JPH04309815A - 燃料蒸発ガス拡散防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は燃料蒸発ガスの流量検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車において燃料蒸発ガス拡散防止装
置が知られており、同装置は燃料タンク内で発生する燃
料蒸発ガスが大気へ放出されるのを防止するものである
。つまり、燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガスをキャ
ニスタに導きキャニスタ内の活性炭に吸着させ、さらに
、エンジンの吸気管内の負圧によって蒸発ガスをパージ
管を通して吸気管に導いてエンジンで燃焼させるように
なっている。さらに、特開平２―１３６５５８号公報に
は、燃料蒸発ガス拡散防止装置における自己診断装置が
開示されている。この装置は、燃料タンク内の圧力が所
定圧力以上のときに、前記パージ通路に設けたパージ弁
を開閉してそのときの空燃比の変化により異常の有無を
判定するものである。つまり、この自己診断装置では燃
料蒸発ガスの発生を確認した上でパージ弁を開閉してパ
ージ管の詰まり等の異常の有無を判定するものであり、
タンク内圧力センサの代わりに燃料蒸発ガスの流量検出
装置を用いることが可能である。そして、微少流量セン
サとして、例えば、特開昭６３−２３６９２２号公報や
実開平１−１８０６２０号公報に示されているように、
歪みゲージを用いて微少なる燃料蒸発ガスの流量を測定
することが考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、歪みゲ
ージを利用して僅かな変位量から流量を求める方式では
、高感度を得るために高い精度に加工された歪みゲージ
を用意する必要があり、この方法は実用性に乏しいもの
である。この発明の目的は、新規なる方式にて、微少な
る燃料蒸発ガスの流量を検出可能な燃料蒸発ガスの流量
検出装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、燃料タン
クと、当該燃料タンクの燃料蒸発ガスを吸着する吸着材
を収納したキャニスタとの連通路に設けられ、この連通
路を開閉する開閉手段と、前記燃料タンク内での燃料蒸
発ガスの圧力を検出するガス圧検出手段とを備え、前記
連通路を閉じた状態で前記ガス圧検出手段による燃料蒸
発ガスの圧力が第１の設定値になると、前記開閉手段を
作動して前記連通路を開いて燃料蒸発ガスをキャニスタ
に供給するとともに、前記ガス圧検出手段による燃料蒸
発ガスの圧力が前記第１の設定値より小さな第２の設定
値以下になると、前記開閉手段を作動して前記連通路を
閉じ、この連通路が開いていた時間により燃料タンクか
らキャニスタへの燃料蒸発ガスの流量を算出するように
し、さらに、常には前記燃料タンクとキャニスタとの連
通路を閉じており前記燃料タンク内での燃料蒸発ガスの
圧力が前記第１の設定値より大きな所定値になると当該
連通路を開くリリーフ用開閉手段を設けた燃料蒸発ガス
の流量検出装置をその要旨とする。

【０００５】第２の発明は、燃料タンクと、当該燃料タ
ンクの燃料蒸発ガスを吸着する吸着材を収納したキャニ
スタとの連通路に設けられ、この連通路を開閉する開閉
手段と、前記燃料タンク内での燃料蒸発ガスの圧力を検
出するガス圧検出手段とを備え、前記連通路を閉じた状
態で前記ガス圧検出手段による燃料蒸発ガスの圧力が第
１の設定値になると、前記開閉手段を作動して前記連通
路を開いて燃料蒸発ガスをキャニスタに供給するととも
に、前記ガス圧検出手段による燃料蒸発ガスの圧力が前
記第１の設定値より小さな第２の設定値以下になると、
前記開閉手段を作動して前記連通路を閉じ、この連通路
が開いていた時間により燃料タンクからキャニスタへの
燃料蒸発ガスの流量を算出するようにし、さらに、常に
は前記燃料タンクとキャニスタとの連通路を閉じており
前記燃料タンク内での燃料蒸発ガスの圧力が前記第２の
設定値より小さな所定値になると当該連通路を開くリリ
ーフ用開閉手段を設けた燃料蒸発ガスの流量検出装置を
その要旨とする。

【０００６】

【作用】連通路を閉じた状態でガス圧検出手段による燃
料蒸発ガスの圧力が第１の設定値になると、開閉手段が
作動されて連通路が開かれて燃料蒸発ガスがキャニスタ
に供給されとともに、ガス圧検出手段による燃料蒸発ガ
スの圧力が第１の設定値より小さな第２の設定値以下に
なると、開閉手段が作動されて連通路が閉じ、この連通
路が開いていた時間により燃料タンクからキャニスタへ
の燃料蒸発ガスの流量が算出される。つまり、連通路を
閉じて燃料タンク内の燃料蒸発ガスの圧力を高くしてか
ら連通路を開くことにより、単に燃料タンク内の燃料蒸
発ガスの圧力を検出するものに比べ圧力が増幅されるこ
とになる。

【０００７】このとき、第１の発明においては、開閉手
段が閉じた状態でロックしても、燃料タンク内での燃料
蒸発ガスの圧力が第１の設定値より大きな所定値になる
とリリーフ用開閉手段が開き圧力が抜かれタンクの変形
が回避される。又、第２の発明においては、開閉手段が
閉じた状態でロックしても、燃料タンク内での燃料蒸発
ガスの圧力が第２の設定値より小さな所定値になるとリ
リーフ用開閉手段が開きタンクの変形が回避される。

【０００８】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。車両には図１に示す内燃機関として
の多気筒エンジン１が搭載され、このエンジン１には吸
気管２（吸気路）と排気管３が接続されている。吸気管
２の各シリンダ吸気部には電磁式の燃料噴射弁４が設け
られるとともに、吸気管２にはスロットル弁５が設けら
れる。さらに、排気管３には空燃比検出手段としてのＯ
２　センサ６が設けられ、同センサ６は排気中の酸素濃
度に応じた電圧信号を出力する。

【０００９】前記燃料噴射弁４に燃料を供給する燃料供
給系統は、燃料タンク７の燃料が燃料ポンプ８にて燃料
フィルタ９を介して各噴射弁４へと圧送されるとともに
、調圧弁１０にて各噴射弁４に供給される燃料が所定圧
力に調整される。図２に示すように、燃料タンク７の上
面にはセンサハウジング１２が固定され、センサハウジ
ング１２内にはダイアフラム室１３が形成されている。 この同ダイアフラム室１３はダイアフラム１４にて上下
室１５，１６に区画され、下側室１６は連通孔１７にて
燃料タンク７内と連通している。又、上側室１５内には
スプリング１８が配置され、スプリング１８の付勢力に
よりダイアフラム１４が下側に付勢されている。ダイア
フラム１４には永久磁石１９が固定され、又、上側室１
５の天井面には磁束検出器２０が配置されており、ダイ
アフラム１４の変形に伴う永久磁石１９との距離Ｌに応
じた信号を発生する。尚、磁束検出器２０としては、Ｍ
Ｒ素子やホール素子が用いられる。

【００１０】そして、燃料タンク７内で燃料蒸発ガスが
発生すると、その圧力に応じた力がダイアフラム１４に
作用して上方に移動する。このダイアフラム１４の変形
に伴い永久磁石１９も上方に移動し、磁束検出器２０に
てこの移動量（距離Ｌ）に応じた電気信号が取り出され
るようになっている。さらに、下側室１６は連通路２１
が形成され、その連通路２１には開閉手段としての電磁
開閉弁２２が配置されている。つまり、弁体２３がスプ
リング２４により連通路２１を閉じる方向に付勢される
とともに、コイル２５の励磁によりスプリング２４の付
勢力に抗して弁体２３を移動して連通路２１を開けるこ
とができるようになっている。又、上側室１５は連通路
２６が形成され、同連通路２６と前記連通路２１とは先
端側で集合している。又、連通路２６と２１との間には
、互いに逆方向の気体をリリーフするための一対のリリ
ーフ弁２７，２８（正圧リリーフ弁２７、負圧リリーフ
弁２８）が設けられている。即ち、連通路２６と２１と
の間の連通通路２９，３０には弁体３１，３２がスプリ
ング３３，３４により連通通路２９，３０を閉じる方向
に付勢され、スプリング３３，３４のセット荷重以上の
圧力が加わると、開弁するようになっている。本実施例
では、スプリング３３，３４のセット荷重が、＋１８ｍ
ｍＨｇ　（相対圧）と−２２ｍｍＨｇ　（相対圧）とな
っている。

【００１１】前記連通路２６，２１は、図１に示すよう
に、パージ管３６にて吸気系のサージタンク３５と連通
され、そのパージ管３６の途中には吸着材としての活性
炭を収納したキャニスタ３７が配設されている。そして
、燃料タンク７の燃料蒸発ガスがキャニスタ３７内の活
性炭に吸着される。又、キャニスタ３７には新気を吸入
するための大気開放孔３８が設けられている。パージ管
３６はキャニスタ３７よりもサージタンク３５側を放出
通路３９とし、この放出通路３９途中にパージ用電磁弁
（以下、パージ弁という）４０が設けられている。

【００１２】このパ―ジ弁４０は、スプリング（図示略
）により常には弁体４１がシート部４２を開く方向に付
勢されているが、コイル４３を励磁することにより弁体
４１がシート部４２を閉じるようになっている。従って
、パージ弁４０の消磁により放出通路３９が開き、パー
ジ弁４０の励磁により放出通路３９が閉じるようになっ
ている。

【００１３】マイクロコンピュータを内蔵した開閉制御
手段及び流量算出手段としての制御回路４４はスロット
ル弁５の開度を検出するスロットルセンサ（図示略）か
らのスロットル開度信号と、エンジン１の回転数を検出
する回転数センサ（図示略）からのエンジン回転数信号
と、吸入空気量を検出する吸気量センサ（図示略）から
の吸入空気量信号と、エンジン冷却水の温度を検出する
水温センサ（図示略）からの冷却水温信号と、吸入空気
温度を検出する吸気温センサ（図示略）からの吸気温信
号を入力する。そして、制御回路４４はこれらの信号か
らスロットル弁５の開度、エンジン回転数、吸気量、エ
ンジン冷却水の温度、吸気温を検知する。

【００１４】又、制御回路４４は前記Ｏ２　センサ６か
らの信号を入力し、混合気のリッチ・リーンの判定を行
う。そして、制御回路４４はリッチからリーンに反転し
た場合及びリーンからリッチに反転した場合は燃料噴射
量を増減すべく図３に示すようにフィードバック補正係
数ＦＡＦを階段状に変化（スキップ）させるとともに、
リッチ又はリーンのときにはフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを徐々に増減させるようになっている。尚、このフ
ィードバック制御はエンジン冷却水温が低いとき、及び
高負荷・高回転走行時には行わない。又、制御回路４４
はエンジン回転数と吸気量により基本噴射時間を求め、
基本噴射時間に対しフィードバック補正係数ＦＡＦ等に
よる補正を行い最終噴射時間を求め、前記燃料噴射弁４
による所定の噴射タイミングでの燃料噴射を行なわせる
。

【００１５】又、制御回路４４は前記磁束検出器２０か
らの信号を入力する。さらに、制御回路４４は前記電磁
開閉弁２２及びパージ弁４０と接続され、該開閉弁２２
及びパージ弁４０を開閉制御する。又、車両のインスト
ルメントパネルには警告ランプ４５が設けられ、制御回
路４４と接続されている。次に、このように構成した燃
料蒸発ガス拡散防止装置の作用を説明する。

【００１６】まず、燃料蒸発ガスの流量検出動作を説明
する。通常、電磁開閉弁２２は閉じられており、燃料タ
ンク７内の燃料が蒸発しはじめると、燃料タンク７内は
密閉されているためタンク７内の圧力が上昇する。タン
ク内圧力はダイアフラム１４に加わりダイアフラム１４
に取り付けられている永久磁石１９が上方に移動する。 その上方への移動に伴う電気信号が磁束検出器２０から
制御回路４４に出力される。制御回路４４ではこのタン
ク内圧力が図４での１５ｍｍＨｇ　及び８ｍｍＨｇ　に
なったか否か判定している。

【００１７】そして、制御回路４４は、１５ｍｍＨｇ　
になると（図４でのｔ１タイミング）、電磁開閉弁２２
を開かせるとともに、その開弁時間のカウント動作を開
始する。このようにして、電磁開閉弁２２を開くことに
より燃料タンク７内の圧力が低下し、タイアフラム１４
が元の位置に復帰しようとして下方に移動する。そして
、制御回路４４は、タンク内圧力が８ｍｍＨｇ　になる
と（図４でのｔ２タイミング）、電磁開閉弁２２を閉じ
るとともに開弁時間を計るカウント動作を中止する。

【００１８】さらに、燃料タンク７内の燃料温度が上昇
し燃料が蒸発し続ける間、このような動作が繰り返され
、電磁開閉弁２２の開弁時間の積算が行われる。この積
算時間が、図５に示すように、タンク７からキャニスタ
３７に流れる流量に対応するものとなる。しかし、電磁
開閉弁２２が全閉状態にて故障した場合、あるいは、磁
束検出器２０が故障した場合においては、燃料タンク７
内の燃料ガス圧力が上昇する。そして、図６に示すよう
に、タンク内圧力が１８ｍｍＨｇ　になると正圧リリー
フ弁２７が開弁して燃料タンク７内の蒸発ガスがキャニ
スタ３７側に抜けて１８ｍｍＨｇ以下に保持してタンク
７の変形（膨張）が回避される。一方、エンジンを停止
した時のように、タンク７内の燃料温度低下により燃料
蒸発ガスは発生しなくなり、タンク７内の蒸発ガスの温
度低下等によりタンク内圧は負圧となり、タンク７が収
縮変形しようとする。しかし、−２２ｍｍＨｇ　になる
と、図６に示すように、負圧リリーフ弁２８が開弁して
燃料タンク７内にキャニスタ３７側から空気が導入され
、−２２ｍｍＨｇ　以上に保持してタンク７の変形（収
縮）が回避される。

【００１９】次に、制御回路４４による自己診断を説明
する。図７には所定時間ごとに行われるパージ弁４０の
制御ルーチンを示す。制御回路４４はイグニッションス
イッチがオン操作されると、積算ガス流量Ｑを「０」に
設定する。そして、制御回路４４はステップ１００で診
断条件が成立しているか否かを判断する。この診断条件
の成立とは、エンジン冷却水温が８０℃以上で、かつ、
イグニッションスイッチがオンした後においてそれまで
に一度も自己診断が実行されない場合をいう。制御回路
４４はエンジン冷却水温が８０℃未満であると、ステッ
プ１０１でエンジン冷却水温が４０℃以上であるか否か
判断する。制御回路４４はステップ１０１においてエン
ジン冷却水温が４０℃以上ならば、ステップ１０２でス
ロットル弁５の開度が所定の開度α以上か否か判断し、
所定開度α以上ならばステップ１０３でパージ弁４０を
開ける。又、制御回路４４はステップ１０１でエンジン
冷却水温が４０℃未満だったりステップ１０２でスロッ
トル弁５の開度が所定の開度α未満であると、ステップ
１０４でパージ弁４０を閉じる。

【００２０】一方、制御回路４４はステップ１００にお
いてイグニッションスイッチのオン後に始めてエンジン
冷却水温が８０℃以上になり診断条件が成立するとステ
ップ１０５でパージ弁４０を閉じ、ステップ１０６で積
算ガス流量Ｑが所定値β以上となったか否か判定する。 制御回路４４は積算ガス流量Ｑが所定値β以上となると
、ステップ１０７でパージ弁４０を開け、ステップ１０
８でフィードバック補正係数ＦＡＦがリッチ側に所定量
だけシフトしたか否か判定し、リッチにならないと、異
常が発生したものとみなしてステップ１０９で警告ラン
プ４５を点灯させる。即ち、装置が正常に機能していれ
ば、パージ弁４０を閉じた状態で活性炭に燃料蒸発ガス
を所定量吸着させた後に、パージ弁４０を開けるとキャ
ニスタ３７の活性炭に吸着された燃料蒸発ガスが吸気管
２内に供給され、空燃比は過濃（リッチ）となり、パー
ジ弁４０を開くことによりＦＡＦに差ができる。しかし
、ＦＡＦが大きくならないということはパージ管３６に
詰り等の異常があると判定する。

【００２１】このように本実施例では、燃料タンク７と
キャニスタ３７との連通路２１に電磁開閉弁２２（開閉
手段）を設け、ダイアフラム１４と永久磁石１９と磁束
検出器２０（ガス圧検出手段）にて燃料タンク７内での
燃料蒸発ガスの圧力を検出するようにし、制御回路４４
は、電磁開閉弁２２を制御して連通路２１を閉じた状態
で燃料蒸発ガスの圧力が第１の設定値（１５ｍｍＨｇ　
）になると、電磁開閉弁２２を制御して連通路２１を開
いて燃料蒸発ガスをキャニスタ３７に供給するとともに
、燃料蒸発ガスの圧力が第１の設定値より小さな第２の
設定値（８ｍｍＨｇ　）以下になると、電磁開閉弁２２
を制御して連通路２１を閉じ、さらに、この連通路２１
が開いていた時間により燃料タンク７からキャニスタ３
７への燃料蒸発ガスの流量を算出するようにした。その
結果、連通路２１を閉じて燃料タンク７内の燃料蒸発ガ
スの圧力を高くしてから連通路２１を開くことにより、
単に燃料タンク７内の燃料蒸発ガスの圧力を検出するも
のに比べ圧力が増幅されことになる。よって、新規なる
方式にて、微少なる燃料蒸発ガスの流量を検出できるこ
ととなる。さらに、電磁開閉弁２２が閉じた状態でロッ
クしても、燃料タンク７内での燃料蒸発ガスの圧力が第
１の設定値（１５ｍｍＨｇ　）より大きな所定値（１８
ｍｍＨｇ　）になると正圧リリーフ弁２７（リリーフ用
開閉手段）が開きタンクの変形が回避される。又、同様
に、電磁開閉弁２２が閉じた状態でロックし、燃料タン
ク７内での燃料蒸発ガスの圧力が第２の設定値（８ｍｍ
Ｈｇ　）より小さな所定値（−２２ｍｍＨｇ　）になる
と負圧リリーフ弁２８（リリーフ用開閉手段）が開きタ
ンクの変形が回避される。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
新規なる方式にて、微少なる燃料蒸発ガスの流量を検出
できるとともに、連通路が閉じられた状態でロックされ
ても燃料タンクに異常圧力が加わることが回避できる優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のエンジン回りの構成を示す図である。

【図２】燃料タンク部分の断面図である。

【図３】センサ信号処理を説明するための図である。

【図４】センサ信号処理を説明するための図である。

【図５】通路開放累積時間と積算ガス流量との関係を示
す図である。

【図６】燃料タンク内圧の変化を示す図である。

【図７】作用を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

７　　燃料タンク １４　　ガス圧検出手段を構成するダイアフラム１９　
　ガス圧検出手段を構成する永久磁石２０　　ガス圧検
出手段を構成する磁束検出器２１　　連通路 ２２　　開閉手段としての電磁開閉弁 ２７　　リリーフ用開閉手段としての正圧リリーフ弁２
８　　リリーフ用開閉手段としての負圧リリーフ弁３７
　　キャニスタ ４４　　制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　燃料タンクと、当該燃料タンクの燃料
   蒸発ガスを吸着する吸着材を収納したキャニスタとの連
   通路に設けられ、この連通路を開閉する開閉手段と、前
   記燃料タンク内での燃料蒸発ガスの圧力を検出するガス
   圧検出手段とを備え、前記連通路を閉じた状態で前記ガ
   ス圧検出手段による燃料蒸発ガスの圧力が第１の設定値
   になると、前記開閉手段を作動して前記連通路を開いて
   燃料蒸発ガスをキャニスタに供給するとともに、前記ガ
   ス圧検出手段による燃料蒸発ガスの圧力が前記第１の設
   定値より小さな第２の設定値以下になると、前記開閉手
   段を作動して前記連通路を閉じ、この連通路が開いてい
   た時間により燃料タンクからキャニスタへの燃料蒸発ガ
   スの流量を算出するようにし、さらに、常には前記燃料
   タンクとキャニスタとの連通路を閉じており前記燃料タ
   ンク内での燃料蒸発ガスの圧力が前記第１の設定値より
   大きな所定値になると当該連通路を開くリリーフ用開閉
   手段を設けたことを特徴とする燃料蒸発ガスの流量検出
   装置。
2. 【請求項２】　　燃料タンクと、当該燃料タンクの燃料
   蒸発ガスを吸着する吸着材を収納したキャニスタとの連
   通路に設けられ、この連通路を開閉する開閉手段と、前
   記燃料タンク内での燃料蒸発ガスの圧力を検出するガス
   圧検出手段とを備え、前記連通路を閉じた状態で前記ガ
   ス圧検出手段による燃料蒸発ガスの圧力が第１の設定値
   になると、前記開閉手段を作動して前記連通路を開いて
   燃料蒸発ガスをキャニスタに供給するとともに、前記ガ
   ス圧検出手段による燃料蒸発ガスの圧力が前記第１の設
   定値より小さな第２の設定値以下になると、前記開閉手
   段を作動して前記連通路を閉じ、この連通路が開いてい
   た時間により燃料タンクからキャニスタへの燃料蒸発ガ
   スの流量を算出するようにし、さらに、常には前記燃料
   タンクとキャニスタとの連通路を閉じており前記燃料タ
   ンク内での燃料蒸発ガスの圧力が前記第２の設定値より
   小さな所定値になると当該連通路を開くリリーフ用開閉
   手段を設けたことを特徴とする燃料蒸発ガスの流量検出
   装置。