燃料罐系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明獲得一種能夠在不依存于由發(fā)動機(jī)所作用的負(fù)壓的條件下對過濾罐進(jìn)行凈化、且能量效率也較為優(yōu)異的燃料罐系統(tǒng)。在加油時，燃料罐（14）內(nèi)的氣體移動到過濾罐（40），并且蒸發(fā)燃料被過濾罐（40）吸附。通過氣體分離器（16）而將大氣成分從燃料罐（14）內(nèi)的氣體中分離出并排放，從而能夠使燃料罐（14）內(nèi)成為負(fù)壓。使該負(fù)壓作用于過濾罐（40）而對過濾罐（40）進(jìn)行凈化。
【專利說明】燃料罐系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃料罐系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在搭載于汽車上的燃料罐系統(tǒng)中，考慮到例如在混合動力汽車等中發(fā)動機(jī)的驅(qū)動時間變短的情況，且為了實現(xiàn)耗油率的改善，從而期望能夠在不依存于來自發(fā)動機(jī)的負(fù)壓的條件下對過濾罐進(jìn)行凈化。在專利文獻(xiàn)I (日本特開2003-314381號公報)中，記載了一種如下的蒸發(fā)燃料回收裝置，該蒸發(fā)燃料回收裝置利用抽吸泵將過濾罐中的蒸汽抽出并通過液化器進(jìn)行液化，且向燃料罐進(jìn)行回收。
[0003]但是，在專利文獻(xiàn)I的結(jié)構(gòu)中，由于通過液化器而對蒸發(fā)燃料進(jìn)行冷卻并液化，因此需要用于冷卻的能量，并要求進(jìn)一步提高能量效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的課題
[0005]考慮到上述事實，本發(fā)明的課題在于，獲得一種能夠在不依存于由發(fā)動機(jī)所作用的負(fù)壓的條件下對過濾罐進(jìn)行凈化、且能量效率也較為優(yōu)異的燃料罐系統(tǒng)。
[0006]用于解決課題的方法
[0007]在本發(fā)明中具有:燃料罐，其對燃料進(jìn)行收納；過濾罐，其能夠進(jìn)行對所述燃料罐內(nèi)的蒸發(fā)燃料的吸附及釋放；氣體分離器，其將大氣成分從所述燃料罐內(nèi)的氣體中分離出并排放到燃料罐外；內(nèi)壓檢測單元，其對所述燃料罐的內(nèi)壓進(jìn)行檢測；切換單元，其對第一狀態(tài)和第二狀態(tài)進(jìn)行切換，其中，所述第一狀態(tài)為，在燃料罐的內(nèi)壓成為了第一預(yù)定值以下的負(fù)壓的、負(fù)壓時的狀態(tài)下，能夠通過該負(fù)壓而將被過濾罐吸附的蒸發(fā)燃料吸入到燃料罐中的狀態(tài)，所述第二狀態(tài)為，在燃料罐的內(nèi)壓成為了第二預(yù)定值以上的正壓的、正壓時的狀態(tài)下，能夠通過該正壓而使所述氣體層的氣體經(jīng)過所述氣體分離器并將氣體層的大氣成分從氣體分離器排放到外部的狀態(tài)。
[0008]在該燃料罐系統(tǒng)中，具有對燃料罐的內(nèi)壓進(jìn)行檢測的內(nèi)壓檢測單元，在燃料罐的內(nèi)壓成為了第二預(yù)定值以上的正壓的、正壓時的狀態(tài)下，切換單元設(shè)切換成，能夠通過該正壓而使氣體層的氣體經(jīng)過氣體分離器并將氣體層的大氣成分從氣體分離器排放到外部的第二狀態(tài)。由此，由于大氣成分從燃料罐內(nèi)的氣體中被分離出并被排放到氣體分離器的外部，因此燃料罐內(nèi)的大氣成分將減少。
[0009]在該狀態(tài)下，因燃料罐內(nèi)的溫度的降低等，從而燃料罐的內(nèi)壓會下降。而且，在燃料罐的內(nèi)壓成為了第一預(yù)定值以下的負(fù)壓的、負(fù)壓時的狀態(tài)下，切換單元切換成，能夠通過該負(fù)壓而將被過濾罐吸附的蒸發(fā)燃料吸入到燃料罐中的第一狀態(tài)。由于燃料罐的負(fù)壓作用于過濾罐，因此能夠?qū)⒈贿^濾罐吸附的蒸發(fā)燃料釋放(凈化)并對其進(jìn)行抽吸，以使蒸發(fā)燃料返回到燃料罐。
[0010]而且，能夠反復(fù)實施如下的動作，S卩，在燃料罐內(nèi)為正壓時的狀態(tài)下通過利用氣體分離器而將大氣成分分離出并排放到燃料罐外從而使燃料罐內(nèi)成為負(fù)壓的動作、和在燃料罐內(nèi)為負(fù)壓時的狀態(tài)下對過濾罐進(jìn)行凈化的動作。
[0011]如此，由于在本發(fā)明中，在凈化過濾罐時無需實施通過對氣化器等的驅(qū)動而實現(xiàn)的對蒸發(fā)燃料的冷卻，因此，與通過氣化器等而對蒸發(fā)燃料進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)相比，能量效率較高。此外，本發(fā)明還能夠有助于汽車的耗油率改善。
[0012]在本發(fā)明中，也可以采用如下的結(jié)構(gòu)，S卩，所述切換單元具有:連通配管，其一端側(cè)連接于所述燃料罐，并且通過中間部分的分支部而被分支以使其另一端側(cè)分別連接于所述過濾罐及所述氣體分離器；排放配管，其用于將大氣成分從所述氣體分離器排放到外部；三通閥，其被設(shè)置在所述連通配管的所述分支部上，并且能夠選擇性地將來自燃料罐的氣體的排放通道切換為，使所述燃料罐與所述過濾罐連通的過濾罐側(cè)連通通道、或者使所述燃料罐與所述氣體分離器連通的氣體分離器側(cè)連通通道；開閉閥，其被設(shè)置在從所述燃料罐起經(jīng)過所述氣體分離器至所述排放配管為止的部位上。
[0013]在該結(jié)構(gòu)中，通過對下述動作進(jìn)行組合，從而能夠?qū)Φ谝粻顟B(tài)和第二狀態(tài)進(jìn)行切換，所述動作為，通過三通閥而將來自燃料罐的氣體的排放通道切換為過濾罐側(cè)連通通道和氣體分離器側(cè)連通通道中的某一個連通通道的動作、以及通過開閉閥而對從燃料罐起經(jīng)過氣體分離器至排放配管為止的部位進(jìn)行開閉的動作。而且，由于從燃料罐至分支部(三通閥)為止的氣體的排放通道通過過濾罐側(cè)連通通道和氣體分離器側(cè)連通通道而被共通化，且對這些配管進(jìn)行開閉的閥只需一個三通閥即可，因此能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡化。
[0014]發(fā)明效果
[0015]本發(fā)明由于采用了上述結(jié)構(gòu)，因此能夠在不依存于由發(fā)動機(jī)所作用的負(fù)壓的條件下對過濾罐進(jìn)行凈化，且能量效率也較為優(yōu)異。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為以加油中的狀態(tài)表示本發(fā)明的第一實施方式的燃料罐系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的第一實施方式的燃料罐系統(tǒng)的框圖。
[0018]圖3為以空氣成分排放時的狀態(tài)表示本發(fā)明的第一實施方式的燃料罐系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖4為以過濾罐的凈化時的狀態(tài)表示本發(fā)明的第一實施方式的燃料罐系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖5為表示本發(fā)明的第一實施方式的燃料罐系統(tǒng)的第一改變例的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖6為表示本發(fā)明的第一實施方式的燃料罐系統(tǒng)的第二改變例的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖7為表示本發(fā)明的第一實施方式的燃料罐系統(tǒng)的第三改變例的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖8為表示在本發(fā)明的第一實施方式及其第一改變例的燃料罐系統(tǒng)中，燃料罐的內(nèi)壓與開閉閥的開閉及三通閥的切換之間的關(guān)系的說明圖。
[0024]圖9A為表示在本發(fā)明的第一實施方式的第二改變例的燃料罐系統(tǒng)中，燃料罐的內(nèi)壓與開閉閥的開閉及三通閥的切換之間的關(guān)系的說明圖。
[0025]圖9B為表示在本發(fā)明的第一實施方式的第二改變例的燃料罐系統(tǒng)中，燃料罐的內(nèi)壓達(dá)到P4的前后的狀態(tài)下的開閉閥的開閉及三通閥的切換之間的關(guān)系的說明圖。
[0026]圖9C為表示在本發(fā)明的第一實施方式的第二改變例的燃料罐系統(tǒng)中，燃料罐的內(nèi)壓達(dá)到P3的前后的狀態(tài)下的開閉閥的開閉及三通閥的切換之間的關(guān)系的說明圖?！揪唧w實施方式】
[0027]在圖1中，圖示了本發(fā)明的第一實施方式的燃料罐系統(tǒng)12。燃料罐系統(tǒng)12的燃料te 14在本實施方式中被設(shè)定為樹脂制。燃料iil 14在整體上被形成為能夠?qū)⑷剂鲜占{于內(nèi)部的形狀(例如大致長方體的箱狀)。
[0028]燃料罐14的下方通過未圖示的油罐帶而被支承。該油罐帶的兩端被固定在地板面板的未圖示的托架上。由此，燃料罐14以被油罐帶支承的狀態(tài)而被安裝在地板面板上。
[0029]如圖1所示，燃料罐14與進(jìn)油管32的下部連接。進(jìn)油管32的上端被設(shè)為加油口36。能夠?qū)⒓佑蜆尣迦氲皆摷佑涂?36中，并將燃料導(dǎo)入至燃料罐14中而進(jìn)行加油。另外，根據(jù)燃料罐14內(nèi)的燃料量，在進(jìn)油管32中也會收納有一部分燃料。
[0030]在燃料罐14的上壁14Τ上設(shè)置有閥38，所述閥38實施滿罐液位的限制以及燃料的漏出防止。由于在向燃料罐14的加油時，在燃料罐14內(nèi)的燃料達(dá)到滿罐液位之前閥門38將處于開閥，從而燃料罐14內(nèi)的氣體會被排放到后述的過濾罐40中，因此能夠繼續(xù)進(jìn)行加油。由于當(dāng)燃料罐14內(nèi)的燃料達(dá)到滿罐液位時，閥門38將被關(guān)閉，從而燃料罐14內(nèi)的氣體將不再被排放到過濾罐40中，因此，被供給的燃料將在進(jìn)油管32內(nèi)上升，并到達(dá)加油槍。由此,加油槍的自動停止機(jī)構(gòu)進(jìn)行動作，以使加油停止。
[0031]進(jìn)油管32的上端的加油口 36能夠通過油箱帽42而被打開關(guān)閉。在車身的側(cè)板48上，于油箱帽42的更外側(cè)設(shè)置有加油口蓋50。
[0032]加油口蓋50通過E⑶30 (參照圖2)而被控制，從而被鎖止或被解除鎖止。而且，當(dāng)未圖示的加油口蓋開啟器被操作時，加油口蓋50被解除鎖止，從而能夠使進(jìn)油管32 (加油路徑)的上方開放。
[0033]油箱帽42在被安裝于加油口 36上的狀態(tài)下，在進(jìn)油管32的上方處將進(jìn)油管32封閉，并對加油槍向進(jìn)油管32的接近進(jìn)行限制。相對于此，當(dāng)油箱帽42被從加油口 36取下時，進(jìn)油管32的上方將被開放，從而能夠?qū)崿F(xiàn)向進(jìn)油管32的接近。
[0034]在車身上設(shè)置有帽開閉傳感器52，該帽開閉傳感器52對油箱帽42的開閉狀態(tài)進(jìn)行檢測并向ECU30輸送該信息。同樣地，在車身上設(shè)置有蓋開閉傳感器54，該蓋開閉傳感器54對加油口蓋50的開閉狀態(tài)進(jìn)行檢測，并向E⑶30輸送該信息。
[0035]在燃料罐14的上方配置有過濾罐40。在過濾罐40內(nèi)，收納有由活性碳等構(gòu)成的吸附材料。通過該吸附材料，能夠?qū)崿F(xiàn)蒸發(fā)燃料的吸附及釋放。
[0036]而且，在燃料罐14的上方配置有氣體分離器16。氣體分離器16僅將大氣成分、即不構(gòu)成蒸發(fā)燃料的成分從自燃料罐14輸送來的氣體(包含大氣成分和蒸發(fā)燃料成分的雙方的混合氣體)中分離出，并能夠從排放配管18向外部氣體(燃料罐系統(tǒng)12的外部)進(jìn)行排放。
[0037]從燃料罐14的閥38起連接有連通配管20的一端側(cè)(共通通道20Α的一端側(cè))。連通配管20通過設(shè)置于中途的分支部20D，從而被分支成過濾罐側(cè)連通通道20C和分離器側(cè)連通通道20Β這兩個連通通道。過濾罐側(cè)連通通道20C連接于過濾罐40。分離器側(cè)連通通道20Β連接于氣體分離器16。連通配管20構(gòu)成了來自燃料罐14的氣體的排放通道。
[0038]在分支部20D上設(shè)置有三通閥22。如圖2所示，三通閥22通過E⑶30而被控制。ECU30根據(jù)由后述的罐內(nèi)壓傳感器74檢測出的燃料罐14的內(nèi)壓，而選擇性地將從燃料罐14排放的氣體的路徑向過濾罐側(cè)連通通道20C和分離器側(cè)連通通道20B中的某一方進(jìn)行切換。
[0039]在氣體分離器16的排放配管18上，設(shè)置有開閉閥24。如圖2所示，開閉閥24通過ECU30而被控制。當(dāng)由罐內(nèi)壓傳感器74檢測出的燃料罐14的內(nèi)壓超過預(yù)先設(shè)定的預(yù)定的閾值(后述的閾值Pl)時，E⑶30使開閉閥24開閥。由此，雖然從燃料罐14起經(jīng)過氣體分離器16而與外部氣體連通的氣體的流道被朝向大氣開放(與外部氣體連通)，并能夠使通過氣體分離器16而被分離出的大氣成分穿過排放配管18而排放到大氣，但是，通過閉閥，從而可阻止該大氣成分的大氣排放。
[0040]另外，作為三通閥22及開閉閥24，各自除了使用電氣式的開閉閥和機(jī)械式的開閉閥之外，還能夠使用并用了電氣式和機(jī)械式的開閉閥等。三通閥22及開閉閥24均能夠作為通過在燃料罐14的高壓時進(jìn)行開閥從而對過度的內(nèi)壓上升進(jìn)行抑制的安全閥而發(fā)揮作用。
[0041]在過濾罐40上，還設(shè)置有大氣開放管60。大氣開放管60的端部被向大氣開放。因此，當(dāng)三通閥22使過濾罐側(cè)連通通道20C連通時，燃料罐14內(nèi)的氣體將穿過過濾罐40(此時，蒸發(fā)燃料被吸附劑所吸附)，之后將被排放到大氣中。大氣開放管60為本發(fā)明的排放配管的示例。而且，本發(fā)明的切換單元具有連通配管20、大氣開放管60、三通閥22及開閉閥24。
[0042]在大氣開放管60上設(shè)置有空氣過濾器64，用以對被導(dǎo)入至過濾罐40的外部氣體中的異物進(jìn)行去除。該異物中除了包括空氣中的塵和埃等之外，還包括水和泥等使大氣開放管60的流道的截面面積減少的物質(zhì)。
[0043]在燃料罐14內(nèi)，還設(shè)置有用于將內(nèi)部的燃料輸送到發(fā)動機(jī)的燃料泵組件66。燃料泵組件66和發(fā)動機(jī)通過燃料供給配管68而被連通，并能夠通過對構(gòu)成燃料泵組件66的燃料泵70的驅(qū)動，而將燃料輸送到發(fā)動機(jī)。而且，燃料泵組件66具備液面水位傳感器72，從而能夠?qū)θ剂瞎?4內(nèi)的燃料液位進(jìn)行檢測。所檢測出的液位的信息被輸送至ECU30。
[0044]在燃料罐14的上壁14T上，設(shè)置有罐內(nèi)壓傳感器74。罐內(nèi)壓傳感器74對燃料罐14的內(nèi)壓進(jìn)行檢測。所檢測出的燃料罐14的內(nèi)壓的信息被輸送至ECU30。
[0045]接下來，對本實施方式的燃料罐系統(tǒng)12的作用進(jìn)行說明。
[0046]當(dāng)向燃料罐14進(jìn)行加油時，通過乘員(也可以為加油者)而使車輛的點(diǎn)火被關(guān)閉。當(dāng)在該狀態(tài)下通過對加油口蓋開啟器的操作而實施了加油口蓋50的開放動作時，ECU30判斷為，處于實施向燃料罐14的加油的狀態(tài)(本發(fā)明的加油時)。而且，E⑶30對三通閥22進(jìn)行控制，以使燃料罐14和過濾罐40連通。由此，燃料罐14內(nèi)的氣體能夠向過濾罐40進(jìn)行移動。此外，ECU30使開閉閥24關(guān)閉，從而封閉從氣體分離器16通向外部氣體的氣體的路徑。另外，關(guān)于燃料罐14是否處于加油時的判斷，可以采用油箱帽42從加油口 36被取下的情況，來取代(或者并用)對加油口蓋開啟器的操作、或者伴隨于此的加油口蓋50的開放動作，來進(jìn)行判斷。
[0047]當(dāng)在該狀態(tài)下進(jìn)行加油時，通過在加油過程中使燃料罐14內(nèi)的氣體移動到過濾罐40 (參照圖1所示的箭頭標(biāo)記F1)，從而使料罐14內(nèi)的氣體被置換為燃料。雖然燃料罐14內(nèi)的氣體包含蒸發(fā)燃料，但是在過濾罐40中，氣體中的蒸發(fā)燃料通過吸附劑而被吸附并被凈化。凈化后的氣體從大氣開放管60被排放到大氣中。
[0048]當(dāng)燃料罐14內(nèi)的燃料的液位上升而到達(dá)閥38時，由于氣體變?yōu)椴粫娜剂瞎?4被排放出，因此燃料在進(jìn)油管32內(nèi)上升。而且，當(dāng)進(jìn)油管32內(nèi)的燃料到達(dá)加油槍時，加油槍的自動停止機(jī)構(gòu)將進(jìn)行工作，以使加油停止。
[0049]當(dāng)加油結(jié)束時，將油箱帽42安裝在進(jìn)油管32上，并且將加油口蓋50關(guān)閉。當(dāng)以此方式通過蓋開閉傳感器54而檢測出加油口蓋50被關(guān)閉時(也可以進(jìn)一步根據(jù)需要而通過帽開閉傳感器52來對安裝了油箱帽42的情況進(jìn)行檢測)，ECU30判斷為向燃料罐14的加油已結(jié)束。
[0050]接下來，E⑶30對三通閥22進(jìn)行控制，并向氣體分離器16側(cè)切換，從而使燃料罐14內(nèi)和氣體分離器16連通(燃料罐14內(nèi)與過濾罐40之間的氣體的移動路徑被封閉)。在燃料罐14中，由于進(jìn)油管32通過油箱帽42而被關(guān)閉，而且，排放配管18通過開閉閥24也被關(guān)閉，因此，能夠不使燃料罐14內(nèi)的蒸發(fā)燃料排放到外部而構(gòu)成燃料罐14內(nèi)的密封結(jié)構(gòu)(所謂的密封罐)。
[0051]在加油時間之外，由于例如周圍的溫度變化等原因?qū)⑹谷剂瞎?4的內(nèi)壓發(fā)生變化。E⑶30根據(jù)燃料罐14的內(nèi)壓而以如下所示的方式對三通閥22及開閉閥24進(jìn)行控制。另外，當(dāng)對三通閥22及開閉閥24進(jìn)行控制時，還如圖8所示，作為燃料罐14的內(nèi)壓為正壓的情況，設(shè)定有高于大氣壓的預(yù)定的閾值P1、和高于大氣壓但低于閾值Pl的閾值P2(此時，成為大氣壓< P2 < Pl的關(guān)系)。閾值Pl相當(dāng)于本發(fā)明中的“第二預(yù)定值”。
[0052]同樣地，作為燃料罐14的內(nèi)壓為負(fù)壓的情況，預(yù)先設(shè)定有低于大氣壓的預(yù)定的閾值P3、和低于大氣壓但高于閾值P3的閾值P4(此時，成為P3 < P4 <大氣壓的關(guān)系)。閾值P3相當(dāng)于本發(fā)明中的“第一預(yù)定值”。另外，在圖8中，實線表示與燃料罐14的內(nèi)壓相對應(yīng)的開閉閥24的狀態(tài)的變化(打開或關(guān)閉)。此外，虛線同樣地表示與燃料罐14的內(nèi)壓相對應(yīng)的三通閥22的狀態(tài)的變化(是否使燃料罐14與氣體分離器16和過濾罐40中的某一個連通)。
[0053]首先，當(dāng)燃料罐14內(nèi)的溫度上升時，燃料罐14的內(nèi)壓升高。在燃料罐14的內(nèi)壓為正壓、即高于大氣壓的狀態(tài)下，E⑶30使三通閥22向氣體分離器16側(cè)切換，從而使燃料罐14內(nèi)的氣體不會從過濾罐40流過。此外，ECU30預(yù)先使開閉閥24閉閥，直到燃料罐14的內(nèi)壓達(dá)到上述的閾值Pl以上為止。
[0054]當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓達(dá)到閾值Pl (第二預(yù)定值)以上時，如圖3所示，E⑶30使開閉閥24開閥。由此，燃料罐系統(tǒng)12成為第二狀態(tài)。燃料罐14內(nèi)的氣體流向氣體分離器16(參照圖3的箭頭標(biāo)記F2)，具有通過氣體分離器16而被分離出的大氣成分的氣體(不包含蒸發(fā)燃料成分)被排放到燃料罐系統(tǒng)12的外部(參照圖3的箭頭標(biāo)記F3)。實質(zhì)上，由于構(gòu)成燃料罐14內(nèi)的上部的氣體層的氣體的量減少，因此燃料罐14的內(nèi)壓降低。
[0055]E⑶30對開閉閥24的開閥狀態(tài)進(jìn)行維持，直到燃料罐14的內(nèi)壓降低并達(dá)到閾值P2為止。因此，具有存在于燃料罐14內(nèi)的大氣成分的氣體被繼續(xù)排放到燃料罐系統(tǒng)12的外部。而且，當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓降低并成為閾值P2以下時，ECU30使開閉閥24閉閥。
[0056]如此，由于在燃料罐14的內(nèi)壓為正壓的情況下，將存在于燃料罐14內(nèi)的氣體的大氣成分排放到燃料罐系統(tǒng)12的外部，因此能夠?qū)崿F(xiàn)燃料罐14的內(nèi)壓降低。
[0057]當(dāng)在此狀態(tài)下，燃料罐14內(nèi)的溫度降低時，由于燃料罐14內(nèi)的氣體(大氣成分)將減少，因此，燃料罐14的內(nèi)壓會進(jìn)一步降低并成為負(fù)壓。
[0058]當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓成為上述的閾值P3 (第一預(yù)定值)以下時，如圖4所示，E⑶30對三通閥22進(jìn)行控制而使之向過濾罐40側(cè)切換，從而使燃料罐14的內(nèi)部和過濾罐40連通。由此，燃料罐系統(tǒng)12成為第一狀態(tài)。由于燃料罐14的內(nèi)部成為負(fù)壓，因此，該負(fù)壓將作用于過濾罐40。在過濾罐40中，雖然在加油時被吸附了的蒸發(fā)燃料被吸附在吸附劑上，但是，該蒸發(fā)燃料將從吸附劑上被釋放，并向燃料罐14內(nèi)進(jìn)行移動(參照圖4的箭頭標(biāo)記F4)。SP，過濾罐40通過燃料罐14的負(fù)壓而被凈化。另外,在凈化過濾罐40時，大氣經(jīng)過大氣開放管60而被導(dǎo)入至過濾罐40。
[0059]當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓上升并達(dá)到閾值P4時，E⑶30再次使三通閥22切換至氣體分離器16側(cè)，從而使燃料罐14內(nèi)的氣體不從過濾罐40流過。
[0060]從以上的說明可知，在本實施方式的燃料罐系統(tǒng)12中，在燃料罐14處于正壓時，通過將存在于燃料罐14內(nèi)的大氣成分排放到外部，從而實質(zhì)性地減少了燃料罐14內(nèi)的氣體分子量。而且，通過使燃料罐14內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，并使該負(fù)壓作用于過濾罐40而對過濾罐40進(jìn)行凈化，從而能夠在不依存于由發(fā)動機(jī)所作用的負(fù)壓的條件下對過濾罐40進(jìn)行凈化。由于無需為了凈化過濾罐40而驅(qū)動發(fā)動機(jī)(或者提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù))，因此，能量效率也較為優(yōu)異，并改善了耗油率。
[0061]尤其是，在本實施方式中，與并未以此方式使燃料罐14內(nèi)的大氣成分減少的結(jié)構(gòu)相比，在燃料罐14為負(fù)壓時，可從外部導(dǎo)入至燃料罐14內(nèi)、即燃料罐系統(tǒng)12中的氣體的量將增多。而且，通過導(dǎo)入更多的大氣，從而提高了對過濾罐40進(jìn)行凈化的能力。
[0062]而且，雖然在凈化過濾罐40時大氣被導(dǎo)入至燃料罐14內(nèi)，但是，當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓達(dá)到了閾值Pl時，大氣成分將通過氣體分離器16而從蒸發(fā)燃料成分中被分離出并被排放到外部。通過以此方式減少燃料罐14內(nèi)的大氣成分，從而使燃料罐14內(nèi)容易再次產(chǎn)生負(fù)壓狀態(tài)。而且，通過將燃料罐14內(nèi)再次設(shè)為負(fù)壓狀態(tài)，從而能夠反復(fù)地使蒸發(fā)燃料從過濾罐40中釋放，進(jìn)而對過濾罐40進(jìn)行凈化。
[0063]另外，作為用于打開開閉閥24的燃料罐14的內(nèi)壓的條件，在原理上，還能夠使用燃料罐14的內(nèi)壓從負(fù)壓開始上升并成為了大氣壓的狀態(tài)。此時，在圖8所示的圖表中，實質(zhì)上Pl =大氣壓。同樣地，作為用于使三通閥22從氣體分離器16側(cè)向過濾罐40側(cè)切換的燃料罐14的內(nèi)壓的條件，在原理上，也能夠使用燃料罐14的內(nèi)壓從正壓開始下降并成為了大氣壓的狀態(tài)。此時，在圖8所示的圖表中，實質(zhì)上P2 =大氣壓。
[0064]但是，實際上，大氣壓依存于周圍的溫度和高度(自海平面起的高度)等而發(fā)生變化。因此，通過將閾值Pi設(shè)定為，高于假設(shè)的最高的大氣壓，從而即使在大氣壓較高的狀態(tài)下，也能夠在燃料罐14的內(nèi)壓切實地高于大氣壓的狀態(tài)下使開閉閥24開閥。此外，通過將閾值P2設(shè)定為，低于假設(shè)的最低的大氣壓，從而即使在大氣壓較低的狀態(tài)下，也能夠在燃料罐14的內(nèi)壓切實地低于大氣壓的狀態(tài)下使三通閥22從氣體分離器16側(cè)向過濾罐14側(cè)切換。
[0065]此外，作為用于關(guān)閉開閉閥24的燃料罐14的內(nèi)壓的條件，能夠使用燃料罐14的內(nèi)壓從閾值Pl以上的狀態(tài)降低并成為了閾值Pl的狀態(tài)。此時，實質(zhì)上P2 = Pl。
[0066]但是，在開閉閥24的開閥狀態(tài)下，燃料罐14的內(nèi)壓將降低。因此，當(dāng)設(shè)為P2 = Pl時，在開閉閥24的開閥后的短時間內(nèi)，燃料罐14的內(nèi)壓會降低至閾值P1，并使開閉閥24閉閥。相對于此，如果像本實施方式那樣，設(shè)定與閾值Pl相比而較低的閾值P2，并且在燃料罐14的內(nèi)壓降低至閾值P2時使開閉閥24關(guān)閉，則能夠在更長的時間內(nèi)維持開閉閥24的開閥狀態(tài)，并能夠?qū)⑼ㄟ^氣體分離器16而對大氣成分進(jìn)行分離的時間確保為較長。
[0067]同樣地，作為用于使三通閥22從過濾罐40側(cè)向氣體分離器16側(cè)切換的燃料罐14的內(nèi)壓的條件，也能夠使用燃料罐14的內(nèi)壓從閾值P2以下的狀態(tài)上升并成為了閾值P2的狀態(tài)。此時，實質(zhì)上P4 = P3。
[0068]但是，在將三通閥22切換為過濾罐40側(cè)的狀態(tài)下，燃料罐14的內(nèi)壓將上升。因此，當(dāng)設(shè)為P4 = P3時，在將三通閥22切換為過濾罐40側(cè)后的短時間內(nèi)燃料罐14的內(nèi)壓將上升至閾值P3，并將三通閥22切換為氣體分離器16側(cè)。相對于此，通過如本實施方式那樣，設(shè)定與閾值P3相比而較高的閾值P4，并且在燃料罐14的內(nèi)壓上升至閾值P4時使三通閥22從過濾罐40側(cè)切換為氣體分離器16側(cè)，從而能夠在更長的時間內(nèi)對燃料罐14與過濾罐40連通了的狀態(tài)進(jìn)行維持，并將對過濾罐40進(jìn)行凈化的時間確保為較長。
[0069]另外，雖然在上文中，列舉了開閉閥24被設(shè)置在排放配管18上的示例，但是，開閉閥24的位置并不限定于此，只需被設(shè)置在從燃料罐14起經(jīng)過共通通道20A、分離器側(cè)通道20B至排放配管18為止的配管(本發(fā)明中的“分離用配管”)上即可。例如，也可以如圖5所示的第一改變例的燃料罐系統(tǒng)112那樣，設(shè)置在從分支部20D到氣體分離器16為止的分離器側(cè)連通通道20B上。在第一改變例的結(jié)構(gòu)中，也只需與圖1至圖4所示的燃料罐系統(tǒng)12同樣地實施開閉閥24的開閉控制即可。
[0070]而且，也可以如圖6所示的第二改變例的燃料罐系統(tǒng)122那樣，設(shè)置在從閥38到分支部20D為止的共通流道20A上。在該燃料罐系統(tǒng)122中，能夠應(yīng)用圖9A所示的狀態(tài)變化，以代替圖8所示的開閉閥24及三通閥22的狀態(tài)變化。
[0071]S卩，當(dāng)燃料罐14內(nèi)的溫度上升且燃料罐14的內(nèi)壓增高時，E⑶30最遲在燃料罐14的內(nèi)壓達(dá)到閾值Pl (第二預(yù)定值)之前使三通閥22向氣體分離器16側(cè)切換，并且使開閉閥24閉閥。
[0072]當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓變?yōu)殚撝礟l以上時，E⑶30使開閉閥24開閥。由此，燃料罐系統(tǒng)122成為第二狀態(tài)。燃料罐14內(nèi)的氣體流向氣體分離器16,且由于被分離出的氣體(大氣成分)從燃料罐系統(tǒng)12被排放到外部，因此燃料罐14的內(nèi)壓將降低。
[0073]由于ECU30對開閉閥24的開閥狀態(tài)進(jìn)行維持，直到燃料罐14的內(nèi)壓降低并達(dá)到閾值P2為止，因此，燃料罐14內(nèi)的氣體(大氣成分)繼續(xù)被排放到燃料罐系統(tǒng)12的外部。而且，當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓降低并變?yōu)樵陂撝礟2以下時，ECU30使開閉閥24閉閥。至此的開閉閥24及三通閥22的狀態(tài)變化與圖8所示的狀態(tài)變化大致相同。
[0074]在該狀態(tài)下，由于燃料罐14內(nèi)的溫度降低從而使燃料罐14的內(nèi)壓進(jìn)一步降低并變成負(fù)壓。而且，當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓變?yōu)殚撝礟3(第一預(yù)定值)以下時，E⑶30使三通閥22向過濾罐40側(cè)切換并且使開閉閥24開閥，從而使燃料罐14的內(nèi)部與過濾罐40連通。由此，燃料罐系統(tǒng)122成為第一狀態(tài)。
[0075]由于燃料罐14的內(nèi)部的負(fù)壓作用于過濾罐40，因此，被過濾罐40的吸附劑所吸附了的蒸發(fā)燃料從吸附劑中被釋放，并向燃料罐14內(nèi)進(jìn)行移動(過濾罐40通過燃料罐14的負(fù)壓而被凈化)。另外，如圖9C所示，也可以在燃料罐14內(nèi)的壓力達(dá)到閾值P3之前的階段中預(yù)先使三通閥22向過濾罐40側(cè)切換(開閉閥24維持閉閥狀態(tài))，并在燃料罐14內(nèi)的壓力達(dá)到了閾值P3的狀態(tài)下使開閉閥24開閥。
[0076]當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓上升并達(dá)到閾值P4時，E⑶30使開閉閥24閉閥，而且使三通閥22切換至氣體分離器16側(cè)。由此，使燃料罐14內(nèi)的氣體不從過濾罐40流過。另外，如圖9B所示，也可以采用如下方式，即，當(dāng)燃料罐14的內(nèi)壓上升并達(dá)到閾值P4時，首先，使開閉閥24閉閥并使燃料罐14內(nèi)的氣體不從過濾罐40流過，之后，在燃料罐14的內(nèi)壓上升至高于閾值P4的階段中，將三通閥22切換為氣體分離器16偵U。
[0077]另外，如果三通閥22能夠封閉分離器側(cè)連通配管20B和過濾罐側(cè)連通通道20C的雙方，則也可以省略開閉閥24。此時，實質(zhì)上三通閥22兼作為開閉閥24。
[0078]而且，在上文中，列舉了具有連通配管20的結(jié)構(gòu)的燃料罐系統(tǒng)12，其中，所述連通配管20的一端側(cè)連接于燃料罐14的內(nèi)部(閥38)，并且經(jīng)過分支部20D而使所述連通配管20的另一端側(cè)分別連接于過濾罐40及氣體分離器16。在這種連通配管20中，由于燃料罐14與過濾罐40之間的配管、和燃料罐14與氣體分離器16之間的配管被局部地共通化，因此減少了部件數(shù)量。當(dāng)然，也可以分別各自地設(shè)置燃料罐14與過濾罐40之間的配管、和燃料罐14與氣體分離器16之間的配管。此時，只需在每一個配管中設(shè)置通過E⑶30而被開閉控制的開閉閥即可。
[0079]無論采用哪一種結(jié)構(gòu)，均無需為了對過濾罐40進(jìn)行凈化而使發(fā)動機(jī)的負(fù)壓作用于過濾罐40。例如，雖然設(shè)想到在混合動力汽車等中發(fā)動機(jī)的驅(qū)動時間會變短，但是，即使在這種發(fā)動機(jī)的驅(qū)動時間較短的汽車中，也能夠使蒸發(fā)燃料從過濾罐40中更加切實地釋放(凈化)。
[0080]此外，當(dāng)通過發(fā)動機(jī)的負(fù)壓而使蒸發(fā)燃料從過濾罐40釋放時，由于在過濾罐40中被釋放的蒸發(fā)燃料將被使用于發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃料中，因此，所謂的空燃比(空氣相對于燃料的比率)有可能發(fā)生變化，但是，在上述實施方式中，由于在過濾罐40中被釋放的蒸發(fā)燃料未被使用于發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃料中，因此，空燃比不會發(fā)生變化。
[0081]當(dāng)然，本發(fā)明并不是將并用發(fā)動機(jī)的負(fù)壓而實施從過濾罐40的蒸發(fā)燃料的釋放(凈化)的結(jié)構(gòu)的燃料罐系統(tǒng)排除在外的發(fā)明。也就是說，也可以如圖7所示的第三改變例的燃料罐系統(tǒng)132那樣而采用如下的結(jié)構(gòu)，即，將使發(fā)動機(jī)的負(fù)壓所作用的負(fù)壓配管82連接于過濾罐40，并且，將開閉閥84設(shè)置在負(fù)壓配管中。在該結(jié)構(gòu)中，在例如燃料罐14的負(fù)壓不足的情況下等、和需要更切實地實施凈化的情況下等，只需使開閉閥84開閥并使發(fā)動機(jī)的負(fù)壓作用于過濾罐40即可。
【權(quán)利要求】
1.一種燃料罐系統(tǒng)，具有: 燃料罐，其對燃料進(jìn)行收納； 過濾罐，其能夠進(jìn)行對所述燃料罐內(nèi)的蒸發(fā)燃料的吸附及釋放； 氣體分離器，其將大氣成分從所述燃料罐內(nèi)的氣體中分離出并排放到燃料罐外； 內(nèi)壓檢測單元，其對所述燃料罐的內(nèi)壓進(jìn)行檢測； 切換單元，其對第一狀態(tài)和第二狀態(tài)進(jìn)行切換，其中，所述第一狀態(tài)為，在燃料罐的內(nèi)壓成為了第一預(yù)定值以下的負(fù)壓的、負(fù)壓時的狀態(tài)下，能夠通過該負(fù)壓而將被過濾罐吸附的蒸發(fā)燃料吸入到燃料罐中的狀態(tài)，所述第二狀態(tài)為，在燃料罐的內(nèi)壓成為了第二預(yù)定值以上的正壓的、正壓時的狀態(tài)下，能夠通過該正壓而使所述氣體層的氣體經(jīng)過所述氣體分離器并將氣體層的大氣成分從氣體分離器排放到外部的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料罐系統(tǒng)，其中， 所述切換單元具有: 連通配管，其一端側(cè)連接于所述燃料罐，并且通過中間部分的分支部而被分支以使其另一端側(cè)分別連接于所述過濾罐及所述氣體分離器； 排放配管，其用于將大氣成分從所述氣體分離器排放到外部； 三通閥，其被設(shè)置在所述連通配管的所述分支部上，并且能夠選擇性地將來自燃料罐的氣體的排放通道切換為，使所述燃料罐與所述過濾罐連通的過濾罐側(cè)連通通道、或者使所述燃料罐與所述氣體分離器連通的氣體分離器側(cè)連通通道； 開閉閥，其被設(shè)置在從所述燃料罐起經(jīng)過所述氣體分離器至所述排放配管為止的部位上。
【文檔編號】F02M25/08GK103443437SQ201180069186
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月28日
【發(fā)明者】永作友一 申請人:豐田自動車株式會社