专利名称：燃料供给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于汽车发动机等等的燃料供给的燃料供给系统。
背景技术：
通常，安装在交通工具诸如汽车上的燃料供给系统用来通过燃料泵供给积存在发动机主体的燃料箱中的燃料，诸如汽油。一些燃料供给系统包括用于将在燃料箱中蒸发的燃料蒸汽，即，蒸发排放物排出到发动机的进气侧的蒸发净化(evapopurge)装置(参考JP-A6-10777)。
蒸发净化装置包括用于蒸发排放物的、从燃料箱延伸到发动机的进气管的净化通道。向净化通道提供其中具有吸收剂诸如活性炭的滤毒罐、用于实施滤毒罐和进气管间的净化通道的连通以及关闭的净化控制阀、以及用于当打开净化控制阀时，将空气引入滤毒罐的空气引入阀。在这里，净化控制阀和空气引入阀均连接到用于控制发动机的电子控制单元(ECU)上。
ECU根据发动机操作条件，控制打开和关闭净化控制阀和空气引入阀以便暂时将燃料箱中生成的蒸发排放物积存在滤毒罐中，并且在适当的时机将其排入进气管中。
在净化控制阀或空气引入阀出故障或损坏净化通道的情况下，即使通过ECU停止排放，蒸发排放物也会泄漏到大气中。
因此，在较早的技术中，空气泵、压力传感器等等被提供给净化通道以便诊断其气密性。在这里，空气泵连接到滤毒罐和净化控制阀之间的净化通道上。
当诊断净化通道的气密性时，关闭净化控制阀和空气引入阀以便堵住燃料箱和净化控制阀间的净化通道。然后，操作空气泵以便将空气输送到被堵住的净化通道中，增加其中的压力。使用压力传感器，ECU检查净化通道中的压力变化。如果压力在短时间内显著降低，则确定在净化通道中出现泄漏，因此，诊断出系统出现故障。
发明内容
在较早的技术中，有关净化通道的气密性的诊断需要向其提供空气泵等等。具有蒸发净化功能的燃料供给系统包括多个部件，包括燃料箱、燃料泵、滤毒罐、净化控制阀、空气引入阀等等。
因此，为诊断气密性将空气泵增加到燃料供给系统导致系统的总体重量和尺寸增加，不仅阻碍了降低交通工具的体重和尺寸，而且成为增加燃料供给系统制造成本的因素。
因此，本发明的目的是提供用来整体上降低系统的重量和尺寸，并且通过减少的部件数量来降低制造成本的燃料供给系统。
本发明总体来说提供用于将燃料输送到内燃机的系统，包括积存蒸发燃料的油箱；吸入和排放所积存的燃料和油箱外空气的泵；允许所积存的燃料排出到发动机的第一设备；允许外部空气吸入油箱的第二设备；以及控制所述泵的电子控制单元(ECU)。
通过下述参考附图的描述，本发明的其他目的和特征将是显而易见的，其中图1是表示根据本发明的燃料进给系统的第一实施例的框图；图2是表示图1中的可切换(switchable)泵、燃料输送阀、进气阀等等之间的连接的电路图；图3是示例说明第一实施例的操作的流程图；图4是表示发动机、净化控制阀、空气引入阀以及泵和燃料箱中的压力的操作状态的特征图；图5与图1类似，表示本发明的第二实施例；
图6与图2类似，表示本发明的第三实施例；图7与图5类似，表示本发明的第四实施例；图8是表示图7中的燃料箱、可切换泵、选择阀等等的放大截面图；图9与图2类似，表示图7中的燃料箱、可切换泵、选择阀等等之间的连接；图10与图3类似，示例说明第四实施例的操作；图11与图4类似，表示发动机、净化控制阀、空气引入阀、进气侧选择阀、输送侧选择阀、以及泵和燃料箱中的压力的操作状态；图12与图7类似，表示本发明的第五实施例；图13是表示图12中的可切换泵和阀单元的局部放大截面图；图14是沿图13中的线XIV-XIV的横截面图，并表示切换到燃料泵位置的阀单元；图15与图14类似，表示切换到空气泵位置的阀单元；图16是切换到燃料泵位置的阀单元的分解透视图；图17与图16类似，表示切换到空气泵位置的阀单元；图18与图12类似，表示本发明的第六实施例。
具体实施例方式
下面将参考这些图，详细地描述采用本发明的燃料供给系统。在示例性实施例中，将燃料供给系统应用到交通工具，诸如汽车上。
参考图1-4，其示出了本发明的第一实施例。参考图1，描述第一实施例的结构。
安装到交通工具上的燃料箱1包括由树脂材料、金属材料等等形成的气密的密闭容器，以便在其中积存蒸发燃料，诸如汽油。
燃料/空气可切换泵或泵装置2被设置在燃料箱1中，并且包括通用的电泵。可切换泵2具有用作进气口和出气口的两个循环口2A、2B(将在下面描述)。可切换泵2通过托架3等被安装到燃料箱1的内部，并连接到电子控制单元(ECU)17，如下所述。
可切换泵2是用于将燃料输送到发动机主体18的燃料泵(如下所述)和用于诊断蒸发净化装置9的气密性的空气泵(如下所述)等等的组合，因此，能吸入和排出燃料与空气。可切换泵2根据来自ECU 17的驱动信号的极性等等，以正常方向和反向方向旋转。
参考图2，当可切换泵2按正常方向旋转，即正常旋转时，其操作作为燃料泵，其中下循环口2A用作燃料进口，上循环口2B用作燃料出口。因此，循环口2A具有用于净化在可切换泵2吸入的燃料的进气滤清器4。在正常旋转期间，可切换泵2通过循环口2A将吸入燃料箱1中的燃料，如下所述，通过循环口2B将燃料排放到燃料输送管5，如图2的箭头A所示。
当如下所述，执行气密性诊断处理时，可切换泵2按反向方向旋转以便操作作为空气泵，其中循环口2B用作进气口，循环口2A用作出气口。因此，可切换泵2如下所述，通过循环口2B从空气进气管7吸入燃料箱1外的空气，以便通过循环口2A将空气排放到燃料箱1中，如图2的箭头B所示。
燃料输送管5连接到可切换泵2的循环口2B，并通过托架3等等从燃料泵1向外突出，其突出端连接到第一燃料输送管22，如下所述。当开关泵2操作作为燃料泵时，将排放的燃料通过燃料输送管5等等输送到发动机主体18的喷射阀24。
将包括单向阀的燃料输送阀6被提供给燃料输送管5。在可切换泵2正常旋转期间，燃料输送阀6允许燃料通过燃料输送管5排放到发动机主体18。当可切换泵2操作作为空气泵以便从空气进气管7吸入空气时，燃料输送阀6通过其进气动作，防止发动机主体18的燃料被吸入燃料输送管5或回流。
空气进气管7以及燃料输送管5被连接到循环口2B，并通过托架3等等从燃料箱1向外突出，其突出端通向外部空间。
当可切换泵2操作作为空气泵时，通过空气进气管7将燃料箱1外的空气输送到其中。然后，由于如下所述，关闭净化控制阀13和空气引入阀15，可在燃料箱1、蒸发净化装置9等等上实施气密诊断。
将包括单向阀的进气阀8提供给空气进气管7。在可切换泵2反向旋转期间，空气进气阀8允许通过空气进气管7将燃料箱1外的空气吸入其中。当可切换泵2操作作为燃料泵以从燃料输送管5排出燃料时，空气进气阀8防止所排出的燃料通过空气进气管7向外流出。
安装在交通工具和燃料箱1上的蒸发净化装置9包括如下所述的管10、12、14、滤毒罐11、净化控制阀13、空气引入阀15等等。当如下所述，在预定条件下操作发动机时，蒸发净化装置9实施发动机主体18的燃料箱1和进气管19间的连通，其中在燃料箱1中生成的蒸发排放物被通过滤毒罐11排入进气管19中。
燃料箱侧管10被连接到燃料箱1上，并具有向燃料箱1中的空间开放的一端以及连接到滤毒罐11的另一端。
滤毒罐11具有吸收剂(未示出)，诸如容纳于其中的活性炭，并包括气密的密闭容器。滤毒罐11将从燃料箱1流过燃料箱侧管10的蒸发排放物吸收到其吸收剂中，以便将其暂时积存。
发动机侧管12用来将蒸发排放物注入进气管19，并具有连接到滤毒罐11的一端以及连接到进气管19的另一端。
包括螺线管阀的净化控制阀13被提供给发动机侧管12，并具有连接到滤毒罐11的进气口以及连接到进气管19的出气口。由ECU17打开和关闭净化控制阀13以实施发动机侧管12的连通和关闭。
当打开净化控制阀13时，在发动机操作期间，在进气管19中生成的负压，即，进气低压(intake depression)通过发动机侧管12、净化控制阀13等等被施加到滤毒罐11上，从而通过滤毒罐11等等将燃料箱1中的蒸发排放物吸入和排放到进气管19中。
空气引入管14用来将空气或大气压引入滤毒罐11中，并具有通向大气的一端以及经由空气引入阀15连接到滤毒罐11的另一端。
包括螺线管阀的空气引入阀15被提供给空气引入管14。由ECU 17打开和关闭空气引入阀15以便实施空气引入管14的连通和关闭。当打开净化控制阀13以将发动机侧进气低压施加到滤毒罐11时，打开空气引入阀15以便通过空气引入管14将空气引入滤毒罐11中。
当关闭净化控制阀13和空气引入阀15时，燃料箱1、燃料箱侧管10、滤毒罐11和发动机侧管12中的空间形成相对于进气管19和外部隔绝的密闭空间。然后，通过可切换泵2增加该密闭空间中的压力，实施气密诊断处理以便诊断该密闭空间的气密性。
压力传感器16用来感测燃料箱1等等内的压力以便实施气密性诊断处理。特别地，压力传感器16感测具有维持的气密性的、由净化控制阀13和空气引入阀15密闭的空间，即，燃料箱1、燃料箱侧管10、滤毒罐11和发动机侧管12中的空间中的压力。在第一实施例中，将压力传感器16提供给燃料箱侧管10以便将所感测的信号输出到ECU 17。
安装在交通工具上的ECU或诊断装置17包括微型计算机并实施发动机控制、蒸发净化控制、气密性诊断处理等等(如下所述)。ECU 17具有连接到压力传感器16等等的输入端以及连接到可切换泵2、净化控制阀13、空气引入阀15、喷射阀24等等的输出端。
当实施发动机控制时，ECU 17将具有预定极性的驱动信号输出到可切换泵2以便驱动作为燃料泵的可切换泵2以及喷射阀24等等。通过这一操作，通过可切换泵2，将燃料箱1中的燃料输送到发动机主体18，并从喷射阀24喷射到发动机汽缸中(未示出)。
除了发动机控制外，ECU 17还实施蒸发净化控制。在进行蒸发净化控制时，当在预定条件(例如，当如下所述的节流阀12处于除了全开和全闭以外的中等开度时)下操作发动机时，打开净化控制阀13和空气引入阀15。否则，关闭净化控制阀13和空气引入阀15。通过此操作，将在燃料箱1中生成的蒸发排放物积存在滤毒罐11中，在适当的时机将该蒸发排放物排放到进气管19中。
当发动机停止时，例如，ECU 17对各个部件，诸如燃料箱1、燃料箱侧管10、滤毒罐11、发动机侧管12、净化控制阀13和空气引入阀15实施气密性诊断。在进行气密性诊断处理时，关闭净化控制阀13和空气引入阀15，以及例如将具有与发动机控制时相反的极性的驱动信号输出到可切换泵2以便将其驱动作为空气泵。通过此操作，通过可切换泵2增加燃料罐1中的压力，该压力可由压力传感器16感测。根据所感测的压力，ECU 17确定是否维持各部件的气密性，从而在其上实施故障诊断。
发动机主体18安装到交通工具上作为内燃机发动机的一部分。进气管19用来将外部空气作为进气吸入到发动机18的汽缸中，并具有连接到汽缸的一端以及连接到用于净化进气的空气过滤器20的另一端。将节流阀21提供给进气管19以便控制发动机主体18的进气量。第一燃料供给管22用来将燃料箱1中的燃料输送到发动机主体18，并具有连接到燃料输送管5的一端以及连接到发动机主体18的第二燃料输送管23的另一端。将喷射阀24提供给第二燃料管23以便将燃料喷射到汽缸中。
接着，参考图3描述第一实施例的操作。
在步骤S1，确定发动机是否处于操作中。如果确定答案为“是”，测流程前进到步骤S2，其中，将正常旋转驱动信号输出到可切换泵2，以便使其按正常方向旋转，如图4所示。然后，将可切换泵2驱动作为燃料泵。通过此操作，通过可切换泵2，将燃料箱1中的燃料输送到发动机主体18。在随后的步骤S3，实施发动机控制，诸如通过喷射阀24等等的燃料喷射控制。
在步骤S4，实施蒸发净化控制，以便根据发动机操作条件打开和关闭净化控制阀13以及空气引入阀15。通过此操作，当驾驶员将节流阀21维持在例如中等开度时，在燃料箱1中生成的蒸气排放物通过蒸发净化装置9排入进气管19。在这种情况下，经历在进气管19中生成的负压，即，进气低压，在比节流阀21更接近于发动机主体18的位置，将蒸发排放物吸入汽缸中而不会泄漏到外面，用于与进气一起燃烧。
另一方面，在步骤S1，如果确定回答为“否”，即，停止发动机，则流程前进到步骤S5，其中同时关闭净化控制阀13和空气引入阀15，以便将燃料箱1、蒸发净化装置9等等相对于外界隔绝，从而实施气密性诊断处理。
在步骤S6，将反向旋转驱动信号输出到可切换泵2，以便在预定时间内将其操作作为空气泵，通过可切换泵2将燃料箱1外的空气输送到其中。通过此操作，具有维持的气密性的燃料箱1内的压力被增加到高于预定估计值P的值，如图4所示。
在步骤S7，读取由压力传感器16感测的燃料箱1内的压力。在步骤S8，确定所感测的压力值例如在相对于可切换泵2的起始时间的预定时间“t”内是否降低到低于估计值P。
在步骤S8，如果确定答案为“是”，则短时间内降低燃料箱1内的压力，如图4中的虚线所示，以便诊断出由于任一部件，诸如燃料箱1、燃料箱侧管10、滤毒罐11、发动机侧管12、净化控制阀13、空气引入阀15等等的故障或损坏而降低气密性。
然后，流程进入步骤S9，在其中实施故障检修处理，并结束流程。因此，能安全地执行对具有蒸发净化功能的燃料供给系统的故障诊断以及其故障检修，从而增强系统的可靠性。
另一方面，在步骤S8，如果确定答案为“否”，则维持部件的气密性，如图4的实线所示，以便诊断出所有部件均正常。然后，流程结束，而不实施步骤S9的处理。
在第一实施例中，可切换泵2根据其旋转方向被驱动作为燃料泵或空气泵，以及相应地设置燃料输送阀6和空气进气阀8。因此，在发动机操作期间，可切换泵2能被操作作为燃料泵，其中空气进气阀8能安全地防止可切换泵2的排出燃料通过进气管7流到外面。通过此操作，燃料箱1中的燃料能稳定地输送到发动机主体18，从而产生发动机的有利操作。
另外，在发动机停止期间，可切换泵2能被操作作为空气泵以实施气密诊断处理，其中燃料输送阀6能安全地防止发动机主体18的燃料由于开关泵2吸入空气而回流到燃料输送管5中。
在气密诊断处理时，可通过可切换泵2增加燃料箱1、蒸发净化装置9等等内的压力，其中感测压力变化以便允许实现燃料箱1、蒸发净化装置9等等上的安全气密诊断。
因此，使用通用泵、单向阀等等能很容易获得可切换泵2，从而实现燃料泵和空气泵的组合。因此，仅通过将正常旋转驱动信号或反向旋转驱动信号输入到可切换泵2，就能稳定地切换可切换泵2的操作状态。
因此，燃料输送系统不需要单独的和不同的泵用于实施燃料输送和气密诊断，从而降低了部件，诸如泵的数量。这还会导致整体上降低系统的重量和大小及其制造成本，以及具有蒸发净化功能的系统在交通工具等等上的优异的安装性能。
另外，由于将可切换泵2设计成安装在燃料箱1中，因此通过使用燃料箱1中的空间能很容易获得用于可切换泵2的安装空间，导致设置在燃料箱1外的部件数量降低以及减小其安装空间。此外，由于可切换泵2用作燃料泵和空气泵，与燃料箱1中具有两个单独和不同泵的配置相比能完全确保燃料箱容量。
因此，在交通工具设计期间，通过使用燃料箱1，能有效地实施可切换泵2等等的布局。此外，通过将可切换泵2等等容纳在燃料箱1中，能增加燃料箱1之外用于其他部件的安装空间，从而有效使用汽车的有限空间。
参考图5，其示出了在结构上基本上与第一实施例相同，除了将泵装置设置在燃料箱之外的本发明的第二实施例。
大致用与第一实施例中构造泵2相似的方式构造的燃料/空气可切换泵或泵装置31包括两个循环口31A、31B，以及根据来自ECU17的驱动信号，按正常方向或反向方向旋转。
然而，将可切换泵31设置在燃料箱1外，连接到下循环口31A的是在燃料箱1中延伸并具有安装到进气滤清器4的一端的燃料箱连接管32。
用与第一实施例大致相似的方式，连接到上循环口31B的是连接到发动机主体18的燃料输送管33以及通向燃料箱1外的空间的进气管34。将燃料输送阀6提供给燃料输送管33，以及将进气阀8提供给空气进气管34。
因此，第二实施例产生与第一实施例基本相同的效果。特别地，在第二实施例中，考虑到例如燃料箱1的结构和管32-34的线路，能将可切换泵31设置在燃料箱1之处，从而增强燃料供给系统的设计灵活性。
在第一和第二实施例中，燃料输送阀6和空气进气阀8包括单向阀。可选地，参考图6，可以如第三实施例所示构造两个阀，其中燃料输送阀6’包括常开的螺线管开/关阀等等。当可切换泵2驱动作为燃料泵时，燃料输送阀6’和空气进气阀8’不从ECU 17接收开关信号，从而维持在各自的燃料输送位置(A)，其中，打开燃料输送阀6’，以及关闭空气进气阀8’。另一方面，当将可切换泵2驱动作为空气泵时，燃料输送阀6’和空气进气阀8’从ECU 17接收开关信号，从而切换到各自的进气位置(B)，其中，关闭燃料输送阀6’以及打开空气进气阀8’。
参考图7-11，示出了本发明的第四实施例。参考图7，描述了第四实施例的结构。
安装在交通工具上的燃料箱101包括由树脂材料、金属材料等等形成的气密的密闭容器，以便在其中积存蒸发燃料，诸如汽油。
燃料/空气可切换泵或泵装置102设置在燃料箱101中，并包括通用电泵。可切换泵102具有用作进气口和出气口(将在后面描述)的两个循环口102A、102B。可切换泵102通过托架103等等被安装到燃料箱101一侧，并连接到电子控制单元(ECU)119，如下所述。
可切换泵102是如下所述，用于将燃料输送到发动机主体120的燃料泵，以及如下所述，用于诊断蒸发净化装置111的气密性的空气泵等等的组合，从而能吸入和排放燃料和空气。
参考图9，当将选择阀104、105切换到各自的燃料泵位置(A)时，可切换泵102驱动作为燃料泵以便从燃料进口管106，通过进气口102A吸入燃料箱101中的燃料，并通过出气口102B将其排出到燃料输送管108。
将进气侧选择阀或第一开关装置104提供给可切换泵102的进气口102A。如图9所示，选择阀104包括3端口2位置螺线管型选择阀，包括螺线管导向部件104A和复位弹簧104B。选择阀104用来将可切换泵102的进气口102A可切换地连接到进气管106、109中的一个。
当ECU 119不向螺线管导向部件104提供开关信号时，通过复位弹簧104B将选择阀104保持在燃料泵位置(A)，以便将进气口102A连接到燃料进口管106以及将进气口102A与进气管109断开。另一方面，当将开关信号输入到螺线管导向部件104A时，将选择阀104切换到空气泵位置(B)，以便将进气口102A与燃料进口管106断开以及将进气口102A连接到空气进气管109。
将输送侧选择阀或第二开关装置105提供给可切换泵102的出气口102B。与进气侧选择阀104大致相似，输送侧选择阀105包括螺线管型选择阀，包括螺线管导向部件105A和复位弹簧105B。通过选择阀105打开和关闭操作以及选择阀104，选择阀105用来将可切换泵102的出气口102B可切换地连接到一个输送管108、110。
当ECU 119未向螺线管导向部件105A提供开关信号时，通过复位弹簧105B将选择阀105维持在燃料泵位置(A)，以便将出气口102B连接到燃料输送管108以及将出气口102B与空气输送管110断开。
另一方面，当将开关信号输入到螺线管导向部件105A时，将选择阀105切换到空气泵位置(B)以便将出气口102B与燃料输送管108断开以及将出气口102B连接到空气输送管110。
燃料进口管106在燃料泵位置(A)可操作，并用来将燃料箱101中的燃料引导到可切换泵102。参考图8，燃料进口管106具有连接到进气侧选择阀104的进气口的基础端，以及连接到位于燃料箱101中的、用于净化吸入燃料进口管106的燃料的进气滤清器107的前端。
燃料输送管108在燃料泵位置(A)可操作，并用来将燃料从可切换泵102引入发动机主体120。燃料输送管108具有连接到输送侧选择阀105的出气口的基础端，以及通过托架103等从燃料箱101向外突出、并连接到燃供给管124的前端，如下所述。
当可切换泵102操作作为燃料泵时，通过燃料输送管108将排出的燃料输送到燃料箱101外并输送到发动机主体120的喷射阀126中。
空气进气管109在空气泵位置(B)可操作，并用来将燃料箱101外的空气引导到可切换泵102。空气进气管109具有连接到进气侧选择阀104以及燃料进口管106的进气口的基础端，以及通过托架103等向燃料箱101外延伸、并与外部空间相通的前端。
空气输送管110在空气泵位置(B)可操作，并用来将来自可切换泵102的空气引入燃料箱101。空气输送管110具有连接到输送侧选择阀105和燃料输送管108的出气口的基础端，以及通向燃料箱101中的空间的前端开口。
当可切换泵102操作作为空气泵时，通过空气输送管110将所排出的空气输送到燃料箱101。然后，由于如下所述关闭净化控制阀115和空气引入阀117，燃料箱101、蒸发净化装置111等等内的压力增加，以便允许在其上进行气密性诊断。
安装到汽车和燃料箱101上的蒸发净化装置111包括如下所述的管112，114，116和滤毒罐113、净化控制阀115、空气引入阀117，等等。当在如下所述的预定条件下操作发动机时，蒸发净化装置111实施燃料箱101和发动机主体120的进气管121间的连通，其中将在燃料箱101中生成的蒸发排放物通过滤毒罐113排入进气管121中。
燃料箱侧管112被连接到燃料箱101，并具有向燃料箱101中的空间开放的一端，以及连接到滤毒罐113的另一端。
滤毒罐113具有吸收剂(未示出)，诸如容纳于其中的活性炭，并包括气密的密闭容器。滤毒罐113将通过燃料箱侧管121从燃料箱101流出的蒸发排放物吸收在其吸收剂中，用于暂时积存。
发动机侧管114用来将蒸发排放物流入进气管121中，并具有连接到滤毒罐113的一端，以及连接到进气管121的另一端。
将包括螺线管阀的净化控制阀115提供给发动机侧管114，该净化控制阀具有连接到滤毒罐113的进气口和连接到进气管121的出气口。由ECU 119打开和关闭净化控制阀115，以便实施发动机侧管114的连通和断开。
当打开净化控制阀115时，将在发动机操作期间进气管121中生成的负压，即，进气低压，通过发动机侧管114、净化控制阀115等等施加到滤毒罐113上，从而将燃料箱101中的蒸发排放物通过滤毒罐113等等吸入和排放到进气管121中。
空气引入管116用来将空气或大气压引入滤毒罐113，该空气引入管具有通向大气的一端以及经由空气引入阀117连接到滤毒罐113的另一端。
将包括螺线管阀的空气引入阀117提供给空气引入管116。由ECU 119打开和关闭空气引入阀117，以便实施空气引入管116的连通和断开。当打开净化控制阀115以便将发动机侧进气低压施加到滤毒罐113上时，打开空气引入阀117以便通过空气引入管116将空气引入滤毒罐113中。
当关闭净化控制阀115和空气引入阀117时，燃料箱101、燃料箱侧管112、滤毒罐113和发动机侧管114中的空间形成相对于进气管121和外部隔绝的密闭空间。然后，通过可切换泵102使密闭空间内的压力增加，实施气密性诊断处理以便诊断该密闭空间的气密性。
压力传感器118用来感测燃料箱101等等中的压力以便实施气密性诊断处理。特别地，压力传感器118感测具有维持的气密性的、由净化控制阀115和空气引入阀117封密的空间，即，燃料箱101、燃料箱侧管112、滤毒罐113和发动机侧管114中的空间内的压力。在第四实施例中，将压力传感器118提供给燃料箱侧管112以便将所感测的信号输出到ECU 119。
包括微型计算机的ECU或诊断装置119具有连接到压力传感器118等等的输入端以及连接到可切换泵102、进气侧选择阀104、输送侧选择阀105、净化控制阀115、空气引入阀117、喷射阀126等等的输出端。
在发动机操作期间，ECU 119实施发动机控制。在发动机控制期间，将选择阀104、105维持在燃料泵位置(A)，以便将可切换泵102驱动作为燃料泵以及喷射阀126。通过此操作，通过可切换泵102，将燃料箱101中的燃料输送到发动机主体120，并从喷射阀126喷射到发动机汽缸(未示出)中。
此外，ECU 119实施蒸发净化控制。在蒸发净化控制期间时，当在预定条件(例如，当如下所述的节流阀123处于除了全开和全闭以外的中等开度时)下操作发动机，打开净化控制阀115和空气引入阀117。否则，关闭净化控制阀115和空气引入阀117。通过此操作，将在燃料箱101中生成的蒸发排放物积存在滤毒罐113中，并在适当的时机将其排放到进气管121中。
当发动机停止时，例如，ECU 119对各个部件诸如燃料箱101、燃料箱侧管112、滤毒罐113、发动机侧管114、净化控制阀115和空气引入阀117实施气密性诊断。在气密性诊断处理过程中，关闭净化控制阀115和空气引入阀117，以及将选择阀104、105切换到空气泵位置(B)，以便可切换泵102驱动作为空气泵。通过此操作，通过可切换泵102增加可由压力传感器118感测的燃料箱101内的压力。根据所感测的压力，ECU 119确定是否维持各部件的气密性，从而在其上实施故障诊断。
发动机主体120被安装到交通工具上作为内燃机的一部分。进气管121用来将外部空气作为进气吸入发动机主体120的汽缸中，并具有连接到汽缸的一端和连接到用于净化进气的空气过滤器122的另一端。节流阀123被提供给进气管121，以便控制发动机主体120的进气量。第一燃料供给管124用来将燃料箱101中的燃料输送到发动机主体120，以及具有连接到燃料输送管108的一端以及连接到发动机主体120的第二燃料供给管125的另一端。喷射阀126被提供给第二燃料管125以便将燃料喷射到汽缸中。
接着，参考图10描述第四实施例的操作。
在步骤S101，确定发动机是否在操作。如果确定答案为“是”，则流程前进到步骤S102，其中将选择阀104、105切换到燃料泵位置(A)。在步骤S103，操作可切换泵102以便将燃料箱101中的燃料输送到发动机主体120。在步骤S104，实施用于发动机操作的发动机控制，诸如利用喷射阀126等等的燃料喷射控制。
在步骤S105，实施蒸发净化控制，以便根据发动机操作条件打开和关闭净化控制阀115和空气引入阀117，如图11所示。通过此操作，当驾驶员将节流阀123维持在例如中等开度时，将在燃料箱101中产生的蒸发排放物通过蒸发净化装置111排入进气管121。在这种情况下，经过在进气管121中生成的负压，即，进气低压，在比节流阀123更接近于发动机主体120的位置，将蒸发排放物吸入汽缸中而不会泄漏到外面与进气一起燃料。
另一方面，在步骤S101，如果确定回答为“否”，即，发动机停止，则流程前进到步骤S106，其中，净化控制阀115和空气引入阀117均被关闭，以便使燃料箱101、蒸发净化装置111等等相对于外部隔绝，从而实施气密性诊断处理。
在步骤S107，选择阀104、105均被切换到空气泵位置(B)。在步骤S108，在预定时间内操作可切换泵102，如图11所示，以将燃料箱101外的空气输送到其中。通过此操作，使具有维持的气密性的燃料箱101内的压力增加到高于预定估计值P的值，如图11所示。
在步骤S109，读取由压力传感器118感测的燃料箱101内的压力。在步骤S110，确定所感测的压力值例如在相对于可切换泵102的起始时间的预定时间“t”内是否降低到低于估计值P。
在步骤S110，如果确定答案为“是”，例如在短时间内降低燃料箱101内的压力，如图11的虚线所示，以便诊断出由于任一部件，诸如燃料箱101、燃料箱侧管112、滤毒罐113、发动机侧管114、净化控制阀115、空气引入阀117等等的故障或损坏而降低气密性。
然后，流程进入步骤S111，实施故障检修处理，然后结束流程。因此，能安全地实现具有蒸发净化功能的燃料供给系统的故障诊断及其故障检测，从而增强系统的可靠性。
另一方面，在步骤S110，如果确定回答为“否”，则维持各部件的气密性，如图11的实线所示，以便诊断出所有部件均正常。然后，流程结束，而不实施步骤S111的处理。
在第四实施例中，可切换泵102的进气口102A通过进气侧选择阀104连接到燃料进口管106和空气进气管109，而出气口102B通过输送侧选择阀105连接到燃料输送管108和空气输送管110。
因此，当将选择阀104、105切换到燃料泵位置(A)时，可切换泵10操作作为燃料泵。通过此操作，可通过可切换泵102将燃料箱101中的燃料稳定地输送到发动机主体120，使得发动机的有利操作。
另外，在发动机停止期间，将选择阀104、105切换到空气泵位置(B)以便可切换泵102操作作为空气泵。通过此操作，当ECU119实施气密诊断处理时，能通过可切换泵102增加燃料箱101、蒸发净化装置111等中的压力，其中，感测压力变化，以便允许对燃料箱101、蒸发净化装置111等等进行安全的气密诊断。
因此，由于可切换泵102能提供燃料泵和空气泵的组合，故燃料供给系统不需要用于实施燃料输送和气密性诊断的单独和不同的泵，这导致部件诸如泵的数量降低。这还使得系统整体重量和大小以及制造成本降低，从而使得具有蒸发净化功能的该系统在交通工具等等上的优异的安装性能。
另外，由于进气侧选择阀104和输送侧选择阀105被提供给可切换泵102的进气口102A和出气口102B，并且它们一起被切换，能在燃料泵位置(A)将可切换泵102连接到燃料管106、108上，以及在空气泵位置(B)将可切换泵102连接到空气管109、110上，可安全地实现上述连接切换。因此，例如通过使用通用泵、选择阀等等，可容易地实现燃料/空气可切换泵装置。
此外，由于可切换泵102被设计成安置在燃料箱101中，故通过使用燃料箱101中的空间可容易确保用于可切换泵102的安装空间，这导致降低设置在燃料箱101之外及其安装空间中的部件的数量。此外，由于可切换泵102用作燃料泵和空气泵，因此与燃料箱101中具有两个单独和不同泵的配置相比，能完全确保燃料箱容量。
另外，由于仅需要向可切换泵102的进气口102A提供延伸到燃料箱101外的具有最小尺寸的空气进气管109，例如空气输送管110能由直接向燃料箱101中的空间开放的短管构件等等形成。这导致与在前技术相比，不需要来自空气泵的长的管线等等，从而实现简化的管道结构。
因此，在交通工具设计期间，通过使用燃料箱101，能有效地实施可切换泵102、管109，110等等的布局。此外，通过将可切换泵102等等容纳在燃料箱101中，可增加燃料箱101外用于其他部件的安装空间，这使得可有效使用的有限空间。
参考图12-17，示出了除将进气侧和输送侧开关部件集成为阀单元以外，在结构上基本上与第四实施例相同的本发明的第五实施例。
燃料/空气可切换泵或泵装置131与第四实施例中的泵102大致相似，为燃料泵和空气泵的组合。参考图13，可切换泵131包括具有进气口131A和出气口131B的电泵，并通过托架132等等设置在燃料箱101中。可切换泵131连接到ECU 119。
当如下所述的阀单元133被切换到燃料泵位置(见图14和16)时，可切换泵131将燃料箱101中的燃料排出到发动机主体120，而当将阀单元133切换到空气泵位置(见图15和17)时，燃料箱101外的空气被排入燃料箱101。
参考图13-17，阀单元或开关装置133被安装到可切换泵131上，并包括泵侧外壳134、管侧外壳137、圆盘状阀元件142、阀元件驱动器145等等(以下将描述)。使进气侧选择阀133A和输送侧选择阀133B彼此集成在一起。
进气侧选择阀133A包括如下将描述的泵进气侧口135、燃料进口138、空气进气口140、进气侧连通开口143等等。选择阀133A可切换地将燃料进口管146和空气进气管148中的一个连接到可切换泵131的进气口131A上，如下所述。
输送侧选择阀133B包括如下将描述的泵输送侧口136、燃料出口139、空气出气口141、输送侧连通开口144等等。通过其结合进气侧选择阀133A的操作，输送侧选择阀133B可切换地将燃料输送管147和空气输送管149中的一个连接到可切换泵131的出气口131B上，如下所述。
泵侧外壳134安装到可切换泵131上，并且在泵侧部分形成为具有盖134A的有盖的柱面形状。泵侧外壳134在其内周具有形成为圆形凹面的阀元件容纳开口134B。
盖134A利用与可切换泵131的进气口131A连通的泵进气侧口135以及与出气口131B连通的泵输送侧口136形成。口135、136远距离地设置在旋转方向或圆周方向上以便通向阀元件容纳开口134。
管侧外壳137连接到泵侧外壳134以便关闭阀元件容纳开口134B。管侧外壳137与通向阀元件142的燃料入口138、燃料输送口139、空气进气口140和空气出气口141一起形成。如下所述的管146-149连接到管侧外壳137上。
如图14和15所示，将燃料入口138设置成在阀元件142的一个旋转方向，例如，顺时针方向中相对于泵进气侧口135偏移，而将空气进气口140设置成在另一个旋转方向，例如逆时针方向中相对于泵进气侧口135偏移。即，燃料入口138和空气进气口140在旋转方向中被设置在泵进口侧口135的两侧。同样地，燃料输送口139和空气出气口141在旋转方向中被设置在泵输送侧口136的两侧。
圆盘状阀元件142可旋转地容纳在泵侧外壳134的阀元件容纳开口134B中，并通过元件驱动器145在燃料泵位置和空气泵位置之间旋转。阀元件142具有分别以气密和流体密闭的方式与泵侧外壳134和管侧外壳137滑动接触的表面和背面。阀元件142与进气侧连通开口143和输送侧连通开口144一起形成。
进气侧连通开口143通过阀元件142被设置在厚度方向中，并形成为在阀元件142的旋转方向中延伸的圆形槽形状。即使阀元件142切换到燃料泵位置和空气泵位置中的任何一个，连通开口143也总是与阀元件142的表面侧上的泵进气侧口135连通。
当阀元件142被切换到燃料泵位置时，进气侧连通开口143与燃料进口138连通，并与在阀元件142相反面上的空气进气口140隔离。当将阀元件142切换到空气泵位置时，连通开口143与进气口138隔离，并与空气进气口140连通。
输送侧连通开口144通过阀元件142设置，并且形成与进气侧连通开口143大致类似的圆形槽。在燃料泵位置和空气泵位置，连通开口144总是与泵输送侧口136相通。在燃料泵位置，连通开口144与燃料出口139连通，并与空气出气口141隔离。在空气泵位置，连通开口144与燃料出口139隔离，并与空气出气口141连通。
阀元件驱动器145被提供给阀单元133，且该阀元件驱动器包括致动器，诸如电动机。阀元件驱动器145设置在管侧外壳137内部，并连接到ECU 119。驱动器齿轮145A设置在阀元件驱动器145的输出端，并在其中心啮合以防止旋转。阀元件驱动器145根据ECU 119的切换信号输出来旋转阀元件142，以便在燃料泵位置和空气泵位置之间切换阀元件142。
燃料入口管146连接到阀单元133的燃料入口138。按与第四实施例大致相似的方式，当阀元件142切换到燃料泵位置时，操作燃料入口管146以便将燃料箱101中的燃料引入可切换泵131。
燃料输送管147被连接到阀单元133的燃料输送口139，并用来在燃料泵位置将来自可切换泵131的燃料引入发动机主体120。
空气进气管148被连接到阀单元133的空气进气口140，并用来在空气泵位置将燃料箱101外的空气引入可切换泵131。
空气输送管149被连接到阀单元133的空气出气口141，以及用来在空气泵位置将来自可切换泵131的空气引入燃料箱101。
下面，描述阀单元133的操作。参考图16，当阀元件142切换到燃料泵位置时，可切换泵131具有通过入口侧连通开口143和燃料入口138连接到燃料入口管146的入口131A(泵进气侧口135)，以及通过输送侧连通开口144和燃料出口139连接到燃料输送管147的出口131B(泵输送侧口136)。
通过此操作，可切换泵131能通过入口131A从燃料入口管146吸入燃料箱101中的燃料，以及通过出口131B将燃料排放到燃料输送管147，从而实现将所排出的燃料输送到发动机主体120。
另一方面，参考图17，当阀元件142切换到空气泵位置时，泵入口侧口135通过进气侧连通开口143和空气进气口140被连接到进气管148，而泵输送侧口136通过输送侧连通开口144和空气出气口141被连接到空气输送管149。
通过此操作，可切换泵131能通过入口131A从空气进气管148吸入燃料箱101外的空气，并通过出口131B将燃料从空气输送管149排出到燃料箱101，其中，通过关闭净化控制阀115和空气引入阀117可实施气密诊断处理。
因此，第五实施例基本上能产生与第四实施例相同的效果。特别地，在第五实施例中，由于进气侧选择阀133A和输送侧选择阀133B集成为阀单元133，故使用简单形状的圆盘状阀元件142就能获得两个选择阀133A，133B，并由阀元件驱动器145一起驱动。
通过此操作，不必分别为选择阀133A和133B提供阀元件、阀元件驱动器等等，这导致整体上减少了阀单元133的部件数量，从而简化其结构。此外，由于圆盘状阀元件142允许整体上降低该单元的厚度，故能以缩减的尺寸形成包括两个选择阀133A和133B的阀单元133。
另外，选择阀133A、133能通过旋转阀元件142的简单动作形状，导致增强耐久性和可靠性。另外，仅需要将ECU 199的信号输出端、信号线等等连接到单个阀元件驱动器145上，导致整体上降低系统的数量从而简化其结构。
参考图18，其示出了除泵装置设置在燃料箱外，的本发明的第六实施例在结构上基本上与第四实施例相同。
空气/燃料可切换泵或泵装置151具有与第五实施例大致相似的、安装到其上的阀单元152。连接到阀单元152的是燃料入口管153、燃料输送管154、空气进气管155和空气输送管156。
然而，可切换泵151和阀单元152设置在燃料箱101外，其中燃料入口管153和空气进气管155延伸到燃料箱101的内部。
因此，第六实施例能产生与第四实施例基本上相同的效果。特别地，在第六实施例中，考虑到燃料箱101的结构以及管153-156的线路，能将可切换泵151和阀单元152设置在燃料箱101外部，从而增加燃料供给系统的设计灵活性。
在第四至第六实施例中，燃料输送阀6和空气进气阀8包括单向阀。可选地，参考图6，这两个阀可以按第三实施例所示那样构造，其中燃料输送阀6’包括常开的螺线管打开/关闭阀等等，且空气进气阀8’包括常闭的螺线管打开/关闭阀等等。当可切换泵2驱动作为燃料泵时，燃料输送阀6’和空气进气阀8’不从ECU 17接收切换信号，从而维持在各自的燃料输送位置(A)。其中，打开燃料输送阀6’，并关闭空气进气阀8’。另一方面，当可切换泵2驱动作为空气泵时，燃料输送阀6’和空气进气阀8’从ECU 17接收切换信号，从而被切换到各自的进气位置(B)，其中，关闭燃料输送阀6’和打开空气进气阀8’。
在上述各示例性的实施例中，各管用作燃料或空气的通道。可选地，这些通道可以采取由构成燃料输送系统的各部件定义的内部空间、间隙、凹槽、孔等等形式。
另外，在上述各示例性实施例中，压力传感器被提供给燃料箱侧管。可选地，压力传感器可以被设置在燃料箱、燃料箱侧管、滤毒罐以及发动机侧管中能感测到压力的任一位置。
另外，在上述各示例性实施例中，阀单元被安装到可切换泵。可选地，阀单元可以与可切换泵分开设置，其中这两者通过管等等彼此连接。
此外，在上述各示例性实施例中，本发明被应用于用于交通工具，诸如汽车的燃料供给系统。替代地，本发明能被应用于用于其他目的各种燃料供给系统。
已经相对于示例性实施例描述了本发明，注意到本发明不限于此，在不背离本发明的范围的情况下，能做出各种改变和改进。
2002年12月13日申请的日本专利申请P2002-362655以及2002年12月13日申请的日本专利申请P2002-362654的全部教导在此引入以供参考。
权利要求
1.一种用于将燃料馈送到内燃机的系统，包括用于积存蒸发的燃料的油箱；用于吸入和排出所积存的燃料以及所述油箱外的空气的泵；允许将所积存的燃料排放到所述内燃机的第一设备；允许将外部空气吸入所述油箱的第二设备；以及控制所述泵的电子控制单元(ECU)。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一设备包括输送阀，所述第二设备包括进气阀，当所述泵按第一和第二方向旋转时，操作所述输送阀和所述进气阀。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述ECU在所述油箱上实施气密性诊断，执行所述诊断以便当所述内燃机停止时，使所述泵按所述第二方向旋转以便增加所述油箱内的压力。
4.如权利要求2所述的系统，进一步包括蒸发净化装置，用于当通过使泵按所述第一方向旋转来操作所述内燃机时，在所述内燃机和所述油箱之间实施连通，所述蒸发净化装置将在所述油箱内蒸发的燃料蒸气排放到所述内燃机的入口，其特征在于，所述ECU对所述油箱和所述蒸发净化装置实施气密性诊断，实施所述诊断以便当所述内燃机停止时，使所述泵按所述第二方向旋转，以及使所述蒸发净化装置与外部隔离，以便所述油箱和所述蒸发净化装置内的压力增加。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述蒸发净化装置包括滤毒罐、净化控制阀以及空气引入阀。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述泵设置在所述油箱内。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述泵设置在所述油箱外。
8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述输送阀和所述进气阀的每一个都包括单向阀。
9.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述输送阀包括常开的螺线管阀，以及所述进气阀包括常闭的螺线管阀。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一设备和第二设备包括分别设置在所述泵的入口和输出端的选择阀，所述选择阀在燃料泵位置和空气泵位置之间切换。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述ECU在所述油箱上实施气密性诊断，执行所述诊断，以便当所述内燃机停止时，将所述选择阀切换到所述空气泵位置以便增加所述油箱内的压力。
12.如权利要求10所述的系统，进一步包括蒸发净化装置，用于当通过使所述选择阀切换到所述燃料泵位置来操作所述内燃机时，实施所述内燃机和所述油箱之间的连通，所述蒸发净化装置将在所述油箱内蒸发的蒸发排放物排出到所述内燃机的入口，其特征在于，所述ECU对所述油箱和所述蒸发净化装置执行气密性诊断，实施所述诊断，以便当所述内燃机停止时，将所述选择阀切换到所述空气泵位置，以及使所述蒸发净化装置与外部隔离，从而使所述油箱和所述蒸发净化装置内的压力增加。
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述选择阀被集成为一个阀单元，其中，所述阀单元进一步包括管侧外壳、圆盘状阀元件和阀元件驱动器。
14.一种用于将燃料馈送到内燃机的系统，包括用于积存蒸发的燃料的油箱；按第一和第二方向旋转的泵，当按第一方向旋转时，所述泵吸入积存在所述油箱内的燃料并将其排放到所述内燃机中，当按第二方向旋转时，所述泵吸入所述油箱外的空气并将其排放到所述油箱中；输送阀，用于当所述泵按所述第一方向旋转时，允许将积存在所述油箱内的燃料排放到所述内燃机；进气阀，用于当所述泵按所述第二方向旋转时，允许将所述油箱外的空气吸入所述油箱内；控制所述泵的电子控制单元(ECU)。
15.一种用于将燃料馈送到内燃机的系统，包括用于积存蒸发的燃料的油箱；用于吸入和排放所积存的燃料和所述油箱外的空气的泵；切换设备，用于在吸入所积存的燃料并将其排放到所述内燃机的燃料泵位置以及在吸入外部空气并将其排放到所述油箱内的空气泵位置之间进行切换；以及用于控制所述泵的电子控制单元(ECU)。
16.一种用于将燃料馈送到内燃机的系统，包括用于积存蒸发的燃料的油箱；用于吸入和排放所积存的燃料和所述油箱外的空气的泵装置；用于允许将所积存的燃料排放到所述内燃机的第一装置；用于允许将外部空气吸入所述油箱内的第二装置；以及控制所述泵的电子控制单元(ECU)。
全文摘要
一种用于将燃料馈送到内燃机的系统，包括用于积存蒸发燃料的油箱；用于吸入和排出所积存的燃料以及油箱外的空气的燃料/空气可切换泵；允许将所积存的燃料排放到内燃机的第一设备；允许将外部空气吸入油箱的第二设备；以及用于控制泵的电子控制单元(ECU)。
文档编号F02M37/10GK1510267SQ20031012052
公开日2004年7月7日 申请日期2003年12月12日 优先权日2002年12月13日
发明者真下亨, 大桥弘典, 饭岛正昭, 渡边悟, 典, 昭 申请人:日立优喜雅汽车配件有限公司