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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Verarbeiten eines verdampften Kraftstoffgases und auf eine elektromagnetische Ventilvorrichtung, welche die Durchflussrate von verdampftem Gas von einem Kraftstofftank steuert, die einem Einlasssystem eines Motors zugeführt werden soll.
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STAND DER TECHNIK
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Allgemein ist ein Einlasssystem eines Motors derart ausgelegt, dass diesem ein verdampftes Gas zugeführt wird, das innerhalb eines Kraftstofftanks verdampft wird. Ein Zuführweg desselben wird als ein Entlüftungsdurchgang („purge passage”) bezeichnet und umfasst den Kraftstofftank; einen Kanister, der das verdampfte Gas, das in einem Kraftstofftank verdampft wird, aufnimmt und temporär adsorbiert; und eine Reihe von Leitungen, welche die Hauptelemente, wie beispielsweise das Einlasssystem des Motors, etc., verbinden und das verdampfte Gas (Entlüftungsgas) aufnehmen, das aus dem Kanister ausgelassen wird. Ferner ist zwischen dem Kanister des Entlüftungsdurchgangs und dem Einlasssystem des Motors ein elektromagnetisches Ventil vorgesehen, das zur Steuerung der Durchflussrate des Entlüftungsgases verwendet wird.
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Unter der Annahme, dass das Einlasssystem der Maschine und der Kanister mit Hilfe einer einzelnen Leitung verbunden sind, ist zwischen diesen ein einzelnes elektromagnetisches Ventil vorgesehen; und das elektromagnetische Ventil wird derart angesteuert, dass es abwechselnd öffnet und schließt (Steuerung der Einschaltdauer), um auf diese Weise die Durchflussrate des Entlüftungsgases zu steuern, das durch den Entlüftungsdurchgang strömt, wobei das abwechselnde Öffnen und Schlieren des elektromagnetischen Ventils Druckpulsationen in dem Entlüftungsdurchgang erzeugt, aufgrund derer die Zuführrate des Entlüftungsgases relativ zur Ansaugluft und den Kraftstoffgemischen zur Maschine ungleichmäßig werden, wodurch die Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses negativ beeinträchtigt wird. Ferner sind der Entlüftungsdurchgang, der von dem Kraftstofftank zu dem Einlasssystem der Maschine durch den Kanister und das elektromagnetische Ventil führt, und das elektromagnetische Ventil an dem Fahrzeug befestigt. Daher werden Vibrationen, die durch die Druckpulsationen in dem Entlüftungsdurchgang erzeugt werden, ins Fahrzeuginnere übertragen und erzeugen dort Geräusche.
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Zudem bestand in den vergangenen Jahren ein Bedarf daran, die Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs zu erhöhen. Die vergrößerte Durchflussrate führt jedoch zu einer Erhöhung der Druckpulsationen in dem Entlüftungsdurchgang, wodurch die zuvor genannten Probleme schwerwiegender wurden.
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Aus diesem Grund ist eine Erhöhung einer Steuerfrequenz für die Steuerung der Einschaltdauer des elektromagnetischen Ventils als ein Verfahren zum Verringern der Druckpulsationen in dem Entlüftungsdurchgang unter Verwendung eines einzelnen elektromagnetischen Ventils denkbar, um die Steuerfrequenz beispielsweise von 10 Hz auf 20 Hz zu erhöhen.
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Obwohl ein solches Verfahren die Druckpulsationen verringern kann, nimmt jedoch die Lebensdauer des elektromagnetischen Ventils aufgrund der erhöhten Anzahl von Operationen pro Zeiteinheit ab. Ferner führt eine Erhöhung der Steuerfrequenz zu einer Erhöhung der relativen Einschaltdauer, die es dem elektromagnetischen Ventil gestattet, sich aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand zu bewegen, wodurch der Steuerbereich verengt und die Steuerungsauflösung entsprechend verringert wird.
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Unter Berücksichtigung dieser Umstände wurden verschiedene Systeme zum Verarbeiten von verdampftem Kraftstoffgas vorgeschlagen, die eine Struktur aufweisen, bei welcher sich der Entlüftungsdurchgang auf halbem Wege wie bei herkömmlichen Systemen zum Verarbeiten von verdampftem Kraftstoffgas in wenigstens zwei Richtungen aufgabelt. Bei all diesen Systemen ist ein elektromagnetisches Ventil in jeder der Leitungen der verzweigten Entlüftungsdurchgänge vorgesehen, und das elektromagnetische Ventil wird mit Hilfe eines Steuerverfahrens in jedem der verzweigten Entlüftungsdurchgänge geöffnet und geschlossen. Dies verringert die Entlüftungsgaszufuhr der Durchflussrate zu einem Einlasssystem einer Maschine durch die verzweigten Entlüftungsdurchgänge und die wenigstens zwei elektromagnetischen Ventile verglichen mit der Durchflussrate in demjenigen Fall, in dem ein einzelnes elektromagnetisches Ventil verwendet wird, so dass die Druckpulsationen in dem Entlüftungsdurchgang mit den verzweigten Entlüftungsdurchgängen unterdrückt werden (siehe hierzu beispielsweise die folgenden Dokumente:
JP-B6-46017 (Seite 3 und
2)
JP-A5-332205 ([0012] und
2)
JP-A6-272582 ([0018] und
2)
JP-A6-272628 ([0017] bis [0024] und
1)
JP-A7-83129 ([0012] bis [0015] und
1)
JP-5-10767 U ).
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Die
DE 199 37 722 A1 betrifft ein Ventil zum dosierten Einleiten von verflüchtigtem Brennstoff in einen Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine mit einem zwischen einem Ventilsitzkörper und einem Magnetkern eines Elektromagneten angeordneten Ventilschließglied, das von einem Rückstellmittel in Ventilschließrichtung beaufschlagt und vom Elektromagneten in Ventilöffnungsrichtung betätigbar ist. Hierbei ist in einem parallel zu dem Elektromagneten angeordneten Strömungspfad wenigstens ein weiterer Elektromagnet angeordnet, durch den ein weiteres Ventilschließglied betätigbar ist.
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Die
US 6,253,744 B1 offenbart eine ähnliche Ventilvorrichtung, bei der zwei Ventile parallel angeordnet sind, deren Öffnungszeiten getrennt gesteuert werden, um Pulsationen zu unterdrücken.
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Schließlich geht aus der
DE 100 18 209 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchflusssteuerung insbesondere von Kraftstoffdämpfen in Tankentlüftungsanlagen von Kraftfahrzeugen hervor, bei denen für zwei Durchflusssteuerventile eine Verzögerungsschaltung vorgesehen ist.
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12 ist ein Diagramm, das den Fall zeigt, in dem ein elektromagnetisches Ventil A und ein elektromagnetisches Ventil B in den entsprechenden verzweigten Entlüftungsdurchgängen eines gegabelten Entlüftungsdurchgangs vorgesehen sind, wobei der Steuertakt des elektromagnetischen Ventils B mit einer Phasendifferenz von einem halben Zyklus (T/2) relativ zu demjenigen des elektromagnetischen Ventils A gesteuert wird.
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Obwohl die Steuerfrequenzen des elektromagnetischen Ventils A und des elektromagnetischen Ventils B bei diesem System unverändert sind, beispielsweise 10 Hz, entsprechen sie, den Entlüftungsdurchgang insgesamt betrachtend, demjenigen Fall, in dem der Entlüftungsdurchgang mit einer gedoppelten Steuerfrequenz gesteuert wird, d. h. 20 Hz. Daher können die Druckpulsationen in dem Entlüftungsdurchgang gesenkt werden, ohne die Lebensdauer des elektromagnetischen Ventils zu verringern oder die Steuerungsauflösung aufgrund der erhöhten Steuerfrequenz zu erhöhen.
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Jedoch erzeugt das in 12 dargestellte System Druckpulsationen mit beispielsweise 20 Hz. Da es Maschinen mit verschiedenen Spezifikationen gibt, passt das in 12 dargestellte System zudem nicht immer zu solchen Maschinen. Diesbezüglich besteht ein Bedarf an einem Verfahren zum Verringern der Druckpulsationen durch verschiedene Techniken.
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Ferner sind die Komponenten des in 12 dargestellten Systems aufgrund der erhöhten Anzahl von Bauteilen nicht kompakt, da das elektromagnetische Ventil A oder das elektromagnetische Ventil B separat in den entsprechenden verzweigten Entlüftungsdurchgängen vorgesehen sind und diese elektromagnetischen Ventile individuell gesteuert werden.
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Während bei der in 12 dargestellten Technik zwei elektromagnetische Ventile verwendet und mit einer Phasendifferenz von einem halben Zyklus angesteuert werden, um eine sichtbare Steuerfrequenz zu verdoppeln, wurde jedoch eine Druckantwortverzögerung von demjenigen Zeitpunkt, zu dem eine Öffnungs- oder eine Schließoperation des elektromagnetischen Ventils ausgeführt wird, zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem die Operation auf die Antwort als eine Druckfluktuation des Entlüftungsdurchgangs reflektiert wurde, überhaupt nicht berücksichtigt.
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Die vorliegende Erfindung soll die zuvor beschriebenen Probleme lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Verarbeiten eines verdampften Kraftstoffgases oder eine elektromagnetische Ventilvorrichtung zu schaffen, das/die Druckpulsationen in dem Entlüftungsgas, die zum Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des elektromagnetischen Ventils erzeugt werden, unterdrücken kann, die aus den Druckpulsationen resultierende Verschlechterung der Steuerung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses hemmen kann oder die Vibrationen der Leitungen und das Taktgeräusch des Entlüftungsdurchgangs effektiv verringern kann.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Das System zum Verarbeiten eines verdampften Kraftstoffgases gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt verdampftes Gas auf, das in einem Kraftstofftank verdampft wurde, adsorbiert das Gas temporär in einem Kanister, leitet das verdampfte Gas in dem Kanister zu einem Einlasssystem einer Maschine, und umfasst ferner eine Einlassöffnung, die das verdampfte Gas von dem Kraftstofftank aufnimmt; Auslassöffnungen, die das verdampfte Gas, das durch die Einlassöffnung aufgenommen wurde, dem Einlasssystem der Maschine zuführen; eine Kammer, die zwischen der Einlassöffnung und den Auslassöffnungen angeordnet ist; eine elektromagnetische Ventilvorrichtung mit wenigstens ersten und zweiten elektromagnetischen Ventilen, die in der Verbindung zwischen der Einlassöffnung oder den Auslassöffnungen und der Kammer angeordnet sind, wobei sich entweder die Einlassöffnung oder die Auslassöffnungen in eine Vielzahl von Abschnitten verzweigt/verzweigen, und welche die Öffnungs- und Schließoperationen als Antwort auf ein Steuersignal durchführen; und ein Ventilsteuermittel zum Ansteuern der ersten und zweiten elektromagnetischen Ventile der elektromagnetischen Ventilvorrichtung, wobei entweder das erste elektromagnetische Ventil oder das zweite elektromagnetische Ventil ein solches der Rückwärtsansaugart ist, bei dem ein negativer Druck in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Ventilschließrichtung einer Armatur ausgeübt wird, und bei dem, wenn die Durchflussrate des Gases, das durch die elektromagnetische Ventilvorrichtung strömt, gleich oder geringer als eine vorbestimmte Durchflussrate ist, das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart angesteuert wird.
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Die elektromagnetische Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Einlassöffnung, die ein verdampftes Gas aus einem Kraftstofftank aufnimmt; Auslassöffnungen, die das verdampfte Gas, das durch die Einlassöffnung aufgenommen wurde, einem Einlasssystem einer Maschine zuführen; eine Kammer, die zwischen der Einlassöffnung und den Auslassöffnungen angeordnet ist; und wenigstens erste und zweite elektromagnetische Ventile, die in der Verbindung zwischen der Einlassöffnung oder den Auslassöffnungen und der Kammer angeordnet sind, wobei sich entweder die Einlassöffnung oder die Auslassöffnungen in eine Vielzahl von Abschnitten verzweigt/verzweigen, und welche die Öffnungs- und Schließoperationen als Antwort auf ein Steuersignal ausführen, wobei das erste elektromagnetische Ventil oder das zweite elektromagnetische Ventil ein solches der Rückwärtsansaugart ist, an dem ein negativer Druck in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Ventilschließrichtung einer Armatur angelegt wird.
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Da bei dem System zum Verarbeiten eines verdampften Kraftstoffgases gemäß der vorliegenden Erfindung die ersten und zweiten elektromagnetischen Ventile gesteuert werden, und die Druckpulsationen, die durch die Öffnungsoperation oder die Schließoperation dieser elektromagnetischen Ventile erzeugt werden, innerhalb der Kammer gemischt werden, werden die Druckpulsationen effektiv unterdrückt, und die Verschlechterung der Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder die Leitungsvibration und die Taktgeräusche des Entlüftungsdurchgangs, die durch diese Druckpulsationen verursacht werden, wird/werden gehemmt.
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Bei der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die ersten und zweiten elektromagnetischen Ventile und die Kammer integral kombiniert, so dass die Druckpulsationen, die durch die Öffnungsoperation oder die Schließoperation der ersten und zweiten elektromagnetischen Ventile in der Kammer hervorgerufen werden, effizient verschmolzen werden können und ein Bauraum in einem verkleinerten Maschinenraum in einfacher Weise realisierbar ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine konzeptionelle Ansicht, die ein System zum Verarbeiten eines verdampften Kraftstoffgases gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine in 1 dargestellte Ventileinheit zeigt;
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3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die wichtige Punkte eines der elektromagnetischen Ventilsysteme der in 2 dargestellten Ventileinheiten zeigt;
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4 ist ein Diagramm, das den Arbeitstakt der beiden elektromagnetischen Ventile in Verbindung mit Druckpulsationen zeigt;
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5 ist ein Diagramm, das den Arbeitstakt der beiden elektromagnetischen Ventile in Verbindung mit Druckpulsationen zeigt;
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6 ist ein Diagramm, das den Arbeitstakt der beiden elektromagnetischen Ventile in Verbindung mit Druckpulsationen zeigt;
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7 ist eine konzeptionelle Ansicht, die eine Modifikation des Systems zum Verarbeiten von verdampftem Kraftstoffgas zeigt;
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8 ist eine Ansicht einer Durchflussratenkennlinie des elektromagnetischen Ventils der Vorwärtsansaugart zum Zeitpunkt einer Öffnungsoperation;
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9 ist eine Ansicht einer Durchflussratenkennlinie des elektromagnetischen Ventils der Rückwärtsansaugart zum Zeitpunkt einer Öffnungsoperation;
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10 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Ventileinheit gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die wichtige Punkte eines elektromagnetischen Rückwärts-Ansaug-Ventilsystems der Ventileinheit zeigt; und
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12 ist eine Ansicht, die einen Arbeitstakt der beiden elektromagnetischen Ventile eines herkömmlichen Systems in Verbindung mit Druckpulsationen zeigt.
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BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung genauer zu erläutern.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine schematische Ansicht, die ein System zum Verarbeiten von verdampftem Kraftstoffgas gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Ventileinheit als die in 1 dargestellte elektromagnetische Ventilvorrichtung zeigt, und 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die wichtige Punkte eines der elektromagnetischen Ventilsysteme der in 2 dargestellten Ventileinheit zeigt.
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Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Entlüftungsdurchgang 5 zur Aufnahme und zum Verarbeiten von verdampftem Gas, das innerhalb eines Kraftstofftanks 3 verdampft wurde, mit einem Einlassrohr verbunden, das einen Teil eines Einlasssystems einer Maschine 1 bildet. Eine Position, an welcher der Entlüftungsdurchgang mit dem Einlassrohr verbunden ist, ist in einem Bereich angeordnet, der stromabwärts von einem Drosselventil 19 positioniert ist, das später beschrieben wird und bei dem ein negativer Druck erzeugt werden kann. Ein Zwischenbehälter 2 ist an einer Position vorgesehen, die weiter stromabwärts angeordnet ist. Der Entlüftungsdurchgang 5 ist aus einer Reihe von Durchgängen gebildet, wie beispielsweise ein Durchgang, durch den das verdampfte Gas, das innerhalb des Kraftstofftanks 3 erzeugt wurde, einem Kanister 4 zugeführt wird, ein Durchgang, durch den das verdampfte Gas, das aus dem Kanister 4 ausgelassen wird, der das Gas hauptsächlich mit aktiviertem Kohlenstoff adsorbiert, einer Ventileinheit 9 zuführt, und ein Durchgang, der das verdampfte Gas von der Ventileinheit 9 dem Einlassrohr zuführt.
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Die Ventileinheit 9 steuert die Durchflussrate des Entlüftungsgases, das durch den Entlüftungsdurchgang 5 strömt, und umfasst eine Kammer 6, ein elektromagnetisches Ventil 7 als ein erstes elektromagnetisches Ventil, und ein elektromagnetisches Ventil 8 als ein zweites elektromagnetisches Ventil. Die Ventileinheit 9 umfasst eine Zuführöffnung 9d, die später beschrieben wird, und Auslassöffnungen 9e, 9f, die in zwei Richtungen abzweigen. Zudem ist die Einlassöffnung 9d mit dem Entlüftungsdurchgang 5 verbunden, der den Kanister 4 und die Ventileinheit 9 verbindet. Zudem sind die Auslassöffnungen 9e, 9f jeweils mit einem Entlüftungsdurchgang 5a, 5b verbunden, bei denen es sich um zwei verzweigte Entlüftungsdurchgänge handelt. Die beiden getrennten Entlüftungsdurchgänge 5a, 5b münden stromabwärts in einen Entlüftungsdurchgang, und der resultierende Entlüftungsdurchgang ist mit dem Einlassrohr verbunden.
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In 2 bezeichnet die Bezugsziffer 9a ein Gehäuse zur Aufnahme der elektromagnetischen Ventile 7, 8, die Bezugsziffer 9b bezeichnet ein Gehäuse, das die Auslassöffnungen bildet, die in zwei Richtungen abzweigen, die Bezugsziffer 9c bezeichnet ein Deckelelement als einen Deckelabschnitt, der an das Gehäuse 9b geschweißt ist, und das Deckelelement 9c umfasst die Kammer 6 zusammen mit dem Gehäuse 9a oder dem Gehäuse 9b. Vorliegend können das Gehäuse 9a und das Gehäuse 9b integral oder separat ausgebildet sein. Die Bezugsziffer 9d bezeichnet die Einlassöffnung, die in dem Deckelelement 9c ausgebildet ist. Magnetspulen 10, 11 sind Magnetspulen des elektromagnetischen Ventils 7 und des elektromagnetischen Ventils 8, die in dem Gehäuse 9a enthalten sind, und diese Magnetspulen 10, 11 umgeben jeweils Kerne 12, 13, so dass Magnetfelder in dem Kern 12, 13 erzeugt werden.
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Die jeweiligen einen Enden dieser Kerne 12, 13 sind mit Kolben (Ventilelemente) 16, 17 versehen, die koaxial in einer axialen Richtung bewegbar durch Federn 14, 15 angeordnet sind und die verzweigten Entlüftungsdurchgänge 5a, 5b in Bezug auf die Kammer 6 individuell öffnen und schließen. Im Übrigen sind die jeweiligen Magnetspulen 10, 11 mit einem Verbindungselement 18, dem ein Spannungssignal (Einschaltdauersteuersignal) zugeführt wird, und mit einem Ventilsteuermittel 20 versehen, welches das Spannungssignal erzeugt. Vorliegend kann das Ventilsteuermittel 20 aus einer Maschinensteuereinheit (ECU) ausgebildet sein, welche die Zündsystemsteuerung oder die Kraftstoffsystemsteuerung, wie beispielsweise die Steuerung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses etc., der Maschine durchführt, oder es kann aus einer bestimmten Ventilsteuereinheit ausgebildet sein.
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3 zeigt den Zustand, in dem das elektromagnetische Ventil 7 geschlossen ist. Bei der ersten Ausführungsform ist der Entlüftungsdurchgang mit der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 19 verbunden. Aus diesem Grund wird an der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 19 ein negativer Druck erzeugt, wenn die Maschine 1 in Betrieb ist. Der negative Druck wird der Auslassöffnung 9e oder 9f durch den Entlüftungsdurchgang 5 zugeführt.
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Ansonsten ist ein Ende der Auslassöffnung 9e oder 9f gegenüber dem Kolben 16 oder 17 zur Kammer 6 offen, und ihre Öffnung wird durch den Kolben 16 oder 17 geöffnet und geschlossen, der als Antwort auf das Einschaltdauersteuersignal von dem Ventilsteuermittel 20 angesteuert wird.
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Bei der ersten Ausführungsform sind die beiden elektromagnetischen Ventile 7, 8, wie es in 3 durch den Pfeil gezeigt ist, derart angeordnet, dass auf sie die Ansaugkraft, die erzeugt wird, wenn die Maschine 1 betrieben wird, in einer Schließrichtung des Ventils wirkt, und diese Anordnung wird als Anordnung der Vorwärtsansaugart bezeichnet. Zudem wirkt auf die Kolben 16, 17 die Zwangskraft, die durch die Federn 14, 15 ausgeübt wird, die an den Enden der Kerne 12, 13 angeordnet sind, wodurch eine Dichtwirkung des geschlossenen Ventils erzeugt wird, während das Spannungssignal durch die Zwangskraft abgeschnitten ist.
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Nachfolgend wird der Betrieb der Anordnung beschrieben.
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In dem Zustand, in dem die Maschine 1 angetrieben wird, wird das Entlüftungsgas, das in dem Kanister 4 adsorbiert wurde, dem Einlassrohr der Maschine zugeführt, und das Gas wird in der Maschine 1 verbrannt. Das Einschaltdauersteuersignal wird dem Verbindungselement 18 der Ventileinheit 9 von dem Ventilsteuermittel 20 zugeführt, so dass die elektromagnetischen Ventile 7, 8 angesteuert werden.
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Wenn das elektromagnetische Ventil daraufhin eine Schließoperation durchführt, so dass sich das Ventil aus dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand bewegt, oder eine Öffnungsoperation durchführt, so dass sich das Ventil aus dem geschlossenen Zustand in den offenen Zustand bewegt, werden Druckfluktuationen erzeugt. Die Druckfluktuationen treten nicht sofort nach einer Ausgabe eines Befehls zum Öffnen oder Schließen des Ventils auf, sondern sie treten mit einer vorbestimmten Antwortverzögerung auf. Bei dem zuvor unter Bezugnahme auf 12 beschriebenen herkömmlichen Beispiel werden zwei elektromagnetische Ventile lediglich mit einer Phasendifferenz von einem halben Zyklus angetrieben, wodurch eine Steuerfrequenz augenscheinlich verdoppelt wird, beispielsweise von 10 Hz auf 20 Hz. Zu diesem Zeitpunkt wird die Antwortverzögerung, die in den Druckfluktuationen auftritt, nicht berücksichtigt.
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Wenn bei der ersten Ausführungsform daraufhin die Druckfluktuationen, die durch die Ventilöffnungsoperation oder die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 verursacht werden, eliminiert werden, indem das elektromagnetische Ventil 7 zunächst als das erste elektromagnetische Ventil angesteuert wird und dann das elektromagnetische Ventil 8 als das zweite elektromagnetische Ventil angesteuert wird, wird das elektromagnetische Ventil 8 unter Berücksichtigung der zuvor genannten vorbestimmten Antwortverzögerung angesteuert.
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4 ist ein Diagramm, das den Operationstakt der beiden elektromagnetischen Ventile gemäß der ersten Ausführungsform in Verbindung mit Druckpulsationen zeigt. Es sollte klar sein, dass das elektromagnetische Ventil 7 und das elektromagnetische Ventil 8 bei der ersten Ausführungsform annähernd die gleiche Durchflussratenkennlinie aufweisen. Die vorliegende Durchflussratenkennlinie wird in zweidimensionalen Koordinaten dargestellt, bei denen eine Koordinate die relative Einschaltdauer und die andere die Durchflussrate darstellt, und sie ähnelt beispielsweise derjenigen, die in 8 gezeigt ist und später beschrieben wird.
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Zum Zeitpunkt t1 in 4 gibt das Ventilsteuermittel 20 ein Befehlssignal an das elektromagnetische Ventil 7 aus, um eine Ventilschließoperation durchzuführen. Nach Empfangen des Signals bewegt sich das Ventil 7 aus dem geöffneten Zustand des Ventils in den geschlossenen Zustand des Ventils; jedoch treten die Druckfluktuationen des Entlüftungsdurchgangs 5 hinter dem Befehlssignal auf und zeigen eine Wellenform mit einem Spitzenwert zum Zeitpunkt t3. Mit anderen Worten ist eine Antwortverzögerung 1 in den Druckfluktuationen von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t3 zum Zeitpunkt der Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 vorhanden. Aus diesem Grund gibt das Ventilsteuermittel 20 ein Befehlssignal zum Durchführen der Ventilöffnungsoperation an das Ventil 8 angesichts der Schließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 aus. Nach Empfangen des Signals bewegt sich das elektromagnetische Ventil 8 aus dem geöffneten Zustand des Ventils in den geschlossenen Zustand des Ventils; jedoch zeigen die Druckfluktuationen des Entlüftungsdurchgangs 5 eine Wellenform mit einem Spitzenwert hinter der Operation. Unter Bezugnahme auf 4 ist bei der Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 eine Antwortverzögerung 2 in den Druckfluktuationen vom Zeitpunkt t2 zum Zeitpunkt t3 vorhanden.
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Daher steuert das Ventilsteuermittel 20 das elektromagnetische Ventil 8 mit einem vorbestimmten Antwortverzögerungskorrekturwert ⌷ derart, dass der Spitzenwert der Druckfluktuationen, die durch die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 hervorgerufen werden, mit denjenigen übereinstimmt, die durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 zum Zeitpunkt t3 erzeugt werden, zu dem der Spitzenwert auftritt, der durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 hervorgerufen wird.
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In diesem Zusammenhang haben die Antwortverzögerung 1 und die Antwortverzögerung 2 nicht unbedingt den gleichen Wert. Zudem variieren die Antwortverzögerung 1 und die Antwortverzögerung 2 in Abhängigkeit von der verwendeten elektromagnetischen Ventilvorrichtung und der verwendeten relativen Einschaltdauer. Entsprechend kann vorab die Antwortverzögerung entsprechend der relativen Einschaltdauer gemessen werden, und das Verarbeitungssystem kann unter Verwendung des Wertes in dem Ventilsteuermittel gesteuert werden.
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Gemäß der ersten Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, entsprechen die Spitzenwerte der Druckfluktuationen, die durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 hervorgerufen werden, denjenigen, die durch die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 hervorgerufen werden, einander, wodurch die Druckfluktuationen eliminiert werden. Es sollte klar sein, dass die Antwortverzögerung der Druckfluktuationen unter Berücksichtigung der Verzögerungen eliminiert wird, die tatsächlich in dem Entlüftungsdurchgang auftreten. Dies ermöglicht eine erfolgreiche Eliminierung der Druckfluktuationen.
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Im Übrigen werden bei der ersten Ausführungsform die Druckfluktuationen, die der Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 zuzuschreiben sind, und diejenigen, die durch die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 hervorgerufen werden, positiv verwendet, um einander zu eliminieren. Diesbezüglich ist es wünschenswert, dass der Ort, an dem diese zwei Druckfluktuationen miteinander gemischt werden, in der Nähe des elektromagnetischen Ventils 7 und des elektromagnetischen Ventils 8 liegt. Aus diesem Grund sind bei der Ventileinheit 9 gemäß der ersten Ausführungsform das elektromagnetische Ventil 7, das elektromagnetische Ventil 8 und die Kammer 6 integral kombiniert, um die Druckfluktuationen in der Kammer 6 zu eliminieren.
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Nach der Ausgabe des Befehlssignals für die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 wird, wie es in 4 gezeigt ist, das Befehlssignal für die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 ausgegeben. Wenn jedoch die Antwortverzögerung 2 der Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 lang ist, sollte das Befehlssignal für die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 in manchen Fällen ausgegeben werden, bevor das Befehlssignal für die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 ausgegeben wird, um den Spitzenwert der Druckfluktuationen, die durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 hervorgerufen werden, und diejenigen aufgrund der Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 miteinander in Einklang zu bringen. 5 ist ein Diagramm, das den Operationstakt der beiden elektromagnetischen Ventile in Verbindung mit den Druckpulsationen zeigt.
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Während die in 5 dargestellten Operationen grundsätzlich mit denen übereinstimmen, die in 4 gezeigt sind, unterscheiden sie sich dahingehend voneinander, dass das Befehlssignal für die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 zum Zeitpunkt t0 unter Addition des Antwortverzögerungs-Korrekturwertes ⌷ ausgegeben wird.
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6 ist ein Beispiel, bei dem die relative Einschaltdauer in dem in 5 dargestellten Diagramm um 50% reduziert wurde. Das in 5 gezeigte Diagramm dient zur Eliminierung der Druckfluktuationen, die durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 erzeugt werden, als Antwort auf diejenigen, die durch die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 hervorgerufen werden. Aus diesem Grund werden die Druckfluktuationen, die durch die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 7 hervorgerufen werden, und diejenigen aufgrund der Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 8 nicht eliminiert, und diese auftretenden Fluktuationen erzeugen Druckpulsationen mit einer Grundeinschaltdauersteuerfrequenz von beispielsweise 10 Hz. Wenn jedoch die relative Einschaltdauer 50% beträgt, da der Spitzenwert der Druckfluktuationen, die aus der Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 7 resultieren, und diejenigen, die durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 8 erzeugt werden, relativ nahe beieinander liegen, werden diese Druckfluktuationen eliminiert, indem der Steuertakt des elektromagnetischen Ventils 7 oder des elektromagnetischen Ventils 8 eingestellt wird, wodurch die Eliminierung der Druckfluktuation ermöglicht wird, die aus sämtlichen der Ventilöffnungs- und Ventilschließoperationen des elektromagnetischen Ventils 7 und durch sämtliche der Ventilöffnungs- und Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 8 hervorgerufen werden.
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Zudem werden die Druckfluktuationen, die durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 hervorgerufen werden, bei dem in 4 oder 5 dargestellten Beispiel durch diejenigen eliminiert, die durch die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 hervorgerufen werden. Dies ist jedoch nicht einschränkend, so dass alternativ auch die Druckfluktuationen, die durch die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 7 hervorgerufen werden, durch diejenigen eliminiert werden können, die durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 8 hervorgerufen werden.
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Wie bei dem zuvor beschriebenen Fall können, wenn die relative Einschaltdauer 50% beträgt, die Druckfluktuationen, die durch die Ventilschließoperation des elektromagnetischen Ventils 7 hervorgerufen werden, auch durch diejenigen eliminiert werden, die durch die Ventilöffnungsoperation des elektromagnetischen Ventils 8 hervorgerufen werden.
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Wie es zuvor beschrieben wurde, werden bei der ersten Ausführungsform die beiden elektromagnetischen Ventile 7, 8 bei um die Antwortverzögerung versetztem Steuertakt des elektromagnetischen Ventils 7 angesteuert, wodurch die Druckfluktuationen eliminiert werden, die beim Steuertakt auftreten, wodurch eine Stabilisierung der Druckpulsationen des Entlüftungsgases erzielt wird, das durch den Entlüftungsdurchgang 5 strömt. Dies ermöglicht eine effiziente Verringerung der Verschlechterung der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses oder die effektive Reduzierung der Leitungsvibrationen und des Taktgeräusches des Entlüftungsdurchgangs 5, welche durch die abrupten Druckpulsationen hervorgerufen werden.
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Bei der ersten Ausführungsform verzweigen sich die Auslassöffnungen der Ventileinheit 9 in die Auslassöffnungen 9e, 9f, wobei diese Auslassöffnungen mit den Entlüftungsdurchgängen 5a, 5b verbunden sind, und die Entlüftungsdurchgänge 5a, 5b münden in einen Durchgang an der Einlassrohrseite, die stromabwärts positioniert ist.
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Es sollte jedoch klar sein, dass das Verarbeitungssystem hierauf nicht beschränkt ist, sondern auch anders konfiguriert sein kann, wie es in 7 gezeigt ist. 7 ist eine konzeptionelle Ansicht, die das System zum Verarbeiten von verdampftem Kraftstoffgas zeigt. Gemäß 7 verzweigt sich der Entlüftungsdurchgang 5, der sich von dem Kanister 4 zur Ventileinheit 9 erstreckt, in Entlüftungsdurchgänge 5c, 5d, und diese Entlüftungsdurchgänge sind mit mehreren Einlassöffnungen verbunden, die innerhalb der Ventileinheit 9 vorgesehen sind. Die Mehrzahl von Einlassöffnungen wird geöffnet und geschlossen, indem die elektromagnetischen Ventile, die jeweils in diesen vorgesehen sind, angesteuert werden. Die Druckfluktuationen, die durch die Öffnungs- und Schließsteuerung hervorgerufen werden, werden gemischt, und sie werden innerhalb der Kammer 6 zwischen der Einlassöffnung und den Auslassöffnungen eliminiert. Die Kammer 6 kommuniziert mit den Auslassöffnungen, und die Auslassöffnungen sind über den Entlüftungsdurchgang 5 mit der stromabwärtigen Seite des Drosselventils 19 des Einlassrohrs verbunden. Gemäß 7 sind der Entlüftungsdurchgang 5, der die Auslassöffnungen verwendet, und das Einlassrohr aus einem einzelnen Rohr ausgebildet.
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Bei dem Beispiel gemäß der ersten Ausführungsform werden im Übrigen das einzelne elektromagnetische Ventil 7 als das erste elektromagnetische Ventil und das einzelne elektromagnetische Ventil 8 als das zweite elektromagnetische Ventil verwendet.
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Jedoch muss weder das erste elektromagnetische Ventil noch das zweite elektromagnetische Ventil aus einem einzelnen elektromagnetischen Ventil ausgebildet werden, sondern jedes dieser Ventile kann auch aus einer Mehrzahl von elektromagnetischen Ventilen ausgebildet werden. Um beispielsweise die maximale Durchlassrate des Entlüftungsdurchgangs zu erhöhen, können zwei elektromagnetische Ventile 7 als das erste elektromagnetische Ventil und zwei elektromagnetische Ventile 8 als das zweite elektromagnetische Ventil vorgesehen werden, und entsprechend dieser Ventile können vier abzweigende Durchgänge verwendet werden.
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Zweite Ausführungsform
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Unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem das elektromagnetische Ventil 7 und das elektromagnetische Ventil 8 verwendet werden, wobei die beiden Ventile nahezu die gleiche Durchflussratenkennlinie aufweisen. Jedoch ermöglicht ein Kombinieren der elektromagnetischen Ventile mit jeweils unterschiedlicher Kennlinie das Erzielen der erforderlichen Durchflussratenkennlinie. Im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem elektromagnetische Ventile verwendet werden, die verschiedene Durchflussratenkennlinien aufweisen.
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8 zeigt eine Durchflussratenkennlinie des elektromagnetischen Ventils der Vorwärtsansaugart, bei dem ein negativer Druck in eine Ventilschließrichtung wirkt, wobei die Kennlinie anhand von Koordinaten mit der relativen Einschaltdauer als eine horizontale Achse und der Durchflussrate als eine vertikale Achse in Bezug auf jede relative Einschaltdauer dargestellt ist. Die elektromagnetischen Ventile 7, 8, die in der ersten Ausführungsform verwendet wurden, sind elektromagnetische Ventile der Vorwärtsansaugart mit einer Durchflussratenkennlinie ähnlich derjenigen, die in 8 dargestellt ist. 9 zeigt eine Durchflussratenkennlinie des elektromagnetischen Ventils der Rückwärtsansaugart, bei dem ein negativer Druck in einer Ventilöffnungsrichtung wirkt, wobei die Durchflussratenkennlinie anhand von Koordinaten mit der relativen Einschaltdauer zum Zeitpunkt der Öffnungsoperation als eine horizontale Achse und der Durchflussrate relativ zu jeder relativen Einschaltdauer als eine vertikale Achse dargestellt ist.
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10 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Ventileinheit 9 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, bei der, von zwei elektromagnetischen Ventilen 7, 8, das elektromagnetische Ventil 7 als das elektromagnetische Ventil der Vorwärtsansaugart und das elektromagnetische Ventil 8 als das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart verwendet wird. Vorliegend bildet das elektromagnetische Ventil 7 das erste elektromagnetische Ventil, und das elektromagnetische Ventil 8 bildet das zweite elektromagnetische Ventil. 11 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die wichtige Punkte des elektromagnetischen Ventilsystems der Rückwärtsansaugart der in 10 dargestellten Ventileinheit 9 zeigt.
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Gemäß 11 ist das elektromagnetische Ventil 8 der Rückwärtsansaugart derart angeordnet, dass eine Ansaugkraft in Form von negativem Druck, der erzeugt wird, wenn die Maschine betrieben wird, auf die Rückseite des Kolbens 17 innerhalb des elektromagnetischen Ventils 8 wirkt, indem ein Innenzylinderventil-Lochzylinder 9g mit dem Gehäuse 9a der Ventileinheit 9 als ein Ansaugweg an einer Position gegenüber dem Kolben 17 des elektromagnetischen Ventils 8 innerhalb der Kammer 6 ausgebildet ist; indem ein Ansaugweg 9h um den Umfang des Ventil-Lochzylinders 9g ausgebildet ist; und indem der Ansaugweg 9h durch einen Zwischenraum S des Kolbens 17 mit der Innenseite des Kolbens 17 kommuniziert.
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Die Anordnung des Systems zum Verarbeiten von verdampftem Kraftstoffgas gemäß der zweiten Ausführungsform kann Kennlinien erzielen, die den Anforderungen genügen, indem die elektromagnetischen Ventile derart geschaltet werden, dass die Ventile entsprechend den erforderlichen Kennlinien angesteuert werden oder simultan angesteuert werden.
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Beispielsweise tritt im Fall des elektromagnetischen Ventils der Vorwärtsansaugart, das bei der ersten Ausführungsform verwendet wird, wie es anhand der in 8 dargestellten Durchflussratenkennlinie desselben gezeigt ist, ein Phänomen auf, das als Springen bezeichnet wird und dazu führt, dass die Durchflussrate zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils in einem Bereich geringer Durchflussrate plötzlich ansteigt. Dieses Phänomen stellt insbesondere ein Problem zum Leerlaufzeitpunkt oder dergleichen dar. Zum Leerlaufzeitpunkt sind die Luftmenge, die der Maschine 1 zugeführt wird, und die Kraftstoffeinspritzmenge gering, und zudem wird eine schwierige Steuerung durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist ferner die Entlüftungsmenge, die durch den Entlüftungsdurchgang 5 zugeführt wird, gering. Wenn jedoch das in 8 dargestellte Springen aufgetreten ist, nimmt die Entlüftungsgasmenge stark zu, was dazu führt, dass der Maschine 1 temporär eine übermäßige Kraftstoffmenge zugeführt wird. Während der Leerlaufzeit wird der Maschine 1 nur eine geringe Menge an Kraftstoff-Luft-Mischungen zugeführt, weshalb ein abrupter Anstieg des Entlüftungsgases zu einem Hauptfaktor bezüglich der Verschlechterung der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses wird, welches hierdurch beeinflusst wird, wenn auch in einem geringen Maß. Ferner führen die resultierenden Variationen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zu Fluktuationen der Drehzahl beim Leerlauf.
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Bei der zweiten Ausführungsform wird entsprechend das elektromagnetische Ventil 8 durch das Ventil der Rückwärtsansaugart ersetzt, bei dem, wie es in 9 gezeigt ist, kein Springen auftritt, und das Ventil der Rückwärtsansaugart wird in dem Bereich mit geringer Durchflussrate angesteuert.
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Genauer gesagt, wenn die Durchflussrate des Entlüftungsgases gering ist, wird nur das elektromagnetische Ventil 8 der Rückwärtsansaugart betrieben, wodurch eine sehr genaue Steuerungsleistung ohne ein Auftreten eines Springens erzielt wird. Da das elektromagnetische Ventil 7 hierbei nicht angesteuert wird, können jedoch die Druckfluktuationen zwangsläufig nicht eliminiert werden. Wenn allerdings die Durchflussrate des Entlüftungsgases gering ist, sind die Druckfluktuationen gering, so dass kein großes Problem entsteht, selbst wenn die Fluktuationen nicht aktiv eliminiert werden. In diesem Kontext tritt bei dem elektromagnetischen Ventil der Vorwärtsansaugart ein Springen nur bei einer relativen Einschaltdauer von 0% bis 10% oder 20% auf.
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Daher ist es bevorzugt, dass in dem Bereich mit geringer Durchflussrate, bei dem die relative Einschaltdauer bis zu etwa 20% oder weniger beträgt, nur das elektromagnetische Ventil 8 der Rückwärtsansaugart angesteuert wird, und in dem Bereich, in dem die relative Einschaltdauer 20% oder mehr beträgt und ein Springen kaum noch auftritt, werden sowohl das elektromagnetische Ventil 7 der Vorwärtsansaugart als auch das elektromagnetische Ventil 8 der Rückwärtsansaugart angesteuert, so dass das Verarbeitungssystem derart gesteuert wird, dass die Druckfluktuationen eliminiert werden, die durch die Ventilöffnungsoperation oder die Ventilschließoperation erzeugt werden, wie es anhand der zuvor beschriebenen Ausführungsform erläutert wurde.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform wird in dem Durchflussratenbereich, in dem ein Springen auftreten kann, wie es zuvor beschrieben wurde, nur das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart angesteuert, und in dem Durchflussratenbereich, in dem die Durchflussrate größer als in dem Bereich mit geringer Durchflussrate ist und ein Springen selten auftritt, werden sowohl das elektromagnetische Ventil der Vorwärtsansaugart als auch das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart angesteuert, wodurch eine sehr genaue Steuerung in dem Bereich mit geringer Durchflussrate ermöglicht wird und die Druckfluktuationen in allen Durchflussratenbereichen unterdrückt werden.
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Unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem das einzelne elektromagnetische Ventil 7 als das erste elektromagnetische Ventil und das einzelne elektromagnetische Ventil 8 als das zweite elektromagnetische Ventil verwendet werden.
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Jedoch muss weder das erste elektromagnetische Ventil noch das zweite elektromagnetische Ventil aus einem einzelnen Ventil ausgebildet werden, sondern sie können alternativ auch aus mehreren elektromagnetischen Ventilen ausgebildet werden.
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Dritte Ausführungsform
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Bei der zweiten Ausführungsform wird in dem Bereich mit geringer Durchflussrate, in dem ein Springen auftreten kann, erfindungsgemäß nur das elektromagnetische Ventil 8 der Rückwärtsansaugart angesteuert, und in dem Durchflussratenbereich, in dem die Durchflussrate größer als diejenige in dem Bereich mit geringer Durchflussrate ist und ein Springen kaum noch auftritt, werden sowohl das elektromagnetische Ventil 7 der Vorwärtsansaugart als auch das elektromagnetische Ventil 8 der Rückwärtsansaugart angesteuert. Bei der zweiten Ausführungsform werden in dem elektromagnetischen Ventil 7 und in dem elektromagnetischen Ventil 8 die gleichen maximalen Durchflussraten verwendet.
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Im Gegensatz hierzu weist das elektromagnetische Ventil 8 der Rückwärtsansaugart gemäß der dritten Ausführungsform eine geringere maximale Durchflussrate als diejenige des elektromagnetischen Ventils 7 der Vorwärtsansaugart auf.
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Unter der Annahme, dass die Durchflussrate, die erzielt wird, wenn sowohl das elektromagnetische Ventil 7 als auch das elektromagnetische Ventil 8 bei einer relativen Einschaltdauer von 100% angesteuert werden, die maximale Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs ist, wird beispielsweise das elektromagnetische Ventil 8 derart ausgewählt, dass seine maximale Durchflussrate geringer als 50% der maximalen Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs ist, und das elektromagnetische Ventil 7 wird derart ausgewählt, dass eine maximale Durchflussrate gleich oder größer als 50% der maximalen Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs ist.
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Da die maximale Durchflussrate des elektromagnetischen Ventils 8 der Rückwärtsansaugart gemäß der dritten Ausführungsform klein eingestellt ist, kann in diesem Fall die Steuerauflösung des elektromagnetischen Ventils verbessert werden. Ferner wird beim Ansteuern sowohl des elektromagnetischen Ventils 7 als auch des elektromagnetischen Ventils 8 ein Eliminieren dieser Fluktuationen realisiert, indem die Druckfluktuationen genutzt werden, die in diesen Ventilen auftreten.
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Es sollte klar sein, dass die maximalen Durchflussraten, die für das elektromagnetische Ventil 7 als das erste elektromagnetische Ventil und für das elektromagnetische Ventil 8 als das zweite elektromagnetische Ventil ausgewählt werden sollten, ausschließlich von der Ausgewogenheit der Verbesserung der Steuerungsauflösung in dem Bereich mit geringer Durchflussrate durch das elektromagnetische Ventil 8 und eines Effektes der Eliminierung der Druckfluktuationen durch die elektromagnetischen Ventile 7, 8 abhängig ist.
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Bei der dritten Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, bei dem das einzelne elektromagnetische Ventil 7 als das erste elektromagnetische Ventil und das einzelne elektromagnetische Ventil 8 als das zweite elektromagnetische Ventil verwendet werden.
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Jedoch muss weder das erste elektromagnetische Ventil noch das zweite elektromagnetische Ventil aus einem einzelnen elektromagnetischen Ventil ausgebildet werden, sondern sie können alternativ auch aus einer Mehrzahl von elektromagnetischen Ventilen ausgebildet werden.
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Beispielsweise kann ein einzelnes elektromagnetisches Ventil mit eine maximalen Durchflussrate von etwa 20% der maximalen Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs als das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart gewählt werden, und die verbleibenden 80% können entsprechend durch die elektromagnetischen Ventile der Vorwärtsansaugart mit jeweils 40% abgedeckt werden.
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Als ein Steuerverfahren zu diesem Zeitpunkt wird beispielsweise in dem Bereich mit geringer Durchflussrate, in dem die Durchflussrate weniger als 20% beträgt und ein Springen auftritt, nur das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart angesteuert. Dann wird in dem Durchflussratenbereich von 20% oder mehr das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart angehalten, um die gegenseitigen Druckfluktuationen mit den beiden elektromagnetischen Ventilen der Vorwärtsansaugart zu eliminieren. Wenn die Strömungsrate weiter auf eine Durchflussrate von 80% oder mehr ansteigt, kann das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart angesteuert werden, und die Durchflussrate, die durch das elektromagnetische Ventil der Rückwärtsansaugart nicht erreicht werden kann, kann jeweils zu 50% von den verbleibenden elektromagnetischen Ventilen der Vorwärtsansaugart übernommen werden.
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Hierbei kann der Antriebstakt des elektromagnetischen Ventils der Rückwärtsansaugart synchron mit einem der elektromagnetischen Ventile der Vorwärtsansaugart erfolgen, oder das elektromagnetische Ventil kann mit einem Antriebstakt angesteuert werden, der sich von demjenigen beider elektromagnetischen Ventile unterscheidet. Alternativ kann das elektromagnetische Ventil entsprechend der Durchflussrate zu einem Zeitpunkt synchron mit einem der elektromagnetischen Ventile der Vorwärtsansaugart angesteuert werden, und zu einem anderen Zeitpunkt kann das Ventil synchron mit dem anderen elektromagnetischen Ventil der Vorwärtsansaugart angesteuert werden.
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Wie es zuvor beschrieben wurde, sind bei dem Verarbeitungssystem, das eine Mehrzahl von elektromagnetischen Ventilen aufweist, verschiedene Steuerverfahren möglich, so dass es möglich ist, eine stark variable Steuerung zu schaffen.
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Es sollte klar sein, dass die Beispiele der zuvor genannten Steuerverfahren und die Beschreibung hinsichtlich der maximalen Durchflussrate, welche die elektromagnetischen Ventile verwenden sollten, lediglich als Beispiel dienen, und dass verschiedene Modifikationen möglich sind.
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Bei der zuvor beschriebenen Steuerung kann entsprechend bei der Durchflussrate von bis zu 20% eine sehr genaue Steuerung mit Hilfe des elektromagnetischen Ventils der Rückwärtsansaugart erzielt werden, und in dem Durchflussratenbereich von 20% oder mehr kann eine gewünschte Durchflussrate erzielt werden, und die Druckfluktuationen können eliminiert werden, indem die beiden verbleibenden elektromagnetischen Ventile der Vorwärtsansaugart angesteuert werden.
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Vierte Ausführungsform
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Während anhand der zweiten und dritten Ausführungsformen das Beispiel beschrieben wurde, bei dem verschiedene Arten elektromagnetischer Ventile verwendet werden, um das Auftreten eines Springens zu verhindern, müssen nicht immer verschiedene Ventile verwendet werden.
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Unter der Annahme, dass diejenige Durchflussrate, die erzielt wird, wenn sowohl das elektromagnetische Ventil 7 als auch das elektromagnetische Ventil 8 bei einer relativen Einschaltdauer von 100% angesteuert werden, die maximale Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs ist, wird beispielsweise das elektromagnetische Ventil 8 mit der maximalen Durchflussrate von weniger als 50% der maximalen Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs ausgewählt, und das elektromagnetische Ventil 7 wird mit der maximalen Durchflussrate von mehr als 50% der maximalen Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs ausgewählt.
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Die Kombination des elektromagnetischen Ventils 7 und des elektromagnetischen Ventils 8 ist dahingehend ungebunden, dass beide elektromagnetische Ventile solche der Rückwärtsansaugart oder der Vorwärtsansaugart sein können. Es sollte klar sein, dass, wenn für beide elektromagnetische Ventile solche der Rückwärtsansaugart gewählt werden, die verbesserte Steuergenauigkeit in dem Bereich mit geringer Durchflussrate und die unterdrückten Druckfluktuationen in dem Durchflussratenbereich oberhalb der zuvor genannten Durchflussrate simultan realisiert werden können, da in dem Bereich mit geringer Durchflussrate kein Springen auftritt.
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Nachfolgend wird der alternative Fall beschrieben, bei dem für beide elektromagnetische Ventile solche der Vorwärtsansaugart verwendet werden.
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In diesem Fall kann ein Springen in dem Bereich mit geringer Durchflussrate aufgrund des Einsatzes der elektromagnetischen Ventile der Vorwärtsansaugart auftreten. Obwohl diese elektromagnetischen Ventile solche der Vorwärtsart sind, ist jedoch die Durchflussrate des Gases, das durch diese hindurchströmt, gering, wenn ein elektromagnetisches Ventil derart ausgewählt wird, dass es eine relativ geringe maximale Durchflussrate aufweist, so dass, selbst wenn das Springen auftritt, das Ausmaß des Springens, das als Druckfluktuationen reflektiert wird, ebenfalls gering ist.
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Selbst wenn also nur elektromagnetische Ventile der Vorwärtsansaugart gewählt werden, wird die maximale Durchflussrate derselben angemessen ausgewählt, wodurch eine verbesserte Steuerungsgenauigkeit in dem Bereich mit geringer Durchflussrate ermöglicht und unterdrückte Druckfluktuationen in dem Durchflussratenbereich oberhalb der zuvor genannten Durchflussrate realisiert werden.
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In Bezug auf die vierte Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem das einzelne elektromagnetische Ventil 7 als das erste elektromagnetische Ventil und das einzelne elektromagnetische Ventil 8 als das zweite elektromagnetische Ventil verwendet werden.
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Jedoch muss weder das erste elektromagnetische Ventil noch das zweite elektromagnetische Ventil als einzelnes Ventil ausgebildet sein, sondern sie können anstelle dessen auch jeweils aus einer Mehrzahl von Ventilen ausgebildet werden.
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Wenn das Verarbeitungssystem beispielsweise aus drei elektromagnetischen Ventilen ausgebildet wird, kann es ein elektromagnetisches Ventil aufweisen, das den Bereich geringer Durchflussrate abdeckt, und zwei elektromagnetische Ventile umfassen, die den restlichen Bereich abdecken.
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Wenn das Verarbeitungssystem aus vier elektromagnetischen Ventilen ausgebildet ist, kann es ferner zwei elektromagnetische Ventile jeweils mit der maximalen Durchflussrate von 10% als die elektromagnetischen Ventile aufweisen, die den Bereich mit geringer Durchflussrate abdecken, und zwei elektromagnetische Ventile der Vorwärtsansaugart jeweils mit der maximalen Durchflussrate von 40% als die elektromagnetischen Ventile umfassen, die den restlichen Bereich abdecken. In diesem Fall werden die beiden elektromagnetischen Ventile der Vorwärtsansaugart, die jeweils die maximale Durchflussrate von 10% aufweisen, angesteuert, bis die Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs 20% erreicht, wobei der Antriebstakt derart gewählt wird, dass die Ventile die gegenseitigen Druckfluktuationen eliminieren. In einem Bereich, in dem die Durchflussrate des Entlüftungsdurchgangs 20% oder mehr beträgt, sollten die beiden elektromagnetischen Ventile der Vorwärtsansaugart, die jeweils die maximale Durchflussrate von 40% aufweisen, in ähnlicher Weise derart angesteuert werden, zusätzlich zu diesen elektromagnetischen Ventilen.
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Dies ermöglicht eine Verringerung des Einflusses des Springens und eine Unterdrückung der Druckfluktuationen in sämtlichen Durchflussratenbereichen.
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Es sollte klar sein, dass, obwohl zuvor ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem die elektromagnetischen Ventile der Vorwärtsansaugart für sämtliche der vier elektromagnetischen Ventile verwendet wurden, eine ähnliche Anordnung möglich ist, selbst wenn für sämtliche elektromagnetische Ventile solche der Rückwärtsansaugart verwendet werden.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wurden verschiedene Beispiele erläutert, welche Art von elektromagnetischen Ventilen als das erste oder das zweite elektromagnetische Ventil verwendet werden sollte, welche maximale Durchflussrate für die elektromagnetischen Ventile ausgewählt werden sollten, wie viele elektromagnetische Ventile jeweils vorgesehen werden sollten, und wie die Steuerung unter Verwendung dieser elektromagnetischen Ventile erfolgen sollte.
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Jedoch sollte klar sein, dass die Art der elektromagnetischen Ventile, die als das erste und das zweite elektromagnetische Ventil verwendet werden sollte, und die Art der Steuerung nicht hierauf begrenzt sind, und dass verschiedene Modifikationen oder Kombinationen möglich sind, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Auswahl des ersten und des zweiten elektromagnetischen Ventils und auf die Art der Steuerung dieser Ventile beschränkt ist, und dass verschiedene Modifikationen oder Kombinationen in Bezug auf die verschiedenen Anordnungen möglich sind, die in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen erläutert wurden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Das System zum Verarbeiten von verdampftem Kraftstoffgas und die elektromagnetische Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden für Motoren verwendet, haben ausgezeichnete Eigenschaften in Bezug auf eine effiziente Unterdrückung der Druckpulsation, sind dazu geeignet, die Verschlechterung der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung und Vibrationen und Taktgeräusche ihrer Leitungen zu unterdrücken, und können ferner zur Montage kompakter Maschinen eingesetzt werden.
