JP3946368B2 - 燃料蒸発ガス排出抑止装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ソレノイドバルブを適用して燃料タンクから発生する燃料蒸発ガスの吸気管への供給を制御する燃料蒸発ガス排出抑止装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6は従来のソレノイドバルブを示す縦断面図であり、図において、101は負圧の印加される入力ポート102、出力ポート103が設けられた樹脂製のハウジング、104はコイル105を内在させる樹脂製のカバー、106はハウジング101とカバー104との間に設けられ、コア107とともに磁路を形成する磁性体(鉄製)のプレート、108はプレート106とともに磁路を形成するコの字状で磁性体(鉄製)のヨークである。
【0003】
109はコイル105に電源を供給するためのコネクタ110に設けられ、外部ソケット(図示しない)が差し込まれるコネクタ穴、111はハウジング101内に形成された入力ポート(負圧印加ポート)102と連通する流路、112はハウジング101内に形成された出力ポート103と連通する流路、113はコア107の一端軸心に一部を突出させて取り付けたピン、114はピン113の外側に嵌めたプランジャ、115はプランジャ114の一端に設けた弁体、116はコア107とプランジャ114の間に縮設され、常時弁体115をハウジング101の端面に当接させて流路111を閉じているスプリング、117はプランジャ114に設けた板バネであり、その板バネ周縁部にはシール部材118が一体に設けられている。119はソレノイドバルブを外部装置 ( 図示しない )に取り付ける取り付け座、120はその取り付け座119を外部装置に取り付ける取り付けボルトである。
【0004】
次に動作について説明する。
まず、図示しない外部の電源からコイル105に通電されていない場合は、プランジャ114の弁体115はスプリング116の付勢力によってハウジング101の端面に押し付けられ、流路111、112の連通部を閉じ、入力ポート102と出力ポート103との連通路を閉じている。
【0005】
この状態において、コイル105に通電して磁界を発生させ、この磁力でプランジャ114をスプリング116に抗して移動させ、弁体115をハウジング101の端面から離して流路111、112を連通させると、入力ポート102に負圧が印加されているので、出力ポート103から供給された流体は流路111、112を通り、入力ポート102から放出される。
【0006】
この場合、コイル105には断続的に通電が行われ、弁体115は流路111,112の連通部を断続的に開閉するため、その開閉の度に、ソレノイドバルブ本体の作動音及び通路開閉で生じる気流音が出力ポート103の接続されたキャニスタに伝わり、そのキャニスタの固有振動周波数と同一周波数成分がキャニスタ内で共鳴し、不具合な共鳴昔が発生する。
【0007】
更に、出力ポート103と図示しないキャニスタとを接続する配管長が、上記固有振動周波数成分の1/4波長の偶数倍になった場合、この周波数成分が配管内で共鳴して増幅されてキャニスタに放出されるため、キャニスタの共鳴音が更に大きくなる。
【0008】
又、弁体115による流路111,112の連通部の断続的な開閉により、流路112より放出される流体に脈動が生じる。この脈動のエネルギーにより、出力ポート103に接統された配管及びその一端に接続されたキャニスタが振動し、配管及びキャニスタとの接触部位から外部へ振動が伝播し、不具合が生じる。
【0009】
そこで、この従来のソレノイドバルブを用いる場合、配管の途中にチャンバを設けている。図7は従来のソレノイドバルブを用いた燃料蒸発ガス排出抑止装置の構成図を示すもので、130は燃料蒸発ガス排出抑止装置におけるキャニスタ、140はソレノイドバルブ100とキャニスタ130を接続する配管150の途中に設けたチャンバである。
【0010】
次に動作について説明する。
エンジンを動作させると、インテークマニホルドが負圧となるから、ソレノイドバルブ100を開くと、キャニスタ130から蒸発ガスがチャンバ140、ソレノイドバルブ100を通ってインテークマニホルドに供給される。しかし、この供給量が適切でないと、エンジン動作に悪影響を与えることになるから、ソレノドバルブ100は図示しない制御装置からの制御信号によって、断続的(デューティ)に開閉制御される。この断続的開閉によって生じ、配管内を伝播するソレノイドバルブ100本体の作動音及び気流音を、チャンバ140によって減衰させキャニスタ130に伝わらないようにして、該キャニスタ130内における共鳴音発生を低減している。又、同時に、配管内を流れる流体の脈動を、チャンバ140により減衰させることにより、脈動により生じていた配管及びキャニスタの振動を低減している。
【0011】
図8は、チャンバ設置位置に対する放出音の特性であり、(a)は配管内を伝播する放出音のうち、キャニスタの固有振動数と同一の周波数成分が配管内で共鳴していない場合、(b)は共鳴している場合である。
図9はチャンバ設置位置に対するキャニスタの共鳴振動の特性図であり、(a)は配管内を伝播する放出音のうち、キャニスタの固有振動数と同一の周波数成分が配管内で共鳴していない場合、(b)は共鳴している場合である。
評価で使用したキャニスタの固有振動周波数は850Hzであり、その波長は40cmである。よって、放出音の内、同一周波数成分(この場合850Hz)が、配管長が前記波長の1/4波長の偶数倍すなわち10cmの偶数倍になった場合に配管内で共鳴する。
【0012】
これらの図から明らかなように、このチャンバ140を図8(a)、(b)に対応させて描いた配管内の波動分布の節部に設けると脈動低減効果がなく、波動分布の腹部に設ければ脈動低減効果がある。また、出力ポート103に接続された配管150の両開放端での波動分布は、共鳴の有無に関わらず全周波数成分とも腹となる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のソレノイドバルブは、流路を開閉する度に作動音及び気流音が発生し、これらがキャニスタ内に放出されると放出音成分のうち、該キャニスタの固有振動周波数と同一周波数成分が共鳴し、不具合な共鳴昔が発生する。更に、ソレノイドバルブとキャニスタを接続する配管長に依存し、放出音自体も配管内で共鳴が生じる。共鳴が生じた場合、放出音が増幅されキャニスタに放出される為、キャニスタの共鳴音がさらに大きくなる。
又、流路を開閉する度に流体に脈動が生じ、その脈動のエネルギーにより、該ソレノイドバルブに接続された配管及びキャニスタが振動し、不具合が生じる。
そこで、このソレノイドバルブを使用する場合、出力ポートとキャニスタとを接続する配管の途中にチャンバを設けているが、キャニスタの共鳴昔に関しては、チャンバ設ける位置がホース内の放出音の波動の腹部でなければ低減効果が少なく、しかも共鳴の腹部の位置に合致して設けることが困難であった。また、配管の途中にチャンバを設けることは、レイアウト、コスト的にも不利であるという問題があった。
【0014】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、ソレノイドバルブを適応して、キャニスタの共鳴音及び振動を低減させた燃料蒸発ガス排出装置を得ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置は、燃料タンクからの蒸発ガスを一時吸着するキャニスタと、このキャニスタから吸気管へ供給される蒸発ガスのパージ量を調整するデューティソレノイドバルブとを備え、このデューティソレノイドバルブは負の圧力が供給される入力ポートと、キャニスタに接続される出力ポートと、前記入力ポート及び前記出力ポートが設けられた樹脂製のハウジングと、一端に弁体を備えるとともにこの弁体を閉する方向に付勢するスプリングに抗してコイルへの通電と非通電に応じて前記入力ポートと前記出力ポートとを連通する流路の開口部を開閉すると共に前記負の圧力によって前記弁体を開する方向に力が加わるように構成したプランジャと、前記出力ポートから放出する放出音及び脈動を低減させるために前記出力ポートと前記弁体による開閉部との間の流路中に設けられ前記出力ポート側から供給される前記蒸発ガスを導入するとともにこの蒸発ガスを前記弁体の開閉部側に導出するチャンバであって、前記出力ポートから放出する前記放出音の腹部に設けられているとともに前記樹脂製のハウジング内に一体に設けられているチャンバとを有し、キャニスタの共鳴音及び振動を低減させるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図面について説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるソレノイドバルブを示す縦断面図であり、図において、1は入力ポート(負圧印加ポート)2、出力ポート3が設けられた樹脂製のハウジング、4はコイル5を内在させる樹脂製のカバー、5aはハウジング1とカバー4との間に設けられ、ヨーク6やコア7とともに磁路を形成する磁性体(鉄製)のプレート、8はプレート5aとともに磁路を形成するコの字状の磁性体(鉄製)のヨークである。
ここで、従来例では、閉時に、負圧によって弁が閉する方向に力が加わるように、入力/出力ポートを配置していたが、この実施の形態では、閉時に、負圧によって弁が開する方向に力が加わるようにすることによって、弁開初期時のスムーズな動作を得ている。また、チャンバー室の配置を容易なものにしている。
【0017】
9はコイル5に電源を供給するためのコネクタ10に設けられ、外部ソケット(図示しない)が差し込まれるコネクタ穴、11はハウジング1内に形成された出力ポート3と連通する流路、12はハウジング1内に形成された入力ポート2と連通する流路、13はコア7の一端軸心に一部を突出させて取り付けたピン、14はピン13の外側に嵌めたプランジャ、15はプランジャ14の一端に設けた弁体、16はコア7とプランジャ14の間に縮設され、常時弁体15をハウジング1の端面に当接させて流路11、12の連通部を閉じているスプリング、17はプランジャ14に設けた板バネであり、その周縁部にはシール部材18が一体に設けられている。19はソレノイドバルブを外部装置(図示しない)に取りつける取り付け座、20はその取り付け座19を外部装置に取りつける取り付けボルト、21は出力ポート3と弁体15による開閉部との間に位置してハウジング1内に設けたチャンバ、22はチャンバ21の一面をなすカバーであり、このカバー22はハウジング1に超音波溶着する。
【0018】
次に動作について説明する。
まず、図示しない外部の電源からコイル5に通電されていない場合は、プランジャ14の弁体15はスプリング16の付勢力によってハウジング1の端面に押し付けられ、流路11、12の連通部を閉じ、入力ポート2と出力ポート3との連通を閉じている。
【0019】
次に、外部の電源からコネクタピン10aを介して、コイル5に通電される場合には、コイル5に磁界が発生し、プレート5a、コア7、ヨーク8、プランジャ14を通る磁路が形成され、コア7とプランジャ14とが引き付け合う力が発生し、プランジャ14はスプリング16の付勢力に抗して図2から図3のように移動する。このため、弁体15はハウジング1の端面から離れ、流路11、12との連通部を開き、入力ポート2と出力ポート3とが連通する。これによって、出力ポート3から入った流体は負圧に引かれて流路11、12を通って入力ポート2に移行する。
【0020】
この実施の形態1によれば、ソレノイドバルブのハウジング1内の出力ポート3の近傍にチャンバ21を設けたことにより、出力ポート3から放出する放出音の腹部にチャンバ21が設けられたことになり、配管長に関係なく、放出音低減効果が得られる。また、チャンバはソレノイドバルブ内に一体に設けたので、従来のように、別個独立したチャンバを配管の途中に設けた場合のような作業上の面倒がなく、レイアウト、コスト的にも有利であり、部品点数の削減と作業性の向上を図ることができる。
【0021】
実施の形態2.
図4は実施の形態1に示したソレノイドバルブを適用した燃料蒸発ガス排出抑止装置を示す構成図である。図4において、31は燃料タンク、32は通路31aに設けたセパレータ、33は故障診断用の圧力センサであり、車両走行中に燃料漏れによる圧力変化を検出して故障診断を行う。34は通路31aの一端を接続したキャニスタ、35はキャニスタ34の大気導入口34aにエアーホース36を介して接続したエアーカットバルブ、37はキャニスタ34の流出口と吸気管38とを接続した通路、39は通路37の途中に設けたキャニスタパージバルブであり、このキャニスタパージバルブ39として前記実施の形態1に示したソレノイドバルブを用いる。
【0022】
次に動作について説明する。
燃料タンク31から蒸発した燃料蒸発ガスは通路31aを通り、セパレータ32において液相と気相に分離され、液相は通路31aを通り燃料タンク31に戻り、気相は圧力差によってキャニスタ34に送気される。
【0023】
キャニスタ34に送気された蒸発ガスは、キャニスタ34内の活性炭に一時吸着し、運転条件が成立したときにキャニスタパージバルブ39を介してエンジンの吸気管38に供給される。このキャニスタパージバルブ39は図示しない制御装置からの制御信号を受信して、通路37の開閉動作を行い、キャニスタ34から吸気管38への蒸発ガスのパージ量を調整する。
【0024】
この場合、キャニスタパージバルブ39の開閉動作により、キャニスタ34からキャニスタパージバルブ39に供給される蒸発ガスが脈動し、この脈動がキャニスタ34に伝わり、この脈動に起因してキャニスタ34に共鳴音が生じることになる。しかし、この実施の形態2によれば、上記キャニスタパージバルブ39として実施の形態1に示したソレノドバルブを適用したので、キャニスタパージバルブ39の開閉動作により生じる脈動は、その腹部に位置して設けられたチャンバ21によって低減されるため、キャニスタ34に伝わる脈動は小さくなり、この脈動に起因して発生する共鳴音も小さなものになる。
【0025】
図5はチャンバ容積に対する伝達振動の特性図であり、白丸は配管の途中にチャンバを設けた図7の従来装置の特性、黒丸はハウジング内にチャンバを設けたこの発明のソレノイドバルブを用いた場合の特性である。この特性図から明らかなように、この発明のソレノイドバルブをキャニスタパージバルブ39として用いた方が、伝達振動を小さくすることができる。この結果、この伝達振動に起因してキャニスタ34内で生じる共鳴音も当然小さなものになる。
【0026】
この実施の形態2によれば、ハウジング1内の出力ポート3の近傍にチャンバ21を設けたソレノイドバルブをキャニスタパージバルブ39として用いたので、流路の開閉により生じる脈動をチャンバ21で低減することができる。この結果、配管に放出される脈動は小さくなり、この脈動がキャニスタ34に伝わり、このキャニスタ34の固有振動周波数と共鳴しても大きな共鳴音を発生することはない。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、燃料タンクからの蒸発ガスを一時吸着するキャニスタと、このキャニスタから吸気管へ供給される蒸発ガスのパージ量を調整するデューティソレノイドバルブとを備え、このデューティソレノイドバルブは負の圧力が供給される入力ポートと、キャニスタに接続される出力ポートと、前記入力ポート及び前記出力ポートが設けられた樹脂製のハウジングと、一端に弁体を備えるとともにこの弁体を閉する方向に付勢するスプリングに抗してコイルへの通電と非通電に応じて前記入力ポートと前記出力ポートとを連通する流路の開口部を開閉すると共に前記負の圧力によって前記弁体を開する方向に力が加わるように構成したプランジャと、前記出力ポートから放出する放出音及び脈動を低減させるために前記出力ポートと前記弁体による開閉部との間の流路中に設けられ前記出力ポート側から供給される前記蒸発ガスを導入するとともにこの蒸発ガスを前記弁体の開閉部側に導出するチャンバであって、前記出力ポートから放出する前記放出音の腹部に設けられているとともに前記樹脂製のハウジング内に一体に設けられているチャンバとを有し、キャニスタの共鳴音及び振動を低減させるので、プランジャによる流路の開閉により生じる脈動がキャニスタに伝わり、このキャニスタの固有振動数と共鳴しても、伝わる脈動は小さなものであるため、発生する共鳴音も小さなものであり、車両の静粛化を図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるソレノイドバルブを示す縦断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1によるソレノイドバルブの弁体部の閉じ状態の拡大図である。
【図3】 この発明の実施の形態1によるソレノイドバルブの弁体部の開き状態の拡大図である。
【図4】 この発明の実施の形態1によるソレノイドバルブを適用したこの発明の実施の形態2による燃料蒸発ガス排出抑止装置の構成図である。
【図5】 チャンバ容積変化に対する伝達振動変化特性図である。
【図6】 従来のソレノイドバルブを示す縦断面図である。
【図7】 従来のソレノイドバルブを適用した燃料蒸発ガス排出抑止装置の構成図である。
【図8】 チャンバ設置位置に対する放出音の特性図であり、(a)は共鳴していない場合、(b)は共鳴している場合である。
【図9】 チャンバ設置位置に対するキャニスタの共鳴振動の特性図であり、(a)は共鳴していない場合、(b)は共鳴している場合である。
【符号の説明】
2 入力ポート、3 出力ポート、5 コイル、11、12 流路、14 プランジャ、31 燃料タンク、34 キャニスタ、38 吸気管、39 キャニスタパージバルブ(ソレノイドバルブ)。

Claims (1)

  1. 燃料タンクからの蒸発ガスを一時吸着するキャニスタと、このキャニスタから吸気管へ供給される蒸発ガスのパージ量を調整するデューティソレノイドバルブとを備え、このデューティソレノイドバルブは負の圧力が供給される入力ポートと、キャニスタに接続される出力ポートと、前記入力ポート及び前記出力ポートが設けられた樹脂製のハウジングと、一端に弁体を備えるとともにこの弁体を閉する方向に付勢するスプリングに抗してコイルへの通電と非通電に応じて前記入力ポートと前記出力ポートとを連通する流路の開口部を開閉すると共に前記負の圧力によって前記を開する方向に力が加わるように構成したプランジャと、前記出力ポートから放出する放出音及び脈動を低減させるために前記出力ポートと前記弁体による開閉部との間の流路中に設けられ前記出力ポート側から供給される前記蒸発ガスを導入するとともにこの蒸発ガスを前記弁体の開閉部側に導出するチャンバであって、前記出力ポートから放出する前記放出音の腹部に設けられているとともに前記樹脂製のハウジング内に一体に設けられているチャンバとを有し、キャニスタの共鳴音及び振動を低減させることを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑止装置。
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