JPH0481560A - キャニスタパージ制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、自動車等の燃料タンクからの燃料蒸気をキャ
ニスタに吸着し、これをエンジンの吸入空気とともにエ
ンジンの燃焼室に吸入させるキャニスタパージ制御装置
に関するものである。

［従来の技術］ 従来のキャニスタパージ制御装置には、例えば実公昭６
０−３３３１６号公報にて開示されたものがある。この
公報の燃料蒸気パージ装置は、排気ガスの排気成分の濃
度を検出する排気ガスセンサか発生する信号に基づきエ
ンジンへ供給される混合気の空燃比をフィードバック制
御する空燃比制御装置を備えたエンジンのための燃料蒸
気パージ装置にして、貯容された燃料蒸気をエンジン吸
気系へ導く燃料蒸気パージ通路と、前記燃料蒸気パージ
通路の途中に設けられた弁装置と、前記制御装置が作動
しているときのみ前記弁装置を開弁させる制御装置とを
有している。そして、前記燃料蒸気パージ装置における
弁装置は、非通電時にパージ通路を閉じかつ通電時にそ
の通路を開くものであり、その通電のオン・オフがデユ
ーティ比制御されることにより弁体か開閉される形式の
電磁弁であった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら前記従来のものでは、電磁弁か故障した場
合、非通電時の状態、すなわちノ々−ジ通路が閉じたま
まとなる。また非通電時に閉状態の電磁弁なので、特に
長時間のエンジン停止等において弁体か凍結（アイシン
グ）あるいはカム固着によって、通電させても開かない
ことがある。すると、燃料蒸気を全くパージできなくな
り、最終的にはキャニスタかオーバーフローになること
がある。

そこで本発明は、前記した問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は電磁弁の故障等に起因する
燃料蒸気のバーシネ良を防止することのできるキャニス
タパージ制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決する本発明のキャニスタパージ制御装置
は、 排気ガスの排気成分の濃度を検圧する排気ガスセンサか
発生する信号に基づきエンジンへ供給される混合気の空
燃比をフィードバック制御する制御装置と、 燃料タンクからの燃料蒸気を吸着するためのキャニスタ
と、 キャニスタに吸着された燃料蒸気をエンジンの吸気通路
へパージするパージ通路と、 パージ通路に設けられかつ前記制御装置からの通電信号
に基づいて制御されることによりパージ通路を非通電時
に開きかつ通電時に閉じる電磁弁と、 パージ通路の前記電磁弁より下流に設けられ、パージ空
気の逆流とパージ通路に加わる所定値以上の吸気負圧に
よるパージ空気のパージを阻止する逆止弁と、 逆止弁が前記所定値以上の吸気負圧によりパージ通路を
閉じたときに一定量のパージ空気をパージさせるバイパ
ス通路と、 を備えたものである。

［作用］ 前記手段によれば、制御装置によりエンジンへ供給され
る混合気の空燃比がフィードバック制御されている状態
下にて、前記制御装置からの通電信号に基づいて電磁弁
が開閉制御されることで燃料蒸気のパージが行われる。

これにより、パージされた燃料蒸気による空燃比の変動
もそのフィードバック制御により補償され、燃料蒸気の
パージ量の変化にかかわらず、エンジンへ供給される混
合気の空燃比がほぼ目標空燃比に維持される。

しかしてパージ通路の途中に設けられた電磁弁に故障等
が起きたとしても、その電磁弁が非通電時の状態つまり
開いた状態となり、パージ通路によりキャニスタと吸気
通路とが連通したパージ可能な状態となる。従ってキャ
ニスタに吸着された燃料蒸気はエンジンの運転によりパ
ージされるため、バーシネ良を防止することかできる。

またパージ通路の電磁弁の下流に設けた逆止弁によって
、パージ空気の電磁弁への逆流が阻止されるとともに、
パージ通路に加わる所定値以上の吸気負圧によるパージ
空気のパージが阻止される。

このため前記電磁弁が故障して開いたままになった場合
でも、逆止弁の作動のみによってノ々−ジ量を前記空燃
比のフィードバック制御可能な最大限の範囲にすること
ができ、空燃比をほぼ目標空燃比に維持することかでき
る。

また前記所定値以上の吸気負圧により逆止弁がパージ通
路を閉じたときには、バイパス通路を通じて一定量のパ
ージ空気がパージされるので、例えはアイドル時や渋滞
時のようにインテークマニホルドの吸気負圧の大きい時
が長時間にわたるときのキャニスタのオーバーフローが
防止される。

［実施例］ 〔第１実施例〕 本発明の第１実施例を図面にしたがって説明する。第１
図は本例のキャニスタパージ制御装置を示す概略構成図
である。

図において、エンジン１は、エアクリーナー（図示省略
）、吸気量センサ２、燃料噴射弁６、吸気マニホルド４
を含む吸気系より空気と燃料との混合気を燃焼室２０内
へ吸入し、その混合気の燃焼により生じた排気ガスを排
気マニホルド２３、排気管２４及びその途中に設けられ
た三元触媒コンバータ２５を経て大気中に排出するよう
になっている。

吸気系の吸気通路５の途中には、エンジン１へ供給され
る空気の流量を制御するスロットルバルブ３が設けられ
ている。また燃焼室２０には、吸気バルブ２１、排気バ
ルブ２２が往復運動可能に取り付けられている。排気管
２４には、排気カスの排気成分濃度を検出する０２セン
サ１９が取り付けられている。

吸気マニホルド４には、スロットルバルブ３の下流に隣
接してパージポート７が設けられている。

なおパーンポート７には後述するパージ通路８か連通さ
れる。

また燃料を貯溜した燃料タンク１５の上部には、燃料蒸
気を通す蒸気通路１４を介してキャニスタ９が接続され
ている。キャニスタ９のケース９ａには、その−側（図
示上面）に前記蒸気通路１４が連通されかつ電磁弁ｌＯ
か設置され、またその他側（図示下面）に大気開放口９
ｂが形成されている。ケース９ａの内部Ｉ２には、活性
炭１１が収容されるとともにその開放口９ｂ側にフィル
タ１３が設けられている。

電磁弁１０の一方接続口２６は前記ケース９の内部１２
に接続されている。また電磁弁ＩＯの他方接続口２７は
、後述する逆止弁２８をもつノクージ通路８を介して前
記パージポート７に連通されている。この電磁弁ＩＯは
、非通電時にノＺ−ン通路８を開きかつ通電時にその通
路８を閉しるもので、その断面図を示した第２図にした
かつて説明する。

合成樹脂製ボビン３１は、その両端面にフラツジを有す
る円筒状をなしており、コイル３２が巻かれている。ボ
ビン３１は、強磁性体からなるケース３３内に収容され
ている。ケース３３は、ボデー３４にその上端開口を覆
うように取り付けられている。

ボデー３４は、パージ通路８の一部である通路３５を形
成している。通路３５の一端はボデー３４の下面に開口
する一方接続口２６となっており、またその他端はボデ
ー３４の側面に開口する他方接続口２７となっている。

なお一方接読口２６か前記キャニスタ９と接続され、他
方接続口２７か前記パージ通路８と接続されている。ま
たボデー３４は、ボビン３１と同一軸線上に位置するバ
ルブシート３６を有している。

ボビン３１の中空円筒内の下部に、略円筒状のステータ
３８が挿入されている。ステータ３８は、ケース３３の
一部によって支持されている。

ボビン３１の中空円筒内の上部に、可動鉄心であるとこ
ろの円柱状のプランジャ３９が軸移動可能に設けられて
いる。プランジャ３９には、ステータ３８の中空円筒内
を軸移動可能な弁体４０の軸部４０ａか接続されている
。この軸部４０ａの先端部（図示下端部）に、前記バル
ブシート３６を閉止可能な弁部４０ｂを備えている。弁
部４０ｂにはバルブシート３６に密着可能なゴム製のシ
ール材４０ｃが取りイ」けられている。

ステータ３８とプランジャ３９との間には、弁体４０の
軸部４０ａに巻かれたスプリング４２が介在されている
。スプリング４２は、常にはプランジャ３９を押し上げ
る方向、即ち開弁方向へ付勢している。

前記電磁弁ｌＯにおいて、コイル３２への通電かオフの
時（非通電時）には、第２図に示されるようにプランジ
ャ３９がスプリング４２のスプリンタ力によって開弁方
向（図示上方）へ付勢され、弁体４０がバルブシート３
６を開いており、パージ通路８を連通ずる通路３５が開
いている。またコイル３２への通電がオンの時（通電時
）には、プランジャ３９、ステータ３８、ケース３３に
よる磁力線の磁路が形成され、プランジャ３９とステー
ク３８との間に電磁力か発生する。この電磁力かスプリ
ング４２のスプリング力に打ち勝つこと（こより、プラ
ンジャ３９かステータ３８（こ吸弓されて下降される。

すると、弁体４０の弁部４０ｂがバルブシート３６を閉
じ、よってパージ通路８を連通ずる通路３５が閉じられ
る。

また電磁弁１０のコイル３２への通電のオン・オフは、
第１図に示された制御装置１８によって周波数ｌＯ〜２
０士位のデユーティ比で制御される。すなわち前記吸気
量センサ２．０２センサ１９等の各検出信号か入力され
る制御装置１８は、例えばアイドリング運転時及び高負
荷運転時を除く低乃至中負荷運転時に０２センサ１９等
か発生する信号に基づ゛き、エンジンｌへ供給される混
合気の空燃比を理論空燃比になるように燃料噴射弁６を
作動させるパルス信号（フィードバック信号）を発生し
、その信号をその噴射弁６のソレノイドへ出力する。こ
れと同時に制御装置１８は、電磁弁１０のコイル３２に
通電信号を出力する。

また第１図において、前記パージ通路８には、電磁弁１
０の下流に位置する逆止弁２８か設けられている。

逆止弁２８は、パージ空気の逆流とパージ通路８に加わ
る所定値以上の吸気負圧によるパージ空気のパージを阻
止するもので、その断面図を示した第３図にしたかって
説明すると、前記パージ通路８を連通ずるハウジンク５
１は、その内壁中央部にフランジ状に突出された第１シ
ート部５２と、そのシート部５２にて区画されその部分
の小径通路５４を介して連通ずる上、下流通路部５３，
５５と、そのシート部５２にその下流にて下流通路部５
５を介して対向する第２シート部５６とを有している。

前記下流通路部５５に位置する円板状弁部５８ａを有す
る弁体５８は、その弁部５８ａから小径通路５４を通し
て上流通路部５３に突出する軸部５８ｂを有している。

軸部５８ｂの先端には円板状フランジ５８ｃか設けられ
ている。このフランジ５８ｃと前記第１シート部５２と
の間にスプリング５９が介在されている。

スプリング５９は、第３図に示されるように常には弁体
５８をその弁部５８ａか第１シート部５２を閉しる方向
に付勢している。またスプリング５９の付勢（スプリン
グ力）に抗して弁体５８が軸移動したときには、所定ス
トローク移動後その弁部５８ａが第２シート部５６を閉
じる。その状態の断面図か第６図に示されている。なお
弁体５８の移動位置は、弁体５８に加わる吸気負圧とス
プリング５９のスプリング力との釣り合いによって決ま
るものであり、第４，５図にその移動途中の状態の断面
図か示されている。詳しくはパージ通路８に加わる吸気
負圧がａｔ−１００ｍｍＨｇの状態が第４図、同ａｔ−
２００ｍｍＨＨの状態か第５図にそれぞれ示されており
、前記第６図は同ａｔ−６００ｍｍＨｇ以上の状態が示
されている。また前記逆止弁２８のハウジング５１、弁
体５８、スプリング５９等の構成部品は、金属あるいは
耐熱性に優れた材料によって形成されている。

しかして、前記逆止弁２８のハウジング５１には、第３
図に示されているように前記上流通路部５３と第２シー
ト部５６の下流とを連通ずるバイパス通路２９が形成さ
れている。バイパス通路２９の途中には所定開口面積の
オリフィス２９ａが設けられている。

前記した電磁弁ｌＯを備えたキャニスタパージ制御装置
において、燃料タンク１５内に発生した燃料蒸気は、蒸
気通路１４を経てキャニスタ９内の活性炭１１に吸着さ
れる。

イグニッションキースイッチのオン（エンジンｌの始動
）に伴って制御装置１８が作動する。すると、制御装置
１８によりエンジン１へ供給される混合気の空燃比がフ
ィードバック制御されている状態下にて、前記制御装置
１８からの通電信号に基づいて電磁弁１０が開閉制御さ
れることで、燃料蒸気が吸気マニホルド４の吸気負圧と
キャニスタ９の大気圧との圧力差によって吸気通路５へ
とパージされる。これにより、パージされた燃料蒸気に
よる空燃比の変動もそのフィードバック制御により補償
され、燃料蒸気のパージ量の変化にかかわらず、エンジ
ン１へ供給される混合気の空燃比かほぼ目標空燃比に維
持される。

前記キャニスタパージ制御装置によると、電磁弁１０か
故障等したとしても、非通電時の状態となり、弁体４０
がスプリング゛４２のスプリング力によって開かれた状
態となる。このため、ノく−シ通路８によりキャニスタ
９と吸気通路５とか連通したパージ可能な状態が確保さ
れる。

従って、電磁弁１０が故障したときでもノく−シ可能な
状態となり、キャニスタ９に吸着された燃料蒸気のオー
バーフローを解消することができる。

また非通電時に電磁弁１０が開状態となるため、長時間
のエンジン停止等において弁体４０のアイシング、ガム
固着が発生しても、パージ可能であり、キャニスタ９は
オーバーフローしない。

またパージ通路８の電磁弁１０の下流に設けた逆止弁２
８によって、パージ空気の逆流（例えばバツクファイア
）が阻止されるとともに、パージ通路８に加わる所定値
以上の吸気負圧によるパージ空気のパージが阻止される
。このため前記電磁弁１０が故障して開いたままになっ
た場合でも、逆止弁２８の作動のみによってパージ量を
前記空燃比のフィートノベック制御可能な最大限の範囲
１こすることかでき、空燃比をほぼ目標空燃比に維持す
ることができる。すなわち、空燃比かフィードバック制
御可能な領域からはすれたとしても、エンストまでいた
らないし、また吸入空気量の増加も少なくオーバーラン
にいたらないことから、フェイルセーフ機能をもたせる
ことかできる。

なお、第７図に逆止弁２８の弁体５８に作用する吸気負
圧（ｍｍＨｇ）とパージ量（１／ｍ１ｎ）との関係を示
す特性線図が実線で示されている。この特性は、エンジ
ンの吸入空気量とインテークマニホルドの吸気負圧とほ
ぼ同しような関係となることから、吸入空気量に対する
パージ量の割合をほぼ一定に保つことができる。このた
め、電磁弁が故障した場合でも、空燃比の狂いか少なく
、キャニスタ９のパージ空気量も確保することかできる
。

また電磁弁１０によるパージ量の制御範囲は、前記特性
線図によるパージ量の範囲の中で行われる。

また前記所定値以上の吸気負圧により逆止弁２８がパー
ジ通路８を閉じたときには、ノくイノ々ス通路２９を通
して一定量のパージ空気がパージされる。従って、例え
ばアイドル時や渋滞時のようにインテークマニホルドの
吸気負圧の大きい時が長時間にわたるときのキャニスタ
９のオーバーフローが防止される。すなわちバイパス通
路２９がない場合では、所定値以上の吸気負圧により逆
止弁かパージ通路８を閉じたときにはパージ空気か全く
パージされないので、キャニスタ９のオーバーフローを
生じることが予測されるが、本例のようにバイパス通路
２９を設けたことによって逆止弁が閉じたときでも一定
量のパージ空気をパージすることができるため前記キャ
ニスタ９のオーバーフローが防止される。なお、第７図
に二点鎖線で示されるものは、バイパス通路２９がない
場合の逆止弁の特性線図である。

また逆止弁２８の構成部品が金属あるいは耐熱性に優れ
た材料によって形成されているので、パージ通路８を通
して電磁弁１０へ逆流するパックファイヤによる逆止弁
２８の熱損傷がなく、電磁弁１０の熱影響を防止するこ
とができる。

〔第２実施例〕 本発明の第２実施例を説明する。本例は、第１実施例に
おける電磁弁１０の変更例を示すものである。

電磁弁を断面図で示した第８図において、合成樹脂製ボ
ビン６１は、その両端面にフランジを有する円筒状をな
しており、コイル６２か巻かれている。ボビン６１は、
強磁性体からなるケース６３内に収容されている。

ケース６３は、ボデー６４にその下端開口を覆うように
取り付けられている。ボデー６４とボビン６１との間に
環状のヨーク６７が介在されている。

ボデー６４は、後述するステータ６８の中空部とともに
流体通路の一部である通路６５を形成している。ボデー
６４は、通路６５の側面に開口する接続口６９を有して
いる。また前記ボディ６４には、前記ボビン６１内に位
置する中空円筒状のステータ６８が設けられている。ス
テータ６８の下端は接続ロア１とされており、またその
上端はボデー６４内に開口しかつその端面にバルブシー
ト６６か形成されている。

ボデー６４とステータ６８との間に、珠芽７０が配置さ
れている。この珠芽７０は、可動鉄心をも兼ねている。

珠芽７０とステータ６８との間には、スプリング７２が
介在されている。スプリング力２は、常には珠芽７０を
押し上げる方向、すなわち開弁方向へ付勢している。

前記電磁弁１０（符号１０１を付す。）において、コイ
ル６２への通電がオフの時（非通電時）には、第８図に
示されるように珠芽７０かスプリング７２のスプリング
力によって開弁方向（図示上方）へ付勢され、珠芽７０
がバルブシート６６を開いており、パージ通路８を連通
ずる通路６５か開いている。またコイル６２への通電か
オンの時（通電時）には、ケース６３、ステータ６８、
珠芽７０、ヨーク６７による磁力線の磁路か形成され、
珠芽７０とステータ６８との間に電磁力が発生する。こ
の電磁力かスプリング７２のスプリング力に打ち勝つこ
とにより、珠芽７０かステータ６８に吸引される。する
と、珠芽７０かバルブソート６６を閉じ、よってパージ
通路８を連通ずる通路６５が閉じられる。

前記電磁弁１０１を備えたキャニスタパージ制御装置に
よっても、第１実施例と同等の作用効果が得られる。

〔第３実施例〕 本発明の第３実施例を第９．１０図にしたがって説明す
る。本例は、第１実施例における逆止弁２８の変更例を
示すものであるから、同一部位には同一符号を付すこと
によってその説明を省略し、異なる構成についてのみ詳
述する。

逆止弁を断面図で示した第９図及び第９図のＸＸ線断面
図を示した第１０図において、本例では、ハウジング５
１にバイパス通路２９を形成するに代えて、弁体５８の
弁部５８ａの端面に条溝５８ｄを形成したものである。

この条溝５８ｄと第２シート部５６とによってバイパス
通路２９１が形成されるものである。なお第９図は、パ
ージ通路８に加わる所定値以上の吸気負圧により弁体５
８か第２シート部５６を閉じた状態で表されている。

この逆止弁２８（符号２８１を付す。）を備えたキャニ
スタパージ制御装置によっても、第１実施例と同等の作
用効果が得られる。

〔第４実施例〕 本発明の第４実施例を第１１．１２図にしたがって説明
する。本例は、第１実施例における逆止弁２８の変更例
を示すものであるから、同一部位には同一符号を付すこ
とによってその説明を省略し、異なる構成についてのみ
詳述する。

逆止弁を断面図で示した第１１図及び第１１図のｘｎ−
ｘｎ線断面図を示した第１２図において、本例では、ハ
ウジング５１にバイパス通Ｂ２９を形成するに代えて、
弁体５８の弁部５８ａにその両面に貫通する貫通孔を形
成し、その孔によりバイパス通路２９２を形成したもの
である。なお第１１図は、パージ通路８に加わる所定値
以上の吸気負圧により弁体５８が第２シート部５６を閉
じた状態で表されている。

この逆止弁２８（符号２８２を付す。）を備えたキャニ
スタパージ制御装置によっても、第１実施例と同等の作
用効果が得られる。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更か可能である
。

［発明の効果〕 本発明によれば、電磁弁に故障、弁体の凍結等が起きた
としても、弁体は非通電時の状態となり、パージ通路に
よりキャニスタと吸気通路とが連通したパージ可能な状
態となるため、従来装置に生しるバーシネ良を防止し、
キャニスタのオーバーフローを解消することかできる。

また非通電時に開となる電磁弁なので、長時間放置（エ
ンジン停止）した場合などに発生する恐れのある弁体の
ガム固着によるパーシネ良を防止することができる。

またパージ通路の電磁弁の下流に逆止弁を設けであるた
め、パージ空気の電磁弁への逆流が阻止されるとともに
、パージ通路に加わる所定値以上の吸気負圧によるパー
ジ空気のパージが阻止される。このため前記電磁弁か故
障して開いたままになった場合でも、逆止弁の作動のみ
によってパージ量を前記空燃比のフィードバック制御可
能な最大限の範囲にすることが可能であり、空燃比をほ
ぼ目標空燃比に維持することかでき、よってフェイルセ
ーフ機能をもたせることができる。

また前記所定値以上の吸気負圧により逆止弁がパージ通
路を閉じたときでも、バイパス通路を通じて一定量のパ
ージ空気かパージされるので、例えばアイドル時や渋滞
時のようにインテークマニホルドの吸気負圧の大きい時
が長時間にわたるときのキトニスタＯオ　　−フローを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明の第１実施例を示すもので、第１図
はキャニスタパージ制御装置の概略構成図、第２図は電
磁弁の断面図、第３図は逆止弁の断面図、第４〜６図は
その逆止弁の作動状態をそれぞれ示す断面図、第７図は
吸気負圧とパージ量との関係を示す特性線図である。 第８図は第２実施例を示す電磁弁の断面図である。 第９図は第３実施例を示す逆止弁の断面図、第１０図は
第９図のＸ−Ｘ線断面図である。 第１１図は第４実施例を示す逆止弁の断面図、第１２図
は第１１図のｘｎ−ｘｎ線断面図である。 ｌ・・・エンジン ８・・・パージ通路 ９・・・キャニスタ １０．１０１・・・電磁弁 １８・・・制御装置 １９・・・０２センサ（排気ガスセンサ）２８．２８１
，２８２・・・逆止弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 排気ガスの排気成分の濃度を検出する排気ガスセンサが
   発生する信号に基づきエンジンへ供給される混合気の空
   燃比をフィードバック制御する制御装置と、 燃料タンクからの燃料蒸気を吸着するためのキャニスタ
   と、 キャニスタに吸着された燃料蒸気をエンジンの吸気通路
   へパージするパージ通路と、 パージ通路に設けられかつ前記制御装置からの通電信号
   に基づいて制御されることによりパージ通路を非通電時
   に開きかつ通電時に閉じる電磁弁と、 パージ通路の前記電磁弁より下流に設けられ、パージ空
   気の逆流とパージ通路に加わる所定値以上の吸気負圧に
   よるパージ空気のパージを阻止する逆止弁と、 逆止弁が前記所定値以上の吸気負圧によりパージ通路を
   閉じたときに一定量のパージ空気をパージさせるバイパ
   ス通路と、 を備えたキャニスタパージ制御装置。