JPH0725263U - 車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 エアクリーナの脈動に起因する逆止弁の作動
を安定させると共に、車室内にガソリン臭が発生するの
を防止することができる車輛用内燃機関の蒸発燃料処理
装置を提供する。 【構成】 キャニスタ２６の大気側の通路９にはベント
シャットバルブ５２、吸入通路５４、排出通路５５およ
び一方向弁５８、５９が設けられ、吸入通路５４の先端
部分は車体サイドフレームに配置され、排出通路５５の
先端部分はエンジンルームの下部に配置されている。キ
ャニスタ２６が燃料を吸着する場合には、ＥＣＵ５から
の駆動信号によってベントシャット弁５２が開かれると
一方向弁５９も開かれ、キャニスタ２６の吸排気口２５
から排出される空気はエンジンルームの下部に排出され
る。キャニスタ２６が燃料を脱離する場合には、ＥＣＵ
５からの駆動信号によってベントシャット弁５２が開か
れると一方向弁５８も開かれ、車体サイドフレームの中
空部６１から空気がキャニスタ２６に吸入される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を処理する車輛用内燃機関の蒸発 燃料処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置として特開平１−１２５５５３号公 報に記載のものが知られている。図５はこの従来の内燃機関の蒸発燃料処理装置 の構成を示す概略図である。この蒸発燃料処理装置は逆止弁ｂ、ｃ、ダイヤフラ ムｈおよび蒸発燃料導入ポートｅが一体に形成されたキャニスタａから構成され る。逆止弁ｂ、ｃはそれぞれ配管ｍ、ｎを介してエアクリーナｋおよびエンジン ルームｌの外部に接続されている。エンジン停止時には、逆止弁ｃが正圧により 開弁し、燃料タンクｆからの蒸発燃料は蒸発燃料導入ポートｅを通じてキャニス タａ内に導入され吸着剤ｇに吸着される。走行中にはダイヤフラムｈおよび逆止 弁ｂが吸気管内の負圧により開弁し、逆止弁ｂを介してエアクリーナｋから吸入 される熱風によって吸着剤ｇに捕集された燃料はダイヤフラムｈを介してエンジ ンに吸引される。また、燃料タンクｆから一時的に大量の蒸発燃料が発生し、キ ャニスタａで捕集しきれない場合や配管系の内圧が高い場合にはキャニスタａ内 の蒸発燃料は逆止弁ｃを介してエンジンルームｌの外部に排出される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の蒸発燃料処理装置には以下に掲げる問題点があり、尚一 層の改善が望まれている。

【０００４】 図３は逆止弁の流量特性を示すグラフである。吸入用の逆止弁ｂ、開放用の逆 止弁ｃの流量特性のいずれにおいても、逆止弁ｂ、ｃの開弁圧力Ｐは吸入圧力損 失を低く抑えるために数mmHg以内に設定され、数mmHgの圧力増加で流量Ｑ（L/M ）が急激に増加することを示している。図４はエアクリーナｋの脈動による圧力 変動を示したグラフである。エアクリーナｋの脈動による圧力変動は、例えばエ ンジン回転数４０００ｒｐｍ、スロットル弁開放の高負荷状態において大気圧を 基準として１７〜２０mmHgに達していることがわかる。このように、逆止弁ｂ、 ｃの開弁圧力Ｐに較べて上記エアクリーナｋによる圧力変動が大きいので、逆止 弁ｂ、ｃの作動が不安定となり、漏れが生じていた。また、上記圧力変動により 逆止弁のバルブシート部が振動のため摩耗し、耐久性が低下するといった問題が あった。

【０００５】 また、エンジンルームｌの外部として車体フレーム中空部に大気の開放口を設 けた場合には車室内にガソリン臭が発生することが考えられた。

【０００６】 さらに、逆止弁ｂ、ｃを入れ替えた場合について検討してみる。図６は逆止弁 b,cを入れ替えて、エンジンルームｌの外部から空気を吸入し、エアクリーナｋ を開放口とする場合の内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成を示す概略図である。 この場合には、車室内にガソリン臭が発生するといった問題を解決することがで きるが、エアクリーナｋの脈動による圧力変動によって逆止弁ｂの作動が不安定 になるといった前述の問題は依然として解決されない。却って、エンジンの停止 中にエアクリーナｋ内に蒸発燃料が貯留することになり、制御されない燃料がエ ンジンに吸入されることにより空燃比Ａ／Ｆがリッチ化してしまう。この結果、 エンジンの始動不良、アクセルを踏み込んだときエンジン回転数が上昇しないと いったいわゆるヘジテーション、あるいはエンジンストールといった新たな問題 を招致することになる。

【０００７】 そこで、本考案はエアクリーナの脈動に起因する逆止弁の作動を安定させると 共に、車室内にガソリン臭が発生するのを防止することができる車輛用内燃機関 の蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係る車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置 は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を導入する蒸発燃料導入ポートと、該蒸発燃 料導入ポートから導入された前記蒸発燃料を吸着する吸着剤と、該吸着剤から離 脱する離脱燃料を導出する蒸発燃料導出ポートと、大気を導入する大気導入ポー トとを備えた車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置において、前記大気導入ポート を、第１通路を介して車輛の車体サイドフレームに連通し、第２通路を介してエ ンジンルームに連通すると共に、前記第１通路に前記車体サイドフレームから前 記大気導入ポートに向かう流れを許容する第１の一方向弁を設け、前記第２通路 に前記大気導入ポートから前記エンジンルームに向かう流れを許容する第２の一 方向弁を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

上記構成の本考案の車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置は、燃料タンクで発生 する蒸発燃料を蒸発燃料導入ポートにより導入し、該蒸発燃料導入ポートから導 入された前記蒸発燃料を吸着剤により吸着し、該吸着剤から離脱する離脱燃料を 蒸発燃料導出ポートにより導出し、大気導入ポートにより大気を導入する際に、 前記大気導入ポートを、第１通路を介して車体サイドフレームに連通し、第２通 路を介してエンジンルームに連通すると共に、前記第１通路に設けられた第１の 一方向弁により前記車体サイドフレームから前記大気導入ポートに向かう流れを 許容し、前記第２通路に設けられた第２の一方向弁により前記大気導入ポートか ら前記エンジンルームに向かう流れを許容する。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案に係る車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置の実施例を図面に基づ いて説明する。

【００１１】 図１は本考案に係る車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置の一実施例の全体構成 を示す図である。

【００１２】 図中、１は例えば４気筒を有する内燃機関（以下、単に「エンジン」という） であって、図示しない車輛に搭載されている。該エンジン１の吸気管２の途中に はスロットルボディ３が設けられ、その内部にはスロットル弁３′が配されてい る。また、スロットル弁３′にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結さ れており、当該スロットル弁３′の開度に応じた電気信号を出力して電子コント ロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。

【００１３】 燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であってエンジン１とスロットル弁３′との 間の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられている。また、各燃料 噴射弁６は燃料供給管７を介して燃料ポンプ８に接続されると共にＥＣＵ５に電 気的に接続され、該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁期間が制御される 。

【００１４】 吸気管２のスロットル弁３′の下流側には負圧連通路９及びパージ通路１０が 夫々分岐して設けられ、これら負圧連通路９及びパージ通路１０は後述する燃料 蒸気排出抑止系１１に接続されている。

【００１５】 さらに、吸気管２の前記パージ通路１０下流側には分岐管１２が設けられ、該 分岐管１２の先端には絶対圧（ＰＢＡ）センサ１３が配設されている。また、Ｐ ＢＡセンサ１３はＥＣＵ５に電気的に接続され、ＰＢＡセンサ１３により検出さ れた吸気管２内の絶対圧ＰＢＡは電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。

【００１６】 また、分岐管１２の下流側の吸気管２には吸気温（ＴＡ）センサ１４が装着さ れ、該ＴＡセンサ１４により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換され、ＥＣ Ｕ５に供給される。

【００１７】 エンジン１のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁にはサーミスタ等 からなるエンジン水温（ＴＷ）センサ１５が挿着され、該ＴＷセンサ１５により 検出されたエンジン冷却水温ＴＷは電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される 。

【００１８】 エンジン１の図示しないカム軸周囲またはクランク軸周囲にはエンジン回転数 （ＮＥ）センサ１６が取り付けられている。

【００１９】 ＮＥセンサ１６はエンジン１のクランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク 角度位置で信号パルス（以下、「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、該ＴＤ Ｃ信号パルスはＥＣＵ５に供給される。

【００２０】 燃料蒸気排出抑止系１１（以下、「排出抑止系」という）は、燃料給油時に開 蓋されるフィラーキャップ２２を備えた燃料タンク２３と、吸着剤としての活性 炭２４が内蔵されると共に上部に吸気口（外気取入口）２５が設けられた蒸発燃 料処理装置としてのキャニスタ２６と、該キャニスタ２６と前記燃料タンク２３ とを接続する燃料蒸気流通路(チャージ通路)２７と、該チャージ通路２７に介装 された２方向弁２８と、キャニスタ２６と吸気管２とを接続する前記パージ通路 １０と、該パージ通路１０の途中に設けられたパージ制御弁３６及び熱線式流量 計３７とを備えている。

【００２１】 また、前記燃料タンク２３は、燃料ポンプ８及び燃料供給管７を介して燃料噴 射弁６に接続されると共に、その上部にはタンク内圧（ＰＴ）センサ２９及び燃 料量（ＦＶ）センサ３０が設けられ、さらにその側部には燃料温度（ＴＦ）セン サ３１が設けられている。また、これらＰＴセンサ２９、ＦＶセンサ３０及びＴ Ｆセンサ３１はいずれもＥＣＵ５に電気的に接続されている。そして、ＰＴセン サ２９は燃料タンク２３の内圧（ＰＴ）を検出してその電気信号をＥＣＵ５に供 給し、ＦＶセンサ３０は燃料タンク２３内の燃料量（ＦＶ）を検出してその電気 信号をＥＣＵ５に供給し、さらにＴＦセンサ３１は燃料タンク２３内の燃料温度 （ＴＦ）を検出してその電気信号をＥＣＵ５に供給する。

【００２２】 ２方向弁２８は、正圧バルブ３２と負圧バルブ３３とを有し、正圧バルブ３２ のダイヤフラム３２ａには、電磁駆動ユニット３５のロッド３５ａが接続されて いる。電磁駆動ユニット３５はＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５からの信 号により２方向弁２８の作動状態が制御される。そして、電磁駆動ユニット３５ が励磁（オン）されると正圧バルブ３２が強制的に押し開かれて２方向弁２８は 開弁する一方、電磁駆動ユニット３５が消磁（オフ）されると、２方向弁２８は 該弁２８のキャニスタ２６側の圧力と燃料タンク２３側の圧力との差が所定以上 のときのみ開弁作動する。

【００２３】 キャニスタ２６に接続されるパージ通路１０の管路に介装されたパージ制御弁 ３６のソレノイドはＥＣＵ５に接続されている。そして、パージ制御弁３６はＥ ＣＵ５からの信号に応じて制御され、その開弁量をリニアに変化させる。すなわ ち、ＥＣＵ５から所望の制御量を出力してパージ制御弁３６の開弁量を制御する 。

【００２４】 また、熱線式流量計（質量流量計）３７はキャニスタ２６とパージ制御弁３６ との間に介装されている。この熱線式流量計３７は、電流を通して加熱された白 金線が気流にさらされると温度が低下してその電気抵抗が減少することを利用し たものであって、その出力特性は燃料蒸気の濃度、流量及びパージ流量に応じて 変化し、これらの変化に応じた出力信号をＥＣＵ５に供給する。

【００２５】 キャニスタ２６の吸排気口２５に接続され、大気に連通する通路９にはベント シャット弁５２が介装されている。ベントシャット弁５２はＥＣＵ５に接続され た電磁弁から構成されており、ＥＣＵ５からの駆動信号によって弁体５２ａを移 動させて通路９と通路５３との接続を開閉する。ＥＣＵ５からの駆動信号がない ときには弁体５２ａは図示しないスプリングによって付勢され、ベントシャット 弁５２は閉弁状態となる。ベントシャット弁５２から延出する通路５３は途中で 吸入通路５４および排出通路５５の二股に分岐しており、分岐した吸入通路５４ 、排出通路５５のそれぞれに一方向弁５８、５９が介装されている。吸入通路５ ４、排出通路５５は後述する大気圧下の部位に終端している。一方向弁５８、５ ９の双方ともスプリング５８ａ、５９ａに付勢された弁体５８ｂ、５９ｂを有し ているが、弁体５８ｂ、５９ｂが開閉する通路は互いに反対向きとなっている。 したがって、大気に較べて通路５３の圧力が低いときには一方向弁５８が開かれ 、高いときには一方向弁５９が開かれることになる。

【００２６】 尚、電磁駆動ユニット３５、パージ制御弁３６およびベントシャット弁５２の 機能の詳細については、特開平４−３４９８０２号に記載されている。

【００２７】 図２は吸入通路５４および排出通路５５の配置を模式的に示した説明図である 。吸入通路５４の一方向弁５８を越えた先端部分５４ｃは車体サイドフレーム６ ０の中空部６１に接続開口しており、また、排出通路５５の一方向弁５９を越え た先端部分５５ｃはエンジンルーム６２（斜線内側）下部に開口している。

【００２８】 つぎに、このような構造を有する大気側通路における大気の吸入、排出につい て説明する。燃料タンク２３から蒸発する蒸発燃料をキャニスタ２６が吸着する 場合には、ＥＣＵ５からの駆動信号がベントシャット弁５２に与えられてベント シャット弁５２が開弁する。ベントシャット弁５２が開弁されると通路５３の圧 力によって一方向弁５９は開弁され、キャニスタ２６の吸排気口２５から排出さ れる空気は通路９、ベントシャット弁５２、通路５３、排出通路５５および一方 向弁５９を通って排出通路５５の先端部分５５ｃからエンジンルーム６２の下部 に排出される。したがって、夏期などにおいて一時的に燃料タンク２３からキャ ニスタ２６の吸着能力を越える大量の蒸発燃料が発生しても、前述の排気系統を 経てエンジンルーム６２の下部に排出されるので、車室内にガソリン臭が発生す ることはない。

【００２９】 また、キャニスタ２６内に吸着されていた燃料を脱離する場合には、ＥＣＵ５ からの駆動信号によってパージ制御弁３６を開弁してキャニスタ２６から発生す る蒸発燃料をパージ管１０を介してエンジン１に吸引させる。このとき、ＥＣＵ ５からの駆動信号によってベントシャット弁５２も開弁されており通路５３の圧 力は下がり、一方向弁５８は開弁する。吸入通路５４の先端部分５４ｃが取り付 けられている車体サイドフレーム６０の中空部６１から吸入される空気は一方向 弁５８、吸入通路５４、通路５３、ベントシャット弁５２、通路９を通ってキャ ニスタ２６に導かれる。車体サイドフレーム６０の中空部６１から吸入される空 気は清浄な空気であるので、ダストやゴミなどによってキャニスタ２６内のフィ ルタが目詰まりしたり、弁のシール性が悪くなるといったことは起きない。また 、車体サイドフレーム６０の中空部６１から空気を吸入するので、エアクリーナ の振動による空気の圧力変動もなく、一方向弁５８の作動が安定しシール性が高 められる。

【００３０】 尚、一方向弁５８、５９を用いる代わりに、電磁弁を用いてＥＣＵ５からの駆 動信号によって吸入通路５４、排出通路５５を開閉制御してもよいことは勿論で ある。

【００３１】

【考案の効果】

本考案の車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置によれば、前記大気導入ポートを 第１通路を介して車体サイドフレームに連通し、第２通路を介してエンジンルー ムに連通すると共に、前記第１通路に前記車体サイドフレームから前記大気導入 ポートへの流れを許容する第１の一方向弁を設け、前記第２通路に前記大気導入 ポートから前記エンジンルームへの流れを許容する第２の一方向弁を設けたので 、車体サイドフレームから清浄な空気を取り入れることができると共に、エンジ ンルームを大気の開放口として蒸発燃料を含んだ空気を排出することで車室内に ガソリン臭が発生するのを防ぐことができる。また、従来のように、エアクリー ナの脈動による空気の圧力変動もないので、逆止弁の作動を安定させ、シール性 を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装
置の一実施例の全体構成を示す図である。

【図２】吸入通路５４および排出通路５５の配置を模式
的に示した説明図である。

【図３】逆止弁の流量特性を示すグラフである。

【図４】エアクリーナの脈動による圧力変動を示したグ
ラフである。

【図５】従来の内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成を示
す概略図である。

【図６】エンジンルームｌの外部から空気を流入し、エ
アクリーナｋを開放口とする場合の内燃機関の蒸発燃料
処理装置の構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１ … 内燃エンジン ９ … 通路 ２６ … キャニスタ ５２ … ベントシャット弁 ５４ … 排気通路 ５５ … 吸入通路 ５８、５９ … 一方向弁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクで発生する蒸発燃料を導入す
   る蒸発燃料導入ポートと、 該蒸発燃料導入ポートから導入された前記蒸発燃料を吸
   着する吸着剤と、 該吸着剤から離脱する離脱燃料を導出する蒸発燃料導出
   ポートと、 大気を導入する大気導入ポートとを備えた車輛用内燃機
   関の蒸発燃料処理装置において、 前記大気導入ポートを、第１通路を介して車輛の車体サ
   イドフレームに連通し、第２通路を介してエンジンルー
   ムに連通すると共に、 前記第１通路に前記車体サイドフレームから前記大気導
   入ポートに向かう流れを許容する第１の一方向弁を設
   け、 前記第２通路に前記大気導入ポートから前記エンジンル
   ームに向かう流れを許容する第２の一方向弁を設けたこ
   とを特徴とする車輛用内燃機関の蒸発燃料処理装置。