JPS608337B2 - 燃料蒸発防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は燃料タンク中の燃料が蒸発して大気中に放出さ
れるのを防止する装置に関する。

燃料タンクから発生するガソリン等の蒸気を活性炭（チ
ャコール）キャニス外こ導いてこれに吸着させる方法は
公知である。

キャニスタ内の活性炭はエンジンの休止時には燃料タン
クから発生する燃料の蒸気を飽和になるまで吸着し、エ
ンジンが始動するとキャニスタ底部のパージェア吸入孔
から吸入される空気によって吸着燃料蒸気を離脱せしめ
これをパージホースを介して気化器に導入する。その結
果、活性炭には再び燃料蒸気を吸着する性能が賦活する
ので繰り返し使用できる。大気中に放出される燃料蒸気
の量を少くするためには活性炭の容量（ｗｏｒｋｉｎｇ
ｃａｐａｃｉｔｙ）を大きくすればよい。実際、放出燃
料蒸気の量をできるだけ大きく抑制するために活性炭キ
ャニスタは大型化しつ）ある。ところが活性炭の容量を
増大して蒸発燃料の吸着量を増やすと車輪外に放出され
るェバポ量は確実に減少するが逆にキャニスタから一度
に大量の燃料蒸気が気化器内に導入されるために空燃比
変動が大きく排気ェミッションが悪化するという問題を
生じていた。

本発明の目的は斯かる問題を解決するためにキャニスタ
で吸着した燃料蒸気を気化器の絞り弁下流に導入するよ
うにしてアイドルあるいは減速時にも即ちエンジンの全
運転中にパージして排気ェミツションに及ぼす亜影響を
最小限にしようとするものである。

更に本発明の別の目的は上記の如くエンジンの運転中常
にパージすることによって減速及びホットソーク時に触
媒コンバータあるいはリアクタ等の排気ガス浄化装置が
過熱し易くなるので、これを防止するためにエンジンの
運転条件に応じて燃料蒸気の濃度を変化させようとする
ものである。

既に米国ではＳＨＥＤ（Ｓｈｉｅｌｄ Ｈｏ雌ｉｎｇ溝
ｏｒＥｖａｐｏｒａｔｊｖｅＤｅにｒｍｉｎａｔｉｏｎ
）法に基づくェミッション試験が義務付けられているよ
うに車繭内で発生する燃料蒸気は可能な限りそのま）車
廟外に放出しないようにするのが望ましい。本発明は斯
かる要求を充足しつつそれに付随する前述の如き問題点
を解決するものである。以下、添付図面に従い本発明の
好ましい実施例につき詳細に説明する。

燃料Ｔ３を貯蔵する燃料タンク７はべ−パホース９を介
して活性炭キャニスタで３に蓮通され「燃料タンク７か
らの蒸発燃料はエンジン休止時に矢印↑で示す如く活性
炭キャニスタ蔓３に活性炭１５の容量が飽和になるまで
吸着される。

】川まパージホース９内に設けられる通常のチェック弁
である。チャコールキャニスタ蔓３には本発明に従い少
くとも２つのパージボート７３６ ７５が形成され「こ
れらパージボートは夫々長さの異なる管量９，２１によ
り活性炭１５内に導かれる。

即ち管１９，２川ま活性炭内への挿入深さが異なる。こ
れは活性炭の容量「即ち全表面積の大小によってパージ
特性が変化するという点に着目したものである。即ちパ
ージェアの導入ロー７に近い程吸着量が少ないのでパー
ジヱアと燃料蒸気との比は挿入深さが深い程大きくなる
。即ちリーンになり、逆にパージエアポート亀７から遠
い程貝０ち挿入深さが浅い程リッチになる。そのため第
蔓図においては管１９からはリッチな燃料蒸気がトー方
管２１からはリーンな蒸気が導入され得る。パージボー
ト７３，７５には夫々チェック弁２８， ２２が設けら
れ該チェック弁自体は公知の如く例えば夫々ばね２５，
２９及びチェックボール２３，２７から構成される型の
ものである。パージボート７３，７５は夫々パージホー
ス３１，３３を介して負圧切襖弁３５に連結される。

負圧切換弁３５は負圧作動室ないしはダイヤフラム室を
形成する第１室３９、パージホース３３に蓮適する第２
室４１（第１パージ室）「気化器１の絞り弁３の下流の
吸気管あるし、は吸気マニホルド５に運通する第３室４
３及びパージホース３１に蓮適する第４室４５（第２パ
ージ室）を有する。第１室３９と第２室４１とはばね３
７によつて第２室側に付勢されるダイヤフラム３８１こ
よって仕切られる。第１室Ｓ８は圧力感知室６１を介し
て吸気管員圧領域に蓮通せしめられる。図示の実施例の
場合には管６宵の端部はスロットル弁３がアイドリング
位置にあるときにその下流に位置するバキュームボート
６８として形成される。こうすることによってバキュー
ムポ−ト６０‘こはアィドリング時にも負圧がかかるこ
とになる。第２室亀１と第３室亀３及び第３室母３と第
４室４５との間には夫々弁口５６，５３を有する隔壁富
９，５７が配設される。ダイヤフラム３８には弁体４９
及び５１を有する弁綾４７が固定される。弁体４９，馬
翼はダイヤフラム３８の運動に伴って弁□５６，５３を
選択的に開閉せしめる。第３室４３はパージホース６３
を介して気化器１のスロットル弁下流に連通される。エ
ンジンが始動するとパ−ジェアはパージエアポート貴７
より導入され活性炭が吸着していた蒸気燃料を離脱せし
めながら管２首及びノ又は管１９を介してパージボート
？３，Ｔ５に流れる。

このとき前述の如くパージェアと蒸気燃料との混合比は
管の挿入深さが深い程蒸気燃料の割合が少ないので管２
１からはリーンな混合気が、一方管１９からはリッチな
混合気が導入される。ダイヤフラム室３９のばね３７の
はね定数を適当に選定することにより「即ち例えば吸気
管負圧が４００〔側Ｈｇ〕以上のときにダイヤフラム３
８が上方に持ち上げられて弁口５５を開放すると共に弁
口５３を閉じ逆に負圧が４００〔肋Ｈｇ〕以下のときに
はダイヤフラム３８はばね３７１こより下方に押されて
弁□５５を閉鎖すると共に弁□５３を開放するように設
計することにより負圧切襖弁３５を所定の吸気管負圧に
応じて作動させることができる。

弁□５５が開放しているときはパージホース３３がパー
ジホース６３と蓮通しへ一方弁口５３が開放していると
きはパージホース３１がパージホース６３と運通する。

籾て、エンジンが始動するとチェック弁２０あるいは２
２は吸気管負圧により開放せしめられパージェアと燃料
蒸気との混合気がパージボート７３あるいは７５を通っ
て負圧切換弁３５に流れる。弁〇５５が開放していると
きはパージホース３３からのりーン混合気がパージホー
ス６３を介して吸気管内にパージされ弁口５３が開放し
ているときはパージホース３１からのりッチ混合気がパ
ージホース６３を介して吸気管内にパージされる。本発
明によればエンジンが始動していれば常にパージされる
がアィドリング時あるいは減速時等の無負荷あるいは低
負荷時にリッチな燃料蒸気を長時間パージし続けると触
媒コンバータあるいはＩＪァク夕等の反応装置（共に図
示せず）が過熱し易いためこれを防止するために無負荷
あるいは低負荷時にはリーンな燃料蒸気をパージするよ
うにしてある。

即ち吸気管員圧が所定値以上あるとき（無負荷あるいは
低負荷に相当）には前述の如くダイヤフラム３８が上方
に持ち上げられ弁〇６６の方が開放するのでリーン燃料
蒸気がパージされ上述の目的を達成する。アィドリング
時の酸化触媒コンバータあるいはリアクタ１８の過熱は
次のように説明される。

ァィドリング時には一般に空燃比をリッチにしてあるが
本発明の如くアィドリング時にもェバポをパージすると
更にリッチになり末燃ＨＣｔ ＣＯが増大する。その結
果酸化触媒コンバータ１ＱＩこおいて２次空気ポンプ１
４から２次空気供給管２４を介して排出管翼６内に供給
される２次空気との反応が更に促進され、それにより酸
化触媒コンバータ１０の過熱が生じるのである。そのた
めこれを防止するために本発明においてはアィドリング
時にはリーン燃料蒸気をパージするのである。２次空気
ポンプ１４は公知の如くエンジン４によって駆動される
ファン６及びファンベルト８‘こより駆動され、新しい
空気を管１８を介して好ましくはェアクリーナ２からと
り入れている。

更に排気ヱミッション即ちＮ○×の低減を計るために中
負荷時にリッチな燃料蒸気を導入するのが好ましい。

本発明によればこの目的も達成できる。即ち吸気管員圧
が所定値以下（中負荷に相当）になると負圧切襖弁３６
によりパージ路が切換えられリッチ燃料蒸気がパージさ
れる。更に吸気管負圧が小さくなって高負荷城に達する
と吸気管負圧は実質上大気圧に等しくなるので燃料蒸気
はほとんど吸気管内に吸出されず従ってパージはほとん
どなされない。第２図は第１図の変形を示すもので同図
においては負圧切換弁を設ける代り１こパージボートに
設けるチェック弁の特性を変えてある。

第２図の実施例でも第１図と同機の目的を達成し得る。
第１図と同一部品は同一番号で示してある。更に第２図
の実施例は４つのパージボート８０ａ，８０ｂ，８０ｃ
，８０ｄを設けて４段階制御を行なうようにしてある。
パージボート８０ａ〜８０ｄには夫々第翼図と同様にば
ね８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ及びチェックボール
８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄから成るチェック弁８
５８８８５ｂ，８６ｃ，８６ｄが設けられる。

パージボ−ト８０ａ〜８０ｄは夫々異なる長さの管８３
ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄにより活性炭１５内に導び
かれる。図示の実施例の場合管の長さ‘ま蚤３ａ＜８３
ｂく８３ｃ＜８３ｄの関係にある。従ってパージ燃料蒸
気は８０ａ＞８０ｂ＞８０ｃ＞８０ｄの順にリッチであ
る。チェック弁のばね８１ａ〜８１ｄ及び／又はチェッ
クボール８２ａ〜８２ｄの重量を相互に相異させること
により、即ちチェック弁の作動特性を相互に相異させる
ことにより第１図と同機の目的に達成し得る。即ち、例
えばチェックボールの重さを８２ｂ＜８２ａ＜８２ｃ＜
８２ｄの順に重くすればパージボート８Ｑａ，８８ｂ，
８８ｃ，８０ｄを夫々中負荷、高負荷、低負荷、無負荷
に対応させ４段階に制御することができる。第３図に詳
細に示す如くチェックボール８２は負圧が所定値以下の
ときはばね翁１により管８３の入口を閉鎖し「負圧が所
定値を超えるとばね８１の力に打ち勝って上方に押し上
げられ管８３は開放してパージ燃料蒸気をパージボート
蓬０１こ流す。しかしながら作動負圧が大きくなりすぎ
るとチェックボール８２はパージボート８０の入口を閉
鎖する結果再度チェック弁は閉鎖される。以上の如き構
成とすることによりチェック弁８５ａ〜８５ｄの作動吸
気管負圧を例えばチェック弁８６ａ：５０〜２００肋Ｈ
ｇ（中負荷）、チェック弁８５ｂ：５０柳Ｈｇ以下（高
負荷入チェック弁８５ｃ：２００〜４０仇肋Ｈｇ（低負
荷）、チェック弁８５４：４００柳Ｈｇ（無負荷）とな
るように設定し得る。その結果無負荷時（アィドリング
時）及び低負荷時には比較的リーンな燃料蒸気をパージ
し中負荷時には最もリッチな燃料蒸気をパージすること
ができる。どのような運転条件に応じてパージ燃料蒸気
の濃度をどのように制御するかということはェンジンの
要求に従って全く異なるものであり上記の例は制御パタ
ーンのあくまで一例にすぎない。またパージボートの数
を適当に増減することにより任意の多段階制御が行い得
る。第１図、第２図の実施例は源理的には夫々容量の異
なる活性炭キャニスタを２つあるし、は４つ並例したも
のに相当するがそれを略図示したのが第４図である。

第４図は第２図と全く等価であるがキャニスタの数が増
えるという点で実用的ではない。第４図においてキャニ
ス夕Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは夫々第２図におけるパージボート
８０ａの管８３ａ「パージボート８０ｂの管８３ｂ、パ
ージボート８０ｃの管８３ｃ、パージボート蟹ｏｄの管
８３ｄに対応するものである。以上に記載した如く本発
明は活性炭キャニスタの挿入深さ位置によりパージ特性
が変化するという点に着目しエンジンの運転条件に応じ
てパージ燃料蒸気の濃度を変えそれにより排気ェミッシ
ョンを向上せしめるものである。

またその結果２次空気を導入する型の酸化触媒コンバー
タあるいはリアク夕のアィドリング時における過熱を防
止するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る燃料蒸発防止装置の説明図、第２
図は第１図と別の実施例を示す第１図と同様の図、第３
図は第２図のチェック弁の拡大図、第４図は第２図と等
価の説明図。 軍……気化器、３……絞り弁、５・・…・吸気管、７・
…・・燃料タンク、１３……活性炭キャニスタ、１９，
２１……管、３１，３３，６３……パージホース、３５
…・・・負圧切襖弁「 ７３，７５・…・・パージボー
ト。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料タンクから発生する燃料蒸気を活性炭キヤニス
   タを導いてこれに吸着せしめると共に該吸着燃料蒸気を
   パージホースを介して気化器の絞り弁下流の吸気系に導
   入するようにした燃料蒸発防止装置において、前記パー
   ジホースの途中に吸気系負圧領域に連結される負圧作動
   室と、該負圧作動室により作動せしめられる弁体により
   吸気負圧が所定値以上のときに絞り弁下流の吸気系に連
   結される上記パージホースに開放せしめられる第１パー
   ジ室と、吸気負圧が所定値以下のときに上記弁体により
   上記パージホースに開放せしめられる第２パージ室とを
   有する吸気負圧応動式負圧切換弁を介挿すると共に、夫
   々異なる挿入深さ位置で活性炭内に連通せしめられる少
   くとも２つのパージポートを前記活性炭キヤニスタに設
   け挿入深さの深い方のパージポートを前記負圧切換弁の
   第１パージ室に、かつ浅い方のパージポートを第２パー
   ジ室に夫々連結し、以つて吸気系負圧に応じて吸気系へ
   のパージ量を調整し得るようにしたことを特徴とする燃
   料蒸発防止装置。