WO2007020736A1

WO2007020736A1 - 燃料蒸発ガス処理装置および電磁バルブ装置

Info

Publication number: WO2007020736A1
Application number: PCT/JP2006/310482
Authority: WO
Inventors: Masatoshi Ueda; Tatsuya Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corporation
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2007-02-22
Also published as: DE112006001897B4; US7607420B2; DE112006001897T5; JPWO2007020736A1; JP4611384B2; US20090078238A1

Description

燃料蒸発ガス処理装置および電磁バルブ装置

技術分野

[0001] この発明は、自動車エンジンの吸気系統に送給される燃料タンクからの蒸発ガスの流量を制御する燃料蒸発ガス処理装置および電磁バルブ装置に関するものである。背景技術

[0002] 一般に自動車エンジンの吸気系統には、燃料タンク内で蒸発した蒸発ガスが送給されるようになつている。この送給経路はパージ通路と呼ばれており、燃料タンク、燃料タンク内で蒸発した蒸発ガスを導入して一時的に吸着処理するキヤ-スタ、およびこのキヤニスタカも放出された蒸発ガス (パージガス）を受け入れるエンジンの吸気系統等の主要部品を接続する一連の配管力もなつている。そして、そのパージ通路のキヤ-スタとエンジンの吸気系統との間には、パージガス流量をデューティ制御するための電磁バルブが設けられて、る。

ここで、エンジン吸気系統とキヤニスタとを 1本の配管で接続するとともに、単一の電磁バルブを設け、この電磁バルブを断続的に開閉制御（デューティ制御）することで前記パージ通路を流通するパージガスの流量を制御する構成とした場合、前記電磁バルブの断続的開閉によって前記パージ通路内に大きな圧力脈動が発生し、これに起因してエンジンの吸気混合ガスに対するパージガス供給量が不均一化し空燃比制御を悪ィ匕させるという問題点があった。また燃料タンク力もキヤニスタおよび電磁バルブを経由してエンジンの吸気系統に導かれるパージ通路および該電磁バルブは車体に取り付けられる。このためパージ通路の圧力脈動に起因する振動が伝播して車室内に騒音を発するという問題点があった。

さらに近年、パージ通路の流量の増大が求められている。該流量の増大は、パージ通路内の圧力脈動の増大となり、上述の問題点をますます増大させる傾向にある

[0003] ここで単一の電磁バルブを用いてパージ通路の圧力脈動を低減する方法としては、当該電磁バルブをデューティ制御するための制御周波数を大きくする、例えば制御周波数を 10Hzから 20Hzにすることが考えられる。

し力しながらこの方法では圧力脈動を低減できるものの単位時間当たりの動作回数が増加するため、電磁バルブの耐久性が低下するという問題点があった。また制御周波数を大きくすることにより電磁バルブが閉状態力開状態に立ち上げ可能なデユーティ比が高比率側にシフトし、その結果、制御レンジが狭くなり制御分解能が低下するという問題点があった。

[0004] このような事情も背景として、従来の燃料蒸発ガス処理装置として前記パージ通路を途中で少なくとも二方向に分岐する構成のものが種々提案されてヽる。これらは!ヽずれも、その分岐パージ通路の配管自体にそれぞれ電磁バルブを設け、それらの電磁バルブを前記分岐パージ通路ごとにデューティ制御方式で開閉駆動することで、前記分岐パージ通路と少なくとも 2つの電磁バルブとによってエンジン吸気系へのパージガス送給流量を単一電磁バルブの場合よりも減少させ、これによつて、前記分岐パージ通路を含むパージ通路内での圧力脈動を抑制するというものである（例えば、特許文献 1〜特許文献 6参照)。

[0005] 特許文献 1 :特公平 6— 46017号公報 (第 3頁、第 2図）

特許文献 2：特開平 4— 140711号公報（〔0012〕、図 2)

特許文献 3 :特開平 6— 272582号公報（〔0018〕、図 2)

特許文献 4:特開平 6— 272628号公報（〔0017〕〜〔0024〕、図 1)

特許文献 5 :特開平 7— 83129号公報（〔0012〕〜〔0015〕、図 1)

特許文献 6：実開平 5— 10767号公報のマイクロフィルム（〔0006〕〜〔0009〕、図 1)

[0006] ここで、図 12は、 2つに分岐したパージ通路のそれぞれに電磁バルブ Aおよび電磁バルブ Bを設け、電磁バルブ Aに対して電磁バルブ Bの制御タイミングを 1Z2周期 (T/2)の位相差をもって制御するものである。

このものによれば電磁バルブ Aおよび電磁バルブ Bの制御周波数は元のまま、例えば 10Hzのままでありながら、パージ通路全体としてみた場合は倍の 20Hzで制御されているのと等価になる。したがって、上述した制御周波数を大きくすることによる電磁バルブの耐久性の低下あるいは制御分解能の低下と!/、う問題なしにパージ通路の圧力脈動を低減させることが出来る。 [0007] し力しながら図 12に示すものでは、例えば 20Hzで圧力脈動が生じることとなる。一方、エンジンには色々な仕様のものがあり、必ずしも図 12のものがマッチングするとは限らず、このため種々の手法による圧力脈動を低減する方法が望まれている。また、図 12に示すものでは、 2つに分岐したパージ通路のそれぞれに電磁バルブ Aおよび電磁バルブ Bを設けこれらを各々制御して、るため、部品点数が増えると共に部品のコンパクト性に欠ける。

さらに図 12に示すものは、 2つの電磁バルブを用いて見かけの制御周波数を倍にするために 1Z2周期の位相をもたせて制御するものである力電磁バルブの開動作あるいは閉動作が行われて力もパージ通路の圧力変動として反映されるまでの圧力応答遅れには一切考慮がなされて、なかった。

[0008] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電磁バルブの開閉駆動時に発生するパージガスの圧力脈動を効率的に抑制することができ、その圧力脈動に起因した空燃比制御の悪ィ匕を抑制する、あるいはパージ通路の配管振動、脈動音を効率的に低減することができる燃料蒸発ガス処理装置あるいは電磁バルブ装置を得ることを目的とする。

発明の開示

[0009] この発明に係る燃料蒸発ガス処理装置は、燃料タンク力ゝらの蒸発ガスを導入して一時的にキヤニスタに吸着すると共にこのキヤ-スタ内の蒸発ガスをエンジン吸気系統に導く燃料蒸発ガス処理装置であって、燃料タンクからの蒸発ガスを導入する入力ポートと、この入力ポートから導入した蒸発ガスをエンジン吸気系統に送給する出力ポートと、入力ポートと出力ポートとの間に介在するチャンバ室と、入力ポートあるいは出力ポートのうち、ずれか一方は複数に分岐して、ると共に該複数に分岐して、るポートとチャンバ室との接続部に配置され駆動信号に応じて開閉動作する少なくとも第 1及び第 2の電磁バルブとを備えた電磁バルブ装置と、この電磁バルブ装置の第 1 及び第 2の電磁バルブを駆動するバルブ制御手段とを備えたものである。

[0010] この発明に係る電磁バルブ装置は、燃料タンクからの蒸発ガスを導入する入力ポートと、この入力ポートから導入した蒸発ガスをエンジン吸気系統に送給する出力ポートと、入力ポートと出力ポートとの間に介在するチャンバ室と、入力ポートあるいは出力ポートのうち、ずれか一方は複数に分岐して、ると共に該複数に分岐して、るポートとチャンバ室との接続部に配置され駆動信号に応じて開閉動作する少なくとも第 1及び第 2の電磁バルブとを備えたものである。

[0011] この発明にかかる燃料蒸発ガス処理装置によれば、第 1及び第 2の電磁バルブを駆動すると共にこれらの電磁バルブの開動作あるいは閉動作に起因する圧力脈動がチャンバ室で合成されるので、当該圧力脈動を効率的に抑制することができ、圧力脈動に起因した空燃比制御の悪ィヒあるいはパージ通路の配管振動や脈動音を効率的に低減できるという効果がある。

[0012] この発明に力かる電磁バルブ装置によれば、第 1及び第 2の電磁バルブとチャンバとを一体化させたので、第 1及び第 2の電磁バルブの開動作あるいは閉動作に起因する圧力脈動をチャンバで効率的に合成することが可能であると共に、コンパクトィ匕されたエンジン室内への設置スペースを容易に確保することができると!/、う効果がある。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]この発明の実施の形態 1による燃料蒸発ガス処理装置を示す概念図である。

[図 2]図 1中のバルブユニットを示す拡大断面図である。

[図 3]図 2のバルブユニットにおける片方の電磁バルブ系統の要部を示す拡大断面図である。

[図 4]この発明の実施の形態 1による 2つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。

[図 5]この発明の実施の形態 1による 2つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。

[図 6]この発明の実施の形態 1による 2つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。

[図 7]この発明の実施の形態 1による燃料蒸発ガス処理装置の変形例を示す概念図である。

[図 8]正吸引タイプの電磁バルブの開弁動作時の流量特性図である。

[図 9]逆吸引タイプの電磁バルブの開弁動作時の流量特性図である。 [図 10]この発明の実施の形態 2によるバルブユニットを示す拡大断面図である。

[図 11]この発明の実施の形態 2によるバルブユニットにおける逆吸引電磁バルブ系統の要部を示す拡大断面図である。

[図 12]従来装置の 2つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチヤート図である。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態 1.

図 1はこの発明の実施の形態 1による燃料蒸発ガス処理装置を示す概念図、図 2は図 1中の電磁バルブ装置としてのバルブユニットを示す拡大断面図、図 3は図 2のバルブユニットにおける片方の電磁バルブ系統の要部を示す拡大断面図である。図 1に示すように、エンジン 1の吸気系統の一部を構成する吸気管には、燃料タンク 3内で蒸発した蒸発ガスを導入して処理するためのパージ通路 5が接続されている。この吸気管への接続位置は後述するスロットルバルブ 19よりも下流側の負圧発生可能な部分であって、さらに下流側にはサージタンク 2が設けられている。このパージ通路 5は、燃料タンク 3で発生した蒸発ガスをキヤ-スタ 4に導く通路、活性炭による一次的な吸着処理を行うキヤニスタ 4から放出された蒸発ガスをバルブユニット 9に導く通路、ノレブユニット 9から吸気管に導くための通路等の一連の通路力も構成されている。

バルブユニット 9はパージ通路 5を流通するパージガス流量を制御するものであつて、チャンバ室 6と第 1の電磁バルブとしての電磁バルブ 7と第 2の電磁バルブとしての電磁バルブ 8とを備えている。バルブユニット 9は、後述する入力ポート 9dと、 2方向に分岐した出力ポート 9e, 9fとを備えている。そして入力ポート 9dは、キヤニスタ 4 とバルブユニット 9をつなぐパージ通路 5と接続されている。また出力ポート 9e, 9fは、 2つに分岐したパージ通路 5a, 5bとそれぞれ接続されている。 2つに分岐したパージ通路 5a, 5bは、その下流側で 1本に合流し、吸気管につながれている。

[0015] 図 2において、 9aは電磁バルブ 7及び 8を収納するハウジング、 9bは 2方向に分岐した出力ポートを形成したノヽウジング、 9cはハウジング 9bに溶着されるキャップ部としてのキャップ部材であって、ハウジング 9aあるいはハウジング 9bとともにチャンバ室 6 を内包する。ここでハウジング 9aとハウジング 9bは、一体化したものでも良いし、あるいは別体力もなるものであっても良い。 9dはキャップ部材 9cに形成された入力ポートである。ソレノイドコイル 10, 11はハウジング 9aに内包された電磁バルブ 7および電磁バルブ 8のソレノイドコイルであって、これらのソレノイドコイル 10, 11は個々にコア 12, 13を囲むことによりコア 12, 13に磁界を形成させる。

これらのコア 12, 13の一端部には、スプリング 14, 15を介して同軸上で軸方向移動可能に配置され、チャンバ室 6内で前記分岐パージ通路 5a, 5bを個々に開閉するプランジャ（弁体） 16, 17が設けられている。また、ソレノイドコイル 10, 11のそれぞれに電圧信号 (デューティ制御信号)を入力させるコネクタ部 18と、この電圧信号を発生するバルブ制御手段 20を備えている。ここで、バルブ制御手段 20は、エンジン 1の点火系制御あるいは空燃比などの燃料系制御を行うエンジンコントロールュ-ット (ECU)で構成されても良、し、専用のバルブ制御ユニットで構成されても良!、。

[0016] 図 3は電磁バルブ 7の閉弁状態を示している。この実施の形態 1では、パージ通路はスロットルバルブ 19の下流側に接続されている。このためエンジン 1の稼動時にはスロットルバルブ 19の下流側に負圧が発生している。この負圧はパージ通路 5を介して出力ポート 9e、あるいは 9fに導入される。

一方、出力ポート 9e、あるいは 9fの一端は、チャンバ室 6内にプランジャ 16, 17と対向して開口しており、バルブ制御手段 20のデューティ制御信号に応じて駆動されるプランジャ 16, 17により当該開口が開閉される。

従って実施の形態 1において、図 3に矢印で示すように、 2つの電磁バルブ 7, 8は、エンジン 1の稼働時に生じる吸引力を閉弁方向に受ける構成となっており、これは正吸引タイプと称されるものである。なお、プランジャ 16, 17はコア 12, 13の端部に配置されたスプリング 14, 15による付勢力を有しており、その付勢力によって、前記電圧信号遮断時には閉弁シール性を確保している。

[0017] 次に動作について説明する。

エンジン 1の稼働状態においては、キヤ-スタ 4に吸着されたパージガスをエンジンの吸気管に送給しエンジン 1で燃焼させる。従って、ノレブユニット 9のコネクタ部 18 にはバルブ制御手段 20からデューティ制御信号が印加されて、電磁バルブ 7, 8を駆動する。

ここで電磁バルブを開状態カも閉状態へ変化させる閉弁動作あるいは閉状態から開状態へ変化させる開弁動作をさせた際には圧力の変動が生じる。この圧力の変動は前記開弁動作あるいは閉弁動作の指令後直ちに表れるものではなぐ所定の応答遅れをもって表れる。前記図 12に示した従来例は単に、 2個の電磁バルブを 1Z2周期の位相差をもたせて駆動することにより、基本となるデューティ制御周波数、例えば 10Hzを見かけ上 2倍にする、例えば 20Hzにするというものである。ここでは圧力変動の応答遅れにつ!、ては一切考慮されて!、な、。

そこでこの実施の形態 1では、まず第 1の電磁バルブである電磁バルブ 7を駆動するとともに、第 2の電磁バルブである電磁バルブ 8を駆動することにより電磁バルブ 7 の開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動を打ち消すに際し、前記所定の応答遅れを見込んで電磁バルブ 8を駆動するというものである。

図 4は、実施の形態 1による 2つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。なお実施の形態 1において、電磁バルブ 7と電磁バルブ 8 の流量特性はほぼ等価なものである。ここでいう流量特性とは、 2次元座標系の一方をデューティ比、他方を流量とする特性図に表されるものであって、例えば後述する図 8に示されるようなものである。

図 4の時刻 tlにお、て、バルブ制御手段 20は電磁バルブ 7に対して閉弁動作をする指令信号を与える。これを受けて電磁バルブ 7は開弁状態力閉弁状態に移行する力パージ通路 5の圧力変動はこれよりも遅れて時刻 t3でピークを持つ波形となる。即ち電磁バルブ 7の閉弁動作時において、圧力変動は時刻 tlから時刻 t3までの応答遅れ 1を有している。このときバルブ制御手段 20は、電磁バルブ 8に対して電磁バルブ 7とは逆に開弁動作をする指令信号を与える。これを受けて電磁バルブ 8は閉弁状態から開弁状態に移行するが、パージ通路 5の圧力変動はこれよりも遅れてピークを持つ波形となる。図 4によれば電磁バルブの開弁動作において、圧力変動は時刻 t2から時刻 t3までの応答遅れ 2を有している。従ってバルブ制御手段 20は、電磁バルブ 8の開弁動作に起因する圧力変動のピ一タカ電磁バルブ 7の閉弁動作に起因する圧力変動のピークである時刻 t3に一致するように、所定の応答遅れ補正 exをもって電磁バルブ 8を制御する。

なお応答遅れ 1と応答遅れ 2とは、同じ値であるとは限らない。また応答遅れ 1あるいは応答遅れ 2のそれぞれについてみても、使用する電磁バルブ装置、デューティ比等により若干変動する。よって、デューティ比に応じて予め測定しておき、バルブ制御手段でこの値を用いて制御するようにしても良、。

[0019] 図 4に示す実施の形態 1によれば、電磁バルブ 7の閉弁動作に起因する圧力変動のピークと、電磁バルブ 8の開弁動作に起因する圧力変動のピークとを一致させ、これにより圧力変動を相殺している。従って、パージ通路に実際に発生する圧力変動の応答遅れを見込んでこれを相殺するようにして、るので、効率よく圧力変動を相殺することが出来る。

また、実施の形態 1では、電磁バルブ 7の閉弁動作に起因する圧力変動と電磁バルブ 8の開弁動作に起因する圧力変動とを積極的に用いてこれを相殺するようにしている。このためこれら 2つの圧力変動を合成する場所は、電磁バルブ 7及び電磁バルブ 8の近傍であることが望ましい。このため実施の形態 1のバルブユニット 9は、電磁バルブ 7、電磁バルブ 8及びチャンバ室 6を一体化し、チャンバ室 6において圧力変動の相殺を行っている。

[0020] ところで図 4においては、電磁バルブ 7の閉弁動作の指令信号よりも後に電磁バルブ 8の開弁動作の指令信号を与えている。し力しながら電磁バルブ 8の開弁動作に対する応答遅れ 2が大きい場合は、電磁バルブ 7の閉弁動作に起因する圧力変動のピークと電磁バルブ 8の開弁動作に起因する圧力変動のピークとを一致させるために、電磁バルブ 7の閉弁動作の指令信号よりも前に電磁バルブ 8の開弁動作の指令信号を与えなければならないケースもある。図 5はこのような場合における 2つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。

図 5の動作は基本的に図 4と同様である力応答遅れ補正 aを入れることにより電磁バルブ 8の開弁動作の指令信号が時刻 tOで与えられている点が相違する。

[0021] 図 6は、図 5に示すチャート図のデューティ制御比を 50%にした時の例である。図 5 では、電磁バルブ 7の閉弁動作に起因する圧力変動を電磁バルブ 8の開弁動作に起因する圧力変動で相殺するものである。このため電磁バルブ 7の開弁動作に起因する圧力変動及び電磁バルブ 8の閉弁動作に起因する圧力変動は相殺されておらず、これらは基本となるデューティ制御周波数、例えば 10Hzの圧力脈動を生じている。し力しながらデューティ制御比が 50%になったときは、電磁バルブ 7の開弁動作に起因する圧力変動及び電磁バルブ 8の閉弁動作に起因する圧力変動のピークが比較的に近接してヽるため、電磁バルブ 7あるいは電磁バルブ 8の制御タイミングを調整することによりこれらの圧力変動を相殺し、電磁バルブ 7の開弁、閉弁動作及び電磁バルブ 8の開弁、閉弁動作の全てに起因する圧力変動を相殺することが可能である。

[0022] なお、図 4あるいは図 5では電磁バルブ 7の閉弁動作に起因する圧力変動を電磁バルブ 8の開弁動作に起因する圧力変動で相殺する例について説明した。しかしな力 Sらこれに限らず、電磁バルブ 7の開弁動作に起因する圧力変動を電磁バルブ 8の閉弁動作に起因する圧力変動で相殺するようにしても良い。

このときにも上述と同様に、デューティ制御比が 50%になったときは、電磁バルブ 7 の閉弁動作に起因する圧力変動を電磁バルブ 8の開弁動作に起因する圧力変動で相殺することが可能である。

[0023] 以上のように実施の形態 1によれば、 2つの電磁バルブ 7, 8の駆動タイミングを応答遅れ分ずらして動作させるため、その駆動時に発生する圧力変動が相殺され、パージ通路 5を流通するパージガスの圧力脈動が安定ィ匕できるため、急激な圧力脈動に起因した空燃比制御の悪ィヒあるいはパージ通路 5の配管振動および脈動音を効率的に低減できる。

[0024] なお実施の形態 1では、バルブユニット 9の出力ポートを 9e, 9fに分岐し、それぞれをパージ通路 5a, 5bに接続すると共に、パージ通路 5a, 5bは下流側となる吸気管側で合流するようにした。

し力しながらこれに限らず、図 7に示すようにしてもよい。図 7は燃料蒸発ガス処理装置を示す概念図である。図 7では、キヤ-スタ 4力もバルブユニット 9へ到るパージ通路 5がパージ通路 5c, 5dに分岐し、これらはそれぞれバルブユニット 9に設けられた複数の入力ポートに接続されている。複数の入力ポートはそれぞれ設けられた電磁バルブにより開閉制御される。この開閉制御による圧力変動は、入力ポートと出力ポートの間に介在するチャンバ室 6で合成され相殺される。チャンバ室 6には出力ポ一トが連通しており、この出力ポートはパージ通路 5により吸気管のスロットルバルブ 1 9よりも下流側に接続されている。図 7において、出力ポートと吸気管とをつなぐパージ通路 5は、 1本の配管で構成されている。

[0025] なお実施の形態 1では第 1の電磁バルブとして電磁バルブ 7を用いると共に第 2の電磁バルブとして電磁バルブ 8をそれぞれ 1本ずつ用いる例にっ、て説明した。しカゝしながら第 1の電磁バルブあるいは第 2の電磁バルブはそれぞれ 1本の電磁バルブで構成されている必要はなぐ複数本の電磁バルブで構成しても良い。例えばパージ通路の最大流量を増大させるために、第 1の電磁バルブとして電磁バルブ 7を 2本、同様に第 2の電磁バルブとして電磁バルブ 8を 2本用意し、これらに合せて上述の分岐通路を 4本にしても良い。

[0026] 実施の形態 2.

実施の形態 1では流量特性がほぼ等価な電磁バルブ 7と電磁バルブ 8を用いる例につ、て説明した。し力しながら特性の異なる電磁バルブを組み合わせることにより、必要とされる流量特性を得ることが可能である。実施の形態 2では流量特性が異なる電磁バルブを使用する例にっ、て説明する。

図 8は、負圧が閉弁方向に働く正吸引タイプの電磁バルブの流量特性を示すものであって、開弁動作時のデューティ比を横軸にとり各々のデューティ比に対する流量を縦軸で示すものである。実施の形態 1で用いた電磁バルブ 7, 8は、図 8で示すような流量特性を有する正吸引タイプの電磁バルブである。図 9は、負圧が開弁方向に働く逆吸引タイプの電磁バルブの流量特性を示すものであって、開弁動作時のデュ一ティ比を横軸にとり各々のデューティ比に対する流量を縦軸で示すものである。

[0027] 図 10は 2つの電磁バルブ 7, 8のうち電磁バルブ 7を正吸引タイプの電磁バルブにすると共に、電磁バルブ 8を逆吸引タイプの電磁バルブ 8とした実施の形態 2によるバルブユニット 9を示す拡大断面図である。ここで電磁バルブ 7は第 1の電磁バルブを構成すると共に電磁バルブ 8は第 2の電磁バルブを構成している。図 11は、図 10のバルブユニット 9における逆吸引電磁バルブ系統の要部を示す拡大断面図である。図 11において逆吸引タイプの電磁バルブ 8は、吸引経路としてチャンバ室 6内における電磁バルブ 8のプランジャ 17との対向位置に内筒状の弁孔筒部 9gをバルブュニット 9のハウジング 9aと一体に形成すると共に、その弁孔筒部 9gの外周部に吸引経路 9hを形成し、この吸引経路 9hをプランジャ 17の隙間 Sを介して当該プランジャ 1 7の内部に連通させることにより、エンジン稼働時に発生する負圧の吸引力を前記電磁バルブ 8内のプランジャ 17の裏側に作用させる構成としたものである。

この実施の形態 2による燃料蒸発ガス処理装置の構成により、必要とされる特性に応じて、駆動する電磁バルブを切替え、または同時駆動することによって、要求に応じた特性を出力することが可能となる。

[0028] 例えば、実施の形態 1で用いた正吸引タイプの電磁バルブの場合は、図 8にその流量特性を示すように、低流量域で開弁時に流量が急峻に立ち上がるジヤンビングと呼ばれる現象が発生する。この現象は、アイドリング時などにおいて特に問題となる。アイドリング時は、エンジン 1に供給される空気量及び燃料噴射量が少なく且つ微妙な制御をして、る。このときパージ通路 5から供給するパージ量も低流量となっている。し力しながらこのときに図 8に示すジヤンビングが発生するとパージガス量が急峻に増大し、エンジン 1に与える燃料量を一時的に過大にしてしまう。アイドリング時はエンジン 1に少量の混合気しか供給してヽな、ため、少量であってもパージガスが急激に増大するとこの影響を受け空燃比制御を悪化させてしまう。また空燃比の乱れによりアイドリング時の回転数を変動させてしまう。

そこで実施の形態 2では、電磁バルブ 8を図 9に示すようなジヤンビングのなヽ逆吸引タイプに変更すると共に、低流量域では逆吸引タイプを駆動するようにした。

[0029] 即ち、パージガス流量が低いときには逆吸引タイプの電磁バルブ 8のみを駆動することとし、ジヤンビングのない高精度な制御性能を得る。なおこのときは電磁バルブ 7 を駆動しな、ので圧力変動の相殺は出来な、。し力しながらパージガス流量が少な V、ときは圧力変動も少な、ため、これを積極的に相殺しなくてもあまり問題にならな！/、。また正吸引タイプの電磁バルブで生じるジヤンビングはデューティ比で 0から 10% 乃至 20%程度までの間でしか生じな、。従ってデューティ比が 20%程度までの低流量域では逆吸引タイプの電磁バルブ 8 のみを駆動するとともに、ジヤンビングがほぼ生じないデューティ比が 20%以上の領域では正吸弓 Iタイプの電磁バルブ 7と逆吸弓 |タイプの電磁バルブ 8との両方を駆動し、上述の実施の形態で説明したように各々の開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動を相殺するように制御することが望ま U、。

[0030] 以上のように実施の形態 2によれば、ジヤンビングが生じる可能性がある低流量域では逆吸引タイプの電磁バルブのみを駆動すると共に、ジヤンビングがほぼ生じない低流量域よりも大きな流量域では正吸弓 Iタイプの電磁バルブと逆吸弓 Iタイプの電磁バルブとの両方を駆動するので、低流量域で高精度の制御が可能であると共に全流量域で圧力変動を抑制することが出来る。

[0031] なお実施の形態 2では第 1の電磁バルブとして電磁バルブ 7を用いると共に第 2の電磁バルブとして電磁バルブ 8をそれぞれ 1本ずつ用いる例にっ、て説明した。しカゝしながら第 1の電磁バルブあるいは第 2の電磁バルブはそれぞれ 1本の電磁バルブで構成されて、る必要はなく、複数本の電磁バルブで構成しても良、。

[0032] 実施の形態 3.

実施の形態 2ではジヤンビングが生じる可能性がある低流量域では逆吸引タイプの電磁バルブ 8のみを駆動すると共に、ジヤンビングがほぼ生じな、低流量域よりも大きな流量域では正吸弓 Iタイプの電磁バルブ 7と逆吸弓 Iタイプの電磁バルブ 8との両方を駆動するようにした。ここで実施の形態 2では電磁バルブ 7と電磁バルブ 8の最大流量は同じものにしていた。

これに対し実施の形態 3では、逆吸引タイプの電磁バルブ 8の最大流量を正吸引タイブの電磁バルブ 7の最大流量よりも小さくするものである。

例えば、電磁バルブ 7と電磁バルブ 8との両方をデューティ比が 100%で駆動したときの流量をパージ通路の最大流量とし、電磁バルブ 8の最大流量がパージ通路の最大流量の 50%未満になるものを選定すると共に、電磁バルブ 7の最大流量がパージ通路の最大流量の 50%以上になるものを選定する。

このとき実施の形態 3によれば、逆吸引タイプの電磁バルブ 8の最大流量を小さく選定しているので電磁バルブの制御分解能を向上させることが出来る。また電磁バルブ 7と電磁バルブ 8の両方を駆動することにより各々で生じる圧力変動を利用してこれを相殺することが出来る。

なお、第 1の電磁バルブとしての電磁バルブ 7及び第 2の電磁バルブとしての電磁バルブ 8の最大流量としてどのようなものを選定するかは、電磁バルブ 8による低流量域の制御分解能向上と電磁バルブ 7及び 8による圧力変動相殺の効果との兼合いで選定する。

なお実施の形態 3では第 1の電磁バルブとして電磁バルブ 7を用いると共に第 2の電磁バルブとして電磁バルブ 8をそれぞれ 1本ずつ用いる例にっ、て説明した。しカゝしながら第 1の電磁バルブあるいは第 2の電磁バルブはそれぞれ 1本の電磁バルブで構成されて、る必要はなく、複数本の電磁バルブで構成しても良、。

例えば、逆吸引タイプの電磁バルブとしてパージ通路の最大流量の 20%程度の最大流量を有するものを 1本、残りの 80%を正吸引タイプの電磁バルブでそれぞれ 40 %ずつカバーするようにしても良、。

このときの制御方法としては例えば、ジヤンビングが生じ易、20%までの低流量域では逆吸引タイプの電磁バルブのみを駆動する。そして 20%以上の流量域では逆吸弓 Iタイプの電磁バルブの駆動を休止して 2つの正吸弓 Iタイプの電磁バルブでお互いの圧力変動を相殺させる。さらに流量を大きくして 80%以上の流量を得るときには、逆吸引タイプの電磁バルブを駆動させると共に逆吸弓 Iタイプの電磁バルブでは足りない部分を残る 2つの正吸引タイプの電磁バルブで半分ずつ負担するようにしても良い。

このとき逆吸弓 Iタイプの電磁バルブの駆動タイミングは、正吸引タイプの電磁バルブの、ずれか一方と同期して駆動させても良、し、 V、ずれの電磁バルブの駆動とも異なる駆動タイミングで駆動しても良い。あるいは、例えば流量に応じて、あるときは一方の正吸引タイプの電磁バルブと同期して駆動させると共に、またあるときには他方の正吸引タイプの電磁バルブと同期して駆動させるようにしても良、。

以上のように複数の電磁バルブを備えたものにおいては、様々な制御の仕方が考えられ、制御のノリエーシヨンを大幅に増やすことが可能である。

ここで上述の制御の例およびどのような最大流量を持つ電磁バルブを使用するかというのは単なる一例であり、様々な変形が可能である。

[0034] よって例えば上述のものによれば、 20%流量までは逆吸引タイプの電磁バルブにより高精度の制御を可能とすると共に、 20%以上の流量域では残る 2つの正吸引タイブの電磁バルブを駆動することにより所望の流量を得ると共にその圧力変動を相殺することが出来る。

[0035] 実施の形態 4.

なお、実施の形態 2および 3では、ジヤンビングを防止するために異なるタイプの電磁バルブを用いる例にっ、て説明した力必ずしも異なるタイプの電磁バルブを使用しなくても良い。

このときの電磁バルブ 7と電磁バルブ 8との組み合わせは、いずれも逆吸引タイプのものであっても良いし、あるいはいずれも正吸引タイプのものであっても良い。ここでいずれも逆吸引タイプの電磁バルブを選定した場合には、低流量域においてジヤンビングが発生することはないので低流領域における制御精度の向上と当該流量以上の領域での圧力変動の抑制を実現することが出来る。

[0036] 一方、いずれも正吸引タイプの電磁バルブを選定した場合について説明する。

この場合、正吸引タイプの電磁バルブを用いて、るので低流量域ではジヤンビングが発生する可能性がある。し力しながら正吸引タイプの電磁バルブであってもその最大流量が比較的低流量のものが選定されて!、る場合は、通流可能な流量自体が低 Vヽためジヤンビングを生じたとしてもこれが圧力変動として反映される量も少な、。従って、正吸引タイプの電磁バルブのみであってもその最大流量をうまく選定することにより低流領域における制御精度の向上と当該流量以上の領域での圧力変動の抑制を実現することが可能である。

[0037] なお実施の形態 4では第 1の電磁バルブとして電磁バルブ 7を用いると共に第 2の電磁バルブとして電磁バルブ 8をそれぞれ 1本ずつ用いる例にっ、て説明した。しかしながら第 1の電磁バルブあるいは第 2の電磁バルブはそれぞれ 1本の電磁バルブで構成されて、る必要はなく、複数本の電磁バルブで構成しても良、。

[0038] 例えば、 3本の電磁バルブで構成する場合は、低流量域をカバーする電磁バルブと、残りの流量域をカバーする電磁バルブを 2本用意しても良い。

また 4本の電磁バルブで構成する場合は、低流量域をカバーする電磁バルブとして 10%の最大流量をもつ正吸引タイプのものを 2本と、残りの流量域をカバーする電磁バルブとして 40%の最大流量を持つ正吸弓 Iタイプのものを 2本用意しても良、。この場合、パージ通路の流量が 20%までは、 10%の最大流量をもつ正吸引タイプの電磁バルブ 2本を駆動し、ぉ互、の圧力変動を相殺するような駆動タイミングとする。そしてパージ通路の流量が 20%以上の領域では、これらの電磁バルブに加えて 40 %の最大流量を持つ正吸引タイプの電磁バルブ 2本も同様に駆動させるようにすれば良い。

これによりジヤンビングの影響を低減できると共に全流領域において圧力変動を抑制することが出来る。

なお上述では 4本の電磁バルブを全て正吸引タイプのものを用いる例について説明したが、全て逆吸引タイプのものを用いる場合も同様に構成することが出来る。

[0039] 以上の実施の形態では、第 1あるいは第 2の電磁バルブとしてどのようなタイプの電磁バルブを選定するカゝ、どのような最大流量を持つ電磁バルブを選定するカゝ、何本の電磁バルブをそれぞれ用意するカゝ、これらの電磁バルブを用いてどのように制御するかにつ、て種々説明した。

し力しながら第 1あるいは第 2の電磁バルブとしてどのようなものを選定しどのように制御するのかについては上述のものに留まらず、この発明の精神の範囲内において多様な変形あるいは組み合わせが可能なものである。

また、第 1あるいは第 2の電磁バルブの選定やその制御の仕方に留まらず、上述した実施の形態に示された種々の構成は、この発明の精神の範囲内において多様な変形あるいは組み合わせが可能なものである。

産業上の利用可能性

[0040] この発明は自動車エンジンに使用され、圧力脈動の効率的抑制に優れ、空燃費制御の悪化あるいは配管振動や脈動音を低減するのに適しており、さらにコンパクト化されたエンジンへの設置に適して!/、る。

Claims

請求の範囲

[1] 燃料タンクからの蒸発ガスを導入して一時的にキヤニスタに吸着すると共にこのキヤニスタ内の蒸発ガスをエンジン吸気系統に導く燃料蒸発ガス処理装置であって、前記燃料タンクからの蒸発ガスを導入する入力ポートと、この入力ポートから導入した蒸発ガスをエンジン吸気系統に送給する出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に介在するチャンバ室と、前記入力ポートあるいは前記出力ポートのうち

V、ずれか一方は複数に分岐して!/、ると共に該複数に分岐して、るポートと前記チヤンバ室との接続部に配置され駆動信号に応じて開閉動作する少なくとも第 1及び第 2 の電磁バルブとを備えた電磁バルブ装置と、この電磁バルブ装置の前記第 1及び第 2の電磁バルブを駆動するバルブ制御手段とを備えたことを特徴とする燃料蒸発ガス処理装置。

[2] 前記第 1及び第 2の電磁バルブは、流量特性がほぼ等価であることを特徴とする請求項 1記載の燃料蒸発ガス処理装置。

[3] 前記バルブ制御手段は、前記第 1の電磁バルブの制御タイミングと前記第 2の電磁バルブの制御タイミングとを異ならせるものであって、前記第 1の電磁バルブの開動作あるいは閉動作に起因する前記蒸発ガスの圧力変動を相殺する方向に前記第 2 の電磁バルブの制御タイミングを異ならせることを特徴とする請求項 1記載の燃料蒸発ガス処理装置。

[4] 前記第 1及び第 2の電磁バルブの一方は、可動子の閉弁方向とは逆向きに負圧が印加される逆吸引タイプであって、前記電磁バルブ装置を流通する流量が所定以下のときは前記逆吸引タイプの電磁バルブを駆動することを特徴とする請求項 3記載の燃料蒸発ガス処理装置。

[5] 前記逆吸引タイプの電磁バルブは、他方の電磁バルブに比し最大流量が小さいことを特徴とする請求項 4記載の燃料蒸発ガス処理装置。

[6] 前記第 1及び第 2の電磁バルブの一方は、他方の電磁バルブに比し最大流量が小さいことを特徴とする請求項 3記載の燃料蒸発ガス処理装置。

[7] 前記チャンバ室は、前記電磁バルブ装置に形成されたハウジング部と、当該ハウジング部のキャップ部とによって形成されていることを特徴とする請求項 1記載の燃料蒸発ガス処理装置。

[8] 前記第 1の電磁バルブは複数の電磁バルブで構成されて、る、ある、は前記第 2 の電磁バルブは複数の電磁バルブで構成されていることを特徴とする請求項 1記載の燃料蒸発ガス処理装置。

[9] 燃料タンクからの蒸発ガスを導入する入力ポートと、この入力ポートから導入した蒸発ガスをエンジン吸気系統に送給する出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に介在するチャンバ室と、前記入力ポートあるいは前記出力ポートのうちいずれか一方は複数に分岐して!/、ると共に該複数に分岐して、るポートと前記チャンバ室との接続部に配置され駆動信号に応じて開閉動作する少なくとも第 1及び第 2の電磁バルブとを備えたことを特徴とする電磁バルブ装置。

[10] 前記第 1及び第 2の電磁バルブは、それぞれ駆動するための端子を備えていることを特徴とする請求項 9記載の電磁バルブ装置。

[11] 前記第 1及び第 2の電磁バルブの流量特性はほぼ等価であることを特徴とする請求項 9記載の電磁バルブ装置。

[12] 前記第 1及び第 2の電磁バルブのうち一方は、可動子の閉弁方向とは逆向きに負圧が印加される逆吸引タイプであることを特徴とする請求項 9記載の電磁バルブ装置

[13] 逆吸引タイプの電磁バルブは、他方のバルブに比し最大流量が小さいことを特徴とする請求項 12記載の電磁バルブ装置。

[14] 前記第 1及び第 2の電磁バルブの一方は、他方に比し最大流量が小さいことを特徴とする請求項 9記載の電磁バルブ装置。

[15] チャンバ室は、少なくとも 2つの電磁バルブを一体的にユニット化したバルブュ-ットのハウジング部と、当該ハウジング部のキャップ部とによって形成されていることを特徴とする請求項 9記載の電磁バルブ装置。

[16] 第 1の電磁バルブは複数の電磁バルブで構成されている、あるいは前記第 2の電磁バルブは複数の電磁バルブで構成されていることを特徴とする請求項 9記載の電磁バルブ装置。