JPH01106971A - エンジンの蒸発燃料制御装置 - 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） 本発明は、燃料タンク等で発生する蒸発燃料をエンジン
内で燃料の一部として消費させるようになすエンジンの
蒸発燃料制御装置に関する。

（従来の技術） 自動車用エン゛ジンは、燃料としてガソリンが使用され
るものが一般的であるが、経済的な理由等から、ガソリ
ンとメタノール等のアルコールとが混合されて得られる
混合燃料が使用されるようになされたものもある。例え
ば、特開昭５７−１２２１４９号公報には、燃料供給系
に気化器が備えられたもとで混合燃料が使用されるもの
とされたエンジンが開示されており、斯かるエンジンに
おいては、燃料貯留部に貯留された混合燃料におけるア
ルコール濃度が検出され、その検出出力に応じて気化器
におけるエアブリード量が変化せしめられて、混合燃料
におけるアルコール濃度の相違による空燃比の変動が抑
えられるようにされている。

また、自動車に搭載されるエンジンにおいては、大気汚
染防止を主目的として、燃料タンクや気化器のフロート
室等の燃料貯留部で発生する蒸発燃料を、エンジン停止
時には活性炭等の吸着剤が収容されたキャニスタ内に蓄
えておき、エンジン作動時に、吸気負圧を利用して、キ
ャニスタから吸気系に導いてエンジン内で消費させるよ
うになす、蒸発燃料処理システムが設けられる。そして
、このような蒸発燃料処理システムは、上述の如くの混
合燃料が使用されるものとされたエンジンにも適用され
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の、混合燃料が使用されるもとて蒸
発燃料処理システムが作動せしめられるものとされたエ
ンジンにおいては、混合燃料におけるアルコール濃度の
相違に起因する不都合を伴うものとされている。即ち、
混合燃料は、アルコールの混合割合が必ずしも一定とは
されていす、アルコール濃度が比較的広い範囲に亙って
相違するものとされるので、混合燃料が使用されるエン
ジンに対して設けられた燃料貯留部における混合燃料の
蒸発度合が、その混合燃料におけるアルコール濃度に応
じて相違するものとなり、従って、蒸発燃料処理システ
ムが所定の混合燃料に対応すべく設定されると、その他
の混合燃料が使用されることになる状態において、蒸発
燃料処理システムによる適正な蒸発燃料処理がなされな
くなる事態が生じるのである。

例えば、蒸発燃料処理システムが所定の混合燃料に対応
すべく設定されたもとで、その所定の混合燃料に比して
アルコール濃度が高い混合燃料が使用されると、燃料貯
留部からキャニスタ内に導かれる蒸発燃料の量が、キャ
ニスタから吸気系に供給される蒸発燃料の量に対して過
多となり、そのため、過剰となった蒸発燃料がキャニス
タから外部に漏出してしまうという問題が生じる。また
、逆に、上述の所定の混合燃料に比してアルコール濃度
が低い混合燃料が使用されるときには、燃料貯留部から
キャニスタ内に導かれる蒸発燃料の量が少となり、キャ
ニスタから吸気系に供給される蒸発燃料の量が不足する
ことになって、吸気系から燃焼室に導かれる混合気の空
燃比が目標値よりリーン側の値をとるものとされ、エン
ジンの運転性能や排気浄化性能等に低下をきたすことに
なる不都合が生じる。　　　・ 斯かる点に鑑み本発明は、ガソリンとアルコールとが混
合されて得られる混合燃料が使用されるエンジン、もし
くは、斯かる混合燃料とガソリンとの両者が選択的に使
用されるエンジンに適用されて、燃料貯留部において発
生する蒸発燃料をエンジンの吸気系に導いて燃焼室で消
費させるように作動するものとされ、燃料貯留部に蓄え
られた燃料におけるアルコールの混合割合が変化せしめ
られることになる場合にも、蒸発燃料の外部への漏出、
あるいは、エンジンの運転性能や排気浄化性能等の低下
をまねくことなく、蒸発燃料を効率良く処理することが
できるようにされた、エンジンの蒸発燃料制御装置を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく本発明に係るエンジンの蒸発燃
料制御装置は、第１図にその基本構成が示される如く、
エンジンに対して設けられた燃料貯留部において発生す
る蒸発燃料をエンジンの吸気系に導く蒸発燃料供給手段
と、燃料貯留部に貯留された燃料におけるアルコールの
混合割合もしくはそれに関連する情報を検出する混合割
合検出手段と、が備えられることに加えて、供給量制御
手段が設けられて構成され、供給量制御手段が、混合割
合検出手段から得られる検出出力に応じて、蒸発燃料供
給手段により吸気系に導かれる蒸発燃料の量を調整する
動作を行うようにされる。

（作　用） 上述の如くの構成を有する本発明に係るエンジンの蒸発
燃料制御装置においては、供給量制御手段が、混合割合
検出手段から得られる検出出力があられす燃料貯留部に
貯留された燃料におけるアルコールの混合割合もしくは
それに関連する情報に応じて、蒸発燃料供給手段により
エンジンの吸気系に導かれる蒸発燃料の量を調整する動
作を行うようにされる。

このようにされることにより、使用される燃料によって
、その燃料におけるアルコールの混合割合が異なる場合
にも、使用される燃料におけるアルコールの蒸発度合に
応じて吸気系に供給される蒸発燃料の量が調整されるの
で、蒸発燃料が外部へ漏出する事態、あるいは、蒸発燃
料が吸気系に充分に供給されず、空燃比が目標値からり
−ン側に大きくずれてエンジンの運転性能や排気浄化性
能が低下する事態が効果的に防止されて、蒸発燃料が燃
焼室内で効率良く消費される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本発明に係るエンジンの蒸発燃料制御装置の一
例を、それが適用されたエンジンの主要部とともに示す
。

第２図において、気筒１１に嵌挿されたピストン１２１
点火プラグ１７．吸気弁１３及び排気弁１４等で形成さ
れたエンジン本体１０には、燃焼室１９を連結する吸気
通路１５及び排気通路１６が接続されている。吸気通路
１５には、その上流側から順次、エアフィルター１８及
び気化器２０が配されている。気化器２０には、フロー
ト室２１と、アクセルペダルに連動する一対のスロット
ル弁２２と、図示されていないがメイン系及びスロー系
の各燃料通路とが設けられており、各燃料通路を通じて
エンジンの運転状態に応じた量の燃料が吸気通路１５に
供給されるようになされている。

気化器２０のフロート室２１には、フロート２６により
開閉せしめられるニードル弁２７が設けられており、こ
のニードル弁２７が開状態とされるとき、燃料タンク３
０に貯留されている燃料が、ポンプ２３が介装された燃
料供給通路２５を通じて吸気通路１５に供給される。燃
料タンク３０内の上部空所には、蒸発燃料導出通路３２
の一端が開口しており、蒸発燃料導出通路３２の他端は
、キャニスタ４０に内蔵された活性炭等から成る蒸発燃
料吸着剤Ｊｉ４１の上端部に開口している。キャニスタ
４０の上部位置に設けられた開口部４０ａには、ダイア
フラム式開閉弁４２を介して、流量調整弁４７が介装さ
れた蒸発燃料放出通路４５の一端が連通せしめられてお
り、蒸発燃料放出通路４５の他端は、気化器２０におけ
るスロットル弁２２より下流側の吸気通路１５に開口し
ている。

なお、流量調整弁４７は、後述されるコントロールユニ
ッ）１００から供給される駆動パルス信号Ｃｐのパルス
占有率が大である程、その量弁期間が長くなるものとさ
れている。

ダイアフラム式開閉弁４２のダイアフラム室４２ａには
、負圧導入通路４４の一端が接続されている。この負圧
導入通路４４の他端は、吸気通路１５における、スロッ
トル弁２２が略全閉状態のときスロットル弁２２より上
流側となり、スロットル弁２２が所定の開度以上開かれ
たとき実質的にスロットル弁２２より下流側となる部分
に開口するものとされている。

そして、吸気通路１５に供給される燃料を貯留する燃料
タンク３０内には、そこに貯留された燃料におけるアル
コールの混合割合を検出する、混合割合検出センサ５０
が設けられている。混合割合検出センサ５０は、燃料タ
ンク３０内における燃料の蒸発度合をあられすものとな
る燃料の比重を検出することにより、アルコールの混合
割合を検出するものとされる。即ち、燃料の比重はアル
コールの混合割合に対応し、例えば、アルコールとして
メタノールが用いられて、それがガソリンに混合された
場合には、縦軸に燃料の比重ηがとられ、横軸に燃料に
おけるメタノールの混合割合Ａ（重量％）がとられてあ
られされる第３図に示される如く、メタノールの混合割
合Ａが大である程、燃料の比重ηが大となるので、この
比重ηの相違を利用して、燃料タンク３０内の燃料にお
けるアルコールの混合割合を検出するのである。さらに
、燃料の蒸発度合と燃料におけるメタノールの混合割合
Ａとの関係は、縦軸に燃料の蒸発度合をあられすリード
蒸気圧Ｐｓがとられ、横軸にメタノールの混合割合Ａが
とられてあられされる第４図に示される如（、メタノー
ルの混合割合Ａが、略５重景％以上で略３０重量％未満
の範囲、即ち、ガソリンとメタノールの共沸点を含む範
囲にあるとき燃料の蒸発度合は比較的大となり、混合割
合Ａが略０重量％以上で略５重量％未満の範囲及び略３
０重景％以上で略６０重量％未満の範囲にあるとき、燃
料の蒸発度合は、ガソリンのみが燃料として使用された
場合と略同程度のものとなり、混合割合Ａが略６０重量
％以上のとき、燃料の蒸発度合は比較的小なるものとな
る。

このように燃料における比重の相違を利用して、燃料に
おけるアルコールの混合割合を検出する混合割合検出セ
ンサ５０は、燃料タンク３０内に配される、比重が異な
る３つのフロート５１．５２及び５３と検出スイッチ５
５．５６及び５７とを有するものとされる。フロート５
１〜５３は、燃料タンク３０内の燃料におけるメタノー
ルの混合割合Ａが略５重量％未満のときには、燃料タン
ク３０の底に沈んだ状態とされ、斯かる状態では、検出
スイッチ５５〜５７の何れもがオフ状態とされ、混合割
合Ａが略５重量％以上で略３０重量％未満であるときに
は、フロート５１のみが浮上した状態とされて、検出ス
イッチ５５がオン状態とされ、それによって検出スイッ
チ５５から検出信号Ｓ、が得られ、それがコントロール
ユニット１００に供給される。また、燃料タンク３０内
の燃料におけるメタノールの混合割合Ａが略３０重量％
以上で略６０重量％未満であるときには、フロート５１
及び５２が浮上して検出スイッチ５５及び５６の両者が
オン状態（第２図で示される状態）とされ、検出信号Ｓ
Ｉ及びＳ２が得られて、それがコントロールユニット１
００に供給される。

さらに、燃料タンク３０内の燃料におけるメタノールの
混合割合Ａが略６０重量％以上であるときには、フロー
ト５１〜５３は何れも浮上した状態とされて、検出スイ
ッチ５５〜５７が夫々オン状態とされ、検出信号Ｓ、、
Ｓ、及びＳ３が夫々コントロールユニット１００に供給
される。

検出信号Ｓ、、Ｓ、及びＳ３が供給されるコントロール
ユニット１００は、それら検出信号ＳＩ、Ｓｔ及びＳ３
に基づいて、燃料タンク３０内の燃料におけるメタノー
ルの混合割合Ａを検知し、その混合割合Ａに応じたパル
ス占有率りを有する駆動パルス信号Ｃｐを形成して、そ
れを流量調整弁４７に供給するようにされる。

上述の如くの構成のもとでは、燃料タンク３０内で発生
した蒸発燃料は、蒸発燃料導出通路３２を通じてキャニ
スタ４０に導かれ、蒸発燃料吸着剤層４１に吸着保持さ
れる。そして、エンジンがアイドリング状態以外の運転
状態、即ち、スロットル弁２２がある程度以上開かれた
状態にあるとき、負圧導入通路４４を通じてダイアフラ
ム室４２ａに負圧が導入され、それによってダイアフラ
ム式開閉弁４２が開状態とされ、蒸発燃料吸着剤層４１
に吸着保持された蒸発燃料が、キャニスタ４０に設けら
れた大気口４０３から導入される大気に随伴されて蒸発
燃料放出通路４５を通じて吸気通路１５に導かれ、その
後、燃焼室１９において燃焼せしめられて処理される。

このようにして、蒸発燃料の燃焼処理が行われるもとで
、コントロールユニット１００は、燃料の蒸発度合がガ
ソリンのみが燃料として使用された場合における蒸発度
合と略同程度とされる混合割合Ａをあられす、検出信号
８１〜Ｓ３の何れもが得られないとき及び検出信号Ｓ１
及びＳ２の両者が得られるときには、流量調整弁４７に
供給する駆動パルス信号Ｃｐのパルス占有率りを所定の
値Ｄｘに設定し、燃料の蒸発度合が大とされる混合割合
Ａをあられす、検出信号ＳＩのみが得られるときには、
流量調整弁４７に供給する駆動パルス信号Ｃｐのパルス
占有率りを値Ｄｘより所定の値αだけ大なる値に設定す
る。また、燃料の蒸発度合が少とされる混合割合Ａをあ
られす、検出信号Ｓ　ｌ””　Ｓ　ｓの何れもが得られ
るときには、流量調整弁４７に供給する駆動パルス信号
Ｃｐのパルス占有率りを値Ｄｘより所定の値βだけ小な
る値に設定する。

このようにされることにより、燃料タンク３０に蓄えら
れた燃料におけるメタノールの混合割合が変化せしめら
れても、燃料の蒸発度合が大とされる場合には、流量調
整弁４７の開弁期間が長くされて、キャニスタ４０に導
入される蒸発燃料が比較的大となっても、それに見合う
量の蒸発燃料が吸気通路１５に供給されて、蒸発燃料が
キャニスタ４０から外部へ漏出してしまう事態が回避さ
れ、あるいは、燃料タンク３０における燃料の蒸発度合
が小とされる場合には、流量調整弁４７の開弁期間が短
くされて、キャニスタ４０から吸気通路１５に、蒸発燃
料の不足した空気が多量に供給されないようにされ、空
燃比が目標値がらり一ン側に大きくずれて、エンジンの
運転性能や排気浄化性能が低下してしまう事態が効果的
に防止されて、蒸発燃料が効率良く処理される。

なお、燃料タンク３０に蓄えられた燃料がガソリンのみ
である場合には、検出されるメタノールの混合割合が０
重量％であるので、０重量％に応じた、上述された如く
の蒸発燃料の処理がなされる。

上述の如くの、蒸発燃料の制御は、主としてコントロー
ルユニット１００に内蔵されたマイクロコンピュータの
動作により行われるが、斯かるマイクロコンピュータが
実行するプログラムの一例を、第５図のフローチャート
を参照して説明する。

第５図のフローチャートにより表されるプログラムにお
いては、スタート後、デイシジョン１０１において、混
合割合Ａが略５重量％未満であるか否かを、検出信号８
１〜Ｓ３のうち少なくとも１つが供給されているか否か
により判断し、検出信号Ｓ、〜Ｓ３のうち少なくとも１
つが供給されている場合には、混合割合Ａが略５重量％
以上であるので、デイシジョン１０３に進み、デイシジ
ョン１０３において、混合割合Ａが略５重量％以上で略
３０重量％未満であるか否かを、検出信号卜のみが供給
されているのか否かにより判断する。検出信号Ｓ、のみ
が供給されたのではない場合には、混合割合Ａが略５重
量％以上で略３ｏ重量％未満でないと判断し、デイシジ
ョン１０４において混合割合Ａが略３０重量％以上で略
６ｏ重量％未満であるか否かを、検出信号Ｓ、と共に供
給されたのは検出信号Ｓ２のみであるか否かにより判断
し、検出信号Ｓ、と共に供給されたのは検出信号Ｓ２の
みである場合には、混合割合Ａが略３０重量％以上で略
６０重量％未満であるので、プロセス１０５に進み、検
出信号Ｓｌと共に供給されたのは検出信号Ｓ２のみでな
い場合には、混合割合Ａが略３０重量％以上で略６０重
量％未満でないと判断し、従って、検出信号Ｓ２の他に
検出信号Ｓ３も供給されているので、プロセス１０８に
進む。プロセス１０５においては、駆動パルス信号Ｃｐ
のパルス占有率りを値Ｄｘに設定してプロセス１０６に
進み、値Ｄｘのパルス占有率りを有する駆動パルス信号
Ｃｐを流量調整弁４７に供給して元に戻る。また、デイ
シジョン１０１において混合割合Ａが略５重量％未満で
あると判断された場合には、直接プロセス１０５に進み
、プロセス１０５及び１０６を上述と同様に実行して元
に戻る。

一方、デイシジョン１０３において混合割合Ａが略５重
量％以上で略３０重量％未満であると判断された場合に
は、プロセス１０７において、駆動パルス信号Ｃｐのパ
ルス占有率りを値Ｄｘに値αを加算することにより設定
し、プロセス１０６においてパルス占有率りを有する駆
動パルス信号Ｃｐを流量調整弁４７に供給して元に戻る
。また、デイシジョン１０４において混合割合Ａが略３
０重量％以上で略６０重量％未満でないと判断されて進
められたプロセス１０８においては、駆動パルス信号Ｃ
ｐのパルス占有率りを値Ｄｘから値βを減算することに
より設定し、プロセス１０６においてパルス占有率りを
有する駆動パルス信号Ｃｐを流量調整弁４７に供給して
元に戻る。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るエンジンの
蒸発燃料制御装置によれば、燃料貯留部における燃料の
蒸発度合に応じて吸気系に供給される蒸発燃料の量が調
整されるので、燃料貯留部に蓄えられた燃料におけるア
ルコールの混合割合が変化せしめられることになる場合
にも、蒸発燃料が外部へ蒸発燃料が漏出してしまう事態
、あるいは、空燃比が目標値から−ン側に大きくずれて
、エンジンの運転性能や排気浄化性能が低下する事態等
を効果的に防止することができ、蒸発燃料を効率良く処
理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの蒸発燃料制御装置を特
許請求の範囲に対応して示す基本構成図、第２図は本発
明に係るエンジンの蒸発燃料制御装置の一例をそれが適
用されたエンジンとともに示す概略構成図、第３図及び
第４図は第２図に示される例の動作説明に供される特性
図、第５図は第２図に示される例におけるコントロール
ユニットにマイクロコンピュータが用いられた場合にお
ける、斯かるマイクロコンピュータが実行するプログラ
ムの一例を示すフローチャートである。 図中、１０はエンジン本体、１５は吸気通路、２０は気
化器、３０は燃料タンク、３２は蒸発燃料導出通路、４
０はキャニスタ、４２はダイアフラム式開閉弁、４５は
蒸発燃料放出通路、４７は流量調整弁、５０は混合割合
検出センサ、５１゜５２及び５３はフロート、５５．５
６及び５７は検出スイッチ、１００はコントロールユニ
ットである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンに対して設けられた燃料貯留部において発生す
   る蒸発燃料を上記エンジンの吸気系に導く蒸発燃料供給
   手段と、上記燃料貯留部に貯留された燃料におけるアル
   コールの混合割合もしくはそれに関連する情報を検出す
   る混合割合検出手段と、該混合割合検出手段から得られ
   る検出出力に応じて、上記蒸発燃料供給手段により上記
   吸気系に導かれる蒸発燃料の量を調整する動作を行う供
   給量制御手段と、を具備して構成されるエンジンの蒸発
   燃料制御装置。