JPH0432221B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関の吸入管に揮発性燃料成分
を定量供給するための装置に関し、特に吸収部材
を備えた貯蔵室が配設され、タンク内の自由空間
と大気を連通する空気抜き管と；電磁遮断弁と内
燃機関の吸込管との間にある拡張された横断面を
有する制御室を備え、前記電磁遮断弁により閉鎖
可能な、前記貯蔵室と前記吸込管とを連通する管
路と；前記制御室に配設され、遮断弁の通過度を
変更する補助手段とを具備する、タンク設備の自
由空間にある揮発性燃料成分の一時的貯蔵及び内
燃機関の吸込管への定量供給のための装置に関す
る。 （従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 上記の装置は西ドイツ特許出願公開第3519292
号により公知である。この装置は内燃機関の燃料
タンクの自由空間に必ずある揮発性燃料成分が大
気へ脱出することを防止するためのものであり、
吸収部材を備えた貯蔵室が配設され、自由空間と
大気の間に設けられた特別の空気抜き管を利用す
る。吸収部材はたいてい多量の揮発性燃料を一時
的に貯蔵するのに適した透過性の活性炭から成
る。吸収部材の再生のために、内燃機関の通常の
運転中に吸収部材を貫いて新気を吸引する。その
ために貯蔵室と内燃機関の吸込管を連通する管路
が使用される。但しその場合、内燃機関の運転回
転数が低いとき及び／又は吸収部材の飽和度が特
に高いときは内燃機関が吸込む燃料−空気混合物
の「燃料過多」が生じ、その結果故障が起こるこ
とがあることを留意しなければならない。そこで
管路を電磁遮断弁で閉鎖することができる。遮断
弁の通過度は一方で外部センサにより、他方では
閉鎖部材に作用する管路内の負圧により、変化す
ることができる。 従つて、本発明の目的とするところは、吸収部
材の最適の再生と内燃機関の最適の運転挙動が保
証されるように、装置を改良することである。 （課題を解決するための手段） この目的は請求項１の特徴を有する上記類別の
装置において達成される。従属特許請求項は有利
な実施態様に関するものである。 本発明によれば、吸収部材を備えた貯蔵室が配
設され、タンク内の自由空間と大気を連通する空
気抜き管と；電磁遮断弁と内燃機関の吸込管との
間にある拡張された横断面を有する制御室を備
え、前記電磁遮断弁により閉鎖可能な、前記貯蔵
室と前記吸込管とを連通する管路と；前記制御室
に配設され、遮断弁の通過度を変更する補助手段
とを具備する、タンク設備の自由空間にある揮発
性燃料成分の一時的貯蔵及び内燃機関の吸込管へ
の定量供給のための装置において：前記補助手段
が前記遮断弁１３と前記吸込管１の間にある補助
弁１５から成り；前記補助弁１５を負圧調整装置
で閉鎖することができ；前記補助弁と並列に可変
横断面のバイパスが設けられ、前記負圧調整装置
が制御室１４と大気２３の間の差圧によつて操作
されることを特徴とする装置が提供される。 前記負圧調整装置をばねの力に抗して作動する
ように構成可能であり、さらにこのバネを圧縮バ
ネとし、前記制御室に配設することも可能であ
る。前記負圧調整装置として、調整膜を用いるこ
とが好ましく、この調整膜を大気と前記制御室の
間に配設することが好ましい。 前記補助弁は別個の閉鎖部材を有し、閉鎖部材
が円周状支持段部を具備し、この支持段部が一方
では前記調整膜に、他方では前記圧縮ばねに接す
るように構成される。さらに前記補助弁は前記閉
鎖部材の運動方向と平行に開放された貫通孔を具
備し、前記閉鎖部材が上記貫通孔に通された延長
部を有することが好ましい。 前記閉鎖部材及び／又は前記補助弁の互いに当
接される密封面の区域の開口部は円錐形に形成さ
れていることが好ましい。さらに前記遮断弁が電
動駆動装置を具備し、前記駆動装置がばねの力に
抗して作動し、前記遮断弁を開放することが好ま
しい。また前記駆動装置は電気接続端を具備し、
この電気接続端が前記遮断弁の燃料に接触する部
分の外におかれる。 本発明に基づく装置においてはバイパスと補助
弁が互いに平行して遮断弁に直列に直接前置さ
れ、制御室と大気の差圧によつて操作される負圧
調整装置で補助弁を閉鎖することができる。この
ため内燃機関が低い運転回転数に到達すると比較
的高い差圧が生じ、その結果遮断弁の進入圧が引
き下げられ、全体として減少した通過度が得られ
る。内燃機関に送られる燃料−空気混合物の「燃
料過多」が確実に抑制される。その場合バイパス
の横断面を変化することが可能であるので、補助
弁の供給調節が鋭敏に制御される。バイパスの横
断面の変化は調整ねじで行うことができる。 これに対して内燃機関が高い運転回転数に到達
すると、負圧調整装置に比較的減少した差圧が生
じ、その結果遮断弁の進入圧が比較的高められ
る。従つて総通過度も増大し、その結果内燃機関
に適当に増加した割合の新空気が送られ、吸収部
材を貫流し、その際燃料成分が添化される。これ
によつて内燃機関の良好な挙動は妨げられない。 （実施例） 以下に本発明の好適な実施例に付いて、添付図
面を参照しながら詳述する。なお図面は考察する
個別部品を一部は概略図で示る。 図の左側部分に番号２で表された内燃機関は、
絞り弁３を含む吸込管１を介してエアフイルタ５
と連通し、さらに排気用Ｌ字管１１により図示し
ない排気管と連通する。 燃料供給装置４が絞り弁３の上方において吸込
管１に取り付けられ、エアフイルタ１を経て送ら
れる必要量の新しい空気がここで燃料と混合され
る。そのために必要な信号は制御装置６により例
えば排気ガス温度及び組成、内燃機関の運転回転
数、環境温度に基づいて設定される。適当なセン
サを使用して検出した入力信号を矢印７，８，
９，１０で示す。必要ならば入力信号を適宜補足
することができる。 図の右側部分に付属の燃料タンクを示す。燃料
タンクは一部だけ燃料１７で満たされ、燃料の液
面の上に自由空間２２がある。燃料タンクの蓋１
９は燃料タンクを環境に対して密閉する。 燃料タンクの自由空間２２は空気抜き管２５に
より大気２３と連通する。空気抜き管２５は活性
炭粒を詰めた貯蔵室１８を具備する。その場合通
常の運転条件のもとで揮発性燃料分が空気抜き管
２５の開口部を通過することができないように、
貯蔵室１８の寸法を定める。 貯蔵室１８の空気抜き管２５の開口部２５′に
対向する位置に管路２０が接続され、貯蔵室１８
と内燃機関２の吸込管１とを連絡する。管路２０
には電磁遮断弁１３が配設される。この電磁遮断
弁１３は制御装置６により制御され、内燃機関２
が停止した場合に管路２０を閉鎖する。 遮断弁１３と吸込弁の間に補助弁１５がある。
これは内燃機関２の停止と共に圧縮ばね１６の作
用によつて開放される。圧縮ばね１６は制御室１
４に配設され、閉鎖部材２７の円周状支持段部の
一方の側に圧を加えている。閉鎖部材２７の円周
状支持段部の他方の側は調整膜２６制御室１４に
臨む側に接する。調整膜２６は制御室１４を大気
２３から隔離する。次に添付図面に基づいて本発
明の作用について説明する。 内燃機関２の通常の運転の際に遮断弁１３は開
放して静止し、貯蔵室１８が吸込む空気量は補助
弁１５によつて制御される。その場合補助弁１５
の調整は吸込管１の圧力と管路２０の圧力及び大
気２３との差圧の測定に基づいて行われる。差圧
が増大すると、流量がまず制御開始点に到達する
まで上昇する。制御開始点は主として圧縮ばね１
６及び調整膜２６の設計によつて決まる。差圧が
更に増大すると補助弁１５が閉じ、内燃機関のア
イドリング及び慣性運転時の流量まで減少する。
開口断面が調整可能なバイパス４０が補助弁１５
と平行に設けられている。 これによつて調節が可能になり、大量生産の場
合に必然的に生じる、補助弁の応答精度のバラツ
キを補償することができる。更に吸込管に送り込
まれる量は開放断面を調整することにより微調整
され、内燃機関の臨界回転数で正常な運転が保証
されるように設定される。 また図示の装置は、連続運転中に正常な機能を
監視し、不調の時に信号を表示する監視用補助装
置を具備する。この自己診断は走行運転中の駆動
機関の不正挙動（がたつき、ガス受入れ不良）及
び走行運転中に従来制御不能だつた排気ガス放出
の増加を回避する。監視装置はサービス用にも法
定条件の遂行のためにも使用することができ、本
装置の技術的取扱いを改善する。更に監視装置は
本装置自体だけでなく系の他の構成要素、例えば
ホース継手、電気接点等も監視する。次に図面に
基づいて監視用補助装置の構造を説明する。 装置の補助弁１５にセンサ要素３０が配設さ
れ、監視用電子装置３１と電気的に接続される。
例えば自動車の計器盤３３で欠陥表示が行われ
る。信号評価は入力として少なくともセンサ信号
３４、遮断弁１３の開閉状態信号３５、例えば絞
り弁位置、吸込管センサ、空気量計その他による
吸込管負圧信号３６を必要とする。さらにラムダ
ゾンデ１２のラムダゾンデ信号９を処理すること
によつて、監視機能を拡張することができる。 監視の経過は次の通りであ。 内燃機関２が或る負荷状態、例えば全負荷状
態、部分負荷状態又はアイドリング状態にある場
合に、この状態が所定の素子によつて信号３６と
して監視用電子装置に伝送される。当該の運転条
件に従つて制御装置６により装置が駆動される。
監視用電子装置３１は３５の信号入力を介して、
遮断弁１３が静止開放しているか、静止閉鎖して
いるか、定時駆動されるか、について情報を得
る。この２つの信号によつて目標状態が形成され
る。センサ３０と信号３４により目的状態が実際
状態と比較される。２つの状態が食い違うとき
は、信号出力３２により欠陥表示が行われる。そ
れぞれ到達した膜位置が次のようにして検出され
る。 ａ 閉鎖部材２７を介して調整膜２６に働くばね
１６の圧縮力によりリミツトスイツチが作動さ
れる。 ｂ ホールセンサ要素３０によつて特に安価な測
定が得られる。磁界の発生のために閉鎖部材２
７に永久磁石３７を埋め込み、又は例えば調整
膜を形成するエラストマー材料に磁性材料を入
れることによつて、調整膜２６の材料を永久磁
石化することができる。 ｃ 調整膜２６又はハウジング３８に臨む側に導
電性材料を入れ、センサ部３０で適当に導電性
測定を行うことにより、ハウジング３８と結合
すれば調整膜２６の端位置も検出される。 膜振動は、補助弁１５の振動性部品に比例感知
素子を取付けることによつて検出される。これに
よつて遮断弁１３の定時動作の場合に、内燃機関
２の当該の負荷状態について、補助弁１５のガス
柱の予定通りの振動が行われているか否かの情報
が確かめられる。補助弁１５のガス柱は、補助弁
１５の管路状中空体に取囲まれたガス容積をさ
す。このガス柱は、閉鎖部材２７及び調整膜２６
に力を及ぼし、内燃機関のピストンの往復動によ
り振動（脈動）する。このガス柱の振と調整膜２
６の振動は連動し、従つて調整膜２６の振動を検
出することによりガス柱の予定通りの振動が行な
われているか否かの情報が確かめられるのであ
る。このために例えばポリエチレンフイルムを調
整膜１６の中に又は調整膜２６に接して取付けれ
ばよい。信号増幅、処理及び結合はセンサ部３０
で行われる。センサ部３０又は監視用電子装置の
周波数フイルタによつて例えばエンジン又は車体
の妨害励振を濾別する。 高分解能圧力センサ３０によつて気体振動が検
出される。この圧力センサはガス柱の振動周波数
について解明を与え、監視装置３１にセンサ信号
３４を送出する。 図示の系により論理回路とマイクロプロセツサ
を使用して、監視用電子装置３１及び現れる入力
信号９，３４ないし３６から、揮発性燃料分の定
量供給装置及びその他の系に生じる異常欠陥が確
実に再現可能に検出される。活性炭入り貯蔵器１
８から吸込管１までの区域が検出され監視可能で
ある。次の欠陥を明確に識別することができる。
遮断弁１３の不正機能、補助弁１５の不正機能、
遮断弁１３の誤駆動（差込プラグの脱落）、装置
の前後の管路２０，２１の閉塞、混同による誤つ
た管路接続。監視装置（センサ３０及び電子装置
３１）の監視も行うことができる。次に一例とし
て挙げれば、公知のピエゾフイルムを使用してセ
ンサ３０で調整膜２６の膜振動を検出し、信号３
４として監視装置に転送し、また信号３５，３６
及び９で欠陥の識別を行うことができる。 揮発性燃料分の定量供給装置の調節機能の改善
のために、補助弁１５の制御断面４１に至るバイ
パス４０（第２図）が設けられる。内部に干渉せ
ずにバイパス４０の通過断面を調整することがで
きる。これは調整ねじ４２によつて行われる。調
整ねじ４２はコントロール室４３と制御室１４の
間の横断面連通面４４を必要に応じて増減するこ
とができる。制御断面４１が横断面連通面４４よ
り小さな横断面を開放するときは、これによつて
直ちに補助弁１５に無関係の通過量がセツトされ
る。特に制御断面が全くないときは、バイパスに
よつて所望のあらゆる流量がセツトされ、調整さ
れる。バイパス４０によつて部品、例えば閉鎖部
材２７、ばね１６又は調整膜２６の寸法や性質
の、大量生産に関連する変動を補償することがで
きる。バイパス４０で調整することにより、装置
の組立の後に調整ねじ４２を単に回すだけで流量
の調節を行うことができる。 貯蔵室１８の処理能力の一層の改善に関連し
て、上記の説明に加えて補助弁を定時駆動するこ
とも可能である。実際に通過する空気量がこれに
よつてそれぞれの需要、特に内燃機関２の当該の
運転状態に鋭敏に適応させられる。内燃機関が停
止されると、遮断弁１３はその電気駆動装置に生
じる電圧降下とばね２８の作用によつて閉じるか
ら、吸込管１にたまたま負圧が生じても内燃機関
の惰行が確実に抑制される。同様に、ばねの作用
で遮断弁の駆動が遮断されたときに、吸込管への
燃料蒸気の無調節の導入が排除される。 以下に本発明により監視可能な欠陥と信号との
関係を表にして示す。

【表】 （効果） 以上のように本発明に基づく装置においてはバ
イパスと補助弁が互いに平行して遮断弁に直列に
直接前置され、制御室と大気の差圧によつて操作
される負圧調整装置で補助弁を閉鎖することがで
きる。このため内燃機関が低い運転回転数に到達
すると比較的高い差圧が生じ、その結果遮断弁の
進入圧が引き下げられ、全体として減少した通過
度が得られる。内燃機関に送られる燃料−空気混
合物の「燃料過多」が確実に抑制される。その場
合バイパスの横断面を変化することが可能である
ので、補助弁の供給調節が鋭敏に制御される。バ
イパスの横断面の変化は調整ねじで行うことがで
きる。 これに対して内燃機関が高い運転回転数に到達
すると、負圧調整装置に比較的減少した差圧が生
じ、その結果遮断弁の進入圧が比較的高められ
る。従つて総通過度も増大し、その結果内燃機関
に適当に増加した割合の新空気が送られ、吸収部
材を貫流し、その際燃料成分が添化される。これ
によつて内燃機関の良好な挙動は妨げられない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく装置の略図、第２図は
第１図の破線で囲んだ部分の詳細図を示す。 １……吸込管、２……内燃機関、３……絞り
弁、４……燃料供給装置、６……制御装置、１３
……電磁遮断弁、１４……制御室、１５……補助
弁、１６……圧縮ばね、１７……燃料タンク内の
燃料、１８……貯蔵室、２０……管路、２２……
燃料タンク内の自由空間、２３……大気、２４…
…延長部、２５……空気抜き管、２６……調整
膜、２７……閉鎖部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸収部材を備えた貯蔵室が配設され、タンク
   内の自由空間と大気を連通する空気抜き管と；電
   磁遮断弁と内燃機関の吸込管との間にある拡張さ
   れた横断面を有する制御室を備え、前記電磁遮断
   弁により閉鎖可能な、前記貯蔵室と前記吸込管と
   を連通する管路と；前記制御室に配設され、遮断
   弁の通過度を変更する補助手段とを具備する、タ
   ンク設備の自由空間にある揮発性燃料成分の一時
   的貯蔵及び内燃機関の吸込管への定量供給のため
   の装置において： 前記補助手段が前記遮断弁１３と前記吸込管１
   の間にある補助弁１５から成り；前記補助弁１５
   を負圧調整装置で閉鎖することができ；前記補助
   弁と並列に可変横断面のバイパスが設けられ、前
   記負圧調整装置が制御室１４と大気２３の間の差
   圧によつて操作されることを特徴とする装置。 ２ 前記負圧調整装置がばね１６の力に抗して作
   動することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３ 前記ばね１６が圧縮ばねとして形成され、前
   記制御室１４に配設されていることを特徴とする
   請求項２に記載の装置。 ３ 前記負圧調整装置が調整膜２６から成り、こ
   の調整膜２６が大気２３と前記制御室１４の間に
   配設されていることを特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の装置。 ５ 前記補助弁１５が別個の閉鎖部材２７を有
   し、閉鎖部材２７が円周状支持段部を具備し、こ
   の支持段部が一方では前記調整膜２６に、他方で
   は前記圧縮ばね１６に接することを特徴とする請
   求項３または４に記載の装置。 ６ 前記補助弁１５が前記閉鎖部材２７の運動方
   向と平行に開放された貫通孔を具備し、前記閉鎖
   部材２７が上記貫通孔に通された延長部２４を有
   することを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７ 前記閉鎖部材２７及び／又は前記補助弁１５
   の互に当接される密封面の区域の開口部が円錐形
   に形成されていることを特徴とする請求項６に記
   載の装置。 ８ 前記遮断弁１３が電動駆動装置を具備するこ
   とを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記
   載の装置。 ９ 前記駆動装置がばねの力に抗して作動し、前
   記遮断断弁１３を開放することを特徴とする請求
   項８に記載の装置。 １０ 前記駆動装置が電気接続端を具備し、この
   電気接続端が前記遮断弁１３の燃料に接触する部
   分の外にあることを特徴とする請求項８又は９に
   記載の装置。