JPH04350352A - 蒸発燃料処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の燃料タンク
から蒸発する燃料を一時的に吸着するチャコールキャニ
スタを含む蒸発燃料処理装置に関するもので、特に吸着
された蒸発燃料のパージ方法に特徴を有するものである
。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６１−１９９６２号公報には、蒸
発燃料を吸着するチャコールキャニスタのパージ制御装
置に関する従来例が記載されている。この装置は、エン
ジンの吸気通路のスロットル弁よりも下流側の位置にチ
ャコールキャニスタからの連通路を開口させ、チャコー
ルキャニスタに吸気負圧を作用させて、吸着された蒸発
燃料のパージを行う従来技術の一つであって、この場合
は特に連通路の途中に開閉弁を設け、この開閉弁によっ
てチャコールキャニスタに吸着された蒸発燃料のパージ
量を調整可能とし、エンジンの吸入空気量を検出して、
吸入空気量が多いときには開閉弁の開弁時間を長くする
と共に閉弁時間を短くする所謂デューティ制御を行ない
、蒸発燃料のパージ量をエンジンの吸入空気量に応じて
調整するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エンジンがアイドリン
グのような低負荷の状態にあるときは吸気負圧が高くな
っているが、そのような時にチャコールキャニスタに吸
着された蒸発燃料を吸気通路へパージすると、空燃比に
及ぼす影響が大きく、エンジンの安定な運転が阻害され
るので、従来技術においても、そのような低負荷状態で
のパージを抑えて影響の少ない高負荷時にパージ量が増
えるように、パージ量をエンジンの吸入空気量に応じて
制御しているのであるが、高負荷時にはスロットル弁が
大きく開かれるために、吸気通路の負圧が減少して大気
圧に近づき、チャコールキャニスタから蒸発燃料を十分
に脱離させるだけの吸引力が得られないという別の問題
がある。

【０００４】つまり、吸気負圧を利用してチャコールキ
ャニスタに吸着された蒸発燃料をパージしようとすれば
、低負荷時にはパージによる空燃比への影響が大きいの
でパージを行うことができないし、反対にパージによる
空燃比への影響が少なく問題がない高負荷時には、吸引
力が小さいためにパージ量を多くすることができないと
いう別の問題があって、いづれにしても蒸発燃料を十分
にパージすることができず、チャコールキャニスタの再
生が遅れる場合も起こり得るので、チャコールキャニス
タが蒸発燃料の吸着能力を失い、蒸発燃料が大気中に漏
出するおそれがある。本発明は、この問題を解決すると
共に、チャコールキャニスタの蒸発燃料のパージによっ
て、別の有益な効果が併せて得られるような手段を得る
ことを、発明の目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、加圧用エアポンプを用いて
空気を圧縮し、それを空気制御弁によって調量してエア
アシスト式のインジェクタに送り、燃料噴射と共に空気
噴射を行うエアアシストシステムを備えたエンジンにお
いて、燃料タンクから発生する蒸発燃料を一時的に吸着
するチャコールキャニスタのパージポートを、前記エア
アシストシステムにおける前記加圧用エアポンプの吸気
口に接続したことを特徴とする蒸発燃料処理装置を提供
する。

【０００６】

【作用】燃料タンクから発生した蒸発燃料は、一時的に
チャコールキャニスタ内に吸着されるが、本発明におい
ては、チャコールキャニスタのパージポートを、エアア
シストシステムの加圧用エアポンプの吸気口に接続して
いるため、エンジンが運転されるときはエアポンプの吸
引力がチャコールキャニスタに作用し、その中を通過し
て空気が吸引されるため、チャコールキャニスタに吸着
された蒸発燃料は脱離して通過する空気中に混入する。 蒸発燃料を含む空気はエアポンプによって圧縮され、空
気制御弁が開いたときに、エアアシスト式のインジェク
タからアシストエアの代わりに噴射され、燃料噴霧を微
粒化しながらエンジンの燃焼室に入り、燃焼して無害化
される。このようにして特別の設備を設けなくても、イ
ンジェクタにおいてエアアシストを行うことによって、
チャコールキャニスタのパージが都合良く同時に行われ
る。

【０００７】

【実施例】図１に本発明の１実施例のシステム構成を示
す。１０は図示しない自動車用エンジンに燃料を供給す
るための燃料タンクであって、その内部にはガソリンの
ような揮発性の液体燃料１２が収容され、液面の上部空
間１４を形成している。空間１４にある空気には蒸発し
た燃料が多量に含まれている。１６は燃料タンク１０に
燃料を補給するための燃料注入口、１８は燃料注入口を
密封するために設けられるヒューエルキャップを示す。

【０００８】２０は蒸発燃料を吸着させるチャコールキ
ャニスタを示す。チャコールキャニスタ２０の円筒形の
容器２２には合計３個のポート２４、２６、及び２８が
設けられる。即ち、容器２２の上部には、燃料タンク１
０の上部空間１４に対して導管３０によって連通して蒸
発燃料と空気が出入りするポート２４と、蒸発燃料を排
出するパージポート２６が設けられると共に、容器２２
の下部には大気に開放されて空気が出入りする大気ポー
ト２８が設けられる。図示していないが、ポート２４及
び２６は、チャコールキャニスタ２０内部の活性炭粒を
収容する室との間に、チェックバルブを設けて連通可能
となっている。以上述べた構成は従来のものと実質的に
同じものであってよい。

【０００９】図１において、３２は燃料タンク１０に収
容された揮発性の液体燃料１２によって運転される自動
車用エンジンであって、図は一つの気筒のシリンダヘッ
ドの一部分の断面を示しており、各気筒の吸気ポート３
４にはエアアシスト式のインジェクタ３６が取り付けら
れている。良く知られているように、エアアシスト式の
インジェクタ３６は、燃料を吸気ポート３４内（燃焼室
内でもよい）へ噴射するために、圧縮空気を燃料噴霧と
共に噴射して燃料噴霧の微粒化を図るもので、それによ
って燃焼状態が改善されて、排気中のＨＣ等の有害な汚
染物質を低減することができる効果がある。

【００１０】３８はエアアシスト式のインジェクタ３６
へアシストエアとして圧縮空気を供給する空気通路で、
その途中には各気筒毎に１個の空気制御弁４０が設けら
れており、空気制御弁４０は共通の電子式制御装置４２
によって開閉制御され、所定の時期に所定の時間だけ開
弁して、その気筒のインジェクタ３６へ所定量の圧縮空
気を送るようになっている。各気筒の空気制御弁４０は
合一して複数の気筒に対して１基設けられる共通の加圧
用エアポンプ４４に接続される。そしてエアポンプ４４
には吐出側の圧力を一定値に調整する調圧弁４６が並列
に接続される。図中４８は加圧用エアポンプ４４の吸気
口、５０は圧力調整用の戻し管路を示している。このよ
うなエアアシスト式のインジェクタ３６と電子式制御装
置４２、更に加圧用エアポンプ４４等からなるエアアシ
ストシステム自体は、従来から知られているものと実質
的に同様なものであってもよい。

【００１１】本発明による図示実施例の特徴は、チャコ
ールキャニスタ２０のパージポート２６を、エアアシス
トシステムにおける加圧用エアポンプ４４の吸気口４８
に接続した点にある。

【００１２】この構成により、燃料タンク１０から導管
３０を通ってチャコールキャニスタ２０に送りこまれて
内部の活性炭粒に吸着されている蒸発燃料は、加圧用エ
アポンプ４４によって吸引され、大気ポート２８から入
る空気によって活性炭粒から脱離されて空気と混合し、
吸気口４８からエアポンプ４４に吸い込まれて圧縮され
、調圧弁４６により過剰な圧力が導管５０から吸気口４
８に戻されて一定の圧力となるようにに調整される。 そして、蒸発燃料を含む圧縮空気は、電子式制御装置４
２の指令によって空気制御弁４０が開弁した時に、エン
ジン３２のエアアシスト式インジェクタ３６へ、アシス
トエアの代わりに供給されて、インジェクタ３６から噴
射される燃料噴霧と合流してそれを拡散させ、且つ微粒
化させて吸気ポート３４から燃焼室内に流入し、圧縮、
燃焼することによって無害化され、有効な動力の一部と
なる。

【００１３】図２は、エアアシスト式インジェクタ３６
の燃料噴射時間（上段）と、空気制御弁４０の開弁信号
（下段）との関係を例示するタイミングチャートである
。空気制御弁４０には応答遅れがあるものとして、電子
式制御装置４２は、エアアシスト式のインジェクタ３６
に対し燃料噴射信号を送るＡミリセカンド前に、空気制
御弁４０に開弁信号を送る。また、空気制御弁４０に対
する閉弁信号は多少の余裕を見て、インジェクタ３６に
対する燃料噴射信号の停止後のＢミリセカンド経過した
時に空気制御弁４０に送る。このように、空気制御弁４
０の開弁時間はインジェクタ３６の燃料噴射時間よりも
多少長めにするのがよい。（言うまでもなく、Ａ及びＢ
はエンジンの特性に応じて決定すべき定数である。）

【
００１４】図３は空気制御弁４０の制御ルーチンを例示
したフローチャートである。このプログラムは電子式制
御装置４２において、エンジンの燃料噴射制御のメイン
ルーチンに割り込むサブルーチンとして実行される。 このプログラムがスタートすると、まずステップ１０１
においてエンジンが始動状態か否かが判定される。これ
は図示しないメインルーチンのフラグによって判断でき
る。もし始動状態であれば、ステップ１０２へ進み、エ
ンジンの冷却水温、潤滑油温、吸気温度等の検出値を読
み込み、設定値と比較することによって、現在そのエン
ジンが高温状態にあるか否かが判定される。もし低温で
あれば（つまり低温始動時であれば）、ステップ１０６
に進んで空気制御弁４０を閉弁させ、インジェクタ３６
におけるエアアシストを停止する。低温始動時には空燃
比を小とする（混合気を濃くする）のがよいからである
。

【００１５】ステップ１０１において始動時でないと判
定され、或いはステップ１０２において高温状態である
と判定された時は、ステップ１０３に進んで燃料の噴射
開始時期からＡミリセカンド前の範囲にあるか否かが判
定される。その範囲内に入っていれば、電子式制御装置
４２はステップ１０５において、図２の下段に示すよう
に空気制御弁４０を開弁させる制御信号を発生させる。 空気制御弁４０が開弁すれば、チャコールキャニスタ２
０から脱離された蒸発燃料を含む圧縮空気が、エアアシ
スト式のインジェクタ３６に送られてエアアシストが実
行されるので、インジェクタ３６から噴射される燃料噴
霧はいっそう微粒化されて燃焼状態が改善される。同時
にこの操作によって、空気制御弁４０の開弁時間に応じ
た量の蒸発燃料がパージされることになる。

【００１６】ステップ１０３における判定がＮＯであれ
ばステップ１０４に進み、現在インジェクタ３６に対し
て燃料噴射信号が出ているか否かが判定される。噴射中
であれば、空気制御弁４０を開弁のままとし、噴射中で
なければステップ１０５に進み、前回の燃料噴射終了後
Ｂミリセカンド経過したか否かが判定される。もし経過
していなければ、空気制御弁４０は開弁のままとするが
、経過していれば、ステップ１０６において空気制御弁
４０を閉弁させる制御信号を発する。

【００１７】チャコールキャニスタ２０内に吸着されて
いる蒸発燃料を、このようにして、エアアシスト式のイ
ンジェクタ３６用に供給されるアシストエアの流れによ
ってパージすれば、パージのための特別な装置を設ける
必要がない上に、温度の高い蒸発燃料を含み、チャコー
ルキャニスタ２０等を通過する間に温度が上昇している
パージエアを圧縮してインジェクタ３６に供給すること
になるので、低温の空気を圧縮してアシストエアとして
供給する場合よりも、エアアシストの効果が高められ、
インジェクタ３６の噴射する燃料噴霧がよりいっそう微
粒化して燃焼状態が良くなり、蒸発燃料を無駄に棄てる
ことなく有効に活用しながら同時に無害化することがで
きるという、優れた相乗効果が得られる。

【００１８】この場合、蒸発燃料は低沸点分からなって
いるので、それを含む空気をアシストエアとして使用す
る結果、特に低温時の燃料噴霧の微粒化が促進されてド
ライバビリティが向上する。また一般にデッドソーク後
の再始動時には、インジェクタ３６付近が高温になって
いるため燃料供給管内に燃料の気泡が生じ、燃焼室に供
給される混合気がオーバーリーンとなって再始動が困難
になりやすいが、他方において、デッドソーク時にはチ
ャコールキャニスタに蒸発燃料が溜まりやすい傾向があ
るため、本発明の実施例によればその現象を利用して、
アシストエアに混入してインジェクタ３６に送られる蒸
発燃料の割合を増加させることができ、混合気がオーバ
ーリーンになるのを防ぐことができる。

【００１９】このような過渡的状態を除いて、通常の運
転中は、チャコールキャニスタ２０のパージポート２６
から排出される空気流中の蒸発燃料の濃度は略一定にな
るから、蒸発燃料のパージ量は空気制御弁４０の開弁時
間に比例する。従って、エンジンに供給される空気量に
対して、インジェクタ３６から噴射される燃料量と、ア
シストエアに混入して供給される蒸発燃料との合計量を
比例制御することが可能になる。更に、この実施例にお
いては、各気筒毎に独立しているエアアシスト式のイン
ジェクタ３６によって、蒸発燃料が各気筒に均等に分配
されるため、気筒毎の空燃比がばらつくというような問
題がなく、それを原因とするトルク変動や、エンジン及
び車体の振動が防止される。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、チャコールキャニスタ
に吸着された蒸発燃料をパージするために、エアアシス
ト式のインジェクタに供給される空気を加圧するための
エアポンプを利用するため、吸気負圧を用いて蒸発燃料
のパージを行う従来のものとは異なり、空気負圧が低下
する高負荷運転域においても効率よく蒸発燃料をパージ
することができるので、パージによってエンジンの空燃
比に悪影響を与えたり、運転状態を不安定にするおそれ
がない。また、本発明の装置によれば大量の蒸発燃料を
パージすることが可能になるので、燃料臭や蒸発燃料に
よる大気汚染防止の効果が大きい。そして、蒸発燃料の
パージのために特別な設備を設ける必要がないので、コ
ストの面でも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示すシステム構成
図である。

【図２】実施例の空気制御弁の作動を説明するためのタ
イミングチャートである。

【図３】実施例の制御例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…燃料タンク ２０…チャコールキャニスタ ２６…パージポート ２８…大気ポート ３６…エアアシスト式のインジェクタ ３８…空気通路 ４０…空気制御弁 ４２…電子式制御装置 ４４…加圧用エアポンプ ４６…調圧弁 ４８…吸気口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　加圧用エアポンプを用いて空気を圧縮
   し、それを空気制御弁によって調量してエアアシスト式
   のインジェクタに送り、燃料噴射と共に空気噴射を行う
   エアアシストシステムを備えたエンジンにおいて、燃料
   タンクから発生する蒸発燃料を一時的に吸着するチャコ
   ールキャニスタのパージポートを、前記エアアシストシ
   ステムにおける前記加圧用エアポンプの吸気口に接続し
   たことを特徴とする蒸発燃料処理装置。