JPH0438907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、燃料タンク内の蒸発燃料を吸気系
に供給するようにしたエンジンにおいて、その蒸
発燃料によつて混合気の空燃比が変動するのを防
止するようにした空燃比制御装置に関するもので
ある。

一般に自動車の燃料タンクはエンジンに供給す
べき燃料を貯蔵するためのものであるが、該燃料
タンクのタンク内上部空間には揮発性を有する燃
料が蒸発して充満しており、その圧力が高くなる
と、タンクが破裂するおそれがあるため、蒸発燃
料をタンク外に放出する必要がある。この場合、
蒸発燃料をそのまま大気に放出する方法が考えら
れるが、この方法では燃料損失を生じ、また大気
汚染が発生するという不具合がある。

そこで従来の燃料タンクの１つとして、タンク
内の蒸発燃料をタンク外に設けたキヤニスタに一
時蓄積した後、それをエンジンの吸気負圧によつ
てエバポレータ通路を介してエンジンの吸気系に
供給し、蒸発燃料をタンク外に放出してタンクの
破損を防止するとともに、燃料損失及び大気汚染
の問題を生じないようにしたものがある（特公昭
47−21842号公報参照）。

ところで自動車の燃料タンク内における燃料の
蒸発量は、自動車の運転状態や外気温度によつて
変わるものである。例えば、走行中には、燃料タ
ンクに適当に風が当つて該タンクはあまり高温に
なることはなく、タンク内の燃料もそれほど多量
に蒸発することがないのに対し、夏期の炎天下に
長時間駐車したような場合には、燃料タンクは高
温になつて燃料が多量に蒸発する。このように多
量の燃料が蒸発した場合、従来の燃料タンクで
は、その蒸発燃料はほとんどキヤニスタに蓄積さ
れ、このような状態からエンジンを始動すると、
エンジンの吸気系に多量の蒸発燃料が供給される
こととなる。その結果混合気の空燃が比小さく、
即ちリツチになつて、失火が発生し、排気ガス中
にHC，CO等の未燃焼ガスが多量に含まれるとい
う問題があつた。

この発明は以上のような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、キヤニスタ上流のエバポレータ
通路に開閉弁を設け、開閉弁上流側の圧力が所定
値以上なつたとき開閉弁を開くとともに、その開
弁時間に基づいてこれが長い程、つまり吸気系に
供給される蒸発燃料の量に応じて該量が多い程空
燃比調整装置により空燃比を大きくする方向に調
整することにより、常に空燃比を適正値に保持し
て、排気ガス中の未燃焼ガスの含有量を低減でき
るようにした空燃比制御装置を提供することを目
的としている。

以下本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による空燃比制御装
置を示す。図において、１はエンジンの吸気通路
であり、該吸気通路１の上流端はエアクリーナ２
に接続され、又吸気通路１の途中にはアクセルペ
ダル（図示せず）に連動して開作動するスロツト
ル弁３が配設され、その上流にはベンチユリー部
４が形成されている。このベンチユリー部４には
燃料供給通路５の一端が開口して設けられ、該通
路５の他端は図示していないが気化器のフロート
室に接続され、該フロート室には燃料タンク６の
燃料７が送給されるようになつている。

また燃料タンク６の上面にはエバポレータ通路
（蒸発燃料通路）８の一端がタンク内上部空間６
ａと連通して接続され、該通路８の他端は吸気通
路１のスロツトル弁３下流側に接続されており、
該エバポレータ通路８は燃料タンク６内の蒸発燃
料を吸気通路１に案内するようになつている。こ
のエバポレータ通路８の途中には蒸発燃料を一時
蓄積するキヤニスタ（蓄積部材）９が介設され、
該キヤニスタ９の底面には一端が大気に開放され
た大気導入通路１０が接続されている。

そして上記吸気通路１には隔壁１１によつてエ
ア通路１２がベンチユリー部４及びスロツトル弁
３をバイパスして形成され、該エア通路１２の途
中にはそれを開閉する空燃比調整バルブ（空燃比
調整装置）１３が配設されている。一方上記エバ
ポレータ通路８のキヤニスタ９上流にはそれを開
閉するソレノイド弁（開閉弁）１４が配設され、
さらにその上流にはソレノイド弁１４上流のエバ
ポレータ通路８内圧力を検出する圧力センサ１５
が設けられ、該圧力センサ１５の検出信号ａは演
算回路１６に加えられている。この演算回路１６
は上記ソレノイド弁１４上流の圧力が所定値以上
になつたときソレノイド弁１４に開弁信号ｂを加
えるとともに、イグニツシヨンスイツチ又はスタ
ータスイツチがオンしたときに加えられる信号ｄ
によつて上記空燃比調整バルブ１３に制御信号ｃ
を加えるようになつている。

第２図は上記圧力センサ１５及び演算回路１６
の具体的な構成を示し、圧力センサ１５におい
て、１７はダイヤフラム装置であり、該装置１７
の第１室１７ａには圧力導入通路１８によつてエ
バポレータ通路８のキヤニスタ９上流側の圧力が
導入されている。ダイヤフラム装置１７の第２室
１７ｂにはダイヤフラム１７ｃを図示上方に付勢
するばね部材１７ｄが配設され、又ダイヤフラム
１７ｃの第２室１７ｂ側表面には接点１７ｅが固
着され、該接点１７ｅとアース間にはリード線１
９によつてバツテリ２０が接続されている。また
上記第２室１７ｂ内面には上記接点１７ｅと対向
して接点１７ｆが固定され、該接点１７ｆにはリ
ード線２１が接続されている。したがつて上記ダ
イヤフラム１７ｃがエバポレータ通路８内圧力に
よつてばね部材１７ｄのばね力に抗して下方に押
されて、上記両接点１７ｅ，１７ｆが当接し、バ
ツテリ２０の電流がリード線１９，接点１７ｅ，
１７ｆ及びリード線２１の径路を流れることによ
つて、圧力センサ１５は検出信号ａを出力するよ
うになつている。

また上記演算回路１６において、２２は一定周
波数で発振する発振器、２３は圧力センサ１５の
検出信号ａと発振器２２の出力とを２入力とする
第１のAND回路、２４は発振器２２の出力と後
述する駆動回路２７の出力とを２入力とする第２
のAND回路、２５は第１のAND回路２３の出力
をアツプカウントし、第２のAND回路２４の出
力をダウンカウントするアツプダウンカウンタで
ある。また２６はイグニツシヨンスイツチ又はス
タータスイツチからの信号ｄによつて作動するリ
レーであり、２６ａはそのリレーコイル、２６ｂ
はそのリレー接点である。２７は該リレー接点２
６ｂを介し上記アツプダウンカウンタ２５の出力
に接続された駆動回路であり、演算回路１６は圧
力センサ１５の検出信号ａを受けるとそれを開弁
信号ｂとしてソレノイド弁１４に加えるととも
に、該回路１６内の駆動回路２７の出力を制御信
号ｃとして上記空燃比調整バルブ１３に加えるよ
うになつている。

次に動作について説明する。

エンジンの停止時、燃料タンク６内では外気温
度等の影響によつて燃料が蒸発充満しており、そ
の圧力が所定値以上になると、圧力センサ１５に
おいてダイヤフラム１７ｃがばね部材１７ｄのば
ね力に抗して下方に押されてその接点１７ｅ，１
７ｆが当接するため、該圧力センサ１５は検出信
号ａを発生する。演算回路１６はこの検出信号ａ
を受けて開弁信号ｂを発生し、ソレノイド弁１４
はその開弁信号ｂを受けている間開く。すると燃
料タンク６内の蒸発燃料はエバポレータ通路８を
経てキヤニスタ９に導かれ、そこに蓄積される。
また同時に演算回路１６においては、第１の
AND回路２３は圧力センサ１５の検出信号ａが
加えられている間発振器２２の出力パルスをその
まま出力し、カウンタ２５はそのパルス数をアツ
プカウントして、上記ソレノイド弁１４の開弁時
間を計測する。このときリレー２６には信号ｄが
加えられていないことから、そのリレー接点２６
ｂは開いており、カウンタ２５の出力は駆動回路
２７には加えられず、又第２のAND回路２４の
出力は定常的に“０”のままである。

そしてこのようにして蒸発燃料が燃料タンク６
外に放出され、その圧力が所定値以下まで低下す
ると、圧力センサ１５においてダイヤフラム１７
ｃはばね部材１７ｄのばね力によつて上方に変形
移動して接点１７ｅ，１７ｆが離れ、該圧力セン
サ１５は検出信号ａの出力を停止し、これにより
演算回路１６は開弁信号ｂの出力を停止してソレ
ノイド弁１４は閉じ、又該演算回路１６において
は第１のAND回路２３の出力は“０”となるた
め、カウンタ２５はその計数動作を停止する。

このようにエンジンの停止時、燃料タンク６内
の圧力が所定値以上になると、その都度ソレノイ
ド弁１４が開いて、蒸発燃料はタンク６から放出
されてキヤニスタ９に蓄積され、又演算回路１６
はソレノイド弁１４の開弁時間を計測する。

このような状態からエンジンを始動すると、吸
気通路１においては、エアクリーナ２からの空気
がエンジンの吸気負圧の作用によつてスロツトル
弁３の開度に応じた量だけ該通路１内に吸入さ
れ、該吸入空気はベンチユリー部４で燃料供給通
路５からの燃料と混合され、エンジンに吸入され
る。その際キヤニスタ９に蓄積されていた多量の
蒸発燃料はこれも吸気負圧の作用によつて吸気通
路１内に吸入されるため、上記混合気の空燃比は
適正値より小さく、即ちリツチになるおそれがあ
る。しかるにこの場合本装置では、演算回路１６
において、イグニツシヨンスイツチ又はスタータ
スイツチからの信号ｄによつてリレー２６が作動
してそのリレー接点２６ｂが閉じ、駆動回路２７
はカウンタ２５の出力を受けて該出力の大きさに
応じた信号を発生し、第２のAND回路２４は駆
動回路２７の出力がある間発振器２２の出力パル
スをそのまま出力し、カウンタ２５はそのパルス
数をダウンカウントするため、演算回路１６はカ
ウンタ２５の出力が“０”となるまで該カウンタ
２５の出力に応じた制御信号ｃを出力する。する
と空燃比調整バルブ１３はこの制御信号ｃを受け
て該信号ｃに応じた開度に開き、吸気通路１のス
ロツトル弁３下流側にはエアクリーナ２からの空
気がソレノイド弁１４の開弁時間、即ちキヤニス
タ９に蓄積された蒸発燃料の量に応じた流量だけ
エア通路１２を通つて吸入されるため、混合気の
空燃比が小さくなることはなく、適正値に保持さ
れる。

また自動車の走行中には、燃料タンク６には走
行風が当つてタンク６の温度はあまり上昇せず、
蒸発燃料もそれほど多量に発生しないものであ
る。この場合、本装置において、燃料タンク６内
の圧力が所定値以下である状態から所定値以上に
なると、演算回路１６は上記と同様に圧力センサ
１５の検出信号ａを受け、開弁信号ｂを出力して
ソレノイド弁１４を開き、蒸発燃料は吸気通路１
内の負圧の作用によつてエバポレータ通路８及び
キヤニスタ９を経て直ちに吸気通路１内に吸入さ
れる。その際、演算回路１６においては、第１の
AND回路２３は検出信号ａがある間パルスを出
力して、カウンタ２５はそれをアツプカウント
し、駆動回路２７は該カウンタ２５のカウント値
に相当する制御信号ｃを出力するが、一方第２の
AND回路２４はこの駆動回路２７の出力がある
間パルスを出力し、上記カウンタ２５はそれをダ
ウンカウントするため、結局カウンタ２５のカウ
ント値はそれほど大きな値にはならず、駆動回路
２７の出力もそれほど大きな値にはならない。空
燃比調整バルブ１３は上記小さい制御信号ｃを受
けて少し開き、吸気通路１には少量の空気がエア
通路１２を介して吸入され、これにより混合気の
空燃比は適正値に保持される。そして燃料タンク
６内の圧力が所定値以下に下がつときは、圧力セ
ンサ１５は信号ａの出力を停止し、演算回路１６
はソレノイド弁１４を閉じ、又該演算回路１６に
おいては、第１のAND回路２３の出力は“０”
となり、カウンタ２５も第２のAND回路２４の
出力をダウンカウントして直ちに“０”となり、
その結果、演算回路１６は空燃比調整バルブ１３
を直ちに閉じることとなる。

以上のような本実施例装置では、エバポレータ
通路に設けたソレノイド弁の開弁時間を計測し、
この開弁時間に基づいてこれが長い程空燃比調整
バルブを開き、吸気通路への空気の吸入量を調整
して、混合気の空燃比を大きくする方向に調整す
るようにしたので、蒸発燃料によつて空燃比が変
動するのを防止でき、その結果失火の発生を低減
して、排気ガス中のHC，CO等の未燃焼ガスの含
有量を大きく軽減できる。

また蒸発燃料の流量を検出する際に、その流量
をエアフローセンサを用いて直接検出しようとす
ると、蒸発燃料がエアフローセンサに付着するな
どして、該センサの検出精度及び耐久性低下し、
装置の耐久性上及び信頼性上問題があるのに対
し、本装置ではソレノイド弁の開弁時間を計測
し、それにより蒸発燃料の量を間接的に検出する
ようにしているので、装置の耐久性及び信頼性は
大変好ましいものとなつている。

なお上記実施例では空燃比調整装置として吸入
空気量を調整する空燃比調整バルブを用いている
が、この空燃比調整装置はベンチユリー部に供給
される燃料の量を増減調整するものであつてもよ
い。

以上のように、本発明に係る空燃比制御装置に
よれば、キヤニスタ上流のエバポレータ通路に開
閉弁を設け、該開閉弁上流側の圧力が所定値以上
になつたとき開閉弁を開くとともに、その開弁時
間に基づいてこれが長い程、つまり吸気系に供給
される蒸発燃料の量に応じて該量が多い程、空燃
比調整装置により空燃比を大きくする方向に調整
するようにしたので、常に空燃比を適正値に保持
して、排気ガス中の未燃焼ガスの量を大きく低減
でき、又装置の耐久性及び信頼性も良好にできる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による空燃比制御装
置の概略構成図、第２図は上記装置の圧力センサ
及び演算回路の構成図である。 １……吸気通路、６……燃料タンク、８……エ
バポレータ通路（蒸発燃料通路）、９……キヤニ
スタ、１３……空燃比調整バルブ（空燃比調整装
置）、１４……ソレノイド弁（開閉弁）、１５……
圧力センサ、１６……演算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が燃料タンクに、他端がエンジンの吸気
   通路にそれぞれ開口して設けられ上記燃料タンク
   内の蒸発燃料を上記吸気通路に案内する蒸発燃料
   通路と、 該蒸発燃料通路に介設され上記蒸発燃料を一時
   蓄積する蓄積部材と、 該蓄積部材上流の蒸発燃料通路に設けられ該通
   路を開閉する開閉弁と、 該開閉弁上流の蒸発燃料通路内圧力を検出する
   圧力センサと、 エンジンに供給される混合気の空燃比を調整す
   る空燃比調整装置と、 上記圧力センサの出力を受け上記開閉弁上流の
   蒸発燃料通路内が所定圧力以上の時上記開閉弁を
   開くとともに該開閉弁が開いている時間に基づい
   て、該時間が長い程上記空燃比調整装置を空燃比
   を大きくする方向に制御する演算回路とを備えた
   ことを特徴とする空燃比制御装置。