JPH0444839Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、燃料タンク等で生じる蒸発燃料を捕
集し、エンジン運転中に当該捕集した蒸発燃料を
エンジンに供給して燃焼させるようにしたエンジ
ンの蒸発燃料処理装置に関するものである。

（従来技術） 従来、上記のようなエンジンの蒸発燃料処理装
置として、例えば実公昭52−9454号公報に示され
るものがある。この従来技術は、エンジンの吸気
通路と燃料タンクとをキヤニスタを介して連通さ
せるとともにさらに該キヤニスタとエンジンの吸
気通路との間に、パージバルブを介装し、このパ
ージバルブを上記エンジンのスロツトル弁の開度
に応じて開弁させるように構成してエンジンに供
給される混合気の空燃比の変化を大きくしないよ
うな状態で上記キヤニスタの捕集燃料を燃焼処理
するようにしたものである。従つて、この従来技
術では、理論的には蒸発燃料がエンジンの燃焼に
有効に寄与することはもとより、蒸発燃料の注入
が当該エンジンに供給される混合気の空燃比を急
激に変化させることなく行われるために、機関の
運転状態に不調をきたすことなく蒸発燃料を処理
することができるメリツトが生じることになる。

しかし、このような従来の構成の場合、上記ス
ロツトル弁の開度に上記パージバルブの開度を対
応させるために、例えば吸気通路に負圧を抽出す
るための負圧抽出孔（パージ孔）を形成し、この
負圧抽出孔を上記パージバルブに導く構成が採用
されているが、この場合、上記キヤニスタに捕集
されている蒸発燃料はパージ初期が最も濃度が高
くパージ状態の進行に伴つて徐々に濃度が低下す
ることになるので、上記のように単に吸気負圧に
よつてパージバルブの開度を可変としてみてもパ
ージバルブの開度自体が必ずしも蒸発燃料のパー
ジ量とは一致せず、パージ初期（パージバルブ開
弁初期）にはパージバルブの開度が小さくても比
較的多くの蒸発燃料（オーバーリツチ）が供給さ
れ、他方パージ末期にはパージバルブの開度の割
には比較的少量の蒸発燃料しか供給されない傾向
がある。従つて、実際にはパージ初期に混合気が
オーバーリツチ状態となることが多く、上記従来
技術の構成をそのまま採用すると、正確な空燃比
のコントロールを困難にすることになる。

（考案の目的） 本考案は、上記の事情に基づいてなされたもの
で、蒸発燃料供給通路に空気を供給する空気供給
手段とパージバルブの開弁開始後の所定時間内だ
けキヤニスタから上記蒸発燃料供給通路を通して
エンジンにパージされる蒸発燃料に対して上記空
気供給手段により供給された所定量の空気を混合
して供給する空気混合供給手段とを設けることに
より、パージ初期におけるエンジン混合気のオー
バーリツチ化を避けるようにしたエンジンの蒸発
燃料処理装置を提供することを目的とするもので
ある。

（目的を達成するための手段） 本考案は、上記の目的を達成するために、燃料
タンク、気化器等からの蒸発燃料を捕集するため
のキヤニスタをパージバルブと蒸発燃料供給通路
を介してエンジンの吸気通路に連通せしめ、該キ
ヤニスタに捕集されている上記蒸発燃料を上記パ
ージバルブ開弁時にエンジンにパージさせて燃焼
させるようにしたエンジンの蒸発燃料処理装置に
おいて、上記蒸発燃料上記通路に空気を供給する
空気供給手段と、上記パージバルブの開弁開始後
所定時間内だけ上記空気供給手段により供給され
た所定量の空気を上記蒸発燃料に混合して供給す
る空気混合供給手段とを設けてなるものである。

（作用） 上記の手段によると、蒸発燃料のパージ初期に
おいてはキヤニスタよりエンジンに供給される蒸
発燃料に対して空気混合供給手段により空気供給
手段から供給された所定量の空気が混合されるよ
うになる。従つて、キヤニスタからのパージ初期
の高濃度の蒸発燃料は先ず蒸発燃料供給通路途中
においてＡ／Ｆ変動を招かない所定の濃度に希釈
された後にエンジンに供給されることになる。そ
のため、従来のような蒸発燃料のパージ開始に伴
う混合気のオーバリツチ化の傾向は確実に回避さ
れ、正確な空燃比のコントロールを可能にするこ
とができる。

（実施例） 先ず第１図は、本考案の第１の実施例に係るエ
ンジンの蒸発燃料処理装置を示している。

第１図において、符号１はエンジン本体であ
り、このエンジン本体１には、インテークマニホ
ールド２を介して吸気通路３が接続され、該吸気
通路３は、また気化器４を介してエアクリーナ５
に接続されている。気化器４は、燃料タンク６よ
り燃料供給系を介して供給される燃料を上記エア
クリーナ５より供給される清浄な空気と混合して
霧化し、該霧化された混合気を吸気通路３を介し
てインテークマニホールド２からエンジン本体１
の各シリンダ内に供給する。一方、吸気通路３に
は、上記エンジンに供給される吸気量を調量する
ためのスロツトル弁７が設けられている。また、
スロツトル弁７の回動軸の一端にはスロツトル開
度センサ８が取付けられており、上記スロツトル
弁７の開度（吸気量）に応じた電気信号（Ａ／Ｄ
変換して使用）θ₁を出力する。このスロツトル開
度センサ８の出力は、例えばマルチプレクサスイ
ツチ（MUXスイツチ）を介してCPU構成のコン
トロールユニツト１０に入力される。このコント
ロールユニツト１０は、一般的なエンジンコント
ロールユニツトとして機能するとともに後に述べ
るようにタイマー機能をも有していて空気供給弁
１３を制御する。

一方、符号１１が上記エンジンの吸気通路３の
スロツトル弁７下流側と燃料タンク６の上方部と
の間に設けられた燃料タンク６内の蒸発燃料を捕
集するためのキヤニスタである。このキヤニスタ
１１は、第２図に示すように例えばそのボデイ１
１ａ内部にチヤコールフイルタ１１ｂを備えてい
て、上記燃料タンク６内の蒸発燃料を蒸発燃料導
入口１１ｃより当該フイルタ部に導入し吸着させ
ることによつて捕集する。また、このキヤニスタ
１１の蒸発燃料供給口１１ｄには、例えばダイヤ
フラム弁構造のパージバルブ１４の作動杆先端に
付設された弁体１４ａが常閉状態で当接せしめら
れている。さらに該蒸発燃料供給口１１はこの弁
体１４ａを介して蒸発燃料供給路１２ａにより上
記吸気通路３に連通可能とされているとともに上
記パージバルブ１４の負圧室１４ｂは、負圧導入
路１２ｂを介して上記吸気通路３に連通せしめら
れている。また、上記蒸発燃料供給路１２ａの中
間部は、電磁開閉式の空気供給弁１３を介して空
気導入路１２ｃによりエアクリーナ５に連通可能
とされている。

次に、上記第１実施例のエンジンの蒸発燃料処
理装置の作用を第３図を参照しながら説明する。

第３図は、エンジンの運転状態をスロツトル弁
７の開度θを基準にして（）〜（）の５段階
に分け、その各段階ごとの上記空気供給弁１３、
パージバルブ１４等の各部の動作関係をシーケン
スで示したものである。

先ず、今スロツトル弁７がアイドリング開度状
態θ₀にあり（スロツトル弁７が負圧導入路１２ｂ
の開口１２b₁より吸気下流側にあつて同開口１２
b₁は正圧状態にある）、吸気負圧がパージバルブ
１４の負圧室１４ｂに供給されない（）の段階
では、空気供給弁１３、パージバルブ１４は共に
閉弁状態にある。

次に、上記（）の段階からスロツトル弁７が
微小開度だけ開放される（開度θ₁）と、スロツト
ル開度センサ８はこの開度θ₁を検出して上記コン
トロールユニツト１０にタイマー作動指令信号θ₁
を供給する。その結果、上記コントロールユニツ
ト１０から空気供給弁１３に制御信号Ｇが供給さ
れて空気供給弁１３は開弁する（第３図ｂ）。こ
れにより、上記蒸発燃料供給路１２ａ中のP2点
（空気導入路１２ｃの開口位置）にエアクリーナ
５からの空気を供給する。一方、この状態におけ
る上記スロツトル弁開度θ₁は、スロツトル弁開作
動検出のための微小開度であつて負圧導入路１２
ｂに吸気負圧を生じる程には大きくないためにパ
ージバルブ１４は開作動せず、上記蒸発燃料供給
路１２ａにはまだ蒸発燃料は供給されない〔（）
の段階〕。

一方、この（）の段階から、さらにスロツト
ル弁７がθ₂まで開放された（）の段階（スロツ
トル弁７が負圧導入路１２ｂの開口１２b₁より吸
気上流側にあつて同開口１２b₁は負圧状態とな
る）になると、今度はパージバルブ１４が開弁し
て蒸発燃料Ｆのパージを開始する（第３図ｃ）。
このときの蒸発燃料Ｆの濃度はパージ開始直後で
あるため高濃度状態にあるが、この時点では既に
上記の如く空気供給弁１３が開弁状態にあつて上
記P₂点にはパージバルブ１４の開弁に先行して
空気が供給されているため、蒸発燃料Ｆは上記
P₂点とパージバルブ１４との間のP₁点（Ｆ＝F₁）
では高濃度状態であつても、上記P₂点より下流
側のP₃点（Ｆ＝F₃）では空気の混入により希釈
された状態となる（第３図ｄ，ｅ）。この空気混
入によるパージ燃料の希釈作用は第３図ｅにおい
て破斜線で示されている。この蒸発燃料の希釈作
用は、パージ初期の所定の時間、すなわち上記コ
ントロールユニツト１０からの制御信号Ｇによつ
て空気供給弁１３が開放されている時間Ｔ（第３
図ｂ参照）の間行なわれる。この時間Ｔは、パー
ジ初期において従来混合気がオーバーリツチにな
り易かつた時間を考慮して充分な時間に設定され
ている。

そして、上記時間Ｔが経過して上記P₁点の蒸
発燃料F₁がリーン状態（第３図ｄのｌ点）にな
ると、上記空気供給弁１３に対する制御信号Ｇの
供給は停止して空気供給弁１３は閉じ（第３図
ｂ）、上記P₃点にはそのまま上記リーン状態の蒸
発燃料Ｆが供給されるようになる〔（）の段
階〕。従つて、この状態では通常の空燃比のコン
トロールを行なうことができる。

さらに、上記（）の段階から、スロツトル開
度θが上記θ₂よりも逆に低下する（）の段階に
なると、上記吸気負圧も上記パージバルブ１４の
作動設定値以下に低下し、該パージバルブ１４が
閉弁（第３図ｃ）してパージ動作を完了する。

従つて、以上の構成によると、パージ初期にお
ける高濃度の蒸発燃料が所定量の空気により適切
に希釈された後にエンジンに供給されることにな
り、従来のようなパージ初期における混合気のオ
ーバーリツチ化が確実に防止される。

次に、第４図は本考案の第２の実施例に係るエ
ンジンの蒸発燃料処理装置を示している。

第４図においても、第１図の場合と同様に符号
１はエンジン本体、２はインテークマニホール
ド、３は吸気通路、４は気化器、５はエアクリー
ナ、６は燃料タンク、７はスロツトル弁、１１は
キヤニスタをそれぞれ示しており、以上の各々の
構成及び機能は上記第１実施例のものと全く同一
である。この第２の実施例では、上述の第１の実
施例のようにコントロールユニツト１０を使用せ
ず、また、第１の実施例における電磁開閉式の空
気供給弁１３にかえてダイヤフラム弁構造の空気
供給弁とボリユームタンクを使用して、パージ初
期における高濃度の蒸発燃料を上記ボリユームタ
ンク中の空気で希釈するようにしたものである。

即ち、第４図において符号２０は、第２の実施
例で使用される空気供給弁であり、その負圧室２
０ａは吸気通路３からの負圧導入路１２ｂに連通
せしめられる一方、その弁室２０ｂ側はキヤニス
タ１１からの蒸発燃料供給路１２ａとエアクリー
ナ５からの空気導入路１２ｃとの間に介装されて
いて弁体２０ｃの開弁時に両者を連通せしめて上
記蒸発燃料供給路１２ａ内に空気を注入せしめ
る。この空気供給弁２０は、通常時に上記空気導
入路１２ｃと上記蒸発燃料供給路１２ａとの連通
状態を維持（開弁状態）し、この連通状態におい
て上記蒸発燃料供給路１２ａ内に供給される空気
は当該蒸発燃料供給路１２ａの途中に設けられた
ボリユームタンク２３内に所定量貯溜される。そ
して、上記負圧導入路１２ｂを経て吸気通路３か
ら負圧室２０ａに負圧が供給されると、上記弁体
２０ｃを閉じて上記連通状態を遮断する。このよ
うにして負圧が供給されると、当該負圧供給時よ
り今度はパージバルブ１４が開弁作動して上記ボ
リユームタンク２３内に蒸発燃料供給路１２ａを
経てキヤニスタ１１からの蒸発燃料が供給され、
このボリユームタンク２３内で空気と混合されて
希釈される。

一方、符号２４は、弁室２４ｂ側が上記蒸発燃
料供給路１２ａの中間に介装されかつ負圧室２４
ａ側が小孔２５ａとリード２５ｂを有する一方向
弁２５を介して上記負圧導入路１２ｂに連通状態
で接続されたダイヤフラム弁であり、負圧導入路
１２ｂに負圧が供給された時、すなわちパージ時
にその弁体２４ｃを開放して上記ボリユームタン
ク２３をエンジン側に連通させる作用をする。

次に、上記パージバルブ１４、空気供給弁２
０、ボリユームタンク２３、ダイヤフラム弁２
４、一方向弁２５等相互間の作用を第５図を参照
しつつ詳細に説明する。

第５図は、上記第３図のようにエンジンの運転
状態をスロツトル弁７の開度θを基準にして
（）〜（）の６段階に分け、その各段階ごと
の上記空気供給弁１３、パージバルブ１４等の各
部の動作関係をシーケンスで示したものである。

先ず、今スロツトル弁７がアイドリング開度状
態θ₀にあり、（スロツトル弁７が負圧導入路１２
ｂの開口１２b₁より吸気下流側にあつて同開口１
２b₁は正圧状態にある）、吸気負圧がパージバル
ブ１４に負圧室１４ｂに供給されない（）の段
階では、パージバルブ１４は閉じており（第５図
ｂ）、また一方向弁２５は連通状態（第５図ｅ）
にはあるが、その内部は正圧状態にあるためにダ
イヤフラム弁２４も開作動せず（第５図ｄ）、従
つて蒸発燃料供給路１２ａ中には蒸発燃料Ｆは存
在しない。一方、この状態では上記空気供給弁２
０の負圧室２０ａは正圧状態にあるためにその弁
室２０ｂは開放（第５図ｃ）されていてエアクリ
ーナ５とボリユームタンク２３とを連通状態に維
持し、ボリユームタンク２３内にはエアクリーナ
５からの空気が既に満たされている（第５図ｇ）。

次に、上記（）の段階からさらにスロツトル
弁７が開度θ₁（スロツトル弁７が負圧導入路１２
ｂの開口１２b₁より吸気上流側となる）まで開か
れて負圧導入路１２ｂに吸気負圧が供給される
（）の段階になると、空気供給弁２０は閉じる
一方、パージバルブ１４が開いて蒸発燃料供給路
１２ａに蒸発燃料Ｆの供給がなされようとする
が、他方この状態では一方向弁２５を介して所定
時間t₁だけ遅延して負圧が上昇するダイヤフラム
弁２４は当該時間t₁が経過するまで開作動せず閉
弁状態を維持する（第５図ｄ）。従つて、結局こ
の時点では蒸発燃料供給路１２ａにはいまだ蒸発
燃料Ｆは供給されない。

一方、上記（）の段階から上記一方向弁２５
固有の遅延時間t₁が経過した（）の段階になる
と、パージバルブ１４の開弁状態に併せてさらに
ダイヤフラム弁２４も開弁することになり、吸気
負圧の吸引作用によつてキヤニスタ１１内の蒸発
燃料Ｆ（パージ開始直後のため高濃度状態にある）
が先ずP₁点（蒸発燃料供給路１２ａ中のボリユ
ームタンク２３より上流側部分）に供給され、次
いでこの高濃度状態の蒸発燃料Ｆ（＝F₁）がボリ
ユームタンク２３内（P₂点）に供給されて予じ
め満たされている空気と混合希釈され、この混合
気がP₃点（蒸発燃料供給路１２ａ中のボリユー
ムタンク２３より下流側部分）に至り、希釈状態
の蒸発燃料（最終パージ燃料）Ｆ（＝F₃）とな
る。上記ボリユームタンク２３による蒸発燃料の
希釈作用は、当該ボリユームタンク２３内の空気
容量で定まる所定時間t₂の間行われるが、この時
間t₂は上記最終的なパージ燃料F₃の濃度が空気を
混入しなくてもエンジンの空燃比をオーバリツチ
化しないようなリーン濃度（第５図ｈのｌ点）に
なる状態までは少なくとも必要である。その状態
（t₂時間経過後の状態）を（）の段階として示
す。この（）の段階は、例えばエンジンの回転
数がアイドル領域を越え、通常の運転領域に移行
した時点から一定時間経過した状態を示す。従つ
て、この状態では、上記ボリユームタンク２３内
はほぼ蒸発燃料Ｆのみとなる（第５図ｇ）。

そして、やがて上記（）の段階から上記スロ
ツトル弁７が負圧導入路１２ｂに吸気負圧を生じ
させない状態（上記θ₁より小さい開度）まで閉じ
られると、上記パージバルブ１４は閉じ、他方空
気供給弁２０が開放される。しかも、このときに
は上記一方向弁２５はその遅延機能により上記ス
ロツトル弁７が閉じた後も所定時間t₃だけ上記ダ
イヤフラム弁２４の負圧室２４ａを所定の負圧状
態に維持することから、当該遅延時間t₃内はダイ
ヤフラム弁２４が開いている（第５図ｄ参照）。
従つて、この状態で上記のように新に空気供給弁
２０が開放されると、上記ボリユームタンク２３
内に再度空気が供給され、当該ボリユームタンク
２３内の残留蒸発燃料Ｆは当該空気と混合されて
著しく希釈され、さらに当該空気圧によつてエン
ジン側にパージされる〔（）の段階〕。

その結果、さらに上記時間t₃が経過してダイヤ
フラム弁２４が閉じる（）の段階では、上記ボ
リユームタンク２３内には、再び空気のみが満た
された当初の状態（第５図ｇ）となり次の蒸発燃
料パージの開始に備える。

従つて、以上の構成によつてもパージ初期にお
ける高濃度のパージ燃料が所定量の空気により適
切に希釈されることになる。

（考案の効果） 本考案のエンジンの蒸発燃料処理装置は、以上
に説明したように、燃料タンク、気化器等からの
蒸発燃料を捕集するためのキヤニスタをパージバ
ルブと蒸発燃料供給通路を介してエンジンの吸気
通路に連通せしめ、該キヤニスタに捕集されてい
る上記蒸発燃料を上記パージバルブ開弁時にエン
ジンにパージさせて燃焼させるようにしたエンジ
ンの蒸発燃料処理装置において、上記蒸発燃料供
給通路に空気を供給する空気供給手段と、上記パ
ージバルブの開弁開始後所定時間内だけ上記空気
供給手段により供給された所定量の空気を上記蒸
発燃料に混合して供給する空気混合供給手段とを
設けたことを特徴とするものである。

従つて、本考案によると、蒸発燃料のパージ初
期においてはキヤニスタよりエンジンに供給され
る蒸発燃料に対して空気混合供給手段により空気
供給手段から供給された所定量の空気が混合され
るようになる。従つてキヤニスタからのパージ初
期の高濃度の蒸発燃料は先ず蒸発燃料供給通路途
中においてＡ／Ｆ変動を招かない所定の濃度に希
釈された後にエンジンに供給されることになる。
そのため、従来のような蒸発燃料のパージ開始に
伴う混合気のオーバリツチ化の傾向は確実に回避
され、正確な空燃比のコントロールを可能にする
ことができるようになり、安定した運転状態を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１の実施例に係るエンジ
ンの蒸発燃料処理装置の概略構成図、第２図は、
第１図の装置のキヤニスタ部の拡大断面図、第３
図は、上記第１図の装置の各部の動作関係を示す
シーケンス、第４図は、本考案の第２の実施例に
係るエンジンの蒸発燃料処理装置の概略構成図、
第５図は、上記第４図の装置の各部の動作関係を
示すシーケンスである。 １……エンジン本体、２……インテークマニホ
ールド、３……吸気通路、５……エアクリーナ、
６……燃料タンク、１０……コントロールユニツ
ト、１１……キヤニスタ、１２ａ……蒸発燃料供
給路、１２ｂ……負圧導入路、１２ｃ……空気導
入路、１３，２０……空気供給弁、１４……パー
ジバルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料タンク、気化器等からの蒸発燃料を捕修す
   るためのキヤニスタをパージバルブと蒸発燃料供
   給通路を介してエンジンの吸気通路に連通せし
   め、該キヤニスタに捕集されている上記蒸発燃料
   を上記パージバルブ開弁時にエンジンにパージさ
   せて燃焼させるようにしたエンジンの蒸発燃料処
   理装置において、上記蒸発燃料供給通路に空気を
   供給する空気供給手段と、上記パージバルブの開
   弁開始後所定時間内だけ上記空気供給手段により
   供給された所定量の空気を上記蒸発燃料に混合し
   て供給する空気混合供給手段とを設けたたことを
   特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。