JPH0571430A - Evaporated fuel processor of internal combustion engine - Google Patents

Evaporated fuel processor of internal combustion engine

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JPH0571430A
JPH0571430A JP3234597A JP23459791A JPH0571430A JP H0571430 A JPH0571430 A JP H0571430A JP 3234597 A JP3234597 A JP 3234597A JP 23459791 A JP23459791 A JP 23459791A JP H0571430 A JPH0571430 A JP H0571430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
intake
engine
fuel
purge port
Prior art date
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Pending
Application number
JP3234597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Zenichirou Masushiro
善一郎 益城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0571430A publication Critical patent/JPH0571430A/en
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  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気通路内に負圧が発生しなくても蒸発燃料
を吸気通路内に供給させる。 【構成】 機関低負荷運転時には空気過剰のもとで燃焼
室内の一部を占める混合気を燃焼せしめ、機関負荷が高
くなると燃焼室内で均一混合気を形成する。チャコール
キャニスタ12の空気取入口21とパージポート19と
をほぼ同一の静圧が発生する吸気ダクト4内に開口せし
め、空気取入口21の開口の向きを吸入空気流の上流方
向に設定する。空気取入口21に作用する吸入空気流の
動圧とパージポート19に作用する静圧との差圧によっ
て蒸発燃料を含んだ空気をパージポート19から吸気ダ
クト4内にパージする。
(57) [Summary] [Purpose] Evaporative fuel is supplied to the intake passage even if negative pressure is not generated in the intake passage. [Composition] During low engine load operation, the air-fuel mixture that occupies a part of the combustion chamber is burned under excess air, and when the engine load increases, a uniform air-fuel mixture is formed. The air intake 21 and the purge port 19 of the charcoal canister 12 are opened in the intake duct 4 where substantially the same static pressure is generated, and the direction of the opening of the air intake 21 is set to the upstream direction of the intake air flow. Air containing evaporated fuel is purged from the purge port 19 into the intake duct 4 by the differential pressure between the dynamic pressure of the intake air flow acting on the air intake port 21 and the static pressure acting on the purge port 19.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の蒸発燃料処理
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel vapor treatment system for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】機関低負荷運転時には燃焼室内の限定さ
れた領域内に混合気を形成すると共にその他の領域を空
気のみとして混合気を点火栓により着火し、機関中負荷
運転時および機関高負荷運転時には燃焼室内全体を混合
気で満たすようにした筒内噴射式内燃機関が公知である
(特開平2−169834号公報参照)。この内燃機関では極
く低負荷運転時を除く大部分の運転状態においてスロッ
トル弁が全開せしめられるためにポンピング作用による
機関の駆動損失を大巾に低減することができる。
2. Description of the Related Art During low engine load operation, an air-fuel mixture is formed in a limited region of a combustion chamber, and the other region is filled with air, and the air-fuel mixture is ignited by a spark plug. A cylinder injection internal combustion engine is known in which the entire combustion chamber is filled with air-fuel mixture during operation (see Japanese Patent Laid-Open No. 2-169834). In this internal combustion engine, the throttle valve is fully opened in most operating states except during extremely low load operation, so that the drive loss of the engine due to the pumping action can be greatly reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで通常内燃機関
では例えば燃料タンク内で発生した蒸発燃料を一旦チャ
コールキャニスタ内の活性炭に吸着させ、空気取入口か
ら取込んだ空気をチャコールキャニスタ内に供給するこ
とにより活性炭に吸着された蒸発燃料を脱離させて蒸発
燃料を含んだ空気をパージポートから機関吸気通路内に
パージするようにしている。この場合、通常空気取入口
は大気に開放されており、パージポートに作用する吸気
通路内の負圧と大気圧との圧力差によって蒸発燃料を含
んだ空気がパージポートから吸気通路内にパージされ
る。しかしながら上述の内燃機関のように大部分の運転
状態においてスロットル弁が全開せしめられると大部分
の運転状態において吸気通路内には負圧が発生せず、従
って上述のように吸気通路内に発生する負圧を利用して
パージ作用を行うようにしている限り、大部分の運転状
態において蒸発燃料を含んだ空気を吸気通路内にパージ
することができないという問題がある。
In an ordinary internal combustion engine, for example, vaporized fuel generated in a fuel tank is once adsorbed by activated carbon in a charcoal canister, and air taken in from an air intake is supplied into the charcoal canister. Thus, the evaporated fuel adsorbed on the activated carbon is desorbed and the air containing the evaporated fuel is purged from the purge port into the engine intake passage. In this case, the air intake is normally open to the atmosphere, and the air containing evaporated fuel is purged from the purge port into the intake passage due to the pressure difference between the negative pressure in the intake passage acting on the purge port and the atmospheric pressure. It However, when the throttle valve is fully opened in most operating states as in the above-mentioned internal combustion engine, negative pressure does not occur in the intake passage in most operating states, and therefore, it occurs in the intake passage as described above. As long as the negative pressure is used to perform the purging action, there is a problem that the air containing the evaporated fuel cannot be purged into the intake passage in most operating conditions.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、空気取入口から取込んだ空気をチ
ャコールキャニスタ内に供給し、次いで蒸発燃料を含ん
だ空気をパージポートから機関吸気通路内にパージする
ようにした内燃機関において、空気取入口とパージポー
トとをほぼ同一の静圧が発生する機関吸気通路内に開口
せしめ、空気取入口の開口の向きを吸入空気流の上流方
向に設定して空気取入口に作用する吸入空気流の動圧と
パージポートに作用する静圧との差圧によって蒸発燃料
を含んだ空気をパージポートから機関吸気通路内にパー
ジするようにしている。
In order to solve the above problems, according to the present invention, the air taken in from the air intake is supplied into the charcoal canister, and then the air containing the evaporated fuel is supplied from the purge port. In an internal combustion engine in which the engine intake passage is purged, the air intake port and the purge port are opened in the engine intake passage where almost the same static pressure is generated, and the direction of the opening of the air intake port It is set in the upstream direction so that the air containing evaporated fuel is purged from the purge port into the engine intake passage by the differential pressure between the dynamic pressure of the intake air flow acting on the air intake and the static pressure acting on the purge port. ing.

【0005】更に、本発明によれば内燃機関が、機関負
荷が予め定められた設定負荷よりも小さいときは燃焼室
内の限定された領域内に混合気を形成してこの混合気を
点火栓により着火し、機関負荷が設定負荷よりも大きい
ときには燃焼室内全体を混合気によって満たすようにし
た筒内噴射式内燃機関からなり、機関負荷が設定負荷よ
りも大きいときには機関負荷が設定負荷よりも小さいと
きに比べて蒸発燃料を含んだ多量の空気がパージポート
から機関吸気通路内にパージされる。
Further, according to the present invention, when the engine load is smaller than a predetermined set load, the internal combustion engine forms an air-fuel mixture in a limited region in the combustion chamber and uses the air-fuel mixture by the spark plug. When the engine is ignited and the engine load is larger than the set load, it consists of a cylinder injection internal combustion engine that fills the entire combustion chamber with air-fuel mixture.When the engine load is larger than the set load, when the engine load is smaller than the set load A large amount of air containing evaporated fuel is purged from the purge port into the engine intake passage as compared with the above.

【0006】[0006]

【作用】請求項1に記載の発明では空気取入口に作用す
る吸入空気流の動圧とパージポートに作用する動圧との
圧力差によって蒸発燃料を含んだ空気がパージされるの
で吸気通路内に負圧が発生していなくてもパージ作用が
行われる。一方、請求項2に記載の発明では、機関負荷
が低いときには燃焼室内の限定された領域内に混合気が
形成される。このときには吸入空気量が少なくなるため
に空気取入口に作用する動圧が低くなり、その結果吸気
通路内への蒸発燃料を含んだ空気のパージ量が減少す
る。
According to the first aspect of the invention, since the air containing the evaporated fuel is purged by the pressure difference between the dynamic pressure of the intake air flow acting on the air intake and the dynamic pressure acting on the purge port, the air in the intake passage is purged. Even if the negative pressure is not generated, the purging action is performed. On the other hand, in the invention described in claim 2, when the engine load is low, the air-fuel mixture is formed in a limited region in the combustion chamber. At this time, since the amount of intake air becomes small, the dynamic pressure acting on the air intake becomes low, and as a result, the amount of purge of air containing evaporated fuel into the intake passage decreases.

【0007】[0007]

【実施例】図1を参照すると機関本体1は4つの気筒1
aを具えている。各気筒1aは夫々対応する吸気枝管2
を介して共通のサージタンク3に接続され、サージタン
ク3は吸気ダクト4を介してエアクリーナ5に接続され
る。吸気ダクト4内にはステップモータ6によって駆動
されるスロットル弁7が配置される。このスロットル弁
7は機関負荷が極く低いときのみ或る程度閉弁してお
り、機関負荷が少し高くなると全開状態に保持される。
一方、各気筒1aは共通の排気マニホルド8に連結さ
れ、この排気マニホルド8は三元触媒コンバータ9に連
結される。また、各気筒1aには夫々燃料噴射弁10が
取付けられ、これら燃料噴射弁10は電子制御ユニット
30の出力信号に基いて制御される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, an engine body 1 has four cylinders 1.
It has a. Each cylinder 1a has a corresponding intake branch pipe 2
Is connected to a common surge tank 3, and the surge tank 3 is connected to an air cleaner 5 via an intake duct 4. A throttle valve 7 driven by a step motor 6 is arranged in the intake duct 4. The throttle valve 7 is closed to some extent only when the engine load is extremely low, and is kept fully open when the engine load is slightly higher.
On the other hand, each cylinder 1a is connected to a common exhaust manifold 8, and this exhaust manifold 8 is connected to a three-way catalytic converter 9. A fuel injection valve 10 is attached to each cylinder 1a, and these fuel injection valves 10 are controlled based on the output signal of the electronic control unit 30.

【0008】図1に示されるように吸気ダクト4には吸
気ダクト4内に蒸発燃料を供給するための蒸発燃料処理
装置11が取付けられる。この蒸発燃料処理装置11は
活性炭層12を有するチャコールキャニスタ13を具備
し、活性炭層12両側のキャニスタ13内には夫々蒸発
燃料室14と空気室15とが形成される。蒸発燃料室1
4は一方では並列配置されかつ夫々逆方向に流通可能な
一対の逆止弁16,17を介して燃料タンク18に接続
され、他方ではスロットル弁7上流の吸気ダクト4内に
開口するパージポート19にパージ導管20を介して連
結される。一方、空気室15はスロットル弁7上流の吸
気ダクト4内に開口する空気取入口に空気導管22を介
して連結される。図1に示されるようにパージポート1
9は吸気ダクト4の側壁面上に形成されており、空気取
入口21の開口は吸気ダクト4の中央部において吸入空
気流の上流に向かうように配置されている。
As shown in FIG. 1, the intake duct 4 is provided with an evaporated fuel processing device 11 for supplying evaporated fuel into the intake duct 4. The vaporized fuel processing device 11 includes a charcoal canister 13 having an activated carbon layer 12, and vaporized fuel chambers 14 and air chambers 15 are formed in the canisters 13 on both sides of the activated carbon layer 12, respectively. Evaporative fuel chamber 1
4 is connected in parallel to the fuel tank 18 via a pair of check valves 16 and 17 which are arranged in parallel and can flow in opposite directions on the one hand, and on the other hand, a purge port 19 which opens into the intake duct 4 upstream of the throttle valve 7 To a purge conduit 20. On the other hand, the air chamber 15 is connected via an air conduit 22 to an air intake opening in the intake duct 4 upstream of the throttle valve 7. Purge port 1 as shown in FIG.
9 is formed on the side wall surface of the intake duct 4, and the opening of the air intake 21 is arranged in the central portion of the intake duct 4 so as to face upstream of the intake air flow.

【0009】燃料タンク18内の圧力が逆止弁16の開
弁圧よりも高くなると燃料タンク18内で発生した蒸発
燃料が逆止弁16を介して蒸発燃料室14内に流入し、
次いでこの蒸発燃料は活性炭層12内の活性炭に吸着さ
れる。一方、パージポート19と空気取入口21は共に
スロットル弁7上流の吸気ダクト4内に開口しているの
でこれらパージポート19および空気取入口21にはほ
ぼ同じ静圧が作用する。ところが空気取入口21の開口
は吸入空気流の上流に指向されているので空気取入口2
1には吸入空気流の動圧が作用する。これに対してパー
ジポート19には動圧が作用せず、静圧のみが作用す
る。従って空気取入口21に作用する動圧とパージポー
ト19に作用する静圧との圧力差によって空気が空気取
入口21から空気導管22、活性炭層12およびパージ
導管20を介しパージポート19に向けて流れる。この
空気は活性炭層12内を通過する際に活性炭層12内の
活性炭に吸着された蒸発燃料を脱離せしめ、それによっ
て蒸発燃料を含んだ空気がパージポート19からパージ
されることになる。即ち、吸気ダクト4内に負圧が発生
していなくても蒸発燃料を含んだ空気がパージポート1
9から吸気ダクト4内にパージされることになる。なお
燃料タンク18内の圧力が逆止弁17の開弁圧よりも低
下したときには逆止弁17が開弁する。従ってこの逆止
弁17により燃料タンク18内の圧力低下によって燃料
タンク19が変形するのが阻止される。
When the pressure in the fuel tank 18 becomes higher than the valve opening pressure of the check valve 16, the evaporated fuel generated in the fuel tank 18 flows into the evaporated fuel chamber 14 via the check valve 16,
Next, this evaporated fuel is adsorbed by the activated carbon in the activated carbon layer 12. On the other hand, since both the purge port 19 and the air intake 21 are open in the intake duct 4 upstream of the throttle valve 7, almost the same static pressure acts on the purge port 19 and the air intake 21. However, since the opening of the air intake 21 is directed upstream of the intake air flow, the air intake 2
The dynamic pressure of the intake air flow acts on 1. On the other hand, no dynamic pressure acts on the purge port 19, and only static pressure acts on it. Therefore, due to the pressure difference between the dynamic pressure acting on the air intake port 21 and the static pressure acting on the purge port 19, air is directed from the air intake port 21 toward the purge port 19 through the air conduit 22, the activated carbon layer 12 and the purge conduit 20. Flowing. When this air passes through the activated carbon layer 12, it desorbs the evaporated fuel adsorbed by the activated carbon in the activated carbon layer 12, whereby the air containing the evaporated fuel is purged from the purge port 19. That is, even if the negative pressure is not generated in the intake duct 4, the air containing the vaporized fuel is not contained in the purge port 1.
9 will be purged into the intake duct 4. When the pressure in the fuel tank 18 becomes lower than the valve opening pressure of the check valve 17, the check valve 17 opens. Therefore, the check valve 17 prevents the fuel tank 19 from being deformed due to the pressure drop in the fuel tank 18.

【0010】電子制御ユニット30はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス31を介して相互に接続
されたRAM(ランダムアクセスメモリ)32、ROM
(リードオンリメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。アクセルペダル23はアクセルペダル23の踏
込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ24に
接続され、負荷センサ24の出力電圧はAD変換器37
を介して入力ポート35に入力される。また、入力ポー
ト35には機関回転数を表わす出力パルスを発生する回
転数センサ25が接続される。一方、出力ポート36は
対応する駆動回路38を介してステップモータ6および
各燃料噴射弁10に接続される。
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer and has a RAM (random access memory) 32 and a ROM connected to each other via a bidirectional bus 31.
A (read only memory) 33, a CPU (microprocessor) 34, an input port 35 and an output port 36 are provided. The accelerator pedal 23 is connected to a load sensor 24 that generates an output voltage proportional to the depression amount of the accelerator pedal 23, and the output voltage of the load sensor 24 is an AD converter 37.
Is input to the input port 35 via. Further, the input port 35 is connected to a rotation speed sensor 25 that generates an output pulse representing the engine rotation speed. On the other hand, the output port 36 is connected to the step motor 6 and each fuel injection valve 10 via the corresponding drive circuit 38.

【0011】図2および図3は各気筒1aの燃焼室構造
を示している。図2および図3を参照すると、50はシ
リンダブロック、51はシリンダブロック50内で往復
動するピストン、52はシリンダブロック50上に固締
されたシリンダヘッド、53はピストン51とシリンダ
ヘッド52間に形成された燃焼室を夫々示す。図面には
示されていないがシリンダヘッド52の内壁面上には吸
気弁と排気弁が配置されており、吸気ポートは燃焼室5
3内に流入した空気がシリンダ軸線回りの旋回流を発生
するように構成されている。図2に示されるようにシリ
ンダヘッド52の内壁面の中央部に点火栓54が配置さ
れ、シリンダヘッド52の内壁面の周辺部に燃料噴射弁
10が配置される。図2および図3に示されるようにピ
ストン51の頂面上には燃料噴射弁10の下方から点火
栓54の下方まで延びるほぼ円形の輪郭形状を有する浅
皿部55が形成され、浅皿部55の中央部にはほぼ半球
形状をなす深皿部56が形成される。また、点火栓54
下方の浅皿部55と深皿部56との接続部にはほぼ球形
状をなす凹部57が形成される。
2 and 3 show the structure of the combustion chamber of each cylinder 1a. 2 and 3, 50 is a cylinder block, 51 is a piston that reciprocates in the cylinder block 50, 52 is a cylinder head fixed on the cylinder block 50, and 53 is between the piston 51 and the cylinder head 52. The combustion chambers formed are shown respectively. Although not shown in the drawing, an intake valve and an exhaust valve are arranged on the inner wall surface of the cylinder head 52, and the intake port is the combustion chamber 5
The air that has flowed into the inside of the cylinder 3 is configured to generate a swirling flow around the cylinder axis. As shown in FIG. 2, the spark plug 54 is arranged in the center of the inner wall surface of the cylinder head 52, and the fuel injection valve 10 is arranged in the peripheral portion of the inner wall surface of the cylinder head 52. As shown in FIGS. 2 and 3, on the top surface of the piston 51, a shallow dish portion 55 having a substantially circular contour shape extending from below the fuel injection valve 10 to below the spark plug 54 is formed. A basin portion 56 having a substantially hemispherical shape is formed at the center of 55. Also, the spark plug 54
A concave portion 57 having a substantially spherical shape is formed at a connecting portion between the lower shallow dish portion 55 and the deep dish portion 56.

【0012】図4は機関低負荷運転時における燃焼方法
を示しており、図5は機関中負荷運転時における燃焼方
法を示しており、図6は燃料噴射量Qと機関負荷、例え
ばアクセルペダル23の踏込み量Lとの関係を示してい
る。図6においてアクセルペダル23の踏込み量LがL
1 より小さい機関低負荷運転時には図4(A)および
(B)に示されるように圧縮行程末期に深皿部56の周
壁面に向けて燃料噴射F、図4に示す実施例ではガソリ
ン噴射が行われる。このときの燃料噴射量Qは図6に示
されるようにアクセルペダル23の踏込み量Lが大きく
なるにつれて増大する。深皿部56の周壁面に向けて噴
射された燃料は旋回流Sによって気化せしめられつつ拡
散され、それによって図4(C)に示されるように凹部
57および深皿部56内に混合気Gが形成される。この
とき凹部57および深皿部56以外の燃焼室53内は空
気で満たされている。次いで混合気Gが点火栓54によ
って着火せしめられる。
FIG. 4 shows a combustion method during engine low load operation, FIG. 5 shows a combustion method during engine medium load operation, and FIG. 6 shows a fuel injection amount Q and engine load, for example, the accelerator pedal 23. It shows the relationship with the depression amount L of. 6, the depression amount L of the accelerator pedal 23 is L
During engine low load operation smaller than 1 , as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), fuel injection F toward the peripheral wall surface of the basin portion 56 at the end of the compression stroke, gasoline injection in the embodiment shown in FIG. Done. The fuel injection amount Q at this time increases as the depression amount L of the accelerator pedal 23 increases as shown in FIG. The fuel injected toward the peripheral wall surface of the basin portion 56 is diffused while being vaporized by the swirling flow S, and as a result, as shown in FIG. Is formed. At this time, the inside of the combustion chamber 53 other than the recess 57 and the basin 56 is filled with air. Next, the air-fuel mixture G is ignited by the spark plug 54.

【0013】一方、図6においてアクセルペダル23の
踏込み量LがL1 とL2 の間である機関中負荷運転時に
は吸気行程初期と圧縮行程末期の2回に分けて燃料噴射
が行われる。即ち、まず初めに図5(A)および(B)
に示されるように吸気行程初期に浅皿部55に向けて燃
料噴射Fが行われ、この噴射燃料によって燃焼室53内
全体に希薄混合気が形成される。次いで図5(C)に示
されるように圧縮行程末期に深皿部56の周壁面に向け
て燃料噴射Fが行われ、図5(D)に示されるようにこ
の噴射燃料によって凹部57および深皿部56内には火
種となる着火可能な混合気Gが形成される。この混合気
Gは点火栓54によって着火せしめられ、この着火火炎
によって燃焼室53内全体の稀薄混合気が燃焼せしめら
れる。この場合、圧縮行程末期に噴射される燃料は火種
を作れば十分であるので図6に示されるように機関中負
荷運転時にはアクセルペダル23の踏込み量Lにかかわ
らずに圧縮行程末期の燃料噴射量は一定に維持される。
これに対して吸気行程初期の燃料噴射量はアクセルペダ
ル23の踏込み量Lが大きくなるにつれて増大する。
On the other hand, in FIG. 6, during the engine medium load operation in which the depression amount L of the accelerator pedal 23 is between L 1 and L 2 , the fuel injection is carried out separately at the initial stage of the intake stroke and the final stage of the compression stroke. That is, first, FIG. 5 (A) and (B)
As shown in, the fuel injection F is performed toward the shallow dish portion 55 in the early stage of the intake stroke, and the injected fuel forms a lean air-fuel mixture in the entire combustion chamber 53. Next, as shown in FIG. 5 (C), fuel injection F is performed toward the peripheral wall surface of the basin portion 56 at the end of the compression stroke, and as shown in FIG. An ignitable air-fuel mixture G is formed in the dish 56. The air-fuel mixture G is ignited by the spark plug 54, and the lean air-fuel mixture in the entire combustion chamber 53 is ignited by the ignition flame. In this case, it suffices if the fuel injected at the end of the compression stroke produces a spark, so as shown in FIG. 6, the fuel injection amount at the end of the compression stroke is irrespective of the depression amount L of the accelerator pedal 23 during engine medium load operation. Is kept constant.
On the other hand, the fuel injection amount at the beginning of the intake stroke increases as the depression amount L of the accelerator pedal 23 increases.

【0014】図6においてアクセルペダル23の踏込み
量LがL2 よりも大きい機関高負荷運転時には図5
(A)および(B)に示されるように吸気行程初期に一
回だけ浅皿部55に向けて燃料が噴射され、それによっ
て燃焼室53内に均一混合気が形成される。このとき吸
気行程初期の燃料噴射量は図6に示されるようにアクセ
ルペダル23の踏込み量Lが大きくなるにつれて増大す
る。
In FIG. 6, when the amount of depression L of the accelerator pedal 23 is larger than L 2 and the engine is under a high load operation, FIG.
As shown in (A) and (B), the fuel is injected toward the shallow dish portion 55 only once in the early stage of the intake stroke, whereby a uniform air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 53. At this time, the fuel injection amount at the beginning of the intake stroke increases as the depression amount L of the accelerator pedal 23 increases as shown in FIG.

【0015】ところで機関中負荷運転時又は機関高負荷
運転時に蒸発燃料を吸気ダクト4内に供給するとこの蒸
発燃料は吸気行程初期に噴射された燃料と共に燃焼室5
3内全体を占める混合気を形成するので蒸発燃料は噴射
燃料と共に燃焼室53内において燃焼せしめられる。こ
れに対して図4に示されるように多量の空気の存在下で
混合気Gを燃焼せしめるようにしている機関低負荷運転
時に蒸発燃料を吸気ダクト4内に供給するとほとんど全
ての蒸発燃料は燃焼室53内の空気中に拡散する。とこ
ろがこの蒸発燃料が拡散した空気は極度に稀薄なために
着火火炎が伝播せず、斯くして空気中に拡散した蒸発燃
料は燃焼せしめられることなく排気マニホルド8内に排
出される。このように蒸発燃料が排気マニホルド8内に
排出されてもこの蒸発燃料は触媒コンバータ9内で燃焼
せしめられるので蒸発燃料がそのまま大気に放出される
ことはないが蒸発燃料が排気マニホルド8内に排出され
るとこの蒸発燃料は燃焼に寄与しないことになり、従っ
てこの蒸発燃料は無駄に使用されることになる。ところ
が図1に示す蒸発燃料処理装置11を用いると無駄に使
用される蒸発燃料量を極度に少なくすることができる。
By the way, when the evaporated fuel is supplied into the intake duct 4 during the engine medium load operation or the engine high load operation, the evaporated fuel is injected into the combustion chamber 5 together with the fuel injected in the early stage of the intake stroke.
3 forms an air-fuel mixture that occupies the entire inside of the fuel cell 3, so that the evaporated fuel is burned in the combustion chamber 53 together with the injected fuel. On the other hand, as shown in FIG. 4, when the evaporated fuel is supplied into the intake duct 4 during engine low load operation in which the air-fuel mixture G is burned in the presence of a large amount of air, almost all the evaporated fuel burns. It diffuses into the air in the chamber 53. However, since the air in which the evaporated fuel is diffused is extremely lean, the ignition flame does not propagate, and thus the evaporated fuel diffused in the air is discharged into the exhaust manifold 8 without being burned. Even if the evaporated fuel is discharged into the exhaust manifold 8 as described above, the evaporated fuel is burned in the catalytic converter 9 so that the evaporated fuel is not released to the atmosphere as it is, but the evaporated fuel is discharged into the exhaust manifold 8. If this happens, this evaporated fuel will not contribute to combustion, and therefore this evaporated fuel will be wasted. However, when the evaporated fuel processing device 11 shown in FIG. 1 is used, the amount of evaporated fuel that is wasted can be extremely reduced.

【0016】即ち、図1において空気取入口21に作用
する動圧は吸気ダクト4内を流れる吸入空気の流速に比
例し、一方アクセルペダル23の踏込み量Lが増大する
につれて燃料噴射量Qが増大すると共に吸入空気量が増
大するために吸気ダクト4内を流れる吸入空気の流速は
アクセルペダル23の踏込み量Lに比例することにな
る。従って空気取入口21に作用する動圧はアクセルペ
ダル23の踏込み量に比例することになり、斯くして図
7に示されるようにパージポート19からパージされる
蒸発燃料を含んだ空気のパージ量QEはアクセルペダル
23の踏込み量Lが増大するにつれて増大する。従って
圧縮行程噴射が行われる低負荷運転時(L<L1 )にお
けるパージ量QEはかなり少なくなり、斯くして燃焼に
寄与することなく無駄に捨てられる蒸発燃料量を極めて
少くすることができる。
That is, in FIG. 1, the dynamic pressure acting on the air intake 21 is proportional to the flow velocity of the intake air flowing in the intake duct 4, while the fuel injection amount Q increases as the depression amount L of the accelerator pedal 23 increases. As the intake air amount increases, the flow velocity of the intake air flowing through the intake duct 4 is proportional to the depression amount L of the accelerator pedal 23. Therefore, the dynamic pressure acting on the air intake port 21 is proportional to the depression amount of the accelerator pedal 23, and thus the purge amount of the air containing the evaporated fuel purged from the purge port 19 as shown in FIG. QE increases as the depression amount L of the accelerator pedal 23 increases. Therefore, the purge amount QE during the low load operation (L <L 1 ) in which the compression stroke injection is performed is considerably small, and thus the amount of evaporated fuel that is wasted without contributing to combustion can be extremely reduced.

【0017】次に図8を参照して燃料噴射を制御するた
めのルーチンについて説明する。なお、このルーチンは
繰返し実行される。図8を参照するとまず初めにステッ
プ60において燃料噴射量Qが計算される。この燃料噴
射量Qは図9に示すように機関回転数Nおよびアクセル
ペダル23の踏込み量Lの関数として予めROM 33
内に記憶されている。次いでステップ61ではアクセル
ペダル23の踏込み量LがL1 よりも小さいか否か、即
ち低負荷運転時であるか否かが判別される。L<L1
ときにはステップ63に進んで圧縮行程末期に噴射され
る。一方、L≧L1 のときにはステップ62に進んでL
<L2 であるか否か、即ち中負荷運転時であるか否かが
判別される。L<L2 のときにはステップ64に進んで
吸気行程初期と圧縮行程末期に噴射される。一方、L≧
2 のとき、即ち高負荷運転時にはステップ65に進ん
で吸気行程初期に噴射される。
Next, a routine for controlling fuel injection will be described with reference to FIG. Note that this routine is repeatedly executed. Referring to FIG. 8, first, at step 60, the fuel injection amount Q is calculated. As shown in FIG. 9, the fuel injection amount Q is stored in advance in the ROM 33 as a function of the engine speed N and the depression amount L of the accelerator pedal 23.
It is stored in. Next, at step 61, it is judged if the depression amount L of the accelerator pedal 23 is smaller than L 1 , that is, if it is during low load operation. When L <L 1, the routine proceeds to step 63, where the injection is performed at the end of the compression stroke. On the other hand, when L ≧ L 1 , the routine proceeds to step 62, where L
It is determined whether or not <L 2, that is, during medium load operation. When L <L 2 , the routine proceeds to step 64, where injection is performed at the beginning of the intake stroke and the end of the compression stroke. On the other hand, L ≧
At the time of L 2 , that is, at the time of high load operation, the routine proceeds to step 65, where injection is performed at the beginning of the intake stroke.

【0018】図10から図12に別の実施例を示す。な
お、図10において図1と同様の構成要素は同一の符号
で示す。図10を参照するとこの実施例ではパージポー
ト19がスロットル弁7下流の吸気ダクト4の内壁面上
に開口せしめられ、パージ導管20内に電磁弁26が配
置される。この電磁弁26は電子制御ユニット30の出
力信号に基いて開閉制御される。この実施例においても
電磁弁26が開弁しているときには空気取入口21に作
用する動圧とパージポート19に作用する静圧との圧力
差によって蒸発燃料を含んだ空気がパージポート19か
ら吸気ダクト4内に供給される。
Another embodiment is shown in FIGS. In FIG. 10, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Referring to FIG. 10, in this embodiment, the purge port 19 is opened on the inner wall surface of the intake duct 4 downstream of the throttle valve 7, and the solenoid valve 26 is arranged in the purge conduit 20. The solenoid valve 26 is controlled to open and close based on the output signal of the electronic control unit 30. Also in this embodiment, when the solenoid valve 26 is open, the air containing the evaporated fuel is sucked from the purge port 19 due to the pressure difference between the dynamic pressure acting on the air intake port 21 and the static pressure acting on the purge port 19. It is supplied into the duct 4.

【0019】図11は電磁弁26の開閉動作およびパー
ジ量QEとアクセルペダル23の踏込み量Lとの関係を
示している。図11に示されるようにこの実施例では機
関負荷LがL1 よりも低いとき、即ち機関低負荷運転時
には電磁弁26が閉弁せしめられ、機関負荷LがL1
りも高くなると電磁弁26が開弁せしめられる。従って
この実施例では機関低負荷運転時にはパージ作用が完全
に停止せしめられるので蒸発燃料が燃焼に寄与すること
なく無駄に捨てられるのを完全に阻止することができ
る。
FIG. 11 shows the relationship between the opening / closing operation of the solenoid valve 26 and the purge amount QE and the depression amount L of the accelerator pedal 23. As shown in FIG. 11, in this embodiment, when the engine load L is lower than L 1 , that is, when the engine is operating at a low load, the solenoid valve 26 is closed, and when the engine load L becomes higher than L 1 , the solenoid valve 26 is closed. Is opened. Therefore, in this embodiment, the purge action is completely stopped during engine low load operation, so that the evaporated fuel can be completely prevented from being wasted without contributing to combustion.

【0020】図12は燃料噴射および電磁弁26を制御
するためのルーチンを示しており、このルーチンは繰返
し実行される。図12を参照するとまず初めにステップ
70において燃料噴射量Qが計算される。この燃料噴射
量Qは図9に示すように機関回転数Nおよびアクセルペ
ダル23の踏込み量Lの関数として予めROM 33内
に記憶されている。次いでステップ71ではアクセルペ
ダル23の踏込み量LがL1 よりも小さいか否か、即ち
低負荷運転時であるか否かが判別される。L<L1 のと
きにはステップ73に進んで圧縮行程末期に噴射され、
次いでステップ76に進む。ステップ76では電磁弁2
6が閉弁せしめられる。一方、L≧L1 のときにはステ
ップ72に進んでL<L2 であるか否か、即ち中負荷運
転時であるか否かが判別される。L<L2 のときにはス
テップ74に進んで吸気行程初期と圧縮行程末期に噴射
され、次いでステップ77に進む。一方、L≧L2 のと
き、即ち高負荷運転時にはステップ75に進んで吸気行
程初期に噴射され、次いでステップ77に進む。ステッ
プ77では電磁弁26が開弁せしめられる。
FIG. 12 shows a routine for controlling the fuel injection and the solenoid valve 26, and this routine is repeatedly executed. Referring to FIG. 12, first, at step 70, the fuel injection amount Q is calculated. The fuel injection amount Q is stored in advance in the ROM 33 as a function of the engine speed N and the depression amount L of the accelerator pedal 23 as shown in FIG. Next, at step 71, it is judged if the depression amount L of the accelerator pedal 23 is smaller than L 1 , that is, if it is during low load operation. When L <L 1, the routine proceeds to step 73, where the injection is performed at the end of the compression stroke,
Then, it proceeds to step 76. In step 76, the solenoid valve 2
6 is closed. On the other hand, when L ≧ L 1, the routine proceeds to step 72, where it is judged if L <L 2 or not, that is, if it is during medium load operation. When L <L 2, the routine proceeds to step 74, where injection is performed at the beginning of the intake stroke and the end of the compression stroke, and then the routine proceeds to step 77. On the other hand, when L ≧ L 2 , that is, during high load operation, the routine proceeds to step 75, where the injection is performed at the beginning of the intake stroke, and then the routine proceeds to step 77. In step 77, the solenoid valve 26 is opened.

【0021】図1に示す実施例においてもパージポート
19をスロットル弁7下流の吸気ダクト4内に開口せし
めることができる。しかしながらこの場合には極く低負
荷運転時においてスロットル弁7が開弁したときに蒸発
燃料を含んだ多量の空気がパージポート19から吸気ダ
クト4内に供給されることになるのでパージポート19
は図1に示すようにスロットル弁7上流の吸気ダクト4
内に開口させることが好ましい。これに対して図10に
示す実施例ではパージポート19をスロットル弁7上流
の吸気ダクト4内に開口させてもよく、この場合何ら問
題を生じない。
Also in the embodiment shown in FIG. 1, the purge port 19 can be opened in the intake duct 4 downstream of the throttle valve 7. However, in this case, a large amount of air containing evaporated fuel will be supplied from the purge port 19 into the intake duct 4 when the throttle valve 7 opens during extremely low load operation, so the purge port 19
Is the intake duct 4 upstream of the throttle valve 7 as shown in FIG.
It is preferable to open the inside. On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 10, the purge port 19 may be opened in the intake duct 4 upstream of the throttle valve 7, and in this case no problem occurs.

【0022】[0022]

【発明の効果】吸気通路内に負圧が発生しなくても蒸発
燃料を吸気通路内に供給することができる。
The evaporated fuel can be supplied into the intake passage even if a negative pressure is not generated in the intake passage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図2】燃焼室の側面断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of a combustion chamber.

【図3】ピストン頂面の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the top surface of the piston.

【図4】低負荷運転時における燃焼方法を説明するため
の図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a combustion method during low load operation.

【図5】中負荷運転時における燃焼方法を説明するため
の図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a combustion method during medium load operation.

【図6】燃料噴射量を示す線図である。FIG. 6 is a diagram showing a fuel injection amount.

【図7】パージ量を示す線図である。FIG. 7 is a diagram showing a purge amount.

【図8】メインルーチンを実行するためのフローチャー
トである。
FIG. 8 is a flowchart for executing a main routine.

【図9】燃料噴射量を示す線図である。FIG. 9 is a diagram showing a fuel injection amount.

【図10】内燃機関の別の実施例を示す全体図である。FIG. 10 is an overall view showing another embodiment of the internal combustion engine.

【図11】パージ量と電磁弁の開閉動作を示す線図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing a purge amount and an opening / closing operation of a solenoid valve.

【図12】メインルーチンを実行するためのフローチャ
ートである。
FIG. 12 is a flowchart for executing a main routine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4…吸気ダクト 7…スロットル弁 12…活性炭層 13…チャコールキャニスタ 19…パージポート 21…空気取入口 4 ... Intake duct 7 ... Throttle valve 12 ... Activated carbon layer 13 ... Charcoal canister 19 ... Purge port 21 ... Air intake

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気取入口から取込んだ空気をチャコー
ルキャニスタ内に供給し、次いで蒸発燃料を含んだ空気
をパージポートから機関吸気通路内にパージするように
した内燃機関において、上記空気取入口とパージポート
とをほぼ同一の静圧が発生する機関吸気通路内に開口せ
しめ、該空気取入口の開口の向きを吸入空気流の上流方
向に設定して空気取入口に作用する吸入空気流の動圧と
パージポートに作用する静圧との差圧によって蒸発燃料
を含んだ空気をパージポートから機関吸気通路内にパー
ジするようにした内燃機関の蒸発燃料処理装置。
1. An internal combustion engine in which air taken in from an air intake is supplied into a charcoal canister, and then air containing evaporated fuel is purged into an engine intake passage from a purge port. And the purge port are opened in the engine intake passage where almost the same static pressure is generated, and the direction of the opening of the air intake is set to the upstream direction of the intake air flow, and the intake air flow acting on the air intake is An evaporative fuel treatment apparatus for an internal combustion engine, wherein air containing evaporative fuel is purged from the purge port into the engine intake passage by a differential pressure between a dynamic pressure and a static pressure acting on the purge port.
【請求項2】 上記内燃機関が、機関負荷が予め定めら
れた設定負荷よりも小さいときには燃焼室内の限定され
た領域内に混合気を形成してこの混合気を点火栓により
着火し、機関負荷が設定負荷よりも大きいときには燃焼
室内全体を混合気によって満たすようにした筒内噴射式
内燃機関からなり、機関負荷が設定負荷よりも大きいと
きには機関負荷が設定負荷よりも小さいときに比べて蒸
発燃料を含んだ多量の空気がパージポートから機関吸気
通路内にパージされる請求項1に記載の内燃機関の蒸発
燃料処理装置。
2. The internal combustion engine, when the engine load is smaller than a preset set load, forms an air-fuel mixture in a limited region in the combustion chamber and ignites the air-fuel mixture with a spark plug, and the engine load Is greater than the set load, it consists of a cylinder injection type internal combustion engine in which the entire combustion chamber is filled with air-fuel mixture, and when the engine load is larger than the set load, the fuel vapor is higher than when the engine load is smaller than the set load. The evaporative fuel treatment system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a large amount of air containing air is purged from the purge port into the engine intake passage.
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