(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクからの蒸発ガスを導入して一時的にキャニスタに吸着すると共にこのキャニスタ内の蒸発ガスをエンジン吸気系統に導く燃料蒸発ガス処理装置であって、
前記燃料タンクからの蒸発ガスを導入する入力ポートと、この入力ポートから導入した蒸発ガスをエンジン吸気系統に送給する出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に介在するチャンバ室と、前記入力ポートあるいは前記出力ポートのうちいずれか一方は複数に分岐していると共に該複数に分岐しているポートと前記チャンバ室との接続部に配置され駆動信号に応じて開閉動作する少なくとも第１及び第２の電磁バルブとを備えた電磁バルブ装置と、この電磁バルブ装置の前記第１及び第２の電磁バルブを駆動するバルブ制御手段とを備え、
前記バルブ制御手段は、前記第１の電磁バルブの制御タイミングと前記第２の電磁バルブの制御タイミングとを異ならせると共に前記第１、第２の電磁バルブの開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動の応答遅れを補正することにより圧力変動を相殺することを特徴とする燃料蒸発ガス処理装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の電磁バルブは、流量特性がほぼ等価であることを特徴とする請求項１記載の燃料蒸発ガス処理装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の電磁バルブの一方は、可動子の閉弁方向とは逆向きに負圧が印加される逆吸引タイプであって、前記電磁バルブ装置を流通する流量が所定以下のときは前記逆吸引タイプの電磁バルブを駆動することを特徴とする請求項１記載の燃料蒸発ガス処理装置。
【請求項４】
前記逆吸引タイプの電磁バルブは、他方の電磁バルブに比し最大流量が小さいことを特徴とする請求項３記載の燃料蒸発ガス処理装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の電磁バルブの一方は、他方の電磁バルブに比し最大流量が小さいことを特徴とする請求項１記載の燃料蒸発ガス処理装置。
【請求項６】
前記チャンバ室は、前記電磁バルブ装置に形成されたハウジング部と、当該ハウジング部のキャップ部とによって形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料蒸発ガス処理装置。
【請求項７】
前記第１の電磁バルブは複数の電磁バルブで構成されている、あるいは前記第２の電磁バルブは複数の電磁バルブで構成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料蒸発ガス処理装置。
【請求項８】
燃料タンクからの蒸発ガスを導入する入力ポートと、この入力ポートから導入した蒸発ガスをエンジン吸気系統に送給する出力ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に介在するチャンバ室と、前記入力ポートあるいは前記出力ポートのうちいずれか一方は複数に分岐していると共に該複数に分岐しているポートと前記チャンバ室との接続部に配置され駆動信号に応じて開閉動作する少なくとも第１及び第２の電磁バルブとを備え、
前記第１及び第２の電磁バルブを駆動するバルブ制御手段からの指令信号により前記第１の電磁バルブの制御タイミングと前記第２の電磁バルブの制御タイミングとを異ならせると共に前記第１、第２の電磁バルブの開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動の応答遅れを補正することにより前記圧力変動を相殺することを特徴とする電磁バルブ装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の電磁バルブは、それぞれ駆動するための端子を備えていることを特徴とする請求項８記載の電磁バルブ装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２の電磁バルブの流量特性はほぼ等価であることを特徴とする請求項８記載の電磁バルブ装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２の電磁バルブのうち一方は、可動子の閉弁方向とは逆向きに負圧が印加される逆吸引タイプであることを特徴とする請求項８記載の電磁バルブ装置。
【請求項１２】
逆吸引タイプの電磁バルブは、他方のバルブに比し最大流量が小さいことを特徴とする請求項１１記載の電磁バルブ装置。
【請求項１３】
前記第１及び第２の電磁バルブの一方は、他方に比し最大流量が小さいことを特徴とする請求項８記載の電磁バルブ装置。
【請求項１４】
チャンバ室は、少なくとも２つの電磁バルブを一体的にユニット化したバルブユニットのハウジング部と、当該ハウジング部のキャップ部とによって形成されていることを特徴とする請求項８記載の電磁バルブ装置。
【請求項１５】
第１の電磁バルブは複数の電磁バルブで構成されている、あるいは前記第２の電磁バルブは複数の電磁バルブで構成されていることを特徴とする請求項８記載の電磁バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車エンジンの吸気系統に送給される燃料タンクからの蒸発ガスの流量を制御する燃料蒸発ガス処理装置および電磁バルブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車エンジンの吸気系統には、燃料タンク内で蒸発した蒸発ガスが送給されるようになっている。この送給経路はパージ通路と呼ばれており、燃料タンク、燃料タンク内で蒸発した蒸発ガスを導入して一時的に吸着処理するキャニスタ、およびこのキャニスタから放出された蒸発ガス（パージガス）を受け入れるエンジンの吸気系統等の主要部品を接続する一連の配管からなっている。そして、そのパージ通路のキャニスタとエンジンの吸気系統との間には、パージガス流量をデューティ制御するための電磁バルブが設けられている。
ここで、エンジン吸気系統とキャニスタとを１本の配管で接続するとともに、単一の電磁バルブを設け、この電磁バルブを断続的に開閉制御（デューティ制御）することで前記パージ通路を流通するパージガスの流量を制御する構成とした場合、前記電磁バルブの断続的開閉によって前記パージ通路内に大きな圧力脈動が発生し、これに起因してエンジンの吸気混合ガスに対するパージガス供給量が不均一化し空燃比制御を悪化させるという問題点があった。また燃料タンクからキャニスタおよび電磁バルブを経由してエンジンの吸気系統に導かれるパージ通路および該電磁バルブは車体に取り付けられる。このためパージ通路の圧力脈動に起因する振動が伝播して車室内に騒音を発するという問題点があった。
さらに近年、パージ通路の流量の増大が求められている。該流量の増大は、パージ通路内の圧力脈動の増大となり、上述の問題点をますます増大させる傾向にある。
【０００３】
ここで単一の電磁バルブを用いてパージ通路の圧力脈動を低減する方法としては、当該電磁バルブをデューティ制御するための制御周波数を大きくする、例えば制御周波数を１０Ｈｚから２０Ｈｚにすることが考えられる。
しかしながらこの方法では圧力脈動を低減できるものの単位時間当たりの動作回数が増加するため、電磁バルブの耐久性が低下するという問題点があった。また制御周波数を大きくすることにより電磁バルブが閉状態から開状態に立ち上げ可能なデューティ比が高比率側にシフトし、その結果、制御レンジが狭くなり制御分解能が低下するという問題点があった。
【０００４】
このような事情も背景として、従来の燃料蒸発ガス処理装置として前記パージ通路を途中で少なくとも二方向に分岐する構成のものが種々提案されている。これらはいずれも、その分岐パージ通路の配管自体にそれぞれ電磁バルブを設け、それらの電磁バルブを前記分岐パージ通路ごとにデューティ制御方式で開閉駆動することで、前記分岐パージ通路と少なくとも２つの電磁バルブとによってエンジン吸気系へのパージガス送給流量を単一電磁バルブの場合よりも減少させ、これによって、前記分岐パージ通路を含むパージ通路内での圧力脈動を抑制するというものである（例えば、特許文献１〜特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−４６０１７号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】特開平５−３３２２０５号公報（〔００１２〕、図２）
【特許文献３】特開平６−２７２５８２号公報（〔００１８〕、図２）
【特許文献４】特開平６−２７２６２８号公報（〔００１７〕〜〔００２４〕、図１）
【特許文献５】特開平７−８３１２９号公報（〔００１２〕〜〔００１５〕、図１）
【特許文献６】実開平５−１０７６７号公報のマイクロフィルム（〔０００６〕〜〔０００９〕、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、図１２は、２つに分岐したパージ通路のそれぞれに電磁バルブＡおよび電磁バルブＢを設け、電磁バルブＡに対して電磁バルブＢの制御タイミングを１／２周期（Ｔ／２）の位相差をもって制御するものである。
このものによれば電磁バルブＡおよび電磁バルブＢの制御周波数は元のまま、例えば１０Ｈｚのままでありながら、パージ通路全体としてみた場合は倍の２０Ｈｚで制御されているのと等価になる。したがって、上述した制御周波数を大きくすることによる電磁バルブの耐久性の低下あるいは制御分解能の低下という問題なしにパージ通路の圧力脈動を低減させることが出来る。
【０００７】
しかしながら図１２に示すものでは、例えば２０Ｈｚで圧力脈動が生じることとなる。一方、エンジンには色々な仕様のものがあり、必ずしも図１２のものがマッチングするとは限らず、このため種々の手法による圧力脈動を低減する方法が望まれている。
また、図１２に示すものでは、２つに分岐したパージ通路のそれぞれに電磁バルブＡおよび電磁バルブＢを設けこれらを各々制御しているため、部品点数が増えると共に部品のコンパクト性に欠ける。
さらに図１２に示すものは、２つの電磁バルブを用いて見かけの制御周波数を倍にするために１／２周期の位相をもたせて制御するものであるが、電磁バルブの開動作あるいは閉動作が行われてからパージ通路の圧力変動として反映されるまでの圧力応答遅れには一切考慮がなされていなかった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電磁バルブの開閉駆動時に発生するパージガスの圧力脈動を効率的に抑制することができ、その圧力脈動に起因した空燃比制御の悪化を抑制する、あるいはパージ通路の配管振動、脈動音を効率的に低減することができる燃料蒸発ガス処理装置あるいは電磁バルブ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る燃料蒸発ガス処理装置は、燃料タンクからの蒸発ガスを導入して一時的にキャニスタに吸着すると共にこのキャニスタ内の蒸発ガスをエンジン吸気系統に導く燃料蒸発ガス処理装置であって、燃料タンクからの蒸発ガスを導入する入力ポートと、この入力ポートから導入した蒸発ガスをエンジン吸気系統に送給する出力ポートと、入力ポートと出力ポートとの間に介在するチャンバ室と、入力ポートあるいは出力ポートのうちいずれか一方は複数に分岐していると共に該複数に分岐しているポートとチャンバ室との接続部に配置され駆動信号に応じて開閉動作する少なくとも第１及び第２の電磁バルブとを備えた電磁バルブ装置と、この電磁バルブ装置の第１及び第２の電磁バルブを駆動するバルブ制御手段とを備え、バルブ制御手段は、第１の電磁バルブの制御タイミングと第２の電磁バルブの制御タイミングとを異ならせると共に第１、第２の電磁バルブの開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動の応答遅れを補正することにより圧力変動を相殺するものである。
【００１０】
この発明に係る電磁バルブ装置は、燃料タンクからの蒸発ガスを導入する入力ポートと、この入力ポートから導入した蒸発ガスをエンジン吸気系統に送給する出力ポートと、入力ポートと出力ポートとの間に介在するチャンバ室と、入力ポートあるいは出力ポートのうちいずれか一方は複数に分岐していると共に該複数に分岐しているポートとチャンバ室との接続部に配置され駆動信号に応じて開閉動作する少なくとも第１及び第２の電磁バルブとを備え、第１及び第２の電磁バルブを駆動するバルブ制御手段からの指令信号により第１の電磁バルブの制御タイミングと第２の電磁バルブの制御タイミングとを異ならせると共に第１、第２の電磁バルブの開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動の応答遅れを補正することにより圧力変動を相殺するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明にかかる燃料蒸発ガス処理装置によれば、第１及び第２の電磁バルブを開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動の応答遅れを補正して駆動すると共にこれらの電磁バルブの開動作あるいは閉動作に起因する圧力脈動がチャンバ室で合成されるので、当該圧力脈動を効率的に抑制することができ、圧力脈動に起因した空燃比制御の悪化あるいはパージ通路の配管振動や脈動音を効率的に低減できるという効果がある。
【００１２】
この発明にかかる電磁バルブ装置によれば、開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動の応答遅れを補正して駆動する第１及び第２の電磁バルブとチャンバとを一体化させたので、第１及び第２の電磁バルブの開動作あるいは閉動作に起因する圧力脈動をチャンバで効率的に合成することが可能であると共に、コンパクト化されたエンジン室内への設置スペースを容易に確保することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１による燃料蒸発ガス処理装置を示す概念図である。
【図２】図１中のバルブユニットを示す拡大断面図である。
【図３】図２のバルブユニットにおける片方の電磁バルブ系統の要部を示す拡大断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１による２つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。
【図５】この発明の実施の形態１による２つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。
【図６】この発明の実施の形態１による２つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。
【図７】この発明の実施の形態１による燃料蒸発ガス処理装置の変形例を示す概念図である。
【図８】正吸引タイプの電磁バルブの開弁動作時の流量特性図である。
【図９】逆吸引タイプの電磁バルブの開弁動作時の流量特性図である。
【図１０】この発明の実施の形態２によるバルブユニットを示す拡大断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２によるバルブユニットにおける逆吸引電磁バルブ系統の要部を示す拡大断面図である。
【図１２】従来装置の２つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による燃料蒸発ガス処理装置を示す概念図、図２は図１中の電磁バルブ装置としてのバルブユニットを示す拡大断面図、図３は図２のバルブユニットにおける片方の電磁バルブ系統の要部を示す拡大断面図である。
図１に示すように、エンジン１の吸気系統の一部を構成する吸気管には、燃料タンク３内で蒸発した蒸発ガスを導入して処理するためのパージ通路５が接続されている。この吸気管への接続位置は後述するスロットルバルブ１９よりも下流側の負圧発生可能な部分であって、さらに下流側にはサージタンク２が設けられている。このパージ通路５は、燃料タンク３で発生した蒸発ガスをキャニスタ４に導く通路、活性炭による一次的な吸着処理を行うキャニスタ４から放出された蒸発ガスをバルブユニット９に導く通路、バルブユニット９から吸気管に導くための通路等の一連の通路から構成されている。
バルブユニット９はパージ通路５を流通するパージガス流量を制御するものであって、チャンバ室６と第１の電磁バルブとしての電磁バルブ７と第２の電磁バルブとしての電磁バルブ８とを備えている。バルブユニット９は、後述する入力ポート９ｄと、２方向に分岐した出力ポート９ｅ，９ｆとを備えている。そして入力ポート９ｄは、キャニスタ４とバルブユニット９をつなぐパージ通路５と接続されている。また出力ポート９ｅ，９ｆは、２つに分岐したパージ通路５ａ，５ｂとそれぞれ接続されている。２つに分岐したパージ通路５ａ，５ｂは、その下流側で１本に合流し、吸気管につながれている。
【００１５】
図２において、９ａは電磁バルブ７及び８を収納するハウジング、９ｂは２方向に分岐した出力ポートを形成したハウジング、９ｃはハウジング９ｂに溶着されるキャップ部としてのキャップ部材であって、ハウジング９ａあるいはハウジング９ｂとともにチャンバ室６を内包する。ここでハウジング９ａとハウジング９ｂは、一体化したものでも良いし、あるいは別体からなるものであっても良い。９ｄはキャップ部材９ｃに形成された入力ポートである。ソレノイドコイル１０，１１はハウジング９ａに内包された電磁バルブ７および電磁バルブ８のソレノイドコイルであって、これらのソレノイドコイル１０，１１は個々にコア１２，１３を囲むことによりコア１２，１３に磁界を形成させる。
これらのコア１２，１３の一端部には、スプリング１４，１５を介して同軸上で軸方向移動可能に配置され、チャンバ室６内で前記分岐パージ通路５ａ，５ｂを個々に開閉するプランジャ（弁体）１６，１７が設けられている。また、ソレノイドコイル１０，１１のそれぞれに電圧信号（デューティ制御信号）を入力させるコネクタ部１８と、この電圧信号を発生するバルブ制御手段２０を備えている。ここで、バルブ制御手段２０は、エンジン１の点火系制御あるいは空燃比などの燃料系制御を行うエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）で構成されても良いし、専用のバルブ制御ユニットで構成されても良い。
【００１６】
図３は電磁バルブ７の閉弁状態を示している。この実施の形態１では、パージ通路はスロットルバルブ１９の下流側に接続されている。このためエンジン１の稼動時にはスロットルバルブ１９の下流側に負圧が発生している。この負圧はパージ通路５を介して出力ポート９ｅ、あるいは９ｆに導入される。
一方、出力ポート９ｅ、あるいは９ｆの一端は、チャンバ室６内にプランジャ１６，１７と対向して開口しており、バルブ制御手段２０のデューティ制御信号に応じて駆動されるプランジャ１６，１７により当該開口が開閉される。
従って実施の形態１において、図３に矢印で示すように、２つの電磁バルブ７，８は、エンジン１の稼働時に生じる吸引力を閉弁方向に受ける構成となっており、これは正吸引タイプと称されるものである。なお、プランジャ１６，１７はコア１２，１３の端部に配置されたスプリング１４，１５による付勢力を有しており、その付勢力によって、前記電圧信号遮断時には閉弁シール性を確保している。
【００１７】
次に動作について説明する。
エンジン１の稼働状態においては、キャニスタ４に吸着されたパージガスをエンジンの吸気管に送給しエンジン１で燃焼させる。従って、バルブユニット９のコネクタ部１８にはバルブ制御手段２０からデューティ制御信号が印加されて、電磁バルブ７，８を駆動する。
ここで電磁バルブを開状態から閉状態へ変化させる閉弁動作あるいは閉状態から開状態へ変化させる開弁動作をさせた際には圧力の変動が生じる。この圧力の変動は前記開弁動作あるいは閉弁動作の指令後直ちに表れるものではなく、所定の応答遅れをもって表れる。前記図１２に示した従来例は単に、２個の電磁バルブを１／２周期の位相差をもたせて駆動することにより、基本となるデューティ制御周波数、例えば１０Ｈｚを見かけ上２倍にする、例えば２０Ｈｚにするというものである。ここでは圧力変動の応答遅れについては一切考慮されていない。
そこでこの実施の形態１では、まず第１の電磁バルブである電磁バルブ７を駆動するとともに、第２の電磁バルブである電磁バルブ８を駆動することにより電磁バルブ７の開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動を打ち消すに際し、前記所定の応答遅れを見込んで電磁バルブ８を駆動するというものである。
【００１８】
図４は、実施の形態１による２つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。なお実施の形態１において、電磁バルブ７と電磁バルブ８の流量特性はほぼ等価なものである。ここでいう流量特性とは、２次元座標系の一方をデューティ比、他方を流量とする特性図に表されるものであって、例えば後述する図８に示されるようなものである。
図４の時刻ｔ１において、バルブ制御手段２０は電磁バルブ７に対して閉弁動作をする指令信号を与える。これを受けて電磁バルブ７は開弁状態から閉弁状態に移行するが、パージ通路５の圧力変動はこれよりも遅れて時刻ｔ３でピークを持つ波形となる。即ち電磁バルブ７の閉弁動作時において、圧力変動は時刻ｔ１から時刻ｔ３までの応答遅れ１を有している。このときバルブ制御手段２０は、電磁バルブ８に対して電磁バルブ７とは逆に開弁動作をする指令信号を与える。これを受けて電磁バルブ８は閉弁状態から開弁状態に移行するが、パージ通路５の圧力変動はこれよりも遅れてピークを持つ波形となる。図４によれば電磁バルブの開弁動作において、圧力変動は時刻ｔ２から時刻ｔ３までの応答遅れ２を有している。
従ってバルブ制御手段２０は、電磁バルブ８の開弁動作に起因する圧力変動のピークが、電磁バルブ７の閉弁動作に起因する圧力変動のピークである時刻ｔ３に一致するように、所定の応答遅れ補正αをもって電磁バルブ８を制御する。
なお応答遅れ１と応答遅れ２とは、同じ値であるとは限らない。また応答遅れ１あるいは応答遅れ２のそれぞれについてみても、使用する電磁バルブ装置、デューティ比等により若干変動する。よって、デューティ比に応じて予め測定しておき、バルブ制御手段でこの値を用いて制御するようにしても良い。
【００１９】
図４に示す実施の形態１によれば、電磁バルブ７の閉弁動作に起因する圧力変動のピークと、電磁バルブ８の開弁動作に起因する圧力変動のピークとを一致させ、これにより圧力変動を相殺している。従って、パージ通路に実際に発生する圧力変動の応答遅れを見込んでこれを相殺するようにしているので、効率よく圧力変動を相殺することが出来る。
また、実施の形態１では、電磁バルブ７の閉弁動作に起因する圧力変動と電磁バルブ８の開弁動作に起因する圧力変動とを積極的に用いてこれを相殺するようにしている。このためこれら２つの圧力変動を合成する場所は、電磁バルブ７及び電磁バルブ８の近傍であることが望ましい。このため実施の形態１のバルブユニット９は、電磁バルブ７、電磁バルブ８及びチャンバ室６を一体化し、チャンバ室６において圧力変動の相殺を行っている。
【００２０】
ところで図４においては、電磁バルブ７の閉弁動作の指令信号よりも後に電磁バルブ８の開弁動作の指令信号を与えている。しかしながら電磁バルブ８の開弁動作に対する応答遅れ２が大きい場合は、電磁バルブ７の閉弁動作に起因する圧力変動のピークと電磁バルブ８の開弁動作に起因する圧力変動のピークとを一致させるために、電磁バルブ７の閉弁動作の指令信号よりも前に電磁バルブ８の開弁動作の指令信号を与えなければならないケースもある。図５はこのような場合における２つの電磁バルブの動作タイミングを圧力脈動との関連で示すチャート図である。
図５の動作は基本的に図４と同様であるが、応答遅れ補正αを入れることにより電磁バルブ８の開弁動作の指令信号が時刻ｔ０で与えられている点が相違する。
【００２１】
図６は、図５に示すチャート図のデューティ制御比を５０％にした時の例である。図５では、電磁バルブ７の閉弁動作に起因する圧力変動を電磁バルブ８の開弁動作に起因する圧力変動で相殺するものである。このため電磁バルブ７の開弁動作に起因する圧力変動及び電磁バルブ８の閉弁動作に起因する圧力変動は相殺されておらず、これらは基本となるデューティ制御周波数、例えば１０Ｈｚの圧力脈動を生じている。しかしながらデューティ制御比が５０％になったときは、電磁バルブ７の開弁動作に起因する圧力変動及び電磁バルブ８の閉弁動作に起因する圧力変動のピークが比較的に近接しているため、電磁バルブ７あるいは電磁バルブ８の制御タイミングを調整することによりこれらの圧力変動を相殺し、電磁バルブ７の開弁、閉弁動作及び電磁バルブ８の開弁、閉弁動作の全てに起因する圧力変動を相殺することが可能である。
【００２２】
なお、図４あるいは図５では電磁バルブ７の閉弁動作に起因する圧力変動を電磁バルブ８の開弁動作に起因する圧力変動で相殺する例について説明した。しかしながらこれに限らず、電磁バルブ７の開弁動作に起因する圧力変動を電磁バルブ８の閉弁動作に起因する圧力変動で相殺するようにしても良い。
このときにも上述と同様に、デューティ制御比が５０％になったときは、電磁バルブ７の閉弁動作に起因する圧力変動を電磁バルブ８の開弁動作に起因する圧力変動で相殺することが可能である。
【００２３】
以上のように実施の形態１によれば、２つの電磁バルブ７，８の駆動タイミングを応答遅れ分ずらして動作させるため、その駆動時に発生する圧力変動が相殺され、パージ通路５を流通するパージガスの圧力脈動が安定化できるため、急激な圧力脈動に起因した空燃比制御の悪化あるいはパージ通路５の配管振動および脈動音を効率的に低減できる。
【００２４】
なお実施の形態１では、バルブユニット９の出力ポートを９ｅ，９ｆに分岐し、それぞれをパージ通路５ａ，５ｂに接続すると共に、パージ通路５ａ，５ｂは下流側となる吸気管側で合流するようにした。
しかしながらこれに限らず、図７に示すようにしてもよい。図７は燃料蒸発ガス処理装置を示す概念図である。図７では、キャニスタ４からバルブユニット９へ到るパージ通路５がパージ通路５ｃ，５ｄに分岐し、これらはそれぞれバルブユニット９に設けられた複数の入力ポートに接続されている。複数の入力ポートはそれぞれ設けられた電磁バルブにより開閉制御される。この開閉制御による圧力変動は、入力ポートと出力ポートの間に介在するチャンバ室６で合成され相殺される。チャンバ室６には出力ポートが連通しており、この出力ポートはパージ通路５により吸気管のスロットルバルブ１９よりも下流側に接続されている。図７において、出力ポートと吸気管とをつなぐパージ通路５は、１本の配管で構成されている。
【００２５】
なお実施の形態１では第１の電磁バルブとして電磁バルブ７を用いると共に第２の電磁バルブとして電磁バルブ８をそれぞれ１本ずつ用いる例について説明した。
しかしながら第１の電磁バルブあるいは第２の電磁バルブはそれぞれ１本の電磁バルブで構成されている必要はなく、複数本の電磁バルブで構成しても良い。例えばパージ通路の最大流量を増大させるために、第１の電磁バルブとして電磁バルブ７を２本、同様に第２の電磁バルブとして電磁バルブ８を２本用意し、これらに合せて上述の分岐通路を４本にしても良い。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では流量特性がほぼ等価な電磁バルブ７と電磁バルブ８を用いる例について説明した。しかしながら特性の異なる電磁バルブを組み合わせることにより、必要とされる流量特性を得ることが可能である。実施の形態２では流量特性が異なる電磁バルブを使用する例について説明する。
図８は、負圧が閉弁方向に働く正吸引タイプの電磁バルブの流量特性を示すものであって、開弁動作時のデューティ比を横軸にとり各々のデューティ比に対する流量を縦軸で示すものである。実施の形態１で用いた電磁バルブ７，８は、図８で示すような流量特性を有する正吸引タイプの電磁バルブである。図９は、負圧が開弁方向に働く逆吸引タイプの電磁バルブの流量特性を示すものであって、開弁動作時のデューティ比を横軸にとり各々のデューティ比に対する流量を縦軸で示すものである。
【００２７】
図１０は２つの電磁バルブ７，８のうち電磁バルブ７を正吸引タイプの電磁バルブにすると共に、電磁バルブ８を逆吸引タイプの電磁バルブ８とした実施の形態２によるバルブユニット９を示す拡大断面図である。ここで電磁バルブ７は第１の電磁バルブを構成すると共に電磁バルブ８は第２の電磁バルブを構成している。図１１は、図１０のバルブユニット９における逆吸引電磁バルブ系統の要部を示す拡大断面図である。
図１１において逆吸引タイプの電磁バルブ８は、吸引経路としてチャンバ室６内における電磁バルブ８のプランジャ１７との対向位置に内筒状の弁孔筒部９ｇをバルブユニット９のハウジング９ａと一体に形成すると共に、その弁孔筒部９ｇの外周部に吸引経路９ｈを形成し、この吸引経路９ｈをプランジャ１７の隙間Ｓを介して当該プランジャ１７の内部に連通させることにより、エンジン稼働時に発生する負圧の吸引力を前記電磁バルブ８内のプランジャ１７の裏側に作用させる構成としたものである。
この実施の形態２による燃料蒸発ガス処理装置の構成により、必要とされる特性に応じて、駆動する電磁バルブを切替え、または同時駆動することによって、要求に応じた特性を出力することが可能となる。
【００２８】
例えば、実施の形態１で用いた正吸引タイプの電磁バルブの場合は、図８にその流量特性を示すように、低流量域で開弁時に流量が急峻に立ち上がるジャンピングと呼ばれる現象が発生する。この現象は、アイドリング時などにおいて特に問題となる。アイドリング時は、エンジン１に供給される空気量及び燃料噴射量が少なく且つ微妙な制御をしている。このときパージ通路５から供給するパージ量も低流量となっている。しかしながらこのときに図８に示すジャンピングが発生するとパージガス量が急峻に増大し、エンジン１に与える燃料量を一時的に過大にしてしまう。アイドリング時はエンジン１に少量の混合気しか供給していないため、少量であってもパージガスが急激に増大するとこの影響を受け空燃比制御を悪化させてしまう。また空燃比の乱れによりアイドリング時の回転数を変動させてしまう。
そこで実施の形態２では、電磁バルブ８を図９に示すようなジャンピングのない逆吸引タイプに変更すると共に、低流量域では逆吸引タイプを駆動するようにした。
【００２９】
即ち、パージガス流量が低いときには逆吸引タイプの電磁バルブ８のみを駆動することとし、ジャンピングのない高精度な制御性能を得る。なおこのときは電磁バルブ７を駆動しないので圧力変動の相殺は出来ない。しかしながらパージガス流量が少ないときは圧力変動も少ないため、これを積極的に相殺しなくてもあまり問題にならない。また正吸引タイプの電磁バルブで生じるジャンピングはデューティ比で０から１０％乃至２０％程度までの間でしか生じない。
従ってデューティ比が２０％程度までの低流量域では逆吸引タイプの電磁バルブ８のみを駆動するとともに、ジャンピングがほぼ生じないデューティ比が２０％以上の領域では正吸引タイプの電磁バルブ７と逆吸引タイプの電磁バルブ８との両方を駆動し、上述の実施の形態で説明したように各々の開弁動作あるいは閉弁動作に起因する圧力変動を相殺するように制御することが望ましい。
【００３０】
以上のように実施の形態２によれば、ジャンピングが生じる可能性がある低流量域では逆吸引タイプの電磁バルブのみを駆動すると共に、ジャンピングがほぼ生じない低流量域よりも大きな流量域では正吸引タイプの電磁バルブと逆吸引タイプの電磁バルブとの両方を駆動するので、低流量域で高精度の制御が可能であると共に全流量域で圧力変動を抑制することが出来る。
【００３１】
なお実施の形態２では第１の電磁バルブとして電磁バルブ７を用いると共に第２の電磁バルブとして電磁バルブ８をそれぞれ１本ずつ用いる例について説明した。
しかしながら第１の電磁バルブあるいは第２の電磁バルブはそれぞれ１本の電磁バルブで構成されている必要はなく、複数本の電磁バルブで構成しても良い。
【００３２】
実施の形態３．
実施の形態２ではジャンピングが生じる可能性がある低流量域では逆吸引タイプの電磁バルブ８のみを駆動すると共に、ジャンピングがほぼ生じない低流量域よりも大きな流量域では正吸引タイプの電磁バルブ７と逆吸引タイプの電磁バルブ８との両方を駆動するようにした。ここで実施の形態２では電磁バルブ７と電磁バルブ８の最大流量は同じものにしていた。
これに対し実施の形態３では、逆吸引タイプの電磁バルブ８の最大流量を正吸引タイプの電磁バルブ７の最大流量よりも小さくするものである。
例えば、電磁バルブ７と電磁バルブ８との両方をデューティ比が１００％で駆動したときの流量をパージ通路の最大流量とし、電磁バルブ８の最大流量がパージ通路の最大流量の５０％未満になるものを選定すると共に、電磁バルブ７の最大流量がパージ通路の最大流量の５０％以上になるものを選定する。
このとき実施の形態３によれば、逆吸引タイプの電磁バルブ８の最大流量を小さく選定しているので電磁バルブの制御分解能を向上させることが出来る。また電磁バルブ７と電磁バルブ８の両方を駆動することにより各々で生じる圧力変動を利用してこれを相殺することが出来る。
なお、第１の電磁バルブとしての電磁バルブ７及び第２の電磁バルブとしての電磁バルブ８の最大流量としてどのようなものを選定するかは、電磁バルブ８による低流量域の制御分解能向上と電磁バルブ７及び８による圧力変動相殺の効果との兼合いで選定する。
【００３３】
なお実施の形態３では第１の電磁バルブとして電磁バルブ７を用いると共に第２の電磁バルブとして電磁バルブ８をそれぞれ１本ずつ用いる例について説明した。
しかしながら第１の電磁バルブあるいは第２の電磁バルブはそれぞれ１本の電磁バルブで構成されている必要はなく、複数本の電磁バルブで構成しても良い。
例えば、逆吸引タイプの電磁バルブとしてパージ通路の最大流量の２０％程度の最大流量を有するものを１本、残りの８０％を正吸引タイプの電磁バルブでそれぞれ４０％ずつカバーするようにしても良い。
このときの制御方法としては例えば、ジャンピングが生じ易い２０％までの低流量域では逆吸引タイプの電磁バルブのみを駆動する。そして２０％以上の流量域では逆吸引タイプの電磁バルブの駆動を休止して２つの正吸引タイプの電磁バルブでお互いの圧力変動を相殺させる。さらに流量を大きくして８０％以上の流量を得るときには、逆吸引タイプの電磁バルブを駆動させると共に逆吸引タイプの電磁バルブでは足りない部分を残る２つの正吸引タイプの電磁バルブで半分ずつ負担するようにしても良い。
このとき逆吸引タイプの電磁バルブの駆動タイミングは、正吸引タイプの電磁バルブのいずれか一方と同期して駆動させても良いし、いずれの電磁バルブの駆動とも異なる駆動タイミングで駆動しても良い。あるいは、例えば流量に応じて、あるときは一方の正吸引タイプの電磁バルブと同期して駆動させると共に、またあるときには他方の正吸引タイプの電磁バルブと同期して駆動させるようにしても良い。
以上のように複数の電磁バルブを備えたものにおいては、様々な制御の仕方が考えられ、制御のバリエーションを大幅に増やすことが可能である。
ここで上述の制御の例およびどのような最大流量を持つ電磁バルブを使用するかというのは単なる一例であり、様々な変形が可能である。
【００３４】
よって例えば上述のものによれば、２０％流量までは逆吸引タイプの電磁バルブにより高精度の制御を可能とすると共に、２０％以上の流量域では残る２つの正吸引タイプの電磁バルブを駆動することにより所望の流量を得ると共にその圧力変動を相殺することが出来る。
【００３５】
実施の形態４．
なお、実施の形態２および３では、ジャンピングを防止するために異なるタイプの電磁バルブを用いる例について説明したが、必ずしも異なるタイプの電磁バルブを使用しなくても良い。
例えば、電磁バルブ７と電磁バルブ８との両方をデューティ比が１００％で駆動したときの流量をパージ通路の最大流量とし、電磁バルブ８の最大流量がパージ通路の最大流量の５０％未満になるものを選定すると共に、電磁バルブ７の最大流量がパージ通路の最大流量の５０％以上になるものを選定する。
このときの電磁バルブ７と電磁バルブ８との組み合わせは、いずれも逆吸引タイプのものであっても良いし、あるいはいずれも正吸引タイプのものであっても良い。ここでいずれも逆吸引タイプの電磁バルブを選定した場合には、低流量域においてジャンピングが発生することはないので低流領域における制御精度の向上と当該流量以上の領域での圧力変動の抑制を実現することが出来る。
【００３６】
一方、いずれも正吸引タイプの電磁バルブを選定した場合について説明する。
この場合、正吸引タイプの電磁バルブを用いているので低流量域ではジャンピングが発生する可能性がある。しかしながら正吸引タイプの電磁バルブであってもその最大流量が比較的低流量のものが選定されている場合は、通流可能な流量自体が低いためジャンピングを生じたとしてもこれが圧力変動として反映される量も少ない。
従って、正吸引タイプの電磁バルブのみであってもその最大流量をうまく選定することにより低流領域における制御精度の向上と当該流量以上の領域での圧力変動の抑制を実現することが可能である。
【００３７】
なお実施の形態４では第１の電磁バルブとして電磁バルブ７を用いると共に第２の電磁バルブとして電磁バルブ８をそれぞれ１本ずつ用いる例について説明した。
しかしながら第１の電磁バルブあるいは第２の電磁バルブはそれぞれ１本の電磁バルブで構成されている必要はなく、複数本の電磁バルブで構成しても良い。
【００３８】
例えば、３本の電磁バルブで構成する場合は、低流量域をカバーする電磁バルブと、残りの流量域をカバーする電磁バルブを２本用意しても良い。
また４本の電磁バルブで構成する場合は、低流量域をカバーする電磁バルブとして１０％の最大流量をもつ正吸引タイプのものを２本と、残りの流量域をカバーする電磁バルブとして４０％の最大流量を持つ正吸引タイプのものを２本用意しても良い。この場合、パージ通路の流量が２０％までは、１０％の最大流量をもつ正吸引タイプの電磁バルブ２本を駆動し、お互いの圧力変動を相殺するような駆動タイミングとする。そしてパージ通路の流量が２０％以上の領域では、これらの電磁バルブに加えて４０％の最大流量を持つ正吸引タイプの電磁バルブ２本も同様に駆動させるようにすれば良い。
これによりジャンピングの影響を低減できると共に全流領域において圧力変動を抑制することが出来る。
なお上述では４本の電磁バルブを全て正吸引タイプのものを用いる例について説明したが、全て逆吸引タイプのものを用いる場合も同様に構成することが出来る。
【００３９】
以上の実施の形態では、第１あるいは第２の電磁バルブとしてどのようなタイプの電磁バルブを選定するか、どのような最大流量を持つ電磁バルブを選定するか、何本の電磁バルブをそれぞれ用意するか、これらの電磁バルブを用いてどのように制御するかについて種々説明した。
しかしながら第１あるいは第２の電磁バルブとしてどのようなものを選定しどのように制御するのかについては上述のものに留まらず、この発明の精神の範囲内において多様な変形あるいは組み合わせが可能なものである。
また、第１あるいは第２の電磁バルブの選定やその制御の仕方に留まらず、上述した実施の形態に示された種々の構成は、この発明の精神の範囲内において多様な変形あるいは組み合わせが可能なものである。
【００４０】
以上のように、この発明は自動車エンジンに使用され、圧力脈動の効率的抑制に優れ、空燃費制御の悪化あるいは配管振動や脈動音を低減するのに適しており、さらにコンパクト化されたエンジンへの設置に適している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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