(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を内部の吸着剤によって吸着して、燃料蒸気が大気中へ放出されるのを防止するキャニスタと、
一端が前記キャニスタの一端側に接続されると共に、他端が前記燃料タンクの上部空間に接続されている蒸発燃料ラインと、
一端が前記内燃機関の吸気通路におけるスロットルバルブの下流側に接続されると共に、他端が前記キャニスタにおいて前記蒸発燃料ラインが接続された側に接続されているパージラインと、
前記パージラインに設けられて、通電時に開度を調整され得る常時閉弁型のパージバルブと、
前記パージラインの、前記キャニスタと前記パージバルブとの間から分岐して前記吸気通路における前記スロットルバルブの上流側に接続されるバイパスラインと、
前記バイパスラインに設けられて前記内燃機関の運転中は閉弁する一方、停止中は開弁するバイパスバルブと、
前記スロットルバルブの上流側の吸気通路に開口して接続しているブロ―バイラインと、
前記ブロ―バイラインに設けられた常時閉弁型のブロ―バイバルブと
前記スロットルバルブの上流側の吸気通路において前記ブロ―バイラインが接続している位置よりも更に上流側に設けられて、前記吸気通路を遮断することによって下流側の前記吸気通路を閉空間とすることができるシャットバルブと、
前記吸気通路に付設され、連通口を介して前記吸気通路と連通しているレゾネータと、
前記シャットバルブよりも上流側で前記吸気通路に接続し、大気口を備えているエアクリーナと、を備えている蒸発燃料処理装置において、
前記ブロ―バイラインは、前記レゾネータを介しないで直接に前記吸気通路に連通しており、かつ
前記レゾネータは、その内部に燃料蒸気の吸着及び脱離機能を有する吸着剤が設けられていると共に、前記レゾネータの前記吸気通路の前記連通口から見て前記吸着剤の向こう側となる空間が大気ラインを介して前記エアクリーナに接続されていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シャットバルブの密封性能を高めるためにパッキンが設けられていることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関における蒸発燃料処理装置に係り、特に、内燃機関の吸気通路から大気中へ放出される蒸発燃料を捕集して無害化処理をすることができる蒸発燃料処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両の走行中又は停止時に燃料タンクから蒸発する炭化水素、即ち蒸発燃料をチャコールキャニスタ（キャニスタと略称する）へ導いて、その中に内蔵されている吸着剤に蒸発燃料を吸着させることにより、蒸発燃料が外部へ放出されるのを防止する蒸発燃料処理装置が実用化されている。最近は蒸発燃料の規制が強化されたので、車両及び内燃機関の停止中に吸気ポートや気筒内に設けられたインジェクタ（燃料噴射弁）の噴孔から吸気ポートへ漏れ出る燃料や、吸気ポートの壁面等に付着して所謂燃料ウエットを形成していた燃料が蒸発して、エアクリーナの大気口から外部へ流出するものも問題視され始めている。
【０００３】
また、内燃機関の停止時に気化器から蒸発するガソリンのような燃料の蒸気を捕集するために、スロットルバルブの上流側又は下流側の吸気通路を、燃料タンクから蒸発する燃料を捕集するために設けられているキャニスタに接続して、燃料タンクのみならず気化器から蒸発する燃料をもキャニスタによって捕集する一方、キャニスタに捕集された燃料を内燃機関の運転中に脱離させて、吸気通路へ吸入させることによって処理するシステムも知られている。しかしながら、スロットルバルブの下流側の吸気通路をキャニスタに接続した場合には、スロットルバルブは内燃機関の停止中においても吸気通路を完全に密閉するものではないために、機関の停止中にスロットルバルブから上流側へ漏れ出た燃料蒸気が、エアクリーナを経て大気中へ放出される恐れがある。
【０００４】
言うまでもなく、スロットルバルブの上流側の吸気通路をキャニスタに接続した場合には、スロットルバルブからエアクリーナまでの吸気通路はエアクリーナを介して常時大気と連通しているので、吸気通路のこの部分に滞留している燃料蒸気の大部分はキャニスタへ導入されないで、エアクリーナの大気口から大気中へ流出することにより同様な問題を生じる。
【０００５】
また、エアクリーナの大気口に逆止弁を設けて、内燃機関の停止時に吸気通路の入口を密閉することにより、吸気通路内に滞留している燃料蒸気をキャニスタによって捕集させるシステムも提案されている。しかしながら、この場合に密閉される吸気通路には、内燃機関のクランクケースからのブロ―バイラインが接続されているので、ブロ―バイガスに含まれている蒸発し難い未燃焼の燃料や、エンジンオイルの微粒等がキャニスタへ導入されることになる。これらの成分はキャニスタ内の吸着剤に付着して吸着能力を低下させるので、キャニスタが本来の機能を失う恐れがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に鑑み、新規な手段によってその問題を解消することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に記載された蒸発燃料処理装置を提供する。
【０００８】
本発明の蒸発燃料処理装置においては、ブロ―バイラインは、吸気通路に付設されたレゾネータを介しないで直接に吸気通路に連通しており、かつレゾネータの内部に燃料蒸気の吸着及び脱離機能を有する吸着剤を設けると共に、レゾネータの吸気通路との連通口から見て吸着剤の向こう側となる空間が、大気ラインを介してエアクリーナに接続されており、これによって、吸気通路内に滞留する燃料蒸気をキャニスタよりも吸気通路に近いレゾネータ内の吸着剤に吸着させることが可能になる。レゾネータ内の吸着剤に吸着された燃料蒸気は、エアクリーナから大気ラインを通じてレゾネータ内へ流入して吸着剤を通過する外気によって脱離されて吸気通路へ流入すると共に、レゾネータ内の吸着剤が再生される。
また、スロットルバルブの上流側の吸気通路においてブロ―バイラインが接続している位置よりも更に上流側にシャットバルブが設けられており、内燃機関の停止時にシャットバルブを閉弁させることによって吸気通路を遮断して、それよりも下流側の吸気通路を密閉された空間とすることができる。それによって、この吸気通路に滞留する燃料蒸気はシャットバルブよりも上流側へ漏れ出て大気中へ放出されることがない。閉じ込められた燃料蒸気は、一方ではレゾネータ内の吸着剤に吸着され、他方では、常時開弁型のバイパスバルブを通って、通常の内燃機関と同様に、燃料タンクから蒸発する燃料蒸気を吸着剤によって吸着するために設けられたキャニスタ内の吸着剤に吸着される。
【０００９】
キャニスタ内の吸着剤によって吸着された燃料蒸気は、通常の場合と同様に、内燃機関の運転中にキャニスタを通過する空気の流れによって脱離されて、パージバルブを経て吸気通路へ導入され、インジェクタ（燃料噴射弁)によって噴射される燃料と共に各気筒内で燃焼して処理される。なお、シャットバルブの密封性能を高めるためにシャットバルブの周りにパッキンを設けることが望ましい。また、シャットバルブによって密封される吸気通路にブロ―バイラインが接続されているが、本発明においては、ブロ―バイラインに常時閉弁型のブロ―バイバルブを設けているので、内燃機関の停止中はブロ―バイバルブが閉弁して、ブロ―バイガスが吸気通路内へ流入するのを阻止するから、吸気通路内のバルブ等がブロ―バイガスに含まれている成分によって固着する恐れもない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を使用して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を示すもので、燃料タンク１の上部空間とキャニスタ２は蒸発燃料ライン３を介して連通している。蒸発燃料ライン３が接続しているキャニスタ２の同じ端面にはパージライン４も接続されていて、パージライン４の他端は吸気管５のスロットルバルブ１２の下流側に接続されている。パージライン４の途中には常時閉弁型のパージバルブ６が設けられていて、内燃機関の運転中は図示しない電子式制御装置（ＥＣＵ）から送られるデューティ比信号によって開弁し、キャニスタ２内に吸着されている燃料蒸気を吸気管５内へ導出する。パージライン４の途中から分岐するバイパスライン７が、パージバルブ６をバイパスして、スロットルバルブ１２の上流側の吸気管５へ接続している。
【００１３】
バイパスライン７の途中には常時開弁型のバイパスバルブ８が設けられる。バイパスバルブ８は内燃機関の停止中は開弁しているが、内燃機関の運転中はＥＣＵの指令によって閉弁するようになっている。また、所定の容積を有する空間からなるレゾネータ（共鳴器）９が吸気管５に付設されていて、連通口２０によって吸気管５内に連通する一方、ブロ―バイライン１０によって図示しない内燃機関本体のクランクケースに接続している。このブロ―バイライン１０の途中には、常時閉弁型で内燃機関の運転中にのみＥＣＵの指令によって開弁するブロ―バイバルブ１１が設けられている。
【００１４】
１３はエアクリーナであって、吸気通路を横断するエアクリーナエレメント１３ａと、大気口１３ｂを備えている。スロットルバルブ１２とエアクリーナ１３との間において吸気通路を遮断し得るように、常時閉弁型のシャットバルブ１４が設けられていて、内燃機関の運転中には図示しないＥＣＵの指令により、或いは吸気の流れによって自動的に、破線で示したように全開するように構成されている。シャットバルブ１４が設置される位置は、ブロ―バイガスによる固着等の問題を避けるために、レゾネータ９と吸気管５との連通口２０よりも上流側で、且つ、できるだけ離して設けることが望ましい。また、シャットバルブ１４の閉弁時のシール性能を高めるためにパッキン１５を設ける。
【００１５】
次に、第１実施例の蒸発燃料処理装置の作用について説明する。内燃機関の停止中はシャットバルブ１４を閉弁状態とする。図示しない内燃機関本体のインジェクタ（燃料噴射弁）の噴孔から吸気ポート内か或いは燃焼室内へ漏れ出る燃料（油密漏れ燃料という）とか、吸気ポートの壁面に燃料ウエットの形で付着していた燃料が、気温の上昇に伴って蒸発した場合、その燃料蒸気は、吸気管５に連通しているバイパスライン７と、非通電時に開弁する常時開弁型のバイパスバルブ８及びパージライン４の一部を通ってキャニスタ２内へ流入して、キャニスタ２内の吸着剤に吸着される。しかし、その量は燃料タンク１において蒸発してキャニスタ２内へ流入する燃料蒸気の量に比べると少ないから、キャニスタ２の負荷はさほど大きくならない。
【００１６】
また、内燃機関の運転中にはキャニスタ２の大気口２ａから外気を導入して、キャニスタ２内に吸着されている燃料蒸気を脱離させると共に、パージバルブ６を開弁させて吸気管５内へ導出し、インジェクタから噴射された燃料に混入させて各気筒内で燃焼させるから、内燃機関の停止時には常にキャニスタ２が燃料蒸気を吸着し得る状態になっている。このような作用によって、燃料蒸気がエアクリーナ１３の大気口１３ｂから大気中へ放出されるのを抑制する。
【００１７】
更に、スロットルバルブ１２と、ブロ―バイガスが吸気管５内へ流入するレゾネータ９と吸気管５との連通口２０よりもエアクリーナ１３側へシャットバルブ１４を配置したことによって、内燃機関の運転中にシャットバルブ１４へ燃料やエンジンオイル等が到達するのを防止して、シャットバルブ１４が固着するのを防止している。なお、このシャットバルブ１４をトラクションコントロールバルブとしても使用すれば部品点数が増加することもなく、シャットバルブ１４を設けることによってコストの上昇を招くこともない。
【００１８】
次に、図２を用いて本発明の蒸発燃料処理装置の第２実施例を説明する。基本的な構成は第１実施例と同じであるから、共通の部分には同じ参照符号を付けることによって、重複する詳細な説明を省略する。第２実施例の蒸発燃料処理装置が第１実施例のそれと異なる点は、エアクリーナ１３内において、エアクリーナエレメント１３ａよりも下流側の吸気通路を横断するように吸着シート１６を配置した点にある。異物の噛み込みによってシャットバルブ１４のシール性能が損なわれた場合を想定して、エアクリーナ１３内において燃料蒸気を吸着することができるように、吸着剤を担持している吸着シート１６を設けたものである。
【００１９】
吸着シート１６に吸着された燃料蒸気は、内燃機関の運転中にエアクリーナ１３の大気口１３ｂから導入される吸入空気によって脱離されるため、内燃機関の停止時には常に吸着シート１６の吸着能力が再生されており、停止中に発生する燃料蒸気を確実に吸着することができる。
【００２０】
更に、図３を用いて本発明の蒸発燃料処理装置の第３実施例を説明する。基本的な構成は第１実施例及び第２実施例と同じであるから、それらと共通の部分には同じ参照符号を付けることによって、重複する詳細な説明を省略する。第３実施例の蒸発燃料処理装置が第１実施例及び第２実施例のそれと異なる点は、ブロ―バイライン１０がレゾネータ９を経由しないで直接に吸気管５に連通している内燃機関において、吸着剤を担持する吸着シート１６を、レゾネータ９内の流路を横断するように設けた点にある。ブロ―バイバルブ１１を有するブロ―バイライン１０は、レゾネータ９の連通口２０とは反対側において吸気管５に開口している。レゾネータ９内の吸着シート１６の連通口２０とは反対側の空間は、大気ライン１７を介してエアクリーナ１３に連通している。
【００２１】
内燃機関の停止中に、吸着シート１６が、シャットバルブ１４よりも下流側の吸気通路に滞留している燃料蒸気を、連通口２０を介して吸着するが、吸着シート１６からの燃料蒸気の脱離と吸着能力の再生は、内燃機関の運転中にエアクリーナ１３から大気ライン１７を通ってレゾネータ９内へ流入し、吸気負圧によって吸着シート１６を透過した後に連通口２０から吸気管５内へ流れる外気によって行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の蒸発燃料処理装置を示すシステム構成図である。
【図２】第２実施例の蒸発燃料処理装置を示すシステム構成図である。
【図３】第３実施例の蒸発燃料処理装置を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
１…燃料タンク
２…キャニスタ
３…蒸発燃料ライン
４…パージライン
５…吸気管
６…パージバルブ
７…バイパスライン
８…バイパスバルブ
９…レゾネータ
１０…ブロ―バイライン
１１…ブロ―バイバルブ
１２…スロットルバルブ
１３…エアクリーナ
１４…シャットバルブ
１５…パッキン
１６…吸着シート
１７…大気ライン
２０…連通口
【図１】
0003942444.tif 000002
【図２】
0003942444.tif 000003
【図３】
0003942444.tif 000004