JP2002188528A - 過給機付き内燃機関の蒸発燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発燃料をエンジンの吸気に混合させて放出
する構造に用いられる一方向弁の長寿命化を実現する。 【解決手段】 キャニスタ１１と吸気管２とを連通する
パージ通路に設けられたパージ量調整用パージ制御弁１
２と吸気管からの逆流防止用一方向弁１３とを備え、吸
入空気量が所定値以上の場合にはパージ制御弁を全開に
保持する。 【効果】 過給機により吸気流量が増大して所定値以上
になった場合にはパージ制御弁を全開状態に保持するこ
とから、パージ量の調整のためのパージ制御弁の開閉に
影響されて一方向弁がハンチングを起こすことがなく、
一方向弁の開閉繰り返し動作が減るため、一方向弁の寿
命が延びかつ信頼性の向上を図ることができると共に、
さらに繰り返し動作が少なくなるため安価な一方向弁を
採用することができ、生産コストを低廉化し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過給機付き内燃機
関の蒸発燃料制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の内燃機関（エンジン）に
おける蒸発燃料の大気への放出防止対策として、燃料タ
ンクから配管を介してキャニスタを接続し、燃料タンク
内の蒸発燃料をキャニスタに蓄積し、またその蓄積され
た蒸発燃料をエンジンの吸気に混合させて放出するよう
にしたものがある。これにより、キャニスタに蒸発燃料
が蓄積され過ぎて、キャニスタの蓄積機能が失われて蒸
発燃料が大気に放出されることを防止することができ
る。また、蒸発燃料をエンジンの吸気に混合して放出す
る際、キャニスタとエンジンとの間に接続された配管の
途中に制御弁を設けてエンジンの吸気に混合される蒸発
燃料の量を制御するようにしたものがある。

【０００３】さらに、特開平１１−１８２３７０号に示
されるような過給機付きエンジンの場合には、吸気管の
圧力が大気圧に対して負圧になったり正圧になったりす
るため、正圧時でも吸気管からキャニスタに逆流しない
ように、吸気管とキャニスタとを接続する配管の途中に
一方向弁を設けることが考えられる。その一方向弁を、
例えば吸気管が負圧になった時のみ開き、正圧になった
時には閉じるようにすることが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
上記制御弁をデューティ比制御している場合には、その
制御弁の動きに応じて上記一方向弁が動くことになり、
微少時間においてキャニスタ側からエンジン吸気に流れ
る量が変化することになる。そのため、一方向弁が開閉
を繰り返すことになり、その開閉回数が一方向弁の寿命
に大きな影響を及ぼすことから、開閉回数が増大すると
一方向弁の信頼性が損なわれる虞が生じるという問題が
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、蒸発燃料をエンジンの吸気に混合させて放出する構
造に用いられる一方向弁の長寿命化を実現するために、
本発明に於いては、燃料タンク内で生じた蒸発燃料をキ
ャニスタ（１１）にて蓄積し、前記キャニスタ（１１）
に蓄積された蒸発燃料を内燃機関（１）の吸気管（２）
内にパージするように構成した過給機付き内燃機関の蒸
発燃料制御装置であって、前記吸気管（２）内にパージ
するパージ量をデューティ比制御するべくパージ通路
（２０）に設けられたパージ制御弁（１２）と、前記吸
気管（２）内の正圧による前記キャニスタ（１１）への
逆流を防止するべく前記パージ通路（２０）に設けられ
た一方向弁（１３）とを備え、前記吸気管（２）内の吸
入空気量が所定値以上の場合には、前記パージ制御弁
（１２）が全開状態に保持されるものとした。

【０００６】これによれば、過給機により吸気流量が増
大して所定値以上になった場合にはパージ制御弁を全開
状態に保持することから、パージ量の調整のためのパー
ジ制御弁の開閉に影響されて一方向弁がハンチングを起
こすことがなく、過給機付き内燃機関におけるパージ通
路に設けられた一方向弁の開閉の繰り返しを減少させる
ことができ、その結果一方向弁の寿命を延ばすことがで
きる。

【０００７】また、前記パージ制御弁（１２）が前記全
開状態の場合には、その全開状態によるパージ量の増加
に相当する燃料噴射量を減少することによれば、パージ
制御弁の全開による吸入空気中に含まれる燃料の増加分
に相当する燃料噴射量を減らすことから、パージ制御弁
を全開にした場合における吸入空気中の燃料の過濃を防
止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【０００９】図１は、本発明が適用された過給機付き内
燃機関の蒸発燃料制御装置を示すシステム構成図であ
る。図において、内燃機関であるエンジン１の吸気管２
の上流には、上流側からエアクリーナ３、過給機４のコ
ンプレッサ４ａ、インタークーラ５、スロットル弁６が
配設されている。また、エンジン１の排気管７には、過
給機４のタービン４ｂ、キャタライザ８が配設されてい
る。

【００１０】エアクリーナ３の下流側とインタークーラ
５との間にはダイアフラム駆動型Ｐ２リリーフ弁９が設
けられている。そのＰ２リリーフ弁９のダイアフラムの
一方には吸気管２のスロットル弁６下流側の吸気圧が作
用し、他方にはその吸気圧がチェックバルブ１０を介し
て作用するようにされている。

【００１１】そして、図示されない燃料タンクに接続さ
れて燃料タンク内の蒸発燃料を蓄積するためのキャニス
タ１１が設けられていると共に、キャニスタ１１と吸気
管２のスロットル弁６下流側とを連通するパージ通路２
０には、キャニスタ１１側から、制御弁としてのソレノ
イド駆動型パージ制御弁１２と、吸気管２側からの逆流
を防止する一方向弁１３とが配設されている。また、パ
ージ制御弁１２及び一方向弁１３の中間が、第２パージ
通路２０ａを介してエアクリーナ３の下流側と連通して
おり、その第２パージ通路２０ａの途中にはエアクリー
ナ３の下流側へ向けて通す逆止弁型チェック弁１４が設
けられている。

【００１２】なお、過給機４のタービン４ｂ側にはダイ
アフラム駆動型ウェストゲートアクチュエータ１５で開
閉制御されるウェストゲート弁１６が設けられている。
そのウェストゲートアクチュエータ１５は、エアクリー
ナ３の下流側配管に接続されたソレノイド駆動型ウェス
トゲート制御弁１６の開閉弁動作により駆動される。ま
た、エンジン１の吸気ポート近傍には燃料噴射弁１８が
設けられている。この燃料噴射弁１８及び上記パージ制
御弁１２などが、燃料噴射制御手段を備えるコントロー
ルユニット１９により制御されるようになっている。

【００１３】また、吸気管２には吸気管内圧力ＰＢを検
出する吸気圧センサ２１と吸気温度Ｔａを検出する吸気
温センサ２２とが設けられ、またスロットル弁６にはス
ロットル開度θthを検出する開度センサ２３が設けられ
ている。エンジン１本体には上死点位置ＴＤＣを検出す
る点火時期センサ２４と冷却水温度Ｔｗを検出する水温
センサ２５とが設けられている。

【００１４】コントロールユニット１９では、図２に示
されるように、上記各検出値に基づき過給制御領域判定
が行われ、その判定値に応じてオープン制御及びフィー
ドバック制御を行う。オープン制御では、ウェストゲー
ト制御弁１７のオン／オフ（弁開閉）のデューティ比を
決定し、それによりウェストゲートアクチュエータ１５
を介してウェストゲート弁１６を制御する。フィードバ
ック制御では、目標過給圧を算出し、その目標過給圧の
上限を判定し、目標過給圧の上限を越えないように上記
デューティ比制御にかかわらずウェストゲート制御弁１
７を制御する。

【００１５】なお、吸気管内圧力ＰＢが負圧の場合に
は、パージ制御弁１２の開弁によりキャニスタ１１に蓄
積されている蒸発燃料が吸気管２内に吸い込まれる。過
給機４による過給圧により吸気管２内が正圧になってい
る場合には、一方向弁１３が閉じた状態になるため蒸発
燃料が吸気管２内へ送られないため、チェック弁１４を
介してエアクリーナ３の下流側配管中に吸い込まれるよ
うになっている。これにより、吸気管２内が正圧になっ
た場合のパージ量を確保することができる。

【００１６】上記したように過給機付きエンジンにあっ
ては吸気管２内が負圧と正圧との両状態になり得るた
め、その圧力の変化を検出してパージ制御弁１２の開弁
制御をしている。その制御の高精度化のために、本制御
にあってはコントロールユニット１９によりパージ制御
弁１２の開弁をデューティ比制御している。しかしなが
ら、パージ制御弁１２のデューティ比制御により一方向
弁１３がハンチングする虞があるため、本発明では図３
のフロー図に示すような制御を行っている。同様にチェ
ック弁１４もハンチングする虞があり、そのためにも有
効である。

【００１７】まず第１ステップＳＴ１において、吸入空
気量Ｑａの推定を行う。この吸入空気量Ｑａは、理論空
燃費となるための基本燃料噴射量ＴＩＭと、回転速度セ
ンサ（図示せず）によるエンジン回転速度ＮＥと、係数
Ｋａとの乗算により算出される。なお、吸入空気量Ｑａ
を算出する変数には、燃料噴射量やエンジン回転数、吸
気管内圧力、スロットル開度などを利用することができ
る。次の第２ステップＳＴ２では、吸入空気量に応じた
パージ量Ｑｐを算出する。このパージ量Ｑｐは、吸入空
気量Ｑａと係数Ｋｐとの乗算（Ｑｐ＝Ｋｐ×Ｑａ）によ
り算出される。

【００１８】第３ステップＳＴ３では、上記吸入空気量
Ｑａが所定値Ｄ（パージ量Ｑｐの影響が少ない程度の大
流量）以上か否かを判別する。吸入空気量Ｑａが所定値
Ｄを越えていない場合には、第４ステップＳＴ４に進
み、インジェクタ１８の噴射量制御にあっては基本噴射
量による通常の制御を行う。なお、この基本噴射量は、
エンジン回転速度に関連したマップで設定されるもので
あって良い。また、この時パージ制御弁１２にあって
は、デューティ比制御により開弁制御される。また、上
記吸入空気量Ｑａを、流量センサにより直接検出して算
出したり、負圧検出値から算出したり、パージ量Ｑｐか
ら算出するようにしても良い。なお、そのパージ量Ｑｐ
が１２ｌ／min以上の時の吸入空気量Ｑａが上記大流量
とすることができる。

【００１９】第３ステップＳＴ３で吸入空気量Ｑａが所
定値Ｄ以上であると判別された場合には第５ステップＳ
Ｔ５に進む。この場合には、過給機４による吸入空気量
が大幅に増大した場合であり、それにより正圧が大きく
なると、パージ制御弁１２のデューティ比制御による開
閉により一方向弁１３がハンチングを起こし易くなる。

【００２０】そこで、第５ステップＳＴ５ではパージ制
御弁１２を全開にして、パージ制御弁１２に対するデュ
ーティ比制御による開閉を行わないようにする。この全
開制御としては、パージ制御弁１２に対するデューティ
比を１００％に設定することであって良い。これによ
り、一方向弁１３がハンチングを起こし易くなる領域
（吸気管内圧力ＰＢの正圧大）ではパージ制御弁１２が
全開状態に保持されるため、一方向弁１３のハンチング
を防止することができ、一方向弁１３の寿命を延ばすこ
とができる。これはチェック弁１４も同様である。

【００２１】次の第６ステップＳＴ６では補正パージ量
Ｑｈの設定を行う。パージ量Ｑｐは、吸入空気量Ｑａが
上記所定値Ｄに達した場合にはパージ制御弁１２を全開
にすることから、例えば図４に示されるように所定値Ｄ
に対応する最適パージ量Ａがパージ弁１２の全開（デュ
ーティ比１００％）に相当する量になる。例えば所定値
Ｄに対応する最適パージ量Ａをデューティ比８０％とす
ると、パージ制御弁１２を全開にした状態ではパージ量
Ｑｐが２０％分増加した（図４のＢ）ことになり、その
中には蒸発燃料が含まれていることから、吸入空気中の
燃料が過濃になる。

【００２２】その燃料が過濃になった分を燃料噴射量の
減少で補正するため、次の第７ステップＳＴ７では、補
正噴射量ＩＪｈを設定する。この補正噴射量ＩＪｈは、
例えば、基本噴射量ＩＪにＡ／Ｂを乗算（ＩＪｈ＝ＩＪ
×Ａ／Ｂ）して求めるものであって良い。これにより、
パージ量の増加分に相当する噴射燃料を減らした燃料噴
射を行うことになり、吸入空気中の燃料過濃を防止する
ことができる。

【００２３】なお、上記補正噴射量ＩＪｈの算出は、上
記式に限られるものではなく、さらに補正係数を用いて
調整するようにしても良い。

【００２４】また、一般路の一定車速走行時にパージ制
御弁１２の流量が最大流量（全開）となる吸入空気量Ｑ
ａになるように設定しても良く、この場合には、一方向
弁１３の開閉の繰り返し頻度が大幅に減るため、一方向
弁１３の信頼性が大幅に向上する。また、吸入空気量Ｑ
ａに対して燃料噴射量ＩＪを比例制御している領域で一
方向弁１３の周囲温度（適所に温度センサを設ける。）
が過大となった時にはパージ制御弁１２を全開制御に保
持するようにしても良い。これにより、一方向弁１３の
耐久性が向上する。

【００２５】なお、条件によりパージ制御弁１２を全閉
保持にする制御を行っても良い。例えば、スロットル弁
６が全閉の減速状態で一時的にスロットル弁６が開いた
後に、直ぐに全閉にするような場合である。また、図示
例では排気圧を利用した過給機について示したが、これ
に限るものではなく、例えば機械駆動式過給機を用いた
エンジンにも適用可能である。

【００２６】

【発明の効果】このように本発明によれば、過給機付き
内燃機関において、パージ通路に設けられた逆流防止用
の一方向弁の開閉繰り返し動作が減るため、一方向弁の
寿命が延びかつ信頼性の向上を図ることができると共
に、さらに繰り返し動作が少なくなるため安価な一方向
弁を採用することができ、生産コストを低廉化し得る。
また、パージ制御弁の全開による吸入空気中に含まれる
燃料の増加分に相当する燃料噴射量を減らすことによ
り、パージ制御弁を全開にした場合における吸入空気中
の燃料の過濃を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された過給機付き内燃機関の蒸発
燃料制御装置を示すシステム構成図。

【図２】コントロールユニットによる燃料噴射制御を示
すブロック図。

【図３】本発明に基づく制御フロー図。

【図４】吸入空気量とパージ量との関係を示す図。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） ２ 吸気管 １１ キャニスタ １２ パージ制御弁 １３ 一方向弁 ２０ パージ通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｍ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｌ ３６４ ３６４Ｅ (72)発明者 前田 貞好 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G044 AA03 BA10 BA32 CA02 DA02 DA08 EA19 EA23 EA32 EA46 EA50 FA05 FA13 FA14 FA28 FA29 GA02 GA05 GA07 3G084 AA00 BA13 BA27 DA12 DA19 EA11 EB08 EB11 FA02 FA07 FA10 FA11 FA20 3G301 HA01 HA11 HA14 JA00 JA28 LA00 MA12 NA08 NC02 ND01 ND41 PA01Z PA07Z PA10Z PA11Z PE08Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内で生じた蒸発燃料をキャニ
   スタにて蓄積し、前記キャニスタに蓄積された蒸発燃料
   を内燃機関の吸気管内にパージするように構成した過給
   機付き内燃機関の蒸発燃料制御装置であって、 前記吸気管内にパージするパージ量をデューティ比制御
   するべくパージ通路に設けられたパージ制御弁と、前記
   吸気管内の正圧による前記キャニスタへの逆流を防止す
   るべく前記パージ通路に設けられた一方向弁とを備え、 前記吸気管内の吸入空気量が所定値以上の場合には、前
   記パージ制御弁が全開状態に保持されることを特徴とす
   る過給機付き内燃機関の蒸発燃料制御装置。
2. 【請求項２】 前記パージ制御弁が前記全開状態の場合
   には、その全開状態によるパージ量の増加に相当する燃
   料噴射量を減少することを特徴とする請求項１に記載の
   過給機付き内燃機関の蒸発燃料制御装置。