JP2003343364A - エンジンの蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定のデューティ周波数でパージ弁をデュー
ティ制御するように構成されたエンジンの蒸発燃料処理
装置において、デューティ周波数を小さくすることによ
るパージ制御等の応答性の悪化の軽減、及び、パージ弁
の初期交差や経年劣化等によるパージ過多状態の発生防
止及びこれによる空燃比制御性の悪化防止を図ることが
できるエンジンの蒸発燃料処理装置を提供することを課
題とする。 【解決手段】 ＥＣＵ３０は、目標パージ量に基づいて
パージコントロールバルブをデューティ周波数１０Ｈｚ
でデューテイ制御し、目標パージ量が、予め設定された
比較的小さな所定の値より小さな値に設定されている場
合に、実パージ量が上記所定の値よりも大きいか否かを
フィードバック補正係数ＣＦｂの絶対値が２５％より大
きいか否かにより判定し、大きいと判定したときはデュ
ーティ周波数を６Ｈｚにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンクで発生
した蒸発燃料をエンジンの所定運転時に吸気系へパージ
するように構成された蒸発燃料処理装置に関し、エンジ
ンの蒸発燃料処理装置におけるパージ制御の技術分野に
属する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などのエンジンにおいては、燃料
供給系統で発生した蒸発燃料が大気中に放出されること
による大気汚染を防止するために、例えば燃料タンク内
で発生した蒸発燃料を、一旦キャニスタに吸着させた
後、エンジンの運転時に運転状態に応じてキャニスタか
ら吸気通路内にパージ（放出）させることがある。その
場合に、パージ量は、例えば、エンジンの運転状態に応
じて設定された目標パージ量に基づいて、所定のデュー
ティ周波数でパージ弁の開時間をデューティ制御するこ
とによって制御される。なお、ここで、パージ量とは、
例えば、キャニスタから吸気通路内に供給する蒸発燃料
を含んだ空気量を言い、また、デューティ制御とは、１
ＯＮ−ＯＦＦ周期におけるＯＮ時間あるいはＯＦＦ時間
の比率の変更制御を言う。なお、ＯＮ時に弁が開く場合
は、ＯＮ時間を長くするほど（デューティ比を大きくす
るほど）開時間が長くなり、ＯＦＦ時にパージ弁が開く
場合は、ＯＦＦ時間の比率を長くするほど（デューティ
比を小さくするほど）開時間が長くなる。以後の説明に
おいては、ＯＮ時に弁が開く場合で説明する一方、自動
車用のエンジンにおいては、例えば運転状態に応じた出
力特性の達成や排気エミッションの改善等を目的とし
て、実空燃比が目標空燃比となるように空燃比のフィー
ドバック制御が行われることがある。その場合に、図８
（ａ）に示すように、パージ弁は、一般に、ＯＮ信号を
受けてから実際に開状態となるまで、あるいは、ＯＦＦ
信号を受けてから実際に閉状態となるまでに、それぞれ
時間ｔｏ、ｔｄだけ応答遅れを生じる。この応答遅れ時
間ｔｏ、ｔｄは、ＯＮ信号を受けてから実際に開状態と
なるまでの方が一般に大きいため、実際の開時間ｔａ′
は、応答遅れがないとしたときの理論開時間ｔａ（ＯＮ
信号の継続時間と等しい）と比較して短くなる。そし
て、この応答遅れ時間ｔｏ、ｔｄはデューティ比（ｔａ
／Ｔａ）によらずほぼ一定であるから、デューティ比
（ｔａ／Ｔａ）を小さくして理論開時間ｔａを短くして
いくと、該理論開時間ｔａに占める上記応答遅れ時間ｔ
ｏ、ｔｄの比率が増大して応答遅れの影響が無視できな
くなる。言い換えれば、デューティ比を小さくしていく
と、実際の開時間ｔａ′が理論開時間ｔａよりもかなり
小さくなり、この結果、実際のパージ量が上記理論開時
間ｔａから算出される理論パージ量より小さくなって、
上記空燃比のフィードバック制御に悪影響を及ぼす。

【０００３】この問題に対しては、例えば、特開平７−
１６６９７５号公報に開示の技術を用いることが考えら
れる。すなわち、デューティ比が所定値未満の領域で
は、図８（ｂ）に示すように、所定値以上の領域と比較
して大きなデューティ周期Ｔｂ（例えば図の場合であれ
ば２Ｔａ）に変更する（デューティ周波数を小さくす
る）ことにより、１回あたりの理論開時間をｔｂ（例え
ば図の場合であれば２ｔａ）に長くして、該理論開時間
ｔｂに占める上記応答遅れ時間ｔｏ、ｔｄの比率を減少
させ、これにより、理論パージ量と実際のパージ量との
乖離幅を減少させ、空燃比制御性を向上させるのであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載の技術の場合、前述のようにデューティ比が所
定値未満の領域では一律にデューティ周波数が小さくさ
れるから、デューティ比が所定値以上の領域と比較し
て、パージ制御や空燃比制御等の応答性が悪化する。

【０００５】一方、図９に示すように、パージ弁等の弁
類は、デューティ比がある値Ｄａより小さな領域におい
ては、正確には、開時間（ＯＮ時間）が小さな領域にお
いては、例えば流体の特性の影響が大きくなってデュー
ティ比と流量（パージ量）とのリニアリティが失われ、
使用に適さないから、結果として制御可能な最小流量
は、デューティ比がＤａのときの値Ｑａに定まることと
なる。

【０００６】また、パージ弁等の弁類は、一般に初期公
差や例えば経年変化による流量の誤差を有している。例
えば、上記所定のデューティ比Ｄａのときの初期交差
が、設計値Ｑａに対して上側＋α、下側−βである場
合、パージ弁が実際に流す流量は、Ｑａ＋αからＱａ−
βの間にばらつくこととなる。そして、下側（Ｑａ−β
側）にばらついていた場合、目標パージ量に対して実パ
ージ量（流量）が不足することとなるが、デューティ比
を所定値Ｄａより大きな値に設定することにより、この
流量不足を解消することができる。一方、上側（Ｑａ＋
α側）にばらついていた場合、前述のリニアリティ等の
問題により、デューティ比を上記所定値Ｄａより小さな
値に設定することができないから、パージ量が多い状態
が継続し、空燃比制御に悪影響を及ぼす。

【０００７】そこで、本発明は、所定のデューティ周波
数でパージ弁をデューティ制御するように構成されたエ
ンジンの蒸発燃料処理装置において、デューティ周波数
を小さくすることによるパージ制御等の応答性の悪化の
軽減、及び、パージ弁の初期交差や経年劣化等によるパ
ージ過多状態の発生防止及びこれによる空燃比制御性の
悪化防止を図ることができるエンジンの蒸発燃料処理装
置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の発明は、燃料タンク内に発生した蒸発燃料を吸着す
るキャニスタとエンジンの吸気系とを接続する接続通路
に備えられ、デューティ制御されるパージ弁と、エンジ
ンの運転状態に応じて設定された目標パージ量に基づい
て上記パージ弁を所定のデューティ周波数でデューテイ
制御するパージ制御手段とが備えられたエンジンの蒸発
燃料処理装置であって、目標パージ量が、予め設定され
た比較的小さな所定の値より小さな値に設定されている
場合に、実パージ量が上記所定の値よりも大きいか否か
を判定するパージ量判定手段と、該判定手段によって実
パージ量が上記所定の値よりも大きいと判定されたとき
は、上記所定のデューティ周波数を小さくするデューテ
ィ周波数変更手段とが備えられていることを特徴とす
る。

【０００９】この発明によれば、目標パージ量が、予め
設定された比較的小さな所定の値より小さな値に設定さ
れている場合、例えば、デューティ比が、小さな値（Ｏ
Ｎ時にパージ弁が開く場合。ＯＦＦ時にパージ弁が開く
場合は大きな値と読み替えればよい。以後の説明におい
てはＯＮ時にパージ弁が開く場合で説明する）に設定さ
れている場合において、常にデューティ周波数を小さく
するのでなく、実パージ量が上記所定の値より大きいと
判定されたときに、すなわち、実パージ量が過多状態に
なる虞があるときにのみ、デューティ周波数を小さくす
るから、これによるパージ制御等の応答性悪化が軽減さ
れる。

【００１０】また、実パージ量が過多状態になる虞がな
いので、実空燃比が目標空燃比となるように空燃比制御
を行う空燃比制御手段が備えられている場合、その空燃
比の制御に悪影響を及ぼすのが防止される。

【００１１】しかも、前述したように、デューティ周波
数を小さくすれば、より小さなデューティ比でも応答遅
れ等の問題が軽減されるから、換言すれば、リニアリテ
ィを有する領域がより小さな流量にまで広がるから、上
記所定の値以下のパージ量の場合にも精度よくパージ量
の制御が可能となる。

【００１２】例えば、図１に示すように、デューティ周
波数がＦａＨｚのときは、リニアリティを有する領域の
最小流量はＱｆａであるが、デューティ周波数がＦａＨ
ｚより小さいＦｂＨｚのときは、Ｑｆｂに低下すること
となる。そして、上記所定の値として、例えば上記最小
流量Ｑｆａを設定すれば、初期公差や経年劣化等により
パージ弁の流量にばらつきがあって実パージ量が最小流
量Ｑｆａより大きくなっても、その旨がパージ量判定手
段によって判定され、所定のデューティ周波数がＦａか
らこれより小さなＦｂに変更されるから、最小流量Ｑｆ
ａより小さな流量にも制御可能となり、この結果、パー
ジ過多状態の発生が防止され、空燃比制御性の悪化が防
止される。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、エンジンの空燃比が目標空燃比
となるように燃料噴射量をフィードバック制御する空燃
比制御手段が備えられ、パージ量判定手段は、該フィー
ドバック制御の制御量が所定の制御量より大きいか否か
を判定することにより実パージ量が所定の値よりも大き
いか否かを判定することを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、パージ量判定手段の構
成が具体化される。すなわち、実パージ量が所定の値よ
り大きいか否かの判定を、空燃比制御手段によるフィー
ドバック制御の制御量が所定の制御量より大きいか否か
で判定するようにしたから、判定を精度よく行え、ま
た、新たに検出のための機材等を設ける必要がない。

【００１５】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の発明において、エンジンの吸気
量を検出する吸気量検出手段が備えられており、かつ、
デューティ周波数変更手段によってデューティ周波数が
小さくされている場合において、上記吸気量検出手段に
よって検出された吸気量に関する値が所定値以上になっ
たときは、当該デューティ周波数を元の値に向けて大き
くするデューティ周波数復帰手段と、デューティ周波数
が小さくされていない場合において、上記吸気量検出手
段によって検出された吸気量に関する値が所定値以上で
あるときは、デューティ周波数変更手段がデューティ周
波数を小さくすることを禁止するデューティ周波数変更
禁止手段との少なくとも一方が備えられていることを特
徴とする。

【００１６】この発明によれば、デューティ周波数変更
手段によってデューティ周波数が小さくされている場合
でも、吸気量に関する値が所定値以上になったとき、例
えば運転者によってアクセルが踏み込まれたときは、デ
ューティ周波数を元の値に向けて大きくするから、制御
応答性の低い状態が解消され、運転状態変化に迅速に対
応できるようになる。

【００１７】あるいは、またはそれと共に、デューティ
周波数変更手段によってデューティ周波数が小さくされ
ている場合に、吸気量に関する値が所定値以上であると
き、例えば運転者によってアクセルが踏み込まれている
ときは、制御応答性の良い状態が要求されているときで
あるから、デューティ周波数を小さくするのを禁止し
て、制御応答性の良い状態を維持するようにするのであ
る。

【００１８】そして、請求項４に記載の発明は、請求項
１または請求項２に記載の発明において、アイドル状態
を検出するアイドル状態検出手段が備えられており、か
つ、デューティ周波数変更手段によってデューティ周波
数が小さくされている場合において、上記アイドル状態
検出手段によってアイドル状態でないことが検出された
ときは、当該デューティ周波数を元の値に向けて大きく
するデューティ周波数復帰手段と、デューティ周波数が
小さくされていない場合において、上記アイドル状態検
出手段によってアイドル状態でないことが検出されてい
るときは、デューティ周波数変更手段がデューティ周波
数を小さくすることを禁止するデューティ周波数変更禁
止手段との少なくとも一方が備えられていることを特徴
とする。

【００１９】この発明によれば、請求項３に記載の発明
同様、デューティ周波数変更手段によってデューティ周
波数が小さくされている場合でも、例えば運転者によっ
てアクセルが踏み込まれてアイドル状態でなくなったと
きは、デューティ周波数を元の値に向けて大きくするか
ら、制御応答性の低い状態が解消され、運転状態変化に
迅速に対応できるようになる。

【００２０】あるいは、またはそれと共に、デューティ
周波数変更手段によってデューティ周波数が小さくされ
ている場合に、アイドル状態でないことが検出されてい
るときは、運転者によってアクセルが踏み込まれてお
り、制御応答性が要求されているときであるから、デュ
ーティ周波数を小さくするのを禁止して、制御応答性の
良い状態を維持するようにするのである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００２２】図２に示すように、エンジン１は吸、排気
弁２，３を介してそれぞれ燃焼室４に通じる吸気通路５
及び排気通路６を有する。吸気通路５には上流側からエ
アクリーナ７と、燃焼室４への吸入空気量を検出するエ
アフローセンサ８と、吸入空気量ないしエンジン出力を
調整するスロットルバルブ９とが配備されていると共
に、燃焼室４に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１０が、
上記スロットルバルブ９の下流に設けられたサージタン
ク１１の下流側に設置されている。一方、上記排気通路
６には、三元触媒式の触媒コンバータ１２が設置されて
いると共に、該触媒コンバータ１２の上流側には排気ガ
ス中の残存酸素濃度を検出することにより燃焼室４内の
混合気の空燃比を検出するＯ2センサ１３が設置されて
いる。

【００２３】そして、このエンジン１には、上記燃料噴
射弁１０に燃料を供給する燃料供給システムが備えられ
ている。この燃料供給システムは、燃料を貯留する燃料
タンク１４と、該タンク１４内に設置された燃料ポンプ
１５と、該ポンプ１５から吐出された燃料を燃料噴射弁
１０に導く燃料供給通路１６と、燃料噴射弁１０で噴射
されなかった余分な燃料を回収する燃料回収通路１７と
を有する。この燃料回収通路１７には燃料噴射圧力を調
整するプレッシャレギュレータ１８が設置されている。
このプレッシャレギュレータ１８は、上記吸気通路５に
おけるサージタンク１１から負圧通路１９を介して吸気
負圧を導入することにより、該負圧に応じて上記燃料噴
射弁１０からの燃料噴射圧力を調整する。

【００２４】また、上記燃料タンク１４の上部には、該
タンク１４内で蒸発した蒸発燃料を収集してキャニスタ
２０に導く蒸発燃料収集通路２１が接続されている。そ
して、該キャニスタ２０に上流端側が接続されたパージ
通路２２が、通電時に開弁するパージコントロールバル
ブ２３を介して吸気通路５における上記サージタンク１
１に接続されている。なお、上記キャニスタ２０の下部
に接続された大気開放通路２４は、チェックバルブ２５
を介して上記サージタンク１１へと導かれている。この
チェックバルブ２５は、サージタンク１１が負圧状態の
ときに上記大気開放通路２４を遮断するように構成され
ている。これにより、上記蒸発燃料収集通路２１を介し
てキャニスタ２０に導かれた蒸発燃料が、該キャニスタ
２０に内蔵された活性炭に一旦吸着された上で、上記パ
ージコントロールバルブ２３が開弁しているときに上記
パージ通路２２を介して吸気通路５に供給される。

【００２５】ここで、パージコントロールバルブ２３
は、図３にデューティ比―流量特性を示すように、デュ
ーティ周波数を変更すると、デューティ比―流量特性が
変化する特性を有する。ここで、デューティ周波数と
は、デューティ制御における１ＯＮ−ＯＦＦ周期の逆数
を意味する。また、あるデューティ比（１０Ｈｚの場
合、Ｄ１０。６Ｈｚの場合、Ｄ６）以下では、特性のリ
ニアリティが失われるため、リニアリティを有する領域
内で使用される。例えば、デューティ周波数を１０Ｈｚ
から６Ｈｚに小さくすると、良好な流量制御を行うのに
好適なリニアリティを有するエリアが低流量側に拡大
し、そのときの流量はＱｐ２からＱｐ１に小さくなる。
なお、デューティ周波数が８Ｈｚのときのラインは、こ
のバルブ２３のデューティ比―流量特性を説明するため
の参考であり、本制御では直接用いられない。

【００２６】さらに、このエンジン１には電子制御式の
コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）３０が備
えられている。このＥＣＵ３０は、上記エアフローセン
サ８からの吸入空気量信号と、スロットルバルブ９の全
閉状態を検出するアイドルスイッチ３１からのアイドル
信号と、Ｏ2センサ１３からの空燃比信号とを入力し
て、これらの信号に基づいて燃料噴射弁１０からの燃料
噴射制御を行う。

【００２７】また、ＥＣＵ３０は、エンジンの運転状態
に応じて目標パージ量を設定し、該目標パージ量に基づ
いて上記パージコントロールバルブ２３を所定のデュー
ティ周波数でデューティ制御する。そして、ＥＣＵ３０
は、目標パージ量が、予め設定された比較的小さな所定
の値より小さな値に設定されている場合に、実パージ量
が上記所定の値よりも大きいか否かを判定し、実パージ
量が上記所定の値よりも大きいと判定したときは、上記
所定のデューティ周波数を小さくする。

【００２８】すなわち、ＥＣＵ３０は、目標パージ量に
基づいて上記パージコントロールバルブ２３を所定のデ
ューティ周波数１０Ｈｚでデューテイ制御し、目標パー
ジ量が、予め設定された比較的小さな所定の値Ｑｐ２よ
り小さな値に設定されている場合に、実パージ量が上記
所定の値Ｑｐ２よりも大きいか否かを判定し、実パージ
量が上記所定の値Ｑｐ２よりも大きいと判定したとき
は、上記デューティ周波数を１０Ｈｚから６Ｈｚに小さ
くする。ここで、実パージ量が上記所定の値Ｑｐ２より
も大きいか否かの判定は、後述する空燃比制御のフィー
ドバック補正値の絶対値｜Ｃｆｂ｜が、所定の値より大
きいか否かの判定により行われる。

【００２９】また、ＥＣＵ３０は、デューティ周波数が
１０Ｈｚから６Ｈｚに小さくされている場合において、
エアフローセンサ８で検出された吸気量に関する値が所
定値Ｑｐ２以上になったときは、当該デューティ周波数
を６Ｈｚから元の値１０Ｈｚに向けて大きくし、デュー
ティ周波数が１０Ｈｚのまま小さくされていない場合に
おいて、エアフローセンサ８で検出された吸気量に関す
る値が所定値Ｑｐ２以上であるときは、デューティ周波
数を１０Ｈｚから６Ｈｚに小さくするのを禁止する。

【００３０】また、ＥＣＵ３０は、デューティ周波数が
１０Ｈｚから６Ｈｚに小さくされている場合において、
アイドルスイッチ３１でスロットルバルブが全閉状態で
ないこと、すなわちアイドル状態でないことが検出され
たときは、当該デューティ周波数を６Ｈｚから元の値１
０Ｈｚに向けて大きくし、デューティ周波数が１０Ｈｚ
のまま小さくされていない場合において、アイドルスイ
ッチ３１でアイドル状態でないことが検出されていると
きは、デューティ周波数を１０Ｈｚから６Ｈｚに小さく
するのを禁止する。

【００３１】次に、このＥＣＵ３０による制御につい
て、図４〜図６のフローチャートを用いてさらに詳しく
説明する。

【００３２】まず、ステップＳ１では、エアフローセン
サ８からの信号ｆを流量ｑａとして入力処理した上で、
ステップＳ２で、パージ率ｒｐを演算する。

【００３３】ここで、このパージ率ｒｐの演算は、サブ
ルーチンとして構成されており、図５に示すフローチャ
ートに従って行われる。すなわち、ステップＳ２１で
は、Ｏ２センサからの信号を入力処理した上で、ステッ
プＳ２２で、空燃比フィードバック補正値Ｃｆｂ（以
下、「空燃比Ｆ／Ｂ補正値Ｃｆｂ」という）を演算す
る。

【００３４】次に、ステップＳ２３では、空燃比Ｆ／Ｂ
補正値Ｃｆｂの絶対値｜Ｃｆｂ｜が２５％より大きいか
否かを判定し、大きくないとき（ＮＯ）は、ステップＳ
２４でさらに、空燃比Ｆ／Ｂ補正値Ｃｆｂの絶対値｜Ｃ
ｆｂ｜が２０％より小さいか否かを判定する。すなわ
ち、これらのステップＳ２３〜Ｓ２４では、空燃比Ｆ／
Ｂ補正値Ｃｆｂの絶対値｜Ｃｆｂ｜が２５％より大きい
か、あるいは２０％より小さいか、あるいは２０％〜２
５％の間にあるかを判定することにより、空燃比を目標
の値に維持する上でパージ率ｒｐを増減する必要がある
か否かを決定している。ここで、この空燃比Ｆ／Ｂ補正
値Ｃｆｂの絶対値｜Ｃｆｂ｜は、Ｏ２センサで検出され
たＯ２濃度が小さいほど、すなわち空燃比（Ａ／Ｆ）が
小さいほど大きな値となる。

【００３５】すなわち、ステップＳ２３で絶対値｜Ｃｆ
ｂ｜が２５％より大きいと判定されたとき（ＹＥＳのと
き）は、目標の値より空燃比が小さく混合気中の燃料が
過剰なので、ステップＳ２４で、パージ率ｒｐを減量す
る。また、ステップＳ２４で絶対値｜Ｃｆｂ｜が２０％
より小さいと判定されたとき（ＹＥＳのとき）は、目標
の値より空燃比が大きく混合気中の燃料が不足している
ので、ステップＳ２６で、パージ率ｒｐを増量する。そ
の場合、目標パージ率ｒｐを増量し過ぎるのを防止する
ために、ステップＳ２７で、ステップＳ２６で算出され
た値と、エンジン運転状態に基づいて算出された値との
うち、小さい方の値をパージ率ｒｐとして採用する。一
方、このステップＳ２４で絶対値｜Ｃｆｂ｜が２０％よ
り大きいと判定されたとき（ＹＥＳのとき）、すなわち
絶対値｜Ｃｆｂ｜が２０％〜２５％にあるときは、空燃
比が目標の範囲内にあるのでパージ率ｒｐの増減量は行
わない。以上で、パージ率ｒｐの演算を終了し、次に、
図４のステップＳ３以後の処理を行う。

【００３６】すなわち、ステップＳ３では、目標パージ
質量流量ｇｐを演算する。ここで、このｇｐは、上記パ
ージ率ｒｐに上記流量ｑａを乗算することにより求めら
れる。次いで、ステップＳ４では、目標パージ体積流量
ｑｐを演算する。ここで、このｑｐは、上記質量流量ｇ
ｐに所定の密度係数を乗算することにより求められる。

【００３７】次に、ステップＳ５では、上記パージコン
トロールバルブ２３が、前述したように設計値の上側に
ある値以上の誤差を有し、実パージ量が目標パージ量以
上となってしまうバルブであるか否かを判定する。以
後、この判定を、上限バルブ判定あるいは上限判定とい
う。なお、この上限バルブ判定は、サブルチーチンとし
て構成されており、図６のフローチャートに従って行わ
れる。

【００３８】すなわち、ステップＳ３１では、アイドル
スイッチ３１によってスロットル全閉状態が検出された
か否かを判定し、スロットル全閉状態であるとき（ＹＥ
Ｓのとき）は、ステップＳ３２に進む。

【００３９】ステップＳ３２では、前述した空燃比Ｆ／
Ｂ補正値Ｃｆｂの絶対値｜Ｃｆｂ｜が２５％より大きい
か否かを判定する。すなわち、このステップＳ３２で
は、前述のように混合気中の燃料が過剰か否かを判定し
ており、大きいとき（ＹＥＳのとき）は、ステップＳ３
３に進む。

【００４０】ステップＳ３３では、前述の流量ｑａが所
定値Ｑａ１より大きいか否かを判定し、大きいとき（Ｙ
ＥＳのとき）は、ステップＳ３３に進む。ここで、この
所定値Ｑａ１はアイドル状態における標準的な吸入空気
量であり、このステップＳ３３では、通常通り吸気され
ているか否かを判定している。

【００４１】そして、ステップＳ３４では、前述の目標
パージ体積流量ｑｐが所定値Ｑｐ３より小さいか否かを
判定し、小さいとき（ＹＥＳのとき）は、ステップＳ３
５に進む。ここで、この所定値Ｑｐ３は、図３に示すよ
うに、デューティ周波数が１０Ｈｚの場合にパージコン
トロールバルブ２３が実現可能な最小のパージ量Ｑｐ２
より若干大きな値に設定されている。すなわち、このス
テップＳ３４では、目標パージ体積流量ｑｐが、デュー
ティ周波数が１０Ｈｚの場合にパージコントロールバル
ブ２３が実現可能な最小のパージ量Ｑｐ２に設定されて
いるか否か、言い換えればデューティ比が前述の実現可
能最小デューティ比Ｄ１０に設定されているか否かを判
定しているのである。

【００４２】そして、ステップＳ３５では、現在のデュ
ーティ周波数が１０Ｈｚか否かを、上限判定フラグＸｍ
ａｘが上限判定中でないことを意味する「０」であるか
否かにより判定し、デューティ周波数が１０Ｈｚである
とき（ＹＥＳのとき）は、ステップＳ３６で、上限判定
を行って、上限判定フラグＸｍａｘに上限判定中である
ことを意味する「１」を設定し、さらに、ステップＳ３
７で、パージ禁止タイマに所定時間ＣｎとしてＴ１をセ
ットする。

【００４３】ここで、上限判定ステップＳ３１〜Ｓ３５
の判定を行った結果、ステップＳ３６で上限判定される
条件をまとめると、ステップＳ３１でアイドル状態であ
ることが判定され、ステップＳ３２で空燃比が小さいこ
とが判定され、ステップＳ３３で通常の流量が確保され
ていることが判定され、ステップＳ３４でデューティ比
が実現可能最小デューティ比に設定されていることが判
定され、ステップＳ３５でデューティ周波数が１０Ｈｚ
であることが判定されたときに、上限判定されることと
なる。さらにまとめて言うと、アイドル状態においてデ
ューティ周波数が１０Ｈｚで駆動されている場合に、実
現可能最小デューティ比でパージコントロールバルブ２
３がデューティ制御されて最低流量になるように設定さ
れているにもかかわらず理論最低流量よりも多くの流量
が流れて空燃比が小さくなっている場合に、上限バルブ
であると上限判定が行われることとなる。

【００４４】一方、ステップＳ３５で、デューティ周波
数が１０Ｈｚでないと判定されたとき（ＮＯのとき）
は、デューティ周波数６Ｈｚでも流量が絞り切れず、空
燃比Ｆ／Ｂ補正値が２５％以上になっているということ
だから、パージを禁止するために、ステップＳ３８で、
パージ禁止フラグＸｎに、パージ禁止を意味する「１」
を設定する。なお、パージ禁止フラグＸｎが「０」は、
パージを禁止しないことを意味する。

【００４５】また、ステップＳ３１〜Ｓ３４の判定にお
いて、いずれか１つでもＮＯのときは、パージコントロ
ールバルブ２３が上限バルブでないと判定し、ステップ
Ｓ３９で、上限判定フラグＸｍａｘを「０」にリセット
すると共に、ステップＳ４０で、パージ禁止判定フラグ
Ｘｎを「０」にリセットする。

【００４６】以上で、図６のフローチャートによる上限
判定を終了し、次に、図４のステップＳ６以後の処理を
行う。

【００４７】すなわち、ステップＳ６では、パージ禁止
条件が成立しているか否かを、パージ禁止フラグＸｎが
「１」と、パージ禁止タイマがＣｎ＞０であることとの
少なくとも一方の条件が成立しているか否かにより判定
し、いずれか一方でも成立してパージ禁止条件が成立し
たとき（ＹＥＳのとき）は、ステップＳ１０で、デュー
ティ駆動時間ｔｐを０に設定し、パージコントロールバ
ルブ２３を閉弁状態としてパージを禁止する。ここで、
このデューティ駆動時間ｔｐをデューティ周期（デュー
ティ周波数の逆数）で除算したものが、デューティ比と
なる。

【００４８】一方、ステップＳ６でパージ禁止条件非成
立のとき（ＮＯのとき）は、ステップＳ７で、現在、上
限判定されているか否かを、上限判定フラグＸｍａｘが
「１」であるか否かにより判定し、上限判定中のとき
（ＹＥＳのとき）は、ステップＳ８の判定を行い、上限
判定中でないとき（ＮＯのとき）は、ステップＳ１１の
判定を行う。

【００４９】すなわち、上限判定中のときは、ステップ
Ｓ８で、目標パージ体積流量ｑｐが図３に示す前述の所
定値Ｑｐ１より大きいか否かを判定し、大きいとき（Ｙ
ＥＳのとき）は、ステップＳ９で、デューティ周波数を
６Ｈｚに設定すると共に、駆動時間ｔｐを上記目標パー
ジ体積流量ｑｐに基づいて算出される値に設定する。一
方、大きくないときは、周波数６Ｈｚのときにおける最
小の駆動デューティＤ６でも、目標パージ体積流量ｑｐ
を実現することができないから、ステップＳ１０で駆動
時間ｔｐを「０」に設定し、パージを禁止する。

【００５０】そして、ステップＳ７で上限判定中でない
と判定されたとき（ＮＯのとき）は、ステップＳ１１
で、ステップＳ８同様、目標パージ体積流量ｑｐが図３
に示す前述の所定値Ｑｐ２より大きいか否かを判定し、
大きいとき（ＹＥＳのとき）は、ステップＳ１２で、デ
ューティ周波数を１０Ｈｚに設定すると共に、駆動時間
ｔｐを上記目標パージ体積流量ｑｐに基づいて算出され
る値に設定する。一方、大きくないときは、周波数１０
Ｈｚのときにおける最小駆動デューティ比でも、目標パ
ージ体積流量を実現することができないから、ステップ
Ｓ１０で駆動時間ｔｐを「０」に設定し、パージを禁止
する。

【００５１】次に、図７のタイムチャートを用いて、Ｅ
ＣＵ３０によるパージ制御の一例を説明する。なお、こ
の最初の時点では、アクセルが踏み込まれておらず、ア
イドルスイッチがＯＦＦの状態で、かつエアコンがＯＮ
の状態である。

【００５２】まず、時刻ｔ１に、パージ指令が出て、ス
テップＳ２で、パージ率ｒｐが、Ｏ２センサからの信号
等に基づいて演算される。なお、このときの駆動デュー
ティ周波数は１０Ｈｚである。また、この演算されたｒ
ｐに基づいて、ステップＳ３、ステップＳ４で、目標パ
ージ質量流量ｇｐ、目標パージ体積流量ｑｐが算出され
た後、ステップＳ５の上限判定が行われる。

【００５３】この時点では、図７に示すように、空燃比
Ｆ／Ｂ補正値の絶対値｜Ｃｆｂ｜が２５％以下であるの
で、ステップＳ３２の判定が成立せず、ステップＳ３９
で上限判定フラグＸｍａｘが０にリセットされ、ステッ
プＳ４０でパージ禁止条件フラグＸｎが０にリセットさ
れる。すなわち、ステップＳ６でパージ禁止条件成立と
も判定されず、また、ステップＳ７で上限判定中とも判
定されない。

【００５４】そして、ステップＳ１１では、目標パージ
体積流量ｑｐが前述の所定値Ｑｐ２より大きいから、ス
テップＳ１２で駆動デューティ周波数が１０Ｈｚに設定
されると共に、駆動時間ｔｐが上記目標パージ体積流量
ｑｐに基づいて算出され、パージコントロールバルブ２
３が、この周波数１０Ｈｚ、駆動時間ｔｐで駆動され、
蒸発燃料がエンジンの吸気系にパージされる。

【００５５】このパージの開始後、すなわちｔ１以後、
徐々に空燃比が小さくなり、これを補正するために空燃
比Ｆ／Ｂ補正値の絶対値｜Ｃｆｂ｜が大きくなりつつあ
る。これは、実パージ量が目標パージ体積流量ｑｐより
も大きいため、徐々に混合気がリッチになっていること
を意味する。そこで、これを補正しようとして、パージ
率ｒｐを徐々に低下させると共に、デューティ比を徐々
に低下させて、デューティ周波数１０Ｈｚにおいての最
小流量Ｑｐ２になるようにデューティ比を最小値Ｄ１０
に制御する。しかし、それにもかかわらず、上記傾向に
変化がない。すなわち、実パージ量が目標パージ量Ｑｐ
２以上であり、流量を制御できないのである。

【００５６】しかしながら、これを放置しておくと、空
燃比制御に悪影響を及ぼす。そこで、本実施の形態で
は、前述のように、ステップＳ５で上限判定を行い、前
述のステップＳ３１，Ｓ３３〜Ｓ３５の条件を満足して
いるときに、ステップ３２で、空燃比Ｆ／Ｂ補正値の絶
対値が２５％より大きくなったときには、ステップＳ３
６で、上限判定を行って、上限判定フラグＸｍａｘに
「１」を設定すると共に、ステップＳ４０でパージ禁止
タイマにＣｎ＝Ｔ１をセットし、上限バルブであると判
定するのである。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの
所定時間Ｔ１の間、ステップＳ６でＮＯと判定されてス
テップＳ１０で駆動時間ｔｐが０に設定され、パージが
禁止される。

【００５７】そして、パージ禁止タイマがＣｎ＝０とな
っとときに、すなわち、時刻ｔ３に、ステップＳ７で、
上限判定中であることが上限判定フラグＸｍａｘが
「１」であることにより判定され、ステップＳ９でデュ
ーティ周波数が６Ｈｚに設定されると共に、駆動時間ｔ
ｐが上記目標パージ体積流量ｑｐに基づいて算出され、
パージコントロールバルブ２３が、この周波数６Ｈｚ、
駆動時間ｔｐで駆動され、蒸発燃料がエンジンの吸気系
にパージされる。そして、この結果、パージ量がデュー
ティ周波数１０Ｈｚのときと比較して減少したことによ
り、ｔ４までの間しばらくは空燃比Ｆ／Ｂ補正係数が増
加するが２５％以上とならずに収束することとなる。

【００５８】次に、時刻ｔ８以後を先に説明する。ここ
で、時刻ｔ８は、アクセルが踏み込まれたことによりア
イドル状態でなくなったときであるから、ステップＳ３
１でＮＯと判定され、ステップＳ３９で上限判定フラグ
Ｘｍａｘがリセットされると共に、ステップ４０で、パ
ージ禁止条件フラグＸｎがリセットされた上で、フロー
チャートには図示しないが、パージ禁止タイマにＣｎ＝
Ｔ２がセットされることとなる。この結果、時刻ｔ８か
ら時刻ｔ９までの所定時間Ｔ２の間、ステップＳ６でＹ
ＥＳと判定され、ステップＳ１０で駆動時間ｔｐが０に
設定され、パージが禁止される。なお、上記時刻ｔ８に
は、吸入空気量も増加するから、ステップＳ３１の判定
に代えて、吸入空気量が所定値以上に増加したか否かに
より判定するようにしてもよい。もちろん、この判定を
追加してもよい。

【００５９】そして、パージ禁止タイマがＣｎ＝０とな
っとときに、すなわち、時刻ｔ９に、ステップＳ７で、
上限判定中でないことが、上限判定フラグＸｍａｘが
「０」であることにより判定され、ステップＳ９でデュ
ーティ周波数が１０Ｈｚに設定されると共に、駆動時間
ｔｐが上記目標パージ体積流量ｑｐに基づいて算出さ
れ、パージコントロールバルブ２３が、この周波数１０
Ｈｚ、駆動時間ｔｐで駆動され、蒸発燃料がエンジンの
吸気系にパージされる。

【００６０】次に、時刻ｔ４から時刻ｔ８までの間の制
御は、上記以外の、例えばエアコンの作動状態変化等に
伴うパージ制御の一例を示している。また、この時刻以
後、パージ率及びパージ制御の学習補正値Ｃｅｖｌに基
づいてパージコントロールバルブ２３の駆動デューティ
が制御される。ここで、この学習補正値Ｃｅｖｌは、空
燃比フィードバック制御を行うときの１つのパラメータ
であり、蒸発燃料濃度等を学習した結果に基づき算出さ
れるものである。そして、時刻ｔ３以後、吸入空気量ｑ
ｐ等の運転状態の変化によりパージ率ｒｐが変化し、ま
た、これに伴って、学習補正値Ｃｅｖｌが変化してい
る。

【００６１】ここで、時刻ｔ５からｔ７の間、パージ率
ｒｐが相対的に高い値を維持しているのは、時刻ｔ５
に、エアコンがＯＦＦとされて吸入空気量ｑａが減少し
たことによる。そして、この結果、ステップＳ３２でＹ
ＥＳと判定され、ステップＳ８でＮＯと判定されて、時
刻ｔ６に駆動デューティｔｐが０にされ、パージが禁止
される。ここで、学習補正値Ｃｅｖｌが０でなくなった
ときには、ステップＳ３２において空燃比Ｆ／Ｂ補正値
と学習補正値との和の絶対値｜Ｃｆｂ＋Ｃｅｖｌ｜が２
５％以上かどうかにより判定が行われるようにされてお
り、この結果、ステップＳ３２でＹＥＳと判定されるこ
ととなる。

【００６２】そして、時刻ｔ７には、エアコンがＯＮと
され、再度吸入空気量ｑａが増加した結果、ステップＳ
８の判定でＹＥＳとなり、パージが再開される。

【００６３】以上、説明したように、本実施の形態によ
れば、目標パージ量が、予め設定された比較的小さな所
定の値より小さな値に設定されている場合、例えば、デ
ューティ比が、小さな値に設定されている場合におい
て、常にデューティ周波数を小さくするのでなく、実パ
ージ量が上記所定の値より大きいと判定されたときに、
すなわち、実パージ量が過多状態になる虞があるときに
のみ、デューティ周波数を小さくするから、これによる
パージ制御等の応答性悪化が軽減される。

【００６４】また、実パージ量が過多状態になる虞がな
いので、実空燃比が目標空燃比となるように空燃比制御
が行われるような場合でも、空燃比の制御に悪影響を及
ぼすのが防止される。

【００６５】しかも、前述したように、デューティ周波
数を小さくすれば、より小さなデューティ比でも応答遅
れ等の問題が軽減されるから、換言すれば、リニアリテ
ィを有する領域がより小さな流量にまで広がるから、上
記所定の値以下のパージ量の場合にも精度よくパージ量
の制御が可能となる。

【００６６】また、初期公差や経年劣化等によりパージ
弁の流量にばらつきがあって実パージ量が所定値Ｑｐ２
より大きくなっても、その旨が判定され、所定のデュー
ティ周波数が１０Ｈｚから６Ｈｚに小さくされるから、
Ｑｐ２より小さな流量にも制御可能となり、この結果、
パージ過多状態の発生が防止され、空燃比制御性の悪化
が防止される。

【００６７】また、実パージ量が所定の値より大きいか
否かの判定を、空燃比制御におけるフィードバック制御
の制御量（前述の空燃比Ｆ／Ｂ補正値の絶対値｜Ｃｆｂ
｜）が所定の制御量（２５％）より大きいか否かで判定
するようにしたから、判定を精度よく行え、また、新た
に検出のための機材等を設ける必要がない。

【００６８】また、デューティ周波数が小さくされてい
る場合でも、吸気量に関する値が所定値以上になったと
き、例えば運転者によってアクセルが踏み込まれたとき
は、デューティ周波数を元の値に向けて大きくするか
ら、制御応答性の低い状態が解消され、運転状態変化に
迅速に対応できるようになる。

【００６９】また、デューティ周波数が小さくされてい
る場合に、吸気量に関する値が所定値以上であるとき、
例えば運転者によってアクセルが踏み込まれているとき
は、制御応答性の良い状態が要求されているときである
から、デューティ周波数を小さくするのを禁止して、制
御応答性の良い状態を維持することができる。

【００７０】同様に、デューティ周波数が小さくされて
いる場合でも、例えば運転者によってアクセルが踏み込
まれてアイドル状態でなくなったときは、デューティ周
波数を元の値に向けて大きくするから、制御応答性の低
い状態が解消され、運転状態変化に迅速に対応できるよ
うになる。

【００７１】また、デューティ周波数が小さくされてい
る場合に、アイドル状態でないことが検出されていると
きは、運転者によってアクセルが踏み込まれており、制
御応答性が要求されているときであるから、デューティ
周波数を小さくするのを禁止して、制御応答性の良い状
態を維持することができる。

【００７２】なお、上記実施の形態においては、ＯＮ時
に弁が開くタイプのバルブの場合で、説明したが、ＯＦ
Ｆ時に弁が開くタイプのバルブの場合でも、いうまでも
なく適用可能である。その場合、デューティ比が小さい
ときほど流量が多くなる。

【００７３】また、上記実施の形態において、ステップ
Ｓ２３，Ｓ２４，Ｓ３２等で空燃比Ｆ／Ｂ補正値Ｃｆｂ
の絶対値等と比較する値として２５％、２０％という値
を挙げたが、好ましい値の一例でありこれに限定される
ものではない。

【００７４】また、デューティ周波数として、１０Ｈｚ
と６Ｈｚとを切換えるようにしたが、同様に好ましい値
の一例でありこれに限定されるものではない。

【００７５】また、本実施の形態では、デューティ周波
数復帰手段と、デューティ周波数変更禁止手段との両方
を備えたが、いずれか一方とすることも可能である。

【００７６】また、このパージ制御における周波数の変
更方法は、２つの周波数を切換えてパージ制御を行うも
のに広く適用可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、エンジ
ンの運転状態に応じて設定された目標パージ量に基づい
て上記パージ弁を所定のデューティ周波数でデューテイ
制御するように構成されたエンジンの蒸発燃料処理装置
において、目標パージ量が、予め設定された比較的小さ
な所定の値より小さな値に設定されている場合に、実パ
ージ量が上記所定の値よりも大きいか否かを判定し、実
パージ量が上記所定の値よりも大きいと判定したとき
は、上記所定のデューティ周波数を小さくするうにした
から、デューティ周波数を小さくすることによるパージ
制御等の応答性の悪化の軽減、及び、パージ弁の初期交
差や経年劣化等によるパージ過多状態の発生防止及びこ
れによる空燃比制御性の悪化防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 パージ弁をデューティ制御したときの流量特
性の一例を説明する図である。

【図２】 本発明の実施の形態に係るエンジンの蒸発燃
料処理装置の構成図である。

【図３】 パージコントロールバルブをデューティ制御
したときの流量特性の一例を示す図である。

【図４】 同じく蒸発燃料処理装置によるパージ制御の
一例を示すフローチャートである。

【図５】 図２のフローチャートにおけるステップＳ２
のパージ率演算の一例を示すフローチャートである。

【図６】 図２のフローチャートにおけるステップＳ５
の上限判定の一例を示すフローチャートである。

【図７】 蒸発燃料処理装置によるパージ制御の一例を
示すタイムチャートである。

【図８】 従来技術を説明する図である。

【図９】 従来技術におけるパージ弁の初期公差等によ
る誤差を説明する図である。

【符号の説明】

１ エンジン ８ エアフローセンサ（吸気量検出手段） １４ 燃料タンク ２０ キャニスタ ２２ パージ通路（接続通路） ２３ パージコントロールバルブ（パージ弁） ３０ エンジンコントロールユニット（パージ制御
手段、パージ量判定手段、デューティ周波数変更手段、
空燃比制御手段、フィードバック制御量判定手段、デュ
ーティ周波数復帰手段、デューティ周波数変更禁止手
段） ３１ アイドルスイッチ（アイドル状態検出手段）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G044 BA08 CA06 EA19 EA23 EA32 EA40 EA47 FA08 FA27 FA28 FA30 FA37 3G084 BA27 CA03 DA12 EA11 EB11 FA07 FA10 FA29 3G301 HA14 JA04 KA07 LA00 MA01 NA08 ND01 ND41 PA01Z PA14Z PD03A PD03Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内に発生した蒸発燃料を吸着
   するキャニスタとエンジンの吸気系とを接続する接続通
   路に備えられ、デューティ制御されるパージ弁と、エン
   ジンの運転状態に応じて設定された目標パージ量に基づ
   いて上記パージ弁を所定のデューティ周波数でデューテ
   イ制御するパージ制御手段とが備えられたエンジンの蒸
   発燃料処理装置であって、目標パージ量が、予め設定さ
   れた比較的小さな所定の値より小さな値に設定されてい
   る場合に、実パージ量が上記所定の値よりも大きいか否
   かを判定するパージ量判定手段と、該判定手段によって
   実パージ量が上記所定の値よりも大きいと判定されたと
   きは、上記所定のデューティ周波数を小さくするデュー
   ティ周波数変更手段とが備えられていることを特徴とす
   るエンジンの蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 エンジンの空燃比が目標空燃比となるよ
   うに燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比制御手
   段が備えられ、パージ量判定手段は、該フィードバック
   制御の制御量が所定の制御量より大きいか否かを判定す
   ることにより実パージ量が所定の値よりも大きいか否か
   を判定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン
   の蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】 エンジンの吸気量を検出する吸気量検出
   手段が備えられており、かつ、デューティ周波数変更手
   段によってデューティ周波数が小さくされている場合に
   おいて、上記吸気量検出手段によって検出された吸気量
   に関する値が所定値以上になったときは、当該デューテ
   ィ周波数を元の値に向けて大きくするデューティ周波数
   復帰手段と、デューティ周波数が小さくされていない場
   合において、上記吸気量検出手段によって検出された吸
   気量に関する値が所定値以上であるときは、デューティ
   周波数変更手段がデューティ周波数を小さくすることを
   禁止するデューティ周波数変更禁止手段との少なくとも
   一方が備えられていることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
4. 【請求項４】 アイドル状態を検出するアイドル状態検
   出手段が備えられており、かつ、デューティ周波数変更
   手段によってデューティ周波数が小さくされている場合
   において、上記アイドル状態検出手段によってアイドル
   状態でないことが検出されたときは、当該デューティ周
   波数を元の値に向けて大きくするデューティ周波数復帰
   手段と、デューティ周波数が小さくされていない場合に
   おいて、上記アイドル状態検出手段によってアイドル状
   態でないことが検出されているときは、デューティ周波
   数変更手段がデューティ周波数を小さくすることを禁止
   するデューティ周波数変更禁止手段との少なくとも一方
   が備えられていることを特徴とする請求項１または請求
   項２に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。