JP2009162138A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
内燃機関には、燃料タンク内に発生した蒸発燃料が大気中に放出されることを抑制するために、この蒸発燃料をキャニスタで捕集するようにした蒸発燃料処理機構が備えられている。この蒸発燃料処理機構では、キャニスタによる蒸発燃料の捕集量に限界があるため、機関運転中にキャニスタから蒸発燃料を脱離させて、これをパージ通路を通じて吸気通路に導入し、燃焼室で燃焼させる、いわゆるパージ処理が行われる。このようなパージ処理が行われることでキャニスタの蒸発燃料捕集性能は回復されるようになる。 The internal combustion engine is provided with an evaporative fuel processing mechanism in which the evaporative fuel generated in the fuel tank is prevented from being released into the atmosphere, and the evaporative fuel is collected by a canister. In this evaporative fuel processing mechanism, since the amount of evaporative fuel collected by the canister is limited, evaporative fuel is desorbed from the canister during engine operation and introduced into the intake passage through the purge passage and burned in the combustion chamber. A so-called purge process is performed. By performing such a purging process, the evaporative fuel collecting performance of the canister can be recovered.
上記のような蒸発燃料処理機構を備えた内燃機関に空燃比制御を適合させるには、燃焼室に供給される本来の混合気に対してパージ処理による燃料が付加されることから、そのパージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を行う必要がある。例えば、特許文献1は、パージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を行う技術を開示している。
In order to adapt the air-fuel ratio control to the internal combustion engine having the evaporated fuel processing mechanism as described above, the fuel by the purge process is added to the original air-fuel mixture supplied to the combustion chamber. It is necessary to perform air-fuel ratio control in consideration of fuel. For example,
ところで、パージ流量やパージ濃度は、例えば、パージ処理実施中の空燃比の挙動に応じて、加減算を繰り返しながら推定し、空燃比制御に反映させている。
しかしながら、パージ流量やパージ濃度の推定値の精度が低いと、パージ処理実施中に意図しない空燃比の乱れが発生することがある。また、パージ濃度が高い場合、算出される推定値が収束するまである程度時間を要するため、推定値に到達するまではパージ流量を増やすことができない。
By the way, the purge flow rate and the purge concentration are estimated, for example, by repeating addition and subtraction according to the behavior of the air-fuel ratio during the purge process, and reflected in the air-fuel ratio control.
However, if the accuracy of the estimated values of the purge flow rate and the purge concentration is low, an unintended air-fuel ratio disorder may occur during the purge process. Further, when the purge concentration is high, it takes a certain time until the calculated estimated value converges. Therefore, the purge flow rate cannot be increased until the estimated value is reached.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、空燃比制御に反映させるためのパージ流量を精度良く推定可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can accurately estimate a purge flow rate to be reflected in air-fuel ratio control.
本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を回収するキャニスタと、前記キャニスタに回収された蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするエバポパージ手段と、前記内燃機関に供給される燃料と空気との混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、前記空燃比センサの検出する空燃比が目標空燃比となるように、前記エバポパージ手段による蒸発燃料のパージ流量を考慮しつつインジェクタから内燃機関の吸気系への燃料の噴射量を調整する空燃比制御手段と、前記空燃比制御手段が考慮するパージ流量を推定するパージ流量推定手段と、前記キャニスタの重量を測定する重量測定手段と、を有し、前記パージ流量推定手段は、前記重量測定手段により得られる前記キャニスタの蒸発燃料の吸着による重量の増加分及び前記エバポパージ手段による蒸発燃料のパージ時の内燃機関の吸気系に発生する吸気圧に応じて、蒸発燃料のパージ時の蒸発燃料のパージ流量を推定する、ことを特徴とする。 An internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes a canister for recovering evaporated fuel generated in a fuel tank, evaporation purge means for purging the evaporated fuel recovered in the canister to an intake system of the internal combustion engine, and supplying the internal combustion engine to the internal combustion engine An air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the mixture of fuel and air to be measured, and the purge flow rate of the evaporated fuel by the evaporation purge means so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor becomes the target air-fuel ratio. The air-fuel ratio control means for adjusting the fuel injection amount from the injector to the intake system of the internal combustion engine, the purge flow rate estimation means for estimating the purge flow rate considered by the air-fuel ratio control means, and the weight for measuring the weight of the canister And the purge flow rate estimating means is configured to increase the weight due to the adsorption of evaporated fuel in the canister obtained by the weight measuring means. And the evaporation purge according to the intake air pressure generated in the intake system of the internal combustion engine at the time of purging of fuel vapor by means estimates the purge flow of fuel vapor during the purge of the evaporative fuel, it is characterized.
上記構成において、前記重量測定手段は、内燃機関の停止中に初期状態の重量を測定し、前記パージ流量推定手段は、パージ開始時は初期状態の重量を用いてパージ流量を推定し、パージ実施後は排出されたパージ流量に応じて重量を減算した推定値を用いる、構成を採用できる。 In the above configuration, the weight measuring unit measures the initial weight while the internal combustion engine is stopped, and the purge flow rate estimating unit estimates the purge flow rate using the initial state weight at the start of the purge, and performs the purge. Thereafter, a configuration using an estimated value obtained by subtracting the weight according to the discharged purge flow rate can be employed.
上記構成において、前記パージ流量推定手段の推定したパージ流量を吸気温及び燃料成分の少なくとも一方に応じて補正する補正手段を有する、構成を採用できる。 In the above configuration, it is possible to employ a configuration having correction means for correcting the purge flow rate estimated by the purge flow rate estimation unit according to at least one of the intake air temperature and the fuel component.
上記構成において、前記パージ流量推定手段は、前記キャニスタの重量増加分よりパージ濃度を算出し、前記パージ濃度及び前記パージ空気量からパージ流量を算出する、構成を採用できる。 In the above configuration, the purge flow rate estimating means may employ a configuration in which a purge concentration is calculated from an increase in weight of the canister, and a purge flow rate is calculated from the purge concentration and the purge air amount.
本発明によれば、空燃比制御に反映させるためのパージ流量を精度良く推定可能な内燃機関の制御装置が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the internal combustion engine which can estimate the purge flow volume for reflecting in air-fuel ratio control with a sufficient precision is obtained.
以下、本発明の好適一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図1は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関の概略構成図である。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine to which the control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied.
図1に示すように、内燃機関10には、燃料タンク21に接続された燃料供給経路を介してその燃焼室11に燃料を噴射供給する燃料噴射弁12と、この噴射された燃料と吸入空気と混合体である混合気に点火を行う点火プラグ13とがそれぞれ設けられている。また、燃焼室11には、吸気通路14及び排気通路15がそれぞれ接続されている。この吸気通路14の途中には、サージタンク16が設けられており、更にその上流側には、吸入空気量を調量するスロットルバルブ17が設けられている。
As shown in FIG. 1, an
一方、この内燃機関10には蒸発燃料処理機構30が設けられている。この蒸発燃料処理機構30は、ベーパ通路32を介して上記燃料タンク21に接続されたキャニスタ31、このキャニスタ31と上記吸気通路14にあってスロットルバルブ17の下流側とを接続するパージ通路33、キャニスタ31内に大気を導入する大気導入通路34、並びにパージ通路33を開閉するパージバルブ35を備えて構成されている。また、キャニスタ31には、キャニスタ31の重量を測定する重量センサ60が設けられており、重量センサ60の検出信号は、後述する電子制御装置40へ入力される。
On the other hand, the
燃料タンク21に発生する蒸発燃料(以下、ベーパという)は、燃料タンク21からベーパ通路32を通じてキャニスタ31内に導入され、その内部に設けられた吸着材に一旦吸着される。そして、パージバルブ35が開かれ、キャニスタ31内に大気導入通路34を通じて大気が導入されることによって、このキャニスタ31内に吸着されているベーパがパージ通路33を通じてサージタンク16内に導入される。このベーパに含まれる燃料は、燃料噴射弁12から噴射される燃料と共に、燃焼室11において燃焼される。また、このようにして吸気通路14にパージ処理されるベーパの燃料量は、パージバルブ35の開度に基づいて調節される。このパージバルブ35は電気信号に基づいて開度調節される電磁弁であり、デューティ信号を受けてその開度が制御される。
Evaporated fuel (hereinafter referred to as vapor) generated in the
内燃機関10に対するこうしたパージ制御、並びに燃料噴射弁12の燃料噴射量を補正する空燃比制御等は電子制御装置40によって行われる。電子制御装置40は、中央演算装置41(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、バックアップRAM、外部入力回路、及び外部出力回路等から構成されている。そして、上述したような各種制御を実行するために、内燃機関10の運転状態等を検出する各種センサが接続されており、これらセンサからの検出信号が適宜電子制御装置40に取り込まれる。
Such purge control for the
電子制御装置40には、排気通路15に設けられて排気中の酸素濃度(混合気の空燃比)を検出するための空燃比センサ52や、吸気通路14内の圧力即ち吸気圧PMを検出する吸気圧センサ51の検出信号がそれぞれ入力されている。なお、吸気圧PM等に基づいて後述するパージ処理時のパージ空気量を算出することができる。また、クランクシャフトの回転角を検出し、この検出信号に基づいて機関回転速度NEや同クランクシャフトの位置を検出するクランク角センサ53、スロットルバルブ17の開度を検出するスロットルセンサ54の検出信号も電子制御装置40にはそれぞれ入力されている。
The
各センサ51〜54等によって検出される内燃機関10の運転状態や車両の走行状態に基づいて、パージ制御や空燃比制御等の各制御が電子制御装置40によって実行される。なお、吸入空気中にパージされるベーパは、内燃機関10における混合気の空燃比に影響を及ぼす。たとえば、吸気通路14にベーパ燃料が導入されると空燃比はリッチ側にシフトする。そのため、電子制御装置40はパージされるベーパの濃度、パージバルブ35を通過するパージ空気量等に基いて、吸気通路14に導入されるベーパのパージ流量を推定し、このパージ流量に応じて燃料噴射弁12から噴射される燃料の量を増減補正することにより、空燃比が目標空燃比に維持されるようにしている。
Each control such as purge control and air-fuel ratio control is executed by the
次に、電子制御装置40による、パージ処理の一例について図2に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、エンジンが運転中かを判断し(ステップS1)、エンジンが運転中でない場合、すなわち、エンジンが停止中には、キャニスタ31の重量を重量センサ60の検出信号から測定し(ステップS2)、これをキャニスタ31の基準増加分を算出する(ステップS3)。すなわち、エンジンの停止中にキャニスタ31の初期状態の重量を測定し、この測定重量と燃料を吸着していない状態の予め既知のキャニスタ31の重量との差を基準増加分とする。
Next, an example of the purge process by the
First, it is determined whether the engine is in operation (step S1). If the engine is not in operation, that is, when the engine is stopped, the weight of the
ステップS1において、エンジンが運転中の場合には、パージ処理開始要求があるかを判断する(ステップS2)。パージ処理は、例えば、エンジン運転中に定期的に要求される。 In step S1, if the engine is operating, it is determined whether there is a purge processing start request (step S2). The purge process is periodically requested during engine operation, for example.
パージ処理開始要求があった場合には、パージ濃度を算出する。パージ濃度とは、キャニスタ31における蒸発燃料の濃度である。パージ濃度は、例えば、図3に示すように、実験等により予め測定しておいたキャニスタ31の重量増加分とパージ濃度との関係を表すマップ等から算出する。また、パージ開始時は、ステップS3で算出した初期状態の基準増加分を用いてパージ濃度を算出する。パージ実施後は、後述するステップS10で求められるキャニスタ31の重量増加分に応じてパージ濃度を算出する。
When there is a purge processing start request, the purge concentration is calculated. The purge concentration is the concentration of the evaporated fuel in the
次いで、吸気系の吸気圧を取得する(ステップS6)。パージバルブ35を通過してサージタンク16側に供給される空気の流量は、吸気系の吸気圧の大きさ(吸気圧センサ51から得られる)に応じてほぼ決まる。
Next, the intake pressure of the intake system is acquired (step S6). The flow rate of the air that passes through the
次いで、ステップS5において算出したパージ濃度とステップS6において取得した吸気圧とから基準パージ流量を決定する(ステップS7)。基準パージ流量は、パージバルブ35を通過してサージタンク16側に供給される空気の流量とパージ濃度とから決まる蒸発燃料の流量であり、例えば、図4に示すようなマップを用いて決定することができる。
Next, the reference purge flow rate is determined from the purge concentration calculated in step S5 and the intake pressure acquired in step S6 (step S7). The reference purge flow rate is a flow rate of evaporated fuel determined by the flow rate of air supplied to the
次いで、算出した基準パージ流量を吸気温(大気温度)や燃料成分(アルコール濃度)等、蒸発燃料の吸気系への流量(供給量)に影響を及ぼす条件を用いて補正する(ステップS8)。ステップS7で推定した基準パージ流量の推定精度を高めるためである。推定したパージ流量は、上述した空燃比制御において利用され、エンジン制御に反映される。 Next, the calculated reference purge flow rate is corrected using conditions that affect the flow rate (supply amount) of the evaporated fuel to the intake system, such as the intake air temperature (atmospheric temperature) and the fuel component (alcohol concentration) (step S8). This is to improve the estimation accuracy of the reference purge flow rate estimated in step S7. The estimated purge flow rate is used in the above-described air-fuel ratio control and is reflected in the engine control.
次いで、ステップS8で算出したパージ流量に対応する蒸発燃料の重量をキャニスタ減量補正量として算出する(ステップS9)。 Next, the weight of the evaporated fuel corresponding to the purge flow rate calculated in step S8 is calculated as a canister reduction correction amount (step S9).
次いで、ステップS9で算出したキャニスタ減量補正量を用いて、キャニスタ31の重量増加分を更新する。すなわち、パージ処理を実施した後のキャニスタ31の重量増加分は、前回のパージ処理実施時のキャニスタ31の重量増加分から今回のパージ処理により減量する重量(キャニスタ減量補正量)を差し引いたものである。
Next, the weight increase of the
次いで、パージ処理を実行する(ステップS11)。すなわち、所定の開度でパージバルブ35を開き、推定したパージ流量の蒸発燃料が吸気系に供給されるようにする。これにより、空燃比制御に利用される推定したパージ流量と吸気系に実際に供給されるパージ流量との乖離を小さくできる結果、空燃比の乱れの発生を抑制できる。
Next, a purge process is executed (step S11). That is, the
本実施形態では、キャニスタ31の重量変化及び吸気圧を利用してパージ流量を推定することにより、パージ流量の推定精度を向上できる。また、エンジンの運転中には、ノイズ等のためにキャニスタ31の正確な重量測定が難しいので、エンジンの停止時のみキャニスタの重量を測定し、エンジン運転中はパージ流量に応じてキャニスタ31の重量増加分を算出する。これにより、キャニスタ重量の増加分の算出精度が高まり、パージ流量の推定精度をさらに向上できる。
In the present embodiment, the estimation accuracy of the purge flow rate can be improved by estimating the purge flow rate using the weight change of the
10…内燃機関
11…燃焼室
12…燃料噴射弁
13…点火プラグ
14…吸気通路
15…排気通路
16…サージタンク
17…スロットルバルブ
21…燃料タンク
30…蒸発燃料処理機構
31…キャニスタ
32…ペーパ通路
33…パージ通路
34…大気導入通路
35…パージバルブ
40…電子制御装置
51…吸気圧センサ
52…空燃比センサ
53…クランク角センサ
54…スロットルセンサ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記キャニスタに回収された蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするエバポパージ手段と、
前記内燃機関に供給される燃料と空気との混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記空燃比センサの検出する空燃比が目標空燃比となるように、前記エバポパージ手段による蒸発燃料のパージ流量を考慮しつつインジェクタから内燃機関の吸気系への燃料の噴射量を調整する空燃比制御手段と、
前記空燃比制御手段が考慮するパージ流量を推定するパージ流量推定手段と、
前記キャニスタの重量を測定する重量測定手段と、を有し、
前記パージ流量推定手段は、前記重量測定手段により得られる前記キャニスタの蒸発燃料の吸着による重量の増加分及び前記エバポパージ手段による蒸発燃料のパージ時の内燃機関の吸気系に発生する吸気圧に応じて、蒸発燃料のパージ時の蒸発燃料のパージ流量を推定する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A canister for recovering the evaporated fuel generated in the fuel tank;
An evaporation purge means for purging the evaporated fuel collected in the canister to the intake system of the internal combustion engine;
An air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of a mixture of fuel and air supplied to the internal combustion engine;
Air-fuel ratio control for adjusting the fuel injection amount from the injector to the intake system of the internal combustion engine in consideration of the purge flow rate of the evaporated fuel by the evaporation purge means so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor becomes the target air-fuel ratio Means,
A purge flow rate estimating means for estimating a purge flow rate considered by the air-fuel ratio control means;
Weight measuring means for measuring the weight of the canister,
The purge flow rate estimating means is responsive to the increase in weight due to the adsorption of evaporated fuel by the canister obtained by the weight measuring means and the intake pressure generated in the intake system of the internal combustion engine when the evaporated fuel is purged by the evaporation purge means. , Estimate the purge flow rate of the evaporated fuel when purging the evaporated fuel,
A control device for an internal combustion engine.
前記パージ流量推定手段は、パージ開始時は初期状態の重量を用いてパージ流量を推定し、パージ実施後は排出されたパージ流量に応じて重量を減算した推定値を用いる、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The weight measuring means measures an initial weight while the internal combustion engine is stopped,
The purge flow rate estimating means estimates the purge flow rate using the initial weight at the start of the purge, and uses an estimated value obtained by subtracting the weight according to the purged purge flow rate after performing the purge.
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
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JP2008001353A JP2009162138A (en) | 2008-01-08 | 2008-01-08 | Control device for internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017031936A (en) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | 株式会社デンソー | Engine control device |
-
2008
- 2008-01-08 JP JP2008001353A patent/JP2009162138A/en not_active Withdrawn
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