JP2009180092A - Evaporated-fuel treating device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を処理する内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。 The present invention relates to an evaporated fuel processing apparatus for an internal combustion engine that processes evaporated fuel generated in a fuel tank.
気筒毎に設けられた独立の吸気管のそれぞれにスロットル弁が配置された内燃機関に適用され、独立の吸気管を各スロットル弁の下流にて全気筒に対して共通の連通管により連通し、その連通管に燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むパージガスを導くパージ配管を接続した蒸発燃料処理装置が知られている。また、特許文献1には、気筒毎に設けられた独立吸気通路のそれぞれにアシストエア式の燃料噴射弁を設け、その燃料噴射弁に空気を送り込むアシストエア通路にパージ通路を接続して、パージガスを希釈するアシストエア(以下では、「希釈空気」又は単に「空気」と呼ぶ。)と共に燃料噴射弁を介して各独立吸気通路に供給するようにした蒸発燃料処理装置が記載されている。 This is applied to an internal combustion engine in which a throttle valve is arranged in each of the independent intake pipes provided for each cylinder, and the independent intake pipes are connected to all the cylinders downstream of each throttle valve by a common communication pipe. An evaporative fuel processing apparatus is known in which a purge pipe for introducing purge gas containing evaporated fuel generated in a fuel tank is connected to the communication pipe. Further, in Patent Document 1, an assist air type fuel injection valve is provided in each of the independent intake passages provided for each cylinder, and a purge passage is connected to the assist air passage for sending air to the fuel injection valve. An evaporative fuel processing device is described in which the air is supplied to each independent intake passage via a fuel injection valve together with assist air for diluting the air (hereinafter referred to as “diluted air” or simply “air”).
上記した特許文献1に記載された装置では、吸入空気量に対する制御の都合上、優先的にスロットル弁を可変させており、希釈空気を調整する弁(以下、「希釈空気調整弁」とも呼ぶ。)を固定開度に設定したり、動作範囲や動作頻度を限定していた。そのため、希釈空気調整弁が長時間に渡り動作しない状態が続き、希釈空気調整弁が固着してしまう場合があった。 In the apparatus described in Patent Document 1 described above, the throttle valve is preferentially varied for the convenience of control over the intake air amount, and is also referred to as a valve for adjusting dilution air (hereinafter referred to as “dilution air adjustment valve”). ) Was set to a fixed opening, or the operating range and operating frequency were limited. For this reason, the dilution air adjustment valve has not been operated for a long time, and the dilution air adjustment valve may stick.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、適切なタイミングで希釈空気調整弁を動作させることで、希釈空気調整弁の固着を防止可能な内燃機関の蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of preventing the dilution air regulating valve from sticking by operating the dilution air regulating valve at an appropriate timing. An object is to provide an apparatus.
本発明の1つの観点では、内燃機関の蒸発燃料処理装置は、気筒毎に分岐した分岐通路を備えた吸気通路と、各分岐通路に設けられて吸入空気流量を調整可能なスロットル弁と、を有する多気筒内燃機関に適用され、前記スロットル弁よりも下流側の位置で各分岐通路を互いに連通する連通部を介して、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むパージガスを各分岐通路へ導くパージ通路と、前記パージ通路に接続され、前記パージガスを希釈する希釈空気を導く希釈空気供給通路と、前記希釈空気供給通路上に設けられ、前記パージ通路に供給する希釈空気量を調整する希釈空気調整弁と、前記内燃機関における爆発が行われないと予測される運転領域において、前記希釈空気調整弁を強制的に開閉駆動させる強制駆動手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, an evaporative fuel processing device for an internal combustion engine includes an intake passage having a branch passage branched for each cylinder, and a throttle valve provided in each branch passage and capable of adjusting an intake air flow rate. A purge that is applied to a multi-cylinder internal combustion engine that has a fuel gas generated in a fuel tank and that is connected to each branch passage at a position downstream of the throttle valve. A dilution air supply passage connected to the purge passage and connected to the purge passage for guiding dilution air for diluting the purge gas; and a dilution air adjustment provided on the dilution air supply passage for adjusting the amount of dilution air supplied to the purge passage And a forcible drive means for forcibly opening and closing the dilution air adjustment valve in an operation region where no explosion is expected to occur in the internal combustion engine.
上記の内燃機関の蒸発燃料処理装置は、各気筒別吸気通路のそれぞれに吸気制御弁が配設された多気筒内燃機関に適用され、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を処理するために好適に利用される。具体的には、内燃機関の蒸発燃料処理装置は、各分岐通路を互いに連通する連通部を介してパージガスを各分岐通路へ導くパージ通路と、パージガスを希釈する希釈空気を導く希釈空気供給通路と、パージ通路に供給する希釈空気量を調整する希釈空気調整弁とを有する。そして、強制駆動手段は、内燃機関における爆発が行われないと予測される運転領域において、希釈空気調整弁を強制的に開閉駆動させる。これにより、内燃機関の回転変動を抑制しつつ、希釈空気調整弁の固着を防止することが可能となる。 The above-described evaporated fuel processing device for an internal combustion engine is applied to a multi-cylinder internal combustion engine in which an intake control valve is provided in each of the intake passages for each cylinder, and is suitable for processing evaporated fuel generated in a fuel tank. Used. Specifically, an evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine includes a purge passage that guides purge gas to each branch passage through a communication portion that communicates each branch passage with each other, and a dilution air supply passage that guides dilution air that dilutes the purge gas. And a dilution air adjustment valve for adjusting the amount of dilution air supplied to the purge passage. Then, the forcible drive means forcibly opens and closes the dilution air adjustment valve in an operation region where no explosion in the internal combustion engine is predicted to occur. As a result, it is possible to prevent the dilution air regulating valve from sticking while suppressing the rotational fluctuation of the internal combustion engine.
上記の内燃機関の蒸発燃料処理装置において好適には、前記強制駆動手段は、前記内燃機関の始動前に、前記希釈空気調整弁を強制的に開閉駆動させる。 Preferably, in the fuel vapor processing apparatus for an internal combustion engine, the forcible drive means forcibly opens and closes the dilution air adjustment valve before starting the internal combustion engine.
また好適には、前記強制駆動手段は、前記内燃機関の停止時に、前記希釈空気調整弁を強制的に開閉駆動させる。 Preferably, the forcible drive means forcibly drives the dilution air adjustment valve to open and close when the internal combustion engine is stopped.
更に好適には、前記強制駆動手段は、前記内燃機関におけるフューエルカット中に、前記希釈空気調整弁を強制的に開閉駆動させる。これにより、強制駆動を行う頻度を増やすことができ、希釈空気調整弁の固着をより確実に防止することが可能となる。 More preferably, the forcible drive means forcibly drives the dilution air adjustment valve to open and close during fuel cut in the internal combustion engine. Thereby, the frequency which performs a forced drive can be increased and it becomes possible to prevent sticking of a dilution air regulating valve more reliably.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[装置構成]
図1は、本実施形態に係る蒸発燃料処理装置が適用された内燃機関1の要部を示している。
[Device configuration]
FIG. 1 shows a main part of an internal combustion engine 1 to which an evaporated fuel processing apparatus according to this embodiment is applied.
内燃機関1は4つの気筒2が一方向に並べられた直列4気筒火花点火内燃機関(多気筒内燃機関)として構成されている。各気筒2には吸気通路3及び排気通路4がそれぞれ設けられる。吸気通路3は気筒2毎に分岐された分岐通路3aと、各分岐通路3aが接続されたサージタンク3bとを有している。サージタンク3bの上流側には空気濾過用のエアクリーナ5が設けられ、そのエアクリーナ5の下流でかつ分岐通路3aが分岐する分岐位置よりも上流の吸気通路3には吸入空気流量を検出できるエアフロメータ6が設けられている。各分岐通路3aには、吸入空気流量を調整できるように開度調整可能なスロットル弁7が一つずつ設けられるとともに、スロットル弁7の下流側に燃料を噴射するインジェクタ8が一つずつ設けられる。各スロットル弁7は各分岐通路3aを貫くように延びる弁軸7aに取り付けられ、その弁軸7aはアクチュエータ7bにて回転駆動される。これにより、各スロットル弁7はいわゆる独立スロットル弁として機能する。
The internal combustion engine 1 is configured as an in-line four-cylinder spark ignition internal combustion engine (multi-cylinder internal combustion engine) in which four
図2にも示したように、各スロットル弁7の下流側には、各分岐通路3a間の圧力差を緩和するため、各分岐通路3aをスロットル弁7の下流側の位置で互いに連通するバランス通路9が設けられている。また分岐通路3aには、燃料タンク20にて発生したベーパー(蒸発燃料)を含むパージガスを導くためのパージ通路10がバランス通路9に対向するようにして接続される。パージ通路10はスロットル弁7の下流側の位置で各分岐通路3aを互いに連通する連通部10aを備えており、その連通部10aの通路面積はバランス通路9の通路面積よりも小さくなるように構成されている。連通部10aの通路面積の絶対的な大きさは適宜に設定してよく、その通路面積は連通部10a内に脈動が発生しない、或いは極めて小さな脈動が発生する程度の大きさとすることが好ましい。
As shown also in FIG. 2, on the downstream side of each throttle valve 7, in order to alleviate the pressure difference between the
図1に示すように、パージ通路10は蒸発燃料を吸着するキャニスタ11を介して燃料タンク20に接続される。キャニスタ11は大気に開放する空気導入管11aにて空気を導入しつつ内蔵する活性炭で燃料タンク20から導かれた蒸発燃料を吸着する周知のものである。キャニスタ11と連通部10aとの間にはパージ通路10に空気(希釈空気)を導入するための希釈空気供給通路12が接続される。希釈空気供給通路12の他の一端はサージタンク3bに接続される。希釈空気供給通路12には、パージ通路10に供給する希釈空気量を調整可能な希釈空気調整弁13が設けられる。希釈空気調整弁13は、図1中の破線矢印で示すように、ECU(Engine Control Unit)50によって開度などが制御される。希釈空気供給通路12にて希釈空気がパージ通路10に導かれることにより、パージ通路10を流れるパージガスはその希釈空気によって希釈される。
As shown in FIG. 1, the
希釈空気供給通路12とパージ通路10との接続位置よりも下流側には、パージガスと希釈空気との混合を促進する混合促進部10bが設けられる。具体的には、混合促進部10bは、パージ通路10が蛇行することにより構成されている。
On the downstream side of the connection position between the dilution
内燃機関1の各要素は、ECU(Engine Control Unit)50により制御されている。ECU50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備えて構成される。ECU50は、主に、本発明における強制駆動手段として機能し、希釈空気調整弁13に対する制御を行う。なお、ECU50は内燃機関1の他の構成要素の制御も行うが、本実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
Each element of the internal combustion engine 1 is controlled by an ECU (Engine Control Unit) 50. The
以上の形態によれば、バランス通路9よりも通路面積が小さく構成された連通部10aが設けられているため、その連通部10aの流路抵抗により連通部10aの圧力が各分岐通路3aよりも高くなって、図2の矢印で示すような定常的な流れが形成される。その流れを利用してパージガスが各分岐通路3aへ導入されるので蒸発燃料を大気に開放することなく処理できる。各分岐通路3aへ導入されるパージガスは希釈空気供給通路12にて導かれた希釈空気にて希釈されるため、濃度の高いパージガスの分岐通路3aへの導入による空燃比の急変を抑制できる。
According to the above embodiment, since the
また、希釈空気供給通路12による希釈空気の取出し位置はエアフロメータ6の下流に位置し、エアフロメータ6によって計量された空気によってパージガスが希釈されるので、希釈に用いた空気量を見込んで燃料噴射量を決めることができ、空燃比の変動を更に抑制することができる。しかも、その空気はサージタンク3bから取り出されるので、希釈空気供給通路12による希釈空気の供給が吸気脈動の影響を受けることを防止できる。
Further, the position where the diluted air is taken out by the diluted
[制御方法]
次に、ECU50が希釈空気調整弁13に対して行う制御方法について説明する。本実施形態では、ECU50は、希釈空気調整弁13の固着防止を目的として、内燃機関1における爆発が行われないと予測される運転領域において、希釈空気調整弁13を強制的に開閉駆動させる。このような制御を行う理由は、以下の通りである。
[Control method]
Next, a control method performed by the
内燃機関1への吸入空気量の制御を行う場合には、基本的には、スロットル弁7の開度が調整され、希釈空気調整弁13の開度はほとんど調整されない。これは、スロットル弁7と希釈空気調整弁13との両方の協調制御を行うと、制御においてハンチングなどが発生する場合があるからである。具体的には、希釈空気調整弁13は、パージガス希釈に特化した動作を行うために、固定開度に設定されているか、若しくはスロットル弁7と比較して動作頻度、動作範囲がかなり限定されている。このように希釈空気調整弁13の動作頻度や動作範囲などを限定すると、希釈空気調整弁13が長時間に渡り動作しない状態が続き、その結果、希釈空気調整弁13が固着してしまう場合がある。
When the intake air amount to the internal combustion engine 1 is controlled, basically, the opening degree of the throttle valve 7 is adjusted, and the opening degree of the dilution
したがって、本実施形態では、このような希釈空気調整弁13の固着を防止するために、ECU50は、希釈空気調整弁13を強制的に開閉駆動する。詳しくは、ECU50は、内燃機関1における爆発が行われないと予測される運転領域において、希釈空気調整弁13を強制駆動する。こうするのは、希釈空気調整弁13を強制駆動したことに起因する、内燃機関1の回転変動(トルク変動)などを抑制するためである。
Therefore, in the present embodiment, the
以下で、ECU50が希釈空気調整弁13に対して行う制御例について説明する。
Below, the control example which ECU50 performs with respect to the dilution
(第1の制御例)
第1の制御例では、ECU50は、内燃機関1の始動前に、希釈空気調整弁13を強制的に開閉駆動する。詳しくは、ECU50は、イグニッションがオンであり、且つスタータがオンとなる前である場合、若しくは、イグニッションがオンであり、且つクランキング中でない場合に、希釈空気調整弁13を強制駆動する。例えば、ECU50は、希釈空気調整弁13を全開→全閉に制御したり、希釈空気調整弁13を全閉→全開→全閉に制御したり、希釈空気調整弁13を全閉→全開→元の開度(その時点での開度)に制御したりすることで、希釈空気調整弁13を強制駆動する。このように、内燃機関1の始動前に希釈空気調整弁13を強制駆動することにより、内燃機関1の回転変動を抑制しつつ、希釈空気調整弁13の固着を防止することが可能となる。
(First control example)
In the first control example, the
(第2の制御例)
第2の制御例では、ECU50は、内燃機関1の停止時に、希釈空気調整弁13を強制的に開閉駆動する。詳しくは、ECU50は、イグニッションがオフとなった後であり、且つ燃料噴射・点火が停止してから所定時間経過しており、尚且つECU50及び希釈空気調整弁13が動作可能な状態となっている場合(即ち、メインリレー制御中)に、希釈空気調整弁13を強制駆動する。例えば、ECU50は、希釈空気調整弁13を全開→全閉に制御したり、希釈空気調整弁13を全閉→全開→全閉に制御したり、希釈空気調整弁13を全閉→全開→元の開度(その時点での開度)に制御したりすることで、希釈空気調整弁13を強制駆動する。このように、内燃機関1の停止時に希釈空気調整弁13を強制駆動することにより、内燃機関1の回転変動を抑制しつつ、希釈空気調整弁13の固着を防止することが可能となる。
(Second control example)
In the second control example, the
(第3の制御例)
第3の制御例では、ECU50は、内燃機関1におけるフューエルカット中に(燃料カット中に)、希釈空気調整弁13を強制的に開閉駆動する。つまり、第3の制御例では、内燃機関1の動作中において、希釈空気調整弁13を強制駆動する。例えば、ECU50は、希釈空気調整弁13を全閉→全開→元の開度(その時点での開度)に制御したり、希釈空気調整弁13を全開→全閉→元の開度に制御したりすることで、希釈空気調整弁13を強制駆動する。このように、フューエルカット中に希釈空気調整弁13を強制駆動することにより、内燃機関1の回転変動を抑制しつつ、希釈空気調整弁13の固着を防止することが可能となる。また、第3の制御例では内燃機関1の動作中に強制駆動を行うため、上記の第1及び第2の制御例と比較して、強制駆動を行う頻度を増やすことができ、希釈空気調整弁13の固着をより確実に防止することが可能となる。
(Third control example)
In the third control example, the
(変形例)
上記の第1乃至第3の制御例では、内燃機関1の始動前、内燃機関1の停止時、及びフューエルカット中のいずれかにおいて、希釈空気調整弁13を強制駆動する例を示したが、これに限定はされない。他の例では、内燃機関1の始動前、内燃機関1の停止時、及びフューエルカット中のうちの少なくともいずれかのタイミングにおいて、希釈空気調整弁13を強制的に開閉駆動することができる。つまり、第1乃至第3の制御例における制御を組み合わせて実行しても良いし、第1乃至第3の制御例における制御を全て実行しても良い。また、このように制御を行う場合において、1トリップにつき1回のみ、希釈空気調整弁13を強制駆動しても良いし、上記したような条件(始動前、停止時、フューエルカット中といった条件)が成立するたびに希釈空気調整弁13を繰り返し強制駆動しても良い。
(Modification)
In the first to third control examples described above, an example in which the dilution
1 内燃機関
2 気筒
3 吸気通路
3a 分岐通路
3b サージタンク
7 スロットル弁
9 バランス通路
10 パージ通路
10a 連通部
10b 混合促進部
12 希釈空気供給通路
13 希釈空気調整弁
20 燃料タンク
50 ECU(Engine Control Unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記スロットル弁よりも下流側の位置で各分岐通路を互いに連通する連通部を介して、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むパージガスを各分岐通路へ導くパージ通路と、
前記パージ通路に接続され、前記パージガスを希釈する希釈空気を導く希釈空気供給通路と、
前記希釈空気供給通路上に設けられ、前記パージ通路に供給する希釈空気量を調整する希釈空気調整弁と、
前記内燃機関における爆発が行われないと予測される運転領域において、前記希釈空気調整弁を強制的に開閉駆動させる強制駆動手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。 Applied to a multi-cylinder internal combustion engine having an intake passage having a branch passage branched for each cylinder and a throttle valve provided in each branch passage and capable of adjusting an intake air flow rate;
A purge passage for guiding purge gas containing evaporated fuel generated in the fuel tank to each branch passage through a communicating portion that communicates with each branch passage at a position downstream of the throttle valve;
A dilution air supply passage connected to the purge passage and leading to dilution air for diluting the purge gas;
A dilution air adjusting valve provided on the dilution air supply passage for adjusting the amount of dilution air supplied to the purge passage;
An evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine, comprising: forcible driving means for forcibly opening and closing the dilution air adjustment valve in an operation region where no explosion is expected to occur in the internal combustion engine.
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---|---|---|---|
JP2008017222A JP2009180092A (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Evaporated-fuel treating device of internal combustion engine |
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- 2008-01-29 JP JP2008017222A patent/JP2009180092A/en active Pending
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