JP2016180394A - Evaporation fuel control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To more securely supply appropriate amount of evaporation fuel to an intake passage.SOLUTION: An evaporation fuel control device for an internal combustion engine includes: a purge passage 43 for communicating a canister 42 and an intake passage 23 with each other; a purge valve 47 for opening/closing the purge passage 43; and a rotary pump 44 that is provided in the purge passage 43 to increase a pressure difference between an upstream end and a downstream end of the purge passage 43 as the rotational frequency increases. An opening of the purge valve 45 is controlled to an intermediate opening, and the rotational frequency of the pump is controlled to a target pump rotational frequency that is set to increase as the required purge amount increases. When a deviation between rotational frequency Np of the pump and target pump rotational frequency Npo is a reference deviation or larger, until the deviation becomes lower than the reference deviation, the opening of the purge valve 47 is corrected so that the amount of purge gas introduced to the intake passage 23 becomes the required purge amount according to the required purge amount and the rotational frequency of the pump 44.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、気筒と、気筒内に空気を導入する吸気通路と、燃料が貯留された燃料タンクと、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を脱着可能に吸着するキャニスタとを備え、当該キャニスタから吸気通路に蒸発燃料を含むパージガスが導入される内燃機関の蒸発燃料制御装置に関する。   The present invention includes a cylinder, an intake passage for introducing air into the cylinder, a fuel tank in which fuel is stored, and a canister that detachably adsorbs evaporated fuel generated in the fuel tank, and intake air from the canister The present invention relates to an evaporated fuel control device for an internal combustion engine in which purge gas containing evaporated fuel is introduced into a passage.

従来、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、キャニスタを介して吸気通路に導入して、気筒内で燃焼させることが行われている。   Conventionally, evaporative fuel generated in a fuel tank is introduced into an intake passage via a canister and burned in a cylinder.

例えば、特許文献1には、キャニスタと吸気通路とを連通するパージ通路と、パージ通路を開閉するON/OFF式の開閉弁と、ポンプとを備えたものが開示されている。特許文献1の装置では、開閉弁を開弁させた状態でポンプの回転数を変化させることでパージ通路の上流端と下流端の圧力差を変更し、これによりキャニスタから吸気通路に導入されるパージガスの量を変更している。   For example, Patent Document 1 discloses a device including a purge passage that communicates a canister and an intake passage, an ON / OFF type on-off valve that opens and closes the purge passage, and a pump. In the device of Patent Document 1, the pressure difference between the upstream end and the downstream end of the purge passage is changed by changing the rotation speed of the pump while the on-off valve is opened, and is thereby introduced from the canister into the intake passage. The amount of purge gas is changed.

特開2007−177727号公報JP 2007-177727 A

ここで、ポンプには応答遅れがあるためポンプの回転数が所定の回転数に変化するまでには時間がかかる。そのため、上記特許文献1の装置では、ポンプが所定の回転数に変化するまでパージガスの量を適切な量にすることができないという問題がある。そして、パージガスに含まれる蒸発燃料量が気筒内に適切量供給されないことで、気筒内の空燃比が目標値からずれてこれにより排気性能等が悪化するおそれがある。   Here, since there is a response delay in the pump, it takes time until the rotational speed of the pump changes to the predetermined rotational speed. For this reason, the apparatus of Patent Document 1 has a problem that the amount of purge gas cannot be set to an appropriate amount until the pump changes to a predetermined rotational speed. In addition, since an appropriate amount of the evaporated fuel contained in the purge gas is not supplied into the cylinder, the air-fuel ratio in the cylinder may deviate from the target value, thereby deteriorating exhaust performance and the like.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、適切な量の蒸発燃料をより確実に吸気通路に供給することができる内燃機関の蒸発燃料制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an evaporated fuel control device for an internal combustion engine that can supply an appropriate amount of evaporated fuel to an intake passage more reliably. To do.

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、気筒と、気筒内に空気を導入する吸気通路と、燃料が貯留された燃料タンクと、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を脱着可能に吸着するキャニスタとを備え、キャニスタから脱着された蒸発燃料を含むパージガスが吸気通路に導入される内燃機関の蒸発燃料制御装置であって、上記キャニスタと上記吸気通路とを連通するパージ通路と、上記パージ通路に設けられて当該通路を開閉するパージバルブと、上記パージ通路に設けられて回転数が高いほど当該パージ通路の上流端と下流端との圧力差を大きくする回転式のポンプと、上記パージバルブの開度および上記ポンプの回転数を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、少なくとも特定の運転領域において、上記パージバルブの開度をその全閉と全開との間の中間開度に制御し、かつ、要求されるパージガスの量である要求パージ量が多いほど高く設定された目標ポンプ回転数に上記ポンプの回転数を制御するとともに、上記ポンプの回転数と上記目標ポンプ回転数との偏差が所定の基準偏差以上の場合は、当該偏差が上記基準偏差未満となるまでの間、上記吸気通路に導入されるパージガスの量が上記要求パージ量となるように上記パージバルブの開度を上記要求パージ量と上記ポンプの回転数に応じて補正することを特徴とする(請求項1)。   In order to solve the above problems, the present invention provides a cylinder, an intake passage for introducing air into the cylinder, a fuel tank in which fuel is stored, and an evaporated fuel generated in the fuel tank so as to be detachable. An evaporative fuel control apparatus for an internal combustion engine, wherein a purge gas containing evaporative fuel desorbed from the canister is introduced into an intake passage, the purge passage communicating the canister and the intake passage, and the purge A purge valve provided in the passage for opening and closing the passage, a rotary pump provided in the purge passage for increasing the pressure difference between the upstream end and the downstream end of the purge passage as the rotational speed increases, and the purge valve Control means for controlling the opening degree and the rotation speed of the pump, the control means at least in a specific operating region, the opening degree of the purge valve The intermediate opening between the fully closed and fully opened is controlled, and the pump speed is controlled to a higher target pump speed as the required purge amount, which is the amount of purge gas required, increases. When the deviation between the rotation speed of the pump and the target pump rotation speed is equal to or greater than a predetermined reference deviation, the amount of purge gas introduced into the intake passage until the deviation becomes less than the reference deviation is The opening degree of the purge valve is corrected in accordance with the required purge amount and the rotational speed of the pump so as to be the required purge amount.

本発明によれば、特定の運転領域において、ポンプの回転数が要求パージ量に応じて制御されるため、適正量のパージガスすなわち蒸発燃料を吸気通路および気筒内に導入することができる。しかも、ポンプの回転数と目標ポンプ回転数との偏差が所定の基準偏差以上の場合は、この偏差が基準偏差未満となるまでの間、パージバルブの開度が要求パージ量とポンプの回転数に応じて要求パージ量が実現されるように補正される。そのため、ポンプの回転数が目標ポンプ回転数に到達するまでの間、パージバルブの開度変更によってパージガスの量を要求量にすることができる。従って、ポンプの応答遅れに伴うパージガスの量の要求量からのずれを抑制することができ、蒸発燃料をより確実に適正量吸気通路に導入することができる。   According to the present invention, since the rotational speed of the pump is controlled in accordance with the required purge amount in a specific operation region, an appropriate amount of purge gas, that is, evaporated fuel, can be introduced into the intake passage and the cylinder. In addition, if the deviation between the pump speed and the target pump speed is greater than or equal to a predetermined standard deviation, the opening of the purge valve will be equal to the required purge amount and the pump speed until this deviation becomes less than the standard deviation. Accordingly, the required purge amount is corrected so as to be realized. Therefore, the amount of purge gas can be made the required amount by changing the opening of the purge valve until the rotational speed of the pump reaches the target pump rotational speed. Therefore, it is possible to suppress the deviation of the purge gas amount from the required amount due to the delay in response of the pump, and it is possible to more reliably introduce the evaporated fuel into the appropriate amount intake passage.

本発明において、上記目標ポンプ回転数および上記中間開度は、それぞれ、上記ポンプ回転数を上記特定の運転領域における上記目標ポンプ回転数の最低回転数とし且つ上記パージバルブを全開としたときに上記吸気通路に供給されるパージガスの量が、上記ポンプ回転数を上記特定の運転領域における上記目標ポンプ回転数の最高回転数とし且つ上記パージバルブを上記中間開度にしたときに上記吸気通路に供給されるパージガスの量以上となるように設定されているのが好ましい(請求項2)。   In the present invention, the target pump rotational speed and the intermediate opening degree are respectively determined when the pump rotational speed is set to the minimum rotational speed of the target pump rotational speed in the specific operation region and the purge valve is fully opened. The amount of purge gas supplied to the passage is supplied to the intake passage when the pump rotational speed is set to the maximum rotational speed of the target pump rotational speed in the specific operation region and the purge valve is set to the intermediate opening. It is preferably set to be equal to or greater than the amount of purge gas.

このようにすれば、特定の運転領域の全域で、ポンプの応答遅れに伴って生じるパージガスの量の要求量からのずれをパージバルブ開度の補正により解消することができる。そのため、吸気通路に導入する蒸発燃料量をより確実に適正量にすることができる。   In this way, the deviation of the purge gas amount from the required amount caused by the pump response delay can be eliminated by correcting the purge valve opening throughout the specific operation region. As a result, the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage can be more reliably set to an appropriate amount.

また、本発明において、上記中間開度は、上記要求パージ量によらず一定の開度に設定されているのが好ましい(請求項3)。   In the present invention, it is preferable that the intermediate opening is set to a constant opening regardless of the required purge amount.

このようにすれば、パージバルブ開度の制御構成を簡素化することができる。   In this way, the control configuration of the purge valve opening can be simplified.

また、本発明において、上記特定の運転領域は、気筒内で空燃比が1より大きい混合気の圧縮自己着火燃焼が実施される領域に設定されているのが好ましい(請求項4)。   In the present invention, it is preferable that the specific operation region is set to a region where the compressed self-ignition combustion of the air-fuel mixture having an air-fuel ratio larger than 1 is performed in the cylinder.

上記のように、本発明では吸気通路に導入される蒸発燃料量を適正に制御することができるため、気筒内の混合気の空燃比をより精度よく制御することができる。従って、この構成によれば、空燃比をより確実に1より大きいリーンとしながら適切な圧縮自己着火燃焼を実現することができる。   As described above, in the present invention, the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage can be appropriately controlled, so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder can be controlled more accurately. Therefore, according to this configuration, it is possible to realize appropriate compression self-ignition combustion while making the air-fuel ratio leaner than 1 more reliably.

以上説明したように、本発明の内燃機関の蒸発燃料制御装置によれば、適切な量の蒸発燃料をより確実に吸気通路に供給することができる。   As described above, according to the evaporated fuel control apparatus for an internal combustion engine of the present invention, an appropriate amount of evaporated fuel can be more reliably supplied to the intake passage.

本発明の一実施形態にかかるエンジンシステムの構成を示した図である。It is a figure showing composition of an engine system concerning one embodiment of the present invention. 燃焼形態に係る運転領域を示した図である。It is the figure which showed the operation area | region which concerns on a combustion form. パージ量の制御の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of control of purge amount. 要求パージ量と目標ポンプ回転数との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between request | requirement purge amount and target pump rotation speed. 要求パージ量とパージバルブのDUTY比との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between request | requirement purge amount and DUTY ratio of a purge valve. 要求パージ量が増大したときの各パラメータの変化を示した図である。It is the figure which showed the change of each parameter when a request | requirement purge amount increases.

(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関の蒸発燃料制御装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。当実施形態のエンジンシステムは、4ストロークのエンジン本体1と、エンジン本体1に燃焼用の空気(吸気)を導入するための吸気通路20と、エンジン本体1から外部に排気を排出するための排気通路31と、燃料タンク41内で発生した蒸発燃料をエンジン本体1に導入するためのパージシステム40とを備えている。エンジン本体1は、例えば、図1の紙面に直交する方向に並ぶ4つの気筒2aを有する4気筒エンジンである。
(1) Overall Configuration of Engine FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an engine system to which an evaporated fuel control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied. The engine system of this embodiment includes a four-stroke engine main body 1, an intake passage 20 for introducing combustion air (intake air) into the engine main body 1, and an exhaust for discharging exhaust from the engine main body 1 to the outside. A passage 31 and a purge system 40 for introducing evaporated fuel generated in the fuel tank 41 into the engine body 1 are provided. The engine body 1 is, for example, a four-cylinder engine having four cylinders 2a arranged in a direction orthogonal to the paper surface of FIG.

ここでは、エンジン本体1が、主としてガソリンを燃料とするガソリンエンジンの場合について説明する。   Here, the case where the engine body 1 is a gasoline engine mainly using gasoline as a fuel will be described.

エンジン本体1は、気筒2aが内部に形成されたシリンダブロック2と、シリンダブロック2の上面に設けられたシリンダヘッド3と、気筒2aに往復摺動可能に挿入されたピストン4とを有している。   The engine body 1 includes a cylinder block 2 in which a cylinder 2a is formed, a cylinder head 3 provided on the upper surface of the cylinder block 2, and a piston 4 inserted into the cylinder 2a so as to be slidable back and forth. Yes.

ピストン4の上方には燃焼室5が形成されている。燃焼室5内には、インジェクタ10から燃料が噴射される。噴射された燃料と空気との混合気は燃焼室5で燃焼し、ピストン4はその燃焼による膨張力で押し下げられて上下に往復運動する。   A combustion chamber 5 is formed above the piston 4. Fuel is injected from the injector 10 into the combustion chamber 5. The injected fuel / air mixture is combusted in the combustion chamber 5, and the piston 4 is pushed down by the expansion force generated by the combustion and reciprocates up and down.

ピストン4はコネクティングロッドを介してクランク軸15と連結されており、ピストン4の往復運動に応じて、クランク軸15は中心軸回りに回転する。   The piston 4 is connected to the crankshaft 15 via a connecting rod, and the crankshaft 15 rotates around the central axis according to the reciprocating motion of the piston 4.

シリンダブロック2には、クランク軸15の回転数をエンジンの回転数として検出するエンジン回転数センサSW1が設けられている。   The cylinder block 2 is provided with an engine speed sensor SW1 that detects the speed of the crankshaft 15 as the engine speed.

シリンダヘッド3には、インジェクタ10と、インジェクタ10から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火を行う点火プラグ11とが、各気筒2aにつきそれぞれ1組ずつ設けられている。   The cylinder head 3 is provided with a pair of injectors 10 and spark plugs 11 for igniting a mixture of fuel and air injected from the injectors 10 by spark discharge for each cylinder 2a.

インジェクタ10は、燃料の噴射口となる複数の噴孔を先端部に有しており、各気筒2aの燃焼室5をその吸気側の側方から臨むように設けられている。インジェクタ10には、燃料タンク41に貯留されている燃料がフィルター等を介して供給される。   The injector 10 has a plurality of injection holes serving as fuel injection ports at the tip, and is provided so as to face the combustion chamber 5 of each cylinder 2a from the side on the intake side. The fuel stored in the fuel tank 41 is supplied to the injector 10 through a filter or the like.

点火プラグ11は、火花を放電するための電極を先端部に有しており、各気筒2aの燃焼室5を上方から臨むように設けられている。   The spark plug 11 has an electrode for discharging sparks at the tip, and is provided so as to face the combustion chamber 5 of each cylinder 2a from above.

当実施形態のエンジン本体1は、その幾何学的圧縮比(ピストン4が下死点にあるときの燃焼室容積とピストン4が上死点にあるときの燃焼室容積との比)が、ガソリンエンジンとしては比較的高い値に設定されている。このように高い幾何学的圧縮比を設定しているのは、理論熱効率の向上や、後述するCI燃焼(圧縮自己着火燃焼)での着火性確保のためである。   The engine body 1 of the present embodiment has a geometric compression ratio (ratio between the combustion chamber volume when the piston 4 is at bottom dead center and the combustion chamber volume when the piston 4 is at top dead center). The engine is set to a relatively high value. The reason for setting such a high geometric compression ratio is to improve the theoretical thermal efficiency and to ensure the ignitability in CI combustion (compression self-ignition combustion) described later.

シリンダヘッド3には、吸気通路20から供給される空気を各気筒2aの燃焼室5に導入するための吸気ポート6と、吸気ポート6を開閉する吸気弁8と、各気筒2aの燃焼室5で生成された排気を排気通路31に導出するための排気ポート7と、排気ポート7を開閉する排気弁9とが設けられている。   The cylinder head 3 includes an intake port 6 for introducing air supplied from the intake passage 20 into the combustion chamber 5 of each cylinder 2a, an intake valve 8 for opening and closing the intake port 6, and the combustion chamber 5 of each cylinder 2a. Are provided with an exhaust port 7 for leading the exhaust gas generated in step 1 to the exhaust passage 31 and an exhaust valve 9 for opening and closing the exhaust port 7.

吸気通路20は、単一の吸気管23と、この吸気管23と各気筒2aの吸気ポート6とを個別に連結する複数の(4本の)独立吸気通路24(図1の紙面に直交する方向に並んでいる)とで構成されている。吸気管23の下流端部には所定容積のサージタンク22が設けられており、サージタンク22から各吸気ポート6にそれぞれ独立吸気通路24が延びている。   The intake passage 20 has a single intake pipe 23 and a plurality of (four) independent intake passages 24 (perpendicular to the plane of FIG. 1) for individually connecting the intake pipe 23 and the intake port 6 of each cylinder 2a. Are arranged in the direction). A surge tank 22 having a predetermined volume is provided at the downstream end of the intake pipe 23, and an independent intake passage 24 extends from the surge tank 22 to each intake port 6.

吸気管23の途中部には、吸気管23の通路を開閉可能なスロットル弁25と、エンジン本体1に吸入される空気(吸気)の流量を検出するためのエアフローセンサSW2とが設けられている。当実施形態では、スロットル弁25は、ポンピングロスを小さく抑えるために、燃料噴射停止時以外のほぼ常時全開付近の開度とされる。   A throttle valve 25 capable of opening and closing the passage of the intake pipe 23 and an air flow sensor SW2 for detecting the flow rate of air (intake) taken into the engine body 1 are provided in the middle of the intake pipe 23. . In the present embodiment, the throttle valve 25 has an opening that is almost always fully open except when the fuel injection is stopped, in order to keep the pumping loss small.

排気通路31は、単一の排気管と、この排気管と各気筒2aの排気ポート7とを個別に連結する複数の(4本の)独立吸気通路とで構成されている。排気通路31には、三元触媒等の触媒が内蔵された触媒コンバータ39が設けられている。また、排気通路31には、排気ひいては気筒2a内の空気と燃料の混合気の空燃比(空気と燃料の比率)を検出するためのA/FセンサSW3が設けられている。   The exhaust passage 31 includes a single exhaust pipe and a plurality of (four) independent intake passages that individually connect the exhaust pipe and the exhaust port 7 of each cylinder 2a. The exhaust passage 31 is provided with a catalytic converter 39 in which a catalyst such as a three-way catalyst is incorporated. Further, the exhaust passage 31 is provided with an A / F sensor SW3 for detecting the air-fuel ratio (ratio of air to fuel) of the exhaust gas, and thus the air-fuel mixture in the cylinder 2a.

なお、例えば、気筒2a内の温度を高めること、あるいは、燃焼温度を低く抑えること等を目的として、排気通路31と吸気管23とを連結して、排気の一部を吸気管23に還流させるEGRシステムを設けてもよい。   For example, for the purpose of increasing the temperature in the cylinder 2a or keeping the combustion temperature low, the exhaust passage 31 and the intake pipe 23 are connected, and a part of the exhaust is recirculated to the intake pipe 23. An EGR system may be provided.

パージシステム40は、燃料タンク41内で蒸発した蒸発燃料を脱着可能に吸着するキャニスタ42と、キャニスタ42に空気を導入するパージエア管49と、キャニスタ42と吸気管23とを連結するパージ管(パージ通路)43とを備えている。   The purge system 40 includes a canister 42 that detachably adsorbs the evaporated fuel evaporated in the fuel tank 41, a purge air pipe 49 that introduces air into the canister 42, and a purge pipe (purge) that connects the canister 42 and the intake pipe 23. Passage) 43.

キャニスタ42に吸着された蒸発燃料は、パージエア管49から導入された空気によってキャニスタ42から脱着される。キャニスタ42から脱着した蒸発燃料は空気とともにパージ管43を通って吸気管23に導入される。以下、この蒸発燃料と空気とからなるガスを、パージガスという。   The evaporated fuel adsorbed on the canister 42 is desorbed from the canister 42 by the air introduced from the purge air pipe 49. The evaporated fuel desorbed from the canister 42 is introduced into the intake pipe 23 through the purge pipe 43 together with air. Hereinafter, this gas composed of evaporated fuel and air is referred to as purge gas.

パージ管43は、吸気管23のうちスロットル弁25よりも下流側の部分に接続されている。当実施形態では、パージ管43はサージタンク22に接続されている。   The purge pipe 43 is connected to a portion of the intake pipe 23 that is downstream of the throttle valve 25. In the present embodiment, the purge pipe 43 is connected to the surge tank 22.

パージ管43には、パージ管43の上流端(キャニスタ42との接続部分)と下流端(吸気管23との接続部分)との差圧を変更するエアポンプ(ポンプ)44が設けられている。エアポンプ44は、ポンプモータ(不図示)により回転駆動されることでパージ管43内のガスを加圧するものであり、回転数が高いほどパージ管43のエアポンプ44の設置部分の圧力を高くして上記差圧を大きくする。エアポンプ44には、その回転数を検出するポンプ回転数センサSW4が取り付けられている。   The purge pipe 43 is provided with an air pump (pump) 44 that changes the differential pressure between the upstream end (connection portion with the canister 42) and the downstream end (connection portion with the intake pipe 23) of the purge pipe 43. The air pump 44 is driven to rotate by a pump motor (not shown) to pressurize the gas in the purge pipe 43. The higher the number of revolutions, the higher the pressure of the purge pipe 43 where the air pump 44 is installed. Increase the differential pressure. The air pump 44 is provided with a pump rotation speed sensor SW4 that detects the rotation speed.

また、パージ管43のエアポンプ44よりも下流側(吸気管23側)の部分には、パージ管43を開閉するパージバルブ45が設けられている。パージバルブ45は、DUTYコントロールバルブであり、開閉を繰り返し、1回の開弁期間と閉弁期間とを合わせた単位期間に対する開弁期間の割合であるDUTY比が変更されることで開度が変更されるものである。なお、パージバルブ45は、電磁式バルブであり、DUTY比は、1回の通電期間と1回の非通電期間とを合わせた単位期間に対する通電期間の割合である。このDUTYコントロールバルブからなるパージバルブ45は、DUTY比が0%で全閉となり、100%で全開となる。また、DUTY比にほぼ比例して開度すなわち単位期間にバルブを通過するガス流量が変更される。より詳細には、当実施形態に係るパージバルブ45では、全閉付近および全開付近ではDUTY比と開度とは比例せず、例えば、5%〜95%の間でDUTY比と開度とが比例する。また、DUTY比が100%でなくとも100%に近い値(例えば95%以上の値)で、バルブの開度は全開となる。   In addition, a purge valve 45 that opens and closes the purge pipe 43 is provided at a portion downstream of the air pump 44 of the purge pipe 43 (on the intake pipe 23 side). The purge valve 45 is a DUTY control valve that repeatedly opens and closes, and the opening degree is changed by changing the DUTY ratio, which is the ratio of the valve opening period to the unit period that combines one valve opening period and the valve closing period. It is what is done. The purge valve 45 is an electromagnetic valve, and the DUTY ratio is the ratio of the energization period to the unit period including one energization period and one non-energization period. The purge valve 45 comprising the DUTY control valve is fully closed when the DUTY ratio is 0% and fully opened when 100%. Further, the opening degree, that is, the gas flow rate that passes through the valve in the unit period is changed almost in proportion to the duty ratio. More specifically, in the purge valve 45 according to the present embodiment, the DUTY ratio and the opening degree are not proportional to each other in the vicinity of the fully closed state and the fully opened state. For example, the DUTY ratio and the opening degree are proportional to each other between 5% and 95%. To do. Further, even if the DUTY ratio is not 100%, the valve opening is fully open at a value close to 100% (for example, a value of 95% or more).

(2)制御系
次に、エンジンシステムの制御系について説明する。当実施形態のエンジンシステムは、自動車等の車両に搭載されており、車両に備わるECU(エンジン制御ユニット)60によって制御される。ECU60は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM、I/F等から構成されるマイクロプロセッサであり、本発明にかかる制御手段に相当するものである。
(2) Control system Next, the control system of the engine system will be described. The engine system of this embodiment is mounted on a vehicle such as an automobile, and is controlled by an ECU (engine control unit) 60 provided in the vehicle. As is well known, the ECU 60 is a microprocessor including a CPU, a ROM, a RAM, an I / F, and the like, and corresponds to a control unit according to the present invention.

ECU60には、各種センサからの情報が入力される。例えば、ECU60は、エンジン回転数センサSW1、エアフローセンサSW2、A/FセンサSW3、ポンプ回転数センサSW4と電気的に接続されており、これらのセンサからの入力信号(エンジン回転数、吸気流量の情報、気筒2a内の混合気の空燃比、エアポンプ44の回転数)を受け付ける。また、車両には、運転者により操作されるアクセルペダル70の開度を検出するアクセル開度センサSW5、車速を検出する車速センサSW6、変速段を検出する変速段センサSW7が設けられており、これらのセンサSW5〜SW7による検出信号もECU60に入力される。なお、変速段は、車速センサSW6で検出された車速と、エンジン回転数センサSW1で検出されたエンジン回転数とに基づいて算出してもよい。   Information from various sensors is input to the ECU 60. For example, the ECU 60 is electrically connected to an engine speed sensor SW1, an air flow sensor SW2, an A / F sensor SW3, and a pump speed sensor SW4, and input signals (engine speed, intake air flow rate) from these sensors. Information, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder 2a, and the rotation speed of the air pump 44). Further, the vehicle is provided with an accelerator opening sensor SW5 for detecting the opening degree of the accelerator pedal 70 operated by the driver, a vehicle speed sensor SW6 for detecting the vehicle speed, and a shift stage sensor SW7 for detecting the shift stage. Detection signals from these sensors SW5 to SW7 are also input to the ECU 60. Note that the gear position may be calculated based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor SW6 and the engine speed detected by the engine speed sensor SW1.

ECU60は、各センサ(SW1〜SW7等)からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行しつつ、エンジンシステムの各部を制御する。すなわち、ECU60は、インジェクタ10、点火プラグ11、スロットル弁25、吸気弁8(吸気弁8を駆動する駆動機構)、排気弁9(排気弁9を駆動する駆動機構)、エアポンプ44(エアポンプ44を駆動するポンプモータ)、パージバルブ45(パージバルブ45を駆動する駆動機構)等と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。   ECU60 controls each part of an engine system, performing various calculations etc. based on the input signal from each sensor (SW1-SW7 grade | etc.,). That is, the ECU 60 includes the injector 10, the spark plug 11, the throttle valve 25, the intake valve 8 (a drive mechanism that drives the intake valve 8), the exhaust valve 9 (the drive mechanism that drives the exhaust valve 9), and the air pump 44 (the air pump 44). And a purge valve 45 (a drive mechanism for driving the purge valve 45) and the like, and outputs a control signal for driving to each of these devices based on the result of the calculation.

(i)エンジン本体の制御
図2は、エンジンの運転中にECU60によって参照される燃焼形態に係る制御マップを概念的に示した図である。
(I) Control of Engine Body FIG. 2 is a diagram conceptually showing a control map related to the combustion mode referred to by the ECU 60 during operation of the engine.

当実施形態では、この制御マップに示すように、エンジンの最低負荷から切替負荷T1までの第1運転領域A1では、ピストン4の圧縮作用により混合気を高温、高圧化して圧縮上死点付近で自己着火させるCI燃焼(圧縮自己着火燃焼)が実施され、切替負荷T1から最高負荷までの第2運転領域A2では、点火プラグ11からの火花放電による強制点火をきっかけに混合気を火炎伝播により燃焼させるSI燃焼(火花点火燃焼)が実施される。   In the present embodiment, as shown in this control map, in the first operation region A1 from the lowest load of the engine to the switching load T1, the air-fuel mixture is heated to a high temperature and pressure by the compression action of the piston 4, and near the compression top dead center. CI combustion for self-ignition (compression self-ignition combustion) is performed, and in the second operation region A2 from the switching load T1 to the maximum load, the air-fuel mixture is burned by flame propagation triggered by forced ignition by spark discharge from the spark plug 11 SI combustion (spark ignition combustion) is performed.

また、当実施形態では、第1運転領域A1では、気筒2a内の混合気の空燃比が1より大きくされてリーンCI燃焼が実施される。   In the present embodiment, in the first operating region A1, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder 2a is made larger than 1, and lean CI combustion is performed.

ECU60は、エンジンの運転中、負荷(アクセル開度に基づくエンジン要求トルク)およびエンジン回転数の各値から、エンジンが図2のマップ中のどの運転領域で運転されているかを逐次判定し、運転領域に応じてインジェクタ10等を制御する。   The ECU 60 sequentially determines in which operating region the engine is operating in the map of FIG. 2 from each value of the load (engine required torque based on the accelerator opening) and the engine speed during operation of the engine. The injector 10 and the like are controlled according to the area.

具体的には、第1運転領域A1では、点火プラグ11による点火を停止するとともにインジェクタ10によって吸気行程中に燃焼室内に燃料を噴射させる。一方、第2運転領域A2では、点火プラグ11による点火を実施する。   Specifically, in the first operation region A1, ignition by the spark plug 11 is stopped and fuel is injected into the combustion chamber by the injector 10 during the intake stroke. On the other hand, in the second operation region A2, ignition by the spark plug 11 is performed.

また、当実施形態では、上記のように、ECU60は、ほぼ常時スロットル弁25を全開付近の開度とする。   In this embodiment, as described above, the ECU 60 almost always sets the throttle valve 25 to an opening degree near the fully open position.

(ii)パージ制御
次に、キャニスタ42から吸気管23に導入されるパージガスの制御について説明する。
(Ii) Purge Control Next, control of purge gas introduced from the canister 42 into the intake pipe 23 will be described.

まず、パージガスに含まれる蒸発燃料の濃度学習について簡単に説明する。   First, the concentration learning of the evaporated fuel contained in the purge gas will be briefly described.

当実施形態では、A/FセンサSW3で検出された気筒2a内の混合気の空燃比と、エアフローセンサSW2の検出値等から推定される気筒2aに導入された空気量とに基づいて、気筒2aに供給された燃料量を推定する。そして、この燃料量からインジェクタ10から気筒2aに噴射された燃料量を差し引くことで、気筒2aに供給された蒸発燃料量を推定する。そして、後述する要求パージ量と推定した蒸発燃料量とからパージガスに含まれる蒸発燃料の濃度を推定、学習する。   In the present embodiment, based on the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder 2a detected by the A / F sensor SW3 and the amount of air introduced into the cylinder 2a estimated from the detection value of the airflow sensor SW2, etc. The amount of fuel supplied to 2a is estimated. Then, the amount of evaporated fuel supplied to the cylinder 2a is estimated by subtracting the amount of fuel injected from the injector 10 into the cylinder 2a from this amount of fuel. Then, the concentration of the evaporated fuel contained in the purge gas is estimated and learned from the required purge amount described later and the estimated evaporated fuel amount.

当実施形態では、この蒸発燃料の濃度学習はエンジンの稼働中ほぼ常時行われており、常に更新される。なお、始動時等であってこの濃度学習が未だ行われていない場合には、まず、アイドル運転等のエンジン負荷の低い運転条件にて、少量のパージガスを吸気管23に供給して、このときのA/FセンサSW3の検出値等に基づいて蒸発燃料の濃度を推定する。   In this embodiment, the concentration learning of the evaporated fuel is performed almost constantly during operation of the engine and is constantly updated. If the concentration learning has not yet been performed at the time of starting, etc., first, a small amount of purge gas is supplied to the intake pipe 23 under operating conditions with a low engine load such as idle operation. The concentration of the evaporated fuel is estimated based on the detected value of the A / F sensor SW3.

次に、ECU60により行われるパージガスの流量制御について、図3のフローチャートを用いて説明する。なお、この図3のフローチャートは、少なくとも1回、上記蒸発燃料の濃度学習が行われた後の制御手順を示している。   Next, the purge gas flow rate control performed by the ECU 60 will be described with reference to the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 3 shows a control procedure after the evaporative fuel concentration learning is performed at least once.

まず、ステップS1にて、車速センサSW6の検出値(車速)、アクセル開度センサSW5の検出値(アクセル開度)、変速段センサSW7の検出値(変速段)、ポンプ回転数センサSW4の検出値(ポンプ回転数Np)を読み込む。   First, in step S1, the detected value (vehicle speed) of the vehicle speed sensor SW6, the detected value of the accelerator opening sensor SW5 (accelerator opening), the detected value of the shift speed sensor SW7 (shift speed), and the detection of the pump speed sensor SW4. Read the value (pump speed Np).

次に、ステップS2にて、ステップS1で読み込んだ車速、アクセル開度、変速段に基づいてエンジン要求トルクを計算する。   Next, in step S2, the engine required torque is calculated based on the vehicle speed, accelerator opening, and gear position read in step S1.

次に、ステップS3にて、ステップS2で計算したエンジン要求トルクに基づいて、気筒2a内に供給する燃料量の目標値である要求燃料量を計算する。   Next, in step S3, a required fuel amount that is a target value of the fuel amount to be supplied into the cylinder 2a is calculated based on the engine required torque calculated in step S2.

次に、ステップS4にて、ステップS3で計算した要求燃料量に基づいて、気筒2aおよび吸気管23に導入する蒸発燃料の量である要求蒸発燃料量を計算する。具体的には、要求燃料量の一定割合量を要求蒸発燃料量として算出する。このように、当実施形態では、要求燃料量ひいてはエンジン負荷と要求蒸発燃料量とが比例する。   Next, in step S4, based on the required fuel amount calculated in step S3, a required evaporated fuel amount that is the amount of evaporated fuel introduced into the cylinder 2a and the intake pipe 23 is calculated. Specifically, a certain amount of the required fuel amount is calculated as the required evaporated fuel amount. Thus, in the present embodiment, the required fuel amount, that is, the engine load and the required evaporated fuel amount are proportional.

次に、ステップS5にて、ステップS4で算出した要求蒸発燃料量に基づいて、吸気管23に導入する単位時間あたりのパージガスの量すなわちパージガスの流量(以下、パージ量という場合がある)の目標値である要求パージ量を計算する。具体的には、要求蒸発燃料量と学習した蒸発燃料の濃度とから、要求蒸発燃料量を含むパージガスの量を要求パージ量として算出する。   Next, in step S5, based on the required evaporated fuel amount calculated in step S4, the target purge gas amount per unit time introduced into the intake pipe 23, that is, the purge gas flow rate (hereinafter sometimes referred to as the purge amount). Calculate the requested purge amount that is the value. Specifically, the amount of purge gas including the required evaporated fuel amount is calculated as the required purge amount from the required evaporated fuel amount and the learned concentration of evaporated fuel.

次に、ステップS6にて、ステップS5で計算した要求パージ量に基づいて、エアポンプ44の回転数の目標値である目標ポンプ回転数Npo、および、パージバルブ45のDUTY比の基本値である基本DUTY比を設定する。   Next, in step S6, based on the required purge amount calculated in step S5, the target pump speed Npo, which is the target value of the speed of the air pump 44, and the basic DUTY, which is the basic value of the DUTY ratio of the purge valve 45, Set the ratio.

当実施形態では、目標ポンプ回転数Npoを、図4に示すように設定する。   In the present embodiment, the target pump speed Npo is set as shown in FIG.

具体的には、要求パージ量が予め設定された基準パージ量Qp1未満の低流量領域(特定の運転領域)B1では、目標ポンプ回転数Npoを、予め設定された第1回転数(最低回転数)N1_minと第2回転数(最高回転数)N1_maxとの間で、要求パージ量が多いほど高くなるように設定する。当実施形態では、目標ポンプ回転数Npoは要求パージ量に比例して高くされている。   Specifically, in the low flow rate region (specific operation region) B1 in which the required purge amount is less than the preset reference purge amount Qp1, the target pump rotational speed Npo is set to the preset first rotational speed (minimum rotational speed). ) Between N1_min and the second rotation speed (maximum rotation speed) N1_max, the higher the required purge amount, the higher the setting. In this embodiment, the target pump speed Npo is increased in proportion to the required purge amount.

基準パージ量Qp1は、エンジン負荷が切替負荷T1となるときの要求燃料量の一定割合量以下の値に設定されており、低流量領域B1は、リーンCI燃焼が実施される第1運転領域A1に含まれている。   The reference purge amount Qp1 is set to a value equal to or less than a certain percentage of the required fuel amount when the engine load becomes the switching load T1, and the low flow region B1 is a first operation region A1 in which lean CI combustion is performed. Included.

要求パージ量が基準パージ量Qp1以上の高流量領域B2では、目標ポンプ回転数Npoを、上記第2回転数N1_maxよりも低い値N2から要求パージ量に比例して高くなるように設定する。   In the high flow rate region B2 where the required purge amount is equal to or greater than the reference purge amount Qp1, the target pump rotational speed Npo is set so as to increase in proportion to the required purge amount from a value N2 lower than the second rotational speed N1_max.

また、基本DUTY比を、図5に示すように設定する。   Further, the basic DUTY ratio is set as shown in FIG.

具体的には、低流量領域B1では、パージバルブ45の基本的な開度が全閉と全開との間の中間開度になるように、基本DUTY比を、0%と100%との間の中間値に設定する。当実施形態では、この中間値は、要求パージ量によらず一定の値D1(以下、適宜、低流量基本DUTY比という)とされ、低流量領域B1において基本的なパージバルブ45の開度は要求パージ量によらず一定の開度とされる。また、この低流量基本DUTY比は、上記のように、パージバルブ45の開度とDUTY比とが比例する範囲(例えば、5%〜95%の間)内の値に設定されている。   Specifically, in the low flow rate region B1, the basic DUTY ratio is between 0% and 100% so that the basic opening of the purge valve 45 is an intermediate opening between fully closed and fully opened. Set to an intermediate value. In the present embodiment, this intermediate value is set to a constant value D1 (hereinafter referred to as a low flow basic DUTY ratio as appropriate) regardless of the required purge amount, and the basic opening of the purge valve 45 is required in the low flow region B1. The opening degree is constant regardless of the purge amount. Further, as described above, the low flow basic DUTY ratio is set to a value within a range (for example, between 5% and 95%) in which the opening degree of the purge valve 45 is proportional to the DUTY ratio.

また、高流量領域B2では、基本DUTY比を、100%に設定し、パージバルブ45の基本的な開度を全開とする。   Further, in the high flow rate region B2, the basic DUTY ratio is set to 100%, and the basic opening of the purge valve 45 is fully opened.

ここで、第1回転数N1_minと低流量基本DUTY比D1とは、次のように設定されている。すなわち、エアポンプ44の回転数を第1回転数N1_minとしパージバルブ45のDUTY比を低流量基本DUTY比D1としたときにパージ量が要求パージ量の最小値となるように、かつ、エアポンプ44の回転数を第1回転数N1_minとしパージバルブ45を全開(DUTY比を100%に近い値であってバルブ開度とDUTY比とが比例する範囲の最大値(例えば95%))としたときに、パージ量が低流量領域B1の要求パージ量の最大値(基準パージ量Qp1)以上となるように設定されている。   Here, the first rotation speed N1_min and the low flow rate basic DUTY ratio D1 are set as follows. That is, when the rotation speed of the air pump 44 is the first rotation speed N1_min and the DUTY ratio of the purge valve 45 is the low flow basic DUTY ratio D1, the purge amount becomes the minimum value of the required purge amount, and the rotation of the air pump 44 When the number is set to the first rotation speed N1_min and the purge valve 45 is fully opened (the duty ratio is a value close to 100% and the valve opening degree and the duty ratio are in a maximum range (for example, 95%)), the purge is performed. The amount is set to be equal to or greater than the maximum required purge amount (reference purge amount Qp1) in the low flow rate region B1.

ステップS6の次に進むステップS7では、エアポンプ44の回転数をステップS6で設定した目標ポンプ回転数Npoに制御する。具体的には、エアポンプ44の回転数が目標ポンプ回転数Npoになるようにポンプモータの駆動力を変更する。   In step S7 following step S6, the rotational speed of the air pump 44 is controlled to the target pump rotational speed Npo set in step S6. Specifically, the driving force of the pump motor is changed so that the rotation speed of the air pump 44 becomes the target pump rotation speed Npo.

ステップS7の次に進むステップS8では、ステップS5で計算した要求パージ量が基準パージ量Qp1未満か否かを判定する。すなわち、低流量領域B1での運転中であるか否かを判定する。   In step S8 following step S7, it is determined whether the requested purge amount calculated in step S5 is less than the reference purge amount Qp1. That is, it is determined whether or not the vehicle is operating in the low flow rate region B1.

ステップS8の判定がNOであって、要求パージ量が基準パージ量Qp1以上であり高流量領域B2で運転されている場合は、ステップS10に進み、DUTY比を基本DUTY比に制御する。上記のように、高流量領域B2では、基本DUTY比は100%に設定されており、ステップS10では、DUTY比が100%とされてパージバルブ45は全開とされる。ステップS10の後は処理を終了する(ステップS1に戻る)。   When the determination in step S8 is NO and the required purge amount is equal to or greater than the reference purge amount Qp1 and the operation is performed in the high flow rate region B2, the process proceeds to step S10, and the DUTY ratio is controlled to the basic DUTY ratio. As described above, in the high flow rate region B2, the basic DUTY ratio is set to 100%, and in step S10, the DUTY ratio is set to 100% and the purge valve 45 is fully opened. After step S10, the process ends (returns to step S1).

一方、ステップS8の判定がYESであって、要求パージ量が基準パージ量Qp1未満であり低流量領域B1で運転されている場合は、ステップS11に進む。   On the other hand, if the determination in step S8 is YES and the required purge amount is less than the reference purge amount Qp1, and the operation is performed in the low flow rate region B1, the process proceeds to step S11.

ステップS11では、ステップS6で設定された目標ポンプ回転数NpoとステップS1で検出された現在のポンプ回転数Npとの偏差(これらの差の絶対値)が、予め設定された基準偏差未満か否かを判定する。基準偏差は例えば0に近い値に設定されている。   In step S11, whether or not the deviation (absolute value of these differences) between the target pump speed Npo set in step S6 and the current pump speed Np detected in step S1 is less than a preset reference deviation. Determine whether. The reference deviation is set to a value close to 0, for example.

ステップS11での判定がYESであって、目標ポンプ回転数Npoとのずれが基準偏差未満となる回転数にポンプ回転数Npが到達している場合には、ステップS12に進み、DUTY比を基本DUTY比に制御する。上記のように、低流量領域B1では、基本DUTY比は中間値である低流量基本DUTY比D1に設定されており、ステップS12では、DUTY比が低流量基本DUTY比D1とされてパージバルブ45の開度が中間開度とされる。ステップS12の後は処理を終了する(ステップS1に戻る)。   If the determination in step S11 is YES and the pump rotational speed Np has reached the rotational speed at which the deviation from the target pump rotational speed Npo is less than the reference deviation, the process proceeds to step S12, where the DUTY ratio is set as the basic. Control to DUTY ratio. As described above, in the low flow rate region B1, the basic DUTY ratio is set to the low flow basic DUTY ratio D1, which is an intermediate value. In step S12, the DUTY ratio is set to the low flow basic DUTY ratio D1, and the purge valve 45 The opening is an intermediate opening. After step S12, the process ends (returns to step S1).

一方、ステップS11での判定がNOであって、目標ポンプ回転数Npoとのずれが基準偏差未満となる回転数にポンプ回転数Npが到達していない場合は、ステップS13に進む。   On the other hand, if the determination in step S11 is NO and the pump rotational speed Np has not reached the rotational speed at which the deviation from the target pump rotational speed Npo is less than the reference deviation, the process proceeds to step S13.

ステップS13では、パージバルブ45のDUTY比を現在のポンプ回転数Np(ステップS1で検出されたポンプ回転数Np)とステップS5で設定された要求パージ量とに基づいて、要求パージ量が実現されるように補正する。すなわち、DUTY比が、現在のポンプ回転数Npでパージ量を要求パージ量とすることのできるDUTY比に補正される。当実施形態では、ポンプ回転数NpとDUTY比とパージ量との関係が予め実験等により求められてECU60にマップで記憶されており、ECU60は、このマップから、要求パージ量および現在のポンプ回転数Npに応じたDUTY比を抽出する。ステップS13の後は処理を終了する(ステップS1に戻る)。なお、当実施形態では、DUTY比は、DUTY比とバルブ開度とが比例する範囲内で補正される。   In step S13, the required purge amount is realized based on the DUTY ratio of the purge valve 45 based on the current pump rotational speed Np (the pump rotational speed Np detected in step S1) and the required purge amount set in step S5. Correct as follows. That is, the DUTY ratio is corrected to a DUTY ratio that allows the purge amount to be the required purge amount at the current pump speed Np. In the present embodiment, the relationship among the pump rotational speed Np, the DUTY ratio, and the purge amount is obtained in advance by experiments or the like, and is stored in the ECU 60 as a map. The ECU 60 determines the required purge amount and the current pump rotation from this map. A DUTY ratio corresponding to the number Np is extracted. After step S13, the process ends (returns to step S1). In this embodiment, the DUTY ratio is corrected within a range in which the DUTY ratio and the valve opening are proportional.

(3)作用等
以上のように、当実施形態では、要求パージ量が基準パージ量Qp1未満の低流量領域B1では、基本的に、パージバルブ45のDUTY比が中間値である低流量基本DUTY比D1とされてパージバルブ45の開度が中間開度とされる。
(3) Operation etc. As described above, in this embodiment, in the low flow rate region B1 where the required purge amount is less than the reference purge amount Qp1, the low flow rate basic DUTY ratio in which the DUTY ratio of the purge valve 45 is basically an intermediate value. The opening degree of the purge valve 45 is set to the intermediate opening degree as D1.

一方、加減速時に要求燃料量が変化することに伴って要求パージ量が変化し、この要求パージ量の変化に伴って目標ポンプ回転数Npoが変化したとき等において、目標ポンプ回転数Npoとのずれが基準偏差未満となる回転数にポンプ回転数Npが到達していない場合には、ポンプ回転数Npが目標ポンプ回転数Npoに向けて変更されつつ、DUTY比が補正されることで、パージ量が要求パージ量に制御される。   On the other hand, when the required fuel amount changes at the time of acceleration / deceleration, the required purge amount changes, and when the target pump rotational speed Npo changes with the change in the required purge amount, the target pump rotational speed Npo When the pump rotational speed Np has not reached the rotational speed at which the deviation is less than the reference deviation, the pump rotational speed Np is changed toward the target pump rotational speed Npo, and the DUTY ratio is corrected, thereby purging. The amount is controlled to the required purge amount.

そのため、低流量領域B1において、ポンプ回転数Npの変更によって適正量のパージガスすなわち蒸発燃料を吸気管23に導入することができるとともに、エアポンプ44の応答遅れに伴うパージ量の要求パージ量からのずれを抑制することができ、パージガスおよび蒸発燃料をより確実に適正量吸気管23に導入することができる。   Therefore, in the low flow rate region B1, an appropriate amount of purge gas, that is, evaporated fuel, can be introduced into the intake pipe 23 by changing the pump rotational speed Np, and the purge amount deviates from the required purge amount due to the response delay of the air pump 44. Therefore, the purge gas and the evaporated fuel can be more reliably introduced into the intake pipe 23 in an appropriate amount.

図6を用いて、具体的に説明する。図6は、加速等に伴い要求パージ量が増加した場合の、パージ量、ポンプ回転数、パージバルブ45のDUTY比の時間変化を模式的に示した図である。図6において、実線は当実施形態に係る上記制御を実施した場合の様子を示し、鎖線は、上記制御のうちステップS11、S13の制御を省略した比較例での様子を示している。   This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram schematically showing temporal changes in the purge amount, the pump speed, and the DUTY ratio of the purge valve 45 when the required purge amount increases with acceleration or the like. In FIG. 6, a solid line indicates a state when the above control according to the present embodiment is performed, and a chain line indicates a state in a comparative example in which the control of steps S <b> 11 and S <b> 13 is omitted.

時刻t1にて要求パージ量が急増した場合、目標ポンプ回転数も急増する。しかしながら、エアポンプ44の回転には応答遅れがあるため、ポンプ回転数はすぐには増加しない。そのため、比較例の場合すなわちパージバルブ45のDUTY比がポンプ回転数等に基づいて補正されない場合では、パージ量が徐々にしか増加せず、パージ量の目標値(要求パージ量)からのずれが大きくなる。従って、この比較例の場合では、吸気管23に導入される蒸発燃料量が要求蒸発燃料量から大きくずれて、気筒2a内の混合気の空燃比が目標の空燃比から大きくずれてしまう。   When the required purge amount increases rapidly at time t1, the target pump speed also increases rapidly. However, since the rotation of the air pump 44 has a response delay, the pump rotation speed does not increase immediately. Therefore, in the case of the comparative example, that is, when the DUTY ratio of the purge valve 45 is not corrected based on the pump rotational speed or the like, the purge amount increases only gradually and the deviation of the purge amount from the target value (required purge amount) is large. Become. Therefore, in the case of this comparative example, the amount of evaporated fuel introduced into the intake pipe 23 is greatly deviated from the required amount of evaporated fuel, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder 2a is largely deviated from the target air-fuel ratio.

これに対して、当実施形態では、時刻t1にて要求パージ量および目標ポンプ回転数が急増すると、現在のポンプ回転数と要求パージ量に応じてパージバルブ45のDUTY比が補正される。図6に示す例では、時刻t1直後、パージバルブ45のDUTY比が低流量基本DUTY比D1よりも大きい100%に近い値とされてパージバルブ45が全開とされる。そして、ポンプ回転数が増大するのに合わせてパージバルブ45のDUTY比が低下されていく。そのため、パージ量を、早期に要求パージ量まで増大させ、かつ、要求パージ量に維持することができる。従って、気筒2a内の混合気の空燃比を適正な値にすることができる。   On the other hand, in this embodiment, when the required purge amount and the target pump rotational speed increase rapidly at time t1, the DUTY ratio of the purge valve 45 is corrected according to the current pump rotational speed and the required purge amount. In the example shown in FIG. 6, immediately after time t1, the purge valve 45 is fully opened by setting the DUTY ratio of the purge valve 45 to a value close to 100%, which is larger than the low flow rate basic DUTY ratio D1. As the pump speed increases, the DUTY ratio of the purge valve 45 decreases. Therefore, the purge amount can be increased to the required purge amount at an early stage and maintained at the required purge amount. Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder 2a can be set to an appropriate value.

特に、当実施形態では、上記のように、低流量領域B1が、リーンCI燃焼が実施される第1運転領域A1に含まれるように設定されている。そのため、仮に、この領域B1(A1)において混合気の空燃比がずれると、適正な燃焼が実現されず、エンジン性能が顕著に悪化するおそれがある。例えば、失火が生じたり排気性能が悪化するおそれがある。これに対して、上記のように、当実施形態では低流量領域B1において気筒2a内の混合気の空燃比を適正な値に維持することができるため、適正な燃焼を実現することができる。   In particular, in the present embodiment, as described above, the low flow rate region B1 is set to be included in the first operation region A1 where the lean CI combustion is performed. Therefore, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture shifts in this region B1 (A1), proper combustion may not be realized, and engine performance may be significantly deteriorated. For example, misfire may occur or exhaust performance may deteriorate. On the other hand, as described above, in this embodiment, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder 2a can be maintained at an appropriate value in the low flow rate region B1, so that appropriate combustion can be realized.

また、当実施形態では、上記のように、エアポンプ44の回転数を第1回転数N1_minとしパージバルブ45のDUTY比を低流量基本DUTY比D1としたときにパージ量が要求パージ量の最小値となり、かつ、ポンプ回転数を第1回転数N1_minとし、パージバルブ45を全開としたときに、パージ量が低流量領域B1の要求パージ量の最大値(基準パージ量Qp1)以上となるように、第1回転数N1_minと低流量基本DUTY比とが設定されている。そのため、要求パージ量が、低流量領域B1において最小量から最大量(基準パージ量Qp1)まで急増した場合であっても、パージバルブ45のDUTY比の補正によって、早期にパージ量を要求パージ量に変更することができる。   In the present embodiment, as described above, the purge amount becomes the minimum value of the required purge amount when the rotational speed of the air pump 44 is the first rotational speed N1_min and the DUTY ratio of the purge valve 45 is the low flow basic DUTY ratio D1. In addition, when the pump rotational speed is set to the first rotational speed N1_min and the purge valve 45 is fully opened, the purge amount is set to be equal to or greater than the maximum required purge amount (reference purge amount Qp1) in the low flow rate region B1. One rotation speed N1_min and a low flow basic DUTY ratio are set. Therefore, even if the required purge amount suddenly increases from the minimum amount to the maximum amount (reference purge amount Qp1) in the low flow rate region B1, the purge amount is quickly made the required purge amount by correcting the DUTY ratio of the purge valve 45. Can be changed.

(4)変形例
上記実施形態では、低流量領域B1における基本DUTY比を要求パージ量によらず一定にした場合について説明したが、基本DUTY比は、パージバルブ45の開度が全閉と全開との間の中間開度となる中間値であればよく、要求パージ量に応じて変化するように設定されてもよい。例えば、基本DUTY比を要求パージ量に応じて比例するように設定してもよい。ただし、低流量領域B1における基本DUTY比を要求パージ量によらず一定とすれば、パージバルブ45のDUTY比を頻繁に変更する必要がなく、制御構成を簡素化することができる。
(4) Modification In the above embodiment, the basic DUTY ratio in the low flow rate region B1 has been described as being constant regardless of the required purge amount. However, the basic DUTY ratio indicates that the opening degree of the purge valve 45 is fully closed and fully open. Any intermediate value may be used as long as the intermediate opening is between, and it may be set to change according to the required purge amount. For example, the basic DUTY ratio may be set to be proportional to the required purge amount. However, if the basic DUTY ratio in the low flow rate region B1 is constant regardless of the required purge amount, the DUTY ratio of the purge valve 45 does not need to be changed frequently, and the control configuration can be simplified.

また、低流量領域B1での燃焼形態は上記に限らない。ただし、上記のようにこの領域B1にてリーンCI燃焼が実施される場合には、空燃比が適切に制御されることで適正な燃焼を実現することができ、高い効果を得ることができる。   Further, the combustion mode in the low flow rate region B1 is not limited to the above. However, when the lean CI combustion is performed in the region B1 as described above, appropriate combustion can be realized by appropriately controlling the air-fuel ratio, and a high effect can be obtained.

また、全運転領域を低流量領域B1(ステップS11〜S13の制御が実施される領域)としてもよい。すなわち、図3において、ステップS8およびS10を省略してもよい。   Moreover, it is good also considering the whole operation area | region as the low flow volume area | region B1 (area | region where control of step S11-S13 is implemented). That is, in FIG. 3, steps S8 and S10 may be omitted.

1 エンジン本体
2a 気筒
42 キャニスタ
43 パージ管(パージ通路)
44 エアポンプ(ポンプ)
45 パージバルブ
60 ECU(制御手段)
1 Engine body 2a Cylinder 42 Canister 43 Purge pipe (Purge passage)
44 Air pump (pump)
45 Purge valve 60 ECU (control means)

Claims (4)

気筒と、気筒内に空気を導入する吸気通路と、燃料が貯留された燃料タンクと、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を脱着可能に吸着するキャニスタとを備え、キャニスタから脱着された蒸発燃料を含むパージガスが吸気通路に導入される内燃機関の蒸発燃料制御装置であって、
上記キャニスタと上記吸気通路とを連通するパージ通路と、
上記パージ通路に設けられて当該通路を開閉するパージバルブと、
上記パージ通路に設けられて回転数が高いほど当該パージ通路の上流端と下流端との圧力差を大きくする回転式のポンプと、
上記パージバルブの開度および上記ポンプの回転数を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
少なくとも特定の運転領域において、上記パージバルブの開度をその全閉と全開との間の中間開度に制御し、かつ、要求されるパージガスの量である要求パージ量が多いほど高く設定された目標ポンプ回転数に上記ポンプの回転数を制御するとともに、上記ポンプの回転数と上記目標ポンプ回転数との偏差が所定の基準偏差以上の場合は、当該偏差が上記基準偏差未満となるまでの間、上記吸気通路に導入されるパージガスの量が上記要求パージ量となるように上記パージバルブの開度を上記要求パージ量と上記ポンプの回転数に応じて補正することを特徴とする内燃機関の蒸発燃料制御装置。
A cylinder, an intake passage for introducing air into the cylinder, a fuel tank in which fuel is stored, and a canister that detachably adsorbs the evaporated fuel generated in the fuel tank, and the evaporated fuel removed from the canister An internal combustion engine evaporative fuel control device in which a purge gas containing is introduced into an intake passage,
A purge passage communicating the canister and the intake passage;
A purge valve provided in the purge passage for opening and closing the passage;
A rotary pump that is provided in the purge passage and increases the pressure difference between the upstream end and the downstream end of the purge passage as the rotational speed increases;
Control means for controlling the opening of the purge valve and the rotational speed of the pump,
The control means includes
At least in a specific operation region, the opening of the purge valve is controlled to an intermediate opening between the fully closed and fully opened, and the target is set higher as the required purge amount, which is the amount of purge gas required, increases. While controlling the number of revolutions of the pump to the number of revolutions of the pump and when the deviation between the number of revolutions of the pump and the target number of revolutions of the pump is equal to or larger than a predetermined reference deviation, the time until the deviation becomes less than the reference deviation And evaporating the internal combustion engine, wherein the opening of the purge valve is corrected in accordance with the required purge amount and the rotational speed of the pump so that the amount of purge gas introduced into the intake passage becomes the required purge amount. Fuel control device.
請求項1に記載の内燃機関の蒸発燃料制御装置であって、
上記目標ポンプ回転数および上記中間開度は、それぞれ、上記ポンプ回転数を上記特定の運転領域における上記目標ポンプ回転数の最低回転数とし且つ上記パージバルブを全開としたときに上記吸気通路に供給されるパージガスの量が、上記ポンプ回転数を上記特定の運転領域における上記目標ポンプ回転数の最高回転数とし且つ上記パージバルブを上記中間開度にしたときに上記吸気通路に供給されるパージガスの量以上となるように設定されていることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料制御装置。
An evaporative fuel control device for an internal combustion engine according to claim 1,
The target pump speed and the intermediate opening are respectively supplied to the intake passage when the pump speed is set to the minimum speed of the target pump speed in the specific operation region and the purge valve is fully opened. The amount of purge gas is equal to or greater than the amount of purge gas supplied to the intake passage when the pump rotational speed is set to the maximum rotational speed of the target pump rotational speed in the specific operating region and the purge valve is set to the intermediate opening. An evaporative fuel control device for an internal combustion engine, characterized in that
請求項1または2に記載の内燃機関の蒸発燃料制御装置であって、
上記中間開度は、上記要求パージ量によらず一定の開度に設定されていることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料制御装置。
An evaporative fuel control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The evaporative fuel control device for an internal combustion engine, wherein the intermediate opening is set to a constant opening regardless of the required purge amount.
請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の蒸発燃料制御装置であって、
上記特定の運転領域は、気筒内で空燃比が1より大きい混合気の圧縮自己着火燃焼が実施される領域に設定されていることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料制御装置。
An evaporative fuel control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The evaporative fuel control device for an internal combustion engine, wherein the specific operation region is set to a region where compression self-ignition combustion of an air-fuel ratio greater than 1 is performed in a cylinder.
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