JP3395519B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

内燃機関の蒸発燃料処理装置

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JP3395519B2
JP3395519B2 JP13694696A JP13694696A JP3395519B2 JP 3395519 B2 JP3395519 B2 JP 3395519B2 JP 13694696 A JP13694696 A JP 13694696A JP 13694696 A JP13694696 A JP 13694696A JP 3395519 B2 JP3395519 B2 JP 3395519B2
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0032Controlling the purging of the canister as a function of the engine operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の蒸発燃料
処理装置に係わり、特にナビゲーション情報等に基づい
て燃料ガスを最適に処理することの可能な内燃機関の蒸
発燃料処理装置に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、運転を容易にするためにナビゲー
ション装置および/もしくは路車間通信装置が自動車に
搭載されることがある。これらの装置を使用することに
よって、将来の自動車の走行状態(例えば内燃機関回転
数、内燃機関負荷等)を予測することが可能となるため
将来における自動車の操作量(例えば変速比、目標空燃
比、ヘッドライトの照射方向等)を最適に制御すること
が可能となる(特開平7−192194公報参照)。 【0003】他方燃料タンク内に貯蔵された燃料は燃料
噴射弁に導かれ内燃機関内に噴射されるが、余剰の燃料
は内燃機関によって加熱された後燃料タンクに戻るた
め、さらにラジエータで暖められ車両下面を流れる空気
のため燃料タンク内の燃料温度が上昇し、燃料が気化し
て燃料ガスが発生する。この燃料ガスは大気汚染防止の
観点から直接大気中に放出することはできず、いったん
キャニスタに吸着させたのち適当なタイミングで吸気管
中にパージし燃料として利用することが一般的である。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】吸気管にパージされた
燃料ガスは空燃比制御に対しては外乱として作用するた
めパージ量を空燃比制御性を損なわない範囲に抑制する
必要がある一方、できるかぎりパージ量を多くしてキャ
ニスタ内に吸着されている燃料ガス量を低減することも
必要となる。 【0005】前記従来技術の場合、将来の自動車の運転
条件(特に内燃機関の運転条件)を予測してパージ量を
制御していないため、将来の運転条件によってはキャニ
スタに吸着された燃料が十分にパージされずキャニスタ
が破過して燃料ガスが大気に放出されてしまう場合もあ
りうる。このため将来の自動車の予測走行状態に基づい
て適切に燃料ガスを処理することが可能であれば、キャ
ニスタの容積を低減することができるだけでなくキャニ
スタ耐久性を向上することも可能となる。 【0006】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、ナビゲーション情報等に基づいて燃料ガスを最適
に処理することの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。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生する燃料ガ
スを吸着するキャニスタと、キャニスタと吸気管とを接
続するパージ管に設置され吸気管内にパージされる燃料
ガス量を制御するパージ弁と、自動車の現時点以降の走
行状態を検出する走行状態検出手段と、走行状態検出手
段で検出された自動車の現時点以降の走行状態に基づい
て現時点以降に燃料タンクから蒸発する燃料ガス量を予
測する燃料ガス発生量予測手段と、燃料ガス量予測手段
で予測された燃料ガス量に基づいて現時点以降のパージ
弁の開度を制御するパージ弁開度制御手段と、を具備す
る。 【0008】本装置によれば、ナビゲーションシステ
ム、路車間通信受信システム等から得られる将来の走行
状態に基づいて燃料ガス発生量が予測され、これに基づ
いてパージ弁開度が制御される。 【0009】 【発明の実施の形態】図1は本発明にかかる蒸発燃料処
理装置に実施例の構成図であって、多気筒内燃機関の任
意の気筒10には吸気弁101を介して吸気管11が、
排気弁102を介して排気管12が接続されている。ま
た吸気弁近傍の吸気管11には燃料噴射弁111が配置
されており、燃料タンク13に貯蔵され燃料ポンプ13
1で加圧された燃料が燃料噴射弁111によって吸入空
気中に噴射され気筒10に燃料を供給する。 【0010】なお吸気管11内に設置されるスロットル
弁113の上流側には吸入空気量を検出するためのエア
フローメータ112が設置されている。燃料タンク13
内で発生する燃料ガスはベーパ管133を介してキャニ
スタ14に導かれる。キュニスタ14と吸気管11とは
パージ管141によって接続され、パージ管141の途
中にはパージ制御弁142が設置されている。 【0011】さらに排気管12には排気ガス中の残留酸
素濃度を検出する空燃比センサ121、スロットル弁1
13の開度を検出するスロットル弁開度センサ114、
冷却水温度を検出する水温センサ115、内燃機関の回
転数を検出する回転数センサ116が設置されている。
本発明にかかる蒸発燃料処理装置は制御部15によって
制御されるが、制御部15は例えばマイクロコンピュー
タシステムとして構成される。 【0012】即ち制御部15は、バス151を中心とし
て、CPU152、RAMおよびROMからなるメモリ
153、入力インターフェイス154および出力インタ
ーフェイス155から構成されている。入力インターフ
ェイス154には、エアフローメータ112、スロット
ル弁開度センサ114、水温センサ115、回転数セン
サ116および空燃比センサ121のほかに運転者に目
的地までの運転経路を教示するナビゲーションシステム
161および天候あるいは渋滞情報を受信する路車間通
信受信システム162が接続されている。 【0013】また出力インターフェイス155には燃料
噴射弁111およびパージ制御弁142が接続されてい
る。上記構成による蒸発燃料処理装置によれば、燃料タ
ンク13内で発生した燃料ガスはいったんキャニスタ1
4に吸着される。そしてパージ制御弁142が開弁する
と吸気管11内は負圧であるためキャニスタ14に吸着
された燃料はパージ管141を介して吸気管11に導か
れ、燃料噴射弁111から噴射される燃料とともに気筒
10内で燃料として使用される。 【0014】なお排ガス性状をいわゆる触媒の浄化ウイ
ンド領域に制御するために、空燃比センサ121で計測
された排気ガス中の残留酸素濃度に基づいて燃料噴射弁
111の開弁時間が決定される。図2は制御部15で実
行される予測ルーチンのフローチャートであって、走行
開始前に実行して当日のパージスケジュール、即ち各走
行区間毎のパージ量が予測される。 【0015】ステップ21において、ナビゲーションシ
ステム161から得られる現時点以後の走行状態量を読
み込む。即ち、当日の目的地をナビゲーションシステム
161に入力して得られる走行経路をN分割した全走行
区間について各走行区間i(i=1・・・N)毎に走行
距離L(i)、制限速度SL(i)、走行高度H
(i)、勾配TI(i)等を読み込む。 【0016】ステップ22において、全走行区間につい
て各走行区間i毎に路車間通信受信システム162から
得られる走行経路に関する状況、例えば渋滞情報J
(i)、気象情報C(i)、大気温度Ta(i)等を読
み込む。ステップ23において全走行区間について各走
行区間i毎に制限速度SL(i)、渋滞情報J(i)、
気象情報C(i)、さらに運転者の癖も考慮して走行速
度SP(i)および走行時間Time(i)を予測す
る。 【0017】ステップ24において走行距離L(i)、
走行高度H(i)、勾配TI(i)走行速度SP(i)
等に基づいて全走行区間について各走行区間i毎に吸入
空気量Qa(i)、内燃機関回転数Ne(i)、消費燃
料量Qf(i)、燃料タンク内温度Tf(i)、燃料タ
ンク内液位Lf(i)および発生燃料ガス量Qv(i)
を予測する。 【0018】ここで燃料タンク内温度Tf(i)は、前
走行区間における燃料タンク内温度Tf(i−1)、大
気温度Ta(i)、走行速度SP(i)、吸入空気量Q
a(i)等の関数として決定することが可能である。 Tf(i)=F{Tf(i−1),Ta(i),SP
(i),Qa(i)} また、発生燃料ガス量Qv(i)は、燃料タンク内温度
Tf(i)、燃料タンク内液位Lf(i)、走行高度H
(i)等の関数として決定される。 【0019】 Qv(i)=G{Tf(i),Lf(i),H(i)} 次にステップ26において全走行区間についてパージ制
御予測処理を行うためにステップ25で走行区間を表す
インデックスiを "1" に初期化し、ステップ26でパ
ージ制御予測処理を実行してこのルーチンを終了する。
図3はステップ26で実行されるパージ制御予測処理の
フローチャートであって、ステップ26aにおいて走行
区間iにおけるパージ率α(i)を初期値α0に設定す
る。ここでパージ率α(i)とは消費燃料量Qf(i)
のうちのキャニスタ14からパージされる燃料量の割合
であり、初期値α0 はパージされた燃料量が空燃比に大
きな影響を与えない割合として決定される。 【0020】ステップ26bにおいて消費燃料量Qf
(i)にパージ率α(i)を乗じてパージ量Qp(i)
を求める。 Qp(i)=Qf(i)×α(i) ステップ26cにおいてパージ量Qp(i)がすでにR
AMに記憶されているかを判定し、否定判定された場合
はステップ26dでパージ量Qp(i)を新たに記憶す
る。逆にステップ26cで肯定判定されたときはステッ
プ26eでパージ量Qp(i)を更新する。 【0021】ステップ26fにおいて発生燃料ガス量Q
v(i)とパージ量Qp(i)との差を積分して、キャ
ニスタ14に吸着されている燃料量M(i)を更新す
る。 M(i)=M(i)+{Qv(i)−Qp(i)}×T
ime(i) ステップ26gにおいて走行区間i走行後のキャニスタ
吸着燃料量M(i)が予め定めた上限値β以下であるか
を判定し、肯定判定されたときはステップ26hに進
む。 【0022】ステップ26hにおいて全走行区間につい
てパージ制御予測が完了したかを判定し、完了と判定さ
れたときはステップ26iに進み当日の走行完了後のキ
ャニスタ吸着燃料量M(N)が予め定められた量ε以下
であるかを判定する。ステップ26iで肯定判定された
とき、即ち当日の走行完了後のキャニスタ吸着燃料量M
(N)が予め定められた量ε以下であればこの処理を終
了する。 【0023】なお当日の走行完了後のキャニスタ吸着燃
料量M(N)が予め定められた量ε以下に抑制する理由
は、キャニスタ14に燃料が吸着したまま長時間放置し
た場合には燃料がキャニスタ14内の活性炭への固着し
てキャニスタ14が劣化するが、この劣化を防止するた
めである。ステップ26gで否定判定されたとき、即ち
走行区間i走行後のキャニスタ吸着燃料量M(i)が予
め定めた上限値β以上となったとき、およびステップ2
6iで否定判定されたとき、即ち当日の走行完了後のキ
ャニスタ吸着燃料量M(N)が予め定められた量ε以上
となったときはステップ26jに進む。 【0024】ステップ26jにおいて走行区間iのパー
ジ率α(i)が最大パージ率αmax以上であるかを判定
する。なお最大パージ率αmax は、燃料噴射弁から噴射
される燃料量に対しこれ以上キャニスタからのパージ量
を増加すると空燃比制御性が悪化する限界比率として決
定される。従ってステップ26jで肯定判定されたとき
は走行区間iにおいてはパージ量を増加することができ
ないものとして、1つ前の走行区間でのパージ量を増加
させるためにステップ26kで走行区間を示すインデク
ッスiを一つ前に戻した後にステップ26mに進む。 【0025】一方ステップ26jで否定判定されたとき
は走行区間iにおいてまだパージ量を増加することがで
きるものとして直接ステップ26mに進む。ステップ2
6mにおいてパージ率α(i)を予め定められた増加量
Δαだけ増加してステップ26bに戻る。 α(i)=α(i)+Δα また、ステップ26hにおいて否定判定されたとき、即
ち全走行区間についてパージ制御予測が完了していない
ときは、ステップ26nに進み走行区間を示すインデク
ッスiをインクリメントしてステップ26aに戻る。 【0026】このルーチンにより、将来の運転条件に応
じて各走行区間のパージ量を予測し、運転開始後のパー
ジスケジールを設定する。図4は予測されたパージスケ
ジュールに基づいてパージを実行するパージ実行ルーチ
ンのフローチャートであって、予め定められた一定時間
間隔毎に実行される。 【0027】即ち、ステップ40において例えばナビゲ
ーションスステム161からその日の実際の走行距離L
act を読み込む。ステップ41において走行区間を示す
インデクッスjを初期値 "1" に設定し、ステップ42
において実際の走行距離Lact が走行距離L(i)以下
であるかを判定する。 【0028】ステップ42において否定判定されたと
き、即ち実際の走行距離Lact が走行距離L(i)以上
であるときはステップ43に進み、走行区間を示すイン
デクッスjをインクリメントしてステップ42に戻る。
ステップ42において肯定判定されたとき、即ち実際の
走行距離Lact が走行距離L(i)以下であるときはス
テップ44でパージ実行条件成立かを判定する。 【0029】なおパージ実行条件としては、空燃比フィ
ードバック制御中であること、内燃機関冷却水温度TH
Wが所定温度(例えば50℃)であること等がある。ス
テップ44で肯定判定されたときはステップ45に進
み、RAMに記憶された走行区間iの内燃機関回転数N
e(i)、吸入空気量Qa(i)、パージ量Qp(i)
を用いて次式に基づきデューティ比Dutyを算出す
る。 【0030】Duty=Qp(i)/PGB(Ne
(i),Qa(i)) ここでPGBは全開パージ流量(パージ制御弁全開時の
パージ流量)であって、内燃機関回転数Ne(i)およ
び吸入空気量Qa(i)の関数として決定される。次に
ステップ46でデューティ比Dutyを出力し、ステッ
プ47でパージ実行フラグXPGONを "1" に設定し
てこのルーチンを終了する。 【0031】なおステップ44で否定判定されたときは
パージを行わず、ステップ49でパージ実行フラグXP
GONを "0" に設定してこのルーチンを終了する。図
5は本発明にかかる内燃機関の蒸発燃料処理装置の効果
の説明図であって、横軸は時間を表す。即ち、走行する
高度および道路状況はナビゲーションシステムから得ら
れる情報であり、時刻t0 から時刻t1 の間は郊外を、
時刻t1 から時刻t4 の間は高速道路を、時刻t4 から
時刻t5 の間は市街地を、時刻t5 から時刻t8 の間は
再び高速道路を、時刻t8 から時刻t9 の間は郊外を走
行して当日の走行を終了する。 【0032】渋滞情報、大気温度は路車間通信から得ら
れる情報であり、時刻t4 から時刻t5 の間で渋滞が予
想されている。また負荷(吸入空気量)、タンク内温
度、タンク内液位および燃料ガス発生量は上記情報から
予測される値である。さらにパージ量およびキャニスタ
吸着燃料量も予測値である。なお負荷は数値が大きいほ
ど高負荷であることを表す。 【0033】即ち、時刻t1 から時刻t3 の間で高速道
路を登坂走行する場合は、内燃機関の負荷が高いため燃
料タンク内燃料温度が上昇して燃料ガス発生量は多いが
パージ量も多くなるように制御されるので、キャニスタ
内に吸着されている燃料量は少ない。しかし時刻t4
ら時刻t5 の間で市街地における渋滞では、周囲に速度
の遅い車両が多く存在することによる大気温度の上昇、
走行風による冷却の減少により燃料ガス発生量は多くな
る。 【0034】そこで従来の蒸発燃料処理装置のようにパ
ージ量を現在の内燃機関の負荷に応じて制御した場合に
は、破線で示されるようにパージ量は少なく抑えられて
しまい、時刻t5 においてキャニスタに吸着される燃料
量は上限値βを越え、排ガスエミッションが悪化するこ
ととなる。これに対し本発明にかかる蒸発燃料処理装置
によれば、市街地における渋滞での大量の燃料ガスの発
生を予測することができるため、実線に示すように時刻
5 以前のパージ率を大きくすることによりパージ量を
大きくしてキャニスタに吸着される燃料量が将来上限値
βを越えないようにパージを行うので、キャニスタから
の破過が防止できる。 【0035】また従来技術の場合、その日の走行が終了
した時点でキャニスタ内にパージされない燃料ガスが残
留しキャニスタの吸着能力が低下するおそれがあるが、
本発明のように燃料ガスの発生量を予測して計画的にパ
ージすることによりその日の走行終了時点でキャニスタ
内の燃料ガスをすべてパージすることが可能となりキャ
ニスタの劣化を抑制できる。 【0036】上記実施例によれば、実際の走行後の運転
状態量が走行開始前に予測した運転状態量と一致する限
り最適なパージ制御を実行することが可能である。しか
しながら、例えば突発的に発生した渋滞、走行ルートの
変更等により実際の走行後の運転状態量が走行開始前に
予測した運転状態量からずれることがしばしば生じる。
そこで予測運転状態量からずれたかを判定し、ずれが生
じた場合には再予測が必要となる。 【0037】図6は再予測ルーチンのフローチャートで
あって、走行後に一定時間間隔ごとに実行される。即
ち、ステップ60において自動車のトリップメータ等か
ら実際の走行距離L act を読み込む。ステップ61にお
いて走行区間を示すインデクッスjを初期値 "1" に設
定し、ステップ62において実際の走行距離Lact が走
行距離L(j)以下であるかを判定する。 【0038】ステップ62において否定判定されたと
き、即ち実際の走行距離Lact が走行距離L(j)以上
であるときはステップ63に進み、走行区間を示すイン
デクッスjをインクリメントしてステップ62に戻る。
ステップ62において肯定判定されたとき、即ち実際の
走行距離Lact が走行距離L(j)以下であるときは、
ステップ64に進み実際の走行距離Lact が走行区間j
の走行完了距離L(j)より所定距離ΔL前の範囲、即
ち(L(j)−ΔL)の範囲に入ったかを判定する。 【0039】ステップ64で肯定判定されたとき、即ち
実際の走行距離Lact が走行区間i走行完了前所定範囲
内に入ったときは、ステップ65に進み実際にキャニス
タに吸着している燃料量Mact と予測量M(j)との差
の絶対値が所定値η以下であるかを判定する。ステップ
64で否定判定されたとき、即ち実際の走行距離Lact
が走行区間i走行完了前所定範囲内に入っていないと
き、およびステップ65で肯定判定されたとき、即ち実
際にキャニスタに吸着している燃料量Mact と予測量M
(j)との差の絶対値が所定値η以下であるときは、再
予測に必要はないものとして直接このルーチンを終了す
る。 【0040】ステップ65で否定判定されたとき、即ち
実際にキャニスタに吸着している燃料量Mact と予測量
M(j)との差の絶対値が所定値η以上であるときは、
ステップ66に進み再予測を行う走行区間の初期値をj
+1に設定し、ステップ67で再予測を実行してこの処
理を終了する。なお再予測処理は図3に示すパージ制御
予測処理と同一であるため、記載を省略する。 【0041】ところで、実際には燃料ガス発生量は直接
計測することができず、従ってステップ65で使用する
実際にキャニスタに吸着されている燃料量Mact を計測
することもできない。そこで本実施例においてはパージ
量制御に使用される燃料ガス濃度学習値FGPGに基づ
いてキャニスタに吸着されている燃料量Mact を推定し
ている。 【0042】なお、燃料ガス濃度学習値FGPGは空燃
比制御ルーチンで算出される空燃比補正係数FAFの移
動平均値に基づいて算出される。以下燃料ガス濃度学習
値の算出手順を説明するが、まず空燃比補正係数の算出
ルーチンについて説明する。図7は実際の走行中に実行
される空燃比制御ルーチンのフローチャートであって、
一定時間毎に実行される。 【0043】まず、ステップ701で空燃比フィードバ
ック制御が許容されるかを判定する。即ち、 (1)始動時でない (2)燃料カット中でない (3)冷却水温度THW≧80°C (4)空燃比センサ活性 のすべての条件が満たされたときに空燃比フィードバッ
ク制御が許容され、いずれか1つの条件が満たされてい
ないときは空燃比フィードバック制御が禁止される。 【0044】ステップ701で肯定判定されたときはス
テップ702で空燃比センサ121の出力電圧Voxを読
み込み、ステップ703において所定の基準電圧V
R (例えば0.45V)以下であるかを判定する。ステ
ップ703で肯定判定された場合は排気ガスの空燃比は
リーンであるとしてステップ704に進み、空燃比フラ
グXOXを "0" に設定する。 【0045】ステップ705で空燃比フラグXOXと状
態維持フラグXOXOとが一致しているかを判定する。
ステップ705で肯定判定されたときは、リーン状態が
継続しているものとしてステップ706で空燃比補正係
数FAFをリーン積分量 "a" だけ増加してこのルーチ
ンを終了する。 【0046】ステップ705で否定判定されたときは、
リッチからリーンに反転しているものとしてステップ7
07で空燃比補正係数FAFをリーンスキップ量 "A"
だけ増加し、ステップ708で状態維持フラグXOXO
をリセットしてこのルーチンを終了する。なお、リーン
スキップ量 "A" はリーン積分量 "a" に比較して十分
大きく設定する。 【0047】ステップ703で否定判定された場合は排
気ガスの空燃比はリッチであるとしてステップ709に
進み、空燃比フラグXOXを "1" に設定する。ステッ
プ710で空燃比フラグXOXと状態維持フラグXOX
Oとが一致しているかを判定する。ステップ710で肯
定判定されたときは、リッチ状態が継続しているものと
してステップ711で空燃比補正係数FAFをリッチ積
分量 "b" だけ減少してこのルーチンを終了する。 【0048】ステップ710で否定判定されたときは、
リーンからリッチに反転しているものとしてステップ7
12で空燃比補正係数FAFをリーンスキップ量 "B"
だけ減少し、ステップ708で状態維持フラグXOXO
をセットしてこのルーチンを終了する。なお、リッチス
キップ量 "B" はリッチ積分量 "b" に比較して十分大
きく設定する。 【0049】また、ステップ701で否定判定されたと
き、即ち空燃比フィードバック制御が禁止されるとき
は、ステップ714で空燃比補正係数FAFを "1.
0" に設定してこのルーチンを終了する。図8はFAF
に基づいてFGPGを算出する燃料ガス濃度学習ルーチ
ンのフローチャートであって、ステップ801において
パージ実行フラグXIPGRが "1" であるか、即ちパ
ージが実行されているかを判定し、否定判定されたとき
はパージが禁止されているものとして直接このルーチン
を終了する。 【0050】ステップ801で肯定判定されたとき、即
ちパージが実行されているときはステップ802に進み
濃度学習条件が成立しているかを判定する。即ち、 (1)空燃比フィードバック制御中 (2)冷却水温度THW≧80°C (3)始動時燃料増量=0 (4)暖機燃料増量=0 の全条件が満たされたときには濃度学習を実行するもの
としてステップ803に進み、いずれかの条件が満たさ
れないときは濃度学習を実行しないものとして直接この
ルーチンを終了する。 【0051】次にステップ803で空燃比補正係数FA
Fの移動平均値FAFAVを演算し、ステップ804で
空燃比補正係数の移動平均値FAFAVの大きさに基づ
いて燃料ガス濃度を学習する。即ち移動平均値FAFA
Vが0.98以下であればステップ805に進み、燃料
ガス濃度学習値FGPGから所定量Qを減少して学習値
FGPGを更新して、ステップ807に進む。 【0052】移動平均値FAFAVが1.02以上であ
ればステップ806に進み、燃料ガス濃度学習値FGP
Gに所定量Rを加算して学習値FGPGを更新して、ス
テップ807に進む。なお移動平均値FAFAVが0.
98より大きく、1.02より小さいときは学習値FG
PGを更新せず直接ステップ807に進む。 【0053】ステップ807において燃料ガス濃度学習
値FGPGを下限値(例えば0.7)以上、上限値(例
えば1.3)以下に制限してこのルーチンを終了する。
図9は燃料ガス濃度学習値FGPGとキャニスタ吸着燃
料量との関係を示すグラフであって、横軸に燃料ガス濃
度学習値FGPGを、縦軸にキャニスタ吸着燃料量をと
る。なおパラメータは大気温度である。 【0054】即ち標準温度において燃料ガス濃度学習値
FGPGが基準値 "1.0" 以下となったときは空燃比
がリッチ側に偏倚している、即ち高濃度燃料ガスがパー
ジされている結果でありキャニスタに吸着している燃料
量が少いとみなすことができる。逆に燃料ガス濃度学習
値FGPGが基準値 "1.0" 以上となったときは空燃
比がリーン側に偏倚している、即ち低濃度燃料ガスがパ
ージされた結果でありキャニスタに吸着している燃料量
は多いとみなすことができる。 【0055】なお大気温度が高いほど燃料ガスの発生は
多いのでキャニスタに吸着する燃料量も多くなる。即ち
図6に示す再予測ルーチンのステップ65で使用される
実際にキャニスタに吸着している燃料量Mact は、燃料
ガス濃度学習値FGPGおよび大気温度Tの関数として
次式を使用して算出することが可能である。 【0056】Mact =Mact (FGPG,T) 従って、上記式により実際にキャニスタに吸着している
燃料量Mact を求め、再予測の際にステップ65におい
て使用すれば、突発的な渋滞により実際の走行状態と予
測との間に齟齬が発生した場合にも再予測を行うことに
よって、その後のパージ量を最適に制御することが可能
となる。 【0057】本件は上記実施例に限定されない。上記実
施例では、各走行区間i(あるいはj)毎にパージ量の
予測値を設定して制御しているが、さらに精度を上げる
ために例えばナビゲーション情報等から得られる緯度、
経度情報に基づいて区間ではなく、点としての複数の道
路ポイント毎に予測値を設定する制御にしても良い。ま
た、走行状態を検出する手段としては、ナビゲーション
装置や路車間通信装置に限定されず、自動車電話や光通
信装置など車両周囲から情報を得る装置を適用すること
ができる。 【0058】さらに、上記実施例で、走行区間の走行完
了距離の前で再予測を実施しているが、これに限定され
ない。例えば、予定していたルートから外れたルートを
走行していることを検出した場合、あるいは予定の時間
までに次の走行区間を走行していないことを検出したと
きなど、突発的変更を検出した場合に、再予測を実施す
る構成にすれば、パージスケジュールの精度を向上させ
ることができる。 【0059】 【発明の効果】本発明にかかる内燃機関の蒸発燃料処理
装置によれば、ナビゲーションシステム、路車間通信受
信システム等から得られる現時点以降の走行状態に基づ
いて予測された最適パージ弁開度にパージ弁開度を制御
することにより、燃料ガスのパージの過不足を抑制する
ことができるだけでなく、車外への燃料ガスの放出を防
止することが可能となる。 【0060】また、キャニスタに吸着される燃料ガス量
が所定量以下に抑制されるのでキャニスタ容量を低減す
ること、および当日の走行終了時にキャニスタに吸着さ
れている燃料ガス量をほぼ零に制御されるのでキャニス
タの耐久性を向上することが可能である。さらに、吸気
管へパージされる燃料ガス量が適切に制御されるため、
排気エミッションの低減およびドライバビリティの向上
も達成される。
【図面の簡単な説明】 【図1】蒸発燃料処理装置の実施例の構成図である。 【図2】予測ルーチンのフローチャートである。 【図3】パージ制御予測処理のフローチャートである。 【図4】パージ実行ルーチンのフローチャートである。 【図5】蒸発燃料処理装置の効果の説明図である。 【図6】再予測ルーチンのフローチャートである。 【図7】空燃比制御ルーチンのフローチャートである。 【図8】燃料ガス濃度学習ルーチンのフローチャートで
ある。 【図9】燃料ガス濃度学習値とキャニスタ吸着燃料量の
関係を示すグラフである。 【符号の説明】 10…気筒 101…吸気弁 102…排気弁 11…吸気管 111…燃料噴射弁 12…排気管 121…空燃比センサ 13…燃料タンク 14…キャニスタ 142…パージ制御弁 15…制御部 161…ナビゲーションシステム 162…路車間通信受信システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木所 徹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 ▲高▼木 直也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 国際公開97/16632(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/08 G01C 21/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 燃料タンク内で発生する燃料ガスを吸着
    するキャニスタと、 前記キャニスタと吸気管とを接続するパージ管に設置さ
    れ、吸気管内にパージされる燃料ガス量を制御するパー
    ジ弁と、 自動車の現時点以降の走行状態を検出する走行状態検出
    手段と、 前記走行状態検出手段で検出された自動車の現時点以降
    の走行状態に基づいて現時点以降に燃料タンクから蒸発
    する燃料ガス量を予測する燃料ガス発生量予測手段と、 前記燃料ガス量予測手段で予測された燃料ガス量に基づ
    いて現時点以降の前記パージ弁の開度を制御するパージ
    弁開度制御手段と、を具備する内燃機関の蒸発燃料処理
    装置。
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