JP4348672B2 - 可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置 - Google Patents

可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン運転状態に応じて一部の気筒の作動を休止させる可変気筒エンジン、特に、その蒸発燃料処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、エンジンの部分負荷時に一部の気筒の運転を休止して稼働気筒の数を減少させることにより、エンジン全体としての燃料消費率の向上を図った可変気筒エンジンが知られている。一方、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、このキャニスタをエンジン吸気通路に接続するパージ通路を設け、タンク内の蒸発燃料をキャニスタに一旦吸着させた後、エンジン運転時にパージ通路を介してキャニスタに吸着された燃料を吸気通路にパージして気筒内で燃焼させるようにする蒸発燃料処理装置が従来から知られている。
【0003】
このような可変気筒エンジンにおける蒸発燃料処理装置としては、例えば、特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1に記載の蒸発燃料処理装置は、休止気筒に吸気を供給したままで燃料供給を停止することにより、エンジンの稼働気筒数を制御して部分気筒運転を行う稼働気筒数制御手段を備えた可変気筒エンジンであって、部分気筒運転時には稼働気筒の吸気枝管にのみパージを行うようにしている。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−63127号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一部の気筒の作動を休止させる方法としては、休止気筒への燃料供給を停止すると共に休止気筒への吸気流入を遮断する方法と、休止気筒への吸気の流入を継続させたまま燃料供給を停止して気筒の作動を停止させる方法とがある。ここで、休止気筒への燃料供給を停止すると共に休止気筒への吸気流入を遮断する方法を採用する可変気筒エンジンに対し、上記特許文献1に記載のように、部分気筒運転時には稼働気筒の吸気枝管にのみパージを行うようにすると、キャニスタパージの機会が減るためにパージが必要なときに行われず、キャニスタが蒸発燃料で飽和してしまいタンクからの蒸発燃料を処理できなくなるおそれがある。換言すると、蒸発燃料は夏場の高温時や、さらには給油直後や連続高速運転後には急増するので、キャニスタに吸着された蒸発燃料量が所定値を超える場合には、吸着許容量を超える蒸発燃料の大気放出を防止するために、積極的にパージを行う必要がある。
【0006】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、可変気筒エンジンにおいても必要時には積極的にパージを行うことが可能で、蒸発燃料の大気放出を防止することができる可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の一形態に係る可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置は、可変気筒手段と蒸発燃料処理手段とを備えた可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置において、前記蒸発燃料処理手段のキャニスタに吸着されたベーパ量を推定するキャニスタ吸着ベーパ量推定手段と、キャニスタ吸着ベーパ量が所定値を超えるときは、全筒時の最大パージ量と減筒時の最大パージ量とのうち、パージ量の多い方の運転を行うように制御する運転制御手段と、を備えることを特徴とする。
【0008】
この構成によれば、キャニスタ吸着ベーパ量が所定値を超えるときは、全筒および減筒運転にとらわれずに、パージ量の多い方の運転が行なわれるので、必要時に積極的にパージを行うことが可能で、蒸発燃料の大気放出を防止することができる。
【0009】
ここで、前記運転制御手段は、減筒運転の際、前記減筒時の最大パージ量が最も大きくなる減筒数となるように制御することが好ましい。
【0010】
このようにすると、パージ量を多くすることができるので、速やかにキャニスタ吸着ベーパ量を低減することができる。
【0011】
また、前記運転制御手段は、目標減筒数と現減筒数が1気筒以上はなれているときには、徐々に減筒数が変わるように制御することが好ましい。
【0012】
このようにすると、気筒数変化時のトルク変動を防ぐことができる。
【0013】
また、上記目的を達成する本発明の他の形態に係る可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置は、可変気筒手段と蒸発燃料処理手段とを備えた可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置において、吸気系へのパージ中に気筒数変化要求があったとき、現在のパージ量が目標減筒数の最大パージ量を超えるときは、気筒休止を禁止するように制御する運転制御手段を備えることを特徴とする。
【0014】
この構成によれば、パージ量が過剰になることによる空燃比制御の乱れを防止しつつ所定のパージ量を確保することができる。
【0015】
ここで、前記運転制御手段は、吸気系へのパージ中に気筒数変化要求があったとき、現在のパージ量が目標減筒数の最大パージ量を超えるときは、パージ量を目標減筒数の最大パージ量にまで減少させる間、気筒休止を禁止するように制御することが好ましい。
【0016】
このようにすれば、パージ量が過剰になることによる空燃比制御の乱れやトルク変動を防止することができる。
【0017】
また、前記運転制御手段は、目標減筒数と現減筒数が1気筒以上はなれているときには、徐々に減筒数が変わるように制御することが好ましい。
【0018】
このようにすると、上述のように、気筒数変化時のトルク変動を防ぐことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置の実施形態について添付図面に基づいて説明する。
【0020】
図1および図2は、本発明を適用する可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置の概略構成を示すブロック線図である。図1および図2に示すエンジン10は、4つの気筒21を備えた4サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。エンジン10は、4つの気筒21および冷却水路13が形成されたシリンダブロック12と、このシリンダブロック12の上部に固定されたシリンダヘッド11とを備えている。シリンダブロック12には、エンジン出力軸たるクランクシャフト23が回転自在に支持され、このクランクシャフト23は、各気筒21内に摺動自在に装填されたピストン22とコネクティングロッド19を介して連結されている。
【0021】
クランクシャフト23の端部には、その周縁に複数の歯が形成されたタイミングロータ51aが取り付けられ、タイミングロータ51a近傍のシリンダブロック12には、電磁ピックアップ51bが取り付けられている。これらタイミングロータ51aと電磁ピックアップ51bは、クランクポジションセンサ51を構成する。
【0022】
シリンダブロック12には、冷却水路13内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ52が取り付けられている。また、各気筒21のピストン22上方には、ピストン22の頂面とシリンダヘッド11の壁面とに囲まれた燃焼室24が形成されている。シリンダヘッド11には、各気筒21の燃焼室24に臨むよう点火栓25が取り付けられ、この点火栓25には、該点火栓25に駆動電流を印加するためのイグナイタ25aが電気的に接続されている。
【0023】
シリンダヘッド11において各気筒21の燃焼室24に臨む部位には、吸気ポート26の開口端が2個形成されると共に、排気ポート27の開口端が2個形成されている。そして、シリンダヘッド11には、吸気ポート26の各開口端を開閉する吸気弁28と、排気ポート27の各開口端を開閉する排気弁29とが進退自在に設けられている。従って、エンジン10の各気筒21には、吸気弁28と排気弁29とが各々2個ずつ設けられている。
【0024】
さらに、シリンダヘッド11には、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して吸気弁28を進退駆動する電磁駆動機構30(以下、吸気側電磁駆動機構30と称する)が吸気弁28と同数設けられている。各吸気側電磁駆動機構30には、該吸気側電磁駆動機構30に励磁電流を印加するための駆動回路30a(以下、吸気側駆動回路30aと称する)が電気的に接続されている。また、シリンダヘッド11には、同様に、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して前記排気弁29を進退駆動する電磁駆動機構31(以下、排気側電磁駆動機構31と称する)が排気弁29と同数設けられている。各排気側電磁駆動機構31には、該排気側電磁駆動機構31に励磁電流を印加するための駆動回路31a(以下、排気側駆動回路31aと称する)が電気的に接続されている。
【0025】
さらに、エンジン10のシリンダヘッド11には、4つの枝管からなる吸気マニフォルド33が接続され、吸気マニフォルド33の各枝管は、各気筒21の吸気ポート26と連通している。シリンダヘッド11における吸気マニフォルド33との接続部位の近傍には、その噴孔が吸気ポート26内に臨むよう燃料噴射弁32が取り付けられている。吸気マニフォルド33は、吸気の脈動を抑制するためのサージタンク34に接続されている。そして、サージタンク34には、吸気管35が接続され、吸気管35は、吸気中の塵や埃等を取り除くためのエアクリーナボックス36と接続されている。
【0026】
吸気管35には、該吸気管35内を流れる空気の質量(吸入空気量GA)に対応した電気信号を出力するエアフローメータ44が取り付けられている。吸気管35においてエアフローメータ44より下流の部位には、該吸気管35内を流れる吸気の流量を調整するスロットル弁39が設けられている。なお、スロットル弁39には、ステッパモータ等からなり印加電力の大きさに応じてスロットル弁39を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ40と、スロットル弁39の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ41とが取り付けられている。スロットル弁39には、該スロットル弁39と独立に回動自在であり、且つアクセルペダル42に連動して回動する図示しないアクセルレバーが取り付けられており、そのアクセルレバーには、該アクセルレバーの回動量に対応した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ43が取り付けられている。
【0027】
一方、前記エンジン10のシリンダヘッド11には、4本の枝管がエンジン10の直下流において1本の集合管に合流するよう形成された排気マニフォルド45が接続され、排気マニフォルド45の各枝管が各気筒21の排気ポート27と連通している。排気マニフォルド45は、排気浄化触媒46を介して排気管47に接続され、排気管47は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。また、排気マニフォルド45には、該排気マニフォルド45内を流れる排気、言い換えれば、排気浄化触媒46に流入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ48が取り付けられている。
【0028】
さらに、蒸発燃料処理手段の一部を構成するベーパパージシステム60は、燃料タンク61から発生する蒸発燃料(以下、ベーパとも称す)を捕集するキャニスタ63や、その捕集されたベーパをエンジン10における吸気管35のスロットル弁39より下流の吸気通路にパージするパージライン64を備えている。
【0029】
このパージシステム60にあって、燃料タンク61の天井部分には、燃料タンク61内の圧力を検知するためのタンク内圧センサ65と、タンク内燃料ゲージ66とが設けられている。タンク内圧センサ65は、燃料タンク61及び同タンク61と連通する領域の圧力を検出する。タンク内燃料ゲージ66は、タンク内に収容されている燃料の量を計測するものであり、給油等による燃料量の変化を検出することができる。
【0030】
さらに、燃料タンク61はベーパライン67を介してキャニスタ63に連通されている。キャニスタ63は、その内部に吸着剤(例えば活性炭)68を備え、ベーパを該吸着剤68に吸着させて一時的に蓄えた後、大気圧よりも低い圧力下におかれることによって、すなわち負圧状態となることによって、この吸着剤68に吸着させたベーパを再離脱させることが可能な構成となっている。キャニスタ63は、ベーパライン67を介して燃料タンク61に連通されている他、パージライン64を経由して吸気管35に連通可能であり、さらに、大気導入ライン69にも連通している。
【0031】
なお、パージライン64の途中にはパージ調整バルブ(VSV)70が設けられている。このVSV70は単なる開閉弁ではなく、全閉状態(デューティ比0%)から全開状態(デューティ比100%)まで任意に開度調節可能なタイプであり、外部からのデューティ制御によって駆動される。
【0032】
上述のように構成されたエンジン10には、該エンジン10の運転状態を制御するための電子制御ユニット(Electronic Control Unit:ECU)100が併設されている。
【0033】
ECU100には、スロットルポジションセンサ41、アクセルポジションセンサ43、エアフローメータ44、空燃比センサ48、クランクポジションセンサ51、水温センサ52、タンク内圧センサ65、タンク内燃料ゲージ66等の各種センサが電気配線を介して接続され、各センサの出力信号がECU100に入力されるようになっている。さらに、ECU100には、イグナイタ25a、吸気側駆動回路30a、排気側駆動回路31a、燃料噴射弁32、スロットル用アクチュエータ40、VSV70等が電気配線を介して接続され、ECU100は、上記した各種センサの出力信号値をパラメータとして、イグナイタ25a、吸気側駆動回路30a、排気側駆動回路31a、燃料噴射弁32、スロットル用アクチュエータ40、或いはVSV70等を制御することが可能になっている。
【0034】
ここで、ECU100は、双方向性バスによって相互に接続されたCPU、ROM、RAM、バックアップRAM、入力ポート、出力ポート等を備えると共に、入力ポートに接続されたA/Dコンバータ(A/D)を備えたマイクロコンピュータで構成されている。A/Dコンバータは、スロットルポジションセンサ41、アクセルポジションセンサ43、エアフローメータ44、空燃比センサ48、水温センサ52、タンク内圧センサ65、タンク内燃料ゲージ66等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと電気配線を介して接続されており、上記各センサの出力信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に入力ポートへ送信する。また、出力ポートは、イグナイタ25a、吸気側駆動回路30a、排気側駆動回路31a、燃料噴射弁32、スロットル用アクチュエータ40、VSV70等と電気配線を介して接続され、その制御信号をそれぞれへ送信する。
【0035】
なお、ROMには、燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、吸気弁28および排気弁29の開閉タイミングや稼働または休止を決定するための制御ルーチン、VSV70のデューティ比を決定するための制御ルーチン等、エンジン10を制御するに必要な制御ルーチンが記憶されている。さらに、ROMは、これらのアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。この制御マップは、例えば、エンジン10の運転状態とパージ量、燃料噴射量および燃料噴射時期との関係を示す燃料供給制御マップ、気筒数の制御のためにエンジン10の運転状態と吸気弁28および排気弁29の開閉やそのタイミングとの関係を示す吸排気弁開閉・タイミング制御マップ、エンジン10の運転状態と各点火栓25の点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、エンジン10の運転状態とスロットル弁39の開度との関係を示すスロットル開度制御マップ等である。
【0036】
RAMには、各センサの出力信号やCPUの演算結果等が記憶される。該演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ51の出力信号に基づいて算出されるエンジン回転数等である。RAMに記憶される各種のデータは、クランクポジションセンサ51が信号を出力する度に最新のデータに書き換えられる。なお、バックアップRAMは、エンジン10の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリであり、各種制御に係る学習値や、異常を発生した箇所を特定する情報等を記憶する。CPUは、ROMに記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、燃料噴射制御、点火制御、吸気弁および排気弁の開閉制御、スロットル制御等の周知の制御に加え、本発明の要旨となる蒸発燃料処理に伴う気筒数制御を実行する。
【0037】
ここで、本発明の実施形態における制御ルーチンを説明する前に、本説明で用いる用語の意義について、図3を参照して説明する。図3(A)は、ある運転状態において、所定の気筒数のエンジン10に供給される燃料量とパージ量との関係を示す説明図である。図3(A)の左側は、4気筒エンジンの場合に、吸入空気量がGAである運転状態において、所望の空燃比を得るためにエンジン10に供給されるべき燃料量、すなわち、「全燃料量」Fに対して、実際に燃料噴射弁32から供給される噴射燃料量Fiとパージにより供給され得るパージ燃料量Fpとの関係を示している(面積で表されている)。ここで、噴射燃料量Fiは、4気筒エンジンの場合には、1個の燃料噴射弁32から制御のリニアリティを確保して噴射され得る最小の噴射量を「最小噴射量」fiとするとき、噴射燃料量Fi=「最小噴射量」fi×4で表される。従って、吸入空気量がGAである運転状態において所望の空燃比の条件を満たすためには、パージにより供給されるパージ燃料量Fpが制限を受けることになり、これを「限界パージ量」LFpと名付けることにする。この結果、
「限界パージ量」LFp=「全燃料量」F−(「最小噴射量」fi×4)
となる。
【0038】
さらに、図3(A)の右側は、同じく、4気筒エンジンの場合の吸入空気量がGAである運転状態において、VSV70が全開(デューティ比100%)のときに、吸気管35にパージにより供給され得るパージ燃料量である「全開パージ量」FFpを示している。なお、この「全開パージ量」FFpは、吸気管35のスロットル弁39下流の圧力(負圧)が運転状態の変化に応じて変わるので、運転状態に応じて決まる。従って、上記運転状態において、図3(A)の右側の「全開パージ量」FFpをそのままエンジン10の吸気管35に供給すると、これは、図3(A)の左側の「限界パージ量」LFpよりも多いので、空燃比に乱れ(過濃)を生じさせることになる。ところで、燃料噴射弁32により噴射燃料量を減ずる制御は、噴射燃料量Fiが既に「最小噴射量」fiに依っており最早不可能であることから、これは、適切な空燃比制御ができないことを意味する。従って、この「全開パージ量」FFpをそのままエンジン10の吸気管35に供給することは適切ではない。そこで、エンジン10に供給可能なパージ量として、「最大パージ量」MFpが定められている。この「最大パージ量」MFpとは、上述の「全開パージ量」FFpと「限界パージ量」LFpのうちの少ない方として定義される。図3(A)の場合には、
「最大パージ量」MFp=「限界パージ量」LFp
となる。
【0039】
さらに、図3(B)は、ある運転状態において、4気筒のエンジン10の全筒時と減筒時とに供給される燃料量とパージ量との関係を示す説明図である。図3(B)の左側の噴射燃料量Fiとパージ燃料量Fpとの関係において、4気筒の全てが稼動している全筒時においては、燃料噴射弁32から供給される「全筒時噴射燃料量」Fifとパージにより供給され得る「パージ燃料量」Fpとの関係は上述の場合と同じであるから、「全筒時限界パージ量」FLFpは、図3(A)において説明した「限界パージ量」LFpと同じである。
【0040】
一方、4気筒の中の例えば2気筒のみが稼動している減筒時においては、図3(B)の左側において、1気筒目の「最小噴射量」fi1および2気筒目の「最小噴射量」fi2で示した部分が燃料噴射弁32から供給される「減筒時噴射燃料量」Fipとなる。この結果、
「減筒時限界パージ量」PLFp=「全燃料量」F−(「最小噴射量」fi1+「最小噴射量」fi2)=「全筒時限界パージ量」FLFp+(「最小噴射量」fi3+「最小噴射量」fi4)
となる。
【0041】
さらに、図3(B)の右側は、同じく、4気筒エンジンの場合の吸入空気量がGAである運転状態において、VSV70が全開(デューティ比100%)のときに、吸気管35にパージにより供給され得るパージ燃料量である「全筒時全開パージ量」FFFpと、4気筒の中の例えば2気筒のみが稼動している減筒時における同じく「減筒時全開パージ量」PFFpの関係を示している。なお、この「減筒時全開パージ量」PFFpが「全筒時全開パージ量」FFFpより少ないのは、減筒時においては、稼動気筒が相対的に高負荷運転であり、吸気管35のスロットル弁39下流の絶対圧力が大(負圧小)となるからである。なお、この「減筒時全開パージ量」PFFpおよび「全筒時全開パージ量」FFFpも、運転状態の変化に応じて変わること、上述の通りである。
【0042】
そこで、全筒時および減筒時におけるエンジン10に供給可能なパージ量としての、「全筒時最大パージ量」FMFpおよび「減筒時最大パージ量」PMFpは、上述の「最大パージ量」MFpと同様に、それぞれ全筒時および減筒時における「全筒時全開パージ量」FFFpと「全筒時限界パージ量」FLFp、および「減筒時全開パージ量」PFFpと「減筒時限界パージ量」PLFpのうちのそれぞれ少ない方として定義される。図3(B)の場合には、
「全筒時最大パージ量」FMFp=「全筒時限界パージ量」FLFp、
「減筒時最大パージ量」PMFp=「減筒時全開パージ量」PFFp
となる。従って、図3(B)の右側に破線で示すように、「全筒時最大パージ量」FMFpは、「減筒時全開パージ量」PFFpに等しい「減筒時最大パージ量」PMFpより少なくなることが理解されよう。
【0043】
上述した「全筒時最大パージ量」FMFpと「減筒時最大パージ量」PMFpを含む「最大パージ量」MFpが、運転状態の変化、例えば、エンジン10の負荷と回転数との関数で表わされる吸入空気量GAの変化に対応して、どのように変わるかを示したのが図4(A)のグラフである。「最大パージ量」MFpは、図4(A)に太線で示すように、吸入空気量GAの変化に対応して変わる。
【0044】
なお、図4(A)に示した関係をマップ化し、吸入空気量GAの変化で表される各運転状態における「最大パージ量」MFpを閾値として設定した例を図4(B)に示す。このマップは、上述したECU100のROMに記憶されている。そこで、まず、本発明に係る可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置における気筒休止制御について概略説明する。ECU100は、気筒休止制御を実行するにあたり、気筒休止制御ルーチンを実行する。この気筒休止制御ルーチンは、予めROMに記憶されているルーチンであり、ECU100によって所定時間毎(例えば、クランクポジションセンサ51がパルス信号を出力する度)に繰り返し実行されるルーチンである。
【0045】
休止気筒制御ルーチンでは、ECU100は、先ず、RAMへアクセスし、エンジン回転数やアクセルポジションセンサ43の出力信号値(アクセル開度)等を読み出し、それらの値に基づいてエンジン10の運転状態を判断する。そして、判断されたエンジン運転状態が気筒休止運転領域にあるか否かを判別する。その際、ECU100は、例えば、エンジン運転状態が低負荷運転領域にあるときは、気筒休止(減筒)運転領域にあると判断し、中負荷運転領域もしくは高負荷運転領域にあるときは、全筒運転領域にあると判断するようにしてもよい。
【0046】
エンジン運転状態が気筒休止運転領域にあると判断された場合は、ECU100は、RAMの所定領域に設定されている気筒休止制御フラグ記憶領域へアクセスし、該気筒休止制御フラグ記憶領域に“0”が記憶されているか否かを判別する。該気筒休止制御フラグ記憶領域は、エンジン10の運転状態が全ての気筒を作動させる運転状態(全筒運転状態)から気筒休止運転状態へ切り換えられる時に“1”がセットされ、エンジン10の運転状態が気筒休止運転状態から全筒運転状態へ切り換えられる時に“0”にリセットされる領域である。該気筒休止制御フラグ記憶領域に“0”が記憶されていないと判断した場合、すなわち、気筒休止制御フラグ記憶領域に“1”が記憶されていると判断した場合は、ECU100は、エンジン10が既に気筒休止運転状態にあるとみなし、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0047】
一方、エンジン運転状態が全筒運転領域にあると判断され、気筒休止制御フラグ記憶領域に“1”が記憶されていると判断した場合は、ECU100は、RAMの所定領域に設定されている気筒休止制御フラグ記憶領域へアクセスし、該気筒休止制御フラグ記憶領域に記憶されている数値を“1”から“0”へ書き換えると共に、休止状態にある気筒群について、燃料噴射弁32、点火栓25、および吸排気弁28、29を作動させるべく、燃料噴射弁32、イグナイタ25a、吸気側駆動回路30a、および排気側駆動回路31aを制御し、エンジン10の運転状態を気筒休止運転状態から全筒運転状態へ切り換える。
【0048】
そこで、上述の気筒休止制御ルーチンのサブルーチンとして実行される本発明に係る可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置の実施形態の制御ルーチンの一例を図5のフローチャートに基づき説明する。制御がスタートすると、まず、ステップS51において「推定ベーパ量」が所定の閾値を超えるか否かが判断される。
【0049】
この「推定ベーパ量」とは、「キャニスタ63に吸着されているベーパ量の推定値」であり、例えば、燃料タンク61内の圧力を検知するタンク内圧センサ65からの出力に基づき、実験的に求めておいたマップ値を参照することにより得ることができる。あるいは、エンジン10の始動直後であれば、タンク内燃料ゲージ66の出力に基づき、現在の燃料計値とエンジン停止時に記録されていた燃料計値とを比較演算して、エンジン10の停止中に給油が行われたか否かを判断し、この判断により、給油が行われた場合にはキャニスタ63に吸着されているベーパ量が大であるとして、「推定ベーパ量」を設定してもよい。この場合の閾値は、パージ処理を行わずに放置するとキャニスタ63の吸着能力限界を超えるであろうと予測される、燃料タンク61内の圧力値としてもよい。
【0050】
そして、ステップS51の判断において、YESの場合には、吸気管35へのパージ量が所定値を超えると想定されるので、ステップS52に進み、その運転状態における上述した「全筒時最大パージ量」FMFpが算出されると共に、ステップS53において、「減筒時最大パージ量」PMFpが算出される。そして、ステップS54に進み、この「全筒時最大パージ量」FMFpと「減筒時最大パージ量」PMFpとが比較される。「全筒時最大パージ量」FMFpが「減筒時最大パージ量」PMFpよりも大きい(多い)ときは、全筒運転の方がパージ量が多いので、ステップS55に進み全筒から減筒運転への切替の実行を禁止し、全筒運転を継続する。
【0051】
一方、ステップS54の判断で、「減筒時最大パージ量」PMFpが「全筒時最大パージ量」FMFpよりも大きい(多い)ときは、減筒運転の方がパージ量が多いので、ステップS56に進み全筒から減筒運転への切替の実行を許可し、減筒運転に移行する。
【0052】
一般に、エンジン10の一部の気筒21を休止させる気筒休止制御では、ECU100は、エンジン10の運転状態に応じて作動気筒数を変更する。例えば、ECU100は、エンジン10の運転状態が低負荷運転領域にあるときは一部の気筒21を休止させてエンジン10を減筒運転させ、内燃エンジンの運転状態が中高負荷運転領域にあるときは全ての気筒21を作動させてエンジン10を全筒運転させる。
【0053】
ここで、一部の気筒の作動を休止させる場合は、休止時における作動気筒の燃焼間隔が等間隔となるように休止気筒を選択することが好ましい。例えば、エンジン10が1番気筒、3番気筒、4番気筒、2番気筒の順で燃焼行程を迎える4ストローク・サイクル内燃エンジンである場合は、ECU100は、1番気筒および4番気筒からなる気筒群と、3番気筒および2番気筒からなる気筒群との何れか一方の気筒群を吸排気弁28、29の開閉駆動を停止して休止させ、休止時における作動気筒の燃焼間隔を1気筒置きにしている。
【0054】
しかしながら、本発明の他の実施形態では、上述のステップS53における「減筒時最大パージ量」PMFpの算出に際し、休止気筒数毎にその最大パージ量を求めるようにしている。すなわち、例えば1気筒休止させたときと2気筒休止させたときの「減筒時最大パージ量」PMFpを比較して、「減筒時最大パージ量」が最も大きくなる減筒数を選び、そして、ステップS56において減筒運転する際には、この選ばれた減筒数での運転が行われるようにしている。これは、パージ処理を優先させるためである。
【0055】
但し、この場合、上記の「減筒時最大パージ量」が最も大きくなる減筒数である目標減筒数が、現在運転中の現減筒数に対して1気筒以上はなれているときには、急激なトルク変動を防止するために、徐々に減筒数が変わるように制御するのが好ましい。
【0056】
次に、本発明の他の形態に係る可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置の実施形態の制御の一例を図6のフローチャートに基づき説明する。この実施形態は、吸気系へのパージ中に前述のような気筒数変化要求があったときの処理に関するものである。
【0057】
まず、ステップS61において目標減筒数を伴う気筒休止要求が有ったときには、ステップS62に進みパージ中であるか否かが判断される。このパージ中か否かの判断はVSV70がデューティ比0%より大きいか否かで判断することができる。そして、ステップS62の判断でパージ中であるときには、ステップS63に進み、目標減筒数における「減筒時最大パージ量」PFFpを算出する。さらに、ステップS64に進み、「現在のパージ量」とステップS63において算出した「減筒時最大パージ量」PFFpとを比較する。「現在のパージ量」が目標減筒数の最大パージ量であるこの「減筒時最大パージ量」PFFpを超えるときは、ステップS65に進み、VSV70のデュティ比を変更する制御を行いステップS64に戻る。このステップS64およびステップS65を繰り返すことにより、「現在のパージ量」が目標減筒数の最大パージ量にまで減少されることになる。そして、「現在のパージ量」が「減筒時最大パージ量」PFFp以下になると、ステップS66に進み、全筒から減筒運転への切替の実行を許可し、減筒運転に移行する。このルーチンでは、「現在のパージ量」が目標減筒数の最大パージ量にまで減少される間、気筒休止が禁止されるように制御されている。これは、パージ量が過剰になることによる空燃比制御の乱れやトルク変動を防止するためである。
【0058】
なお、上述の制御ルーチンにおけるステップS64の判断において、上記実施形態では、「現在のパージ量」が目標減筒数の最大パージ量である「減筒時最大パージ量」PFFpを超えるときは、ステップS65に進み、VSV70のデュティ比を変更する制御を行うようにしたが、他の実施形態として、図6のフローチャートに破線で示すように、ステップS67に進み、全筒から減筒運転への切替の実行の禁止、すなわち、気筒休止を禁止するように制御してもよい。この実施形態によれば、パージ量が過剰になることによる空燃比制御の乱れを防止しつつ所定のパージ量を確保することができる。
【0059】
また、ステップS63における「減筒時最大パージ量」PMFpの算出に際しては、上述の実施形態と同様に、休止気筒数毎にその最大パージ量を求めるようにしている。すなわち、例えば1気筒休止させたときと2気筒休止させたときの「減筒時最大パージ量」PMFpを比較して、「減筒時最大パージ量」が最も大きくなる減筒数を選び、そして、ステップS66において減筒運転する際には、この選ばれた減筒数での運転が行われるようにしている。但し、この場合、上記の「減筒時最大パージ量」が最も大きくなる減筒数である目標減筒数が、現在運転中の現減筒数に対して1気筒以上はなれているときには、急激なトルク変動を防止するために、徐々に減筒数が変わるように制御するのが好ましい。
【0060】
なお、以上述べた実施形態では、1気筒当たりに吸気弁および排気弁を2個ずつ備えたエンジンを例に挙げたが、これに限られるものではないことは勿論であり、また、4気筒のみでなく、より多気筒のエンジンにも適用できることは言うまでもない。さらに、一部気筒を休止させる機構としては、電磁駆動機構によるものに限定されず、油圧機構等によるものでもよく、さらには、吸気流入を吸気弁の上流で遮断するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置の一実施形態を示す平面システム構成図である。
【図2】本発明に係る可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置の一実施形態を示す側面システム構成図である。
【図3】(A)は、ある運転状態において、所定の気筒数のエンジンに供給される燃料量とパージ量との関係を示す説明図、(B)は、ある運転状態において、4気筒のエンジンの全筒時と減筒時とに供給される燃料量とパージ量との関係を示す説明図である。
【図4】(A)は、吸入空気量GAの変化に対応して「最大パージ量」MFpが変化する様子を示すグラフである。(B)は、吸入空気量GAの変化で表される各運転状態における「最大パージ量」MFpの閾値マップである。
【図5】本発明の実施形態の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図6】本発明の実施形態の制御ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 エンジン
28 吸気弁
29 排気弁
30 吸気側電磁駆動機構
31 排気側電磁駆動機構
35 吸気管
61 燃料タンク
63 キャニスタ
64 パージライン
65 タンク内圧センサ
66 タンク内燃料ゲージ
67 ベーパライン
68 吸着剤
69 大気導入ライン
70 パージ調整バルブ(VSV)
100 電子制御ユニット

Claims (3)

  1. 可変気筒手段と蒸発燃料処理手段とを備えた可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置において、
    前記蒸発燃料処理手段のキャニスタに吸着されたベーパ量を推定するキャニスタ吸着ベーパ量推定手段と、
    キャニスタ吸着ベーパ量が所定値を超えるときは、全筒時における全筒時全開パージ量と全筒時限界パージ量、および、減筒時における減筒時全開パージ量と減筒時限界パージ量のうちのそれぞれ少ない方を、全筒時の最大パージ量および減筒時の最大パージ量とし、該全筒時の最大パージ量と減筒時の最大パージ量とのうち、パージ量の多い方の運転を行うように制御する運転制御手段と、
    を備えることを特徴とする可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置。
  2. 前記運転制御手段は、減筒運転の際、前記減筒時の最大パージ量が最も大きくなる減筒数となるように制御することを特徴とする請求項1に記載の可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置。
  3. 前記運転制御手段は、目標減筒数と現減筒数が1気筒以上はなれているときには、徐々に減筒数が変わるように制御することを特徴とする請求項2に記載の可変気筒エンジンの蒸発燃料処理装置。
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