JP6308264B2 - エンジンの蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、過給機を経由した吸気を行う過給状態と、過給機を迂回した吸気を行う自然吸気状態との間で切り換え可能に構成されたエンジンの吸気系に対して、燃料タンクで発生した蒸発燃料をパージするためのエンジンの蒸発燃料処理装置に関する。

自動車のエンジンの吸気系には過給機が設けられることがあり、該過給機を作動させることによって、出力トルクの低下を抑制しながら、リーンバーン運転による燃費性能の向上を図ったり、エンジンを小型化したりすることが可能になる。

過給機としては、排気タービンを駆動源とするターボチャージャとは別に、例えば特許文献１に開示されているようなエンジン駆動の機械式スーパーチャージャ、さらには、電動モータによって駆動される電動式のスーパーチャージャなどが知られている。これらのスーパーチャージャと駆動源との間にクラッチが設けられると、該クラッチのオン・オフ制御によって、スーパーチャージャの作動と停止との切り換えを運転状態に応じて制御することができる。

この種の過給機を搭載したエンジンの吸気系では、吸気通路における過給機の上流側部分と下流側部分とがバイパス通路を介して繋がれ、該バイパス通路にバイパス弁が設けられることがある。この場合、過給運転領域では、バイパス弁が閉じられた状態で過給機が作動され、非過給運転領域では、バイパス弁が全開にされた状態で過給機の作動が停止されて、過給機を迂回した自然吸気が行われる。

また、このように構成された吸気系では、吸気通路における過給機よりも上流側部分に、パージ通路、ブローバイ通路及びＥＧＲ通路などが接続されることがある。例えば、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着させるキャニスタが、パージ通路を介して吸気通路に接続されると、キャニスタに捕集された蒸発燃料がパージ通路を経由して吸気通路にパージ（導入）されることができる。また、エンジンのクランクケースと吸気通路とがブローバイ通路を経由して連通されると、クランクケースから吸い出されたブローバイガスがブローバイ通路を経由して吸気通路に戻ることができ、排気通路と吸気通路との間がＥＧＲ通路を介して繋げられると、排気ガスの一部がＥＧＲ通路を経由して吸気側に戻ることができる。

なお、自己着火燃焼を行う予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）技術を採用したガソリンエンジン等では、スロットル弁が全開状態とされることが多くなることで、吸気通路が負圧になるような運転状態が生じ難くなるが、このような場合には、吸気通路への蒸発燃料の強制的なパージを可能にするために、電動ポンプ等からなるパージアシスタがパージ通路に設けられることがある。

特開平７−０９７９２８号公報

ところで、上記のように過給機の非作動状態においてバイパス通路を経由した自然吸気が行われるとき、吸気通路における空気の流れは過給機によって妨げられる。特に、リショルム式のスーパーチャージャが設けられた吸気通路では、空気の流れがほぼ完全に遮断される。そのため、非作動状態の過給機の上流側の空気は、専らバイパス通路を通って過給機の下流側に送られる。

このように構成されたエンジンの吸気系において、バイパス弁が閉じられた状態での過給機の作動中には、吸気通路における過給機の下流側が上流側に比べて高圧となる。この状態で過給運転領域から非過給運転領域に移行することで、過給機の作動が停止されてバイパス弁が全開されると、吸気通路における過給機の下流側において比較的高圧となった空気は、バイパス通路を通って過給機の上流側に逆流しやすくなる。

このとき、吸気通路における空気の流れは過給機によって妨げられているため、バイパス通路を通って過給機の上流側に逆流した空気は、上記のパージ通路に入り込んでさらに逆流する可能性がある。これにより、吸気通路への蒸発燃料のパージが阻害されたり、パージ通路を逆流した空気がキャニスタを経由して蒸発燃料と共に大気に放出されたりする可能性がある。

また、このとき、エンジン内部から吸い出されて吸気系に存在するブローバイガスが、バイパス通路及びパージ通路を逆流する空気の流れに引き連れられて、パージ通路に入り込む可能性がある。これにより、パージ通路を開閉するパージ弁にブローバイガスが付着すると、パージ通路の詰まりが生じやすくなる可能性もある。

このようなブローバイガスの逆流を規制するために、パージ通路におけるパージ弁の下流側部分に逆止弁を設けることが考えられるが、かかる対策は、パージ通路の通路抵抗の増大を招くことから、吸気通路への蒸発燃料のパージの促進、ないし、パージアシスタの吐出圧の低減を図る上で望ましくない。

そこで、本発明は、過給機の作動が停止されるときに、バイパス通路を逆流した空気がパージ通路に入り込むことを抑制することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るエンジンの蒸発燃料処理装置は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
エンジンの燃焼室に空気を導く吸気通路と、
該吸気通路に設けられた過給機と、
前記吸気通路における前記過給機の上流側と下流側とを繋ぐバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉する制御弁と、
第１運転領域において前記過給機を作動させると共に前記制御弁を閉状態に制御し、第１運転領域とは異なる第２運転領域において前記過給機の作動を停止させると共に前記制御弁を開状態に制御する過給制御手段と、
燃料タンクで発生した蒸発燃料を前記吸気通路に導くために、該吸気通路における前記過給機の上流側に接続されたパージ通路と、
前記パージ通路を開閉するパージ弁と、
前記パージ通路に設けられた加圧手段と、
前記パージ弁の開閉、及び、前記加圧手段の出力を制御するパージ制御手段と、を備えたエンジンの蒸発燃料処理装置であって、
前記パージ制御手段は、前記パージ弁を開き且つ前記加圧手段の出力を第１出力に制御した状態で前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたとき、前記加圧手段の出力を所定時間だけ前記第１出力よりも大きな第２出力に制御することを特徴とする。

なお、本明細書でいう制御弁の「閉状態」には、制御弁が完全に閉じられた全閉状態だけでなく、過給圧の制御等のために制御弁が全閉状態に比べて若干開かれた状態も含まれるものとする。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記第２出力は、前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたときの過給圧に応じて該過給圧が高いほど大きくなるように設定された出力であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記所定時間は、前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたときの過給圧に応じて該過給圧が高いほど長くなるように設定された時間であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記過給機は、所定の断接手段を介してエンジンに連結された機械式の過給機であり、
前記過給制御手段は、前記断接手段を制御することで前記過給機の作動状態と作動停止状態との間の切り換えを行うことを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明に係るエンジンの蒸発燃料処理装置によれば、パージ通路から吸気通路へ蒸発燃料がパージされている状態において、過給が行われる第１運転領域から、過給の必要がない第２運転領域に移行されたとき、所定時間だけ、加圧手段の出力が、第２運転領域への移行前よりも増大される。そのため、第１運転領域から第２運転領域への移行に伴って過給機が停止されてバイパス通路が開放されるときに、過給機の下流側における比較的高圧の空気がバイパス通路を通って比較的低圧の過給機上流側へ逆流し、この逆流した空気の圧力に対抗する逆方向の圧力がパージ通路に効果的に生成されることで、パージ通路での空気の逆流を抑制できる。

したがって、加圧手段の出力が増大されている間、パージ通路での空気の逆流が抑制されることで、パージ通路から吸気通路への蒸発燃料のパージの阻害を抑制できると共に、パージ通路を逆流した空気がキャニスタを経由して蒸発燃料と共に大気に放出されることを抑制できる。また、この間、吸気系に存在するブローバイガスがパージ通路に入り込むことを抑制できるため、パージ通路に設けられたバルブ等にブローバイガスが付着することを抑制でき、これにより、パージ通路の詰まりを抑制できる。

請求項２に記載の発明によれば、第２運転領域への移行時の過給圧が高いほど、バイパス通路を逆流する空気の圧力が高くなる傾向に対応して、第２運転領域への移行時の過給圧が高いほど高い出力で加圧手段が駆動されることで、パージ通路での空気の逆流を効果的に抑制できる。

請求項３に記載の発明によれば、第２運転領域への移行時の過給圧が高いほど、その後のバイパス通路での逆流現象の解消に要する時間が長くなる傾向に対応して、第２運転領域への移行時の過給圧が高いほど長い時間、加圧手段の出力増大が継続されることで、バイパス通路を逆流した空気がパージ通路に入り込むことを確実に抑制できる。

請求項４に記載の発明によれば、所定の断接手段を介してエンジンに連結された機械式の過給機の作動状態と作動停止状態との間の切り換えが、過給機の駆動源を作動させたままで、断接手段の制御によって容易に行われる構成において、上述の効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係るエンジンの蒸発燃料処理装置を示す全体構成図である。 図１に示すエンジンの蒸発燃料処理装置の制御システム図である。 パージアシスタの回転数、流入気体密度及び吐出圧の関係を示すグラフである。 図１に示すエンジンの蒸発燃料処理装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。 図１に示すエンジンの蒸発燃料処理装置の各種動作の経時的変化の一例を示すタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

［全体構成］
先ず、図１の全体構成図と図２の制御システム図を併せて参照しながら、本実施形態に係るエンジンの蒸発燃料処理装置の全体構成について説明する。

エンジン１は、例えば直列４気筒型のガソリンエンジンである。ただし、図１において、エンジン１は１気筒のみが図示されており、残りの３気筒の図示は省略されている。なお、本実施形態で説明するエンジン１の構成は一例に過ぎず、本発明において、エンジンの種類や具体的構成は特に限定されるものでない。

本実施形態において、エンジン１は、例えば直噴式の燃料供給装置１６（図２参照）と、例えば火花点火式の点火装置１８（図２参照）とを備えている。

燃料供給装置１６は、エンジン１の燃焼室７を臨むように配設された燃料噴射弁（図示せず）を有し、燃料噴射タイミングにおいて、燃料タンク９０から供給されたガソリン燃料を燃料噴射弁から燃焼室７に直接噴射するように構成されている。

燃料タンク９０は、蒸発燃料通路９４を介してキャニスタ９２に接続されている。キャニスタ９２の内部空間は、外気導入通路９６を介して大気に連通されている。燃料タンク９０で発生した蒸発燃料は、蒸発燃料通路９４を経由して一時的にキャニスタ９２に取り込まれた後、大気から外気導入通路９６を介してキャニスタ９２に導入された空気と共に、後述の吸気系２０にパージ（導入）されて、最終的に燃焼室７で燃焼される。なお、外気導入通路９６には、蒸発燃料の通過を規制するフィルタ９８が設けられており、これにより、キャニスタ９２から大気への蒸発燃料の漏出が抑制されている。

キャニスタ９２から吸気系２０へ蒸発燃料をパージするための具体的構成については、後に説明する。

点火装置１８は、先端電極が燃焼室７を臨むように配設された点火プラグ１９を有し、点火タイミングにおいて、点火プラグ１９の先端電極から放電火花を発生させるように構成されている。ただし、燃焼室７での着火は、運転状態に応じて、点火プラグ１９の点火による着火と、予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）技術による自己着火との間で適宜切り換えられるようにしてもよい。

エンジン１は、シリンダブロック３と、該シリンダブロック３の上部に固定されたシリンダヘッド４とを備えている。

シリンダブロック３は、気筒毎に、上下方向に延びるシリンダ５を有する。各シリンダ５内には、クランク軸（図示せず）に連結されたピストン６が往復動可能に嵌挿されており、該ピストン６の上方に燃焼室７が形成されている。ピストン６の下方には、クランク軸を収容するクランクケース８が形成されている。

また、シリンダブロック３には、例えばクランク軸の回転角度を検出することで、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ８３（図２参照）と、ウォータジャケット（図示せず）内を流れるエンジン冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ８４（図２参照）とが配設されている。

シリンダヘッド４には、燃焼室７に連通可能な吸気ポート１１と排気ポート１２とが、燃焼室７毎に例えば２つずつ形成されている。吸気ポート１１のポート開口部には吸気弁１３が、排気ポート１２のポート開口部には排気弁１４がそれぞれ設けられている。吸気弁１３及び排気弁１４は、例えば電磁ＶＶＴ（電磁式の可変バルブタイミング機構）によって所定タイミングで独立に開閉動作が行われるようになっている。

各吸気ポート１１には吸気系２０の吸気通路２１が接続され、各排気ポート１２には排気系の排気通路６０が接続されている。なお、吸気通路２１と排気通路６０とはＥＧＲ通路（図示せず）を介して接続されてもよく、この場合、ＥＧＲ通路を介して排気通路６０の排気ガスの一部を吸気通路２１に還流可能となる。

エンジン１の吸気系２０は、吸気通路２１、バイパス通路３６、換気通路４０及びパージ通路５０を備えている。

吸気通路２１には、その上流側から順に、大気に開放された入口２２、入口２２から吸入された空気をろ過するエアクリーナ２４、吸気通路２１を絞るスロットル弁２６、吸入空気を圧縮して過給圧を生成する過給機２８、過給機２８により圧縮された空気を冷却するインタクーラ３２、吸入空気を吸気ポート１１への供給前に一時的に溜めるサージタンク３４が配設されている。

吸気通路２１におけるエアクリーナ２４とスロットル弁２６との間の部分には、吸気流量を検出するエアフローセンサ８５が設けられている。エアフローセンサ８５は例えばホットワイヤ式であり、該エアフローセンサ８５には吸気温センサ８６（図２参照）が内蔵されている。

吸気通路２１における過給機２８よりも上流側に位置する上流側通路部２１ａ、より具体的には、上流側通路部２１ａにおけるスロットル弁２６と過給機２８との間の部分には、当該通路部分の負圧を検出する負圧センサ８７が設けられている。

吸気通路２１における過給機２８よりも下流側に位置する下流側通路部２１ｂ、より具体的には、下流側通路部２１ｂに位置するサージタンク３４には、過給圧を検出する過給圧センサ８８が設けられている。

吸気通路２１の最下流部は、サージタンク３４と共にインテークマニホールドを構成する複数の延長通路部２１ｃに分岐されている。延長通路部２１ｃは吸気ポート１１毎に設けられており、各吸気ポート１１は、延長通路部２１ｃを介してサージタンク３４に接続されている。

過給機２８は、例えばベルトを介してエンジン１のクランク軸に駆動連結された機械式のスーパーチャージャである。過給機２８の圧縮方式は例えばリショルム式とされるが、特にこれに限定されるものでない。過給機２８は、電磁クラッチ３０を介してクランク軸に接続されており、電磁クラッチ３０が締結ないしスリップ制御されたときにエンジン１の動力が伝達されることで作動し、電磁クラッチ３０が解放されることでクランク軸との接続が解除されると作動が停止される。

バイパス通路３６は、過給機２８をバイパスするように吸気通路２１に接続されている。つまり、バイパス通路３６の一端は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａに接続されており、バイパス通路３６の他端は、吸気通路２１の下流側通路部２１ｂに接続されている。

吸気通路２１の上流側通路部２１ａにおいて、バイパス通路３６との接続部は、スロットル弁２６と過給機２８との間に配置され、且つ、負圧センサ８７よりも上流側に配置されている。吸気通路２１の下流側通路部２１ｂにおいて、バイパス通路３６との接続部は、インタクーラ３２とサージタンク３４との間に配置されている。

バイパス通路３６には、該バイパス通路３６を開閉する例えばバタフライ式のバイパス制御弁３８が設けられている。バイパス制御弁３８は、過給機２８の作動時に閉じられることでバイパス通路３６を遮断して、過給機２８による空気の圧縮を促進させる。また、バイパス制御弁３８は、過給機２８の作動停止時に開放されることで、過給機２８を迂回した自然吸気を実現させる。

換気通路４０は、エンジン１のクランクケース８の換気に用いられる通路であり、第１換気通路としてのブローバイ通路４１と、第２換気通路としての空気導入通路４２とで構成されている。

ブローバイ通路４１の一端は、例えばシリンダヘッド４を介してクランクケース８に接続されており、ブローバイ通路４１の他端は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａに接続されている。上流側通路部２１ａにおいて、ブローバイ通路４１との接続部は、スロットル弁２６と過給機２８との間、且つ、負圧センサ８７よりも上流側に配置されている。

ブローバイ通路４１には、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventiration）バルブ４４が設けられている。ＰＣＶバルブ４４は、クランクケース８側から吸気通路２１側に向かう方向のみの空気の通過を許容する逆止弁である。ＰＣＶバルブ４４は、クランクケース８の圧力に比べて吸気通路２１の上流側通路部２１ａの圧力が低いときに開かれるように構成されている。ＰＣＶバルブ４４が開かれた状態において、燃焼室７からクランクケース８に漏れ出たブローバイガスは、ブローバイ通路４１を経由して上流側通路部２１ａに吸い出される。

ＰＣＶバルブ４４は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａの負圧に応じて開度が変化するように構成されており、これにより、クランクケース８から上流側通路部２１ａに吸い出されるブローバイガスの流量が、上流側通路部２１ａの負圧に応じて適量に調整されるようになっている。

換気通路４０の空気導入通路４２の一端は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａに接続されており、空気導入通路４２の他端は、シリンダヘッド４を介してクランクケース８に接続されている。吸気通路２１の上流側通路部２１ａにおいて、空気導入通路４２との接続部は、エアクリーナ２４とスロットル弁２６との間に配置されている。空気導入通路４２には、吸気通路２１側からクランクケース８側へ向かう方向のみの空気の通過を許容するワンウェイバルブ４６が設けられている。

クランクケース８からブローバイ通路４１を経由して吸気通路２１にブローバイガスが吸い出されるとき、クランクケース８には、大気から吸気通路２１に導入されてエアクリーナ２４でろ過された空気が空気導入通路４２を経由して導入され、これにより、クランクケース８が換気される。

パージ通路５０の一端は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａに接続されており、パージ通路５０の他端は、キャニスタ９２に接続されている。吸気通路２１の上流側通路部２１ａにおいて、パージ通路５０との接続部は、スロットル弁２６と過給機２８との間、且つ、負圧センサ８７よりも上流側に配置されている。

パージ通路５０には、該パージ通路５０を開閉するパージ弁５２が設けられている。パージ弁５２は、例えば電磁弁で構成されており、パージ弁５２の開閉及び開度を電気的に制御可能となっている。

パージ弁５２が開いた状態において、吸気通路２１の上流側通路部２１ａ側に負圧が生じると、キャニスタ９２に捕集された蒸発燃料は、大気から外気導入通路９６を介してキャニスタ９２に導入された空気と共に、パージ通路５０を経由して吸気通路２１の上流側通路部２１ａにパージされ、さらに、吸気通路２１を経由ないしバイパス通路３６と吸気通路２１の両方を経由して燃焼室７に供給されて、燃料供給装置１６によって供給された燃料と共に燃焼室７で燃焼される。

また、パージ通路５０には、パージ弁５２よりも上流側（キャニスタ９２側）に、パージ通路５０内の圧力を上昇させる加圧手段としてのパージアシスタ５４が設けられている。パージアシスタ５４は、例えば電動式の遠心ポンプで構成されている。パージ通路５０において、パージアシスタ５４の上流側及び下流側にはそれぞれチャンバ５６，５８が設けられている。下流側のチャンバ５８には、パージアシスタ５４の吐出圧を検出する吐出圧センサ８９が設けられている。

パージアシスタ５４を作動させることにより、パージ通路５０内の圧力が高められると、吸気通路２１の上流側通路部２１ａ側に負圧が生じていない状態でも、パージ通路５０から吸気通路２１への蒸発燃料のパージが可能になる。

［制御システム］
図２に示すように、エンジン１の動作に関連する各種制御は、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によって行われる。ＥＣＵ１００は、例えばマイクロプロセッサを主要部として構成されている。

ＥＣＵ１００は、アクセルペダル（図示せず）の操作量及び操作速度を検出するアクセルセンサ８１、排気通路６０（図１参照）に設けられた空燃比センサ８２、並びに、上述したエンジン回転数センサ８３、エンジン水温センサ８４、エアフローセンサ８５、吸気温センサ８６、負圧センサ８７、過給圧センサ８８及び吐出圧センサ８９に電気的に接続されており、これらのセンサ８１〜８９の出力信号が入力されるようになっている。

また、ＥＣＵ１００は、上述したスロットル弁２６、燃料供給装置１６、点火装置１８、電磁クラッチ３０、バイパス制御弁３８、パージ弁５２及びパージアシスタ５４など、エンジン１の動作に関連する各種機器に電気的に接続されており、上述した各種センサ８１〜８９から受信した信号に基づく制御信号を各種機器に送信することで、エンジン１の種々の動作を制御するように構成されている。

ＥＣＵ１００は、エンジン１の基本的な動作を制御するエンジン制御部１０１、過給機２８に関連する動作を制御する過給制御部１０２、及び、蒸発燃料のパージに関連する動作を制御するパージ制御部１０３を有する。

エンジン制御部１０１は、アクセルセンサ８１、空燃比センサ８２、エンジン回転数センサ８３、エンジン水温センサ８４、エアフローセンサ８５、吸気温センサ８６等からの入力信号に基づいて、スロットル弁２６、燃料供給装置１６及び点火装置１８の各種動作を制御する。例えば、エンジン制御部１０１による空燃比制御は、エンジン水温センサ８４により検出された水温が所定温度であるときに、空燃比センサ８２の出力値とエアフローセンサ８５の出力値等に基づいて燃料供給装置１６による燃料噴射量が調整されることで行われる。

過給制御部１０２は、エンジン回転数センサ８３、エアフローセンサ８５等からの入力信号に基づいて、主として、電磁クラッチ３０のオン・オフ、並びに、バイパス制御弁３８の開閉ないし開度を制御する。

過給制御部１０２による制御では、エンジン回転数センサ８３の出力値とエアフローセンサ８５の出力値等によって得られる運転状態が、所定の過給領域に属するときは、バイパス制御弁３８が閉状態とされると共に、電磁クラッチ３０がオン（締結）されることで、過給機２８が作動される。これにより、バイパス通路３６が遮断された状態で、過給機２８によって効率的に空気を圧縮できる。

このとき、バイパス制御弁３８は、必ずしも全閉状態でなくてもよく、過給圧の過剰な上昇を抑制するためにバイパス制御弁３８が若干開かれるようにしてもよい。この場合、過給制御部１０２は、過給圧センサ８８の出力値に基づいて、所望の過給圧が得られるようにバイパス制御弁３８の開度を制御するようにしてもよい。

なお、過給領域は、過給を必要とする領域として予め設定された第１運転領域である。具体的には、例えば、エンジン負荷及びエンジン回転数が所定値以上である高負荷・高回転状態の運転領域が過給領域として設定される。また、過給領域以外の第２運転領域は、過給を必要としない非過給領域として設定されている。

エアフローセンサ８５の出力値とエンジン回転数センサ８３の出力値等によって得られる運転状態が非過給領域に属するとき、過給制御部１０２による制御では、バイパス制御弁３８が開状態（例えば全開状態）とされると共に、電磁クラッチ３０がオフ（解放）されることで、過給機２８の作動が停止される。これにより、過給機２８を迂回した自然吸気が実現される。

パージ制御部１０３は、主として、パージ弁５２の開閉、及び、パージアシスタ５４のオン・オフ及び回転数を制御する。

パージ制御部１０３は、所定のパージ条件が成立しているとき、パージ弁５２を開状態に制御し、これにより、パージ通路５０から吸気通路２１への蒸発燃料のパージが可能になる。パージ条件は、例えば、エンジン制御部１０１によって空燃比制御を適正に行い得る状態であること、より具体的には、例えば、エンジン回転数センサ８３によって検出される水温が所定値以上であることである。

また、パージ制御部１０３は、パージ弁５２を開いた状態において、必要に応じてパージアシスタ５４を作動させる。具体的には、例えば、負圧センサ８７の出力値に基づいて吸気通路２１の上流側通路部２１ａに負圧が生じていないときなどに、パージアシスタ５４が作動される。

パージ制御部１０３は、蒸発燃料のパージを実行するとき、運転状態に応じたパージ量になるように、パージ弁５２の開度及び／又はパージアシスタ５４の回転数が適宜制御される。より具体的に、パージ弁５２の開度及び／又はパージアシスタ５４の回転数は、エンジン回転数及びエンジン負荷等に基づいて算出されるパージ可能量、燃料タンクの温度等に基づいて算出される蒸発燃料発生量、並びに、負圧センサ８７の出力値等に基づいて算出されるパージ容易性等に基づいて適宜制御される。

パージ通路５０を流れる空気における蒸発燃料の濃度は、吐出圧センサ８９の出力値に基づいて算出され得る。この濃度の算出には、ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶されたマップが用いられる。

例えば図３に示すように、該マップは、パージアシスタ５４の回転数、流入気体密度及び吐出圧の関係を規定する情報である。図３のマップに示すパージアシスタ５４の回転数、流入気体密度及び吐出圧の関係は、回転数が一定であれば吐出圧が高いほど流入気体密度が大きな値となり、吐出圧が一定であれば回転数が低いほど流入気体密度が大きな値となるような関係となっている。

したがって、パージ制御部１０３では、図３に示すマップと、パージ制御部１０３によるパージアシスタ５４の回転数の指令値と、吐出圧センサ８９によって検出されるパージアシスタ５４の吐出圧とに基づいて、キャニスタ９２側からパージアシスタ５４に流入される空気の密度が算出され、これにより、該密度に対応する蒸発燃料の濃度が得られる。このようにして算出された蒸発燃料の濃度の値は、エンジン制御部１０１による空燃比制御に利用される。

［パージ制御部の制御例］
以下、図４のフローチャートと図５のタイムチャートを併せて参照しながら、パージ制御部１０３による制御動作の一例について説明する。

図４に示す制御動作は、エンジン１が駆動されているとき、パージ制御部１０３によって繰り返し実行される。

図４の制御動作において、先ず、ステップＳ１では、上記のパージ条件が成立しているか否かが判定される。

ステップＳ１の判定の結果、パージ条件が成立していない場合、パージ弁５２は閉状態に制御されることで（ステップＳ１２）、キャニスタ９２からパージ通路５０を経由した吸気通路２１への蒸発燃料のパージは停止され、パージアシスタ５４の作動は停止される（ステップＳ１３）。

一方、ステップＳ１の判定の結果、パージ条件が成立しているときは、ステップＳ２で、パージ弁５２が開状態に制御されることで、キャニスタ９２からパージ通路５０を経由した吸気通路２１への蒸発燃料のパージが行われる。

この場合、続くステップＳ３において、運転状態が過給領域から非過給領域に移行した直後であるか否かが判定される。より具体的に、ステップＳ３では、過給領域から非過給領域への移行時からの経過時間が予め設定された所定期間以下であるか否かが判定される。

ステップＳ３の判定の結果、過給領域から非過給領域への移行直後でない場合、すなわち、運転状態が過給領域に属する場合、あるいは、運転状態が前記所定期間よりも長く継続して非過給領域に属している場合、ステップＳ１１において、パージアシスタ５４は、回転数Ｎ１で駆動される（図５（ｃ）の符号Ａ参照）。

ここで、パージアシスタ５４の回転数Ｎ１は、運転状態に関係なく予め決められた一定の値であってもよいし、運転状態に応じて適宜制御される値であってもよい。なお、運転状態に応じて回転数Ｎ１が制御される場合、パージアシスタ５４を作動させることなく適切なパージを行い得る運転状態であれば、回転数Ｎ１はゼロに制御される。

一方、ステップＳ３の判定の結果、過給領域から非過給領域への移行直後である場合、ステップＳ４で、所定のタイマの時間Ｔが設定済みであるか否かが判定される。

ステップＳ４の判定の結果、時間Ｔが設定されていない場合、ステップＳ５で、過給圧センサ８８によって検出された非過給領域への移行時の過給圧が読み込まれると共に、ステップＳ６において、ステップＳ５で読み込まれた過給圧に応じて、タイマの時間Ｔが設定される。より具体的に、時間Ｔは、過給圧が高いほど長い時間に設定される。ここで、過給圧と時間Ｔの関係は、例えば比例関係とされる。

したがって、例えば図５（ｄ）の符号Ｂに示すように、非過給領域への移行時の過給圧が圧力Ｐ１であるときのタイマの設定時間Ｔが時間ｔ１である場合、図５（ｄ）の符号Ｃに示すように、非過給領域への移行時の過給圧が圧力Ｐ１よりも高い圧力Ｐ２であるときのタイマの時間Ｔは、時間ｔ１よりも長い時間ｔ２に設定される。

続くステップＳ７では、パージアシスタ５４の回転数Ｎ２（後述のステップＳ１０参照）が、ステップＳ５で読み込まれた過給圧に応じて設定される。回転数Ｎ２は、上記の回転数Ｎ１よりも高い値であり、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど回転数Ｎ２は高い値に設定される。ここで、過給圧と回転数Ｎ２の関係は、例えば比例関係とされる。

なお、図４に示す制御例では、時間Ｔと回転数Ｎ２の両方が、非過給領域への移行時の過給圧に応じて設定されるが、時間Ｔと回転数Ｎ２のうちいずれか一方を予め決められた一定の値に設定し、他方を、非過給領域への移行時の過給圧に応じて設定するようにしてもよい。

ステップＳ６，Ｓ７の時間Ｔ及び回転数Ｎ２の設定が完了すると、あるいは、ステップＳ４において時間Ｔが設定済みであると判定されたときは、該時間Ｔがカウントダウンされる（ステップＳ８）。

続くステップＳ９では、タイマのカウントダウンが開始されたときからの経過時間が時間Ｔを経過したか否か、すなわち、タイマの残り時間Ｔがゼロよりも大きいか否かが判定される。

ステップＳ９の判定に基づき、時間Ｔが経過するまでは、通常時の回転数Ｎ１よりも高い回転数Ｎ２でパージアシスタ５４が駆動される（ステップＳ１０）（図５（ｃ）の符号Ｄ参照）。

これにより、過給の停止に伴って、自然吸気を行うためにバイパス通路３６が開放されるとき、下流側通路部２１ｂにおける比較的高圧の空気がバイパス通路３６を通って比較的低圧の上流側通路部２１ａへ逆流し、この空気の一部がパージ通路５０に入り込もうとしても、パージ通路５０では、バイパス通路３６からパージ通路５０に入り込もうとする空気の圧力に対抗して、これとは逆方向で且つ通常時よりも高いパージアシスタ５４の吐出圧が作用することで、パージ通路５０での逆流を抑制できる。

ここで、バイパス通路３６を逆流する空気の圧力は、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど高くなる傾向があるが、上記のステップＳ７の回転数Ｎ２の設定により、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど高い回転数Ｎ２でパージアシスタ５４が駆動されることから（図５（ｃ）の符号Ｄ，Ｅ参照）、該パージアシスタ５４によって、バイパス通路３６からパージ通路５０に向かって逆流しようとする空気の圧力に応じた高い吐出圧が生成され、これにより、バイパス通路３６を逆流した空気がパージ通路５０に入り込むことを効果的に抑制できる。

また、バイパス通路３６での逆流現象が解消されるのに要する時間は、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど長くなる傾向があるが、上記のステップＳ６の時間Ｔの設定により、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど長い時間、回転数Ｎ２でのパージアシスタ５４の駆動が継続されることから（図５（ｃ）の符号Ｄ，Ｅ参照）、バイパス通路３６を逆流した空気がパージ通路５０に入り込むことを確実に抑制できる。

したがって、過給領域から非過給領域へ移行されたときに、パージ通路５０での空気の逆流が効果的に抑制されるため、パージ通路５０を逆流した空気がキャニスタ９２及び外気導入通路９６を経由して蒸発燃料と共に大気に放出されることを抑制できる。

また、吸気系２０において特にバイパス通路３６及びその周辺部に存在するブローバイガスが、バイパス通路３６を逆流する空気に引き連れられてパージ通路５０に入り込むことを抑制できるため、パージ弁５２等にブローバイガスが付着することを抑制でき、これにより、パージ通路５０の詰まりを抑制できる。

その後、ステップＳ９の判定に基づき、時間Ｔが経過すると、ステップＳ１１において、パージアシスタ５４の回転数Ｎ２が通常時の回転数Ｎ１に戻される。これ以降は、パージ条件が成立している限り（ステップＳ１）、パージ弁５２を開放した状態でパージアシスタ５４を回転数Ｎ１で駆動させる通常のパージが行われる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の本実施形態では、過給機２８が、エンジン１の動力によって駆動されるスーパーチャージャである例を説明したが、本発明において、過給機の種類はこれに限られるものでなく、例えば、電動モータの動力によって駆動される電動式のものであってもよい。

以上のように、本発明によれば、スーパーチャージャの作動が停止されるときに、バイパス通路を逆流した空気がパージ通路に入り込むことを抑制することが可能となるから、スーパーチャージャを搭載した自動車の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１ エンジン
３ シリンダブロック
４ シリンダヘッド
８ クランクケース
２０ 吸気系
２１ 吸気通路
２１ａ 上流側通路部
２１ｂ 下流側通路部
２１ｃ 延長通路部
２６ スロットル弁
２８ 過給機
３０ 電磁クラッチ
３６ バイパス通路
３８ バイパス制御弁
４０ 換気通路
４１ ブローバイ通路
４２ 空気導入通路
４４ ＰＣＶバルブ
５０ パージ通路
５２ パージ弁
５４ パージアシスタ
６０ 排気通路
８８ 過給圧センサ
９０ 燃料タンク
９２ キャニスタ
１００ ＥＣＵ
１０１ エンジン制御部
１０２ 過給制御部（過給制御手段）
１０３ パージ制御部（パージ制御手段）

Claims (4)

1. エンジンの燃焼室に空気を導く吸気通路と、
   該吸気通路に設けられた過給機と、
   前記吸気通路における前記過給機の上流側と下流側とを繋ぐバイパス通路と、
   前記バイパス通路を開閉する制御弁と、
   第１運転領域において前記過給機を作動させると共に前記制御弁を閉状態に制御し、第１運転領域とは異なる第２運転領域において前記過給機の作動を停止させると共に前記制御弁を開状態に制御する過給制御手段と、
   燃料タンクで発生した蒸発燃料を前記吸気通路に導くために、該吸気通路における前記過給機の上流側に接続されたパージ通路と、
   前記パージ通路を開閉するパージ弁と、
   前記パージ通路に設けられた加圧手段と、
   前記パージ弁の開閉、及び、前記加圧手段の出力を制御するパージ制御手段と、を備えたエンジンの蒸発燃料処理装置であって、
   前記パージ制御手段は、前記パージ弁を開き且つ前記加圧手段の出力を第１出力に制御した状態で前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたとき、前記加圧手段の出力を所定時間だけ前記第１出力よりも大きな第２出力に制御することを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
2. 前記第２出力は、前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたときの過給圧に応じて該過給圧が高いほど大きくなるように設定された出力であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
3. 前記所定時間は、前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたときの過給圧に応じて該過給圧が高いほど長くなるように設定された時間であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
4. 前記過給機は、所定の断接手段を介してエンジンに連結された機械式の過給機であり、
   前記過給制御手段は、前記断接手段を制御することで前記過給機の作動状態と作動停止状態との間の切り換えを行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。

Images