JP6327585B2 - Evaporative fuel processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をエンジンの吸気通路へ放出するための蒸発燃料処理装置に係わり、特に、吸気通路に放出される蒸発燃料量を推定する蒸発燃料処理装置に関する。 The present invention relates to an evaporated fuel processing device for releasing evaporated fuel in a fuel tank to an intake passage of an engine, and more particularly to an evaporated fuel processing device that estimates the amount of evaporated fuel released to an intake passage.
従来から、燃料タンク内に発生した蒸発燃料(以下では適宜「エバポガス」と呼ぶ。)をキャニスタに一旦吸着させ、パージ要求に応じて、キャニスタに吸着されたエバポガスをエンジンの吸気通路へとパージする蒸発燃料処理装置(所謂エバポパージシステム)が知られている。そのような蒸発燃料処理装置の例が、特許文献1に開示されている。特許文献1には、所定の条件が成立する場合に、燃料タンク内のエバポガス成分の分圧が飽和蒸気圧に近いと推定して、エバポガス濃度低減操作を行うことが開示されている。
Conventionally, the evaporated fuel generated in the fuel tank (hereinafter referred to as “evaporative gas” as appropriate) is once adsorbed to the canister, and the vapor adsorbed in the canister is purged into the intake passage of the engine in response to a purge request. An evaporative fuel processing apparatus (a so-called evaporation purge system) is known. An example of such an evaporative fuel processing apparatus is disclosed in
従来の蒸発燃料処理装置では、パージするエバポガスを徐々に増やしていきながら、エバポガスをエンジンで燃焼させたときの空燃比を測定することで、この空燃比と所定の空燃比とのずれに基づくフィードバック制御を実行していた。そのような従来の制御では、一度に少量のエバポガスしかパージすることができなかった。他方で、キャニスタから放出されたエバポガスの量やエバポガスの濃度を推定すれば、一度に多量のエバポガスをパージできるものと考えられる。但し、エバポガスの量や濃度の推定精度が悪いと、多量のエバポガスをパージしたときにエンジン内で燃焼される燃料量にずれが生じて燃焼の悪化などが生じてしまう。したがって、キャニスタから放出されたエバポガスの量や濃度を精度良く推定することが望ましい。また、蒸発燃料処理装置の構成を複雑化及び高コスト化させずに(例えば濃度センサなどを追加することなく)、蒸発燃料処理装置の既存の構成要素をできるだけ利用して、エバポガスの量や濃度を推定できればよいと考えられる。 In the conventional evaporative fuel processing device, the evaporation gas to be purged is gradually increased and the air-fuel ratio when the evaporation gas is combusted by the engine is measured to thereby provide feedback based on the difference between the air-fuel ratio and a predetermined air-fuel ratio. Control was being executed. With such conventional control, only a small amount of evaporation gas could be purged at a time. On the other hand, if the amount of evaporated gas discharged from the canister and the concentration of evaporated gas are estimated, it is considered that a large amount of evaporated gas can be purged at a time. However, if the estimation accuracy of the amount and concentration of the evaporation gas is poor, a deviation occurs in the amount of fuel combusted in the engine when a large amount of evaporation gas is purged, resulting in deterioration of combustion. Therefore, it is desirable to accurately estimate the amount and concentration of the evaporative gas released from the canister. In addition, the amount and concentration of the evaporative gas can be obtained by using the existing components of the evaporative fuel processing apparatus as much as possible without complicating and increasing the cost of the evaporative fuel processing apparatus (for example, without adding a concentration sensor). It is considered that it is only necessary to be able to estimate.
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成にて、キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料量を精度良く推定することができる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and with a simple configuration, an evaporative fuel process capable of accurately estimating the amount of evaporative fuel contained in a gas released from a canister. An object is to provide an apparatus.
上記の目的を達成するために、本発明は、燃料タンク内の蒸発燃料をエンジンの吸気通路へ放出するための蒸発燃料処理装置であって、燃料タンクから吸気通路まで延び、燃料タンクからの蒸発燃料を吸気通路に放出するためのパージ通路と、このパージ通路上に設けられ、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、このキャニスタに連通され、キャニスタに空気を供給する大気開放通路と、この大気開放通路上に設けられ、キャニスタへの空気の供給を制御する大気開放弁と、キャニスタの下流側のパージ通路上に設けられ、吸気通路への蒸発燃料の供給を制御するパージバルブと、燃料タンク内に設けられ、燃料温度を検出する燃料温度センサと、燃料タンクからパージバルブまでの蒸発燃料が通過する経路上に設けられ、この経路内の圧力を検出する圧力センサと、を有しており、更に、燃料温度センサによって検出された燃料温度及び圧力センサによって検出された圧力に基づいて、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着が飽和状態であるのときの使用燃料の蒸気圧を推定する蒸気圧推定手段と、エンジンの所定の運転状態において、蒸気圧推定手段によって推定された蒸気圧をキャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料の分圧として用いて、キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料量を推定する蒸発燃料量推定手段と、を有する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、燃料温度センサによって検出された燃料温度及び圧力センサによって検出された圧力に基づいて使用燃料の蒸気圧を推定し、この蒸気圧が、キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料の分圧に等しいものとして扱い、蒸気圧を適用した蒸発燃料の分圧に基づいて、キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料量を推定する。このような本発明によれば、既存の蒸発燃料処理装置の構成をほとんど変更することなく、簡易な構成にて、キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料量を精度良く推定することができる。また、本発明によれば、従来のように蒸発燃料をエンジンで燃焼させたときの空燃比を用いないため、エンジンで蒸発燃料を燃焼させる前に、蒸発燃料量を適切に推定することが可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention is an evaporated fuel processing apparatus for discharging evaporated fuel in a fuel tank to an intake passage of an engine, extending from the fuel tank to the intake passage, and evaporating from the fuel tank. A purge passage for discharging fuel to the intake passage, a canister provided on the purge passage for adsorbing and accumulating evaporated fuel from the fuel tank, and an open air connected to the canister for supplying air to the canister A passage, an air release valve provided on the air release passage for controlling the supply of air to the canister, and a purge valve provided on a purge passage on the downstream side of the canister for controlling the supply of evaporated fuel to the intake passage And a fuel temperature sensor provided in the fuel tank for detecting the fuel temperature and provided on a path through which the evaporated fuel passes from the fuel tank to the purge valve. Is a pressure sensor for detecting the pressure in the path, has a further, based on the pressure detected by the fuel temperature and pressure sensor detected by the fuel temperature sensor, adsorption of fuel vapor in the canister Vapor pressure estimating means for estimating the vapor pressure of the fuel used in the saturated state, and evaporative fuel contained in the gas released by the canister with the vapor pressure estimated by the vapor pressure estimating means in a predetermined operating state of the engine And evaporative fuel amount estimation means for estimating the amount of evaporative fuel contained in the gas released from the canister.
According to the present invention thus configured, the vapor pressure of the fuel used is estimated based on the fuel temperature detected by the fuel temperature sensor and the pressure detected by the pressure sensor, and this vapor pressure is released by the canister. The amount of evaporated fuel contained in the gas released by the canister is estimated on the basis of the partial pressure of the evaporated fuel to which the vapor pressure is applied. According to the present invention as described above, the amount of evaporated fuel contained in the gas released from the canister can be accurately estimated with a simple configuration without substantially changing the configuration of the existing evaporated fuel processing apparatus. Further, according to the present invention, since the air-fuel ratio when the evaporated fuel is burned by the engine is not used as in the prior art, it is possible to appropriately estimate the evaporated fuel amount before the evaporated fuel is burned by the engine. It becomes.
本発明において、好ましくは、更に、蒸発燃料量推定手段によって推定された蒸発燃料量に応じた量だけ、エンジンの燃料噴射量を減量させる燃料噴射量減量手段を有する。
上記したように、本発明によれば、エンジンで蒸発燃料を燃焼させる前に蒸発燃料量を推定できるので、蒸発燃料のパージ開始時に、推定した蒸発燃料量分だけ、エンジンの燃料噴射量を適切に減量させることができる。よって、パージ開始時に、大量の空気を導入することができ、走行時のパージ総量を増やすことができる。つまり、要求パージ量を増やすことができ、走行距離に対するパージ量を増量することが可能となる。
In the present invention, it is preferable that the fuel injection amount reducing means further reduces the fuel injection amount of the engine by an amount corresponding to the evaporated fuel amount estimated by the evaporated fuel amount estimating means.
As described above, according to the present invention, the amount of evaporated fuel can be estimated before the fuel is burned by the engine. Therefore, when the purge of evaporated fuel is started, the fuel injection amount of the engine is appropriately set by the estimated amount of evaporated fuel. Can be reduced. Therefore, a large amount of air can be introduced at the start of purge, and the total amount of purge during traveling can be increased. That is, the required purge amount can be increased, and the purge amount with respect to the travel distance can be increased.
本発明において、好ましくは、蒸発燃料量推定手段は、大気圧を「Patm」とし、キャニスタが放出するガスの圧力を「PG」とし、キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料の分圧を「PB」とし、大気開放通路から供給される空気流量を「Qair」とし、雰囲気温度を「Tatm」とし、燃料の分子量を「mevap」とし、気体定数を「R」とし、蒸発燃料量を「Gevap」とすると、以下の式より蒸発燃料量Gevapを求める。 In the present invention, preferably, the evaporative fuel amount estimation means sets the atmospheric pressure to “P atm ”, the gas pressure released from the canister to “P G ”, and the partial pressure of evaporative fuel contained in the gas released from the canister Is “P B ”, the air flow rate supplied from the open air passage is “Q air ”, the ambient temperature is “T atm ”, the molecular weight of the fuel is “m evap ”, the gas constant is “R”, When the evaporated fuel amount is “G evap ”, the evaporated fuel amount G evap is obtained from the following equation.
このように構成された本発明によれば、上記の式を用いて、蒸発燃料量をより正確に推定することが可能となる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to estimate the amount of evaporated fuel more accurately using the above formula.
本発明において、好ましくは、蒸発燃料量推定手段は、キャニスタが放出するガスの圧力PGとして大気圧を用いる。
このように構成された本発明によれば、キャニスタの圧損が大気圧よりも十分小さいものとして、キャニスタが放出するガスの圧力PGとして大気圧を用いることで、蒸発燃料量の推定に要する処理などを低減することができる。
In the present invention, preferably, evaporative fuel amount estimating means, the atmospheric pressure is used as a pressure P G in the gas canister to release.
According to the thus configured present invention, as the pressure loss of the canister is sufficiently smaller than the atmospheric pressure, the canister by using atmospheric pressure as the pressure P G of the gas release, required to estimate the amount of evaporative fuel processing Etc. can be reduced.
本発明において、好ましくは、蒸発燃料量推定手段は、エンジンの始動時に蒸発燃料量の推定を行う。
このように構成された本発明によれば、エンジンの始動時には、キャニスタが飽和状態となっており、蒸発燃料の蒸気圧が蒸発燃料の分圧に等しくなっている可能性が高いため、上記したような蒸発燃料の蒸気圧を蒸発燃料の分圧に適用して蒸発燃料量を推定する方法によって、精度良く蒸発燃料量を推定することが可能となる。
In the present invention, preferably, the evaporated fuel amount estimating means estimates the evaporated fuel amount when the engine is started.
According to the present invention configured as described above, when the engine is started, the canister is saturated, and it is highly possible that the vapor pressure of the evaporated fuel is equal to the partial pressure of the evaporated fuel. By applying the vapor pressure of the evaporated fuel to the partial pressure of the evaporated fuel and estimating the evaporated fuel amount, the evaporated fuel amount can be accurately estimated.
本発明において、好ましくは、蒸発燃料量推定手段は、キャニスタによる蒸発燃料の吸着が飽和状態となった後のエンジンの始動時に、蒸発燃料量の推定を行う。
このように構成された本発明によれば、キャニスタが飽和状態となっている状態では、蒸発燃料の蒸気圧が蒸発燃料の分圧とほぼ等しいため、上記の推定方法によって、蒸発燃料量をより精度良く推定することが可能となる。
In the present invention, preferably, the evaporated fuel amount estimating means estimates the evaporated fuel amount when starting the engine after the adsorption of the evaporated fuel by the canister is saturated.
According to the present invention configured as described above, when the canister is in a saturated state, the vapor pressure of the evaporated fuel is approximately equal to the partial pressure of the evaporated fuel. It is possible to estimate with high accuracy.
本発明において、好ましくは、蒸発燃料量推定手段は、エンジンが停止してから所定日数が経過した後のエンジンの始動時に、蒸発燃料量の推定を行う。
このように構成された本発明によれば、エンジンが停止してから所定日数が経過している場合に、キャニスタが飽和状態となっているものとして扱って、蒸発燃料量の推定を適切に実行することができる。
In the present invention, preferably, the evaporated fuel amount estimating means estimates the evaporated fuel amount when starting the engine after a predetermined number of days have elapsed since the engine stopped.
According to the present invention configured as described above, when a predetermined number of days have passed since the engine stopped, the canister is treated as being saturated and the estimation of the evaporated fuel amount is appropriately executed. can do.
本発明において、好ましくは、蒸気圧推定手段は、大気開放弁及びパージバルブの両方を閉弁して、燃料タンク内に設けられた燃料ポンプを駆動し、この燃料ポンプの駆動の前後における燃料温度センサによって検出された燃料温度の変化及び圧力センサによって検出された圧力の変化に基づいて、使用燃料の蒸気圧を推定する。
このように構成された本発明によれば、大気開放弁及びパージバルブの両方を閉弁して、燃料タンクから吸気通路まで(厳密にはパージバルブまで)の蒸発燃料が流れる空間を密封したときの、燃料ポンプの駆動による燃料温度の上昇度合い及びこの密封空間における圧力の上昇度合いに基づいて、使用燃料の蒸気圧を推定する。このような本発明によれば、既存の蒸発燃料処理装置の構成をほとんど変更することなく、簡易な構成にて、使用燃料の蒸気圧を精度良く推定することができる。
In the present invention, preferably, the vapor pressure estimating means closes both the air release valve and the purge valve to drive a fuel pump provided in the fuel tank, and a fuel temperature sensor before and after driving the fuel pump. The vapor pressure of the fuel used is estimated based on the change in the fuel temperature detected by the pressure sensor and the change in the pressure detected by the pressure sensor.
According to the present invention configured as described above, when both the air release valve and the purge valve are closed, the space where the evaporated fuel from the fuel tank to the intake passage (strictly to the purge valve) flows is sealed. The vapor pressure of the fuel used is estimated based on the degree of increase in the fuel temperature due to the driving of the fuel pump and the degree of increase in the pressure in the sealed space. According to the present invention as described above, it is possible to accurately estimate the vapor pressure of the fuel used with a simple configuration without substantially changing the configuration of the existing evaporated fuel processing apparatus.
本発明の蒸発燃料処理装置によれば、簡易な構成にて、キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料量を精度良く推定することができる。 According to the evaporated fuel processing apparatus of the present invention, the amount of evaporated fuel contained in the gas released from the canister can be accurately estimated with a simple configuration.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置について説明する。 Hereinafter, an evaporated fuel processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[装置構成]
まず、図1を参照して、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置が適用されたシステムの概略構成図である。このシステムは、車両に搭載されるものである。
[Device configuration]
First, with reference to FIG. 1, the structure of the evaporative fuel processing apparatus by embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a system to which an evaporated fuel processing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. This system is mounted on a vehicle.
図1に示すように、蒸発燃料処理装置1は、エンジンに供給する燃料(具体的にはガソリン)を貯蔵する燃料タンク2を有しており、この燃料タンク2の内部には、燃料をエンジンに圧送するための燃料ポンプ4と、貯蔵された燃料の温度(燃料温度)を検出する燃料温度センサ6とが設けられている。また、燃料タンク2には、当該燃料タンク2内で発生した蒸発燃料(エバポガス)を放出するためのパージ通路8の一端が接続されている。このパージ通路8は、他端がエンジンのスロットルバルブ22の下流側の吸気通路20に接続されており、蒸発燃料を吸気通路20へとパージできるようになっている。
As shown in FIG. 1, an evaporative
上記のパージ通路8上には、上流側から順に、パージ通路8内の圧力(燃料タンク2内の圧力に相当し、以下では適宜「タンク内圧」と呼ぶ。)を検出する圧力センサ10と、蒸発燃料を吸着する活性炭を内部に備え、蒸発燃料を貯蔵するキャニスタ12と、キャニスタ12に吸着された蒸発燃料の吸気通路20への供給を制御するパージバルブ18と、が設けられている。また、キャニスタ12には、外部から空気が供給される大気開放口14aを備え、キャニスタ12に空気を供給する大気開放通路14が接続されている。この大気開放通路14上には、キャニスタ12への空気の供給を制御する大気開放弁16が設けられている。
A
また、蒸発燃料処理装置1は、エンジンを含めて、当該蒸発燃料処理装置1全体を制御するECU(Electronic Control Unit)30を更に有する。本実施形態では、ECU30は、主に、燃料温度センサ6が検出した燃料温度に対応する検出信号と、圧力センサ10が検出したタンク内圧に対応する検出信号とが入力される。そして、ECU30は、これらの検出信号や、エンジンの運転状態などに基づいて、燃料タンク2内の燃料ポンプ4と、キャニスタ12に接続された大気開放通路14上に設けられた大気開放弁16と、キャニスタ12下流のパージ通路8上に設けられたパージバルブ18とに制御信号を供給して、これらの動作を制御する。この場合、ECU30は、大気開放弁16を開弁/閉弁させて、キャニスタ12への空気の供給/遮断を制御する。また、ECU30は、パージバルブ18を開弁/閉弁させて、キャニスタ12に吸着された蒸発燃料の吸気通路20への供給/遮断を制御すると共に、パージバルブ18の開度を調整して、吸気通路20に供給する蒸発燃料の量を制御する。詳細は後述するが、ECU30は、本発明における「蒸気圧推定手段」、「蒸発燃料量推定手段」及び「燃料噴射量減量手段」として機能する。
The evaporated
[本実施形態の基本概念]
次に、本実施形態においてECU30が実行する、蒸発燃料(エバポガス)の蒸気圧の推定及び蒸発燃料の量(以下では適宜「エバポ重量」と呼ぶ。)の推定に関する基本概念について説明する。なお、本明細書では、「蒸気圧」は「飽和蒸気圧」を意味するものとする。
[Basic concept of this embodiment]
Next, basic concepts related to estimation of vapor pressure of evaporated fuel (evaporative gas) and estimation of the amount of evaporated fuel (hereinafter referred to as “evaporation weight” as appropriate) executed by the
従来から、キャニスタ12に吸着されたエバポガスをエンジンの吸気通路20へとパージし、このエバポガスをエンジンで燃焼させることが行われている。この場合、従来では、キャニスタ12からのエバポガスのパージ開始時には、大気開放通路14から極少量の空気を供給して少量のエバポガスをキャニスタ12から放出させて、このエバポガスをエンジンで燃焼させたときに検出された空燃比に基づいて、空気量に対する、キャニスタ12から放出されたエバポガスの量(エバポ重量)を推定していた。そのため、このような従来の技術では、パージ開始時には、少量のエバポガスしかエンジンに供給することができず、エンジンの燃料噴射量を少ししか減量することができなかった(なお、空燃比からエバポ重量と燃料噴射量の減量量との関係を求めた後は、エバポガスの供給量を増やすことができる)。
Conventionally, the evaporation gas adsorbed by the
したがって、本実施形態では、エンジンでエバポガスを燃焼させる前に、空気量に対する、キャニスタ12から放出されたエバポ重量を推定するようにして、パージ開始時から大量の空気を導入して、走行時のパージ総量を増やすことを図った。これを実現すべく、本願の発明者らは、キャニスタ12から放出されるエバポガスに関して、空気量に対するエバポ重量が決まるメカニズムについて検討した。その詳細について、図2乃至図5を参照して説明する。
Therefore, in the present embodiment, before the evaporation gas is burned by the engine, the evaporation weight released from the
まず、図2を参照して、キャニスタ12にエバポガスを吸着させるために供給されるガス(エバポガスだけでなく、空気を含むガスであり、以下では適宜「吸着用ガス」と呼ぶ。)に含まれるエバポガスの分圧(以下では単に「エバポ分圧」と呼ぶ。)と、キャニスタ12に吸着されるエバポガスの量(以下では単に「吸着エバポ量」と呼ぶ。)との関係について説明する。図2は、横軸にエバポ分圧を示し、縦軸に吸着エバポ量を示している。なお、エバポ分圧は、キャニスタ12から放出されるガス(エバポガスだけでなく、空気を含むガスであり、以下では適宜「パージガス」と呼ぶ。)に含まれるエバポガスの分圧と言い換えられる。 First, referring to FIG. 2, the gas supplied to adsorb the evaporation gas to the canister 12 (not only the evaporation gas but also a gas containing air, which is hereinafter referred to as “adsorption gas” as appropriate). The relationship between the partial pressure of the evaporation gas (hereinafter simply referred to as “evaporation partial pressure”) and the amount of evaporation gas adsorbed by the canister 12 (hereinafter simply referred to as “adsorption evaporation amount”) will be described. In FIG. 2, the horizontal axis represents the evaporation partial pressure, and the vertical axis represents the adsorption evaporation amount. Note that the evaporation partial pressure is paraphrased as the partial pressure of the evaporation gas contained in the gas released from the canister 12 (a gas including not only the evaporation gas but also air, and hereinafter referred to as “purge gas” as appropriate).
具体的には、図2には、エバポ分圧と吸着エバポ量との関係を示すグラフを複数の温度ごとに示しており、これらのグラフは吸着等温線に相当する。図2より、エバポ分圧が高くなるほど、吸着エバポ量が大きくなることがわかる。また、温度が高くなると、吸着エバポ量が小さくなることがわかる。これは、温度が高くなると、キャニスタ12に吸着されたエバポガスの脱離が進みやすくなるからである。
Specifically, FIG. 2 shows a graph showing the relationship between the evaporation partial pressure and the adsorption evaporation amount for each of a plurality of temperatures, and these graphs correspond to adsorption isotherms. FIG. 2 shows that the amount of adsorption evaporation increases as the evaporation partial pressure increases. It can also be seen that the amount of adsorption evaporation decreases as the temperature increases. This is because the evaporation gas adsorbed by the
ここで、キャニスタ12内の活性炭に長い時間をかけてエバポガスを吸着させると、吸着用ガスにおけるエバポ分圧と、キャニスタ12に吸着されたエバポガスの蒸気圧(以下で適宜「エバポ蒸気圧」と呼ぶ。)とが等しいところで平衡状態となり、吸着エバポ量が飽和する(一定量になる)。このときの吸着エバポ量は、図2に示したように、エバポ分圧と温度とから決まる(つまり吸着等温線より決まる)。
Here, if the activated carbon in the
次に、図3を参照して、キャニスタ12によるエバポガス吸着の飽和状態について説明する。図3は、横方向にキャニスタ12内の位置を示し、縦方向に吸着エバポ量を示している。横方向に示すキャニスタ12内の位置は、キャニスタ12内の活性炭12aを横方向に延ばして表したときの位置に相当し、左側は大気開放側であり、右側が燃料タンク側である。
Next, the saturated state of evaporation gas adsorption by the
図3に示すように、キャニスタ12の活性炭12aには、図の右側からエバポガスが供給されるため、図の右側に位置する活性炭12aから、エバポガス吸着の飽和状態が生じる。そして、時間の経過に従って、エバポガス吸着の飽和状態が生じる位置が徐々に左側にシフトしていき、或る位置において飽和状態が生じる位置のシフトが止まる。夏場なら、概ね1日程度でエバポガス吸着の飽和状態になる。
As shown in FIG. 3, since the evaporative gas is supplied to the activated
次に、図4を参照して、エバポガスをパージしたときのエバポガスの濃度(以下では単に「エバポ濃度」と呼ぶ。)について説明する。図4は、横軸に、エンジンの吸気通路20にパージされたパージガスに含まれる空気量(総パージ量)を示し、縦軸に、パージガス中のエバポガスの濃度(エバポ濃度)を示している。図4に示すように、空気量が大きくなるほど、エバポ濃度が小さくなる。
Next, the concentration of the evaporation gas when the evaporation gas is purged (hereinafter, simply referred to as “evaporation concentration”) will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the amount of air (total purge amount) contained in the purge gas purged into the
ここで、エバポガスのパージは、エンジンの始動後において、大気開放通路14上の大気開放弁16を開弁し、且つパージ通路8上のパージバルブ18を開弁した状態で実施される。この場合、大気開放通路14からキャニスタ12内に空気が供給され、キャニスタ12の活性炭12aに吸着されたエバポガスが放出されて、空気とエバポガスとが混合したパージガスが、パージ通路8を通過してエンジンの吸気通路20へとパージされる。こうしてキャニスタ12の活性炭12aからエバポガスが放出されて、空気と混合してパージガスになるとき、キャニスタ12に吸着されたエバポガスの蒸気圧(エバポ蒸気圧)と、パージガスに含まれるエバポガスの分圧(エバポ分圧)とがほぼ等しくなるように、キャニスタ12の活性炭12aからエバポガスが放出される。したがって、エバポ分圧はエバポ蒸気圧とほぼ等しいと言える。
Here, the purge of the evaporation gas is performed after the engine is started with the
具体的には、パージ実行開始直後に生成されるエバポガスのエバポ分圧は、キャニスタ12からエバポガスがパージされるパージポートに近い場所の活性炭12aに吸着されたエバポガスの蒸気圧(エバポ蒸気圧)によって決まると考えられる。そのため、エバポ蒸気圧を推定すれば、このエバポ蒸気圧をエバポ分圧として用いると共に、温度や空気量などの他のパラメータを合わせて用いることで、図4に示すような、パージ実行開始直後のエバポ濃度(初期エバポ濃度)を推定することができるのである。なお、エバポ濃度は、一義的に上記したエバポ重量に対応するものである。
Specifically, the evaporation partial pressure of the evaporation gas generated immediately after the start of the purge execution is determined by the vapor pressure (evaporation vapor pressure) of the evaporation gas adsorbed on the activated
次に、図5を参照して、エバポ蒸気圧の特性、つまりエバポガスとしての蒸発燃料(ガソリン)の蒸気圧特性について説明する。図5は、横軸に燃料温度を示し、縦軸にエバポ蒸気圧に対応する燃料蒸気圧を示している。具体的には、図5には、燃料としてのガソリンのリード蒸気圧(以下では適宜「RVP」と表記する。)ごとに、燃料温度と燃料蒸気圧との関係(蒸気圧特性)を示している。つまり、種々のリード蒸気圧を有する複数の燃料について、それぞれの蒸気圧特性を示している。図5に示すように、燃料温度が高くなると、燃料蒸気圧が高くなることがわかる。また、当然ながら、リード蒸気圧(RVP)が高くなると、燃料蒸気圧が高くなる。
なお、リード蒸気圧は、摂氏37.8度(華氏100度)におけるガソリンの飽和蒸気圧であり、ガソリンの蒸発のし易さを示す指標である。このリード蒸気圧は、ガソリンの組成などによって変化する。
Next, with reference to FIG. 5, the vapor pressure characteristic, that is, the vapor pressure characteristic of the evaporated fuel (gasoline) as the vapor gas will be described. FIG. 5 shows the fuel temperature on the horizontal axis and the fuel vapor pressure corresponding to the evaporation vapor pressure on the vertical axis. Specifically, FIG. 5 shows the relationship between the fuel temperature and the fuel vapor pressure (vapor pressure characteristics) for each lead vapor pressure of gasoline as fuel (hereinafter referred to as “RVP” where appropriate). Yes. That is, the vapor pressure characteristics of a plurality of fuels having various reed vapor pressures are shown. As shown in FIG. 5, it can be seen that the fuel vapor pressure increases as the fuel temperature increases. Of course, when the Reed vapor pressure (RVP) increases, the fuel vapor pressure increases.
The Reed vapor pressure is the saturated vapor pressure of gasoline at 37.8 degrees Celsius (100 degrees Fahrenheit), and is an index indicating the ease of evaporation of gasoline. This lead vapor pressure varies depending on the composition of gasoline.
本実施形態では、燃料温度センサ6が検出した燃料温度及び圧力センサ10が検出したタンク内圧などに基づいて、使用燃料のリード蒸気圧を求め、このリード蒸気圧を有する燃料の蒸気圧特性から現在の燃料温度に対応する使用燃料の蒸気圧を得ることとし、そして、この蒸気圧を上記したようにエバポ分圧として用いることとした。この場合、本実施形態では、異なるリード蒸気圧を有する複数のガソリンについての蒸気圧特性を事前に得ておき、これらの蒸気圧特性に基づき使用燃料のリード蒸気圧を求めるようにした。
In this embodiment, based on the fuel temperature detected by the fuel temperature sensor 6, the tank internal pressure detected by the
[蒸気圧推定]
次に、本発明の実施形態による燃料蒸気圧の推定方法について具体的に説明する。
[Estimation of vapor pressure]
Next, the fuel vapor pressure estimation method according to the embodiment of the present invention will be specifically described.
本実施形態では、ECU30は、エンジンの始動時において、大気開放弁16及びパージバルブ18の両方を閉弁して、つまり燃料タンク2から吸気通路20までのパージ通路8を介したエバポガスが流れる経路を密封して、燃料ポンプ4を駆動し、この燃料ポンプ4の駆動の前後における燃料温度センサ6によって検出された燃料温度の変化及び圧力センサ10によって検出されたタンク内圧の変化に基づいて、使用燃料の蒸気圧を推定する。つまり、ECU30は、燃料ポンプ4を駆動して燃料温度を強制的に上昇させたときの燃料温度の上昇度合い及びタンク内圧の上昇度合いに基づいて、使用燃料の蒸気圧を推定する。例えば、ECU30は、燃料ポンプ4が最大出力にて動作するように駆動する(一例では、燃料ポンプ4を最大電圧にて駆動する)。より具体的には、本実施形態では、異なるリード蒸気圧を有する複数の燃料(ガソリン)についての燃料温度と蒸気圧との関係を事前に求めてメモリなどに記憶させておき、ECU30は、そのように記憶された異なるリード蒸気圧ごとの燃料温度と蒸気圧との関係を参照して、検出された燃料温度の変化及びタンク内圧の変化に対応するリード蒸気圧を求め、このリード蒸気圧に基づいて使用燃料の蒸気圧を推定する。
In the present embodiment, the
次に、使用燃料の蒸気圧の具体的な算出方法について説明する。ここで使用する記号は、以下のように定義する。 Next, a specific method for calculating the vapor pressure of the fuel used will be described. The symbols used here are defined as follows.
P0:燃料ポンプ4の駆動前のタンク内圧(ほぼ大気圧である)
P1:燃料ポンプ4の駆動後のタンク内圧
PB:燃料ポンプ4の駆動前の燃料蒸気圧(蒸発燃料の分圧に等しい)
ΔPB:燃料ポンプ4の駆動前の燃料蒸気圧PBと燃料ポンプの駆動後の燃料蒸気圧との差
Tfuel0:燃料ポンプ4の駆動前の燃料温度
Tfuel1:燃料ポンプ4の駆動後の燃料温度
ΔTfuel:燃料温度Tfuel0と燃料温度Tfuel1との差(上昇量)
V:燃料タンク2、パージ通路8(パージバルブ18の下流側)、キャニスタ12、及び大気開放通路14(大気開放弁16の下流側)の空間体積
NA:空気モル数
NB:燃料ポンプ4の駆動前の燃料(エバポガス)のモル数
ΔNB:燃料ポンプ4の駆動前の燃料のモル数NBと燃料ポンプ4の駆動後の燃料のモル数との差
R:気体定数
RVP:燃料(エバポガス)のリード蒸気圧
f:異なるリード蒸気圧を有する複数の燃料についての燃料温度と蒸気圧との関係を示す関数
f´:関数fを燃料温度で微分した関数
f(Tfuel0,RVP):関数fに燃料温度Tfuel0及びリード蒸気圧RVPを代入した値
f´(Tfuel0,RVP):関数f´に燃料温度Tfuel0及びリード蒸気圧RVPを代入した値
P 0 : Tank internal pressure before driving the fuel pump 4 (almost atmospheric pressure)
P 1 : Tank internal pressure after driving the fuel pump 4 P B : Fuel vapor pressure before driving the fuel pump 4 (equal to partial pressure of evaporated fuel)
ΔP B : difference between fuel vapor pressure P B before driving the fuel pump 4 and fuel vapor pressure after driving the fuel pump T fuel0 : fuel temperature before driving the fuel pump 4 T fuel1 : after driving the fuel pump 4 Fuel temperature ΔT fuel : Difference between fuel temperature T fuel0 and fuel temperature T fuel1 (increase)
V: Space volume of the fuel tank 2, the purge passage 8 (downstream of the purge valve 18), the
ここで、上記した関数f及び関数f´の具体例を図6に示す。図6(A)は、図5と同様の図であり、横軸に燃料温度を示し、縦軸に燃料蒸気圧を示しており、異なるリード蒸気圧を有する複数の燃料についての燃料温度と燃料蒸気圧との関係を表す関数fを示している。図6(B)は、横軸に燃料温度を示し、縦軸に燃料蒸気圧を燃料温度で微分した値を示しており、異なるリード蒸気圧を有する複数の燃料についての関数f(図6(A)に示すもの)を燃料温度で微分した関数f´を示している。これらの関数f及び関数f´は、燃料温度、燃料蒸気圧及びリード蒸気圧を変数とする関数である。 Here, specific examples of the function f and the function f ′ described above are shown in FIG. FIG. 6A is a diagram similar to FIG. 5, wherein the horizontal axis indicates the fuel temperature, the vertical axis indicates the fuel vapor pressure, and the fuel temperature and fuel for a plurality of fuels having different reed vapor pressures. A function f representing the relationship with the vapor pressure is shown. FIG. 6B shows the fuel temperature on the horizontal axis and the value obtained by differentiating the fuel vapor pressure with respect to the fuel temperature on the vertical axis. The function f (FIG. 6 (FIG. 6 (B)) for a plurality of fuels having different reed vapor pressures. A function f ′ obtained by differentiating the one shown in A) with respect to the fuel temperature is shown. These functions f and f ′ are functions having the fuel temperature, fuel vapor pressure, and reed vapor pressure as variables.
燃料蒸気圧の算出式は、以下のような手順にて導出される。まず、燃料ポンプ4の駆動前では、つまり燃料ポンプ4の駆動によって燃料温度を上昇させる前では、蒸発燃料の状態は、以下の式(1)の状態方程式で表され、蒸発燃料及び空気を含むガスの状態は、以下の式(2)の状態方程式で表される。式(1)及び(2)は、理想気体の状態方程式である。 The calculation formula of the fuel vapor pressure is derived by the following procedure. First, before the fuel pump 4 is driven, that is, before the fuel temperature is increased by driving the fuel pump 4, the state of the evaporated fuel is expressed by the following equation (1) and includes evaporated fuel and air. The gas state is represented by the following equation (2). Equations (1) and (2) are ideal gas equations of state.
次に、燃料ポンプ4の駆動後では、つまり燃料ポンプ4の駆動によって燃料温度を上昇させた後では、蒸発燃料の蒸気圧(蒸発燃料の分圧に等しい)は、以下の式(3)の状態方程式で表され、蒸発燃料及び空気を含むガスの状態は、以下の式(4)の状態方程式で表される。式(3)及び(4)も、理想気体の状態方程式である。 Next, after driving the fuel pump 4, that is, after raising the fuel temperature by driving the fuel pump 4, the vapor pressure of the evaporated fuel (equal to the partial pressure of the evaporated fuel) is expressed by the following equation (3). The state of the gas including vaporized fuel and air is expressed by a state equation of the following equation (4). Equations (3) and (4) are also ideal gas equations of state.
式(1)〜(4)を組み合わせて、測定する物理量であるタンク内圧P0、P1及び燃料温度Tfuel0と、燃料蒸気圧PBとから成る式を作ることを考える。まず、式(4)を変形すると、以下の式(5)のようになる。式(5)中の「ΔTfuel」は、「ΔTfuel=Tfuel1−Tfuel0」である。 Let us consider combining equations (1) to (4) to create an equation consisting of tank internal pressures P 0 and P 1 and fuel temperature T fuel0 , which are physical quantities to be measured, and fuel vapor pressure P B. First, when the equation (4) is transformed, the following equation (5) is obtained. “ΔT fuel ” in the equation (5) is “ΔT fuel = T fuel1 −T fuel0 ”.
式(5)において、ΔNBとΔTfuelの積の項は、他の項よりも値が小さいものとして無視すると、式(5)から以下の式(6)が得られる。 In Expression (5), if the term of the product of ΔN B and ΔT fuel has a smaller value than the other terms, the following Expression (6) is obtained from Expression (5).
式(6)を式(2)によって簡潔に記述すべく式(2)を変形すると、以下の式(7)及び式(8)が得られる。 When formula (2) is modified to briefly describe formula (6) by formula (2), the following formula (7) and formula (8) are obtained.
式(6)に式(7)及び式(8)を代入すると、以下の式(9)が得られる。 By substituting Equation (7) and Equation (8) into Equation (6), the following Equation (9) is obtained.
次に、式(3)を変形すると、以下の式(10)が得られる。 Next, when the formula (3) is transformed, the following formula (10) is obtained.
式(10)において、ΔNBとΔTfuelの積の項は、他の項よりも値が小さいものとして無視すると、式(10)から以下の式(11)が得られる。 In Expression (10), if the term of the product of ΔN B and ΔT fuel is neglected as having a smaller value than other terms, the following Expression (11) is obtained from Expression (10).
また、式(3)を式(1)によって簡潔に記述すべく式(1)を変形すると、以下の式(12)が得られる。 Further, when formula (1) is modified so that formula (3) can be simply described by formula (1), the following formula (12) is obtained.
次に、式(11)に式(1)及び式(12)を代入すると、以下の式(13)が得られ、この式(13)を更に変形すると、以下の式(14)が得られる。 Next, substituting Equation (1) and Equation (12) into Equation (11) yields the following Equation (13), and further transforming Equation (13) yields Equation (14) below. .
次に、式(9)から式(14)を減算すると、以下の式(15)が得られ、この式(15)を更に変形すると、以下の式(16)が得られる。 Next, when the equation (14) is subtracted from the equation (9), the following equation (15) is obtained. When the equation (15) is further modified, the following equation (16) is obtained.
ここで、式(16)中の「PB」は、関数fについてのf(Tfuel0,RVP)の値に等しく、式(16)中の「ΔPB/ΔTfuel」は、関数f´についてのf´(Tfuel0,RVP)の値にほぼ等しい。したがって、式(16)は、以下の式(17)のように変形される。 Here, “P B ” in equation (16) is equal to the value of f (T fuel0 , R VP ) for the function f, and “ΔP B / ΔT fuel ” in equation (16) is the function f ′. Is approximately equal to the value of f ′ (T fuel0 , R VP ). Therefore, the equation (16) is transformed into the following equation (17).
式(17)では、未定変数はリード蒸気圧RVPのみであるため、この式(17)から、リード蒸気圧RVPの値を求めることができる。本実施形態では、ECU30は、式(17)に基づいて、使用燃料のリード蒸気圧RVPを求める。具体的には、ECU30は、圧力センサ10によって検出されたタンク内圧P0、P1と、燃料温度センサ6によって検出された燃料温度Tfuel0及び温度差ΔTfuelとを式(17)に代入して、事前に記憶しておいた関数f及び関数f´のデータを参照して(例えば図6(A)及び(B)に示すもの)、上記の検出値を代入した後の式(17)を満たすリード蒸気圧RVPを求める。そして、ECU30は、こうして求めたリード蒸気圧RVPから使用燃料の蒸気圧PBを求める。具体的には、ECU30は、求めたリード蒸気圧RVPと、燃料温度センサ6によって検出された燃料温度Tfuel0とを関数fに代入することによって、使用燃料の蒸気圧PBを求める。つまり、ECU30は、f(Tfuel0,RVP)の値を、使用燃料の蒸気圧PBとして得る。上記したように、ECU30は、この蒸気圧PBを、キャニスタ12が放出するエバポガスのエバポ分圧として用いる。
In the equation (17), the only undetermined variable is the reed vapor pressure RVP , so the value of the reed vapor pressure RVP can be obtained from the equation (17). In this embodiment, ECU30 calculates | requires lead vapor pressure RVP of the fuel used based on Formula (17). Specifically, the
[エバポ重量推定]
次に、本発明の実施形態によるエバポ重量の推定方法について具体的に説明する。
[Evaporation weight estimation]
Next, a method for estimating the evaporation weight according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
本実施形態では、ECU30は、上記のようにして推定された使用燃料の蒸気圧PBを、キャニスタ12が放出するエバポガスのエバポ分圧(以下では、エバポ分圧を適宜「エバポ分圧PB」と表記する。)として用いて、キャニスタ12が放出するエバポガスのエバポ重量を推定する。具体的には、ECU30は、このエバポ分圧PBに加えて、大気圧や大気開放通路14から供給される空気量などに基づいて、エバポ重量を求める。
In the present embodiment, the
次に、エバポ重量の具体的な算出方法について説明する。ここで使用する記号は、以下のように定義する。なお、上記した記号と同一の記号を付した要素は同一の意味を有するものとする。 Next, a specific method for calculating the evaporation weight will be described. The symbols used here are defined as follows. In addition, the element which attached | subjected the symbol same as the above-mentioned symbol shall have the same meaning.
Patm:大気圧
PG:キャニスタ12が放出するパージガスの圧力
Tatm:雰囲気温度
Qair:大気開放通路14から供給される空気の流量(単位時間当たりの体積)
Qevap:キャニスタ12が放出するエバポガスの流量(単位時間当たりの体積)
Nair:大気開放通路14から供給される空気の単位時間当たりのモル数
Nevap:キャニスタ12が放出するエバポガスの単位時間当たりのモル数
mevap:エバポガスの分子量
Gevap:単位時間当たりのエバポ重量
P atm : Atmospheric pressure P G : Pressure of purge gas released from the canister 12 T atm : Atmospheric temperature Q air : Flow rate of air supplied from the air opening passage 14 (volume per unit time)
Q evap : Flow rate of evaporation gas released by the canister 12 (volume per unit time)
N air : Number of moles per unit time of air supplied from the open air passage 14 N evap : Number of moles per unit time of the evaporative gas released by the canister 12 m evap : Molecular weight of the evaporative gas G evap : Evaporated weight per unit time
まず、大気開放通路14から供給される空気は、以下の式(18)の状態方程式で表される。式(18)は、理想気体の状態方程式である。
First, the air supplied from the
キャニスタ12が放出するエバポガスのエバポ分圧は、上記したように推定されたエバポガス(燃料)の蒸気圧PBである。したがって、キャニスタ12が放出するパージガスの圧力PGから、キャニスタ12が放出するパージガスに含まれる空気の分圧は「PG−PB」となる。これらより、キャニスタ12が放出するパージガスに含まれるエバポガスは、以下の式(19)の状態方程式で表され、キャニスタ12が放出するパージガスに含まれる空気は、以下の式(20)の状態方程式で表さる。式(19)及び(20)も、理想気体の状態方程式である。
The evaporation partial pressure of the evaporation gas released from the
式(19)及び(20)中の「Qevap」がどうような表式となるかを求めていく。まず、式(18)と式(20)の右辺が同じであるため、式(18)及び(20)から以下の式(21)が得られ、この式(21)を変形すると、以下の式(22)が得られる。 The expression of “Q evap ” in the expressions (19) and (20) is obtained. First, since the right sides of Expression (18) and Expression (20) are the same, the following Expression (21) is obtained from Expressions (18) and (20). When this Expression (21) is modified, the following Expression (22) is obtained.
式(22)を式(19)に代入して「Nevap」について解くと、以下の式(23)が得られる。 Substituting equation (22) into equation (19) and solving for “N evap ” yields the following equation (23).
「Nevap=Gevap/mevap」であることから、これに基づき式(23)を変形すると、単位時間当たりのエバポ重量Gevapの導出式である以下の式(24)が得られる。 Since “N evap = G evap / m evap ”, the following formula (24), which is a derivation formula for the evaporation weight G evap per unit time, is obtained by transforming the formula (23) based on this.
本実施形態では、ECU30は、式(24)を用いて、エバポ重量Gevapを求める。この場合、ECU30は、式(24)中の雰囲気温度Tatmとして、上記したように、燃料温度センサ6によって検出された、燃料ポンプ4の駆動後の燃料温度Tfuel1を用いる。また、1つの例では、ECU30は、式(24)中のキャニスタ12が放出するパージガスの圧力PGとして、大気圧Patmからキャニスタ12の圧損を減算した圧力を用いる。この例では、ECU30は、キャニスタ12の圧損として測定値を用いる。他の例では、一般的にキャニスタ12は圧損が小さくなるように設計されるため、キャニスタ12の圧損が大気圧Patmよりも十分小さいものとして、ECU30は、式(24)中の圧力PGとして大気圧Patmを用いる。
In this embodiment, ECU30 calculates | requires evaporation weight Gevap using Formula (24). In this case, the
更に、ECU30は、1つの例では、エバポガスの分子量mevapとして、ブタンの分子量58g/molを用いる。こうするのは、エバポガス(ガソリン)の主成分がブタンであるからである。他の例では、ECU30は、図7に示すような事前に測定したモル重量を、エバポガスの分子量mevapとして用いる。図7は、横軸に燃料温度を示し、縦軸に燃料のモル重量を示しており、事前の測定により得られた、複数のリード蒸気圧の燃料についての燃料温度とモル重量との関係を示している。ECU30は、このような燃料温度とモル重量との関係を参照して、燃料温度センサ6によって検出された燃料温度と、上記のように推定された使用燃料のリード蒸気圧とに対応するモル重量を求める。
Further, in one example, the
そして、本実施形態では、ECU30は、式(24)からエバポ重量Gevapを求めると、大気開放弁16及びパージバルブ18の両方を開いた状態にて、このエバポ重量Gevapに基づいて、エバポガスをエンジンの吸気通路20にパージする制御を開始する。具体的には、ECU30は、要求パージ量を求めて、この要求パージ量に基づき、パージバルブ18をデューティ制御する。このようにエバポガスのパージを開始するときに、本実施形態では、ECU30は、求めたエバポ重量Gevap分だけ、エンジンの燃料噴射弁からの燃料噴射量を減量する。つまり、ECU30は、元の要求燃料噴射量からエバポ重量Gevapを減算した量を、新たな燃料噴射量として適用する。
In the present embodiment, when the
[フローチャート]
次に、図8を参照して、本発明の実施形態による蒸気圧推定及びエバポ重量推定の処理の流れについて説明する。図8は、本発明の実施形態による蒸気圧推定及びエバポ重量推定の処理を示すフローチャートである。
[flowchart]
Next, with reference to FIG. 8, the flow of processing of vapor pressure estimation and evaporation weight estimation according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a flowchart showing processing of vapor pressure estimation and evaporation weight estimation according to the embodiment of the present invention.
まず、ステップS1では、ECU30は、車両のイグニッションスイッチがオンになったか否かを判定する。つまり、ECU30は、エンジンが始動される状況にあるか否かを判定する。その結果、イグニッションスイッチがオンになったと判定された場合(ステップS1:Yes)、ステップS2に進み、イグニッションスイッチがオンになったと判定されなかった場合(ステップS1:No)、当該フローを抜ける。なお、エンジンは、ステップS1の後のステップS2以降のいずれかのタイミングにおいて始動されることとなる。
First, in step S1, the
ステップS2では、ECU30は、キャニスタ12が飽和状態にあるか否か、つまりキャニスタ12の吸着エバポ量が飽和しているか否かを判定する。例えば、ECU30は、エンジンが停止してから所定日数(例えば1日以上。但し日数ではなく時間を用いてもよい。)経過している場合に、キャニスタ12が飽和状態にあると判定する。このようなステップS2の判定の結果、キャニスタ12が飽和状態にあると判定された場合(ステップS2:Yes)、ステップS3に進み、キャニスタ12が飽和状態にあると判定されなかった場合(ステップS2:No)、当該フローを抜ける。
In step S2, the
ステップS3では、ECU30は、圧力センサ10によって検出されたタンク内圧P0及び燃料温度センサ6によって検出された燃料温度Tfuel0を取得する。次いで、ステップS4では、ECU30は、大気開放弁16及びパージバルブ18の両方を閉弁する。なお、タンク内圧P0及び燃料温度Tfuel0の取得後に大気開放弁16及びパージバルブ18を閉弁することに限定はされず、タンク内圧P0及び燃料温度Tfuel0の取得前に大気開放弁16及びパージバルブ18を閉弁してもよい。
In step S <b> 3, the
次いで、ステップS5では、ECU30は、燃料ポンプ4を駆動する。例えば、燃料ポンプ4を電圧制御している場合には、ECU30は、燃料ポンプ4を最大電圧で駆動する。なお、ステップS5に進んだ段階において、エンジンが始動している場合には、燃料ポンプ4が既に駆動されているので、ステップS5において燃料ポンプ4を強制的に駆動しなくてもよい。また、上記のように燃料ポンプ4を最大電圧で駆動すると、燃料ポンプ4の吐出圧が所望の圧力を超える傾向にあるが、所望の圧力を超える分の余分な燃料は燃料タンク2に戻されるようになっているため、特に問題はない。
Next, in step S5, the
次いで、ステップS5で燃料ポンプ4を駆動してからある程度の時間(例えば燃料温度が所定温度以上上昇するのに要する時間)が経過すると、ステップS6において、ECU30は、圧力センサ10によって検出されたタンク内圧P1及び燃料温度センサ6によって検出された燃料温度Tfuel1を取得する。
Next, when a certain amount of time (for example, the time required for the fuel temperature to rise above a predetermined temperature) has elapsed since the fuel pump 4 was driven in step S5, the
次いで、ステップS7では、ECU30は、大気開放弁16及びパージバルブ18の両方を開弁する。このステップS7の処理と並行して、ステップS8〜S11の処理が行われる。
Next, in step S7, the
まず、ステップS8では、ECU30は、ステップS3で取得したタンク内圧P0及び燃料温度Tfuel0と、ステップS6で取得したタンク内圧P1及び燃料温度Tfuel1とに基づいて、使用燃料のリード蒸気圧RVPを求める。具体的には、ECU30は、タンク内圧P0、P1と、燃料温度Tfuel0と、燃料温度Tfuel1から燃料温度Tfuel0を減算した温度差ΔTfuelと、を式(17)に代入して、事前に記憶しておいた関数f及び関数f´のデータを参照して(例えば図6(A)及び(B)参照)、上記の圧力及び温度を代入した後の式(17)を満たすリード蒸気圧RVPを求める。
First, in step S8,
次いで、ステップS9では、ECU30は、ステップS8で求めたリード蒸気圧RVPに基づいて、使用燃料の蒸気圧PBを求める。具体的には、ECU30は、求めたリード蒸気圧RVPと、燃料温度センサ6によって検出された燃料温度Tfuel0とを関数fに代入することによって、使用燃料の蒸気圧PBを求める。つまり、ECU30は、f(Tfuel0,RVP)の値を、使用燃料の蒸気圧PBとして得る。
Next, in step S9, the
次いで、ステップS10では、ECU30は、ステップS9で求めた蒸気圧PBを、キャニスタ12が放出するエバポガスのエバポ分圧(エバポ分圧PB)として用いる。
Next, in step S10, the
次いで、ステップS11では、ECU30は、ステップS10で得られたエバポ分圧PBに基づいて、キャニスタ12が放出するエバポガスのエバポ重量Gevapを求める。具体的には、ECU30は、このエバポ分圧PBに加えて、大気圧Patmや、キャニスタ12が放出するパージガスの圧力PGや、雰囲気温度Tatmや、大気開放通路14から供給される空気量Qairなどを、式(24)に代入することで、エバポ重量Gevapを求める。
Next, in step S11, the
[作用効果]
次に、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置について説明する。
[Function and effect]
Next, an evaporative fuel processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
本実施形態では、大気開放弁16及びパージバルブ18の両方を閉弁して燃料ポンプ4を駆動し、この燃料ポンプ4の駆動の前後における燃料温度センサ6によって検出された燃料温度の変化及び圧力センサ10によって検出された圧力(タンク内圧)の変化に基づいて、使用燃料の蒸気圧を推定する。つまり、本実施形態では、燃料タンク2から吸気通路20まで(厳密にはパージバルブ18まで)のパージ通路8を介したエバポガスが流れる経路を密封したときの、燃料ポンプ4の駆動による燃料温度の上昇度合い及びこの密封空間における圧力の上昇度合いに基づいて、使用燃料の蒸気圧(蒸気圧特性)を推定する。このような本実施形態によれば、既存の蒸発燃料処理装置の構成をほとんど変更することがないので、簡易な構成にて、使用燃料の蒸気圧を精度良く推定することができる。
In the present embodiment, both the
また、本実施形態では、上記のように推定された蒸気圧をキャニスタ12が放出するパージガスに含まれるエバポ分圧として用いて、キャニスタ12が放出するパージガスに含まれるエバポ重量を推定する。このような本実施形態によれば、従来のようにエバポガスをエンジンで燃焼させたときの空燃比を用いないため、エンジンでエバポガスを燃焼させる前に、エバポ重量を適切に推定することができる。これにより、パージ開始時に、エバポ重量分だけ、エンジンの燃料噴射量を適切に減量させることができる。よって、パージ開始時に、大量の空気を導入することができ、走行時のパージ総量を増やすことができる。つまり、要求パージ量を増やすことができ、走行距離に対するパージ量を増量することが可能となる。
In the present embodiment, the vapor pressure estimated as described above is used as the evaporation partial pressure contained in the purge gas released from the
[変形例]
以下では、上記した実施形態の変形例について説明する。
[Modification]
Below, the modification of above-described embodiment is demonstrated.
上記した実施形態では、燃料タンク2とキャニスタ12との間のパージ通路8上に圧力センサ10を設けていたが、この位置に圧力センサ10を設けることに限定はされない。圧力センサ10は、燃料タンク2からパージバルブ18までのエバポガスが通過する経路上(燃料タンク2内及びキャニスタ12内も含む)に設ければよい。
In the above-described embodiment, the
また、上記した実施形態では(図8参照)、キャニスタ12が飽和状態にある場合に(ステップS2:Yes)、蒸気圧推定及びエバポ重量推定を行っていたが、このステップS2の判定を行わずに、エンジンの始動時に一律に蒸気圧推定及びエバポ重量推定を行うこととしてもよい。
In the above-described embodiment (see FIG. 8), when the
また、上記した実施形態では、エバポ重量(蒸発燃料量)を推定していたが、この代わりにエバポ濃度を推定してもよい。これらのエバポ重量とエバポ濃度とは一義的に対応するものであり、パージガスの量(全体のパージ量)にエバポ濃度を乗算した値がエバポ重量となり、エバポ重量をパージガスの量で除算した値がエバポ濃度となる。 In the above-described embodiment, the evaporation weight (evaporated fuel amount) is estimated. However, the evaporation concentration may be estimated instead. The evaporation weight and the evaporation concentration uniquely correspond to each other. The value obtained by multiplying the amount of purge gas (total purge amount) by the evaporation concentration is the evaporation weight, and the value obtained by dividing the evaporation weight by the amount of purge gas is Evaporation concentration.
1 蒸発燃料処理装置
2 燃料タンク
4 燃料ポンプ
6 燃料温度センサ
8 パージ通路
10 圧力センサ
12 キャニスタ
14 大気開放通路
16 大気開放弁
18 パージバルブ
20 吸気通路
30 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (8)
燃料タンクから吸気通路まで延び、燃料タンクからの蒸発燃料を吸気通路に放出するためのパージ通路と、
このパージ通路上に設けられ、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着して蓄積するキャニスタと、
このキャニスタに連通され、キャニスタに空気を供給する大気開放通路と、
この大気開放通路上に設けられ、上記キャニスタへの空気の供給を制御する大気開放弁と、
上記キャニスタの下流側の上記パージ通路上に設けられ、吸気通路への蒸発燃料の供給を制御するパージバルブと、
燃料タンク内に設けられ、燃料温度を検出する燃料温度センサと、
燃料タンクから上記パージバルブまでの蒸発燃料が通過する経路上に設けられ、この経路内の圧力を検出する圧力センサと、
を有しており、
更に、
上記燃料温度センサによって検出された燃料温度及び上記圧力センサによって検出された圧力に基づいて、上記キャニスタにおける蒸発燃料の吸着が飽和状態であるのときの使用燃料の蒸気圧を推定する蒸気圧推定手段と、
上記エンジンの所定の運転状態において、上記蒸気圧推定手段によって推定された蒸気圧を上記キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料の分圧として用いて、上記キャニスタが放出するガスに含まれる蒸発燃料量を推定する蒸発燃料量推定手段と、
を有する、ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。 An evaporative fuel processing device for releasing evaporative fuel in a fuel tank to an intake passage of an engine,
A purge passage that extends from the fuel tank to the intake passage, and discharges evaporated fuel from the fuel tank to the intake passage;
A canister provided on the purge passage for adsorbing and accumulating the evaporated fuel from the fuel tank;
An open air passage communicating with the canister and supplying air to the canister;
An air release valve provided on the air release passage for controlling the supply of air to the canister;
A purge valve provided on the purge passage on the downstream side of the canister for controlling the supply of evaporated fuel to the intake passage;
A fuel temperature sensor provided in the fuel tank for detecting the fuel temperature;
A pressure sensor provided on a path through which evaporated fuel passes from the fuel tank to the purge valve, and detects a pressure in the path;
Have
Furthermore,
Vapor pressure estimating means for estimating the vapor pressure of the fuel used when the adsorption of the evaporated fuel in the canister is saturated based on the fuel temperature detected by the fuel temperature sensor and the pressure detected by the pressure sensor When,
The vaporized fuel contained in the gas released from the canister using the vapor pressure estimated by the vapor pressure estimating means as the partial pressure of the vaporized fuel contained in the gas released from the canister in a predetermined operating state of the engine Evaporative fuel amount estimating means for estimating the amount;
The evaporative fuel processing apparatus characterized by having.
The evaporative fuel amount estimating means sets the atmospheric pressure to “P atm ”, the pressure of the gas released from the canister to “P G ”, and the partial pressure of the evaporated fuel contained in the gas released from the canister to “P B ”, The air flow rate supplied from the open air passage is“ Q air ”, the ambient temperature is“ T atm ”, the fuel molecular weight is“ m evap ”, the gas constant is“ R ”, and the evaporated fuel The evaporative fuel processing apparatus according to claim 1, wherein an evaporative fuel amount G evap is obtained from the following equation, where the amount is “G evap ”.
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