JP6906856B2 - Internal combustion engine control device - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

Description

本発明は、車両等に搭載される内燃機関を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

従来より、内燃機関には、燃料タンク内で蒸発した燃料蒸気を捕捉する燃料蒸発ガス排出抑制装置が付設されている(例えば、下記特許文献を参照)。普遍的な燃料蒸発ガス排出抑制装置は、チャコールキャニスタと呼称され、発生した燃料蒸気を、活性炭を充填したキャニスタに吸着させて捕捉し、適時その燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に送出して吸気に混交し、気筒にて燃焼処理するものである。 Conventionally, an internal combustion engine is provided with a fuel evaporative emission control device that captures fuel vapor evaporated in a fuel tank (see, for example, the following patent documents). A universal fuel evaporative emission control device is called a charcoal canister. It absorbs the generated fuel vapor on a canister filled with activated carbon, captures it, and sends the fuel vapor to the intake passage of the internal combustion engine for intake. It is mixed with the fuel and burned in the cylinder.

キャニスタには、燃料タンク内の燃料蒸気を回収するための回収路の他、大気に開放した大気導入路、及び当該キャニスタを内燃機関の吸気通路におけるスロットルバルブの下流に連通するパージ流路が接続している。キャニスタに吸着した燃料蒸気をパージする処理では、パージ流路上に設けた制御バルブを開弁し、スロットルバルブの下流で発生する吸気負圧を利用して、キャニスタに外気を取り入れながら燃料蒸気を吸気通路に引き込む。 In addition to a recovery path for recovering fuel vapor in the fuel tank, the canister is connected to an atmosphere introduction path open to the atmosphere and a purge flow path that connects the canister to the downstream of the throttle valve in the intake passage of the internal combustion engine. is doing. In the process of purging the fuel vapor adsorbed on the canister, the control valve provided on the purge flow path is opened, and the intake negative pressure generated downstream of the throttle valve is used to take in the fuel vapor while taking in the outside air into the canister. Pull into the aisle.

内燃機関の停止中は、上述したパージ処理を実行することができず、キャニスタに燃料蒸気が溜まってゆく。内燃機関の始動直後の時期には、キャニスタに多くの燃料蒸気が貯留されており、これを可及的速やかに吸気通路に放出させる必要がある。 While the internal combustion engine is stopped, the above-mentioned purging process cannot be executed, and fuel vapor accumulates in the canister. Immediately after the start of the internal combustion engine, a large amount of fuel vapor is stored in the canister, and it is necessary to release it into the intake passage as soon as possible.

一度の放出機会における燃料蒸気の放出量、換言すれば制御バルブの開弁時間の長さは、パージ流路を通じてキャニスタから吸気通路に向かって流れるパージガスに含まれる燃料成分の濃度(または、燃料成分の量)に応じて設定する。パージガス中の燃料成分の濃度は、現在キャニスタが捕捉している燃料蒸気の量が多いほど大きくなる。そして、パージガス中の燃料成分の濃度は、制御バルブを開いたときに生じる、内燃機関の排気通路を流れる排気ガスの空燃比の変動の大きさに基づいて推測することができる。周知の通り、空燃比は、予め排気通路に設置した空燃比センサを介して計測することが可能である。 The amount of fuel vapor released at one release opportunity, in other words, the length of the valve opening time of the control valve, is the concentration (or fuel component) of the fuel component contained in the purge gas flowing from the canister to the intake passage through the purge flow path. Set according to the amount of The concentration of fuel components in the purge gas increases as the amount of fuel vapor currently captured by the canister increases. Then, the concentration of the fuel component in the purge gas can be estimated based on the magnitude of the fluctuation of the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage of the internal combustion engine, which occurs when the control valve is opened. As is well known, the air-fuel ratio can be measured via an air-fuel ratio sensor installed in the exhaust passage in advance.

特開2012−117415号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-117415

しかしながら、内燃機関の個体差や経年変化その他の一時的要因により、インジェクタから気筒に対して噴射される燃料の量が増減すると、パージガス中の燃料成分の濃度、即ちキャニスタが捕捉している燃料蒸気の量如何によらず、排気ガスの空燃比が変動する。その結果として、燃料蒸気の量を少なく見積もってしまうと、パージ処理における制御バルブの開弁時間が短縮されて、キャニスタから燃料蒸気を充分に放出させることができなくなる。 However, when the amount of fuel injected from the injector to the cylinder increases or decreases due to individual differences in the internal combustion engine, aging, or other temporary factors, the concentration of fuel components in the purge gas, that is, the fuel vapor captured by the canister. The air-fuel ratio of the exhaust gas fluctuates regardless of the amount of the exhaust gas. As a result, if the amount of fuel vapor is underestimated, the opening time of the control valve in the purge process is shortened, and the fuel vapor cannot be sufficiently discharged from the canister.

本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、内燃機関の始動直後の時期において、キャニスタから燃料蒸気を充分に放出させることを所期の目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above problems for the first time, and an object of the present invention is to sufficiently release fuel vapor from a canister immediately after the start of an internal combustion engine.

本発明では、燃料蒸気を捕捉するとともに捕捉した燃料蒸気を内燃機関の気筒に連なる吸気通路に適時放出する燃料蒸発ガス排出抑制装置が付帯した内燃機関を制御するものであって、内燃機関の始動後より、燃料蒸発ガス排出抑制装置のキャニスタから吸気通路に放出された燃料蒸気を含むパージガスの累積の流量を推算し、内燃機関の始動後、パージガスの累積の流量が所定値に到達するまでの期間は、それ以降と比較して、一度のパージガスの放出の機会における吸気通路へのパージガスの放出量をより大きく設定する内燃機関の制御装置内燃機関の制御装置を構成した。 The present invention controls an internal combustion engine equipped with a fuel evaporative emission control device that captures fuel vapor and releases the captured fuel vapor to an intake passage connected to a cylinder of the internal combustion engine in a timely manner. Later, the cumulative flow rate of purge gas containing fuel vapor released from the canister of the fuel evaporative emission control device to the intake passage is estimated, and after the internal combustion engine is started, until the cumulative flow rate of purge gas reaches a predetermined value. The period constituted an internal combustion engine control device that sets a larger amount of purge gas released into the intake passage at one opportunity for purge gas release as compared to the subsequent period.

より具体的には、現在燃料蒸発ガス排出抑制装置のキャニスタに捕捉している燃料蒸気の量を推測し、その推測した燃料蒸気量に応じて、一度のパージガスの放出の機会における、燃料蒸発ガス排出抑制装置のキャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ流路を開閉する制御バルブの開弁時間の長さを調整することとし、内燃機関の始動後、パージガスの累積の流量が所定値に到達するまでの期間は、それ以降と比較して、同等の燃料蒸気量に対する前記制御バルブの開弁時間の長さをより大きく設定する。 More specifically, the amount of fuel vapor currently captured in the canister of the fuel evaporative emission control device is estimated, and the fuel evaporative gas at one opportunity of releasing purge gas according to the estimated amount of fuel vapor. The length of the valve opening time of the control valve that opens and closes the purge flow path that connects the canister of the emission control device and the intake passage of the internal combustion engine is adjusted, and the cumulative flow rate of purge gas after the start of the internal combustion engine is a predetermined value. For the period until the fuel vapor reaches, the length of the valve opening time of the control valve for the same amount of fuel vapor is set to be larger than that after that.

内燃機関の排気通路に装着された排気浄化用の触媒を流れる排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサの出力信号を参照して燃料噴射量を補正し、その燃料噴射量の補正量を学習するものにあっては、内燃機関の始動後、パージガスの累積の流量が所定値に到達するまでの期間は、燃料噴射量の補正量の学習を行わないことが好ましい。さすれば、内燃機関の始動直後の時期に、燃料蒸気のパージ処理を優先的に実行することが可能となる。 Correct the fuel injection amount by referring to the output signal of the air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust gas purification catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and learn the correction amount of the fuel injection amount. It is preferable that the correction amount of the fuel injection amount is not learned during the period from the start of the internal combustion engine until the cumulative flow rate of the purge gas reaches a predetermined value. Then, it becomes possible to preferentially execute the purging process of the fuel vapor immediately after the start of the internal combustion engine.

本発明によれば、内燃機関の始動直後の時期において、燃料蒸発ガス排出抑制装置のキャニスタから燃料蒸気を充分に放出させることができる。 According to the present invention, the fuel vapor can be sufficiently released from the canister of the fuel evaporative emission control device immediately after the start of the internal combustion engine.

本発明の一実施形態の内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the internal combustion engine and the control device of one Embodiment of this invention. 同実施形態の内燃機関の制御装置が設定する制御バルブの開弁時間の長さを例示する図。The figure which illustrates the length of the valve opening time of the control valve set by the control device of the internal combustion engine of the same embodiment.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、気筒1に対して燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle according to the present embodiment. The internal combustion engine of the present embodiment is a spark-ignition 4-stroke gasoline engine, and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is illustrated in FIG. 1). An injector 11 for injecting fuel into the cylinder 1 is provided in the vicinity of the intake port of each cylinder 1. Further, a spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The spark plug 12 receives the application of the induced voltage generated by the ignition coil and induces a spark discharge between the center electrode and the ground electrode.

吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。 The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. An air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream on the intake passage 3.

燃料蒸発ガス排出抑制装置は、燃料タンクにおいて蒸発した燃料蒸気を活性炭を充填したキャニスタ35に吸着させて捕捉し、適時その燃料蒸気を吸気通路3に送出して吸気に混交し、気筒1にて燃焼処理するものである。キャニスタ35は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側の所定箇所(サージタンク33または吸気マニホルド34)に接続している。 The fuel evaporative emission control device adsorbs the fuel vapor evaporated in the fuel tank to the canister 35 filled with activated charcoal, captures the fuel vapor, sends the fuel vapor to the intake passage 3 at appropriate time, mixes it with the intake air, and mixes it with the intake air in the cylinder 1. It is a combustion process. The canister 35 is connected to a predetermined position (surge tank 33 or intake manifold 34) on the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3.

キャニスタ35と吸気通路3とを接続するパージ流路上には、当該パージ流路を開閉する制御バルブであるパージVSV(Vacuum Switching Valve)36を設けてある。VSV36を開弁している間、当該パージ流路を介してキャニスタ35と吸気通路3とが連通し、スロットルバルブ32の下流に発生する吸気負圧によってキャニスタ35内の燃料蒸気が吸気通路3に引き込まれる。 A purge VSV (Vacum Switching Valve) 36, which is a control valve for opening and closing the purge flow path, is provided on the purge flow path connecting the canister 35 and the intake passage 3. While the VSV 36 is open, the canister 35 and the intake passage 3 communicate with each other through the purge flow path, and the fuel vapor in the canister 35 enters the intake passage 3 due to the intake negative pressure generated downstream of the throttle valve 32. Be drawn in.

排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。 The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 to the outside from the exhaust port of each cylinder 1. An exhaust manifold 42 and a three-way catalyst 41 for purifying exhaust gas are arranged on the exhaust passage 4.

排気通路4における触媒41の上流及び下流には、排気通路を流通する排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ43、44を設置する。空燃比センサ43、44はそれぞれ、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するO2センサであってもよく、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアA/Fセンサであってもよい。O2センサ43、44の出力特性は、理論空燃比近傍の範囲では空燃比に対する出力の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比が大きいリーン領域では低位飽和値に漸近し、空燃比が小さいリッチ領域では高位飽和値に漸近する、いわゆるZ特性曲線を描く。 Air-fuel ratio sensors 43 and 44 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage are installed upstream and downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4. Each of the air-fuel ratio sensors 43 and 44 may be an O 2 sensor having a non-linear output characteristic with respect to the air-fuel ratio of the exhaust gas, and is a linear A / F sensor having an output characteristic proportional to the air-fuel ratio of the exhaust gas. There may be. The output characteristics of the O 2 sensors 43 and 44 show a steep slope with a large rate of change in output with respect to the air-fuel ratio in the range near the stoichiometric air-fuel ratio, and asymptotically approach the low saturation value in the lean region where the air-fuel ratio is larger than that. In the rich region where the air-fuel ratio is small, a so-called Z characteristic curve that gradually approaches the high saturation value is drawn.

また、排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation)装置2は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものであり、排気通路4における触媒41の上流側と吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側とを連通するEGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における排気マニホルド42またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の所定箇所(サージタンク33)に接続している。 Further, the exhaust gas recirculation device 2 realizes a so-called high-pressure loop EGR, and communicates between the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3. The EGR passage 21, the EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21, and the EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 21 and controls the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage 21 are elements. The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined position downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined position (surge tank 33) downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3.

本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 The ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device for an internal combustion engine of the present embodiment, is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

ECU0の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ(エンジン回転センサ)から出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、要求されるエンジン負荷率)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号d、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、触媒41の上流側における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ43から出力される空燃比信号f、触媒41の下流側における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ44から出力される空燃比信号g、大気圧を検出する圧力センサから出力される大気圧信号h等が入力される。 The input interface of ECU0 has a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle output from a crank angle sensor (engine rotation sensor) that detects the rotation angle of the crank shaft and the engine rotation speed. The signal b, the accelerator opening signal c output from the sensor that detects the accelerator pedal depression amount or the opening degree of the throttle valve 32 as the accelerator opening (so to speak, the required engine load ratio), and the temperature of the internal combustion engine are suggested. Cooling water temperature signal d output from the water temperature sensor that detects the cooling water temperature, intake air temperature / intake pressure signal output from the temperature / pressure sensor that detects the intake air temperature and intake pressure in the intake passage 3 (particularly, surge tank 33). e, the air-fuel ratio signal f output from the air-fuel ratio sensor 43 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas on the upstream side of the catalyst 41, and the air-fuel ratio sensor 44 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas on the downstream side of the catalyst 41. The air-fuel ratio signal g, the atmospheric pressure signal h output from the pressure sensor that detects the atmospheric pressure, and the like are input.

ECU0の出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l、パージVSV36に対して開度操作信号m等を出力する。 From the output interface of ECU 0, the ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, the fuel injection signal j for the injector 11, the opening operation signal k for the throttle valve 32, and the opening operation for the EGR valve 23. The opening operation signal m and the like are output to the signal l and the purge VSV36.

ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気量(新気量及びEGRガス量)を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング、燃料噴射圧、点火タイミング、要求EGR率等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、mを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates an operation parameter, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, h necessary for the operation control of the internal combustion engine via the input interface, obtains the engine speed, and fills the cylinder 1. Estimate the amount of intake air (amount of fresh air and amount of EGR gas). Then, various operating parameters such as the required fuel injection amount, fuel injection timing, fuel injection pressure, ignition timing, required EGR rate, etc. are determined based on the engine speed, the intake amount, and the like. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l, and m corresponding to the operation parameters via the output interface.

インジェクタ11からの燃料噴射量は、空燃比を理論空燃比近傍の目標空燃比に合致させるべく、気筒1に充填される吸気量(新気量)の多寡に応じて設定する。だが、インジェクタ11の個体差や経年変化等の存在により、インジェクタ11を一定時間開弁したとしても、常に同一量の燃料が噴射されるとは保証されない。故に、ECU0は、イグニッションスイッチ(または、イグニッションキー)がOFFからONに操作されて内燃機関を冷間始動する都度、インジェクタ11の開弁時間の学習を行う。 The fuel injection amount from the injector 11 is set according to the amount of intake air (fresh air amount) filled in the cylinder 1 in order to match the air-fuel ratio with the target air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio. However, due to individual differences in the injector 11 and changes over time, even if the injector 11 is opened for a certain period of time, it is not guaranteed that the same amount of fuel will always be injected. Therefore, the ECU 0 learns the valve opening time of the injector 11 each time the ignition switch (or the ignition key) is operated from OFF to ON to cold start the internal combustion engine.

インジェクタ11の開弁時間の学習では、気筒1に充填される吸気量に比例する時間だけインジェクタ11を開弁し、インジェクタ11から燃料を噴射する。このとき、パージVSV36及びEGRバルブ23は閉弁している。次いで、その結果得られる混合気を気筒1において燃焼させ、発生した排気ガスの空燃比を空燃比センサ43を介して実測する。 In learning the valve opening time of the injector 11, the injector 11 is opened for a time proportional to the amount of intake air charged in the cylinder 1, and fuel is injected from the injector 11. At this time, the purge VSV 36 and the EGR valve 23 are closed. Next, the air-fuel mixture obtained as a result is burned in the cylinder 1, and the air-fuel ratio of the generated exhaust gas is actually measured via the air-fuel ratio sensor 43.

しかして、実測空燃比と目標空燃比との偏差から、インジェクタ11の開弁時間の補正量、つまりは燃料噴射量の補正量を算定する。即ち、実測空燃比が目標空燃比よりもリッチであるならば、インジェクタ11の開弁時間を短縮して燃料噴射量を減量するように補正量を決定する。逆に、実測空燃比が目標空燃比よりもリーンであるならば、インジェクタ11の開弁時間を延長して燃料噴射量を増量するように補正量を決定する。補正量の絶対値は、実測空燃比と目標空燃比との偏差の絶対値が大きいほど大きくなる。補正量は、ECU0のメモリに記憶保持し、以後の燃料噴射制御において用いる。 Then, from the deviation between the measured air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, the correction amount of the valve opening time of the injector 11, that is, the correction amount of the fuel injection amount is calculated. That is, if the measured air-fuel ratio is richer than the target air-fuel ratio, the correction amount is determined so as to shorten the valve opening time of the injector 11 and reduce the fuel injection amount. On the contrary, if the measured air-fuel ratio is leaner than the target air-fuel ratio, the correction amount is determined so as to extend the valve opening time of the injector 11 and increase the fuel injection amount. The absolute value of the correction amount increases as the absolute value of the deviation between the measured air-fuel ratio and the target air-fuel ratio increases. The correction amount is stored in the memory of ECU 0 and used in the subsequent fuel injection control.

尤も、上記のインジェクタ11の開弁時間の学習は、内燃機関の冷間始動直後から実施するわけではない。何故ならば、内燃機関の停止中にキャニスタ35に溜まった燃料蒸気を、できる限り早急にパージする必要があるからである。既に述べた通り、インジェクタ11の開弁時間の学習中には、パージVSV36を開弁することが許されない。裏を返せば、燃料蒸気をパージする間は、インジェクタ11の開弁時間を学習することができない。 However, the learning of the valve opening time of the injector 11 is not performed immediately after the cold start of the internal combustion engine. This is because it is necessary to purge the fuel vapor accumulated in the canister 35 while the internal combustion engine is stopped as soon as possible. As already mentioned, it is not allowed to open the purge VSV 36 while learning the valve opening time of the injector 11. On the flip side, the valve opening time of the injector 11 cannot be learned while purging the fuel vapor.

本実施形態のECU0は、内燃機関の冷間始動後、速やかにパージVSV36を開弁してキャニスタ35に吸着した燃料蒸気のパージを開始する。それとともに、パージ流路を通じてキャニスタ35から吸気通路3に流入するパージガスに含まれる燃料成分の濃度(または、燃料成分の量)の推定を行う。パージガス中の燃料成分の濃度は、現在キャニスタ35が捕捉している燃料蒸気の量が多いほど大きくなる。であるから、パージガス中の燃料成分の濃度を推定することは、キャニスタ35が捕捉している燃料蒸気量を推測することに等しい。 The ECU 0 of the present embodiment immediately opens the purge VSV 36 after the cold start of the internal combustion engine to start purging the fuel vapor adsorbed on the canister 35. At the same time, the concentration (or the amount of the fuel component) of the fuel component contained in the purge gas flowing from the canister 35 into the intake passage 3 through the purge flow path is estimated. The concentration of the fuel component in the purge gas increases as the amount of fuel vapor currently captured by the canister 35 increases. Therefore, estimating the concentration of the fuel component in the purge gas is equivalent to estimating the amount of fuel vapor captured by the canister 35.

パージガス中の燃料成分の濃度の推定では、パージVSV36を開弁した状態で、空燃比を目標空燃比に合致させるよう、過去に学習した開弁時間の補正量を加味した時間だけインジェクタ11を開弁し、インジェクタ11から燃料を噴射する。このとき、EGRバルブ23は閉弁している。次いで、その結果得られる、パージガスが混交した混合気を気筒1において燃焼させ、発生した排気ガスの空燃比を空燃比センサ43を介して実測する。 In estimating the concentration of the fuel component in the purge gas, with the purge VSV36 opened, the injector 11 is opened for a time that takes into account the correction amount of the valve opening time learned in the past so that the air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio. It valves and injects fuel from the injector 11. At this time, the EGR valve 23 is closed. Next, the resulting air-fuel mixture mixed with purge gas is burned in the cylinder 1, and the air-fuel ratio of the generated exhaust gas is actually measured via the air-fuel ratio sensor 43.

そして、実測空燃比と目標空燃比との偏差から、パージガス中に含まれる燃料成分の濃度を推算する。実測空燃比と目標空燃比との偏差は、気筒1に充填される吸気に占めるパージガスの割合(分圧、またはパージ流路を流れるパージガスの流量)、及びそのパージガス中に含まれる燃料成分の濃度によって決まる。インジェクタ11からの燃料噴射量は(パージガスを含む)吸気の量に比例することから、パージガス中に含まれる燃料成分の濃度が高いほど、空燃比がリッチ化する。よって、ECU0は、吸気に占めるパージガスの割合、及び実測空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて、パージガス中に含まれる燃料成分の濃度を算出する。 Then, the concentration of the fuel component contained in the purge gas is estimated from the deviation between the measured air-fuel ratio and the target air-fuel ratio. The deviation between the measured air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is the ratio of the purge gas to the intake air charged in the cylinder 1 (partial pressure or the flow rate of the purge gas flowing through the purge flow path) and the concentration of the fuel component contained in the purge gas. Depends on. Since the fuel injection amount from the injector 11 is proportional to the amount of intake air (including the purge gas), the higher the concentration of the fuel component contained in the purge gas, the richer the air-fuel ratio. Therefore, ECU 0 calculates the concentration of the fuel component contained in the purge gas based on the ratio of the purge gas to the intake air and the deviation between the measured air-fuel ratio and the target air-fuel ratio.

なお、吸気に占めるパージガスの割合は、そのときのエンジン回転数、スロットルバルブ32の開度、吸気圧、大気圧、パージVSV36の開度等に基づいて推測することが可能である。ECU0のメモリには予め、エンジン回転数、スロットルバルブ32の開度、吸気圧、大気圧、パージVSV36の開度等と、吸気に占めるパージガスの割合との関係を規定したマップデータが格納されている。ECU0は、現在のエンジン回転数、スロットルバルブ32の開度、吸気圧、大気圧、パージVSV36の開度等をキーとして当該マップを検索し、吸気に占めるパージガスの割合を知得する。 The ratio of the purge gas to the intake air can be estimated based on the engine speed at that time, the opening degree of the throttle valve 32, the intake pressure, the atmospheric pressure, the opening degree of the purge VSV36, and the like. Map data that defines the relationship between the engine speed, the opening degree of the throttle valve 32, the intake pressure, the atmospheric pressure, the opening degree of the purge VSV36, and the ratio of the purge gas to the intake air is stored in the memory of the ECU 0 in advance. There is. The ECU 0 searches the map using the current engine speed, the opening degree of the throttle valve 32, the intake pressure, the atmospheric pressure, the opening degree of the purge VSV36, and the like as keys, and obtains the ratio of the purge gas to the intake air.

内燃機関の冷間始動後の燃料蒸気のパージ処理では、複数回に亘ってパージVSV36を開閉操作、つまり複数回に分けてキャニスタ35から吸気通路3に燃料蒸気を含むパージガスを放出する。その上で、本実施形態のECU0は、内燃機関の冷間始動後、キャニスタ35から吸気通路3に放出したパージガスの累積の流量が所定値に到達するまでは、一度のパージガスの放出機会におけるパージVSV36の開弁時間の長さをより大きく設定する。パージVSV36の開弁時間を延長することは、一度のパージガスの放出機会においてキャニスタ35から吸気通路3に放出するパージガスの量を増加させることを意味する。 In the fuel vapor purging process after the cold start of the internal combustion engine, the purge VSV 36 is opened and closed a plurality of times, that is, the purge gas containing the fuel vapor is discharged from the canister 35 to the intake passage 3 in a plurality of times. Then, the ECU 0 of the present embodiment purges at one purge gas discharge opportunity until the cumulative flow rate of the purge gas discharged from the canister 35 to the intake passage 3 reaches a predetermined value after the cold start of the internal combustion engine. The length of the valve opening time of VSV36 is set to be larger. Prolonging the valve opening time of the purge VSV 36 means increasing the amount of purge gas discharged from the canister 35 to the intake passage 3 at one purge gas release opportunity.

図2に、前回のパージガスの放出機会において推定したパージガス中の燃料成分の濃度、及び内燃機関の冷間始動後から前回のパージガスの放出機会までの間にパージ流路を流れたパージガスの累積の流量と、次回のパージガスの放出機会におけるパージVSV36の開弁時間の長さとの関係を例示している。図2にある通り、次回のパージガスの放出機会におけるパージVSV36の開弁時間は、パージガス中の燃料成分の濃度が大きいほど長く、またパージガスの累積の流量が少ないほど長くする。 FIG. 2 shows the concentration of the fuel component in the purge gas estimated at the previous purge gas release opportunity, and the accumulation of the purge gas flowing through the purge flow path between the cold start of the internal combustion engine and the previous purge gas release opportunity. The relationship between the flow rate and the length of the valve opening time of the purge VSV36 at the next purge gas discharge opportunity is illustrated. As shown in FIG. 2, the valve opening time of the purge VSV36 at the next purge gas release opportunity is longer as the concentration of the fuel component in the purge gas is higher, and is longer as the cumulative flow rate of the purge gas is smaller.

なお、パージ流路を流れるパージガスの流量は、気筒1に充填される吸気の量と、吸気に占めるパージガスの割合とから判明する。そのパージガスの流量を積算(または、時間積分)すれば、内燃機関の冷間始動後からのパージガスの累積の流量を算出できる。 The flow rate of the purge gas flowing through the purge flow path is determined from the amount of intake air filled in the cylinder 1 and the ratio of the purge gas to the intake air. By integrating (or time-integrating) the flow rate of the purge gas, the cumulative flow rate of the purge gas after the cold start of the internal combustion engine can be calculated.

パージVSV36を開閉する際には、その開度を徐々に拡大または縮小することで、パージ流路を通じて吸気通路3に流入するパージガスの流量を緩やかに増減させる。さすれば、空燃比センサ43、44の出力信号を参照した空燃比のフィードバック制御により、混合気及び排気ガスの空燃比を目標空燃比から大きく逸脱させずに済む。 When opening and closing the purge VSV 36, the flow rate of the purge gas flowing into the intake passage 3 through the purge flow path is gradually increased or decreased by gradually expanding or contracting the opening degree thereof. Then, by the feedback control of the air-fuel ratio with reference to the output signals of the air-fuel ratio sensors 43 and 44, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture and the exhaust gas does not deviate significantly from the target air-fuel ratio.

ECU0は、内燃機関の冷間始動後、パージガスの累積の流量が所定値に到達するまでの間は、インジェクタ11の開弁時間の補正量の学習を実行せず、キャニスタ35に溜まった燃料蒸気のパージ処理を優先する。そして、パージガスの累積の流量が所定値に到達した後、インジェクタ11の開弁時間の補正量の学習を実行する。 After the cold start of the internal combustion engine, the ECU 0 does not learn the correction amount of the valve opening time of the injector 11 until the cumulative flow rate of the purge gas reaches a predetermined value, and the fuel vapor accumulated in the canister 35 is not executed. Priority is given to the purging process of. Then, after the cumulative flow rate of the purge gas reaches a predetermined value, the learning of the correction amount of the valve opening time of the injector 11 is executed.

本実施形態では、燃料蒸気を捕捉するとともに捕捉した燃料蒸気を内燃機関の気筒1に連なる吸気通路3に適時放出する燃料蒸発ガス排出抑制装置35、36が付帯した内燃機関を制御するものであって、内燃機関の始動後より、燃料蒸発ガス排出抑制装置35、36のキャニスタ35から吸気通路3に放出された燃料蒸気を含むパージガスの累積の流量を推算し、内燃機関の始動後、パージガスの累積の流量が所定値に到達するまでの期間は、それ以降と比較して、一度のパージガスの放出の機会における吸気通路3へのパージガスの放出量をより大きく設定する内燃機関の制御装置0を構成した。 In the present embodiment, the internal combustion engine is controlled by the fuel evaporative emission control devices 35 and 36 that capture the fuel vapor and release the captured fuel vapor to the intake passage 3 connected to the cylinder 1 of the internal combustion engine in a timely manner. After the internal combustion engine is started, the cumulative flow rate of the purge gas containing the fuel vapor released from the canister 35 of the fuel evaporative emission control devices 35 and 36 to the intake passage 3 is estimated, and after the internal combustion engine is started, the purge gas of the purge gas is estimated. During the period until the cumulative flow rate reaches a predetermined value, the control device 0 of the internal combustion engine that sets the amount of purge gas released to the intake passage 3 at one opportunity of discharge of purge gas is larger than that after that. Configured.

本実施形態の内燃機関の制御装置0は、パージ流路を流れるパージガスに含まれる燃料成分の濃度を推定することを通じて、現在キャニスタ35に捕捉している燃料蒸気の量を推測する。そして、その推測した燃料蒸気量に応じて、一度のパージガスの放出の機会における吸気通路3へのパージガスの放出量、より具体的には制御バルブ36の開弁時間の長さを増減させる。図2に示したように、キャニスタ35に捕捉している燃料蒸気の量が同等であるならば、内燃機関の始動後のパージガスの累積の流量が少ないほど、一度のパージガスの放出の機会における制御バルブ36の開弁時間が長くなり、ひいてはパージガスの放出量が大きくなる。 The control device 0 of the internal combustion engine of the present embodiment estimates the amount of fuel vapor currently captured by the canister 35 by estimating the concentration of the fuel component contained in the purge gas flowing through the purge flow path. Then, according to the estimated fuel vapor amount, the amount of purge gas released to the intake passage 3 at one opportunity of discharge of purge gas, more specifically, the length of the valve opening time of the control valve 36 is increased or decreased. As shown in FIG. 2, if the amount of fuel vapor captured in the canister 35 is the same, the smaller the cumulative flow rate of the purge gas after the start of the internal combustion engine, the more control at the opportunity of one purge gas release. The valve opening time of the valve 36 becomes long, and the amount of purge gas released becomes large.

本実施形態によれば、内燃機関の始動直後の時期において、燃料蒸発ガス排出抑制装置35、36のキャニスタ35から内燃機関の吸気通路3に燃料蒸気を充分に放出させることができる。内燃機関の停止中に多量の燃料蒸気がキャニスタ35に貯留されていたとしても、燃料蒸気を速やかにパージ処理できることから、燃料蒸気の外部への漏洩を確実に抑止できる。 According to the present embodiment, the fuel vapor can be sufficiently released from the canister 35 of the fuel evaporative emission control devices 35 and 36 to the intake passage 3 of the internal combustion engine immediately after the start of the internal combustion engine. Even if a large amount of fuel vapor is stored in the canister 35 while the internal combustion engine is stopped, the fuel vapor can be quickly purged, so that leakage of the fuel vapor to the outside can be reliably suppressed.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、一度のパージガスの放出機会における制御バルブ36の開弁時間の長さを延長または短縮することで、キャニスタ35から吸気通路3へのパージガスの放出量を増減させていた。これとともに、またはこれに代えて、一度のパージガスの放出機会における制御バルブ36の開度(の極大値)を拡大または縮小することによっても、キャニスタ35から吸気通路3へのパージガスの放出量を増減させることが可能である。言うまでもなく、制御バルブ36の開度をより拡大すればパージガスの放出量が増加し、制御バルブ36の開度をより縮小すればパージガスの放出量が減少する。 The present invention is not limited to the embodiments described in detail above. For example, in the above embodiment, the amount of purge gas released from the canister 35 to the intake passage 3 is increased or decreased by extending or shortening the length of the valve opening time of the control valve 36 at one purge gas release opportunity. Along with this, or in place of this, the amount of purge gas released from the canister 35 to the intake passage 3 can also be increased or decreased by increasing or decreasing the opening (maximum value) of the control valve 36 at one purge gas release opportunity. It is possible to make it. Needless to say, if the opening degree of the control valve 36 is further increased, the amount of purge gas released increases, and if the opening degree of the control valve 36 is further reduced, the amount of purge gas released decreases.

その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part, the processing procedure, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to the control of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

0…制御装置(ECU)
1…気筒
11…インジェクタ
3…吸気通路
35、36…燃料蒸発ガス排出抑制装置(キャニスタ、制御バルブ(パージVSV))
4…排気通路
41…触媒
43…空燃比センサ
0 ... Control device (ECU)
1 ... Cylinder 11 ... Injector 3 ... Intake passages 35, 36 ... Fuel evaporative emission control device (canister, control valve (purge VSV))
4 ... Exhaust passage 41 ... Catalyst 43 ... Air-fuel ratio sensor

Claims (2)

燃料蒸気を捕捉するとともに捕捉した燃料蒸気を内燃機関の気筒に連なる吸気通路に適時放出する燃料蒸発ガス排出抑制装置が付帯した内燃機関を制御するものであって、
内燃機関の始動後より、燃料蒸発ガス排出抑制装置のキャニスタから吸気通路に放出された燃料蒸気を含むパージガスの累積の流量を推算し、
内燃機関の始動後、パージガスの累積の流量が所定値に到達するまでの期間は、それ以降と比較して、一度のパージガスの放出の機会における吸気通路へのパージガスの放出量をより大きく設定するものであり、
現在燃料蒸発ガス排出抑制装置のキャニスタに捕捉している燃料蒸気の量を推測し、その推測した燃料蒸気量に応じて、一度のパージガスの放出の機会における、燃料蒸発ガス排出抑制装置のキャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ流路を開閉する制御バルブの開弁時間の長さを調整することとし、
内燃機関の始動後、パージガスの累積の流量が所定値に到達するまでの期間は、それ以降と比較して、同等の燃料蒸気量に対する前記制御バルブの開弁時間の長さをより大きく設定する内燃機関の制御装置。
It controls an internal combustion engine equipped with a fuel evaporative emission control device that captures fuel vapor and releases the captured fuel vapor to the intake passage connected to the cylinder of the internal combustion engine in a timely manner.
After starting the internal combustion engine, the cumulative flow rate of purge gas containing fuel vapor released from the canister of the fuel evaporative emission control device into the intake passage is estimated.
The period from the start of the internal combustion engine until the cumulative flow rate of the purge gas reaches a predetermined value sets the amount of the purge gas released to the intake passage at one opportunity of the purge gas to be released larger than that after that. It is a thing
Estimate the amount of fuel vapor currently captured in the canister of the fuel evaporative emission control device, and according to the estimated amount of fuel vapor, with the canister of the fuel evaporative emission control device at the opportunity of one purge gas release We decided to adjust the length of the valve opening time of the control valve that opens and closes the purge flow path that communicates with the intake passage of the internal combustion engine.
The period from the start of the internal combustion engine until the cumulative flow rate of the purge gas reaches a predetermined value sets the length of the valve opening time of the control valve for the same amount of fuel vapor to be larger than that after that. Internal combustion engine control device.
内燃機関の排気通路に装着された排気浄化用の触媒を流れる排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサの出力信号を参照して燃料噴射量を補正し、その燃料噴射量の補正量を学習するものであって、
内燃機関の始動後、パージガスの累積の流量が所定値に到達するまでの期間は、燃料噴射量の補正量の学習を行わない請求項記載の内燃機関の制御装置。
Correct the fuel injection amount by referring to the output signal of the air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust gas purification catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and learn the correction amount of the fuel injection amount. To do
After the start of the internal combustion engine, the period until a flow rate of accumulation of the purge gas reaches a predetermined value, the control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein not performing learning of the correction amount of the fuel injection amount.
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