JPH05231209A - エバポガスの処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エバポガスを適切に処理して、理論空燃比を
保持し、運転性能の確保と、大気汚染の防止とを図る。 【構成】 キャニスタ１３のエバポガス放出通路１５に
エバポガスの流速及び同ガス中の炭化水素ガスの濃度を
測定するための計測装置２０が設けられている。ＣＰＵ
２１は測定結果に応じてエバポガス放出通路１５の可変
流量弁１６の開度及びインジェクタ４の燃料噴射を制御
する。この制御の結果、エバポガスが燃焼室内で燃焼処
理されるとともに、理論空燃比が保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料タンク内で発生
するエバポガスを内燃機関（以下、エンジンという）の
吸気部に送給して燃焼させるためのエバポガスの処理方
法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のエバポガス処理装置は、
エバポガスが大気中に放出されないように、チャコール
キャニスタにエバポガスを一旦吸着させるようにしてい
る。そして、そのキャニスタからエンジンの吸気部に適
宜エバポガスを放出させ、燃焼室で燃焼させるようにし
ている。

【０００３】しかしながら、キャニスタに吸着されるエ
バポガスの量は、すでに吸着されているエバポガスの
量、燃温、燃料タンク内の燃料残量等の条件により、大
きく変動する。このため、キャニスタから放出されるエ
バポガスの量や濃度も大きく変動する。そして、このよ
うなエバポガスがエンジンの吸気部に送給されると、エ
ンジンの空燃比に異常をきたし、排気ガス中の大気汚染
成分の増加や運転性能の低下等の問題を生じる。

【０００４】このような問題点を解決すべく、この出願
人は、特開昭６３−２１９８６３号の出願において、キ
ャニスタへのエバポガスの吸着量を推定し、その推定値
に応じてエバポガスの放出路に設けた電磁弁をデューテ
ィ比制御して、吸気部に対するエバポガス放出量を制御
する装置を提案した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、仮にキ
ャニスタに対するエバポガスの吸着量を正確に推定し得
たとしても、キャニスタから放出されるエバポガスの流
速や同エバポガス内の炭化水素ガスの濃度は、燃温や周
囲温度、あるいは、吸気部内の負圧の変化等によって大
きく変動する。前記公報に開示された技術においては、
推定値に応じて電磁弁の開度を制御するのみであるか
ら、放出されるエバポガスの流量や濃度の変動に充分対
処し得るものとはいえない。従って、大気汚染防止や運
転性能の向上において必ずしも効果を上げるには至って
いない。

【０００６】この発明の目的は、エバポガスの流量及び
同ガス中の炭化水素ガスの量を正確に測定して、的確な
量のエバポガスをエンジンの吸気部に送給でき、空燃比
を正常に保持できるエバポガスの処理方法及びその装置
を提供することにある。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】以上の目的を達成する
ために、この発明においては、エバポガスをエンジン内
で燃焼させるために、そのエバポガスをエンジンの吸気
部に送給する過程において、エバポガスの送給経路の一
部にて同ガスの流速と同ガス中の炭化水素ガスの濃度を
測定し、その測定結果に基づいて空燃比を制御するよう
にした。

【０００８】前記空燃比の制御は、測定結果に基づいて
燃料噴射量の調節及び送給経路の開度調節のうちの少な
くとも一方が行われる。また、この発明においては、エ
バポガスの流速及び炭化水素ガスの濃度を測定する測定
手段が、送給経路の複数箇所においてエバポガスの流速
を相違させる測定部と、それらの測定部にそれぞれ設け
られ、エバポガスの吸熱量を検出する検出手段とを含
み、測定手段は検出手段による検出結果に基づいてエバ
ポガスの流速及び炭化水素ガスの濃度を測定し、制御手
段はその流速及び濃度に基づいてエバポガスの流量及び
炭化水素ガスの量を算出するようにした。

【０００９】さらに、別の発明では、送給経路の開度を
調節することにより、送給経路内において流速の異なる
少なくとも２つ以上のデータを検出し、測定手段は、同
データからエバポガスの流量及び同ガス中の炭化水素ガ
スの量を測定するようにした。

【００１０】なお、同発明では、送給経路の開度を調節
することにより、送給経路内において流速ゼロと、それ
以外の流速とのデータを検出するようにしてもよい。

【００１１】

【作用】上記構成により、この発明においては、空燃比
に影響を与えるエバポガスの流量と炭化水素ガスの量の
双方の要因に基づいて空燃比の制御が行われる。このた
め、理論空燃比を得ることができ、燃焼効率に悪影響を
与えることなくエバポガスの処理が可能となる。

【００１２】又、燃料噴射量及び送給経路の開度の双方
を制御すれば、エバポガスの流量や炭化水素ガスの量が
大きく変動しても確実に理論空燃比を得ることができ
る。さらに、この発明においては、流速の異なる測定部
においてエバポガスの吸熱量が検出され、その検出値が
例えばプログラム処理されて、エバポガスの流量及び炭
化水素ガスの量が測定される。このため、これらの測定
を同時に、かつ容易に行うことができる。

【００１３】さらに、別の発明では、複数の測定部を設
けることなく、送給経路の開度を調節して、流速の異な
る２つ以上のデータを検出することによって、装置の省
スペース化並びに軽量化を図ることができるとともに、
容易かつ確実にエバポガスの流量及び炭化水素ガスの量
を測定することができる。

【００１４】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明を具体化した第１実施例
を図面に基づいて説明する。

【００１５】図１に示すように、車両には多気筒エンジ
ン１が搭載され、このエンジン１には吸気管２と排気管
３とが接続されている。吸気管２の内端部には電磁式の
インジェクタ４が設けられるとともに、その上流側には
スロットル弁５が設けられている。さらに、排気管３に
は空燃比検出手段としての酸素センサ６が設けられ、同
センサ６は排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出
力する。

【００１６】前記インジェクタ４に燃料を供給する燃料
供給系統は、燃料タンク７、燃料ポンプ８、燃料フィル
タ９及び調圧弁１０を有している。そして、燃料タンク
７内の燃料（ガソリン）が燃料ポンプ８にて燃料フィル
タ９を介して各インジェクタ４へ圧送されるとともに、
調圧弁１０にて各インジェクタ４に供給される燃料が所
定圧力に調整される。

【００１７】エバポガスの送給経路としてのパージ管１
１は、燃料タンク７の上部から延びるとともに、吸気管
２のサージタンク１２と連通されている。パージ管１１
の途中には吸着材としての活性炭を収納したキャニスタ
１３が配設されている。キャニスタ１３には外気を導入
するための大気開放孔１４が設けられている。パージ管
１１はキャニスタ１３よりもサージタンク１２側を放出
通路１５とし、この放出通路１５の途中に可変流量電磁
弁１６（以下、可変流量弁という）が設けられている。
この可変流量弁１６は、スプリング（図示略）により常
に弁体１７がシート部１８を閉じる方向に付勢されてい
るが、コイル１９を励磁することにより弁体１７がシー
ト部１８を開くようになっている。従って、可変流量弁
１６のコイル１９の消磁により放出通路１５が閉じ、コ
イル１９の励磁により放出通路１５が開くようになって
いる。この可変流量弁１６はパルス幅変調に基づくデュ
ーティ比制御により開度調節される。

【００１８】又、キャニスタ１３から可変流量弁１６に
至るパージ管１１には計測装置２０が設けられている。
この計測装置２０はパージ管１１を通過するエバポガス
の流速及び同ガス中の炭化水素ガスの濃度を検出するも
のである。

【００１９】ＣＰＵ２１はスロットル弁５の開度を検出
するスロットルセンサ（図示略）からのスロットル開度
信号と、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ
（図示略）からのエンジン回転数信号と、スロットル弁
５を通過した吸入空気量を検出する吸気量センサ（図示
略）からの吸入空気量信号とを入力する。又、ＣＰＵ２
１はエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ（図示
略）からの冷却水温信号と、吸入空気温度を検出する吸
気温センサ（図示略）からの吸気温信号と、前記計測装
置２０からのエバポガスの流速信号及び同ガス中の炭化
水素ガスの濃度信号とを入力する。

【００２０】さらに、ＣＰＵ２１は前記酸素センサ６か
らの信号（電圧信号）を入力し、混合気のリッチ・リー
ン判定を行う。そして、ＣＰＵ２１はリッチからリーン
に反転した場合及びリーンからリッチに反転した場合は
燃料噴射量を増減すべく、フィードバック補正係数を階
段状に変化（スキップ）させるとともに、リッチ又はリ
ーンのときにはフィードバック補正係数を徐々に増減さ
せるようになっている。なお、このフィードバック制御
はエンジン冷却水温が低いとき、及び高負荷・高回転走
行時には行わない。又、ＣＰＵ２１はエンジン回転数と
吸入空気量により基本噴射時間を求め、基本噴射時間に
対しフィードバック補正係数等による補正を行って最終
噴射時間を求め、前記インジェクタ４による所定の噴射
タイミングでの燃料噴射を行わせる。

【００２１】さらに、ＣＰＵ２１は前記計測装置２０か
らのエバポガスの流速データと炭化水素ガスの濃度デー
タとに基づいて、エバポガスの流量、エバポガス中の炭
化水素ガスの量及びエバポガス中の空気流量を算出す
る。そして、その算出量に基づいて前記可変流量弁１６
及びインジェクタ４の動作を制御する。この制御につい
ては後述する。

【００２２】ＲＯＭ３４は後述する図４〜図８のプログ
ラムをはじめとして、エンジン全体の動作を制御するた
めのプログラムやマップを格納している。このマップと
してはエバポガスの流速を算出するためのもの、エバポ
ガス中の炭化水素ガスの濃度を算出するためのもの、エ
バポガス中の炭化水素ガスの量を算出するためのもの、
及びエバポガスの中の空気の量を算出するためのものが
備えられている。ＲＡＭ３５は各種のデータ、例えば前
記スロットル弁５の開度、エンジン回転数等、あるいは
後述するセンサ２８、２９の検出データ等を一時的に記
憶する。そして、ＣＰＵ２１はＲＯＭ３４内のプログラ
ムに基づいてエンジンの動作を制御する。なお、ＣＰＵ
２１、ＲＯＭ３４及びＲＡＭ３５により空燃比を制御す
るための制御手段が構成されている。

【００２３】ここで、計測装置２０の詳細について図２
に基づいて説明する。パージ管１１には、内径が相違す
ることにより断面積の異なる２つの測定部２２，２３が
直列に配置され、上流側の測定部２２の最上流部に発熱
抵抗体よりなる温度計２４，２５が配置されている。こ
の温度計２４，２５はエバポガスの温度補償用温度依存
抵抗であり、測定部２２，２３中を流れるガスの温度を
測定するものである。又、両測定部２２，２３の上流部
にはそれぞれ整流板２６，２７が配置され、その整流板
２６，２７よりも下流側に発熱抵抗体よりなる検出手段
としてのセンサ２８，２９が配置されている。センサ２
８，２９はガスに対し常に一定温度差を持って、ガス温
度より高い温度を保持するように制御されることによ
り、エバポガスに吸熱された分だけ放熱するように動作
し、その放熱量に応じたレベルの信号を出力するもので
ある。そして、温度計２４，２５及びセンサ２８，２９
はそれぞれセンサ回路３０，３１に接続されている。な
お、センサ２８，２９、及び温度計２４，２５として
は、アルミナ基板上にＰｔ薄膜抵抗体をフォトリソグラ
フィ技術にて形成したものを用いるが、これに限定され
るものではなく、例えば、円筒状のアルミナ焼結体上に
白金ワイヤを巻いた素子等、他の構成であってもかまわ
ない。

【００２４】さらに、前記センサ回路３０，３１はＡ／
Ｄ変換器３２，３３を介して、ＣＰＵ２１に接続されて
いる。従って、ＣＰＵ２１には、温度計２４，センサ２
８の測定に基づきセンサ回路３０から出力される値と、
温度計２５，センサ２９の測定に基づきセンサ回路３１
から出力される値とが入力される。前記測定部２２，２
３、温度計２４，２５、センサ２８，２９、センサ回路
３０，３１及びＡ／Ｄ変換器３２，３３により測定手段
が構成されている。

【００２５】図３は、一方のセンサ回路３０の回路図を
示している。温度計２４（抵抗体）はコンパレータ３６
の反転入力端子に接続されるとともに、抵抗３８に接続
されている。センサ２８（抵抗体）はコンパレータ３６
の非反転入力端子に接続されるとともに、抵抗３７に接
続されている。そして、温度計２４（抵抗体）及びセン
サ２８（抵抗体）と、抵抗３７，３８とはブリッジを構
成している。コンパレータ３６の出力端子にはトタンジ
スタ３９のベース端子が接続されている。トランジスタ
３９のエミッタ端子には、所定の電源Ｖｃｃが接続さ
れ、コレクタ端子には前記抵抗３７，３８が接続されて
いる。コレクタ端子と抵抗３７，３８との接続点にはバ
ッファ４０が接続されている。他方のセンサ回路３１も
同様に構成されている。

【００２６】そして、エバポガスの流速が上昇してセン
サ２８の温度が低下し、センサ２８の抵抗値が下降し
て、Ｖ1 ≦ＶR となると、コンパレータ３６の出力によ
ってトランジスタ３９の導電率が増加する。ここで、Ｖ
1 はセンサ２８のセンサ電圧、ＶR は基準電圧である。
従って、センサ２８の発熱量が増加し、同時に、トラン
ジスタ３９のコレクタ電位すなわち電圧バッファ４０の
出力電圧Ｖa は上昇する。逆に、ガスの流速が低下して
センサ２８の抵抗値が増加すると、Ｖ1 ＞ＶR となり、
コンパレータ３６の出力によってトランジスタ３９の導
電率が減少する。従って、センサ２８の発熱量が減少
し、同時に、電圧バッファ４０の出力電圧Ｖa は低下す
る。このようにしてセンサ２８の温度は、ガス温度によ
って定まる値になるようにＣＰＵ２１によりフィードバ
ック制御され、出力電圧Ｖa はエバポガスの流速とその
熱伝導率を因子とする値を示すことになる。他方のセン
サ回路３１も同様に作用する。

【００２７】このように構成された計測装置２０におい
ては、可変流量弁１６が開放された状態では、キャニス
タ１３からのエバポガスが両測定部２２，２３を通過す
ると、両測定部２２，２３の断面積が異なるため、両測
定部２２，２３内におけるエバポガスの通過速度が相違
する。従って、センサ２８，２９の放熱量が相違し、セ
ンサ回路３０，３１はそれらの放熱量に応じたレベルの
信号を出力する。そして、ＣＰＵ２１はこれらの両セン
サ回路３０，３１からの出力をもとに、エバポガスの流
速及び炭化水素ガスの濃度を算出する。この場合、測定
部２２，２３の断面積が既知であるので、ＣＰＵ２１は
エバポガスの流速からエバポガスの流量を算出すること
ができる。そして、ＣＰＵ２１はエバポガスの流量と炭
化水素ガスの濃度とに応じて、炭化水素ガスの量及びエ
バポガス中の空気の量を算出することができる。

【００２８】次に、図４に基づいて、エバポガスの放出
量及び炭化水素ガスの濃度の測定動作について説明す
る。先ず、ステップ３０１ではセンサ回路３０から、Ａ
／Ｄ変換後の出力信号が読み込まれてＲＡＭ３５に一時
記憶され、ステップ３０２ではセンサ回路３１から、Ａ
／Ｄ変換後の出力信号が読み込まれてＲＡＭ３５に一時
記憶される。これらの出力信号のレベルは両測定部２
２，２３におけるガス速度の差に応じて相違している。
次いで、ステップ３０３ではＲＯＭ３４内に設定されて
いる濃度算出用の２次元マップ上において、センサ回路
３０，３１の出力信号に応じたアドレスが指定され、そ
の両アドレスに対応する炭化水素ガスの濃度のデータが
選択される。同様に、ステップ３０４ではＲＯＭ３４内
に設定されている流速算出用の２次元マップ上におい
て、センサ回路３０，３１の出力信号に応じたアドレス
が指定され、その両アドレスに対応したエバポガスの流
速データが選択される。そして、ステップ３０５では炭
化水素ガスの濃度のデータが出力されて、ＲＡＭ３５に
一時記憶される。又、ステップ３０６ではエバポガスの
流速データと測定部２２（又は測定部２３）の断面積と
からエバポガスの流量、すなわちエバポガスの放出量が
算出されて、ステップ３０７にてその放出量がＲＡＭ３
５に一時記憶される。

【００２９】ところで、前記マップの各アドレスに対応
するデータは、以下の連立方程式から算出されて設定さ
れたものである。すなわち、エバポガス流中に設置され
たセンサ２８，２９の発熱抵抗体の放熱量Ｑは、次式で
表すことができる。

【００３０】

【数１】 Ｑ＝｛ｆ（λ，μ）・Ｕ^1/2 ＋ｇ（λ，μ）｝・（Ｔ−ＴG ） ここで、ｆ（λ，μ），ｇ（λ，μ）はガスの熱伝導率
λ，ガスの気体粘度μを因子とする関数である。又、Ｕ
はガス流速、Ｔはセンサ２８，２９の発熱抵抗体の温
度、ＴG は温度計２４，２５で検出されるガス温度であ
る。

【００３１】今、各測定部２２，２３の管断面積をＳA
，ＳB 、ガス流速をＵA ，ＵB とすると、前記数式１
より次の連立方程式が成立する。

【００３２】

【数２】 ＱA ＝｛ｆ（λ，μ）・ＵA ^1/2 ＋ｇ（λ，μ）｝・（Ｔ−ＴG ）

【００３３】

【数３】 ＱB ＝｛ｆ（λ，μ）・ＵB ^1/2 ＋ｇ（λ，μ）｝・（Ｔ−ＴG ）

【００３４】

【数４】ＵB ＝（ＳA ／ＳB ）・ＵA ここで、数式４を数式３に代入して、次式が得られる。

【００３５】

【数５】 ＱB ＝｛（ＳA ／ＳB ）^1/2 ・ｆ（λ，μ）・ＵA ^1/2 ＋ｇ（λ，μ）｝ ・（Ｔ−ＴG ） そして、数式５と数式２とを比較して、

【００３６】

【数６】 ｇ（λ，μ）＝（ＳA ／ＳB ）^-1/2 ・ＱB −ＱA ｝ ／〔｛（ＳA ／ＳB ）^-1/2−１｝・（Ｔ−ＴG ）〕 が得られ、この数式６よりエバポガスに対する炭化水素
ガスの組成比、すなわち炭化水素ガスの濃度が決定され
る。さらに、組成比よりｆ（λ，μ）の値が定まるた
め、数式５より、測定部２３のガス流速ＵB が算出され
る。従って、測定部２３の管断面積ＳB も考慮すれば、
流量が算出される。

【００３７】次に、図５〜図８に基づきエバポガスを処
理するための方法について説明する。図５及び図６は、
インジェクタ４からの燃料噴射量を、図７及び図８は、
デューティ比制御される可変流量弁１６の開度をそれぞ
れ制御するプログラムのフローチャートであり、各々、
所定時間毎に実行される。

【００３８】まず、インジェクタ４からの燃料噴射量は
エバポガスと関連して以下のように制御される。図５及
び図６に示すように、ステップ４０１，４０２では、前
述した図４のルーチンにて算出されたエバポガス中の炭
化水素ガスの濃度と、エバポガスの放出量とがそれぞれ
ＲＡＭ３５から読み出される。

【００３９】ステップ４０３，４０４では、ステップ４
０１，４０２で得たデータを基に、２次元マップによ
り、各々単位時間あたりの放出炭化水素ガスの量とエバ
ポガス中の空気の量とが求められる。すなわち、ステッ
プ４０３，４０４においては、それぞれステップ４０
１，４０２で得られた炭化水素ガスの濃度データ及びエ
バポガスの流量データのアドレスが指定されて、それら
のアドレスに対応する炭化水素ガスの量及びエバポガス
から炭化水素ガスの量を除いたガスの量、すなわち空気
の量がＲＡＭ３５に一時記憶されて設定される。

【００４０】次に、ステップ４０５では、吸気量センサ
（図示略）にて検出された吸入空気量のデータが読み込
まれ、ステップ４０６ではその吸入空気量と、前記ステ
ップ４０４において測定された空気の量とが加算されて
エンジンの吸入空気量の総量が算出される。次のステッ
プ４０７では、ステップ４０６にて算出された吸入空気
量の総量、及びＲＡＭ３５に読み込まれたスロットル開
度，エンジン回転数信号，冷却水温，吸気温，車速信号
等の各種のデータに基づいて、エンジンに供給すべき基
本燃料噴射量が算出される。続いて、ステップ４０８で
はステップ４０７にて算出された基本燃料噴射量から、
吸気管２に放出されるエバポガス中の炭化水素ガスの
量、すなわちステップ４０３にて算出された炭化水素の
量が減算されて補正され、その補正値が最適燃料噴射量
とされる。

【００４１】ステップ４０９では、ステップ４０８にて
決定された最適燃料噴射量がインジェクタ４の最大噴射
量以下であるか否かが判別される。そして、最適燃料噴
射量が最大噴射量以上であれば、ステップ４１０にて最
適燃料噴射量の値が最大噴射量の値とされる。又、ステ
ップ４１１では最適燃料噴射量の値が、インジェクタ４
の最小噴射量以下であるか否かが判別される。そして、
最適燃料噴射量が最小噴射量以下である場合には、ステ
ップ４１２にて最適燃料噴射量が最小噴射量以下である
ことを示すフラッグが「１」にセットされた後、ステッ
プ４１３にて最適燃料噴射量の値が最小噴射量の値とさ
れる。又、最適燃料噴射量が最小噴射量を越える場合に
は、ステップ４１４にてフラッグが「０」にされる。最
後に、ステップ４１５では、インジェクタ４に前記の処
理に応じた制御信号が送られ、一連のルーチンを終了す
る。

【００４２】以上のようにして、エバポガス中の空気の
量及びエバポガス中の炭化水素ガスの量に応じてインジ
ェクタ４による最適燃料噴射量が算出され、最適量の燃
料噴射制御が行われる。

【００４３】一方、エバポガスの吸気管２への放出量を
制御するためにデューティ比制御される可変流量弁１６
の弁開度制御は以下のように行われる。図７及び図８に
示すように、まず、ステップ５０１にてエンジンが運転
中か否かが判別される。この判別としてはエンジン回転
数が所定回転数（例えばアイドリング回転数）以上であ
る時を運転中とする。そして、運転中でなければ、ステ
ップ５０３にて可変流量弁１６の開度制御信号が「０」
とされ可変流量弁１６が閉じられて、ステップ５１７へ
進む。又、運転中であれば、ステップ５０２に進み、始
動後所定時間内であるか否かが判別される。そして、所
定時間経過していなければ、前記ステップ５０３に進
む。ステップ５０２における所定時間の判別に代えて、
エンジン冷却水温等が一定値以上であるか否かで条件判
断しても良い。以上のように、エンジン回転数が所定回
転数以下の場合及び始動直後の場合は、エバポガスの処
理以外の所定の処理ルーチンを行う必要があるため、エ
バポガスの処理は行われない。

【００４４】一方、始動後所定時間を経過していれば、
ステップ５０４に進み、ここで現在エンジン１への燃料
カットが行われているか否かが判別される。この燃料カ
ットは、冷却水が所定温度に達したのにもかかわらずア
イドリング回転数が高い場合や、エンジンブレーキを効
かせる場合に行われる。そして、燃料カット中であれ
ば、ステップ５０５において燃料カット前の弁開度デー
タが格納され、ステップ５０６において弁開度データの
値が「０」とされて、ステップ５１３に進む。

【００４５】又、燃料カットが行われていなければ、ス
テップ５０７に進み、燃料カットからの復帰１回目か否
かが判別され、復帰１回目であれば、ステップ５０８に
進み、燃料カット実施前の弁開度が読み込まれた上でス
テップ５１３に進む。

【００４６】ステップ５０９では、放出される炭化水素
ガスの濃度が予め定められた値、ここでは理論空燃比で
ある６．４％より高いか否かが判別される。そして、炭
化水素ガスの濃度が理論空燃比より低ければ、キャニス
タ１３に吸着されたエバポガスの量が少ないため、炭化
水素ガスの放出量が減少されるようにステップ５１２に
て弁開度データの値が０．２％減少された後ステップ５
１３に進む。又、理論空燃比より高ければ、ステップ５
１０に進む。ステップ５１０では図５及び図６のフロー
チャートによる演算で得られたインジェクタ４の最適燃
料噴射量が、最小噴射量以下かどうかを示すフラッグを
判別する。そして、フラッグが「１」でなければ、すな
わち最適燃料噴射量が最小噴射量以下でなければ、炭化
水素ガスの量が増加されるようにステップ５１１におい
て弁開度データの値が０．２％増加される。又、フラッ
グが「１」であれば、すなわち最適燃料噴射量が最小噴
射量以下であれば、炭化水素ガスの量が減少されるよう
にステップ５１２において弁開度データの値が０．２％
減少された後、ステップ５１３へ進む。

【００４７】このように、エバポガス中の炭化水素ガス
の量がインジェクタ４の制御範囲を越えても、可変流量
弁１６の開度を調節することにより、燃焼室に吸入され
る燃料量を最適の値に調節して、理論空燃比を得ること
ができる。なお、前記ステップ５１１，５１２における
弁開度データの調節範囲が上下０．２パーセントである
が、この値は、図５〜図８のルーチンが行われる時間間
隔等、必要に応じて設定される。すなわち、１秒間に１
００回このルーチンが繰り返されると、弁開度データは
１秒間に２０％変更される。

【００４８】そして、ステップ５１３では、前記のよう
にして決定された最適弁開度が、予め定められた最大弁
開度以上であるか否かが判別され、最適弁開度が最大弁
開度以上ならステップ５１４にて最適弁開度の値が最大
弁開度とされる。次に、ステップ５１５では、最適弁開
度が予め決定された最小弁開度以下であるか否かが判別
され、最適弁開度が最小弁開度以下ならステップ５１６
にて最適弁開度の値が最小弁開度とされる。

【００４９】最後に、ステップ５１７では、設定された
弁開度に応じて可変流量弁１６がデューティ制御され、
一連のルーチンが終了する。以上のように、本第１実施
例のエバポガスの処理装置においては、可変流量弁１６
の弁開度が最適に保持されるため、理論空燃比の保持に
必要な量のエバポガスが確実に吸気管２に送給される。
又、エバポガスの量及び炭化水素ガスの量に応じて、可
変流量弁１６及びインジェクタ４の双方を制御するよう
に構成したので、エバポガスの量や濃度が大きく変動し
ても確実に対処することができる。従って、例えば、エ
バポガスの量や濃度の変動に対応してインジェクタ４の
動作のみを制御した場合には、インジェクタ４の制御範
囲を越える高い濃度のエバポガスが送給されたときに不
都合が生じるが、それに可変流量弁１６の制御を加える
ことにより不都合な事態を回避して空燃比を正常に保持
できる。

【００５０】なお、この発明は前記第１実施例に限定さ
れるものではなく、次のような様態で具体化することが
できる。以下、本第１実施例の応用例を説明する。 （１）前記第１実施例では、エバポガスの流速及び炭化
水素ガスの濃度の測定において、連立方程式により求め
られたデータをマップとして設定して、センサ回路３
０，３１の出力信号に応じて、マップ上のデータを選択
するように構成したが、センサ回路３０，３１の出力信
号に応じて、前記連立方程式の演算を行うように構成す
ること。すなわち、ＲＯＭ３４に前記連立方程式を演算
するためのプログラムを格納し、ＣＰＵ２１がそのプロ
グラムに従ってガス流速及び濃度の値を算出するように
構成すること。このように構成すれば、マップを不要に
することができる。 （２）図９に示すように、２つの測定部２２，２３を並
列に配置すること。この場合においては、流入ガスが各
センサ２８，２９に到達する時間が同一となるため、ガ
ス濃度やガス流速が急変する場合には特に有効である。
なお、このように構成した場合、流入されるエバポガス
が両測定部２２，２３に適切な比率で分流するように、
分流手段を施すと有効である。 （３）図１２及び図１３に示すように、エバポガス流路
中に適切な分流手段により常に適切な比率で分流するよ
うに形成された分流路４４を設け、その分流路４４中に
２つの測定部２２，２３を配置すること。このような構
成にすることにより、流量の大きな場合においても測定
部２２，２３をコンパクトにすることが可能となる。 （４）図１０及び図１１に示すように温度検出器４１を
１個にし、センサ回路３０，３１からの出力信号の取り
出しにおいて、温度検出器４１からのデータを共用する
ように構成すること。 （５）一方の測定部２２または２３を２箇所以上設ける
こと。このように構成すれば、データ量が多くなり、い
っそう正確な測定が可能となる。 （６）前記第１実施例では、測定部２２，２３の断面積
を変えることにより流速が変化するように構成したが、
図９に示すように測定部２２，２３に絞り径の異なる絞
り４２，４３を設けて流速を変えるように構成するこ
と。 （７）センサ２８，２９として別のタイプのものを使用
すること。例えば、カルマン渦の交番圧力を検出して流
速を検出する流速センサと、ガス濃度を直接検出する濃
度センサとを併用すること。なお、このように構成した
場合には、濃度が一定であっても、流速の変化により検
出濃度が変化するので、流速センサの検出値に応じて濃
度センサの出力値に補正を加える必要がある。また、こ
のように構成した場合には、両センサ２８，２９の検出
対象及び検出作用が全く異なるため、流速を相違させる
必要はない。 （８）前記第１実施例では、エバポガスの流速と炭化水
素ガスの濃度とを同時に測定したが、それらを時間差を
もって個別に測定すること。 （９）前記第１実施例では、エバポガスの流速及び炭化
水素ガスの濃度に応じてインジェクタ４及び可変流量弁
１６の双方を制御したが、一方のみを制御するように構
成すること。ただし、この場合には、インジェクタ４や
可変流量弁１６の制御範囲を拡大したり、可変流量弁１
６の制御動作を間欠的ではなく連続的に行ったりする必
要がある。 （１０）前記第１実施例では、エバポガスの送給経路の
開度調節のために、パルス幅変調によりデューティ比制
御される電磁弁を用いたが、それに代えて、電動弁など
の他の手段を用いること。 （第２実施例）次に、第２実施例について説明する。な
お、以下の説明については第１実施例との相違点のみと
する。

【００５１】図１４は、第２実施例における測定装置５
０を示す図である。パージ管１１には、測定部５１が配
置され、測定部５１の最上流部に発熱抵抗体よりなる温
度計５２が配置されている。又、測定部５１の上流部で
あって、温度計５２の下流側には整流板５３が配置さ
れ、その整流板５３よりも下流側に発熱抵抗体よりなる
センサ５４が配置されている。そして、温度計５２及び
センサ５４はセンサ回路５５に接続されている。

【００５２】さらに、前記センサ回路５５は、Ａ／Ｄ変
換器５６を介してＣＰＵ２１に接続されている。従っ
て、ＣＰＵ２１には、温度計５２、センサ５４の測定に
基づきセンサ回路５５により出力される値が入力され
る。前記測定部５１、温度計５２、センサ５４、センサ
回路５５及びＡ／Ｄ変換器５６により測定手段が構成さ
れている。

【００５３】可変流量弁１６は、パージ管１１において
計測装置５０の下流側に配置されている。同可変流量弁
１６はパルス幅変調に基づくデューティ比制御により開
度調節され、可変流量弁１６の開度に応じて計測装置５
０を通過するエバポガスの流速が変動する。そして、可
変流量弁１６が全閉された状態では、キャニスタ１３側
からのエバポガスの流れがストップされて、キャニスタ
１３からのエバポガスは測定部５１に滞留する。このと
き、センサ５４の放熱量は、エバポガスの流速がゼロで
あるため、エバポガス物性のみ、すなわち、エバポガス
中の炭化水素ガスの濃度のみに依存した値となる。その
ため、センサ回路５５は、炭化水素ガスの濃度に応じた
レベルの信号を出力する。そして、ＣＰＵ２１はセンサ
回路５５からの出力信号をもとに炭化水素ガスの濃度を
算出することができる。

【００５４】又、可変流量弁１６が開放された状態で
は、キャニスタ１３からのエバポガスは測定部５１を通
過する。このとき、センサ５４の放熱量は、エバポガス
の流速と炭化水素ガスの濃度とに依存した値となる。そ
のため、センサ回路５５は、エバポガスの流速と炭化水
素ガスの濃度とに応じたレベルの信号をＣＰＵ２１に出
力する。そして、ＣＰＵ２１は、可変流量弁１６の全閉
時に測定した炭化水素ガスの濃度をもとに、エバポガス
の流速を算出することができる。又、ＣＰＵ２１はエバ
ポガスの流速と炭化水素ガスの濃度とに応じて、炭化水
素ガスの量及びエバポガス中の空気の量を算出すること
ができる。

【００５５】次に、図１５に基づいて、エバポガスの放
出量及び炭化水素ガスの濃度の測定動作について説明す
る。図１５のルーチンは所定時間毎に起動されるもので
ある。なお、可変流量弁１６が、エバポガスの放出量が
最適になるように開度調節されるのは、第１実施例と同
様である。

【００５６】先ず、ステップ６０１では現状の可変流量
弁１６の弁開度のデータがＲＡＭ３５に一時記憶され、
ステップ６０２では可変流量弁１６が全閉とされる。次
いで、ステップ６０３では所定時間（本実施例では、１
秒）経過後に、センサ回路５５からのＡ／Ｄ変換後の出
力が読み取られ、ＲＡＭ３５に一時記憶される。次のス
テップ６０４では、ステップ６０１において格納された
ＲＡＭ３５の弁開度のデータをもとに、可変流量弁１６
が動作される。

【００５７】そして、ステップ６０５ではＲＯＭ３４内
に設定されている濃度算出用の１次元マップ上におい
て、ステップ６０３で得られたセンサ回路５５の出力信
号に応じたアドレスが指定され、それに対応する炭化水
素ガスの濃度のデータが選択される。そして、ステップ
６０６では、その炭化水素ガスの濃度のデータが出力さ
れるとともにＲＡＭ３５に一時記憶される。

【００５８】次に、ステップ６０７では、センサ回路５
５からのＡ／Ｄ変換後の出力が読み取られ、ＲＡＭ３５
に一時記憶される。そして、ステップ６０８においてＲ
ＯＭ３４内に設定されている流速算出用２次元マップ上
において、ステップ６０６でＲＡＭ３５内に格納された
炭化水素ガスの濃度データ、及びステップ６０７で得ら
れたセンサ回路５５の出力信号に応じたアドレスが指定
され、その両アドレスに対応したエバポガスの流速デー
タが選択される。そして、ステップ６０９ではエバポガ
スの流速データと測定部５１の断面積とからエバポガス
の流量、すなわちエバポガスの放出量が算出され、その
放出量が出力されるとともにＲＡＭ３５に一時記憶され
る。

【００５９】続いて、ステップ６１０では、放出量の測
定回数Ｎがインクリメントされ、ステップ６１１では、
測定回数Ｎが所定の測定回数（本実施例では、１００
回）に達したか否かが判別される。そして、測定回数Ｎ
が１００回に達していない場合には、ステップ６０７に
戻され、測定回数Ｎが１００回に達するまで、エバポガ
スの放出量測定が繰り返される。そして、測定回数Ｎが
１００回に達すると、ステップ６１２に進み、測定回数
Ｎをゼロにリセットし、一連のルーチンを終了する。

【００６０】なお、測定回数Ｎを設定することによっ
て、１回、ルーチンを実行することで、１個の炭化水素
ガスの濃度データと、Ｎ（１００）個のエバポガスの放
出量データが測定されることになる。そして、このよう
に構成することにより、比較的変動の小さい濃度データ
の測定回数を少なくし、濃度に対し比較的変動の大きい
流速データの測定回数を多くすることができる。その結
果、可変流量弁１６を全閉にする頻度を少なくできると
ともに、測定精度を向上させることができる。

【００６１】なお、本第２実施例において、ステップ６
０５，６０８におけるマップは以下の各数式にて算出さ
れて設定されたものである。すなわち、前記第１実施例
にて述べたように、エバポガス中に設置されたセンサ５
４の発熱抵抗体の放熱量Ｑは、次式で表される。

【００６２】

【数７】 Ｑ＝｛ｆ（λ，μ）・Ｕ^1/2 ＋ｇ（λ，μ）｝・（Ｔ−ＴG ） 今、可変流量弁１６が全閉、すなわちガス流速Ｕ＝０の
ときのセンサ５４の放熱量をＱc 、可変流量弁１６が所
定の開度で開放されているときのセンサ５４の放熱量を
Ｑo とすると、数式７より、

【００６３】

【数８】Ｑc ＝｛ｇ（λ，μ）｝・（Ｔ−ＴG ）

【００６４】

【数９】 Ｑo ＝〔ｆ（λ，μ）・Ｕ^1/2 ＋ｇ（λ，μ）｝・（Ｔ−ＴG ） なる連立方程式が成立する。

【００６５】ここで、数式８を変形すると、

【００６６】

【数１０】ｇ（λ，μ）＝Ｑc ／（Ｔ−ＴG ） が得られる。そして、この数式１０からエバポガスに対
する炭化水素ガスの組成比、すなわち炭化水素ガスの濃
度が決定される。さらに、組成比よりｆ（λ，μ）の値
が定まるため、数式９より可変流量弁１６が開放されて
いるときの測定部５１のガス流速Ｕが算出される。従っ
て、測定部５１の管断面積も考慮すれば、流量が算出さ
れる。

【００６７】そして、上記のようにして測定された炭化
水素ガスの濃度データ及びエバポガスの放出量データ
は、第１実施例にて説明した燃料噴射制御及び可変流量
弁１６の開度制御に用いられる。以上のように、この第
２実施例においては、精度良くかつ容易に炭化水素ガス
の濃度及びエバポガスの放出量が測定でき、さらに、測
定部を単一としたため、装置の構成が簡略化された。そ
の結果、装置の省スペース化並びに軽量化を図ることが
でき、エンジンルーム内の限られたスペース内にも容易
に搭載することができるようになった。

【００６８】なお、以下に第２実施例の応用例を示す。 （１）可変流量弁１６の開度調節を流速ゼロとそれ以外
の流速とだけにするのではなく、例えば、キャニスタ１
３に吸着されるエバポガスの量に応じて、可変流量弁１
６を開度調節して、計測する流速データを３つ以上にす
ること。この場合、測定精度を一層向上させることがで
きる。 （２）可変流量弁１６をパージ管１１において計測装置
５０の上流側に設けること。この場合にも、前述した第
２実施例と同様の作用を得ることができる。

【００６９】

【発明の効果】以上、各実施例にて例示したように、こ
の発明においては、エバポガスを適切に処理して理想空
燃比を確実に得るとともに、大気汚染防止と効率の良い
運転性能を確保することができるという優れた効果を発
揮する。

【００７０】又、別の発明においては、装置の構成が簡
略化され、その結果、省スペース化並びに軽量化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化したエンジンの全体構成を示
す図である。

【図２】第１実施例の計測装置を示す図である。

【図３】センサ回路を示す電気回路図である。

【図４】第１実施例のエバポガスの放出量及び炭化水素
ガスの濃度を測定するためのフローチャートである。

【図５】インジェクタの制御動作を示すフローチャート
である。

【図６】図５と連続してインジェクタの制御動作を示す
フローチャートである。

【図７】可変流量弁の制御動作を示すフローチャートで
ある。

【図８】図７と連続して可変流量弁の制御動作を示すフ
ローチャートである。

【図９】第１実施例の応用例を示す図である。

【図１０】第１実施例の応用例を示す図である。

【図１１】第１実施例の応用例を示す図である。

【図１２】第１実施例の応用例を示す図である。

【図１３】第１実施例の応用例を示す図である。

【図１４】第２実施例の計測装置を示す図である。

【図１５】第２実施例のエバポガスの放出量及び炭化水
素ガスの濃度を測定するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１１…送給経路としてのパージ管、１６…可変流量電磁
弁、２０…計測装置、２１…制御手段としてのＣＰＵ、
２２…測定手段としての測定部、２３…測定手段として
の測定部、２４…測定手段としての温度計、２５…測定
手段としての温度計、２８…測定手段，検出手段として
のセンサ、２９…測定手段，検出手段としてのセンサ、
３０…測定手段としてのセンサ回路部、３１…測定手段
としてのセンサ回路部、３２…測定手段としてのＡ／Ｄ
変換器、３３…測定手段としてのＡ／Ｄ変換器、３４…
制御手段としてのＲＯＭ、３５…制御手段としてのＲＡ
Ｍ、５０…計測装置、５１…測定手段としての測定部、
５２…測定手段としての温度計、５４…測定手段として
のセンサ、５５…測定手段としてのセンサ回路。

フロントページの続き (72)発明者 白井 誠 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 加藤 辰則 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 ▲たて▼林 裕幸 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 岡 章博 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エバポガスをエンジン内で燃焼させるた
   めに、そのエバポガスをエンジンの吸気部に送給する過
   程において、エバポガスの送給経路の一部にて同ガスの
   流速と同ガス中の炭化水素ガスの濃度とを測定し、その
   測定結果に基づいて空燃比を制御することを特徴とした
   エバポガスの処理方法。
2. 【請求項２】 エバポガスをエンジン内で燃焼させるた
   めに、そのエバポガスをエンジンの吸気部に送給する過
   程において、エバポガスの送給経路の一部にて同ガスの
   流量と同ガス中の炭化水素ガスの量とを測定し、その測
   定結果に基づいて空燃比を制御することを特徴としたエ
   バポガスの処理方法。
3. 【請求項３】 測定結果に基づいて燃料噴射量を調節す
   ることにより空燃比を制御する請求項２に記載のエバポ
   ガスの処理方法。
4. 【請求項４】 測定結果に基づいてエバポガスの送給経
   路の開度を調節することにより空燃比を制御する請求項
   ２に記載のエバポガスの処理方法。
5. 【請求項５】 測定結果に基づいて燃料噴射量及び送給
   経路の開度を調節することにより空燃比を制御する請求
   項２に記載のエバポガスの処理方法。
6. 【請求項６】 エバポガスをエンジン内で燃焼させるた
   めに、そのエバポガスをエンジンの吸気部に送給するエ
   バポガスの処理装置において、 前記エバポガスの送給経路にてエバポガスの流量及び同
   ガス中の炭化水素ガスの量を測定する測定手段と、 その測定結果に基づいて空燃比を制御する制御手段とを
   設けたことを特徴とするエバポガスの処理装置。
7. 【請求項７】 制御手段は燃料噴射量を調節することに
   より空燃比を制御する請求項６に記載のエバポガスの処
   理装置。
8. 【請求項８】 制御手段は送給経路の開度を調節するこ
   とにより空燃比を制御する請求項６に記載のエバポガス
   の処理装置。
9. 【請求項９】 制御手段は燃料噴射量及び送給経路の開
   度を調節することにより空燃比を制御する請求項６に記
   載のエバポガスの処理装置。
10. 【請求項１０】 前記測定手段が、送給経路の複数箇所
    においてエバポガスの流速を相違させる測定部と、それ
    らの測定部にそれぞれ設けられ、エバポガスの吸熱量を
    検出する検出手段とを含み、 測定手段は検出手段による検出結果に基づいてエバポガ
    スの流速及び炭化水素ガスの濃度を測定する請求項６〜
    ９のいずれかに記載のエバポガスの処理装置。
11. 【請求項１１】 制御手段は測定された流速及び濃度に
    基づいてエバポガスの流量及び同ガス中の炭化水素ガス
    の量を算出する請求項１０に記載のエバポガス処理装
    置。
12. 【請求項１２】 送給経路の開度を調節することによ
    り、送給経路内において流速の異なる少なくとも２つ以
    上のデータを検出し、測定手段は、同データからエバポ
    ガスの流量及び同ガス中の炭化水素ガスの量を測定する
    請求項６〜９のいずれかに記載のエバポガス処理装置。
13. 【請求項１３】 送給経路の開度を調節することによ
    り、送給経路内において流速ゼロと、それ以外の流速と
    のデータを検出する請求項１２に記載のエバポガス処理
    装置。