JPH0637548U - 内燃機関の蒸発燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機関始動時等に吸着蒸発燃料を吸入させて通常
運転時のパージ量制御の精度向上及び始動性・始動時エ
ミッションの改善を図る。 【構成】始動時または始動開始から始動後所定の時間ま
で、機関温度に応じて、キャニスタ２９に貯留された蒸
発燃料を通常運転時より多量に吸入せしめて前記キャニ
スタ２９の吸着状態を初期状態にする。これにより、そ
の後の該キャニスタ２９の蒸発燃料の吸着量の推定精度
を向上させることができると共に、蒸発燃料を始動時に
多量に吸入させることにより、良好な混合気形成が行な
えるので始動性・始動時エミッションを改善することが
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、燃料タンク内の蒸発燃料を一時的に蓄え、所定の機関運転条件で機 関の吸気系に吸入量を制御しつつ吸入させる内燃機関の蒸発燃料制御装置に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

従来より機関始動時には通常運転時に比べて燃料噴射量を増量補正して混合気 濃度を高めることにより機関の始動性の向上を図っているが、液体燃料の増量補 正では燃料が十分霧化されていない状態で点火が行なわれるため、十分始動性を 向上させることが難しく、始動時間の増大に伴って未燃燃料の排出量等が多くな るため、始動性・始動時エミッション改善の要請がある。

【０００３】 一方、燃料タンクから発生する蒸発燃料の排出量を規制する対策として、該蒸 発燃料を一旦キャニスタと称される吸着手段に吸着させ、該吸着燃料を所定の機 関運転状態で吸気負圧により吸気系に吸入 (パージ) して燃焼処理させるシステ ムが考えられている。該システムそのものは、実車に搭載されているが、近年の 対策としては、蒸発燃料のキャニスタからの放出を確実に防止されるように、キ ャニスタが蒸発燃料で満たされた状態からパージを開始して燃焼処理させ、排出 量を規制値内に留めることが要求されるという過酷な条件である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このように多量の蒸発燃料がパージされる場合には、該蒸発燃料の吸入によっ て通常の空燃比制御では空燃比に大きなズレを生じて、各種排気汚染成分の排出 量を増加させてしまうため、蒸発燃料の吸入量と燃料供給手段から機関に供給さ れる燃料量とを制御して空燃比を適切に保つ制御が必要である。このため、キャ ニスタが吸着している蒸発燃料の量を推定して流量制御弁の開度を制御して蒸発 燃料の吸入量を所定量に制御する内燃機関の蒸発燃料制御装置を、本願出願人は 特願平４−２３９８５２号において提案している。

【０００５】 しかしながら、このものは機関始動後にキャニスタに吸着される蒸発燃料の量 を推定するものであって、該推定を開始する直前にキャニスタが吸着している蒸 発燃料量を考慮していないため、正確な推定を行なえるものではなかった。即ち 、キャニスタの吸着燃料量は、始動時にキャニスタに吸着されている蒸発燃料の 量を始動後に吸着された量に上乗せする必要があるが、始動直前の吸着量が不明 であるため、推定された吸着量と実際の吸着量とは相違するものであった。その 結果、キャニスタの蒸発燃料の吸着量の推定による空燃比制御の精度向上を必ず しも十分に遂行できるものではなかった。

【０００６】 本考案は、このような実情に鑑みなされたもので、機関始動時に吸着手段に吸 着されている蒸発燃料を積極的に機関に吸入させて始動性・始動時エミッション を改善することができ、また、特に、吸着手段に吸着されている蒸発燃料量を推 定して、蒸発燃料の吸入量を制御すると共に機関に供給される燃料量を補正する ことにより良好な空燃比に維持するようにした内燃機関の蒸発燃料制御装置に適 用することにより、始動時に吸着手段に吸着されている蒸発燃料量が前記推定に 与える影響を排除して前記推定を精度良く行ない、延いては始動後の空燃比制御 精度を向上できるようにした内燃機関の蒸発燃料制御装置を提供することを目的 とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

このため、請求項１に記載の考案にかかる内燃機関の蒸発燃料制御装置は図１ に示すように、燃料タンク内の蒸発燃料を一時的に吸着手段に吸着して貯留し、 該貯留された蒸発燃料を所定の機関運転条件で機関の吸気系に吸入量を制御しつ つ吸入させる内燃機関の蒸発燃料制御装置において、機関始動時または始動開始 から始動後所定の時間まで、機関温度に応じて設定される前記蒸発燃料の吸入量 を通常運転時の吸入量よりも増大制御する蒸発燃料吸入量増大制御手段を含んで 構成した。

【０００８】 また、請求項２に記載の考案にかかる内燃機関の蒸発燃料制御装置は、前記各 手段に加えて、図１の点線で示すように、機関吸気負圧を検出する機関吸気負圧 検出手段と、機関への前記貯留された蒸発燃料の吸入量を制御する流量制御弁の 制御電圧を検出する制御電圧検出手段と、前記機関吸気負圧検出手段により検出 された機関吸気負圧と前記制御電圧検出手段により検出された制御電圧とに基づ いて流量制御弁の開度を補正する流量制御弁開度補正手段と、を備えた構成とし た。

【０００９】

【作用】

請求項１に記載の考案の構成によれば、機関始動時または始動開始から始動後 所定の時間まで、機関温度に応じて前記吸着手段に吸着された蒸発燃料を積極的 に機関に吸入せしめることによって、良好な混合気を得ることができ、始動性・ 始動時エミッションを改善できると共に、前記吸着手段の蒸発燃料吸着状態を初 期状態、略空状態として、その後の吸着量の推定精度を高められる。

【００１０】 また、請求項２に記載の考案の構成によれば、機関吸気負圧とパージ制御弁の 制御電圧とパージ流量との関係に基づいて流量制御弁の開度を補正することで、 蒸発燃料吸入量を所定値に維持することができる。

【００１１】

【実施例】

以下に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 一実施例の構成を示す図２において、機関11の吸気通路12には吸入空気流量Ｑ を検出するエアフローメータ13及びアクセルペダルと連動して吸入空気流量Ｑを 制御する絞り弁14が設けられ、下流のマニホールド部分には気筒毎に燃料を噴射 供給する電磁式の燃料噴射弁15が設けられる。

【００１２】 燃料噴射弁15は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット16か らの噴射パルス信号によって開弁駆動し、燃料を噴射供給する。 更に、機関11の冷却ジャケット内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ17が 設けられるが、機関温度を検出できるものであれば、これに限定されるものでは ない。

【００１３】 一方、排気通路18にはマニホールド集合部に排気中酸素濃度を検出することに よって吸入混合気の空燃比を検出する空燃比センサ19が設けられ、その下流側の 排気管に排気中のＣＯ，ＨＣの酸化とＮＯ_X の還元を行って浄化する排気浄化触 媒としての三元触媒20が設けられる。 また、図２で図示しないディストリビュータには、クランク角センサ21が内蔵 されており、該クランク角センサ21から機関回転と同期して出力されるクランク 単位角信号を一定時間カウントして、又は、クランク基準角信号の周期を計測し て機関回転速度Ｎを検出する。

【００１４】 そして、図示しないキースイッチのスタート位置を検出するスタートスイッチ 34が設けられ、スタート信号がコントロールユニット16へ入力される。 また、コントロールユニット16は、制御電圧としてバッテリ35の出力電圧を検 出する制御電圧検出手段を備えている。 次に燃料供給系について説明すると、燃料タンク22内には燃料ポンプ23が装着 され、該燃料ポンプ23から圧送された燃料がプレッシャレギュレータ24を介装し た燃料供給通路25を経て所定の圧力に調整されて前記燃料噴射弁15に供給される 。前記プレッシャレギュレータ24からの余剰燃料はリターン燃料通路26を介して 燃料タンク22に戻される。

【００１５】 また、燃料タンク22の上部空間に溜まる蒸発燃料は、チェックバルブ27を介装 した蒸発燃料通路28を介してキャニスタ29に導かれる。キャニスタ29内に一時的 に吸着された蒸発燃料は、所定の運転条件でパージ制御弁30を介装したパージ通 路31を経て絞り弁14下流の吸気通路12に吸入される。 また、キャニスタ29周辺部の温度を検出する第１温度センサ32と、キャニスタ 29内部の温度を検出する第２温度センサ33とが設けられる。

【００１６】 そして、前記コントロールユニット16は、前記第１温度センサ32及び第２温度 センサ33により検出されるキャニスタ29の温度状態を含む条件に基づいてキャニ スタ29に吸着されている蒸発燃料量を推定し、該蒸発燃料量に基づいてパージ制 御弁30の開度を制御して蒸発燃料のパージ量を制御する。 コントロールユニット16により設定され、該設定された開度制御信号をコントロ ールユニット16から入力して制御される。

【００１７】 次に、前記コントロールユニット16によるキャニスタ29への吸着蒸発燃料量の 推定及び該推定結果に基づく空燃比制御を図３及び図４のフローチャートに従っ て説明する。 吸着蒸発燃料量の推定ルーチンを示す図３において、ステップ（図ではＳと記 す）１では、第１温度センサ32により検出されるキャニスタ29周辺部の温度Ｔ_a を読み込む。

【００１８】 ステップ２では、第２温度センサ33により検出されるキャニスタ29内部の温度 Ｔ_c を読み込む。 ステップ３では、前記キャニスタ29周辺部の温度Ｔ_a に対するキャニスタ29内 部温度Ｔ_c の偏差ΔＴ (＝Ｔ_c −Ｔ_a ) を求める。 ステップ４では、前記ΔＴの時間積分値Ｓ_c を演算する。

【００１９】 ここで、Ｓ_c ＝∫ΔＴ≒ΣＳ₁ −ΣＳ₂ 但し、ΣＳ₁ は、蒸発燃料の吸着による発熱反応で正の値となるΔＴの積算値 であり、ΣＳ₂ は、蒸発燃料の離脱による吸熱反応で負の値となるΔＴの積算値 である。 ステップ５では、前記ΔＴの時間積分値Ｓ_c に基づいて今回の運転でキャニス タ29に吸着された蒸発燃料量Ｇ_c を予め実験的に求められてＲＯＭに記憶された マップからの検索により推定する。尚、ΣＳ₁ ＜ΣＳ₂ の場合には、吸着量より 離脱量の方が大きい場合であり、その場合は、Ｇ_c は負の値となる。

【００２０】 次に、始動時の蒸発燃料のパージ量の制御、および前記推定されたキャニスタ 29の吸着蒸発燃料量Ｇ_c に基づいて蒸発燃料のパージ量を制御する図４に示した フローチャートに従って説明する。 ステップ11で、スタートスイッチ34のＯＮ、ＯＦＦが判別され、スタートスイ ッチ34がＯＮであれば、ステップ12へ進み、ＯＦＦであれば、ステップ19へ進む 。

【００２１】 ステップ12では、予め記憶されている機関始動用のパージ量割付マップに基づ いてパージ制御弁30の開弁制御デューティＰ_SDUTY が機関水温Ｔｗに応じて検索 される。ここで、ステップ12が蒸発燃料吸入量増大制御手段を構成する。 ステップ13では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔ_P によって吸気通路12の 絞り弁14下流の吸気負圧Ｐ_E を推定するが、勿論直接的に吸気負圧を検出しても 良い。ここで、ステップ13が機関吸気負圧検出手段を構成する。

【００２２】 つづいて、ステップ14では、ステップ12で求めた開弁制御デューティＰ_SDUTY を、ステップ13で求めた吸気負圧Ｐ_E と前記制御電圧検出手段により検出される バッテリ35の出力電圧( バッテリ電圧値Ｖ_B ) とに応じて補正するために、機関 吸気負圧Ｐ_E とバッテリィ電圧値Ｖ_B とに基づいて予め記憶されたマップからの 検索により補正係数Ｘを求める。

【００２３】 ステップ15では、ステップ14で求めた補正係数Ｘをステップ12で求めた開弁制 御デューティＰ_SDUTY に乗じて最終的なパージ制御弁30の開弁制御デューティＰ _ADUTY を求める。ここで、ステップ14およびステップ15が流量制御弁開度補正手 段を構成する。 ステップ16では、前記開弁デューティＰ_ADUTY を有する制御信号をパージ制御 弁30に出力して開度制御する。

【００２４】 ステップ17では、燃料噴射弁15の蒸発燃料がパージされない場合に機関運転状 態 (機関回転速度Ｎ_, 吸入空気流量Ｑ_, 機関水温Ｔ_W 等) により設定された有効 噴射パルス幅Ｔ_e から前記パージ量目標値Ｐ_ASETを噴射パルス幅に換算するため に換算定数ｍを乗じた値を差し引くことにより、燃料噴射弁15の有効燃料噴射パ ルス幅Ｔ_e ’を求める。

【００２５】 ステップ18では、前記有効噴射パルス幅Ｔ_e ’にバッテリ電圧補正による無効 噴射パルス幅Ｔ_S を加算した噴射パルス幅Ｔ_I を有する噴射パルス信号を燃料噴 射弁15に出力する。 ところで、ステップ11において、スタート信号がＯＦＦであれば、ステップ19 へ進むのであるが、このステップ19では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔ_P によって吸気通路12の絞り弁14下流の吸気負圧Ｐ_E を推定するが、勿論直接的に 吸気負圧を検出しても良い。

【００２６】 ステップ20では、前記吸気負圧Ｐ_E と前記吸着蒸発燃料量Ｇ_c とに基づいて、 パージ可能な、つまりパージ制御弁30を全開とした場合の最大の蒸発燃料パージ 量Ｐ_AMAXを予め設定されたマップからの検索により求める。 次にステップ21では、機関回転速度Ｎと基本燃料噴射量Ｔ_P と (又はステップ 11で推定した吸気負圧Ｐ_E ) に基づいて蒸発燃料のパージ量の要求値Ｐ_ASETを予 め設定されたマップからの検索により求める。

【００２７】 ステップ22では、前記最大蒸発燃料パージ量Ｐ_AMAXと前記目標値Ｐ_ASETとに基 づいて、該目標値Ｐ_ASETを得るための最終的なパージ制御弁30の開弁制御デュー ティＰ_ADUTY を予め設定されたマップからの検索により求める。 その後、ステップ16へ進んで、前記同様にパージ制御弁30に出力して開度制御 および燃料噴射量制御がなされる。

【００２８】 かかる実施例によれば、機関始動時または始動開始から始動後所定の時間まで 、機関水温Ｔ_W に応じて前記吸着手段に吸着された蒸発燃料を通常運転時の吸入 量よりも多量に吸入させることができる。したがって、始動時に蒸発燃料を機関 11に多量に吸入させるので良好な始動時の混合気形成を行なうことができるので 、始動性等を改善できと共に、前記吸着手段の吸着状態を初期状態とすることが できるので、その後の蒸発燃料量の推定を精度良く行なうことができる。

【００２９】 さらに、開弁制御デューティＰ_SDUTY を、吸気負圧Ｐ_E とパージ制御弁30の制 御電圧、すなわちバッテリ35の出力電圧( バッテリ電圧値Ｖ_B ) とに応じて補正 することができるので、バッテリ電圧値Ｖ_B の変動に応じてパージ制御弁30の開 度を補正して所定のパージ量を得ることができる。 なお、本願考案は、本実施例に限定されるものではなく、蒸発燃料量の推定等 を行なわない蒸発燃料制御装置に関しても適用可能であることは勿論である。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明してきたように、請求項１に記載の考案によれば、機関始動時または 始動開始から始動後所定の時間まで、機関温度に応じて吸着手段に吸着された蒸 発燃料の吸入量を通常運転時の吸入量よりも増大制御する蒸発燃料吸入量増大制 御手段によって、機関始動時に前記蒸発燃料を積極的に機関に多量に吸入させる ことによって、良好な混合気形成を促進して、機関始動性、および始動時エミッ ションの改善を図ることができると共に、前記吸着手段の吸着状態を初期状態と することができるので、吸着手段に吸着されている蒸発燃料量を推定して良好な 空燃比を維持するよう制御する蒸発燃料制御装置等に適用した場合には、始動時 に吸着手段に吸着されている蒸発燃料量が前記推定に与える影響を排除すること ができるので、前記推定精度が向上するため、空燃比制御の高精度化が図れる。

【００３１】 そして、請求項２に記載の考案によれば、流量制御弁の制御電圧が変動して要 求する開度が得られないような場合においても、制御電圧に応じて流量制御弁の 開度を補正することにより、機関吸気負圧に対するパージ流量を所定値に維持し て精度の高い空燃比制御を行なって、排気エミッション特性を良好に維持できる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示すブロック図

【図２】本考案の一実施例の構成を示す図

【図３】同上実施例のキャニスタ吸着燃料量推定ルーチ
ンを示すフローチャート

【図４】同上実施例のパージ量制御ルーチンを示すフロ
ーチャート

【符号の説明】

11 機関 16 コントロールユニット 17 水温センサ 19 空燃比センサ 21 クランク角センサ 22 燃料タンク 28 蒸発燃料通路 29 キャニスタ 30 パージ制御弁 34 スタートスイッチ 35 バッテリ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク内の蒸発燃料を一時的に吸着手
   段に吸着して貯留し、該貯留された蒸発燃料を所定の機
   関運転条件で機関の吸気系に吸入量を制御しつつ吸入さ
   せる内燃機関の蒸発燃料制御装置において、 機関始動時または始動開始から始動後所定の時間まで、
   機関温度に応じて設定される前記蒸発燃料の吸入量を通
   常運転時の吸入量よりも増大制御する蒸発燃料吸入量増
   大制御手段を含んで構成したことを特徴とする内燃機関
   の蒸発燃料制御装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料制御
   装置が、 機関吸気負圧を検出する機関吸気負圧検出手段と、 機関への前記貯留された蒸発燃料の吸入量を制御する流
   量制御弁の制御電圧を検出する制御電圧検出手段と、 前記機関吸気負圧検出手段により検出された機関吸気負
   圧と前記制御電圧検出手段により検出された制御電圧と
   に基づいて流量制御弁の開度を補正する流量制御弁開度
   補正手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料制御装
   置。