JPH07166982A

JPH07166982A - 内燃機関の蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JPH07166982A
Application number: JP31854793A
Authority: JP
Inventors: Mikio Matsumoto; 幹雄松本; Kenji Ota; 健司太田; Hiroshi Iwano; 岩野　　浩
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-06-27

Abstract

(57)【要約】【目的】キャニスタからの蒸発燃料のパージ量を制御し
て、キャニスタパージを効率良く行なわせる。【構成】キャニスタに大気を導入するためのドレイン通
路にドレイン通路弁を設ける。一方、空燃比フィードバ
ック補正係数αと基準値との偏差に基づいてパージガス
の燃料濃度を推定する。そして、パージガスの燃料濃度
が低くなったときには、パージ通路に設けられデューテ
ィ制御されるパージ通路弁の開制御期間中に、ドレイン
通路弁を部分的に開制御することで、キャニスタの雰囲
気を負圧とする。キャニスタの雰囲気が負圧になると、
キャニスタからの蒸発燃料のパージが促進され、パージ
ガス流量の増大させなくても、キャニスタパージが促進
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の蒸発燃料処理
装置に関し、詳しくは、キャニスタに吸着捕集された蒸
発燃料のパージ制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、キャニスタに吸着捕集された蒸発
燃料をスロットル弁下流側の吸気管にパージする手段と
しては、ダイヤフラム式のパージ通路弁によって、アイ
ドル運転状態から発進等のためにスロットルを開操作し
たときに、パージ通路弁が開動作してパージを遂行する
ものがある。

【０００３】このようなパージ制御では、パージ実行の
タイミングやパージガス量を条件に応じて制御すること
ができないために、パージ時に機関吸入混合気の空燃比
がリッチ化し、排気性状，運転性に悪影響を与える惧れ
がある。そこで、特開昭６３−８５２４９号公報，特開
昭６１−１９９６２号公報等に開示される装置では、前
記パージ通路弁を電制式とし、パージ通路弁を開とする
運転条件や、パージ通路弁の開度或いは開時間をきめ細
かく制御することによって、キャニスタパージによる空
燃比変動の回避を図っている。

【０００４】即ち、上記電制式のパージ通路弁を備える
装置では、例えばキャニスタに蒸発燃料が充填されてい
てパージガスの燃料濃度が過剰にリッチであるときは、
可及的にパージ量を減少させて機関吸入混合気の空燃比
の変動を避け、また、パージが進行してパージガスの燃
料濃度が低下したときにはパージ量を増加させて、キャ
ニスタの再生を促進させることが可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電制式のパージ通路弁によってきめ細かなパージガス量
の制御を行なわせようとしても、実際には、図３に示す
ように、パージ通路弁の制御可能な所謂ダイナミックレ
ンジの下限により微小流量を制御できない場合があり、
また、かかる微小流量の制御を確保しようとすると、キ
ャニスタの再生を速やかに行なえる充分なパージガス量
を確保できなくなることがあった。

【０００６】即ち、パージガスの燃料濃度がリッチであ
るときの空燃比の変動を考慮して、微小なパージ通路弁
の開制御を行なうために小型のパージ通路弁（図３の
の特性）を用いれば、容量不足によってパージ進行時に
充分なパージガス量が確保できなくなる。一方、キャニ
スタの再生を考慮してパージガス量を確保するために、
大容量のパージ通路弁（図３のの特性）を用いると、
微小流量の制御ができなくなってしまうことになる。

【０００７】このようなパージ通路弁によるパージガス
量制御の特性により、従来では、キャニスタパージに伴
う空燃比変動を高精度に回避しつつ、キャニスタパージ
によるキニャスタ再生を充分に促進することが困難であ
るという問題があった。ここで、キャニスタからの蒸発
燃料のパージ量を制御できれば、パージガスにおける燃
料濃度を制御できることになり、たとえ小容量のパージ
通路弁の使用によってパージガス量が必要充分に確保で
きないような状況であっても、キャニスタからの蒸発燃
料のパージを促進させることで、キャニスタ再生を促進
させることが可能となる。

【０００８】そこで、本発明では、キャニスタからの蒸
発燃料のパージ量を制御できる蒸発燃料処理装置を提供
し、以て、キャニスタパージに伴う空燃比変動の抑制
と、キャニスタ再生の促進とを高い次元で両立できるよ
うにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる内燃機関の蒸発燃料処理装置は、図１に示すよ
うに構成される。図１において、キャニスタは、機関の
燃料供給系内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着捕集す
る手段であり、パージ通路弁は、該キャニスタからパー
ジされた蒸発燃料を空気と共にスロットル弁下流側の吸
気管内に供給するパージ通路に介装される。

【００１０】そして、パージ通路弁開閉手段は、前記パ
ージ通路弁を機関運転条件に応じて開閉制御する。ま
た、パージガス濃度検出手段は、前記パージ通路を介し
て機関に供給されるパージガスの燃料濃度を検出する。
更に、ドレイン通路弁は、前記キャニスタに大気を導入
するドレイン通路に介装され、ドレイン通路弁開閉手段
は、このドレイン通路弁を前記パージガス濃度検出手段
で検出されるパージガスの燃料濃度に基づいて開閉制御
する。

【００１１】請求項２の発明にかかる装置では、前記ド
レイン通路開閉手段が、前記パージ通路弁の開制御時間
に対する前記ドレイン通路弁の開制御時間の割合を前記
パージガスの燃料濃度に応じて変更するよう構成した。
また、請求項３の発明にかかる装置では、前記ドレイン
通路開閉手段が、前記パージ通路弁の開度に対する前記
ドレイン通路弁の開度の割合を前記パージガスの燃料濃
度に応じて変更するよう構成した。

【００１２】また、請求項４の発明にかかる装置では、
前記ドレイン通路弁の下流側のドレイン通路をオリフィ
スを介して大気開放させる分岐ドレイン通路を備え、前
記ドレイン通路開閉手段が、前記パージガスの燃料濃度
に応じて前記ドレイン通路弁を全閉状態と全開状態との
いずれか一方に切り換え制御するよう構成した。更に、
請求項５の発明にかかる装置では、機関吸入混合気の空
燃比を検出する空燃比検出手段と、該空燃比検出手段で
検出される空燃比を目標空燃比に近づけるべく燃料供給
手段による機関への燃料供給量をフィードバック制御す
る空燃比フィードバック制御手段と、を備え、前記パー
ジガス濃度検出手段が、前記空燃比フィードバック制御
手段による燃料供給量の制御値に基づいて前記パージガ
スの燃料濃度を検出する構成とした。

【００１３】

【作用】請求項１の発明にかかる内燃機関の蒸発燃料処
理装置によると、キャニスタに対して大気を導入するた
めに設けられるドレイン通路にドレイン通路弁が介装さ
れており、一方で、キャニスタはパージ通路を介してス
ロットル弁下流側の吸気管と連通している。従って、パ
ージ通路弁の開制御時に、ドレイン通路弁の制御によっ
て大気の導入を規制すれば、キャニスタの雰囲気を負圧
状態とすることができ、また、前記大気導入の規制を解
けば、キャニスタの雰囲気を大気圧とすることが可能で
ある。

【００１４】ここで、キャニスタにおいては、一般的に
その雰囲気の圧力が高ければ、吸着している蒸発燃料の
パージ量（脱離量）が減少し、圧力の低下に伴って前記
パージ量が増加する傾向を示す。このため、前述のよう
なドレイン通路弁の開閉制御によってキャニスタの雰囲
気圧力を制御できれば、キャニスタにおけるパージ量を
制御できることになり、パージガスの燃料濃度が高いと
きにキャニスタを大気圧下におくようにドレイン通路弁
を制御すれば、パージ量の減少によってパージガスの燃
料濃度を減少させることが可能であり、逆に、パージガ
スの燃料濃度が低いときにキャニスタを負圧下におくよ
うにドレイン通路弁を制御すれば、パージ量の増大によ
ってキャニスタの再生を促進させることが可能である。

【００１５】請求項２の発明では、パージ通路弁の開制
御時間に対するドレイン通路弁の開制御時間の割合、即
ち、キャニスタに機関の吸入負圧が作用する時間に対し
てキャニスタを大気開放する時間の割合を変更すること
で、キャニスタ雰囲気の圧力をパージガスの燃料濃度に
応じて制御できるようにしている。また、請求項３の発
明では、パージ通路弁の開度に対するドレイン通路弁の
開度の割合、即ち、パージ通路の開口面積とドレイン通
路の開口面積との割合を変更することで、キャニスタ雰
囲気の圧力をパージガスの燃料濃度に応じて制御できる
ようにしている。

【００１６】更に、請求項４の発明では、ドレイン通路
弁をバイパスしてキャニスタに大気を導入させる分岐ド
レイン通路が備えられており、ドレイン通路弁を全閉に
制御することで、大気の導入口を前記分岐ドレイン通路
に限定でき、また、ドレイン通路弁を全開に制御するこ
とで、大気の導入を分岐ドレイン通路と弁が介装される
メインのドレイン通路との両方から行なわせることがで
きる。従って、パージガスの燃料濃度に応じてドレイン
通路弁を全開又は全閉のいずれかに制御することで、キ
ャニスタに対する大気の導入量を２段階に制御して、パ
ージガスの燃料濃度を制御できる。

【００１７】また、請求項５の発明では、前記パージガ
スの燃料濃度を、空燃比フィードバック制御の結果に基
づいて検出させる構成としてある。即ち、例えばパージ
ガスの燃料濃度が高いと、機関吸入混合気の空燃比がリ
ッチ化し、かかるリッチ化を解消すべく燃料供給量のフ
ィードバック制御が行なわれるから、空燃比フィードバ
ック制御値に基づいて前記リッチ化の度合い、引いて
は、パージガスの燃料濃度を推定できることになる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図２は、
本実施例における内燃機関の蒸発燃料処理装置の構成を
示すシステム概略図である。この図２において、内燃機
関１の吸気管２には、図示しないアクセルペダルに連動
して開閉するバタフライ式のスロットル弁３が介装され
ており、このスロットル弁３によって機関１の吸入空気
量が調整される。

【００１９】前記吸気管２の吸気ポート部には燃料噴射
弁４が設けられており、該燃料噴射弁４は、マイクロコ
ンピュータを内蔵した機関制御装置５から出力される燃
料噴射量の制御信号に基づいて間欠的に開弁駆動され、
所定圧力に調整された燃料を機関１に噴射供給する。ま
た、排気管６には、機関吸入混合気の空燃比と密接な関
係にある排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ７が設
けられており、該酸素センサ７（空燃比検出手段）の空
燃比検出信号は前記機関制御装置５に出力される。

【００２０】前記機関制御装置５には、前記空燃比検出
信号の他、吸入空気量Ｑ，機関回転数Ｎｅ，冷却水温度
Ｔｗなどの運転条件信号が各種のセンサから入力され、
これらの検出信号に基づいて前記燃料噴射弁４による燃
料噴射量を演算する。具体的には、前記吸入空気量Ｑ及
び機関回転数Ｎｅに基づいて基本噴射量Ｔｐを演算する
一方、前記冷却水温度Ｔｗなどに基づいて前記基本噴射
量Ｔｐを補正するための各種補正係数ＣＯＥＦを演算
し、また、バッテリ電圧に基づいて無効噴射時間の変化
を補正するための補正分Ｔｓを演算する。更に、前記酸
素センサ７からの空燃比検出信号に基づいて検出される
空燃比が目標空燃比（例えば理論空燃比）に近づく方向
に空燃比フィードバック補正係数α（空燃比フィードバ
ック制御値）を制御する。そして、前記基本噴射量Ｔｐ
を、前記各種補正係数ＣＯＥＦ，空燃比フィードバック
補正係数αなどによって補正し、該補正結果を最終的な
噴射量Ｔｉ（←Ｔｐ×ＣＯＥＦ×α＋Ｔｓ）としてセッ
トする。

【００２１】尚、本実施例において、空燃比フィードバ
ック制御手段としての機能は、前述のように機関制御装
置５が備えている。また、本実施例の内燃機関１には、
チャージ通路11，キャニスタ12，ドレイン通路13，パー
ジ通路14，パージ通路弁15，ドレイン通路弁16，弁制御
手段17からなる蒸発燃料処理装置が設けられている。

【００２２】前記チャージ通路11は、燃料タンク８内で
発生した蒸発燃料ガスを、キャニスタ12に導くものであ
り、チャージ通路11を介してキャニスタ12に導かれた蒸
発燃料ガスはキャニスタ12に一時的に吸着捕集される。
また、パージ通路14は、キャニスタ12からパージされた
蒸発燃料を、ドレイン通路13を介して導入される大気と
共に、スロットル弁３下流側の吸気管２内（吸気負圧
部）に供給するものであり、該パージ通路14に介装され
たパージ通路弁15によってパージガスの機関への供給が
制御される。

【００２３】更に、キャニスタ12に大気に導入するため
のドレイン通路13には、ドレイン通路弁16が介装されて
おり、該ドレイン通路16の開閉制御によって、キャニス
タ12に対する大気導入が制御される。ここで、パージ通
路弁15が開かれてキャニスタ12に機関の吸入負圧が作用
する状態で、ドレイン通路弁16によって大気導入を制限
すると、キャニスタ12の雰囲気を負圧にでき、また、前
記大気導入の制限を行なわない場合には、キャニスタ12
の雰囲気を大気圧にできるようにしてある。

【００２４】前記パージ通路弁15及びドレイン通路弁16
は、弁制御手段17によって個別に開閉制御される構成と
してあり、前記弁制御手段17には、前記機関制御装置５
から空燃比フィードバック補正係数等の制御情報が入力
される。前記パージ通路弁15は、前記弁制御手段17によ
りその開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）がデューティ制御（例えば
デューティ周期＝10Ｈｚ）されるようになっている。具
体的には、所定のパージ条件成立時に、機関負荷，回転
数などの機関運転条件に基づいてデューティ比（本実施
例では制御周期に対する開制御時間割合）が決定され
る。そして、該デューティ比に基づいて前記パージ通路
弁15を開閉制御することで、前記デューティ比に応じた
パージガス量が得られるようになっている（図３参
照）。

【００２５】ところで、前記パージ通路弁15として、微
小流量制御が行なえる比較的容量の小さなもの（図３に
示すの特性を有する弁）を選択した場合には、パージ
ガスの燃料濃度が高いときにパージガスの量を微小に制
御して、空燃比への影響を抑制することはできるが、パ
ージが進行してパージガスの燃料濃度が低下したときに
充分なパージガス量を確保することができなくなってし
まう。

【００２６】一方、前記パージ通路弁15として、最大流
量が確保できる比較的容量の大きなもの（図３に示す
の特性を有する弁）を選択した場合には、パージガス量
は確保できるものの、微小な流量制御が行なえなくな
り、パージガスの燃料濃度が高いときに空燃比への影響
を充分に抑制することができなくなってしまう。そこ
で、本実施例では、図４のフローチャートに示すように
してドレイン通路弁16を制御して、キャニスタ12からの
パージされる蒸発燃料量を制御することで、小容量のパ
ージ通路弁15を用いてもベース空燃比（空燃比フィード
バック制御なしで得られる空燃比）の大幅な変動を抑制
しつつ、効率良くキャニスタ再生が行なえるようにし
た。

【００２７】尚、本実施例においてパージ通路弁開閉手
段，ドレイン通路弁開閉手段は、弁制御手段17によって
構成され、更に、パージガス濃度検出手段は、酸素セン
サ７及び機関制御装置５によって構成される。図４のフ
ローチャートにおいて、まず、Ｓ１では、空燃比フィー
ドバック制御中であるか否かを判別し、空燃比フィード
バック制御中であるときには、Ｓ２へ進む。

【００２８】Ｓ２では、パージ通路弁15の開制御によっ
てキャニスタパージが行なわれている状態であるか否か
を判別し、キャニスタパージ中であるときには、Ｓ３へ
進む。Ｓ３では、空燃比フィードバック補正係数αの平
均レベルの基準値（＝1.0 ）に対するずれが所定値以
下であるか否かを判別する。

【００２９】キャニスタパージによって蒸発燃料が機関
に供給され、かかる余分な燃料供給によって機関吸入混
合気の空燃比がリッチ化すると、空燃比フィードバック
補正係数αを燃料噴射量Ｔｉが減少する方向（補正係数
αを減少させる方向）に制御し、キャニスタパージによ
って供給される燃料に相当する分だけ燃料噴射弁４によ
る燃料噴射量を減少させようとする。

【００３０】そして、前記空燃比フィードバック補正係
数αは、キャニスタパージによる蒸発燃料の供給による
空燃比のリッチ化分を補正して、機関吸入混合気の空燃
比を目標空燃比に略一致させ得るレベルに収束すること
になる。従って、キャニスタパージ中の空燃比フィード
バック補正係数αのレベルはパージガスの燃料濃度に影
響されるものと見做すことができ、パージガスの燃料濃
度が高い場合には、それだけ補正係数αによる噴射量の
減少補正要求が大きくなるから、パージガス量が既知で
あれば、前記基準値に対するずれによってパージガスの
燃料濃度を推定し得る。

【００３１】Ｓ３で空燃比フィードバック補正係数αの
平均レベルの基準値に対するずれが所定値以下である
と判別されたときには、Ｓ４へ進み、パージ通路弁15に
出力されている制御信号のデューティ比が所定値以上で
あるか否かを判別する。本実施例では、デューティ比
は、デューティ周期中における開（ＯＮ）制御時間割合
として規定されるから、前記Ｓ４における判定は、パー
ジガス量が所定以上であるか否かを判定することにな
る。

【００３２】Ｓ４でデューティ比が所定値以上であると
判別されたときには、Ｓ５へ進み、キャニスタ12の雰囲
気を負圧にするための制御の実行状態を示すフラグｆ
が、前記負圧制御の非実行状態を示す０であるか否かを
判別する。前記キャニスタ12の雰囲気を負圧状態にする
と、図５に示すように、大気圧下のときに比べ、キャニ
スタ12の蒸発燃料の吸着量が減少する。このことは、パ
ージ制御時に、キャニスタ12の雰囲気を負圧にすること
で、キャニスタ12からパージされる燃料量を積極的に増
大させることができることを示す。

【００３３】一方、Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５と進んだ場合に
は、デューティ比が所定以上であって所定以上のパージ
ガスを機関に供給しているにも関わらず、大幅な空燃比
ずれが生じていないことになり、これは、キャニスタパ
ージの進行によってパージガスの燃料濃度が低くなって
いることを示すことになる。このような場合には、パー
ジガスの燃料濃度をより高めることで、キャニスタパー
ジを促進させることができる。

【００３４】そこで、Ｓ５でフラグｆが０であると判別
されたときには、キャニスタ12の雰囲気を負圧にしてキ
ャニスタ12からの蒸発燃料のパージ量を増やし、パージ
ガスの燃料濃度を高めるために、ドレイン通路弁16の開
制御の遅延処理を開始させる。前記遅延処理とは、前記
ドレイン通路弁16をパージ中に開放状態に維持するので
はなく、デューティ制御によってパージ通路弁15が開か
れている期間内で、部分的にドレイン通路弁16を開くた
めに、相互の開閉のタイミングを遅延処理するものであ
る。即ち、パージ通路弁15のＯＮデューティの立ち上が
りに対してドレイン通路弁16のＯＮ（開）を所定時間だ
け遅延させ、パージ通路弁15のＯＮデューティの立ち下
がりに同期してドレイン通路弁16をＯＦＦ（閉）させる
か、又は、前記ドレイン通路弁16のＯＮ（開）の遅延処
理と共に、ドレイン通路弁16のＯＦＦに対してパージ通
路弁15のＯＦＦを遅延させることで（図６参照）、パー
ジ通路弁15の開期間中に部分的にドレイン通路弁16が開
制御されるようにする。

【００３５】パージ通路弁15の開期間中（パージ中）に
ドレイン通路弁16が開かれると、キャニスタ12に対して
大気が導入されることになるが、ドレイン通路弁16を閉
じている状態では機関の吸入負圧が閉じ込められること
になる。従って、パージ通路弁15の開期間中におけるド
レイン通路弁16の開時間の割合を前記遅延処理における
遅延時間の設定に応じて変化させることで、キャニスタ
12の雰囲気を負圧とすることができるものである。そし
て、キャニスタ12の雰囲気が負圧となれば、キャニスタ
12からの蒸発燃料のパージ量が増大し、パージガスの燃
料濃度を高めることができるから、パージガス量を増大
させなくてもキャニスタパージを促進させることができ
る。

【００３６】即ち、パージガス量を増やす代わりに、パ
ージガスの燃料濃度を高くして、キャニスタパージの促
進を図ることができるものであり、これによって大容量
のパージ通路弁15の必要性を抑制できる。尚、前記遅延
時間は、図７に示すように、パージ通路弁15のＯＮデュ
ーティと空燃比フィードバック補正係数αの基準値に対
するずれ量とをパラメータとするマップに予め記憶させ
ておくようにすると良い。前記マップにおいて遅延時間
はＯＮデューティが大きく補正係数αのずれが小さいと
きほど長い時間として設定され、パージガス量が多く、
かつ、該パージガスの燃料濃度が低いと推定されるとき
ほど、パージ通路弁15の開時間内におけるドレイン通路
弁16の開時間を短くして、よりキャニスタ12の雰囲気圧
力が低くなる（蒸発燃料のパージ量が多くなる）ように
すると良い。

【００３７】Ｓ６で、パージ通路弁15の開期間中におい
て部分的にドレイン通路弁16を開制御させるための遅延
処理を開始させると、Ｓ７へ進み、前記遅延処理の開始
に対応して前記フラグｆに１をセットする。一方、Ｓ１
で空燃比フィードバック制御中でないと判別されたと
き、Ｓ２でパージ中でないと判別されたとき、Ｓ４でパ
ージ通路弁15のＯＮデューティが所定値以上でないと判
別されたときには、Ｓ８へ進む。

【００３８】Ｓ８では、前記フラグｆに０をセットし、
パージ通路弁15の開に対してドレイン通路弁16を部分的
に開制御する処理を停止させる。パージ通路弁15のＯＮ
デューティが所定値以上でない場合に、キャニスタ12の
雰囲気を負圧とするための前記遅延処理を行なわないの
は、パージガス量が少ない状態では、キャニスタ12の雰
囲気圧の制御が燃料濃度に与える影響が大きくなり、ド
レイン通路弁16の開期間の規制によって大幅な空燃比リ
ッチ化を招く惧れがあるためであり、また、減圧の制御
が困難であるためである。

【００３９】また、Ｓ５でフラグｆに１がセットされて
いると判別された場合には、既に前記遅延処理によって
キャニスタ12雰囲気を負圧に制御している状態であるか
ら、そのまま本ルーチンを終了させる。一方、Ｓ３で、
空燃比フィードバック補正係数αの基準値に対するずれ
が所定値以下でないと判別された場合には、Ｓ９へ進
む。

【００４０】Ｓ９では、空燃比フィードバック補正係数
αの基準値に対するずれが、前記所定値よりも大きな
所定値以下であるか否かを判別する。このＳ９で補正
係数αの基準値に対するずれが所定値以下であると判
別されたときには、そのまま本ルーチンを終了させる。
従って、前記Ｓ６で開始させた遅延処理によってキャニ
スタ12の雰囲気を負圧にした結果、前記ずれが所定値
以下に抑えられる状況であれば、そのままキャニスタ12
雰囲気を負圧に制御させる。

【００４１】また、Ｓ９で補正係数αの基準値に対する
ずれが所定値を越えていると判別された場合には、Ｓ
10へ進み、前記フラグｆの判別を行なう。フラグｆが０
であるときには、Ｓ11へ進み、パージ通路弁15のＯＮデ
ューティを強制的に低下させ、パージガス量を減少させ
る処理を行なう。即ち、前記所定値は前記ずれ（ベー
ス空燃比のずれ）の許容限界値であり、所定値を越え
るずれが生じている場合には、キャニスタパージによっ
て機関に供給される燃料量が過剰であると推定される。
一方、フラグｆが０であるときには、ドレイン通路弁16
の制御によってキャニスタ12雰囲気を負圧にする制御を
行なっていない状態であるから、補正係数αの基準値に
対するずれを所定値以下にするためには、パージガス
量を減少させることが必要になるものである。

【００４２】一方、Ｓ10でフラグｆが１であると判別さ
れたときには、キャニスタ12の雰囲気を負圧にしている
状態で、所定値を越える補正係数αのずれが生じてい
ることになるから、この場合には、Ｓ６で開始させた遅
延処理を停止させ、ドレイン通路弁16の開放によりキャ
ニスタ12雰囲気を大気圧として、キャニスタ12からの蒸
発燃料のパージを抑制し、以て、パージガスの燃料濃度
の低下を図る。

【００４３】このように、補正係数αの基準値に対する
ずれが所定値を越えていて、キャニスタパージに伴っ
て機関に供給される燃料量が過剰であると見做されると
きには、キャニスタ12の雰囲気を負圧とする制御が行な
われていれば、かかる制御を停止させてキャニスタ雰囲
気を大気圧とし、また、キャニスタ12雰囲気が大気圧で
あるにも関わらず燃料量が過剰であるときにはパージガ
ス量を減少させ、キャニスタパージによって供給される
燃料量を減少させるものである。

【００４４】上記実施例によると、キャニスタパージの
開始初期で、パージガス中の燃料濃度が比較的高い場合
には、パージ通路弁15のＯＮデューティを微小に制御し
てパージガス量を抑制し、キャニスタパージによるベー
ス空燃比のリッチ化を抑制する。従って、パージ通路弁
15としては、微小流量の制御が可能な小容量のもの（図
３のの特性の弁）が必要となり、この場合、パージガ
ス量として大流量を確保することが困難になる。

【００４５】しかしながら、本実施例では、キャニスタ
パージが進行して空燃比に対する影響が充分に小さくな
ると、パージガスの流量を大きくする代わりに、キャニ
スタ12の雰囲気を負圧とすることでキャニスタ12からの
蒸発燃料のパージを促進させ、以て、パージガスの燃料
濃度を高めて、キャニスタパージを促進させるようにし
たので、大きなパージガス量を流す場合と同様にキャニ
スタパージを促進でき、小容量のパージ通路弁15によっ
てキャニスタパージの促進と、過剰な蒸発燃料の供給回
避とを、高いレベルで両立させることができる。

【００４６】尚、前記Ｓ11におけるパージ通路弁15のＯ
Ｎデューティの低下処理は、例えば図８又は図９のフロ
ーチャートに示すようにして行なわれる。図８のフロー
チャートでは、まず、パージ通路弁15に出力している制
御信号のデューティＰＤＵＴＹ、及び、空燃比フィード
バック補正係数αをストアする（Ｓ21，Ｓ22）。そし
て、前記空燃比フィードバック補正係数αと基準値（＝
1.0）とのずれが、前記所定値に相当するずれの許容
値αＭＡＸ以下であるか否かを判別する（Ｓ23）。ここ
で、許容値αＭＡＸを越えるずれが生じているときに
は、前記デューティＰＤＵＴＹから一定値ΔＰＤＵＴＹ
を減算し（Ｓ24）、該減算結果に基づいてパージ通路弁
15を開閉制御させる。

【００４７】また、図９のフローチャートでは、まず、
前記同様に、パージ通路弁15に出力している制御信号の
デューティＰＤＵＴＹ、及び、空燃比フィードバック補
正係数αをストアする（Ｓ31，Ｓ32）。次いで、前記空
燃比フィードバック補正係数αと基準値（＝1.0 ）との
ずれと、前記許容値αＭＡＸとの偏差αＥＲＲＯＲを演
算する（Ｓ33）。そして、前記偏差αＥＲＲＯＲが０以
下であるか否かによって、許容値αＭＡＸを越えるずれ
が生じているか否かを判別する（Ｓ34）。許容値αＭＡ
Ｘを越えるずれが生じている場合には、前記偏差αＥＲ
ＲＯＲに一定の係数ｋ（＜１）を乗算した値、即ち、前
記偏差αＥＲＲＯＲの所定割合を、前記デューティＰＤ
ＵＴＹから減算し（Ｓ35）、該減算結果に基づいてパー
ジ通路弁15を開閉制御させる。

【００４８】ところで、上記実施例では、パージ通路弁
15の開制御期間中の一部のみでドレイン通路弁16を開か
せて、キャニスタ12の雰囲気を負圧とするために、開閉
タイミングの遅延処理を行なわせるようにしたが、図10
に示すように、パージ通路弁15の開制御期間中における
ドレイン通路弁16の開閉をデューティ制御させることに
よって開制御時間割合を変更させ、以て、キャニスタ12
雰囲気の圧力を制御する構成としても良い。

【００４９】この場合、例えばパージ通路弁15のデュー
ティ周期（例えば10Ｈｚ）に対して、より高速のデュー
ティ周期（例えば50Ｈｚ）が必要になり、ドレイン通路
弁16として高速駆動が可能な高価なものを用いることに
なってしまうが、前記遅延処理によってキャニスタ12雰
囲気を制御する場合に比べて、パージ通路弁15の制御デ
ューティに因らずに、安定的でより細かな圧力制御が可
能になる。

【００５０】更に、上記実施例では、パージ通路弁15と
してデューティ制御されるものを用いたが、開度を調整
できる例えばリニアソレノイド式の弁をパージ制御弁1
5，トレイン通路弁16として用いる構成であっても良
い。前記デューティ制御の場合には、パージ通路弁15の
開制御時間に対するドレイン通路弁16の開制御時間の割
合によってキャニスタ12雰囲気の圧力を制御したが、前
記開度調整可能なパージ通路弁15を用いる構成の場合に
は、パージ通路弁15に対するドレイン通路弁16の開度割
合を制御することで、キャニスタ12の雰囲気圧を制御で
きることになる。

【００５１】上記のように開度割合を制御する構成であ
れば、パージ通路弁15及びドレイン通路弁16のいずれに
も高応答が要求されず、パージガス量とキャニスタ圧力
とを安定的に制御できる。更に、図11に示すように、ド
レイン通路弁16下流側のドレイン通路13をオリフィス21
を介して大気開放させる分岐ドレイン通路22を設け、パ
ージガスの燃料濃度が高いことが空燃比フィードバック
補正係数αによって検知されたときには、ドレイン通路
弁16を開状態とし、前記オリフィス21及びドレイン通路
弁16の両方から大気を導入させてキャニスタ12の雰囲気
を大気圧とする一方、パージガス濃度が低いことが検知
されたときには、ドレイン通路弁16を閉状態に切り換
え、前記オリフィス21のみから大気を導入させてキャニ
スタ12の雰囲気を負圧とする制御を行なわせても良い。

【００５２】かかる構成によると、キャニスタ12雰囲気
の減圧の度合いは、オリフィスによって決まるので、前
記実施例のように減圧度合いの調整はできないが、パー
ジガス濃度に応じて開又は閉状態を保持させれば良いの
で、ドレイン通路弁16は特に高応答を必要とせず、か
つ、パージ通路弁15のデューティ周期に因らずに安定的
な減圧効果が得られるというメリットがある。

【００５３】尚、上記実施例では、パージガスの燃料濃
度を、空燃比フィードバック補正係数αのレベルに基づ
いて推定させるようにしたが、空燃比を広域に検出でき
る公知の広域酸素センサ（広域空燃比センサ）を備える
場合には、該広域酸素センサによって検出される空燃比
に基づいてパージガスの燃料濃度を推定させたり、ま
た、パージ通路14にパージガス中の燃料濃度を直接的に
検出できるセンサを設けても良い。但し、空燃比フィー
ドバック補正係数αに基づいてパージガスの燃料濃度を
検知させる構成であれば、専用のセンサを必要とするこ
となく、然も、空燃比フィードバック制御によって目標
空燃比付近に安定させながらキャニスタパージを行なわ
せることができるという利点がある。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる内燃機関の蒸発燃料処理装置によると、キャニス
タに大気を導入するためのドレイン通路を開閉するドレ
イン通路弁を設け、パージガスの燃料濃度に応じて前記
ドレイン通路弁を開閉制御する構成としたので、パージ
ガスの燃料濃度が低いときにはドレイン通路弁による大
気導入の規制により、機関吸入負圧をキャニスタ内に閉
じ込めてキャニスタ雰囲気を負圧とし、以て、蒸発燃料
のパージを増大させてキャニスタパージを促進させるこ
とができる。

【００５５】従って、キャニスタパージが進行し、パー
ジガスの燃料濃度が低下したときには、パージガス流量
を増大させる代わりに、キャニスタ雰囲気を負圧にして
パージガスの燃料濃度を増大させてキャニスタパージの
促進を図ることができるので、小容量のパージ通路弁を
用いてパージガス量の微小制御を可能としつつ、キャニ
スタパージの促進を充分に図れるようになるという効果
がある。

【００５６】また、請求項２の発明では、パージ通路弁
の開制御時間に対するドレイン通路弁の開制御時間の割
合によって、キャニスタ雰囲気の圧力を制御する構成と
したので、パージ通路弁がデューティ制御される場合
に、キャニスタ雰囲気の圧力をパージ通路弁の開期間中
におけるドレイン通路弁の開時間によって制御すること
ができる。

【００５７】更に、請求項３の発明では、パージ通路弁
とドレイン通路弁との開度割合に基づいてキャニスタの
雰囲気圧を制御する構成としたので、パージガス量とキ
ャニスタ雰囲気圧とを安定的に制御できる。また、請求
項４の発明では、ドレイン通路弁が開又は閉状態のいず
れかに制御されるから、キャニスタの雰囲気圧の細かな
制御はできないものの、簡便な構成及び制御によって、
キャニスタパージを促進できる。

【００５８】また、請求項５の発明では、空燃比フィー
ドバック制御値に基づいてパージガスの燃料濃度を検知
させる構成としたので、空燃比を目標空燃比にフィード
バック制御させながら、簡便にパージガスの燃料濃度を
検知することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１にかかる本発明の基本構成を示すブロ
ック図。

【図２】本発明の実施例のシステム構成を示す図。

【図３】パージ通路制御弁の特性例を示す線図。

【図４】実施例のドレイン通路弁の開閉制御を示すフロ
ーチャート。

【図５】キャニスタ雰囲気圧による吸着量変化を示す線
図。

【図６】遅延処理による減圧制御の特性を示すタイムチ
ャート。

【図７】遅延時間の記憶マップを示す図。

【図８】パージ通路弁のデューティ制御を示すフローチ
ャート。

【図９】パージ通路弁のデューティ制御を示すフローチ
ャート。

【図10】ドレイン通路弁のデューティ制御を示すタイム
チャート。

【図11】ドレイン通路弁を開閉切り換えさせる場合の構
成を示す図。

【符号の説明】

１内燃機関２吸気管３スロットル弁４燃料噴射弁５機関制御装置６排気管７酸素センサ８燃料タンク 11 チャージ通路 12 キャニスタ 13 ドレイン通路 14 パージ通路 15 パージ通路弁 16 ドレイン通路弁 17 弁制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の燃料供給系内で発生した蒸発燃料を
一時的に吸着捕集するキャニスタと、該キャニスタからパージされた蒸発燃料を空気と共にス
ロットル弁下流側の吸気管内に供給するパージ通路に介
装されたパージ通路弁と、前記キャニスタに大気を導入するドレイン通路に介装さ
れたドレイン通路弁と、前記パージ通路弁を機関運転条件に応じて開閉制御する
パージ通路弁開閉手段と、前記パージ通路を介して機関に供給されるパージガスの
燃料濃度を検出するパージガス濃度検出手段と、該パージガス濃度検出手段で検出されるパージガスの燃
料濃度に基づいて前記ドレイン通路弁を開閉制御するド
レイン通路弁開閉手段と、を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃
料処理装置。
【請求項２】前記ドレイン通路開閉手段が、前記パージ
通路弁の開制御時間に対する前記ドレイン通路弁の開制
御時間の割合を前記パージガスの燃料濃度に応じて変更
することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の蒸発燃
料処理装置。
【請求項３】前記ドレイン通路開閉手段が、前記パージ
通路弁の開度に対する前記ドレイン通路弁の開度の割合
を前記パージガスの燃料濃度に応じて変更することを特
徴とする請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項４】前記ドレイン通路弁の下流側のドレイン通
路をオリフィスを介して大気開放させる分岐ドレイン通
路を備え、前記ドレイン通路開閉手段が、前記パージガ
スの燃料濃度に応じて前記ドレイン通路弁を全閉状態と
全開状態とのいずれか一方に切り換え制御することを特
徴とする請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項５】機関吸入混合気の空燃比を検出する空燃比
検出手段と、該空燃比検出手段で検出される空燃比を目
標空燃比に近づけるべく燃料供給手段による機関への燃
料供給量をフィードバック制御する空燃比フィードバッ
ク制御手段と、を備え、前記パージガス濃度検出手段が、前記空燃比フィードバ
ック制御手段による燃料供給量の制御値に基づいて前記
パージガスの燃料濃度を検出することを特徴とする請求
項１，２，３又は４のいずれかに記載の内燃機関の蒸発
燃料処理装置。