JPH08326611A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】パージ装置にパージ制御バルブ１３の開検出手
段１７と通気管遮断バルブ１４を備える。 【効果】吸気管に不要な空気が導入されないためエンジ
ンの異常状態が発生することを防止でき、気化燃料が、
大気に流出することを防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】パージ制御バルブは流量が９０ｌ／min
程度のものが一般的であり、故障により閉じなくなった
場合、エンジンの吸気系にキャニスタの通気管を通しス
ロットルバルブによらない空気が導入される。このため
エンジンのアイドリング運転領域等では回転数の異常上
昇を招き、機関の運転者に不安を起こす。

【０００３】この問題の解決策として、接続管のキャニ
スタと内燃機関の吸気系の間にパージカットバルブを設
け、予めアイドリング運転時等、内燃機関の運転状態を
著しく損なう恐れのある場合を考慮して、パージ制御バ
ルブによらず接続管を閉じ内燃機関の吸気系に空気が入
らないようにし、パージ制御バルブが開故障していても
エンジンの運転が損なわれないようにする装置が考案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年の環境保全のた
め、米国では、大気に悪影響を及ぼす原因の一つである
蒸発燃料である気化燃料を車両の燃料系から外部に流出
させないようにする規制が施行されることとなった。

【０００５】従来の技術ではパージカットバルブによ
り、パージ制御バルブが開故障時には、パージ装置の通
路を閉鎖し内燃機関の吸気系に不要な空気が入らないよ
うにすることができるが、キャニスタに蓄えられた蒸発
燃料を大気に放出しないようにすることは考慮されてい
なかった。この場合、燃料タンクから発生する蒸発燃料
はキャニスタに蓄えられ、ついにはキャニスタに蓄えら
れた燃料が通気管を通り大気へ流出してしまい、環境に
悪影響を及ぼす恐れがある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】環境保全のため、パージ
制御バルブの故障診断を行い、パージ制御バルブが開故
障時には、キャニスタの大気への通気管に設けられた遮
断バルブを閉じることにより不要な空気をエンジンに供
給しないようにし、かつキャニスタに蓄えられた燃料を
大気に流出しないように構成した。

【０００７】

【作用】前記のような構成としたため、パージ制御バル
ブ開故障時にエンジンの異常回転上昇等著しくエンジン
の運転状態を損なわずにかつ環境保全を考慮したパージ
装置を提供することができる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図に基づいて説
明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例を示す系統図であ
る。図２は図１に示す制御装置６の内部のブロック図で
ある。

【００１０】エンジン１の運転状態を回転速度センサ
２，冷却水温センサ３，吸入空気量センサ４，スロット
ルバルブ２４に取りつけられたスロットル開度センサ５
などから検出し、さらに空燃比を空燃比センサ７によっ
てアナログ信号等で検出し、それらの検出結果を制御装
置６に入力する。

【００１１】制御装置６は図２に示すように構成されて
おり、検出された入力信号のノイズなどを取り除く入力
回路２０１，入力アナログ信号等をデジタルに変換する
Ａ／Ｄコンバータ２０２，偏差演算手段，異常判別手段
等の演算を行うCPU203，エンジン１のインジェクタ８や
図示しない点火コイル，点火プラグ９，アイドル時空気
流量調整バルブ１０，パージ制御バルブ１３，通気遮断
バルブ１４を駆動させる出力回路２０４，CPU203を動作
するプログラムを格納するROM205，演算結果や計算状態
などを記憶するRAM206で構成されており、制御装置６に
入力された回転速度センサ２の信号よりエンジン回転数
Ｎを、冷却水温センサ３の信号より冷却水温Ｔｗ，吸入
空気量センサ４の信号より吸入空気量Ｑａ，スロットル
開度センサ５の信号よりスロットル開度Ｔｈなどを入力
回路２０１，Ａ／Ｄコンバータ２０２によりCPU203はデ
ジタル信号として検出する。

【００１２】制御装置６は検出されたＱａ，Ｎ，Ｔｗ，
Ｔｈ等に応じて、インジェクタ８，図示しない点火コイ
ル，点火プラグ９，アイドル時空気流量調整バルブ１０
を出力回路２０４を介して駆動制御し、エンジン１の動
作を制御している。

【００１３】燃料タンク１１で発生した気化燃料はその
蒸気圧により、導入管１６を通りキャニスタ１２の中に
収納された気化燃料吸着体２１たとえば活性炭に吸着さ
れる。キャニスタ１２は通気管遮断バルブ１４が中間に
設けられた通気管２２により大気に連通している。通気
管遮断バルブ１４は制御装置６の制御により閉じる構造
とし制御されない場合は開となる。エンジン停止時は、
通気管遮断バルブ１４は開で、これにより燃料タンク１
１で発生した気化燃料はその発生時の大気より高い蒸気
圧により導入管１６を通りキャニスタ１２内の気化燃料
吸着体２１に吸着される。

【００１４】キャニスタ１２は制御装置６に制御される
パージ制御バルブ１３と接続管１５で、更にパージ制御
バルブ１３とエンジン１の吸気管２０のスロットル下流
は接続管１５で接続されている。パージ制御バルブ１３
は制御装置６の制御により開く構造とし制御されない場
合は閉となる。エンジン１の動作時にはパージ制御条件
によりパージ制御バルブ１２が開かれることにより気化
燃料吸着体２１に吸着している気化燃料は吸気系２０の
負圧により接続管１５，接続管２３を通り吸気管２０に
導入され燃焼に供される。

【００１５】また、この接続管１５には、故障診断のた
めに圧力センサ１７が設けられている。圧力センサ１７
は、接続管１５の圧力Ｐをアナログ信号等で検出し、そ
の検出結果は制御装置６に入力され、制御装置６の入力
回路２０１を経てＡ／Ｄコンバータ２０２によりCPU203
にデジタル信号として検出される。１９は故障検出時に
制御装置６により運転者に故障を知らせるために点灯す
るランプである。

【００１６】以下に、制御装置６におけるパージ制御バ
ルブ１３の開故障を判別し通気遮断バルブ１４を閉じる
動作を図３，図４，図５，図６に示すフローチャートに
基づいて説明する。

【００１７】図３のフローチャートは制御装置６の初期
化を示すフローチャートである。まずステップ３０１で
ＣＰＵの入出力などの初期化を行う。次にステップ３０
２でパージ制御バルブ１３出力を閉じ側に初期化する。

【００１８】次にステップ３０３で通気管遮断バルブ１
４を開き側に初期化する。

【００１９】図４および図５はエンジン運転時の動作を
示すフローチャートで、図３による制御装置６の初期化
後、所定時間ごと（たとえば４０ｍｓごと）に行われ
る。

【００２０】まず、ステップ４０１でパージ制御バルブ
１３開故障の故障判定がすでに行われているかどうかを
示す故障判定フラグxFCPONG が故障判定“１”か否かを
判定し、“１”であったらすでに故障であり以下の動作
は終了したと判定し、本ルーチンを終了する。

【００２１】次にステップ４０２で、各種センサより入
力された吸入空気量Ｑａ，エンジン回転数Ｎ，エンジン
水温Ｔｗ，スロットル開度Ｔｈを読み込む。

【００２２】次にステップ４０３でパージ条件が成立し
ているか否かの判定を行う。パージ条件はたとえばエン
ジン水温Ｔｗが４０℃以上、スロットル開度Ｔｈが所定
値（たとえば全閉位置から１０゜）以上で吸入空気量Ｑ
ａ／エンジン回転数Ｎが所定値以上である場合成立とな
る。スロットル開度条件はスロットル２４の全閉条件を
示す図示しないアイドルスイッチを用いてもよい。

【００２３】ステップ４０３でパージ条件が成立した場
合は、ステップ４０４に進む。成立しない場合は、今回
の本ルーチンを終了する。

【００２４】次にステップ４０４で、ステップ４０８に
示すパージ制御バルブ１３開時の接続管１５の圧力計測
が行われたか否かを示す終了フラグｘＦＣＰＯが終了を
示す“１”か否かを調べる。

【００２５】ｘＦＣＰＯが“１”でなければ、ステップ
４０８が行われていないため、ステップ４０８を行うた
めの準備ステップ４０５に進む。

【００２６】ｘＦＣＰＯが“１”であれば、ステップ４
０８が行われたため、図５のステップ５０１のパージ制
御バルブ１３閉時の接続管１５の圧力計測の準備ステッ
プに進む。

【００２７】ステップ４０５では、ステップ４０８を行
うためにパージ制御バルブ１３への出力が開となってい
るか否かを調べる。パージ制御バルブ１３への出力が開
でない場合は、初期化後初めてパージ条件が成立したた
めステップ４０６へ進む。パージ制御バルブ１３への出
力が開の場合は、ステップ４０７に進む。

【００２８】ステップ４０６では、パージ制御バルブ１
３への出力を開にしステップ４０７に進む。ステップ４
０６でパージ制御バルブ１３を開くことにより、キャニ
スタ１２および接続管１５にはパージ制御バルブ１３，
接続管２３を介してエンジンの吸気系２０の負圧がかか
り、キャニスタ１２内の気化燃料吸着体２１に吸着され
ていた気化燃料がエンジンの吸気管２０に導入されると
ともにキャニスタ１２および接続管１５は気化燃料の流
動により大気圧近傍状態から負圧状態になる。ステップ
４０７では、パージ制御バルブ１３が開のときの接続管
１５に生じる負圧が安定する所定時間ＫＣＮＴａが経過
したかどうかを図示しないタイマにより計時し、所定時
間ＫＣＮＴａが経過していなかったならば、今回の本ル
ーチンは終了する。所定時間ＫＣＮＴａが経過したなら
ば、ステップ４０８に進む。

【００２９】ここで所定時間ＫＣＮＴａは実験などによ
り求められる。

【００３０】次にステップ４０８では、接続管１５に設
けられた圧力センサ１７により接続管１５の圧力Ｐを計
測し、計測された圧力ＰをＰｏとして制御装置６のRAM2
06に記憶する。

【００３１】以上ステップ４０３からステップ４０８よ
り、パージ条件が成立している状態でのパージ制御バル
ブ１３が開かれている場合に接続管１５に生じている圧
力Ｐｃが安定して計測される。

【００３２】次に、ステップ４０９でこの圧力Ｐｃが計
測されたことを示すフラグxFCPO に“１”をセットす
る。これにより、ステップ４０４で述べた様に、ステッ
プ408が一度実行されたことがわかり、図５のステップ
５０１以降のパージ制御バルブ１３が閉じている場合の
接続管１５の圧力計測が次回から実行される。

【００３３】次にステップ５０１で、ステップ５０４の
パージ制御バルブ１３閉時の接続管１５の圧力計測を行
うための準備として、ステップ４０５で述べたと同様
に、パージ制御バルブ１３への出力が閉となっているか
どうかを調べる。パージ制御バルブ１３への出力が閉で
ない場合はステップ５０２に進む。パージ制御バルブ１
３への出力が閉の場合はステップ５０３に進む。

【００３４】ステップ５０１の最初の実行は、ステップ
４０９のあとすぐに実行されるため、パージ制御バルブ
１３への出力は開となっているので、パージ制御バルブ
１３への出力は閉でないと判定されステップ５０２へ進
む。

【００３５】ステップ５０２では、前述のステップ４０
６と同様に、ステップ５０４のパージ制御バルブ１３閉
時の接続管１５の圧力計測を行うためにパージ制御バル
ブ１３を閉じ、ステップ５０３に進む。パージ制御バル
ブ１３の出力を閉じ、パージ制御バルブ１３が正常に閉
じたならば、エンジンの吸気管２０との接続が遮断さ
れ、かつ通気管遮断バルブ１４が開いているので、パー
ジ制御バルブ１３とキャニスタ１２間の接続管１５の圧
力は接続管１５に通気管２２およびキャニスタ１２内の
吸着体２１を通り大気が導入されることにより、大気圧
近傍となる。

【００３６】ステップ５０３では、パージ制御バルブ１
３への出力が閉のときの接続管１５の圧力が大気圧近傍
に安定する所定時間ＫＣＮＴｂが経過したかどうかを図
示しないタイマにより計時し、所定時間ＫＣＮＴｂが経
過していなかったならば、今回の本ルーチンは終了す
る。所定時間ＫＣＮＴｂが経過したならば、ステップ５
０４に進む。

【００３７】ここで所定時間ＫＣＮＴｂは実験などによ
って求められる。

【００３８】次にステップ５０４では、接続管１５に設
けられた圧力センサ１７により接続管１５の圧力Ｐを計
測し、計測された圧力ＰをＰｃとして制御装置６のRAM2
06に記憶する。

【００３９】次にステップ５０５で図示しないＲＡＭに
記憶されたＰｃとＰｏの差分を計算し、その差が所定値
以下であるか否かを判定する。

【００４０】Ｐｃは、パージ制御バルブ１３が閉状態の
接続管１５の圧力Ｐであって、パージ制御バルブ１３が
正常に閉じている場合はパージ制御バルブ１３とキャニ
スタ１２間の接続管１５の圧力はＰｃは大気圧近傍を示
す。しかしパージ制御バルブ１３がパージ制御バルブ１
３への出力が閉のときに実際にパージ制御バルブ１３が
閉じていなければ、接続管１５の圧力Ｐは、パージ制御
バルブ１３を開いているときと同様に負圧を示す。

【００４１】したがって、ＰｃとＰｏの差が判定用所定
値Ｘ以下である場合は、パージ制御バルブ１３は閉じる
ことができなくなっている、すなわち、パージ制御バル
ブ１３は制御によらず開いていると判定できるので、パ
ージ制御バルブ１３開故障と判定しステップ５０６に進
む。

【００４２】逆にＰｃとＰｏの差分が判定用所定値Ｘ以
上の場合は、パージ制御バルブ１３は開故障していない
と判定しステップ５０８に進み、ステップ５０８でパー
ジ制御バルブ１３開故障判定フラグxFCPONGに故障無し
を示す、“０”をセットし、本ルーチンを終了する。

【００４３】ここで判定用所定値Ｘは実験等によって求
められる。

【００４４】ステップ５０６では、ステップ５０５で、
パージ制御バルブ１３は開故障判定されたため、開故障
判定フラグxFCPONG に故障を示す“１”をセットしステ
ップ５０７に進み、ステップ５０７ではパージ制御バル
ブ１３開故障を運転者に知らせるランプ１９を点灯し終
了する。

【００４５】図６は、図４，図５に示したパージ制御バ
ルブ１３故障判定フローチャートにより特定条件たとえ
ば、アイドル時に通気管遮断バルブ１４を閉じる操作で
ある。

【００４６】まず、ステップ６０１で、パージ制御バル
ブ１３が故障判定されているか否かをフラグxFCPONG を
調べ、“１”ならば、故障しているのでステップ６０２
に進む。フラグxFCPONG が“０”ならば、ステップ６０
７に進む。

【００４７】ステップ６０２では、エンジン１が、動作
空気量の少ない領域たとえばアイドル条件か否かを判定
するためスロットル開度Ｔｈを読み込みステップ６０３
に進む。

【００４８】ステップ６０３でスロットル開度Ｔｈがア
イドルを示す予め設定された所定スロットル開度Thidl
より小さいか否かを判定する。スロットル開度Ｔｈが所
定スロットル開度Thidl より大きい場合はアイドル状態
と判定せず、ステップ６０７へ進む。スロットル開度Ｔ
ｈが所定スロットル開度Thidl より小さい場合アイドル
状態と判定し、ステップ６０４へ進む。

【００４９】ここで、所定スロットル開度Thidl は実験
などで求められる。

【００５０】ステップ６０４では、エンジン回転数Ｎを
読み込みステップ６０５へ進む。

【００５１】ステップ６０５では、予め設定されたアイ
ドル回転数しきい値Nidlとエンジン回転数Ｎを比較し、
エンジン回転数Ｎがアイドル回転数しきい値Nidlより大
きい場合、パージ制御バルブ１３の開故障により、通気
管２３，キャニスタ１２，接続管１５，接続管２３を通
り大気から不要な空気が多く流入しエンジン回転数Ｎが
上昇しエンジン１の運転状態が損ねられていると判定
し、ステップ６０６へ進む。エンジン回転数Ｎがアイド
ル回転数しきい値Nidlより小さい場合は、パージ制御バ
ルブ１３の開故障であっても、エンジン１の運転状態は
損ねられていないと判定しステップ６０７に進む。

【００５２】ここで、アイドル回転数しきい値Nidlは、
予め実験などで求められるが、吸入空気量Ｑａやアイド
ル時空気流量調整バルブ１０の制御状態などにより決定
しても良い。

【００５３】ステップ６０６では、通気管遮断バルブ１
４を閉じることにより通気管２２，キャニスタ１２，接
続管１５，２３を通して流入する不要な空気を遮断し終
了する。これにより、損ねられた運転状態を正常状態に
回復することができるとともに、エンジン１の運転中に
発生した気化燃料を大気に漏洩することはない。

【００５４】ステップ６０７では、通気管遮断バルブ１
４への出力を強制的に開にし終了する。

【００５５】これによりたとえば前回はＮが上昇してい
てステップ６０６で閉じていた通気管遮断バルブ１４
を、Ｎが通常状態に戻ったときは、開くことにより通気
管遮断バルブ１４を閉じていた間に外部に漏れないため
にキャニスタ１２に蓄積された気化燃料をエンジン１の
吸気管２０にパージすることができ、開故障したパージ
制御バルブ１３の代わりにフェイルセイフ動作を行うこ
ととなる。更にパージ制御バルブが故障していても運転
状態が損なわれていない状態では、すでに通気管遮断バ
ルブ１４が開かれているのでこれを更に同様の状態とす
るだけである。

【００５６】なお、パージ制御バルブ１３が開故障した
場合に、通常のパージ条件でパージ制御バルブ１３の代
わりに通気管遮断バルブ１４をパージ制御に供せること
も可能である。

【００５７】ステップ６０６の通気管遮断バルブ１４へ
の出力を強制的に閉じる条件としては、たとえば、パー
ジ制御バルブ１３の開故障により気化燃料がキャニスタ
１２から大量に流入している場合などは、エンジン１に
供給される燃料は気化燃料により空燃比がリッチとなり
エンジンの運転状態を良好に保てなくなるため、空燃比
センサの検出信号により空燃比リッチを検出した場合な
どを用いることもできる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、パージ制御バルブが開
故障時には、エンジンの通気管遮断バルブを閉じること
により大気との連通を遮断できるため、大気の不要な空
気が流入することがなくエンジンの動作を著しく損なう
ことを防ぐことができる、更にキャニスタに蓄積される
気化燃料は大気に放出されることはない。また、キャニ
スタに蓄えられた気化燃料はエンジンに供給して燃焼さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステムの系統図。

【図２】制御装置内部のブロック図。

【図３】初期化のフローチャート。

【図４】パージ制御バルブ開故障診断のフローチャー
ト。

【図５】パージ制御バルブ開故障診断のフローチャー
ト。

【図６】通気間遮断バルブを閉じるフェイルセイフのフ
ローチャート。

【符号の説明】

１２…キャニスタ、１３…パージ制御バルブ、１４…通
気管遮断バルブ、１５…接続管、１６…導入管、１７…
圧力センサ、２１…気化燃料吸着体、２２…通気管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンクと気化燃料を蓄えるキャニスタ
   と内燃機関の吸気系とが接続管で接続され、前記接続管
   と内燃機関の空気系との間にパージ制御バルブを有し、
   前記キャニスタと大気とを通気可能とする通気管を有
   し、前記通気管に大気との通気を遮断する通気遮断バル
   ブを有し、前記パージ制御バルブの開故障検出手段を有
   する蒸発燃料をパージする装置において、前記パージ制
   御バルブの開故障が検出された場合、前記通気遮断バル
   ブを閉じることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記パージ制御バルブ
   の開故障が検出された場合、内燃機関の運転状態に応じ
   て前記通気遮断バルブを閉じる内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記パージ制御バルブ
   の開故障が検出された場合、内燃機関の運転状態に応じ
   て前記通気遮断バルブを前記パージ制御バルブとして用
   いる内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】請求１において、内燃機関の排気系に空燃
   比センサを有し、前記パージ制御バルブの開故障が検出
   された場合、空燃比の状態に応じて前記通気遮断バルブ
   を開閉する内燃機関の制御装置。