WO2011152258A1 - 内燃機関のアイドルストップ時のパージ装置 - Google Patents

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internal combustion
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福井　俊治
浅野　誠二
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention mainly relates to a fuel discharge control method capable of efficiently discharging evaporative fuel in a vehicle provided with an idle stop mechanism for an internal combustion engine.
  • the fuel evaporated from the fuel tank continues to be accumulated in the canister while the engine is stopped, and the internal combustion engine is started and increases until the purge condition is satisfied. Since the canister capacity is limited, the fuel vapor is released to the atmosphere as it is when the capacity is exceeded. An object of the present invention is to prevent such a failure phenomenon.
  • a control device of a vehicle provided with a purge device for adsorbing evaporative fuel generated in a fuel tank into an adsorption tank and discharging evaporative fuel according to engine conditions, wherein the vehicle is evaporated upstream of a catalyst provided in an exhaust pipe
  • the control device is a control device that controls the fuel discharging means to discharge the evaporated fuel when the catalyst is activated after the internal combustion engine is stopped.
  • the canister capacity of the purge device can be reduced, and the outflow of the evaporated fuel to the atmosphere can be prevented.
  • An example of the chart showing each variable behavior when the unburned gas discharge device of the present invention is controlled. 4 is an example detailing block 203 of FIG. 2 of the present invention.
  • Another example detailing block 203 of FIG. 2 of the present invention. 3 is an example showing in detail the blocks 207 and 208 of FIG. 2 of the present invention.
  • 3 is an example of a detailed flowchart of the control block diagram of FIG. 2 of the present invention.
  • 3 is an example of a detailed flowchart of block 203 of FIG. 2 of the present invention.
  • 3 is an example of a detailed flowchart of blocks 207 and 208 of FIG. 2 of the present invention.
  • Evaporative fuel discharge means 202 In-catalyst oxygen storage amount estimation part 203 Catalyst temperature estimation part 205 Idle stop determination part 206 Evaporative fuel discharge means drive permission determination part 207 Evaporative fuel discharge means control Amount calculation unit 208 Evaporative fuel discharge means control unit 305 Intake pipe pressure sensor 306 Fuel injection valve 310 Oxygen concentration sensor 311 Three-way catalyst 314 Engine control unit 315 Catalyst temperature sensor 316 Exhaust gas oxygen concentration sensor 317 after catalyst processing Canister 318 Purge valve 319 Evaporation Fuel discharge pump 320, 421 Exhaust pipe 419 Canister leak check and diagnosis device 420 drain valve 520 Electric boost pressure device 802 Engine operating temperature estimated catalyst temperature table 803 Catalyst temperature change component table 804 natural temperature decrease of catalyst Table 8a01 catalyst spontaneous emission calorimetric table 8a02 catalytic reaction heat table 8a04 estimated catalyst temperature table 901 purge valve opening table 902 flow correction value table
  • FIG. 1 is an example of a control block of an engine control device provided with unburned gas discharge means to which the present invention is applied.
  • Block 101 is a block of an engine speed calculation means. By counting the electric signal of the crank angle sensor set at a predetermined crank angle position of the engine and the number of inputs per unit time of the pulse signal change mainly and performing arithmetic processing, the number of revolutions per unit time of the engine is calculated. calculate.
  • the block 102 calculates the basic fuel required by the engine from the engine speed and the engine load calculated in the block 101 described above.
  • the engine load is represented by the output of the intake pipe pressure sensor installed in the intake pipe converted into the intake pipe pressure by a predetermined process, or the intake air amount of the engine measured by a thermal air flow meter or the like.
  • the block 103 calculates the correction factor in each operation region of the basic fuel engine calculated in the block 102 according to the engine speed calculated in the block 101 described above and the engine load described above.
  • a block 104 performs a map search to calculate the optimum basic ignition timing in each region of the engine according to the above-mentioned engine speed and the above-mentioned engine load.
  • a block 105 is a block which detects the opening degree of a throttle throttle valve which is set in the intake pipe and adjusts the intake air amount of the engine, and determines the state of the engine intended by the driver.
  • the state to be determined is mainly an idle state, and an acceleration / deceleration state.
  • Block 106 corrects the optimal basic ignition timing retrieved in block 104 above, in accordance with the state of the engine determined in block 105 above.
  • a block 107 determines an optimum target air-fuel ratio in each region of the engine by map search or the like based on the above-described engine speed and the above-described engine load.
  • a block 108 performs feedback control of the fuel by the output of the oxygen concentration sensor set in the exhaust pipe so as to achieve the target air-fuel ratio determined in the above-mentioned block 107, and calculates an air-fuel ratio feedback coefficient.
  • the block 108 a performs idle stop control based on the engine speed calculated in the above-mentioned block 101 and each information of the accelerator opening degree and the brake depression force.
  • the block 109 is a means for discharging the fuel accumulated in the purge device for purging the evaporative fuel from the fuel tank to the intake pipe when it is determined that the idle stop state is performed based on the idle stop control implementation state in the block 108a described above. Is a block that determines whether to drive or not. As a method of determining the permission of execution of the fuel vapor discharging means, it is determined according to the temperature of the catalyst and / or the amount of stored oxygen in the catalyst. The estimated concentration in the purge device is used to estimate the amount of evaporated fuel.
  • Block 110 corrects the basic fuel calculated in block 102 with the above-mentioned basic fuel correction factor, engine coolant temperature, air-fuel ratio feedback factor, and wall flow correction factor.
  • Blocks 111 to 114 are fuel injection means for supplying the amount of fuel calculated in block 110 described above to the engine.
  • Blocks 115 to 118 are ignition means for igniting the fuel mixture flowing into the cylinder in accordance with the required engine ignition timing corrected at block 106 described above.
  • a block 119 actually drives the evaporative fuel discharging means when there is a drive request based on the determination result calculated in the above-mentioned block 109.
  • FIG. 2 shows a schematic view of the unburned gas discharge control which is the object of the present invention.
  • the amount of oxygen stored in the catalyst is estimated from the amount of intake air and the amount of fuel injection during operation of the internal combustion engine.
  • the catalyst temperature is estimated from the amount of intake air and the amount of fuel injection during operation of the internal combustion engine. Or you may use the result measured using the temperature sensor installed in the catalyst.
  • the concentration of evaporated fuel in the purge device is estimated using the amount of intake air and the amount of fuel injection during operation of the internal combustion engine and the measurement value of the oxygen concentration sensor.
  • the evaporative fuel discharging means is based on the determination result of the above block 205 and / or the stored oxygen amount of the catalyst estimated in the above block 202 and / or the catalyst temperature estimated or measured in the above block 203. To determine whether or not to drive.
  • the driving force of the fuel vapor discharging means is calculated based on the fuel vapor concentration in the purge device estimated in the above-mentioned block 204 and the measurement value of the oxygen concentration sensor.
  • FIG. 3 shows an example of the surroundings of the engine in the engine control device provided with the evaporative fuel discharge means to which the present invention is applied.
  • the engine 301 is an idle that controls the flow area of the flow path connected to the intake pipe 304 by bypassing the throttle throttle valve 302 and the throttle throttle valve, and controls the engine's idle speed when the amount of intake air is bypassed.
  • Speed control valve 303 intake pipe pressure sensor 305 for detecting pressure in the intake pipe 304, fuel injection valve 306 for supplying fuel required by the engine, crank angle sensor 307 set at a predetermined crank angle position of the engine, engine
  • An ignition module 308 for supplying ignition energy to an ignition plug for igniting a mixture of fuel supplied into the cylinder of the engine based on an ignition signal of the engine control device 314, and is set in a cylinder block of the engine to detect engine coolant temperature Water temperature sensor 309, the acid in the exhaust gas set in the exhaust pipe of the engine
  • An oxygen concentration sensor 310 for detecting the concentration, a three-way catalyst 311 for purifying exhaust gas discharged from the engine, and an intake pipe provided between a pipe communicating the upstream of the three-way catalyst 311 of
  • the intake pipe pressure sensor 305 is integrated with an intake air temperature sensor that measures the temperature of the intake air. Further, it goes without saying that the discharge port of the discharge pipe 320 is configured to be able to diffuse the purge gas so as to have a uniform concentration in the exhaust pipe.
  • FIG. 4 shows another example of the surroundings of the engine in the engine control system provided with the evaporative fuel discharge means to which the present invention is applied.
  • the canister 417 is provided with a diagnostic device 419 capable of diagnosing the presence or absence of a leak hole of the canister, and a drain valve 420 in a drain pipe opened to the atmosphere from the diagnostic device, and provided in the exhaust pipe from the above diagnostic device.
  • the exhaust pipe 421 is a passage communicating with the upstream of the catalyst.
  • the discharge pipe 421 is passed from the canister 417 to the exhaust pipe by controlling the driving force of the negative pressure pump and the opening area of the drain valve 420 using the negative pressure pump provided in advance in the diagnostic device. Evaporate fuel with air. It is needless to say that the discharge port of the discharge pipe 421 is configured to be able to diffuse the purge gas so as to have a uniform concentration in the exhaust pipe.
  • FIG. 5 shows another example of the surroundings of the engine in the engine control device provided with the evaporative fuel discharge means to which the present invention is applied.
  • the engine 501 includes an electric boost pressure device 520 that compresses intake air and sends it to the intake system, a discharge pipe 519 that discharges purge gas from the canister 517 upstream of the charge pressure device, and purge gas as an intake pipe or
  • a switching valve 518 is provided to switch which of the upstream of the charging pressure device is discharged using the discharge pipe.
  • FIG. 6 shows an example of the internal configuration of an engine control device provided with the evaporative fuel discharge means to which the present invention is applied.
  • the I / O unit 602 which converts the electric signals of each sensor installed in the engine into digital arithmetic processing signals and converts the digital arithmetic control signals into actual actuator drive signals, is set in the CPU 601.
  • the water temperature sensor 603, crank angle sensor 604, oxygen concentration sensor 605, intake pipe pressure sensor 606, throttle opening sensor 607, ignition switch 608, thermal air flow meter 609 are input to the I / O unit 602. It is done.
  • the output signal from the CPU 601 is output to the fuel injection valve 611 to 614, the ignition coil 615 to 618, the ISC valve to the ISC valve or the electronically controlled throttle valve, and the evaporated fuel discharge device 620 through the driver 610. Will be sent.
  • FIG. 7 is a chart showing the behavior of each variable when the engine control device equipped with the evaporative fuel discharge means targeted by the present invention is executing control.
  • a chart 701 shows engine rotation
  • a chart 702 shows start / stop signals of the fuel vapor discharge means
  • a chart 703 shows the oxygen concentration of exhaust gas
  • a chart 704 shows behavior of a control amount of the fuel vapor discharge means.
  • Section 706 is an idle stop section where the engine once changes from the operating state to the idle stop state and then to the operating state again
  • the chart 705 is the evaporated fuel stored in the canister discharged by the method of the present invention
  • the filling amount of A section 707 is a fuel vapor discharge means driving section. In the oxygen concentration rich section indicated by 708, the driving force of the evaporative fuel discharging means is increased as shown in 711 while in the evaporative fuel lean section shown by 709, the driving force is reduced as shown in 712.
  • the purge gas to be discharged is controlled to maintain an appropriate air-fuel ratio.
  • the amount of evaporated fuel in the canister is reduced as indicated by 714.
  • An area indicated by 713 is an area where substantially no evaporated fuel exists in the canister, and in this case, the driving force 713 for performing the fuel discharge corresponding to the evaporation from the fuel tank is kept.
  • FIG. 8 is an example showing the above-mentioned block 203 of FIG. 2 in detail.
  • the intake air amount from the start of the engine is integrated, and based on this value, at block 802, the catalyst temperature during operation is estimated.
  • the change in temperature rise / fall of the catalyst per unit time according to A / F is calculated.
  • a temperature (naturally decreasing temperature) at which the catalyst temperature naturally decreases per unit time is calculated according to the intake air temperature sensor detection value.
  • the estimated catalyst temperature at the time of engine stop is calculated by adding the estimated catalyst temperature past value and the above-mentioned catalyst temperature change and subtracting the above-mentioned natural decrease temperature.
  • either the estimated catalyst temperature during operation or the estimated catalyst temperature at engine stop is output according to the operating / stopping state of the engine.
  • FIG. 8a is another example of the block 203 of FIG. 2 described above in detail.
  • the spontaneous emission heat quantity of the catalyst per unit time is calculated from the intake air temperature by table search.
  • the heat of reaction of the catalyst per unit time according to A / F is calculated.
  • the catalyst thermal energy is calculated by adding the catalyst thermal energy past value and the above-mentioned catalytic reaction calorie, and subtracting the above-mentioned spontaneous thermal energy.
  • the estimated catalyst temperature is calculated from the catalyst thermal energy by table search.
  • FIG. 9 is an example showing in detail the blocks 207 and 208 of FIG. 2 described above.
  • the valve opening degree of the purge device is calculated by table search using the detected value of the catalyst temperature sensor or the estimated catalyst temperature.
  • the flow rate correction amount of the control target is calculated from the valve opening degree by table search.
  • the control amount of the pump is calculated by table search from the estimated evaporation concentration value by table search.
  • the multiplier 904 calculates a basic control amount by multiplying the pump control amount by the flow rate correction and the air-fuel ratio feedback correction.
  • the air-fuel ratio feedback correction is a coefficient that can be obtained from the deviation between the air-fuel ratio feedback coefficient and the evaporation correction amount, but the details will not be described here.
  • the control amount correction amount corresponding to the measured A / F is calculated by table search.
  • this table is set to be calculated in the direction in which the control amount is reduced from the basic control amount when the A / F is lean, and in the direction in which the control amount is increased when the A / F is rich.
  • the multiplier 906 multiplies the basic control amount calculated in the above block 904 and the control correction amount calculated in the above block 905 to calculate an idle stop control amount.
  • the control amount at the normal time is calculated.
  • the control quantity at the time of normal is based on the value which does not implement control, you may set the value which implements control as needed.
  • either the idle stop control amount or the normal control amount is output according to the permission state of the idle stop control.
  • FIG. 10 is an example of a detailed flowchart of the fuel calculation relationship of the control block diagram of FIG. 1 described above.
  • the engine speed is calculated.
  • the engine load is read.
  • the engine load refers to the intake pipe negative pressure or the amount of intake air divided by the engine speed.
  • the basic fuel amount is calculated.
  • a correction coefficient of the basic fuel amount is searched based on the engine speed and the engine load.
  • the target air-fuel ratio required is retrieved.
  • the output of the oxygen concentration sensor is read, and in step 1007, air-fuel ratio feedback is performed based on the output of the oxygen concentration sensor so that the exhaust air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio, and an air-fuel ratio feedback coefficient is calculated.
  • the air-fuel ratio feedback coefficient is applied to the basic fuel amount.
  • step 1009 the water temperature sensor output is read, and in step 1010, the corrected basic fuel amount is set in the fuel injection means.
  • step 1011 it is determined whether to perform or not to perform the idle stop control according to the driving situation, and in the case of permission, the idle stop control is performed.
  • step 1012 permission of the idle-stop evaporation fuel discharging means is determined based on the engine speed and the catalyst activation state, and in step 1013, the idle-stop evaporation fuel discharging means is driven.
  • FIG. 11 is an example of the detailed flowchart of FIG. 2 described above.
  • step 1101 the amount of oxygen stored in the catalyst is estimated from the amount of intake air and the amount of fuel injection during operation of the internal combustion engine.
  • step 1102 the catalyst temperature is estimated from the amount of intake air and the amount of fuel injection during operation of the internal combustion engine. Or you may use the result measured using the temperature sensor installed in the catalyst.
  • the concentration of evaporated fuel in the purge device is estimated using the amount of intake air and the amount of fuel injection during operation of the internal combustion engine, and the measured value of the oxygen concentration sensor.
  • step 1104 it is determined whether the engine is stopped. If it is determined that the engine is stopped, the process proceeds to step 1105. If it is determined that the engine is not stopped, the process proceeds to step 1101. In step 1105, it is determined whether or not idle stop is in progress.
  • step 1106 If it is determined that idle stop is in progress, the process proceeds to step 1106. If it is determined that idle stop is not in progress, the process proceeds to step 1101. In step 1106, based on the stored oxygen amount calculated in step 1101, the catalyst temperature calculated in step 1102, and the idle stop determination result in step 1106, it is determined that the evaporative fuel discharging means drive permission is permitted. , And when it is determined that the process is prohibited, the process transitions to step 1101. In step 1107, a control amount of the fuel vapor discharging means is calculated according to the fuel vapor concentration calculated in step 1103 and the measurement value of the oxygen concentration sensor. At step 1108, the evaporative fuel discharge means is driven in accordance with the control amount calculated at step 1107.
  • FIG. 12 is an example of the detailed flowchart of FIG. 8 described above.
  • the intake air amount is read.
  • an integrated value of the amount of intake air from the start is calculated from the amount of intake air.
  • the catalyst temperature during engine operation is estimated from the integrated value of the intake air amount.
  • the measurement value of the oxygen concentration sensor is read to calculate A / F.
  • the catalyst temperature change is calculated from the A / F.
  • the engine stop catalyst temperature is estimated based on the formula described in block 804 of FIG.
  • the temperature at which the catalyst drops due to natural heat release is calculated.
  • FIG. 12a is an example of the detailed flowchart of FIG. 8a described above.
  • the intake air temperature is read.
  • the spontaneous heat release amount of the catalyst is calculated from the intake air temperature.
  • the measured value of the oxygen concentration sensor is read to calculate A / F.
  • the heat of catalytic reaction is calculated from the A / F.
  • catalytic thermal energy is estimated based on the formula described in block 8a03 of FIG. 8a.
  • a catalyst estimated temperature is calculated from the catalyst thermal energy.
  • FIG. 13 is an example of the detailed flowchart of FIG. 9 described above.
  • the purge valve opening degree is calculated from the catalyst temperature detected or estimated by the catalyst temperature sensor.
  • a flow rate correction is calculated from the valve opening degree.
  • the control amount of the pump is calculated from the estimated evaporation concentration.
  • a basic control amount of the evaporative fuel discharging means is calculated from the pump control amount, the flow rate correction and the air-fuel ratio feedback correction.
  • the measurement value of the oxygen concentration sensor is read to calculate A / F.
  • the control correction amount table is searched from the A / F to calculate the control correction amount.
  • an idle stop control amount is calculated by calculating the control correction amount calculated in step 1306 to the basic control amount calculated in step 1304.
  • a normal control amount is calculated.
  • step 1309 it is determined whether the idle-stop evaporation fuel discharge control is permitted.
  • the idle stop control amount calculated in 1307 is output as the final evaporative fuel discharge control amount.
  • the normal control amount calculated in 1308 is outputted as the final fuel vapor emission control amount.

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Abstract

　エミッション性能の悪化を招く、燃料タンクからの蒸発燃料が大気に排出されることを防止するエンジンの制御装置を提供する。上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンの制御装置は、燃料タンクから蒸発する燃料を吸着し、かつ、吸着した燃料を吸気管にパージするパージ装置から、排気管内に備えられた触媒上流へと、燃料を排出する手段を設け、アイドルストップ時に、該排出手段を駆動させ、機関停止直後の活性状態にある触媒に送ることで蒸発燃料の浄化を促す。

Description

内燃機関のアイドルストップ時のパージ装置
　本発明は主として、内燃機関（エンジン）のアイドルストップ機構を備えた車両において、蒸発燃料を効率よく排出できる燃料排出制御方法に関する。
　内燃機関を備えた車両において、燃料タンクからの蒸発燃料はキャニスタに吸着し、この吸着燃料は、車両の走行状態に応じて、吸気管へと導かれ、通常の噴射されたガソリンとともに燃焼される。しかし、アイドルストップ機構を備えた車両では、アイドル時にエンジンを停止するため、アイドルストップ実施中は蒸発燃料を処理することができず、キャニスタ内に蓄積され続ける。また、エンジンとモータとを協調させて駆動力を得るハイブリッド車においても、エンジンを停止させてモータ走行をするような場合に同様の現象が生じる。
特開２００７－２３７７９号公報
　従来の技術を使用した場合、燃料タンクから蒸発した燃料は、エンジン停止中はキャニスタに蓄積し続け、内燃機関が始動し、パージ条件が成立するまで増加する一方である。キャニスタ容量には制限があるため、該容量を超過した場合は、蒸発燃料がそのまま大気に放出されることとなる。本発明の目的は、このような不具合現象を防止することである。
　燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着タンク内に吸着し、エンジン条件により蒸発燃料を排出するパージ装置を備えた車両の制御装置であって、車両は、排気管に備えられた触媒の上流へ蒸発燃料を強制排出する燃料排出手段を有しており、制御装置は、内燃機関停止後の触媒活性状況時に燃料排出手段を制御して蒸発燃料を排出する制御装置である。
　本発明によれば、エンジン停止後においても蒸発燃料を適宜排出できるためパージ装置のキャニスタ容量を低減できるとともに、蒸発燃料の大気への流出を防ぐことが可能である。
　本明細書は、本願の優先権の基礎である日本国特許出願2010-128407号の明細書及び／または図面に記載されている内容を包含する。
本発明が適用される燃料制御装置の制御ブロックの一例。 本発明が適用される蒸発燃料排出装置の制御ブロックの一例。 本発明の燃料制御装置が制御するエンジン構成の一例。 本発明の燃料制御装置が制御するエンジン構成の他の例。 本発明の燃料制御装置が制御するエンジン構成の他の例。 本発明の燃料制御装置の内部構成の一例。 本発明の未燃焼ガス排出装置が制御している時の各変数挙動を表したチャートの一例。 本発明の図２のブロック２０３を詳細に表した一例。 本発明の図２のブロック２０３を詳細に表したもう一つの例。 本発明の図２のブロック２０７，２０８を詳細に表した一例。 本発明の図１の制御ブロック図の燃料計算関係の詳細なフローチャートの一例。 本発明の図２の制御ブロック図の詳細なフローチャートの一例。 本発明の図２のブロック２０３の詳細なフローチャートの一例。 本発明の図２のブロック２０３の詳細なフローチャートのもう一つの例。 本発明の図２のブロック２０７，２０８の詳細なフローチャートの一例。
１０２　基本燃料計算手段
１０９　蒸発燃料排出実行判定手段
１１９　蒸発燃料排出手段
２０２　触媒内酸素吸蔵量推定部
２０３　触媒温度推定部
２０５　アイドルストップ判定部
２０６　蒸発燃料排出手段駆動許可判定部
２０７　蒸発燃料排出手段制御量算出部
２０８　蒸発燃料排出手段制御部
３０５　吸気管圧力センサ
３０６　燃料噴射弁
３１０　酸素濃度センサ
３１１　三元触媒
３１４　エンジン制御装置
３１５　触媒温度センサ
３１６　触媒処理後排気ガス酸素濃度センサ
３１７　キャニスタ
３１８　パージバルブ
３１９　蒸発燃料排出ポンプ
３２０，４２１　排出管
４１９　キャニスタ・リークチェック・診断装置
４２０　ドレインバルブ
５２０　電動過給圧装置
８０２　エンジン運転時触媒推定温度テーブル
８０３　触媒温度変化分テーブル
８０４　触媒自然低下温度テーブル
８ａ０１　触媒自然放出熱量テーブル
８ａ０２　触媒反応熱量テーブル
８ａ０４　触媒推定温度テーブル
９０１　パージバルブ開度テーブル
９０２　流量補正値テーブル
９０３　ポンプ制御量テーブル
９０５　制御量補正値テーブル
　以下、図面に基づき本発明のエンジンの制御装置についての実施の形態を説明する。
　図１は、本発明の対象となる未燃焼ガス排出手段を備えたエンジン制御装置の制御ブロックの一例である。
　ブロック１０１は、エンジン回転数計算手段のブロックである。エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサの電気的な信号、おもにパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジンの単位時間当りの回転数を計算する。
　ブロック１０２は、前述のブロック１０１で演算されたエンジンの回転数、及びエンジン負荷からエンジンの要求する基本燃料を計算する。エンジン負荷は吸気管に設置された吸気管圧力センサの出力を、所定の処理で吸気管圧力に変換したもの、もしくは、熱式空気流量計等で計測されたエンジンの吸入空気量で代表させる。
　ブロック１０３は、前述のブロック１０１で演算されたエンジンの回転数、前述のエンジン負荷により、前述のブロック１０２で計算された基本燃料のエンジンの各運転領域における補正係数を計算する。
　ブロック１０４は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷によりエンジンの各領域における最適な基本点火時期の計算を、マップ検索で行う。
　ブロック１０５は、吸気管に設定されエンジンの吸入空気量を調節するスロットル絞り弁の開度を検出し、運転者から意図されたエンジンの状態を判定するブロックである。判定する状態は主にアイドル状態か否か、加減速状態か否かである。
　ブロック１０６は、前述のブロック１０４で検索された最適な基本点火時期を、前述のブロック１０５で判定されたエンジンの状態に応じて補正を行う。
　ブロック１０７は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷によりエンジンの各領域における最適な目標空燃比をマップ検索等で決定する。
　ブロック１０８は、前述のブロック１０７で決定された目標空燃比となるように、排気管に設定された酸素濃度センサの出力により燃料のフィードバックコントロールを行い、空燃比フィードバック係数を計算する。
　ブロック１０８ａは、前述のブロック１０１で算出されたエンジン回転数および、アクセル開度，ブレーキ踏力の各情報に基づき、アイドルストップ制御を実施する。
　ブロック１０９は、前述のブロック１０８ａでのアイドルストップ制御実施状態に基づき、アイドルストップ状態と判断されたとき、燃料タンクからの蒸発燃料を吸気管にパージするパージ装置に蓄積された燃料を排出する手段を駆動させるか否かを判定するブロックである。蒸発燃料排出手段の実行許可の判定方法としては、触媒の温度、または触媒内の吸蔵酸素量の両方もしくは、いずれか一方に応じて決定する。蒸発燃料量の推定には、パージ装置内の推定濃度を用いる。
　ブロック１１０は、ブロック１０２で計算された基本燃料に前述の基本燃料の補正係数，エンジン冷却水温，空燃比フィードバック係数、及び壁流補正係数で補正を施す。
　ブロック１１１～１１４は、前述のブロック１１０で計算された燃料量をエンジンに供給する燃料噴射手段である。ブロック１１５～１１８は、前述のブロック１０６で補正されたエンジンの要求点火時期に応じてシリンダに流入した燃料混合気を点火する点火手段である。
　ブロック１１９は、前述のブロック１０９で演算された判定結果に基づき、駆動要求があった場合に、実際に蒸発燃料排出手段を駆動させる。
　図２は、本発明の対象となる未燃焼ガス排出制御の概要図を示している。
　ブロック２０１では、エンジン回転数により、エンジンが運転状態から停止状態になったか否かを判定する。
　ブロック２０２では、内燃機関運転中の吸入空気量と燃料噴射量から触媒の吸蔵酸素量を推定する。
　ブロック２０３では、内燃機関運転中の吸入空気量と燃料噴射量から触媒温度を推定する。あるいは、触媒に設置した温度センサを用いて、測定した結果を用いても良い。
　ブロック２０４では、内燃機関運転中の吸入空気量と燃料噴射量および、酸素濃度センサの測定値を用い、パージ装置内の蒸発燃料濃度を推定する。
　ブロック２０５では、前述のブロック２０１の判断結果を用い、アイドルストップ状態か否かを判定する。
　ブロック２０６では、前述のブロック２０５の判定結果と前述のブロック２０２で推定した触媒の吸蔵酸素量および前述のブロック２０３で推定あるいは測定した触媒温度の両方もしくは、いずれか一方に基づき、蒸発燃料排出手段を駆動して良いか否かを判定する。
　ブロック２０７では、前述のブロック２０４で推定されたパージ装置内の蒸発燃料濃度と、酸素濃度センサの測定値に基づき、蒸発燃料排出手段の駆動力を演算する。
　ブロック２０８では、前述のブロック２０６の判定結果が許可であった場合、蒸発燃料排出手段を駆動する。また、その駆動力は、前述のブロック２０７で算出された値に従う。
　図３は、本発明の対象となる蒸発燃料排出手段を備えたエンジン制御装置におけるエンジン回りの一例を示している。
　エンジン３０１は、吸入する空気量をスロットル絞り弁３０２、スロットル絞り弁をバイパスして、吸気管３０４へ接続された流路の流路面積を制御し、エンジンのアイドル時の回転数を制御するアイドルスピードコントロールバルブ３０３、吸気管３０４内の圧力を検出する吸気管圧力センサ３０５、エンジンの要求する燃料を供給する燃料噴射弁３０６、エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサ３０７、エンジンのシリンダ内に供給された燃料の混合気に点火する点火栓に、エンジン制御装置３１４の点火信号に基づいて点火エネルギを供給する点火モジュール３０８、エンジンのシリンダブロックに設定されエンジンの冷却水温を検出する水温センサ３０９、エンジンの排気管に設定され排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ３１０、エンジンから排出された排気ガスを浄化する三元触媒３１１、吸気管と排気管の三元触媒３１１の上流を連通する管とその管の間に備えた吸気管内の空気を排気管に還流可能とした排気ガス還流手段３１２、エンジンの運転，停止のメインスイッチであるイグニッションキースイッチ３１３、及びエンジンの各補器類を制御するエンジン制御装置３１４、触媒温度を検出する触媒温度センサ３１５、触媒処理後の排気ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ３１６、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着するキャニスタ３１７、キャニスタに吸着した燃料を吸気管にパージする量を制御するパージバルブ３１８、吸気管とパージバルブから空気、および燃料を吸引するポンプ３１９、ポンプと排気管を連通する排出管３２０から構成されている。尚、吸気管圧力センサ３０５は、吸気の温度を計測する吸気温センサが一体化されている。また、排出管３２０の排出口はパージガスが排気管内で均一濃度となるように拡散できるように構成されることはいうまでもない。
　図４は、本発明の対象となる蒸発燃料排出手段を備えたエンジン制御装置におけるエンジン回りのもう一つの例を示している。
　キャニスタ４１７には、該キャニスタの漏れ孔の有無を診断することができる診断装置４１９、該診断装置から大気に開放したドレンパイプにドレインバルブ４２０を備え、前述の診断装置から排気管に備えられた触媒の上流へと連通する通路である排出管４２１から構成される。前記診断装置に予め備えられた負圧ポンプを用い、該負圧ポンプの駆動力と、前述のドレインバルブ４２０の開口面積を制御することで、前記排出管４２１を通し、キャニスタ４１７から排気管へ空気と共に蒸発燃料を排出する。なお、排出管４２１の排出口はパージガスが排気管内で均一濃度となるように拡散できるように構成されることはいうまでもない。
　図５は、本発明の対象となる蒸発燃料排出手段を備えたエンジン制御装置におけるエンジン回りのもう一つの例を示している。
　エンジン５０１は、吸入空気を圧縮し吸気系に送る電動の過給圧装置５２０を備え、キャニスタ５１７から、該過給圧装置上流へパージガスを排出する排出管５１９を備え、パージガスを吸気管、あるいは該排出管を用いて過給圧装置上流のいずれに排出するかを切り替える切り替えバルブ５１８を備える。蒸発燃料を排出する場合には、前述の切り替えバルブ５１８により、パージガスが前述の排出管５１９に導かれるように経路を切り替え、前述の電動過給圧装置５２０を駆動することで、シリンダを通し、吸気管から排気管へ空気と共に蒸発燃料を排出する。なお、この際、吸排気バルブ５２１を下げた状態で期間停止させておく。
　図６は、本発明の対象となる蒸発燃料排出手段を備えたエンジン制御装置の内部構成の一例である。
　ＣＰＵ６０１の内部にはエンジンに設置された各センサの電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換、及びデジタル演算用の制御信号を実際のアクチュエータの駆動信号に変換するＩ／Ｏ部６０２が設定されており、Ｉ／Ｏ部６０２には、水温センサ６０３，クランク角センサ６０４，酸素濃度センサ６０５，吸気管圧力センサ６０６，スロットル開度センサ６０７，イグニッションスイッチ６０８，熱式空気流量計６０９が入力されている。ＣＰＵ６０１からの出力信号はドライバ６１０を介して、燃料噴射弁６１１～６１４，点火コイル６１５～６１８、及びＩＳＣバルブあるいは電制スロットルバルブへのＩＳＣ開度指令値６１９，蒸発燃料排出装置６２０へ出力信号が送られる。
　図７は本発明の対象となる蒸発燃料排出手段を備えたエンジン制御装置が制御を実行している時の各変数挙動を表したチャートである。
　チャート７０１はエンジン回転、チャート７０２は蒸発燃料排出手段の起動，停止信号、チャート７０３は排気ガスの酸素濃度、チャート７０４は蒸発燃料排出手段の制御量の挙動である。区間７０６はエンジンが一度、運転状態からからアイドルストップ状態となり、次に再び運転状態となるまでのアイドルストップ区間であり、チャート７０５は、本発明の手法で排出されたキャニスタに吸蔵される蒸発燃料の充填量である。区間７０７は蒸発燃料排出手段駆動区間である。７０８で示される酸素濃度リッチ区間では、７１１に図示されるように蒸発燃料排出手段の駆動力を高め、一方、７０９で示される蒸発燃料リーン区間では、７１２に図示されるように駆動力を低め、排出するパージガスが適正な空燃比を保つよう制御する。このとき、制御量に応じて、キャニスタ内の蒸発燃料量は７１４で示されるとおり、低減される。７１３で示される領域はキャニスタ内の蒸発燃料が略存在しない領域であり、この場合は、燃料タンクからの蒸発分に相当する燃料排出を実施するための駆動力７１３を保持し続ける。以上の動作により、アイドルストップ区間７０６で減衰されたキャニスタ内の蒸発燃料量は、従来制御時の燃料量である７１６に対して、７１５で示すように減衰される。
　図８は、前述の、図２のブロック２０３を詳細に表した一例である。
　ブロック８０１では、エンジン始動からの吸入空気量を積算し、この値に基づき、ブロック８０２で運転中の触媒温度の推定を行う。ブロック８０３で、Ａ／Ｆに応じた単位時間あたりの触媒の温度上昇／低下の変化分を算出する。ブロック８０４で、吸気温センサ検出値に応じて単位時間あたりに触媒温度が自然に低下する温度（自然低下温度）を算出する。ブロック８０５で、触媒推定温度過去値と前述の触媒温度変化分を加算し、前述の自然低下温度を減算することで、エンジン停止時の触媒推定温度を算出する。ブロック８０６でエンジンの運転／停止状態に応じて、運転中の触媒推定温度もしくは、エンジン停止時の触媒推定温度のいずれかを出力する。
　図８ａは、前述の、図２のブロック２０３を詳細に表したもう一つの例である。
　ブロック８ａ０１で、吸気温からテーブル検索により単位時間あたりの触媒の自然放出熱量を算出する。ブロック８ａ０２で、Ａ／Ｆに応じた単位時間あたりの触媒の反応熱量を算出する。ブロック８ａ０３で、触媒熱エネルギー過去値と前述の触媒反応熱量を加算し、前述の自然放出熱量を減算することで、触媒熱エネルギーを算出する。ブロック８ａ０４で、触媒熱エネルギーからテーブル検索により、触媒推定温度を算出する。
　図９は、前述の、図２のブロック２０７，２０８を詳細に表した一例である。
　ブロック９０１では、触媒温度センサ検出値、もしくは推定触媒温度を用い、パージ装置のバルブ開度をテーブル検索にて、算出する。ブロック９０２では、前記バルブ開度から制御対象の流量補正量をテーブル検索にて、算出する。ブロック９０３では、エバポ濃度推定値からテーブル検索にてポンプの制御量をテーブル検索にて算出する。乗算器９０４では、前記ポンプ制御量に、前記流量補正と空燃比フィードバック補正を乗じることで、基本制御量を算出する。なお、該空燃比フィードバック補正とは、空燃比フィードバック係数とエバポ補正量の偏差から求めることができる係数であるが、ここでは詳細は算出方法については割愛する。ブロック９０５では、測定したＡ／Ｆに応じた制御量補正量をテーブル検索にて算出する。なお、このテーブルは、Ａ／Ｆがリーンの時は、制御量を基本制御量より低減する方向、リッチの時は、制御量を増加する方向に算出されるよう設定される。乗算器９０６で、前述のブロック９０４で算出した基本制御量と前述のブロック９０５で算出した制御補正量を乗算することにより、アイドルストップ時制御量を算出する。ブロック９０７で、通常時の制御量を算出する。なお、通常時の制御量は制御を実施しない値を前提とするが、必要に応じて制御を実施する値を設定しても良い。ブロック９０８でアイドルストップ時制御の許可状況に応じて、アイドルストップ時制御量もしくは、通常時制御量のいずれかを出力する。
　図１０は、前述の、図１の制御ブロック図の燃料計算関係の詳細なフローチャートの一例である。
　ステップ１００１でエンジン回転数を計算する。ステップ１００２でエンジン負荷を読み込む。本例ではエンジン負荷は吸気管負圧または吸入空気量をエンジン回転数で除したものを指す。ステップ１００３では、基本燃料量を計算する。ステップ１００４では、前記エンジン回転数と前記エンジン負荷により基本燃料量の補正係数を検索する。ステップ１００５で要求される目標空燃比を検索する。ステップ１００６で酸素濃度センサの出力を読込み、ステップ１００７で排気空燃比が前記目標空燃比となるように、前記酸素濃度センサ出力に基づき空燃比フィードバックを行い、空燃比フィードバック係数を計算する。ステップ１００８では、前記空燃比フィードバック係数を前記基本燃料量に施す。ステップ１００９で水温センサ出力を読み、ステップ１０１０では、前記補正を施された基本燃料量を燃料噴射手段にセットする。ステップ１０１１では、運転状況に応じてアイドルストップ制御を実施の許可／禁止を判定し、許可の場合はアイドルストップ制御を実施する。ステップ１０１２では、前記エンジン回転数および触媒の活性状況に基づき、アイドルストップ時蒸発燃料排出手段の許可を判定し、ステップ１０１３では、アイドルストップ時蒸発燃料排出手段を駆動する。
　図１１は前述の図２の詳細なフローチャートの一例である。
　ステップ１１０１では、内燃機関運転中の吸入空気量と燃料噴射量から触媒の吸蔵酸素量を推定する。ステップ１１０２で内燃機関運転中の吸入空気量と燃料噴射量から触媒温度を推定する。あるいは、触媒に設置した温度センサを用いて、測定した結果を用いても良い。スッテップ１１０３で内燃機関運転中の吸入空気量と燃料噴射量および、酸素濃度センサの測定値を用い、パージ装置内の蒸発燃料濃度を推定する。ステップ１１０４でエンジン停止か否かを判断し、停止中と判断したときは、ステップ１１０５の処理に遷移し、停止中でないと判断したときはステップ１１０１の処理に遷移する。ステップ１１０５でアイドルストップ中か否かを判断し、アイドルストップ中と判断したときは、ステップ１１０６の処理に遷移し、アイドルストップ中でないと判断したときはステップ１１０１の処理に遷移する。ステップ１１０６で、前記ステップ１１０１で算出した吸蔵酸素量、前記ステップ１１０２で算出した触媒温度および前記ステップ１１０６のアイドルストップ判断結果に基づき、蒸発燃料排出手段駆動許可を判定し、許可と判断したときは、ステップ１１０７の処理に遷移し、禁止と判断したときはステップ１１０１の処理に遷移する。ステップ１１０７で、前記ステップ１１０３で算出した蒸発燃料濃度と酸素濃度センサの測定値に応じて、蒸発燃料排出手段制御量を算出する。ステップ１１０８で、前記１１０７で算出した制御量に応じて、蒸発燃料排出手段を駆動する。
　図１２は前述の図８の詳細なフローチャートの一例である。
　ステップ１２０１で吸入空気量を読込む。ステップ１２０２で、前記吸入空気量から始動からの吸入空気量の積算値を算出する。ステップ１２０３で、前記吸入空気量の積算値からエンジン運転時の触媒温度を推定する。ステップ１２０４で、酸素濃度センサの測定値を読み込み、Ａ／Ｆを算出する。ステップ１２０５で、前記Ａ／Ｆから触媒温度変化分を算出する。ステップ１２０６で、図８のブロック８０４に記載した計算式に基づき、エンジン停止時触媒温度を推定する。ステップ１２０７で、触媒が自然放熱により低下する温度を算出する。ステップ１２０８で、エンジン停止か否かを判定する。エンジン停止の場合は、ステップ１２０９で、最終的な触媒推定温度として、前記エンジン停止時触媒推定温度を出力する。エンジン停止でない場合は、ステップ１２１０で、最終的な触媒推定温度として、前記エンジン運転時触媒推定温度を出力する。
　図１２ａは前述の図８ａの詳細なフローチャートの一例である。
　ステップ１２ａ０１で吸気温度を読込む。ステップ１２ａ０２で、前記吸気温度から触媒の自然放出熱量を算出する。ステップ１２ａ０３で、酸素濃度センサの測定値を読み込み、Ａ／Ｆを算出する。ステップ１２ａ０４で、前記Ａ／Ｆから触媒反応熱量を算出する。ステップ１２ａ０５で、図８ａのブロック８ａ０３に記載した計算式に基づき、触媒熱エネルギーを推定する。ステップ１２ａ０６で、前記触媒熱エネルギーから触媒推定温度を算出する。
　図１３は前述の図９の詳細なフローチャートの一例である。
　ステップ１３０１で、触媒温度センサで検出、あるいは推定した触媒温度からパージバルブ開度を算出する。ステップ１３０２で、前記バルブ開度から流量補正を算出する。ステップ１３０３で、エバポ推定濃度からポンプの制御量を算出する。ステップ１３０４で、前記ポンプ制御量と前記流量補正と空燃比フィードバック補正からから蒸発燃料排出手段の基本制御量を算出する。ステップ１３０５で、酸素濃度センサの測定値を読み込み、Ａ／Ｆを算出する。ステップ１３０６で、前記Ａ／Ｆから制御補正量テーブルを検索し、制御補正量を算出する。ステップ１３０７で、前記ステップ１３０４で算出した基本制御量に、前記１３０６で算出した制御補正量を算出することで、アイドルストップ時制御量を算出する。ステップ１３０８で、通常時制御量を算出する。ステップ１３０９で、アイドルストップ時蒸発燃料排出制御が許可か否かを判定する。許可の場合は、ステップ１３１０で、最終的な蒸発燃料排出制御量として、前記１３０７で算出したアイドルストップ時制御量を出力する。禁止の場合は、ステップ１３１１で、最終的な蒸発燃料排出制御量として、前記１３０８で算出した通常時制御量を出力する。
　以上、本発明の一実施形態について、詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

Claims (6)

  1. 　燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸着タンク内に吸着し、エンジン条件により蒸発燃料を排出するパージ装置を備えた車両の制御装置であって、
    　前記車両は、前記車両の排気管に備えられた触媒の上流へ蒸発燃料を強制排出する燃料排出手段を有しており、
    　前記制御装置は、内燃機関停止後の前記触媒が活性状況時に前記燃料排出手段を制御して蒸発燃料を排出する制御装置。
  2. 　前記燃料排出手段として、前記パージ装置の漏れ孔の有無を予め備えられたポンプを用いて診断することができる診断装置を備え、該診断装置から排気管に備えられた触媒の上流へと連通する通路を備え、前記診断装置に予め備えられたポンプを用いた排出機構を備えた請求項１記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　前記燃料排出手段として、電動の過給装置を備え、該過給装置上流に前記パージ装置から連通する通路を備え、該過給装置により燃料排出を行う請求項１記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　前記排出制御を行う際に、触媒の酸素吸蔵量を推定し、該吸蔵量から燃料排出制御を行うか否かを決定する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
  5. 　前記排出制御を行う際に、触媒で処理される酸素濃度を酸素濃度センサで測定、もしくは、エンジン運転中の空燃比フィードバック補正値により求めた燃料濃度から推定し、該酸素濃度により制御量の調整を行う請求項１記載の内燃機関の制御装置。
  6. 　前記排出制御を行う際に、推定した前記パージ装置内の燃料濃度を、内燃機関再始動後の該パージ装置内の燃料濃度の初期値として用いる請求項１記載の内燃機関の制御装置。
PCT/JP2011/061944 2010-06-04 2011-05-25 内燃機関のアイドルストップ時のパージ装置 WO2011152258A1 (ja)

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