JP3849608B2 - Evaporative fuel processing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特開平5−312113号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。キャニスタは、燃料タンクに連通していると共に、パージ制御弁を介して内燃機関の吸気通路に連通している。また、このキャニスタは、大気に連通する大気孔を備えている。大気孔には、キャニスタに対して加圧空気を供給することのできるポンプが連通している。
【0003】
上記従来の装置において、燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、一旦キャニスタに吸着される。この装置は、内燃機関の運転中に所定のパージ条件が成立すると、パージ制御弁を開いてキャニスタに吸気負圧を導入する。その結果、キャニスタ内に吸着されている蒸発燃料は、大気孔から吸入された空気と共に吸気通路にパージされる。その結果、燃料タンク内で生じた蒸発燃料は、大気に放出されることなく、内燃機関の運転中に燃料として処理される。
【0004】
ところで、内燃機関の吸気負圧は、スロットル開度が開くに連れて大気圧に近い値になる。このため、内燃機関の高負荷運転時には、十分な吸気負圧が発生せず、パージ制御弁を開くだけでは十分なパージ流量が得られないことがある。上記従来の装置は、このような場合にポンプを作動させる。ポンプが作動すると、キャニスタの大気孔に加圧空気が供給され、キャニスタの前後に、十分なパージ流量を生じさせるに足る差圧が発生する。このため、上記従来の装置によれば、内燃機関の高負荷運転時にも高いパージ能力を確保することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関の吸気通路にキャニスタ内の蒸発燃料をパージする場合、パージされる燃料分を燃料噴射量から減量して空燃比荒れを防ぐ必要がある。そして、このような減量を行うためには、吸気通路に流入するパージガス流量を正確に把握することが必要である。
【0006】
上記従来の装置のようにキャニスタの内部に強制的に空気の流れを生じさせることのできるポンプを備える装置にあっては、ポンプが作動している場合とポンプが停止している場合とでパージガス流量に差が生ずる。このため、この種の装置では、ポンプにオン指令が発せられている場合には、ポンプが作動していることを前提としてパージガス流量を推定し、また、ポンプにオフ指令が発せられている場合には、ポンプが停止していることを前提としてパージガス流量を推定することが必要となる。
【0007】
パージガス流量の推定が上記前提の下で行われる場合、ポンプの異常に起因してその前提が崩れた場合は、パージガス流量の推定値に無視できない誤差が生ずる。より具体的には、オン指令を受けているにも関わらずポンプが適正に作動しないような場合には、パージガス流量の推定値に大きな誤差が生ずる。そして、このような推定値の誤差は空燃比の制御精度を悪化させる原因となる。
【0008】
このため、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプを備えるシステムにあっては、そのポンプの異常を速やかに検出できることが望ましい。しかしながら、従来、この種のシステムにおいて、ポンプの異常を簡便に、かつ、精度良く検出するための手法は提案されていなかった。
【0009】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、キャニスタ内に強制的に空気の流れを生じさせるポンプの異常を、簡便に、かつ、精度良く検出することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を大気に放出させることなく処理するための蒸発燃料処理装置であって、
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と大気に通じる大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの内部に、前記大気孔から前記パージ孔に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプと、
吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に応じた出力を発する出力発生手段と、
ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、前記ポンプが正常であるか否かを判断する異常検出手段と、
前記パージ孔と前記吸気通路の間に配置されるパージ制御弁と、
ポンプのオン・オフに対応してその作動・非作動が適正に切り替わる状況下で、前記オン・オフの前後で同等のパージ流量が得られるように、前記ポンプのオン・オフと協調させて、前記パージ制御弁の実質的開度を変化させる協調制御手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その切り換えの影響が前記パージ制御弁の位置に及ぶのに要する時間が経過するのを待って、前記パージの実質的開度を変化させる遅延手段を備えることを特徴とする。
【0011】
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が薄くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する低濃度時異常検出手段と、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より濃く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が濃くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する高濃度時異常検出手段とを含むことを特徴とする。
【0012】
また、第3の発明は、第1または2の発明において、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように前記燃料噴射量に空燃比フィードバック補正を施す空燃比フィードバック手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記燃料噴射量に施される空燃比フィードバック補正の大きさに基づいて、排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かを判断することを特徴とする。
【0013】
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断し、更に、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされる蒸発燃料分に相当する燃料が燃料噴射量から減量されるように、前記燃料噴射量にパージ分減量補正を施すパージ分減量補正手段と、
前記ポンプのオン・オフが切り換えられる前後で、前記パージ分減量補正の大きさを固定するパージ補正保持手段と、を備えることを特徴とする。
【0014】
また、第5の発明は、第1乃至第4の発明の何れかにおいて、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされるパージガス中のベーパ濃度を検出するベーパ濃度検出手段と、
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断すると共に、前記ベーパ濃度が前記排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、前記判断を保留することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【0016】
実施の形態1.
[装置構成の説明]
以下、図1乃至図6を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。本実施形態の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク10を備えている。燃料タンク10には、タンク内圧を測定するためのタンク内圧センサ12が設けられている。タンク内圧センサ12は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧を検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。
【0017】
燃料タンク10には、ROV(Roll Over Valve)14,16を介してベーパ通路18が接続されている。ベーパ通路18は、ダイヤフラム式の給油弁20を介してキャニスタ22に接続されている。キャニスタ22の内部には、燃料ベーパを吸着するための活性炭が充填されている。このため、燃料タンク10の内部で発生した燃料ベーパは、ベーパ通路18および給油弁20を通ってキャニスタ22に到達し、キャニスタ22の内部に吸着保持される。
【0018】
キャニスタ22には、大気孔24およびパージ孔26が設けられている。大気孔24には、CCV(Canister Closed Valve)30を介してポンプ32が連通している。ポンプ32の吸入孔は、フィルタ34を介して大気に開放されている。CCV30は、外部から駆動信号を受けることにより大気孔24を閉弁するノーマルオープンタイプの電磁弁である。CCV30が開いている場合は、ポンプ32を作動させることにより、ポンプ32により生成される加圧空気をキャニスタ22の大気孔24に供給することができる。
【0019】
キャニスタ22のパージ孔26は、パージガスの流量を制御するためのパージVSV(Vacuum Switching Valve)36を介して内燃機関の吸気通路38に連通している。パージVSV36は、デューティ制御されることにより実質的に任意の開度を実現する制御弁である。
【0020】
内燃機関の吸気通路38には、その内部に吸入される空気量Gaを検出するエアフロメータ40が組み付けられている。エアフロメータの下流には、吸入空気量Gaを制御するためのスロットルバルブ42が配置されている。上述したパージ孔26は、そのスロットルバルブ42の下流において吸気通路38に連通している。
【0021】
内燃機関の吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁44が組み付けられている。燃料噴射弁44には、燃料供給通路46から高圧の燃料が供給されている。燃料噴射弁44は、外部から供給される駆動信号を受けてニードルバルブを開弁させることにより、その開弁時間(燃料噴射時間TAU)に応じた量の燃料を噴射することができる。
【0022】
内燃機関の排気通路48には、排気ガス中に酸素が含まれているか否かに基づいて、排気空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた出力を発する酸素センサ50が配置されている。酸素センサ50の下流には、排気ガスを浄化するための触媒ユニット52が配置されている。
【0023】
図1に示すように、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)
60を備えている。ECU60には、上述したタンク内圧センサ12を始め、エアフロメータ40や酸素センサ50など、内燃機関に組み込まれている各種センサの出力が供給されている。ECU60は、それらのセンサ出力に基づいて、CCV30、ポンプ32、パージVSV36、および燃料噴射弁46などの状態を制御することができる。
【0024】
[パージ動作の説明]
本実施形態のシステムにおいて、燃料タンク10の内部で発生したベーパは、ベーパ通路18を通ってキャニスタ22に導かれ、その内部に吸着保持される。ECU60は、内燃機関の運転中、所定のパージ条件が成立する状況下で、パージVSV36を適当に開弁させる。内燃機関の運転中にパージVSV36が開弁されると、キャニスタ22に吸気負圧が導かれ、キャニスタ22に吸着されているベーパは、大気孔24から吸入される空気と共に吸気通路にパージされる。
【0025】
また、本実施形態において、ECU60は、パージの実行中に必要に応じて、CCV30を開いた状態でポンプ32を作動させる。その結果ポンプ32の作動が開始されると、ポンプ32によって生成される加圧空気がキャニスタ22の大気孔24に供給され始める。
【0026】
ECU60は、具体的には、高圧(大気圧近傍値)の吸気管圧力PMが生ずる内燃機関の高負荷運転時にポンプ32を作動させる。吸気管圧力PMが高圧である場合は、パージVSV36を開くだけでは十分なパージガス流量を得ることができない。このような状況下でポンプ32が作動すると、吸気負圧が不十分であっても十分なパージガス流量を確保することができる。このため、本実施形態の装置によれば、内燃機関の運転状態に関わらず、優れたパージ能力を確保することができる。
【0027】
また、ECU60は、内燃機関のアイドル運転時など、十分に大きな吸気負圧が発生し、パージ孔26付近の圧力が過剰に負圧化するような場合にもポンプ32を作動させる。パージ孔26の付近が過剰に負圧化すると、その負圧が燃料タンク10に導かれて、タンク内の蒸発燃料がキャニスタ22を通過して吸気通路38に直接パージされる事態が生ずる。また、このようにして生ずる蒸発燃料の直接パージは、内燃機関における空燃比荒れの原因となる。本実施形態の装置において、上記の状況下でポンプ32を作動させると、パージ孔26付近の圧力を高めて蒸発燃料の直接パージを防止することができる。従って、本実施形態の装置によれば、十分に大きな吸気負圧が生ずる状況下でも、空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ22内の蒸発燃料を適正にパージさせることができる。
【0028】
[パージに伴う燃料噴射量補正の説明]
内燃機関の吸気通路38に蒸発燃料がパージされている状況下で、所望の空燃比を実現するためには、パージガスとして供給されている燃料および空気の影響を排除すべく燃料噴射量に補正を施すことが必要である。そして、このような減量補正を実現するためには、パージVSV36を通過するパージガス流量QPGと、パージにより供給される蒸発燃料量と、燃料噴射量とを精度良く制御することが必要である。
【0029】
本実施形態において、ECU60は、パージガス流量QPGと、パージにより供給される蒸発燃料の量とを精度良く制御する手法の一部として、パージ率PGRを目標パージ率TGTPGRに一致させる処理を実行している。パージ率PGRは、パージガス流量QPGと吸入空気量Gaとの比(QPG/Ga)で表される値である。パージ流量QPGは、吸気管圧力PM、パージVSV36の実質的開度、およびポンプ32のオン・オフ状態により決定される。このため、ECU60は、吸気管圧力PMやポンプ32のオン・オフ状態を考慮したうえで、パージVSV36の実質的開度(駆動デューティDUTY)を適当に制御することでパージ率PGRを目標パージ率TGTPGRに一致させることができる。尚、ECU60は、吸気管圧力PMは、エアフロメータ40により検出される吸入空気量Gaなどに基づいて公知の手法で推定することができる。また、吸気管圧力PMは、吸気通路38に圧力センサを設けて実測することとしてもよい。
【0030】
また、ECU60は、燃料噴射量を適正に補正する手法の一部として、パージガス中のベーパ濃度を検出している。より具体的には、ベーパ濃度学習値FGPGを、公知の手法で求めている。ここで、ベーパ濃度学習値FGPGは、パージ率PGR1%当たりの噴射量減量割合と一致するように学習される。つまり、ベーパ濃度学習値FGPGは、1%のパージ率PGRでパージガスがパージされた場合に、その影響を相殺するために燃料噴射量に施すべき減量割合としての物理的意味を有している。このような減量割合は、パージガス中のベーパ濃度が濃いほど大きな値となり、一方、そのベーパ濃度が薄いほど小さな値となる。従って、ベーパ濃度学習値は、既述した通り、パージガス中のベーパ濃度としての物理的意味も有している。
【0031】
ECU60は、上述したベーパ濃度学習値FGPGにパージ率PGRを掛け合わせることにより、パージ補正係数FPG=FGPG×PGRを算出する。このようにして算出されるパージ補正係数FPGは、パージ率“PGR”でパージされている蒸発燃料を相殺するために燃料噴射量に施すべき減量割合としての意味を有している。従って、ECU60は、蒸発燃料のパージの影響を考慮することなく算出した基本の燃料噴射量(基本燃料噴射時間TAU0)にパージ補正係数FPGを掛け合わせることにより、パージの影響を相殺することのできる燃料噴射量(燃料噴射時間TAU)を算出することができる。
【0032】
本実施形態において、ECU60は、パージの実行中に、上述した手順に従って、パージVSV36の駆動デューティDUTYを制御し、また、燃料噴射量時間TAUを算出する。そして、その燃料噴射時間TAUが実現されるように燃料噴射弁44を駆動する。このため、本実施形態の装置によれば、大きな空燃比荒れを生じさせることなくキャニスタ22内の蒸発燃料を適切に吸気通路38にパージさせることができる。
【0033】
[空燃比フィードバック制御の説明]
本実施形態の装置は、蒸発燃料のパージ分を相殺するための上記の燃料噴射量補正の他に、排気空燃比を目標空燃比(理論空燃比)に一致させるための空燃比フィードバック制御を実行している。より具体的には、ECU60は、排気空燃比を理論空燃比に一致させるための空燃比フィードバック係数FAFを算出し、そのFAFを基本の燃料噴射量(基本燃料噴射時間TAU0)に掛け合わせることにより燃料噴射量(燃料噴射時間TAU)を算出している。
【0034】
図1に示すシステムは、既述した通り、排気通路48に酸素センサ50を備えている。ECU60は、酸素センサ50の出力に基づいて、排気空燃比がリッチであるか、或いはリーンであるかを判断することができる。空燃比フィードバック係数FAFは、排気空燃比がリッチである場合は減少方向に更新され続ける。FAFが減少方向に更新されると、燃料噴射量が徐々に減量され、やがて排気空燃比はリッチからリーンに反転する。
【0035】
また、空燃比フィードバック係数FAFは、排気空燃比がリーンである間は増加方向に更新され続ける。FAFが増加方向に更新されると、燃料噴射量が徐々に増量され、やがて排気空燃比はリーンからリッチに反転する。本実施形態の装置では、ECU60が上述した空燃比フィードバック制御を実行することで燃料噴射量の微小な調整が行われ、その結果、精度良く排気空燃比が目標空燃比(理論空燃比)の近傍に維持される。
【0036】
尚、ECU60は、パージの実行や、内燃機関の運転状態などに応じて、基本的には排気空燃比が目標空燃比(理論空燃比)と一致するように燃料噴射量を算出する。従って、その基本的な算出が適正に行われている場合は、空燃比フィードバック制御FAFは、基準の値(例えば1.0)を中心として、その上下に対称に増減を繰り返すように更新される。そして、燃料噴射量の基本的な算出にずれが生ずると、空燃比フィードバック係数FAFの反転中心が、その基準の値から上方或いは下方にシフトする。
【0037】
ECU60は、また、制御の便宜上、空燃比フィードバック係数FAFの平均値FAFAVを算出している。平均値FAFAVは、空燃比フィードバック係数FAFの反転中心と一致すべき値である。従って、平均値FAFAVは、燃料噴射量の基本的な算出が適正に行われている場合は、ほぼFAFの基準値(例えば1.0)と一致し、一方、その基本的な算出にずれが生じている場合は、その基準値より大きな値、或いは小さな値にシフトする。
【0038】
[ポンプの異常を検出する原理の説明]
図2は、本実施形態の装置において発生するパージガス流量と内燃機関の負荷との関係を、ポンプ32が作動している場合とポンプ32が停止している場合とにつき表した図である。この図に示す通り、パージガス流量は、ポンプ32が作動している場合に、ポンプ32が停止している場合に比して明らかに多量となる。従って、本実施形態の装置においては、ポンプ32が適正に動作している限り、ポンプ32のオン・オフを切り換えることにより、パージ流量に有意な差を生じさせることができる。
【0039】
図3は、本実施形態の装置においてポンプ32の異常を検出するための第1の手法を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図3(A)はポンプ32のOBD制御中(On Board Diagnosis)における空燃比フィードバック係数FAFの波形、図3(B)はOBD制御中にポンプ32に供給されるON・OFF指令の波形、図3(C)はOBD制御中に制御計算に用いられるパージ率PGRの波形をそれぞれ示している。
【0040】
図3において、時刻t1以前は、通常の規則に従って、ポンプ32に対してON指令が発せられた状態で蒸発燃料が安定にパージされているものとする。この場合、蒸発燃料のパージ分に適合したパージ補正係数FPGが算出され、そのパージ分を相殺するように燃料噴射量が減量補正される。その結果、図3(A)に示すように、空燃比フィードバック係数FAFは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【0041】
図3に示す例では、上記の安定状態が形成されている環境下で、制御計算に用いられるパージ率PGRを一定に維持したまま(図3(C)参照)ポンプ32に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられる(図3(B)、時刻t1参照)。より具体的には、パージVSV36に対する駆動デューティDUTYが一定に維持され、かつ、パージ補正係数FPG(=FGPG×PGR)が一定に維持されたまま、ポンプ32に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられる。
【0042】
パージVSV36に対する駆動デューティDUTYが一定のまま、ポンプ32が作動状態から停止状態に変化すれば、吸気通路38に流入するパージガス流量QPGは減少する。パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より濃い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を減量させるべくベーパ濃度学習値FGPGが負の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数FPG=PGR×FGPGが一定のままパージガス流量QPGが減少すると、FPGによる燃料噴射量の減量が過剰となり、排気空燃比はリーン側に偏ろうとする。
【0043】
本実施形態の装置は、既述した通り、排気空燃比を理論空燃比に維持すべく、燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を実行している。このため、排気空燃比がリーン側に偏ろうとすると、その空燃比を理論空燃比の近傍に維持するために、空燃比フィードバック係数FAFが基準値より大きな値に更新される。その結果、ポンプ32が正常である場合は、図3(A)に示すように、時刻t1においてポンプ32に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられた後、空燃比フィードバック係数FAFは、反転中心が基準値より大きな値となるように、その値を変化させる。
【0044】
これに対して、ポンプ32に異常が生じており、時刻t1以前にそもそもポンプ32が作動していなかった場合は、時刻t1においてポンプ32に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられても、その切り換えによりパージ流量QPGには何らの変化も生じない。パージ流量QPGに変化が生じなければ、排気空燃比は、時刻t1の後も、それ以前と同様に、パージ補正係数FPGを用いた補正のみでほぼ理論空燃比となる。この場合、空燃比フィードバック係数FAFは、時刻t1の後も、ほぼ基準値を中心として反転する挙動を維持する。
【0045】
以上説明した通り、本実施形態の装置では、蒸発燃料が安定してパージされている状況下で、ポンプ32に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられた場合に、ポンプ32が正常であれば、空燃比フィードバック係数FAFにはその切り換え前後で変化が生ずる。一方、ポンプ32に異常が生じている場合は、その切り換えの前後で空燃比フィードバック係数FAFに変化は生じない。このため、本実施形態の装置によれば、パージ率PGRを一定にしたまま(DUTYおよびFPGを一定にしたまま)ポンプ32に対する指令をON指令からOFF指令に切り換え、その後、空燃比フィードバック係数FAFがどのような変化を示すかを見ることで、ポンプ32が正常であるか否かを精度良く判断することができる。
【0046】
しかしながら、上述したOBD制御によれば、既述した通り、ポンプ32が正常である場合に排気空燃比の乱れと、それに伴う空燃比フィードバック係数FAFの変動とが発生する。そして、ポンプ32が異常である場合に、安定した運転状態が維持される。
【0047】
ポンプ32は正常であるのが通常であり、ポンプ32に異常が生ずるのは極めて希なことである。従って、上述したOBD制御によれば、通常の状態では排気空燃比に荒れが生じ、極めて希な状態でのみ安定した運転状態が維持されることになる。このような特性は、内燃機関において良好なエミッション特性を得るうえで好ましいものではなく、むしろ良好なエミッション特性を得るうえでは、その逆の特性が生ずること、つまり、通常時(正常時)には安定した運転状態が維持され、希な事態(異常時)においてのみ排気空燃比に荒れが生ずることが望ましい。
【0048】
このような要求は、例えば、ポンプ32のOBD制御の際に、ポンプ32のON・OFFの切り換えと協調させて、パージVSV36に対する駆動デューティDUTYを適切に変化させることにより満たすことができる。以下、図4を参照して、上記の要求を満たしつつポンプ32の異常を検出するための手法(本実施形態の装置でポンプ32の異常を検出するための第2の手法)について説明する。
【0049】
図4は、本実施形態の装置が、上述した第2の手法でポンプ32のOBD制御を行った場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図4(A)はOBD制御中における空燃比フィードバック係数FAFの波形、図4(B)はOBD制御中にポンプ32に供給されるON・OFF指令の波形、図4(C)はOBD制御中におけるパージVSV36の駆動デューティの波形、図4(D)はOBD制御中におけるパージ補正係数FPGの波形をそれぞれ示している。
【0050】
図4において、時刻T1以前は、通常の規則に従って、ポンプ32に対してON指令が発せられた状態で蒸発燃料が安定にパージされているものとする。この場合、蒸発燃料のパージ分に適合したパージ補正係数FPGが算出され、そのパージ分を相殺するように燃料噴射量が減量補正される。その結果、図4(A)に示すように、空燃比フィードバック係数FAFは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【0051】
図4において、時刻T0では、OBDの開始に備えて、目標パージ率TGTPGRが、パージの実効を目的とした値(例えば8%)から、空燃比荒れの抑制を目的とした値(例えば2%)に下げられる。その結果、図4(C)に示すように、パージVSV36に対する駆動デューティDUTYは、実パージ率PGRを目標パージ率TGTPGRに一致させるべく時刻T0において低下している。
【0052】
パージ補正係数FPGは、既述した通りベーパ濃度学習値FGPGにパージ率PGRを掛け合わせることにより算出される。従って、パージ率PGRが低下すれば、パージ補正係数FPGも小さな値となる。このため、時刻T0において、パージ補正係数FPGは、図4(D)に示すようにステップ的に小さな値に変化している。パージ率補正係数FGPがこのように変更されると、駆動デューティDUTYの低下に関わらず、つまり、パージ率PGRの低下に関わらず、蒸発燃料のパージ分が燃料噴射量から適正に減量される状態が維持される。このため、図4(A)に示すように、空燃比フィードバック係数FAFは、時刻T0の後も、基準値を中心に反転する傾向を維持する。
【0053】
図4において、時刻T1は、OBD制御が開始される時刻を示している。すなわち、ここで説明するOBD制御の第2の手法では、時刻T1において、先ず、ポンプ32に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられる。時刻T1においてポンプ32に対する指令が切り換えられることにより、ポンプ32が正常に作動状態から停止状態に切り替わると、それ以前はキャニスタ22に供給されていた加圧空気が、その時点で消滅するという変化が生ずる。この変化は、キャニスタ22とパージVSV36との距離などにより定まる遅延時間の後に、パージVSV36を通過するパージガス流量QPGに反映される。
【0054】
図4に示す時刻T2は、時刻T1の後、上記の遅延時間が経過する時刻である。従って、ポンプ32が正常に機能していれば、つまり、時刻T1における指令の切り換えに応えてポンプ32が正常に作動状態から停止状態に変化するとすれば、パージVSV36を通過するパージガス流量QPGは、パージVSV36の開度が維持される限り時刻T2において減少する。
【0055】
OBD制御の第2の手法では、図4(C)に示すように、時刻T2においてパージVSV36に対する駆動デューティDUTYがステップ的に増大される。ここで、駆動デューティDUTYに加えられるステップ値、或いはステップ変化後に駆動デューティDUTYが採る値は、ポンプ32の停止に伴うパージガス流量QPGの減少分を相殺して、パージガス流量QPG(より正確には現実のパージ率PGR)を一定に維持することができる値に設定される。このため、ポンプ32が正常に機能している場合、第2の手法によれば、時刻T1およびT2の前後でパージガス流量QPG(より正確には現実のパージ率PGR)に変化は生じない。
【0056】
図4(D)に示すように、パージ補正係数FPGは、時刻T1およびT2の前後において、一定に維持される。パージ補正係数FPGが一定に維持され、かつ、パージガス流量QPG(より正確には現実のパージ率PGR)に変化が生じなければ、蒸発燃料のパージ分が燃料噴射量から適正に減量される状態が維持される。このため、ポンプ32が正常である場合は、図4(A)に示すように、時刻T1およびT2の後も、空燃比フィードバック係数FAFは基準値を中心に反転する傾向を維持する。
【0057】
これに対して、ポンプ32に異常が生じており、時刻T1以前にそもそもポンプ32が作動していなかった場合は、時刻T1においてポンプ32に対する指令が切り換えられても、加圧空気の発生状況にはその切り換えにより何らの変化も生じない。従って、このような状況下で駆動デューティDUTYが増大されると、時刻T2においてパージ流量QPG(現実のパージ率PGR)にステップ的な増加が生ずる。
【0058】
パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より濃い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を減量させるべくベーパ濃度学習値FGPGが負の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数FPG=PGR×FGPGが一定のまま(制御計算上のパージ率PGRが一定のまま)パージガス流量QPG(現実のパージ率PGR)が増大すると、FPGによる燃料噴射量の減量分を超える燃料がパージにより供給される事態が生じ、排気空燃比はリッチ側に偏ろうとする。その結果、空燃比フィードバック係数FAFは、燃料噴射量を減量させる方向に、つまり、図4(A)に示すように、その反転中心が基準値より小さな値となるように更新される(FGPG<0時)。
【0059】
また、パージガス中のベーパ濃度が理論空燃比より薄い場合は、パージの実行中に、燃料噴射量を増量させるべくベーパ濃度学習値FGPGが正の値として算出される。そして、このような状況下で、パージ補正係数FPGが一定のまま現実のパージ率PGRが増大すると、FPGによっては十分な燃料増量が確保できない事態が生じ、排気空燃比はリーン側に偏ろうとする。その結果、空燃比フィードバック係数FAFは、燃料噴射量を増量させる方向に、つまり、図4(A)に示すように、その反転中心が基準値より大きな値となるように更新される(FGPG>0時)。
【0060】
以上説明した通り、OBD制御の第2の手法によれば、ポンプ32に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられた後に、ポンプ32が正常である場合には安定した空燃比が維持され、空燃比フィードバック係数FAFに何らの変化も生じない状態が形成される。一方、ポンプ32に異常が生じている場合は、僅かな空燃比荒れを吸収するために空燃比フィードバック係数FAFが増加または減少方向に変化する事態が生ずる。
【0061】
このため、上述した第2の手法によれば、ポンプ32に対する指令が切り換えられた後、空燃比フィードバック係数FAFがどのような変化を示すかを見ることで、ポンプ32が正常であるか否かを精度良く判断することができる。また、この手法によれば、通常時(ポンプ32の正常時)には空燃比の安定した状態を維持し、空燃比の荒れを、希な状況下(ポンプ32の異常時)に限って生じさせることができる。このため、OBD制御の第2の手法によれば、上述した第1の手法が用いられる場合に比して、内燃機関のエミッション特性を改善することができる。
【0062】
図4において、時刻T3は、OBD制御を終了させるべくポンプ32に対する指令がOFF指令からON指令に切り換えられる時刻である。また、時刻T4は、時刻T3の後、ポンプ32とパージVSV36との距離に起因する遅延時間の経過を待って、パージVSV36に対する駆動デューティを時刻T2以前の値に減少させる時刻である。これらの処理によれば、時刻T4の後に、時刻T2以前の状態、つまり、パージ流量QPGとパージ補正係数FPGとが釣り合った状態を復元することができる。
【0063】
また、OBD制御の第2の手法では、時刻T4の後、空燃比荒れの抑制を目的とした値(例えば2%)に下げられていた目標パージ率TGTPGRが、パージの実効を目的とした値(例えば8%)にむけて徐々に増大される。その結果、図4(C)および図4(D)に示すように、パージVSV36に対する駆動デューティDUTYおよびパージ補正係数FPGが、何れも徐々に増大される。この際、パージ流量QPGとパージ補正係数FPGの釣り合いは維持されるため、図4(A)に示すように、空燃比フィードバック係数FAFは、その基準値を中心として反転を繰り返す。
【0064】
図5は、ECU60が、上述した第2の手法に従ってポンプ32のOBD制御を進めるべく実行する制御ルーチンのフローチャートである。
図5に示すルーチンでは、先ず、蒸発燃料のパージが
行われているか否かが判別される(ステップ100)。
その結果、パージが実行されていないと判別された場合は、ポンプ32の作動が禁止された後、速やかに今回の処理サイクルが終了される(ステップ102)。
【0065】
一方、上記ステップ100においてパージが実行されているとの判断がなされた場合は、次に、パージカウンタCPGRSTの計数値が判定値KTより大きいか否かが判別される(ステップ104)。
パージカウンタCPGRSTは、ポンプ32の作動を伴うパージが開始された後の経過時間を計数するためのカウンタである。一方、判定値KTは、安定したパージ状態の形成に要する時間、つまり、蒸発燃料のパージ分をパージ補正係数FPGで適正に補正することのできる状況が形成されるまでに要する時間に対応するように設定された値である。従って、本ステップ104において、CPGRST>KTが成立しないと判別された場合は、ポンプ32の作動を伴う安定したパージが未だ実行されていないと判断できる。一方、上記条件が成立する場合は、ポンプ32の作動を伴う安定したパージが既に実行されていると判断できる。
【0066】
上記ステップ104において、CPGRST>KTが成立しないと判別された場合は、次に、ポンプカウンタCPUMPの計数値が異常判定値KOBDより大きいか否かが判別される(ステップ106)。
ポンプカウンタCPUMPは、OBD制御が繰り返し実行される過程で、ポンプ32の異常が認識された回数を計数するためのカウンタである。一方、異常判定値KOBDは、ポンプカウンタCPUMPの計数値に基づいて、ポンプ32の異常を現実に判定するためのしきい値である。
【0067】
従って、上記ステップ106において、CPUMP>KOBDが成立すると判別された場合は、ポンプ32の異常判定がなされる(ステップ108)。
そして、この場合は、以後、ポンプ32をオフするために上記ステップ102の処理が実行された後、今回の処理サイクルが終了される。
【0068】
一方、上記ステップ106において、CPUMP>KOBDが成立しないと判別された場合は、ポンプ32の異常判定を行うことなく、ポンプ32の動作制御が実行される(ステップ110)。
本ステップ110の処理では、具体的には、ポンプ指令一時値tPUMPの状態(ONまたはOFF)に合わせて、ポンプON指令或いはOFF指令がポンプ32に対して発せられる。ポンプ32は、本ステップ110において発せられる指令に応じて、作動状態または停止状態となる。尚、ポンプ指令一時値tPUMPは、個々の処理サイクルの過程において、ポンプに対する仮指令の内容を記憶しておくためのメモリ値である。ポンプ指令一時値tPUMPの設定手法については、後に具体的に説明する。
【0069】
安定パージの形成に必要な時間が経過した後、図5に示すルーチンが起動されると、上記ステップ104において、CPGRST>KTが成立するとの判断が成される。この場合、次に、今回の処理タイミングが、OBD制御の開始タイミングと一致しているか否か、より具体的には、図4に示す時刻T0に相当しているか否かが判別される。(ステップ112)。
【0070】
その結果、今回の処理タイミングがOBD制御の開始タイミングと一致していると判別された場合は、次に、OBDカウンタCOBDが0にリセットされる(ステップ114)。
一方、今回の処理タイミングがOBD制御の開始タイミングと一致していない、つまり、OBD制御は既に開始されていると判別された場合は、上記ステップ114の処理がジャンプされる。
【0071】
図5に示すルーチンでは、上記の処理に次いで、OBDカウンタCOBDのインクリメント処理が実行去れる(ステップ116)。
【0072】
次に、OBDカウンタCOBDの計数値が所定値T1以上であるか、より具体的には、今回の処理タイミングが図4に示す時刻T1と一致しているかが判別される(ステップ118)。
【0073】
OBD制御が開始された後(時刻T0の後)、時刻T1が到来するまでの間は、上記ステップ118において、COBD≧T1が成立しないと判別される。この場合、以後、目標パージ率TGTPGRが空燃比荒れの抑制を目的とした値KPG1(例えば2%)に設定された後(ステップ120)、上述したステップ106以降の処理が実行される。
ポンプ指令一時値tPUMPは、OBD制御の開始時にはONとされている。このため、ステップ106に次いでステップ110の処理が実行される場合、COBD≧T1が成立するまでの間は、その処理が実行される毎にポンプ32に対してON指令が発せられる。
【0074】
時刻T1の到来後に本ルーチンが起動されると、今度は、上記ステップ118において、COBD≧T1が成立していると判別される。この場合は、先ず、パージ補正保持制御、つまり、パージ係数FPGを現在値に保持するための制御が開始される(ステップ122)。
【0075】
次いで、ポンプ32に対するポンプ指令一時値tPUMPがOFFとされる(ステップ124)。
既述した通り、ポンプ指令一時値tPUMPは、OBD制御が開始された時点ではONとされている。従って、その値tPUMPは、時刻T1において本ステップ124の処理が初めて実行されることにより、ONからOFFに変更される。
【0076】
図5に示すルーチンでは、次に、OBDカウンタCOBDの計数値が所定値T2以上であるか、より具体的には、今回の処理タイミングが図4に示す時刻T2と一致しているかが判別される(ステップ126)。
時刻T2が到来するまでは、つまり、時刻T1の後、所定の遅延時間が経過するまでの間は、COBD≧T2が成立しないと判別される。この場合、以後、速やかに上記ステップ106以降の処理が実行される。ここでは、ポンプ指令一時値tPUMPがOFFとされているため、ステップ110では、ポンプ32に対してOFF指令が出力される。
【0077】
以上説明した処理によれば、時刻T1の時点で、目標パージ率TGTPGRをKPG1に維持したまま、つまり、パージVSV36の駆動デューティを2%程度の小さな値に維持したまま、パージ補正係数FGPを変化させることなく、ポンプ32に対する指令をON指令からOFF指令に切り換えることができる。そして、以後、遅延時間が経過するまで(時刻T2が到来するまで)、その状態を維持することができる。
【0078】
時刻T2が到来した後、本ルーチンが起動されると、上記ステップ126において、COBD≧T2が成立すると判別される。この場合、次に、目標パージ率TGTPGRがKPG2に書き換えられる(ステップ128)。
本ステップ128において用いられるKPG2は、時刻T1において、ポンプ32が正常に作動状態から停止状態に変化したとした場合に、ポンプ32の停止に伴うパージガス流量QPGの減少分を相殺して、パージガス流量QPG(より正確には現実のパージ率PGR)を一定に維持するための値である。
【0079】
このKPG2は、つまり、ポンプ32の停止に伴うパージガス流量QPGの減少分を補うべく時刻T2において設定すべき目標パージ率TGTPGRは、ポンプ32の定格、吸入空気量Ga、吸気管圧力PM、現在のパージ流量QPGなどに基づいて決定することができる。ECU60は、吸入空気量Gaや吸気管圧力PMなどとの関係でKPG2を定めたマップを記憶している。上記ステップ128では、そのマップに従って別ルーチンにより決定されたKPG2が、目標パージ率TGTPGRとして設定される。
【0080】
上記の処理によれば、時刻T2において、目標パージ率TGTPGRがKPG1からKPG2に変更される。本実施形態の装置において、このような変更が行われると、その後新たに設定された目標パージ率TGTPGRが実現されるように、パージVSV36に対する駆動デューティDUTYがステップ的に増大される。その結果、ポンプ32が正常に作動状態から停止状態に変化していた場合は、時刻T2の前後で現実のパージ率PGRがほぼ一定に維持される。一方、ポンプ32に異常が生じていた場合(時刻T1以前からポンプ32が停止していた場合)は、時刻T2の前後で現実のパージ率PGRに有意な増加が生ずる。
【0081】
図5に示すルーチンでは、次に、空燃比フィードバック係数FAFの平均値FAFAVが、NG域に属しているか否かが判別される(ステップ130)。
【0082】
図6は、平均値FAFAVのNG領域をベーパ濃度学習値FGPGとの関係で定めたマップの一例である。図6において、縦軸は、判定に用いられる平均値FAFAVの値である。図6に示すように、本実施形態では、ベーパ濃度学習値FGPGが、理論空燃比に対応する値(図中に破線の付された値、以下、「理論空燃比対応値」と称す)より小さく、かつ、平均値FAFAVがFAFの基準値(図6では0)より十分に大きい領域が第1のNG領域とされている。また、ベーパ濃度学習値FGPGが、理論空燃比対応値より大きく、かつ、平均値FAFAVがFAFの基準値より十分に小さい領域が第2のNG領域とされている。そして、それ以外の領域は、正常領域、或いは他部品の影響域として、NG領域から除外している。
【0083】
図4(A)を参照して説明した通り、ポンプ32が異常である場合は、ベーパ濃度が濃く、ベーパ濃度学習値FGPGが負の値であった場合には、空燃比フィードバック係数FAFが基準値より小さな値にシフトする傾向が生ずる。また、ベーパ濃度が薄く、ベーパ濃度学習値FGPGが正の値であった場合には、空燃比フィードバック係数FAFが基準値より大きなにシフトする傾向が生ずる。図6に示す2つのNG領域によれば、それらの傾向の何れかが発生している場合に、ポンプ32の異常を的確に判断し、かつ、それら以外の場合に、ポンプ32の異常が誤判定されるのを有効に防止することができる。
【0084】
また、図6に示すマップにおいて、第1NG領域の下限値は、ベーパ濃度学習値FGPGが理論空燃比対応値に近づくに連れて、その値が大きくなるように設定されている。一方、第2NG領域の下限値は、ベーパ濃度学習値FGPGが理論空燃比対応値に近づくに連れて、その値が小さくなるように設定されている。つまり、第1NG領域および第2NG領域は、何れも、FGPGが理論空燃比対応値に近づくほど、ポンプ32の異常が判定され難くなるように設定されている。
【0085】
ベーパ濃度学習値FGPGは、パージガスの空燃比が理論空燃比に近いほど、理論空燃比対応値に近づく。一方で、パージ流量QPGの変化に対する空燃比フィードバック係数FAFの感度は、パージガスの空燃比が理論空燃比に近づくほど低下する。従って、ベーパ濃度学習値FGPGが理論空燃比対応値に近づくに連れて、FAFの変化に基づいてポンプ32の異常を判断するのは困難となる。
【0086】
図6に示す第1NG領域および第2NG領域によれば、そのような判断の難しい状況下で、ポンプ32の異常が誤判定されるのを有効に防止することができる。従って、本実施形態の装置によれば、空燃比フィードバック係数FAFの変化に基づいて、ポンプ32の異常発生を極めて精度良く判定することができる。
【0087】
図5に示すルーチン中、上記ステップ130において、平均値FAFAVがNG領域に属していないと判別された場合は、以下に説明するステップ132および134の処理がジャンプされ、速やかに後述するステップ136の処理が実行される。一方、平均値FAFAVがNG領域に属していると判別された場合は、先ず、ポンプカウンタCPUMPがインクリメントされ(ステップ132)、次いで、OBDカウンタCOBDに所定値T3が代入される(ステップ134)。
【0088】
上記の処理に続いて、OBDカウンタCOBDの計数値が所定値T3以上であるか否かが判別される(ステップ136)。
本ステップ134の処理により、COBD≧T3が成立しないと判別された場合は、未だ図4に示す時刻T3が到来していないと判別することができる。この場合は、以後速やかに上記ステップ106以降の処理が実行される。ここでは、ポンプ指令一時値tPUMPが最終的にOFFに設定されたままであるため、ステップ106に次いでステップ110の処理が実行される場合、ポンプ32には、処理サイクルが繰り返される毎にOFF指令が発せられる。
【0089】
上記ステップ134の処理によりCOBDにT3が代入された後に、或いは、自然なインクリメント処理の結果COBDがT3に到達した後に、上記ステップ136の処理が実行されると、COBD≧T3が成立するとの判断が成される。この場合は、次に、COBD≧T4が成立するか否かが判別される(ステップ138)。
【0090】
時刻T4が到来する以前、つまり、時刻T3の後所定の遅延時間が経過する以前は、上記ステップ138においてCOBD≧T4の条件が成立しないとの判断が成される。この場合は、パージ補正保持制御を解除するための処理(ステップ140)がジャンプされ、パージ補正係数FPGの変更が禁止されたまま、ポンプ指令一時値tPUMPがOFFからONに書き換えられる(ステップ142)。
【0091】
上記ステップ142の処理が終了すると、次に、ポンプカウンタCPUMPの計数値が異常判定値KOBDより大きいか否かを判断すべく、ステップ106の処理が実行される。尚、異常判定値KOBDは、0以上の固定値である。
この時点でCPUMP>KOBDが成立する判断された場合は、既述した通り、ポンプ32の異常が判定され、ステップ108および102の処理が実行される。この場合、以後、ポンプ32の作動が禁止され、ポンプ32が停止していることを前提として、蒸発燃料のパージ制御が実行される。
【0092】
一方、現時点では、CPUMP>KOBDが未だ成立していないとの判断がなされた場合は、次にステップ110の処理が実行される。時刻T3以降は、既述した通りポンプ指令一時値tPUMPが最終的にONとされる(ステップ142参照)。このため、時刻T3の後、時刻T4が到来するまでの間は、ステップ110が実行される毎に、パージ補正係数FPGが保持されたままポンプ32に対してON指令が発せられる。
【0093】
時刻T4が到来した後に上記ステップ138の処理が実行されると、今度は、COBD≧T4の条件が成立すると判断される。この場合は、ステップ138の処理に次いで、パージ補正保持制御が解除され(ステップ140)、その後、上述したステップ142以降の処理が実行される。
【0094】
本実施形態の装置は、パージ補正保持制御が解除されると同時に、パージ補正係数FPGの更新を許可すると共に、目標パージ率TGTPGRの更新を許可する。その結果、時刻T4の後、目標パージ率TGTPGRが別ルーチンにより徐々に増大され、その増大に伴って、駆動デューティDUTY、およびパージ補正係数FPGにもほぼ一定の速度での増大が生ずる(図4中、時刻T4以降参照)。
【0095】
以上説明した通り、図5に示すルーチンによれば、図4に示すタイミングチャートに沿った手順でポンプ32のOBDを進めることができる。このため、本実施形態の装置によれば、排気空燃比の変動に基づいて、より具体的には、空燃比フィードバック係数FAFの変動に基づいて、ポンプ32の異常を精度良く検出することができる。
【0096】
また、図5に示すルーチンによれば、ポンプ32に対する指令の切り換えと、パージVSV36に対する駆動デューティの変更とを、ポンプ32とパージVSV36の距離に起因する遅延時間を考慮したうえで協調させることができる。このため、本実施形態の装置によれば、ポンプ32の正常時に空燃比荒れが生ずるのを有効に防止して、優れたエミッション特性を確保することができる。
【0097】
ところで、上述した実施の形態1においては、ポンプ32に対する指令がON指令からOFF指令に切り換えられた後の空燃比フィードバック係数FAFの変化に基づいてポンプ32の異常を検出することとしているが(図3中時刻t1、図4中時刻T1参照)、異常検出の手法はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ32の異常は、ポンプ32に対する指令がOFF指令からON指令に切り換えられた後のFAFの変化に基づいて検出することとしてもよい。また、ポンプ32の異常は、FAFの変化からではなく、排気空燃比の変化から直接検出することとしてもよい。
【0098】
また、上述した実施の形態1では、上記図6に示すマップにおいて、第1および第2NG領域が、ベーパ濃度学習値FGPGが理論空燃比対応値に一致する場合にも、平均値FAFAVが十分に大きい場合、或いは十分に小さい場合には、ポンプ32の異常が判定されるようにが設定されている。しかしながら、それらの設定はこれに限定されるものではない。すなわち、第1および第2NG領域は、FGPGが理論空燃比対応値の近傍値である場合には、常にポンプ32の異常判定が成されないように設定することとしてもよい。
【0099】
また、上述した実施の形態1では、ポンプ32に対する指令が切り換えられた後に、排気空燃比に生ずる変化に基づいてポンプ32の異常を検出することとしているが、異常検出の基礎は、排気空燃比に限定されるものではない。すなわち、吸気通路38に燃料成分濃度を検出するためのセンサを設けたうえで、ポンプ32に対する指令が切り換えられた後に、吸気通路38内の燃料成分濃度の変化に基づいてポンプ32の異常を検出することとしてもよい。
【0100】
尚、上述した実施の形態1においては、ECU60が、上記ステップ130の処理を実行することにより前記第1の発明における「異常検出手段」が実現されている。
【0101】
また、上述した実施の形態1においては、ECU60が、上記ステップ128の処理を実行すると共に、目標パージ率TGTPGRが実現されるように駆動デューティDUTYを制御することにより前記第1の発明における「協調制御手段」が実現されている。
【0102】
また、上述した実施の形態1においては、ECU60が、上記ステップ126の処理を実行することにより前記第1の発明における「遅延手段」が実現されている。
【0103】
また、上述した実施の形態1においては、エアフロメータ40が前記第2の発明における「吸入空気量検出手段」に、酸素センサ50が前記第2の発明における「排気側センサ」に、それぞれ相当している。そして、ECU60が、ベーパ濃度学習値FGPGを学習することにより前記第2の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、吸入空気量Gaに基づいて基本燃料噴射時間TAU0を算出することにより前記第2の発明における「噴射量制御手段」が、図6に示す第1NG領域においてポンプ32の異常を検出することにより前記第2の発明における「低濃度時異常検出手段」が、図6に示す第2NG領域においてポンプ32の異常を検出することにより前記第2の発明における「高濃度時異常検出手段」が、それぞれ実現されている。
【0104】
また、上述した実施の形態1においては、エアフロメータ40が前記第3の発明における「吸入空気量検出手段」に、酸素センサ50が前記第3の発明における「排気側センサ」に、それぞれ相当している。そして、ECU60が、吸入空気量Gaに基づいて基本燃料噴射時間TAU0を算出することにより前記第3の発明における「噴射量制御手段」が、空燃比フィードバック係数FAFを用いて基本燃料噴射時間TAU0に補正を施すことにより前記第3の発明における「空燃比フィードバック手段」が、それぞれ実現されている。
【0105】
また、上述した実施の形態1においては、酸素センサ50が前記第4の発明における「排気側センサ」に相当していると共に、ECU60が、燃料噴射量に対してパージ補正係数FPGを用いた補正を施すことにより前記第4の発明における「パージ分減量補正手段」が、上記ステップ122の処理を実行することにより前記第4の発明における「パージ補正保持手段」が、それぞれ実現されている。
【0106】
また、上述した実施の形態1においては、ポンプ32が、キャニスタ22の大気孔24に連通しているが、ポンプ32の位置はこれに限定されるものではない。すなわち、ポンプ32は、キャニスタ22内に強制的に空気の流れを発生させ得るものであれば良く、パージ孔26とパージVSV36の間に配置してもよい。
【0107】
また、上述した実施の形態1においては、エアフロメータ40が前記第5の発明における「吸入空気量検出手段」に相当している。そして、ECU60が、ベーパ濃度学習値FGPGを学習することにより前記第5の発明における「ベーパ濃度検出手段」が、吸入空気量Gaに基づいて基本燃料噴射時間TAU0を算出することにより前記第5の発明における「噴射量制御手段」が、図6に示すマップを参照してポンプ32の異常を判定しつつ、FGPGが理論空燃比対応値の近傍値である場合にポンプ32のNG判定を保留することにより前記第5の発明における「異常検出手段」が、それぞれ実現されている。
【0108】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第1の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その変化がパージ制御弁の位置に及ぶのに要する遅延時間の影響を考慮して、パージ制御弁の協調制御を行うことができる。このため、本発明によれば、ポンプが正常である場合に、そのオン・オフの切り換えに伴って生ずる空燃比荒れを十分に小さく抑制することができる。
【0109】
第2の発明によれば、ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄いか否かに応じて、異なる基準でポンプの異常を判断することができる。ポンプとパージ制御弁とが協調制御される環境下で、ポンプが適正に動作しない場合は、ポンプにオン指令が発せられている場合に比してポンプにオフ指令が発せられている場合にパージ流量は多量となる。そして、ベーパ濃度が薄い場合は、パージガス流量が多量となるほど排気空燃比は薄くなり、一方、ベーパ濃度が濃い場合は、パージ流量が多量となるほど排気空燃比は濃くなる。このため、本発明で用いられる基準によれば、ベーパ濃度が薄い場合も濃い場合も、正確にポンプの異常を検出することができる。
【0110】
第3の発明によれば、ポンプのオン・オフが切り換えられることにより空燃比フィードバック補正の大きさに変化が生じたか否かに基づいて、その切り換えに伴ってポンプの作動・非作動が適正に切り換えられたか否か、つまり、ポンプが正常であるか否かを正確に判断することができる。
【0111】
第4の発明によれば、通常時には、パージされる蒸発燃料分が燃料噴射量から減量されることにより、パージの実行に関わらず安定した空燃比精度が維持できる。一方、ポンプの異常を検出するためにポンプのオン・オフが切り換えられる場合は、その前後でパージ分減量補正の大きさが固定されるため、ポンプのオン・オフの影響を排気空燃比に顕著に生じさせることができる。このため、本発明によれば、通常時には良好な排気エミッション特性を実現しつつ、ポンプの異常を精度良く検出することができる。
【0112】
第5の発明によれば、ベーパ濃度が排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、ポンプの状態に関する判断を保留することができる。ベーパ濃度が排気空燃比の目標値近傍の値をとる場合、ポンプのオン・オフに伴ってパージ流量が変化しても、排気空燃比に顕著な変化は生じない。本発明によれば、このような状況下で誤った判断が成されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。
【図2】 実施の形態1の装置において発生するパージガス流量と内燃機関の負荷との関係を示す図である。
【図3】 実施の形態1の装置においてポンプの異常を検出するための第1の手法を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】 実施の形態1の装置においてポンプの異常を検出するための第2の手法を説明するためのタイミングチャートである。
【図5】 実施の形態1の装置において第2の手法に従ってポンプのOBD制御を進めるべく実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図6】 実施の形態1の装置において図5に示すルーチンを実行する際に参照されるマップの一例である。
【符号の説明】
10 燃料タンク
22 キャニスタ
30 CCV(Canister Closed Valve)
32 ポンプ
36 パージVSV(Vacuum Switching Valve)
38 吸気通路
40 エアフロメータ
46 燃料噴射弁
50 酸素センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an evaporated fuel processing apparatus, and more particularly to an evaporated fuel processing apparatus for processing evaporated fuel generated in a fuel tank without releasing it into the atmosphere.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-31113, an evaporative fuel processing apparatus including a canister communicating with a fuel tank is known. The canister communicates with the fuel tank and communicates with the intake passage of the internal combustion engine via the purge control valve. The canister has an air hole communicating with the atmosphere. A pump capable of supplying pressurized air to the canister communicates with the atmospheric hole.
[0003]
In the above conventional apparatus, the evaporated fuel generated in the fuel tank is once adsorbed by the canister. In this apparatus, when a predetermined purge condition is satisfied during operation of the internal combustion engine, the purge control valve is opened to introduce intake negative pressure into the canister. As a result, the evaporated fuel adsorbed in the canister is purged into the intake passage together with the air sucked from the atmospheric hole. As a result, the evaporated fuel generated in the fuel tank is processed as fuel during operation of the internal combustion engine without being released to the atmosphere.
[0004]
By the way, the intake negative pressure of the internal combustion engine becomes a value close to the atmospheric pressure as the throttle opening is opened. For this reason, at the time of high load operation of the internal combustion engine, a sufficient intake negative pressure is not generated, and a sufficient purge flow rate may not be obtained simply by opening the purge control valve. The conventional apparatus operates the pump in such a case. When the pump is operated, pressurized air is supplied to the atmospheric hole of the canister, and a differential pressure sufficient to generate a sufficient purge flow rate is generated before and after the canister. For this reason, according to the conventional apparatus, a high purge capability can be ensured even during high-load operation of the internal combustion engine.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When purging the evaporated fuel in the canister into the intake passage of the internal combustion engine, it is necessary to reduce the purged fuel amount from the fuel injection amount to prevent air-fuel ratio roughening. In order to perform such a reduction, it is necessary to accurately grasp the flow rate of the purge gas flowing into the intake passage.
[0006]
In a device having a pump that can forcibly generate an air flow inside the canister as in the above-described conventional device, the purge gas is generated when the pump is operating and when the pump is stopped. A difference occurs in the flow rate. For this reason, in this type of device, when the on command is issued to the pump, the purge gas flow rate is estimated on the assumption that the pump is operating, and when the off command is issued to the pump. Therefore, it is necessary to estimate the purge gas flow rate on the assumption that the pump is stopped.
[0007]
When the purge gas flow rate is estimated based on the above assumption, if the assumption is lost due to an abnormality of the pump, an error that cannot be ignored occurs in the estimated value of the purge gas flow rate. More specifically, when the pump does not operate properly despite receiving the ON command, a large error occurs in the estimated value of the purge gas flow rate. Such an error in the estimated value causes a deterioration in the control accuracy of the air-fuel ratio.
[0008]
For this reason, in a system including a pump that forcibly generates an air flow in the canister, it is desirable that abnormality of the pump can be detected promptly. However, conventionally, in this type of system, no method has been proposed for simply and accurately detecting a pump abnormality.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an evaporative fuel that can easily and accurately detect an abnormality of a pump that forcibly generates an air flow in a canister. An object is to provide a processing apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first invention is an evaporative fuel processing apparatus for processing evaporative fuel generated in a fuel tank without releasing it into the atmosphere.
A canister that communicates with the fuel tank and includes a purge hole that communicates with an intake passage of the internal combustion engine and an air hole that communicates with the atmosphere;
A pump capable of generating a gas flow from the atmospheric hole toward the purge hole in the canister;
Output generating means for generating an output corresponding to the fuel component concentration in the intake passage or the exhaust air-fuel ratio;
Abnormality detection means for determining whether or not the pump is normal based on whether or not a predetermined change has occurred in the fuel component concentration in the intake passage or the exhaust air / fuel ratio in accordance with the on / off switching of the pump When,
A purge control valve disposed between the purge hole and the intake passage;
In a situation where the operation / non-operation of the pump is switched appropriately in response to the on / off of the pump, in order to obtain an equivalent purge flow rate before and after the on / off, in cooperation with the on / off of the pump, Cooperative control means for changing the substantial opening of the purge control valve,
The cooperative control means waits for the time required for the influence of the switching to reach the position of the purge control valve after the pump is switched on and off, and then the substantial opening of the purge Delay means to changeIt is characterized by providing.
[0011]
The second2The invention of1st inventionIn
Vapor concentration detecting means for detecting vapor concentration in purge gas purged from the canister to the intake passage;
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means includes
When the vapor concentration is thinner than the target value of the exhaust air-fuel ratio, and when the pump is turned off, the exhaust air-fuel ratio tends to be thinner than when the pump is turned on, Low concentration abnormality detection means for judging pump abnormality,
When the vapor concentration is higher than the target value of the exhaust air-fuel ratio and the exhaust air-fuel ratio tends to be higher when the pump is turned off than when the pump is turned on, And a high-concentration abnormality detecting means for judging abnormality of the pump.
[0012]
The second3The invention of1st or 2nd inventionIn
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value;
Air-fuel ratio feedback means for performing air-fuel ratio feedback correction on the fuel injection amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detecting means determines whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio based on the magnitude of air-fuel ratio feedback correction applied to the fuel injection amount.
[0013]
The second4The invention of the first to the first3In any of the inventions of
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means determines whether or not the pump is normal based on whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio;
A purge decrement correction means for performing a purge decrement correction on the fuel injection amount so that fuel corresponding to the evaporated fuel purged from the canister to the intake passage is decremented from the fuel injection amount;
And purge correction holding means for fixing a magnitude of the purge decrement correction before and after the pump is switched on and off.
[0014]
The second5The invention of the first to the first4In any of the inventions of
Vapor concentration detecting means for detecting vapor concentration in purge gas purged from the canister to the intake passage;
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means determines whether or not the pump is normal based on whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio, and the vapor concentration is near the target value of the exhaust air-fuel ratio. If it is a value, the determination is suspended.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[0016]
[Description of device configuration]
Hereinafter,
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the evaporated fuel processing apparatus according to
[0017]
A
[0018]
The canister 22 is provided with an
[0019]
The
[0020]
An air flow meter 40 that detects the amount of air Ga taken into the
[0021]
A
[0022]
In the
[0023]
As shown in FIG. 1, the system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit).
60. The
[0024]
[Explanation of purge operation]
In the system of this embodiment, the vapor generated inside the
[0025]
In the present embodiment, the
[0026]
Specifically, the
[0027]
The
[0028]
[Explanation of fuel injection amount correction with purging]
In order to achieve a desired air-fuel ratio in a situation where the evaporated fuel is purged into the
[0029]
In the present embodiment, the
[0030]
Further, the
[0031]
The
[0032]
In the present embodiment, the
[0033]
[Description of air-fuel ratio feedback control]
The apparatus according to the present embodiment executes air-fuel ratio feedback control for making the exhaust air-fuel ratio coincide with the target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) in addition to the fuel injection amount correction for canceling the purge amount of the evaporated fuel. is doing. More specifically, the
[0034]
The system shown in FIG. 1 includes the
[0035]
Further, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is continuously updated in the increasing direction while the exhaust air-fuel ratio is lean. When the FAF is updated in the increasing direction, the fuel injection amount is gradually increased, and the exhaust air-fuel ratio is reversed from lean to rich. In the apparatus of the present embodiment, the
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
[Description of the principle of detecting pump abnormalities]
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the flow rate of the purge gas generated in the apparatus of this embodiment and the load of the internal combustion engine when the
[0039]
FIG. 3 is a timing chart for explaining a first method for detecting an abnormality of the
[0040]
In FIG. 3, it is assumed that the evaporated fuel is stably purged in a state where an ON command is issued to the
[0041]
In the example shown in FIG. 3, in the environment where the above-described stable state is formed, the command to the
[0042]
If the drive duty DUTY for the
[0043]
As described above, the apparatus of the present embodiment executes air-fuel ratio feedback control of the fuel injection amount so as to maintain the exhaust air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, when the exhaust air-fuel ratio tends to lean toward the lean side, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is updated to a value larger than the reference value in order to maintain the air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. As a result, when the
[0044]
On the other hand, if an abnormality has occurred in the
[0045]
As described above, in the apparatus of the present embodiment, if the command for the
[0046]
However, according to the above-described OBD control, as described above, when the
[0047]
The
[0048]
Such a request can be satisfied, for example, by appropriately changing the drive duty DUTY for the
[0049]
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation when the apparatus of the present embodiment performs OBD control of the
[0050]
In FIG. 4, it is assumed that the evaporated fuel is stably purged before the time T1 in a state where an ON command is issued to the
[0051]
In FIG. 4, at time T0, in preparation for the start of OBD, the target purge rate TGTPGR is set to a value (for example, 2%) for suppressing air-fuel ratio roughness from a value (for example, 8%) for the purpose of purging. ). As a result, as shown in FIG. 4C, the drive duty DUTY for the
[0052]
The purge correction coefficient FPG is calculated by multiplying the vapor concentration learning value FGPG by the purge rate PGR as described above. Therefore, if the purge rate PGR decreases, the purge correction coefficient FPG also becomes a small value. For this reason, at time T0, the purge correction coefficient FPG changes stepwise as shown in FIG. 4D. When the purge rate correction coefficient FGP is changed in this way, the purge amount of the evaporated fuel is appropriately reduced from the fuel injection amount regardless of the decrease in the drive duty duty, that is, regardless of the decrease in the purge rate PGR. Is maintained. For this reason, as shown in FIG. 4 (A), the air-fuel ratio feedback coefficient FAF maintains the tendency to reverse around the reference value even after time T0.
[0053]
In FIG. 4, time T1 indicates the time at which the OBD control is started. That is, in the second method of OBD control described here, at time T1, first, the command for the
[0054]
A time T2 shown in FIG. 4 is a time at which the above delay time elapses after the time T1. Therefore, if the
[0055]
In the second method of OBD control, as shown in FIG. 4C, the drive duty DUTY for the
[0056]
As shown in FIG. 4D, the purge correction coefficient FPG is kept constant before and after the times T1 and T2. If the purge correction coefficient FPG is kept constant and the purge gas flow rate QPG (more precisely, the actual purge rate PGR) does not change, the purge amount of the evaporated fuel can be properly reduced from the fuel injection amount. Maintained. For this reason, when the
[0057]
On the other hand, if an abnormality has occurred in the
[0058]
When the vapor concentration in the purge gas is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, the vapor concentration learning value FGPG is calculated as a negative value to reduce the fuel injection amount during execution of the purge. Under such circumstances, if the purge gas flow rate QPG (actual purge rate PGR) increases when the purge correction coefficient FPG = PGR × FGPG remains constant (the purge rate PGR in the control calculation remains constant), the FPG A situation occurs in which the fuel exceeding the reduced amount of the fuel injection amount is supplied by the purge, and the exhaust air-fuel ratio tends to be biased to the rich side. As a result, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is updated in the direction of decreasing the fuel injection amount, that is, as shown in FIG. 4A, the inversion center thereof is smaller than the reference value (FGPG < 0 o'clock).
[0059]
When the vapor concentration in the purge gas is lower than the stoichiometric air-fuel ratio, the vapor concentration learning value FGPG is calculated as a positive value to increase the fuel injection amount during execution of the purge. Under such circumstances, if the actual purge rate PGR increases while the purge correction coefficient FPG remains constant, there is a situation where sufficient fuel increase cannot be ensured depending on the FPG, and the exhaust air-fuel ratio tends to be biased toward the lean side. . As a result, the air-fuel ratio feedback coefficient FAF is updated in the direction in which the fuel injection amount is increased, that is, as shown in FIG. 4A, the inversion center thereof is larger than the reference value (FGPG> 0 o'clock).
[0060]
As described above, according to the second method of OBD control, after the command for the
[0061]
For this reason, according to the second method described above, whether or not the
[0062]
In FIG. 4, time T3 is the time when the command for the
[0063]
In the second method of OBD control, the target purge rate TGTPGR that has been lowered to a value (for example, 2%) for the purpose of suppressing air-fuel ratio roughness after time T4 is a value for the purpose of purging effectively. It is gradually increased toward (for example, 8%). As a result, as shown in FIGS. 4C and 4D, both the drive duty DUTY and the purge correction coefficient FPG for the
[0064]
FIG. 5 is a flowchart of a control routine executed by the
In the routine shown in FIG. 5, first, the purge of the evaporated fuel is performed.
It is determined whether or not it is being performed (step 100).
As a result, when it is determined that the purge is not executed, the current processing cycle is immediately terminated after the operation of the
[0065]
On the other hand, if it is determined in
The purge counter CPGRST is a counter for counting the elapsed time after the purge accompanying the operation of the
[0066]
If it is determined in
The pump counter CPUMP is a counter for counting the number of times that an abnormality of the
[0067]
Therefore, if it is determined in
In this case, after that, the processing of step 102 is executed to turn off the
[0068]
On the other hand, if it is determined in
In the processing of step 110, specifically, a pump ON command or an OFF command is issued to the
[0069]
When the routine shown in FIG. 5 is started after the time necessary for the formation of the stable purge has elapsed, it is determined in
[0070]
As a result, if it is determined that the current processing timing coincides with the OBD control start timing, then the OBD counter COBD is reset to 0 (step 114).
On the other hand, if it is determined that the current processing timing does not coincide with the OBD control start timing, that is, it is determined that the OBD control has already started, the processing of
[0071]
In the routine shown in FIG. 5, following the above process, the increment process of the OBD counter COBD is executed (step 116).
[0072]
Next, it is determined whether the count value of the OBD counter COBD is equal to or greater than a predetermined value T1, or more specifically, whether the current processing timing coincides with the time T1 shown in FIG. 4 (step 118).
[0073]
After OBD control is started (after time T0), until time T1 arrives, it is determined in
The pump command temporary value tPUMP is turned ON at the start of OBD control. For this reason, when the process of step 110 is executed subsequent to step 106, an ON command is issued to the
[0074]
When this routine is started after the arrival of time T1, it is determined in this
[0075]
Next, the pump command temporary value tPUMP for the
As described above, the pump command temporary value tPUMP is ON when the OBD control is started. Therefore, the value tPUMP is changed from ON to OFF when the processing of
[0076]
In the routine shown in FIG. 5, it is next determined whether the count value of the OBD counter COBD is equal to or greater than a predetermined value T2, or more specifically, whether the current processing timing coincides with the time T2 shown in FIG. (Step 126).
It is determined that COBD ≧ T2 does not hold until time T2 arrives, that is, until a predetermined delay time elapses after time T1. In this case, the processing after
[0077]
According to the processing described above, at time T1, the purge correction coefficient FGP is changed while the target purge rate TGTPGR is maintained at KPG1, that is, the drive duty of the
[0078]
When this routine is started after the time T2 has arrived, it is determined in
KPG2 used in this
[0079]
That is, the target purge rate TGTPGR to be set at time T2 to compensate for the decrease in the purge gas flow rate QPG accompanying the stop of the
[0080]
According to the above processing, the target purge rate TGTPGR is changed from KPG1 to KPG2 at time T2. In the apparatus of the present embodiment, when such a change is made, the drive duty DUTY for the
[0081]
In the routine shown in FIG. 5, it is next determined whether or not the average value FAFAV of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF belongs to the NG region (step 130).
[0082]
FIG. 6 is an example of a map in which the NG area of the average value FAFAV is defined in relation to the vapor concentration learning value FGPG. In FIG. 6, the vertical axis represents the average value FAFAV used for determination. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the vapor concentration learning value FGPG is based on a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio (value indicated by a broken line in the figure, hereinafter referred to as “theoretical air-fuel ratio corresponding value”). A region which is small and whose average value FAFAV is sufficiently larger than a reference value of FAF (0 in FIG. 6) is defined as a first NG region. Further, a region where the vapor concentration learning value FGPG is larger than the theoretical air-fuel ratio correspondence value and the average value FAFAV is sufficiently smaller than the reference value of FAF is defined as the second NG region. The other areas are excluded from the NG area as a normal area or an influence area of other parts.
[0083]
As described with reference to FIG. 4A, when the
[0084]
In the map shown in FIG. 6, the lower limit value of the first NG region is set so that the value increases as the vapor concentration learning value FGPG approaches the theoretical air-fuel ratio correspondence value. On the other hand, the lower limit value of the second NG region is set so that the value decreases as the vapor concentration learning value FGPG approaches the theoretical air-fuel ratio correspondence value. In other words, both the first NG region and the second NG region are set such that the abnormality of the
[0085]
The vapor concentration learning value FGPG approaches the stoichiometric air-fuel ratio corresponding value as the air-fuel ratio of the purge gas is closer to the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, the sensitivity of the air-fuel ratio feedback coefficient FAF to the change in the purge flow rate QPG decreases as the air-fuel ratio of the purge gas approaches the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, as the vapor concentration learning value FGPG approaches the stoichiometric air-fuel ratio correspondence value, it becomes difficult to determine the abnormality of the
[0086]
According to the first NG region and the second NG region shown in FIG. 6, it is possible to effectively prevent erroneous determination of the abnormality of the
[0087]
In the routine shown in FIG. 5, when it is determined in
[0088]
Following the above processing, it is determined whether or not the count value of the OBD counter COBD is equal to or greater than a predetermined value T3 (step 136).
If it is determined that COBD ≧ T3 is not established by the processing of
[0089]
Judgment that COBD ≧ T3 is satisfied when the process of
[0090]
Before time T4 arrives, that is, before a predetermined delay time has elapsed after time T3, it is determined in
[0091]
When the process of
If it is determined that CPUMP> KOBD is established at this time, the abnormality of the
[0092]
On the other hand, if it is determined at this time that CPUMP> KOBD has not yet been established, the processing of step 110 is executed next. After time T3, the pump command temporary value tPUMP is finally turned on as described above (see step 142). For this reason, after the time T3 until the time T4 arrives, an ON command is issued to the
[0093]
When the process of
[0094]
The apparatus according to the present embodiment permits the purge correction coefficient FPG to be updated and the target purge rate TGTPGR to be updated at the same time when the purge correction holding control is released. As a result, after time T4, the target purge rate TGTPGR is gradually increased by another routine, and with this increase, the drive duty DUTY and the purge correction coefficient FPG also increase at a substantially constant speed (FIG. 4). Medium, see after time T4).
[0095]
As described above, according to the routine shown in FIG. 5, the OBD of the
[0096]
Further, according to the routine shown in FIG. 5, the command switching for the
[0097]
In the first embodiment described above, the abnormality of the
[0098]
In the first embodiment described above, in the map shown in FIG. 6, the first and second NG regions have a sufficient average value FAFAV even when the vapor concentration learning value FGPG matches the theoretical air-fuel ratio correspondence value. When it is large or sufficiently small, it is set so that the abnormality of the
[0099]
In the first embodiment described above, the abnormality of the
[0100]
In the first embodiment described above, the “abnormality detection means” according to the first aspect of the present invention is realized by the
[0101]
In the first embodiment described above, the
[0102]
Further, in the above-described first embodiment, the
[0103]
Further, in the first embodiment described above, the air flow meter 40 includes the first flow meter.2In the “intake air amount detection means” of the present invention, the
[0104]
Further, in the first embodiment described above, the air flow meter 40 includes the first flow meter.3In the “intake air amount detection means” of the present invention, the
[0105]
Further, in the first embodiment described above, the
[0106]
Moreover, in
[0107]
Further, in the first embodiment described above, the air flow meter 40 includes the first flow meter.5This corresponds to the “intake air amount detection means” in the present invention. Then, the
[0108]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
First1According to the invention, after the pump is switched on and off, the purge control valve can be coordinated in consideration of the influence of the delay time required for the change to reach the position of the purge control valve. . For this reason, according to the present invention, when the pump is normal, it is possible to sufficiently suppress the air-fuel ratio roughness caused by the on / off switching.
[0109]
First2According to this invention, it is possible to determine abnormality of the pump based on different criteria depending on whether or not the vapor concentration is lower than the target value of the exhaust air-fuel ratio. If the pump does not operate properly in an environment where the pump and the purge control valve are coordinated, purge is performed when the pump is issued with an OFF command compared to when the pump is issued with an ON command. The flow rate is large. When the vapor concentration is low, the exhaust air-fuel ratio decreases as the purge gas flow rate increases. On the other hand, when the vapor concentration is high, the exhaust air-fuel ratio increases as the purge flow rate increases. For this reason, according to the standard used in the present invention, it is possible to accurately detect the abnormality of the pump regardless of whether the vapor concentration is low or high.
[0110]
First3According to the invention, based on whether or not the magnitude of the air-fuel ratio feedback correction has been changed by switching on / off of the pump, the operation / non-operation of the pump is appropriately switched along with the switching. It can be accurately determined whether or not the pump is normal.
[0111]
First4According to the invention, at the normal time, the evaporated fuel to be purged is reduced from the fuel injection amount, so that stable air-fuel ratio accuracy can be maintained regardless of the execution of the purge. On the other hand, when the pump is switched on / off to detect a pump abnormality, the magnitude of the purge decrement correction is fixed before and after that, so the effect of the pump on / off is noticeable in the exhaust air / fuel ratio. Can be generated. For this reason, according to the present invention, it is possible to detect an abnormality of the pump with high accuracy while realizing a good exhaust emission characteristic in a normal state.
[0112]
First5According to this invention, when the vapor concentration is a value in the vicinity of the target value of the exhaust air-fuel ratio, the determination regarding the state of the pump can be suspended. When the vapor concentration takes a value close to the target value of the exhaust air / fuel ratio, no significant change occurs in the exhaust air / fuel ratio even if the purge flow rate changes as the pump is turned on / off. According to the present invention, it is possible to prevent an erroneous determination from being made under such circumstances.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the flow rate of purge gas generated in the apparatus of
FIG. 3 is a timing chart for explaining a first method for detecting a pump abnormality in the apparatus according to the first embodiment;
FIG. 4 is a timing chart for explaining a second method for detecting a pump abnormality in the apparatus according to the first embodiment;
FIG. 5 is a flowchart of a control routine executed to advance OBD control of the pump in accordance with the second method in the apparatus according to the first embodiment.
6 is an example of a map that is referred to when the routine shown in FIG. 5 is executed in the apparatus according to
[Explanation of symbols]
10 Fuel tank
22 Canister
30 CCV (Canister Closed Valve)
32 pumps
36 Purge VSV (Vacuum Switching Valve)
38 Air intake passage
40 Air flow meter
46 Fuel Injection Valve
50 Oxygen sensor
Claims (5)
前記燃料タンクと連通すると共に、内燃機関の吸気通路に連通するパージ孔と大気に通じる大気孔とを備えるキャニスタと、
前記キャニスタの内部に、前記大気孔から前記パージ孔に向かうガスの流れを生じさせることのできるポンプと、
吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に応じた出力を発する出力発生手段と、
ポンプのオン・オフの切り換えに伴って吸気通路内の燃料成分濃度、或いは排気空燃比に所定の変化が生じたか否かに基づいて、前記ポンプが正常であるか否かを判断する異常検出手段と、
前記パージ孔と前記吸気通路の間に配置されるパージ制御弁と、
ポンプのオン・オフに対応してその作動・非作動が適正に切り替わる状況下で、前記オン・オフの前後で同等のパージ流量が得られるように、前記ポンプのオン・オフと協調させて、前記パージ制御弁の実質的開度を変化させる協調制御手段とを備え、
前記協調制御手段は、前記ポンプのオン・オフが切り換えられた後、その切り換えの影響が前記パージ制御弁の位置に及ぶのに要する時間が経過するのを待って、前記パージの実質的開度を変化させる遅延手段を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。An evaporative fuel processing apparatus for processing evaporative fuel generated in a fuel tank without releasing it into the atmosphere,
A canister that communicates with the fuel tank and includes a purge hole that communicates with an intake passage of the internal combustion engine and an air hole that communicates with the atmosphere;
A pump capable of generating a gas flow from the atmospheric hole toward the purge hole in the canister;
Output generating means for generating an output corresponding to the fuel component concentration in the intake passage or the exhaust air-fuel ratio;
Abnormality detection means for determining whether or not the pump is normal based on whether or not a predetermined change has occurred in the fuel component concentration in the intake passage or the exhaust air / fuel ratio in accordance with the on / off switching of the pump When,
A purge control valve disposed between the purge hole and the intake passage;
In a situation where the operation / non-operation of the pump is switched appropriately in response to the on / off of the pump, in order to obtain an equivalent purge flow rate before and after the on / off, in cooperation with the on / off of the pump, Cooperative control means for changing the substantial opening of the purge control valve,
The cooperative control means waits for the time required for the influence of the switching to reach the position of the purge control valve after the pump is switched on and off, and then the substantial opening of the purge An evaporative fuel processing apparatus comprising delay means for changing
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より薄く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が薄くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する低濃度時異常検出手段と、
前記ベーパ濃度が排気空燃比の目標値より濃く、かつ、ポンプがオフされているときに、ポンプがオンされているときに比して排気空燃比が濃くなる傾向が生じている場合に、前記ポンプの異常を判断する高濃度時異常検出手段とを含むことを特徴とする請求項1記載の蒸発燃料処理装置。Vapor concentration detecting means for detecting vapor concentration in purge gas purged from the canister to the intake passage;
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means includes
When the vapor concentration is thinner than the target value of the exhaust air-fuel ratio, and when the pump is turned off, the exhaust air-fuel ratio tends to be thinner than when the pump is turned on, Low concentration abnormality detection means for judging pump abnormality,
When the vapor concentration is higher than the target value of the exhaust air-fuel ratio and the exhaust air-fuel ratio tends to be higher when the pump is turned off than when the pump is turned on, evaporative fuel processing apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a high concentration abnormality detecting means for determining an abnormality of the pump.
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように前記燃料噴射量に空燃比フィードバック補正を施す空燃比フィードバック手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記燃料噴射量に施される空燃比フィードバック補正の大きさに基づいて、排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かを判断することを特徴とする請求項1または2記載の蒸発燃料処理装置。Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value;
Air-fuel ratio feedback means for performing air-fuel ratio feedback correction on the fuel injection amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detecting means, based on the size of the air-fuel ratio feedback correction to be applied to the fuel injection amount, according to claim 1 wherein the predetermined change in the exhaust air-fuel ratio, characterized in that determining whether caused or 3. The evaporative fuel processing apparatus according to 2.
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断し、更に、
前記キャニスタから前記吸気通路にパージされる蒸発燃料分に相当する燃料が燃料噴射量から減量されるように、前記燃料噴射量にパージ分減量補正を施すパージ分減量補正手段と、
前記ポンプのオン・オフが切り換えられる前後で、前記パージ分減量補正の大きさを固定するパージ補正保持手段と、を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の蒸発燃料処理装置。The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means determines whether or not the pump is normal based on whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio, and
A purge decrement correction means for performing a purge decrement correction on the fuel injection amount so that fuel corresponding to the evaporated fuel purged from the canister to the intake passage is decremented from the fuel injection amount;
The evaporated fuel according to any one of claims 1 to 3 , further comprising purge correction holding means for fixing a magnitude of the purge decrement correction before and after the pump is switched on and off. Processing equipment.
前記吸気通路を流れる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気空燃比が目標値となるように、前記吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、を備え、
前記出力発生手段は、排気空燃比に応じた出力を発する排気側センサを含み、
前記異常検出手段は、前記排気空燃比に前記所定の変化が生じたか否かに基づいて前記ポンプが正常であるか否かを判断すると共に、前記ベーパ濃度が前記排気空燃比の目標値近傍の値である場合には、前記判断を保留することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の蒸発燃料処理装置。Vapor concentration detecting means for detecting vapor concentration in purge gas purged from the canister to the intake passage;
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air flowing through the intake passage;
Injection amount control means for controlling the fuel injection amount based on the intake air amount so that the exhaust air-fuel ratio becomes a target value,
The output generation means includes an exhaust side sensor that emits an output corresponding to the exhaust air-fuel ratio,
The abnormality detection means determines whether or not the pump is normal based on whether or not the predetermined change has occurred in the exhaust air-fuel ratio, and the vapor concentration is near the target value of the exhaust air-fuel ratio. If the value is evaporative fuel processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that to hold the decision.
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