JP6282543B2 - 蒸発燃料供給装置 - Google Patents
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Description
●[蒸発燃料装置を含むエンジン制御システム1の全体構成(図1)]
図1は、車両のエンジン制御システムの全体構成の例を示している。なお本実施の形態の説明では、内燃機関の例として、過給機(図1の例ではターボチャージャ)を備えたガソリンエンジンを例として説明する。
パージ通路36には、制御手段40から制御されるパージ弁31Vに加えて、逆止弁32Vが設けられている。この逆止弁32Vは、自動的に開閉動作する弁であり、制御手段40から直接的に開閉制御することができず、以下の状況下において、自動的に開閉動作する。なお、逆止弁32Vの開閉動作の条件(状況)は、パージ弁31Vの開閉状態に応じて変わるので、パージ弁31Vが全閉状態の場合(図2参照)と、パージ弁31Vが開状態(全閉でない状態)の場合(図3参照)と、のそれぞれに対して説明する。
パージ弁31Vが全閉状態である場合、逆止弁32Vが開状態となる条件(状況)は、吸気通路23内の圧力である吸気通路圧力P(23)のほうが、中間パージ通路32内の圧力である中間パージ通路圧力P(32)よりも低い場合である。すなわち、「パージ弁31V=全閉」かつ「吸気通路圧力P(23)<中間パージ通路圧力P(32)」が成立時、逆止弁32Vは開く。なお、パージ弁31Vが全閉状態である場合、逆止弁32Vが閉状態となる条件(状況)は、吸気通路圧力P(23)>中間パージ通路圧力P(32)である。従って、パージ弁31Vが全閉状態では、吸気通路23内の圧力が変動した場合、最も低い圧力の状態が、中間パージ通路32に保持される。この場合、逆止弁32Vが閉じている場合、負圧が密封されている。
パージ弁31Vが開状態である場合(全閉でない場合)、逆止弁32Vが開状態となる条件(状況)は、吸気通路圧力P(23)が、大気圧未満の場合(負圧の場合)である。すなわち、「パージ弁31V=開状態」かつ「吸気通路圧力P(23)<大気圧」が成立時、逆止弁32Vは開く。この場合、キャニスタ30には、逆流防止弁34Vと吸入通路34を経由して大気が導入され、キャニスタ30内の蒸発燃料は導入された大気とともに、初段パージ通路31、パージ弁31V、中間パージ通路32、逆止弁32V、終段パージ通路33、を経由して吸気通路23へと吸い出される。なお、パージ弁31Vが開状態である場合、逆止弁32Vが閉状態となる条件(状況)は、吸気通路圧力P(23)が、大気圧より高い場合(正圧の場合)である。
まず図5に示すフローチャートを用いて、従来のパージ制御の処理手順について説明する。制御手段は、例えば所定の時間間隔(10ms間隔等)や所定のクランク角度毎(180度クランク角度毎等)の所定タイミングにて、図5に示す処理を起動する。
図4に示した状態は、パージ制御の開始時に逆止弁が開状態である理想状態であるが、パージ制御の開始時において、吸気通路圧力P(23)>中間パージ通路圧力である場合、中間パージ通路内には負圧が密閉されている。この場合、図5に示すフローチャートのステップR40Bにてパージ弁を第1Duty比(または第1開度)で駆動を開始しても、逆止弁はまだ閉じている(図6中のタイミングT1参照)。このタイミングT1の時点から、中間パージ通路内には、キャニスタに導入された大気が、パージ弁の側から徐々に流れ込み、中間パージ通路内の圧力が徐々に上昇していく(図6中のタイミングT1〜タイミングT3)。
図8に示すフローチャートと、図7に示す動作波形を用いて、蒸発燃料供給装置の第1の実施の形態について説明する。制御手段は、従来の処理手順と同様のタイミングにて、図8に示す処理を起動する。
次に図10に示すフローチャートと、図9に示す動作波形を用いて、蒸発燃料供給装置の第2の実施の形態について説明する。なお、図7中のタイミングT3(1)を起点としてタイミングT4(1)にて燃料噴射量の減量を開始する第1の実施の形態に対して、第2の実施の形態では、図9中のタイミングT1を起点としてタイミングT4(2)にて燃料噴射量の減量を開始する点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
次に図12に示すフローチャートと、図11に示す動作波形を用いて、蒸発燃料供給装置の第3の実施の形態について説明する。なお、図7中のタイミングT1を起点として所定時間Tp+到達遅れ時間Tdを経過したタイミングT4(1)にて燃料噴射量の減量を開始する第1の実施の形態に対して、第3の実施の形態では、図9中のタイミングT1を起点として到達遅れ時間Tdを経過したタイミングT3(3)にて燃料噴射量の減量を開始する点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
次に図14に示すフローチャートと、図13に示す動作波形を用いて、蒸発燃料供給装置の第4の実施の形態について説明する。なお、図9中のタイミングT1〜タイミングT3(2)ではパージ弁を第2Duty比で駆動する第2の実施の形態に対して、第4の実施の形態では、図13中のタイミングT1〜タイミングT3(4)ではパージ弁を第1Duty比で駆動するので所定時間Tpが長くなっている点が異なる。以下、この相違点について主に説明する。
次に図16に示すフローチャートと、図15に示す動作波形を用いて、蒸発燃料供給装置の第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態は、第1の実施の形態に対して、パージ制御の実行条件の成立を予測し、パージ制御の実行条件が成立してパージ制御を実行する直前で、前もってパージ弁を第2Duty比で駆動して、中間パージ通路内の圧力を上昇させることで、パージ制御の実行を開始時点で逆止弁が開くようにしている点が異なる。以下、図16に示すフローチャートを用いて処理手順を説明する。制御手段は、従来の処理手順と同様のタイミングにて、図16に示す処理を起動する。
図1に示す構成の例では、中間パージ通路32に圧力検出手段32Sを設け、圧力検出手段32Sの検出信号に基づいて中間パージ通路32内の圧力を検出した。しかし、図17に示す処理を行うことで、中間パージ通路32から圧力検出手段32Sを省略し、吸気通路圧力を利用して中間パージ通路圧力を推定することができる。以下、その処理手順について説明する。例えば制御手段は、図17に示す処理を、上述した第1〜第5の実施の形態の処理を実行する直前に起動する。
10 エアクリーナ
10S 吸入空気量検出手段
10T 吸気温度検出手段
11 コンプレッサ
12 インタークーラ
13 スロットル
13S 回転角度検出手段
14 タービン
15 消音器
21、22、23、24 吸気通路
24S 圧力検出手段
25 吸気マニホルド
25A インジェクタ
26 燃焼室
27 排気マニホルド
27S 空燃比検出手段
28、29 排気通路
29P 触媒
30 キャニスタ
31 初段パージ通路
32 中間パージ通路
32S 圧力検出手段
33 終段パージ通路
31V パージ弁
32V 逆止弁
34 吸入通路
34V 逆流防止弁
35 配管
36 パージ通路
38 燃料タンク
40 制御手段
Claims (21)
- 蒸発した燃料を貯蔵するキャニスタと、
内燃機関の吸気通路と、前記キャニスタと、を連通して前記キャニスタに貯蔵された蒸発燃料を前記内燃機関に供給するパージ通路と、
前記パージ通路に設けられて前記パージ通路を開閉制御して前記キャニスタから前記吸気通路へと流れる蒸発燃料の流量を調整するパージ弁と、
前記パージ通路における前記パージ弁と前記吸気通路の間に設けられて前記キャニスタから前記吸気通路へと流体が流れることを許容するとともに前記吸気通路から前記キャニスタへと流体が流れることを防止する逆止弁と、
前記パージ弁を制御する制御手段と、を備えた蒸発燃料供給装置において、
前記制御手段は、
前記内燃機関に設けられたインジェクタからの燃料噴射量を制御しており、
前記パージ弁の開度を制御して前記パージ弁を通過する流体の流量を調整可能、あるいは所定周期に対する開弁時間の割合であるデューティ比に基づいて前記パージ弁を開閉制御して前記パージ弁を通過する流体の流量を調整可能であり、
前記パージ弁を第1開度あるいは第1デューティ比にて制御することで、前記吸気通路の負圧を用いて、前記キャニスタに貯蔵した蒸発燃料を、前記パージ通路において、前記パージ弁、前記パージ弁と前記逆止弁との間の前記パージ通路である中間パージ通路、前記逆止弁、を経由させた後、前記吸気通路を経由させて前記内燃機関に供給するパージ制御を実行可能であり、前記パージ制御を開始した後、所定到達遅れ時間の経過後から、前記キャニスタから前記内燃機関に供給される蒸発燃料に基づいて、前記インジェクタからの燃料噴射量の減量を開始し、
前記パージ制御の実行条件を満足したと判定して前記パージ制御を開始した場合、前記中間パージ通路内の圧力が前記吸気通路内の圧力よりも高くなるまでの期間、あるいは前記吸気通路内の圧力と前記中間パージ通路内の圧力との圧力差が所定圧力差以下となるまでの期間では、前記第1開度よりも大きな開度である第2開度、あるいは前記第1デューティ比よりも大きなデューティ比である第2デューティ比にて、前記パージ弁を制御する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項1に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御を開始した時点では、前記第2開度あるいは前記第2デューティ比にて前記パージ弁を制御する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項1に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御を開始する際、前記中間パージ通路内の圧力が前記吸気通路内の圧力よりも低い場合に、前記第2開度あるいは前記第2ディーティ比にて前記パージ弁を制御する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項2または3に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御を開始する際に前記第2開度あるいは前記第2デューティ比で前記パージ弁の制御を開始した場合、所定時間経過した場合に、前記第2開度を前記第1開度へと切替える、あるいは前記第2デューティ比を前記第1デューティ比へと切替える、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項2または3に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御を開始する際に前記第2開度あるいは前記第2デューティ比で前記パージ弁の制御を開始した場合、前記中間パージ通路内の圧力が前記吸気通路内の圧力よりも高くなった場合に、前記第2開度を前記第1開度へと切替える、あるいは前記第2デューティ比を前記第1デューティ比へと切替える、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項2または3に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御を開始する際に前記第2開度あるいは前記第2デューティ比で前記パージ弁の制御を開始した場合、前記吸気通路内の圧力と前記中間パージ通路内の圧力との圧力差が所定圧力差以下となった場合に、前記第2開度を前記第1開度へと切替える、あるいは前記第2デューティ比を前記第1デューティ比へと切替える、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御を開始する際に前記第2開度あるいは前記第2デューティ比で前記パージ弁の制御を開始した場合、前記所定到達遅れ時間の計測の開始を遅らせる、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項7に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御を開始する際に前記第2開度あるいは前記第2デューティ比で前記パージ弁の制御を開始した場合、前記第2開度を前記第1開度へと切替えた時点から、あるいは前記第2デューティ比を前記第1デューティ比へと切替えた時点から、前記所定到達遅れ時間の計測を開始する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御を開始する際に前記第2開度あるいは前記第2デューティ比で前記パージ弁の制御を開始した場合、前記所定到達遅れ時間を長くする、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項9に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記所定到達遅れ時間を長くする際、前記吸気通路内の圧力と前記中間パージ通路内の圧力との圧力差が大きくなるにつれて前記所定到達遅れ時間が長くなるように、前記所定到達遅れ時間を長くする、
蒸発燃料供給装置。 - 蒸発した燃料を貯蔵するキャニスタと、
内燃機関の吸気通路と、前記キャニスタと、を連通して前記キャニスタに貯蔵された蒸発燃料を前記内燃機関に供給するパージ通路と、
前記パージ通路に設けられて前記パージ通路を開閉制御して前記キャニスタから前記吸気通路へと流れる蒸発燃料の流量を調整するパージ弁と、
前記パージ通路における前記パージ弁と前記吸気通路の間に設けられて前記キャニスタから前記吸気通路へと流体が流れることを許容するとともに前記吸気通路から前記キャニスタへと流体が流れることを防止する逆止弁と、
前記パージ弁を制御する制御手段と、を備えた蒸発燃料供給装置において、
前記制御手段は、
前記内燃機関に設けられたインジェクタからの燃料噴射量を制御しており、
前記パージ弁の開度を制御して前記パージ弁を通過する流体の流量を調整可能、あるいは所定周期に対する開弁時間の割合であるデューティ比に基づいて前記パージ弁を開閉制御して前記パージ弁を通過する流体の流量を調整可能であり、
前記パージ弁を第1開度あるいは第1デューティ比にて制御することで、前記吸気通路の負圧を用いて、前記キャニスタに貯蔵した蒸発燃料を、前記パージ通路において、前記パージ弁、前記パージ弁と前記逆止弁との間の前記パージ通路である中間パージ通路、前記逆止弁、を経由させた後、前記吸気通路を経由させて前記内燃機関に供給するパージ制御を実行可能であり、前記パージ制御を開始した後、所定到達遅れ時間の経過後から、前記キャニスタから前記内燃機関に供給される蒸発燃料に基づいて、前記インジェクタからの燃料噴射量の減量を開始し、
前記パージ制御の実行条件を満足していないと判断した場合であって現時点より先の時点において前記パージ制御の実行条件が満足されると予測した場合、予測した前記パージ制御の実行条件が満足されるタイミングから所定プレ駆動時間前において、前記第1開度または前記第1開度よりも大きな開度である第2開度、あるいは前記第1デューティ比または前記第1デューティ比よりも大きなデューティ比である第2デューティ比にて、前記パージ弁を制御するプレ駆動を実行し、
前記パージ制御の実行条件を満足したと判定した場合は、前記第1開度、あるいは前記第1デューティ比にて、前記パージ弁を制御する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項11に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記予測を行った時点において、前記吸気通路内の圧力と前記中間パージ通路内の圧力との圧力差に基づいて、前記所定プレ駆動時間の長さを設定する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項11または12に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記プレ駆動を実行した場合は、前記所定プレ駆動時間が経過後、あるいは前記吸気通路内の圧力と前記中間パージ通路内の圧力との圧力差が所定圧力差以下となった場合、あるいは前記中間パージ通路内の圧力が前記吸気通路内の圧力よりも高くなった場合、前記プレ駆動を終了する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項1〜13のいずれか一項に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ弁を前記第2開度あるいは前記第2ディーティ比にて制御する際、前記パージ弁を最大開度とする開度あるいはディーティ比にて制御する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項1〜13のいずれか一項に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ弁を前記第2開度あるいは前記第2ディーティ比にて制御する際、前記吸気通路内の圧力と前記中間パージ通路内の圧力との差に基づいて、前記第2開度あるいは前記第2ディーティ比を調整する、
蒸発燃料供給装置。 - 蒸発した燃料を貯蔵するキャニスタと、
内燃機関の吸気通路と、前記キャニスタと、を連通して前記キャニスタに貯蔵された蒸発燃料を前記内燃機関に供給するパージ通路と、
前記パージ通路に設けられて前記パージ通路を開閉制御して前記キャニスタから前記吸気通路へと流れる蒸発燃料の流量を調整するパージ弁と、
前記パージ通路における前記パージ弁と前記吸気通路の間に設けられて前記キャニスタから前記吸気通路へと流体が流れることを許容するとともに前記吸気通路から前記キャニスタへと流体が流れることを防止する逆止弁と、
前記パージ弁を制御する制御手段と、を備えた蒸発燃料供給装置において、
前記制御手段は、
前記内燃機関に設けられたインジェクタからの燃料噴射量を制御しており、
前記パージ弁の開度を制御して前記パージ弁を通過する流体の流量を調整可能、あるいは所定周期に対する開弁時間の割合であるデューティ比に基づいて前記パージ弁を開閉制御して前記パージ弁を通過する流体の流量を調整可能であり、
前記パージ弁を第1開度あるいは第1デューティ比にて制御することで、前記吸気通路の負圧を用いて、前記キャニスタに貯蔵した蒸発燃料を、前記パージ通路において、前記パージ弁、前記パージ弁と前記逆止弁との間の前記パージ通路である中間パージ通路、前記逆止弁、を経由させた後、前記吸気通路を経由させて前記内燃機関に供給するパージ制御を実行可能であり、前記パージ制御を開始した後、所定到達遅れ時間の経過後から、前記キャニスタから前記内燃機関に供給される蒸発燃料に基づいて、前記インジェクタからの燃料噴射量の減量を開始し、
前記パージ制御の実行条件を満足したと判定して前記パージ制御を開始した場合、前記第1開度あるいは前記第1デューティ比にて前記パージ弁を制御し、所定待ち時間を経過した後、前記所定到達遅れ時間の計測を開始する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項16に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ制御の実行条件が満足した時点における前記吸気通路内の圧力と前記中間パージ通路内の圧力との圧力差に基づいて、前記所定待ち時間を算出する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項16に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記所定待ち時間の計時中において、前記吸気通路内の圧力と前記中間パージ通路内の圧力との圧力差が所定圧力差以下となった場合、あるいは前記中間パージ通路内の圧力が前記吸気通路内の圧力よりも高くなった場合は、前記所定待ち時間の経過を待つことなく、前記所定到達遅れ時間の計測を開始する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項1〜18のいずれか一項に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記吸気通路内のいずれかの位置には、圧力検出手段が設けられており、
前記制御手段は、
前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて前記吸気通路内の圧力を検出し、
前記パージ弁を全閉状態に制御している場合は、前記吸気通路内の圧力の最小値が前記中間パージ通路内の圧力であると推定し、
前記パージ弁を全閉状態から、全閉状態とは異なる開度あるいは全閉状態とは異なるデューティ比に制御した場合、所定の圧力変動過渡時間を経過後に、前記吸気通路内の圧力が前記中間パージ通路内の圧力になったと推定する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項19に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ弁を全閉状態から、全閉状態とは異なる開度あるいは全閉状態とは異なるデューティ比に制御した場合、前記圧力検出手段を用いて検出した前記吸気通路内の圧力と、前記パージ弁の全閉状態にて推定した前記中間パージ通路内の圧力と、の圧力差に基づいて、前記圧力変動過渡時間の長さを変更する、
蒸発燃料供給装置。 - 請求項19または20に記載の蒸発燃料供給装置であって、
前記制御手段は、
前記パージ弁を全閉状態から、全閉状態とは異なる開度あるいは全閉状態とは異なるデューティ比に制御した場合、所定の圧力変動過渡時間を経過後に、前記吸気通路内の圧力が前記中間パージ通路内の圧力になったと推定する際、前記吸気通路内の圧力が大気圧よりも高い場合は前記中間パージ通路内の圧力は大気圧であると推定する、
蒸発燃料供給装置。
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