JPH07247919A - キャニスタパージ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パージマップによるパージ制御において、パ
ージ開始の際の空燃比の変動を確実に低減する。 【構成】 燃料タンク２１に発生する蒸発燃料を一時的
にキャニスタ３２に貯え、エンジン運転時にエンジン負
荷とエンジン回転数で設定されるパージマップによりパ
ージソレノイド弁３３のデューティ比を変化してパージ
制御するエンジンであって、パージ開始時には、パージ
マップにより与えられるパージソレノイド弁３３のデュ
ーティ比を、小さい状態から時間の経過に伴い徐々に増
すように補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンの燃料
タンクで発生してキャニスタに貯えられる蒸発燃料をパ
ージ制御するキャニスタパージ制御方法に関し、詳しく
は、パージ開始時の補正に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用エンジンの燃料系においては、主
として停車時に燃料タンクで発生する蒸発燃料（以下、
エバポと称する）が大気中に放出されるのを抑止するた
め、キャニスタパージ制御装置が装備されている。この
キャニスタパージ制御装置は、燃料タンクのエバポを一
時的にキャニスタに貯え、エンジン運転時にこのエバポ
をパージソレノイド弁で流量制御して吸気系に導入して
（以下、パージと称する）燃焼処理するようになってい
る。この場合のパージ制御では、パージソレノイド弁に
対するデューティ比が、予めパージマップにより設定さ
れる。そしてエンジン運転時の暖機後には、パージソレ
ノイド弁のデューティ比をパージマップにより与えられ
たマップデューティ比により変化して、キャニスタのエ
バポが流量制御しつつパージされる。

【０００３】ところで近年、特に高温下の停車中に燃料
タンクで多量に発生するエバポの大気放出をできるだけ
少なくするため、キャニスタの容量を増大する傾向にあ
る。このため、キャニスタに吸着して貯えられるエバポ
の量も増大することで、この多量のエバポのパージを促
進することが要求されるが、パージ量が多くなるとエバ
ポによる空燃比の変動の影響も大きくなる。そこでパー
ジマップによるマップデューティ比を、エンジンの負荷
と回転数に対して増大関数的に０〜１００％の範囲で設
定し、最適に制御することで、空燃比に対する影響を少
なくしてパージを促進することが可能になる。またパー
ジ状態で或る程度運転すると、空燃比学習制御によりエ
バポによる空燃比の変動が更に低減され得る。しかしエ
ンジン冷態始動後の走行中に暖機完了状態になってパー
ジ開始条件が成立すると、一時に多量のエバポが吸気系
に導入するため、空燃比が一時的にオーバーリッチ化し
て排気ガスや走行性が悪化するおそれがあり、この点を
改善することが望まれる。

【０００４】従来、上記エバポによる空燃比の変動の低
減対策に関しては、例えば特開昭５６−１０７９４６号
公報の第１の先行技術があり、キャニスタのパージ通路
のバルブを、エンジン冷態状態から暖機されるにつれて
開くように制御することが示されている。また特開昭５
７−５２６６３号公報の第２の先行技術では、パージ通
路の電磁式オンオフ弁を全閉または全開して制御するこ
とを前提とし、この場合の全開または全閉の際に徐々に
開度変化することが示されている。更に、特開平４−３
７０３５９号公報の第３の先行技術では、パージ開始の
際に前回のパージの制御パラメータをパージ制御弁の初
期値として迅速に開くことが示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記第１の
先行技術のものにあっては、エンジンの冷暖機状態に応
じてパージ量を制御する方法であるから、アイドル時で
も暖機状態であれば多量にパージされて、空燃比が大幅
にリッチ化するおそれがある。第２の先行技術では、パ
ージの際に常に１００％全開することを前提とするの
で、エンジン運転状態に応じマップデューティ比で可変
制御する場合には適応できない。第３の先行技術では、
開弁時に前回の制御パラメータを用いることで、パージ
は促進するが、空燃比の変動を生じ易い等の問題があ
る。

【０００６】本発明は、このような点に鑑み、パージマ
ップによるパージ制御において、パージ開始の際の空燃
比の変動を確実に低減することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、燃料タンクに発生する蒸発燃料を一時的にキ
ャニスタに貯え、エンジン運転時にエンジン負荷とエン
ジン回転数で設定されるパージマップによりパージソレ
ノイド弁のデューティ比を変化してパージ制御するエン
ジンにおいて、パージ開始時には、パージマップにより
与えられるパージソレノイド弁のデューティ比を、小さ
い状態から時間の経過に伴い徐々に増すように補正する
ことを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記制御方法による本発明では、主として停車
中に外気温度等により燃料タンクに蒸発燃料が発生する
と、この蒸発燃料は一時的にキャニスタに貯えられる。
そしてエンジン運転時に例えば暖機後の所定の走行状態
では、パージソレノイド弁がパージマップにより運転状
態に応じたデューティ比で開いて、キャニスタの蒸発燃
料がパージされる。この場合にパージ開始条件が成立し
たパージ開始時では、パージマップで与えられるパージ
ソレノイド弁のデューティ比が、小さい状態から時間の
経過に伴い徐々に増すように補正されることで、パージ
量も徐々に増加する。このためパージ開始直後の急激な
空燃比のリッチ化が防止され、空燃フィードバック制御
が空燃比のリッチ化を抑えるように適切に制御すること
が可能になって、空燃比が理論空燃比付近に保持され
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２において、車両用エンジンの概略について説
明する。符号１はエンジン本体であり、シリンダ２にピ
ストン３が往復移動可能に挿入され、シリンダ２の頂部
の燃焼室４に吸気弁５を備えた吸気ポート６と、排気弁
７を備えた排気ポート８が連設される。吸気系として、
エアクリーナ９がスロットル弁１０を備えた吸気通路１
１を介して吸気ポート６に連通し、吸気ポート直上流に
燃料噴射するインジェクタ１２が取付けられる。排気系
として、排気ポート８が排気通路１３を介して触媒１４
に連通される。

【００１０】燃料装置２０は、燃料ａを一時的に貯える
所定の容量の燃料タンク２１を有し、この燃料タンク２
１から燃料ポンプ２２を有する燃料通路２３が取り出さ
れる。この燃料通路２３はインジェクタ１２、吸入負圧
に応じて開閉するレギュレータ２４及び戻り通路２５を
介して再び燃料タンク２１に連通し、燃料ａはインジェ
クタ１２から噴射信号のパルス幅により燃料噴射制御可
能に構成される。また燃料タンク２１と吸気通路１１の
間には、キャニスタパージ制御装置３０が設けられる。

【００１１】キャニスタパージ制御装置３０は、燃料タ
ンク２１の上部にパージ通路３１が、蒸発燃料のエバポ
ｂを取り出すように連通され、このパージ通路３１がエ
バポｂを一時的に吸着して貯えるキャニスタ３２に連通
される。またキャニスタ３２はパージソレノイド弁３３
を備えたパージ通路３４により吸気系のスロットル弁下
流に連通され、エンジン運転時にパージソレノイド弁３
３が開くと、吸入負圧により外気と共にキャニスタ３２
に吸着するエバポｂを吸入して燃焼室４に導入するよう
に構成される。

【００１２】制御系として、吸入空気量Ｑを検出するエ
アフローメータ４０、エンジン回転数Ｎ等を検出するク
ランク角センサ４１、スロットル開度θを検出するスロ
ットルセンサ４２、空燃比を検出するＯ₂ センサ４３、
水温センサ４４、車速センサ４５等を有する。これらセ
ンサ信号は制御ユニット５０に入力して、燃料噴射制御
やパージ制御するように電気的に処理され、噴射パルス
幅信号をインジェクタ１２に出力し、パージデューティ
信号をパージソレノイド弁３３に出力する。

【００１３】図１において、制御ユニット５０について
説明する。燃料噴射制御系５１について説明すると、吸
入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎは基本噴射量算出手段５
２に入力して、これらにより基本噴射パルス幅Ｔｐを算
出する。Ｏ₂ センサ４３の出力信号が入力する空燃比判
定手段５３を有し、センサ出力により空燃比が理論空燃
比よりリッチまたはリーンかを判断する。この判定信号
は空燃比フィードバック補正量設定手段５４に入力し
て、空燃比がリッチの場合は空燃比フィードバック補正
量ＬＭＤをリーン側に、リーンの場合は空燃比フィード
バック補正量ＬＭＤをリッチ側に設定する。また空燃比
フィードバック制御の制御精度を向上するため、基本噴
射パルス幅Ｔｐと空燃比フィードバック補正量ＬＭＤが
入力する空燃比学習制御手段５５を有し、常に基本噴射
パルス幅Ｔｐに対する修正補正量の空燃比学習値ＬＮＭ
を学習して記憶する。そして空燃比学習値ＬＮＭを数回
後の基本噴射パルス幅Ｔｐに付加することで、フィード
バック制御の補正を少なくして、空燃比変動に対する応
答性等を向上する。

【００１４】上記基本噴射パルス幅Ｔｐ、空燃比フィー
ドバック補正量ＬＭＤ、空燃比学習値ＬＮＭ、及び車速
Ｖ、スロットル開度θ、水温Ｔｗは燃料噴射量演算手段
５６に入力し、車速Ｖ、スロットル開度θ、水温Ｔｗに
よりエンジン運転状態等に応じた種々の補正量Ｋｍを定
める。そして基本噴射パルス幅Ｔｐに空燃比学習値ＬＮ
Ｍを加味したものと、空燃比フィードバック補正量ＬＭ
Ｄと、種々の補正量Ｋｍとを乗算して燃料噴射パルス幅
Ｔｉを演算し、この噴射パルス幅信号をインジェクタ１
２に出力する。

【００１５】次いで、キャニスタパージ制御系６０につ
いて説明すると、車速Ｖ、スロットル開度θ、水温Ｔｗ
が入力するパージ開始判定手段６１を有し、これらによ
りエンジン暖機、運転、走行状態を判断する。そしてエ
ンジン暖機後の所定のスロットル開度以上の走行時にパ
ージ開始を判断する。この判定信号と基本噴射パルス幅
Ｔｐ、エンジン回転数Ｎはマップデューティ比検索手段
６２に入力し、パージ開始後に図３（ａ）のパージマッ
プを検索して、エンジン運転状態に応じたマップデュー
ティ比ＣＰを設定する。即ち、スロットル全閉のアイド
ル回転数では、マップデューティ比ＣＰが０％であり、
このためアイドル運転や減速時のようにパージが空燃比
に大きく影響する場合にはパージソレノイド弁３３が全
閉して、実質的にパージされない。そしてこれ以外の走
行条件では基本噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数Ｎに
対してマップデューティ比ＣＰが、いずれも増大関数的
に設定され、これによりエンジンの回転数と負荷が大き
いほどマップデューティ比ＣＰが大きくなる。

【００１６】また上記判定信号が入力する補正手段６３
を有し、実質的にパージ開始する際にタイマ６４による
所定時間Ｔｓを用いて開始時補正値ＣＰＫを定める。即
ち、パージ開始後に時間の経過に伴い開始時補正値ＣＰ
Ｋを、０から１．０に徐々に増加して、空燃比フィード
バック制御で空燃比のリッチ化を抑えることが可能に設
定する。これらマップデューティ比ＣＰと開始時補正値
ＣＰＫはパージデューティ比決定手段６５に入力し、最
終的なパージデューティ比ＣＰＣＤを、ＣＰＣＤ＝ＣＰ
・ＣＰＫにより演算する。そしてパージデューティ比Ｃ
ＰＣＤに応じたパージデューティ信号をパージソレノイ
ド弁３３に出力するように構成される。

【００１７】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、エンジン停止時には、パージソレノイド弁３
３が全閉して、エバポｂの大気放出が抑止される。この
とき燃料タンク２１の燃料ａは外気等の影響を受け、高
温下で長時間加熱されるほど燃料が多く蒸発して、タン
ク内上部にエバポｂを発生する。こうしてエバポｂを発
生すると、このエバポｂは通路３１によりキャニスタ３
２に導入して、一時的に吸着貯留される。

【００１８】次いで、エンジンを運転すると、燃料装置
２０の燃料ポンプ２２が駆動し、且つレギュレータ２４
が作動して燃料タンク２１の燃料ａがインジェクタ１２
に所定の燃圧で導入する。そこで制御ユニット５０の燃
料噴射系５１によりインジェクタ１２に噴射信号が出力
すると、その噴射パルス幅に応じて燃料ａが噴射する。
またスロットル弁１０の開度に応じて吸気され、これら
空気と燃料ａの所定の空燃比の混合気がエンジン本体１
の燃焼室４に供給して燃焼され、その排気ガスが排気通
路１３に排出される。

【００１９】このときエンジン始動後に触媒１４が活性
化し排気ガスの浄化が可能となると、Ｏ₂ センサ４３の
出力信号に基づき空燃比が判定され、この判定結果によ
り空燃比フィードバック補正量ＬＭＤが設定される。そ
してこの空燃比フィードバック補正量ＬＭＤを加味して
燃料噴射パルス幅Ｔｉを演算することで、空燃比を理論
空燃比付近に保つように空燃比フィードバック制御され
る。そこで排気ガスが触媒１４を通過する際に、排気ガ
ス中の有害成分が効率良く浄化される。また空燃比フィ
ードバック補正量ＬＭＤを学習して基本噴射パルス幅Ｔ
ｐに対する空燃比学習値ＬＮＭが設定され、この空燃比
学習値ＬＮＭを基本噴射パルス幅Ｔｐに付加すること
で、空燃比がその変動に対して応答良く制御される。

【００２０】またエンジン暖機後には、図３（ａ）のパ
ージマップによりエンジン運転状態に応じマップデュー
ティ比ＣＰを設定してパージ制御されるのであり、この
パージ制御を図４のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ステップＳ１でパージ中か否かをチェックし、パ
ージ開始前ではステップＳ２へ進んでパージ開始条件が
成立したか否かをチェックする。そこでエンジン始動後
に冷態状態で走行開始して走行中に暖機したり、または
アイドル運転で暖機する場合があるが、いずれもエンジ
ン暖機が完了し、且つアイドル運転や減速以外の走行状
態になると、パージ開始条件が成立する。そしてパージ
開始条件成立時のエンジン運転状態に応じてマップデュ
ーティ比ＣＰが設定される。

【００２１】このパージ開始時にはステップＳ２からス
テップＳ３へ進んで開始時補正値ＣＰＫをチェックし、
最初はＣＰＫ＝０であるから、ステップＳ４へ進む。そ
して開始時補正値ＣＰＫを、０から単位時間毎に所定量
＋αづつ加算して定め、ステップＳ５で上記マップデュ
ーティ比ＣＰと開始時補正値ＣＰＫを乗算して最終のパ
ージデューティ比ＣＰＣＤを算出してパージソレノイド
弁３３に出力する。そこでパージ開始時にエンジンが高
負荷または高回転の運転状態であって、マップデューテ
ィ比ＣＰが大きく設定されている場合も、パージソレノ
イド弁３３は開始時補正値ＣＰＫにより所定時間Ｔｓの
間徐々に開くように補正される。

【００２２】一方、パージソレノイド弁３３が開くと、
吸入負圧がキャニスタ３２に作用することで、キャニス
タ３２に吸着するエバポｂが外気と共に燃焼室４に導入
して燃焼処理されるが、この場合にパージ量が徐々に増
加するようにパージされる。このためエバポｂによる空
燃比のリッチ化に対して、上述の空燃比フィードバック
補正量ＬＭＤ等により適切に空燃比をリーン化するよう
に空燃比フィードバック制御することが可能となる。こ
の結果、パージ開始時にも空燃比は理論空燃比付近に保
持され、リッチ化変動することが防止される。

【００２３】この開始時補正は運転状態がアイドル運転
や減速走行に変化してパージを中断しても、ＣＰＫ＝
１．０になるまで続行される。そしてＣＰＫ＝１．０に
なると開始時補正を終了し、この場合はステップＳ３か
らステップＳ６へ進み、マップデューティ比ＣＰを最終
のパージデューティ比ＣＰＣＤとしてパージソレノイド
弁３３に出力する。こうしてパージ開始時にはパージ量
を徐々に増すように補正されるが、最終的にはマップデ
ューティ比ＣＰに応じてパージされる。そして開始時補
正終了後は、エンジン運転状態に応じて比較的大きく変
化したマップデューティ比ＣＰでパージされることで、
キャニスタ３２の容量が大きく多量のエバポｂが吸着貯
留される場合にも、空燃比の変動の少ない状態でパージ
促進される。

【００２４】以上、本発明の実施例について説明した
が、開始時補正値はアイドル運転等によりパージ中断し
た際に１．０に戻っていない場合には、中断した時点の
開始時補正値ＣＰＫを保持しておき、パージ再開時には
保持した開始時補正値ＣＰＫから再びやり直すようにし
ても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によると、
エンジンのキャニスタパージ制御において、パージ開始
時には、そのときパージマップにより与えられるパージ
ソレノイド弁のデューティ比を、小さい状態から時間の
経過に伴い徐々に増すように補正するので、パージ開始
時にパージ量が多い場合にも、空燃比フィードバック制
御が可能となり空燃比の変動を抑えることができて、排
気ガス浄化、走行性が向上する。パージ量の増加割合を
変化するだけであるから、適正にパージできる。時間の
経過により変化する開始時補正値を用いるので、制御が
容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキャニスタパージ制御方法に適し
た実施例を示すブロック図である。

【図２】エンジンの要部の全体の構成を示す構成図であ
る。

【図３】マップデューティ比のマップと開始時補正値を
示す図である。

【図４】パージ補正制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】 １ エンジン本体 ２０ 燃料装置 ２１ 燃料タンク ３０ キャニスタパージ制御装置 ３２ キャニスタ ３３ パージソレノイド弁 ５０ 制御ユニット ６０ キャニスタパージ制御系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクに発生する蒸発燃料を一時的
   にキャニスタに貯え、エンジン運転時にエンジン負荷と
   エンジン回転数で設定されるパージマップによりパージ
   ソレノイド弁のデューティ比を変化してパージ制御する
   エンジンにおいて、 パージ開始時には、パージマップにより与えられるパー
   ジソレノイド弁のデューティ比を、小さい状態から時間
   の経過に伴い徐々に増すように補正することを特徴とす
   るキャニスタパージ制御方法。