JPH0914063A - エンジンのキャニスターパージシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンのキャニスターパージシステムにお
いて、パージガスがエンジンの空燃比に与える影響を小
さくする。 【構成】 エンジン１の運転条件に基づいて二次空気を
供給する運転条件かどうかを判定する二次空気供給条件
判定手段５２と、二次空気供給条件で二次空気を供給す
るとともにパージコントロールバルブ７を開いてキャニ
スター２からパージガスを吸気通路３に導入するパージ
制御手段５３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パージガスがエンジ
ンの空燃比に与える影響を小さくするようにしたエンジ
ンのキャニスターパージシステムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の燃料タンク内で蒸発した燃料が大
気中に放出されるのを防止するため、エンジンの停止時
に蒸発燃料をキャニスター内の活性炭に吸着させてお
き、エンジンの運転中に吸気管に生じる吸入負圧を利用
して、キャニスターに導入した外気で蒸発燃料をキャニ
スター内の活性炭から離脱させて吸気通路に導くように
したキャニスターパージシステムを設けている。

【０００３】例えば実開平６−３７５４８号公報に開示
されたエンジンのキャニスターパージシステムは、キャ
ニスターと吸気通路のスロットルバルブより下流側を結
ぶパージ通路と、パージ通路を開閉するパージコントロ
ールバルブを備え、エンジンの運転状態に応じてパージ
コントロールバルブを介して吸気通路に導入されるパー
ジガス量を調節するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のエンジンのキャニスターパージシステムは、
キャニスター内の活性炭に大量の蒸発燃料が吸着された
運転状態で、パージコントロールバルブが開弁すると、
パージコントロールバルブが開弁した直後は大量の蒸発
燃料が吸気通路に導入されるため、この蒸発燃料量の急
激な変化がエンジンの燃焼室に吸入される混合気の空燃
比を乱す原因となり、排気性能等の悪化を招く可能性が
ある。

【０００５】そこで、本発明は上記問題点を解消し、エ
ンジンのキャニスターパージシステムにおいて、パージ
ガスがエンジンの空燃比に与える影響を小さくすること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のエンジ
ンのキャニスターパージシステムは、図６に示すよう
に、燃料タンク内に連通して蒸発燃料を吸着するキャニ
スター２と、キャニスター２から吸気通路３に導入され
るパージガス量を調節するパージコントロールバルブ７
と、排気通路９の途中に設置されて排気ガスを浄化する
触媒コンバータ１５と、触媒コンバータ１５より上流側
の排気通路９に二次空気を供給する二次空気供給手段５
１と、エンジン１の運転条件に基づいて二次空気を供給
する運転条件かどうかを判定する二次空気供給条件判定
手段５２と、二次空気供給条件で二次空気を供給すると
ともにパージコントロールバルブ７を開いてキャニスタ
ー２からパージガスを吸気通路３に導入するパージ制御
手段５３と、を備える。

【０００７】請求項２に記載のエンジンのキャニスター
パージシステムは、請求項１に記載の発明において、排
気ガスの酸素濃度を検出する空燃比検出手段５５と、二
次空気供給条件で排気ガスの酸素濃度を目標値に近づけ
るようにパージコントロールバルブ７の開度を演算する
パージコントロールバルブ開度演算手段５６と、を備え
る。

【０００８】

【作用】請求項１に記載のエンジンのキャニスターパー
ジシステムにおいて、キャニスター２内に吸着された大
量の蒸発燃料がパージコントロールバルブ７の開弁に伴
って吸気通路３に導入される運転条件で、触媒コンバー
タ１５より上流側の排気通路９に二次空気を導入するこ
とにより、エンジン１の燃焼室から排気通路９に排出さ
れる高温の排気ガスに含まれる未燃焼成分を燃焼させ
て、排気ガスの浄化がはかられるとともに、触媒コンバ
ータ１５の活性化を早められ、冷間始動後における未燃
焼成分の排出量を有効に低減することができる。

【０００９】排気通路９に二次空気が導入されるエンジ
ン１の冷間時等の運転条件では、エンジン１の燃焼室に
吸入される混合気の空燃比を高める必要があり、パージ
コントロールバルブ７の開弁に伴ってキャニスター２か
ら吸気通路３に導入される蒸発燃料量の急激な変化がエ
ンジンの燃焼室に吸入される混合気の空燃比を乱すこと
を抑えられ、エンジンの運転安定性が確保される。

【００１０】このようにしてキャニスター２内に吸着さ
れた大量の蒸発燃料が二次空気供給条件で吸気通路３に
導入されるため、二次空気の供給を停止した後の運転時
にパージコントロールバルブ７が開弁しても、パージガ
ス中の蒸発燃料量の変動がエンジン１の燃焼室に吸入さ
れる混合気の空燃比を乱す割合は小さく抑えられ、所期
の排気性能等を維持することができる。

【００１１】請求項２に記載のエンジンのキャニスター
パージシステムにおいて、二次空気供給条件で排気ガス
の酸素濃度を予め設定された目標値に近づけるようにパ
ージコントロールバルブ７の開度を演算することによ
り、キャニスター２に吸着された蒸発燃料量等に応じて
エンジン１の燃焼室から排気通路９に排出される排気ガ
スに含まれる未燃焼成分の濃度を適正値に保ち、排気ガ
スの浄化がはかられるとともに、触媒コンバータ１５の
活性化を早められ、冷間始動後における未燃焼成分の排
出量を有効に低減することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１３】図１に示すように、エンジン１は吸気弁が
開かれるのに伴って吸気通路３からシリンダ４に吸気
（混合気）を吸入し、この吸気をピストン５で圧縮し
て、点火プラグ１８を介して着火燃焼させた後、排気弁
が開かれるのに伴って排気が排気通路９に排出され、こ
れらの各行程が連続して繰り返されるようになってい
る。

【００１４】図１において、２はパージガスを吸着する
キャニスターである。図示しない燃料タンク内で蒸発し
た燃料は、チャージ通路１９を介してキャニスター２に
導かれ、キャニスター２内の活性炭８に吸着される。

【００１５】キャニスター２に連通して蒸発燃料を含む
パージガスを吸気通路３に導入するパージ通路６が配設
される。パージ通路６の途中には、パージコントロール
バルブ７が介装される。パージコントロールバルブ７が
開弁作動すると、キャニスター２に導かれる新気が活性
炭８から離脱された蒸発燃料を含むパージガスとなって
パージ通路６を通って吸気通路３に吸入される。

【００１６】吸気通路３の途中には燃料を噴射するイン
ジェクタ１４と、アクセルペダルに連動して吸気を絞る
スロットルバルブ１７がそれぞれ設けられ、その上流側
には吸気量を検出するエアフロメータ１０が設けられ
る。

【００１７】排気通路９の途中には三元触媒コンバータ
１５が設置され、排気中のＨＣ、ＣＯを酸化するととも
に、ＮＯｘを還元する。

【００１８】触媒コンバータ１５は、その温度が低い状
態において、未燃焼ＨＣ、ＣＯを酸化する転化作用が十
分に発揮されないため、エンジン１の冷間時に排気通路
９の触媒コンバータ１５より上流側に二次空気を導入す
る手段として、電動式エアポンプ２１が備えられる。エ
アポンプ２１に吸入される空気を導く二次空気吸い込み
通路２２と、エアポンプ２１から吐出する二次空気を排
気通路９の触媒コンバータ１５より上流側に導入する二
次空気導入通路２３が配設される。

【００１９】パージコントロールバルブ７の開閉作動、
エアポンプ２１の作動、インジェクタ１４からの燃料噴
射量等をそれぞれ制御するコントロールユニット１３が
設けられる。

【００２０】コントロールユニット１３には、エアフロ
メータ１０で検出される吸気量Ｑａと、エンジン回転数
センサ１２で検出されるエンジン回転数Ｎと、冷却水温
センサ１１で検出される冷却水温度Ｔｗ等を入力して、
基本燃料噴射量Ｔｐを運転状態に応じて演算する。

【００２１】排気通路９の途中にＯ₂センサ１６が設置
される。コントロールユニット１３は、Ｏ₂センサ１６
で検出される排気中の酸素濃度に応じた出力ＶＯ₂を入
力して、混合気が理論空燃比となるように燃料噴射量を
フィードバック制御して、三元触媒１５での転化効率を
最大限に維持するようになっている。

【００２２】エンジン１の冷間時に燃焼を安定させるた
め、上記空燃比のフィードバック制御を停止し、水温セ
ンサ１１により検出される冷却水温度Ｔｗに応じて燃料
噴射量を増量する。

【００２３】上記燃料噴射制御は、検出された吸入空気
量Ｑａとエンジン回転数Ｎとに基づいて基本噴射量Ｔｐ
を Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎ ‥‥（１） ただし、Ｋ；定数 なる式から演算した後、この基本噴射量Ｔｐを検出され
た冷却水温Ｔｗ、スロットル開度ＴＶＯ、排気中の酸素
濃度等に基づいて次式のように補正し、燃料噴射量Ｔｉ
を演算する。

【００２４】 Ｔｉ＝Ｔｐ×（１＋Ｋ_TW＋Ｋ_AS＋Ｋ_AI＋Ｋ_ACC＋Ｋ_DEC）×Ｋ_FC×α＋Ｔ_S ‥‥（２） ただし、Ｋ_TW；水温増量補正係数 Ｋ_AS；始動および始動後増量補正係数 Ｋ_AI；アイドル後増量補正係数 Ｋ_ACC；加速補正係数 Ｋ_DEC；減速補正係数 Ｋ_FC；フューエルカット補正係数 α；空燃比フィードバック分補正係数 Ｔ_S；バッテリ電圧補正分 この演算された燃料噴射量Ｔｉに対応するパルス信号を
各インジェクタ１４に出力し、燃料噴射制御を行う。

【００２５】触媒コンバータ１５は、その温度が低い状
態では、未燃焼ＨＣ、ＣＯを酸化する転化作用が十分に
発揮されないため、エンジン１の冷間始動後に、触媒コ
ンバータ１５の温度上昇を早める必要がある。

【００２６】これに対処して、コントロールユニット１
３は、エンジン冷却水温度Ｔｗが所定値以下の冷間始動
時にエアポンプ２１を駆動して、二次空気を排気通路９
の触媒コンバータ１５より上流側に導入するとともに、
パージコントロールバルブ７を開弁してキャニスター２
からのパージガスを吸気通路３に導入する。

【００２７】図２のフローチャートは、コントロールユ
ニット１３において実行される上記制御プログラムを示
しており、これは一定周期毎に実行される。

【００２８】これについて説明すると、エンジン１の始
動時にステップ１で冷却水温Ｔｗを読込み、ステップ２
で冷却水温Ｔｗが所定値（例えば４０°Ｃ）より低いエ
アポンプ２１を作動させる二次空気供給条件かどうかを
判定する。

【００２９】二次空気供給条件と判定された場合、ステ
ップ５に進んで、エアポンプ２１を駆動し、ステップ６
に進んで、ファストアイドル時増量率が図４に示す所定
範囲Ａに収まるように、パージコントロールバルブ７の
開度を演算し、ステップ７に進んで、演算された開度と
なるようにパージコントロールバルブ７を作動させる信
号を出力する。

【００３０】一方、ステップ２で冷却水温Ｔｗが所定値
を越えて上昇した二次空気供給を停止する条件と判定さ
れた場合、ステップ３を経てステップ４に進んでエアポ
ンプ２１を駆動を停止する信号を出力して、このルーチ
ンを終了する。

【００３１】図３のフローチャートは、コントロールユ
ニット１３においてパージコントロールバルブ７の開度
を演算する制御プログラムを示しており、これは一定周
期毎に実行される。

【００３２】まずステップ１１で、予め設定されたマッ
プに基づき、冷却水温Ｔｗに応じて水温増量補正係数Ｋ
_TWを決定する。この水温増量補正係数Ｋ_TWは、エアポン
プ２１等を備えないエンジンに比べて大きく設定され、
インジェクタ１４からの燃料噴射量を増量するようにな
っている。

【００３３】続いて、ステップ１２に進んで、予め設定
されたマップに基づき、冷却水温Ｔｗに応じてパージコ
ントロールバルブ７の開度を決定する。

【００３４】続いて、ステップ１３に進んで、Ｏ₂セン
サ１６で検出される排気中の酸素濃度に応じた出力ＶＯ
₂を読込み、図示しないルーチンでＯ₂センサ１６の出力
が安定したことを確認した後、ステップ１４に進んで、
排気の空燃比が理論空燃比より過濃になっているか、希
薄になっているかを判定する。

【００３５】排気の空燃比が理論空燃比より希薄になっ
ていると判定された場合、ステップ１５に進んで、パー
ジコントロールバルブ７の開度が所定の基準値を越えて
いないことを確認し、ステップ１６に進んで、パージコ
ントロールバルブ７の開度を大きくして、吸気通路３に
供給されるパージガス量を増やす。

【００３６】排気の空燃比が理論空燃比より過濃になっ
ていると判定された場合、ステップ１７に進んで、燃料
増量率が所定の図４に示すＡの範囲より大きいかどうか
を判定する。

【００３７】燃料増量率が所定の基準値以下と判定され
た場合、ステップ１８に進んで、パージコントロールバ
ルブ７の開度を小さくして、吸気通路３に供給されるパ
ージガス量を減らす。

【００３８】燃料増量率が所定の基準値より大きいと判
定された場合、ステップ１９に進んで、インジェクタ１
４から噴射される燃料増量率を低減する。

【００３９】このようにして、エンジン１の冷間時にイ
ンジェクタ１４からの燃料噴射量を増量するとともに、
パージコントロールバルブ７を介して供給されるパージ
ガス量を制御して、エンジン１から排気通路９に排出さ
れる排気中に含まれる未燃焼ＨＣ、ＣＯの濃度が所定値
以上の過濃空燃比となるようにする。

【００４０】このときエアポンプ２１を介して二次空気
が排気通路９に供給されることにより、エンジン１の各
気筒から排気通路９に排出される高温の排気ガスに含ま
れる未燃焼成分を燃焼させて、排気ガスの浄化がはから
れるとともに、触媒コンバータ１５に導かれる排気ガス
の温度を図５に示すようにを高めて、触媒の活性化を早
められ、冷間始動後における未燃焼成分の排出量を有効
に低減することができる。

【００４１】エアポンプ２１による二次空気の供給を停
止した後の運転時でも、吸入空気量Ｑａやエンジン回転
数Ｎの検出値に基づいて、パージコントロールバルブ７
を開弁作動させて、パージエアを吸気通路３に導入す
る。

【００４２】二次空気供給条件でキャニスター２内に吸
着された大量の蒸発燃料が吸気通路３に導入されている
ため、二次空気の供給を停止した後の運転時にパージコ
ントロールバルブ７が開弁しても、パージガス中の蒸発
燃料量の変動がエンジン１の燃焼室に吸入される混合気
の空燃比を乱す割合は小さく抑えられ、所期の排気性能
等を維持することができる。

【００４３】なお、他の実施形態として、エアポンプ２
１の作動に機械的に連動してパージコントロールバルブ
７を開弁させる構成とすることも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載のエ
ンジンのキャニスターパージシステムは、排気通路に二
次空気が導入されるエンジンの冷間時等の運転条件で、
キャニスター内に吸着された大量の蒸発燃料がパージコ
ントロールバルブの開弁に伴って吸気通路に導入される
構成により、この蒸発燃料量の急激な変化がエンジンの
燃焼室に吸入される混合気の空燃比を乱すことを抑えら
れ、エンジンの運転安定性が確保されるとともに、エン
ジンの冷間時等における排気ガスの浄化がはかられる。

【００４５】請求項２に記載のエンジンのキャニスター
パージシステムは、二次空気供給条件で排気ガスの酸素
濃度を予め設定された目標値に近づけるようにパージコ
ントロールバルブ７の開度を演算する構成により、エン
ジンの燃焼室から排気通路に排出される高温の排気ガス
に含まれる未燃焼成分の濃度を適確に適正値に保ち、排
気ガスの浄化がはかられるとともに、触媒コンバータの
活性化を早められ、冷間時における未燃焼成分の排出量
を有効に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すシステム図。

【図２】同じく制御内容を示すフローチャート。

【図３】同じくパージコントロールバルブの開度等を演
算する制御内容を示すフローチャート。

【図４】同じくファストアイドル時増量率と未燃焼ＨＣ
排出量の悪化率の関係を示す特性図。

【図５】同じくファストアイドル時増量率と排気温度の
関係を示す特性図。

【図６】請求項１に記載の発明を示すクレーム対応図。

【図７】請求項２に記載の発明を示すクレーム対応図。

【符号の説明】

１ エンジン ２ キャニスター ３ 吸気通路 ６ パージ通路 ７ パージコントロールバルブ ９ 排気通路 １３ コントロールユニット １４ インジェクタ １５ 触媒コンバータ ２１ エアポンプ ２３ 二次空気導入通路 ５１ 二次空気供給手段 ５２ 二次空気供給条件判定手段 ５３ パージ制御手段 ５５ 空燃比検出手段 ５６ パージコントロールバルブ開度演算手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク内に連通して蒸発燃料を吸着す
   るキャニスターと、 キャニスターから吸気通路に導入されるパージガス量を
   調節するパージコントロールバルブと、 排気通路の途中に設置されて排気ガスを浄化する触媒コ
   ンバータと、 触媒コンバータより上流側の排気通路に二次空気を供給
   する二次空気供給手段と、 エンジンの運転条件に基づいて二次空気を供給する運転
   条件かどうかを判定する二次空気供給条件判定手段と、 二次空気供給条件で二次空気を供給するとともにパージ
   コントロールバルブを開いてキャニスターからパージガ
   スを吸気通路に導入するパージ制御手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンのキャニスターパー
   ジシステム。
2. 【請求項２】排気ガスの酸素濃度を検出する空燃比検出
   手段と、 二次空気供給条件で排気ガスの酸素濃度を目標値に近づ
   けるようにパージコントロールバルブの開度を演算する
   パージコントロールバルブ開度演算手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの
   キャニスターパージシステム。