(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉式の燃料タンクとエンジンの吸気系とに接続され、前記燃料タンクからの蒸発燃料を含むパージガスが流通するパージ通路と、前記パージ通路に介装され前記パージガスの流量を調節するパージ弁と、前記燃料タンクと前記パージ弁との間の前記パージ通路に介装され、前記蒸発燃料を一時的に回収するキャニスタと前記パージ通路との連通状態を変更するバイパス弁と、を備えたエンジンの制御装置であって、
目標とする前記パージガスの導入割合に基づいて前記パージ弁の開度を演算する演算手段と、
前記パージ弁及び前記バイパス弁の開閉状態を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記燃料タンク内の圧力が所定圧力未満であるときに実施される通常のパージ制御において、前記演算手段で演算された前記開度になるように前記パージ弁を制御すると共に、前記バイパス弁を開弁状態に制御し、
前記燃料タンク内の圧力が前記所定圧力以上であるときに実施される高圧パージ制御において、前記演算手段で演算された前記開度になるように前記パージ弁を制御すると共に、前記バイパス弁を閉弁状態に制御し、
前記演算手段は、前記高圧パージ制御において、少なくとも前記パージ弁の上流圧に応じたタンク圧流速補正係数を用いて前記開度を補正する
ことを特徴とする、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記高圧パージ制御において、前記吸気系のスロットルバルブを通過する吸気の流速と前記パージ弁を通過する前記パージガスの流速との比に応じた流速比補正係数を用いて前記開度を補正する
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記通常のパージ制御及び前記高圧パージ制御において、前記パージガスが前記吸気系に導入されるまでの通気抵抗を加味した配管抵抗流速補正係数を用いて前記開度を補正する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記パージ弁の上流圧に対して前記タンク圧流速補正係数が比例関係となるように設定された補正係数マップを備え、
前記演算手段は、前記上流圧を前記補正係数マップに適用して前記タンク圧流速補正係数を取得する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記エンジンは、前記燃料タンクと前記バイパス弁との間の前記パージ通路に介装され、前記燃料タンクと前記パージ通路との連通状態を変更する密閉弁を更に備え、
前記制御手段は、前記通常のパージ制御において前記密閉弁を閉弁状態に制御し、前記高圧パージ制御において前記密閉弁を開弁状態に制御する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉式の燃料タンクからの蒸発燃料を含むパージガスを吸気系に導入するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の燃料タンク内で揮発した燃料ガス（蒸発燃料）をエンジンの筒内に導くことで、燃料成分の車外への漏出を防止する技術が知られている。燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタで一時的に回収し、キャニスタから脱離した蒸発燃料を含むパージガスを吸気通路に導入するものである。キャニスタと吸気通路とを接続するパージ通路上には、パージガスの流量を調節するためのパージ弁が介装され、エンジンの運転状態に応じて開度が制御される。
【０００３】
例えば特許文献１には、キャニスタ内の吸着剤に吸着させた蒸発燃料をエンジンの吸気通路にパージする方法が開示されている。この技術では、大気に対して閉塞状態のキャニスタ内に吸気通路の負圧を導入して吸着剤に吸着させた蒸発燃料を気化させ、この気化に伴って昇圧されるキャニスタ内の圧力と吸気通路の圧力との差圧によってキャニスタ内で気化した蒸発燃料を吸気系にパージしている。吸気通路にパージされる蒸発燃料の流量は、キャニスタと吸気通路との間の差圧の大きさとキャニスタの絶対圧の大きさとをもとに把握している。
【０００４】
なお特許文献１では、キャニスタが密閉状態の燃料タンクと吸気通路との間に介装され、燃料タンクとキャニスタとの間にはバキュームコントロールバルブが介装されている。バキュームコントロールバルブは、燃料タンク内の圧力が所定圧よりも大きくなった場合に開弁される。これにより、燃料タンク内の蒸発燃料はキャニスタで回収され、燃料タンク内の圧力は低減する。このような燃料タンク内の圧力の低減を目的に実施される蒸発燃料のパージは、高圧パージや減圧パージ等と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４５８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の方法では、キャニスタと吸気通路との間の差圧の大きさとパージされる蒸発燃料の流量との関係を、キャニスタ内の絶対圧の大きさに応じて予め取得しておく必要がある。また、取得した全てのデータを電子制御装置に記憶しておかなければならない。そのため、全てのデータを取得するという煩雑な作業が増え、さらに電子制御装置には大きな容量のＲＯＭを設ける必要もあり、コストの増大を招くおそれがある。
【０００７】
また燃料タンク内の圧力が高圧の場合に実施される高圧パージでは、特許文献１のバキュームコントロールバルブのようなパージ用の弁（パージ弁）の上流側の圧力が大気圧よりも高くなる。そのため、キャニスタで回収された蒸発燃料をパージする通常のパージと同様にパージ弁の開度を制御したのでは、意図したパージガスの導入割合よりもパージガスの流量が増大する可能性が高い。
【０００８】
つまり、高圧パージでは意図したパージガスの流量を得ることが困難であり、エンジンの筒内にリッチな混合気が導入されるおそれが生じうる。さらにこのような場合には、インジェクタから噴射される燃料量を調節する制御が別個に必要となるなど、制御が複雑化するという懸念がある。したがって、高圧パージにおいても、複雑な制御を必要とせずに、意図したパージガスの導入割合でパージガスを吸気系に導入することが望まれている。
【０００９】
本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、簡素な構成で高圧パージでの適切なパージガスの流量を確保することができるようにした、エンジンの制御装置を提供することを目的とする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）ここで開示するエンジンの制御装置は、密閉式の燃料タンクとエンジンの吸気系とに接続され、前記燃料タンクからの蒸発燃料を含むパージガスが流通するパージ通路と、前記パージ通路に介装され前記パージガスの流量を調節するパージ弁と、前記燃料タンクと前記パージ弁との間の前記パージ通路に介装され、前記蒸発燃料を一時的に回収するキャニスタと前記パージ通路との連通状態を変更するバイパス弁と、を備える。さらに、目標とする前記パージガスの導入割合に基づいて前記パージ弁の開度を演算する演算手段と、前記パージ弁及び前記バイパス弁の開閉状態を制御する制御手段と、を備える。
前記制御手段は、前記燃料タンク内の圧力が所定圧力未満であるときに実施される通常のパージ制御において、前記演算手段で演算された前記開度になるように前記パージ弁を制御すると共に、前記バイパス弁を開弁状態に制御し、前記燃料タンク内の圧力が前記所定圧力以上であるときに実施される高圧パージ制御において、前記演算手段で演算された前記開度になるように前記パージ弁を制御すると共に、前記バイパス弁を閉弁状態に制御する。また、前記演算手段は、前記高圧パージ制御において、少なくとも前記パージ弁の上流圧に応じたタンク圧流速補正係数を用いて前記開度を補正することを特徴としている。
【００１１】
（２）前記演算手段は、前記高圧パージ制御において、前記吸気系のスロットルバルブを通過する吸気の流速と前記パージ弁を通過する前記パージガスの流速との比に応じた流速比補正係数を用いて前記開度を補正することが好ましい。
【００１２】
（３）前記演算手段は、前記通常のパージ制御及び前記高圧パージ制御において、前記パージガスが前記吸気系に導入されるまでの通気抵抗を加味した配管抵抗流速補正係数を用いて前記開度を補正することが好ましい。
【００１３】
（４）前記パージ弁の上流圧に対して前記タンク圧流速補正係数が比例関係となるように設定された補正係数マップを備えることが好ましい。このとき、前記演算手段は、前記上流圧を前記補正係数マップに適用して前記タンク圧流速補正係数を取得することが好ましい。
（５）前記エンジンは、前記燃料タンクと前記バイパス弁との間の前記パージ通路に介装され、前記燃料タンクと前記パージ通路との連通状態を変更する密閉弁を更に備えることが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記通常のパージ制御において前記密閉弁を閉弁状態に制御し、前記高圧パージ制御において前記密閉弁を開弁状態に制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
開示のエンジンの制御装置によれば、目標とするパージガスの導入割合に基づいてパージ弁の開度を演算する際に、高圧パージでは少なくともパージ弁の上流圧に応じたタンク圧流速補正係数を用いてその開度を補正するため、簡素な構成で適切なパージガスの流量を確保することができる。また、複雑な演算が不要なため、ＲＯＭ容量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係るエンジンの制御装置のブロック構成及びこの制御装置が適用されたエンジンの構成を例示する図であり、燃料タンクの高圧時を示す。
【図２】圧力比と配管抵抗流速補正係数K1との関係を示す配管抵抗流速補正係数マップである。
【図３】上流圧とタンク圧流速補正係数K2との関係を示すタンク圧流速補正係数マップである。
【図４】圧力比と流速との関係を示す流速マップである。
【図５】図１の構成を抜粋した図であり、（ａ）はエンジン運転中、（ｂ）はエンジン停止中、（ｃ）は給油時の各弁の状態及びガスの流れを示す。
【図６】本制御装置で実施される判定手順を例示するフローチャートである。
【図７】本制御装置での高圧パージ制御時の制御手順を例示するフローチャートである。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は図３のタンク圧流速補正係数マップの変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
［１．装置構成］
本実施形態のエンジンの制御装置は、図１に示す車載のガソリンエンジン１０に適用される。ここでは、多気筒のエンジン１０に設けられた複数のシリンダのうちの一つを示す。ピストン１６は、中空円筒状に形成されたシリンダ１９の内周面に沿って往復摺動自在に内装される。ピストン１６の上面とシリンダ１９の内周面及び頂面に囲まれた空間は、エンジンの燃焼室２６として機能する。ピストン１６は、コネクティングロッドを介してクランクシャフト１７に接続される。
【００１７】
シリンダ１９の頂面には、吸入空気を燃焼室２６内に供給するための吸気ポート１１と、燃焼室２６内で燃焼した後の排気を排出するための排気ポート１２とが穿孔形成される。また、吸気ポート１１，排気ポート１２のそれぞれにおいて、燃焼室２６側の端部には吸気弁１４及び排気弁１５が設けられる。また、シリンダ１９の頂部には、点火プラグ１３がその先端を燃焼室２６側に突出させた状態で設けられる。点火プラグ１３による点火時期は、後述するエンジン制御装置１で制御される。
【００１８】
吸気ポート１１内には、燃料を噴射するインジェクタ１８が設けられる。インジェクタ１８から噴射される燃料量は、後述するエンジン制御装置１によって制御される。また、インジェクタ１８よりも吸気流の上流側には、インテークマニホールド２０（以下、インマニと呼ぶ）が設けられる。このインマニ２０の上流部分には、吸気ポート１１側へと流れる空気を一時的に溜めるためのサージタンク２１が設けられる。インマニ２０のサージタンク２１よりも下流側の部分は、各シリンダ１９の吸気ポート１１に向かって分岐するように形成され、サージタンク２１はその分岐点に位置する。サージタンク２１は、各々のシリンダーで発生しうる吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。
【００１９】
インマニ２０の上流側には、スロットルボディ２２が接続される。スロットルボディ２２の内部には電子制御式のスロットルバルブ２３が内蔵され、インマニ２０側へと流れる空気量がスロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）に応じて調節される。このスロットル開度は、エンジン制御装置１によって制御される。スロットルボディ２２のさらに上流側には吸気通路２４が接続され、吸気通路２４のさらに上流側にはエアフィルタが介装される。これにより、エアフィルタで濾過された新気が吸気通路２４及びインマニ２０を介してエンジン１０の各シリンダー１９に供給される。
【００２０】
また、サージタンク２１には、燃料タンク２７内で揮発した蒸発燃料を含むパージガスをエンジン１０の吸気系に導入するためのパージ通路２８が接続される。燃料タンク２７は密閉式のタンクであり、給油口２７ａにキャップ２７ｂが冠着された状態では大気に対して閉塞状態となる。燃料タンク２７内に燃料を供給する場合は、キャップ２７ｂが外されて給油口２７ａに給油機５０〔図５（ｃ）参照〕のノズルが差し込まれる。
【００２１】
燃料タンク２７には、燃料タンク２７内の圧力（タンク圧）PTを検出するタンク圧センサ３６が設けられる。タンク圧センサ３６で検出されたタンク圧PTは、エンジン制御装置１に伝達される。また、キャップ２７ｂには図示しないスイッチが設けられ、このスイッチによりキャップ２７ｂの状態（冠着されているか外されているか）が検出されてエンジン制御装置１に検出結果が伝達される。なお、キャップ２７ｂの状態は、例えば図示しないフィラードアに設けられたストロークセンサで検出された情報を用いて判断してもよい。
【００２２】
パージ通路２８上には、サージタンク２１内へ導入されるパージガスの流量（以下、パージガス流量Qpという）を制御する電磁式のパージ弁２９が介装される。パージガス流量Qpは、パージ弁２９の開度が大きく制御されるほど増大し、反対に開度が小さく制御されるほど減少し、開度がゼロのときはゼロになる（すなわちパージガスが吸気系へ導入されない）。
【００２３】
また、燃料タンク２７とパージ弁２９との間のパージ通路２８上には、電磁式のバイパス弁３０が介装される。バイパス弁３０には、蒸発燃料を一時的に回収するキャニスタ３１が接続される。バイパス弁３０が開弁されるとパージ通路２８とキャニスタ３１とが連通状態とされ、バイパス弁３０が閉弁されるとキャニスタ３１がパージ通路２８から分離状態とされる。
【００２４】
キャニスタ３１には、外部の新気を吸入するための大気通路３２が接続され、キャニスタ３１は大気に対して開放状態にされている。キャニスタ３１の内部には、蒸発燃料を吸着する活性炭３１ａが内蔵されている。ここではキャニスタ３１は、燃料タンク２７内へ燃料を供給するとき（以下、給油時という）に、燃料タンク２７内で発生した蒸発燃料を一時的に回収する給油専用のキャニスタである。なお、キャニスタ３１で回収された蒸発燃料は、大気圧PA近傍では活性炭３１ａから放出されず、キャニスタ３１内に一定以上の負圧が導入された場合に放出される。
【００２５】
燃料タンク２７とバイパス弁３０との間のパージ通路２８上には、電磁式の密閉弁３３が介装される。また、燃料タンク２７とバイパス弁３０との間のパージ通路２８には、密閉弁３３を迂回する迂回通路３４が接続され、迂回通路３４上にはリリーフ弁３５が介装される。リリーフ弁３５は、密閉弁３３が何らかの原因により開閉制御できなくなった場合の安全弁であり、燃料タンク２７のタンク圧PTが異常に上昇した場合に自動的に開き、密閉弁３３が正常の場合は常に閉弁状態とされる。
【００２６】
密閉弁３３が開弁されると、燃料タンク２７とバイパス弁３０までのパージ通路２８とが連通状態とされ、密閉弁３３が閉弁されると、燃料タンク２７が密閉された状態で密閉弁３３よりも吸気系側のパージ通路２８から分離される。ここではパージ弁２９，バイパス弁３０及び密閉弁３３は何れもニードルバルブであり、パージガス流量Qpの微小な調節が可能となっている。これらのパージ弁２９，バイパス弁３０及び密閉弁３３のそれぞれの開度は、エンジン制御装置１で制御される。
【００２７】
排気ポート１２の下流側には、エキゾーストマニホールド２５（以下、エキマニと呼ぶ）が設けられる。エキマニ２５は各シリンダ１９からの排気を合流させる形状に形成され、その下流側には図示しない排気通路や排気触媒装置等に接続される。エキマニ２５よりも下流側の排気通路には、燃焼室２６内で燃焼した混合気の空燃比情報（A/F）を把握するための空燃比センサ３７が設けられる。この空燃比センサ３７は、例えば、Ｏ2センサやＬＡＦＳ（リニア空燃比センサ）等である。
【００２８】
吸気通路２４内には、吸気流量Qを検出するエアフローセンサ３８が設けられる。吸気流量Qは、スロットルバルブ２３を通過する空気（吸気）の流量（スロットル流量Qth)に対応するパラメータである。サージタンク２１には、インマニ２０内の圧力（インマニ圧）PIMを検出するインマニ圧センサ３９が設けられる。クランクシャフト１７には、その回転角を検出してエンジン１０の回転速度Neを取得するエンジン回転速度センサ４０が設けられる。
【００２９】
また、車両には、アクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル操作量APS）を検出するアクセルポジションセンサ４１が設けられる。アクセル操作量APSは、運転者の加速要求や発進意思に対応するパラメータであり、言い換えるとエンジン１０の負荷（エンジン１０に対する出力要求）に相関するパラメータである。これら各センサ３７〜４１で取得された空燃比情報，吸気流量Q，インマニ圧PIM，回転速度Ne，アクセル操作量APSの各情報は、エンジン制御装置１に伝達される。
【００３０】
エンジン１０を搭載する車両には、エンジン制御装置１（Engine Electronic Control Unit，制御装置）が設けられる。このエンジン制御装置１は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵでの演算結果等が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入出力するための入出力ポート等を備えたコンピュータである。エンジン制御装置１は、エンジン１０に関する点火系，燃料系，吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置である。
【００３１】
エンジン制御装置１の入力側には、上述のタンク圧センサ３６，空燃比センサ３７，エアフローセンサ３８，インマニ圧センサ３９，エンジン回転速度センサ４０，及びアクセルポジションセンサ４１が接続される。一方、エンジン制御装置１の出力側にはインジェクタ１８，スロットルバルブ２３，パージ弁２９，バイパス弁３０及び密閉弁３３が接続される。エンジン制御装置１の具体的な制御対象としては、インジェクタ１８から噴射される燃料量や噴射時期，点火プラグ１３での点火時期，スロットルバルブ２３，パージ弁２９，バイパス弁３０及び密閉弁３３の開度等が挙げられる。
【００３２】
なお、エンジン制御装置１内には、スロットルバルブ２３の目標開度を演算するとともに、実際の弁開度が目標開度と一致するように、スロットルバルブ２３に制御信号を出力する開度制御部（図示略）が設けられる。目標開度は、例えばアクセルポジションセンサ４１で検出されたアクセル操作量APSに基づいて演算される。ここでは、開度制御部で演算されたスロットルバルブ２３の目標開度が、スロットルバルブ２３の現在の開度S1に相当するものとする。つまり、エンジン制御装置１において制御値であるスロットルバルブ２３の開度S1を検出値として制御に用いる。なお、このような構成に代えて、スロットル開度S1を検出するスロットルポジションセンサを設け、センサ値を制御に用いる構成であってもよい。
【００３３】
また、エンジン制御装置１内には、目標とするパージガスの導入割合に相当する目標パージ率RTGTを取得する目標パージ率取得部（図示略）が設けられる。本実施形態では、スロットルバルブ２３を通過する吸気流量（すなわち、スロットル流量Qth）に対するパージ弁２９を通過するパージガス流量Qpの比をパージ率Rとして定義する。つまり、パージ率Rは、以下の式（１）で定義される。
R＝Qp／Qth  ・・・（１）
【００３４】
目標パージ率RTGTは、例えば空燃比センサ３７で検出された空燃比情報やエアフローセンサ３８で検出された吸気流量Q等から取得される。目標パージ率取得部で取得された目標パージ率RTGTは、後述するエンジン制御装置１内の演算部３に伝達される。
【００３５】
［２．制御構成］
［２−１．制御の概要］
エンジン制御装置１では、パージ通路２８上に介装されたパージ弁２９，バイパス弁３０及び密閉弁３３のそれぞれの開度制御が実施される。パージ弁２９は、吸気系に最も近い位置に配置されているため、パージ弁２９の開度S2を制御することによってパージガス流量Qpの細かい調節が可能である。パージ弁２９の開度S2は、後述する演算部３で演算される。なおここでいう開度とは、弁の設けられている位置（弁部という）における流路断面積の大きさに対応する。例えば弁の開度がゼロ（閉弁状態）であるときの弁部の流路断面積はゼロであり、弁の開度がゼロでないとき（開弁状態であるとき）は、開度が大きいほど弁部の流路断面積の大きさも大きい。したがって、弁の開度は、弁部の流路断面積から求めることができる。
【００３６】
一方、バイパス弁３０及び密閉弁３３は、エンジン１０の運転中，エンジン１０の停止中，給油時及び燃料タンク２７の高圧時に応じて、各開度がゼロ（閉弁状態）に制御されるかあるいは全開（開弁状態）に制御される。つまり、バイパス弁３０及び密閉弁３３の開度はここでは演算されず、全開及び全閉の何れかの開度に制御される。
【００３７】
エンジン制御装置１は、パージ弁２９，バイパス弁３０及び密閉弁３３の各開度を、エンジン１０の運転中，エンジン１０の停止中，給油時及び燃料タンク２７の高圧時に応じて制御する。エンジン１０の運転中では、キャニスタ３１で回収した蒸発燃料を脱離させ、蒸発燃料を含むパージガスがサージタンク２１へ導入されるように制御する。以下、この制御を通常のパージ制御という。
【００３８】
エンジン１０の停止中及び給油時では、パージガスの導入を遮断するように制御する。以下、この制御をパージカット制御という。また、燃料タンク２７の高圧時では、燃料タンク２７内で揮発した蒸発燃料を含むパージガスがサージタンク２１へ導入されるように制御する。以下、この制御を高圧パージ制御という。本エンジン制御装置１では、高圧パージ制御に特徴がある。
【００３９】
［２−２．制御ブロック構成］
エンジン制御装置１は、上記した制御を実施するために、判定部２としての機能要素と、演算部３としての機能要素と、制御部４としての機能要素とを有する。これらの各要素は電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。
【００４０】
判定部２は、通常のパージ制御，パージカット制御及び高圧パージ制御の何れを実施するかを判定するものである。判定部２は、エンジン回転速度センサ４０で検出された回転速度Ne，タンク圧センサ３６で検出されたタンク圧PT及び給油口３７ａのキャップ３７ｂの状態から、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の何れの場合に該当するか判定する。
（Ａ）回転速度Neがゼロでなく、タンク圧PTが所定圧力P0未満である
（Ｂ）回転速度Neがゼロであり、タンク圧PTが所定圧力P0未満であってキャップ２７ｂが冠着状態である。
（Ｃ）キャップ２７ｂが外された状態である。
（Ｄ）タンク圧PTが所定圧力P0以上である。
【００４１】
判定部２は、上記（Ａ）の場合はエンジン１０の運転中であると判定し、上記（Ｂ）の場合はエンジン１０の停止中であると判定し、上記（Ｃ）の場合は給油時であると判定し、上記（Ｄ）の場合は燃料タンク２７の高圧時であると判定する。なお、所定圧力P0は、燃料タンク２７の許容圧力よりも小さい値に予め設定されている。
【００４２】
判定部２において、エンジン１０の運転中であると判定された場合及び燃料タンク２７の高圧時であると判定された場合は、判定結果が演算部３及び制御部４に伝達される。一方、判定部２において、エンジン１０が停止中であると判定された場合及び給油時であると判定された場合は、判定結果が制御部４へ伝達される。
【００４３】
演算部３は、通常のパージ制御において、目標パージ率RTGTに基づきパージ弁２９の開度S2に対応するパージ弁２９部の流路断面積A2（以下、パージ面積A2という）を演算するものである。演算部３は、判定部２からエンジン１０の運転中であるという判定結果が伝達されると、通常のパージ制御を実施するためのパージ弁２９のパージ面積A2を演算する。
【００４４】
パージ率Rは、上記した式（１）で定義される。ここで、スロットル流量Qth及びパージガス流量Qpは、それぞれ以下の式（２），（３）で表現されるため、パージ率Rは以下の式（４）に書き換えられる。
Qth＝Vth×A1  ・・・（２）
Qp＝Vp×A2＝Vth×A2×K1  ・・・（３）
R＝（Vth×A2×K1）／（Vth×A1）  ・・・（４）
【００４５】
ここで、A1はスロットル開度S1に対応するスロットルバルブ２３部の流路断面積であり、以下スロットル面積A1と呼ぶ。また、Vthはスロットルバルブ２３を通過する吸気の流速，Vpはパージ弁２９を通過するパージガスの流速である。また、K1はパージガスがサージタンク２１に導入されるまでの通気抵抗（圧力損失）を加味するための配管抵抗流速補正係数である。パージガスが流通するパージ通路２８は、吸気系の通路（吸気通路２４やインマニ２０）に比べて細いため、吸気系を流通する吸気に比べて通気抵抗が大きい。また、パージガスがキャニスタ３１を流通する場合は活性炭３１ａを通過するため、通気抵抗がより大きくなる。
【００４６】
パージガスの通気抵抗を無視した場合、スロットルバルブ２３の前後圧力比とパージ弁２９の前後圧力比とは、何れも上流圧が大気圧PA，下流圧がインマニ圧PIMとなるため等しくなり、吸気の流速Vthとパージガスの流速Vpとは等しくなるはずである。しかしながら実際は、パージガスの通気抵抗が大きいためパージ弁２９の上流圧が大気圧よりも低い圧力となり、パージガスの流速Vpが低下して、本来流れるはずのパージガス流量よりも少ないパージガスが流れることになる。
【００４７】
そのため配管抵抗流速補正係数K1は、パージガスがサージタンク２１まで導入される際の圧損（パージガス流量の減少分）を見越して、その分パージ面積A2を増大させるために用いる補正係数である。配管抵抗流速補正係数K1は、例えば図２に示すような配管抵抗流速補正係数マップを予め記憶しておき、圧力比（インマニ圧PIM／大気圧PA）を配管抵抗流速補正係数マップに適用して取得される。
【００４８】
配管抵抗流速補正係数K1をパージ面積A2に乗じることで、吸気の流速Vthとパージガスの流速Vpとは等しいものであるとみなすことができる。したがって、目標パージ率RTGTを確保するために必要となるパージ面積A2は以下の式（５）で表される。
A2＝A1×RTGT／K1  ・・・（５）
つまり演算部３は、通常のパージ制御では、スロットル面積A1と目標パージ率RTGTと配管抵抗流速補正係数K1とに基づいて、上記の式（５）によりパージ面積A2を演算する。演算部３で演算されたパージ面積A2は制御部４に伝達される。
【００４９】
演算部３はさらに、高圧パージ制御において、目標パージ率RTGTに基づきパージ弁２９の開度S2′に対応する高圧パージ面積A2′を演算するものでもある。演算部３は、判定部２から燃料タンク２７の高圧時であるという判定結果が伝達されると、高圧パージ制御を実施するためのパージ弁２９の高圧パージ面積A2′を演算する。
【００５０】
パージ率Rは、上記した式（１）で定義され、スロットル流量Qth及びパージガス流量Qpは、それぞれ上記した式（２），（３）で表現されるが、高圧パージ制御ではパージ弁２９の上流圧が大気圧PAよりも高いため、パージガスの流速Vpを求める際に高圧を考慮する必要がある。したがって、高圧パージ制御におけるパージガス流量Qp′は、以下の式（６）で表現される。
Qp′＝Vp（高圧考慮）×A2′
＝（流速マップ［PIM／PT］／K2×K1）×A2′  ・・・（６）
【００５１】
ここで、流速マップ［PIM／PT］とは、パージ弁２９の前後圧力比（下流圧／上流圧）を図４に示す流速マップに適用して取得したパージガスの流速Vpのことである。流速マップは予めエンジン制御装置１に記憶されている。なお、高圧パージ制御におけるパージ弁２９の上流圧はタンク圧PTであるとみなすことができ、パージ弁２９の下流圧はインマニ圧PIMであるため、前後圧力比はインマニ圧PIM／タンク圧PTとなる。
【００５２】
また、K2はパージ弁２９の上流圧に応じた補正係数（以下、タンク圧流速補正係数K2という）である。タンク圧流速補正係数K2は、例えば図３に示すようなタンク圧流速補正係数マップから取得される。この補正係数マップは予めエンジン制御装置１に記憶されており、ここではパージ弁２９の上流圧に対してタンク圧流速補正係数K2が比例関係となるように設定されている。タンク圧流速補正係数K2は、図３に示すように、パージ弁２９の上流圧が大気圧PAと等しいときに１に設定されており、上流圧が大気圧PAに比べて大きくなるほど線形で小さくなるように設定されている。
【００５３】
パージ弁２９を通過するパージガス流量Qpは、パージ弁２９の前後圧力比に対して上流圧が異なると変化する。つまり、パージ弁２９の前後圧力比が同じ場合であっても、上流圧が大気圧PAに比べて高いほどパージガス流量Qpは増大する。そのため、上流圧が大気圧PA以上である高圧パージ制御では、流速マップから取得した高圧パージ制御におけるパージガスの流速Vpをタンク圧流速補正係数K2で除することでパージガス流量Qp′を取得する。
【００５４】
上記した式（２）及び式（６）を式（１）に代入し、高圧パージ面積A2′について解くと、高圧パージ面積A2′は以下の式（７）で表現される。なお、式（２）中の吸気の流速Vthは、スロットルバルブ２３の前後圧力比（下流圧／上流圧）を図４に示す流速マップに適用して取得されるため、式（７）では吸気の流速Vthを流速マップ［PIM／PA］と表している。
【００５５】
A2′＝A1×RTGT×K2／K1×(流速マップ[PIM／PA]／流速マップ[PIM／PT])・・・（７）
式（７）中のパージガスの流速Vp（高圧考慮）に対する吸気の流速Vthの比率を係数（流速比補正係数）K3と置くと、式（７）はさらに式（８）のように書き換えられる。
A2′＝A1×RTGT×K2／K1×K3  ・・・（８）
【００５６】
つまり演算部３は、高圧パージ制御では、スロットル面積A1，目標パージ率RTGT，配管抵抗流速補正係数K1，タンク圧流速補正係数K2及び流速比補正係数K3に基づいて、上記の式（８）により高圧パージ面積A2′を演算する。なお、このように高圧パージ面積A2′について解くことにより、タンク圧流速補正係数K2は、高圧パージ面積A2′が通常のパージ制御におけるパージ面積A2よりも小さくなるように補正する係数であると言える。換言すると、タンク圧流速補正係数K2は、パージ弁２９の上流圧（すなわちタンク圧PT）が高圧であることに伴うパージガス流量Qpの増大を見越して、パージガス流量Qpを減少させる方向に補正する係数であるとも言える。
【００５７】
なお、上記の式（８）は、通常のパージ制御で演算されたパージ面積A2を用いると（つまり、上記の式（５）に置換すると）、以下の式（９）のように表現される。
A2′＝A2×K2×K3  ・・・（９）
つまり演算部３は、通常のパージ制御で演算したパージ面積A2を、タンク圧流速補正係数K2及び流速比補正係数K3を用いて補正することで高圧パージ面積A2′を演算するとも言える。演算部３で演算された高圧パージ面積A2′は制御部４に伝達される。
【００５８】
制御部４は、判定部２での判定結果に基づいて、パージ弁２９，バイパス弁３０及び密閉弁３３の開度制御を実施するものである。制御部４は、判定部２からエンジン１０の運転中であるという判定結果が伝達されると、通常のパージ制御を実施する。制御部４はこの場合、図５（ａ）に示すようにパージ弁２９及びバイパス弁３０を開弁状態に制御し、密閉弁３３を閉弁状態に制御する。
【００５９】
つまり通常のパージ制御では、燃料タンク２７は密閉弁３３により分離され、キャニスタ３１で回収した蒸発燃料を含むパージガスが適宜インマニ２０のサージタンク２１内に導入される。これにより、キャニスタ３１で回収することのできる蒸発燃料の容量が確保される。このとき、制御部４はパージ弁２９の開度S2を、演算部３で演算されたパージ面積A2に対応するように制御する。これにより、目標パージ率RTGTに応じたパージガスが吸気系に導入される。
【００６０】
制御部４は、判定部２からエンジン１０の停止中であるという判定結果が伝達されると、パージカット制御を実施する。制御部４はこの場合、図５（ｂ）に示すように、パージ弁２９の開度S2をゼロに制御して、閉弁状態とする。なお、この場合はエンジン１０が運転中の場合のバイパス弁３０及び密閉弁３３の状態が維持され、バイパス弁３０は開弁状態、密閉弁３３は閉弁状態とされる。つまり、制御部４は、エンジン１０が運転状態から停止状態になったという判定結果を受けると、パージ弁２９のみを閉弁状態に制御する。なお、再びエンジン１０が運転状態になったら通常のパージ制御が実施される。
【００６１】
制御部４は、判定部２から給油時であるという判定結果が伝達されると、給油用のパージカット制御を実施する。制御部４はこの場合、図５（ｃ）に示すように、パージ弁２９の開度S2をゼロに制御して、閉弁状態とする。また、バイパス弁３０及び密閉弁３３を開弁状態に制御する。バイパス弁３０及び密閉弁３３が開弁状態にされることで、タンク圧PTが給油可能な圧力まで低下するとともに、給油時に揮発した蒸発燃料がキャニスタ３１で回収され、大気中に漏出することを防ぐ。なお、このときパージ弁２９は閉弁状態であるため、吸気系にパージガスが導入されることはない。
【００６２】
制御部４は、判定部２から燃料タンク２７の高圧時であるという判定結果が伝達されると、高圧パージ制御を実施する。制御部４はこの場合、図１に示すように、パージ弁２９及び密閉弁３３を開弁状態に制御し、バイパス弁３０を閉弁状態に制御する。つまり、高圧パージ制御では、キャニスタ３１がバイパス弁３０により分離され、燃料タンク２７内に溜まった蒸発燃料を含むパージガスがサージタンク２１内に導入される。これにより、燃料タンク２７内のタンク圧PTが低減される。このとき、制御部４はパージ弁２９の開度S2を、演算部３で演算された高圧パージ面積A2′に対応するように制御する。これにより、目標パージ率RTGTに応じたパージガスが吸気系に導入される。
【００６３】
［３．フローチャート］
図６はエンジン制御装置１の判定部２で実施される判定手順を例示するフローチャートであり、図７はエンジン制御装置１での高圧パージ制御時の制御手順を例示するフローチャートである。これらのフローチャートは、エンジン制御装置１への通電がなされている間は常に、それぞれ所定の周期で互いに独立して動作する。また、各フローチャートの処理を行う際には、互いの処理結果が情報伝達される。
【００６４】
図６に示すように、ステップＳ１０において、タンク圧PT，インマニ圧PIM，回転速度Ne等の各種センサ情報が取得される。ステップＳ２０では、燃料タンク２７のキャップ２７ｂが冠着状態であるか否かが判定され、冠着状態であればステップＳ３０へ進み、タンク圧PTが所定圧力P0未満であるか否かが判定される。また、キャップ２７ｂが外れていればステップＳ４０へ進み、給油時であると判定されてこの制御周期が終了する。
【００６５】
ステップＳ３０において、タンク圧PTが所定圧力P0未満であればステップＳ５０へ進み、エンジン１０の回転速度Neがゼロよりも大きいか否かが判定される。また、タンク圧PTが所定圧力P0以上であればステップＳ６０へ進み、燃料タンク２７の高圧時であると判定されてこの制御周期が終了する。ステップＳ５０において、回転速度Neがゼロよりも大きい場合はステップＳ７０へ進み、エンジン１０の運転中であると判定されてこの制御周期が終了する。一方、回転速度Neがゼロである場合はステップＳ８０へ進み、エンジン１０の停止中であると判定されてこの制御周期が終了する。
【００６６】
また、図７に示すように、ステップＴ１０において、図６のフローチャートで燃料タンク２７の高圧時であると判定されたか否かが判定される。燃料タンク２７の高圧時である場合は、続くステップＴ２０〜ステップＴ８０が実施され、燃料タンク２７の高圧時でない場合はこの制御周期を終了する。ステップＴ２０において、各種センサ情報が取得される。次いでステップＴ３０において、図２の配管抵抗流速補正係数マップから圧力比（インマニ圧PIM／大気圧PA）に応じた配管抵抗流速補正係数K1が取得される。
【００６７】
ステップＴ４０では、図３の補正係数マップからタンク圧PTに応じたタンク圧流速補正係数K2が取得される。さらにステップＴ５０では、図４の流速マップから吸気の流速Vthと高圧を考慮したパージガスの流速Vpとが取得され、流速比補正係数K3が取得される。そして、ステップＴ６０では、ステップＴ２０〜ステップＴ５０で取得した情報及び係数を用いて、パージ弁２９の高圧パージ面積A2′が演算される。
【００６８】
ステップＴ７０では、前ステップで演算された高圧パージ面積A2′に対応する開度になるように、パージ弁２９の開度制御が実施される。そして、ステップＴ８０ではバイパス弁３０が閉弁状態に制御されるとともに、密閉弁３３が開弁状態に制御され、この制御周期を終了する。図７のフローチャートは、燃料タンク２７のタンク圧PTが所定圧力P0以上である場合に繰り返し実施される。なお、燃料タンク２７のタンク圧PTは高圧パージ制御により徐々に低下するため、配管抵抗流速補正係数K1，タンク圧流速補正係数K2及び流速比補正係数K3はその都度（その制御周期ごと）取得され、高圧パージ面積A2′もタンク圧PTの低下に伴い変化する。
【００６９】
［４．効果］
したがって、本エンジンの制御装置１によれば、目標とするパージガスの導入割合（目標パージ率PTGT）に基づいてパージ弁２９の開度S2を演算する際に、高圧パージ制御では少なくともパージ弁２９の上流圧に応じたタンク圧流速補正係数K2を用いて補正するため、簡素な構成で適切なパージガス流量Qp′を確保することができる。また、複雑な演算が不要であるため、ＲＯＭ容量を低減させることができる。
【００７０】
また、スロットルバルブ２３を通過する吸気の流速Vthとパージ弁２９を通過するパージガスの流速Vpとの比に応じた流速比補正係数K3を用いてパージ弁２９の開度S2を補正することで、パージ弁２９の上流圧が大気圧PAよりも高いことを踏まえて適切なパージガス流量Qp′を確保することができる。そのため、高圧パージ制御におけるパージ弁２９の開度S2の演算精度を高めることができる。
【００７１】
また、パージガスが吸気系に導入されるまでの通気抵抗（圧力損失）を加味した配管抵抗流速補正係数K1を用いてパージ弁２９の開度S2を補正することにより、高圧パージ制御におけるパージ弁２９の開度S2の演算精度をより高めることができる。
【００７２】
また、パージ弁２９の上流圧に対してタンク圧流速補正係数K2が比例関係となるように設定された補正係数マップを備えており、演算部３はこの補正係数マップを用いてタンク圧流速補正係数K2を取得することができるため、簡素な構成でパージ弁２９の開度S2を演算することができる。
【００７３】
本実施形態では、キャニスタ３１が、高圧パージ制御ではパージ通路２８から分離され、給油時のみ蒸発燃料を回収する給油専用のキャニスタであり、さらにエンジン１０の運転中は適宜通常のパージ制御が実施される。そのため、キャニスタ３１の活性炭３１ａで吸着できる蒸発燃料の容量を常に確保しておくことができる。これにより、例えば図１のエンジン１０がハイブリッド電気自動車に搭載された場合、キャニスタ３１で回収された蒸発燃料を脱離させることのみを目的としてエンジン１０を駆動する必要がなくなり、燃費向上を図ることができる。
【００７４】
つまり、ハイブリッド電気自動車では、エンジン１０を停止させたままモータのみで走行する場合が少なくないため、キャニスタ３１に回収された蒸発燃料をパージできる機会が限られる。そのため、給油時以外にも常に蒸発燃料を回収するキャニスタが設けられている場合は、キャニスタの吸着容量が少なくなってしまった場合、パージ制御のためだけにエンジン１０を駆動しなければならない場合が生じ、燃費の悪化を招くおそれが高い。本実施形態に係るエンジン１０では、このような事態が生じることがないため、上記したように燃費向上を図ることが可能となる。
【００７５】
［５．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記した実施形態では、タンク圧流速補正係数K2を取得するための補正係数マップが、パージ弁２９の上流圧（タンク圧PT）が高いほどタンク圧流速補正係数K2が線形で小さくなるように設定されているものを例示したが、補正係数マップはこれに限られない。例えば図８（ａ），（ｂ）に実線で示すように、パージ弁２９の上流圧が所定値P1以上である場合のタンク圧流速補正係数K2が、上流圧がその所定値P1未満での変化率と同じ変化率で変化した場合（図中破線のグラフ）に比べて小さく設定されているような補正係数マップであってもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では高圧パージ面積A2′の演算において、配管抵抗流速補正係数K1，タンク圧流速補正係数K2及び流速比補正係数K3を用いているが、高圧パージでは少なくともタンク圧流速補正係数K2を用いてパージ面積A2を補正する構成であればよい。例えばパージガスがサージタンク２１に導入されるまでの通気抵抗が無視できる程度に小さいものであれば、配管抵抗流速補正係数K1を省略してもよい。また、圧力比が臨界圧力比未満では、圧力比に対する流速は変わらないため、圧力比の大きさに応じて流速比補正係数K3を省略してもよい。つまり、パージ面積A2をタンク圧流速補正係数K2のみで補正してもよく、タンク圧流速補正係数K2に加えて配管抵抗流速補正係数K1又は流速比補正係数K3で補正してもよい。
【００７７】
また、エンジン１０は、図１に示したものに限られない。さらに燃料タンク２７，パージ通路２８，パージ弁３０及びキャニスタ３１等の構成は一例であって、上記したものに限られない。例えば、キャニスタ３１が給油専用のキャニスタでなくてもよく、燃料タンク２７とパージ弁２９との間にバイパス弁３０を介すことなく介装されていてもよい。また、パージ弁２９，バイパス弁３０及び密閉弁３３がニードルバルブ以外のバルブであってもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  エンジン制御装置
２  判定部
３  演算部（演算手段）
４  制御部（制御手段）
１０  エンジン
２０  インテークマニホールド（インマニ）
２１  サージタンク
２３  スロットルバルブ
２４  吸気通路
２７  燃料タンク
２８  パージ通路
２９  パージ弁
３０  バイパス弁
３１  キャニスタ
３３  密閉弁
３６  タンク圧センサ
３９  インマニ圧センサ
【図１】
0005578222.tif 000002
【図２】
0005578222.tif 000003
【図３】
0005578222.tif 000004
【図４】
0005578222.tif 000005
【図５】
0005578222.tif 000006
【図６】
0005578222.tif 000007
【図７】
0005578222.tif 000008
【図８】
0005578222.tif 000009