(57)【要約】    【課題】  吸入空気流量に基づいてパージ流量を制御する蒸発燃料処理装置において、エアフローメータの検出特性が変化しても、キャニスタの蒸発燃料が飽和量に達することがないようにする。    【解決手段】  エアフローメータで検出された吸入空気流量Ｑａと、スロットル開度ＴＶＯ及びエンジン回転速度Ｎｅから算出した吸入空気流量Ｑｂとの偏差を演算し、前記偏差が閾値以上であるときには、前記偏差に基づいて算出した補正値で、吸入空気流量Ｑａに基づき算出されたパージ流量を補正する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクで発生した蒸発燃料をキャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された蒸発燃料をエンジンの吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置において、
前記パージする蒸発燃料のパージ流量を、エアフローメータで検出されるエンジンの吸入空気流量に基づいて制御する一方、
前記エアフローメータの検出特性の変化を検出し、該検出特性の変化に応じて前記パージ流量を補正することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記エアフローメータの検出特性の変化を、前記エアフローメータで検出された吸入空気流量と、可変制御される前記吸気通路の有効開口面積及びエンジン回転速度から演算した吸入空気流量とを比較して検出することを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記エアフローメータで検出された吸入空気流量と、可変制御される前記吸気通路の有効開口面積及びエンジン回転速度から演算した吸入空気流量との偏差に応じて、前記パージ流量を補正することを特徴とする請求項２記載の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクで発生した蒸発燃料をキャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された蒸発燃料をエンジンの吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンの吸気通路へのパージ流量をエンジンの吸入空気流量及び吸気管圧力に基づきデューティ比制御するエンジンの空燃比制御装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３３１５０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、エンジンの吸入空気流量に応じてパージ流量を制御する場合、エアフローメータの検出結果を用いることになるが、エアフローメータの検出特性には、経時的な劣化が生じることがある。
前記検出特性の劣化によってエアフローメータの検出結果に誤差を生じると、パージ流量に過不足を生じることになるが、従来では、エアフローメータの故障診断に至る前の劣化状態では通常にパージ流量が制御されていた。
【０００４】
このため、例えば、吸入空気量を実際よりも少なく検出する検出特性の劣化が生じると、パージ流量が過剰に絞られる結果、キャニスタにおける蒸発燃料量が飽和量に達してしまう可能性があった
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エアフローメータの検出特性に劣化が生じても、パージ流量に大きな過不足が生じることを回避でき、特に、キャニスタの蒸発燃料が飽和量に達してしまうことを回避できる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため請求項１記載の発明では、キャニスタからパージする蒸発燃料のパージ流量を、エアフローメータで検出されるエンジンの吸入空気流量に基づいて制御する一方、
前記エアフローメータの検出特性の変化を検出し、該検出特性の変化に応じて前記パージ流量を補正する構成とした。
かかる構成によると、エアフローメータで検出される吸入空気流量に基づいてパージ流量を制御するが、エアフローメータの検出特性の変化、即ち、エアフローメータによる吸入空気量の検出誤差特性を検出し、吸入空気流量の検出誤差分に対応してパージ流量を補正する。
【０００６】
従って、例えばエアフローメータの劣化によって実際よりも少ない吸入空気流量を検出するようになった場合に、この吸入空気流量の検出値に基づくパージ流量を増量補正して、実際の吸入空気流量に略対応するパージ流量に制御することができるようになる。
請求項２記載の発明では、エアフローメータの検出特性の変化を、エアフローメータで検出された吸入空気流量と、可変制御される吸気通路の有効開口面積及びエンジン回転速度から演算した吸入空気流量とを比較して検出する構成とした。
【０００７】
かかる構成によると、可変制御される吸気通路の有効開口面積（例えばスロットル開度で代表される値）とエンジン回転速度とから予測される吸入空気流量と、エアフローメータで検出された吸入空気流量との偏差が、エアフローメータの検出誤差量に相当するものとして、エアフローメータの検出特性の変化を検出する。
従って、エアフローメータの検出特性の変化を定量的に判断することができ、パージ量を適切に補正することが可能となる。
【０００８】
請求項３記載の発明では、エアフローメータで検出された吸入空気流量と、可変制御される吸気通路の有効開口面積及びエンジン回転速度から演算した吸入空気流量との偏差に応じて、パージ流量を補正する構成とした。
かかる構成によると、可変制御される吸気通路の有効開口面積（例えばスロットル開度で代表される値）とエンジン回転速度とから予測される吸入空気流量と、エアフローメータで検出された吸入空気流量との偏差は、エアフローメータの検出誤差量に相当するので、該検出誤差量に応じてパージ流量を補正することで、吸入空気流量の検出誤差分だけパージ流量を増加減補正する。
【０００９】
従って、エアフローメータに検出誤差があっても、パージ流量を実際の吸入空気流量に見合った量に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における内燃機関のシステム構成図である。
この図１において、内燃機関（エンジン）１は、図示省略した車両に搭載されるガソリン機関である。
前記内燃機関１の吸気系には、スロットル弁２が設けられていて、これにより機関１の吸入空気流量が制御される。
【００１１】
また、前記スロットル弁２の下流の吸気管３のマニホールド部には、気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が設けられている。
前記燃料噴射弁４は、マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）２０から、機関回転に同期して出力される噴射パルス信号により開弁して燃料噴射を行い、噴射された燃料は機関１の燃焼室内で燃焼する。
【００１２】
また、内燃機関１には、蒸発燃料処理装置が設けられている。
前記蒸発燃料処理装置は、燃料タンク５において発生した蒸発燃料を、蒸発燃料導入通路６を介してキャニスタ７に捕集させ、該キャニスタ７に捕集された蒸発燃料をパージして機関１に供給し、燃焼させるものである。
前記キャニスタ７は、容器内に活性炭などの吸着材８を充填したものである。
【００１３】
また、前記キャニスタ７には、新気導入口９が形成されると共に、パージ通路１０が導出されている。
前記パージ通路１０は、常閉型の電磁弁であるパージ制御弁１１を介して、スロットル弁２下流の吸気管３（吸気通路）に接続されている。
前記パージ制御弁１１は、前記ＥＣＵ２０から出力されるパージ制御信号により開弁する。
【００１４】
機関１の運転中に所定のパージ許可条件が成立すると、パージ制御弁１１が開制御され、これによって機関１の吸入負圧がキャニスタ７に作用する結果、新気導入口９から導入される新気によってキャニスタ７に吸着されていた蒸発燃料がパージされる。
そして、このパージされた蒸発燃料を含むパージガスが、前記パージ通路１０を通って吸気管３内に吸入され、その後、機関１の燃焼室内で燃焼処理される。
【００１５】
前記ＥＣＵ２０には、各種センサからの検出信号が入力される。
前記各種センサとしては、機関１の回転に同期してクランク角信号を出力するクランク角センサ２１、機関１の吸入空気流量Ｑａを計測するエアフローメータ（ＡＦＭ）２２、前記スロットル弁２の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２３、排気中の酸素濃度に基づいて燃焼混合気の空燃比を検出する空燃比センサ２４などが設けられている。
【００１６】
尚、前記クランク角センサ２１からのクランク角信号の発生周期又は所定時間内における発生数に基づいて、機関回転速度Ｎｅを算出することができる。
また、前記エアフローメータ２２は、例えば公知の熱線式の質量流量計であり、前記スロットルセンサ２３は、ポテンショメータによってバタフライ式スロットル弁２の回転軸角度を検出するセンサである。
【００１７】
更に、空燃比センサ２４は、空燃比をリニアに検出する広域空燃比センサであっても良いし、理論空燃比に対する実際の空燃比のリッチ・リーンを検出するストイキセンサであっても良い。
前記ＥＣＵ２０は、吸入空気流量が多いほどパージ流量を多くすべく、エアフローメータ２２で検出される吸入空気流量Ｑａに基づいて算出したパージ流量に応じて、前記パージ制御弁１１の開度を制御するが、前記エアフローメータ２２は、経時劣化によって例えば図２及び図３に示すように検出特性が変化する。
【００１８】
図２及び図３に示す劣化後の検出特性は、初期状態に比べて、最小流量の検出値が増大変化する一方で、吸入空気流量の増大変化に対するエアフローメータ出力の増大割合が小さくなり、高流量側で実際よりも少ない流量を検出する。
ここで、前記劣化後の特性を示すエアフローメータ２２の検出結果に基づいてパージ流量を決定すると、吸入空気流量の多い領域では、実際の吸入空気流量に見合う量よりもパージ量を少なく制御することになってしまう（図４参照）。
【００１９】
そこで、本実施形態では、図５のフローチャートに示すように、エアフローメータ２２の検出特性の変化に対してパージ流量を補正するようになっている。
図５のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１１では、エアフローメータ２２の検出出力からそのときの吸入空気流量Ｑａを算出する。
次のステップＳ１２では、そのときの機関回転速度Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯとから、吸入空気流量Ｑｂを算出する。
【００２０】
尚、前記スロットル開度ＴＶＯが、可変制御される吸気通路の有効開口面積に相当する変数であり、スロットル開度ＴＶＯを有効開口面積に変換してから吸入空気流量Ｑｂを算出させるようにしても良い。
更に、前記吸入空気流量Ｑｂを、そのときの大気圧や吸気温度に基づいて質量流量に相当する値に補正することが好ましい。
【００２１】
ステップＳ１３では、前記吸入空気流量Ｑｂと吸入空気流量Ｑａとの偏差ΔＱを誤差量として算出する（図６参照）。
ΔＱ＝Ｑｂ−Ｑａ
ステップＳ１４では、前記偏差ΔＱ（誤差量）が閾値ＳＬ未満であるか否かを判別する。
【００２２】
前記偏差ΔＱが閾値ＳＬ未満である場合には、エアフローメータ２２に大きな検出特性の変化はなく、エアフローメータ２２で検出された吸入空気流量Ｑａに基づいてパージ流量を決定することで、実際の吸入空気流量に略対応するパージ流量に制御できるものと判断し、ステップＳ１５へ進む。
ステップＳ１５では、目標パージ流量を、前記吸入空気流量Ｑａと予め記憶されている変換係数Ｋとに基づいて演算する。
【００２３】
目標パージ流量＝吸入空気流量Ｑａ×Ｋ
一方、ステップＳ１４で、前記偏差ΔＱが閾値ＳＬ以上であると判断されると、ステップＳ１６へ進む。
前記偏差ΔＱが閾値ＳＬ以上である状態とは、エアフローメータ２２で検出される吸入空気流量Ｑａが、機関回転速度Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯとから予測される吸入空気流量Ｑｂよりも所定以上に少ない状態であり（図６参照）、これは、エアフローメータ２２の検出特性の変化により、実際量よりもエアフローメータ２２の検出流量が少なくなっていることを示す。
【００２４】
そして、吸入空気流量Ｑａが実際量よりも所定以上に少ない状態では、吸入空気流量Ｑａに基づきパージ流量が過少に設定され、充分に蒸発燃料のパージ処理を進めることができず、キャニスタ７が飽和状態でなってしまう可能性がある。
そこで、ステップＳ１６では、前記偏差ΔＱ（誤差量）と前記変換係数Ｋとに基づいてパージ流量の補正値を算出する（図７参照）。
【００２５】
補正値＝ΔＱ×Ｋ
次のステップＳ１７では、目標パージ流量を下式に基づいて算出する。
目標パージ流量＝Ｑａ×Ｋ＋補正値
ステップＳ１８では、パージを実行する許可条件が成立しているか否かを、機関負荷，機関回転速度などに基づいて判断する。
【００２６】
そして、パージ実行の許可条件が成立している場合には、ステップＳ１９へ進み、前記目標パージ流量に見合うパージ弁の制御信号を出力し、キャニスタ７からの蒸発燃料のパージを行わせる。
上記制御によると、エアフローメータ２２の検出特性が変化し、実際の吸入空気流量よりも少ない量を検出するようになっても、実際の吸入空気流量に略対応するパージ流量に制御させることができ（図７参照）、パージ流量が過少に設定されることによって、キャニスタ７が飽和状態になってしまうことを回避できる。
【００２７】
尚、上記実施形態では、前記偏差ΔＱが大きいときに、エアフローメータ２２で検出した吸入空気流量Ｑａに基づくパージ流量を、前記偏差ΔＱに応じて補正したが、前記偏差ΔＱが大きいときに、パージ流量の算出に用いる吸入空気流量をＱａからＱｂに切り換えることができる。
また、上記実施形態では、吸入空気流量Ｑａと吸入空気流量Ｑｂとを比較することで、エアフローメータ２２の検出特性の変化を検出したが、エアフローメータ２２で検出される吸入空気流量Ｑａに基づいて前記燃料噴射弁４による燃料噴射量を制御した結果としての空燃比に基づいて、エアフローメータ２２の検出特性の変化を検出することが可能である。
【００２８】
例えば吸入空気流量Ｑａが実際量よりも少ない場合には、燃料噴射量が実際の吸入空気量に対して過少に設定され、空燃比としてはリーンになるので、このようなリーン化傾向を検出することで、エアフローメータ２２の検出特性の変化を検出することができる。
具体的には、前記空燃比センサ２４で検出される空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量をフィードバック制御した結果を、機関負荷と機関回転速度とで区分される運転領域毎に空燃比学習補正値として学習する場合には（図８参照）、機関負荷を一定としたときの機関回転速度による空燃比学習補正値の変化は、吸入空気流量の違いによるベース空燃比（空燃比補正を施さない状態での空燃比）の変化傾向を略示すことになる（図９参照）。
【００２９】
そして、燃料噴射量の増量補正要求はベース空燃比のリーン化傾向を示し、空燃比学習補正値が増量補正側に大きいほど、エアフローメータ２２による検出値が実際量よりも少なくなっている可能性があり、吸入空気流量が多くなるほどベース空燃比がよりリーンになる傾向を示す場合には、エアフローメータ２２の検出特性の変化パターン（図２参照）に合致することになって、前記ベース空燃比のリーン化傾向は、エアフローメータ２２の検出特性が変化したことに因ると判断できる。
【００３０】
ここで、前記空燃比学習補正値に応じて補正値を設定し、該補正値で吸入空気流量Ｑａに基づくパージ流量を補正すれば、結果的に、エアフローメータ２２の検出誤差分だけパージ流量を補正したことになる。
尚、エアフローメータ２２を熱線式に限定するものではなく、また、検出特性の変化を、図２に示すようなパターンに限定するものでないことは明らかである。
【００３１】
また、前記パージ流量の補正値が所定以上になったときに、エアフローメータ２２の検出特性の異常を判定することができる。
更に、キャニスタ７における蒸発燃料の捕集量を推定し、該捕集量が所定以上であってキャニスタ７が飽和状態になってしまう可能性があると判断されるときに限定して、パージ流量を補正させることができる。
【００３２】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項２又は３記載の蒸発燃料処理装置において、
前記可変制御される吸気通路の有効開口面積として、前記吸気通路に介装されるスロットル弁の開度を検出することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【００３３】
かかる構成によると、吸気通路の有効開口面積を、スロットル弁の開度として検出して、エアフローメータの検出結果と比較させる吸入空気流量の推定値を容易に求めることができる。
（ロ）請求項３記載の蒸発燃料処理装置において、
前記偏差が所定以上であるときに、前記偏差に応じて前記パージ流量を補正することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【００３４】
かかる構成によると、パージ流量の補正が必要なほどにエアフローメータの検出特性が変化したときにパージ流量を補正して、パージ流量の補正処理を有効に行わせることができる。
（ハ）請求項１記載の蒸発燃料処理装置において、
前記エアフローメータで検出された吸入空気流量に基づいてエンジンへの燃料噴射量を制御したときのベース空燃比に基づいて、前記エアフローメータの検出特性の変化を検出することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【００３５】
かかる構成によると、エアフローメータの検出特性の変化によって、実際の吸入空気流量と検出値との間に偏差が生じるようになると、ベース空燃比がリッチ化又はリーン化することになるので、前記ベース空燃比のリッチ化又はリーン化傾向から、エアフローメータの検出特性の変化を推定できる。
（ニ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置において、
前記キャニスタにおける蒸発燃料の捕集量を推定し、該捕集量が所定以上であるときにのみ、パージ流量を補正することを特徴とする蒸発燃料処理装置。
【００３６】
かかる構成によると、キャニスタが飽和状態になってしまう可能性があると判断されるときに限定して、パージ流量を補正させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施形態におけるエンジンのシステム図。
【図２】実施形態におけるエアフローメータの検出特性の変化を示す線図。
【図３】実施形態におけるエアフローメータの検出特性の変化による検出誤差を示す線図。
【図４】実施形態におけるエアフローメータの検出特性の変化とパージ流量との相関を示す線図。
【図５】実施形態におけるパージ流量の補正制御を示すフローチャート。
【図６】実施形態におけるエアフローメータの検出誤差量の検出を示す線図。
【図７】実施形態における補正値と該補正値により補正されるパージ流量との相関を示す線図。
【図８】実施形態における空燃比学習値のマップを示す図。
【図９】実施形態における空燃比学習値に基づくエアフローメータの検出誤差の推定を示す線図。
【符号の説明】
【００３８】
１…内燃機関、２…スロットル弁、３…吸気管、４…燃料噴射弁、５…燃料タンク、６…蒸発燃料導入路、７…キャニスタ、８…吸着材、９…新気導入口、１０…パージ通路、１１…パージ制御弁、２０…エンジンコントロールユニット、２１…クランク角センサ、２２…エアフローメータ、２３…スロットルセンサ、２４…空燃比センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006329086.tif 000009
【図８】
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【図９】
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