(57)【要約】      （修正有）【課題】過給機の作動が停止されるときに、バイパス通路を逆流した空気がパージ通路に入り込むことを抑制する。【解決手段】吸気通路と、過給機と、バイパス通路と、バイパス通路を開閉する制御弁と、第１運転領域において過給機を作動させると共に制御弁を閉状態に制御し、第２運転領域において過給機作動を停止させると共に制御弁を開状態に制御する過給制御手段と、吸気通路における過給機の上流側に接続されたパージ通路と、パージ弁と、パージ通路に設けられた加圧手段と、パージ弁の開閉及び加圧手段の出力を制御するパージ制御手段と、を備えたエンジンの蒸発燃料処理装置において、パージ制御手段は、パージ弁を開き且つ加圧手段の出力を第１出力に制御した状態で第１運転領域から第２運転領域に移行されたとき、パージ弁を所定時間閉じて、該所定時間が経過したとき、パージ弁を開き、加圧手段の出力を第１出力よりも大きな第２出力に制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室に空気を導く吸気通路と、
該吸気通路に設けられた過給機と、
前記吸気通路における前記過給機の上流側と下流側とを繋ぐバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉する制御弁と、
第１運転領域において前記過給機を作動させると共に前記制御弁を閉状態に制御し、第１運転領域とは異なる第２運転領域において前記過給機の作動を停止させると共に前記制御弁を開状態に制御する過給制御手段と、
燃料タンクで発生した蒸発燃料を前記吸気通路に導くために、該吸気通路における前記過給機の上流側に接続されたパージ通路と、
前記パージ通路を開閉するパージ弁と、
前記パージ通路に設けられた加圧手段と、
前記パージ弁の開閉、及び、前記加圧手段の出力を制御するパージ制御手段と、を備えたエンジンの蒸発燃料処理装置であって、
前記パージ制御手段は、前記パージ弁を開き且つ前記加圧手段の出力を第１出力に制御した状態で前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたとき、前記パージ弁を所定時間閉じて、該所定時間が経過したとき、前記パージ弁を開き、前記加圧手段の出力を前記第１出力よりも大きな第２出力に制御することを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたときの過給圧に応じて該過給圧が高いほど長くなるように設定された時間であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
【請求項３】
前記第２出力は、前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたときの過給圧に応じて該過給圧が高いほど大きくなるように設定された出力であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
【請求項４】
前記過給機は、所定の断接手段を介してエンジンに連結された機械式の過給機であり、
前記過給制御手段は、前記断接手段を制御することで前記過給機の作動状態と作動停止状態との間の切り換えを行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジン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、過給機を経由した吸気を行う過給状態と、過給機を迂回した吸気を行う自然吸気状態との間で切り換え可能に構成されたエンジンの吸気系に対して、燃料タンクで発生した蒸発燃料をパージするためのエンジンの蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンの吸気系には過給機が設けられることがあり、該過給機を作動させることによって、出力トルクの低下を抑制しながら、リーンバーン運転による燃費性能の向上を図ったり、エンジンを小型化したりすることが可能になる。
【０００３】
過給機としては、排気タービンを駆動源とするターボチャージャとは別に、例えば特許文献１に開示されているようなエンジン駆動の機械式スーパーチャージャ、さらには、電動モータによって駆動される電動式のスーパーチャージャなどが知られている。これらのスーパーチャージャと駆動源との間にクラッチが設けられると、該クラッチのオン・オフ制御によって、スーパーチャージャの作動と停止との切り換えを運転状態に応じて制御することができる。
【０００４】
この種の過給機を搭載したエンジンの吸気系では、吸気通路における過給機の上流側部分と下流側部分とがバイパス通路を介して繋がれ、該バイパス通路にバイパス弁が設けられることがある。この場合、過給運転領域では、バイパス弁が閉じられた状態で過給機が作動され、非過給運転領域では、バイパス弁が全開にされた状態で過給機の作動が停止されて、過給機を迂回した自然吸気が行われる。
【０００５】
また、このように構成された吸気系では、吸気通路における過給機よりも上流側部分に、パージ通路、ブローバイ通路及びＥＧＲ通路などが接続されることがある。例えば、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着させるキャニスタが、パージ通路を介して吸気通路に接続されると、キャニスタに捕集された蒸発燃料がパージ通路を経由して吸気通路にパージ（導入）されることができる。また、エンジンのクランクケースと吸気通路とがブローバイ通路を経由して連通されると、クランクケースから吸い出されたブローバイガスがブローバイ通路を経由して吸気通路に戻ることができ、排気通路と吸気通路との間がＥＧＲ通路を介して繋げられると、排気ガスの一部がＥＧＲ通路を経由して吸気側に戻ることができる。
【０００６】
なお、自己着火燃焼を行う予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）技術を採用したガソリンエンジン等では、スロットル弁が全開状態とされることが多くなることで、吸気通路が負圧になるような運転状態が生じ難くなるが、このような場合には、吸気通路への蒸発燃料の強制的なパージを可能にするために、電動ポンプ等からなるパージアシスタがパージ通路に設けられることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−０９７９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のように過給機の非作動状態においてバイパス通路を経由した自然吸気が行われるとき、吸気通路における空気の流れは過給機によって妨げられる。特に、リショルム式のスーパーチャージャが設けられた吸気通路では、空気の流れがほぼ完全に遮断される。そのため、非作動状態の過給機の上流側の空気は、専らバイパス通路を通って過給機の下流側に送られる。
【０００９】
このように構成されたエンジンの吸気系において、バイパス弁が閉じられた状態での過給機の作動中には、吸気通路における過給機の下流側が上流側に比べて高圧となる。この状態で過給運転領域から非過給運転領域に移行することで、過給機の作動が停止されてバイパス弁が全開されると、吸気通路における過給機の下流側において比較的高圧となった空気は、バイパス通路を通って過給機の上流側に逆流しやすくなる。
【００１０】
このとき、吸気通路における空気の流れは過給機によって妨げられているため、バイパス通路を通って過給機の上流側に逆流した空気は、上記のパージ通路に入り込んでさらに逆流する可能性がある。これにより、吸気通路への蒸発燃料のパージが阻害されたり、パージ通路を逆流した空気がキャニスタを経由して蒸発燃料と共に大気に放出されたりする可能性がある。
【００１１】
また、このとき、エンジン内部から吸い出されて吸気系に存在するブローバイガスが、バイパス通路及びパージ通路を逆流する空気の流れに引き連れられて、パージ通路に入り込む可能性がある。これにより、パージ通路を開閉するパージ弁にブローバイガスが付着すると、パージ通路の詰まりが生じやすくなる可能性もある。
【００１２】
このようなブローバイガスの逆流を規制するために、パージ通路におけるパージ弁の下流側部分に逆止弁を設けることが考えられるが、かかる対策は、パージ通路の通路抵抗の増大を招くことから、吸気通路への蒸発燃料のパージの促進、ないし、パージアシスタの吐出圧の低減を図る上で望ましくない。
【００１３】
そこで、本発明は、過給機の作動が停止されるときに、バイパス通路を逆流した空気がパージ通路に入り込むことを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明に係るエンジンの蒸発燃料処理装置は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１５】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、
エンジンの燃焼室に空気を導く吸気通路と、
該吸気通路に設けられた過給機と、
前記吸気通路における前記過給機の上流側と下流側とを繋ぐバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉する制御弁と、
第１運転領域において前記過給機を作動させると共に前記制御弁を閉状態に制御し、第１運転領域とは異なる第２運転領域において前記過給機の作動を停止させると共に前記制御弁を開状態に制御する過給制御手段と、
燃料タンクで発生した蒸発燃料を前記吸気通路に導くために、該吸気通路における前記過給機の上流側に接続されたパージ通路と、
前記パージ通路を開閉するパージ弁と、
前記パージ通路に設けられた加圧手段と、
前記パージ弁の開閉、及び、前記加圧手段の出力を制御するパージ制御手段と、を備えたエンジンの蒸発燃料処理装置であって、
前記パージ制御手段は、前記パージ弁を開き且つ前記加圧手段の出力を第１出力に制御した状態で前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたとき、前記パージ弁を所定時間閉じて、該所定時間が経過したとき、前記パージ弁を開き、前記加圧手段の出力を前記第１出力よりも大きな第２出力に制御することを特徴とする。
【００１６】
なお、本明細書でいう制御弁の「閉状態」には、制御弁が完全に閉じられた全閉状態だけでなく、過給圧の制御等のために制御弁が全閉状態に比べて若干開かれた状態も含まれるものとする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記所定時間は、前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたときの過給圧に応じて該過給圧が高いほど長くなるように設定された時間であることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記第２出力は、前記第１運転領域から前記第２運転領域に移行されたときの過給圧に応じて該過給圧が高いほど大きくなるように設定された出力であることを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、
前記過給機は、所定の断接手段を介してエンジンに連結された機械式の過給機であり、
前記過給制御手段は、前記断接手段を制御することで前記過給機の作動状態と作動停止状態との間の切り換えを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
まず、請求項１に記載の発明に係るエンジンの蒸発燃料処理装置によれば、パージ通路から吸気通路へ蒸発燃料がパージされている状態において、過給が行われる第１運転領域から、過給の必要がない第２運転領域に移行されたとき、パージ弁が所定時間閉じられることで、一旦パージが休止される。そのため、第１運転領域から第２運転領域への移行に伴って過給機が停止されてバイパス通路が開放されるときに、過給機の下流側における比較的高圧の空気がバイパス通路を通って比較的低圧の過給機上流側へ逆流しても、逆流した空気がパージ通路に流入することを防止できる。
【００２１】
したがって、所定時間パージ弁が閉じられている間、パージ通路での空気の逆流が抑制されることで、パージ通路を逆流した空気がキャニスタを経由して蒸発燃料と共に大気に放出されることを抑制できる。また、この間、吸気系に存在するブローバイガスがパージ通路に入り込むことを抑制できるため、パージ通路に設けられたバルブ等にブローバイガスが付着することを抑制でき、これにより、パージ通路の詰まりを抑制できる。
【００２２】
さらに、その後、所定時間が経過したとき、パージ弁が開かれると共に、第２運転領域への移行前よりも加圧手段の出力が増大されることにより、パージ通路におけるパージ弁よりも下流側部分に入り込んだブローバイガスを、吸気通路側へ効果的に排出することができる。また、加圧手段の出力増大によって蒸発燃料のパージ量が増大されるため、パージを一旦休止していたことによるパージ量の低減分を相殺することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、第２運転領域への移行時の過給圧が高いほど、その後のバイパス通路での逆流現象の解消に要する時間が長くなる傾向に対応して、第２運転領域への移行時の過給圧が高いほど長い時間、パージ弁が閉じられることで、バイパス通路を逆流した空気がパージ通路に入り込むことを確実に抑制できる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、第２運転領域への移行時の過給圧が高いほど、パージ通路におけるパージ弁よりも下流側部分に入り込むブローバイガスの量が多くなる傾向に対応して、第２運転領域への移行時の過給圧が高いほど高い出力で加圧手段が駆動されることで、パージ通路から吸気通路へブローバイガスを効果的に排出することができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、所定の断接手段を介してエンジンに連結された機械式の過給機の作動状態と作動停止状態との間の切り換えが、過給機の駆動源を作動させたままで、断接手段の制御によって容易に行われる構成において、上述の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの蒸発燃料処理装置を示す全体構成図である。
【図２】図１に示すエンジンの蒸発燃料処理装置の制御システム図である。
【図３】パージアシスタの回転数、流入気体密度及び吐出圧の関係を示すグラフである。
【図４】図１に示すエンジンの蒸発燃料処理装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図１に示すエンジンの蒸発燃料処理装置の各種動作の経時的変化の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
［全体構成］
先ず、図１の全体構成図と図２の制御システム図を併せて参照しながら、本実施形態に係るエンジンの蒸発燃料処理装置の全体構成について説明する。
【００２９】
エンジン１は、例えば直列４気筒型のガソリンエンジンである。ただし、図１において、エンジン１は１気筒のみが図示されており、残りの３気筒の図示は省略されている。なお、本実施形態で説明するエンジン１の構成は一例に過ぎず、本発明において、エンジンの種類や具体的構成は特に限定されるものでない。
【００３０】
本実施形態において、エンジン１は、例えば直噴式の燃料供給装置１６（図２参照）と、例えば火花点火式の点火装置１８（図２参照）とを備えている。
【００３１】
燃料供給装置１６は、エンジン１の燃焼室７を臨むように配設された燃料噴射弁（図示せず）を有し、燃料噴射タイミングにおいて、燃料タンク９０から供給されたガソリン燃料を燃料噴射弁から燃焼室７に直接噴射するように構成されている。
【００３２】
燃料タンク９０は、蒸発燃料通路９４を介してキャニスタ９２に接続されている。キャニスタ９２の内部空間は、外気導入通路９６を介して大気に連通されている。燃料タンク９０で発生した蒸発燃料は、蒸発燃料通路９４を経由して一時的にキャニスタ９２に取り込まれた後、大気から外気導入通路９６を介してキャニスタ９２に導入された空気と共に、後述の吸気系２０にパージ（導入）されて、最終的に燃焼室７で燃焼される。なお、外気導入通路９６には、蒸発燃料の通過を規制するフィルタ９８が設けられており、これにより、キャニスタ９２から大気への蒸発燃料の漏出が抑制されている。
【００３３】
キャニスタ９２から吸気系２０へ蒸発燃料をパージするための具体的構成については、後に説明する。
【００３４】
点火装置１８は、先端電極が燃焼室７を臨むように配設された点火プラグ１９を有し、点火タイミングにおいて、点火プラグ１９の先端電極から放電火花を発生させるように構成されている。ただし、燃焼室７での着火は、運転状態に応じて、点火プラグ１９の点火による着火と、予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）技術による自己着火との間で適宜切り換えられるようにしてもよい。
【００３５】
エンジン１は、シリンダブロック３と、該シリンダブロック３の上部に固定されたシリンダヘッド４とを備えている。
【００３６】
シリンダブロック３は、気筒毎に、上下方向に延びるシリンダ５を有する。各シリンダ５内には、クランク軸（図示せず）に連結されたピストン６が往復動可能に嵌挿されており、該ピストン６の上方に燃焼室７が形成されている。ピストン６の下方には、クランク軸を収容するクランクケース８が形成されている。
【００３７】
また、シリンダブロック３には、例えばクランク軸の回転角度を検出することで、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ８３（図２参照）と、ウォータジャケット（図示せず）内を流れるエンジン冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ８４（図２参照）とが配設されている。
【００３８】
シリンダヘッド４には、燃焼室７に連通可能な吸気ポート１１と排気ポート１２とが、燃焼室７毎に例えば２つずつ形成されている。吸気ポート１１のポート開口部には吸気弁１３が、排気ポート１２のポート開口部には排気弁１４がそれぞれ設けられている。吸気弁１３及び排気弁１４は、例えば電磁ＶＶＴ（電磁式の可変バルブタイミング機構）によって所定タイミングで独立に開閉動作が行われるようになっている。
【００３９】
各吸気ポート１１には吸気系２０の吸気通路２１が接続され、各排気ポート１２には排気系の排気通路６０が接続されている。なお、吸気通路２１と排気通路６０とはＥＧＲ通路（図示せず）を介して接続されてもよく、この場合、ＥＧＲ通路を介して排気通路６０の排気ガスの一部を吸気通路２１に還流可能となる。
【００４０】
エンジン１の吸気系２０は、吸気通路２１、バイパス通路３６、換気通路４０及びパージ通路５０を備えている。
【００４１】
吸気通路２１には、その上流側から順に、大気に開放された入口２２、入口２２から吸入された空気をろ過するエアクリーナ２４、吸気通路２１を絞るスロットル弁２６、吸入空気を圧縮して過給圧を生成する過給機２８、過給機２８により圧縮された空気を冷却するインタクーラ３２、吸入空気を吸気ポート１１への供給前に一時的に溜めるサージタンク３４が配設されている。
【００４２】
吸気通路２１におけるエアクリーナ２４とスロットル弁２６との間の部分には、吸気流量を検出するエアフローセンサ８５が設けられている。エアフローセンサ８５は例えばホットワイヤ式であり、該エアフローセンサ８５には吸気温センサ８６（図２参照）が内蔵されている。
【００４３】
吸気通路２１における過給機２８よりも上流側に位置する上流側通路部２１ａ、より具体的には、上流側通路部２１ａにおけるスロットル弁２６と過給機２８との間の部分には、当該通路部分の負圧を検出する負圧センサ８７が設けられている。
【００４４】
吸気通路２１における過給機２８よりも下流側に位置する下流側通路部２１ｂ、より具体的には、下流側通路部２１ｂに位置するサージタンク３４には、過給圧を検出する過給圧センサ８８が設けられている。
【００４５】
吸気通路２１の最下流部は、サージタンク３４と共にインテークマニホールドを構成する複数の延長通路部２１ｃに分岐されている。延長通路部２１ｃは吸気ポート１１毎に設けられており、各吸気ポート１１は、延長通路部２１ｃを介してサージタンク３４に接続されている。
【００４６】
過給機２８は、例えばベルトを介してエンジン１のクランク軸に駆動連結された機械式のスーパーチャージャである。過給機２８の圧縮方式は例えばリショルム式とされるが、特にこれに限定されるものでない。過給機２８は、電磁クラッチ３０を介してクランク軸に接続されており、電磁クラッチ３０が締結ないしスリップ制御されたときにエンジン１の動力が伝達されることで作動し、電磁クラッチ３０が解放されることでクランク軸との接続が解除されると作動が停止される。
【００４７】
バイパス通路３６は、過給機２８をバイパスするように吸気通路２１に接続されている。つまり、バイパス通路３６の一端は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａに接続されており、バイパス通路３６の他端は、吸気通路２１の下流側通路部２１ｂに接続されている。
【００４８】
吸気通路２１の上流側通路部２１ａにおいて、バイパス通路３６との接続部は、スロットル弁２６と過給機２８との間に配置され、且つ、負圧センサ８７よりも上流側に配置されている。吸気通路２１の下流側通路部２１ｂにおいて、バイパス通路３６との接続部は、インタクーラ３２とサージタンク３４との間に配置されている。
【００４９】
バイパス通路３６には、該バイパス通路３６を開閉する例えばバタフライ式のバイパス制御弁３８が設けられている。バイパス制御弁３８は、過給機２８の作動時に閉じられることでバイパス通路３６を遮断して、過給機２８による空気の圧縮を促進させる。また、バイパス制御弁３８は、過給機２８の作動停止時に開放されることで、過給機２８を迂回した自然吸気を実現させる。
【００５０】
換気通路４０は、エンジン１のクランクケース８の換気に用いられる通路であり、第１換気通路としてのブローバイ通路４１と、第２換気通路としての空気導入通路４２とで構成されている。
【００５１】
ブローバイ通路４１の一端は、例えばシリンダヘッド４を介してクランクケース８に接続されており、ブローバイ通路４１の他端は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａに接続されている。上流側通路部２１ａにおいて、ブローバイ通路４１との接続部は、スロットル弁２６と過給機２８との間、且つ、負圧センサ８７よりも上流側に配置されている。
【００５２】
ブローバイ通路４１には、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventiration）バルブ４４が設けられている。ＰＣＶバルブ４４は、クランクケース８側から吸気通路２１側に向かう方向のみの空気の通過を許容する逆止弁である。ＰＣＶバルブ４４は、クランクケース８の圧力に比べて吸気通路２１の上流側通路部２１ａの圧力が低いときに開かれるように構成されている。ＰＣＶバルブ４４が開かれた状態において、燃焼室７からクランクケース８に漏れ出たブローバイガスは、ブローバイ通路４１を経由して上流側通路部２１ａに吸い出される。
【００５３】
ＰＣＶバルブ４４は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａの負圧に応じて開度が変化するように構成されており、これにより、クランクケース８から上流側通路部２１ａに吸い出されるブローバイガスの流量が、上流側通路部２１ａの負圧に応じて適量に調整されるようになっている。
【００５４】
換気通路４０の空気導入通路４２の一端は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａに接続されており、空気導入通路４２の他端は、シリンダヘッド４を介してクランクケース８に接続されている。吸気通路２１の上流側通路部２１ａにおいて、空気導入通路４２との接続部は、エアクリーナ２４とスロットル弁２６との間に配置されている。空気導入通路４２には、吸気通路２１側からクランクケース８側へ向かう方向のみの空気の通過を許容するワンウェイバルブ４６が設けられている。
【００５５】
クランクケース８からブローバイ通路４１を経由して吸気通路２１にブローバイガスが吸い出されるとき、クランクケース８には、大気から吸気通路２１に導入されてエアクリーナ２４でろ過された空気が空気導入通路４２を経由して導入され、これにより、クランクケース８が換気される。
【００５６】
パージ通路５０の一端は、吸気通路２１の上流側通路部２１ａに接続されており、パージ通路５０の他端は、キャニスタ９２に接続されている。吸気通路２１の上流側通路部２１ａにおいて、パージ通路５０との接続部は、スロットル弁２６と過給機２８との間、且つ、負圧センサ８７よりも上流側に配置されている。
【００５７】
パージ通路５０には、該パージ通路５０を開閉するパージ弁５２が設けられている。パージ弁５２は、例えば電磁弁で構成されており、パージ弁５２の開閉及び開度を電気的に制御可能となっている。
【００５８】
パージ弁５２が開いた状態において、吸気通路２１の上流側通路部２１ａ側に負圧が生じると、キャニスタ９２に捕集された蒸発燃料は、大気から外気導入通路９６を介してキャニスタ９２に導入された空気と共に、パージ通路５０を経由して吸気通路２１の上流側通路部２１ａにパージされ、さらに、吸気通路２１を経由ないしバイパス通路３６と吸気通路２１の両方を経由して燃焼室７に供給されて、燃料供給装置１６によって供給された燃料と共に燃焼室７で燃焼される。
【００５９】
また、パージ通路５０には、パージ弁５２よりも上流側（キャニスタ９２側）に、パージ通路５０内の圧力を上昇させる加圧手段としてのパージアシスタ５４が設けられている。パージアシスタ５４は、例えば電動式の遠心ポンプで構成されている。パージ通路５０において、パージアシスタ５４の上流側及び下流側にはそれぞれチャンバ５６，５８が設けられている。下流側のチャンバ５８には、パージアシスタ５４の吐出圧を検出する吐出圧センサ８９が設けられている。
【００６０】
パージアシスタ５４を作動させることにより、パージ通路５０内の圧力が高められると、吸気通路２１の上流側通路部２１ａ側に負圧が生じていない状態でも、パージ通路５０から吸気通路２１への蒸発燃料のパージが可能になる。
【００６１】
［制御システム］
図２に示すように、エンジン１の動作に関連する各種制御は、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によって行われる。ＥＣＵ１００は、例えばマイクロプロセッサを主要部として構成されている。
【００６２】
ＥＣＵ１００は、アクセルペダル（図示せず）の操作量及び操作速度を検出するアクセルセンサ８１、排気通路６０（図１参照）に設けられた空燃比センサ８２、並びに、上述したエンジン回転数センサ８３、エンジン水温センサ８４、エアフローセンサ８５、吸気温センサ８６、負圧センサ８７、過給圧センサ８８及び吐出圧センサ８９に電気的に接続されており、これらのセンサ８１〜８９の出力信号が入力されるようになっている。
【００６３】
また、ＥＣＵ１００は、上述したスロットル弁２６、燃料供給装置１６、点火装置１８、電磁クラッチ３０、バイパス制御弁３８、パージ弁５２及びパージアシスタ５４など、エンジン１の動作に関連する各種機器に電気的に接続されており、上述した各種センサ８１〜８９から受信した信号に基づく制御信号を各種機器に送信することで、エンジン１の種々の動作を制御するように構成されている。
【００６４】
ＥＣＵ１００は、エンジン１の基本的な動作を制御するエンジン制御部１０１、過給機２８に関連する動作を制御する過給制御部１０２、及び、蒸発燃料のパージに関連する動作を制御するパージ制御部１０３を有する。
【００６５】
エンジン制御部１０１は、アクセルセンサ８１、空燃比センサ８２、エンジン回転数センサ８３、エンジン水温センサ８４、エアフローセンサ８５、吸気温センサ８６等からの入力信号に基づいて、スロットル弁２６、燃料供給装置１６及び点火装置１８の各種動作を制御する。例えば、エンジン制御部１０１による空燃比制御は、エンジン水温センサ８４により検出された水温が所定温度であるときに、空燃比センサ８２の出力値とエアフローセンサ８５の出力値等に基づいて燃料供給装置１６による燃料噴射量が調整されることで行われる。
【００６６】
過給制御部１０２は、エンジン回転数センサ８３、エアフローセンサ８５等からの入力信号に基づいて、主として、電磁クラッチ３０のオン・オフ、並びに、バイパス制御弁３８の開閉ないし開度を制御する。
【００６７】
過給制御部１０２による制御では、エンジン回転数センサ８３の出力値とエアフローセンサ８５の出力値等によって得られる運転状態が、所定の過給領域に属するときは、バイパス制御弁３８が閉状態とされると共に、電磁クラッチ３０がオン（締結）されることで、過給機２８が作動される。これにより、バイパス通路３６が遮断された状態で、過給機２８によって効率的に空気を圧縮できる。
【００６８】
このとき、バイパス制御弁３８は、必ずしも全閉状態でなくてもよく、過給圧の過剰な上昇を抑制するためにバイパス制御弁３８が若干開かれるようにしてもよい。この場合、過給制御部１０２は、過給圧センサ８８の出力値に基づいて、所望の過給圧が得られるようにバイパス制御弁３８の開度を制御するようにしてもよい。
【００６９】
なお、過給領域は、過給を必要とする領域として予め設定された第１運転領域である。具体的には、例えば、エンジン負荷及びエンジン回転数が所定値以上である高負荷・高回転状態の運転領域が過給領域として設定される。また、過給領域以外の第２運転領域は、過給を必要としない非過給領域として設定されている。
【００７０】
エアフローセンサ８５の出力値とエンジン回転数センサ８３の出力値等によって得られる運転状態が非過給領域に属するとき、過給制御部１０２による制御では、バイパス制御弁３８が開状態（例えば全開状態）とされると共に、電磁クラッチ３０がオフ（解放）されることで、過給機２８の作動が停止される。これにより、過給機２８を迂回した自然吸気が実現される。
【００７１】
パージ制御部１０３は、主として、パージ弁５２の開閉、及び、パージアシスタ５４のオン・オフ及び回転数を制御する。
【００７２】
パージ制御部１０３は、所定のパージ条件が成立しているとき、パージ弁５２を開状態に制御し、これにより、パージ通路５０から吸気通路２１への蒸発燃料のパージが可能になる。パージ条件は、例えば、エンジン制御部１０１によって空燃比制御を適正に行い得る状態であること、より具体的には、例えば、エンジン回転数センサ８３によって検出される水温が所定値以上であることである。
【００７３】
また、パージ制御部１０３は、パージ弁５２を開いた状態において、必要に応じてパージアシスタ５４を作動させる。具体的には、例えば、負圧センサ８７の出力値に基づいて吸気通路２１の上流側通路部２１ａに負圧が生じていないときなどに、パージアシスタ５４が作動される。
【００７４】
パージ制御部１０３は、蒸発燃料のパージを実行するとき、運転状態に応じたパージ量になるように、パージ弁５２の開度及び／又はパージアシスタ５４の回転数が適宜制御される。より具体的に、パージ弁５２の開度及び／又はパージアシスタ５４の回転数は、エンジン回転数及びエンジン負荷等に基づいて算出されるパージ可能量、燃料タンクの温度等に基づいて算出される蒸発燃料発生量、並びに、負圧センサ８７の出力値等に基づいて算出されるパージ容易性等に基づいて適宜制御される。
【００７５】
パージ通路５０を流れる空気における蒸発燃料の濃度は、吐出圧センサ８９の出力値に基づいて算出され得る。この濃度の算出には、ＥＣＵ１００のメモリに予め記憶されたマップが用いられる。
【００７６】
例えば図３に示すように、該マップは、パージアシスタ５４の回転数、流入気体密度及び吐出圧の関係を規定する情報である。図３のマップに示すパージアシスタ５４の回転数、流入気体密度及び吐出圧の関係は、回転数が一定であれば吐出圧が高いほど流入気体密度が大きな値となり、吐出圧が一定であれば回転数が低いほど流入気体密度が大きな値となるような関係となっている。
【００７７】
したがって、パージ制御部１０３では、図３に示すマップと、パージ制御部１０３によるパージアシスタ５４の回転数の指令値と、吐出圧センサ８９によって検出されるパージアシスタ５４の吐出圧とに基づいて、キャニスタ９２側からパージアシスタ５４に流入される空気の密度が算出され、これにより、該密度に対応する蒸発燃料の濃度が得られる。このようにして算出された蒸発燃料の濃度の値は、エンジン制御部１０１による空燃比制御に利用される。
【００７８】
［パージ制御部の制御例］
以下、図４のフローチャートと図５のタイムチャートを併せて参照しながら、パージ制御部１０３による制御動作の一例について説明する。
【００７９】
図４に示す制御動作は、エンジン１が駆動されているとき、パージ制御部１０３によって繰り返し実行される。
【００８０】
図４の制御動作において、先ず、ステップＳ１では、上記のパージ条件が成立しているか否かが判定される。
【００８１】
ステップＳ１の判定の結果、パージ条件が成立していない場合、パージ弁５２は閉状態に制御されることで（ステップＳ１８）、キャニスタ９２からパージ通路５０を経由した吸気通路２１への蒸発燃料のパージは停止され、パージアシスタ５４の作動は停止される（ステップＳ１９）。
【００８２】
一方、ステップＳ１の判定の結果、パージ条件が成立しているときは、ステップＳ２で、運転状態が過給領域から非過給領域に移行した直後であるか否かが判定される。より具体的に、ステップＳ２では、過給領域から非過給領域への移行時からの経過時間が予め設定された所定期間以下であるか否かが判定される。
【００８３】
ステップＳ２の判定の結果、過給領域から非過給領域への移行直後でない場合、すなわち、運転状態が過給領域に属する場合、あるいは、運転状態が前記所定期間よりも長く継続して非過給領域に属している場合、パージ弁５２が開状態に制御されることで（ステップＳ２０）（図５（ｂ）の符号Ａ参照）、蒸発燃料のパージが実行される。このとき、パージアシスタ５４は、回転数Ｎ１で駆動される（ステップＳ１７）（図５（ｃ）の符号Ｂ参照）。
【００８４】
ここで、パージアシスタ５４の回転数Ｎ１は、運転状態に関係なく予め決められた一定の値であってもよいし、運転状態に応じて適宜制御される値であってもよい。なお、運転状態に応じて回転数Ｎ１が制御される場合、パージアシスタ５４を作動させることなく適切なパージを行い得る運転状態であれば、回転数Ｎ１はゼロに制御される。
【００８５】
一方、ステップＳ２の判定の結果、過給領域から非過給領域への移行直後である場合、ステップＳ３で、非過給領域への移行時から蒸発燃料のパージを開始するまでのカウントダウンを行う第１タイマの時間Ｔ１が設定済みであるか否かが判定される。
【００８６】
ステップＳ３の判定の結果、時間Ｔ１が設定されていない場合、ステップＳ４で、過給圧センサ８８によって検出された非過給領域への移行時の過給圧が読み込まれると共に、ステップＳ５において、ステップＳ４で読み込まれた過給圧に応じて、第１タイマの時間Ｔ１が設定される。より具体的に、時間Ｔ１は、過給圧が高いほど長い時間に設定される。ここで、過給圧と時間Ｔ１の関係は、例えば比例関係とされる。
【００８７】
したがって、例えば図５（ｄ）の符号Ｃに示すように、非過給領域への移行時の過給圧が圧力Ｐ１であるときの第１タイマの設定時間Ｔ１が時間ｔ１である場合、図５（ｄ）の符号Ｄに示すように、非過給領域への移行時の過給圧が圧力Ｐ１よりも高い圧力Ｐ２であるときの第１タイマの時間Ｔ１は、時間ｔ１よりも長い時間ｔ２に設定される。
【００８８】
続くステップＳ６では、後述のように第１タイマのカウントダウン終了に伴ってパージが開始されるとき（後述のステップＳ１１参照）のパージアシスタ５４の回転数Ｎ２（後述のステップＳ１２参照）が、ステップＳ４で読み込まれた過給圧に応じて設定される。回転数Ｎ２は、上記の回転数Ｎ１よりも高い値であり、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど回転数Ｎ２は高い値に設定される。ここで、過給圧と回転数Ｎ２の関係は、例えば比例関係とされる。
【００８９】
ステップＳ５，Ｓ６の時間Ｔ１及び回転数Ｎ２の設定が完了すると、あるいは、ステップＳ３において時間Ｔ１が設定済みであると判定されたときは、該時間Ｔ１がカウントダウンされる（ステップＳ７）。
【００９０】
続くステップＳ８では、第１タイマのカウントダウンが開始されたときからの経過時間が時間Ｔ１を経過したか否か、すなわち、第１タイマの残り時間Ｔ１がゼロよりも大きいか否かが判定される。
【００９１】
ステップＳ８の判定に基づき、時間Ｔ１が経過するまでは、パージ弁５２が閉状態に制御されることで（ステップＳ９）（図５（ｂ）の符号Ｅ参照）、パージの実行が停止され、パージアシスタ５４の作動は停止される（ステップＳ１０）（図５（ｃ）の符号Ｆ参照）。
【００９２】
これにより、過給の停止に伴って、自然吸気を行うためにバイパス通路３６が開放されるとき、下流側通路部２１ｂにおける比較的高圧の空気がバイパス通路３６を通って比較的低圧の上流側通路部２１ａへ逆流しても、パージ通路５０では、閉状態のパージ弁５２によって空気の逆流を遮断できる。
【００９３】
バイパス通路３６での逆流現象が解消されるのに要する時間は、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど長くなる傾向があるが、上記のステップＳ５の時間Ｔ１の設定により、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど長い時間、パージ弁５２が閉じられることから（図５（ｂ）の符号Ｅ参照）、バイパス通路３６を逆流した空気がパージ通路５０に入り込むことを確実に抑制できる。
【００９４】
したがって、過給領域から非過給領域へ移行されたときに、パージ通路５０での空気の逆流が効果的に抑制されるため、パージ通路５０を逆流した空気がキャニスタ９２及び外気導入通路９６を経由して蒸発燃料と共に大気に放出されることを抑制できる。
【００９５】
また、吸気系２０において特にバイパス通路３６及びその周辺部に存在するブローバイガスが、バイパス通路３６を逆流する空気に引き連れられてパージ通路５０に入り込むことを抑制できるため、パージ弁５２等にブローバイガスが付着することを抑制でき、これにより、パージ通路５０の詰まりを抑制できる。
【００９６】
その後、ステップＳ８の判定に基づき、時間Ｔ１が経過すると、パージ弁５２が開放されることで（ステップＳ１１）（図５（ｂ）の符号Ｇ参照）、蒸発燃料のパージが開始され、パージアシスタ５４は、ステップＳ６で設定された回転数Ｎ２で駆動される（ステップＳ１２）（図５（ｃ）の符号Ｈ参照）。
【００９７】
非過給領域へ移行された後、時間Ｔ１が経過するまでの間、パージ通路５０における閉状態のパージ弁５２よりも下流側部分には、バイパス通路３６を逆流する空気と共にブローバイガスが入り込む可能性がある。
【００９８】
これに対して、時間Ｔ１が経過したとき、ステップＳ１２において駆動されるパージアシスタ５４の吐出圧を利用して、パージ通路５０に入り込んだブローバイガスを吸気通路２１に追い出すことができる。このとき、パージアシスタ５４の回転数Ｎ２は、通常時の回転数Ｎ１よりも高いことから、パージアシスタ５４の高い吐出圧を利用して、効果的にブローバイガスを追い出すことができる。
【００９９】
また、非過給領域へ移行された後、時間Ｔ１が経過するまでの間にパージ通路５０に入り込むブローバイガスの量は、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど多くなる傾向がある。これに対して、ステップＳ１２で駆動されるパージアシスタ５４の回転数Ｎ２は、上述のステップＳ６において、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど高い値に設定される。
【０１００】
そのため、より多くのブローバイガスがパージ通路５０に溜まっている場合には、例えば図５（ｃ）の符号Ｉに示すように、パージアシスタ５４は、より高い回転数Ｎ２で駆動される。このように、パージ通路５０に溜まったブローバイガスの量に応じた回転数Ｎ２でパージアシスタ５４が駆動されることで、パージ通路５０から吸気通路２１へブローバイガスを確実に追い出すことができる。
【０１０１】
また、このようにしてパージアシスタ５４の吐出圧が通常時よりも上昇されている間、蒸発燃料のパージ量が増大される。そのため、時間Ｔ１が経過するまでの間にパージを休止していたことによるパージ量の低減分を相殺することができる。
【０１０２】
続くステップＳ１３では、回転数Ｎ２でのパージアシスタ５４の駆動を開始したときから通常時の回転数Ｎ２に戻すまでのカウントダウンを行う第２タイマの時間Ｔ２が設定済みであるか否かが判定される。
【０１０３】
ステップＳ１３の判定の結果、時間Ｔ２が設定されていない場合、ステップＳ１４で、第２タイマの時間Ｔ２が設定される。時間Ｔ２は、例えば、予め決められた一定の値に設定される。
【０１０４】
ただし、ステップＳ１４において、時間Ｔ２は、ステップＳ６における回転数Ｎ２の設定と同様、ステップＳ４で読み込まれた非過給領域への移行時の過給圧に応じて、該過給圧が高いほど長い時間に設定されてもよい。また、回転数Ｎ２と時間Ｔ２のうちいずれか一方を予め決められた一定の値に設定し、他方を、非過給領域への移行時の過給圧が高いほど大きな値に設定するようにしてもよい。
【０１０５】
ステップＳ１４の時間Ｔ２の設定が完了すると、あるいは、ステップＳ１３において時間Ｔ２が設定済みであると判定されたときは、該時間Ｔ２がカウントダウンされる（ステップＳ１５）。
【０１０６】
続くステップＳ１６では、第２タイマの残り時間Ｔ２がゼロよりも大きいか否か、すなわち、回転数Ｎ２でのパージアシスタ５４の駆動が開始されたときからの経過時間が時間Ｔ２未満であるか否かが判定される。
【０１０７】
ステップＳ１６の判定に基づき、回転数Ｎ２でのパージアシスタ５４の駆動が開始されたときから時間Ｔ２が経過するまでの間は、パージ弁５２が開放された状態で（ステップＳ１１）（図５（ｂ）の符号Ｇ参照）、回転数Ｎ２でのパージアシスタ５４の駆動（ステップＳ１２）（図５（ｃ）の符号Ｈ参照）が継続される。
【０１０８】
ステップＳ１６の判定に基づき、回転数Ｎ２でのパージアシスタ５４の駆動が開始されたときから時間Ｔ２が経過すると、パージアシスタ５４の回転数Ｎ２が通常時の回転数Ｎ１に戻される。これ以降は、パージ条件が成立している限り（ステップＳ１）、パージ弁５２を開放した状態でパージアシスタ５４を回転数Ｎ１で駆動させる通常のパージが行われる。
【０１０９】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【０１１０】
例えば、上述の本実施形態では、過給機２８が、エンジン１の動力によって駆動されるスーパーチャージャである例を説明したが、本発明において、過給機の種類はこれに限られるものでなく、例えば、電動モータの動力によって駆動される電動式のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上のように、本発明によれば、スーパーチャージャの作動が停止されるときに、バイパス通路を逆流した空気がパージ通路に入り込むことを抑制することが可能となるから、スーパーチャージャを搭載した自動車の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【０１１２】
１              エンジン
３              シリンダブロック
４              シリンダヘッド
８              クランクケース
２０            吸気系
２１            吸気通路
２１ａ          上流側通路部
２１ｂ          下流側通路部
２１ｃ          延長通路部
２６            スロットル弁
２８            過給機
３０            電磁クラッチ
３６            バイパス通路
３８            バイパス制御弁
４０            換気通路
４１            ブローバイ通路
４２            空気導入通路
４４            ＰＣＶバルブ
５０            パージ通路
５２            パージ弁
５４            パージアシスタ
６０            排気通路
８８            過給圧センサ
９０            燃料タンク
９２            キャニスタ
１００          ＥＣＵ
１０１          エンジン制御部
１０２          過給制御部（過給制御手段）
１０３          パージ制御部（パージ制御手段）
【図１】
2018031351.tif 000003
【図２】
2018031351.tif 000004
【図３】
2018031351.tif 000005
【図４】
2018031351.tif 000006
【図５】
2018031351.tif 000007