(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給器を備えた内燃機関に搭載され、
燃料タンクで発生した蒸発燃料を捕集するキャニスタと、
前記キャニスタから延びて前記内燃機関の吸気通路におけるコンプレッサの上流に接続されたパージ通路と、
前記パージ通路の途中に設けられたパージポンプと、を備え、
前記キャニスタに捕集した蒸発燃料を含むパージガスを前記過給器による過給中に前記パージ通路を通じて前記吸気通路に導入するパージ装置であって、
前記吸気通路における前記パージ通路との接続部分に設けられ、前記パージ通路と前記吸気通路との連通及び非連通を切り替え可能な切替弁と、
前記キャニスタ又は前記パージ通路に設けられて内圧を検出するセンサと、
前記パージポンプの駆動中かつ前記過給器の過給中に前記パージ通路と前記吸気通路との連通状態を連通から非連通に切り替えるように前記切替弁を駆動した際の前記センサによる検出値の変化が所定値未満である場合に、前記吸気通路と接続されていた前記パージ通路の通路端が前記吸気通路から外れていると判定する制御装置と、を備えている
ことを特徴とするパージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料タンク内に発生した蒸発燃料をキャニスタに捕集し、捕集した蒸発燃料を含むパージガスをキャニスタから内燃機関の吸気通路に導入するパージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載される内燃機関には、燃料タンクで発生した蒸発燃料をキャニスタに捕集し、捕集した蒸発燃料を含むパージガスをキャニスタから吸気通路に導入（パージ）するパージ装置を備えたものがある。こうしたパージ装置を備える内燃機関にあっては、機関運転中にパージガスを吸気通路に導入することにより、キャニスタ内から脱離した蒸発燃料が内燃機関の燃焼室で燃焼され、キャニスタによる蒸発燃料の捕集能力が回復するようになる。
【０００３】
また、特許文献１に記載のパージ装置は、過給器を備える内燃機関に搭載され、キャニスタから吸気通路におけるコンプレッサより上流に接続されたパージ通路を備えている。そして、特許文献１に記載のパージ装置では、コンプレッサによる過給が行われている時に、コンプレッサの上流に生じる負圧を利用して、パージ通路を介してパージガスを吸気通路に導入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６‐３４８９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、パージ装置では、吸気通路と接続されるパージ通路の通路端が吸気通路から外れるおそれがあり、こうしたパージ通路の通路端の外れを好適に検出する必要がある。しかし、過給中にコンプレッサの上流の吸気通路にパージガスを導入するパージ通路においては、通路端が吸気通路に接続されている場合と通路端が吸気通路から外れてしまった場合とにおけるパージ通路内の圧力の変化等が小さく、通路端の外れを検出しにくくなっている。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気通路のコンプレッサより上流に接続されるパージ通路の通路端が吸気通路から外れていることを好適に検出することができるパージ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためのパージ装置は、過給器を備えた内燃機関に搭載され、燃料タンクで発生した蒸発燃料を捕集するキャニスタと、キャニスタから延びて内燃機関の吸気通路におけるコンプレッサの上流に接続されたパージ通路と、パージ通路の途中に設けられたパージポンプと、を備え、キャニスタに捕集した蒸発燃料を含むパージガスを過給器による過給中にパージ通路を通じて吸気通路に導入するものである。また、このパージ装置は、吸気通路におけるパージ通路との接続部分に設けられ、パージ通路と吸気通路との連通及び非連通を切り替え可能な切替弁と、キャニスタ又はパージ通路に設けられて内圧を検出するセンサと、パージポンプの駆動中にパージ通路と吸気通路との連通状態を切り替えるように切替弁を駆動した際のセンサによる検出値の変化が所定値未満である場合に、吸気通路と接続されていたパージ通路の通路端が吸気通路から外れていると判定する制御装置と、を備えている。
【０００８】
パージポンプの駆動中に切替弁によってパージ通路と吸気通路とが連通状態とされると、パージ通路を介してキャニスタから吸気通路におけるコンプレッサより上流にパージガスが導入されるため、キャニスタやパージポンプより上流のパージ通路の内圧は大気圧よりも低圧となる。一方、パージポンプの駆動中に切替弁によってパージ通路と吸気通路とが非連通状態とされると、上記のような吸気通路におけるコンプレッサより上流へのパージガスの導入がなされないため、キャニスタやパージポンプより上流のパージ通路の内圧は連通状態とされているときよりも高圧となる。
【０００９】
また、パージポンプより下流のパージ通路では、連通状態とされているときには、パージポンプから吐出されたパージガスが吸気通路に導入される一方、非連通状態とされると上記のような吸気通路へのパージガスの導入がなされなくなるため、連通状態から非連通状態に切り替えられると内圧が高くなる。反対に、非連通状態から連通状態に切り替えられると内圧が低くなる。
【００１０】
このようにパージポンプが駆動されているときのキャニスタやパージ通路の内圧は切替弁の状態の変化に応じて変化する。
このため、パージ通路の通路端が吸気通路から外れていない場合では、パージポンプの駆動中に、切替弁によってパージ通路と吸気通路との連通状態を切り替えると、キャニスタやパージ通路の内圧がある程度大きく変化する。一方、パージ通路の通路端が吸気通路から外れている場合では、パージ通路の通路端が吸気通路に設けられている切替弁から外れた状態となっている。このため、パージポンプの駆動中に、パージ通路と吸気通路との連通状態を切り替えるように切替弁を駆動しても、キャニスタやパージ通路の内圧はそれほど変化しない。
【００１１】
そこで、上記構成では、パージポンプの駆動中に連通状態を切り替えるように切替弁を駆動した際のセンサによる検出値の変化が所定値未満である場合に、パージ通路の通路端が吸気通路から外れていると判定するようにしている。このため、パージ通路の通路端が吸気通路から外れていなければセンサによってある程度大きな内圧の変化が検知されるはずの状態においてそれ程大きな内圧の変化が検知されていないことを検知し、その結果に基づいてパージ通路の通路端が吸気通路から外れていることを判定することができる。
【００１２】
このように、上記構成によれば、パージ通路の通路端が吸気通路から外れていることを好適に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のパージ装置と同パージ装置が搭載された内燃機関とを示す模式図。
【図２】同実施形態に係る制御装置が実行する判定処理の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、パージ装置の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すように、パージ装置３０が搭載されている内燃機関１０の吸気通路１１には、吸気上流側から順に、エアクリーナ１２、過給器１４のコンプレッサ１５、インタークーラ１８、及びスロットル弁２０が設けられている。内燃機関１０の排気通路２１には、過給器１４のタービン１６が設けられている。
【００１５】
パージ装置３０は、燃料タンク２９で発生した蒸発燃料を捕集する活性炭等の吸着材が設けられたキャニスタ３２と、同キャニスタ３２に捕集した蒸発燃料を含むパージガスを吸気通路１１に導入するパージ通路４０とを備えている。燃料タンク２９とキャニスタ３２とは通路３１を介して接続されている。
【００１６】
パージ通路４０は、キャニスタ３２から延びて吸気通路１１におけるコンプレッサ１５より上流に接続されている。また、パージ通路４０の途中には分岐通路４５が接続されている。すなわち、パージ通路４０は、キャニスタ３２から分岐箇所４４までの上流通路４１と、分岐箇所４４から吸気通路１１との接続部分までの下流通路４２とで構成されている。また、分岐通路４５は、吸気通路１１におけるスロットル弁２０より下流に接続されている。
【００１７】
上流通路４１の途中には、同上流通路４１から下流通路４２や分岐通路４５を介して吸気通路１１にパージガスを流入させるべく駆動されるパージポンプ５１が設けられている。また、上流通路４１のパージポンプ５１より下流には、同上流通路４１から下流通路４２や分岐通路４５に流入するパージガスの流量を調整すべく開度制御される流量調整弁５２が設けられている。
【００１８】
下流通路４２には、分岐箇所４４から吸気通路１１との接続箇所へと向かうパージガスの流れのみを許容し、その逆方向の流れを許容しない一方弁５３が設けられている。また、分岐通路４５にも同様に、分岐箇所４４から吸気通路１１との接続箇所へと向かうパージガスの流れのみを許容し、その逆方向の流れを許容しない一方弁５４が設けられている。
【００１９】
キャニスタ３２の本体３２ａには、同本体３２ａ内の空気を外部に放出したり、外部の空気を同本体３２ａ内に取り込んだりすることが可能な大気連通路３３が設けられている。この大気連通路３３には、同大気連通路３３の内圧Ｐを検出するセンサとして内圧センサ７１が設けられている。なお、本実施形態では、キャニスタ３２の本体３２ａ、大気連通路３３、及び本体３２ａにおける通路３１やパージ通路４０との接続部分を含んでキャニスタ３２が構成されている。すなわち、内圧センサ７１はキャニスタ３２内の内圧を検出するセンサである。
【００２０】
吸気通路１１における下流通路４２との接続部分には、下流通路４２と吸気通路１１との連通及び非連通を切り替え可能な切替弁７２が設けられている。切替弁７２は、吸気通路１１における下流通路４２との接続部分にて吸気通路１１と一体に形成されている。
【００２１】
パージ装置３０において、パージポンプ５１、流量調整弁５２、及び切替弁７２の駆動は制御装置８０によって制御される。すなわち、パージ装置３０は、パージポンプ５１、流量調整弁５２、及び切替弁７２を制御する制御装置８０を含む態様で構成されている。なお、制御装置８０は、内燃機関１０の各種機関運転制御を実行する制御装置を兼ねている。制御装置８０には、パージポンプ５１、流量調整弁５２、及び切替弁７２の制御を含めた内燃機関１０の各種運転制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵが設けられている。また、制御装置８０には、各種運転制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ等も設けられている。そして、制御装置８０には、上記切替弁７２等が接続されている。
【００２２】
制御装置８０には、内圧センサ７１等の各種センサが接続されている。そして、制御装置８０は、接続された各種センサ等からの信号に基づき、機関回転速度や機関負荷等の機関運転状態を把握する。そして、その把握した機関運転状態に基づいて切替弁７２等を制御する。こうして吸気通路１１に導入するパージガスの流量制御をはじめ、ウェイストゲートバルブの開閉制御等、各種機関運転制御が制御装置８０を通じて実施される。
【００２３】
内燃機関１０の運転停止中には、パージポンプ５１の駆動が停止されるとともに流量調整弁５２及び切替弁７２が閉弁状態とされる。燃料タンク２９内で生じた蒸発燃料と空気との混合気は、通路３１を通じてキャニスタ３２に導入される。キャニスタ３２内に導入された混合気中の蒸発燃料は、同キャニスタ３２の吸着材によって捕集され、混合気から蒸発燃料が除去された後の空気は、キャニスタ３２の大気連通路３３からキャニスタ３２外に放出される。
【００２４】
一方、内燃機関１０の運転中では、内燃機関１０の複数の学習領域について空燃比フィードバック補正係数の学習が完了していること等のパージ実行条件が成立したことを条件に、パージポンプ５１が駆動されるとともに流量調整弁５２及び切替弁７２が開弁状態とされる。これにより、大気連通路３３を介してキャニスタ３２内に流入した空気によって同キャニスタ３２の吸着材から蒸発燃料が脱離し、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスが吸気通路１１に導入されるようになる。
【００２５】
なお、過給器１４による過給が行われているか否かによって、パージガスの流通経路は異なる。過給器１４による過給中には、パージ通路４０を介してパージガスが吸気通路１１に導入される。こうした過給器１４による過給中には、吸気通路１１におけるコンプレッサ１５より下流の圧力が高くなる。そのため、流量調整弁５２を開弁状態にしてパージポンプ５１を駆動していたとしても一方弁５４が閉弁し、分岐通路４５からはパージガスは導入されない。一方で、過給中であっても吸気通路１１におけるコンプレッサ１５より上流の圧力は大気圧相当であるため、一方弁５３が開弁し、パージガスは下流通路４２を介して吸気通路１１に導入される。
【００２６】
また、過給器１４による過給が行われていないときには、スロットル弁２０の下流に負圧が発生するため、一方弁５４が開弁し、上流通路４１及び分岐通路４５を介してパージガスが吸気通路１１に導入される。
【００２７】
そして、吸気通路１１に導入されたパージガス中の蒸発燃料は、内燃機関１０の燃焼室内で燃焼されることによって処理される。
また、このパージ装置３０の制御装置８０は、吸気通路１１と接続されるパージ通路４０の通路端、すなわち下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れているか否かを判定する判定処理を行う。この判定処理は、機関運転中に所定周期で繰り返し実行される。
【００２８】
図２に示すように、この判定処理が開始されると、まず、過給器１４による過給中か否かが判定される（ステップＳ１１０）。なお、過給中であるか否かは、例えば、ウェイストゲートバルブが閉じているか否かに応じて判定することができる。すなわち、ウェイストゲートバルブが開いているときには、タービン１６を迂回させて排気を流していることになるため、過給中ではないと判定することができ、ウェイストゲートバルブが閉じているときには、排気がタービン１６を通過していることになるため、過給中であると判定することができる。過給中であると判定されると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、上記のパージ実行条件が成立しているか否かが判定される（ステップＳ１２０）。一方、過給中でないと判定されると、（ステップＳ１１０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。また、上記のパージ実行条件が成立していないと判定される場合も（ステップＳ１２０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
【００２９】
上記のパージ実行条件が成立していると判定されると（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、切替弁７２を開弁状態から閉弁状態とする（ステップＳ１３０）。なお、ここではパージ実行条件の成立に伴って開弁状態とされている切替弁７２を閉弁状態とする。こうした切替弁７２の開弁状態の変更によって、下流通路４２と吸気通路１１とが連通状態から非連通状態へと切り替えられる。
【００３０】
そして、切替弁７２による切り替え前と切り替え後とでの内圧センサ７１による検出値である大気連通路３３の内圧Ｐの差が所定値Ｐａ以上であるか否かが判定される（ステップＳ１４０）。本実施形態では、上記の差が所定値Ｐａ以上であるか否かを判定することにより、パージ通路４０と吸気通路１１との連通状態を切り替えるように切替弁７２を駆動した際の内圧の変化が所定値以上であるか否かを判定し、その結果に基づいて下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れているか否かを判定するようにしている。
【００３１】
具体的には、このステップＳ１４０では、ステップＳ１３０を実行する直前、すなわち下流通路４２と吸気通路１１とが連通状態であるとき大気連通路３３の内圧Ｐｆから、そのとき（ステップＳ１４０が実行されているとき）の内圧、すなわちステップＳ１３０が実行されて下流通路４２と吸気通路１１とが非連通状態であるときの大気連通路３３の内圧Ｐｎを引いた差の絶対値が所定値Ｐａ以上であるか否かが判定される。
【００３２】
そして、切替弁７２による切り替え前と切り替え後とでの大気連通路３３の内圧Ｐの差が所定値Ｐａ以上であると判定されると（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、すなわち連通状態を切り替えるように切替弁７２を駆動した際の内圧の変化が所定値以上であるときには、下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れていないと判定される（ステップＳ１５０）。一方、切替弁７２による切り替え前と切り替え後とでの大気連通路３３の内圧Ｐの差が所定値Ｐａ未満であると判定されると（ステップＳ１４０：ＮＯ）、すなわち連通状態を切り替えるように切替弁７２を駆動した際の内圧の変化が所定値未満であるときには、下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れていると判定される（ステップＳ１６０）。こうして下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れていると判定されると、警告灯の点灯等が行われることにより、パージ通路４０が吸気通路１１から外れていることが運転者に報知される。なお、所定値Ｐａは、内圧Ｐｆから内圧Ｐｎを引いた差の絶対値が所定値Ｐａ未満であるときに下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れていると判定できる値に設定されており、実験等によってあらかじめ設定された値である。
【００３３】
ステップＳ１５０及びステップＳ１６０のいずれかの処理が行われると、切替弁７２を閉弁状態から開弁状態に戻し（ステップＳ１７０）、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
【００３４】
パージポンプ５１の駆動中に切替弁７２によって下流通路４２と吸気通路とが連通状態とされると、パージ通路４０を介してキャニスタ３２から吸気通路１１におけるコンプレッサ１５より上流にパージガスが導入されるため、キャニスタ３２の内圧は大気圧よりも低圧となる。一方、パージポンプ５１の駆動中に切替弁７２によってパージ通路４０と吸気通路１１とが非連通状態とされると、上記のような吸気通路１１におけるコンプレッサ１５より上流へのパージガスの導入がなされないため、キャニスタ３２の内圧は連通状態とされているときよりも高圧となる。
【００３５】
このため、下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れていない場合では、パージポンプ５１の駆動中に、切替弁７２によって下流通路４２と吸気通路１１との連通状態を切り替えると、キャニスタ３２の内圧がある程度大きく変化する。一方、下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れている場合では、下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１に設けられている切替弁７２から外れた状態となっている。このため、パージポンプ５１の駆動中に、下流通路４２と吸気通路１１との連通状態を切り替えるように切替弁７２を駆動しても、キャニスタ３２の内圧はそれほど変化しない。
【００３６】
そこで、本実施形態では、パージポンプ５１の駆動中に連通状態を切り替えるように切替弁７２を駆動した際の内圧Ｐの差が所定値Ｐａ未満であり、内圧Ｐの変化が所定値未満である場合に、下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れていると判定するようにしている。このため、下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れていなければ内圧センサ７１によって所定値Ｐａ以上の内圧Ｐの差（変化）が検知されるはずの状態において所定値Ｐａ以上の内圧Ｐの差（変化）が検知されていないことを検知し、その結果に基づいて下流通路４２の通路端４２ａが吸気通路１１から外れていることを好適に判定することができる。
【００３７】
なお、上述の実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・パージポンプ５１の配設位置を下流通路４２に変更してもよい。こうした形態においても、パージポンプ５１の駆動によって下流通路４２を介して吸気通路１１にパージガスを導入させることができるため、上述の実施形態と同様に判定処理を行うことが可能である。なお、過給器１４による過給が行われていないときには、吸気通路１１のスロットル弁２０より下流に生じる負圧によって一方弁５４が開弁し、分岐通路４５を通じてパージガスが吸気通路１１に吸い出されるため、上流通路４１にパージポンプ５１が設けられていなくてもパージガスを吸気通路１１に導入することができる。
【００３８】
・内圧センサ７１の配設位置は、キャニスタ３２とパージ通路４０との中で自由に変更可能である。すなわち、内圧センサ７１の配設位置を、キャニスタ３２の本体３２ａにおけるパージ通路４０との接続部分としてもよいし、上流通路４１や下流通路４２の途中としてもよい。こうした形態においても、内圧センサ７１の配設位置に応じて、パージ通路４０の通路端の吸気通路１１からの外れ判定に用いる所定値Ｐａを適当な値に設定すれば、上述の実施形態と同様に判定処理を行うことが可能である。
【００３９】
・パージ通路４０と吸気通路１１との連通状態を切り替えるように切替弁７２を駆動した際の内圧の変化が所定値以上であるか否かを判定することができるのであれば、図２の判定処理のステップＳ１４０の内容は適宜変更することができる。例えば、内圧Ｐｆと内圧Ｐｎとの比が所定値以上であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００４０】
・パージポンプ５１の吐出量を増大させることにより、過給器１４による過給が行われていないときに分岐通路４５を介して吸気通路１１にパージガスを導入しつつも、一方弁５３を開弁させて下流通路４２を介して吸気通路１１にパージガスを導入することができる。この形態において、パージポンプ５１の吐出量を下流通路４２の通路端４２ａの吸気通路１１からの外れ検出が可能な程度に増大させることができれば、図２の判定処理のステップＳ１１０を省略してもよい。
【００４１】
・パージポンプ５１の駆動中に切替弁７２の開閉を複数回行い、その間の内圧Ｐの変化の大きさに基づいてパージ通路４０の通路端の吸気通路１１からの外れ判定を行うようにしてもよい。例えば、連通状態から非連通状態に切り替わり、非連通状態から連通状態に切り替わるまでの間の内圧Ｐの変化の大きさに基づいてパージ通路４０の通路端の吸気通路１１からの外れ判定を行ったり、２回以上開閉を繰り返してその間の内圧Ｐの変化の平均値や最大値、最小値に基づいて判定を行ったりするようにしてもよい。
【００４２】
・分岐通路４５を省略し、吸気通路１１におけるコンプレッサ１５より上流の部分からのみ吸気通路１１にパージガスを導入するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１４…過給器、１５…コンプレッサ、２９…燃料タンク、３０…パージ装置、３２…キャニスタ、３２ａ…本体、３３…大気連通路、４０…パージ通路、４１…上流通路、４２…下流通路、４２ａ…通路端、５１…パージポンプ、７１…内圧センサ、７２…切替弁、８０…制御装置。
【図１】
0006531659.tif 000002
【図２】
0006531659.tif 000003