(57)【要約】【課題】燃料蒸気のパージ動作を行うためにエンジンが不必要に始動されることがなく、ハイブリッド電気自動車の動作効率を向上するとともに、運転者にとっての動作透明性を向上し得る燃料蒸気パージの制御方法を提供する。【解決手段】内燃機関であるエンジンを作動又は停止させ得るハイブリッド電気自動車における燃料蒸気のパージを制御する方法であって、ハイブリッド電気自動車の燃料タンク内の液体燃料の量と前回の燃料補給イベントからの継続期間とに基づいて、燃料タンクの状態パラメータf(EV) * f(FE) * f(VC)を判定する工程と、上記燃料タンクの状態パラメータが第一限界閾値を上回るのに応じてエンジンの作動を開始し、燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気をパージする工程と、燃料タンクの状態パラメータが第一限界閾値未満となるのに応じて、エンジンの動作状態に基づいて、燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気を選択的にパージし得る工程とを備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関であるエンジンを作動又は停止させ得るハイブリッド電気自動車における燃料蒸気のパージを制御する方法であって、
上記ハイブリッド電気自動車の燃料タンク内の液体燃料の量、及び、前回の燃料補給イベントからの継続期間に基づいて、燃料タンクの状態パラメータを判定する工程、
上記燃料タンクの状態パラメータが第一限界閾値を上回るのに応じて、上記エンジンの作動を開始し、上記燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気をパージする工程、及び、
上記燃料タンクの状態パラメータが上記第一限界閾値未満となるのに応じて、エンジンの動作状態に基づいて、上記燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気をパージし得る工程、
を備える方法。
【請求項２】
上記エンジンの動作状態は、上記エンジンのシリンダの少なくとも一つにおける燃焼の有無を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
上記エンジンの動作状態は、上記エンジンのスロットル弁の位置を含む、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
上記スロットル弁が全開位置にあるときに、燃料蒸気のパージが行われることがない、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
上記前回の燃料タンクへの燃料補給イベントからの継続期間は、燃料キャップのセンサー信号及び燃料ノズルの挿入信号の少なくとも一つの検出に基づいて判定される、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
上記燃料タンクの状態パラメータを、上記第一限界閾値よりも小さい第二限界閾値と比較する工程、及び、
上記燃料タンクの状態パラメータが上記第二限界閾値未満となるのに応じて、燃料蒸気のパージを行うのを中断する工程、
を更に備える請求項1乃至5のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
上記燃料タンクの状態パラメータが上記第一限界閾値未満となる場合における燃料蒸気のパージは、所定継続期間及び上記ハイブリッド電気自動車の動作モードが変化するまでの少なくとも一つの間、行われる、請求項1乃至6のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
上記所定継続期間は、燃料蒸気キャニスターからパージされる燃料蒸気の蒸気量に基づく、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
上記燃料タンクの状態パラメータは、学習された燃料パラメータに基づく、請求項1乃至8のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
上記学習された燃料パラメータは、平均燃料消費量、及び、燃料補給イベント中の平均液体燃料追加量の少なくとも一つを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
上記燃料タンクの状態パラメータは燃料タンク内の圧力に基づく、請求項1乃至10のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
自動車における燃料蒸気のパージを制御する方法であって、
内燃機関であるエンジンを作動又は停止させ得る工程、及び
上記エンジンの作動中に、ハイブリッド電気自動車の燃料タンク内の液体燃料の量、及び、液体燃料の補給イベント間の継続期間に基づいて、燃料蒸気のパージ動作を行う工程、
を備える方法。
【請求項１３】
上記燃料タンク内の液体燃料の量及び上記液体燃料の補給イベント間の継続期間を、限界閾値と比較する工程、
上記燃料タンク内の液体燃料の量及び上記液体燃料の補給イベント間の継続期間が、限界閾値を上回るのに応じて、上記エンジンの動作を開始する工程、及び、
燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気をパージする工程、
を更に備える請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
上記燃料タンク内の液体燃料の量、及び、液体燃料の補給イベント間の継続期間が、限界閾値を下回るのに応じて、エンジンの動作状態に基づいて、上記燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気をパージし得る工程、
を更に備える請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
上記ハイブリッド電気自動車の燃料タンク内の液体燃料の量、及び、上記液体燃料の補給イベント間の継続期間に基づいて、燃料タンクの状態パラメータを判定する工程、及び
上記燃料タンクの状態パラメータが、限界閾値を上回るのに応じて、上記エンジンの動作を開始し、燃料蒸気のパージ動作を行う工程、
を更に備える請求項12に記載の方法。
【請求項１６】
上記燃料タンクの状態パラメータが上記限界閾値未満となるのに応じて、エンジンの動作状態に基づいて、上記燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気を選択的にパージし得る工程、
を更に備える請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
上記エンジンの動作状態は、上記エンジンのシリンダの少なくとも一つにおける燃焼の有無、及び、上記エンジンのスロットル弁の全開ではない位置を含む、請求項14又は16に記載の方法。
【請求項１８】
燃料蒸気を選択的にパージする工程は、上記ハイブリッド電気自動車の動作モードの変化に応じて中断される、請求項14乃至17のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１９】
上記継続期間は、予め設定された時間を含む、請求項12乃至18のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２０】
内燃機関であるエンジンに供給される液体燃料を貯蔵する燃料タンク、
上記燃料タンクと流体的に連通する燃料蒸気キャニスター、
上記燃料蒸気キャニスターから上記エンジンの吸気マニフォールドに燃料蒸気を放出するパージ弁、
上記吸気マニフォールドに配置されるスロットル弁、及び、
制御器、を備え、
上記制御器は、燃料タンクの状態パラメータが限界閾値を上回るのに応じて、上記スロットル弁を全開位置と異なる位置に位置調整し、上記パージ弁を作動させ、
燃料タンクの状態パラメータが上記限界閾値未満となるのに応じて、上記エンジンの動作中に、上記エンジンの動作パラメータに基づいて上記パージ弁を作動させ得る
燃料システム。
【請求項２１】
上記燃料タンクの状態パラメータは、上記燃料タンク内の液体燃料の量、及び、前回の燃料補給イベントからの継続期間の少なくとも一つに基づく、請求項20に記載の燃料システム。
【請求項２２】
上記エンジンの動作パラメータは、上記スロットル弁の全開状態に対する位置を含む、請求項20又は21に記載の燃料システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料蒸気のパージ方法に関連し、具体的には、ハイブリッド電気自動車における燃料蒸気のパージを制御する方法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の動作中においては、例えばエンジン運転によって生成される熱によって、燃料蒸気が、自動車の燃料システム内で生成され得る。蒸発燃料の量が増加するときには、燃料システム内の圧力が増加する場合がある。そこで、燃料システム内の圧力を調整するために、燃料蒸気を燃料システムから放出することが考えられ得る。しかしながら燃料蒸気を大気中へ放出することは、燃料蒸気排出物の増加をもたらす。このため、燃料システムは、燃料蒸気排出物の放出を防止すべく、燃料システムからの放出に際して燃料蒸気を濾過する燃料蒸気キャニスターを含む場合がある。やがて、燃料蒸気キャニスターは大量の燃料蒸気で満杯となり得る。そこで、パージ動作によって、燃料蒸気が取り除かれる場合がある。燃料蒸気のパージ動作は、燃料経済性が維持しつつ燃料蒸気排出物を低減し得るように、燃料蒸気をエンジンのシリンダ内に導入して燃焼させるべく、エンジン(内燃機関)のマニフォールドに設けられるパージ弁を開放する工程を含み得る。従って、燃料蒸気のパージ動作中においては、エンジンは、燃料蒸気キャニスターからの燃料蒸気をシリンダ内に吸い込みそして燃焼させるべく、エンジン負圧を生成するように動作していることが必要とされる。
【０００３】
ハイブリッド電気自動車において、燃料経済性及びパワートレインの動作効率の増大を実現するために、エンジンは常時動作しているわけではない。従って、たとえ燃料蒸気キャニスター中に燃料蒸気が未だ蓄積している場合であっても、燃料蒸気のパージの機会は、制限され得る。
【０００４】
燃料蒸気のパージを制御するための取組みの一つは、燃料タンク内の圧力と最後のパージ動作からの経過時間とに基づいてパージを行う工程を含む。特許文献1に記載されるように、閾値を上回るこれら指標の一つ又は複数に基づいて、エンジンは、燃料蒸気キャニスターをパージするように始動され得る。
【特許文献１】米国特許第6557534号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の取組みには幾つかの問題点がある。具体的には、所定状態において、エンジンは、燃料蒸気のパージ動作を行うために、不必要に始動される場合がある。例えば、上述の取組みは燃料蒸気キャニスターが燃料蒸気で実質的に満杯になっているときにパージするというだけであるので、ハイブリッド電気自動車の動作は、パージ動作を実行するために不必要に中断され得る。例えば、エンジンを始動するのに余計な燃料が消費され得るので、パージ動作を行うためだけにエンジンを始動することによって、ハイブリッド電気自動車の動作効率は低減される場合がある。更に、エンジン始動イベントの増加は、運転者にとっての動作透明性(operating transparency：ハイブリッド電気自動車におけるパワートレインの動作は、自動車の運転者に気付かれ難く自動制御することが、運転者の違和感を低減するために好適であり、「動作透明性」はその気付かれ難さを示す指標である)を低減する場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の問題点は、例の一つにおいて、内燃機関であるエンジンを選択的に作動可能なハイブリッド電気自動車における燃料蒸気のパージを制御する方法であって、ハイブリッド電気自動車の燃料タンク内の液体燃料の量と前回の燃料補給イベント(event)からの継続期間とに基づいて、燃料タンクの状態パラメータを判定する工程と、上記燃料タンクの状態パラメータが第一限界閾値を上回るのに応じてエンジンの作動を開始し、燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気をパージする工程と、燃料タンクの状態パラメータが第一限界閾値未満となるのに応じて、エンジンの動作状態に基づいて、燃料蒸気キャニスターから燃料蒸気を選択的にパージする工程とを備える方法によって取り組まれ得る。
【０００７】
これによって、燃料タンクの状態に基づいて燃料蒸気のパージを行うことによって、燃料蒸気キャニスターの状態が燃料蒸気の排出物が大気に放出されるのを防止するように調整され、そして、燃料蒸気パージすることだけを目的とするエンジン作動が低減され得る。別の言い方をすれば、パージが必要とされる状態を精度よく判定して、その必要性が高くない状態ではエンジン始動に繋がるパージを行わず、結果的にエンジン始動の頻度が低減可能となる。これらのことから、ハイブリッド電気自動車の動作効率を増加し得る。  具体的には、燃料タンクの状態を考慮することによって、更に具体的には、燃料タンク内の液体燃料の量に基づいて、燃料タンク内に存在すると共に燃料蒸気キャニスターに移動可能な燃料蒸気の量を推測することによって、燃料蒸気のパージ動作は高精度に行われる場合がある。更に、前回の燃料タンクへの燃料補給イベントからの継続期間に基づいて、燃料補給が起こる可能性を推測することによって、ハイブリッド電気自動車の動作効率を改善するハイブリッド電気自動車の動作よりも、燃料蒸気のパージ動作を優先させる判定がなされ得る。例えば、燃料タンクが液体燃料で実質的に満杯であるならば、燃料タンクへの燃料補給イベントが起こる可能性は低いため、燃料蒸気のパージが既に行われているときには、燃料蒸気のパージ頻度、速度、及び/又は継続期間を低減してもよい。別の例として、燃料タンク内の液体燃料の量が減少するとき、燃料タンク内に存在する燃料蒸気の量は燃料タンクに燃料が補給される可能性と共に増加し、この場合には、燃料補給イベントのときに燃料蒸気キャニスターに流入する追加燃料蒸気を処理するための燃料蒸気キャニスター内のスペースを形成するべく、パージ頻度、パージ速度、及び/又はパージ継続期間は増加され得る。
【０００８】
更に、燃料タンクの状態を考慮することによって、燃料蒸気のパージは、運転者にとっての動作透明性が低下し得る燃料蒸気パージを行うためのエンジン調整の必要が全くないように、エンジン運転状態に合わせて調整され得る。別の言い方をすれば、燃料蒸気のパージが、自動車の動作状態に合わせて前提条件付きで行われ得る。このようにして、ハイブリッド電気自動車の動作効率を低減させることなく、燃料蒸気の排出物が規制され、そして自動車の運転者にとっての動作透明性の向上を提供し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本明細書は、内燃機関であるエンジンの動作効率を向上させべく、自動車のエンジン・システムに適用され得る、燃料蒸気パージ・ストラテジー(strategy for fuel vapor purging)の概要を説明する。具体的には、燃料蒸気パージ・ストラテジーは、効率的なエンジン運転を妨げ得る強制的パージ又は優先的パージ(aggressive or prioritized purge)から、公知の燃料システム及びエンジンの動作パラメータに基づく効率的なエンジン動作を容易にする前提条件付きパージ(opportunistic purge)へと移行するように、パージを調整する場合がある。なお、前提条件は後で詳述されるが、例えば、パージ開始時点でエンジンがもともと動作中であることを含み得て、エンジンの作動/停止の制御に何ら影響を与えることなく、エンジンが動作中であることを前提条件として、エンジンの動作状態に基づいてパージ開始の可否が判定されるものを含む場合がある(別の言い方をすれば、ハイブリッド電気自動車のパワートレイン制御によるエンジン停止中にはパージは開始されない)。本発明の燃料蒸気パージ・ストラテジーは、運転者にとっての動作透明性(operating transparency：ハイブリッド電気自動車において自動制御されるパワートレインの動作に対し、運転者にとっての気付かれ難さ度合いを表す指標)の向上と共に、ロバスト性の向上とエンジンの動作効率の向上をもたらし得る。実施形態の幾つかにおいて、本発明の燃料蒸気パージ・ストラテジーは、ハイブリッド電気自動車に適用される場合がある。
【００１０】
図1は、ハイブリッド電気自動車における推進システム(ハイブリッド推進システム)の実施形態の一例を概略的に示す。ハイブリッド推進システムは少なくとも、一つ又は複数のシリンダ30を有するエンジン10、変速機16、駆動輪18又は地面に推進力を伝達する他の適切な装置、そして一つ又は複数のモータ14を含み得る。このようにして、エンジン10又はモータ14の少なくとも一方によって、自動車が駆動され得る。
【００１１】
完全なシリーズ形式のハイブリッド推進システムにおいては、エンジンは、一つ又は複数のモータにて使用されるのに適した形態のエネルギーを生成するように作動され得る。例えば、完全なシリーズ形式のハイブリッド電気自動車(HEV)において、エンジンは、自動車を推進する電気モータを駆動するのに使用されるモータ/ジェネレータによって、電気を生成する場合がある。別の例として、エンジンは、自動車を推進する油圧モータ又は空気圧モータを駆動するのに使用される油圧システム又は空気圧システムにポンプ仕事を供給するように、作動される場合もある。更に別の例として、エンジンは、後で駆動輪に駆動力を加えるためのフライホイール(flywheel：はずみ車)又は類似装置に運動エネルギーを供給するように、作動される場合もある。
【００１２】
パラレル形式のハイブリッド推進システムにおいては、エンジン及び一つ又は複数のモータが、互いに独立して作動され得る。
【００１３】
例の一つとして、 (例えば電気、油圧等の)モータが、駆動輪に供給されるトルクを増減するように選択的に作動されるのと同時に、エンジンは、駆動輪にトルクを供給するように作動される場合がある。別の例として、エンジンが、モータが停止した状態で作動される場合があり、或いは、モータが、エンジンが停止した状態で作動される場合もある。
【００１４】
更に、シリーズ又はパラレルのいずれの形式のハイブリッド推進システム、或いはそれらを組み合わせたものにおいては、エンジン及び/又はモータにより生成されたエネルギーが、モータによって後で使用されるために貯蔵されるのを可能にすべく、エネルギー貯蔵装置が設けられ得る。例えば、回生制動動作が行われる場合があり、そこにおいてモータ/ジェネレータは、駆動輪における運動エネルギーを、エネルギー貯蔵装置における貯蔵に適した形態のエネルギーに変換する場合がある。例えば、HEVにおいては、モータ又は別個のジェネレータが、駆動輪におけるトルク又はエンジンによって生成されたトルクを、エネルギー貯蔵装置において貯蔵される電気エネルギーに変換する場合もある。同様な取組みが、油圧、空気圧、又はフライホイールを含む他の形式のハイブリッド推進システムに適用され得る。
【００１５】
図示された例においては、モータ14の一つ又は複数は、エンジン10によって供給されるトルクの有無に関わらず、動力伝達系にトルクを供給するよう、又は、動力伝達系からトルクを吸収するように動作され得る。従って、ここに記述される取組み及び方法において、他の適切なハイブリッド推進システムの構成又はその変形が、使用され得ることが理解されるべきである。
【００１６】
ここで図2を参照すると、多気筒エンジン10のシリンダ30の一つが示され、そして吸気通路44及び排気通路48がそのシリンダ30に結合されるのが示される。ここに図示及び記述されるエンジン10は、他の形式の車両の中で特に、例えば路上走行自動車のような自動車に搭載され得る。例の幾つかにおいて、エンジン10は、例えばハイブリッド電気自動車(HEV)のような、他のモータ又はエンジンを一つ又は複数有するハイブリッド推進システムの一部として設けられる場合がある。エンジン10の適用例は自動車を関連して記述されることになるものの、エンジン10は、自動車用の推進システムに必ずしも制限されない他の適用にも使用され得ることが理解されるべきである。エンジン10は、制御器12を含む制御装置、及び、入力装置130を介した車両の運転者132からの入力によって、少なくとも部分的に制御され得る。この例において、入力装置130は、アクセルペダル、及び、ペダル位置に比例するペダル位置信号PPを発生するためのペダル位置センサー134を含む。エンジン10の燃焼室(即ち、シリンダ30)は、ピストン36がその中に位置付けられる燃焼室壁32を含み得る。ピストン36は、ピストン36の往復運動がクランク軸40の回転運動に変換されるように、クランク軸40に連結され得る。クランク軸40は、変速装置を介して、乗用自動車の駆動輪の少なくとも一つに連結され得る。更に、スターター・モータは、エンジン10の始動動作を可能とすべく、フライホイールを介してクランク軸40に連結され得る。
【００１７】
燃焼室は、吸気マニフォールド42を通して、吸気通路44から吸気を受け入れ、排気通路48を介して燃焼ガスを排出し得る。吸気通路44と排気通路48は、各々吸気バルブ52と排気バルブ54を介して、燃焼室と選択的に連通することが出来る。実施形態のいくつかにおいては、燃焼室は、二つ以上の吸気バルブ及び/又は二つ以上の排気バルブを含む場合がある。
【００１８】
吸気バルブ52は、電気バルブ・アクチュエーター(EVA)51を介して、制御器12によって制御され得る。同様に、排気バルブ54は、EVA53を介して、制御器12によって制御され得る。幾つかの状態において、制御器12は、吸気及び排気バルブの各々を開閉制御するため、アクチュエーター51及び53に提供される信号を変化させ得る。吸気バルブ52と排気バルブ54の位置は、各々、バルブ位置センサー55及び57によって判定され得る。別の実施形態において、吸気及び排気バルブの一つ又はそれ以上が一つ又はそれ以上のカムによって駆動され得て、バルブの作動を変更するために、カム・プロファイル切換え(cam profile switching : CPS)システム、可変カム・タイミング(variable cam timing : VCT)システム、可変バルブ・タイミング(variable valve timing : VVT)システム、及び、可変バルブ・リフト(variable valve lift : VVL)システムの一つ又はそれ以上を利用し得る。例えば、シリンダ30は、電気的なバルブ駆動を介して制御される吸気バルブと、CPS及び/又はVCTを含むカム駆動を介して制御される排気バルブを選択的に含み得る。
【００１９】
燃料噴射弁66が、電気ドライバ68を介して制御器12から受信したパルス幅信号FPWに比例した燃料をその内部に噴射するために、吸気通路44内に配置されている。このようにして、燃料噴射弁66は、燃焼室内で燃焼され得る燃料のポート噴射として知られる構造を提供する。燃料は、図3を参照して後で詳述される燃料装置によって、燃料噴射弁66に供給され得る。実施形態のいくつかにおいては、燃焼室は、燃焼室内への燃料の直接噴射として知られる構成にてシリンダ30内に配置された、燃料噴射弁を、上記燃料噴射弁66の代わりに、或いは、上記燃料噴射弁に加えて含み得る。
【００２０】
吸気マニフォールド42は、スロットル弁64を有するスロットル62を含み得る。この特定の例では、スロットル弁64の位置は、スロットル62に付属する電気モータ或いはアクチュエーターに供給される信号を介して制御器12によって変えられ、電子スロットル制御（electronic throttle control: ETC）と通常呼ばれる構成であり得る。スロットル62は、この方法により、他のエンジン・シリンダ中でもとりわけ燃焼室30に供給される吸気を変化すべく作動させられ得る。スロットル弁64の位置は、スロットル位置信号TPによって、制御器12に提供され得る。吸気マニフォールド42は、信号MAFと信号MAPの各々を制御器12に提供する質量空気量センサー120とマニフォールド空気圧力センサー122とを含み得る。
【００２１】
点火装置88が、選択された運転モードにおいて、制御器12からの点火進角信号SAに応じて燃焼室に点火プラグ92により点火火花を供給する場合がある。火花点火装置は示されているものの、実施形態のいくつかにおいては、エンジン10の燃焼室、或いは、一つ又はそれ以上の他の燃焼室は、点火火花を用いた圧縮着火モード、或いは、点火火花を用いない圧縮着火モードにて運転され得る。
【００２２】
排気ガスセンサー126が、排出物制御装置70の上流にて排気通路48に結合されているのが示されている。センサー126は、線形酸素センサー、汎用又は広範囲排気ガス酸素(Universal or Wide-range  Exhaust Gas Oxygen :UEGO）センサー、二状態酸素センサー、排気ガス酸素EGO(Exhaust Gas Oxygen）センサー、HEGO(加熱型EGO)センサー、NOXセンサー、HCセンサー、或いはCOセンサー76のような、排気ガスの空燃比の指標を提供するのに適するいかなるセンサーでもあり得る。排出物制御装置70が、排気通路48に沿って、排気ガスセンサー126の下流にて配置されているのが示されている。装置70は、三元触媒(TWC)、NOXトラップ、他の様々な排出物制御装置、或いは、それらの組み合わせであり得る。実施形態のいくつかにおいて、排出物制御装置70は、エンジン10の運転中、エンジンのシリンダの少なくとも一つを特定の空燃比範囲にて運転することによって、周期的にリセットされ得る。
【００２３】
制御器12は、図2において、マイクロプロセッサ・ユニット102、入力/出力ポート104、この特定の例において読み出し専用メモリー(read-only-memory : ROM)チップ106として表される、実行可能なプログラムと校正値のための電子記録媒体、ランダム・アクセス・メモリー(random-access-memory: RAM )108、キープ・アライブ・メモリー（Keep-alive-memory）110、及びデータ・バスを含む、マイクロコンピューターとして示される。制御器12は、エンジン10に結合されたセンサーから、前述の信号に加え、質量空気量センサー120からの吸入質量空気量の計測値(MAF)、ウオーター・ジャケット114に結合された温度センサー112からのエンジン冷媒温度(ECT)、クランク軸40に結合されたホール効果センサー118(又は他の種類のセンサー)からのプロファイル点火ピックアップ信号(PIP)、スロットル位置センサーからのスロットル位置（TP）、及び、センサー122からのマニフォールド圧力信号MAPを含む、種々の信号を受信し得る。エンジン速度信号RPMは、信号PIPから制御器12によって発生され得る。マニフォールド圧力センサーからのマニフォールド圧力信号MAPは、吸気マニフォールド内の負圧又は圧力を指標を提供するために使用され得る。MAPセンサーを設けることなくMAFセンサーを設けるような、又は、その反対のような、上述のセンサーの様々な組み合わせが使用され得ることを記しておく。ストイキ運転の間、MAPセンサーはエンジン・トルクの指標を与え得る。更に、このセンサーは、検出されたエンジン速度に加えて、シリンダ内に導かれる(空気を含む)給気の推定値を提供し得る。例の一つにおいて、エンジン速度センサーとしても使用されるセンサー118は、クランク軸40の回転毎に所定数の等間隔のパルスを生成し得る。
【００２４】
上述したように、図2は、多気筒エンジンのシリンダの一つのみを示したものに過ぎず、シリンダの各々が、それ自身の吸気/排気バルブ、燃料噴射弁、点火プラグ等の組を、同様に含み得る。
【００２５】
ここで図3を参照すると、燃料システムの例示的な実施形態が示される。燃料システム200は燃料タンク202を含む。燃料は、燃料タンク202から、燃料供給パイプ206を通って燃料レール208に、燃料ポンプ204によって汲み出され得る。燃料レール208は、制御器12からの信号FPWに従って、シリンダ30上流のポート内に噴射される燃料を、燃料噴射弁66に分配し得る。燃料タンク202は、燃料を入れるための燃料補給管210を含み得る。燃料補給管210は、運転者による燃料タンクへの燃料補給が可能になるように、燃料タンク202から自動車のボディ外面に延びるように構成され得る。燃料補給管210には、燃料補給中の間に取り外し可能な燃料キャップ212が取り付けられる場合がある。燃料キャップ212は、燃料蒸気が燃料補給管や燃料タンクから漏れ出るのを防止すべく、それが燃料補給管210に取り付けられるときに蒸気の密閉シール(vapor-tight seal)を形成するように構成され得る。燃料キャップ・センサー214が、燃料補給管210の側壁に設置され得る。燃料キャップ・センサー214は、燃料キャップ212が取り外されていること、又は燃料キャップ212が燃料補給管210を密閉する態様にあることを示す信号を制御器12に送信し得る。燃料キャップ・センサー214の信号は、図4乃至図7を参照して後に詳述される例示的な燃料蒸気パージ・ストラテジーの一部として使用され得る。
【００２６】
実施形態の幾つかにおいて、燃料システムは、取外し可能な燃料キャップ212を含まず、その代わりに、燃料補給管210の端部に配設される一方向シール(one way seal)を含む場合がある。そのような構成において、燃料システムは、燃料タンクに液体燃料を補給すべく、燃料分配装置(fuel dispensing device：ガソリンスタンドにおけるフューエル・ノズル)が一方向シールに挿入されるときを検出するセンサーを含み得る。燃料補給管210を密閉するために、他の適切な装置が使用され得ることが理解されるべきである。
【００２７】
燃料タンク202内の液体燃料レベル(液位)は、センサーの計測値を用いて、制御器12によって判定され得る。例えば、実施形態の幾つかにおいて、燃料タンク内の液体燃料の表面に浮かぶ液体燃料レベル計測装置(不図示)が、燃料タンク内の液体燃料の量を判定する場合がある。更に、実施形態の幾つかにおいて、圧力センサー216が、燃料タンク内の圧力を計測し、液体燃料レベルがその圧力の計測値から導き出される場合がある。液体燃料レベルの指標は、計測及び/又は算出による判定に基づいて、運転者に提示され得ることが理解されるべきである。具体的には、制御器12は、計測値及び/又は判定値を受け取り、それに基づいて、燃料タンク一杯(full)と燃料タンクの空(empty)の間で変動し得る液体燃料レベルの指示値を生成する場合がある。指示値は、燃料補給のために自動車の運転者によって使用され得るように、燃料レベル表示器(燃料計)を介して自動車の運転者に表示される場合がある。
【００２８】
燃料システム200は、通気管218を介して燃料タンク202と結合する燃料蒸気キャニスター(以降、キャニスターと表記する)220を更に含む。燃料タンク202内の圧力を調節するために、燃料蒸気は、燃料タンク202から通気管218を通ってキャニスター220に流れ得る。キャニスター220は、キャニスター220によって濾過された空気が通気孔(不図示)を介して大気へ放出されるのを許容する一方で、キャニスター220に流れ込む燃料蒸気を補足し得る。実施形態の幾つかにおいて、キャニスター220は、チャコール(charcoal)を用いて燃料蒸気を濾過する場合がある。燃料蒸気は、燃料蒸気がパージされるまで、チャコールに付着され得る。
【００２９】
キャニスター220の飽和が、種々の運転状態及びイベントに応じて起こり得る。例の一つにおいて、燃料タンクへの燃料補給が、燃料タンク内に存在する燃料蒸気をキャニスターに押しやる場合があり、これがキャニスターの飽和を引き起こす場合がある。別の例として、自動車(又はエンジン)の動作中に生成される熱及び/又は圧力が液体燃料を蒸発させて、キャニスターに移動され得る燃料蒸気を生成し、これがキャニスターの飽和を引き起こす場合もある。
【００３０】
キャニスター220の過飽和や燃料蒸気の大気への放出を回避すべく、燃料蒸気は、パージ弁222を制御することでキャニスター220からパージされ得る。燃料蒸気は、エンジンの動作中に生成されるエンジン負圧を使って、キャニスター220からパージされ得る。例の一つにおいて、エンジン負圧は、スロットル弁64を作動させることによって生成される場合があり、パージ弁222が作動したとき、燃料蒸気がキャニスター220から吸気マニフォールド44内に移動し、そしてシリンダ30に入って燃焼され得る。燃料蒸気を、大気中にではなくてシリンダ30内に導入することによって、燃料経済性が向上され得る。
【００３１】
他の燃料蒸気通気構成及び燃料蒸気パージ構成が、上述の燃料システムにおいて実施され得ることが理解されるべきである。例えば、追加の通気管及び/又はキャニスターが、燃料蒸気を濾過して収容するのに使用される場合がある。別の例として、燃料蒸気パージ・システムが、複数のパージ弁を含む場合もある。
【００３２】
実施形態の幾つかにおいて、燃料蒸気パージ・ストラテジーは、エンジン出力への影響を軽減するため、エンジン低負荷の間に燃料蒸気パージを実行する場合がある。特に、燃料蒸気パージの間にシリンダに流入する燃料蒸気の量が分からない場合がある。燃焼される燃料の量が未知であることは、エンジンの出力制御、特に空燃比に基づくエンジン制御の精度悪化をもたらし得る。別の言い方をすれば、燃焼の後まではパージ流の中に何があるか未知であるので、エンジンの制御性が低下する可能性がある。従って、エンジンの出力変動を軽減するために、例えばアイドル状態のようなエンジン低負荷状態において、燃料蒸気パージが実行され得る。
【００３３】
ハイブリッド電気自動車の動作中には、自動車の効率(例えば燃料経済性)を改善するために、エンジンが所定の状態において停止され得る。エンジン停止状態の結果として、吸気マニフォールド内にてエンジン負圧が生成されず、そして燃焼も起こらない。この場合、燃料蒸気パージが実行されることは不可能である。従って、ハイブリッド電気自動車においては、エンジン運転が制限されるため、燃料蒸気パージの機会もまた制限される。
【００３４】
典型的な実施形態において、自動車の効率性(例えば燃料経済性)及びドライバビリティ(運転のしやすさ)を改善すべく、燃料蒸気パージを調整するための既知の燃料システム関連パラメータを利用する上述の自動車用エンジン及び燃料システムに、本発明の燃料蒸気パージ・ストラテジー（適応パージ制御）が適用され得る。具体的には、パージ判定が、適応燃料蒸気パージ・ストラテジーの一部として、燃料タンク内の液体燃料の量、及び、複数の燃料補給イベント(event)の間の継続期間に基づく場合がある。ここに記述される燃料蒸気パージ・ストラテジーを適用することにより、燃料蒸気パージは、自動車の運転者にとって動作透明性を向上し得る方法にて行われ得る。更に、この制御は、燃料蒸気排出物の大気への放出を低減し、そしてハイブリッド電気自動車におけるパワートレインの動作効率(燃料経済性)を改善するために、ハイブリッド電気自動車のパワートレインに適用され得る。
【００３５】
例の一つにおいて、現時点で燃料タンク内に存在する燃料蒸気の量は、燃料タンク内の液体燃料の量に基づいて推測される場合がある。キャニスターが燃料蒸気で満杯になっていた場合であっても燃料蒸気の大気中への放出を防止するために、各種指示値の中でも特に、燃料タンク内に存在する燃料蒸気の量が、最大パージ速度でのキャニスターのパージを可能にする優先的パージの取組みを規定するのに使用され得る。燃料タンク内の燃料蒸気の量を判定することによって、燃料蒸気パージ・ストラテジーが、自動車の動作領域に亘って生成される燃料蒸気を濾過してパージし得る。
【００３６】
図4は、キャニスターに移動し得る燃料タンク内の燃料蒸気の量を判定するためのルーチン400を示す。ルーチン400は、燃料蒸気パージが、自動車の効率的な動作を阻止しないよう前提条件をクリアして行われ得るかどうかを判定するために、燃料蒸気パージ・ストラテジーの一部として使用され得る。具体的には、キャニスターに移動し得る燃料蒸気の推測量が、燃料蒸気パージが行われ得る緊急レベル又は優先レベルを判定するのに使用される場合がある。
【００３７】
ルーチン400は、ステップ410において開始し、燃料タンク内に存在する液体燃料の量を判定する。実施形態の幾つかにおいて、液体燃料の量は、燃料レベル検出装置によって計測される場合がある。実施形態の幾つかにおいて、液体燃料の量は、算出又は推測に基づいて判定される場合もある。例えば、液体燃料の量は、計測された燃料タンク内の圧力、及び、前回の燃料が補給されてからの燃料消費量の推測から導き出され得る。液体燃料の量は、燃料補給イベント中にキャニスターに移動されられる燃料蒸気の量と相関を持ち得る、燃料タンク内の燃料蒸気の量を判定するのに使用され得る。従って、液体燃料が消費されるに連れて、より多くの燃料蒸気が、キャニスターに移動させ得る燃料タンク内に存在し得る。別の言い方をすれば、より多くの液体燃料が燃料タンク内に存在するほど、燃料補給のときに、キャニスターへ移動されられる蒸発燃料はより少量となる。
【００３８】
次に、ステップ420において、燃料タンク内の圧力が判定され得る。実施形態の幾つかにおいて、燃料タンク内の圧力は、圧力センサーによって計測される場合がある。実施形態の幾つかにおいて、燃料タンク内の圧力は、算出又は推測に基づいて判定される場合もある。燃料タンク内の圧力は、燃料タンク内の燃料蒸気の量を判定するのに使用され得る。
【００３９】
次に、ステップ430において、大気温度が計測され得る。大気温度は、燃料タンク内の燃料蒸気の量を推測するのに使用され得る。実施形態の幾つかにおいて、燃料タンク内の燃料蒸気の量は、計測された大気温度、及び、予測された大気温度に基づいて判定される場合がある。例えば、予測大気温度は、時刻、月日、及び/又は地理的位置に基づく場合がある。例の一つにおいて、昼間における予測大気温度は、真夜中における予測大気温度より高い場合がある。別の例として、冬季における予測大気温度は、夏季における予測大気温度よりも低い場合もある。
【００４０】
次に、ステップ440において、燃料タンク内の燃料蒸気の量が、液体燃料の量、燃料タンク内の圧力、及び大気温度についての関数(f(EV))に基づいて推測され得る。実施形態の幾つかにおいて、燃料タンク内の燃料蒸気の量を判定するときに、燃料システムの他の動作パラメータが考慮され得ることに留意すべきである。上述のルーチンは、燃料補給イベント中にキャニスターに移動させられ得る、燃料タンク内の燃料蒸気の量を推測するため、自動車の動作の間中、繰り返して実行され得る。
【００４１】
例の一つにおいて、現在の燃料タンクの状態が、差し迫った燃料補給イベントの可能性に基づいて、キャニスターに移動させられ得る、燃料蒸気の量の推測値を提供する場合がある。パージ速度、及び/又は、パージ継続期間を低減すべく、強制的パージ/優先的パージから前提条件付きパージへと移行させるのに、各種指示値の中でもとりわけ燃料タンクの状態が使用され得る。選択的に（又は更に加えて）、パージ頻度が、燃料タンクの状態に基づいて、低減される場合がある。
【００４２】
更に、パワートレインの動作効率の改善のみならず、自動車の運転者にとっての動作透明性を向上するために、強制的パージ/優先的パージから前提条件付きパージに移行すべく、燃料蒸気パージ・ストラテジーが、キャニスターにおける燃料蒸気の飽和状態の見通し(以降、キャニスターの飽和見通しと表記する)を判定し得る。例の一つにおいて、キャニスターの飽和見通しは、燃料タンクへの燃料補給イベントが起こる可能性の推測値であり得る。キャニスターの飽和見通しは、燃料タンク内に存在する燃料蒸気の判定量とともに、キャニスターから燃料蒸気をパージする時期を判定するのに使用され得る。キャニスターの飽和見通しは、液体燃料補給についての自動車の運転者の習慣(以降、燃料補給習慣と表記する)に基づいて学習され得る。燃料補給イベントの学習ルーチンは、図5及び図6を参照して後述される。
【００４３】
ここで、図5を参照すると、典型的な液体燃料レベルの監視ルーチンが示される。ルーチン500は、特定の燃料補給イベントのための燃料消費量及び液体燃料レベルに関連する、燃料システムの種々のパラメータを監視して記憶する。このルーチン500は、キャニスターの飽和見通しを判定(又は推測)するのに使用される学習ルーチンの一部として使用され得る、燃料消費量及び燃料補給習慣の指標を提供するために、繰り返し実行され得る。
【００４４】
ルーチン500はステップ510において開始し、燃料キャップの取外しが制御器12によって検出される。燃料キャップ・センサー214が、燃料補給のための燃料キャップの取外しを示す信号を送信する場合がある。
【００４５】
制御器は、燃料キャップを取外しを示す信号が検出されるまで、繰り返してその信号をポーリングし得ることに留意すべきである。或いは、実施形態の幾つかにおいて、燃料補給管内に配置されるセンサーが、フューエル・ノズルの燃料補給管への挿入を検出し、制御器12に信号を送信する場合もある。
【００４６】
次にステップ520において、前回の燃料補給イベントの発生からの継続期間が、最後の燃料キャップ信号を受信してからの経過時間に基づいて算出され得る。その経過時間は、複数の燃料補給イベント間の継続期間を判定するのに使用され得る。燃料補給イベント間の継続期間は、燃料タンクに液体燃料が補給される可能性を判定するのに使用され得る。
【００４７】
次にステップ530において、液体燃料の量が計測されてメモリーに記憶され得る。この計測は、燃料補給前に、液体燃料の量の指標を提供する。実施形態の幾つかにおいて、液体燃料の量は、燃料タンクの他のパラメータから算出される場合がある。
【００４８】
次に、ステップ540において、キャップの取付け(再取付け)が、燃料キャップ信号の受信に基づいて検出され得る。種々の信号の中で特にこの(液体燃料の量の)指標が、燃料補給が行われたことを特定するのに使用され得る。更に、信号はまた、複数の燃料補給イベントの間の継続期間を算出するのに使用されるタイマーをリセットするのに使用され得る。或いは、実施形態の幾つかにおいて、燃料補給管内に配置されるセンサーが、フューエル・ノズルの燃料補給管からの取出しを検出し、制御器12に信号を送信する場合がある。
【００４９】
次にステップ550において、液体燃料の量が計測されてメモリーに記憶され得る。計測された液体燃料の量は、燃料補給中に燃料タンクに追加される燃料の量を判定するのに使用され得る。
【００５０】
上述のルーチンは、自動車の運転者の燃料補給習慣を学習すべく、自動車の動作の間中、多数回繰り返され得ることが理解されるべきである。更に、このルーチンにおいて計測されて記憶された燃料システムのパラメータが、多数回ではなくて、単一の燃料補給イベントを示す場合もある。
【００５１】
ルーチン500は、燃料蒸気パージ・ストラテジーの一部として、現在の燃料タンクの状態とキャニスターの飽和見通しを判定するときに考慮され得る燃料消費量及び燃料補給習慣を表すデータ集合を収集するために、繰り返し実行され得る。
【００５２】
ルーチン500の処理の繰返しによって収集された燃料補給データは、燃料補給イベントが起こる可能性に基づいて、キャニスターの飽和見通しを判定するのに使用され得る。具体的には、判定された燃料補給イベント間の継続期間は、差し迫った燃料補給の可能性と相関を持つ場合がある。別の言い方をすれば、継続期間が増加するに連れて、燃料補給イベントが起こる可能性は高くなる。更に、液体燃料補給イベント中に追加される燃料の量は、燃料タンクが補給されるときに、キャニスターに移動させられ得る燃料蒸気の量を判定するのに使用され得る。
【００５３】
図6は、ルーチン500から生成されるデータ集合から導き出される学習された燃料消費量及び燃料補給習慣に基づいて、キャニスターの飽和見通しを判定するためのルーチン600を示す。ルーチン600はステップ610において開始し、複数の燃料補給イベント間の平均燃料消費量が算出され得る。この算出は、図5を参照して上述されたルーチン500を繰り返し実行されることによって収集された、燃料補給イベントのデータ集合に基づき得る。場合によっては、エンジンの動作が、燃料消費量の算出において考慮され得る。
【００５４】
次にステップ620において、複数の燃料補給イベント間の平均継続期間が算出され得る。この算出は、図5を参照して上述されたルーチン500を繰り返し実行されることによって収集された、燃料補給イベントのデータ集合に基づき得る。場合によっては、継続期間は経過時間に基づく場合がある。場合によっては、継続期間は、自動車の移動距離に基づく場合もある。実施形態の幾つかにおいて、継続期間は他の測定基準に基づく場合があることが理解されるべきである。
【００５５】
次にステップ630において、燃料タンクの平均補給量が算出され得る。この算出は、図5を参照して上述されたルーチン500を繰り返し実行されることによって収集された、燃料補給イベントのデータ集合に基づき得る。液体燃料の平均量は、燃料補給のときに、キャニスターに移動されそうである燃料蒸気の量を推測するのに使用され得る。
【００５６】
次にステップ640において、燃料補給イベントが起こる可能性が、学習された燃料補給データから判定され得る。燃料補給イベントが起こる可能性は、他のパラメータの中でも特に、複数の燃料補給イベント間の継続期間、及び、複数の燃料補給イベント間の平均燃料消費量を考慮した液体燃料レベルの関数(f(FE))に基づき得る。実施形態の幾つかにおいて、自動車の他の動作パラメータが、関数f(FE)において考慮され得ることが理解されるべきである。例えば、時刻が、関数f(FE)において考慮される場合がある。この時刻は、燃料補給イベントが真夜中又は早朝の間には起こりそうにないことから、関数f(FE)において重み付けされる場合がある。更に、燃料補給イベントが起こる時刻は、ルーチン500において監視された学習パラメータであり得る。従って、自動車の運転者の学習された燃料補給習慣は、関数f(FE)において考慮され得る。
【００５７】
ルーチン600は、燃料補給イベントが起こる可能性を判定するために、自動車運転の間中、繰り返して実行され得る。燃料補給イベントが起こる可能性(関数f(FE)により算出)は、燃料補給イベントのときに移動可能な燃料蒸気の量(関数f(EV)により算出)とともに、燃料蒸気パージ・ストラテジーの一部としてハイブリッド電気自動車の動作を制御するために、考慮され得る。燃料蒸気パージ・ストラテジーは、図7を参照して後で詳述される。
【００５８】
上述したように、燃料蒸気のパージは、エンジンの動作によって制限され得る。それ故、ルーチン400及びルーチン600においてなされた判定に従って、燃料蒸気パージのパージ速度及び/又は継続期間及び/又はパージ頻度を低減するように燃料蒸気パージ・ストラテジーを調整することによって、燃料蒸気パージを目的とするハイブリッド電気自動車のエンジン(内燃機関)の作動が低減され得て、同様にハイブリッド電気自動車の動作効率が向上し得る。更に、移動可能な燃料蒸気の量、燃料補給イベントの起こる可能性、及びパージされる燃料蒸気の濃度又は量は、ハイブリッド電気自動車の動作中に前提条件付きでパージを行うために、燃料蒸気パージ・ストラテジーに使用されるキャニスターの飽和見通しの推測を提供し得る
例えば、燃料補給イベントが起こる可能性が低く、及び/又は、移動可能な燃料蒸気の量が小さいと判定されるならば、エンジンが現在動作している場合にのみ、燃料蒸気パージが行われ得る。別の言い方をすれば、燃料蒸気パージ・ストラテジーは、燃料蒸気パージのためにはエンジンを運転し得ない。このようにして、燃料蒸気パージ・ストラテジーが、燃料蒸気をパージすることを目的としたエンジン始動の頻度を減少させることから、動作の透明性が向上され、自動車の運転者はより滑らかな及び/又はより静かなハイブリッド電気自動車の動作を知覚し得る。
【００５９】
更に、上述したように、未知量の燃料が燃焼されることから、エンジン制御は、燃料蒸気パージ中に影響を受ける場合がある。しかしながら、パージされる燃料蒸気の量又は濃度は、燃焼より下流にて計測される空燃比に基づいて推測され得る。従って、燃料タンク状態、及び、キャニスターの飽和見通しを判定し、そして、燃料蒸気パージのパージ速度及び/又は継続期間及び/又はパージ頻度を低減するように燃料蒸気パージ・ストラテジーを調整することによって、エンジン制御の精度が維持され得る。
【００６０】
ここで図7を参照すると、燃料蒸気パージ・ストラテジーの典型的な実施形態が示される。燃料蒸気パージ・ルーチン700(又はストラテジー)は、ハイブリッド電気自動車のパワートレインの動作効率又は自動車の動作透明性を必ずしも低下させることなく、キャニスターをパージするために、燃料タンクにおける現在の燃料蒸気の状態、及び、キャニスターの飽和見通しを考慮し得る。具体的には、ルーチンは、燃料蒸気排出物の大気への放出を防止するために、キャニスターをパージする必要があるかどうかを判定し、そしてパージを促進するためにエンジンの動作を調整する場合がある。更に、ルーチンは、ハイブリッド電気自動車のパワートレインの動作効率を低下させることなく、パージが望ましいかどうか、及び/又は、パージが可能であるかどうかを判定するために、燃料タンクの状態、及び、キャニスターの飽和見通しを使用し、そして、ハイブリッド電気自動車の更に効率的な動作のために、前提条件付きでパージするように、或いは、燃料蒸気パージ動作を延期するように、燃料蒸気パージ動作を調整し得る。
【００６１】
ルーチン700はステップ710において開始し、燃料タンク内に存在するキャニスターに移動可能な燃料蒸気の量 (関数f(EV)により算出)、燃料補給イベントが起こる可能性(関数f(FE)により算出)、及びキャニスターからパージされる燃料蒸気の濃度又は量(関数f(VC)により算出)を用いて、燃料タンクの状態パラメータ(f(EV) * f(FE) * f(VC))を生成する。この状態パラメータ(f(EV) * f(FE) * f(VC))の値は、第一限界閾値以上であるか否かが判定され得る。第一限界閾値は、キャニスターが燃料蒸気で実質的に満杯になる上側領域を規定し得る。キャニスターが第一制限閾値以上である所定状態においては、キャニスターへの追加の燃料蒸気が、燃料蒸気の大気への放出を引き起こす場合がある。上述されたように、関数f(EV)及び関数f(FE)は、図4乃至図6に示されたルーチンに従って設定され得る。更に、関数f(VC)は、キャニスターからパージされる燃料蒸気の量(又は濃度)に基づいて設定され得る。例の一つにおいて、関数f(VC)は、キャニスターからパージされる燃料蒸気の量を判定するために、燃焼後に計測される空燃比に基づいて設定される場合がある。キャニスターからパージされる燃料蒸気のパージ濃度(及び/又は、量)を考慮することによって、キャニスターの飽和見通しが推測され得る。例えば、燃料蒸気のパージが行われ、そしてパージされた燃料蒸気の濃度が減少するならば、キャニスターに存在する燃料蒸気の量が低減されると予測され、そして f(VC)により算出される値(キャニスターからパージされる燃料蒸気の濃度又は量)は低減される場合がある。
【００６２】
従って、燃料タンクの状態パラメータ(f(EV) * f(FE) * f(VC))が、第一限界閾値以上であると判定されるならば、ルーチン700はステップ720に進み、強制的(又は優先的)パージが行われ得る。そうでなくて、燃料タンクの状態パラメータ(f(EV) * f(FE) * f(VC))が第一限界閾値未満であると判定されるならば、ルーチン700はステップ750に進む。
【００６３】
第一限界閾値は、例えばキャニスターの容量、大気温度、自動車の動作モード等のような種々の燃料システムのパラメータに基づいて、予め決定されることに留意すべきである。実施形態の幾つかにおいて、第一限界閾値は、燃料システムの部品寿命及び機能性パラメータ、及び、燃料システムの他の適切なパラメータに基づいて調整可能である。
【００６４】
実施形態の幾つかにおいて、燃料タンクの状態パラメータ(f(EV) * f(FE) * f(VC))は、図4乃至図6を参照して上述された種々の燃料システムのパラメータに基づく関数であり得る。実施形態の幾つかにおいて、関数f(FE)により算出される値は、関数f(EV) により算出される値及び/又は関数f(VC) により算出される値よりも、大きく影響を及ぼし得るように、より大きな重み付け係数が設定される場合がある。
【００６５】
ルーチン700の説明を続けると、キャニスターが実質的に燃料蒸気で満杯になる、或いは、満杯になりそうであると判定されるならば、燃料蒸気の大気への放出を防止するために、強制的(又は優先的)パージが行われ得る。燃料蒸気排出物の増加を防止するための燃料蒸気のパージのためにハイブリッド電気自動車の動作が中断され得るので、燃料蒸気は強制的にパージされると見なされ得る。別の言い方をすれば、燃料蒸気パージは、ハイブリッド電気モード(エンジンを停止してモータ作動)又はスロットル全開モード(エンジン作動)のいずれかでの動作による高い動作効率よりも、優先度を有し得る。
【００６６】
ステップ720において、燃料蒸気パージ工程が開始されて、キャニスター220からパージされた燃料蒸気が燃焼され得るように、エンジン10(内燃機関)が始動され得る。
【００６７】
次にステップ730において、キャニスター220から放出された燃料蒸気をシリンダ30内に吸い込んで燃焼するためのエンジン負圧を生成するように、スロットル弁64の位置が調整され得る。所定条件において、スロットル弁64は、キャニスター220が迅速にパージされ得るように、キャニスター220からの燃料蒸気を吸い出すための最大負圧を生成すべく、位置設定される場合がある。
【００６８】
次にステップ740において、燃料蒸気パージが、燃料蒸気のパージ弁64を用いて開始され得る。燃料蒸気パージは、所定の継続期間の間行われる場合がある。実施形態の幾つかにおいて、継続期間は、キャニスター220内に存在する燃料蒸気の推測量が所望量を下回るまでの時間であり得る。実施形態の幾つかにおいて、継続期間は予め設定された時間であり得る。実施形態の幾つかにおいて、継続期間は、燃焼サイクル、又は、例えばパージ流における燃料蒸気量のような、エンジンの他の適切な動作パラメータに基づく場合がある(例えば、燃料蒸気量が小さいならば、強制的パージから、前提条件付きパージ、又はパージ停止に移行する場合がある)。ステップ740の後には、リターンに進む。
【００６９】
ステップ750において、燃料タンクの状態パラメータ(f(EV) * f(FE) * f(VC))は、第二限界閾値と比較され得る。第二限界閾値は、第一限界閾値よりも小さく、キャニスター220が燃料蒸気を一部収容するものの、キャニスター220が燃料タンク202から多くの燃料蒸気を受け入れる容量を有する中間領域を規定し得る。この中間領域においては、燃料蒸気は、キャニスター220の利用可能な容量を増加するために、選択的にパージされる場合がある。しかしながら、この中間領域においては、キャニスター220が、燃料蒸気を大気中に放出することなく、多くの燃料蒸気を受け入れる容量を有するため、燃料蒸気のパージはエンジン10の動作によって指示される場合がある。別の言い方をすれば、燃料タンク202の状態パラメータが、中間領域にあると判定されるときに、燃料蒸気パージは、現在の自動車の動作状態に応じてのみ行われ得る。例えば、ハイブリッド電気自動車が電気推進モードにて動作していて、そしてエンジン10が動作していないならば、ハイブリッド動作による動作効率の増大のために、燃料蒸気パージが延期され得る。
【００７０】
このように、燃料タンク202の状態パラメータが第二限界閾値以上であると判定されるならば、ルーチン700はステップ760に進み、前提条件付きパージが行われ得る。そうでなくて、キャニスター220が、キャニスター220内に存在する燃料蒸気が少量である第三領域にあると判定されるならば、ルーチン700はリターンに進み得る。
【００７１】
ステップ760において、エンジンが動作しているかどうか判定され得る。エンジンは、燃料蒸気パージを行うという目的のために、ハイブリッド電気自動車のためのパワートレイン制御(エンジンの作動/停止)が全く中断されることがように、その動作が判定され得る。エンジンが動作していると判定されるならば、ルーチン700はステップ770に進む。そうでなくて、エンジンが動作していないと判定されるならば、ルーチン700はリターンに進む。
【００７２】
次にステップ770において、スロットル弁64が全開位置にあるかどうかが判定され得る。スロットル弁64が全開であると判定されるならば、エンジン負圧は生成されず、従って燃料蒸気は、キャニスター220から放出されないとともに、燃焼のためにシリンダ30内に移動し得ない。更に、スロットル弁64は、エンジンの動作効率に(例えば悪い)影響を及ぼし得るエンジン負圧を生成するために、全開位置とは離間する位置に位置設定される必要があり得る。従って、スロットル弁64が全開であると判定されるならば、効率的なエンジン10の効率的な動作のために、燃料蒸気パージ動作は延期され、ルーチン700はリターンに進む。そうでなくて、スロットル弁64が全開でないと判定されるならば、燃料蒸気パージにとって適切な状態であることが判定されて、ルーチン700は燃料蒸気パージが行われ得るステップ780に続く。
【００７３】
ステップ780において、キャニスター220のパージが開始される。燃料蒸気パージ動作が、パージ弁222を開くことによって開始し得る。燃料蒸気が、スロットル弁64の開閉状態に依存する速度にて、エンジン10のシリンダ30に入り得る。燃料蒸気パージが、所定継続期間の間、又は、エンジン10の動作が変化して、燃料蒸気パージにとって不適切な状態になるまで、行われ得る。例の一つにおいて、燃料蒸気パージは、スロットル弁64が全開位置に調整されるときに中断される場合がある。別の例として、燃料蒸気パージは、エンジン10の動作が停止するときに中断される場合もある。燃料蒸気パージがエンジン10の動作変化によって中断されなければ、燃料蒸気パージは、キャニスター220が実質的に空になるか又はキャニスター220内の燃料蒸気の量が所望レベルを下回るまで、或いは、前提条件付きパージのための条件が満たされなくなるまで、行われ得る。実施形態の幾つかにおいて、燃料蒸気パージの継続期間は、例えばパージ速度、キャニスター容量、大気温度等のような、燃料蒸気パージの種々のパラメータから導き出されるキャニスター220内に存在する燃料蒸気の推測量に基づく場合がある。ステップ780の後はリターンに進む。
【００７４】
実施形態の幾つかにおいて、現在のキャニスター220の状態が実質的に空である、若しくは、燃料蒸気の量が所定レベルを下回ると判定されるので、前提条件付きパージは行われ得ない。
【００７５】
上述の燃料蒸気パージ・ストラテジーにおいては、優先的パージの取組みが、燃料蒸気排出物の大気への放出を防止するために行われ得る。具体的には、優先的パージの取組みが、燃料蒸気の大気放出による燃料蒸気排出物の増加を妨げるために、ハイブリッドの動作を中断する場合がある。別の言葉で言えば、優先的パージの取組みは、燃料蒸気排出物の増加を防止するために、行われる場合がある。
【００７６】
更に、燃料蒸気パージ・ストラテジーは、キャニスター220が燃料蒸気で満杯になっていないと判定されるときに、優先的パージの取組みが行われず、その代わりに前提条件付きパージの取組みが行われ得る。前提条件付きパージの取組みは、ハイブリッド電気自動車のパワートレインの動作効率を低下させることなく、燃料蒸気パージが行われるのを許容し得る。具体的には前提条件付きパージは、可能であれば、ハイブリッドの動作、又は、更に効率的なエンジン10の他の動作のために、延期される場合がある。更に、前提条件付きパージは、ハイブリッド電気自動車の現在の動作状態に応じて行われ得る。燃料タンク202の状態、より具体的には燃料タンク内に存在する燃料蒸気の量、及び、燃料補給イベントが起こる可能性に応じてパージすることによって、燃料蒸気パージ(即ち、速度/継続期間/頻度)が、ハイブリッド自動車の動作効率、及び、自動車の運転者にとっての動作透明性を改善するように調整され得る。このようにして、単に燃料蒸気パージのためのエンジン10の作動頻度は低減され、そしてハイブリッド電気自動車のパワートレインの効率は維持され得る。
【００７７】
実施形態の幾つかにおいて、上述の燃料蒸気パージ・ストラテジーは、エンジン制御ロジック及び/又はハイブリッド電気自動車のパワートレインの制御ロジックに組み込まれ得ることに留意すべきである。
【００７８】
図8は、図7を参照して上述された燃料蒸気パージ・ストラテジーにおける、種々の燃料蒸気パージの取組みに応じた燃料蒸気パージ動作を図示する。具体的には、燃料タンク202の状態パラメータ(f(EV) * f(FE) * f(VC))と、種々の燃料蒸気パージの取組みとが、自動車の動作中における時間軸上で、グラフを使って示される。燃料タンク202の状態パラメータは、第一限界閾値及び第二限界閾値に基づいて三つの異なる燃料蒸気パージ領域に、分類され得る。即ち、燃料タンクの状態パラメータが、キャニスター220が燃料蒸気で実質的に満杯になっていることを示す第一制限閾値を上回り、第一領域にあるときに、強制的パージが行われ得る。燃料タンクの状態パラメータが、第二限界閾値と第一限界閾値の間にあるとき、燃料タンクの状態パラメータはキャニスターが部分的に充満していることを示す第二領域にあり、前提条件付きパージが行われ得る。燃料タンクの状態パラメータが、第二限界閾値を下回るとき、燃料タンクの状態パラメータはキャニスターが少量の燃料蒸気を有する又は実施的に空であることを示す第三領域にあり、燃料蒸気のパージは行われ得ない。
【００７９】
このように、燃料タンクの状態パラメータに基づいて燃料蒸気パージ動作を調整することによって、燃料蒸気パージが、大気に放出される燃料蒸気の量を低減する又は実質的に除去するように行われ得る。更に、燃料蒸気パージ動作は、自動車の動作効率を改善するため、そして、自動車の運転者に知覚される動作透明性を改善するために、低減又は変更され得る。
【００８０】
実施形態の幾つかにおいて、燃料蒸気パージ・ストラテジーは、上述のルーチンの全てを含み得ることが理解されるべきである。或いは、実施形態の幾つかにおいて、燃料蒸気パージ・ストラテジーは、その燃料蒸気パージ・ストラテジーを調整するために所定ルーチンのみを含む場合がある。
【００８１】
更に、上述の燃料蒸気パージ・ストラテジーは、ハイブリッド電気自動車でない自動車(例えば、内燃機関によってのみ推進される自動車)に適用され得ることが理解されるべきである。この燃料蒸気パージ・ストラテジーにおいて、スロットル弁の全開動作は、燃料タンクの状態パラメータが限界閾値以上であるときに、燃料蒸気パージ動作のために、中断され得る。更に、燃料タンクの状態パラメータが限界閾値以上でないならば、スロットル弁の全開モードにおいて自動車が動作していないときに、燃料蒸気は選択的にパージされる場合がある。
【００８２】
上述したように、燃料タンクの状態パラメータは、他のパラメータの中でも特に、燃料タンク内に存在する液体燃料の量、及び、前回の燃料補給イベントからの継続期間に基づき、前者は、燃料補給イベント時にキャニスターに移動可能な燃料蒸気の量を推測するのに使用され、後者は、燃料補給イベントが起こる可能性を推測するのに使用され得る。実施形態の幾つかにおいて、燃料タンクの状態パラメータが、キャニスターからパージされる燃料蒸気の量に基づく場合がある。
【００８３】
従って、自動車の動作は、燃料蒸気の大気への放出を防止すべく、スロットル弁の全開動作を行うことなく、燃料蒸気をパージするように調整され得る。更に、燃料蒸気パージは、燃料蒸気パージのために強制的に中断されることがない自動車の現在の動作に応じて、前提条件のもとで行われ得る。このようにして、燃料蒸気パージの頻度、速度、及び/又は継続期間が低減されるので、動作効率、及び、ロバスト性が改善され得る。なお、上述の実施形態においては、燃料タンクの状態パラメータf(EV) * f(FE) * f(VC)が、(ステップ710にて)第一限界閾値を上回るときには、強制的パージを行い(ステップ740)、(ステップ750にて)第一限界閾値未満で第二限界閾値を上回るときには、前提条件付きパージを行い(ステップ780)、第二限界閾値未満であるときにはパージを停止するように構成されているが、これに代替して、上記燃料タンク内の液体燃料の量及び上記液体燃料の補給イベント間の継続期間が、(ステップ710のように)第一限界閾値を上回るときには、(ステップ740のように)強制的パージを行い、(ステップ750のように)第一限界閾値未満で第二限界閾値を上回るときには、(ステップ780のように)前提条件付きパージを行い、第二限界閾値未満であるときにはパージを停止するように構成されることも可能である。この場合、ステップ720、730、760、及び770は上述の実施形態と同じく実行されることも可能である。
【００８４】
ここに含まれる制御及び判断ルーチンの例は、様々なエンジン及び/又は車両システム構成と共に使用され得ることに留意すべきである。ここに記述された具体的なルーチンは、イベント・ドリブン、インターラプト・ドリブン、マルチ・タスキング、マルチ・スレッディングなどのような、一つ又は二つ以上の処理ロジックを表し得る。記述される種々の動作、作用、又は機能は、それ自体、記述された順番で、又は並行して実行され、或いは場合によっては、一部が削除される場合もある。同様に、処理の順番は、ここに記載された実施形態の例の特徴及び利点を達成するために必須のものではなく、図示と説明を簡単にするために提供されたものである。図示された動作や機能の一つ又は二つ以上は、使用される具体的なロジックによっては、反復して実行される場合がある。更に、記載された動作は、エンジン制御装置内のコンピューター読み取り可能記憶媒体の中にプログラムされるべきコードを視覚的に表すものであり得る。
【００８５】
数の変形例が可能であるため、これらの具体的な実施形態が本発明を限定する意味で考慮されるべきでないことは理解できるであろう。例えば、上述の方法は、V型6気筒エンジン、直列4気筒エンジン、直列6気筒エンジン、V型12気筒エンジン、対向4気筒エンジン、及びその他のエンジン形式に適用され得る。本明細書の主題は、ここに記載された種々の装置及び構成そして、他の特徴、機能及び/又は属性の、全ての新規で非自明の組み合わせ及び一部組み合わせを含む。
【００８６】
特許請求の範囲は、新規で非自明と見なされる特定の組み合わせ及び一部組み合わせを具体的に示す。これらの特許請求の範囲は、「一つの」構成要素、又は「第一の」構成要素、又は、それらの同義語に言及し得る。そのような特許請求の範囲は、その構成要素が一つ又はそれ以上あるものを含み、その構成要素が二つ以上あるものを要求もしなければ、除外もしないと理解されるべきである。開示されている特徴、機能、構成要素及び/又は属性の他の組み合わせ及び一部組み合わせが、本件特許請求の範囲の補正又は本出願又は関連出願の新しい請求の範囲の提供によって、請求され得る。最初の特許請求の範囲の権利範囲より広い特許請求の範囲、狭い特許請求の範囲、同じ特許請求の範囲、又は異なる特許請求の範囲であろうと、そのような特許請求の範囲もまた、本明細書の主題に含まれると見なされる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明のハイブリッド電気自動車における推進システムの概略図である。
【図２】エンジンの例示的な実施形態の概略図である。
【図３】燃料システムの例示的な実施形態の概略図である。
【図４】燃料蒸気キャニスター内の燃料蒸気の量を判定するためのルーチンを表すフローチャートである。
【図５】典型的な液体燃料レベルの監視ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】キャニスターの飽和見通しを推測するためのルーチンを表すフローチャートである。
【図７】燃料蒸気パージ・ストラテジーの典型的な制御ロジックを表すフローチャートである。
【図８】燃料タンクの状態パラメータ(f(EV) * f(FE) * f(VC))と、燃料蒸気パージの取組みとの関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００８８】
10  エンジン
12  制御器
30  シリンダ
42  吸気マニフォールド
64  スロットル弁
202  燃料タンク
212  燃料キャップ
220  燃料蒸気キャニスター
222  パージ弁
【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】
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【図８】
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