(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に設けられエンジンへの吸入空気流量を制御するスロットル弁と、
燃料タンク内の燃料の蒸発により発生するエバポガスを前記スロットル弁下流の吸気通路にパージするエバポガス処理手段と、
前記エバポガスの前記吸気通路へのパージ流量を演算するパージ流量演算手段と、
前記演算されたパージ流量が予め定めた基準パージ流量以下か否かを判断するパージ流量域判断手段と、
アクセルの踏込み位置を検出するアクセル踏込み位置検出手段と、
前記アクセル踏込み位置に基づいてスロットル弁の開度を演算するとともに、前記パージ流量が基準パージ流量以下の場合に、前記アクセル踏込み位置変化量に対するスロットル弁開度の変化量が小さくなるように、前記スロットル弁の開度を補正演算するスロットル弁開度制御手段と、
前記演算されたスロットル弁開度となるように前記スロットル弁を駆動するスロットル駆動手段とを備えることを特徴とするパージ制御装置。
【請求項２】
前記スロットル弁開度制御手段は、
前記アクセル踏込み位置からスロットル弁の要求開口面積を演算する要求開口面積演算手段と、
前記パージ流量が基準パージ流量以下の場合に、前記アクセル踏込み位置変化量に対する前記開口面積の変化量が小さくなるように前記要求開口面積を補正演算する開口面積補正手段と、
前記演算された要求開口面積に基づいて前記スロットル弁の開度を演算するスロットル弁開度演算手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のパージ制御装置。
【請求項３】
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段を備え、
前記要求開口面積演算手段は、
前記アクセル踏込み位置から目標体積流量比を演算する目標体積流量比演算手段と、
前記目標体積流量比から単位排気量当たりかつ単位エンジン回転当たりのスロットル弁の単位要求開口面積を演算する単位要求開口面積演算手段とを備え、
前記単位要求開口面積にエンジン排気量と前記エンジン回転数検出手段にて検出されたエンジン回転数とを乗算することによって前記要求開口面積を演算することを特徴とする請求項２に記載のパージ制御装置。
【請求項４】
前記開口面積補正手段は、前記アクセルの踏込み位置変化量から体積流量比補正量を演算する体積流量比補正量演算手段と、
前記目標体積流量比を前記体積流量比補正量によって補正する目標体積流量比補正手段とを備えることを特徴とする請求項３に記載のパージ制御装置。
【請求項５】
前記アクセルの踏込み位置変化量が予め定めた基準変化量以上の場合には、前記体積流量比補正量を緩和することを特徴とする請求項４に記載のパージ制御装置。
【請求項６】
エンジンへの吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段を備え、
前記パージ流量演算手段は、前記吸入空気流量に基づいてパージ流量を演算することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載のパージ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料の蒸発により発生する燃料蒸発ガス（以下、「エバポガス」と称する。）の吸気通路へのパージ流量の変動を抑制するパージ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンには、エバポガスが大気中に漏れ出すことを防止するために、エバポガスを一旦キャニスタに吸着させ、このキャニスタとエンジンの吸気通路とを連通するパージ通路に設けたパージ制御弁を開弁することで、吸気通路の負圧を利用してキャニスタ内に吸着されているエバポガスを吸気通路へパージするエバポガス処理装置が備えられている。
【０００３】
エンジンへの吸入空気流量が変化した場合、吸気通路内の負圧が変化するため、エバポガスのパージ流量は変動する。パージされたエバポガスは、吸気通路を介してエンジンへ導入されるため、パージ流量が変動した場合には、エバポガスの燃料成分によって空燃比も変動することになる。
【０００４】
特許文献１には、吸入空気流量の変化に伴うパージ流量の変動率に基づいてフィードバック補正量を算出し、空燃比の変動率が大きい程フィードバック補正量を大きくする蒸発燃料処理装置に関する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−８９７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報に記載された蒸発燃料処理装置は、パージ流量の変動を燃料噴射流量で吸収することによって空燃比の変動を抑制するものである。しかし、パージ流量の変動は抑制することができないため、パージ流量が大きく変動する場合には、それに連動して燃料噴射流量も大きく変動することになり、安定した空燃比制御を行うことができない。
【０００６】
また、エバポガスのパージを定期的に行わないと、ＨＣガスがキャニスタから漏れてしまう場合もあるため、エバポガスのパージ流量には目標パージ流量が設定される。しかし、パージ流量が大きく変動する場合には、パージ流量がばらつくため目標パージ流量が達成できなくなる場合もある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、エバポガスのパージ流量の変動を抑制することができる制御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】
【０００８】
本発明に係るパージ制御装置は、吸気通路に設けられエンジンへの吸入空気流量を制御するスロットル弁と、燃料タンク内の燃料の蒸発により発生するエバポガスをスロットル弁下流の吸気通路にパージするエバポガス処理手段と、エバポガスの吸気通路へのパージ流量を演算するパージ流量演算手段と、演算されたパージ流量が予め定めた基準パージ流量以下か否かを判断するパージ流量域判断手段と、アクセルの踏込み位置を検出するアクセル踏込み位置検出手段と、スロットル弁の開度を演算するスロットル弁開度制御手段と、演算されたスロットル弁開度となるようにスロットル弁を駆動するスロットル駆動手段とを備える。そして、スロットル弁開度制御手段は、アクセル踏込み位置に基づいてスロットル弁の開度を演算するとともに、パージ流量が基準パージ流量以下の場合に、アクセル踏込み位置変化量に対するスロットル弁開度の変化量が小さくなるように、スロットル弁の開度を補正演算する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アクセルの踏込み位置変化量に対してスロットル弁開度の変化量が制限されるため、吸入空気流量の変動を抑制することができる。したがって、パージ流量の変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明が適用されるエンジン、及びその付帯装置の概略を示す構成図である。
【００１１】
１はエンジン、４は吸気通路、３は吸気通路４に設けられエンジン１への吸入空気流量を制御するスロットル弁である。スロットル弁３は、エアフロメータ１１によって検出される吸入空気流量を制御するものであり、ＤＣモータ等からなるスロットル弁駆動手段としてのスロットル弁駆動装置１８によって駆動される。
【００１２】
１０は燃料タンク９内の燃料が蒸発して発生するエバポガスを吸気通路４へパージするためのエバポガス処理手段としてのエバポガス処理装置である。エバポガス処理装置１０は、燃料吸着剤（活性炭）を内蔵したキャニスタ２と、キャニスタ２とエンジン１のスロットル弁３下流の吸気通路４とを連通するパージ通路５に設けられたパージ制御弁６と、パージ制御弁６の現在開度を検出するパージ制御弁開度検出手段としてのパージ制御弁開度センサ１９とを備える。
【００１３】
エバポガス処理装置１０の動作について説明する。燃料タンク９内で発生したエバポガスは、配管７を介してキャニスタ２に導かれ、燃料成分だけがキャニスタ２内の活性炭に吸着され、残りの空気はキャニスタ２に設けられた大気開放弁８から外部に放出される。そして、活性炭に吸着された燃料を処理するには、パージ制御弁６を開き、スロットル弁３下流の吸入負圧を利用して大気開放弁８からキャニスタ２内に新気を導入する。この新気によって活性炭に吸着されていた燃料が離脱し、新気と共にパージ通路５を介して吸気通路４からエンジン１内へ導入される。このように、エバポガスは、キャニスタ２と吸気通路４との圧力差によって吸気通路４にパージされる。
【００１４】
１４は車両に搭載され車両全体の動作を制御するコントローラである。エンジン１の運転条件を検出する手段として、エンジン１への吸入空気流量を検出する吸入空気流量検出手段としてのエアフロメータ１１と、ドライバによって操作されるアクセルペダルの踏込み位置を検出するアクセル踏込み位置検出手段としてのアクセル踏込み位置センサ１５と、スロットル弁３の開度を検出するスロットル弁開度検出手段としてのスロットル弁開度センサ１６と、エンジン１の回転数を検出する回転数検出手段としてのクランク角センサ１７とを備える。クランク角センサ１７は、単位クランク毎に信号を発生するものであり、単位時間当たりの発生信号数を計測することにより、又は信号の発生周期を計測することによってエンジン１の回転数を検出する。これら各種のセンサから出力される情報はコントローラ１４へ入力される。
【００１５】
コントローラ１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、各種センサからの信号に基づいて検出されるエンジン１の運転条件を基に、エンジン１の点火時期、燃料噴射流量、吸入空気流量、及びパージ制御弁６の開閉等の制御を行う。具体的には、目標とするトルクの設定、及びその目標トルクを得るための目標スロットル弁開度の設定等を行い、かつ目標スロットル弁開度となるようにスロットル弁開度の制御等を行う。また、エバポガスのパージ流量の算出を行い、パージ流量に応じて目標スロットル弁開度の補正も行う。なお、ＲＯＭには、後述するマップ、予め設定される設定値、計算式等が記憶されている。
【００１６】
以下、コントローラ１４によって実行されるスロットル弁３の開度制御について、図２を参照して説明する。図２は、スロットル弁３の開度制御を示すフローチャートであり、一定時間毎（例えば、１０ｍｓ毎）にて実行される。
【００１７】
まず、ステップ１にてアクセル踏込み位置センサ１５によって検出されたアクセル踏込み位置ＡＯＲ、及びクランク角センサ１７によって検出されたエンジン回転数Ｎを読み込む。
【００１８】
ステップ２では、ステップ１にて読み込んだアクセル踏込み位置ＡＯＲ及びエンジン回転数Ｎから図３を内容とする第一のマップを検索して、目標トルクＴを求める。なお、図３中の曲線は、等トルク線を示す。
【００１９】
次に、ステップ３では、ステップ２にて求めた目標トルクＴ及びステップ１にて読み込んだエンジン回転数Ｎから図４を内容とする第二のマップを検索して、目標体積流量比ＴＱＨ０を求める。ここで体積流量比ＱＨ０とは、吸入空気流量を、吸気系の開口面積を最大としたときの最大吸入空気流量で割った値である。なお、図４中の曲線は、等ＴＱＨ０線を示す。
【００２０】
ステップ２及びステップ３に代わり、アクセル踏込み位置ＡＯＲからマップを検索して直接目標体積流量比ＴＱＨ０を求めることも可能である。このステップ２及びステップ３が目標体積流量比演算手段に該当する。なお、ハイブリッド車両の場合におけるステップ２は、アクセル踏込み位置ＡＯＲに基づいて車両の出力要求を算出し、その出力要求をエンジン回転数にて除算して目標トルクＴを求める。
【００２１】
ステップ４では、後述するエバポガスのパージ流量ＰＱが、予め定めた基準パージ流量以下か否か、つまり、現在のパージ流量域を判断する。具体的には、図５を内容とする第三のマップを検索することによってパージ流量域を判断する。図５の縦軸はパージ流量ＰＱであり、横軸はキャニスタ２と吸気通路４との圧力差（ブースト）である。図５に示すように、パージ流量は、ブーストの低い領域ではブーストの変化に対して急激に変動し、ブーストの高い領域ではブーストの変化に対して緩やかに変動する特性を有する。これより、基準パージ流量を設定し、パージ流量が急激に変化する領域を低ブースト領域、緩やかに変動する領域を高ブースト領域とする。このステップ４がパージ流量域判断手段に該当する。
【００２２】
エバポガスのパージ流量が低ブースト領域の場合には、僅かなブーストの変化に対してパージ流量は急激に変動する。そこで、低ブースト領域では、パージ流量の変動を抑制するため、以下に示すステップ５及ぶステップ６の開口面積補正手段を実行し、パージ流量変動を抑制するようにする。これに対して、高ブースト領域では、ブーストの変化に対してパージ流量は緩やかに変動するため、開口面積補正手段は実行せず、ステップ７へと進む。
【００２３】
まず、ステップ４にて、エバポガスのパージ流量ＰＱが予め定めた基準パージ流量を超える、つまり、高ブースト領域と判断された場合に進むステップ７について説明する。ステップ７では、ステップ３で求めた目標体積流量比ＴＱＨ０から図６（ａ）を内容とする第四のマップを検索して、単位排気量当たりかつ単位エンジン回転当たりのスロットル弁３の単位要求開口面積ＡＡＤＮＶを演算する（単位要求開口面積演算手段）。そして、さらに、図６（ｂ）に示すように、その単位要求開口面積ＡＡＤＮＶにエンジン排気量Ｖとクランク角センサ１７にて検出されたエンジン回転数Ｎとを乗算することによってスロットル弁３の要求開口面積ＴＡＡを求める（第二の要求開口面積演算手段）。なお、ステップ２、ステップ３、及びステップ７が要求開口面積演算手段に該当する。
【００２４】
次に、ステップ４にて、エバポガスのパージ流量ＰＱが予め定めた基準パージ流量以下、つまり、低ブースト領域であると判断された場合には、ステップ５において、アクセル踏込み位置変化量ΔＡＯＲ（現在値と前回値との差分）から図７を内容とする第五のマップを検索して、体積流量比補正量ΔＱＨ０を求める（体積流量比補正量演算手段）。ステップ６では、ステップ３で求めた目標体積流量比ＴＱＨ０をステップ５で求めた体積流量比補正量ΔＱＨ０を用いて補正し、補正目標体積流量比ＲＴＱＨ０を求める。（目標体積流量比補正手段）。そして、ステップ７にて、補正目標体積流量比ＲＴＱＨ０から、上述したようにスロットル弁３の要求開口面積ＴＡＡを求める。このステップ５、ステップ６、及びステップ７が開口面積補正手段に該当する。
【００２５】
ステップ６にて行われる目標体積流量比ＴＱＨ０の補正は、アクセル踏込み位置変化量ΔＡＯＲに対するステップ７にて求められる要求開口面積ＴＡＡの変化量が小さくなるように行われる。つまり、ステップ３で求められる目標体積流量比ＴＱＨ０における現在値と前回値との差分ΔＴＱＨ０が体積流量比補正量ΔＱＨ０の分だけ小さくなるように補正され、目標体積流量比ＴＱＨ０の変化量に制限が加えられる。
【００２６】
ステップ８では、ステップ７にて求められた要求開口面積ＴＡＡから図８を内容とする第六のマップを検索して、スロットル弁目標開度ＴＴＶＯを求める。このステップ８が、スロットル弁開度演算手段に該当する。また、ステップ２からステップ８までの一連の制御がスロットル弁開度制御手段に該当する。
【００２７】
ステップ９では、スロットル弁開度演算手段によって設定されたスロットル弁目標開度ＴＴＶＯが制御量指令としてスロットル弁駆動装置１８に与えられ、スロットル弁３を目標開度ＴＴＶＯとなるように駆動する。
【００２８】
次に、ステップ４にて用いられるエバポガスのパージ流量の演算方法について説明する。エバポガスのパージ流量ＰＱは、パージ制御弁開度センサ１９によって検出されたパージ制御弁６の開度をＰＶＯ、エアフロメータ１１によって検出された吸入空気流量をＱ、ステップ３にて求められる目標体積流量比ＴＱＨ０から図９を内容とする第七のマップを検索して求められる定数をＡとし、これらと目標体積流量比ＴＱＨ０とを用いて、以下の式（１）によって算出される。なお、第七のマップは、バルブ特性によって定められるものである。
ＰＱ＝Ｑ×ＰＶＯ／ＴＱＨ０／Ａ・・・（１）
このように、エバポガスのパージ流量は吸入空気流量に比例し、吸入空気流量に基づいて演算される。これが、パージ流量演算手段に該当する。
【００２９】
なお、パージ流量演算手段の他の方法として、パージ通路５にエアフロメータを取り付け、直接パージ流量を計測するようにしてもよい。さらに、他の方法として、スロットル弁開度センサ１６にて検出したスロットル弁開度から演算したスロットル弁の開口面積ＡＡと、クランク角センサ１７にて検出したエンジン回転数Ｎと、エンジン排気量Ｖとから、ＡＡＤＮＶ（＝ＡＡ／Ｎ／Ｖ）を算出し、このＡＡＤＮＶからマップを検索して体積流量比ＱＨ０を演算し、このＱＨ０を（１）式のＴＱＨ０の代わりに用いて、パージ流量ＰＱを算出するようにしてもよい。
【００３０】
以上の本実施の形態によれば、パージ流量が低ブースト領域である場合には、ステップ５及び６を経る開口面積補正手段によって求められた要求開口面積ＴＡＡからスロットル弁目標開度ＴＴＶＯを求めるため、スロットル弁開度の変化量を制限することができる。これにより、吸入空気流量の変動が抑制され、ブーストの変化量が抑制されるため、パージ流量の変動が大きい低ブースト領域でもパージ流量の変動を抑制することができる。パージ流量の変動が抑制されることによって、安定した空燃比制御を行うことができ、エミッション悪化を防止することができる。また。目標のパージ流量を達成することも可能となる。
【００３１】
本発明の実施の形態の他の態様として、図７を内容とする第五のマップを、アクセル踏込み位置変化量ΔＡＯＲに応じて、体積流量比補正量ΔＱＨ０が変化するように設定してもよい。例えば、図１０（ａ）に示すように、アクセル踏込み位置変化量ΔＡＯＲに予め基準変化量を設定し、アクセル踏込み位置変化量ΔＡＯＲが基準変化量以上の場合には、体積流量比補正量ΔＱＨ０を緩和、又は体積流量比補正量ΔＱＨ０を完全に無くすように設定してもよい。このように、体積流量比補正量ΔＱＨ０を設定すれば、ドライバーが急加速や急停止したい場合には、スロットル弁開度の変化量が制限されず、アクセル操作に対するスロットル弁３の応答性低下を招くことがない。なお、第五のマップを図１０（ｂ）に示すように、アクセル踏込み位置変化量ΔＡＯＲが基準変化量以上の場合に、体積流量比補正量ΔＱＨ０を所定の傾きで０まで変化させるように設定してもよい。
【００３２】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、車両に搭載され、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた燃料蒸発ガス流量の変動を抑制する制御装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２】スロットル弁の開度制御を示すフローチャートである。
【図３】アクセル踏込み位置ＡＯＲ、エンジン回転数Ｎと目標トルクＴとの関係を表す特性図である。
【図４】目標トルクＴ、エンジン回転数Ｎと目標体積流量比ＴＱＨ０との関係を表す特性図である。
【図５】パージ流量ＰＱとブーストとの関係を表す特性図である。
【図６】目標体積流量比ＴＱＨ０と単位排気量当たりかつ単位エンジン回転当たりのスロットル弁の単位要求開口面積ＡＡＤＮＶとの関係を表す特性図である。
【図７】アクセル踏込み位置変化量ΔＡＯＲと体積流量比補正量ΔＱＨ０との関係を表す特性図である。
【図８】要求開口面積ＴＡＡとスロットル弁目標開度ＴＴＶＯとの関係を表す特性図である。
【図９】目標体積流量比ＴＱＨ０と定数Ａとの関係を表す特性図である。
【図１０】図７の特性図の他の態様を図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  エンジン
２  キャニスタ
３  スロットル弁
４  吸気通路
５  パージ通路
６  パージ制御弁
７  配管
８  大気開放弁
９  燃料タンク
１０  エバポガス処理装置
１１  エアフロメータ
１４  コントローラ
１５  アクセル踏込み位置センサ
１６  スロットル弁開度センサ
１７  クランク角センサ
１８  スロットル弁駆動装置
１９  パージ制御弁開度センサ
【図１】
0004487871.tif 000002
【図２】
0004487871.tif 000003
【図３】
0004487871.tif 000004
【図４】
0004487871.tif 000005
【図５】
0004487871.tif 000006
【図６】
0004487871.tif 000007
【図７】
0004487871.tif 000008
【図８】
0004487871.tif 000009
【図９】
0004487871.tif 000010
【図１０】
0004487871.tif 000011