(57)【要約】【課題】蒸発燃料を吸着する吸着部材の吸着性能を充分に回復できる共に機関の性能の低下が抑制された内燃機関の蒸発燃料吸着装置を提供することである。【解決手段】蒸発燃料吸着装置は、エンジンの停止時に吸気通路７を滞留する蒸発燃料を吸着すると共に、吸気通路７を開閉可能に配置された吸着部材３０と、吸着部材３０に吸着された蒸発燃料をパージするための必要パージ量を推定し、推定された必要パージ量に基づいて吸着部材３０の開度を制御するＥＣＵ１００とを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の停止時に吸気通路を滞留する蒸発燃料を吸着すると共に、前記吸気通路を開閉可能に配置された吸着部材と、
前記吸着部材に吸着された蒸発燃料をパージするための必要パージ量を推定する推定手段と、
前記推定された必要パージ量に基づいて前記吸着部材の開度を制御する制御手段とを備えた、ことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料吸着装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記必要パージ量が少ないほど前記吸着部材を開側に制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料吸着装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記必要パージ量とパージ積算量とを推定し、
前記制御手段は、前記必要パージ量とパージ積算量とに基づいて前記吸着部材の開度を制御する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の蒸発燃料吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の蒸発燃料吸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の吸気通路に配置されたエアクリーナには、内燃機関の停止時に吸気通路を滞留する蒸発燃料（以下、ＨＣと称する）を吸着する吸着部材が内蔵されているものが知られている（特許文献１乃至７参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０３７８６５号公報
【特許文献２】特開２００２−３３２９２４号公報
【特許文献３】特開２００１−２７１７１７号公報
【特許文献４】特開２００１−２６３１７７号公報
【特許文献５】特開２００２−１５５８１４号公報
【特許文献６】特開２００３−１０６２２２号公報
【特許文献７】特開２００３−１５５２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこのような吸着部材の存在は、内燃機関に供給される吸気の抵抗になる。このため、吸入空気量が減少による燃費の悪化、内燃機関の出力の低下、レスポンスの悪化等の、内燃機関の性能が低下する要因になっている恐れがある。一方、このような吸着部材に吸着されたＨＣは、吸気通路を通過する吸入空気によってパージされ、これにより吸着部材の吸着性能を回復させていた。しかしながら、従来のエアクリーナにおいては、吸着部材からＨＣが充分にパージした後においても、吸着部材が吸気の抵抗となっていた。
【０００５】
したがって本発明の目的は、蒸発燃料を吸着する吸着部材の吸着性能を充分に回復できる共に機関の性能の低下が抑制された内燃機関の蒸発燃料吸着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、内燃機関の停止時に吸気通路を滞留する蒸発燃料を吸着すると共に、前記吸気通路を開閉可能に配置された吸着部材と、前記吸着部材に吸着された蒸発燃料をパージするための必要パージ量を推定する推定手段と、前記推定された必要パージ量に基づいて前記吸着部材の開度を制御する制御手段とを備えた、ことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料吸着装置によって達成できる。
【０００７】
この構成により、蒸発燃料の吸着量に応じて吸着部材の開度が制御されるので、吸気への抵抗を抑制しつつ、吸着部材に吸着した蒸発燃料をパージすることができる。従って、蒸発燃料を吸着する吸着部材の吸着性能を充分に回復できる共に、機関の性能の低下が抑制できる。
【０００８】
上記構成において、前記制御手段は、前記必要パージ量が少ないほど前記吸着部材を開側に制御する、構成を採用できる。この構成により、吸気への抵抗を抑制しつつ吸着部材に吸着した蒸発燃料をパージすることができる。
【０００９】
上記構成において、前記推定手段は、前記必要パージ量とパージ積算量とを推定し、前記制御手段は、前記必要パージ量とパージ積算量とに基づいて前記吸着部材の開度を制御する、構成を採用できる。この構成により、吸着部材の角度を最適に制御することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蒸発燃料を吸着する吸着部材の吸着性能を充分に回復できる共に機関の性能の低下が抑制された内燃機関の蒸発燃料吸着装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係る内燃機関の蒸発燃料吸着装置を採用したエンジンシステムの吸気系の概略構成図である。エンジンシステムは、不図示の気筒を開閉する吸気弁１、燃料噴射弁５、吸気通路７、スロットル弁９、スロットル開度センサ９ａ、エアクリーナ１０、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００などを備えている。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などから構成され、エンジンシステム全体の作動を制御する。また、ＥＣＵ１００は、詳しくは後述する吸着部材３０に対するパージ処理を実行する。また、ＥＣＵ１００は、推定手段、制御手段に相当する。
【００１２】
吸気通路７には、スロットル弁９、エアクリーナ１０が配置され、吸気ポート３には、燃料噴射弁５が配置されている。スロットル開度センサ９ａは、スロットル弁９の開度を検出してその検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
【００１３】
また、機関停止中には燃料噴射弁内に保持された燃料がわずかながら燃料噴射弁５から吸気ポート３に漏れだす、いわゆる燃料噴射弁５の油密漏れが生じる場合がある。油密漏れにより吸気ポート３に流出した燃料は、機関停止中に蒸発してＨＣとなる。このため、機関停止中には、吸気ポート３、吸気マニホルド７ｂ、サージタンク７ａ及び吸気通路７にはＨＣが滞留するようになる。特にエンジンの始動前に燃料噴射弁５における燃料を加圧しておく場合には、油密漏れが発生しやすくなる。
【００１４】
機関停止中に吸気通路７にＨＣが滞留すると、ＨＣはエアクリーナ１０の吸着部材３０によって吸着される。吸着部材３０は、ＨＣが吸気通路７を逆流して大気に放出されることを防止する機能を有している。
【００１５】
吸着部材３０は、軽量の金属で形成された薄板状の弁体３０ａと、弁体３０ａを回動可能の支持するヒンジ３０ｂとを有する。また、弁体３０ａには、吸着剤である活性炭シート（不図示）を２枚のメッシュ（不図示）によって挟み込まれる構造となっている。メッシュの目の粗さは、圧損の許容値を満たすように設定されている。
【００１６】
ヒンジ３０ｂには、図示しないステップモータが設けられており、ＥＣＵ１００からの出力に応じて、吸着部材３０は吸気通路７を開閉することができる。また、吸着部材３０は、一定の傾斜角度を有した位置で停止可能であり、吸着部材３０の開閉角度は、ＥＣＵ１００によって制御される。図１は、全閉状態での吸着部材３０を示している。また、ステップモータには、図示しないエンコーダが設けられており、吸着部材３０の開度をＥＣＵ１００に出力可能に構成されている。
【００１７】
吸着部材３０は、ハウジング１０ａの開口より大きな面積を有している。開口が吸着部材３０によって閉鎖されることにより、エアクリーナ１０及びその上流側の吸気通路７が大気から遮断される。このため、エンジン停止時に吸着部材３０が閉弁位置に移動すると、吸気通路７内に発生したＨＣが大気に漏出することが防止される。
【００１８】
次に、ＥＣＵ１００が実行する吸着部材３０のパージ処理について説明する。図２、図３は、ＥＣＵ１００が実行する吸着部材３０に対するパージ処理の一例を示したフローチャートである。尚、本処理は所定の周期で繰り返し実行される。
【００１９】
図２に示すように、ＥＣＵ１００は、イグニッションオフであるか否かを判定し（ステップＳ１）、否定判定の場合にはこの処理を終了する。肯定判定の場合には、ＥＣＵ１００は、吸着部材３０が吸気通路７を完全に遮断するように閉状態にし（ステップＳ２）、エンジンの停止期間を計測するカウンターをインクリメントする（ステップＳ３）。
【００２０】
次に、ＥＣＵ１００は、イグニッションがオンであるか否かを判定する（ステップＳ４）。否定判定の場合には、再度ステップＳ３の処理を実行する。ステップＳ３の処理が繰り返されることにより、ＥＣＵ１００は、エンジンの停止期間を計測する。肯定判定の場合には、ＥＣＵ１００は、エンジンの停止期間をＲＡＭに記憶させる（ステップＳ５）。次に、ＥＣＵ１００は、図４のマップに基づいて、燃料噴射弁５からの油密漏れ量を推定する（ステップＳ６）。図４に示されたマップは、燃料噴射弁５からの油密漏れ量を推定するためのマップであり、横軸に燃圧、縦軸に燃料噴射弁５からの油密漏れ量を示している。ここで、燃圧とは、エンジンの始動前に燃料噴射弁５における燃料に加圧された圧力をいう。燃圧は、燃料の圧力を昇圧するための燃料ポンプの性能や、燃料噴射弁５の内部構造に依存する。尚、図４のマップは、予め実験等によって算出されたものであり、ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。
【００２１】
次に、ＥＣＵ１００は、油密漏れ量から、吸着部材３０を完全にパージするために必要となる必要パージ量を決定する（ステップＳ７）。具体的には、まずＥＣＵ１００は、吸着部材３０の活性炭シートへのＨＣの吸着量を推定する。この吸着量は、単位時間当たりの油密漏れ量と、エンジンの気筒数と、エンジンの停止期間とを乗算することにより推定できる。次に、ＥＣＵ１００は、図５のマップに基づいて、吸着部材３０の活性炭シートに吸着されたＨＣを離脱するために必要となる必要パージ量を推定する。必要パージ量とは、換言すれば、吸着部材３０の活性炭シートに吸着されたＨＣをエンジンに供給される吸入空気によって離脱するために必要となる指数である。図５に示されたマップは、横軸に活性炭シートへ吸着されたＨＣの量、縦軸に必要パージ量を示している。図５に示すように、活性炭シートに吸着されたＨＣの量が多いほど、必要パージ量も多くなる。尚、必要パージ量は、エンジンの排気量や、エアクリーナの形状、活性炭シートの活性炭量などに依存する。このため、図５のマップはあくまで例示であり、これら条件を考慮して適宜変更してもよい。
【００２２】
次に、ＥＣＵ１００は、エンジンに対するユーザからの出力要求があるか否かを判定する（ステップＳ８）。具体的には、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ４０からの出力に基づいてアクセル開度が比較的大きい場合であるか、又はアクセル開度の変化量が開側に比較的大きい場合であるか否かを判定する。アクセル開度が比較的大きい場合とは、例えばアクセル開度が５０度以上開側である場合をいう。アクセル開度が比較的大きい場合には、スロットル弁９が大きく開いて開側に制御され、エンジンに供給される吸入空気量が多くなる。アクセル開度の変化量が開側に比較的大きい場合とは、例えばアクセル開度の１秒あたりの変化量が開側に２０度以上である場合をいう。アクセル開度の変化量が開側に比較的大きい場合とは、例えば加速によってエンジンに供給される吸入空気量が増大するような場合である。肯定判定の場合には、ＥＣＵ１００は、吸着部材３０を全開状態にする（ステップＳ９）。これにより、吸着部材３０が吸気抵抗となることを防ぐことができる。これにより、エンジンの性能の低下を抑制できる。
【００２３】
否定判定の場合には、ＥＣＵ１００は、必要パージ量よりも、パージ積算量が多いか否かを判定する（ステップＳ１０）。パージ積算量とは、詳しくは後述するが、エンジン始動時から現在までの間のパージ量の合計をいう。肯定判定の場合には、ＥＣＵ１００は、吸着部材３０を全開状態にする（ステップＳ９）。即ち、ＥＣＵ１００は、必要パージ量よりも、パージ積算量が多い場合には、吸着部材３０の活性炭シートが充分にパージ済みであると判定して、吸着部材３０を全開状態にする。これにより、エンジンの性能の低下が抑制される。
【００２４】
ステップＳ１０において否定判定の場合、ＥＣＵ１００は、図６に示したマップに基づいて、吸着部材３０の最適な角度を決定する（ステップＳ１１）。図６に示されたマップは、横軸に、既に推定された必要パージ量とパージ積算量との差、縦軸に吸着部材３０の角度を示しめしている。図６に示すように、必要パージ量とパージ積算量との差が大きいほど、吸着部材３０を閉側に制御する。即ち、この差が大きいほど、吸着部材３０が閉側に制御されることにより、吸着部材３０を通過する吸入空気量が増えることになる。尚、図６のマップは、予め実験等によって算出されたものであり、ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。
【００２５】
次に、ＥＣＵ１００は、図７に示したマップに基づいて、上記ステップＳ１１において所定の角度で制御された吸着部材３０の、パージ量を推定する（ステップＳ１２）。図７に示されたマップは、横軸に吸着部材３０の角度、縦軸に吸着部材３０を通過する空気量を示している。図７に示すように、吸着部材３０の角度が開側であるほど、吸着部材３０を通過する空気量は少なくなり、吸着部材３０の開度が閉側であるほど、吸着部材３０を通過する空気量は多くなる。また、吸着部材３０が全開状態にある場合には吸着部材３０を通過する空気量は略ゼロとなり、吸着部材３０が全閉状態にある場合には吸着部材３０を通過する空気量は最大量となる。また、吸着部材３０を通過する空気量と、パージ量とは相関関係を有している。即ち、吸着部材３０を通過する吸入空気量が多いほど、パージ量が増えることになる。このように、吸着部材３０の角度からパージ量が推定される。尚、吸着部材３０が全開状態にある場合におけるパージ量は略ゼロである。また、図７のマップは、予め実験等によって算出されたものであり、ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。
【００２６】
尚、図７には、ｅｇａ（単位時間あたりの吸入空気量）が大きい場合と、中程度の場合と、小さい場合とを示している。
【００２７】
次にＥＣＵ１００は、パージ積算量を推定する（ステップＳ１３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、前回推定されたパージ積算量に、今回推定されたパージ量を加算することにより、エンジン始動時から現在までのパージ積算量を推定する。前回推定されたパージ積算量とは、ステップＳ１３の処理の実行後に、ステップＳ１４、８、１０〜１２を実行して再度ステップＳ１３の処理を実行した場合における、前回のステップＳ１３において推定されたパージ積算量をいう。
【００２８】
次に、ＥＣＵ１００は、イグニッションがオフであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。否定判定の場合、即ちエンジンが始動中である場合には、ＥＣＵ１００は再度ステップＳ８以降の処理を実行する。ステップＳ８、１０において否定判定の場合には、ＥＣＵ１００は、再度ステップＳ１１、１２、１３の処理を実行する。これにより、ＥＣＵ１００は、吸着部材３０のパージ積算量を更新することができる。このようにパージ積算量を更新されるので、必要パージ量からパージ積算量との差から、吸着部材３０を現時点で最適な角度に制御することができる。
【００２９】
尚、ステップＳ１４において、肯定判定の場合には、ＥＣＵ１００は、ＲＡＭに記憶された、パージ積算量及びエンジンの停止期間を消去して（ステップＳ１５、１６）、この一連の処理を終了する。
【００３０】
このように、ＥＣＵ１００は、必要パージ量を推定して、必要パージ量に基づいて吸着部材３０の角度を制御するので、吸着部材３０の活性炭シートの吸着性能を充分に回復できる。また、エンジンに対する指示要求があり、比較的吸入空気量が増大するような場合には、吸着部材３０を全開状態にすることにより、吸着部材３０が吸入空気の抵抗となることが抑制されるので、エンジンの性能の低下を抑制できる。
【００３１】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る内燃機関の蒸発燃料吸着装置を採用したエンジンシステムの吸気系の概略構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行する吸着部材に対するパージ処理の一例を示したフローチャートである。
【図３】ＥＣＵが実行する吸着部材に対するパージ処理の一例を示したフローチャートである。
【図４】燃料噴射弁からの燃料の漏れ量を推定するためのマップである。
【図５】必要パージ量を推定するためのマップである。
【図６】吸着部材の最適角度を決定するためのマップである。
【図７】吸着部材が所定角度で制御された場合でのパージ量を推定するためのマップである。
【符号の説明】
【００３３】
３  吸気ポート
５  燃料噴射弁
７  吸気通路
７ａ  サージタンク
７ｂ  吸気マニホルド
９  スロットル弁
９ａ  スロットル開度センサ
１０  エアクリーナ
１０ａ  ハウジング
３０  吸着部材
３０ａ  弁体
３０ｂ  ヒンジ
４０  アクセル開度センサ
１００  ＥＣＵ（推定手段、制御手段）
【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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