(57)【要約】【課題】空燃比制御に反映させるためのパージ流量を精度良く推定可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。【解決手段】キャニスタ３１の重量を測定し、得られたるキャニスタ３１の蒸発燃料の吸着による重量の増加分及び蒸発燃料のパージ時のエンジンの吸気系に発生する吸気圧に応じて、蒸発燃料のパージ時の蒸発燃料のパージ流量を推定する、構成とした。これによれば、パージ流量を精度良く推定可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクで発生する蒸発燃料を回収するキャニスタと、
前記キャニスタに回収された蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするエバポパージ手段と、
前記内燃機関に供給される燃料と空気との混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記空燃比センサの検出する空燃比が目標空燃比となるように、前記エバポパージ手段による蒸発燃料のパージ流量を考慮しつつインジェクタから内燃機関の吸気系への燃料の噴射量を調整する空燃比制御手段と、
前記空燃比制御手段が考慮するパージ流量を推定するパージ流量推定手段と、
前記キャニスタの重量を測定する重量測定手段と、を有し、
前記パージ流量推定手段は、前記重量測定手段により得られる前記キャニスタの蒸発燃料の吸着による重量の増加分及び前記エバポパージ手段による蒸発燃料のパージ時の内燃機関の吸気系に発生する吸気圧に応じて、蒸発燃料のパージ時の蒸発燃料のパージ流量を推定する、
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記重量測定手段は、内燃機関の停止中に初期状態の重量を測定し、
前記パージ流量推定手段は、パージ開始時は初期状態の重量を用いてパージ流量を推定し、パージ実施後は排出されたパージ流量に応じて重量を減算した推定値を用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記パージ流量推定手段の推定したパージ流量を吸気温及び燃料成分の少なくとも一方に応じて補正する補正手段を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記パージ流量推定手段は、前記キャニスタの重量増加分よりパージ濃度を算出し、前記パージ濃度及び吸気圧からパージ流量を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、燃料タンク内に発生した蒸発燃料が大気中に放出されることを抑制するために、この蒸発燃料をキャニスタで捕集するようにした蒸発燃料処理機構が備えられている。この蒸発燃料処理機構では、キャニスタによる蒸発燃料の捕集量に限界があるため、機関運転中にキャニスタから蒸発燃料を脱離させて、これをパージ通路を通じて吸気通路に導入し、燃焼室で燃焼させる、いわゆるパージ処理が行われる。このようなパージ処理が行われることでキャニスタの蒸発燃料捕集性能は回復されるようになる。
【０００３】
上記のような蒸発燃料処理機構を備えた内燃機関に空燃比制御を適合させるには、燃焼室に供給される本来の混合気に対してパージ処理による燃料が付加されることから、そのパージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を行う必要がある。例えば、特許文献１は、パージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を行う技術を開示している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８１０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、パージ流量やパージ濃度は、例えば、パージ処理実施中の空燃比の挙動に応じて、加減算を繰り返しながら推定し、空燃比制御に反映させている。
しかしながら、パージ流量やパージ濃度の推定値の精度が低いと、パージ処理実施中に意図しない空燃比の乱れが発生することがある。また、パージ濃度が高い場合、算出される推定値が収束するまである程度時間を要するため、推定値に到達するまではパージ流量を増やすことができない。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、空燃比制御に反映させるためのパージ流量を精度良く推定可能な内燃機関の制御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】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料タンクで発生する蒸発燃料を回収するキャニスタと、前記キャニスタに回収された蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするエバポパージ手段と、前記内燃機関に供給される燃料と空気との混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、前記空燃比センサの検出する空燃比が目標空燃比となるように、前記エバポパージ手段による蒸発燃料のパージ流量を考慮しつつインジェクタから内燃機関の吸気系への燃料の噴射量を調整する空燃比制御手段と、前記空燃比制御手段が考慮するパージ流量を推定するパージ流量推定手段と、前記キャニスタの重量を測定する重量測定手段と、を有し、前記パージ流量推定手段は、前記重量測定手段により得られる前記キャニスタの蒸発燃料の吸着による重量の増加分及び前記エバポパージ手段による蒸発燃料のパージ時の内燃機関の吸気系に発生する吸気圧に応じて、蒸発燃料のパージ時の蒸発燃料のパージ流量を推定する、ことを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、前記重量測定手段は、内燃機関の停止中に初期状態の重量を測定し、前記パージ流量推定手段は、パージ開始時は初期状態の重量を用いてパージ流量を推定し、パージ実施後は排出されたパージ流量に応じて重量を減算した推定値を用いる、構成を採用できる。
【０００９】
上記構成において、前記パージ流量推定手段の推定したパージ流量を吸気温及び燃料成分の少なくとも一方に応じて補正する補正手段を有する、構成を採用できる。
【００１０】
上記構成において、前記パージ流量推定手段は、前記キャニスタの重量増加分よりパージ濃度を算出し、前記パージ濃度及び前記パージ空気量からパージ流量を算出する、構成を採用できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、空燃比制御に反映させるためのパージ流量を精度良く推定可能な内燃機関の制御装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関の概略構成図である。
【００１３】
図１に示すように、内燃機関１０には、燃料タンク２１に接続された燃料供給経路を介してその燃焼室１１に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１２と、この噴射された燃料と吸入空気と混合体である混合気に点火を行う点火プラグ１３とがそれぞれ設けられている。また、燃焼室１１には、吸気通路１４及び排気通路１５がそれぞれ接続されている。この吸気通路１４の途中には、サージタンク１６が設けられており、更にその上流側には、吸入空気量を調量するスロットルバルブ１７が設けられている。
【００１４】
一方、この内燃機関１０には蒸発燃料処理機構３０が設けられている。この蒸発燃料処理機構３０は、ベーパ通路３２を介して上記燃料タンク２１に接続されたキャニスタ３１、このキャニスタ３１と上記吸気通路１４にあってスロットルバルブ１７の下流側とを接続するパージ通路３３、キャニスタ３１内に大気を導入する大気導入通路３４、並びにパージ通路３３を開閉するパージバルブ３５を備えて構成されている。また、キャニスタ３１には、キャニスタ３１の重量を測定する重量センサ６０が設けられており、重量センサ６０の検出信号は、後述する電子制御装置４０へ入力される。
【００１５】
燃料タンク２１に発生する蒸発燃料（以下、ベーパという）は、燃料タンク２１からベーパ通路３２を通じてキャニスタ３１内に導入され、その内部に設けられた吸着材に一旦吸着される。そして、パージバルブ３５が開かれ、キャニスタ３１内に大気導入通路３４を通じて大気が導入されることによって、このキャニスタ３１内に吸着されているベーパがパージ通路３３を通じてサージタンク１６内に導入される。このベーパに含まれる燃料は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料と共に、燃焼室１１において燃焼される。また、このようにして吸気通路１４にパージ処理されるベーパの燃料量は、パージバルブ３５の開度に基づいて調節される。このパージバルブ３５は電気信号に基づいて開度調節される電磁弁であり、デューティ信号を受けてその開度が制御される。
【００１６】
内燃機関１０に対するこうしたパージ制御、並びに燃料噴射弁１２の燃料噴射量を補正する空燃比制御等は電子制御装置４０によって行われる。電子制御装置４０は、中央演算装置４１（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路、及び外部出力回路等から構成されている。そして、上述したような各種制御を実行するために、内燃機関１０の運転状態等を検出する各種センサが接続されており、これらセンサからの検出信号が適宜電子制御装置４０に取り込まれる。
【００１７】
電子制御装置４０には、排気通路１５に設けられて排気中の酸素濃度（混合気の空燃比）を検出するための空燃比センサ５２や、吸気通路１４内の圧力即ち吸気圧ＰＭを検出する吸気圧センサ５１の検出信号がそれぞれ入力されている。なお、吸気圧ＰＭ等に基づいて後述するパージ処理時のパージ空気量を算出することができる。また、クランクシャフトの回転角を検出し、この検出信号に基づいて機関回転速度ＮＥや同クランクシャフトの位置を検出するクランク角センサ５３、スロットルバルブ１７の開度を検出するスロットルセンサ５４の検出信号も電子制御装置４０にはそれぞれ入力されている。
【００１８】
各センサ５１〜５４等によって検出される内燃機関１０の運転状態や車両の走行状態に基づいて、パージ制御や空燃比制御等の各制御が電子制御装置４０によって実行される。なお、吸入空気中にパージされるベーパは、内燃機関１０における混合気の空燃比に影響を及ぼす。たとえば、吸気通路１４にベーパ燃料が導入されると空燃比はリッチ側にシフトする。そのため、電子制御装置４０はパージされるベーパの濃度、パージバルブ３５を通過するパージ空気量等に基いて、吸気通路１４に導入されるベーパのパージ流量を推定し、このパージ流量に応じて燃料噴射弁１２から噴射される燃料の量を増減補正することにより、空燃比が目標空燃比に維持されるようにしている。
【００１９】
次に、電子制御装置４０による、パージ処理の一例について図２に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、エンジンが運転中かを判断し(ステップＳ１)、エンジンが運転中でない場合、すなわち、エンジンが停止中には、キャニスタ３１の重量を重量センサ６０の検出信号から測定し（ステップＳ２）、これをキャニスタ３１の基準増加分を算出する（ステップＳ３）。すなわち、エンジンの停止中にキャニスタ３１の初期状態の重量を測定し、この測定重量と燃料を吸着していない状態の予め既知のキャニスタ３１の重量との差を基準増加分とする。
【００２０】
ステップＳ１において、エンジンが運転中の場合には、パージ処理開始要求があるかを判断する(ステップＳ２)。パージ処理は、例えば、エンジン運転中に定期的に要求される。
【００２１】
パージ処理開始要求があった場合には、パージ濃度を算出する。パージ濃度とは、キャニスタ３１における蒸発燃料の濃度である。パージ濃度は、例えば、図３に示すように、実験等により予め測定しておいたキャニスタ３１の重量増加分とパージ濃度との関係を表すマップ等から算出する。また、パージ開始時は、ステップＳ３で算出した初期状態の基準増加分を用いてパージ濃度を算出する。パージ実施後は、後述するステップＳ１０で求められるキャニスタ３１の重量増加分に応じてパージ濃度を算出する。
【００２２】
次いで、吸気系の吸気圧を取得する(ステップＳ６)。パージバルブ３５を通過してサージタンク１６側に供給される空気の流量は、吸気系の吸気圧の大きさ（吸気圧センサ５１から得られる）に応じてほぼ決まる。
【００２３】
次いで、ステップＳ５において算出したパージ濃度とステップＳ６において取得した吸気圧とから基準パージ流量を決定する(ステップＳ７)。基準パージ流量は、パージバルブ３５を通過してサージタンク１６側に供給される空気の流量とパージ濃度とから決まる蒸発燃料の流量であり、例えば、図４に示すようなマップを用いて決定することができる。
【００２４】
次いで、算出した基準パージ流量を吸気温（大気温度）や燃料成分（アルコール濃度）等、蒸発燃料の吸気系への流量(供給量)に影響を及ぼす条件を用いて補正する(ステップＳ８)。ステップＳ７で推定した基準パージ流量の推定精度を高めるためである。推定したパージ流量は、上述した空燃比制御において利用され、エンジン制御に反映される。
【００２５】
次いで、ステップＳ８で算出したパージ流量に対応する蒸発燃料の重量をキャニスタ減量補正量として算出する（ステップＳ９）。
【００２６】
次いで、ステップＳ９で算出したキャニスタ減量補正量を用いて、キャニスタ３１の重量増加分を更新する。すなわち、パージ処理を実施した後のキャニスタ３１の重量増加分は、前回のパージ処理実施時のキャニスタ３１の重量増加分から今回のパージ処理により減量する重量（キャニスタ減量補正量）を差し引いたものである。
【００２７】
次いで、パージ処理を実行する（ステップＳ１１）。すなわち、所定の開度でパージバルブ３５を開き、推定したパージ流量の蒸発燃料が吸気系に供給されるようにする。これにより、空燃比制御に利用される推定したパージ流量と吸気系に実際に供給されるパージ流量との乖離を小さくできる結果、空燃比の乱れの発生を抑制できる。
【００２８】
本実施形態では、キャニスタ３１の重量変化及び吸気圧を利用してパージ流量を推定することにより、パージ流量の推定精度を向上できる。また、エンジンの運転中には、ノイズ等のためにキャニスタ３１の正確な重量測定が難しいので、エンジンの停止時のみキャニスタの重量を測定し、エンジン運転中はパージ流量に応じてキャニスタ３１の重量増加分を算出する。これにより、キャニスタ重量の増加分の算出精度が高まり、パージ流量の推定精度をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関の概略構成図である。
【図２】電子制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】キャニスタの重量増加分とパージ濃度との関係を示すグラフである。
【図４】吸気圧毎のパージ濃度とパージ流量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１０…内燃機関
１１…燃焼室
１２…燃料噴射弁 
１３…点火プラグ
１４…吸気通路
１５…排気通路
１６…サージタンク
１７…スロットルバルブ
２１…燃料タンク
３０…蒸発燃料処理機構
３１…キャニスタ
３２…ペーパ通路
３３…パージ通路
３４…大気導入通路
３５…パージバルブ
４０…電子制御装置
５１…吸気圧センサ
５２…空燃比センサ
５３…クランク角センサ
５４…スロットルセンサ
【図１】
2009162138.tif 000003
【図２】
2009162138.tif 000004
【図３】
2009162138.tif 000005
【図４】
2009162138.tif 000006