JPH05172010A - 内燃エンジンの蒸発燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料蒸気排出抑止装置に設けたパージ流量計
の検出精度を向上させ、パージ制御弁による空燃比制御
をより正確に行う。 【構成】 キャニスタ１５と吸気管２とを接続するパー
ジ管１７の途中に質量流量計２０が設置されている。こ
の流量計２０により、パージ管１７を流れる燃料蒸気を
含む混合気の流量（パージ流量）が検出される。電子コ
ントロールユニット（ＥＣＵ）５は、流量計２０の出力
値ＱＨが目標値に一致するようにパージ制御弁１６の開
度を制御する。パージ制御弁１６が全閉状態となったと
きから所定時間経過後の流量計２０の出力値ＱＨ０が一
定範囲にあるとき、このＱＨ０値が記憶され、ＱＨ値を
ＱＨ０値で補正した値に基づいてパージ制御弁開度の制
御が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料蒸気排出抑止装置
を備えた内燃エンジンの蒸発燃料制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃料タンク内で燃料から発生
する燃料蒸気が大気中に放出されるのを防止するように
した燃料蒸気排出抑止装置が広く用いられている。この
装置では燃料蒸気がキャニスタで一時貯えられ、この貯
えられた蒸発燃料が内燃エンジンの吸気系へ供給され
る。この蒸発燃料の吸気系への供給（パージ）により、
エンジンへ供給される混合気がリッチ化し、空燃比が所
望値からずれるため、キャニスタと吸気系とを接続する
パージ通路に質量流量計を装着し、該通路を流れる燃料
蒸気を含む混合気の流量（パージ流量）を計測するよう
にした蒸発燃料制御装置が既に本出願人により提案され
ている（特願平３−８０７２５号）。

【０００３】この装置によれば、質量流量計の計測値と
目標値とが一致するように、パージ通路に設けられたパ
ージ制御弁の開度が制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、パージ流量は
キャニスタに蓄積された燃料蒸気量と、吸気系からの吸
い出し負圧とにより、小流量から大流量まで大きく変化
する。また、パージ通路を流れる混合気中のベーパ濃度
の大きさによってエンジンに吸入される混合気全体の空
燃比に対する影響が大きく変化する。特にエンジンの低
負荷運転時は、エンジンに供給される燃料量が少ないた
め燃料蒸気の影響が大きくなる。

【０００５】ところが、上記提案の装置では、流量計の
出力値の補正を行っていないため、特にパージ流量が小
さいとき（即ち低負荷運転時に）に計測誤差が相対的に
大きくなり、パージ制御弁により空燃比を正確に制御す
る上で改善の余地が残されていた。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みなされたものであ
り、パージ流量計の検出精度を向上させ、特にエンジン
の低負荷運転時におけるパージ制御弁による空燃比制御
をより正確に行うことができる蒸発燃料制御装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、燃料タンクから発生する燃料蒸気を吸着する
キャニスタとエンジン吸気系との間に設けられて前記燃
料蒸気を含む混合気をパージさせるパージ通路と、該パ
ージ通路に装着されたパージ流量計と、前記パージ通路
を介してエンジン吸気系に供給される燃料蒸気の流量を
制御するパージ制御弁とを有する内燃エンジンの蒸発燃
料制御装置において、前記パージ制御弁全閉時の前記パ
ージ流量計の出力に基づいて、前記燃料蒸気のパージ時
における前記パージ流量計の出力を補正する出力補正手
段を設けるようにしたものである。

【０００８】

【作用】パージ制御弁の全閉時のパージ流量計出力に基
づいて、パージ実行時のパージ流量計出力が補正され
る。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

【００１０】図１は本発明の第１の実施例に係る内燃エ
ンジン及びその燃料供給制御装置の全体の構成図であ
り、符号１は例えば４気筒の内燃エンジンを示し、エン
ジン１の吸気管２の途中にはスロットルボディ３が設け
られ、その内部にはスロットル弁３０１が配されてい
る。スロットル弁３０１にはスロットル弁開度(θＴＨ)
センサ４が連結されており、当該スロットル弁３０１の
開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニ
ット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。このＥＣ
Ｕ５は、出力補正更手段を構成する。

【００１１】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３０１との間で且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し
上流側に各気筒毎に設けられており、各燃料噴射弁６は
燃料ポンプ７を介して燃料タンク８に接続されていると
共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの
信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。

【００１２】スロットル弁３０１の直ぐ下流には管９を
介して吸気管内圧（ＰＢ）センサ１０が設けられてお
り、この吸気管内圧センサ１０により電気信号に変換さ
れた吸気管内圧信号は前記ＥＣＵ５に供給される。

【００１３】エンジン回転数（ＮＥ）センサ１１はエン
ジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取
り付けられ、エンジン１のクランク軸の180度回転毎に
所定のクランク角度位置で信号パルス（以下「ＴＤＣ信
号パルス」という）を出力し、このＴＤＣ信号パルスは
ＥＣＵ５に供給される。

【００１４】排気ガス濃度検出器としてのＯ₂センサ１
２はエンジン１の排気管１３に装着されており、排気ガ
ス中の酸素濃度を検出し、その濃度に応じた信号を出力
しＥＣＵ５に供給する。

【００１５】密閉された燃料タンク８の上部とスロット
ルボディ３下流の吸気管２との間には燃料蒸気排出抑止
装置を構成する２ウェイバルブ１４、吸着剤１５１を内
蔵するキャニスタ１５、弁を駆動するソレノイドを有し
たリニア制御弁（ＥＰＣＶ）であるパージ制御弁１６が
設けられている。パージ制御弁１６のソレノイドはＥＣ
Ｕ５に接続され、パージ制御弁１６はＥＣＵ５からの信
号に応じて制御されて開弁量をリニアに変化させる。

【００１６】この燃料蒸気排出抑止装置によれば、燃料
タンク８内で発生した燃料蒸気（燃料ベーパ）は、所定
の設定圧に達すると２ウェイバルブ１４の正圧バルブを
押し開き、キャニスタ１５に流入し、キャニスタ１５内
の吸着剤１５１によって吸着され貯蔵される。パージ制
御弁１６はＥＣＵ５からの制御信号でそのソレノイドが
付勢されていない時には閉弁しているが、該ソレノイド
が制御信号に応じて付勢されると、その付勢量に応じた
開弁量だけパージ制御弁１６が開弁され、キャニスタ１
５に一時貯えられていた蒸発燃料は、吸気管２内の負圧
により、キャニスタ１５に設けられた外気取込口１５２
から吸入された外気と共にパージ制御弁１６を経て吸気
管２へ吸引され、各気筒へ送られる。また、外気などで
燃料タンク８が冷却されて燃料タンク内の負圧が増す
と、２ウェイバルブ１４の負圧バルブが開弁し、キャニ
スタ１５に一時貯えられていた蒸発燃料は燃料タンク８
へ戻される。このようにして燃料タンク８内に発生した
燃料蒸気が大気に放出されることを抑止している。

【００１７】さらに、キャニスタ１５とパージ制御弁１
６との間のパージ管（パージ通路）１７には質量流量計
（例えば熱線式流量計）２０が設けられ、パージ管１７
内を流れる燃料蒸気を含む混合気の流量に応じた出力信
号をＥＣＵ５へ供給する。この質量流量計２２は、電流
を通して加熱した白金線を気流にさらすと、その白金線
は熱を奪われて温度が下がり、その電気抵抗が減少する
ことを利用するものである。

【００１８】ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号の
波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナ
ログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有す
る入力回路、パージ制御弁開度の制御パラメータ算出プ
ログラム等を実行する中央処理回路（以下「ＣＰＵ」と
いう）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演
算結果等を記憶する記憶手段、前記燃料噴射弁６、パー
ジ制御弁１６に駆動信号を供給する出力回路等から構成
される。

【００１９】ＥＣＵ５は、質量流量計２０の出力値ＱＨ
が目標値と一致するようにパージ制御弁１６の開度を制
御する。具体的には、数式（１）に基づいて算出された
流量値Ｑ′Ｈに基づきパージ制御弁１６の制御パラメー
タ値（以下、「ＥＰＣＶ値」という）の算出を行う。

【００２０】ＱＨ′＝ＱＨ−ＱＨ０ …（１） ここで、ＱＨ０は零点補正値であり、以下、零点補正値
ＱＨ０の同定手法について説明する。

【００２１】図２は、ＱＨの算出ルーチンのフローチャ
ートであって、本プログラムはＥＣＵ５内のＣＰＵで実
行される。

【００２２】まず、ステップＳ１では、フラグＦＰＲＧ
Ｃが「１」か否かを判別し、パージ制御弁１６が全閉さ
れてパージカット中か否かを判断する。そして、その答
が否定（ＮＯ）のときはフラグＦＰＲＧＣを「１」にセ
ットしてパージカット中に強制的に設定した後（ステッ
プＳ２）、タイマｔｍＨＴを所定時間（パージ管１７の
内部の状態が安定するのに要する時間）ｔ１に設定して
該タイマｔｍＨＴをスタートさせ（ステップＳ３）、本
プログラムを終了する。

【００２３】一方、その後のループでステップＳ１の答
が肯定（ＹＥＳ）となったときは、前記タイマｔｍＨＴ
が「０」になったか否かを判別する（ステップＳ４）。
そして、その答が否定（ＮＯ）のときは、零点補正値Ｑ
Ｈ０算出用のカウンタをリセットして（ステップＳ
５）、本プログラムを終了する一方、ステップＳ４の答
が肯定（ＹＥＳ）のときはステップＳ６に進み、零点補
正値ＱＨ０の算出を実行し、本プログラムを終了する。

【００２４】しかして、零点補正値ＱＨ０の算出は、具
体的には、図３に示すように、パージ制御弁１６の全閉
後、所定時間ｔ１が経過した後、前記カウンタをスター
トさせ、時間Ｔに亘り微小時間ΔＴ毎に質量流量計２０
の出力電圧Ｖを読み込み、その平均値を零点補正値ＱＨ
０として算出する。そして、該ＱＨ０値を記憶手段に記
憶し、前述した数式（１）に基づき流量値ＱＨ′を算出
する。

【００２５】このように、上記実施例においては、所定
時間ｔ１経過後の時間Ｔに亘って微小時間ΔＴ毎に出力
電圧Ｖを読み込み、その平均値を零点補正値ＱＨ０とし
ているので、質量流量計２０の製品バラツキや温度ドリ
フト或いは耐久劣化等の影響を受けることなく、短時間
で正確な零点補正をすることができ、パージ流量の正確
な検出が可能となる。そして、その結果、特にパージ流
量の小さいときの検出精度が向上し、エンジンの低負荷
運転時におけるパージ制御弁による空燃比制御をより正
確に行うことができる。

【００２６】また、図４は、零点補正値ＱＨ０算出手法
の他の実施例を示した図であって、この実施例ではパー
ジ制御弁全閉後の経過時間に応じて質量流量計２０の出
力電圧を算出し、その変化に基づき零点補正値ＱＨ０を
算出している。

【００２７】すなわち、パージ制御弁１６の全閉後にお
ける経過時間ｔ２，ｔ３に対して質量流量計２０の出力
電圧Ｖ１，Ｖ２を検出し、数式（２）に基づきその偏差
ΔＶを算出し、次いで数式（３）に基づき零点補正値Ｑ
Ｈ０を算出する。

【００２８】ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２ …（２） ＱＨ０＝Ｖ１−ΔＶ×φ …（３） ここで、φは所定係数であって、質量流量計２０の特性
に応じた所定値に設定される。

【００２９】この零点補正値ＱＨ０算出手法においても
上述と同様、質量流量計２０の製品バラツキや温度ドリ
フト或いは耐久劣化等の影響を受けることなく、正確な
零点補正をすることができパージ流量の正確な検出が可
能となる。殊に、パージ制御弁１６が閉弁してから質量
流量計の出力電圧が「０」となるまで通常３０sec程度
かかるが、本実施例では所定時間ｔ３経過までの検出デ
ータに基づいて零点補正値ＱＨ０が算出されるので、零
点を決定するまでの時間短縮が可能となる。

【００３０】図５は本発明の第２の実施例に拘る燃料蒸
気排出抑止装置の要部を示す図である。本実施例では、
パージ管１７に質量流量計２０と異なる特性の流量計２
１が設けられており、その検出信号がＥＣＵ５に供給さ
れる。この点以外は第１の実施例と同一である。本実施
例は、２つの流量計２０，２１の出力値ＱＨ１，ＱＨ２
がパージ管１７を流れる混合気中のベーパ濃度によって
それぞれ異なる比率で変化することに着目し、これらの
流量計の出力値からベーパ濃度及びパージ流量を求めよ
うにしたものである。

【００３１】本実施例においてもＥＣＵ５は、上述した
図２及び図３、又は図４と同様の手法によりパージ制御
弁１６が全閉状態となったときから前記所定時間経過後
の質量流量計２０，２１の零点補正値ＱＨ１０，ＱＨ２
０を算出し、且つその差ＤＱＨ（＝ＱＨ１０−ＱＨ２
０）の絶対値が一定範囲内にあるとき、これらの零点補
正値ＱＨ１０，ＱＨ２０を記憶手段に記憶し、数式
（４），（５）により算出した補正後の流量値ＱＨ
１′，ＱＨ２′を用いてＥＰＣＶ値の算出を行う。

【００３２】ＱＨ１′＝ＱＨ１−ＱＨ１０ …（４） ＱＨ２′＝ＱＨ２−ＱＨ２０ …（５） 図６は、本発明の第３の実施例に係る燃料蒸気排出抑止
装置の要部を示す図である。本実施例では、パージ管１
７のパージ制御弁１６と吸気管２との間にオリフィス１
７１が設けられ、オリフィス１７１とパージ制御弁１６
との間には、管１８を介して圧力計１９が設けられてい
る。圧力計１９とオリフィス１７１とは差圧流量計２２
を構成する。圧力計１９は大気圧差圧計によって構成さ
れ、圧力計１９は大気圧に対するパージ管１７内の相対
圧力Ｐ１を検出してその検出信号をＥＣＵ５へ供給す
る。この差圧流量計２２は、オリフィス１７１のジェッ
ト面積と圧力計１９が検出した相対圧力Ｐ１とによりＥ
ＣＵ５でオリフィス１７１を通過するパージ流量を算出
するものである。上記の点以外は、第１の実施例と同一
である。なお、本実施例に係る燃料蒸気排出抑止装置の
詳細は、本願出願人による特願平３−８０７２６号に開
示されている。

【００３３】本実施例は、２つの流量計２０，２２の出
力値ＱＨ，ＱＳがパージ管１７を流れる混合気中のベー
パ濃度によってそれぞれ異なる比率で変化することに着
目し、これらの流量計の出力値からベーパ濃度及びパー
ジ流量を求めるようにしたものである。

【００３４】本実施例においてもＥＣＵ５は、上述した
図２及び図３、又は図４と同様の手法によりパージ制御
弁１６が全閉状態となったときから前記所定時間経過後
の質量流量計２０，２２の零点補正値ＱＨ０，ＱＳ０を
算出して、これらの零点補正値ＱＨ０，ＱＳ０を記憶手
段に記憶し、数式（６），（７）により算出した補正後
の流量値ＱＨ′，ＱＳ′を用いてＥＰＣＶ値の算出を行
う。

【００３５】ＱＨ′＝ＱＨ−ＱＨ０ …（６） ＱＳ′＝ＱＳ−ＱＳ０ …（７） また、前記吸気管内圧センサ１０として大気圧との差圧
を検出する差圧計を用いた場合には、パージ制御弁１６
の全閉時においては吸気管内圧センサ１０の出力値と差
圧計１９の出力値とは理論上一致するはずであるので、
一方の出力値により他方の出力値を補正するようにして
もよい。

【００３６】図７は本発明の第４の実施例に係る燃料蒸
気排出抑止装置の要部を示す図である。本実施例では、
エアクリーナ２５を介して大気に連通する通路２４がパ
ージ管１７の途中に接続され、通路２４の途中にはオリ
フィス２２１及び質量流量計２３が設けられている。ま
たパージ管１７の通路２４との接続部と流量計２０との
間には、オリフィス１７１が設けられている。これらの
点以外は、第１の実施例と同一である。

【００３７】本実施例においては、ＥＣＵ５は前記第２
の実施例と同様、零点補正を行って２つの流量計２０，
２３の出力値ＱＨ１，ＱＨ２の補正を行い、補正後の出
力値ＱＨ１′，ＱＨ２′を用いてＥＰＣＶ値の算出を行
う。

【００３８】上述した第２〜第４の実施例によっても、
第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００３９】なお、上述した実施例においては、パージ
制御弁１６の全閉時に零点補正値（ＱＨ０値、ＱＨ１０
値、ＱＨ２０値、ＱＳ０値）を更新するようにしたが、
例えば図８に示すようにパージ管１７がエンジン吸気系
のスロットルボディ３に接続され、その開口部１７２が
スロットル弁３０１の全閉時においてはスロットル弁３
０１の上流側に位置し、開弁時には下流側に位置するよ
うに構成されている場合には、スロットル弁３０１の全
閉時に前記補正値の更新を行うようにしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、パ
ージ制御弁の全閉時のパージ流量計出力に基づいて、パ
ージ実行時のパージ流量計出力が補正されるので、パー
ジ流量計の特性ばらつき、温度ドリフト、経時変化に拘
らず、正確な流量の検出を行うことができる。その結
果、特にパージ流量の小さいときの検出精度が向上し、
エンジンの低負荷運転時におけるパージ制御弁による空
燃比制御をより正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る内燃エンジン及び
その燃料供給制御装置の全体構成図である。

【図２】ＱＨ０算出ルーチンのフローチャートである。

【図３】零点補正値ＱＨ０算出手法の一実施例を説明す
るための質量流量計の出力特性図である。

【図４】零点補正値ＱＨ０算出手法の他の実施例を説明
するための質量流量計の出力特性図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係る燃料蒸気排出抑止
装置の要部を示す図である。

【図６】本発明の第３の実施例に係る燃料蒸気排出抑止
装置の要部を示す図である。

【図７】本発明の第４の実施例に係る燃料蒸気排出抑止
装置の要部を示す図である。

【図８】パージ管とスロットルボディとの接続を示す図
である。

【符号の説明】

１ 内燃エンジン ２ 吸気管（吸気系） ５ ＥＣＵ（出力補正手段） ８ 燃料タンク １５ キャニスタ １６ パージ制御弁 １７ パージ管（パージ通路） ２０，２１，２３ 質量流量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６ Ｂ 7536−3Ｇ (72)発明者 堤 康次郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鷹嘴 年克 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 若城 輝男 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 北川 浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクから発生する燃料蒸気を吸着
   するキャニスタとエンジン吸気系との間に設けられて前
   記燃料蒸気を含む混合気をパージさせるパージ通路と、
   該パージ通路に装着されたパージ流量計と、前記パージ
   通路を介してエンジン吸気系に供給される燃料蒸気の流
   量を制御するパージ制御弁とを有する内燃エンジンの蒸
   発燃料制御装置において、前記パージ制御弁全閉時の前
   記パージ流量計の出力に基づいて、前記燃料蒸気のパー
   ジ時における前記パージ流量計の出力を補正する出力補
   正手段を設けたことを特徴とする内燃エンジンの蒸発燃
   料制御装置。