JPH07247918A

JPH07247918A - キャニスタパージ制御方法

Info

Publication number: JPH07247918A
Application number: JP6038177A
Authority: JP
Inventors: Takenori Itou; 岳典伊藤
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料タンクのエバポ発生状態を正確に推定し
て、エバポ発生状態に応じて適正にパージ制御する。【構成】燃料タンク２１に発生する蒸発燃料を一時的
にキャニスタ３２に貯え、エンジン運転時にエンジン負
荷とエンジン回転数で設定されるパージマップによりパ
ージソレノイド弁３３のデューティ比を変化してパージ
制御するエンジンであって、燃料タンク２１内の燃料温
度とタンク内圧により蒸発燃料発生状態に応じたパージ
補正値を決定し、このパージ補正値によりパージマップ
により与えられるパージソレノイド弁３３のデューティ
比を増減補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンの燃料
タンクで発生してキャニスタに貯えられる蒸発燃料をパ
ージ制御するキャニスタパージ制御方法に関し、詳しく
は、パージ量の補正に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用エンジンの燃料系においては、主
として停車時に燃料タンクで発生する蒸発燃料（以下、
エバポと称する）が大気中に放出されるのを抑止するた
め、キャニスタパージ制御装置が装備されている。この
キャニスタパージ制御装置は、燃料タンクのエバポを一
時的にキャニスタに貯え、エンジン運転時にパージソレ
ノイド弁が開くと、吸入負圧がキャニスタに作用する。
そしてキャニスタの大気開放口より外気を吸引すると共
に、キャニスタに吸着するエバポを吸気系に導入して
（以下、パージと称する）燃焼処理するようになってい
る。

【０００３】この場合のパージ制御では、エバポによる
空燃比の変動を少なくするため、予め燃料噴射制御の場
合と同様にエンジンの負荷と回転数によりパージマップ
が設定され、このマップデューティ比によりパージソレ
ノイド弁のデューティ比を変化することで、燃料噴射量
の多少に応じてパージ量を増減制御している。ところで
燃料タンクでのエバポの発生と共にキャニスタでのエバ
ポの貯留の状態は、外気温度等の環境条件、タンク内の
燃料量、使用する燃料の成分、停車時間等の種々の要因
により異なる。

【０００４】このためマップデューティ比によりパージ
ソレノイド弁のデューティ比を変化しても、キャニスタ
のエバポ量が少ない場合は、かえって外気を多く吸入し
て空燃比のリーン化を招く。またキャニスタのエバポ量
が多いにもかかわらずデューティ比が小さい場合は、エ
バポがキャニスタの大気開放口から漏出するおそれがあ
る。このため適正にパージ制御するには、燃料タンクで
のエバポの発生状態を正確に推定し、このエバポ発生状
態に応じてパージソレノイド弁のマップデューティ比を
補正することが要求される。

【０００５】従来、上記キャニスタのエバポのパージ制
御に関しては、例えば特開平３−２４９３６７号公報の
第１の先行技術があり、エンジンの所定の運転領域でパ
ージバルブを作動し、このとき燃料タンクの燃料温度と
蒸発燃料圧力に応じて燃料供給量を調整して低温から高
温までの空燃比を適正に確保することが示されている。
また特開平４−３３０３６２号公報の第２の先行技術で
は、燃料温度に応じた補正値を設定し、パージバルブの
デューティ値をエンジン運転状態に応じた基本値と補正
値で算出して制御することが示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記第１の
先行技術のものにあっては、パージの状態に応じて燃料
供給量を調整する方法であるから、制御が複雑になる。
またエバポの発生状態を考慮しないため、キャニスタの
エバポの量が少ない場合は、パージバルブの作動により
多量の外気を吸入するおそれがある。第２の先行技術に
あっては、パージバルブのデューティ値を燃料温度によ
る補正値で補正しているが、燃料温度が同一でもタンク
内圧によりエバポの発生状態が異なるので、エバポ発生
量に応じてパージ量を正確に補正することができない等
の問題がある。

【０００７】本発明は、このような点に鑑み、燃料タン
クのエバポ発生状態を正確に推定して、エバポ発生状態
に応じて適正にパージ制御することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、燃料タンクに発生する蒸発燃料を一時的にキ
ャニスタに貯え、エンジン運転時にエンジン負荷とエン
ジン回転数で設定されるパージマップによりパージソレ
ノイド弁のデューティ比を変化してパージ制御するエン
ジンにおいて、燃料タンク内の燃料温度とタンク内圧に
より蒸発燃料発生状態に応じたパージ補正値を決定し、
このパージ補正値によりパージマップにより与えられる
パージソレノイド弁のデューティ比を増減補正すること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】上記制御方法による本発明では、主として停車
中に外気温度等により燃料タンクに蒸発燃料が発生する
と、この蒸発燃料は一時的にキャニスタに貯えられる。
そしてエンジン運転時に例えば暖機後の所定の走行状態
では、パージソレノイド弁がパージマップにより運転状
態に応じたデューティ比で開いて、キャニスタの蒸発燃
料がパージされる。この場合に燃料タンクの蒸発燃料の
発生状態が、燃料温度とタンク内圧により正確に判断さ
れる。そして蒸発燃料の量が少ない場合は、パージ補正
値によりパージソレノイド弁のデューティ比を減少補正
してパージ量を減じ、蒸発燃料の量が多い場合は、逆に
そのデューティ比を増大補正してパージ量を増すこと
で、常に蒸発燃料の量に見合ってパージされ、これによ
り外気を多く吸入したり、パージ不足で蒸発燃料がキャ
ニスタから漏出することが防止される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２において、車両用エンジンの概略について説
明する。符号１はエンジン本体であり、シリンダ２にピ
ストン３が往復移動可能に挿入され、シリンダ２の頂部
の燃焼室４に吸気弁５を備えた吸気ポート６と、排気弁
７を備えた排気ポート８が連設される。吸気系として、
エアクリーナ９がスロットル弁１０を備えた吸気通路１
１を介して吸気ポート６に連通し、吸気ポート直上流に
燃料噴射するインジェクタ１２が取付けられる。排気系
として、排気ポート８が排気通路１３を介して触媒１４
に連通される。

【００１１】燃料装置２０は、燃料ａを一時的に貯える
所定の容量の燃料タンク２１を有し、この燃料タンク２
１から燃料ポンプ２２を有する燃料通路２３が取り出さ
れる。この燃料通路２３はインジェクタ１２、吸入負圧
に応じて開閉するレギュレータ２４及び戻り通路２５を
介して再び燃料タンク２１に連通し、燃料ａはインジェ
クタ１２から噴射信号のパルス幅により燃料噴射制御可
能に構成される。また燃料タンク２１と吸気通路１１の
間には、キャニスタパージ制御装置３０が設けられる。

【００１２】キャニスタパージ制御装置３０は、燃料タ
ンク２１の上部にパージ通路３１が、蒸発燃料のエバポ
ｂを取り出すように連通され、このパージ通路３１がエ
バポｂを一時的に吸着して貯えるキャニスタ３２に連通
される。またキャニスタ３２はパージソレノイド弁３３
を備えたパージ通路３４により吸気系のスロットル弁下
流に連通され、エンジン運転時にパージソレノイド弁３
３が開くと、吸入負圧により外気と共にキャニスタ３２
に吸着するエバポｂを吸入して燃焼室４に導入するよう
に構成される。

【００１３】制御系として、吸入空気量Ｑを検出するエ
アフローメータ４０、エンジン回転数Ｎ等を検出するク
ランク角センサ４１、スロットル開度θを検出するスロ
ットルセンサ４２、空燃比を検出するＯ₂ センサ４３、
水温センサ４４、車速センサ４５等を有する。また燃料
タンク２１でのエバポ発生状態を推定するため、その内
部の底部周辺に燃料温度Ｆｔを検出する燃温センサ４６
が取付けられ、上部空間にタンク内圧Ｆｐを検出する圧
力センサ４７が取付けられる。これらセンサ信号は制御
ユニット５０に入力して、燃料噴射制御やパージ制御す
るように電気的に処理され、噴射パルス幅信号をインジ
ェクタ１２に出力し、パージデューティ信号をパージソ
レノイド弁３３に出力する。

【００１４】図１において、制御ユニット５０について
説明する。燃料噴射制御系５１について説明すると、吸
入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎは基本噴射量算出手段５
２に入力して、これらにより基本噴射パルス幅Ｔｐを算
出する。Ｏ₂ センサ４３の出力信号が入力する空燃比判
定手段５３を有し、センサ出力により空燃比が理論空燃
比よりリッチまたはリーンかを判断する。この判定信号
は空燃比フィードバック補正量設定手段５４に入力し
て、空燃比がリッチの場合は空燃比フィードバック補正
量ＬＭＤをリーン側に、リーンの場合は空燃比フィード
バック補正量ＬＭＤをリッチ側に設定する。また空燃比
フィードバック制御の制御精度を向上するため、基本噴
射パルス幅Ｔｐと空燃比フィードバック補正量ＬＭＤが
入力する空燃比学習制御手段５５を有し、常に基本噴射
パルス幅Ｔｐに対する修正補正量の空燃比学習値ＬＮＭ
を学習して記憶する。そして空燃比学習値ＬＮＭを数回
後の基本噴射パルス幅Ｔｐに付加することで、フィード
バック制御の補正を少なくして、空燃比変動に対する応
答性等を向上する。

【００１５】上記基本噴射パルス幅Ｔｐ、空燃比フィー
ドバック補正量ＬＭＤ、空燃比学習値ＬＮＭ、及び車速
Ｖ、スロットル開度θ、水温Ｔｗは燃料噴射量演算手段
５６に入力し、車速Ｖ、スロットル開度θ、水温Ｔｗに
よりエンジン運転状態等に応じた種々の補正量Ｋｍを定
める。そして基本噴射パルス幅Ｔｐに空燃比学習値ＬＮ
Ｍを加味したものと、空燃比フィードバック補正量ＬＭ
Ｄと、種々の補正量Ｋｍとを乗算して燃料噴射パルス幅
Ｔｉを演算し、この噴射パルス幅信号をインジェクタ１
２に出力する。

【００１６】次いで、キャニスタパージ制御系６０につ
いて説明する。先ず、制御則について説明すると、燃料
タンク２１のエバポ発生状態は、燃料温度Ｆｔとタンク
内圧Ｆｐの２つのパラメータにより正確に推定できるの
で、これらパラメータでパージ補正すれば良い。

【００１７】そこで車速Ｖ、スロットル開度θ、水温Ｔ
ｗが入力するパージ開始判定手段６１を有し、これらに
よりエンジン暖機、運転、走行状態を判断する。そして
エンジン暖機後の所定のスロットル開度以上の走行時に
パージ開始を判断する。この判定信号と基本噴射パルス
幅Ｔｐ、エンジン回転数Ｎはマップデューティ比検索手
段６２に入力し、パージ開始後に図３のパージマップを
検索して、エンジン運転状態に応じたマップデューティ
比ＣＰを設定する。即ち、スロットル全閉のアイドル回
転数では、マップデューティ比ＣＰが０％であり、この
ためアイドル運転や減速時のようにパージが空燃比に大
きく影響する場合にはパージソレノイド弁３３が全閉し
て、実質的にパージされない。これ以外の走行条件では
基本噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数Ｎに対してマッ
プデューティ比ＣＰが、いずれも増大関数的に設定さ
れ、これによりエンジンの回転数と負荷が大きいほどマ
ップデューティ比ＣＰが大きくなる。

【００１８】また燃料温度Ｆｔとタンク内圧Ｆｐが入力
する補正手段６３を有し、これら２つのパラメータによ
り燃料タンク２１でのエバポ発生状態を推定し、そのエ
バポ発生量に応じたパージ補正値ＣＰＫを定める。ここ
で実験によると、例えば燃料温度Ｆｔが４０℃でタンク
内圧Ｆｐが１０００ｐａの場合に、マップデューティ比
ＣＰのパージ量に相当する規定のエバポ発生量となる。
この条件から燃料温度Ｆｔまたはタンク内圧Ｆｐが大き
くなる程、エバポ発生量が規定量以上に増大していて、
逆に燃料温度Ｆｔまたはタンク内圧Ｆｐが小さくなる
程、エバポ発生量が規定量以下に減少していることが推
定される。

【００１９】そこで図４の補正マップでは、上記規定量
の場合にパージ補正値ＣＰＫを１．０に定める。そして
エバポ発生量が規定量以下に減少する領域では、ＣＰＫ
＜１．０に定めてパージ量を減少補正し、エバポ発生量
が規定量以上に増大する領域では、ＣＰＫ＞１．０に定
めてパージ量を増大補正するように設定される。従って
燃料温度Ｆｔとタンク内圧Ｆｐによりこの補正マップで
補間計算して算出することで、燃料タンク２１のエバポ
発生状態に応じたパージ補正値ＣＰＫを定めることがで
きる。

【００２０】上記マップデューティ比ＣＰとパージ補正
値ＣＰＫはパージデューティ比決定手段６４に入力し、
最終的なパージデューティ比ＣＰＣＤを、ＣＰＣＤ＝Ｃ
Ｐ・ＣＰＫ、により演算する。そしてパージデューティ
比ＣＰＣＤに応じたパージデューティ信号をパージソレ
ノイド弁３３に出力する。

【００２１】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、エンジン停止時には、パージソレノイド弁３
３が全閉して、エバポｂの大気放出が抑止される。この
とき燃料タンク２１の燃料ａは外気温度等の影響を受
け、高温下で長時間加熱されると、燃料温度Ｆｔが上昇
し燃料の一部が蒸発してエバポｂを発生する。この場合
に、燃料量、使用する燃料の成分等により活発に蒸発し
てエバポｂの発生量が多い程タンク内圧Ｆｐが高くな
る。こうして燃料タンク２１にエバポｂを発生すると、
このエバポｂは通路３１によりキャニスタ３２に導入し
て、一時的に吸着貯留される。

【００２２】次いで、エンジンを運転すると、燃料装置
２０の燃料ポンプ２２が駆動し、且つレギュレータ２４
が作動して燃料タンク２１の燃料ａがインジェクタ１２
に所定の燃圧で導入する。そこで制御ユニット５０の燃
料噴射系５１によりインジェクタ１２に噴射信号が出力
すると、その噴射パルス幅に応じて燃料ａが噴射する。
またスロットル弁１０の開度に応じて吸気され、これら
空気と燃料ａの所定の空燃比の混合気がエンジン本体１
の燃焼室４に供給して燃焼され、その排気ガスが排気通
路１３に排出される。

【００２３】このときエンジン始動後に触媒１４が活性
化し排気ガスの浄化が可能となると、Ｏ₂ センサ４３の
出力信号に基づき空燃比が判定され、この判定結果によ
り空燃比フィードバック補正量ＬＭＤが設定される。そ
してこの空燃比フィードバック補正量ＬＭＤを加味して
燃料噴射パルス幅Ｔｉを演算することで、空燃比を理論
空燃比付近に保つように空燃比フィードバック制御され
る。そこで排気ガスが触媒１４を通過する際に、排気ガ
ス中の有害成分が効率良く浄化される。また空燃比フィ
ードバック補正量ＬＭＤを学習して基本噴射パルス幅Ｔ
ｐに対する空燃比学習値ＬＮＭが設定され、この空燃比
学習値ＬＮＭを基本噴射パルス幅Ｔｐに付加すること
で、空燃比がその変動に対して応答良く制御される。

【００２４】またエンジン暖機後には、図３のパージマ
ップによりエンジン運転状態に応じマップデューティ比
ＣＰを設定してパージ制御されるのであり、このパージ
制御を図５のフローチャートを用いて説明する。先ず、
ステップＳ１でパージ中か否かをチェックし、冷態時や
暖機完了してもアイドル運転や減速走行でパージ条件不
成立の場合は、そのまま抜ける。一方、エンジン暖機後
にアイドル運転や減速走行以外で走行してパージ条件が
成立すると、そのときのエンジン運転状態に応じて図３
のパージマップによりマップデューティ比ＣＰが設定さ
れる。

【００２５】このパージ中ではステップＳ１からステッ
プＳ２へ進んで燃料タンク２１の燃料温度Ｆｔとタンク
内圧Ｆｐを検出し、ステップＳ３でこれら燃料温度Ｆｔ
とタンク内圧Ｆｐにより図４の補正マップを参照してパ
ージ補正値ＣＰＫを定める。その後ステップＳ４でマッ
プデューティ比ＣＰとパージ補正値ＣＰＫを乗算して最
終のパージデューティ比ＣＰＣＤを算出してパージソレ
ノイド弁３３に出力する。

【００２６】そこで停車中に燃料タンク２１の燃料温度
Ｆｔが４０℃でタンク内圧Ｆｐが１０００ｐａになり、
エバポｂが規定量だけ発生してキャニスタ３２に吸着し
ていると、ＣＰＫ＝１．０に設定される。このためパー
ジソレノイド弁３３はパージデューティ比ＣＰに基づく
デューティ比で開閉制御され、何等補正されない。また
パージソレノイド弁３３が開くと、吸入負圧がキャニス
タ３２に作用することで、キャニスタ３２に吸着するエ
バポｂが、外気と共に過不足無く燃焼室４に導入して燃
焼処理される。

【００２７】一方、外気温度が低かったり、停車時間が
短くて、燃料温度Ｆｔとタンク内圧Ｆｐによりエバポｂ
の発生が規定量より少なく推定されると、パージ補正値
ＣＰＫが、ＣＰＫ＜１．０に設定される。そこでパージ
ソレノイド弁３３はデューティ比ＣＰＣＤがマップデュ
ーティ比ＣＰより小さくなって、各運転時のデューティ
比が一律に減少補正され、少ないエバポ量に見合って少
なくパージされる。このためエバポ量が少ないにもかか
わらずデューティ比が大きくて、キャニスタ３２から外
気を多く吸入して空燃比がリーン化することが防止され
る。

【００２８】逆に外気温度が高かったり、停車時間が長
くて、燃料温度Ｆｔとタンク内圧Ｆｐによりエバポｂの
発生が規定量より多く推定されると、パージ補正値ＣＰ
Ｋが、ＣＰＫ＞１．０に設定される。そこでこの場合
は、パージソレノイド弁３３の各運転時のデューティ比
が一律に増大補正されて、多量のエバポｂが多めのパー
ジ量で効率良くパージされる。このため多量のエバポｂ
がキャニスタ３２に長時間残留して、大気中に漏出する
ことが防止される。

【００２９】以上、本発明の実施例について説明した
が、燃料温度Ｆｔに対する補正値とタンク内圧Ｆｐに対
する補正値を各別に設定し、これら補正値によりパージ
補正値ＣＰＫを定めても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によると、
エンジンのキャニスタパージ制御において、燃料タンク
内の燃料温度とタンク内圧により蒸発燃料発生状態を推
定するので、種々の条件での燃料タンクの蒸発燃料の発
生状態を正確に推定できる。蒸発燃料発生状態に応じた
パージ補正値を決定し、このパージ補正値によりパージ
マップにより与えられるパージソレノイド弁のデューテ
ィ比を増減補正するので、常に蒸発燃料の発生状態に応
じてパージ制御することができる。このため空燃比の変
動や蒸発燃料の大気漏出が防止され、走行性や排気ガス
浄化が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキャニスタパージ制御方法に適し
た実施例を示すブロック図である。

【図２】エンジンの要部の全体の構成を示す構成図であ
る。

【図３】マップデューティ比のマップを示す図である。

【図４】燃料温度とタンク内圧による補正マップを示す
図である。

【図５】パージ補正制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１エンジン本体２０燃料装置２１燃料タンク３０キャニスタパージ制御装置３２キャニスタ３３パージソレノイド弁５０制御ユニット６０キャニスタパージ制御系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 37/00 ３０１Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクに発生する蒸発燃料を一時的
にキャニスタに貯え、エンジン運転時にエンジン負荷と
エンジン回転数で設定されるパージマップによりパージ
ソレノイド弁のデューティ比を変化してパージ制御する
エンジンにおいて、燃料タンク内の燃料温度とタンク内圧により蒸発燃料発
生状態に応じたパージ補正値を決定し、このパージ補正
値によりパージマップにより与えられるパージソレノイ
ド弁のデューティ比を増減補正することを特徴とするキ
ャニスタパージ制御方法。
【請求項２】パージ補正値は、燃料温度とタンク内圧
の補正マップにより設定することを特徴とする請求項１
記載のキャニスタパージ制御方法。