JPH07293363A

JPH07293363A - エンジンの蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JPH07293363A
Application number: JP8990794A
Authority: JP
Inventors: Hajime Hosoya; 肇細谷
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】【目的】パージ脈動が生じる場合においても、パージエ
ア量の各気筒への分配が確実に行われるようにして、気
筒間における空燃比ばらつきを無くすこと。【構成】パージを行う場合には（Ｓ１）、吸入空気量Ｑ
ａを検出するエアフローメータ33の出力ＡＦＭを読込み
（Ｓ２）、該出力ＡＦＭのフーリエ変換を行い、該出力
ＡＦＭの周波数分析を行って、該出力ＡＦＭの脈動を検
出する（Ｓ３）。そして、開閉弁28の開弁に係るデュー
ティ周波数Ｘを前記Ｓ３で検出した吸気脈動周波数ｆ
（Ｘ＝ｆ）と等しく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの蒸発燃料処理
装置に関し、詳しくは、燃料タンク内で発生した蒸発燃
料をエンジン吸気系に供給して大気中への放散を防止す
る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、燃料タンク内で発生した蒸発
燃料をキャニスタに一旦吸着捕集させた後、該キャニス
タに吸着捕集された蒸発燃料をパージ（脱離）させ、該
パージエアをパージ通路を介してエンジンの吸気系に供
給させ、燃料タンク内における蒸発燃料の大気中への放
散を防ぐ蒸発燃料処理装置が提案されている（特開昭６
２−７９６２号公報等参照）。

【０００３】上記のようにキャニスタからのパージエア
をエンジンの吸気系に供給する装置では、通常の供給混
合気に対して前記パージエアが余分に付加されることに
なるため、エンジンの運転条件とは無関係に一定のパー
ジエア量を供給する構成とすると、大幅な空燃比ずれを
生じる惧れがある。そこで、パージエア量をエンジンの
運転条件に応じて変化させることが行なわれており、そ
のために、パージ通路にステッピングモータ等により開
閉されるステッピングバルブを設け、該ステッピングバ
ルブの開度を、運転条件から要求されるパージ流量に対
応するデューティ比になるように開制御することで前記
パージエア量の調整を行なうものがある。

【０００４】しかしながら、ステッピングバルブは高価
であるため、コスト低減の要求に対して、前記パージ通
路を開閉するデューティ制御式の開閉バルブを設け、該
開閉バルブの開弁デューティをエンジンの運転条件に応
じて制御することにより、パージエア量の調整を行って
いるものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、開閉バルブ
の開弁デューティをエンジンの運転条件に応じて制御す
る蒸発燃料処理装置にあっては、パージ通路の開閉によ
るパージ脈動が発生し、これによって各気筒で吸引され
るパージエア量にばらつきを生じ、以て、気筒間におけ
る空燃比ばらつきが生じてしまう。

【０００６】そこで、パージ脈動を確実に回避するため
にパージ通路の開閉をできるだけ高周波にして行う構成
のものもあるが、単位時間当たりのＯＮ／ＯＦＦ回数が
大幅に増大するために、バルブ着座部の耐久性に問題を
生じることがある。また、前記デューティ制御の周波数
を例えばエンジンの回転速度に応じて制御するものもあ
るが、吸気管内の空気が複雑な流れとなり、パージエア
量の各気筒への分配が不完全となってしまう惧れがあ
る。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、デューティ制御式のパージ通路開閉手段によりパ
ージ通路を開閉することにより、パージエアをパージ通
路を介してエンジンの吸気系に供給する蒸発燃料処理装
置において、パージ脈動が生じる場合においても、パー
ジエア量の各気筒への分配が確実に行われるようにし
て、気筒間における空燃比ばらつきを無くし、運転性を
向上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、図１に示すように、燃料タンク内の蒸発燃料を
吸着捕集すると共に、該吸着捕集した蒸発燃料をパージ
し、該パージエアをパージ通路を介してエンジンの吸気
系に供給するキャニスタを備えたエンジンの蒸発燃料処
理装置であって、前記パージ通路を開閉するデューティ
制御式のパージ通路開閉手段と、エンジンの吸気脈動周
波数を検出する吸気脈動周波数検出手段と、該吸気脈動
周波数検出手段で検出されたエンジンの吸気脈動周波数
に基づいて前記パージ通路開閉手段の開閉デューティ周
波数を設定するデューティ周波数設定手段と、を含んで
構成した。

【０００９】また、請求項２記載の発明に係る構成とし
て、吸気脈動周波数検出手段が、吸入空気流量検出手段
によって検出される吸入空気流量の出力信号の周波数に
基づいて吸気脈動周波数を検出するようにしてもよい。
発燃料処理装置。また、請求項３記載の発明に係る構成
として、吸気脈動周波数検出手段が、吸気圧力検出手段
によって検出される吸気圧力の出力信号の周波数に基づ
いて吸気脈動周波数を検出するようにしてもよい。

【００１０】また、請求項４記載の発明に係る構成とし
て、デューティ周波数設定手段が、前記開閉デューティ
周波数を吸気脈動周波数と等しく設定するようにしても
よい。また、請求項５記載の発明に係る構成として、デ
ューティ周波数設定手段が、前記開閉デューティ周波数
を吸気脈動周波数を気筒数の整数倍で除した値に設定す
るようにしてもよい。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明の作用として、エンジンの
吸気脈動周波数に対応する所定量のパージエアを得るべ
く、デューティ周波数設定手段によりパージ通路開閉手
段の開閉デューティ周波数が設定される。従って、エン
ジンの吸気脈動に基づいて、パージ通路も開閉されるこ
ととなり、パージ通路を介して供給されるパージエアも
エンジンの吸気脈動に基づいて供給されることとなるの
で、パージエアが吸気と共に各気筒に分配されることと
なる。

【００１２】また吸気脈動が発生した場合には、吸入空
気流量の出力信号の周波数も脈動するので、請求項２記
載の発明の作用として、吸気脈動周波数検出手段が、吸
入空気流量検出手段によって検出される吸入空気流量の
出力信号の周波数に基づいて吸気脈動周波数を検出する
ことができる。また吸気脈動が発生した場合には、吸気
圧力の出力信号の周波数も脈動するので、請求項３記載
の発明の作用として、吸気脈動周波数検出手段が、吸気
圧力検出手段によって検出される吸気圧力の出力信号の
周波数に基づいて吸気脈動周波数を検出することができ
る。

【００１３】また、請求項４記載の発明に係る作用とし
て、デューティ周波数設定手段が、前記開閉デューティ
周波数を吸気脈動周波数と等しく設定することにより、
各気筒に均等にパージエアが供給され、もってパージエ
ア量の各気筒への分配が確実に行われる。また、請求項
５記載の発明に係る構成として、デューティ周波数設定
手段が、前記開閉デューティ周波数を吸気脈動周波数を
気筒数の整数倍で除した値に設定することにより、全気
筒が所定サイクル燃焼する間、所定量のパージエアが供
給され続けることとなり、特定の気筒のみにパージエア
が供給されることが無く、もってパージエア量の各気筒
への分配が確実に行われる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図２において、エンジン１には、スロットルチャ
ンバー２及び吸気マニホールド３を介して空気が吸入さ
れる。前記スロットルチャンバー２には、図示しないア
クセルペダルと連動するスロットル弁４が設けられてい
て、エンジン１の吸入空気量を制御する。

【００１５】吸気マニホールド３のブランチ部には、各
気筒毎に電磁式燃料噴射弁５が設けられていて、図示し
ない燃料ポンプから圧送されプレッシャレギュレータに
より所定の圧力に制御された燃料を吸気マニホールド３
内に噴射供給する。前記燃料噴射弁５は、マイクロコン
ピュータを内蔵したコントロールユニット６から送られ
る噴射パルス信号に応じて間欠的に開駆動され、前記コ
ントロールユニット６で演算される噴射パルス信号のパ
ルス幅に応じてその燃料噴射量が制御されるようになっ
ている。

【００１６】エンジン１の各気筒には、それぞれ点火栓
７が設けられていて、これらには点火コイル８にて発生
する高電圧がディストリビュータ９を介して順次印加さ
れ、これにより、火花点火して混合気を着火燃焼させ
る。ここで、点火コイル８は、付設されたパワートラン
ジスタ10を介して高電圧の発生時期が制御されるように
なっている。

【００１７】前記スロットル弁４には、その開度ＴＶＯ
をポテンショメータによって検出するスロットルセンサ
11が付設されている。前記ディストリビュータ９に内蔵
されたクランク角センサ12からは、所定クランク角度毎
に検出信号が出力され、かかる検出信号に基づいてエン
ジン回転速度Ｎｅを算出できるようになっている。

【００１８】また、エンジン１の冷却水ジャケットに
は、冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ13が設けら
れ、排気マニホールド14には、エンジン１の吸入混合気
の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度を検出す
る酸素センサ15が設けられ、更に、前記スロットルチャ
ンバー２上流側の吸気ダクト部には、エンジン１の吸入
空気量Ｑａを検出するエアフローメータ33が設けられて
いる。

【００１９】また、スロットル弁４下流のスロットルチ
ャンバー２には、スロットル負圧（ブースト負圧）ＰＢ
を検出する圧力センサ35が設けられている。一方、前記
エンジン１には、燃料タンク20内で発生した蒸発燃料の
大気中への放散を防止するための蒸発ガス処理装置21が
備えられている。前記蒸発ガス処理装置21は、キャニス
タ22内に充填された活性炭などの吸着剤23に、燃料タン
ク20内で発生した燃料の蒸発ガスを一旦吸着捕集させた
後、該吸着剤23に吸着された燃料をパージし、該パージ
エアをパージ通路24を介してスロットル弁４下流側の吸
気通路に供給するものである。

【００２０】前記キャニスタ22には、燃料タンク20内の
正圧が所定以上になったときに開くチェックバルブ25が
介装された蒸発ガス通路26を介して燃料タンク20内の蒸
発燃料が導入されるようになっており、また、前記パー
ジ通路24には、ＯＮ・ＯＦＦ式の開閉弁28が介装されて
いる。前記開閉弁28は、コントロールユニット６から送
られる開弁パルス信号に応じて間欠的に開駆動され、前
記コントロールユニット６で演算される開弁パルス信号
のパルス幅に応じて蒸発燃料の導入量が制御されるよう
になっている。

【００２１】従って、この開閉弁28のＯＮ・ＯＦＦをデ
ューティ制御することで、蒸発燃料の導入量を可変制御
できるようになっている。即ち、開閉弁28はデューティ
制御式のパージ通路開閉手段としての機能を奏してい
る。ここで、上記コントロールユニット６による開閉弁
28の開閉制御の様子を、図３のフローチャートに従って
説明する。

【００２２】尚、本実施例において、請求項１に係る吸
気脈動周波数検出手段及びデューティ周波数設定手段と
しての機能は、前記図３のフローチャートに示すよう
に、コントロールユニット６がソフトウェア的に備えて
おり、また、吸気脈動周波数検出手段は、前記エアフロ
ーメータ33が相当する。図３に示すフローチャートは、
本発明に係る第１実施例を示すものであり、まず、ステ
ップ１（図中ではＳ１としてある。以下同様）では、蒸
発ガス処理装置21からパージを行うか否かを判断する。
即ち、コントロールユニット６には、例えばエンジン回
転速度Ｎｅとスロットル弁４下流のスロットル負圧（ブ
ースト負圧）ＰＢとによって定められた燃料パージ領域
と非燃料パージ領域のマップが備えられており、このマ
ップに基づいて、蒸発ガス処理装置21からパージを行う
か否かを判断することが可能となる。

【００２３】そして、パージを行う領域であると判断さ
れた場合には、ステップ２に進む。ステップ２では、吸
入空気量Ｑａを検出するエアフローメータ33の出力ＡＦ
Ｍを読込む。ステップ３では、前記出力ＡＦＭのフーリ
エ変換を行い、該出力ＡＦＭの周波数分析を行って、該
出力ＡＦＭの脈動を検出する。ここで、吸気脈動が発生
した場合には、吸入空気量Ｑａを検出するエアフローメ
ータ33の出力ＡＦＭの周波数も脈動するので、当該ステ
ップ３により該出力ＡＦＭの脈動を検出することによ
り、吸気脈動周波数ｆを検出することができる。

【００２４】即ち、当該ステップ３が、請求項２に係る
吸気脈動周波数検出手段を構成している。尚、当該ステ
ップ３において、前記出力ＡＦＭのフーリエ変換を行う
代わりに、記出力ＡＦＭの一階微分値が０となる点（即
ち、吸気脈動により前記出力ＡＦＭが反転する点）の単
位時間当たりの回数を計測し、吸気脈動周波数ｆを検出
することも可能である。

【００２５】ステップ４では、前記開閉弁28の開弁に係
るデューティ周波数Ｘを前記ステップ３で検出した吸気
脈動周波数ｆ（Ｘ＝ｆ）と等しく設定する。即ち、当該
ステップ４は、請求項４に係るデューティ周波数設定手
段を構成している。そして、ステップ５において、前記
開閉弁28の駆動周波数が変更される。

【００２６】もって、本第１実施例においては、蒸発ガ
ス処理装置21からパージを行う際に開閉弁28の開閉によ
りパージに脈動が生じる場合であっても、吸気脈動と同
時に蒸発ガス処理装置21からパージが行われることとな
るので、各気筒に均等にパージエアが供給され、もって
パージエア量の各気筒への分配が確実に行われることと
なり、気筒間における空燃比ばらつきが無くなり、もっ
て運転性が向上することとなる。

【００２７】ここで、以上説明した第１実施例において
は、ステップ４において、前記開閉弁28の開弁に係るデ
ューティ周波数Ｘを前記ステップ３で検出した吸気脈動
周波数ｆと等しく設定したが、本発明に係る第２実施例
として、ステップ４においては、前記開閉弁28の開弁に
係るデューティ周波数Ｘを前記ステップ３で検出した吸
気脈動周波数ｆを気筒数の整数倍で除した値に設定して
もよい（Ｘ＝ｆ／（Ｋ×ｖ）；但しｖはエンジン１の気
筒数，Ｋは整数である）。

【００２８】即ち、本第２実施例に係るステップ４が、
請求項５に係るデューティ周波数設定手段を構成してい
る。そして、ステップ５において、第１実施例と同様
に、前記開閉弁28の駆動周波数が変更される。もって、
第２実施例においては、蒸発ガス処理装置21からパージ
を行う際に開閉弁28の開閉によりパージに脈動が生じる
場合であっても、全気筒が所定サイクル燃焼する間、開
閉弁28が開状態となり、所定量のパージエアが供給され
続けることとなるので、該脈動が特定の気筒のみに影響
を及ぼすことが防止され、各気筒に均等にパージエアが
供給され、もってパージエア量の各気筒への分配が確実
に行われることとなり、気筒間における空燃比ばらつき
が無くなり、もって運転性が向上することとなる。

【００２９】次に、請求項３に記載の発明に係る第３実
施例の制御内容を図４に示すフローチャートを参照しつ
つ、説明する。尚、図３に示したフローチャーと同一機
能を奏するステップには同一ステップ番号を付して説明
を省略する。本第３実施例においては、ステップ12にお
いて、スロットル負圧（ブースト負圧）ＰＢを検出する
圧力センサ35の出力ＰＢＭを読込む。

【００３０】ステップ13では、前記出力ＰＢＭのフーリ
エ変換を行い、該出力ＰＢＭの周波数分析を行って、該
出力ＰＢＭの脈動を検出する。ここで、吸気脈動が発生
した場合には、スロットル負圧ＰＢを検出する圧力セン
サ35の出力ＰＢＭの周波数も脈動するので、当該ステッ
プ13により該出力ＰＢＭの脈動を検出することにより、
吸気脈動周波数ｆを検出することができる。

【００３１】即ち、当該ステップ13が、請求項３に係る
吸気脈動周波数検出手段を構成している。尚、当該ステ
ップ13において、前記出力ＰＢＭのフーリエ変換を行う
代わりに、記出力ＰＢＭの一階微分値が０となる点（即
ち、吸気脈動により前記出力ＰＢＭが反転する点）の単
位時間当たりの回数を計測し、吸気脈動周波数ｆを検出
することも可能である。

【００３２】尚、本第３実施例においても、ステップ４
では、デューティ周波数Ｘを前記吸気脈動周波数ｆと等
しく設定しても、また吸気脈動周波数ｆを気筒数の整数
倍で除した値に設定してもよいことは勿論である。従っ
て、本第３実施例においても、パージエア量の各気筒へ
の分配が確実に行われることとなり、気筒間における空
燃比ばらつきが無くなり、もって運転性が向上すること
となる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、燃料タンク内の蒸
発燃料を吸着捕集すると共に、該吸着捕集した蒸発燃料
をパージし、該パージエアをパージ通路を介してエンジ
ンの吸気系に供給するキャニスタを備えたエンジンの蒸
発燃料処理装置において、請求項１記載の発明の効果と
して、パージ通路を介して供給されるパージエアもエン
ジンの吸気脈動に基づいて供給されることとなるので、
パージエアが吸気と共に各気筒に分配されることとな
り、前記パージ通路を開閉するデューティ制御式のパー
ジ通路開閉手段を用いても、パージエア量の各気筒への
分配が確実に行われることとなり、気筒間における空燃
比ばらつきが無くなり、もって運転性が向上することと
なる。

【００３４】また請求項２記載の発明の効果として、吸
入空気流量の出力信号の周波数に基づいて吸気脈動周波
数を検出することが可能となり、吸入空気流量の出力信
号の脈動を検出することにより、パージエア量の各気筒
への分配が確実に行われることとなり、気筒間における
空燃比ばらつきを無くすことが可能となるという効果が
ある。

【００３５】また請求項３記載の発明の効果として、吸
気圧力の出力信号の周波数に基づいて吸気脈動周波数を
検出することが可能となり、吸気圧力の出力信号の脈動
を検出することにより、パージエア量の各気筒への分配
が確実に行われることとなり、気筒間における空燃比ば
らつきを無くすことが可能となるという効果がある。ま
た請求項４記載の発明の効果として、開閉デューティ周
波数を吸気脈動周波数と等しく設定するようにしたの
で、吸気脈動と同時に蒸発燃料処理装置からパージが行
われることとなるので、各気筒に均等にパージエアが供
給されることとなり、パージエア量の各気筒への分配が
確実に行われることとなるという効果がある。

【００３６】また請求項５記載の発明の効果として、開
閉デューティ周波数を吸気脈動周波数を気筒数の整数倍
で除した値に設定するようしにしたので、全気筒が所定
サイクル燃焼する間、所定量のパージエアが供給され続
けることとなるので、該脈動が特定の気筒のみに影響を
及ぼすことが防止され、もってパージエア量の各気筒へ
の分配が確実に行われることとなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】本発明の第１実施例及び第２実施例の開閉弁の
開閉制御を示すフローチャート。

【図４】本発明の第３実施例の開閉弁の開閉制御を示す
フローチャート。

【符号の説明】

１エンジン６コントロールユニット 12 クランク角センサ 20 燃料タンク 21 蒸発ガス処理装置 22 キャニスタ 23 吸着剤 24 パージ通路 28 開閉弁 33 エアフローメータ 35 圧力センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンク内の蒸発燃料を吸着捕集すると
共に、該吸着捕集した蒸発燃料をパージし、該パージエ
アをパージ通路を介してエンジンの吸気系に供給するキ
ャニスタを備えたエンジンの蒸発燃料処理装置であっ
て、前記パージ通路を開閉するデューティ制御式のパージ通
路開閉手段と、エンジンの吸気脈動周波数を検出する吸気脈動周波数検
出手段と、該吸気脈動周波数検出手段で検出されたエンジンの吸気
脈動周波数に基づいて前記パージ通路開閉手段の開閉デ
ューティ周波数を設定するデューティ周波数設定手段
と、を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの蒸発燃
料処理装置。
【請求項２】吸気脈動周波数検出手段が、吸入空気流量
検出手段によって検出される吸入空気流量の出力信号の
周波数に基づいて吸気脈動周波数を検出することを特徴
とする請求項１に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
【請求項３】吸気脈動周波数検出手段が、吸気圧力検出
手段によって検出される吸気圧力の出力信号の周波数に
基づいて吸気脈動周波数を検出することを特徴とする請
求項１に記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
【請求項４】デューティ周波数設定手段が、前記開閉デ
ューティ周波数を吸気脈動周波数と等しく設定すること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載のエンジ
ンの蒸発燃料処理装置。
【請求項５】デューティ周波数設定手段が、前記開閉デ
ューティ周波数を吸気脈動周波数を気筒数の整数倍で除
した値に設定することを特徴とする請求項１〜３の何れ
か１つに記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。