JP7743151B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
Control device for internal combustion engineInfo
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Description
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の運転を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls the operation of an internal combustion engine mounted on a vehicle, etc.
従来より、内燃機関には、燃料タンク内で蒸発した燃料蒸気を捕捉する燃料蒸発ガス排出抑制装置が付設されている(例えば、下記特許文献を参照)。普遍的な燃料蒸発ガス排出抑制装置は、チャコールキャニスタと呼称され、発生した燃料蒸気を、活性炭を充填したキャニスタに吸着させて捕捉し、適時その燃料蒸気を内燃機関の吸気通路に送出して吸気に混交し、気筒にて燃焼処理するものである。 Internal combustion engines have traditionally been equipped with fuel evaporative emission control devices that capture fuel vapors that evaporate within the fuel tank (see, for example, the following patent documents). A common fuel evaporative emission control device is called a charcoal canister, which captures the generated fuel vapor by adsorbing it into a canister filled with activated charcoal, and then sends the fuel vapor to the intake passage of the internal combustion engine at the appropriate time to mix with the intake air and combust it in the cylinders.
キャニスタには、燃料タンク内の燃料蒸気を回収するための回収路の他、大気に開放した大気導入路、及び当該キャニスタを内燃機関の吸気通路におけるスロットルバルブの下流に連通するパージガス流路が接続している。キャニスタに吸着した燃料蒸気をパージする処理では、パージガス流路上に設けた制御バルブを開弁し、スロットルバルブの下流で発生する吸気負圧を利用して、キャニスタに外気を取り入れながら燃料蒸気を吸気通路に引き込む。 In addition to a recovery passage for recovering fuel vapor from within the fuel tank, the canister is connected to an atmosphere inlet passage open to the atmosphere, and a purge gas passage that connects the canister to the intake passage of the internal combustion engine downstream of the throttle valve. To purge fuel vapor adsorbed in the canister, a control valve installed in the purge gas passage is opened, and the intake vacuum generated downstream of the throttle valve is used to draw outside air into the canister while drawing fuel vapor into the intake passage.
内燃機関の冷間始動後等、キャニスタに多量の燃料蒸気を貯留している状況下では、可及的速やかに制御バルブを拡開し、より多くのパージガスを吸気通路に送出することが望ましい。 When a large amount of fuel vapor is stored in the canister, such as after a cold start of an internal combustion engine, it is desirable to open the control valve as quickly as possible to send more purge gas into the intake passage.
だが、キャニスタ内の燃料蒸気をパージ処理することは、予め燃料成分を含んでいる空気を気筒に送り込むということでもある。その帰結として、気筒に充填される混合気の空燃比がリッチ化する乱れが発生する。 However, purging the fuel vapor in the canister also means sending air that already contains fuel components into the cylinder. As a result, the air-fuel ratio of the mixture filling the cylinder becomes richer, causing a disturbance.
一般に、内燃機関の運転中は、気筒から排出されるガスの空燃比をセンシングし、その実測の空燃比を目標値に追従させるように燃料噴射量を増減させるフィードバック制御を実施している。燃料蒸気のパージ処理は、空燃比フィードバック制御に対する外乱となる。外乱が大きいと、フィードバック制御によっても空燃比を速やかに目標値に収束させることのできない懸念が生じる。空燃比の目標値からの逸脱は、内燃機関から排出される有害物質の量の増加に繋がり、好ましくない。 Generally, when an internal combustion engine is operating, the air-fuel ratio of the gases emitted from the cylinders is sensed, and feedback control is implemented to increase or decrease the amount of fuel injected so that the measured air-fuel ratio tracks the target value. Purging fuel vapors causes a disturbance to the air-fuel ratio feedback control. If the disturbance is large, there is a concern that even feedback control may not be able to quickly converge the air-fuel ratio to the target value. Deviation of the air-fuel ratio from the target value leads to an increase in the amount of harmful substances emitted from the internal combustion engine, which is undesirable.
この問題は、特に、流量サイズ(最大流量)が大きい制御バルブを採用する場合に顕在化しやすい。流量サイズの大きい制御バルブは、流量制御の際の分解能が粗くなる、即ち流量を精確に調整可能な最小の変化量が大きくなる傾向にある。そのような制御バルブでは、開度操作を通じて吸気に混交される燃料蒸気の量を微細に制御することが難しく、燃料蒸気のパージ処理を行うことで、混合気の空燃比が過剰にリッチ化する可能性がある。 This problem is particularly likely to become apparent when using a control valve with a large flow rate (maximum flow rate). Control valves with a large flow rate tend to have a coarser resolution when controlling flow rate, meaning the minimum amount of change that can accurately adjust the flow rate tends to be larger. With such control valves, it is difficult to precisely control the amount of fuel vapor mixed into the intake air through opening adjustment, and purging the fuel vapor can result in the air-fuel ratio of the mixture becoming excessively rich.
以上の点に着目してなされた本発明は、混合気の空燃比の乱れを抑制しつつ、キャニスタに滞留する燃料蒸気を早期にパージできるようにすることを所期の目的としている。 The present invention was developed with the above points in mind, and its intended purpose is to enable early purging of fuel vapors remaining in the canister while suppressing disturbances in the air-fuel ratio of the mixture.
本発明では、燃料タンクに接続する接続路と、燃料タンクで発生し接続路を流れる燃料蒸気を捕捉するキャニスタと、キャニスタに接続しており空気を導入することのできる導入路と、キャニスタと内燃機関の気筒に連なる吸気通路とを連通せしめキャニスタに捕捉した燃料蒸気を含むパージガスを吸気通路に放出させるパージガス流路と、パージガス流路を開閉する制御バルブとを備える燃料蒸発ガス排出抑制装置が付帯した内燃機関を制御する制御装置であって、閉じていた制御バルブを開き始めてからある期間における制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量を、当該期間が経過した後の時期における制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量に比して小さく設定する内燃機関の制御装置を構成した。 The present invention provides a control device for an internal combustion engine equipped with a fuel evaporative emission control device, the control device comprising: a connecting passage connected to a fuel tank; a canister that captures fuel vapor generated in the fuel tank and flowing through the connecting passage; an inlet passage connected to the canister and capable of introducing air; a purge gas flow passage that connects the canister to an intake passage connected to the cylinders of the internal combustion engine and releases purge gas containing the fuel vapor captured in the canister into the intake passage; and a control valve that opens and closes the purge gas flow passage. The control device for an internal combustion engine is configured to set the amount of increase per unit time in the opening degree of the control valve during a certain period after the control valve begins to open from a closed state to be smaller than the amount of increase per unit time in the opening degree of the control valve after that period has elapsed.
要するに、本発明では、燃料蒸気のパージ処理の開始当初は制御バルブをゆっくりと開き、その後、可能ならば制御バルブを速く開くようにしたのである。 In essence, the present invention involves opening the control valve slowly at the beginning of the fuel vapor purging process, and then opening the control valve more quickly thereafter if possible.
内燃機関の排気通路を流れるガスの空燃比を空燃比センサを介して検出し、その実測空燃比を目標空燃比に収束させるフィードバック制御を実施するものにあっては、閉じていた前記制御バルブを開く操作を行うにあたり、前記期間の経過後、実測空燃比が目標空燃比よりもリーンである状態から目標空燃比よりもリッチである状態に切り替わった、及び/または、実測空燃比が目標空燃比よりもリッチである状態から目標空燃比よりもリーンである状態に切り替わった回数若しくは頻度が、閾値を上回ったことを必要条件として、制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量を前記期間におけるそれよりも大きくすることが考えられる。 In a system that detects the air-fuel ratio of gas flowing through an exhaust passage of an internal combustion engine via an air-fuel ratio sensor and performs feedback control to converge the measured air-fuel ratio to a target air-fuel ratio, when opening the control valve that was closed, it is possible to increase the amount of increase in the opening of the control valve per unit time to be greater than that during the period, on the necessary condition that, after the period has elapsed, the measured air-fuel ratio has switched from a state where it is leaner than the target air-fuel ratio to a state where it is richer than the target air-fuel ratio, and/or the number or frequency of the measured air-fuel ratio switching from a state where it is richer than the target air-fuel ratio to a state where it is leaner than the target air-fuel ratio has exceeded a threshold value.
本発明に係る内燃機関の制御方法は、燃料タンクに接続する接続路と、燃料タンクで発生し接続路を流れる燃料蒸気を捕捉するキャニスタと、キャニスタに接続しており空気を導入することのできる導入路と、キャニスタと内燃機関の気筒に連なる吸気通路とを連通せしめキャニスタに捕捉した燃料蒸気を含むパージガスを吸気通路に放出させるパージガス流路と、パージガス流路を開閉する制御バルブとを備える燃料蒸発ガス排出抑制装置が付帯した内燃機関を制御する方法であって、閉じていた制御バルブを開き始めてからある期間における制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量を、当該期間が経過した後の時期における制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量に比して小さく設定することとし、内燃機関の排気通路を流れるガスの空燃比を空燃比センサを介して検出し、その実測空燃比を目標空燃比に収束させるフィードバック制御を実施するものであり、閉じていた前記制御バルブを開く操作を行うにあたり、前記期間の経過後、実測空燃比が目標空燃比よりもリーンである状態から目標空燃比よりもリッチである状態に切り替わった、または実測空燃比が目標空燃比よりもリッチである状態から目標空燃比よりもリーンである状態に切り替わった回数若しくは頻度が、閾値を上回ったことを必要条件として、制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量を前記期間におけるそれよりも大きくすることを特徴とする。 The control method of the present invention is a method for controlling an internal combustion engine equipped with a fuel evaporative emission control device, the method comprising: a connection passage connected to a fuel tank; a canister that captures fuel vapor generated in the fuel tank and flowing through the connection passage; an inlet passage connected to the canister and capable of introducing air; a purge gas flow passage that connects the canister to an intake passage connected to a cylinder of the internal combustion engine and releases purge gas containing the fuel vapor captured in the canister into the intake passage; and a control valve that opens and closes the purge gas flow passage, the method comprising: calculating an amount of increase per unit time in the opening degree of the control valve during a certain period from when the closed control valve began to be opened; the air-fuel ratio of the gas flowing through the exhaust passage of the internal combustion engine is detected via an air-fuel ratio sensor, and feedback control is performed to converge the measured air-fuel ratio to the target air-fuel ratio; when an operation to open the control valve that was closed is performed, the amount of expansion of the opening of the control valve per unit time is set to be larger than that during the period, on the necessary condition that, after the period has elapsed, the number or frequency of the measured air-fuel ratio switching from a state where it is leaner than the target air-fuel ratio to a state where it is richer than the target air-fuel ratio, or the number or frequency of the switching from a state where it is richer than the target air-fuel ratio to a state where it is leaner than the target air-fuel ratio, exceeds a threshold value .
本発明によれば、混合気の空燃比の乱れを抑制しつつ、キャニスタに滞留する燃料蒸気を早期にパージできる。 This invention makes it possible to quickly purge fuel vapors remaining in the canister while suppressing disturbances in the air-fuel ratio of the mixture.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。 One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1 shows an overview of a vehicle internal combustion engine according to this embodiment. The internal combustion engine according to this embodiment is a spark-ignition, four-stroke gasoline engine equipped with multiple cylinders 1 (one of which is shown in Figure 1). An injector 11 for injecting fuel is provided near the intake port of each cylinder 1. In addition, an ignition plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The ignition plug 12 receives an induced voltage generated by an ignition coil and generates a spark discharge between the center electrode and the ground electrode.
吸気通路3は、各気筒1の吸気ポートに至り、外部から取り入れた空気を各気筒1に向けて流通させ、気筒1に供給する。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。 The intake passage 3 leads to the intake port of each cylinder 1, circulating air taken in from the outside toward each cylinder 1 and supplying it to the cylinder 1. Arranged in this order from upstream to downstream are an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 in the intake passage 3.
内燃機関には、燃料蒸発ガス排出抑制装置6が付帯している。燃料蒸発ガス排出抑制装置6は、燃料タンク7において蒸発した燃料の蒸気を活性炭を充填したチャコールキャニスタ61に吸着させて捕捉するとともに、適時その燃料蒸気を吸気通路3に送出して吸気に混交し、気筒1にて燃焼処理するものである。 The internal combustion engine is equipped with a fuel evaporative emission control device 6. The fuel evaporative emission control device 6 captures fuel vapor that has evaporated in the fuel tank 7 by adsorbing it into a charcoal canister 61 filled with activated carbon, and then sends the fuel vapor to the intake passage 3 at the appropriate time to mix with the intake air and combust it in the cylinder 1.
燃料タンク7とキャニスタ61との間は、接続路62を介して接続している。燃料タンク7内で発生した燃料蒸気は、接続路62を通じてキャニスタ61に流入する。キャニスタ61と吸気通路3(特に、サージタンク33、吸気マニホルド34若しくは吸気ポート)との間は、パージガス流路63を介して接続している。キャニスタ61が捕捉した燃料蒸気は、パージガス流路63を通じて吸気通路3に流入する。加えて、キャニスタ61には、大気に開放した空気導入路64を付設している。 The fuel tank 7 and the canister 61 are connected via a connection passage 62. Fuel vapor generated in the fuel tank 7 flows into the canister 61 through the connection passage 62. The canister 61 and the intake passage 3 (particularly the surge tank 33, intake manifold 34, or intake port) are connected via a purge gas passage 63. Fuel vapor captured by the canister 61 flows into the intake passage 3 through the purge gas passage 63. In addition, the canister 61 is provided with an air introduction passage 64 that is open to the atmosphere.
パージガス流路63上には、当該流路63を開閉する制御バルブであるパージVSV(Vacuum Switching Valve)65が存在する。VSV65は、弁体を駆動するソレノイドに印加する電流または電圧の大きさを調節(特に、PWM(Pulse Width Modulation)制御)してその開度を拡縮操作できる流量制御弁である。VSV65を開弁している間は、パージガス流路63を介してキャニスタ61と吸気通路3とが連通する。そして、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流に発生する吸気負圧により、キャニスタ61内の燃料蒸気が吸気通路3に引き込まれる。このとき、導入路64を通じてキャニスタ61内に空気即ち外気が取り入れられる。 A purge VSV (Vacuum Switching Valve) 65, a control valve that opens and closes the purge gas flow path 63, is located in the purge gas flow path 63. The VSV 65 is a flow control valve whose opening can be increased or decreased by adjusting (particularly, PWM (Pulse Width Modulation) control) the magnitude of the current or voltage applied to the solenoid that drives the valve body. While the VSV 65 is open, the canister 61 and the intake passage 3 are connected via the purge gas flow path 63. Then, due to the intake negative pressure generated downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, fuel vapor in the canister 61 is drawn into the intake passage 3. At this time, air, i.e., outside air, is taken into the canister 61 through the inlet passage 64.
排気通路4は、各気筒1の排気ポートを始端とし、各気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生する燃焼ガスを流通させて外部へと導く。排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。触媒41は、有害物質であるHC、CO及びNOxの酸化/還元反応を惹起してこれらを無害化する。 The exhaust passage 4 starts at the exhaust port of each cylinder 1 and guides the combustion gas generated as a result of burning fuel in each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and a three-way catalyst 41 for purifying exhaust gas are arranged in the exhaust passage 4. The catalyst 41 induces an oxidation/reduction reaction of harmful substances such as HC, CO, and NOx , thereby rendering them harmless.
排気通路4における触媒41の上流及び下流には、排気通路4を流通するガスの空燃比を検出するための空燃比センサ43、44を設置する。空燃比センサ43、44はそれぞれ、排気ガスの空燃比に対して非線形な出力特性を有するO2センサであってもよく、排気ガスの空燃比に比例した出力特性を有するリニアA/Fセンサであってもよい。O2センサの出力電圧は、触媒41から流出するガスの空燃比がリーンであるほど低くなる。特に、理論空燃比近傍の一定範囲では空燃比に対する出力の変化率が大きく急峻な傾きを示し、それよりも空燃比がリーンである領域では低位飽和値に漸近し、それよりも空燃比がリッチである領域では高位飽和値に漸近する、いわゆるZ特性曲線を描く。リニアA/Fセンサの出力電圧は、触媒41に流入するガスの空燃比がリーンであるほど高くなる。本実施形態では、触媒41の上流の空燃比センサ43及び下流の空燃比センサ44として、それぞれO2センサを想定している。 Air-fuel ratio sensors 43, 44 are installed upstream and downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 to detect the air-fuel ratio of the gas flowing through the exhaust passage 4. Each of the air-fuel ratio sensors 43, 44 may be an O2 sensor with a nonlinear output characteristic relative to the air-fuel ratio of the exhaust gas, or a linear A/F sensor with an output characteristic proportional to the air-fuel ratio of the exhaust gas. The output voltage of the O2 sensor decreases as the air-fuel ratio of the gas flowing out of the catalyst 41 becomes leaner. In particular, the output voltage exhibits a steeper rate of change with respect to the air-fuel ratio within a certain range near the stoichiometric air-fuel ratio. The output voltage of the linear A/F sensor asymptotically approaches a lower saturation value in regions where the air-fuel ratio is leaner than that and approaches a higher saturation value in regions where the air-fuel ratio is richer than that, forming a so-called Z-characteristic curve. The output voltage of the linear A/F sensor increases as the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 41 becomes leaner. In this embodiment, the air-fuel ratio sensor 43 upstream of the catalyst 41 and the air-fuel ratio sensor 44 downstream of the catalyst 41 are assumed to be O 2 sensors.
余談ながら、排気通路4における触媒41及び空燃比センサ44の下流に、さらなる排気浄化用の触媒やフィルタ等(図示せず)を付設することがある。 As an aside, further exhaust purification catalysts, filters, etc. (not shown) may be installed downstream of the catalyst 41 and air-fuel ratio sensor 44 in the exhaust passage 4.
排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation)装置2は、排気通路4と吸気通路3とを接続する外部EGR通路21と、EGR通路21上に設けたEGRクーラ22と、EGR通路21を開閉し当該EGR通路21を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ23とを要素とする。EGR通路21の入口は、排気通路4における触媒41の下流の箇所に接続している。EGR通路21の出口は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流の箇所(特に、サージタンク33若しくは吸気マニホルド34)に接続している。 The exhaust gas recirculation device 2 comprises an external EGR passage 21 connecting the exhaust passage 4 and the intake passage 3, an EGR cooler 22 installed in the EGR passage 21, and an EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 21 to control the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 21. The inlet of the EGR passage 21 is connected to a location downstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3 (in particular, the surge tank 33 or intake manifold 34).
本実施形態の内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ECU0は、複数基のECUまたはコントローラがCAN(Controller Area Network)等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。 The ECU (Electronic Control Unit) 0, which is the control device for the internal combustion engine in this embodiment, is a microcomputer system having a processor, memory, input interface, output interface, etc. The ECU 0 may be composed of multiple ECUs or controllers connected to each other so that they can communicate with each other via electrical communication lines such as a CAN (Controller Area Network).
ECU0の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、内燃機関のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号b、運転者によるアクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、内燃機関に要求されるエンジントルクまたはエンジン負荷率)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流(特に、サージタンク33若しくは吸気マニホルド34内)の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号e、排気通路4の触媒41の上流における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ43から出力される空燃比信号(電圧信号)f、触媒41の下流における排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ44から出力される空燃比信号(電圧信号)g、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号h、外気温を検出する外気温センサから出力される外気温信号o等が入力される。 The input interface of the ECU 0 receives a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from a crank angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine and the engine speed, an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of accelerator pedal depression by the driver or the opening of the throttle valve 32 as the accelerator opening (in other words, the engine torque or engine load factor required by the internal combustion engine), and a signal from a sensor downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3 (particularly, a signal from the surge tank 33 or the intake manifold 34). The signals input to the exhaust passage 4 include an intake air temperature/intake pressure signal d output from a temperature/pressure sensor that detects the intake air temperature and intake pressure of the internal combustion engine, a coolant temperature signal e output from a water temperature sensor that detects the coolant temperature of the internal combustion engine, an air-fuel ratio signal (voltage signal) f output from an air-fuel ratio sensor 43 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4, an air-fuel ratio signal (voltage signal) g output from an air-fuel ratio sensor 44 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the catalyst 41, an atmospheric pressure signal h output from an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure, and an outside air temperature signal o output from an outside air temperature sensor that detects the outside air temperature.
ECU0の出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタ13に対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、EGRバルブ23に対して開度操作信号l、VSV65に対して開度操作信号n等を出力する。 The output interface of ECU0 outputs an ignition signal i to the igniter 13 of the spark plug 12, a fuel injection signal j to the injector 11, an opening operation signal k to the throttle valve 32, an opening operation signal l to the EGR valve 23, an opening operation signal n to the VSV 65, etc.
ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、h、oを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に吸入される空気(新気)量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸入空気量等に基づき、要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、要求EGR率(または、EGRガス量)、点火タイミング(一度の燃焼に対する火花点火の回数を含む)等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、l、nを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of ECU0 interprets and executes programs pre-stored in memory, calculating operating parameters and controlling the operation of the internal combustion engine. ECU0 acquires various pieces of information a, b, c, d, e, f, g, h, and o required for controlling the operation of the internal combustion engine via the input interface, determines the engine speed, and estimates the amount of air (fresh air) to be drawn into cylinder 1. Then, based on the engine speed and intake air volume, it determines various operating parameters such as the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of fuel injections per combustion), fuel injection pressure, required EGR rate (or EGR gas amount), and ignition timing (including the number of spark ignitions per combustion). ECU0 applies various control signals i, j, k, l, and n corresponding to the operating parameters via the output interface.
インジェクタ11からの燃料噴射量を決定するに際して、ECU0は、まず、気筒1に吸入される空気の量を求め、その吸入空気量に比例する(吸入空気量に応じて理論空燃比またはその近傍の空燃比を実現できような)燃料噴射量の基本量TPを決定する。吸気量は、現在のエンジン回転数及び(サージタンク33若しくは吸気マニホルド34内の)吸気圧等を基に推算する。吸気量の推算値に、現在の吸気温や大気圧等に応じた補正を加えてもよい。この吸気量の推算の手法は、公知のものである。 When determining the amount of fuel to be injected from the injector 11, the ECU 0 first calculates the amount of air taken into the cylinder 1 and determines a basic amount of fuel injection TP that is proportional to that amount of intake air (enables the stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio close to it to be achieved depending on the amount of intake air). The intake amount is estimated based on the current engine speed and intake pressure (in the surge tank 33 or intake manifold 34), etc. The estimated intake amount may be corrected based on the current intake temperature, atmospheric pressure, etc. This method of estimating the intake amount is well known.
次いで、この基本噴射量TPを、触媒41に流入するガスの空燃比とその目標値との偏差に応じたフィードバック補正係数FAFや、環境条件その他に応じて定まる各種補正係数Kにより補正する。フィードバック補正係数FAF、Kはそれぞれ、1を中心に増減する正数である。さらに、インジェクタ11を開弁しても燃料が噴出しない無効噴射時間TAUVを加味して、最終的な燃料噴射時間T、即ちインジェクタ11を開弁する時間を算定する。燃料噴射時間Tは、
T=TP×FAF×K+TAUV
となる。ECU0は、燃料噴射時間Tだけインジェクタ11に対して信号jを入力し、インジェクタ11を開弁して燃料を噴射させる。
Next, this basic injection amount TP is corrected by a feedback correction coefficient FAF corresponding to the deviation between the air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 41 and its target value, and various correction coefficients K determined according to environmental conditions and the like. The feedback correction coefficients FAF and K are each positive numbers that increase or decrease around 1. Furthermore, the final fuel injection time T, i.e., the time for opening the injector 11, is calculated taking into account the invalid injection time TAUV during which fuel is not injected even when the injector 11 is opened. The fuel injection time T is calculated as follows:
T=TP×FAF×K+TAUV
The ECU 0 inputs a signal j to the injector 11 for the fuel injection time T, and opens the valve of the injector 11 to inject fuel.
空燃比フィードバック制御は、気筒1に充填される混合気の空燃比、ひいては気筒1から排出され触媒41へと導かれる排気ガスの空燃比を所望の目標空燃比に収束させ、以て触媒41における有害物質の浄化能率を最大化するものである。空燃比フィードバック補正係数FAFは、触媒41の上流の空燃比センサ43の出力信号fに基づいて定める。図2に示すように、ECU0は、触媒41の上流のガスの空燃比を検出する空燃比センサ43の出力電圧fを、目標空燃比に相当する判定電圧値と比較して、その判定電圧値よりも高ければリーン、判定電圧値よりも低ければリッチと判定する。そして、ECU0は、触媒41の上流のガスの空燃比の判定結果に基づき、フィードバック補正係数FAFを増減調整する。 Air-fuel ratio feedback control converges the air-fuel ratio of the mixture filling cylinder 1, and ultimately the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from cylinder 1 and directed to catalyst 41, to a desired target air-fuel ratio, thereby maximizing the purification efficiency of harmful substances in catalyst 41. The air-fuel ratio feedback correction coefficient FAF is determined based on the output signal f of air-fuel ratio sensor 43 upstream of catalyst 41. As shown in Figure 2, ECU 0 compares the output voltage f of air-fuel ratio sensor 43, which detects the air-fuel ratio of gas upstream of catalyst 41, with a judgment voltage value corresponding to the target air-fuel ratio. If the output voltage f is higher than the judgment voltage value, the air-fuel ratio is determined to be lean, and if the output voltage f is lower than the judgment voltage value, the air-fuel ratio is determined to be rich. ECU 0 then adjusts the feedback correction coefficient FAF up or down based on the result of the judgment of the air-fuel ratio of gas upstream of catalyst 41.
具体的には、触媒41の上流のガスの空燃比の判定結果がリーンからリッチに反転した(下記の遅延時間TDRが経過した)時点で、フィードバック補正係数FAFをスキップ値RSMだけ減少させる。加えて、空燃比がリッチであると判定している間、フィードバック補正係数FAFを演算サイクル(制御サイクル)あたりリーン積分値KIMだけ逓減させる。演算サイクルの周期は、内燃機関が備える個々の気筒1が新たなサイクル(吸気行程-圧縮行程-膨脹行程-排気行程の一連)を迎える周期に等しい。なお、リーン積分値KIMの絶対値を、判定電圧値と空燃比センサ43の出力電圧値fとの差分または比の絶対値が大きいほど大きくすることも考えられる。 Specifically, when the determined air-fuel ratio of the gas upstream of the catalyst 41 changes from lean to rich (after the delay time TDR described below has elapsed), the feedback correction coefficient FAF is decreased by the skip value RSM. Additionally, while the air-fuel ratio is determined to be rich, the feedback correction coefficient FAF is gradually decreased by the lean integral value KIM per calculation cycle (control cycle). The period of the calculation cycle is equal to the period in which each cylinder 1 of the internal combustion engine enters a new cycle (a series of intake stroke - compression stroke - expansion stroke - exhaust stroke). It is also possible to increase the absolute value of the lean integral value KIM the larger the absolute value of the difference or ratio between the determination voltage value and the output voltage value f of the air-fuel ratio sensor 43.
他方、触媒41の上流のガスの空燃比の判定結果がリッチからリーンに反転した(下記の遅延時間TDLが経過した)時点で、フィードバック補正係数FAFをスキップ値RSPだけ増加させる。加えて、空燃比がリーンであると判定している間、フィードバック補正係数FAFを演算サイクルあたりリッチ積分値KIPだけ逓増させる。なお、リッチ積分値KIPの絶対値を、空燃比センサ43の出力電圧値fと判定電圧値との差分または比の絶対値が大きいほど大きくすることも考えられる。 On the other hand, when the result of the determination of the air-fuel ratio of the gas upstream of the catalyst 41 reverses from rich to lean (when the delay time TDL described below has elapsed), the feedback correction coefficient FAF is increased by the skip value RSP. In addition, while the air-fuel ratio is determined to be lean, the feedback correction coefficient FAF is gradually increased by the rich integral value KIP per calculation cycle. Note that it is also possible to increase the absolute value of the rich integral value KIP the larger the absolute value of the difference or ratio between the output voltage value f of the air-fuel ratio sensor 43 and the determination voltage value.
基本噴射量TPに乗ずるフィードバック補正係数FAFが減少すると、インジェクタ11による燃料噴射量が絞られて、混合気の空燃比がリーンへと向かう。フィードバック補正係数FAFが増加すると、インジェクタ11による燃料噴射量が上積みされて、混合気の空燃比がリッチへと向かう。 When the feedback correction coefficient FAF, which is multiplied by the basic injection amount TP, decreases, the amount of fuel injected by the injector 11 is reduced, and the air-fuel ratio of the mixture moves toward a leaner mixture. When the feedback correction coefficient FAF increases, the amount of fuel injected by the injector 11 is increased, and the air-fuel ratio of the mixture moves toward a richer mixture.
但し、空燃比センサ43の出力電圧fが判定電圧値を跨ぐように変動したときには、即時に触媒41の上流のガスの空燃比の判定結果を反転させるのではなく、遅延時間TDL、TDRの経過を待ってから判定結果を反転させる。即ち、空燃比センサ43の出力電圧fがリッチからリーンに切り替わった(判定電圧値を下回った)ときには、リーン判定遅延時間TDLの経過の後、空燃比がリッチからリーンに反転したと判断する。並びに、空燃比センサ43の出力電圧fがリーンからリッチに切り替わった(判定電圧値を上回った)ときには、リッチ判定遅延時間TDRの経過の後、空燃比がリーンからリッチに反転したと判断する。 However, when the output voltage f of the air-fuel ratio sensor 43 fluctuates so as to cross the judgment voltage value, the judgment result of the air-fuel ratio of the gas upstream of the catalyst 41 is not immediately inverted, but rather the judgment result is inverted after the delay times TDL and TDR have elapsed. That is, when the output voltage f of the air-fuel ratio sensor 43 switches from rich to lean (falls below the judgment voltage value), it is determined that the air-fuel ratio has inverted from rich to lean after the lean judgment delay time TDL has elapsed. Conversely, when the output voltage f of the air-fuel ratio sensor 43 switches from lean to rich (exceeds the judgment voltage value), it is determined that the air-fuel ratio has inverted from lean to rich after the rich judgment delay time TDR has elapsed.
リーン判定遅延時間TDL及びリッチ判定遅延時間TDRを設けているのは、空燃比センサ43の出力信号fにノイズが混入した場合に、空燃比のリーン/リッチの判定結果が短期間に複数回反転して燃料噴射量が振動するように増減するチャタリングを起こすことを予防する意図である。 The lean determination delay time TDL and rich determination delay time TDR are provided to prevent chattering, which occurs when noise is mixed into the output signal f of the air-fuel ratio sensor 43, causing the lean/rich air-fuel ratio determination result to reverse multiple times in a short period of time, causing the fuel injection amount to fluctuate.
遅延時間TDL、TDRは、補正量FACFに応じて増減する。図3に、補正量FACFと遅延時間TDL、TDRとの関係を例示する。図3中、リーン判定遅延時間TDLを破線で表し、リッチ判定遅延時間TDRを実線で表している。補正量FACFが大きくなるほど、リーン判定遅延時間TDLは短縮され、リッチ判定遅延時間TDRは延長される。さすれば、フィードバック補正係数FAFが増加から減少に転じる時期が遅れ、減少から増加に転じる時期が早まる。結果、燃料噴射量が平均的に増すこととなり、空燃比フィードバック制御により収束させるべき触媒41に流入するガスの空燃比の目標がリッチ側に変位する。 The delay times TDL and TDR increase or decrease depending on the correction amount FACF. Figure 3 illustrates the relationship between the correction amount FACF and the delay times TDL and TDR. In Figure 3, the lean determination delay time TDL is represented by a dashed line, and the rich determination delay time TDR is represented by a solid line. As the correction amount FACF increases, the lean determination delay time TDL is shortened and the rich determination delay time TDR is extended. This delays the time when the feedback correction coefficient FAF changes from increasing to decreasing, and accelerates the time when it changes from decreasing to increasing. As a result, the fuel injection amount increases on average, and the target air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 41, which should be converged by air-fuel ratio feedback control, shifts to the rich side.
逆に、補正量FACFが小さくなるほど、リーン判定遅延時間TDLは延長され、リッチ判定遅延時間TDRは短縮される。さすれば、フィードバック補正係数FAFが増加から減少に転じる時期が早まり、減少から増加に転じる時期が遅れる。結果、燃料噴射量が平均的に減ることとなり、触媒41に流入するガスの空燃比の目標がリーン側に変位する。 Conversely, the smaller the correction amount FACF, the longer the lean determination delay time TDL and the shorter the rich determination delay time TDR. This means that the feedback correction coefficient FAF changes from increasing to decreasing earlier, and the time it changes from decreasing to increasing later. As a result, the fuel injection amount decreases on average, and the target air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 41 shifts toward the lean side.
ECU0は、空燃比フィードバック制御中、上記の補正量FACFをも算出する。図4に示すように、ECU0は、補正量FACFを算定するにあたり、触媒41の下流のガスの空燃比を検出する空燃比センサ44の出力電圧gを、理論空燃比またはその近傍の目標空燃比に相当する判定電圧値と比較して、その判定電圧値よりも高ければリッチ、判定電圧値よりも低ければリーンと判定する。この判定電圧値は、空燃比センサ43の出力信号fと比較される判定電圧値とは必ずしも一致しない。その上で、触媒41の下流のガスの空燃比の判定結果に基づき、補正量FACFを増減調整する。 During air-fuel ratio feedback control, ECU0 also calculates the above-mentioned correction amount FACF. As shown in FIG. 4, when calculating the correction amount FACF, ECU0 compares the output voltage g of the air-fuel ratio sensor 44, which detects the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst 41, with a judgment voltage value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio or a target air-fuel ratio close to the stoichiometric air-fuel ratio, and determines that the air-fuel ratio is rich if it is higher than the judgment voltage value, and lean if it is lower than the judgment voltage value. This judgment voltage value does not necessarily match the judgment voltage value compared with the output signal f of the air-fuel ratio sensor 43. Based on this, ECU0 adjusts the correction amount FACF up or down based on the result of the judgment of the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst 41.
具体的には、触媒41の下流のガスの空燃比がリッチであると判定している間、補正量FACFを演算サイクルあたりリーン積分値FACFKIMだけ逓減させる一方、空燃比がリーンであると判定している間は、補正量FACFを演算サイクルあたりリッチ積分値FACFKIPだけ逓増させる。なお、リーン積分値FACFKIMの絶対値を、判定電圧値と空燃比センサ44の出力電圧値gとの差分または比の絶対値が大きいほど大きくしてもよく、リッチ積分値FACFKIPの絶対値を、空燃比センサ44の出力電圧gと判定電圧値との差分または比の絶対値が大きいほど大きくしてもよい。既に述べた通り、補正量FACFが減少すると、触媒41に流入するガスの目標空燃比がリーンへと向かい、補正量FACFが増加すると、触媒41に流入するガスの目標空燃比がリッチへと向かう。 Specifically, while the air-fuel ratio of the gas downstream of the catalyst 41 is determined to be rich, the correction amount FACF is gradually decreased by the lean integral value FACFKIM per calculation cycle, while while the air-fuel ratio is determined to be lean, the correction amount FACF is gradually increased by the rich integral value FACFKIP per calculation cycle. The absolute value of the lean integral value FACFKIM may be increased as the absolute value of the difference or ratio between the determination voltage value and the output voltage value g of the air-fuel ratio sensor 44 increases, and the absolute value of the rich integral value FACFKIP may be increased as the absolute value of the difference or ratio between the output voltage g of the air-fuel ratio sensor 44 and the determination voltage value increases. As already mentioned, when the correction amount FACF decreases, the target air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 41 moves toward leaner, and when the correction amount FACF increases, the target air-fuel ratio of the gas flowing into the catalyst 41 moves toward richer.
内燃機関の運転を停止している間に燃料タンク7内で蒸発した燃料の蒸気は、燃料蒸発ガス排出抑制装置6のキャニスタ61に捕集される。ECU0は、停止していた内燃機関を始動(特に、冷間始動)した後、適時にVSV65を開弁操作し、キャニスタ61に溜まった燃料蒸気をパージ処理する。即ち、燃料蒸気をパージガス流路63を介して吸気通路3に放出し、気筒1において燃焼させる。 Fuel vapor that evaporates in the fuel tank 7 while the internal combustion engine is stopped is collected in the canister 61 of the fuel evaporative emission control device 6. After starting the stopped internal combustion engine (particularly during a cold start), the ECU 0 opens the VSV 65 at the appropriate time to purge the fuel vapor that has accumulated in the canister 61. That is, the fuel vapor is released into the intake passage 3 via the purge gas flow path 63 and combusted in the cylinder 1.
だが、燃料蒸気のパージ処理により吸気通路3に流入するパージガスに含まれる燃料の濃度によっては、気筒1に充填される混合気の空燃比に大きな乱れを生じさせる可能性がある。ECU0が基本噴射量TPを演算するとき、基本的には、燃料蒸気のパージ処理を念頭に置いておらず、気筒1に向かって吸気通路3を流れる吸気には未燃の燃料成分が含まれていないとして、インジェクタ11からの噴射量TPを決定している。ところが、パージガスには未燃の燃料成分が含まれていることから、一時的であるにせよ気筒1に充填される混合気の空燃比が目標空燃比よりもリッチ化することが起こる。 However, depending on the concentration of fuel contained in the purge gas that flows into the intake passage 3 due to the fuel vapor purging process, this could cause significant disturbances in the air-fuel ratio of the mixture filled into cylinder 1. When ECU 0 calculates the basic injection amount TP, it does not generally take fuel vapor purging into consideration, and determines the injection amount TP from injector 11 on the assumption that the intake air flowing through the intake passage 3 toward cylinder 1 does not contain unburned fuel components. However, because purge gas contains unburned fuel components, it is possible that the air-fuel ratio of the mixture filled into cylinder 1 will become richer than the target air-fuel ratio, even if only temporarily.
混合気の空燃比の乱れは、通常、空燃比フィードバック制御により鎮圧される。しかし、パージガスに含まれる未燃の燃料成分の濃度が非常に濃い場合には、フィードバック制御によっても空燃比を速やかに目標値に収束させることができず、内燃機関から排出される有害物質の量が増加するおそれがある。それ故、無制約に燃料蒸気のパージ処理を実行することは決して好ましくない。 Disturbances in the air-fuel ratio of the mixture are usually suppressed by air-fuel ratio feedback control. However, if the concentration of unburned fuel components in the purge gas is very high, even feedback control may not be able to quickly converge the air-fuel ratio to the target value, which could result in an increase in the amount of harmful substances emitted from the internal combustion engine. Therefore, it is never desirable to perform fuel vapor purging processing without any restrictions.
図5に示すように、本実施形態のECU0は、VSV65を開弁してキャニスタ61に捕集した燃料蒸気をパージする処理の実行が許可される場合に(ステップS1)、閉弁していたVSV65を開弁し(ステップS2、S5)、パージガス流路63を開通する。 As shown in FIG. 5, when the ECU 0 of this embodiment is permitted to open the VSV 65 and purge the fuel vapor captured in the canister 61 (step S1), it opens the VSV 65, which was closed (steps S2 and S5), and opens the purge gas flow path 63.
ステップS1にいうパージ処理の実行許可条件としては、吸気通路3を気筒1に向かって流れる吸入空気(パージガス、つまりは未燃の燃料成分を含まない吸気)の流量(現在のエンジン回転数及び(サージタンク33若しくは吸気マニホルド34内の)吸気圧等を基に推算できる。吸気通路3にエアフローメータを設置しているシステムでは、当該エアフローメータを介して吸入空気の流量を実測することも可能)が所定量以上に多いことや、内燃機関の冷却水温が所定値以上に高い(既にある程度以上暖機が完了している)こと、パージガス濃度の推定値(既知の手法により推定が可能)が所定値以上に高い(燃料蒸気のパージ処理が必要である)こと、
パージ処理の実行が許可され、閉じていたVSV65を開き始める当初は、VSV65を開く速さを緩やかにする(ステップS2)、即ちVSV65の開度の単位時間あたりの拡大量を小さく設定する。これは、未燃燃料を含んだパージガスが吸入空気に混交されて気筒1に吸入されることにより、混合気の空燃比が急激にリッチ化することを避けるための措置である。
The conditions for permitting execution of the purge process in step S1 include the following: the flow rate (which can be estimated based on the current engine speed and the intake pressure (in the surge tank 33 or intake manifold 34), etc.) of intake air (purged gas, i.e., intake air that does not contain unburned fuel components) flowing through the intake passage 3 toward the cylinder 1 is greater than a predetermined amount; the cooling water temperature of the internal combustion engine is greater than a predetermined value (warm-up has already been completed to a certain extent); the estimated value of the purge gas concentration (which can be estimated by a known method) is greater than a predetermined value (purging of fuel vapor is necessary);
When the execution of the purge process is permitted and the closed VSV 65 starts to open, the speed at which the VSV 65 opens is slowed down (step S2), i.e., the amount of increase per unit time in the opening of the VSV 65 is set small. This is a measure to prevent the air-fuel ratio of the mixture from becoming suddenly rich, which would occur if purge gas containing unburned fuel were mixed with the intake air and drawn into the cylinder 1.
しかして、ECU0は、VSV65を開き始めてから所定期間が経過し(ステップS3)、かつ空燃比フィードバック制御により気筒1に充填される混合気の空燃比を安定的に制御できている(ステップS4)ことを必要条件として、VSV65をより速く拡開する(ステップS5)、即ちVSV65の開度の単位時間あたりの拡大量をそれまでよりも大きく設定する。 Then, ECU0 opens the VSV 65 more quickly (step S5), i.e., sets the opening amount of the VSV 65 per unit time to a larger amount than before, assuming that a predetermined period of time has elapsed since the VSV 65 began to open (step S3) and that the air-fuel ratio of the mixture filled into cylinder 1 is being stably controlled by air-fuel ratio feedback control (step S4).
ステップS5では、例えば、排気通路4における触媒41の上流のO2センサ43の出力信号fを参照する空燃比の判定結果がリーンからリッチに反転した回数、及び/または、空燃比の判定結果がリッチからリーンに反転した回数を計数する。そして、その計数した回数が閾値を上回り、または直近の一定時間内に計数した回数(即ち、反転の頻度)が閾値を上回ったときに、混合気の空燃比を安定的に制御できていると判断する。その回数または頻度が閾値以上に多いことは、空燃比フィードバック制御により混合気の空燃比が目標空燃比からある範囲内に収まっている状態が一定時間以上継続していることを示唆している。 In step S5, for example, the number of times that the result of the air-fuel ratio determination, which references the output signal f of the O2 sensor 43 upstream of the catalyst 41 in the exhaust passage 4, has reversed from lean to rich and/or the number of times that the result of the air-fuel ratio determination has reversed from rich to lean, is counted. Then, when the counted number exceeds a threshold value, or when the number of times counted within a certain period of time (i.e., the frequency of reversals) exceeds the threshold value, it is determined that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is being stably controlled. If the number or frequency is greater than or equal to the threshold value, it suggests that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture has remained within a certain range of the target air-fuel ratio due to air-fuel ratio feedback control for a certain period of time or more.
触媒41の上流にリニア空燃比センサ43を実装しているシステムでは、当該空燃比センサ43を介して実測される空燃比と目標空燃比との偏差の絶対値が所定値以下である状態が一定時間以上継続していることを以て、ステップS4の条件が成立したと判断してもよい。 In a system that has a linear air-fuel ratio sensor 43 installed upstream of the catalyst 41, the condition of step S4 may be determined to be met if the absolute value of the deviation between the air-fuel ratio actually measured via the air-fuel ratio sensor 43 and the target air-fuel ratio remains below a predetermined value for a certain period of time or longer.
図6に、本実施形態のECU0によるパージ処理の制御の模様を示している。図6中、t0がステップS1にいう許可条件が成立した時点、t1がステップS3にいう所定期間が経過した時点、t2がステップS4にいう空燃比制御の安定性が確認された時点である。時点t2以降のVSV65の開速度は、時点t2以前のそれよりも速い。即ち、VSV65の開度の単位時間あたりの拡大量が、時点t2以降により大きくなる。 6 shows the control of the purge process by the ECU 0 of this embodiment. In FIG. 6, t0 is the time when the permission condition in step S1 is met, t1 is the time when the predetermined period in step S3 has elapsed, and t2 is the time when the stability of the air-fuel ratio control in step S4 has been confirmed. The opening speed of the VSV 65 after time t2 is faster than that before time t2 . In other words, the amount of increase in the opening of the VSV 65 per unit time becomes greater after time t2 .
因みに、ECU0が、吸気通路3に流入するパージガスの推定濃度や流量(または、VSV65の開度、大気圧と(サージタンク33若しくは吸気マニホルド34内の)吸気圧との差圧等)に応じて、インジェクタ11から噴射する燃料の量を増減調整することもできる。パージガス中の燃料成分の濃度が高い、またはパージガスの流入量が多ければ、その分補正係数Kを減少させ、燃料噴射量Tを減量補正する。パージガス中の燃料成分の濃度が低い、またはパージガスの流入量が少なければ、その分補正係数Kを増加させ、燃料噴射量Tを増量補正する。 Incidentally, the ECU 0 can also adjust the amount of fuel injected from the injector 11 according to the estimated concentration and flow rate of the purge gas flowing into the intake passage 3 (or the opening degree of the VSV 65, the differential pressure between atmospheric pressure and the intake pressure (in the surge tank 33 or intake manifold 34), etc.). If the concentration of the fuel components in the purge gas is high or the amount of purge gas flowing in is large, the correction coefficient K is decreased accordingly, and the fuel injection amount T is corrected downward. If the concentration of the fuel components in the purge gas is low or the amount of purge gas flowing in is small, the correction coefficient K is increased accordingly, and the fuel injection amount T is corrected upward.
本実施形態では、燃料タンク7に接続する接続路62と、燃料タンク7で発生し接続路62を流れる燃料蒸気を捕捉するキャニスタ61と、キャニスタ61に接続しており空気を導入することのできる導入路64と、キャニスタ61と内燃機関の気筒1に連なる吸気通路3とを連通せしめキャニスタ61に捕捉した燃料蒸気を含むパージガスを吸気通路3に放出させるパージガス流路63と、パージガス流路63を開閉する制御バルブ65とを備える燃料蒸発ガス排出抑制装置6が付帯した内燃機関を制御するものであり、閉じていた制御バルブ65を開き始めてからある期間における制御バルブ65の開度の単位時間あたりの拡大量を、当該期間が経過した後の時期における制御バルブ65の開度の単位時間あたりの拡大量に比して小さく設定する内燃機関の制御装置0を構成した。 In this embodiment, an internal combustion engine equipped with a fuel evaporative emission control device 6 is controlled, the device comprising: a connection passage 62 connecting to a fuel tank 7; a canister 61 that captures fuel vapor generated in the fuel tank 7 and flowing through the connection passage 62; an inlet passage 64 connected to the canister 61 and capable of introducing air; a purge gas flow passage 63 that connects the canister 61 to an intake passage 3 connected to a cylinder 1 of the internal combustion engine and releases purge gas containing the fuel vapor captured in the canister 61 into the intake passage 3; and a control valve 65 that opens and closes the purge gas flow passage 63. The control device 0 for the internal combustion engine is configured to set the amount of increase per unit time in the opening degree of the control valve 65 during a certain period of time after the control valve 65 begins to open from a closed state to be smaller than the amount of increase per unit time in the opening degree of the control valve 65 after that period has elapsed.
本実施形態によれば、気筒1に充填される混合気の空燃比を大きく乱すことなく、内燃機関の停止中にキャニスタ61に捕集された燃料成分の蒸気を可及的速やかに吸気通路3に放出させることができる。燃料蒸気を積極的にパージすることは、キャニスタ61の劣化を抑制することにも繋がる。 According to this embodiment, fuel component vapors captured in the canister 61 can be released into the intake passage 3 as quickly as possible while the internal combustion engine is stopped, without significantly disturbing the air-fuel ratio of the mixture filled in the cylinder 1. Actively purging fuel vapors also helps to suppress deterioration of the canister 61.
キャニスタ61から吸気通路3に放出した燃料蒸気は、気筒1において燃焼させる。その分、燃料噴射量を削減でき、実用燃費の良化を期待できる。 The fuel vapor released from the canister 61 into the intake passage 3 is burned in the cylinder 1. This allows the amount of fuel injection to be reduced, which is expected to improve practical fuel economy.
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Note that the present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each component and processing procedures can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to the control of internal combustion engines installed in vehicles, etc.
0…制御装置(ECU)
1…気筒
11…インジェクタ
3…吸気通路
32…スロットルバルブ
4…排気通路
41…触媒
6…燃料蒸発ガス排出抑制装置
61…キャニスタ
62…接続路
63…パージガス流路
64…導入路
65…制御バルブ(パージVSV)
7…燃料タンク
b…クランク角信号
c…アクセル開度信号
f、g…空燃比信号
h…大気圧信号
o…外気温信号
j…燃料噴射信号
k…スロットルバルブの開度操作信号
n…制御バルブの開度操作信号
0...Control unit (ECU)
REFERENCE SIGNS LIST 1 cylinder 11 injector 3 intake passage 32 throttle valve 4 exhaust passage 41 catalyst 6 fuel evaporative emission control device 61 canister 62 connection passage 63 purge gas flow passage 64 introduction passage 65 control valve (purge VSV)
7...Fuel tank b...Crank angle signal c...Accelerator opening signal f, g...Air-fuel ratio signal h...Atmospheric pressure signal o...Outside air temperature signal j...Fuel injection signal k...Throttle valve opening operation signal n...Control valve opening operation signal
Claims (2)
閉じていた制御バルブを開き始めてからある期間における制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量を、当該期間が経過した後の時期における制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量に比して小さく設定することとし、
内燃機関の排気通路を流れるガスの空燃比を空燃比センサを介して検出し、その実測空燃比を目標空燃比に収束させるフィードバック制御を実施するものであり、
閉じていた前記制御バルブを開く操作を行うにあたり、前記期間の経過後、実測空燃比が目標空燃比よりもリーンである状態から目標空燃比よりもリッチである状態に切り替わった、または実測空燃比が目標空燃比よりもリッチである状態から目標空燃比よりもリーンである状態に切り替わった回数若しくは頻度が、閾値を上回ったことを必要条件として、制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量を前記期間におけるそれよりも大きくする内燃機関の制御装置。 A control device for controlling an internal combustion engine equipped with a fuel evaporative emission control device, the control device comprising: a connecting passage connected to a fuel tank; a canister for capturing fuel vapor generated in the fuel tank and flowing through the connecting passage; an introduction passage connected to the canister and capable of introducing air; a purge gas flow passage that connects the canister to an intake passage connected to a cylinder of the internal combustion engine and releases purge gas containing the fuel vapor captured in the canister into the intake passage; and a control valve that opens and closes the purge gas flow passage,
The amount of increase in the opening of the control valve per unit time during a certain period from when the closed control valve starts to be opened is set to be smaller than the amount of increase in the opening of the control valve per unit time after the period has elapsed,
The air-fuel ratio of gas flowing through an exhaust passage of an internal combustion engine is detected via an air-fuel ratio sensor, and feedback control is performed to converge the measured air-fuel ratio to a target air-fuel ratio.
A control device for an internal combustion engine, which, when opening the control valve that has been closed, sets the amount of increase in the opening of the control valve per unit time to be greater than that during the period, on the condition that, after the period has elapsed, the number or frequency of the measured air-fuel ratio switching from a state leaner than the target air-fuel ratio to a state richer than the target air-fuel ratio, or the number or frequency of the measured air-fuel ratio switching from a state richer than the target air-fuel ratio to a state leaner than the target air-fuel ratio, exceeds a threshold value .
閉じていた制御バルブを開き始めてからある期間における制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量を、当該期間が経過した後の時期における制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量に比して小さく設定することとし、
内燃機関の排気通路を流れるガスの空燃比を空燃比センサを介して検出し、その実測空燃比を目標空燃比に収束させるフィードバック制御を実施するものであり、
閉じていた前記制御バルブを開く操作を行うにあたり、前記期間の経過後、実測空燃比が目標空燃比よりもリーンである状態から目標空燃比よりもリッチである状態に切り替わった、または実測空燃比が目標空燃比よりもリッチである状態から目標空燃比よりもリーンである状態に切り替わった回数若しくは頻度が、閾値を上回ったことを必要条件として、制御バルブの開度の単位時間あたりの拡大量を前記期間におけるそれよりも大きくする内燃機関の制御方法。 A method for controlling an internal combustion engine equipped with a fuel evaporative emission control device, the method comprising: a connecting passage connected to a fuel tank; a canister for capturing fuel vapor generated in the fuel tank and flowing through the connecting passage; an introduction passage connected to the canister and capable of introducing air; a purge gas flow passage that connects the canister to an intake passage connected to a cylinder of the internal combustion engine and releases purge gas containing the fuel vapor captured in the canister into the intake passage; and a control valve that opens and closes the purge gas flow passage,
The amount of increase in the opening of the control valve per unit time during a certain period from when the closed control valve starts to be opened is set to be smaller than the amount of increase in the opening of the control valve per unit time after the period has elapsed,
The air-fuel ratio of gas flowing through an exhaust passage of an internal combustion engine is detected via an air-fuel ratio sensor, and feedback control is performed to converge the measured air-fuel ratio to a target air-fuel ratio.
A control method for an internal combustion engine, in which, when opening the control valve that was closed, the amount of increase in the opening of the control valve per unit time is made larger than that during the period, on the condition that, after the period has elapsed, the number or frequency of the measured air-fuel ratio switching from a state leaner than the target air-fuel ratio to a state richer than the target air-fuel ratio, or the number or frequency of the measured air-fuel ratio switching from a state richer than the target air-fuel ratio to a state leaner than the target air-fuel ratio, exceeds a threshold value .
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