JP2021143598A - Engine device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン装置に関する。 The present invention relates to an engine device.
従来、この種のエンジン装置としては、燃料タンクから燃料の供給を受けると共に吸気管に配置されたスロットルバルブを有するエンジンと、吸気管のスロットルバルブよりも上流側に配置されたコンプレッサを有する過給機と、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含むパージガス(蒸発燃料ガス)を吸気管に供給する蒸発燃料処理装置とを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、蒸発燃料処理装置は、パージガスを吸気管に供給するための供給通路、および、供給通路に設けられたパージ制御バルブ、エゼクタを有する。供給通路は、パージ制御バルブよりも吸気管側で第1分岐通路および第2分岐通路に分岐し、第1分岐通路は、吸気管のスロットルバルブよりも下流側に接続されている。エゼクタの吸気ポートは、吸気管のコンプレッサおよびスロットルバルブの間に還流通路を介して接続され、排気ポートは、吸気管のコンプレッサよりも上流側に接続され、吸引ポートは、第2分岐通路に吸引ポートが接続されている。このエンジン装置では、パージ制御バルブを開弁することにより、パージガスを、第1分岐通路を介して吸気管のスロットルバルブよりも下流側に供給したり、第2分岐通路およびエゼクタを介して吸気管のコンプレッサよりも上流側に供給したりする。そして、吸気管のスロットルバルブよりも下流側の第1圧力、吸気管の過給機とスロットルバルブとの間の第2圧力、吸気管の過給機よりも上流側の第3圧力のうちの少なくとも2つを用いて第2分岐通路を通過するパージガスの流量を測定し、第1圧力または第1圧力と第3圧力との差圧に基づいて第1分岐通路を通過するパージガスの流量を推定し、両者を合算して供給通路を通過するパージガスの流量を測定する。 Conventionally, as an engine device of this type, a supercharger having an engine having a throttle valve arranged in an intake pipe while receiving fuel from a fuel tank and a compressor having a compressor arranged upstream of the throttle valve in the intake pipe. It has been proposed to include a machine and an evaporative fuel processing device for supplying a purge gas (evaporative fuel gas) containing evaporative fuel generated in a fuel tank to an intake pipe (see, for example, Patent Document 1). Here, the evaporative fuel processing device has a supply passage for supplying the purge gas to the intake pipe, and a purge control valve and an ejector provided in the supply passage. The supply passage branches into a first branch passage and a second branch passage on the intake pipe side of the purge control valve, and the first branch passage is connected to the downstream side of the throttle valve of the intake pipe. The intake port of the ejector is connected between the compressor of the intake pipe and the throttle valve via a recirculation passage, the exhaust port is connected to the upstream side of the compressor of the intake pipe, and the suction port is sucked into the second branch passage. The port is connected. In this engine device, by opening the purge control valve, purge gas is supplied to the downstream side of the throttle valve of the intake pipe via the first branch passage, or the intake pipe is supplied via the second branch passage and the ejector. It is supplied to the upstream side of the compressor. Then, of the first pressure on the downstream side of the throttle valve of the intake pipe, the second pressure between the supercharger of the intake pipe and the throttle valve, and the third pressure on the upstream side of the supercharger of the intake pipe. Measure the flow rate of the purge gas passing through the second branch passage using at least two, and estimate the flow rate of the purge gas passing through the first branch passage based on the first pressure or the differential pressure between the first pressure and the third pressure. Then, add up the two and measure the flow rate of the purge gas passing through the supply passage.
上述のエンジン装置では、第1分岐通路を通過するパージガスの流量の測定値が、第1分岐通路および第2分岐通路のうち第1分岐通路だけをパージガスが通過するときと両方をパージガスが通過するときとで同一となる。このため、第1分岐通路および第2分岐通路の両方をパージガスが通過するときに、供給通路を通過するパージガスの流量の測定値が実際の値からずれる場合がある。この場合、パージ制御バルブによるパージ率の調節が適切に行なわれない可能性がある。 In the engine device described above, the measured value of the flow rate of the purge gas passing through the first branch passage is such that the purge gas passes only through the first branch passage of the first branch passage and the second branch passage, and the purge gas passes through both of them. It will be the same as the time. Therefore, when the purge gas passes through both the first branch passage and the second branch passage, the measured value of the flow rate of the purge gas passing through the supply passage may deviate from the actual value. In this case, the purge rate may not be properly adjusted by the purge control valve.
本発明のエンジン装置は、パージ率を適切に調節することを主目的とする。 The main object of the engine device of the present invention is to appropriately adjust the purge rate.
本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The engine device of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明のエンジン装置は、
燃料タンクから燃料の供給を受けると共に吸気管に配置されたスロットルバルブを有するエンジンと、
前記吸気管の前記スロットルバルブよりも上流側に配置されたコンプレッサを有する過給機と、
前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含む蒸発燃料ガスを前記吸気管に供給するための供給通路、および、前記供給通路に設けられたパージ制御バルブを有する蒸発燃料処理装置と、
前記蒸発燃料ガスを前記吸気管に供給するときには、前記パージ制御バルブの駆動デューティを100%にしたときの全開パージ率と、要求パージ率と、に基づいて前記駆動デューティを設定して前記パージ制御バルブを制御する制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記供給通路は、前記パージ制御バルブよりも前記吸気管側で第1分岐通路および第2分岐通路に分岐し、
前記第1分岐通路は、前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側に接続され、
前記蒸発燃料処理装置は、前記吸気管の前記コンプレッサおよび前記スロットルバルブの間に還流通路を介して吸気ポートが接続され且つ前記吸気管の前記コンプレッサよりも上流側に排気ポートが接続され且つ前記第2分岐通路に吸引ポートが接続されたエゼクタを更に有し、
前記制御装置は、前記蒸発燃料ガスを前記吸気管に供給するときには、前記吸気管の前記コンプレッサおよび前記スロットルバルブの間の圧力である過給圧または前記過給圧と前記吸気管の前記コンプレッサよりも上流側の圧力であるコンプレッサ前圧との圧力差と、前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側の圧力であるスロットル後圧と、前記全開パージ率と、の予め定められた関係に、前記過給圧または前記圧力差と前記スロットル後圧とを適用して前記全開パージ率を推定する、
ことを要旨とする。
The engine device of the present invention
An engine that receives fuel from the fuel tank and has a throttle valve located in the intake pipe.
A supercharger having a compressor arranged on the upstream side of the throttle valve of the intake pipe, and
A supply passage for supplying the evaporated fuel gas containing the evaporated fuel generated in the fuel tank to the intake pipe, and an evaporative fuel processing apparatus having a purge control valve provided in the supply passage.
When the evaporated fuel gas is supplied to the intake pipe, the drive duty is set based on the fully open purge rate when the drive duty of the purge control valve is set to 100% and the required purge rate, and the purge control is performed. A control device that controls the valve and
It is an engine device equipped with
The supply passage branches into a first branch passage and a second branch passage on the intake pipe side of the purge control valve.
The first branch passage is connected to the downstream side of the intake pipe with respect to the throttle valve.
In the evaporated fuel processing apparatus, an intake port is connected between the compressor of the intake pipe and the throttle valve via a recirculation passage, and an exhaust port is connected to the upstream side of the compressor of the intake pipe. It also has an ejector with a suction port connected to the two-branch passage.
When the evaporative fuel gas is supplied to the intake pipe, the control device receives a boost pressure which is a pressure between the compressor and the throttle valve of the intake pipe or the boost pressure and the compressor of the intake pipe. In a predetermined relationship between the pressure difference from the compressor front pressure, which is the upstream pressure, the throttle rear pressure, which is the pressure downstream of the throttle valve of the intake pipe, and the fully open purge rate. The fully open purge rate is estimated by applying the boost pressure or the pressure difference and the throttle rear pressure.
The gist is that.
本発明のエンジン装置では、蒸発燃料ガスを吸気管に供給するときには、パージ制御バルブの駆動デューティを100%にしたときの全開パージ率と、要求パージ率と、に基づいて駆動デューティを設定してパージ制御バルブを制御する。この場合、吸気管のコンプレッサおよびスロットルバルブの間の圧力である過給圧または過給圧と吸気管のコンプレッサよりも上流側の圧力であるコンプレッサ前圧との圧力差と、吸気管のスロットルバルブよりも下流側の圧力であるスロットル後圧と、全開パージ率と、の予め定められた関係に、過給圧または圧力差とスロットル後圧とを適用して全開パージ率を推定する。これにより、パージガスが吸気管のスロットルバルブよりも下流側およびコンプレッサよりも上流側のうちの何れかだけに供給される場合も両方に供給される場合も、全開パージ率を適切に推定することができる。そして、この全開パージ率と要求パージ率とに基づいて要求デューティを設定してパージ制御バルブを制御することにより、実際のパージ率の要求パージ率に対するずれを抑制することができる。即ち、パージ率を適切に調節することができる。 In the engine device of the present invention, when supplying the evaporated fuel gas to the intake pipe, the drive duty is set based on the fully open purge rate when the drive duty of the purge control valve is set to 100% and the required purge rate. Controls the purge control valve. In this case, the pressure difference between the boost pressure or boost pressure, which is the pressure between the intake pipe compressor and the throttle valve, and the compressor prepressure, which is the pressure on the upstream side of the intake pipe compressor, and the throttle valve of the intake pipe. The fully open purge rate is estimated by applying the boost pressure or the pressure difference and the throttle rear pressure to the predetermined relationship between the throttle rear pressure, which is the pressure on the downstream side, and the fully open purge rate. This makes it possible to properly estimate the fully open purge rate regardless of whether the purge gas is supplied to either or both of the downstream side of the throttle valve of the intake pipe and the upstream side of the compressor. can. Then, by setting the required duty based on the fully open purge rate and the required purge rate and controlling the purge control valve, it is possible to suppress a deviation of the actual purge rate from the required purge rate. That is, the purge rate can be adjusted appropriately.
本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記過給圧または前記圧力差が大きいほど多くなり且つ前記スロットル後圧が小さいほど多くなるように前記全開パージ率を推定するものとしてもよい。こうすれば、全開パージ率をより適切に推定することができる。 In the engine device of the present invention, the control device may estimate the fully open purge rate so that the larger the boost pressure or the pressure difference is, the larger the boost pressure or the lower the throttle rear pressure is. In this way, the full-open purge rate can be estimated more appropriately.
本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記吸気管内の温度に基づいて全開パージ率を推定するものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記吸気管内の温度が高いほど大きくなるように全開パージ率を推定するものとしてもよい。こうすれば、全開パージ率をより適切に推定することができる。 In the engine device of the present invention, the control device may estimate the fully open purge rate based on the temperature in the intake pipe. In this case, the control device may estimate the fully open purge rate so that the higher the temperature in the intake pipe, the higher the temperature. In this way, the full-open purge rate can be estimated more appropriately.
本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記エンジンの吸入空気量に基づいて前記全開パージ率を推定するものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記吸入空気量が多いほど小さくなるように全開パージ率を推定するものとしてもよい。こうすれば、全開パージ率をより適切に推定することができる。 In the engine device of the present invention, the control device may estimate the fully open purge rate based on the intake air amount of the engine. In this case, the control device may estimate the fully open purge rate so that the larger the intake air amount, the smaller the intake air amount. In this way, the full-open purge rate can be estimated more appropriately.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
図1は、本発明の一実施例としてのエンジン装置10の構成の概略を示す構成図であり、図2は、電子制御ユニット70の入出力信号の一例を示す説明図である。実施例のエンジン装置10は、一般的な自動車や各種のハイブリッド自動車に搭載され、図1や図2に示すように、エンジン12と、過給機40と、蒸発燃料処理装置50と、電子制御ユニット70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an
エンジン12は、燃料タンク11から図示しないフィードポンプや燃料通路を介して供給されるガソリンや軽油などの燃料を用いて動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン12は、エアクリーナ22により清浄された空気を吸気管23に吸入してインタークーラ25、スロットルバルブ26、サージタンク27の順に通過させると共に吸気管23のサージタンク27よりも下流側で燃料噴射弁28から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ29を介して燃焼室30に吸入し、点火プラグ31による電気火花によって爆発燃焼させる。そして、爆発燃焼によるエネルギにより押し下げられるピストン32の往復運動をクランクシャフト14の回転運動に変換する。燃焼室30から排気バルブ34を介して排気管35に排出される排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する触媒(三元触媒)を有する浄化装置37,38を介して外気に排出される。
The
過給機40は、ターボチャージャとして構成されており、コンプレッサ41と、タービン42と、回転軸43と、ウェイストゲートバルブ44と、ブローオフバルブ45とを備える。コンプレッサ41は、吸気管23のインタークーラ25よりも上流側に配置されている。タービン42は、排気管35の浄化装置37よりも上流側に配置されている。回転軸43は、コンプレッサ41とタービン42とを連結する。ウェイストゲートバルブ44は、排気管35におけるタービン42よりも上流側と下流側とを連絡するバイパス管36に設けられており、電子制御ユニット70により制御される。ブローオフバルブ45は、吸気管23におけるコンプレッサ41よりも上流側と下流側とを連絡するバイパス管24に設けられており、電子制御ユニット70により制御される。
The
この過給機40では、ウェイストゲートバルブ44の開度の調節により、バイパス管36を流通する排気量とタービン42を流通する排気量との分配比が調節され、タービン42の回転駆動力が調節され、コンプレッサ41による圧縮空気量が調節され、エンジン12の過給圧(吸気圧)が調節される。ここで、分配比は、詳細には、ウェイストゲートバルブ44の開度が小さいほど、バイパス管36を流通する排気量が少なくなると共にタービン42を流通する排気量が多くなるように調節される。なお、エンジン12は、ウェイストゲートバルブ44が全開のときには、過給機40を備えない自然吸気タイプのエンジンと同様に動作可能になっている。
In the
また、過給機40では、吸気管23におけるコンプレッサ41よりも下流側の圧力が上流側の圧力よりもある程度高いときに、ブローオフバルブ45を開弁させることにより、コンプレッサ41よりも下流側の余剰圧力を解放することができる。なお、ブローオフバルブ45は、電子制御ユニット70により制御されるバルブに代えて、吸気管23におけるコンプレッサ41よりも下流側の圧力が上流側の圧力よりもある程度高くなると開弁する逆止弁として構成されるものとしてもよい。
Further, in the
蒸発燃料処理装置50は、導入通路52と、開閉バルブ53と、バイパス通路54と、リリーフバルブ55a,55bと、キャニスタ56と、パージ通路60と、バッファ部64と、パージ制御バルブ65と、逆止弁66,67と、還流通路68と、エゼクタ69とを備える。
The evaporative
導入通路52は、燃料タンク11とキャニスタ56とに接続されている。開閉バルブ53は、導入通路52に設けられており、ノーマルクローズタイプの電磁バルブとして構成されている。この開閉バルブ53は、電子制御ユニット70により制御される。
The
バイパス通路54は、導入通路52の開閉バルブ53よりも燃料タンク11側とキャニスタ56側とをバイパスすると共に、2つに分岐して合流する分岐部54a,54bを有する。リリーフバルブ55aは、分岐部54aに設けられると共に逆止弁として構成されており、燃料タンク11側の圧力がキャニスタ56側の圧力に比してある程度大きくなると開弁する。リリーフバルブ55bは、分岐部54bに設けられると共に逆止弁として構成されており、キャニスタ56側の圧力が燃料タンク11側の圧力に比してある程度大きくなると開弁する。
The
キャニスタ56は、導入通路52に接続されていると共に大気開放通路57を介して大気に開放されている。このキャニスタ56の内部には、燃料タンク11からの蒸発燃料を吸着可能な例えば活性炭などの吸着剤が充填されている。大気開放通路57には、エアフィルタ58が設けられている。
The
パージ通路60は、導入通路52のキャニスタ56付近に接続され、途中の分岐点60aで分岐通路62および分岐通路63に分岐する。以下、パージ通路60の分岐点60aよりも導入通路52側の部分を「共通通路61」という。分岐通路62は、吸気管23のスロットルバルブ26とサージタンク27との間に接続されている。分岐通路63は、エゼクタ69の吸引ポートに接続されている。
The
バッファ部64は、共通通路61に設けられている。このバッファ部64の内部には、燃料タンク11やキャニスタ56からの蒸発燃料を吸着可能な例えば活性炭などの吸着剤が充填されている。パージ制御バルブ65は、共通通路61のバッファ部64よりも分岐点60a側に設けられている。このパージ制御バルブ65は、ノーマルクローズタイプの電磁バルブとして構成されている。このパージ制御バルブ65は、電子制御ユニット70により制御される。
The
逆止弁66は、分岐通路62の分岐点60a付近に設けられている。この逆止弁66は、パージ通路60の共通通路61側から分岐通路62(吸気管23)側の方向の蒸発燃料を含む蒸発燃料ガス(パージガス)の流れを許容すると共に逆方向の蒸発燃料ガスの流れを禁止する。逆止弁67は、分岐通路63の分岐点60a付近に設けられている。この逆止弁67は、パージ通路60の共通通路61側から分岐通路63(エゼクタ69)側の方向の蒸発燃料ガスの流れを許容すると共に逆方向の蒸発燃料ガスの流れを禁止する。
The
還流通路68は、吸気管23のコンプレッサ41とインタークーラ25との間と、エゼクタ69の吸気ポートと、に接続されている。エゼクタ69は、吸気ポートと吸引ポートと排気ポートとを有する。エゼクタ69の吸気ポートは、還流通路68に接続されており、吸引ポートは、分岐通路63に接続されており、排気ポートは、吸気管23のコンプレッサ41よりも上流側に接続されている。吸気ポートの先端部は、先細状に形成されている。
The
このエゼクタ69では、過給機40が作動しているとき(吸気管23のコンプレッサ41とインタークーラ25との間の圧力が正圧になるとき)に、吸気ポートと排気ポートとの間に圧力差が生じ、吸気ポートから排気ポートに向かって還流吸気(吸気管23のコンプレッサ41よりも下流側から還流通路68を介して還流される吸気)が流れる。このとき、還流吸気が吸気ポートの先端部で減圧され、その先端部周辺で負圧が発生する。そして、その負圧により、蒸発燃料ガスが分岐通路63から吸引ポートを介して吸引され、この蒸発燃料ガスが負圧の還流吸気と共に排気ポートを介して吸気管23のコンプレッサ41よりも上流側に供給される。
In this
こうして構成される蒸発燃料処理装置50では、吸気管23のスロットルバルブ26よりも下流側の圧力(後述のサージ圧Ps)が負圧で、且つ、開閉バルブ53およびパージ制御バルブ65が開弁状態のときには、逆止弁66が開弁状態になり、燃料タンク11内で発生した蒸発燃料ガス(パージガス)やキャニスタ56から脱離した蒸発燃料ガスが導入通路52や共通通路61、分岐通路62を介して吸気管23のスロットルバルブ26よりも下流側に供給される。以下、これを「下流パージ」という。このとき、吸気管23のコンプレッサ41とインタークーラ25との間の圧力(後述の過給圧Pc)が負圧またはゼロであれば、エゼクタ69は作動せずに、逆止弁66が閉弁状態となる。
In the evaporated
また、吸気管23のコンプレッサ41とインタークーラ25との間の圧力が正圧で、且つ、開閉バルブ53およびパージ制御バルブ65が開弁状態のときには、エゼクタ69の作動によって逆止弁67が開弁状態になり、蒸発燃料ガスが導入通路52や共通通路61、分岐通路63、エゼクタ69を介して吸気管23のコンプレッサ41よりも上流側に供給される。以下、これを「上流パージ」という。このとき、共通通路61内の圧力と吸気管23のスロットルバルブ26よりも下流側の圧力との圧力差が逆止弁66の開弁圧以上であれば、例えば、サージ圧Psが負圧であれば)、逆止弁66も開弁状態となり、下流パージも行なわれる。即ち、下流パージおよび上流パージの両方が行なわれる(蒸発燃料ガスが吸気管23のスロットルバルブ26よりも下流側およびコンプレッサ41よりも上流側の両方に供給される)。一方、この圧力差が逆止弁66の開弁圧未満であれば、逆止弁66が閉弁状態となり、下流パージは行なわれない。即ち、上流パージだけが行なわれる。
Further, when the pressure between the
電子制御ユニット70は、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUに加えて、処理プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートを備える。電子制御ユニット70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。
The
電子制御ユニット70に入力される信号としては、例えば、燃料タンク11内の圧力を検出する圧力センサ11aからの圧力Ptや、エンジン12のクランクシャフト14の回転位置を検出するクランクポジションセンサ14aからのクランク角θcr、エンジン12の冷却水の温度を検出する図示しない水温センサからの冷却水温Tw、スロットルバルブ26の開度を検出するスロットルポジションセンサ26aからのスロットル開度THを挙げることができる。吸気バルブ29を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブ34を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出する図示しないカムポジションセンサからのカムポジションθcaも挙げることができる。吸気管23のコンプレッサ41よりも上流側に取り付けられたエアフローメータ23aからの吸入空気量Qaや、吸気管23のコンプレッサ41よりも上流側に取り付けられた圧力センサ23bからの吸気圧Pin、吸気管23のコンプレッサ41とインタークーラ25との間に取り付けられた圧力センサ23cからの過給圧Pcも挙げることができる。サージタンク27に取り付けられた圧力センサ27aからのサージ圧Psや、サージタンク27に取り付けられた温度センサ27bからのサージ温度Tsも挙げることができる。排気管35の浄化装置37よりも上流側に取り付けられたフロント空燃比センサ35aからのフロント空燃比AF1や、排気管35の浄化装置37と浄化装置38との間に取り付けられたリヤ空燃比センサ35bからのリヤ空燃比AF2も挙げることができる。パージ制御バルブポジションセンサ65aからのパージ制御バルブ65の開度Opも挙げることができる。
The signals input to the
電子制御ユニット70からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット70から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ26への制御信号や、燃料噴射弁28への制御信号、点火プラグ31への制御信号を挙げることができる。ウェイストゲートバルブ44への制御信号、ブローオフバルブ45への制御信号、開閉バルブ53への制御信号も挙げることができる。パージ制御バルブ65への制御信号も挙げることができる。
Various control signals are output from the
電子制御ユニット70は、クランクポジションセンサ14aからのクランク角θcrに基づいてエンジン12の回転数Neを演算している。また、電子制御ユニット70は、エアフローメータ23aからの吸入空気量Qaとエンジン12の回転数Neとに基づいて負荷率(エンジン12の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の割合)KLを演算している。
The
こうして構成された実施例のエンジン装置10では、電子制御ユニット70は、エンジン12の要求負荷率KL*に基づいて、スロットルバルブ26の開度を制御する吸入空気量制御や、燃料噴射弁28からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御、点火プラグ31の点火時期を制御する点火制御、ウェイストゲートバルブ44の開度を制御する過給制御、パージ制御バルブ65の開度を制御するパージ制御などを行なう。
In the
次に、こうして構成された実施例のエンジン装置10の動作、特に、パージ制御について説明する。図3は、電子制御ユニット70により実行されるパージ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、パージ制御を行なうときに繰り返し実行される。
Next, the operation of the
パージ制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70は、最初に、吸入空気量Qaや、吸気圧Pin、過給圧Pc、サージ圧Ps、サージ温度Ts、目標パージ率Rptgなどのデータを入力する(ステップS100)。ここで、吸入空気量Qaは、エアフローメータ23aにより検出された値が入力される。吸気圧Pinは、圧力センサ23bにより検出された値が入力される。過給圧Pcは、圧力センサ23cにより検出された値が入力される。サージ圧Psは、圧力センサ27aにより検出された値が入力される。サージ温度Tsは、温度センサ27bにより検出された値が入力される。目標パージ率Rptgは、各トリップで、初回にパージ制御を実行するときには、開始パージ率Rp1から徐々に大きくなるように設定され、2回目以降にパージ制御を実行するとき(パージ制御を中断してから再開するとき)には、再開パージ率Rp2から徐々に大きくなるように設定される。開始パージ率Rp1としては、燃焼室29内の空燃比の乱れを抑制するために、比較的小さい値が用いられる。パージ制御を中断するときとしては、例えば、エンジン装置10が搭載される車両の走行中にアクセルオフされてエンジン12の燃料カットを行なっているときなどを挙げることができる。再開パージ率Rp2は、中断直前の要求パージ率Rprq(後述のステップS150参照)以下の値が用いられる。
When the purge control routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、サージ圧Psと過給圧Pcから吸気圧Pinを減じた値(Pc−Pin)とに基づいて全開パージ流量Qpmaxを推定する(ステップS110)。ここで、全開パージ流量Qpmaxは、パージ制御バルブ65の駆動デューティを100%としたときのパージ流量(吸気管23に供給される蒸発燃料ガスの体積流量)であり、全開パージ流量推定用マップを用いて得られる。全開パージ流量推定用マップは、サージ圧Psおよび値(Pc−Pin)と全開パージ流量Qpmaxとの関係として実験や解析により予め定められ、図示しないROMに記憶されている。図4は、全開パージ流量推定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、全開パージ流量Qpmaxは、サージ圧Psが小さい(負圧として大きい)ほど多くなり、且つ、値(Pc−Pin)が大きいほど多くなるように推定される。
When the data is input in this way, the fully open purge flow rate Qpmax is estimated based on the surge pressure Ps and the value obtained by subtracting the intake pressure Pin from the boost pressure Pc (Pc-Pin) (step S110). Here, the fully open purge flow rate Qpmax is the purge flow rate (volumetric flow rate of the evaporated fuel gas supplied to the intake pipe 23) when the drive duty of the
続いて、サージ圧Psおよびサージ温度Tsに基づいて補正係数kを設定する(ステップS120)。ここで、補正係数kは、蒸発燃料ガス(パージガス)の体積を反映する係数であり、補正係数設定用マップを用いて得られる。補正係数設定用マップは、サージ圧Psおよびサージ温度Tsと補正係数kとの関係として実験や解析により予め定められ、図示しないROMに記憶されている。補正係数kは、サージ圧Psが大きいほど小さくなるように、且つ、サージ温度Tsが高いほど大きくなるように設定される。これは、サージ圧Psが大きいほど蒸発燃料ガスの体積が小さくなり、サージ温度Tsが高いほど蒸発燃料ガスの体積が大きくなることに基づく。 Subsequently, the correction coefficient k is set based on the surge pressure Ps and the surge temperature Ts (step S120). Here, the correction coefficient k is a coefficient that reflects the volume of the evaporated fuel gas (purge gas), and can be obtained by using the correction coefficient setting map. The correction coefficient setting map is predetermined by experiment or analysis as the relationship between the surge pressure Ps and the surge temperature Ts and the correction coefficient k, and is stored in a ROM (not shown). The correction coefficient k is set so that the larger the surge pressure Ps is, the smaller the correction coefficient k is, and the higher the surge temperature Ts is, the larger the correction coefficient k is. This is based on the fact that the larger the surge pressure Ps, the smaller the volume of the evaporated fuel gas, and the higher the surge temperature Ts, the larger the volume of the evaporated fuel gas.
そして、吸入空気量Qaと、過去に本ルーチンを実行したときに後述のステップS180の処理で推定した上流パージ量(過去Qvup)と、に基づいて燃焼室30内の空気量である燃焼室空気量Qccを推定する(ステップS130)。ここで、上流パージ量Qvupは、パージ制御バルブ65に対して導入通路52側の蒸発燃料ガスの流量である。燃焼室空気量Qccは、例えば、吸入空気量Qaおよび過去の上流パージ量(過去Qvup)と燃焼室空気量Qccとの関係に吸入空気量Qaおよび過去の上流パージ量(過去Qvup)を適用して求めることができる。なお、過去の上流パージ量(過去Qvup)としては、エンジン12の回転数Neが小さいほど長い時間だけ前の上流パージ量Qvupを用いるのが好ましいものの、簡単のために、一定時間だけ前の上流パージ量Qvupを用いるものとしてもよい。
Then, the combustion chamber air, which is the amount of air in the
こうして全開パージ流量Qpmaxや補正係数k、燃焼室空気量Qccが得られると、これらに基づいて全開パージ率Rpmaxを推定する(ステップS140)。全開パージ率Rpmaxは、例えば、全開パージ流量Qpmaxと補正係数kと燃焼室空気量Qccとを用いて式(1)により演算することができる。したがって、全開パージ率Rpmaxは、サージ圧Psと値(Pc−Pin)とに基づく全開パージ流量Qpmaxが多いほど大きくなり、サージ圧Psおよびサージ温度Tsに基づく補正係数kが大きいほど多くなり、吸入空気量Qaおよび過去の上流パージ量Qvupに基づく燃焼室空気量Qccが多いほど小さくなる。 When the fully open purge flow rate Qpmax, the correction coefficient k, and the combustion chamber air amount Qcc are obtained in this way, the fully open purge rate Rpmax is estimated based on these (step S140). The fully open purge rate Rpmax can be calculated by the equation (1) using, for example, the fully open purge flow rate Qpmax, the correction coefficient k, and the combustion chamber air amount Qcc. Therefore, the fully open purge rate Rpmax increases as the fully open purge flow rate Qpmax based on the surge pressure Ps and the value (Pc-Pin) increases, and increases as the correction coefficient k based on the surge pressure Ps and surge temperature Ts increases. The larger the air volume Qa and the combustion chamber air volume Qcc based on the past upstream purge amount Qvup, the smaller the air volume Qa.
Rpmax=Qpmax・k/Qcc (1) Rpmax = Qpmax ・ k / Qcc (1)
続いて、目標パージ率Rptgを全開パージ率Rpmaxで制限(上限ガード)して要求パージ率Rprqを設定し(ステップS150)、要求パージ率Rprqを全開パージ率Rpmaxで除してパージ制御バルブ65の要求デューティDrqを設定し(ステップS160)、設定した要求デューティDrqを用いてパージ制御バルブ65を制御する(ステップS170)。そして、吸入空気量Qaと要求パージ率Rprqとに基づいて上流パージ量Qvupを推定して(ステップS180)、本ルーチンを終了する。
Subsequently, the target purge rate Rptg is limited by the fully open purge rate Rpmax (upper limit guard) to set the required purge rate Rprq (step S150), and the required purge rate Rprq is divided by the fully open purge rate Rpmax to divide the
サージ圧Psと過給圧Pcから吸気圧Pinを減じた圧力差ΔPと全開パージ流量Qpmaxとの関係にサージ圧Psと圧力差ΔPとを適用して全開パージ流量Qpmaxを推定することにより、全開パージ流量Qpmaxを適切に推定することができる。このとき、過給圧Pcでなく圧力差ΔPを用いることにより、エゼクタ69の吸気ポートと排気ポートとの圧力差をより適切に踏まえることができるから、全開パージ流量Qpmaxをより適切に推定することができる。
Fully open by estimating the fully open purge flow rate Qpmax by applying the surge pressure Ps and the pressure difference ΔP to the relationship between the pressure difference ΔP obtained by subtracting the intake pressure Pin from the surge pressure Ps and the boost pressure Pc and the fully open purge flow rate Qpmax. The purge flow rate Qpmax can be estimated appropriately. At this time, by using the pressure difference ΔP instead of the boost pressure Pc, the pressure difference between the intake port and the exhaust port of the
そして、この全開パージ流量Qpmaxと、サージ圧Psおよびサージ温度Tsに基づく補正係数kと、吸入空気量Qaに基づく燃焼室空気量Qccとを用いて全開パージ率Rpmaxを推定することにより、全開パージ率Rpmaxをより適切に推定することができる。さらに、この全開パージ率Rpmaxと要求パージ率Rprqとを用いて要求デューティDrqを設定してパージ制御バルブ65を制御することにより、実際のパージ率の要求パージ率Rprqに対するずれを抑制することができる。即ち、パージ率を適切に調節することができる。
Then, the fully open purge rate Rpmax is estimated by using the fully open purge flow rate Qpmax, the correction coefficient k based on the surge pressure Ps and the surge temperature Ts, and the combustion chamber air amount Qcc based on the intake air amount Qa. The rate Rpmax can be estimated more appropriately. Further, by controlling the
ここで、比較例として、過給圧Pcが正圧でない(過給機40が作動していない)ときには、サージ圧Psと全開パージ流量Qpmaxとの関係にサージ圧Psを適用して全開パージ流量Qpmaxを推定し、過給圧Pcが正圧である(過給機40が作動している)ときには、過給圧Pcから吸気圧Pinを減じた圧力差ΔPと全開パージ流量Qpmaxとの関係に圧力差ΔPを適用して全開パージ流量Qpmaxを推定する場合を考える。この場合、下流パージおよび上流パージのうちの何れかだけが行なわれる場合には、全開パージ流量Qpmaxを適切に推定することができるものの、下流パージおよび上流パージの両方が行なわれる(蒸発燃料ガスが吸気管23のスロットルバルブ26よりも下流側およびコンプレッサ41よりも上流側の両方に供給される)場合には、全開パージ流量Qpmaxを適切に推定することができない。これに対して、実施例では、サージ圧Psと過給圧Pcから吸気圧Pinを減じた圧力差ΔPと全開パージ流量Qpmaxとの関係にサージ圧Psと圧力差ΔPとを適用して全開パージ流量Qpmaxを推定することにより、下流パージおよび上流パージのうちの何れかがだけが行なわれる場合も、下流パージおよび上流パージの両方が行なわれる場合も、全開パージ流量Qpmaxを適切に推定することができる。
Here, as a comparative example, when the supercharging pressure Pc is not a positive pressure (the
以上説明した実施例のエンジン装置では、サージ圧Psと過給圧Pcから吸気圧Pinを減じた圧力差ΔPと全開パージ流量Qpmaxとの関係にサージ圧Psと圧力差ΔPとを適用して全開パージ流量Qpmaxを推定し、この全開パージ流量Qpmaxに基づく全開パージ率Rpmaxと要求パージ率Rprqとを用いて要求デューティDrqを設定してパージ制御バルブ65を制御する。これにより、全開パージ流量Qpmaxをより適切に推定することができ、実際のパージ率の要求パージ率Rprqに対するずれをより抑制することができる。即ち、パージ率をより適切に調節することができる。
In the engine device of the embodiment described above, the surge pressure Ps and the pressure difference ΔP are applied to the relationship between the surge pressure Ps, the pressure difference ΔP obtained by subtracting the intake pressure Pin from the boost pressure Pc, and the fully open purge flow rate Qpmax, and the pressure difference ΔP is fully opened. The purge flow rate Qpmax is estimated, and the required duty Drq is set using the fully open purge rate Rpmax and the required purge rate Rprq based on the fully open purge flow rate Qpmax to control the
実施例のエンジン装置10では、サージ圧Psと過給圧Pcから吸気圧Pinを減じた圧力差ΔPと全開パージ流量Qpmaxとの関係にサージ圧Psと圧力差ΔPとを適用して全開パージ流量Qpmaxを推定するものとした。しかし、吸気圧Pinを用いずに、サージ圧Psと過給圧Pcと全開パージ流量Qpmaxとの関係にサージ圧Psと過給圧Pcとを適用して全開パージ流量Qpmaxを推定するものとしてもよい。また、サージ圧Psと圧力差ΔPまたは過給圧Pcとエンジン12の回転数Neと全開パージ流量Qpmaxとの関係にサージ圧Psと圧力差ΔPまたは過給圧Pcとエンジン12の回転数Neとを適用して全開パージ流量Qpmaxを推定するものとしてもよい。
In the
実施例のエンジン装置10では、サージ圧Psおよびサージ温度Tsに基づいて補正係数kを設定するものとした。しかし、サージ圧Psおよびサージ温度Tsのうちの何れかだけに基づいて補正係数kを設定するものとしてもよい。また、サージ圧Psやサージ温度Tsに拘わらずに、補正係数kとして一定値を用いるものとしてもよい。
In the
実施例や変形例のエンジン装置10では、蒸発燃料処理装置50において、パージ通路60は、導入通路52のキャニスタ56付近に接続されるものとした。しかし、キャニスタ56に接続されるものとしてもよい。
In the
実施例のエンジン装置10では、過給機40は、吸気管23に配置されるコンプレッサ41と排気管35に配置されるタービン42とが回転軸43を介して連結されるターボチャージャとして構成されるものとした。しかし、これに代えて、エンジン12やモータにより駆動されるコンプレッサが吸気管23に配置されるスーパーチャージャとして構成されるものとしてもよい。
In the
実施例では、一般的な自動車や各種のハイブリッド自動車に搭載されるエンジン装置10の形態とした。しかし、自動車以外の車両に搭載されるエンジン装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。
In the embodiment, the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン12が「エンジン」に相当し、過給機40が「過給機」に相当し、蒸発燃料処理装置50が「蒸発燃料処理装置」に相当し、電子制御ユニット70が「制御装置」に相当する。
The correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 Regarding the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for solving the problem in the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to examples, the present invention is not limited to these examples, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be done.
本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of engine devices and the like.
10 エンジン装置、11 燃料タンク、11a 圧力センサ、12 エンジン、14 クランクシャフト、14a クランクポジションセンサ、22 エアクリーナ、23 吸気管、23a エアフローメータ、23b,23c,27a 圧力センサ、24 バイパス管、25 インタークーラ、26 スロットルバルブ、26a スロットルポジションセンサ、27 サージタンク、27b 温度センサ、28 燃料噴射弁、29 吸気バルブ、30 燃焼室、31 点火プラグ、32 ピストン、34 排気バルブ、35 排気管、35a フロント空燃比センサ、35b リヤ空燃比センサ、36 バイパス管、37,38 浄化装置、40 過給機、41 コンプレッサ、42 タービン、43 回転軸、44 ウェイストゲートバルブ、45 ブローオフバルブ、50 蒸発燃料処理装置、52 導入通路、53 開閉バルブ、54 バイパス通路、54a,54b 分岐部、55a,55b リリーフバルブ、55b リリーフバルブ、56 キャニスタ、57 大気開放通路、58 エアフィルタ、60 パージ通路、60a 分岐点、61 共通通路、62,63 分岐通路、64 バッファ部、65 パージ制御バルブ、65a パージ制御バルブポジションセンサ、66 逆止弁、67 逆止弁、68 還流通路、69 エゼクタ、70 電子制御ユニット。 10 engine device, 11 fuel tank, 11a pressure sensor, 12 engine, 14 crank shaft, 14a crank position sensor, 22 air cleaner, 23 intake pipe, 23a air flow meter, 23b, 23c, 27a pressure sensor, 24 bypass pipe, 25 intercooler , 26 Throttle valve, 26a Throttle position sensor, 27 Surge tank, 27b Temperature sensor, 28 Fuel injection valve, 29 Intake valve, 30 Combustion chamber, 31 Ignition plug, 32 Piston, 34 Exhaust valve, 35 Exhaust pipe, 35a Front air fuel ratio Sensor, 35b Rear air-fuel ratio sensor, 36 Bypass pipe, 37, 38 Purifier, 40 Supercharger, 41 Compressor, 42 Turbine, 43 Rotating shaft, 44 Waste gate valve, 45 Blow-off valve, 50 Evaporative fuel treatment device, 52 Introduced Passage, 53 Open / Close Valve, 54 Bypass Passage, 54a, 54b Branch, 55a, 55b Relief Valve, 55b Relief Valve, 56 Canister, 57 Open Air Passage, 58 Air Filter, 60 Purge Passage, 60a Branch Point, 61 Common Passage, 62, 63 branch passage, 64 buffer section, 65 purge control valve, 65a purge control valve position sensor, 66 check valve, 67 check valve, 68 return passage, 69 ejector, 70 electronic control unit.
Claims (1)
前記吸気管の前記スロットルバルブよりも上流側に配置されたコンプレッサを有する過給機と、
前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を含む蒸発燃料ガスを前記吸気管に供給するための供給通路、および、前記供給通路に設けられたパージ制御バルブを有する蒸発燃料処理装置と、
前記蒸発燃料ガスを前記吸気管に供給するときには、前記パージ制御バルブの駆動デューティを100%にしたときの全開パージ率と、要求パージ率と、に基づいて前記駆動デューティを設定して前記パージ制御バルブを制御する制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記供給通路は、前記パージ制御バルブよりも前記吸気管側で第1分岐通路および第2分岐通路に分岐し、
前記第1分岐通路は、前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側に接続され、
前記蒸発燃料処理装置は、前記吸気管の前記コンプレッサおよび前記スロットルバルブの間に還流通路を介して吸気ポートが接続され且つ前記吸気管の前記コンプレッサよりも上流側に排気ポートが接続され且つ前記第2分岐通路に吸引ポートが接続されたエゼクタを更に有し、
前記制御装置は、前記蒸発燃料ガスを前記吸気管に供給するときには、前記吸気管の前記コンプレッサおよび前記スロットルバルブの間の圧力である過給圧または前記過給圧と前記吸気管の前記コンプレッサよりも上流側の圧力であるコンプレッサ前圧との圧力差と、前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流側の圧力であるスロットル後圧と、前記全開パージ率と、の予め定められた関係に、前記過給圧または前記圧力差と前記スロットル後圧とを適用して前記全開パージ率を推定する、
エンジン装置。 An engine that receives fuel from the fuel tank and has a throttle valve located in the intake pipe.
A supercharger having a compressor arranged on the upstream side of the throttle valve of the intake pipe, and
A supply passage for supplying the evaporated fuel gas containing the evaporated fuel generated in the fuel tank to the intake pipe, and an evaporative fuel processing apparatus having a purge control valve provided in the supply passage.
When the evaporated fuel gas is supplied to the intake pipe, the drive duty is set based on the fully open purge rate when the drive duty of the purge control valve is set to 100% and the required purge rate, and the purge control is performed. A control device that controls the valve and
It is an engine device equipped with
The supply passage branches into a first branch passage and a second branch passage on the intake pipe side of the purge control valve.
The first branch passage is connected to the downstream side of the intake pipe with respect to the throttle valve.
In the evaporated fuel processing apparatus, an intake port is connected between the compressor of the intake pipe and the throttle valve via a recirculation passage, and an exhaust port is connected to the upstream side of the compressor of the intake pipe. It also has an ejector with a suction port connected to the two-branch passage.
When the evaporative fuel gas is supplied to the intake pipe, the control device receives a boost pressure which is a pressure between the compressor and the throttle valve of the intake pipe or the boost pressure and the compressor of the intake pipe. In a predetermined relationship between the pressure difference from the compressor front pressure, which is the upstream pressure, the throttle rear pressure, which is the pressure downstream of the throttle valve of the intake pipe, and the fully open purge rate. The fully open purge rate is estimated by applying the boost pressure or the pressure difference and the throttle rear pressure.
Engine device.
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