JPH04112959A

JPH04112959A - 蒸発燃料処理制御装置

Info

Publication number: JPH04112959A
Application number: JP23204690A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Mizuno; 宏幸水野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1992-04-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は内燃機関の蒸発燃料を吸気系へ放出して処理す
る内燃機関の蒸発燃料処理制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、内燃機関では、燃料タンク等から発生する蒸
発燃料を活性炭に吸着させ、これを吸気系へパージ（放
出）して処理することか行なわれている。

また、燃料噴射制御装置で混合気の空燃比を理論空燃比
となるよう空燃比のフィードバック制御を行なう内燃機
関かある。

例えば特開昭６３−２８９２４３号公報に記載の装置は
、パージ実行時にフィードバック補正とは別に、燃料噴
射量のパージによる補正を行ない、このパシ補正量を空
燃比のフィードバック補正係数の平均値から得た蒸発燃
料濃度（ベーパ濃度）に応して設定し、空燃比制御の追
従性を向上させている。

上記従来装置では蒸発燃料濃度か高い場合に、燃料噴射
量のパ〜シによる補正量か犬となって実際の燃料噴射量
か小となるか、実際の燃料噴射量には下限つまり最低燃
料噴射量か設けられており、蒸発燃料濃度か著しく高い
場合には燃料噴射量のパージによる補正量を正確な値に
設定できなくなり、空燃比か悪化するという問題かあっ
た。

この問題を解決するために本出願人は平成２年８月８日
付の特許出願、発明の名称「内燃機関の蒸発燃料処理制
御装置」等により、蒸発燃料濃度に応して燃料噴射量と
蒸発燃料の放出量の双方を補正することにより、空燃比
を常時理論空燃比となるよう制御する装置を提案した。

Ｃ発明か解決しようとする課題〕上記の装置はパージを行なう電気式負圧切換弁（Ｖ　Ｓ
　Ｖ）と連通したパージポートよりも吸気通路の下流側
にある出力センサて吸気圧力を測定しており、空燃比か
リーンの場合にパージ量を増加させる制御を行なってい
る。

しかし、ＶＳｖと連通したパージポートよりも吸気通路
の上流側にあるエアフローメータて吸入空気量を測定す
るタイプの内燃機関ては空燃比がリーンの場合にパージ
量を増加させると、パージ空気中のベーパ濃度が低いと
きは混合気の空燃比か更に薄くなってしまい、正確な空
燃比制御ができないという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、燃料噴射量の
パージによる補正量に応じて蒸発燃料の放出量を制御し
、又は蒸発燃料の放出量に応じて燃料噴射量のパージに
よる補正量を制御することにより、空燃比を常時理論空
燃比となるよう制御する蒸発燃料処理制御装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の原理図を示す。

第１図（Ａ）において、検出手段Ｍ２は、内燃機関Ｍ１
の運転状態を検出する。

パージ手段Ｍ３は、燃料系内で発生した蒸発燃料を吸気
系に放出する。

演算手段Ｍ４は、検出手段Ｍ２の検出信号に応して内燃
機関Ｍ１に供給する燃料噴射量を演算する。

第１の噴射量補正手段Ｍ５は、検出手段Ｍ２の検出信号
に応じて吸入混合気の空燃比を理論空燃比となるよう空
燃比フィードバック補正係数を可変して演算手段Ｍ４て
演算する燃料噴射量を補正する。

第２の噴射量補正手段Ｍ６は、空燃比フィードバック補
正係数から得た蒸発燃料濃度に応して演算手段Ｍ４て演
算する燃料噴射量を補正する。

パージ補正手段Ｍ７は、蒸発燃料濃度及び第２の補正手
段Ｍ６の補正量に応じてパージ手段Ｍ３か放出する蒸発
燃料の放出量を補正する。

第１図（Ｂ）においては、第２の噴射量補正手段Ｍ６は
、空燃比フィードバック補正係数から得た蒸発燃料濃度
及びパージ補正手段Ｍ７の補正量に応じて演算手段Ｍ４
て演算する燃料噴射量を補正する。

〔作用〕

第１の発明においては、蒸発燃料の放出量を補正すると
き第２の噴射量補正手段Ｍ６の補正量を考慮して、空燃
比の変動の原因が放出量の過補正にある場合には、この
過補正を防止するように放出量を制御するため、正確に
空燃比を理論空燃比に保つことができる。

また、第２の発明においては、第２の噴射量補正手段Ｍ
６で燃料噴射量の補正を行なうときパージ補正手段Ｍ７
による放出量を考慮して、空燃比の変動の原因が燃料噴
射量のパージによる噴射量の過補正にある場合には、こ
の過補正を防止するように燃料噴射量のパージによる補
正量を制御するため、正確に空燃比を理論空燃比に保つ
ことかできる。

〔実施例〕

第２図は本発明装置を適用した内燃機関の一実施例の構
成図を示す。

同図中、内燃機関ＩＯの吸気通路１１にはスロットル弁
１２か設けられており、このスロットル弁１２の軸には
、スロットル弁１２の開度を検出するスロットルポジシ
ョンセンサ１３か設けられている。このスロットルポジ
ションセンサ１３の上流側の吸気通路１１には吸入空気
量を測定するエアフローメータ１４か設けられ、更に下
流側に各気筒毎に燃料供給系から加圧燃料を吸気ポート
へ供給するための燃料噴射弁（インジェクタ）１５が設
けられている。また、吸気通路１１には吸気温センサ１
６か設けられ、吸気温に応じたアナログの電気信号がＡ
／Ｄ変換器３１に供給される。エアフローメータ１４は
吸入空気量に応じたアナログ電圧の電気信号を発生し、
この出力は電子制御回路３０内のＡ／Ｄ変換器３１に供
給される。

ディストリビュータ２０には、その軸か例えばクランク
角（ＣＡ）に換算して７２０°ＣＡ毎に基準位置検出用
パルス信号を発生するクランク角センサ２１及び３０°
ＣＡ毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク
角センサ２２か設けられている。これらクランク角セン
サ２１２２のパルス信号は、燃料噴射時期の割込要求信
号、点火時期の基準タイミング信号、燃料噴射量演算制
御の割込要求信号などとして作用する。これらの信号は
電子制御回路３０の入出力インタフェース３２に供給さ
れる。

また、内燃機関１０のシリンダブロックの冷却水通路２
３には、冷却水の温度を検出するための水温センサ２４
が設けられている。水温センサ２４は冷却水の温度ＴＨ
Ｗに応じたアナログ電圧の電気信号を発生し、この出力
はＡ／Ｄ変換器３１に供給されている。

排気マニホルド２５より下流の排気系には、排気ガス中
の３つの有害成分ＨＣ，Ｃｏ、　ＮＯ，を同時に浄化す
る三元触媒コンバータ２６が設けられている。

また、前記排気マニホルド２５の下流側であって、触媒
コンバータ２６の上流側の排気パイプ２７には、空燃比
センサの一種である０２センサ２８か設けられている。

０□センサ２８は排気ガス中の酸素成分濃度に応じて電
気信号を発生する。すなわち、０２センサ２８は空燃比
が理論空燃比に対してリッチ側かリーン側かに応じて、
異なる出力電圧を電子制御回路３０の信号処理回路４０
を介してＡ／Ｄ変換器３１に供給する。また、前記入出
力インタフェース３２には図示しないキースイッチのオ
ン／オフ信号か供給され、更に図示しない車速センサの
アナログ信号かＡ／Ｄ変換器３１に供給されるようにな
っている。

また、内燃機関１０には燃料タンク４１から蒸発する蒸
発燃料（ベーパ）が大気中に逃げるのを防止するエバポ
パージシステムが設けられている。

このシステムはチャコールキャニスタ４２．及びパージ
手段Ｍ３としての電気式負圧切換弁（ＶＳＶ）４３を備
えている。チャコールキャニスタ４２は燃料タンク４１
の上底とベーパ捕集管４４て結ばれ、燃料タンク４１か
ら蒸発するベーパを吸着する。ＶＳＶ４３はチャコール
キャニスタ４２に吸着されたベーパを吸気通路１１のス
ロットル弁１２の下流に戻すベーパ還流管４５の途中に
設けられた開閉弁であり、ＶＳＶ４３は電子制御回路３
０からの電気信号を受けて開閉する電磁弁である。

以上のような構成において、図示しないキースイッチか
オンされると、電子制御回路３０か通電されてプログラ
ムが起動し、各センサからの出力を取り込み、インジェ
クタ１５やその他のアクチュエータを制御する。

電子制御回路３０は、例えばマイクロコンピュータを用
いて構成され、前述のＡ／Ｄ変換器３１、入出力インタ
フェース３２．ＣＰＵ３３の他にＲＯＭ３４．ＲＡＭ３
５．　キースイッチ０）ｔフ後も情報の保持を行うバッ
クアツプＲＡＭ３６クロツク（ＣＬＫ）３７等か設けら
れており、これらはバス３８で接続されている。

この電子制御回路３０において、ダウンカウンタ、フリ
ップフロップ、及び駆動回路を含む噴射制御回路３９は
燃料噴射弁１５を制御するためのものである。即ち、吸
入空気量と機関回転数とから演算された基本噴射量Ｔｐ
を機関の運転状態で補正した燃料噴射量ＴＡＵが演算さ
れると、燃料噴射量ＴＡｔＪか噴射制御回路３９のダウ
ンカウンタにプリセットされると共にフリップフロップ
もセットされて駆動回路か燃料噴射弁１５の付勢を開始
する。他方、ダウンカウンタがクロック信号（図示せず
）を計数して最後にそのキャリアウド端子か１１ルベル
になった時に、フリップフロップかりセットされて駆動
回路は燃料噴射弁１５の付勢を停止する。つまり、前述
の燃料噴射量ＴＡ［Ｊだけ燃料噴射弁１５は付勢され、
したかって、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が内燃
機関１０の燃焼室に送り込まれることになる。

次に本発明装置の一実施例の制御プログラムについて説
明する。

電子制御回路３０は一定周波数てデユーティ比か変化す
るパルス信号をＶＳＶ４３に供給し、このパルス信号の
ハイレベル期間にＶＳＶ４３を開成する。つまり、パー
ジ量はこのパルス信号のデユーティ比ＤＰＧに比例する
。

第３図はパージ補正手段Ｍ７としてのＶＳｖ制御ルーチ
ンの一実施例のフローチャートを示す。

このルーチンは、前提条件としてフィードバック補正係
数ＦＡＦの平均値ＦＡＦａｖか０、９５＜　Ｆ　Ａ　Ｆａｖ＜　１．０５を満足してい
るときに例えは１　ｓｅｃ毎の割込みて実行される。た
たし、■Ｓ■制御の実行条件か一度成立すれば、その後
この前提条件か不成立となっても、このルーチンの実行
は妨げられない。

同図中、ステップ５０ではパージ実行フラグＸＰＲＧが
１１′でパージ実行中かどうかを判別する。ここで、冷
却水温が低いとき、又は始動時、又は高負荷走行時、又
はフューエルカット時等のフィードバック制御条件が成
立せず、かつ、始動後３０秒経過してない、又はアイド
ルスイッチがオンして５秒経過してない、又は車速か２
ｋｍ／ｈ未満、又は吸気温か４５°Ｃ未満等のパージ条
件か成立しない場合には、フラグＸＰＲＧか１０１であ
るのてステップ５１に進み、デユーティ比ＤＰＧを零と
する。

パージ実行フラグＸＰＲＧか１１１の場合には、フィー
ドバック補正係数ＦＡＦＯ値が１．０から１．０５の範
囲にあるかどうかを判別しくステップ５２）、ＦＡＦＯ
値がこの範囲にあればデユーティ比ＤＰＧの値を１０％
だけ増加させる（ステップ５３）。

ステップ５２でフィードバック補正係数ＦＡＦの値か１
．０から１．０５の範囲外であれば、ステップ５４でフ
ィードバック補正係数ＦＡＦＯ値が１．０５を越えてい
るかどうかを判別し、越えている場合にはステップ５５
でパージ補正量ＫＰＧが零がどうかを判別する。

パージ補正量ＫＰＧか零の場合には、実際の燃料噴射量
かパージ補正量により減少されておらず、空燃比かリー
ンとなっている原因は濃度の低いベーパをパージしてい
るためであるので、ステップ５１でデユーティ比ＤＰＧ
を零とし、パージを停止させる。

また、パージ補正量ＫＰＧが零でなければり一ンとなっ
ている原因はパージ量とパージ補正量の双方にあるため
ステップ５６でデユーティ比ＤＰＧを２％だけ減少させ
る。

ステップ５４でフィードバック補正係数ＦＡＦの値が１
．０５を越えてなければステップ５７に進みフィードバ
ック補正係数ＦＡＦの値が０．９５から１．０の範囲に
あるかどうかを判別し、この範囲にあればデユーティ比
ＤＰＧを変化させることなく処理を終了する。この範囲
外、即ちフィードバック補正係数ＦＡＦＯ値か０．９５
以下のリッチ状態であればステップ５６でデユーティ比
ＤＰＧを５％だけ減少させる。

第４図は第２の噴射量補正手段Ｍ６としてのパージ補正
量計算ルーチンの一実施例のフローチャートを示す。こ
のルーチンは６５ｍ５ｅｃ毎の割込みで実行される。

同図中、ステップ６０ではパージ実行フラグＸＰＲＧが
＋１′てパージ実行中かどうかを判別する。パージ実行
フラグＸＰＲＧか＋０′の場合にはステップ６１に進み
、パージ補正量ＫＰＧを零とする。

パージ実行フラグＸＰＲＧが１１１の場合には、フィー
ドバック補正係数ＦＡＦの値が１．０から１．０５の範
囲にあるかを判別しくステップ６２）、ＦＡＦの値がこ
の範囲にあればパージ補正量ＫＰＧの値を変化させるこ
となく処理を終了する。

ステップ６２てフィードバック補正係数ＦＡＦの値が１
．０から１．０５の範囲外であれば、ステップ６３てフ
ィードバック補正係数ＦＡＦＯ値か１．０５を越えてい
るかとうかを判別し、越えている場合にはステップ６４
でデユーティ比ＤＰＧか零より多少大きな所定値す未満
かどうかを判別する。

デユーティ比ＤＰＧか所定値す未満の場合には、パージ
量か極めて少なく空燃比かリーンとなっている原因はパ
ージ補正量ＫＰＧＯ値か大きすぎるためであるので、ス
テップ６１てパージ補正量ＫＰＧを零とする。

また、デユーティ比ＤＰＧか所定値す以上であればリー
ンとなっている原因はパージ量とパージ補正量の双方に
あるためステップ６５でパージ補正量ＫＰＧを５μＳｅ
Ｃだけ減少させる。

ステップ６３てフィードバック補正係数ＦＡＦＯ値が１
．０５を越えてなけれは即ちフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦＯ値が１．０未満のリッチ状態であれはステップ６
６でパージ補正量ＫＰＧを５μｓｅｃたけ増加させる。

第５図は演算手段Ｍ４としての燃料噴射量計算ルーチン
の一実施例のフローチャートを示す。

同図中、ステップ７１では吸入空気量Ｑ及び機関の回転
数ＮＥに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを算出する。次に
この基本燃料噴射量Ｔｐと、フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦと、定数にとで次式により燃料噴射量τを求める（
ステップ７２）。

ｒ＝ＴｐＸＦＡＦＸＫこのステップ７２が第１の噴射量補正手段Ｍ５に対応す
る。

更に、上記燃料噴射量τとパージ補正量ＫＰＧと、基準
アイドル回転数ＮＥ、と、回転数ＮＥとで次式により実
際の燃料噴射量ＴＡＵを求める。

ＴＡＵ＝ｒ−（ＫＰＧＸＮＥ０／ＮＥ）上記ｖＳＶ制御
ルーチン及びパージ補正量計算ルーチンによって第６図
に示す如く、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０５
を越える第１の領域では、デユーティ比ＤＰＧはＫＰＧ
か零のときに零となりＫＰＧか零でないとき減少され、
またパージ補正量ＫＰＧはＤＰＧか所定値す未満のとき
零となりＤＰＧが所定値す以上で減少される。

フィードバック補正係数ＦＡＦか１．０から１．０５の
範囲の第２の領域ではデユーティ比ＤＰＧは増加され、
パージ補正量ＫＰＧは維持される。フィードバック補正
係数ＦＡＦが０．９５から１．０の範囲の第３の領域で
はデユーティ比ＤＰＧは維持され、パージ補正量ＫＰＧ
は増加される。フィードバック補正係数ＦＡＦが０．９
５未満の第４の領域ではデユーティ比ＤＰＧは減少され
、パージ補正量ＫＰＧは増加される。

ここで、ベーパ発生か小でチャコールキャニスタ４２内
のベーパ量が少ない場合には第７図（Ｂ）に示すフィー
ドバック補正係数ＦＡＦに応じてデユーティ比ＤＰＧ、
パージ補正量ＫＰＧ夫々が第７図（Ｃ）、（Ｄ）夫々に
示す如く可変され、ベーパ量は第７図（Ａ）に示す如く
徐々に減少される。ここで、パージ補正量ＫＰＧか零と
なった後フィードバック補正係数ＦＡＦか１．０５を越
えた時点Ｔ、でデユーティ比ＤＰＧは零とされパージか
一旦停止される。

ここで、ベーパ発生か大でチャコールキャニスタ４２内
のベーパ量か多い場合には第８図（Ｂ）に示すフィード
バック補正係数ＦＡＦに応じてデユーティ比ＤＰＧ、パ
ージ補正量ＫＰＧ夫々か第８図（Ｃ）、　　（Ｄ）夫々
に示す如く可変され、ベーパ量は第８図（Ａ）に示す如
く徐々に減少される。ここで、フィードバック補正係数
ＦＡＦが１．０５を越えておりデユーティ比ＤＰＧが所
定値す未満となった時点Ｔ、でパージ補正量ＫＰＧが零
とされ、その後フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０
５を越えた時点Ｔ、でデユーティ比ＤＰＧは零とされパ
ージが一旦停止される。

このように、デユーティ比ＤＰＧを補正するときパージ
補正量ＫＰＧを考慮して、空燃比の変動の原因かデユー
ティ比ＤＰＧの過補正にある場合には、この過補正を防
止するようにデユーティ比ＤＰＧを制御し、また、パー
ジ補正量ＫＰＧの過補正にある場合には、この過補正を
防止するようにパージ補正量ＫＰＧを制御するため、例
えば空燃比かリーンの場合にベーパ濃度が低いときはパ
ージ量か減少されて混合気の空燃比かリッチとなるよう
に制御され、正確に空燃比を理論空燃比に保ことかでき
る。

なお、上記第３図の■Ｓｖ制御ルーチンはアイドルスイ
ッチかオンしているとき実行され、アイドルスイッチか
オフしているときは機関回転数ＮＥ及び吸入空気量から
マツプを参照してデユーティ比ＤＰＧを求め、この場合
には吸入空気量か多いのでパージ補正量計算は実行せず
にフィードバック補正係数のみて対応している。しかし
、これに限らず、アイドルスイッチオフ時にも第３図、
第４図夫々のｖＳＶ制御ルーチン、パージ補正量計算ル
ーチンを実行しても良く、上記実施例に限定されない。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明の蒸発燃料処理制御装置によれば、
空燃比かリーンの場合にベーパ濃度か低いときにも空燃
比を理論空燃比に保ことができ、常時正確に空燃比を理
論空燃比に保持てき、実用上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は本発明装置を適用し
た内燃機関の一実施例の構成図、第３図はｖＳｖ制御ル
ーチンのフローチャート、第４図はパージ補正量計算ル
ーチンのフローチャート、第５図は燃料噴射量計算ルー
チンのフローチャート、第６図はフィードバック補正係
数とデユーティ比、パージ補正量大々の関係を示す図、
第７図、第８図夫々は本発明の装置による制御動作を示
すタイムチャートである。Ｍｌ、１０・・・内燃機関、Ｍ２・・・検出手段、Ｍ３
・・・パージ手段、Ｍ４・・・演算手段、Ｍ５・・・第
１の噴射量補正手段、Ｍ６・・・第２の噴射量補正手段
、Ｍ７・・・パージ補正手段、１４・・・エアフローメ
ータ、１５・・・燃料噴射弁、２８・・・０２センサ、
３０・・・電子制御回路、４２・・・チャコールキャニ
スタ、４３・・・電気式負圧切換弁（ＶＳＶ）　、５０
〜７３・・・ステップ。第１図（Ａ）ＣＢ）第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内燃機関の運転状態を検出する検出手段と、燃料
系内で発生した蒸発燃料を吸気系に放出するパージ手段
と、該検出手段の検出信号に応じて該内燃機関に供給する燃
料噴射量を演算する演算手段と、該検出手段の検出信号に応じて吸入混合気の空燃比を理
論空燃比となるよう空燃比フィードバック補正係数を可
変して該演算手段で演算する燃料噴射量を補正する第１
の噴射量補正手段と、該空燃比フィードバック補正係数
から得た蒸発燃料濃度に応じて該演算手段で演算する燃
料噴射量を補正する第２の噴射量補正手段と、該蒸発燃料濃度に応じて該パージ手段が放出する蒸発燃
料の放出量を補正するパージ補正手段を有する蒸発燃料
処理制御装置であって、該第２の噴射量補正手段の補正量に応じて該パージ補正
手段の補正する放出量を制御することを特徴とする蒸発
燃料処理制御装置。
（２）内燃機関の運転状態を検出する検出手段と、燃料
系内で発生した蒸発燃料を吸気系に放出するパージ手段
と、該検出手段の検出信号に応じて該内燃機関に供給する燃
料噴射量を演算する演算手段と、該検出手段の検出信号に応じて吸入混合気の空燃比を理
論空燃比となるよう空燃比フィードバック補正係数を可
変して該演算手段で演算する燃料噴射量を補正する第１
の噴射量補正手段と、該空燃比フィードバック補正係数
から得た蒸発燃料濃度に応じて該演算手段で演算する燃
料噴射量を補正する第２の噴射量補正手段と、該蒸発燃料濃度に応じて該パージ手段が放出する蒸発燃
料の放出量を補正するパージ補正手段を有する蒸発燃料
処理制御装置であって、該パージ補正手段の補正する放出量に応じて該第２の噴
射量補正手段の補正量を制御することを特徴とする蒸発
燃料処理制御装置。