JPS62233466A

JPS62233466A - エンジンの蒸発燃料制御装置

Info

Publication number: JPS62233466A
Application number: JP61074500A
Authority: JP
Inventors: Kunikimi Minamitani; 邦公南谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-13
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH06103011B2

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、蒸発燃料のパージに伴う空燃比の変動を効果
的に防止でき、しかも、エンジンの運転状態の悪化を防
止するとともに、燃費性能を向上できるようにした、エ
ンジンの蒸発燃料制御装置に関するものである。

〔従来技術〕

燃料タンク内の蒸発燃料を無駄にしないように燃料タン
クの上部と吸気系をキャニスタを介在させたパージ通路
で接続し、蒸発燃料を吸気系に導入できるようにしたも
のがある。通常、このようなパージ通路を設ける場合、
排気の成分、例えば、酸素温度に基づいて空燃比を検出
し、吸気系の吸入空気量と供給燃料量を調整する空燃比
調整手段を制御する空燃比制御手段に排気から検出され
た空燃比をフィードハックし、吸気系の空燃比を最適に
制御するように構成される。

とごろが、キャニスタに吸着された蒸発空気量がある範
囲よりも多すぎたり、少なすぎたりすると、空燃比制御
手段による空燃比の制御範囲（アクティブレンジ）を越
えて空燃比がオーバーリッチになったり、オーバーリー
ンになったりすることがある。

従来、空燃比がこのようにしてオーバーリッチやオーバ
ーリーンになることを防止するために、例えば、特開昭
５９−１９２８５８号公報に示すように、上記パージ通
路にパージ用ポンプを介在させる一方、エンジンの運転
状態に応じて最適パージ■を演算し、蒸発燃料のパージ
■が最低パージ量に一致するようにパージ用ポンプを制
御するようにしたエンジンの蒸発燃料制御装置がある。

このような従来のエンジンの蒸発燃料側／４１１装置で
は、エンジンの運転状態に対応してキャニスタから吸気
系に供給される蒸発燃料を含む空気（以下、蒸発燃料ガ
スという）の量は制御できる。

しかしながら、キャニスタに吸着されている蒸発燃料の
絶対量がパージをする間に時々刻々変化しており、蒸発
燃料ガスに含まれた燃料成分の割合、すなわち、蒸発燃
料ガスの空燃比は制御できず、蒸発燃料ガスの吸気系へ
の吸入による空燃比変動を根本的に防止することはでき
ない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであって
、蒸発燃料のパージに伴う空燃比の変動を効果的に防止
でき、しかも、エンジンの運転状態の悪化を防止すると
ともに、燃費性能を向上できるようにした、エンジンの
蒸発燃料制御装置の提供を目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明に係るエンジンの蒸発燃料制御装置は上記の目的
を達成するために、吸気系に設けられ、吸入空気に対す
る供給燃料の割合を調整する空燃比調整手段と、排気ガ
ス成分を検出する空燃比センサと、この空燃比センサの
検出値に基づいて空燃比を演算し、空燃比が所定の値に
一致するように上記空燃比調整手段を制御する空燃比制
御手段と、燃料タンクの蒸発燃料をトラップするキャニ
スタから蒸発燃料を吸気系に吸引するパージ通路と、こ
のパージ通路に設けられ、吸気系に吸入される蒸発燃料
ガスのパージ量を調整するエバポガス調整手段と、この
エバポガス調整手段の動作を制御するパージ量制御手段
とを有するエンジンの蒸発燃料制御装置において、上記
パージ量制御手段を所定の運転条件の下でキャニスタか
ら吸気系に蒸発燃料が吸引される蒸発燃料のパージ量を
小さい状態とした後に大きくするようにエバポガス調整
手段を制御するように構成する一方、パージ開始後の小
量パージ状態で上記空燃比センサを介して検出された蒸
発燃料パージによる空燃比偏差が所定値を上回るときに
大量パージへの移行を禁止するパージ制限手段が設けら
れる。

この、ように構１戊するごとにより、；１−ヤニスフが
らの蒸発燃料ガスのパージによる空燃比の変動が段階的
に行われるので、空燃比変動を極めて小さくできる。ま
た、小量パージ状態で吸気系に導入された蒸発燃料ガス
による空燃比偏差から大量パージ状態での空燃比補正に
用いるフィードバンク係数を予測フィードバック係数と
して演算して、この予測フィードバック係数が所定値を
上回るような空燃比偏差が生じているときには、大量パ
ージへの移行が禁止して蒸発燃料パージによる空燃比変
動が制御手段のアクティブレンジを越えるといった事態
の発生が防止される。また、例えば、キャニスタにおけ
る蒸発燃料のトラップ量が所定量よりも少ないときには
、大量パージに移行せずに小量パージを続行することに
より、吸気系に希薄な蒸発燃料ガスが大量に流入するこ
とを防止し、空燃比の希薄化によるエンジンスト−ルを
防止できるとともに、空燃比センサからのフィードバッ
ク信号に基づいて吸入空気量に対する供給燃料量が増量
されることを防止できる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

エンジン１の吸気系２には、スロットル弁３と空燃比調
整手段としての燃料インジェクタ４が設けられる一方、
排気系５には排気中の酸素ガス濃度を検出し、その酸素
ガス濃度に対応する空燃比信号ａを出力する空燃比セン
サ６が設けられる。

また、上記吸気系２には吸入空気量を検出し、この吸入
空気ｉＱに対応する吸入空気量信号すを出力するエアフ
ローメータ７が設けられている。さらに、上記空燃比セ
ンサ６からフィードバックされる空燃比信号ａと、エア
フローメータ７の吸入空気■信号すと、エンジン回転数
センサ２５から出力されるエンジン回転ｆ２ＩＮに対応
する回転数信号（を入力し、空燃比が所定の空燃比にな
るように燃料インジェクタ４の燃料噴射量を制御する空
燃比制御手段としての空燃比制御回路８が設けられる。

燃料クンク９の−Ｌ部からは蒸発燃料ガス導出管ＩＯが
導出され、この蒸発燃料ガス導出管ｌＯの先端にキャニ
スタ１１が接続される。キャニスタ１１の内部には蒸発
燃料ガス中の蒸発燃料を吸着する吸着剤１２が挿入され
、キャニスタ１１の一側壁にはこれを貫通する大気連通
口１３が形成されている。また、キャニスタ１１の内部
空間は上記吸気系２に接続されたパージ管１４によって
吸気系２と連通連結される。このパージ管１４には吸気
系に吸入される蒸発燃料ガスのパージ量を調整するエバ
ポガス調整手段１５が設けられる。

このエバポガス調整手段１５は、パージ管１４を開閉す
る主パージ制御弁１６と、この主パージ制御弁１６をバ
イパスするようにパージ管１４に接続され、パージ管１
４よりも流量が小さいバイパス通路Ｉ７と、このバイパ
ス通路１７を開閉する副パージ制御井１８を有している
。このバイパス通路１７の流量は例えばパージ管１４の
１０％程度に設定される。これら主パージ制御弁１６お
よび副パージ制御井■８はそれぞれ電磁弁で構成され、
パージ量制御手段１９により制御される。

このパージ量制御手段１９は、現在のエバポガス調整手
段１５の状態を判別する（ｓ３）パージ状態判別部２０
と、吸入空気量信号すおよび上記回転数信号Ｃに基づい
てエンジンｌの運転状態が蒸発燃料ガスのパージが可能
な運転状態か否かを判別する（Ｓ４．Ｓｌｌ、　　５２
１）運転状態判別部２１と、エンジン１の運転状態が蒸
発燃料ガスのパージが可能な運転状態であるとき（パー
ジ条件成立時）に上記主パージ制御弁１６と副バージ；
ｌｒ＋制御弁１８の開閉動作を副パージ制御井１８、主
パージ制御弁１６の順に開弁するように制御し、またパ
ージ条件不成立に、１′には、エバポガス調整手段１５
の状態によって、主パージ制御弁１６、副パージ制御弁
１８の順に閉弁させるように（Ｓ２３．５２０）を制御
して、吸気系２へのパージ量を制御するパージ量制御部
２２を有している。

一方、空燃比制御回路８には、パージの実行により発生
ずる空燃比偏差を解消させるために、燃料インジェクタ
４の基本噴射ｈｔを決定する基本幀射パルス幅ＴＰに乗
算されるフィードハック係数ＣＦＨを演算する補正手段
２３が接続される。

この補正手段２３には上記パージ量制御部２２の出力お
よび空燃比信号ａが入力される。この補正手段２３には
、上記空燃比制御回路８のフィードバック制御の補正に
使用するフィードバック係数ＣＦＢ　（初期値はｒｌＪ
とされる）を演算する演算部２４と、パージが実行され
ない時のフィードバック係数ＣＦ８を記ｔＩ！フィード
ハック係数ＭＦｆｌとして記憶する（Ｓ５）記憶α部２
５と、パージ量が小量ときのフィードバック係数ＣＦ！
ｌと記憶フィードバック係数ＭＦＩｌに基づいて、パー
ジ量を大きくしたときのフィードバンク係数の予測値（
予測フィードバック係数）Ｎｒｌｌを演算する（Ｓ１４
）予測値演算部２６と、上記バージ蛍制？ｆｆ１１部２
２によりパージ量が太き（されるのと同時にフィードバ
ック係数Ｃ□を予測フィードバック係数ＮＦ。に切換え
て空燃比制御回路８に出力する出力部２７が設けられて
いる。上記予測値演算部２６は、副パージ制御井１８が
開弁されている場合であって、パージ条件が成立する場
合に、所定時間Ｋが経過したか否かを判別しくＳ１２，
５１３）、所定時ｌｉｄ　Ｋ以内であれば、現在のフィ
ードバンク係数ＣＦＢと記４．Ｑされている記憶フィー
ドバック係数Ｍ１．の偏差の１０倍を記憶フィードバッ
ク係数ＭＦｍに加算した予測フィードバック係数ＮＦ、
ｌを演算するように構成されている（Ｓ１４）。

さらに、上記補正手段２３には、予測フィードバック係
ＲＮ　Ｆ　８がパージを実行し°ζいないときのフィー
ドバック係数Ｃ）ｌｌと等値の記ｔαフィードバック係
数ＭＦ８以下か否かを判別して（Ｓ１５）、予測フィー
ドバック係数ＮＦＢが記憶フィードバック係数ＭＦ１１
を上回る場合に、出力部の動作と上記パージ量制御部２
２のパージ最増大変更動作を禁止するパージ量制限部２
８が設けられる。

なお、空燃比制御回路８とパージ量制御手段１９と補正
手段２３は例えばマイクロコンピュータよりなる制御ユ
ニット２９に組み込まれる。

上記の構成において、空燃比制御回路８に空燃比信号ａ
が入力され、このフィードバックされてきた空燃比と空
燃比制御回路８内で設定されている設定空燃比と間に偏
差が生じると、吸入空気量信号すと回転数信号Ｃを入力
して（Ｓｌ）、燃料インジェクタ４に与える基本噴射パ
ルスの幅Ｔｐを１３ｕ算する（Ｓ２）。続いて、パージ
量制御手段１９のパージ状態判別部２０において現在の
エバポガス調整手段１５の状態が確認される（Ｓ３）。

ごこて、エバポガス調整手段１５の主パージ制御弁１６
および副パージ制御井１８が共に閉弁されていると確認
された場合には、運転状態判別部２１でパージ条件が成
立したか否かが判別される（Ｓ４）。不成立と判別され
た場合には主パージ制御弁１６および副パージ制御弁１
８はそのままで、補正手段２３の記憶部２５の記憶フィ
ードバック係数ＭＦｌｌを演算部２４で演算された現在
のフィードバック係数Ｃ□に四換え（Ｓ５）、空燃比制
御回路８でこのフィードバック係数ＣＦＩを読み出しく
Ｓ６）、基本噴射パルスの幅ＴＦに乗じて噴射パルス幅
Ｔ、を得て（Ｓ７）、燃料インジェクタ４に出力する（
Ｓ８）。この空燃比制御回路８から出力された噴射パル
ス幅Ｔ、の期間中燃料インジェクタ４から燃料が噴射さ
れ、吸入空気■Ｑに対して空燃比が設定空燃比に一致す
るように燃料噴射量が制御される。エバポガス調整手段
１５の主パージ制御弁１６および副パージ制御弁１８が
閉弁されており、かつ、パージ条件が成立していると判
別された場合には、エバポガス調整手段１５の副パージ
制御弁１８をパージ量制御部２２によって開弁されて、
１０％パージが実行される（Ｓ９）。続いて、タイマが
ゼロにセットされてから（ＳＩＯ）、補正手段２３の演
算部２４で演算された現在のフィードバック係数ＣＦＢ
を記憶部２５に記憶させ（Ｓ５）、空燃比制御回路８で
このフィードバンク係数Ｃｒ　ｅ　’Ｃ読み出しくＳ６
）、基本噴射パルスの幅Ｔ、に乗じて噴射パルス幅Ｔ、
を得て（Ｓ７）、燃料インジェクタ４に出力するくＳ８
）。副パージ制御弁１８が開弁されて１０％パージが実
行されていることが確認された場合にも、エバポガス調
整手段１５の状態確認（Ｓ３）に続いて運転状態判別部
２１でパージ条件が成立したか否かが判別される（Ｓｌ
ｌ）。こごで成立と判別された場合には、パージ開始後
所定の時間が経過したか否かを判別しくＳ１２゜５１３
）、所定の時間を経過していると判別されたときには、
主パージ制御弁１６を開弁じて１００％パージを実行し
たときに予想される予測フィードバック係数Ｎ□を演算
して（Ｓ１４）、予測フィードバック係数ＮＦＩが記憶
フィードバック係数ＭＦｌｌ以下かどうかを判別する（
Ｓ１５）。ここで、予測フィードバック係数ＮＦＩＩが
記憶フィードバック係数ＭＦ１以下と判別された場合に
は、予測フィードバック係数ＮＦｌｌを現在のフィード
バック係数ＣＦＩ＋に置き換えてから（Ｓ　Ｉ　６）主
パージ制御弁１６を開弁させる（Ｆ１７）。その後、空
燃比制御回路８に与えるフィードバック係数ＣＦＩＩを
予測フィードバック係数ＮＦＩに補正し、現在のフィー
ドバック係数ＣＦＩｌとして空燃比制御回路８に与え（
Ｓ６）、空燃比制御回路８でこのフィードバンク係数Ｃ
ＦＩを基本噴射パルスの幅Ｔ、に乗じて噴射パルス幅Ｔ
ｉを得て（Ｓ７）、燃料インジェクタ４に出力する（Ｓ
８）。例えば第５図のＡ時点のように、予測フィードバ
ック係数ＮＦＩＩが記憶フィードバック係数ＭＨを上回
ると判別される場合には、主パージ制御弁１Ｇを開弁ず
れば空燃比制御回路８のアクティブレンジを越えた範囲
に空燃比が変化させられる場合であり、この場合にはタ
イマの時間をｒｌＪにカウントアツプして（Ｓ１８）、
パージ量制限部２８により主パージ制御弁Ｉ６の開弁を
禁止して、空燃比制御回路８での空燃比制御が実行され
ることになる（３６〜Ｓ８）。また、副パージ制御弁１
８が開弁されて１０％パージが実行されていることが確
認され、パージ条件が不成立と判別された場合には、記
憶フィードバック係数ＭＦ、に、現在のフィードバック
係数Ｃ１１Ｉを置き換えて（Ｓ１９）、副パージ制御弁
１８を閉弁させてパージを終了する（５２０）。そして
、置き換えられた現在のフィードバック係数ＣＦＨに基
づいて空燃比制御回路８による空燃比制御が実行される
（３６〜Ｓ８）。エバポガス調整手段１５の状態確認（
Ｓ３）の段階で主パージ制御弁１６および副パージ制御
弁Ｉ８が共に開弁されていることがｂＭ　Ｌ２．された
場合にも、パージ条件が成立しているか否かが判別され
（Ｓ２１）、成立していると判別された場合には、その
まま１００％パージが続行される。また、ここでパージ
条件が成立していないと判別された場合には、現在のフ
ィードハック係ＢｃｒＲを記憶フィードバンク係数ＭＦ
８によって置き換えてから（Ｓ２２）、主パージ制御弁
１６を閉弁させて（Ｓ２３）１０％パージ状態にして空
燃比制御回路８による空燃比制御が実行される（３６〜
Ｓ８）。

上記のように、主パージ制御弁１６が閉弁されていて、
エンジンの運転状態がキャニスタ１１に吸着された蒸発
燃料ガスのパージが可能な運転状態であると判別される
場合でも、補正手段２３のパージ量制限部２８において
予測フィードバンク件数ＮＦ８が蒸発燃料ガスのキャニ
スタＩＩからのパージが実行されないときの空燃比制御
回路８の調整動作が及ぶ範囲を越えるようなときには、
主パージ制御弁１６の開弁を禁止することにより、パー
ジによる空燃比変動を空燃比制御回路８の１７Ｊ整動作
が及ぶ範囲内に抑えることができる。したがって、例え
ば、キャニスタ１１における蒸発燃料のトランプ星が所
定星よりも少ないときには、大量パージに移行せずに小
量パージを続行することにより、吸気系２に希薄な蒸発
燃料ガスが大量に流入することを防止し、空燃比の希薄
化によるエンジンストールを防止できるとともに、空燃
比センサ６からのフィードバック信号に基づく吸入空気
量に対する供給燃料量の増■を防止して燃費性能を向上
させることができる。

〔発明の効果〕

本発明のエンジンの蒸発燃料制御装置は上記のように、
パージ量制御手段でキャニスタから吸気系に？゛〜発燃
料が吸引される菜発燃料のパージ量を小さい状態とした
後に大きくするようにエバポガス調整手段を制御して、
パージによる空燃比の変動が急激に発生しないようにし
てあり、また、パージ開始後の小量パージ状態で上記空
燃比センサを介して検出された蒸発燃料パージによる空
燃比０、コ差が所定値を」二回るときに大量パージ・＼
の移行を禁止するので、小量パージから大量パージへの
移行時にも実質的な空燃比変動が小ざくなり、パージに
よる空燃比変動を実質的に無視し得る程度に小さくする
ことができる。しかも、パージ開始後の小品パージ状態
で上記空燃比センサを介して検出された蒸発燃料パージ
による空燃比偏差が所定値を上回るときに大量パージへ
の移行を禁止するので、燃料調節手段等の空燃比調節手
段を介して空燃比を制御する空燃比制御手段の制御可能
領域を越えるようなオーバーリッチ状態やオーバーリー
ン状態の発生を防止できる。したがって、特に、キャニ
スタから過薄な蒸発燃料ガスがパージされる場合に対し
ては、このような過薄な蒸発燃料ガスが大量に吸気系に
流入することを防止でき、一時的な過薄状態によるエン
ジンストールを防止できるとともに、一時的な過薄状態
を検出した空燃比センサに空燃比制御手段が応答して多
量の燃料が供給され、燃量が無駄に消費されることを防
止できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図はその
要部の制御系を示すブロック図、第３図はそのパージ量
制御手段と補正手段の構成を示すブロック図、第・を図
ばその空燃圧制′４τ■回路、補正手段およびパージ量
制御手段の内部で実行される制御シーケンスの流れを示
すフロー図、第５図はパージ条件の成否、パージ量およ
び空燃比補正量の相関関係を示すタイムチャー１・であ
る。２は吸気系、４は空燃比調整手段（燃料インジェクタ）
、５は空燃比センサ、８は空燃比制御手段（空燃比制御
回路）、９は燃料タンク、１１はキャニスタ、１４はパ
ージ通路（パージ管）、Ｉ５はエバポガス調整手段、１
９はパージ量制御手段、２３は補正手段、２８はパージ
制限手段（パージ■制限部）である。特許出願人　　　マツダ株式会社第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１、吸気系に設けられ、吸入空気に対する供給燃料の割
合を調整する空燃比調整手段と、排気ガス成分を検出す
る空燃比センサと、この空燃比センサの検出値に基づい
て空燃比を演算し、空燃比が所定の値に一致するように
上記空燃比調整手段を制御する空燃比制御手段と、燃料
タンクの蒸発燃料をトラップするキャニスタから蒸発燃
料を吸気系に吸引するパージ通路と、このパージ通路に
設けられ、吸気系に吸入される蒸発燃料ガスのパージ量
を調整するエバポガス調整手段と、このエバポガス調整
手段の動作を制御するパージ量制御手段とを有する、エ
ンジンの蒸発燃料制御装置において、上記パージ量制御
手段を所定の運転条件の下でキャニスタから吸気系に蒸
発燃料が吸引される蒸発燃料のパージ量を小さい状態と
した後に大きくするようにエバポガス調整手段を制御す
るように構成する一方、パージ開始後の小量パージ状態
で上記空燃比センサを介して検出された蒸発燃料パージ
による空燃比偏差が所定値を上回るときに大量パージへ
の移行を禁止するパージ制限手段を設けたことを特徴と
する、エンジンの蒸発燃料制御装置。