JPS6357841A

JPS6357841A - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPS6357841A
Application number: JP20215886A
Authority: JP
Inventors: Toshio Matsubara; 松原　敏雄; Takashi Suzuki; 敬鈴木; Isao Shibata; 勲柴田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-08-28
Filing date: 1986-08-28
Publication date: 1988-03-12
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPH0726575B2

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）本発明はエンジンの空燃比制御装置に関し、特に、燃料
タンク等からの蒸発燃料をエンジンに供給するパージ時
における空燃比の制御性の向上対策に関する。

（従来の技術）従来、燃料タンク等で発生した黒光燃料は、その大気へ
の拡散を防止すべく、例えば特開昭５９−１９２８５８
号公報に調量されるように、−旦キャニスタ等の吸着装
置に吸着し、この吸着した蒸発燃料をエンジンの運転状
態に応じてエンジンの吸気系に供給するようになされて
いる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記の如き蒸発燃料のパージを、混合気
の空燃比制御を行うエンジンに適用する場合には、次の
如き欠点が生じる。つまり、混合気の空燃比制御では、
エンジンに供給された混合気の空燃比を検出する空燃比
センサを備え、該空燃比センサの出力に応じた補正量で
エンジンに供給する混合気の空燃比を目標値にフィード
バック制御している。そして、この空燃比のフィードバ
ック制御の補正量の大きさは、通常、空燃比センサの出
力信号へのノイズの侵入等に起因する空燃比制御の誤制
御を防止するために、予め定めた設定幅内に制限される
ものである。このため、空燃比のフィードバック制御時
、特に低吸気量時に蒸発燃料のパージが行われた場合に
は、この蒸発燃料のパージに起因して空燃比が大きく変
動してリンチになり易く、これに伴い上記空燃比制御の
フィードバック補正量がリーン側に大きくなって、上記
設定幅内の最大値に制限され、目標空燃比に対応する補
正量値と大きく相違することになるため、パージ時での
空燃比を目標空燃比に制御し青ず、制御性が低下すると
いう欠点が生じる。

そこで、種々の解決方法が検討されるが、その場合にも
、蒸発燃料のパージが終了して空燃比のフィードバック
制御のみに戻った時には、その後の空燃比が即座に目標
値に収束するよう、空燃比制御を応答性良く行い得るこ
とが必要になる。

本光明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、空燃比のフィードバック制御中に、同時に蒸発燃
料のパージを行う場合、空燃比制御の補正量が所定値を
越えて大きくなった時には、エンジン運転状態に応じて
決定される基本制御ｊＩ］ｆｆｌ、例えば燃料噴射式エ
ンジンにおける基本燃料噴射量等を非パージ時とは異な
る値に変更することにより、蒸発燃料のパージ時にも、
基本制御量とフィードバック制御の補正量とを含む全体
をして、空燃比を目標空燃比に良好に収束させるととも
に、その後のパージの終了時には、フィードバック補正
うをその基準値付近から大小調整し得て、その調整幅の
少ない範囲内で空燃比を目標空燃比に収束制御できて、
空燃比制御の応答性の向上を図ることにある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１図
に示すように、エンジンの運転状態を検出する運転状態
検出手段６５と、該運転状態検出手段６５の出力を受け
、エンジン運転状態に応じた基本制６１１１に基いて上
記エンジン１に供給される燃料を調量する燃料調量手段
７９と、上記エンジン１に供給された混合気の空燃比を
検出する空燃比センサ５４と、該空燃比センサ５４の出
力に応じた補正量でエンジン１に供給する混合気の空燃
比を目標値にフィードバック制御する空燃比制御手段８
ｏとを備えたエンジンの空燃圧制ｔ！！ｌ装置を前提と
する。そして、蒸発燃料をエンジン１の吸気系にパージ
するパージ手段３５と、上記運転状態検出手段６５の出
力を受け、エンジン運転状態に応じて蒸発燃料をエンジ
ン１にパージするよう上記パージ手段３５を制御するパ
ージ制御手段８２とを備えるとともに、蒸光然料のパー
ジ時を検出するパージ時検出手段８４と、該パージ時検
出手段８４の出力を受け、蒸発燃料のパージ時に、上記
空燃比制御手段８０によるフィードバック１ＩｉｌＪ御
の補正量が設定値を越えたとき、上記燃料調量手段７９
の基本制御量を補正する基本制御量補正手段８５とを備
える構成としたものである。

（作用）以上の構成により、本発明では、混合気の空燃比のフィ
ードバック制御のみが行われる場合には、エンジン１に
供給される燃料量が燃料調量手段７９で基本制御］１で
もってエンジン運転状態に応じた所定量に調量されつつ
、空燃比センサ５４によりエンジンに供給された混合気
の空燃比が検出され、該空燃比センサ５４の出力に応じ
たフィードバック補正量が算出されて、このフィードバ
ック補正量に応じて上記基本制御０ｆｆｉがフィードバ
ック制御されて、エンジンに供給される混合気の空燃比
が空燃比制御手段８０により目標空燃比に調整されるこ
とになる。

また、上記の如き空燃比のフィードバック制御時におい
て、エンジン１の運転状態に応じて蒸発燃料のパージが
同時に行われた場合には、このパ−ジに伴い空燃比がリ
ッチになって目標空燃比と大きく隔たることになるもの
の、この際には、上記燃料調量手段７９の基本制御］ｆ
ｆｉが基本１１ｉ１Ｊ１１１吊補正手段８５によりリー
ン側に補正されるので、フィードバック補正量は基準値
付近に保持されたまま、空燃比が素早く目標空燃比に制
御される。

そして、蒸発燃料のパージが終了し、空燃比のフィード
バック制御のみに戻った場合には、その基本制御ｐ吊の
値が元に戻り、この基本制御ｉがフィードバック補正量
で逐次補正されて、空燃比が目標空燃比に収束する。そ
の際、フィードバック補正量は基準値近傍にあるので、
その後の外乱による空燃比の変動に対しても、フィード
バック補正量を逐次大小変更する幅は可及的に少なくて
済み、その結果、空燃比は可及的速やかに目標空燃比に
収束することになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基いて説明
する。

第２図は燃料噴射式エンジンの空燃比制御装置の全体構
成を示し、１はエンジン、２はエンジン１のシリンダ３
に摺動自在に嵌挿したピストン４により容積可変に形成
された燃焼室、５は一端がエアクリーナ６を介して大気
に連通し、他端が上記燃焼室２に開口して吸気をエンジ
ン１に供給するための吸気通路、７は一端が上記燃焼室
２に間口し、他端が大気に開放されて排気を排出するた
めの排気通路であって、上記吸気通路５の途中には、吸
入空気量を制御するスロットル弁８と、該スロットル弁
８の下流側で燃焼室２の近傍に燃料を噴射供給する燃料
噴射弁９とが各々配設されている一方、排気通路７の途
中には、排気ガスを浄化する触媒装置１０が配設されて
いる。

また、１５は燃料タンクであって、該燃料タンク１５の
内部燃料は、該燃料タンク１５内に配設した燃料ポンプ
１６および燃料フィルタ１７、並びに他の燃料フィルタ
１８を介設した燃料供給通路１９を介して上記燃料噴射
弁９に供給されていて、燃料タンク１５内の燃料を燃料
噴射弁９から吸気通路５に噴射供給可能になっている。

また、上記燃料噴射弁９の燃料供給通路１９には、燃料
噴射弁９に連通ずる圧力調整通路２０を介して、燃料圧
力を調整するプレッシャーレギュレータ２１が接続され
ていて、該プレッシャーレギュレータ２１により余剰燃
料を燃料戻し通路２２を介して燃料タンク１５に戻して
、燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力を設定値に調
整するようにしている。

さらに、上記燃料タンク１５の内部は、一方向弁２５を
介設した蒸発燃料流通通路２６を介して′蒸発燃料を吸
着する活性炭内蔵のキャニスタ２７が連通接続されてい
る。該キャニスタ２７の内部は、蒸発燃料供給通路２８
を介して上記吸気通路５のスロットル弁８下流側に連通
されているとともに、大気圧及び負圧の作用に応じて開
閉するパージ制御弁２９を有し、該パージ制御弁２９に
は、バーシェア導入通路３０を介して三方弁３２が接続
されていて、該三方弁３２により、パージエア導入油Ｍ
３０ｆｆｉ負圧導入通路３３を介して吸気通路５のスロ
ットル弁８下流側に連通して負圧が導入されたときには
、パージ制御弁２９を閉じて、蒸発燃料のパージを停止
する一方、三方弁３２によりバーシェア導入通路３０が
大気に連通されたときには、大気（パージエア）により
パージ制御弁２つを開かせたのち、キャニスタ２７内の
蒸発燃料を蒸発燃料供給３［！！路２８を介して吸気通
路５のスロットル弁８下流側にパージするようにしたパ
ージ手段３５を構成している。

さらに、上記蒸発燃料供給通路２８の途中には、蒸発燃
料のパージ呈を制限する第１オリフイス３７が介設され
、該第１オリフィス３７の前後はバイパス通路３８でバ
イパスされ、該バイパス通路３・８の途中には、上記第
１オリフイス３７よりも径の大きい第２オリフイス３９
と、バイパス通路３８を開閉する開開弁４０とが介設さ
れていて、該開閉弁４０には、その開閉制御用の三方弁
４１が接続され、該三方弁４１により、大気圧を開開弁
４０に作用させたときには、該開閉弁４０を閉じさせて
、蒸発燃料をバイパスせずに第１オリフイス３７を介し
てパージすることにより、所定のパージ速度を得る一方
、三方弁４１により吸気通路５のスロットル弁８下流側
の負圧を開開弁４０に作用させたときには、該開閉弁４
０を開かせて、蒸発燃料をバイパス通路３８の第２オリ
フイス３９を介してエンジン１にパージすることにより
、パージ速度を上記所定速度よりも速くして、パージ速
度を２段階に切換え可能にている。

加えて、５０は吸気通路５のスロットル弁８上流側で吸
入空気量を検出するエアフローセンサ、５１はスロット
ル弁８の開度を検出する開度センサ、５２はエンジン回
転数を検出する回転数センサとしてのディストリビュー
タ、５３はエンジン冷却水温度を検出する冷却水温度セ
ンサ、５４は排気通路７に配設されて排気ガス中のＭ水
濃度成分によりエンジンに供給された混合気の空燃比を
検出する空燃比センサ、５５は運転者により操作される
スタートスイッチ、５６はスロットル弁８の開度により
エンジン１のアイドル運転時を検出するアイドルスイッ
チ、５７は変速機の中立位置を検出するニュートラルス
イッチ、５８は運転者により足踏み操作されるクラッチ
の接続状態を検出するクラッチスイッチ、５９は車載ク
ーラの作動時を検出するクーラスイッチ、６０はパワー
ステアリング装置の作動時を検出するパワーステアリン
グスイッチ、６１は電気負荷の作動時を検出する電気負
荷スイッチ、６２はスロットル弁８の開度により高負荷
時を検出するパワースイッチ、６３はエンジン冷却水温
度が所定温度（例えば５ｏ’ｃ＞ＪＸ上の状態を検出す
る水温スイッチであって、上記エア７０−センサ５０及
びディストリビュータ５２により、エンジン１の運転状
態を検出するようにした運転状態検出手段６５を構成し
ている。そして、上記各センサ及びスイッチ５０〜６３
の検出信号は各々ＣＰＵ等を内蔵するコントローラ７０
に入力されていて、該コント０−７７０により上記燃料
噴射弁９および２個の三方弁３２．４１が各々作動制御
される。尚、図中、７５はブローバイガスを吸気通路５
のスロットル弁８下流側に戻すＰＣＶバルブ、７６は吸
気通路５のスロットル弁８をバイパスするバイパス通路
７７の途中に介設されて、バイパス吸気量の調整により
エンジンのアイドル回転数を調整するアイドル調整バル
ブである。

そして、上記コントローラ７０は、上記エア７０−セン
サ５０及びディストリごユータ５２（運転状態検出手段
６５）の出力を受け、エンジン１の運転状態に応じた基
本燃料噴射量τ。を、予め記憶するエンジン運転状態に
応じた燃料噴射量マツプから続出し算出し、この読出し
た基本燃料噴射量τ。を燃料噴射弁９から噴射するよう
燃料噴射弁９を作動制御して、エンジン１に供給される
燃料を調量する湛料調量手段７９としての機能を有して
いる。

また、上記コントローラ７０は、上記空燃比センサ５４
の検出信号（空燃比信号）を受け、該空燃比信号値を目
標空燃比と大小比較して、その大小に応じてフィードバ
ック補正ｆｆ１ｃＦｓ（基準値−〇）を微小母増減して
変更し、このフィードバック補正量ＣＦａでもって燃料
噴射弁９からの燃料噴０４吊τを基本燃料噴射量τ。に
基いて下式％式％）Ｃ＾；蒸発燃料のパージ時における補正係数（後述）で演算して増減調整して、エンジン１に供給する混合気
の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するように
した空燃比制御手段８０を構成している。また、上記コ
ントローラ７０は、空燃比の誤制御を防止するために、
上記フィードバック補正ｆｆ１ｃＦｓの大きさの上下限
値を＋２５％（±０゜２５）の設定幅内（−２５％≦Ｃ
ＦＢ≦＋２５％）に制限する機能を有し、フィードバッ
ク補正量ｃ゛ＦＢがこの設定幅を越える場合には、その
値を設定幅内の上限値（＋２５％）または下限値（−２
５％）に制限するようにしている。

さらに、上記コントローラ７０は、上記フィードバック
制御時において、上記エアフローセンサ５０、ディスト
リビュータ５２、冷却水温度センサ５３、ニュートラル
スイッチ５７及びクラッチスイッチ５８の各検出信号を
受け、これら検出信号に基いてエンジン１が有負荷時で
エンジン冷却水温が５０６Ｃ以上のエンジン運転状態時
を判別したときに、パージエア導入通路３０に大気を導
入するよう、上記パージ用の三方弁３２を切換え制御し
て、蒸発燃料をエンジン運転状態に応じてエンジン１の
吸気系にパージするようにしたパージ制御手段８２を構
成している。

次に上記コントローラ７０によるフィードバック制御の
基本制御量、つまり燃料噴射弁９からの燃料噴射量の変
更制御を第３図のフローチャートに基いて説明する。ス
タートして、ステップＳ１で空燃比のフィードバック制
御時か否かを判別するとともに、ステップＳ２で蒸発燃
料のパージ時か否かを判別し、フィードバック制御時の
ＹＥＳで且つ蒸発燃料のパージ時のＹＥＳの場合には、
ステップＳ３でフィードバック補正ｆｆ１ｃＦｓの大き
さが一側の設定値−Ｘ％（ｌｘ％ｌ　＜ｌ　２５％；）
を越えたか否かを判別し、−Ｘ％を越えて大きくなった
ＣＦ８＜−Ｘ％のＹＥＳ場合には、蒸発燃料のパージに
より空燃比が大きくリッチになったと判断して、ステッ
プＳ４で補正係数ＣＡを基準値のパ○”から所定値だけ
減算して、基本燃料噴射量で。を所定量だけ減量すると
ともに、フィードバック制ａｆＪｃＦｓの値を“′Ｏ″
値に戻して、ステップＳ６に進む。

そして、このように基本燃料噴射量τ。を減量したのち
は、フィードバック補正ｆｆ１ｃＦａが“０″値である
ので、上記ステップＳ３での判定がＮ。

になってステップＳ５に進み、該ステップＳ５で、蒸発
燃料のパージ童が時間経過に応じて減量するのに対応し
てフィードバック補正量ＣＦ　ｅが大きくなる状況を把
握すべく、フィードバック補正量ＣＦＥＩが＋側の所定
値Ｘ％（Ｘ％〈２５％）を越えたか否かを判別し、ＣＦ
、Ｂ≦＋Ｘ％のＮｏの場合には、基本燃料噴射量τ。を
減量したまま、ステップＳ６でフィードバック補正ｆｆ
１ｃＦｅでもって混合気の空燃比を目標空燃比に制σｐ
する一方：フィードバック補正量ＣＦＢがその設定値（
＋Ｘ％）を越えたＣＦ、＞＋Ｘ％のＹＥＳの場合には、
目標空燃比に対する空燃比のズレ吊が大きくなったと判
断して、ステップＳ７で上記補正係数ＣＡをＭ単鎖の“
Ｏｎ値に戻して、基本燃料噴射量τ。

を元に戻したのち、ステップＳ６に進んで混合気の空燃
比をフィードバック補正ｍｃＦａでもって目標空燃比に
制御する。

そして、上記ステップＳ２で蒸発燃料のパージが終了し
たＮＯの場合、またはステップＳ１でエンジン運転状態
の変化に伴い空燃比のフィードバック制御が行われなく
なったＮＯの場合には、ステップＳ８で次のフィードバ
ック制御に備えるべく、現在のフィードバック補正ｆＪ
ｃＦｅの値をキャンセルして基準値の“０″値に戻して
、終了する。

よって、上記第２図のフローにおいて、ステップＳ２よ
り、Ｍ元燃料のパージ時を検出するパージ時検出手段８
４を構成しているとともに、ステップＳ＊　、８４によ
り、上記パージ時検出手段８４の出力を受け、蒸発燃料
のパージ時に、上記空燃比制御手段８０によるフィード
バック補正ｆｆ１ｃＦ日の大きさが空燃比のリッチ側へ
の移行に伴いその設定値（−Ｘ％）を越えたときには、
補正係数ＣＡを負値にして、上記燃料調量手段７９の基
本料ｔＩｌ吊（基本燃料噴射量τ。）を所定量だけ減量
するよう補正するようにした基本制御１１補正手段８５
を構成している。

したがって、上記実施例においては、当初、エンジン運
転状態に応じた燃料調量手段７９の基本燃料噴射量τ。

でもってエンジン１に供給された混合気の空燃比が空燃
比センサ５４で検出されると、その空燃比信号に基いて
フィードバック補正ｆｆ１ｃＦｅが大小変更されて、こ
のフィードバック補正ｆｆ１ｃＦａに応じて燃料噴射弁
９からの燃料噴射量τが増減調整されて、エンジン１に
供給する混合気の空燃比が目標空燃比にフィードバック
制御される。

また、以上のフィードバック制御時において、特定のエ
ンジン運転状態（つまり有負荷時でエンジン冷却水温が
５０’　Ｃ以上の状態）では、パージ制御手段８２によ
りパージ手段３５が作動制御されて、キャニスタ２７内
の蒸発燃料が蒸発燃料供給通路２８を介して吸気通路５
のスロットル弁８下流側にパージされて、蒸発燃料の大
気への拡散が防止される。

その際、特に低吸気量時には、蒸発燃料のパージの空燃
比に対する影響が大きくて、空燃比はリッチ側に大きく
変動するが、この時には、フィードバック補正量ＣＦＢ
が設定値（−Ｘ％）にまで大きくなった時点で、基本燃
料噴射量τ。（基本１１ｉ１７　？ｎｎクン基本制御量
補正手段８５で補正係数ＣＡにより減量調整されるので
、空燃比に素早く目標空燃比近傍に近づいたのち、フィ
ードバック補正ｆｆ１ｃＦｓの大小変更によりフィード
バック制御されて、精度良く目標空燃比に収束する。こ
の場合、空燃比の目標値への接近は、補正係数Ｃ＾によ
る基本燃料噴射量で。の減ｆｆｉ調整により行われるの
で、フィードバック補正ｆｆ１ｃＦｅは、第４図（イ）
に示すように、−亘設定値（−Ｘ％）に至って燃料噴射
量τか減量されると、基準値の″０”値に戻されたのち
、この“′○”値近傍を上下して、空燃比が目標値に収
束する。その後、フィードバック補正量ＧＦＢは、同図
（ロ）に示す如く、蒸発燃料のパージ量の減量変化に伴
い＋側に大きくなって所定値（＋Ｘ％）に至ると、補正
係数ＣＡが基準値の０″値に戻って基本燃料噴射量τ。

が増量するのに伴い、再び減少して“′０値近傍で上下
に変化して、空燃比が目標空燃比に収束する。

その結果、蒸発燃料のパージが終了した時には、フィー
ドバック補正ｆｆ１ｃＦｓは“０値付近にあって、空燃
比のフィードバック制御のみに状況が変化しても、空燃
比は短時間で目標空燃比にフィードバック制御されるこ
とになる。よって、蒸発燃料のパージ時には空燃比を目
標空燃比に良好に制御できるとともに、このパージ終了
後も空燃比のズレを生じることなく、空燃比を目標空燃
比に短時間で良好に収束させることができ、空燃比の制
御性の向上を図ることができる。

尚、上記実施例では、燃料噴射弁９を備えたエンジンに
対して適用したが、本発明は気化器を備えたエンジンに
対しても同様に適用できるのは勿論である。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、空燃比のフィー
ドバック制御中に同時に蒸発燃料のパージを行う場合に
は、フィードバック補正量が設定値を越えた時点で、エ
ンジンの運転状態に応じた基本制御Ｉ吊を補正して、フ
ィードバック補正量の小さい範囲で空燃比を目標空燃比
に制御したので、蒸発燃料のパージ時での空燃比を目標
値に良好に制御できるとともに、このパージ時から非パ
ージ領域に移行して空燃比のフィードバック制御のみと
なる場合にも、空燃比のズレを生じることなく、空燃比
を目標空燃比に短時間で良好に収束させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の組成を示すブロック図である。第２図ないし第４図は本光明の実施例を示し、第２図は
全体構成図、第３図はコントローラの作動を示すフロー
チャート図、第４図（イ）および（ロ）は作動説明図で
ある。７・・・排気通路、９・・・燃料噴射弁、１５・・・燃
料タンク、２７・・・キャニスタ、２８・・・蒸発燃料
供給通路、２９・・・パージ制御弁、３０・・・パージ
エア導入通路、３２・・・三方弁、３５・・・パージ手
段、５４・・・空燃比センサ、６３・・・水温スイッチ
、６５・・・運転状態検出手段、７０・・・コントロー
ラ、７９・・・燃料調量手段、８０・・・空燃比制御手
段、８２・・・パージ制御手段、８３・・・フィードバ
ック制御時検出手段、８４・・・パージ時検出手段、８
５・・・基本制御量補正手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、該運転状態検出手段の出力を受け、エンジン運転状
態に応じた基本制御量に基いて上記エンジンに供給され
る燃料を調量する燃料調量手段と、上記エンジンに供給
された混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、該空
燃比センサの出力に応じた補正量でエンジンに供給する
混合気の空燃比を目標値にフィードバック制御する空燃
比制御手段とを備えるとともに、蒸発燃料をエンジンの
吸気系にパージするパージ手段と、上記運転状態検出手
段の出力を受け、エンジン運転状態に応じて蒸発燃料を
エンジンの吸気系にパージするよう上記パージ手段を制
御するパージ制御手段と、蒸発燃料のパージ時を検出す
るパージ時検出手段と、該パージ時検出手段の出力を受
け、蒸発燃料のパージ時に、上記空燃比制御手段による
フィードバック制御の補正量が設定値を越えたとき、上
記燃料調量手段の基本制御量を補正する基本制御量補正
手段とを備えたことを特徴とするエンジンの空燃比制御
装置。