JP2935249B2 - 内燃エンジンの始動燃料制御装置 - Google Patents

内燃エンジンの始動燃料制御装置

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    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの始動燃
料制御装置に関し、特に燃料蒸気排出抑止装置を備えた
内燃エンジンの始動時の燃料供給制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン温度に応じて設定される基本燃
料量を、エンジン回転数に応じて設定される補正係数に
よって補正することにより、エンジン始動時の燃料供給
量を決定するようにした燃料供給制御装置は、従来より
知られている（例えば、特開昭５７−２０６７３８号公
報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、エンジンの吸
気管内に燃料（液体）を噴射する場合には、噴射した燃
料の一部は気化しないまま吸気管内壁に付着する傾向が
あり、この傾向はエンジン始動時及び暖機完了前におい
て顕著である。従って、上記従来の燃料供給制御装置
は、気化しない燃料を考慮して、本来必要な燃料量より
多い燃料を噴射するようにしている。このため、未燃成
分（ＨＣ）の排出による排ガス特性の悪化、あるいは燃
費の低下といった課題が残されていた。
【０００４】本発明は上述の点に鑑みなされたものであ
り、エンジン始動時における燃料供給制御を適切に行う
ことにより、ＨＣ排出量の低減及び燃費の向上を図るこ
とができる始動燃料制御装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、燃料タンクから発生する燃料蒸気を吸着する
キャニスタとエンジン吸気系との間に設けられて前記燃
料蒸気を含む混合気をパージさせるパージ通路と、該パ
ージ通路を介してエンジン吸気系に供給される燃料蒸気
の流量を制御するパージ制御弁とを有する内燃エンジン
の始動燃料制御装置において、前記パージ通路を流れる
混合気の燃料蒸気成分を検出する燃料蒸気成分検出手段
と、該検出された燃料蒸気成分に基づき前記エンジン始
動時の前記パージ制御弁の開度を設定する始動時パージ
弁開度設定手段と、該始動時パージ弁開度設定手段によ
り設定されたパージ弁開度に対応した前記燃料蒸気成分
に基づいて前記エンジン始動時に前記エンジンに供給す
る燃料量を設定する始動時燃料量設定手段とを設けるよ
うにしたものである。
【０００６】また、前記燃料蒸気成分検出手段は、複数
のエンジン運転パラメータに応じて算出された前記混合
気の流量と、前記パージ通路に設けられた質量流量計の
出力値に基づいて、前記燃料蒸気成分を検出することが
望ましい。
【０００７】
【作用】パージ通路を流れる混合気の燃料蒸気成分が検
出され、該検出された燃料蒸気成分に基づきエンジン始
動時のパージ制御弁の開度が設定されると共に、該設定
されたパージ弁開度に対応した燃料蒸気成分に基づいて
エンジン始動時にエンジンに供給する燃料量が設定され
る。
【０００８】燃料蒸気成分は、複数のエンジン運転パラ
メータに応じて算出された混合気の流量と質量流量計の
出力値とに基づいて検出される。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基づいて詳
述する。
【００１０】図１は本発明の一実施例に係る燃料供給制
御装置の全体の構成図であり、符号１は例えば４気筒の
内燃エンジンを示し、エンジン１の吸気管２の途中には
スロットルボディ３が設けられ、その内部にはスロット
ル弁３０１が配されている。スロットル弁３０１にはス
ロットル弁開度(θＴＨ)センサ４が連結されており、当
該スロットル弁３０１の開度に応じた電気信号を出力し
て電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）
５に供給する。このＥＣＵ５は、燃料蒸気成分検出手段
の一部及び始動燃料設定手段を構成する。
【００１１】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３０１との間で且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し
上流側に各気筒毎に設けられており、各燃料噴射弁６は
燃料ポンプ７を介して燃料タンク８に接続されていると
共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの
信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。
【００１２】スロットル弁３０１の直ぐ下流には管９を
介して吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ１０が設けられ
ており、この絶対圧センサ１０により電気信号に変換さ
れた絶対圧信号は前記ＥＣＵ５に供給される。
【００１３】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温センサ１２は、サーミスタ等から成り、エンジン冷却
水温ＴＷを検出してその検出信号をＥＣＵ５に供給す
る。エンジン回転数（ＮＥ）センサ１１はエンジン１の
図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取り付けら
れ、エンジン１のクランク軸の180度回転毎に所定のク
ランク角度位置で信号パルス（以下「ＴＤＣ信号パル
ス」という）を出力し、このＴＤＣ信号パルスはＥＣＵ
５に供給される。
【００１４】また、ＥＣＵ５にはエンジンスタータ（エ
ンジン始動用モータ）のオンオフを切換えるスタータス
イッチ１３が接続されている。
【００１５】密閉された燃料タンク８の上部とスロット
ルボディ３との間には燃料蒸気排出抑止装置を構成する
２ウェイバルブ１４、吸着剤１５１を内蔵するキャニス
タ１５、弁を駆動するソレノイドを有したリニア制御弁
（ＥＰＣＶ）であるパージ制御弁１６が設けられてい
る。パージ制御弁１６のソレノイドはＥＣＵ５に接続さ
れ、パージ制御弁１６はＥＣＵ５からの信号に応じて制
御されて開弁量をリニアに変化させる。この燃料蒸気排
出抑止装置によれば、燃料タンク８内で発生した燃料蒸
気（燃料ベーパ）は、所定の設定圧に達すると２ウェイ
バルブ１４の正圧バルブを押し開き、キャニスタ１５に
流入し、キャニスタ１５内の吸着剤１５１によって吸着
され貯蔵される。パージ制御弁１６はＥＣＵ５からの制
御信号でそのソレノイドが付勢されていない時には閉弁
しているが、該ソレノイドが制御信号に応じて付勢され
ると、その付勢量に応じた開弁量だけパージ制御弁１６
が開弁され、キャニスタ１５に一時貯えられていた蒸発
燃料は、吸気管２内の負圧により、キャニスタ１５に設
けられた外気取込口１５２から吸入された外気と共にパ
ージ制御弁１６を経て吸気管２へ吸引され、各気筒へ送
られる。また外気などで燃料タンク８が冷却されて燃料
タンク内の負圧が増すと、２ウェイバルブ１４の負圧バ
ルブが開弁し、キャニスタ１５に一時貯えられていた蒸
発燃料は燃料タンク８へ戻される。このようにして燃料
タンク８内に発生した燃料蒸気が大気に放出されること
を抑止している。
【００１６】キャニスタ１５とパージ制御弁１６との間
のパージ管（パージ通路）１７には熱線式流量計（質量
流量計）２２が設けられ、パージ管１７内を流れる燃料
蒸気を含む混合気の流量に応じた出力信号をＥＣＵ５へ
供給する。この熱線式流量計２２は、電流を通して加熱
した白金線を気流にさらすと、その白金線は熱を奪われ
て温度が下がり、その電気抵抗が減少することを利用す
るものである。
【００１７】ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号の
波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナ
ログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有す
る入力回路、燃料噴射時間Ｔｏｕｔ及びＥＰＣＶ値算出
プログラム等を実行する中央処理回路（以下「ＣＰＵ」
という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム、演
算用の各種テーブル及び演算結果等を記憶する記憶手
段、前記燃料噴射弁６、パージ制御弁１６に駆動信号を
供給する出力回路等から構成される。
【００１８】ＣＰＵは上述の及び図示しない各種センサ
からのエンジン運転パラメータ信号に基づいて、種々の
エンジン運転状態を判別するとともに、エンジン始動時
には後述する図２のプログラムにより、前記ＴＤＣ信号
パルスに同期してパージ制御弁１６の開度制御パラメー
タ（ＥＰＣＶ値）及び燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏ
ｕｔを演算する。
【００１９】ＣＰＵは上述のようにして求めたＥＰＣＶ
値及び燃料噴射時間Ｔｏｕｔに基づいてパージ制御弁１
６及び燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を出力回路を
介してこれらの弁１６，６に供給する。
【００２０】図２は、エンジン始動時において、燃料噴
射時間Ｔｏｕｔ及びパージ制御弁１６の開度の制御パラ
メータであるＥＰＣＶ値の算出を行うプログラムのフロ
ーチャートである。ＥＰＣＶ値は、その値が大きくなる
ほど、パージ制御弁の開度が大きくなり、パージ管１７
を流れる混合気の流量が増加する。
【００２１】ステップＳ１では、スタータスイッチ１３
がオン状態か否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）のと
きには、直ちに本プログラムを終了する。ステップＳ１
の答が肯定（ＹＥＳ）のときには、エンジン水温ＴＷに
応じて始動基準ベーパ流量ＶＱＴを算出する（ステップ
Ｓ２）。始動基準ベーパ流量ＶＱＴは、例えば図３
（ａ）に示すようにエンジン水温ＴＷが高くなるほど小
さな値になるように設定されたＶＱＴテーブルから読み
出される。
【００２２】ステップＳ３では、ＶＱＴ値を下記式
（１）に適用して目標ベーパ流量ＶＱＣＭＤを算出す
る。目標ベーパ流量ＶＱＣＭＤは、エンジン始動時に吸
気管２を流れる混合気中の燃料蒸気成分の流量の目標値
である。
【００２３】 ＶＱＣＭＤ＝ＶＱＴ×ＫＮＥ …（１） ここでＫＮＥは、エンジン回転数ＮＥに応じて設定され
る補正係数であり、例えば図３（ｂ）に示すように設定
されたＫＮＥテーブルから読み出される。ＶＱＴ値にこ
の補正係数ＫＮＥを乗算することにより、エンジン回転
数ＮＥに応じたＶＱＣＭＤ値が得られる。
【００２４】ステップＳ４では、パージ管１７を流れる
混合気中の燃料蒸気成分の流量（以下「パージベーパ流
量」という）ＶＱの算出を行う（燃料蒸気成分検出手
段）。このパージベーパ流量ＶＱは、スロットル弁開度
θＴＨ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいて算出される
パージ流量（パージ管１７を流れる混合気の流量）と、
熱線式流量計２２の出力値とがパージ管１７を流れる混
合気中のベーパ濃度（燃料蒸気濃度）によって変化する
ことを利用して算出される。
【００２５】ステップＳ５では、ＥＰＣＶ値が最大か、
即ち、パージ制御弁１６が全開状態か否かを判別し、そ
の答が否定（ＮＯ）のときには、燃料噴射弁６の開弁時
間Ｔｏｕｔ＝０とし（ステップＳ１３）、ステップＳ４
で算出したパージベーパ流量ＶＱが、ステップＳ３で算
出した目標ベーパ流量ＶＱＣＭＤ以上か否かを判別する
（ステップＳ１４）。
【００２６】ステップＳ１４の答が否定（ＮＯ）、即ち
算出されたベーパ流量ＶＱが目標ベーパ量ＶＱＣＭＤよ
り小さいならば、ベーパ量を増加させてエンジンの始動
に必要な量の燃料を供給せしめるためにパージ制御弁１
６の開弁量に相当する制御量ＥＰＣＶ値を現在値より値
Ｃだけ増加させ（ステップＳ１５）（始動時パージ弁開
度設定手段）、本プログラムを終了する。値ＣはＥＰＣ
Ｖ値の更新定数である。一方ステップＳ１４の答が肯定
（ＹＥＳ）、即ち算出されたベーパ流量ＶＱが目標ベー
パ流量ＶＱＣＭＤ以上であるならば、ベーパ量を減少さ
せるべくパージ制御弁１６の制御量ＥＰＣＶ値を現在値
より値Ｃだけ減少させ（ステップＳ１６）（始動時パー
ジ弁開度設定手段）、本プログラムを終了する。
【００２７】前記ステップＳ５の答が肯定（ＹＥＳ）、
即ちＥＰＣＶ値が最大のときには、噴射燃料気化率ＲＶ
を、エンジン水温ＴＷに応じて設定されたＲＶテーブル
から読み出す（ステップＳ６）。ＲＶテーブルは、例え
ば図３（ｃ）に示すように、ＴＷ＝−４０℃でＲＶ＝１
０％、ＴＷ＝１００℃でＲＶ＝１００％となるように設
定されている。
【００２８】ステップＳ７では、下記式（２）により、
気化燃料流量ＩＶＱを算出する。
【００２９】 ＩＶＱ＝ＩＱ×ＲＶ …（２） ここでＩＱは燃料噴射弁６から噴射された燃料が１００
％気化した場合のＴｏｕｔ値（燃料噴射時間）の現在値
に対応する流量換算値である。従って、気化燃料流量Ｉ
ＶＱは、吸気管内を流れる燃料蒸気成分のうち燃料噴射
弁６から噴射された燃料が気化した成分を表わす。
【００３０】ステップＳ８では、下記式（３）により、
ベーパ流量ＶＱと気化燃料流量ＩＶＱとを合算し、トー
タルベーパ流量（吸気管内を流れる混合気中の燃料蒸気
成分全体の流量）ＴＶＱを算出する。
【００３１】 ＴＶＱ＝ＩＶＱ＋ＶＱ …（３） ステップＳ９では、トータルベーパ流量ＴＶＱが目標ベ
ーパ流量ＶＱＣＭＤ以上か否かを判別する。この答が否
定（ＮＯ）、即ちＴＶＱ値がＶＱＣＭＤ値より小さいと
きには、燃料噴射量を増加させるべく、燃料噴射弁６の
燃料噴射時間Ｔｏｕｔを現在値より値Ｄだけ増加させる
（ステップＳ１０）（始動時燃料量設定手段）。ここで
値Ｄは、燃料噴射時間Ｔｏｕｔの更新定数である。一
方、ステップＳ９の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＴＶＱ値
がＶＱＣＭＤ値以上のときには、燃料噴射時間Ｔｏｕｔ
を現在値より値Ｄだけ減少させる（ステップＳ１１）
（始動時燃料量設定手段）。
【００３２】ステップＳ１２では、Ｔｏｕｔ値が値０で
あるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であれば、
本プログラムを終了し、肯定（ＹＥＳ）であれば前記ス
テップＳ１３に進む。
【００３３】図２のプログラムによれば、パージ制御弁
１６が全開状態でなければ（ステップＳ５の答が否定の
とき）、パージ制御弁１６の開度を変更することによ
り、エンジンに供給する燃料蒸気量が目標値と一致する
ように制御が行われる一方、パージ制御弁１６が全開状
態（ステップＳ５の答が肯定）のときには燃料噴射弁６
から噴射された燃料の蒸気量と、パージ管１７を介して
供給される燃料蒸気量とを加算した全体量が目標値と一
致するように燃料噴射弁６の開弁時間Ｔｏｕｔが制御さ
れる。
【００３４】これにより、エンジン始動時にキャニスタ
から放出された燃料蒸気が有効に使用され、燃料噴射弁
６から噴射すべき燃料量を低減することができる。従っ
て、余剰燃料の供給量を大幅に低減し、ＨＣ排出量の低
減及び燃費の向上を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、パ
ージ通路を流れる混合気の燃料蒸気成分が検出され、該
検出された燃料蒸気成分に基づきエンジン始動時のパー
ジ制御弁の開度が設定されると共に、該設定されたパー
ジ弁開度に対応した燃料蒸気成分に基づいてエンジン始
動時にエンジンに供給する燃料量が設定されるので、エ
ンジン始動時における燃料供給制御を適切に行うことに
より余剰燃料の供給量を大幅に低減し、ＨＣ排出量の低
減及び燃費の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】エンジン始動時の燃料供給制御を行うプログラ
ムのフローチャートである。
【図３】図２のプログラムで使用するテーブルの設定を
示す図である。
【符号の説明】
１ 内燃エンジン ２ 吸気管 ４ スロットル弁開度センサ ５ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ） ６ 燃料噴射弁 ８ 燃料タンク １０ 吸気管内絶対圧センサ １５ キャニスタ １６ パージ制御弁 １７ パージ管 ２２ 熱線式流量計
フロントページの続き (72)発明者 藤本 幸人 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 山崎 和美 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 清宮 孝 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−206738（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−69746（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−249367（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−18641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−239355（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−37264（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/02 330 F02D 41/06 330 F02M 25/08 301

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料タンクから発生する燃料蒸気を吸着
    するキャニスタとエンジン吸気系との間に設けられて前
    記燃料蒸気を含む混合気をパージさせるパージ通路と、
    該パージ通路を介してエンジン吸気系に供給される燃料
    蒸気の流量を制御するパージ制御弁とを有する内燃エン
    ジンの始動燃料制御装置において、前記パージ通路を流
    れる混合気の燃料蒸気成分を検出する燃料蒸気成分検出
    手段と、該検出された燃料蒸気成分に基づき前記エンジ
    ン始動時の前記パージ制御弁の開度を設定する始動時パ
    ージ弁開度設定手段と、該始動時パージ弁開度設定手段
    により設定されたパージ弁開度に対応した前記燃料蒸気
    成分に基づいて前記エンジン始動時に前記エンジンに供
    給する燃料量を設定する始動時燃料量設定手段とを設け
    たことを特徴とする内燃エンジンの始動燃料制御装置。
  2. 【請求項２】 前記燃料蒸気成分検出手段は、複数のエ
    ンジン運転パラメータに応じて算出された前記混合気の
    流量と、前記パージ通路に設けられた質量流量計の出力
    値に基づいて、前記燃料蒸気成分を検出することを特徴
    とする請求項１記載の内燃エンジンの始動燃料制御装
    置。
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