JP3216349B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置Info
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- fuel
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料タンク内で発生す
る蒸発燃料を内燃機関（エンジン）の吸気側に放出し燃
焼させパージ(purge）する空燃比制御装置に関するもの
である。
る蒸発燃料を内燃機関（エンジン）の吸気側に放出し燃
焼させパージ(purge）する空燃比制御装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関の空燃比制御装置に関連
する先行技術文献としては、特開昭６３−２５５５５９
号公報にて開示されたものが知られている。このもので
は、内燃機関の運転状態（エンジン回転数・吸入空気量
等）に応じて予め設定されたパージ率が所定値に到達す
るまで除々に変化される。これにより、実際の内燃機関
に供給される燃料と空気との混合気の空燃比と検出応答
遅れに起因する目標空燃比とのずれを低減するというも
のである。
する先行技術文献としては、特開昭６３−２５５５５９
号公報にて開示されたものが知られている。このもので
は、内燃機関の運転状態（エンジン回転数・吸入空気量
等）に応じて予め設定されたパージ率が所定値に到達す
るまで除々に変化される。これにより、実際の内燃機関
に供給される燃料と空気との混合気の空燃比と検出応答
遅れに起因する目標空燃比とのずれを低減するというも
のである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
空燃比制御において、パージ率が極端に低い場合やパー
ジ率がある程度高くても、アイドリング時等で吸気の絶
対流量が少ない場合には、パージのための流量制御弁で
ある例えば、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）のパル
ス駆動のためのデューティ比は低くなる。このデューテ
ィ比が、図６に示すように、特に、１５％以下となるよ
うな場合には、インテークマニホールド内の圧力脈動と
相まってパージ流量が変動することにより結果的に空燃
比が大きく乱れ、排気エミッションの悪化を招いてい
た。
空燃比制御において、パージ率が極端に低い場合やパー
ジ率がある程度高くても、アイドリング時等で吸気の絶
対流量が少ない場合には、パージのための流量制御弁で
ある例えば、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）のパル
ス駆動のためのデューティ比は低くなる。このデューテ
ィ比が、図６に示すように、特に、１５％以下となるよ
うな場合には、インテークマニホールド内の圧力脈動と
相まってパージ流量が変動することにより結果的に空燃
比が大きく乱れ、排気エミッションの悪化を招いてい
た。
【０００４】そこで、この発明は、かかる不具合を解決
するためになされたもので、流量制御弁を用いたパージ
制御で、内燃機関動作の不安定となる低デューティ比領
域を使用することなくパージ流量を安定して供給できる
内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題としている。
するためになされたもので、流量制御弁を用いたパージ
制御で、内燃機関動作の不安定となる低デューティ比領
域を使用することなくパージ流量を安定して供給できる
内燃機関の空燃比制御装置の提供を課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる内燃機関
の空燃比制御装置は、燃料タンクに発生する蒸発燃料を
キャニスタに蓄え、前記キャニスタに蓄えられた蒸発燃
料を空気と共に前記キャニスタから内燃機関の吸気側に
接続された放出通路を介して放出するようにした内燃機
関の空燃比制御装置であって、前記内燃機関の空燃比を
検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段で検出
された空燃比に基づいて前記内燃機関に供給される混合
気の空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバ
ック手段と、前記放出通路の経路中に配設され、前記蒸
発燃料を含む空気のパージ率を変化させる流量制御弁
と、前記空燃比フィードバック手段による空燃比フィー
ドバック値の理論空燃比からの偏差に基づいて前記パー
ジ率を増減するパージ率設定手段と、前記パージ率設定
手段によるパージ率と前記混合気の吸入空気量とに基づ
いて算出されるパージ流量を得るための前記流量制御弁
のデューティ比が所定以上であるかを判定する判定手段
と、前記判定手段でデューティ比が所定以上となると
き、そのデューティ比に基づき前記流量制御弁を駆動す
る駆動手段とを具備するものである。
の空燃比制御装置は、燃料タンクに発生する蒸発燃料を
キャニスタに蓄え、前記キャニスタに蓄えられた蒸発燃
料を空気と共に前記キャニスタから内燃機関の吸気側に
接続された放出通路を介して放出するようにした内燃機
関の空燃比制御装置であって、前記内燃機関の空燃比を
検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段で検出
された空燃比に基づいて前記内燃機関に供給される混合
気の空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバ
ック手段と、前記放出通路の経路中に配設され、前記蒸
発燃料を含む空気のパージ率を変化させる流量制御弁
と、前記空燃比フィードバック手段による空燃比フィー
ドバック値の理論空燃比からの偏差に基づいて前記パー
ジ率を増減するパージ率設定手段と、前記パージ率設定
手段によるパージ率と前記混合気の吸入空気量とに基づ
いて算出されるパージ流量を得るための前記流量制御弁
のデューティ比が所定以上であるかを判定する判定手段
と、前記判定手段でデューティ比が所定以上となると
き、そのデューティ比に基づき前記流量制御弁を駆動す
る駆動手段とを具備するものである。
【０００６】
【作用】本発明においては、検出される空燃比に基づき
内燃機関に供給される混合気の空燃比がフィードバック
制御される。また、キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を
含む空気のパージ率が流量制御弁で変化される。このと
き、空燃比のフィードバック制御による理論空燃比から
の偏差に基づいて増減されるパージ率と混合気の吸入空
気量とを乗算してパージ流量が算出される。そして、算
出されたパージ流量で決定されるデューティ比が所定以
上となれば、流量制御弁がそのデューティ比にて制御さ
れることにより、蒸発燃料が内燃機関の吸気側に安定し
て放出されパージされる。
内燃機関に供給される混合気の空燃比がフィードバック
制御される。また、キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を
含む空気のパージ率が流量制御弁で変化される。このと
き、空燃比のフィードバック制御による理論空燃比から
の偏差に基づいて増減されるパージ率と混合気の吸入空
気量とを乗算してパージ流量が算出される。そして、算
出されたパージ流量で決定されるデューティ比が所定以
上となれば、流量制御弁がそのデューティ比にて制御さ
れることにより、蒸発燃料が内燃機関の吸気側に安定し
て放出されパージされる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。
明する。
【０００８】図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関
の空燃比制御装置を示す全体構成図である。
の空燃比制御装置を示す全体構成図である。
【０００９】図１において、１は複数のシリンダからな
る内燃機関（エンジン）、２は内燃機関１に接続された
吸気管、３は吸気管２内の圧力である吸気圧（ＰＭ）を
検出する吸気圧センサ、４は吸気管２内に配設されたス
ロットル弁、５はスロットル弁４のスロットル開度を検
出するスロットルセンサ、６は吸気管２内でスロットル
弁４の上流側に配設されたインジェクタ、７は吸気管２
内でインジェクタ６の上流側に配設されたエアフィルタ
である。また、８は内燃機関１に接続された排気管、９
は排気管８内に配設され空燃比検出手段を達成する酸素
（Ｏ2 ）センサであり、酸素センサ９は排気ガス中の酸
素濃度に応じた電圧信号を出力する。また、１０は燃料
タンク、１１は燃料タンク１０内に発生する蒸発燃料を
吸着する吸着材である活性炭を収納したキャニスタ、１
２は燃料タンク１０とキャニスタ１１とを接続するタン
クポート通路、１３はキャニスタ１１に配設され、外気
を導入するための大気ポート通路、１４はデューティ比
にてパージ制御する流量制御弁を構成するパージデュー
ティＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）、１５はキャニ
スタ１１と吸気管２内のスロットル弁４の下流側とを接
続する放出通路であり、パージデューティＶＳＶ１４は
放出通路１５の経路中に配設されている。更に、１６は
電子制御装置のＥＣＵ（Electronic Control Unit)であ
り、ＥＣＵ１６は入力信号処理回路、演算回路、出力信
号回路（駆動回路）及び電源回路等から構成されてい
る。１７は内燃機関１のエンジン回転数（ＮＥ）を検出
するエンジン回転数センサ、１８は冷却水の温度（ＴＨ
Ｗ）を検出する水温センサである。なお、車両状態検出
センサ群１９としては、この他にエアフィルタ７から吸
入される空気温度を検出する吸気温センサ等が必要に応
じて配置される。前記吸気圧センサ３の吸気管内圧力
（負圧）である吸気圧（ＰＭ）、前記スロットルセンサ
５のスロットル開度（ＴＡ）、前記酸素センサ９の電
圧、前記エンジン回転数センサ１７のエンジン回転数
（ＮＥ）、前記水温センサ１８の水温（ＴＨＷ）等の各
種信号はＥＣＵ１６に入力されている。スロットル弁４
は運転者のスロットルペダル（図示略）の踏込みにより
開閉し、内燃機関１に供給される混合気の吸入空気量Ｑ
ａを調整する。また、インジェクタ６はＥＣＵ１６から
の出力信号に基づき内燃機関１に供給される燃料量を調
整する。更に、パージデューティＶＳＶ１４はＥＣＵ１
６のパルス幅変調に基づくデューティ比制御により開度
調節され、内燃機関１に供給される燃料タンク１０内の
蒸発燃料を吸着したキャニスタ１１からの蒸発燃料を含
む空気のパージ流量Ｑｐを調整する。なお、パージデュ
ーティＶＳＶ１４は、コイルが励磁されることによりス
プリングにより付勢されていた可動鉄片からなる弁体が
吸引されて負圧回路である放出通路１５を閉から開へと
切換えるように構成されている。
る内燃機関（エンジン）、２は内燃機関１に接続された
吸気管、３は吸気管２内の圧力である吸気圧（ＰＭ）を
検出する吸気圧センサ、４は吸気管２内に配設されたス
ロットル弁、５はスロットル弁４のスロットル開度を検
出するスロットルセンサ、６は吸気管２内でスロットル
弁４の上流側に配設されたインジェクタ、７は吸気管２
内でインジェクタ６の上流側に配設されたエアフィルタ
である。また、８は内燃機関１に接続された排気管、９
は排気管８内に配設され空燃比検出手段を達成する酸素
（Ｏ2 ）センサであり、酸素センサ９は排気ガス中の酸
素濃度に応じた電圧信号を出力する。また、１０は燃料
タンク、１１は燃料タンク１０内に発生する蒸発燃料を
吸着する吸着材である活性炭を収納したキャニスタ、１
２は燃料タンク１０とキャニスタ１１とを接続するタン
クポート通路、１３はキャニスタ１１に配設され、外気
を導入するための大気ポート通路、１４はデューティ比
にてパージ制御する流量制御弁を構成するパージデュー
ティＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）、１５はキャニ
スタ１１と吸気管２内のスロットル弁４の下流側とを接
続する放出通路であり、パージデューティＶＳＶ１４は
放出通路１５の経路中に配設されている。更に、１６は
電子制御装置のＥＣＵ（Electronic Control Unit)であ
り、ＥＣＵ１６は入力信号処理回路、演算回路、出力信
号回路（駆動回路）及び電源回路等から構成されてい
る。１７は内燃機関１のエンジン回転数（ＮＥ）を検出
するエンジン回転数センサ、１８は冷却水の温度（ＴＨ
Ｗ）を検出する水温センサである。なお、車両状態検出
センサ群１９としては、この他にエアフィルタ７から吸
入される空気温度を検出する吸気温センサ等が必要に応
じて配置される。前記吸気圧センサ３の吸気管内圧力
（負圧）である吸気圧（ＰＭ）、前記スロットルセンサ
５のスロットル開度（ＴＡ）、前記酸素センサ９の電
圧、前記エンジン回転数センサ１７のエンジン回転数
（ＮＥ）、前記水温センサ１８の水温（ＴＨＷ）等の各
種信号はＥＣＵ１６に入力されている。スロットル弁４
は運転者のスロットルペダル（図示略）の踏込みにより
開閉し、内燃機関１に供給される混合気の吸入空気量Ｑ
ａを調整する。また、インジェクタ６はＥＣＵ１６から
の出力信号に基づき内燃機関１に供給される燃料量を調
整する。更に、パージデューティＶＳＶ１４はＥＣＵ１
６のパルス幅変調に基づくデューティ比制御により開度
調節され、内燃機関１に供給される燃料タンク１０内の
蒸発燃料を吸着したキャニスタ１１からの蒸発燃料を含
む空気のパージ流量Ｑｐを調整する。なお、パージデュ
ーティＶＳＶ１４は、コイルが励磁されることによりス
プリングにより付勢されていた可動鉄片からなる弁体が
吸引されて負圧回路である放出通路１５を閉から開へと
切換えるように構成されている。
【００１０】したがって、上記パージデューティＶＳＶ
１４にＥＣＵ１６から制御信号を供給し、キャニスタ１
１が放出通路１５を介して内燃機関１の吸気管２と連通
されるようにしてやれば、大気中から新しい空気Ｑｆが
大気ポート通路１３を介して導入される。この新しい空
気Ｑｆがキャニスタ１１内を換気して内燃機関１の吸気
管２内に送込まれることにより、キャニスタ１１はパー
ジされ吸着機能の回復が得られることになる。このとき
の新しい空気Ｑｆの導入量に基づくパージ流量Ｑｐ（ｌ
／min)は、ＥＣＵ１６からパージデューティＶＳＶ１４
に供給されるパルス信号のデューティ比を変えることに
より調節される。
１４にＥＣＵ１６から制御信号を供給し、キャニスタ１
１が放出通路１５を介して内燃機関１の吸気管２と連通
されるようにしてやれば、大気中から新しい空気Ｑｆが
大気ポート通路１３を介して導入される。この新しい空
気Ｑｆがキャニスタ１１内を換気して内燃機関１の吸気
管２内に送込まれることにより、キャニスタ１１はパー
ジされ吸着機能の回復が得られることになる。このとき
の新しい空気Ｑｆの導入量に基づくパージ流量Ｑｐ（ｌ
／min)は、ＥＣＵ１６からパージデューティＶＳＶ１４
に供給されるパルス信号のデューティ比を変えることに
より調節される。
【００１１】ＥＣＵ１６は酸素センサ９からの信号（電
圧信号）を入力し、混合気のリッチ／リーン判定を行
う。そして、ＥＣＵ１６はリッチからリーンに反転した
とき及びリーンからリッチに反転したときは燃料噴射量
を増減すべく、フィードバック補正係数を段階状に変化
（スキップ）させると共に、リーンまたはリッチのとき
には、フィードバック補正係数を除々に増減させるよう
になっている。なお、このフィードバック制御は内燃機
関の冷却水温が低いときや高負荷及び高回転走行時には
行わない。また、ＥＣＵ１６はエンジン回転数（ＮＥ）
と吸気圧（ＰＭ）により基本噴射時間を求め、基本噴射
時間に対しフィードバック補正係数等による補正を行っ
て最終噴射時間を求め、インジェクタ６による所定の噴
射タイミングでの燃料噴射を行わせる。
圧信号）を入力し、混合気のリッチ／リーン判定を行
う。そして、ＥＣＵ１６はリッチからリーンに反転した
とき及びリーンからリッチに反転したときは燃料噴射量
を増減すべく、フィードバック補正係数を段階状に変化
（スキップ）させると共に、リーンまたはリッチのとき
には、フィードバック補正係数を除々に増減させるよう
になっている。なお、このフィードバック制御は内燃機
関の冷却水温が低いときや高負荷及び高回転走行時には
行わない。また、ＥＣＵ１６はエンジン回転数（ＮＥ）
と吸気圧（ＰＭ）により基本噴射時間を求め、基本噴射
時間に対しフィードバック補正係数等による補正を行っ
て最終噴射時間を求め、インジェクタ６による所定の噴
射タイミングでの燃料噴射を行わせる。
【００１２】本実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装
置は、以下の空燃比フィードバック制御、燃料噴射量制
御及びデューティＶＳＶ制御の各プログラムを操作して
行われる。
置は、以下の空燃比フィードバック制御、燃料噴射量制
御及びデューティＶＳＶ制御の各プログラムを操作して
行われる。
【００１３】以下、実施例の動作について各制御毎に説
明する。
明する。
【００１４】〈空燃比フィードバック制御〉空燃比フィ
ードバック制御ルーチンを図２に基づいて説明する。な
お、この空燃比フィードバック制御ルーチンは約４ｍｓ
毎にＥＣＵ１６にて実行される。
ードバック制御ルーチンを図２に基づいて説明する。な
お、この空燃比フィードバック制御ルーチンは約４ｍｓ
毎にＥＣＵ１６にて実行される。
【００１５】ステップＳ１０１で、フィードバック（Ｆ
／Ｂ）制御可能か否かが判定される。このＦ／Ｂ条件と
しては、主に以下に示す条件を全て満足した場合であ
る。（１）始動時でない。（２）燃料カット中でない。
（３）冷却水温（ＴＨＷ）が所定温度以上である。
（４）燃料噴射量が所定の下限値を越えている。（５）
酸素センサが活性状態である。
／Ｂ）制御可能か否かが判定される。このＦ／Ｂ条件と
しては、主に以下に示す条件を全て満足した場合であ
る。（１）始動時でない。（２）燃料カット中でない。
（３）冷却水温（ＴＨＷ）が所定温度以上である。
（４）燃料噴射量が所定の下限値を越えている。（５）
酸素センサが活性状態である。
【００１６】これらの条件が成立すると、ステップＳ１
０２に移行し、酸素センサ出力と所定判定レベルとを比
較し、それぞれ遅延時間Ｈ，Ｉ（ｍｓ）にて空燃比フラ
グＸＯＸＲを操作する。例えば、ＸＯＸＲ＝１のときリ
ッチ、ＸＯＸＲ＝０のときリーンとする。次にステップ
Ｓ１０３に移行して、空燃比フラグＸＯＸＲに基づき、
ＦＡＦ値を操作する。即ち、ＸＯＸＲが変化（０→
１），（１→０）した時、ＦＡＦ値を所定量スキップさ
せ、ＸＯＸＲが１または０を継続中は、ＦＡＦ値の積分
制御を実行する。そして、ステップＳ１０４で、ＦＡＦ
値の上下限チェックをしたのち、ステップＳ１０５に移
行し、決定したＦＡＦ値を基にしてスキップ毎または所
定時間毎になまし（平滑化）処理を行い、ＦＡＦ値の平
均値であるＦＡＦＡＶ値を算出する。なお、ステップＳ
１０１で、Ｆ／Ｂ制御が成立しないときはステップＳ１
０６に移行し、ＦＡＦ値を１．０とする。ここで、空燃
比フィードバック係数ＦＡＦ値は理論空燃比からどれだ
け外れているかを示す指標である。
０２に移行し、酸素センサ出力と所定判定レベルとを比
較し、それぞれ遅延時間Ｈ，Ｉ（ｍｓ）にて空燃比フラ
グＸＯＸＲを操作する。例えば、ＸＯＸＲ＝１のときリ
ッチ、ＸＯＸＲ＝０のときリーンとする。次にステップ
Ｓ１０３に移行して、空燃比フラグＸＯＸＲに基づき、
ＦＡＦ値を操作する。即ち、ＸＯＸＲが変化（０→
１），（１→０）した時、ＦＡＦ値を所定量スキップさ
せ、ＸＯＸＲが１または０を継続中は、ＦＡＦ値の積分
制御を実行する。そして、ステップＳ１０４で、ＦＡＦ
値の上下限チェックをしたのち、ステップＳ１０５に移
行し、決定したＦＡＦ値を基にしてスキップ毎または所
定時間毎になまし（平滑化）処理を行い、ＦＡＦ値の平
均値であるＦＡＦＡＶ値を算出する。なお、ステップＳ
１０１で、Ｆ／Ｂ制御が成立しないときはステップＳ１
０６に移行し、ＦＡＦ値を１．０とする。ここで、空燃
比フィードバック係数ＦＡＦ値は理論空燃比からどれだ
け外れているかを示す指標である。
【００１７】〈燃料噴射量制御〉燃料噴射量制御ルーチ
ンを図３に基づいて説明する。なお、この燃料噴射量制
御ルーチンも約４ｍｓ毎にＥＣＵ１６にて実行される。
ンを図３に基づいて説明する。なお、この燃料噴射量制
御ルーチンも約４ｍｓ毎にＥＣＵ１６にて実行される。
【００１８】まず、ステップＳ２０１で、エンジン回転
数（ＮＥ）と負荷（例えば、吸気圧（ＰＭ））によりイ
ンジェクタ６の基本燃料噴射量（ＴＰ）を算出し、ステ
ップＳ２０２に移行し、各種基本補正（冷却水温、始動
後の吸気温等）が実行される。次にステップＳ２０３に
移行し、エバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶにパージ率ＰＧ
Ｒを乗算してパージ補正係数ＦＰＧを算出する。ここ
で、エバポ濃度は短時間で大きく変化することがないた
めエバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶをＫＰＧ（定数）、パ
ージ率ＰＧＲを後述の図４で設定される値（初期値はα
％）として算出した値をパージ補正係数ＦＰＧとする。
次にステップＳ２０４に移行して、ＦＡＦ，ＦＰＧを式
〔１＋（ＦＡＦ−１）＋ＦＰＧ〕に代入し、補正係数と
して算出し、燃料噴射量ＴＡＵに反映させる。
数（ＮＥ）と負荷（例えば、吸気圧（ＰＭ））によりイ
ンジェクタ６の基本燃料噴射量（ＴＰ）を算出し、ステ
ップＳ２０２に移行し、各種基本補正（冷却水温、始動
後の吸気温等）が実行される。次にステップＳ２０３に
移行し、エバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶにパージ率ＰＧ
Ｒを乗算してパージ補正係数ＦＰＧを算出する。ここ
で、エバポ濃度は短時間で大きく変化することがないた
めエバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶをＫＰＧ（定数）、パ
ージ率ＰＧＲを後述の図４で設定される値（初期値はα
％）として算出した値をパージ補正係数ＦＰＧとする。
次にステップＳ２０４に移行して、ＦＡＦ，ＦＰＧを式
〔１＋（ＦＡＦ−１）＋ＦＰＧ〕に代入し、補正係数と
して算出し、燃料噴射量ＴＡＵに反映させる。
【００１９】〈デューティＶＳＶ制御〉デューティＶＳ
Ｖ制御ルーチンを図４に基づいて説明する。なお、この
デューティＶＳＶ制御ルーチンは１００ｍｓ毎の時間割
込みによりＥＣＵ１６にて実行される。
Ｖ制御ルーチンを図４に基づいて説明する。なお、この
デューティＶＳＶ制御ルーチンは１００ｍｓ毎の時間割
込みによりＥＣＵ１６にて実行される。
【００２０】まず、ステップＳ３０１で、運転状態読込
みとして、内燃機関１の運転状態を検出するために、具
体的には、エンジン回転数センサ１７からのエンジン回
転数（ＮＥ）信号と吸気圧センサ３からの吸気圧（Ｐ
Ｍ）信号とを読込む。この吸気圧（ＰＭ）信号に基づい
て内燃機関１に供給されている混合気の吸入空気量Ｑａ
が算出される。次にステップＳ３０２に移行して、ステ
ップＳ３０１で読込んだ運転状態が所定のエンジン回転
数（ＮＥ）以上及び所定の吸入空気量以上でありパージ
条件が成立しているかが判定される。ステップＳ３０２
でパージ条件が成立していないとステップＳ３０１に戻
り同様の処理を繰返す。ステップＳ３０２で、パージ条
件が成立しているとステップＳ３０３に移行し、パージ
率初期値として運転状態に影響を与えない程度のα％
（例えば、０または０．１％程度の小さい値）が設定さ
れる。次にステップＳ３０４に移行して、図２のステッ
プＳ１０５で算出されたＦＡＦ値の平均値であるＦＡＦ
ＡＶ値が（１．０±所定値）以内で安定しているかが判
定される。なお、所定値としては５％程度が設定され
る。ここで、酸素センサ９からの信号が反転（リッチか
らリーン或いはリーンからリッチ）するところが理論空
燃比であり、理論空燃比のときにＦＡＦ値は１．０であ
り、ＦＡＦ値が（１．０±所定値）を越えると理論空燃
比から外れ過ぎて空燃比が安定していないこととなる。
このステップＳ３０４で、ＦＡＦ値が安定していない
と、ステップＳ３０５に移行し、排気エミッションの悪
化を招き易いとして、パージ率をβ％（例えば、０．０
２％程度の小さい値）だけ減少する。ステップＳ３０４
で、ＦＡＦ値が安定しており理論空燃比の近傍にある場
合には、排気エミッションが良好であるとして、ステッ
プＳ３０６に移行し、パージ率をβ％（例えば、０．０
２％程度の小さい値）だけ増加する。次にステップＳ３
０７に移行して、ステップＳ３０５またはステップＳ３
０６でパージ率を変化したのちのパージ率と吸入空気量
Ｑａとを乗算してパージ流量Ｑｐが算出される。次にス
テップＳ３０８に移行して、図６のパージ流量（ｌ／mi
n)とデューティ比（％）との関係を示すマップに基づ
き、パージ流量Ｑｐに対するデューティ比が算出され
る。なお、図６のマップは、パージデューティＶＳＶ１
４が配設された放出通路１５の前後差圧（ｍｍＨｇ）と
パージデューティＶＳＶ１４の駆動周波数（Ｈｚ）とを
パラメータとして実験的に求められる。また、図６から
も明らかなように、デューティ比がほぼ２０％を越える
とパージ流量とデューティ比とは直線的に安定して増減
することが判る。次にステップＳ３０９に移行して、デ
ューティ比がγ以上であるかが判定される。このγ値は
パージ流量を安定して供給可能な限界デューティ比であ
り、この値以上であば、パージデューティＶＳＶ１４に
出力することが許可される。この限界デューティ比γ
は、図５に示すマップによりパージデューティＶＳＶ１
４が配設された放出通路１５の前後差圧（ｍｍＨｇ）と
パージデューティＶＳＶ１４の駆動周波数（Ｈｚ）とに
より算出される。なお、図５におけるマップの中間の限
界デューティ比γは補間により算出される。ステップＳ
３０９で、デューティ比がγ未満であると、内燃機関挙
動に悪影響を与えるとして、上述のステップＳ３０４に
戻り同様の処理を繰返す。そして、ステップＳ３０９で
デューティ比がγ以上となると、ステップＳ３１０に移
行し、デューティ比に対応するパルス信号がパージデュ
ーティＶＳＶ１４に出力され、パージ制御が実施され
る。次にステップＳ３１１に移行して、ステップＳ３０
１と同様に、運転状態が読込まれたのち、ステップＳ３
１２に移行し、ステップＳ３０２と同様に、パージ条件
が成立しているかが判定される。ステップＳ３１２で、
パージ条件が成立していないとステップＳ３０１に戻り
同様の処理が繰返される。そして、ステップＳ３１２
で、パージ条件が成立しているときには、ステップＳ３
０４に戻り同様の処理が繰返される。
みとして、内燃機関１の運転状態を検出するために、具
体的には、エンジン回転数センサ１７からのエンジン回
転数（ＮＥ）信号と吸気圧センサ３からの吸気圧（Ｐ
Ｍ）信号とを読込む。この吸気圧（ＰＭ）信号に基づい
て内燃機関１に供給されている混合気の吸入空気量Ｑａ
が算出される。次にステップＳ３０２に移行して、ステ
ップＳ３０１で読込んだ運転状態が所定のエンジン回転
数（ＮＥ）以上及び所定の吸入空気量以上でありパージ
条件が成立しているかが判定される。ステップＳ３０２
でパージ条件が成立していないとステップＳ３０１に戻
り同様の処理を繰返す。ステップＳ３０２で、パージ条
件が成立しているとステップＳ３０３に移行し、パージ
率初期値として運転状態に影響を与えない程度のα％
（例えば、０または０．１％程度の小さい値）が設定さ
れる。次にステップＳ３０４に移行して、図２のステッ
プＳ１０５で算出されたＦＡＦ値の平均値であるＦＡＦ
ＡＶ値が（１．０±所定値）以内で安定しているかが判
定される。なお、所定値としては５％程度が設定され
る。ここで、酸素センサ９からの信号が反転（リッチか
らリーン或いはリーンからリッチ）するところが理論空
燃比であり、理論空燃比のときにＦＡＦ値は１．０であ
り、ＦＡＦ値が（１．０±所定値）を越えると理論空燃
比から外れ過ぎて空燃比が安定していないこととなる。
このステップＳ３０４で、ＦＡＦ値が安定していない
と、ステップＳ３０５に移行し、排気エミッションの悪
化を招き易いとして、パージ率をβ％（例えば、０．０
２％程度の小さい値）だけ減少する。ステップＳ３０４
で、ＦＡＦ値が安定しており理論空燃比の近傍にある場
合には、排気エミッションが良好であるとして、ステッ
プＳ３０６に移行し、パージ率をβ％（例えば、０．０
２％程度の小さい値）だけ増加する。次にステップＳ３
０７に移行して、ステップＳ３０５またはステップＳ３
０６でパージ率を変化したのちのパージ率と吸入空気量
Ｑａとを乗算してパージ流量Ｑｐが算出される。次にス
テップＳ３０８に移行して、図６のパージ流量（ｌ／mi
n)とデューティ比（％）との関係を示すマップに基づ
き、パージ流量Ｑｐに対するデューティ比が算出され
る。なお、図６のマップは、パージデューティＶＳＶ１
４が配設された放出通路１５の前後差圧（ｍｍＨｇ）と
パージデューティＶＳＶ１４の駆動周波数（Ｈｚ）とを
パラメータとして実験的に求められる。また、図６から
も明らかなように、デューティ比がほぼ２０％を越える
とパージ流量とデューティ比とは直線的に安定して増減
することが判る。次にステップＳ３０９に移行して、デ
ューティ比がγ以上であるかが判定される。このγ値は
パージ流量を安定して供給可能な限界デューティ比であ
り、この値以上であば、パージデューティＶＳＶ１４に
出力することが許可される。この限界デューティ比γ
は、図５に示すマップによりパージデューティＶＳＶ１
４が配設された放出通路１５の前後差圧（ｍｍＨｇ）と
パージデューティＶＳＶ１４の駆動周波数（Ｈｚ）とに
より算出される。なお、図５におけるマップの中間の限
界デューティ比γは補間により算出される。ステップＳ
３０９で、デューティ比がγ未満であると、内燃機関挙
動に悪影響を与えるとして、上述のステップＳ３０４に
戻り同様の処理を繰返す。そして、ステップＳ３０９で
デューティ比がγ以上となると、ステップＳ３１０に移
行し、デューティ比に対応するパルス信号がパージデュ
ーティＶＳＶ１４に出力され、パージ制御が実施され
る。次にステップＳ３１１に移行して、ステップＳ３０
１と同様に、運転状態が読込まれたのち、ステップＳ３
１２に移行し、ステップＳ３０２と同様に、パージ条件
が成立しているかが判定される。ステップＳ３１２で、
パージ条件が成立していないとステップＳ３０１に戻り
同様の処理が繰返される。そして、ステップＳ３１２
で、パージ条件が成立しているときには、ステップＳ３
０４に戻り同様の処理が繰返される。
【００２１】このように、本発明の一実施例の内燃機関
の空燃比制御装置は、燃料タンク１０に発生する蒸発燃
料をキャニスタ１１に蓄え、キャニスタ１１に蓄えられ
た蒸発燃料を空気と共にキャニスタ１１から内燃機関１
の吸気側に接続された放出通路１５を介して放出するよ
うにした内燃機関の空燃比制御装置であって、内燃機関
１の空燃比を検出する酸素センサ９からなる空燃比検出
手段と、前記空燃比検出手段で検出された空燃比に基づ
いて内燃機関１に供給される混合気の空燃比をフィード
バック制御するＥＣＵ１６からなる空燃比フィードバッ
ク手段と、放出通路１５の経路中に配設され、前記蒸発
燃料を含む空気のパージ率を変化させるパージデューテ
ィＶＳＶ１４からなる流量制御弁と、前記空燃比フィー
ドバック手段による空燃比フィードバック値の理論空燃
比からの偏差に基づいて前記パージ率を増減するＥＣＵ
１６からなるパージ率設定手段と、前記パージ率設定手
段によるパージ率と前記混合気の吸入空気量とに基づい
て算出されるパージ流量を得るための前記流量制御弁の
デューティ比が所定以上であるかを判定するＥＣＵ１６
からなる判定手段と、前記判定手段でデューティ比が所
定以上となるとき、そのデューティ比に基づき前記流量
制御弁を駆動するＥＣＵ１６からなる駆動手段とを具備
するものである。
の空燃比制御装置は、燃料タンク１０に発生する蒸発燃
料をキャニスタ１１に蓄え、キャニスタ１１に蓄えられ
た蒸発燃料を空気と共にキャニスタ１１から内燃機関１
の吸気側に接続された放出通路１５を介して放出するよ
うにした内燃機関の空燃比制御装置であって、内燃機関
１の空燃比を検出する酸素センサ９からなる空燃比検出
手段と、前記空燃比検出手段で検出された空燃比に基づ
いて内燃機関１に供給される混合気の空燃比をフィード
バック制御するＥＣＵ１６からなる空燃比フィードバッ
ク手段と、放出通路１５の経路中に配設され、前記蒸発
燃料を含む空気のパージ率を変化させるパージデューテ
ィＶＳＶ１４からなる流量制御弁と、前記空燃比フィー
ドバック手段による空燃比フィードバック値の理論空燃
比からの偏差に基づいて前記パージ率を増減するＥＣＵ
１６からなるパージ率設定手段と、前記パージ率設定手
段によるパージ率と前記混合気の吸入空気量とに基づい
て算出されるパージ流量を得るための前記流量制御弁の
デューティ比が所定以上であるかを判定するＥＣＵ１６
からなる判定手段と、前記判定手段でデューティ比が所
定以上となるとき、そのデューティ比に基づき前記流量
制御弁を駆動するＥＣＵ１６からなる駆動手段とを具備
するものである。
【００２２】したがって、検出される空燃比に基づき内
燃機関に供給される混合気の空燃比がフィードバック制
御される。また、キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を含
む空気のパージ率が流量制御弁で変化される。このと
き、空燃比のフィードバック制御による理論空燃比から
の偏差に基づいて増減されるパージ率と混合気の吸入空
気量とを乗算してパージ流量が算出される。そして、算
出されたパージ流量で決定されるデューティ比が所定以
上となれば、流量制御弁がそのデューティ比にて制御さ
れることにより、蒸発燃料が内燃機関の吸気側に安定し
て放出されパージされる。
燃機関に供給される混合気の空燃比がフィードバック制
御される。また、キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を含
む空気のパージ率が流量制御弁で変化される。このと
き、空燃比のフィードバック制御による理論空燃比から
の偏差に基づいて増減されるパージ率と混合気の吸入空
気量とを乗算してパージ流量が算出される。そして、算
出されたパージ流量で決定されるデューティ比が所定以
上となれば、流量制御弁がそのデューティ比にて制御さ
れることにより、蒸発燃料が内燃機関の吸気側に安定し
て放出されパージされる。
【００２３】故に、流量制御弁を用いたパージ制御で、
内燃機関動作の不安定となる低デューティ比領域を使用
することなくパージ流量を安定して供給できる。
内燃機関動作の不安定となる低デューティ比領域を使用
することなくパージ流量を安定して供給できる。
【００２４】このように、上記実施例の空燃比検出手段
は、酸素センサ９からなるとしたが、本発明を実施する
場合には、これに限定されるものではなく、内燃機関１
の空燃比を検出するものであれば良い。特に、空燃比検
出手段を酸素センサ９にて構成すると、排気ガス中の酸
素濃度に応じた電圧信号を検出することが容易であると
いう効果がある。
は、酸素センサ９からなるとしたが、本発明を実施する
場合には、これに限定されるものではなく、内燃機関１
の空燃比を検出するものであれば良い。特に、空燃比検
出手段を酸素センサ９にて構成すると、排気ガス中の酸
素濃度に応じた電圧信号を検出することが容易であると
いう効果がある。
【００２５】上記実施例の空燃比フィードバック手段
は、ＥＣＵ１６にて達成されるとしたが、本発明を実施
する場合には、これに限定されるものではなく、空燃比
検出手段で検出された空燃比に基づいて内燃機関１に供
給される混合気の空燃比をフィードバック制御するもの
であれば良い。
は、ＥＣＵ１６にて達成されるとしたが、本発明を実施
する場合には、これに限定されるものではなく、空燃比
検出手段で検出された空燃比に基づいて内燃機関１に供
給される混合気の空燃比をフィードバック制御するもの
であれば良い。
【００２６】また、上記実施例の流量制御弁は、パージ
デューティＶＳＶとしたが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、放出通路１５の経
路中に配設され、蒸発燃料を含む空気のパージ率を変化
させるものであれば良い。
デューティＶＳＶとしたが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、放出通路１５の経
路中に配設され、蒸発燃料を含む空気のパージ率を変化
させるものであれば良い。
【００２７】そして、上記実施例のパージ率設定手段
は、ＥＣＵ１６にて達成されるとしたが、本発明を実施
する場合には、これに限定されるものではなく、空燃比
フィードバック手段による空燃比フィードバック値の理
論空燃比からの偏差に基づいてパージ率を増減するもの
であれば良い。
は、ＥＣＵ１６にて達成されるとしたが、本発明を実施
する場合には、これに限定されるものではなく、空燃比
フィードバック手段による空燃比フィードバック値の理
論空燃比からの偏差に基づいてパージ率を増減するもの
であれば良い。
【００２８】更に、上記実施例の判定手段は、ＥＣＵ１
６にて達成されるとしたが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、パージ率設定手段
によるパージ率と混合気の吸入空気量とに基づいて算出
されるパージ流量を得るための流量制御弁のデューティ
比が所定以上であるかを判定するものであれば良い。
６にて達成されるとしたが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、パージ率設定手段
によるパージ率と混合気の吸入空気量とに基づいて算出
されるパージ流量を得るための流量制御弁のデューティ
比が所定以上であるかを判定するものであれば良い。
【００２９】更にまた、上記実施例の駆動手段は、ＥＣ
Ｕ１６にて達成されるとしたが、本発明を実施する場合
には、これに限定されるものではなく、判定手段でデュ
ーティ比が所定以上となるとき、そのデューティ比に基
づき流量制御弁を駆動するものであれば良い。
Ｕ１６にて達成されるとしたが、本発明を実施する場合
には、これに限定されるものではなく、判定手段でデュ
ーティ比が所定以上となるとき、そのデューティ比に基
づき流量制御弁を駆動するものであれば良い。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の空燃比制御装置は、キャニスタに蓄えられた蒸発燃料
を空気と共に吸気側に接続された放出通路を介して放出
する際に、内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出
しフィードバック制御し、その空燃比フィードバック値
の理論空燃比からの偏差に基づいてパージ率を増減し、
そのパージ率と混合気の吸入空気量とに基づいて算出さ
れるパージ流量を得るためのデューティ比が所定以上で
あるときには、そのデューティ比に基づき流量制御弁を
駆動するため、内燃機関動作の不安定となる低デューテ
ィ比領域の使用による排気エミッションの悪化が防止で
きると共にパージ流量が安定して供給可能であるという
効果がある。
の空燃比制御装置は、キャニスタに蓄えられた蒸発燃料
を空気と共に吸気側に接続された放出通路を介して放出
する際に、内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出
しフィードバック制御し、その空燃比フィードバック値
の理論空燃比からの偏差に基づいてパージ率を増減し、
そのパージ率と混合気の吸入空気量とに基づいて算出さ
れるパージ流量を得るためのデューティ比が所定以上で
あるときには、そのデューティ比に基づき流量制御弁を
駆動するため、内燃機関動作の不安定となる低デューテ
ィ比領域の使用による排気エミッションの悪化が防止で
きると共にパージ流量が安定して供給可能であるという
効果がある。
【図１】図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関の空
燃比制御装置を示す全体構成図である。
燃比制御装置を示す全体構成図である。
【図２】図２は本発明の一実施例にかかる内燃機関の空
燃比制御装置における空燃比フィードバック制御を示す
フローチャートである。
燃比制御装置における空燃比フィードバック制御を示す
フローチャートである。
【図３】図３は本発明の一実施例にかかる内燃機関の空
燃比制御装置における燃料噴射量制御を示すフローチャ
ートである。
燃比制御装置における燃料噴射量制御を示すフローチャ
ートである。
【図４】図４は本発明の一実施例にかかる内燃機関の空
燃比制御装置におけるデューティＶＳＶ制御を示すフロ
ーチャートである。
燃比制御装置におけるデューティＶＳＶ制御を示すフロ
ーチャートである。
【図５】図５は本発明の一実施例にかかる内燃機関の空
燃比制御装置における限界デューティ比を示すマップで
ある。
燃比制御装置における限界デューティ比を示すマップで
ある。
【図６】図６は本発明及び従来におけるパージ流量とデ
ューティ比との関係を示すマップである。
ューティ比との関係を示すマップである。
１ 内燃機関 ３ 吸気圧センサ ９ 酸素（Ｏ2 ）センサ（空燃比検出手段） １０ 燃料タンク １１ キャニスタ １４ パージデューティＶＳＶ（流量制御弁） １５ 放出通路 １６ ＥＣＵ（電子制御装置）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 25/08 301 F02D 41/14 310
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料タンクに発生する蒸発燃料をキャニ
スタに蓄え、前記キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を空
気と共に前記キャニスタから内燃機関の吸気側に接続さ
れた放出通路を介して放出するようにした内燃機関の空
燃比制御装置において、 前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比検出手段と、 前記空燃比検出手段で検出された空燃比に基づいて前記
内燃機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック
制御する空燃比フィードバック手段と、 前記放出通路の経路中に配設され、前記蒸発燃料を含む
空気のパージ率を変化させる流量制御弁と、 前記空燃比フィードバック手段による空燃比フィードバ
ック値の理論空燃比からの偏差に基づいて前記パージ率
を増減するパージ率設定手段と、 前記パージ率設定手段によるパージ率と前記混合気の吸
入空気量とに基づいて算出されるパージ流量を得るため
の前記流量制御弁のデューティ比が所定以上であるかを
判定する判定手段と、 前記判定手段でデューティ比が所定以上となるとき、そ
のデューティ比に基づき前記流量制御弁を駆動する駆動
手段とを具備することを特徴とする内燃機関の空燃比制
御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21996193A JP3216349B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| US08/295,394 US5520160A (en) | 1993-08-26 | 1994-08-25 | Fuel evaporative gas and air-fuel ratio control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21996193A JP3216349B2 (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777111A JPH0777111A (ja) | 1995-03-20 |
| JP3216349B2 true JP3216349B2 (ja) | 2001-10-09 |
Family
ID=16743754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21996193A Expired - Fee Related JP3216349B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-09-03 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3216349B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3444100B2 (ja) * | 1996-07-17 | 2003-09-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の蒸発燃料処理装置 |
| JP3610682B2 (ja) * | 1996-07-24 | 2005-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の蒸発燃料処理装置 |
| DE102007013993B4 (de) * | 2007-03-23 | 2011-12-22 | Continental Automotive Gmbh | Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP21996193A patent/JP3216349B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0777111A (ja) | 1995-03-20 |
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