JP3689929B2 - Engine evaporative fuel processing system - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料が大気中に放出されないように、蒸発燃料をキャニスタに捕集しておき、エンジン運転中にエンジンに吸入させて燃焼処理するエンジンの蒸発燃料処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、エンジンの蒸発燃料処理装置としては、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着するキャニスタと、このキャニスタに新気を導入することによって脱離させた蒸発燃料を含むパージガスをエンジン吸気通路のスロットル弁下流に導くパージ通路に介装されたパージ制御弁とを備え、このパージ制御弁の開度をエンジンの運転条件に応じて例えばパージ率(吸入空気流量に対するパージガス流量の割合)一定となるように制御するようにしたものが知られている。
【0003】
また、特開昭63−297757号のように、エンジン停止時の燃料タンク内圧を基にして、停止中の蒸発燃料発生量を予測し、それに応じて次回始動時にその分パージ制御弁の開度が小さくなるように補正するものがある。
また、特開昭63−111277号のように、燃料補給が行われた場合はキャニスタ充填率が高くなっていると仮定して、始動後しばらくはパージ率を絞るものがある。更にパージ率ではなく、燃料噴射量を減算するものもある(特開平1−211661号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のエンジンの蒸発燃料処理装置にあっては、次のような問題点があった。
特開昭63−297757号の従来技術について考えると、燃料タンクは密閉されている訳ではなく、配管を設けてキャニスタに接続されており、発生した蒸発燃料は配管を通ってキャニスタに吸着されてしまうため、実際には内圧がその温度でのガソリンの蒸気圧分まで上昇することはない。ライン中にチェック弁が設けられている場合は、その開弁圧までは上がるが、それでも通常は数mmHg程度である。
【0005】
ゆえに、エンジン停止時の燃料タンク内圧から、発生する蒸発燃料量を予測することは実際にはできない。仮に燃料タンクを密閉してその温度での蒸気圧を計測したとしても、密閉したのであれば、蒸発燃料は外部に出て来ないのであるから、発生量はゼロであり、本来の意味と矛盾してしまう。
また、キャニスタの新気導入口を閉じて、パージ制御弁までを密閉とした場合でも、燃料タンクからの蒸発燃料はキャニスタが満杯になるまでキャニスタに吸着されるため、やはり燃料タンク内圧が上がるわけではなく、満杯になった以降上がった内圧から発生量を予測しても、そのとき既にキャニスタは満杯(つまり吸着量一定)で、それ以降発生した分が更に吸着される訳ではなく、やはり予測する意味がない。
【0006】
また、特開昭63−297757号の他、特開昭63−111277号などの従来制御は、いずれも、パージガスが濃い場合を想定して、リッチエラーを防止するために、パージ率を絞ったりするものであるが、これにより、運転初期におけるパージ量が制限されるため、キュニスタが満杯に近く短時間にたくさんパージしたい場合や、短時間運転(始動→停止)の繰り返しでパージ頻度が低い場合等では、要求パージ量を稼ぐことができず、キャニスタに溜まる一方のために、蒸発燃料が燃料タンク外に洩れ易くなってしまうという問題点がある。
【0007】
また、実際の使用環境では、真夏や連続長時間駐車によって蒸発燃料が大量発生する場合、パージ配管の外れや詰まりによって逆にパージ濃度が0又は薄い方に変化する場合、また、故障などによってキャニスタが新品に交換されてパージ濃度が0になる場合等が考えられ、これらのいずれにも対応するには、従来技術では不十分である。
【0008】
また、この点は、パージガス中の燃料濃度の学習値を持ち、パージ前後での空燃比フィードバック補正係数の変化から濃度学習値を更新し、得られた濃度学習値から、実際に吸入されたパージ燃料流量、パージ空気流量を求め、それぞれ燃料噴射量から減算、吸入空気流量に加算する制御方法の場合であっても、同様である。
【0009】
なぜなら、前回エンジン停止時に更新保持されている濃度学習値に対して、次回始動後の初回パージ時には、たとえ濃度学習値がバックアップされていたとしても、停止中の濃度変化分を補正する必要があり、「初期値をいくつから始めればよいか?」という点については、同様の問題点が残ることに変わりがないからである。
【0010】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、始動後初回のパージは、パージ率を絞り、仮にずれがあっても空燃比エラーの小さい条件でパージガス中の燃料濃度を再学習させて、再学習(エンジン停止中の変化分の補正)が終了次第、大量のパージに素早く移行するようにすることにより、エンジン始動後の空燃比エラーを極力小さくする共に、できるだけ早く大量のパージを可能にすることを目的とする。。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備える一方、燃料タンクからの蒸発燃料を吸着するキャニスタと、このキャニスタに新気を導入することによって脱離させた蒸発燃料を含むパージガスをエンジン吸気通路のスロットル弁下流に導くパージ通路に介装されたパージガス流量制御用のパージ制御弁と、このパージ制御弁の開度を制御してパージガス流量を制御するパージ制御手段と、を備えるエンジンの蒸発燃料処理装置において、図1に示すように、下記の手段を設ける構成とする。
【0012】
すなわち、エンジンの運転条件に基づいて基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量算出手段と、排気通路に設けた空燃比センサからの信号に基づいて燃料噴射量を補正するための空燃比フィードバック補正係数を設定する空燃比フィードバック補正係数設定手段と、空燃比フィードバック補正係数の変化に基づいてパージガス中の燃料濃度を学習するパージ燃料濃度学習手段と、前記パージ制御手段によるパージガス流量と燃料濃度の学習値とに基づいてパージ燃料流量を算出するパージ燃料流量算出手段と、基本燃料噴射量からパージ燃料流量分を減算してパージ燃料分減算基本燃料噴射量を算出するパージ燃料分減算基本燃料噴射量算出手段と、パージ燃料分減算基本燃料噴射量と空燃比フィードバック補正係数とに基づいて前記燃料噴射弁による燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、を設ける。
【0013】
また、エンジンの運転状態に基づいて通常のパージガス流量を設定すべく、吸入空気流量に対応したパージガス流量となるように、吸入空気流量に対するパージガス流量の割合として目標パージ率を設定する通常用パージガス流量設定手段(目標パージ率設定手段)と、エンジン始動後の初回用に前記通常のパージガス流量より少量の初期パージガス流量を設定すべく、前記目標パージ率より小さな固定値の初期パージ率、若しくは、前記目標パージ率より小さくなるように前記目標パージ率に所定の補正率を乗じて得た初期パージ率を設定する初期パージガス流量設定手段(初期パージ率設定手段)と、前記パージ燃料濃度学習手段による燃料濃度学習の進行度合を判定する学習進行度合判定手段と、エンジン始動後から燃料濃度学習が進行するまで、前記パージ制御手段により制御するパージガス流量を前記初期パージガス流量設定手段により設定される初期パージガス流量とし、燃料濃度学習の進行後に前記通常用パージガス流量設定手段により設定される通常のパージガス流量に切換える切換手段と、を設ける。
【0015】
請求項2に係る発明では、前記学習進行度合判定手段は、燃料濃度の学習値の更新増減方向が所定回以上反転したか否かによって学習の進行度合を判定するものであることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、前記パージ燃料濃度学習手段による燃料濃度の学習値をエンジンの始動時毎に初期化する学習初期化手段を設けたことを特徴とする(図1の点線示)。
【0016】
【作用】
請求項1に係る発明では、基本燃料噴射量算出手段により、エンジンの運転条件に基づいて基本燃料噴射量を算出する。また、空燃比フィードバック補正係数設定手段により、空燃比センサからの信号に基づいて空燃比フィードバック補正係数を設定する。
【0017】
ここで、パージ燃料濃度学習手段により、空燃比フィードバック補正係数の変化に基づいて、パージガス中の燃料濃度を学習する。具体的には、パージ前後での空燃比フィードバック補正係数が同じになるように学習値を更新することで濃度を学習する。
そして、パージ燃料流量算出手段により、パージ制御手段によるパージガス流量と燃料濃度の学習値とに基づいて、パージ燃料流量を算出し、パージ燃料分減算基本燃料噴射量算出手段により、基本燃料噴射量からパージ燃料流量分を減算して、パージ燃料分減算基本燃料噴射量を算出する。
【0018】
そして、燃料噴射量算出手段により、パージ燃料分減算基本燃料噴射量と空燃比フィードバック補正係数とに基づいて、最終的な燃料噴射量を算出する。
一方、通常用パージガス流量設定手段により、エンジンの運転条件に基づいて通常のパージガス流量を設定するが、初期パージガス流量設定手段により、エンジン始動後の初回用に通常のパージガス流量より少量の初期パージガス流量を設定する。この初期パージガス流量は、たとえ実際の燃料濃度と学習値とにずれがあってもエミッションや運転性への影響が少なく済むような値である。
【0019】
こうして、エンジン始動後の初回のパージ時は、パージ制御手段により制御するパージガス流量を初期パージガス流量とする。
すなわち、エンジン始動後の初回のパージ時は、パージガス流量を絞り、仮に実際の燃料濃度と学習値とにずれがあっても空燃比エラーの小さい条件でパージを行わせ、この間に、パージ燃料濃度学習手段により、パージガス中の燃料濃度を学習させる。
【0020】
そして、学習進行度合判定手段により、燃料濃度学習の進行度合を判定し、燃料濃度学習が進行したときは、切換手段により、パージ制御手段により制御するパージガス流量を通常のパージガス流量に切換える。
このように燃料濃度の学習(エンジン停止中の変化分の補正)が終了次第、通常のパージガス流量に切換えて、大量のパージに素早く移行するようにする。
【0021】
従って、エンジン始動時に実際の燃料濃度と前回学習した学習値とにずれがあっても、そのずれが補正されるまで、パージガス流量は通常の値より小さく抑えられるので、エミッションや運転性への影響を抑えることができ、そして燃料濃度のずれが補正されると、素早く通常の大量パージに移行するので、エミッションや運転性の悪化防止と、大量パージとを両立させることができる。
【0022】
また、吸入空気流量に対応したパージガス流量となるように、パージ率を制御し、始動後の初回のパージ時には、通常の目標パージ率より小さな固定値の初期パージ率、若しくは、通常の目標パージ率より小さくなるように通常の目標パージ率に所定の補正率を乗じて得た初期パージ率を設定することで、このときにもパージガス流量を吸入空気流量に対応させることができる。
請求項2に係る発明では、燃料濃度の学習値の更新増減方向が所定回以上反転したか否かによって学習の進行度合を判定することで、学習の収束状態を的確に捉えることができる。
【0023】
請求項3に係る発明では、学習初期化手段により、燃料濃度の学習値をエンジンの始動時毎に初期化し、燃料濃度の再学習は常に所定値から始めるので、メモリバックアップも不要でありながら、学習速度等のばらつきをも抑えることができる。
【0024】
【実施例】
以下に本発明の一実施例を説明する。
図2はシステム構成を示している。
エンジン1にはエアクリーナ2から導入されてスロットル弁3の制御を受けた空気が吸気マニホールド4を経て吸入される。吸気マニホールド4には各気筒毎に燃料噴射弁5が設けられていて、吸入空気に対応した量の燃料が噴射供給される。これにより、混合気が生成されて、エンジン1の各気筒内で燃焼し、排気は排気通路6を経て図示しない三元触媒に導入される。
【0025】
前記燃料噴射弁5は、マイクロコンピュータ内蔵のコントロールユニット7からエンジン1の回転に同期して所定のタイミングで出力される駆動パルス信号により通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、駆動パルス信号のパルス幅により燃料噴射量が制御される。
コントロールユニット7には、エアフローメータ8、クランク角センサ9、空燃比センサ(O2 センサ)10から信号が入力されている。エアフローメータ8は、吸気通路のスロットル弁3上流に設けられていて、吸入空気流量QAを検出する(吸入空気流量検出手段)。クランク角センサ9は、エンジン1の回転に同期して所定クランク角( 720°/気筒数)毎に基準信号REFを出力するもので、基準信号REFの周期よりエンジン回転数NEを検出可能である。O2 センサ10は、排気通路6に設けられていて、排気の組成(O2 濃度)からエンジン1に供給されている混合気の空燃比(リッチ・リーン)を検出する。コントロールユニット7には、この他、各種センサからスロットル弁開度TVO、車速VSP等の信号が入力されると共に、各種スイッチのON・OFF信号が入力されている。
【0026】
また、吸気通路にはスロットル弁3をバイパスする補助空気通路11が設けられ、この補助空気通路11にはデューティ制御されるアイドル回転数制御用のアイドル制御弁12が介装されている。このアイドル制御弁12もコントロールユニット7により制御される。
一方、燃料タンク13から発生する蒸発燃料を処理すべく、キャニスタ14が設けられている。
【0027】
キャニスタ14は、容器内に活性炭などの吸着材14aを充填したもので、上部空間側には燃料タンク13からの蒸発燃料導入管15が接続されている。従って、エンジン1の停止中に燃料タンク13にて発生した蒸発燃料は、蒸発燃料導入管15を通って、キャニスタ14に導かれ、ここに吸着される。
キャニスタ14にはまた、下部空間側に新気導入口16が形成されると共に、上部空間側からパージ通路17が導出されている。このパージ通路17はパージ制御弁18を介して吸気通路のスロットル弁3下流(吸気マニホールド4)に接続されている。
【0028】
パージ制御弁18は、コントロールユニット7からエンジン1の運転中に所定の条件で出力される信号により開弁されかつ開度がデューティ制御されるようになっている。従って、エンジン1が始動され、その後の運転中に、パージON許可条件が成立すると、パージ制御弁18が開き、エンジン1の吸入負圧がキャニスタ14に作用する結果、新気導入口16から導入される空気によってキャニスタ14の吸着材14aに吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路17を通って吸気マニホールド4内に吸入され、この後、エンジン1の気筒内で燃焼処理される。
【0029】
コントロールユニット7によるパージ制御弁18の制御、更には燃料噴射弁5及びアイドル制御弁12の制御は、図3〜図12に示すフローチャートに従って行われるようになっており、以下、これらのフローチャートに沿って説明する。
図3は、パージ率(吸入空気流量QAに対するパージ制御弁を通過するパージガス流量の割合)の算出と、パージON許可条件の判定とを行うジョブであり、バックグラウンドジョブとして実行される。
【0030】
先ずステップ101 では、各種センサ(エアフローメータ、O2 センサ、スロットルセンサ等)がNGであるかをチェックし、NGのセンサがあれば、ステップ102 で、パージ率PAGERT=NGPGRT#(定率)と決定する。
センサがNGでなければ、ステップ103 に進み、パージ率の算出のためにサブルーチンである図5に分岐する。
【0031】
図5のステップ201 では、目標パージ率TPAGERTを算出する。目標パージ率TPAGERTは、吸入空気流量QAに対する目標パージガス流量の割合であり、固定値とするか、又は図13に示すように濃度学習値(パージガス中の燃料濃度の学習値)WCに応じて高濃度ほど小さくなるように設定する。
次にステップ202 では、エンジン始動後の燃料濃度学習が進行したか、すなわち、エンジン始動後のパージガス中の実際の燃料濃度と濃度学習値とのずれ(初期濃度のずれ)の補正が終了したかを、フラグ#FSTWCOKを見て、補正が終了していなければ(#FSTWCOK=0の場合)、ステップ203 へ進む。
【0032】
ステップ203 では、パージ率PAGERTを目標パージ率TPAGERTではなく、エンジン始動後の初回パージ用に設定した目標パージ率より小さな初期パージ率(固定値)とする。
これは、エンジン停止中における蒸発燃料の発生やキャニスタの交換等によって起こる濃度変化分(学習保持値とのずれ)を、次回始動後の初回パージ時に補正(再学習)したいが、その補正を空燃比や運転性への影響が出ない条件内で行うために、本来流したい目標パージ率に対して低い値にするためである。
【0033】
尚、初期パージ率は固定値ではなく、目標パージ率*GAIN#として、算出してもよい。ここで、GAIN#は1以下の補正率である。
この間でも、後述する図6〜図7の回転同期ジョブにより、濃度学習値WCの学習・更新が行われている。
次にステップ204 では、濃度学習値WCの更新増減方向が3回以上反転したかを見る。これは実際の燃料濃度と濃度学習値とのずれ補正が終了したかを判定するもので、始動後に行われたパージ及びその濃度学習において、濃度学習値の更新増減方向が反転したのであれば、実際の値に追い付いたと判断する。ここで判定回数を3回としたのは、本来1回でもよいが、制御のオーバーシュート分を考慮して、より精度を増すためである。
【0034】
3回以上反転していなければ、そのまま本サブルーチンを終了するが、3回以上反転していれば、燃料濃度学習が進行して、「初期濃度のずれ」の補正が終了した(実濃度に学習値が追い付いた)と判断して、ステップ205 へ進む。
ステップ205 では、パージ率PAGERT=目標パージ率TPAGERTとする。すなわち、今まで低い値に抑えていたパージ率を目標パージ率に切換える。
【0035】
次にステップ206 では、燃料濃度学習が進行し、「初期濃度のずれ」の補正が終了したことを示すフラグ#FSTWCOKを立てて(#FSTWCOK=1)本サブルーチンを終了する。
元に戻って、ステップ202 での判定で、「初期濃度のずれ」の補正が終了していたら(#FSTWCOK=1の場合)、ステップ207 へ進んで、パージ率PAGERT=目標パージ率TPAGERTとして、本サブルーチンを終了する。以降この動作を繰り返す。
【0036】
このように本サブルーチンでは、エンジン停止中に発生する蒸発燃料等によって、パージガス中の実際の燃料濃度と濃度学習値とがずれることにより、エンジン始動後の初回パージ時にエミッションや運転性への影響が出るのを避けるために、始動後初回のパージは必ず低いパージ率(初期パージ率)に抑え、影響の少ない条件で濃度のずれ分を補正(再学習)し、補正終了後は素早く本来流したい大量パージに移行するような構成としているために、始動後初回のバージ時に、実際の濃度と学習値とにずれがあっても、そのずれが補正されるまで、パージガス流量は通常の値より小さく抑えられるので、運転性やエミッションの悪化防止と、大量パージの確保とを両立させることができる。
【0037】
ここで、本サブルーチンがパージ制御手段に相当し、特にステップ201,207 の部分が通常用パージガス流量設定手段(目標パージ率設定手段)に相当し、ステップ203 の部分が初期パージガス流量設定手段(初期パージ率設定手段)に相当し、ステップ204,206 の部分が学習進行度合判定手段に相当し、ステップ202 の部分が切換手段に相当する。
【0038】
図3に戻って説明を続ける。
ステップ104 〜112 では、パージON許可条件の判定を行う。
すなわち、ステップ104 〜108 では、イグニッションスイッチがOFF、エンスト中、スタータースイッチがON、アイドル中(アイドルスイッチON)、車速VSPが低い、か否かの判定を行い、いずれかでYESの場合は、図4(ステップ125 )に進んでパージを禁止とする。
【0039】
また、ステップ109 では、図14に示す特性のテーブルを参照して、エンジン回転数NEからパージ許可下限基本燃料噴射量(パージ許可下限TP)TPCPCを求める。そしてステップ110 で、実際の基本燃料噴射量TPとパージ許可下限基本燃料噴射量TPCPCとを比較し、TP<TPCPC(負荷が小さすぎる)の場合は、同様にパージを禁止とする。
【0040】
また、ステップ111 では、スロットル弁開度TVOとエンジン回転数NEとから求めた吸入空気流量QH0を予め定めた上限値EVPCGHと比較し、QH0>EVPCGH(負荷が大きすぎる)の場合は、同様にパージを禁止とする。
更に、ステップ112 では、空燃比フィードバック制御(ラムコン)はクランプ中かをチェックし、クランプ中の場合は、同様にパージを禁止とする。
【0041】
ステップ104 〜112 での判定で全てNOの場合は、パージON許可条件の成立として、図4(ステップ113 )に進んでパージONを許可する。
図4は、図3に引き続いて実行されるジョブで、パージ制御弁を通過するパージガス流量(ここではパージ弁流量という)並びにパージ制御弁のONデューティ(ここではパージ弁デューティという)の算出と、濃度学習の許可とを行っている。
【0042】
パージON許可条件が成立している場合と、成立していない場合とに分けて説明する。
〔パージON許可条件が成立している場合〕
ステップ113 で、パージONを許可する。
次にステップ114 で、図15に示す特性のテーブルを参照して、スロットル弁開度TVOとエンジン回転数NEとから求めた吸入空気流量QH0から、パージ弁流量の差圧補正率KPVQHを求める。この差圧補正率KPVQHは、パージ弁流路面積が一定でも前後差圧により流量が変わる分の補正率である。
【0043】
尚、過渡時の位相的にはQH0より基本燃料噴射量TPがパージ弁差圧に近く、TPを用いて求めた方が良いが、TPは大気圧、吸気温度でパージ弁差圧との関係がずれるので、ここではQH0を用いた。
次にステップ115 で、図16に示す特性のテーブルを参照して、バッテリ電圧VBから、パージ弁流量の電圧補正率KPVVBを求める。この電圧補正率KPVVBは、パージ弁デューティ/流量の関係がパージ弁印加電圧により異なる分の補正率であり、もちろん弁タイプで異なる。
【0044】
次にステップ116 で、目標とするパージ弁流量QPVを次式により算出する。
QPV=(QA*PAGERT)/(KPVQH*KPVQH)
すなわち、吸入空気流量QAにパージ率PAGERTを掛け、更に差圧補正率KPVQH及び電圧補正率KPVQHで補正して、パージ弁流量QPVを得る。次にステップ117 で、パージ弁流量QPVを実際に流すために必要なパージ弁デューティ(基本DUTY)EVAPを、図17に示す特性のテーブルを参照して、求める。
【0045】
そして、求められたパージ弁デューティEVAPを予め定めた上限値EVPMAX#と比較し(ステップ118 )、EVAP>EVPMAX#の場合に、パージ弁デューティEVAPを上限値EVPMAX#に制限する(ステップ119 )。
次にステップ120 で、パージ燃料流量QEFを次式により算出する。
QEF=QPV*WC
すなわち、パージ弁流量(パージガス流量)QPVに濃度学習値(パージガス中の燃料濃度の学習値)WCを掛けて、パージ燃料流量QEFを得る。この部分がパージ燃料流量算出手段に相当する。
【0046】
次にステップ121 で、パージ空気流量QEAを次式により算出する。
QEA=QPV−QEF
パージ弁流量(パージガス流量)QPVから、パージ燃料流量QEFを差し引いた残りが、パージ空気流量QEAに相当するからである。この部分がパージ空気流量算出手段に相当する。
【0047】
次にステップ122 で、前回もこのルーチンを通ったかを見て、初めてであれば、ステップ123 で、1回通ったフラグを立て(ステップ123 )、次にステップ124 で、濃度学習(WC学習)を許可する(#FWCGKOK=1)。初めてでなければ、そのまま本ジョブを終了する。
〔パージON許可条件が成立していない場合〕
ステップ125 で、パージを禁止する。
【0048】
また、ステップ126 で、パージ弁デューティEVAP=0にする。これによって、後述する図9の処理でコントロールユニットから出力されるパージ弁デューティEVAPも0となり、パージ制御弁は閉じるように制御される。
これに伴い、ステップ127,128 で、パージ燃料流量QEF及びパージ空気流量QEAを共に=0にする。尚、パージ制御弁が閉じることにより、吸気マニホールド内に流れ込むパージ燃料は0となるが、このパージ燃料については吸気マニホールド内での拡散や位相の遅れを伴うために、シリンダ内に吸入されるパージ燃料が直ちに0になるわけではない。よって、この点についての計算を後述のように図9で行っている。
【0049】
更に、ステップ129 で、パージOFFに伴い濃度学習の許可を取消して(#FWCGKOK=0)、本ジョブを終了する。
図6は、濃度学習(WC学習)の開始及び終了の判定を行うジョブであり、回転同期ジョブとして実行される。
先ずステップ301 では、各種センサがNGであるかをチェックし、NGのセンサがあれば、ステップ302 で、濃度学習値WC=NGWC#とした後、WC学習用のフラグやRAMを初期化した後(ステップ310 )、本ジョブを終了する。
【0050】
センサがNGでなければ、ステップ303 に進み、WC学習は許可されている(#FWCGKOK=1)かをチェックし、WC学習が許可されていなければ、そのまま本ジョブを終了する。
WC学習が許可されていれば、ステップ304 〜306 で学習開始許可条件の判定を行う。
【0051】
すなわち、ステップ304 では、空燃比フィードバック制御(ラムコン)はクランプ中かをチェックする。また、ステップ305 では、パージ弁デューティEVAPを予め定めた下限値WCGDTY#と比較し、EVAP<WCGDTY#(パージ弁デューティが低すぎる)かをチェックする。また、ステップ306 では、スロットル弁開度TVOとエンジン回転数NEとから求めた吸入空気流量QH0を予め定めた上限値WCGQH#と比較し、QH0>WCGQH#(負荷が高すぎる)かをチェックする。
【0052】
これらの判定のいずれかでYESの場合は、WC学習不可として、WC学習用のフラグやRAMを初期化した後(ステップ310 )、本ジョブを終了する。
ステップ304 〜306 での判定で全てNOの場合は、WC学習条件OKとして学習に入るが、先ずステップ307 でWC学習の「終了判定」を行う。すなわち、濃度学習値WCの更新量のステップ分±PWCがNSWCGK#回以上付加されたかをチェックする。
【0053】
NSWCGK#回以上加算されている場合は、ステップ308 で、始動後1回はWC学習を行ったことを示すフラグ(#FWC1KAI)を立て、ステップ309 で、濃度学習値WCを次式により最新2回のステップ分付加直前のWCの平均値に更新クランプする。
WC=(OLDWC1+OLDWC2)/2
続いてWC学習用のフラグやRAMを初期化した後(ステップ310 )、本ジョブを終了する。
【0054】
前述のステップ307 での判定で、濃度学習値WCの更新量のステップ分±PWCがNSWCGK#回以上付加されていない場合は、図7へ分岐する。
図7は、図6に引き続いて実行されるジョブで、濃度学習(WC学習)のメインジョブであり、パージ燃料濃度学習手段に相当する。
このジョブに分岐して来るのは、パージONで、WC学習条件OKで、かつ濃度学習値WCの更新量のステップ分±PWCの付加回数がNSWCGK#未満の時である。
【0055】
先ずステップ311 で、WC学習に入って初回かをチェックし、もし初回であれば、ステップ312 で、後述する図8のジョブにより算出されている空燃比フィードバック補正係数αの平均値ALPAVを、学習開始時保持用RAM=ALPSTにストアして、学習に備える。
次にステップ313 で、図18に示す特性のテーブルを参照し、現在の濃度学習値WCから、濃度学習値WCの更新量の積分分IWCを求める。
【0056】
ここで、更新量の積分分IWCの算出に濃度学習値WCを用いるのは、パージガス中の燃料濃度が濃いときは、実濃度の減少方向への変化が速いため、燃料濃度に関係無く一定(ここでは中間値に設定した場合で説明)の更新量を与えた場合は、濃度学習値の更新が追い付かず、濃度学習値が実濃度より大きい方にずれたままになってしまい、燃料噴射量減量補正量が過大となることが原因で、リーンエラーが起きるのを防止するためである。薄くなった領域ではこの反対で、更新量が実濃度の変化に対して大きすぎて制御量がオーバーシュートし、空燃比制御にハンチングが起きるのを防止する。
【0057】
つまり濃度学習値WCの更新量は、燃料濃度の変化速度を予測することができる濃度学習値WCを用いて参照することで、この点を解決する。
これにより、キャニスタのパージの進行に伴う実際の燃料濃度の変化速度に応じた濃度学習値WCの更新量を、パージ初期から全域にわたって得ることができるようになる。
【0058】
次にステップ314 で、空燃比フィードバック補正係数αの変化量(学習開始時からの変化量)Δαを次式により算出する。
Δα=ALPAV−ALPST
すなわち、現在の空燃比フィードバック補正係数αの平均値ALPAVを読込み、これから学習開始時の平均値ALPSTを減算して、学習開始時からの変化量Δαを求める。
【0059】
次にステップ315 で、ALPAV=ALPSTで変化が無い(Δα=0)かをチェックし、変化が無ければ、実際の燃料濃度と学習値とが合っていると判断し、ステップ316 で、濃度学習値の更新量ΔWC=0とする。
Δα=0でなければ、ステップ317 で、Δαがプラスかマイナスかを見る。
Δαがマイナスであれば、パージONで空燃比がパージ前に比べてリッチ側に変化して、それを補正するためにαが小さくなった訳であるから、実際の燃料濃度は、現在の保持値よりもっと「濃い」(噴射量の減量補正が現在の濃度学習値ではまだ足りない)と判断できる。
【0060】
そこで、Δαがマイナスの場合は、濃度学習値WCを大きくするが、この時、ステップ318 で、前回の更新に対して、学習更新方向が反転したか見て、反転していた場合は、ステップ319 で、更新量ΔWCとして、学習の収束を速めるための大きい更新量のステップ分である+PWCを付加することにする(ΔWC=+PWC)。反転でなければ、ステップ322 で、濃度学習値WCを基に濃度変化に応じて求めた小さい更新量の積分分である+IWCを付加することにする(ΔWC=+IWC)。
【0061】
Δαがプラスであれば、パージONで空燃比がパージ前に比べてリーン側に変化して、それを補正するためにαが大きくなった訳であるから、実際の燃料濃度は、現在の保持値よりもっと「薄い」と判断できる。
そこで、Δαがプラスの場合は、濃度学習値WCを小さくするが、この時、ステップ323 で、前回の更新に対して、学習更新方向が反転したか見て、反転していた場合は、ステップ324 で、更新量ΔWCとして、学習の収束を速めるための大きい更新量のステップ分である−PWCを付加することにする(ΔWC=−PWC)。反転でなければ、ステップ327 で、濃度学習値WCを基に濃度変化に応じて求めた小さい更新量の積分分である−IWCを付加することにする(ΔWC=−IWC)。
【0062】
尚、ステップ分±PWCの付加時には、ステップ320 又はステップ325 で、ステップ分付加直前のWCを新しい方から2つ前までを保存する(OLDWC1をOLDWC2へ、WCをOLDWC1へ)。そして、ステップ321 又はステップ326 で、ステップ分±PWCの付加回数を示すカウンタを+1する。このカウンタは図6のステップ307 でのWC学習の終了判定に使われるものである。
【0063】
以降、パージ前後での空燃比フィードバック補正係数αの値が同じになるように、この動作を繰り返し行い、パージ中であっても空燃比がずれないように、パージの進行に伴う燃料濃度の変化分を順次補正していく。
次にステップ328 で、次式のごとく、濃度学習値WCの現在値(WC-1)に更新量ΔWCを付加して、濃度学習値WCを更新する。
【0064】
WC=WC-1+ΔWC
次にステップ329 で、更新された濃度学習値WCを予め定めた上限値及び下限値と比較し、これらを超えるときはその上限値及び下限値に制限して、本ジョブを終了する。
図8は、空燃比フィードバック補正係数αの平均値ALPAV計算を行うジョブであり、クランク角センサからの基準信号REFの発生に同期するREF同期ジョブとして実行される。
【0065】
2 センサを用いた空燃比フィードバック制御では、空燃比フィードバック補正係数αをステップ分(P分)と積分分(I分)とで制御しており、αの変動が大きいので、P分付加時(付加直前)のαと前回のP分付加時(付加直前)のαとの単純平均で、ALPAVを求めている。これは基本空燃比学習制御でもよく用いられる手法である。
【0066】
従って、ステップ401 では、空燃比フィードバック制御(ラムコン)はクランプ中かを判定し、クランプ中であれば、ステップ402 で、ALPAV=1.0 、ALPOLD=1.0 とする。
クランプ中でなければ、ステップ403 でP分付加時かを判定する。
P分付加時であれば、ステップ404 で、P分付加直前に、次式によって空燃比フィードバック補正係数αのピークピーク平均値ALPAVを求める。
【0067】
ALPAV=(α+ALPOLD)/2
次いで現在のαをALPOLDに保持し、次回に備える。
この後、ステップ405 で、通常のP分計算を行って、空燃比フィードバック補正係数αにP分を付加する。
P分付加時でなければ、ステップ406 で、通常のI分計算を行って、空燃比フィードバック補正係数αにI分を付加する。
【0068】
ここで、ステップ403 〜406 の部分が空燃比フィードバック補正係数設定手段に相当する。
図9は、パージ制御弁へのデューティ出力と、遅れを考慮してシリンダ吸入パージ燃料流量の計算とを行うジョブで、REF同期ジョブとして実行される。
先ずステップ501 で、パージ弁デューティEVAPのコントロールユニット・出力ポートへの出力を行う。これによりパージ制御弁のON−OFFが行われる。尚、パージ制御弁への出力は 6.4ms周期のパルス信号であり、ON時間割合がそのデューティにより制御される。
【0069】
次にステップ502 で、パージ燃料流量QEFがパージ制御弁から吸気マニホールド内に流れ込み、吸気マニホールド内で拡散や移送遅れを伴ってシリンダに吸入される分を制御で近似する計算を次のように行っている。
先ず吸気マニホールド内での燃料ガスの拡散を一次遅れによるものとして、次式のごとく、QEFに加重平均をかけて近似する。
【0070】
QEF1=QEF*EDMP#+QEF1-1*(1−EDMP#)
次に吸気マニホールド内でのデッドタイム(単純時間遅れ)を近似するため、次式のごとく、数REF前に本ジョブで求めたQEF1をメモリ操作で持ってきて最終的なシリンダ吸入パージ燃料流量QEFCとする。
QWFC=QEF1の数REF前の値
勿論、今回求めたQEF1は数REF後に用いられるので相当のメモリにストアする。
【0071】
図10は、シリンダ吸入空気流量Qの計算を行うジョブであり、例えば4ms毎に実行される。
ステップ601 では、次式のごとく、エアフローメータにより検出された吸入空気流量QAにパージ空気流量QEAを加算して、燃料噴射量計算に用いるシリンダ吸入空気流量Qを求める。この部分がシリンダ吸入空気流量算出手段に相当する。
【0072】
Q=QA+QEA
このようにエアフローメータで計量されずにエンジンに吸入されてしまうキャニスタからのパージ空気分を補正することで、特に脱離が進行するにつれて大きくなる空燃比のリーンエラーを防止することができる。
図11は、WC学習結果による燃料噴射量の補正と、キャニスタのパージ空気分だけエンジンへの吸入空気量が増大してトルクが変化することによる運転性の悪化を防止することを狙いとしたアイドル制御弁開度の補正とを行うジョブであり、例えば10ms毎に実行される。
【0073】
先ずステップ701 で、シリンダ吸入空気流量Qと機関回転数NEとから、通常の基本燃料噴射量(基本噴射パルス幅)TPを従来通り下記の式で求める。この部分が基本燃料噴射量算出手段に相当する。
TP0=Q*KCONST#/NE
TP=TP0*FLOAD+TP-1*(1−FLOAD)
ここで、KCONST#は従来から用いられる比例定数、FLOADは加重平均係数でシリンダ吸入分相当へのTPの位相合わせのためのものである。
【0074】
次にステップ702 で、図9で求めたシリンダ吸入パージ燃料流量QEFCを次式により噴射パルス幅相当に単位変換して、パージ燃料量(シリンダ吸入パージ燃料流量分の減量補正量)TEFCを得る。
TEFC=QEFC*KFQ#*KCONST#/NE
ここで、KFQ#はパージガス比重分の補正係数である。
【0075】
次にステップ703 で、次式のごとく、基本燃料噴射量TPからパージ燃料量(シリンダ吸入パージ燃料流量分の減量補正量)TEFCを減算して、パージ燃料分を除いた吸気ポート部の要求基本噴射量であるパージ燃料分減算基本燃料噴射量TPEを求める。この部分がパージ燃料分減算基本燃料噴射量算出手段に相当する。
【0076】
TPE=TP−TEFC
次にステップ704 で、次式のごとく、パージ燃料分減算基本燃料噴射量TPEを基に、目標燃空比TFBYA、空燃比フィードバック補正係数αなどで補正して、最終的な燃料噴射量TI(シーケンシャル噴射)を求める。この部分が燃料噴射量算出手段に相当する。
【0077】
TI=TPE*TFBYA*α*2+TS
ここで、TSは無効パルス幅である。
このように従来のTPに代えてTPEを用いることで、燃料噴射量からパージ燃料分の減量を行うことができるので、過渡も含めたパージON時に空燃比を悪化させることなく、大量のパージが可能となる。
【0078】
次にアイドル回転数制御仕様の計算部分(ステップ705,706 )について説明する。
これは、通常のアイドル制御弁へのデューティ(ISCデューティ)に対して、パージ中はパージ空気流量QEA分相当のデューティ補正量ISCEVPを減算することで、パージONとOFF時における吸入空気量の段差を無くし、トルクの急変による運転性の悪化を防止するのを狙いとしたものである。
【0079】
ステップ705 で、次式のごとく、パージ空気流量QEAをアイドル制御弁へのISCデューティ分に変換することにより、デューティ補正量ISCEVPを算出する。
ISCEVP=QEA*ISCEVG#/(KPVQH*KPVVB)
ここで、ISCEVG#はパージ空気流量QEAをISCデューティ分に変換するための係数である。また、KPVQH、KPVVBは前述の差圧補正率、電圧補正率である。
【0080】
次にステップ706 で、通常のISCデューティからデューティ補正量ISCEVPを減算して、算出的なアイドル制御弁へのデューティ(ONデューティ)ISCONを求め、これを出力する。
ISCON=(通常のISCデューティ)−ISCEVP
図12は、イニシャライズ(初期化)ジョブであって、学習初期化手段に相当し、エンジン始動時に1回だけ実行される。
【0081】
ステップ801 では、濃度学習値WCに初期値を与えて、初期化する。ここでの初期値は、0%とするか、所定値とする。所定値としては、市場でのパージガス中の燃料濃度の下限値、又は使用範囲での中間値とすることが考えられる。
次に本実施例の作用効果を図19を用いて説明する。
エンジン停止中に発生する蒸発燃料等によって、燃料濃度が濃くなると、前回学習した濃度学習値との間にずれを生じる。このため、次のエンジン始動時の初回のパージ時には、大量のパージを行うと、濃度のずれを補正しきれないため、エミッションや運転性へ悪影響を及ぼす。すなわち、最初から目標パージ率を与えた場合(従来例1)は、濃度ずれ大*高パージ率で、空燃比エラーが大となる。
【0082】
そこで、本発明では、始動後初回のパージ率は低いパージ率(初期パージ率)に抑え、影響の少ない条件で濃度のずれ分を補正(再学習)する。そして、補正終了後、すなわち学習値が実濃度に追い付いた後に、パージ率を目標パージ率に切換えて、大量パージに移行する。よって、素早く大量パージに移行することができ、運転性やエミッションの悪化防止と、大量パージの確保とを両立させることができる。
【0083】
これに対し、パージ率を最初に小さくして段階的に増大させる場合(従来例2)は、空燃比エラーは小であるが、パージ量も少なくなってしまう。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明によれば、エンジン始動時に実際の燃料濃度と学習値とにずれがあっても、そのずれが補正されるまで、パージガス流量が通常の値より小さく抑えられるので、エミッションや運転性への影響を回避することができ、そして燃料濃度のずれが補正されると、素早く通常の大量パージに移行できるので、エミッションや運転性の悪化防止と、大量パージとを両立させることができるという効果が得られる。
【0085】
また、始動後の初回のパージ時には、通常の目標パージ率より小さな初期パージ率を設定することで、このときにもパージガス流量を吸入空気流量に対応させることができるという効果が得られる。
請求項2に係る発明によれば、燃料濃度の学習値の更新増減方向が所定回以上反転したか否かによって学習の進行度合を判定することで、学習の収束状態を的確に捉えることができるという効果が得られる。
【0086】
請求項3に係る発明によれば、燃料濃度の学習値をエンジンの始動時毎に初期化し、燃料濃度の再学習は常に所定値から始めるので、メモリバックアップも不要でありながら、学習速度等のばらつきをも抑えることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の一実施例を示すシステム図
【図3】 パージ率の算出等を行うジョブのフローチャート
【図4】 図3に続くジョブのフローチャート
【図5】 パージ率算出用サブルーチンのフローチャート
【図6】 濃度学習の開始及び終了の判定を行うジョブのフローチャート
【図7】 図6に続く濃度学習メインジョブのフローチャート
【図8】 空燃比フィードバック制御用ジョブのフローチャート
【図9】 シリンダ吸入パージ燃料流量計算ジョブのフローチャート
【図10】 シリンダ吸入空気流量計算ジョブのフローチャート
【図11】 燃料噴射量計算等を行うジョブのフローチャート
【図12】 減量補正率算出を行うジョブのフローチャート
【図13】 目標パージ率算出用テーブルの特性例を示す図
【図14】 パージ許可下限TP算出用テーブルの特性例を示す図
【図15】 差圧補正率算出用テーブルの特性例を示す図
【図16】 電圧補正率算出用テーブルの特性例を示す図
【図17】 パージ弁デューティ算出用テーブルを示す図
【図18】 IWC算出用テーブルの特性例を示す図
【図19】 実施例の作用効果を示す図
【符号の説明】
1 エンジン
2 エアクリーナ
3 スロットル弁
4 吸気マニホールド
5 燃料噴射弁
6 排気通路
7 コントロールユニット
8 エアフローメータ
9 クランク角センサ
10 O2 センサ
11 バイパス通路
12 アイドル制御弁
13 燃料タンク
14 キャニスタ
15 蒸発燃料導入管
16 新気導入口
17 パージ通路
18 パージ制御弁
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an evaporative fuel processing apparatus for an engine which collects evaporative fuel in a canister so that the evaporative fuel generated in the fuel tank is not released into the atmosphere, and causes the engine to inhale during combustion to perform combustion processing. About.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an evaporative fuel processing apparatus for an engine includes a canister that adsorbs evaporative fuel from a fuel tank, and a purge gas containing evaporative fuel that has been desorbed by introducing fresh air into the canister. A purge control valve interposed in the purge passage leading downstream, and the opening degree of the purge control valve is made constant, for example, in accordance with the operating conditions of the engine (purge rate (ratio of purge gas flow rate to intake air flow rate)) What is controlled is known.
[0003]
Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-297757, the amount of evaporated fuel generated during the stop is predicted based on the internal pressure of the fuel tank when the engine is stopped, and the opening of the purge control valve is accordingly increased at the next start. Some of them are corrected so as to be small.
Also, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-111277, the purge rate is reduced for a while after starting on the assumption that the canister filling rate is high when fuel is replenished. Further, there is also a technique that subtracts the fuel injection amount instead of the purge rate (Japanese Patent Laid-Open No. 1-211661).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional engine evaporative fuel processing apparatus has the following problems.
Considering the prior art of Japanese Patent Laid-Open No. 63-297757, the fuel tank is not hermetically sealed, and a pipe is provided and connected to the canister, and the generated evaporated fuel is adsorbed by the canister through the pipe. Therefore, the internal pressure does not actually increase up to the vapor pressure of gasoline at that temperature. When a check valve is provided in the line, the valve opening pressure increases, but it is still usually about several mmHg.
[0005]
Therefore, it is not actually possible to predict the amount of evaporated fuel generated from the internal pressure of the fuel tank when the engine is stopped. Even if the fuel tank is sealed and the vapor pressure at that temperature is measured, if it is sealed, the evaporated fuel will not come out, so the amount generated is zero, contradicting the original meaning. Resulting in.
Even if the fresh air inlet of the canister is closed and the purge control valve is sealed, the evaporated fuel from the fuel tank is adsorbed by the canister until the canister is full. Rather than predicting the generated amount from the internal pressure that has risen since it was full, the canister is already full (that is, the adsorbed amount is constant), and the amount generated after that is not necessarily further adsorbed. There is no meaning to do.
[0006]
In addition, in the conventional control such as Japanese Patent Laid-Open No. 63-297757 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-111277, the purge rate is reduced in order to prevent a rich error on the assumption that the purge gas is rich. However, this limits the amount of purge at the beginning of operation, so if you want to purge a large amount of the canister near a full time in a short time, or if the purge frequency is low due to repeated short-time operation (start → stop) However, there is a problem that the required purge amount cannot be earned and the evaporated fuel easily leaks out of the fuel tank because it accumulates in the canister.
[0007]
In actual use environment, when a large amount of evaporated fuel is generated due to parking in the middle of summer or continuously for a long time, when the purge concentration changes to 0 or lighter due to disconnection or clogging of the purge pipe, or because of a failure, etc. It is conceivable that the purge concentration is changed to 0 by replacing it with a new one, and the conventional technique is insufficient to cope with any of these cases.
[0008]
In addition, this point has a learned value of the fuel concentration in the purge gas, updates the concentration learned value from the change in the air-fuel ratio feedback correction coefficient before and after the purge, and from the obtained concentration learned value, the actually purged purge The same applies to the control method in which the fuel flow rate and purge air flow rate are obtained, subtracted from the fuel injection amount, and added to the intake air flow rate, respectively.
[0009]
This is because the concentration learning value that was updated and retained when the engine was stopped last time must be corrected for the concentration change during the stop even if the concentration learning value was backed up at the first purge after the next start. This is because the same problem remains as to “how many initial values should be started?”.
[0010]
The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and the first purge after start-up is performed by narrowing the purge rate, and even if there is a deviation, the fuel concentration in the purge gas under the condition that the air-fuel ratio error is small. As soon as re-learning (correction for changes during engine stop) is completed, the air-fuel ratio error after engine startup becomes as small as possible, and as soon as possible, the transition to a large amount of purge is as fast as possible. The purpose is to enable a large amount of purging. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the invention according to claim 1 is provided with a fuel injection valve that injects and supplies fuel to the engine, while a canister that adsorbs the evaporated fuel from the fuel tank, and desorption by introducing fresh air into the canister. A purge control valve for controlling the purge gas flow rate interposed in the purge passage for guiding the purge gas containing the evaporated fuel downstream of the throttle valve in the engine intake passage, and a purge for controlling the purge gas flow rate by controlling the opening of the purge control valve As shown in FIG. 1, the engine evaporative fuel processing apparatus having the control means has the following means.
[0012]
That is, a basic fuel injection amount calculation means for calculating a basic fuel injection amount based on engine operating conditions, and an air-fuel ratio feedback correction for correcting the fuel injection amount based on a signal from an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage. An air-fuel ratio feedback correction coefficient setting means for setting a coefficient; a purge fuel concentration learning means for learning the fuel concentration in the purge gas based on a change in the air-fuel ratio feedback correction coefficient; and learning of the purge gas flow rate and fuel concentration by the purge control means Purge fuel flow rate calculating means for calculating the purge fuel flow rate based on the value, and subtracting the purge fuel flow amount subtracting the basic fuel injection amount by subtracting the purge fuel flow rate amount from the basic fuel injection amount Based on the calculating means, the purge fuel subtraction basic fuel injection amount and the air-fuel ratio feedback correction coefficient, the fuel And the fuel injection amount calculating means for calculating an amount of fuel injection by events, the provision.
[0013]
Also, normal purge gas flow rate is set based on engine operating conditions Therefore, the target purge rate is set as the ratio of the purge gas flow rate to the intake air flow rate so that the purge gas flow rate corresponds to the intake air flow rate. Normal purge gas flow rate setting means (Target purge rate setting means) And set the initial purge gas flow rate smaller than the normal purge gas flow rate for the first time after engine startup. Accordingly, a fixed initial purge rate smaller than the target purge rate, or an initial purge rate obtained by multiplying the target purge rate by a predetermined correction rate so as to be smaller than the target purge rate is set. Initial purge gas flow rate setting means (Initial purge rate setting means) A learning progress degree determining means for determining a progress degree of fuel concentration learning by the purge fuel concentration learning means, and a purge gas flow rate controlled by the purge control means until the fuel concentration learning progresses after the engine is started. There is provided switching means for switching to the normal purge gas flow rate set by the normal purge gas flow rate setting unit after the progress of fuel concentration learning, with the initial purge gas flow rate set by the flow rate setting unit.
[0015]
Claim 2 In the invention according to the present invention, the learning progress degree determining means determines the learning progress degree based on whether or not the update increase / decrease direction of the fuel concentration learning value has been reversed a predetermined number of times or more.
Claim 3 The invention according to the present invention is characterized in that learning initialization means for initializing a learned value of the fuel concentration by the purged fuel concentration learning means at every engine start is provided (shown by a dotted line in FIG. 1).
[0016]
[Action]
In the first aspect of the invention, the basic fuel injection amount is calculated by the basic fuel injection amount calculation means based on the engine operating conditions. The air-fuel ratio feedback correction coefficient setting means sets the air-fuel ratio feedback correction coefficient based on the signal from the air-fuel ratio sensor.
[0017]
Here, the purge fuel concentration learning means learns the fuel concentration in the purge gas based on the change in the air-fuel ratio feedback correction coefficient. Specifically, the concentration is learned by updating the learning value so that the air-fuel ratio feedback correction coefficient before and after the purge becomes the same.
Then, the purge fuel flow rate calculation means calculates the purge fuel flow rate based on the purge gas flow rate by the purge control means and the learned value of the fuel concentration, and the purge fuel fraction subtraction basic fuel injection amount calculation means calculates from the basic fuel injection amount. The purge fuel flow amount is subtracted to calculate the purge fuel subtraction basic fuel injection amount.
[0018]
Then, the final fuel injection amount is calculated by the fuel injection amount calculation means based on the purge fuel subtraction basic fuel injection amount and the air-fuel ratio feedback correction coefficient.
On the other hand, the normal purge gas flow rate setting means sets the normal purge gas flow rate based on the engine operating conditions, but the initial purge gas flow rate setting means sets the initial purge gas flow rate smaller than the normal purge gas flow rate for the first time after engine startup. Set. This initial purge gas flow rate is such a value that the influence on emission and drivability can be reduced even if there is a difference between the actual fuel concentration and the learned value.
[0019]
Thus, at the first purge after the engine is started, the purge gas flow rate controlled by the purge control means is set as the initial purge gas flow rate.
That is, at the time of the first purge after the engine start, the purge gas flow rate is reduced, and even if there is a difference between the actual fuel concentration and the learned value, the purge is performed under a condition with a small air-fuel ratio error. The learning means learns the fuel concentration in the purge gas.
[0020]
Then, the progress of fuel concentration learning is determined by the learning progress degree determining means, and when the fuel concentration learning progresses, the switching means switches the purge gas flow rate controlled by the purge control means to the normal purge gas flow rate.
As described above, as soon as the learning of the fuel concentration (correction for changes during engine stop) is completed, the normal purge gas flow rate is switched to quickly shift to a large amount of purge.
[0021]
Therefore, even if there is a discrepancy between the actual fuel concentration when the engine is started and the previously learned value, the purge gas flow rate can be kept lower than the normal value until the discrepancy is corrected. When the deviation of the fuel concentration is corrected and the shift to the normal large-scale purge is quickly performed, it is possible to achieve both the prevention of deterioration of emission and operability and the large-scale purge.
[0022]
Also, The purge rate is controlled so that the purge gas flow rate corresponds to the intake air flow rate, and is smaller than the normal target purge rate at the first purge after startup. Obtained by multiplying the normal target purge rate by a predetermined correction factor so as to be smaller than the fixed initial purge rate or the normal target purge rate By setting the initial purge rate, the purge gas flow rate can be made to correspond to the intake air flow rate also at this time.
Claim 2 In the invention according to the above, the learning convergence state can be accurately grasped by determining the degree of learning progress based on whether or not the update increase / decrease direction of the fuel concentration learning value is reversed a predetermined number of times or more.
[0023]
Claim 3 In the invention according to the present invention, the learning value of the fuel concentration is initialized every time the engine is started by the learning initialization means, and the relearning of the fuel concentration always starts from a predetermined value. It is possible to suppress the variation of.
[0024]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 2 shows a system configuration.
The air introduced into the engine 1 from the air cleaner 2 and controlled by the throttle valve 3 is sucked through the intake manifold 4. The intake manifold 4 is provided with a fuel injection valve 5 for each cylinder, and an amount of fuel corresponding to the intake air is injected and supplied. As a result, an air-fuel mixture is generated and combusted in each cylinder of the engine 1, and the exhaust gas is introduced into a three-way catalyst (not shown) through the exhaust passage 6.
[0025]
The fuel injection valve 5 is energized by a drive pulse signal output at a predetermined timing in synchronization with the rotation of the engine 1 from a control unit 7 with a built-in microcomputer. It is a fuel injection valve, and the fuel injection amount is controlled by the pulse width of the drive pulse signal.
The control unit 7 includes an air flow meter 8, a crank angle sensor 9, an air-fuel ratio sensor (O 2 Sensor) 10 is receiving a signal. The air flow meter 8 is provided upstream of the throttle valve 3 in the intake passage and detects the intake air flow rate QA (intake air flow rate detection means). The crank angle sensor 9 outputs a reference signal REF at every predetermined crank angle (720 ° / number of cylinders) in synchronization with the rotation of the engine 1, and can detect the engine speed NE from the cycle of the reference signal REF. . O 2 The sensor 10 is provided in the exhaust passage 6 and has an exhaust composition (O 2 The air / fuel ratio (rich / lean) of the air-fuel mixture supplied to the engine 1 is detected from the concentration. In addition, the control unit 7 receives signals such as throttle valve opening TVO and vehicle speed VSP from various sensors, as well as ON / OFF signals of various switches.
[0026]
Further, an auxiliary air passage 11 that bypasses the throttle valve 3 is provided in the intake passage, and an idle control valve 12 for controlling the idle speed that is duty-controlled is interposed in the auxiliary air passage 11. This idle control valve 12 is also controlled by the control unit 7.
On the other hand, a canister 14 is provided to process the evaporated fuel generated from the fuel tank 13.
[0027]
The canister 14 is a container filled with an adsorbent 14a such as activated carbon, and an evaporative fuel introduction pipe 15 from the fuel tank 13 is connected to the upper space side. Accordingly, the evaporated fuel generated in the fuel tank 13 while the engine 1 is stopped is guided to the canister 14 through the evaporated fuel introduction pipe 15 and adsorbed thereto.
The canister 14 is also formed with a fresh air inlet 16 on the lower space side, and a purge passage 17 is led out from the upper space side. The purge passage 17 is connected to the intake passage downstream of the throttle valve 3 (intake manifold 4) via a purge control valve 18.
[0028]
The purge control valve 18 is opened by a signal output from the control unit 7 under a predetermined condition during operation of the engine 1 and the opening degree is duty-controlled. Accordingly, if the purge ON permission condition is satisfied during the subsequent operation of the engine 1, the purge control valve 18 is opened, and the intake negative pressure of the engine 1 acts on the canister 14, so that it is introduced from the fresh air inlet 16. The evaporated fuel adsorbed on the adsorbent 14a of the canister 14 is desorbed by the air that is discharged, and the purge gas containing the desorbed evaporated fuel is sucked into the intake manifold 4 through the purge passage 17, and then the engine Combustion processing is performed in one cylinder.
[0029]
The control of the purge control valve 18 by the control unit 7, and further the control of the fuel injection valve 5 and the idle control valve 12 are performed according to the flowcharts shown in FIG. 3 to FIG. I will explain.
FIG. 3 is a job for calculating the purge rate (the ratio of the purge gas flow rate passing through the purge control valve to the intake air flow rate QA) and determining the purge ON permission condition, and is executed as a background job.
[0030]
First, in step 101, various sensors (air flow meter, O 2 It is checked whether the sensor, throttle sensor, etc.) is NG. If there is an NG sensor, the purge rate PAGERT = NGPGRT # (constant rate) is determined in step 102.
If the sensor is not NG, the process proceeds to step 103 and branches to FIG. 5 which is a subroutine for calculating the purge rate.
[0031]
In step 201 in FIG. 5, a target purge rate TPAGERT is calculated. The target purge rate TPAGERT is the ratio of the target purge gas flow rate to the intake air flow rate QA, and is set to a fixed value or high according to the concentration learning value (learning value of the fuel concentration in the purge gas) WC as shown in FIG. Set so that the concentration decreases.
Next, in step 202, has the fuel concentration learning progressed after the engine start, that is, whether the correction of the deviation between the actual fuel concentration in the purge gas after the engine start and the concentration learned value (initial concentration deviation) has been completed? If the correction is not completed by looking at the flag #FSWCOK (if # FSWCOK = 0), the process proceeds to step 203.
[0032]
In step 203, the purge rate PAGERT is set not to the target purge rate TPAGERT but to an initial purge rate (fixed value) smaller than the target purge rate set for the first purge after engine startup.
This is because you want to correct (relearn) the change in concentration (deviation from the learning hold value) that occurs due to the generation of fuel vapor or canister replacement while the engine is stopped. This is because the process is performed within the conditions that do not affect the fuel ratio and the operability, so that the target purge rate to be originally flowed is set to a low value.
[0033]
The initial purge rate may be calculated as a target purge rate * GAIN # instead of a fixed value. Here, GAIN # is a correction factor of 1 or less.
Even during this time, the learning / updating of the density learning value WC is performed by the rotation synchronization job shown in FIGS.
Next, in step 204, it is checked whether the update increase / decrease direction of the density learning value WC is reversed three times or more. This is to determine whether the correction of the deviation between the actual fuel concentration and the concentration learning value has been completed.If the concentration learning value update increase / decrease direction is reversed in the purge performed after the start and its concentration learning, Judge that the actual value has been caught up. The reason why the number of times of determination is three times is to increase the accuracy in consideration of the overshoot of the control, although it may originally be one time.
[0034]
If it is not reversed three times or more, this subroutine is terminated as it is, but if it is reversed three or more times, the fuel concentration learning proceeds and the correction of the “initial concentration deviation” is completed (the actual concentration is learned). It is determined that the value has caught up, and the process proceeds to step 205.
In step 205, the purge rate PAGERT = the target purge rate TPAGERT. That is, the purge rate that has been kept low until now is switched to the target purge rate.
[0035]
Next, at step 206, the fuel concentration learning progresses and a flag #FSWCOK indicating that the correction of the “initial concentration deviation” has been completed is set (# FSWCOK = 1), and this subroutine is terminated.
Returning to the original state, if the correction of “initial density deviation” has been completed in the determination in step 202 (if # FSWCOK = 1), the process proceeds to step 207, where purge rate PAGERT = target purge rate TPAGERT This subroutine ends. Thereafter, this operation is repeated.
[0036]
As described above, in this subroutine, the actual fuel concentration in the purge gas and the concentration learning value shift due to the evaporated fuel generated while the engine is stopped. In order to avoid going out, the first purge after start-up is always kept at a low purge rate (initial purge rate), and the concentration deviation is corrected (re-learning) under conditions that have little influence, and after the correction is completed, it is desired to immediately flow Since it is configured to shift to a large amount of purge, even if there is a deviation between the actual concentration and the learned value during the first barge after startup, the purge gas flow rate will be smaller than the normal value until the deviation is corrected. Therefore, it is possible to satisfy both the prevention of deterioration of operability and emission and the securing of a large amount of purge.
[0037]
Here, this subroutine corresponds to the purge control means, in particular, steps 201 and 207 correspond to the normal purge gas flow rate setting means (target purge rate setting means), and step 203 corresponds to the initial purge gas flow rate setting means (initial purge rate). The steps 204 and 206 correspond to the learning progress degree determination means, and the step 202 corresponds to the switching means.
[0038]
Returning to FIG. 3, the description will be continued.
In steps 104 to 112, the purge ON permission condition is determined.
That is, in steps 104 to 108, it is determined whether or not the ignition switch is OFF, the engine is stalled, the starter switch is ON, the engine is idling (idle switch ON), and the vehicle speed VSP is low. Proceeding to FIG. 4 (step 125), purging is prohibited.
[0039]
In step 109, the purge permission lower limit basic fuel injection amount (purge permission lower limit TP) TPCPC is obtained from the engine speed NE with reference to the characteristic table shown in FIG. In step 110, the actual basic fuel injection amount TP is compared with the purge permission lower limit basic fuel injection amount TPCPC. If TP <TPCPC (load is too small), purge is similarly prohibited.
[0040]
In step 111, the intake air flow rate QH0 obtained from the throttle valve opening TVO and the engine speed NE is compared with a predetermined upper limit value EVPCGH. If QH0> EVPCGH (the load is too large), the same applies. Purging is prohibited.
Further, in step 112, it is checked whether the air-fuel ratio feedback control (ramcon) is being clamped. If clamped, purge is similarly prohibited.
[0041]
If all of the determinations at steps 104 to 112 are NO, the purge ON permission condition is satisfied, and the routine proceeds to FIG. 4 (step 113), where purge ON is permitted.
FIG. 4 is a job executed subsequent to FIG. 3, and calculation of the purge gas flow rate (herein referred to as purge valve flow rate) passing through the purge control valve and the ON duty of the purge control valve (herein referred to as purge valve duty); Concentration learning is permitted.
[0042]
The case where the purge ON permission condition is satisfied and the case where it is not satisfied will be described separately.
[When the purge ON permission condition is satisfied]
In step 113, purge ON is permitted.
Next, at step 114, the pressure difference correction rate KPVQH for the purge valve flow rate is obtained from the intake air flow rate QH0 obtained from the throttle valve opening TVO and the engine speed NE with reference to the characteristic table shown in FIG. This differential pressure correction rate KPVQH is a correction rate for changing the flow rate due to the differential pressure before and after the purge valve flow path area is constant.
[0043]
It should be noted that the basic fuel injection amount TP is closer to the purge valve differential pressure than QH0 in terms of phase during transition, and it is better to use TP, but TP is related to the purge valve differential pressure at atmospheric pressure and intake air temperature. Here, QH0 was used.
Next, at step 115, the voltage correction factor KPVVB of the purge valve flow rate is obtained from the battery voltage VB with reference to the characteristic table shown in FIG. This voltage correction factor KPVVB is a correction factor corresponding to the purge valve duty / flow rate relationship that varies depending on the purge valve applied voltage, and of course varies depending on the valve type.
[0044]
Next, at step 116, the target purge valve flow rate QPV is calculated by the following equation.
QPV = (QA * PAGERT) / (KPVQH * KPVQH)
That is, the purge valve flow rate QPV is obtained by multiplying the intake air flow rate QA by the purge rate PAGERT and further correcting with the differential pressure correction rate KPVQH and the voltage correction rate KPVQH. Next, at step 117, the purge valve duty (basic DUTY) EVAP necessary for actually flowing the purge valve flow rate QPV is obtained with reference to the characteristic table shown in FIG.
[0045]
Then, the obtained purge valve duty EVAP is compared with a predetermined upper limit value EVPMAX # (step 118), and if EVAP> EVPMAX #, the purge valve duty EVAP is limited to the upper limit value EVPMAX # (step 119).
Next, at step 120, the purge fuel flow rate QEF is calculated by the following equation.
QEF = QPV * WC
That is, the purge fuel flow rate QEF is obtained by multiplying the purge valve flow rate (purge gas flow rate) QPV by the concentration learning value (learning value of the fuel concentration in the purge gas) WC. This portion corresponds to the purge fuel flow rate calculation means.
[0046]
Next, at step 121, the purge air flow rate QEA is calculated by the following equation.
QEA = QPV-QEF
This is because the remainder obtained by subtracting the purge fuel flow rate QEF from the purge valve flow rate (purge gas flow rate) QPV corresponds to the purge air flow rate QEA. This portion corresponds to the purge air flow rate calculation means.
[0047]
Next, in step 122, it is checked whether the routine has been passed through the previous time. If it is the first time, in step 123, the flag that has been passed once is set (step 123), and then in step 124, concentration learning (WC learning) is performed. Is allowed (# FWCGKOK = 1). If it is not the first time, this job is terminated.
[When the purge ON permission condition is not satisfied]
In step 125, purging is prohibited.
[0048]
In step 126, the purge valve duty EVAP = 0. As a result, the purge valve duty EVAP output from the control unit in the process of FIG. 9 described later also becomes 0, and the purge control valve is controlled to be closed.
Accordingly, in steps 127 and 128, the purge fuel flow rate QEF and the purge air flow rate QEA are both set to zero. When the purge control valve is closed, the purge fuel flowing into the intake manifold becomes zero. However, since this purge fuel is diffused in the intake manifold and is delayed in phase, the purge fuel drawn into the cylinder is purged. Fuel does not immediately go to zero. Therefore, the calculation for this point is performed in FIG. 9 as described later.
[0049]
Further, in step 129, the permission of density learning is canceled along with purge OFF (# FWCGKOK = 0), and this job is terminated.
FIG. 6 is a job for determining the start and end of density learning (WC learning), and is executed as a rotation synchronization job.
First, in step 301, it is checked whether the various sensors are NG. If there is an NG sensor, in step 302, after the concentration learning value WC = NGWC #, the WC learning flag and RAM are initialized. (Step 310), this job is finished.
[0050]
If the sensor is not NG, the process proceeds to step 303, where it is checked whether WC learning is permitted (# FWCGKOK = 1). If WC learning is not permitted, the job is terminated as it is.
If WC learning is permitted, the learning start permission condition is determined in steps 304 to 306.
[0051]
That is, in step 304, it is checked whether the air-fuel ratio feedback control (ramcon) is being clamped. In step 305, the purge valve duty EVAP is compared with a predetermined lower limit WCGDTY # to check whether EVAP <WCGDTY # (the purge valve duty is too low). In step 306, the intake air flow rate QH0 obtained from the throttle valve opening TVO and the engine speed NE is compared with a predetermined upper limit value WCGQH # to check whether QH0> WCGQH # (the load is too high). .
[0052]
If YES in any of these determinations, WC learning is disabled and the WC learning flag and RAM are initialized (step 310), and the job is terminated.
If all the determinations in steps 304 to 306 are NO, learning starts as the WC learning condition OK. First, in step 307, “end determination” of WC learning is performed. That is, it is checked whether or not the step amount ± PWC of the update amount of the density learning value WC has been added NSSWCGK # times or more.
[0053]
If NSWCCGK has been added more than # times, a flag (# FWC1KAI) indicating that WC learning has been performed once is set in step 308, and the concentration learning value WC is The update is clamped to the average value of WC immediately before the addition of the number of steps.
WC = (OLDWC1 + OLDWC2) / 2
Subsequently, after the WC learning flag and RAM are initialized (step 310), this job is terminated.
[0054]
If it is determined in step 307 that the step ± PWC of the update amount of the concentration learning value WC has not been added NSSWCGK # times or more, the process branches to FIG.
FIG. 7 is a job executed subsequent to FIG. 6 and is a main job of concentration learning (WC learning), and corresponds to purge fuel concentration learning means.
A branch to this job occurs when purge is ON, the WC learning condition is OK, and the step number ± PWC of the update amount of the concentration learning value WC is less than NSWCCG #.
[0055]
First, in step 311, it is checked whether it is the first time after entering WC learning. If it is the first time, in step 312, the average value ALPAV of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α calculated by the job of FIG. Store in the starting holding RAM = ALPST to prepare for learning.
Next, in step 313, referring to the characteristic table shown in FIG. 18, an integrated amount IWC of the update amount of the density learning value WC is obtained from the current density learning value WC.
[0056]
Here, the concentration learning value WC is used for calculating the integral amount IWC of the update amount. When the fuel concentration in the purge gas is high, the change in the actual concentration decreases rapidly, so that it is constant regardless of the fuel concentration ( In this case, the update amount of the concentration learning value does not catch up, and the concentration learning value remains shifted to a value larger than the actual concentration, and the fuel injection amount This is to prevent a lean error from occurring due to an excessive reduction correction amount. On the contrary, in the thinned region, the renewal amount is too large with respect to the change in the actual concentration, so that the control amount overshoots and hunting occurs in the air-fuel ratio control.
[0057]
That is, the update amount of the concentration learning value WC is solved by referring to the concentration learning value WC that can predict the change rate of the fuel concentration.
As a result, the update amount of the concentration learning value WC corresponding to the actual change rate of the fuel concentration accompanying the progress of the canister purge can be obtained from the initial stage of the purge.
[0058]
Next, at step 314, a change amount (change amount from the start of learning) Δα of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is calculated by the following equation.
Δα = ALPAV−ALPST
That is, the current average value ALPAV of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is read, and the average value ALPST at the start of learning is subtracted therefrom to obtain the change amount Δα from the start of learning.
[0059]
Next, at step 315, it is checked whether ALPAV = ALPST has no change (Δα = 0). If there is no change, it is determined that the actual fuel concentration matches the learning value, and at step 316, concentration learning is performed. The value update amount ΔWC = 0.
If Δα = 0 is not satisfied, it is checked in step 317 whether Δα is positive or negative.
If Δα is negative, the air-fuel ratio changes to the rich side compared to before purging when purge is turned on, and α is reduced to compensate for it, so the actual fuel concentration is maintained at the current level. It can be determined that the value is “darker” than the value (the current concentration learning value is not enough to correct the injection amount).
[0060]
Therefore, if Δα is negative, the concentration learning value WC is increased. At this time, in step 318, it is checked whether the learning update direction is reversed with respect to the previous update. In step 319, + PWC, which is a large update amount step for accelerating learning convergence, is added as the update amount ΔWC (ΔWC = + PWC). If not inverted, in step 322, + IWC, which is an integral of a small update amount obtained according to the density change based on the density learning value WC, is added (ΔWC = + IWC).
[0061]
If Δα is positive, the air-fuel ratio is changed to the lean side when purging is turned on, and α is increased to correct it, so the actual fuel concentration is maintained at the current level. It can be judged that it is much thinner than the value.
Therefore, if Δα is positive, the concentration learning value WC is decreased. At this time, in step 323, it is determined whether the learning update direction is reversed with respect to the previous update. In step 324, -PWC, which is a large update amount step for accelerating learning convergence, is added as the update amount ΔWC (ΔWC = -PWC). If not inverted, in step 327, -IWC, which is an integral of a small update amount obtained according to the density change based on the density learning value WC, is added (ΔWC = -IWC).
[0062]
When adding step ± PWC, in step 320 or step 325, the WC immediately before the addition of the step is stored from the newest to the previous two (OLDWC1 to OLDWC2 and WC to OLDWC1). Then, in step 321 or step 326, the counter indicating the number of times of adding ± PWC for the step is incremented by 1. This counter is used for determining the end of WC learning in step 307 of FIG.
[0063]
Thereafter, this operation is repeated so that the value of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α before and after the purge becomes the same, and the change in the fuel concentration as the purge proceeds so that the air-fuel ratio does not deviate even during the purge. The minutes are corrected sequentially.
Next, at step 328, the current value of the concentration learning value WC (WC -1 ) Is added with the update amount ΔWC to update the density learning value WC.
[0064]
WC = WC -1 + ΔWC
Next, in step 329, the updated density learning value WC is compared with a predetermined upper limit value and lower limit value. If these values are exceeded, the upper limit value and lower limit value are limited, and this job is terminated.
FIG. 8 is a job for calculating the average value ALPAV of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α, and is executed as a REF synchronization job synchronized with the generation of the reference signal REF from the crank angle sensor.
[0065]
O 2 In the air-fuel ratio feedback control using the sensor, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is controlled by a step (P) and an integral (I), and the fluctuation of α is large. The ALPAV is obtained by a simple average of α immediately before) and α when the previous P minutes are added (immediately before addition). This is a technique often used in basic air-fuel ratio learning control.
[0066]
Therefore, in step 401, it is determined whether the air-fuel ratio feedback control (ramcon) is clamped. If clamped, ALPAV = 1.0 and ALPOLD = 1.0 are set in step 402.
If it is not clamped, it is determined in step 403 whether P is added.
If P is added, in step 404, the peak-peak average value ALPAV of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is obtained by the following equation immediately before adding P.
[0067]
ALPAV = (α + ALPOLD) / 2
Next, the current α is held in ALPOLD to prepare for the next time.
Thereafter, in step 405, normal P component calculation is performed, and P component is added to the air-fuel ratio feedback correction coefficient α.
If the P component is not added, a normal I component calculation is performed at step 406 to add the I component to the air-fuel ratio feedback correction coefficient α.
[0068]
Here, steps 403 to 406 correspond to air-fuel ratio feedback correction coefficient setting means.
FIG. 9 is a job for calculating the cylinder intake purge fuel flow rate in consideration of the delay output to the purge control valve and the delay, and is executed as a REF synchronous job.
In step 501, the purge valve duty EVAP is output to the control unit / output port. As a result, the purge control valve is turned on and off. The output to the purge control valve is a pulse signal with a period of 6.4 ms, and the ON time ratio is controlled by the duty.
[0069]
Next, in step 502, the purge fuel flow rate QEF flows into the intake manifold from the purge control valve, and the calculation for approximating the amount of intake into the cylinder with diffusion and transfer delay in the intake manifold is performed as follows. ing.
First, assuming that the diffusion of fuel gas in the intake manifold is caused by a first-order lag, approximation is performed by applying a weighted average to QEF as in the following equation.
[0070]
QEF1 = QEF * EDMP # + QEF1 -1 * (1-EDMP #)
Next, in order to approximate the dead time (simple time delay) in the intake manifold, the final cylinder intake purge fuel flow rate QEFC is obtained by bringing the QEF1 obtained by this job several REF before the memory operation as shown in the following equation. And
QWFC = number of QEF1 value before REF
Of course, since the QEF1 obtained this time is used after several REFs, it is stored in a considerable memory.
[0071]
FIG. 10 shows a job for calculating the cylinder intake air flow rate Q, which is executed every 4 ms, for example.
In step 601, the cylinder intake air flow rate Q used for fuel injection amount calculation is obtained by adding the purge air flow rate QEA to the intake air flow rate QA detected by the air flow meter, as shown in the following equation. This portion corresponds to cylinder intake air flow rate calculation means.
[0072]
Q = QA + QEA
By correcting the purge air component from the canister that is not measured by the air flow meter and sucked into the engine in this way, it is possible to prevent an air-fuel ratio lean error that increases particularly as desorption progresses.
FIG. 11 shows a correction of the fuel injection amount based on the WC learning result and an idling aiming at preventing deterioration of drivability due to a change in torque by increasing the intake air amount to the engine by the amount of purge air of the canister. This is a job for correcting the control valve opening, and is executed, for example, every 10 ms.
[0073]
First, at step 701, a normal basic fuel injection amount (basic injection pulse width) TP is obtained by the following equation from the cylinder intake air flow rate Q and the engine speed NE as usual. This portion corresponds to basic fuel injection amount calculation means.
TP0 = Q * KCONST # / NE
TP = TP0 * FLOAD + TP -1 * (1-FLOAD)
Here, KCONST # is a proportional constant conventionally used, and FLOAD is a weighted average coefficient for phase matching of TP to the cylinder intake.
[0074]
Next, in step 702, the cylinder intake purge fuel flow rate QEFC obtained in FIG. 9 is converted into units corresponding to the injection pulse width by the following equation to obtain the purge fuel amount (a reduction correction amount corresponding to the cylinder intake purge fuel flow rate) TEFC.
TEFC = QEFC * KFQ ## * KCONST # / NE
Here, KFQ # is a correction coefficient for the purge gas specific gravity.
[0075]
Next, at step 703, as shown in the following formula, the purge fuel amount (decrease correction amount corresponding to the cylinder intake purge fuel flow rate) TEFC is subtracted from the basic fuel injection amount TP to eliminate the purge fuel component. A purge fuel subtraction basic fuel injection amount TPE which is an injection amount is obtained. This portion corresponds to the purge fuel subtraction basic fuel injection amount calculation means.
[0076]
TPE = TP-TEFC
Next, at step 704, based on the purged fuel subtraction basic fuel injection amount TPE, the target fuel / air ratio TFBYA, the air / fuel ratio feedback correction coefficient α, etc. are corrected as shown in the following equation to obtain the final fuel injection amount TI ( Sequential injection). This portion corresponds to the fuel injection amount calculation means.
[0077]
TI = TPE * TFBYA * α * 2 + TS
Here, TS is an invalid pulse width.
Thus, by using TPE instead of the conventional TP, it is possible to reduce the amount of purge fuel from the fuel injection amount, so that a large amount of purge can be performed without deteriorating the air-fuel ratio when the purge is turned on including transients. It becomes possible.
[0078]
Next, the calculation part (steps 705 and 706) of the idle speed control specification will be described.
This is because the duty correction amount ICEVP corresponding to the purge air flow rate QEA is subtracted during the purge from the duty (ISC duty) to the normal idle control valve, so that the difference in intake air amount when the purge is ON and OFF The purpose is to prevent the deterioration of drivability due to sudden changes in torque.
[0079]
In step 705, the duty correction amount ICEVP is calculated by converting the purge air flow rate QEA into the ISC duty for the idle control valve as in the following equation.
ICEVP = QEA * ISCEVG # / (KPVQH * KPVVB)
Here, ISCEVG # is a coefficient for converting the purge air flow rate QEA into an ISC duty. KPVQH and KPVVB are the above-described differential pressure correction rate and voltage correction rate.
[0080]
Next, at step 706, the duty correction amount ICEVP is subtracted from the normal ISC duty to obtain a calculated duty (ON duty) ISCON to the idle control valve, and this is output.
ISCON = (normal ISC duty) −ISCEVP
FIG. 12 shows an initialization job, which corresponds to learning initialization means, and is executed only once when the engine is started.
[0081]
In step 801, the density learning value WC is initialized by giving an initial value. The initial value here is 0% or a predetermined value. The predetermined value may be a lower limit value of the fuel concentration in the purge gas on the market or an intermediate value in the use range.
Next, the function and effect of the present embodiment will be described with reference to FIG.
If the fuel concentration becomes high due to evaporative fuel or the like generated while the engine is stopped, a deviation from the previously learned concentration learning value occurs. For this reason, at the time of the first purge at the next engine start, if a large amount of purge is performed, the deviation in concentration cannot be corrected, which adversely affects emissions and operability. That is, when the target purge rate is given from the beginning (conventional example 1), the concentration deviation is large * the high purge rate, and the air-fuel ratio error becomes large.
[0082]
Therefore, in the present invention, the initial purge rate after start-up is limited to a low purge rate (initial purge rate), and the concentration deviation is corrected (relearned) under conditions that have little influence. Then, after the correction is completed, that is, after the learned value catches up with the actual concentration, the purge rate is switched to the target purge rate, and a large-scale purge is performed. Therefore, it is possible to quickly shift to large-scale purge, and it is possible to achieve both prevention of deterioration of operability and emission and securing of large-scale purge.
[0083]
On the other hand, when the purge rate is initially reduced and gradually increased (conventional example 2), the air-fuel ratio error is small, but the purge amount is also reduced.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, even if there is a deviation between the actual fuel concentration and the learned value when the engine is started, the purge gas flow rate is smaller than the normal value until the deviation is corrected. Because it can be suppressed, the impact on emissions and operability can be avoided, and when the deviation in fuel concentration is corrected, it is possible to quickly shift to normal large-scale purge. The effect that both can be made compatible is obtained.
[0085]
Also, By setting an initial purge rate smaller than the normal target purge rate at the first purge after start-up, the purge gas flow rate can be made to correspond to the intake air flow rate at this time as well.
Claim 2 According to the present invention, the learning convergence state can be accurately grasped by determining the progress of learning based on whether or not the update increase / decrease direction of the fuel concentration learning value is reversed a predetermined number of times or more. can get.
[0086]
Claim 3 According to the invention, the learning value of the fuel concentration is initialized every time the engine is started, and the relearning of the fuel concentration is always started from a predetermined value. The effect that it can suppress is acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention.
FIG. 2 is a system diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a job for calculating a purge rate and the like.
FIG. 4 is a flowchart of a job following FIG.
FIG. 5 is a flowchart of a purge rate calculation subroutine.
FIG. 6 is a flowchart of a job for determining the start and end of density learning.
FIG. 7 is a flowchart of a density learning main job following FIG.
FIG. 8 is a flowchart of an air-fuel ratio feedback control job.
FIG. 9 is a flowchart of a cylinder suction purge fuel flow rate calculation job.
FIG. 10 is a flowchart of a cylinder intake air flow rate calculation job.
FIG. 11 is a flowchart of a job for calculating a fuel injection amount and the like.
FIG. 12 is a flowchart of a job for calculating a weight loss correction rate.
FIG. 13 is a diagram showing an example of characteristics of a target purge rate calculation table
FIG. 14 is a diagram showing a characteristic example of a purge permission lower limit TP calculation table.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of characteristics of a differential pressure correction rate calculation table.
FIG. 16 is a diagram illustrating a characteristic example of a voltage correction factor calculation table.
FIG. 17 is a diagram showing a purge valve duty calculation table
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of characteristics of an IWC calculation table.
FIG. 19 is a diagram showing the effect of the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Air cleaner
3 Throttle valve
4 Intake manifold
5 Fuel injection valve
6 Exhaust passage
7 Control unit
8 Air flow meter
9 Crank angle sensor
10 O 2 Sensor
11 Bypass passage
12 Idle control valve
13 Fuel tank
14 Canister
15 Evaporative fuel introduction pipe
16 Fresh air inlet
17 Purge passage
18 Purge control valve

Claims (3)

エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備える一方、
燃料タンクからの蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
このキャニスタに新気を導入することによって脱離させた蒸発燃料を含むパージガスをエンジン吸気通路のスロットル弁下流に導くパージ通路に介装されたパージガス流量制御用のパージ制御弁と、
このパージ制御弁の開度を制御してパージガス流量を制御するパージ制御手段と、
を備えるエンジンの蒸発燃料処理装置において、
エンジンの運転条件に基づいて基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量算出手段と、
排気通路に設けた空燃比センサからの信号に基づいて燃料噴射量を補正するための空燃比フィードバック補正係数を設定する空燃比フィードバック補正係数設定手段と、
空燃比フィードバック補正係数の変化に基づいてパージガス中の燃料濃度を学習するパージ燃料濃度学習手段と、
前記パージ制御手段によるパージガス流量と燃料濃度の学習値とに基づいてパージ燃料流量を算出するパージ燃料流量算出手段と、
基本燃料噴射量からパージ燃料流量分を減算してパージ燃料分減算基本燃料噴射量を算出するパージ燃料分減算基本燃料噴射量算出手段と、
パージ燃料分減算基本燃料噴射量と空燃比フィードバック補正係数とに基づいて前記燃料噴射弁による燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
エンジンの運転状態に基づいて通常のパージガス流量を設定すべく、吸入空気流量に対応したパージガス流量となるように、吸入空気流量に対するパージガス流量の割合として目標パージ率を設定する通常用パージガス流量設定手段と、
エンジン始動後の初回用に前記通常のパージガス流量より少量の初期パージガス流量を設定すべく、前記目標パージ率より小さな固定値の初期パージ率、若しくは、前記目標パージ率より小さくなるように前記目標パージ率に所定の補正率を乗じて得た初期パージ率を設定する初期パージガス流量設定手段と、
前記パージ燃料濃度学習手段による燃料濃度学習の進行度合を判定する学習進行度合判定手段と、
エンジン始動後から燃料濃度学習が進行するまで、前記パージ制御手段により制御するパージガス流量を前記初期パージガス流量設定手段により設定される初期パージガス流量とし、燃料濃度学習の進行後に前記通常用パージガス流量設定手段により設定される通常のパージガス流量に切換える切換手段と、
を設けたことを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
While equipped with a fuel injection valve that injects fuel into the engine,
A canister that adsorbs fuel vapor from the fuel tank;
A purge control valve for controlling the purge gas flow rate interposed in the purge passage for guiding the purge gas containing the evaporated fuel desorbed by introducing fresh air into the canister downstream of the throttle valve of the engine intake passage;
Purge control means for controlling the purge gas flow rate by controlling the opening of the purge control valve;
In an engine evaporative fuel processing apparatus comprising:
Basic fuel injection amount calculating means for calculating a basic fuel injection amount based on engine operating conditions;
Air-fuel ratio feedback correction coefficient setting means for setting an air-fuel ratio feedback correction coefficient for correcting the fuel injection amount based on a signal from an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage;
Purge fuel concentration learning means for learning the fuel concentration in the purge gas based on a change in the air-fuel ratio feedback correction coefficient;
A purge fuel flow rate calculating means for calculating a purge fuel flow rate based on a purge gas flow rate by the purge control unit and a learned value of the fuel concentration;
A purge fuel subtraction basic fuel injection amount calculating means for subtracting the purge fuel flow amount from the basic fuel injection amount to calculate a purge fuel subtraction basic fuel injection amount;
A fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount by the fuel injection valve based on a purge fuel subtraction basic fuel injection amount and an air-fuel ratio feedback correction coefficient;
A normal purge gas flow rate setting means for setting a target purge rate as a ratio of the purge gas flow rate to the intake air flow rate so as to be a purge gas flow rate corresponding to the intake air flow rate in order to set a normal purge gas flow rate based on the operating state of the engine When,
In order to set an initial purge gas flow rate smaller than the normal purge gas flow rate for the first time after engine startup , the target purge rate is set to a fixed initial purge rate smaller than the target purge rate or smaller than the target purge rate. Initial purge gas flow rate setting means for setting an initial purge rate obtained by multiplying the rate by a predetermined correction rate ;
A learning progress degree determining means for determining a progress degree of fuel concentration learning by the purge fuel concentration learning means;
The purge gas flow rate controlled by the purge control unit is set as the initial purge gas flow rate set by the initial purge gas flow rate setting unit until the fuel concentration learning progresses after the engine is started, and the normal purge gas flow rate setting unit is set after the progress of fuel concentration learning. Switching means for switching to the normal purge gas flow rate set by
An evaporative fuel processing device for an engine characterized by comprising:
前記学習進行度合判定手段は、燃料濃度の学習値の更新増減方向が所定回以上反転したか否かによって学習の進行度合を判定するものであることを特徴とする請求項1記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。2. The engine evaporation according to claim 1, wherein the learning progress degree determining means is configured to determine the learning progress degree based on whether or not the update increase / decrease direction of the fuel concentration learning value is reversed a predetermined number of times or more. Fuel processor. 前記パージ燃料濃度学習手段による燃料濃度の学習値をエンジンの始動時毎に初期化する学習初期化手段を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。 3. The evaporative fuel processing device for an engine according to claim 1 , further comprising learning initialization means for initializing a learned value of fuel concentration by said purge fuel concentration learning means every time the engine is started.
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