JPH0227167Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、蒸発燃料パージ通路が合流するよう
にされたエンジンの吸気通路もしくは燃焼室に臨
設された燃料噴射弁の噴射量を制御するエンジン
の燃料噴射量制御装置に関する。

（従来技術） 一般に、燃料噴射量制御装置によつて燃焼室へ
供給される燃料の量が制御されるエンジンは、例
えば、気化器から燃料が供給されるエンジンに比
して、空燃比制御精度などの点で優れたものとさ
れ得、特に、排気系にO₂センサを設置してこれ
から得られる検出信号にもとずいて空燃比をフイ
ードバツク制御する燃料噴射量制御装置が適用さ
れたエンジンにあつては、排気ガス中の有害成分
を極めて効果的に低減できる利点を有するものと
される。

ところが、斯かるO₂センサを用いて空燃比を
フイードバツク制御する燃料噴射量制御装置によ
り燃料噴射量が制御されるエンジンにおいて、空
燃比（Ａ／Ｆ）が大きく減少して、混合気がいわ
ゆるオーバーリツチな状態となる事態が、不規則
に生じることが確認されている。

このような不所望な現象の発生に関して、以下
に述べる如くのことが明らかとされている。

即ち、通常、車輌に搭載されるエンジンにあつ
ては、例えば、実公昭52−9454号公報にも示され
ている如く、大気汚染防止のため、自動車の燃料
タンクで発生する燃料蒸発ガスを、エンジンの停
止時には活性炭等の吸着剤を収納したキヤニスタ
内に蓄えておき、エンジンの作動中に吸気負圧を
利用して、吸気通路に開口させたパージ通路を介
して吸気通路内に供給し、燃料の一部として消費
されるようになすことが行われている。一方、
O₂センサから得られる検出信号にもとずいて空
燃比をフイードバツク制御する燃料噴射量制御装
置が適用されたエンジンにあつては、O₂センサ
の故障等が生じたとき、車輌の走行に著しい支障
を来すことがないように、フイードバツクされる
空燃比情報が異常値を示すものとなつたときに
は、燃料噴射量を予め定めた範囲内に制限するこ
とが行われる。このため、例えば、吸入空気量と
エンジン回転数とをもとにして算出される基本燃
料噴射量にもとずいて燃料噴射弁から噴射される
燃料噴射量の可変幅が、所定の範囲、例えば、±
20％程度に制限される。従つて、燃料噴射量制御
装置によつて制御されるエンジンにあつては、燃
料噴射弁から噴射される燃料の量は、基本燃料噴
射量に対しては最大20％程度しか減量補正されな
いことになる。

ところが、このようなエンジンの燃焼室に供給
される燃料は、燃料噴射弁から噴射される燃料に
加えて、上述したように、蒸発燃料パージ通路を
介して吸気通路に供給される、キヤニスタ内に蓄
えられた燃料タンクからの蒸発燃料ガスをも含む
ものとなり、この吸気通路に供給される蒸発燃料
ガスによつて上述したO₂センサ制御系による補
正幅を越える燃料がエンジン内で消費されること
になるときには、その補正幅を越える燃料の増加
分に対しては基本燃料噴射量にもとずく燃料噴射
弁からの燃料噴射量の減量補正では補正できず、
その結果混合気がオーバーリツチの状態になつて
しまう事態が生じるのである。

上述の如くの蒸発燃料ガスに起因する問題を解
消するための一つの手段としは、燃料タンク内で
発生してキヤニスタを介して吸気通路に供給され
る蒸発燃料ガスの量を計測し、吸気通路に蒸発燃
料ガスが多量の供給されて空燃比を大きく変動さ
せる虞れのあるときには、O₂センサ制御系にお
ける基本燃料噴射量を強制的に減少させ、燃料噴
射弁から噴射される燃料の量を減少させる制御を
行うようにすることが考えられる。しかしなが
ら、蒸発燃料ガスが吸気通路に多量に供給される
ことになる時期は不定であり、その量の変動も激
しく、従つて、吸気通路に供給される蒸発燃料ガ
スの量を正確に測定することは極めて困難であ
る。このため従来、比較的簡単に、かつ、正確
に、吸気通路に供給される蒸発燃料ガスの量を検
出して、上述の如くの問題を解消できるようにな
すことが望まれていた。

（考案の目的） 斯かる点に鑑み本考案は、吸気通路にキヤニス
タからのパージ通路を合流させるようにした燃料
噴射エンジンと協働して、吸気通路に供給される
蒸発燃料ガスの量を簡単な手法により実質的に検
出し、吸気通路に供給される蒸発燃料ガスの量が
増大するとき、燃料噴射弁から噴射させる燃料の
量を適切に減少させて、混合気の空燃比を大きく
変動させることがないように燃料噴射量を制御
し、その結果、排気ガス中の有害成分の低減化が
はかられるとともに、それが適用されたエンジン
を搭載した車輌の燃費あるいは走行性能を良好な
ものにできるようにされた、エンジンの燃料噴射
量制御装置を提供することを目的とする。

（考案の構成） 本願考案者の各種の実験及び検討の結果、吸気
通路に供給される蒸発燃料ガスが増大する主原因
が燃料タンク内の燃料温度の上昇にもとずくもの
であることが解明された。即ち、燃料タンク内の
燃料は燃料ポンプによつて燃料噴射弁に圧送さ
れ、この圧送された燃料はプレツシヤレギユレー
タにより燃圧を調整され、余分に圧送された燃料
は燃料タンクに還流されるが、この還流された燃
料は燃料噴射弁が燃焼室あるいはこれに隣接する
吸気通路に配される関係上、比較的高い温度に昇
温されたものとなる。そして、高温とされた燃料
が多量に燃料タンクに還流されると、燃料タンク
内の燃料温度が上昇して蒸発燃料ガスが多量に発
生するものとされる。このときの燃料タンク内の
燃料蒸気圧（Kg／cm²）と燃料温度（℃）とは、第
２図に示される如く、燃料温度が上昇するに従つ
て燃料蒸気圧が増大する関係となり、このため、
燃料温度が上昇するに従つて、燃料タンクからキ
ヤニスタに送出される蒸発燃料ガスの量が増大さ
れ、さらに、キヤニスタからパージ通路を介して
吸気通路に供給される蒸発燃料ガスの量が増大す
るのである。

特に、吸気通路に供給される蒸発燃料ガスの量
は、例えば、エンジン負荷が比較的小である暖機
運転状態が比較的長時間継続された後発進すると
き等において、増大する傾向がある。

本考案は、上述の如くの解明結果に着目してな
されたもので本考案に係るエンジンの燃料噴射量
制御装置は、燃料タンクから蒸発燃料が送り込ま
れるキヤニスタに連結されたパージ通路が合流す
るエンジンの吸気通路と、この吸気通路もしくは
燃焼室に臨設された燃料噴射弁と、エンジンの負
荷状態を検出する負荷状態検出手段と、エンジン
回転数またはこれに対応する情報を検出する回転
数検出手段と、燃料タンク内の燃料の温度または
これに対応する情報を検出する燃料温度検出手段
と、パージ通路を介して蒸発燃料が吸気通路に供
給される状態を検出するパージ検出手段と、燃料
タンク内の燃料の残留量を検出する残留燃料量検
出手段とを有し、さらに、負荷状態検出手段及び
回転数検出手段から得られる信号をもとに燃料噴
射量を算出し、燃料噴射量にもとずく量の燃料が
燃料噴射弁から噴射されるようにするとともに、
燃料温度検出手段、パージ検出手段及び残留燃料
量検出手段から得られる信号にもとずいて、吸気
通路にパージ通路を介して蒸発燃料が供給されて
いるとき、燃料タンク内の燃料の温度の上昇と残
留燃料量の減少とに従つて、燃料噴射量にもとず
いて燃料噴射弁から噴射される燃料の量を減少さ
せるように制御する燃料噴射制御手段とを備えて
構成される。

このように構成されることにより、吸気通路に
供給される蒸発燃料ガスの量を、実質的に、容易
に検出できることになり、この蒸発燃料ガスの量
が増大するときには燃料噴射弁から噴射される燃
料を適切に減少させて、混合気の空燃比を適正な
ものに維持することができる。これにより、排気
ガス中の有害成分の低減を効果的にはかることが
できることになる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本考案に係るエンジンの燃料噴射量制
御装置の一例を、これが適用されたエンジンの主
要部とともに示す概略構成図である。図中、簡略
図示されたエンジン本体１には、夫々の所定の態
様で燃焼室に連通する吸気通路２及び排気通路３
が配されており、排気通路３には排気ガス中の酸
素濃度を検出して検出信号IS₀を燃料噴射制御手
段であるコントロールユニツト１００の燃料噴射
量演算回路１０１に供給するO₂センサOSが配置
されている。また、吸気通路２の上流側にはエン
ジン負荷を検出すべくエアフイルターを介して吸
気通路２内に吸入される吸入空気量を、例えば、
超音波ビームを利用し、カルマン渦の発生量を測
定して検出する渦流式のエアフローセンサASが
配されており、このエアフローセンサASから得
られる検出信号ISaはコントロールユニツト１０
０の燃料噴射量演算回路１０１に供給される。

そして、吸気通路２のエアフローセンサASと
サージタンク４との間にはスロツトル弁５が配さ
れ、さらに、吸気通路２の下流側の燃焼室の近傍
には燃料噴射弁７が臨設されている。この燃料噴
射弁７には燃料タンク９から導管１１を通じて燃
料ポンプ１０により燃料が圧送され、燃料噴射弁
７に圧送された燃料はプレツシヤレギユレータ１
２によりその圧力が調整される。そして、燃料噴
射ポンプ１０から燃料噴射弁７に圧送されはした
が燃料噴射弁７からエンジン本体１の燃焼室に向
けて吸気通路２に噴射されることなく余つた燃料
は、導管１４を介して燃料タンク９に還流され
る。また、燃料タンク９には燃料温度を検出する
燃料温度センサHSが設けられており、この燃料
温度センサHSからの燃料温度に応じた検出信号
IScが、コントロールユニツト１００の減量補正
回路１０２に供給されるようになされている。

ここで、燃料タンク９に還流される燃料は昇温
されており、昇温された燃料は燃料タンク９内で
の蒸発燃料ガスの発生を促進して燃料タンク９の
上部空所の燃料蒸気圧を増大させる。このため導
管１６を通じてキヤニスタ１７内に送り込まれる
蒸発燃料ガスの量が増大し、ダイアフラム式負圧
応動弁１８が介装されたパージ通路２０を通じて
吸気通路２のサージタンク４内に供給される蒸発
燃料ガスの量が増大する。

また、ダイアフラム式負圧応動弁１８には、一
端部が吸気通路２のスロツトル弁５より上流側に
開口して、例えば、スロツトル弁５がアイドル開
度以上に開いたとき、ダイアフラム式負圧応動弁
１８の図示されていない負圧導入室に吸気負圧を
導入してパージ通路２０を連通状態にするように
された、導管２１の他端部が接続される。さら
に、ダイアフラム式負圧応動弁１８に付属してパ
ージセンサPSが設けられており、このパージセ
ンサPSは、パージ通路２０が連通状態にあるか
否かを、従つて、キヤニスタ１７からパージ回路
２０を介して蒸発燃料ガスが吸気通路２に供給さ
れる状態にあるか否かを判別して、パージ通路２
０が連通状態にあるときには検出信号ISvを減量
補正回路１０２に供給する。

上述の如くの構成を有する本例の燃料噴射量制
御装置では、燃料噴射弁７から噴射される燃料の
量をコントロールユニツト１００により制御する
ようになされており、このコントロールユニツト
１００は、上述した検出信号ISo及びISaの他に、
例えば、イグニツシヨンパルスから得られるエン
ジン回転数を検出するエンジン回転数センサNS
からのエンジン回転数に応じた検出信号ISnや図
示されていないが、エンジンの冷却水温等のエン
ジン各部の作動状態を検出する各種のセンサから
の作動検出信号、あるいは、燃料タンク９内の残
留燃料量を検出するフロートセンサFSからの残
留燃料量検出信号IS_J等が供給され、これらの検
出信号のうちの検出信号ISo及びISnにもとずい
て、基本燃料噴射量Q₁を算出するとともに、上
述したO₂センサOSからの検出信号ISo等にもと
ずいて、基本燃料噴射量Q₁を補正して、燃料噴
射弁７から噴射させる燃料についての予定燃料噴
射量Q₂を算出する燃料噴射量演算回路１０１と、
燃料タンク９内の残留燃料量をあらわす検出信号
IS_Jと前述した検出信号IS_C及びIS_Vが供給され、
これらの検出信号IS_J，IS_C及びIS_Vにもとずいて
燃料噴射量演算回路１０１に減量補正信号Pbを
供給する減量補正回路１０２とを備えて構成され
ている。

そして、コントロールユニツト１００において
は、まず、燃料噴射量演算回路１０１で検出信号
ISn及びISaにもとずいてエンジン回転数及び吸
入空気量に応じた基本燃料噴射量Q₁を算出し、
その後、O₂センサOSからの検出信号ISo等にも
とずいて、所定の空燃比が得られるように基本燃
料噴射量Q₁を補正して燃料噴射弁７の予定燃料
噴射量Q₂を算出する。

これと同時に、減量補正回路１０２で検出信号
IS_V，IS_C及びIS_Jにもとずいて、パージ通路２０
が連通状態にあるとき、即ち、吸気通路２に蒸発
燃料ガスが供給され得る状態にあるとき、燃料タ
ンク９内の燃料温度が上昇するに従つてそれに応
じた量だけ予定燃料噴射量Q₂を減量させるとと
もに、燃料タンク９内の残留燃料量が減少するに
従つてそれに応じた量だけ予定燃料噴射量Q₂を
減量させるべく、減量補正信号Pbを形成して燃
料噴射量演算回路１０１に供給するようにされて
いる。なお、残留燃料量が減少するに応じて予定
燃料噴射量Q₂を減量させるように補正するのは、
残留燃料量が少ない場合には、燃料タンク９内の
燃料が短時間で昇温されるため燃料タンク９内で
発生する蒸発燃料ガス量が残留燃料量が多い場合
に比して増大するからであり、換言すれば、第２
図に示される特性曲線（燃料蒸気圧−燃料温度）
が変動することになるからである。

上述の構成において、エンジンがアイドリング
時などの低負荷運転状態にあるときには、スロツ
トル弁５が第１図に示される如くの位置にあり、
このときには、導管２１を介してダイアフラム式
負圧応動弁１８に吸気負圧が導入されないのでパ
ージ通路２０は遮断状態とされる。従つて、吸気
通路２内には蒸発燃料ガスが供給されず、また、
パージセンサPSから減量補正回路１０２に検出
信号IS_Vが供給されないので、減量補正回路１０
２から燃料噴射量演算回路１０１へ減量補正信号
Pbが送出されない。このため、コントロールユ
ニツト１００は燃料噴射量演算回路１０１で算出
した予定燃料噴射量Q₂をもつて燃料噴射弁７か
ら燃料を噴射させるべく、制御パルス信号OCpを
形成して燃料噴射弁７に送出する。この結果、エ
ンジンが低負荷運転状態にあるときには、混合気
が蒸発燃料ガスによつてオーバーリツチな状態に
されることなく、所定の空燃比に維持される。

また、スロツトル弁５が第１図で矢示された方
向に回転せしめられてエンジンが低負荷運転状態
を脱すると、導管２１を介してダイアフラム式負
圧応動弁１８に吸気負圧が導入されてパージ通路
２０が連通状態とされる。これにより、キヤニス
タ１７からパージ通路２０を介して吸気通路２に
蒸発燃料ガスが供給されるとともに、パージセン
サPSから減量補正回路１０２へ検出信号IS_Vが供
給され、減量補正回路１０２では検出信号IS_Cが
あらわす燃料温度が上昇するに従つて、また、検
出信号IS_Jがあらわす残留燃料量が減少するに従
つて、燃料噴射量演算回路１０１で算出される予
定燃料噴射量Q₂を減量させるべく減量補正信号
Pbを形成して燃料噴射量演算回路１０１へ供給
する。燃料噴射量演算回路１０１においては、検
出信号ISn及びISaがあらわすエンジン回転数及
び吸入空気量にもとずいて算出された基本燃料噴
射量Q₁が、O₂センサOS等から得られる検出信号
ISo等にもとずいて補正され、この補正された予
定燃料噴射量Q₂が、減量補正信号Pbによりキヤ
ニスタ１７からパージ通路２０を介して吸気通路
２に供給される蒸発燃料ガスの量に対応する噴射
量分だけ減量するようにさらに補正された実際の
燃料噴射量Q₃が形成される。そして、この燃料
噴射量Q₃に応じて燃料噴射弁７からの燃料噴射
がなされるように、燃料噴射量Q₃にもとずく制
御パルス信号OCpが形成されて、燃料噴射弁７に
供給される。これにより、燃料噴射弁７から噴射
された燃料と、吸気通路２に供給された蒸発燃料
ガスとで混合気中の燃料の量が定まり、空燃比が
所定値に維持されるようにされる。

このように、燃料噴射弁７による燃料噴射量が
制御されることにより、蒸発燃料ガスが吸気通路
２に多量に供給されて混合気がオーバーリツチの
状態になろうとするときには、燃料噴射弁７から
の燃料噴射量が吸気通路２に供給された蒸発燃料
ガスに応じて減量され、これにより、混合気の空
燃比が大幅に変動する事態の発生が著しく低減さ
れる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかな如く、本考案に係るエ
ンジンの燃料噴射量制御装置によれば、蒸発燃料
パージ通路を通じて吸気通路に供給される蒸発燃
料ガスの量を簡単な手法により実質的に検出し
て、吸気通路に供給される蒸発燃料ガスの量が増
大するときには、その変化に応じて燃料噴射弁か
ら噴射される燃料の量を減少させて、混合気の空
燃比を大きく変動させることがないようにする燃
料噴射量の制御が行え、これにより、混合気がオ
ーバーリツチな状態になることを回避でき、その
結果、排気ガス中の有害成分の低減化を効果的に
はかることができるとともに、これが適用された
エンジンを搭載した車輌の燃費及び走行性能を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るエンジンの燃料噴射量制
御装置の一例をこれが適用されたエンジンの主要
部とともに示す概略構成図、第２図は燃料タンク
内の燃料温度と燃料蒸気圧との関係を示す特性図
である。 図中、１はエンジン本体、２は吸気通路、５は
スロツトル弁、７は燃料噴射弁、９は燃料タン
ク、１７はキヤニスタ、１８はダイアフラム式負
圧応動弁、２０はパージ通路、２１は導管、１０
０はコントロールユニツト、１０１は燃料噴射量
演算回路、１０２は減量補正回路、OSはO₂セン
サ、ASはエアフローセンサ、FSはフロートセン
サ、HSは燃料温度センサ、PSはパージセンサで
ある。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 燃焼タンクから蒸発燃料が送り込まれるキヤニ
   スタに連結されたパージ通路が合流するエンジン
   の吸気通路と、 該吸気通路もしくは燃焼室に臨設された燃料噴
   射弁と、 エンジンの負荷状態を検出する負荷状態検出手
   段と、 エンジン回転数またはこれに対応する情報を検
   出する回転数検出手段と、 上記燃料タンク内の燃料の温度またはこれに対
   応する情報を検出する燃料温度検出手段と、 上記パージ通路を介して蒸発燃料が上記吸気通
   路に供給される状態を検出するパージ検出手段
   と、 上記燃料タンク内の燃料の残留量を検出する残
   留燃料量検出手段と、 上記負荷状態検出手段及び回転数検出手段から
   得られる信号をもとに燃料噴射量を算出し、該燃
   料噴射量にもとずく量の燃料が上記燃料噴射弁か
   ら噴射されるようにするとともに、上記燃料温度
   検出手段、パージ検出手段及び残留燃料量検出手
   段から得られる信号にもとずいて、上記吸気通路
   に上記パージ通路を介して蒸発燃料が供給されて
   いるとき、上記燃料タンク内の燃料の温度の上昇
   と残留燃料量の減少とに従つて、上記燃料噴射量
   にもとずいて上記燃料噴射弁から噴射される燃料
   の量を減少させるように制御する燃料噴射制御手
   段と、 を具備して構成されたエンジンの燃料噴射量制御
   装置。