JPH0526282Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、故障判定機能を備えたエンジンの空
燃比制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、排気系に配設した空燃比センサの出
力に基づいて、混合気の空燃比を目標空燃比にフ
イードバツク制御するようにした技術は公知であ
る。また、この空燃比センサとしては、排気ガス
中の酸素濃度等から空燃比を検出し、その出力信
号がエンジンに供給される混合気の空気過剰率λ
が１付近すなわち理論空燃比近傍の空燃比で急変
する特性を有するものが知られている（例えば、
特公昭59−138738号公報参照）。

また、燃料タンク等からの蒸発燃料をキヤニス
タ等で吸着し、この蒸発燃料をエンジンの運転に
伴つて吸気系に供給して燃焼させるようにした蒸
発燃料排出抑止装置も公知である。

（考案が解決しようとする問題点） しかして、上記のような空燃比制御において、
この空燃比制御系の故障判定を空燃比センサの出
力が一定時間以上変化しないことに基づいて判定
検出することが考えられる。すなわち、例えば、
検出空燃比がリツチな場合には、供給する混合気
の空燃比をリーン側に修正するものであり、この
リーン側への修正によつても検出空燃比がリーン
側に変化しない場合には、該空燃比センサもしく
は燃料供給系等の空燃比制御系に故障が発生して
いると判定できるものである。

しかるに、前記蒸発燃料排出抑止装置により蒸
発燃料を吸気系に供給している場合には、この蒸
発燃料の供給によつてエンジンに対する混合気の
空燃比はオーバーリツチ状態となり、空燃比制御
系は空燃比をリーン側に移行するように供給空燃
比を修正制御するが、蒸発燃料が非常に多い場合
などには空燃比センサは所定時間以上リツチ状態
を検出してその出力が変化しない状態が生じ、こ
の状態を空燃比制御系の故障発生時であると誤判
定する恐れがある。

上記点に対応して、空燃比制御系の故障判定を
行う際には、前記蒸発燃料排出抑制装置による蒸
発燃料の供給を停止するようにパージバルブを閉
作動することが考えられるが、この蒸発燃料排出
抑制装置に吸着した蒸発燃料が多量に吸気系に供
給されている状態でのパージバルブの閉作動は、
エンジンに供給される空燃比の変動が大きく運転
の安定性が損なわれるとともに、蒸発燃料排出抑
制装置に吸着した蒸発燃料の放出が不十分となつ
てエンジン停止時に吸着燃料が残留して蒸発燃料
の吸着能力が低下する問題を有する。

そこで、本考案は上記事情に鑑み、空燃比制御
系の故障判定における蒸発燃料供給時の誤判定の
発生を防止するようにしたエンジンの空燃比制御
装置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案の空燃比制御装置は、空気過剰率λが１
付近で出力が急変する空燃比センサの出力に基づ
いて混合気の空燃比を目標空燃比に制御するもの
において、エンジン回転数と負荷に対応して設定
したフイードバツクゾーン内の高吸気量側に故障
判定ゾーンを設定し、運転状態が該故障判定ゾー
ンに移行してから前記蒸発燃料排出抑止装置によ
る吸気系への蒸発燃料の供給が終了する時間に相
当する所定時間経過後で吸気系への蒸発燃料の供
給量が所定量以下の故障判定可能状態を判定する
蒸発燃料供給判定手段と、該蒸発燃料供給判定手
段および空燃比センサの信号を受け、上記故障判
定可能状態でかつ空燃比センサの出力が一定時間
以上反転しないときに空燃比制御系の故障を判定
検出する故障判定手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

第１図は本考案の構成を明示するための全体構
成図である。

エンジン１の吸気通路２には気化器等の燃料供
給手段３が配設され、またこの吸気通路２には蒸
発燃料排出抑止装置４からの蒸発燃料供給通路５
が接続されている。この蒸発燃料排出抑止装置４
は、燃料タンク等における蒸発燃料をエンジン停
止時には吸着保持し、エンジン運転時にはそのま
ま蒸発燃料供給通路５を介して吸気系に供給する
ものである。

また、エンジン１の排気通路６には排気ガスの
酸素濃度等から供給空燃比を検出する空燃比セン
サ７が配設されている。この空燃比センサ７は、
空気過剰率λが１付近で出力が急変する検出特性
を有している。上記空燃比センサ７の検出信号は
空燃比制御手段８に出力され、検出空燃比が目標
空燃比となるように燃料供給量を設定し、前記燃
料供給３に制御信号を出力するものである。

一方、上記空燃比センサ７の検出信号を受ける
故障判定手段９は、さらに、前記蒸発燃料排出抑
止装置４による吸気系への蒸発燃料の供給量が所
定値以下の状態を検出する蒸発燃料供給判定手段
１０の信号を受け、蒸発燃料の供給量が所定量以
下でかつ前記空燃比センサ７の出力が一定時間以
上変化しないときに空燃比制御系の故障を判定検
出し、故障検出信号は空燃比制御手段８等に出力
される。

上記蒸発燃料供給判定手段１０は、エンジン回
転数と負荷に対応して設定したフイードバツクゾ
ーン内の高吸気量側に故障判定ゾーンを設定し、
運転状態が該故障判定ゾーンに移行してから、前
記蒸発燃料排出抑止装置４による吸気系への蒸発
燃料の供給が終了する時間に相当する所定時間が
経過した時を、吸気系への蒸発燃料の供給量が所
定量以下となつた故障判定可能状態として判定す
るものである。

（作用） 上記のような空燃比制御装置では、空燃比制御
系の故障判定はエンジンの運転状態がフイードバ
ツクゾーンの高吸気量側に故障判定ゾーンとなつ
ているときにのみ行い、この故障判定ゾーンに移
行した時には、前記蒸発燃料排出抑止装置による
吸気系への蒸発燃料の供給が終了する時間に相当
する所定時間が経過した後に故障判定を開始する
ものであり、蒸発燃料排出抑止装置によつて多量
の蒸発燃料が吸気系に供給されている可能性のあ
る場合には空燃比制御系の故障判定は行わず、上
記のように吸気量が多く蒸発燃料の吸気系への供
給が早期に終了する故障判定ゾーンで蒸発燃料の
供給量が所定量以下となつた故障判定可能状態
で、空燃比センサの出力が一定時間以上反転しな
いという条件で空燃比制御系の故障を判定検出
し、蒸発燃料の供給に伴う空燃比制御系の故障の
誤判定を生じないようにしている。

（実施例） 以下、図面に沿つて本考案の実施例を説明す
る。第２図は具体例のエンジンの空燃比制御装置
の概略構成図である。

エンジン１の燃焼室１５に吸気を供給する吸気
通路２には、上流側からエアクリーナ１６、燃料
を供給する燃料供給手段３としての気化器１７、
吸気量を制御するスロツトル弁１８が配設されて
いる。

上記吸気通路２にはスロツトル弁１８下流側に
蒸発燃料を供給する蒸発燃料排出抑止装置４から
の蒸発燃料供給通路５が接続され、この蒸発燃料
供給通路５の上流端はパージバルブ１９を介して
キヤニスタ２０に接続されている。該キヤニスタ
２０は蒸発燃料を吸着する吸着材２０ａが内装さ
れ、燃料タンク（図示せず）からの蒸発燃料がパ
イプ２１によつて導入され、吸着した蒸発燃料は
吸入口２０ｂからのエアと共にパージバルブ１９
の開作動時に吸気通路２に供給される。上記パー
ジバルブ１９は、スロツトル弁１８が所定開度開
いたときに吸気負圧が負圧通路２２によつて導入
され、この吸気負圧によつて開作動して吸着材２
０ａに吸着した蒸発燃料を供給するものであり、
アイドル時には上記パージバルブ１９が閉じてバ
イパス通路５ａからパイプ２１を経て燃料タンク
内の蒸発燃料を供給するものである。

また、排気通路６には空燃比センサ７が配設さ
れ、この空燃比センサ７の出力は空気過剰率λが
１付近で急変し、空気過剰率λが１より大きく空
燃比が理論空燃比より大きいリツチな状態では起
電力が大きく出力レベルが高くなる一方、空気過
剰率λが１より小さく空燃比が理論空燃比より小
さいリーンな状態では起電力が小さく出力レベル
が低くなる出力特性を有している。この空燃比セ
ンサ７の検出信号はエンジンコントロールユニツ
ト２３に出力され、その信号に応じて検出空燃比
が目標空燃比となるように気化器１７のソレノイ
ド１７ａにフイードバツク制御信号が出力され
る。また、上記コントロールユニツト２３にはエ
ンジン１の運転状態を検出するために回転センサ
２５からのエンジン回転信号、負圧センサ２６か
らの吸気負圧信号、大気圧センサ２７からの大気
圧信号がそれぞれ入力される。

そして、上記コントロールユニツト２３は、前
記第１図における空燃比制御手段８、故障判定手
段９および蒸発燃料供給判定手段１０の各手段の
機能を備え、エンジン回転数と吸気負圧（負荷）
に応じてエンジンの運転状態がエンリツチゾーン
かフイードバツクゾーンかを判定し、フイードバ
ツクゾーンにある場合には空燃比センサ７の出力
に基づく検出空燃比がリツチ側にある場合には制
御信号をリーン側に修正し、リーン側ある場合に
は制御信号をリツチ側に修正し、検出空燃比が目
標空燃比（理論空燃比）となるようにフイードバ
ツク制御を行う。また、上記フイードバツクゾー
ンにおいて比較的高負荷高回転域の故障判定ゾー
ンにあるか否かを判定し、故障判定ゾーンとなる
と所定時間が経過して蒸発燃料の供給が終了し蒸
発燃料の供給量が所定値以下となつたときに、空
燃比センサ７の出力が変化しない状態が所定時間
継続した場合を故障発生時として判定検出するも
のである。

上記コントロールユニツト２３の作動を第３図
のフローチヤートに基づいて説明する。スタート
後、ステツプS1でイニシヤライズを行い、ステ
ツプS2でエンジン回転数Ｒ、吸気負圧Ｂおよび
空燃比センサ出力V₀を読み込むとともに、ステ
ツプS3で大気圧Ａを読み込む。

そして、ステツプS4でエンジン回転数Ｒが第
２設定値R₂以下か否か、ステツプS5で吸気負圧
Ｂ（mmHg）が第２設定値B₂以下か否かを判定す
る。エンジン回転数Ｒが第２設定値R₂以下でか
つ吸気負圧Ｂが第２設定値B₂以下の領域がフイ
ードバツクゾーンであり、これ以外の高回転側お
よび高吸気負圧（高負荷）側の領域がエンリツチ
ゾーンであり、さらに、上記フイードバツクゾー
ンでもエンジン回転数Ｒが第１設定値R₁以上で
かつ吸気負圧Ｂが第１設定値B₁以上の領域が故
障判定ゾーンである。

上記ステツプS4およびS5の判定がYESでフイ
ードバツクゾーンにある場合には、ステツプS6
でエンジン回転数Ｒが第１設定値R₁以上でかつ
吸気負圧Ｂが第１設定値B₁以上か否かを判定し、
さらにステツプS7で大気圧Ａが所定値以上の低
地か否かを判定する。上記ステツプS6およびS7
の判定がYESで故障判定ゾーンでかつ低地にあ
る場合には、ステツプS8でタイマ値Ｔが所定値
αに達したか否かを判定する。

故障判定は前記故障判定ゾーンで低地にあり、
かつこの状態となつてから所定時間αだけ経過し
た後に行うものであり、上記ステツプS8の判定
がNOでタイマ値Ｔが所定時間α経過していない
場合にはステツプS10でタイマ値ＴをΔTずつ加
算してタイマカウントを行い。所定時間αが経過
してステツプS8の判定がYESとなると、ステツ
プS9で故障判定許可フラツグFaを１にセツトす
る。一方、ステツプS6またはステツプS7の判定
がNOの場合、すなわちフイードバツクゾーンで
も故障判定ゾーンにない場合もしくは高地時には
ステツプS11で故障判定許可フラツグFaを０にリ
セツトするとともに、ステツプS12でタイマ値Ｔ
を０にリセツトするものである。

ステツプS13は故障判定フラツグFfが１にセツ
トされている故障時か否かを判定するものであ
り、この判定がNOで故障判定フラグFfが０で正
常状態にある場合には、ステツプS14で空燃比セ
ンサ出力V₀が設定値Vth（スライスレベル）より
大きな値のリツチ状態にあるか否かを判定する。
ステツプS14の判定がYESで検出空燃比がリツチ
の場合には、ステツプS15で空燃比判定フラツグ
FdがリツチＲか否か、すなわち前回もリツチで
あつたか否かを判定する。この判定がYESで前
回もリツチの場合には、ステツプS16で前記故障
判定許可フラツグFaが１か否か判定し、故障判
定を行うYES時にはステツプS17でカウンタ値ｃ
をインクリメントした後、また、故障判定しない
NO時にはそのまま、ステツプS18に進んでフイ
ードバツク補正値Cfbを所定値ΔCfb減算してリー
ン修正する。また、前記ステツプS15の判定が
NOで前回はリーン検出の場合、すなわち検出空
燃比がリーンからリツチに変化した場合には、ス
テツプS19に進んでカウンタ値ｃを０にリセツト
し、フイードバツク補正値Cfbを比例分Ｐだけ減
算し（S20）、空燃比判定フラツグFdをリツチＲ
設定する（S21）。

一方、前記ステツプS14の判定がNOで検出空
燃比がリーンの場合には、ステツプS22に進んで
空燃比判定フラツグFdがリーンＬか否か、すな
わち前回もリーンであつたか否かを判定する。こ
の判定がYESで前回もリーンの場合には、ステ
ツプS23で前記故障判定許可フラツグFaが１か否
か判定し、故障判定を行うYES時にはステツプ
S24でカウンタ値ｃをインクリメントした後、ま
た、故障判定しないNO時にはそのまま、ステツ
プS25に進んでフイードバツク補正値Cfbを所定
値ΔCfb加算してリツチ修正する。また、前記ス
テツプS22の判定がNOで前回はリツチ検出の場
合、すなわち検出空燃比がリツチからリーンに変
化した場合には、ステツプS26に進んでカウンタ
値ｃを０にリセツトし、フイードバツク補正値
Cfbを比例分Ｐだけ加算し（S27）、空燃比判定フ
ラツグFdをリーンＬ設定する（S28）。

上記のようにして故障判定条件でカウント値ｃ
を加算し、このカウント値ｃが設定値βに達した
か否かをステツプS29で判定し、この判定がNO
でカウント値ｃが小さい場合にはステツプS33に
進んでフイードバツク補正値Cfbをソレノイド１
７ａに出力する。

一方、故障判定条件で空燃比センサ７の出力が
リツチ状態もしくはリーン状態を継続し、カウン
タ値ｃが設定値βに達してステツプS29の判定が
YESとなると、ステツプS30で故障判定フラツグ
Ffを１にセツトし、ステツプS31でフイードバツ
ク補正値Cfbを故障時用の所定値50％に設定して
出力する。そして、上記ステツプS30で故障判定
フラツグFfが１にセツトされると、その後はス
テツプS13の判定がYESとなつてフイードバツク
制御を中止する。

また、エンジンの運転状態がエンリツチゾーン
にあつて、前記ステツプS4またはS5の判定がNO
の場合には、ステツプS32でフイードバツク補正
値Cfbをエンリツチ用の所定値70％に設定して出
力するものである。

上記実施例においては、低地で故障判定ゾーン
に移行してから所定時間経過した後に空燃比セン
サ出力が変化しない状態をカウントして故障判定
を行うものである。また、蒸発燃料排出抑止装置
４のキヤニスタ２０から蒸発燃料が供給されてい
る場合でも、蒸発燃料の供給量が低減する所定時
間経過後に故障判定を行うことにより誤判定の発
生を防止している。

なお、故障判定を開始するまでの時間Ｔの設定
は、キヤニスタ２０に最大量の蒸発燃料が吸着さ
れた場合に、故障判定ゾーンの運転状態におい
て、蒸発燃料の略全量が吸気系に供給されるのに
要する時間に対応して設定するものであり、ま
た、この故障判定ゾーンはフイードバツクゾーン
内の比較的高負荷高回転側の高吸気量域で、吸気
量が多く早期に蒸発燃料の供給が完了する領域に
設定している。

（考案の効果） 上記のような本考案によれば、空燃比制御系の
故障を空燃比センサの出力が一定時間以上反転し
ないという条件で判定検出するについて、この判
定をフイードバツクゾーン内の高吸気量側に設定
した故障判定ゾーンに移行してから蒸発燃料排出
抑止装置による吸気系への蒸発燃料の供給が終了
する時間に相当する所定時間経過後における吸気
系への蒸発燃料の供給量が所定量以下となつた故
障判定可能状態で行うようにしたことにより、蒸
発燃料の供給に伴う空燃比のオーバーリツチ状態
の継続に対する空燃比制御に遅れが生じても、こ
れの影響を回避し空燃比制御系の誤判定の発生を
防止することができ、さらに、故障判定ゾーンを
高吸気量側に設定したことで蒸発燃料の供給が早
期に終了して故障判定可能となり、しかも、故障
判定を行うために蒸発燃料の供給を強制的に停止
することなく、そのための空燃比の変動および蒸
発燃料の供給不足が生じることなく、精度のよい
故障判定と、最適な空燃比を確保することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を明示するためのエンジ
ンの空燃比制御装置の全体構成図、第２図は具体
例のエンジンの概略構成図、第３図はコントロー
ルユニツトの作動を説明するためのフローチヤー
ト図である。 １……エンジン、２……吸気通路、３……燃料
供給手段、４……蒸発燃料排出抑止装置、５……
蒸発燃料供給通路、６……排気通路、７……空燃
比センサ、８……空燃比制御手段、９……故障判
定手段、１０……蒸発燃料供給判定手段、１９…
…パージバルブ、２０……キヤニスタ、２３……
コントロールユニツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料タンク等からの蒸発燃料を吸着し、エンジ
   ン運転中に該吸着した燃料をエンジンの吸気系に
   供給する蒸発燃料排出抑止装置を備えたエンジン
   において、空気過剰率λが１付近で出力が急変す
   る空燃比センサを配設し、該空燃比センサの出力
   に基づいて混合気の空燃比を目標空燃比に制御す
   る空燃比制御装置であつて、エンジン回転数と負
   荷に対応して設定したフイードバツクゾーン内の
   高吸気量側に故障判定ゾーンを設定し、運転状態
   が該故障判定ゾーンに移行してから前記蒸発燃料
   排出抑止装置による吸気系への蒸発燃料の供給が
   終了する時間に相当する所定時間経過後で吸気系
   への蒸発燃料の供給量が所定量以下の故障判定可
   能状態を判定する蒸発燃料供給判定手段と、該蒸
   発燃料供給判定手段および空燃比センサの信号を
   受け、上記故障判定可能状態でかつ空燃比センサ
   の出力が一定時間以上反転しないときに空燃比制
   御系の故障を判定検出する故障判定手段とを備え
   たことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。