JPH06221232A

JPH06221232A - エンジンの蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JPH06221232A
Application number: JP1417993A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kawazoe; 覚河添; Tetsuo Takahane; 徹郎高羽; Kazuo Tanaka; 一穂田中; Takeshi Wariishi; 健割石
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジンのアイドリング状態下での蒸発燃料
のパージによる空燃比への影響を抑止する。【構成】エンジン１０の運転状態を検知するアイドリ
ング判別手段５８と、エンジン１０始動後、上記アイド
リング判別手段５８によって初めて非アイドリング状態
が検知されたときに蒸発燃料のパージを開始するととも
に、その後のエンジン１０のアイドリング状態では、蒸
発燃料のパージを行うようにパージ弁４６を制御するパ
ージ弁制御手段６０とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料タンクで気化した
燃料（蒸発燃料）をエンジンの吸気系に供給するエンジ
ンの蒸発燃料処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、燃料タンクで気化した燃料
（蒸発燃料）を、一旦キャニスタに捕集し、この捕集蒸
発燃料を、エンジンの運転状態に応じた所定のタイミン
グでシリンダ上流側の吸気通路にパージするような装置
が知られている。一般に、このような装置において、蒸
発燃料のパージは、パージによるエンジンの運転状態へ
の影響、具体的には空燃比への影響が比較的少ない非ア
イドリング状態下でのみ行われていた。しかし、最近で
は、アイドリング状態の下でもパージを行い、これによ
って蒸発燃料を消費するような装置も提案されている
（特開平４−１３６４６９号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ン始動直後のアイドリング状態下では、キャニスタに捕
集されている蒸発燃料の量に大きなバラツキがあるた
め、例えば、多量の蒸発燃料が捕集されている場合にこ
れをパージすると空燃比が大きくリッチ側に傾く等、パ
ージによる空燃比が不安定になる。そして、アイドリン
グ時に空燃比が不安定になると、エンジンの回転変動を
招く虞がある。従って、エンジンのアイドリング状態下
での蒸発燃料のパージでは、極力空燃比に影響を与えな
いように考慮する必要がある。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、エンジンのアイドリング状態下での蒸
発燃料のパージによる空燃比への影響を抑止することが
できるエンジンの蒸発燃料処理装置を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
エンジンのアイドリング状態を含む運転状態の下で、蒸
発燃料を吸気系に供給する供給手段を備えたエンジンの
蒸発燃料処理装置において、上記エンジンの運転状態を
検知する検知手段と、エンジン始動後、上記検知手段に
より初めて非アイドリング状態が検知されたときに蒸発
燃料の吸気系への供給を開始するとともに、その後のエ
ンジンのアイドリング状態では、蒸発燃料の吸気系への
供給を行うように上記供給手段を制御する蒸発燃料供給
制御手段とを備えたものである。

【０００６】請求項２に係る発明は、上記エンジンの蒸
発燃料処理装置が、蒸発燃料の吸気系への供給に伴う空
燃比のずれを補正する空燃比補正制御手段と、この空燃
比補正制御手段による補正が完了したことを検知する補
正完了検知手段とを備えたものであって、上記補正完了
検知手段により、空燃比のずれ量に対する補正が完了し
たことが検知された場合には、その後のエンジンのアイ
ドリング状態では、蒸発燃料の吸気系への供給を行うよ
うに、上記供給手段が上記蒸発燃料供給制御手段によっ
て駆動制御されるものである。

【０００７】請求項３に係る発明は、上記エンジンの蒸
発燃料処理装置は、エンジン始動時からの経過時間を計
時する計時手段を備えるものであって、この計時手段に
よって予め設定された時間が経過した後には、蒸発燃料
の吸気系への供給を行うように、上記供給手段が上記蒸
発燃料供給制御手段によって駆動制御されるものであ
る。

【０００８】

【作用】上記請求項１記載の発明によれば、、エンジン
始動直後のアイドリング状態下では蒸発燃料の吸気系へ
の供給が行われず、その後の非アイドリング状態下で初
めて蒸発燃料の吸気系への供給が行われる。そして非ア
イドリング状態下で蒸発燃料の吸気系への供給がなされ
た後のアイドリング状態では蒸発燃料の吸気系への供給
が行われる。つまり、これによって、エンジン始動直後
のアイドリング状態下で、キャニスタに捕集されている
多量の蒸発燃料が吸気系に供給され、空燃比が大きくリ
ッチ側に偏ってエンジンの回転変動を招くといった不都
合が防止される。

【０００９】上記請求項２記載の発明によれば、上記非
アイドリング状態で蒸発燃料の供給を行った際に、空燃
比補正制御手段によって、上記蒸発燃料の供給による空
燃比のずれから補正量が求められる。そして、この補正
量が決定したことが補正完了検知手段によって検知され
ると、その後は、アイドリング状態下での蒸発燃料の吸
気系への供給が行われる。つまり、上記補正量が決定し
た後は、この補正量が考慮された上で燃料噴射量が設定
されることになり、これによってアイドリング状態下で
蒸発燃料の吸気系への供給が行われた際にも、空燃比の
変動をより精度良く抑止することができる。

【００１０】上記請求項３記載の発明によれば、計時手
段によって、エンジン始動時からの所定時間が計時され
ると、蒸発燃料の吸気系への供給が徐々に行われる。こ
れによって、エンジン始動直後のアイドリング状態が長
期化し、蒸発燃料の吸気系への供給が長時間行われなか
った場合に、蒸発燃料のキャニスタに対するオーバーフ
ローが防止される。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例について図面を用いて説明す
る。図２は、本発明の一実施例のエンジンの蒸発燃料供
給装置が適用されるエンジンの全体構成図である。

【００１２】図２において、エンジン１０には、エンジ
ン１０に空気を供給し、また燃焼後の排気ガスを排出す
るための吸排気系と、エンジン１０に燃料を供給するた
めの燃料供給管がそれぞれ接続されている。

【００１３】先ず、空気の吸気系としては、エンジン１
０の上流側に吸気通路１２が配設されている。吸気通路
１２の最上流側には、エアークリーナ１４が装着されて
おり、その直下流側には、上記エアークリーナ１４を介
して取り込まれた吸入空気量を計測するためのエアフロ
ーメータ１６が配設されている。さらに、上記吸気通路
１２において、その下流側には、スロットルバルブ１８
が配設されている。スロットルバルブ１８には、スロッ
トルバルブ開度センサ２０が設けられており、これによ
って、スロットルバルブ１８の開閉状態が検知されるよ
うになっている。上記吸気通路１２は、上記スロットル
バルブ１８の下流側でサージタンク２２に接続されてい
る。サージタンク２２の下流側には、分岐吸気通路２４
が接続されており、この各分岐吸気通路２４がエンジン
１０の各気筒にそれぞれ接続されている。また、各分岐
吸気通路２４には、それぞれ各気筒に燃料を噴射するた
めのインジェクタ３４が配設されている。

【００１４】一方、エンジン１０の排気系としては、エ
ンジン１０の排気側に排気通路２６が接続されている。
排気通路２６には、排気ガス中の酸素濃度を検出するた
めのＯ₂センサ２８が配設されている。

【００１５】次に、燃料供給管としては、燃料タンク３
０に接続された燃料供給ライン３２が設けられている。
この燃料供給ライン３２は、上記分岐吸気通路２４に設
けられた各インジェクタ３４に接続されている。また、
各インジェクタ３４には、それぞれ燃料タンク３０と連
通するリターンライン３６が接続されている。リターン
ライン３６には、均圧弁３８が設けられており、均圧弁
３８には、ライン４０を介してサージタンク２２内の吸
気圧力が導入されるようになっている。つまり、これに
よってインジェクタ３４からの燃料の噴射圧が吸気圧の
変化に影響されず一定に保持されるようになっている。

【００１６】また、燃料タンク３０には、燃料パージラ
イン４２が接続されている。この燃料パージライン４２
には、燃料タンク３０での蒸発燃料を捕集するためのキ
ャニスタ４４及びその下流側にパージ弁（供給手段）４
６が設けられており、燃料パージライン４２の終端部は
上記サージタンク２２に接続されている。

【００１７】ここで、上記装置には、マイクロコンピュ
ータを構成要素としたコントローラ（ＥＣＵ）４８が設
けられている。このコントローラ４８には、上記エアフ
ローメータ１６、Ｏ₂センサ２８、スロットルバルブ開
度センサ２０等の各種検出信号が入力されるようになっ
ており、コントローラ４８は上記の各種情報に基づい
て、上記インジェクタ３４による燃料噴射量、あるいは
パージ弁４６の開閉を制御するようになっている。

【００１８】上記コントローラ４８は、図１に示される
ような機能構成を有している。

【００１９】同図において、燃料噴射量演算手段５０
は、上記エアフローメータ１６の検出流量Ｑ及びエンジ
ンの回転数Ｎに基づいて、基本燃料噴射量を算出すると
ともに、後述の空燃比補正制御手段５４で算出されるＯ
₂フィードバック補正量ＣＦＢ、あるいはその他の各種
補正量等から最終的な燃料噴射量を演算するものであ
る。

【００２０】インジェクタ制御手段５２は、上記燃料噴
射量演算手段５０で算出された結果に基づき、それに応
じたパルス幅をもつ信号を上記インジェクタ３４に出力
し、これによって実際の燃料噴射量を制御するものであ
る。

【００２１】アイドリング判定手段（検知手段）５８
は、エンジンの回転数Ｎ、空気の充填効率及び上記スロ
ットル開度センサ２０からの出力信号値が所定の領域に
あるといったアイドリング条件からエンジン１０のアイ
ドリング状態及び非アイドリング状態を検知するととも
に、非アイドリング状態と判別した際には、合わせてエ
ンジン水温が所定値以上であるというパージ実行条件が
満たされているか否かの判断を行うものである。

【００２２】空燃比補正制御手段５４は、エンジン回転
数及びエンジン負荷が所定のフィードバックゾーンにあ
って、かつエンジン水温が所定温度以下というようなフ
ィードバック条件が成立した場合に、上記Ｏ₂センサ２
８の検出信号に基づいて、Ｏ₂フィードバック補正量Ｃ
ＦＢを演算するとともに、蒸発燃料のパージを行った際
の、パージによる空燃比への影響を学習するものであ
る。具体的には、蒸発燃料のパージを行った際の、Ｏ₂
フィードバック補正量ＣＦＢにおける、例えば一定時間
Ｔ内の平均値をパージ学習量αとして更新的に空燃比補
正制御手段５４内の図外の記憶部に格納するようになっ
ている。

【００２３】補正完了検知手段５６は、上記空燃比制御
手段５４でパージ学習演算が終了された時点、つまりパ
ージ学習量αが決定した時点で、パージ弁４６を開放状
態に維持し、蒸発燃料のパージを継続して行うべく上記
パージ制御手段６０に制御信号を出力するものである。

【００２４】パージ弁制御手段（蒸発燃料供給制御手
段）６０は、上記アイドリング判定手段５８からの制御
信号に基づいて、あるいは後述の計時手段６２によって
予め設定された時間が計時された際に、上記キャニスタ
４４に捕集されている蒸発燃料をサージタンク２２内に
導入すべくパージ弁４６を開口制御し、また、補正完了
検知手段５６からの信号入力に応じて、パージ弁４６を
開放状態に維持するものである。

【００２５】計時手段６２は、エンジン１０の始動時か
らの時間を計時するものである。

【００２６】次に、この装置における蒸発燃料のパージ
の制御内容を図３のフローチャートを用いて説明する。

【００２７】先ず、エンジン１０が始動された後、所定
のタイミングでエンジン１０がアイドリング条件を満た
しているか否か、すなわちエンジン１０がアイドリング
状態か否かの判断がなされる（ステップＳ１）。ここ
で、エンジン１０が非アイドリング状態にある場合、例
えば、エンジン１０始動直後のアイドリング状態を経て
非アイドリング状態にある場合には（ステップＳ１でＮ
Ｏ）、ステップＳ６に移行されて、例えば水温が所定値
以上か否かにより、パージ実行条件が成立しているか否
かの判別がなされる。ここで、パージ実行条件が成立し
ていない場合には（ステップＳ６でＮＯ）、ステップＳ
１に移行されるが、パージ実行条件が成立している場合
には（ステップＳ６でＹＥＳ）、パージ弁４６が開口制
御されて、キャニスタ４４に捕集されている蒸発燃料の
パージが行われる。蒸発燃料のパージが行われると、コ
ントローラ４８において、各種入力信号に基づくＯ₂フ
ィードバック補正量ＣＦＢの演算が行なわれるととも
に、蒸発燃料のパージによる、空燃比への影響が学習さ
れる。つまり、Ｏ₂フィードバック補正量ＣＦＢから、
パージ学習量αが算出されて（ステップＳ７）コントロ
ーラ４８内の記憶部に記憶される。ステップＳ７で、パ
ージ学習量αが算出されると次いでステップＳ１に移行
される。

【００２８】一方、ステップＳ１で、アイドリング条件
が満たされている場合、すなわちエンジン１０がアイド
リング状態であると判断された場合には（ステップＳ１
でＹＥＳ）、ステップＳ２に移行され、ここで、パージ
学習が終了しているか、すなわちパージ学習量αが既に
算出されているか否かの判断がなされる。上述の通り、
ステップＳ７で既に、パージ学習量αが算出されている
場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３に移
行され、ここで、上記パージ弁４６が開放されて、以
後、エンジン１０のアイドリング状態を含む運転状態の
下で継続して蒸発燃料のパージが行われる。この際、コ
ントローラ４８によって決定される燃料噴射量は、上記
ステップＳ６で算出されたパージ学習値αを考慮して決
定され、この決定値に基づいて燃料噴射が行われるの
で、エンジン１０のアイドリング状態下での蒸発燃料の
パージであっても空燃比に影響を与えることがないよう
になっている（ステップＳ４）。また、ステップＳ４で
燃料噴射が行われると、コントローラ４８においては、
各種入力信号に基づいてＯ₂フィードバック補正量ＣＦ
Ｂの演算が行われるとともに、このＯ₂フィードバック
補正量ＣＦＢから、再度パージ学習値αが算出され、こ
こで算出されたパージ学習値αが更新的に記憶され、ス
テップＳ１へリターンされる。

【００２９】ところで、未だパージ学習が終了していな
い、すなわちパージ学習量αが算出されていない場合
（ステップＳ２でＮＯ）、具体的には、エンジン１０の
始動直後のアイドリング状態が継続されている場合に
は、ステップＳ８に移行される。ステップＳ８では、エ
ンジン１０の始動時からコントローラ４８で計時されて
いる時間が所定時間に達しているか否かの判断がなされ
る。所定時間が経過していない場合には（ステップＳ８
でＮＯ）、エンジン１０のアイドリング状態下での蒸発
燃料のパージは行われず（ステップＳ１０）、ステップ
Ｓ１に移行される。一方、ステップＳ８で、所定時間が
経過している場合には、蒸発燃料のパージが行われる
（ステップＳ９）。つまり、エンジン１０始動後、長時
間に亘ってアイドリング状態を維持すると、キャニスタ
４４に捕集される蒸発燃料のオーバーフローを招くた
め、所定時間経過後に、蒸発燃料のパージを行うことに
よって、これを防止するようになってる。しかしなが
ら、ステップＳ９では、未だパージ学習量αが算出され
ていないため、多量の蒸発燃料をパージしたのでは空燃
比が大きくリッチ側に偏り、エンジン１０の運転状態に
影響を与える虞があるので、例えば、蒸発燃料のパージ
量を徐々に増加させるように制御している。そして、こ
の際コントローラ４８において各種入力信号の読み込み
を行い、蒸発燃料のパージによる、空燃比への影響を学
習し、パージ学習値αを算出し記憶するようにしている
（ステップ５）。

【００３０】次に、この装置の作用を図４を用いて説明
する。図４は、上記フローチャートに従ってエンジン１
０が作動された際の一タイミングチャート図である。

【００３１】同図は、エンジン１０がｔ１時点で始動さ
れ、その直後のアイドリング状態を経てｔ２時点で非ア
イドリング状態にされ、ｔ４時点で再度アイドリング状
態にされた場合を示している。

【００３２】同図において、ｔ１時点で始動されたエン
ジン１０が、ｔ２時点で非アイドリング状態にされる
と、所定のパージ実行条件成立の下、パージ弁４６が開
口されて、キャニスタ４４内の蒸発燃料がパージされ
る。これによって、エンジン１０における空燃比がリッ
チ状態となるため、これを是正すべくＯ₂フィードバッ
ク補正量ＣＦＢが演算され（この場合は、マイナス設
定）、このＯ₂フィードバック補正量ＣＦＢを考慮した
上で、燃料噴射量が設定されて空燃比のリッチ状態が是
正される。また、この際、Ｏ₂フィードバック補正量Ｃ
ＦＢの演算と同時にパージによる空燃比への影響が学習
され、Ｏ₂フィードバック補正量ＣＦＢの演算が開始さ
れてからＴ１時間が経過したｔ３時点でパージ学習量α
が決定される。そして、パージ学習量αが決定された後
は、このパージ学習量αが考慮された上で燃料噴射量が
設定される。従って、同図に示すように、ｔ４時点以後
のアイドリング状態下での蒸発燃料のパージにおいて
は、上記パージ学習量αが考慮されて燃料噴射量が設定
されているため、空燃比に影響を与えるようなことがな
いようになっている。

【００３３】以上説明したように、上記装置において
は、エンジン１０始動直後のアイドリング状態下では蒸
発燃料のパージを行わず、その後の非アイドリング状態
下で初めて蒸発燃料のパージを行うようにしているの
で、エンジン始動直後のアイドリング状態下で、キャニ
スタに捕集されている多量の蒸発燃料をパージすること
によって空燃比が大きくリッチ状態に偏り、これによっ
てエンジンの回転変動を招くといった不都合を防止する
ことができる。そして、非アイドリング状態では、パー
ジ開始時の空燃比変動がアイドリング時と比較すると小
さく、パージ継続後のアイドル時には、ある程度パージ
量が安定するため大きな空燃比変動は生じない。

【００３４】また、上記のように、非アイドリング状態
で蒸発燃料をパージした際に算出されるＯ₂フィードバ
ック補正量ＣＦＢから、パージの空燃比への影響を学習
してパージ学習量αを算出するとともに、このパージ学
習量αが決定した後は、このパージ学習量αを考慮して
燃料噴射量が設定されるようにしたので、パージ学習量
αが決定した後のアイドリング状態下での蒸発燃料のパ
ージにおいては、空燃比変動がより精度良く防止され
る。

【００３５】さらに、エンジン１０始動時からの経過時
間を計時する計時手段６２を設け、この計時手段６２が
所定の時間を計時した際には、蒸発燃料のパージを行う
ようにしたので、エンジン１０の始動直後のアイドリン
グ状態が長期化した場合などに、蒸発燃料のキャニスタ
４４に対するオーバーフローを防止することができる。

【００３６】なお、上記実施例では、蒸発燃料のパージ
による空燃比への影響が学習された後、すなわちパージ
学習量αが算出された後は、パージ弁４６が開放状態に
され、蒸発燃料のパージが継続して行われるようになっ
ているが、必ずしも、このように制御する必要はなく、
例えばアイドリング時のみ、あるいはアイドリング時及
び非アイドリング時の適当なタイミングでパージ弁４６
を開閉して蒸発燃料のパージを行うように制御してもよ
く、また実施例では説明していないが、パージ弁４６の
開度を、上記パージ学習量αを考慮して設定するように
制御してもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エンジ
ンのアイドリング状態を含む運転状態の下で、蒸発燃料
を吸気系に供給する供給手段を備えたエンジンの蒸発燃
料処理装置において、上記エンジンの運転状態を検知す
る検知手段と、エンジン始動後、上記検知手段により初
めて非アイドリング状態が検知されたときに蒸発燃料の
吸気系への供給を開始するとともに、その後のエンジン
のアイドリング状態では、蒸発燃料の吸気系への供給を
行うように上記供給手段を制御する蒸発燃料供給制御手
段とを備えたので、エンジンのアイドリング状態下での
蒸発燃料の吸気系への供給の際に生じる空燃比への影響
を抑止することが可能となる。

【００３８】また、蒸発燃料の吸気系への供給に伴う空
燃比のずれ量を補正する空燃比補正制御手段と、この空
燃比補正制御手段による補正が完了したことを検知する
補正完了検知手段とを備えて、空燃比のずれ量に対する
補正が完了した後のエンジンのアイドリング状態で蒸発
燃料の吸気系への供給を行うように制御すれば、エンジ
ンのアイドリング状態下での蒸発燃料の吸気系への供給
による空燃比への影響をより高精度で抑止することがで
きる。

【００３９】さらに、エンジン始動時からの経過時間を
計時する計時手段を備えて、この計時手段によって予め
設定された時間が経過した後には、蒸発燃料の吸気系へ
の供給を行うようにすれば、蒸発燃料のオーバーフロー
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンの蒸発燃料供給装置の制御系
の構成を示す機能ブロック図である。

【図２】本発明のエンジンの蒸発燃料供給装置が適用さ
れるエンジンの全体構成図である。

【図３】本発明のエンジンの蒸発燃料供給装置の制御内
容を示すフローチャートである。

【図４】上記フローチャートに従ってエンジンが作動さ
れた際の一タイムチャートである。

【符号の説明】

１０エンジン４６パージ弁５８アイドリング判別手段６０パージ弁制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者割石健広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンのアイドリング状態を含む運転
状態の下で、蒸発燃料を吸気系に供給する供給手段を備
えたエンジンの蒸発燃料処理装置において、上記エンジ
ンの運転状態を検知する検知手段と、エンジン始動後、
上記検知手段により初めて非アイドリング状態が検知さ
れたときに蒸発燃料の吸気系への供給を開始するととも
に、その後のエンジンのアイドリング状態では、蒸発燃
料の吸気系への供給を行うように上記供給手段を制御す
る蒸発燃料供給制御手段とを備えたことを特徴とするエ
ンジンの蒸発燃料処理装置。
【請求項２】蒸発燃料の吸気系への供給に伴う空燃比
のずれ量を補正する空燃比補正制御手段と、この空燃比
補正制御手段による補正が完了したことを検知する補正
完了検知手段とを備えたものであって、上記補正完了検
知手段により、空燃比のずれ量に対する補正が完了した
ことが検知された場合には、その後のエンジンのアイド
リング状態では、蒸発燃料の吸気系への供給を行うよう
に、上記供給手段が上記蒸発燃料供給制御手段によって
駆動制御されることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃
料処理装置。
【請求項３】エンジン始動時からの経過時間を計時す
る計時手段を備えるものであって、この計時手段によっ
て予め設定された時間が経過した後には、蒸発燃料の吸
気系への供給を行うように、上記供給手段が上記蒸発燃
料供給制御手段によって駆動制御されることを特徴とす
る上記請求項１乃至２記載のいずれかのエンジンの蒸発
燃料処理装置。