JPH0681730A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、使用燃料を通常燃料から重質燃
料に切換えたときの空燃比への悪影響を抑制した内燃機
関制御装置を得る。 【構成】 燃料Ｎの重質性状を検出する性状センサ３０
を設け、パージ制御手段２０Ａが、燃料の重質性状に応
答して、パージ量を抑制するようにパージ制御信号Ｃを
切換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料タンクからの蒸
発燃料を吸気管に適宜連通させるパージ機能を有する内
燃機関制御装置に関し、特に使用燃料を通常燃料から重
質燃料に切換えたときの空燃比に対する悪影響を抑制し
た内燃機関制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関に供給される混合気の
空燃比は、最適な目標空燃比(14.7)となるように制御さ
れており、インジェクタからの燃料噴射量は、空燃比セ
ンサからの検出信号によりフィードバック制御されてい
る。これにより、燃費の節減や出力トルクの高効率化を
実現すると共に、排気ガス中の有害ガス量を抑制し且つ
排気ガス浄化処理用の触媒を有効に活用している。

【０００３】又、インジェクタから噴射される燃料は燃
料タンクから供給されるが、燃料タンク内の燃料は燃焼
に直接寄与することなく常に蒸発し得る。近年、このよ
うな蒸発燃料が大気中に流出するのを防止するために、
定常運転時に蒸発燃料を適宜吸気管に連通して燃焼させ
るパージ機能を有する内燃機関制御装置が提案されてい
る。

【０００４】図５はパージ機能を有する従来の内燃機関
制御装置を示す構成図である。図において、１は燃料ガ
スを含む混合気を爆発燃焼させて回転力を発生する複数
気筒からなる内燃機関、1aは点火プラグ(図示せず)が配
置される内燃機関１の燃焼室、1bは燃焼室1aの吸気側に
設けられた吸気弁、1cは燃焼室1aの排気側に設けられた
排気弁、1dは燃焼室1a内の爆発によりクランク軸(図示
せず)を駆動するピストン、２は吸気弁1bを介して混合
気を燃焼室1aに供給する吸気管、2aは吸気管２の一部に
形成されたサージタンク、３は内燃機関１内で燃焼した
排気ガスを排気弁1cを介して排出する排気管である。

【０００５】４は吸気管２の上流に設けられたエアクリ
ーナ、５は吸気管２に吸入される吸気量Ａを検出する吸
気量センサ、６は吸気温度ＫＡを検出する温度センサ、
７は吸気管２内に設けられてアクセルペダルと連動して
開閉されるスロットル弁、7aは吸気量Ａに対応したスロ
ットル弁７の開度Ｂを検出するスロットル開度センサで
ある。８は吸気管２の下流に設けられたインジェクタで
あり、燃料噴射信号Ｊにより駆動されて燃料を噴射し、
目標空燃比の混合気を生成して内燃機関１に供給する。

【０００６】９はインジェクタ８に供給する燃料Ｎが収
納された燃料タンク、10は燃料タンク９に連通されて燃
料タンク９からの蒸発燃料を一時的に吸着するキャニス
タ、10ａはキャニスタ10に内蔵された燃料吸着用の活性
炭、11はキャニスタ10に吸着された蒸発燃料を吸気管２
に選択的に連通するパージバルブ、11ａはパージバルブ
11を開閉する弁体、11ｂは弁体11ａを駆動するソレノイ
ドのコイル、11ｃは弁体11ａの開放により連通するポー
ト、11ｄはポート11ｃを吸気管２のサージタンク2aに連
通するパージ通路である。

【０００７】12は内燃機関１の温度K1を検出する温度セ
ンサである。13は排気管３に設けられた酸素センサ等の
空燃比センサであり、排気ガス成分(酸素等)の濃度に基
づいて混合気のリッチ状態又はリーン状態を示す空燃比
信号Ｒを生成する。14は排気管３の下流に設けられた触
媒であり、排気ガスの有害成分を浄化処理して大気中に
排出する。

【０００８】15は点火時期に対応した点火信号Ｆを昇圧
する点火コイル、16は点火コイル15の出力端子に接続さ
れて気筒毎の点火プラグを順次放電させる配電器であ
る。17は配電器16と連動するクランク角センサであり、
内燃機関１の回転に同期して制御基準となるクランク角
位置に対応した基準周期信号θを生成する。

【０００９】20はマイクロコンピュータからなるＥＣＵ
であり、運転状態を表わす各種センサ５、６、7a、12、
13及び17からの信号Ａ、KA、Ｂ、K1、Ｒ及びθ等に応答
して機能する。ＥＣＵ20は、内燃機関１の制御パラメー
タ（燃料噴射時期及び点火時期等）を決定する演算制御
手段と、混合気の空燃比が目標空燃比に一致するように
インジェクタ８に対する燃料噴射信号Ｊを制御する空燃
比制御手段と、燃料タンク９からの蒸発燃料を吸気管２
を介して内燃機関１に供給するためのパージ制御手段と
を含んでいる。

【００１０】ＥＣＵ20内の演算制御手段は、基準周期信
号θを含む運転状態に基づいて、インジェクタ８及び点
火コイル15に対するタイミング信号を燃料噴射信号Ｊ及
び点火信号Ｆとして生成する。又、空燃比制御手段は、
燃料噴射信号Ｊによりインジェクタ８の駆動量即ち燃料
噴射量を制御する。更に、パージ制御手段は、負荷及び
回転数等を含む運転状態に基づいて、空燃比制御に対し
て支障の少ない定常運転時にパージバルブ11に対するパ
ージ制御信号Ｃを生成する。22はＥＣＵ20を駆動するた
めの電源即ちバッテリである。

【００１１】次に、図５に示した従来の内燃機関制御装
置の動作について説明する。ＥＣＵ20内の演算制御手段
は、負荷及び回転数等の運転状態に応じたマップデータ
を参照して燃料噴射信号Ｊ及び点火信号Ｆ等を生成し、
内燃機関１を最適に制御する。又、運転者がアクセルを
踏み込むと、踏み込み量に応じてスロットル弁７が開放
され、吸気量Ａが増大してインジェクタ８から噴射され
る燃料も増大する。

【００１２】空燃比制御手段は、空燃比信号Ｒに応答し
て燃料噴射信号Ｊをフィードバック制御し、内燃機関１
に吸入される混合気の空燃比を目標空燃比に一致させ
る。このとき、空燃比センサ13からの空燃比信号Ｒは排
気ガス成分(例えば酸素)の濃度に応じた値であり、空燃
比制御手段は、空燃比信号Ｒと目標空燃比との偏差に応
じて、偏差に比例した比例分信号、偏差の積分信号、又
は、比例分信号及び積分信号を加算した信号を燃料噴射
信号Ｊに反映させ、インジェクタ８からの燃料噴射量を
制御する。又、目標空燃比は、触媒14の最適動作点に設
定されており、排気ガス中の有害成分を効率良く減少さ
せることができる。

【００１３】一方、燃焼と無関係に燃料タンク９の上部
空間から発生する蒸発燃料は、キャニスタ10内の活性炭
10ａに一時的に吸着される。ＥＣＵ20内のパージ制御手
段は、運転状態に応じて、パージバルブ11のコイル11ｂ
に対するパージ制御信号Ｃを生成して弁体11ａを開放
し、キャニスタ10に吸着した蒸発燃料をパージ通路11ｄ
を介して吸気管２に吸引させる。これにより、蒸発燃料
は、吸気管２内の混合気と共に内燃機関１に供給されて
燃焼し、大気中に排出されずに済む。

【００１４】このときのパージ量は、軽質ガソリン等の
通常燃料を対象としており、パージ制御信号Ｃは、デュ
ーティ１のパルスからなる一定値に設定されている。し
かしながら、近年用いられる燃料としては、芳香族成分
を多量に含む重質燃料があり、この種の重質燃料は通常
燃料と比べて蒸発燃料が少ない。従って、もし重質燃料
を用いた場合には、蒸発燃料が少ないにもかかわらずパ
ージバルブ11の開放時間が必要以上に長くなり、燃料タ
ンク９側から大気が流入し、内燃機関１に供給される混
合気の空燃比がリーン化してしまうことになる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関制御装
置は以上のように、パージ制御手段が燃料の違いを配慮
することなく、通常燃料を対象とした一定のパージ量と
なるようにパージ制御信号Ｃを設定しているので、通常
燃料よりも蒸発燃料の少ない重質燃料を用いた場合に、
空燃比に悪影響を及ぼすという問題点があった。

【００１６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、使用燃料を通常燃料から重質燃
料に切換えたときの空燃比への悪影響を抑制した内燃機
関制御装置を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
制御装置は、燃料の重質性状を検出する性状センサを設
け、パージ制御手段は、燃料の重質性状に応答して、パ
ージ量を抑制するようにパージ制御信号を切換えるよう
にしたものである。

【００１８】

【作用】この発明においては、燃料の性状が通常燃料を
示す場合にはパージ制御信号のデューティを１に設定
し、燃料の性状が重質燃料を示す場合には、デューティ
を１より小さく設定してパージ制御信号をパージ量抑制
側に切換える。

【００１９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１を示す構成図であり、
20ＡはＥＣＵ20に対応しており、１〜17は前述と同様の
ものである。又、この発明の実施例１による通常の内燃
機関制御動作及び空燃比制御動作、並びに通常燃料に対
するパージ制御動作は前述した通りである。

【００２０】30は燃料の温度及び重質性状を検出する性
状センサであり、燃料温度信号Ｔ及び性状信号Ｑを生成
してＥＣＵ20Ａに入力する。この場合、ＥＣＵ20Ａ内の
パージ制御手段は、性状信号Ｑが重質燃料の性状を示す
ときにパージ量を抑制側に切換えるパージ量切換手段を
含んでいる。

【００２１】図２は性状センサ30の具体的構成例を示す
側面図であり、性状センサ30が燃料配管40に設けられた
場合を示し、燃料Ｎの一部を斜面部33ａに導き、燃料Ｎ
の屈折率に応じた性状信号Ｑを得るようになっている。

【００２２】図２において、31は検出光Ｌを斜面部33ａ
側に向けて出射するＬＥＤ、32は検出光Ｌを平行光にす
るコリメートレンズ、33は下部に斜面部33ａが形成され
たロッドプリズム、34はロッドプリズム33の下面に設け
られた反射鏡、35は反射鏡34で反射された検出光Ｌを集
束するコンデンサレンズ、36はコンデンサレンズ35を介
して受光される検出光Ｌの集光位置Ｘに応答して性状信
号Ｑを出力するＰＳＤ(一次元位置検出装置)、37は燃料
配管40内に設けられて燃料Ｎの温度を検出して燃料温度
信号Ｔを出力する温度センサである。

【００２３】次に、図３の特性図を参照しながら、図２
に示した性状センサ30の動作について説明する。まず、
電源入力によりＬＥＤ31が駆動され、ＬＥＤ31から検出
光Ｌが出射される。検出光Ｌはコリメートレンズ32を介
して平行光となり、ロッドプリズム33を透過して斜面部
33ａから燃料Ｎ内に入射し、反射鏡34で反射された後、
再び斜面部33ａからロッドプリズム33内に入射する。

【００２４】このとき、ロッドプリズム33及び燃料Ｎの
境界面となる斜面部33ａにおいて、両者の屈折率の比に
応じて検出光Ｌが屈折するので、燃料Ｎの屈折率が小さ
ければ小さい程、屈折率の比が大きくなって検出光Ｌは
大きく屈折する。こうして屈折した検出光Ｌは、ロッド
プリズム33を透過し、コンデンサレンズ35により集光さ
れてＰＳＤ36に受光される。ＰＳＤ36は、集光位置Ｘに
おける光電流を電圧に変換し、燃料Ｎの屈折率を表わす
性状信号Ｑとして出力する。

【００２５】ここで、ＰＳＤ36上の検出光Ｌの集光位置
Ｘは、燃料Ｎの屈折率が小さくロッドプリズム33との屈
折率比が大きい程小さくなるため、燃料Ｎの屈折率の大
きさに対応している。例えば、図３内の集光位置Ｘ１に
対応する性状信号Ｑ１は、燃料Ｎの屈折率が比較的小さ
い通常ガソリンの場合を示し、集光位置Ｘ２に対応する
性状信号Ｑ２は、屈折率が比較的大きい重質ガソリンの
場合を示す。

【００２６】尚、燃料Ｎの屈折率は温度の影響を受ける
ので、温度センサ37は、燃料温度信号Ｔを生成し、ＥＣ
Ｕ20Ａに入力する。従って、ＥＣＵ20Ａは、性状信号Ｑ
及び燃料温度信号Ｔに基づいて燃料Ｎの重質性状を正確
に検知することができる。

【００２７】次に、図４のフローチャートを参照しなが
ら、図１に示したこの発明の実施例１のパージ処理動作
について説明する。尚、各種の運転状態に基づく通常の
内燃機関１の制御並びにパージ制御については、前述し
た通りである。

【００２８】まず、性状信号Ｑ以外の各種センサからの
信号に基づいて、パージ量に相当するデューティＤを１
に設定する(ステップS1)。続いて、ＥＣＵ20Ａ内のパー
ジ量切換手段は、温度補正された性状センサ30からの性
状信号Ｑに基づいて、燃料Ｎが重質ガソリン即ち重質燃
料か否かを判定する(ステップS2)。

【００２９】もし、性状信号Ｑが屈折率の小さい通常燃
料の性状を示せば、軽質ガソリン即ち通常燃料と判定し
て、デューティＤの値を１のまま変更せずに次のステッ
プS4へ進む。

【００３０】又、性状信号Ｑが屈折率の大きい重質燃料
の性状を示せば、重質燃料と判定して、デューティＤを
補正係数α(１＞α＞０)倍した値(Ｄ×α)に設定する
（ステップS3）。そして、補正されたデューティＤ(＜
１)に応じたパージ制御信号Ｃを生成し、このパージ制
御信号Ｃに応じてパージバルブ11を駆動する。

【００３１】従って、例えば、燃料Ｎが芳香族成分の多
い重質燃料であって蒸発燃料が減少する場合には、パー
ジ量は減少側に切換えられる。これにより、吸気管２内
に不要な大気が流入して空燃比に悪影響を及ぼすことは
ない。

【００３２】実施例２．尚、上記実施例１では、ステッ
プS2において重質燃料が判定されたときに、デューティ
Ｄを補正係数α(＜１)倍してパージ抑制側に切換えた
が、補正係数を減算してもよい。

【００３３】実施例３．又、一定の補正係数αを乗算す
る場合を示したが、性状信号Ｑのレベルと逆比例関係に
補正係数αを変化させてもよい。これにより、芳香族成
分の多さ即ち重質性状の程度に応答して、最適なパージ
制御信号Ｃを得ることができる。

【００３４】実施例４．又、図２のような構成の性状セ
ンサ30を用いたが、この性状センサ30は単なる一例であ
り、他の性状センサで構成されても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、燃料
の重質性状を検出する性状センサを設け、パージ制御手
段が、燃料の重質性状に応答して、パージ量を抑制する
ようにパージ制御信号を切換えるようにしたので、使用
燃料を通常燃料から重質燃料に切換えたときの空燃比へ
の悪影響を抑制した内燃機関制御装置が得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す構成図である。

【図２】図１内の性状センサの構成の一例を光学的に示
す側面図である。

【図３】図２の性状センサの燃料屈折率に対する出力電
圧を示す特性図である。

【図４】この発明の実施例１によるパージ処理動作を示
すフローチャートである。

【図５】従来の内燃機関制御装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 吸気管 ８ インジェクタ ９ 燃料タンク １０ キャニスタ １１ パージバルブ １７ クランク角センサ ２０Ａ ＥＣＵ ３０ 性状センサ Ｃ パージ制御信号 Ｊ 燃料噴射信号 Ｎ 燃料 Ｑ 性状信号 θ 基準周期信号

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】このときのパージ量は、軽質ガソリン等の
通常燃料を対象としており、パージ制御信号Ｃは、各種
センサからの信号に基づいて、最適なパージ量となるデ
ューティＤで制御される。しかしながら、近年用いられ
る燃料としては、芳香族成分を多量に含む重質燃料があ
り、この種の重質燃料は通常燃料と比べて蒸発燃料が少
ない。従って、もし重質燃料を用いた場合には、蒸発燃
料が少ないにもかかわらずパージバルブ11の開放時間が
必要以上に長くなり、燃料タンク９側から大気が流入
し、内燃機関１に供給される混合気の空燃比がリーン化
してしまうことになる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関制御装
置は以上のように、パージ制御手段が燃料の違いを配慮
することなく、通常燃料を対象とした最適のパージ量と
なるようにパージ制御信号Ｃを設定しているので、通常
燃料よりも蒸発燃料の少ない重質燃料を用いた場合に、
空燃比に悪影響を及ぼすという問題点があった。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】

【作用】この発明においては、燃料の性状が通常燃料を
示す場合にはパージ制御信号のデューティをＤに設定
し、燃料の性状が重質燃料を示す場合には、デューティ
を１より小さく設定してパージ制御信号をパージ量抑制
側に切換える。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】まず、性状信号Ｑ以外の各種センサからの
信号に基づいて、最適なパージ量となるデューティＤを
設定する(ステップS1)。続いて、ＥＣＵ20Ａ内のパージ
量切換手段は、温度補正された性状センサ30からの性状
信号Ｑに基づいて、燃料Ｎが重質ガソリン即ち重質燃料
か否かを判定する(ステップS2)。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】もし、性状信号Ｑが屈折率の小さい通常燃
料の性状を示せば、軽質ガソリン即ち通常燃料と判定し
て、デューティＤの値を変更せずに次のステップS4へ進
む。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】又、性状信号Ｑが屈折率の大きい重質燃料
の性状を示せば、重質燃料と判定して、デューティＤを
補正係数α(１＞α＞０)倍した値(Ｄ×α)に設定する
（ステップS3）。そして、補正されたデューティＤに応
じたパージ制御信号Ｃを生成し、このパージ制御信号Ｃ
に応じてパージバルブ11を駆動する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】実施例２．尚、上記実施例１では、ステッ
プS2において重質燃料が判定されたときに、デューティ
Ｄを補正係数α(＜１)倍してパージ抑制側に切換えた
が、補正係数分を減算してもよい。

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を収納する燃料タンクと、 内燃機関の吸気管に設けられて前記燃料を噴射するイン
   ジェクタと、 前記燃料タンクからの蒸発燃料を一時的に吸収するキャ
   ニスタと、 前記キャニスタと前記吸気管との間に設けられたパージ
   バルブと、 前記インジェクタを駆動して前記内燃機関に目標空燃比
   の混合気を供給する空燃比制御手段と、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記パージバルブを開
   放するためのパージ制御信号を生成するパージ制御手段
   とを備えた内燃機関制御装置において、 前記燃料の重質性状を検出する性状センサを設け、 前記パージ制御手段は、前記燃料の重質性状に応答し
   て、パージ量を抑制するように前記パージ制御信号を切
   換えることを特徴とする内燃機関制御装置。