JPH10141114A - 蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比制御装置

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JPH10141114A
JPH10141114A JP8300387A JP30038796A JPH10141114A JP H10141114 A JPH10141114 A JP H10141114A JP 8300387 A JP8300387 A JP 8300387A JP 30038796 A JP30038796 A JP 30038796A JP H10141114 A JPH10141114 A JP H10141114A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
fuel
purge
amount
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Pending
Application number
JP8300387A
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English (en)
Inventor
Shigeo Okuma
重男 大隈
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Unisia Jecs Corp
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Publication date
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】キャニスタパージ時における空燃比の変動を、
応答良くかつ高精度に抑制する。 【解決手段】ブーストBoost ,回転速度Ne,パージバ
ルブの開度に基づいてパージ量を推定する(S3)。次
いで、前記推定されたパージ量と、燃料噴射弁による燃
料噴射量Tiとに基づいて空燃比の変動率kA/F を推定
する(S4)。そして、パージ中に、燃料噴射量Tiを
前記変動率kA/F に基づいてフィードホワード補正する
と共に、広域空燃比センサで検出された実際の空燃比に
基づく補正係数kEXA/F でフィードバック補正する(S
7)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸発燃料処理装置を
備える内燃機関の空燃比制御装置に関し、詳しくは、キ
ャニスタパージに伴う空燃比変動を抑制するための技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、燃料タンク内で発生した蒸発
燃料を一時的にキャニスタに吸着させ、該キャニスタに
吸着された吸着燃料を、スロットル負圧により機関に吸
入させて燃焼させる蒸発燃料処理装置が知られている
(実開平1−58760号公報参照)。
【0003】前記蒸発燃料処理装置においては、パージ
率を目標値に制御すべく、機関負荷や機関回転速度など
の情報に基づいてパージ通路に介装されるパージバルブ
の開度を決定するようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、キャニ
スタに対する蒸発燃料の吸着量や、パージ時の雰囲気温
度,気圧などの影響で、パージされる蒸発燃料量に変化
が生じるため、機関負荷や機関回転速度などの運転条件
に基づいてパージバルブの開度を決定しても、所期のパ
ージ率に制御することができず、以て、パージの開始時
に大きな空燃比変動を生じてしまう場合があった。
【0005】このため、前記吸着量,温度,気温が略標
準的な状態では、通常の空燃比フィードバック制御によ
って空燃比ずれを早期に収束させることができる構成で
あっても、環境条件の違いによってパージ量が大きく変
化すると、空燃比の収束が遅れ、この間に排気性状の悪
化などを招く可能性があった。本発明は上記問題点に鑑
みなされたものであり、パージされる蒸発燃料量に変動
があっても、パージ開始後に応答良く空燃比を収束させ
ることができるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため請求項1記載の
発明は、図1に示すように構成される。図1において、
蒸発燃料処理装置は、燃料タンクから発生した蒸発燃料
をキャニスタに吸着捕集し、該キャニスタに吸着捕集し
た蒸発燃料をパージ通路を介して機関の吸気通路内に吸
入させて燃焼させるよう構成される。
【0007】そして、パージ量推定手段は、前記パージ
通路を介して機関の吸気通路内に吸入されるパージ量を
推定し、空燃比変動率推定手段は、パージ量推定手段で
推定されたパージ量に基づいて、パージのオン・オフに
伴う空燃比の変動率を推定する。ここで、フィードホワ
ード補正手段は、空燃比変動率推定手段で推定された変
動率に基づいてパージ中の燃料噴射弁による燃料噴射量
を補正する。
【0008】一方、前記空燃比検出手段は、排気中の酸
素濃度に基づいて燃焼混合気の空燃比を検出し、フィー
ドバック補正手段は、パージ中に、前記空燃比検出手段
により検出される空燃比を目標空燃比に近づけるように
前記燃料噴射弁による燃料噴射量を補正する。かかる構
成によると、パージ量の推定値に基づくフィードホワー
ド補正が行われることで、パージに伴う空燃比の変動を
概略的に吸収し、更に、空燃比の検出結果に基づくフィ
ードバック補正によって、前記フィードホワード補正に
よるエラー分が吸収されることになる。
【0009】請求項2記載の発明では、前記パージ量推
定手段が、前記パージ通路の開口面積,機関の吸入負圧
及び機関回転速度に基づいてパージ量を推定する構成と
した。かかる構成によると、パージ通路に介装されたバ
ルブの開度によってパージ量が調整されるときに、前記
バルブの開度によって変化するパージ通路の開口面積に
応じてパージ量が変化し、また、吸入負圧及び回転速度
によるパージ量の変化に対応して、パージ量が推定され
る。
【0010】請求項3記載の発明では、前記空燃比変動
率推定手段が、前記パージ量推定手段で推定されたパー
ジ量及び前記燃料噴射弁による燃料噴射量に基づいて空
燃比の変動率を推定する構成とした。かかる構成による
と、燃料噴射弁から噴射される燃料に対して、パージに
よって供給される燃料が加算されるものとして、パージ
のオン・オフに伴う空燃比の変動率が推定される。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によると、フィードホワード補正によってパージに伴
う空燃比の変化を抑制する補正を行うと共に、実際の空
燃比の検出結果に基づいて空燃比の変動を抑制するフィ
ードバック補正を行うので、パージに伴う空燃比の変動
をフィードホワード補正によって応答良く抑制し、か
つ、環境条件の違いによるフィードホワード補正のエラ
ー分を精度良く吸収できるという効果がある。
【0012】請求項2記載の発明によると、パージ量を
機関の運転条件やパージ通路の開口面積の変化に対応し
て推定できるという効果がある。請求項3記載の発明に
よると、パージに伴う空燃比の変化を簡便に推定できる
という効果がある。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。実施の形態のシステム構成を示す図2において、
内燃機関1には、スロットルチャンバー2及び吸気マニ
ホールド3を介して空気が吸入される。前記スロットル
チャンバー2には、図示しないアクセルペダルと連動す
るスロットル弁4が設けられていて、機関1の吸入空気
量を制御する。
【0014】各気筒には、燃焼室内に直接燃料を噴射す
る燃料噴射弁5がそれぞれ設けられており、機関1は所
謂直噴式ガソリン内燃機関である。前記燃料噴射弁5
は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニ
ット6から送られる噴射パルス信号に応じて間欠的に開
駆動され、前記コントロールユニット6で演算される噴
射パルス信号のパルス幅に応じて燃料噴射量が制御され
るようになっている。
【0015】内燃機関1の各気筒には、それぞれ点火栓
7が設けられていて、該点火栓7により火花点火して混
合気を着火燃焼させる。前記コントロールユニット6に
は、前記燃料噴射弁5による燃料噴射量Tiを決定する
ために、各種センサからの検出信号が入力される。前記
各種センサとしては、前記スロットル弁4の開度TVO
を検出するスロットルセンサ8、機関1のクランク角を
検出するクランク角センサ9、機関1の冷却水温度Tw
を検出する水温センサ10、機関1の吸入負圧Boost を検
出するブーストセンサ11,機関1の吸入空気量Qを検出
するエアフローメータ12などが設けられている。ここ
で、前記クランク角センサ9からの検出信号に基づいて
機関回転速度Neがコントロールユニット6において演
算される。
【0016】更に、排気マニホールド14の集合部には、
機関1の燃焼混合気の空燃比と密接な関係にある排気中
の酸素濃度に感応して出力が変化する広域空燃比センサ
13(空燃比検出手段)が設けられており、前記広域空燃
比センサ13からの検出信号に基づいて燃焼混合気の空燃
比を広域に検出できるようになっている。一方、前記機
関1には、蒸発燃料処理装置21が備えられている。前記
蒸発燃料処理装置21は、キャニスタ22内に充填された活
性炭などの吸着剤に、燃料タンク内で発生した燃料の蒸
発燃料を吸着捕集させ、該吸着剤に吸着された燃料をパ
ージし、該パージエアをパージ通路23を介してスロット
ル弁4下流側の吸気通路に供給するものである。
【0017】前記キャニスタ22には、燃料タンク内の圧
力が所定以上になったときに開くチェックバルブが介装
された蒸発燃料通路24を介して、燃料タンク内の蒸発燃
料が導入されるようになっており、また、前記パージ通
路23には、前記コントロールユニット6によって開度が
制御されるパージバルブ25が介装されている。コントロ
ールユニット6は、機関負荷、機関回転速度Ne、冷却
水温度Twなどの運転条件に基づいて、パージバルブ25
の開度を制御する。
【0018】また、コントロールユニット6は、パージ
に伴う空燃比の変動を抑制すべく図3のフローチャート
に示すようにして、前記燃料噴射弁5による燃料噴射量
を補正する。図3のフローチャートにおいて、まず、ス
テップ1(図中ではS1と記してある。以下同様)で
は、機関回転速度Ne,スロットル弁開度TVO,パー
ジバルブ25の開度,ブーストBoost ,吸入空気量Q,燃
焼混合気の空燃比などの各種運転条件を読み込む。
【0019】次のステップ2では、制御許可条件が成立
しているか否かを判別する。前記制御許可条件の成立と
は、例えば以下の条件を全て満足していることを示す。 1.パージ条件成立中 2.広域空燃比センサ13が活性状態 3.パージバルブ25及び広域空燃比センサ13の故障判定
がなされていない 4.均質燃焼中(成層燃焼中でない) 広域空燃比センサ13の活性状態は、センサにヒータが備
えられる場合には、ヒータへの通電開始後所定時間以上
が経過していて、かつ、センサ出力が所定範囲内である
ときに、活性状態として推定できる。
【0020】また、直噴式ガソリン機関1において、前
記均質燃焼とは、燃焼室内に均一空燃比の混合気を形成
させて燃焼させる燃焼モードであり、成層燃焼とは、点
火栓近傍の第1の混合気層と該第1の混合気層よりも薄
い空燃比の第2の混合気層とを形成させて燃焼させるモ
ードであり、本実施の形態では、前記均質燃焼時に広域
空燃比センサ13で検出される空燃比からパージによる空
燃比の変動を検出して、燃料噴射量を補正するものとす
る。
【0021】尚、前記1〜4の条件を全て満足するよう
になってから所定時間が経過していることを条件に加え
ても良い。ステップ2で制御許可条件が成立していると
判別されたときには、ステップ3へ進み、パージ量の推
定を行う(パージ量推定手段)。具体的には、ブースト
Boost ,機関回転速度Ne,パージバルブ25の開度(パ
ージ通路23の開口面積)に応じて予めパージ量を記憶し
たマップを参照し、現在のブーストBoost ,機関回転速
度Ne,パージバルブ25の開度に対応して記憶されてい
るパージ量を検索する。
【0022】ここで、ブーストセンサを備えない場合に
は、ブーストBoost の代わりに、機関負荷を代表するそ
の他のパラメータ(例えば吸入空気量や基本燃料噴射量
など)を用いても良い。次のステップ4では、空燃比の
変動率を推定する(空燃比変動率推定手段)。具体的に
は、パージ量,吸入空気量Q,燃料噴射量Tiに応じて
予めパージ開始時の空燃比変動率を記憶したマップを参
照し、現在のパージ量,燃料噴射量Tiに対応して記憶
されている空燃比変動率を検索する。
【0023】即ち、空燃比の変動率kA/F は、 空燃比変動率kA/F =パージON時の空燃比/パージOFF時の空燃比 =(Q’/(Ti+パージ量))/(Q/Ti) となり、パージON時の吸入空気量Q’をQ’=Qと見
做せば、 空燃比変動率kA/F =Ti/(Ti+パージ量) となり、結果的に、パージ量,燃料噴射量Tiから空燃
比変動率を推定できることになる。
【0024】ステップ5では、広域空燃比センサ13から
の検出信号を読み込んで、燃焼混合気の空燃比を検出す
る。そして、ステップ6では、前記ステップ5で検出さ
れた実際の空燃比と目標空燃比とを比較して、燃料噴射
量Tiを補正するための補正係数kEXA/F を、実際の空
燃比を目標空燃比に近づけるようにフィードバック制御
する。
【0025】ステップ7では、燃料噴射量Tiを、前記
変動率kA/F 及び補正係数kEXA/Fで補正し(Ti=T
i×kA/F ×kEXA/F )、S8では、前記補正された燃
料噴射量Tiに相当するパルス幅の噴射パルス信号を前
記燃料噴射弁5に対して所定のタイミングで出力する。
上記の変動率kA/F に基づく燃料噴射量Tiの補正がフ
ィードホワード補正手段に相当し、また、前記補正係数
EXA/F に基づく燃料噴射量Tiの補正がフィードバッ
ク補正手段に相当する。
【0026】上記構成によると、パージに伴う空燃比の
変動を推定してフィードホワード補正によってある程度
補正しておき、実際の空燃比の検出結果からフィードバ
ック補正することで、吸着量,気温,気圧などの影響に
よるフィードホワード補正のエラー分が吸収されるの
で、パージに伴う空燃比の変動を応答良くかつ高精度に
吸収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明の構成ブロック図。
【図2】本発明の実施形態のシステム概略図。
【図3】実施の形態におけるパージ時の噴射量補正制御
の様子を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 内燃機関 4 スロットル弁 5 燃料噴射弁 6 コントロールユニット 9 クランク角センサ 10 水温センサ 11 ブーストセンサ 12 エアフローメータ 13 広域空燃比センサ 21 蒸発燃料処理装置 23 パージ通路 24 蒸発燃料通路 25 パージバルブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料タンクから発生した蒸発燃料をキャニ
    スタに吸着捕集し、該キャニスタに吸着捕集した蒸発燃
    料をパージ通路を介して機関の吸気通路内に吸入させて
    燃焼させるよう構成された蒸発燃料処理装置を備える内
    燃機関において、 前記パージ通路を介して機関の吸気通路内に吸入される
    パージ量を推定するパージ量推定手段と、 該パージ量推定手段で推定されたパージ量に基づいて、
    パージのオン・オフに伴う空燃比の変動率を推定する空
    燃比変動率推定手段と、 該空燃比変動率推定手段で推定された変動率に基づいて
    パージ中の燃料噴射弁による燃料噴射量を補正するフィ
    ードホワード補正手段と、 排気中の酸素濃度に基づいて燃焼混合気の空燃比を検出
    する空燃比検出手段と、 パージ中に、前記空燃比検出手段により検出される空燃
    比を目標空燃比に近づけるように前記燃料噴射弁による
    燃料噴射量を補正するフィードバック補正手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする蒸発燃料処理装置
    を備える内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項2】前記パージ量推定手段が、前記パージ通路
    の開口面積,機関の吸入負圧及び機関回転速度に基づい
    てパージ量を推定することを特徴とする請求項1記載の
    蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比制御装置。
  3. 【請求項3】前記空燃比変動率推定手段が、前記パージ
    量推定手段で推定されたパージ量及び前記燃料噴射弁に
    よる燃料噴射量に基づいて空燃比の変動率を推定するこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の蒸発燃料処理装置
    を備える内燃機関の空燃比制御装置。
JP8300387A 1996-11-12 1996-11-12 蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPH10141114A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000009881A1 (fr) * 1998-08-10 2000-02-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif de traitement de carburant evapore, de moteur a combustion interne
JPWO2017010361A1 (ja) * 2015-07-15 2018-03-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置

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