JPS60164652A

JPS60164652A - 燃料蒸気のパ−ジ方法

Info

Publication number: JPS60164652A
Application number: JP1970884A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sasaki; 茂佐々木; Tatsu Fujita; 藤田　達
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1984-02-06
Filing date: 1984-02-06
Publication date: 1985-08-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、ガソリン等の液体燃料を貯留した燃料タンク
内で発生した燃料蒸気を捕集する燃料蒸気捕集装置内の
燃料蒸気をパージする方法に関し、特に、自動車等の車
両に適用する燃料蒸気のパージ方法に関するものである
。

〔発明の背景〕

例えば、自動車用の内燃機関においては、ガソリン等の
液体燃料を貯留する燃料タンク内で発生した燃料蒸気を
、チャコールキャニスタの如き燃料蒸気捕集装置で捕集
し、捕集された燃料蒸気をエンジンの所定の運転域でエ
ンジンの吸気通路ヘパージし、これにより、燃料蒸気捕
集装置の燃料蒸気の吸着保持が飽和しないようにしてい
る。

かかる燃料蒸気のパージを、吸気通路内の負圧によりア
イドル時以外に行なう場合には、パージ流量を十分確保
できず、燃料蒸気捕集装置の燃料蒸気の吸着保持が飽和
して燃料蒸気が完全に除去できず、そのため、いわゆる
エバポエミッションが悪化する慣れがある。そこで、パ
ージ流量を十分確保するためパージ通路を太くすると、
燃料蒸気捕集装置の燃料蒸気の吸着が少ない場合にはパ
ージ通路から吸入される空気量が増大するので、例えば
エアフローメータ等の空気流量測定装置で検出された吸
入空気流量に基づいて噴射燃料量を決定する内燃機関で
は、特にアイドル時に所望の空燃比が得られず、運転性
能や排気エミッションが悪化する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、排気エミッションやアイドル時の運転
性能を損うことなく、発生する燃料蒸気の量に応じたパ
ージを行なうようにした燃料蒸気のパージ方法を提案す
ることにある。

〔発明の構成〕

本発明は、燃料タンク内の残存燃料が少ないほど発生す
る燃料蒸気が多いという第１図に示す特性に着目し、残
存燃料の量を検出し、残存燃料が所定量以下となったと
きにはアイドル時も含めて常時燃料蒸気をパージし、残
存燃料が所定量以上のときにはアイドル時以外で燃料蒸
気をパージするようにしたものである。

〔発明の効果〕本発明によれば、燃料タンク内の残存燃料が少なく燃料
蒸気の発生量が多い場合にはアイドル時であっても燃料
蒸気が吸気通路にパージされるようにしたので、パージ
通路を太くすることなくパージ流量を確保でき、燃料蒸
気捕集装置における燃料吸着保持の飽和が防止でき、従
って、アイドル時の排気エミッションや運転性能を損う
ことなく、エバポエミッションの改善が図れる。

〔第１実施例〕第２図は本発明方法が適用された燃料蒸気捕集装置のパ
ージ装置の一例を示している。燃料蒸気捕集装置、例え
ばチャコールキャニスタｌは、そのケース内に燃料蒸気
を吸着保持する燃料蒸気吸着床を有しており、キャニス
タ１の燃料蒸気取入ボート３は、通路５により燃料タン
ク７の上部空間に接続されている。燃料タンク７内には
図示していないエンジンへ供給する液体燃料、例えばガ
ソリンが貯留される。キャニスタ１の燃料蒸気取出ボー
ト９は、パージ通路１１を介してスロットル弁１３上流
の吸気通路１５に設けたパージボー）１７と接続される
一方、パージ通路１１から分岐した通路１９および通路
１９に介装された電磁弁２１を介して、スロットル弁１
３の下流の吸気通路２３に設けたパージボート２５とも
接続される。電磁弁２１は、後述する残存燃料判定回路
２７からの出力信号により切換制御される。

残存燃料判定回路２７は、燃料タンク７内の液面に応じ
たレベルの信号を出力する燃料計２９と、所定の液面に
応じた燃料計２９の出力電圧に等しい電圧を得る基準電
圧発生回路３１と、燃料計２９および基準電圧発生回路
３１の出力信号が入力され、残存燃料が所定量以下のと
き、すなわち、燃料計２９からの出力が基準電圧以下と
なったときに電磁弁２１を開放する信号を出力するコン
パレータ３３とを有して成る。燃料計２９および基準電
圧発生回路３１はバッテリ３５と接続されている。コン
パレータ３３の出力信号は制御回路３４に入力され、後
述する学習制御に用いられる。

このように構成されたパージ装置においては、燃料タン
ク７内の残存燃料を燃料計２９で測定し、所定量以上の
ときには電磁弁２１を閉成させておく。しかして、キャ
ニスタｌの燃料蒸気取出ボート９はスロットル弁１３の
上流側のパージボート１７とのみ連通され、従って、ア
イドル時以外の運転状態におけるパージボート１７近傍
の吸気負圧により、キャニスタｌの燃料蒸気が吸気通路
１５にパージされる。

一方、燃料タンク７内の残存燃料が所定値より小さくな
るとコンパレータ３３の出力がハイレベルに反転して電
磁弁２１が開放される。ここで、スロットル弁１３の下
流側に設けたパージボート２５近傍の圧力は、アイドル
時でも負圧となるので、従って、燃料タンク７内の残存
燃料が所定値より小さく、発生する燃料蒸気が多い場合
には、アイドル時にもパージボート２５から燃料蒸気が
吸気通路２３ヘパージされ、所望のパージ流量が確保さ
れる。また、コンパレータ３３からハイレベル信号が制
御回路３４へ出力されると学習制御が禁止される。

〔第２実施例〕第３図は本発明方法が適用された燃料蒸気捕集装置のパ
ージ装置の第二の実施例を示している。

ここで、第２図と同様の箇所には同一の符号を付すもの
さする。

キャニスタ１の燃料蒸気取出ボート９は、電磁弁２１が
介装されたパージ通路３７を介して、スロットル弁１３
の下流側通路２３に設けられたパージボート３９と接続
される。そして、スロットル弁１３がアイドル位置にあ
ることを検出するアイドルスイッチ４１が設けられてい
る。

残存燃料判定回路２７は、第２図に示した構成に加えて
、オアゲート４３を更に有しており、オアゲート４３に
は、アイドルスイッチ４１からの出力信号と、コンパレ
ータ３３からの出力信号が入力されている。そして、ス
ロットル弁１３がアイドル位置にあるときにオアゲート
４３にはローレベルのアイドル信号が供給されるように
されてイル。また、コンパレータ３３の出力信号は制御
回路３４に入力され、後述する学習制御に用いられる。

このように構成されたパージ装置においては、アイドル
時以外の運転状態で、アイドルスイッチ４１からのハイ
レベル信号により電磁弁２１が開放されるので、燃料タ
ンク７内の残存燃料の量に向りなく、キャニスタ１の燃
料蒸気をパージすることができる。一方、アイドル時で
は、残存燃料の量が所定値より小さくなるとコンパレー
タ３３の出力信号が反転してハイレベル信号がオアゲー
ト４３を介して電磁弁２１に供給され、これにより電磁
弁２１が開放され、アイドル時であってもキャニスタ１
内の燃料蒸気をパージすることができる。マタ、コンパ
レータ３３からノ・イレペル信号が制御回路へ出力され
ると学習制御が禁止される。

〔学習制御〕

第４図〜第７図は、空燃比の学習制御を行なう自転車用
内燃機関に本発明方法を適用した場合の実施例をそれぞ
れ示している。第４図においてエアフィルタ２はインレ
ットバイブ４を介してスロットルボディ６と接続されて
いる。スロットルボディ６には、その上流側圧燃料噴射
弁８が設けられ、燃料噴射弁８の下流にはアクセルペダ
ル（不図示）と連動して吸入空気量を調節するスロット
ル弁１３が設けられ、スロットル弁１３の下流には、そ
の部位の絶対圧力を測定する吸気管絶対圧力センサ１０
が設けられている。更に１スロツトル弁１３の開度位置
を測定する弁開度位置センサ１２と、スロットル弁１３
が全閉しているときＫのみオンするアイドルスイッチ１
４がスロットル弁１３に関連して取付けられている。

スロットル弁１３の上流側にあけられたパージポー）１
６は電磁弁１８を介してキャニスタｌの燃料蒸気取出ボ
ート９と接続されている。電磁弁１Ｂは第３図で説明し
た残存燃料判定回路２７からの出力信号により開閉制御
される。なお、オアゲート４３の一方の入力端子には、
制御回路３４から、アイドルスイッチ１４がオン（スロ
ットル弁１３がアイドル位置でオン）しているときにロ
ーレベルの信号が供給される。

エンジン本体２０には、冷却水温に応じた信号を制御回
路３４に送出する水温センサ２２が取付けられている。

排気マニホールド２４には、排気中の酸素濃度に応じ九
二値の信号を制御回路３４に送出する酸素センサ２６が
取付けられている６また、２８はイグナイタ、３０はデ
ィストリビュータであり、ディストリビュータ３０には
回転角センサ３１と気筒判別センサ３２が設けられてお
す、各センサ３１，３２の信号は制御回路３４に送出さ
れ、回転数の演算、気筒の判別に供される。

制御回路３４は、各種機器を制御する中央演鉦処理装置
（ＣＰＵ）、予め各種の数値やプログラムが書き込まれ
たリードオンリメモリ（ＲＯＭ　）、演算過程の数値や
フラグが所定の領域に書き込まれるランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）、アナログ入力信号をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）、各種ディジタル
信号が入力され、各種ディジタル信号が出力される入出
力インタフェース（Ｉｌｏ）、エンジン停止時ｉｃｍ助
電源から給電されて記憶を保持するバンクアンプメモリ
（ＢＵ−ＲＡＭ）、及びこれら各機器がそれぞれ接続さ
れるパスラインから構成されるマイクロコンピュータを
有している。

ＲＯＭ内には、メイン処理ルーチンプログラム、燃料噴
射時間（パルス幅）演算用のプログラム、空燃比フィー
ドバック補正係数や後述の学習補正係数演算用のプログ
ラム、及びその他の各種プログラム、さらにそれらの演
算処理に必要な種々のデータが予め記憶されている。な
お、第４°図において、３６は吸気温センサ、３８は三
元触媒である。

このように構成された内燃機関における燃料噴射時間（
噴・耐量）は例えば次のようＫしてめられる。

ｔ＝（ＴＰ＋ＴＡＧ）Ｘ（１＋ＦＧ）ＸＦＡＦＸＦＬＩ
［１ＡＮＸＫ・・・・・・・・・・・・・・・　１１１
ここで、 τ＝最終燃料噴射時間ＴＰ＝基本燃料噴射時間ＦＡＩ　＝フィードバック補正係数ＴＡＧ　＝学習補正量ＦＧ＝学習補正係数ＦＬ凡ＡＮ＝リーン補正係数に＝水温、吸気温等による補正係数基本燃料噴射時間ＴＰは、吸気管圧力ＰＭど機関回転数
Ｎｅと１基づいて、予め定められたテーブルから読出し
、または計算によってめられる。

フィー）”バック補正係数ＦＡ′Ｆは、フィードバック
制御条件下において、酸素センサ２６かラノ空燃比信号
により空燃比がリーンであると判定されれば、噴射量を
増量するような値、例えば１．０５となり、空燃比信号
により空燃比がリッチであると判定されれば、噴射量を
減量するような値、例えば０．９５となり、フィードバ
ック制御条件下でなければ、補正係数ＦＡＰが１．０と
なる。

フィードバック補正係数ＦＡＦの演算手順の一例を第５
図に示す。

手順８１におい、て、フィードバック条件が成立してい
るか否かを判断する。例えば、始動状態でなく、始動後
項量中でなく、エンジン水温ＴＨＷが５０℃以上であり
、パワー増量中でない時に、フィードバック制御の条件
が成立する。フィードバック制御の条件が成立していな
ければ、手順８２でフィードバック補正係数ＦＡＰを１
．０としてフィードバック制御が実行されないようにし
て、この手順を終了する。条件が成立していれば手順Ｓ
３に過む。手順Ｓ３では、空燃比信号を読込む。手／＠ｓ４では空燃比信号が表わす電圧値にフィルタをかけ
て、リッチのときＫ　＃　１　ｔ　、リーンのときにＩ
ＱＩとなるように空燃比リーンリッチフラグを形成し、
手順８４においてフラグがｌｌ−１の場合には、空燃比
が過濃であると判断して空燃比を稀薄側にすべく手順を
実行する。

すなわち、手順Ｓ５でフラグＣＡＦＬを零として手順８
６に進み、フラグＣＡＦＲが零か否かを判断する。初め
て過濃側へ移行した時にはフラグＣＡＩＰＲが零である
ので手順８８へ進み、ＲＡＭＫ格納されている補正係数
ＩＰＡＦから所定の値αｌを減じ、その結果を新喪な補
正係数ＦｊｋＰとする。

手順Ｓ９［おいては、フラグＣＡＦＲを１とする。

従って、手順８４において連続して二回以上過濃と判断
されれば、二回目以降に通過する手Ｐｌｉｓ６では必ず
否定判定され、手順Ｓ７において、補正係数ＰＡＰから
所定の値βｌを減じ、その結果を新たな補正係数ＩＦＡ
ＴとしてＦＡＦ演算を終了する。

一方、手＠ｓ４で空燃比信号が表わす電圧値に基づくリ
ーンリッチフラグが［０」の場合には、空燃比が稀薄で
あると判断して空燃比を過濃側にすべく手順を実行する
。すなわち、手順θＩＯにおいて、フラグＣＡＦＲを零
として手順Ｅｌｌｌに進み、フラグＣＡＦＬが零か否か
を判断する。初めて稀薄側へ移行した時にはフラグＣＡ
ＦＬが零であるので手順８１２に進み、補正係数ＩＦＡ
Ｆに所定の値α２を加算し、その結果を新たな補正係数
ＦＡＦとする。手順８１３においてはフラグＣＡＦＬを
１とする。従って、手順ｓ４において連続して二回以上
稀薄と判断されれば二回目以降に通過する手順８１１で
は必ず否定判定され、手順８１４において、補正係数Ｆ
ＡＦに所定の値β２を加算し、その結果を新たな補正係
数ＰＡＦとしてＦＡＰ演算を終了する。

なお、手順Ｂ７、Ｓ８、Ｓ１２．８１４におけるα１、
α２、β１およびβ２は予め定められた値である。

この演算手段によりめられるフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを、空燃比信号が表わす電圧値にフィルタをかけて
表わした空燃比Ａ　／　Ｆのリーンリッチフラグととも
に第６図に示す。この図を参照するに、空燃比がリーン
からリッチまたはリッチからリーンに切換わったときに
は、補正係数ＦＡＦがα１あるいはα２だけスキップさ
れ、す・−／すのままなら逐次所定数β１が減算され、
リーシのままなら逐次所定数β２が加算される。

次に、学習制御量ＴＡＧおよび学習制御補正係数ＦＧの
演算手順の一例を第７図に示す。

先ず手順Ｐ２１で、スロットル弁１３が全閉しているか
否かを、アイドルスイッチ１４から出力されるアイドル
信号がオンしているか否かにより判断する。スロットル
弁１３が全閉していて肯定判断されると、手順Ｐ２２に
おいて、例えば、エンジン回転数Ｎｏが１１０００ｒｐ
以下であり、かつ、吸気管圧力ＰＭが２００１ｉＨｊ’
　以上か否かを判断する。肯定判断されれば手順Ｐ２４
に進む。

一方手順Ｐ２１において、スロットル弁１３が全閉状態
になく否定判断されると、手順Ｐ２３において、例えば
、吸気管圧力ＰＭ２００１１１１Ｈｊ’　以上５０（１
＋ｌＨＦ　以下か否かを判断する。肯定判断されれば手
順８２４において、コンパレータ３３の出力信号が）・
イレペルか否かを判断する。換言すると、燃料タンク７
内の残存燃料が少なく発生する燃料蒸気が多いか否かを
判断する。肯定判断されると、学習制御せずにこの一連
の手順を終了する。一方、手順Ｐ２２またはＰ２３で否
定判断された場合にも学習制御を行なわない。手順Ｐ２
４が否定判断されると手順Ｐ２４−１で学習条件が成立
しているか否かを判断する。例えば、空燃比フィードバ
ック制御実行中であり、エンジン冷却水温ＴＨＷが８０
℃以上かつ吸気温ＴＨＡが４０℃以上９０℃以下の場合
に学習する。学習条件が成立していると判断されると、
手順Ｐ２５でフィードバック補正係数Ｆ’ＡＰがスキッ
プしたか否かを判断し、スキップして肯定判断されれば
手順Ｐ２６に進む。手順Ｐ２５は、前述したフラグＣＡ
ＦＬ、ＣＡＦＲがｔ　１　ｚ−＋ｚ　Ｑ　ＩＩ／Ｃ変化
シタことにより判断される。手順Ｐ２６では、スキップ
直前の補正係数ＦＡＦの値を読込み、手順Ｐ２７におい
て、今回読込まれた補正係数Ｆ　Ａ　Ｆｎ　と前回読込
まれた補正係数ＦＡＦｎ−１との相加平均値ＦＡＦＡＶ
をめ、所定領域に格納する。次いで、手順Ｐ２８におい
て、相加平均値ＦＡＦＡＶが１以上か否かを判断する。

相加平均値ＦＡＦＡＶが１．０以上ならば、手順Ｐ２８
−１においてスロットル弁１３がアイドル位置にあるか
否かを判断し、全閉していれば手順Ｐ２９に進んで学習
制御量ＴＡ（）に「ｌＯ」を加算し、その結果を新たな
学習制御量ＴＡＧとする。

全閉していなければ手順Ｐ３０に進んで学習制御補正係
数ｙａに「０，００５Ｊを加算し、その結果を新たな学
習制御補正係数ＦＧとする。

相加平均値ＦＡ１１’ＡＶが１．０未満ならば、手順Ｐ
２８−２においてスロットル弁１３が全閉しているか否
かを判断し、全閉していれば手順Ｐ３１に進んで学習制
御量ＴＡＧから「ｌＯ」を減算し、その結果を新たな学
習制御量ＴＡＧとする。全閉していなければ手順Ｐ３２
．に進んで学習制御補正係数ＰＧから［ｎ、００５Ｊを
減算し、その結果を新たな学習制御補正係数ｐａとする
。

このように、学習制御量ＴＡＧＫよりスロットル弁１３
が全閉（アイドル位置）のときの空燃比を学習し、学習
制御補正係数ＦＧによりスロットル弁１３が開かれてい
る場合の空燃比を学習する。

また、燃料タンク７内で発生する燃料蒸気が多い条件下
では学習制御を禁止した。このような学習制御の禁正に
より次のような効果が得られる。

すなわち、上記＋１１式のように噴射量を定める内燃機
関では、ある特定の運転状態で支障のない範囲で空燃比
を理論空燃比より稀薄側に制御しており、キャニスタか
ら吸入通路に導入される燃料蒸気が多いと空燃比が一時
的にリッチとなり、学習補正量ＴＡＧや学習補正係数Ｆ
Ｇの値が変動してしまい、リーン制御により所定の稀薄
空燃比下で運転することを予定しても、空燃比が所望の
値からずれ、これにより、リーン制御中のドライバビリ
ティ、燃費、排気エミッションに悪影響を及ぼす慣れが
あるが、上記のように燃料蒸気が多いときに学習制御を
禁止するととＫより、このような悪影響を防止できる。

一方、蒸発燃料により空燃比が一時的にかなりリッチと
なることもあり、その際には学習補正量ＴＡＧや学習補
正係数ＦＧがかなり小さくなり、このような蒸発燃料に
よる空燃比の変化を学習した直後に車両の運転を停止す
ると、次に車両を始動するときに空燃比がリーンとなり
すぎるので始動性が悪くなる等の不具合を生ずるが、上
記のように燃料蒸気が多いときに学習制御を禁止するこ
とにより、このような不具合が防止される。

なお、このような学習制御に伴う問題点は、アイドル時
も含めた全運転域で燃料蒸気をパージする場合にも生じ
るが、この場合にも、上記と同様に、燃料タンク内の残
存燃料が少ないときには学習制御を禁止することによシ
、上記問題点を解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料タンク内燃料残量とガソリン蒸気量との関
係を示すグラフ、第２図は本発明方法が適用されたパー
ジ装置の一例を示した図、第３図は同じく他の例を示し
た図、第４図は第３図に示したパージ装置を学習制御さ
れる内燃機関とともに示した図、第５図はＦＡＦ演算ル
ーチンの一例を示すフローチャート、第６図はり一ンリ
ンチフラグと補正係数ＦＡＦとの関係を示すタイムチャ
ート、第７図はＴＡＧ、’ＦＧ演算ルーチンの一例を示
すフローチャートである。ｌ・・・キャニスタ、　７・・・燃料タンク、１１．１
９．３７・・・パージ通路、１３・・・スロットル弁、１５．２３・・・吸気通路、
１７．２５．３９・・・パージボート、２１・・・電磁
弁、　２７・・・残存燃料判定回路、２９・・・燃料計
、　３】・・・基準電圧発生回路、３３・・・コンパレ
ータ、３４・・・制御回路、４１・・・アイドルスイッ
チ、４３・・・オアゲート、　８・・・噴射弁、１０・・・
圧力センサ、１４・・・アイドルスイッチ、１６・・・
パージポート、１８・・・１１Ｊ１弁、２０・・・エン
ジン、　２６・・・酸素センサ、３１．３２・・・クラ
ンク角センサ。代理人　鵜沼辰之（ほか１名）＠　１　図＠　２　図＠　５　図第　６　図

Claims

【特許請求の範囲】

燃料タンク内で発生した燃料蒸気を捕集する燃料蒸気捕
集装置に捕集された燃料蒸気をエンジン吸気通路ヘバー
ジするＫあ九シ、前記燃料タンク内の残存燃料の量を検
出し、アイドル時以外では前記残存燃料にかかわりなく
、常時、前記捕集された燃料蒸気を前記吸気通路ヘパー
ジし、アイドル時には、検出された前記残存燃料が少な
いときにのみ前記捕集された燃料蒸気を前記吸気通路ヘ
バージすることを特徴とする燃料蒸気捕集装置のパージ
方法。