JPS6241959A - パージコントロール装置 - Google Patents

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】 技術分ＷＬ 本発明は燃料タンク内の蒸発燃料（ベーパ）を一時キャ
ニスタに蓄えてエンジン駆動時にその蓄えられたベーパ
をエンジン側へ還元（パージ）させろ蒸発燃料還元シス
テムに係り、特にエンジンの駆動状態に応じてパージ量
の調整を行なわせるパージコントロール方式に関する。

従米装末 従来、駐車時に大気温度によって発生する燃料タンク内
のベーパ、あるいはエンジン停止後のエンジン温度の上
昇によりキャブレータのフロー１へ室から発生するベー
パを外部に漏らさないようにするために、第８図に示す
ように、密閉された燃料タンク１内で燃料が蒸発してそ
の内圧が一定値にまで上昇すると、ツーウェイバルブ２
が開いてタンク内のベーパが内部に活性炭が入っている
キャニスタ３に一時蓄えられ、エンジンが始動されたと
きのインレッ！−マニホールド４内における負圧ＰＢに
よりチェックバルブ５を開いてキャニスタ３に蓄えられ
たベーパをエンジン側に吸い込むようにしている。

また最近、給油ガンから燃料タンク内に高圧で燃料が供
給される際に発生する大量のベーパを外部に漏らさない
ようにするため、特に容量の大きなオンボー１〜用のキ
ャニスタを別途設け、そのオンボード用キャニスタのパ
ージを前述と同様にして行なわせるようにしている（特
開昭５５−　］、　６６１９５２号公報参照。

しかして、温度上昇により自然に蒸発するベーパにあっ
てはその量が比較的少なくてキャニスタからのパージ量
をコントロールしなくともエンジンに与える影響として
は余り問題ないが、特にオンボード用キャニスタの場合
にあってはそのベーパ蓄積量が格段に多いため、エンジ
ンへ還元されるパージ量も多くなり、そのためエンジン
の空燃比が大幅に狂ってエンジンのエミッション特性お
よび排気ガスに悪影響を及ぼすことになるしかして、こ
のようなオンボード用キャニスタのパージ髪充分に行な
わせるとともに、エンジンにＪ−ｊえる悪影響をなくす
ようにするためには、エンジンの吸入空気量に比例した
パージ量をエンジン側へ還元させるようにする必要があ
る。

特に、排気ガス中の酸素濃度を検出しなからエンジンの
空燃比が最適になるような空燃比制御を併用する場合に
は、エンジンの吸入空気量に比例したキャニスタのパー
ジを行なわせないと、その制御が逸脱するおそれが多分
にあるものになってしまう。

またその際、パージの開始時および吸入空気量の急激な
変化時にパージ量を追従させると、フィードバックによ
る空燃比制御系がもつ応答遅れのために設定空燃比に対
する大きなずれが生じて実際に制御される空燃比がその
設定値におちつくまでに長時間を要してしまうという問
題がある。

土製　　　　　　　　　　　　　　　　１本発明は以上
の点を考慮してなされたもので、空燃比制御期間中にエ
ンジンの吸入空気量に比例したキャニスタのパージを行
なわせるとどもに、特にエンジン負荷にしたがう空燃比
制御状態にみあった最適なパージを行なわせることがで
きろようにした蒸発燃料還元システムにおけるパージコ
ントロール方式を提供するものである。

膚−戊 本発明はその目的達成のため、エンジン側の負圧により
キャニスタに蓄えられた蒸発燃料のパージを行なわせる
際、空燃比制御の実行時にパージ用の負圧を調整してエ
ンジンの吸入空気量に比例したパージを行なわせる制御
手段と、キャニスタのパージ開始時およびパージ量の増
減時にパージの立」−りまたは立下りをＰＩ制御により
行なわせる制御手段と、エンジンの負荷状態を検出し、
その検出された負荷の大きさに応じて１項制御の程度を
可変にする制御手段とをとるようにするものである。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第１図は本発明を実施するための蒸発燃料還元システム
の基本的な構成例を示すもので、ベンチュリー負圧Ｐｖ
によってオンボード用キャニスタ３′のパージを行なわ
せるようにするとともに、コン１〜ローラ（ＥＣＴＪ）
６の制御下でバルブの開。

閉およびそのバルブ開度の調整が行なわれろパージコン
トロール用のソレノイドバルブ７を設け、そのソレノイ
ドバルブ７によりベンチュリー負圧Ｐｖの導通、しゃ断
をなしてパージのタイミング゛をとるとともに、その導
通されたベンチュリー負圧Ｐｖを適宜しぼってパージ量
を調整することができるように構成されている。

ここでコンＩ・ローラ６は、エンジンの排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素センサの出力信号○ユおよびエン
ジンの冷却水温９回転数、インレットマニホールドの絶
対圧、大気圧などの各種エンジン状態信号ＥＳに応じて
エンジンの空燃比を所定の最適値に保持させる空燃比制
御システム９のコントローラをも兼ねている。

第２図は燃料タンク］におけるノズル１１部分の構成例
を示すもので、キャップ１２を外してそのノズル１１部
分に給油ガン１３を挿入すると、その給油ガン１３によ
りシャッター１４が押し下げられてキャニスタ３′への
通路１５が開いて給油時に発生する大量のベーパがキャ
ニスタ３′側へ導かれるようになっている。シャッター
１４は給油時以外には閉じてタンク内部で発生したベー
パが通路１５側へ流れ込まないようにしている。

また給油ガン１３がノズル１１部分に挿入されたときに
は、ノズルシール１６が働いてベーパがノズル１］の入
口から漏れ出ることがないようにしている。図中、１７
はブリーザパイプを示している。

本発明ではこのように構成されたものにあって、コン１
−ローラ６の制御下において、第３図に示すように、空
燃比制御期間Ｔ２中にパージコン１−ロール用のソレノ
イドバルブ７を開いてキャニスタ３のパージを行なわせ
ろとともに、その空燃比制御状態に応じたエンジンの吸
入空気量に比例したソレノイドバルブ７の開度調整を行
なわせるような制御手段をとるようにしている。

すなわちコン１−ローラ６は、第３図に示すように、空
燃比制御か行なわれていない期間Ｔ１．、Ｔ３中には、
ンＩツノイドバルブ７に閉指令を与えてそのバルブを完
全に閉成させ、それによりパージ負圧となるベンチュリ
ー負圧Ｐｖをしゃ断しキャニスタ３のパージか行なわれ
ないようにする。また空燃比制御期間Ｔ２中には、コン
トローラ６はそのときのエンジンの吸入空気ｉｆｆ　Ｑ
　ａに応じた開度指令をソレノイドバルブ７にり・える
ことによりバルブ開度の比例制御をなしてパージ：Ｉｉ
ｌ：Ｑｐの調整を行なわぜる。その際、空燃比制御の開
始直後Ｊ３よびその終了直前の吸入空気量Ｑａが一定の
基ｉ′（ＩｉレベルＬとなっているときにコントローラ
６がらソレノイドバルブ７に第１段階の開度指令が与え
られて、そのバルブを予め設定された最小の開度に開か
せてキャニスタ３′のパージを行なわせるようにしてい
る。このとき、キャニスタ３′のパージ量Ｑｐは最少と
なる。　　　　　　　　　　　　　　　　１しかしてこ
のように、コントローラ６の制御下において、エンジン
の空燃比制御期間中にキャニスタ３′のパージを行なわ
せることにより、エンジンの空燃比を大幅に狂わずよう
なことがなくなる。またエンジンの空燃比制御状態に応
じてパージ量Ｑｐを調整しながら、ベンチコリー負圧Ｐ
ｖにもとづいてキャニスタ３′に蓄積されたベーパをギ
ヤブレータのベンチュリーノズル部分に還元させること
により、エンジンの吸入空気量に比例したキャニスタ３
′のパージを行なわせることができるようになる。

また本発明でば、コン１−ローラ６によりパージコント
ロール用のソレノイドバルブ７の開度側１１％を行なわ
せる際、第３図に示すように、空燃比制御開始点ｔ１に
お）−する第１段階のパージ量の設定時に、コントロー
ラ６はソレノイドバルブ７の開放を予め空燃比制御系の
応答遅れに応じて設定された所定のＰ工制御をもって徐
々に行なわせて、そのバルブ開放の立」ニリをｔｄｌだ
け遅らせるようにしている。同様に、吸入空気量Ｑａの
増減に応じたソレノイドバルブ７の開度調整を行なわせ
る際、コン１−ローラ６はソレノイドバルブ７の開方向
または閉方向の各駆動時に所定のＰＩ制御をもってその
立−４ニリを１１　ｄ　２だけ、またその立下りをｔｄ
３，１：ｄ４だけそれぞれ遅らせるようにしている。な
お空燃比制御の終了点ｔ５においては、そのときの空燃
比制御系の応答遅れが何ら問題とならないために、何ら
遅延時間をもたせることなくソＩ、＝ノイドバルブ７の
全閉動作を行なわせている。

しかしてコン１−ローラ６の制御下においてこのような
Ｐ　Ｔ制御によるソレノイドバルブ７の開度調整を行な
わせることにより、空燃比制御系の応答遅れにより実際
の空燃比がその設定値から大きく外れてしまうようなこ
とを防止することができるようになる。

例えは第４図（ａ）に示すように、空燃比制御開始点ｔ
１でパージを急激に立ち」二げて行なわせると、空燃比
制御がそれに追従することができずにパージ初期におけ
る実際の空燃比Ａ／Ｆがその制御目的となる基準設定値
Ｓから大きく外れてしまい、そのため酸素センサの出力
信号Ｏユにしたがって空燃比制御が実行されて（図中Ａ
、／Ｆ制御特性にその制御状態を示している）実際の空
燃比Ａ　／　Ｆが基準設定値Ｓにおちつくまでに長１．
？間Ｔ４を要してしまうことになる。したがって、その
間エンジンの空燃比が不適正になってエンジンのエミッ
ション特性および排気ガスに悪影響を及ぼしてしまう。

なお図中、ｔαは空燃比制御系おける応答遅れを示して
いる。

それに対して同図（１））に示すように空燃比制御開始
点１１でパージを所定のＰ’Ｉ制御をもって徐々に立ち
」二げて行なわせると、空燃比制御がそれに追従してパ
ージ初期における実際の空燃比Ａ／Ｆが基準設定値Ｓか
ら大きく外れることがなく、そのため酸素センサの出力
信号０２にしたがって空燃比制御が実行されて（図中Ａ
　／　Ｆ　ｆｊ；ｔ制御特性にその制御状態を示してい
る）実際の空燃比Ａ、／Ｆが基準設定値Ｓにおちつくま
での時間Ｔ４’　が短くなる。したがって、その間エン
ジンの空燃比が不適正になってエンジンのエミッション
特性および排気ガスに悪影響を及ぼすようなことが有効
に抑制される。

特に本発明では、このようにエンジンの空燃比制御に追
随したパージ量の調整を行なわせるようしたものにあっ
て、エンジンの駆動状態に応してパージカッ１−が行な
わＡ１、またパージ量が急激に低下したどきに空燃Ｊ（
ｚ制御をその制御範囲のセンター値に強制的に戻す制御
手段をとるようにしたことを特徴どしている。

普通、空燃比制御システムしこあっては、第５図に示す
ように、エンジンの負荷状態に応じて最適な空燃比Ａ、
／Ｆが得らＡしるような特性をもって予めその制御内容
が設定されている。すなわち、エンジンが低負荷の領域
Ａにあってはエンジンｒ［！ｉが円滑に行なわれるよう
に空燃比Ａ／ＦがリッチＲになるように設定さＩｚ、ま
たエンジンが中負荷の領域Ｂにあっては燃焼室における
内圧が充分高くなって燃焼が安定しているために空燃比
Ａ／Ｆがリーン丁、側になるように設定され、さらにエ
ンザ ジンが高負荷の領域Ｃにあっては大きなエンジン出力が
要求されるとともに、エンジン保護のために燃料の供給
を増やして燃料冷却により燃焼温度を下げるべく空燃比
Ａ／ＦがリンチＲ側になるように設定されている。

またエンジンの供給燃料Ｆに対する空燃比Ａ／Ｆは第６
図に示すような特性をもっており、空燃比Ａ／Ｆがリッ
チＲ側にあるときには供給燃料ＦがΔＦ分変動してもＡ
、／Ｆの変化分は少ないが、空燃比Ａ／Ｆが空燃比制御
の実行によってリーンＬ側に移動するにしたがい供給燃
料ＦがΔＦ分変動したときのＡ／Ｆの変化分が大きくな
ってしまう。

しかして、エンジンが高負荷状態にあって空燃比Ａ／Ｆ
がリッチ側に設定さおでいるときには、多量のパージを
行なわせても空燃比Ａ／Ｆの変動率が小さくてエンジン
に悪影響を与えることがなくなる。

したがって本発明では、コンＩ〜ローラ６において、各
種エンジン状態信号ＥＳにしたがってそのときのエンジ
ンの負荷状態を検出し、その検出さ一１２＝ れた負荷が高負荷領域Ｃ側にあるときには、パージのＰ
Ｉ制御時における１項制御を大きくすればパージの立」
−りおよび立下りを急速になしてキャニスタ３′のパー
ジを効率良く行なわせることができるようにしている また検出された負荷が中酬荷領域Ｂ側にあるときには、
パージのＰ１制御時における１項制御を小さくし、それ
によりパージの立上りおよび立下りの万延を緩慢に行な
わせてエンジンにおける空燃比Ａ、／Ｆが大幅に狂うこ
とがないようにしている。

なおその際、エンジン負荷が非常に高い状態にあるとき
には、多量のパージを行なわせてもエンジンの空燃比Ａ
／Ｆに与える影響をほとんど無視することができるため
、ソレノイドバルブ７を全開させてキャニスタ３′のパ
ージ量を最大にする。

また、エンジン負荷が低負荷領域Ａ側にあるときには、
パージによりエンジンの空燃比Ａ／Ｆに与える影響が大
きくなるため、ソレノイドバルブ７を全閉させてキャニ
スタ３′のパージカッ１−を行なわせる。

第７図は本発明を実施したときの蒸発燃料還元システム
の具体的な構成を示すもので、ここではエンジン駆動時
におけるインレットマニホールド４内における負圧ＰＢ
によりチェックバルブ（アイドルカットオフバルブ クバルブ５を通した負圧ＰＢの大きさを前述と全く同様
なコントローラ６の制御下においてパージコントロール
用のソレノイドバルブ７を介して適宜制御し、その制御
された負圧Ｐ，によりパージ用の流量制御バルブ８の開
度調整を行なわせて、ベンチュリー負圧Ｐｖによりその
バルブ開度が調整された流量制御バルブ８を通してオン
ボード用キャニスタ３′のパージを行なわせるようにし
ている。なお、特に図示しないが、燃料タンク内に自然
に発生したベーパに関しては、第７図に示すように別途
設けられた小容量のキャニスタ３を介してエンジン側ヘ
パージされるようになっている。

しかしてこのように構成されたものでは、空燃比制御状
態に応じた最適なパージ量をもって、また空燃比制御系
の応答遅れにみあった最適な応答性をもってオンボード
用キャニスタ３′からパージされたベーパがキャブレー
タのＰＮ／ポー１一部分ニ還元さ収、結局エンジンの吸
入空気量に比例したキャニスタ３′のパージが行なわれ
ることになる。

グρ畏 以上、本発明によるパージコントロール方式にあっては
、エンジン側の負圧によりキャニスタのパージを行なわ
せる際に、空燃比制御の実行時にパージ用の負圧を調整
してエンジンの吸入空気量に比例したパージを行なわせ
るとともに、キャニスタのパージ開始時およびパージ量
の増減時にパージの立上りまたは立下りをｐ　丁１ｉ制
御により行なわせるようにし、また特にエンジンの負荷
状態に応じてその１項制御を可変にするようにしたもの
で、エンジン負荷にしたがう空燃比制御状態にみあった
最適なパージを行なわせることができるという優れた利
点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための蒸発燃料還元システム
の基本的な構成例を示す簡略図、第２図は同実施例にお
ける燃料タンクのノズル部分の構成例を示す正断面図、
第３図は同実施例におけるコントローラの制御内容を示
すタイムチャー１・、第４図（ａ）は従来の空燃比制御
に応じたキャニスタのパージ状態を示すタイムチャー１
・、同図（ｂ）は本発明を適用したときの空燃比制御に
応じたキャニスタのパージ状態を示すタイムチャー１へ
、第５図はエンジン負荷に対する空燃比特性を示す図、
第６図はエンジンの供給燃料に対する空燃比特性を示す
図、Ｍ７図は本発明を実施したときの蒸発燃料還元シス
テムの具体的な構成を示す簡略図、第８図は従来の蒸発
燃料還元システムの構成を示す簡略図である。 １・・・燃料タンク　２・・・ツーウェイバルブ　３，
３′キヤニスタ　４・・・インレットマニホールド　５
・・・チェックバルブ　６・・・コンｌ−ローラ　７・
・・パージコンＩーロール用ソレノイドバルブ　８・・
・パージ用流量制御バルブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジン側の負圧によりキャニスタに蓄えられた蒸
   発燃料のパージを行なわせる際、空燃比制御の実行時に
   、パージ用の負圧を調整してエンジンの吸入空気量に比
   例したパージを行なわせる制御手段と、キャニスタのパ
   ージ開始時およびパージ量の増減時にパージの立上りま
   たは立下りをＰＩ制御により行なわせる制御手段と、エ
   ンジンの負荷状態を検出し、その検出された負荷の大き
   さに応じてＩ項制御の程度を可変にする制御手段をとる
   ようにしたパージコントロール方式。 ２、エンジンの低、高負荷状態時には空燃比制御がリッ
   チ側になるように、中負荷状態時には空燃比制御がリー
   ン側になるように設定し、低、高負荷状態時にはＩ項制
   御を大きくし、中負荷状態時にはＩ項制御を小さくする
   ようにしたことを特徴とする前記第１項の記載によるパ
   ージコントロール方式。