JPS6241960A - エンジンの空燃比制御方式 - 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】 発明のｄ゛６細か説明 −Ｗ櫂分互 本発明はエンジンの運転中に排気ガス中の酸素濃度を検
出しながらエンジンの空燃比が最適値になるように制御
するエンジンの空燃比制御方式に係り、特にエンジン負
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
なわせるようにしたエンジンにおける空燃比制御方式に
関する。

逝イ〔 従来、エンジンの空燃比制御装置としては、第７図に示
すように、ＥＣＵＩの制御下において、○ユセンサ２を
用いてエンジン３の排気ガスＧ２中の酸素濃度を検出し
ながら、エンジン３の空燃比Δ／Ｆが理論空燃比になる
ようにアクチュエータ４を適宜駆動してキャブレータ５
における混合気Ｇ１の濃淡を制御するようにしている（
特開昭５７−２０５２９号公報参照）。具体的には、ア
クチュエータ４によりキャブレータ５における吸入空気
Ａの通路または燃料係結通路の開口面積を調整するよう
にしている。その際、０２センサ２から得られる情報は
理論空燃比よりもリッチであるかり−ンであるかの生１
」定だけであり、実際のＡ／Ｆがどれだけずれているか
を判断することができず、そのためＥＣＵＩにおけるＡ
／Ｆ制御内容としては０２センサ２の２値出力信号によ
って決められる補正方向にＰＩ制御によって見込みの補
正を加えるようにしている。なお、このような裁本構成
に加えて、エンジン状態検出回路６によりエンジン３に
おける特定の運転状態を種々検出し、ＥＣＵＩの制御下
においてそのときのエンジンの運転状態に最適なΔ／Ｆ
制御什行なわせるようにしている。

しかして、このように０２センサにより排気ガス中の酸
素濃度を検出しながらその」二流側で適度の補正を加え
てエンジンにおけるＡ／Ｆを理論空燃比に近づけるよう
なりローズドループによる制御を行な才〕せるのでは、
０２センサ２の応答時間。

ＥＣＴＪＩの■１算時間およびアクチコエータ４の作動
時間などにより制御系にお（づる応答遅れが否ｄ）ない
ものになっている。

また、活性炭入りのキャニスタに蓄えられた蒸発燃料（
ベーパ）をエンジンの駆動時にエンジン側の負圧によっ
て吸引させてエンジン側へ還元（パージ）させるように
した蒸発燃料還元装置を併用する場合、そのパージ状態
によってエンジンの空燃比制御が影響を受けてしまう。

１、〒に最近では、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
らすことなく容量の大きなオンボード用キャニスタに蓄
積させ、エンジン駆動時に大量のパージを行なわせるよ
うにしているので、パージ量の急変によりエンジンにお
けるＡ、　／　Ｆが大きく変動してしまい、その変動に
空燃比制御を追随させる際に空燃比制御系に大きな応答
遅れが生じてしまうことになる。

、１′１−的 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、エンジン
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
行なわせるようにしたエンジンのｔ燃比制御を行なわせ
る際、パージ量の急変による空燃比制御系の応答遅れを
補償するようにしたエンジンの空燃比制御方式を提供す
るものである。

膚戒 本発明はその目的達成のため、ベンチコリー負圧により
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
ようにしたエンジンにあって、パ−ジカッ１−またはパ
ージ量が急激に低下したことを検出して、エンジンの空
燃比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ている。

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システム構成例を示す
もので、空燃比制御装置本体７と、ベンチュリー負圧Ｐ
Ｖによってオンボード用キャニスタ８のバージ登行なわ
せるようにするとともに、コン１−ローラ（ＥＣＵ）９
の制御下でバルブの間。

閉およびそのバルブ開度の調整が行なわれるパージコン
１−ロール用のソレノイドバルブ１０を設け、そのソレ
ノイドバルブ］０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た蒸発燃料
還元装置とからなっている。図中、１１は燃料タンク、
１２は燃料タンク１】内の内圧が一定値にまで上昇する
とバルブが開くチェックバルブをそれぞれ示している。

ここでコンＩ−ローラ９は、エンジンの排気ガス中の酸
素濃度を検出する０２センサの出力信号０２およびエン
ジンの冷却水温２回転数、イン！ノッ１−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
比制御装置本体７のコン１−ローラをも兼ねている。な
お、空燃比制御装置本体７は第７図に示す従来のものと
同様に構成され、またコン１〜ローラ９による空燃比制
御内容も従来と同様に０２センサの出力信号に応じたＰ
■制御がなされるようになっている。

第２図は燃料タンク１１におけるノズル１３部分の構成
例を示すもので、キャップ１４を外してそのノズル１３
部分に給油ガン１５を挿入すると、その給油ガン１５に
よりシャッター１６が押し下げられてキャニスタ８への
通路１７が開いて給油時に発生する大量のベーパがキャ
ニスタ８側へ導かれるようになっている。シャッター１
６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］７側へ流れ込まないようにしている。また給油
ガン１５がノズル１３部分に挿入されたときには、ノズ
ルシール１８が働いてベーパかノズル１３の入「１から
’ｔＢＡ”−出ることがないようにし７ている。図中、
１９はブリーザパイプを示している。

このように構成さＪしたものにあって、コントローラ９
の制御下にＪ′Ｓいて、第３図に示すように、空燃比制
御期間１゛２中にパージコントロール用のソレノイドバ
ルブ１０を開いてキャニスタ８のパージを行なわせると
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、ｌに比例したソレノイドバルブ１０の開度調整を行
なわせるような制御手段をどろようにしている。

すなわちコン１ヘローラ９は、第３図に示すように、空
燃比制御が行なわれていない期間Ｔ１．、Ｔ３中に（土
、ソレノイドバルブ１０に閉指令を与えてそのバルブを
完全に開成させ、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８のパージが行なわ
れないようにする。

また空燃比制御期間′■゛２中には、コン１−ローラ９
はそのときのエンジンの吸入空気１ｆｋ　Ｑ　ａに応じ
た開度指令をソレノイドバルブ１０に与えることにより
バルブ開度の比例制御をなしてパージ量ＱＰの調整を行
なわせる。その際、空燃比制御の開始直後およびその終
了直前の吸入空気量Ｑａが一定の基準レベルＬとなって
いるときにコンｌ−ローラ９からソレノイドバルブ１０
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８′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
８′のパージ量ＱＰは最少となる。

しかしてこのように、コン１−ローラ９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８′のパ
ージを行なわせることにより、エンジンの空燃比Ａ／Ｆ
を大幅に狂わす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を側盤しながら、
ベンチュリー負圧Ｐｖにもとづいてキャニスタ８′に蓄
積されたベーパをキャ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８のパージを行なわせることができる
ようになる。

また、コン１ヘローラ９によりパージコンＩ−ロール用
のソレノイドバルブ１０の開度調整を行なわせる際、第
３図に示すように、空燃比制御開始点ｔ１における第１
段階のパージ量の設定時に、コン１−ローラ９はソレノ
イドバルブ１０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ＰＩ制＠１１をもって徐々に行
なわせて、そのバルブ開放の立−１−りを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１０の開度調整を行なわせる
際、コン１ヘローラ９はソレノイドバルブ１０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」ニリをｔｄ２だけ、またその立下りをｔｄ３．ｔｄ
４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レノイドバルブ１０の全開動作を行
なわせてい＝８− る。

しかしてコントローラ９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］０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。

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に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じて例えばエンジンブレー
キによる減速域時などにパージカッＩ−が行なわれ、ま
たエンジン負荷が低または高負荷領域から中負荷領域に
入ってパージ量が急激に低下したときに空燃比制御をそ
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としている。

普通、空燃比制御システムにあっては、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
が得られ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、工ンジンが低負荷の領域Ａにあ
って１土エンジン駆動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れ、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１．側になるように設定され、さらにエンジンか
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へく空燃比Ａ、／
Ｆがリッチ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、空燃比ハ／Ｆかリッ
チＲ側にあるときには供給燃料Ｉ　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れているときには、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。そのため、コン
トローラ９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
出された負荷が高領域Ｃ側にあるときには、パージのＰ
Ｔ制御時における１項制御を大きくすればパージの立、
」ニリおよび立下りを急速になしてキャニスタ８のパー
ジを効率良く行なわせることができる。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１０を全開させでキャニスタ８のパージ量を最大に
することができる。

また検出された負荷が中領域Ｂ側にあるときには、パー
ジのＰＩ制御時における１項制御を小さく５・！″Ｊ″
°より″−ジ０立」°りおよび立下りの　　　　　１遅
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する。

また、エンジン負荷が低領域Ａ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ＩＯを全閉させてキャ
ニスタ８のパージカッｈを行なわせる。

その際、エンジンの空燃比制御期間中にキャニスタ８の
パージが行なわれていて、そのときの空燃比制御がその
制御範囲におけるリッチ側にあるときパージカットがな
されるとそれに追随して空燃比Ａ／Ｆの補正が行なわれ
ることになるが、通常のＰＴ副制御よる空撚比ハ／Ｆの
補正を行なわせるのでは時間がかかるものとなる。

またブレーキ操作などによりエンジン負荷が急激に低下
すると、その分ベンチュリー負圧Ｐｖが低くなってキャ
ニスタ８のパージ量が急減し、それに追随してエンジン
の空燃比Ａ／Ｆが急激に低下することになる。そのとき
空燃比制御がその制御範囲におけるリッチ側またはリー
ン側の端部分にあると、ＰＩ制御により空燃比Ａ／Ｆが
そのときの補正値におちつくまでの応答遅１ｚが長くな
ってしまう。

しかして、コン１−ローラ９によりエンジンの空燃比制
御期間中にパージカットガなされ、またパージ量が急激
に低下したことが検出されたときにそのときのエンジン
の空燃比制御をその制御範囲のセンター値に強制的に戻
すようにすれば、その後の空燃比制御の実行に際してエ
ンジンにおける実際の空燃比Ａ、　／　Ｆが所定の制御
値におちつくまでの応答遅れを有効に短縮させることが
できるようになる。

第４図（ｂ）に、空燃比制御期間中にパージカットが行
なわれたときにエンジンの空燃比Δ／Ｆ制御をセンター
値Ｃに戻したときの０２センサの出力信号０２に応じた
実際のエンジンにおける空燃比Δ／Ｆ状態を示している
。その場合、第４図（ａ）に、空燃比制御期間中にパー
ジカットが行なわれたときにエンジンの空燃比Ａ／Ｆ制
御をセンター値Ｃに戻さないときの０２センサ出力に応
じた実際のエンジンにおける空燃比Ａ／Ｆ状態を示して
いる。それによれば、空燃比Ａ／ド制御をセンター１１
ｆＥｏに戻さないときには、パージカッ１へ１１１「に
？：２燃比制御系の応答遅れｔαにより実際の空燃比Δ
／Ｆがその制御ノ１（準となる基準設定値Ｓかに大きく
外れてそ７１１．が○スセンザの出力信号０２にしたが
う×・！、燃比制御が実行されて実際のエンジンの？：
ψ燃比ハ／ドかＪｌい′（０設定値Ｓにおちつくまでに
長時間を要してしまうことになる。それに対して本発明
により空燃比Ａ、　／　Ｆ制御螢センター値Ｃに戻すよ
うにすれば、パージカットが行なわ１ｔでから実際のエ
ンジンの？：・２燃比Ａ、　／　Ｆ　′ｈ＜基準設定値
Ｓにおち−）くまでの時間が短縮されて応答性の良いエ
ンジンの空燃比制御登行なわせることができるようにな
る。なお本発明によれば、エンジンの空燃比制御系の応
答遅れ１αがない場合にあってもその効果に有効に発輝
することができる。

幼−果− 以北、本発明によるパージコン１−ロール方式にあって
は、ベンチコリー負圧によりキャニスタに蓄えら肛た蒸
発燃料のパージを行なわせるようにしたエンジンにあっ
て、パージカットまたはパージ量が急激に低下したこと
を検出して、エンジンの空燃比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もの
で、パージ量の急変による空燃比制御系の応答遅れを有
効に補償す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図はコントロ
ーラの制御内容を示すタイムチャー１−１第４図（ａ）
はパージのオン、オフに応じた従来の空燃比制御状態を
示すタイムチャー１へ、同図（ｂ）はパージのオン、オ
フに応じた本発明による空燃比制御状態を示すタイムチ
ャー１−１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、第７図は従来の空燃比制御系置の構成を示
すブロック図である。 ２・・・０２センサ　３・・・エンジン　４　アクチュ
エータ　５・・キヤフレーク　６・・エンジン状態検出
回路　７・・・空燃比制御装置本体　８・・・キャニス
タ９・・・コン１−ローラ　１０・パージコン１へロー
ル用ソレノイドバルブ　１１・・・燃料タンク　１２・
・・ツーウェイバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベンチュリー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ようにしたエンジンにあって、
   パージカットまたはパージ量が急激に低下したことを検
   出して、エンジンの空燃比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
   徴とするエンジンの空燃比制御方式。