JPS63243447A - 車載内燃エンジンの燃料蒸気パ−ジ装置 - 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】 失血光１ 本発明は空燃比制御装置を備えた車載内燃エンジンの燃
料蒸気パージ装置に関する。

１且且韮 車載内燃エンジンにおいては、大気汚染を防止するため
に燃料タンクや気化器のフロート室にて発生した燃料蒸
気を大気に発散させず、それをキャニスタ内の吸着剤に
吸着させて貯容し、エンジンの運転中に貯容した燃料蒸
気をエンジン吸気系に供給する燃料蒸気パージ装置が例
えば、実公昭６０−３３３１６号公報により知られてい
る。

一方、車載内燃エンジンの排気ガス浄化、燃費改善等の
ために排気ガス中の酸素′ｍ度等の排気成分濃度を排気
成分濃度センサによって検出し、エンジンに供給される
混合気の空気ｍ１又は燃料量を排気成分濃度センサによ
る検出値に応じて調整することにより供給混合気の空燃
比をフィードバック制御する空燃比制御装置が例えば、
特公昭５５−３５３３号公報により知られている。

ところで、車載内燃エンジンの場合には長時間の高速走
行直後のアイドル状態においては、内燃エンジンの吸気
系が高温となるので気化器内の燃料蒸発の結果生ずる気
泡のボンピング作用により燃料供給が増大するいわゆる
パーコレーション現象が生じ易い。また吸入空気の膨張
により単位体積当りの吸入空気重石が低下するので供給
混合気の空燃比がリッチ化され、１０．０程度になるこ
ともある。空燃比制御装置として吸気２次空気供給装置
を備えた内燃エンジンの場合には、空燃比フィードバッ
ク制御によってかかる空燃比のリッチ化を防止して供給
混合気の空燃比を理論空燃比（１４，７）等の所望空燃
比に制御することができる。しかしながら、吸気２次空
気の導入によりアイドル時のエンジン回転数が設定回転
数よりかなり上昇してしまいあまり好ましくない。

ｌ凰立皇１ そこで、本発明の目的は、空燃比制御装置を備えた車載
内燃エンジンにおいて高吸気温時のアイドル状態でのエ
ンジン回転数の変動を防止する機能を有する燃料蒸気パ
ージ装置を提供することである。

本発明による車載内燃エンジンの燃料蒸気パージ装置に
おいては、燃料蒸気を吸収して貯容する貯容手段と、該
貯容手段と内燃エンジンの吸気系とを連通ずるパージ通
路と、該パージ通路に設けられたパージ制御弁と、内燃
エンジンの吸気温が所定温度以上であることを検出した
ときにｔよパージ制御弁を閉弁せしめる１ｉ１１御手段
とを備えたことを特徴としている。

夫−１−１ 以下、本発明の実施例につき添付図面を参照しつつ詳細
に説明する。

第１図は本発明の空燃比制御装置としての吸気２次空気
供給装置と共に燃料蒸気パージ装置を備えた車載内燃エ
ンジンを示している。エアクリーナ２の空気吐出口近傍
から気化器１の絞り弁３より下流の吸気マニホールド４
内に達する吸気２次空気供給通路８が設けられている。

吸気２次空気供給通路８にはいわゆるリニア型電磁弁９
が吸気２次空気制御用として設けられている。電磁弁９
の開度はそのソレノイド９ａに供給される電流値に比例
して変化する。

絞り弁３の近傍の吸気通路内壁面には負圧検出ボート６
が設けられている。負圧検出ボート６は絞り弁３が所定
開度以下のときに絞り弁３の上流に位置し、絞り弁３が
所定開度より大のときに絞り弁３の下流に位置する。負
圧検出ボート６における負圧Ｐｃは負圧通路６ａを介し
て負圧スイッチ７に供給される。負圧スイッチ７は絞り
弁３の閉弁状態を検出するために設けられており、負圧
検出ボート６における負圧が例えば、３０＋ｍＨｇ以下
のときオンとなる。

キャニスタ３５は炭素粒等からなる燃料吸着剤３５ａを
内部に有し、燃料タンク３６の上部に蒸気通路３７を介
して連通しており、燃料タンク３６内で発生した燃料蒸
気が蒸気通路３７を経てキャニスタ３５内の吸着剤３５
ａに吸着せしめられて貯容される。またキャニスタ３５
はパージ通路３８を介して吸気マニホールド４内に連通
している。パージ通路３８には燃料蒸気パージ制御用の
開閉型電磁弁３９が設けられている。なお、燃料タンク
３６内の燃料は図示しない燃料通路を経て気化器１に供
給される。

一方、絶対圧センサ１０は吸気マニホールド４に設けら
れ吸気マニホールド４内の絶対圧ＰＥＡに応じたレベル
の出力を発生し、クランク角センサ１１は内燃エンジン
（以’Ｆ、ｔｉｔにエンジンと称す）５のクランクシャ
フト（図示せず）の回転に同期したパルス、例えば、Ｔ
ＤＣパルスを発生し、冷却水温センサ１２はエンジン５
の冷却水温ＴＷに応じたレベルの出力を発生し、吸気温
センサ１３は吸入空気の温度ＴＡに応じた出力電圧を発
生し、酸素濃度センサ１４は排気成分濃度センサとして
エンジン５の排気マニホールド１５に設けられ排気ガス
中の酸素濃度に応じた出力電圧を発生する。酸素濃度セ
ンサ１４は例えば、理論空燃比において出力電圧が急変
するλ−１型のセンサである。この酸素濃度センサ１４
の配設位置より下流の排気マニホールド１５には排気ガ
ス中の有害成分の低減を促進させるために触媒コンバー
タ３４が設けられている。負圧スイッチ７、電磁弁９゜
３９、絶対圧センサ１０、クランク角センサ１１、水温
センサ１２、吸気温センサ１３、及び酸素濃度センサ１
４は制御回路２０に接続されている。

また制御回路２０には更に車両の速度Ｖに応じたレベル
の出力を発生する車速センサ１６と、大気圧ＰＡに応じ
て出力を発生する大気圧セン＋Ｊ１７と、クラッチペダ
ル（図示せず）が踏み込まれるとオフとなるクラッチス
イッチ１８とが接続されている。負圧スイッチ７及びク
ラッチスイッチ１８はオフ時に低レベル出力を発生し、
オン時に電圧ＶＢの高レベル出力を発生する。

制御回路２０は第２図に示すように絶対圧センサ１０、
水温センサ１２、吸気温センサ１３、酸素濃度センサ１
４、車速センサ１６、大気圧センサ１７の各出力レベル
を変換するレベル変換回路２１と、レベル変換回路２１
を経た各センサ出力の１つを選択的に出力するマルチプ
レクサ２２と、このマルチプレクサ２２から出力される
信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３と、
クランク角センサ１１の出力信号を波形整形する波形整
形回路２４と、波形整形回路２４の出方パルスの発生間
隔をクロックパルス発生回路（図示せず）から出力され
るクロックパルス数によって計測してエンジン回転数Ｎ
ｅデータを出力するカウンタ２５と、負圧スイッチ７及
びクラッチスイッチ１８の出力レベルを変換するレベル
変換回路２６と、その変換出力をディジタルデータとす
るディジタル入カモシュレータ２７と、リニア型電磁弁
９を開弁駆動する駆動回路２８と、１１２１　ｍ型電磁
弁３９を開弁駆動する駆動回路３３と、プログラムに従
ってディジタル演算を行なうＣＰＬＪ（中央処理装置）
２９と、各種の処理プログラム及びデータが予め書き込
まれたＲＯＭ３０と、ＲＡＭ３１とからなっている。電
磁弁９のソレノイド９ａは駆動回路２８の駆動トランジ
スタ及び電流検出用抵抗（共に図示せず）に直列に接続
されてその直列回路の両端間に電源電圧が供給される。

マルチプレクサ２２、Ａ／Ｄ変換器２３、カウンタ２５
、ディジタル入カモジコレータ２７，３駆動回路２８．
３３、ＣＰＵ２９、ＲＯＭ３０及びＲＡＭ３１は入出力
バス３２によって互いに接続されている。なお、ＣＰＩ
Ｊ２９はタイマＡ（図示せず）を内蔵し、またＲＡＭ３
１は不揮発性である。

かかる構成においては、Ａ／Ｄ変換器２３から吸気マニ
ホールド４内の絶対圧Ｐ　Ｂ　Ａ　％冷却水温ＴＷ１吸
気温ＴＡＮ排気ガス中の酸素濃度、車速■、及び大気圧
ＰＡの情報が択一的に、カウンタ２５からエンジン回転
数Ｎｅを表わす情報が、またディジタル入カモシュレー
タ２７から負圧スイッチ７及びクラッチスイッチ１８の
オンオフ情報がＣＰＵ２９に入出力バス３２を介して各
々□供給される。ＣＰＵ２９はイグニッションスイッチ
（図示せず）がオンされるとクロックパルスに応じてプ
ログラムを繰り返し処理することにより後述の如く電磁
弁９のソレノイド９ａへの供給電流値を表わす空燃比制
御出力値ＡＦＯＵＴをデータとして算出し、その算出し
た出力値ＡＦＯＬＪＴを駆動回路２８に供給する。駆動
回路２８はソレノイド９ａに流れる電流値が出力値ＡＦ
ＯＬＪＴになるようにソレノイド９ａに流れる電流値を
閉ループ制御する。また、ＣＰＵ２９は後述の燃料蒸気
制御サブルーチンの処理によってキャニスタ３５内に貯
容された燃料を吸気マニホールド４内に供給すべきと判
別したときには燃料蒸気パージ指令を駆動回路３３に対
して発生し、貯容された燃料を吸気マニホールド４内に
供給すべきでないと判別したときにはパージカット指令
を駆動回路３３に対して発生する。

次に、かかる吸気２次空気供給装置及び燃料蒸気パージ
装置の動作を第３図、及び第４図に示したＣＰＵ２９の
動作フロー図に従って詳細に説明する。

ＣＰＵ２９は第３図に示すように先ず、絶対圧Ｐ８Ａ　
、冷却水ｍＴｗ、吸気温ＴＡ、排気ガス中の酸素濃度０
２、車速ｖ１大気圧ＰＡＮエンジン回転数Ｎｅ、負圧ス
イッチ７及びクラッチスイッチ１８のオンオフの各情報
を読み込み（ステップ１０１）、それらの各情報に基づ
いて空燃比フィードバック制御条件を充足したか否かを
判別する（ステップ１０２）。例えば、高エンジン回転
数時、高吸気温時、低吸気温時、高車速で減速中等には
空燃比フィードバック制御条件を充足していないと判別
して空燃比をオーブンループ制御するために空燃比制御
出力値ＡＦＯＬＪＴを０（等しくしくステップ１０３）
、また空燃比補正値Ｉｏｕ■を０に等しくする（ステッ
プ１０４）。一方、空燃比フィードバック制御条件を充
足する場合には、空燃比制御基準値Ｄ８ＡＳＥ、及び基
準補正値ＯＡを検索する（ステップ１０５．１０６）。

ＲＯＭ３０には絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎｅとか
ら定まる基準値Ｄ８Ａ　ｓ　ＥがＤｅ　Ａ　Ｓ　Ｅデー
タマツプとして予め書き込まれ、またＲＡＭ３１には絶
対圧Ｐａ＾とエンジン回転数Ｎｅとから定まる基準補正
値Ｄ＾がＤＡデータマツプとして形成される。１準補正
値ＤＡは気化器１の経年変化等によって生ずる基準値Ｄ
ＢＡ　Ｓ　Ｅの誤差を補正する補正値であり、ＣＰＵ２
９において割込実行される学習制御ルーチンの処理によ
って運転状態の変化の都度更新される。ＣＰＵ２９は読
み込んだ絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎｅとに対応す
る基準値Ｄ８ＡＳεを０８＾ＳＥデータマツプから、基
準補正ｆｉｉ　Ｄ　ＡをＤ＾データマツプから各々検索
する。なお、基準値Ｄ８ＡＳεはＤｅＡｓＥデータマツ
プにおいて格子間は補間計算して求め、基準補正値Ｄ＾
はＤＡデータマツプにおいて定められた領域単位で設定
される。

基準値ＤＢＡＳＥ、及び基準補正値ＤＡを設定すると、
基準値Ｄ８ＡＳεを基準補正値ＤＡによって補正して基
準値ｏ　ｃｏｒｒｅｃｔとする（ステップ１０７）、す
なわち、Ｄｃｏｒｒｅｃｔ　＝　Ｄｅ　Ａ　Ｓ　Ｅ　Ｘ
Ａ十ＤＡなる式によって基準値□　ｃｏｒｒｅｃｔを得
る。

Ａは定数、例えば、１６進数で１０である。

次に酸素濃度センサ１４の出力電圧ＶＯ２が基準電圧ｖ
ｒｅｒ　　（例えば、０．５Ｖ）より大であるか否かを
判別する（ステップ１０８）。ＶＯ２＞Ｖｒｅ４の場合
には供給混合気の空燃比が理論空燃比よりリッヂである
と判断して、フラグＦｐが１に等しいか否かを判別する
（ステップ１０９）。

Ｆｐ＝１のときには空燃比が理論空燃比に対してリーン
からリッチに反転した直後であるので空燃比補正値１０
ＬＩＴに比例ｆｆ１ＰＲ（＝αＲｘＮｅ×Ｐｓ　Ａ　、
ただしαＲは定数）を加算してその算出値を新たな空燃
比補正値１０ＵＴとしくステップ１１０）、Ｆｐ−０の
ときには空燃比がリッチ状態を継続しているので空燃比
補正値１０ＵＴに積分子ｆｉｌ　（＝ＫＸＮｅＸＰａ　
Ａ　、ただしＫは定数）を加算してその算出値を新たな
空燃比補正値１゜ＵＴとする（ステップ１１１）。ステ
ップ１１０、又は１１１の実行後、今回の処理サイクル
において空燃比がリッチ状態であったことを表わすため
にフラグＦｐをＯにリセットする（ステップ１１２）。

一方、ＶＯ２≦ｖｒｅｒの場合には供給混合気の空燃比
が理論空燃比よりリーンであると判断して、フラグＦｐ
がＯに等しいか否かを判別する（ステップ１１３）。Ｆ
ｐ　−０のときには空燃比が理論空燃比に対してリッチ
からリーンに反転した直後であるので空燃比補正値１０
ＵＴから比例ｆｆ１ＰＬ（＝αしＸＮｅＸＰｓ八、ただ
しαしは定数でαＲ’ＦＱ！Ｌである）を減算してその
算出値を新たな空燃比補正値１０ＬＪＴとしくステップ
１１４）、Ｆｐ　＝１のときには空燃比がリーン状態を
継続しているので空燃比補正値１０ＬＪＴから積分子ｆ
Ｈを減算してその算出値を新たな空燃比補正値１ｏｕＴ
とする（ステップ１１５）。ステップ１１４、又は１１
５の実行後、今回の処理サイクルにおいては空燃比がリ
ーン状態であったことを表わすためにフラグＦｐに１を
セットする（ステップ１１６）。ステップ１１２、又は
１１６の実行後は、算出した空燃比補正値ＩｏｕＴを基
準値Ｄ　ｃｏｒｒｅｃ【に加算することにより空燃比制
御出力値ＡＦ。

ＵＴを算出する（ステップ１１７）。

このように、空燃比制御出力値ＡＦＯＩＪＴを定めると
、後述の燃料蒸気制御サブルーチンを実行しくステップ
１１８）、その後、空燃比制御出力値ＡＦＯＬＩＴを駆
動回路２８に対して出力する（ステップ１１９）。駆動
回路２８は電磁弁９のソレノイド９ａに流れる電流値を
電流検出用抵抗によって検出してその検出電流値と制御
出力値ＡＦＯＬＪＴとを比較し、比較結果に応じて駆動
トランジスタをオンオフすることによりソレノイド９ａ
に電流を供給する。よって、ソレノイド９ａには出力値
ＡＦＯＵＴが表わす大きさの電流が流れ、ソレノイド９
ａに流れる電流値に比例した開度が得られるので制御出
力値ＡＦＯＵＴに応じた伍の吸気２次空気が吸気マニホ
ールド４内に供給されるのである。またオーブンループ
制御時等で出力値ＡＦｏｕｖが０の場合には電磁弁９が
閉弁して吸気２次空気の供給が停止される。

次いで、燃料蒸気制御サブルーチンにおいては、第４図
に示すように冷却水ｍＴＷが所定温度Ｔｗ１　（例えば
、６０℃）より大なるか否かを判別する（ステップ１６
１）。Ｔｗ≦Ｔ　Ｗ　＋の場合にはエンジン５の暖機が
完了しておらずエンジン５の燃焼状態が不安定であるの
でタイマＡに所定時間ｔＡ　（例えば、３　Ｑ　５ｅＣ
）をセットしてダウン計測を開始させ（ステップ１６２
）、そして燃料蒸気のエンジン５への供給を停止させる
ためにパージカット指令を駆動回路３３に対して発生す
る（ステップ１６３）。駆動回路３３はパージカット指
令に応じて電磁弁３９を閉弁保持させるのでパージ通路
３８が閉塞されキャニスタ３５に貯容された燃料蒸気の
吸気マニホールド４内への供給が停止される。一方、Ｔ
Ｗ＞ＴＷ＋の場合には車速Ｖが所定速度Ｖ＋　　（例え
ば、３１ｍ／ｈ）より小であるか否かを判別する（ステ
ップ１６４）。Ｖ＜Ｖ＋ならば車両は停止状態か、それ
に近い状態であるので吸気ｍＴＡが所定温度ＴＡ＋（例
えば、６５℃）より大であるか否かを判別する（ステッ
プ１６５）。ＴＡ　＞ＴＡ　＋ならば、ステップ１６２
゜１６３の実行によりタイマＡがダウン８１測を開始す
ると共にパージ通′路３８が閉塞される。すなわち、Ｖ
＜Ｖ＋でかつＴＡ　＞ＴＡ　＋のとぎは高吸気温時のア
イドル状態のような場合であり、パージ通路３８の閉塞
により多量の燃料蒸気のエンジン５への供給が停止され
供給混合気のリッチ化が防止される。ＴＡ≦ＴＡＩなら
ば、高吸気温時ではないので燃料蒸気をエンジン５に供
給するために燃料蒸気パージ指令を駆動回路３３に対し
て発生する（ステップ１６６）。駆動回路３３は燃料蒸
気パージ指令に応じて電磁弁３９を開弁駆動しその間弁
駆動状態を保持するのでパージ通路３８が連通してキャ
ニスタ３５内に貯容された燃料蒸気がパージ通路３８を
経て吸気マニホールド４内に供給される。

ステップ１６４においてＶ≧■１ならば車両走行中であ
るので空燃比フィードバックｕ１ｔＩＩにおいて定めた
空燃比補正値ｌ０ＬＪＴが上限値ＩＬＩＭｔ−４３Ｈ（
＝ＢＨＸＮｅＸＰｅ　Ａ　、ただしＢＨは定数）より大
であるか否かを判別しくステップ１６７）、１ｏｕＴ≦
ＩＬ＋ＭｐｓＨの場合には供給混合気の空燃比のリッチ
状態が継続していないと判断してステップ１６６を実行
して電磁弁３９を開弁させることにより貯容された燃料
蒸気をパージ通路３８を介して吸気マニホールド４内に
供給させる。一方、１ｏｕＴ＞ＩＬＩＭＦｓ＋−１の場
合にはタイマへの計測値ＴｐｕがＯに達したか否かを判
別する（ステップ１６８）。Ｔｐｕ＞Ｏならば、ＴＷ＞
ＴＷ＋　、Ｖ≧Ｖ＋　かつＩｏ　ＬＩ　Ｔ　＞　ＩＬＩ
ＭＦＳＨの状態になってから所定時間ｔＡが経過してい
ないので、ステップ１６６の実行により電磁弁３９を開
弁させる。Ｔｐ　ｕ　＝０ならば、ステップ１６３の実
行により電磁弁３９を閉弁させる。すなわち、ｌ０ＬＩ
Ｔ＞ＩＬ　［ＭＦＳＨの判別から供給混合気の空燃比の
リッチ状態が所定時間ｔＡ以上継続しているので燃料蒸
気パージを停止するのである。

Ｒ旦Ｊと１里 以上の如く、本発明の車載内燃エンジンの燃料蒸気パー
ジ装置においては、エンジンの高吸気温時にはパージ通
路を閉塞して燃料蒸気のエンジンへの供給を停止させる
ので供給混合気の空燃比のリッチ化を抑制することがで
き、空燃比フィードバック制御によって供給される吸気
２次空気吊の増大を防止して、高吸気温時のアイドルエ
ンジン回転数の上昇を回避することができる。また燃料
供給量を調整する方式の空燃比制御装置を備えた内燃エ
ンジンの場合にもアイドル時のエンジン回転数の変動を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料蒸気パージ装置を含むエンジ
ン制御システムの概略を示す構成図、第２図は第１図の
装置中の制御回路の具体的構成を示すブロック図、第３
図、及び第４図はＣＰＵの動作を示すフロー図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・気化器 ２・・・・・・エアクリーナ ３・・・・・・絞り弁 ４・・・・・・吸気マニホールド ７・・・・・・負圧スイッチ ８・・・・・・吸気２次空気供給通路 ９・・・・・・リニア型電磁弁 １０・・・・・・絶対圧センサ １１・・・・・・クランク角センサ １２・・・・・・冷却水温センサ １４・・・・・・酸素濃度センサ １５・・・・・・排気マニホールド １６・・・・・・車速センサ １７・・・・・・大気圧センサ １８・・・・・・クラッチスイッチ ３５・・・・・・キャニスタ ３６・・・・・・燃料タンク ３８・・・・・・パージ通路 ３９・・・・・・開閉型電磁弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気成分濃度に応じて供給混合気の空燃比を制御する空
   燃比制御装置を備えた車載内燃エンジンの燃料蒸気パー
   ジ装置であって、燃料蒸気を吸収して貯容する貯容手段
   と、前記貯容手段と前記内燃エンジンの吸気系とを連通
   するパージ通路と、前記パージ通路に設けられたパージ
   制御弁と、前記内燃エンジンの吸気温が所定温度以上の
   高吸気温状態であることを検出したときには前記パージ
   制御弁を閉弁せしめる制御手段とを備えたことを特徴と
   する燃料蒸気パージ装置。