JP2679768B2 - 内燃機関のパージ制御装置 - Google Patents

内燃機関のパージ制御装置

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    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルコールを混合した
燃料を使用する内燃機関のパージ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の技術としては燃料中のア
ルコールの有無及びアルコール濃度をアルコール濃度セ
ンサで検出し、アルコール濃度が所定値以上で、しかも
燃料温度が所定値以上の時にパージエア量を増量して、
吸気系にパージされる燃料と空気との混合比の濃化を抑
制するものが知られている（例えば、特開昭５８−１１
９９５６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
のにおいては、燃料タンクにアルコール又はガソリンが
給油されて、燃料タンク内のアルコール濃度が変化する
と燃料タンク内とキャニスタ内のアルコール濃度の相違
により混合気の空燃比が理論空燃比から大きくずれてし
まい排ガス特性が悪化し、最悪の場合には失火してしま
うという問題点を有していた。
【０００４】即ち、アルコールとガソリンの混合燃料の
場合には、燃料がアルコールからガソリンに変化する
と、一時的にエンジンへはガソリンが燃料噴射弁より供
給されるが、キャニスタからはアルコールがパージされ
ることになる。ガソリンの理論空燃比は、１４．７：１
に対してアルコールの理論空燃比は、６．４：１である
ためにエンジンの理論空燃比がキャニスタからパージさ
れる量に比例して変化することになる。また、キャニス
タ内部においてはキャニスタ内部に充満しているアルコ
ールに燃料タンクよりガソリンがチャージされることに
なり、キャニスタ内部の圧力がアルコールとガソリンの
共沸現象により高くなることが知られている。
【０００５】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、燃料中のアルコール濃度が変化した時、エンジ
ン運転条件に応じてキャニスタからエンジン吸気系への
パージ量を制御することにより排ガス特性の悪化及び失
火等を回避することができる内燃機関のパージ制御装置
を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、アルコールを混合した燃料中のアルコール濃度
を検出するアルコール濃度検出手段とキャニスタのパー
ジ量を制御するパージコントロールバルブを備えた内燃
機関において、前記アルコール濃度検出手段により検出
したアルコール濃度により燃料特性の変化を判断する燃
料特性判断手段と、機関の排気ガス中の酸素濃度を検出
する酸素濃度検出手段と、この酸素濃度検出手段により
検出した酸素濃度に応じて補正係数を算出する補正係数
算出手段とを備え、前記燃料特性判断手段が燃料特性に
変化ありと判断すると前記パージコントロールバルブを
開状態にすると共に前記補正係数が補正限界値内であれ
ば前記パージコントロールバルブの開状態を維持し、補
正限界値を超える場合には閉状態にするものである。
【０００７】
【作用】アルコール濃度検出手段の出力信号により燃料
特性の変化が燃料特性判断手段によって判断されると、
パージコントロールバルブは開状態に制御されると共に
酸素濃度に応じた補正係数が補正限界値内であればパー
ジコントロールバルブは開状態を維持するよう制御さ
れ、補正限界値を超える場合には閉状態になるよう制御
される。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明に係る内燃機関のパージ制御装
置の全体構成図、図２は本発明に係る内燃機関のパージ
制御装置の動作手順を示すフローチャートである。
【０００９】内燃機関（エンジン）１には、エンジン１
のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁にサー
ミスタ等からなるエンジン冷却水温（ＴＷ）センサ２が
挿着され、このＴＷセンサ２によって検出されたエンジ
ン冷却水温ＴＷに応じた電気信号が電子コントロールユ
ニット（ＥＣＵ）３に入力される。
【００１０】また、エンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲には、エンジン回転数（ＮＥ）セン
サ５が取付けられている。ＮＥセンサ５はエンジン１の
クランク軸の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置
でパルス信号（ＴＤＣパルス信号）を出力し、パルス信
号は、ＥＣＵ３に入力される。
【００１１】エンジン１の吸気管６の途中にはスロット
ルボディ７が配置され、その内部にはスロットル弁７ａ
が設けられている。スロットル弁７ａにはスロットル弁
開度（θＴＨ）センサ８が連結されており、スロットル
弁７ａの開度θＴＨに応じた電気信号がＥＣＵ３に入力
される。
【００１２】また、吸気管６のスロットル弁７ａの下流
側には分岐管９を介して絶対圧（ＰＢＡ）センサ１０が
装着され、このＰＢＡセンサ１０により検出された吸気
管６内の絶対圧ＰＢＡに応じた電気信号がＥＣＵ３に入
力される。
【００１３】また、分岐管９の下流側の吸気管６の管壁
には吸気温（ＴＡ）センサ１１が装着され、このＴＡセ
ンサ１１により検出された吸気温ＴＡに応じた電気信号
がＥＣＵ３に入力される。
【００１４】燃料噴射弁１２は、エンジン１とスロット
ル弁７ａとの間で吸気管６の図示しない吸気弁の上流側
であって各気筒毎に設けられている。燃料噴射弁１２
は、第１の燃料供給管１３を介して燃料ポンプ１４に接
続され、ＥＣＵ３からの駆動信号によりその開弁時間が
制御される。また、燃料ポンプ１４は第２の燃料供給管
１５を介して燃料タンク１６に接続されている。
【００１５】第１の燃料供給管１３の燃料ポンプ１４の
下流側には分岐管１７を介して燃料圧（ＰＡＬ）センサ
１８が装着され、ＰＡＬセンサ１８により検出された燃
料圧ＰＡＬに応じた電気信号がＥＣＵ３に入力される。
【００１６】バイパス管１９は、燃料ポンプ１４と分岐
管１７との間の第１の燃料供給管１３の途中から分岐し
て設けられ、燃料ポンプ１４から吐出されるアルコール
燃料の一部を燃料タンク１６に還流させるためのもので
ある。具体的にはＥＣＵ３はＰＡＬセンサ１８の検出値
に応じた制御信号を、バイパス管１９の管路中に設けら
れた圧力調整弁２０に送り、圧力調整弁２０の弁開度を
調整することにより燃料タンク１６から燃料噴射弁１２
に供給される燃料圧を所定値に制御する。
【００１７】また、分岐管１７の下流側の第１の燃料供
給管１３の管壁にはアルコール濃度（ＡＬＣ）センサ２
１が取付けられ、ＡＬＣセンサ２１により検出されたア
ルコール濃度ＡＬＣに応じた電気信号がＥＣＵ３に入力
される。
【００１８】更に、エンジン１の排気管２２の途中には
排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段たる
Ｏ2センサ２３が装着され、Ｏ2センサ２３により検出さ
れた排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号がＥＣＵ３
に入力される。
【００１９】燃料の蒸気蒸散を防止するために燃料タン
ク１６で発生した燃料蒸気をフューエルペントライン２
４及びチェックバルブ２５を介してキャニスタ２６に導
き、キャニスタ２６に図示しないフィルタを介して充填
した活性炭等の吸着剤に燃料蒸気を一時貯溜させるよう
にしている。キャニスタ２６の上部空間はパージライン
２７とパージコントロールバルブ２８を介してエンジン
１の吸気管６に連通されている。
【００２０】パージコントロールバルブ２８は、アルコ
ール濃度ＡＬＣや排気ガス中の酸素濃度Ｏ2等に基づく
ＥＣＵ３からの駆動信号によって開状態又は閉状態に駆
動されキャニスタ２６からのパージ量を制御する。
【００２１】ＥＣＵ３は、上記の各種センサからの入力
信号の波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正
し、アナログ信号をデジタル信号に変換する等の機能を
有する入力回路３ａと、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３
ｂと、ＣＰＵ３ｂで実行される各種演算プログラムや所
定のテーブル等を記憶するＲＯＭ及び演算結果等を記憶
するＲＡＭから成る記憶手段３ｃと、燃料噴射弁１２や
圧力調整弁２０やパージコントロールバルブ２８に駆動
信号を出力する出力回路３ｄとから構成されている。
【００２２】ＣＰＵ３ｂは、エンジンパラメータである
各種のセンサ出力信号に基づいて、種々のエンジン運転
状態を判別すると共に判別したエンジン運転状態に応
じ、且つＴＤＣパルス信号に同期して燃料噴射弁１２を
開弁すべき燃料噴射時間Ｔoutを算出する。
【００２３】以上のような構成において本発明に係る内
燃機関のパージ制御装置の動作について説明する。キャ
ニスタ２６からのパージ量の制御は、図２に示すフロー
チャートに従って行われる。先ず、エンジン１の運転状
態が始動モードにあるか否かを判断する（Ｓ１）。始動
モードにあるか否かは、図示しないエンジン１のスター
タスイッチがオン状態で且つエンジン回転数ＮＥが所定
の始動時回転数（クランキング回転数）以下か否かによ
り判断する。
【００２４】始動モードであればＣＰＵ３ｂは、ＡＬＣ
センサ２１からのアルコール濃度ＡＬＣ検出値を入力回
路３ａを介して読み込んで記憶手段３ｃに記憶し、アル
コール濃度ＡＬＣ検出値に対応する補正係数ＫＡＬＣ値
を予め記憶手段３ｃに記憶されている補正係数テーブル
に基づいて算出する（Ｓ２）。
【００２５】次に、ＣＰＵ３ｂにおいて算出された補正
係数ＫＡＬＣと、算出された補正係数ＫＡＬＣから所定
の演算式に基づき演算された補正係数の平均値ＫＡＬＣ
aveとを比較して差の絶対値が所定値ΔＡよりも大きい
と判断し（Ｓ３）、更に絶対圧ＰＢＡやエンジン回転数
ＮＥによりパージ領域であると判断する（Ｓ４）と、燃
料特性（アルコールとガソリンの成分比）が変化したも
のと判断して以下のパージ制御のステップ（Ｓ５〜Ｓ
９）に入る。
【００２６】先ず、パージ制御が行われる最大時間とし
てパージタイマＴＰＵＧを所定時間（例えば、３０秒）
にセットし（Ｓ５）、パージタイマＴＰＵＧのカウント
を開始させパージタイマＴＰＵＧが「０」か否かを判断
する（Ｓ６）。パージタイマＴＰＵＧが「０」でなけれ
ば、パージコントロールバルブ２８を開状態にし（Ｓ
７）、パージタイマＴＰＵＧが「０」となれば、パージ
コントロールバルブ２８を閉状態にして（Ｓ９）、パー
ジ制御を終了する。
【００２７】また、パージコントロールバルブ２８を開
状態にした時には、Ｏ2センサ２３により検出された排
気ガス中の酸素濃度を入力回路３ａを介して読み込んで
記憶手段３ｃに記憶すると共に酸素濃度に対応する補正
係数であって空燃比の補正係数でもあるＫＯ2を予め記
憶手段３ｃに記憶されている補正係数テーブルに基づい
て算出し、この空燃比の補正係数ＫＯ2が補正限界値
（例えば、ＫＯ2＜下限値ＫＯ2Ｌ＝０．８，ＫＯ2＞上
限値ＫＯ2Ｈ＝１．２）を超えるか否か判断する（Ｓ
８）。
【００２８】空燃比の補正係数ＫＯ2が、補正限界値を
超える場合には空燃比の変動が大きいと判断してパージ
コントロールバルブ２８を閉状態にして（Ｓ９）、パー
ジ制御を終了する。一方、空燃比の補正係数ＫＯ2が、
補正限界値内（０．８≦ＫＯ2≦１．２）の場合には、
空燃比の変動は大きくないと判断してステップＳ６に戻
ってパージ制御を維持する。
【００２９】このようにＡＬＣセンサ２１の出力信号に
よって燃料特性の変化を検出するものの、Ｏ2センサ２
３によってＡＬＣセンサ２１では検出することが出来な
いキャニスタ２６からのパージ量に比例して変化するエ
ンジン１の理論空燃比の変化を検出しながらパージコン
トロールバルブ２８の開閉を制御するので、排ガス特性
の悪化及び失火等を確実に回避することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料中のアルコール濃度が変化した時にパージ量に比例し
て変化する理論空燃比の変化を排気ガス中の酸素濃度を
検出する酸素濃度検出手段の出力信号によってパージコ
ントロールバルブを制御するので排ガス特性の悪化及び
失火等を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関のパージ制御装置の全体
構成図
【図２】本発明に係る内燃機関のパージ制御装置の動作
手順を示すフローチャート
【符号の説明】 １…エンジン（内燃機関）、３ｂ…ＣＰＵ（燃料特性判
断手段、空燃比補正係数算出手段）、２１…アルコール
濃度（ＡＬＣ）センサ（アルコール濃度検出手段）、２
３…Ｏ2センサ（酸素濃度検出手段）、２６…キャニス
タ、２８…パージコントロールバルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/00 Ｆ０２Ｍ 25/00 Ａ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルコールを混合した燃料中のアルコー
    ル濃度を検出するアルコール濃度検出手段とキャニスタ
    のパージ量を制御するパージコントロールバルブを備え
    た内燃機関において、前記アルコール濃度検出手段によ
    り検出したアルコール濃度により燃料特性の変化を判断
    する燃料特性判断手段と、機関の排気ガス中の酸素濃度
    を検出する酸素濃度検出手段と、該酸素濃度検出手段に
    より検出した酸素濃度に応じて前記内燃機関に供給され
    る燃料量を補正する空燃比補正係数を算出する空燃比補
    正係数算出手段とを備え、前記燃料特性判断手段が燃料
    特性に変化ありと判断すると前記空燃比補正係数が補正
    限界値内であれば前記パージコントロールバルブの開状
    態を維持し、補正限界値を超える場合には閉状態にする
    ことを特徴とする内燃機関のパージ制御装置。
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