JP3378304B2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御装置

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JP3378304B2
JP3378304B2 JP17157593A JP17157593A JP3378304B2 JP 3378304 B2 JP3378304 B2 JP 3378304B2 JP 17157593 A JP17157593 A JP 17157593A JP 17157593 A JP17157593 A JP 17157593A JP 3378304 B2 JP3378304 B2 JP 3378304B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0042Controlling the combustible mixture as a function of the canister purging, e.g. control of injected fuel to compensate for deviation of air fuel ratio when purging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir

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  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本願発明はエンジンの空燃比制御
装置に関し、特に燃料タンク等で生じる蒸発燃料を捕集
し、エンジン運転中に当該捕集した蒸発燃料をエンジン
に供給して燃焼させるようにしたエンジンの空燃比制御
装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、上記のようなエンジンの空燃比制
御装置として、例えば実公昭60−33316号公報に
示されるものがある。この従来技術は、エンジンの吸気
通路と燃料タンクとをキャニスタを介して連通させると
ともに、更に該キャニスタとエンジンの吸気通路との間
にパージバルブを介装し、このパージバルブを上記エン
ジンのスロットル弁の開度に応じて開弁させるように構
成して、エンジンに供給される混合気の空燃比の変化を
大きくしないようにしながら、上記キャニスタ内の捕集
蒸発燃料を燃焼処理するようにしたものである。 【0003】従って、この従来技術では、蒸発燃料がエ
ンジンの燃焼に有効に寄与することはもとより、蒸発燃
料の注入が当該エンジンに供給される混合気の空燃比を
急激に変化させることなく行われるために、機関の運転
領域に不調をきたすことなく蒸発燃料を処理することが
できるメリットが生じる。空燃比を急激に変化させない
ように蒸発燃料を供給することにより、この従来の技術
は所謂リニアパージと呼ばれる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、該従来のリニ
アパージシステムは、空燃比のフィードバックコントロ
ールが可能な範囲でのパージを前提として構成されてお
り、すなわち空燃比のフィードバックコントロールが不
可能となるような一定量以上の多量の蒸発燃料が発生し
た時は、それを止むを得ず大気に放出することを前提と
して構成されている。従って、発生した蒸発燃料の殆ん
どを必ずしも完全にエンジンの燃焼に寄与させようとす
るものではない。 【0005】したがって、最近の厳しい環境規制の見地
から見ると、この点を何等かの形で改善することが必要
であり、可能な限り全運転領域に亘ってパージ量を拡大
することが要請されている。一方、燃料タンク等で発生
した蒸発燃料の全てを大気に放出せずに捕集するとなる
と、必然的にキャニスタの容量も大となり、捕集量も大
きくなる。 【0006】しかし、上記の説明から明らかなように従
来のリニアパージのシステム原理では、F/Bコントロ
ール可能であることを前提としているから車両走行性能
の悪化を招くことなしに、パージ量を拡大することはで
きない問題があった。例えば、特開平2−130240
号は、アイドルパージ時において学習した学習値を、吸
入空気量に応じて非アイドル運転時にも反映させるとい
うものである。しかし、実際にキャニスタから再気化す
る量は単に吸入空気量だけでは決まらない。したがっ
て、特開平2−130240号の技術は、非アイドル運
転時においては未だ精度の高いものとはなっていない。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
欠点を解消するために提案されたもので、その目的は、
少なくとも2つの運転漁期が設定されるようなエンジン
において、蒸発燃料の供給に伴う空燃比フィードバック
制御の補正量の算出を、全運転領域において行うことを
不要にした空燃比制御装置を提案するものである。 【0008】かかる目的の本発明の構成は、図1に示す
ように、蒸発燃料をエンジンの吸気系に供給する蒸発燃
料供給手段と、上記吸気系に供給される蒸発燃料の量に
応じて空燃比のフィードバック制御変数を演算し、該演
算したフィードバック制御変数に基づいて当該エンジン
の空燃比をフィードバック補正する空燃比制御手段とを
備えるエンジンにおいて、前記エンジンの所定の運転領
域における、当該エンジンへの蒸発燃料供給時における
フィードバック制御変数と非供給時におけるフィードバ
ック制御変数との差を演算して記憶する演算手段と、前
所定の運転領域と異なる任意の運転領域において、
前記所定の運転領域における空燃比制御手段のフィード
バック制御変数と、前記所定の運転領域と前記任意の運
転領域における吸入空気量の比率と、前記所定の運転領
域と前記任意の運転領域における蒸発燃料供給量の比率
とに基づいて、前記任意の運転領域のためのフィードバ
ック制御変数を設定する設定手段とを具備することによ
り、前記任意の運転領域において、前記設定手段によっ
て設定されたフィードバック制御変数によって前記空燃
比制御手段が空燃比をフィードバック制御することを特
徴とする。 【0009】かかる構成によれば、任意の運転領域にお
ける蒸発燃料の供給に伴う空燃比補正は、所定の運転領
域において得た補正特性にさらに蒸発燃料の量が加味さ
れるので、エンジンへの蒸発燃料の供給量に応じた空燃
比のフィードバック制御がなされ、可及的に空燃比の変
動を防止し得るようにしてリニアな蒸発燃料のパージ制
御が実行される。 【0010】そして、該システムにおいて、さらに例え
ばアイドル運転中における、蒸発燃料の供給時と非供給
時との上記空燃比制御手段のフィードバック補正量の差
を演算することにより、蒸発燃料供給系の個体差を吸収
することができる。 【0011】 【発明の効果】従って、本願発明のエンジンの蒸発燃料
供給装置によると、広い運転領域に亘って可及的に大量
の蒸発燃料のパージを行ないながら、しかもエンジン空
燃比の変動を最少限に抑制することが可能となり、ドラ
イバビリティー、排気エミッションの悪化を招かずに蒸
発燃料のパージ制御を実行し得るようになる。 【0012】 【実施例】以下、本願発明の実施例について図2〜図6
を参照しながら詳細に説明する。本実施例は、例えば自
動車用の直列4気筒エンジンに本願発明を適用した場合
の一例である。先ず図2は、同本願発明の実施例に係る
エンジンの蒸発燃料供給装置の全体的なシステム構成を
示すものてある。 【0013】最初に、図2を参照して本願発明実施例の
燃料供給制御システムの概略を説明し、その後に要部の
制御の説明に入ることにする。 〈燃料供給制御システム〉図2において、先ず符号1は
エンジン本体であり、吸入空気はエアクリーナ30を介
して外部より吸入され、その後エアフロメータ2、スロ
ットルチャンバ3を経て各シリンダに供給される。また
燃料は燃料ポンプ13により燃料タンク12からエンジ
ン側に供給されて、フューエルインジェクタ5により噴
射されるようになっている。そして、車両走行時等のア
クセルペダル(不図示)の操作時における上記シリンダ
への吸入空気の量は、上記スロットルチャンバ3内に設
けられているスロットル弁6によって制御される。スロ
ットル弁6は、上記アクセスペダルに連動して操作さ
れ、減速走行状態及びアイドル運転領域では、最小開度
状態に維持される。そして、該最小(全閉)開度状態で
は、アイドルスイッチID・SW(不図示)が付勢され
て、アイドル状態を示す信号がONになり、この信号に
より後述のECU9はアイドル状態を検知することがで
きる。 【0014】上記スロットルチャンバ3には、上記スロ
ットル弁6をバイパスしてバイパス吸気通路7が設けら
れており、該バイパス吸気通路7にはアイドル時および
ダッシュポットエア供給時のエンジン回転数制御のため
の電流制御型電磁弁(ISCバルブ)8が設けられてい
る。従って、アイドル運転領域およびダッシュポットエ
ア供給状態では、エアフロメータ2を経た吸入空気は、
上記バイパス吸気通路7を介して各シリンダに供給され
ることになり、その供給量は上記電磁弁8によって調節
される。この電磁弁8は、エンジンコントロールユニッ
ト(以下、ECUと略称する)9より供給される制御信
号のデューティ比Dによってその開閉状態が制御され
る。 【0015】さらに、符号10は、例えば排気通路途中
に3元触媒コンバータ(キャタリストコンバータ)11
を備えた排気ガス浄化機能を持った排気管を示してい
る。そして、該排気管10の上記3元触媒コンバータ1
1の上流部には、排気ガス中の酸素濃度(空燃比A/
F)を検出するためのO2 センサーS1 が設けられてい
る。また、エンジン本体1には、ノッキング状態の発生
を検出するための図示しないノックセンサが設けられて
いる。 【0016】そして、エンジン運転時の空燃比(A/
F)は上記ECU9における電子燃料噴射制御装置側の
空燃比制御システムにおいて、例えば上記エアフロメー
タ2等の出力値Qとエンジン回転数Neとに基づいて先
ず基本燃料噴射量TPを決定する一方、さらに上記O2
センサーS1 を用いて実際の排ガス中の空燃比(A/
F)を検出し、該検出値と設定された目標空燃比との偏
差に応じて上記基本燃料噴射量TP をフィードバック補
正することによって、常に設定空燃比(一般には理論空
燃比A/F=14.7近傍の値)に維持するようなシス
テムが採用されている。 【0017】従って、該空燃比のコントロールシステム
における最終燃料噴射量TOの一般的な算出システム
は、図3のようになる(後述)。一方、符号14は、上
記エンジン本体1のシリンダヘッド部に設けられた点火
プラグであり、該点火プラグ14にはディストリビュー
タ17、イグナイタ18を介して所定の点火電圧が印加
されるようになっており、その印加タイミング、すなわ
ち点火時期は上記ECU9より上記イグナイタ18に供
給される点火時期制御信号θIgtによってコントロール
される。さらに、符号S2 はブースト圧センサであり、
エンジン負荷に対応したエンジンブースト圧Bを検出し
て上記ECU9に入力する。 【0018】ECU9は、例えば演算部であるマイクロ
コンピュータ(CPU)を中心とし、吸入空気量Qを検
出する回路、燃料噴射量や点火時時期等を演算する回
路、燃料のオクタン価を判定する回路、メモリ(ROM
及びRAM)、インタフェース(I/O)回路などを備
えて構成されている。そして、このECU9の上記イン
タフェース回路には上述の各検出信号の他に例えば図示
しないスタータスイッチからのエンジン始動信号(EC
Uトリガー)、エンジン回転数センサ15からのエンジ
ン回転数検出信号Ne、水温サーミスタ16により検出
されたエンジンの冷却水温度の検出信号TW 、例えばス
ロットル開度センサ4により検出されたスロットル開度
検出信号TVO、エアフロメータ2によって検出された
吸入空気量検出信号Q等のエンジンコントロールに必要
な各種の検出信号が各々入力されるようになっている。 【0019】そして、ECU9は、例えば図3に示すよ
うな運転領域に応じた燃料噴射量の補正制御と図4,図
5に示すような供給燃料量の学習制御を行うようになっ
ている。一方、符号31は上記エンジンの吸気通路のス
ロットル弁6の下流側と燃料タンク12の上方部との間
に設けられた燃料タンク12内の蒸発燃料を捕集するた
めのキャニスタである。このキャニスタ31は、例えば
そのボディ内部にチャコールフィルタを備えていて、上
記燃料タンク12内の蒸発燃料を蒸発燃料導入口より当
該フィルタ部に導入し吸着させることによって捕集す
る。 【0020】そして、上記キャニスタ31内の蒸発燃料
は、パージバルブ33が開かれた時に蒸発燃料供給通路
32を介して上記エンジンの吸気通路内にパージされ
る。パージバルブ33の開閉状態も上記ECU9からの
パージコントロール信号PGによって制御される。 〈燃料噴射制御〉次に、上記ECU(エンジンコントロ
ーラ)9によるエンジンへの燃料供給制御の内容につい
て図3〜図5のフローチャートを参照して詳細に説明す
る。 【0021】先ず、図3は同燃料供給制御の基本ルーチ
ンを示している。すなわち、先ずステップS1で、エン
ジン水温Tw、吸気量Q、吸気温TA、大気圧PA、エン
ジン回転数Ne等のエンジンの運転領域を示す各種の運
転データを読み込む。そして、次にステップS2で、上
記吸気量Qとエンジン回転数Neとに基いて基本となる
燃料噴射量Tpを演算する。その後、ステップS3〜ス
テップS7で、吸気温補正(補正係数CA)、大気圧補
正(補正係数Cp)、暖機増量(補正係数Cw)、加減速
補正(補正係数CAC)、高負荷増量(補正係数CL)等
の運転領域に対応した個別の燃料補正を行なった後、さ
らにステップS8で上述したO2センサ出力に基くA/
Fのフィードバック補正(補正係数CFB)を、またステ
ップS9で同A/Fの学習補正(補正係数CLR)を行な
う。即ち、Tpは、 Tp=Tp(1+CA+Cp+Cw+CAC+CL+CFB+CLR) …(1) として計算される。ここで、空燃比フィードバック制御
のための上記制御変数CFBは周知のPID(比例積分微
分)制御によりステップS8において演算される。簡単
に説明すると、空燃比フィードバック制御が積分制御
(I制御)でなされるのであれば、酸素濃度信号VOが
リッチ状態を示す間は、 CFB=CFB−ΔI …(2) とされ、酸素濃度信号VOがリーン状態を示す間は、 CFB=CFB+ΔI …(3) とされる。ここで、ΔIは所定の積分定数である。 【0022】そして、その上で、さらにステップS10
で、上述の学習補正値CLRの基礎となったCLRIPとCLR
INを学習して更新する。ここで、CLRIPはアイドリング
/パージ動作中における学習値、CLRINはアイドリング
/非パージ動作中における学習値である。更に制御は、
ステップS11→ステップS12に進み、燃料噴射のた
めの無効噴射時間、燃料カット気筒を各々設定して、ス
テップS13で最終燃料噴射量TFを設定する。 【0023】そして、該設定された最終燃料噴射量TF
に対応したデューティー比の駆動パルスで上記フューエ
ルインジェクタ5を駆動してエンジンに燃料を噴射す
る。 〈蒸発燃料供給に伴う学習制御の原理〉本実施例の燃料
噴射制御の特徴は前述の図3におけるステップS9の
「学習補正」サブルーチンと、ステップS10の「補正
値更新」ルーチンにある。ここで、実施例の制御の原理
について説明する。 【0024】説明を明瞭にするために、以下の説明で
は、「エバポ量」とは、キャニスタにトラップされた蒸
発燃料が再度気化して吸気管内に流入した量であるとす
る。本実施例では、アイドル時において学習した蒸発燃
料補正に伴う補正係数を非アイドル時における蒸発燃料
補正に伴う学習補正に利用(即ち、予測)しようとす
る。これは、アイドル運転中は、エンジンの状態が安定
していて、それゆえにエバポ燃料の供給も安定している
と考えられるからである。 【0025】エンジンに吸入されるエバポ量の予測は本
実施例においては以下のようにする。まず、エンジンの
状態が安定しているアイドル運転中においては、一定量
のパージを入れ、そのときの吸入空気量(Ce,Ne)と
空燃比変化量(実際には、空燃比フィードバックの制御
変数CFB)を検出する。ここで、「パージ量」とはキャ
ニスタから吸気間内に流入する空気量である。この空燃
比変化量を便宜上「アイドル時CFB」と呼ぶ。理論的に
は、非アイドル運転中のエバポ量はアイドル運転中のエ
バポ量に比例し、また非アイドル運転中の蒸発燃料量
は、エンジン回転数Neや吸入空気量Ceに反比例するこ
とに着目すると、蒸発燃料供給に伴う空燃比制御のため
の燃料減量係数、即ち、CLRNPは(ここで、最後のNは
非アイドル時を意味する)、 CLRNP=(非アイドル時エバポ量/[アイドル時エバポ量]) ×([アイドル時Ne]/非アイドル時Ne) ×([アイドル時Ce]/非アイドル時Ce) ×[アイドル時CFB] …(4) となる。上記(4)式では、記号[]は学習値若しくは
平均値を意味する。非アイドル時の学習補正係数CLRN
は、アイドル時の空燃比補正係数CFBの学習値(実質的
に積分値)に比例するとしている。非アイドル時の学習
補正係数CLRNは、本来は、キャニスタ内にトラップさ
れた蒸発燃料量に比例するとすべきところであるが、
(4)式では、「トラップされた蒸発燃料量」をアイド
ル運転中に学習して得た空燃比変化量アイドル時CFBに
より代用しているのである。 【0026】また、非アイドル時エバポ量やアイドル時
エバポ量は直接的に予測することは困難である。そこ
で、キャニスタから離脱するエバポ重量はキャニスタ内
を流れる空気流量、即ちパージ流量で代用することが可
能である。従って、(4)式は、 CLRNP=(非アイドル時パージ流量/[アイドル時パージ流量]) ×([アイドル時Ne]/非アイドル時Ne) ×([アイドル時Ce]/非アイドル時Ce) ×[アイドル時CFB] …(5) と変形できる。しかしながら、実際には、エバポ重量と
パージ流量は正比例の関係にはなく、キャニスタのトラ
ップ状態によって、即ち、パージ流量によって変化す
る。 【0027】図4は学習された[CFB]とパージ流量と
の関係を示す。図4において、破線はパージ流量が脱離
するエバポ量と正比例の関係にあると仮定したときの関
係を表す。そして、実線は実験によって測定したときの
結果を示す。更に、図中、Aはキャニスタ内に蒸発燃料
がフルにトラップされた状態のときのデータを、Bは状
態Aよりもトラップ量が少なくなったときを、Cはキャ
ニスタが更に空状態に近くなったときを示す。また、図
5はパージ流量に対する気化するエバポ重量の関係を示
す。図4,図5に示すように、非アイドル時には、パー
ジ流量とエバポ重量とは正比例しないから、何らかの補
正が必要となる。その補正係数を「脱気補正係数」と呼
ぶとすると、(5)式は、 CLRNP=(非アイドル時パージ流量/[アイドル時パージ流量]) ×脱気補正係数 ×([アイドル時Ne]/非アイドル時Ne) ×([アイドル時Ce]/非アイドル時Ce) ×[アイドル時CFB] …(6) となり、この脱気補正係数は図6に示すように、パージ
流量(l/min)とキャニスタトラップ量(図6では、こ
のトラップ量をアイドル/パージ時の学習補正係数CLR
IPで代用する)空なるマップによって表し、そのマップ
を記憶することとする。(6)式で、[アイドル時パー
ジ量]と[アイドル時Ne]と[アイドル時Ce]と[ア
イドル時CFB]とは、アイドル運転中において演算記憶
しておくことができる。非アイドル運転中は、脱気補正
係数は、その時点のパージ流量から図6のマップを使っ
て知ることができる。また、(6)式の[CFB]はアイ
ドル運転中の学習補正係数CLRIPによって代用すること
ができるから、従って、非アイドル運転中においても、
蒸発燃料を吸気管中に供給するときの補正係数CLRN
は、 となる。ここで、PGTTLは非アイドル運転時のパー
ジ流量「非アイドル時パージ流量」を、PGIDLはア
イドル運転中に演算したパージ流量「[アイドル時パー
ジ流量]」を表す。 【0028】図7は、上述の手法を模式化したものであ
り、エンジンのアイドル運転領域のF/B補正量のパー
ジ状態と非パージ状態とのズレ量をエバポ学習量として
運転条件(回転数、吸気量、パージ量)とともに学習し
ておき、これを他の領域、すなわちオフアイドル領域に
反映させるようになっている。従って、個々の運転領域
毎に補正する必要がなくなる。また、大きなA/F変動
を招くことなく、パージ量の拡大を図ることができる。 【0029】この実施例では、アイドル/パージ時にお
いて使われるべき学習補正係数CLRIPと非アイドル/パ
ージ時において使われるべき学習補正係数CLRNPとを個
別に設定していない。なぜなら、アイドル中において
は、(7)式中の、(PGTTL/PGIDL)×脱気
補正係数×([アイドル時Ne]/非アイドル時Ne)×
([アイドル時Ce]/非アイドル時Ce)は1になるの
で、アイドル時においては、実質的に(7)式を流用で
きるからである。即ち、[アイドル時Ne]をアイドル
エンジン回転数Noとし、非アイドル時エンジン回転数
をNeとし、[アイドル時Ce]をCeoで表し、非アイド
ル時の充填効率をCeで表せば、(1)式中の補正係数
CLRを表す(7)式は、 となる。ここで、脱気補正係数を簡単にCpで表し、CL
RIP(i)は最新に学習され更新されたアイドル/パー
ジ補正係数を意味する。 【0030】尚、本実施例では、パージを行なっていな
いときでも空燃比フィードバック特性の学習を行なって
いる。パージを行なっていない運転領域においても、ア
イドリング中は空燃比フィードバックが安定しているの
で、その学習結果はフィードバック特性を比較的正確に
反映する。そこで、本実施例では、アイドリング中にパ
ージを行なっていない間は、その間のフィードバック特
性をCLRINとして学習する。そして、この学習値CLRIN
を、非アイドリング中の非パージ期間中の学習値CLRNN
に流用する。即ち、非アイドリング中の非パージ期間中
の学習値CLR(第1式中の)は、 CLR=CLRNN =CLRIN×(No/Ne)×(QI/Qa) …(9) で表される。ここで、QIはアイドル中の吸入空気量で
ある。 〈制御手順の詳細〉図8は、上記図3のステップS9の
学習補正制御手順の詳細を示すサブルーチンである。ま
た、図9〜図12は、図3のステップS10の補正係数
更新の詳細を示すサブルーチンである。まず、図8のフ
ローチャートを参照して、「学習補正」サブルーチンを
更に詳細に説明する。 【0031】先ずステップS20で、上記パージバルブ
33の開閉状態(信号PG)等のデータを入力する。ス
テップS21で、現在、パージバルブ33が開かれて、
キャニスタ31中にトラップされている蒸発燃料がエン
ジン1側にパージされている時(パージ中)であるか否
かを判定する。信号PG=1ならば、それは現在パージ
中であることを示す。 【0032】該判定の結果、YES(パージ中)と判定
された時は、ステップS22に進み、(8)式に基いて
パージ中における学習補正係数CLRを演算する。尚、前
述したように、(8)式はアイドル中でも非アイドル中
においても適用できるものであるので、非アイドル運転
中において、ステップS22でCLRを演算すれば、それ
はアイドル/パージ運転中において学習されたCLRIPに
基づいて、非アイドル運転中におけるパージ流量などを
考慮した学習値となっている。 【0033】他方、ステップS21でNO(非パージ
中)と判断された時は、ステップS23に進み、(9)
式に基いて、アイドル/非パージ運転中において学習し
て得たCLRINに基づいて非アイドル/非パージ運転中の
学習値を演算する。このようにして、エンジンの所定の
運転領域、すなわちアイドル運転領域の蒸発燃料パージ
/非パージに応じた燃料制御用の各アイドル学習補正量
CLRが決定され、該補正量を基本として非アイドル時の
燃料補正量が後述のようにして決定される。 【0034】次に、図9〜図12に基づいて、(8)式
や(9)式のCLRIPやCLRIN等の学習手順を説明する。
先ず、図9のステップS30で、エンジン回転数Ne 、
吸気充填効率Ce 、パージ補正量PGTTL、O2 セン
サ出力XOX、燃料(空燃比)フィードバック補正係数
CFBなどを各々メモリ(RAM)中に読み込む。後、続
くステップS32でエンジンが始動されたか否かを判定
する。フラグFはキャニスタが初期状態にあるかいなか
を示すフラグであり、始動直後はF=O(ステップS3
4)であり、空燃比フィードバック制御を行なっている
最中に空燃比センサの出力XOXが時間の経過と共にリー
ンからリッチに反転しその後再びリーンに変化した(即
ちリーン→リッチ→リーン)ときに、キャニスタは初期
状態から脱したとしてF=1とする(ステップS56又
はステップS60)。 【0035】エンジンが始動されてから、フラグFが1
になるまで(ステップS38,ステップS40,ステッ
プS42,ステップS44,ステップS48のいずれか
でNOと判定)は、図9の制御手順はメインルーチンに
リターンするので、学習は行なわれない。換言すれば、
始動直後は炎天化等での停車等による大量の蒸発燃料の
発生があることがありえるので、そのような状態で学習
を行うことは好ましくないからである。 【0036】エンジンの始動後のステップS38〜ステ
ップS48で空燃比がリーン→リッチ→リーンと変化し
たことが検出されたならば、ステップS52で、リッチ
になったとき空リーンに変化したときまでの空燃比フィ
ードバック補正係数CFBの変化量の絶対値ΔCFBを演算
し、それが10%以上変化を示しているかを調べる。
尚、リッチになったときの空燃比フィードバック補正係
数CFBはステップS46で、リーンに変化したときの空
燃比フィードバック補正係数CFBはステップS50で読
み取っている。 【0037】この変化量ΔCFBが10%以上ならば、蒸
発燃料が多量に発生しており、キャニスタ31内に充満
していると判断することができるので、ステップS54
でアイドル/パージ学習値CLRIPを20%と大き目に決
定する。即ち、 CLRIP(i)=20% …(10) とする。続くステップS56で、アイドル/パージ中の
学習が行なわれていることを示すフラグGを1にセット
する。このような大きな学習値の設定により、A/F制
御の変動を速く収束させる。 【0038】他方、ΔCFB<10%(ステップS52で
NO)の時は、ステップS58に進んで、アイドル/パ
ージ学習補正量CLRIP(i)を前回の値CLRIP(i−
1)に固定して(更新せずに)、ステップS60でフラ
グFの値をF=1に設定してリターンする。つまり、A
/Fフィードバック補正量の差ΔCFBが10%よりも小
さい、即ちキャニスタ内蒸発燃料のエバポ発生量が少量
の時は、現在の学習値をそのままアイドル学習補正量と
して記憶更新する。即ち、 CLRIP(i)=CLRIP(i−1) …(11) が、他方、例えば車両が日中の炎天化に長時間放置され
ていた時のように、キャニスタ31内に蒸発燃料量が大
量にトラップされていて、上記ΔCFBが10%以上に
大きい時は、或る所定値(上記−10%)までO2 セン
サ出力が反転せずにF/B補正すると、上記蒸発燃料に
よるA/Fのズレ量は、それ以上であると判断して或る
値(上記20%)をアイドル学習補正量として記憶更新
する。この結果、上記のように、エンジン停止中におけ
るキャニスタ31内の蒸発燃料量変化が大きいような場
合にも、一応学習値の更新が可能となり、A/Fオーバ
リッチによるドライバビリティーの悪化、排気エミッシ
ョンの悪化を最小限に抑制することができる。 【0039】エンジンが始動してから、その後にフラグ
Fがセットした後は、ステップS36からステップS7
0(図11)に進むようになる。ステップS70では現
在がアイドル運転領域にあるか否かを判断する。実施例
では、エンジン回転の安定したアイドル運転領域におい
てのみ学習を行なっているために、ステップS70でア
イドル中かいなかを判断する。 【0040】説明の便宜上、現在がアイドリング中でパ
ージが行なわれていると仮定して説明する。かかる場合
は、ステップS70→ステップS72→ステップS74
と進む。そして、ステップS74で上述した学習実行フ
ラグGの値がG=1(正規学習実行時)であるか否かを
判定し、その結果がYESの時はステップS76で前回
のアイドル学習補正量CLRIP(i−1)に対して、それ
までのアイドル学習用フィードバック補正量CFBの平均
値[CFB]の50%の値を加算した値を今回の蒸発燃料
パージ状態における学習値として設定する。即ち、 CLRIP(i)=CLRIP(i−1)+[CFB]/2 …(12) [CFB]=ΣCFB/n …(13) ここで、ΣCFBは現在までのアイドル学習用フィードバ
ック補正量CFBの積算値、nは同積算回数である。(1
2)式において、1/2を付加した理由は、ステップS
74でYESと判定されたときは、キャニスタ内に大量
の蒸発燃料が残っていることを意味し、かかる場合は、
[CFB]は大きな値を示しているので、この大きな値の
[CFB]をそのまま学習補正係数CLRIPに用いると、空
燃比フィードバック制御のゲインが大きくなり過ぎて制
御が発散するおそれがあるからである。 【0041】また、ステップS74においてG=0と判
断されたときは、即ち、キャニスタが初期状態から脱し
たときに、ΔCFBが10%未満だったとき(ステップS
52でNO)は、F=1になるまでの空燃比フィードバ
ック制御は安定していたと推定できるので、そのときに
得た[CFB]を学習補正係数に用いても問題は発生しな
いので、ステップS78において、 CLRIP(i)=[CFB] …(14) とする。そして、ステップS80でフラグG=1とす
る。 【0042】(13)式と(14)式の相違について説
明する。(14)式が用いられるのは、ΔCFBが10%
未満のときにG=0のまま(ステップS60)とされ、
ステップS74→ステップS78で(14)式が実行さ
れる場合の一回だけである。即ち、ステップS60でG
=0とされても、ステップS80でG=1とされるの
で、(13)式は一回だけ実行され、その後はステップ
S76で(13)式が実行される。ステップS56でG
=1とされた場合において、(13)式のCLRIP(i−
1)はエンジンが始動される前(即ち、前回の運転にお
いて学習された)の学習値である。 【0043】従って、図13に示すように、G=1とな
る前の空燃比フィードバック係数CFBの変動ΔCFBが大
きい(ステップS52でYES)場合は、前回のCLRIP
(i−1)に更に[CFB]の50%を上乗せした量を新
たな学習値とする。前回のCLRIP(i−1)はその季節
でのキャニスタにおける蒸発燃料量を反映していると考
えられるので、このCLRIP(i−1)を出発点とするこ
とは空燃比フィードバック制御の収束を早めることと期
待される。 【0044】他方、図14に示すように、変動ΔCFBが
小さい場合(ステップS52でNO)は、前回のCLRIP
(i−1)を考慮する必要がないので、学習が開始され
てからG=1となるまでに収集された[CFB]をCLRIP
の出発点とする。次に、アイドリング中ではあるが、パ
ージを行なっていない場合の制御手順について説明す
る。かかる場合は、ステップS72でNOと判断され、
ステップS82に進む。ステップS82では、フラグH
の値を調べる。このフラグHはアイドル/非パージ中に
おいて学習顔粉割れていることを示すフラグである。初
期状態では、フラグHは0なので、ステップS82から
ステップS86に進み、アイドル/非パージ中の学習補
正係数CLRINを、 CRIN(i)=[CFB] …(15) から計算する。ステップS88ではフラグHを1にセッ
トする。Hが一旦1にセットされると、以降は、ステッ
プS82→ステップS84に進んで、 CLRIN(i)=CLRIN(i−1)+[CFB]/2 …(16) [CFB]=ΣCFB/n …(17) に基づいてCLRIN(i)を演算する。 【0045】ステップS90以下は、CLRIP(i+1)
の設定ルーチンである。即ち、ステップS70〜ステッ
プS88で、今回の学習係数CLRIPやCLRINを演算する
と、ステップS90以下で、次回の学習係数CLRIPやC
LRINを演算する。そこで、ステップS90で、パージ状
態におけるアイドル学習補正量CLRIP(i)の値が−1
5%以上に大きい、即ち大幅なリーン補正を行う様な係
数であるか否かを判定する。また、ステップS92では
直前のフィードバック変数CFB(i)の値が空燃比を1
0%以上のリッチ化を行う要に空燃比フィードバックが
行なわれてきたか否かを判断する。従って、アイドル学
習補正量CLRIP(i)が大幅なリーン補正を行う様な係
数であり、かつ直前の空燃比フィードバック空燃比を大
幅にリッチ化するようなものであった場合(即ち、ステ
ップS90,ステップS92で共にYES)には、ステ
ップS94で次回の学習係数CLRIP(i+1)を、 CLRIP(i+1)=CLRIP(i)+5% …(18) と計算する。即ち、更新した今回のCLRIP(i)よりも
更に5%かさ上げした値を次回のCLRIP(i+1)とす
ることにより迅速な空燃比フィードバック制御の収束が
測れる。 【0046】ステップS95では、パージ状態における
アイドル学習補正量CLRIPと非パージ状態におけるアイ
ドル学習補正量CLRINとの差ΔCLRを演算する。この差
ΔCLRは、エンジン毎のキャニスタの特性の個体差を反
映しているはずである。そこで、ステップS96では、
この値ΔCLR(絶対値)が0よりも大であるか否かを判
定し、YESの時はステップS98に進んで、マップ値
より決定される脱気補正係数Cpの値に所定の減衰率K
を乗じて脱気補正係数CpをK分だけ小さくする。そし
て、ステップS100に進み、補正実行フラグIの値を
I=1に設定する。 【0047】このようなキャニスタの個体差を表すΔC
LRの値は、そのキャニスタが交換されないかぎりは一定
値のはずであり、したがって、エンジンが何時始動され
てもステップS96ではYESと判定される。しかし、
キャニスタが変更されたときは、もしそのキャニスタが
ステップS96でΔCLR≦0と判定されるような特性の
ものである場合には、ステップS102→ステップS1
04に進んで、減衰係数Kの値をK=1(減衰量0)に
設定した上で、ステップS106に進み、上記補正実行
フラグIの値をI=0に設定した上でリターンする。 【0048】以上の説明から明らかなように、本実施例
の構成では、 :アイドル時において学習して得たフィードバック制
御変数CFB(又は学習値CLRIP)は、そのキャニスタの
特性を反映しているはずであるので、そのCFB(又は学
習値CLRIP)を用いて、非アイドル時の蒸発燃料のパー
ジ中における補正係数CLRNPを実質的にかなり精度よく
定量化することができる。したがって、この補正係数を
使った空燃比フィードバック制御は蒸発燃料のエバポ重
量を正確に反映したものとなり、精度のよい空燃比フィ
ードバックを実現することができる。 :脱気補正係数Cpを導入することにより、実施例の
アイドル中のCLRIP若しくは非アイドル中のCLRNPは実
際のキャニスタ内の蒸発燃料のトラップ量を反映したも
のとなり、それゆえに、空燃比の大きな変動を招くこと
なく、パージ量を大きく設定することができる。 :ステップS95,96において、アイドリング中
の、パージを行なった場合とパージを行なわなかった場
合の学習係数CLRIPとCLRINとの差ΔCLRを演算し、そ
の差の大小に基づいて上記脱気係数Cpを補正している
(ステップS98)。これにより、キャニスタの個体差
が吸収でき、より正確な空燃比フィードバック制御を実
行することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本願発明のクレーム対応図である。 【図2】本願発明の実施例に係るエンジンの蒸発燃料供
給装置の制御システムの構成を示す制御系統図である。 【図3】同装置の燃料供給制御の基本ルーチンを示すフ
ローチャートである。 【図4】同装置において、パージ流量と空燃比制御変数
CFBとの関係を示す図。 【図5】パージ流量とエバポ重量との関係を示す図。 【図6】脱気補正係数Cpの特性を示すマップ図。 【図7】実施例の動作概念を説明する図。 【図8】実施例の、学習補正制御手順を説明するフロー
チャート。 【図9】実施例の、学習値更新手順を示すフローチャー
ト。 【図10】実施例の、学習値更新手順を示すフローチャ
ート。 【図11】実施例の、学習値更新手順を示すフローチャ
ート。 【図12】実施例の、学習値更新手順を示すフローチャ
ート。 【図13】実施例の動作の一例を示すタイミングチャー
ト。 【図14】実施例の動作の一例を示すタイミングチャー
ト。 【符号の説明】 1 エンジン本体 2 エアフロメータ 5 フューエルインジェクタ 9 エンジンコントロールユニット 10 排気管 11 三元触媒コンバータ S1 O2 センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02M 25/08 301 F02M 25/08 301J (72)発明者 富永 秀樹 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−130240(JP,A) 特開 昭63−186955(JP,A) 特開 平4−234553(JP,A) 特開 平4−292542(JP,A) 特開 平5−321774(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 45/00 F02M 25/08

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 蒸発燃料をエンジンの吸気系に供給する
    蒸発燃料供給手段と、 上記吸気系に供給される蒸発燃料の量に応じて空燃比の
    フィードバック制御変数を演算し、該演算したフィード
    バック制御変数に基づいて当該エンジンの空燃比をフィ
    ードバック補正する空燃比制御手段とを備えるエンジン
    において、前記 エンジンの所定の運転領域における、当該エンジン
    への蒸発燃料供給時におけるフィードバック制御変数と
    非供給時におけるフィードバック制御変数との差を演算
    して記憶する演算手段と、 前記所定の運転領域と異なる任意の運転領域におい
    て、前記所定の運転領域における空燃比制御手段のフィ
    ードバック制御変数と、前記所定の運転領域と前記任意
    の運転領域における吸入空気量の比率と、前記所定の運
    転領域と前記任意の運転領域における蒸発燃料供給量の
    比率とに基づいて、前記任意の運転領域のためのフィー
    ドバック制御変数を設定する設定手段とを具備すること
    により、 前記任意の運転領域において、前記設定手段によって設
    定されたフィードバック制御変数によって前記空燃比制
    御手段が空燃比をフィードバック制御することを特徴と
    するエンジンの空燃比制御装置。
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