JPH0494444A

JPH0494444A - 内燃機関の蒸発燃料処理制御装置

Info

Publication number: JPH0494444A
Application number: JP21126090A
Authority: JP
Inventors: Koji Okawa; 大河　浩司; Kazuhiko Norota; 一彦野呂田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1990-08-08
Publication date: 1992-03-26
Anticipated expiration: 2013-01-19
Also published as: JP2700128B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は内燃機関の蒸発燃料を吸気系へ放出して処理す
る内燃機関の蒸発燃料処理制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、内燃機関では、燃料タンク等から発生する蒸
発燃料を活性炭に吸着させ、これを吸気系へパージ（放
出）して処理することか行なわれている。

また、燃料噴射制御装置で混合気の空燃比を理論空燃比
となるよう空燃比のフィードバック制御を行なう内燃機
関がある。

例えば特開昭６３−２８９２４３号公報に記載の装置は
、パージ実行時にフィードバック補正とは別に、燃料噴
射量のパージによる補正を行ない、このパージ補正量を
空燃比のフィードバック補正係数の平均値から得た蒸発
燃料濃度（ベーパ濃度）に応じて設定し、空燃比制御の
追従性を向上させている。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記従来装置では蒸発燃料濃度か高い場合に、燃料噴射
量のパージによる補正量が大となって実際の燃料噴射量
が小となるか、実際の燃料噴射量には下限つまり最低燃
料噴射量が設けられており、蒸発燃料濃度が著しく高い
場合には燃料噴射量のパージによる補正量を正確な値に
設定できなくなり、空燃比が悪化するという問題があっ
た。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、蒸発燃料濃度
に応じて燃料噴射量と蒸発燃料の放出量の双方を補正す
ることにより、空燃比を常時理論空燃比となるよう制御
する内燃機関の蒸発燃料処理制御装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図を示す。

同図中、検出手段Ｍ２は、内燃機関Ｍ１の運転状態を検
出する。

パージ手段Ｍ３は、燃料系内で発生した蒸発燃料を吸気
系に放出する。

演算手段Ｍ４は、検出手段Ｍ２の検出信号に応じて内燃
機ｆ！ＩＭＩに供給する燃料噴射量を演算する。

第１の噴射量補正手段Ｍ５は、検出手段Ｍ２の検出信号
に応じて吸入混合気の空燃比を理論空燃比となるよう空
燃比フィードバック補正係数を可変して演算手段Ｍ４で
演算する燃料噴射量を補正する。

第２の噴射量補正手段Ｍ６は、空燃比フィードバック補
正係数から得た蒸発燃料濃度に応じて演算手段で演算す
る燃料噴射量を補正する。

パージ補正手段Ｍ７は、蒸発燃料濃度に応じてパージ手
段Ｍ３が放出する蒸発燃料の放出量を補正する。

〔作用〕

本発明においては、パージ手段Ｍ３による蒸発燃料の放
出に伴って、第２の噴射量補正手段Ｍ６て蒸発燃料濃度
に応じて燃料噴射量を補正し、かつパージ補正手段Ｍ７
て蒸発燃料濃度に応じてパージ手段Ｍ３の蒸発燃料の放
出量を補正するため、蒸発燃料濃度か濃く第２の噴射量
補正手段Ｍ６て燃料噴射量を補正しきれないときも、パ
ージ補正手段Ｍ７によって放出量が補正され、これによ
って空燃比か理論空燃比となるよう制御できる。

〔実施例〕

第２図は本発明装置を適用した内燃機関の一実施例の構
成図を示す。

同図中、内燃機関１０の吸気通路１１にはスロットル弁
１２が設けられており、このスロットル弁Ｉ２の軸には
、スロットル弁１２の開度を検出するスロットルポジシ
ョンセンサ１３か設けられている。このスロットルポジ
ションセンサ１３の下流側の吸気通路１１には吸気圧力
を検出する圧力センサＩ４か設けられ、更に下流側に各
気筒毎に燃料供給系から加圧燃料を吸気ボートへ供給す
るための燃料噴射弁（インジェクタ）１５が設けられて
いる。また、吸気通路１１には吸気温センサ１６か設け
られ、吸気温に応じたアナログの電気信号かＡ／Ｄ変換
器３１に供給される。圧力センサ１４は吸気圧力に応じ
たアナログ電圧の電気信号を発生し、この出力は電子制
御回路３０内のＡ／Ｄ変換器３１に供給される。

ディストリビュータ２ｏには、その軸が例えばクランク
角（ＣＡ）に換算して７２０°ＣＡ毎に基準位置検出用
パルス信号を発生するクランク角センサ２１及び３０°
ＣＡ毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク
角センサ２２か設けられている。これらクランク角セン
サ２１，２２のパルス信号は、燃料噴射時期の割込要求
信号、点火時期の基準タイミング信号、燃料噴射量演算
制御の割込要求信号などとして作用する。これらの信号
は電子制御回路３０の入出力インタフェース３２に供給
される。

また、内燃機関１０のシリンダブロックの冷却水通路２
３には、冷却水の温度を検出するための水温センサ２４
か設けられている。水温センサ２４は冷却水の温度ＴＨ
Ｗに応じたアナログ電圧の電気信号を発生し、この出力
はＡ／Ｄ変換器３１に供給されている。

排気マニホルド２５より下流の排気系には、排気ガス中
の３つの有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯ工を同時に浄化する
三元触媒コンバータ２６が設けられている。

また、前記排気マニホルド２５の下流側であって、触媒
コンバータ２６の上流側の排気バイブ２７には、空燃比
センサの一種である０２センサ２８が設けられている。

０２センサ２８は排気ガス中の酸素成分濃度に応じて電
気信号を発生する。すなわち、０２センサ２８は空燃比
が理論空燃比に対してリッチ側かリーン側かに応じて、
異なる出力電圧を電子制御口゛路３０の信号処理回路４
０を介してＡ／Ｄ変換器３１に供給する。また、前記入
出力インタフェース３２には図示しないキースイッチの
オン／オフ信号が供給され、更に図示しない車速センサ
のアナログ信号かＡ／Ｄ変換器３１に供給されるように
なっている。

また、内燃機関１０には燃料タンク４１から蒸発する蒸
発燃料（ベーパ）か大気中に逃げるのを防止するエバポ
パージシステムが設けられている。

このシステムはチャコールキャニスタ４２．及びパージ
手段Ｍ３としての電気、式負圧切換弁（ＶＳＶ　）４３
を備えている。チャコールキャニスタ４２は燃料タンク
４１の上底とベーパ捕集管４４で結ばれ、燃料タンク４
１から蒸発するベーパを吸着する。ＶＳＶ４３はチャコ
ールキャニスタ４２に吸着されたベーパを吸気通路１１
のスロットル弁１２の下流に戻すベーパ還流管４５の途
中に設けられた開閉弁であり、ＶＳＶ４３は電子制御回
路３０からの電気信号を受けて開閉する電磁弁である。

以上のような構成において、図示しないキースイッチが
オンされると、電子制御回路３０か通電されてプログラ
ムか起動し、各センサからの出力を取り込み、インジェ
クタ１５やその他のアクチュエータを制御する。

電子制御回路３０は、例えばマイクロコンピュータを用
いて構成され、前述のＡ／Ｄ変換器３１、入出力インタ
フェース３２．ＣＰＴＪ３３の他にＲＯＭ３４．ＲＡＭ
３５．キースイッチのオフ後も情報の保持を行うバック
アップＲＡＭ３６゜クロック（ＣＬＫ　）３７等か設け
られており、これらはバス３８て接続されている。

この電子制御回路３０において、ダウンカウンタ、フリ
ップフロップ、及び駆動回路を含む噴射制御回路３９は
燃料噴射弁１５を制御するためのものである。即ち、吸
気圧力と機関回転数とから演算された基本噴射量Ｔｐを
機関の運転状態で補正した燃料噴射量ＴＡＵが演算され
ると、燃料噴射量ＴＡＵが噴射制御回路３９のダウンカ
ウンタにプリセットされると共にフリップフロップもセ
ットされて駆動回路が燃料噴射弁１５の付勢を開始する
。他方、ダウンカウンタがクロック信号（図示せず）を
計数して最後にそのキャリアウド端子が“１ルベルにな
った時に、フリップフロップかリセットされて駆動回路
は燃料噴射弁１５の付勢を停止する。つまり、前述の燃
料噴射量ＴＡＵたけ燃料噴射弁１５は付勢され、したか
って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が内燃機関１
０の燃焼室に送り込まれることになる。

次に本発明装置の一実施例の制御プログラムについて説
明する。

電子制御回路３０は一定周波数でデユーティ比か変化す
るパルス信号をＶＳＶ４３に供給し、このパルス信号の
ハイレベル期間にＶＳＶ４３を開成する。つまり、パー
ジされるベーパ量はこのパルス信号のデユーティ比ＤＰ
Ｇに比例する。

第３図はパージ補正手段Ｍ７としてのＶＳＶ制御ルーチ
ンの一実施例のフローチャートを示す。

このルーチンは、前提条件としてフィードバック補正係
数ＦＡＦの平均値ＦＡＦａｖが０．９５＜ＦＡＦａｖ＜
１．０５を満足しているときに例えば１　ｓｅｃ毎の割
込みで実行される。ただし、■Ｓ■制御の実行条件が一
度成立すれば、その後この前提条件が不成立となっても
、このルーチンの実行は妨げられない。

同図中、ステップ５０ではフィードバック制御条件か成
立するかどうかを判別する。ここで、冷却水温か低いと
き、又は始動時、又は高負荷走行時、又はフューエルカ
ット時等のフィードバック制御条件が成立しない場合に
はステップ５１でパージのデユーティ比ＤＰＧを零とし
てパージを停止させる。

ステップ５０でフィードバック条件が成立する場合には
パージ条件が成立するかどうかを判別しくステップ５２
）、始動後３０秒経過してない、又はアイドルスイッチ
がオンして５秒経過してない、又は車速か２ｋｍ／ｈ未
満、又は吸気温か４５℃未満等のパージ条件が成立しな
い場合にはステップ５１に進み、デユーティ比ＤＰＧを
零とする。

フィードバック条件及びパージ条件か成立すると、フィ
ードバック補正係数ＦＡＦＯ値が１．０を越えるかどう
かを判別しくステップ５３）　、ＦＡＦの値が１．０を
越えていれば０２センサ２８の出力がリーンを指示して
いるかどうかを判別する（ステップ５４）。ここてリー
ンの場合にはデユーティ比ＤＰＧの値を所定値ａだけ増
加させる（ステップ５５）。上記所定値ａは例えばデユ
ーティ比ＤＰＧの１０％に相当する値である。上記ステ
ップ５４て０□センサ出力かリッチであればステップ５
６に進みデユーティ比ＤＰＧの値を維持する。

つまり、フィードバック補正係数ＦＡＦの値か１．０以
上で燃料噴射量を増量制御するり−ン側にあり、かつ０
２センサ出力がリーンを指示しているときにのみデユー
ティ比ＤＰＧを所定値ａだけ増加させてパージ量を増加
させる。

ステップ５３でフィードバック補正係数ＦＡＦの値が１
．０未満の場合、ＦＡＦの値を所定値ＫＦＡＦＬと比較
する（ステップ５７）。所定値ＫＦＡＦＬは例えば０．
９５であり、ＦＡＦの値が所定値ＫＦＡＦＬ以上つまり
０．９５≦ＦＡＦ≦１．０の場合にはステップ５６に進
んでデユーティ比ＤＰＧの値を維持する。またＦＡＦの
値か所定値ＫＦＡＦＬ未満の場合には　０２センサ２８
の出力かリッチを指示しているかどうかを判別しくステ
ップ５８）、リーンの場合にはステップ５６に進んでデ
ユーティ比ＤＰＧの値を維持する。

上記ステップ５８で０２センサ出力かりッチてあればス
テップ５９に進みデユーティ比ＤＰＧの値を所定値すだ
け減少させる（ステップ５９）。

この所定値すは例えばデユーティ比ＤＰＧの２％に相当
する値である。

つまり、フィードバック補正係数ＦＡＦの値が所定値Ｋ
ＦＡＦＬ未満で燃料噴射量を減量制御するリッチ側にあ
り、かつ○、センサ出力がリッチを指示しているときに
のみデユーティ比ＤＰＧを所定値すだけ減少させてパー
ジ量を減少させている。

第４図は第２の噴射量補正手段Ｍ６としてのパージ補正
量計算ルーチンの一実施例のフローチャートを示す。こ
のルーチンは６４ｍ５ｅｃ毎の割込みで実行される。

同図中、ステップ６０ではフィードバック制御条件が成
立するかどうかを判別する。ここで、冷却水温が低いと
き、又は始動時、又は高負荷走行時、又はフューエルカ
ット時等のフィードバック制御条件か成立しない場合に
はステップ６１てパージによる燃料噴射量の補正量つま
りパージ補正量ＫＰＧを零とする。このパージ補正量Ｋ
ＰＧは基準アイドル回転数（例えば６００　ｒｐｍ　）
における補正量である。

ステップ６０でフィードバック条件か成立する場合には
パージ条件が成立するかどうかを判別しくステップ６２
）、始動後３０秒経過してない、又はアイドルスイッチ
がオンして５秒経過してない、又は車速か２１ａｎ／ｈ
未満、又は吸気温か４５℃未満等のパージ条件成立しな
い場合にはステップ６１に進み、パージ補正量ＫＰＧを
零とする。

フィードバック条件及びパージ条件か成立すると、フィ
ードバック補正係数ＦＡＦＯ値が１．０未満かどうかを
判別しくステップ６３）、ＦＡＦの値か１．０未満てあ
れば０２センサ２８の出力かリッチを指示しているかど
うかを判別する（ステップ６４）。ここでリッチの場合
にはパージ補正量ＫＰＧの値を所定値Ｃだけ増加させる
（ステップ６５）。上記所定値Ｃは例えば４μｓｅｃに
相当する値である。上記ステップ６４で０．センサ出力
がリーンてあればステップ６６に進みパージ補正量ＫＰ
Ｇの値を維持する。

つまり、フィードバック補正係数ＦＡＦの値が１．０未
満で燃料噴射量を減量制御するリッチ側にあり、かつ０
２センサ出力がリッチを指示しているときにのみパージ
補正量ＫＰＧを所定値ａだけ増加させて燃料噴射量を減
少させる。

ステップ６３でフィードバック補正係数ＦＡＦの値が１
．０以上の場合、ＦＡＦの値を所定値ＫＦＡＦＨと比較
する（ステップ６７）。所定値ＫＦＡＦＨは例えば１．
０５であり、ＦＡＦの値が所定値ＫＦＡＦＨ以下つまり
１．０≦ＦＡＦ≦１．０５の場合にはステップ６６に進
んでパージ補正量ＫＰＧの値を維持する。またＦＡＦの
値か所定値ＫＦＡＦＨを越える場合には０２センサ２８
の出力かり−ンを指示しているかどうかを判別しくステ
ップ６８）、リッチの場合にはステップ６６に進んでパ
ージ補正量ＫＰＧの値を維持する。

上記ステップ６８で０２センサ出力がリーンであればス
テップ６９に進み、パージ補正量ＫＰＧＯ値を所定値ｄ
だけ減少させる（ステップ６９）。

この所定値ｄは例えば４μＳｅＣに相当する値である。

つまり、フィードバック補正係数ＦＡＦＯ値が所定値Ｋ
ＦＡＦＨを越え燃料噴射量を増量創部するリーン側にあ
り、かつ○、センサ出力がリーンを指示しているときに
のみパージ補正量ＫＰＧを所定値ｄだけ減少させて燃料
噴射量を増加させている。

第５図は演算手段Ｍ４としての燃料噴射量計算ルーチン
の一実施例のフローチャートを示す。

同図中、ステップ７１では吸気圧力ＰＭ及び機関の回転
数ＮＥに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐを算出する。次に
この基本燃料噴射量Ｔｐと、フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦと、定数にとで次式により燃料噴射量τを求める（
ステップ７２）。

ｒ＝ＴｐＸＦＡＦＸＫこのステップ７２が第１の噴射量補正手段Ｍ５に対応す
る。

更に、上記燃料噴射量τとパージ補正量ＫＰＧと、基準
アイドル回転数ＮＥｏと、回転数ＮＥとで次式により実
際の燃料噴射量ＴＡＵを求める。

ＴＡＵ＝ｒ−（ＫＰＣ；ＸＮＥ、／ＮＥ）上記ＶＳＶ制
御ルーチン及びパージ補正量計算ルーチンによって、第
６図に示す如く、フィードバック補正係数ＦＡＦか所定
値ＫＦＡＦＬ未溝の領域ではデユーティ比ＤＰＧは減少
され、パージ補正量ＫＰＧは増加される。フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦかＫＦＡＦＬ以上で１．０未満の領域
ではデユーティ比ＤＰＧは維持され、パージ補正量ＫＰ
Ｇは増加される。

また、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０以上で所
定値ＫＦＡＦＨ以下の領域ではデユーティ比ＤＰＧは増
加され、パージ補正量ＫＰＧは維持される。フィードバ
ック補正係数ＦＡＦかＫＦＡＦＨを越える領域ではデユ
ーティ比ＤＰＧは増加され、パージ補正量ＫＰＧは減少
される。

ここで、ベーパ発生か小でチャコールキャニスタ４２内
のベーパ量か少ない場合には第７図に示す如く、実線Ｉ
ａで示すフィードバック補正係数ＦＡＦＯ値が１．０を
越え、かっｏ２センサ出力がリーンを指示するとき（実
線Ｉｂは空燃比Ａ／Ｆを示す）にデユーティ比ＤＰＧか
増加され、実線Ｉｃに示すパージ流量は増大してチャコ
ールキャニスタ４２内のベーパか放出される。この場合
はベーパ濃度か低いためにフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆか所定値ＫＦＡＦＬ未満となることはなく、ＦＡＦか
１，０以上のときにデユーティ比ＤＰＧっまりパージ流
量はとんとん増大する。また、フィードバック補正係数
ＦＡＦか所定値ＫＦＡＦＨを越えることはほとんどなく
、パージ補正量ＫＰＧはほとんど増加せず、ＴＡＵ補正
量ＦＰＵＲＧＦＰＵＲＧＥ＝ＫＰＧＸＮＥ６　／ＮＥは
実線Ｉｄに示す如くほとんど増加せず、低い値を維持す
る。

また、ベーパ発生か大でチャコールキャニスタ４２内の
ベーパ量か多すぎる場合には第８図に示す如く、実線Ｉ
Ｉａで示すフィードバック補正係数ＦＡＦＯ値か１．０
を越え、かっ０□センサ出力がリーンを指示するとき（
実線Ｉ［ｂは空燃比Ａ／Ｆを示す）にデユーティ比ＤＰ
Ｇか増加され、実線Ｉ［ｃに示すパージ流量は増大して
チャコールキャニスタ４２内のベーパが放出される。こ
の場合はベーパ濃度が高いがフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦが１．０以上のときにデユーティ比ＤＰＧつまりパ
ージ流量は増大する。また、フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦが１．０未満で、かつ　０□センサ出力がリッチを
指示するときにパージ補正量ＫＰＧつまりＴＡＵ補正量
ＦＰＵＲＧＥはＩＩｄに示す如くどんとん増加する。し
かし、ベーパ濃度が高いためにフィードバック補正係数
ＦＡＦが所定値ＫＦＡＦＬ未満でＯ，センサ出力がリッ
チとなったときデユーティ比つまりパージ流量は減少さ
れ、これによってパージ補正量ＫＰＧつまりＴＡＵ補正
量の増加が規制される。

このように、パージに伴って、パージ補正量計算ルーチ
ンでベーパ濃度に応じて燃料噴射量をパージ補正量ＫＰ
Ｇに応じた値だけ補正し、かつｖＳＶ制御ルーチンで、
ベーパ濃度に応じてパージのデユーティ比ＤＰＧ即ちベ
ーパ量を補正するため、ベーパ濃度か濃く燃料噴射量が
最低燃料噴射量で規制されパージ補正量計算ルーチンに
よる補正で補正しきれないときも、ｖＳｖ制御ルーチン
によって放出するベーパ量が補正され、これによって空
燃比が理論空燃比となるよう制御できる。

また、第６図に示す如く、フィートノくツク補正係数Ｆ
ＡＦが１．０以上でリーン側にずれているときはデユー
ティ比つまりパージ量をなるだけ増加させ、ＦＡＦが１
．０未満てリッチ側にずれているときはパージ補正量Ｋ
ＰＧをなるだけ増加させて空燃比を理論空燃比に維持し
ているため、可及的にパージ量を増大でき、これによっ
て燃費の向上も図ることができる。

なお、上記第３図の■Ｓ■制御ルーチンはアイドルスイ
ッチかオンしているとき実行され、アイドルスイッチが
オフしているときは機関回転数ＮＥ及び吸気圧力からマ
ツプを参照してデユーティ比ＤＰＧを求め、この場合に
は吸入空気量か多いのでパージ補正量計算は実行せずに
フィートノ＼・ツク補正係数のみて対応している。しか
し、これに限らず、アイドルスイッチオフ時にも第３図
、第４図夫々のＶＳ■制御ルーチン、パージ補正量計算
ルーチンを実行しても良く、上記実施例に限定されない
。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明の内燃機関の蒸発燃料処理制御装置
によれば、蒸発燃料の濃度が高く燃料噴射量の補正で対
応できない場合も蒸発燃料の放出量を補正して、空燃比
を常時理論空燃比となるよう制御でき、実用上きわめて
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は本発明装置を適用し
た内燃機関の一実施例の構成図、第３図はｖＳｖ制御ル
ーチンのフローチャート、第４図はパージ補正量計算ル
ーチンのフローチャート、第５図は燃料噴射量計算ルー
チンのフローチャート、第６図はフィードバック補正係
数とデユーティ比、パージ補正置去々の関係を示す図、
第７図、第８図夫々は本発明の装置による制御動作を示
すタイムチャートである。Ｍｌ、ｔｏ・・・内燃機関、Ｍ２・・・検出手段、Ｍ３
・・・パージ手段、Ｍ４・・・演算手段、Ｍ５・・・第
１の噴射量補正手段、Ｍ６・・・第２の噴射量補正手段
、Ｍｌ・・・パージ補正手段、１４・・・圧力センサ、
１５・・・燃料噴射弁、２８・・・０２センサ、３０・
・・電子制御回路、４２・・・チャコールキャニスタ、
４３・・・電気式負圧切換弁（ＶＳＶ）　、５０〜７３
・・・ステ・ノブ。特許出願人　トヨタ自動車株式会社第１図第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】内燃機関の運転状態を検出する検出手段と、燃料系内で
発生した蒸発燃料を吸気系に放出するパージ手段と、該検出手段の検出信号に応じて該内燃機関に供給する燃
料噴射量を演算する演算手段と、該検出手段の検出信号に応じて吸入混合気の空燃比を理
論空燃比となるよう空燃比フィードバック補正係数を可
変して該演算手段で演算する燃料噴射量を補正する第１
の噴射量補正手段と、該空燃比フィードバック補正係数
から得た蒸発燃料濃度に応じて該演算手段で演算する燃
料噴射量を補正する第２の噴射量補正手段とを有する内
燃機関の蒸発燃料処理制御装置において、該蒸発燃料濃度に応じて該パージ手段が放出する蒸発燃
料の放出量を補正するパージ補正手段を有することを特
徴とする内燃機関の蒸発燃料処理制御装置。