JPH06341339A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、蒸発燃料のリーク判定を
実施する際の空燃比の変動を小さくし得て、ドライバビ
リティ及び排気有害成分値の悪化を防止し得て、コスト
的に有利に実施し得る内燃機関の空燃比制御装置を実現
することにある。 【構成】 この目的を達成するために、この発明は、蒸
発燃料制御装置を備えた内燃機関の空燃比制御装置にお
いて、内燃機関の排気通路に設けられた排気センサの検
出信号に基づき空燃比フィードバック値を演算して空燃
比が目標値になるようフィードバック制御するととも
に、蒸発燃料制御装置によりリーク判定が実施される際
の大気制御弁の閉鎖動作と同時に前記空燃比フィードバ
ック値を基準値に戻して空燃比が目標値になるようフィ
ードバック制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の空燃比制御
装置に係り、特に蒸発燃料のリーク判定を実施する際の
空燃比の変動を小さくし得て、ドライバビリティ及び排
気有害成分値の悪化を防止し得て、コスト的に有利に実
施し得る内燃機関の空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両等に搭載される内燃機関には、燃料
タンク等に発生する蒸発燃料が大気に漏洩することを防
止するために、蒸発燃料制御装置を備えたものがある。

【０００３】蒸発燃料制御装置は、内燃機関の燃料タン
クに導入通路により連通されるとともに吸気通路に放出
通路により連通されるキャニスタを有し、前記放出通路
の途中にパージ制御弁を有している。蒸発燃料制御装置
は、パージ制御弁を内燃機関の運転状態に応じて開閉動
作させ、キャニスタの蒸発燃料を吸気通路に放出（パー
ジ）し、燃焼させる。

【０００４】このような蒸発燃料制御装置には、キャニ
スタ等の装置構成部材の故障等を診断するために、蒸発
燃料のリークを判定するものがある。リークの判定は、
リーク判定条件の成立時に図４（ａ）〜（ｃ）に示す如
く実施される。

【０００５】リークの判定は、リーク判定条件が成立す
ると、先ず、図４（ｂ）、（ｃ）に示す如くキャニスタ
の大気通路に設けられた大気制御弁を閉鎖動作させ且つ
放出通路に設けられたパージ制御弁を開放動作させ、図
４（ａ）に示す如く吸気通路の吸気負圧を燃料タンク側
に導入する。

【０００６】次いで、導入する吸気負圧によって燃料タ
ンク内の圧力を規定値の負圧状態とした後に、パージ制
御弁を閉鎖動作させてパージ制御弁よりも燃料タンク側
を負圧状態に保持し、図４（ａ）に示す如く圧力センサ
により一定時間内における燃料タンク内の圧力△Ｐを検
出し、この検出する圧力△Ｐの変化状態によりリークを
判定する。判定は、圧力△Ｐの変化が大きいときはリー
ク有りと判定し、圧力△Ｐの変化が小さいときはリーク
無しと判定する。

【０００７】このようなリークの判定機能を有する蒸発
燃料制御装置としては、特開平４−１５３５５４号公
報、特開平４−３６２２６４号公報に開示されるものが
ある。

【０００８】特開平４−１５３５５４号公報に開示され
るものは、内燃機関の暖機完了後に、キャニスタの大気
通路に設けた診断用の制御弁を閉弁し、放出通路に設け
たパージ用の制御弁の開弁時及び閉弁時の夫々にキャニ
スタ及び診断用制御弁間の大気通路の圧力を圧力検出手
段により検出し、判定を行うものである。

【０００９】特開平４−３６２２６４号公報に開示され
るものは、機関始動後で、かつ機関温度が所定値以下の
ときに、キャニスタの大気通路に設けた診断用の制御弁
を閉弁し、かつ放出通路に設けたパージ用の制御弁の開
弁して吸気負圧を燃料タンクとキャニスタとを連通する
導入通路に導入した後にパージ用の制御弁を閉弁して一
定時間保持し、この一定時間内での圧力検出手段の検出
するベーパ通路の圧力値の変化により、判定を行うもの
である。

【００１０】また、前記蒸発燃料制御装置を備えた内燃
機関には、空燃比制御装置を備えたものがある。空燃比
制御装置は、排気通路に設けた排気センサの検出信号に
基づき空燃比フィードバック値を演算し、この空燃比フ
ィードバック値により例えば燃料噴射弁を動作させて空
燃比が目標値になるようフィードバック制御する。

【００１１】このような蒸発燃料制御装置を備えた内燃
機関の空燃比制御装置においては、蒸発燃料制御装置に
よってリークの判定を実施する際に、空燃比の変動を招
く不都合がある。そこで、リークの判定を実施する際の
空燃比の変動を防止する空燃比制御装置としては、特開
平４−２７９７５５号公報に開示されるものがある。

【００１２】この公報に開示される空燃比制御装置は、
排気通路に設けられた排気センサの検出信号に基づき決
定される空燃比補正係数により空燃比を目標値に制御す
る空燃比制御装置において、空燃比補正係数の平均値を
算出する平均値算出手段を設け、パージ制御弁の開弁状
態から閉弁状態への移行時点を検出する過渡状態検出手
段を設け、移行時点において適用する空燃比補正係数の
初期値を、前記平均値に応じて算出する初期値算出手段
を設けたものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料タンク
には、外気温度が高いときに、大量の蒸発燃料が発生し
ている。このような場合に、空燃比フィードバック値
は、放出される蒸発燃料によって図４（ｄ）に示す如く
基準値（０）からマイナス（−）側において補正を行っ
ている。

【００１４】このような状態においてリーク判定を実施
すべく、図４（ｃ）に示す如く大気制御弁を閉鎖動作す
ると、導入される大気が遮断されることにより蒸発燃料
のパージが阻止され、図４（ｅ）に示す如く空燃比が大
きくリーン側にずれることになる。

【００１５】このように大きく空燃比がリーン側にずれ
た場合には、従来の空燃比のフィードバック制御では制
御の追従性が悪く、図４の（ｅ）に示す如く空燃比のリ
ーン側への変動を抑えることができず、この空燃比のリ
ーン側への変動によりドライバビリティ及び排気有害成
分値の悪化を招く不都合があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、内燃機関の燃料タンクに導
入通路により連通されるとともに前記内燃機関の吸気通
路に放出通路により連通されるキャニスタを有し、前記
放出通路の途中にパージ制御弁を有し、前記キャニスタ
を大気に連通する大気通路の途中に大気制御弁を有する
とともに前記パージ制御弁よりも燃料タンク側の圧力を
検出する圧力センサを有し、前記パージ制御弁を内燃機
関の運転状態に応じ開閉動作させてキャニスタの蒸発燃
料を吸気通路に放出させるとともに、リーク判定条件の
成立時に前記大気制御弁を閉鎖動作させ且つ前記パージ
制御弁を開放動作させて前記吸気通路の吸気負圧を燃料
タンク側に導入させた後に前記パージ制御弁を閉鎖動作
させて前記圧力センサの検出する圧力の変化によりリー
クを判定する蒸発燃料制御装置を備えた内燃機関の空燃
比制御装置において、前記内燃機関の排気通路に設けら
れた排気センサの検出信号に基づき空燃比フィードバッ
ク値を演算して空燃比が目標値になるようフィードバッ
ク制御するとともに、前記蒸発燃料制御装置によりリー
ク判定が実施される際の前記大気制御弁の閉鎖動作と同
時に前記空燃比フィードバック値を基準値に戻して空燃
比が目標値になるようフィードバック制御する制御手段
を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】この発明の構成によれば、蒸発燃料制御装置を
備えた内燃機関の空燃比制御装置は、制御手段によっ
て、排気センサの検出信号に基づき空燃比フィードバッ
ク値を演算して空燃比が目標値になるようフィードバッ
ク制御するとともに、前記蒸発燃料制御装置によりリー
ク判定が実施される際の大気制御弁の閉鎖動作と同時に
前記空燃比フィードバック値を基準値に戻して空燃比が
目標値になるようフィードバック制御することにより、
リーク判定を実施すべく大気制御弁を閉鎖動作してリー
ン側に大きくずれた空燃比に迅速に追従してフィードバ
ック制御を行うことができ、空燃比の変動を小さくする
ことができる。

【００１８】

【実施例】以下図面に基づき、この発明の実施例を説明
する。

【００１９】図１〜図３は、この発明の実施例を示すも
のである。図３において、２は車両（図示せず）に搭載
される内燃機関、４は吸気通路、６は排気通路、８は燃
焼室である。内燃機関２の吸気通路４は、一端側をエア
クリーナ（図示せず）に連通され、他端側を燃焼室８に
連通されている。また、内燃機関２の排気通路６は、一
端側を燃焼室８に連通され、他端側を大気に開放してい
る。

【００２０】この内燃機関２は、燃料系として、燃料噴
射弁１０を備えている。燃料噴射弁１０は、燃料通路１
２により燃料タンク１４に連通され、燃料を内燃機関２
に噴射して供給する。

【００２１】前記内燃機関２は、蒸発燃料制御装置１６
を備えている。蒸発燃料制御装置１６は、吸着保持する
キャニスタ１８を有している。キャニスタ１８は、燃料
タンク１４に導入通路２０により連通されるとともに、
放出通路２２により吸気通路４に連通されている。ま
た、キャニスタ１８には、大気に連通する大気通路２４
を連通して設けている。

【００２２】前記導入通路２０の途中には、液体燃料を
分離するセパレータ２６と、燃料タンク１４側の圧力を
調整する圧力調整弁２８と、を設けている。放出通路２
２の途中には、パージ制御弁３０を設けている。

【００２３】また、蒸発燃料制御装置１６は、大気制御
弁３２及び圧力センサ３４を有している。大気制御弁３
２は、大気通路２４の途中に設けられている。圧力セン
サ３４は、パージ制御弁３０よりも燃料タンク１４側の
圧力を検出すべく、放出通路２２の途中に導圧通路３６
により連通して設けられている。

【００２４】前記燃料噴射弁１２、パージ制御弁３０、
大気制御弁３２及び圧力センサ３４は、制御手段を構成
する制御部３８に接続されている。制御部３８には、排
気通路６に設けられた排気センサたるＯ2 センサ４０
や、機関回転数を検出する回転数センサ４２、吸気負圧
を検出する圧力センサ４４、スロットルバルブ（図示せ
ず）の開度を検出するスロットルセンサ４６、冷却水温
度を検出する水温センサ４８やその他の各種センサ類が
接続されている。

【００２５】制御部３８は、これら各種センサ類４０〜
４８の検出信号により蒸発燃料の放出（パージ）の可否
を判断し、パージ制御弁３０を内燃機関２の運転状態に
応じてデューティ制御により開閉動作し、キャニスタ１
８に吸着保持された蒸発燃料を吸気通路４に放出（パー
ジ）させる。

【００２６】また、制御部３８は、リーク判定条件の成
立時に、図４（ａ）〜（ｃ）に示す如く大気制御弁３２
を閉鎖動作させ且つパージ制御弁３０を開放動作させて
吸気通路４の吸気負圧を燃料タンク１４側に導入させ、
燃料タンク１４内の圧力を規定値の負圧状態とした後
に、パージ制御弁３０を閉鎖動作させてパージ制御弁３
０よりも燃料タンク１４側を負圧状態に保持し、圧力セ
ンサ３４により一定時間内における燃料タンク１４内の
圧力△Ｐを検出し、この圧力センサ３４の検出する圧力
△Ｐの変化状態によりリークを判定する。

【００２７】この蒸発燃料制御装置１６を備えた内燃機
関２は、空燃比制御装置５０を設けている。空燃比制御
装置５０は、前記燃料噴射弁１２や制御部３８、Ｏ2 セ
ンサ４０、及びその他の各種センサ類４２〜４８から構
成される。

【００２８】空燃比制御装置５０は、Ｏ2 センサ４０の
検出信号に基づき空燃比フィードバック値を演算し、こ
の空燃比フィードバック値により燃料系である燃料噴射
弁１２を動作させ、空燃比が目標値になるようにフィー
ドバック制御する。

【００２９】したがって、この実施例における制御部３
８は、蒸発燃料制御装置１６のパージ制御手段及びリー
ク判定手段と空燃比制御装置５０の空燃比制御手段とを
構成しており、夫々蒸発燃料制御装置１６と空燃比制御
装置５０との一部を構成している。

【００３０】このような蒸発燃料制御装置１６を備えた
内燃機関２の空燃比制御装置５０において、制御部３８
は、Ｏ2 センサ４０の検出信号に基づき空燃比フィード
バック値を演算して空燃比が目標値になるようにフィー
ドバック制御するとともに、蒸発燃料制御装置１６によ
りリーク判定が実施される際の大気制御弁３２の閉鎖動
作と同時に前記空燃比フィードバック値を基準値に戻し
て空燃比が目標値になるようフィードバック制御するも
のである。

【００３１】次に作用について説明する。

【００３２】内燃機関２の停止時には、パージ制御３０
が閉鎖動作され、放出通路２２を閉鎖している。これに
より、燃料タンク１４に発生する蒸発燃料は、導入通路
２０によりキャニスタ１８に導入され、吸着保持され
る。

【００３３】内燃機関２の運転時には、各種センサ類４
０〜４８から検出信号を入力する制御部３８により、パ
ージ制御弁３０を開閉動作し、キャニスタ１８に吸着保
持された蒸発燃料を吸気通路４に放出（パージ）する。
この制御部３８は、リーク判定条件の成立時に、大気制
御弁３２を閉鎖動作させ且つパージ制御弁３０を開放動
作させて吸気通路４の吸気負圧を燃料タンク１４側に導
入させた後に、パージ制御弁３０を閉鎖動作させて圧力
センサ３４の検出する圧力の変化ΔＰによりリークを判
定する。

【００３４】また、制御部３８は、Ｏ2 センサ４０の検
出信号に基づき空燃比フィードバック値を演算して空燃
比が目標値になるようにフィードバック制御するととも
に、蒸発燃料制御装置１６によりリーク判定が実施され
る際の大気制御弁３２の閉鎖動作と同時に前記空燃比フ
ィードバック値を基準値に戻して空燃比が目標値になる
ようフィードバック制御する。

【００３５】この制御を図１及び図２に従って説明す
る。

【００３６】制御部３８は、図１に示す如く、制御が始
まる（ステップ１００）と、リーク判定条件が成立した
か否かを判断（ステップ１０２）する。この判断（ステ
ップ１０２）がＮＯの場合は、リターンしてリーク判定
条件が成立するか否かの判断を繰り返す。

【００３７】前記判断（ステップ１０２）がＹＥＳの場
合は、リーク判定が開始されて大気制御弁３２を閉鎖動
作（ステップ１０４）させる。この大気制御弁３２の閉
鎖動作と同時に、空燃比フィードバック値ＦＡＦを基準
値である零に戻してＦＡＦ＝０（ステップ１０６）と
し、このＦＡＦ＝０の状態から空燃比が目標値になるよ
うフィードバック制御を開始（ステップ１０８）する。

【００３８】つまり、空燃比制御装置５０は、蒸発燃料
が吸気通路４に放出されている状態で空燃比のフィード
バック制御を行っている際に、蒸発燃料制御装置１６に
よるリーク判定が開始されると、このリーク判定による
大気制御弁３２の閉鎖動作と同時に、空燃比フィードバ
ック値ＦＡＦを一旦強制的にＦＡＦ＝０に戻してから、
空燃比が目標値になるようフィードバック制御を続行す
る。

【００３９】この空燃比フィードバック値ＦＡＦをＦＡ
Ｆ＝０（ステップ１０６）としてから空燃比が目標値に
なるようフィードバック制御を開始（ステップ１０８）
して、リークの判定を続行（ステップ１１０）する。

【００４０】即ち、大気制御弁３２を閉鎖動作させ且つ
パージ制御弁３０を開放動作させて吸気通路４の吸気負
圧を燃料タンク１４側に導入させ、燃料タンク１４内の
圧力を規定値の負圧状態とした後に、パージ制御弁３０
を閉鎖動作させてパージ制御弁３０よりも燃料タンク１
４側を負圧状態に保持し、圧力センサ３４により一定時
間内における燃料タンク１４内の圧力△Ｐを検出し、こ
の圧力センサ３４の検出する圧力△Ｐの変化状態により
リークを判定する。判定は、圧力△Ｐの変化が大きいと
きはリーク有りと判定し、圧力△Ｐの変化が小さいとき
はリーク無しと判定する。

【００４１】リークの判定の続行（ステップ１１０）に
よりリークしているか否かの判定結果が得られると、終
了（ステップ１１２）する。

【００４２】このように、蒸発燃料制御装置１６を備え
た内燃機関２の空燃比制御装置５０は、制御部３８によ
って、Ｏ2 センサ４０の検出信号に基づき空燃比フィー
ドバック値ＦＡＦを演算して空燃比が目標値になるよう
フィードバック制御する。

【００４３】また、この空燃比制御装置５０は、制御部
３８によって、図２（ａ）〜（ｃ）に示す如く、蒸発燃
料制御装置１６によりリーク判定が実施される際の大気
制御弁３２の閉鎖動作と同時に前記空燃比フィードバッ
ク値ＦＡＦを基準値である零（ＦＡＦ＝０）に一旦強制
的に戻し、この空燃比フィードバック値ＦＡＦを基準値
である零（ＦＡＦ＝０）とした状態から、再び空燃比が
目標値になるようフィードバック制御を開始することに
より、リーク判定を実施すべく大気制御弁３２を閉鎖動
作してリーン側に大きくずれた空燃比に、迅速に追従し
てフィードバック制御を行うことができる。

【００４４】このため、この空燃比制御装置５０は、リ
ーク判定を実施すべく大気制御弁３２を閉鎖動作してリ
ーン側に大きくずれた空燃比に迅速に追従してフィード
バック制御を行うことができることにより、空燃比の変
動を小さくすることができ、空燃比の変動を小さくし得
ることによりドライバビリティ及び排気有害成分値の悪
化を防止することができる。また、部品の負荷増設を要
することもなく、制御部３８のロジックのみの変更で対
処することができ、コスト的に有利に実施することがで
きる。

【００４５】

【発明の効果】このように、この発明によれば、蒸発燃
料制御装置を備えた内燃機関の空燃比制御装置は、制御
手段によって、蒸発燃料制御装置によりリーク判定が実
施される際の大気制御弁の閉鎖動作と同時に空燃比フィ
ードバック値を基準値に戻して空燃比が目標値になるよ
うフィードバック制御することにより、リーク判定を実
施すべく大気制御弁を閉鎖動作してリーン側に大きくず
れた空燃比に迅速に追従してフィードバック制御を行う
ことができ、空燃比の変動を小さくすることができる。

【００４６】このため、ドライバビリティ及び排気有害
成分値の悪化を防止することができる。また、部品の負
荷増設を要することもなく、制御手段のロジックのみの
変更で対処し得て、コスト的に有利に実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す空燃比制御装置の制御
のフローチャートである。

【図２】（ａ）〜（ｃ）はリーク判定時の大気制御弁と
空燃比フィードバック値と空燃比との関係を示すタイミ
ングチャートである。

【図３】空燃比制御装置の概略構成図である。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は従来の空燃比制御装置による
リーク判定時の燃料タンク内圧力とパージ制御弁と大気
制御弁と空燃比フィードバック値と空燃比との関係を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

２ 内燃機関 ４ 吸気通路 ６ 排気通路 ８ 燃焼室 １２ 燃料噴射弁 １４ 燃料タンク １６ 蒸発燃料制御装置 １８ キャニスタ ２０ 導入通路 ２２ 放出通路 ２４ 大気通路 ２６ セパレータ ２８ 圧力調整弁 ３０ パージ制御弁 ３２ 大気制御弁 ３４ 圧力センサ ３６ 導圧通路 ３８ 制御部 ４０ Ｏ2 センサ ５０ 空燃比制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃料タンクに導入通路により
   連通されるとともに前記内燃機関の吸気通路に放出通路
   により連通されるキャニスタを有し、前記放出通路の途
   中にパージ制御弁を有し、前記キャニスタを大気に連通
   する大気通路の途中に大気制御弁を有するとともに前記
   パージ制御弁よりも燃料タンク側の圧力を検出する圧力
   センサを有し、前記パージ制御弁を内燃機関の運転状態
   に応じ開閉動作させてキャニスタの蒸発燃料を吸気通路
   に放出させるとともに、リーク判定条件の成立時に前記
   大気制御弁を閉鎖動作させ且つ前記パージ制御弁を開放
   動作させて前記吸気通路の吸気負圧を燃料タンク側に導
   入させた後に前記パージ制御弁を閉鎖動作させて前記圧
   力センサの検出する圧力の変化によりリークを判定する
   蒸発燃料制御装置を備えた内燃機関の空燃比制御装置に
   おいて、前記内燃機関の排気通路に設けられた排気セン
   サの検出信号に基づき空燃比フィードバック値を演算し
   て空燃比が目標値になるようフィードバック制御すると
   ともに、前記蒸発燃料制御装置によりリーク判定が実施
   される際の前記大気制御弁の閉鎖動作と同時に前記空燃
   比フィードバック値を基準値に戻して空燃比が目標値に
   なるようフィードバック制御する制御手段を設けたこと
   を特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。