JPH109008A

JPH109008A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH109008A
Application number: JP16002296A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kobayashi; 英樹小林; Hideki Kusunoki; 秀樹楠
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】アイドル時に、蒸発燃料の大気への漏れを防止
しつつ不必要なパージを極力回避する。【解決手段】酸素センサ２７Ｌ、２７Ｒを用いた空燃比
フィ−ドバック制御が行われる。燃料タンク３１からの
蒸発燃料がキャニスタ３３に吸着され、パ−ジバルブを
開くことにより、キャニスタからの蒸発燃料が、空気と
共にパージガスとしてサ−ジタンク３へ供給される。フ
ィ−ドバック補正値に基いて、パージガス中の燃料濃度
が決定される。アイドル時に、燃料濃度が所定値以下の
ときは、キャニスタ３３の吸着余力が十分あって蒸発燃
料が大気へ漏れることがないので、パージ実行が禁止あ
るいはパージ量が減量される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのアイド
ル時に、エンジン回転数が所定の目標アイドル回転数と
なるようにアイドル回転数制御すると共に、燃料タンク
からの蒸発燃料をエンジン吸気系にパージするようにし
たエンジンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジン、特に自動車等の車両用エンジ
ンでは、アイドル時に、エンジン回転数が所定の目標ア
イドル回転数となるように、スロットル弁をバイパスす
るバイパスエア量がフィ−ドバック制御される。より具
体的には、スロットル弁をバイパスするバイパス通路の
開度を調整する開度調整手段としてのＩＳＣバルブを設
けて、このＩＳＣバルブがフィ−ドバック制御されるこ
とになる。

【０００３】一方、燃料タンクからの蒸発燃料をエンジ
ンの吸気系にパージすることも行われている。この蒸発
燃料は、通常はキャニスタに吸着されており、所定のパ
ージ実行条件が満たされると、キャニスタとエンジン吸
気通路との間のパージ経路に設けられたパ−ジバルブが
開通されて、キャニスタに吸着されていた蒸発燃料が当
該キャニスタの大気開放口からの空気と共に、吸気通路
へパージされることになる。

【０００４】蒸発燃料のパージをアイドル時に行うこと
もあるが、蒸発燃料のパージはエンジン回転数の変化を
生じさせる要因となる。つまり、パ−ジ量が、前記バイ
パスエア量を実質的に増大させたのと同様の効果を奏
し、このため、バイパスエア量つまりエア量調整手段の
開度を、パ−ジ量相当分だけ低減させることが行われる
（例えば特開平６−１０１５１９号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、キャニスタ
に多量の蒸発燃料が吸着されて飽和状態になると、蒸発
燃料がキャニスタの大気開放口から大気中へ漏れ出るこ
とになる。最近では、蒸発燃料の大気への漏れを極力低
減あるいは防止することが強く望まれるようになってお
り、このため、キャニスタに吸着されている蒸発燃料を
エンジン吸気系へパージする機会を増大させて、キャニ
スタの吸着余力を十分に確保しておくことが望まれるよ
うになっている。このような観点から、アイドル時にお
いても、蒸発燃料のパージを多量に行うことが要求され
るようになっている。

【０００６】この一方、アイドル時に蒸発燃料のパ−ジ
を行うこと、特に多量パージを行うことは、アイドル回
転数が不安定となる要因となり、極力避けることが望ま
れることになる。

【０００７】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、アイドル時において、蒸発燃料のパ−ジ量
を極力多くしつつ、アイドル回転数が不安定になるのを
防止できるようにしたエンジンの制御装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にあっては、次のような手法を採択してあ
る。すなわち、アイドル時に、エンジン回転数が所定の
目標アイドル回転数となるように制御するようにしたエ
ンジンの制御装置において、アイドル時に、燃料タンク
に連なるパ−ジ通路からのパージガスをエンジン吸気系
へパージするパージ制御手段と、前記パージガスの状態
量を検出する状態量検出手段と、前記検出された状態量
が所定値以下のとき、パージ量を抑制する抑制手段と、
をを備えたものとしてある。

【０００９】、上記手法によれば、パージガスの状態量
が所定値以下のとき、つまり蒸発燃料をパ−ジ系へ留め
ておく余裕が十分あるときは、パージ量を抑制して、安
定したアイドル回転数を得ることができる。逆に、上記
状態量が所定値よりも大きいときは、パージ量の抑制を
行わないことによって、パージ系に蒸発燃料を留めてお
く余裕が確保されることになる。なお、上記手法を前提
とした本発明の好ましい態様は、特許請求の範囲におけ
る請求項２以下に記載のとおりである。

【００１０】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、パ
ージガスの大気放出への機会低減とアイドル回転数の安
定化とを高い次元で満足させることができる。

【００１１】請求項２によれば、パージを禁止して、ア
イドル回転数を安定させる上で極めて好ましいものとな
る。

【００１２】請求項３によれば、パージを行ってパージ
系に蒸発燃料を留めておく余裕を確保しつつ、パージ量
減少によってアイドル回転数の安定化を行うことができ
る。

【００１３】請求項４によれば、パージ系に蒸発燃料を
留めておく余裕をみる上で好ましいものとなる。

【００１４】請求項５によれば、パージ系に蒸発燃料を
留めておく余裕を燃料濃度を利用して精度よく知ること
が可能になる。

【００１５】請求項６によれば、フィ−ドバック補正値
を利用して燃料濃度を精度よく決定して、請求項５に対
応した効果を十分得る上で好ましいものとなる。

【００１６】請求項７によれば、蒸発燃料の発生に大き
な影響を及ぼす外気温度を状態量として設定するという
簡単な手法によって、パージ系に蒸発燃料を留めておく
余裕を知ることが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジンで、
実施例ではＶ型エンジン（Ｖ型６気筒エンジン）とされ
ている。エンジン１の吸気通路２は、サ−ジタンク３を
有し、サ−ジタンク３に連なる共通吸気通路４には、そ
の上流側から下流側へ順次、エアクリ−ナ５、エアフロ
−メ−タ６、スロットル弁７が配設されている。また、
共通吸気通路４には、スロットル弁７をバイパスするバ
イパス通路８が設けられ、このバイパス通路８には、開
度が連続可変式のＩＳＣバルブ（回転数調整手段）９が
接続されている。

【００１８】サ−ジタンク３とエンジン１の左バンク１
Ｌの各気筒とが、気筒毎に個々独立した独立吸気通路１
１Ｌを介して接続され、各独立吸気通路１１Ｌにはそれ
ぞれ燃料噴射弁（燃料供給手段）１２Ｌが接続されてい
る。同様に、サ−ジタンク３とエンジン１の右バンク１
Ｒの各気筒とが、気筒毎に個々独立した独立吸気通路１
１Ｒを介して接続され、各独立吸気通路１１Ｒにはそれ
ぞれ燃料噴射弁１２Ｒが接続されている。

【００１９】エンジン１の排気通路２１は、左バンク１
１Ｌ用の左分岐排気通路２２Ｌと、右バンク１１Ｒ用の
分岐排気通路２２Ｒと、該２２Ｌと２２Ｒとが集合され
た集合排気通路２３とを有する。集合排気通路２３に
は、その上流側から下流側へ順次、上流側酸素センサ
（Ｏ₂ センサ）２４、排気ガス浄化触媒（三元触媒）２
５、下流側酸素センサ２６が配設されている。また、上
記分岐排気通路２２Ｌ、２２Ｒには、各気筒からの排気
集合部分よりも下流位置において、酸素センサ２７Ｌあ
るいは２７Ｒが配設されている。

【００２０】３１は燃料タンクであり、この燃料タンク
３１とサ−ジタンク３とが、パ−ジ経路３２によって接
続されている。このパ−ジ経路３２は、キャニスタ３
３、キャニスタ３３と燃料タンクク３とを接続する上流
側パ−ジ通路３４、キャニスタ３３とサ−ジタンク３と
を接続する下流側パ−ジ通路３５、および下流側パ−ジ
通路３５に接続されたパ−ジバルブ３６を有する。な
お、符号３３ａは、キャニスタ３３の大気開放口であ
る。

【００２１】前記各酸素センサ２４、２６、２７Ｌ、２
７Ｒはそれぞれ、理論空燃比よりもリッチであるかリタ
−ンであるかによって出力信号が反転する（出力電圧が
大きく変化する）ものである。そして、酸素センサ２４
と２６とは、排気ガス浄化触媒２５の劣化判定（診断）
のために設けられている。より具体的には、空燃比を理
論空燃比とするための空燃比フィ−ドバック制御時にお
ける一時期において、所定時間における酸素センサ２４
の出力信号の反転回数（Ｈ１）と、酸素センサ２６の出
力信号の反転回数（Ｈ２）とを比較することにより、触
媒２５が劣化しているか否かの判定が行われる（例えば
Ｈ１／Ｈ２で示される反転比が、所定の基準値以上であ
るときは正常で、基準値未満のときに劣化と判定）。

【００２２】また、酸素センサ２７Ｌは、燃料噴射弁１
２Ｌからの燃料噴射量をフィ−ドバック制御するための
ものであり、酸素センサ２７Ｒは、燃料噴射弁１２Ｒか
らの燃料噴射量をフィ−ドバック制御するためのもので
ある（それぞれ空燃比を理論空燃比とするための空燃比
フィ−ドバック制御）。なお、前述した触媒２５の劣化
判定時には、酸素センサ２４の出力に基づいて燃料噴射
弁１２Ｌ、１２Ｒの空燃比フィ−ドバック制御が行われ
る（酸素センサ２７Ｌ、２７Ｒは、空燃比フィ−ドバッ
ク制御のために用いない）。

【００２３】アイドル時において、ＩＳＣバルブ９をフ
ィ−ドバック制御することにより、エンジン回転数が所
定の目標アイドル回転数となるようにフィ−ドバック制
御され、合わせて学習制御も行われる。また、アイドル
時には、パージ制御が行われて、パ−ジバルブ３６を適
宜開通させることにより、キャニスタ３３に吸着されて
いる蒸発燃料が、大気開放口３３ａからの空気と共に、
吸気系の一部を構成するサ−ジタンク３へパージされ
る。

【００２４】上記アイドル回転数のフィ−ドバック制
御、学習制御、およびパージ制御のための制御系統が簡
略的に図２に示される。この図２において、Ｕはマイク
ロコンピュ−タを利用して構成された制御ユニットで、
この制御ユニットＵからは、ＩＳＣバルブ９およびパ−
ジバルブ３６に制御信号が出力される。また、制御ユニ
ットＵには、エアフロ−メ−タ６からの出力信号の他、
適宜のセンサあるいはスイッチ（検出手段）Ｓ１〜Ｓ
３、ＳＧからの信号が入力される。センサＳ１は、エン
ジン回転数を検出するものである。スイッチＳ２は、ア
クセルがＯＦＦであることを検出するものである（アイ
ドルスイッチ）。センサＳ３は、図示を略す自動変速機
のレンジ位置を検出するものである。センサ群ＳＧは、
Ｓ１〜Ｓ３以外で、後述する制御のために必要な各種デ
ータを検出するためのものである。

【００２５】アイドル時に、ＩＳＣバルブ９の開度は、
パ−ジを行うときと行わないときとで相違される。すな
わち、目標アイドル回転数とするのに必要なエンジンの
要求空気量は、パ−ジなしのときは、スロットル弁７か
ら漏れ空気量と、バイパス通路８を通過するバイパスエ
ア量との合計値となる。これに対して、パ−ジ有りのと
きは、上記漏れ空気量とバイパスエア量とパ−ジ量との
合計値となる。そして、スロットル弁７からの漏れ量
は、パ−ジの有無で相違しないので、パ−ジ有りのとき
はパ−ジなしのときに比して、パ−ジ量相当分だけ、バ
イパスエア量（ＩＳＣバルブ９の開度）を小さくする必
要があり、本発明でも、パ−ジ量の増大に応じてＩＳＣ
バルブ９の開度が小さくされる。

【００２６】アイドル回転数の学習制御における学習値
ＧＬＮは、学習値の前回値である前回ＧＬＮと、最新時
点から複数回前までのアイドル回転数のフィ−ドバック
補正量ＩＦＢとによって決定される。より具体的には、
現時点から所定回数前までの補正量ＩＦＢの平均値（所
定回数のサンプリング回数分のＩＦＢの積算値を、当該
サンプリング回数で除した値）に対して、１よりも小さ
い所定の反映係数（実施例では１／２）を乗算した値
を、前回ＧＬＮに加算することにより、今回の学習値Ｇ
ＬＮが算出される。なお、この学習値ＧＬＮは、スロッ
トル弁漏れ量に相当するものであり、パ−ジ実行中は、
学習が行われない（学習値の更新なし）。

【００２７】次に、図３、図４のフロ−チャ−トを参照
しつつ、アイドル時の制御の詳細について説明するが、
以下の説明でＱはステップを示す。

【００２８】図３は、パージ流量つまり、パージ流量に
対応したパ−ジバルブ３６の開度（駆動時間）を決定す
るためのものである。先ず、Ｑ２１において、目標パー
ジ率が決定されるが、これは、パージガスを大気とみた
ときに、エアフロ−メ−タ６により検出される吸入空気
量に対するパージガスの質量割合として決定される（単
位％）。この目標パージ率は、当所は０にイニシャライ
ズされているが、空燃比フィ−ドバック制御におけるフ
ィ−ドバック補正量（理論空燃比からのずれ量）に応じ
て、適宜増減される。

【００２９】極力多量のパージ行われるような設定とす
べく、空燃比フィ−ドバック補正量がリッチ側に大きく
ずれない範囲において、目標パージ率は大きく設定され
る。すなわち、目標パージ率は、空燃比フィ−ドバック
補正量が１０％以上ずれているときに漸減され、空燃比
フィ−ドバック補正量が５〜１０％の範囲ならばホ−ル
ドされ、空燃比フィ−ドバック補正量が５％未満ならば
漸増される。

【００３０】Ｑ２２では、パ−ジバルブ３６の前後の差
圧が決定（推定）される。すなわち、エンジン運転状態
（例えばエンジン回転数とエアフロ−メ−タ６で検出さ
れる吸入空気量）をパラメ−タとして設定されたマップ
値を吸気温度に応じて補正することにより吸気圧が決定
され、この決定された吸気圧と検出される大気圧との差
圧が、パ−ジバルブ３６前後での差圧とされる。

【００３１】Ｑ２３では、パ−ジガスの上限値設定が行
われる。この上限値設定は、パ−ジバルブ３６を全開と
したとき、その前後差圧で決定される最大体積流量に相
当する（単位は毎分あたりのリットル）。次いで、Ｑ２
４において、上述した上限値の質量変換がなされる（単
位は毎秒あたり質量）。

【００３２】Ｑ２５では、Ｑ２１での目標パージ率とエ
アフロ−メ−タ６で検出された吸入空気量の質量流量と
から、Ｑ２４で決定された上限値の範囲において、目標
パージ質量（単位は毎秒あたりの質量）が決定される
（パージガスは大気と同等とみる）。

【００３３】Ｑ２６では、Ｑ２５での質量流量を、体積
流量に変換して、目標パージ体積流量が決定される（単
位は毎分あたりのリットル）。Ｑ２７では、Ｑ２６の目
標体積流量に相当するパ−ジバルブ３６の駆動時間（単
位周期あたりの開時間つまりデュ−ティ比で、Ｑ２２で
決定された前後差圧を考慮して決定される）。

【００３４】Ｑ２８では、Ｑ２７での駆動時間が、バッ
テリ電圧、無効デュ−ティ（駆動初期時の無効時間）に
よって補正され、この補正後の駆動時間（デュ−ティ
比）、パ−ジバルブ３６が開かれる。

【００３５】図４は、アイドル時のパージ量を抑制する
か否かの制御例を示すものである。この図４において、
まずＱ５１において、エバポガスつまりパージガスの状
態判定が行われが、この状態判定は、後述するようにパ
ージガス中の燃料濃度をみるものとなる。Ｑ５２におい
ては、燃料濃度が大であるか否かが判別される。このＱ
５２の判別でＹＥＳのときは、パージ系３２つまりキャ
ニスタ３３の吸着余力があまりないときであり、パージ
を行わないと大気放出口３３ａから蒸発燃料が漏れる可
能性が考えられるときとなる。このときは、Ｑ５３に移
行して、パ−ジバルブ３６を開いてパージ実行とされる
（図３に示すパージ制御の実行）。

【００３６】前記Ｑ５２の判別でＮＯのときは、キャニ
スタ３３に蒸発燃料の吸着余力が十分あるときであると
考えられるので、このときは、Ｑ５４に移行して、前述
したパージが禁止される（パージ量が零）。

【００３７】ここで、パージ系３２つまりキャニスタ３
３に蒸発燃料を留めておく余力を示すパージガスの状態
量を示すパージガス中の燃料濃度は、濃度学習値とし
て、例えば次のようにして決定される。まず、空燃比フ
ィ−ドバック補正値ＣＦＢのなまし値が、目標空燃比か
らのずれ量として燃料増量方向に２％以上であれば、つ
まりＣＦＢなまし値が燃料増量方向に増加しつづけ、Ｃ
ＦＢの０％を越えて２％以上となると所定ゲイン分だけ
徐々に小さくされ（漸減）、補正値ＣＦＢＢのなまし値
が、目標空燃比からのずれ量として燃料減量方向に２％
以上であれば、所定ゲイン分だけ徐々に大きくされる
（漸増）。そして、前記Ｑ５１では、上述のようにして
学習記憶されている濃度学習値を読み込み、Ｑ５２で
は、読み込まれた濃度学習値が所定値よりも大きいか否
かが判別されることになる。

【００３８】なお、濃度学習値は、工場出荷段階では０
にセットされていて、イグニッションスイッチをＯＦＦ
したときも記憶保持されるようになっている。また、濃
度学習値の演算（更新）は、パージガス流量が所定以下
（例えば毎分３リットル以下）の少量であるとき、冷却
水温度が所定温度（例えば８０度Ｃ）未満のとき、エン
ジン過渡運転時（定常以外）、およびエンジン始動直後
は、それぞれ行われないようにされる（前回の値をその
ま保持）。

【００３９】パージガスの状態量を、外気温度として設
定することもできる。すなわち、外気温度が高いほど蒸
発燃料の発生量が多くなるので、外気温度が所定温度以
下のとき、例えば０度Ｃ以下のときは、パージ実行禁止
あるいはパージ量減量とすることができる。また、外気
温度を、エンジン始動時のエンジン冷却水温度として間
接的に検出して、冷却水温度が所定温度以下例えば０度
Ｃ以下のときに、パージ実行禁止あるいはパージ量減量
とすることができる。さらに、外気温度（冷却水温度）
と燃料濃度との両方をみて、外気温度が所定温度以下で
かつ燃料濃度が所定値以下のときに、パージ実行禁止あ
るいはパージ量減量とするようにしてもよい。

【００４０】パージガスの状態量が所定値以下のとき、
パージ実行禁止の代わりに、パージ量を減量させるよう
にしてもよい。

【００４１】以上実施例について説明したが、本発明は
これに限らず、例えばパージ量は、あらかじめ作成、記
憶されたマップ値を利用して目標設定するようにしても
よい。

【００４２】濃度学習値は、上述のような目標パ−ジ量
設定や、後述する目標パ−ジ率の限界設定に用いる他、
空燃比フィ−ドバック制御において、燃料噴射弁１２
Ｌ、１２Ｒからの燃料噴射量をパ−ジガス中に含まれる
含有燃料量の分だけ低減させる場合に、当該含有燃料量
の算出用として用いることができる。

【００４３】濃度学習値は、左右バンクの空燃比フィ−
ドバック制御を個々独立して行っているときは、左バン
ク用の空燃比フィ−ドバック補正値のみを用いて、ある
いは右バンク用の空燃比フィ−ドバック補正値のみを用
いて、さらには左右バンク共通用のフィ−ドバック補正
値のみを用いて決定することができる。また、濃度学習
値は、空燃比フィ−ドバック制御を酸素センサ２４を用
いて左右バンク共通として行っているときは、この共通
用のフィ−ドバック補正値を用いて決定すればよい。

【００４４】本発明は、制御方法としても把握すること
が可能であり、また、フロ−チャ−トに示す各ステッ
プ、センサや弁等の各種吸気類は、その機能内容（の上
位概念）に手段の名称を付して表現することもできる。
さらに、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実
質的に利点としてあるいは好ましいとして記載された内
容に相当するものを提供することをも暗黙的に含むもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体系統図。

【図２】制御系統例を示す簡略図。

【図３】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。

【図４】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。

【符号の説明】

１：エンジン２：吸気通路８：バイパス通路９：ＩＳＣバルブ（アイドル回転数調整用）３１：燃料タンク３２：パージ系３３：キャニスタ３６：パ−ジバルブＵ：制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── 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 25/08 ３０１Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１Ｍ３０１Ｕ３０１Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アイドル時に、エンジン回転数が所定の目
標アイドル回転数となるように制御するようにしたエン
ジンの制御装置において、アイドル時に、燃料タンクに連なるパ−ジ系からのパー
ジガスをエンジン吸気系へパージするパージ制御手段
と、前記パージガスの状態量を検出する状態量検出手段と、前記検出された状態量が所定値以下のとき、パージ量を
抑制する抑制手段と、を備えていることを特徴とするエ
ンジンの制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記抑制手段が、エンジン吸気系へのパージを禁止する
ように設定されている、ことを特徴とするエンジンの制
御装置。
【請求項３】請求項１において、前記抑制手段が、パージガスのエンジン吸気系へのパー
ジを許容しつつ、前記検出された状態量が所定値以下の
ときは該所定値よりも大きいときに比してパージ量を減
量させるように設定されている、ことを特徴とするエン
ジンの制御装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項に
おいて、前記パ−ジ系にキャニスタが配設され、前記状態量が、前記キャニスタにトラップされている蒸
発燃料量に関する値とされている、ことを特徴とするエ
ンジンの制御装置。
【請求項５】請求項４において、前記状態量が燃料濃度とされている、ことを特徴とする
エンジンの制御装置。
【請求項６】請求項５において、実際の空燃比が目標空燃比となるようにエンジンに供給
する燃料量をフィ−ドバック制御する空燃比フィ−ドバ
ック制御手段を備え、空燃比のフィ−ドバック制御時に、エンジン吸気系への
パージガスのパージが行われるように設定され、前記パージガス中の燃料濃度が、空燃比のフィ−ドバッ
ク補正値に基いて決定される、ことを特徴とするエンジ
ンの制御装置。
【請求項７】請求項４において、前記状態量が外気温度とされている、ことを特徴とする
エンジンの制御装置。