JPS61129454A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPS61129454A
JPS61129454A JP24881784A JP24881784A JPS61129454A JP S61129454 A JPS61129454 A JP S61129454A JP 24881784 A JP24881784 A JP 24881784A JP 24881784 A JP24881784 A JP 24881784A JP S61129454 A JPS61129454 A JP S61129454A
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JP
Japan
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fuel ratio
air
purge
pipe
air fuel
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Application number
JP24881784A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Shikame
鹿目 義弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS61129454A publication Critical patent/JPS61129454A/ja
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    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

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 この発明は、キャニスタを投げた内燃機関における・ソ
ー・ソ流量の制御装置に関する。
従来の技術 自動車用の内燃機関では燃料タンクや気化器のフロート
室からの燃料蒸気を捕集するためキャニスタが設けられ
ている。キャニスメ内には活性炭などの吸着材層が形成
され、機関からの蒸発燃料は吸着材層に一旦吸着される
。吸着された燃料は吸気管の負圧により惹起されるパー
ジ空気流によって離脱され、機関内に再導入される。
発明が解決しようとする問題点 キャニスタに吸着された燃料の離脱のためのパージ空気
流は吸気管負圧と大気圧との圧力差により生ずる。吸気
管負圧はスロットル弁の開度の小さい程強い。そのため
アイドル時や減速時に大量の燃料の離脱が生じ、このア
イドル時や減速時の空燃比が過濃になったり変動する問
題がある。そこで、アイドル時や減速時のノ々−・ゾを
制限したり停止する技術が提案されている。しかしなが
ら、この対策では空燃比の変動対策としては十分でな(
)。
そこで空燃比センサを設け、同センサからの空燃比信号
によってパージ制御をするようにしたものが提案されて
いる。例えば、特公昭57−129247号参照。この
従来技術では、排気管に設置される酸素濃淡電池型の空
燃比センサ、例えば0□七ンサからの信号によっ℃、・
マージ通路に設けたパージ制御弁を開閉し、これにより
空燃比が所定値になるよ5に制御するものである。とこ
ろが02センサはON −OFF的制御しかできないた
め空燃比変動を解消する決め手にはならない。
問題点を解決するための手段 この発明の内燃機関においては、第1図に示す通り、内
燃機関Eの吸気管工に開口するパージ通路Pの端部にキ
ャニスタCが設置される。空燃比制御装置はパージ通路
P上に設置される流量が連続可変のパージ制御弁Vと、
・ぐ−ジ制御弁の駆動アクチュエータAと、連続的に変
化す5空燃比を検知する空燃比検知手段1と、空燃比検
知手段1からの空燃比信号に応じてパージ流量を演算す
るi4−ジ流量演真手段2と、その演算されたノ4−ジ
流量が得られるように前記アクチュエータAを駆動する
制御手段3とより成る。
作用 )4−ノ量演算手段2は空燃比検知手段1によって検知
される連続的に変化する空燃比に応じてパージ流量を計
算する。制御手段3はこの計算されたパージ流量が得ら
れるようにアクチュエータAを制御し、ノ々−ノ制御弁
Vは・マージ通路Pを流れるパージ量を空燃比が所定値
になるように制御する。
実施例 第2図において、10はシリンダブロック、12はピス
トン、14はシリンダヘッド、16は燃焼室、18は吸
気弁、19は吸気ポート、20は排気弁、22は排気ポ
ートである。吸気ポート19は、燃料噴射弁23、吸気
管24、サージタンク26、スロットル弁28、エアフ
ローメータ30、エアクリーナ32に順次連結される。
一方、排気ポート22は排気マニホルド32、排気管3
4、触媒コンノ々−タ36iC順次連結される。
38はディストリビュータである。
40はキャニスタであり、ケース内に活性炭40a等の
吸着材を収納して成る。キャニスタは−mでは大気導入
パイf42によって大気開放され、他側に蒸発燃料パイ
プ44の一端が接続され、その他端は燃料タンク46の
燃料液面より上方の空間に連通している。蒸発燃料パイ
プ44の設置されるキャニスタ40の側にツク−・シバ
イブ48の一端が接続され、他端はスロットル弁28の
下流の吸気管の部分1例えばサージタンク26に連通さ
れる。ノぐ−ジノ臂イf4B上に一’−ジ制御弁50が
配置され、パージ流量の連続可変制御を行な5ことがで
きるようになっている。第3.4図に示すよ5K、A’
−ジ制御弁50は筒状ケース51内にバタフライ型の弁
体52を弁軸53によって回転自在に配置して構成され
る。弁軸53の一端に回転駆動型のアクチュエータ56
が連結される。
アクチュエータとしてはサーボモータのような連続回転
型のモータを採用することができるし、又はアクチュエ
ータとしてステップ型のモータでも良い。いづれにして
も、アクチュエータに後述の制御回路より印加される駆
動信号によって弁体52の開度は連続制御され、パージ
流量の連続可変制御が行われる。
第2図で制御回路60は運転条件に応じた空燃比が得ら
れるように燃料噴射弁23及びパージ制御弁50のアク
チュエータ56の駆動信号を形成するためのものであり
、実施例ではマイクロコンピュータシステムとして構成
される。制御回路60は、マイクログロセシングユニッ
) (MPU )61と、メモリ62と、入力ポートロ
3、出力ポートロ4と、これらを相互に接続し、命令及
びデータの遺り取、りをするパス65とより成る。MP
U61はメモリ62に格納されたプログラムにしたがっ
て種々のセンナからの信号をもとに演算を行い、燃料噴
射弁23及びパージ制御弁50の駆動信号の形成を行な
う。そのため、入力4−)63には種々のセンサからの
信号が入力している。エアフローメータ30からは吸入
空気fQに応じた信号が入力している。ディスl−IJ
ピユータ38の分配軸38′上の磁石片38“に対面す
るホール素子であるクランク角センサ68は機関のクラ
ンク軸の所定回転毎のパルス信号を生じており、機関N
eを知ることができる。更に、排気マニホルド32には
空燃比センサ70が設置され、空燃比信号Oxを生じて
いる。
空燃比センサ70は通常の02センナと称するタイプで
はなく酸素拡散原理に基づく所謂リーンセンサまたはそ
の改良型であり、ON −OFF的な空燃比測定でなく
連続的な空燃比が測定できるタイプのものである。その
原理的な構成を第5図に示しており、ハウジング71内
に酸素拡散層72を一側で排気ガス室73を他側で大気
室74を形成するように設置し、拡散層720対向面に
一対の電極76&、bを形成し、直流電源74に大気室
74側で正となるよ5に結線して成る。以上の基本的な
リーンセンサの構成に加え、も5゛一対の電極77a、
bを形成し、02ポンプセルと称する直流電源78に接
続した改良型のものとするのがこの発明の場合は好適で
ある。酸素拡散層72には排気ガス中の酸素濃度、即ち
空燃比に応じた量の酸素イオンの拡散が生ずる。そのた
め、起電力検出器79には酸素濃度に応じた電流が生ず
る0空燃比のリッチ領域ではこの原理では空燃比は測定
できないが、0□ポングセルア8によって逆方向ニ発生
せしめられるイオン流によってリッチ領域であっ【も酸
素拡散層のところでは相対的にリーンに修正され、リッ
チ域でも起電力が生じ、全体的な特性は第6図の510
通りとなって、リッチからリーンにわたる広範囲の空燃
比の連続測定が実現される。この改良型のセンサについ
ては例えば特願昭58−135525号に記載されてい
る。
この発明は通常のリーンセンサでありてもよく、この場
合の特性はり、のようになる。
第2図において制御回路60のメモリ62にはこの発明
による空燃比制御のためのプログラムが格納されている
。以下そのプログラムの内容についてフローチャートに
よって説明する。第7図は空燃比補正ルーチンを示し、
このルーチンは所定時間毎に実行される時間割り込みル
ーチンである。
100のステップでは運転条件に応じた空燃比の設定値
A/Fの演算が実行される。すなわち、メ−eす62に
は機関回転数と吸入空気量との組合せに対する設定空燃
比のマッグ(第10図)がある。
MPU61はクランク角センサ68からのN・信号及び
エア70−メータ30からのQ信号によってその運転時
の設定空燃比A / Fを補間演算する(第10図p)
102のステ、fでは空燃比センサ70からのOx信号
によって得た実測の空燃比A/FRをロードする。10
4ではこの実測空燃比を100での設定空燃比A/Fと
比較し、設定値が例えば5%より大きい方向にずれてい
るときは、リーン方向に修正すべきと判定し、106に
進み、後述のパイプ補正−7iIPFAFをδp7i?
:けデクリメントし、次いで10Bでは燃料噴射量のフ
ィードバック補正量FAFをδfだけデクリメントする
。104で設定値が一5チより小さい方向にずれている
ときはリッチ方向への修正が必要と判定し、110に進
みノ臂−ジ量の補正PFAFをδpインクリメントし、
112では燃料噴射量の補正FAFをδfインクリメン
トする。104で設定空燃比A/Fに対して実測空燃比
のずれが一5%から+5チの間のときは補正の必要がな
いと判断し、114.116でパージ補正PPAF、燃
料噴射量補正FAFをそのtまとする。
第8図は燃料噴射ルーチンを示し、このルーチンは燃料
噴射タイミング例えば所定クランク角度で実行に入る割
り込みルーチンである。200では運転条件に応じた基
本燃料噴射量Tpの演算が実行される。即ち第10図の
空燃比設定マツプより運転条件に応じた空燃比を得る燃
料噴射量Tpが回転数信号Ne及び吸入空気量信号Qよ
り演算される。202では周知の各種の燃料噴射量の補
正(例えば加速補正や温度補正)α、βが計算される。
204では基本燃料噴射量Tp、フィードバック補正F
AF (第7図)、その他の補正α、βを取り入れた燃
料噴射量Tの演算が実行される。206ではこの値Tが
出力ポートロ4にセットされる。
従って、燃料噴射弁23はこの計算された量の燃料が噴
射されるように燃料噴射を実行する。
第9図はパージ制御弁50の駆動ルーチンであり、所定
時間間隔毎に実行に入る時間割り込みルーチンである。
300では運転条件に応じたパージ制御弁500設定開
度(基本開度)PUoの演算が実行される。すなわち、
機関回転数と吸入空気量との組合せに対してパージ制御
弁の設定開度は第11図のようになる。低負荷低回転で
は一々−ゾ景が少なく高負荷高回転になるに従って・ぐ
−ジ量が多くなるような設定になっている。MPU 6
1は回転数センサ6Bからの回転数N@傷信号eおよび
エアフローメータ30からの吸入空気量信号Qによって
その運転時のパージ制御弁の設定開度PU0の計算を補
間法によって実行する(第11図のr)。
302ではこの演算された基本開度PUoIc第7図の
ルーチンの実行によって得られた(ステノブ106.1
10,114)ノ臂−ジ量補正PFAFを加算したもの
をパージ制御弁の開度PUとする。
304ではこのPUi出力、It’−)64にセットす
る。従って、アクチュエータ56はノ4−・ゾ制御弁5
6の弁体52がその計算された開度のところにくるまで
回転し、その結果設定空燃比が得られるようなパージ量
となる。
発明の効果 この発明によれば連続的に変化する空燃比を検知する空
燃比センサからの信号に応じてパージ流量を制御するこ
とによってより的確なt!−ノ制御が実現され、運転中
の空燃比変動が抑制され、排気ガス中の有害成分量を抑
えることができる。
特にアイドル時や減速時は空燃比変動を防止することが
らノヤージは従来は抑えざるを得なかったが、との発明
によって空燃沈金一定に維持することができることから
このアイドルや減速時に十分な量の1?−ノを行なうこ
とができるようになる。
また実施例の効果として、第11図に示すように機関の
運転条件即ち回転数及び負荷に応じた量のパージを行な
うことができる。即ち、キャニスタの吸入脱離を効率的
に行わせるには高負荷時程パージを増大するように制御
することが必要であるが、この発明のようにマツプを設
け、マツプで設定されたノ9−ジ量が得られるようにフ
ィードバック制御することで負荷比例型のツクージ特性
を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の構成を示す図。 第2図はこの発明の実施例を示す図。 第3図はパージ制御弁の軸方向断面図。 第4図はノや−・ゾ制御弁の横断面図。 第5図は連続的に変化する空燃比を検知する改良型セン
サの原理を示す図。 第6図は第5図のセンサの空燃比検知特性を示すグラフ
。 第7図から第9図はこの発明のソフトウェア構成を示す
フローチャート図。 第10図は回転数及び吸入空気量に対する空燃比設定値
を示す図。 第11図は回転数及び吸入空気量に対するノ9−ノ制御
弁の開度の設定値を示す図。 30・・・エア70−メータ、40・・・キャニスタ、
48・・・パージ通路、50・・・パージ制御弁、60
・・・制御回路、70・・・空燃比センサ。 第1図 C・・ キャニスタ P・・バーン通路 ■ パージ制御弁 A・アクチュエータ ト・吸気管 E・・・エンジン 第3図 第4図 50 バージ制御弁 第5図 第6図 A/F         −“′−′ 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 吸気管に開口するパージ通路の端部にキャニスタを設け
    た内燃機関において、パージ通路上に設置される流量が
    連続可変のパージ制御弁と、パージ制御弁の駆動アクチ
    ュエータと、連続的に変化する空燃比を検知する空燃比
    検知手段と、空燃比検知手段からの空燃比信号に応じて
    パージ流量を演算するパージ流量演算手段と、その演算
    されたパージ流量が得られるように前記アクチュエータ
    を駆動する制御手段とより成る空燃比制御装置。
JP24881784A 1984-11-27 1984-11-27 内燃機関の空燃比制御装置 Pending JPS61129454A (ja)

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