JPH0654104B2

JPH0654104B2 - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0654104B2
Application number: JP27067085A
Authority: JP
Inventors: 正博泉尾; 賢明山内; 邦公南谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-12-03
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPS62131962A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの空燃比制御装置に関するものであ
る。

（従来技術）エンジンの空燃比制御装置のなかには、排気ガスの空燃
比（一般的には酸素濃度）に基いて、エンジンに供給す
る燃料量をフィードバック制御することにより、混合気
の空燃比が所定の値となるようにしたものが多くなって
いる。

一方、エンジンの吸気系には、キャニスタにあらかじめ
吸着されていたエバポガス（蒸発燃料）を適宜供給する
ことが行なわれているが、このエバポガスを吸気系に供
給した際に、空燃比がかなりオーバーリッチになってし
まう、という問題を生じる。

このため従来、エバポガスのパージ量を極めて少量とし
たり、あるいは特開昭５９−１９２８５８公報に示すよ
うに、エンジンの運転状態に応じて最適パージ量なるも
のを算出して、この最適パージ量となるようにパージ用
ポンプを駆動することにより、混合気の空燃比が極力変
動しないようにしたものも提案されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来のように、パージ量を常に少量
としたのでは、空燃比の大きな変動は防止し得るもキャ
ニスタに吸着されているエバポガスを完全にパージする
までに長時間を要し、キャニスタの吸着能力を勘案すれ
ば事実上採用し難いものとなる。また、前記公報記載の
ように、パージ用ポンプによって最適パージ量を得よう
としても、そもそもキャニスタに吸着されているエバポ
ガスの絶対量そのものがパージを行なおうとする時々に
おいて異なる以上、同じようなパージポンプの運転状態
すなわち同じパージ量でもエバポガスの占める量が時々
によって異ってしまい、空燃比の変動防止には根本的な
解決とならないものである。

したがって本発明の目的は、エバポガスのパージを速や
かに行えると共に、このパージに伴う空燃比の変動を効
果的に防止し得るようにしたエンジンの空燃比制御装置
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達成するため、本発明にあっては、排気ガ
スの空燃比に基いてエンジンに供給する混合気の空燃比
すなわち供給燃料量をフィードバック制御するものを前
提として、このフィードバック制御におけるフィードバ
ック係数の変動を積極的に利用するようにしたものであ
る。すなわち、エバポガスのパージ量をあらかじめ小さ
い状態で行った後大きくする一方、このパージ量の小さ
いときにおけるフィードバック係数の変動に基いて、パ
ージ量を大きくしたときのフィードバック係数の予測値
を算出して、当該パージ量を大きくするのと同期して、
フィードバック係数として上記予測値を使用するように
してある。具体的には、第１図に示すように、エンジンの吸気系に供給する燃料量を調整する燃料調整
手段と、排気ガスの空燃比の検出する空燃比センサと、前記空燃比センサからの出力に基いて、エンジンに供給
する混合気の空燃比が所定の値となるように前記燃料調
整手段をフィードバック制御する空燃比制御手段と、前記吸気系に対するエバポガスのパージ量を調整するエ
バポガス調整手段と、前記エバポガス調整手段を制御して、前記エバポガスの
パージ量を小さい状態とした後に大きくするパージ量制
御手段と、前記パージ量制御手段および前記空燃比センサからの出
力を受け、前記パージ量が小さい状態での前記空燃比制
御手段におけるフィードバック係数の変動に基づいて該
パージ量を大きくしたときのフィードバック係数の予測
値を算出すると共に、該パージ量を大きくするのと同期
して該フィードバック係数を上記予測値に変更させる補
正手段と、を備えた構成としてある。

このような構成とすることにより、キャニスタに吸着さ
れているエバポガスの絶対量のものの変動に拘らず、パ
ージ量を大きくした際の空燃比の変動を極めて小さいも
のに制御しつつ、このパージを速やかに行えることがで
きる。勿論、フィードバック係数の予測値を求めるため
にあらかじめ行われる小さなパージ量は、空燃比の変動
が実用上問題とならない程度に小さくすることができる
ので、この点においても何等問題は生じないものであ
る。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第２図において、エンジン１は、往復動されるピストン
２によって画成された燃焼室３を有し、この燃焼室３に
開口する吸気ポート４、排気ポート５が、吸気弁６ある
いは排気弁７により、エンジン１の出力軸と同期して周
知のタイミングで開閉されるようになっている。

上記吸気ポート４に連なる吸気通路８には、その上流側
より順次、エアクリーナ９、エアフロメータ１０、スロ
ットル弁１１、燃料噴射弁１２が配設されている。ま
た、前記排気ポート４に連なる排気通路１３には、その
上流側より順次、空燃比センサとしての酸素センサ１
４、三元触媒１５が配設されている。

第２図中１６はキャニスタで、このキャニスタ１６は、
配管１７を介して燃料タンク１８に接続されると共に、
パージ通路としての配管１９を介して、前記スロットル
弁１１と燃料噴射弁１２との間の吸気通路８に接続され
ている。上記パージ用の配管１９には、電磁式の主パー
ジパルブ２０が接続されると共に、該主パージバルブ２
０をバイパスする細径のバイパス通路２１が設けられて
いる。そして、このバイパス通路２１には、副パージバ
ルブ２２が接続されている。このような両パージバルブ
２０と２２とは、開となったときの有効開口面積が互い
に異なり、実施例では、副パージバルブ２２の有効開口
面積は、主パージバルブ２０の有効開口面積の１０％と
されている。

上記キャニスタ１６は、燃料タンク１７からのエバポガ
スをその内部にある吸着剤１６ａに吸着して、ここにエ
バポガスを一旦貯留する。そして、エンジン１の所定運
転条件下において、両パージバルブ２０、２２のいずれ
か一方を開くことにより、吸着剤１６ａに吸着されてい
たエバポガスが、キャニスタ１６における大気連通口１
６ｂからの空気と共に、吸気通路８へパージされること
になる。そして、この吸気通路８へのエバポガスのパー
ジ量は、主パージバルブ２０を通して行われるときは大
きく、また副パージバルブ２２を通して行われるときは
小さくされ、その大小の比は、両パージバルブ２０と２
２との前述した有効開口面積の設定からして、１０：１
とされる。

前述した燃料噴射弁１２および両パージバルブ２０、２
２には、マイクロコンピュータからなる制御ユニット２
３によって制御される。この制御を行うため、制御ユニ
ット２３には、前述したエアフローメータ１０、酸素セ
ンサ１４からの各信号の他、エンジン回転数を検出する
回転数センサ２４からの信号が入力されるようになって
いる。

次に、制御ユニット２３による制御例について、第３図
に示すフローチャートを参照しつつ説明する。先ず、ス
テップＳ１において、エアフロメータ１０によって検出
された吸入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎとが読込まれた
後、ステップＳ２において、この吸入空気量Ｑに基い
て、エンジン回転数Ｎを加味しつつ周知のようにして、
燃料噴射弁１２に対する基本の噴射パルス巾Ｔp が算出
される。この後ステップＳ３において、現在のエバポガ
スのパージ状態、すなわちパージが行われて無いのか
（両パージバルブ２０、２２共に閉）、「１０％パー
ジ」（副パージバルブ２２が開）か、「１００％パー
ジ」（主パージバルブ２０が開）がが判別される。

上記ステップＳ３において、エバポガスのパージ無しと
判別されたときは、ステップＳ４に移行して、エバポガ
スのパージを行う条件が成立されているか否かが判別さ
れる。このパージを行う条件は、エバポガスをパージし
てもエンジンの運転に大きな支障のない運転条件という
ことであり、例えば、エンジン冷却水温が所定以上でか
つ定常走行時であることが条件とされる。このステップ
Ｓ４において、パージ条件が成立していないと判別され
たときは、ステップＳ５において、現在のフィードバッ
ク係数ＣFBを記憶値ＭFBとして一旦記憶させた後（フィ
ードバック係数ＣFBはその初期値は「１」とされる）、
ステップＳ６において、酸素センサ１４の出力に応じ
て、周知のようにして当該フィードバック係数ＣFBの増
減（補正）がなされる。この後は、ステップＳ７におい
て、ステップＳ２で得られた基本噴射パルス巾ＴP に対
してステップＳ６で増減補正されたフィードバック係数
ＣFBが掛け合わされて、最終的な噴射バルス巾Ｔi が算
出され、この算出された噴射バルスＴi が、ステップＳ
８において燃料噴射弁１２に出力される。

以上説明した部分は、両パージバルブ２０、２２共に閉
となっていてエバポガスがパージされていないときの空
燃比のフィードバック制御であり、従来から行われてい
ることと実質的に代りはないものである。

前記ステップＳ４において、パージ条件が成立している
と判別されたときは、先ず、ステップＳ９において副パ
ージバルブ２２が開（主パージバルブ２０は閉）とされ
て、小さなパージ量すなわち「１０％パージ」が行わ
れ、この後ステップＳ１０で、この１０％パージをあら
かじめ定めた所定時間Ｋだけ行う関係上、タイマを当該
所定時間Ｋにセットする。この後は、前述したステップ
Ｓ５以降の処理がなされるが、ステップＳ６でのフィー
ドバック係数ＣFBは、１０％のパージを行うのに伴って
当然に増減補正がなされるものである。

上記、ステップＳ９、Ｓ１０を径るルートのときは、前
記ステップＳ３から、現在「１０％パージ」であること
からしてステップＳ１１に移行する。このステップＳ１
１では再度パージ条件が成立しているか否かが判別さ
れ、パージ条件がそのままなおも成立しているときは、
ステップＳ１２で前記ステップＳ１０においてセットし
たタイマのカウントダウンを行い、引き続くステップＳ
１３でカウントダウンが終了していないと判別されたと
き（Ｋ＝０でないとき）、そのままステップＳ６以降の
処理、すなわち「１０％パージ」を行いつつ空燃比のフ
ィードバック制御がなされる。

上記ステップＳ１３で、「１０％パージ」を行う所定時
間Ｋが経過したと判別されたとき（Ｋ＝０であるとき）
は、ステップＳ１４において、「１００％パージ」を行
ったときに予測されるフィードバック係数の予測値「ＭFB＋１０（ＣFB−ＭFB）」が算出されると共に、この算出された予測値が新たなフ
ィードバック係数ＣFBとして設定される。すなわち、上
記予測値算出のための式におけるＣFBは、「１０％パー
ジ」を行っているときのフィードバック係数であり、ま
たＭFBは、ステップＳ５における「１０％パージ」を行
う直前の最近のフィードバック係数である。そして、定
数「１０」は、「１０％」に対する「１００％」という
１０倍の割合を勘案して設定されたものである。より具
体的に説明すると、「ＣFB−ＭFB」が「１０％パージ」
を行ったときのフィードバック係数の変動分を意味し、
「１００％パージ」を行ったときに予測される変動分
が、「１０（ＣFB−ＭFB）」となる。そして、この予測
される変動分「１０（ＣFB−ＭFB）」を、パージを行う
直前に記憶されていた記憶値（フィードバック係数ＭFB
に加算することによって、全体として、「１００％パー
ジ」を行ったときになるであろうと予測される全体的な
フィードバック係数ＣFBが得られる。

上記ステップＳ１４において、フィードバック係数ＣFB
の予測値に対する変更と同期させるべく、引く続くステ
ップＳ１５で主パージバルブ２０を開として（副パージ
バルブ２２は閉）、「１００％パージ」が行われる。こ
の後は、前述したステップＳ６以降の処理がなされる
が、この「１００％パージ」が行われているときは、パ
ージ条件が成立している限り、前記ステップＳ３からス
テップＳ１８を経て、そのままステップＳ６以降の処理
がなされる。そして、この「１００％パージ」によっ
て、エバポガスのパージが速やかに行われる。

なお、「１０％パージ」あるいは「１００％パージ」を
行っている途中で、パージ条件が不成立となったとき
は、フィードバック係数としてステップＳ５で記憶され
ていた値ＭFBを用いると共に、主あるいは副のパージバ
ルブ２０、２２が閉とされる（ステップＳ１１、Ｓ１
６、Ｓ１７のルート、あるいはステップＳ１８、Ｓ１
９、Ｓ２０のルート）。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むものである。

パージ量を大小に調整するには、２つのパージバルブ
２０、２２を設ける代りに、配管１９に１つのデューテ
イソレノイドあるいはリニアソレノイドを設けることに
より行うことができる。また、パージ用通路としての配
管１９の有効開口面積を調整することなく、該配管１９
と並列に別途吸気通路８に開口する稀釈用エア通路を設
けておき、稀釈用エアの供給によりパージ量を小さくす
る一方、稀釈用エアの供給停止によりパージ量を大きく
するようにしてもよい。

小さいパージ量から大きいパージ量へと切換えるタイ
ミングは、時間（ステップＳ１０でのＫ）で行うのでは
なく、この小さいパージ量でのフィードバック係数が安
定したときに行うようにしてもよい。また、大きいパー
ジ量でのフィードバック係数の変動を予測するために用
いる小さいパージ量時でのフィードバック係数は、過去
一定期間の平均値、特にこの平均化のためのフィードバ
ック係数として上記したように安定したときのフィード
バック係数を用いるようにすると、大きいパージ量での
フィードバック係数の予測値をさらに正確に得ることが
できる。

制御ユニット２３をマイクロコンピュータによって構
成する場合は、デジタル式あるいはアナログ式のいずれ
であってもよい。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、エバポガ
スのパージを速やかに行いつつ、このパージを行うこと
に伴う空燃比の変動を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図。第２図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第３図は本発明の制御例を示すフローチャート。１：エンジン８：吸気通路１２：燃料噴射弁１３：排気通路１４：酸素センサ１６：キャニスタ１７：燃料タンク１９：配管２０：主パージバルブ（大きなパージ量用）２１：バイパス通路２２：副パージバルブ（小さなパージ量用）２３：制御ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸気系に供給する燃料量を調整
する燃料調整手段と、排気ガスの空燃比の検出する空燃比センサと、前記空燃比センサからの出力に基いて、エンジンに供給
する混合気の空燃比が所定の値となるように前記燃料調
整手段をフィードバック制御する空燃比制御手段と、前記吸気系に対するエバポガスのパージ量を調整するエ
バポガス調整手段と、前記エバポガス調整手段を制御して、前記エバポガスの
パージ量を小さい状態とした後に大きくするパージ量制
御手段と、前記パージ量制御手段および前記空燃比センサからの出
力を受け、前記パージ量が小さい状態での前記空燃比制
御手段におけるフィードバック係数の変動に基づいて該
パージ量を大きくしたときのフィードバック係数の予測
値を算出すると共に、該パージ量を大きくするのと同期
して該フィードバック係数を上記予測値に変更させる補
正手段と、を備えていることを特徴とするエンジンの空燃比制御装
置。