JPH02248638A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

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、内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に燃料
蒸気のパージに関連して空燃比を制御する空燃比制御装
置に係る。

［従来の技術］ 燃料タンク等にて発生した燃料蒸気をチャコールキャニ
スタの如き燃料蒸気吸着装置に導き、燃料吸着装置に吸
着した燃料蒸気を吸気管負圧をもって吸気通路にパージ
し、燃料蒸気が大気中に放出されないようにすることは
自動車等の車輌に於ける内燃機関に於て従来より行われ
ている。また、燃料蒸気が多量に発生する高温時には燃
料蒸気パージ通路の途中に設けられた電磁弁を開くこと
によりアイドル運転時にも燃料蒸気を吸気通路にパージ
することが考えられている。

アイドル運転時の燃料蒸気のパージは燃料蒸気パージ通
路に設けられている電磁弁の開閉により開始或いは停止
され、このため前記電磁弁の開弁時或いは閉弁時には吸
気通路に対する燃料蒸気のパージ量が急変する。このた
め、通常の空燃比フィードバック制御によれば、フィー
ドバック制御固有の空燃比制御速度からして、燃料蒸気
のパージ量が急変するアイドルバージの開始時或いは停
止時には、−時的に空燃比が適正値より大きく外れ、所
謂オーバリッチ或いはオーバリーン現象が生じる。この
ことを防止するために吸気通路に対する燃料蒸気のパー
ジ量を学習制御により見出し、これを元にアイドルパー
ジ時の燃料供給量を補正してアイドルパージの開始時或
いは停止時にオーバリッチ或いはオーバリーン現象が生
じないようにすることが既に提案されており、これは例
えば特公昭６０−２２２５３４号公報に示されている。

燃料蒸気のパージ量の学習制御は、０２センサの如き排
気ガス成分センサの、出力電圧が所定の基準電圧を横切
って変化する度にスキップする空燃比フィードバック制
御信号のスキップ毎の平均値がフィードバック制御均衡
状態時の制御中心値より外れているスキップ毎に所定の
補正値をもって学習値を補正することにより行われる。

［発明が解決しようとする課題］ アイドル運転時に燃料蒸気のパージを行うパージポート
は燃料蒸気の気筒間分配からして、燃料蒸気と吸気との
混合が良好に行われるべく、スロットル弁直下が好まし
く、このことからアイドルパージポートはスロットル弁
の直下に設けられる。

しかしアイドルパージポートがスロットル弁の直下に設
けられると、エアコン用等のアイドルアップに用いられ
るバイパス吸気通路の吸気通路に対する供給ポートはス
ペース的な制約からスロットル弁直下には設けられなく
なることがあり、このためバイパス吸気通路の供給ポー
トがやむ得ず良好な気筒間分配が得られない位置に設け
られることがある。

このような場合には、バイパス吸気通路の供給ボートよ
り吸気が供給されない非アイドルアップ時には良好な吸
気の気筒間分配特性が保たれるが、バイパス吸気通路の
供給ポートより吸気が供給されるアイドルアップ時には
吸気の気筒間分配特性が悪化する。このため、アイドル
アップ時にはこの時に吸気通路にパージされた燃料蒸気
の気筒間分配特性も悪化し、気筒間の空燃比の乱れが増
大する。この場合には、機関全体としての空燃比が理論
空燃比の如き所定の空燃比になっても、成る気筒の空燃
比はオーバリッチとなり、他の気筒の空燃比はオーバリ
ーンとなり、気筒毎に出力トルクが変動し、アイドル振
動が増大するようになる。

本発明は、上述の如き問題に鑑み、アイドルアップに伴
って吸気の気筒間分配特性が悪化している時にもアイド
ルパージ量の学習制御による空燃比補正が適確に行われ
、気筒間の空燃比のばらつきを補償するよう、改良され
た空燃比制御装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、第１図に示されて
いる如く、各気筒毎に設けられた燃料インジェクタａに
より各気筒に対して燃料を個別の所定時期に噴射供給す
る独立噴射方式の内燃機関すの空燃比制御装置に於て、
排気ガス成分に応じて出力電圧を変化する排気ガス成分
センサＣと、アイドル運転時に燃料蒸気が吸気通路にパ
ージされている時に前記排気ガス成分センサの出力電圧
に基いて燃料蒸気のパージ量を学習する燃料蒸気パージ
量学習手段ｄと、前記燃料蒸気パージ量学習手段ｄによ
って学習された燃料蒸気のパージ量に応じて定められる
補正値にて前記燃料インジェクタａによる燃料噴射量を
補正する燃料噴射量補正手段ｅと、アイドルアップのた
めにバイパス吸気通路より吸気が与えられている時には
この時のパージ燃料蒸気の気筒間分配特性に従って各気
筒毎に前記補正値を設定する気筒別補正値設定手段ｒと
を有していることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装
置によって達成される。

［発明の作用及び効果］ 上述の如き構成によれば、排気ガス成分センサの出力電
圧に基いてアイドルパージ時に於ける燃料蒸気のパージ
量の学習値が補正され、モして気筒別補正値の設定手段
が設けられていることによりアイドルアップ時にはアイ
ドルバージの学習制御の補正値が各気筒毎に個別に設定
され、この補正値に基いて各気筒に対する燃料噴射量が
補正される。これによりアイドルアップ時に吸気の気筒
間分配特性が悪化している状態にて燃料蒸気のバージが
行われても各気筒に於ける空燃比が不均一になることが
回避される。この結果、アイドルアップ時に燃料蒸気の
バージが行われても気筒毎に出力トルクが変動すること
がなく、安定性に優れたアイドル運転性が得られるよう
になる。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第２図は本発明による内燃機関の空燃比制御装置の一つ
の実施例を示している。図に於て、１０は内燃機関、例
えば四気筒内燃機関を示しており、内燃機関１０にはサ
ージタンク１２と排気マニホールド１４とが各々接続さ
れている。

サージタンク１２はサージタンク部１６とサージタンク
１６より各気筒に吸気を分配供給する枝管部１８とを有
している。枝管部１８の各々には各気筒に対しガソリン
の如き燃料を個別の所定時期に、例えば吸気行程時に噴
射供給する燃料インジェクタ２０が取付けられている。

サージタンク１６のサージタンク部１２にはスロットル
ボディ２２が接続されている。スロットルボディ２２に
はサージタンク１６に対する吸入空気流量を制御するス
ロットル弁２４が設けられている。

スロットル弁２４の直下には、即ち吸気流で見てスロッ
トル弁２４より下流側にはアイドルパージボート２６が
設けられており、またスロットル弁２４より上流側には
通常のバージボート２８が設けられている。

スロットルボディ２２とサージタンク１２との間にはス
ロットル弁２４をバイパスして設けられたアイドルアッ
プ用のバイパス吸気通路３０が設けられている。バイパ
ス吸気通路３０の供給ボート３２はサージタンク１２の
サージタンク部１６に設けられている。この供給ボート
３２の配役位置は、吸気の気筒間分配の観点からは、さ
ほど良好な位置ではない。

バイパス吸気通路３０の途中にはアイドルアップ制御装
置３４が設けられている。アイドルアップ制御装置３４
はバイパス吸気通路３０を流れる吸気流量を制御するよ
うになっている。

アイドルパージボート２６と通常のバージボート２８は
、各々燃料蒸気パージ通路３６．３８によってチャコー
ルキャニスタ４０に接続されている。チャコールキャニ
スタ４０は、燃料蒸気導入管４２によって燃料タンク４
４と接続され、燃料タンク４４内にて発生した燃料蒸気
を与えられるようになっている。

チャコールキャニスタ４０よりアイドルパージボート２
６に至る燃料蒸気パージ通路３６の途中には燃料蒸気パ
ージ量を設定する絞り要素４６と該通路を開閉する電磁
弁４８とが設けられている。

燃料インジェクタ２０による燃料噴射量制御とアイドル
アップ制御装置３４によるアイドルアップ制御と電磁弁
４８の開閉によるアイドルパージ制御とは一般的構造の
マイクロコンピュータを含む電子制御装置５０により行
われるようになっている。

電子制御装置５０は、エアフロメータの如き吸入空気量
センサ５２より吸入空気量に関する情報を、吸気温セン
サ５４より吸入空気温度に関する情報を、水温センサ５
６より内燃機関１０の冷却水温度に関する情報を、回転
数センサ５８より内燃機関１０の出力回転数に関する情
報を、スロットルスイッチ６０よりスロットル弁２４が
アイドル開度位置にあるか否かに関する情報を、０２セ
ンサ６２より排気ガス中に酸素が存在しているか否かに
関する情報を、エアコンスイッチ６４よりエアコンが作
動してい゛るか否かに関する情報を各々与えられ、これ
ら情報に従って燃料インジェクタ２０による燃料噴射時
間を決定し、またエアコンスイッチ６４がオン状態であ
る時には、即ちエアコン作動中である時には、バイパス
吸気通路３０の供給ボート３６より追加の空気が与えら
れてアイドルアップが行われるようアイドルアップ制御
装置３４の作動を制御し、また吸気温センサ５４により
検出される吸入空気温度或いは水温センサ５６により検
出される冷却水温度が所定値以上で且スロットルスイッ
チ６０によりスロットル弁２４がアイドル開度位置にあ
ると見出された時には、即ち高温アイドル時には、アイ
ドルパージボート２６より燃料蒸気のパージが行われる
よう電磁弁４８を開弁させる制御を行うようになってい
る。

電子制御装置５０は、料噴射制御による空燃比制御に関
しては、吸入空気量と機関回転数とより基本噴射時間を
計算する基本噴射時間演算手段７０と、０２センサ６２
の出力電圧と所定の基準電圧とを比較し前記出力電圧が
前記基準電圧を横切って変化する度にスキップする第３
図に示されている如き空燃比フィードバック制御信号を
発生する空燃比フィードバック制御信号発生手段７２と
、アイドル運転時に燃料蒸気が吸気通路にパージされて
いる時、即ち電磁弁４８が開弁゛されている時に前記空
燃比フィードバック制御信号のスキップ毎の平均値がフ
ィードバック制御均衡状態時の制御中心値より外れてい
るスキップ毎に所定の補正値をもって燃料蒸気のパージ
量を学習するパージ量学習手段７４と、アイドルアップ
のためにバイパス吸気通路３０より吸気が与えられてい
る時にパージ量学習手段７４による学習制御の補正値を
気筒別に設定する気筒別補正値設定手段７６と、パージ
量学習手段７４による学習値に応じて基本噴射時間を補
正して最終的な燃料噴射時間を各気筒毎に決定する燃料
噴射時間決定手段７８とを含んでいる。

次に第４図及び第５図を用いて本発明による空燃比制御
装置の作用について説明する。

第４図は所定時間毎の割込ルーチンとして実行される燃
料噴射時間計算ルーチンであり、このルーチンに於ては
、先ず基本噴射時間ＴＰを演算することが行われる。そ
して次にアイドルパージ中であるか否かの判別が行われ
る。アイドルパージ中でない時は基本噴射時間ＴＰはそ
のまま燃料噴射時間ＴＡＵとされ、これに対しアイドル
パージ中である時はエアコンがオン状態であるか否か、
即ちバイパス吸気通路３０を通って供給ポート３２より
サージタンク１２に追加の空気が与えられているか否か
の判別が行われる。エアコンがオン状態でない時は吸気
の気筒分配特性が良好な時であり、この時には燃料蒸気
のパージ量を示すパージ量学習値ＦＰＵＲＧを基本噴射
時間ＴＰより差引き、これを燃料噴射時間ＴＡＵとする
ことが行われる。この場合の燃料噴射時間のパージ量補
正値は各気筒について全て均一である。

これに対しエアコンがオン状態である時には次の燃料噴
射気筒が何番気筒であるかを判別し、この気筒に応じた
気筒別補正係数Ｋｌ　、に２　ｍ　Ｋａ　＋に４を選択
することが行われる。尚、ＫＩは一番気筒の気筒別補正
係数であり、Ｋ２は二番気筒の気筒別補正係数であり、
Ｋａは三番気筒の気筒別補正係数であり、Ｋ４は四番気
筒の気筒別補正係数であり、これらは後述のアイドルバ
ージ学習ルーチンにて決定される。

次にパージ量学習値ＦＰＵＲＧと上述の如く選択された
気筒別補正係数Ｋｎ　　（Ｋｎはに、またはに２または
に３またはＫａ）との積ＦＰＵＲＧψＫｎを基本噴射時
間ＴＰより差引き、これを次の燃料噴射気筒の燃料噴射
時間ＴＡＵとすることが行われる。この場合の燃料噴射
時間のパージ量補正値は気筒別補正係数Ｋｎに従って各
気筒毎に異ったものになる。

第５図は時間割込ルーチンとして実行されるアイドルバ
ージ学習ルーチンを示している。この学習ルーチンに於
ては、先ずアイドルパージ中であるか否かの判別が行わ
れる。アイドルパージ中である時は次に第２図に示され
ている如き空燃比フィードバック制御信号が新たにスキ
ップしたか否かの判別が行われる。新たなスキップが生
じた時には次に空燃比フィードバック制御信号のスキッ
プ毎の平均値ＦＡＦＡＶを算出することが行われる。こ
の平均値ＦＡＦＡＶの計算はスキップ毎の空燃比フィー
ドバック制御信号の最大値ａと最小値すとの算術的平均
値であってよい。

平均値ＦＡＦＡＶの算出が行われると、次にこの平均値
ＦＡＦＡＶがフィードバック制御均衡状態位の制御中心
値１．０に等しいか否かの判別が行われる。フィードバ
ック制御均衡状態とは空燃比フィードバック制御信号に
よる空燃比フィードバック補正値ＦＡＦが１．０になる
時に相当し、ＦＡＦＡＶ−１，０である時にはパージ量
学習値ＦＰＵＲＧの新たな補正は行われず、そうでない
時には平均値ＦＡＦＡＶが制御中心値１．０より小さい
が否かの判別が行われる。ＦＡＦＡＶ＜　１゜０である
時には現在のパージ量の学習値ＦＰＵＲＧが実際の燃料
蒸気のパージ量に対して小さいとしてこのパージ量学習
値ＦＰＵＲＧを補正値αをもって増大補正することが行
われる。これに対しＦＡＦＡＶ＜１．０でない時には現
在のパージ量の学習値ＦＰＵＲＧが実際の燃料蒸気のパ
ージ量に対して大きいとしてこのパージ量学習値ＦＰＵ
ＲＧを補正値αをもって減少補正することが行われる。

次にパージ量学習値ＦＰＵＲＧに応じて各気筒の気筒別
補正係数ＫＩ、に２．に３１　Ｋ＜を、第６図に示され
ている如き特性のデータマツプ等より決定することが行
われる。気筒別補正係数Ｋ。

Ｋ２　、に３　＊　Ｋ４はアイドルアップのためにバイ
パス吸気通路３０の供給ボート３２よりサージタンク１
２に追加の空気が供給された時に生じる吸気の気筒分配
の不均一さに応じて定められるものであり、これは、実
験等により定られ、分配吸気量が多い気筒はど大きい値
に設定される。

上述の如き構成により、バイパス吸気通路３゜よりサー
ジタンク１２に追加の空気が供給されて吸気の気筒間分
配特性が悪化した時には、上述の気筒別補正係数に、−
に４をもって各気筒毎に個別にアイドルパージによる燃
料噴射量補正が行われ、これにより気筒間にて空燃比が
不均一になることが回避され、各気筒に於ける空燃比が
均一になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関の空燃比制御装置のクレ
ーム対応図、第２図は本発明による内燃機関の空燃比制
御装置の一つの実施例を示す概略構成図、第３図は空燃
比フィードバック制御信号の波形及びパージ量学習値の
変化を示すタイムチャート、第４図は燃料噴射時間計算
ルーチンを示すフローチャート、第５図は本発明による
空燃比制御装置に於けるアイドルパージ学習ルーチンを
示すフローチャート、第６図は気筒別補正係数特性を示
すグラフである。 １０・・・内燃機関、１２・・・サージタンク、１４・
・・排気マニホールド、１６・・・サージタンク部、１
８・・・枝管部、２０・・・燃料インジェクタ、２２・
・・スロットルボディ、２４・・・スロットル弁、２６
・・・アイドルパージボート、２８・・・パージポート
、３０・・・バイパス吸気通路、３４・・・供給ポート
、３６・・・アイドルアップ制御装置、３６．３８・・
・燃料蒸気パージ通路、４０・・・チャコールキャニス
タ、４２・・・燃料蒸気導管、４４・・・燃料タンク、
４６・・・絞り要素、４８・・・電磁弁、５０・・・電
子制御装置、５２・・・吸入空気量センサ、５４・・・
吸気温センサ、５６・・・水温センサ、５８・・・回転
数センサ、６０・・・スロットルスイッチ、６２・・・
０２センサ、６４・・・エアコンスイッチ、７０・・・
基本噴射時間演算手段、７２・・・空燃比フィードバッ
ク制御信号発生手段、７４・・・パージ量学習手段、７
６・・・気筒別補正値設定手段、７８・・・燃料噴射時
間決定手段 時　　許　　出　　願　　人 代　　　　　理　　　　　人 トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各気筒毎に設けられた燃料インジェクタにより各気筒に
   対して燃料を個別の所定時期に噴射供給する独立噴射方
   式の内燃機関の空燃比制御装置に於て、排気ガス成分に
   応じて出力電圧を変化する排気ガス成分センサと、アイ
   ドル運転時に燃料蒸気が吸気通路にパージされている時
   に前記排気ガス成分センサの出力電圧に基いて燃料蒸気
   のパージ量を学習する燃料蒸気パージ量学習手段と、前
   記燃料蒸気パージ量学習手段によって学習された燃料蒸
   気のパージ量に応じて定められる補正値にて前記燃料イ
   ンジェクタによる燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正
   手段と、アイドルアップのためにバイパス吸気通路より
   吸気が与えられている時にはこの時のパージ燃料蒸気の
   気筒間分配特性に従って各気筒毎に前記補正値を設定す
   る気筒別補正値設定手段とを有していることを特徴とす
   る内燃機関の空燃比制御装置。