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JP3407313B2 - 内燃機関用制御装置 - Google Patents

内燃機関用制御装置

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Publication number
JP3407313B2
JP3407313B2 JP18656292A JP18656292A JP3407313B2 JP 3407313 B2 JP3407313 B2 JP 3407313B2 JP 18656292 A JP18656292 A JP 18656292A JP 18656292 A JP18656292 A JP 18656292A JP 3407313 B2 JP3407313 B2 JP 3407313B2
Authority
JP
Japan
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control valve
air
opening
rotation speed
internal combustion
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP18656292A
Other languages
English (en)
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JPH05187332A (ja
Inventor
潤也 森川
飯田  寿
磯村  重則
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP18656292A priority Critical patent/JP3407313B2/ja
Priority to US07/937,165 priority patent/US5216991A/en
Publication of JPH05187332A publication Critical patent/JPH05187332A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3407313B2 publication Critical patent/JP3407313B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F02M25/0809Judging failure of purge control system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
    • F02D31/002Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/003Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control
    • F02D31/004Electric control of rotation speed controlling air supply for idle speed control by controlling a throttle stop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/003Adding fuel vapours, e.g. drawn from engine fuel reservoir
    • F02D41/0042Controlling the combustible mixture as a function of the canister purging, e.g. control of injected fuel to compensate for deviation of air fuel ratio when purging

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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)
  • Testing Of Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関用制御装置
に係り、詳しくは、自動車の燃料供給系で発生する燃料
蒸発ガスの拡散を防止する燃料蒸発ガス拡散防止装置を
備える内燃機関用制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】燃料蒸発ガス拡散防止装置における自己
診断装置が、特開平2−130255号公報にて示され
ている。この装置は、キャニスタと吸気管とを結ぶ供給
通路に圧力センサを配設し、この圧力センサの検出結果
に基づいて燃料蒸発ガスが吸気管内に導かれないという
供給異常を検出するものである。
【0003】又、特開平2−136558号公報には、
燃料タンク内の圧力を計測することで燃料蒸発ガスの発
生を検出し、この燃料蒸発ガスの発生時にパージ制御弁
を開閉して、そのときの空燃比のズレにより異常を検出
するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平2−
130255号公報による装置において、供給通路に設
けた圧力センサによる圧力検出では、配管はずれや閉塞
のような極端な異常検出は可能であるが、配管内の汚れ
による通路面積の減少やパージ制御弁の弁体の作動不良
によるパージ制御弁での流量低下、配管での亀裂等によ
る外気の吸入等を検出することは困難であり、このよう
な流量特性の変化に伴い(パージ流量低下により)十分
なキャニスタからの燃料蒸発ガスの供給能力(パージ能
力)が確保できなくなり、いずれキャニスタの活性炭の
破過状態を招き(吸着能力を越え)、キャニスタの大気
開放孔から燃料蒸発ガスが放出されてしまう。
【0005】又、特開平2−136558号公報による
装置では、空燃比のズレ量が燃料タンク内での残留空気
量により大きくバラツキ、例えば、燃料タンク内の燃料
量が多い多い場合には燃料蒸発ガスが少量でも圧力が上
昇し異常検出条件が成立してしまい、この状態では燃料
蒸発ガスが薄く空燃比は変化せずに正常であるにもかか
わらず異常と判定されて誤検出してしまう。又、燃料の
蒸発開始時は吸気管にパージする空気が非常に薄くなり
パージ制御弁を開閉しても空燃比が変化しなくなり正常
であるにもかかわらず異常と判定されて誤検出してしま
う。又、燃料蒸発ガスの濃度が濃くなると配管の一部に
亀裂等が発生していても空燃比が変化してしまい異常で
あるにもかかわらず正常と判定されて誤検出してしま
う。
【0006】また、パージ制御弁のデューティ比−流量
特性は製造公差、経時変化等により特に低流量域で大き
くばらついているので、パージ制御弁を目標とする流量
に制御できず、空燃比が荒れ、排気エミッションが悪化
するという問題がある。特に、長時間自動車を停止した
後に運転を再開した初期は、キャニスタに吸着された燃
料量が多く、パージする燃料蒸発ガス量も多くなるの
で、パージ制御弁の特性ばらつきによる排気エミッショ
ンの悪化が著しくなる。
【0007】この発明の目的は、内燃機関のアイドル運
転中において目標回転数となるように内燃機関の吸入空
気量を調整するアイドル回転数制御手段を有効に利用し
て、パージ制御弁の状態を検出することにある。
【0008】さらに、この発明の別の目的は、キャニス
タから吸気管にパージされる燃料蒸発ガスの濃度の影響
を受けることなくキャニスタと吸気管とを結ぶ配管及び
パージ制御弁の燃料ガス供給路の流量特性不良を検出し
パージ系のパージ能力低下を検出することにある。
【0009】さらに、この発明の別の目的は、パージ制
御弁の開弁位置を学習してそのばらつきを補正し、排気
エミッションの悪化を防止することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、図17に示
すように、液体燃料を収納した燃料タンク内で発生した
燃料蒸発ガスを吸着する吸着体を備えたキャニスタM1
と、前記キャニスタM1の吸着体に吸着された燃料蒸発
ガスを内燃機関の吸気管内に発生した負圧によって前記
吸気管内に導く供給通路M2と、前記供給通路M2の途
中に設けられ、開度が調整可能なパージ制御弁M3と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記パージ制御弁M3
の開度を調整して供給通路M2のパージ流量を制御する
パージ流量制御手段M4と、開度の調整により前記内燃
機関への吸入空気量を調整して内燃機関の回転数を変更
するための回転数制御弁M5と、前記内燃機関のアイド
ル運転中において目標回転数となるように前記回転数制
御弁M5の開度を調整して吸入空気量を制御するアイド
ル回転数制御手段M6と、内燃機関への混合気の空燃比
を検出する空燃比検出手段M7と、前記空燃比検出手段
M7により検出された内燃機関への混合気の空燃比を一
定に制御する空燃比制御手段M8と、前記空燃比制御手
段M8による空燃比制御中で、かつ、前記アイドル回転
数制御手段M6による回転数制御中において、前記パー
ジ流量制御手段M4により前記パージ制御弁M3の開度
を強制的に変化させ、そのときの前記回転数制御弁M5
の開度の変化量を求める開度変化量算出手段M9とを備
えた内燃機関用制御をその要旨とするものである。
【0011】さらに、前記開度変化量算出手段M9とし
て、前記パージ流量制御手段M4により前記パージ制御
弁M3を強制的に第1の設定開度と第2の設定開度とに
変化させ、第1の設定開度から第2の設定開度に変化さ
せたときの前記回転数制御弁M5の開度の変化量を求め
るようにし、かつ、前記開度変化量算出手段M9による
回転数制御弁M5の開度の変化量が予め定めた許容範囲
から外れると、前記供給通路M2、パージ制御弁M3の
少なくともいずれかの異常に起因する燃料蒸発ガスの前
記吸気管への供給異常が発生したと判定する異常判定手
段M10と、前記異常判定手段M10にて異常有りと判
定したとき警告する警告手段M11とを備えた構成とし
てもよい。
【0012】さらに、前記開度変化量算出手段M9とし
て、前記パージ流量制御手段M4により前記パージ制御
弁M3を全閉から徐々に開弁させたときの前記回転数制
御弁M5の開度の変化量を求めるようにし、かつ前記開
度変化量算出手段M9による回転数制御弁M5の開度の
変化量が予め定めた所定値以上となった時の前記パージ
制御弁M3の開度を前記パージ制御弁M3が実際に開放
し始めた位置として記憶するパージ制御弁開弁位置検出
手段M10と、このパージ制御弁開弁位置検出手段M1
0により記憶した開弁位置に応じて前記パージ制御弁M
3の流量特性を学習するパージ制御弁流量特性学習手段
M13とを備えた構成としてもよい。
【0013】
【作用】開度変化量算出手段M9は、アイドル運転中、
空燃比制御手段M8により空燃比一定の状態で、かつア
イドル回転数制御手段M6により回転数一定の状態で、
パージ流量制御手段M4によるパージ制御弁M3を強制
的に変化させ、このときの回転数制御弁M5の開度の変
化量を求める。
【0014】ここで、開度変化量算出手段M9は、パー
ジ流量制御手段M4によりパージ制御弁M3を強制的に
第1の設定開度と第2の設定開度とに変化させ、第1の
設定開度から第2の設定開度に変化させたときの回転数
制御弁M5の開度の変化量を求めるようにしてもよい。
そして、異常判定手段M10は開度変化量算出手段M9
による回転数制御弁M5の開度の変化量が予め定めた許
容範囲から外れると、供給通路M2、パージ制御弁M3
の少なくともいずれかの異常に起因する燃料蒸発ガスの
吸気管への供給異常が発生したと判定する。さらに、異
常判定手段M10にて異常有りと判定したとき、警告手
段M11にて警告がなされる。
【0015】つまり、パージ制御弁M3の開度変化に伴
いパージ流量が変化して空燃比が変化するが、空燃比制
御手段M8により常に一定の空燃比に維持されており、
この状態において、アイドル回転数制御手段M6により
回転数制御弁M5の開度はパージ制御弁M3によるパー
ジ流量の変化に応じて変化するので、パージ制御弁M3
の開度変化に伴って変化する回転数制御弁M5の開度は
パージ流量の変化量を示していることになり、この変化
にて異常が検出できることとなる。
【0016】さらに、開度変化量算出手段M9として、
パージ流量制御手段M4によりパージ制御弁M3を全閉
から徐々に開弁させたときの回転数制御弁M5の開度の
変化量を求めるようにしてもよい。そして、パージ制御
弁開弁位置検出手段M10は、開度変化量算出手段M9
による回転数制御弁M5の開度の変化量が予め定めた所
定値以上となった時のパージ制御弁M3の開弁位置をパ
ージ制御弁M3が実際に開放し始めた位置として記憶す
る。さらに、パージ制御弁流量特性学習手段M13は、
このパージ制御弁開弁位置検出手段M10により記憶し
た開弁位置に応じてパージ制御弁M3の流量特性を学習
する。
【0017】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図1には自動車に搭載されたエンジ
ン回りの構成図を示す。エンジン1には吸気管2と排気
管3が接続されている。吸気管2の上流には空気を濾過
するエアクリーナ4が配置され、エアクリーナ4を介し
て空気が吸気管2に吸入される。吸気管2内には、アク
セルペダル5に連動して開閉動作するスロットルバルブ
6が設けられている。又、スロットルバルブ6を迂回す
るようにバイパス通路7が設けられ、そのバイパス通路
7の途中には回転数制御弁8が配置されている。この回
転数制御弁8のデューティ制御による開度調整により、
エンジン1のアイドリング時における吸入空気量を調整
してエンジン回転数が変更できるようになっている。
【0018】そして、吸気管2からの空気は吸気バルブ
9を介して燃焼室10に供給される。又、燃焼室10で
の排気ガスは排気バルブ11を介して排気管3に排気さ
れる。この排気管3には空燃比検出手段としてのO2
ンサ12が設けられている。
【0019】一方、液体燃料を収納した燃料タンク13
には燃料ポンプ14が接続され、燃料ポンプ14により
燃料タンク13内の燃料が加圧状態で搬送される。この
燃料ポンプ14による燃料は、吸気管2に設けられた燃
料噴射弁15に供給され、この燃料噴射弁15の開閉に
より燃料が噴射される。又、燃料タンク13は連通管1
6によりキャニスタ17と接続されており、キャニスタ
本体18内には、燃料蒸発ガスを吸着する吸着体19、
例えば活性炭が収納されている。これにより、燃料タン
ク13内で発生した燃料蒸発ガスが連通管16を介して
キャニスタ17の吸着体19に吸着されるようになって
いる。又、キャニスタ本体18には、大気に開放された
大気開放孔20が形成され、空気を内部に吸入できるよ
うになっている。
【0020】さらに、キャニスタ本体18にはホース接
続部21が形成され、このホース接続部21には供給管
22の一端が挿入されている。供給管22の他端はパー
ジ制御弁23に接続されている。このパージ制御弁23
には供給管24の一端が接続され、供給管24の他端は
吸気管2に接続されている。よって、両供給管22,2
4の間にパージ制御弁23が介装されて、吸気管2とキ
ャニスタ17とが供給管22、パージ制御弁23、供給
管24を介して連通可能となっている。そして、この連
通状態にてキャニスタ17の吸着体19に吸着された燃
料蒸発ガスをエンジン1の吸気管2内に発生した負圧に
よって吸気管2内に導くことができるようになってい
る。パージ制御弁23はデューティ制御によりその開度
が調整できるようになっており、その開度に応じて、両
供給管22,24を通過するパージ流量が変更される。
又、供給管22,24は、一般に、ゴムホースやナイロ
ンホース等の可撓性を有するもので形成されている。
【0021】パージ流量制御手段、アイドル回転数制御
手段、空燃比制御手段、開度変化量算出手段、異常判定
手段としての電子制御回路25は、CPU26とROM
27とRAM28と入出力回路29とから構成され、コ
モンバス30を介して相互に接続されている。ROM2
7にはCPU26の制御用プログラムやデータが予め格
納され、RAM28は読み書きが可能となっている。C
PU26は入出力回路29を介して各種の信号を入力す
るようになっている。即ち、O2 センサ12からの信号
と、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ31か
らの信号と、スロットルバルブ6の開度を検出するスロ
ットル開度センサ39からの信号と、カーエアコンのオ
ン・オフ操作を検出するエアコンスイッチ32からの信
号と、ヘッドライトの点灯操作を検出するヘッドライト
スイッチ33からの信号と、ヒータブロワスイッチ34
からの信号と、アクセルペダル5が踏み込まれていない
とオンするアイドルスイッチ35からの信号と、車速セ
ンサ36からの信号と、エンジン回転数を検出する回転
数センサ37からの信号を入力する。
【0022】そして、CPU26は、これらの信号、R
OM27、RAM28内のプログラムやデータ等に基づ
いて入出力回路29を介して燃料噴射弁15、パージ制
御弁23、回転数制御弁8を駆動制御するようになって
いる。
【0023】つまり、CPU26はエンジン1の運転状
態に応じてパージ制御弁23の開度を調整して供給管2
2,24のパージ流量を制御する。即ち、吸気量センサ
(図示略)による吸気量に対して所定の割合にパージ流
量がなるようにパージ制御弁開度がCPU26にて算出
され、制御される。又、CPU26はエンジン1のアイ
ドル運転中において目標回転数となるように回転数制御
弁8の開度を調整して吸入空気量を制御し、さらに、O
2 センサ12により検出されたエンジン1への混合気の
空燃比を一定に制御するようになっている。即ち、CP
U26は回転数センサ37によるエンジン回転数と吸気
量センサ(図示略)による吸気量により基本噴射時間を
求め、基本噴射時間に対しフィードバック補正係数FA
F等による補正を行い最終噴射時間を求め、燃料噴射弁
15による所定の噴射タイミングでの燃料噴射を行なわ
せる。
【0024】又、車両のインストルメントパネルには警
告手段としての警告ランプ38が設けられ、入出力回路
29を介してCPU26と接続されている。次に、この
ように構成した燃料蒸発ガス拡散防止装置における自己
診断装置の作用を説明する。
【0025】まず、空燃比のフィードバック制御を図2
に基づいて説明する。この処理は所定時間毎に実行され
る。図3に示すように、CPU26はO2 センサ12の
出力電圧と比較電圧Vrefとを比較して混合気のリッチ
・リーンの判定を行う。そして、CPU26はステップ
100で、フィードバック制御のための条件が成立して
いるか否かを判断する。これは、水温センサ31による
エンジン水温が40℃以上で、かつスロットル開度セン
サ39によるスロットル開度が70°以下であるときに
その条件が揃ったと判断する。CPU26はその条件が
成立しないと、ステップ101でフィードバック補正係
数FAF=1.0を設定する。
【0026】そして、CPU26はフィードバック制御
条件が成立すると、O2 センサ12からの信号によりス
テップ102で空燃比がリッチであるか否かを判断し
て、リッチの場合はステップ103で前回の検出結果と
比較しリーンからリッチに反転したか否かを判断する。
CPU26はリーンからリッチに反転すると、ステップ
104でフィードバック補正係数FAF−α(αはスキ
ップ量)を新たなフィードバック補正係数FAFとする
とともに、リーンからリッチに反転がないとステップ1
05でフィードバック補正係数FAF−β(βは積分
量,α>β)を新たなフィードバック補正係数FAFと
する。
【0027】又、CPU26は前記ステップ102にお
いて、リーンの場合はステップ106で前回の検出結果
と比較してリッチからリーンに反転したか否かを判断す
る。CPU26はリッチからリーンに反転すると、ステ
ップ107でフィードバック補正係数FAF+α(αは
スキップ量)を新たなフィードバック補正係数FAFと
するとともに、リッチからリーンに反転がないとステッ
プ108でフィードバック補正係数FAF+β(βは積
分量)を新たなフィードバック補正係数FAFとする。
【0028】従って、このステップ102〜108の処
理によりリッチとリーンとの間で反転があると燃料噴射
量を増減すべくフィードバック補正係数FAFを階段状
に変化(スキップ)させるとともに、リッチ又はリーン
のときにはフィードバック補正係数FAFを徐々に増減
させる。
【0029】図4には所定時間毎に実行される目標アイ
ドル回転数制御処理ルーチンを示す。CPU26はステ
ップ200でアイドル運転中か否か判断する。これは、
アイドルスイッチ35がオンとなり、かつ、車速センサ
36による車速が2Km/h以下のとき、アイドル運転
中と判断するものである。そして、CPU26はアイド
ル運転中であると、ステップ201でエアコンスイッチ
32の操作状態とオルタ負荷状態(ヘッドライトスイッ
チ33,ヒータブロワスイッチ34の操作状態)を検知
するとともにステップ202で水温センサ31によるエ
ンジン冷却水温を読み込む。CPU26はステップ20
3で目標回転数NTを決定する。これは、図5のマップ
を用いて、エンジン冷却水温に対応する負荷状態(無負
荷、オルタ負荷有り、エアコン・オン)によって目標回
転数NTを決定するものである。
【0030】次に、CPU26はステップ204で目標
回転数NTと回転数センサ37による実際のエンジン回
転数NEとの偏差ΔNE(=NT−NE)を算出し、ス
テップ205で回転数制御弁8の制御開度量Qを算出す
る。この制御開度量Qの算出は、図6に示すマップを用
いて、回転数の偏差ΔNEに対応する制御開度量Qを求
めるものである。さらに、CPU26はステップ206
で前回の回転数制御弁8の開度θi-1 に制御開度量Qを
加算した値を今回の回転数制御弁8の開度θi とし、こ
の開度θi となるように回転数制御弁8をデューティ制
御する。
【0031】図7〜11には、所定時間毎に実行される
パージ制御弁開弁位置及び異常検出処理ルーチンを示
す。以下、この処理を図12のタイムチャートを用いて
説明していく。
【0032】まず、図12でのt1のタイミングにおい
て、CPU26はステップ300,301,302,3
03で異常検出可能な状態か否かを判定する。つまり、
ステップ300にてアイドル時の吸入空気量を変化させ
てしまう要因である外部負荷(エアコン負荷、及び、ヘ
ッドライトやブロワモータの操作によるオルタ負荷)が
無いことを確認し、ステップ301にて目標アイドル回
転数制御の実施中であることを確認し、ステップ302
にて空燃比を一定に制御するO2 センサ12によるフィ
ードバック制御の実施中であることを確認し、さらに、
ステップ303にてエンジン冷却水温が70℃以上であ
るか否かを判定する。
【0033】尚、CPU26はステップ300,30
1,302,303の条件が満たされていないと、ステ
ップ304でフラグF1,F2,F3,F4,F5を全
て「0」にする。
【0034】CPU26は異常検出処理の実施条件を全
て満たしていると、ステップ305,306,307,
308でフラグF1,F2,F3,F4が「1」か否か
判定し、当初は初期化又はステップ304の処理により
F1,F2,F3,F4=0なのでステップ309でパ
ージ制御弁23のデューティを零としてパージ制御弁2
3を全閉にする。そして、CPU26は図8のステップ
310でO2 センサ12による空燃比フィードバック制
御での補正係数FAFが0.95〜1.05の範囲内に
入っているか否か、つまり、空燃比が目標空燃比近傍に
あるかをチェックする。CPU26はフィードバック補
正係数FAFが0.95〜1.05の範囲内に入ってい
るとステップ311でアイドル回転数フィードバック制
御によりエンジン回転数が目標回転数近傍(650〜7
50rpm)にあるかをチェックする。
【0035】CPU26はエンジン回転数が目標回転数
近傍にあると、ステップ312でパージ制御弁23を全
閉状態にしてから5秒経過したか否か、つまり、安定し
た状態が所定期間(5秒)以上連続しているかを判断
し、5秒経過していないとステップ313でフラグF1
を「1」にする。
【0036】次回の処理において、ステップ300→3
01→302→303→305と移行して、ステップ3
05でこの時F1=1なので、ステップ310→311
→312→313となり、このような処理を繰り返し行
う。そして、ステップ312において、パージ制御弁2
3を全閉状態にしてから5秒経過すると(図12でのt
2のタイミング)、ステップ314でその時点での回転
数制御弁8のデューティ値を開度θ1として記憶する。
即ち、回転数制御弁8の開度θ1を、パージ制御弁23
のデューティ0%における全閉(開度0%)時のバイパ
ス通路7での吸入空気量として読み込む。
【0037】その後、CPU26はステップ315でフ
ラグF1を「0」にし、ステップ316でパージ制御弁
23の前回のデューティPi-1 に0.2%加算した値を
今回のパージ制御弁23のデューティPi として、パー
ジ制御弁23のデューティを0.2%だけ増加する。そ
して、CPU26はステップ317でO2 センサ12に
よる空燃比フィードバック制御での補正係数FAFが
0.95〜1.05の範囲内に入っているか否か、つま
り、空燃比が目標空燃比近傍にあるかをチェックする。
CPU26はフィードバック補正係数FAFが0.95
〜1.05の範囲内に入っているとステップ318でア
イドル回転数フィードバック制御によりエンジン回転数
が目標回転数近傍(650〜750rpm)にあるかを
チェックする。
【0038】CPU26はエンジン回転数が目標回転数
近傍にあると、ステップ319でステップ316によっ
てパージ制御弁23のデューティ開度を変化させてから
500ms以上経過したか否か、つまり、パージ制御弁2
3の開度変化に追従して回転数制御弁8のデューティが
変化するのに充分な時間が経過しているかを判断し、5
00ms経過していないとステップ320でフラグF2を
「1」にする。
【0039】次回の処理において、ステップ300→3
01→302→303→305→306と移行して、ス
テップ306でこの時F1=1なので、ステップ317
→318→319→320となり、このような処理を繰
り返し行う。そして、ステップ319において、パージ
制御弁23のデューティ開度変化後500ms経過する
と、図9のステップ321でその時点での回転数制御弁
8のデューティ値を開度θ2として記憶する。即ち、回
転数制御弁8の開度θ2を、パージ制御弁23のデュー
ティを0.2%変化させた時のバイパス通路7での吸入
空気量として読み込む。
【0040】その後、CPU26はステップ322でフ
ラグF2を「0」にし、ステップ323でパージ制御弁
23のデューティを0.2%変化した時の回転数制御弁
8の開度(バイパス通路の吸入空気量)変化量Δθ1
(=θ1−θ2)を算出する。CPU26はステップ3
24でΔθ1が所定範値θ0(例えば2%)以上である
かを判定する。即ち、パージ制御弁23のデューティを
0から0.2%変化させたにもかかわらず回転数制御弁
8の開度(デューティ)が変化しないということは、パ
ージ制御弁23の開度が0であることを示しており、ス
テップ325でフラグF2を「1」にする。
【0041】次回の処理において、ステップ300→3
01→302→303→305→306→307と移行
して、ステップ307でこの時F3=1なので、ステッ
プ316→317→318→319→321→322→
323→324→325となり、パージ制御弁23のデ
ューティを徐々に増加する。そして、このパージ制御弁
23のデューティの徐々の増加によりパージ制御弁23
が実際に開き始めると、キャニスタキャニスタ17より
の燃料蒸発ガスがエンジン1の吸気管2内に導かれ、そ
の結果、エンジン1の燃焼室に導入される混合気の量が
増加してエンジン回転数が増加しようとするため、図4
の目標アイドル回転数制御処理ルーチンによって、回転
数制御弁8の開度を小さくするフィードバック制御がな
される。
【0042】その結果、ステップ324にて回転数制御
弁8のデューティ変化量Δθ1が所定範値θ0以上とな
り(図12のt5のタイミング)、ステップ326でフ
ラグF3を「0」にした後、この時のパージ制御弁23
のデューティ値Piをステップ327でパージ制御弁2
3が実際に開弁する位置P0として更新記憶した後、ス
テップ328でフラグF4を「1」にする。
【0043】次回の処理において、ステップ300→3
01→302→303→305→306→307→30
8と移行して、ステップ308でこの時F4=1なの
で、図10のステップ329でフラグF5が「1」か否
か判定し、当初は初期化又はステップ304の処理によ
りF5=0なのでステップ330でパージ制御弁23の
デューティを0.2%だけ増加する。そして、ステップ
331にてパージ制御弁23のデューティが20%か否
かを判断し、パージ制御弁23のデューティが20%で
ないとそのまま終了する。以上の処理の繰り返しにより
パージ制御弁23のデューティを徐々に増加し、ステッ
プ331にてパージ制御弁23のデューティが20%に
なると(図12のt3のタイミング)、ステップ332
でO2 センサ12による空燃比フィードバック制御での
補正係数FAFが0.95〜1.05の範囲内に入って
いるか否か、つまり、空燃比が目標空燃比近傍にあるか
をチェックする。CPU26はフィードバック補正係数
FAFが0.95〜1.05の範囲内に入っているとス
テップ333でアイドル回転数フィードバック制御によ
りエンジン回転数が目標回転数近傍(650〜750r
pm)にあるかをチェックする。
【0044】CPU26はエンジン回転数が目標回転数
近傍にあると、ステップ334でパージ制御弁23のデ
ューティを20%にしてから5秒経過したか否か、つま
り、安定した状態が所定期間(5秒)以上連続している
かを判断し、5秒経過していないとステップ335でフ
ラグF5を「1」にする。
【0045】次回の処理において、ステップ300→3
01→302→303→305→306→307→30
8と移行して、ステップ308でこの時F4=1なの
で、ステップ329と移行して、ステップ329でこの
時F5=1なので、ステップ332→333→334→
335となり、このような処理を繰り返し行う。そし
て、CPU26はステップ334において、パージ制御
弁23のデューティを20%にしてから5秒経過すると
(図12でのt4のタイミング)、図11のステップ3
36でその時点での回転数制御弁8のデューティ値を開
度θ3として記憶する。即ち、回転数制御弁8の開度θ
3をパージ制御弁23のデューティ20%でのバイパス
通路7での吸入空気量として読み込む。
【0046】そして、CPU26はステップ337でフ
ラグF5を「0」にする。さらに、CPU26はステッ
プ338でパージ制御弁23のデューティを0%(全
閉)から20%に変化した時の回転数制御弁8の開度
(バイパス通路の吸入空気量)の変化量Δθ2(=θ1
−θ3)を算出する。CPU26はステップ339でΔ
θ2が所定範囲内(10〜15%)であるかを判定す
る。即ち、パージ制御弁23のデューティを0%(全
閉)から20%に変化させたにもかかわらず回転数制御
弁8の開度(バイパス通路の吸入空気量)変化が少ない
ということは、パージ系配管やパージ制御弁23の吸入
抵抗が増加(目づまり、配管折れ)が発生していること
を示しており、流量特性不良が検出される。又、回転数
制御弁8の開度(バイパス通路の吸入空気量)の変化が
大きい場合は、パージ系配管やパージ制御弁23の吸入
抵抗が減少(配管はずれ、配管の亀裂の発生、パージ制
御弁23の全開故障)が発生していることを示してお
り、流量特性不良が検出される。
【0047】CPU26はステップ339にて流量特性
不良が検出された場合は、ステップ340にて異常モー
ドを設定して警告ランプ38を点灯させる。又、流量特
性不良が検出されない場合は、ステップ341にて正常
モードを設定した後、ステップ342でフラグF5を
「0」にして終了する。
【0048】図13〜14には、所定時間毎に実行され
るパージ制御弁流量特性学習処理ルーチンを示す。ま
ず、CPU26は図13のステップ400、401でフ
ラグF7,F6が「1」か否か判定し、当初は初期化の
処理によりF7,F6=0なのでステップ402でパー
ジ制御弁開弁位置P0が更新されたか否かをフラグF4
=1か否かで判定し、パージ制御弁開弁位置P0が更新
されていなければそのまま終了する。ステップ402で
パージ制御弁開弁位置P0が更新されたと判断すると、
ステップ403で図9のステップ327で更新されたパ
ージ制御弁開弁位置P0を読み込んだ後、ステップ40
4でフラグF6を「1」にする。
【0049】次に、ステップ405で異常検出処理中か
否かをフラグF4=1か否かで判定し、異常検出処理中
であればステップ406でフラグF7を「1」にした後
終了する。次回の処理において、ステップ400でこの
時、F7=1なのでステップ405と移行して、ステッ
プ405で異常検出処理中でないとなれば、図14のス
テップ407,408,409,410で学習処理可能
な状態か否かを判定する。つまり、ステップ407にて
アイドル時の吸入空気量を変化させてしまう要因である
外部負荷が無いことを確認し、ステップ408にて目標
アイドル回転数制御の実施中であることを確認し、ステ
ップ409にて空燃比を一定に制御するO2 センサ12
によるフィードバック制御の実施中であることを確認
し、さらに、ステップ410にてエンジン冷却水温が7
0℃以上であるか否かを判定する。
【0050】尚、CPU26はステップ407,40
8,409,410の条件が満たされていないと、ステ
ップ411でフラグF7を「0」にする。CPU26は
学習処理可能な実施条件を全て満たしていると、ステッ
プ412でパージ制御弁23のデューティを0%にして
全閉とする。その後、ステップ413で図15に示すよ
うに、読み込まれたパージ制御弁開弁位置P0のデュー
ティと最大開度位置PMAXのデューティとを結ぶ直線
で示されるようにパージ制御弁23の流量特性を更新し
た後、ステップ414でフラグF6を「0」にして終了
する。
【0051】ここで、ステップ413では図16に示す
ように読み込まれたパージ制御弁開弁位置P0のデュー
ティ分だけ基本流量特性を平行移動してパージ制御弁2
3の流量特性を更新するようにしてもよい。
【0052】また、図13のステップ401で、すでに
更新されたパージ制御弁開弁位置P0が読み込まれてい
てフラグF6が1であると、ステップ415でパージ制
御弁全閉より5秒以上経過しているかをフラグF1=1
か否かで判断し、パージ制御弁全閉より5秒以上経過し
ていてF1=1でないときにはそのまま終了し、パージ
制御弁全閉より5秒以上経過していなくてF1=1のと
きには図14のステップ413→414と移行する。
【0053】そして、このようにして更新されたパージ
制御弁23の流量特性に基づき、機関運転状態に応じた
所定のパージ空気流量が得られるように、パージ制御弁
23のデューティが機関回転数、機関負荷等の機関運転
状態に応じて電子制御回路25により制御される。
【0054】このように本実施例では、電子制御回路2
5(パージ流量制御手段、アイドル回転数制御手段、空
燃比制御手段、開度変化量算出手段、異常判定手段、パ
ージ制御弁位置検出手段、パージ制御弁流量特性学習手
段)によりエンジン1の運転状態に応じてパージ制御弁
23の開度を調整して供給管22,24(供給通路)の
パージ流量を制御するとともに、エンジン1のアイドル
運転中において目標回転数となるように回転数制御弁8
の開度を調整して吸入空気量を制御し、さらに、O2
ンサ12(空燃比検出手段)により検出されたエンジン
1への混合気の空燃比を一定に制御する。
【0055】又、電子制御回路25は、空燃比制御中
で、かつ、回転数制御中において、パージ制御弁23を
強制的に全閉状態(デューティ0%)から徐々にデュー
ティを増大させ、そのときの回転数制御弁8の開度変化
量Δθを求め、回転数制御弁8の開度変化量Δθが予め
定めた所定値以上となった時のパージ制御弁23のデュ
ティ値をパージ制御弁23の実開弁位置、即ち零点とし
て検出し、この実開弁位置でのパージ制御弁23のデュ
ーティに基づいてパージ制御弁23の流量特性を更新す
る。これにより、パージ制御弁23の特性のばらつきを
補正し、特に正確なパージ制御を要する低流量域の制御
性を向上させることにより、排気エミッションの悪化を
防止することができる。
【0056】しかも、電子制御回路25は、空燃比制御
中で、かつ、回転数制御中において、パージ制御弁23
を強制的に全閉状態(デューティ0%)と所定開度状態
(デューティ20%)とに変化させ、そのときの回転数
制御弁8の開度変化量Δθを求め、回転数制御弁8の開
度変化量Δθが予め定めた許容範囲(10〜15%)か
ら外れると、供給管22,24、パージ制御弁23の少
なくともいずれかの異常に起因する燃料蒸発ガスの吸気
管2への供給異常が発生したと判定して、警告ランプ3
8(警告手段)を点灯して警告するようにした。つま
り、パージ制御弁23の開度変化に伴いパージ流量が変
化して空燃比が変化するが、空燃比制御により常に一定
の空燃比に維持されており、この状態において、アイド
ル回転数制御により回転数制御弁8の開度はパージ制御
弁23によるパージ流量の変化に応じて変化するので、
パージ制御弁23の開度変化に伴って変化する回転数制
御弁8の開度はパージ流量の変化量を示していることに
なり、この変化にて異常が検出できる。
【0057】その結果、キャニスタ17から吸気管2に
パージされる燃料蒸発ガスの濃度の影響を受けることな
くキャニスタ17と吸気管2とを結ぶ配管22,24及
びパージ制御弁23の燃料ガス供給路の流量特性不良を
検出してパージ系のパージ能力低下を検出することがで
きることとなる。
【0058】尚、上記実施例ではパージ制御弁23の開
度を全閉から20%に変化させ、このときの回転数制御
弁8の開度変化量Δθから、燃料蒸発ガスの吸気管2へ
の供給異常を判断したが、これに限らず例えばパージ制
御弁23の開度を5%から25%に変化させる、或い
は、20%から全閉に変化させたときの上記変化量Δθ
から供給異常を判断してもよい。又、この発明は上記実
施例に限定されるものではなく、例えば、前記実施例で
はバイパスエア方式にてアイドル回転数制御を行わせた
が、スロットルバルブ直動式のアイドル回転数制御を行
わせてもよい。さらに、パージ制御弁23及び回転数制
御弁8はデューティ制御弁に限らず、ステップモータ
式、直流モータ式等連続的に弁開度を制御できるもので
あれば、どのような制御弁を用いてもよい。又、上記実
施例では警告手段として警告ランプ38を用いたが、警
告手段として警告ブザーを用い、異常を検出すると警告
音を発するようにしてもよい。
【0059】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
内燃機関のアイドル運転中において目標回転数となるよ
うに内燃機関の吸入空気量を調整するアイドル回転数制
御手段を有効に利用して、パージ制御弁の状態を確実に
検出することができるという優れた効果がある。
【0060】さらに、本発明によれば、内燃機関のアイ
ドル運転中において目標回転数となるように内燃機関の
吸入空気量を調整するアイドル回転数制御手段を有効に
利用して、キャニスタから吸気管にパージされる燃料蒸
発ガスの濃度の影響を受けることなくキャニスタと吸気
管とを結ぶ配管及びパージ制御弁の燃料ガス供給路の流
量特性不良を検出しパージ系のパージ能力低下を検出す
ることができるという優れた効果がある。
【0061】さらに、本発明発明によれば、内燃機関の
アイドル運転中において目標回転数となるように内燃機
関の吸入空気量を調整するアイドル回転数制御手段を有
効に利用して、パージ制御弁の開弁位置を学習してその
ばらつきを補正し、排気エミッションの悪化を防止する
ことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のエンジン回りの構成を示す図である。
【図2】実施例の作用を説明するためのフローチャート
である。
【図3】空燃比処理を説明するためのタイムチャートで
ある。
【図4】作用を説明するためのフローチャートである。
【図5】冷却水温に対する目標回転数を求めるためのマ
ップである。
【図6】回転数の偏差に対応する制御開度量を求めるた
めのマップである。
【図7】作用を説明するためのフローチャートである。
【図8】作用を説明するためのフローチャートである。
【図9】作用を説明するためのフローチャートである。
【図10】作用を説明するためのフローチャートであ
る。
【図11】作用を説明するためのフローチャートであ
る。
【図12】各種処理を示すタイムチャートである。
【図13】作用を説明するためのフローチャートであ
る。
【図14】作用を説明するためのフローチャートであ
る。
【図15】パージ制御弁のデューティ−流量特性図であ
る。
【図16】パージ制御弁のデューティ−流量特性図であ
る。
【図17】クレーム対応図である。
【符号の説明】
1 エンジン(内燃機関) 2 吸気管 8 回転数制御弁 12 空燃比検出手段としてのO2 センサ 13 燃料タンク 17 キャニスタ 19 吸着体 22 供給通路を構成する供給管 23 パージ制御弁 24 供給通路を構成する供給管 25 パージ流量制御手段、アイドル回転数制御手段、
空燃比制御手段、開度変化量算出手段、異常判定手段、
パージ制御弁開弁位置検出手段、パージ制御弁流量特性
学習手段としての電子制御回路 38 警告手段としての警告ランプ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−12157(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/08 301 F02B 77/08 G01M 15/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体燃料を収納した燃料タンク内で発生
    した燃料蒸発ガスを吸着する吸着体を備えたキャニスタ
    と、 前記キャニスタの吸着体に吸着された燃料蒸発ガスを内
    燃機関の吸気管内に発生した負圧によって前記吸気管内
    に導く供給通路と、 前記供給通路の途中に設けられ、開度が調整可能なパー
    ジ制御弁と、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記パージ制御弁の開
    度を調整して供給通路のパージ流量を制御するパージ流
    量制御手段と、 開度の調整により前記内燃機関への吸入空気量を調整し
    て内燃機関の回転数を変更するための回転数制御弁と、 前記内燃機関のアイドル運転中において目標回転数とな
    るように前記回転数制御弁の開度を調整して吸入空気量
    を制御するアイドル回転数制御手段と、 内燃機関への混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段
    と、 前記空燃比検出手段により検出された内燃機関への混合
    気の空燃比を一定に制御する空燃比制御手段と、 前記空燃比制御手段による空燃比制御中で、かつ、前記
    アイドル回転数制御手段による回転数制御中において、
    前記パージ流量制御手段により前記パージ制御弁の開度
    を強制的に変化させ、そのときの前記回転数制御弁の開
    度の変化量を求める開度変化量算出手段と、を備えたこ
    とを特徴とする内燃機関用制御装置。
  2. 【請求項2】 液体燃料を収納した燃料タンク内で発生
    した燃料蒸発ガスを吸着する吸着体を備えたキャニスタ
    と、 前記キャニスタの吸着体に吸着された燃料蒸発ガスを内
    燃機関の吸気管内に発生した負圧によって前記吸気管内
    に導く供給通路と、 前記供給通路の途中に設けられ、開度が調整可能なパー
    ジ制御弁と、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記パージ制御弁の開
    度を調整して供給通路のパージ流量を制御するパージ流
    量制御手段と、 開度の調整により前記内燃機関への吸入空気量を調整し
    て内燃機関の回転数を変更するための回転数制御弁と、 前記内燃機関のアイドル運転中において目標回転数とな
    るように前記回転数制御弁の開度を調整して吸入空気量
    を制御するアイドル回転数制御手段と、 内燃機関への混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段
    と、 前記空燃比検出手段により検出された内燃機関への混合
    気の空燃比を一定に制御する空燃比制御手段と、 前記空燃比制御手段による空燃比制御中で、かつ、前記
    アイドル回転数制御手段による回転数制御中において、
    前記パージ流量制御手段により前記パージ制御弁を強制
    的に第1の設定開度と第2の設定開度とに変化させ、第
    1の設定開度から第2の設定開度に変化させたときの前
    記回転数制御弁の開度の変化量を求める開度変化量算出
    手段と、 前記開度変化量算出手段による回転数制御弁の開度の変
    化量が予め定めた許容範囲から外れると、前記供給通
    路、パージ制御弁の少なくともいずれかの異常に起因す
    る燃料蒸発ガスの前記吸気管への供給異常が発生したと
    判定する異常判定手段と、 前記異常判定手段にて異常有りと判定したとき警告する
    警告手段とを備えたことを特徴とする内燃機関用制御装
    置。
  3. 【請求項3】 液体燃料を収納した燃料タンク内で発生
    した燃料蒸発ガスを吸着する吸着体を備えたキャニスタ
    と、 前記キャニスタの吸着体に吸着された燃料蒸発ガスを内
    燃機関の吸気管内に発生した負圧によって前記吸気管内
    に導く供給通路と、 前記供給通路の途中に設けられ、開度が調整可能なパー
    ジ制御弁と、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記パージ制御弁の開
    度を調整して供給通路のパージ流量を制御するパージ流
    量制御手段と、 開度の調整により前記内燃機関への吸入空気量を調整し
    て内燃機関の回転数を変更するための回転数制御弁と、 前記内燃機関のアイドル運転中において目標回転数とな
    るように前記回転数制御弁の開度を調整して吸入空気量
    を制御するアイドル回転数制御手段と、 内燃機関への混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段
    と、 前記空燃比検出手段により検出された内燃機関への混合
    気の空燃比を一定に制御する空燃比制御手段と、 前記空燃比制御手段による空燃比制御中で、かつ、前記
    アイドル回転数制御手段による回転数制御中において、
    前記パージ流量制御手段により前記パージ制御弁の開度
    を全閉から徐々に開弁させたときの前記回転数制御弁の
    開度の変化量を求める開度変化量算出手段と、 前記開度変化量算出手段による前記回転数制御弁の開度
    の変化量が予め定めた所定値以上となった時の前記パー
    ジ制御弁の開度をこのパージ制御弁が実際に開弁し始め
    た位置として記憶するパージ制御弁開弁位置検出手段
    と、 このパージ制御弁開弁位置検出手段により記憶した開度
    に応じて前記パージ制御弁の流量特性を学習するパージ
    制御弁流量特性学習手段とを備えたことを特徴とする内
    燃機関用制御装置。
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