JP3365935B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関を搭載した
車輌のキャニスタに貯留した蒸発燃料を内燃機関の吸気
系にパージする制御を行う内燃機関の蒸発燃料処理装置
に関し、特に内燃機関の負荷変動時のパージ流量変化に
よる空燃比変動を抑制する内燃機関の蒸発燃料処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料タンク内で発生したベーパ
（蒸発燃料）をキャニスタに貯留し、該貯留したベーパ
を内燃機関の吸気系にパージする際に該ベーパのパージ
流量を内燃機関の負荷に応じて制御する場合には、パー
ジの開始時やパージ流量の調整時に急激に空燃比が大き
く変動することを防止するために、パージ流量の変更時
にパージ量の変更を徐々に行うようにしていた（特公平
５−６９９８６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、内燃機関の
負荷変動時は吸気管内負圧の変化によってパージ流量の
変化が生じるが、特に吸気管内負圧が大きいアイドル時
においてはパージ流量が急激に変化する。このため、内
燃機関の排気系に設けられた空燃比センサの出力に基づ
く空燃比フィードバック制御により空燃比変動を補正す
る手法では、パージ流量変化に伴う空燃比変動を即座に
補正することができず、空燃比が目標空燃比（理論空燃
比）からずれている時間が長くなって、排気ガス特性や
運転性の悪化を引き起こす原因となっていた。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、内燃機関の負荷変動時のパージ流量変化
による空燃比変動を迅速に抑制して、排気ガス特性や運
転性の悪化を防止することができる内燃機関の蒸発燃料
処理装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、内燃機関の排気中の酸素濃
度を検出する空燃比センサの出力に基づいて内燃機関に
供給される混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバッ
ク制御する空燃比フィードバック制御手段を備えた内燃
機関の蒸発燃料処理装置であって、蒸発燃料を貯留する
蒸発燃料貯留手段と、該蒸発燃料貯留手段により貯留さ
れた蒸発燃料の内燃機関の吸気系へのパージを制御する
パージ制御手段とを備えた内燃機関の蒸発燃料処理装置
において、前記内燃機関の負荷の変動量を検出する負荷
変動量検出手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて前
記内燃機関に供給される燃料量を算出する燃料量算出手
段とを有し、前記パージ制御手段は、前記負荷変動量検
出手段により検出された負荷の変動量が大きいときに、
前記パージされた蒸発燃料量および算出された燃料量の
前記負荷の変動前の各値と前記負荷の変動後に算出され
た燃料量とに基づいて、前記パージされる蒸発燃料量を
算出することを特徴とする。

【０００６】この構成によって、負荷変動量検出手段に
より検出された負荷変動量に基づいて、蒸発燃料貯留手
段により貯留された蒸発燃料の内燃機関吸気系へのパー
ジが制御されるので、内燃機関の負荷変動時の蒸発燃料
のパージ量の変化に起因する空燃比変動を迅速に抑制
し、以て排気ガス特性や運転性の悪化を防止することが
できる。

【０００７】

【０００８】またこの構成によって、負荷変動量検出手
段により検出された負荷の変動量が所定値よりも大きい
ときは、パージされた蒸発燃料量および算出された燃料
量の前記負荷の変動前の各値と前記負荷の変動後に算出
された燃料量とに基づいて、前記パージされる蒸発燃料
量が算出されるので、負荷変動による燃料量の変化分だ
けパージされる蒸発燃料量を変化させることができ、以
て該パージされる蒸発燃料量の変化に起因する空燃比変
動を迅速に且つ効果的に抑制することができる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、内燃機関の
排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサの出力に基づ
いて内燃機関に供給される混合気の空燃比を目標空燃比
にフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手
段を備えた内燃機関の蒸発燃料処理装置であって、蒸発
燃料を貯留する蒸発燃料貯留手段と、該蒸発燃料貯留手
段により貯留された蒸発燃料の内燃機関の吸気系へのパ
ージを制御するパージ制御手段とを備えた内燃機関の蒸
発燃料処理装置において、前記内燃機関の負荷の変動量
を検出する負荷変動量検出手段を有し、前記空燃比フィ
ードバック制御手段は、前記内燃機関に供給される混合
気の空燃比を目標空燃比に制御するために前記空燃比セ
ンサの出力に基づいて空燃比補正係数を算出し、前記パ
ージ制御手段は、前記負荷変動量検出手段により検出さ
れた負荷の変動量が小さいとき、前記空燃比補正係数が
所定値を下回るまでは前記パージされる蒸発燃料量を漸
増させ、前記空燃比補正係数が前記所定値を下回ったと
き前記パージされる蒸発燃料量を漸減させることを特徴
とする。

【００１０】この構成によって、負荷変動量検出手段に
より検出された負荷の変動量が所定値よりも小さいとき
は、パージ制御手段によりパージされる蒸発燃料量は、
空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制
御の制御量を参照しつつ漸増減されるので、パージ制御
手段を構成する電磁弁等の個体差に起因する制御の不安
定性を抑制できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は本発明の実施の一形態に係る蒸発燃
料処理装置を備えた内燃機関及びその制御装置の全体構
成図であり、符号１は例えば４気筒の内燃機関（以下
「エンジン」という）を示し、エンジン１の吸気管２の
途中にはスロットルボディ３が設けられ、その内部には
スロットル弁４が配されている。スロットル弁４にはス
ロットル弁開度（θＴＨ）センサ５が連結されており、
当該スロットル弁４の開度に応じた電気信号を出力して
電子コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）６
に供給する。

【００１３】燃料噴射弁７はエンジン１とスロットル弁
４との間で且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流
側に各気筒毎に設けられており、各燃料噴射弁７は燃料
ポンプ８を介して燃料タンク９に接続されていると共に
ＥＣＵ６に電気的に接続されて当該ＥＣＵ６からの信号
によりその開弁時間（燃料噴射時間）Ｔｏｕｔが制御さ
れる。

【００１４】スロットル弁４の直ぐ下流には管１０を介
して吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ１１が設けられて
おり、この絶対圧センサ１１により電気信号に変換され
た絶対圧信号は前記ＥＣＵ６に供給される。

【００１５】また、吸気管２の絶対圧センサ１１の下流
側には吸気温（ＴＡ）センサ１２が取付けられており、
吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＣ
Ｕ６に供給する。エンジン１のシリンダブロックにはサ
ーミスタ等から成るエンジン水温（ＴＷ）センサ１３が
装着され、エンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対
応する温度信号を出力してＥＣＵ６に供給する。

【００１６】エンジン回転数（ＮＥ）センサ１４がエン
ジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲に取
り付けられ、エンジン１のクランク軸の１８０度回転毎
に所定のクランク角度位置で信号パルス（以下「ＴＤＣ
信号パルス」という）を出力し、このＴＤＣ信号パルス
はＥＣＵ６に供給される。

【００１７】空燃比センサとしてのＬＡＦセンサ１６は
エンジン１の排気管１５に装着されており、排気ガス中
の酸素濃度を検出し、その濃度に応じた信号を出力しＥ
ＣＵ６に供給する。

【００１８】密閉された燃料タンク９の上部は通路２０
ａを介してキャニスタ（蒸発燃料貯留手段）２１に連通
し、キャニスタ２１はパージ通路２３を介して吸気管２
のスロットル弁４の下流側に連通している。キャニスタ
２１は、燃料タンク９内で発生する蒸発燃料を吸着する
吸着剤２２を内蔵し、外気取込口２１ａを有する。通路
２０ａの途中には、正圧バルブ及び負圧バルブから成る
２ウェイバルブ２０が配設され、パージ通路２３の途中
にはデューティ制御型の電磁弁であるパージ制御弁２４
が配設されている。パージ制御弁２４のソレノイドはＥ
ＣＵ６に接続され、パージ制御弁２４はＥＣＵ６からの
信号に応じて制御されて開弁時間の時間的割合（開弁デ
ューティ）を変化させる。

【００１９】燃料タンク９内で発生した蒸発燃料は、所
定の設定圧に達すると２ウェイバルブ２０の正圧バルブ
を押し開き、キャニスタ２１に流入し、キャニスタ２１
内の吸着剤２２に吸着され貯蔵される。パージ制御弁２
４はＥＣＵ６からのデューティ制御信号によって開弁／
閉弁作動し、キャニスタ２１に一時貯えられていた蒸発
燃料は、吸気管２内の負圧により、キャニスタ２１に設
けられた外気取込口２１ａから吸入された外気と共にパ
ージ制御弁２４を経て吸気管２へ吸引され、内燃機関の
各気筒へ送られる。また外気などで燃料タンク９が冷却
されて燃料タンク内の負圧が増すと、２ウェイバルブ２
０の負圧バルブが開弁し、キャニスタ２１に一時貯えら
れていた蒸発燃料は燃料タンク９へ戻される。このよう
にして燃料タンク９内に発生した燃料蒸気が大気に放出
されることを抑止している。

【００２０】ＥＣＵ６は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、
ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等
を記憶する記憶手段、前記燃料噴射弁７、パージ制御弁
２４に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。

【００２１】また、ＥＣＵ６のＣＰＵは、上述の各種エ
ンジンパラメータセンサからの出力信号に基づいて、空
燃比フィードバック制御領域や空燃比フィードバック制
御を行わないオープンループ制御領域等のエンジン運転
状態を判別すると共に、該判別されたエンジン運転状態
に応じて、次式（１）に基づき、前記ＴＤＣ信号パルス
に同期して燃料噴射弁７の燃料噴射時間Ｔｏｕｔを演算
する。

【００２２】 Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×ＫＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ … …（１） ここに、Ｔｉは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数
ＮＥと吸気管内圧力ＰＢとに応じて決定される基本燃料
噴射時間であり、このＴｉ値を決定するためのＴｉマッ
プがＥＣＵ６に設けられた記憶手段（不図示）に記憶さ
れている。

【００２３】ＫＡＦは空燃比補正係数であり、記憶手段
に記憶されたフィードバック制御手段により、エンジン
が空燃比フィードバック制御領域にあるときにエンジン
に供給される混合気の空燃比が目標空燃比（理論空燃
比）に一致するように、ＬＡＦセンサ１６からの出力信
号に基づいてＰＩＤ制御理論により計算される。また、
前記ＫＡＦのなまし値をＫＡＦＰＧとして記憶手段に記
憶する。Ｋ１およびＫ２は夫々各種エンジンパラメータ
信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数で
あり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加
速特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定さ
れる。

【００２４】次に、図２を参照して、キャニスタ２１か
ら吸気管２への蒸発燃料のパージ流量を燃料噴射量や蒸
発燃料濃度に応じて最適に制御するためのパージ制御処
理（パージ制御手段）を説明する。図２は、該パージ制
御処理全体の概略の流れを示すフローチャートであり、
該図２および後述する図３〜図５のフローチャートが示
す各処理は所定時間毎（例えば、８１．９２ｍｓ毎）に
繰り返し実行される。

【００２５】図２において、まず、ＴＷセンサ１３によ
り検出されたエンジン水温ＴＷが、キャニスタ２１から
の蒸発燃料のパージが可能な所定の高水温領域にあるか
否かを判別する（ステップＳ１０１）。エンジン水温Ｔ
Ｗが上記所定の高水温領域にあれば、更にエンジン１が
フューエルカット中であるか否かを判別する（ステップ
Ｓ１０２）。フューエルカット中でなければ、更にＬＡ
Ｆセンサ１６の状態が、該ＬＡＦセンサ１６の出力に基
づく空燃比フィードバック制御の実施が可能な所定の空
燃比フィードバック制御実施条件を満足しているか否か
を判別する（ステップＳ１０３）。空燃比フィードバッ
ク制御実施条件が成立していれば、更にエンジン１がア
イドル中であるか否かを判別する（ステップＳ１０
４）。

【００２６】また、上記ステップＳ１０３で、空燃比フ
ィードバック制御実施条件が成立していなければ、更に
エンジン負荷がＷＯＴ（スロットル全開）領域にあるか
否かを判別し（ステップＳ１０５）、ＷＯＴ領域であれ
ば、上記ステップＳ１０４に進む。

【００２７】上記ステップＳ１０４でエンジンがアイド
ル中であるときは、更に車速（ＶＰ）センサ（不図示）
により検出された車速ＶＰが所定値ＶＱＰＧＩＤＬＥ以
上であるか否かを判定し（ステップＳ１０６）、ＶＰ＜
ＶＱＰＧＩＤＬＥであれば、所定の低車速領域にあるも
のとして、更に吸気管内圧力ＰＢＡが所定圧ＰＢＱＰＧ
ＩＤＬよりも小さいか否かを判別する（ステップＳ１０
７）。ＰＢＡ＜ＰＢＱＰＧＩＤＬであれば、エンジンが
所定の低負荷領域にあるものとして、ステップ１０８の
処理に進む。

【００２８】該ステップ１０８においては、パージ制御
を後述する開弁デューティ比制御により実行することを
値「１」で示すパージ制御切換フラグＦＱＰＧＩＤＬＥ
を値「１」に設定する。上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０
７の各判別処理の結果、ステップＳ１０８の処理に進む
のはパージ流量が比較的低流量であると判別された場合
であり、このような場合にパージ制御を開弁デューティ
比制御により実行するのは、パージ制御弁２４の固体間
のばらつきによりパージ流量が比較的低流量のときに特
に誤差が大きくなるため、目標パージ流量に応じて直接
開弁デューティを演算することが困難であることによ
る。

【００２９】また、上記ステップＳ１０１でエンジン水
温ＴＷが所定の高水温領域にない場合、上記ステップＳ
１０２でフューエルカット中の場合、または上記ステッ
プＳ１０５でエンジン負荷がＷＯＴ領域にない場合のい
ずれかの場合は、開弁デューティＤＯＵＴＰＧ及びパー
ジ流量ＱＰＧを共に値「０」に設定した後（ステップＳ
１０９，１１０）、上記パージ制御切換フラグＦＱＰＧ
ＩＤＬＥを値「０」に設定し（即ち、パージ制御をパー
ジ流量に基づいて実行する）（ステップＳ１１１）、ス
テップＳ１１４に進む。

【００３０】また、上記ステップＳ１０４でアイドル中
でない場合、上記ステップＳ１０６でＶＰ≧ＶＱＰＧＩ
ＤＬＥの場合、または上記ステップＳ１０７でＰＢＡ≧
ＰＢＱＰＧＩＤＬの場合のいずれかの場合も、上記パー
ジ制御切換フラグＦＱＰＧＩＤＬＥを値「０」に設定す
る（ステップＳ１１２）。

【００３１】ステップＳ１０８又はＳ１１２の処理が終
了すると、後述するＤＯＵＴＰＧ（開弁デューティ比）
を算出（ステップＳ１１３）した後、ステップＳ１１４
に進む。

【００３２】ステップＳ１１４においては、ＤＯＵＴＰ
Ｇ値が負の値であるか否かを判別し、ＤＯＵＴＰＧ値が
負の値であれば、ＤＯＵＴＰＧ値を「０」に設定し（ス
テップＳ１１５）、処理を終了する。また、ＤＯＵＴＰ
Ｇ値が１００（％）を越えていれば「１００」に設定し
（ステップＳ１１６，Ｓ１１７）、処理を終了する。

【００３３】次に、図３を参照して、上記ステップＳ１
１３のＤＯＵＴＰＧ（開弁デューティ比）算出処理を説
明する。図３は、設定した目標パージ流量に応じた開弁
デューティ比を算出するためのＤＯＵＴＰＧ算出処理を
示すフローチャートである。

【００３４】まず、ステップＳ２０１で、ＰＢＡセンサ
１１の検出圧力ＰＢＡから算出されるゲージ圧ＰＢＧ
（大気圧（ＰＡ）−ＰＢＡ）に応じて、図６に示すよう
な、ＤＰＧＯｎテーブル（流量立ち上がりデューティ比
テーブル）（同図（ａ））、ＱＰＧＢＲＫｎテーブル
（デューティ折れ点（ＤＰＧＢＲＫ）でのパージ流量値
テーブル）（同図（ｂ））、およびＱＰＧＦｎテーブル
（開弁デューティ比１００％でのパージ流量値テーブ
ル）（同図（ｃ））を検索して夫々流量立ち上がりデュ
ーティ比ＤＰＧＯｎ、デューティ折れ点でのパージ流量
ＱＰＧＢＲＫｎ、開弁デューティ比１００％でのパージ
流量値ＱＰＧＦｎを求める。これは、パージ制御弁２４
のパージ流量−開弁デューティ比特性曲線は、図７に示
すような、１点折れの特性を示すので、流量立ち上がり
デューティ比ＤＰＧＯｎと、デューティ比折れ点（ＤＰ
ＧＢＲＫ）でのパージ流量ＱＰＧＢＲＫｎと、開弁デュ
ーティ比１００％でのパージ流量ＱＰＧＦｎとから、パ
ージ流量ＱＰＧに応じた開弁デューティ比ＤＯＵＴＰＧ
を演算できるからである。

【００３５】次に、上記パージ制御切換フラグＦＱＰＧ
ＩＤＬＥが値「１」であるか否かを判別する（ステップ
Ｓ２０２）。フラグＦＱＰＧＩＤＬＥが値「１」であれ
ば、後述する開弁デューティ比（ＤＵＴＹ）制御処理
（開弁デューティ比をＫＡＦ値を参照しつつ漸増減させ
る制御）によるパージ制御を実行するためにステップＳ
２０３に進む一方、ＦＱＰＧＩＤＬＥが値「０」であれ
ば、流量制御（目標パージ流量から直接開弁デューティ
比を演算してパージ流量を制御する）によるパージ制御
を実行すべく、処理を終了する。

【００３６】次に、図４及び図８を参照して、上記ステ
ップＳ２０３の開弁デューティ比制御処理を説明する。
図４は開弁デューティ比制御処理を示すフローチャート
であり、図８は開弁デューティ制御処理実行中のフラ
グ、係数、開弁デューティ比の変化を示すタイムチャー
トである。

【００３７】先ず、開弁デューティ比制御実行中にエン
ジン負荷が変動したときのパージ流量変化による空燃比
変動を抑制するための負荷変動処理を実行する（ステッ
プＳ３０１）。この負荷変動処理については後に詳述す
る。

【００３８】次に、パージ制御切換フラグＦＱＰＧＩＤ
ＬＥが前回において値「１」であったか否かを判別する
（ステップＳ３０２）。フラグＦＱＰＧＩＤＬＥが値
「１」でなければ、今回から開弁デューティ比制御を開
始するものとして（図８の時刻ｔ１）、アイドル時の目
標開弁デューティ比ＤＰＧＩＤＬＥの初期値として所定
値ＤＰＧＩＤＩＮＩを設定する（ステップＳ３０３）と
共に、ＫＡＦＰＧＩＤＬに空燃比補正係数ＫＡＦのなま
し値ＫＡＦＰＧを設定し（ステップＳ３０４）、処理を
終了する。上記所定値ＤＰＧＩＤＩＮＩは、パージ制御
弁２４のばらつきがあってもアイドル時に蒸発燃料をパ
ージできるような値に設定されるもので、具体的には、
ＤＰＧＩＤＩＮＩ値は、パージ制御弁２４がパージ流量
が多い側に最大にばらついた場合の、パージ制御弁２４
の流量が立ち上がる時の開弁デューティ値に設定され
る。

【００３９】上記ステップＳ３０２でフラグＦＱＰＧＩ
ＤＬＥが値「１」であれば、開弁デューティ比制御を継
続するものとして、上記ステップＳ３０１の負荷変動処
理において後述する過渡補正処理の実行中に値「１」に
設定される過渡補正実行フラグＦＤＬＯＡＤＰＧが値
「１」であるか否かを判別する（ステップＳ３０５）。
フラグＦＤＬＯＡＤＰＧが値「１」であれば、上記過渡
補正処理を実行するものとして、ステップＳ３０６以降
の漸増減による開弁デューティ比制御を実行することな
く、処理を終了する。フラグＦＤＬＯＡＤＰＧが値
「１」でなければ、上記過渡補正処理を実行せず、ステ
ップＳ３０６以降の処理に進む。

【００４０】ステップＳ３０６においては、空燃比補正
係数ＫＡＦが上記ステップＳ３０４で設定されたＫＡＦ
ＰＧＩＤＬよりも所定幅（ＤＫＡＦＰＧＩＬ）以上大き
いか否かを判別する。ＫＡＦ＞ＫＡＦＰＧＩＤＬ−ＤＫ
ＡＦＰＧＩＬであれば（図８の時刻ｔ１−ｔ２の状
態）、空燃比補正係数ＫＡＦへのパージの影響がまだ小
さいものとして、目標開弁デューティ比ＤＰＧＩＤＬＥ
を所定量ＤＤＰＧＩＤＬＥ増大させる（ステップＳ３０
７）。増大されたＤＰＧＩＤＬＥ値が所定の上限値ＤＰ
ＧＩＤＬＥＨを越えると、ＤＰＧＩＤＬＥ値を上限値Ｄ
ＰＧＩＤＬＥＨに設定する（ステップＳ３０８，Ｓ３０
９）。上記上限値ＤＰＧＩＤＬＥＨは、パージ制御弁２
４のばらつきがあってもアイドル時に蒸発燃料をパージ
できるような値に設定されるもので、具体的には、ＤＰ
ＧＩＤＬＥＨ値は、パージ制御弁２４がパージ流量が少
ない側に最大にばらついた場合の、アイドル目標流量と
なる開弁デューティ値に設定される。

【００４１】上記ステップＳ３０６において、ＫＡＦ≦
ＫＡＦＰＧＩＤＬ−ＤＫＡＦＰＧＩＬであれば、更にＫ
ＡＦ値がＫＡＦＰＧＩＤＬ値よりも所定幅ＤＫＡＦＰＧ
ＩＨ（ＤＫＡＦＰＧＩＨ＞ＤＫＡＦＰＧＩＬ）以上小さ
いか否かを判別する（ステップＳ３１０）。ＫＡＦ≧Ｋ
ＡＦＰＧＬＤＬ−ＤＫＡＦＰＧＩＨであれば（図８の時
刻ｔ２−ｔ３の状態）、適当な蒸発燃料量がパージされ
ているものとして処理を終了し、ＫＡＦ＜ＫＡＦＰＧＬ
ＤＬ−ＤＫＡＦＰＧＩＨであれば（図８の時刻ｔ３以降
の状態）、空燃比補正係数ＫＡＦへのパージの影響が大
きすぎるものとして、ＤＰＧＩＤＬＥ値を所定量ＤＤＰ
ＧＩＤＬＥ減少させる（ステップＳ３１１）。減少され
たＤＰＧＩＤＬＥ値が所定の下限値ＤＰＧＩＤＩＮＩを
下回ると、ＤＰＧＩＤＬＥ値は下限値ＤＰＧＩＤＩＮＩ
に設定される（ステップＳ３１２，Ｓ３１３）。

【００４２】次に、図５及び図９を参照して、上記ステ
ップＳ３０１の負荷変動処理を説明する。図５は負荷変
動処理を示すフローチャートであり、図９は負荷変動処
理実行中のフラグ、係数、開弁デューティ比の変化の様
子を示すタイムチャートである。

【００４３】本負荷変動処理は、エンジン負荷変動時の
パージ流量変化に起因する空燃比変動を抑制するための
処理であり、図５において、まず、パージ制御切換フラ
グＦＱＰＧＩＤＬＥが前回において値「１」であったか
否かを判別する（ステップＳ４０１）。フラグＦＱＰＧ
ＩＤＬＥが前回に値「１」でなければ、今回開弁デュー
ティ比制御を開始するものとして、パージ流量ＱＰＧＤ
ＬＤ算出のために、上記アイドル時の目標開弁デューテ
ィ比ＤＰＧＩＤＬＥに上記初期値ＤＰＧＩＤＩＮＩを設
定し（ステップＳ４０２）、パージ流量ＱＰＧＤＬＤを
下記式（２）に従ってＤＰＧＩＤＬＥ値および上記ステ
ップＳ２０１の検索により得られたＤＰＧＯｎ値、ＱＰ
ＧＢＲＫｎ値および折れ点での開弁デューティ比ＤＰＧ
ＢＲＫ値を用いて算出する（ステップＳ４０３）。

【００４４】

【数１】 次に、現在の燃料量（噴射燃料量＋パージ燃料量）ＴＩ
Ｍを負荷変動前の燃料量ＴＩＭＤＬＤとして設定し（ス
テップＳ４０４）、上記過渡補正実行フラグＦＤＬＯＡ
ＤＰＧを値「０」に設定し（ステップＳ４０５）、処理
を終了する。

【００４５】上記ステップＳ４０１でフラグＦＱＰＧＩ
ＤＬＥが値「１」であれば、開弁デューティ比制御が継
続中であるものとして、上記ステップＳ４０３又は後述
するステップＳ４１２で上記式（２）又は（３）に従っ
て算出されたパージ流量ＱＰＧＤＬＤが零以下であるか
否かを判別する（ステップＳ４０６）。ＱＰＧＤＬＤ＞
０であれば、負荷変動前後に亘る燃料量の変動率ＫＴＩ
ＤＬＤ値をＴＩＭ（今回の燃料量）／ＴＩＭＤＬＤ（前
回の燃料量）に設定する（ステップＳ４０７）一方、Ｑ
ＰＧＤＬＤ≦０であれば、実際にパージ流量が負の値と
なることはないので、該計算上のＱＰＧＤＬＤ値に基づ
き開弁デューティ比を逆方向に補正しないように、上記
ＫＴＩＤＬＤ値を値「１．０」（無補正値）に設定する
（ステップＳ４０９）。

【００４６】次に、吸気管内圧力ＰＢＡのクランク軸の
２回転における差により求められる負荷変動量ＤＰＢＡ
ＣＹＬを算出し、該ＤＰＢＡＣＹＬ値が上側閾値ＤＰＢ
ＡＬＤＰよりも大きいか否か、即ちＰＢＡ値の増大側へ
の変動が大きいか否か、または下側閾値−ＤＰＢＡＬＤ
Ｍよりも小さいか否か、即ちＰＢＡ値の減少側への変動
が大きいか否かを夫々判定する（ステップＳ４０９，Ｓ
４１０）。図９はＰＢＡ値が減少側に変動する一例を示
す。下側閾値−ＤＰＢＡＬＤＭ（上側閾値ＤＰＢＡＬＤ
Ｐも同様）には、制御の安定性を考慮してヒステリシス
が設けられており、図９に−ＤＰＢＡＬＤＭＬ，−ＤＰ
ＢＡＬＤＭＨとして示してある。

【００４７】このように、ＰＢＡ値（エンジン負荷）の
増大側への変動が大きい場合と、ＰＢＡ値の減少側への
変動が大きい場合とで、閾値を上側閾値ＤＰＢＡＬＤＰ
と下側閾値−ＤＰＢＡＬＤＭとに持ち替えているのは、
パージ流量の変動の空燃比補正係数に対する影響が、エ
ンジン負荷の増大側と減少側とで異なることによる。換
言すれば、エンジンのリッチ／リーンタフネス（燃料量
変化による空燃比変動の起こりやすさ）やエンジン負荷
変動によるパージ流量変化の度合いがエンジン負荷の増
大側と減少側とで異なるからである。

【００４８】また、吸気管内圧力ＰＢＡの変動を検出す
るために前記負荷変動量ＤＰＢＡＣＹＬを用いるのは、
アイドル時の負荷変動はエアコンディショナのオン／オ
フ等を原因として起こるものであって急激に生じないの
で、ＰＢＡの変動としてＰＢＡ値の前回値と今回値との
差ΔＰＢＡを用いた場合にはＰＢＡの差が小さいのでア
イドル時の負荷変動を正確に検出できないからである。

【００４９】次に、上記ステップＳ４０９，Ｓ４１０の
判別結果により、吸気管内圧力ＰＢＡの変動量が増大側
または減少側のいずれかに大きいと判定されたとき（ス
テップＳ４０９の答えがＮＯ，又はステップＳ４１０の
答えがＹＥＳ）は、特許請求の範囲に所謂負荷の変動が
大きい場合であるものとして負荷変動前のパージ流量Ｑ
ＰＧＤＬＤに負荷変動前後に亘る燃料量の変動値ＫＴＩ
ＤＬＤを乗算することにより、負荷変動後のパージ流量
ＱＰＧＤＬＤＣを演算し（ステップＳ４１１）、該算出
されたＱＰＧＤＬＤＣ値から負荷変動後の開弁デューテ
ィ値ＤＰＧＩＤＬＥを下記式（３）に従って、上記ステ
ップＳ２０１の検索により得られた、ＤＰＢＯｎ値、Ｑ
ＰＧＢＲＫｎ値、および折れ点での開弁デューティ比Ｄ
ＰＧＢＲＫを用いて算出し（ステップＳ４１２）、該算
出されたＤＰＧＩＤＬＥ値に所定のリミット処理を施し
て（ステップＳ４１３）、上記過渡補正実行フラグＦＤ
ＬＯＡＤＰＧを値「１」に設定し（ステップＳ４１
４）、処理を終了する。

【００５０】

【数２】 上記ステップＳ４０９，Ｓ４１０の答えがいずれもＮＯ
である場合は、特許請求の範囲に所謂負荷の変動が小さ
い場合であるものとして、上記ステップＳ４０３以降の
処理に進む。

【００５１】このように吸気管内圧力ＰＢＡの変動量が
比較的大きいときに、図８に示したような漸増減による
開弁デューティ比制御を中止して、負荷変動前後に亘る
燃料量の変動に応じて直接開弁デューティ比を演算する
のは、特にアイドル時には吸気管内圧力ＰＢＡの変動に
対するパージ流量の変化が急激であり、空燃比の大幅な
変動を引き起こすので、上記漸増減による開弁デューテ
ィ制御では空燃比変動の補正が間に合わず、このため排
気ガス特性や運転性の悪化を招くため、負荷変動時のパ
ージ流量変化を見越して、適切に開弁デューティ比を設
定し、パージされる蒸発燃料量を制御することにより、
上述した不具合の発生を防止しようとするものである。

【００５２】また、図９において、開弁デューティ比Ｄ
ＰＧＩＤＬＥは、吸気管内圧力ＰＢＡの前記負荷変動量
ＤＰＢＡＣＹＬが上記下側閾値−ＤＰＢＡＬＤＭ（Ｈ）
を下回る時刻ｔ１まではパージ流量の急激な変化は起こ
らないため、図４の開弁デューティ比制御（通常制御）
により漸増減されることにより変化している。また、時
刻ｔ１からの負荷変動処理実行中（時刻ｔ１−ｔ２）
は、この間の開弁デューティ比ＤＰＧＩＤＬＥは、負荷
変動処理実行中のパージ流量ＱＰＧＤＬＤの変化と燃料
量の変動ＫＴＩＤＬＤに基づいて空燃比への影響が負荷
が変動しない場合と同程度となるように、燃料量の変化
と対応してＱＰＧＤＬＤ値（時刻ｔ１における固定値）
から算出されたＱＰＧＤＬＤＣ値に基づいて算出され
る。

【００５３】時刻ｔ２に微分値ＤＰＢＡＣＹＬが上記下
側閾値−ＤＰＢＡＬＤＭ（Ｌ）を上回ると、吸気管内圧
力ＰＢＡの変化が終わって、これ以後はパージ流量の急
激な変動は起こらないので、上記漸増減による開弁デュ
ーティ比制御が再開される。このとき、ＱＰＧＤＬＤ値
は、時刻ｔ２の吸気管内圧力ＰＢＡに基づいて算出され
た値に更新される。

【００５４】以上述べたように、本実施の形態の内燃機
関の蒸発燃料処理装置によれば、エンジン負荷の変動前
後に亘る燃料量の変化に応じて適切にパージ流量が変化
するように、直接開弁デューティ比が算出されるので、
エンジン負荷変動時のパージ流量変化による大幅な空燃
比変動を迅速に且つ効果的に抑制することができ、排気
ガス特性や運転性の悪化を防止することができる。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理
装置によれば、負荷変動量検出手段により検出された負
荷変動量に基づいて、蒸発燃料貯留手段により貯留され
た蒸発燃料の内燃機関吸気系へのパージが制御されるの
で、内燃機関の負荷変動時の蒸発燃料のパージ量の変化
に起因する空燃比変動を迅速に抑制し、以て排気ガス特
性や運転性の悪化を防止することができる。

【００５６】なお、負荷変動量検出手段により検出され
た負荷の変動量が大きいときは、パージされた蒸発燃料
量および算出された燃料量の前記負荷の変動前の各値と
前記負荷の変動後に算出された燃料量とに基づいて、前
記パージされる蒸発燃料量が算出されるので、負荷変動
による燃料量の変化分だけパージされる蒸発燃料量を変
化させることができ、以て該パージされる蒸発燃料量の
変化に起因する空燃比変動を迅速に且つ効果的に抑制す
ることができる。

【００５７】また、請求項２記載の内燃機関の蒸発燃料
処理装置によれば、負荷変動量検出手段により検出され
た負荷の変動量が小さいときは、パージ制御手段により
パージされる蒸発燃料量は、空燃比フィードバック制御
手段によるフィードバック制御の制御量を参照しつつ漸
増減されるので、パージ制御手段を構成する電磁弁等の
個体差に起因する制御の不安定性を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る内燃機関の蒸発燃
料処理装置の主要な構成を示す図である。

【図２】パージ制御処理の概略の流れを示すフローチャ
ートである。

【図３】ＤＯＵＴＰＧ算出処理を示すフローチャートで
ある。

【図４】ＤＵＴＹ制御処理を示すフローチャートであ
る。

【図５】負荷変動処理を示すフローチャートである。

【図６】吸気管内負圧からパージ流量を決定するために
検索される各種テーブル値を示すテーブル図である。

【図７】開弁デューティ−パージ流量特性を示すグラフ
図である。

【図８】ＤＵＴＹ制御処理実施中の各係数の変化の様子
を示すタイムチャートである。

【図９】負荷変動処理実施中の各係数の変化の様子を示
すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 吸気管 ６ ＥＣＵ（フィードバック制御手段、パージ制御手
段、パージ量漸増減手段） １１ ＰＢＡセンサ（負荷変動量検出手段） １６ ＬＡＦセンサ（排気センサ） ２１ キャニスタ（蒸発燃料貯留手段）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/08 301 F02D 41/02 301 F02D 41/04 305 F02D 41/14 310

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する
   空燃比センサの出力に基づいて内燃機関に供給される混
   合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空
   燃比フィードバック制御手段を備えた内燃機関の蒸発燃
   料処理装置であって、蒸発燃料を貯留する蒸発燃料貯留
   手段と、該蒸発燃料貯留手段により貯留された蒸発燃料
   の内燃機関の吸気系へのパージを制御するパージ制御手
   段とを備えた内燃機関の蒸発燃料処理装置において、 前記内燃機関の負荷の変動量を検出する負荷変動量検出
   手段と、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記内燃機関に供給さ
   れる燃料量を算出する燃料量算出手段と を有し、 前記パージ制御手段は、前記負荷変動量検出手段により
   検出された負荷の変動量が大きいときに、前記パージさ
   れた蒸発燃料量および算出された燃料量の前記負荷の変
   動前の各値と前記負荷の変動後に算出された燃料量とに
   基づいて、前記パージされる蒸発燃料量を算出すること
   を特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 内燃機関の排気中の酸素濃度を検出する
   空燃比センサの出力に基づいて内燃機関に供給される混
   合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空
   燃比フィードバック制御手段を備えた内燃機関の蒸発燃
   料処理装置であって、蒸発燃料を貯留する蒸発燃料貯留
   手段と、該蒸発燃料貯留手段により貯留された蒸発燃料
   の内燃機関の吸気系へのパージを制御するパージ制御手
   段とを備えた内燃機関の蒸発燃料処理装置において、 前記内燃機関の負荷の変動量を検出する負荷変動量検出
   手段を有し、 前記空燃比フィードバック制御手段は、前記内燃機関に
   供給される混合気の空燃比を目標空燃比に制御するため
   に前記空燃比センサの出力に基づいて空燃比補正係数を
   算出し、 前記パージ制御手段は、前記負荷変動量検出手段により
   検出された負荷の変動量が小さいとき、前記空燃比補正
   係数が所定値を下回るまでは前記パージされる蒸発燃料
   量を漸増させ、前記空燃比補正係数が前記所定値を下回
   ったとき前記パージされる蒸発燃料量を漸減させること
   を特徴とする 内燃機関の蒸発燃料処理装置。