JP3716531B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に、燃料タンク内に発生する蒸発燃料を一時的に捕獲して適宜内燃機関にパージする蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を制御する装置として好適な内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平６−３２３１７９号に開示される如く、蒸発燃料処理装置を備える内燃機関が知られている。蒸発燃料処理装置は、燃料タンクに発生する蒸発燃料を一時的に捕獲するキャニスタ、および、内燃機関の吸気通路とキャニスタとの導通状態を制御するパージ制御弁を備えている。パージ制御弁は、キャニスタに捕獲されている燃料が内燃機関の運転中に適宜吸気通路内にパージされるように制御される。上記の内燃機関によれば、燃料タンク内に発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく燃料として消費することができる。
【０００３】
上記従来の内燃機関は、内燃機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御する機能を備えている。混合気の空燃比フィードバック制御は、例えば、内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出し、空燃比を目標空燃比に近づけるための補正係数ＦＡＦ（以下、フィードバック補正係数ＦＡＦと称す）を、基準の燃料噴射量に乗算して燃料噴射量を算出することで実現できる。上記の手法によれば、常に空燃比を目標空燃比の近傍に制御することが可能である。
【０００４】
ところで、蒸発燃料処理装置から燃料がパージされる場合は、パージされる燃料の量に相当する燃料を、燃料噴射量から減じる必要が生ずる。かかる機能は、例えば、蒸発燃料処理装置からパージされる燃料分を相殺するための補正係数ＦＧＰＧ（以下、単位パージ係数ＦＧＰＧと称す）を算出し、その値を用いて基準の燃料噴射量を補正することで実現できる。
【０００５】
空燃比の制御に単位パージ係数ＦＧＰＧが用いられる内燃機関において、単位パージ係数ＦＧＰＦがパージされる燃料分を相殺し得る適正な値とされていない場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが中心値１．０から大きく増大または減少される。換言すれば、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に対して著しく大きく、または、著しく小さい場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値でないと判断することができる。
【０００６】
従って、例えば、フィードバック補正係数ＦＡＦに対して上限値ＵＬおよび下限値ＬＬを設定し、ＦＡＦ≧ＵＬが成立する場合、および、ＦＡＦ≦ＬＬが成立する場合に、それぞれＦＡＦを１．０に近づける方向に単位パージ係数ＦＧＰＧを更新すれば、単位パージ係数ＦＧＰＧを適正な値に更新することができる。以下、上記の更新方法を第１の方法と称す。
【０００７】
また、空燃比の制御に単位パージ係数ＦＧＰＧが用いられる内燃機関において、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値である場合は、内燃機関に供給される混合気の空燃比が、理論空燃比の近傍に維持される。この場合、空燃比は燃料リッチ側の値と燃料リーン側の値との間で繰り返し反転する。換言すれば、空燃比が燃料リッチ側または燃料リーン側に長時間維持される場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値でないと判断することができる。
【０００８】
従って、例えば、空燃比が燃料リッチ側または燃料リーン側に長時間維持される場合に、空燃比を理論空燃比に近づける方向にパージ補正係数ＦＧＰＦを更新すれば、単位パージ係数ＦＧＰＧを適正な値に更新することができる。以下、上記の更新方法を第２の方法と称す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した第１の方法によっては、燃料のパージ制御が開始された直後等に、比較的長期に渡って単位パージ係数ＦＧＰＧを適正値に更新できない事態が生ずる。また、上述した第２の方法によっては、内燃機関の運転状態の過渡期等に、単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値に更新される事態が生ずる。以下、図７および図８を参照して、これらの不都合について説明する。
【００１０】
図７は、上記第１の方法によって単位パージ係数ＦＧＰＧが更新される場合に実現されるタイムチャートの一例を示す。図７（Ａ）はフィードバック補正係数ＦＡＦの変化を、図７（Ｂ）は単位パージ係数ＦＧＰＧの変化を、また、図７（Ｃ）は空燃比Ａ／Ｆの変化を示す。
図７に示すタイムチャートは、例えば、時刻ｔ0 に、不適正な単位パージ係数ＦＧＰＧ0 に基づいてパージ制御が開始されることにより実現される。単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値であると、パージ制御が開始されると同時に空燃比が理論空燃比の近傍から外れることがある。図７（Ｃ）に示す如くＡ／Ｆが燃料リッチ側に変化する場合、フィードバック補正係数ＦＡＦは、燃料噴射量を減量させるべく１．０に比して小さな値に更新される。
【００１１】
上述した第１の手法によれば、単位パージ係数ＦＧＰＧの更新は、フィードバック補正係数ＦＡＦが下限値ＬＬに達した後に開始される。しかし、パージ制御が開始された後、フィードバック補正係数ＦＡＦが下限値ＬＬに到達するまでには、比較的長い期間を要する。このため、第１の手法によると、図７（Ｃ）に示す如く、パージ制御が開始された後、比較的長期間にわたって単位パージ係数ＦＧＰＧの更新が開始されず、その結果、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比から大きく外れることがある。
【００１２】
図８は、上記第２の方法によって単位パージ係数ＦＧＰＧが更新される場合に実現されるタイムチャートの一例を示す。図８（Ａ）はフィードバック補正係数ＦＡＦの変化を、図８（Ｂ）は単位パージ係数ＦＧＰＧの変化を、また、図８（Ｃ）は空燃比Ａ／Ｆの変化を示す。
図８に示すタイムチャートは、例えば、適正な単位パージ係数ＦＧＰＧ0 に基づくパージ制御の実行中に、内燃機関の運転状態が過渡状態である場合等に実現される。内燃機関の運転状態が過渡状態である場合は、図８（Ｃ）に示す如く、空燃比Ａ／Ｆに変動が生ずることがある。空燃比Ａ／Ｆにこのような変動が生ずる際には、Ａ／Ｆが比較的長期間、燃料リッチ側、または、燃料リーン側に維持されることがある。
【００１３】
上述した第２の方法は、空燃比Ａ／Ｆの反転間隔が長期間である場合に単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正であると判断し、その値を更新する。このため、上述した第２の方法によれば、内燃機関の運転状態の変化に起因してＡ／Ｆの反転間隔が長期間となった場合にも、図８（Ｂ）に示す如く単位パージ係数ＦＧＰＧの更新が行われることがある。このようにして単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値に更新されると、単位パージ係数ＦＧＰＧの誤差分を吸収して空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比の近傍に維持すべく、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０から外れた値を中心値として反転を繰り返す事態が生ずる。
【００１４】
内燃機関の空燃比制御は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値であり、かつ、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０の近傍に維持されている場合に、全ての運転状態に対して高い精度を発揮する。従って、不適正な値に更新された単位パージ係数ＦＧＰＧの誤差分をフィードバック補正係数ＦＡＦが吸収している状況下では、内燃機関の運転状態が変化した場合に、高い応答性をもって精度良く空燃比を制御することができない。このように、上述した第１の方法および第２の方法は、蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を制御する手法として、必ずしも理想的なものではなかった。
【００１５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を、優れた応答性をもって精度良く制御することのできる内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、燃料タンク内に発生する蒸発燃料を捕獲して所定状況下で内燃機関にパージする蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比を目標空燃比に近づけるためのフィードバック補正係数を演算するフィードバック補正係数演算手段と、
燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量に前記フィードバック補正係数を反映させる空燃比フィードバック手段と、
前記空燃比検出手段によって検出される空燃比が目標空燃比に比して燃料リッチである状態と、燃料リーンである状態とが反転した後の経過時間を計数する反転後経過時間計数手段と、
前記反転後経過時間検出手段によって計数された経過時間が所定時間以上であり、かつ、前記フィードバック補正係数が第１の所定値以上である場合、および、前記反転後経過時間検出手段によって計数された経過時間が所定時間以上であり、かつ、前記フィードバック補正係数が第２の所定値以下である場合に、パージ燃料の影響を相殺するためのパージ補正係数を更新するパージ補正係数更新手段と、
前記パージ補正係数を燃料噴射量に反映させるパージ補正手段と、を備える内燃機関の空燃比制御装置により達成される。
【００１７】
本発明において、内燃機関に供給される燃料の量には、フィードバック補正係数およびパージ補正係数が反映されている。パージ燃料の影響を相殺するための補正係数が不適正な値である場合は、その誤差分がフィードバック補正係数に吸収されるまで、空燃比が燃料リッチ側および燃料リーン側の一方に長期間にわたって継続的に維持される。この場合、空燃比の反転後の経過時間は所定時間以上となる。
【００１８】
フィードバック補正係数は、パージ燃料の影響を相殺するための補正係数が適正な値であっても、内燃機関の運転状態が変化して混合気の空燃比が変動すれば、その変化に追従して変化する。従って、内燃機関の運転状態が変化した場合は、その後、空燃比の反転後の経過時間が通常時に比して長時間となる。本発明において、空燃比の反転後の経過時間と比較される所定時間は、比較的短い時間に設定されている。従って、上記の経過時間は、パージ燃料を相殺するための補正係数が不適正な値である場合の他、内燃機関の運転状態が変化した場合にも所定時間を超える場合がある。
【００１９】
パージ燃料の影響を相殺するための補正係数が不適正な値である場合は、その誤差分を吸収して空燃比を目標空燃比の近傍に維持すべく、フィードバック補正係数の値が中心値から離れた値に更新される。この場合、フィードバック補正係数は、第１の所定値以上、または、第２の所定値以下の値となる。本発明において、パージ燃料の影響を相殺するための補正係数は、フィードバック補正係数の値、および、上述した経過時間の双方に基づいて、その値が不適正であると判断される場合にのみ更新される。上記の処理によれば、パージ燃料を相殺するための補正係数を、真に更新が必要な場合に限り、優れた応答性の下に更新することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例に対応する空燃比制御装置を搭載する内燃機関１０のシステム構成図を示す。内燃機関１０は、電子制御ユニット１２（以下、ＥＣＵ１２と称す）によって制御されている。内燃機関１０は、シリンダブロック１４を備えている。シリンダブロック１４には、ウォータージャケット１６が形成されている。ウォータージャケット１６の内部には、内燃機関１０の運転中、冷却水が循環する。
【００２１】
シリンダブロック１４には、その先端部がウォータージャケット１６に露出するように水温センサ１８が配設されている。水温センサ１８は、冷却水温ＴＨＷに応じた電気信号を出力する。水温センサ１８の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、水温センサ１８から供給される信号に基づいて冷却水温ＴＨＷを演算する。
【００２２】
シリンダブロック１４の内部にはピストン２０が摺動可能に配設されている。また、シリンダブロック１４の上部にはシリンダヘッド２２が固定されている。内燃機関１０の内部には、シリンダブロック１４の内壁、ピストン２０の上面、およびシリンダヘッド２２の底面によって燃焼室２４が隔成されている。
シリンダヘッド２２には、燃焼室２４に連通する吸気ポート２６および排気ポート２８が形成されている。また、シリンダヘッド２２には、これら吸気ポート２６および排気ポート２８を導通状態または遮断状態とする吸気バルブ３０および排気バルブ３１が組み込まれている。
【００２３】
吸気ポート２６には、吸気マニホールド３２が連通している。吸気マニホールド３２には、その内部に燃料を噴射する燃料噴射弁３３が配設されている。燃料噴射弁３３は、内燃機関１０の各気筒に対応して設けられている。燃料噴射弁３３には、燃料タンク３４から所定の圧力で燃料が供給されている。燃料噴射弁３３は、ＥＣＵ１２から駆動信号が供給されている間のみ開弁して、その先端部から吸気マニホールド３２の内部に所定圧力で燃料を噴射する。吸気マニホールド３２には、燃料噴射弁３３の開弁時間、すなわち、ＥＣＵ１２から燃料噴射弁３３に供給される駆動信号の時間長に応じた量の燃料が噴射される。以下、この時間長を燃料噴射時間ＴＡＵと称す。
【００２４】
吸気マニホールド３２は、サージタンク３６に連通している。サージタンク３６には、パージ通路３７が連通している。パージ通路３７には、パージ制御弁３８が配設されている。パージ制御弁３８は、パージ通路３７の導通状態を制御する弁機構であり、ＥＣＵ１２によってデューティ駆動される。ＥＣＵ１２は、パージ制御弁３８に対して適当なデューティ比を有する駆動信号を供給する。パージ制御弁３８は、そのデューティ比に応じた開度を実現する。
【００２５】
パージ通路３７の他端は、キャニスタ４０の燃料パージ孔４２に連通している。キャニスタ４０は、その内部に活性炭４４を備えている。また、キャニスタ４０は、活性炭４４を挟んで燃料パージ孔４２と反対の側に、キャニスタ４０の内部空間を大気に開放する大気導入孔４６を備えている。更に、キャニスタ４０は、活性炭４４に対して燃料パージ孔４２と同じ側に、ベーパ導入孔４８を備えている。ベーパ導入孔４８には、燃料タンク３４に通じるベーパ通路４９が連通している。ベーパ通路４９は、常に燃料の液面より上方となる部位において燃料タンク３４に連通している。
【００２６】
サージタンク３６には、吸気管５０が連通している。吸気管５０の内部には、アクセルペダルと連動して作動するスロットルバルブ５２が配設されている。スロットルバルブ５２の近傍には、スロットルバルブ５２の開度ＴＡに応じた電気信号を出力するスロットル開度センサ５４が配設されている。スロットル開度センサ５４の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、スロットル開度センサ５４から供給される信号に基づいてスロットル開度ＴＡを検出する。また、ＥＣＵ１２は、スロットル開度センサ５４から、スロットルバルブ５２が全閉であることを表す信号が供給されている場合に、内燃機関１０がアイドル運転中であると判断する。
【００２７】
吸気管５０の端部には、エアフィルタ５６が連通している。吸気管５０には、エアフィルタ５６で濾過された空気が流通する。吸気管５０には、また、その内部を流通する空気の重量流量ＧＡ（以下、吸入空気量ＧＡと称す）に応じた電気信号を出力するエアフロメータ５８が配設されている。エアフロメータ５８の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、エアフロメータ５８の出力信号に基づいて、内燃機関１０の吸入空気量ＧＡを検出する。
【００２８】
内燃機関１０の排気ポート２８には、排気マニホールド６０が連通している。排気マニホールド６０には、Ｏ2 センサ６２が配設されている。Ｏ2 センサ６２は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を出力する。排気ガス中の酸素濃度は、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆが燃料リッチであるほど希薄となり、かつ、その空燃比Ａ／Ｆが燃料リーンであるほど濃厚となる。
【００２９】
Ｏ2 センサ６２は、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比Ｓ−Ａ／Ｆに比して燃料リッチである場合に０．９Ｖ程度のハイ信号を出力し、一方、その空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比Ｓ−Ａ／Ｆに比して燃料リーンである場合に０．１Ｖ程度のロー信号を出力する。Ｏ2 センサ６２の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、Ｏ2 センサ６２の出力信号に基づいて、混合気の空燃比Ａ／Ｆが燃料リッチであるか、或いは、燃料リーンであるかを判断する。
【００３０】
内燃機関１０は、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ６４を備えている。クランク角センサ６４は、クランクシャフトの回転角が所定回転角に達する毎に基準信号を発生すると共に、クランクシャフトが所定回転角回転する毎にパルス信号を発生する。クランク角センサ６４の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、クランク角センサ６４から供給される出力信号に基づいて、機関回転数ＮＥおよび内燃機関１０の回転角を検出する。
【００３１】
本実施例のシステムにおいて、燃料タンク３４の内部には、例えば内燃機関１０が停止した直後、車両が高温環境下で停車されている場合、或いは、車両が高温環境下で渋滞路を走行している場合等に蒸発燃料が発生する。燃料タンク３４の内部で発生した蒸発燃料は、ベーパ通路４９を通ってキャニスタ４０に導かれ、その後活性炭４４に吸着される。
【００３２】
ＥＣＵ１２は、内燃機関１０が所定の運転状態で運転されている場合に、パージ制御弁３８を適当に開弁させる。内燃機関１０の運転中は、サージタンク３６の内部に吸気負圧が発生している。従って、上記の如くパージ制御弁３８が開弁されると、パージ通路３７を介して、キャニスタ４０の燃料パージ孔４２に吸気負圧が導かれる。
【００３３】
キャニスタ４０の燃料パージ孔４２に吸気負圧が導かれると、キャニスタ４０の内圧が負圧となって大気導入孔４６からキャニスタ４０の内部に空気が吸入される。大気導入孔４６から流入した空気は、活性炭４４を通過して燃料パージ孔４２からパージ通路３７へ流通する。活性炭４４に吸着されていた燃料は、活性炭４４を空気が通過する際に活性炭４４から離脱し、空気と共にパージ通路３７にパージされる。
【００３４】
上記の如くキャニスタ４０からパージ通路３７に放出された燃料は、サージタンク３６に流入した後、エアフィルタ５８から吸入された空気と共に燃焼室２４に吸入される。従って、本実施例のシステムによれば、燃料タンク３４内で発生した蒸発燃料を、一時的にキャニスタ４０で捕獲した後、内燃機関１０の運転中に燃料として有効に消費することができる。
【００３５】
キャニスタ４０からサージタンク３６に燃料がパージされる場合において、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比を目標空燃比に一致させるためには、燃料噴射弁３３から燃料が噴射される時間、すなわち、燃料噴射時間ＴＡＵを、パージされる燃料分だけ減ずる必要がある。内燃機関１０は、後述の如く、燃料がパージされていない場合に確保すべき燃料噴射時間を、単位パージ係数ＦＧＰＧを用いて補正することで、上記の機能が満たされるように燃料噴射時間ＴＡＵを演算する。
【００３６】
単位パージ係数ＦＧＰＧは、キャニスタ４０からサージタンク３６にパージされる燃料の影響を排除するための補正係数である。その値は、キャニスタ４０からパージされる混合気（以下、パージ混合気と称す）の濃度等に応じて、適宜更新する必要がある。本実施例の内燃機関１０は、単位パージ係数ＦＧＰＧを、優れた応答性をもって適正な値に更新し、かつ、不適正な値に更新されるのを防止して、燃料のパージが行われている状況下で正確な空燃比制御を実現する点に特徴を有している。
【００３７】
以下、図２乃至図６を参照して、上記の機能を実現すべくＥＣＵ１２が実行する処理の内容について説明する。
図２は、本実施例において、ＥＣＵ１２が燃料噴射時間ＴＡＵを演算するために実行する制御ルーチンの一例を示す。図２に示すルーチンは、内燃機関１０が所定回転角回転する毎に起動されるルーチンである。以下、本ルーチンのように、所定回転角毎に起動されるルーチンをＮＥ割り込みルーチンと称す。本ルーチンが起動されると、先ずステップ１００の処理が実行される。
【００３８】
ステップ１００では、フィードバック補正係数ＦＡＦの値が読み込まれる。フィードバック補正係数ＦＡＦは、内燃機関１０に供給されている混合気の空燃比と理論空燃比との偏差をＴＡＵにフィードバックするための係数である。フィードバック補正係数ＦＡＦは、空燃比が理論空燃比に比して燃料リッチである場合はより小さな値に、また、空燃比が理論空燃比に比して燃料リーンである場合はより大きな値に更新される。尚、ＦＡＦの演算手法については後に詳説する。本ステップ１００の処理が終了すると次にステップ１０２の処理が実行される。
【００３９】
ステップ１０２では、パージ補正係数ＦＰＧが演算される。パージ補正係数ＦＰＧは、キャニスタ４０から燃料がパージされることに伴う空燃比のずれを補正するための係数である。パージ補正係数ＦＰＧは、単位パージ率あたりの補正量（ＦＧＰＧ−１）に、パージ率ＰＧＲを乗算することにより次式の如く求められる。
【００４０】
ＦＰＧ＝（ＦＧＰＧ−１）＊ＰＧＲ ・・・（１）
上記（１）式中に示す単位パージ係数ＦＧＰＧは、１．０を上限値として、パージ混合気の濃度に応じて、具体的には、パージ混合気の濃度が薄いほど１．０に近い値に、また、パージ混合気の濃度が濃いほど小さな値に更新される係数である。また、パージ率ＰＧＲは、内燃機関１０の運転状態や混合気の空燃比等に応じて設定される係数である。尚、単位パージ係数ＦＧＰＧの演算手法については後に詳説する。上記ステップ１０２の処理が終了すると、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００４１】
ステップ１０４では、基本燃料噴射時間ＴＰが演算される。基本燃料噴射時間ＴＰは、内燃機関１０が基準の状態である場合に混合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時間である。基本燃料噴射時間ＴＰは、予め設定されたマップを参照して、内燃機関１０の負荷Ｇ／Ｎ（吸入空気量ＧＡ／機関回転数ＮＥ）と機関回転数ＮＥとに基づいて演算される。本ステップ１０４の処理が終了すると、次にステップ１０６の処理が実行される。
【００４２】
ステップ１０６では、状態補正係数Ｋが演算される。状態補正係数Ｋは、内燃機関１０の暖機状態、或いは、運転状態等に応じて燃料噴射量を増減させるための補正係数である。状態補正係数Ｋは、燃料を増量補正する必要がない場合には下限値１．０となる。本ステップ１０６の処理が終了すると、次にステップ１０８の処理が実行される。
【００４３】
ステップ１０８では、次式に従って燃料噴射時間ＴＡＵが演算される。次式の演算が終了すると、今回のルーチンが終了される。
ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ・｛１＋（ＦＡＦ−１）＋ＦＰＧ｝ ・・・（２）
上記の処理によれば、燃料噴射時間ＴＡＵに、▲１▼内燃機関の状態に応じた増量補正、▲２▼空燃比を理論空燃比に近づけるためのフィードバック補正、および、▲３▼燃料のパージ分を相殺するためのパージ補正を施すことができる。
【００４４】
次に、図３および図６を参照して、フィードバック補正係数ＦＡＦの演算手法について説明する。図３は、フィードバック補正係数ＦＡＦを演算するためにＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、フィードバック補正係数ＦＡＦの変化、単位パージ係数ＦＧＰＧの変化、および、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比の変化を表している。
【００４５】
図３に示すルーチンは、内燃機関１０が所定回転角だけ回転する毎に起動されるＮＥ割り込みルーチンである。図３に示すルーチンが起動されると、先ずステップ１１２の処理が実行される。
ステップ１１２では、Ｏ2 センサ６２の出力信号に基づいて、空燃比が理論空燃比に比して燃料リッチであるか否かが判別される。本ステップ１１２では、Ｏ2 センサ６２の出力信号が０．４５Ｖを超えている場合に空燃比が燃料リッチであると判別される。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１１４の処理が実行される。
【００４６】
ステップ１１４では、前回の処理サイクル時に実空燃比Ｒ−Ａ／Ｆが燃料リーンであったか否かが判別される。前回の処理サイクル時に、空燃比が燃料リッチであった場合は、本ステップ１１４の条件が成立しないと判別される。この場合、混合気の空燃比は、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて継続的に燃料リッチであると判断することができる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１１６の処理が実行される。
【００４７】
ステップ１１６では、フィードバック補正係数ＦＡＦが新たな値に更新される。本ステップ１１６では、ＦＡＦから所定値Ｍを減算することによりＦＡＦが更新される。所定値Ｍは、ＦＡＦを緩やかに変化させるための値である。本ステップ１１６の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
図６（Ｃ）中に“Ｒ”を付して示す期間は、空燃比が継続的に燃料リッチである期間（以下、リッチ期間と称す）を示す。上記ステップ１１６の処理は、このようなリッチ期間に実行される。リッチ期間では、燃料噴射時間ＴＡＵを短くすることにより空燃比を理論空燃比に近づけることができる。上記ステップ１１２〜１１６の処理によれば、図６（Ｃ）に示す如く、リッチ期間中、ＦＡＦを緩やかに減少させることができる。ＦＡＦが緩やかに減少し続けるとやがて燃料リッチが解消される。このため、上記の処理によれば、燃料リッチ側に偏った空燃比を、理論空燃比に向けて修正することができる。
【００４８】
図３に示すルーチン中、上記ステップ１１４で前回の処理サイクル時に空燃比が燃料リーンであったと判別される場合は、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて、空燃比が燃料リーンから燃料リッチに変化したと判断することができる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１１８の処理が実行される。
【００４９】
ステップ１１８では、その時点でのフィードバック補正係数が、リーン傾向係数ＦＡＦＬとして記憶される。ＦＡＦＬが記憶されると、次にステップ１２０の処理が実行される。
ステップ１２０では、フィードバック補正係数ＦＡＦが新たな値に更新される。本ステップ１２０では、ＦＡＦからスキップ値Ｓを減算することによりＦＡＦが更新される。スキップ値Ｓは、ＦＡＦを比較的大きく変化させるための値である。本ステップ１２０の処理が終了すると、次にステップ１３０の処理が実行される。
【００５０】
図６中に示す時刻ｔ1 は、空燃比が燃料リーンから燃料リッチに変化した時刻（以下、リーン解消時刻と称す）を示す。上記ステップ１１８および１２０の処理は、上記の如く空燃比が燃料リーンから燃料リッチに変化する毎に実行される。フィードバック補正係数ＦＡＦを、リーン解消時刻においてスキップ的に減少させると、燃料リーンが解消された後、空燃比が大きく燃料リッチ側へ偏るのを防止することができる。
【００５１】
図３に示すルーチン中、上記ステップ１１２で空燃比が燃料リッチでない、すなわち、Ｏ2 センサの出力信号が０．４５Ｖに満たないと判別された場合は、次にステップ１２２の処理が実行される。
ステップ１２２では、前回の処理サイクル時に空燃比が燃料リッチであったか否かが判別される。前回の処理サイクル時に、空燃比が燃料リッチでなかったと判別される場合は、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて空燃比が継続的に燃料リーンであると認識できる。この場合、次にステップ１２４の処理が実行される。
【００５２】
ステップ１２４では、フィードバック補正係数ＦＡＦが新たな値に更新される。本ステップ１２４では、ＦＡＦに所定値Ｍを加算することによりＦＡＦが更新される。本ステップ１２４の処理が終了すると今回のルーチンが終了される。
図６（Ｃ）中に“Ｌ”を付して表す期間は、空燃比が継続的に燃料リーンである期間（以下、リーン期間と称す）を示す。上記ステップ１２４の処理は、このようなリーン期間に実行される。リーン期間では、燃料噴射時間ＴＡＵを長くすることにより空燃比を理論空燃比に近づけることができる。上記ステップ１１２、１２２および１２４の処理によれば、図６（Ａ）に示す如く、リーン期間中、ＦＡＦを緩やかに増加させることができる。ＦＡＦが緩やかに増加し続けるとやがて燃料リーンが解消される。このため、上記の処理によれば、燃料リーン側に偏った空燃比を、理論空燃比に向けて修正することができる。
【００５３】
上記ステップ１２２で、前回の処理サイクル時には空燃比が燃料リッチであったと判別される場合は、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて、空燃比が燃料リッチから燃料リーンに変化したと判断することができる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１２６の処理が実行される。
ステップ１２６では、その時点でのフィードバック補正係数が、リッチ傾向係数ＦＡＦＲとして記憶される。ＦＡＦＲが記憶されると、次にステップ１２８の処理が実行される。
【００５４】
ステップ１２８では、フィードバック補正係数ＦＡＦが新たな値に更新される。本ステップ１２８では、ＦＡＦにスキップ値Ｓを加算することによりＦＡＦが更新される。本ステップ１２８の処理が終了すると、次にステップ１３０の処理が実行される。
図６中に示す時刻ｔ2 は、空燃比が燃料リッチから燃料リーンに変化した時刻（以下、リッチ解消時刻と称す）を示す。上記ステップ１２６および１２８の処理は、上記の如く空燃比が燃料リッチから燃料リーンに変化する毎に実行される。フィードバック補正係数ＦＡＦをリッチ解消時刻においてスキップ的に増加させると、燃料リッチが解消された後、空燃比が大きく燃料リーン側へ偏るのを防止することができる。
【００５５】
図３に示すルーチン中、上記ステップ１２０または１２８の処理が終了すると、次にステップ１３０の処理が実行される。
ステップ１３０では、反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴを“０”にリセットする処理が実行される。反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴは、本ステップ１３０で“０”にリセットされた後、その後の経過時間を計数する。反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴによれば、空燃比が燃料リッチから燃料リーンへ、または、燃料リーンから燃料リッチへ変化した後の経過時間を計数することができる。本ステップ１３０の処理が終了すると、次にステップ１３２の処理が実行される。
【００５６】
ステップ１３２では、上述したリーン傾向係数ＦＡＦＬおよびリッチ傾向係数ＦＡＦＲを次式に代入することにより、それらの平均値ＦＡＦＡＶが演算される。
ＦＡＦＡＶ＝（ＦＡＦＬ＋ＦＡＦＲ）／２ ・・・（３）
リーン化傾向計数ＦＡＦＬは、リーン期間が長期間継続するほど大きな値となる。一方、リッチ化傾向計数ＦＡＦＲは、リーン期間が長期間継続するほど大きな値となる。このため、平均値ＦＡＦＡＶは、リッチ期間に比してリーン期間が長い場合に大きな値となる。また、リーン期間に比してリッチ期間が長い場合に小さな値となる。従って、平均値ＦＡＦＡＶは、空燃比が燃料リーン側に偏っているか、または、燃料リッチ側に偏っているかを判断するための特性値と把握することができる。本ステップ１３２の処理が終了すると、次にステップ１３４の処理が実行される。
【００５７】
ステップ１３４では、上記の如く演算された平均値ＦＡＦＡＶに基づいて、そのなまし値ＦＡＦＳＭが演算される。本ステップ１３４の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
図４および図５は、単位パージ係数ＦＧＰＧを適正な値に更新するためにＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図４および図５に示すルーチンは、キャニスタ４０から燃料をパージさせる制御（パージ制御）の実行中に、内燃機関１０が所定回転角だけ回転する毎に起動されるＮＥ割り込みルーチンである。図４および図５に示すルーチンが起動されると、先ずステップ１４０の処理が実行される。
【００５８】
ステップ１４０では、パージカウンタＰＧＣがインクリメントされる。パージカウンタＰＧＣは、イニシャル処理により“０”にリセットされた後、本ルーチンが起動される毎に、本ステップ１４０でインクリメントされるカウンタである。本ステップ１４０の処理が終了すると、次にステップ１４２の処理が実行される。
【００５９】
ステップ１４２では、更新フラグＸＲＥＮＥＷに“１”がセットされているか否かが判別される。更新フラグＸＲＥＮＥＷは、イニシャル処理により“０”とされ、後述の手法により単位パージ係数ＦＧＰＧが不適切な値であると判別された場合に“１”とされるフラグである。上記の判別の結果ＸＲＥＮＥＷ＝１が不成立であると判別された場合は、次にステップ１４４の処理が実行される。
【００６０】
ステップ１４４では、パージカウンタＰＧＣの計数値が所定値α以上であるか否かが判別される。その結果、ＰＧＣ≧αが成立する場合は、次にステップ１４６の処理が実行される。
ステップ１４６では、次式に従って、単位パージ係数ＦＧＰＧが算出される。
上記（４）式中、ＦＢＡは、パージ制御の開始時における平均値ＦＡＦＡＶである。以下、その値を開始時状態値ＦＢＡと称す。従って、上記（４）式中、（ＦＢＡ−ＦＡＦＡＶ）は、パージ制御が開始された後に平均値ＦＡＦＡＶに生じた変化量、すなわち、パージ制御が開始された後、空燃比を理論空燃比に合わせるために平均値ＦＡＦＡＶに施された減量補正量である。以下、その値を減量補正量ΔＦＡＦＡＶと称す。更に、上記（４）式中、（ＦＢＡ−ＦＡＦＴＡＶ）／（ＰＲＧ）は、平均値ＦＡＦＡＶに施された単位パージ率あたりの減量補正量である。
【００６１】
ΔＦＡＦＡＶ／ＰＧＲは、単位パージ係数ＦＧＰＧの過剰分と一致する値である。つまり、単位パージ係数ＦＧＰＧからΔＦＡＦＡＶ／ＰＧＲが減算されると、パージ補正係数ＦＰＧ＝（ＦＧＰＧ−１）・ＰＧＲは、元の値からΔＦＡＦＡＶだけ減算された値となる。パージ補正係数ＦＰＧが元の値からΔＦＡＦＡＶだけ小さな値となると、空燃比を理論空燃比に一致させるために、平均値ＦＡＦＡＶを開始状態値ＦＢＡに比してΔＦＡＦＡＶだけ小さな値とする必要がなくなる。この点、ΔＦＡＦＡＶ／ＰＧＲは、上記の如く単位パージ係数ＦＧＰＧの過剰分と把握することができる。
【００６２】
上記ステップ１４６では、単位パージ係数ＦＡＦＡＶから（ΔＦＡＦＡＶ／ＰＧＲ）の半分を減算することで新たな単位パージ係数ＦＧＰＧを求めている。かかる処理によれば、平均値ＦＡＦＡＶをパージ制御が開始される以前の値に近づけること、すなわち、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比を、パージ制御が開始される以前の空燃比に近づけることが可能である。上記ステップ１４６の処理が終了すると、次にステップ１４８の処理が実行される。
【００６３】
ステップ１４８では、パージカウンタＰＧＣの計数値が“０”にリセットされる。本ステップ１４８の処理が実行されると、以後、再びパージカウンタＰＧＣの計数値が所定値αを超えるまで、上記ステップ１４４においてＰＧＣ≧αが不成立であると判別される。上記ステップ１４４でＰＧＣ≧αが不成立であると判別された場合は、次にステップ１５０の処理が実行される。
【００６４】
ステップ１５０では、反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴの計数値が所定時間ＴＬ以上であり、Ｏ2 センサ６２の出力信号ＯＸが燃料リーンであることを示しており、かつ、フィードバック補正係数ＦＡＦが所定値ＴＨＬ以上であるか否かが判別される。出力信号ＯＸが燃料リーンであることを示している場合は、空燃比が理論空燃比に比して燃料リーンであると判断することができる。かかる状況下で、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立する場合は、空燃比が通常時に比して長期間に渡って燃料リーン側に維持されていると判断することができる。
【００６５】
空燃比が通常時に比して長期間にわたって燃料リーン側に維持される現象は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過少であり、その結果、燃料噴射時間ＴＡＵが過大に短縮補正された場合（上記ステップ１０２および１０８参照）に発生すると共に、内燃機関１０の運転状態の変化に伴って、空燃比が燃料リッチ側に偏った後、燃料リーン側偏り、その後収束する場合等に発生する。
【００６６】
すなわち、内燃機関１０の運転状態が変化して、空燃比が燃料リッチ側に偏ると、フィードバック補正係数ＦＡＦは、その偏りを是正するために中心値１．０に比して十分に小さな値に更新される。その後、空燃比が燃料リーン側に変化すると、フィードバック補正係数ＦＡＦは、その偏りを是正するため、中心値１．０に比して大きな値に向けて更新される。この際、ＦＡＦは、１．０に比して十分に小さな値から更新され始めるため、燃料リーン側への偏りを是正し得る値に達するまでには、比較的長期間を要する。このため、空燃比が燃料リッチ側へ偏った後、燃料リーン側に振れた場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値であっても、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立することがある。
【００６７】
ところで、上述した空燃比の振れに起因してＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立する場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが、１．０に比して十分に小さな値から増大方向に更新される。このため、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立した時点で、ＦＡＦの値は、長期間継続して増大方向に更新されているにも関わらず、１．０に比してさほど大きな値に達しない。これに対して、単位パージ係数ＦＧＰＧの値が過少であることに起因してＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立する場合は、ＦＡＦが１．０の近傍から長期間継続して増大方向に更新されるため、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立した時点で、ＦＡＦの値は、１．０に比して十分に大きな値に到達する。
【００６８】
上記ステップ１５０で、ＦＡＦとの比較に用いられるしきい値ＴＨＬは、これら２つの状況を判別するために設定されたしきい値である。従って、上記ステップ１５０で判別される全ての条件が成立する場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過少であると判断することができる。この場合、次にステップ１５２の処理が実行される。一方、上記ステップ１５０で判別される条件のうち何れかの条件が成立しない場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過少であると判断することができない。この場合、ステップ１５２がジャンプされ、次にステップ１５４の処理が実行される。
【００６９】
ステップ１５２では、補正量ΔＦＧＰＧに所定値Ｆ１が代入される。所定値Ｆ１は、上記ステップ１５０の条件が成立する場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧに加算すべき値として予め設定されている値である。本ステップ１５２の処理が終了すると、次にステップ１５４の処理が実行される。
ステップ１５４では、反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴの計数値が所定時間ＴＲ以上であり、Ｏ2 センサ６２の出力信号ＯＸが燃料リッチであることを示しており、かつ、フィードバック補正係数ＦＡＦが所定値ＴＨＲ以下であるか否かが判別される。出力信号ＯＸが燃料リッチであることを示している場合は、空燃比が理論空燃比に比して燃料リッチであると判断することができる。かかる状況下で、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立する場合は、空燃比が通常時に比して長期間に渡って燃料リッチ側に維持されていると判断することができる。
【００７０】
空燃比が通常時に比して長期間にわたって燃料リッチ側に維持される現象は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過大であり、その結果、燃料噴射時間ＴＡＵが過大に延長補正された場合（上記ステップ１０２および１０８参照）に発生すると共に、内燃機関１０の運転状態の変化に伴って、図６（Ｃ）に示す如く、空燃比が燃料リーン側に偏った後、燃料リッチ側に偏り、その後収束する場合等に発生する。
【００７１】
すなわち、内燃機関１０の運転状態が変化して、空燃比が燃料リーン側に偏ると、フィードバック補正係数ＦＡＦは、その偏りを是正するために中心値１．０に比して十分に大きな値に更新される（図６（Ａ）中期間▲１▼）。その後、空燃比が燃料リッチ側に変化すると、フィードバック補正係数ＦＡＦは、その偏りを是正するため、中心値１．０に比して小さな値に向けて更新される（図６（Ａ）中期間▲２▼）。この際、ＦＡＦは、１．０に比して十分に大きな値から更新され始めるため、燃料リッチ側への偏りを是正し得る値に達するまでには、比較的長期間を要する。このため、空燃比が燃料リーン側へ偏った後、燃料リッチ側に振れた場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値であっても、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立することがある。
【００７２】
ところで、上述した空燃比の振れに起因してＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立する場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが、１．０に比して十分に大きな値から減少方向に更新される。このため、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立した時点で、ＦＡＦの値は、長期間継続して減少方向に更新されているにも関わらずさほど小さな値には達していない。これに対して、単位パージ係数ＦＧＰＧの値が過大であることに起因してＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立する場合は、ＦＡＦが１．０の近傍から長期間継続して減少方向に更新されるため、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立した時点で、ＦＡＦの値は、１．０に比して十分に小さな値に到達する。
【００７３】
上記ステップ１５４で、ＦＡＦとの比較に用いられるしきい値ＴＨＲは、これら２つの状況を判別するために設定されたしきい値である。従って、上記ステップ１５４で判別される全ての条件が成立する場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過大であると判断することができる。この場合、次にステップ１５６の処理が実行される。一方、上記ステップ１５４で判別される条件のうち何れかの条件が成立しない場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過大であると判断することができない。この場合、ステップ１５６がジャンプされ、次にステップ１５８の処理が実行される。
【００７４】
ステップ１５６では、補正量ΔＦＧＰＧに所定値−Ｆ２が代入される。所定値−Ｆ２は、上記ステップ１５４の条件が成立する場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧに加算すべき値として予め設定されている値である。本ステップ１５６の処理が終了すると、次にステップ１５８の処理が実行される。
ステップ１５８では、フィードバック補正係数ＦＡＦが上限値ＵＬに達しているか否かが判別される。本実施例のシステムにおいて、フィードバック補正係数ＦＡＦは、単位パージ係数ＦＧＰＧが過少であり、燃料噴射時間ＴＡＵが過大に短縮補正されている場合にのみ上限値ＵＬに達する。従って、ＦＡＦ≧ＵＬが成立する場合は、ＦＧＰＧを増大方向に補正する必要があると判断することができる。この場合、次にステップ１６０の処理が実行される。一方、ＦＡＦ≧ＵＬが成立しない場合は、ステップ１６０がジャンプされ、次にステップ１６２の処理が実行される。
【００７５】
ステップ１６０では、補正量ΔＦＧＰＧに所定値Ｆ３が代入される。所定値Ｆ３は、上記ステップ１５８の条件が成立する場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧに加算すべき値として予め設定されている値である。本ステップ１６０の処理が終了すると、次にステップ１６２の処理が実行される。
ステップ１６２では、フィードバック補正係数ＦＡＦが下限値ＬＬ以下であるか否かが判別される。本実施例のシステムにおいて、フィードバック補正係数ＦＡＦは、単位パージ係数ＦＧＰＧが過大であり、燃料噴射時間ＴＡＵが過大に延長補正されている場合にのみ下限値ＬＬに達する。従って、ＦＡＦ≦ＬＬが成立する場合は、ＦＧＰＧを減少方向に補正する必要があると判断することができる。この場合、次にステップ１６４の処理が実行される。一方、ＦＡＦ≦ＬＬが成立しない場合は、ステップ１６４がジャンプされ、次に図５に示すステップ１６６の処理が実行される。
【００７６】
ステップ１６４では、補正量ΔＦＧＰＧに所定値−Ｆ４が代入される。所定値−Ｆ４は、上記ステップ１６２の条件が成立する場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧに加算すべき値として予め設定されている値である。本ステップ１６４の処理が終了すると、次に図５に示すステップ１６６の処理が実行される。
ステップ１６６〜ステップ１７２では、それぞれ、上記ステップ１５０、ステップ１５４、ステップ１５８およびステップ１６２と同様の判別処理が実行される。その結果、これらの条件が何れも成立しない場合は、すなわち、今回の処理サイクルにおいて単位パージ係数ＦＧＰＧを更新する必要がない場合は、以後、何ら処理が進められることなく今回のルーチンが終了される。一方、ステップ１６６〜１７２の何れかの条件が成立する場合は、次にステップ１７４の処理が実行される。
【００７７】
ステップ１７４では、更新フラグＸＲＥＮＥＷに“１”がセットされる。更新フラグＸＲＥＮＥＷは、単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値であることを表示するフラグである。本ステップ１７４の処理が実行されると、次回以降、本ルーチンが起動された後、上記ステップ１４２でＸＲＥＮＥＷ＝１が成立すると判別される。本ステップ１７４の処理が終了すると、次にステップ１７６の処理が実行される。
【００７８】
ステップ１７６では、なまし値ＦＡＦＳＭが所定範囲内に収まっているか否か、具体的には、１−β≦ＦＡＦＳＭ≦１＋βが成立するか否かが判別される。なまし値ＦＡＦＳＭは、上述の如く、平均値ＦＡＦＡＶを平滑化した値である。また、平均値ＦＡＦＡＶは、リーン傾向係数ＦＡＦＬとリッチ傾向係数ＦＡＦＲとの平均値である。従って、１−β≦ＦＡＦＳＭ≦１＋βが成立する場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが、１．０近傍の値を中心値として変動していると判断することができる。一方、上記の条件が成立しない場合は、ＦＡＦが１．０から外れた値を中心値として変動していると判断することができる。
【００７９】
単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値である場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが、その誤差分を吸収すべく、１．０から外れた値を中心値として変動する。従って、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値に更新されるまでは、ステップ１７６の条件は成立しない。この場合、ステップ１７６に次いで、ステップ１７８の処理が実行される。
【００８０】
ステップ１７８では、上記ステップ１５０〜１６４の処理により設定された補正量ΔＦＧＰＧを、前回の処理サイクル時に用いられていた単位パージ係数ＦＧＰＧに加算することで、単位パージ係数ＦＧＰＧを更新する処理が実行される。本ステップ１７８の処理が実行されると、単位パージ係数ＦＧＰＧは、適正な値に向かって修正される。本ステップ１７８の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００８１】
上記ステップ１７４の処理が実行された後、本ルーチンが再び起動されると、上記ステップ１４２に次いでステップ１７６の処理が実行される。このため、単位パージ係数ＦＧＰＧは、上記ステップ１７６の条件が成立するまで、本ルーチンが起動される毎に適正な値に向かって更新される。その結果、ＦＧＰＧが適正な値となり、上記ステップ１７６で、１−β≦ＦＡＦＳＭ≦１＋βが成立すると判別されると、次にステップ１８０の処理が実行される。
【００８２】
ステップ１８０では、更新フラグＸＲＥＮＥＷを“０”とする処理が実行される。本ステップ１８０の処理が実行されると、以後、本ルーチンが起動された場合に、上記ステップ１４２に次いで、ステップ１４４以降の処理が実行される。本ステップ１８０の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
上記の処理によれば、パージカウンタＰＧＣが所定値αに達する毎に、すなわち、所定時間が経過する毎に、平均値ＦＡＦＡＶを開始状態値ＦＢＡに近づけるべく単位パージ係数ＦＧＰＧを更新することができると共に、単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値である場合に、優れた応答性をもってその値を適正な値に更新することができる。
【００８３】
特に、本実施例のシステムによれば、ＦＡＦが上限値ＵＬまたは下限値ＬＬに達する場合の他、反転時間ＣＳＰＩＮＴが所定時間ＴＬまたはＴＲに達した時点でＦＧＰＧの更新の必要性を判断することができる。このため、本実施例のシステムによれば、単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値である場合に、優れた応答性を以てその値を更新することができる。
【００８４】
また、本実施例のシステムによれば、反転時間ＣＳＰＩＮＴが所定時間ＴＬまたはＴＲに達した時点で、ＦＡＦの値が所定値ＴＨＬに満たない場合、および、所定値ＴＨＲを超えている場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧの更新を禁止することができる。このため、本実施例のシステムによれば、内燃機関１０の運転状態の変化等に伴って空燃比に変動が生じたような場合に、誤ってＦＧＰＧが更新されるのを防止することができる。
【００８５】
尚、上記の実施例においては、Ｏ2 センサ６２が前記請求項１記載の「空燃比検出手段」に、所定時間ＴＬおよびＴＲが前記請求項１記載の「所定時間」に、所定値ＴＨＬが前記請求項１記載の「第１の所定値」に、所定値ＴＨＲが前記請求項１記載の「第２の所定値」に、それぞれ相当している。
また、上記の実施例においては、ＥＣＵ１２が、上記ステップ１１６，１２０，１２４および１２８の処理を実行することにより前記請求項１記載の「フィードバック補正係数演算手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記請求項１記載の「空燃比フィードバック手段」および「パージ補正手段」が、上記ステップ１３０の処理およびＣＳＰＩＮＴをカウントアップする処理を実行することにより前記請求項１記載の「反転後経過時間計数手段」が、また、上記ステップ１５０〜１５６および上記ステップ１７８の処理を実行することにより前記請求項１記載の「パージ補正係数更新手段」が、それぞれ実現されている。
【００８６】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、パージ補正係数を、真に更新が必要な場合に限り、優れた応答性の下に更新することができる。従って、本発明によれば、蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を、優れた応答性をもって正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に対応する内燃機関のシステム構成図である。
【図２】図１に示す内燃機関において燃料噴射時間ＴＡＵを演算すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図３】図１に示す内燃機関においてフィードバック補正係数ＦＡＦを演算すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図４】図１に示す内燃機関において単位パージ係数ＦＧＰＧを更新すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャート（その１）である。
【図５】図１に示す内燃機関において単位パージ係数ＦＧＰＧを更新すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャート（その２）である。
【図６】図１に示す内燃機関において実現されるフィードバック補正係数ＦＡＦ、単位パージ係数ＦＧＰＧおよび空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートの一例である。
【図７】従来の内燃機関において実現されるフィードバック補正係数ＦＡＦ、単位パージ係数ＦＧＰＧおよび空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートの一例である。
【図８】従来の内燃機関において実現されるフィードバック補正係数ＦＡＦ、単位パージ係数ＦＧＰＧおよび空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートの他の例である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関
１２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３３ 燃料噴射弁
３４ 燃料タンク
３６ サージタンク
４０ キャニスタ
ＦＡＦ フィードバック補正係数
ＦＡＦＡＶ 平均値
ＦＡＦＳＭ なまし値
ＦＧＰＧ 単位パージ係数
ＦＰＧ パージ補正係数
ＴＰ 基本燃料噴射時間
Ｋ 状態補正係数
ＴＡＵ 燃料噴射時間
ＰＧＣ パージカウンタ
ＸＲＥＮＥＷ 更新フラグ
ＣＳＰＩＮＴ 反転時間カウンタ
ΔＦＧＰＧ 補正量
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に、燃料タンク内に発生する蒸発燃料を一時的に捕獲して適宜内燃機関にパージする蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を制御する装置として好適な内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平６−３２３１７９号に開示される如く、蒸発燃料処理装置を備える内燃機関が知られている。蒸発燃料処理装置は、燃料タンクに発生する蒸発燃料を一時的に捕獲するキャニスタ、および、内燃機関の吸気通路とキャニスタとの導通状態を制御するパージ制御弁を備えている。パージ制御弁は、キャニスタに捕獲されている燃料が内燃機関の運転中に適宜吸気通路内にパージされるように制御される。上記の内燃機関によれば、燃料タンク内に発生する蒸発燃料を大気に放出させることなく燃料として消費することができる。
【０００３】
上記従来の内燃機関は、内燃機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御する機能を備えている。混合気の空燃比フィードバック制御は、例えば、内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出し、空燃比を目標空燃比に近づけるための補正係数ＦＡＦ（以下、フィードバック補正係数ＦＡＦと称す）を、基準の燃料噴射量に乗算して燃料噴射量を算出することで実現できる。上記の手法によれば、常に空燃比を目標空燃比の近傍に制御することが可能である。
【０００４】
ところで、蒸発燃料処理装置から燃料がパージされる場合は、パージされる燃料の量に相当する燃料を、燃料噴射量から減じる必要が生ずる。かかる機能は、例えば、蒸発燃料処理装置からパージされる燃料分を相殺するための補正係数ＦＧＰＧ（以下、単位パージ係数ＦＧＰＧと称す）を算出し、その値を用いて基準の燃料噴射量を補正することで実現できる。
【０００５】
空燃比の制御に単位パージ係数ＦＧＰＧが用いられる内燃機関において、単位パージ係数ＦＧＰＦがパージされる燃料分を相殺し得る適正な値とされていない場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが中心値１．０から大きく増大または減少される。換言すれば、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に対して著しく大きく、または、著しく小さい場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値でないと判断することができる。
【０００６】
従って、例えば、フィードバック補正係数ＦＡＦに対して上限値ＵＬおよび下限値ＬＬを設定し、ＦＡＦ≧ＵＬが成立する場合、および、ＦＡＦ≦ＬＬが成立する場合に、それぞれＦＡＦを１．０に近づける方向に単位パージ係数ＦＧＰＧを更新すれば、単位パージ係数ＦＧＰＧを適正な値に更新することができる。以下、上記の更新方法を第１の方法と称す。
【０００７】
また、空燃比の制御に単位パージ係数ＦＧＰＧが用いられる内燃機関において、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値である場合は、内燃機関に供給される混合気の空燃比が、理論空燃比の近傍に維持される。この場合、空燃比は燃料リッチ側の値と燃料リーン側の値との間で繰り返し反転する。換言すれば、空燃比が燃料リッチ側または燃料リーン側に長時間維持される場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値でないと判断することができる。
【０００８】
従って、例えば、空燃比が燃料リッチ側または燃料リーン側に長時間維持される場合に、空燃比を理論空燃比に近づける方向にパージ補正係数ＦＧＰＦを更新すれば、単位パージ係数ＦＧＰＧを適正な値に更新することができる。以下、上記の更新方法を第２の方法と称す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した第１の方法によっては、燃料のパージ制御が開始された直後等に、比較的長期に渡って単位パージ係数ＦＧＰＧを適正値に更新できない事態が生ずる。また、上述した第２の方法によっては、内燃機関の運転状態の過渡期等に、単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値に更新される事態が生ずる。以下、図７および図８を参照して、これらの不都合について説明する。
【００１０】
図７は、上記第１の方法によって単位パージ係数ＦＧＰＧが更新される場合に実現されるタイムチャートの一例を示す。図７（Ａ）はフィードバック補正係数ＦＡＦの変化を、図７（Ｂ）は単位パージ係数ＦＧＰＧの変化を、また、図７（Ｃ）は空燃比Ａ／Ｆの変化を示す。
図７に示すタイムチャートは、例えば、時刻ｔ0 に、不適正な単位パージ係数ＦＧＰＧ0 に基づいてパージ制御が開始されることにより実現される。単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値であると、パージ制御が開始されると同時に空燃比が理論空燃比の近傍から外れることがある。図７（Ｃ）に示す如くＡ／Ｆが燃料リッチ側に変化する場合、フィードバック補正係数ＦＡＦは、燃料噴射量を減量させるべく１．０に比して小さな値に更新される。
【００１１】
上述した第１の手法によれば、単位パージ係数ＦＧＰＧの更新は、フィードバック補正係数ＦＡＦが下限値ＬＬに達した後に開始される。しかし、パージ制御が開始された後、フィードバック補正係数ＦＡＦが下限値ＬＬに到達するまでには、比較的長い期間を要する。このため、第１の手法によると、図７（Ｃ）に示す如く、パージ制御が開始された後、比較的長期間にわたって単位パージ係数ＦＧＰＧの更新が開始されず、その結果、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比から大きく外れることがある。
【００１２】
図８は、上記第２の方法によって単位パージ係数ＦＧＰＧが更新される場合に実現されるタイムチャートの一例を示す。図８（Ａ）はフィードバック補正係数ＦＡＦの変化を、図８（Ｂ）は単位パージ係数ＦＧＰＧの変化を、また、図８（Ｃ）は空燃比Ａ／Ｆの変化を示す。
図８に示すタイムチャートは、例えば、適正な単位パージ係数ＦＧＰＧ0 に基づくパージ制御の実行中に、内燃機関の運転状態が過渡状態である場合等に実現される。内燃機関の運転状態が過渡状態である場合は、図８（Ｃ）に示す如く、空燃比Ａ／Ｆに変動が生ずることがある。空燃比Ａ／Ｆにこのような変動が生ずる際には、Ａ／Ｆが比較的長期間、燃料リッチ側、または、燃料リーン側に維持されることがある。
【００１３】
上述した第２の方法は、空燃比Ａ／Ｆの反転間隔が長期間である場合に単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正であると判断し、その値を更新する。このため、上述した第２の方法によれば、内燃機関の運転状態の変化に起因してＡ／Ｆの反転間隔が長期間となった場合にも、図８（Ｂ）に示す如く単位パージ係数ＦＧＰＧの更新が行われることがある。このようにして単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値に更新されると、単位パージ係数ＦＧＰＧの誤差分を吸収して空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比の近傍に維持すべく、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０から外れた値を中心値として反転を繰り返す事態が生ずる。
【００１４】
内燃機関の空燃比制御は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値であり、かつ、フィードバック補正係数ＦＡＦが１．０の近傍に維持されている場合に、全ての運転状態に対して高い精度を発揮する。従って、不適正な値に更新された単位パージ係数ＦＧＰＧの誤差分をフィードバック補正係数ＦＡＦが吸収している状況下では、内燃機関の運転状態が変化した場合に、高い応答性をもって精度良く空燃比を制御することができない。このように、上述した第１の方法および第２の方法は、蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を制御する手法として、必ずしも理想的なものではなかった。
【００１５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を、優れた応答性をもって精度良く制御することのできる内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、燃料タンク内に発生する蒸発燃料を捕獲して所定状況下で内燃機関にパージする蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比を目標空燃比に近づけるためのフィードバック補正係数を演算するフィードバック補正係数演算手段と、
燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量に前記フィードバック補正係数を反映させる空燃比フィードバック手段と、
前記空燃比検出手段によって検出される空燃比が目標空燃比に比して燃料リッチである状態と、燃料リーンである状態とが反転した後の経過時間を計数する反転後経過時間計数手段と、
前記反転後経過時間検出手段によって計数された経過時間が所定時間以上であり、かつ、前記フィードバック補正係数が第１の所定値以上である場合、および、前記反転後経過時間検出手段によって計数された経過時間が所定時間以上であり、かつ、前記フィードバック補正係数が第２の所定値以下である場合に、パージ燃料の影響を相殺するためのパージ補正係数を更新するパージ補正係数更新手段と、
前記パージ補正係数を燃料噴射量に反映させるパージ補正手段と、を備える内燃機関の空燃比制御装置により達成される。
【００１７】
本発明において、内燃機関に供給される燃料の量には、フィードバック補正係数およびパージ補正係数が反映されている。パージ燃料の影響を相殺するための補正係数が不適正な値である場合は、その誤差分がフィードバック補正係数に吸収されるまで、空燃比が燃料リッチ側および燃料リーン側の一方に長期間にわたって継続的に維持される。この場合、空燃比の反転後の経過時間は所定時間以上となる。
【００１８】
フィードバック補正係数は、パージ燃料の影響を相殺するための補正係数が適正な値であっても、内燃機関の運転状態が変化して混合気の空燃比が変動すれば、その変化に追従して変化する。従って、内燃機関の運転状態が変化した場合は、その後、空燃比の反転後の経過時間が通常時に比して長時間となる。本発明において、空燃比の反転後の経過時間と比較される所定時間は、比較的短い時間に設定されている。従って、上記の経過時間は、パージ燃料を相殺するための補正係数が不適正な値である場合の他、内燃機関の運転状態が変化した場合にも所定時間を超える場合がある。
【００１９】
パージ燃料の影響を相殺するための補正係数が不適正な値である場合は、その誤差分を吸収して空燃比を目標空燃比の近傍に維持すべく、フィードバック補正係数の値が中心値から離れた値に更新される。この場合、フィードバック補正係数は、第１の所定値以上、または、第２の所定値以下の値となる。本発明において、パージ燃料の影響を相殺するための補正係数は、フィードバック補正係数の値、および、上述した経過時間の双方に基づいて、その値が不適正であると判断される場合にのみ更新される。上記の処理によれば、パージ燃料を相殺するための補正係数を、真に更新が必要な場合に限り、優れた応答性の下に更新することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例に対応する空燃比制御装置を搭載する内燃機関１０のシステム構成図を示す。内燃機関１０は、電子制御ユニット１２（以下、ＥＣＵ１２と称す）によって制御されている。内燃機関１０は、シリンダブロック１４を備えている。シリンダブロック１４には、ウォータージャケット１６が形成されている。ウォータージャケット１６の内部には、内燃機関１０の運転中、冷却水が循環する。
【００２１】
シリンダブロック１４には、その先端部がウォータージャケット１６に露出するように水温センサ１８が配設されている。水温センサ１８は、冷却水温ＴＨＷに応じた電気信号を出力する。水温センサ１８の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、水温センサ１８から供給される信号に基づいて冷却水温ＴＨＷを演算する。
【００２２】
シリンダブロック１４の内部にはピストン２０が摺動可能に配設されている。また、シリンダブロック１４の上部にはシリンダヘッド２２が固定されている。内燃機関１０の内部には、シリンダブロック１４の内壁、ピストン２０の上面、およびシリンダヘッド２２の底面によって燃焼室２４が隔成されている。
シリンダヘッド２２には、燃焼室２４に連通する吸気ポート２６および排気ポート２８が形成されている。また、シリンダヘッド２２には、これら吸気ポート２６および排気ポート２８を導通状態または遮断状態とする吸気バルブ３０および排気バルブ３１が組み込まれている。
【００２３】
吸気ポート２６には、吸気マニホールド３２が連通している。吸気マニホールド３２には、その内部に燃料を噴射する燃料噴射弁３３が配設されている。燃料噴射弁３３は、内燃機関１０の各気筒に対応して設けられている。燃料噴射弁３３には、燃料タンク３４から所定の圧力で燃料が供給されている。燃料噴射弁３３は、ＥＣＵ１２から駆動信号が供給されている間のみ開弁して、その先端部から吸気マニホールド３２の内部に所定圧力で燃料を噴射する。吸気マニホールド３２には、燃料噴射弁３３の開弁時間、すなわち、ＥＣＵ１２から燃料噴射弁３３に供給される駆動信号の時間長に応じた量の燃料が噴射される。以下、この時間長を燃料噴射時間ＴＡＵと称す。
【００２４】
吸気マニホールド３２は、サージタンク３６に連通している。サージタンク３６には、パージ通路３７が連通している。パージ通路３７には、パージ制御弁３８が配設されている。パージ制御弁３８は、パージ通路３７の導通状態を制御する弁機構であり、ＥＣＵ１２によってデューティ駆動される。ＥＣＵ１２は、パージ制御弁３８に対して適当なデューティ比を有する駆動信号を供給する。パージ制御弁３８は、そのデューティ比に応じた開度を実現する。
【００２５】
パージ通路３７の他端は、キャニスタ４０の燃料パージ孔４２に連通している。キャニスタ４０は、その内部に活性炭４４を備えている。また、キャニスタ４０は、活性炭４４を挟んで燃料パージ孔４２と反対の側に、キャニスタ４０の内部空間を大気に開放する大気導入孔４６を備えている。更に、キャニスタ４０は、活性炭４４に対して燃料パージ孔４２と同じ側に、ベーパ導入孔４８を備えている。ベーパ導入孔４８には、燃料タンク３４に通じるベーパ通路４９が連通している。ベーパ通路４９は、常に燃料の液面より上方となる部位において燃料タンク３４に連通している。
【００２６】
サージタンク３６には、吸気管５０が連通している。吸気管５０の内部には、アクセルペダルと連動して作動するスロットルバルブ５２が配設されている。スロットルバルブ５２の近傍には、スロットルバルブ５２の開度ＴＡに応じた電気信号を出力するスロットル開度センサ５４が配設されている。スロットル開度センサ５４の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、スロットル開度センサ５４から供給される信号に基づいてスロットル開度ＴＡを検出する。また、ＥＣＵ１２は、スロットル開度センサ５４から、スロットルバルブ５２が全閉であることを表す信号が供給されている場合に、内燃機関１０がアイドル運転中であると判断する。
【００２７】
吸気管５０の端部には、エアフィルタ５６が連通している。吸気管５０には、エアフィルタ５６で濾過された空気が流通する。吸気管５０には、また、その内部を流通する空気の重量流量ＧＡ（以下、吸入空気量ＧＡと称す）に応じた電気信号を出力するエアフロメータ５８が配設されている。エアフロメータ５８の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、エアフロメータ５８の出力信号に基づいて、内燃機関１０の吸入空気量ＧＡを検出する。
【００２８】
内燃機関１０の排気ポート２８には、排気マニホールド６０が連通している。排気マニホールド６０には、Ｏ2 センサ６２が配設されている。Ｏ2 センサ６２は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を出力する。排気ガス中の酸素濃度は、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆが燃料リッチであるほど希薄となり、かつ、その空燃比Ａ／Ｆが燃料リーンであるほど濃厚となる。
【００２９】
Ｏ2 センサ６２は、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比Ｓ−Ａ／Ｆに比して燃料リッチである場合に０．９Ｖ程度のハイ信号を出力し、一方、その空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比Ｓ−Ａ／Ｆに比して燃料リーンである場合に０．１Ｖ程度のロー信号を出力する。Ｏ2 センサ６２の出力信号は、ＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、Ｏ2 センサ６２の出力信号に基づいて、混合気の空燃比Ａ／Ｆが燃料リッチであるか、或いは、燃料リーンであるかを判断する。
【００３０】
内燃機関１０は、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ６４を備えている。クランク角センサ６４は、クランクシャフトの回転角が所定回転角に達する毎に基準信号を発生すると共に、クランクシャフトが所定回転角回転する毎にパルス信号を発生する。クランク角センサ６４の出力信号はＥＣＵ１２に供給されている。ＥＣＵ１２は、クランク角センサ６４から供給される出力信号に基づいて、機関回転数ＮＥおよび内燃機関１０の回転角を検出する。
【００３１】
本実施例のシステムにおいて、燃料タンク３４の内部には、例えば内燃機関１０が停止した直後、車両が高温環境下で停車されている場合、或いは、車両が高温環境下で渋滞路を走行している場合等に蒸発燃料が発生する。燃料タンク３４の内部で発生した蒸発燃料は、ベーパ通路４９を通ってキャニスタ４０に導かれ、その後活性炭４４に吸着される。
【００３２】
ＥＣＵ１２は、内燃機関１０が所定の運転状態で運転されている場合に、パージ制御弁３８を適当に開弁させる。内燃機関１０の運転中は、サージタンク３６の内部に吸気負圧が発生している。従って、上記の如くパージ制御弁３８が開弁されると、パージ通路３７を介して、キャニスタ４０の燃料パージ孔４２に吸気負圧が導かれる。
【００３３】
キャニスタ４０の燃料パージ孔４２に吸気負圧が導かれると、キャニスタ４０の内圧が負圧となって大気導入孔４６からキャニスタ４０の内部に空気が吸入される。大気導入孔４６から流入した空気は、活性炭４４を通過して燃料パージ孔４２からパージ通路３７へ流通する。活性炭４４に吸着されていた燃料は、活性炭４４を空気が通過する際に活性炭４４から離脱し、空気と共にパージ通路３７にパージされる。
【００３４】
上記の如くキャニスタ４０からパージ通路３７に放出された燃料は、サージタンク３６に流入した後、エアフィルタ５８から吸入された空気と共に燃焼室２４に吸入される。従って、本実施例のシステムによれば、燃料タンク３４内で発生した蒸発燃料を、一時的にキャニスタ４０で捕獲した後、内燃機関１０の運転中に燃料として有効に消費することができる。
【００３５】
キャニスタ４０からサージタンク３６に燃料がパージされる場合において、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比を目標空燃比に一致させるためには、燃料噴射弁３３から燃料が噴射される時間、すなわち、燃料噴射時間ＴＡＵを、パージされる燃料分だけ減ずる必要がある。内燃機関１０は、後述の如く、燃料がパージされていない場合に確保すべき燃料噴射時間を、単位パージ係数ＦＧＰＧを用いて補正することで、上記の機能が満たされるように燃料噴射時間ＴＡＵを演算する。
【００３６】
単位パージ係数ＦＧＰＧは、キャニスタ４０からサージタンク３６にパージされる燃料の影響を排除するための補正係数である。その値は、キャニスタ４０からパージされる混合気（以下、パージ混合気と称す）の濃度等に応じて、適宜更新する必要がある。本実施例の内燃機関１０は、単位パージ係数ＦＧＰＧを、優れた応答性をもって適正な値に更新し、かつ、不適正な値に更新されるのを防止して、燃料のパージが行われている状況下で正確な空燃比制御を実現する点に特徴を有している。
【００３７】
以下、図２乃至図６を参照して、上記の機能を実現すべくＥＣＵ１２が実行する処理の内容について説明する。
図２は、本実施例において、ＥＣＵ１２が燃料噴射時間ＴＡＵを演算するために実行する制御ルーチンの一例を示す。図２に示すルーチンは、内燃機関１０が所定回転角回転する毎に起動されるルーチンである。以下、本ルーチンのように、所定回転角毎に起動されるルーチンをＮＥ割り込みルーチンと称す。本ルーチンが起動されると、先ずステップ１００の処理が実行される。
【００３８】
ステップ１００では、フィードバック補正係数ＦＡＦの値が読み込まれる。フィードバック補正係数ＦＡＦは、内燃機関１０に供給されている混合気の空燃比と理論空燃比との偏差をＴＡＵにフィードバックするための係数である。フィードバック補正係数ＦＡＦは、空燃比が理論空燃比に比して燃料リッチである場合はより小さな値に、また、空燃比が理論空燃比に比して燃料リーンである場合はより大きな値に更新される。尚、ＦＡＦの演算手法については後に詳説する。本ステップ１００の処理が終了すると次にステップ１０２の処理が実行される。
【００３９】
ステップ１０２では、パージ補正係数ＦＰＧが演算される。パージ補正係数ＦＰＧは、キャニスタ４０から燃料がパージされることに伴う空燃比のずれを補正するための係数である。パージ補正係数ＦＰＧは、単位パージ率あたりの補正量（ＦＧＰＧ−１）に、パージ率ＰＧＲを乗算することにより次式の如く求められる。
【００４０】
ＦＰＧ＝（ＦＧＰＧ−１）＊ＰＧＲ ・・・（１）
上記（１）式中に示す単位パージ係数ＦＧＰＧは、１．０を上限値として、パージ混合気の濃度に応じて、具体的には、パージ混合気の濃度が薄いほど１．０に近い値に、また、パージ混合気の濃度が濃いほど小さな値に更新される係数である。また、パージ率ＰＧＲは、内燃機関１０の運転状態や混合気の空燃比等に応じて設定される係数である。尚、単位パージ係数ＦＧＰＧの演算手法については後に詳説する。上記ステップ１０２の処理が終了すると、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００４１】
ステップ１０４では、基本燃料噴射時間ＴＰが演算される。基本燃料噴射時間ＴＰは、内燃機関１０が基準の状態である場合に混合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時間である。基本燃料噴射時間ＴＰは、予め設定されたマップを参照して、内燃機関１０の負荷Ｇ／Ｎ（吸入空気量ＧＡ／機関回転数ＮＥ）と機関回転数ＮＥとに基づいて演算される。本ステップ１０４の処理が終了すると、次にステップ１０６の処理が実行される。
【００４２】
ステップ１０６では、状態補正係数Ｋが演算される。状態補正係数Ｋは、内燃機関１０の暖機状態、或いは、運転状態等に応じて燃料噴射量を増減させるための補正係数である。状態補正係数Ｋは、燃料を増量補正する必要がない場合には下限値１．０となる。本ステップ１０６の処理が終了すると、次にステップ１０８の処理が実行される。
【００４３】
ステップ１０８では、次式に従って燃料噴射時間ＴＡＵが演算される。次式の演算が終了すると、今回のルーチンが終了される。
ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ・｛１＋（ＦＡＦ−１）＋ＦＰＧ｝ ・・・（２）
上記の処理によれば、燃料噴射時間ＴＡＵに、▲１▼内燃機関の状態に応じた増量補正、▲２▼空燃比を理論空燃比に近づけるためのフィードバック補正、および、▲３▼燃料のパージ分を相殺するためのパージ補正を施すことができる。
【００４４】
次に、図３および図６を参照して、フィードバック補正係数ＦＡＦの演算手法について説明する。図３は、フィードバック補正係数ＦＡＦを演算するためにＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。また、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、フィードバック補正係数ＦＡＦの変化、単位パージ係数ＦＧＰＧの変化、および、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比の変化を表している。
【００４５】
図３に示すルーチンは、内燃機関１０が所定回転角だけ回転する毎に起動されるＮＥ割り込みルーチンである。図３に示すルーチンが起動されると、先ずステップ１１２の処理が実行される。
ステップ１１２では、Ｏ2 センサ６２の出力信号に基づいて、空燃比が理論空燃比に比して燃料リッチであるか否かが判別される。本ステップ１１２では、Ｏ2 センサ６２の出力信号が０．４５Ｖを超えている場合に空燃比が燃料リッチであると判別される。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１１４の処理が実行される。
【００４６】
ステップ１１４では、前回の処理サイクル時に実空燃比Ｒ−Ａ／Ｆが燃料リーンであったか否かが判別される。前回の処理サイクル時に、空燃比が燃料リッチであった場合は、本ステップ１１４の条件が成立しないと判別される。この場合、混合気の空燃比は、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて継続的に燃料リッチであると判断することができる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１１６の処理が実行される。
【００４７】
ステップ１１６では、フィードバック補正係数ＦＡＦが新たな値に更新される。本ステップ１１６では、ＦＡＦから所定値Ｍを減算することによりＦＡＦが更新される。所定値Ｍは、ＦＡＦを緩やかに変化させるための値である。本ステップ１１６の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
図６（Ｃ）中に“Ｒ”を付して示す期間は、空燃比が継続的に燃料リッチである期間（以下、リッチ期間と称す）を示す。上記ステップ１１６の処理は、このようなリッチ期間に実行される。リッチ期間では、燃料噴射時間ＴＡＵを短くすることにより空燃比を理論空燃比に近づけることができる。上記ステップ１１２〜１１６の処理によれば、図６（Ｃ）に示す如く、リッチ期間中、ＦＡＦを緩やかに減少させることができる。ＦＡＦが緩やかに減少し続けるとやがて燃料リッチが解消される。このため、上記の処理によれば、燃料リッチ側に偏った空燃比を、理論空燃比に向けて修正することができる。
【００４８】
図３に示すルーチン中、上記ステップ１１４で前回の処理サイクル時に空燃比が燃料リーンであったと判別される場合は、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて、空燃比が燃料リーンから燃料リッチに変化したと判断することができる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１１８の処理が実行される。
【００４９】
ステップ１１８では、その時点でのフィードバック補正係数が、リーン傾向係数ＦＡＦＬとして記憶される。ＦＡＦＬが記憶されると、次にステップ１２０の処理が実行される。
ステップ１２０では、フィードバック補正係数ＦＡＦが新たな値に更新される。本ステップ１２０では、ＦＡＦからスキップ値Ｓを減算することによりＦＡＦが更新される。スキップ値Ｓは、ＦＡＦを比較的大きく変化させるための値である。本ステップ１２０の処理が終了すると、次にステップ１３０の処理が実行される。
【００５０】
図６中に示す時刻ｔ1 は、空燃比が燃料リーンから燃料リッチに変化した時刻（以下、リーン解消時刻と称す）を示す。上記ステップ１１８および１２０の処理は、上記の如く空燃比が燃料リーンから燃料リッチに変化する毎に実行される。フィードバック補正係数ＦＡＦを、リーン解消時刻においてスキップ的に減少させると、燃料リーンが解消された後、空燃比が大きく燃料リッチ側へ偏るのを防止することができる。
【００５１】
図３に示すルーチン中、上記ステップ１１２で空燃比が燃料リッチでない、すなわち、Ｏ2 センサの出力信号が０．４５Ｖに満たないと判別された場合は、次にステップ１２２の処理が実行される。
ステップ１２２では、前回の処理サイクル時に空燃比が燃料リッチであったか否かが判別される。前回の処理サイクル時に、空燃比が燃料リッチでなかったと判別される場合は、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて空燃比が継続的に燃料リーンであると認識できる。この場合、次にステップ１２４の処理が実行される。
【００５２】
ステップ１２４では、フィードバック補正係数ＦＡＦが新たな値に更新される。本ステップ１２４では、ＦＡＦに所定値Ｍを加算することによりＦＡＦが更新される。本ステップ１２４の処理が終了すると今回のルーチンが終了される。
図６（Ｃ）中に“Ｌ”を付して表す期間は、空燃比が継続的に燃料リーンである期間（以下、リーン期間と称す）を示す。上記ステップ１２４の処理は、このようなリーン期間に実行される。リーン期間では、燃料噴射時間ＴＡＵを長くすることにより空燃比を理論空燃比に近づけることができる。上記ステップ１１２、１２２および１２４の処理によれば、図６（Ａ）に示す如く、リーン期間中、ＦＡＦを緩やかに増加させることができる。ＦＡＦが緩やかに増加し続けるとやがて燃料リーンが解消される。このため、上記の処理によれば、燃料リーン側に偏った空燃比を、理論空燃比に向けて修正することができる。
【００５３】
上記ステップ１２２で、前回の処理サイクル時には空燃比が燃料リッチであったと判別される場合は、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて、空燃比が燃料リッチから燃料リーンに変化したと判断することができる。かかる判別がなされた場合は、次にステップ１２６の処理が実行される。
ステップ１２６では、その時点でのフィードバック補正係数が、リッチ傾向係数ＦＡＦＲとして記憶される。ＦＡＦＲが記憶されると、次にステップ１２８の処理が実行される。
【００５４】
ステップ１２８では、フィードバック補正係数ＦＡＦが新たな値に更新される。本ステップ１２８では、ＦＡＦにスキップ値Ｓを加算することによりＦＡＦが更新される。本ステップ１２８の処理が終了すると、次にステップ１３０の処理が実行される。
図６中に示す時刻ｔ2 は、空燃比が燃料リッチから燃料リーンに変化した時刻（以下、リッチ解消時刻と称す）を示す。上記ステップ１２６および１２８の処理は、上記の如く空燃比が燃料リッチから燃料リーンに変化する毎に実行される。フィードバック補正係数ＦＡＦをリッチ解消時刻においてスキップ的に増加させると、燃料リッチが解消された後、空燃比が大きく燃料リーン側へ偏るのを防止することができる。
【００５５】
図３に示すルーチン中、上記ステップ１２０または１２８の処理が終了すると、次にステップ１３０の処理が実行される。
ステップ１３０では、反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴを“０”にリセットする処理が実行される。反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴは、本ステップ１３０で“０”にリセットされた後、その後の経過時間を計数する。反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴによれば、空燃比が燃料リッチから燃料リーンへ、または、燃料リーンから燃料リッチへ変化した後の経過時間を計数することができる。本ステップ１３０の処理が終了すると、次にステップ１３２の処理が実行される。
【００５６】
ステップ１３２では、上述したリーン傾向係数ＦＡＦＬおよびリッチ傾向係数ＦＡＦＲを次式に代入することにより、それらの平均値ＦＡＦＡＶが演算される。
ＦＡＦＡＶ＝（ＦＡＦＬ＋ＦＡＦＲ）／２ ・・・（３）
リーン化傾向計数ＦＡＦＬは、リーン期間が長期間継続するほど大きな値となる。一方、リッチ化傾向計数ＦＡＦＲは、リーン期間が長期間継続するほど大きな値となる。このため、平均値ＦＡＦＡＶは、リッチ期間に比してリーン期間が長い場合に大きな値となる。また、リーン期間に比してリッチ期間が長い場合に小さな値となる。従って、平均値ＦＡＦＡＶは、空燃比が燃料リーン側に偏っているか、または、燃料リッチ側に偏っているかを判断するための特性値と把握することができる。本ステップ１３２の処理が終了すると、次にステップ１３４の処理が実行される。
【００５７】
ステップ１３４では、上記の如く演算された平均値ＦＡＦＡＶに基づいて、そのなまし値ＦＡＦＳＭが演算される。本ステップ１３４の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
図４および図５は、単位パージ係数ＦＧＰＧを適正な値に更新するためにＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図４および図５に示すルーチンは、キャニスタ４０から燃料をパージさせる制御（パージ制御）の実行中に、内燃機関１０が所定回転角だけ回転する毎に起動されるＮＥ割り込みルーチンである。図４および図５に示すルーチンが起動されると、先ずステップ１４０の処理が実行される。
【００５８】
ステップ１４０では、パージカウンタＰＧＣがインクリメントされる。パージカウンタＰＧＣは、イニシャル処理により“０”にリセットされた後、本ルーチンが起動される毎に、本ステップ１４０でインクリメントされるカウンタである。本ステップ１４０の処理が終了すると、次にステップ１４２の処理が実行される。
【００５９】
ステップ１４２では、更新フラグＸＲＥＮＥＷに“１”がセットされているか否かが判別される。更新フラグＸＲＥＮＥＷは、イニシャル処理により“０”とされ、後述の手法により単位パージ係数ＦＧＰＧが不適切な値であると判別された場合に“１”とされるフラグである。上記の判別の結果ＸＲＥＮＥＷ＝１が不成立であると判別された場合は、次にステップ１４４の処理が実行される。
【００６０】
ステップ１４４では、パージカウンタＰＧＣの計数値が所定値α以上であるか否かが判別される。その結果、ＰＧＣ≧αが成立する場合は、次にステップ１４６の処理が実行される。
ステップ１４６では、次式に従って、単位パージ係数ＦＧＰＧが算出される。
【００６１】
ΔＦＡＦＡＶ／ＰＧＲは、単位パージ係数ＦＧＰＧの過剰分と一致する値である。つまり、単位パージ係数ＦＧＰＧからΔＦＡＦＡＶ／ＰＧＲが減算されると、パージ補正係数ＦＰＧ＝（ＦＧＰＧ−１）・ＰＧＲは、元の値からΔＦＡＦＡＶだけ減算された値となる。パージ補正係数ＦＰＧが元の値からΔＦＡＦＡＶだけ小さな値となると、空燃比を理論空燃比に一致させるために、平均値ＦＡＦＡＶを開始状態値ＦＢＡに比してΔＦＡＦＡＶだけ小さな値とする必要がなくなる。この点、ΔＦＡＦＡＶ／ＰＧＲは、上記の如く単位パージ係数ＦＧＰＧの過剰分と把握することができる。
【００６２】
上記ステップ１４６では、単位パージ係数ＦＡＦＡＶから（ΔＦＡＦＡＶ／ＰＧＲ）の半分を減算することで新たな単位パージ係数ＦＧＰＧを求めている。かかる処理によれば、平均値ＦＡＦＡＶをパージ制御が開始される以前の値に近づけること、すなわち、内燃機関１０に供給される混合気の空燃比を、パージ制御が開始される以前の空燃比に近づけることが可能である。上記ステップ１４６の処理が終了すると、次にステップ１４８の処理が実行される。
【００６３】
ステップ１４８では、パージカウンタＰＧＣの計数値が“０”にリセットされる。本ステップ１４８の処理が実行されると、以後、再びパージカウンタＰＧＣの計数値が所定値αを超えるまで、上記ステップ１４４においてＰＧＣ≧αが不成立であると判別される。上記ステップ１４４でＰＧＣ≧αが不成立であると判別された場合は、次にステップ１５０の処理が実行される。
【００６４】
ステップ１５０では、反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴの計数値が所定時間ＴＬ以上であり、Ｏ2 センサ６２の出力信号ＯＸが燃料リーンであることを示しており、かつ、フィードバック補正係数ＦＡＦが所定値ＴＨＬ以上であるか否かが判別される。出力信号ＯＸが燃料リーンであることを示している場合は、空燃比が理論空燃比に比して燃料リーンであると判断することができる。かかる状況下で、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立する場合は、空燃比が通常時に比して長期間に渡って燃料リーン側に維持されていると判断することができる。
【００６５】
空燃比が通常時に比して長期間にわたって燃料リーン側に維持される現象は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過少であり、その結果、燃料噴射時間ＴＡＵが過大に短縮補正された場合（上記ステップ１０２および１０８参照）に発生すると共に、内燃機関１０の運転状態の変化に伴って、空燃比が燃料リッチ側に偏った後、燃料リーン側偏り、その後収束する場合等に発生する。
【００６６】
すなわち、内燃機関１０の運転状態が変化して、空燃比が燃料リッチ側に偏ると、フィードバック補正係数ＦＡＦは、その偏りを是正するために中心値１．０に比して十分に小さな値に更新される。その後、空燃比が燃料リーン側に変化すると、フィードバック補正係数ＦＡＦは、その偏りを是正するため、中心値１．０に比して大きな値に向けて更新される。この際、ＦＡＦは、１．０に比して十分に小さな値から更新され始めるため、燃料リーン側への偏りを是正し得る値に達するまでには、比較的長期間を要する。このため、空燃比が燃料リッチ側へ偏った後、燃料リーン側に振れた場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値であっても、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立することがある。
【００６７】
ところで、上述した空燃比の振れに起因してＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立する場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが、１．０に比して十分に小さな値から増大方向に更新される。このため、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立した時点で、ＦＡＦの値は、長期間継続して増大方向に更新されているにも関わらず、１．０に比してさほど大きな値に達しない。これに対して、単位パージ係数ＦＧＰＧの値が過少であることに起因してＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立する場合は、ＦＡＦが１．０の近傍から長期間継続して増大方向に更新されるため、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＬが成立した時点で、ＦＡＦの値は、１．０に比して十分に大きな値に到達する。
【００６８】
上記ステップ１５０で、ＦＡＦとの比較に用いられるしきい値ＴＨＬは、これら２つの状況を判別するために設定されたしきい値である。従って、上記ステップ１５０で判別される全ての条件が成立する場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過少であると判断することができる。この場合、次にステップ１５２の処理が実行される。一方、上記ステップ１５０で判別される条件のうち何れかの条件が成立しない場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過少であると判断することができない。この場合、ステップ１５２がジャンプされ、次にステップ１５４の処理が実行される。
【００６９】
ステップ１５２では、補正量ΔＦＧＰＧに所定値Ｆ１が代入される。所定値Ｆ１は、上記ステップ１５０の条件が成立する場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧに加算すべき値として予め設定されている値である。本ステップ１５２の処理が終了すると、次にステップ１５４の処理が実行される。
ステップ１５４では、反転時間カウンタＣＳＰＩＮＴの計数値が所定時間ＴＲ以上であり、Ｏ2 センサ６２の出力信号ＯＸが燃料リッチであることを示しており、かつ、フィードバック補正係数ＦＡＦが所定値ＴＨＲ以下であるか否かが判別される。出力信号ＯＸが燃料リッチであることを示している場合は、空燃比が理論空燃比に比して燃料リッチであると判断することができる。かかる状況下で、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立する場合は、空燃比が通常時に比して長期間に渡って燃料リッチ側に維持されていると判断することができる。
【００７０】
空燃比が通常時に比して長期間にわたって燃料リッチ側に維持される現象は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過大であり、その結果、燃料噴射時間ＴＡＵが過大に延長補正された場合（上記ステップ１０２および１０８参照）に発生すると共に、内燃機関１０の運転状態の変化に伴って、図６（Ｃ）に示す如く、空燃比が燃料リーン側に偏った後、燃料リッチ側に偏り、その後収束する場合等に発生する。
【００７１】
すなわち、内燃機関１０の運転状態が変化して、空燃比が燃料リーン側に偏ると、フィードバック補正係数ＦＡＦは、その偏りを是正するために中心値１．０に比して十分に大きな値に更新される（図６（Ａ）中期間▲１▼）。その後、空燃比が燃料リッチ側に変化すると、フィードバック補正係数ＦＡＦは、その偏りを是正するため、中心値１．０に比して小さな値に向けて更新される（図６（Ａ）中期間▲２▼）。この際、ＦＡＦは、１．０に比して十分に大きな値から更新され始めるため、燃料リッチ側への偏りを是正し得る値に達するまでには、比較的長期間を要する。このため、空燃比が燃料リーン側へ偏った後、燃料リッチ側に振れた場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値であっても、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立することがある。
【００７２】
ところで、上述した空燃比の振れに起因してＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立する場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが、１．０に比して十分に大きな値から減少方向に更新される。このため、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立した時点で、ＦＡＦの値は、長期間継続して減少方向に更新されているにも関わらずさほど小さな値には達していない。これに対して、単位パージ係数ＦＧＰＧの値が過大であることに起因してＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立する場合は、ＦＡＦが１．０の近傍から長期間継続して減少方向に更新されるため、ＣＳＰＩＮＴ≧ＴＲが成立した時点で、ＦＡＦの値は、１．０に比して十分に小さな値に到達する。
【００７３】
上記ステップ１５４で、ＦＡＦとの比較に用いられるしきい値ＴＨＲは、これら２つの状況を判別するために設定されたしきい値である。従って、上記ステップ１５４で判別される全ての条件が成立する場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過大であると判断することができる。この場合、次にステップ１５６の処理が実行される。一方、上記ステップ１５４で判別される条件のうち何れかの条件が成立しない場合は、単位パージ係数ＦＧＰＧが過大であると判断することができない。この場合、ステップ１５６がジャンプされ、次にステップ１５８の処理が実行される。
【００７４】
ステップ１５６では、補正量ΔＦＧＰＧに所定値−Ｆ２が代入される。所定値−Ｆ２は、上記ステップ１５４の条件が成立する場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧに加算すべき値として予め設定されている値である。本ステップ１５６の処理が終了すると、次にステップ１５８の処理が実行される。
ステップ１５８では、フィードバック補正係数ＦＡＦが上限値ＵＬに達しているか否かが判別される。本実施例のシステムにおいて、フィードバック補正係数ＦＡＦは、単位パージ係数ＦＧＰＧが過少であり、燃料噴射時間ＴＡＵが過大に短縮補正されている場合にのみ上限値ＵＬに達する。従って、ＦＡＦ≧ＵＬが成立する場合は、ＦＧＰＧを増大方向に補正する必要があると判断することができる。この場合、次にステップ１６０の処理が実行される。一方、ＦＡＦ≧ＵＬが成立しない場合は、ステップ１６０がジャンプされ、次にステップ１６２の処理が実行される。
【００７５】
ステップ１６０では、補正量ΔＦＧＰＧに所定値Ｆ３が代入される。所定値Ｆ３は、上記ステップ１５８の条件が成立する場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧに加算すべき値として予め設定されている値である。本ステップ１６０の処理が終了すると、次にステップ１６２の処理が実行される。
ステップ１６２では、フィードバック補正係数ＦＡＦが下限値ＬＬ以下であるか否かが判別される。本実施例のシステムにおいて、フィードバック補正係数ＦＡＦは、単位パージ係数ＦＧＰＧが過大であり、燃料噴射時間ＴＡＵが過大に延長補正されている場合にのみ下限値ＬＬに達する。従って、ＦＡＦ≦ＬＬが成立する場合は、ＦＧＰＧを減少方向に補正する必要があると判断することができる。この場合、次にステップ１６４の処理が実行される。一方、ＦＡＦ≦ＬＬが成立しない場合は、ステップ１６４がジャンプされ、次に図５に示すステップ１６６の処理が実行される。
【００７６】
ステップ１６４では、補正量ΔＦＧＰＧに所定値−Ｆ４が代入される。所定値−Ｆ４は、上記ステップ１６２の条件が成立する場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧに加算すべき値として予め設定されている値である。本ステップ１６４の処理が終了すると、次に図５に示すステップ１６６の処理が実行される。
ステップ１６６〜ステップ１７２では、それぞれ、上記ステップ１５０、ステップ１５４、ステップ１５８およびステップ１６２と同様の判別処理が実行される。その結果、これらの条件が何れも成立しない場合は、すなわち、今回の処理サイクルにおいて単位パージ係数ＦＧＰＧを更新する必要がない場合は、以後、何ら処理が進められることなく今回のルーチンが終了される。一方、ステップ１６６〜１７２の何れかの条件が成立する場合は、次にステップ１７４の処理が実行される。
【００７７】
ステップ１７４では、更新フラグＸＲＥＮＥＷに“１”がセットされる。更新フラグＸＲＥＮＥＷは、単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値であることを表示するフラグである。本ステップ１７４の処理が実行されると、次回以降、本ルーチンが起動された後、上記ステップ１４２でＸＲＥＮＥＷ＝１が成立すると判別される。本ステップ１７４の処理が終了すると、次にステップ１７６の処理が実行される。
【００７８】
ステップ１７６では、なまし値ＦＡＦＳＭが所定範囲内に収まっているか否か、具体的には、１−β≦ＦＡＦＳＭ≦１＋βが成立するか否かが判別される。なまし値ＦＡＦＳＭは、上述の如く、平均値ＦＡＦＡＶを平滑化した値である。また、平均値ＦＡＦＡＶは、リーン傾向係数ＦＡＦＬとリッチ傾向係数ＦＡＦＲとの平均値である。従って、１−β≦ＦＡＦＳＭ≦１＋βが成立する場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが、１．０近傍の値を中心値として変動していると判断することができる。一方、上記の条件が成立しない場合は、ＦＡＦが１．０から外れた値を中心値として変動していると判断することができる。
【００７９】
単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値である場合は、フィードバック補正係数ＦＡＦが、その誤差分を吸収すべく、１．０から外れた値を中心値として変動する。従って、単位パージ係数ＦＧＰＧが適正な値に更新されるまでは、ステップ１７６の条件は成立しない。この場合、ステップ１７６に次いで、ステップ１７８の処理が実行される。
【００８０】
ステップ１７８では、上記ステップ１５０〜１６４の処理により設定された補正量ΔＦＧＰＧを、前回の処理サイクル時に用いられていた単位パージ係数ＦＧＰＧに加算することで、単位パージ係数ＦＧＰＧを更新する処理が実行される。本ステップ１７８の処理が実行されると、単位パージ係数ＦＧＰＧは、適正な値に向かって修正される。本ステップ１７８の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【００８１】
上記ステップ１７４の処理が実行された後、本ルーチンが再び起動されると、上記ステップ１４２に次いでステップ１７６の処理が実行される。このため、単位パージ係数ＦＧＰＧは、上記ステップ１７６の条件が成立するまで、本ルーチンが起動される毎に適正な値に向かって更新される。その結果、ＦＧＰＧが適正な値となり、上記ステップ１７６で、１−β≦ＦＡＦＳＭ≦１＋βが成立すると判別されると、次にステップ１８０の処理が実行される。
【００８２】
ステップ１８０では、更新フラグＸＲＥＮＥＷを“０”とする処理が実行される。本ステップ１８０の処理が実行されると、以後、本ルーチンが起動された場合に、上記ステップ１４２に次いで、ステップ１４４以降の処理が実行される。本ステップ１８０の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
上記の処理によれば、パージカウンタＰＧＣが所定値αに達する毎に、すなわち、所定時間が経過する毎に、平均値ＦＡＦＡＶを開始状態値ＦＢＡに近づけるべく単位パージ係数ＦＧＰＧを更新することができると共に、単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値である場合に、優れた応答性をもってその値を適正な値に更新することができる。
【００８３】
特に、本実施例のシステムによれば、ＦＡＦが上限値ＵＬまたは下限値ＬＬに達する場合の他、反転時間ＣＳＰＩＮＴが所定時間ＴＬまたはＴＲに達した時点でＦＧＰＧの更新の必要性を判断することができる。このため、本実施例のシステムによれば、単位パージ係数ＦＧＰＧが不適正な値である場合に、優れた応答性を以てその値を更新することができる。
【００８４】
また、本実施例のシステムによれば、反転時間ＣＳＰＩＮＴが所定時間ＴＬまたはＴＲに達した時点で、ＦＡＦの値が所定値ＴＨＬに満たない場合、および、所定値ＴＨＲを超えている場合に、単位パージ係数ＦＧＰＧの更新を禁止することができる。このため、本実施例のシステムによれば、内燃機関１０の運転状態の変化等に伴って空燃比に変動が生じたような場合に、誤ってＦＧＰＧが更新されるのを防止することができる。
【００８５】
尚、上記の実施例においては、Ｏ2 センサ６２が前記請求項１記載の「空燃比検出手段」に、所定時間ＴＬおよびＴＲが前記請求項１記載の「所定時間」に、所定値ＴＨＬが前記請求項１記載の「第１の所定値」に、所定値ＴＨＲが前記請求項１記載の「第２の所定値」に、それぞれ相当している。
また、上記の実施例においては、ＥＣＵ１２が、上記ステップ１１６，１２０，１２４および１２８の処理を実行することにより前記請求項１記載の「フィードバック補正係数演算手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記請求項１記載の「空燃比フィードバック手段」および「パージ補正手段」が、上記ステップ１３０の処理およびＣＳＰＩＮＴをカウントアップする処理を実行することにより前記請求項１記載の「反転後経過時間計数手段」が、また、上記ステップ１５０〜１５６および上記ステップ１７８の処理を実行することにより前記請求項１記載の「パージ補正係数更新手段」が、それぞれ実現されている。
【００８６】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、パージ補正係数を、真に更新が必要な場合に限り、優れた応答性の下に更新することができる。従って、本発明によれば、蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を、優れた応答性をもって正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に対応する内燃機関のシステム構成図である。
【図２】図１に示す内燃機関において燃料噴射時間ＴＡＵを演算すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図３】図１に示す内燃機関においてフィードバック補正係数ＦＡＦを演算すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図４】図１に示す内燃機関において単位パージ係数ＦＧＰＧを更新すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャート（その１）である。
【図５】図１に示す内燃機関において単位パージ係数ＦＧＰＧを更新すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャート（その２）である。
【図６】図１に示す内燃機関において実現されるフィードバック補正係数ＦＡＦ、単位パージ係数ＦＧＰＧおよび空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートの一例である。
【図７】従来の内燃機関において実現されるフィードバック補正係数ＦＡＦ、単位パージ係数ＦＧＰＧおよび空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートの一例である。
【図８】従来の内燃機関において実現されるフィードバック補正係数ＦＡＦ、単位パージ係数ＦＧＰＧおよび空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートの他の例である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関
１２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３３ 燃料噴射弁
３４ 燃料タンク
３６ サージタンク
４０ キャニスタ
ＦＡＦ フィードバック補正係数
ＦＡＦＡＶ 平均値
ＦＡＦＳＭ なまし値
ＦＧＰＧ 単位パージ係数
ＦＰＧ パージ補正係数
ＴＰ 基本燃料噴射時間
Ｋ 状態補正係数
ＴＡＵ 燃料噴射時間
ＰＧＣ パージカウンタ
ＸＲＥＮＥＷ 更新フラグ
ＣＳＰＩＮＴ 反転時間カウンタ
ΔＦＧＰＧ 補正量
Claims (1)
- 燃料タンク内に発生する蒸発燃料を捕獲して所定状況下で内燃機関にパージする蒸発燃料処理装置を備える内燃機関の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比を目標空燃比に近づけるためのフィードバック補正係数を演算するフィードバック補正係数演算手段と、
燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量に前記フィードバック補正係数を反映させる空燃比フィードバック手段と、
前記空燃比検出手段によって検出される空燃比が目標空燃比に比して燃料リッチである状態と、燃料リーンである状態とが反転した後の経過時間を計数する反転後経過時間計数手段と、
前記反転後経過時間検出手段によって計数された経過時間が所定時間以上であり、かつ、前記フィードバック補正係数が第１の所定値以上である場合、および、前記反転後経過時間検出手段によって計数された経過時間が所定時間以上であり、かつ、前記フィードバック補正係数が第２の所定値以下である場合に、パージ燃料の影響を相殺するためのパージ補正係数を更新するパージ補正係数更新手段と、
前記パージ補正係数を燃料噴射量に反映させるパージ補正手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
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