JPH10318053A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パージ実行時に空燃比が変更されても安定し
た空燃比制御性を確保すること。 【解決手段】 キャニスタ４０に吸着された燃料蒸気を
内燃機関１の吸気側のサージタンク５側へ放出するパー
ジ制御において、空燃比が変更されてもパージソレノイ
ドバルブ４５によるパージ率が所定の比率となるように
制御され、それに連れてインジェクタ７からの燃料噴射
量が補正される。このように、パージ率を所定の比率と
したパージ実行時に空燃比が変更されてもパージ制御に
おけるパラメータとしてのパージによる燃料噴射量ＴＡ
Ｕの補正またはパージソレノイドバルブ４５の制御Ｄut
y ＰＤにてパージ補正されることで安定した空燃比制御
性を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンク内で発
生する蒸発燃料を内燃機関（エンジン）の吸気側に放出
し燃焼させパージ(purge）する内燃機関の空燃比制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の空燃比制御装置に関連
する先行技術文献としては、特開平７−８３０９６号公
報にて開示されたものが知られている。このものでは、
パージ実行時の空燃比フィードバック値（係数）に基づ
きパージ中の燃料濃度を検出し、燃料噴射量を補正する
技術が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、空燃比を変
更することができる内燃機関の空燃比制御装置におい
て、パージ実行時に空燃比が変更されると、パージによ
る空燃比への影響度も変化するため、要求される燃料量
（燃料噴射量）に対する補正値が変化し空燃比変動が生
じることでドライバビリティ(Drivability）やエミッシ
ョンの悪化を招くという不具合があった。

【０００４】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、パージ実行時に空燃比が変更
されても安定した空燃比制御性が確保できる内燃機関の
空燃比制御装置の提供を課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の内燃機関の空
燃比制御装置によれば、空燃比変更手段にて空燃比が変
更されてもパージ制御手段にてパージバルブの開度とし
てのパージ率が所定の比率となるように制御され、それ
に連れて燃料噴射量が補正される。このように、パージ
率を所定の比率としたパージ実行時に空燃比が変更され
てもパージ制御におけるパラメータが補正されることで
安定した空燃比制御性を確保することができる。

【０００６】請求項２の内燃機関の空燃比制御装置で
は、パラメータ補正手段にてパージによる燃料補正量が
パージ制御におけるパラメータとして補正される。この
ように、パージ率を所定の比率としたパージ実行時に空
燃比が変更された際の空燃比のずれ分がパージによる燃
料補正にて補償されることで安定した空燃比制御性を確
保することができる。

【０００７】請求項３の内燃機関の空燃比制御装置で
は、パラメータ補正手段にてパージバルブの開度がパー
ジ制御におけるパラメータとして補正される。このよう
に、パージ率を所定の比率としたパージ実行時に空燃比
が変更された際の空燃比のずれ分がパージバルブの開度
補正にて補償されることで安定した空燃比制御性を確保
することができる。

【０００８】請求項４の内燃機関の空燃比制御装置によ
れば、パージ濃度演算手段にて所定の空燃比に対するパ
ージの影響度合が求められ、燃料量補正手段にて内燃機
関に供給される燃料噴射量が最終的に補正される。この
ように、パージ率を所定の比率としたパージ実行時に空
燃比が変更されてもパージ制御における影響度合が考慮
され燃料噴射量が補正されることで安定した空燃比制御
性を確保することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００１０】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の空燃比制御装置を適用した内燃機関とそ
の周辺機器を示す概略構成図である。

【００１１】図１において、内燃機関１は４気筒４サイ
クルの火花点火式として構成され、その吸入空気は上流
側からエアクリーナ２、吸気通路３、スロットルバルブ
４、サージタンク５及びインテークマニホルド６を通過
して、インテークマニホルド６内でインジェクタ（燃料
噴射弁）７から噴射された燃料と混合され、所定空燃比
の混合気として各気筒に分配供給される。また、内燃機
関１の各気筒に設けられた点火プラグ８には、点火回路
９から供給される高電圧がディストリビュータ１０にて
分配供給され、各気筒の混合気を所定タイミングで点火
する。そして、燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホ
ルド１１及び排気通路１２を通過し、排気通路１２に設
けられ、白金やロジウム等の触媒成分とセリウムやラン
タン等の添加物を担持した三元触媒１３にて有害成分で
あるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、ＮＯx
（窒素酸化物）等が浄化されて大気中に排出される。

【００１２】吸気通路３には吸気温センサ２１と吸気圧
センサ２２が設けられ、吸気温センサ２１はエアクリー
ナ２の下流側の吸気温ＴＨＡ、吸気圧センサ２２はスロ
ットルバルブ４の下流側の吸気圧ＰＭをそれぞれ検出す
る。また、スロットルバルブ４にはスロットル開度ＴＡ
を検出するスロットル開度センサ２３が設けられ、この
スロットル開度センサ２３はスロットル開度ＴＡに応じ
たアナログ信号と共に、スロットルバルブ４がほぼ全閉
であることを検出する図示しないアイドルスイッチから
のオン／オフ信号を出力する。また、内燃機関１のシリ
ンダブロックには水温センサ２４が設けられ、この水温
センサ２４は内燃機関１内の冷却水温ＴＨＷを検出す
る。ディストリビュータ１０には内燃機関１の機関回転
数ＮＥを検出する回転角センサ２５が設けられ、この回
転角センサ２５は内燃機関１のクランクシャフトの２回
転、即ち、７２０°ＣＡ（クランクアングル）毎にパル
ス信号を２４回出力する。更に、排気通路１２の三元触
媒１３の上流側には、内燃機関１から排出される排気ガ
スの空燃比λに応じたリニアな空燃比信号ＶＯＸ１を出
力するＡ／Ｆセンサ２６が設けられ、三元触媒１３の下
流側には、排気ガスの空燃比λが理論空燃比λ＝１に対
してリッチかリーンかに応じた電圧信号ＶＯＸ２を出力
する酸素（Ｏ₂ ）センサ２７が設けられている。

【００１３】内燃機関１の運転状態を制御するＥＣＵ
（Electronic Control Unit:電子制御装置）３０は、周
知の中央処理装置としてのＣＰＵ３１、制御プログラム
や制御マップを格納したＲＯＭ３２、各種データを格納
するＲＡＭ３３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ３４等
を中心に論理演算回路として構成され、各センサの検出
信号を入力する入力ポート３５及び各アクチュエータに
制御信号を出力する出力ポート３６等に対しバス３７を
介して接続されている。そして、ＥＣＵ３０は入力ポー
ト３５を介して各センサから吸気温ＴＨＡ、吸気圧Ｐ
Ｍ、スロットル開度ＴＡ、冷却水温ＴＨＷ、機関回転数
ＮＥ、空燃比信号ＶＯＸ１、電圧信号ＶＯＸ２等を入力
し、それらの各値に基づいて燃料噴射量ＴＡＵ、点火時
期Ｉｇ、制御Ｄuty ＰＤを算出し、出力ポート３６を介
してインジェクタ７、点火回路９及び後述のパージソレ
ノイドバルブ４５にそれぞれ制御信号を出力する。

【００１４】図示しない燃料タンクの上部から延びるパ
ージ管４１は吸気通路３のサージタンク５と連通され、
このパージ管４１の途中には、燃料タンク内で発生する
蒸発燃料を吸着する吸着材としての活性炭を収納したキ
ャニスタ４０が配設されている。また、キャニスタ４０
には外気を導入するための大気開放孔４２が配設されて
いる。パージ管４１はキャニスタ４０よりもサージタン
ク５側を放出通路４３，４４とし、これら放出通路４
３，４４の途中に可変流量電磁弁としてのパージソレノ
イドバルブ４５が配設されている。このパージソレノイ
ドバルブ４５は、スプリング（図示略）により常に弁体
４６がシート部４７を閉じる方向に付勢されているが、
コイル４８が励磁されることにより弁体４６がシート部
４７を開くようになっている。したがって、パージソレ
ノイドバルブ４５のコイル４８の消磁により放出通路４
３，４４の間が閉じ、コイル４８の励磁により放出通路
４３，４４の間が開くようになっている。このパージソ
レノイドバルブ４５はパルス幅変調に基づくデューティ
比制御により後述するＥＣＵ３０によって開度調節され
る。

【００１５】したがって、パージソレノイドバルブ４５
にＥＣＵ３０から制御信号を供給し、キャニスタ４０が
内燃機関１のサージタンク５（吸気通路３）に連通され
るようにしてやれば、大気中から新しい空気が導入さ
れ、これがキャニスタ４０内を換気してサージタンク５
から内燃機関１のシリンダ内に送込まれ、キャニスタパ
ージが行われ、キャニスタ４０の吸着機能の回復が得ら
れることとなる。そして、このときパージソレノイドバ
ルブ４５を介して導入される新しい空気であるパージ空
気量Ｑｐ〔ｌ／ｍｉｎ〕は、ＥＣＵ３０からパージソレ
ノイドバルブ４５に供給されるパルス信号のデューティ
比〔％〕を変えることにより調節される。図２は、この
ときのデューティ比〔％〕に対するパージ空気量Ｑｐ
〔ｌ／ｍｉｎ〕を示す特性図であり、吸気通路３内の負
圧が一定のときのパージソレノイドバルブ４５のデュー
ティ比〔％〕とパージ空気量Ｑｐ〔ｌ／ｍｉｎ〕との関
係を示している。図２に示すように、パージソレノイド
バルブ４５はデューティ比を０％から増加させるに連れ
て、ほぼ直線的にパージ空気量、即ち、キャニスタ４０
を介して内燃機関１に吸込まれる空気量が増加すること
が判る。

【００１６】ＥＣＵ３０には吸気温を検出する吸気温セ
ンサ２１からの吸気温ＴＨＡ信号、吸気圧センサ２２か
らの吸気圧ＰＭ信号（吸入空気量センサからの吸入空気
量信号でもよい）、スロットル開度センサ２３からのス
ロットル開度ＴＡ信号、回転角センサ２５からの機関回
転数ＮＥ信号、水温センサ２４からの冷却水温ＴＨＷ信
号とが入力されている。

【００１７】また、ＥＣＵ３０には酸素センサ２７から
の電圧信号ＶＯＸ２が入力され、混合気のリッチ／リー
ン判定が行われる。そして、ＥＣＵ３０はリッチからリ
ーンに反転したとき及びリーンからリッチに反転したと
きには燃料噴射量を増減すべく、後述の空燃比フィード
バック補正係数としてのＦＡＦ値を階段状に大きく変化
（スキップ）させると共に、リッチまたはリーンが連続
するときにはＦＡＦ値を徐々に増減させるようになって
いる。なお、この空燃比フィードバック制御は冷却水温
が低いときや機関高負荷・高回転走行時には実施されな
い。また、ＥＣＵ３０は機関回転数と吸気圧により基本
噴射時間を求め、基本噴射時間に対しＦＡＦ値等による
補正を行って最終噴射時間を求め、インジェクタ７に所
定の噴射タイミングでの燃料噴射を行わせる。

【００１８】本実施例にかかる内燃機関の空燃比制御装
置では、燃料噴射量設定、目標空燃比設定、パージ率制
御、エバポ（Evaporative Emission：エバポエミッショ
ン；蒸発燃料）濃度検出、パージ率徐変制御、燃料噴射
量制御、パージソレノイドバルブ制御の各プログラムが
実行される。

【００１９】以下、実施例の動作について各制御毎に説
明する。

【００２０】〈燃料噴射量設定：図３及び図４参照〉燃
料噴射量設定ルーチンを図３に基づき、図４を参照して
説明する。図４は冷却水温ＴＨＷ〔℃〕に対する目標空
燃比λTGを示すマップである。なお、この燃料噴射量設
定ルーチンは内燃機関１の回転に同期して３６０°ＣＡ
毎にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。

【００２１】図３において、まず、ステップＳ１０１
で、各種センサ信号として吸気圧ＰＭ、機関回転数ＮＥ
等が読込まれる。次にステップＳ１０２に移行して、ス
テップＳ１０１で読込まれた各種センサ信号に基づいて
基本燃料噴射量ＴP が算出される。次にステップＳ１０
３に移行して、空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御条
件が成立しているかが判定される。ここで、周知のよう
に空燃比Ｆ／Ｂ制御条件は、始動後燃料増量が０％であ
り、かつ燃料カット中でなく、かつ高回転・高負荷運転
中でなく、かつ空燃比センサが活性状態であるときに成
立する。ステップＳ１０３で空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成
立するときにはステップＳ１０４に移行し、三元触媒１
３が活性状態にあるかが判定される。ステップＳ１０４
の判定条件が成立するときにはステップＳ１０５に移行
し、冷却水温ＴＨＷが６０℃以上であるかが判定され
る。ステップＳ１０５の判定条件が成立するときにはス
テップＳ１０６に移行し、後述するように目標空燃比λ
TGが設定される。

【００２２】一方、ステップＳ１０４の判定条件が成立
せず、三元触媒１３が不活性状態であるとき、またはス
テップＳ１０５の判定条件が成立せず、冷却水温ＴＨＷ
が６０℃未満であるときにはステップＳ１０７に移行
し、図４に示すマップに基づき冷却水温ＴＨＷに対する
目標空燃比λTGが設定される。ステップＳ１０６または
ステップＳ１０７で目標空燃比λTGが設定されたのちス
テップＳ１０８に移行し、空燃比λを目標空燃比λTGと
すべく空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが設定され
る。即ち、ステップＳ１０８では目標空燃比λTGとＡ／
Ｆセンサ２６で検出された空燃比信号ＶＯＸ１に応じて
空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが設定される。一
方、ステップＳ１０３で、空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成立
しないときには、ステップＳ１０９に移行し、空燃比フ
ィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に設定される。ス
テップＳ１０８またはステップＳ１０９で空燃比フィー
ドバック補正係数ＦＡＦが設定されたのちステップＳ１
１０に移行し、燃料噴射量ＴＡＵが基本燃料噴射量ＴP
、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ及び他の補正
係数ＦＡＬＬに基づき次式（１）にて設定され、本ルー
チンを終了する。

【００２３】

【数１】 ＴＡＵ＝ＴP ×ＦＡＦ×ＦＡＬＬ ・・・（１） このようにして設定された燃料噴射量ＴＡＵに基づく制
御信号がインジェクタ７に出力されて開弁時間、即ち、
実際の燃料噴射量が制御され、その結果、混合気が目標
空燃比λTGに調整される。

【００２４】〈目標空燃比設定：図５及び図６参照〉目
標空燃比設定ルーチンを図５に基づき、図６を参照して
説明する。図６は酸素センサ２７の出力である電圧信号
ＶＯＸ２に対応した目標空燃比λTGの遷移状態を示すタ
イムチャートである。なお、この目標空燃比設定ルーチ
ンは内燃機関１の回転に同期して３６０°ＣＡ毎にＥＣ
Ｕ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。

【００２５】図５において、ステップＳ２０１で、酸素
センサ２７からの電圧信号ＶＯＸ２がリッチ側（Ｒ）で
あるかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成
立し、空燃比がリッチ側（Ｒ）にあるときにはステップ
Ｓ２０２に移行し、前回の目標空燃比λTGi-1 に所定値
λM が加算され、即ち、今回の目標空燃比λTGi が前回
よりもリーン側（Ｌ）に設定され、本ルーチンを終了す
る（図６参照）。一方、ステップＳ２０１の判定条件が
成立せず、空燃比がリーン側（Ｌ）にあるときにはステ
ップＳ２０３に移行し、前回の目標空燃比λTGi-1 から
所定値λM が減算され、即ち、今回の目標空燃比λTGi
が前回よりもリッチ側（Ｒ）に設定され、本ルーチンを
終了する（図６参照）。

【００２６】〈目標空燃比設定の変形例：図７参照〉目
標空燃比設定ルーチンの変形例を図７に基づいて説明す
る。なお、この目標空燃比設定ルーチンの変形例は内燃
機関１の回転に同期して３６０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０内
のＣＰＵ３１にて実行される。

【００２７】図７において、ステップＳ３０１で、アイ
ドル運転中であるかが判定される。ステップＳ３０１の
判定条件が成立しないときには、ステップＳ３０２に移
行し、定常運転中であるかが判定される。この判定条件
としては、例えば、機関回転数変化量ΔＮＥが２００ｒ
ｐｍ以下であり、かつ吸気圧変化量ΔＰＭが１００ｍｍ
Ｈｇ以下である場合とされる。ステップＳ３０２の判定
条件が成立し、定常運転中であるときにはステップＳ３
０３に移行し、機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ
〔ｍｍＨｇ〕とをパラメータとするマップに基づき目標
空燃比λTGが設定され、本ルーチンを終了する。一方、
ステップＳ３０１でアイドル運転中であるとき、または
ステップＳ３０２で定常運転中でないときには、ステッ
プＳ３０４に移行し、目標空燃比λTGが１．０とされ、
本ルーチンを終了する。

【００２８】〈パージ率制御：図８、図９及び図１０参
照〉パージ率制御ルーチンを図８に基づき、図９及び図
１０を参照して説明する。図９は全開パージ率ＰＧＲＭ
Ｘ〔％〕を示すマップであり、機関回転数ＮＥ〔ｒｐ
ｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｍｍＨｇ〕（本実施例では負荷を吸
気圧としているが、その他、吸入空気量やスロットル開
度でもよい）により決定される。このマップは、吸気通
路３を通って内燃機関１に流入する全空気量に対するパ
ージソレノイドバルブ４５のデューティ比が１００％の
ときに放出通路４３，４４を通って流れる空気量の比を
示しており、ＲＯＭ３２内に格納されている。また、図
１０は目標ＴＡＵ補正量ＫＴＰＲＧ〔％〕を示すマップ
であり、機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｍｍ
Ｈｇ〕（本実施例では負荷を吸気圧としているが、その
他、吸入空気量やスロットル開度でもよい）により決定
される。なお、このパージ率制御ルーチンは約４ｍｓ毎
にＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。

【００２９】図８において、まず、ステップＳ４０１で
空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）中であるか、ステップ
Ｓ４０２で冷却水温ＴＨＷが４０℃以上であるか、ステ
ップＳ４０３でＦ／Ｃ（燃料カット）中であるかがそれ
ぞれ判定される。なお、ステップＳ４０１の判定条件は
始動時制御等の状態を排除するためであり、ステップＳ
４０２の判定条件は水温補正によってパージ以外の燃料
増量補正されている状態を排除するためであり、ステッ
プＳ４０３の判定条件はＦ／Ｃ中にパージを実施しない
ようにするためである。ステップＳ４０１及びステップ
Ｓ４０２の判定条件が成立し、かつステップＳ４０３の
判定条件が成立しないときには、ステップＳ４０４に移
行し、パージ実施フラグＸＰＲＧが１とされる。

【００３０】次にステップＳ４０５に移行して、吸気圧
ＰＭと機関回転数ＮＥとに基づき図９に示すマップから
全開パージ率ＰＧＲＭＸが読込まれる。次にステップＳ
４０６に移行して、目標ＴＡＵ補正量ＫＴＰＲＧとエバ
ポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶとから目標パージ率ＰＧＲＯ
が算出される。ここで、目標ＴＡＵ補正量ＫＴＰＲＧ
は、パージを実施することによって燃料ガスを補充する
場合、最大どれだけの燃料噴射量の減量補正ができるか
を表している。この目標ＴＡＵ補正量ＫＴＰＲＧは、イ
ンジェクタ７の最小噴射パルスに対する余裕度に基づき
予め設定されており、内燃機関１の運転状態を示す吸気
圧ＰＭと機関回転数ＮＥとをパラメータとして図１０に
示すように２次元マップ化され、ＲＯＭ３２内に予め格
納されている。このマップは、基本燃料噴射量ＴP が少
ないような運転状態のときには目標ＴＡＵ補正量ＫＴＰ
ＲＧが小さくなる傾向に設定されている。

【００３１】また、エバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶは、
キャニスタ４０への燃料ガス吸着量に対応しており、後
述の処理によって推定され、随時更新されつつＲＡＭ３
３内に格納される。目標パージ率ＰＧＲＯは、目標ＴＡ
Ｕ補正量ＫＴＰＲＧまで目一杯に燃料噴射量を減量する
ことが想定されたとき、どれだけの燃料ガスをパージに
よって補充したらよいかに対応しており、同じ運転状態
のときなら、エバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶが大きいほ
ど小さな値となり、小さいほど大きな値となる。

【００３２】このようにして、目標パージ率ＰＧＲＯが
算出されたのち、ステップＳ４０７に移行し、パージ率
徐変値ＰＧＲＤが読込まれる。パージ率徐変値ＰＧＲＤ
とは、パージ率をいきなり大きく変更すると補正が追い
つかず最適な空燃比を保持できなくなるため、これを避
けるために設けられた制御値である。パージ率徐変値Ｐ
ＧＲＤがどのようにして設定されるかは後述のパージ率
徐変制御で詳細に説明する。

【００３３】次にステップＳ４０８に移行して、ステッ
プＳ４０５の全開パージ率ＰＧＲＭＸ、ステップＳ４０
６の目標パージ率ＰＧＲＯ、ステップＳ４０７のパージ
率徐変値ＰＧＲＤのうちの最小値がパージ制御実行のた
めの最終パージ率ＰＧＲとして決定され、本ルーチンを
終了する。一方、ステップＳ４０１またはステップＳ４
０２の判定条件が成立しないとき、またはステップＳ４
０３の判定条件が成立するときには、ステップＳ４０９
に移行し、パージ実施フラグＸＰＲＧが０とされる。次
にステップＳ４１０に移行して、最終パージ率ＰＧＲが
０とされ、本ルーチンを終了する。ここで、最終パージ
率ＰＧＲが０であるということは、パージ制御が実施さ
れないことを意味している。

【００３４】〈エバポ濃度検出：図１１参照〉エバポ濃
度検出ルーチンを図１１に基づいて説明する。なお、こ
のエバポ濃度検出ルーチンは約４ｍｓ毎にＥＣＵ３０内
のＣＰＵ３１にて実行される。

【００３５】図１１において、まず、ステップＳ５０１
でイグニッションスイッチＯＮ直後であるかが判定され
る。これは、内燃機関停止中にキャニスタ４０には更に
蒸発燃料が吸着されてしまうため、前回検出した値を用
いると誤差が生じてしまうことを避けるためである。ス
テップＳ５０１の判定条件が成立せず、イグニッション
スイッチＯＮ直後でなければステップＳ５０２に移行
し、パージ実施フラグＸＰＲＧが１でありパージ制御が
開始されているかが判定される。ステップＳ５０２の判
定条件が成立せず、パージ実施フラグＸＰＲＧが０であ
りパージ制御が開始前であるときにはエバポ濃度が検出
できないため、本ルーチンを終了する。一方、ステップ
Ｓ５０２の判定条件が成立するときには、ステップＳ５
０３に移行し、加減速中であるかが判定される。ここ
で、加減速中の判定は、アイドルスイッチ、スロットバ
ルブ開度変化、吸気圧変化、車速等を検出することによ
り一般的によく知られている方法で行えばよい。ステッ
プＳ５０３の判定条件が成立し、加減速中であるときに
は運転状態が過渡状態にあり正しいエバポ濃度が検出で
きないため、本ルーチンを終了する。

【００３６】一方、ステップＳ５０３の判定条件が成立
しないときには、ステップＳ５０４に移行し、初回濃度
検出終了フラグＸＮＦＧＰＧが１であるかが判定され
る。最初は濃度検出が終了していないのでステップＳ５
０４の判定条件が成立せず、ステップＳ５０５をスキッ
プしてステップＳ５０６に移行し、図３のステップＳ１
０８で設定された空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
に対して所定時間毎になまし（平均化）処理されたなま
し値ＦＡＦＡＶと基準値１との偏差の絶対値が所定値と
してのω〔％〕を越えているかが判定される。これは、
パージ制御によって空燃比に明らかなずれが現れていな
いとエバポ濃度を正しく検出できないからであり、ω
〔％〕はばらつきの範囲を意味している。

【００３７】ステップＳ５０６の判定条件が成立しない
ときには、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ５
０６の判定条件が成立するときには、ステップＳ５０７
に移行し、偏差（ＦＡＦＡＶ−１）を最終パージ率ＰＧ
Ｒに空燃比λを乗算したもので除算したものが、前回の
エバポ濃度ＦＧＰＧに加算され今回のエバポ濃度ＦＧＰ
Ｇが算出される。したがって、本実施例におけるエバポ
濃度ＦＧＰＧの値は、放出通路４３，４４中のエバポ濃
度が０（空気が１００％）のとき１となり放出通路４
３，４４中のエバポ濃度が濃くなる程、１より小さな値
に設定されるものである。ここで、ステップＳ５０７に
おいて、なまし値ＦＡＦＡＶと基準値１とを置換えて、
エバポ濃度が濃くなる程、エバポ濃度ＦＧＰＧの値が１
より大きな値に設定されるようにしてエバポ濃度を算出
するようにしてもよい。

【００３８】なお、ステップＳ５０７のエバポ濃度ＦＧ
ＰＧの算出に際して、最終パージ率ＰＧＲが所定の比率
でパージ実行中に空燃比λが変更されても最終パージ率
ＰＧＲに空燃比λが乗算されているため、パージ制御時
における空燃比λの変更によるエバポ濃度ＦＧＰＧへの
影響度合をなくすことができる。

【００３９】次にステップＳ５０８に移行して、初回濃
度検出終了フラグＸＮＦＧＰＧが１であるかが判定され
る。最初は濃度検出が終了していないのでステップＳ５
０８の判定条件が成立せず、ステップＳ５０９に移行
し、エバポ濃度ＦＧＰＧの前回検出値と今回検出値との
変化が所定値（θ％）以下の状態が３回以上継続したか
によりエバポ濃度が安定したかが判定される。ステップ
Ｓ５０９の判定条件が成立し、エバポ濃度が安定してい
るときにはステップＳ５１０に移行し、初回濃度検出終
了フラグＸＮＦＧＰＧが１とされる。ステップＳ５１０
の処理ののち、またはステップＳ５０８の判定条件が成
立し初回濃度検出終了フラグＸＮＦＧＰＧが１であると
きにはステップＳ５０９及びステップＳ５１０がスキッ
プされ、またはステップＳ５０９の判定条件が成立せず
エバポ濃度が安定していないときにはステップＳ５１０
がスキップされ、ステップＳ５１１に移行する。ステッ
プＳ５１１では今回エバポ濃度ＦＧＰＧが平均化された
エバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶを算出するため、所定の
なまし演算（例えば、１／６４なまし演算）が実行さ
れ、本ルーチンを終了する。

【００４０】そして、初回濃度検出が終了したのちで
は、ステップＳ５０４の判定条件が常に成立するためス
テップＳ５０５に移行し、パージ率ＰＧＲが所定値とし
てのβ〔％〕を越えているかが判定される。ステップＳ
５０５の判定条件が成立せず、パージ率ＰＧＲがβ
〔％〕以下であるときには、本ルーチンを終了する。一
方、ステップＳ５０５の判定条件が成立するときには、
ステップＳ５０６以降の処理が実行される。これはパー
ジ率ＰＧＲが小さいとき、即ち、パージソレノイドバル
ブ４５が低流量側にあるときには、精度良く開度を制御
できないため精度良くエバポ濃度を検出することができ
ないことから、初回は致し方ないとして、それ以外にお
いては精度良く検出できる条件のときだけエバポ濃度検
出が実行され、できるだけ誤差のない値を与えるように
するためである。

【００４１】一方、ステップＳ５０１でイグニッション
スイッチＯＮ直後であるときには、ステップＳ５１２で
エバポ濃度ＦＧＰＧが１．０とされ、ステップＳ５１３
でエバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶが１．０とされ、ステ
ップＳ５１４で初回濃度検出フラグＸＮＦＧＰＧが０と
初期設定され、本ルーチンを終了する。ここで、エバポ
濃度ＦＧＰＧ及びエバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶが１．
０というのは、エバポ濃度が０であること（燃料ガスが
全く吸着されていないこと）を意味している。最初は吸
着が０と仮定するのである。初回濃度検出フラグＸＮＦ
ＧＰＧが０であるとは、未だエバポ濃度が検出されてい
ないということを意味している。

【００４２】〈パージ率徐変制御：図１２参照〉パージ
率徐変制御ルーチンを図１２に基づいて説明する。な
お、このパージ率徐変制御ルーチンは約４ｍｓ毎にＥＣ
Ｕ３０内のＣＰＵ３１にて実行される。

【００４３】図１２において、まず、ステップＳ６０１
でパージ実施フラグＸＰＲＧが１であるかが判定され
る。ステップＳ６０１の判定条件が成立するときには、
ステップＳ６０２に移行し、空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦずれ量としての偏差｜１−ＦＡＦＡＶ｜が５
％を越えているかが判定される。ステップＳ６０２の判
定条件が成立しないときには、ステップＳ６０３に移行
し、前回の最終パージ率ＰＧＲi-1 に０．１％加算され
た値がパージ率徐変値ＰＧＲＤとされ、本ルーチンを終
了する。一方、ステップＳ６０２の判定条件が成立する
ときには、ステップＳ６０４に移行し、偏差｜１−ＦＡ
ＦＡＶ｜が１０％以下であるかが判定される。ステップ
Ｓ６０４の判定条件が成立するときには、ステップＳ６
０５に移行し、前回の最終パージ率ＰＧＲi-1 を最終パ
ージ率ＰＧＲi-1 とした値がパージ率徐変値ＰＧＲＤと
され、本ルーチンを終了する。

【００４４】一方、ステップＳ６０４の判定条件が成立
しないときには、ステップＳ６０６に移行し、前回の最
終パージ率ＰＧＲi-1 から０．１％減算された値がパー
ジ率徐変値ＰＧＲＤとされ、本ルーチンを終了する。な
お、ステップＳ６０１の判定条件が成立せず、パージ実
施フラグＸＰＲＧが０であるときにはステップＳ６０７
に移行し、パージ率徐変値ＰＧＲＤが０とされ、本ルー
チンを終了する。

【００４５】このようにして、空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦが理論空燃比（ＦＡＦ＝１）に対して５％
以下しかずれていない状態であるときには、更にパージ
率を変更しても燃料噴射量ＴＡＵ補正は十分追いついて
くるとして、パージ率がより変化されるのである。ま
た、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが理論空燃比
（ＦＡＦ＝１）に対して５〜１０％のずれに留まってい
るときには、パージ率の変更と燃料噴射量ＴＡＵ補正と
が比較的バランスしているとして、パージ率がそのまま
に保持されるのである。そして、空燃比フィードバック
補正係数ＦＡＦが理論空燃比（ＦＡＦ＝１）に対して１
０％を越えるほど大きくずれているのはパージ率を変更
し過ぎの結果、燃料噴射量ＴＡＵ補正が追いつかない状
態であり、このままではずれがより増大する恐れがある
ためパージ率が元に戻し気味とされるのである。

【００４６】〈燃料噴射量制御：図１３参照〉燃料噴射
量制御ルーチンを図１３に基づいて説明する。なお、こ
の燃料噴射量制御ルーチンは約４ｍｓ毎にＥＣＵ３０内
のＣＰＵ３１にて実行される。

【００４７】図１３において、まず、ステップＳ７０１
でＲＯＭ３２に格納されているマップに基づき機関回転
数ＮＥと負荷（例えば、吸気圧ＰＭ）により基本燃料噴
射量ＴP が算出される。次にステップＳ７０２に移行し
て、各種基本補正（冷却水温補正、始動後補正、吸気温
補正等）が実行される。次にステップＳ７０３に移行し
て、エバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶに最終パージ率ＰＧ
Ｒと空燃比λとが乗算されパージ補正係数ＦＰＧが算出
される。

【００４８】このパージ補正係数ＦＰＧは、パージ率制
御処理によって決定された条件でパージが実行されるこ
とで補充される燃料量を意味し、また、基本燃料噴射量
ＴPから減量補正できる燃料量を表している。このよう
に、パージ補正係数ＦＰＧの算出に際して、最終パージ
率ＰＧＲが所定の比率でパージ実行中に空燃比λが変更
されてもエバポ濃度平均値ＦＧＰＧＡＶに最終パージ率
ＰＧＲが乗算されたものに、更に空燃比λが乗算されて
おり、パージ制御時における空燃比λの変更による燃料
補正量が考慮されたものとなる。

【００４９】次にステップＳ７０４に移行して、空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦ、パージ補正係数ＦＰＧ
及び空燃比学習値ＫＧj から式｛１＋（ＦＡＦ−１）＋
（ＫＧj −１）＋ＦＰＧ｝にて補正係数が算出され、こ
れが基本燃料噴射量ＴP に乗算され燃料噴射量ＴＡＵに
反映され、本ルーチンを終了する。なお、空燃比学習値
ＫＧj は内燃機関の各運転領域毎に設定されている。

【００５０】〈パージソレノイドバルブ制御：図１４参
照〉パージソレノイドバルブ制御ルーチンを図１４に基
づいて説明する。なお、このパージソレノイドバルブ制
御ルーチンは１００ｍｓ毎の時間割込によりＥＣＵ３０
内のＣＰＵ３１にて実行される。

【００５１】図１４において、まず、ステップＳ８０１
でパージ実施フラグＸＰＲＧが１であるかが判定され
る。ステップＳ８０１の判定条件が成立するときには、
ステップＳ８０２に移行し、パージソレノイドバルブ４
５の制御Ｄuty （デューティ比）ＰＤが次式（２）にて
算出され、本ルーチンを終了する。

【００５２】

【数２】 ＰＤ＝（ＰＧＲ／ＰＧＲＭＸ）×（１００−ＰV ）×ＰPA＋ＰV ・・・（２） この式（２）では、パージソレノイドバルブ４５の駆動
周期は１００ｍｓとされている。また、ＰＧＲは図８で
算出された最終パージ率、ＰＧＲＭＸはパージソレノイ
ドバルブ４５の各運転状態での全開パージ率（図９参
照）、ＰV はバッテリ電圧の変動に対する電圧補正値、
ＰPAは大気圧の変動に対する大気圧補正値である。

【００５３】一方、ステップＳ８０１の判定条件が成立
せず、パージが実施されていないときにはステップＳ８
０３に移行し、パージソレノイドバルブ４５の制御Ｄut
y ＰＤが０とされ、本ルーチンを終了する。

【００５４】このように、本実施例の内燃機関の空燃比
制御装置は、キャニスタ４０に吸着された燃料蒸気を内
燃機関１の吸気側のサージタンク５側へ放出するときの
パージソレノイドバルブ４５の開度を制御し、かつ燃料
噴射量を補正するＥＣＵ３０にて達成されるパージ制御
手段と、内燃機関１の運転状態に応じて空燃比λを変更
自在なＥＣＵ３０にて達成される空燃比変更手段と、前
記空燃比変更手段による空燃比λに応じて前記パージ制
御手段に関わる制御パラメータを補正するＥＣＵ３０に
て達成されるパラメータ補正手段とを具備するものであ
る。

【００５５】したがって、空燃比変更手段を達成するＥ
ＣＵ３０にて空燃比λが変更されてもパージ制御手段を
達成するＥＣＵ３０にてパージソレノイドバルブ４５の
開度としてのパージ率が所定の比率となるように制御さ
れ、それに連れてインジェクタ７からの燃料噴射量ＴＡ
Ｕが補正される。これにより、パージ率を所定の比率と
したパージ実行時に空燃比λが変更されてもパージ制御
におけるパラメータが補正されることで安定した空燃比
制御性を確保することができる。

【００５６】また、本実施例の内燃機関の空燃比制御装
置は、ＥＣＵ３０にて達成されるパラメータ補正手段
が、制御パラメータをパージによる燃料補正量とするも
のである。即ち、図１３の燃料噴射量制御ルーチンのス
テップＳ７０３で空燃比変更手段を達成するＥＣＵ３０
にて変更された空燃比λに応じて制御パラメータとして
のパージによる燃料補正量を設定するパージ補正係数Ｆ
ＰＧが算出される。これにより、パージ率を所定の比率
としたパージ実行時に空燃比λが変更されても空燃比フ
ィードバック補正係数ＦＡＦのずれ分が燃料補正により
補償されることで安定した空燃比制御性を確保すること
ができる。

【００５７】そして、本実施例の内燃機関の空燃比制御
装置は、異なる空燃比λに対応してキャニスタ４０に吸
着された燃料蒸気を内燃機関１の吸気側のサージタンク
５へ放出するときのパージソレノイドバルブ４５の開度
を制御するＥＣＵ３０にて達成されるパージ制御手段
と、所定の空燃比λに対して前記パージ制御手段による
パージの影響度合をパージ濃度即ち、エバポ濃度ＦＧＰ
Ｇとして算出するＥＣＵ３０にて達成されるパージ濃度
演算手段と、前記パージ濃度演算手段で算出されたエバ
ポ濃度ＦＧＰＧに基づきパージによる燃料補正量として
のパージ補正係数ＦＰＧが求められ、内燃機関１に供給
される燃料噴射量ＴＡＵを最終的に補正するＥＣＵ３０
にて達成される燃料量補正手段とを具備するものであ
る。

【００５８】つまり、パージ濃度演算手段を達成するＥ
ＣＵ３０にて所定の空燃比λに対するパージの影響度合
が求められ、燃料量補正手段を達成するＥＣＵ３０にて
内燃機関１に供給される燃料噴射量ＴＡＵが最終的に補
正される。これにより、パージ率を所定の比率としたパ
ージ実行時に空燃比λが変更されてもパージ制御におけ
る影響度合が考慮され燃料噴射量ＴＡＵが補正されるこ
とで安定した空燃比制御性を確保することができる。

【００５９】〈パージソレノイドバルブ制御の変形例：
図１５参照〉パージソレノイドバルブ制御ルーチンの変
形例を図１５に基づいて説明する。なお、このパージソ
レノイドバルブ制御ルーチンの変形例は１００ｍｓ毎の
時間割込によりＥＣＵ３０内のＣＰＵ３１にて実行され
る。

【００６０】この変形例では、パージソレノイドバルブ
４５の制御Ｄuty ＰＤ算出に際して空燃比λの変化が考
慮されている。このパージソレノイドバルブ制御ルーチ
ンの変形例に対応して、図１１に示すエバポ濃度検出ル
ーチンのステップＳ５０７のエバポ濃度ＦＧＰＧ算出に
おける空燃比λによる補正及び図１３に示す燃料噴射量
制御ルーチンのステップＳ７０３のパージ補正係数ＦＰ
Ｇ算出における空燃比λによる補正は共に考慮する必要
がなくなるため、乗算されているλがそれぞれ消去され
た演算式となるのみであり、その他のステップにおける
処理は同様であり、その詳細な説明を省略する。

【００６１】図１５において、まず、ステップＳ９０１
でパージ実施フラグＸＰＲＧが１であるかが判定され
る。ステップＳ９０１の判定条件が成立するときには、
ステップＳ９０２に移行し、パージソレノイドバルブ４
５の制御Ｄuty ＰＤが次式（３）にて算出され、本ルー
チンを終了する。

【００６２】

【数３】 ＰＤ＝｛ＰＧＲ／（ＰＧＲＭＸ×λ）｝×（１００−ＰV ）×ＰPA＋ＰV ・・・（３） この式（３）では、パージソレノイドバルブ４５の駆動
周期は１００ｍｓとされている。また、ＰＧＲは図８で
算出された最終パージ率、ＰＧＲＭＸはパージソレノイ
ドバルブ４５の各運転状態での全開パージ率（図９参
照）、ＰV はバッテリ電圧の変動に対する電圧補正値、
ＰPAは大気圧の変動に対する大気圧補正値である。

【００６３】このように、パージソレノイドバルブ４５
の制御Ｄuty ＰＤの算出に際して、最終パージ率ＰＧＲ
が所定の比率でパージ実行中に空燃比λが変更されても
全開パージ率ＰＧＲＭＸに空燃比λが乗算されており、
パージ制御時における空燃比λの変更による燃料補正が
パージソレノイドバルブ４５の開度補正にて補償され
る。

【００６４】一方、ステップＳ９０１の判定条件が成立
せず、パージが実施されていないときにはステップＳ９
０３に移行し、パージソレノイドバルブ４５の制御Ｄut
y ＰＤが０とされ、本ルーチンを終了する。

【００６５】このように、本実施例の内燃機関の空燃比
制御装置は、ＥＣＵ３０にて達成されるパラメータ補正
手段が制御パラメータをパージソレノイドバルブ４５の
開度としての制御Ｄuty ＰＤとするものである。即ち、
図１５のパージソレノイドバルブ制御ルーチンのステッ
プＳ９０２で空燃比変更手段を達成するＥＣＵ３０にて
変更された空燃比λに応じて制御パラメータとしてのパ
ージソレノイドバルブ４５の制御Ｄuty ＰＤが算出され
る。これにより、パージ率を所定の比率としたパージ実
行時に空燃比λが変更されても空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦのずれ分がパージソレノイドバルブ４５の
制御Ｄuty ＰＤにてパージ補正され補償されることで安
定した空燃比制御性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の空燃比制御装置を示す全体構成図である。

【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の空燃比制御装置で用いられるデューティ比
に対するパージ空気量を示す特性図である。

【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内
のＣＰＵにおける燃料噴射量設定の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図４】 図４は図３における目標空燃比を冷却水温か
ら設定するマップである。

【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内
のＣＰＵにおける目標空燃比設定の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図６】 図６は酸素センサの出力に対応した目標空燃
比の遷移状態を示すタイムチャートである。

【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内
のＣＰＵにおける目標空燃比設定の変形例の処理手順を
示すフローチャートである。

【図８】 図８は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣＵ内
のＣＰＵにおけるパージ率制御の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図９】 図９は図８における全開パージ率を設定する
マップである。

【図１０】 図１０は図８における目標ＴＡＵ補正量を
設定するマップである。

【図１１】 図１１は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ内のＣＰＵにおけるエバポ濃度検出の処理手順を示す
フローチャートである。

【図１２】 図１２は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ内のＣＰＵにおけるパージ率徐変制御の処理手順を示
すフローチャートである。

【図１３】 図１３は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ内のＣＰＵにおける燃料噴射量制御の処理手順を示す
フローチャートである。

【図１４】 図１４は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ内のＣＰＵにおけるパージソレノイドバルブ制御の処
理手順を示すフローチャートである。

【図１５】 図１５は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の空燃比制御装置で使用されているＥＣ
Ｕ内のＣＰＵにおけるパージソレノイドバルブ制御の変
形例の処理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ５ サージタンク ７ インジェクタ ３０ ＥＣＵ（電子制御装置） ３１ ＣＰＵ ４０ キャニスタ ４５ パージソレノイドバルブ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャニスタに吸着された燃料蒸気を内燃
   機関の吸気側へ放出するときのパージバルブの開度を制
   御し、かつ燃料噴射量を補正するパージ制御手段と、 前記内燃機関の運転状態に応じて空燃比を変更自在な空
   燃比変更手段と、 前記空燃比変更手段による空燃比に応じて前記パージ制
   御手段に関わる制御パラメータを補正するパラメータ補
   正手段とを具備することを特徴とする内燃機関の空燃比
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記パラメータ補正手段は、前記制御パ
   ラメータをパージによる燃料補正量とすることを特徴と
   する請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
3. 【請求項３】 前記パラメータ補正手段は、前記制御パ
   ラメータを前記パージバルブの開度とすることを特徴と
   する請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
4. 【請求項４】 異なる空燃比に対応してキャニスタに吸
   着された燃料蒸気を内燃機関の吸気側へ放出するときの
   パージバルブの開度を制御するパージ制御手段と、 所定の空燃比に対して前記パージ制御手段によるパージ
   の影響度合をパージ濃度として算出するパージ濃度演算
   手段と、 前記パージ濃度演算手段で算出されたパージ濃度に基づ
   き前記内燃機関に供給される燃料噴射量を補正する燃料
   量補正手段とを具備することを特徴とする内燃機関の空
   燃比制御装置。