JP3136793B2 - エンジンの蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの蒸発燃料処
理装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料タンクから蒸発した燃料が大気に拡
散するのを防止するため、燃料蒸気を活性炭キャニスタ
に吸着させ、活性炭キャニスタにたまった燃料は所定の
運転条件で吸気管にパージ（大気によってキャニスタか
ら離脱させて追い出すこと）することによって、インジ
ェクタからの噴射燃料とともに、シリンダ内で燃焼させ
ている。

【０００３】ところが、エアフローメータによっては計
量されないパージガスが加わると、制御空燃比に影響を
与えるため、パージ弁（パージ制御弁）を空燃比フィー
ドバック制御中に開くものがある。パージ弁が開かれた
当初は空燃比がリッチ側にずれるものの、空燃比フィー
ドバック補正係数αが制御中心（１．０）よりリーン側
にずれてゆき、やがてある値（たとえば０．８）に落ち
着くことによって、パージ中も空燃比を触媒ウインドウ
（理論空燃比を中心とする所定幅のこと）に収めること
ができるからである。

【０００４】しかしながら、パージ中はアクセルペダル
を踏み込んでも、供給燃料量をアクセルペダルの踏み込
み量に応じた要求値まで一気に増加させることができ
ず、いわゆる息つきを生じて運転性が悪くなる。αはリ
ーン側に外れた上記の値（０．８）から出発して大きく
ならなければならないこと、またαは一定割合でしか増
えていかないことのため、燃料量を急激に増加できない
のである。

【０００５】このため、特開平２−１９６３１号公報で
は、パージ開始後に所定値以下となったときのαとパー
ジ開始直前のαとの差を求め、この差に応じた減量補正
量で運転条件に応じた基本噴射量を減算する一方、前記
の所定値以下にαがなったときからαを強制的にパージ
開始直前の値に戻している。

【０００６】パージによりαがリーン側の値に落ち着く
のをきらって、所定値（０．８）以下にαがなったとき
は、パージによる燃料増加分だけ基本噴射量から減量補
正することによって供給燃料量をパージ前後で同じに保
ち、かつパージ中のアクセルペダルの踏み込みに対して
は、αをパージ前の値（通常は１．０）から増加させる
ことによって少しでも早くαを大きくしようというので
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の装置
ではパージによってαの変化が終了した後に、変化前後
のαの差をみるようにしているため、αの変化途中は空
燃比エラー（理論空燃比からのずれのこと）が大きく、
排気性能や運転性能に改良の余地がある。

【０００８】一方、αの応答性がよくないことは、いわ
ゆる基本空燃比学習値α_Mによって補うことができる。
ところが、基本空燃比学習値α_Mは、本来パージによる
空燃比エラーを考慮するものでなく、経年変化などに伴
いエアフローメータやインジェクタによって生じる空燃
比の定常エラーを考慮するのものである。したがって、
パージ中の空燃比エラーをも基本空燃比学習値α_Mにと
りこんでしまったのでは、学習誤差が生じるため、従来
装置でもパージ中は学習を禁止し、αが落ち着いてから
学習を再開している。つまり、パージ中の空燃比エラー
に対しては基本空燃比学習値では対処できないのであ
る。

【０００９】そこで、パージに伴う空燃比エラーに対し
てあらたにパージ学習補正係数α_Pを導入し、燃料噴射
パルス幅を Ｔｉ＝Ｔｅ＋Ｔｓ Ｔｅ＝Ｔｐ・ＣＯＥＦ・（α＋α_M＋α_P） ただし、Ｔｉ；燃料噴射パルス幅 Ｔｅ；有効噴射パルス幅 Ｔｓ；無効噴射パルス幅 Ｔｐ；基本噴射パルス幅 ＣＯＥＦ；１と各種補正係数の総和 により計算すれば、パージ学習補正係数α_Pによってパ
ージ前後の空燃比の変動を抑えることが可能となる。

【００１０】この場合に、パージに伴う空燃比エラーは
パージガスの燃料濃度が濃くなるほど、またパージ率
（パージ弁流量と吸入空気量の比）が大きくなるほど大
きくなるので、たとえば図１７のようにパージ率に対し
てパージ学習補正係数α_Pを割り付けることが考えられ
る。

【００１１】しかしながら、空燃比エラーはパージ率に
より異なるので、パージ学習補正係数を求めるための学
習をパージ率ごとに行う必要があり、すべてのパージ率
に対して学習が終了するまでに時間がかかりすぎる。ま
た、頻繁に学習が進む運転条件とめったに学習が進まな
い運転条件とがあるので、学習値の精度も一様でない。

【００１２】そこでこの発明は、規準パージ率の運転点
で空燃比エラー相当量にもとづいてメモリに格納されて
いるパージ学習値を更新するとともに、噴射量計算タイ
ミングでのパージ率と規準パージ率の比を、メモリから
読み出したパージ学習値に乗じて空燃比補正量を算出す
ることにより、空燃比フィードバック補正量の遅れに起
因する空燃比の乱れを最小限にとどめることを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すように、運転条件信号を受けてパージ率を算出する手
段３１と、このパージ率となるようにキャニスタからの
パージガスを吸気管に導く装置３２と、空燃比センサ３
３の出力から空燃比フィードバック補正量αを算出する
手段３４と、このフィードバック補正量αからパージに
伴う空燃比エラー相当量を算出する手段３５と、使用頻
度の高い運転条件である規準運転点でのパージ率を規準
パージ率として予め設定する手段４２と、この規準パー
ジ率の運転点になったかどうかを判定する手段３６と、
この判定結果より規準パージ率の運転点で前記空燃比エ
ラー相当量にもとづいてメモリ３７に格納されているパ
ージ学習値を更新する手段３８と、噴射量計算タイミン
グでの前記パージ率と前記規準パージ率の比を、前記メ
モリ３７から読み出したパージ学習値に乗じて空燃比補
正量を算出する手段３９と、この空燃比補正量で運転条
件に応じた基本噴射量を補正してパージＯＮ時の基本噴
射量を算出する手段４０と、この基本噴射量を吸気管に
供給する装置４１とを設けた。

【００１４】第２の発明は、図１８に示すように、運転
条件信号を受けてパージ率を算出する手段３１と、この
パージ率となるようにキャニスタからのパージガスを吸
気管に導く装置３２と、空燃比センサ３３の出力から空
燃比フィードバック補正量αを算出する手段３４と、こ
のフィードバック補正量αからパージに伴う空燃比エラ
ー相当量を算出する手段３５と、前記パージ率が所定値
未満であるかそれとも所定値以上であるかを判定する手
段５１と、この判定結果よりパージ率が所定値未満であ
るとき、前記空燃比エラー相当量にもとづいてメモリ５
２に格納されている基本空燃比学習値を更新する手段５
３と、使用頻度の高い運転条件である規準運転点でのパ
ージ率を規準パージ率として予め設定する手段４２と、
この規準パージ率の運転点になったかどうかを判定する
手段３６と、この判定結果および前記判定結果よりパー
ジ率が所定値以上でありかつ規準パージ率の運転点にな
ったとき前記空燃比エラー相当量にもとづいてメモリ３
７に格納されているパージ学習値を更新する手段５４
と、噴射量計算タイミングでの前記パージ率と前記規準
パージ率の比を、前記メモリ３７から読み出したパージ
学習値に乗じて空燃比補正量を算出する手段３９と、こ
の空燃比補正量と前記メモリ５２から読み出した基本空
燃比学習値とで運転条件に応じた基本噴射量を補正して
パージＯＮ時の基本噴射量を算出する手段５５と、この
基本噴射量を吸気管に供給する装置４１とを設けた。

【００１５】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記パージガスを吸気管に導く装置３２がデュー
ティ制御弁である場合に、吸入空気量が少ない運転条件
で（たとえばアイドル時）このデューティ制御弁を流れ
る流量が下限流量Ｑｐｍｉｎ以下とならないようなパー
ジ率を所定値として設定し、この所定値より大きいパー
ジ率を規準パージ率とした。

【００１６】

【作用】第１、第２の発明では、規準パージ率の運転点
でパージに伴う空燃比エラー相当量にもとづいてパージ
学習値が更新される一方で、空燃比補正量が 空燃比補正量＝パージ学習値 ×（噴射量計算タイミングでのパージ率／規準パージ率） …（１） により求められる。

【００１７】簡単のため、パージ学習値を空燃比エラー
相当量に等しくとれば（更新割合が１００％のとき）、
（１）式は 空燃比補正量＝（規準運転点での空燃比エラー相当量） ×（噴射量計算タイミングでのパージ率／規準パージ率）…（２） ただし、規準運転点；規準パージ率での運転点 となる。

【００１８】ここで、パージガスの燃料濃度が所定値の
とき、パージに伴う空燃比エラー相当量はパージ率に比
例するため、パージ率を横軸に、空燃比エラー相当量を
縦軸にとると、空燃比エラー相当量は横軸と縦軸の交わ
る原点を通る直線で表せる。

【００１９】この２次元の平面上では、（規準運転点で
の空燃比エラー相当量／規準パージ率）の値は直線の傾
きに相当するため、これに（噴射量計算タイミングでの
パージ率）をかけたもの、つまり（２）式の空燃比補正
量は、噴射量計算タイミングでのパージ率のとき、その
パージ率での空燃比エラー相当量を求めていることにな
る。

【００２０】たとえば、空燃比エラー相当量として（α
の半周期の平均値−１．０）を用いれば、パージに伴い
リッチ側の空燃比エラーが生じているとき、空燃比エラ
ー相当量がマイナスの値となるため、このマイナスの値
の空燃比補正量で基本噴射量を減量補正すれば、パージ
に伴う空燃比エラーが吸収される。この逆に、パージが
進んでリーン側の空燃比エラーが生じると、空燃比エラ
ー相当量がプラスの値となり、このプラスの空燃比補正
量で基本噴射量が増量補正されると、パージが進んだ状
態でもパージＯＮ時の空燃比エラーが吸収される。

【００２１】この場合に、上記の２次元平面において、
パージ学習値は、規準運転点での直線の傾きを学習する
ため、パージ率に関係なく学習値は１つである。運転条
件に応じて変化する広い範囲のパージ率を１つの学習値
でカバーするのであれば、１回の学習値の更新で学習が
終了し、かつ学習値が１つですむと、学習の頻度が高く
なる。

【００２２】したがって、第１、第２の発明によれば、
使用頻度の高い運転条件を規準運転点として設定してお
けば、規準運転点でパージ学習値を更新することで、使
用頻度の高い運転条件における空燃比補正量の精度が高
められ、その一方で、規準運転点以外の運転条件（アイ
ドルなど）においては、パージ学習値に対して、規準運
転点以外の運転条件でのパージ率を規準パージ率で割っ
た値を乗算して空燃比補正量を算出することにより、規
準運転点以外の運転条件においても適度な空燃比補正量
の精度が確保される。こうして空燃比補正量を求めるこ
とで、空燃比フィードバック補正量αの遅れに起因する
空燃比の乱れが最小限にとどめられる。

【００２３】ところで、パージガスを吸気管に導く装置
がデューティ制御弁である場合には、このデューティ制
御弁に与えるデューティとこのデューティ制御弁の流量
の間に、後述する図１９（公知）に示す特性があること
から、吸入空気量が少ない運転条件で（たとえばアイド
ル時）流量が下限流量Ｑｐｍｉｎ以下とならないような
パージ率を所定値ｃとして設定する必要があるため、規
準パージ率をこの所定値ｃよりも小さな値に選んだので
は、パージ率の大きな領域で空燃比補正量に生じる誤差
が大きくなる。所定値ｃよりも小さなパージ率のところ
で、上記２次元平面における直線の傾きを定めたので
は、大きなパージ率のところで傾きのバラツキが拡大さ
れてしまうのである。

【００２４】これに対して第３の発明でデューティ制御
弁を流れる流量が下限流量Ｑｐｍｉｎ以下とならないよ
うなパージ率が所定値として設定され、この所定値ｃよ
り大きいパージ率が規準パージ率として選択されると、
こうしたバラツキの拡大が防がれ、パージＯＮ時の空燃
比補正精度が高まる。

【００２５】

【実施例】図２において、エンジン制御のためマイクロ
コンピュータ（たとえば１６ビットマイコン）からなる
コントロールユニット２が設けられている。

【００２６】排気管３にはエンジンから排出されてくる
ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘといった三つの有害成分を処理する
三元触媒４が設けられる。三元触媒４が有害三成分を同
時に処理できるのは、エンジンに供給している混合気の
空燃比が理論空燃比を中心とする狭い範囲（触媒ウイン
ドウ）に収まっているときだけである。この触媒ウイン
ドウより空燃比が少しでもリッチ側にずれるとＣＯ，Ｈ
Ｃの排出量が増し、逆にリーン側にずれるとＮＯｘが多
く排出される。

【００２７】このため、三元触媒４がその能力を十分に
発揮できるように、コントロールユニット２は、Ｏ₂セ
ンサ（空燃比センサ）５からの実空燃比信号にもとづい
てインジェクタ８からの燃料噴射量をフィードバック制
御する。

【００２８】図４は、空燃比フィードバック補正係数α
の計算を、燃料噴射のタイミングに同期させて行う公知
の流れ図である。

【００２９】三元触媒４の上流に設けられるＯ₂センサ
５は、理論空燃比を境にしてその出力が急変する（理論
空燃比よりリッチ側でほぼ１Ｖ、リーン側でほぼ０Ｖの
出力をする）ため、Ｏ₂センサ出力がスライスレベル
（ほぼ０．５Ｖ）より高いと空燃比はリッチ側に、また
スライスレベルより低いとリーン側にあると判断され
る。こうした判断を一定の周期で繰り返し行うと、空燃
比がリッチ側（あるいはリーン側）に反転した直後であ
るのか、継続してリッチやリーンの同じ側にあるのかな
ども判断できる（図４のステップ２〜４）。

【００３０】これらの判定結果より空燃比がリッチ側に
反転した直後は空燃比フィードバック補正係数αからス
テップ量Ｐ_Rを差し引き（図４のステップ２，３，
６）、空燃比がつぎにリーン側へ反転する直前までαか
ら積分量Ｉ_Rを差し引く（図４のステップ２，３，
８）。この逆に実空燃比がリーン側に反転した直後はＰ
_Lをαに加算し（図４のステップ２，４，１０）、実空
燃比がつぎにリッチ側に反転する直前までＩ_Lを加算す
る（図４のステップ２，４，１１）。空燃比が反転した
直後は大きな値のＰ_R，Ｐ_Lをステップ的に与えて応答よ
く反対側へと変化させるとともに、ステップ変化の後は
小さな値のＩ_R，Ｉ_Lでゆっくりと空燃比を反対側へと変
化させることによってフィードバック制御を安定させる
のである。

【００３１】一方、フィードバック制御が働かないよう
にする運転条件（低水温時など）もある（図４のステッ
プ１，１２）。

【００３２】なお、エンジンの運転条件が相違しても、
スロットルバルブ６の上流に位置するエアフローメータ
７で計測される吸入空気量と、インジェクタ８からシリ
ンダに向けて供給される燃料量との比（つまり空燃比）
がほぼ理論空燃比となるように、コントロールユニット
２では、エンジン回転に同期して間欠的に開弁されるイ
ンジェクタ８の開弁パルス幅（基本噴射パルス幅Ｔｐ）
を決定している。

【００３３】９はエンジン回転数に対応する信号とＲｅ
ｆ信号（クランク角度の基準位置信号）とを出力するク
ランク角度センサ、１０はスロットルバルブの開度（Ｔ
ＶＯ）を検出するセンサ、１１は水温センサ、１２は車
速センサで、これらもコントロールユニット２に入力さ
れている。

【００３４】ところで、経年変化によってインジェクタ
８に目詰まりが生じると、インジェクタ８を同じパルス
幅で駆動しても、シリンダへの供給燃料量が少なくなる
ため、始動するたびに空燃比フィードバック制御に入っ
てしばらくは空燃比がリーン側にかたよる。これを避け
るため、コントロールユニット２では基本空燃比学習を
行う。

【００３５】説明の都合上、図５、図６の例について先
に示す。

【００３６】図５は、学習値の更新を行うための流れ図
で、これは図４においてステップ量Ｐ_RまたはＰ_Lの付加
時に実行する（図４のステップ５または９）。

【００３７】学習条件になると、αの半周期の平均値α
_AVを α_AV＝（α＋α_OLD）／２… ただし、α_OLD；半周期前のα によって求めており（図５のステップ２１，２２）、運
転領域の番号が確定すると、その確定した番号に対応す
るメモリに入っている基本空燃比学習値Ｘを Ｘ＝Ｘ＋Ｒ_X・（α_AV−１）… ただし、Ｒ_X；更新割合 により更新する（図５のステップ２５，２８）。

【００３８】運転条件が相違しても基本空燃比学習値Ｘ
を精度良く与えるため、図８のように細分された１つ１
つの小さな運転領域ごとに番号がつけられており、各番
号に対応するメモリごとに基本空燃比学習値Ｘを格納し
ている。いま、運転条件が図８で５の番号の領域にあれ
ば、この番号に対応するメモリに格納されている基本空
燃比学習値（式でいうと右辺のＸ）を読みだし、式
により更新した値（式の左辺のＸ）をふたたび同じメ
モリに格納するのである。

【００３９】こうして求めた基本空燃比学習値Ｘはキー
スイッチＯＦＦによっても消失しないようにバッテリバ
ックアップしておく。

【００４０】なお、半周期前のα（図７参照）を格納す
るため、上記式の計算に続いてメモリのα_OLDに今回
のαを入れている（図５のステップ２３）。

【００４１】式の更新割合Ｒ_Xは、図１０のように、
カウンタ値（学習条件成立後のαの反転回数をカウント
するカウンタの値）ｎ_Xに対して右下がりの特性に設定
する（図５のステップ２７）。これは、学習開始時（ｎ
_Xが小さいとき）には学習速度を優先するため更新割合
の値を大きくし、学習が進んでくると（ｎ_Xが大きくな
ると）、更新割合を小さくして学習精度を優先するため
である。

【００４２】式において、（α_AV−１）は空燃比エラ
ー相当量を表すため、たとえばインジェクタ８の目詰ま
りで空燃比がリーン側に傾くと、α_AVがαの制御中心
（１．０）より値の大きくなる側に移動する（α_AV＞
１．０となる）。このとき、式で基本空燃比学習値Ｘ
が大きくなる側に更新されると、この学習値の更新量だ
け基本噴射パルス幅Ｔｐを大きくすることができ、これ
によってインジェクタなどによる空燃比の定常エラーを
吸収して、フィードバック制御の当初から空燃比を触媒
ウインドウに収めることができるのである。

【００４３】一方、エンジン停止時に燃料タンク１５か
ら蒸発し、キャニスタ１６中の活性炭に吸着された燃料
は、エンジン運転中にキャニスタ１６の外部から大気を
導入すると活性炭から離脱し、この離脱燃料を含んだ空
気（パージガス）が吸気通路に吸い込まれる。

【００４４】このパージガスの流入量を調整するため活
性炭キャニスタ１６と吸気マニホールド１７のコレクタ
部１７ａとを連通する通路１８にパージ弁２１が設けら
れている。このパージ弁２１はリニアソレノイドによっ
て駆動される弁で、コントロールユニット２からの一定
周期（たとえば６．４ｍｓの周期）のパルス信号により
Ｒｅｆ信号に同期して駆動され、ＯＮデューティ（ＯＮ
時間割合）が大きくなるほど弁開度が増していく。

【００４５】このパージ弁２１を制御するにあたってコ
ントロールユニット２では、エンジン回転数Ｎｅと基本
噴射パルス幅（エンジン負荷相当量）Ｔｐから図９の特
性を内容とするマップをルックアップしてパージ率を求
める。

【００４６】図９から求めたパージ率からはパージ弁目
標流量ＴＱＰＶを ＴＱＰＶ＝パージ率・Ｑｓ ただし、Ｑｓ；エアフローメータで計測される空気量 で求めることができ、このＴＱＰＶに比例してパージ弁
２１の基本デューティＥＶＰ０を決定する。

【００４７】パージ率は図９のように制御空燃比に大き
な影響を与えない範囲でさまざまな値が入っている。運
転条件（ＮｅとＴｐ）に応じてパージ率を割り付ける
と、パージＯＮの領域が広がり、トータルでみれば大量
のパージガスを導入することが可能となるのである。な
お、図９ではパージ率が０の領域もあり、この領域（パ
ージＯＦＦの領域）でパージがカットされる。たとえば
後述するＶＣ負圧弁２２が閉じられる運転条件では、こ
れに合わせてパージ弁２１も閉じておくため、パージ率
を０としている。

【００４８】なお、パージ弁２１が全開状態でスティッ
クすると、パージによってエンスト（エンジンストー
ル）したり、アイドル回転数が上昇したりすることがあ
るので、これを防止するためＶＣ負圧弁（ダイアフラム
弁）２２がパージ弁２１と直列に通路１８に設けられて
いる。ＶＣ負圧はスロットル開度ＴＶＯに対して図３の
ように立上がる負圧のことであり、アクセルペダルを離
してスロットルバルブ６を閉じさえすれば、ＶＣ負圧が
大気圧に近くなってＶＣ負圧弁２２が閉じられる。これ
によって、パージ弁２１の開閉に関係なく通路１８を遮
断するのである。

【００４９】ところで、パージ領域を広くしたこともあ
って、パージを行いつつ空燃比フィードバック制御を行
うのであるが、パージに伴う空燃比エラーを基本空燃比
学習値に取り込んだのでは、この学習値にエラーが生じ
るため、パージＯＮ時の空燃比補正量α_Yをあらたに導
入し、実効噴射パルス幅Ｔｅを Ｔｅ＝Ｔｐ・ＣＯＥＦ・（α＋α_M＋α_Y）… ただし、Ｔｐ；基本噴射パルス幅 α；空燃比フィードバック補正係数 α_M；基本空燃比補正量 により計算する。式においてα_Y以外は公知である。
たとえば、Ｔｐはエアフローメータで計測される吸入空
気量Ｑａとエンジン回転数ＮｅからＴｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎ
ｅ（Ｋは定数）により計算される値である。

【００５０】この場合に、パージに伴う空燃比エラーは
パージ率により異なるので、パージ率ごとにパージ学習
によって空燃比補正量α_Yを求めるとすれば、すべての
パージ率に対してパージ学習が終了するまでに時間がか
かりすぎる。

【００５１】これに対処するため、パージに伴う空燃比
エラー相当量をそのときのパージ率で割った値を学習
し、その学習値（パージ学習値）にパージ率の現在値を
乗じた値をパージＯＮ時の空燃比補正量α_Yとすること
が考えられる。すなわち、

【００５２】式と同様にして、パージ学習値Ｙを、 Ｙ＝Ｙ＋Ｒ_Y・（α_AV−１）／パージ率… ただし、Ｒ_Y；更新割合 により更新する（図５のステップ３１）。

【００５３】ここで、空燃比エラー相当量（α_AV−１）
をパージ率で割っている点が式と相違している。これ
は次の理由による。

【００５４】パージに起因する空燃比エラーは、パージ
率とパージガスの燃料濃度との積に比例するので、パー
ジガスの燃料濃度が所定値のときは、図１２で示したよ
うに、パージ率に比例してインジェクタからの供給燃料
量の誤差が大きくなる。

【００５５】こうした燃料量誤差をなくすのに要求され
る補正量（この要求補正量の単位は燃料量の単位と同
じ）の特性は、図１２の燃料量誤差の直線を、横軸を対
称軸として反対側に移した直線となる。たとえば、所定
のパージ率Ａにおいて燃料量がＨ_A多すぎれば（燃料量
誤差がＨ_Aであれば）、Ｈ_Aの燃料量を減量補正してやれ
ばよく（つまり要求補正量は−Ｈ_Aとなる）、同様にし
てパージ率Ｂ（≠Ａ）で燃料量誤差がＨ_Bであれば、要
求補正量は−Ｈ_Bとなるのである。

【００５６】ここで、図１２より直線の傾きはパージ率
に関係なく一定であるため、要求補正量についての直線
の傾きＫＡＴＭＫは、ある１つのパージ率における燃料
量誤差が分かれば、 ＫＡＴＭＫ＝−（燃料量誤差／パージ率）… により求まり、このＫＡＴＭＫを用いれば、このＫＡＴ
ＭＫにパージ率の現在値を乗じるだけで要求補正量を求
めることができる。図１２において、パージ率Ａで（−
Ｈ_A／Ａ）をＫＡＴＭＫとして求めておけば、パージ率
Ｂのとき要求補正量をＫＡＴＭＫ×Ｂにより求めること
ができるのである。

【００５７】この場合に、燃料量誤差とこれに比例する
空燃比エラー相当量との間には符号について逆の関係が
あり、燃料量誤差がプラスのとき、空燃比エラー相当量
（α_AV−１）はマイナスで計算される。インジェクタ８
からの燃料量が多すぎて空燃比がリッチ側に傾くとき
（燃料量誤差がプラスのとき）は、燃料量を減少しよう
と空燃比フィードバック補正係数αが制御中心（１．
０）より小さい側にずれるため、（α_AV−１）＜０とな
り、この逆にインジェクタからの燃料量が少なすぎると
（燃料量誤差がマイナスのとき）、燃料量を増量しよう
とαが１．０より大きい側にずれ、（α_AV−１）＞０と
なるからである。

【００５８】これより、式の（−燃料量誤差）の代わ
りに（＋空燃比エラー相当量）を用いることができる。

【００５９】ただし、このときは要求補正量の単位（た
とえばｍｓ）と空燃比エラーの単位（無名数）が違うの
で、 ＫＡＴＭＫ＝Ｃ・（空燃比エラー相当量／パージ率） のように、Ｃ（空燃比エラー相当量を燃料量の単位に変
化するための定数）が必要になる。しかしながら、要求
補正量をＴｐに乗算する値（つまり無名数）として構成
してやれば、要求補正量の単位が空燃比エラー相当量の
単位と一致するためＣは不要となり、 ＫＡＴＭＫ＝空燃比エラー相当量／パージ率… とおくことができ、この例では（空燃比エラー相当量／
パージ率）を学習することにしたわけである。

【００６０】ただし、式のパージ学習値Ｙは、基本空
燃比学習値Ｘと相違して、キースイッチＯＦＦ時にバッ
テリバックアップしない。キースイッチＯＦＦ中にパー
ジガスの燃料濃度が変化すると、要求補正量が異なって
しまうからである。したがって、キースイッチＯＮにな
るたびに、パージ学習値を初期値（１．０）から更新し
ていくことになる。

【００６１】なお、式のパージ率はパージ学習値Ｙを
更新する直前の運転条件（ＮｅとＴｐ）から図９の特性
を内容とするマップをルックアップして、また更新割合
Ｒ_Yは、図１１の特性（図１０と同様）を内容とするテ
ーブルをルックアップして求める（図５のステップ３
０）。

【００６２】一方、パージ学習値Ｙの更新条件は、パー
ジ率が所定値以上であるときとする（図５のステップ２
４）。パージ率が所定値より小さいときまでパージ学習
を行うと、パージ学習値Ｙの精度が落ちるからである。
所定値は０でもかまわない。

【００６３】図６は実効噴射パルス幅Ｔｅを計算するた
めの流れ図で、一定周期で実行する。

【００６４】パージＯＮ時の空燃比補正量（要求補正
量）α_Yを、メモリから読み出したパージ学習値Ｙとそ
のときのパージ率から α_Y＝Ｙ・パージ率… により計算する（図６のステップ４１）。そのときとは
噴射パルス幅計算のタイミングであり、そのタイミング
でのＮｅとＴｐから図９の特性を内容とするマップをル
ックアップして求めるのである。

【００６５】一方、噴射パルス幅の計算タイミングでの
運転条件が属する領域の番号を図８のマップをルックア
ップして確定し、その確定した番号に対応するメモリの
基本空燃比学習値Ｘを基本空燃比補正量α_Mとする（図
６のステップ４２，４３）。

【００６６】これらの空燃比補正量（α_Mとα_Y）を用い
て実効噴射パルス幅Ｔｅを計算する（図６のステップ４
４）。Ｒｅｆ信号に同期した噴射タイミングになると、
こうして計算されたＴｅのパルス幅でインジェクタ８が
開かれる。

【００６７】ここで、先の例の作用を図１３を参照しな
がら説明する。ただし、パージに伴う空燃比エラーに着
目し、インジェクタなどに起因する空燃比の定常エラー
はないものとして考える。

【００６８】キースイッチＯＮ直後のパージ学習値を格
納するメモリの値は０（初期値）である。パージＯＮの
条件でそのときの運転条件に応じたパージ率でパージ弁
２１が開かれると、パージ前後で空燃比が変動する。パ
ージＯＮ時は空燃比のフィードバック制御が行われるた
め、パージに伴う空燃比エラーに合わせてαが動く。た
とえば、パージにより空燃比がリッチ側に動くと、αは
値の小さくなる側にずれ、α_AV＜１となる。

【００６９】図１３においてパージ率Ａのとき初めてパ
ージ学習の更新条件が成立すると、そのタイミングでの
空燃比エラー相当量Ｌ_A（＝α_AV−１）とそのときのパ
ージ率Ａの比（Ｌ_A／Ａ）がパージ学習値Ｙに入れられ
る。図１３でＹは空燃比エラー相当量の直線の傾きであ
る。

【００７０】この後、運転条件が変化してパージ率Ｂ
（≠Ａ）になり、噴射パルス幅の計算タイミングになっ
たとすると、メモリから読み出したパージ学習値Ｙに、
噴射パルス幅の計算タイミングでのパージ率Ｂを乗じた
値がパージＯＮ時の空燃比補正量α_Y（＝Ｙ×Ｂ）とし
て計算され、この空燃比補正量α_YによりＴｐ（α＋
α_Y）が求められると、α_Y＜０であることからパージＯ
Ｎ時はＴｐが減量される。

【００７１】実際には（Ｌ_A／Ａ）のすべてを学習更新
量とするわけでなく、式のようにその一部を学習更新
量としているため、パージ学習値Ｙによる燃料補正によ
って、空燃比エラー相当量の傾きが緩やかとなり、図１
３においてたとえば一点鎖線に空燃比エラー相当量の特
性が移る。同じパージ率Ｂの条件でパージ学習の更新条
件が成立したとすれば、今度はそのときの空燃比エラー
相当量ＬＢ’とパージ率Ｂの比（ＬＢ’／Ａ）でパージ
学習値Ｙが更新され、この更新後のパージ学習値により
さらにＴｐが減量補正される。

【００７２】このように、（空燃比エラー相当量／パー
ジ率）でパージ学習値Ｙを更新しつつ、このパージ学習
値Ｙとパージ率の現在値を乗じた値をパージＯＮ時の空
燃比補正量α_YとしてＴｐを補正することで、パージに
伴う空燃比エラーがなくされるのである。

【００７３】なお、空燃比エラー相当量は図１３の二点
鎖線で示したようにマイナス側にくることもあるが（パ
ージが進んでパージガスのすべてが空気になっているよ
うなとき）、このときはパージＯＮ時にＴｐが増量補正
されることによってパージに伴う空燃比エラーがなくさ
れる。

【００７４】この場合に、パージ学習値Ｙは、空燃比エ
ラー相当量とパージ率の比で更新するため、広い範囲の
パージ率に対してただ１つのパージ学習値を用意すれば
よい。図１７の従来例のようにパージ率ごとに別々の学
習補正係数を用意することは必要でないのである。学習
値が１つですむと、学習の頻度が高くなり、学習頻度が
高いと、学習更新量を小さくすることができ、学習値の
精度も向上する。

【００７５】また、２つの学習値（ＹとＸ）について、
学習値の更新の条件を分離しているため（パージＯＮ時
にパージ学習値Ｙの更新を、パージＯＦＦ時に基本空燃
比学習値Ｘの更新を行う）、パージに伴う空燃比エラー
はパージ学習により、パージ以外の定常エラーは基本空
燃比学習により吸収されるため、空燃比の制御精度が高
まる。

【００７６】次に、第１、第２、第３の発明に対応する
実施例を図１４，図１５で説明する。なお、図１４と図
１５はそれぞれ先の例の図５と図６に対応する。

【００７７】この実施例では、１つの規準運転点をあら
かじめ選定しておき、パージ学習値の更新タイミングで
の運転条件がこの規準運転点になると、パージ学習値Ｙ
２を Ｙ２＝Ｙ２＋Ｒ_Y・（α_AV−１）… により更新し（図１４のステップ５１，５２）、噴射パ
ルス幅の計算タイミングでパージＯＮ時の空燃比補正量
α_Yを α_Y＝Ｙ２×（パージ率／規準パージ率）… ただし、規準パージ率；規準運転点でのパージ率 により計算する（図１５のステップ６１）。

【００７８】式を α_Y＝（Ｙ２／規準パージ率）×パージ率 と変形してみれば、（Ｙ２／規準パージ率）は式のＹ
と同じものである。つまり、この例ではパージ学習値の
更新条件をパージ率の一点（規準パージ率）に限ったも
のに相当する。この例でも、１つのパージ学習値Ｙ２を
更新するだけですむことに変わりない。

【００７９】したがって、この実施例において、最も使
用頻度の高い運転条件を規準運転点として設定しておけ
ば、規準運転点でパージ学習値Ｙ２を更新することで、
最も使用頻度の高い運転条件における空燃比補正量α_Y
の精度を高めることができ、その一方で、規準運転点以
外の運転条件（アイドルなど）においては、パージ学習
値Ｙ２に対して、規準運転点以外の運転条件でのパージ
率を規準パージ率で割った値を乗算して空燃比補正量α
_Yを算出することにより、規準運転点以外の運転条件に
おいても、適度な空燃比補正量の精度を確保することが
でき、こうして空燃比補正量を求めることで、空燃比フ
ィードバック補正係数αの遅れに起因する空燃比の乱れ
を最小限にとどめることができるのである。

【００８０】ところで、規準パージ率を所定値よりも小
さな値に選んだのでは、パージ率の大きな領域で空燃比
補正量α_Yに生じる誤差が大きくなる。たとえば、図１
６において、所定値ｃよりも小さなパージ率ａのところ
で、空燃比エラー相当量に図示のバラツキがあったとし
たとき、このバラツキはパージ率ｂ（ｂ＞ａ）の位置で
は（ｂ／ａ）倍に拡大されてしまうのである。

【００８１】このため、規準パージ率は所定値ｃより大
きな値に選ぶことが望ましく、これによってパージＯＮ
時の空燃比補正精度を高めることができる。

【００８２】上記の所定値ｃは具体的には次のように設
定する。パージ弁２１に与えるデューティとパージ弁流
量の間には図１９（公知）に示す特性があり、同図にお
いて直線関係が保たれる限界のデューティをＤｍｉｎ、
この限界のデューティＤｍｉｎを与えたときのパージ弁
流量を下限流量Ｑｐｍｉｎで定義すると、Ｄｍｉｎ以下
のデューティを与えたのでは、望みのパージ弁流量を流
すことができなくなるので、パージ弁流量は下限流量Ｑ
ｐｍｉｎ以上に保つ必要がある。言い換えると、パージ
弁流量＝吸入空気量Ｑｓ×パージ率であるので、吸入空
気量が少ない運転条件で（たとえばアイドル時）パージ
弁流量が下限流量Ｑｐｍｉｎ以下とならないようなパー
ジ率を所定値ｃとして設定する必要があるのである。通
常は、少し余裕をみて１％弱に所定値ｃを設定してい
る。

【００８３】さらにパージ学習値の精度を高めるために
は、運転条件が安定している点を規準運転点として選ば
なければならない。運転条件が安定していないと、αの
精度があまりよくないため、αにもとづいて更新される
パージ学習値も精度が落ちるからである。

【００８４】実施例ではリニアソレノイド駆動のパージ
弁で説明したが、ロータリー弁やステップモータ駆動の
弁でもかまわない。

【００８５】

【発明の効果】第１、第２の発明は、運転条件信号を受
けてパージ率を算出し、このパージ率となるようにキャ
ニスタからのパージガスを吸気管に導く一方、規準パー
ジ率の運転点で空燃比フィードバック補正量から算出し
た空燃比エラー相当量にもとづいてメモリに格納されて
いるパージ学習値を更新するとともに、噴射量計算タイ
ミングでのパージ率と規準パージ率の比を前記パージ学
習値に乗じて空燃比補正量を算出し、この空燃比補正量
で運転条件に応じた基本噴射量を補正してパージＯＮ時
の基本噴射量を算出するように構成したため、パージ率
に関係なく学習値が１つだけとなり、学習頻度と学習精
度を高めることができるほか、使用頻度の高い運転条件
を規準運転点として設定しておけば、規準運転点でパー
ジ学習値を更新することで、使用頻度の高い運転条件に
おける空燃比補正量の精度を高めることができ、その一
方で、規準運転点以外の運転条件においても適度な空燃
比補正量の精度を確保することができ、こうして空燃比
補正量を求めることで、空燃比フィードバック補正量の
遅れに起因する空燃比の乱れを最小限にとどめることが
できる。

【００８６】第３の発明は、第１の発明において、前記
パージガスを吸気管に導く装置３２がデューティ制御弁
である場合に、吸入空気量が少ない運転条件でこのデュ
ーティ制御弁を流れる流量が下限流量以下とならないよ
うなパージ率を所定値として設定し、この所定値より大
きいパージ率を規準パージ率としたため、第１の発明の
効果に加えて、パージＯＮ時の空燃比補正精度を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明のクレーム対応図である。

【図２】一実施例のシステム図である。

【図３】ＶＣ負圧とＶＣ負圧弁リフトの特性図である。

【図４】空燃比フィードバック補正係数αの計算を説明
するための流れ図である。

【図５】基本空燃比学習とパージ学習を説明するための
流れ図である。

【図６】実効噴射パルス幅Ｔｅの計算を説明するための
流れ図である。

【図７】空燃比フィードバック補正係数αの波形図であ
る。

【図８】基本空燃比学習値Ｘの格納される運転領域図で
ある。

【図９】パージ率の特性図である。

【図１０】更新割合Ｒ_Xの特性図である。

【図１１】更新割合Ｒ_Yの特性図である。

【図１２】パージ率に対する燃料量誤差と要求補正量の
特性図である。

【図１３】パージ率に対する空燃比エラー相当量の特性
図である。

【図１４】実施例の基本空燃比学習とパージ学習を説明
するための流れ図である。

【図１５】実施例の実効噴射パルス幅Ｔｅの計算を説明
するための流れ図である。

【図１６】実施例のパージ率に対する空燃比エラー相当
量の特性図である。

【図１７】従来例のパージ率に対する学習補正係数の特
性図である。

【図１８】第２の発明のクレーム対応図である。

【図１９】パージ弁の流量特性図である。

【符号の説明】

２ コントロールユニット ３ 排気管 ４ 三元触媒 ５ Ｏ₂センサ（空燃比センサ） ６ スロットルバルブ ７ エアフローメータ ８ インジェクタ（燃料供給装置） １５ 燃料タンク １６ 活性炭キャニスタ ２１ パージ弁 ３１ パージ率算出手段 ３２ パージガス導入装置 ３３ 空燃比センサ ３４ フィードバック補正量算出手段 ３５ 空燃比エラー相当量算出手段 ３６ 規準運転点判定手段 ３７ パージ学習値メモリ ３８ パージ学習値更新手段 ３９ 空燃比補正量算出手段 ４０ パージＯＮ時基本噴射量算出手段 ４１ 燃料供給装置 ５１ 判定手段 ５２ 基本空燃比学習値メモリ ５３ 基本空燃比学習値更新手段 ５４ パージ学習値更新手段 ５５ パージＯＮ時基本噴射量算出手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運転条件信号を受けてパージ率を算出する
   手段と、 このパージ率となるようにキャニスタからのパージガス
   を吸気管に導く装置と、 空燃比センサの出力から空燃比フィードバック補正量を
   算出する手段と、 このフィードバック補正量からパージに伴う空燃比エラ
   ー相当量を算出する手段と、使用頻度の高い運転条件である規準運転点でのパージ率
   を規準パージ率として予め設定する手段と、 この 規準パージ率の運転点になったかどうかを判定する
   手段と、 この判定結果より規準パージ率の運転点で前記空燃比エ
   ラー相当量にもとづいてメモリに格納されているパージ
   学習値を更新する手段と、 噴射量計算タイミングでの前記パージ率と前記規準パー
   ジ率の比を、前記メモリから読み出したパージ学習値に
   乗じて空燃比補正量を算出する手段と、 この空燃比補正量で運転条件に応じた基本噴射量を補正
   してパージＯＮ時の基本噴射量を算出する手段と、この
   基本噴射量を吸気管に供給する装置とを設けたことを特
   徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】運転条件信号を受けてパージ率を算出する
   手段と、 このパージ率となるようにキャニスタからのパージガス
   を吸気管に導く装置と、 空燃比センサの出力から空燃比フィードバック補正量を
   算出する手段と、 このフィードバック補正量からパージに伴う空燃比エラ
   ー相当量を算出する手段と、 前記パージ率が所定値未満であるかそれとも所定値以上
   であるかを判定する手段と、 この判定結果よりパージ率が所定値未満であるとき、前
   記空燃比エラー相当量にもとづいてメモリに格納されて
   いる基本空燃比学習値を更新する手段と、使用頻度の高い運転条件である規準運転点でのパージ率
   を規準パージ率として予め設定する手段と、 この 規準パージ率の運転点になったかどうかを判定する
   手段と、 この判定結果および前記判定結果よりパージ率が所定値
   以上でありかつ規準パージ率の運転点になったとき前記
   空燃比エラー相当量にもとづいてメモリに格納されてい
   るパージ学習値を更新する手段と、 噴射量計算タイミングでの前記パージ率と前記規準パー
   ジ率の比を、前記メモリから読み出したパージ学習値に
   乗じて空燃比補正量を算出する手段と、 この空燃比補正量と前記メモリから読み出した基本空燃
   比学習値とで運転条件に応じた基本噴射量を補正してパ
   ージＯＮ時の基本噴射量を算出する手段と、 この基本噴射量を吸気管に供給する装置とを設けたこと
   を特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】前記パージガスを吸気管に導く装置がデュ
   ーティ制御弁である場合に、吸入空気量が少ない運転条
   件でこのデューティ制御弁を流れる流量が下限流量以下
   とならないようなパージ率を所定値として設定し、この
   所定値より大きいパージ率を規準パージ率としたことを
   特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの蒸発燃
   料処理装置。