JP3203962B2

JP3203962B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

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Publication number: JP3203962B2
Application number: JP16243194A
Authority: JP
Inventors: 浩之青田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JPH0828370A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インジェクタによる
燃料噴射を行うと共に、燃料タンク内で発生する蒸発燃
料（以下、エバポガスという）を内燃機関の吸気系に吸
入させて燃焼させるようにした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】この種の空燃比制御装置では、空燃比学
習における学習値の更新処理と、キャニスタに吸着され
たエバポガスをパージ弁を介して内燃機関の吸気系に放
出（パージ）するエバポパージ処理とが行われる。ま
た、例えば特開昭６３−１２９１５９号公報や特開平３
−１２１２３２号公報に開示されている空燃比制御装置
では上記学習処理とパージ処理とが択一的に行われ、パ
ージ処理時における学習値の更新を禁止することによっ
てエバポガスの影響による誤学習が防止されるようにな
っている。

【０００３】一方で、上記の如く学習処理とパージ処理
とを択一的に行う制御装置では、誤学習防止が実現され
るものの、学習処理が優先的に行われるとエバポガスの
多量発生時等においてパージ処理が不十分になるという
不都合がある。この場合、燃料タンク内のエバポガス
（ＨＣガス）が大気中に漏れ出てしまうおそれが生じ
る。そこで、例えば特開平４−３５３２５４号公報で
は、キャニスタ内のエバポガス濃度（ＨＣガス濃度）を
検出し、その濃度が所定値以上になると、デューティ駆
動式のパージ弁のパージ流量を増加すべくデューティ比
を変更させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
４−３５３２５４号公報の空燃比制御装置では、エバポ
ガス濃度が大きく変化する場合に駆動デューティ比も大
きく変化し、エバポガスのパージ量が急激に変動する。
その結果、吸気系に導入されるエバポガスにより空燃比
の乱れを生じるという問題を招く。

【０００５】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、空燃比の安定
を確保しつつ、適切に蒸発燃料（エバポガス）のパージ
処理を行うことができる内燃機関の空燃比制御装置を提
供することにある。

【０００６】

【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に記載の発明は、図１８に示すように、空
燃比学習における学習値の更新処理と、キャニスタＭ１
に吸着された蒸発燃料をパージ弁Ｍ２を介して内燃機関
の吸気系に放出する蒸発燃料パージ処理とを択一的に行
う内燃機関の空燃比制御装置において、前記パージ弁Ｍ
２を所望の開度に調整すべく機関運転条件に応じた駆動
デューティ比を演算するデューティ比演算手段Ｍ３と、
前記キャニスタＭ１内の蒸発燃料の吸着量を推測する吸
着量推測手段Ｍ４と、前記吸着量推測手段Ｍ４により推
測された蒸発燃料の吸着量に応じて前記パージ弁Ｍ２に
よる蒸発燃料のパージ継続時間を演算するパージ継続時
間演算手段Ｍ５と、前記デューティ比演算手段Ｍ３によ
る駆動デューティ比にて、前記パージ継続時間演算手段
Ｍ５によるパージ継続時間だけ前記パージ弁Ｍ２を駆動
させるパージ弁駆動手段Ｍ６とを備えたことを要旨とし
ている。

【０００７】請求項１を引用する請求項２に記載の発明
では、前記吸着量推測手段Ｍ４は、蒸発燃料の濃度値か
らその吸着量を推測し、前記パージ継続時間演算手段Ｍ
５は、前記吸着量推測手段Ｍ４による蒸発燃料の濃度値
が大きいほど蒸発燃料のパージ継続時間を長くするよう
に構成している。

【０００８】請求項１を引用する請求項３に記載の発明
では、前記吸着量推測手段Ｍ４は、燃料タンク温度或い
は外気温から蒸発燃料の吸着量を推測し、前記パージ継
続時間演算手段Ｍ５は、前記吸着量推測手段Ｍ４による
燃料タンク温度或いは外気温が高いほど蒸発燃料のパー
ジ継続時間を長くするように構成している。

【０００９】

【作用】上記請求項１に記載の構成によれば、空燃比学
習における学習値の更新処理と、キャニスタＭ１に吸着
された蒸発燃料をパージ弁Ｍ２を介して内燃機関の吸気
系に放出する蒸発燃料パージ処理とが択一的に行われ
る。また、デューティ比演算手段Ｍ３は、パージ弁Ｍ２
を所望の開度に調整すべく機関運転条件に応じた駆動デ
ューティ比を演算する。吸着量推測手段Ｍ４は、キャニ
スタＭ１内の蒸発燃料の吸着量を推測する。パージ継続
時間演算手段Ｍ５は、蒸発燃料パージ処理の開始当初
に、吸着量推測手段Ｍ４により推測された蒸発燃料の吸
着量に応じてパージ弁Ｍ２による蒸発燃料のパージ継続
時間を演算する。パージ弁駆動手段Ｍ６は、デューティ
比演算手段Ｍ３による駆動デューティ比にて、パージ継
続時間演算手段Ｍ５によるパージ継続時間だけ前記パー
ジ弁Ｍ２を駆動させる。

【００１０】つまり、蒸発燃料パージ処理の実行時にお
いて、パージ弁Ｍ２は機関運転条件に応じた駆動デュー
ティ比により所望の開度に調整され、パージ弁Ｍ２のパ
ージ継続時間は蒸発燃料の吸着量に応じて演算される。
この場合、キャニスタＭ１への蒸発燃料の吸着量が大き
く変化しても、パージ継続時間にて対処されることで、
空燃比の乱れを招くことはない。また、蒸発燃料の大気
放出が防止され、適切なパージ処理が実現される。

【００１１】請求項２に記載の構成によれば、吸着量推
測手段Ｍ４は、蒸発燃料の濃度値からその吸着量を推測
し、パージ継続時間演算手段Ｍ５は、吸着量推測手段Ｍ
４による蒸発燃料の濃度値が大きいほど蒸発燃料のパー
ジ継続時間を長くする。この場合、蒸発燃料の濃度値が
大きいほど即ち蒸発燃料の吸着量が多いほどパージ継続
時間を長くすることにより、蒸発燃料の大気放出が防止
される。

【００１２】請求項３に記載の構成によれば、吸着量推
測手段Ｍ４は、燃料タンク温度或いは外気温から蒸発燃
料の吸着量を推測し、パージ継続時間演算手段Ｍ５は、
吸着量推測手段Ｍ４による燃料タンク温度或いは外気温
が高いほど蒸発燃料のパージ継続時間を長くする。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の空燃比制御装置を具体化し
た一実施例を図面に従って説明する。

【００１４】図１は内燃機関の空燃比制御装置の概略構
成を示す図である。図１の車両用多気筒内燃機関（以
下、エンジンという）１において、エンジン本体１ａに
は吸気管２と排気管３とが接続されている。吸気管２の
内端部には電磁式のインジェクタ４が設けられ、その上
流側にはスロットル弁５が設けられている。排気管３に
は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力する
酸素センサ６が設けられている。

【００１５】前記インジェクタ４に燃料を供給するため
の燃料供給系は、燃料タンク７、燃料ポンプ８、燃料フ
ィルタ９及び調圧弁１０を備えている。燃料タンク７内
の燃料（ガソリン）は燃料ポンプ８によって吸い上げら
れ、燃料フィルタ９を介して各インジェクタ４へ圧送さ
れる。また、各インジェクタ４に供給される燃料は調圧
弁１０によって所定圧力に調整される。

【００１６】燃料タンク７の上部から延びるパージ管１
１は吸気管２のサージタンク１２に連通されている。パ
ージ管１１の途中には、燃料タンク７にて発生するエバ
ポガス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１３が配設されている。キャニスタ１３には外気
を導入するための大気開放孔１４が設けられている。パ
ージ管１１はキャニスタ１３よりもサージタンク１２側
を放出通路１５とし、この放出通路１５の途中には電磁
式のパージ弁１６が設けられている。

【００１７】パージ弁１６において、弁体１７はスプリ
ング（図示略）により常にシート部１８を閉じる方向に
付勢されているが、コイル１９を励磁することによりシ
ート部１８を開く方向に移動する。即ち、パージ弁１６
はコイル１９の消磁により放出通路１５を閉じ、コイル
１９の励磁により放出通路１５を開く。このパージ弁１
６の開閉動作は、後述するＣＰＵ２１によるパルス幅変
調に基づいてデューティ比制御される。

【００１８】従って、このパージ弁１６にＣＰＵ２１か
ら制御信号を供給してキャニスタ１３と吸気管２とを連
通すれば、大気開放孔１４を介してキャニスタ１３に新
気が導入され、この新気がキャニスタ１３内を換気す
る。このとき、エバポガスが吸気管２からエンジン１の
燃焼室内に送り込まれてキャニスタパージが行われると
共に、キャニスタ１３の吸着機能の回復が得られる。な
お、図２の特性図に示すように、新気導入に伴うパージ
空気量は、ＣＰＵ２１からパージ弁１６に供給されるパ
ルス信号のデューティ比に応じて調節される。図２は吸
気管負圧が一定の場合での特性を示す。この特性図によ
れば、パージ弁１６のデューティ比が増加するにつれ
て、パージ空気量がほぼ直線的に増加するのが分かる。

【００１９】また、スロットル弁５には同弁５の開度を
検出するスロットルセンサ２２が、サージタンク１２に
はスロットル弁５を通過した吸入空気の圧力を検出する
吸気圧センサ２３が、エンジン本体１ａのシリンダブロ
ックには冷却水の温度を検出する水温センサ２４が設け
られている。ＣＰＵ２１には、上記各センサからのスロ
ットル開度信号，吸気圧信号，冷却水温信号の他に、回
転数センサ（図示略）からのエンジン回転数信号，吸気
温センサ（図示略）からの吸気温信号，大気圧センサ
（図示略）からの大気圧信号が入力される。

【００２０】ＣＰＵ２１は各検出信号に基づいて、吸気
圧ＰＭ、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ、吸気温
ＴＨＡ、大気圧ＰＡ等を算出し、それらのデータをＲＡ
Ｍ２６に一次的に記憶する。ＲＡＭ２６の一部には電源
遮断時にもデータを記憶保持するバックアップＲＡＭ
（図示略）が構成されている。なお、例えば、吸気圧セ
ンサ２３からの吸気圧信号に代えて吸入空気量センサか
らの吸入空気量信号をＣＰＵ２１に入力したり、エンジ
ン始動前における吸気圧信号を大気圧信号としてＣＰＵ
２１に入力したりすることもできる。

【００２１】さらに、ＲＯＭ２５は、エンジン全体の動
作を制御するための演算プログラムや各種マップを格納
している。そして、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２５内の演算
プログラムやマップに基づいて空燃比制御を実施する。
つまり、ＣＰＵ２１は前記酸素センサ６からの電圧信号
を入力し、混合気のリッチ・リーン判定を行う。そし
て、リッチからリーンに反転した場合及びリーンからリ
ッチに反転した場合、ＣＰＵ２１は、燃料噴射量を増減
すべくフィードバック補正係数ＦＡＦを段階状に変化
（スキップ）させ、リッチ又はリーンを維持する場合に
はフィードバック補正係数ＦＡＦ（フィードバック補正
係数ＦＡＦの基準値＝１．０とする）を徐々に増減させ
る。また、ＣＰＵ２１はフィードバック補正係数ＦＡＦ
や学習補正値ＦＬＲＮ等を反映させて燃料噴射量を求
め、所定の噴射タイミングで前記インジェクタ４による
燃料噴射を行わせる。なお、本実施例では、ＣＰＵ２１
によりデューティ比演算手段、吸着量推測手段、パージ
継続時間演算手段及びパージ弁駆動手段が構成されてい
る。

【００２２】以下、上記のように構成された空燃比制御
装置の作用について、図４〜図１３を用いて説明する。
なお、本実施例にて用いるフローチャートにおいて、図
４はＣＰＵ２１によるベースルーチンとしての空燃比学
習制御ルーチンを示し、図５，図７，図８は図４のサブ
ルーチンとしてのパージ時間演算ルーチン，パージ率演
算ルーチン，エバポ濃度演算ルーチンを示す。また、図
９は空燃比フィードバック制御ルーチン、図１０は燃料
噴射制御ルーチン、図１１はパージ弁制御ルーチンを示
し、これら図９〜図１１のルーチンはＣＰＵ２１による
所定の割り込みタイミングにて実行される。

【００２３】最初に上記各ルーチンによる全体の制御動
作について略述する。即ち、図４のルーチンでは、電源
投入後において先ず初期学習が実施され（ステップ１０
２，１０３）、その後、パージ処理（ステップ１０４〜
１０８）と定期学習（ステップ１１１，１１２）とが択
一的に繰り返し実行される。この際、学習の期間におい
ては、エンジン１の運転状態毎の空燃比ずれ量が求めら
れ、そのずれ量を修正するための学習補正値ＦＬＲＮが
ＲＡＭ２６のバップアップＲＡＭに記憶される。

【００２４】また、図４のパージ処理の期間において、
パージ処理の開始当初には図５のパージ時間演算ルーチ
ンが実行され、パージ時間（パージ継続時間）が設定さ
れる。ここで、パージ時間はパージカウンタＣＰＲＧＥ
ＸＥにセットされる。さらに、図７のパージ率演算ルー
チン及び図８のエバポ濃度演算ルーチンが実行され、空
燃比の挙動に応じてパージ率ＲＰＲＧ及びエバポ濃度値
ＦＬＰＲＧが演算される。ここで、パージ率ＲＰＲＧ
（％）は、吸気管２における吸入空気量ＧＡに対するエ
バポガスのパージ流量ＧＰＲＧの比率を示す（ＲＰＲＧ
＝ＧＰＲＧ／ＧＡ）。また、エバポ濃度値ＦＬＰＲＧ
（％）は、パージ率１％当たりのエバポガス中に含まれ
る燃料の比率を示し、キャニスタ１３のエバポガス吸着
量に相当する。さらに、同じくパージ処理の期間におい
て、図１１のパージ弁制御ルーチンによりパージ弁１６
が所定のデューティ比で駆動される。

【００２５】また、図９の空燃比フィードバック制御ル
ーチンではフィードバック補正係数ＦＡＦが演算され
る。図１０の燃料噴射制御ルーチンでは基本噴射時間Ｔ
ｐが演算されると共に、同基本噴射時間Ｔｐに対してフ
ィードバック補正や空燃比学習補正等が行われインジェ
クタ４による最終噴射時間τが演算される。

【００２６】なお、各ルーチンにおける空燃比フィード
バックの実施条件（フィードバック条件）としては、主
に以下に示す（１）〜（６）の条件を設定しており、こ
れらを全て満足した場合、フィードバック条件が満たさ
れたとする。（１）始動時でないこと。（２）燃料カッ
ト中でないこと。（３）冷却水温ＴＨＷ≧４０℃である
こと。（４）τ＞τ_minであること（ただし、τ_minは
インジェクタ４の最小噴射時間）。（５）酸素センサ６
が活性状態であること。（６）高負荷・高回転状態でな
いこと。

【００２７】さらに、各ルーチンでは、フィードバック
補正係数ＦＡＦをスキップ毎、又は所定時間毎になまし
（平均化）処理し、その値をなまし値ＦＡＦＡＶとして
用いる。また、前記なまし値ＦＡＦＡＶとフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦの基準値（＝１）との差の絶対値を、
フィードバック補正係数ＦＡＦの偏差ΔＦＡＦとして用
いる（ΔＦＡＦ＝｜ＦＡＦＡＶ−１｜）。

【００２８】以下、各ルーチンの具体的な処理内容につ
いて、図４の空燃比学習制御ルーチンから順に詳細に説
明する。さて、ＣＰＵ２１への電源投入に伴い図４のル
ーチンが起動されると、ＣＰＵ２１は先ずステップ１０
１にて空燃比学習条件の判別を行う。この空燃比学習条
件には、前述のフィードバック条件や水温条件（ＴＨＷ
＞８０℃）等が含まれる。そして、学習条件が成立して
いれば、ＣＰＵ２１はステップ１０２及び１０３で初期
の空燃比学習を実行する。即ち、ＣＰＵ２１は、ステッ
プ１０２で空燃比学習（学習補正値ＦＬＲＮの更新）を
実行する。そして、フィードバック補正係数ＦＡＦの偏
差ΔＦＡＦ（＝｜ＦＡＦＡＶ−１｜）が２％以内に安定
した状態（なまし値ＦＡＦＡＶが基準値に対して安定し
た状態）において、フィードバック補正係数ＦＡＦの１
２回のスキップが完了すると、即ちステップ１０３が満
たされると、ＣＰＵ２１は初期学習が完了したとしてス
テップ１０４に進む。

【００２９】その後、ＣＰＵ２１は、ステップ１０４で
パージ時間を演算し、ステップ１０５でパージ率ＲＰＲ
Ｇを演算し、ステップ１０６でエバポ濃度値ＦＬＰＲＧ
を演算する。ここで、ステップ１０４は図５のパージ時
間演算ルーチンに、ステップ１０５は図７のパージ率演
算ルーチンに、ステップ１０６は図８のエバポ濃度演算
ルーチンに相当するが、これらの詳細については後述す
る。

【００３０】次に、ＣＰＵ２１は、ステップ１０７でパ
ージカウンタＣＰＲＧＥＸＥの値を「１」減算し、続く
ステップ１０８でパージカウンタＣＰＲＧＥＸＥの値か
らパージ時間が終了したか否かを判別する。この時、パ
ージカウンタＣＰＲＧＥＸＥは、パージ時間に相当する
ものとしてステップ１０４（図５のルーチン）にて設定
されており、ＣＰＲＧＥＸＥ＝「０」でなければ、ＣＰ
Ｕ２１はステップ１０５に戻ってステップ１０５〜１０
８の処理を繰り返し実行する。

【００３１】また、ステップ１０７でＣＰＲＧＥＸＥ＝
「０」が成立すると、ＣＰＵ２１はステップ１０９に進
み、パージ実行フラグＸＰＲＧを「０」にリセットする
と共に、続くステップ１１０でパージ率ＲＰＲＧを０％
にリセットする。ここで、パージ実行フラグＸＰＲＧは
パージ弁１６によるエバポパージを実行するか否かを判
別するものであり、ＸＰＲＧ＝「０」であればパージが
実行されないようになっている。

【００３２】その後、ＣＰＵ２１はステップ１１１及び
１１２で空燃比の定期学習を実行する。即ち、ＣＰＵ２
１は、ステップ１１１で空燃比学習（学習補正値ＦＬＲ
Ｎの更新）を実行する。そして、偏差ΔＦＡＦが２％以
内に安定した状態において、フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの６回のスキップが完了すると、即ちステップ１１
２が満たされると、ＣＰＵ２１は定期学習が完了したと
してステップ１０４に戻る。その後、ＣＰＵ２１は前述
のステップ１０４〜１１２を繰り返し実行する。

【００３３】次いで、図５のパージ時間演算ルーチンを
説明する。図５において、ＣＰＵ２１は、ステップ２０
１でパージ実行フラグＸＰＲＧが「１」であるか否かを
判別する。そして、ＸＰＲＧ＝「０」であれば、ＣＰＵ
２１はそのまま本ルーチンを終了し、ＸＰＲＧ＝「１」
であればステップ２０２に進み、ステップ２０２〜２０
４でパージ弁１６によるパージ時間を設定する。

【００３４】即ち、ＣＰＵ２１は、ステップ２０２でそ
の時のエバポ濃度値ＦＬＰＲＧを読み込み、続くステッ
プ２０３で図６に示すパージ時間テーブルを用いエバポ
濃度値ＦＬＰＲＧに応じたパージ時間を設定する。この
とき、エバポ濃度値ＦＬＰＲＧはキャニスタ１３のエバ
ポガス吸着量に相当し、その値が大きいほど、パージ時
間が長くなるように設定される。本実施例では、パージ
時間が２０〜２００ｓｅｃの範囲内で設定されるように
なっている。また、ＣＰＵ２１は、ステップ２０４で上
記パージ時間をパージカウンタＣＰＲＧＥＸＥにセット
し、その後、本ルーチンを終了する。

【００３５】次いで、図７のパージ率演算ルーチンを説
明する。図７において、ＣＰＵ２１はステップ３０１で
前述のフィードバック条件が成立するか否かを判別する
と共に、ステップ３０２で冷却水温ＴＨＷ＞８０℃であ
るか否かを判別する。ステップ３０１，３０２のいずれ
かが否定判別された場合、ＣＰＵ２１はステップ３０３
に進み、パージ実行フラグＸＰＲＧを「０」にリセット
して本ルーチンを終了する。

【００３６】また、ステップ３０１，３０２が共に肯定
判別された場合、ＣＰＵ２１はステップ３０４でパージ
実行フラグＸＰＲＧを「１」にセットした後、ステップ
３０５に進む。そして、ＣＰＵ２１は、ステップ３０５
〜３０９で偏差ΔＦＡＦに応じてパージ率ＲＰＲＧを演
算する。

【００３７】詳しくは、ＣＰＵ２１はステップ３０５で
偏差ΔＦＡＦ＞５％であるか否かを判別し、ステップ３
０６で偏差ΔＦＡＦ＞１０％であるか否かを判別する。
そして、ΔＦＡＦ≦５％であれば、ＣＰＵ２１はステッ
プ３０７へ進み、パージ率ＲＰＲＧの値を０．０５％増
加させる。５％＜ΔＦＡＦ≦１０％であれば、ＣＰＵ２
１はステップ３０８へ進み、パージ率ＲＰＲＧをその時
の値にホールドする。ΔＦＡＦ＞１０％であれば、ＣＰ
Ｕ２１はステップ３０９へ進み、パージ率ＲＰＲＧの値
を０．０５％減少させる。

【００３８】最後に、ＣＰＵ２１は、ステップ３１０で
パージ率ＲＰＲＧが図３にて設定される上限内であるか
否かをチェックし、上限値を越える値であれば上限値で
ホールドする。なお、図３は、エンジン回転数ＮＥとエ
ンジン負荷（本実施例では吸気圧ＰＭであるが、その他
に吸入空気量やスロットル開度でもよい）とにより決定
される全開パージ率マップであり、パージ弁１６のデュ
ーティ比＝１００％時における最大パージ率を示してい
る。

【００３９】一方、図８のエバポ濃度演算ルーチンで
は、ＣＰＵ２１はステップ４０１でパージ実行フラグＸ
ＰＲＧが「１」であるか否かを判別する。そして、ＸＰ
ＲＧ＝「０」であれば、ＣＰＵ２１はそのままルーチン
を終了する。また、ＸＰＲＧ＝「１」であれば、ＣＰＵ
２１はステップ４０２でフィードバック補正係数ＦＡＦ
のなまし値ＦＡＦＡＶからフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆの基準値（＝１）を減算した値（＝ＦＡＦＡＶ−１）
を求め、その後、ステップ４０３〜４０７でエバポ濃度
値ＦＬＰＲＧを演算する。なお、電源投入に伴う初期化
時には、エバポ濃度値ＦＬＰＲＧに初期値（例えば、５
％）が与えられる。

【００４０】即ち、ＣＰＵ２１は、ステップ４０３で
（ＦＡＦＡＶ−１）＞２％であるか否かを判別し、ステ
ップ４０４で（ＦＡＦＡＶ−１）＜−２％であるか否か
を判別する。そして、（ＦＡＦＡＶ−１）＞２％であれ
ば即ち空燃比がリーン寄りであれば、ＣＰＵ２１は現在
のエバポ濃度値ＦＬＰＲＧよりも実際の濃度値ＦＬＰＲ
Ｇは薄いと判断し、ステップ４０５でエバポ濃度値ＦＬ
ＰＲＧの値を所定の更新幅（本実施例では、０．００２
５％）だけ減少させる。（ＦＡＦＡＶ−１）＜−２％で
あれば即ち空燃比がリッチ寄りであれば、ＣＰＵ２１は
現在のエバポ濃度値ＦＬＰＲＧよりも実際の濃度値ＦＬ
ＰＲＧは濃いと判断し、ステップ４０６でエバポ濃度値
ＦＬＰＲＧの値を所定の更新幅（本実施例では、０．０
０２５％）だけ増加させる。また、−２％≦（ＦＡＦＡ
Ｖ−１）≦２％であれば、ＣＰＵ２１は現在のエバポ濃
度値ＦＬＰＲＧがほぼ実際値であると判断し、ステップ
４０７でエバポ濃度値ＦＬＰＲＧをその時の値にホール
ドする。

【００４１】その後、ＣＰＵ２１はステップ４０８にて
エバポ濃度値ＦＬＰＲＧが上下限値である０〜２５％以
内であるか否かをチェックしてこのルーチンを終了す
る。次いで、図９の空燃比フィードバック制御ルーチン
を説明する。このルーチンはＣＰＵ２１による４ｍｓｅ
ｃ毎の時間割り込みにて実行される。

【００４２】図９において、ＣＰＵ２１は先ずステップ
５０１で上述のフィードバック条件が成立するか否かを
判別する。そして、フィードバック条件が成立しない場
合、ＣＰＵ２１はステップ５０２へ進みフィードバック
補正係数ＦＡＦ＝１．０とする。また、フィードバック
条件が成立した場合、ＣＰＵ２１はステップ５０３に進
み酸素センサ出力と所定判定レベルとを比較し、それぞ
れ遅れ時間Ｈ，Ｉ（ｍｓｅｃ）を持って空燃比フラグＸ
ＯＸＲを操作する。例えば、酸素センサ６の出力がリッ
チ側であればＸＯＸＲ＝「１」、リーン側であればＸＯ
ＸＲ＝「０」とする。

【００４３】次に、ＣＰＵ２１はステップ５０４に進ん
でこの空燃比フラグＸＯＸＲに基づいてフィードバック
補正係数ＦＡＦの値を操作する。即ち、空燃比フラグＸ
ＯＸＲが「０」→「１」又は「１」→「０」に変化した
時、フィードバック補正係数ＦＡＦの値を所定量スキッ
プさせ、空燃比フラグＸＯＸＲが「１」又は「０」継続
している時、フィードバック補正係数ＦＡＦの積分制御
を行う。そして、ＣＰＵ２１は、次のステップ５０５へ
進んでフィードバック補正係数ＦＡＦの値の上下限チェ
ックをし、その後、本ルーチンを終了する。

【００４４】次いで、図１０の燃料噴射制御ルーチンを
説明する。このルーチンはＣＰＵ２１による４ｍｓｅｃ
毎の時間割り込みにて実行される。図１０において、Ｃ
ＰＵ２１はステップ６０１でＲＯＭ２５内にマップとし
て格納されているデータに基づき、エンジン回転数ＮＥ
と吸気圧ＰＭに応じた基本噴射時間Ｔｐを演算する。次
に、ＣＰＵ２１はステップ６０２でエンジン１の運転状
態に関する補正係数（冷却水温，始動後増量，吸気温
等）と、フィードバック補正係数ＦＡＦと、学習補正値
ＦＬＲＮとに対応する基本補正係数Ｆｃを算出する。ま
た、ＣＰＵ２１は続くステップ６０３で、図８のルーチ
ンで演算したエバポ濃度値ＦＬＰＲＧと、図７のルーチ
ンで演算したパージ率ＲＰＲＧとを掛け合わせてパージ
補正係数ＦＰＲＧを算出する（ＦＰＲＧ＝ＦＬＰＲＧ・
ＲＰＲＧ）。

【００４５】その後、ＣＰＵ２１は、ステップ６０４で
上記の基本噴射時間Ｔｐ，基本補正係数Ｆｃ，パージ補
正係数ＦＰＲＧ，無効噴射時間Ｔｖに基づいて最終噴射
時間τを演算する（τ＝Ｔｐ・（Ｆｃ−ＦＰＲＧ）＋Ｔ
ｖ）。そして、ＣＰＵ２１は、所定の燃料噴射タイミン
グで最終噴射時間τに基づいてインジェクタ４による燃
料噴射を実施する。

【００４６】次いで、図１１のパージ弁制御ルーチンを
説明する。このルーチンはＣＰＵ２１による１００ｍｓ
ｅｃ毎の時間割り込みにて実行される。図１１におい
て、ＣＰＵ２１はステップ７０１でパージ実行フラグＸ
ＰＲＧが「１」であるか否かを判別する。そして、ＸＰ
ＲＧ＝「１」であれば、ステップ７０２で吸気圧ＰＭを
読み込むと共に、ステップ７０３でエンジン回転数ＮＥ
を読み込む。そして、ＣＰＵ２１は続くステップ７０４
で所定の係数Ｋａとエンジン回転数ＮＥと吸気圧力ＰＭ
とを乗算して吸入空気量ＧＡを演算する（ＧＡ＝Ｋａ・
ＮＥ・ＰＭ）。

【００４７】その後、ＣＰＵ２１はステップ７０５に進
み、上記吸入空気量ＧＡと図７のルーチンで求めたパー
ジ率ＲＰＲＧとを乗算してパージ流量ＧＰＲＧを算出す
る（ＧＰＲＧ＝ＧＡ・ＲＰＲＧ）。また、ＣＰＵ２１
は、続くステップ７０６で上記パージ流量ＧＰＲＧと、
大気圧ＰＡ及び吸気圧ＰＭの差圧（以下、この差圧をゲ
ージ圧という）との２つのパラメータに基づき、図１２
のデューティ比マップを用いてパージ弁１６を駆動させ
るためのデューティ比を求める。なお、各パラメータの
値がマップ値の中間値をとる場合には、補間にてデュー
ティ比を求める。

【００４８】その後、ＣＰＵ２１はステップ７０８で、
上記のデューティ比にてパージ弁１６を駆動させる。一
方、前記ステップ７０１でＸＰＲＧ＝「０」であれば、
ＣＰＵ２１はステップ７０７でデューティ比＝０とした
後、ステップ７０８の処理を実行する。

【００４９】次いで、上記のフローチャートによるＣＰ
Ｕ２１の動作を図１３のタイムチャートを用いて説明す
る。なお、図１３において、時間ｔ１は電源投入後、最
初に空燃比フィードバック条件が成立するタイミング、
時間ｔ２は水温条件（ＴＨＷ＞８０℃）が成立するタイ
ミングを示し、また、時間ｔ２〜ｔ３及び時間ｔ４〜ｔ
５は図４のルーチンによる空燃比学習が実施される期間
を示している。

【００５０】図１３について時間を追って説明する。先
ず、時間ｔ１にて空燃比フィードバック条件が成立する
と、フィードバック補正係数ＦＡＦが基準値（＝１）か
ら変化し始める。また、時間ｔ２にて水温条件が成立す
ると空燃比学習が開始され、フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦが基準値（＝１）へ収束すべく変化する。そして、
時間ｔ２〜ｔ３の初期学習期間において、フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦ（まなし値ＦＡＦＡＶ）が基準値に対
して２％以内に安定した状態で、１２回のスキップが実
施される。

【００５１】時間ｔ３になると、その時のエバポ濃度値
ＦＬＰＲＧ（時間ｔ３では、初期値＝５％）に対応する
パージカウンタＣＰＲＧＥＸＥの値がセットされる。ま
た、パージ実行フラグＸＰＲＧのセット（ＸＰＲＧ＝
「１」）に伴い所定デューティ比でパージ弁１６が開放
され、キャニスタ１３の吸着燃料がパージされる。その
後、パージカウンタＣＰＲＧＥＸＥが「０」になる迄、
パージ処理が継続される（時間ｔ３〜ｔ４の期間）。

【００５２】ＣＰＲＧＥＸＥ＝０になる時間ｔ４では、
空燃比学習が再開され、フィードバック補正係数ＦＡＦ
（なまし値ＦＡＦＡＶ）が基準値に対して２％以内に安
定した状態で、６回のスキップが完了する迄、空燃比学
習が実施される（時間ｔ４〜ｔ５の定期学習期間）。そ
して、時間ｔ５では、その時のエバポ濃度値ＦＬＰＲＧ
に対応するパージカウンタＣＰＲＧＥＸＥの値がセット
される。以降、パージ制御と定期学習とが交互に繰り返
される。

【００５３】以上詳述したように本実施例の空燃比制御
装置によれば、以下に示す効果を得ることができる。つ
まり、パージ処理の実行時には、吸入空気量やパージ率
の機関運転条件に応じてパージ弁１６の駆動デューティ
比を求め、該デューティ比によりパージ弁１６を所望の
開度に調整した。また、その一方で、エバポ濃度値ＦＬ
ＰＲＧ（エバポガス吸着量）に応じてパージ弁１６のパ
ージ時間を演算し、そのパージ時間内でパージ処理を継
続させるようにした。従って、例えばガス濃度の変化に
応じてパージ弁１６のデューティ比を変化させる従来の
装置と比較した場合、デューティ比を大きく変化させる
ことはなく、空燃比の安定化を実現することができる。
また、エバポ濃度値ＦＬＰＲＧが大きくなるほどパージ
時間を長くしたため、エバポガスの発生量が多い場合に
もエバポガスの大気放出が防止され、適切なパージ処理
を実現することができる。

【００５４】さらに、パージ時間内でパージ処理が継続
されるため、必要以上にパージ処理が長引くことはな
く、学習処理も確実に行うことができる。即ち、パージ
処理時においてエバポ濃度値ＦＬＰＲＧが薄くなるまで
に時間がかかり過ぎると、パージの継続により学習が行
われず、学習に悪影響を及ぼす。しかし、本実施例によ
れば、パージ時間の経過後にパージ処理から学習処理に
切り換えられるため、上記不都合を解消することができ
る。

【００５５】加えて、本実施例では、パージ処理の開始
当初にパージ時間を設定し、そのパージ時間の範囲内
（２０〜２００ｓｅｃの範囲内）においてそれよりも短
い周期（１００ｍｓｅｃ）でパージ弁１６のデューティ
比を演算した（図１１のルーチン）。その結果、パージ
処理の期間では、パージ弁１６を常に所望の開度に調整
することができる。

【００５６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、次の様態にて具体化することができる。（１）上記実施例では、エバポ濃度値ＦＬＰＲＧに応じ
てパージカウンタＣＰＲＧＥＸＥの値を設定したが、こ
れを変更してもよい。例えば、キャニスタ１３のエバポ
ガス吸着量としてのエバポガス発生量と、燃料タンク温
度とは、図１４に示す関係を有しており、燃料タンク温
度が大きくなるほどエバポガスの発生量が多くなる。従
って、図１５に示すテーブルを作成し、同テーブルを用
いてパージ時間を設定するようにしてもよい。また、同
様にエバポガス発生量は外気温とも所定の関係を有して
おり、図１６に示すテーブルを用いてパージ時間を設定
することも可能である。

【００５７】（２）さらに、パージ時間の他の設定方法
としては、図１７に示す二次元マップを用いることも可
能である。即ち、上記図１５，１６では燃料タンク温度
或いは外気温にて一次元的にパージ時間を設定したが、
図１７では外気温（燃料タンク温度でも可）と大気圧と
に応じてパージ時間を設定している。この場合、エバポ
ガス発生量は、大気圧が低いか或いは外気温が高いほど
多くなり、逆に大気圧が高いか或いは外気温が低いほど
少なくなるため、それに応じて図１７のマップが作成さ
れる。

【００５８】（３）上記実施例では、電源投入時におい
てエバポ濃度値ＦＬＰＲＧに初期値（例えば、５％）を
与えておき、その初期値を用いてパージ時間を演算した
が、エバポ濃度値ＦＬＰＲＧの初期値を「０」にし、電
源投入時の初回時のみ、エバポ濃度値ＦＬＰＲＧに関係
なくパージ時間に初期値（例えば、３０ｓｅｃ）を与え
る構成としてもよい。

【００５９】（４）上記実施例では、図８のエバポ濃度
演算ルーチンにより演算したエバポ濃度値ＦＬＰＲＧか
らキャニスタ１３のエバポガス吸着量を推測したが、キ
ャニスタ１３又は放出通路１５に濃度検出センサを設
け、同センサの検出結果からエバポガス吸着量を推測す
るようにしてもよい。

【００６０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、空燃比
の安定を確保しつつ、適切な蒸発燃料（エバポガス）の
パージ処理を行うことができるという優れた効果を発揮
する。

【００６１】請求項２及び請求項３に記載の発明によれ
ば、蒸発燃料の吸着量を容易に且つ確実に推測すること
ができ、パージ時間を適切に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例における空燃比制御装置を示す構成図で
ある。

【図２】デューティ比に対するパージ空気量の特性を示
す線図である。

【図３】パージ弁全開時におけるパージ率の上限を示す
マップである。

【図４】ＣＰＵが実行する空燃比学習制御ルーチンを示
すフローチャートである。

【図５】ＣＰＵが実行するパージ時間演算ルーチンを示
すフローチャートである。

【図６】パージ時間を設定するためのテーブルである。

【図７】ＣＰＵが実行するパージ率演算ルーチンを示す
フローチャートである。

【図８】ＣＰＵが実行するエバポ濃度演算ルーチンを示
すフローチャートである。

【図９】ＣＰＵが実行する空燃比フィードバック制御ル
ーチンを示すフローチャートである。

【図１０】ＣＰＵが実行する燃料噴射制御ルーチンを示
すフローチャートである。

【図１１】ＣＰＵが実行するパージ弁制御ルーチンを示
すフローチャートである。

【図１２】デューティ比を求めるためのマップである。

【図１３】実施例の作用を説明するためのタイムチャー
トである。

【図１４】エバポガス発生量と燃料タンク温度との関係
を示す線図である。

【図１５】別の実施例におけるパージ時間を設定するテ
ーブルである。

【図１６】別の実施例におけるパージ時間を設定するテ
ーブルである。

【図１７】別の実施例におけるパージ時間を設定する二
次元マップである。

【図１８】クレームに対応するブロック図である。

【符号の説明】

１…エンジン（多気筒内燃機関）、６…空燃比センサと
しての酸素センサ、１３…キャニスタ、１６…パージ
弁、２１…デューティ比演算手段，吸着量推測手段，パ
ージ時間演算手段，パージ弁駆動手段としてのＣＰＵ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空燃比学習における学習値の更新処理
と、キャニスタに吸着された蒸発燃料をパージ弁を介し
て内燃機関の吸気系に放出する蒸発燃料パージ処理とを
択一的に行う内燃機関の空燃比制御装置において、前記パージ弁を所望の開度に調整すべく機関運転条件に
応じた駆動デューティ比を演算するデューティ比演算手
段と、前記キャニスタ内の蒸発燃料の吸着量を推測する吸着量
推測手段と、前記吸着量推測手段により推測された蒸発燃料の吸着量
に応じて前記パージ弁による蒸発燃料のパージ継続時間
を演算するパージ継続時間演算手段と、前記デューティ比演算手段による駆動デューティ比に
て、前記パージ継続時間演算手段によるパージ継続時間
だけ前記パージ弁を駆動させるパージ弁駆動手段とを備
えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】前記吸着量推測手段は、蒸発燃料の濃度
値からその吸着量を推測し、前記パージ継続時間演算手段は、前記吸着量推測手段に
よる蒸発燃料の濃度値が大きいほど蒸発燃料のパージ継
続時間を長くする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制
御装置。
【請求項３】前記吸着量推測手段は、燃料タンク温度
或いは外気温から蒸発燃料の吸着量を推測し、前記パージ継続時間演算手段は、前記吸着量推測手段に
よる燃料タンク温度或いは外気温が高いほど蒸発燃料の
パージ継続時間を長くする請求項１に記載の内燃機関の
空燃比制御装置。