JP3370177B2

JP3370177B2 - エンジンの空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3370177B2
Application number: JP06081294A
Authority: JP
Inventors: 聖悟酒井; 成治牧本; 博人山県; 英幸上村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 2003-01-27
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JPH06336940A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの空燃比制御
装置に関し、特に、例えば燃料タンクから蒸発する燃料
蒸気を吸気系に導入するパージ手段のような、燃料噴射
弁とは別の燃料成分導入手段をエンジンの吸気系に設け
たエンジンの空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般のガソリンエンジン車では、燃料タ
ンクから蒸発する燃料蒸気が大気中に放散されるのを防
止するために、上記蒸発燃料を吸着するチャコールキャ
ニスタを備えている。そしてこのチャコールキャニスタ
に吸着された蒸発燃料は、燃料噴射弁からの燃料噴射量
が理論空燃比となるようにフィードバック補正制御を行
なう運転領域で、パージ制御弁を備えたパージ通路を通
じて、エンジンのスロットル弁の下流側の吸気通路内に
吸入されるように構成されている。

【０００３】ところが、パージ実行条件が成立したと
き、パージ制御弁を全閉から全開まで一気に開弁する
と、キャニスタから多量のパージガスが吸気通路内に急
激に流入し、特にパージされる蒸発燃料の濃度が高い場
合には、多量の燃料蒸気が吸気通路内に急激に供給され
る。そして、これに対応して、燃料噴射弁からの燃料噴
射量が減量補正されるが、空燃比の急激な変動に追従す
ることができず、パージ開始初期において、空燃比が過
渡的に大幅にリッチになるという問題があった。

【０００４】そこで、例えば特開平２−２４５４６１号
公報に開示された「内燃機関のパージ制御装置」では、
パージ通路にパージ流量制御用のデューティソレノイド
弁を配設し、パージされる蒸発燃料の濃度が高いほどパ
ージ制御弁の開弁速度が遅くなるようにデューティ制御
を行って、パージ初期において、空燃比が過渡的にリッ
チになるのを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なパージ制御中においても、空燃比がリッチ側にずれた
場合、そのずれ量に基づいて燃料噴射弁からの燃料噴射
量を減少方向に補正することが考えられる。

【０００６】この場合、図17に示すように、パージ流量
は、例えばエンジン回転数Ｎｅと負荷等によって表され
るマップから求められ、このパージ流量を表す信号が制
御信号としてパージ制御弁に出力される一方、このパー
ジ流量は、演算手段によって吸入空気量に対するパージ
流量の比率、すなわちパージ率に換算されて空燃比フィ
ードバック補正手段に出力される。空燃比フィードバッ
ク補正手段では、このパージ率に基づいて、空燃比が理
論空燃比になるように、すなわち、空燃比がリッチのと
きには燃料噴射量が減少し、空燃比がリーンのときには
燃料噴射量がを増大するように燃料噴射量を演算により
決定し、燃料噴射弁に対し制御信号を出力するように構
成される。

【０００７】しかしながら、この場合は、空燃比制御を
行うための燃料噴射量の演算が繁雑であり、この演算を
電子式制御ユニット（ＥＣＵ）が備えているマイクロコ
ンピュータで行うにしても、演算に要する時間が長くな
り、所望とする燃料噴射量による燃料噴射を早急に行え
ないという不都合が発生する。

【０００８】まして、運転状態が頻繁に変化する車両用
エンジンにおいては、僅かな時間の空燃比のずれがエミ
ッション特性に大きく影響して、エミッション特性を悪
化させるのみでなく、このような空燃比のずれにより、
走行性も不安定になる。

【０００９】また、図17に示すように、マップによって
設定されたパージ流量に基づいて、パージ制御弁が直接
制御されるものでは、燃料噴射弁の駆動よりもパージ制
御弁の駆動のほうが早急におこなわれるため、それだけ
空燃比がずれる時間が長くなり、上記不具合が顕著にな
る。

【００１０】上述の事情に鑑み、本発明は、パージ手段
のような、燃料噴射弁とは別の燃料成分導入手段がエン
ジンの吸気系に設けられている場合においても、空燃比
を迅速に目標空燃比に補正することができるエンジンの
空燃比制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるエンジンの
空燃比制御装置は、請求項１および図１に記載されてい
るように、エンジンの吸入空気量に対する上記パージ手
段により導入される混合気の基準導入量の比率で表され
る基準パージ率を、上記エンジンの運転状態に基づいて
設定する設定手段と、該設定手段により設定された上記
基準パージ率を上記パージ手段における基準導入量に変
換する変換手段とを備えてなる。

【００１２】また、上記構成に加えて、空燃比のずれ量
に基づいてパージ率を決定するとともに、空燃比のずれ
量が小さい領域ではパージ率が増加するように上記パー
ジ手段を制御するパージ率決定手段を備えてなる。

【００１３】さらに、蒸発燃料濃度を空燃比のずれ量に
基づいて推定して、空燃比のずれ量が大きいとき、蒸発
燃料濃度補正係数を増減するとともに、上記パージ率が
大きい程、上記蒸発燃料濃度補正係数の変化量を小さく
する蒸発燃料濃度推定手段を備え、上記フィードバック
補正制御手段を、上記蒸発燃料濃度推定手段により推定
された蒸発燃料濃度と上記パージ率決定手段により決定
されたパージ率とに基づいて、燃料噴射量を補正するよ
うにしたことを特徴とするものである。

【００１４】また、上記蒸発燃料濃度推定手段は、請求
項２に記載されているように、空燃比のずれ量が大きい
とき、蒸発燃料濃度補正係数を増減するとともに、エン
ジン始動時には、上記蒸発燃料濃度補正係数の変化量を
始動後よりも大きくすることを特徴とするものである。

【００１５】また上記設定手段は、請求項３に記載され
ているように、エンジンの始動時には、基準パージ率を
予め設定された値にすることを特徴とするものである。

【００１６】

【作用および発明の効果】請求項１に記載された発明に
よれば、エンジンの運転状態に基づいてパージ率が決定
され、このパージ率に基づいて、直接に空燃比のフィー
ドバック補正ができるため、燃料噴射量を決定するため
の演算が簡単になり、これを迅速に行うことができる。
したがって、変動する蒸発燃料の導入比率（パージ率）
に対して、空燃比を迅速に目標空燃比にすることが可能
になる。

【００１７】また、空燃比のずれ量に基づいてパージ率
を決定するとともに、空燃比のずれ量が小さい領域では
パージ率が増加するように上記パージ手段を制御するパ
ージ率決定手段を備えているので、導入可能な領域（パ
ージ可能な領域）においてはパージ率を最大限に増加さ
せることができる。さらに、蒸発燃料濃度推定手段によ
り推定された蒸発燃料濃度とパージ率決定手段により決
定されたパージ率とに基づいて、燃料噴射量を補正する
ようにしているため、走行状態に応じて、応答性良く、
かつ空燃比のずれを抑制しながら、燃料噴射を行うこと
ができ、これによって、サージングの発生を防止するこ
とができる。

【００１８】さらに、蒸発燃料濃度の推定量をパージ率
により増減するため、蒸発燃料濃度の推定を、より正確
におこなうことができる効果がある。

【００１９】さらに、エンジン始動直後は、蒸発燃料濃
度が未学習であり、早急に学習する必要があるが、請求
項２に記載された発明によれば、エンジン始動時には、
蒸発燃料濃度補正係数の変化量を始動後よりも大きくし
ているため、蒸発燃料濃度を早急に学習することができ
る。また、一般に始動後は、早期暖機のために、燃料の
増量が行われているから、補正係数の変化量を大きくし
ても、エンジンが停止するおそれはない。

【００２０】さらに、上記のようにエンジン始動時に
は、蒸発燃料濃度補正係数の変化量を始動後よりも大き
くして学習中であり、その場合に、請求項３に記載され
た発明のように、基準パージ率を予め設定された値にす
ることにより、蒸発燃料濃度の学習を安定して行うこと
ができるとともに、迅速な学習が可能になる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００２２】図２は、本発明によるエンジンの空燃比制
御装置を備えたエンジンの概略的構成を示す図で、エン
ジン１の吸気通路２には、その上流側から下流側へ向っ
てエアクリーナ３、スロットル弁５、吸入空気の脈動を
吸収するサージタンク６、吸気負圧（ブースト）を検出
するブーストセンサ４、および燃料噴射弁７が順に配列
され、混合気は吸気弁８を介して燃焼室９内に供給され
る。エンジン１の排気は燃焼室９内から排気弁10を介し
て排気通路11に排出されるが、この排気通路11には排気
中の残存酸素濃度を検出して空燃比を測定する空燃比セ
ンサ12および排気を浄化する触媒コンバータ13が配設さ
れている。

【００２３】さらに吸気通路２には、アイドル運転時に
スロットル弁５をバイパスして燃焼室９内に空気を供給
するためのバイパス通路14が設けられ、このバイパス通
路14の途中に、この通路14を通る空気量を制御するため
のデューティソレノイド弁15が配設されている。

【００２４】16は点火に必要な高電圧を発生するイグナ
イタ、17は図示していないクランク軸に連動して上記イ
グナイタ16に発生した高電圧を各気筒の点火プラグ18に
分配供給するディストリビュータ、19はディストリビー
タ17内に取付けられて、クランク軸の回転に応じたパル
ス信号を発生するエンジン回転数センサ、20はコントロ
ールユニットである。

【００２５】コントロールユニット20は、エンジン回転
数センサ19、ブーストセンサ４、吸気温センサ21、スロ
ットル弁５が全閉か否かを判定するためのアイドルスイ
ッチが取付けられたスロットル開度センサ22、空燃比セ
ンサ12、エンジン温度に比例するエンジン水温を検出す
る水温センサ24等から出力される信号に基づいて、燃料
噴射弁７からの燃料噴射量を制御するとともに、エンジ
ン始動後の所定時間は、エンジンの燃焼性を安定させる
ために、燃料噴射量を増量している。また、アイドル運
転時には、バイパス通路14を通る空気量を調整してアイ
ドル回転数を設定値に近づけるようにデューティソレノ
イド弁15をデューティ制御している。

【００２６】30は活性炭31を備えたチャコールキャニス
タで、燃料タンク32の上部空間とチャコールキャニスタ
30とを連通する通路33を通じてもたらされる燃料蒸気を
活性炭31に吸着するようになっている。チャコールキャ
ニスタ30は、パージ通路35を通じサージタンク６に連通
しており、パージ通路35の途中には、このパージ通路35
を通って吸気系に吸入される燃料蒸気の流量を制御する
ためのデューティソレノイド弁36が配設されている。こ
のデューティソレノイド弁36もコントロールユニット20
によって制御される。

【００２７】このような構成を有するエンジンにおい
て、蒸発燃料の吸気系へのパージに伴う燃料噴射弁７か
らの燃料噴射量の基本的な補正ルーチンは下記のとおり
である。

【００２８】(1) 空燃比のずれ量ＣＦＢＮに基づいて
パージ率ＫＰＲＧを決定する。なお、空燃比のずれ量Ｃ
ＦＢＮは、図３に示すように、空燃比センサ12の出力に
基づいて出力されるＣＦＢ値のずれによって求める。一
般に、パージをしない定常状態で、空燃比が理論空燃比
のときをＣＦＢ（空燃比フィードバック補正係数）の基
準値とする。

【００２９】(2) 空燃比のずれ量ＣＦＢＮに基づいて
蒸発燃料濃度補正係数ＱＥＶＡＰＯを求め、蒸発燃料濃
度を推定する。

【００３０】(3) パージ率ＫＰＲＧと蒸発燃料濃度補
正係数ＱＥＶＡＰＯとから蒸発燃料による燃料噴射量の
補正係数ＣＥＶＡＰＯを求め、この補正係数ＣＥＶＡＰ
Ｏを用いて燃料噴射量の補正を行う。

【００３１】図４のステップＳ１〜Ｓ７はデューティソ
レノイド弁15を駆動するパージ制御を実行するためのル
ーチンを示す。

【００３２】まずＳ１においてエンジン回転数Ｎｅ、ブ
ーストＰＭＴＥ１および大気圧ＡＴＰを読み込み、次の
Ｓ２で図５のマップからパージ領域における基本パージ
率ＫＰＲＧＢＡＳＥを演算する。この基本パージ率ＫＰ
ＲＧＢＡＳＥを設定する主目的は、パージによる走行性
の悪化（空燃比のずれ以外）等が生じたときや、空燃比
のずれ補正量が大きい領域においてガードをかけること
にある。

【００３３】次にＳ３で各種パージ率ガード値を演算す
る。このパージ率ガード値には、始動からのパージ率ガ
ード値ＫＰＲＧＳＴと、燃料温度ＴＨＦによるパージ率
ガード値ＫＰＲＧＴＨＦと、空燃比のずれによるパージ
率ガード値ＫＰＲＧＣＦＢとがあり、それぞれ図６〜図
８のマップから求められる。

【００３４】図６は、始動動時点からの積算パージ流量
ＱＰＲＧＳＴ（リットル）に対するパージ率ガード値Ｋ
ＰＲＧＳＴを示すマップである。始動直後は、後述する
蒸発燃料濃度の学習が行われていないため、このガード
値ＫＰＲＧＳＴを設定することによって、この期間のパ
ージによる空燃比のずれを軽減している。その後、所定
時間のパージによって、蒸発燃料濃度の予測が可能とな
れば、上記ガード値ＫＰＲＧＳＴによる制限は解除され
る。なお、図６のマップから明らかなように、ガード値
ＫＰＲＧＳＴは、後のＳ４で、始動直後は最終パージ率
ＫＰＲＧがガード値ＫＰＲＧＳＴになるように、比較的
小さい値に設定され、最大パージ量（デューティ制御を
行える最大量）付近になると、始動からのパージ率ガー
ド値ＫＰＲＧＳＴを一定値にしている。

【００３５】図７は、燃料温度ＴＨＦに対するパージ率
ガード値ＫＰＲＧＴＨＦを示すマップである。図７にお
いては、燃料温度ＴＨＦの上昇により蒸発燃料の発生量
が急激に増加するために、所定温度以上ではガード値Ｋ
ＰＲＧＴＨＦを減少させている。

【００３６】図８は、空燃比の中心からのずれ量ＣＦＢ
Ｎに対するパージ率ガード値ＫＰＲＧＣＦＢを示すマッ
プである。このパージ率ガード値ＫＰＲＧＣＦＢは、蒸
発燃料パージにより空燃比がリッチ側にずれた場合、応
答性良くパージ量を減らし、空燃比のずれ時間を短縮し
て、エミッション特性の悪化を防止するとともに、走行
性の悪化（サージング）をも防止するために設定され
る。

【００３７】空燃比のずれ量ＣＦＢＮは、後述する図10
のＳ11に示す式により演算される。同式において、ＫＣ
ＦＢは、フィードバック補正係数ＣＦＢを任意の値でな
まし処理する定数であり、ＣＦＢ(n-1) は前回演算し
たＣＦＢの値である。

【００３８】図８において、ＫＰＲＧＣＦＢ(n) は今
回のＫＰＲＧＣＦＢの値であり、初期値はゼロとする。
また、ＫＰＣＦＢＬＡＧ１（例えば−５％）およびＫＰ
ＣＦＢＬＡＧ２（例えば−10％）は空燃比のずれ量ＣＦ
ＢＮのしきい値である。

【００３９】図８に示されている領域(A)は、蒸発燃料
のパージによる空燃比のずれ量ＣＦＢＮが小さいと判断
される領域で、この領域では、パージ率ガード値ＫＰＲ
ＧＣＦＢを定数ＫＰＲＧＣＦＢＫ１ずつ増加させ、パー
ジ率ＫＰＲＧを増加させている。また、領域(B)は、蒸
発燃料のパージによる空燃比のずれ量ＣＦＢＮが領域
(A)に比較して大きいと判断される領域で、この領域で
は、パージ率ガード値ＫＰＲＧＣＦＢをホールドして、
蒸発燃料のパージによる空燃比のずれ量ＣＦＢＮの増加
を抑制する。さらに、領域(C)は、蒸発燃料のパージに
よる空燃比のずれ量ＣＦＢＮが領域(B)に比較して大き
いと判断される領域で、この領域では、パージ率ガード
値ＫＰＲＧＣＦＢを定数ＫＰＲＧＣＦＢＫ２ずつ減少さ
せて、パージ率ＫＰＲＧを減少させ、蒸発燃料のパージ
による空燃比のずれ量ＣＦＢＮを低減する。

【００４０】なお、空燃比の中心からのずれ量ＣＦＢＮ
の絶対値が大きい場合には、パージ率増加側、すなわち
領域(A)とパージ率減少側、すなわち領域(B)とにおい
て、しきい値をさらに１つずつ設け、空燃比のずれ量Ｃ
ＦＢＮの絶対値が大きいほど、ＫＰＣＦＢＬＡＧ１およ
びＫＰＣＦＢＬＡＧ２が大きくなるようにして、応答性
をさらに向上させても良い。

【００４１】このように、図４のステップＳ３で各種パ
ージ率ガード値を求めた後、Ｓ４で、基本パージ率ＫＰ
ＲＧＢＡＳＥおよび各種ガード値の範囲内の値として最
終パージ率ＫＰＲＧを演算する。

【００４２】次のＳ５では、パージ流量Ｑｐの演算を行
なうが、この演算に先立って、吸入空気量Ｑａを下記の
式から求めておく。

【００４３】Ｑａ＝Ｋ×ＴＥ２×Ｎｅ（Ｋ：換算値）ここで、ＴＥ２は、後述する燃料噴射量の基本噴射パル
ス幅である。そして、吸入空気量Ｑａとパージ率ＫＰＲ
Ｇとからパージ流量Ｑｐ（リットル／分）を式Ｑｐ＝Ｑ
ａ×ＫＰＲＧによって演算する。

【００４４】次のＳ６では、図９に示すマップ、すなわ
ち、パージ流量Ｑｐに対するデューティ比ＤＰＲＧを、
大気圧とブースト値との差（ＡＴＰ−ＰＭＴＥ１）をパ
ラメータとしてあらわすマップを用いてパージ流量Ｑｐ
をデューティ比ＤＰＲＧに変換し、Ｓ７で、このデュー
ティ比ＤＰＲＧに基づいてデューティソレノイド弁36を
駆動する。

【００４５】図10は、蒸発燃料に基づく燃料噴射量の補
正量を演算するのに必要な蒸発燃料濃度推定ルーチンを
示す。

【００４６】まずＳ11において、フィードバック補正係
数ＣＦＢから空燃比のずれ量ＣＦＢＮを演算する。そし
てＳ12で、空燃比の中心からのずれ量ＣＦＢＮから蒸発
燃料濃度を推定する。ここで、ＱＥＶＡＰＯは蒸発燃料
濃度補正係数であり、ＫＱＥＶＡＰＯはＱＥＶＡＰＯの
傾き係数である。また、ＫＣＦＢＬＡＧ１，ＫＣＦＢＬ
ＡＧ２はしきい値で、これらしきい値は、パージ停止モ
ード中の空燃比のずれ量ＣＦＢＮの最大、最小値で決定
される。

【００４７】上記傾き係数ＫＱＥＶＡＰＯは、空燃比の
ハンチング限界により決定されるもので、図11に示すよ
うに、パージ率ＫＰＲＧが増大する程小さくされる。し
たがって、パージ率ＫＰＲＧが大きいほど、蒸発燃料濃
度補正係数ＱＥＶＡＰＯの変化量は小さくされる。上記
傾き係数ＫＱＥＶＡＰＯを大きくすると、オーバーシュ
ートが生じ、傾き係数ＫＱＥＶＡＰＯを小さくすると、
追従性が悪化するから、通常は図11の実線Ｉに示すよう
に、オーバーシュートせず、かつ追従性の最適な傾き係
数ＫＱＥＶＡＰＯをパージ率に応じて設定しているが、
始動時等では、速やかに学習させるために、オーバーシ
ュートは生じても、追従性を優先させて、図11の破線II
に示すように、傾き係数ＫＱＥＶＡＰＯを実線Ｉよりも
大きく設定している。

【００４８】ここで、パージ率を一定の１％としたとき
の空燃比のずれ量ＣＦＢＮと、蒸発燃料濃度補正係数Ｑ
ＥＶＡＰＯと、蒸発燃料による燃料噴射量の補正係数Ｃ
ＥＶＡＰＯとの関係を示すタイミングチャートを図18に
示す。

【００４９】図18において、蒸発燃料の吸気系へのパー
ジにより空燃比のずれ量ＣＦＢＮのリッチ側への増加が
所定のしきい値、例えば５％に達した時点から、蒸発燃
料濃度補正係数ＱＥＶＡＰＯを増大させて行く。このＱ
ＥＶＡＰＯの増大に応じて、上述の(1)式で求められる
蒸発燃料による燃料噴射量の補正係数ＣＥＶＡＰＯの値
がも増大し、燃料噴射パルス幅Ｔｐは小さくなり、燃料
噴射量は減少する。

【００５０】この燃料噴射量の減少により、空燃比のず
れ量ＣＦＢＮは時点ｔ２において再び５％以内となり、
ここでＱＥＶＡＰＯの値は10％に固定され、これに応じ
てＣＥＶＡＰＯの値も−10％に固定されて、空燃比のず
れ量ＣＦＢＮがセンターにホールドされる。

【００５１】この場合、ＱＥＶＡＰＯの傾き係数ＫＱＥ
ＶＡＰＯ（図10のＳ12参照）が大きくなる程、ＱＥＶＡ
ＰＯの上昇直線の傾斜が大きくなり、それぞれ速やかな
補正が可能となるが、ＫＱＥＶＡＰＯの値が図11で求め
られるパージ率に対して限界値を超えると、図18に１点
鎖線で示すように、ＱＥＶＡＰＯの上昇直線の傾斜が過
大となって、オーバーシュートを発生する。このため、
燃料噴射量の補正係数ＣＥＶＡＰＯにも過補正部分が生
じて、空燃比のずれ量ＣＦＢＮにハンチングが発生する
ことになる。

【００５２】したがって、本実施例では、常時は、蒸発
燃料濃度補正係数ＱＥＶＡＰＯの傾き係数ＫＱＥＶＡＰ
Ｏの値を、そのパージ率に対する限界値を超えない範囲
内で最大になるように設定して、蒸発燃料の吸気系への
パージに起因する空燃比のずれに対する補正の応答性向
上とハンチング防止との両立を図っている。

【００５３】しかしながら、蒸発燃料濃度を予測不能な
始動時あるいは空燃比のずれ量ＣＦＢＮが中心値から大
幅にずれた場合には、傾き係数ＫＱＥＶＡＰＯの値を限
界値よりも大きく設定して、ＱＥＶＡＰＯの動きを速く
して、空燃比が過渡的にリッチ過ぎることによる走行性
能の悪化およびエミッション性能の悪化を防止すること
ができる。

【００５４】図19は、このような傾き係数ＫＱＥＶＡＰ
Ｏの設定ルーチンを示し、Ｓ31およびＳ32で、始動時以
外であり、かつ空燃比のずれ量ＣＦＢＮが所定範囲内で
あると判定された場合には、Ｓ33でＫＱＥＶＡＰＯを限
界値の範囲内に設定し、始動時およびＣＦＢＮが中心値
から大幅にずれた場合には、ＫＱＥＶＡＰＯを限界値を
超えた値に設定するという２段制御を行なっている。

【００５５】次に図10のＳ12において、空燃比のずれ量
ＣＦＢＮが領域(D)にあるとき、すなわち、蒸発燃料濃
度が薄くなりつつあると判定される場合、パージを実行
すると、空燃比はリーン側にずれ、ずれ量ＣＦＢＮがし
きい値ＫＣＦＢＬＡＧ１よりもリーン側になるため、領
域(D)では、蒸発燃料濃度補正係数ＱＥＶＡＰＯをＫＱ
ＥＶＡＰＯずつ減少させる。このとき、図12のＳ24に示
すように、蒸発燃料による燃料噴射量の補正係数ＣＥＶ
ＡＰＯ＝−ＱＥＶＡＰＯ×ＫＰＲＧ１（実パージ率）で
あるから、上記補正係数ＣＥＶＡＰＯも小さくなり、燃
料噴射量の補正量が増加する。なお、領域(D)では図８
の領域(A)になるため、パージ率ＫＰＲＧの増減には関
係ない。

【００５６】次に、空燃比のずれ量ＣＦＢＮが図10のＳ
12の領域(E)にあるときには、蒸発燃料濃度が変化しな
いと判定し、蒸発燃料補正係数ＱＥＶＡＰＯは一定とす
る。したがって、パージ率ＫＰＲＧＣＦＢが一定のと
き、蒸発燃料による燃料噴射量の補正係数ＣＥＶＡＰＯ
も一定となる。さらに、空燃比のずれ量ＣＦＢＮが領域
(F)にあるときには、すなわち、蒸発燃料濃度が濃い場
合、蒸発燃料補正係数ＱＥＶＡＰＯをＫＱＥＶＡＰＯず
つ増加させる。

【００５７】次の図12は、図４のＳ６で求めたデューテ
ィ比ＤＰＲＧと、蒸発燃料濃度推定値をあらわす図10の
Ｓ12で求めた蒸発燃料濃度補正係数ＱＥＶＡＰＯとに基
づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量補正ルーチンを
示す。

【００５８】すなわち、Ｓ21でデューティ比ＤＰＲＧを
求めた後、次のＳ22で過渡流量補正を行なう。この補正
は、デューティソレノイド弁36の動作に対して、実際の
パージ流量Ｑｐに遅れがあるため行なうもので、デュー
ティソレノイド弁36の動作に対して、図13に示すよう
な、ディレー処理となまし処理とを行なって、実デュー
ティ比ＤＰＲＧＮを求める。そして、この実デューティ
比ＤＰＲＧＮに対する実パージ流量ＱｐＮの関係を、大
気圧とブースト値との差（ＡＴＰ−ＰＭＴＥ１）をパラ
メータとしてあらわす、図14に示すようなマップを用い
て実パージ流量ＱｐＮを求め、この実パージ流量ＱｐＮ
と吸入空気量Ｑａとから、Ｓ23で実パージ率ＫＰＲＧ１
を演算する。

【００５９】次のＳ24では、図10のＳ12で求めた蒸発燃
料濃度補正係数ＱＥＶＡＰＯと、図12のＳ23で求めた実
パージ率ＫＰＲＧ１に基づいて、蒸発燃料による燃料噴
射量の補正係数ＣＥＶＡＰＯを下記の(1)式により演算
する。

【００６０】ＣＥＶＡＰＯ＝−ＱＥＶＡＰＯ×ＫＰＲＧ１×ＣＱＰＲＧ×ＫＴＨＦ (1) ここでＣＱＰＲＧは，図15に示すような、パージ流量Ｑ
ｐによって変化するキャニスタ30内の蒸発燃料の脱気特
性から決定される補正係数である。また、ＫＴＨＦは、
図16に示すような、燃料タンク32内の燃料の温度ＴＨＦ
から決定される蒸発燃料の発生量に関する補正係数であ
る。このような補正係数ＣＱＰＲＧ，ＫＴＨＦを蒸発燃
料濃度補正係数ＱＥＶＡＰＯに乗ずることにより蒸発燃
料濃度の推定精度を向上させることができ、これによっ
て、正確な燃料噴射量の補正係数ＣＥＶＡＰＯを得るこ
とができる。

【００６１】次のＳ25では、上述のようにして求められ
た蒸発燃料による燃料噴射量の補正係数ＣＥＶＡＰＯに
基づいて、燃料噴射パルス幅Ｔｐを下記の(2)式を用い
て演算し、Ｓ26でパルス幅Ｔｐをもって燃料噴射弁７を
駆動する。

【００６２】Ｔｐ＝ＴＥ２×（１＋ＣＦＢ＋ＣＬＣ＋ＣＥＶＡＰＯ）×（１＋ＣＡＴＶ） (2) ここで、ＴＥ２は基本噴射パルス幅、ＣＦＢはフィード
バック補正係数、ＣＡＴＶは過渡時の燃料応答遅れ（壁
面付着等）による空燃比のずれを補正する補正係数、Ｃ
ＬＣはＥＧＩの製品公差を補正する補正係数である。

【００６３】本実施例は、以上のような構成により、例
えば空燃比がリーンのときにおいて、図８の領域(A)
で、かつ図10の領域(D)では、蒸発燃料濃度補正係数Ｑ
ＥＶＡＰＯが減少して小さいため、パージ率ガード値Ｋ
ＰＲＧＣＦＢを大きくしても、空燃比はリッチになら
ず、したがって、図12のＳ24より、燃料噴射量の補正係
数ＣＥＶＡＰＯは小さくなり、Ｓ25より、燃料噴射量は
増大する。

【００６４】また、空燃比がリーンのときにおいて、図
８の領域(A)で、かつ図10の領域(E)では、蒸発燃料濃度
補正係数ＱＥＶＡＰＯは一定で、パージ率ガード値ＫＰ
ＲＧＣＦＢは大きくなるため、図12のＳ24より、燃料噴
射量の補正係数ＣＥＶＡＰＯは大きくなり、Ｓ25より、
燃料噴射量は減少する。

【００６５】一方、空燃比がリッチのときにおいて、図
８の領域(B)で、かつ図10の領域(F)では、パージ率ガー
ド値ＫＰＲＧＣＦＢは一定で、蒸発燃料濃度補正係数Ｑ
ＥＶＡＰＯは増大するため、図12のＳ24より、燃料噴射
量の補正係数ＣＥＶＡＰＯは大きくなり、Ｓ25より、燃
料噴射量は減少する。

【００６６】さらに、空燃比がリッチのときにおいて、
図８の領域(C)で、かつ図10の領域(F)では、蒸発燃料濃
度補正係数ＱＥＶＡＰＯは増加しており、パージ量を増
大させると、空燃比が大きくずれるため、パージ率ガー
ド値ＫＰＲＧＣＦＢを減少させ、図12のＳ24より、燃料
噴射量の補正係数ＣＥＶＡＰＯを大きくして、Ｓ25よ
り、燃料噴射量をは減少させている。

【００６７】したがって、本実施例によれば、パージ率
と蒸発燃料濃度とに基づいて、燃料噴射量が減少するよ
うに補正しており、燃費特性が向上するとともに、空燃
比のずれを抑制しながら、運転状態に応じて、目標パー
ジ率に応答性良く近付けることができる。

【００６８】なお、本実施例では、空燃比のずれ量を図
３のＣＦＢＮとして求めたが、空燃比のずれ時間に基づ
いて求めても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエンジンの空燃比制御装置の構成
を示すブロック図

【図２】本発明による空燃比制御装置を備えたエンジン
の構成図

【図３】空燃比のずれ量を示す説明図

【図４】パージ制御ルーチンを示すフローチャート

【図５】エンジン回転数Ｎｅとブースト値ＰＭＴＥ１か
ら基本パージ率ＫＰＲＧＢＡＳＥを求めるマップ

【図６】始動時点からのパージ率ガード値ＫＰＲＧＳＴ
を示すマップ

【図７】燃料温度ＴＨＦによるパージ率ガード値ＫＰＲ
ＧＴＨＦを示すマップ

【図８】空燃比のずれ量ＣＦＢＮに対するパージ率ガー
ド値ＫＰＲＧＣＦＢを示すマップ

【図９】パージ流量Ｑｐをデューティ比ＤＰＲＧに変換
するための流量特性マップ

【図１０】蒸発燃料濃度推定ルーチンを示すフローチャ
ート

【図１１】パージ率ＫＰＲＧに対する蒸発燃料補正係数
の傾き係数ＫＱＥＶＡＰＯを示すマップ

【図１２】燃料噴射量補正ルーチンを示すフローチャー
ト

【図１３】図９から求められたデューティ比ＤＰＲＧと
実デューティ比ＤＰＲＧＮとの関係を示すタイミングチ
ャート

【図１４】実デューティ比ＤＰＲＧＮから実パージ流量
ＱｐＮを求めるマップ

【図１５】パージ流量Ｑｐに対する蒸発燃料の脱気特性
から決定される補正係数ＣＱＰＲＧをあらわすマップ

【図１６】燃料温度ＴＨＦに対する蒸発燃料の発生量の
補正係数ＫＴＨＦをあらわすマップ

【図１７】従来のエンジンの空燃比制御装置の構成を示
すブロック図

【図１８】空燃比のずれ量ＣＦＢＮと、蒸発燃料濃度補
正係数ＱＥＶＡＰＯと、蒸発燃料による燃料噴射量の補
正係数ＣＥＶＡＰＯとの関係を示すタイミングチャート

【図１９】蒸発燃料濃度補正係数の傾き係数ＫＱＥＶＡ
ＰＯを設定するルーチンを示すフローチャート

【符号の説明】

１エンジン２吸気通路７燃料噴射弁 20 コントロールユニット 30 チャコールキャニスタ 32 燃料タンク 35 パージ通路 36 デューティソレノイド弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上村英幸広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (56)参考文献特開平４−72453（ＪＰ，Ａ) 特開平４−252853（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−20669（ＪＰ，Ａ) 特開平２−245461（ＪＰ，Ａ) 特開平５−52134（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02M 25/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクから蒸発する蒸発燃料を吸着
する吸着手段と、エンジンの吸気系に燃料噴射弁とは別に配設されて、上
記吸着手段に吸着された蒸発燃料を吸気系に供給するパ
ージ手段と、排気系の酸素濃度に基づいて、空燃比が目標空燃比にな
るように上記燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御する空
燃比フィードバック補正制御手段とを備え、上記パージ手段により上記蒸発燃料の混合気を上記吸気
系に導入させながら空燃比フィードバック補正制御を行
うようにしたエンジンの空燃比制御装置において、エンジンの吸入空気量に対する上記パージ手段により導
入される混合気の基準導入量の比率で表される基準パー
ジ率を、上記エンジンの運転状態に基づいて設定する設
定手段と、上記設定手段により設定された上記基準パージ率を上記
パージ手段における基準導入量に変換する変換手段と、空燃比のずれ量に基づいてパージ率を決定するととも
に、上記空燃比のずれ量が小さい領域ではパージ率が増
加するように上記パージ手段を制御するパージ率決定手
段と、蒸発燃料の濃度を空燃比のずれ量に基づいて推定して、
空燃比のずれ量が大きいとき、蒸発燃料濃度補正係数を
増減するとともに、上記パージ率が大きい程、上記蒸発
燃料濃度補正係数の変化量を小さくする蒸発燃料濃度推
定手段と、を備えてなり、上記フィードバック補正制御手段は、上記蒸発燃料濃度
推定手段により推定された蒸発燃料濃度と上記パージ率
決定手段により決定されたパージ率とに基づいて、燃料
噴射量を補正するように構成されていることを特徴とす
るエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】上記蒸発燃料濃度推定手段は、空燃比の
ずれ量が大きいとき、蒸発燃料濃度補正係数を増減する
とともに、エンジン始動時には、上記蒸発燃料濃度補正
係数の変化量を始動後よりも大きくすることを特徴とす
る請求項１に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】上記設定手段は、エンジンの始動時に
は、基準パージ率を予め設定された値にすることを特徴
とする請求項２に記載のエンジンの空燃比制御装置。