JP3404872B2

JP3404872B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3404872B2
Application number: JP04903794A
Authority: JP
Inventors: 浩之青田; 潤也森川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 2003-05-12
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JPH07259610A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インジェクタにて燃
料噴射を行うとともに、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において、燃料
タンクには同タンクで発生するエバポガスを吸着するキ
ャニスタが接続され、このキャニスタと内燃機関の吸気
系とを連通する放出通路には電磁式の開閉弁が配設され
ている。そして、キャニスタに吸着されたエバポガス
は、開閉弁の開弁動作に伴い空気と共に内燃機関の吸気
系に放出（パージ）され、インジェクタによる噴射燃料
と混合されて燃焼される。又、空燃比センサにより検出
された空燃比と目標空燃比との機関運転状態毎の空燃比
ずれ量を修正するための空燃比学習が実施され、空燃比
学習の結果、空燃比が目標空燃比に対して安定したこと
が判定されると、開閉弁によるエバポガスのパージ処理
が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の空燃
比制御装置では、学習実行時において、例えば学習値が
上下限値に張り付いたり空燃比センサの出力が不安定に
なったり等の現象が発生すると、空燃比の安定化が遅れ
てしまい、空燃比の安定化までの間、エバポパージを行
うことができない。このように、エバポパージが長時間
に亘って停止されると、キャニスタのエバポガスの吸着
量が飽和状態に達し、それ以降の吸着が不可能になると
いう問題があった。

【０００４】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、空燃比学習時に
おける学習値の張り付き等の現象の発生に際しても、蒸
発燃料（エバポガス）の放出を確実に行うことができる
内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の内燃機関の空燃比制御装置は、図１５に
示すように、燃料タンクＭ１にて発生する蒸発燃料を吸
着するキャニスタＭ２と、前記キャニスタＭ２に吸着さ
れた蒸発燃料を放出通路Ｍ３を介して内燃機関Ｍ４の吸
気系に放出すべく開閉動作する開閉弁Ｍ５と、前記内燃
機関Ｍ４に燃料を噴射供給するインジェクタＭ６と、前
記内燃機関Ｍ４に供給される混合気の空燃比を検出する
空燃比センサＭ７と、前記空燃比センサＭ７による空燃
比と目標空燃比との空燃比ずれ量を修正するための空燃
比学習を行う空燃比学習手段Ｍ８と、前記空燃比学習手
段Ｍ８による学習実行時において、前記空燃比センサＭ
７による空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて、学習
完了条件を判定する学習完了条件判定手段Ｍ９と、前記
学習完了条件判定手段Ｍ９による学習完了条件の成立に
伴い、前記開閉弁Ｍ５を開弁動作させる第１の弁制御手
段Ｍ１０と、前記学習完了条件判定手段Ｍ９による学習
完了条件が所定期間、不成立の場合、前記空燃比学習手
段Ｍ８による学習を一時的に停止し、前記開閉弁Ｍ５を
強制的に開弁動作させる第２の弁制御手段Ｍ１１と、前
記空燃比センサＭ７による空燃比が目標空燃比になるよ
うに、前記空燃比学習手段Ｍ８の学習値に基づき前記イ
ンジェクタＭ６による燃料噴射量を制御する空燃比制御
手段Ｍ１２とを備えたことを要旨とするものである。

【０００６】請求項１を引用する請求項２に記載の発明
において、前記第２の弁制御手段Ｍ１１は、蒸発燃料の
最小限の放出量を確保すべく、前記内燃機関Ｍ４の吸気
量に対して蒸発燃料が放出される割合が一定となるよう
に前記開閉弁Ｍ５の制御を行うようにしている。

【０００７】請求項１又は２を引用する請求項３に記載
の発明において、前記空燃比制御手段Ｍ１２は前記空燃
比センサＭ７による空燃比を目標空燃比にすべくフィー
ドバック制御を実施する手段と、同フィードバック制御
を実行するためのフィードバック実行条件が成立したか
否かを判定する手段とを含み、前記第１の弁制御手段Ｍ
１０は、前記フィードバック実行条件の成立時において
蒸発燃料の挙動と機関運転状態とに応じた開度とすべく
前記開閉弁Ｍ５を制御する手段と、フィードバック実行
条件の不成立時において機関運転状態に応じた開度にす
べく前記開閉弁Ｍ５を制御する手段とを含むように構成
している。

【０００８】

【作用】上記請求項１の構成によれば、キャニスタＭ２
には燃料タンクＭ１にて発生する蒸発燃料が吸着され、
その蒸発燃料は開閉弁Ｍ５の開閉動作に従い放出通路Ｍ
３を介して内燃機関Ｍ４の吸気系に放出される。空燃比
センサＭ７は内燃機関Ｍ４に供給される混合気の空燃比
を検出し、空燃比学習手段Ｍ８は、空燃比センサＭ７に
よる空燃比と目標空燃比との空燃比ずれ量を修正するた
めの空燃比学習を行う。

【０００９】又、学習完了条件判定手段Ｍ９は、空燃比
学習手段Ｍ８による学習実行時において、空燃比と目標
空燃比との偏差に基づいて、学習完了条件を判定する。
第１の弁制御手段Ｍ１０は、学習完了条件判定手段Ｍ９
による学習完了条件の成立に伴い、開閉弁Ｍ５を開弁動
作させる。第２の弁制御手段Ｍ１１は、学習完了条件判
定手段Ｍ９による学習完了条件が所定期間、不成立の場
合、空燃比学習手段Ｍ８による学習を一時的に停止し、
開閉弁Ｍ５を強制的に開弁動作させる。空燃比制御手段
Ｍ１２は、空燃比センサＭ７による空燃比が目標空燃比
になるように、空燃比学習手段Ｍ８の学習値に基づきイ
ンジェクタＭ６による燃料噴射量を制御する。

【００１０】要するに、学習完了条件の成立に伴い開閉
弁Ｍ５による蒸発燃料の放出が行われる空燃比制御装置
では、学習実行時における空燃比の不安定要因から学習
値が上下限値に張り付くと、その張り付きが解消される
まで蒸発燃料の放出を行うことができなくなる。しか
し、本構成では、上記のような張り付き発生時において
も、蒸発燃料の放出が確実に行われる。

【００１１】請求項２に記載の構成によれば、第２の弁
制御手段Ｍ１１は、蒸発燃料の最小限の放出量を確保す
べく、内燃機関Ｍ４の吸気量に対して蒸発燃料が放出さ
れる割合が一定となるように開閉弁Ｍ５の制御を行う。

【００１２】請求項３に記載の構成によれば、空燃比制
御手段Ｍ１２は、フィードバック制御を実行するための
フィードバック実行条件が成立したか否かを判定すると
ともに、フィードバック実行条件成立時において、空燃
比センサＭ７による空燃比を目標空燃比にすべくフィー
ドバック制御を実施する。又、第１の弁制御手段Ｍ１０
は、フィードバック実行条件の成立時において蒸発燃料
の挙動と機関運転状態とに応じた開度とすべく開閉弁Ｍ
５を制御するとともに、フィードバック実行条件の不成
立時において機関運転状態に応じた開度にすべく開閉弁
Ｍ５を制御する。

【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において、多気筒内燃機関（以
下、エンジンという）１は車両に搭載されており、エン
ジン１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
を出力する空燃比センサとしての酸素センサ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
の燃料供給系統は、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を有している。そして、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。又、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の途中には開閉
弁としての可変流量電磁弁（以下、パージ弁という）１
６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ようになっている。即
ち、パージ弁１６はコイル１９の消磁により放出通路１
５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１６の開閉動作は、後述するＣＰＵ２
１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とエンジン１の吸
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のシリンダ内に送り込まれてキャニスタパージ
が行われるとともに、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２内の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０％から増加するにつれて、パージ空気量がほぼ直
線的に増加するのが分かる。

【００１９】又、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（絶対圧）を
検出する吸気圧センサ２３が、エンジン１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、ＣＰＵ２１は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）させるとともに、リッチ又はリーンのときには
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。

【００２２】又、ＣＰＵ２１はエンジン回転数ＮＥと吸
気圧ＰＭとにより基本噴射時間Ｔｐを求める。そして、
基本噴射時間Ｔｐに対しフィードバック補正係数ＦＡＦ
等による補正を行って最終噴射時間τ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により空燃比
学習手段、学習完了条件判定手段、第１の弁制御手段、
第２の弁制御手段及び空燃比制御手段が構成されてい
る。

【００２３】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１４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及び図５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６，図７は図４及び
図５のサブルーチンとしてのパージ率演算ルーチン，エ
バポ濃度演算ルーチンを示す。又、図８は空燃比フィー
ドバック制御ルーチン、図９は燃料噴射制御ルーチン、
図１０はパージ弁制御ルーチンを示し、これらのルーチ
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。

【００２４】最初に図４〜図１０のルーチンによる全体
の制御動作について略述する。図４，５のルーチンで
は、ステップ１０２，１０３とステップ１１６，１１７
とにて学習が実行される。このとき、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。なお、学習実行時において学習
完了条件が所定時間、不成立であれば学習補正値ＦＬＲ
Ｎの張り付き等が発生したとみなされ、学習が一時的に
停止されるとともに、最小限のパージ量を確保すべく強
制的にパージ制御が実行される。又、学習完了条件が所
定時間内に成立した場合には、空燃比に応じて演算され
たパージ率ＲＰＲＧ及びエバポ濃度ＦＬＰＲＧに基づい
て、パージ制御が実施される。

【００２５】又、図４，５のパージ制御時において、図
６，図７のルーチンが実行され、空燃比に応じてパージ
率ＲＰＲＧとエバポ濃度ＦＬＰＲＧ（推定濃度値）とが
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の比率を示し（ＲＰＲＧ＝ＧＰＲＧ／Ｇ
Ａ）、エバポ濃度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す。さら
に、同じくパージ制御時においては、図１０のルーチン
によりパージ弁１６が所定のデューティ比で駆動され
る。

【００２６】又、図８の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９のルーチンでは基本噴
射時間Ｔｐが演算されるとともに、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、さらに
はエバポパージに応じたパージ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。

【００２７】要するに、本実施例の空燃比制御では、エ
バポ濃度ＦＬＰＲＧ等のデータ検出を含むパージ制御が
噴射量補正の精度に大きく関与する。そこで、精度の高
い空燃比制御を実現するために、空燃比学習とパージ制
御とが重複しない期間にて実行されるとともに、空燃比
安定域（フィードバック補正係数ＦＡＦの安定域）での
みエバポ濃度ＦＬＰＲＧ等のデータ検出が行われる。そ
して、エバポ濃度ＦＬＰＲＧが検出できる期間（学習完
了条件の成立時）には、同濃度値に応じた精密なパージ
制御が実施され、エバポ濃度ＦＬＰＲＧの検出ができな
い期間（学習完了条件の不成立時）には、一時的な処理
として比較的ラフなパージ制御が実施される。

【００２８】なお、下記の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。

【００２９】さらに、下記のルーチンでは、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。又、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｜）。

【００３０】以下、各ルーチンの具体的な処理内容につ
いて、図４，５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同ル
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で空燃比学習（学
習補正値ＦＬＲＮの更新）を実行し、その後、ステップ
１０３で初期学習完了条件が成立したか否かを判別す
る。なお、本実施例における初期学習完了条件とは、フ
ィードバック補正係数ＦＡＦの偏差ΔＦＡＦ（＝｜ＦＡ
ＦＡＶ−１｜）が２％以内に安定した状態（なまし値Ｆ
ＡＦＡＶ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１２回のスキップが完了
したことを示す。

【００３１】又、初期学習時において、ＣＰＵ２１はス
テップ１０４で初期学習が開始されてからの経過時間が
所定時間（本実施例では、６０秒）以内であるか否かを
判別する。即ち、一般に学習補正値ＦＬＲＮには上下限
値が設けられており、学習補正値ＦＬＲＮが上下限値に
張り付く場合には、空燃比が目標値に収束しないことか
らステップ１０４が肯定判別される。そして、ステップ
１０４が肯定判別された場合、ＣＰＵ２１はステップ１
０５に進み、ステップ１０５〜１０８でパージ率ＲＰＲ
Ｇ固定の制御を実行する。

【００３２】詳しくは、ＣＰＵ２１は、ステップ１０５
でパージ実行フラグＸＰＲＧを「１」にセットするとと
もに、ステップ１０６でパージ率ＲＰＲＧを所定値（例
えば、ＲＰＲＧ＝１％）に固定する。このとき、パージ
率ＲＰＲＧの固定制御により最小限のパージを得るべく
エバポパージが行われる。そして、ステップ１０７が満
たされると、即ちステップ１０６が４０秒間継続される
と、ＣＰＵ２１はステップ１０８でパージ実行フラグＸ
ＰＲＧを「０」にリセットし、その後、ステップ１０２
に戻る。以後、ＣＰＵ２１は再びステップ１０２〜１０
４を実行し、学習補正値ＦＬＲＮの張り付きが解消され
ステップ１０３が満たされた時点で、ステップ１０９に
進む。

【００３３】一方、ＣＰＵ２１は、ステップ１０９でパ
ージ率ＲＰＲＧを演算するとともに、ステップ１１０で
エバポ濃度ＦＬＰＲＧを演算する。ここで、ステップ１
０９は図６のパージ率演算ルーチンに、ステップ１１０
は図７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。なお、このとき、空燃比は
安定域に収束しているため、エバポ濃度ＦＬＰＲＧはパ
ージ率ＲＰＲＧに依存し、エバポ濃度ＦＬＰＲＧを精度
良く検出することができる。

【００３４】次に、ＣＰＵ２１は、ステップ１１１〜１
１３に示すパージ継続条件の判別を行う。詳しくは、Ｃ
ＰＵ２１はステップ１１１で吸気温ＴＨＡが５０℃より
も高いか否かを判別する。この時、ＴＨＡ＞５０℃であ
れば、ＣＰＵ２１は燃料タンク７内の受熱が多くなりエ
バポガスの発生量が増大すると判断し、ステップ１０９
に戻ってパージ制御を継続する。又、ＣＰＵ２１はステ
ップ１１２でエバポ濃度ＦＬＰＲＧが１％よりも大きい
値であるか否かを判別する。この時、ＦＬＰＲＧ＞１％
であれば、ＣＰＵ２１はキャニスタ１３に吸着されたエ
バポガス量が多いと判断し、ステップ１０９に戻ってパ
ージ制御を継続する。さらに、ＣＰＵ２１はステップ１
１３でパージ開始からの経過時間が１２０秒以内である
か否かを判別し、１２０秒以内であればステップ１０９
に戻ってパージ制御を継続する。即ち、ステップ１１１
〜１１３のいずれかが肯定判別された場合、パージ要で
あるとみなされ、空燃比学習よりもパージ制御が優先的
に実施される。

【００３５】又、ステップ１１１〜１１３の条件の全て
が否定判別された場合、ＣＰＵ２１はパージ不要になっ
たとしてステップ１１４に進み、パージ実行フラグＸＰ
ＲＧを「０」にリセットするとともに、続くステップ１
１５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、Ｘ
ＰＲＧ＝「０」であればパージが実行されないようにな
っている。

【００３６】その後、ＣＰＵ２１はステップ１１６で空
燃比学習（学習補正値ＦＬＲＮの更新）を実行するとと
もに、ステップ１１７で定期学習完了条件が成立したか
否かを判別する。ここで、定期学習完了条件とは、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ＦＡＦの６回のスキップが完了したこと
を示す。

【００３７】又、定期学習時において、ＣＰＵ２１はス
テップ１１８で定期学習が開始されてからの経過時間が
所定時間（本実施例では、４０秒）以内であるか否かを
判別する。そして、ステップ１１８が肯定判別される
と、ＣＰＵ２１はステップ１１９〜１２２でパージ率Ｒ
ＰＲＧ固定の制御を実行する。つまり、ＣＰＵ２１は、
ステップ１１９でパージ実行フラグＸＰＲＧを「１」に
セットするとともに、ステップ１２０でパージ率ＲＰＲ
Ｇを所定値（例えば、ＲＰＲＧ＝１％）に固定する。そ
して、ステップ１２１により４０秒経過が判別される
と、ＣＰＵ２１はステップ１２２でパージ実行フラグＸ
ＰＲＧを「０」にリセットした後、ステップ１１６に戻
る。その後、ＣＰＵ２１は再びステップ１１６〜１１８
を実行し、ステップ１１７が満たされると、ステップ１
０９に戻る。

【００３８】その後、ＣＰＵ２１は前述のステップ１０
９〜１２２を繰り返し実行する。次いで、図６のパージ
率演算ルーチンを説明する。図６において、ＣＰＵ２１
はステップ２０１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ともに、ステップ２０２で冷却水
温ＴＨＷ＞８０℃であるか否かを判別する。そして、ス
テップ２０１，２０２のいずれかが否定判別された場
合、ＣＰＵ２１はステップ２０３でパージ実行フラグＸ
ＰＲＧを「０」にリセットするとともに、ステップ２０
４でパージ率ＲＰＲＧを０％にリセットして、本ルーチ
ンを終了する。

【００３９】又、ステップ２０１，２０２が共に肯定判
別された場合、ＣＰＵ２１はステップ２０５でパージ実
行フラグＸＰＲＧを「１」にセットした後、ステップ２
０６〜２１０でパージ率ＲＰＲＧを演算する。詳しく
は、ＣＰＵ２１はステップ２０６で偏差ΔＦＡＦ＞５％
であるか否かを判別し、ステップ２０７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２０８へ進み、パ
ージ率ＲＰＲＧの値を０．０５％増加させる。５％＜Δ
ＦＡＦ≦１０％であれば、ＣＰＵ２１はステップ２０９
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、ＣＰＵ２１はステップ
２１０へ進み、パージ率ＲＰＲＧの値を０．０５％減少
させる。

【００４０】最後に、ＣＰＵ２１はステップ２１１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。

【００４１】一方、図７のエバポ濃度演算ルーチンで
は、ＣＰＵ２１はステップ３０１でパージ実行フラグＸ
ＰＲＧ＝「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。又、ＸＰＲＧ＝「１」であれば、ＣＰＵ２
１はステップ３０２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ＦＡＦ
の基準値（＝１）を減算した値（＝ＦＡＦＡＶ−１）を
求め、その後、ステップ３０３〜３０７でエバポ濃度Ｆ
ＬＰＲＧを演算する。

【００４２】詳しくは、ＣＰＵ２１は、ステップ３０３
で（ＦＡＦＡＶ−１）＞２％であるか否かを判別し、ス
テップ３０４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ＦＬＰＲＧよりも実際の濃度ＦＬＰＲＧ
は薄いと判断し、ステップ３０５でエバポ濃度ＦＬＰＲ
Ｇの値を０．２％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、ＣＰＵ
２１は現在のエバポ濃度ＦＬＰＲＧよりも実際の濃度Ｆ
ＬＰＲＧは濃いと判断し、ステップ３０６でエバポ濃度
ＦＬＰＲＧの値を０．２％増加させる。又、−２％≦
（ＦＡＦＡＶ−１）≦２％であれば、ＣＰＵ２１は現在
のエバポ濃度ＦＬＰＲＧがほぼ実際値であると判断し、
ステップ３０７でエバポ濃度ＦＬＰＲＧをその時の値に
ホールドする。

【００４３】エバポ濃度ＦＬＰＲＧの検出後、ＣＰＵ２
１はステップ３０８にてエバポ濃度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。

【００４４】次いで、図８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
４ｍｓｅｃ毎の時間割り込みにて実行される。図８にお
いて、ＣＰＵ２１は先ずステップ４０１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４０２へ進みフィードバック補正係数ＦＡＦ＝１．
０とする。又、フィードバック条件が成立した場合、Ｃ
ＰＵ２１はステップ４０３に進み酸素センサ出力と所定
判定レベルとを比較し、それぞれ所定時間Ｈ，Ｉ（ｍｓ
ｅｃ）だけ遅らせて空燃比フラグＸＯＸＲ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ＸＯＸ
Ｒ＝「１」、リーン側であればＸＯＸＲ＝「０」とす
る。

【００４５】次に、ＣＰＵ２１はステップ４０４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４０５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。

【００４６】次いで、図９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９において、ＣＰＵ
２１はステップ５０１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５０２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ＦＬ
ＲＮとに対応する基本補正係数Ｆｃを算出する。又、Ｃ
ＰＵ２１は続くステップ５０３で、図６のルーチンで演
算したエバポ濃度ＦＬＰＲＧと、図５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・ＲＰＲ
Ｇ）。

【００４７】その後、ＣＰＵ２１は、ステップ５０４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。

【００４８】次いで、図１０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１０におい
て、ＣＰＵ２１はステップ６０１でパージ実行フラグＸ
ＰＲＧが「１」であるか否かを判別するとともに、ステ
ップ６０２でフィードバック実行条件が満たされている
か否かを判別する（高負荷増量中でないことの判別や、
酸素センサ６が正常動作中であることの判別でも可）。
そして、ＸＰＲＧ＝「０」であれば、ＣＰＵ２１はステ
ップ６１１に進み、パージ弁１６を駆動させるためのデ
ューティ比を０％とする。又、ＸＰＲＧ＝「１」且つフ
ィードバック条件成立であれば、ＣＰＵ２１はステップ
６０３〜６０７の処理を実行し、ＸＰＲＧ＝「１」且つ
フィードバック不成立であればステップ６０８〜６１０
の処理を実行する。

【００４９】詳しくは、ステップ６０３〜６０７におい
て、ＣＰＵ２１は先ずステップ６０３で吸気圧ＰＭを読
み込むとともに、ステップ６０４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６０５
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）。

【００５０】又、ＣＰＵ２１はステップ６０６で、上記
吸入空気量ＧＡと図６のルーチンで求めたパージ率ＲＰ
ＲＧとを乗算してパージ流量ＧＰＲＧを算出する（ＧＰ
ＲＧ＝ＧＡ・ＲＰＲＧ）。続いて、ＣＰＵ２１はステッ
プ６０７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１１のデューティ比
マップを用いてパージ弁１６の駆動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。

【００５１】一方、ステップ６０８〜６１０において、
ＣＰＵ２１は、ステップ６０８で吸気圧ＰＭ（絶対圧）
を読み込むとともに、ステップ６０９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６
１０でエンジン回転数ＮＥと吸気圧ＰＭ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の駆動デューティ比を求める。なお、図１
２のマップによれば、エンジン運転状態に応じて全閉
（デューティ比＝０％）或いは全開（デューティ比＝９
９．６％）のいずれかの状態が選択されるようになって
いる。

【００５２】その後、ＣＰＵ２１はステップ６１２で、
上記のデューティ比にてパージ弁１６を駆動させる。即
ち、図１０のルーチンによれば、フィードバック制御の
実施時には、図６によるパージ率ＲＰＲＧとエンジン運
転状態とに応じてパージ弁１６が開閉制御され（図１１
のマップを用いたパージ制御）、オープン制御時には、
パージ率ＲＰＲＧが操作できないためにパージ弁１６が
エンジン運転状態に応じて固定のデューティ比（全開或
いは全閉）にて制御されることになる（図１２のマップ
を用いたパージ制御）。

【００５３】次いで、上記のフローチャートによるＣＰ
Ｕ２１の動作を図１３及び図１４のタイムチャートを用
いて説明する。なお、図１３は、本空燃比制御における
全体の動作を示したものであり、同図において、時間ｔ
１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、又、時間ｔ２〜ｔ３
及び時間ｔ４〜ｔ５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。

【００５４】図１３について時間を追って説明する。先
ず、時間ｔ１にて空燃比の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。又、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。

【００５５】その後、初期学習完了条件が成立する時間
ｔ３になると、パージ実行フラグＸＰＲＧが「１」にセ
ットされ、所定のデューティ比にてパージ弁１６が開放
される。すると、キャニスタ１３の吸着燃料がパージさ
れ、その後、エバポ濃度ＦＬＰＲＧが薄くなり（ＦＬＰ
ＲＧ≦１％）且つパージの継続時間１２０秒が経過する
迄、パージ制御が実行される（時間ｔ３〜ｔ４の期
間）。

【００５６】時間ｔ４になると、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ＦＡＦＡ
Ｖ）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、即ち、定期学習完了条件が成
立する迄、空燃比学習が実施される（時間ｔ４〜ｔ５の
定期学習期間）。以降、パージ制御と定期学習とが交互
に繰り返される。

【００５７】一方、図１４のタイムチャートは、上記空
燃比制御の特徴となる動作を示している。なお、同図に
おいて、時間ｔ１１〜ｔ１４は学習完了条件が不成立と
なる期間を示し、その期間中の時間ｔ１２は学習補正値
ＦＬＲＮの張り付き等の現象が判定された時間を示して
いる。又、時間ｔ２１〜ｔ２２は、パージ制御中にフィ
ードバック実行条件が不成立になった期間を示してい
る。

【００５８】つまり、学習実行時において、学習補正値
ＦＬＲＮの張り付きや酸素センサ６の不安定な出力が生
じた場合、フィードバック補正係数ＦＡＦ（なまし値Ｆ
ＡＦＡＶ）が基準値（＝１．０）に対して収束できず、
時間ｔ１１から４０秒（初期学習時には６０秒）が経過
した時間ｔ１２で上記張り付き等の現象の発生が判定さ
れる。そして、空燃比学習が一時的に停止されるととも
に、最小限のパージ量を確保すべくパージ制御が実行さ
れる。このとき、パージ率ＲＰＲＧは１％に固定され、
エバポ濃度ＦＬＰＲＧはその時の値にホールドされる。
又、このとき、吸入空気量ＧＡが不変であれば、パージ
弁１６は固定開度に保持されることになる。そして、時
間ｔ１２から４０秒が経過した時間ｔ１３で再び空燃比
学習が再開され、その後、空燃比が安定し学習完了条件
が成立する時間ｔ１４で通常のパージ制御が開始され
る。

【００５９】一方で、パージ制御中にフィードバック実
行条件が不成立になる時間ｔ２１〜ｔ２２では、空燃比
制御がフィードバック制御からオープン制御に移行する
ことになるが、パージ弁１６が全開或いは全閉にて制御
され、最小限のパージ量が確保される。

【００６０】以上詳述したように本実施例の空燃比制御
装置では、学習実行時において、空燃比と目標空燃比と
の偏差に基づいて、学習完了条件を判定するようにした
（図４のステップ１０３，図５のステップ１１７）。そ
して、学習完了条件が成立すると、空燃比に応じたパー
ジ率ＲＰＲＧ及びエバポ濃度ＦＬＰＲＧを演算するとと
もに（図４のステップ１０９〜１１３）、各演算値に応
じたパージ制御を実施するようにした（図１０のルーチ
ン）。又、学習完了条件が所定期間、不成立の場合、学
習補正値ＦＬＲＮの張り付き等が発生したと判定し、空
燃比学習を一時的に停止するとともに、最小限のパージ
量を確保すべく、パージ率ＲＰＲＧを固定したパージ制
御を強制的に行うようにした（図４のステップ１０５〜
１０８，図５のステップ１１９〜１２２）。

【００６１】要するに、学習完了条件が成立に伴いパー
ジ制御が行われる空燃比制御装置では、学習実行時にお
ける空燃比の不安定要因から学習補正値ＦＬＲＮが上下
限値に張り付くと、この張り付きが解消されるまでエバ
ポパージを行うことができなくなる。しかし、本構成で
は、上記のような張り付き発生時においても、エバポパ
ージを確実に行うことができる。

【００６２】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。上
記実施例では、学習実行時において学習補正値ＦＬＲＮ
の張り付きが発生すると、パージ率ＲＰＲＧを一定値に
固定する制御を行ったが、パージ流量ＧＰＲＧ或いはデ
ューティ比を一定する制御を行うようにしてもよい。

【００６３】

【発明の効果】請求項１及び２に記載の発明によれば、
空燃比学習時に所定時間経過しても学習が完了しない時
において、少なくとも必要最小限の蒸発燃料の放出を確
実に行うことができるという優れた効果を発揮する。

【００６４】又、請求項３に記載の発明によれば、フィ
ードバック実行条件の不成立時においても確実に蒸発燃
料の放出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本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
した線図である。

【図３】パージ弁全開時におけるパージ率の上限を示し
たマップである。

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

【図５】図４と同様に、ＣＰＵが実行する空燃比学習制
御ルーチンを示したフローチャートである。

【図６】ＣＰＵが実行するパージ率演算ルーチンを示し
たフローチャートである。

【図７】ＣＰＵが実行するエバポ濃度演算ルーチンを示
したフローチャートである。

【図８】ＣＰＵが実行する空燃比フィードバック制御ル
ーチンを示したフローチャートである。

【図９】ＣＰＵが実行する燃料噴射制御ルーチンを示し
たフローチャートである。

【図１０】ＣＰＵが実行するパージ弁制御ルーチンを示
したフローチャートである。

【図１１】デューティ比を求めるためのマップである。

【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】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１５】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）、４…インジェクタ、
６…空燃比センサとしての酸素センサ、７…燃料タン
ク、１３…キャニスタ、１５…放出通路、１６…開閉弁
としてのパージ弁（可変流量電磁弁）、２１…空燃比学
習手段，学習完了条件判定手段，第１の弁制御手段，第
２の弁制御手段，空燃比制御手段としてのＣＰＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 25/08 Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１Ｕ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/04 F02D 41/14 F02D 45/00 F02M 25/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクにて発生する蒸発燃料を吸着
するキャニスタと、前記キャニスタに吸着された蒸発燃料を放出通路を介し
て内燃機関の吸気系に放出すべく開閉動作する開閉弁
と、前記内燃機関に燃料を噴射供給するインジェクタと、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出する空
燃比センサと、前記空燃比センサによる空燃比と目標空燃比との空燃比
ずれ量を修正するための空燃比学習を行う空燃比学習手
段と、前記空燃比学習手段による学習実行時において、前記空
燃比センサによる空燃比と目標空燃比との偏差に基づい
て、学習完了条件を判定する学習完了条件判定手段と、前記学習完了条件判定手段による学習完了条件の成立に
伴い、前記開閉弁を開弁動作させる第１の弁制御手段
と、前記学習完了条件判定手段による学習完了条件が所定期
間、不成立の場合、前記空燃比学習手段による学習を一
時的に停止し、前記開閉弁を強制的に開弁動作させる第
２の弁制御手段と、前記空燃比センサによる空燃比が目標空燃比になるよう
に、前記空燃比学習手段の学習値に基づき前記インジェ
クタによる燃料噴射量を制御する空燃比制御手段とを備
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】前記第２の弁制御手段は、蒸発燃料の最
小限の放出量を確保すべく、前記内燃機関の吸気量に対
して蒸発燃料が放出される割合が一定となるように前記
開閉弁の制御を行う請求項１に記載の内燃機関の空燃比
制御装置。
【請求項３】前記空燃比制御手段は前記空燃比センサ
による空燃比を目標空燃比にすべくフィードバック制御
を実施する手段と、同フィードバック制御を実行するた
めのフィードバック実行条件が成立したか否かを判定す
る手段とを含み、前記第１の弁制御手段は、前記フィードバック実行条件
の成立時において蒸発燃料の挙動と機関運転状態とに応
じた開度とすべく前記開閉弁を制御する手段と、フィー
ドバック実行条件の不成立時において機関運転状態に応
じた開度にすべく前記開閉弁を制御する手段とを含む請
求項１又は２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。