JP3517985B2

JP3517985B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JP3517985B2
Application number: JP24735794A
Authority: JP
Inventors: 健一佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 2004-04-12
Anticipated expiration: 2019-04-12
Also published as: JPH08109844A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の空燃比制御
装置に関し、特に、キャニスタに吸着した蒸発燃料を所
定の運転条件下で機関に導入するパージガス制御手段を
備えた内燃機関の空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の内燃機関では、燃料タ
ンク内で発生した蒸発燃料（ベーパ）を一時的に貯蔵す
るキャニスタを設け、このキャニスタで吸着した燃料を
所定の運転条件下で機関吸気系に導入している。ここ
で、パージガス導入時には、このパージガスの有する燃
料成分が燃料噴射弁から噴射される燃料に加算されて、
機関に供給される燃料量が増大する。このため、排気ガ
ス中の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ（酸素
センサ）の検出信号に基づく疑似的な比例積分制御によ
って、空燃比フィードバック補正係数を小さくし、燃料
噴射弁からの燃料噴射量を減量調整している（例えば特
開昭６３−７１５３６号公報、特開平４−１１２９５９
号公報等参照）。

【０００３】そこで、図１３〜図１８に基づいて従来技
術による内燃機関の空燃比制御装置を説明する。

【０００４】例えば４気筒等の複数の気筒（図示せず）
を有する機関本体１には、吸気通路２と排気通路３とが
設けられている。この吸気通路２は、その上流側が図外
のエアフローメータを介してエアフィルタに接続され、
その下流側は各気筒に対応して分岐している。一方、排
気通路３は、その上流側が各気筒に対応して分岐し、そ
の下流側は三元触媒等からなる触媒コンバータ４を介し
て図外のマフラに接続されている。

【０００５】キャニスタ５は、吸気通路２と燃料タンク
６との間に設けられている。このキャニスタ５は、ケー
シング５Ａと、このケーシング５Ａ内に画成され、内部
に活性炭等の吸着剤５Ｂを収容した吸着室５Ｃと、外部
の新気（大気）を吸着室５Ｃ内に取り入れるべくケーシ
ング５Ａの底部に形成された新気導入口５Ｄと、ケーシ
ング５Ａの上部に形成され、蒸発燃料通路７を介して燃
料タンク６の上部に接続された蒸発燃料導入口５Ｅと、
ケーシング５Ａの上部に形成され、パージ通路８を介し
て吸気通路２のスロットルバルブ９下流側に接続された
パージガス導出口５Ｆと、新気導入口５Ｄに設けられた
エアフィルタ５Ｇとを備えて構成されている。

【０００６】また、パージ通路８の途中には、後述する
コントロールユニット１２からの制御信号によってデユ
ーテイ制御されるパージ制御弁１０と、吸気通路２のス
ロットルバルブ９近傍の吸入負圧によって開閉するパー
ジカット弁１１とが設けられている。

【０００７】機関を電気的に集中制御するコントロール
ユニット１２は、ＣＰＵ等の演算処理回路、ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ等の記憶回路、入出力回路等を含んだマイクロコン
ピュータシステムとして構成され、パージ制御弁１０を
デユーテイ制御するパージガス制御手段１２Ａと、燃料
噴射量を調整することにより排気ガス中の空燃比が理論
空燃比近傍となるように制御する空燃比制御手段１２Ｂ
とを備えている。そして、このコントロールユニット１
２の入力側には、クランク角センサ１３、空燃比センサ
１４、スロットルセンサ１５及び図示せぬ水温センサや
エアフローメータ等が接続され、コントロールユニット
１２の出力側には、パージ制御弁１０と、各気筒毎に設
けられた燃料噴射弁１６等が接続されている。ここで、
クランク角センサ１３、空燃比センサ１４、スロットル
センサ１５及びエアフローメータ等の各種センサは、コ
ントロールユニット１２の入出力回路に入力され、この
入出力回路からパージガス制御手段１２Ａ及び空燃比制
御手段１２Ｂに供給されるようになっている。

【０００８】なお、１７は、パージ通路８の途中に設け
られた逆止弁を示し、この逆止弁１７は、燃料タンク６
からの蒸発燃料がキャニスタ５に向けて流入するのを許
し、逆向きの流れを阻止するものである。

【０００９】従来技術による内燃機関の空燃比制御装置
は、上述の如き構成を有するもので、例えば機関本体１
の停止後等に、燃料タンク６内で蒸発燃料が発生する
と、この蒸発燃料は蒸発燃料通路７を介してキャニスタ
５に導かれ、吸着室５Ｃ内の吸着剤５Ｂに一時的に吸着
される。

【００１０】次に、機関本体１が定速走行域等の所定の
運転条件に達すると、パージガス制御手段１２Ａからの
制御信号によりパージ制御弁１０が開弁し、吸気通路２
内の吸入負圧がキャニスタ５に作用して、新気が吸着室
５Ｃ内に吸い込まれる。これにより、吸着されていた燃
料は、吸着剤５Ｂから離脱して所謂パージガスとなり、
このパージガスは、パージガス導出口５Ｆからパージ通
路８を介してスロットルバルブ９の下流側で吸気通路２
内に導入される。そして、蒸発燃料が離脱した吸着剤５
Ｂは、再び吸着可能状態に復活する。

【００１１】一方、機関がアイドリング等の所定の低負
荷域になった場合は、スロットルバルブ９の弁開度が小
さくなり、パージカット弁１１の圧力室に吸入負圧が導
入されないため、該パージカット弁１１は閉弁（全閉）
する。これにより、万が一、パージ制御弁１０が開弁し
たまま故障した場合でも、アイドリング時等には、パー
ジカット弁１１によってパージガスの流通が自動的に遮
断され、多量のパージガスが機関本体１に供給されてア
イドル回転数が過渡に上昇するという、いわゆるハイア
イドル状態が生じるのを未然に防止している。

【００１２】ここで、コントロールユニット１２の空燃
比制御手段１２Ｂは、下記数１に示す如く、機関本体１
の運転条件に応じて燃料噴射量Ｔ_iを演算している。

【００１３】

【数１】Ｔ_i＝Ｔ_P×Ｃ_oef×α＋Ｔ_Ｓ但し、Ｔ_Ｐ：基本噴射量（吸入空気量Ｑ／機関回転数
Ｎ）Ｃ_oef：各種補正係数（水温増量、混合比割付増量等） α ：空燃比フィードバック補正係数Ｔ_S：無効噴射パルス前記数１中に示す空燃比フィードバック補正係数αは、
目標値たる理論空燃比と空燃比センサ１４が検出した排
気ガス中の実際の空燃比との偏差を解消するためのもの
で、理論空燃比に相当する所定のスライスレベルで比較
された空燃比センサ１４の検出信号のリッチ側、リーン
側への反転に基づいた疑似的な比例積分制御によって求
められる。そして、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よ
りも濃いリッチ状態では、αの値が１（１００％）より
も小さくなって燃料噴射量Ｔ_iが減少し、排気ガス中の
空燃比が理論空燃比よりも薄いリーン状態になると、α
の値が１よりも大きくなって燃料噴射量Ｔ_iが増大する
ようになっている。なお、機関冷却水温が低い冷間始動
時や高速高負荷時等には、αの値はクランプされ、これ
により通常の燃料噴射量制御を行うようになっている。

【００１４】パージガスを吸気通路２に導入しない場
合、図１４に示す如く、空燃比フィードバック補正係数
αは、その目標値が理論空燃比に応じた１００％に設定
されて疑似的に比例積分（ＰＩ）制御されている。即
ち、排気ガス中の空燃比Ａ／Ｆが薄くなってリーン状態
になると、燃料噴射量Ｔ_iを増量して理論空燃比に近づ
けるべく、αを、リーン時比例制御分Ｐ_Lによってある
程度まで上昇させた後に、リーン時積分制御分Ｉ_Lによ
って徐々に増大させる。これとは逆に、排気ガス中の空
燃比Ａ／Ｆが濃くなってリッチ状態になると、燃料噴射
量Ｔ_iを減量して理論空燃比に近づけるべく、αを、リ
ッチ時比例制御分Ｐ_Rによってある程度まで下降させた
後に、リッチ時積分制御分Ｉ_Rによって徐々に減少させ
る。

【００１５】これにより、排気ガス中の空燃比Ａ／Ｆの
平均値（図中では「平均Ａ／Ｆ」と示す）は、理論空燃
比近傍に収束する。なお、各制御分Ｐ_L，Ｐ_Rは、基本噴
射量Ｔ_Pと機関回転数Ｎとにより定まる機関の運転条件
に従って、図示せぬマップから読み出されるようになっ
ている。

【００１６】次に、図１５に示す如く、パージガスを吸
気通路２に導入した場合、パージガスが有する燃料成分
だけ、機関本体１に供給される燃料の総量が増大するた
め、空燃比がリッチ状態となる。従って、リッチ時積分
制御分Ｉ_Rの作動時間の方がリーン時積分制御Ｉ_Lの作動
時間よりも長くなるため、空燃比フィードバック補正係
数αは、その目標値が徐々に小さくなっていき（この移
行過程は図１５中に示されていない）、理論空燃比に対
応した１００％よりも小さい値（図中では約９１％であ
る）を目標値として変化する。

【００１７】つまり、図１６に示す如く、パージガス導
入時には、空燃比フィードバック補正係数αが、パージ
ガスを導入しないときの値（１００％）よりも所定量Δ
αだけ小さくなるため（図１５の例では約９％であ
る）、機関本体１が要求する燃料の量に対して各燃料噴
射弁１６から噴射される燃料噴射量Ｔ_iが占める割合が
低下する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、空燃比制御手段１２Ｂが、空燃比センサ１
４からの検出信号に基づいて空燃比フィードバック補正
係数αの値を比例積分制御することにより、排気ガス中
の空燃比の平均値を理論空燃比近傍に維持しているた
め、三元触媒等の触媒コンバータ４によって、排気ガス
中のＮＯ_x、ＣＯ、ＨＣを効率よく転化（浄化）するこ
とができる。

【００１９】しかし、パージガスの導入量が増大する
と、各燃料噴射弁１６から噴射される燃料の割合が相対
的に減少して、リーン側からリッチ側に移行するよりも
（リッチ側への補正）、リッチ側からリーン側に移行す
る方（リーン側への補正）が応答性が高くなるため、排
気ガス中の空燃比の平均値が理論空燃比に収束せず、図
１５に示す如く、リーン側にずれ易くなる。

【００２０】即ち、各燃料噴射弁１６からの噴射燃料は
液体のため、噴射燃料の全てが吸入空気に乗って直ちに
燃焼室内に供給される訳ではなく、その一部は吸気通路
２の内壁や吸気ポートを開閉する吸気弁（図示せず）に
付着して壁流となり、壁流の状態で燃焼室内に流入す
る。従って、空燃比をリーン側からリッチ側に補正すべ
く、空燃比フィードバック補正係数αを大きくして燃料
噴射量Ｔ_iを増大させても、壁流と化す分だけ燃焼室へ
の供給に時間遅れが生じるため、図１７中の点線に示す
如く、パージガス導入時にリーン側からリッチ側へ移行
するのに要する時間Ｔ_Lonは、図１７中の実線に示すパ
ージガスを導入しないときの同時間Ｔ_Loffよりも長くな
る。

【００２１】これとは逆に、空燃比をリッチ側からリー
ン側に補正すべく、空燃比フィードバック補正係数αを
小さくして燃料噴射弁１６からの燃料噴射量Ｔ_iを減少
させた場合、壁流と化す分だけ燃焼室内に直ちに供給さ
れる噴射燃料の量が少なくなるため、パージガス導入時
のリーン側への移行時間Ｔ_Ronは、パージガスを導入し
ないときの同時間Ｔ_Roffよりも短くなる。

【００２２】また、パージガス中の燃料成分は液体燃料
よりも薄く、軽質であるため、パージガスの流量が多い
ということは、燃焼室内に供給される燃料が元々全体的
に軽質傾向になり易いということを意味する。

【００２３】従って、機関本体１に供給される燃料が全
体的に軽質傾向にある中で、リッチ側へ補正するときの
応答時間が長くなる一方、リーン側に補正するときの応
答時間が短くなるため、空燃比の平均値は、図１５中に
示す如く、理論空燃比よりもリーン側にずれ易い。そし
て、図１８に示す如く、触媒コンバータ４は、理論空燃
比近傍のある限られた領域（ウインドウ）で、その転化
性能を十分に発揮するため、排気ガスの空燃比がリーン
側にずれてウインドウの外に出ると、ＮＯ_xの転化性能
が急激に低下する。特に、機関回転数が低いほど、吸入
空気量に占めるパージガスの割合が相対的に上昇するた
め、平均空燃比が理論空燃比近傍からリーン側にずれ易
くなる。

【００２４】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、その目的は、パージガスの導入時で
も速やかに空燃比を理論空燃比近傍に制御することがで
きるようにした内燃機関の空燃比制御装置を提供するこ
とにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、パー
ジガス導入時とパージガス非導入時とにおける空燃比フ
ィードバック補正係数αの偏差に応じて、平均空燃比が
理論空燃比近傍からリーン側にずれることに着目し、空
燃比フィードバック補正係数αを、それ自身の変化量
（偏差）に応じて自動的に修正することとした。即ち、
本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置は、キャニスタ
に吸着させた燃料を所定の運転条件下でパージガスとし
て吸気通路に導入するパージガス制御手段と、排気通路
に設けられた空燃比センサの検出信号に基づいて空燃比
のフィードバック制御を行う空燃比制御手段と、を備え
た内燃機関において、パージガス導入時に、理論空燃比
近傍における空燃比フィードバック補正係数の値とパー
ジガス導入後における空燃比フィードバック補正係数の
値との偏差に基づいて、空燃比がリッチ側方向にシフト
するように空燃比フィードバック補正係数を修正する空
燃比フィードバック補正係数修正手段を設けたことを特
徴とする。

【００２６】また、前記空燃比フィードバック補正係数
修正手段は、パージガス導入時に、理論空燃比近傍にお
ける空燃比フィードバック補正係数の値とパージガス導
入後における空燃比フィードバック補正係数の値との偏
差に基づいて修正値を設定し、空燃比がリッチ側方向に
シフトするように前記修正値によって空燃比フィードバ
ック補正係数を修正するのが好ましい。

【００２７】さらに、前記パージガス制御手段は、所定
の運転条件下で略ステップ状にパージガスを吸気通路に
導入し、パージガスを前回導入したときに得られた前記
空燃比フィードバック補正係数の値を記憶する記憶手段
を設け、前記空燃比フィードバック補正係数修正手段
は、この記憶手段が記憶した空燃比フィードバック補正
係数の値と理論空燃比近傍における空燃比フィードバッ
ク補正係数の値との偏差に基づいて前記修正値を設定し
てもよい。

【００２８】

【作用】パージガスの導入時に、理論空燃比近傍におけ
る空燃比フィードバック補正係数の値とパージガス導入
後における空燃比フィードバック補正係数の値との偏差
に基づいて、空燃比がリッチ側方向にシフトするように
空燃比フィードバック補正係数を修正すれば、リーン側
にずれ易いパージガス導入時の空燃比を理論空燃比近傍
に収束させることができる。

【００２９】また、パージガスの導入時に、理論空燃比
近傍における空燃比フィードバック補正係数の値とパー
ジガス導入後における空燃比フィードバック補正係数の
値との偏差に基づいて修正値を設定し、空燃比がリッチ
側方向にシフトするように前記修正値によって空燃比フ
ィードバック補正係数を修正すれば、パージガス導入時
におけるリーン側へのずれ量に応じて、該空燃比を理論
空燃比近傍にシフトさせることができる。

【００３０】さらに、前記パージガス制御手段は、所定
の運転条件下で略ステップ状にパージガスを吸気通路に
導入し、パージガスを前回導入したときに得られた前記
空燃比フィードバック補正係数の値を記憶する記憶手段
を設け、前記空燃比フィードバック補正係数修正手段
が、この記憶手段が記憶した空燃比フィードバック補正
係数の値と理論空燃比近傍における空燃比フィードバッ
ク補正係数との偏差に基づいて前記修正値を設定すれ
ば、空燃比変動の不安定要因であるパージガスの導入時
間を短縮しつつ、より正確かつ速やかに空燃比を理論空
燃比近傍に維持することができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図１２に基づ
いて詳細に説明する。なお、以下の各実施例では上述し
た従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その
説明を省略するものとする。

【００３２】まず、図１〜図８は本発明の第１の実施例
に係り、図１は、本発明の第１の実施例に係る内燃機関
の空燃比制御装置の全体を示す説明図であって、本実施
例によるコントロールユニット２１は、従来技術で述べ
たコントロールユニット１２と同様にマイクロコンピュ
ータシステムとして構成され、パージ制御弁８のデユー
テイ制御を行うパージガス制御手段２１Ａと、空燃比フ
ィードバック補正係数αに基づいて各燃料噴射弁１６に
印加する噴射信号を制御する空燃比制御手段２１Ｂとを
備えている。

【００３３】但し、このコントロールユニット２１は、
これらに加えて、後述の如く、パージガス導入時に、空
燃比フィードバック補正係数αの偏差Δαに基づいて、
排気ガス中の空燃比がリッチ側方向に向けてシフトする
ように、空燃比フィードバック補正係数αを修正する空
燃比フィードバック補正係数修正手段２１Ｃ（図中では
「α修正」と示す）も備えている。

【００３４】次に、図２〜図８を参照しつつ本実施例の
作用を説明する。図２は、空燃比フィードバック補正係
数修正手段２１Ｃによる修正処理を示すフローチャート
であって、ステップ１では、基本噴射量Ｔ_Pと機関回転
数Ｎとを読込む。なお、エアフローメータからの吸入空
気量Ｑと回転数Ｎとを読込む構成としてもよい。

【００３５】そして、ステップ２では、空燃比制御手段
２１Ｂの状態から空燃比フィードバック補正係数αを用
いた空燃比制御を行っているか否かを判定する。このス
テップ２で「ＮＯ」と判定したときは、例えば冷間始動
時等の如く、空燃比フィードバック補正係数αがクラン
プされて空燃比制御を行っていない場合のため、処理を
終了する。一方、前記ステップ２で「ＹＥＳ」と判定し
たときは、ステップ３に移り、パージガス制御手段２１
Ａの状態に基づいて、パージガスを吸気通路２に導入し
ているか否かを判定する。

【００３６】このステップ３で「ＮＯ」と判定したとき
は、吸気通路２にパージガスの導入を行っていない場合
であるから、ステップ４に移り、図３，図４にそれぞれ
示す比例制御分マップから現在の機関の運転条件（基本
噴射量Ｔ_P，Ｎ）に応じた比例制御分Ｐ_Lmap，Ｐ
_Rmap（比例ゲイン）を読み出し、これらの値をＰ_L，Ｐ_R
にそれぞれセットする。

【００３７】一方、前記ステップ３で「ＹＥＳ」と判定
したときは、パージガスの導入を開始した場合のため、
ステップ５に移って、パージガス導入後における空燃比
フィードバック補正係数αの平均値α_Aを求める。

【００３８】ここで、この平均値α_Aは、図５に示す如
く、空燃比フィードバック補正係数αの反転毎のピーク
値（α₁，α₂，α₃，…）を加重平均することにより、
下記数２に従って求められるもので、プログラムサイク
ル毎に更新される。

【００３９】

【数２】α_A(n)＝β・α_(n)＋（１−β）・α_A(n-1) 但し、β：係数次に、ステップ６では、下記数３に示す如く、前記ステ
ップ５で求めたパージガス導入後における空燃比フィー
ドバック補正係数αの平均値α_Aと理論空燃比近傍にお
ける空燃比フィードバック補正係数αの値であるＣとを
比較して、両者の偏差Δαを求める。ここで、通常、こ
の値Ｃは１００％であり、パージガス導入中の平均値α
_Aは１００％よりも小さいため、偏差Δαは負の値とな
る。

【００４０】

【数３】Δα＝α_A−Ｃそして、ステップ７では、図６に示す修正値マップから
前記ステップ６で求めた偏差Δαに基づいて、現在の偏
差Δαに対応した修正値ｄｐを読み出す。ここで、図６
に示す修正値マップについて説明すると、この修正値マ
ップは、Δαの値が小さくなるほど、即ち、平均値α_A
と理論空燃比近傍における空燃比フィードバック係数α
の値Ｃとの差が大きくなるほど、修正値ｄｐが大きくな
るように設定されている。また、加速や減速等の運転条
件によって空燃比フィードバック補正係数αは変動する
ため、偏差Δαが所定のスライスレベルΔα_Lを越えて
小さくなった場合のみ、修正値ｄｐを読み出せるように
なっている。ここで、パージガス導入時における空燃比
のリーン側へのずれ（シフト量）は、キャニスタ５に蓄
積された蒸発燃料の量、吸気通路２に導入されたパージ
ガス量、燃料噴射弁１６の形式及び取付位置等によって
変化するため、この修正値マップは、機関の形式毎に予
め実験等によって求められるものである。

【００４１】最後に、ステップ８では、前記ステップ７
で読み出した修正値ｄｐにより、機関の運転条件に応じ
て比例制御分マップから読み出される各比例制御Ｐ_L，
Ｐ_Rをそれぞれ修正し、空燃比をリッチ側方向にシフト
させる。

【００４２】具体的には、図７に示す如く、リーン時比
例制御分Ｐ_L（＝Ｐ_Lmap）に修正値ｄｐを加算すると共
に、リッチ時比例制御分Ｐ_R（＝Ｐ_Rmap）から修正値ｄ
ｐを減算する。これにより、空燃比フィードバック補正
係数αが大きくなって、燃料噴射量Ｔ_iが増加するた
め、排気ガス中の空燃比Ａ／Ｆはリッチ側に向けて移行
し、その平均空燃比が理論空燃比近傍に収束する。な
お、ここで、図８に示す如く、パージ制御弁１０は、徐
々に開弁時間が増大するようにデユーテイ制御されるた
め、これに応じて、空燃比フィードバック補正係数αは
徐々に小さくなっていく。

【００４３】このように構成される本実施例によれば、
以下の効果を奏する。

【００４４】第１に、パージガス制御手段２１Ａによっ
てパージガスが導入されると、空燃比フィードバック補
正係数修正手段２１Ｃは、パージガス導入の前後で変化
する空燃比フィードバック補正係数αの偏差Δαを求
め、この偏差Δαに基づいて、空燃比センサ１４が検出
する空燃比がリッチ側方向にシフトするように、空燃比
フィードバック補正係数αを修正する構成としたため、
機関要求燃料に占める燃料噴射量の割合が相対的に低下
するパージガス導入中でも、リーン側にシフトする空燃
比を速やかに理論空燃比近傍に収束させることができ、
ＮＯ_xの排出を抑制することができる。

【００４５】第２に、偏差Δαに基づいて修正値マップ
から修正値ｄｐを読み出し、この読み出された修正値ｄ
ｐによって空燃比フィードバック補正係数αを修正する
構成としたため、空燃比補正係数αの変動（偏差Δα）
に応じた修正値ｄｐを速やかに得ることができる。

【００４６】第３に、パージガス導入が空燃比に与える
影響を、空燃比フィードバック補正係数αの偏差Δαに
よって検出する構成のため、全体構造を簡素化しつつ空
燃比制御を行うことができる。

【００４７】第４に、本実施例では、修正値マップに所
定のスライスレベルΔα_Lを設定し、偏差Δαがスライ
スレベルΔα_Lを越えて小さくなったときに、修正値ｄ
ｐを読み出せる構成としたため、加減速等によって空燃
比フィードバック補正係数αが変動した場合でも、これ
による空燃比フィードバック補正係数αの誤修正を未然
に防止することができる。

【００４８】次に、図９〜図１１に基づいて本発明の第
２の実施例を説明する。なお、本実施例では、上述した
第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、そ
の説明を省略するものとする。本実施例の特徴は、パー
ジガスを短時間で吸気通路２内に導入すると共に、パー
ジガスの導入初期には前回のパージガス導入時における
最終平均値α_Aに基づいて空燃比フィードバック補正係
数αを修正するようにした点にある。

【００４９】即ち、本実施例によるコントロールユニッ
ト３１は、第１の実施例で述べたコントロールユニット
２１と同様に、パージガスの導入量を制御するパージガ
ス制御手段３１Ａと、前記数１に基づいて燃料噴射量を
制御する空燃比制御手段３１Ｂと、パージガス導入前後
の空燃比フィードバック補正係数αの偏差Δαに基づい
て空燃比フィードバック補正係数αを修正する空燃比フ
ィードバック補正係数修正手段３１Ｃとを備えている。
しかし、本実施例によるコントロールユニット３１で
は、図１１に示す如く、パージガス制御手段３１Ａによ
って略ステップ状にパージガスを導出すると共に、前回
の偏差Δα等を記憶する記憶手段３１Ｄを備えている点
で第１の実施例と相違する。

【００５０】次に、本実施例の作用について図１０に示
すフローチャートを参照しつつ説明する。

【００５１】まず、ステップ１１〜１４は、第１の実施
例で述べた図２に示すステップ１〜４と同様の処理を行
うもので、ステップ１１では、基本噴射量Ｔ_P及び機関
回転数Ｎを読込み、ステップ１２では、空燃比制御手段
３１Ｂの状態に基づいて空燃比制御を行っているか否か
を判定し、このステップ１２で「ＹＥＳ」と判定したと
きは、ステップ１３によりパージガス導入中であるか否
かを判定する。そして、このステップ１３で「ＮＯ」と
判定したときは、ステップ１４に移って、図３及び図４
に示す比例制御分マップから機関の運転条件に応じた値
を各比例制御分Ｐ_L，Ｐ_Rにそれぞれセットする。

【００５２】次に、ステップ１５では、パージガス制御
手段３１Ａによるパージガスの導入が初期状態にあるか
否かを判定する。即ち、本実施例では、パージガスを略
ステップ状に、オンオフ的に吸気通路２に導入するた
め、パージガス導入直後の空燃比フィードバック補正係
数αの平均値α_Aを正確に求めるべく、このステップ１
５では、パージガス導入の立ち上がりを検出している。

【００５３】そして、ステップ１６では、後述のステッ
プ２０で記憶した平均値α_A，偏差Δαを記憶手段３１
Ｄから読み出し、ステップ１７では、この記憶値に基づ
いて図２に示すステップ８と同様に、各比例制御分
Ｐ_L，Ｐ_Rを修正する。つまり、前記ステップ１５でも説
明した通り、本実施例では、図１１に示す如く、オンオ
フ的にパージガスを導入するため、空燃比フィードバッ
ク補正係数αも略ステップ状に変化する。従って、第１
の実施例の如く、直前の平均値α_A(n-1)を使用して数２
によりパージガス導入直後の平均値α_Aを求めると誤差
が大きくなる。このため、図１１中に示す通り、パージ
ガス導入直後には、前回のパージガス導入時の最後に得
られた平均値α_Aを用いて偏差Δαを演算し、これによ
り修正値ｄｐを設定して空燃比フィードバック補正係数
αを修正するようになっている。

【００５４】次に、ステップ１８では、パージガス導入
直後の過渡期が終了したため、前記数２に従って新たな
平均値α_Aを求め、さらに、ステップ１９では、この現
在のパージガス導入における定常状態での平均値α_Aに
基づいて、理論空燃比近傍における空燃比フィードバッ
ク補正係数αの値Ｃとの偏差Δαを求めると共に、図６
に示す修正値マップから偏差Δαに応じた修正値ｄｐを
読み出す。即ち、本実施例では、パージガス導入初期
（導入直後）のみ記憶値に基づいて修正値ｄｐを設定
し、その後は、第１の実施例で述べたと同様に、実際の
平均値α_Aと値Ｃとの偏差Δαを算出して修正値ｄｐを
求めるようになっている。

【００５５】そして、ステップ２０では、前記ステップ
１８で求めた最新の平均値α_Aを前記数２中に示す直前
の平均値α_A(n-1)として記憶手段３１Ｄに記憶し、次回
のパージガス導入に備える。

【００５６】なお、本実施例では、プログラムサイクル
毎に、平均値α_Aを更新記憶する場合を例に挙げて説明
したが、これに限らず、例えばパージガス制御手段３１
Ａの状態に基づいてパージガス導入の停止を検出し、導
入停止と判定した場合に平均値α_Aを記憶する構成とし
てもよい。また、前回記憶した平均値α_Aをそのまま次
回のパージガス導入初期に用いる場合を説明したが、こ
れに限らず、例えばパージガス導入回数、インターバル
期間、機関の運転条件等のパラメータと関連付けて平均
値α_Aを記憶しておき、学習補正した値を用いてもよ
い。

【００５７】このように構成される本実施例でも、前記
第１の実施例で述べたと同様の効果を得ることができ
る。また、これに加えて以下の効果を奏する。

【００５８】第１に、図１１に示す如く、略ステップ状
に（オンオフ的に）、パージガスを導入するため、パー
ジガスの導入時間を短縮することができる。

【００５９】第２に、前回のパージガス導入の最後に得
られた空燃比フィードバック補正係数αの平均値α_Aを
数２中におけるα_A(n-1)として記憶手段３１Ｄで記憶し
ておき、この記憶した平均値α_Aを用いて次回のパージ
ガス導入直後の平均値α_Aを求める構成としたため、パ
ージガスの導入が略ステップ状に変化した場合でも、導
入初期の偏差Δα及び修正値ｄｐを比較的正確に求める
ことができ、速やかに空燃比を理論空燃比近傍に収束さ
せることができる。

【００６０】なお、前記各実施例では、各比例制御分Ｐ
_L，Ｐ_Rを修正値ｄｐによって調整することにより、空燃
比がリッチ側方向に向けてシフトするように空燃比フィ
ードバック補正係数αを修正する場合を例示したが、本
発明は、これに限らず、例えば、図１２に示す変形例の
ように、リーン時積分制御分Ｉ_Lの傾きを角度θだけ大
きくすると共に、リッチ時積分制御分Ｉ_Rの傾きを角度
θだけ小さくすることにより、空燃比フィードバック補
正係数αをリッチ側方向に向けて修正する構成としても
よい。また、リッチ側及びリーン側の制御分を同時に調
整する必要は必ずしもないため、リーン側の制御分
Ｐ_L，Ｉ_Lのみを強めてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば、パ
ージガスの導入時に、理論空燃比近傍における空燃比フ
ィードバック補正係数の値とパージガス導入後における
空燃比フィードバック補正係数の値との偏差に基づい
て、空燃比がリッチ側方向にシフトするように空燃比フ
ィードバック補正係数を修正したため、リーン側にずれ
易いパージガス導入時の空燃比を理論空燃比近傍に収束
させることができ、パージガス導入時のＮＯ_xの排出を
低減することができる。

【００６２】また、空燃比フィードバック補正係数の偏
差に基づいて修正値を設定し、空燃比がリッチ側方向に
シフトするように前記修正値によって空燃比フィードバ
ック補正係数を修正したため、パージガス導入時におけ
る空燃比のリーン側へのずれ量に応じて、該空燃比を理
論空燃比近傍にシフトさせることができる。

【００６３】さらに、パージガス制御手段は、所定の運
転条件下で略ステップ状にパージガスを吸気通路に導入
し、パージガスを前回導入したときに得られた空燃比フ
ィードバック補正係数の値を記憶する記憶手段を設け、
この記憶手段が記憶した空燃比フィードバック補正係数
の値と理論空燃比近傍における空燃比フィードバック補
正係数との偏差に基づいて修正値を設定し、この修正値
により、空燃比フィードバック補正係数を修正したた
め、空燃比変動の不安定要因であるパージガスの導入時
間を短縮しつつ、より正確かつ速やかに空燃比を理論空
燃比近傍に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る空燃比制御装置の
全体構成を示す説明図。

【図２】空燃比フィードバック補正係数の修正処理を示
すフローチャート。

【図３】リーン時の比例制御分Ｐ_Lを読み出すためのマ
ップを示す説明図。

【図４】リッチ時の比例制御分Ｐ_Rを読み出すためのマ
ップを示す説明図。

【図５】空燃比の平均値を求めるための説明図。

【図６】偏差Δαと修正値ｄｐとの関係を記憶した修正
値マップを示す説明図。

【図７】修正値ｄｐによる空燃比フィードバック補正係
数の修正方法を示す説明図。

【図８】パージガス導入と空燃比フィードバック補正係
数との関係を示す特性図。

【図９】本発明の第２の実施例に係る空燃比制御装置の
全体構成を示す説明図。

【図１０】空燃比フィードバック補正係数の修正処理を
示すフローチャート。

【図１１】パージガス導入と空燃比フィードバック補正
係数との関係を示す特性図。

【図１２】本発明の変形例に係る他の修正方法を示す説
明図。

【図１３】従来技術による空燃比制御装置の全体構成を
示す説明図。

【図１４】パージガス非導入時における空燃比フィード
バック補正係数と空燃比等との関係を示す説明図。

【図１５】パージガス導入時における空燃比フィードバ
ック補正係数と空燃比等との関係を示す説明図。

【図１６】パージガス導入の前後で機関要求燃料に占め
る燃料噴射量の割合が変化すること示す説明図。

【図１７】パージガス導入の前後で、リッチ側及びリー
ン側への応答時間が変化する状態を示す説明図。

【図１８】触媒コンバータの転化性能を示す特性図。

【符号の説明】

１…機関本体２…吸気通路３…排気通路５…キャニスタ１４…空燃比センサ２１，３１…コントロールユニット２１Ａ，３１Ａ…パージガス制御手段２１Ｂ，３１Ｂ…空燃比制御手段２１Ｃ，３１Ｃ…空燃比フィードバック補正係数修正手
段３１Ｄ…記憶手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】キャニスタに吸着させた燃料を所定の運
転条件下でパージガスとして吸気通路に導入するパージ
ガス制御手段と、排気通路に設けられた空燃比センサの
検出信号に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う
空燃比制御手段と、を備えた内燃機関において、パージガス導入時に、理論空燃比近傍における空燃比フ
ィードバック補正係数の値とパージガス導入後における
空燃比フィードバック補正係数の値との偏差に基づい
て、空燃比がリッチ側方向にシフトするように空燃比フ
ィードバック補正係数を修正する空燃比フィードバック
補正係数修正手段を設け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】前記空燃比フィードバック補正係数修正
手段は、パージガス導入時に、理論空燃比近傍における
空燃比フィードバック補正係数の値とパージガス導入後
における空燃比フィードバック補正係数の値との偏差に
基づいて修正値を設定し、空燃比がリッチ側方向にシフ
トするように前記修正値によって空燃比フィードバック
補正係数を修正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。
【請求項３】前記パージガス制御手段は、所定の運転
条件下で略ステップ状にパージガスを吸気通路に導入
し、パージガスを前回導入したときに得られた前記空燃比フ
ィードバック補正係数の値を記憶する記憶手段を設け、前記空燃比フィードバック補正係数修正手段は、この記
憶手段が記憶した空燃比フィードバック補正係数の値と
理論空燃比近傍における空燃比フィードバック補正係数
の値との偏差に基づいて前記修正値を設定することを特
徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。