JP3555394B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に、燃料供給系で発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置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】
従来、燃料供給系内から発生する蒸発燃料の大気中への排出量を規制する対策として、蒸発燃料を一旦キャニスタと称される吸着手段に吸着させ、キャニスタに吸着された蒸発燃料を所定の機関運転状態で、機関吸入負圧を利用して吸気系にパージして燃焼室で処理する蒸発燃料処理装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、筒内に燃料噴射弁から燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、プラグ周りに混合気を集め、他の燃焼室空間は空気のみとする成層燃焼時に、前記蒸発燃料のパージを行うと、前記空気のみの燃焼室空間に希薄な均質混合気が形成され、超希薄な混合気となる。
【０００４】
このような超希薄な混合気にあっては、確実な着火、燃焼は望めず、運転性の悪化や、蒸発燃料に火炎が伝播しないことにより未燃焼のままＨＣが大気中に排出される等、排気性能が悪化するという問題点が発生する虞れがある。
このような問題点を未然に解決する技術として、従来、特開平５−２２３０１７号公報に開示された筒内噴射式内燃機関が公知である。
【０００５】
この技術は、圧縮行程噴射でかつ触媒温度が低いときには、蒸発燃料のパージをカットし、圧縮行程噴射で触媒温度が高いとき若しくは２回噴射時、吸気行程噴射時にはキャニスタから蒸発燃料のパージを行い、燃料タンク内圧力が高いときには、燃料タンク内圧に応じて、燃料タンク内蒸発燃料もパージする。
しかしながら、このような従来技術にあっては、次のような問題点がある虞れがある。
【０００６】
即ち、従来技術では、圧縮行程噴射でかつ触媒温度が低いときには、蒸発燃料のパージをカットしているため、長時間この状態が継続して燃料タンク内圧力が大きくなった場合、キャニスタに蒸発燃料が充填され、該キャニスタが飽和状態となると、パージ配管から蒸発燃料が吸気ダクトに供給される。
このようなときに、機関が停止状態となると、パージ配管からエアクリーナをを経て大気に蒸発燃料が放出されてしまう。
【０００７】
この場合、機関が運転継続状態であれば、パージガスは燃焼室内の空気中に分散し、大部分は燃焼することなく排気性能が悪化する。
又、空燃比センサによりリーン時にも空燃比制御する構成とした場合、上記のような状態での蒸発燃料パージと、圧縮行程噴射で触媒温度が高いときの蒸発燃料パージとが行われた場合、燃料噴射弁から噴射される燃料がパージガス分だけ少なくなり、点火プラグ周りの空燃比が希薄化し、運転性に影響がある。
【０００８】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、均質理論空燃比等の機関の理論空燃比状態で蒸発燃料のパージを完了し、空燃比のオープン制御となる均質リーン及び成層リーン等の機関のリーン状態では空パージ状態を保持させることにより、機関運転性並びに排気性能の向上を図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を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、図１に示すように、
機関吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出結果に基づいて、機関吸入混合気の空燃比が理論空燃比となるように、空燃比制御量を空燃比フィードバック補正量を介してフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記空燃比を目標リーン空燃比に制御する空燃比リーン制御手段と、
燃料供給系内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着する吸着手段と、
吸着された蒸発燃料を吸気系にパージするパージ手段と、
機関の運転中に、前記吸着手段から蒸発燃料をパージするべく前記パージ手段を制御するパージ制御手段と、
理論空燃比で機関運転中に前記空燃比フィードバック補正係数と所定値とを比較する空燃比フィードバック補正係数比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて空燃比フィードバック補正係数が所定値以上のときに機関の空燃比リーン運転への移行を許可する空燃比リーン運転許可手段と、
前記吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する予測手段と、
前記予測された時間と空燃比リーン運転継続時間とを比較する空燃比リーン運転継続時間比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、空燃比リーン運転継続時間が予測された時間以上のときに、機関を理論空燃比運転に復帰させる理論空燃比運転復帰手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する予測手段は、吸着手段から蒸発燃料をパージした後に前記空燃比フィードバック補正係数の収束速度を演算する収束速度演算手段と、演算された空燃比フィードバック補正係数収束速度に基づいて燃料タンクからの蒸発燃料発生量を予測する蒸発燃料発生量予測手段と、を含んで構成され、予測された蒸発燃料発生量に基づいて吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する構成であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、
前記吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する予測手段は、燃温で前記時間を割り付けたテーブルから、燃温に対応する前記時間を参照する構成であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、
前記吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する予測手段は、車速で前記時間を割り付けたテーブルから、車速に対応する前記時間を参照する構成であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、
機関の理論空燃比運転は、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質理論空燃比運転であり、機関の空燃比リーン運転は、前記均質リーン及び燃料濃度分布が不均質な成層リーンであることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、
前記内燃機関は、燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダボア内周面とシリンダヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、
機関吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出結果に基づいて、機関吸入混合気の空燃比が理論空燃比となるように、空燃比制御量を空燃比フィードバック補正量を介してフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
燃料供給系内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着する吸着手段と、
吸着された蒸発燃料を吸気系にパージするパージ手段と、
機関の運転中に、前記吸着手段から蒸発燃料をパージするべく前記パージ手段を制御するパージ制御手段と、
前記空燃比を目標リーン空燃比に制御する空燃比リーン制御手段と、
前記理論空燃比フィードバック制御中、前記吸着手段から蒸発燃料が十分にパージされているときに、空燃比リーン運転への移行を許可する空燃比リーン運転許可手段と、
を含んで構成され、
空燃比リーン連続運転時間に制約を持たせ、これ以上リーン運転が継続した場合は理論空燃比に戻して、理論空燃比フィードバック制御を行うことを特徴とする。
請求項８に係る発明は、
機関吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、燃料供給系内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着する吸着手段と、前記吸着手段に吸着された蒸発燃料を吸気系にパージするパージ通路と、コントロールユニットと、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記コントロールユニットは、前記空燃比検出手段の検出結果に基づいて機関吸入混合気の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御し、このフィードバック制御中に前記吸着手段から蒸発燃料が十分にパージされているかを判定し、前記吸着手段から蒸発燃料が十分にパージされていると判定した場合にリーン空燃比運転を許可し、リーン空燃比運転が許可されている場合に機関吸入混合気の空燃比をリーン空燃比にオープン制御し、このリーン空燃比運転の継続時間が制約時 間以上であるかを判定し、リーン空燃比運転の継続時間が制約時間以上であると判定した場合に前記フィードバック制御を再開する
ことを特徴とする。
【００１４】
かかる本発明の作用について説明する。
請求項１、７及び８に係る発明において、空燃比リーン連続運転時間が制約され、これ以上リーン運転が継続した場合は理論空燃比に戻され、空燃比フィードバック制御が行われる。
又、空燃比リーン連続運転時間の制約時間は、吸着手段の燃料系から発生する蒸発燃料で閾値になるまで充填される時間で決定される。
【００１５】
更に、理論空燃比フィードバック制御中、吸着手段から蒸発燃料が十分にパージされているかが判定され、十分にパージされている場合には、空燃比リーン運転へ移行許可される。
尚、空燃比がリーン運転時、理論空燃比フィードバック制御時共に、パージ手段が駆動してパージが行われる。
請求項２に係る発明において、吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間は、空燃比フィードバック補正係数収束速度に基づいて予測される燃料タンクからの蒸発燃料発生量に基づいて予測される。
【００１６】
請求項３及び４に係る発明において、吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間は、テーブルの参照により燃温又は車速に基づいて予測される。
請求項５に係る発明において、空燃比が均質理論空燃比運転、均質リーン及び成層リーン運転される内燃機関において、空燃比制御精度向上、運転性、排気性能向上、実用燃費向上、吸着手段の過充填防止の各効果が奏される。
【００１７】
請求項６に係る発明において、筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、空燃比制御精度向上、運転性、排気性能向上、実用燃費向上、吸着手段の過充填防止の各効果が奏される。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１、７及び８に係る発明によれば、吸着手段からの蒸発燃料の脱離が少ない状態で空燃比がリーンに移行するため、オープン制御となるリーン運転時においても、空燃比が吸着手段からのベーパの影響を受けず、空燃比制御精度が向上し、運転性、排気性能が向上する。
【００１９】
この場合、吸着手段に充填される蒸発燃料量をあらゆる運転条件で学習することにより、連続できるリーン運転時間をより長く得ることができ、実用燃費が向上する。
又、空燃比のリーン運転時、理論空燃比フィードバック制御時共に、パージが行われることにより、吸着手段が過充填される虞がなくなる。
【００２０】
請求項２に係る発明によれば、吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間は、空燃比フィードバック補正係数収束速度に基づいて予測される燃料タンクからの蒸発燃料発生量に基づいて予測できる。
請求項３及び４に係る発明によれば、吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間は、テーブルの参照により燃温又は車速に基づいて予測できる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質理論空燃比運転、均質リーン及び燃料濃度分布が不均質な成層リーン運転される内燃機関において、空燃比制御精度向上、運転性、排気性能向上、実用燃費向上、吸着手段の過充填防止を効果的に図ることができる。
請求項６に係る発明によると、筒内直接噴射式火花点火内燃機関において、空燃比制御精度向上、運転性、排気性能向上、実用燃費向上、吸着手段の過充填防止を効果的に図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図２は、本発明を適用した筒内直接噴射式火花点火内燃機関の一実施形態のシステム図である。
この図において、車両に搭載される内燃機関１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナから吸気通路３により、電制スロットル弁４の制御を受けて、空気が吸入される。
【００２３】
そして、燃焼室２内に燃料（ガソリン）を直接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁（インジェクタ）５が設けられている。
燃料噴射弁５は、後述するコントロールユニット２０から機関回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴射の場合は点火プラグ６回りに集中的に層状の混合気を形成し、後述するコントロールユニット２０からの点火信号に基づき、点火プラグ６により点火されて、燃焼（均質燃焼又は成層燃焼）する。尚、燃焼方式は、空燃比制御との組合わせで、均質理論空燃比燃焼、均質リーン燃焼（空燃比２０〜３０）、成層リーン燃焼（空燃比４０程度）に分けられる。
【００２４】
機関１からの排気は排気通路７より排出され、排気通路７には排気浄化用の触媒８が介装されている。
また、燃料タンク９から発生する蒸発燃料を処理すべく、蒸発燃料処理装置における吸着手段としてのキャニスタ１０が設けられている。キャニスタ１０は、密閉容器内に活性炭などの吸着剤１１を充填したもので、燃料タンク９からの蒸発燃料導入管１２が接続されている。従って、機関１の停止中に燃料タンク９にて発生した蒸発燃料は、蒸発燃料導入管１２を通って、キャニスタ１０に導かれ、ここに吸着される。
【００２５】
キャニスタ１０にはまた、新気導入口１３が形成されると共に、パージ手段としてのパージ通路１４が導出されている。パージ通路１４はパージ制御手段としてのパージコントロールバルブ１５を介して吸気通路３のスロットル弁４下流（吸気コレクタ３Ａ）に接続されている。パージコントロールバルブ１５は、後述するコントロールユニット２０から機関１の運転中に所定の条件で出力される信号により開弁するようになっている。従って、機関１が始動され、その後の運転中に、パージ許可条件が成立すると、パージコントロールバルブ１５が開き、機関１の吸入負圧がキャニスタ１０に作用する結果、新気導入口１３から導入される空気によってキャニスタ１０の吸着剤１１に吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１４を通って吸気通路３のスロットル弁４下流に吸入され、この後、機関１の燃焼室２内で燃焼処理される。
【００２６】
コントロールユニット２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種センサからの入力信号を受け、これに基づいて演算処理して、燃料噴射弁５、点火プラグ６及びパージ制御弁１５などの作動を制御する。
前記各種センサとしては、機関１のクランク軸又はカム軸回転を検出するクランク角センサ２１が設けられている。これらのクランク角センサ２１は、気筒数をｎとすると、クランク角７２０°／ｎ毎に、予め定めたクランク角位置（例えば圧縮上死点前１１０°）で基準パルス信号ＲＥＦを出力すると共に、１〜２°毎に単位パルス信号ＰＯＳを出力するもので、基準パルス信号ＲＥＦの周期などから機関回転数Ｎｅを算出可能である。
【００２７】
この他、吸気通路３のスロットル弁４上流で吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ２３、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセルセンサ２４、スロットル弁４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２５（スロットル弁４の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチを含む）、機関１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２６、排気通路７にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力する空燃比検出手段としてのＯ_２ センサ２７、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２８などが設けられている。
【００２８】
次に、コントロールユニット１２により実行される本発明の空燃比制御内容を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
尚、図７は、上記のフローチャートによる制御内容に基づいたタイムチャートであり、パージコントロールバルブのＤＵＴＹ％、パージガス濃度、空燃比フィードバック補正係数α、空燃比及びキャニスタ内の蒸発燃料（以下、ベーパ）重量の変化夫々を対応させて示したものであり、フローチャートの説明に付随して参照する。
【００２９】
フローチャートにおいて、ステップ１（図ではＳ１と略記する。以下同様）では、空燃比の学習が未了であるか済んでいるかが判定される。この判定は、空燃比フィードバック補正係数αの平均値が閾値（≒１００％）内であるか閾値外であるかで行う。
即ち、空燃比フィードバック補正係数αの平均値が閾値外であって、空燃比の学習が未了であれば、リーン運転に移行すると空燃比が目標値と大きくかけ離れる可能性があるため、空燃比学習を続けるべく、ステップ２及びステップ３にて、理論空燃比のフィードバック制御とベース空燃比の学習演算を継続し、ステップ１に戻る。
【００３０】
空燃比フィードバック補正係数αの平均値が閾値内であって、空燃比の学習が済んでいれば、ステップ４に進んで、リーン運転許可条件が確認される。
リーン運転許可条件が満足していると判断されると、ステップ５に進んで、連続リーン運転時間が後述するＴＭＲＬＥＡＭ（空燃比リーン連続運転時間の制約時間）［図７の空燃比のタイムチャート参照］以上であるか未満であるかが判定され、連続リーン運転時間がＴＭＲＬＥＡＭ以上であれば（連続リーン運転時間＞ＴＭＲＬＥＡＭ）、ステップ６に進む。又、ステップ４において、リーン運転許可条件が満足していないと判定されると、ステップ５を飛び越えてステップ６に進む。
【００３１】
ステップ５において、連続リーン運転時間がＴＭＲＬＥＡＭ未満であると判定されると（連続リーン運転時間≦ＴＭＲＬＥＡＭ）、ステップ７以降に進む。
ステップ６においては、理論空燃比にフィードバック制御し、ステップ１０に進む。
このステップ１０では、ベーパのパージ条件であるか否かが判定され、ベーパのパージ条件でなければ、ステップ３に進んで、ベース空燃比の学習演算を継続する。
【００３２】
ベーパのパージ条件であると判定されると、ステップ１１に進んで、空燃比フィードバック補正係数αがＣＨＫＡＬＰ［図７の空燃比フィードバック補正係数αのタイムチャート参照］以上であるか未満かが判定される。
ここで、空燃比フィードバック補正係数αがＣＨＫＡＬＰ以上のときには、パージコントロールバルブから供給される混合気が十分に希薄であり、かつキャニスタに充填されている蒸発燃料量も少ない状態である。
【００３３】
従って、この状態であれば、リーンに移行しても空燃比の大幅な変動がなく、点火プラグ周りに可燃混合気を集めて、その他の燃焼室空間を空気のみとする圧縮行程噴射の時に、均質なリッチパージ混合気によって燃焼状態が阻害される心配がなくなる。
よって、ステップ１１にて空燃比フィードバック補正係数αがＣＨＫＡＬＰ以上と判定されると、ステップ１２に進んで、連続リーン運転時間をクリアして、リーン移行許可を与える。又、ステップ１３に進んで、前記ＴＲＬＥＡＭを演算して、ステップ１４に進む。
【００３４】
一方、ステップ１１において、空燃比フィードバック補正係数αがＣＨＫＡＬＰ未満であると判定されると、ステップ１５に進んで、最小の空燃比フィードバック補正係数α（ＡＬＰＥＶ１）［図７の空燃比フィードバック補正係数αのタイムチャート参照］を記憶し、ステップ１４に進む。
ステップ１４においては、パージコントロールバルブの制御ＤＵＴＹを演算する。この演算された制御ＤＵＴＹに基づいてパージコントロールバルブの制御が実行されて、ベーパパージが行われる。
【００３５】
ここで、ステップ５において、連続リーン運転時間がＴＭＲＬＥＡＭ未満であると判定された後のステップ７では、空燃比を目標のリーン空燃比とすべく、目標リーン空燃比に空燃比制御し、ステップ８にて、燃料噴射時期を所定時期にセットし、ステップ９にて、連続リーン運転時間をカウントアップさせて、ステップ１４に進み、上記のように、パージコントロールバルブの制御ＤＵＴＹを演算する。
【００３６】
ここで、前記ＴＭＲＬＥＡＭは、空燃比リーン連続運転時間に制約を持たせ、これ以上リーン運転が継続した場合は、理論空燃比に戻して、フィードバック制御を行うための空燃比リーン連続運転時間の制約時間であり、キャニスタが燃料タンクから発生するベーパで閾値になるまで充填される時間で決定される。
具体的には、燃料タンク内ベーパ発生量（ｇ／ｍｉｎ）を、パージとストイキ運転で空パージになるまでの時間ＴＭＣＨＫ［図７の空燃比のタイムチャート参照］と理論空燃比直後のα（ＡＬＰＥＶ１）とから得られる空燃比フィードバック補正係数αの収束速度から演算する。そして、この燃料タンク内ベーパ発生量と、キャニスタのベーパ吸着能力、即ち、キャニスタ容量と、補正値とから、キャニスタが燃料タンクから発生するベーパで閾値になるまで充填される時間、即ち、空燃比リーン連続運転時間の制約時間ＴＭＲＬＥＡＭが演算される。
【００３７】
図４は、このＴＭＲＬＥＡＭの演算フローであり、最初のステップにおいて、ＴＭＣＨＫとＡＬＰＥＶ１とから燃料タンク内ベーパ発生量が演算され、次のステップにおいて、燃料タンク内ベーパ発生量、キャニスタ容量及び補正値から、ＴＭＲＬＥＡＭが演算される（ＴＭＲＬＥＡＭ＝（キャニスタ容量×補正量）／燃料タンク内ベーパ発生量）。
【００３８】
尚、燃料タンク内ベーパ発生量は、燃温に依存することから、燃温（燃料タンク内温度）でＴＭＲＬＥＡＭを割り付けたテーブル（図５のＴＭＲＬＥＡＭの演算フロー参照）からＴＭＲＬＥＡＭを参照しても良い。
或いは、燃料タンク内温度は、車速による風速で冷やされ、燃温との相関が多少あるため、車速でＴＭＲＬＥＡＭを割り付けたテーブル（図６のＴＭＲＬＥＡＭの演算フロー参照）からＴＭＲＬＥＡＭを参照しても良い。
【００３９】
尚、ステップ１１は、本件発明の空燃比フィードバック補正係数比較手段に、ステップ１２は、本発明の空燃比リーン運転許可手段に、ステップ１３は、本発明の予測手段に、ステップ５は、本発明の空燃比リーン運転継続時間比較手段に、ステップ６は、本発明の理論空燃比運転復帰手段に、ステップ７は、本発明の空燃比リーン制御手段に、夫々相当する。
【００４０】
かかる本発明の一実施形態の制御内容を整理すると、次のようになる。
（１）空燃比リーン連続運転時間に制約を持たせ、これ以上リーン運転が継続した場合は理論空燃比に戻して、空燃比フィードバック制御を行う。
（２）空燃比リーン連続運転時間の制約時間は、キャニスタが燃料タンクから発生するベーパで閾値になるまで充填される時間で決定される。
（３）理論空燃比フィードバック制御中、キャニスタからベーパが十分にパージされているかを判定し、その場合には、空燃比リーンへ移行許可する。
（４）空燃比がリーン運転時（燃料噴射時期；吸気行程，圧縮行程）、理論空燃比フィードバック制御時共に、パージコントロールバルブを駆動してパージを行う。
【００４１】
かかる本発明の構成によれば、キャニスタからのベーパ脱離が少ない状態で空燃比がリーンに移行するため、オープン制御となる（均質，成層）リーン運転時においても、空燃比がキャニスタからのベーパの影響を受けず、空燃比制御精度が向上し、運転性、排気性能が向上する。
この場合、キャニスタに充填されるベーパ量をあらゆる運転条件で学習することにより、連続できるリーン運転時間をより長く得ることができ、実用燃費が向上する。
【００４２】
又、空燃比がリーン時、理論空燃比フィードバック制御時共に、パージが行われることにより、キャニスタが過充填される虞がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の空燃比制御装置のクレーム対応図
【図２】本発明に係る内燃機関の一実施形態として、筒内直接噴射式火花点火内燃機関のシステム図
【図３】同上の内燃機関の空燃比制御内容を説明するフローチャート
【図４】同上のフローチャートにおけるＴＭＲＬＥＡＭの演算手法の一実施形態を説明するフローチャート
【図５】同上のフローチャートにおけるＴＭＲＬＥＡＭの演算手法の他の実施形態を説明するフローチャート
【図６】同上のフローチャートにおけるＴＭＲＬＥＡＭの演算手法の更に他の実施形態を説明するフローチャート
【図７】同上の制御内容を補足説明するタイムチャート
【符号の説明】
１ 内燃機関
５ 燃料噴射弁
９ 燃料タンク
１０ キャニスタ
１１ 吸着剤
１２ 蒸発燃料導入管
１３ 新気導入口
１４ パージ通路
１５ パージコントロールバルブ
２０ コントロールユニット

Claims (8)

1. 機関吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
   前記空燃比検出手段の検出結果に基づいて、機関吸入混合気の空燃比が理論空燃比となるように、空燃比制御量を空燃比フィードバック補正量を介してフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
   前記空燃比を目標リーン空燃比に制御する空燃比リーン制御手段と、
   燃料供給系内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着する吸着手段と、
   吸着された蒸発燃料を吸気系にパージするパージ手段と、
   機関の運転中に、前記吸着手段から蒸発燃料をパージするべく前記パージ手段を制御するパージ制御手段と、
   理論空燃比で機関運転中に前記空燃比フィードバック補正係数と所定値とを比較する空燃比フィードバック補正係数比較手段と、
   前記比較手段の比較結果に基づいて空燃比フィードバック補正係数が所定値以上のときに機関の空燃比リーン運転への移行を許可する空燃比リーン運転許可手段と、
   前記吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する予測手段と、
   前記予測された時間と空燃比リーン運転継続時間とを比較する空燃比リーン運転継続時間比較手段と、
   前記比較手段の比較結果に基づいて、空燃比リーン運転継続時間が予測された時間以上のときに、機関を理論空燃比運転に復帰させる理論空燃比運転復帰手段と、
   を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
2. 前記吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する予測手段は、吸着手段から蒸発燃料をパージした後に前記空燃比フィードバック補正係数の収束速度を演算する収束速度演算手段と、演算された空燃比フィードバック補正係数収束速度に基づいて燃料タンクからの蒸発燃料発生量を予測する蒸発燃料発生量予測手段と、を含んで構成され、予測された蒸発燃料発生量に基づいて吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する構成であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
3. 前記吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する予測手段は、燃温で前記時間を割り付けたテーブルから、燃温に対応する前記時間を参照する構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の空燃比制御装置。
4. 前記吸着手段における蒸発燃料吸着量が飽和状態となるまでの時間を予測する予測手段は、車速で前記時間を割り付けたテーブルから、車速に対応する前記時間を参照する構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の空燃比制御装置。
5. 機関の理論空燃比運転は、燃焼室内の燃料濃度分布が均質な均質理論空燃比運転であり、機関の空燃比リーン運転は、前記均質リーン及び燃料濃度分布が不均質な成層リーンであることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
6. 前記内燃機関は、燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダボア内周面とシリンダヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１つに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
7. 機関吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
   前記空燃比検出手段の検出結果に基づいて、機関吸入混合気の空燃比が理論空燃比となるように、空燃比制御量を空燃比フィードバック補正量を介してフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
   燃料供給系内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着する吸着手段と、
   吸着された蒸発燃料を吸気系にパージするパージ手段と、
   機関の運転中に、前記吸着手段から蒸発燃料をパージするべく前記パージ手段を制御するパージ制御手段と、
   前記空燃比を目標リーン空燃比に制御する空燃比リーン制御手段と、
   前記空燃比フィードバック制御中、前記吸着手段から蒸発燃料が十分にパージされているときに、空燃比リーン運転への移行を許可する空燃比リーン運転許可手段と、
   を含んで構成され、
   空燃比リーン連続運転時間に制約を持たせ、これ以上リーン運転が継続した場合は理論空燃比に戻して、前記空燃比フィードバック制御を行うことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
8. 機関吸入混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、燃料供給系内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着する吸着手段と、前記吸着手段に吸着された蒸発燃料を吸気系にパージするパージ通路と、コントロールユニットと、を備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
   前記コントロールユニットは、前記空燃比検出手段の検出結果に基づいて機関吸入混合気の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御し、このフィードバック制御中に前記吸着手段から蒸発燃料が十分にパージされているかを判定し、前記吸着手段から蒸発燃料が十分にパージされていると判定した場合にリーン空燃比運転を許可し、リーン空燃比運転が許可されている場合に機関吸入混合気の空燃比をリーン空燃比にオープン制御し、このリーン空燃比運転の継続時間が制約時間以上であるかを判定し、リーン空燃比運転の継続時間が制約時間以上であると判定した場合に前記フィードバック制御を再開する
   ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。

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