JP3870519B2 - 希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置に係り、例えば燃料タンク等から発生する蒸発燃料（ベーパ）を希薄燃焼内燃機関の運転状態に応じて吸気系に供給する希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的に使用されているエンジンにおいては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動するスロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉により、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量（結果的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量）が調整され、もってエンジン出力が制御される。
【０００３】
しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低くなる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍に可燃混合気を存在させ、当該部分の空燃比を高めて着火性を向上するようにしたいわゆる「希薄燃焼（成層燃焼）」という技術が知られている。
【０００４】
例えば、特開平５−２２３０１７号公報に開示された技術においては、燃料を燃焼室内に均一に分散して噴射供給するべく、吸気通路途中に設けられた均質燃焼用の燃料噴射弁と、点火プラグ周りに向けて燃料を直接気筒内に噴射供給する成層燃焼用（筒内噴射用）の燃料噴射弁とが設けられている。そして、エンジンの比較的低負荷時には、成層燃焼用の燃料噴射弁から燃料が噴射され、点火プラグ周りに偏在供給されるとともに、スロットル弁が開かれて希薄燃焼が実行される。これにより、ポンピングクロスの低減が図られ、燃費の向上が図られる。
【０００５】
一方、高負荷時には、均質燃焼用の燃料噴射弁からも燃料が噴射される。これにより、最適な混合気形成が行われ、出力向上が図られる。
また、この技術では、燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸気通路内に供給するためのパージ制御装置が具備されている。このパージ制御装置は、運転状態に応じて制御される電磁開閉弁の開閉により、蒸発燃料を吸気通路内に供給制御するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、希薄燃焼（成層燃焼）状態においては、排気中のＮＯx を浄化するため、排気通路にＮＯx 吸蔵還元触媒を配置した場合、この触媒にトラップされるＮＯｘが飽和状態となったり、負圧により制動操作を助勢するためのブレーキブースタ内の負圧が不足しがちとなる。このため、吸蔵されたＮＯｘを強制的に放出・浄化させたり、ブレーキ負圧を確保するために、スロットル弁を一時的に閉じる等して、空燃比を小さくしてストイキ近傍、あるいはリッチ状態まで濃くする必要が生じる。そして、このように、空燃比が濃い状態に制御された場合に更に蒸発燃料が供給されると、制御中の空燃比が要求される空燃比とはずれたものとなってしまうおそれがあった。その結果、燃焼状態が不安定となり、リッチ失火が発生する恐れがあった。
【０００７】
また、希薄燃焼（成層燃焼）状態において、高地では空気密度（吸気密度）が小さいため、平地に比べて空燃比が小さくリッチになりがちとなる。そのため、このような状態でパージをそのまま実行すると、希薄燃焼、あるいは成層燃焼の状態が不安定となり、失火が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであって、燃料収容手段から発生する蒸発燃料を処理するため内燃機関の吸気系にパージする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置において、希薄燃焼（成層燃焼）状態での空燃比を適切に制御することができ、もって空燃比の乱れに伴うリッチ失火等の発生を防止することのできる希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、本発明は以下の構成とした。
本発明では、希薄燃焼運転の途中で、急にリッチとなるような場合、それを予想して、蒸発燃料の供給を減少させようというものである。
（１）本発明の特徴点は、希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置において、内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段から発生する蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするパージ通路と、前記パージ通路から前記吸気系に導入される蒸発燃料量を、内燃機関の運転状態に応じて制御するパージ制御手段と、希薄燃焼運転時に、希薄燃焼に対応する空燃比から濃い空燃比となることを判定する空燃比判定手段と、空燃比判定手段で空燃比が濃くなると判定したとき、前記パージ制御手段により決定される蒸発燃料のパージ量と、内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料量のうち、少なくともパージ量を制限する燃料制限手段と、を備えた点にある。
【００１０】
本発明に係る希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼運転が行われる際、燃料タンクで発生する蒸発燃料が吸気系に供給される。希薄燃焼状態では、多量の空気中に少量の燃料が供給されるが、このように燃料量が少ない状態では、内燃機関Ｍ１に供給される可燃混合気の空燃比が薄い状態である。そして、この状態から空燃比が濃くされる運転状態では、蒸発燃料が空燃比に及ぼす影響は甚大である。
【００１１】
そこで、本発明によれば、判定手段によって、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼状態の空燃比よりも濃くされると判定された場合に、燃料制限手段により、少なくとも供給される蒸発燃料量に制限が加えられる。このため、蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は低減され、空燃比が適切に制御され、乱れることがなく、リッチ失火を防止できる。
【００１２】
ここで、空燃比判定手段は、空燃比が実際に濃い方向にあるときのみならず、空燃比が諸条件から濃くなるであろうと予測される場合も判定内容に含む広い概念である。また、空燃比判定手段において、希薄燃焼に対応する空燃比より濃い空燃比とは、空燃比が相対的に濃くなることを意味し、例えば、成層燃焼（強リーン）から均質リーン燃焼（弱リーン）へ変更されること、希薄燃焼から理論空燃比の燃焼へと変更されること、希薄燃焼からリッチ燃焼へ変更されること等の意味を含む。
【００１３】
また、燃料制限手段による制限は、パージあるいは燃料噴射を禁止すること、及び、供給量を少なくすることを含む。
（１−１）ところで、希薄燃焼内燃機関では、排気ガスから窒素酸化物を除去するため、排気系に窒素酸化物還元触媒を設けることが通常である。
【００１４】
この場合、リッチスパイク制御手段により、少なくとも成層燃焼等の希薄燃焼が行われている場合に、前記可燃混合気の空燃比を一時的に濃くすることにより前記内燃機関の排気通路に設けられた窒素酸化物還元触媒に吸蔵された窒素酸化物を放出・浄化させるようにしている。
【００１５】
このような場合、前記空燃比判定手段は、前記窒素酸化物還元触媒に吸蔵された窒素酸化物の量が所定量よりも多くなったとき、空燃比が濃い状態であると判定するよう構成できる。
【００１６】
窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物の量が所定量より大きくなった場合、リッチスパイク制御手段によって可燃混合気の空燃比が一時的に濃くされ、内燃機関Ｍ１の排気通路に設けられた窒素酸化物還元触媒に吸蔵された窒素酸化物が放出・浄化される。このことは、逆に、窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物の量が所定量より大きくなった場合に、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼（成層燃焼）状態の空燃比よりも濃くされることを意味する。空燃比判定手段は、その判定条件をリッチスパイク制御手段で使用する情報を利用できるので、構成を簡単にすることができる。
そして、リッチスパイク前にパージ量を減量できるので、リッチ失火を未然に防止できる。
【００１７】
（１−２）次いで、車両には、制動手段の補助として、前記吸気通路内の負圧を利用して車両の制動操作を助勢するためのブレーキブースタを備えることがあり、その場合、前記吸気通路の空気流量を絞ることにより、前記ブレーキ用の負圧を生成する負圧生成手段を備える。
【００１８】
この場合、前記空燃比判定手段は、負圧生成手段の作動状態により判定するよう構成できる。
ブレーキブースタは、吸気通路内の負圧に基づいて作動するが、ブレーキブースタ用の負圧を確保するため、負圧生成手段が作動するときは、負圧生成のため、スロットル弁を一時的に閉じるので、吸入空気量が減って空燃比が濃くなるという場合である。従って、負圧生成手段を作動させる必要がある場合を検出すれば、それは、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼（成層燃焼）状態の空燃比よりも濃くされる、ということを判定できるのである。
【００１９】
この場合、ブレーキ用負圧確保のために、吸気管負圧を大きくすべく吸気量を絞る操作あるいは直接、負圧量から空燃比を判定するので、空燃比が濃くなる前にパージ量を減量でき、失火を未然に防止できる。
【００２０】
（１−３）さらに、ブレーキブースタを設けた場合、ブレーキブースタ内の負圧量を検出するための負圧量検出手段を備えることができ、その場合、前記空燃比判定手段は、負圧量検出手段で検出される負圧量により空燃比を判定するよう構成できる。
【００２１】
負圧量検出手段により検出される負圧量が、所定量よりも不足している場合には、前記（１−２）で述べた、負圧生成手段を作動させる必要があるときと同義となり、よって、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼（成層燃焼）状態の空燃比よりも濃くされることが判定される。この場合も（１−２）と同様に、空燃比が濃くなる前にパージ量を減量でき、失火を未然に防止できる。
【００２２】
（１−４）また、吸気密度を検出する吸気密度検出手段を備えることで、前記空燃比判定手段は、吸気密度検出手段で検出した吸気密度に基づいて判定するよう構成できる。
吸気密度が基準値よりも低い場合には、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼（成層燃焼）状態の空燃比よりも濃くされることが判定される。
高地などで走行する場合、吸気密度が低くなるときにパージ量を減量するので、単位体積あたりの酸素不足下で、空燃比が濃くなることによる失火を防止できる。
【００２３】
（１−５）空燃比判定手段で空燃比が濃くなると判定したとき、前記燃料制限手段によるパージ量の制限に併用して、燃料噴射状態を変更する噴射状態変更手段を備えることができる。
この場合、パージ量の減少とともに、噴射量を補正するのでより適切な燃焼を確保できる。
【００２４】
（１−６）蒸発燃料濃度を検出する濃度検出手段を備え、蒸発燃料の濃度に応じてパージ量もしくは燃料噴射状態を補正する補正手段を備えることができる。
蒸発燃料濃度に応じてパージ量や燃料噴射状態を補正するので、適切な燃焼を得ることができる。
【００２５】
（１−７） なお、従来より、通常の車両においては、内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段から発生する蒸発燃料を蓄えるためのキャニスタを備えている。そこで、本発明においては、前記パージ通路は前記内燃機関の吸気系と前記キャニスタとを連通するように接続してもよい。
（１−８） 以上の各特徴点は可能な限り組み合わせて実施できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明における希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置を具体化した第１の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１に、実施形態の基本的構成を示す。
図１に示すように、内燃機関Ｍ１に対し、少なくとも空気を案内するための吸気通路Ｍ２が設けられ、この吸気通路Ｍ２に、燃料収容手段としての燃料タンクＭ４から発生する蒸発燃料をパージするパージ通路Ｍ１１が設けられている。
【００２８】
さらに、少なくとも希薄燃焼を行うべく、前記内燃機関Ｍ１に燃料を供給するための燃料供給手段Ｍ３（燃料噴射弁）が設けられ、また、燃料タンクＭ４で発生する蒸発燃料を前記吸気通路Ｍ２へパージ通路から供給するために蒸発燃料供給手段Ｍ５が設けられている。
【００２９】
また、前記蒸発燃料供給手段Ｍ５を通じて前記内燃機関Ｍ１へ供給される蒸発燃料の流量を調整するための調整手段Ｍ６（パージ制御弁）と、前記内燃機関Ｍ１の運転状態を検出するための運転状態検出手段Ｍ７が設けられている。
【００３０】
そして、少なくとも希薄燃焼運転が行われている場合において、前記運転状態検出手段Ｍ７の検出結果に基づき、前記内燃機関Ｍ１に供給される可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼状態の空燃比よりも濃くされることを判定するための判定手段Ｍ８が設けられている。
【００３１】
さらに、この判定手段Ｍ８にて前記可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼状態の空燃比よりも濃くされると判定されたとき、前記調整手段Ｍ６を制御して、少なくとも前記内燃機関Ｍ１へ供給される前記蒸発燃料の流量に制限を加える燃料制御手段Ｍ９が設けられている。
【００３２】
なお、本発明でいうパージ制御手段は、調整手段Ｍ６（パージ制御弁）、運転状態検出手段Ｍ７を含む概念であり、燃料制限手段Ｍ９は、パージ制御手段に外在的、あるいは、内在的に設けられる。
【００３３】
また、調整手段Ｍ６は、蒸発燃料供給手段Ｍ５に内在する形で設けることが可能である。
なお、以下の説明において、希薄燃焼の一例として、成層燃焼というときがある。
【００３４】
図２は本実施の形態において、希薄燃焼内燃機関として車両に搭載された筒内噴射式エンジンの蒸発燃料供給制御装置を示す概略構成図である。エンジン１は、例えば４つのシリンダ１ａを具備し、これら各シリンダ１ａの燃焼室構造が図４に示されている。これらの図に示すように、エンジン１はシリンダブロック２内にピストンを備えており、当該ピストンはシリンダブロック２内で往復運動する。シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド４が設けられ、前記ピストンとシリンダヘッド４との間には燃焼室５が形成されている。
【００３５】
また、本実施の形態ではｌシリンダ１ａあたり、４つの弁が配置されており、図に示したように、第１吸気弁６ａ、第２吸気弁６ｂ、第１吸気ポート７ａ、第２吸気ポート７ｂ、一対の排気弁８、一対の排気ポート９がそれぞれ設けられている。
【００３６】
図４に示すように、第１の吸気ポート７ａはヘリカル型吸気ポートからなり、第２の吸気ポート７ｂはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には、点火プラグ１０が配設されている。この点火プラグ１０には、図示しないディストリビュータを介してイグナイタ１２からの高電圧が引加されるようになっている。そして、この点火プラグ１０の点火タイミングは、イグナイタ１２からの高電圧の出力タイミングにより決定される。さらに、第１吸気弁６ａ及び第２吸気弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料供給手段としての筒内噴射用燃料噴射弁１１が配置されている。すなわち、本実施の形態においては、筒内噴射用燃料噴射弁１１からの燃料は、直接的にシリンダ１ａ内に噴射されるようになっており、均質燃焼のみならず、成層燃焼をも行うことができるようになっている。
【００３７】
また、図２に示すように、各シリンダ１ａの第１吸気ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結されている。各第２吸気路１５ｂ内にはそれぞれスワールコントロールバルブ１７が配置されている。これらのスワールコントロールバルブ１７は共通のシャフト１８を介して、ステップモータ１９に連結されている。このステップモータ１９は、後述する電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）３０からの出力信号に基づいて制御される。
【００３８】
前記サージタンク１６は、吸気ダクト２０を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０内には、別途のステップモータ２２によって開閉される負圧生成手段としてのスロットル弁２３が配設されている。つまり、本実施の形態のスロットル弁２３はいわゆる電子制御式のものであり、基本的には、ステップモータ２２が前記ＥＣＵ３０からの出力信号に基づいて駆動されることにより、スロットル弁２３が開閉制御される。そして、このスロットル弁２３の開閉により、吸気ダクト２０を通過して燃焼室５内に導入される吸入空気量が調節されるようになっている。本実施の形態では、吸気ダクト２０、サージタンク１６並びに第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５ｂ等により、吸気通路が構成されている。また、スロットル弁２３の近傍には、その開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロットルセンサ２５が設けられている。
【００３９】
さらに、前記スロットル弁２３よりも上流側の吸気ダクト２０内には、均質用燃料噴射弁４１が設けられている。すなわち、本実施の形態においては、均質用燃料噴射弁４１からの燃料は、吸気ダクト２０内に分散された状態で噴射され、吸気通路を経てシリンダ１ａ内に導入されるようになっている。
【００４０】
なお、前記各シリンダの排気ポート９には、排気マニホルド１４が接続されている。そして、燃焼後の排気ガスは当該排気マニホルド１４を介して排気ダクト１３へ排出されるようになっている。本実施の形態では排気マニホルド１４及び排気ダクト１３により排気通路が構成されている。
【００４１】
さらに、本実施の形態では、公知の排気ガス循環（ＥＧＲ）装置５１が設けられている。このＥＧＲ装置５１は、排気ガス循環通路としてのＥＧＲ通路５２と、同通路５２の途中に設けられた排気ガス循環弁としてのＥＧＲバルブ５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５２は、スロットル弁２３の下流側の吸気ダクト２０と、排気ダクト１３との間を連通するよう設けられている。また、ＥＧＲバルブ５３は、弁座、弁体及びステップモータ（いずれも図示せず）を内蔵している。ＥＧＲバルブ５３の開度は、ステップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位させることにより、変動する。そして、ＥＧＲバルブ５３が開くことにより、排気ダクトへ排出された排気ガスの一部がＥＧＲ通路５２へと流れる。その排気ガスは、ＥＧＲバルブ５３を介して吸気ダクト２０へ流れる。すなわち、排気ガスの一部がＥＧＲ装置５１によって吸入混合気中に再循環する。このとき、ＥＧＲバルブ５３の開度が調節されることにより、排気ガスの再循環量が調整されるのである。
【００４２】
また、図２に示すように、本実施の形態では、車両の制動操作を助勢するための装置としてブレーキブースタ７１が設けられている。このブレーキブースタ７１によって、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み力が増幅されるとともに、油圧に変換され、各車輪のブレーキアクチュエータ（図示せず）が駆動される。このブレーキブースタ７１は、スロットル弁２３よりも下流側の吸気ダクト２０に対し、接続配管７３を介して接続されており、該ダクト２０内で発生する負圧を駆動力として利用するように構成されている。さらに、接続配管７３には、吸気ダクト２０内に負圧により開く逆止弁７４が設けられている。すなわち、ブレーキブースタ７１は、その内部において、作動部としてのダイヤフラムを備えている。そして、ダイヤフラムの一側部が大気に開放されており、他側部に対し、前記ダクト２０内で発生した負圧が接続配管７３を介して作用するようになっている。また、前記接続配管７３には、ブレーキブースタ内圧力（絶対圧）を検出するための負圧量検出手段としての圧力センサ７２が設けられている。
【００４３】
更に、本実施の形態では、前記排気ダクト１３内には、窒素酸化物還元触媒としての窒素酸化物吸蔵還元触媒６１が設けられている。この触媒６１は、リーン空燃比領域で発生しやすいＮＯｘを浄化させるためのもので、基本的には、リーン空燃比での運転が行われると、排気ガス中のＮＯｘを触媒内に吸蔵する。また、空燃比がリッチに制御されると、排気中のＨＣ、ＣＯ等の還元剤量の増大により、吸蔵されていたＮＯｘが触媒から放出されると同時に触媒上でＮＯx から窒素ガスに還元されて大気中に放出されるようになっている。
【００４４】
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒６１は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とを担持したものである。
【００４５】
ＮＯx 吸蔵還元触媒は、排気の空気過剰率λが１より大きい（リーン）のときに、排気中のＮＯx （ＮＯ2 、ＮＯ ）を硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収する性質を有している。
【００４６】
すなわち、担体上に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明すると、触媒への流入排気中の酸素濃度が増大すると（すなわち、排気の空気過剰率λが１より大きく（リーンに）なると）これら酸素が白金Ｐｔ上にＯ2 -又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着し、排気中のＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。また、流入排気中のＮＯ2 及び上記により生成したＮＯ2 は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ、ＮＯx 吸収剤中に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合し、硝酸イオンＮＯ3 -の形でＮＯx 吸収剤内に拡散する。このため、λ＞１．０の条件下では排気中のＮＯx がＮＯx 吸蔵還元触媒内に吸収される。
【００４７】
また、流入排気中の酸素濃度が大幅に低下すると（すなわち、排気の空気過剰率λが１以下（リッチ）になると）、白金Ｐｔ上でのＮＯ2の生成量が減少するため、反応が逆方向に進むようになり、吸収剤内の硝酸イオンＮＯ3 -は、ＮＯ2 またはＮＯの形でＮＯx 吸収剤から放出される。この場合、排気中にＨＣ、ＣＯ等の還元成分が存在すると、白金Ｐｔ上でこれら成分によりＮＯ2 が還元される。
【００４８】
本実施の形態においては、かかるＮＯｘ吸蔵還元触媒６１を利用して、周知の技術であるリッチスパイク制御を行うようにしている。すなわち、リーン空燃比での運転が続けられると、前述のように前記触媒６１に吸着されるＮＯｘが飽和状態に達し、余剰のＮＯｘは排気ガス中に混入されたまま排出されてしまうおそれがある。
【００４９】
このため、本制御では前記ＥＣＵ３０によるスロットル弁２３の閉じ込み制御が行われ、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値により判断される所定のタイミングを見計らって、空燃比が一時的に強制的にリッチに制御される。このような制御により、排気中のＨＣの量が増大し、ＮＯｘが窒素ガスに還元されて大気中に放出されることとなる。
【００５０】
なお、上記カウント値は、負荷及びエンジン回転数に応じて「１」づつインクリメントされるものであり、このカウント値が所定値に達したときにリッチスパイク制御が実行される。また、リッチスパイク制御終了後は、上記カウント値は「０」にクリアされる。そして同じ処理が繰り返される。
【００５１】
図５にＮＯｘ放出フラグの制御ルーチンの一例を示す。このルーチンは一定時間毎の割り込みにより実行される。
まず最初に、ステップ５０において補正係数Ｌが１．０よりも小さいか否か、すなわち、リーン混合気が燃焼せしめられているか否かが判別される。Ｌ≧１．０のとき、すなわち、燃焼室内に供給される混合気が理論空燃比域あるいはリッチのとき、ステップ５６に進んでＮＯｘ放出フラグがリセットされる、次いでステップ５７においてカウント値Ｃが零とされ、同様にステップ５８でカウント値Ｄが零とされる。
【００５２】
これに対し、ステップ５０でＬ＜１．０であると判別されたとき、すなわちリーン混合気が燃焼せしめられているときにはステップ５１に進んでカウント値Ｃが１だけインクリメントされる。次いでステップ５２ではカウントＣ値が一定値Ｃ0 を越えたか否かが判別される。Ｃ＞Ｃ0 になると、ステップ５３に進んでＮＯｘ放出フラグがセットされ、次いでステップ５４でカウント値Ｄが１だけインクリメントされる。次いでステップ５５では、カウント値Ｄが一定値Ｄ0 を越えたか否かが判別され、Ｄ＞Ｄ0 となるとステップ５６に進んでＮＯｘ放出フラグがリセットされる。すなわちリーン混合気の燃焼がＣ＞Ｃ0 となるまでの一定時間、例えば５分間維持されるとＮＯｘ放出フラグがセットされ、その後Ｄ＞Ｄ0 となるまでの一定時間、例えば５秒間、ＮＯｘ放出フラグがセットされ続ける、ＮＯｘ放出フラグがセットされると、機関シリンダの燃焼室に供給される混合気がリッチにされる。
【００５３】
次に、前記吸気ダクト内に蒸発燃料を供給するために取り付けられている、蒸発燃料供給手段としてのパージ制御装置８１について説明する。
図２に示すように、このパージ制御装置８１は、活性炭層８２を有するキャニスタ８３を具備し、活性炭層８２両側のキャニスタ８３内にはそれぞれ蒸発燃料室８４と空気室８５とが形成されている。
【００５４】
蒸気燃料室８４の一部は、電磁開閉弁８７を介して燃料タンク８９の上部空間に形成され、他の一部では蒸気燃料室８４から吸気ダクト２０内に向けてのみ流通可能な逆止弁９０及び調整手段として電磁開閉弁からなるパージ制御弁８６を介してスロットル弁２３下流の吸気ダクト２０内に連結されている。
【００５５】
また、空気室８５はスロットル弁２３上流の吸気ダクト２０内において吸入空気流の上流に向けて開口する空気取入口９１に連通している。更に、燃料タンク８９の上部空間は電磁開閉弁８８を介して、スロットル弁２３の上流で、かつ、空気取入口９１の下流の吸気ダクト内に連結され、また、燃料タンク８９の上部空間には圧力センサ９２が取り付けられる。
【００５６】
上述したように、空気取入口９１は吸入空気流の上流に向けて開口しており、従って空気取入口９１には動圧が作用する。従ってエンジン運転時にはキャニスタ８３内の圧力は大気圧より若干高くなっている。一方、電磁開閉弁８７が開弁し、このとき燃料タンク８９の上部空間の圧力がキャニスタ８３内の圧力よりも高いと燃料タンク８９内で発生した蒸発燃料が電磁開閉弁８７を介して蒸発燃料室８４内に流入し、次いでこの蒸発燃料は活性炭層８２内の活性炭に吸着される。電磁開閉弁８６が開弁すると空気取入口９１内に流入した空気が空気室８５内に送り込まれ、次いで、この空気は活性炭層８２内に送り込まれる。
【００５７】
このとき活性炭に吸着されていた燃料が脱離し、かくして燃料成分を含んだ空気が蒸発燃料室８４内に流出する。次いでこの燃料成分を含んだ空気が逆止弁９０及び電磁開閉弁８６を介して吸気ダクト２０内に供給される。本実施の形態では、成層燃焼時には極低負荷時を除いてスロットル弁２３が全開状態に保持されており、このようにスロットル弁２３がほぼ全開状態であっても蒸発燃料を排気ダクト２０内に供給し得るように空気取入口９１に動圧が作用するようにしている。
【００５８】
一方、電磁開閉弁８８が開弁し、このとき燃料タンク８９の上部空間の圧力が大気圧よりも高ければ燃料タンク８９内で発生した蒸発燃料が電磁開閉弁８８を介して吸気ダクト２０内に供給される。なお、本実施の形態では燃料タンク８９の上部空間の圧力が大気圧ではなくて大気圧よりも若干高い設定圧よりも高くなったときに電磁開閉弁８８が開弁せしめられる。
【００５９】
また、前述のように本実施の形態では、電磁開閉弁８６が開弁すればキャニスタ８３の活性炭層８２内に吸着された蒸発燃料が吸気ダクト２０内に供給され、電磁開閉弁８８が開弁すれば燃料タンク８９内に発生している蒸発燃料が吸気ダクト２０内に供給される。このように本実施の形態では、キャニスタ８３からも燃料タンク８９からも蒸発燃料を吸気ダクト２０内に供給し得るようになっている。
【００６０】
さて、図２及び図３に示すように、上述したＥＣＵ３０は、デジタルコンピュータからなっており、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、マイクロプロセッサからなるＣＰＵ（中央処理装置）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備している。本実施の形態においては、当該ＥＣＵ３０により、判定手段及び燃料制限手段が構成されている。
【００６１】
車両のアクセルペダル２４には、当該アクセルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセンサ２６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。当該アクセルセンサ２６Ａの出力電圧は、ＡＤ変換器を介して入力ポート３５に入力される。また、同じくアクセルペダル２４には、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」であることを検出するための全閉スイッチ２６Ｂが設けられている。すなわち、この全開スイッチ２６Ｂは、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」である場合に全閉信号として「１」の信号を、そうでない場合には「０」の信号を発生する。そして、該全閉スイッチ２６Ｂの出力電圧も入力ポート３５に入力されるようになっている。
【００６２】
また、上死点センサ２７は例えば１番シリンダ１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３５に入力される。クランク角センサ２８は例えばクランクシャフトが３０°ＣＡ回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では上死点センサ２７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスからエンジン回転数ＮＥが算出される（読み込まれる）。
【００６３】
さらに、前記シャフト１８の回転角度は、スワールコントロールバルブセンサ２９により検出され、これによりスワールコントロールバルブ１７の開度が検出されるようになっている。そして、スワールコントロールバルブセンサ２９の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。
【００６４】
併せて、前記スロットルセンサ２５により、スロットル開度ＴＡが検出される。このスロットルセンサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器を介して入力ポート３５に入力される。
【００６５】
加えて、本実施の形態では、サージタンク１６内の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ４６が設けられている。さらに、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ４７が設けられている。また、排気ダクト１３には酸素センサ６２が設けられている。これらのセンサ４６，４７，６２の出力もＡ／Ｄ変換器を介して入力ポート３５に入力されるようになっている。
【００６６】
本実施の形態において、これらスロットルセンサ２５、アクセルセンサ２６Ａ、全閉スイッチ２６Ｂ、上死点センサ２７、クランク角センサ２８、スワールコントロールバルブセンサ２９、吸気圧センサ４６、水温センサ４７、酸素センサ６２及び圧力センサ７２、９２等により、運転状態検出手段が構成されている。
【００６７】
一方、出力ポート３６は、対応する駆動回路を介して各燃料噴射弁１１，４１、各ステップモータ１９，２２，イグナイタ１２、ＥＧＲバルブ５３（ステップモータ）及び各電磁開閉弁８６〜８８等に接続されている。そして、ＥＣＵ３０は各センサ等２５〜２９，４６，４７，６２，７２，９２からの信号に基づき、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラムに従い、燃料噴射弁１１，４１、ステップモータ１９，２２、イグナイタ１２、ＥＧＲバルブ５３（ステップモータ）及び各電磁開閉弁８６〜８８等を好適に制御する。
【００６８】
上記構成を備えたエンジン１の蒸発燃料供給制御装置における、第１の実施の形態に係る制御プログラムについて、図６のフローチャート等を参照して説明する。
【００６９】
すなわち、図６は、本実施の形態における電磁開閉弁８６を制御して吸気ダクト２０に供給される蒸発燃料の制御を実行する、パージ制御のための「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャートであって、前記ＥＣＵ３０により実行される。この例は、（１−１）の特徴点を実施するものである。
【００７０】
なお、パージは、パージ実行条件、例えば▲１▼暖機が完了した、▲２▼始動から所定時間が経過した、▲３▼燃料噴射量が燃焼を成立させるための最低噴射量以上であること、等の条件をすべて満たしたとき、パージ実行のフラグがＯＮされて、開始される。
【００７１】
そして、パージ量を制御する電磁開閉弁８６はデューティ制御式の場合、デューティ比が０％（全閉）から機関運転状態（燃料噴射量）に対応するデューティ比になるよう、徐々に増加される。そして、パージ禁止条件、例えば、燃料カット実行等が成立するとパージが中止される。
【００７２】
また、パージにより蒸発燃料が内燃機関に供給されるので、内燃機関に供給される燃料噴射量は、供給される蒸発燃料に相当する蒸発燃料補正量ＦＰＧにより補正が加えられる。
【００７３】
すなわち、
最終燃料噴射量ＱＡＬＬＩＮＪ＝基本燃料噴射量ＱＡＬＬ−蒸発燃料量補正量ＦＰＧ ＋Ｋ・・・式（１）
Ｋ：暖機増量係数、加速増量係数、減速時補正係数、後述する還元剤量係数などの種々の補正係数である。
【００７４】
以上の点を前提に、図６の処理を説明する。
パージ制御において、図６の処理では、ＥＣＵ３０は先ず、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ９０）。次いで、入力されたエンジン回転数とアクセル開度に従って基本的な基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）を計算する（ステップ９１）。
【００７５】
すなわち、まず、図示しないエンジン回転数及びアクセル開度と、基本燃料噴射量との相関関係を定めたマップから、当該エンジン回転数とアクセル開度に対応する基本燃料噴射量を補間的に計算する。なお、噴射量マップとして、運転条件あるいは燃焼状態に応じた複数のマップが用意されており、その中から適宜選択されて使用される。
【００７６】
ステップ９２では、パージ中であるか否かを判定し、パージ中であれば、ステップ１０１において、現在、リッチスパイク制御が実行されているか否かを判断する。そして、リッチスパイク制御が実行されていると判断される場合には、蒸発燃料の供給は不適当と判断し、ステップ１０６において、電磁開閉弁８６の開度に相当するデューティ比ＤＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、リッチスパイク制御が実施されていると判定された場合は、蒸発燃料の供給が停止される。
【００７７】
一方、前記ステップ１０１において、現在、リッチスパイク制御が実行されていないと判断される場合には、ステップ１０２に移行する。ステップ１０２においては、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が予め設定された所定値Ｃ0 よりも大きいか否かを判断する。このリッチスパイク条件成立カウンタは、既述のように図５で示したフローチャートに従って所定の条件に基づき、前記ＥＣＵ３０によってカウントされているもので、リッチスパイク制御実施後はリセットされ、再カウントされるものである。そして、このリッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が、上記所定値Ｃ0 以下と判断された場合には、ステップ１０７において、大気圧と吸気ダクト２０内圧力との差圧ｄｐに基づき、デューティー比ＤＰＧを算出しする。
【００７８】
なお、この算出に際し採用される関数ｆは、上記差圧ｄｐに対応する従来より採用されているものであり、この算出結果による電磁開閉弁８６の開度により蒸発燃料の流量が制御されることとなる。また、上記差圧ｄｐ算出のための大気圧として、例えばエンジン始動時に吸気圧センサ４６により求められた吸気圧を記録し、利用する。一方、吸気ダクト２０内圧力はその都度、吸気圧センサ４６によりもとめられた吸気圧を利用する。
【００７９】
また、前記ステップ１０２において、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が前記所定値Ｃ0 よりも大きいと判断される場合には、間もなくリッチスパイク制御が実行されることを推測し、ステップ１０３に移行する。ステップ１０３においては、前回のデューティー比ＤＰＧi-1を所定値αだけ減量させる。すなわち、電磁開閉弁８６の開度を少しずつ減少させて、蒸発燃料の流量を減量するのである。その後はステップ１０４に移行する。
【００８０】
ステップ１０４において、前記デューティー比ＤＰＧが「０」か否かを判断する。前記デューティー比ＤＰＧが「０」ではないと判断された場合には、その後の処理を一旦終了する。すなわち、蒸発燃料の供給がステップ１０３の処理により停止されない限り、ステップ１０３により得られたデューティー比ＤＰＧに基づいて電磁開閉弁８６の開度が制御され、蒸発燃料の供給が制御される。
【００８１】
一方、ステップ１０４において、前記デューティー比ＤＰＧが「０」と判断される場合には、ステップ１０５に移行する。ステップ１０５において、リッチスパイク制御の実行を許可する。すなわち、蒸発燃料の供給が停止されたことを確認した後に、リッチスパイク制御が実行されることとなる。
【００８２】
その後、ステップ１０８では、デューティ比から蒸発燃料量補正量が換算される。すなわち、デューティ比により決定されるパージ制御弁の開度と、吸気管負圧等でパージ量が決定するので、パージガス中の蒸発燃量濃度が判明すれば、蒸発燃料量が判明する。この蒸発燃料量が内燃機関に供給されるので、ステップ１０９では、式（１）
最終燃料噴射量ＱＡＬＬＩＮＪ＝基本燃料噴射量ＱＡＬＬ−蒸発燃料量補正量ＦＰＧ＋Ｋ０
Ｋ０：ＮＯｘを浄化するために必要な還元剤（ＨＣ）の量を定めた還元剤量係数
に従って、予め得た基本燃料噴射量から蒸発燃料量を補正量として差し引くことで、最終的に内燃機関に供給される燃料噴射量を補正する。
【００８３】
なお、ステップ９２で、パージ中でないとされた場合、ステップ９３で蒸発燃料量補正量を０とし、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）＋Ｋ０とする。その後、別途定めた燃料噴射プログラムに従って燃料噴射を行う。
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００８４】
（ａ）本実施の形態によれば、成層燃焼状態において、触媒６１にトラップされるＮＯｘが飽和状態になるとき、ＮＯｘを強制的に放出・浄化させるべくリッチスパイク制御が実行される。このとき、スロットル弁２３が一時的に閉じられて、空燃比がストイキ近傍、またはリッチまで濃くなることとなる。これに対し、ＥＣＵ３０はデューティー比ＤＰＧを減量し、その後ゼロにして電磁開閉弁８６の開度を制御し、パージ制御装置８１から、吸気ダクト２０内に供給される蒸発燃料を減量・停止するようにした。このため、リッチスパイク制御時において、蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は低減される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火の発生等を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持することができる。
【００８５】
（ｂ）また、ＥＣＵ３０は、リッチスパイク制御の開始タイミングを、リッチスパイク制御成立カウンタのカウント値により計るとともに、このカウント値に基づいて、リッチスパイク制御実行前において、デューティー比ＤＰＧを徐々に減量することとした。このため、リッチスパイク制御の開始時の前後において、空燃比が急激に変動するのを防止することができる。従って、上記（ａ）の作用効果をより確実なものとすることができる。
【００８６】
なお、第１の実施の形態においては、ステップ１０３において減量されるデューティー比ＤＰＧは所定値αは定数であったが、これを運転状態に応じた変数としてもよい。
【００８７】
また、上記第１の実施の形態においては、ステップ１０３においてデューティー比ＤＰＧは所定値αの減量を繰り返し、徐々にデューティー比ＤＰＧを減量し、やがてゼロとすることとしたが、これを一度でデューティー比ＤＰＧを「０」としてもよい。
【００８８】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態の構成等においては上述した第１の実施の形態と同等であるため、その説明を省略する。そして、以下には、第１の実施の形態との相違点を中心として説明することとなる。この例は、（１−２）（１−３）の特徴点を実施するものである。
【００８９】
上記第１の実施の形態では、リッチスパイク制御の実行状況を判定し、その判定結果に基づいて電磁開閉弁８６を制御して吸気ダクト２０に供給される蒸発燃料を制御することとした。これに対し、本実施の形態では、吸気ダクト２０負圧を大きくしてブレーキブースタ７１内の負圧を生成・確保するべく吸気量を絞る際に、上記蒸発燃料を制御する点に特徴を有している。
【００９０】
図７は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして図６のステップ１０１からステップ１０７の代わりに前記ＥＣＵ３０により実行される。
【００９１】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ２０１において、現在、ブレーキ制御が実行されているか否かを判断する。そして、ブレーキ制御が実行されていると判断される場合には、蒸発燃料の供給は不適当と判断し、ステップ２０３において、デューティー比ＤＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ブレーキ制御が実行されていると判定された場合は、蒸発燃料の供給が停止される。
【００９２】
一方、前記ステップ２０１において、現在、ブレーキ制御が実行されていないと判断される場合には、ステップ２０２に移行する。ステップ２０２においては、ブレーキ負圧が予め設定された所定値ＢｋＰａ（絶対圧）よりも大きいか否かを判断する。ここで、この所定値ＢｋＰａというのは、ブレーキ負圧が当該値に更に一定値を加算した値となった場合にフレーキ負圧確保の処理が実行されるという値である。このブレーキ負圧が、上記所定値ＢｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ２０４において、前記差圧ｄｐに基づいてデューティー比ＤＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、デューティー比ＤＰＧは差圧ｄｐの関数ｇとして算出される。そして、その結果に基いて電磁開閉弁８６の開度が制御され、蒸発燃料の流量が制御されることとなる。
【００９３】
また、前記ステップ２０２において、ブレーキ負圧が、上記所定値ＢｋＰａ以下と判断される場合には、間もなくブレーキ負圧確保の処理（スロットル弁２３を一時的に閉じて、空燃比をストイキ近傍まで濃くする処理）が実行されることを推測し、ステップ２０３において、デューティー比ＤＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ブレーキ負圧確保の処理が間もなく実行されると判定された場合は、蒸発燃料の供給が停止される。
【００９４】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
（ａ）本実施の形態によれば、成層燃焼状態において、負圧により制動操作を助勢するためのブレーキブースタ７１内の負圧が不足するとき、ブレーキ負圧を確保する。このとき、スロットル弁２３を一時的に閉じる等して、空燃比をストイキ近傍まで濃くすることとなる。これに対し、ＥＣＵ３０は上記負圧確保の前段階においてデューティー比ＤＰＧをゼロにして電磁開閉弁８６を閉じ、パージ制御装置８１から、吸気ダクト２０内に供給される蒸発燃料を停止する。このため、ブレーキ負圧確保の処理時に蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は排除される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火等の発生を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持できる。
【００９５】
特に、筒内噴射型の希薄燃焼内燃機関では、通常スロットル弁が全開で運転されることが多いため、ブレーキによる制動を行うとき、ブレーキブースタ用の負圧をその都度生成しなければならない。負圧の生成は、スロットル弁を一時的に閉ざすことで行うが、すると、一時的に空燃比がリッチとなり、失火を招くおそれがある。そこで、このような場合、上記したように蒸発燃料の供給を制限することで、失火を防止できる。このように、本例は、筒内噴射型の希薄燃焼内燃機関においてきわめて有効な手段である。
【００９６】
上記第２の実施の形態においては、ステップ２０３においてデューティー比ＤＰＧは一度でカットしてデューティー比ＤＰＧを「０」としたが、これを徐々にデューティー比ＤＰＧを減量するようにしてもよい。徐々に減量すれば、切換時の急激な燃焼変化を抑制できる。
【００９７】
負圧生成手段として、吸気ダクト２０に設けられたスロットル弁２３及び該スロットル弁２３を開閉するためのアクチュエータとしてのステップモータ２２よりなる電子制御式スロットル機構により構成したが、その他にも、スロットル弁２３をバイパスするバイパス通気通路に設けられたアイドルスピードコントロールバルブ及び該バルブを開閉するためのアクチュエータよりなるＩＳＣ機構により構成してもよい。
【００９８】
また、上記ＥＧＲバルブ５３等を備えたＥＧＲ装置５１により構成してもよい。
さらに、図示しない負圧発生機構を別途設けるようにしてもよい。これらの場合には、いわゆる電子制御式のスロットル弁２３に代えて、アクセルペダル２４にリンクしたメカニカル式のスロットル弁を用いるようにしてもよい。
さらにまた、これらを適宜に組み合わせることにより負圧生成手段を構成するようにしてもよい。
【００９９】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明を具体化した第３の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態の構成等においては上述した第１の実施の形態と同等であるため、その説明を省略する。そして、以下には、第１の実施の形態との相違点を中心として説明することとする。
【０１００】
上記第１の実施の形態では、リッチスパイク制御の実行状況を判定し、その判定結果に基づいて電磁開閉弁８６を制御して吸気ダクト２０に供給される蒸発燃料を制御することとした。これに対し、本実施の形態では、吸気圧センサ４６の出力により、例えば高地の場合等吸気密度が低下したことを検出することにより、上記蒸発燃料を制御する点に特徴を有している。この例は、（１−４）を実施する例である。
【０１０１】
図８は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして図６のステップ１０１からステップ１０７の代わりに前記ＥＣＵにより実行される。
【０１０２】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ３０１において、大気圧が予め設定された所定値ＣｋＰａよりも大きいか否かを判断する。この大気圧が、上記所定値ＣｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ３０３において、前記差圧ｄｐに基づいてデューティー比ＤＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、吸気密度の低下はないものとして、通常どおり差圧ｄｐの関数ｈとしてデューティー比ＤＰＧを算出する。そして、その結果に基づいて電磁開閉弁８６の開度が制御され、蒸発燃料の流量が制御されることとなる。
【０１０３】
また、前記ステップ３０１において、大気圧が、上記所定値ＣｋＰａ以下と判断される場合には、前回のデューティー比ＤＰＧi-1に、図９に表される大気圧との対応から求められる補正係数β（０≦β≦１）を乗じた値を新たなデューティー比ＤＰＧとして設定する。その後の処理を一旦終了する。すなわち、このステップ３０２を経ることにより、デューティー比ＤＰＧは徐々に減量されていく。
【０１０４】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
（ａ）本実施の形態によれば、成層燃焼状態において、高地では空気密度（吸気密度）が小さいため、平地に比べて空燃比がリッチになりがちとなる。これに対し、ＥＣＵ３０は、大気圧（空気密度に相当）が小さいとき、ＥＣＵ３０はデューティー比ＤＰＧを減量して電磁開閉弁８６の開度を制御し、パージ制御装置８１から、吸気ダクト２０内に供給される蒸発燃料を減量する。このため、高地においては蒸発燃料による空燃比への影響は低減される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火の発生等を抑制して燃焼を安定させることができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持できる。
【０１０５】
上記第３の実施の形態においては、補正係数βとして図９に示されるように、大気圧に対応して直線的に変化する値を用いたが、これは、大気圧に対応して所定値ＣｋＰａまで漸増する特性を有すれば、その他の任意の曲線を採用することができる。
【０１０６】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態は第１の実施形態におけるＤＰＧの制御に、基本燃料噴量を補正するため、前記式（１）に従い、蒸発燃料補正量ＦＰＧによる制御を加えたものである。
【０１０７】
ＤＰＧを制御してパージ制御弁を制御し、パージ量を増加方向に制御すると、基本燃料噴射量に加えられる蒸発燃料量が増加する。従ってそのままにすると空燃比がリッチになりすぎる場合がある。そこで、ＤＰＧの増加分に対応する蒸発燃料量補正量ＦＰＧを求め、燃料噴射弁から噴射される基本燃料噴射量から蒸発燃料量補正量ＦＰＧを減らすことで、急激なリッチ状態を避ける。
次に、本実施の形態におけるパージ制御を含む燃料噴射制御の一例を図１０のフローチャートに従って説明する。これは、機関回転数に応じて蒸発燃料量を補正する例である。
【０１０８】
まず、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ６８１）。次いで、入力データに従って基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ６８２）。
【０１０９】
すなわち、図示しないエンジン回転数及びアクセル開度と、基本燃料噴射量との相関関係を定めたマップから、当該エンジン回転数とアクセル開度に対応する基本燃料噴射量を補間的に計算する。
【０１１０】
ステップ６８３では、パージ中であるか否かを判定し、パージ中であれば、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥを取り込む（ステップ６８４）。
次いで、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を算出する（ステップ６８５）。この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶したスロットル開度ＴＡエンジン回転数ＮＥと、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）との相関関係（図１１参照）から行う。なお、図において、高中小とは、エンジン回転数である。エンジン回転数が少ないと、蒸発燃料量補正量は増える。
【０１１１】
ステップ６８３でパージ中でないとされた場合、ステップ６８７で蒸発燃料量補正量＝０とする。
ステップ６８５、６８７で蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）が決定された後、ステップ６８６に移行し、最終燃料噴射量が決定される。ここでは、ステップ６８２で計算された基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を減じ、補正係数Ｋを加えて最終燃料噴射量を決定する。
【０１１２】
その後、別途定めた燃料噴射プログラムに従って燃料噴射を行う。
なお、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）の別の計算方法としては、図１２に示したように、パージガス量Ｑｐから求める方法、図１３に示したようにインテークマニホールドの圧力から求める方法とが例示できる。
【０１１３】
なお、図１０に示したルーチンは所定時間間隔で繰返し実行される。
このような補正ルーチン、特にステップ６８４，６８５によって蒸発燃料量補正量を検出して補正するので、ドライバビリティやエミッションに影響することなく大量の蒸発燃料を処理できる。
【０１１４】
ところで、図１０に示したパージ制御中に、運転条件によって、急に空燃比がリッチになる場合がある。そのような場合にも蒸発燃料を供給し続けていると、必要以上に濃い空燃比が一時的に生じ、失火する等のおそれが生じる。
【０１１５】
そこで、以下に説明するように、急に空燃比がリッチになるような状態を判定手段で予測して、蒸発燃料の供給、あるいは、蒸発燃料の制限と同時に燃料噴射弁からの燃料噴射量を制限する。
【０１１６】
以下、ＦＰＧを制御する例を図１４に従って説明する。これは、（１−１）の特徴点を実施するものである。なお、ＦＰＧの制御は先に説明したＤＰＧの制御と併用される。
【０１１７】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ１１０１において、現在、リッチスパイク制御が実行されているか否かを判断する。そして、リッチスパイク制御が実行されていると判断される場合には、蒸発燃料の供給は不適当と判断し、ステップ１１０６において、蒸発燃料補正量ＦＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、リッチスパイク制御が実施されていると判定された場合は、前記式（１）から最終噴射燃料量＝基本噴射燃料量＋Ｋ０（Ｋ０：ＮＯx を浄化するために必要な還元剤（ＨＣ）の量を定めた還元剤量係数）となることを意味する。
【０１１８】
一方、前記ステップ１１０１において、現在、リッチスパイク制御が実行されていないと判断される場合には、ステップ１１０２に移行する。ステップ１１０２においては、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が予め設定された所定値Ｃ0 よりも大きいか否かを判断する。このリッチスパイク条件成立カウンタは、既述のように図５で示したフローチャートに従って所定の条件に基づき、前記ＥＣＵ３０によってカウントされているもので、リッチスパイク制御実施後はリセットされ、再カウントされるものである。そして、このリッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が、上記所定値Ｃ0 以下と判断された場合には、ステップ１１０７において、大気圧と吸気ダクト２０内圧力との差圧ｄｐに基づき、ＦＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。
【０１１９】
なお、この算出に際し採用される関数ｆは、上記差圧ｄｐに対応するものである。上記差圧ｄｐ算出のための大気圧として、例えばエンジン始動時に吸気圧センサ４６により求められた吸気圧を記録し、利用する。一方、吸気ダクト２０内圧力はその都度、吸気圧センサ４６により求められた吸気圧を利用する。そして、算出したＦＰＧ＝ｆ（ｄｐ）に基いて、蒸発燃料量補正量により燃料噴射量が制御されることとなる。
【０１２０】
また、前記ステップ１１０２において、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が前記所定値Ｃ0 よりも大きいと判断される場合には、間もなくリッチスパイク制御が実行されることを推測し、ステップ１１０３に移行する。ステップ１１０３においては、前回のＦＰＧi-1 を所定値αだけ減量させる。
【０１２１】
ＦＰＧが前回より減量したことは、式（１）からすると、最終的に機関に供給される燃料噴射量が多くなるということである。その後はステップ１１０４に移行する。
【０１２２】
この間、図１９（２）から明かなように、ＤＰＧが徐々に減算してリーン方向に向かうとともに、ＦＰＧが徐々に減算されてリッチに向かうので、空燃比は要求された値に保たれる。
【０１２３】
ステップ１１０４において、前記ＦＰＧが「０」か否かを判断する。ＦＰＧが「０」ではないと判断された場合には、その後の処理を一旦終了する。すなわち、蒸発燃料補正量がステップ１１０３の処理により０となるまで、ステップ１１０３により得られたＦＰＧに基づいて最終燃料噴射量が増えていく。すなわち、空燃比はリッチスパイクに対応したリッチ側の空燃比に振られる。
【０１２４】
そして、ステップ１１０４において、前記ＦＰＧが「０」と判断される場合には、ステップ１１０５に移行する。ステップ１１０５において、リッチスパイク制御の実行を許可し、その後の処理を一旦終了する。
次に、図１９を用いて従来技術と本実施例の制御上の相違を説明する。
【０１２５】
図１９（１）は、図５で説明したリッチスパイクカウンタのカウントアップの様子を示している。図１９（４）は、従来のパージ実行中におけるリッチスパイク前後の空燃比の変化を示したものでありリッチスパイク前は要求された空燃比に対してパージの影響で要求空燃比より濃い空燃比にずれた状態が続くことを示している。このまま要求空燃比からずれた状態でリッチスパイクが実行されると、空燃比がリッチスパイクに対応した空燃比より濃い状態となり、ついにはリッチ失火が発生することがある。
【０１２６】
一方、図１９（３）は、本件実施例のＤＰＧのみを制御した場合である。ＤＰＧはリッチスパイクが実行される前まで徐々に減算することによって、空燃比を要求される空燃比より濃い状態から要求される空燃比へと徐々に変更する。この結果、リッチスパイクが実行されたときは、リッチスパイクに対応する空燃比に合わせることができるので、リッチ失火が防止できる。またＤＰＧを徐々に減算するので、空燃比の荒れを抑制して燃焼を安定させることもできる。さらに徐々にＤＰＧを減算するので、ＤＰＧを急激に減少させて要求空燃比に一致させる方法に比べてパージ実行時間が長くなり、よって、パージ量を十分確保することができる。
【０１２７】
次に、図１９（２）は、図１４の実施例に対応したものであって、ＤＰＧ及びＦＰＧを共に徐々に減算して０に近づける場合である。ＤＰＧを減算すると空燃比はリーン側に振られ、ＦＰＧを減算すると空燃比はリッチ側に振られる。従って、ＤＰＧ及びＦＰＧを同期して減算すれば、空燃比を要求空燃比に一致させることができる。
【０１２８】
このように、この実施施の形態によれば、ＤＰＧ制御と相まって、リッチスパイク実行に至るまでの間、空燃比を要求空燃比に一致させることができ、リッチスパイク制御時において、蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は低減される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火の発生等を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持することができる。
【０１２９】
なお、第４の実施の形態においては、ステップ１１０３において減量されるＦＰＧは所定値αは定数であったが、これを運転状態に応じた変数としてもよい。
【０１３０】
また、上記第４の実施の形態においては、ステップ１１０３においてＦＰＧは所定値αの減量を繰り返し、徐々にＦＰＧを減量し、やがてゼロとすることとしたが、これを一度でＦＰＧを「０」としてもよい。
【０１３１】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明を具体化した第５の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態の構成等においては上述した第２の実施の形態と同等であり、単に制御対象をＤＰＧからＦＰＧにしただけである。そして、このＦＰＧ制御は、第２の実施の形態によるＤＰＧ制御と相まって、図１９（２）の作用を奏する。この例は（１−２）（１−３）の特徴点を実施するものである。
【０１３２】
図１５は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして前記ＥＣＵ３０により実行される。
【０１３３】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ１２０１において、現在、ブレーキ制御が実行されているか否かを判断する。そして、ブレーキ制御が実行されていると判断される場合には、蒸発燃料の供給は不適当と判断し、ステップ１２０３において、蒸発燃料量補正量ＦＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ブレーキ制御が実行されていると判定された場合は、前記式（１）から最終噴射燃料量＝基本噴射燃料量＋Ｋ１となる。但し、Ｋ１はブレーキ負圧確保時に空燃比を要求空燃比に一致させるための燃料噴射量の補正係数である。ブレーキ負圧確保時はスロットルを閉じる方向に駆動するので、結果的に空燃比はリッチ側に変化する。従って、Ｋ１はパージ中止時に空燃比を、要求空燃比、例えばストイキあるいは所定のリーン空燃比に一致させる補正係数であるといえる。
【０１３４】
一方、前記ステップ１２０１において、現在、ブレーキ制御が実行されていないと判断される場合には、ステップ１２０２に移行する。ステップ１２０２においては、ブレーキ負圧が予め設定された所定値ＢｋＰａ（絶対圧）よりも大きいか否かを判断する。ここで、この所定値ＢｋＰａというのは、ブレーキ負圧が当該値に更に一定値を加算した値となった場合にフレーキ負圧確保の処理が実行されるという値である。このブレーキ負圧が、上記所定値ＢｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ１２０４において、前記差圧ｄｐに基づいてＦＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ＦＰＧは差圧ｄｐの関数ｇとして算出される。そして、算出したＦＰＧ＝ｇ（ｄｐ）に基いて、蒸発燃料量補正量により燃料噴射量が制御されることとなる。
【０１３５】
この間、図１９（２）から明かなように、ＤＰＧ制御の場合とＦＰＧ制御の値とが互いに相殺し、空燃比を要求される空燃比に一致させることができる。
【０１３６】
また、前記ステップ１２０２において、ブレーキ負圧が、上記所定値ＢｋＰａ以下と判断される場合には、間もなくブレーキ負圧確保の処理（スロットル弁２３を一時的に閉じて、空燃比をストイキ近傍まで濃くする処理）が実行されることを推測し、ステップ１２０３において、ＦＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ブレーキ負圧確保の処理が間もなく実行されると判定された場合は、式（１）から最終噴射燃料量＝基本噴射燃料量＋Ｋ１（Ｋ１はブレーキ負圧確保時の燃料噴射量の補正係数）となり、空燃比はブレーキ前よりリッチ側へと振られることを意味する。
【０１３７】
この結果、ブレーキ負圧が必要となるまで、図１９の（２）で示したように、図１５で示したＤＰＧ制御が行われ、ＦＰＧが０に近づくにつれ、すなわちリッチ側に空燃比が振られるのに対し、ＤＰＧも０に近づいてリーン側に空燃比が振られ、相対的に空燃比を目標のリーン状態にすることができる。
【０１３８】
この実施の形態によれば、成層燃焼状態において、負圧により制動操作を助勢するためのブレーキブースタ７１内の負圧確保の際、濃い空燃比になろうとするが、ＥＣＵ３０は負圧確保の前段階においてＦＰＧをゼロにし、ＤＰＧ制御と相まって空燃比を一定に維持し、ブレーキ負圧確保の処理時に蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は排除する。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火等の発生を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持できる。
【０１３９】
特に、筒内噴射型の希薄燃焼内燃機関では、通常スロットル弁がほぼ全開で運転されることが多いため、ブレーキによる制動を行うとき、ブレーキブースタ用の負圧をその都度生成しなければならない。負圧の生成は、スロットル弁を一時的に閉ざすことで行うが、すると、一時的に空燃比がリッチとなり、失火を招くおそれがある。そこで、このような場合、上記したように蒸発燃料の供給を制限することで、失火を防止できる。このように、本例は、筒内噴射型の希薄燃焼内燃機関においてきわめて有効な手段である。
【０１４０】
上記第５の実施の形態においては、ステップ１２０３においてＦＰＧは一度でカットしてＦＰＧを「０」としたが、徐々にＦＰＧを減量するようにしてもよい。
【０１４１】
＜第６の実施の形態＞
次に、本発明を具体化した第６の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態の構成等においては上述した第３の実施の形態と同等である。この例は、（１−４）を実施する例である。
【０１４２】
図１６は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして前記ＥＣＵにより実行される。なお、この処理は、第３の実施形態である図８のＤＰＧ制御と併用される。
【０１４３】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ１３０１において、大気圧が予め設定された所定値ＣｋＰａよりも大きいか否かを判断する。この大気圧が、上記所定値ＣｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ１３０３において、前記差圧ｄｐに基づいてＦＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、吸気密度の低下はないものとして、通常どおり差圧ｄｐの関数ｈとしてＦＰＧを算出する。そして、ＦＰＧの多寡によって最終燃料噴射量が調節される。
【０１４４】
また、前記ステップ１３０１において、大気圧が、上記所定値ＣｋＰａ以下と判断される場合には、ステップ１３０２で、前回のＦＰＧi-1に、図９に表される大気圧との対応から求められる補正係数β（０≦β≦１）を乗じた値を新たなＦＰＧとして設定する。その後の処理を一旦終了する。すなわち、このステップ１３０２を経ることにより、ＦＰＧは徐々に減量されていく。ＦＰＧが徐々に減算されることで、空燃比はリッチ側へと振られる。
【０１４５】
これに対し、ＤＰＧによる制御では、空燃比はリーン側へと振られるので、両者の制御により、空燃比が要求空燃比に維持される。
【０１４６】
本実施の形態によれば、成層燃焼状態において、高地では空気密度（吸気密度）が小さいため、平地に比べて空燃比がリッチになりがちとなる。これに対し、ＥＣＵ３０は、大気圧（空気密度に相当）が小さいとき、ＥＣＵ３０はＦＰＧを減量して、最終燃料噴射量は増量するが、同時にＤＰＧも制御され、蒸発燃料量が減るので、本来要求された空燃比に制御することができる。
【０１４７】
このため、高地においては蒸発燃料による空燃比への影響は低減される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火の発生等を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持できる。
【０１４８】
上記第６の実施の形態においては、補正係数βとして図９に示されるように、大気圧に対応して直線的に変化する値を用いたが、これは、大気圧に対応して所定値ＣｋＰａまで漸増する特性を有すれば、その他の任意の曲線を採用することができる。
＜第７の実施の形態＞
次に、本発明を具体化した第７の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第６の実施の形態において、補正係数βをベーパ濃度に応じてβ’に変更するようにした例である。また、図示しないが、第３の実施形態である図８のＤＰＧ制御に、図１７におけるβ’を利用し、これを本実施の形態と併用する。
【０１４９】
なお、本実施の形態例は、（１−６）を実施する例である。
【０１５０】
図１７は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして前記ＥＣＵにより実行される。
【０１５１】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ２３０１において、大気圧が予め設定された所定値ＣｋＰａよりも大きいか否かを判断する。この大気圧が、上記所定値ＣｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ２３０５において、前記差圧ｄｐに基づいてＦＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、吸気密度の低下はないものとして、通常どおり差圧ｄｐの関数ｈとしてＦＰＧを算出する。そして、その結果に基づいて、最終燃料噴射量が調節される。
【０１５２】
また、前記ステップ１３０１において、大気圧が、上記所定値ＣｋＰａ以下と判断される場合には、ステップ２３０２で蒸発燃料室８４に設けられた濃度検出手段としてのＨＣセンサ（図示せず）でベーパ濃度が検出され、ステップ２３０３でそのベーパ濃度に対応する補正係数β’を図１８に示したマップから算出する。
【０１５３】
次いで、ステップ２３０４で、前回のＦＰＧi-1に、図１８に表される大気圧、ベーパ濃度との対応から求められる補正係数β’（０≦β’≦１）を乗じた値を新たなＦＰＧとして設定する。その後の処理を一旦終了する。すなわち、このステップ２３０２を経ることにより、ＦＰＧは徐々に減量されていく。ＦＰＧが徐々に減算され、空燃比はリッチ側へと振られる。
【０１５４】
これに対し、ＤＰＧによる制御では、空燃比はリーン側へと振られるので、両者の制御により、空燃比が要求空燃比に維持される。
【０１５５】
次に、本実施の形態の作用及び効果は第６の実施の形態と同一であるが、さらに、この場合は、ベーパ濃度の変化に伴いより細かな制御が可能なる。
＜第８の実施形態＞
図２０に基づいて、蒸発燃料の濃度を検出して、パージ制御を行う場合を説明する。これは（１−６）の特徴点を実現したものである。（１−５）の特徴点と同様に、ブレーキ制御の際、パージ量を「０」にするのではなく、パージ制御弁を絞って、蒸発燃料量を少なくする一方、燃料噴射弁から供給される燃料噴射量も制限し、必要な最終燃料噴射量を、蒸発燃料と燃料噴射弁からの燃料噴射から得る場合において、蒸発燃料の濃度を考慮し、濃度に応じてパージ量あるいは燃料噴射状態を補正制御する。
【０１５６】
まず、ブレーキ制御のパージ制御を行うルーチンに入る（ステップ３０２１）。このときベーパ濃度検出手段によりベーパ濃度を検出しておく（ステップ３０２２）。
【０１５７】
次いで、ブレーキ負圧が予め定めた基準値ＢＫＰａ以下であるか否かが判定される（ステップ３０２３）。基準値以下であれば、運転状態検出手段によって、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度、パージ制御弁開度、機関回転数、エンジン負荷等が検出され、ＣＰＵに取り込まれる（ステップ３０２４）。その後、ブレーキ制御時の空燃比決定手段が空燃比の決定を行う（ステップ３０２５）。
【０１５８】
ステップ３０２５で決定された空燃比で運転状態を決定すべく、ステップ３０２６では、ブレーキ制御時における運転状態補正手段により、ベーパ濃度に応じてブレーキ制御時の燃料噴射量、燃料噴射時期、パージ制御弁開度の補正量が決定される。
【０１５９】
この補正量を考慮し、前記のように決定した空燃比となるよう、燃料噴射弁から供給される燃料噴射量、また、パージ制御弁開度による蒸発燃料の供給量が決定される。すなわち、最終燃料噴射量は、エンジン回転数及びアクセル開度と、基本燃料噴射量との相関関係を定めたマップから算出された、燃料噴射量に上記補正量を考慮した燃料噴射量に蒸発燃料量を加えて得る。
【０１６０】
燃料噴射時期（ＡＩＮＪ）の決定に当たっては、図２１に示したマップを参照する。このマップは蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）と燃料噴射時期の変化量（△ＡＩＮＪ）との相関関係を予め定めたもので、ＲＯＭに記憶されている。図２１において、グラフと横軸との交差部分は理論空燃比を示す。この交差部分より左の部分は空気のみをパージしていることを意味する。すなわち、前回の燃料噴射時期（ＡＩＮＪＯ）から、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）に対応する燃料噴射時期の変化量（△ＡＩＮＪ）を減ずることで、今回の燃料噴射時期を算出する。
【０１６１】
ステップ３０２７では、決定された条件に従って、ブレーキ時のパージ制御を実行する。
なお、ステップ３０２３で、ブレーキ負圧が予め定めた基準値ＢＫＰａ以下でない場合、処理は終了する。ベーパ濃度検出手段としては、ＨＣセンサの他に、吸気管に設けた酸素センサ、排気管に設けた空燃比センサからベーパ濃度を算出してもよい。
【０１６２】
この場合、ブレーキ制御時にもパージガスを供給できるので、パージ機会が増加してベーパの大気への放出が防止できる。また、ベーパ濃度に応じて燃料噴射量や燃料噴射時期などを決定するので、最適な空燃比を実現でき、ドライバビリティを良好に保つことができる。
本発明の実施の形態は上記に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
【０１６３】
まず、上記各実施の形態においては、蒸発燃料供給制御ルーチンにおける成層燃焼状態で可燃混合気の空燃比が定常的な成層燃焼状態の空燃比よりも濃くされることの判定は、それぞれ単独に、リッチスパイク制御を行うためにＮＯｘ吸蔵還元触媒６１に吸蔵されたＮＯｘの量が所定量よりも多くなったことの判定、圧力センサ７２により検出されたブレーキブースタ７１内の負圧量が所定量よりも不足していることの判定または吸気圧センサ４６により検出された吸気ダクト２０内の空気の密度が基準値よりも低いことの判定を行ったが、これを上記各判定のうちの２以上を同時に実施して蒸発燃料の減量・停止を実施するようにしてもよい。
【０１６４】
上記各実施の形態では、筒内噴射式のエンジン１に本発明を具体化するようにしたが、その他のいわゆる成層燃焼、弱成層燃焼を行うタイプの内燃機関であってもよい。例えば吸気ポート７ａ，７ｂの吸気弁６ａ，６ｂの傘部の裏側に向かって噴射するタイプのものも含まれる。また、吸気弁６ａ、６ｂ側に燃料噴射弁が設けられてはいるが、直接シリンダボア（燃焼室５）内に噴射するタイプのものも含まれる。
【０１６５】
また、上記各実施の形態では、ヘリカル型の吸気ポートを有し、いわゆるスワールを発生させることが可能な構成としたが、かならずしもスワールを発生しなくともよい。従って、例えば上記実施の形態におけるスワールコントロールバルブ１７、ステップモータ１９等を省略することもできる。
【０１６６】
さらに、上記各実施の形態では、内燃機関としてガソリンエンジン１の場合に本発明を具体化したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等にも具体化できる。
【０１６７】
上記各実施の形態では、吸気圧センサ６１により大気圧ＰＡを検出するようにしたが、別途大気圧センサを設け、これにより大気圧センサを設け、これにより大気圧を検出するようにしてもよい。
また、ブレーキ制御の際、パージ量を常に「０」にするのではなく、パージ制御弁を絞って、蒸発燃料量を少なくする一方、燃料噴射弁から供給される燃料噴射量も制限し、蒸発燃料と燃料噴射弁からの燃料噴射から得る必要な最終燃料量を、全体として減少させるようにすることも可能である。
【０１６８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、蒸発燃料の流量を調整する調整手段とを有する希薄燃焼内燃機関に蒸発燃料供給制御装置において、成層燃焼状態での空燃比を適切に制御することができ、もって空燃比の乱れに伴うリッチ失火等の発生を防止することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の基本的な概念を示す概念構成図である。
【図２】第１の実施の形態における筒内噴射式エンジンの蒸発燃料供給制御装置を示す外力構成図である。
【図３】ＥＣＵの電気的構成を示すブロック回路図である。
【図４】エンジンのシリンダ部分を拡大して示す断面模式図である。
【図５】ＮＯｘ放出フラグの制御ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図６】ＥＣＵにより実行される「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図７】第２の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図８】第３の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図９】大気圧に対する補正係数の関係を示すマップである。
【図１０】蒸発燃料量の補正制御例を示したフローチャート図である。
【図１１】スロットル開度ＴＡと蒸発燃料量補正量ＦＰＧとエンジン回転数ＮＡとの相関関係を定めたマップである。
【図１２】蒸発燃料量補正量ＦＰＧとパージガス量Ｑｐとの関係を定めたマップである。
【図１３】蒸発燃料量補正量ＦＰＧと、大気圧・インテークマニホールド圧間の差圧との間の相関関係を定めたマップである。
【図１４】第４の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図１５】第５の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図１６】第６の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図１７】第７の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図１８】大気圧とベーパ濃度に対する補正係数の関係を示すマップである。
【図１９】リッチスパイク制御とパージ制御との関係を示したタイムチャート図である。
【図２０】第８の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図２１】蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）と燃料噴射時期の変化量（△ＡＩＮＪ）との相関関係を定めたマップである。
【符号の説明】
１…内燃機関としてのエンジン
１１…燃料供給手段としての筒内噴射用燃料噴射弁
１３…排気通路としての排気ダクト
２０…吸気通路を構成する吸気ダクト
２３…負圧生成手段としてのスロットル弁
２５…運転状態検出手段を構成するスロットルセンサ
２６Ａ…運転状態検出手段を構成するアクセルセンサ
２６Ｂ…運転状態検出手段を構成する全閉スイッチ
２７…運転状態検出手段を構成する上支点センサ
２８…運転状態検出手段を構成するクランク角センサ
２９…運転状態検出手段を構成するＳＣＶセンサ
３０…判定手段及び燃料制限手段を構成するＥＣＵ
４６…運転状態検出手段を構成する吸気圧センサ
４７…運転状態検出手段を構成する水温センサ
６１…リッチスパイク制御手段を構成するＮＯｘ吸蔵還元触媒
６２…運転状態検出手段を構成する酸素センサ
７１…ブレーキブースタ
７２…運転状態検出手段を構成する負圧量検出手段としての圧力センサ
８１…蒸発燃料供給手段としてのパージ制御装置
８３…キャニスタ
８６…調整手段としての電磁開閉弁
８７，８８…電磁開閉弁
８９…燃料タンク
【発明の属する技術分野】
本発明は、希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置に係り、例えば燃料タンク等から発生する蒸発燃料（ベーパ）を希薄燃焼内燃機関の運転状態に応じて吸気系に供給する希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的に使用されているエンジンにおいては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動するスロットル弁によって吸気通路が開閉され、この開閉により、エンジンの燃焼室に供給される吸入空気量（結果的には燃料と空気とが均質に混合された気体の量）が調整され、もってエンジン出力が制御される。
【０００３】
しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低くなる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍に可燃混合気を存在させ、当該部分の空燃比を高めて着火性を向上するようにしたいわゆる「希薄燃焼（成層燃焼）」という技術が知られている。
【０００４】
例えば、特開平５−２２３０１７号公報に開示された技術においては、燃料を燃焼室内に均一に分散して噴射供給するべく、吸気通路途中に設けられた均質燃焼用の燃料噴射弁と、点火プラグ周りに向けて燃料を直接気筒内に噴射供給する成層燃焼用（筒内噴射用）の燃料噴射弁とが設けられている。そして、エンジンの比較的低負荷時には、成層燃焼用の燃料噴射弁から燃料が噴射され、点火プラグ周りに偏在供給されるとともに、スロットル弁が開かれて希薄燃焼が実行される。これにより、ポンピングクロスの低減が図られ、燃費の向上が図られる。
【０００５】
一方、高負荷時には、均質燃焼用の燃料噴射弁からも燃料が噴射される。これにより、最適な混合気形成が行われ、出力向上が図られる。
また、この技術では、燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸気通路内に供給するためのパージ制御装置が具備されている。このパージ制御装置は、運転状態に応じて制御される電磁開閉弁の開閉により、蒸発燃料を吸気通路内に供給制御するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、希薄燃焼（成層燃焼）状態においては、排気中のＮＯx を浄化するため、排気通路にＮＯx 吸蔵還元触媒を配置した場合、この触媒にトラップされるＮＯｘが飽和状態となったり、負圧により制動操作を助勢するためのブレーキブースタ内の負圧が不足しがちとなる。このため、吸蔵されたＮＯｘを強制的に放出・浄化させたり、ブレーキ負圧を確保するために、スロットル弁を一時的に閉じる等して、空燃比を小さくしてストイキ近傍、あるいはリッチ状態まで濃くする必要が生じる。そして、このように、空燃比が濃い状態に制御された場合に更に蒸発燃料が供給されると、制御中の空燃比が要求される空燃比とはずれたものとなってしまうおそれがあった。その結果、燃焼状態が不安定となり、リッチ失火が発生する恐れがあった。
【０００７】
また、希薄燃焼（成層燃焼）状態において、高地では空気密度（吸気密度）が小さいため、平地に比べて空燃比が小さくリッチになりがちとなる。そのため、このような状態でパージをそのまま実行すると、希薄燃焼、あるいは成層燃焼の状態が不安定となり、失火が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであって、燃料収容手段から発生する蒸発燃料を処理するため内燃機関の吸気系にパージする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置において、希薄燃焼（成層燃焼）状態での空燃比を適切に制御することができ、もって空燃比の乱れに伴うリッチ失火等の発生を防止することのできる希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、本発明は以下の構成とした。
本発明では、希薄燃焼運転の途中で、急にリッチとなるような場合、それを予想して、蒸発燃料の供給を減少させようというものである。
（１）本発明の特徴点は、希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置において、内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段から発生する蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするパージ通路と、前記パージ通路から前記吸気系に導入される蒸発燃料量を、内燃機関の運転状態に応じて制御するパージ制御手段と、希薄燃焼運転時に、希薄燃焼に対応する空燃比から濃い空燃比となることを判定する空燃比判定手段と、空燃比判定手段で空燃比が濃くなると判定したとき、前記パージ制御手段により決定される蒸発燃料のパージ量と、内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料量のうち、少なくともパージ量を制限する燃料制限手段と、を備えた点にある。
【００１０】
本発明に係る希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼運転が行われる際、燃料タンクで発生する蒸発燃料が吸気系に供給される。希薄燃焼状態では、多量の空気中に少量の燃料が供給されるが、このように燃料量が少ない状態では、内燃機関Ｍ１に供給される可燃混合気の空燃比が薄い状態である。そして、この状態から空燃比が濃くされる運転状態では、蒸発燃料が空燃比に及ぼす影響は甚大である。
【００１１】
そこで、本発明によれば、判定手段によって、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼状態の空燃比よりも濃くされると判定された場合に、燃料制限手段により、少なくとも供給される蒸発燃料量に制限が加えられる。このため、蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は低減され、空燃比が適切に制御され、乱れることがなく、リッチ失火を防止できる。
【００１２】
ここで、空燃比判定手段は、空燃比が実際に濃い方向にあるときのみならず、空燃比が諸条件から濃くなるであろうと予測される場合も判定内容に含む広い概念である。また、空燃比判定手段において、希薄燃焼に対応する空燃比より濃い空燃比とは、空燃比が相対的に濃くなることを意味し、例えば、成層燃焼（強リーン）から均質リーン燃焼（弱リーン）へ変更されること、希薄燃焼から理論空燃比の燃焼へと変更されること、希薄燃焼からリッチ燃焼へ変更されること等の意味を含む。
【００１３】
また、燃料制限手段による制限は、パージあるいは燃料噴射を禁止すること、及び、供給量を少なくすることを含む。
（１−１）ところで、希薄燃焼内燃機関では、排気ガスから窒素酸化物を除去するため、排気系に窒素酸化物還元触媒を設けることが通常である。
【００１４】
この場合、リッチスパイク制御手段により、少なくとも成層燃焼等の希薄燃焼が行われている場合に、前記可燃混合気の空燃比を一時的に濃くすることにより前記内燃機関の排気通路に設けられた窒素酸化物還元触媒に吸蔵された窒素酸化物を放出・浄化させるようにしている。
【００１５】
このような場合、前記空燃比判定手段は、前記窒素酸化物還元触媒に吸蔵された窒素酸化物の量が所定量よりも多くなったとき、空燃比が濃い状態であると判定するよう構成できる。
【００１６】
窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物の量が所定量より大きくなった場合、リッチスパイク制御手段によって可燃混合気の空燃比が一時的に濃くされ、内燃機関Ｍ１の排気通路に設けられた窒素酸化物還元触媒に吸蔵された窒素酸化物が放出・浄化される。このことは、逆に、窒素酸化物吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物の量が所定量より大きくなった場合に、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼（成層燃焼）状態の空燃比よりも濃くされることを意味する。空燃比判定手段は、その判定条件をリッチスパイク制御手段で使用する情報を利用できるので、構成を簡単にすることができる。
そして、リッチスパイク前にパージ量を減量できるので、リッチ失火を未然に防止できる。
【００１７】
（１−２）次いで、車両には、制動手段の補助として、前記吸気通路内の負圧を利用して車両の制動操作を助勢するためのブレーキブースタを備えることがあり、その場合、前記吸気通路の空気流量を絞ることにより、前記ブレーキ用の負圧を生成する負圧生成手段を備える。
【００１８】
この場合、前記空燃比判定手段は、負圧生成手段の作動状態により判定するよう構成できる。
ブレーキブースタは、吸気通路内の負圧に基づいて作動するが、ブレーキブースタ用の負圧を確保するため、負圧生成手段が作動するときは、負圧生成のため、スロットル弁を一時的に閉じるので、吸入空気量が減って空燃比が濃くなるという場合である。従って、負圧生成手段を作動させる必要がある場合を検出すれば、それは、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼（成層燃焼）状態の空燃比よりも濃くされる、ということを判定できるのである。
【００１９】
この場合、ブレーキ用負圧確保のために、吸気管負圧を大きくすべく吸気量を絞る操作あるいは直接、負圧量から空燃比を判定するので、空燃比が濃くなる前にパージ量を減量でき、失火を未然に防止できる。
【００２０】
（１−３）さらに、ブレーキブースタを設けた場合、ブレーキブースタ内の負圧量を検出するための負圧量検出手段を備えることができ、その場合、前記空燃比判定手段は、負圧量検出手段で検出される負圧量により空燃比を判定するよう構成できる。
【００２１】
負圧量検出手段により検出される負圧量が、所定量よりも不足している場合には、前記（１−２）で述べた、負圧生成手段を作動させる必要があるときと同義となり、よって、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼（成層燃焼）状態の空燃比よりも濃くされることが判定される。この場合も（１−２）と同様に、空燃比が濃くなる前にパージ量を減量でき、失火を未然に防止できる。
【００２２】
（１−４）また、吸気密度を検出する吸気密度検出手段を備えることで、前記空燃比判定手段は、吸気密度検出手段で検出した吸気密度に基づいて判定するよう構成できる。
吸気密度が基準値よりも低い場合には、可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼（成層燃焼）状態の空燃比よりも濃くされることが判定される。
高地などで走行する場合、吸気密度が低くなるときにパージ量を減量するので、単位体積あたりの酸素不足下で、空燃比が濃くなることによる失火を防止できる。
【００２３】
（１−５）空燃比判定手段で空燃比が濃くなると判定したとき、前記燃料制限手段によるパージ量の制限に併用して、燃料噴射状態を変更する噴射状態変更手段を備えることができる。
この場合、パージ量の減少とともに、噴射量を補正するのでより適切な燃焼を確保できる。
【００２４】
（１−６）蒸発燃料濃度を検出する濃度検出手段を備え、蒸発燃料の濃度に応じてパージ量もしくは燃料噴射状態を補正する補正手段を備えることができる。
蒸発燃料濃度に応じてパージ量や燃料噴射状態を補正するので、適切な燃焼を得ることができる。
【００２５】
（１−７） なお、従来より、通常の車両においては、内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段から発生する蒸発燃料を蓄えるためのキャニスタを備えている。そこで、本発明においては、前記パージ通路は前記内燃機関の吸気系と前記キャニスタとを連通するように接続してもよい。
（１−８） 以上の各特徴点は可能な限り組み合わせて実施できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明における希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置を具体化した第１の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１に、実施形態の基本的構成を示す。
図１に示すように、内燃機関Ｍ１に対し、少なくとも空気を案内するための吸気通路Ｍ２が設けられ、この吸気通路Ｍ２に、燃料収容手段としての燃料タンクＭ４から発生する蒸発燃料をパージするパージ通路Ｍ１１が設けられている。
【００２８】
さらに、少なくとも希薄燃焼を行うべく、前記内燃機関Ｍ１に燃料を供給するための燃料供給手段Ｍ３（燃料噴射弁）が設けられ、また、燃料タンクＭ４で発生する蒸発燃料を前記吸気通路Ｍ２へパージ通路から供給するために蒸発燃料供給手段Ｍ５が設けられている。
【００２９】
また、前記蒸発燃料供給手段Ｍ５を通じて前記内燃機関Ｍ１へ供給される蒸発燃料の流量を調整するための調整手段Ｍ６（パージ制御弁）と、前記内燃機関Ｍ１の運転状態を検出するための運転状態検出手段Ｍ７が設けられている。
【００３０】
そして、少なくとも希薄燃焼運転が行われている場合において、前記運転状態検出手段Ｍ７の検出結果に基づき、前記内燃機関Ｍ１に供給される可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼状態の空燃比よりも濃くされることを判定するための判定手段Ｍ８が設けられている。
【００３１】
さらに、この判定手段Ｍ８にて前記可燃混合気の空燃比が定常的な希薄燃焼状態の空燃比よりも濃くされると判定されたとき、前記調整手段Ｍ６を制御して、少なくとも前記内燃機関Ｍ１へ供給される前記蒸発燃料の流量に制限を加える燃料制御手段Ｍ９が設けられている。
【００３２】
なお、本発明でいうパージ制御手段は、調整手段Ｍ６（パージ制御弁）、運転状態検出手段Ｍ７を含む概念であり、燃料制限手段Ｍ９は、パージ制御手段に外在的、あるいは、内在的に設けられる。
【００３３】
また、調整手段Ｍ６は、蒸発燃料供給手段Ｍ５に内在する形で設けることが可能である。
なお、以下の説明において、希薄燃焼の一例として、成層燃焼というときがある。
【００３４】
図２は本実施の形態において、希薄燃焼内燃機関として車両に搭載された筒内噴射式エンジンの蒸発燃料供給制御装置を示す概略構成図である。エンジン１は、例えば４つのシリンダ１ａを具備し、これら各シリンダ１ａの燃焼室構造が図４に示されている。これらの図に示すように、エンジン１はシリンダブロック２内にピストンを備えており、当該ピストンはシリンダブロック２内で往復運動する。シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド４が設けられ、前記ピストンとシリンダヘッド４との間には燃焼室５が形成されている。
【００３５】
また、本実施の形態ではｌシリンダ１ａあたり、４つの弁が配置されており、図に示したように、第１吸気弁６ａ、第２吸気弁６ｂ、第１吸気ポート７ａ、第２吸気ポート７ｂ、一対の排気弁８、一対の排気ポート９がそれぞれ設けられている。
【００３６】
図４に示すように、第１の吸気ポート７ａはヘリカル型吸気ポートからなり、第２の吸気ポート７ｂはほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートからなる。また、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には、点火プラグ１０が配設されている。この点火プラグ１０には、図示しないディストリビュータを介してイグナイタ１２からの高電圧が引加されるようになっている。そして、この点火プラグ１０の点火タイミングは、イグナイタ１２からの高電圧の出力タイミングにより決定される。さらに、第１吸気弁６ａ及び第２吸気弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料供給手段としての筒内噴射用燃料噴射弁１１が配置されている。すなわち、本実施の形態においては、筒内噴射用燃料噴射弁１１からの燃料は、直接的にシリンダ１ａ内に噴射されるようになっており、均質燃焼のみならず、成層燃焼をも行うことができるようになっている。
【００３７】
また、図２に示すように、各シリンダ１ａの第１吸気ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６内に連結されている。各第２吸気路１５ｂ内にはそれぞれスワールコントロールバルブ１７が配置されている。これらのスワールコントロールバルブ１７は共通のシャフト１８を介して、ステップモータ１９に連結されている。このステップモータ１９は、後述する電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）３０からの出力信号に基づいて制御される。
【００３８】
前記サージタンク１６は、吸気ダクト２０を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０内には、別途のステップモータ２２によって開閉される負圧生成手段としてのスロットル弁２３が配設されている。つまり、本実施の形態のスロットル弁２３はいわゆる電子制御式のものであり、基本的には、ステップモータ２２が前記ＥＣＵ３０からの出力信号に基づいて駆動されることにより、スロットル弁２３が開閉制御される。そして、このスロットル弁２３の開閉により、吸気ダクト２０を通過して燃焼室５内に導入される吸入空気量が調節されるようになっている。本実施の形態では、吸気ダクト２０、サージタンク１６並びに第１吸気路１５ａ及び第２吸気路１５ｂ等により、吸気通路が構成されている。また、スロットル弁２３の近傍には、その開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロットルセンサ２５が設けられている。
【００３９】
さらに、前記スロットル弁２３よりも上流側の吸気ダクト２０内には、均質用燃料噴射弁４１が設けられている。すなわち、本実施の形態においては、均質用燃料噴射弁４１からの燃料は、吸気ダクト２０内に分散された状態で噴射され、吸気通路を経てシリンダ１ａ内に導入されるようになっている。
【００４０】
なお、前記各シリンダの排気ポート９には、排気マニホルド１４が接続されている。そして、燃焼後の排気ガスは当該排気マニホルド１４を介して排気ダクト１３へ排出されるようになっている。本実施の形態では排気マニホルド１４及び排気ダクト１３により排気通路が構成されている。
【００４１】
さらに、本実施の形態では、公知の排気ガス循環（ＥＧＲ）装置５１が設けられている。このＥＧＲ装置５１は、排気ガス循環通路としてのＥＧＲ通路５２と、同通路５２の途中に設けられた排気ガス循環弁としてのＥＧＲバルブ５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５２は、スロットル弁２３の下流側の吸気ダクト２０と、排気ダクト１３との間を連通するよう設けられている。また、ＥＧＲバルブ５３は、弁座、弁体及びステップモータ（いずれも図示せず）を内蔵している。ＥＧＲバルブ５３の開度は、ステップモータが弁体を弁座に対して断続的に変位させることにより、変動する。そして、ＥＧＲバルブ５３が開くことにより、排気ダクトへ排出された排気ガスの一部がＥＧＲ通路５２へと流れる。その排気ガスは、ＥＧＲバルブ５３を介して吸気ダクト２０へ流れる。すなわち、排気ガスの一部がＥＧＲ装置５１によって吸入混合気中に再循環する。このとき、ＥＧＲバルブ５３の開度が調節されることにより、排気ガスの再循環量が調整されるのである。
【００４２】
また、図２に示すように、本実施の形態では、車両の制動操作を助勢するための装置としてブレーキブースタ７１が設けられている。このブレーキブースタ７１によって、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み力が増幅されるとともに、油圧に変換され、各車輪のブレーキアクチュエータ（図示せず）が駆動される。このブレーキブースタ７１は、スロットル弁２３よりも下流側の吸気ダクト２０に対し、接続配管７３を介して接続されており、該ダクト２０内で発生する負圧を駆動力として利用するように構成されている。さらに、接続配管７３には、吸気ダクト２０内に負圧により開く逆止弁７４が設けられている。すなわち、ブレーキブースタ７１は、その内部において、作動部としてのダイヤフラムを備えている。そして、ダイヤフラムの一側部が大気に開放されており、他側部に対し、前記ダクト２０内で発生した負圧が接続配管７３を介して作用するようになっている。また、前記接続配管７３には、ブレーキブースタ内圧力（絶対圧）を検出するための負圧量検出手段としての圧力センサ７２が設けられている。
【００４３】
更に、本実施の形態では、前記排気ダクト１３内には、窒素酸化物還元触媒としての窒素酸化物吸蔵還元触媒６１が設けられている。この触媒６１は、リーン空燃比領域で発生しやすいＮＯｘを浄化させるためのもので、基本的には、リーン空燃比での運転が行われると、排気ガス中のＮＯｘを触媒内に吸蔵する。また、空燃比がリッチに制御されると、排気中のＨＣ、ＣＯ等の還元剤量の増大により、吸蔵されていたＮＯｘが触媒から放出されると同時に触媒上でＮＯx から窒素ガスに還元されて大気中に放出されるようになっている。
【００４４】
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒６１は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とを担持したものである。
【００４５】
ＮＯx 吸蔵還元触媒は、排気の空気過剰率λが１より大きい（リーン）のときに、排気中のＮＯx （ＮＯ2 、ＮＯ ）を硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸収する性質を有している。
【００４６】
すなわち、担体上に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明すると、触媒への流入排気中の酸素濃度が増大すると（すなわち、排気の空気過剰率λが１より大きく（リーンに）なると）これら酸素が白金Ｐｔ上にＯ2 -又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着し、排気中のＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。また、流入排気中のＮＯ2 及び上記により生成したＮＯ2 は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ、ＮＯx 吸収剤中に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合し、硝酸イオンＮＯ3 -の形でＮＯx 吸収剤内に拡散する。このため、λ＞１．０の条件下では排気中のＮＯx がＮＯx 吸蔵還元触媒内に吸収される。
【００４７】
また、流入排気中の酸素濃度が大幅に低下すると（すなわち、排気の空気過剰率λが１以下（リッチ）になると）、白金Ｐｔ上でのＮＯ2の生成量が減少するため、反応が逆方向に進むようになり、吸収剤内の硝酸イオンＮＯ3 -は、ＮＯ2 またはＮＯの形でＮＯx 吸収剤から放出される。この場合、排気中にＨＣ、ＣＯ等の還元成分が存在すると、白金Ｐｔ上でこれら成分によりＮＯ2 が還元される。
【００４８】
本実施の形態においては、かかるＮＯｘ吸蔵還元触媒６１を利用して、周知の技術であるリッチスパイク制御を行うようにしている。すなわち、リーン空燃比での運転が続けられると、前述のように前記触媒６１に吸着されるＮＯｘが飽和状態に達し、余剰のＮＯｘは排気ガス中に混入されたまま排出されてしまうおそれがある。
【００４９】
このため、本制御では前記ＥＣＵ３０によるスロットル弁２３の閉じ込み制御が行われ、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値により判断される所定のタイミングを見計らって、空燃比が一時的に強制的にリッチに制御される。このような制御により、排気中のＨＣの量が増大し、ＮＯｘが窒素ガスに還元されて大気中に放出されることとなる。
【００５０】
なお、上記カウント値は、負荷及びエンジン回転数に応じて「１」づつインクリメントされるものであり、このカウント値が所定値に達したときにリッチスパイク制御が実行される。また、リッチスパイク制御終了後は、上記カウント値は「０」にクリアされる。そして同じ処理が繰り返される。
【００５１】
図５にＮＯｘ放出フラグの制御ルーチンの一例を示す。このルーチンは一定時間毎の割り込みにより実行される。
まず最初に、ステップ５０において補正係数Ｌが１．０よりも小さいか否か、すなわち、リーン混合気が燃焼せしめられているか否かが判別される。Ｌ≧１．０のとき、すなわち、燃焼室内に供給される混合気が理論空燃比域あるいはリッチのとき、ステップ５６に進んでＮＯｘ放出フラグがリセットされる、次いでステップ５７においてカウント値Ｃが零とされ、同様にステップ５８でカウント値Ｄが零とされる。
【００５２】
これに対し、ステップ５０でＬ＜１．０であると判別されたとき、すなわちリーン混合気が燃焼せしめられているときにはステップ５１に進んでカウント値Ｃが１だけインクリメントされる。次いでステップ５２ではカウントＣ値が一定値Ｃ0 を越えたか否かが判別される。Ｃ＞Ｃ0 になると、ステップ５３に進んでＮＯｘ放出フラグがセットされ、次いでステップ５４でカウント値Ｄが１だけインクリメントされる。次いでステップ５５では、カウント値Ｄが一定値Ｄ0 を越えたか否かが判別され、Ｄ＞Ｄ0 となるとステップ５６に進んでＮＯｘ放出フラグがリセットされる。すなわちリーン混合気の燃焼がＣ＞Ｃ0 となるまでの一定時間、例えば５分間維持されるとＮＯｘ放出フラグがセットされ、その後Ｄ＞Ｄ0 となるまでの一定時間、例えば５秒間、ＮＯｘ放出フラグがセットされ続ける、ＮＯｘ放出フラグがセットされると、機関シリンダの燃焼室に供給される混合気がリッチにされる。
【００５３】
次に、前記吸気ダクト内に蒸発燃料を供給するために取り付けられている、蒸発燃料供給手段としてのパージ制御装置８１について説明する。
図２に示すように、このパージ制御装置８１は、活性炭層８２を有するキャニスタ８３を具備し、活性炭層８２両側のキャニスタ８３内にはそれぞれ蒸発燃料室８４と空気室８５とが形成されている。
【００５４】
蒸気燃料室８４の一部は、電磁開閉弁８７を介して燃料タンク８９の上部空間に形成され、他の一部では蒸気燃料室８４から吸気ダクト２０内に向けてのみ流通可能な逆止弁９０及び調整手段として電磁開閉弁からなるパージ制御弁８６を介してスロットル弁２３下流の吸気ダクト２０内に連結されている。
【００５５】
また、空気室８５はスロットル弁２３上流の吸気ダクト２０内において吸入空気流の上流に向けて開口する空気取入口９１に連通している。更に、燃料タンク８９の上部空間は電磁開閉弁８８を介して、スロットル弁２３の上流で、かつ、空気取入口９１の下流の吸気ダクト内に連結され、また、燃料タンク８９の上部空間には圧力センサ９２が取り付けられる。
【００５６】
上述したように、空気取入口９１は吸入空気流の上流に向けて開口しており、従って空気取入口９１には動圧が作用する。従ってエンジン運転時にはキャニスタ８３内の圧力は大気圧より若干高くなっている。一方、電磁開閉弁８７が開弁し、このとき燃料タンク８９の上部空間の圧力がキャニスタ８３内の圧力よりも高いと燃料タンク８９内で発生した蒸発燃料が電磁開閉弁８７を介して蒸発燃料室８４内に流入し、次いでこの蒸発燃料は活性炭層８２内の活性炭に吸着される。電磁開閉弁８６が開弁すると空気取入口９１内に流入した空気が空気室８５内に送り込まれ、次いで、この空気は活性炭層８２内に送り込まれる。
【００５７】
このとき活性炭に吸着されていた燃料が脱離し、かくして燃料成分を含んだ空気が蒸発燃料室８４内に流出する。次いでこの燃料成分を含んだ空気が逆止弁９０及び電磁開閉弁８６を介して吸気ダクト２０内に供給される。本実施の形態では、成層燃焼時には極低負荷時を除いてスロットル弁２３が全開状態に保持されており、このようにスロットル弁２３がほぼ全開状態であっても蒸発燃料を排気ダクト２０内に供給し得るように空気取入口９１に動圧が作用するようにしている。
【００５８】
一方、電磁開閉弁８８が開弁し、このとき燃料タンク８９の上部空間の圧力が大気圧よりも高ければ燃料タンク８９内で発生した蒸発燃料が電磁開閉弁８８を介して吸気ダクト２０内に供給される。なお、本実施の形態では燃料タンク８９の上部空間の圧力が大気圧ではなくて大気圧よりも若干高い設定圧よりも高くなったときに電磁開閉弁８８が開弁せしめられる。
【００５９】
また、前述のように本実施の形態では、電磁開閉弁８６が開弁すればキャニスタ８３の活性炭層８２内に吸着された蒸発燃料が吸気ダクト２０内に供給され、電磁開閉弁８８が開弁すれば燃料タンク８９内に発生している蒸発燃料が吸気ダクト２０内に供給される。このように本実施の形態では、キャニスタ８３からも燃料タンク８９からも蒸発燃料を吸気ダクト２０内に供給し得るようになっている。
【００６０】
さて、図２及び図３に示すように、上述したＥＣＵ３０は、デジタルコンピュータからなっており、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３３、マイクロプロセッサからなるＣＰＵ（中央処理装置）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備している。本実施の形態においては、当該ＥＣＵ３０により、判定手段及び燃料制限手段が構成されている。
【００６１】
車両のアクセルペダル２４には、当該アクセルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセンサ２６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。当該アクセルセンサ２６Ａの出力電圧は、ＡＤ変換器を介して入力ポート３５に入力される。また、同じくアクセルペダル２４には、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」であることを検出するための全閉スイッチ２６Ｂが設けられている。すなわち、この全開スイッチ２６Ｂは、アクセルペダル２４の踏込み量が「０」である場合に全閉信号として「１」の信号を、そうでない場合には「０」の信号を発生する。そして、該全閉スイッチ２６Ｂの出力電圧も入力ポート３５に入力されるようになっている。
【００６２】
また、上死点センサ２７は例えば１番シリンダ１ａが吸気上死点に達したときに出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３５に入力される。クランク角センサ２８は例えばクランクシャフトが３０°ＣＡ回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では上死点センサ２７の出力パルスとクランク角センサ２８の出力パルスからエンジン回転数ＮＥが算出される（読み込まれる）。
【００６３】
さらに、前記シャフト１８の回転角度は、スワールコントロールバルブセンサ２９により検出され、これによりスワールコントロールバルブ１７の開度が検出されるようになっている。そして、スワールコントロールバルブセンサ２９の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。
【００６４】
併せて、前記スロットルセンサ２５により、スロットル開度ＴＡが検出される。このスロットルセンサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器を介して入力ポート３５に入力される。
【００６５】
加えて、本実施の形態では、サージタンク１６内の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ４６が設けられている。さらに、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ４７が設けられている。また、排気ダクト１３には酸素センサ６２が設けられている。これらのセンサ４６，４７，６２の出力もＡ／Ｄ変換器を介して入力ポート３５に入力されるようになっている。
【００６６】
本実施の形態において、これらスロットルセンサ２５、アクセルセンサ２６Ａ、全閉スイッチ２６Ｂ、上死点センサ２７、クランク角センサ２８、スワールコントロールバルブセンサ２９、吸気圧センサ４６、水温センサ４７、酸素センサ６２及び圧力センサ７２、９２等により、運転状態検出手段が構成されている。
【００６７】
一方、出力ポート３６は、対応する駆動回路を介して各燃料噴射弁１１，４１、各ステップモータ１９，２２，イグナイタ１２、ＥＧＲバルブ５３（ステップモータ）及び各電磁開閉弁８６〜８８等に接続されている。そして、ＥＣＵ３０は各センサ等２５〜２９，４６，４７，６２，７２，９２からの信号に基づき、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラムに従い、燃料噴射弁１１，４１、ステップモータ１９，２２、イグナイタ１２、ＥＧＲバルブ５３（ステップモータ）及び各電磁開閉弁８６〜８８等を好適に制御する。
【００６８】
上記構成を備えたエンジン１の蒸発燃料供給制御装置における、第１の実施の形態に係る制御プログラムについて、図６のフローチャート等を参照して説明する。
【００６９】
すなわち、図６は、本実施の形態における電磁開閉弁８６を制御して吸気ダクト２０に供給される蒸発燃料の制御を実行する、パージ制御のための「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャートであって、前記ＥＣＵ３０により実行される。この例は、（１−１）の特徴点を実施するものである。
【００７０】
なお、パージは、パージ実行条件、例えば▲１▼暖機が完了した、▲２▼始動から所定時間が経過した、▲３▼燃料噴射量が燃焼を成立させるための最低噴射量以上であること、等の条件をすべて満たしたとき、パージ実行のフラグがＯＮされて、開始される。
【００７１】
そして、パージ量を制御する電磁開閉弁８６はデューティ制御式の場合、デューティ比が０％（全閉）から機関運転状態（燃料噴射量）に対応するデューティ比になるよう、徐々に増加される。そして、パージ禁止条件、例えば、燃料カット実行等が成立するとパージが中止される。
【００７２】
また、パージにより蒸発燃料が内燃機関に供給されるので、内燃機関に供給される燃料噴射量は、供給される蒸発燃料に相当する蒸発燃料補正量ＦＰＧにより補正が加えられる。
【００７３】
すなわち、
最終燃料噴射量ＱＡＬＬＩＮＪ＝基本燃料噴射量ＱＡＬＬ−蒸発燃料量補正量ＦＰＧ ＋Ｋ・・・式（１）
Ｋ：暖機増量係数、加速増量係数、減速時補正係数、後述する還元剤量係数などの種々の補正係数である。
【００７４】
以上の点を前提に、図６の処理を説明する。
パージ制御において、図６の処理では、ＥＣＵ３０は先ず、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ９０）。次いで、入力されたエンジン回転数とアクセル開度に従って基本的な基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）を計算する（ステップ９１）。
【００７５】
すなわち、まず、図示しないエンジン回転数及びアクセル開度と、基本燃料噴射量との相関関係を定めたマップから、当該エンジン回転数とアクセル開度に対応する基本燃料噴射量を補間的に計算する。なお、噴射量マップとして、運転条件あるいは燃焼状態に応じた複数のマップが用意されており、その中から適宜選択されて使用される。
【００７６】
ステップ９２では、パージ中であるか否かを判定し、パージ中であれば、ステップ１０１において、現在、リッチスパイク制御が実行されているか否かを判断する。そして、リッチスパイク制御が実行されていると判断される場合には、蒸発燃料の供給は不適当と判断し、ステップ１０６において、電磁開閉弁８６の開度に相当するデューティ比ＤＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、リッチスパイク制御が実施されていると判定された場合は、蒸発燃料の供給が停止される。
【００７７】
一方、前記ステップ１０１において、現在、リッチスパイク制御が実行されていないと判断される場合には、ステップ１０２に移行する。ステップ１０２においては、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が予め設定された所定値Ｃ0 よりも大きいか否かを判断する。このリッチスパイク条件成立カウンタは、既述のように図５で示したフローチャートに従って所定の条件に基づき、前記ＥＣＵ３０によってカウントされているもので、リッチスパイク制御実施後はリセットされ、再カウントされるものである。そして、このリッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が、上記所定値Ｃ0 以下と判断された場合には、ステップ１０７において、大気圧と吸気ダクト２０内圧力との差圧ｄｐに基づき、デューティー比ＤＰＧを算出しする。
【００７８】
なお、この算出に際し採用される関数ｆは、上記差圧ｄｐに対応する従来より採用されているものであり、この算出結果による電磁開閉弁８６の開度により蒸発燃料の流量が制御されることとなる。また、上記差圧ｄｐ算出のための大気圧として、例えばエンジン始動時に吸気圧センサ４６により求められた吸気圧を記録し、利用する。一方、吸気ダクト２０内圧力はその都度、吸気圧センサ４６によりもとめられた吸気圧を利用する。
【００７９】
また、前記ステップ１０２において、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が前記所定値Ｃ0 よりも大きいと判断される場合には、間もなくリッチスパイク制御が実行されることを推測し、ステップ１０３に移行する。ステップ１０３においては、前回のデューティー比ＤＰＧi-1を所定値αだけ減量させる。すなわち、電磁開閉弁８６の開度を少しずつ減少させて、蒸発燃料の流量を減量するのである。その後はステップ１０４に移行する。
【００８０】
ステップ１０４において、前記デューティー比ＤＰＧが「０」か否かを判断する。前記デューティー比ＤＰＧが「０」ではないと判断された場合には、その後の処理を一旦終了する。すなわち、蒸発燃料の供給がステップ１０３の処理により停止されない限り、ステップ１０３により得られたデューティー比ＤＰＧに基づいて電磁開閉弁８６の開度が制御され、蒸発燃料の供給が制御される。
【００８１】
一方、ステップ１０４において、前記デューティー比ＤＰＧが「０」と判断される場合には、ステップ１０５に移行する。ステップ１０５において、リッチスパイク制御の実行を許可する。すなわち、蒸発燃料の供給が停止されたことを確認した後に、リッチスパイク制御が実行されることとなる。
【００８２】
その後、ステップ１０８では、デューティ比から蒸発燃料量補正量が換算される。すなわち、デューティ比により決定されるパージ制御弁の開度と、吸気管負圧等でパージ量が決定するので、パージガス中の蒸発燃量濃度が判明すれば、蒸発燃料量が判明する。この蒸発燃料量が内燃機関に供給されるので、ステップ１０９では、式（１）
最終燃料噴射量ＱＡＬＬＩＮＪ＝基本燃料噴射量ＱＡＬＬ−蒸発燃料量補正量ＦＰＧ＋Ｋ０
Ｋ０：ＮＯｘを浄化するために必要な還元剤（ＨＣ）の量を定めた還元剤量係数
に従って、予め得た基本燃料噴射量から蒸発燃料量を補正量として差し引くことで、最終的に内燃機関に供給される燃料噴射量を補正する。
【００８３】
なお、ステップ９２で、パージ中でないとされた場合、ステップ９３で蒸発燃料量補正量を０とし、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）＋Ｋ０とする。その後、別途定めた燃料噴射プログラムに従って燃料噴射を行う。
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
【００８４】
（ａ）本実施の形態によれば、成層燃焼状態において、触媒６１にトラップされるＮＯｘが飽和状態になるとき、ＮＯｘを強制的に放出・浄化させるべくリッチスパイク制御が実行される。このとき、スロットル弁２３が一時的に閉じられて、空燃比がストイキ近傍、またはリッチまで濃くなることとなる。これに対し、ＥＣＵ３０はデューティー比ＤＰＧを減量し、その後ゼロにして電磁開閉弁８６の開度を制御し、パージ制御装置８１から、吸気ダクト２０内に供給される蒸発燃料を減量・停止するようにした。このため、リッチスパイク制御時において、蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は低減される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火の発生等を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持することができる。
【００８５】
（ｂ）また、ＥＣＵ３０は、リッチスパイク制御の開始タイミングを、リッチスパイク制御成立カウンタのカウント値により計るとともに、このカウント値に基づいて、リッチスパイク制御実行前において、デューティー比ＤＰＧを徐々に減量することとした。このため、リッチスパイク制御の開始時の前後において、空燃比が急激に変動するのを防止することができる。従って、上記（ａ）の作用効果をより確実なものとすることができる。
【００８６】
なお、第１の実施の形態においては、ステップ１０３において減量されるデューティー比ＤＰＧは所定値αは定数であったが、これを運転状態に応じた変数としてもよい。
【００８７】
また、上記第１の実施の形態においては、ステップ１０３においてデューティー比ＤＰＧは所定値αの減量を繰り返し、徐々にデューティー比ＤＰＧを減量し、やがてゼロとすることとしたが、これを一度でデューティー比ＤＰＧを「０」としてもよい。
【００８８】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態の構成等においては上述した第１の実施の形態と同等であるため、その説明を省略する。そして、以下には、第１の実施の形態との相違点を中心として説明することとなる。この例は、（１−２）（１−３）の特徴点を実施するものである。
【００８９】
上記第１の実施の形態では、リッチスパイク制御の実行状況を判定し、その判定結果に基づいて電磁開閉弁８６を制御して吸気ダクト２０に供給される蒸発燃料を制御することとした。これに対し、本実施の形態では、吸気ダクト２０負圧を大きくしてブレーキブースタ７１内の負圧を生成・確保するべく吸気量を絞る際に、上記蒸発燃料を制御する点に特徴を有している。
【００９０】
図７は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして図６のステップ１０１からステップ１０７の代わりに前記ＥＣＵ３０により実行される。
【００９１】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ２０１において、現在、ブレーキ制御が実行されているか否かを判断する。そして、ブレーキ制御が実行されていると判断される場合には、蒸発燃料の供給は不適当と判断し、ステップ２０３において、デューティー比ＤＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ブレーキ制御が実行されていると判定された場合は、蒸発燃料の供給が停止される。
【００９２】
一方、前記ステップ２０１において、現在、ブレーキ制御が実行されていないと判断される場合には、ステップ２０２に移行する。ステップ２０２においては、ブレーキ負圧が予め設定された所定値ＢｋＰａ（絶対圧）よりも大きいか否かを判断する。ここで、この所定値ＢｋＰａというのは、ブレーキ負圧が当該値に更に一定値を加算した値となった場合にフレーキ負圧確保の処理が実行されるという値である。このブレーキ負圧が、上記所定値ＢｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ２０４において、前記差圧ｄｐに基づいてデューティー比ＤＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、デューティー比ＤＰＧは差圧ｄｐの関数ｇとして算出される。そして、その結果に基いて電磁開閉弁８６の開度が制御され、蒸発燃料の流量が制御されることとなる。
【００９３】
また、前記ステップ２０２において、ブレーキ負圧が、上記所定値ＢｋＰａ以下と判断される場合には、間もなくブレーキ負圧確保の処理（スロットル弁２３を一時的に閉じて、空燃比をストイキ近傍まで濃くする処理）が実行されることを推測し、ステップ２０３において、デューティー比ＤＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ブレーキ負圧確保の処理が間もなく実行されると判定された場合は、蒸発燃料の供給が停止される。
【００９４】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
（ａ）本実施の形態によれば、成層燃焼状態において、負圧により制動操作を助勢するためのブレーキブースタ７１内の負圧が不足するとき、ブレーキ負圧を確保する。このとき、スロットル弁２３を一時的に閉じる等して、空燃比をストイキ近傍まで濃くすることとなる。これに対し、ＥＣＵ３０は上記負圧確保の前段階においてデューティー比ＤＰＧをゼロにして電磁開閉弁８６を閉じ、パージ制御装置８１から、吸気ダクト２０内に供給される蒸発燃料を停止する。このため、ブレーキ負圧確保の処理時に蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は排除される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火等の発生を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持できる。
【００９５】
特に、筒内噴射型の希薄燃焼内燃機関では、通常スロットル弁が全開で運転されることが多いため、ブレーキによる制動を行うとき、ブレーキブースタ用の負圧をその都度生成しなければならない。負圧の生成は、スロットル弁を一時的に閉ざすことで行うが、すると、一時的に空燃比がリッチとなり、失火を招くおそれがある。そこで、このような場合、上記したように蒸発燃料の供給を制限することで、失火を防止できる。このように、本例は、筒内噴射型の希薄燃焼内燃機関においてきわめて有効な手段である。
【００９６】
上記第２の実施の形態においては、ステップ２０３においてデューティー比ＤＰＧは一度でカットしてデューティー比ＤＰＧを「０」としたが、これを徐々にデューティー比ＤＰＧを減量するようにしてもよい。徐々に減量すれば、切換時の急激な燃焼変化を抑制できる。
【００９７】
負圧生成手段として、吸気ダクト２０に設けられたスロットル弁２３及び該スロットル弁２３を開閉するためのアクチュエータとしてのステップモータ２２よりなる電子制御式スロットル機構により構成したが、その他にも、スロットル弁２３をバイパスするバイパス通気通路に設けられたアイドルスピードコントロールバルブ及び該バルブを開閉するためのアクチュエータよりなるＩＳＣ機構により構成してもよい。
【００９８】
また、上記ＥＧＲバルブ５３等を備えたＥＧＲ装置５１により構成してもよい。
さらに、図示しない負圧発生機構を別途設けるようにしてもよい。これらの場合には、いわゆる電子制御式のスロットル弁２３に代えて、アクセルペダル２４にリンクしたメカニカル式のスロットル弁を用いるようにしてもよい。
さらにまた、これらを適宜に組み合わせることにより負圧生成手段を構成するようにしてもよい。
【００９９】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明を具体化した第３の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態の構成等においては上述した第１の実施の形態と同等であるため、その説明を省略する。そして、以下には、第１の実施の形態との相違点を中心として説明することとする。
【０１００】
上記第１の実施の形態では、リッチスパイク制御の実行状況を判定し、その判定結果に基づいて電磁開閉弁８６を制御して吸気ダクト２０に供給される蒸発燃料を制御することとした。これに対し、本実施の形態では、吸気圧センサ４６の出力により、例えば高地の場合等吸気密度が低下したことを検出することにより、上記蒸発燃料を制御する点に特徴を有している。この例は、（１−４）を実施する例である。
【０１０１】
図８は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして図６のステップ１０１からステップ１０７の代わりに前記ＥＣＵにより実行される。
【０１０２】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ３０１において、大気圧が予め設定された所定値ＣｋＰａよりも大きいか否かを判断する。この大気圧が、上記所定値ＣｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ３０３において、前記差圧ｄｐに基づいてデューティー比ＤＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、吸気密度の低下はないものとして、通常どおり差圧ｄｐの関数ｈとしてデューティー比ＤＰＧを算出する。そして、その結果に基づいて電磁開閉弁８６の開度が制御され、蒸発燃料の流量が制御されることとなる。
【０１０３】
また、前記ステップ３０１において、大気圧が、上記所定値ＣｋＰａ以下と判断される場合には、前回のデューティー比ＤＰＧi-1に、図９に表される大気圧との対応から求められる補正係数β（０≦β≦１）を乗じた値を新たなデューティー比ＤＰＧとして設定する。その後の処理を一旦終了する。すなわち、このステップ３０２を経ることにより、デューティー比ＤＰＧは徐々に減量されていく。
【０１０４】
次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。
（ａ）本実施の形態によれば、成層燃焼状態において、高地では空気密度（吸気密度）が小さいため、平地に比べて空燃比がリッチになりがちとなる。これに対し、ＥＣＵ３０は、大気圧（空気密度に相当）が小さいとき、ＥＣＵ３０はデューティー比ＤＰＧを減量して電磁開閉弁８６の開度を制御し、パージ制御装置８１から、吸気ダクト２０内に供給される蒸発燃料を減量する。このため、高地においては蒸発燃料による空燃比への影響は低減される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火の発生等を抑制して燃焼を安定させることができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持できる。
【０１０５】
上記第３の実施の形態においては、補正係数βとして図９に示されるように、大気圧に対応して直線的に変化する値を用いたが、これは、大気圧に対応して所定値ＣｋＰａまで漸増する特性を有すれば、その他の任意の曲線を採用することができる。
【０１０６】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態は第１の実施形態におけるＤＰＧの制御に、基本燃料噴量を補正するため、前記式（１）に従い、蒸発燃料補正量ＦＰＧによる制御を加えたものである。
【０１０７】
ＤＰＧを制御してパージ制御弁を制御し、パージ量を増加方向に制御すると、基本燃料噴射量に加えられる蒸発燃料量が増加する。従ってそのままにすると空燃比がリッチになりすぎる場合がある。そこで、ＤＰＧの増加分に対応する蒸発燃料量補正量ＦＰＧを求め、燃料噴射弁から噴射される基本燃料噴射量から蒸発燃料量補正量ＦＰＧを減らすことで、急激なリッチ状態を避ける。
次に、本実施の形態におけるパージ制御を含む燃料噴射制御の一例を図１０のフローチャートに従って説明する。これは、機関回転数に応じて蒸発燃料量を補正する例である。
【０１０８】
まず、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ６８１）。次いで、入力データに従って基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ６８２）。
【０１０９】
すなわち、図示しないエンジン回転数及びアクセル開度と、基本燃料噴射量との相関関係を定めたマップから、当該エンジン回転数とアクセル開度に対応する基本燃料噴射量を補間的に計算する。
【０１１０】
ステップ６８３では、パージ中であるか否かを判定し、パージ中であれば、スロットル開度ＴＡとエンジン回転数ＮＥを取り込む（ステップ６８４）。
次いで、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を算出する（ステップ６８５）。この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶したスロットル開度ＴＡエンジン回転数ＮＥと、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）との相関関係（図１１参照）から行う。なお、図において、高中小とは、エンジン回転数である。エンジン回転数が少ないと、蒸発燃料量補正量は増える。
【０１１１】
ステップ６８３でパージ中でないとされた場合、ステップ６８７で蒸発燃料量補正量＝０とする。
ステップ６８５、６８７で蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）が決定された後、ステップ６８６に移行し、最終燃料噴射量が決定される。ここでは、ステップ６８２で計算された基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を減じ、補正係数Ｋを加えて最終燃料噴射量を決定する。
【０１１２】
その後、別途定めた燃料噴射プログラムに従って燃料噴射を行う。
なお、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）の別の計算方法としては、図１２に示したように、パージガス量Ｑｐから求める方法、図１３に示したようにインテークマニホールドの圧力から求める方法とが例示できる。
【０１１３】
なお、図１０に示したルーチンは所定時間間隔で繰返し実行される。
このような補正ルーチン、特にステップ６８４，６８５によって蒸発燃料量補正量を検出して補正するので、ドライバビリティやエミッションに影響することなく大量の蒸発燃料を処理できる。
【０１１４】
ところで、図１０に示したパージ制御中に、運転条件によって、急に空燃比がリッチになる場合がある。そのような場合にも蒸発燃料を供給し続けていると、必要以上に濃い空燃比が一時的に生じ、失火する等のおそれが生じる。
【０１１５】
そこで、以下に説明するように、急に空燃比がリッチになるような状態を判定手段で予測して、蒸発燃料の供給、あるいは、蒸発燃料の制限と同時に燃料噴射弁からの燃料噴射量を制限する。
【０１１６】
以下、ＦＰＧを制御する例を図１４に従って説明する。これは、（１−１）の特徴点を実施するものである。なお、ＦＰＧの制御は先に説明したＤＰＧの制御と併用される。
【０１１７】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ１１０１において、現在、リッチスパイク制御が実行されているか否かを判断する。そして、リッチスパイク制御が実行されていると判断される場合には、蒸発燃料の供給は不適当と判断し、ステップ１１０６において、蒸発燃料補正量ＦＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、リッチスパイク制御が実施されていると判定された場合は、前記式（１）から最終噴射燃料量＝基本噴射燃料量＋Ｋ０（Ｋ０：ＮＯx を浄化するために必要な還元剤（ＨＣ）の量を定めた還元剤量係数）となることを意味する。
【０１１８】
一方、前記ステップ１１０１において、現在、リッチスパイク制御が実行されていないと判断される場合には、ステップ１１０２に移行する。ステップ１１０２においては、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が予め設定された所定値Ｃ0 よりも大きいか否かを判断する。このリッチスパイク条件成立カウンタは、既述のように図５で示したフローチャートに従って所定の条件に基づき、前記ＥＣＵ３０によってカウントされているもので、リッチスパイク制御実施後はリセットされ、再カウントされるものである。そして、このリッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が、上記所定値Ｃ0 以下と判断された場合には、ステップ１１０７において、大気圧と吸気ダクト２０内圧力との差圧ｄｐに基づき、ＦＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。
【０１１９】
なお、この算出に際し採用される関数ｆは、上記差圧ｄｐに対応するものである。上記差圧ｄｐ算出のための大気圧として、例えばエンジン始動時に吸気圧センサ４６により求められた吸気圧を記録し、利用する。一方、吸気ダクト２０内圧力はその都度、吸気圧センサ４６により求められた吸気圧を利用する。そして、算出したＦＰＧ＝ｆ（ｄｐ）に基いて、蒸発燃料量補正量により燃料噴射量が制御されることとなる。
【０１２０】
また、前記ステップ１１０２において、リッチスパイク条件成立カウンタのカウント値が前記所定値Ｃ0 よりも大きいと判断される場合には、間もなくリッチスパイク制御が実行されることを推測し、ステップ１１０３に移行する。ステップ１１０３においては、前回のＦＰＧi-1 を所定値αだけ減量させる。
【０１２１】
ＦＰＧが前回より減量したことは、式（１）からすると、最終的に機関に供給される燃料噴射量が多くなるということである。その後はステップ１１０４に移行する。
【０１２２】
この間、図１９（２）から明かなように、ＤＰＧが徐々に減算してリーン方向に向かうとともに、ＦＰＧが徐々に減算されてリッチに向かうので、空燃比は要求された値に保たれる。
【０１２３】
ステップ１１０４において、前記ＦＰＧが「０」か否かを判断する。ＦＰＧが「０」ではないと判断された場合には、その後の処理を一旦終了する。すなわち、蒸発燃料補正量がステップ１１０３の処理により０となるまで、ステップ１１０３により得られたＦＰＧに基づいて最終燃料噴射量が増えていく。すなわち、空燃比はリッチスパイクに対応したリッチ側の空燃比に振られる。
【０１２４】
そして、ステップ１１０４において、前記ＦＰＧが「０」と判断される場合には、ステップ１１０５に移行する。ステップ１１０５において、リッチスパイク制御の実行を許可し、その後の処理を一旦終了する。
次に、図１９を用いて従来技術と本実施例の制御上の相違を説明する。
【０１２５】
図１９（１）は、図５で説明したリッチスパイクカウンタのカウントアップの様子を示している。図１９（４）は、従来のパージ実行中におけるリッチスパイク前後の空燃比の変化を示したものでありリッチスパイク前は要求された空燃比に対してパージの影響で要求空燃比より濃い空燃比にずれた状態が続くことを示している。このまま要求空燃比からずれた状態でリッチスパイクが実行されると、空燃比がリッチスパイクに対応した空燃比より濃い状態となり、ついにはリッチ失火が発生することがある。
【０１２６】
一方、図１９（３）は、本件実施例のＤＰＧのみを制御した場合である。ＤＰＧはリッチスパイクが実行される前まで徐々に減算することによって、空燃比を要求される空燃比より濃い状態から要求される空燃比へと徐々に変更する。この結果、リッチスパイクが実行されたときは、リッチスパイクに対応する空燃比に合わせることができるので、リッチ失火が防止できる。またＤＰＧを徐々に減算するので、空燃比の荒れを抑制して燃焼を安定させることもできる。さらに徐々にＤＰＧを減算するので、ＤＰＧを急激に減少させて要求空燃比に一致させる方法に比べてパージ実行時間が長くなり、よって、パージ量を十分確保することができる。
【０１２７】
次に、図１９（２）は、図１４の実施例に対応したものであって、ＤＰＧ及びＦＰＧを共に徐々に減算して０に近づける場合である。ＤＰＧを減算すると空燃比はリーン側に振られ、ＦＰＧを減算すると空燃比はリッチ側に振られる。従って、ＤＰＧ及びＦＰＧを同期して減算すれば、空燃比を要求空燃比に一致させることができる。
【０１２８】
このように、この実施施の形態によれば、ＤＰＧ制御と相まって、リッチスパイク実行に至るまでの間、空燃比を要求空燃比に一致させることができ、リッチスパイク制御時において、蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は低減される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火の発生等を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持することができる。
【０１２９】
なお、第４の実施の形態においては、ステップ１１０３において減量されるＦＰＧは所定値αは定数であったが、これを運転状態に応じた変数としてもよい。
【０１３０】
また、上記第４の実施の形態においては、ステップ１１０３においてＦＰＧは所定値αの減量を繰り返し、徐々にＦＰＧを減量し、やがてゼロとすることとしたが、これを一度でＦＰＧを「０」としてもよい。
【０１３１】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明を具体化した第５の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態の構成等においては上述した第２の実施の形態と同等であり、単に制御対象をＤＰＧからＦＰＧにしただけである。そして、このＦＰＧ制御は、第２の実施の形態によるＤＰＧ制御と相まって、図１９（２）の作用を奏する。この例は（１−２）（１−３）の特徴点を実施するものである。
【０１３２】
図１５は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして前記ＥＣＵ３０により実行される。
【０１３３】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ１２０１において、現在、ブレーキ制御が実行されているか否かを判断する。そして、ブレーキ制御が実行されていると判断される場合には、蒸発燃料の供給は不適当と判断し、ステップ１２０３において、蒸発燃料量補正量ＦＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ブレーキ制御が実行されていると判定された場合は、前記式（１）から最終噴射燃料量＝基本噴射燃料量＋Ｋ１となる。但し、Ｋ１はブレーキ負圧確保時に空燃比を要求空燃比に一致させるための燃料噴射量の補正係数である。ブレーキ負圧確保時はスロットルを閉じる方向に駆動するので、結果的に空燃比はリッチ側に変化する。従って、Ｋ１はパージ中止時に空燃比を、要求空燃比、例えばストイキあるいは所定のリーン空燃比に一致させる補正係数であるといえる。
【０１３４】
一方、前記ステップ１２０１において、現在、ブレーキ制御が実行されていないと判断される場合には、ステップ１２０２に移行する。ステップ１２０２においては、ブレーキ負圧が予め設定された所定値ＢｋＰａ（絶対圧）よりも大きいか否かを判断する。ここで、この所定値ＢｋＰａというのは、ブレーキ負圧が当該値に更に一定値を加算した値となった場合にフレーキ負圧確保の処理が実行されるという値である。このブレーキ負圧が、上記所定値ＢｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ１２０４において、前記差圧ｄｐに基づいてＦＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ＦＰＧは差圧ｄｐの関数ｇとして算出される。そして、算出したＦＰＧ＝ｇ（ｄｐ）に基いて、蒸発燃料量補正量により燃料噴射量が制御されることとなる。
【０１３５】
この間、図１９（２）から明かなように、ＤＰＧ制御の場合とＦＰＧ制御の値とが互いに相殺し、空燃比を要求される空燃比に一致させることができる。
【０１３６】
また、前記ステップ１２０２において、ブレーキ負圧が、上記所定値ＢｋＰａ以下と判断される場合には、間もなくブレーキ負圧確保の処理（スロットル弁２３を一時的に閉じて、空燃比をストイキ近傍まで濃くする処理）が実行されることを推測し、ステップ１２０３において、ＦＰＧを「０」として、その後の処理を一旦終了する。すなわち、ブレーキ負圧確保の処理が間もなく実行されると判定された場合は、式（１）から最終噴射燃料量＝基本噴射燃料量＋Ｋ１（Ｋ１はブレーキ負圧確保時の燃料噴射量の補正係数）となり、空燃比はブレーキ前よりリッチ側へと振られることを意味する。
【０１３７】
この結果、ブレーキ負圧が必要となるまで、図１９の（２）で示したように、図１５で示したＤＰＧ制御が行われ、ＦＰＧが０に近づくにつれ、すなわちリッチ側に空燃比が振られるのに対し、ＤＰＧも０に近づいてリーン側に空燃比が振られ、相対的に空燃比を目標のリーン状態にすることができる。
【０１３８】
この実施の形態によれば、成層燃焼状態において、負圧により制動操作を助勢するためのブレーキブースタ７１内の負圧確保の際、濃い空燃比になろうとするが、ＥＣＵ３０は負圧確保の前段階においてＦＰＧをゼロにし、ＤＰＧ制御と相まって空燃比を一定に維持し、ブレーキ負圧確保の処理時に蒸発燃料によって空燃比に与えられる影響は排除する。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火等の発生を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持できる。
【０１３９】
特に、筒内噴射型の希薄燃焼内燃機関では、通常スロットル弁がほぼ全開で運転されることが多いため、ブレーキによる制動を行うとき、ブレーキブースタ用の負圧をその都度生成しなければならない。負圧の生成は、スロットル弁を一時的に閉ざすことで行うが、すると、一時的に空燃比がリッチとなり、失火を招くおそれがある。そこで、このような場合、上記したように蒸発燃料の供給を制限することで、失火を防止できる。このように、本例は、筒内噴射型の希薄燃焼内燃機関においてきわめて有効な手段である。
【０１４０】
上記第５の実施の形態においては、ステップ１２０３においてＦＰＧは一度でカットしてＦＰＧを「０」としたが、徐々にＦＰＧを減量するようにしてもよい。
【０１４１】
＜第６の実施の形態＞
次に、本発明を具体化した第６の実施の形態について説明する。ただし、本実施の形態の構成等においては上述した第３の実施の形態と同等である。この例は、（１−４）を実施する例である。
【０１４２】
図１６は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして前記ＥＣＵにより実行される。なお、この処理は、第３の実施形態である図８のＤＰＧ制御と併用される。
【０１４３】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ１３０１において、大気圧が予め設定された所定値ＣｋＰａよりも大きいか否かを判断する。この大気圧が、上記所定値ＣｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ１３０３において、前記差圧ｄｐに基づいてＦＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、吸気密度の低下はないものとして、通常どおり差圧ｄｐの関数ｈとしてＦＰＧを算出する。そして、ＦＰＧの多寡によって最終燃料噴射量が調節される。
【０１４４】
また、前記ステップ１３０１において、大気圧が、上記所定値ＣｋＰａ以下と判断される場合には、ステップ１３０２で、前回のＦＰＧi-1に、図９に表される大気圧との対応から求められる補正係数β（０≦β≦１）を乗じた値を新たなＦＰＧとして設定する。その後の処理を一旦終了する。すなわち、このステップ１３０２を経ることにより、ＦＰＧは徐々に減量されていく。ＦＰＧが徐々に減算されることで、空燃比はリッチ側へと振られる。
【０１４５】
これに対し、ＤＰＧによる制御では、空燃比はリーン側へと振られるので、両者の制御により、空燃比が要求空燃比に維持される。
【０１４６】
本実施の形態によれば、成層燃焼状態において、高地では空気密度（吸気密度）が小さいため、平地に比べて空燃比がリッチになりがちとなる。これに対し、ＥＣＵ３０は、大気圧（空気密度に相当）が小さいとき、ＥＣＵ３０はＦＰＧを減量して、最終燃料噴射量は増量するが、同時にＤＰＧも制御され、蒸発燃料量が減るので、本来要求された空燃比に制御することができる。
【０１４７】
このため、高地においては蒸発燃料による空燃比への影響は低減される。従って、空燃比は好適に制御され、乱れることがない。その結果、リッチ失火の発生等を防止することができ、ひいてはドライバビリティを良好に保持できる。
【０１４８】
上記第６の実施の形態においては、補正係数βとして図９に示されるように、大気圧に対応して直線的に変化する値を用いたが、これは、大気圧に対応して所定値ＣｋＰａまで漸増する特性を有すれば、その他の任意の曲線を採用することができる。
＜第７の実施の形態＞
次に、本発明を具体化した第７の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第６の実施の形態において、補正係数βをベーパ濃度に応じてβ’に変更するようにした例である。また、図示しないが、第３の実施形態である図８のＤＰＧ制御に、図１７におけるβ’を利用し、これを本実施の形態と併用する。
【０１４９】
なお、本実施の形態例は、（１−６）を実施する例である。
【０１５０】
図１７は、本実施の形態における蒸発燃料の制御を実行するための「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャートであって、メインルーチンとして前記ＥＣＵにより実行される。
【０１５１】
処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ３０は先ずステップ２３０１において、大気圧が予め設定された所定値ＣｋＰａよりも大きいか否かを判断する。この大気圧が、上記所定値ＣｋＰａよりも大きいと判断される場合には、ステップ２３０５において、前記差圧ｄｐに基づいてＦＰＧを算出し、その後の処理を一旦終了する。すなわち、吸気密度の低下はないものとして、通常どおり差圧ｄｐの関数ｈとしてＦＰＧを算出する。そして、その結果に基づいて、最終燃料噴射量が調節される。
【０１５２】
また、前記ステップ１３０１において、大気圧が、上記所定値ＣｋＰａ以下と判断される場合には、ステップ２３０２で蒸発燃料室８４に設けられた濃度検出手段としてのＨＣセンサ（図示せず）でベーパ濃度が検出され、ステップ２３０３でそのベーパ濃度に対応する補正係数β’を図１８に示したマップから算出する。
【０１５３】
次いで、ステップ２３０４で、前回のＦＰＧi-1に、図１８に表される大気圧、ベーパ濃度との対応から求められる補正係数β’（０≦β’≦１）を乗じた値を新たなＦＰＧとして設定する。その後の処理を一旦終了する。すなわち、このステップ２３０２を経ることにより、ＦＰＧは徐々に減量されていく。ＦＰＧが徐々に減算され、空燃比はリッチ側へと振られる。
【０１５４】
これに対し、ＤＰＧによる制御では、空燃比はリーン側へと振られるので、両者の制御により、空燃比が要求空燃比に維持される。
【０１５５】
次に、本実施の形態の作用及び効果は第６の実施の形態と同一であるが、さらに、この場合は、ベーパ濃度の変化に伴いより細かな制御が可能なる。
＜第８の実施形態＞
図２０に基づいて、蒸発燃料の濃度を検出して、パージ制御を行う場合を説明する。これは（１−６）の特徴点を実現したものである。（１−５）の特徴点と同様に、ブレーキ制御の際、パージ量を「０」にするのではなく、パージ制御弁を絞って、蒸発燃料量を少なくする一方、燃料噴射弁から供給される燃料噴射量も制限し、必要な最終燃料噴射量を、蒸発燃料と燃料噴射弁からの燃料噴射から得る場合において、蒸発燃料の濃度を考慮し、濃度に応じてパージ量あるいは燃料噴射状態を補正制御する。
【０１５６】
まず、ブレーキ制御のパージ制御を行うルーチンに入る（ステップ３０２１）。このときベーパ濃度検出手段によりベーパ濃度を検出しておく（ステップ３０２２）。
【０１５７】
次いで、ブレーキ負圧が予め定めた基準値ＢＫＰａ以下であるか否かが判定される（ステップ３０２３）。基準値以下であれば、運転状態検出手段によって、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度、パージ制御弁開度、機関回転数、エンジン負荷等が検出され、ＣＰＵに取り込まれる（ステップ３０２４）。その後、ブレーキ制御時の空燃比決定手段が空燃比の決定を行う（ステップ３０２５）。
【０１５８】
ステップ３０２５で決定された空燃比で運転状態を決定すべく、ステップ３０２６では、ブレーキ制御時における運転状態補正手段により、ベーパ濃度に応じてブレーキ制御時の燃料噴射量、燃料噴射時期、パージ制御弁開度の補正量が決定される。
【０１５９】
この補正量を考慮し、前記のように決定した空燃比となるよう、燃料噴射弁から供給される燃料噴射量、また、パージ制御弁開度による蒸発燃料の供給量が決定される。すなわち、最終燃料噴射量は、エンジン回転数及びアクセル開度と、基本燃料噴射量との相関関係を定めたマップから算出された、燃料噴射量に上記補正量を考慮した燃料噴射量に蒸発燃料量を加えて得る。
【０１６０】
燃料噴射時期（ＡＩＮＪ）の決定に当たっては、図２１に示したマップを参照する。このマップは蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）と燃料噴射時期の変化量（△ＡＩＮＪ）との相関関係を予め定めたもので、ＲＯＭに記憶されている。図２１において、グラフと横軸との交差部分は理論空燃比を示す。この交差部分より左の部分は空気のみをパージしていることを意味する。すなわち、前回の燃料噴射時期（ＡＩＮＪＯ）から、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）に対応する燃料噴射時期の変化量（△ＡＩＮＪ）を減ずることで、今回の燃料噴射時期を算出する。
【０１６１】
ステップ３０２７では、決定された条件に従って、ブレーキ時のパージ制御を実行する。
なお、ステップ３０２３で、ブレーキ負圧が予め定めた基準値ＢＫＰａ以下でない場合、処理は終了する。ベーパ濃度検出手段としては、ＨＣセンサの他に、吸気管に設けた酸素センサ、排気管に設けた空燃比センサからベーパ濃度を算出してもよい。
【０１６２】
この場合、ブレーキ制御時にもパージガスを供給できるので、パージ機会が増加してベーパの大気への放出が防止できる。また、ベーパ濃度に応じて燃料噴射量や燃料噴射時期などを決定するので、最適な空燃比を実現でき、ドライバビリティを良好に保つことができる。
本発明の実施の形態は上記に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
【０１６３】
まず、上記各実施の形態においては、蒸発燃料供給制御ルーチンにおける成層燃焼状態で可燃混合気の空燃比が定常的な成層燃焼状態の空燃比よりも濃くされることの判定は、それぞれ単独に、リッチスパイク制御を行うためにＮＯｘ吸蔵還元触媒６１に吸蔵されたＮＯｘの量が所定量よりも多くなったことの判定、圧力センサ７２により検出されたブレーキブースタ７１内の負圧量が所定量よりも不足していることの判定または吸気圧センサ４６により検出された吸気ダクト２０内の空気の密度が基準値よりも低いことの判定を行ったが、これを上記各判定のうちの２以上を同時に実施して蒸発燃料の減量・停止を実施するようにしてもよい。
【０１６４】
上記各実施の形態では、筒内噴射式のエンジン１に本発明を具体化するようにしたが、その他のいわゆる成層燃焼、弱成層燃焼を行うタイプの内燃機関であってもよい。例えば吸気ポート７ａ，７ｂの吸気弁６ａ，６ｂの傘部の裏側に向かって噴射するタイプのものも含まれる。また、吸気弁６ａ、６ｂ側に燃料噴射弁が設けられてはいるが、直接シリンダボア（燃焼室５）内に噴射するタイプのものも含まれる。
【０１６５】
また、上記各実施の形態では、ヘリカル型の吸気ポートを有し、いわゆるスワールを発生させることが可能な構成としたが、かならずしもスワールを発生しなくともよい。従って、例えば上記実施の形態におけるスワールコントロールバルブ１７、ステップモータ１９等を省略することもできる。
【０１６６】
さらに、上記各実施の形態では、内燃機関としてガソリンエンジン１の場合に本発明を具体化したが、その外にもディーゼルエンジン等の場合等にも具体化できる。
【０１６７】
上記各実施の形態では、吸気圧センサ６１により大気圧ＰＡを検出するようにしたが、別途大気圧センサを設け、これにより大気圧センサを設け、これにより大気圧を検出するようにしてもよい。
また、ブレーキ制御の際、パージ量を常に「０」にするのではなく、パージ制御弁を絞って、蒸発燃料量を少なくする一方、燃料噴射弁から供給される燃料噴射量も制限し、蒸発燃料と燃料噴射弁からの燃料噴射から得る必要な最終燃料量を、全体として減少させるようにすることも可能である。
【０１６８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、蒸発燃料の流量を調整する調整手段とを有する希薄燃焼内燃機関に蒸発燃料供給制御装置において、成層燃焼状態での空燃比を適切に制御することができ、もって空燃比の乱れに伴うリッチ失火等の発生を防止することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の基本的な概念を示す概念構成図である。
【図２】第１の実施の形態における筒内噴射式エンジンの蒸発燃料供給制御装置を示す外力構成図である。
【図３】ＥＣＵの電気的構成を示すブロック回路図である。
【図４】エンジンのシリンダ部分を拡大して示す断面模式図である。
【図５】ＮＯｘ放出フラグの制御ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図６】ＥＣＵにより実行される「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図７】第２の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図８】第３の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図９】大気圧に対する補正係数の関係を示すマップである。
【図１０】蒸発燃料量の補正制御例を示したフローチャート図である。
【図１１】スロットル開度ＴＡと蒸発燃料量補正量ＦＰＧとエンジン回転数ＮＡとの相関関係を定めたマップである。
【図１２】蒸発燃料量補正量ＦＰＧとパージガス量Ｑｐとの関係を定めたマップである。
【図１３】蒸発燃料量補正量ＦＰＧと、大気圧・インテークマニホールド圧間の差圧との間の相関関係を定めたマップである。
【図１４】第４の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図１５】第５の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図１６】第６の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図１７】第７の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図１８】大気圧とベーパ濃度に対する補正係数の関係を示すマップである。
【図１９】リッチスパイク制御とパージ制御との関係を示したタイムチャート図である。
【図２０】第８の実施の形態における「蒸発燃料供給制御ルーチン」を示すフローチャート図である。
【図２１】蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）と燃料噴射時期の変化量（△ＡＩＮＪ）との相関関係を定めたマップである。
【符号の説明】
１…内燃機関としてのエンジン
１１…燃料供給手段としての筒内噴射用燃料噴射弁
１３…排気通路としての排気ダクト
２０…吸気通路を構成する吸気ダクト
２３…負圧生成手段としてのスロットル弁
２５…運転状態検出手段を構成するスロットルセンサ
２６Ａ…運転状態検出手段を構成するアクセルセンサ
２６Ｂ…運転状態検出手段を構成する全閉スイッチ
２７…運転状態検出手段を構成する上支点センサ
２８…運転状態検出手段を構成するクランク角センサ
２９…運転状態検出手段を構成するＳＣＶセンサ
３０…判定手段及び燃料制限手段を構成するＥＣＵ
４６…運転状態検出手段を構成する吸気圧センサ
４７…運転状態検出手段を構成する水温センサ
６１…リッチスパイク制御手段を構成するＮＯｘ吸蔵還元触媒
６２…運転状態検出手段を構成する酸素センサ
７１…ブレーキブースタ
７２…運転状態検出手段を構成する負圧量検出手段としての圧力センサ
８１…蒸発燃料供給手段としてのパージ制御装置
８３…キャニスタ
８６…調整手段としての電磁開閉弁
８７，８８…電磁開閉弁
８９…燃料タンク
Claims (4)
- 内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段から発生する蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージするパージ通路と、
前記パージ通路から前記吸気系に導入される蒸発燃料量を、内燃機関の運転状態に応じて制御するパージ制御手段と、
希薄燃焼運転時に、希薄燃焼に対応する空燃比からそれより濃い空燃比に移行することを判定する空燃比判定手段と、
空燃比判定手段で空燃比が濃くなると判定したとき、前記パージ制御手段により決定される蒸発燃料のパージ量と、内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料量のうち、少なくともパージ量を制限する燃料制限手段と、
を備え、
前記吸気系内の負圧に基づいて車両の制動操作を助勢するためのブレーキブースタと、前記吸気系の空気流量を絞ることにより、ブレーキ用の負圧を生成する負圧生成手段と、を設けるとともに、
前記空燃比判定手段は、負圧生成手段の作動状態により判定するものであることを特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。 - ブレーキブースタ内の負圧量を検出するための負圧量検出手段を備え、
前記空燃比判定手段は、負圧量検出手段で検出される負圧量により空燃比を判定することを特徴とする請求項１に記載の希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。 - 空燃比判定手段で空燃比が濃くなると判定したとき、前記燃料制限手段によるパージ量の制限に併用して、燃料噴射状態を変更する噴射状態変更手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。
- 蒸発燃料濃度を検出する濃度検出手段を備え、蒸発燃料の濃度に応じてパージ量もしくは燃料噴射状態を補正する補正手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。
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- 1997-11-21 JP JP32181197A patent/JP3870519B2/ja not_active Expired - Lifetime
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