JP4134953B2

JP4134953B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置

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Publication number: JP4134953B2
Application number: JP2004186918A
Authority: JP
Inventors: 敏弘尾崎; 衛吉岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2024-06-24
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Description

本発明は内燃機関の蒸発燃料処理装置に関し、特に、燃料カットに応じて内燃機関へのパージガスの供給も停止される内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。

車両用の内燃機関には、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着して貯えるキャニスタが備えられている。キャニスタに貯えられた蒸発燃料は内燃機関の運転中、吸気通路の負圧を利用してキャニスタからパージされる。キャニスタからパージされた蒸発燃料はキャニスタの大気孔から導入される空気によって希釈され、パージガスとして燃焼室に供給されて燃焼処理される。

パージガスの供給は、キャニスタと吸気通路との間に配置されたパージ弁によって制御される。パージ弁が作動して吸気通路の負圧がキャニスタに作用することで、キャニスタからの蒸発燃料のパージが促されてキャニスタの吸着能力は回復する。キャニスタの吸着能力には限度があり、吸着能力以上の蒸発燃料はキャニスタから外部へオーバーフローすることになる。蒸発燃料のオーバーフローはエミッションの悪化を招くため、蒸発燃料の吸着量がキャニスタの容量を超えないよう、燃焼室へ供給するパージガスの流量は可能な限り大きく設定したい。しかしその一方で、蒸発燃料を含むパージガスは空燃比を変動させる外乱となるため、ドライバビリティに影響を与えないようにパージガス流量を設定する必要もある。

パージ制御に関しては、従来、様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された従来技術では、空燃比フィードバック制御におけるフィードバック係数から燃料供給量の学習補正値を求め、学習補正値の更新回数が多いほどパージガス流量を多く設定することで、空燃比のずれを抑えながら蒸発燃料を多量にパージすることを可能にしている。
特開平６−２６４０９号公報特開平８−１４０８３号公報特開平７−２６９３９９号公報

ところで、内燃機関においては、機関回転数が上限回転数に達した場合に機関回転数が適当に低下するまでの間、或いは、アクセルペダルが戻された場合に再びアクセルペダルが踏み込まれるまでの間、パージガスの供給も含めた一切の燃料供給を停止する、燃料カットが実行されている。燃料カット時には燃料噴射の停止に伴って空燃比フィードバック制御が一端中止されるため、燃料カットからの復帰後は空燃比のずれが生じやすい。このため、燃料カットからの復帰に伴いパージガスの供給を再開する場合には、空燃比のずれによりドライバビリティに悪影響を与えないようにパージガス流量を制御する必要がある。

上記従来技術の場合には、燃料カットにより蒸発燃料のパージがなくなったときには学習補正値の更新回数がリセットされる。これにより、パージガス流量は基本量に戻されることになり、燃料供給量の学習が進んだときよりもパージガス流量は少ない値に設定されることになる。しかし、このように燃料カットの度にパージガス流量が減量されることになると、燃料カットが頻繁に行われる状況ではキャニスタからの蒸発燃料のパージが進まず、終にはキャニスタから蒸発燃料がオーバーフローしてしまう可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃料カットが頻繁に行われる状況において、ドライバビリティを損ねることなく蒸発燃料のパージを十分に実行できるようにした内燃機関の蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気通路に供給するパージ手段と、
前記パージ手段の作動時における排気空燃比と目標空燃比とのずれからパージガスの濃度を学習し、学習したパージガス濃度に基づいて燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じたパージガス流量となるよう前記パージ手段の作動を制御するとともに、燃料カット時には前記パージ手段の作動を停止し、燃料カットからの復帰後の所定のパージ再開期間は定常運転時よりもパージガス流量を低く設定するパージ制御手段と、を備える内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
前記内燃機関がアクセルペダルの操作に応じて所定頻度以上の頻度で頻繁に燃料カットが行われる特定運転方法で運転されているか否か判定する判定手段を備え、
前記パージ制御手段は、前記判定手段により前記内燃機関が前記特定運転方法で運転されていると判定されているときは、前記特定運転方法で運転されていないと判定されているときに比較して、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間を短縮することを特徴としている。

第２の発明は、第１の発明において、前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段によるパージガス濃度の学習回数が多いほど、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間を短縮することを特徴としている。

第３の発明は、第１の発明において、前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段により学習されるパージガス濃度が低いほど、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間を短縮することを特徴としている。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段によって燃料カット前に学習されたパージガス濃度と、燃料カットからの復帰後に学習されたパージガス濃度との濃度差を算出し、前記濃度差が所定範囲を超える場合には、前記パージ再開期間の変更を禁止することを特徴としている。

また、第５の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気通路に供給するパージ手段と、
前記パージ手段の作動時における排気空燃比と目標空燃比とのずれからパージガスの濃度を学習し、学習したパージガス濃度に基づいて燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じたパージガス流量となるよう前記パージ手段の作動を制御するとともに、燃料カット時には前記パージ手段の作動を停止し、燃料カットからの復帰後の所定のパージ再開期間は定常運転時よりもパージガス流量を低く設定するパージ制御手段と、を備える内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
前記内燃機関がアクセルペダルの操作に応じて所定頻度以上の頻度で頻繁に燃料カットが行われる特定運転方法で運転されているか否か判定する判定手段を備え、
前記パージ制御手段は、前記判定手段により前記内燃機関が前記特定運転方法で運転されていると判定されているときは、前記特定運転方法で運転されていないと判定されているときに比較して、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間におけるパージガス流量を大きく設定することを特徴としている。

第６の発明は、第５の発明において、前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段によるパージガス濃度の学習回数が多いほど、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間におけるパージガス流量を大きく設定することを特徴としている。

第７の発明は、第５の発明において、前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段により学習されるパージガス濃度が低いほど、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間におけるパージガス流量を大きく設定することを特徴としている。

そして、第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、前記判定手段は、燃料カットの継続時間が所定時間を上回ったときには、前記特定運転方法での運転を終了したと判定することを特徴としている。

第１の発明によれば、ドライバによる内燃機関の運転方法が特定運転方法にあると判定されるときには、燃料カットからの復帰後のパージ再開期間が通常時よりも短縮され、より早期に定常運転時のパージガス流量が実現されることになる。燃料カットからの復帰後、パージガス濃度の学習が進んでいない状況でパージガス流量を高くすると、空燃比がオーバーリッチになって加速度が変動する可能性がある。しかし、特定運転方法はドライバが意図してアクセルペダルを頻繁に操作することで実現されているものであるので、多少の加速度の変動が生じたとしてもドライバが違和感を覚えることはない。つまり、第１の発明によれば、アクセルペダルの操作に応じて頻繁に燃料カットが行われている状況に限定してパージ再開期間が短縮されることにより、ドライバビリティを損ねることなく蒸発燃料のパージを十分に実行することができる。

パージガス濃度の学習回数が多いほどその学習値の学習精度は高く、燃料カットからの復帰後のパージガスの供給に伴う空燃比のずれは小さい。第２の発明によれば、パージガス濃度の学習回数が多いほどパージ再開期間を短縮することで、より早期に定常運転時のパージガス流量を実現し、蒸発燃料のパージをより十分に実行することが可能になる。

パージガス濃度が低いほどパージガスの供給が空燃比へ与える影響は小さい。第３の発明によれば、パージガス濃度が低いほどパージ再開期間を短縮することで、より早期に定常運転時のパージガス流量を実現し、蒸発燃料のパージをより十分に実行することが可能になる。

なお、燃料カットからの復帰後に学習されたパージガス濃度が燃料カット前に学習されたパージガス濃度から大きくずれている場合には、復帰後におけるパージガス濃度の学習精度が未だ十分でないと判断することができる。第４の発明によれば、燃料カットの前後でそれぞれ学習されたパージガス濃度の濃度差が所定範囲を超える場合には、特定運転方法で運転されている場合であってもパージ再開期間の変更が禁止されるので、学習精度が未だ不十分な状況でのパージガス流量の増大により空燃比が大きくずれることを防止できる。

第５の発明によれば、ドライバによる内燃機関の運転方法が特定運転方法にあると判定されるときには、燃料カットからの復帰後のパージ再開期間におけるパージガス流量が通常時よりも高く設定されることになる。燃料カットからの復帰後、パージガス濃度の学習が進んでいない状況でパージガス流量を高くすると、空燃比がオーバーリッチになって加速度が変動する可能性がある。しかし、特定運転方法はドライバが意図してアクセルペダルを頻繁に操作することで実現されているものであるので、多少の加速度の変動が生じたとしてもドライバが違和感を覚えることはない。つまり、第５の発明によれば、アクセルペダルの操作に応じて頻繁に燃料カットが行われている状況に限定してパージ再開期間におけるパージガス流量が大きく設定されることにより、ドライバビリティを損ねることなく蒸発燃料のパージを十分に実行することができる。

パージガス濃度の学習回数が多いほどその学習値の精度は高く、燃料カットからの復帰後のパージガスの供給に伴う空燃比のずれは小さい。第６の発明によれば、パージガス濃度の学習回数が多いほどパージ再開期間におけるパージガス流量を大きく設定することで、蒸発燃料のパージをより十分に実行することが可能になる。

パージガス濃度が低いほどパージガスの供給が空燃比へ与える影響は小さい。第７の発明によれば、パージガス濃度が低いほどパージ再開期間におけるパージガス流量を大きく設定することで、蒸発燃料のパージをより十分に実行することが可能になる。

なお、燃料カットが長時間継続した場合、その間に発生した蒸発燃料の影響により燃料カットからの復帰後におけるパージガス濃度は燃料カット前よりも高濃度になっている可能性がある。第８の発明によれば、燃料カットの継続時間が所定時間を上回ったときには特定運転方法での運転は終了したとみなされ、以降は通常の運転方法での制御が実行されるので、燃料カットからの復帰後に高濃度のパージガスが多量に供給されて空燃比が大きくずれることを防止できる。

実施の形態１．
以下、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。

［エンジンシステムの構成の説明］
図１は本発明の実施の形態１としての内燃機関の蒸発燃料処理装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。本実施形態にかかる内燃機関２の燃焼室１６には、吸気通路４と排気通路６が接続されている。燃焼室１６と吸気通路４との接続部にはその連通状態を制御する吸気弁８が設けられ、燃焼室１６と排気通路６との接続部にはその連通状態を制御する排気弁１０が設けられている。吸気通路４にはエアクリーナ２０が配置され、エアクリーナ２０の下流には燃焼室１６内へ流入する新気の量を調整する電子制御式のスロットル弁１８が配置されている。吸気通路４の吸気弁８の近傍には、燃焼室１６に燃料を供給するための燃料噴射弁１４が取り付けられている。

燃料噴射弁１４から噴射される燃料は図示しない燃料通路を通って燃料タンク５０から供給される。燃料タンク５０には内部で発生した蒸発燃料を抜き出すためのベーパ通路４４が接続されている。ベーパ通路４４の一端は、内部に蒸発燃料を吸着するための活性炭が充填されたキャニスタ４０に接続されている。このため、燃料タンク５０の内部で発生した蒸発燃料はベーパ通路４４を通ってキャニスタ４０に到達し、キャニスタ４０の内部に吸着される。キャニスタ４０には大気供給通路４６が接続されると共に、スロットル弁１８の下流において吸気通路４に連通するパージ通路４２が接続されている。パージ通路４２にはその内部を流れるガスの流量を制御するためのパージ制御弁４８が設けられている。パージ制御弁４８はデューティ制御されることにより任意の開度を実現する制御弁である。

内燃機関２はその制御装置としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えている。ＥＣＵ３０は複数のセンサによって検出される内燃機関２の作動データに基づき内燃機関２の作動に係わる各種機器を総合的に制御する。ＥＣＵ３０の入力側には回転数センサ３２、Ａ／Ｆセンサ３４、エアフローメータ３６、アクセルポジションセンサ３８が接続されている。回転数センサ３２はクランク軸２２の近傍に取り付けられ、機関回転速度に応じた信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ３４は排気通路６に設けられ、排気ガスの空燃比（排気空燃比）に応じた信号を出力する。エアフローメータ３６はエアクリーナ２０の直ぐ下流部分に設けられ、吸入空気流量に応じた信号を出力する。また、アクセルポジションセンサ３２は図示しないアクセルペダルに取り付けられ、アクセルポジションに応じた信号を出力する。ＥＣＵ３０の出力側には燃料噴射弁１４とパージ制御弁４８が接続されている。ＥＣＵ３０は各センサ３２，３４，３６，３８から作動データの供給を受けていると共に、各機器１４，４８に対して駆動信号を供給している。なお、ＥＣＵ３０にはこれらのセンサ３２，３４，３６，３８や機器１２，４８以外にも複数のセンサや機器が接続されているが、ここではその説明は省略する。

［パージ制御の概略説明］
ＥＣＵ３０が実施する内燃機関２の制御の一つとして、キャニスタ４０に吸着された蒸発燃料をパージするパージ制御がある。このパージ制御は、内燃機関２の運転中、所定のパージ実行条件が成立する場合にパージ制御弁４８を適当にデューティ駆動することで実行される。パージ実行条件は、内燃機関２の運転状態が所定のゾーンに入っていることを条件とする。内燃機関２の運転状態は機関回転数や吸入空気流量から判断することができる。

パージ制御時のパージ制御弁４８の駆動デューティ比は、パージ率epgrが目標パージ率になるように制御される。パージ率epgrとは吸入空気流量に対するパージガス流量の比であり、目標パージ率はその制御上の目標値である。目標パージ率は、内燃機関２の運転状態を検索条件として予め作成されたマップを検索することで求められる。パージガス流量は吸気圧力とパージ制御弁４８の駆動デューティ比から算出され、吸気圧力は吸入空気流量などに基づいて推定される。

パージ制御弁４８がデューティ駆動されることで、内燃機関２の吸気通路４の負圧がキャニスタ４０に導かれる。その結果、キャニスタ４０内の蒸発燃料は大気供給通路４６から吸入された新気とともにパージガスとしてパージ通路４２に放出される。放出されたパージガスはパージ通路４２を通って吸気通路６に供給され、燃焼室１６において燃焼処理される。

［空燃比フィードバック制御の概略説明］
また、ＥＣＵ３０は、内燃機関２の制御の一つとして、燃焼室１６内の混合気の空燃比を所望の目標空燃比にするための空燃比フィードバック制御も実施している。空燃比フィードバック制御は、内燃機関２の運転中、Ａ／Ｆセンサ３４により検出される排気空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射弁１４からの燃料噴射量を制御するものである。本実施形態のシステムでは、パージ制御弁４８の作動時は、燃料噴射弁１４からの燃料に加えてパージガスに含まれる蒸発燃料も燃焼室１６内に供給されるので、パージガスの供給に伴う空燃比の変動も考慮して燃料噴射量を制御する必要がある。

燃料噴射弁１４からの燃料噴射量は、燃料噴射弁１４の開弁時間である燃料噴射時間tauにより決まる。燃料噴射時間tauは、次の（１）式によって算出される。
tau＝tp×（fw＋faf＋kg−fpg）・・・（１）
上記（１）式中、tpは基本燃料噴射時間であり、機関回転数Neと吸入空気流量Gaとの比（Ga／Ne）に所定の噴射係数を乗算することで算出される。また、上記（１）式中、fw、faf、kg、及びfpgはそれぞれ補正係数である。このうち、fwは水温補正係数であり、内燃機関２の冷却水温に応じて設定される。冷却水温は図示しない内燃機関２のウォータジャケットに取り付けられた図示しない水温センサにより検出される。

上記（１）式におけるfafは空燃比補正係数である。空燃比補正係数fafは、Ａ／Ｆセンサ３２の出力から排気空燃比が目標空燃比よりもリッチであると判定されている間は、小さなステップで減少方向に更新される。その結果、燃料噴射時間tauは僅かずつ減少し、Ａ／Ｆセンサ３２により検出される排気空燃比はやがて目標空燃比よりもリーンに反転する。排気空燃比が目標空燃比よりもリッチからリーンに反転すると、空燃比補正係数fafはその時点で大きく増加方向にスキップされる。そして、排気空燃比が目標空燃比よりもリッチに反転するまで、空燃比補正係数fafは小さなステップで増加方向に更新される。その結果、燃料噴射時間tauは僅かずつ増加し、排気空燃比はやがて目標空燃比よりもリーンからリッチに反転する。排気空燃比が目標空燃比よりもリーンからリッチに反転すると、空燃比補正係数fafはその時点で大きく減少方向にスキップされる。以後、上述した更新処理が繰り返し実行されることにより、排気空燃比は目標空燃比の近傍に維持される。

空燃比を精度良く目標空燃比の近傍に維持するためには、空燃比補正係数fafが基準値（例えば１や０）を中心として増減することが望ましい。このような状況は、基本燃料噴射時間tpがほぼ目標空燃比に対応していれば実現することができる。しかしながら、内燃機関２には個体差が存在し経時変化も生ずる。このため、通常、基本燃料噴射時間tpと目標空燃比との間にはある程度のずれが生じている。上記（１）式におけるkgは、このような内燃機関２の個体差等の影響による空燃比のずれを吸収するために設定された空燃比学習係数である。空燃比学習係数kgは、下記の（２）式によって表される。
kg＝kg＋tfafav ・・・（２）

上記（２）式において、左辺のkgは更新後の空燃比学習係数であり、右辺のkgは更新前の空燃比学習係数である。また、tfafavは、空燃比補正係数fafの平滑値fafavと空燃比補正係数fafの基準値との偏差に応じて設定される更新値である。ＥＣＵ３０は、上記の（２）式に示すように、一定のクランク角毎に更新値tfafavを算出し、それを積算したものを空燃比学習係数kgとして学習している。空燃比学習係数kgの学習が進むにつれて、空燃比補正係数fafのその基準値からの定常的なずれは空燃比学習係数kgによって吸収され、空燃比補正係数fafをその基準値を中心にして増減させることができるようになる。なお、空燃比学習係数kgの学習は、パージガスの供給に伴う空燃比の変化の影響を避けるため、パージ制御が実行されていない時に実行される。

キャニスタ４０から吸気通路４にパージガスがパージされる場合は、その影響で燃焼室１６内の混合気の空燃比に変化が生ずる。このため、パージ制御の実行が開始されると、空燃比補正係数fafの中心は、その基準値からリッチ側にシフトし始める。上記（１）式におけるfpgは、このようなパージガスの供給に伴う空燃比補正係数fafのシフトを防ぐために設定されたパージ補正係数である。パージ補正係数fpgは、次の（３）式に示すように、濃度学習係数efgpgと現在のパージ率epgrとの積として算出される。
fpg＝efgpg×epgr ・・・（３）

上記（３）式における濃度学習係数efgpgは、パージガスの濃度（パージガス中の蒸発燃料濃度）に対応する学習値である。パージガスの供給が空燃比に与える影響はパージガスの濃度によって変化するため、空燃比を精度良く目標空燃比の近傍に維持する上では、パージガスの濃度を把握することは重要である。ＥＣＵ３０は、パージ制御の実行中における空燃比補正係数fafのその基準値からの定常的なずれからパージガスの濃度に対応する濃度学習係数efgpgを学習する。濃度学習係数efgpgは、下記の（４）式によって表される。
efgpg＝efgpg＋（tfafav／epgr）・・・（４）

上記（４）式において、左辺のefgpgは更新後の濃度学習係数であり、右辺のefgpgは更新前の濃度学習係数である。前述のように、tfafavは、空燃比補正係数fafの平滑値fafavと空燃比補正係数fafの基準値との偏差に応じて設定される更新値である。ＥＣＵ３０は、上記の（４）式に示すように、パージ制御の実行中、一定のクランク角毎に更新値tfafavを算出し、更新値tfafavと現在のパージ率epgrとの比を積算したものを濃度学習係数efgpgとして学習している。パージガスの濃度が高いほど、濃度学習係数efgpgも高い値を示す。濃度学習係数efgpgの学習が進むにつれて、パージ制御の実行中における空燃比補正係数fafのその基準値からの定常的なずれは濃度学習係数efgpgによって吸収され、空燃比補正係数fafをその基準値を中心にして増減させることができるようになる。

［燃料カットからの復帰後のパージ制御の説明］
ところで、内燃機関２では、機関回転数が上限回転数に達した場合やアクセルペダルが戻された場合等、所定の条件において燃料カットが実行される。燃料カット時には、前述のパージ制御及び空燃比フィードバック制御は一端中止され、燃料カットからの復帰後に再開される。前述の濃度学習係数efgpgは、空燃比フィードバック制御が中止されている間は中止直前の値に保持されており、空燃比フィードバック制御の再開に伴って新たな値に更新されていく。しかし、空燃比フィードバック制御の再開後しばらくの間は空燃比が安定しないため、精度の高い濃度学習係数efgpgが得られるまでにはある程度の時間を要する。このため、燃料カットからの復帰に伴いパージ制御を再開する場合は、空燃比のずれによりドライバビリティを損ねることがないようパージ制御弁４８の作動を制御する必要がある。

以下では、図２乃至図４を参照しながら、燃料カット時及び燃料カットからの復帰後にＥＣＵ３０に実行されるパージ制御について説明する。図２は、燃料カット時及び燃料カットからの復帰時にＥＣＵ３０により実行されるパージ制御の動作を説明するためのフローチャートである。図２に示すルーチンは、一定のクランク角毎に繰り返し実行されるルーチンである。

最初のステップ１０２では、燃料カット（Ｆ／Ｃ）の条件が成立したか否か判定される。燃料カットの条件は、前述のように、機関回転数が上限回転数に達したこと、アクセルペダルが戻されたこと等である。アクセルペダルが戻されたか否かは、アクセルポジションセンサ３８の出力から判定することができる。判定の結果、燃料カットの条件が成立している場合には、パージ率epgrがゼロに設定される（ステップ１４６）。つまり、パージ制御弁４８の駆動デューティ比がゼロに設定され、吸気通路４へのパージガスの供給が停止される。

ステップ１０２の判定の結果、燃料カット条件が不成立になった場合（例えば、アクセルペダルが再び踏み込まれた場合）には、ステップ１０４以降の処理が実行される。ステップ１０４では、前述のパージ実行条件が成立しているか否か判定される。パージ実行条件が成立していない場合にはステップ１４６に進み、パージ率epgrがゼロに設定される。

一方、パージ実行条件が成立している場合には、次にステップ１０６の判定が行われる。ただし、フローチャートでは省略しているが、最初に燃料カット条件が不成立になりパージ実行条件が成立した時には、パージ上昇許可カウンタのカウントが開始される。パージ上昇カウンタは、濃度学習係数efgpgの更新が行われる毎に１ずつインクリメントされていく。そして、燃料カットの条件が成立したとき、また、パージ実行条件が不成立になったとき、パージ上昇許可カウンタの値はゼロにリセットされる。

ステップ１０６では、バタバタ運転の判定フラグＡが成立しているか否か判定される。ここで、“バタバタ運転”とは、アクセルペダルの操作に応じて所定頻度以上の頻度で頻繁に燃料カットが行われている運転方法のことを指している。バタバタ運転判定フラグＡは、バタバタ運転が行われていると判定されたときに成立（オン）し、バタバタ運転の終了が判定されたときに不成立（オフ）となる。バタバタ運転の判定方法については後述する。

バタバタ運転判定フラグＡが成立していない場合には、ステップ１４２の処理が実行される。ステップ１４２では、前述のパージ上昇許可カウンタが第１所定値（ここでは２０）に達しているか否か判定される。パージ上昇許可カウンタが２０に達するまではパージ再開期間とされ、ステップ１４８の処理に従いパージ率epgrは燃料カット直前に設定されていたパージ率の半分の値に設定される。つまり、濃度学習係数efgpgの更新が２０回行われるまでは、パージガス流量は目標とする流量のおよそ半分の流量に抑制されることになる。燃料カット時の空燃比フィードバック制御の中止により、燃料カットからの復帰直後は濃度学習係数efgpgの学習精度は低くなっている。このため、いきなりパージ率epgrを目標パージ率まで上昇させてしまうと、空燃比が大きくずれてしまいドライバビリティを悪化させるおそれがある。そこで、燃料カットからの復帰後しばらくはパージ率epgrを低く設定してパージガス流量を抑制し、その間に濃度学習係数efgpgの学習を進めるようにしている。

パージ上昇許可カウンタが２０に達してパージ再開期間を脱したら、パージ率epgrを本来の目標パージ率まで上昇させる許可がおりる（ステップ１４４）。フローチャートでは省略しているが、ステップ１４４でパージ率epgrの上昇許可が成立する度に、パージ上昇成立カウンタＢが１ずつインクリメントされていく。パージ上昇成立カウンタＢは、イグニッションスイッチのオン後、パージ上昇許可が成立する度にカウントされるカウンタであり、イグニッションスイッチのオフによってリセットされる。前述のパージ上昇許可カウンタとは異なり、燃料カットによってはリセットされない。

パージ上昇許可が成立することで、ステップ１５０の処理に従いパージ制御弁４８の作動が制御される。ステップ１５０では、パージ率epgrが本来の目標パージ率に向けて上昇方向に更新される。これにより、パージ再開期間の経過後は、パージガス流量は目標とする流量に向けて次第に増大されていくことになる。なお、パージ率epgrの上昇速度は、パージガス流量の増大に伴う空燃比の変化を空燃比フィードバック制御によって吸収できる範囲内に設定されている。

一方、ステップ１０６の判定の結果、バタバタ運転判定フラグＡが成立している場合には、次にステップ１２２の処理が実行される。ステップ１２２では、パージ上昇成立カウンタＢが所定値（ここでは０）よりも大きくなっているか否か判定される。パージ上昇成立カウンタＢは、内燃機関２の始動後に燃料カットからの復帰処理が実行された回数を示すものであるが、パージ上昇成立カウンタＢが大きいほど濃度学習係数efgpgの更新回数も多くなっており、濃度学習係数efgpgの学習が進んでいると考えられる。つまり、パージ上昇成立カウンタＢは、濃度学習係数efgpgの学習の程度を示すバロメータでもある。パージ上昇成立カウンタＢが未だゼロのときには、濃度学習係数efgpgの学習が進んでいないものとして、前述のステップ１４２の処理が実行される。一方、パージ上昇成立カウンタＢが１以上になっているときには、濃度学習係数efgpgの学習がある程度進んでいるものとみなされ、ステップ１４２の処理の代わりにステップ１２４の処理が実行される。

ステップ１２４では、ステップ１４２と同様にパージ再開期間の経過が判定される。ただし、ステップ１４２ではパージ上昇許可カウンタが第１所定値に達するまでをパージ再開期間としているのに対し、ステップ１２４ではパージ上昇許可カウンタが第１所定値より小さい第２所定値（ここでは１０）に達するまでをパージ再開期間としている。つまり、ステップ１２４の処理が選択されることで、ステップ１４２の処理が選択される場合よりもパージ再開期間は短縮されることになる。パージ再開期間が経過するまでは、ステップ１４８の処理に従いパージ率epgrは燃料カット直前に設定されていたパージ率の半分の値に設定される。

そして、パージ上昇許可カウンタが１０に達してパージ再開期間を脱したら、ステップ１３２の判定の成立を条件として、パージ率epgrを本来の目標パージ率まで上昇させる許可がおりる（ステップ１４４）。ステップ１３２では、燃料カット前の濃度学習係数efgpgと現在の濃度学習係数efgpgとが比較され、その偏差の大きさが所定値α以内に収まっているか否か判定される。上記偏差の大きさが所定値α以内に収まっている場合には、濃度学習係数efgpgの学習精度は十分であるとみなされ、直ちにパージ上昇許可がおりる。パージ上昇許可の成立後はパージ率epgrが本来の目標パージ率に向けて上昇方向に更新され、パージガス流量は目標とする流量に向けて次第に増大されていく（ステップ１５０）。

一方、燃料カットの前後における濃度学習係数efgpgの偏差があまりにも大きい場合には、燃料カットからの復帰後における濃度学習係数efgpgの学習精度が未だ十分でない可能性が高い。そのような状況でパージ率epgrを上昇させてしまうと、空燃比の大きなずれを招いてしまうおそれがある。そこで、上記偏差の大きさが所定値αを超える場合にはパージ率上昇許可はおりず、ステップ１４２の処理が実行される。つまり、パージ上昇許可カウンタのカウントが再開され、パージ上昇許可カウンタが２０に達するまでパージ再開期間が延長される。パージ再開期間が延長される分、濃度学習係数efgpgの学習精度は向上する。そして、パージ上昇許可カウンタが２０に達し、延長されたパージ再開期間が経過したとき、パージ上昇許可がおり（ステップ１４４）、パージ率epgrは本来の目標パージ率に向けて上昇方向に更新されていく（ステップ１５０）。

以上説明したパージ制御ルーチンによれば、バタバタ運転判定フラグＡが成立している場合としていない場合とで、燃料カットからの復帰後に実行されるパージ制御の動作は異なったものとなる。図３はバタバタ運転判定フラグＡの不成立(オフ)時におけるパージ制御の動作を示すタイムチャートであり、上段から順に燃料カットのオン／オフ、パージ率epgr、バタバタ運転判定フラグＡのオン／オフ、パージ上昇許可カウンタ、パージ上昇許可のオン／オフの各時間変化を示している。また、図４はバタバタ運転判定フラグＡの成立(オフ)時におけるパージ制御の動作を示すタイムチャートであり、上段から順に燃料カットのオン／オフ、パージ率epgr、バタバタ運転判定フラグＡのオン／オフ、パージ上昇成立カウンタＢ、パージ上昇許可カウンタ、濃度学習係数efgpg、パージ上昇許可のオン／オフの各時間変化を示している。

図３、図４のタイムチャートの比較からも明らかなように、バタバタ運転判定フラグＡが成立している場合には、バタバタ運転判定フラグＡがしていない場合よりも燃料カットからの復帰後のパージ再開期間が短縮され、早期にパージ率epgrの上昇が開始される。キャニスタ４０には燃料カット中も蒸発燃料が蓄積されるため、燃料カットが頻繁に行われている状況ではキャニスタ４０からの蒸発燃料のパージを十分に行えず、キャニスタ４０から蒸発燃料がオーバーフローしてしまう可能性がある。しかし、上記のパージ制御ルーチンによれば、燃料カットが頻繁に行われている状況では通常よりもパージ率epgrの上昇開始が早められるので、より早期に定常運転時のパージガス流量を実現することができ、キャニスタ４０からの蒸発燃料のパージを十分に行うことができる。

また、燃料カットからの復帰後、早期にパージガス流量を高くすると、濃度学習係数efgpgの学習の遅れが影響して空燃比がオーバーリッチになり、車両の加速度が変動する可能性がある。しかし、バタバタ運転判定フラグＡが成立している場合は、ドライバは意図してアクセルペダルを頻繁に操作しているので、多少の加速度の変動が生じたとしてもドライバが違和感を覚えることはない。つまり、上記のパージ制御ルーチンによれば、アクセルペダルの操作に応じて頻繁に燃料カットが行われている状況に限定してパージ再開期間が短縮されることにより、ドライバビリティを損ねることなくキャニスタ４０からの蒸発燃料のパージを十分に行うことができる。

ただし、濃度学習係数efgpgの学習精度があまりにも不十分な場合には、空燃比の大きなずれによって加速度に大きな変動が生じ、バタバタ運転中であってもドライバが違和感を覚えるおそれがある。上記のパージ制御ルーチンによれば、燃料カットの前後における濃度学習係数efgpgの偏差があまりにも大きい場合には、パージ再開期間は短縮されずに通常の期間に設定される。これにより、濃度学習係数efgpgの学習精度が不十分にもかかわらず早期にパージガス流量が増大されることはなくなり、空燃比の大きなずれは防止される。

［バタバタ運転の判定方法の説明］
以下では、バタバタ運転の具体的な判定方法について図５乃至図８を用いて説明する。図５は、ＥＣＵ３０により実行されるバタバタ運転判定制御の動作を説明するためのフローチャートである。図５に示すルーチンは、一定のクランク角毎に繰り返し実行されるルーチンである。

最初のステップ３０２では、内燃機関２の機関回転数の変化率Δespdが求められ、変化率Δespdが所定値aより小さいか否か判定される。バタバタ運転とは、ドライバが頻繁なアクセル操作で車速を一定範囲に調整している場合を想定しているので、回転数変化率Δespdが大きく急激な加速や減速が行われている状況はバタバタ運転から除外される。したがって、回転数変化率Δespdが所定値a以上の場合には、バタバタ運転判定は不成立となる（ステップ３２０）。ただし、ドライバの運転の癖によっては、バタバタ運転時、どうしても回転数変化率Δespdが大きくなることも有り得るので、このステップ３０２の判定は必須ではなく、省略してもよい。

回転数変化率Δespdが所定値aより小さい場合には、次に、燃料カットの継続時間（Ｆ／Ｃ時間）が所定時間ｂ内か否か判定される（ステップ３０４）。このステップ３０４の判定は、バタバタ運転判定が成立している場合に、バタバタ運転判定の成立を強制的に終了させるための処理である。燃料カットが長時間継続した場合、その間にキャニスタ４０に蓄積された蒸発燃料により、燃料カットからの復帰後におけるパージガス濃度は燃料カット前よりもかなり高濃度になっている可能性がある。このような高濃度のパージガスが濃度学習係数efgpgの学習が不十分な状況で多量に供給されると、空燃比が大きくずれてしまうおそれがある。そこで、燃料カットの継続時間が所定時間ｂを上回ったときには、バタバタ運転判定の成立を強制的に終了させることで、通常のパージ再開期間を確保して濃度学習係数efgpgの学習精度を高めるようにしている。

ステップ３０４の判定が成立する場合は、ステップ３０６以降の処理によってバタバタ運転判定の成立／不成立について判定される。バタバタ運転判定の成立／不成立は、一定時間における吸入空気流量Gaの積算値（積算Ga）と、同一定時間における燃料カットの実行回数（Ｆ／Ｃ回数）との関係により判定される。ただし、ここでの燃料カットの実行回数は、アクセルペダルの操作に基づく燃料カットの実行回数である。燃料カットがアクセルペダルの操作に基づくものか否かは、アクセルポジションセンサ３８の出力から判定することができる。ステップ３０６では過去一定時間の積算Ga値Ｃが取り込まれ、ステップ３０８では過去一定時間のＦ／Ｃ回数Ｄが取り込まれる。ＥＣＵ３０は、別ルーチンにより、一定時間毎の積算Ga及びＦ／Ｃ回数を一定のクランク角毎に演算している。

ＥＣＵ３０は、図６に示すように、バタバタ運転と通常運転の境界となるＦ／Ｃ回数を積算Ga毎に設定したマップ（バタバタ判定マップ）を有している。ステップ３１０では、図６に示すバタバタ判定マップより、ステップ３０６で取り込まれた積算Ga値Ｃに対するＦ／Ｃ回数の判定値Ｘが求められる。判定値Ｘは、バタバタ判定マップにおいて積算Gaの値Ｃに対応するバタバタ運転と通常運転の境界線上の値である。次のステップ３１２では、ステップ３０８で取り込まれたＦ／Ｃ回数Ｄが判定値Ｘと比較される。比較の結果、Ｆ／Ｃ回数Ｄが判定値Ｘ以上であれば、バタバタ運転判定は成立する（ステップ３１８）。

Ｆ／Ｃ回数Ｄが判定値Ｘ未満の場合には、現在、バタバタ運転判定が成立しているか否かによって異なった処理が行われる。現在、バタバタ運転判定が不成立の場合には、そのままバタバタ運転判定は不成立となる（ステップ３２０）。一方、現在、バタバタ運転判定が成立している場合には、Ｆ／Ｃ回数Ｄと判定値Ｘから所定値Ｅを減じた値が比較される。比較の結果、Ｆ／Ｃ回数ＤがＸ−Ｅを下回る場合には、バタバタ運転判定は不成立となるが（ステップ３２０）、Ｆ／Ｃ回数ＤがＸ−Ｅ以上であれば、そのまま継続してバタバタ運転判定は成立する（ステップ３１８）。

以上説明したバタバタ運転判定制御ルーチンにより実現される動作の一例をタイムチャートで表したものが図７である。図７では、上段から順に燃料カットのオン／オフ、Ｆ／Ｃ積算カウンタ、バタバタ運転判定フラグＡのオン／オフ、Ｆ／Ｃ時間の各時間変化を示している。Ｆ／Ｃ積算カウンタは、燃料カットが実行される度に１づつインクリメントされるカウンタであり、このＦ／Ｃ積算カウンタの値から一定時間毎のＦ／Ｃ回数Ｄが求められる。図７では、時点t1，t2，t3における各Ｆ／Ｃ回数Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が矢印の長さで示されている。

バタバタ運転判定フラグＡの成立後（時点t0）も、一定のクランク角毎にバタバタ運転判定が行われる。バタバタ運転判定では、その判定時点における各Ｆ／Ｃ回数Ｄと、その判定時点における積算Gaに対応する判定値Ｘが比較される。図７では、時点t1，t2におけるＦ／Ｃ回数Ｄ１，Ｄ２と判定値Ｘ１，Ｘ２とが比較されているが、何れもＦ／Ｃ回数Ｄ１，Ｄ２が判定値Ｘ１，Ｘ２以上であるので、バタバタ運転判定フラグＡはそのまま成立する。また、バタバタ運転判定では、Ｆ／Ｃ時間が所定時間ｂ内か否かの判定も並行して行われる。図７では、時点t3においてＦ／Ｃ時間が所定時間ｂに達している。この場合、その時点t3におけるＦ／Ｃ回数Ｄ３と判定値Ｘとの比較を行うまでもなく、バタバタ運転判定フラグＡの成立は強制的に終了される。

なお、上記バタバタ運転判定制御ルーチンでは、吸入空気流量Gaの積算値と燃料カットの実行回数との関係からバタバタ運転の成立／不成立を判定しているが、図８のマップに示すように、Ｆ／Ｃ積算カウンタと時間との関係からバタバタ運転の成立／不成立を判定してもよい。また、燃料カットの回数の代わりにアイドルスイッチがオンになった回数をカウントしてもよい。

実施の形態２.
次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本発明の実施の形態２としての内燃機関の蒸発燃料処理装置は、実施の形態１において、ＥＣＵ３０に、図２のルーチンに代えて図９のルーチンを実行させることにより実現することができる。

図９は、燃料カット時及び燃料カットからの復帰時にＥＣＵ３０により実行されるパージ制御の動作を説明するためのフローチャートである。図９に示すルーチンは、一定のクランク角毎に繰り返し実行されるルーチンである。なお、図９中、図２に示すステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号付している。以下では、実施の形態１で処理内容を説明したステップに関しては説明を省略し、本実施形態に特有のステップの処理内容について重点的に説明する。

ステップ１０６の判定でバタバタ運転判定フラグＡが成立している場合、実施の形態１では、パージ上昇成立カウンタＢがゼロよりも大きくなっているか否か判定され（ステップ１２２）、パージ上昇成立カウンタＢがゼロよりも大きい場合には、パージ上昇成立カウンタＢの大きさに関係なくステップ１２４の処理が選択される。これに対し、本実施形態では、パージ上昇成立カウンタＢがゼロよりも大きい場合、パージ上昇成立カウンタＢの大きさに合わせて次に実行される処理が選択される。

先ず、ステップ１０６の判定が成立後の最初のステップ１６２では、パージ上昇成立カウンタＢがゼロか否か判定される。パージ上昇成立カウンタＢがゼロのときには、実施の形態１と同様、ステップ１４２の処理が実行される。この場合は、パージ上昇許可カウンタが２０（第１所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

パージ上昇成立カウンタＢがゼロより大きいときには、次に、パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ１以下か否か判定される（ステップ１６４）。判定値Ｂ１はゼロより大きい整数である。パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ１以下のときには、ステップ１７０の処理が実行される。ステップ１７０ではパージ上昇許可カウンタが第１所定値より小さい第２所定値（ここでは１０）に達したか否か判定され、パージ上昇許可カウンタが１０に達するまではステップ１４８に進み、パージ上昇許可カウンタが１０に達したらステップ１３２に進む。この場合は、パージ上昇許可カウンタが１０（第２所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ１より大きいときには、次に、パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ２以下か否か判定される（ステップ１６６）。判定値Ｂ２は判定値Ｂ１より大きい整数である。パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ２以下のときには、ステップ１７２の処理が実行される。ステップ１７２ではパージ上昇許可カウンタが第２所定値より小さい第３所定値（ここでは７）に達したか否か判定され、パージ上昇許可カウンタが７に達するまではステップ１４８に進み、パージ上昇許可カウンタが７に達したらステップ１３２に進む。この場合は、パージ上昇許可カウンタが７（第３所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ２より大きいときには、次に、パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ３以下か否か判定される（ステップ１６８）。判定値Ｂ３は判定値Ｂ２より大きい整数である。パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ３以下のときには、ステップ１７４の処理が実行される。ステップ１７４ではパージ上昇許可カウンタが第３所定値より小さい第４所定値（ここでは５）に達したか否か判定され、パージ上昇許可カウンタが５に達するまではステップ１４８に進み、パージ上昇許可カウンタが５に達したらステップ１３２に進む。この場合は、パージ上昇許可カウンタが５（第４所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

パージ上昇成立カウンタＢが判定値Ｂ３より大きいときには、ステップ１７６の処理が実行される。ステップ１７６ではパージ上昇許可カウンタが第４所定値より小さい第５所定値（ここでは３）に達したか否か判定され、パージ上昇許可カウンタが３に達するまではステップ１４８に進み、パージ上昇許可カウンタが３に達したらステップ１３２に進む。この場合は、パージ上昇許可カウンタが３（第５所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

上記のパージ制御ルーチンによれば、図１０に示すように、パージ上昇成立カウンタＢが大きくなるほど、パージ再開期間は短縮されることになる。前述のように、パージ上昇成立カウンタＢは濃度学習係数efgpgの学習の程度を示すバロメータでもあり、パージ上昇成立カウンタＢが大きいほど、濃度学習係数efgpgの学習精度は高いものと判断することができる。したがって、パージ再開期間が同じであれば、パージ上昇成立カウンタＢが大きいほど、燃料カットからの復帰後のパージガスの供給に伴う空燃比のずれは小さいと考えられる。上記のパージ制御ルーチンは、パージ上昇成立カウンタＢが大きいほど、すなわち、濃度学習係数efgpgの学習回数が多いほどパージ再開期間を短縮することで、より早期に定常運転時のパージガス流量を実現し、キャニスタ４０からの蒸発燃料のパージをより十分に行うことを可能にしている。

以上説明したパージ制御ルーチンにより実現される動作の一例をタイムチャートで表したものが図１１である。図１１では、上段から順に燃料カットのオン／オフ、バタバタ運転判定フラグＡのオン／オフ、パージ上昇成立カウンタＢ、パージ上昇許可カウンタ、パージ上昇許可のオン／オフ、パージ率epgrの各時間変化を示している。図１１に示すように、パージ上昇成立カウンタＢは燃料カットが行われる毎に増大していき、パージ上昇成立カウンタＢの増大に応じてパージ上昇許可カウンタの判定値は２０、１０、７、５、３と減少していく。その結果、燃料カットが頻繁に行わる程、パージ再開期間は短縮されることになり、燃料カットからの復帰後より早いタイミングでパージガス流量の増量が行われる。

実施の形態３.
次に、図１２乃至図１５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本発明の実施の形態３としての内燃機関の蒸発燃料処理装置は、実施の形態１において、ＥＣＵ３０に、図２のルーチンに代えて図１２のルーチンを実行させることにより実現することができる。

図１２は、燃料カット時及び燃料カットからの復帰時にＥＣＵ３０により実行されるパージ制御の動作を説明するためのフローチャートである。図１２に示すルーチンは、一定のクランク角毎に繰り返し実行されるルーチンである。なお、図１２中、図２に示すステップ或いは図９に示すステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号付している。以下では、実施の形態１或いは実施の形態２で処理内容を説明したステップに関しては説明を省略し、本実施形態に特有のステップの処理内容について重点的に説明する。

ステップ１２２の判定でパージ上昇成立カウンタＢがゼロよりも大きくなっている場合、実施の形態１では、一律にステップ１２４の処理が選択される。また、実施の形態２では、パージ上昇成立カウンタＢの大きさに合わせて次に実行される処理が選択される。これに対し、本実施形態では、パージガスの濃度、すなわち、濃度学習係数efgpgの大きさに合わせて次に実行される処理が選択される。

先ず、ステップ１２２の判定が成立後の最初のステップ１８２では、濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ１以上か否か判定される。濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ１以上のときには、パージ上昇許可カウンタが第１所定値より小さい第２所定値（ここでは１０）に達したか否か判定され（ステップ１７０）、パージ上昇許可カウンタが１０に達するまではステップ１４８に進み、パージ上昇許可カウンタが１０に達したらステップ１３４に進む。この場合は、パージ上昇許可カウンタが１０（第２所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ１より小さいときには、次に、濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ２以上か否か判定される（ステップ１８４）。判定値Ｇ２は判定値Ｇ１より小さい値である。濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ２以上のときには、パージ上昇許可カウンタが第２所定値より小さい第３所定値（ここでは７）に達したか否か判定され（ステップ１７２）、パージ上昇許可カウンタが７に達するまではステップ１４８に進み、パージ上昇許可カウンタが７に達したらステップ１３４に進む。この場合は、パージ上昇許可カウンタが７（第３所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ２より小さいときには、次に、濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ３以上か否か判定される（ステップ１８６）。判定値Ｇ３は判定値Ｇ２より小さい値である。濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ３以上のときには、パージ上昇許可カウンタが第３所定値より小さい第４所定値（ここでは５）に達したか否か判定され（ステップ１７４）、パージ上昇許可カウンタが５に達するまではステップ１４８に進み、パージ上昇許可カウンタが５に達したらステップ１３４に進む。この場合は、パージ上昇許可カウンタが５（第４所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ３より小さいときには、パージ上昇許可カウンタが第４所定値より小さい第５所定値（ここでは３）に達したか否か判定され（ステップ１７６）、パージ上昇許可カウンタが３に達するまではステップ１４８に進み、パージ上昇許可カウンタが３に達したらステップ１３４に進む。この場合は、パージ上昇許可カウンタが３（第５所定値）に達するまでがパージ再開期間となる。

ステップ１３４では、実施の形態１で実行されるステップ１３２と同様、燃料カット前の濃度学習係数efgpgと現在の濃度学習係数efgpgとが比較され、その偏差が求められる。ステップ１３２では、求めた偏差の大きさが所定の固定値α以内に収まっているか否か判定されるが、ステップ１３４では、求めた偏差の大きさが現在の濃度学習係数efgpによって決まる判定値β以内に収まっているか否か判定される。ＥＣＵ３０は、図１３に示すマップから現在の濃度学習係数efgpgに応じた判定値βを決定する。判定値βは濃度学習係数efgpgが小さいほど、すなわち、パージガスの濃度が薄いほど大きくなるよう設定されている。判定の結果、上記偏差の大きさが判定値β以内に収まっている場合には、直ちにパージ上昇許可がおり（ステップ１４４）、上記偏差の大きさが判定値βを超える場合にはステップ１４２の処理が実行される。

上記のパージ制御ルーチンによれば、図１４に示すように、濃度学習係数efgpgが小さくなるほど、すなわち、パージガスの濃度が低くなるほどパージ再開期間は短縮されることになる。パージガスの供給が空燃比へ与える影響はパージガス濃度が低いほど小さい。したがって、パージガス濃度が低い場合には、パージ率epgrの上昇開始を早めたとしても、濃度学習係数efgpgの学習の遅れによって空燃比のずれが生じる可能性は小さいと考えられる。上記のパージ制御ルーチンは、濃度学習係数efgpgが小さいほど、すなわち、パージガスの濃度が低いほどパージ再開期間を短縮することで、より早期に定常運転時のパージガス流量を実現し、キャニスタ４０からの蒸発燃料のパージをより十分に行うことを可能にしている。

また、濃度学習係数efgpgの学習精度があまりにも不十分な場合には、空燃比が大きくずれてしまい、バタバタ運転中であってもドライバが違和感を覚えるおそれがある。したがって、濃度学習係数efgpgの学習精度が不十分な場合には、パージ再開期間の短縮は禁止して濃度学習係数efgpgの学習精度が上がってからパージ率epgrを上昇させるのが望ましい。しかし、濃度学習係数efgpgの学習精度が不十分であったとしても、パージガスの濃度が低ければパージ率epgrの上昇による空燃比のずれは小さい。上記のパージ制御ルーチンによれば、燃料カット前後の濃度学習係数efgpgの偏差からパージ再開期間の短縮を行うか禁止するかを判定する際、その判定値βを現在の濃度学習係数efgpgに応じて設定しているので、空燃比の大きなずれが生じない範囲内で最大限にパージ率epgrの上昇開始を早期化することができる。

以上説明したパージ制御ルーチンにより実現される動作の一例をタイムチャートで表したものが図１５である。図１５では、上段から順に燃料カットのオン／オフ、バタバタ運転判定フラグＡのオン／オフ、パージ上昇成立カウンタＢ、濃度学習係数efgpg、パージ上昇許可カウンタ、パージ上昇許可のオン／オフ、パージ率epgrの各時間変化を示している。キャニスタ４０からの蒸発燃料のパージが進み、パージガス濃度の低下に追従して濃度学習係数efgpgが次第に減少していくと、図１５に示すように、濃度学習係数efgpgの減少に応じてパージ上昇許可カウンタの判定値も２０、１０、７、５、３と減少していく。その結果、濃度学習係数efgpgの減少する程、パージ再開期間は短縮されることになり、燃料カットからの復帰後より早いタイミングでパージガス流量の増量が行われる。

実施の形態４.
次に、図１６乃至図１８を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本発明の実施の形態４としての内燃機関の蒸発燃料処理装置は、実施の形態１において、ＥＣＵ３０に、図２のルーチンに代えて図１６のルーチンを実行させることにより実現することができる。

図１６は、燃料カット時及び燃料カットからの復帰時にＥＣＵ３０により実行されるパージ制御の動作を説明するためのフローチャートである。図１６に示すルーチンは、一定のクランク角毎に繰り返し実行されるルーチンである。なお、図１６中、図２に示すステップ或いは図１２に示すステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号付している。以下では、実施の形態１或いは実施の形態３で処理内容を説明したステップに関しては説明を省略し、本実施形態に特有のステップの処理内容について重点的に説明する。

ステップ１２２の判定でパージ上昇成立カウンタＢがゼロよりも大きくなっている場合、実施の形態３では、濃度学習係数efgpgの大きさに合わせてパージ再開期間の設定を変化させている。これに対し、本実施形態では、パージ再開期間は変化させずに濃度学習係数efgpgの大きさに合わせてパージ再開期間におけるパージ率（以下、再開パージ率）の設定を変化させる。

先ず、ステップ１２２の判定が成立後の最初のステップ１８２では、濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ１以上か否か判定される。濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ１以上のときには、ステップ１９２の処理が実行される。ステップ１９２ではパージ上昇許可カウンタが第１所定値（ここでは２０）に達したか否か判定される。バタバタ運転判定フラグＡがオフの場合やパージ上昇成立カウンタＢがゼロの場合と同じく、パージ上昇許可カウンタが２０に達するまでがパージ再開期間となる。判定の結果、パージ上昇許可カウンタが２０に達するまではステップ１９６に進み、パージ率epgrが再開パージ率に設定される。ステップ１９６では再開パージ率は燃料カット直前に設定されていたパージ率の５／８の値に設定されている。判定の結果、パージ上昇許可カウンタが２０に達したときには、パージ上昇許可が成立し（ステップ１９４）、パージ率epgrが再開パージ率から本来の目標パージ率に向けて上昇方向に更新される（ステップ１９８）。

濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ１より小さいときには、次に、濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ２以上か否か判定される（ステップ１８４）。濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ２以上のときには、ステップ２０２の処理が実行される。ステップ２０２の処理はステップ１９２の処理と同内容であり、パージ上昇許可カウンタが２０に達したか否か判定される。判定の結果、パージ上昇許可カウンタが２０に達するまではステップ２０６に進み、パージ率epgrが再開パージ率に設定される。ステップ２０６では再開パージ率は燃料カット直前に設定されていたパージ率の６／８の値に設定されている。判定の結果、パージ上昇許可カウンタが２０に達したときには、パージ上昇許可が成立し（ステップ２０４）、パージ率epgrが再開パージ率から本来の目標パージ率に向けて上昇方向に更新される（ステップ２０８）。

濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ２より小さいときには、次に、濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ３以上か否か判定される（ステップ１８６）。濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ３以上のときには、ステップ２１２の処理が実行される。ステップ２１２の処理はステップ１９２の処理と同内容であり、パージ上昇許可カウンタが２０に達したか否か判定される。判定の結果、パージ上昇許可カウンタが２０に達するまではステップ２１６に進み、パージ率epgrが再開パージ率に設定される。ステップ２１６では再開パージ率は燃料カット直前に設定されていたパージ率の７／８の値に設定されている。判定の結果、パージ上昇許可カウンタが２０に達したときには、パージ上昇許可が成立し（ステップ２１４）、パージ率epgrが再開パージ率から本来の目標パージ率に向けて上昇方向に更新される（ステップ２１８）。

濃度学習係数efgpgが判定値Ｇ３より小さいときには、パージ上昇許可カウンタが２０に達したか否か判定される（ステップ２２２）。判定の結果、パージ上昇許可カウンタが２０に達するまではステップ２２６に進み、パージ率epgrが再開パージ率に設定される。ステップ２１６では再開パージ率は燃料カット直前に設定されていたパージ率に設定されている。判定の結果、パージ上昇許可カウンタが２０に達したときには、パージ上昇許可が成立し（ステップ２２４）、パージ率epgrが再開パージ率から本来の目標パージ率に向けて上昇方向に更新される（ステップ２２８）。

上記のパージ制御ルーチンによれば、図１７に示すように、濃度学習係数efgpgが小さくなるほど、すなわち、パージガスの濃度が低くなるほど再開パージ率は大きくなる。パージガスの供給が空燃比へ与える影響はパージガス濃度が低いほど小さい。したがって、パージガス濃度が低い場合には、燃料カット直後からパージ率epgrを大きく設定したとしても空燃比のずれが生じる可能性は小さいと考えられる。上記のパージ制御ルーチンは、濃度学習係数efgpgが小さいほど、すなわち、パージガスの濃度が低いほど再開パージ率を大きく設定することで、ドライバビリティを損ねることなく、キャニスタ４０からの蒸発燃料のパージを十分に行うことを可能にしている。

以上説明したパージ制御ルーチンにより実現される動作の一例をタイムチャートで表したものが図１８である。図１８では、上段から順に燃料カットのオン／オフ、バタバタ運転判定フラグＡのオン／オフ、パージ上昇成立カウンタＢ、濃度学習係数efgpg、パージ上昇許可カウンタ、パージ上昇許可のオン／オフ、パージ率epgrの各時間変化を示している。キャニスタ４０からの蒸発燃料のパージが進み、パージガス濃度の低下に追従して濃度学習係数efgpgが次第に減少していくと、図１８に示すように、濃度学習係数efgpgの減少に応じて、燃料カットからの復帰後の再開パージ率は大きく設定されていく。その結果、濃度学習係数efgpgが減少する程、燃料カットからの復帰直後から多量のパージガスがパージされることになる。

その他．
以上、本発明の実施の形態のいくつかについて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。

実施の形態１では、バタバタ運転判定フラグＡが成立している場合には、通常時よりもパージ再開期間を短縮しているが、実施の形態４のように、パージ再開期間はそのままで再開パージ率を通常時よりも大きい値に変更するようにしてもよい。或いは、パージ再開期間を短縮するとともに再開パージ率も大きく設定するようにしてもよい。

実施の形態２では、パージ上昇成立カウンタＢが大きいほどパージ再開期間を短縮しているが、実施の形態４のように、パージ上昇成立カウンタＢが大きいほど再開パージ率を大きい値に変更するようにしてもよい。或いは、パージ上昇成立カウンタＢが大きいほどパージ再開期間を短縮し、同時に再開パージ率をより大きい値に変更するようにしてもよい。

また、実施の形態３では、濃度学習係数efgpgが小さいほどパージ再開期間を短縮しているが、パージ再開期間を短縮すると同時に再開パージ率を大きい値に変更するようにしてもよい。

本発明の実施の形態１としての内燃機関の蒸発燃料処理装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。本発明の実施の形態１において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。図２のパージ制御ルーチンにより実現される動作の一例を示すタイムチャートである。図２のパージ制御ルーチンにより実現される動作の一例を示すタイムチャートである。本発明の実施の形態１において実行されるバタバタ運転判定制御ルーチンのフローチャートである。図５のバタバタ運転判定制御ルーチンにおいてバタバタ運転の成立／不成立の判定に用いられるマップである。図５のバタバタ運転判定制御ルーチンにより実現される動作の一例を示すタイムチャートである。図５のバタバタ運転判定制御ルーチンにおいてバタバタ運転の成立／不成立の判定に用いられるマップの他の例である。本発明の実施の形態２において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。図９のパージ制御ルーチンにおけるパージ上昇成立カウンタＢとパージ再開期間との関係を示す図である。図９のパージ制御ルーチンにより実現される動作の一例を示すタイムチャートである。本発明の実施の形態３において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。図５のパージ制御ルーチンにおいて燃料カット前後の濃度学習係数efgpgの偏差に対する判定値βの設定に用いられるマップである。図１２のパージ制御ルーチンにおける濃度学習係数efgpgとパージ再開期間との関係を示す図である。図１２のパージ制御ルーチンにより実現される動作の一例を示すタイムチャートである。本発明の実施の形態４において実行されるパージ制御ルーチンのフローチャートである。図１６のパージ制御ルーチンにおける濃度学習係数efgpgと再開パージ率との関係を示す図である。図１６のパージ制御ルーチンにより実現される動作の一例を示すタイムチャートである。

符号の説明

２内燃機関
４吸気通路
６排気通路
８吸気弁
１０排気弁
１４燃料噴射弁
１６燃焼室
１８スロットル弁
３０ＥＣＵ
３２回転数センサ
３４Ａ／Ｆセンサ
３６エアフローメータ
３８アクセルポジションセンサ
４０キャニスタ
４８パージ制御弁
５０燃料タンク

Claims

燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気通路に供給するパージ手段と、
前記パージ手段の作動時における排気空燃比と目標空燃比とのずれからパージガスの濃度を学習し、学習したパージガス濃度に基づいて燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じたパージガス流量となるよう前記パージ手段の作動を制御するとともに、燃料カット時には前記パージ手段の作動を停止し、燃料カットからの復帰後の所定のパージ再開期間は定常運転時よりもパージガス流量を低く設定するパージ制御手段と、を備える内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
前記内燃機関がアクセルペダルの操作に応じて所定頻度以上の頻度で頻繁に燃料カットが行われる特定運転方法で運転されているか否か判定する判定手段を備え、
前記パージ制御手段は、前記判定手段により前記内燃機関が前記特定運転方法で運転されていると判定されているときは、前記特定運転方法で運転されていないと判定されているときに比較して、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間を短縮することを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段によるパージガス濃度の学習回数が多いほど、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間を短縮することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段により学習されるパージガス濃度が低いほど、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間を短縮することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段によって燃料カット前に学習されたパージガス濃度と、燃料カットからの復帰後に学習されたパージガス濃度との濃度差を算出し、前記濃度差が所定範囲を超える場合には、前記パージ再開期間の変更を禁止することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
燃料タンクで発生した蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気通路に供給するパージ手段と、
前記パージ手段の作動時における排気空燃比と目標空燃比とのずれからパージガスの濃度を学習し、学習したパージガス濃度に基づいて燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じたパージガス流量となるよう前記パージ手段の作動を制御するとともに、燃料カット時には前記パージ手段の作動を停止し、燃料カットからの復帰後の所定のパージ再開期間は定常運転時よりもパージガス流量を低く設定するパージ制御手段と、を備える内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
前記内燃機関がアクセルペダルの操作に応じて所定頻度以上の頻度で頻繁に燃料カットが行われる特定運転方法で運転されているか否か判定する判定手段を備え、
前記パージ制御手段は、前記判定手段により前記内燃機関が前記特定運転方法で運転されていると判定されているときは、前記特定運転方法で運転されていないと判定されているときに比較して、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間におけるパージガス流量を大きく設定することを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段によるパージガス濃度の学習回数が多いほど、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間におけるパージガス流量を大きく設定することを特徴とする請求項５記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
前記パージ制御手段は、前記空燃比フィードバック制御手段により学習されるパージガス濃度が低いほど、燃料カットからの復帰後の前記パージ再開期間におけるパージガス流量を大きく設定することを特徴とする請求項５記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置
前記判定手段は、燃料カットの継続時間が所定時間を上回ったときには、前記特定運転方法での運転が終了したと判定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。