JP4166779B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、燃料タンクなどで発生した蒸発燃料を一時的にキャニスタ（蒸発燃料吸着装置）に貯蔵しておき、空気とともにパージエアとして内燃機関の吸気系に導入する内燃機関制御装置に関し、特に大量の蒸発燃料を処理する場合においても良好な空燃比制御を実現した内燃機関制御装置に関するものである。

また、この発明は、内燃機関のシリンダとピストンの隙間から漏れた蒸発燃料を空気とともにブローバイガスとして内燃機関の吸気系に導入する内燃機関制御装置に関し、特に大量の蒸発燃料を処理する場合においても良好な空燃比制御を実現した内燃機関制御装置に関するものである。

従来、燃料タンクなどの内燃機関の燃料供給系内で発生する蒸発燃料を、キャニスタに吸着して貯蔵した後に空気と混合して吸気系に導入することにより、キャニスタを浄化（パージ）する蒸発燃料処理装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
また、一般に、キャニスタに吸着した蒸発燃料を空気とともに吸気系に導入すると、パージエア中の蒸発燃料の濃度に応じて、制御目標となる目標空燃比と実際の空燃比との間にずれが生じることが知られている。

したがって、上記特許文献１に記載の従来装置においては、空燃比フィードバック制御により燃料噴射量を補正することにより、実際の空燃比を目標空燃比に近づけている。具体的には、パージ率と空燃比フィードバック制御の補正量とからパージエア濃度を算出し、さらにパージ率とパージエア濃度に応じて燃料噴射量を補正する手段を備えている。

なお、パージエアは、パージ通路（一般に、サージタンクの上流側に接続されている）からサージタンクに導入され、エアフローセンサを介して吸入された空気は、スロットルを通してサージタンクに導入される。
また、インジェクタから噴射される燃料は、吸気ポートおよび／または燃焼室に導入され、空燃比を検出する空燃比センサは、排気通路（一般に、各気筒からの排気を集合させる排気通路の集合部）に設置されている。

一方、内燃機関の吸気系に空気の輸送遅れが生じることを考慮して、一定時間前のパージ通路の導通状態に基づいて、実際に内燃機関の燃焼室に吸入される混合気中のパージ率（実パージ率）を推定する実パージ率推定手段を備えた装置も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載の従来装置においては、サンプリング時間間隔ごとにパージ通路の導通状態を記憶しておき、内燃機関の運転状況に応じてディレイ時間を決定し、さらに内燃機関の運転状況に応じて、なまし処理（フィルタ処理）を施すことで、内燃機関に吸入されようとしている吸入空気中に含有されているパージ流量を精度良く推定するようにしている。

また、パージエアが吸気系に導入されてから、排気系に設置された空燃比センサにより実際に空燃比として検出されるまでのパージ検出遅れ時間を算出するパージ検出遅れ算出手段を備えた装置も提案されている（たとえば、特許文献３参照）。

特許文献３に記載のパージ検出遅れ算出手段は、エアフローセンサから吸気系までの吸気輸送遅れ時間と、吸気系の充填効率による補正時間と、燃焼室から空燃比センサまでの排気通路長さと、空燃比センサの応答遅れ時間とに基づいて、パージ検出遅れ時間を算出している。

特許第３５１１７２２号公報 特許第３４０９８９１号公報 特許第３３７６１７２号公報

従来の内燃機関制御装置では、主にパージエアの輸送遅れのみに注目しているが、実際には、パージエアはパージ通路からサージタンクに導入され、吸入空気はスロットルを通してサージタンクに導入され、インジェクタから噴射される燃料は吸気ポート（または、燃焼室）に導入され、空燃比センサは排気通路に設置されているので、空燃比制御に用いられるパージ流量（パージエアの流量）、吸入空気量および燃料量のすべての輸送遅れを考慮したうえで、空燃比センサにより検出される空燃比からパージエア濃度を算出して、噴射燃料量を補正する必要がある。

上記の従来装置のように、パージエアの輸送遅れのみを考慮した制御によれば、特に、パージエアの導入量の変化が大きい場合や、吸入空気量の変化が大きい場合には、パージ流量と、吸入空気量と、インジェクタにより噴射される燃料量の補正量との位相にずれが生じ、空燃比が目標空燃比（たとえば、理論空燃比）に維持することができなくなり、この結果、排気ガスが悪化するという課題があった。

また、従来装置によれば、設定しなければならないデータ量が多くなるので、これにともなうキャリブレーション工数が多くなるうえ、コントローラのデジタルコンピュータ内で使用するメモリ容量が大きくなり、大型化およびコストアップを招くという課題があった。

たとえば、特許文献２に記載の従来装置では、サンプリング時間間隔ごとにパージ通路の導通状態を記憶するメモリ手段が必要になるので、メモリ容量が大きくなったり、内燃機関の運転状況に応じてディレイ時間を決定したり、内燃機関の運転状況に応じてなまし処理を行うには、これにともなうキャリブレーション工数が多くなるという課題があった。

また、特許文献３に記載の従来装置では、吸気輸送遅れ時間や、充填効率による補正時間や、空燃比センサの応答遅れ時間の設定が必要になるので、設定が必要なデータ量が多くなり、これにともなうキャリブレーション工数が多くなるという課題があった。

この発明は、比較的単純化された内燃機関の物理モデルを導入して、キャリブレーション工数およびマイコンに必要なメモリ容量を低減し、さらには、パージ流量、吸入空気量および燃料量のすべての輸送遅れを考慮することにより、過渡運転状態においても、パージ流量と、吸入空気量と、インジェクタにより噴射される燃料量の補正量との位相のずれを解消し、この結果、大量の蒸発燃料を処理する場合でも良好な空燃比制御を実現した内燃機関制御装置を得ることを目的とする。

この発明による内燃機関制御装置は、
燃料タンクを含む燃料供給系で発生した蒸発燃料を一時的に吸着して貯蔵するキャニスタと、
キャニスタと内燃機関の吸気系とを連通するパージ通路に設けられて、蒸発燃料と空気との混合気からなるパージエアが吸気系に導入される際のパージ流量を制御するパージ制御弁と、
内燃機関の吸気ポート近傍または燃焼室に設けられて、内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
内燃機関の排気系に設けられて、排気中の空燃比を検出する空燃比センサと、
運転状態に基づき、内燃機関の吸入空気量とパージ流量との比率であるパージ率の目標値を目標パージ率として算出する目標パージ率算出手段と、
運転状態および目標パージ率に基づき目標パージ流量を算出する目標パージ流量算出手段と、
パージ流量が目標パージ流量となるようにパージ制御弁を制御するパージ流量制御手段と、
空燃比が目標空燃比となるようにインジェクタから供給される燃料量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と
を備えた内燃機関制御装置において、
パージ制御弁を通して吸気系に供給されたパージエアが燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づき燃焼室内パージ流量を算出するとともに、パージエアが空燃比センサによる空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍パージ流量を算出するパージエア輸送遅れ算出手段と、
運転状態検出手段により検出された吸入空気が燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づき燃焼室内吸入空気量を算出するとともに、吸入空気が空燃比センサによる空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍吸入空気量を算出する吸入空気輸送遅れ算出手段と、
インジェクタにより供給された燃料が空燃比センサによる空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍燃料量を算出する燃料輸送遅れ算出手段と、
燃焼室内パージ流量および燃焼室内吸入空気量に基づき燃焼室内パージ率を算出する燃焼室内パージ率算出手段と、
空燃比センサ近傍パージ流量および空燃比センサ近傍吸入空気量に基づき空燃比センサ近傍パージ率を算出する空燃比センサ近傍パージ率算出手段と、
空燃比センサ近傍パージ率、空燃比センサ近傍吸入空気量および空燃比センサ近傍燃料量と、空燃比センサにより検出した空燃比とに基づきパージエア濃度を算出するパージエア濃度算出手段と、
パージエア濃度に平均化処理またはフィルタ処理を施してパージエア濃度学習値を算出するパージエア濃度学習値算出手段と、
燃焼室内パージ率およびパージエア濃度学習値に基づき、内燃機関に供給する燃料量を補正する燃料量補正手段と
をさらに備えたものである。

この発明によれば、内燃機関に導入されるパージエア、吸入空気および燃料の輸送遅れを加味してパージエア濃度を算出し、パージエア濃度燃料補正係数を算出するので、過渡運転が行われた場合や、パージ流量が変化した場合においても、空燃比の変動を抑制することができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る蒸発燃料処理装置を備えた内燃機関制御装置を概略的に示す構成図である。

図１において、燃料が充填された燃料タンク１には、燃料ポンプ２が設けられており、燃料ポンプ２は、内燃機関１３のインジェクタ１２に燃料を供給する。
また、燃料タンク１内の上部は、蒸発燃料通路４を介して、キャニスタ３の一端に連通されている。
キャニスタ３の他端は、パージ通路５を介して、吸気系に設けられたサージタンク７に連通されており、パージ通路５には、パージ制御弁６が設けられている。

内燃機関１３の吸気通路１１内には、サージタンク７、スロットルバルブ８、エアフローセンサ９およびインジェクタ１２が設けられており、吸気通路１１の上流側には、エアクリーナ１０が設けられている。また、スロットルバルブ８には、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１８が設けられている。
エアクリーナ１０を介して吸気通路１１内に吸入された空気は、エアフローセンサ９、スロットルバルブ８およびサージタンク７を介して内燃機関１３に供給される。

吸気通路１１に設けられたエアフローセンサ９は、エアクリーナ１０を介して吸入される吸入空気量を検出して、ＥＣＵ（各種演算処理手段などを含む電子制御ユニット）２０に入力する。
スロットルバルブ８は、運転者のアクセル操作量に応じて内燃機関１３への吸入空気量を制御する。
スロットル開度センサ１８は、スロットルバルブ８の位置を、スロットル開度として検出してＥＣＵ２０に入力する。

なお、スロットルバルブ８として機械式のものを想定した場合には、ここでは図示しないが、通常、吸気通路１１には、スロットルバルブ８をバイパスする通路が設けられ、バイパス通路には、ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブが設けられる。
ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブは、スロットルバルブ８の全閉時（アイドル時）において、ＥＣＵ２０の制御下で開閉制御されるようになっている。

また、ここでは図示しないが、通常、内燃機関１３には、ブローバイガス通路が設けられており、シリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に漏れ出した蒸発燃料と空気との混合気からなるブローバイガスは、ブローバイガス通路を介して吸気系（サージタンク７）に導入されている。
ブローバイガス通路には、ブローバイガスが内燃機関１３の吸気系に導入される際のブローバイガス量を制御するブローバイガス制御弁が設けられており、ブローバイガス制御弁は、ＥＣＵ２０の制御下で開閉制御されるようになっている。

インジェクタ１２は、サージタンク７の下流の吸気マニホールド部に設けられており、燃料タンク１内の燃料ポンプ２により圧送された燃料を内燃機関１３の吸気側で噴射し、吸入空気および燃料との混合気を内燃機関１３に供給する。
なお、筒内噴射式の内燃機関（図示せず）の場合には、インジェクタ１２は、内燃機関１３の燃焼室内に向けて設けられることになる。
内燃機関１３の燃焼室には、点火コイル１７が設けられ、内燃機関１３の排気通路１４には、空燃比センサ１５および三元触媒１６が設けられている。

空燃比センサ１５は、排気通路１４の排気マニホールド部の集合部付近に排気中の空燃比を検出して、ＥＣＵ２０に入力する
排気浄化触媒として機能する三元触媒１６は、空燃比センサ１５の下流に設けられ、所定空燃比（たとえば、理論空燃比）において、排気中の有害ガス（ＣＯ、ＨＣ）を酸化するとともに、ＮＯｘを還元して排気を浄化する。

キャニスタ３は、燃料タンク１内において蒸発した燃料が大気中に逃げるのを防止するための蒸発燃料処理装置を構成しており、燃料タンク１から蒸発した燃料を吸着する活性炭層を有する。
キャニスタ３内の活性炭層の一方には、燃料タンク１とキャニスタ３とを連通する蒸発燃料通路４と、キャニスタ３とサージタンク７（吸気系）とを連通するパージ通路５とが接続され、活性炭層の他方には、大気開放口３ａが設けられている。

パージ通路５に設けられたパージ制御弁６は、ＥＣＵ２０の制御下で開閉駆動される電磁弁により構成され、パージエアが吸気系に導入される際のパージ流量を制御する。

ＥＣＵ２０は、デジタルコンピュータおよびＩ／Ｆ回路を有し、デジタルコンピュータは、周知のように、双方向性バスを介して相互に接続されたＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、入力ポート、出力ポートなどを備えている。
ＥＣＵ２０は、エアフローセンサ９などの各種センサからの検出情報（運転状態）に基づいて、パージ制御弁６などの各種アクチュエータを制御する。

ＥＣＵ２０内のＣＰＵは、ＲＯＭ内に記憶された内燃機関１３の制御プログラムをＲＡＭを用いて実行し、入力ポートから得られる検出情報に基づいて各種演算処理を実行し、各種アクチュエータに対する出力ポートを操作する。
ＥＣＵ２０の入力ポートおよび出力ポートは、Ｉ／Ｆ回路を介して、内燃機関１３の運転状態を検出する各種センサや、内燃機関１３の運転状態を制御する各種アクチュエータに接続されている。

なお、図１には示されていないが、他の各種センサ（運転状態検出手段）として、内燃機関１３の回転を検知する回転センサ、大気圧を検出する大気圧センサ、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、冷却水温を検出する水温センサ、ノック振動を検出するノックセンサなどが入力ポートに接続されている。

ＥＣＵ２０は、内燃機関１３を制御するため、各種センサから得られる内燃機関１３の周囲の環境状態や、内燃機関１３の運転状態に基づいて、各種アクチュエータに対する制御量を算出する。
具体的には、特に、回転センサ（図示せず）から得られる内燃機関１３の回転数と、エアフローセンサ９から得られる吸入空気量とに基づいて、インジェクタ１２により噴射される燃料量Ｑｆと、点火コイル１７および点火プラグにより燃焼室内の混合気に点火するタイミングとを演算し、この演算結果に基づいて、出力ポートに接続されたインジェクタ１２および点火コイル１７を駆動する。

燃料量Ｑｆの演算処理は、内燃機関１３の１行程間に吸入する吸入空気量相当値（たとえば、充填効率）に対して、理論空燃比を達成する基本燃料量を算出し、基本燃料量に対して補正を加えることにより行われる。すなわち、基本燃料量に、空燃比補正、暖気補正、始動時および始動後補正などの補正を加えて、最終的な燃料量Ｑｆを算出する。
また、空燃比センサ１５で検出した空燃比に応じて、目標空燃比を達成するように基本燃料量を補正する空燃比フィードバック制御も実行される。

さらに、ＥＣＵ２０は、パージ制御弁６を開閉制御することにより、キャニスタ３を含む蒸発燃料処理装置を以下のように制御する。
まず、燃料タンク１を含む燃料供給系で発生した蒸発燃料は、内燃機関１３の運転中または停止中に関わらず、キャニスタ３内の活性炭層に一時的に吸着されて貯蔵される。

キャニスタ３内の活性炭層の吸着能力は有限であるため、活性炭層に吸着貯蔵された蒸発燃料をパージする必要がある。
キャニスタ３のパージ方法としては、内燃機関１３の運転中にサージタンク７内に発生する負圧を利用することが一般的である。

すなわち、内燃機関１３の運転中にパージ制御弁６を開くと、サージタンク７内の負圧により、パージ通路５内には、キャニスタ３の大気開放口３ａからサージタンク７に向かう流れが発生する。
この結果、キャニスタ３の大気開放口３ａから導入される空気は、活性炭層を通過する際に活性炭から離脱した蒸発燃料を含む混合気、すなわちパージエアとしてサージタンク７に導入されることになる。
このときのパージエアの流量は、パージ制御弁６により制御されることになる。

その後、パージエアは、サージタンク７内において、エアフローセンサ９およびスロットルバルブ８を介した吸入空気と混合し、内燃機関１３の燃焼室に導入される。
続いて、点火コイル１７の通電遮断時により、燃焼室に導入された混合気は、インジェクタ１２から噴射される燃料とともに燃焼する。
これにより、燃料タンク１内に発生した蒸発燃料は、最終的に燃焼処理されることとなり、この結果、燃料タンク１内で発生した蒸発燃料が大気中に放出されないようにしている。

図２はＥＣＵ２０の機能構成を示すブロック図である。
図２において、ＥＣＵ２０は、空燃比センサ１５などの各種センサ１９からの検出情報に基づいて、パージ制御弁６およびインジェクタ１２を制御するために、目標パージ率算出手段２１と、目標パージ流量算出手段２２と、パージ流量制御手段２３と、空燃比フィードバック制御手段２４と、輸送遅れ算出手段２５と、燃焼室内パージ率算出手段２６と、空燃比センサ近傍パージ率算出手段２７と、パージエア濃度算出手段２８と、パージエア濃度学習値算出手段２９と、燃料量補正手段３０とを備えている。

目標パージ率算出手段２１は、内燃機関１３の運転状態に基づいて、吸入空気量とパージ流量との比率であるパージ率の目標値（目標パージ率）Ｒｐｒｇｔを算出する。
目標パージ流量算出手段２２は、運転状態および目標パージ率Ｒｐｒｇｔに基づいて目標パージ流量Ｑｐｒｇｔを算出するとともに、パージ流量最大値Ｑｐｒｇｍａｘ（後述する）に基づいて、目標パージ率Ｒｐｒｇｔをクリップする（破線矢印参照）。
パージ流量制御手段２３は、パージ流量が目標パージ流量Ｑｐｒｇｔとなるようにパージ制御弁６を制御する。

空燃比フィードバック制御手段２４は、運転状態に基づいて目標空燃比を算出するとともに、空燃比センサ１５により検出される空燃比が目標空燃比と一致するようにインジェクタ１２を駆動し、インジェクタ１２から供給される燃料量Ｑｆをフィードバック制御する。
輸送遅れ算出手段２５は、パージエア輸送遅れ算出手段と、吸入空気輸送遅れ算出手段と、燃料輸送遅れ算出手段とを含む。

輸送遅れ算出手段２５内のパージエア輸送遅れ算出手段は、パージ制御弁６を通して吸気系に供給されたパージエアが実際に燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づいて、燃焼室内パージ流量を算出するとともに、パージエアが空燃比センサ１５による空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づいて、空燃比センサ近傍パージ流量を算出する。

輸送遅れ算出手段２５内の吸入空気輸送遅れ算出手段は、各種センサ１９に含まれるエアフローセンサ９により検出された吸入空気が実際に燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づいて、燃焼室内吸入空気量を算出するとともに、吸入空気が空燃比センサ１５による空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づいて、空燃比センサ近傍吸入空気量を算出する。
また、輸送遅れ算出手段２５内の燃料輸送遅れ算出手段は、インジェクタ１２により供給された燃料が空燃比センサ１５による空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づいて、空燃比センサ近傍燃料量を算出する。

燃焼室内パージ率算出手段２６は、輸送遅れ算出手段２５で算出された燃焼室内パージ流量および燃焼室内吸入空気量に基づいて、燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎを算出する。
空燃比センサ近傍パージ率算出手段２７は、輸送遅れ算出手段２５で算出された空燃比センサ近傍パージ流量および空燃比センサ近傍吸入空気量に基づいて、空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘを算出する。

パージエア濃度算出手段２８は、空燃比センサ近傍パージ率算出手段２７で算出された空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘと、輸送遅れ算出手段２５で算出された空燃比センサ近傍吸入空気量および空燃比センサ近傍燃料量と、各種センサ１９に含まれる空燃比センサ１５により検出した空燃比とに基づいて、パージエア濃度Ｎｐｒｇを算出する。
パージエア濃度学習値算出手段２９は、パージエア濃度Ｎｐｒｇに平均化処理またはフィルタ処理を施してパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆを算出する。

燃料量補正手段３０は、燃焼室内パージ率算出手段２６で算出された燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎと、パージエア濃度学習値算出手段２９で算出されたパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆとに基づいて、インジェクタ１２から内燃機関１３に供給する燃料量Ｑｆを補正する。
また、燃料量補正手段３０は、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇ（後述する）の上限値に基づいて、パージ流量制御手段２３によるパージ流量をクリップする（破線矢印参照）。

また、パージエア濃度算出手段２８は、空燃比センサ近傍パージ率が第１の所定パージ率α（後述する）よりも大きい場合にパージエア濃度Ｎｐｒｇを算出する。
燃料量補正手段３０は、燃料室内パージ率が第２の所定パージ率β（後述する）よりも大きい場合に、パージ流量制御手段２３をクリップして燃料量の補正を行う。

パージ流量制御手段２３は、内燃機関１３の始動後に初めてパージエア濃度Ｎｐｒｇが算出されるまでは、第２の所定パージ率βよりも大きい第３の所定パージ率を空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘの上限値としてパージ流量を制御する。
また、パージ流量制御手段２３は、燃料量補正手段３０により算出された燃料量補正量が所定補正量以上である場合に、吸気系に導入するパージ流量を保持または減量する。

また、パージ流量制御手段２３は、パージエア濃度Ｎｐｒｇが所定パージエア濃度以上である場合に、吸気系に導入するパージ流量の増加変化割合を小さく設定する。
さらに、パージエア濃度学習値算出手段２９は、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆが所定時間τ（後述する）にわたって更新されない場合に、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆをクリアするようになっている。

図３はＥＣＵ２０内の輸送遅れ算出手段２５の機能構成を示すブロック図である。
図３において、輸送遅れ算出手段２５は、１次フィルタからなる吸気系遅れモデル２０３と、ディレイ要素からなる燃焼行程遅れモデル２０４と、１次フィルタからなる排気系遅れモデル２０５とを備えている。

排気系遅れモデル２０５に関連したパージエア濃度学習部２０７は、図２内のパージエア濃度算出手段２８およびパージエア濃度学習値算出手段２９に対応し、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆを算出する。
また、吸気系遅れモデル２０３に関連したパージエア濃度燃料補正部２０８は、図２内の燃焼室内パージ率算出手段２６および補正量算出手段３０に対応しており、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇを算出する。
吸気系遅れモデル２０３、燃焼行程遅れモデル２０４および排気系遅れモデル２０５の各機能は、輸送遅れ算出手段２５内のパージエア輸送遅れ算出手段、吸入空気輸送遅れ算出手段および燃料輸送遅れ算出手段に含まれている。

すなわち、輸送遅れ算出手段２５内のパージエア輸送遅れ算出手段および吸入空気輸送遅れ算出手段は、それぞれ、吸気系に供給されたパージエアおよび吸入空気が燃焼室に到達するまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した吸気系遅れモデル２０３と、パージエアおよび吸入空気が燃焼室に到達した後に、燃焼に必要な行程を経て排気系に排出されるまでの遅れを内燃機関１３の行程によりモデル化した燃焼行程遅れモデル２０４と、パージエアおよび吸入空気が排気系に排出された後に、空燃比センサ１５により検出されるまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した排気系遅れモデル２０６とを含む。

また、輸送遅れ算出手段２５内の燃料輸送遅れ算出手段は、インジェクタ１２により供給された燃料が、燃焼室に到達した後に、燃焼に必要な行程を経て排気系に排出されるまでの遅れを内燃機関１３の行程によりモデル化した２０４燃焼行程遅れモデルと、排気系に排出された後に、空燃比センサ１５により検出されるまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した排気系遅れモデル２０５とを含む。

各遅れモデル２０３〜２０５は、図３に示すように直列配置されている。
また、吸気系遅れモデル２０３および排気系遅れモデル２０５に関連して、パージエア濃度学習部２０７およびパージエア濃度燃料補正部２０８が配置されている。
パージエア濃度燃料補正部２０８は、インジェクタ１２の駆動補正に寄与する。

吸気系遅れモデル２０３には、エアフローセンサ９からの検出情報（吸入空気量）が入力される。また、吸気系遅れモデル２０３は、パージ制御弁６にも関連している。
吸気系遅れモデル２０３の演算結果は、燃焼行程遅れモデル２０４に入力されるとともに、パージエア濃度燃料補正部２０８でのパージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇの決定にも寄与する。

燃焼行程遅れモデル２０４は、インジェクタ１２に関連している。
燃焼行程遅れモデル２０４の演算結果は、排気系遅れモデル２０５に入力される。
排気系遅れモデル２０５の演算結果は、パージエア濃度学習部２０７でのパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆの決定に寄与する。
また、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆの決定には、空燃比センサ１５による空燃比の検出値も用いられる。

エアフローセンサ９は、スロットルバルブ８の上流部の吸入空気流量を検出し、吸気系遅れモデル２０３に入力する。
パージ制御弁６は、基本目標パージ率Ｒｐｒｇｂ（後述する）と、パージエア濃度燃料補正部２０８で決定されたパージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇとに基づき、パージ流量が目標パージ流量Ｑｐｒｇｔとなるように駆動される。

吸気系遅れモデル２０３は、エアフローセンサ９で検出された吸入空気流量と、運転状態に基づいて算出された目標パージ流量Ｑｐｒｇｔとに対して、１次フィルタ処理を施すことにより、実際に燃焼室内に流入する燃焼室内吸入空気量および燃焼室内パージ流量（輸送遅れを考慮した値）を算出する。

なお、初期状態において、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆの演算処理が未完了の場合には、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇは、燃料補正が行われずに初期値のままである。
したがって、この場合、インジェクタ１２からは、検出された吸入空気量と設定された目標空燃比とに見合う燃料量Ｑｆが噴射されることになる。

燃焼行程遅れモデル２０４は、吸気系遅れモデル２０３で算出された燃焼室内吸入空気流量および燃焼室内パージ流量と、インジェクタ１２から噴射された燃料量とに対し、所定期間（通常の４ストローク機関の場合には、４行程に相当する期間）のディレイ処理を施す。
続いて、排気系遅れモデル２０５は、１次フィルタ処理を施し、最終的に空燃比センサ近傍での値に相当する空燃比センサ近傍吸入空気流量、空燃比センサ近傍パージ流量および空燃比センサ近傍燃料量を算出する。

ところで、パージ制御弁６の閉弁時において、目標空燃比を実現するように空燃比フィードバック制御が実行されている場合には、空燃比センサ１５の検出値は、目標空燃比とほぼ一致するはずである。
また、このときの空燃比フィードバック補正係数の積分項は、エアフローセンサ９やインジェクタ１２のばらつきなどによって中央値からずれる場合があるが、このずれ量は、一般に空燃比学習値として記憶されており、この空燃比学習処理の実行により、空燃比フィードバック制御は、空燃比フィードバック補正係数の積分項が中央値になるように制御されることになる。

次に、図１〜図３を参照しながら、パージエアの導入時の動作について説明する。
エアフローセンサ９および空燃比センサ１５の検出結果に基づいて、インジェクタ１２が制御されているときに、空燃比が不明のパージエアが導入されると、目標空燃比とパージエアの空燃比とが一致している場合を除き、空燃比センサ１５の出力はリーン側かリッチ側に振れることになる。

ここで起こる物理現象を整理すると、空燃比センサ１５の振れ量は、空燃比センサ近傍吸入空気流量、空燃比センサ近傍パージ流量および空燃比センサ近傍燃料量と、パージエア濃度Ｎｐｒｇ（パージエア中の空燃比）に依存していることは明らかである。

したがって、輸送遅れ算出手段２５で演算された空燃比センサ近傍吸入空気流量、空燃比センサ近傍パージ流量および空燃比センサ近傍燃料量と、空燃比センサ１５の検出値（または、空燃比フィードバック補正係数の積分項の中央値からのずれ量）とに基づいて、未知の値であったパージエア濃度Ｎｐｒｇを算出することができる。
なお、パージエア濃度Ｎｐｒｇの具体的な算出方法については、後述する。

こうしてパージエア濃度Ｎｐｒｇが算出された場合、実際のパージエア濃度の変化速度が内燃機関１３の行程周期に比べて十分遅いものと考えると、パージエア濃度Ｎｐｒｇは、内燃機関１３の運転状況が変わっても、ほぼ同一の値となるはずである。
ただし、実際には、エアフローセンサ９、インジェクタ１２または空燃比センサ１５のばらつきや、空燃比フィードバック制御周期などによって、パージエア濃度Ｎｐｒｇには、多少の誤差が見込まれる。

したがって、この発明の実施の形態１においては、パージエア濃度Ｎｐｒｇに含まれ得る誤差を吸収するために、図３のように、各行程ごとに演算されるパージエア濃度Ｎｐｒｇを平均化し、さらにはフィルタ処理を施して平滑化することにより、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆとして取り扱っている。

パージ制御弁６から供給されたパージエアが燃焼室内に流入していた場合、図３のようにパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆが算出されていれば、パージエアにより空燃比センサ１５で検出する空燃比にずれが起こらないように、燃料量を補正することが可能となる。

つまり、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆと、吸気系遅れモデル２０３による処理後の吸入空気量と、パージ流量とに基づいて、空燃比フィードバック補正係数の積分項（パージエアの導入がなければ、中央値に制御される値）のずれ量（パージエアを導入することで生じると推定される値）を、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇとして算出する。

以下、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇを用いて、インジェクタ１２から供給する燃料量Ｑｆを補正することにより、空燃比フィードバック補正係数を中央値に制御したままで、パージエアの導入量や吸入空気量が変化した場合でも、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇが適切に算出され、空燃比を目標値に制御することができる。

このように、パージエア濃度Ｎｐｒｇの演算に必要な物理量と、インジェクタ１２からの供給燃料量を補正するパージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇの演算に必要な物理量とを、吸気系遅れモデル２０３、燃焼行程遅れモデル２０４および排気系遅れモデル２０５により算出される物理量のうち、適切な時点の物理量を用いることができる。

次に、図１〜図３とともに、図４〜図７のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１による制御処理動作について、さらに詳細に説明する。
まず、図４を参照しながら、目標パージ率算出手段２１による目標パージ率Ｒｐｒｇｔの算出処理と、目標パージ流量算出手段２２による目標パージ流量Ｑｐｒｇｔの算出処理とについて説明する。

図４において、目標パージ率算出手段２１は、まず、目標パージ率の基本値となる基本目標パージ率Ｒｐｒｇｂを算出する（ステップ３０１）。
具体的には、基本目標パージ率Ｒｐｒｇｂは、各種センサ１９（運転状態検出手段）により検出される運転状態に基づいて算出される。

たとえば、アイドリング時、非アイドリング時、加減速時、高負荷運転時などの条件ごとの基本目標パージ率Ｒｐｒｇｂを、マップデータとしてＥＣＵ２０内のデジタルコンピュータのＲＯＭに記憶しておき、運転状態に応じて読み出す算出方法があげられる。
また、運転状態を示すパラメータ（たとえば、内燃機関１３の回転数と、充填効率またはサージタンク内圧力と）を軸とする表（制御マップ）を用意しておき、この制御マップに基本目標パージ率Ｒｐｒｇｂを記憶させておき、運転状態に応じて読み出す算出方法などがあげられる。

続いて、目標パージ流量算出手段２２は、内燃機関１３の運転状態を検出するためのサブルーチン（図示せず）により吸入空気量Ｑａを検出し（ステップ３０２）、検出された吸入空気量Ｑａと基本目標パージ率Ｒｐｒｇｂとを用いて、以下の式（１）のように、基本目標パージ流量Ｑｐｒｇｂを算出する（ステップ３０３）。

Ｑｐｒｇｂ＝Ｒｐｒｇｂ＊Ｑａ ・・・（１）

ところで、パージ制御弁６として、一般的な構成例としてＤＵＴＹ制御による流量制御方式を適用した場合、キャニスタ３の大気開放口３ａの圧力（すなわち、大気圧）と、サージタンク７内に発生する負圧との圧力差によって発生する流れは、パージ制御弁６の電磁弁部のＯＮ／ＯＦＦ比率により制御される。
ＤＵＴＹ制御タイプのパージ制御弁６を用いた場合、流量の最大値は、パージ制御弁６のＯＮ状態が継続する状態（すなわち、ＤＵＴＹ＝１００％の状態）に相当し、大気圧とサージタンク７内の負圧との圧力差によって決定するので、これ以上の流量を達成することは理論的に不可能である。

そこで、目標パージ流量算出手段２２は、ステップ３０３に続いて、パージ流量最大値Ｑｐｒｇｍａｘを算出する（ステップ３０４）。
なお、パージ流量最大値Ｑｐｒｇｍａｘの算出方法としては、具体的には、大気圧とサージタンク７内の負圧との圧力差を軸とする制御マップに、算出対象となるパージ制御弁６のパージ流量最大値Ｑｐｒｇｍａｘを記憶させておき、環境条件および運転状態に応じて読み出せばよい。

続いて、目標パージ流量算出手段２２は、パージ流量の急変によりドライブフィーリングが悪化することを防止するための係数として、パージ流量係数Ｋｔを算出する（ステップ３０５）。
なお、パージ流量係数Ｋｔは、パージ流量を制限するための係数としても機能する。
なぜなら、通常、パージエア濃度Ｎｐｒｇが算出されるまでの間は、パージエア濃度が不明なことから、大量のパージエアを導入することによる排気ガスの悪化が考えられるので、比較的少量のパージエアに抑制しておく必要があるからである。

また、パージ流量係数Ｋｔは、パージ流量を所定値に制限し、パージ流量を保持したり、減量したりするための係数でもある。
なぜなら、パージエア濃度Ｎｐｒｇが高く、パージエア導入量が多い状態において、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇが大きくなった場合（後述する）には、この発明を適用した場合であっても、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇの誤差を抑制することができなくなる可能性があり、この結果、排気ガスが悪化することが考えられるからである。

さらに、パージ流量係数Ｋｔは、パージ流量の急変を防止するための係数でもある。
なぜなら、パージエア濃度Ｎｐｒｇが高い状態において、たとえば空燃比フィードバック制御の応答速度に近い（または、応答速度以上の）速さでパージ流量が変化した場合には、この発明を適用した場合であっても、位相ずれが発生する可能性があり、この結果、排気ガスが悪化することが考えられるからである。

ここで、パージ流量係数Ｋｔの算出方法の一例について説明する。
たとえば、パージ流量係数Ｋｔは、「０」〜「１」の範囲内で可変設定されるものと定義し、「Ｋｔ＝０」のときにはパージ制御が停止され、「Ｋｔ＝１」のときには基本目標パージ流量Ｑｐｒｇｂで制御するものとする。

パージ流量係数Ｋｔは、パージエアの導入が許可されると所定のサンプリング時間ごとに所定値が加算され、パージエアの導入が禁止されると所定のサンプリング時間ごとに所定値が減算されるという動きをする。
また、パージエア濃度Ｎｐｒｇが算出されるまでの間や、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇが大きくなった場合には、パージ流量係数Ｋｔに上限値を設定し、パージ流量係数Ｋｔを上限値にクリップすることにより、パージ流量を制限することができる。

次に、目標パージ流量算出手段２２は、ステップ３０５に続いて、基本目標パージ流量Ｑｐｒｇｂ、パージ流量最大値Ｑｐｒｇｍａｘおよびパージ流量係数Ｋｔに基づいて、以下の式（２）のように、最終的な目標パージ流量Ｑｐｒｇｔを算出する（ステップ３０６）。

Ｑｐｒｇｔ＝Ｍｉｎ（Ｑｐｒｇｂ，Ｑｐｒｇｍａｘ）＊Ｋｔ ・・・（２）

ただし、式（２）において、Ｍｉｎ（ ）は、基本目標パージ流量Ｑｐｒｇｂまたはパージ流量最大値Ｑｐｒｇｍａｘのうちの小さい方の値が選択されることを示している。
算出された目標パージ流量Ｑｐｒｇｔは、パージ流量制御手段２３において、パージ制御弁６を駆動するためのサブルーチン（図示せず）に用いられる（ステップ３０７）。

ステップ３０７において、パージ制御弁６は、パージ流量が目標パージ流量Ｑｐｒｇｔとなるように制御される。
パージ制御弁６による流量制御としては、前述のように、ＤＵＴＹ制御による方法や、制御マップ（大気圧とサージタンク７内の負圧との圧力差と、パージ制御弁６の流量とのマップ）に目標流量が達成されるＤＵＴＹ比を記憶させておき、環境条件、運転状態および目標パージ流量Ｑｐｒｇｔに応じて読み出す方法が適用され得る。

最後に、目標パージ率算出手段２１は、目標パージ流量Ｑｐｒｇｔおよび吸入空気量Ｑａを用いて、以下の式（３）のように、最終的に達成されるパージ率を目標パージ率Ｒｐｒｇｔとして算出し（ステップ３０８）、図４の処理ルーチンを終了する。

Ｒｐｒｇｔ＝Ｑｐｒｇｔ／Ｑａ ・・・（３）

以上のように、目標パージ率算出手段２１および目標パージ流量算出手段２２において、目標パージ率Ｒｐｒｇｔと目標パージ流量Ｑｐｒｇｔが算出される。

次に、図５を参照しながら、輸送遅れ算出手段２５によるパージエア、吸入空気および燃料の輸送遅れの算出処理について、燃焼室内パージ率算出手段２６および空燃比センサ近傍パージ率算出手段２７による算出処理と関連させながら説明する。
図５において、輸送遅れ算出手段２５は、まず、前述（図３）の処理ルーチンで算出された目標パージ流量Ｑｐｒｇｔおよび吸入空気量Ｑａ（ステップ４０１）に基づいて、吸気系遅れモデル２０３（１次フィルタ）による処理を実行する（ステップ４０２）。

ステップ４０２においては、前述の処理ルーチン（図４）で算出された目標パージ率Ｒｐｒｇｔが、実際のパージ流量として読みかえて用いられるとともに、内燃機関１３の運転状態検出ルーチン（図示せず）で検出された吸入空気量Ｑａが用いられる。
また、ステップ４０２において、吸気系遅れモデル２０３は、１次フィルタを用いる（吸気系遅れモデル２０３を１次遅れ要素として取り扱う）ことにより、内燃機関１３の吸気系の応答遅れを模擬する。

一般的には、１次フィルタをＥＣＵ２０内のデジタルコンピュータに適用する場合、デジタル１次フィルタを用いて、以下の式（４）のように実現することができる。

Ｑａｉｎ（ｎ）＝Ｋ＊Ｑａｉｎ（ｎ−１）＋（１−Ｋ）＊Ｑａ（ｎ）Ｑｐｒｇｉｎ（ｎ）
＝Ｋ＊Ｑｐｒｇｉｎ（ｎ−１）＋（１−Ｋ）＊Ｑｐｒｇｔ（ｎ） ・・・（４）

式（４）において、Ｋはフィルタ定数であり、通常、０．９程度の値である。
また、Ｑａ（ｎ）は、第ｎ行程の間にエアフローセンサ９が検出した吸入空気量である。
また、Ｑａｉｎ（ｎ）は、第ｎ行程の間に内燃機関１３の燃焼室に導入される吸入空気量である。
また、Ｑａｉｎ（ｎ−１）は、第ｎ−１行程の間に内燃機関１３の燃焼室に導入された吸入空気量である。

また、式（４）において、Ｑｐｒｇｔ（ｎ）は、第ｎ行程の間にパージ制御弁６から導入したパージ流量である。
また、Ｑｐｒｇｉｎ（ｎ）は、第ｎ行程の間に内燃機関１３の燃焼室に導入されるパージ流量である。
さらに、Ｑｐｒｇｉｎ（ｎ−１）は、第ｎ−１行程の間に内燃機関１３の燃焼室に導入されたパージ流量である。
なお、吸気系遅れモデル２０３は、ステップ４０２において、式（４）の演算処理を内燃機関１３の行程ごとに実行する。

ステップ４０２の演算結果として、内燃機関１３の燃焼室内での、燃焼室内パージ流量Ｑｐｒｇｉｎおよび燃焼室内吸入空気量Ｑａｉｎが算出される（ステップ４０３）。
続いて、燃焼室内パージ率算出手段２６は、燃焼室内での各算出値Ｑｐｒｇｉｎ、Ｑａｉｎを用いて、燃焼室内パージ率（実パージ率）Ｒｐｒｇｉｎを算出する（ステップ４０４）。

次に、燃焼行程遅れモデル２０４は、他のサブルーチンで算出された燃料量Ｑｆ（ステップ４０５）を用いて、燃焼室内パージ流量Ｑｐｒｇｉｎ、燃焼室内吸入空気量Ｑａｉｎおよび燃料量Ｑｆに対し、ディレイ処理を実行する（ステップ４０６）。
なお、燃料量Ｑｆは、一般的に、燃焼室内吸入空気量Ｑａｉｎと、目標空燃比（たとえば、理論空燃比１４．７）と、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇとを用いて、以下の式（５）により算出される。

Ｑｆ＝Ｑａｉｎ＊Ｋｐｒｇ／１４．７ ・・・（５）

ただし、式（５）において、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇ以外の補正値（たとえば、空燃比補正係数、暖気補正係数、始動時補正係数、始動後補正係数、空燃比フィードバック補正係数など）は、煩雑さを回避するために記載されていない。

燃焼行程遅れモデル２０４によるディレイ処理（ステップ４０６）において、ディレイ時間は、通常、４ストローク機関の場合は４行程相当時間に設定される。
続いて、吸気系遅れモデル２０３の場合と同様に、排気系遅れモデル２０５を１次遅れ要素として取り扱い、具体的には１次フィルタを用いることにより、内燃機関１３の排気系の応答遅れを模擬する（ステップ４０７）。
１次フィルタをＥＣＵ２０内のデジタルコンピュータに適用する場合、一般的には、以下の式（６）によるデジタル１次フィルタを用いることにより、実現することができる。

Ｑａｅｘ（ｎ）＝Ｋ＊Ｑａｅｘ（ｎ−１）＋（１−Ｋ）＊Ｑａｉｎ（ｎ−４）Ｑｐｒｇｅｘ（ｎ）
＝Ｋ＊Ｑｐｒｇｅｘ（ｎ−１）＋（１−Ｋ）＊Ｑｐｒｇｉｎ（ｎ−４）Ｑｆｅｘ（ｎ）
＝Ｋ＊Ｑｆｅｘ（ｎ−１）＋（１−Ｋ）＊Ｑｆｉｎ（ｎ−４） ・・・（６）

式（６）において、Ｋは、前述の式（４）内のＫと同様のフィルタ定数であり、通常、０．９程度の値である。
また、Ｑａｅｘ（ｎ）は、第ｎ行程の間に空燃比センサ１５の近傍に到達して空燃比センサ１５により検出される吸入空気流量である。
また、Ｑａｅｘ（ｎ−１）は、第ｎ−１行程の間に空燃比センサ１５の近傍に到達して空燃比センサ１５により検出された吸入空気流量である。

また、Ｑａｉｎ（ｎ−４）は、第ｎ−４行程の間に内燃機関１３の燃焼室に導入された吸入空気量である。
式（６）の演算処理を内燃機関１３の行程ごとに実行すれば、第ｎ−４行程の間の燃焼室への吸入空気量Ｑａｉｎ（ｎ−４）を用いていることから、燃焼行程遅れモデル２０４によるディレイ処理（ステップ４０６）も、式（６）により演算可能である。

また、式（６）において、Ｑｐｒｇｅｘ（ｎ）は、第ｎ行程の間に空燃比センサ１５の近傍に到達して空燃比センサ１５により検出されるパージ流量である。
また、Ｑｐｒｇｅｘ（ｎ−１）は、第ｎ−１行程の間に空燃比センサ１５の近傍に到達して空燃比センサ１５により検出されたパージ流量である。
また、Ｑｐｒｇｉｎ（ｎ−４）は、第ｎ−４行程の間に内燃機関１３の燃焼室に導入されたパージ流量である。

また、Ｑｆｅｘ（ｎ）は、第ｎ行程の間に空燃比センサ１５の近傍に到達して空燃比センサ１５により検出される燃料量である。
また、Ｑｆｅｘ（ｎ−１）は、第ｎ−１行程の間に空燃比センサ１５の近傍に到達して空燃比センサ１５により検出された燃料量である。
さらに、Ｑｆｉｎ（ｎ−４）は、第ｎ−４行程の間に内燃機関の燃焼室に導入された燃料量である。

続いて、燃焼行程遅れモデル２０４および排気系遅れモデル２０５による演算処理（ステップ４０６、４０７）の演算結果として、空燃比センサ近傍相当のパージ流量Ｑｐｒｇｅｘ、吸入空気量Ｑａｅｘおよび燃料量Ｑｆｅｘを算出する（ステップ４０８）。
また、空燃比センサ近傍相当の演算結果（Ｑｐｒｇｅｘ、ＱａｅｘおよびＱｆｅｘ）を用いて、空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘを算出する（ステップ４０９）。

さらに、空燃比センサ近傍燃料補正係数Ｋｐｒｇｅｘを算出して（ステップ４１０）、図５の処理ルーチンを終了する。
空燃比センサ近傍燃料補正係数Ｋｐｒｇｅｘは、ステップ４０５における式（５）内のパージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇの空燃比センサ近傍相当値である。

次に、図６を参照しながら、パージエア濃度算出手段２８によるパージエア濃度Ｎｐｒｇの算出処理と、パージエア濃度学習値算出手段２９によるパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆの算出処理とについて説明する。
図６において、まず、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆが所定時間τ内に更新されたか否かを判定し（ステップ５０１）、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆが更新されていない（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、パージエア濃度学習の関連値（パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆ、パージエア濃度Ｎｐｒｇ）のクリア処理を実行し（ステップ５０２）、ステップ５０４に進む。

一方、ステップ５０１において、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆが所定時間τ内に更新された（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、直ちにステップ５０４に進む。
ステップ５０４においては、前述（図５）の処理ルーチンにより算出された空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘ（ステップ５０３）を参照して、空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘが所定パージ率αよりも大きいか否かを判定する（ステップ５０４）。

ステップ５０４において、Ｒｐｒｇｅｘ≦α（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、直ちに図６の処理ルーチンを終了する。
一方、ステップ５０４において、Ｒｐｒｇｅｘ＞α（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、他のサブルーチンにより算出された空燃比フィードバック補正係数の積分項Ｋｉ、空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘおよび空燃比センサ近傍燃料補正係数Ｋｐｒｇｅｘ（ステップ５０３）を用いて、以下の式（７）により、パージエア濃度Ｎｐｒｇを算出する（ステップ５０５）。

Ｎｐｒｇ＝（Ｋｉ＊Ｋｐｒｇｅｘ−１）／Ｒｐｒｇｅｘ ・・・（７）

式（７）により算出されたパージエア濃度Ｎｐｒｇは、瞬時値ともいうべき値である。また、前述の通り、パージエア濃度Ｎｐｒｇの変化速度は、内燃機関１３の行程周期に比べて十分遅いものと考えることができる。
続いて、パージエア濃度学習値算出手段２９は、エアフローセンサ９、インジェクタ１２または空燃比センサ１５のばらつきや、空燃比フィードバック制御周期による誤差を吸収するために、各行程ごとに算出されるパージエア濃度Ｎｐｒｇを平均化し、さらにはフィルタ処理を実行して、パージエア濃度Ｎｐｒｇを平滑化する（ステップ５０６）。
これにより、最終的なパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆを算出し（ステップ５０７）、図６の処理ルーチンを終了する。

次に、図７を参照しながら、燃料量補正手段３０によるパージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇの算出処理について説明する。
図７において、まず、前述（図５）のサブルーチンで算出された燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎ（ステップ６０１）を参照して、燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎが所定パージ率βよりも大きいか否かを判定する（ステップ６０２）。

ステップ６０２において、Ｒｐｒｇｉｎ≦β（すなわち、Ｎｏ）と判定されれば、直ちに図７の処理ルーチンを終了する。
一方、ステップ６０２において、Ｒｐｒｇｉｎ＞β（すなわち、Ｙｅｓ）と判定されれば、前述（図５、図６）のサブルーチンで算出された燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎおよびパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆを用いて、以下の式（８）により、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇを算出し（ステップ６０３）、図７の処理ルーチンを終了する。

Ｋｐｒｇ＝Ｎｐｒｇｆ＊Ｒｐｒｇｉｎ＋１ ・・・（７）

以下、燃料量補正手段３０は、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇに基づいて、インジェクタ１２から内燃機関１３への燃料噴射量Ｑｆを補正するとともに、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇの上限値に基づいて、パージ流量制御手段２３によるパージ流量をクリップ補正する。

次に、図８のタイミングチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る蒸発燃料処理装置の制御動作について、補足的に説明する。
図８においては、ある運転条件でパージエアの導入が行われて、パージ流量が運転条件の変化に応じて変化した場合の、各タイミング期間Ｔ１〜Ｔ８での挙動が模式的に示されている。

また、図８においては、上から順に、パージ制御モード、パージ流量、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆ、空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）補正係数の積分項Ｋｉ、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇの各挙動を示している。
図８において、パージ制御モードは、パージエアの導入（または、カット）の条件を示しておりパージエアは、導入条件の成立中のみに導入される。

また、図８においては、パージ流量として、パージエア導入中の目標パージ流量Ｑｐｒｇｔ（実線参照）と、空燃比センサ近傍パージ流量Ｑｐｒｇｅｘ（破線参照）との各挙動が示されている。
パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆは、パージエア濃度学習処理の完了後には、ほぼ一定値に維持される。

また、図８に示すように、空燃比Ｆ／Ｂ補正係数の積分項Ｋｉには、パージエアの導入が許可されてから、パージエア濃度学習処理が完了するまでの間にずれが発生する。
パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇは、燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎおよびパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆに応じて変化する。

各タイミング期間Ｔ１〜Ｔ８の順に、時間を追って、具体的に説明する。
まず、第１のタイミングＴ１において、パージ制御が開始されると、パージ流量が漸増していく。このとき、パージエア濃度学習が未完了であれば、パージ流量は、所定値で制限される。

また、パージエア濃度学習が未完了であれば、たとえばパージ制御中のタイミング期間Ｔ１において、空燃比Ｆ／Ｂ補正係数の積分項Ｋｉにずれ量（破線枠参照）が発生する。
このとき、パージエア濃度算出手段２８は、積分項Ｋｉのずれ量および空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘに基づいてパージエア濃度Ｎｐｒｇを算出し、パージエア濃度学習値算出手段２９は、パージエア濃度Ｎｐｒｇにフィルタ処理などを施して、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆを算出する。

続いて、タイミング期間Ｔ２においては、パージエア濃度Ｎｐｒｇの学習値Ｎｐｒｇｆの算出処理が完了し、空燃比Ｆ／Ｂ補正係数の積分項Ｋｉは、中央値に復帰する。
すなわち、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇは、燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎとパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆとから、自動的に算出される。

続いて、タイミング期間Ｔ２〜Ｔ４において、目標パージ流量Ｑｐｒｇｔは、内燃機関１３の運転条件に応じて、適宜変化する。
また、燃焼室内パージ流量Ｑｐｒｇｉｎとしては、目標パージ流量Ｑｐｒｇｔにフィルタ処理を施した値が用いられる。

次のタイミング期間Ｔ５は、パージエアがカットされている期間を示しており、パージエアのカット中においても、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆは記憶され続ける。
次のタイミング期間Ｔ６においては、パージエアが再度導入されるが、最初のタイミング期間Ｔ１でのパージエア導入とは異なり、所定値で制限されることはなく、導入開始時から目標パージ流量Ｑｐｒｇｔで制御が行われる。
なぜなら、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆの算出処理が既に完了しており、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆを用いた制御が可能であるからである。

続いて、タイミング期間Ｔ７においては、前述のタイミング期間Ｔ２〜Ｔ４と同様に、目標パージ流量Ｑｐｒｇｔが運転条件に応じて変化する。
最後に、タイミング期間Ｔ８においては、パージエアのカット開始後に所定時間τが経過した時点で、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆをクリアする。

これにより、パージカット中にキャニスタ３内の蒸発燃料濃度が変化したときに、実際のパージエア濃度と、パージエア濃度学習値算出手段２９内に記憶されたパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆとの間に誤差が生じて、パージエアの再導入時にパージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇに誤差が発生することを防ぐことができる。

以上のように、この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置は、キャニスタ３と内燃機関１３の吸気系とを接続するパージ通路５と、パージ通路５に設けられてパージ流量を制御するパージ制御弁６と、内燃機関１３の吸気ポート近傍または燃焼室に設けられて内燃機関１３に燃料を供給するインジェクタ１２と、内燃機関１３の排気系に設けられて排気中の空燃比を検出する空燃比センサ１５と、内燃機関１３の運転状態に基づき目標パージ率Ｒｐｒｇｔを算出する目標パージ率算出手段２１と、運転状態および目標パージ率Ｒｐｒｇｔに基づき目標パージ流量Ｑｐｒｇｔを算出する目標パージ流量算出手段２２と、目標パージ流量Ｑｐｒｇｔを実現するようにパージ制御弁６を制御するパージ流量制御手段２３と、空燃比が目標空燃比となるようにインジェクタ１２から供給される燃料量をフィードバック制御するＥＣＵ２０内の空燃比フィードバック制御手段２４とを備えている。

また、ＥＣＵ２０内の輸送遅れ算出手段２５は、パージ制御弁６を通して吸気系に供給されたパージエアが燃焼室内に至るまでの輸送遅れを算出するとともに、パージエアが排気系内の空燃比センサ１５の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れを算出するパージエア輸送遅れ算出手段と、エアフローセンサ９により検出された吸入空気が燃焼室内に至るまでの輸送遅れを算出するとともに、吸入空気が排気系内の空燃比センサ１５の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れを算出する吸入空気輸送遅れ算出手段と、インジェクタ１２からの供給燃料が排気系内の空燃比センサ１５の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れを算出する燃料輸送遅れ算出手段とを備えている。

さらに、ＥＣＵ２０は、輸送遅れ算出手段２５内のパージエア輸送遅れ算出手段および吸入空気輸送遅れ算出手段で算出される燃焼室内パージ流量Ｑｐｒｇｉｎおよび燃焼室内吸入空気量Ｑａｉｎに基づき燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎを算出する燃焼室内パージ率算出手段２６と、同様に輸送遅れ算出手段２５内で算出される空燃比センサ近傍パージ流量Ｑｐｒｇｅｘおよび空燃比センサ近傍吸入空気量Ｑａｅｘに基づき空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘを算出する空燃比センサ近傍パージ率算出手段２７と、空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘ、空燃比センサ近傍吸入空気量Ｑａｅｘ、空燃比センサ近傍燃料量Ｑｆｅｘおよび空燃比検出値に基づきパージエア濃度Ｎｐｒｇを算出するパージエア濃度算出手段２８と、パージエア濃度Ｎｐｒｇを平滑化してパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆを算出するパージエア濃度学習値算出手段２９と、燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎおよびパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆに基づき内燃機関１３への供給燃料量を補正する燃料量補正手段３０とを備えている。

すなわち、輸送遅れ算出手段２５およびパージエア濃度算出手段２８は、内燃機関１３に導入されるパージエア、吸入空気および燃料の輸送遅れを加味してパージエア濃度Ｎｐｒｇを算出し、燃料量補正手段３０は、パージエア濃度燃料補正係数Ｋｐｒｇを算出して、インジェクタ１２の駆動量を補正する。
これにより、内燃機関１３において過渡運転が行われた場合や、パージ流量が変化した場合においても、空燃比の変動を抑制することができる。

また、輸送遅れ算出手段２５内のパージエア輸送遅れ算出手段および吸入空気輸送遅れ算出手段は、内燃機関１３の吸気系に供給されたパージエアおよび吸入空気が燃焼室に到達するまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した吸気系遅れモデル２０３と、パージエアおよび吸入空気が燃焼室に到達した後に、燃焼に必要な行程を経て排気系に排出されるまでの遅れを内燃機関１３の行程によりモデル化した燃焼行程遅れモデル２０４と、パージエアおよび吸入空気が排気系に排出された後に空燃比センサ１５で検出されるまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した排気系遅れモデル２０５とを用いるように構成されている。

また、輸送遅れ算出手段２５内の燃料輸送遅れ算出手段は、インジェクタ１２からの供給燃料が燃焼室に到達した後に、燃焼に必要な行程を経て排気系に排出されるまでの遅れを内燃機関１３の行程によりモデル化した燃焼行程遅れモデル２０４と、供給燃料が排気系に排出された後に空燃比センサ１５で検出されるまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した排気系遅れモデル２０５とを用いてるように構成されている。
これにより、単純な一次遅れ要素（吸気系遅れモデル２０３、排気系遅れモデル２０５）および内燃機関行程遅れ要素（燃料行程遅れモデル２０４）に基づき、パージエア、吸入空気および燃料の輸送遅れを算出することができる。

また、パージエア濃度算出手段２８は、空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘが所定パージ率αよりも大きい場合のみにパージエア濃度Ｎｐｒｇを算出するので、より正確にパージエア濃度Ｎｐｒｇを算出することができる。
また、燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎおよびパージエア濃度Ｎｐｒｇに基づく燃料量補正手段３０は、燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎが所定パージ率βよりも大きい場合のみにパージ流量による燃料量補正を行うので、より正確にパージ流量による燃料量補正を行うことができる。

また、パージ流量制御手段２３は、内燃機関１３の始動後に、パージエア濃度算出手段２８により初めてパージエア濃度Ｎｐｒｇが算出されるまでの間は、空燃比センサ近傍パージ率Ｒｐｒｇｅｘが第２の所定パージ率βよりも大きい第３の所定パージ率を上限値としてパージ流量を制御するので、パージエア濃度未学習時において、パージエアによる空燃比の変動を抑制することができる。

また、パージ流量制御手段２３は、燃焼室内パージ率Ｒｐｒｇｉｎおよびパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆに基づき、燃料量補正手段３０により算出された燃料量補正量が所定値以上である場合に、内燃機関１３の吸気系に導入するパージ流量を保持または減量するので、燃料量補正値が所定値以上になることを防ぎ、パージエアによる空燃比の変動を抑制することができる。

また、パージ流量制御手段２３は、パージエア濃度算出手段２８により算出したパージエア濃度Ｎｐｒｇが所定値以上を示すほどに大きい場合には、内燃機関１３の吸気系に導入するパージ流量の増加変化割合を小さく設定する（パージ流量の変化速度を制限する）ので、パージエアによる空燃比の変動を抑制することができる。

また、パージエア濃度学習値算出手段２９により算出したパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆが所定時間τにわたって更新されない場合には、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆをクリアするので、パージの再導入時において、実際のパージエア濃度とパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆとの誤差が大きくなるのを防止することができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、特に言及しなかったが、パージエアに含まれる空気量を相殺するために、ＥＣＵ２０（図１参照）内に吸入空気量減量補正手段をさらに設けてもよい。
この場合、ＥＣＵ２０内の吸入空気量減量補正手段は、パージ流量制御手段２３により制御されたパージ流量と、パージエア濃度算出手段２８により算出されたパージエア濃度Ｎｐｒｇとに基づき、パージエアに含まれる空気量を推定し、スロットルバルブ８またはＩＳＣバルブから吸気系に流入する吸入空気量をパージエアに含まれる空気量の分だけ減量補正する。

すなわち、この発明の実施の形態２に係る内燃機関制御装置は、前述の実施の形態１の機能に加えて、目標パージ流量Ｑｐｒｇｔおよびパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆに基づいて、パージエアに含まれる空気量を推定演算する空気量算出機能と、推定演算された空気量に相当する分だけ、スロットルバルブ８またはＩＳＣバルブから内燃機関１３の吸気系に流入する吸入空気量を減量補正する吸入空気量補正機能とを備えている。

次に、図９のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２による処理動作について説明する。
図９はこの発明の実施の形態２によるスロットル開度補正量の算出処理ルーチンを示している。
この場合、具体的には、前述の実施の形態１で説明したサブルーチンに加えて、図９にしたサブルーチンが追加されることになる。

図９において、ＥＣＵ２０内の吸入空気量減量補正手段は、まず、前述の吸入空気量Ｑａ、目標パージ率Ｒｐｒｇｔおよびパージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆ（ステップ８０１）を用いて、パージエア内の空気量Ｑａｐを算出する（ステップ８０２）。
ところで、通常の内燃機関１３の吸入空気量制御は、主にスロットルバルブ８により達成される。

たとえば、スロットルバルブ８が電子制御式であれば、スロットルバルブ８の開閉制御のみで、アイドル状態（全閉、または、ほぼ全閉）から全開までの吸入空気量を制御することができる。
一方、スロットルバルブ８が機械式の場合には、スロットルバルブ８に加えて、アイドル時の吸気量制御用として、前述のＩＳＣバルブ（図示せず）が併用される。

ステップ８０２で算出されたパージエア内の空気量Ｑａｐは、運転者の意思によって駆動されるスロットルバルブ８を介した吸入空気量とは別の空気量なので、運転者の意思とは異なる空気量が外部からサージタンク７に導入されることになる。
すなわち、運転者の意思に反して、パージ導入開始時に車両が加速する可能性や、逆に、パージカット時に車両が減速するなどのドライバビリティの悪化を招く可能性がある。

そこで、ステップ８０２に続いて、算出されたパージエア内の空気量Ｑａｐの分だけ、吸入空気量の減量補正を行い（ステップ８０３）、図９の処理ルーチンを終了する。
このとき、ステップ８０３において、スロットルバルブ８が電子制御式であれば、スロットル開度を減量補正し、スロットルバブル８が機械式であれば、ＩＳＣバルブの開度を減量補正する。

以上のように、この発明の実施の形態２によれば、パージエア中の空気量相当分を、スロットルバルブ８またはＩＳＣバルブで吸入空気量から減量補正して相殺することにより、運転者の意思に反して車両が加速したり、減速したりすることが回避され、ドライバビリティを良好に保つことができる。
特に、パージ導入開始時やパージカット時などのパージ流量変化時において、異常な加速感や減速感が生じることがないという効果が得られる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２では、特に言及しなかったが、図１０に示すように、蒸発燃料処理装置に用いられるパージ制御弁６の内部通路に、ソニックノズル（ラバールノズル、または、収縮拡大管とも呼ばれる）を用いてもよい。

図１０はこの発明の実施の形態３におけるパージ制御弁６の内部通路を示す断面図である。なお、図示しない構成は、前述と同様である。
図１０において、パージ制御弁６は、ソニックノズルを用いた構造を有しており、内部通路６１の一部に絞り部６２が設けられている。

ここで、ソニックノズルについて説明する。
図１０のように、パージエアの内部通路６１の一部に絞り部６２を設けることにより、内燃機関１３のサージタンク７の内圧（吸気系の圧力）が一定値以下の場合には、絞り部６２における流速が音速となる現象が起こる。

その後、サージタンク７の内圧がさらに低下しても、絞り部６２における流速が音速を超えることはなく、この結果、サージタンク７内の圧力に関わらず、ソニックノズルを用いたパージ制御弁６を通過するパージエアの流量は一定となる。

このように、この発明の実施の形態３によれば、パージ制御弁６の内部通路６１にソニックノズルを用いることにより、たとえば内燃機関１３の過渡運転時などにおいて、サージタンク７の内圧が急変した場合であっても、パージ流量は一定になるので、従来のパージ制御弁６に比べると、過渡運転時のパージ流量の制御精度が向上する。
これにより、パージエア濃度学習値Ｎｐｒｇｆの推定精度や、パージ流量による燃料量補正の精度が向上し、過渡運転時の空燃比の変動をさらに抑制することができる。

すなわち、ＤＵＴＹ制御形式のパージ制御弁６としてソニックノズルを用いることで、サージタンク７内の圧力に関わらず、パージ流量弁６の駆動ＤＵＴＹに対するパージ流量が一定となり、過渡運転時のサージタンク７内の圧力変化の影響を受けなくなるので、パージ流量の制御精度をさらに向上させることができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、キャニスタ３をパージする際に生じる蒸発燃料を対象として、パージ制御弁６およびインジェクタ１２を制御したが、ブローバイガスを対象として、ブローバイガス制御弁およびインジェクタ１２を制御してもよい。
以下、ブローバイガスを対象としたこの発明の実施の形態４について説明する。

この発明の実施の形態４に係る内燃機関制御装置は、図１内のパージ通路５およびパージ制御弁６をブローバイガス通路およびブローバイガス制御弁（図示せず）に置き換えたのみであり、全体構成は、基本的に前述（図１参照）と同様である。
また、ＥＣＵ２０の構成も、図２内のパージ率、パージ流量およびパージエア濃度が、それぞれ、ブローバイガス率、ブローバイガス量およびブローバイガス濃度に置き換わるのみで、基本的に前述（図２参照）と同様である。

この場合、キャニスタ３からの蒸発燃料に代えて、内燃機関１３のシリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に漏れ出した蒸発燃料（ブローバイガス）を制御対象のパラメータとしているが、このようにブローバイガスを処理する場合においても、前述と同様の制御処理を適用することができる。
具体的には、ブローバイガスをサージタンクに接続する際に、通常用いられる機械式のＰＣＶバルブに代えて、前述（図１参照）のパージ制御弁６と同等の性能を有する電子制御式の電磁弁を用い、電子制御式バルブを前述と同様の方法で制御することができる。

この発明の実施の形態４に係る内燃機関制御装置は、前述（図１、図２参照）の構成において、ブローバイガス通路に設けられたブローバイガス制御弁と、内燃機関１３に燃料を供給するインジェクタ１２と、排気中の空燃比を検出する空燃比センサ１５と、ＥＣＵ２０内の目標ブローバイガス率算出手段、目標ブローバイガス量算出手段、ブローバイガス量制御手段および空燃比フィードバック制御手段と、を備えている。

ブローバイガス制御弁は、内燃機関１３のシリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に漏れ出した蒸発燃料と空気との混合気からなるブローバイガスが内燃機関１３の吸気系に導入される際のブローバイガス量を制御する。
ＥＣＵ２０内の目標ブローバイガス率算出手段は、内燃機関１３の運転状態に基づき、内燃機関１３の吸入空気量とブローバイガス量との比率であるブローバイガス率の目標値を目標ブローバイガス率として算出する。

ＥＣＵ２０内の目標ブローバイガス量算出手段は、内燃機関１３の運転状態および目標ブローバイガス率に基づき目標ブローバイガス量を算出し、ブローバイガス量制御手段は、ブローバイガス量が目標ブローバイガス量となるようにブローバイガス制御弁を制御する。
空燃比フィードバック制御手段は、空燃比が目標空燃比となるようにインジェクタ１２から供給される燃料量をフィードバック制御する。

また、この発明の実施の形態４に係るＥＣＵ２０は、ブローバイガス輸送遅れ算出手段と、吸入空気輸送遅れ算出手段と、燃料輸送遅れ算出手段と、燃焼室内ブローバイガス率算出手段と、空燃比センサ近傍ブローバイガス率算出手段と、ブローバイガス濃度算出手段と、ブローバイガス濃度学習値算出手段と、燃料量補正手段と、をさらに備えている。

ＥＣＵ２０内のブローバイガス輸送遅れ算出手段は、ブローバイガス制御弁を通して吸気系に供給されたブローバイガスが燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づき燃焼室内ブローバイガス量を算出するとともに、ブローバイガスが空燃比センサによる空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍ブローバイガス量を算出する。
同様に、吸入空気輸送遅れ算出手段は、各種センサ１９（運転状態検出手段）により検出された吸入空気が燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づき燃焼室内吸入空気量を算出するとともに、吸入空気が空燃比センサ１５による空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍吸入空気量を算出する。

燃料輸送遅れ算出手段は、インジェクタ１２により供給された燃料が空燃比センサ１５による空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍燃焼量を算出する。
燃焼室内ブローバイガス率算出手段は、燃焼室内ブローバイガス量および燃焼室内吸入空気量に基づき燃焼室内ブローバイガス率を算出する。
空燃比センサ近傍ブローバイガス量および空燃比センサ近傍吸入空気量に基づき空燃比センサ近傍ブローバイガス率を算出する。

ブローバイガス濃度算出手段は、空燃比センサ近傍ブローバイガス率、空燃比センサ近傍吸入空気量および空燃比センサ近傍燃料量と、空燃比センサ１５により検出した空燃比とに基づきブローバイガス濃度を算出する。
ブローバイガス濃度学習値算出手段は、ブローバイガス濃度に対して平均化処理またはフィルタ処理を施してブローバイガス濃度学習値を算出する。
燃料量補正手段は、燃焼室内ブローバイガス率およびブローバイガス濃度学習値に基づき、内燃機関１３に供給する燃料量を補正する。

このように、ブローバイガス制御弁として、機械式のＰＣＶバルブに代えて、電子制御式バルブを用い、電子制御式バルブを前述の実施の形態１〜３と同様の方法で制御することにより、ブローバイガスによる空燃比への影響を低減することができ、ブローバイガスの浄化性能をさらに向上させることができる。

この発明の実施の形態１に係る内燃機関制御装置を示す構成図である。 図１内のＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。 図２内の輸送遅れ算出手段の機能構成を周辺要素とともに示すブロック図である。 この発明の実施の形態１による目標パージ率および目標パージ流量を算出するための処理ルーチンを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるパージエア、吸入空気および燃料の輸送遅れを算出するための処理ルーチンを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるパージエア濃度を算出するための処理ルーチンを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１によるパージエア濃度燃料補正係数を算出するための処理ルーチンを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による具体的な動作シーケンスを示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態２によるスロットル開度補正量を算出するための処理ルーチンを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３によるパージ制御弁に用いられるソニックノズルの構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 燃料タンク、３ キャニスタ、４ 蒸発燃料通路、５ パージ通路、６ パージ制御弁、７ サージタンク（吸気系）、８ スロットルバルブ、９ エアフローセンサ、１１ 吸気通路、１２ インジェクタ、１３ 内燃機関、１４ 排気通路、１５ 空燃比センサ、１９ 各種センサ（運転状態検出手段）、２０ ＥＣＵ、２１ 目標パージ率算出手段、２２ 目標パージ流量算出手段、２３ パージ流量制御手段、２４ 空燃比フィードバック制御手段、２５ 輸送遅れ算出手段、２６ 燃焼室内パージ率算出手段、２７ 空燃比センサ近傍パージ率算出手段、２８ パージエア濃度算出手段、２９ パージエア濃度学習値算出手段、３０ 燃料量補正手段、６１ 内部通路、６２ 絞り部、２０３ 吸気系遅れモデル、２０４ 燃焼行程遅れモデル、２０５ 排気系遅れモデル、２０７ パージエア濃度学習部、２０８ パージエア濃度燃料補正部、Ｒｐｒｇｔ 目標パージ率、Ｑｐｒｇｔ 目標パージ流量、Ｒｐｒｇｉｎ 燃焼室内パージ率、Ｒｐｒｇｅｘ 空燃比センサ近傍パージ率、Ｎｐｒｇ パージエア濃度、Ｎｐｒｇｆ パージエア濃度学習値、α 第１の所定パージ率、β 第２の所定パージ率、τ 所定時間。

Claims (11)

1. 燃料タンクを含む燃料供給系で発生した蒸発燃料を一時的に吸着して貯蔵するキャニスタと、
   前記キャニスタと内燃機関の吸気系とを連通するパージ通路に設けられて、前記蒸発燃料と空気との混合気からなるパージエアが前記吸気系に導入される際のパージ流量を制御するパージ制御弁と、
   前記内燃機関の吸気ポート近傍または燃焼室に設けられて、前記内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   前記内燃機関の排気系に設けられて、排気中の空燃比を検出する空燃比センサと、
   前記運転状態に基づき、前記内燃機関の吸入空気量と前記パージ流量との比率であるパージ率の目標値を目標パージ率として算出する目標パージ率算出手段と、
   前記運転状態および前記目標パージ率に基づき目標パージ流量を算出する目標パージ流量算出手段と、
   前記パージ流量が前記目標パージ流量となるように前記パージ制御弁を制御するパージ流量制御手段と、
   前記空燃比が目標空燃比となるように前記インジェクタから供給される燃料量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と
   を備えた内燃機関制御装置において、
   前記パージ制御弁を通して前記吸気系に供給されたパージエアが前記燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づき燃焼室内パージ流量を算出するとともに、前記パージエアが前記空燃比センサによる前記空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍パージ流量を算出するパージエア輸送遅れ算出手段と、
   前記運転状態検出手段により検出された吸入空気が前記燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づき燃焼室内吸入空気量を算出するとともに、前記吸入空気が前記空燃比センサによる前記空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍吸入空気量を算出する吸入空気輸送遅れ算出手段と、
   前記インジェクタにより供給された燃料が前記空燃比センサによる前記空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍燃料量を算出する燃料輸送遅れ算出手段と、
   前記燃焼室内パージ流量および前記燃焼室内吸入空気量に基づき燃焼室内パージ率を算出する燃焼室内パージ率算出手段と、
   前記空燃比センサ近傍パージ流量および前記空燃比センサ近傍吸入空気量に基づき空燃比センサ近傍パージ率を算出する空燃比センサ近傍パージ率算出手段と、
   前記空燃比センサ近傍パージ率、前記空燃比センサ近傍吸入空気量および前記空燃比センサ近傍燃料量と、前記空燃比センサにより検出した空燃比とに基づきパージエア濃度を算出するパージエア濃度算出手段と、
   前記パージエア濃度に平均化処理またはフィルタ処理を施してパージエア濃度学習値を算出するパージエア濃度学習値算出手段と、
   前記燃焼室内パージ率および前記パージエア濃度学習値に基づき、前記内燃機関に供給する燃料量を補正する燃料量補正手段と
   をさらに備えたことを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 前記パージエア輸送遅れ算出手段および前記吸入空気輸送遅れ算出手段は、
   前記吸気系に供給されたパージエアおよび吸入空気が前記燃焼室に到達するまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した吸気系遅れモデルと、
   前記パージエアおよび前記吸入空気が前記燃焼室に到達した後に、燃焼に必要な行程を経て前記排気系に排出されるまでの遅れを前記内燃機関の行程によりモデル化した燃焼行程遅れモデルと、
   前記パージエアおよび前記吸入空気が前記排気系に排出された後に、前記空燃比センサにより検出されるまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した排気系遅れモデルとを含み、
   前記燃料輸送遅れ算出手段は、
   前記インジェクタにより供給された燃料が、前記燃焼室に到達した後に、燃焼に必要な行程を経て前記排気系に排出されるまでの遅れを前記内燃機関の行程によりモデル化した前記燃焼行程遅れモデルと、
   排気系に排出された後に、前記空燃比センサにより検出されるまでの遅れを１次遅れ要素としてモデル化した前記排気系遅れモデルとを含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 前記パージエア濃度算出手段は、前記空燃比センサ近傍パージ率が第１の所定パージ率よりも大きい場合に前記パージエア濃度を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関制御装置。
4. 前記燃料量補正手段は、前記燃料室内パージ率が第２の所定パージ率よりも大きい場合に前記パージ流量による燃料量補正を行うことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
5. 前記パージ流量制御手段は、前記内燃機関の始動後に初めて前記パージエア濃度が算出されるまでは、前記第２の所定パージ率よりも大きい第３の所定パージ率を前記空燃比センサ近傍パージ率の上限値として前記パージ流量を制御することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関制御装置。
6. 前記パージ流量制御手段は、前記燃料量補正手段により算出された燃料量の補正量が所定補正量以上である場合に、前記吸気系に導入するパージ流量を保持または減量することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
7. 前記パージ流量制御手段は、前記パージエア濃度が所定パージエア濃度以上である場合に、前記吸気系に導入するパージ流量の増加変化割合を小さく設定することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
8. 前記パージエア濃度学習値算出手段は、前記パージエア濃度学習値が所定時間にわたって更新されない場合に、前記パージエア濃度学習値をクリアすることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
9. 吸入空気量減量補正手段をさらに備え、
   前記吸入空気量減量補正手段は、前記パージ流量制御手段により制御されたパージ流量と、前記パージエア濃度算出手段により算出されたパージエア濃度とに基づき、前記パージエアに含まれる空気量を推定し、スロットルバルブまたはＩＳＣバルブから前記吸気系に流入する吸入空気量を前記パージエアに含まれる空気量の分だけ減量補正することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
10. 前記パージ制御弁は、内部通路の一部に絞り部が設けられたソニックノズルを用いたパージ制御弁からなり、
    前記吸気系の圧力が一定値以下の場合には、前記絞り部における流速が音速になることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の内燃機関制御装置。
11. 内燃機関のシリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に漏れ出した蒸発燃料と空気との混合気からなるブローバイガスが前記内燃機関の吸気系に導入される際のブローバイガス量を制御するブローバイガス制御弁と、
    前記内燃機関の吸気ポート近傍または燃焼室に設けられて、前記内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、
    前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
    前記内燃機関の排気系に設けられて、排気中の空燃比を検出する空燃比センサと、
    前記運転状態に基づき、前記内燃機関の吸入空気量と前記ブローバイガス量との比率であるブローバイガス率の目標値を目標ブローバイガス率として算出する目標ブローバイガス率算出手段と、
    前記運転状態および前記目標ブローバイガス率に基づき目標ブローバイガス量を算出する目標ブローバイガス量算出手段と、
    前記ブローバイガス量が前記目標ブローバイガス量となるように前記ブローバイガス制御弁を制御するブローバイガス量制御手段と、
    前記空燃比が目標空燃比となるように前記インジェクタから供給される燃料量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と
    を備えた内燃機関制御装置において、
    前記ブローバイガス制御弁を通して前記吸気系に供給されたブローバイガスが前記燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づき燃焼室内ブローバイガス量を算出するとともに、前記ブローバイガスが前記空燃比センサによる前記空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍ブローバイガス量を算出するブローバイガス輸送遅れ算出手段と、
    前記運転状態検出手段により検出された吸入空気が前記燃焼室内に至るまでの輸送遅れに基づき燃焼室内吸入空気量を算出するとともに、前記吸入空気が前記空燃比センサによる前記空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍吸入空気量を算出する吸入空気輸送遅れ算出手段と、
    前記インジェクタにより供給された燃料が前記空燃比センサによる前記空燃比の検出値に影響を及ぼすまでの輸送遅れに基づき空燃比センサ近傍燃焼量を算出する燃料輸送遅れ算出手段と、
    前記燃焼室内ブローバイガス量および前記燃焼室内吸入空気量に基づき燃焼室内ブローバイガス率を算出する燃焼室内ブローバイガス率算出手段と、
    前記空燃比センサ近傍ブローバイガス量および前記空燃比センサ近傍吸入空気量に基づき空燃比センサ近傍ブローバイガス率を算出する空燃比センサ近傍ブローバイガス率算出手段と、
    前記空燃比センサ近傍ブローバイガス率、前記空燃比センサ近傍吸入空気量および前記空燃比センサ近傍燃料量と、前記空燃比センサにより検出した空燃比とに基づきブローバイガス濃度を算出するブローバイガス濃度算出手段と、
    前記ブローバイガス濃度に対して平均化処理またはフィルタ処理を施してブローバイガス濃度学習値を算出するブローバイガス濃度学習値算出手段と、
    前記燃焼室内ブローバイガス率および前記ブローバイガス濃度学習値に基づき、前記内燃機関に供給する燃料量を補正する燃料量補正手段と
    をさらに備えたことを特徴とする内燃機関制御装置。

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