JPH0828371A - エンジンの蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パージ開始直後に空燃比に与える影響を極力
小さくしながらも、パージ可能な運転域をなるべく広げ
る。 【構成】 キャニスター３１は燃料タンク内で蒸発した
燃料を蓄え、このキャニスター３１と吸気絞り弁３２の
下流の吸気管とをパージ通路３３が連通する。パージ弁
３４はこのパージ通路３３を信号に応じて開閉する。パ
ージガス濃度検出手段３５で検出されるパージガス濃度
に応じパージガス濃度が大きいほど大きくなる値を次回
の立上がり点相当空気量ＱＰＳとして設定手段３６が設
定し、吸入空気量検出手段３７の検出する吸入空気量Ｑ
が、この次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳ以上になっ
たとき、前記パージ弁３４に開信号を出力手段３９が出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの蒸発燃料処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の燃料タンク内で蒸発した燃料が大
気中に放出されるのを防止するため、蒸発燃料処理装置
が設けられる。燃料蒸気をエンジンの停止時に活性炭キ
ャニスターに吸着させておき、この吸着させておいた燃
料蒸気をエンジンの運転時に所定の運転条件で新気とと
もに吸気管にパージすることによってシリンダ内で燃焼
させるわけである。

【０００３】この場合に、パージの前にたくさんの燃料
蒸気がキャニスターにたまっているときは、パージ開始
時のパージガスが極端に濃くなり、運転空燃比を大きく
乱してしまうので、この空燃比の乱れを小さなものとす
るには、吸入空気量に比例してパージ量を制御してやれ
ばよい。

【０００４】しかしながら、このときのパージ弁にデュ
ーティー制御可能なタイプのものを用いるときは、いわ
ゆるダイナミックレンジの下限未満の領域で制御精度が
極端に劣って微小流量を制御できなくなるため（図５参
照）、特開平３−８５３５２号公報の装置では、パージ
を開始するときの吸入空気量（以下「立上がり点相当空
気量」という）を設定しておき、吸入空気量がこの立上
がり点相当空気量になると、ダイナミックレンジ下限の
ＯＮデューティーをパージ弁に与えてパージを開始して
いる。パージ弁のダイナミックレンジの下限以下の流量
域ではパージ弁を開かないようにしているわけである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記装置の
ように、吸入空気量が立上がり点相当空気量に達して初
めてパージ弁を開くときは、パージ開始前後で流量の変
化がステップ的になり、パージ開始と同時に比較的多く
のパージ流量が一度に立ち上がるので、同じパージガス
濃度で比較したとき、流量の発生する最低のＯＮデュー
ティーからパージ弁を開く場合に比べて、パージによる
空燃比の乱れもそれだけ大きくなる。さらに、パージガ
スが濃いほどこの空燃比の乱れも大きくなる。したがっ
て、立上がり点相当空気量が固定値の場合に、パージガ
スが濃いときにも空燃比に乱れが生じないようにするた
めには、立上がり点相当空気量をかなり大きな値に設定
しなければならない。

【０００６】しかしながら、パージガスが濃い場合を想
定して立上がり点相当空気量がかなり大きな値に固定さ
れてしまうと、パージガスが薄いときに、パージ可能な
運転域が狭くなって十分なパージを行うことができなく
なる。エンジン停止後すぐに再始動するときのようにパ
ージガスが薄いときは、パージガスが濃いときより立上
がり点相当空気量を小さくできるはずであるから、その
差の分だけパージされる機会が減るのである。

【０００７】そこでこの発明は、立上がり点相当空気量
をパージガス濃度に応じて設定することにより、パージ
ガスが濃いときは、パージによる空燃比の乱れを抑えつ
つ、パージガスが薄いときはパージ可能な運転領域を拡
大することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図２６に
示すように、燃料タンク内で蒸発した燃料を蓄えるキャ
ニスター３１と、このキャニスター３１と吸気絞り弁３
２の下流の吸気管とを連通するパージ通路３３と、この
パージ通路３３を信号に応じて開閉するパージ弁３４
と、パージガス濃度を検出する手段３５と、このパージ
ガス濃度に応じパージガス濃度が大きいほど大きくなる
値を次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳとして設定する
手段３６と、吸入空気量Ｑを検出する手段３７と、この
吸入空気量Ｑが前記次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳ
以上になったかどうかを判定する手段３８と、この判定
結果より吸入空気量Ｑが次回の立上がり点相当空気量Ｑ
ＰＳ以上になったとき前記パージ弁３４に開信号を出力
する手段３９とを設けた。

【０００９】第２の発明では、第１の発明において、前
記パージガス濃度検出手段３５は、図２７に示すよう
に、排気中の酸素濃度に応じた出力をするセンサー（Ｏ
₂センサーや空燃比センサー）４１と、このセンサー出
力値にもとづいて空燃比が理論空燃比の付近に落ち着く
ように空燃比のフィードバック補正量αを算出する手段
４２と、パージ前後の前記空燃比フィードバック補正量
αをサンプリングする手段４３と、このサンプリングし
たパージ前後の空燃比フィードバック補正量αの差また
は比を算出する手段４４と、この差または比にもとづい
てパージガス濃度を算出する手段４５とからなる。

【００１０】第３の発明は、図２８に示すように、燃料
タンク内で蒸発した燃料を蓄えるキャニスター３１と、
このキャニスター３１と吸気絞り弁３２の下流の吸気管
とを連通するパージ通路３３と、このパージ通路３３を
信号に応じて開閉するパージ弁３４と、運転条件に応じ
た基本噴射量Ｔｐを算出する手段５１と、排気中の酸素
濃度に応じた出力をするセンサー４１と、このセンサー
出力値にもとづいて空燃比が理論空燃比の付近に落ち着
くように空燃比のフィードバック補正量αを算出する手
段４２と、この空燃比フィードバック補正量αで前記基
本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を算出する手段５２
と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段５３と、
パージ前後の前記空燃比フィードバック補正量αをサン
プリングする手段４３と、このサンプリングしたパージ
前後の空燃比フィードバック補正量αの差または比を算
出する手段４４と、この差または比が大きくなるほど大
きくなる値を次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳとして
設定する手段５４と、吸入空気量Ｑを検出する手段３７
と、この吸入空気量Ｑが前記次回の立上がり点相当空気
量ＱＰＳ以上になったかどうかを判定する手段３８と、
この判定結果より吸入空気量が次回の立上がり点相当空
気量以上になったとき前記パージ弁３４に開信号を出力
する手段３９とを設けた。

【００１１】第４の発明は、第２の発明または第３の発
明において、パージ前後の前記空燃比フィードバック補
正量αをサンプリングする運転条件を所定の領域にかぎ
る（図６のステップ５２相当）。

【００１２】第５の発明は、第２の発明から第４の発明
のいずれか一つにおいて、パージ開始から所定時間経過
後に前記パージ開始後の空燃比フィードバック補正量α
をサンプリングする（図６のステップ５６相当）。

【００１３】第６の発明は、図２９に示すように、燃料
タンク内で蒸発した燃料を蓄えるキャニスター３１と、
このキャニスター３１と吸気絞り弁３２の下流の吸気管
とを連通するパージ通路３３と、このパージ通路３３を
信号に応じて開閉するパージ弁３４と、運転条件に応じ
た基本噴射量Ｔｐを算出する手段５１と、排気中の酸素
濃度に応じた出力をするセンサー４１と、このセンサー
出力値にもとづいて空燃比が理論空燃比の付近に落ち着
くように空燃比のフィードバック補正量αを算出する手
段４２と、この空燃比フィードバック補正量αで前記基
本噴射量Ｔｐを補正して燃料噴射量を算出する手段５２
と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段５３と、
パージ開始の直前と直後に前記空燃比フィードバック補
正量αをサンプリングする手段６１と、このサンプリン
グしたパージ開始前後の空燃比フィードバック補正量α
の差または比を算出する手段６２と、この差または比が
大きくなるほど大きくなる値を基本立上がり点相当空気
量ＱＰＳ０として設定する手段６３と、前記サンプリン
グ後のパージ中のパージ量を積算する手段６４と、この
パージ中からパージカットへの切換時にこのパージ量積
算値ＳＰに応じて前記基本立上がり点相当空気量ＱＰＳ
０を減量補正した値を次回の立上がり相当空気量ＱＰＳ
として設定する手段６５と、吸入空気量Ｑを検出する手
段３７と、この吸入空気量Ｑが前記次回の立上がり点相
当空気量ＱＰＳ以上になったかどうかを判定する手段３
８と、この判定結果より吸入空気量Ｑが次回の立上がり
点相当空気量ＱＰＳ以上になったとき前記パージ弁３４
に開信号を出力する手段３９とを設けた。

【００１４】第７の発明は、第１の発明から第６の発明
のいずれか一つにおいて、前記次回の立上がり点相当空
気量の設定値をパージカット中の燃料温度が高いときま
たはパージカット中の燃料温度が上昇するときに増量補
正する。

【００１５】第８の発明は、第１の発明から第７の発明
のいずれか一つにおいて、前記パージ弁３４がＯＮデュ
ーティーに応じて開度の増す弁であり、前記吸入空気量
Ｑが前記次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳ以上になっ
たときに前記パージ弁３４に出力するＯＮデューティー
を、前記パージ弁３４の前後差圧が小さくなるほど小さ
くなる側に補正する。

【００１６】第９の発明は、第１の発明から第７の発明
のいずれか一つにおいて、前記パージ弁３４がＯＮデュ
ーティーに応じて開度の増す弁であり、前記吸入空気量
Ｑが前記次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳ以上になっ
たときに前記パージ弁３４に出力するＯＮデューティー
を、前記パージ弁３４の温度が低くなるほど小さくなる
側に補正する。

【００１７】第１０の発明は、第１の発明から第７の発
明のいずれか一つにおいて、前記パージ弁３４がＯＮデ
ューティーに応じて開度の増す弁であり、前記吸入空気
量Ｑが前記次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳ以上にな
ったときに前記パージ弁３４に出力するＯＮデューティ
ーを、前記パージ弁３４の作動電圧（たとえばバッテリ
ー電圧）が低下するほど大きくなる側に補正する。

【００１８】

【作用】第１の発明では、パージガス濃度が大きいとき
に次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳが大きくなるの
で、ダイナミックレンジ下限未満での流量精度が低下す
る、いわゆるデューティー制御可能なタイプのパージ弁
でも、吸入空気量に対するパージ弁流量の特性を基本的
に変えないときは、ダイナミックレンジ下限の領域を避
けることができることによって、また吸入空気量に対す
るパージ弁流量の特性そのものを吸入空気量が大きくな
る側に平行移動させるときは、ダイナミックレンジ下限
の領域を用いてパージを開始することによっても、濃い
パージガスが導入される場合のパージ開始時の空燃比の
乱れが小さくされる。

【００１９】一方、第１の発明においてパージガス濃度
が小さいときは、次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳが
小さくなり、少ない吸入空気量のときからパージが開始
される。パージガス濃度が小さいときは、少ない吸入空
気量のときからパージを開始したとしても、吸気全体に
与える空燃比の乱れがそれほどでなく、逆に少ない吸入
空気量のときからパージを開始することでパージ領域が
拡大されることになり、十分にパージが行われる。

【００２０】第２の発明では、パージ前後の空燃比フィ
ードバック補正量αの差または比にもとづいてパージガ
ス濃度を算出するので、パージガス濃度を検出する手段
が不要となる分、システムが簡便でコスト上有利であ
る。

【００２１】第３の発明では、パージガス濃度を算出し
てなくてすむ分、構成が簡単である。

【００２２】第４の発明では、ほぼ同じ運転条件におい
て、パージ前後の空燃比フィードバック補正量αがサン
プリングされるので、パージガス濃度の算出精度が向上
する。

【００２３】第５の発明では、パージ開始から所定時間
経過後にパージ開始後の空燃比フィードバック補正量α
がサンプリングされるので、一瞬のパージが起こる場合
にパージ開始後の空燃比フィードバック補正量αをサン
プリングすることによるパージ開始後の空燃比フィード
バック補正量αの精度低下を防止することができる。

【００２４】第６の発明では、パージ開始の直前と直後
に空燃比フィードバック補正量をサンプリングするの
で、２つの値をサンプリングするときの運転条件がほぼ
同じになり、基本立上がり点相当空気量ＱＰＳ０の設定
精度が、２つの値をサンプリングするときの運転条件が
大きく異なる場合にくらべて向上する。また、パージカ
ットへの切換時にパージ量積算値ＳＰで基本立上がり点
相当空気量ＱＰＳ０を減量補正することで、次回のパー
ジ時にパージを行う機会を減らすことがない。

【００２５】第７の発明では、次回の立上がり点相当空
気量の設定値をパージカット中の燃料温度が高いときま
たはパージカット中の燃料温度が上昇するときに増量補
正するので、高温条件下のためパージカット中での蒸発
燃料量が多く、これがその後のパージ開始時にキャニス
ターからの離脱燃料に加わって吸気管に導入されるとき
でも、空燃比を大きく乱すことがなく、運転性および排
気性能が良好に保たれる。

【００２６】第８の発明では、パージ弁３４がＯＮデュ
ーティーに応じて開度の増す弁である場合において、吸
入空気量Ｑが次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳ以上に
なったときにパージ弁３４に出力するＯＮデューティー
を、パージ弁３４の前後差圧が小さくなるほど小さくな
る側に補正するので、パージ弁の前後差圧が低下したと
きでも、流量の立上がり点が、パージ弁の前後差圧が大
きいときと同じにされる。

【００２７】第９の発明では、パージ弁３４がＯＮデュ
ーティーに応じて開度の増す弁である場合において、吸
入空気量Ｑが次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳ以上に
なったときにパージ弁３４に出力するＯＮデューティー
を、パージ弁３４の温度が低くなるほど小さくなる側に
補正するので、パージ弁温度が低いときでも流量の立上
がり点が、パージ弁温度が高いときと同じにされる。

【００２８】第１０の発明では、パージ弁３４がＯＮデ
ューティーに応じて開度の増す弁である場合において、
吸入空気量Ｑが次回の立上がり点相当空気量ＱＰＳ以上
になったときにパージ弁３４に出力するＯＮデューティ
ーを、パージ弁３４の作動電圧が低下するほど大きくな
る側に補正するので、パージ弁３４の作動電圧が低下し
たときでも、流量の立上がり点が、作動電圧の低下する
前と同じにされる。

【００２９】

【実施例】図１において、エンジンには図示しないエア
クリーナーから吸気ダクト、スロットルチャンバーおよ
び吸気マニホールドからなる吸気管２を介して空気が吸
入される。

【００３０】吸気マニホールドの各ブランチ部には、ソ
レノイドコイルへの通電で開弁し、通電の停止で閉弁す
る電磁式の開閉弁からなる燃料インジェクター６が設け
られ、後述するＥＣＵ１１からのパルス信号がハイレベ
ルにあるあいだだけ、プレッシャーレギュレーターによ
り吸気管との差圧が一定となるように調整された燃料
を、エンジンの回転に同期して間欠的に噴射供給する。

【００３１】この噴射燃料は空気とともに混合気を形成
してシリンダー内で火花点火により着火燃焼したあと、
排気マニホールド８から三元触媒９を介して排出され
る。

【００３２】１２はエアクリーナーのすぐ下流に設けら
れる熱線式のエアフローメーターで、吸入空気流量Ｑに
応じた信号を出力する。１３はクランク角度センサーで
Ｒｅｆ信号（４気筒の場合、クランク角度で１８０°ご
との信号のこと）と、Ｐｏｓ信号（クランク角度で１°
または２°ごとの単位信号のこと）を出力する。１４は
エンジンのウォータージャケットの冷却水温Ｔｗを検出
する水温センサーである。

【００３３】これらセンサーからの信号が、排気中の酸
素濃度に応じた信号を出力するＯ₂センサー１５からの
信号とともに、主にマイクロコンピューターからなるＥ
ＣＵ（エレクトロニックコントロールユニットの略であ
る）１１に入力され、ＥＣＵ１１では、空燃比のフィー
ドバック制御および空燃比の学習制御を実行しつつエン
ジンへの燃料供給を制御する。

【００３４】ＥＣＵ１１での空燃比制御は次の通りであ
る。

【００３５】燃料インジェクター６はＲｅｆ信号に同期
して駆動される。たとえばシーケンシャル噴射方式では
エンジン２回転ごとに１回、各気筒ごとに Ｔｉ＝２×Ｔｅ＋Ｔｓ …（１） ただし、Ｔｅ：有効パルス幅 Ｔｓ：バッテリー電圧に応じた無効パルス幅 の式で与えられる噴射パルス幅Ｔｉでインジェクター６
を作動する。Ｔｓはインジェクターの作動に伴う実際の
噴射量との誤差を補償するための補正値である。なお、
同時噴射方式のときはエンジン１回転ごとに１回、全気
筒同時に Ｔｉ＝Ｔｅ＋Ｔｓ …（２） の式で与えられる噴射パルス幅Ｔｉでインジェクター６
を作動する。

【００３６】図２は上記（１）式の有効パルス幅Ｔｅを
算出するための流れ図で、一定周期（たとえば１０ｍｓ
ｅｃ）で実行する。

【００３７】ステップ１ではエアフローメーター１２で
検出した空気流量Ｑとクランク角度センサ１３で検出し
たエンジン回転数Ｎから基本パルス幅Ｔｐを、 Ｔｐ＝（Ｑ／Ｎ）×Ｋ …（３） ただし、Ｋ：定数 の式で計算する。このＴｐで決まる空燃比がベース空燃
比といわれている。

【００３８】ステップ２では基本パルス幅Ｔｐを用いて
有効パルス幅Ｔｅを、 Ｔｅ＝Ｔｐ×Ｃｏ×｛（α＋αｍ−１００）／１００｝ …（４） ただし、Ｃｏ：各種補正係数 α：空燃比フィードバック補正係数〔％〕 αｍ：空燃比学習値〔％〕 の式で計算する。

【００３９】（４）式の各種補正係数Ｃｏはいろいろな
条件下で円滑な運転を確保するための値である。たとえ
ば始動時、暖機時、高負荷時などで水温センサー１５な
どの各センサーからの信号にもとづいて基本パルス幅Ｔ
ｐを補正する。このとき、後述する空燃比フィードバッ
ク補正係数αの値は１００％にクランプされている（第
４図のステップ２１，２２）。

【００４０】図３は燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出と噴射
実行の流れ図で、Ｒｅｆ信号に同期して実行する。

【００４１】シーケンシャル噴射のときはステップ１１
で上記（１）式の燃料噴射パルス幅Ｔｉを計算し、これ
をステップ１２でＣＰＵ（マイクロコンピューターの構
成要素の一つ）の出力レジスターに転送する。４気筒エ
ンジンにおける点火順序を＃１−＃３−＃４−＃２とし
て、今回のＲｅｆ信号の入力で、たとえば１番気筒にＴ
ｉに対応する燃料が供給されたとすれば、次回（つまり
１回後）のＲｅｆ信号の入力で３番気筒に、２回後のＲ
ｅｆ信号の入力で４番気筒に、３回後のＲｅｆ信号の入
力で２番気筒にＴｉの燃料が供給されるわけである。

【００４２】（４）式の空燃比フィードバック補正係数
αはＯ₂センサー１５の出力にもとづく比例積分制御
（フィードバック制御の一種）によってＲｅｆ信号に同
期して求められる値で、αの値が１００％を越えると
（４）式より空燃比がリッチ側へ、１００％を下回ると
空燃比がリーン側へと戻される。

【００４３】図４は空燃比フィードック補正係数αを算
出するための流れ図で、Ｒｅｆ信号に同期して実行す
る。

【００４４】ステップ２１でフィードバック条件（図で
はＦ／Ｂ条件で略記）が成立したときは、ステップ２３
でＯ₂センサー出力（図ではＯ₂／Ｓで略記）を読み込
む。このＯ₂センサー出力は、理論空燃比よりリッチ側
でハイレベル（１Ｖ程度）、リーン側でローレベル（ほ
ぼ０Ｖ）となるので、ほぼ０．５Ｖ当たりに設けたスラ
イスレベルを越えていると、実際の空燃比がリッチ側
に、またスライスレベルより小さいときリーン側にある
ことになる。

【００４５】ステップ２４では、Ｏ₂センサー出力とス
ライスレベル（ほぼ０．５Ｖ）とを比較し、Ｏ₂センサ
ー出力がスライスレベルよりも大きいときは空燃比が理
論空燃比よりもリッチ側にあると判断し、ステップ２５
に進む。

【００４６】ステップ２５ではリッチ側にあるとの判断
が初回であるかどうかみて、初回であればステップ２６
に進み、 α←α−Ｐ …（５） ただし、Ｐ：比例定数 の式で、空燃比フィードバック補正係数を表す変数αの
値を更新する。

【００４７】また、ステップ２４でＯ₂センサー出力が
スライスレベルよりも小さくてステップ２８に進んだと
きは、リーン側にあるとの判断が初回であるかどうかみ
て、初回であるとき反転時であると判断し、ステップ２
９でステップ２６と同様にして α←α＋Ｐ …（６） の式で変数αの値を更新する。

【００４８】一方、ステップ２５でリッチ側にあると判
断されるのが初回でないときは、ステップ２７に進み、 α←α−Ｉ×Ｔｉ …（７） ただし、Ｉ：積分定数 Ｔｉ：燃料噴射パルス幅 の式で変数αの値を更新する。同様にしてステップ２８
でリーン側にあると判断されるのが初回でないときも、
ステップ３０において、 α←α＋Ｉ×Ｔｉ …（８） の式で変数αの値を更新する。

【００４９】なお、（７）、（８）式においてＴｉは基
本的にはなくてもよい。

【００５０】このようにして、上記の（５）式、（７）
式、また（６）式、（８）式による変数αについての更
新の一連の繰り返しによって、実際の空燃比がほぼ１〜
２Ｈｚの周期で変化することになり、平均の空燃比がウ
インドウ（理論空燃比を中心とする所定の空燃比範囲）
内に維持されるわけである。

【００５１】図１に戻り、燃料タンク内で蒸発した燃料
は通路２１を介してキャニスター２３に導かれ、キャニ
スター２３内の活性炭２３ａに吸着される。

【００５２】キャニスター２３は、スロットル弁４の下
流の吸気管２とパージ通路２４で連通され、このパージ
通路２４に常閉のパージ弁２５が設けられる。

【００５３】一定の条件でＥＣＵ１１からの信号を受け
てパージ弁２５が開かれると、スロットル弁２３の下流
に発達する吸入負圧によりキャニスター２３の下部に設
けられた新気導入路２３ｂから新気がキャニスター２３
内に導かれ、この新気で活性炭２３ａから蒸発燃料を離
脱させて新気とともに吸気管にパージさせるわけであ
る。

【００５４】さて、パージガス濃度が同じでも吸入空気
量の小さい領域ほどパージ開始直後にパージによる空燃
比の乱れが大きくなるので、あらかじめ設定した立上が
り点相当空気量未満の空気量域ではパージ弁を開かず、
吸入空気量がこの立上がり点相当空気量以上となって初
めてパージを開始するものがある。

【００５５】この場合に、固定値としての立上がり点相
当空気量を、パージガスが濃いときに空燃比に乱れが生
じないようにかなり大きな値に設定したのでは、パージ
ガスが薄いときに、パージ可能な運転域が狭くなって十
分にパージを行うことができなくなる。

【００５６】これに対処するため、ＥＣＵ１１では立上
がり点相当空気量を、固定値でなくパージガス濃度に応
じた可変値として設定する。

【００５７】なお、ＯＮデューティー（一定周期中にし
める開弁時間割合のこと）に応じて弁開度の定まるタイ
プのパージ弁では、その流量特性を図５に示すように、
ダイナミックレンジ内ではＯＮデューティーにほぼ比例
したパージ弁流量を流すことができるものの、ダイナミ
ックレンジの下限未満の領域になると、制御精度の悪さ
からＯＮデューティーに比例した流量を流すことができ
ないのが一般的である。このため通常は、ダイナミック
レンジ内でパージ制御を行うのが好ましく、従来例でも
ダイナミックレンジの下限に相当するＯＮデューティー
を与えることによってパージを開始している。

【００５８】しかしながら、この例ではパージを行うこ
とのできる領域をなるべく拡大するため、流量の立ち上
がる最低デューティーまでを制御範囲とする。

【００５９】図６は立上がり点相当空気量ＱＰＳの算出
のための流れ図で、一定周期（たとえば１０ｍｓｅｃ）
で実行する。

【００６０】ステップ５１で回転数Ｎと基本パルス幅
（エンジン負荷相当量）Ｔｐからなる運転条件を読み込
み、ステップ５２でこの運転条件が所定の領域内にある
かどうかみて、所定の領域内になければ、図６のルーチ
ンを終了する。

【００６１】所定の領域内にあることを条件とするの
は、後述するαｏｆｆ（パージカット時の空燃比フィー
ドバック補正係数を表す）をサンプリングするときの運
転条件とαｏｎ（パージ時の空燃比フィードバック補正
係数を表す）をサンプリングするときの運転条件とが大
きく離れないようにするためである。αｏｆｆをサンプ
リングするときの運転条件とαｏｎをサンプリングする
ときの運転条件とが大きく離れているときは、後述する
Ｐａ（パージガスのうちの質量空気流量）、Ｐｆ（パー
ジガスのうちの質量燃料流量）の計算精度の低下でパー
ジガス濃度Ｄの算出精度が低下するのである。

【００６２】ただし、Ｐａ、Ｐｆの計算精度が問題とな
るほどαｏｆｆが運転条件によって変動するときは、パ
ージしない場合の排気性能が相当悪くなっているはずで
ある。したがって、Ｐａ、Ｐｆの計算精度が問題となる
ほどαｏｆｆが運転条件によって変動することはないの
が通常である。なお、αｏｎとαｏｆｆとをサンプリン
グする２つの運転条件が大きく離れないようにガードを
設けることも可能であるが、現実的でない。

【００６３】運転条件が所定の領域内にあれば、ステッ
プ５３で空燃比フィードバック制御中（図ではＦ／Ｂ中
で略記）であるかどうかみて、空燃比フィードバック制
御中であれば、ステップ５４に進んでパージ中であるか
どうかみる。

【００６４】パージ中でないときは、ステップ５５に進
み、空燃比フィードバック補正係数を表す変数αのその
ときの値を、パージカット時の空燃比フィードバック補
正係数を表す変数αｏｆｆに移し、図６のルーチンを終
了する。なお、空燃比学習を行うものにおいては、パー
ジカット時のαは常に１００％付近を摂動するので、簡
単にαｏｆｆ＝１００〔％〕としてもかまわない。

【００６５】一方、パージ中のときはステップ５６でパ
ージ開始から所定時間が経過したかどうかみて所定時間
が経過したとき、ステップ５７で変数αのそのときの値
を、パージ時の空燃比フィードバック補正係数を表す変
数αｏｎに移す。

【００６６】なお、パージ開始から所定時間が経過した
ことを条件としてステップ５７に進ませるようにしてい
る理由は、パージに伴う空燃比フィードバック補正係数
αの変化が落ち着くのを待つためではない。たとえば、
図６のシーケンスにおいては、あるタイミングで立上が
り点相当空気量ＱＰＳ_(n-1)でパージを開始する→パー
ジ前後の空燃比フィードバック補正係数の差Δα（＝α
ｏｎ−αｏｆｆ）が分かる→次回の立上がり点相当空気
量ＱＰＳ_(n)が求まる→パージカットする→立上がり点
相当吸気量ＱＰＳ_(n)でパージを開始する→Δαが分か
る→次回の立上がり点相当吸気量ＱＰＳ_(n+1)が求まる
→パージカットする、……となり、パージカット直前の
αｏｎの値が立上がり点相当空気量ＱＰＳに関与するた
め、パージカットの直前でαの変化が落ち着いているか
ぎり、基本的にはパージ開始後にαの変化が落ち着くの
を待つ必要はないからである。Δαはリアルタイムに立
上がり点相当空気量ＱＰＳに反映させるための値でない
のである。

【００６７】ただし、計算精度を上げるためやαｏｎ、
αｏｆｆの平均値を算出するために平均化処理を行うと
きは、パージ初期のαの追従遅れなどがその平均値に誤
差を与えることになる。この誤差に対処しようとするな
ら、また一瞬のパージが起こる場合についても対策しよ
うとするなら、ステップ５６を設けて、αｏｎのサンプ
リングを所定時間行わない方策（いわゆるデイレイを設
ける）が有効となるのである。

【００６８】ステップ５８では変数αｏｆｆの値を読み
だし、これと変数αｏｎに入っている値との差αｏｎ−
αｏｆｆをステップ５９で計算する。

【００６９】ステップ６０ではパージ弁に与えているＯ
Ｎデューティーを読み込み、このＯＮデューティーから
ステップ６１で図５を内容とするテーブルを参照してパ
ージ弁体積流量Ｃを求め、このパージ弁体積流量Ｃと差
αｏｎ−αｏｆｆとからステップ６２でパージガス濃度
Ｄを、 Ｄ＝Ｐａ／Ｐｆ …（１１） Ｐａ＝｛Ｑ＊（αｏｎ−αｏｆｆ）／１００＋Ｃρｆ｝ ／（１／１４．７＋ρｆ／ρａ） …（１２） Ｐｆ＝（１／１４．７）×（ρｆ／ρａ） ×｛Ｃρａ−１４．７Ｑ＊（αｏｎ−αｏｆｆ）／１００｝ ／（１４．７＋ρａ／ρｆ） …（１３） ただし、Ｐａ：パージガスのうちの質量空気流量 Ｐｆ：パージガスのうちの質量燃料流量 Ｑ＊：基本噴射量（Ｔｐに質量単位への換算定数をかけ
たもの） Ｃ：パージ弁の体積流量 ρｆ：パージガスの燃料密度 ρａ：パージガスの空気密度 の式で計算する。

【００７０】なお、図５を内容とするテーブルを参照す
る場合に、ダイナミックレンジ下限以下の領域だとパー
ジ弁体積流量の精度が悪くなるので、ステップ５２にお
ける空気量域は、ダイナミックレンジの下限を越えてい
ることが望ましい。

【００７１】上記の（１２）、（１３）式は以下のよう
にして理論的に導いたものである。

【００７２】空燃比フィードバック制御中であれば、質
量燃料流量をＱｆｕｅｌ、質量空気流量をＱａｉｒとし
て、パージのあるなしに関係なく、 Ｑａｉｒ／Ｑｆｕｅｌ＝１４．７ …（ａ） が成立するように空燃比フィードバック補正係数α
〔％〕が変化し、 Ｑｆｕｅｌ＝Ｑ＊×（１＋α／１００） …（ｂ） ただし、Ｑ＊：基本噴射量 の式で与えられる質量燃料流量Ｑｆｕｅｌがシリンダに
供給される。

【００７３】パージ時：パージ時に吸気管内へ流入す
るパージガスの質量流量をＰａｆ、そのうちの質量燃料
流量をＰｆ、質量空気流量をＰａとすると、 Ｐａｆ＝Ｐａ＋Ｐｆ …（ｃ） が成立するので、これを体積流量表示で表せば、 Ｐａｆ／ρａｆ＝Ｐａ／ρａ＋Ｐｆ／ρｆ …（ｄ） ただし、ρａｆ：パージガスの密度 ρａ：パージガスの空気密度 ρｆ：パージガスの燃料密度 である。

【００７４】ここで、パージ時に（ａ）、（ｂ）式に対
応する式を作ると、 （Ｑａｉｒ＋Ｐａ）／（Ｑ′ｆｕｅｌ＋Ｐｆ）＝１４．７ …（ｅ） Ｑ′ｆｕｅｌ＝Ｑ＊×（１＋αｏｎ／１００） …（ｆ） ただし、αｏｎ：パージ時のα であるから、（ｅ）、（ｆ）式よりＱ′ｆｕｅｌを消去
して、 （Ｑａｉｒ＋Ｐａ）／｛Ｑ＊×（１＋αｏｎ／１００）＋Ｐｆ｝＝１４．７ …（ｇ） の式を得る。

【００７５】知りたいのはパージガス濃度であるからこ
れをＤ〔無名数〕とすると、 Ｄ＝Ｐａ／Ｐｆ …（ｈ） である。

【００７６】パージカット時：パージカット時に
（ａ）、（ｂ）式に対応する式は、 Ｑａｉｒ／Ｑ″ｆｕｅｌ＝１４．７ …（ｉ） Ｑ″ｆｕｅｌ＝Ｑ＊×（１＋αｏｆｆ／１００） …（ｊ） ただし、αｏｆｆ：パージカット時のα となり、（ｉ）、（ｊ）式からＱ″ｆｕｅｌを消去し
て、 Ｑａｉｒ／｛Ｑ＊×（１＋αｏｆｆ／１００）｝＝１４．７ …（ｋ） ∴Ｑａｉｒ＝１４．７×｛Ｑ＊×（１＋αｏｆｆ／１００）｝ …（ｌ） （ｌ）式のＱａｉｒを（ｇ）式に代入して、 （１４．７Ｑ＊×（１＋αｏｆｆ／１００）＋Ｐａ） ／（Ｑ＊×（１＋αｏｎ／１００）＋Ｐｆ）＝１４．７ …（ｍ） の式を得る。

【００７７】さて、（ｄ）式においてＰａｆ／ρａｆ
（＝Ｃ）はパージ弁開度により定まるパージ弁体積流量
であるから既知である。また、（ｇ）、（ｍ）式におい
てＱ＊はエンジンの運転条件が同一であればほぼ固定値
として扱える。したがって、同一の運転条件においてα
ｏｎとαｏｆｆとがわかれば、（ｇ）と（ｍ）の２式を
連立させて解くことよりＰａとＰｆが Ｐａ＝｛Ｑ＊（αｏｎ−αｏｆｆ）／１００＋Ｃρｆ｝ ／（１／１４．７＋ρｆ／ρａ） …（ｎ） Ｐｆ＝（１／１４．７）×（ρｆ／ρａ） ×｛Ｃρａ−１４．７Ｑ＊（αｏｎ−αｏｆｆ）／１００｝ ／（１４．７＋ρａ／ρｆ） …（ｏ） の式で求められ、（ｈ）式よりパージガス濃度Ｄが求ま
るのである。

【００７８】パージガス濃度Ｄを求めるのには、αｏｎ
とαｏｆｆの差だけからにかぎらない。変数がαｏｎ−
αｏｆｆだけの（ｎ）、（ｏ）式において、この変数
を、 αｏｎ−αｏｆｆ＝αｏｎ（１−αｏｆｆ／αｏｎ） …（ｐ） または αｏｎ−αｏｆｆ＝αｏｆｆ（αｏｎ／αｏｆｆ−１） …（ｑ） と変形すれば、比（αｏｆｆ／αｏｎあるいはαｏｎ／
αｏｆｆ）であってもよいことがわかるはずである。

【００７９】なお、変数αは鋸波状の値をとるので、α
そのものよりもその平均値（たとえば加重平均値、フィ
ードバック数周期内のピークからピークまでの平均値あ
るいはフィードバック数周期内のピークからピークまで
の平均値の加重平均値）のほうがパージガス濃度Ｄに相
関の高い値となる。Ｐ（比例定数）とＩ（積分定数）と
により変化する鋸波状の振れ幅は、いわばフィードバッ
ク補正量の誤差に相当するものであり、この誤差を小さ
くするには平均値が有効となるわけである。

【００８０】ただし、平均化の手段と重みの設定には検
討を要する。たとえば、この種の平均化としては、一般
に加重平均やフィードバック数周期分の単純平均が用い
られることになるが、前者では重み、後者では平均する
周期数を大きく取りすぎた場合に、パージによるαの変
動に対して応答よくサンプリングできない可能性が生じ
ることに留意しておかなければならない。

【００８１】ステップ６３では、立上がり点相当空気量
の基本値Ｑ０を読み込み、ステップ６４でパージガス濃
度ＤからＱ０に対する補正量を図７を内容とするテーブ
ルを参照して求め、これを、立上がり点相当空気量の補
正量を表す変数ＱＭ１に入れる。ステップ６５では基本
値Ｑ０から変数ＱＭ１の値を差し引いた値を、立上がり
点相当空気量を表す変数ＱＰＳに入れる。

【００８２】図７に示すように、ＱＭ１の値はパージガ
ス濃度Ｄが所定値Ｄ１以上の領域において、パージガス
濃度Ｄが大きいほど小さくなる値であり、これによって
立上がり点相当空気量ＱＰＳが図８のようにパージガス
濃度Ｄが大きいほど大きくなる。補正量（ＱＭ１の値）
を図７の特性としたのは、立上がり点相当空気量の付近
では、パージガスのリッチ度合が吸気全体のリッチ度合
に与える影響が大きいため、図８に示すように、パージ
ガスのリッチ度合（つまりパージガス濃度）が大きいと
きほど大きくなる側に立上がり点相当空気量ＱＰＳを設
定する必要があるからである。補正量の実際の値は、実
験などによりあらかじめ決定しておくことはいうまでも
ない。

【００８３】なお、最大濃度に対する立上がり点相当空
気量（つまり立上がり点相当空気量の基本値Ｑ０）に
は、最大濃度でのパージ開始時に排気性能を悪化させな
い吸入空気量を選択する。

【００８４】立上がり点相当空気量ＱＰＳは、基本値と
補正量の和で表すこともできる。ただし、この場合の基
本値は、運転中の最低パージ要求量を満足するときの吸
入空気量とする。

【００８５】また、パージ率（吸入空気流量とパージ弁
体積流量の比である）を可変とするものにおいては、パ
ージガス濃度×パージ率が一定となるように立上がり点
相当空気量を設定する。たとえば、パージ率がＰ１で一
定のときの立上がり点相当空気量がＱ１だったとすれ
ば、パージガス濃度が同じ条件において、パージ率がＰ
１の２倍になると、立上がり点相当空気量をＱ１の１／
２にするのである。これによって、パージ率が変化する
ときでも、パージ開始時の空燃比の乱れを、パージ率一
定のときと同程度に抑えることができる。

【００８６】一方、空燃比フィードバック制御中でない
ときは、ステップ６６でアイドル時かどうかみて、アイ
ドル時でないときは、クランプ条件（空燃比フィードバ
ック制御停止条件のこと）であると判断し、ステップ６
７で立上がり点相当空気量の前回値を表す変数ＱＰＳ_-1
に入っている値を読み出し、これを変数ＱＰＳに移す。
ステップ６７が必要となる理由は、変数αの値が所定値
（たとえば１００％）に固定されるクランプ条件では、
αｏｎやαｏｆｆが算出されないからで、クランプ条件
では前回の値を読み出して暫定的に用いるために必要と
なるである。

【００８７】図９は始動後初回の立上がり点相当空気量
を算出するための流れ図で、始動時に１回だけ実行す
る。

【００８８】ステップ７１では始動後にパージを経験し
たかどうかみて、パージを経験してないときはステップ
７２以降に進む。

【００８９】ステップ７２では立上がり点相当空気量の
基本値Ｑ０を読み込み、ステップ７３で変数ＱＭ１に初
期値の０を入れ、ステップ７４でＱ０−ＱＭ１の値を、
立上がり点相当空気量を表す変数ＱＰＳに移す。

【００９０】始動後の初回は、最大濃度のときの値（Ｑ
ＰＳは最大）でパージを開始させるわけである。最大濃
度のときの値でパージを開始させるのは、始動後の初回
は、パージガス濃度がどの程度か不明であるため、ＱＰ
Ｓを、空燃比に対して最も影響の少ない値に設定してお
く必要があるからである。

【００９１】図１０はパージ弁を制御するための流れ図
で、一定周期（たとえば１０ｍｓｅｃ）で実行する。

【００９２】ステップ８１ではパージ条件（パージを行
う条件）かどうかみて、パージ条件でなければ、ステッ
プ８２でパージ弁を全閉状態に保つ。

【００９３】パージ条件であればステップ８３に進んで
エアフローメーター１２からの吸入空気量（空気流量）
Ｑを読み込み、ステップ８４で吸入空気量Ｑと立上がり
点相当空気量を表す変数ＱＰＳに入っている値を比較す
る。

【００９４】Ｑ＜ＱＰＳであればパージ条件であっても
ステップ８２に進んでパージ弁を全閉状態に保ち、Ｑ≧
ＱＰＳになると、従来と同様にステップ８５でパージ率
（吸入空気量Ｑとパージ弁体積流量Ｃの比のこと）が一
定となるようにパージ弁開度を制御する。この場合のパ
ージ弁開度制御については、たとえば、 Ｃ＝Ｑ×パージ率 …（１４） の式でパージ弁体積流量Ｃを求め、このパージ弁体積流
量Ｃから図５を内容とするテーブルを参照してＯＮデュ
ーティーを求め、このＯＮデューティーをパージ弁２５
に指令するわけである。

【００９５】ここで、この例の作用を図１１を参照しな
がら説明する。

【００９６】この例でも、パージガス濃度Ｄが大きいと
きは、立上がり点相当空気量ＱＰＳをたとえば図１１に
おいてＱＰＳ１と大きくすることで、このときの特性
は、一点鎖線で示したように、ダイナミックレンジの下
限を越えた当たりでパージを開始することができ、従来
と同様に、濃いパージガスが導入される場合のパージ開
始時の空燃比の乱れを小さくすることができる。

【００９７】一方、この例では、従来例と相違してパー
ジ中にパージガス濃度Ｄを算出しており、この算出した
パージガス濃度Ｄが図７において所定値Ｄ１より小さい
ときは、図１１において立上がり点相当空気量ＱＰＳが
図で小さくなるほうに移動してＱＰＳ２の位置にくる。
このときは、実線で示したように、パージ弁流量の立上
がる最低のＯＮデューティーでパージが開始される。パ
ージガス濃度Ｄが小さいときは、ダイナミックレンジ下
限未満の領域からパージを開始したとしても、吸気全体
に与える空燃比の乱れがそれほどでなく、逆に少ない吸
入空気量のときからパージを開始することでパージ領域
が拡大されることになり、十分にパージを行わせること
ができるのである。

【００９８】また、パージ前後の空燃比フィードバック
補正係数の差（αｏｎ−αｏｆｆ）から上述した理論式
を用いてパージガス濃度Ｄを算出しているので、あらた
にパージガス濃度を検出するセンサーを設ける必要がな
く、システムが簡便でコスト上有利になっている。

【００９９】また、運転条件が所定の領域にあるときに
かぎってパージ前後の空燃比フィードバック補正係数
（αｏｎとαｏｆｆ）をサンプリングするので、パージ
ガス濃度Ｄの算出精度が向上する。

【０１００】また、パージが一瞬だけ起こる場合にも、
パージ中の空燃比フィードバック補正係数（αｏｎ）を
サンプリングすると、αｏｎの精度が落ちてしまうが、
パージ開始から所定時間経過後にαｏｎをサンプリング
することにしているので、一瞬のパージが起こる場合に
αｏｎがサンプリングされることがなく、これによっ
て、αｏｎの精度低下を防止することができる。

【０１０１】図１２は第２実施例で、図６に対応する。
この例は、図６のステップ６０から６４に代えて、ステ
ップ６３、９１としたもので、ステップ９１では２つの
変数の差αｏｎ−αｏｆｆから図１３を内容とするテー
ブルを参照して基本値Ｑ０に対する補正量を求め、これ
を変数ＱＭ１に入れている。

【０１０２】空燃比フィードバック制御中において、パ
ージ開始により空燃比がリッチ側にずれたときは、変数
αが空燃比をリーン側に戻す向き（１００％より小さい
側）に移動してゆき、パージによるリッチ化を打ち消す
程度にフィードバック制御が進むと、変数αが再び鋸波
状に振れる。

【０１０３】このときの変数αのずれ幅（つまりαｏｎ
−αｏｆｆ）は、パージ率一定でパージを行っていると
きパージガス濃度にほぼ比例するのであるから、結局の
ところ、変数αのずれ幅に対して補正量（ＱＭ１の値）
が割り付けられればよいのである。

【０１０４】なお、パージガス濃度が大きくなるほど、
αｏｎ−αｏｆｆ＜０かつ｜αｏｎ−αｏｆｆ｜の値が
大きくなるので、補正量の特性は図１３のようになって
いる。

【０１０５】この例では、αｏｎ−αｏｆｆから直接に
補正量を与えるようにしているので、第１実施例より構
成が簡単である。

【０１０６】図１４は第３実施例で、これも図６に対応
する。図６と異なるのは、ステップ１０１、１０２，１
０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８であ
る。

【０１０７】パージカット中の燃料温度が高いと、図１
６のように燃料タンクからの蒸発燃料量が増し、この蒸
発燃料がその後のパージ開始時に、図１７に示したよう
にキャニスター２３に吸着されることなく吸気管へと流
れてパージガス濃度が大きくなるので、燃料温度が高い
ときは、燃料温度が低いときより、次回の立上がり点相
当空気量を若干高めにしなければ、空燃比の乱れが大き
くなる。そこでこの例では、パージカット中に燃料温度
の上昇があるときは、温度上昇に応じて次回の立上がり
点相当空気量ＱＰＳを増量補正するようにしたものであ
る。

【０１０８】図１４において、パージカット中のとき、
ステップ１０１で燃料温度を検出し、この燃料温度をス
テップ１０２で変数Ｔ１に入れる。ステップ１０３では
前回の燃料温度を入れている変数Ｔ２との差を変数ΔＴ
に入れる。このΔＴと０を比較し、ΔＴ＞０であれば温
度上昇があったと判断し、ステップ１０５で変数ΔＴの
値から図１５を内容とするテーブルを参照して補正量を
求め、これを変数ＱＭ２に入れる。ステップ１０６では
立上がり点相当空気量ＱＰＳを ＱＰＳ←ＱＰＳ＋ＱＭ２ …（２１） の式で増量補正する。

【０１０９】一方、パージ中においては、ステップ１０
７と１０８で燃料温度を検出し、変数Ｔ１に格納してお
く。

【０１１０】この例では、パージカット中の燃料温度の
上昇が考慮されるので、高温条件下での走行時において
も、パージ開始時に空燃比を大きく乱すことがなく、運
転性および排気性能が良好に保たれる。

【０１１１】なお、燃料温度そのものに対してＱＭ２を
割り付けることも可能である。その場合、実用的な燃料
温度の範囲では図１５の横軸を燃料温度とするだけでよ
い（横軸が燃料温度のときの特性は図１５とほぼ同
等）。

【０１１２】図１８と図１９は第４実施例で、図６に対
応する。

【０１１３】この例は、パージ開始直後にそのパージ開
始前後の変数αの差から算出したパージガス濃度Ｄに応
じて基本立上がり点相当空気量を求めた後は、次のパー
ジカットへの切換時までパージ量を積算するだけとし、
パージカットへの切換時にこの積算値に応じて前記パー
ジ開始直後に求めた基本立上がり点相当空気量を減量補
正した値を次回の立上がり点相当空気量とするものであ
る。

【０１１４】図１８において、図６と異なる部分を主に
説明すると、空燃比のフィードバック制御中かつパージ
中に、パージ開始から所定時間が経過したときはステッ
プ１１１に進み、ステップ１１１に進んだのが初めてで
あるときだけ（つまりパージ開始直後であるときだ
け）、図６と同様にして、そのパージ開始前後の空燃比
フィードバック補正係数の差（αｏｎ−αｏｆｆ）から
パージガス濃度Ｄを算出し、そのパージガス濃度Ｄに応
じて立上がり相当空気量ＱＰＳを求める（図１８のステ
ップ５７，５８，５９，６０，６１、図１９のステップ
６２，６３，６４，６５）。変数αｏｎにはパージ開始
直後にサンプリングした値が、また変数αｏｆｆにはパ
ージ開始直前にサンプリングした値が入っているのだか
ら、両者をサンプリングしたときの運転条件がほぼ同じ
になるわけである。

【０１１５】ステップ１１１に進むのが２回目からは、
ステップ１１２でパージ量積算値ＳＰを ＳＰ←ＳＰ＋ΔＳＰ …（２２） ただし、ΔＳＰ：一定値 の式でインクリメントする。なお、パージ量積算値ＳＰ
の初期値は０である。

【０１１６】パージカット中かつステップ１１３でステ
ップ１１３に進んだのが初めてであれば、パージカット
への切換時であると判断し、ステップ１１４でパージ量
積算値ＳＰを読み出し、このパージ量積算値Ｓからステ
ップ１１５で図２０を内容とするテーブルを参照して減
量補正量を求め、これを変数ＱＭ３に入れる。この変数
ＱＰＳの値を用いてステップ１１６では立上がり点相当
空気量ＱＰＳを ＱＰＳ←ＱＰＳ−ＱＭ３ …（２３） の式で減量補正し、ステップ１１７でパージ量積算値Ｓ
Ｐを０にリセットする。

【０１１７】（２３）式において右辺のＱＰＳが基本立
上がり点相当空気量、左辺のＱＰＳが次回の立上がり点
相当空気量である。

【０１１８】パージ開始直後に求めた基本立上がり点相
当空気量を減量補正する理由は、次の通りである。運転
中かつ燃料温度がそれほど高くない状態では、燃料タン
クからの蒸発燃料が吸気管に直接導入されることはな
く、キャニスター２３からの蒸発燃料だけが吸気管に導
入される。この場合にはパージ量積算値Ｓが大きくなる
ほどパージガス濃度が低下していくはずであるから、パ
ージ量積算値が大きいほど、次回の立上がり点相当空気
量は低くてもよいというわけである。

【０１１９】なお、クランプ条件においても、ステップ
１１８でパージ中であるかどうかみて、パージ中であれ
ばステップ１１９でパージ量積算値ＳＰをインクリメン
トし、パージカットへの切換時になると、ステップ１１
４，１１５，１１６，１１７と同様にして、パージ量積
算値ＳＰに応じて立上がり点相当空気量ＱＰＳを減量補
正する（ステップ１１８，１１９，１２０）。アイドル
時もクランプ条件と同様である（ステップ１２５，１２
６，１２７，１２８，１２９）。ただし、エンジン回転
の不安定なアイドル時はパージを禁止しているので、パ
ージ量積算値ＳＰをインクリメントするステップはな
い。

【０１２０】さて、αｏｎとαｏｆｆをサンプリングす
るときの運転条件が同じであるかぎり、図６の例でも、
パージガス濃度Ｄを容易にかつ精度良く求めることがで
きるのであるが、図６の例では、αｏｎをパージ中に一
定周期でサンプリングしているので、αｏｎをサンプリ
ングしたときの運転条件と、αｏｆｆをサンプリングし
たときの運転条件が大きく離れてしまうことがあり、そ
の場合にはパージガス濃度Ｄの精度が低下してしまう。

【０１２１】これに対してこの例では、パージ開始直後
にだけαｏｎをサンプリングするので（αｏｆｆはパー
ジ直前にサンプリングされている）、αｏｎとαｏｆｆ
をサンプリングするときの運転条件がほぼ同じであり、
図６の例のように、αｏｎをサンプリングしたときの運
転条件と、αｏｆｆをサンプリングしたときの運転条件
が大きく離れてしまうことがないのである。

【０１２２】また、パージカットへの切換時にはパージ
量積算値でパージ開始直後に求めた基本立上がり点相当
空気量を減量補正することで、次回のパージ時にパージ
を行う機会を減らすことがない。

【０１２３】実施例では、パージ弁の前後差圧、パージ
弁温度、パージ弁の作動電圧（バッテリー電圧）の変化
を考慮しなかったが、実際には、図５において、パージ
弁の前後差圧が低下してくると、流量の立上がり点が大
きくなる側にずれ、パージ弁温度が低いときは高いとき
より流量の立上がり点が大きくなる側にずれる。また、
バッテリー電圧が低下してくると流量の立上がり点が小
さくなる側にずれる。つまり、パージ弁の前後差圧、パ
ージ弁温度、バッテリー電圧の変化に伴い流量の立上が
り点が変動するので、この変動が生じないようにするに
は、パージ弁に与えるＯＮデューティー（（１４）式の
パージ弁体積流量Ｃから図５を内容とするテーブルを参
照して求めたＯＮデューティーのこと）を補正してやる
必要がある。たとえばパージ弁の前後差圧が小さくなる
ほど小さくなる値の差圧補正率を図２３のように、パー
ジ弁温度が低くなるほど小さくなる値の温度補正率を図
２４のように、バッテリー電圧が低下するほど大きくな
る値の電圧補正率を図２５のように、それぞれ設定し、
パージ弁に与えるＯＮデューティーに乗算するのであ
る。

【０１２４】これによって、パージ弁の前後差圧が低下
したときでも、流量の立上がり点をパージ弁の前後差圧
が大きいときと同じに、またパージ弁温度が低いときで
も流量の立上がり点をパージ弁温度が高いときと同じに
それぞれすることができる。同様にして、バッテリー電
圧が低下したときでも、流量の立上がり点をバッテリー
電圧の低下する前と同じにすることができる。

【０１２５】実施例ではパージ弁についてデューティー
制御可能なタイプで説明したが、単なる開閉弁や、弁開
度をステッピングモーターで直接駆動するタイプのもの
にも適用できる。

【０１２６】実施例ではパージ前後の変数αの差αｏｎ
−αｏｆｆからパージガス濃度Ｄを算出しているが、パ
ージガス濃度Ｄを、ＨＣセンサーやこれに準ずるセンサ
ーなどのセンサーにより直接に検出することもできる。

【０１２７】また、直接にパージガス濃度を検出しなく
ても、キャニスター内の温度、キャニスターの内圧、キ
ャニスター内における蒸発燃料の充填率、およびパージ
ガス流量から予測することもできる。キャニスターの平
衡吸着量は、温度、圧力、雰囲気中のガス分圧によって
定まるから現在の充填率が平衡吸着量に対してどの程度
過剰であるかによってキャニスターからのガスの離脱速
度が推定できる。充填率は過去におけるキャニスターの
吸着と離脱の各履歴を積算することによって求めること
ができる。吸着履歴は、燃料タンク温度から蒸発燃料量
を求めることによって、また離脱履歴は、上述の離脱量
から求めることができる。

【０１２８】また、実施例では、吸入空気量に対するパ
ージ弁流量の特性を基本的に変えることなく、パージを
開始するときの吸入空気量を、図２１において白抜き矢
印で示したようにパージガス濃度が大きくなるほど高く
するものであったが、図２２に示したように、パージを
開始するときの吸入空気量を、図２１と同様にパージガ
ス濃度が大きくなるほど高くするとともに（白抜き矢印
参照）、吸入空気量に対するパージ弁流量の特性そのも
のを、吸入空気量が大きくなる側（図で右側）に平行移
動させる（黒矢印参照）ように構成することもできる。
図２２の例では、パージガス濃度が大きいときにもダイ
ナミックレンジ下限未満の制御性が悪い領域が使われる
ことになるが、この制御性が悪い領域は、吸入空気量が
比較的大きくエンジンがより安定した条件で使われるの
で、図２２の例でも、制御性の悪さが問題となることは
ないのである。

【０１２９】

【発明の効果】第１の発明は、燃料タンク内で蒸発した
燃料を蓄えるキャニスターと、このキャニスターと吸気
絞り弁の下流の吸気管とを連通するパージ通路と、この
パージ通路を信号に応じて開閉するパージ弁と、パージ
ガス濃度を検出する手段と、このパージガス濃度に応じ
パージガス濃度が大きいほど大きくなる値を次回の立上
がり点相当空気量として設定する手段と、吸入空気量を
検出する手段と、この吸入空気量が前記次回の立上がり
点相当空気量以上になったかどうかを判定する手段と、
この判定結果より吸入空気量が次回の立上がり点相当空
気量以上になったとき前記パージ弁に開信号を出力する
手段とを設けたので、濃いパージガスが導入されるとき
にパージ開始時の空燃比の乱れを小さなものに抑えつ
つ、パージガスが薄いときは、パージ領域を拡大して、
十分にパージを行うことができる。

【０１３０】第２の発明では、第１の発明において、前
記パージガス濃度検出手段は、排気中の酸素濃度に応じ
た出力をするセンサーと、このセンサー出力値にもとづ
いて空燃比が理論空燃比の付近に落ち着くように空燃比
のフィードバック補正量を算出する手段と、パージ前後
の前記空燃比フィードバック補正量をサンプリングする
手段と、このサンプリングしたパージ前後の空燃比フィ
ードバック補正量の差または比を算出する手段と、この
差または比にもとづいてパージガス濃度を算出する手段
とからなるので、パージガス濃度を検出する手段が不要
となる分、システムが簡便でコスト上有利である。

【０１３１】第３の発明は、燃料タンク内で蒸発した燃
料を蓄えるキャニスターと、このキャニスターと吸気絞
り弁の下流の吸気管とを連通するパージ通路と、このパ
ージ通路を信号に応じて開閉するパージ弁と、運転条件
に応じた基本噴射量を算出する手段と、排気中の酸素濃
度に応じた出力をするセンサーと、このセンサー出力値
にもとづいて空燃比が理論空燃比の付近に落ち着くよう
に空燃比のフィードバック補正量を算出する手段と、こ
の空燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補正
して燃料噴射量を算出する手段と、この噴射量の燃料を
吸気管に供給する手段と、パージ前後の前記空燃比フィ
ードバック補正量をサンプリングする手段と、このサン
プリングしたパージ前後の空燃比フィードバック補正量
の差または比を算出する手段と、この差または比が大き
くなるほど大きくなる値を次回の立上がり点相当空気量
として設定する手段と、吸入空気量を検出する手段と、
この吸入空気量が前記次回の立上がり点相当空気量以上
になったかどうかを判定する手段と、この判定結果より
吸入空気量が次回の立上がり点相当空気量以上になった
とき前記パージ弁に開信号を出力する手段とを設けたの
で、パージガス濃度を算出してなくてすむ分、構成が簡
単になる。

【０１３２】第４の発明は、第２の発明または第３の発
明において、パージ前後の前記空燃比フィードバック補
正量をサンプリングする運転条件を所定の領域にかぎる
ので、ほぼ同じ運転条件において、パージ前後の空燃比
フィードバック補正量がサンプリングされることにな
り、パージガス濃度の算出精度が向上する。

【０１３３】第５の発明は、第２の発明から第４の発明
のいずれか一つにおいて、パージ開始から所定時間経過
後に前記パージ開始後の空燃比フィードバック補正量を
サンプリングするので、一瞬のパージが起こる場合にパ
ージ開始後の空燃比フィードバック補正量をサンプリン
グすることによるパージ開始後の空燃比フィードバック
補正量の精度低下を防止することができる。

【０１３４】第６の発明は、燃料タンク内で蒸発した燃
料を蓄えるキャニスターと、このキャニスターと吸気絞
り弁の下流の吸気管とを連通するパージ通路と、このパ
ージ通路を信号に応じて開閉するパージ弁と、運転条件
に応じた基本噴射量を算出する手段と、排気中の酸素濃
度に応じた出力をするセンサーと、このセンサー出力値
にもとづいて空燃比が理論空燃比の付近に落ち着くよう
に空燃比のフィードバック補正量を算出する手段と、こ
の空燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補正
して燃料噴射量を算出する手段と、この噴射量の燃料を
吸気管に供給する手段と、パージ開始の直前と直後に前
記空燃比フィードバック補正量をサンプリングする手段
と、このサンプリングしたパージ開始前後の空燃比フィ
ードバック補正量の差または比を算出する手段と、この
差または比が大きくなるほど大きくなる値を基本立上が
り点相当空気量として設定する手段と、前記サンプリン
グ後のパージ中のパージ量を積算する手段と、このパー
ジ中からパージカットへの切換時にこのパージ量積算値
に応じて前記基本立上がり点相当空気量を減量補正した
値を次回の立上がり相当空気量として設定する手段と、
吸入空気量を検出する手段と、この吸入空気量が前記次
回の立上がり点相当空気量以上になったかどうかを判定
する手段と、この判定結果より吸入空気量が次回の立上
がり点相当空気量以上になったとき前記パージ弁に開信
号を出力する手段とを設けたので、２つの値をサンプリ
ングするときの運転条件がほぼ同じになり、基本立上が
り点相当空気量の設定精度が、２つの値をサンプリング
するときの運転条件が大きく異なる場合にくらべて向上
するとともに、次回のパージ時にパージを行う機会を減
らすことがない。

【０１３５】第７の発明は、第１の発明から第６の発明
のいずれかひとつにおいて、前記次回の立上がり点相当
空気量の設定値をパージカット中の燃料温度が高いとき
または燃料温度が上昇するときに増量補正するので、高
温条件下のためパージカット中での蒸発燃料量が多く、
これがその後のパージ開始時にキャニスターからの離脱
燃料に加わって吸気管に導入されるときでも、空燃比を
大きく乱すことがなく、運転性および排気性能を良好に
保つことができる。

【０１３６】第８の発明は、第１の発明から第７の発明
のいずれか一つにおいて、前記パージ弁がＯＮデューテ
ィーに応じて開度の増す弁であり、前記吸入空気量が前
記次回の立上がり点相当空気量以上になったときに前記
パージ弁に出力するＯＮデューティーを、前記パージ弁
の前後差圧が小さくなるほど小さくなる側に補正するの
で、パージ弁の前後差圧が低下したときでも、流量の立
上がり点を、パージ弁の前後差圧が大きいときと同じに
することができる。

【０１３７】第９の発明は、第１の発明から第７の発明
のいずれか一つにおいて、前記パージ弁がＯＮデューテ
ィーに応じて開度の増す弁であり、前記吸入空気量が前
記次回の立上がり点相当空気量以上になったときに前記
パージ弁に出力するＯＮデューティーを、前記パージ弁
の温度が低くなるほど小さくなる側に補正するので、パ
ージ弁温度が低いときでも、流量の立上がり点を、パー
ジ弁温度が高いときと同じにすることができる。

【０１３８】第１０の発明は、第１の発明から第７の発
明のいずれか一つにおいて、前記パージ弁がＯＮデュー
ティーに応じて開度の増す弁であり、前記吸入空気量が
前記次回の立上がり点相当空気量以上になったときに前
記パージ弁に出力するＯＮデューティーを、前記パージ
弁の作動電圧が低下するほど大きくなる側に補正するの
で、パージ弁の作動電圧が低下したときでも、流量の立
上がり点を、作動電圧の低下する前と同じにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のシステム図である。

【図２】有効パルス幅Ｔｅの算出を説明するための流れ
図である。

【図３】燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出と燃料噴射を説明
するための流れ図である。

【図４】空燃比フィードバック補正係数αの算出を説明
するための流れ図である。

【図５】デューティー制御可能なパージ弁の流量特性図
である。

【図６】立上がり点相当空気量ＱＰＳの設定を説明する
ための流れ図である。

【図７】パージガス濃度に対する補正量ＱＭ１の特性図
である。

【図８】パージガス濃度に対する立上がり点相当空気量
ＱＰＳの特性図である。

【図９】始動後初回の立上がり点相当空気量を算出する
ための流れ図である。

【図１０】パージ弁を制御するための流れ図である。

【図１１】第１実施例の作用を説明するための特性図で
ある。

【図１２】第２実施例の立上がり点相当空気量ＱＰＳの
設定を説明するための流れ図である。

【図１３】第２実施例のパージガス濃度に対する補正量
ＱＭ１の特性図である。

【図１４】第３実施例の立上がり点相当空気量ＱＰＳの
設定を説明するための流れ図である。

【図１５】燃料温度の上昇分ΔＴに対する補正量ＱＭ２
の特性図である。

【図１６】燃料温度に対する蒸発燃料量の特性図であ
る。

【図１７】第３実施例の作用説明図である。

【図１８】第４実施例の立上がり点相当空気量ＱＰＳの
設定を説明するための流れ図である。

【図１９】第４実施例の立上がり点相当空気量ＱＰＳの
設定を説明するための流れ図である。

【図２０】パージ量積算値ＳＰに対する補正量ＱＭ３の
特性図である。

【図２１】上記４つの実施例をまとめた作用説明図であ
る。

【図２２】第５実施例の作用説明図である。

【図２３】第６実施例の差圧補正率の特性図である。

【図２４】第７実施例の温度補正率の特性図である。

【図２５】第８実施例の電圧補正率の特性図である。

【図２６】第１の発明のクレーム対応図である。

【図２７】第２の発明のクレーム対応図である。

【図２８】第３の発明のクレーム対応図である。

【図２９】第６の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

４ スロットル弁（吸気絞り弁） ６ 燃料インジェクター（燃料供給手段） １１ ＥＣＵ １２ エアフローメーター（吸入空気量センサー） １３ クランク角センサー １４ 水温センサー １５ Ｏ₂センサー（酸素濃度センサー） ２３ キャニスター ２４ パージ弁 ３１ キャニスター ３２ 吸気絞り弁 ３３ パージ通路 ３４ パージ弁 ３５ パージガス濃度検出手段 ３６ 次回立上がり点相当空気量設定手段 ３７ 吸入空気量センサー ３８ 判定手段 ３９ 開信号出力手段 ４１ 酸素濃度センサー ４２ 空燃比フィードバック補正量算出手段 ４３ サンプリング手段 ４４ 差／比算出手段 ４５ パージガス濃度算出手段 ５１ 基本噴射量算出手段 ５２ 燃料噴射量算出手段 ５３ 燃料供給手段 ５４ 次回立上がり点相当空気量設定手段 ６１ サンプリング手段 ６２ 差／比算出手段 ６３ 基本立上がり点相当空気量設定手段 ６４ パージ量積算手段 ６５ 次回立上がり点相当空気量設定手段

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク内で蒸発した燃料を蓄えるキャ
   ニスターと、 このキャニスターと吸気絞り弁の下流の吸気管とを連通
   するパージ通路と、 このパージ通路を信号に応じて開閉するパージ弁と、 パージガス濃度を検出する手段と、 このパージガス濃度に応じパージガス濃度が大きいほど
   大きくなる値を次回の立上がり点相当空気量として設定
   する手段と、 吸入空気量を検出する手段と、 この吸入空気量が前記次回の立上がり点相当空気量以上
   になったかどうかを判定する手段と、 この判定結果より吸入空気量が次回の立上がり点相当空
   気量以上になったとき前記パージ弁に開信号を出力する
   手段とを設けたことを特徴とするエンジンの蒸発燃料処
   理装置。
2. 【請求項２】前記パージガス濃度検出手段は、排気中の
   酸素濃度に応じた出力をするセンサーと、このセンサー
   出力値にもとづいて空燃比が理論空燃比の付近に落ち着
   くように空燃比のフィードバック補正量を算出する手段
   と、パージ前後の前記空燃比フィードバック補正量をサ
   ンプリングする手段と、このサンプリングしたパージ前
   後の空燃比フィードバック補正量の差または比を算出す
   る手段と、この差または比にもとづいてパージガス濃度
   を算出する手段とからなることを特徴とする請求項１に
   記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
3. 【請求項３】燃料タンク内で蒸発した燃料を蓄えるキャ
   ニスターと、 このキャニスターと吸気絞り弁の下流の吸気管とを連通
   するパージ通路と、 このパージ通路を信号に応じて開閉するパージ弁と、 運転条件に応じた基本噴射量を算出する手段と、 排気中の酸素濃度に応じた出力をするセンサーと、 このセンサー出力値にもとづいて空燃比が理論空燃比の
   付近に落ち着くように空燃比のフィードバック補正量を
   算出する手段と、 この空燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補
   正して燃料噴射量を算出する手段と、 この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、 パージ前後の前記空燃比フィードバック補正量をサンプ
   リングする手段と、 このサンプリングしたパージ前後の空燃比フィードバッ
   ク補正量の差または比を算出する手段と、 この差または比が大きくなるほど大きくなる値を次回の
   立上がり点相当空気量として設定する手段と、 吸入空気量を検出する手段と、 この吸入空気量が前記次回の立上がり点相当空気量以上
   になったかどうかを判定する手段と、 この判定結果より吸入空気量が次回の立上がり点相当空
   気量以上になったとき前記パージ弁に開信号を出力する
   手段とを設けたことを特徴とするエンジンの蒸発燃料処
   理装置。
4. 【請求項４】パージ前後の前記空燃比フィードバック補
   正量をサンプリングする運転条件を所定の領域にかぎる
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のエンジンの
   蒸発燃料処理装置。
5. 【請求項５】パージ開始から所定時間経過後に前記パー
   ジ開始後の空燃比フィードバック補正量をサンプリング
   することを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに
   記載のエンジンの蒸発燃料処理装置。
6. 【請求項６】燃料タンク内で蒸発した燃料を蓄えるキャ
   ニスターと、 このキャニスターと吸気絞り弁の下流の吸気管とを連通
   するパージ通路と、 このパージ通路を信号に応じて開閉するパージ弁と、 運転条件に応じた基本噴射量を算出する手段と、 排気中の酸素濃度に応じた出力をするセンサーと、 このセンサー出力値にもとづいて空燃比が理論空燃比の
   付近に落ち着くように空燃比のフィードバック補正量を
   算出する手段と、 この空燃比フィードバック補正量で前記基本噴射量を補
   正して燃料噴射量を算出する手段と、 この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、 パージ開始の直前と直後に前記空燃比フィードバック補
   正量をサンプリングする手段と、 このサンプリングしたパージ開始前後の空燃比フィード
   バック補正量の差または比を算出する手段と、 この差または比が大きくなるほど大きくなる値を基本立
   上がり点相当空気量として設定する手段と、 前記サンプリング後のパージ中のパージ量を積算する手
   段と、 このパージ中からパージカットへの切換時にこのパージ
   量積算値に応じて前記基本立上がり点相当空気量を減量
   補正した値を次回の立上がり相当空気量として設定する
   手段と、 吸入空気量を検出する手段と、 この吸入空気量が前記次回の立上がり点相当空気量以上
   になったかどうかを判定する手段と、 この判定結果より吸入空気量が次回の立上がり点相当空
   気量以上になったとき前記パージ弁に開信号を出力する
   手段とを設けたことを特徴とするエンジンの蒸発燃料処
   理装置。
7. 【請求項７】前記次回の立上がり点相当空気量の設定値
   をパージカット中の燃料温度が高いときまたはパージカ
   ット中の燃料温度が上昇するときに増量補正することを
   特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のエン
   ジンの蒸発燃料処理装置。
8. 【請求項８】前記パージ弁はＯＮデューティーに応じて
   開度の増す弁であり、前記吸入空気量が前記次回の立上
   がり点相当空気量以上になったときに前記パージ弁に出
   力するＯＮデューティーを、前記パージ弁の前後差圧が
   小さくなるほど小さくなる側に補正することを特徴とす
   る請求項１から７のいずれか一つに記載のエンジンの蒸
   発燃料処理装置。
9. 【請求項９】前記パージ弁はＯＮデューティーに応じて
   開度の増す弁であり、前記吸入空気量が前記次回の立上
   がり点相当空気量以上になったときに前記パージ弁に出
   力するＯＮデューティーを、前記パージ弁の温度が低く
   なるほど小さくなる側に補正することを特徴とする請求
   項１から７のいずれか一つに記載のエンジンの蒸発燃料
   処理装置。
10. 【請求項１０】前記パージ弁はＯＮデューティーに応じ
    て開度の増す弁であり、前記吸入空気量が前記次回の立
    上がり点相当空気量以上になったときに前記パージ弁に
    出力するＯＮデューティーを、前記パージ弁の作動電圧
    が低下するほど大きくなる側に補正することを特徴とす
    る請求項１から７のいずれか一つに記載のエンジンの蒸
    発燃料処理装置。