JPH09105347A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料タンクの蒸発燃料を捕集して吸気系にパ
ージ（放出）する場合は、その蒸発燃料のパージ量が増
えると、燃焼室に供給される燃料量の各気筒毎のバラつ
きが大きくなって、エンジンの安定性にとって好ましく
ない。かかる蒸発燃料のパージに起因する影響を抑制す
ることを課題とする。 【解決手段】 キャニスタ１７からの蒸発燃料のパージ
量の全燃料要求量に占める割合が所定値、例えば３０％
以上となれば、パージバルブ２１の駆動デューティ比を
減少して吸気系１０に供給される蒸発燃料のパージ量を
制限するコントロールユニットＣＵを備えるように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空燃比が目標空燃
比となるように燃料噴射量をフィードバック制御すると
共に、キャニスタに捕集された燃料タンクからの蒸発燃
料を吸気系にパージするように構成されたエンジンの制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用の燃料噴射式エンジン
においては、空燃比が目標空燃比となるように、吸入空
気量に基づいて燃料噴射弁から噴射させる燃料噴射量が
決定される。その場合に、リニアＯ₂センサで検出され
た排気ガス中のＯ₂濃度から空燃比を求め、この空燃比
と目標空燃比との偏差（空燃比偏差）が小さくなるよう
にフィードバック補正値を設定し、この補正値で燃料噴
射量を補正することにより、空燃比を目標空燃比に追従
させるといった空燃比のフィードバック制御が行なわれ
る。

【０００３】一方、自動車においては、燃料タンク内の
空気を直接大気中に排出すると大気汚染を招くと共に燃
料の損失にもなるので、燃料タンクから排出される空気
に含まれる蒸発燃料を吸着して捕集するキャニスタと、
該キャニスタに捕集された蒸発燃料を吸気系にパージ
（放出）して供給する蒸発燃料パージ手段とが備えられ
ている。このような蒸発燃料パージ手段では、キャニス
タと吸気系とを接続するパージ通路と、該パージ通路を
開閉するパージ制御弁とが設けられ、このパージ制御弁
が開かれたときにキャニスタ内の蒸発燃料が吸気系にパ
ージされるようになっている。

【０００４】したがって、空燃比のフィードバック制御
を行なうエンジンにおいて、空燃比が目標空燃比に一致
しているときに蒸発燃料のパージが行なわれると、これ
に伴って空燃比がリッチ側に偏るので、フィードバック
補正値がリーン側に変化し、このフィードバック補正値
によって燃料噴射量が減量補正されて空燃比が目標空燃
比に戻されることになる。しかしながら、空燃比を検出
するためのリニアＯ₂センサが排気通路に設けられてい
るので、蒸発燃料がパージされる吸気系との間の時間的
間隔が長く、フィードバック制御に応答遅れが生じる。

【０００５】これに対処するためには、予め蒸発燃料の
パージ量を検出しておくことが必要となる。そうすれ
ば、吸入空気量に対応して求められた基本燃料噴射量と
フィードバック補正値とに基づいて全燃料要求量を求
め、この全燃料要求量から上記パージ量を予め差し引く
ことにより、実際の燃料噴射量が設定されて、フィード
バック制御が精度よく行なわれることになる。その場合
に、蒸発燃料のパージ量を直接検出できるセンサが現在
のところ実用化されていないので、例えば特開平２−２
４５４４１号公報に開示されているように、フィードバ
ック補正値とその中立点との差に基づいて蒸発燃料のパ
ージ量を学習して推定することが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来よりこ
の種の蒸発燃料のパージ量の推定を行なうエンジンの制
御装置においては、運転状態に応じて予め設定された駆
動デューティ比でパージ制御弁を開閉させるようになっ
ており、その場合にパージ量を予測しておいてフィード
バック制御を精度よく行なおうとするものである。しか
しながら、その場合に次のような問題が生じる。

【０００７】すなわち、パージ制御弁によってパージさ
れた蒸発燃料はパージ通路から吸気系のサージタンクに
供給されるが、このときサージタンクの一箇所から供給
されるようになっているので、多気筒エンジンにおいて
は、このパージされた蒸発燃料の各気筒への配分率が一
律とならず、燃焼効率が気筒毎にバラついて、特にアイ
ドル時等はエンジンの出力安定性が損なわれるのであ
る。さらに、パージ制御弁がデューティ制御で開閉を繰
り返すため、蒸発燃料の濃度変動が生じて、一層かかる
問題が大きくなる。

【０００８】したがって、蒸発燃料のパージ量を推定は
するが、その量自体は問題とせず、運転状態に対応した
駆動デューティ比でパージ制御弁を開閉させる従来のも
のでは、蒸発燃料のパージ量が増加して上記問題が頻発
することになる。しかし、その場合に、この種の蒸発燃
料のパージ量の推定を行なうものにおいては、蒸発燃料
のパージ量が推定されているので、パージ制御弁の駆動
デューティ比を制御することにより上記パージ量を増減
させることは可能である。

【０００９】そこで、本発明は、蒸発燃料のパージ量の
推定を行なうエンジンの制御装置において、蒸発燃料が
パージされた場合の影響を希釈化し、もってエンジン安
定性の維持を図ることのできるエンジンの制御装置の提
供を課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に発明は次のように構成したことを特徴とする。

【００１１】すなわち、本願の請求項１の発明（以下
「第１発明」という。）は、燃料タンクにおける蒸発燃
料を捕集して該蒸発燃料を吸気系にパージすると共に、
その蒸発燃料のパージ量を学習して推定することによ
り、該蒸発燃料を所定量だけ吸気系にパージすることの
できる蒸発燃料パージ手段と、該蒸発燃料パージ手段で
パージされる蒸発燃料のパージ量を全燃料要求量から減
算することにより、燃料噴射弁から噴射させる燃料噴射
量を設定する燃料噴射量設定手段と、該燃料噴射量設定
手段で設定される燃料噴射量を空燃比が目標空燃比とな
るようにフィードバック制御する燃料噴射量制御手段と
が設けられて、上記蒸発燃料パージ手段が、蒸発燃料の
パージ量の全燃料要求量中に占める割合が所定値以上と
なったときに、該蒸発燃料のパージ量を制限することを
特徴とする。

【００１２】この第１発明によれば、蒸発燃料を所定量
だけ吸気系にパージすることができ、該蒸発燃料のパー
ジ量の全燃料要求量中に占める割合が所定値以上となっ
たときに、蒸発燃料パージ手段によって該蒸発燃料のパ
ージ量が制限されるので、蒸発燃料の各気筒への配分率
のバラつきが希釈化されて、エンジン安定性が図られる
ことになる。

【００１３】そして、本願の請求項２の発明（以下「第
２発明」という。）は、上記第１発明において、蒸発燃
料パージ手段による蒸発燃料のパージ量の制限は、蒸発
燃料のパージ量が増加しないように該蒸発燃料をパージ
することであることを特徴とし、また本願の請求項３の
発明（以下「第３発明」という。）は、同じく上記第１
発明において、蒸発燃料パージ手段による蒸発燃料のパ
ージ量の制限は、蒸発燃料のパージ量が減少するように
該蒸発燃料をパージすることであることを特徴とする。

【００１４】これらの第２、第３発明によれば、蒸発燃
料のパージ量が増加しなくなるため、又は蒸発燃料のパ
ージ量が減少するために該蒸発燃料のパージ量が制限さ
れ、蒸発燃料の各気筒への配分率のバラつきが希釈化さ
れて、エンジン安定性が図られることになる。

【００１５】一方、本願の請求項４の発明（以下「第４
発明」という。）は、上記第１発明ないし第３発明のい
ずれかにおいて、蒸発燃料パージ手段は、空燃比と目標
空燃比との偏差に応じて燃料噴射量制御手段で設定され
るフィードバック補正値に基づいて蒸発燃料のパージ量
を推定すると共に、このパージ量の推定が完了していな
い場合には、蒸発燃料のパージ量の全燃料要求量中に占
める割合を上記フィードバック補正値を考慮して演算す
ることを特徴とする。

【００１６】この第４発明によれば、蒸発燃料のパージ
量の推定が完了していない過渡期には、フィードバック
補正値が考慮されて蒸発燃料のパージ量の全燃料要求量
中に占める割合が演算されるので、蒸発燃料のパージ量
の制限が精度よく行なわれる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１８】図１は本発明にかかる制御装置を備えたエ
ンジンのシステム構成図ある。図１に示すように、燃料
噴射式のＶ型６気筒ガソリンエンジンＣＥの各気筒１
（Ｖ型配置された２つの気筒のみ図示）においては、吸
気弁２が開かれたときに吸気ポート３から燃焼室４内に
混合気が吸入され、この混合気がピストン５で圧縮され
た後点火プラグ（図示せず）によって着火、燃焼させら
れ、排気弁６が開かれたときに燃焼ガス（排気ガス）が
排気ポート７を介して排気通路８に排出されるようにな
っている。排気通路８には、排気ガス中のＯ₂濃度を検
出するリニアＯ₂センサ９が臨設されている。そして、
リニアＯ₂センサ９で検出されたＯ₂濃度はコントロール
ユニットＣＵに入力され、コントロールユニットＣＵで
はこのＯ₂濃度に基づいて混合気の空燃比を演算するよ
うになっている。ここで、リニアＯ₂センサ９によって
検出されるＯ₂濃度と、該Ｏ₂濃度に基づいて演算される
空燃比とは一義的な対応関係にあるので、以下では便宜
上、上記空燃比を「リニアＯ₂センサ９によって検出さ
れた空燃比」又は「実空燃比」ということにする。

【００１９】エンジンＣＥの各気筒１（燃焼室４）に燃
料燃焼用の空気を供給するために吸気系１０が設けら
れ、この吸気系１０には上流端が大気に開放された共通
供給通路１１が設けられている。そして、共通吸気通路
１１にはアクセルペダル（図示せず）と連動して開閉さ
れるスロットル弁１２が介設され、共通吸気通路１１の
下流端は吸入空気の流れを安定させるサージタンク１３
に接続されている。さらに、サージタンク１３には、各
気筒１に夫々個別に空気を供給する独立吸気通路１４
（２つのみ図示）が接続され、これらの各独立吸気通路
１４の下流端は夫々対応する気筒１の吸気ポート３に接
続されている。

【００２０】吸気ポート３近傍において各独立吸気通路
１４には、吸気ポート３内ないしは燃焼室４内に燃料を
噴射する燃料噴射弁１５が、噴射口が下流側に向くよう
にして臨設されている。ここで、燃料噴射弁１５の燃料
噴射量（噴射パルス幅）及び噴射タイミングは、後で説
明するようにコントロールユニットＣＵによって制御さ
れるようになっている。

【００２１】エンジンＣＥには、燃料タンク（図示せ
ず）から排出される空気に含まれる蒸発燃料（ガソリン
ベーパ）を捕集する蒸発燃料捕集手段と、該蒸発燃料捕
集手段に捕集されている蒸発燃料を適宜吸気系１０にパ
ージする蒸発燃料パージ手段とを備えた蒸発燃料回収手
段１６が設けられている。以下、この蒸発燃料回収手段
１６について説明する。

【００２２】この蒸発燃料回収手段１６には、蒸発燃料
を捕集（吸着）することができる吸着剤（例えば、活性
炭）が充填されたキャニスタ１７が設けられている。そ
して、このキャニスタ１７には、先端が燃料タンク（図
示せず）の上部空間部と連通し燃料タンク内の上部空間
部の空気を該キャニスタ１７内にリリーフするリリーフ
通路１８と、先端が大気に開放された大気開放通路１９
と、先端がサージタンク１３に接続されたパージ通路２
０とが接続されている。

【００２３】パージ通路２０には該通路２０を任意に開
閉することができるデューティソレノイド式のパージバ
ルブ２１が介設され、このパージバルブ２１はコントロ
ールユニットＣＵによってその開弁度合（バルブ開度）
がデューティ比制御されるようになっている。すなわ
ち、パージバルブ２１は、コントロールユニットＣＵか
ら印加される駆動デューティ比に従って開閉制御され、
１駆動周期内において駆動デューティ比に対応する時間
だけ全開され、残りの時間は全閉されるようになってい
る。例えば、１駆動周期を１００ｍｓ（ミリ秒）とした
場合（すなわち、周波数１０Ｈｚ）、印加される駆動デ
ューティ比が０のときには常時全閉され（開弁度合
０）、駆動デューティ比が１００％のときには常時全開
され（開弁度合１すなわち１００％）、駆動デューティ
比が３０％のときにはまず３０ｍｓだけ全開され残りの
７０ｍｓは全閉されることになる（開弁度合０．３すな
わち３０％）。以下では、１駆動周期内においてパージ
バルブ２１が全開されている時間をオン時間といい、全
閉されている時間をオフ時間という。

【００２４】そして、この蒸発燃料回収手段１６におい
て、パージバルブ２１が常時全閉されているときには
（駆動デューティ比０）、燃料タンク内の空気はリリー
フ通路１８を通してキャニスタ１７内にリリーフされた
後、大気開放通路１９を通して大気中に排出されるが、
この空気に含まれている蒸発燃料はキャニスタ１７内の
吸着材層を通過する際に吸着材に捕集され、大気中に排
出されない。

【００２５】他方、パージバルブ２１が開かれていると
きには吸気系１０の負圧によって、大気中の空気が、ま
ず大気開放通路１９を通してキャニスタ１７内に吸い込
まれて吸着材層を通り抜け、この後パージ通路２０を通
して吸気系１０のサージタンク１３ひいては燃焼室４に
パージされる。ここで、パージバルブ２１の開弁度合
（すなわち、駆動デューティ比）に応じてパージされる
空気の流量（以下、これを「パージ空気量」という。）
が変化するのはもちろんである。そして、その際キャニ
スタ１７内の吸着材に捕集されている蒸発燃料の一部が
吸着材から離脱し、パージされた上記空気（以下、これ
を「パージ空気」という。）と共に吸気系１０のサージ
タンク１３ひいては燃焼室４にパージされる。なお、以
下ではこのように吸気系１０ひいては燃焼室４にパージ
される蒸発燃料の流量を「蒸発燃料パージ量」という。

【００２６】しかしながら、キャニスタ１７から燃焼室
４に至るパージ空気ないしは蒸発燃料の輸送経路はかな
りの容量を有しているので、キャニスタ１７からパージ
通路２０に放出された蒸発燃料が燃焼室４に実際に達す
るまでには、上記輸送経路の容積及び形状（輸送特性）
に相応する輸送遅れが伴う。したがって、ある時刻にお
いて、キャニスタ１７からパージ通路２０に放出される
蒸発燃料の流量（以下、これを「蒸発燃料放出量」とい
う。）と、燃焼室４に実際に流入する蒸発燃料の流量
（以下、これを「蒸発燃料流入量」という。）とは、定
常状態にある特別な場合を除けば通常は一致しない。こ
のため、以下では蒸発燃料パージ量を、蒸発燃料放出量
と蒸発燃料流入量とに区別して説明することにする。

【００２７】コントロールユニットＣＵはマイクロコン
ピュータで構成され、エンジンＣＥの総合的な制御装置
であって、リニアＯ₂センサ９によって検出される空燃
比（実空燃比）、エンジン回転数センサ３１によって検
出されるエンジン回転数、エアフローセンサ３２によっ
て検出される吸入空気量、スロットル開度センサ３３に
よって検出されるスロットル開度、アイドルスイッチ３
４から出力されるアイドル信号等を制御情報として、エ
ンジンＣＥ（蒸発燃料回収手段１６を含む）の各種制
御、キャニスタ１７に捕集されている蒸発燃料の量（以
下、これを「トラップ量」という。）の推定、蒸発燃料
放出量の算出（演算）、蒸発燃料流入量の算出（演算）
等を行うようになっている。以下、このコントロールユ
ニットＣＵが行なう空燃比制御（燃料噴射量制御）の制
御方法と、キャニスタパージ制御の制御方法と、トラッ
プ量の推定方法と、蒸発燃料放出量の算出方法（演算方
法）と、蒸発燃料流入量の算出方法（演算方法）とにつ
いて説明する。

【００２８】まず、図２を参照しつつコントロールユニ
ットＣＵの基本的な機能について説明する。図２に示す
ように、コントロールユニットＣＵは機能的にみれば、
空燃比制御（燃料噴射量制御）及びキャニスタパージ制
御を行うエンジン制御ブロックＳＬと、トラップ量の推
定を行うトラップ量推定ブロックＳＭと、トラップ量に
基づいて蒸発燃料放出量及び蒸発燃料流入量を演算する
蒸発燃料パージ量演算ブロックＳＮとに大別される。

【００２９】エンジン制御ブロックＳＬは、基本的に
は、空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射弁１５の
噴射パルス幅すなわち燃料噴射量を運転状態に応じてフ
ィードバック制御又はオープンループ制御するとともに
（空燃比制御）、キャニスタパージを行うべき運転領域
では運転状態に応じてキャニスタパージを行う（キャニ
スタパージ制御）。

【００３０】この空燃比制御においては、エンジンＣＥ
の運転状態が所定のフィードバック領域（例えば、高負
荷領域と高回転領域を除いた領域）に入っていれば実空
燃比の目標空燃比に対する偏差（以下、これを「空燃比
偏差」という。）に基づいてフィードバック制御が行わ
れ、フィードバック領域に入っていなければ空燃比偏差
には基づかないオープンループ制御が行われる。ここで
の空燃比のフィードバック制御の制御手法はおよそ次の
とおりである。

【００３１】すなわち、吸入空気量とエンジン回転数と
に応じて燃料噴射弁１５の基本パルス幅すなわち基本燃
料噴射量が演算される（ベース演算）。

【００３２】そして、他方では空燃比偏差（例えば、目
標空燃比−実空燃比）に基づいてフィードバック補正値
ｃｆｂが演算される（ステップＳ１）。ここで、フィー
ドバック補正値ｃｆｂは、中立値すなわち空燃比をいず
れの方向にも補正しない中立的な値が０とされ、ｃｆｂ
＞０のときは空燃比（燃料噴射量）をリッチ方向に補正
し、ｃｆｂ＜０のときには空燃比（燃料噴射量）をリー
ン方向に補正する。

【００３３】そして、基本パルス幅とフィードバック補
正量ｃｆｂとに基づいて、例えば基本パルス幅にｃｆｂ
を加算するなどして、基本パルス幅が空燃比偏差が縮小
する方向に補正されて要求パルス幅すなわち要求燃料噴
射量が演算される（ステップＳ２）。例えば、実空燃比
が目標空燃比よりもリーンなときはｃｆｂ＞０となり、
これに伴って燃料噴射量が増量補正され空燃比がリッチ
方向に補正されて空燃比偏差が縮小される。逆に実空燃
比が目標空燃比よりもリッチなときにはｃｆｂ＜０とな
り、これに伴って燃料噴射量が減量補正され空燃比がリ
ーン方向に補正されて空燃比偏差が縮小される。かくし
て、空燃比偏差に応じて該空燃比偏差をなくすように空
燃比（燃料噴射量）がフィードバック制御される。

【００３４】他方、空燃比のオープンループ制御が行わ
れる場合は、フィードバック補正値ｃｆｂが０に固定さ
れる。この場合は、基本パルス幅が空燃比偏差に応じて
は何ら補正されずにそのまま要求パルス幅となるので、
フィードバックのないオープンループ制御となる。

【００３５】さらに、要求パルス幅すなわち要求燃料噴
射量から、後で説明する蒸発燃料流入量に対応するパル
ス幅（以下、これを「パージ補正パルス幅」という。）
を減算して燃料噴射弁１５の実際の噴射パルス幅（以
下、これを「実噴射パルス幅」という。）すなわち実燃
料噴射量（実際の燃料噴射量）が演算される。そして、
この実噴射パルス幅すなわち実燃料噴射量でもって、所
定のタイミングで燃料噴射弁１５から燃料が噴射され
る。かくして、実空燃比が目標空燃比に保持される。

【００３６】キャニスタパージ制御は、キャニスタパー
ジ条件が成立しているとき例えば水温が所定値（例えば
８０℃）以上のときに、よく知られた普通の手法でエン
ジンＣＥの運転状態に応じて行われる。すなわち、パー
ジバルブ２１にエンジンＣＥの運転状態に応じた駆動デ
ューティ比が印加され、キャニスタパージが行われる。

【００３７】トラップ量推定ブロックＳＭは、キャニス
タパージ時に、エンジン制御ブロックＳＬのステップＳ
１で演算されたフィードバック補正値ｃｆｂを平均化処
理することにより平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖ
ｅを演算し（ステップＳ３）、さらにこの平均フィード
バック補正値ｃｆｂａｖｅに基づいて間接的にトラップ
量を推定する（ステップＳ４）。すなわち、平均フィー
ドバック補正値ｃｆｂａｖｅを、現在把握しているトラ
ップ量（トラップ量推定値）が真のトラップ量よりも大
きいか小さいかを判定する指標として用いることにより
トラップ量を把握する。

【００３８】後で説明するように、コントロールユニッ
トＣＵは、所定の演算式を用いてトラップ量推定値に基
づいて蒸発燃料流入量を演算し、さらに要求燃料噴射量
から蒸発燃料流入量を減算することによって実燃料噴射
量を設定するようにしている。ここで、トラップ量推定
値が正確であればすなわち真のトラップ量と一致してい
れば蒸発燃料流入量が正確に演算されるので、キャニス
タパージによって燃焼室４に供給される蒸発燃料はフィ
ードバック制御の外乱とはならずフィードバック補正値
ｃｆｂに特には影響を与えない。この場合、他に大きな
外乱がなければフィードバック補正値ｃｆｂは中立値
（すなわち０）を中心にして若干変動するだけであり、
したがって平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅはほ
ぼ中立値０となる。換言すれば、平均フィードバック補
正値ｃｆｂａｖｅが０であれば、トラップ量推定値は真
のトラップ量に一致していることになる。

【００３９】しかしながら、トラップ量推定値が真のト
ラップ量よりも大きいとこれに伴って蒸発燃料流入量の
演算値が真値よりも大きくなり、したがって実燃料噴射
量が適正値よりも小さくなるので燃焼室４に実際に供給
される燃料が必要とされる燃料量（要求燃料噴射量）よ
りも少なくなり、実空燃比がリーン化する。この場合、
このリーン化を是正するためにフィードバック補正値ｃ
ｆｂがリッチ方向に変化して０より大きくなり、これに
伴って平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅが０より
大きくなる。換言すれば、ｃｆｂａｖｅ＞０であれば、
トラップ量推定値は真のトラップ量よりも大であるとい
うことになる。

【００４０】なお、前記したとおりフィードバック補正
値ｃｆｂは変動するので、トラップ量推定値が真のトラ
ップ量より大であっても必ずしもｃｆｂ＞０になるとは
限らず、したがってｃｆｂ＞０であってもトラップ量推
定値が真のトラップ量よりも大であるとは限らない。し
たがって、フィードバック補正値ｃｆｂに基づいてトラ
ップ量を推定した場合は、その推定精度は非常に低くな
るものと考えられる。かかる事情に鑑み、この実施の形
態では平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅに基づい
てトラップ量を推定するようにしている。

【００４１】逆に、トラップ量推定値が真のトラップ量
よりも小さいとこれに伴って蒸発燃料流入量の演算値が
真値よりも小さくなり、したがって実燃料噴射量が適正
値よりも大きくなるので、燃焼室４に実際に供給される
燃料が必要とされる燃料量（要求燃料噴射量）よりも多
くなり、実空燃比がリッチ化する。この場合、このリッ
チ化を是正するためにフィードバック補正値ｃｆｂがリ
ーン方向に変化して０より小さくなり、これに伴って平
均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅが０より小さくな
る。換言すれば、ｃｆｂａｖｅ＜０であれば、トラップ
量推定値は真のトラップ量よりも小であるということに
なる。

【００４２】したがって、最初にトラップ量推定値に適
当な初期値を設定した上で、ｃｆｂａｖｅ＞０であれば
トラップ量推定値を所定の補正量σだけ減らし、ｃｆｂ
ａｖｅ＜０であればトラップ量推定値を補正量σだけ増
やすといった操作を繰り返せば、トラップ量推定値はや
がて真のトラップ量に収束（到達）し、トラップ量が把
握されることになる。かくして、平均フィードバック補
正値ｃｆｂａｖｅに基づいてトラップ量が推定される。

【００４３】ここで、トラップ量推定値が真のトラップ
量にほぼ一致しているか否か、すなわちトラップ量の推
定がほぼ完了しているか否かは、平均フィードバック補
正値ｃｆｂａｖｅの絶対値｜ｃｆｂａｖｅ｜が所定の限
界値ｅ以下であるか否かで判定するのが好ましい。｜ｃ
ｆｂａｖｅ｜が非常に小さければ、トラップ量推定値が
真のトラップにほぼ一致していると考えられるからであ
る。

【００４４】このトラップ量の推定手法においては、ト
ラップ量ないしは蒸発燃料パージ量と、フィードバック
補正値ｃｆｂないしは平均フィードバック補正値ｃｆｂ
ａｖｅとの間に、前記のような相関性（相関関係）が成
立していることを前提としている。したがって、かかる
相関性が低い状況下あるいは相関性が存在しない状況下
では、トラップ量を高精度で推定することはできない。
このため、上記相関性が低い状況下あるいは相関性が存
在しない状況下では、トラップ量の推定を禁止するのが
好ましい。ここで、上記相関性が低い状況としては、後
で説明するように、例えば充填効率や吸気圧が非常に高
いとき等があげられる。また、上記相関性が存在しない
状況としては、例えばキャニスタパージが停止されてい
るとき、空燃比のフィードバック制御が停止されている
とき（オープンループ制御時）等があげられる。

【００４５】なお、上記相関性が低い状況あるいは相関
性がない状況がいくつか重複して存在するときにのみト
ラップ量の推定を禁止するようにしてもよいのはもちろ
んである。

【００４６】また、このトラップ量の推定手法において
は、蒸発燃料流入量が正確に把握されていれば、すなわ
ちキャニスタパージによる蒸発燃料の供給がフィードバ
ック補正値ｃｆｂに対して影響を与えなければ、フィー
ドバック補正値ｃｆｂが中立値０を中心にして変動し、
したがって平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅは中
立値０になるということを前提としている。ところで、
一般に、フィードバック補正値ｃｆｂが平均的に中立値
０となるように、制御出力特性すなわち燃料噴射弁の噴
射特性を学習により自動的に補正していくといった空燃
比学習を行うようにしたエンジンが広く用いられている
が、かかる空燃比の学習機能を備えたエンジンでトラッ
プ量を推定する場合は、かかる空燃比学習が終了してか
らトラップ量の推定を行うのが好ましい。けだし、空燃
比学習が終了していれば、キャニスタパージの影響がな
い場合には、平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅが
確実に中立値０になるからである。

【００４７】なお、このようにしてトラップ量の推定が
禁止されている期間がある程度以上継続されたときに
は、トラップ量推定値が真のトラップ量からずれている
おそれがあるので、すでにトラップ量の推定が完了して
いると判定されている場合でも該判定を撤回（リセッ
ト）するのが好ましい。

【００４８】上記補正量σが大きいときには、推定開始
後においてトラップ量推定値の収束に要する時間、すな
わちトラップ量を推定するのに要する時間を短くするこ
とができるものの、トラップ量推定値の精度が低下す
る。他方、補正量σが小さいときには、トラップ量推定
値の収束に要する時間は長くなるものの、トラップ量推
定値の精度を高めることができる。したがって、収束に
要する時間に対する要求と、トラップ量推定値の精度に
対する要求とが両立するように、補正量σを適切な値に
設定するのが好ましい。

【００４９】なお、補正量σは一定値とする必要はな
く、トラップ量の推定中に変化させてもよい。例えば、
トラップ量の推定の進行状況に応じて変化させ、あるい
は平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅの値に応じて
設定してもよい。例えば、トラップ量の推定開始時には
補正量σを大きくして収束を早め、トラップ量推定値が
ある程度収束した後は補正量σを小さくしてトラップ量
推定値の精度を高めるようにしてもよい。また、平均フ
ィードバック補正値ｃｆｂａｖｅが大きいときほど補正
量σを大きくすれば、トラップ量推定値が真のトラップ
量からかけ離れているときには収束を早めることがで
き、他方トラップ量推定値が真のトラップ量に近いとき
にはその精度を高めることができる。

【００５０】蒸発燃料パージ量演算ブロックＳＮは、基
本的には、トラップ量推定ブロックＳＭのステップＳ４
で推定されたトラップ量推定値に基づいて蒸発燃料放出
量を演算し、さらにこの蒸発燃料放出量に基づいて蒸発
燃料流入量を演算し、この蒸発燃料流入量に相当する燃
料噴射弁１５のパルス幅すなわちパージ補正パルス幅を
演算し、このパージ補正パルス幅をエンジン制御ブロッ
クＳＬに出力する。つまり、フィードフォワード制御
（見込み制御）により、タイムラグを生じさせることな
くひいては空燃比のずれを生じさせることなく空燃比制
御に対するキャニスタパージの影響を補償することにな
る。

【００５１】より詳しくは、まずパージ通路２０内にお
けるパージバルブ２１の前後差圧すなわちパージバルブ
２１の直上流側と直下流側との間の圧力差（以下、これ
を「パージバルブ前後差圧」という。）が演算される一
方（ステップＳ５）、パージバルブ２１に印加されてい
る駆動デューティ比からパージバルブ開度（パージＳＯ
Ｌ開度）が演算され（ステップＳ６）、次にこれらのパ
ージバルブ前後差圧とパージバルブ開度とに基づいてパ
ージ空気量（キャニスタ脱気Ａｉｒ量）が演算される
（ステップＳ７）。

【００５２】ここで、パージバルブ前後差圧は、吸気充
填効率に基づいて演算されるようになっているが、この
ようにする理由はおよそ次のとおりである。

【００５３】すなわち、吸気圧はよく知られた手法で充
填効率から演算することができ、かつパージバルブ２１
の直下流側の圧力は吸気圧とほぼ同一である。他方、パ
ージバルブ２１の直上流側の圧力は実質的に一定値（大
気圧）とみなすことができる。そして、パージバルブ前
後差圧はパージバルブ２１の直上流側の圧力と直下流側
の圧力の差、すなわち大気圧と吸気圧との差である。し
たがって、充填効率に所定の演算処理を施すことにより
パージバルブ前後差圧を得ることができることになる。
このようにすれば、吸気圧センサを設ける必要がなくな
り、吸気系１０が簡素化される。

【００５４】なお、パージバルブ２１の直下流側の圧力
を吸気圧センサを用いて検出するようにしてもよいのは
もちろんである。また、パージバルブ前後差圧を直接検
出する差圧センサを設けてもよい。

【００５５】パージ空気量は、パージバルブ前後差圧と
パージバルブ開度とに基づいて、よく知られた手法で演
算される。

【００５６】すなわち、一般に気体の密閉通路に介設さ
れた機器の前後差圧ΔＰすなわち圧力損失と、該機器を
流通する気体の流速ｕとの間には、流体力学の分野でよ
く知られているように一定の関数関係が成立する（例え
ば、ΔＰ＝ｋ・ｕ²）。したがって、前後差圧に基づい
て該機器内における気体の流速を演算することができ
る。そして、この流速に該機器の流通断面積を乗算すれ
ば該流路を流れている気体の体積流量を得ることができ
る。

【００５７】したがって、かかる一般原理に鑑みれば、
この実施の形態においては、パージバルブ開度からパー
ジバルブ２１の流通断面積を容易に求めることができる
ので、パージバルブ前後差圧とパージバルブ開度（駆動
デューティ比）とに基づいてパージ空気量（体積流量）
を求めることができるわけである。

【００５８】なお、パージ空気量を直接検出することが
できる流量検出センサを設け、該流量検出センサでパー
ジ空気量を検出するようにしてもよい。

【００５９】そして、ステップＳ７で演算されたパージ
空気量と、トラップ量推定値とに基づいて蒸発燃料放出
量（パージガス質量流量すなわち蒸発燃料の質量流量）
が演算される（ステップＳ８）。次に、エンジン回転数
が計測され（ステップＳ９）、このエンジン回転数とス
テップＳ８で演算された蒸発燃料放出量とに基づいてパ
ージガス比率が演算される（ステップＳ１０）。ここ
で、パージガス比率とは、キャニスタ１７からパージ通
路２０に放出された蒸発燃料が、必要とされる全燃料
（要求燃料噴射量）中に閉める比率であって、蒸発燃料
の燃焼への寄与率をあらわしている。

【００６０】この後、キャニスタ１７から燃焼室４に至
るパージ空気ないしは蒸発燃料の輸送経路（以下、これ
を「蒸発燃料輸送経路」という。）の輸送遅れ特性（吸
入空気量モデル）を設定し（ステップＳ１１）、続いて
ステップＳ１０で演算されたパージガス比率とステップ
Ｓ１１で設定された吸入空気量モデルとに基づいて正味
パージガス比率が演算される（ステップＳ１２）。この
正味パージガス比率は、燃焼室４に流入する蒸発燃料
が、必要とされる全燃料（要求燃料噴射量）中に占める
比率、すなわち蒸発燃料流入量が要求燃料噴射量に占め
る比率である。したがって、燃料噴射弁１５から噴射す
べき燃料量は、要求燃料噴射量に（１−正味パージガス
比率）を乗算したものとなる。

【００６１】そして、ステップＳ１２で演算された正味
パージガス比率（蒸発燃料流入量）に相当する燃料噴射
弁１５のパルス幅すなわちパージ補正パルス幅が演算さ
れ（ステップＳ１３）、このパージ補正パルス幅が、前
記のエンジン制御ブロックＳＬに出力される。

【００６２】以下、図３〜図８に示すフローチャートに
従って、コントロールユニットＣＵによる各種制御の制
御手法ないしは各種演算の演算手法について説明する。

【００６３】まず、図３に示すフローチャートに従っ
て、該制御手法ないしは演算手法の全体フローすなわち
メインルーチンを説明する。

【００６４】このメインルーチンにおいては、まずステ
ップＴ１で初期化が行われる。具体的には、トラップ量
推定値ｔｒａｐと、空燃比学習完了フラグｘｌｒｎｄ
と、トラップ量推定完了フラグｘｔｒａｐｌｒｎと、ト
ラップ量推定可能フラグｘｔｌｅｘとに夫々初期値とし
て０がセットされる。ここで、空燃比学習フラグｘｌｒ
ｎｄは、空燃比学習が完了したときに１がたてられるフ
ラグである。トラップ量推定完了フラグｘｔｒａｐｌｒ
ｎは、トラップ量の推定が完了したときに１がたてら
れ、トラップ量の推定の禁止が所定時間以上継続された
ときに０にリセットされるフラグである。トラップ量推
定可能フラグｘｔｌｅｘは、トラップ量推定条件が成立
したときに１がたてられ、上記トラップ量推定条件が不
成立となったときに０にリセットされるフラグである。

【００６５】次に、ステップＴ２でエンジン回転数ｎｅ
が演算され、続いてステップＴ３で充填効率ｃｅが演算
される。ここで、充填効率ｃｅは、吸入空気量、エンジ
ン回転数ｎｅ、吸気温等に基づいてよく知られた手法で
演算される。

【００６６】この後、ステップＴ４〜ステップＴ８が順
に実行される。ここで、ステップＴ４〜Ｔ８は、夫々、
後で説明する各種サブルーチンを用いて実行される。具
体的には、ステップＴ４では、図６にそのフローチャー
トが示されているサブルーチンを用いて燃料噴射量の演
算が行われる。ステップＴ５では、図８にそのフローチ
ャートが示されているサブルーチンを用いてパージ実行
判定が行われる。ステップＴ６では、図７にそのフロー
チャートが示されているサブルーチンを用いてパージ量
の演算が行われる。ステップＴ７では、図５にそのフロ
ーチャートが示されているサブルーチンを用いてトラッ
プ量推定の実行判定が行われる。ステップＴ８では、図
４にそのフローチャートが示されているサブルーチンを
用いてトラップ量の演算が行われる。この後、ステップ
Ｔ２に復帰する。

【００６７】以下、各サブルーチンについて具体的に説
明する。

【００６８】まず、図４に示すフローチャートに従っ
て、メインルーチンのステップＴ８で実行（起動）され
るトラップ量演算サブルーチン、すなわちコントロール
ユニットＣＵによるトラップ量の具体的な推定手法を説
明する。

【００６９】このサブルーチンにおいては、まずステッ
プＵ１で、所定のトラップ量推定条件が成立しているか
否か、すなわちエンジンＣＥの運転状態がトラップ量を
高精度で推定することが可能な状態にあるか否かが判定
される。ここでは、次の４つの条件がすべて成立してい
るときにはトラップ量推定条件が成立しているものと判
定するようにしている。 （１）キャニスタパージが行われていること。 （２）空燃比のフィードバック制御が行われているこ
と。 （３）充填効率が所定値未満であること。 （４）空燃比学習が完了していること。

【００７０】換言すれば、キャニスタパージが禁止され
ているとき、空燃比のフィードバック制御が停止されて
いるとき、充填効率が所定値以上であるとき、又は空燃
比学習が完了していないときには、トラップ量の推定を
禁止するようにしている。このようにする理由は、およ
そ次のとおりである。

【００７１】すなわち、前記したとおり、キャニスタパ
ージ又はフィードバック制御が停止されているときは、
トラップ量とフィードバック補正値ないし平均フィード
バック補正値との間に相関性が存在せず、したがってト
ラップ量を推定することができないのでトラップ量の推
定を禁止するようにしている。

【００７２】充填効率ないし吸気圧が非常に高いときに
は、パージバルブ前後差圧が非常に小さくなるとともに
吸気脈動が激しくなりフィードバック補正値が変動し、
このためパージ空気量を高精度で演算することができな
くなるので、トラップ量の推定を禁止するようにしてい
る。

【００７３】さらに、空燃比学習が完了した後でトラッ
プ量の推定を行うようにしているのは、前記したとお
り、空燃比学習が完了した後はトラップ量の推定精度が
非常に高くなるからである。

【００７４】かくして、ステップＵ１でトラップ量推定
条件が成立していると判定された場合は、ステップＵ２
でトラップ量推定可能フラグｘｔｌｅｘに１がたてられ
るとともに、トラップ量推定禁止カウンタｃｔに初期値
ｃｔ０がセットされる。トラップ量推定禁止カウンタｃ
ｔは、トラップ量推定条件が不成立となってトラップ量
の推定が禁止されている期間（時間）をカウントするた
めのカウンタである。

【００７５】続いて、ステップＵ３で、次の式１により
平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅが演算されると
ともに、平均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅの演算
回数をカウントするための演算回数カウンタｐが１だけ
インクリメントされる（ｐ＝ｐ＋１）。すなわち、リニ
ア０₂センサ９を用いたこのエンジンでは、一定時間毎
のフィードバック補正値の相加平均値が平均フィードバ
ック補正値ｃｆｂａｖｅとされている。

【００７６】

【数１】 次に、ステップＵ４で演算回数カウンタｐが所定の設定
値ｐ０以上であるか否かが判定され、ｐ＜ｐ０であると
判定された場合は、以下の全ステップをスキップし、す
なわちトラップ量の推定を行わずにステップＵ１に復帰
する。このトラップ量演算サブルーチンでは、演算回数
カウンタｐのカウント値が設定値ｐ０未満の場合は、平
均フィードバック補正値ｃｆｂａｖｅがまだ十分には安
定していないものと考えられるので（フィードバック補
正値ｃｆｂの変動の影響が残っている）トラップ量学習
の完了判定を行わないようにしている。

【００７７】他方、ステップＵ４でｐ≧ｐ０であると判
定された場合は、ステップＵ５で平均フィードバック補
正値ｃｆｂａｖｅの絶対値｜ｃｆｂａｖｅ｜が所定の限
界値ｅ以上であるか否かが判定される。

【００７８】ここでは｜ｃｆｂａｖｅ｜＜ｅであればト
ラップ量の推定が完了しているものと判定し、この場合
はトラップ量推定値が真のトラップ量とほぼ一致してい
るものと考えられるので、この現時点におけるトラップ
量推定値ｔｒａｐを変化させずにそのまま保持するよう
にしている。

【００７９】例えば、図９に模式的に示すように、真の
トラップ量がａ２である場合、トラップ量推定値ｔｒａ
ｐがａ１〜ａ３の範囲内に入ったときにトラップ量の推
定が完了しているものと判定されることになる。なお、
図９においてグラフＧ１は｜ｃｆｂａｖｅ｜をあらわし
ている。また、ｔｒａｐ＞ａ２の範囲内ではｃｆｂａｖ
ｅ＞０であり、ｔｒａｐ＜ａ２の範囲内ではｃｆｂａｖ
ｅ＜０である。

【００８０】他方、ｃｆｂａｖｅ≧ｅであれば平均フィ
ードバック補正値ｃｆｂａｖｅが０以下であるか又は０
より大きいかに応じてトラップ量推定値ｔｒａｐを補正
量σだけ増加又は減少させ、トラップ量推定値ｔｒａｐ
を真のトラップ量に近付けるようにしている。なお、補
正量σの設定方法は前に説明したとおりである。

【００８１】具体的には、ステップＵ５で｜ｃｆｂａｖ
ｅ｜＜ｅであると判定された場合は、ステップＵ９でト
ラップ量推定完了フラグｘｔｒａｐｌｒｎに１がたてら
れる。他方、ステップＵ５で｜ｃｆｂａｖｅ｜≧εであ
ると判定された場合は、ステップＵ６でｃｆｂａｖｅが
０以下であるか否かが判定される。ここで、ｃｆｂａｖ
ｅ≦０であると判定された場合は、ステップＵ７でトラ
ップ量推定値ｔｒａｐが補正量σだけ増やされ（ｔｒａ
ｐ＝ｔｒａｐ＋σ）、他方ｃｆｂａｖｅ＞０であると判
定された場合は、ステップＵ８でトラップ量推定値ｔｒ
ａｐが補正量σだけ減らされる（ｔｒａｐ＝ｔｒａｐ−
σ）。

【００８２】ところで、前記のステップＵ１でトラップ
量推定条件が成立していないと判定された場合は、ステ
ップＵ１０でトラップ量推定禁止カウンタｃｔが１だけ
デクリメントされてトラップ量の推定が禁止されている
期間（時間）のカウントが開始されるとともに（ｃｔ＝
ｃｔ−１）、演算回数カウンタｐが０にリセットされる
（ｐ＝０）。

【００８３】次に、ステップＵ１１でトラップ量推定禁
止カウンタｃｔが０以下であるか否か、すなわちトラッ
プ量の推定が禁止された後所定時間ｃｔ０が経過したか
否かが判定され、ｃｔ≦０であると判定された場合は、
すでにｃｔ０を経過しているのでステップＵ１２でトラ
ップ量推定完了フラグｘｔｒａｐｌｒｎが０にリセット
される。この場合は、前記したとおり、トラップ量推定
値ｔｒａｐがトラップ量からずれているおそれがあるの
で、トラップ量推定完了フラグｔｒａｐｌｒｎをリセッ
トするようにしている。他方、ステップＵ１１でｃｔ＞
０であると判定された場合は、まだｃｔ０を経過してい
ないのでステップＵ１２をスキップする。

【００８４】図１０に、かかるトラップ量推定ルーチン
が実行された場合において、時刻ｔ１でキャニスタパー
ジが開始されたときの、パージバルブ２１に印加される
駆動デューティ比ｄｐｇ（グラフＧ２）、フィードバッ
ク補正値ｃｆｂ（グラフＧ３）、平均フィードバック補
正値ｃｆｂａｖｅ（グラフＧ４）及びトラップ量推定値
ｔｒａｐ（グラフＧ５）の経時変化の一例を示す。

【００８５】図１０から明らかなとおり、トラップ量推
定値ｔｒａｐは時刻ｔ１から推定が開始され、まもなく
一定値に収束している。このようにして、トラップ量が
高精度で推定される。

【００８６】なお、この図４に示すトラップ量演算サブ
ルーチンでは、ステップＵ３で、前記したとおり、一定
時間のフィードバック補正値ｃｆｂの相加平均が平均フ
ィードバック補正値ｃｆｂａｖｅとされているが、この
ようにせず、例えば次の式２を用いてフィードバック補
正値ｃｆｂを重み付けした加重平均値すなわちなまし値
を求めて、この加重平均値を平均フィードバック補正値
ｃｆｂａｖｅとしてもよい。

【００８７】

【数２】 ところで、コントロールユニットＣＵが空燃比の学習機
能を備えている場合は、前に説明したとおり、空燃比学
習が終了した後でトラップ量の推定を行うのが好まし
い。なお、空燃比学習が終了した後でトラップ量の推定
を行う場合の利点は前に説明したとおりである。

【００８８】以下、図５に示すフローチャートに従っ
て、メインルーチンのステップＴ７で実行（起動）され
るトラップ量推定実行判定サブルーチン、すなわち空燃
比の学習機能を備えている場合の好ましいトラップ量の
推定手法を説明する。

【００８９】このサブルーチンでは、基本的にはアイド
ル時において所定の空燃比学習条件が成立しているとき
に空燃比学習を行う一方、該空燃比学習が終了した後に
おいて所定のトラップ量推定条件が成立しているときに
トラップ量の推定を行うようにしている。

【００９０】具体的には、図５に示すように、まずステ
ップＵ２１でアイドル判定フラグｘｉｄｌが１であるか
否かが判定される。アイドル判定フラグｘｉｄｌは、エ
ンジンＣＥがアイドル状態にあるときには１がたてら
れ、オフアイドル状態（非アイドル状態）にあるときに
は０にリセットされるフラグである。ここで、ｘｉｄｌ
＝１であると判定された場合は、ステップＵ２２〜ステ
ップＵ２８の空燃比学習を行うためのアイドル時用ルー
チンが実行される。他方、ｘｉｄｌ≠１（ｘｉｄｌ＝
０）であると判定された場合は、ステップＵ２９で空燃
比学習実行カウンタｃｌｒｎとアイドル継続時間カウン
タｔｉｄｌとが夫々０にリセットされた後、後で説明す
るステップＵ３０が実行されることになる。

【００９１】アイドル時用ルーチンが実行される場合
は、まずステップＵ２２とステップＵ２３とで、順に、
空燃比フィードバック制御実行フラグｘｆｂが１である
か否かと、アイドル継続時間カウンタｔｉｄｌが所定値
αを超えているか否かとが判定される。ここで、空燃比
フィードバック制御実行フラグｘｆｂは空燃比のフィー
ドバック制御が行われているときには１がたてられ、フ
ィードバック制御が行われていないとき（オープンルー
プ制御時）には０にリセットされるフラグである。ま
た、アイドル継続時間カウンタｔｉｄｌは、アイドル時
におけるアイドル運転開始後の経過時間をカウントする
ためのカウンタである。

【００９２】このトラップ量推定実行判定サブルーチン
では、アイドル時における空燃比のフィードバック制御
時において、アイドル運転継続時間が所定期間α以下の
場合は、エンジンＣＥが安定したアイドル状態に達して
いないものと考えられるので、空燃比学習を行わないよ
うにしている。

【００９３】かくして、ステップＵ２２でｘｆｂ≠１
（ｘｆｂ＝０）であると判定された場合は、空燃比学習
を行うことができないので、ステップＵ２３〜ステップ
Ｕ２８は実行されず、前記のステップＵ２９で空燃比実
行カウンタｃｌｒｎとアイドル継続時間カウンタｔｉｄ
ｌとが夫々０にリセットされた後、ステップＵ３０が実
行される。

【００９４】また、ステップＵ２２でｘｆｂ＝１である
と判定された場合、すなわちフィードバック制御時であ
っても、ステップＵ２３でｔｉｄｌ≦αであると判定さ
れた場合は、やはり空燃比学習を行うことができないの
で、ステップＵ２７で、アイドル継続時間カウンタｔｉ
ｄｌが１だけインクリメントされた後（ｔｉｄｌ＝ｔｉ
ｄｌ＋１）、ステップＵ３０が実行される。

【００９５】他方、ステップＵ２３でｔｉｄｌ＞αであ
ると判定された場合は、ステップＵ２４で空燃比学習実
行カウンタｃｌｒｎが所定値β未満であるか否かが判定
される。空燃比学習実行カウンタｃｌｒｎは、アイドル
運転開始後において空燃比学習が実行された回数をカウ
ントするためのカウンタである。ここでは、空燃比学習
の実行回数が４回（β＝４）以上となったときに空燃比
学習が終了しているものと判定するようにしている。

【００９６】かくして、ステップＵ２４でｃｌｒｎ＜β
であると判定された場合は、まだ空燃比学習が終了して
いないのでステップＵ２５で空燃比学習が継続され、続
いてステップＵ２６で空燃比学習実行カウンタｃｌｒｎ
が１だけインクリメントされ（ｃｌｒｎ＝ｃｌｒｎ＋
１）、この後ステップＵ３０が実行される。なお、空燃
比学習は、空燃比偏差が０のときにはフィードバック補
正値ｃｆｂが平均的には中立値０となるように、燃料噴
射弁１５の噴射特性を変化させるなどといった普通の手
法で行われる。

【００９７】他方、ステップＵ２４でｃｌｒｎ≧βであ
ると判定された場合は、空燃比学習が終了しているので
ステップＵ２８で空燃比学習完了フラグｘｌｒｎｄに１
がたてられ、この後ステップＵ３０が実行される。

【００９８】かくして、ステップＵ３０〜ステップＵ３
３では、トラップ推定条件が成立しているか否かが判定
される。ここで、次の４つの条件がすべて成立している
ときには、トラップ量推定条件が成立しているものと判
定し、これらのうちのいずれか１つでも不成立であれば
トラップ量推定条件が不成立であると判定するようにし
ている。 （１）キャニスタパージが行われていること。 （２）空燃比のフィードバック制御が行われているこ
と。 （３）充填効率（または吸気圧）が所定値未満であるこ
と。 （４）空燃比学習が完了（終了）していること。

【００９９】これらの４つの条件（１）〜（４）を設け
る理由は、図４にフローチャートを示している前記トラ
ップ量演算サブルーチンのステップＵ１の場合と同様で
ある。

【０１００】具体的にはステップＵ３０〜ステップＵ３
３の４つのステップで、順に、パージ実行フラグｘｐｇ
が１であるか否か、すなわちキャニスタパージが行われ
ているか否かと、空燃比フィードバック制御実行フラグ
ｘｆｂが１であるか否か、すなわち空燃比のフィードバ
ック制御が行われているか否かと、充填効率ｃｅが所定
値γ未満であるか否かと、空燃比学習完了フラグｘｌｒ
ｎｄが１であるか否か、すなわち空燃比学習が終了して
いるか否かと判定される。

【０１０１】ここで、ｘｐｇ＝１であり、ｘｆｂ＝１で
あり、ｃｅ＜γであり、かつｘｌｒｎｄ＝１であると判
定された場合は（ステップＵ３０〜ステップＵ３３がす
べてＹＥＳ）、ステップＵ３４でトラップ量推定条件が
成立しているものと判定され、この場合は図４にフロー
チャートを示す前記のトラップ量演算サブルーチンでト
ラップ量が推定されることになる。

【０１０２】他方、ｘｐｇ＝０であるか、ｘｆｂ＝０で
あるか、ｃｅ≧γであるか、又はｘｌｒｎｄ＝０である
と判定された場合は（ステップＵ３０〜ステップＵ３３
のいずれか１つがＮＯ）、トラップ量推定条件が成立し
ていないので、ステップＵ３４をスキップする。

【０１０３】このように図５にフローチャートを示すこ
のトラップ量推定手法によれば、空燃比学習が終了した
後でトラップ量が推定されるので、トラップ量の推定精
度が大幅に高められる。

【０１０４】以下、図６に示すフローチャートに従っ
て、メインルーチンのステップＴ４で実行（起動）され
る燃料噴射量演算サブルーチン、すなわちコントロール
ユニットＣＵによるパージガス比率（蒸発燃料放出量）
及び正味パージガス比率（蒸発燃料流入量）の演算手法
と、空燃比制御（燃料噴射量制御）の制御手法とについ
て具体的に説明する。

【０１０５】この燃料噴射量演算サブルーチンでは、ス
テップＵ４１〜ステップＵ４７が順に実行される。

【０１０６】ステップＵ４１では、吸気充填効率ｃｅに
基づいて、パージバルブ前後差圧ｄｐが、これらｃｅと
ｄｐとの相互関係をあらわす関数ｆ１（ｃｅ）を用いて
演算される。吸気充填効率ｃｅに基づいてパージバルブ
前後差圧ｄｐを演算することができる所以は前に説明し
たとおりである。

【０１０７】ステップＵ４２では、パージバルブ前後差
圧ｄｐとパージバルブ２１に印加される駆動デューティ
比ｄｐｇとに基づいて、パージ空気量ｑｐｇが、これら
ｄｐｇ、ｄｐ及びｑｐｇの相互関係をあらわす関数ｆ２
（ｄｐｇ，ｄｐ）を用いて演算される。駆動デューティ
比ｄｐｇとパージバルブ前後差圧ｄｐとに基づいてパー
ジ空気量ｑｐｇを演算することができる所以は前に説明
したとおりである。

【０１０８】ステップＵ４３では、パージ空気量ｑｐｇ
とトラップ量ｔｒａｐとに基づいて、蒸発燃料放出量ｇ
ｐｇが、これらｑｐｇ、ｔｒａｐ及びｇｐｇの相互関係
をあらわす関数ｆ３（ｑｐｇ，ｔｒａｐ）を用いて演算
ざれる。

【０１０９】ステップＵ４４では、次の式３によりパー
ジガス比率ｃｐｇｏが演算される。

【０１１０】

【数３】 なお、式３において、１２０／（γ０・Ｖｃ・ｎｅ）
は、単位時間（秒）当たりの燃焼室４への吸入空気量
（質量流量）の逆数であり、したがってこれに換算係数
Ｙｓを乗算したＹｓ・１２０／（γ０・Ｖｃ・ｎｅ）は
単位時間あたりの要求燃料噴射量の逆数である。したが
って、パージガス比率ｃｐｇｏは、蒸発燃料放出量を要
求燃料噴射量で除算した値、すなわち蒸発燃料放出量の
全燃料流量に対する比率である。

【０１１１】ステップＵ４５では、次の式４により正味
パージガス比率ｃｐｇが演算される。

【０１１２】

【数４】 式４は蒸発燃料輸送経路の輸送遅れ特性をあらわすモデ
ル式である。エンジンＣＥの吸気系１０及びパージ通路
２０の形状に応じて好ましく一次フィルタ係数λを設定
することにより、式４を用いて正味パージガス比率ｃｐ
ｇ（蒸発燃料流入量）を正確に演算することができる。

【０１１３】ステップＵ４６では、次の式５により実パ
ルス幅ｔａ（実燃料噴射量）すなわち燃料噴射弁１５か
ら実際に噴射すべき燃料噴射量が演算される。

【０１１４】

【数５】 式５において、Ｋ・ｃｅ・ｃｔｏｔａｌは要求パルス幅
（要求燃料噴射量）すなわち燃焼室４で実際に必要とさ
れる燃料量をあらわしている。また、Ｋ・ｃｐｇはパー
ジによる供給燃料量を噴射パルス幅相当に換算したもの
である。したがって、式５では燃料噴射弁１５から実際
に噴射すべき燃料量（実燃料噴射量）に対応する噴射パ
ルス幅すなわち実パルス幅ｔａが演算されることにな
る。

【０１１５】ステップＵ４７では、ステップＵ４６で演
算された実パルス幅ｔａで燃料噴射弁１５から燃料が噴
射され、この後ステップＵ４１に復帰する。このように
して燃焼室４には、キャニスタパージを行っているとき
でも、運転状態に応じて必要とされる量の燃料が正確に
供給され、空燃比制御（燃料噴射量制御）の制御精度が
高められ、実空燃比が目標値に保持される。この場合、
運転状態に応じて要求燃料噴射量を決定するプロセスす
なわち空燃比制御本体はフィードバック制御であるが、
要求燃料噴射量から蒸発燃料流入量を差し引いてキャニ
スタパージによる影響を排除するプロセスはフィードフ
ォワード制御である。したがって、正味パージガス比率
ないしは蒸発燃料流入量の演算にはタイムラグが伴わな
い。このため、キャニスタパージに起因する実空燃比の
目標値に対するずれは生じない。

【０１１６】このように、エンジンＣＥにおいては、ト
ラップ量を推定し、該トラップ量に基づいて蒸発燃料流
入量（正味パージガス比率）を正確に演算し、要求燃料
噴射量から蒸発燃料流入量を差し引いて実燃料噴射量を
設定するようにしているので、キャニスタパージによっ
て吸気系１０ないしは燃焼室４に流入する蒸発燃料が空
燃比のフィードバック制御の外乱とはならない。このた
め、トラップ量の推定が完了しているときにはキャニス
タパージによっては空燃比の目標値に対するずれは生じ
ない。

【０１１７】以下、図７に示すフローチャートに従っ
て、メインルーチンのステップＴ６で実行（起動）され
るパージ量演算サブルーチン、すなわちパージバルブ２
１の駆動デューティ比の制御方法を説明する。

【０１１８】このサブルーチンでは、まずステップＵ５
１で、パージ実行フラグｘｐｇが１であるか否かを判定
し、１でなければステップＵ５２とＵ５３とで、それぞ
れパージ補正係数ｃｐｍｏｄと、パージ減量フラグｘｐ
ｇｄとを０にセットしたうえで、ステップＵ５４に進
み、パージバルブ２１の駆動デューティ比ｄｐｇを次の
式６により演算する。

【０１１９】

【数６】 すなわち、エンジン回転数ｎｅと吸気充填効率ｃｅとか
ら関数ｆ４に基づいて目標デューティ比を求め、これに
パージ補正係数ｃｐｍｏｄを乗算するのである。これに
より、パージ実行フラグｘｐｇが１でない場合は、パー
ジ補正係数ｃｐｍｏｄが０であるから駆動デューティ比
ｄｐｇが０となり、パージは実行されない。

【０１２０】後述するように、パージ補正係数ｃｐｍｏ
ｄは、駆動デューティ比ｄｐｇを目標デューティ比に向
けて増大させたり又は低減させるために、０以上１以下
の間で、増分（増加勾配）ＫＭ１，ＫＭ２もしくはＫＭ
４で増加又は減分（減少勾配）ＫＭ３で減少する値であ
る（パージ補正係数ｃｐｍｏｄが１のときに駆動デュー
ティ比ｄｐｇが目標デューティ比となる。）。また、パ
ージ減量フラグｘｐｇｄは、パージ補正係数ｃｐｍｏｄ
がいったん減少されると１がたてられるフラグである。

【０１２１】以下、上記ステップＵ５１でパージ実行フ
ラグｘｐｇが１である場合、すなわちキャニスタパージ
が実行される場合について説明していくこととする。

【０１２２】まず、キャニスタパージが実行される場合
は、ステップＵ５５において次の判定式７に従い、正味
パージガス比率ｃｐｇを吸気充填効率ｃｅで除算した値
（ｃｐｇ／ｃｅ）が、所定値（図例では３０％）にフィ
ードバック補正値ｃｆｂ分を加算した値（３０％＋ｃｆ
ｂ）より大きいか否かを判定し、ＹＥＳのときはステッ
プＵ５６に進むが、ＮＯのときには、さらにステップＵ
５７おいて次の判定式８に従い、上記値（ｃｐｇ／ｃ
ｅ）が、２８％にフィードバック補正値ｃｆｂ分を加算
した値（２８％＋ｃｆｂ）より小さいか否かを判定す
る。そしてＹＥＳの場合はステップＵ５８に進み、ＮＯ
の場合は上記ステップＵ５６に戻る。

【０１２３】

【数７】

【０１２４】

【数８】 ここでは、「特許請求の範囲」にいうところの「蒸発燃
料のパージ量の全燃料要求量中に占める割合が所定値以
上」か否かを判定しているのである。前述の式５におい
て、「蒸発燃料のパージ量」は（ｃｐｇ−ｃｅ・ｃｆ
ｂ）に相当し、「全燃料要求量」は、ｃｅに相当する。
したがって、「蒸発燃料のパージ量の全燃料要求量中に
占める割合が所定値（３０％）以上」か否かの上記判定
式７が、次のようにして導かれる。

【０１２５】

【数９】 このときｃｆｂが０であれば、判定用所定値は３０％そ
のものとなる。つまり、フィードバック補正値ｃｆｂが
有意な値をもっており、パージ量の推定が完了していな
い過渡期には、該フィードバック補正値ｃｆｂを考慮し
て判定することになる。ステップＵ５７における判定式
８も同様にして導かれる。そして、これらのステップＵ
５５とステップＵ５７とで、ヒステリシスが設けられ、
制御のハンチングが防止されることになる。

【０１２６】上記ステップＵ５７でＹＥＳのときは、ス
テップＵ５８に進んで、上記パージ補正係数ｃｐｍｏｄ
が１か否かを判定する。そして、ＮＯであればステップ
Ｕ５９でパージ減量フラグｘｐｇｄが１か否かを判定す
る。そして、ＮＯのとき、つまり、パージ補正係数ｃｐ
ｍｏｄが１以下で、いまだ該パージ補正係数ｃｐｍｏｄ
を減少させたことがなく、しかもパージ量の割合が少な
い場合は、ステップＵ６０に進んで、トラップ量の推定
が完了しているかどうかをみて、完了している場合は、
ステップＵ６１でパージ補正係数ｃｐｍｏｄの増分（増
加勾配）ＳＰをＫＭ１とし、また完了していない場合
は、ステップＵ６２でパージ補正係数ｃｐｍｏｄの増分
ＳＰをＫＭ２とする。その場合に、ＫＭ１の方がＫＭ２
より大きく設定されている。

【０１２７】そして、次にステップＵ６３において、パ
ージ補正係数ｃｐｍｏｄをこの増分ＳＰで１にまで増大
させる。これにより、図１１に示すように、パージ開始
直後において、トラップ量推定が完了している場合は、
空燃比制御に乱れが生じる虞がないので、比較的速やか
にパージ補正係数ｃｐｍｏｄが増大される（鎖線）。一
方、トラップ量推定が完了していない場合は、空燃比制
御の乱れを回避するために、比較的徐々にパージ補正係
数ｃｐｍｏｄが増大される。そして、上記ステップＵ５
４で、このパージ補正係数ｃｐｍｏｄからパージバルブ
２１の駆動デューティ比ｄｐｇが算出される。

【０１２８】パージ量の割合が所定値を超えているとき
は、ステップＵ５６に進んで、パージ補正係数ｃｐｍｏ
ｄを減分（減少勾配）ＫＭ３で０にまで減少させる。ま
た次のステップＵ６４でパージ減量フラグｘｐｇｄに１
をたてる。これにより、図１１に示すように、パージ補
正係数ｃｐｍｏｄが減分（減少勾配）ＫＭ３で減少され
ることになる。この減少は、パージ量の割合が２８％を
下回るまで行なわれる（ステップＵ５７）。また、ＫＭ
３はＫＭ２より小さく設定されている。

【０１２９】上記ステップＵ５８でパージ補正係数ｃｐ
ｍｏｄが１と判定されたときは、ステップＵ６５に進
み、パージ減量フラグｘｐｇｄをリセットして、ステッ
プＵ５４で駆動デューティ比ｄｐｇを算出する。この場
合は、パージバルブ２１が目標デューティ比ｄｐｇで制
御されることになる。

【０１３０】また、上記ステップＵ５９でパージ減量フ
ラグｘｐｇｄが１と判定されたときは、ステップＵ６６
に進み、パージ補正係数ｃｐｍｏｄの増分（増加勾配）
ＳＰをＫＭ４とする。その場合に、ＫＭ４が上記ＫＭ１
〜ＫＭ３のいずれよりも小さく設定されている。これに
より、図１１に示すように、一度パージ量の割合が所定
値を超えて、パージ補正係数ｃｐｍｏｄが減少されたと
きは、慎重にパージ補正係数ｃｐｍｏｄが増大されるこ
とになる。

【０１３１】以下、図８に示すフローチャートに従っ
て、メインルーチンのステップＴ５で実行（起動）され
るパージ実行判定サブルーチンの好ましい実施の形態に
ついて説明する。

【０１３２】このパージ実行判定サブルーチンにおいて
は、まずステップＵ７１でパージ実行可能か否かが判定
され、ＮＯのときはステップＵ７６に進んでパージ実行
フラグｘｐｇに０がセットされる。なお、ここでは、水
温が８０℃以上である場合において、エンジンＣＥの運
転状態がフィードバックゾーン又はエンリッチゾーンに
あるときは、パージ実行可能とされている。

【０１３３】一方、ステップＵ７１でパージ実行可能で
あると判定された場合は、ステップＵ７２でアイドル判
定フラグｘｉｄｌが１か否か、すなわちアイドル時であ
るか否かが判定され、アイドル時でなければステップＵ
７５でパージ実行フラグｘｐｇに１がセットされる。

【０１３４】ステップＵ７２でアイドル時であると判定
された場合は、ステップＵ７３とステップＵ７４とで、
それぞれ、空燃比学習が完了しているか、トラップ量の
推定が完了しているかを判定し、いずれも完了している
場合にのみ、パージ実行を許可する。なお、その場合
に、空燃比学習のみが完了している場合はパージ実行を
許可するようにしてもよい。トラップ量の推定が完了し
ていない場合の影響への対応が、上記ステップＴ６でな
されているからである。

【０１３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、蒸発燃料
を所定量だけ吸気系にパージすることができ、該蒸発燃
料のパージ量の全燃料要求量中に占める割合が所定値以
上となったときに、該蒸発燃料のパージ量を制限するの
で、蒸発燃料の各気筒への配分率がバラつく等のエンジ
ン安定性に対する影響を希釈化することができる。その
場合に、パージ量の割合をフィードバック補正値を考慮
して演算するので、蒸発燃料のパージ量の制限を精度よ
く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る制御装置を備えたエンジンのシ
ステム構成図である。

【図２】 コントロールユニットの構成を機能化して示
したブロック構成図である。

【図３】 コントロールユニットによるエンジン制御の
メインルーチンのフローチャート図である。

【図４】 ステップＴ８のサブルーティンのフローチャ
ート図である。

【図５】 ステップＴ７のサブルーティンのフローチャ
ート図である。

【図６】 ステップＴ４のサブルーティンのフローチャ
ート図である。

【図７】 ステップＴ６のサブルーティンのフローチャ
ート図である。

【図８】 ステップＴ５のサブルーティンのフローチャ
ート図である。

【図９】 平均フィードバック補正値と蒸発燃料トラッ
プ量との関係を示す説明図である。

【図１０】 駆動デューティ比、フィードバック補正
値、平均フィードバック補正値及びトラップ量推定値の
経時変化の一例を示す説明図である。

【図１１】 本発明による作用を示す説明図である。

【符号の説明】

ＣＥ エンジン ＣＵ コントロールユニット １ 気筒 ９ リニアＯ₂センサ １０ 吸気系 １５ 燃料噴射弁 １７ キャニスタ ２０ パージ通路 ２１ パージバルブ

フロントページの続き (72)発明者 井上 晋 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクにおける蒸発燃料を捕集して
   該蒸発燃料を吸気系にパージすると共に、その蒸発燃料
   のパージ量を学習して推定することにより、該蒸発燃料
   を所定量だけ吸気系にパージすることのできる蒸発燃料
   パージ手段と、該蒸発燃料パージ手段でパージされる蒸
   発燃料のパージ量を全燃料要求量から減算することによ
   り、燃料噴射弁から噴射させる燃料噴射量を設定する燃
   料噴射量設定手段と、該燃料噴射量設定手段で設定され
   る燃料噴射量を空燃比が目標空燃比となるようにフィー
   ドバック制御する燃料噴射量制御手段とが設けられて、
   上記蒸発燃料パージ手段が、蒸発燃料のパージ量の全燃
   料要求量中に占める割合が所定値以上となったときに、
   該蒸発燃料のパージ量を制限することを特徴とするエン
   ジンの制御装置。
2. 【請求項２】 蒸発燃料パージ手段による蒸発燃料のパ
   ージ量の制限は、蒸発燃料のパージ量が増加しないよう
   に該蒸発燃料をパージすることであることを特徴とする
   請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 【請求項３】 蒸発燃料パージ手段による蒸発燃料のパ
   ージ量の制限は、蒸発燃料のパージ量が減少するように
   該蒸発燃料をパージすることであることを特徴とする請
   求項１に記載のエンジンの制御装置。
4. 【請求項４】 蒸発燃料パージ手段は、空燃比と目標空
   燃比との偏差に応じて燃料噴射量制御手段で設定される
   フィードバック補正値に基づいて蒸発燃料のパージ量を
   推定すると共に、このパージ量の推定が完了していない
   場合には、蒸発燃料のパージ量の全燃料要求量中に占め
   る割合を上記フィードバック補正値を考慮して演算する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
   記載のエンジンの制御装置。