JPH11343932A - リーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ストイキオ運転からリーンバーン運転へ移行す
る際の蒸発燃料パージによるリーンフィードバック制御
の追従性悪化を防止する。 【解決手段】ストイキオ運転からリーンバーン運転へ切
換えられたとき、空燃比のリーン化率を設定するリーン
フィードバック係数ＦＬＥＧＤＢの値を読込み、リーン
フィードバック係数ＦＬＥＧＤＢの反転回数ｃｏｎを計
測し(S34,S35)、反転回数ｃｏｎが設定値ＫＣＰＦＬＥ
に達したとき、リーンフィードバックが安定したと判断
して蒸発燃料パージ開始を指示するパージ開始許可フラ
グＦCPをセットし(S37)、蒸発燃料パージを開始する。
ストイキオ運転からリーンバーン運転に切換られた直後
の蒸発燃料パージを禁止することで、リーンフィードバ
ック制御の追従性が良好になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、理論空燃比による
運転（ストイキオ運転）からリーンバーン運転へ移行し
たときの蒸発燃料パージ量を制御し、リーンフィードバ
ック制御の追従性を良好にするリーンバーンエンジンの
蒸発燃料パージ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、低負荷、中負荷運転域での燃
焼を改善し、理論空燃比よりも稀薄な空燃比での安定燃
焼を可能とし、理論熱効率の向上、ポンピングロス低減
によって燃費向上と低公害化との双方を実現するリーン
バーンエンジンが知られている。このリーンバーンエン
ジンでは、空燃比がリーン化限界付近に設定されるた
め、僅かな空燃比の変動でも、リーンフィードバック制
御の追従性が悪化し、失火等を原因とするサージングが
発生し易くなる。

【０００３】リーンバーン運転時の空燃比に燃料外乱と
して影響を与えるものに蒸発燃料パージがある。蒸発燃
料パージシステムは、燃料タンク内で発生する蒸発燃料
が大気に放出されるのを防止するために、上記蒸発燃料
をキャニスタに一旦吸着させ、燃焼に影響を与えない運
転状態のとき吸気系へパージさせて燃焼させるもので、
例えば、特開平７−１６６９８１号公報に開示されてい
る。

【０００４】この先行技術では、燃料タンクと吸気系と
を連通する蒸発燃料パージ通路に、燃料タンク内の蒸発
燃料を吸着するキャニスタを介装すると共に該キャニス
タに吸着された蒸発燃料のパージ量を制御するキャニス
タパージコントロール（ＣＰＣ）弁とを介装し、運転状
態がストイキオ運転からリーンバーン運転に切換る際
に、ＣＰＣ弁の開度を切換え、リーンバーン運転へ移行
した直後の燃焼変動を防止する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
にリーンバーン運転は低負荷から中負荷運転領域までの
広い範囲に及んでおり、しかもリーンバーン運転時の空
燃比がリーン化限界付近で制御されるため、燃焼形態が
切換えられた直後の不安定な状態のときに、蒸発燃料を
パージさせると、リーンバーン運転時の空燃比を制御す
るリーンフィードバック制御の追従性が悪くなる。

【０００６】上記先行技術では、ストイキオ運転からリ
ーンバーン運転へ移行したとき、単に蒸発燃料パージ弁
の開度を切換えているに過ぎず、蒸発燃料が継続的にパ
ージされているため、過パージとなってしまい、空燃比
変動に対してリーンフィードバック制御が対応しきれ
ず、回転変動が大きくなり運転者に違和感を与えてしま
う。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、ストイキオ運
転からリーンバーン運転へ移行する直後の不安定な運転
領域におけるリーンフィードバック制御の追従性を良好
にし、安定した運転性能を得ることのできるリーンバー
ンエンジンの蒸発燃料パージ装置を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第１のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置は、燃料タンクと吸気系とを連通する蒸発燃料
パージ通路に、該燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着
するキャニスタと該キャニスタに吸着されている蒸発燃
料のパージ量を制御するキャニスタパージコントロール
弁とを配設し、上記キャニスタパージコントロール弁の
開度を車輌の運転状態に応じて可変設定するものにおい
て、理論空燃比による運転からリーンバーン運転へ移行
したとき、蒸発燃料パージ開始条件を判定し、該蒸発燃
料パージ開始条件が成立するまでは上記キャニスタパー
ジコントロール弁を所定開度以下に維持することを特徴
とする。

【０００９】第２のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置は、第１のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置において、上記蒸発燃料パージ開始条件は、理
論空燃比による運転からリーンバーン運転へ移行したと
きの、エンジン回転変動に基づいて設定されるリーンフ
ィードバック係数が設定回数反転されたとき成立するこ
とを特徴とする。

【００１０】第３のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置は、第１のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置において、上記蒸発燃料パージ開始条件は、理
論空燃比による運転からリーンバーン運転へ移行したと
きの、エンジン回転変動に基づいて設定されるリーンフ
ィードバック係数が設定値に達し、且つその状態が設定
時間継続したとき成立することを特徴とする。

【００１１】第４のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置は、第１〜第３のリーンバーンエンジンの蒸発
燃料パージ装置において、上記蒸発燃料パージ条件が成
立したとき上記キャニスタパージコントロール弁を段階
的に開弁させることを特徴とする。

【００１２】即ち、第１のリーンバーンエンジンの蒸発
燃料パージ装置では、理論空燃比による運転からリーン
バーン運転へ移行したとき、蒸発燃料パージ開始条件を
判定し、該蒸発燃料パージ開始条件が成立するまでは、
燃料タンクと吸気系とを接続する蒸発燃料パージ通路に
介装したキャニスタパージコントロール弁を所定開度以
下に維持する。そして、蒸発燃料パージ開始条件が成立
したとき上記キャニスタパージコントロール弁を開弁
し、キャニスタに吸着されている蒸発燃料を吸気系へ供
給する。

【００１３】第２のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置では、第１のリーンバーンエンジンの蒸発燃料
パージ装置において、理論空燃比による運転からリーン
バーン運転へ移行したときの、エンジン回転変動に基づ
いて設定されるリーンフィードバック係数の反転回数を
検出し、該反転回数が設定回数に達したとき蒸発燃料パ
ージ条件成立と判定する。

【００１４】第３のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置では、第１のリーンバーンエンジンの蒸発燃料
パージ装置において、理論空燃比による運転からリーン
バーン運転へ移行したときの、エンジン回転変動に基づ
いて設定されるリーンフィードバック係数が設定値に達
し、且つその状態が設定時間継続したとき蒸発燃料パー
ジ条件成立と判定する。

【００１５】第４のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パ
ージ装置では、第１〜第３のリーンバーンエンジンの蒸
発燃料パージ装置において、上記蒸発燃料パージ条件が
成立したときには、上記キャニスタパージコントロール
弁を段階的に開弁させ、キャニスタに吸着されている蒸
発燃料のパージ量を徐々に増加させる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１１の符号１はエンジンで、
図においては水平対向型４気筒エンジンを示す。エンジ
ン１は運転状態に応じて理論空燃比による通常燃焼によ
る運転（ストイキオ運転）と、希薄燃焼による運転（リ
ーンバーン運転）との双方が選択可能であり、リーンバ
ーン運転時は、筒内に供給される吸入空気にスワール
流、タンブル流などの渦流が生成されガス流動が強化さ
れ、リーン混合気での燃焼が可能となる。

【００１７】エンジン１のシリンダヘッド２には各気筒
に連通する吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成さ
れており、各吸気ポート２ａに吸気マニホルド３が連通
され、吸気マニホルド３に各気筒の吸気通路が集合する
エアーチャンバ４が設けられ、エアーチャンバ４を介し
てスロットルチャンバ５、吸気管６が連通され、吸気管
６の吸入空気取り入れ口側にエアクリーナ７が取り付け
られている。

【００１８】又、排気ポート２ｂに排気マニホルド２５
を介して排気管２６が連通され、排気管２６にマフラ２
７が連通されている。

【００１９】又、吸気管６のエアクリーナ７の直下流
に、ホットワイヤ式等の吸入空気量センサ８が介装さ
れ、更に、スロットルチャンバ５に設けられたスロット
ル弁５ａに、スロットル開度に応じた電圧を出力するス
ロットル開度センサ９ａとスロットル弁全閉でＯＮする
アイドルスイッチ９ｂとを備えるスロットルセンサ９が
連設されている。

【００２０】又、スロットル弁５ａをバイパスして、そ
の上流側と下流側とを連通するバイパス通路１０にＩＳ
Ｃ（アイドル回転数制御）弁１１が介装されている。更
に、吸気マニホルド３の各気筒の各吸気ポート２ａ直上
流側にインジェクタ１４が臨まされ、又、先端を燃焼室
に露呈する点火プラグ１５ａが各気筒毎に取り付けられ
ている。各点火プラグ１５ａには点火コイル１５ｂがそ
れぞれ連設され、各点火コイル１５ｂにイグナイタ１６
が接続されている。

【００２１】インジェクタ１４は、燃料供給路１７を介
して燃料タンク１８に連通されており、燃料タンク１８
内にはインタンク式の燃料ポンプ１９が設けられてい
る。燃料ポンプ１９からの燃料は、燃料供給路１７に介
装された燃料フィルタ２０を経てインジェクタ１４及び
プレッシャレギュレータ２１に圧送され、プレッシャレ
ギュレータ２１から燃料タンク１８にリターンされ、プ
レッシャレギュレータ２１により所定圧に調圧された燃
料がインジェクタ１４に供給される。

【００２２】更に、燃料タンク１８の上部とスロットル
弁５ａ下流のエアーチャンバ４とが蒸発燃料パージ通路
２８を介して連通され、蒸発燃料パージ通路２８の中途
にキャニスタ２９が介装されている。キャニスタ２９内
部に吸着部が設けられ、又、下部に大気に連通する新気
導入口が開口されており、新気導入口からの新気と吸着
部に貯えられた蒸発燃料が混合気として蒸発燃料パージ
通路２８を経てエアーチャンバ４へ、エアーチャンバ４
内の負圧により導かれる。

【００２３】蒸発燃料パージ通路２８のキャニスタ２９
の下流に、蒸発燃料の吸入空気に対するパージ割合を制
御するＣＰＣ（キャニスタパージコントロール）弁３０
が介装されている。ＣＰＣ弁３０は、後述する電子制御
装置（ＥＣＵ）４０から出力される駆動信号に応じて弁
開度が制御されるもので、本実施の形態では、デューテ
イソレノイド弁を採用しているが、リニアソレノイド弁
等の比例制御弁であっても良い。

【００２４】又、エンジン１のシリンダブロック１ａに
ノックセンサ２２が取り付けられていると共に、シリン
ダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水通路２３
に冷却水温センサ２４が臨まされ、更に、吸気マニホル
ド３にスロットル弁５ａ下流の圧力（吸気管圧力）を絶
対圧で検出する吸気管圧力センサ３３が連通されてい
る。一方、排気マニホルド２５の集合部に、理論空燃比
による燃焼制御時の空燃比を排ガスの酸素濃度から検出
するＯ2センサ３４が配設され、その下流に触媒３５が
介装されている。

【００２５】又、シリンダブロック１ａに支承されたク
ランクシャフト１ｂに、クランクロータ３６が軸着さ
れ、クランクロータ３６の外周に、クランクロータ３６
の所定クランク角位置に形成した突起或いはスリット等
の角度表示部を検出する電磁ピックアップ等からなるク
ランク角センサ３７ａが対設され、更に、クランクシャ
フト１ｂに対して１／２回転するカムシャフト１ｃに連
設されたカムロータ３８に、気筒判別表示部を検出する
電磁ピックアップ等からなるカム角センサ３７ｂが対設
されている。

【００２６】後述する電子制御装置（ＥＣＵ）４０で
は、クランクロータ３６に形成した上記角度表示部を検
出するクランク角センサ３７ａからのクランクパルスの
入力間隔時間からクランク角度、エンジン回転数等を算
出すると共に、カムロータ３８の上記気筒判別表示部を
検出するカム角センサ３７ｂからのカムパルスの割り込
みにより気筒判別を行う。

【００２７】図１０に示すように、電子制御装置４０
は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、バックアッ
プＲＡＭ４４、カウンタ・タイマ群４５、及びＩ／Ｏイ
ンターフェース４６がバスライン４７を介して互いに接
続されるマイクロコンピュータを中心として構成されて
おり、その他、安定化電圧を各部に供給する定電圧回路
４８、Ｉ／Ｏインターフェース４６の出力ポートからの
信号によりアクチュエータ類を駆動する駆動回路４９、
及びセンサ類から入力されるアナログ信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器５０等の周辺回路が組み込ま
れている。

【００２８】尚、カウンタ・タイマ群４５は、フリーラ
ンカウンタ、カム角センサ信号の入力計数用カウンタ等
の各種タイマ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期
割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、クラン
ク角センサ出力信号の入力間隔計数用タイマ、及びシス
テム異常監視用ウォッチドッグタイマ等の各種タイマを
便宜上総称するもので、マイクロコンピュータにおいて
は、その他、各種のソフトウェアカウンタ・タイマが用
いられる。

【００２９】定電圧回路４８は、電源リレー５１のリレ
ー接点を介してバッテリ５２に接続されており、電源リ
レー５１のリレーコイルがイグニッションスイッチ５３
を介してバッテリ５２に接続されている。又、バッテリ
５２に燃料ポンプ１９が燃料ポンプリレー５４のリレー
接点を介して接続されている。又、定電圧回路４８は、
イグニッションスイッチ５３がＯＮされ、電源リレー５
１の接点が閉となったとき、バッテリ５２の電圧を安定
化して電子制御装置４０の各部に供給する。更に、バッ
クアップＲＡＭ４４には、バッテリ５２が定電圧回路４
８を介して直接接続されており、イグニッションスイッ
チ５３のＯＮ／ＯＦＦに拘らず常時バックアップ用電源
が供給される。

【００３０】又、Ｉ／Ｏインターフェース４６の入力ポ
ートには、アイドルスイッチ９ｂ、ノックセンサ２２、
クランク角センサ３７ａ、及びカム角センサ３７ｂが接
続されると共に、吸入空気量センサ８、スロットル開度
センサ９ａ、冷却水温センサ２４、Ｏ2センサ３４、及
び吸気管圧力センサ３３がＡ／Ｄ変換器５０を介して接
続され、更に、Ａ／Ｄ変換器５０にバッテリ５２の端子
電圧ＶBが入力されてモニタされる。

【００３１】一方、Ｉ／Ｏインターフェース４６の出力
ポートにはイグナイタ１６が接続されていると共に、駆
動回路４９を介してＩＳＣ弁１１、インジェクタ１４、
ＣＰＣ弁３０、及び燃料ポンプリレー５４のリレーコイ
ルの一端が接続され、更に、リレーコイルの他端がバッ
テリ５２に接続されている。

【００３２】ＲＯＭ４２には、エンジン制御プログラ
ム、各種マップ、テーブル等の固定データが記憶されて
おり、又、ＲＡＭ４３には、各センサ類、スイッチ類か
らの出力信号を処理した後のデータ、及びＣＰＵ４１で
演算処理したデータがストアされる。又、バックアップ
ＲＡＭ４４には制御用データ等がストアされ、イグニッ
ションスイッチ５３がＯＦＦのときにもデータが保持さ
れる。

【００３３】ＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶されて
いるプログラムに従って、各センサ、及びスイッチ類か
らの出力信号に基づき、インジェクタ１４、点火プラグ
１５ａ、及び、ＩＳＣ弁１１に対する制御量及び点火時
期等の演算を実行して制御信号及び点火信号を出力し、
又リーンバーン運転時においてはエンジン回転数ＮＤＡ
ＴＡ及び吸気管圧力ＰＭＸに基づきリーン化限界を検出
し、リーン化限界に達したときは空燃比をリッチ側へ補
正し、又リーン化限界に達してないときは空燃比をリー
ン側へ補正する燃焼制御を実行すると共に、ＣＰＣ弁３
０の弁開度、及びＣＰＣ弁３０の開閉速度を制御して、
吸気系へパージする蒸発燃料の空燃比に与える影響がほ
ぼ定率となるように制御する。

【００３４】電子制御装置４０で実行される蒸発燃料パ
ージ制御は、具体的には、図１〜図８に示すフローチャ
ートに従って実行される。図１に蒸発燃料パージ処理ル
ーチンを示す。このルーチンは、イグニッションスイッ
チ５３をＯＮ後、所定時間（本実施の形態では、４０ｍ
Ｓ）毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、蒸発燃料パ
ージを許可するか否か、即ち蒸発燃料パージ条件が成立
したか否かを判定する。蒸発燃料パージ条件は、アイド
ル運転時と非アイドル運転時とで個別に判定され、例え
ば、非アイドル運転時においては、以下の条件が全て満
たされたとき、蒸発燃料パージ条件成立と判定する。 ａ）アイドルスイッチ９ｂがＯＦＦ ｂ）ＴＷＮ≧ＫＴＷＣＰ１（℃） ＴＷＮ：冷却水温、ＫＴＷＣＰ１：暖機完了温度 ｃ）始動後、始動後処理終了判定時間ＫＴＭＣＰＣＤ(s
ec)以上経過 ｄ）以下の何れかを満足すること i)空燃比フィードバック制御中 ii）リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢ≠０ リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢは、ストイキオ
運転からリーンバーン運転へ切換えられたときの、リー
ン化率を設定するものでＦＬＥＧＤＢ＝１．０のときリ
ーン化率１００％となる。

【００３５】図９に示すように、リーンフィードバック
係数ＦＬＥＧＤＢは、リーンバーン運転が開始された直
後、０から所定の割合で上昇し、サージレベル指標値Ｄ
ＦＩＬＤＭＰがサージレベル高判定値ＳＦＩＬＤＨに達
したとき反転し、その後、サージベル中判定値ＳＦＩＬ
ＤＭに達するまで減少され、サージベル中判定値ＳＦＩ
ＬＤＭに達したとき再び反転して上昇されるもので、Ｆ
ＬＥＧＤＢ＝０のときはリーン化率が０％、即ち、スト
イキオ運転となる。

【００３６】尚、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰ、
及び各サージレベル判定値ＳＦＩＬＤＨ，ＳＦＩＬＤＭ
は、後述するサージレベル指標値算出ルーチン（図８参
照）において算出される。

【００３７】そして、ステップＳ１で、蒸発燃料パージ
条件成立と判定されると、ステップＳ２へ進み、ステッ
プＳ２以降で、蒸発燃料パージ制御を行う。

【００３８】先ず、ステップＳ２では、現在の運転状態
がリーンバーン運転中かストイキオ運転かを判定し、リ
ーンバーン運転中のときはステップＳ３へ進み、又、ス
トイキオ運転時、即ちリーンバーン運転が解除されてい
るときはステップＳ６へ分岐し、通常運転時の蒸発燃料
パージ処理を実行して、ルーチンを抜ける。尚、この場
合の蒸発燃料パージ処理は、従来と同様であるため、こ
こでの説明は省略する。

【００３９】又、ステップＳ３へ進むと、蒸発燃料パー
ジ開始条件判定処理を実行し、ステップＳ４へ進む。蒸
発燃料パージ開始条件判定処理は、図２に示す蒸発燃料
パージ開始条件判定ルーチンで行われる。

【００４０】このルーチンでは、先ず、ステップＳ２１
で、パージ開始許可フラグＦCPの値を参照し、ＦCP＝１
の蒸発燃料パージ開始が許可されているときは、そのま
まルーチンを抜け、又、ＦCP＝０の蒸発燃料パージが禁
止されているときは、ステップＳ２２へ進み、蒸発燃料
パージ開始条件が満足されているか否かの判定処理を行
う。

【００４１】蒸発燃料パージ開始条件判定処理は、図３
に示す蒸発燃料パージ開始条件判定処理ルーチンで実行
される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ２６で、
リーンフィードバック収束条件判定処理１を実行し、続
くステップＳ２７でリーンフィードバック収束条件判定
処理２を実行してルーチンを抜ける。このとき、リーン
フィードバック収束条件判定処理１とリーンフィードバ
ック収束条件判定処理２とにおいて、その一方の条件が
満足されたとき、パージ開始許可フラグＦCPがセットさ
れ、蒸発燃料パージが許可される。

【００４２】ステップＳ２６で行われるリーンフィード
バック収束条件判定処理１は、図４に示すリーンフィー
ドバック収束条件判定処理１ルーチンで実行され、又、
ステップＳ２７で行われるリーンフィードバック収束条
件判定処理２は、図５に示すリーンフィードバック収束
条件判定処理２ルーチンで実行される。

【００４３】図４に示すリーンフィードバック収束条件
判定処理１ルーチンでは、リーンフィードバック係数Ｆ
ＬＥＧＤＢの値を参照し、この値が、リーンバーン運転
へ移行した後、増加→減少、或いは減少→増加の反転回
数を設定回数ＫＣＰＦＬＥ検出したときサージ収束条件
満足と判定するものである。

【００４４】先ず、ステップＳ３１では、リーンバーン
運転へ移行した後の最初のルーチンであるか否かを判定
する。最初のルーチンであれば、そのままルーチンを抜
け、２回目以降のルーチンであれば、ステップＳ３２へ
進む。尚、ステップＳ３１での判定は、リーンフィード
バック係数ＦＬＥＧＤＢの値が０から０以外へ移行した
ときを検出することで行われる。

【００４５】そして、ステップＳ３２へ進むと、リーン
フィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが判定したか否かを判
定する。

【００４６】図９に示すように、リーンフィードバック
係数ＦＬＥＧＤＢは、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭ
Ｐが、サージレベル中判定値ＳＦＩＬＤＭとサージレベ
ル高判定値ＳＦＩＬＤＨとの間にある状態で、リーンバ
ーン運転が開始されたとき（時間ｔ１）、０から次第
に、リーンフィードバック係数上限値ＫＦＬＥＧＤＭＸ
（本実施の形態では、ＫＦＬＥＧＤＭＸ＝１２０％）に
達するまで増加され、又サージレベル指標値ＤＦＩＬＤ
ＭＰがサージレベル高判定値ＳＦＩＬＤＨを越えたと
き、減少方向へ反転する。更に、サージレベル指標値Ｄ
ＦＩＬＤＭＰがサージレベル中判定値ＳＦＩＬＤＭをサ
ージレベル低指標値ＳＦＩＬＤＬ方向へ横切ったとき増
加方向へ反転する。

【００４７】リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢ
は、空燃比のリーンフィードバック係数を決定する係数
で、本実施の形態では、燃料噴射パルス幅Ｔｉを次式か
ら求める場合の各種増量補正係数ＣＯＥＦに加えられて
いる。

【００４８】Ｔｉ＝Ｔｐ・ＣＯＥＦ・α＋Ｔｓ ここで、Ｔｐは理論空燃比における基本燃料噴射量でエ
ンジン負荷に応じて設定される。αは空燃比フィードバ
ック補正係数で、Ｏ2センサ３４からの出力信号に基づ
き空燃比を理論空燃比に収束させるための係数であり、
リーンバーン運転時はα＝１に固定される。Ｔｓはイン
ジェクタ１４の無効噴射時間を補正する補正係数であ
る。又、各種増量補正係数ＣＯＥＦは、スロットル全開
時に増量補正するフル増量係数ＫFULL、リーンバー運転
時のリーン化割合を設定するリーン化補正係数ＦＬＥＡ
Ｎ等を加算して求められるフィードフォワード補正係数
の総称である。

【００４９】各種増量補正係数ＣＯＥＦに、基本燃料噴
射量Ｔｐをリーンバーン運転時にリーン補正するリーン
化補正係数ＦＬＥＡＮが加えられており、リーン化補正
係数ＦＬＥＡＮの割合がリーンフィードバック係数ＦＬ
ＥＧＤＢで設定される。 ＣＯＥＦ＝ＫFULL＋……＋（ＦＬＥＡＮ・ＦＬＥＧＤ
Ｂ）

【００５０】従って、ＦＬＥＧＤＢ＝０のときはリーン
バーン運転が実質的に禁止されるため、リーンフィード
バック係数ＦＬＥＧＤＢの値を参照することで、運転状
態がリーンバーン運転によるものか否かを判定すること
ができる。

【００５１】ステップＳ３２で、リーンフィードバック
係数ＦＬＥＧＤＢが反転したと判定すると、ステップＳ
３３へ進み、又、反転していないときは、そのままルー
チンを抜ける。

【００５２】そして、ステップＳ３２からステップＳ３
３へ進むと、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢの
反転回数を示すカウンタのカウント値ｃｏｎをインクリ
メントし、ステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４では
カウント値ｃｏｎと設定回数ＫＣＰＦＬＥとを比較す
る。

【００５３】ストイキオ運転からリーンバーン運転へ移
行すると、空燃比がリーン化されるため、サージングが
発生しやすくなる。このとき、蒸発燃料をパージする
と、蒸発燃料が燃焼外乱として影響を与えてしまうた
め、リーンバーン運転へ移行したときから、サージレベ
ル指標値ＤＦＩＬＤＭＰの変化が安定（燃焼が安定）す
るまで、蒸発燃料のパージを禁止する。本実施の形態で
は、設定回数ＫＣＰＦＬＥを６回としているが、任意に
設定することが可能である。

【００５４】そして、ｃｏｎ＜ＫＣＰＦＬＥのときは、
そのままルーチンを抜け、又、ｃｏｎ＝ＫＣＰＦＬＥの
ときは、燃焼が安定したと判定し、ステップＳ３５でパ
ージ開始許可フラグＦCPをセットし、ステップＳ３６で
カウント値ｃｏｎをクリアしてルーチンを抜ける。

【００５５】続いて、図５に示すリーンフィードバック
収束条件判定処理２ルーチンについて説明する。先ず、
ステップＳ４１で、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧ
ＤＢが≠０か否かを調べ、ＦＬＥＧＤＢ＝０の通常運転
（リーンバーン運転禁止状態）のときは、ステップＳ４
２へ分岐し、タイマＴｉｍｅをクリアしてルーチンを抜
ける。又、ＦＬＥＧＤＢ≠０のリーンバーン運転中のと
きはステップＳ４３へ進む。

【００５６】ステップＳ４３では、リーンフィードバッ
ク係数ＦＬＥＧＤＢが設定値ＫＣＰＦＬＥ２を越えたか
否かを調べる。設定値ＫＣＰＦＬＥ２は、本実施の形態
では、1.0、即ち、ＫＣＰＦＬＥ２＝１００％である。

【００５７】そして、ＦＬＥＧＤＢ＜ＫＣＰＦＬＥ２の
ときはステップＳ４２へ分岐し、タイマＴｉｍｅをクリ
アしてルーチンを抜ける。又、ＦＬＥＧＤＢ≧ＫＣＰＦ
ＬＥ２のときは、ステップＳ４４へ進む。

【００５８】ステップＳ４４へ進むと、タイマＴｉｍｅ
をインクリメントし、ステップＳ４５で、タイマＴｉｍ
ｅと設定時間ＫＴＣＰＦＬＥとを比較する。設定時間Ｋ
ＴＣＰＦＬＥは、本実施の形態では、１ｓｅｃであり、
ＦＬＥＧＤＢ≧ＫＣＰＦＬＥ２の状態が１ｓｅｃ以上継
続しているか否かを判定する。即ち、ＦＬＥＧＤＢ≧Ｋ
ＣＰＦＬＥ２の状態が設定時間ＫＴＣＰＦＬＥ以上継続
しているときは、燃焼が安定したと推定する。

【００５９】そして、Ｔｉｍｅ＜ＫＴＣＰＦＬＥのとき
はルーチンを抜け、Ｔｉｍｅ≧ＫＴＣＰＦＬＥのとき
は、ステップＳ４６へ進み、タイマＴｉｍｅをクリアし
た後、ステップＳ４７で、パージ開始許可フラグＦCPを
セットしてルーチンを抜ける。

【００６０】このように、蒸発燃料パージ開始条件判定
ルーチンでは、通常運転からリーンバーン運転へ移行し
た後、燃焼状態が比較的安定化するまで（図９の時間ｔ
１〜ｔ２）、蒸発燃料パージを禁止するようにしたの
で、リーンフィードバック制御の追従性が良く、しかも
蒸発燃料の過パージを防止することができる。

【００６１】そして、図１に示す蒸発燃料パージ処理ル
ーチンのステップＳ４へ進むと、蒸発燃料パージ開始条
件判定ルーチンで、パージ開始許可フラグＦCPがセット
されたか否かを調べ、ＦCP＝１の蒸発燃料パージ許可の
ときは、ステップＳ５へ進み、リーンバーンパージ制御
処理を開始する（図９の時間ｔ２）。又、ＦCP＝０の蒸
発燃料パージ禁止のときは、そのままルーチンを抜け
る。

【００６２】ステップＳ５で実行されるリーンバーンパ
ージ制御処理は、図６〜図７に示すリーンバーンパージ
制御ルーチンに従って行われる。

【００６３】このルーチンのステップＳ５１では、リー
ンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢとリーンフィードバ
ック係数上限値ＫＦＬＥＧＤＭＸとを比較し、ＦＬＥＧ
ＤＢ≧ＫＦＬＥＧＤＭＸ、即ち、リーンフィードバック
係数ＦＬＥＧＤＢがリーンフィードバック係数上限値Ｋ
ＦＬＥＧＤＭＸに張り付いた状態のときは（図９の時間
ｔ６〜ｔ７）、ステップＳ５２へ分岐し、前回設定した
λパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭn-1で、今回のλパージ
補正係数ＣＰＣＫＬＭを更新し、即ちλパージ補正係数
ＣＰＣＫＬＭを固定して、ステップＳ６１へジャンプす
る。

【００６４】リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが
リーンフィードバック係数上限値ＫＦＬＥＧＤＭＸに張
り付いた状態、即ちリーンフィードバック係数ＦＬＥＧ
ＤＢが固定されたときは、同時に、λパージ補正係数Ｃ
ＰＣＫＬＭを固定することで、蒸発燃料パージ量が誤っ
て増減されてしまうのが防止され、リーンフィードバッ
ク制御を早期に再開させることが可能となる。更に、リ
ーン化限界においてλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭを固
定することで、蒸発燃料を継続的にパージさせることが
可能となる。

【００６５】又、ＦＬＥＧＤＢ＜ＫＦＬＥＧＤＭＸのと
きは、ステップＳ５３へ進み、サージレベル指標値ＤＦ
ＩＬＤＭＰを読込む。サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭ
Ｐは、図８に示すサージレベル指標値算出ルーチンで求
められる。

【００６６】このルーチンでは、先ず、ステップＳ７１
で、回転変動値ＦＩＬＤＭＰを、 ＦＩＬＤＭＰ＝｜ＩＩＲＦ４｜ から算出する。ＩＩＲＦ４は、設定クランク角（本実施
の形態では、180゜CA(クランク角度)）毎に検出した区間
エンジン回転数ＮＥＬＥを、１０ｍＳ毎に所定段数（本
実施の形態では、４段）のデジタルフィルタに通して算
出した値であり、回転変動値ＦＩＬＤＭＰは絶対値で表
される。

【００６７】そして、ステップＳ７２で、サージレベル
指標値ＤＦＩＬＤＭＰを、３０ｍＳ毎に読込んだエンジ
ン回転数ＦＩＬＤＭＰ３０に基づき、次式から算出し、
ルーチンを抜ける。 ＤＦＩＬＤＭＰ＝ＦＩＬＤＭＰＭ３０ − ＦＩＬＤＭＰ
Ｍ３０n-19 ここで、ＦＩＬＤＭＰＭ３０は最新のエンジン回転数Ｆ
ＩＬＤＭＰ３０のサンプル値、ＦＩＬＤＭＰＭ３０n-19
はＦＩＬＤＭＰＭ３０の１９サンプル前の値である。

【００６８】図６のステップＳ５３で、サージレベル指
標値ＤＦＩＬＤＭＰが読込まれた後、ステップＳ５４へ
進むと、サージレベル高、中、低の各判定値ＳＦＩＬＤ
Ｌ，ＳＦＩＬＤＭ，ＳＦＩＬＤＨをそれぞれ設定する。

【００６９】各サージレベル判定値ＳＦＩＬＤＬ，ＳＦ
ＩＬＤＭ，ＳＦＩＬＤＨは、サージレベル指標値ＤＦＩ
ＬＤＭＰの程度を判定する値で、車速Ｖと変速段とに基
づき、個別に設定されているマップを補間計算付きでそ
れぞれ参照して設定する。

【００７０】次いで、ステップＳ５５，５６において、
サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰと各サージレベル判
定値ＳＦＩＬＤＬ，ＳＦＩＬＤＭ，ＳＦＩＬＤＨとを比
較し、サージレベルを判定する。

【００７１】そして、ＳＦＩＬＤＭ＞ＤＦＩＬＤＭＰ≧
ＳＦＩＬＤＬのときはサージレベル小であり（図９の時
間ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６）、ステップＳ５５からステ
ップＳ５７へ進み、設定値ＫＣＰＣＤＬＥ３で、サージ
補正値ＣＰＣＤＬＥを設定し（ＣＰＣＤＬＥ←ＫＣＰＣ
ＤＬＥ３）、ステップＳ６０へ進む。

【００７２】又、ＳＦＩＬＤＨ＞ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦ
ＩＬＤＭのときはサージレベル中であり（図９の時間ｔ
２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５、ｔ８〜ｔ９、ｔ１０〜ｔ１
１）、ステップＳ５５からステップＳ５６を経てステッ
プＳ５８へ進み、設定値ＫＣＰＣＤＬＥ２で、サージ補
正値ＣＰＣＤＬＥを設定し（ＣＰＣＤＬＥ←ＫＣＰＣＤ
ＬＥ２）、ステップＳ６０へ進む。

【００７３】又、ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＨのとき
はサージレベル大であり（図９の時間ｔ７〜ｔ８、ｔ４
〜ｔ５、ｔ８〜ｔ９）、ステップＳ５５からステップＳ
５６を経てステップＳ５９へ進み、設定値ＫＣＰＣＤＬ
Ｅ１で、サージ補正値ＣＰＣＤＬＥを設定し（ＣＰＣＤ
ＬＥ←ＫＣＰＣＤＬＥ１）、ステップＳ６０へ進む。

【００７４】設定値は、ＫＣＰＣＤＬＥ２＞ＫＣＰＣＤ
ＬＥ３＞０、ＫＣＰＣＤＬＥ１＜０に設定されており、
本実施の形態では、ＫＣＰＣＤＬＥ１＝−０．００４、
ＫＣＰＣＤＬＥ２＝０．００３、ＫＣＰＣＤＬＥ３＝
０．００１である。

【００７５】図９に示すように、ＳＦＩＬＤＭ＞ＤＦＩ
ＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＬのサージレベル小の状態は、空
燃比をよりリーン化させることが可能であるため、リー
ンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが増加されており、
このような状態で蒸発燃料を急激にパージさせると、空
燃比がリッチ化されてしまい、ノッキングか発生し易く
なり、リーンフィードバック制御の追従性が損なわれて
しまうため、緩やかな増加特性を有する設定値ＫＣＰＣ
ＤＬＥ３にてＣＰＣ弁３０を徐々に開弁させることで、
リーンフィードバック制御の追従性を確保する。

【００７６】又、ＳＦＩＬＤＨ＞ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦ
ＩＬＤＭのサージレベル中の状態は、燃焼が比較的安定
しているため、蒸発燃料を比較的多くパージさせても、
ノック等が発生し難く、リーンフィードバック制御の追
従性も良好であるため、通常の増加特性を有するＫＣＰ
ＣＤＬＥ２にてＣＰＣ弁３０を速やかに開弁させる。

【００７７】一方、ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＨのサ
ージレベル大の状態のときは、かなり大きなサージが発
生しているため、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤ
Ｂは減少（空燃比がリッチ化する）方向へ更新される
が、蒸発燃料は、その前段であるサージレベル中の段階
で既にパージされ尽くされていると考えられるため、濃
度が薄く、ＣＰＣ弁３０を閉弁させても空燃比が急激に
リーン化してしまうことはない。

【００７８】そして、ステップＳ５７，Ｓ５８或いはＳ
５９からステップＳ６０へ進むと、前回算出したλパー
ジ補正係数ＣＰＣＫＬＭn-1にサージ補正値ＣＰＣＤＬ
Ｅを加算して、λパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭ（但し、
０≦ＣＰＣＫＬＭ≦１．０）を算出し、ステップＳ６１
へ進む。

【００７９】ステップＳ６１では、ＣＰＣ弁３０の開度
を制御する制御デューティ値ＣＰＣＤを、次式から算出
し、ルーチンを抜ける。 ＣＰＣＤ＝ＣＰＣＭＡＰ・ＣＰＣＫＬＭ ここで、ＣＰＣＭＡＰは基本制御デューティ値であり、
エンジン回転数ＮＤＡＴＡとエンジン負荷とに基づきテ
ーブルを補間計算付きで参照して設定する。尚、エンジ
ン負荷は基本燃料噴射量Ｔｐを代用しても良い。

【００８０】そして、制御デューティ値ＣＰＣＤに対応
する駆動信号をＣＰＣ弁３０へ出力し、ＣＰＣ弁３０の
弁開度を制御し、所定量の蒸発燃料を吸気系へ供給す
る。

【００８１】一方、ステップＳ１で、アイドルスイッチ
９ｂがＯＮのアイドル運転状態等、蒸発燃料パージ条件
不成立と判断されると、ステップＳ７へ進み、前回の蒸
発燃料パージ条件が成立しているか否かを判断し、前回
も蒸発燃料パージ条件不成立のときは、不成立の状態が
継続されているため、そのままルーチンを抜ける。又、
前回の蒸発燃料パージ条件が成立のときは、ステップＳ
８へ分岐し、蒸発燃料パージ条件成立から不成立へ切換
えられた後の最初の処理を行う。

【００８２】そして、ステップＳ８では、現在の運転状
態がリーンバーン運転か否かを判定し、通常運転のとき
はステップＳ９へ進み、リーンバーン運転のときはステ
ップＳ１０へ進む。

【００８３】ステップＳ９では、弁閉速度減算値ＤＣＰ
ＫＬＭを通常設定値ＫＤＣＰＫＬＭ２で設定して、ステ
ップＳ１１へ進む。又、ステップＳ１０へ進むと、弁閉
速度減算値ＤＣＰＫＬＭをリーンバーン設定値ＫＤＣＰ
ＫＬＭで設定してステップＳ１１へ進む。

【００８４】両設定値は、ＫＤＣＰＫＬＭ２＞ＫＤＣＰ
ＫＬＭの関係があり、本実施の形態では、ＫＤＣＰＫＬ
Ｍ２＝０．００２、ＫＤＣＰＫＬＭ＝０．００１であ
る。

【００８５】ステップＳ１１では、先ず、前回算出した
λパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭn-1からステップＳ９或
いはステップＳ１０で設定した弁閉速度減算値ＤＣＰＫ
ＬＭを減算して、λパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭを算出
する。 ＣＰＣＫＬＭ＝ＣＰＣＫＬＭn-1−ＤＣＰＫＬＭ 但し、０≦ＣＰＣＫＬＭ≦１．０

【００８６】次いで、基本デューティ値ＣＰＣＭＡＰと
λパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭとに基づき、ＣＰＣ弁３
０の開度を制御する制御デューティ値ＣＰＣＤを算出
し、ルーチンを抜ける。 ＣＰＣＤ＝ＣＰＣＭＡＰ・ＣＰＣＫＬＭ

【００８７】この場合、リーンバーン運転時のλパージ
補正係数ＣＰＣＫＬＭが、ストイキオ運転時のλパージ
補正係数ＣＰＣＫＬＭに比し、小さい値に設定されるた
め、リーンバーン運転時の閉弁速度は、図９の時間ｔ１
１〜ｔ１２に示すように、緩やかに閉弁される。

【００８８】リーンバーン運転時のＣＰＣ弁３０の閉弁
速度を、ストイキオ運転時に比し、緩やかに閉弁させる
ことで、空燃比変動が抑制され、リーンフィードバック
係数ＦＬＥＧＤＢの追従性が良好になり、サージング、
ノッキングの発生が抑制される。

【００８９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
理論空燃比による運転からリーンバーン運転へ移行した
とき、蒸発燃料パージ開始条件を判定し、該蒸発燃料パ
ージ開始条件が不成立のときは、成立するまでキャニス
タパージコントロール弁を閉弁させるようにしたので、
ストイキオ運転からリーンバーン運転に切換えられた直
後の不安定な運転領域においては蒸発燃料のパージが禁
止され、リーンフィードバック制御の追従性が良くな
り、安定した運転性能が得られる。

【００９０】又、蒸発燃料パージ開始条件成立時は、キ
ャニスタパージコントロール弁を段階的に開弁させるよ
うにすることで、蒸発燃料の過パージを未然に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】蒸発燃料パージ処理ルーチンを示すフローチャ
ート

【図２】蒸発燃料パージ条件判定ルーチンを示すフロー
チャート

【図３】蒸発燃料パージ開始条件判定処理ルーチンを示
すフローチャート

【図４】リーンフィードバック収束条件判定処理１ルー
チンを示すフローチャート

【図５】リーンフィードバック収束条件判定処理２ルー
チンを示すフローチャート

【図６】リーンバーンパージ制御ルーチンを示すフロー
チャート（その１）

【図７】リーンバーンパージ制御ルーチンを示すフロー
チャート（その２）

【図８】サージレベル指数値算出ルーチンを示すフロー
チャート

【図９】理論空燃比による運転からリーンバーン運転に
切換えられたときのサージレベル指標値とリーンフィー
ドバック係数とλパージ補正係数との変化を示すタイム
チャート

【図１０】電子制御装置の回路図

【図１１】エンジンの全体概略図

【符号の説明】

１…エンジン １８…燃料タンク ２８…蒸発燃料パージ通路 ２９…キャニスタ ３０…キャニスタパージコントロール弁 ＦＬＥＧＤＢ…リーンフィードバック係数 ＫＣＰＦＬＥ…設定回数 ＫＣＰＦＬＥ２…設定値 ＫＴＣＰＦＬＥ…設定時間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンクと吸気系とを連通する蒸発燃料
   パージ通路に、該燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着
   するキャニスタと該キャニスタに吸着されている蒸発燃
   料のパージ量を制御するキャニスタパージコントロール
   弁とを配設し、 上記キャニスタパージコントロール弁の開度を車輌の運
   転状態に応じて可変設定するリーンバーンエンジンの蒸
   発燃料パージ装置において、 理論空燃比による運転からリーンバーン運転へ移行した
   とき、蒸発燃料パージ開始条件を判定し、該蒸発燃料パ
   ージ開始条件が成立するまでは上記キャニスタパージコ
   ントロール弁を所定開度以下に維持することを特徴とす
   るリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置。
2. 【請求項２】上記蒸発燃料パージ開始条件は、理論空燃
   比による運転からリーンバーン運転へ移行したときの、
   エンジン回転変動に基づいて設定されるリーンフィード
   バック係数が設定回数反転されたとき成立することを特
   徴とする請求項１記載のリーンバーンエンジンの蒸発燃
   料パージ装置。
3. 【請求項３】上記蒸発燃料パージ開始条件は、理論空燃
   比による運転からリーンバーン運転に切換えられたとき
   の、エンジン回転変動に基づいて設定されるリーンフィ
   ードバック係数が設定値に達し、且つその状態が設定時
   間継続したとき成立することを特徴とする請求項１記載
   のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置。
4. 【請求項４】上記蒸発燃料パージ条件が成立したとき上
   記キャニスタパージコントロール弁を段階的に開弁させ
   ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のリー
   ンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置。