JP2789908B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸発燃料（ベーパ）をキ
ャニスタに蓄え、機関運転状態に応じて吸気系に放出し
て処理する内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来装置としては、特願平２−１８４０
８４号に記載の如く、パージを行うときはパージの開始
から徐々にパージ弁開度を増大させて空燃比の急変動を
防止するものがある。

【０００３】また、特開昭６１−３８１５３号に記載の
如く、燃料カットと連動してパージを停止し、燃料カッ
トの行われない減速時にパージを行って減速時の触媒過
熱防止及びキャニスタの有効活用を図るものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の特開昭６１−３
８１５３に記載の燃料カットと連動してパージを停止す
る装置は、カット後のパージ再開時パージ量を漸増させ
る手段を有さないので、パージ再開時にペーパがキャニ
スタより一度に放出され、空燃比が大きく変動してしま
うといった問題がある。また、前述の特願平２−１８４
０８４に記載のパージ開始から除々にパージ弁開度を増
大させる装置は、燃料カットを終了してパージを再開す
るときパージ弁開度が零から除々に増大するので、所望
のパージ弁開度となるまでに時間がかかり、パージが遅
れることがあり、パージ量が充分に増大される前に燃料
カットのオンオフが短い周期で繰り返されると全体とし
てのパージ量が非常に少なくなってしまうことも考えら
れる。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
燃料カット終了によるパージ再開時のパージ量を燃料カ
ット前の蒸発燃料濃度に基づき設定し、かつ前記設定さ
れたパージ量と前記蒸発燃料濃度に基づいて算出される
補正量により燃料噴射量を補正することにより、空燃比
の乱れが生じることなく早期のパージを実行できる内燃
機関の蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の蒸発
燃料処理装置は、図１（Ａ）の原理図に示す如く、キャ
ニスタＭ１に蓄えた蒸発燃料をパージ制御弁Ｍ３でパー
ジ量を制御しつつ内燃機関の吸気通路にパージして処理
し、燃料カット時には上記蒸発燃料のパージを停止させ
る内燃機関の蒸発燃料処理装置において、 パージ時の蒸発燃料濃度を検出するベーパ濃度検出手段
Ｍ６と、 パージ時の、ベーパ濃度と、その時のパージ量に基づき
燃料噴射量の補正量を算出し、その補正量により燃料噴
射量を補正する噴射量補正手段Ｍ８と、 上記の燃料カットを終了してパージを再開するとき燃料
カット前の蒸発燃料濃度に基づいたパージ量に設定する
再開パージ量設定手段Ｍ７を有する。

【０００７】また、図１（Ｂ）に示す如く、上記噴射量
補正手段Ｍ８による燃料噴射量の補正を燃料カットを終
了してパージを再開した後所定時間だけ遅延する遅延手
段Ｍ９を有する。

【０００８】

【作用】本発明において、キャニスタＭ１に蓄えた蒸発
燃料はパージ制御弁制御手段Ｍ２に制御されたパージ制
御弁Ｍ３でパージ量を制御されて内燃機関Ｍ４の吸気通
路にパージされて処理される。燃料噴射制御手段Ｍ５に
よる燃料カット時にはパージ制御弁制御手段Ｍ２は、上
記蒸発燃料のパージを停止させる。

【０００９】再開パージ量設定手段Ｍ７は、上記の燃料
カットを終了してパージを再開するときベーパ濃度検出
手段Ｍ６によって検出された燃料カット前の蒸発燃料濃
度に基いたパージ量に設定する。

【００１０】また、噴射量補正手段Ｍ８は、吸気通路に
パージされる燃料量に基づき燃料噴射弁から噴射される
燃料噴射量を補正する。

【００１１】遅延手段Ｍ９は、上記噴射量補正手段Ｍ８
による燃料噴射量の補正を燃料カットを終了してパージ
を再開した後所定時間だけ遅延する。

【００１２】

【実施例】図２は本発明装置の一実施例の構成図を示
す。同図中、１は機関本体、２は吸気枝管、３は排気マ
ニホルド、４は各吸気枝管２に夫々取付けられた燃料噴
射弁を示す。各吸気枝管２は共通のサージタンク５に連
結され、このサージタンク５は吸気ダクト６及びエアフ
ローメータ７を介してエアクリーナ８に連結される。吸
気ダクト６内にはスロットル弁９が配置される。また、
図３に示されるように内燃機関は活性炭１０を内蔵した
キャニスタ１１を具備する。このキャニスタ１１は活性
炭１０の両側に夫々燃料蒸気室１２と大気室１３とを有
する。燃料蒸気室１２は一方では導管１４を介して燃料
タンク１５に連結され、他方では導管１６を介してサー
ジタンク５内に連結される。導管１６内には電子制御ユ
ニット２０の出力信号により制御されるパージ制御弁１
７が配置される。燃料タンク１５内で発生した燃料蒸気
は導管１４を介してキャニスタ１１内に送り込まれて活
性炭１０に吸着される。パージ制御弁１７が開弁すると
空気が大気室１３から活性炭１０内を通って導管１６内
に送り込まれる。空気が活性炭１０内を通過する際に活
性炭１０に吸着されている燃料蒸気が活性炭１０から脱
離され、斯くして燃料蒸気を含んだ空気、即ちベーパが
導管１６を介してサージタンク５内にパージされる。

【００１３】電子制御ユニット２０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス２１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２，ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）２３，ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）２４，入力ポート２５及び出力ポート２６を具備
する。エアフローメータ７は吸入空気量に比例した出力
電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器２７を介して
入力ポート２５に入力される。スロットル弁９にはスロ
ットル弁９がアイドリング開度のときにオンとなるスロ
ットルスイッチ２８が取付けられ、このスロットルスイ
ッチ２８の出力信号が入力ポート２５に入力される。機
関本体１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生す
る水温センサ２９が取付けられ、この水温センサ２９の
出力電圧がＡＤ変換器３０を介して入力ポート２５に入
力される。排気マニホルド３にはＯ₂ センサ３１が取付
けられ、このＯ₂ センサ３１の出力信号がＡＤ変換器３
２を介して入力ポート２５に入力される。更に入力ポー
ト２５にはクランクシャフトが例えば３０度回転する毎
に出力パルスを発生するクランク角センサ３３が接続さ
れる。ＣＰＵ２４ではこの出力パルスに基づいて機関回
転数が算出される。一方、出力ポート２６は対応する駆
動回路３４，３５を介して燃料噴射弁４及びパージ制御
弁１７に接続される。

【００１４】図３に示す内燃機関では基本的には次式に
基いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。

【００１５】 ＴＡＵ＝ＴＰ・｛１＋Ｋ＋（ＦＡＦ−１）＋ＦＰＧ｝ ここで各係数は次のものを表わしている。

【００１６】ＴＰ：基本燃料噴射時間 Ｋ：補正係数 ＦＡＦ：フィードバック補正係数 ＦＰＧ：パージＡ／Ｆ補正係数 基本燃料噴射時間ＴＰは空燃比を目標空燃比とするのに
必要な実験により求められた噴射時間であってこの基本
燃料噴射時間ＴＰは機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量Ｑ／機
関回転数Ｎ）及び機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ
２２内に記憶されている。

【００１７】補正係数Ｋは暖機増量係数や加速増量係数
を一まとめにして表わしたもので増量補正する必要がな
いときにはＫ＝０となる。

【００１８】パージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧはパージが行
われたときに噴射量を補正するためのものであり、従っ
てパージが行われていないときはＦＰＧ＝０となる。

【００１９】フィードバック補正係数ＦＡＦはＯ₂ セン
サ３１の出力信号に基いて空燃比を目標空燃比に制御す
るためのものである。目標空燃比としてはどのような空
燃比を用いてもよいがこの実施例では目標空燃比が理論
空燃比とされており、従って以下目標空燃比を理論空燃
比とした場合について説明する。なお、目標空燃比が理
論空燃比であるときにはＯ₂ センサ３１として排気ガス
中の酸素濃度に応じ出力電圧が変化するセンサが使用さ
れる。このＯ₂ センサ３１は空燃比が過濃側のとき、即
ちリッチのとき0.9 （Ｖ）程度の出力電圧を発生し、空
燃比が稀薄側のとき、即ちリーンのとき0.1 （Ｖ）程度
の出力電圧を発生する。まず初めにこのＯ₂ センサ３１
の出力信号に基いて行われるフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの制御について説明する。

【００２０】図３はフィードバック補正係数ＦＡＦの算
出ルーチンを示しており、このルーチンは例えばメイン
ルーチン内で実行される。

【００２１】同図中、まず初めにステップ４０において
Ｏ₂ センサ３１の出力電圧Ｖが0.45（Ｖ）よりも高いか
否か、即ちリッチであるか否かが判別される。Ｖ≧0.45
（Ｖ）のとき、即ちリッチのときにはステップ４１に進
んで前回の処理サイクル時にリーンであったか否かが判
別される。前回の処理サイクル時にリーンのとき、即ち
リーンからリッチに変化したときにはステップ４２に進
んでフィードバック補正係数ＦＡＦがＦＡＦＬとされ、
ステップ４３に進む。ステップ４３ではフィードバック
補正係数ＦＡＦからスキップ値Ｓが減算され、従って図
４に示されるようにフィードバック補正係数ＦＡＦはス
キップ値Ｓだけ急激に減少せしめられる。次いでステッ
プ４４ではＦＡＦＬとＦＡＦＲの平均値ＦＡＦＡＶが算
出される。一方、ステップ４１において前回の処理サイ
クル時にはリッチであったと判別されたときはステップ
４５に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦから積分値
Ｋ（Ｋ≪Ｓ）が減算される。従って図４に示されるよう
にフィードバック補正係数ＦＡＦは徐々に減少せしめら
れる。

【００２２】一方、ステップ４０においてＶ＜0.45
（Ｖ）であると判断されたとき、即ちリーンのときには
ステップ４６に進んで前回の処理サイクル時にリッチで
あったか否かが判別される。前回の処理サイクル時にリ
ッチのとき、即ちリッチからリーンに変化したときには
ステップ４７に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦが
ＦＡＦＲとされ、ステップ４８に進む。ステップ４８で
はフィードバック補正係数ＦＡＦにスキップ値Ｓが加算
され、従って図４に示されるようにフィードバック補正
係数ＦＡＦはスキップ値Ｓだけ急激に増大せしめられ
る。次いでステップ４４ではＦＡＦＬとＦＡＦＲの平均
値ＦＡＦＡＶが算出される。一方、ステップ４６におい
て前回の処理サイクル時にはリーンであったと判別され
たときはステップ４９に進んでフィードバック補正係数
ＦＡＦに積分値Ｋが加算される。従って図４に示される
ようにフィードバック補正係数ＦＡＦは徐々に増大せし
められる。

【００２３】リッチとなってＦＡＦが小さくなると燃料
噴射時間ＴＡＵが短かくなり、リーンとなってＦＡＦが
大きくなると燃料噴射時間ＴＡＵが長くなるので空燃比
が理論空燃比に維持されることになる。なお、パージ作
用が行われていないときには図４に示すようにフィード
バック補正係数ＦＡＦは1.0 を中心として変動する。ま
た、ステップ４４において算出された平均値ＦＡＦＡＶ
はフィードバック補正係数ＦＡＦの平均値を示してい
る。

【００２４】図４からわかるようにフィードバック補正
係数ＦＡＦは積分定数Ｋでもって比較的ゆっくりと変化
せしめられるので多量のパージベーパが急激にサージタ
ンク５内にパージされて空燃比が急激に変動するともは
や空燃比を理論空燃比に維持することができない、斯く
して空燃比が変動することになる。従って本実施例では
空燃比が変動するのを阻止するためにパージを行うとき
にはパージ率を徐々に増大させるようにしている。この
ようにパージ率を徐々に増大させるとパージ量の増大中
であってもフィードバック補正係数ＦＡＦによるフィー
ドバック制御によって空燃比は理論空燃比に維持され、
斯くして空燃比が変動するのを阻止することができる。

【００２５】ところが例えばパージ中に加速運転が行わ
れると冒頭で述べたように吸入空気中のパージベーパ濃
度が大幅に変動し、従って空燃比が大幅に変動するため
にただ単にパージ量を徐々に増大させても空燃比が変動
することになる。そこでこのような過度運転時における
空燃比の変動を阻止するために機関運転状態により定ま
る基準パージ率である最大パージ率を用いてパージ量を
制御するようにしている。次にこのパージ量の制御方法
について説明する。

【００２６】最大パージ率ＭＡＸＰＧはパージ制御弁１
７を全開にしたときのパージ量と吸入空気量との比を表
わしている。この最大パージ率ＭＡＸＰＧの例が下記の
表１に示されている。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１からわかるようにこの最大パージ率Ｍ
ＡＸＰＧは機関負荷Ｑ／Ｎと機関回転数Ｎとの関数であ
り、この最大パージ率ＭＡＸＰＧは機関負荷Ｑ／Ｎが低
くなるほど大きくなり、機関回転数Ｎが低くなるほど大
きくなる。パージを行う際にはまず初めに目標パージ率
ＴＧＴＰＧを一定割合でゆっくりと増大せしめた後に目
標パージ率が一定値に達すると目標パージ率を一定に維
持し、最大パージ率ＭＡＸＰＧに対する目標パージ率Ｔ
ＧＴＰＧの割合に応じてパージ制御弁１７の開弁割合が
制御される。この実施例ではパージ制御弁１７の開弁時
間のデューティー比を制御するようにしているのでこの
場合には最大パージ率ＭＡＸＰＧに対する目標パージ率
ＴＧＴＰＧの割合に応じてパージ制御弁１７の開弁時間
のデューティー比が制御される。

【００２９】即ち、パージガス中の蒸発燃料の量はわか
らないのでパージ制御弁１７を全開したときに吸入空気
中のパージベーパ濃度がどの位になるかはわからない。
しかしながらキャニスタ１１の活性炭１０への燃料蒸気
の吸着量が同じ場合には吸入空気中のパージベーパ濃度
は最大パージ率ＭＡＸＰＧに比例する。従って吸入空気
中のパージベーパ濃度を一定とするためには最大パージ
率ＭＡＸＰＧが小さくなるほどパージ制御弁１７の開度
を大きくしてパージ量を増大させなければならない。云
い換えると目標パージ率ＴＧＴＰＧが一定に維持されて
いる場合には最大パージ率ＭＡＸＰＧに対する目標パー
ジ率ＴＧＴＰＧの割合に応じてパージ制御弁１７の開弁
割合を制御すれば、即ち最大パージ率ＭＡＸＰＧが小さ
くなるほどパージ制御弁１７の開度を大きくすれば機関
運転状態にかかわらずに吸入空気中のパージベーパ濃度
は一定となり、従って過渡運転時であっても空燃比は変
動しないことになる。一方、目標パージ率ＴＧＴＰＧが
徐々に増大せしめられている間は吸入空気中のパージベ
ーパ濃度は目標パージ率ＴＧＴＰＧに比例して増大し、
このとき過度運転が行われたとしても吸入空気中のパー
ジベーパ濃度は目標パージ率ＴＧＴＰＧに比例する。即
ち、目標パージ率ＴＧＴＰＧが同一であればパージベー
パ濃度は機関運転状態の影響を全く受けない。従って目
標パージ率ＴＧＴＰＧが増大せしめられているときに加
速運転が行われたとしても空燃比は変動せず、フィード
バック補正係数ＦＡＦによるフィードバック制御によっ
て空燃比は理論空燃比に維持され続けることになる。

【００３０】パージ作用が開始されると通常は目標パー
ジ率ＴＧＴＰＧと共に増大する実際のパージ率ＰＲＧが
徐々に増大せしめられる。次いで加速運転が行われて吸
入空気量Ｑが増大すると最大パージ率ＭＡＸＰＧが小さ
くなり、パージ制御弁１７に対するデューティー比ＰＧ
ＤＵＴＹが増大せしめられる。その結果、上述したよう
に吸入空気中のパージベーパ濃度はパージ率ＰＧＲの増
大に比例して増大し、斯くして空燃比が変動しないこと
になる。

【００３１】一方、パージ作用が開始されると空燃比を
理論空燃比に維持すべくフィードバック補正係数ＦＡＦ
は小さくなり、フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値
ＦＡＦＡＶはパージ作用が開始されると徐々に小さくな
る。この場合、吸入空気中のパージベーパ濃度が高いほ
どフィードバック補正係数ＦＡＦの減少量が増大し、こ
のときフィードバック補正係数ＦＡＦの減少量は吸入空
気中のパージベーパ濃度に比例するのでフィードバック
補正係数ＦＡＦの減少量から吸入空気中のパージベーパ
濃度がわかることになる。この場合、上述したようにパ
ージベーパ濃度は過度運転の影響を受けず、過度運転時
であっても吸入空気中のパージベーパ濃度は目標パージ
率ＴＧＴＰＧに比例し、単位目標パージ率当りのパージ
ベーパ濃度と目標パージ率との積は過度運転が行われた
としても目標パージ率ＴＧＴＰＧに比例する。従ってフ
ィードバック補正係数ＦＡＦが減少したときにパージベ
ーパ濃度、或いは単位パージ率当りのパージベーパ濃度
と目標パージ率との積に基いて燃料噴射量を補正すれば
過度運転時であろうとなかろうと空燃比を理論空燃比に
維持できることになる。

【００３２】ここで、燃料カット時にパージを停止した
後、燃料カットを終了してパージを再開したときに目標
パージ率を零から徐々に増大させたのではパージが遅れ
てしまう。このため本実施例ではパージ再開時に燃料カ
ット前のパージベーパ濃度に応じた目標パージ率ＴＧＴ
ＰＧを設定し、パージ再開から所定時間はこの目標パー
ジ率ＴＧＴＰＧでパージを行い、その後、パージ率を増
大させて早期のパージを行う。

【００３３】次にパージベーパ濃度に基く噴射量の補正
についてより詳細に説明する。

【００３４】パージが行われるとフィードバック補正係
数ＦＡＦは吸入空気中のパージベーパ濃度に対応する値
まで減少する。しかしながら他の原因、例えばエアフロ
ーメータ７による計量誤差によってもフィードバック補
正係数ＦＡＦは減少する。従ってフィードバック補正係
数ＦＡＦの変動がパージによるものか否かを判断しなけ
ればならない。ところがパージによるフィードバック補
正係数ＦＡＦの減少量は他の原因によるフィードバック
補正係数ＦＡＦの減少量に比べて大きくなる。しかしな
がらフィードバック補正係数ＦＡＦを固定してオープン
ループ制御をする場合のことを考えるとフィードバック
補正係数ＦＡＦは大きく減少させることはできない。そ
こでフィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶ
が或る程度低下したときにはフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦが低下するのを抑制し、フィードバック補正係数Ｆ
ＡＦの低下が抑制された後は単位目標パージ率当りのパ
ージベーパ濃度を表わす係数ＦＰＧＡを用いてパージベ
ーパ濃度を求めるようにしている。

【００３５】次のこの係数ＦＰＧＡについて説明する。
本実施例では、フィードバック補正係数ＦＡＦを下限し
きい値（ＦＢＡ−Ｘ）よりもできる限り減少させないよ
うにしている。フィードバック補正係数ＦＡＦが下限し
きい値（ＦＢＡ−Ｘ）よりも小さくなり、かつリッチの
ときに単位目標パージ率当りのパージベーパ濃度係数Ｆ
ＰＧＡを増大せしめる。前述したパージＡ／Ｆ補正係数
ＦＰＧは単位目標パージ率当りのパージベーパ濃度係数
ＦＰＧＡと、目標パージ率ＴＧＴＰＧに対応するパージ
率ＰＲＧとの積の負（ＦＰＧ＝−ＦＰＧＡ・ＰＲＧ）の
形で表わされ、従って単位目標パージ率当りのパージベ
ーパ濃度係数ＦＰＧＡが増大すると前述した燃料噴射時
間ＴＡＵの計算式からわかるように燃料噴射量が減少せ
しめられる。云い換えると単位目標パージ率当りのパー
ジベーパ濃度係数ＦＰＧＡが大きくなると燃料噴射量が
減少せしめられるのでフィードバック補正係数ＦＡＦの
減少作用が抑制されることになる。

【００３６】図２に示す内燃機関では機関減速運転時に
燃料噴射弁４からの燃料噴射が停止される。燃料噴射が
停止されたときに蒸発燃料をパージすると、この蒸発燃
料は燃焼することなく排気マニホルド３内に排出され
る。従って燃料噴射が停止されたときにはパージ作用を
停止しなければならない。燃料噴射を停止すべきときに
はカットフラグがセットされ、このカットフラグにセッ
トされたときにはパージ作用が停止せしめられる。

【００３７】図５に示すカットフラグ処理ルーチンは例
えばメインルーチン内で実行される。

【００３８】まず初めにステップ５０においてカットフ
ラグがセットされているか否かが判別される。カットフ
ラグがセットされていないときにはステップ５１に進ん
でスロットルスイッチ２８がオンであるか否か、即ちス
ロットル弁９がアイドリング開度であるか否かが判別さ
れる。スロットル弁９がアイドリング開度であるときに
はステップ５２に進んで機関回転数Ｎが一定値、例えば
1200r.p.m 以上であるか否かが判別される。Ｎ≧1200r.
p.m のときにはステップ５３に進んでカットフラグがセ
ットされる。即ち、スロットル弁９がアイドリング開度
であってＮ≧1200r.p.m のときは減速運転時であると判
断し、カットフラグがセットされる。

【００３９】カットフラグがセットされるとステップ５
０からステップ５４に進んでスロットルスイッチ２８が
オンであるか否か、即ちスロットル弁９がアイドリング
開度であるか否かが判別される。スロットル弁９がアイ
ドリング開度であるときにはステップ５６に進んで機関
回転数Ｎが1000r.p.m よりも低いか否かが判別される。
Ｎ≦1000r.p.m のときにはステップ５７に進んでカット
フラグがリセットされる。一方、Ｎ＞1000r.p.m でもス
ロットル弁９が開弁せしめられればステップ５４からス
テップ５７にジャンプしてカットフラグがリセットされ
る。カットフラグがセットされると燃料噴射が停止せし
められる。

【００４０】図６はイグニッションスイッチ（図示せ
ず）がオンにされたときに実行されるパージ制御のイニ
シャライズ処理ルーチンを示している。

【００４１】まず初めにステップ６０においてパージカ
ウント値ＰＧＣがクリアされ、次いでステップ６１では
タイマカウント値Ｔがクリアされる。次いでステップ６
２ではパージ制御弁１７に対する駆動デューティー比Ｐ
ＧＤＵＴＹが零とされ、次いでステップ６３ではパージ
率ＰＧＲが零とされる。次いでステップ６４ではパージ
ベーパ濃度係数ＦＰＧＡが零とされ、ステップ６５でベ
ーパ濃度算出回数ＣＦＰＧＡが零とされる。次いでステ
ップ６６ではパージ制御弁１７が閉弁せしめられ、次い
で処理サイクルを完了する。

【００４２】図７から図１０はパージ制御ルーチンを示
しており、このルーチンは１msec毎の割込みによって実
行される。

【００４３】図７において、まず初めにステップ７０に
おいてタイマカウント値Ｔが１だけインクリメントされ
る。次いでステップ７１ではタイマカウント値Ｔがパー
ジ制御弁１７の開閉周期である100 msecに対応した100
であるか否かが判別される。Ｔ＝100 のときにはステッ
プ７２に進む。従ってステップ７２には100 msec毎に進
むことになる。ステップ７２ではタイマカウント値Ｔが
クリアされ、次いでステップ７３に進む。ステップ７３
ではパージカウント値ＰＧＣが１より大きいか否かが判
別される。イグニッションがオンにされた後に始めてス
テップ７３に進んだときにはパージカウント値ＰＧＣは
零であるので図８に示すステップ７４に進む。

【００４４】ステップ７４ではパージ制御を開始すべき
条件が成立したか否かが判別される。機関冷却水温７０
℃でありかつ空燃比のフィードバック制御が開始されて
おりかつフィードバック補正係数ＦＡＦのスキップ処理
が５回以上行われたときはパージ制御を開始すべき条件
が成立したと判断される。パージ制御を開始すべき条件
が成立していないときは処理サイクルを完了する。これ
に対してパージ制御を開始すべき条件が成立したときは
ステップ７５に進んでパージカウント値ＰＧＣが１とさ
れる。次いでステップ７６では図３に示すルーチンにお
いて算出されたフィードバック補正係数ＦＡＦの平均値
ＦＡＦＡＶがＦＢＡとされる。従ってＦＢＡはパージ制
御を開始すべき条件が成立したときのフィードバック補
正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを表わしていることに
なる。次いで処理サイクルを完了する。

【００４５】パージ制御を開始すべき条件が成立したと
判断されたときには図７のステップ７３においてパージ
カウント値ＰＧＣ≧１であると判断されるのでステップ
７７に進む。ステップ７７ではカットフラグがセットさ
れているか否か、即ち燃料噴射が停止されているか否か
が判別される。カットフラグがセットされていないとき
にはステップ７８に進んで空燃比のフィードバック制御
中であるか否かが判別される。フィードバック制御中で
あればステップ７９でパージカウント値ＰＧＣが１だけ
インクリメントされ、次いでステップ８０ではパージカ
ウント値ＰＧＣが６以上か否かが判別される。パージカ
ウント値ＰＧＣ≧６であると判別されると、即ちパージ
制御を開始すべき条件が成立してから500 msecが経過す
ると図９のステップ８３に進む。

【００４６】ステップ８３からステップ９３はパージベ
ーパ濃度を算出する部分であり、この部分については後
で説明する。次いでステップ９５ではパージ率ＰＧＲに
予め定められた一定のパージ変化率ＰＧＡを加算するこ
とによって目標パージ率ＴＧＴＰＧが算出される。従っ
て目標パージ率ＴＧＴＰＧは100 msec毎にＰＧＡずつ増
大せしめられる。次いで図１０のステップ９９に進む。

【００４７】一方、図７のステップ８０でパージカウン
ト値ＰＧＣ＜６であると判別されると、図９のステップ
９６に進み、ベーパ濃度算出回数ＣＦＰＧＡが４以上か
否か判別される。ＣＦＰＧＡ＜４でパージベーパ濃度が
充分に算出されてない場合はステップ９５に進んで従来
通りパージ率を零から徐々に増加させるように制御を行
って燃料カットからのパージ再開時の空燃比が乱れない
ようにする。

【００４８】ＣＦＰＧＡ≧４でパージベーパ濃度を正し
く算出した後はステップ９７に進み、次式によりパージ
再開時の目標パージ率ＴＧＴＰＧを算出する。

【００４９】ＴＧＴＰＧ＝0.2 ／ＦＰＧＡ つまり、パージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧが−２０％になる
ように目標パージ率ＴＧＴＰＧを設定する。これによっ
て燃料カットからのパージ再開時の空燃比の乱れが少な
くエミッションが悪化することを防止して、しかもパー
ジが早期にパージを実行できる。燃料カット期間が長い
場合は、その間に発生したベーパがキャニスタ１１に貯
えられ、パージ再開時のベーパ濃度が多少変化すること
もあるので、最悪の場合にもＦＡＦ補正で対処できる−
２０％程度のパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧからパージを
再開する。このため、パージ再開時のパージ率はベーパ
濃度がリッチなほど小さく、リーンなほど大きく設定で
き空燃比の乱れ防止と早期パージとを実現できる。

【００５０】ステップ９７を実行後は図１０のステップ
９９に進み、目標パージ率ＴＧＴＰＧが0.04を越えない
ようにガードして後続のステップ101 〜109 を実行して
処理サイクルを終了する。上記のステップ９７にてパー
ジ率を一定にする制御はパージを再開した後パージカウ
ンタＰＧＣが６となるまでの500 msecだけ実行され、こ
の間に導管１６及びパージ制御弁１７を通ったエバポベ
ーパが安定して機関に入るのを待つ。

【００５１】ところで、図７のステップ７８でフィード
バック制御中ではないと判別された場合には図１０のス
テップ101 に進み最大パージ率ＭＡＸＰＧを算出して後
続のステップ102 〜109 を実行して処理サイクルを終了
する。つまり、スロットル全開（ＷＯＴ）等でフィード
バック制御を行ってないときは図９のステップ８３〜９
５をバイパスすることにより、前回のパージ率ＰＧＲ及
びパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧを維持する。

【００５２】ステップ９９では目標パージ率ＴＧＴＰＧ
が0.04，即ち４％よりも大きいか否かが判別される。Ｔ
ＧＴＰＧ＜0.04のときはステップ101 にジャンプし、Ｔ
ＧＴＰＧ≧0.04のときはステップ100 に進んでＴＧＴＰ
Ｇが0.04とされた後にステップ101 に進む。即ち、目標
パージ率ＴＧＴＰＧが大きくなりすぎてパージ量が大き
くなりすぎると空燃比を理論空燃比に維持するのが困難
となる。そこで目標パージ率ＴＧＴＰＧが４％以上高く
ならないようにしている。

【００５３】続くステップ101 ではＲＯＭ２２内に記憶
された前述の表１から機関負荷Ｑ／Ｎ及び機関回転数Ｎ
に応じた最大パージ率ＭＡＸＰＧが算出される。

【００５４】次いでステップ102 では次式に基づいてパ
ージ制御弁１７の駆動デューティー比ＰＧＤＵＴＹが算
出される。

【００５５】デューティー比ＰＧＤＵＴＹ＝（目標パー
ジ率ＴＧＴＰＧ／最大パージ率ＭＡＸＰＧ）・100 次いでステップ103 ではデューティー比ＰＧＤＵＴＹが
100 以上、即ち100 ％以上か否かが判別される。ＰＧＤ
ＵＴＹ＜100 のときはステップ105 にジャンプし、ＰＧ
ＤＵＴＹ≧100 のときはステップ104 に進んでデューテ
ィー比ＰＧＤＵＴＹを100 とした後にステップ105 に進
む。ステップ105 ではパージ制御弁１７を閉弁するとき
のタイマカウント値Ｔａがデューティー比ＰＧＤＵＴＹ
とされる。次いでステップ106 では次式に基いて実際の
パージ率ＰＲＧが算出される。 実際のパージ率ＰＲＧ＝（最大パージ率ＭＡＸＰＧ・デ
ューティー比ＰＧＤＵＴＹ）／100 即ち、ステップ102 におけるデューティー比ＰＧＤＵＴ
Ｙの計算において最大パージ率ＭＡＸＰＧが小さくなっ
て（ＴＧＴＰＧ／ＭＡＸＰＧ）・100 が100 を越えると
デューティー比ＰＧＤＵＴＹは100 に固定されるのでこ
の場合には実際のパージ率ＰＧＲは目標パージ率ＴＧＴ
ＰＧよりも小さくなる。即ち、パージ制御弁１７が全開
状態にあるときに最大パージ率ＭＡＸＰＧが小さくなる
とそれに伴って実際のパージ率ＰＧＲが低下することに
なる。なお、（ＴＧＴＰＧ／ＭＡＸＰＧ）・100 が100
を越えない限り実際のパージ率ＰＲＧは目標パージ率Ｔ
ＧＴＰＧに一致する。

【００５６】次いでステップ107 ではデューティー比Ｐ
ＧＤＵＴＹが１よりも大きいか否かが判別される。ＰＧ
ＤＵＴＹ＜１のときにはステップ108 に進んでパージ制
御弁１７が閉弁せしめられ、次いで処理サイクルを完了
する。これに対してＰＧＤＵＴＹ≧１のときはステップ
109 に進んでパージ制御弁１７が開弁せしめられ、次い
で処理サイクルを完了する。

【００５７】次の処理サイクルでは図７のステップ７１
からステップ111 に進んでパージカウント値が２以上か
否かが判別され、パージカウント値が１の場合はステッ
プ112 に進みパージ率が零とされステップ113 でパージ
制御弁１７を閉弁して処理サイクルを終了する。パージ
カウント値が２以上であればステップ114 でカットフラ
グがセットされているか否かが判別される。カットフラ
グがセットされていないときはステップ115 に進んでタ
イマカウント値ＴがＴａよりも大きいか否かが判別され
る。Ｔ＜Ｔａのときには処理サイクルを完了し、Ｔ≧Ｔ
ａになるとパージ制御弁１７が閉弁せしめられる。従っ
てＰＧＣが２よりも大きくなると、即ちパージ制御が開
始されてから100 msecを経過するとパージ制御弁１７が
開弁してパージガスの供給が開始され、このときパージ
制御弁１７の開弁期間はデューティー比ＰＧＤＵＴＹに
一致する。次いでパージカウント値ＰＧＣが増大するに
つれて目標パージ率ＴＧＴＰＧが大きくなるのでこれに
伴ってデューティー比ＰＧＤＵＴＹが増大し、斯くして
パージベーパ量が徐々に増大せしめられる。この間、吸
入空気量Ｑが増大した場合には前述したようにデューテ
ィー比ＰＧＤＵＴＹが増大せしめられ、実際のパージ率
ＰＲＧは一定率でもって増大せしめられる。

【００５８】次に図９のステップ８３からステップ９３
について説明する。ステップ８３ではパージカウンタＰ
ＧＣが156 であるか否かが判別される。パージ制御が開
始されてから初めてステップ８３に進んだときにはＰＧ
Ｃ＝６であるのでステップ８４に進む。ステップ８４で
はフィードバック補正係数ＦＡＦが上限しきい値（ＦＢ
Ａ＋Ｘ）よりも大きいか否かが判別される。ここでＦＢ
Ｘは前述したようにパージ制御開始時におけるフィード
バック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶであり、Ｘは
小さな一定値である。ＦＡＦ＜（ＦＢＡ＋Ｘ）のときは
ステップ８７に進む。

【００５９】ステップ８７ではフィードバック補正係数
ＦＡＦが下限しきい値（ＦＢＡ−Ｘ）よりも小さいか否
かが判別され、ＦＡＦ＞（ＦＢＡ−Ｘ）のときはステッ
プ９５に進む。これに対してＦＡＦ≦（ＦＢＡ−Ｘ）の
ときはステップ８８に進んでＯ₂ センサ３１の出力電圧
Ｖが0.45（Ｖ）よりも高いか否か、即ちリッチであるか
否かが判別される。リーンのときはステップ９５に進
む。これに対してリッチのときはステップ８９に進んで
パージベーパ濃度係数ＦＰＧＡに一定値Ｙが加算され、
次いでステップ９５に進む。従ってＦＡＦ≦（ＦＢＡ−
Ｘ）であってかつリッチのときにはパージベーパ濃度係
数ＦＰＧＡが一定値Ｙずつ増大せしめられることにな
る。

【００６０】一方、ステップ８４においてＦＡＦ≧（Ｆ
ＢＡ＋Ｘ）のときはステップ８５に進んでＯ₂ センサ３
１の出力電圧Ｖが0.45（Ｖ）よりも低いか否か、即ちリ
ーンであるか否かが判別される。リッチのときにはステ
ップ９５に進む。これに対してリーンのときにはステッ
プ８６に進んでパージベーパ濃度係数ＦＰＧＡから一定
値Ｙが減算され、ステップ９５に進む。従ってフィード
バック補正係数ＦＡＦが上限しきい値（ＦＢＡ＋Ｘ）よ
りも大きくかつリーンのときにはパージベーパ濃度係数
ＦＰＧＡが一定値Ｙずつ減少せしめられる。このように
するとＦＡＦが上限しきい値（ＦＢＡ＋Ｘ）を越えた後
に空燃比が変動しなくなる。

【００６１】一方、ステップ８３においてＰＧＣ＝156
であると判断されると、即ち初めてステップ８３に進ん
だ後１５秒経過するとステップ９０に進んで次式に基き
パージベーパ濃度係数ＦＰＧＡが算出される。

【００６２】ＦＰＧＡ＝ＦＰＧＡ−（ＦＡＦＡＶ−ＦＢ
Ａ）／（パージ率ＰＲＧ・２） 即ち現在のフィードバック補正係数平均値ＦＡＦＡＶと
パージ開始時のフィードバック補正係数平均値ＦＢＡと
の単位パージ率ＰＲＧ当りの偏差の半分がパージベーパ
濃度係数ＦＰＧＡから減算される。云い換えると単位パ
ージ率ＰＲＧ当りのＦＡＦの変化量の半分がＦＰＧＡか
ら減算される。ＦＡＦＡＶがＦＢＡよりも小さくなると
パージベーパ濃度係数ＦＰＧＡが増大せしめられる。次
いでステップ９１ではパージカウントＰＧＣが６とされ
る。従って１５秒毎にステップ９０に進むことがわか
る。次いでステップ９２ではステップ９０のＦＰＧＡの
算出が完了したことを示す算出フラグＰＧＦが１にセッ
トされ、次にステップ９３でベーパ濃度算出回数ＣＦＰ
ＧＡが１だけインクリメントされ、ステップ９５に進
む。

【００６３】一方、図７のステップ７７又はステップ11
4 においてカットフラグがセットされたと判断されたと
きはステップ117 に進んでパージカウントＰＧＣが１と
される。次いでステップ112 においてパージ率ＰＲＧが
零とされ、次いでステップ113 においてパージ制御弁１
７が閉弁せしめられる。即ち、カットフラグがセットさ
れるとパージ作用が停止され、パージカウンタＰＧＣが
２になるまで待った後に再びパージ作用が開始される。

【００６４】図１１は燃料噴射時間の算出ルーチンを示
しており、このルーチンは一定クランク角度毎の割込み
によって実行される。

【００６５】ステップ200 でパージカウンタＰＧＣが６
以上か否か判別し、ＰＧＣ≧６の場合はステップ201 に
進み算出フラグＰＧＦがセットされているか否かが判別
される。算出フラグＰＧＦがセットされていないときは
ステップ205 にジャンプする。算出フラグＰＧＦがセッ
トされているときはステップ202 に進んで現在のフィー
ドバック補正係数平均値ＦＡＦＡＶとパージ制御開始時
のフィードバック補正係数平均値ＦＢＡの偏差の半分が
フィードバック補正係数ＦＡＦから減算される。算出フ
ラグＰＧＦがセットされるのは１５秒おきであるから１
５秒おきにこの処理が実行される。ＦＡＦＡＶがＦＢＡ
よりも小さくなるとフィードバック補正係数ＦＡＦの減
少量の半分だけＦＡＦが増大せしめられる。即ちＦＡＦ
は１５秒毎にＦＡＦの減少量の半分だけ上昇せしめら
れ、このときＦＡＦの増大量に対応する分だけパージベ
ーパ濃度係数ＦＰＧＡが増大せしめられることになる。

【００６６】次いでステップ203 ではＦＡＦを変化させ
た分だけＦＡＦＡＶを変化させるためにＦＡＦＡＶから
（ＦＡＦＡＶ−ＦＢＡ）／２が減算される。次いでステ
ップ204 において算出フラグＰＧＦがリセットされ、ス
テップ205 に進む。ステップ205 では次式に基づいてパ
ージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧが算出される。

【００６７】パージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧ＝−（パージ
ベーパ濃度係数ＦＰＧＡ・パージ率ＰＲＧ） 次いでステップ206 では基本燃料噴射時間ＴＰが算出さ
れ、次いでステップ207 において補正係数Ｋが算出され
る。次いでステップ208 では次式に基いて燃料噴射時間
ＴＡＵが算出される。

【００６８】 ＴＡＵ＝ＴＰ・｛１＋Ｋ＋（ＦＡＦ−１）＋ＦＰＧ｝ 燃料噴射弁４からはこの燃料噴射時間ＴＡＵに基いて燃
料が噴射される。

【００６９】一方、ステップ200 でパージカウンタＰＧ
Ｃ＜６の場合はステップ209 に進み、パージＡ／Ｆ補正
係数ＦＰＧを零としてステップ206 に進む。つまりパー
ジ再開直後500 msecまでは目標パージ率にパージ制御を
行うが、ベーパが吸気系に到達するまでの遅れを考慮し
てＡ／Ｆ補正を行わない。上記の遅れは吸気管容積等に
よって変わるため、機関毎に適合させる。

【００７０】ここで、ベーパ濃度算出回数が４以上の状
態では図１２に示す如く、燃料カット条件が発生した時
点ｔ₁ でカットフラグは１にセットされ、パージ及びＡ
／Ｆ補正が中断され、パージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧは1.
0 でパージ率は０％，デューティー比ＰＧＤＵＴＹは０
％，パージカウント値ＰＧＣは１とされる。

【００７１】次に燃料カット条件が消滅した時点ｔ₂ で
カットフラグは０にリセットされ、目標パージ率はパー
ジＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧが−２０％つまり0.8 となるよ
うに設定され、これからデューティー比ＰＧＤＵＴＹが
設定される。この後パージカウント値ＰＧＣはデューテ
ィー周期（100 msec）毎にカウントアップされる。

【００７２】500 msec経過してパージカウント値が６と
なった時点ｔ₃ から従来通りのパージ率の増大制御及び
パージＡ／Ｆ補正が実行される。図１２に一点鎖線で示
す従来のパージ率制御に比して、本実施例では燃料カッ
ト終了によるパージ再開時のパージ率が大幅に増大し早
期パージが実現される。

【００７３】

【発明の効果】上述の如く、本発明の内燃機関の蒸発燃
料処理装置によれば、空燃比の乱れが生じることなく早
期のパージを実行でき、実用上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明装置の全体図である。

【図３】フィードバック補正係数を算出するためのフロ
ーチャートである。

【図４】フィードバック補正係数の変化を示す線図であ
る。

【図５】カットフラグを制御するためのフローチャート
である。

【図６】パージ制御のイニシャライズ処理を行うための
フローチャートである。

【図７】パージ制御を行うためのフローチャートであ
る。

【図８】パージ制御を行うためのフローチャートであ
る。

【図９】パージ制御を行うためのフローチャートであ
る。

【図１０】パージ制御を行うためのフローチャートであ
る。

【図１１】燃料噴射時間を算出するためのフローチャー
トである。

【図１２】パージ制御中のタイムチャートである。

【符号の説明】

４ 燃料噴射弁 ９ スロットル弁 １１，Ｍ１ キャニスタ １７，Ｍ３ パージ制御弁 ３１ Ｏ₂ センサ Ｍ２ パージ制御弁制御手段 Ｍ４ 内燃機関 Ｍ５ 燃料噴射量制御手段 Ｍ６ ベーパ濃度検出手段 Ｍ７ 再開パージ量設定手段 Ｍ８ 噴射量補正手段 Ｍ９ 遅延手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木所 徹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−95746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−189665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255559（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02M 25/08 301 F02D 41/00 - 45/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャニスタに蓄えた蒸発燃料をパージ制
   御弁でパージ量を制御しつつ内燃機関の吸気通路にパー
   ジして処理し、燃料カット時には上記蒸発燃料のパージ
   を停止させる内燃機関の蒸発燃料処理装置において、 パージ時の蒸発燃料濃度を検出するベーパ濃度検出手段
   と、 パージ時に、前記検出された蒸発燃料濃度と、その時の
   パージ量に基づき燃料噴射量の補正量を算出し、その補
   正量により燃料噴射量を補正する噴射量補正手段と、 上記の燃料カットを終了してパージを再開するとき燃料
   カット前の蒸発燃料濃度に基づいたパージ量に設定する
   再開パージ量設定手段を有することを特徴とする内燃機
   関の蒸発燃料処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理
   装置において、 上記噴射量補正手段による燃料噴射量の補正を燃料カッ
   トを終了してパージを再開した後所定時間だけ遅延する
   遅延手段とを有することを特徴とする内燃機関の蒸発燃
   料処理装置。