(57)【要約】【課題】燃料蒸気処理装置とブローバイガス環流装置とを備える内燃機関において、機関燃焼状態の変化に基づき燃料蒸気処理装置により吸気通路に導入されるパージガスの燃料蒸気の濃度を正確に学習することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１００には、パージガスを吸気マニホールド１０に導入する燃料蒸気処理装置４０と、ブローバイガスを吸気マニホールド１０に環流させるブローバイガス環流装置５０とが設けられている。電子制御装置６０は、パージガスを吸気マニホールド１０に導入するとともに、混合気の燃焼状態に基づいてパージガス内の燃料蒸気濃度を学習する。ブローバイガス環流装置５０には、ブローバイガスの環流量を調整する電子制御式のＰＣＶバルブ５３が設けられている。電子制御装置６０は、燃料蒸気濃度の学習に先立ちＰＣＶバルブ５３の開度を強制的に小さくすることによりブローバイガスの環流量を制限する。【選択図】図１
2010096031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給系に発生する燃料蒸気をキャニスタに一旦吸着し、その吸着された燃料蒸気をパージガスとして吸気通路に導入する燃料蒸気処理装置と、クランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に環流させるブローバイガス環流装置とを備える内燃機関に適用され、前記燃料蒸気処理装置により前記パージガスを前記吸気通路に導入するとともに、混合気の燃焼状態に基づいて前記パージガスに含まれる前記燃料蒸気の濃度を学習する濃度学習手段を備える内燃機関の制御装置において、
前記ブローバイガス環流装置には前記ブローバイガスの環流量を調整する電子制御式のブローバイガス調流弁が設けられ、前記濃度学習手段による前記燃料蒸気の濃度学習に先立ち前記ブローバイガス調流弁の開度を強制的に小さくすることにより前記ブローバイガスの環流量を制限する環流量制限手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記環流量制限手段は、前記濃度学習手段による前記燃料蒸気の濃度学習に先立ち前記ブローバイガス調流弁を全閉にする
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において
前記内燃機関の実際の空燃比を目標空燃比の近傍に維持すべく所定の中心値を中心として増減を繰り返す空燃比フィードバック補正係数を設定し同空燃比フィードバック補正係数に基づいて燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御手段を備え、前記濃度学習手段は、前記燃料蒸気処理装置により前記パージガスが吸気通路に導入されたときに、前記所定の中心値が所定の基準値から乖離する度合に基づいて前記燃料蒸気の濃度を学習する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記実際の空燃比と前記目標空燃比との定常的な偏差を補償するための空燃比学習値を学習する空燃比学習手段を備え、前記空燃比学習手段による前記空燃比学習値の学習が完了したことを条件に前記濃度学習手段による前記燃料蒸気の濃度学習を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
前記環流量制限手段は、前記空燃比学習手段による前記空燃比学習値の学習に先立ち前記ブローバイガス調流弁の開度を強制的に小さくすることにより前記ブローバイガスの環流量を制限する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給系に発生する燃料蒸気を吸気通路に導入する燃料蒸気処理装置と、クランクケース内のブローバイガスを吸気通路に環流させるブローバイガス環流装置とを備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料供給系に発生する燃料蒸気をキャニスタにより一旦吸着した後に、その吸着された燃料蒸気を空気とともにパージガスとして吸気通路に導入する燃料蒸気処理装置が知られている（例えた特許文献１参照）。ここで、このようにパージガスが吸気通路に導入されると、そのパージガスに含まれる燃料は、燃料噴射弁によって噴射される燃料とともに燃焼室で燃焼するため、内燃機関の運転状態を正確に制御するためには、パージガスに含まれる燃料蒸気の濃度を把握することが必要となる。ここで、燃料蒸気の濃度を検出する方法としては、パージガスが吸気通路にパージされたときに、機関燃焼態様（例えば空燃比等）の変化に基づいて燃料蒸気の濃度を学習する濃度学習処理を採用することができる。
【０００３】
一方、内燃機関の燃焼行程において燃焼室からクランクケースに漏出するガス、いわゆるブローバイガスを吸気通路に環流させるブローバイガス環流装置としては、例えば特許文献２に記載のものが知られている。このブローバイガス環流装置は、内燃機関のクランクケースと吸入通路とを接続するブリーザ通路、及びこのブリーザ通路に設けられ、クランクケースと吸気通路との圧力差に基づいて開弁するＰＣＶバルブを備えている。こうしたブローバイガス環流装置を採用した内燃機関において、ＰＣＶバルブが開弁することにより、クランクケース内のブローバイガスが吸気通路を通じて燃焼室に導入され再燃焼することができる。これにより、ブローバイガスに含まれる炭化水素が大気に排出することを回避するとともに、ブローバイガスに起因するエンジンオイルの劣化を抑制することができるようになる。
【特許文献１】特開２００５−１６３６７７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５００８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の燃料蒸気処理装置及びブローバイガス環流装置の双方を備える内燃機関においては、以下の不都合が生じるおそれがある。すなわち、そのブローバイガス環流装置のＰＣＶバルブはクランクケースと吸気通路との圧力差に基づいて開弁するものであるため、上述の燃料蒸気の濃度学習が実行される際にＰＣＶバルブが開弁することがある。このようにＰＣＶバルブが開弁している状態で燃料蒸気の濃度学習が実行されると、パージガスが吸気通路に導入されるとともに、ブローバイガス環流装置によりブローバイガスが吸気通路に環流することとなる。その結果、パージガスに含まれる燃料のみならず、ブローバイガスに含まれる燃料も吸気通路を通じて燃焼室に進入し、機関燃焼態様の変化に基づいて学習されるパージガスの燃料蒸気濃度と実際の濃度との間に偏差が生じ、その燃料蒸気の濃度を正確に学習できないおそれがある。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料蒸気処理装置とブローバイガス環流装置とを備える内燃機関において、機関燃焼状態の変化に基づき燃料蒸気処理装置により吸気通路に導入されるパージガスの燃料蒸気の濃度を正確に学習することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、燃料供給系に発生する燃料蒸気をキャニスタに一旦吸着し、その吸着された燃料蒸気をパージガスとして吸気通路に導入する燃料蒸気処理装置と、クランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に環流させるブローバイガス環流装置とを備える内燃機関に適用され、前記燃料蒸気処理装置により前記パージガスを前記吸気通路に導入するとともに、混合気の燃焼状態に基づいて前記パージガスに含まれる前記燃料蒸気の濃度を学習する濃度学習手段を備える内燃機関の制御装置において、前記ブローバイガス環流装置には前記ブローバイガスの環流量を調整する電子制御式のブローバイガス調流弁が設けられ、前記濃度学習手段による前記燃料蒸気の濃度学習に先立ち前記ブローバイガス調流弁の開度を強制的に小さくすることにより前記ブローバイガスの環流量を制限する環流量制限手段を備えることをその要旨とする。
【０００７】
同構成によれば、ブローバイガス環流装置がブローバイガスの環流量を調整する電子制御式のブローバイガス調流弁を備えるため、例えばクランクケースと吸気通路との圧力差に基づいて開弁する調流弁を備えるブローバイガス環流装置を採用した場合と比較して、その圧力差に依存せずにブローバイガスの環流量を自由に調整することができるようになる。また、燃料蒸気の濃度学習に先立ちブローバイガス調流弁の開度を強制的に小さくすることによりブローバイガスの環流量を制限することにより、燃料蒸気の濃度学習が実行される際に、ブローバイガスに含まれる燃料が吸気通路を通じて燃焼室に混入することに起因する混合気の燃焼状態の変化を抑制することができるようになる。そのため、このような燃料蒸気処理装置とブローバイガス環流装置とを備える内燃機関において、混合気の燃焼状態に基づき燃料蒸気処理装置により吸気通路に導入されるパージガスの燃料蒸気の濃度を正確に学習することができるようになる。
【０００８】
なお、請求項２に記載のように、燃料蒸気の濃度学習に先立ちブローバイガス調流弁を全閉にする、といった構成を採用することが望ましい。こうした構成により、燃料蒸気の濃度学習が実行される際に、ブローバイガスの環流量を極力制限することができ、燃料蒸気の濃度をより正確に学習することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において前記内燃機関の実際の空燃比を目標空燃比の近傍に維持すべく所定の中心値を中心として増減を繰り返す空燃比フィードバック補正係数を設定し同空燃比フィードバック補正係数に基づいて燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御手段を備え、前記濃度学習手段は、前記燃料蒸気処理装置により前記パージガスが吸気通路に導入されたときに、前記所定の中心値が所定の基準値から乖離する度合に基づいて前記燃料蒸気の濃度を学習することをその要旨とする。
【００１０】
このような空燃比フィードバック制御手段を採用した場合に、燃料蒸気処理装置により吸気通路に導入されるパージガスに含まれる燃料蒸気の濃度が変化すると、実際の空燃比が変化し、フィードバック補正係数の中心値が基準値から乖離する度合は、この実際の空燃比の変化に基づいて変化するようになる。そのため、上記構成によれば、パージガスが吸気通路に導入されたときにフィードバック補正係数の中心値が基準値から乖離する度合に基づいてパージガスに含まれる燃料蒸気の濃度を正確に学習することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記実際の空燃比と前記目標空燃比との定常的な偏差を補償するための空燃比学習値を学習する空燃比学習手段を備え、前記空燃比学習手段による前記空燃比学習値の学習が完了したことを条件に前記濃度学習手段による前記燃料蒸気の濃度学習を実行することをその要旨とする。
【００１２】
内燃機関のバラツキや経時変化等により実際の空燃比と目標空燃比との間に定常的な偏差が生じることがある。こうした定常的な偏差が生じると、空燃比フィードバック補正係数がこの偏差に基づいて変化するため、同補正係数の中心値がその基準値から乖離する度合に基づいて燃料蒸気の濃度を正確に学習できなくなるおそれがある。
【００１３】
この点、上記構成によれば、実際の空燃比と目標空燃比との定常的な偏差を補償するための空燃比学習値の学習が完了したことを条件に燃料蒸気の濃度学習を実行することにより、その定常的な偏差が補償された状態で燃料蒸気濃度を学習することができ、この偏差による燃料蒸気の濃度の学習結果への影響を抑制することができるようになる。
【００１４】
ところで、上述の空燃比学習値を学習する際にブローバイガスが吸気通路に導入されると、実際の空燃比がブローバイガスに含まれる燃料の量により変化するため、その空燃比学習値を正確に学習することができなくなるおそれがある。
【００１５】
そのため、請求項５に記載のように、前記環流量制限手段は、前記空燃比学習手段による前記空燃比学習値の学習に先立ち前記ブローバイガス調流弁の開度を強制的に小さくすることにより前記ブローバイガスの環流量を制限する、といった構成を採用することが望ましい。こうした構成を採用することにより、空燃比学習値を学習する際にブローバイガスに含まれる燃料が燃焼室に進入することを抑制することができ、ブローバイガスの導入による空燃比学習値の学習結果への影響を抑制することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明に係る内燃機関の制御装置を車載の内燃機関を統括的に制御する電子制御装置に具体化した一実施形態について図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る内燃機関及びその電子制御装置を模式的に示す概略構成図である。同図１に示されるように、内燃機関１００のシリンダブロックには、複数のシリンダ１（図中ではその１つのみを示す）が形成されており、これらシリンダ１には、ピストン２が往復動可能にそれぞれ収容されている。ピストン２は、コンロード４を介してクランクシャフト５に連結されており、機関運転中にピストン２の往復運動がそのコンロード４によりクランクシャフト５の回転運動に変換される。なお、これらコンロード４及びクランクシャフト５は、シリンダ１の下方に位置するクランクケース１ａ内に収容されている。
【００１７】
ピストン２の頂面とシリンダ１の内壁とにより、複数の燃焼室３が区画されている。これら燃焼室３の上方には、ピストン２と対向するように点火プラグ６がそれぞれ設けられているとともに、各燃焼室３に連通する吸気ポート７と排気ポート８とがそれぞれ形成されている。そして、吸気ポート７は、吸気マニホールド１０と接続されて吸気通路の一部を構成しているとともに、排気ポート８は、排気マニホールド２０と接続されて排気通路の一部を構成している。吸気マニホールド１０には、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１２が設けられているとともに、排気マニホールド２０には、排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するための排気浄化触媒２２が設けられている。また、燃焼室３の上部には、吸気ポート７と燃焼室３とを連通・遮断する吸気バルブ１１と、排気ポート８と燃焼室３とを連通・遮断する排気バルブ２１とが設けられている。これら吸排気バルブ１１，２１は、クランクシャフト５に連結された吸気カムシャフト及び排気カムシャフトによって開閉駆動される。
【００１８】
また、内燃機関１００には、燃焼室３に燃料を直接噴射する筒内噴射弁９が設けられており、この筒内噴射弁９には、燃料タンク３１を備える燃料系３０が接続されている。燃料タンク３１に貯留される燃料は、フィードポンプ３２によって吸い上げられて高圧ポンプに供給された後に、この高圧ポンプにより更に加圧されて筒内噴射弁９から燃焼室３に噴射される。
【００１９】
燃料タンク３１には、同燃料タンク３１に発生する燃料蒸気を吸気通路に導入する燃料蒸気処理装置４０が接続されている。この燃料蒸気処理装置４０は、燃料タンク３１に発生する燃料蒸気を一旦吸着するためのキャニスタ４１、燃料タンク３１とキャニスタ４１とを連通するベーパ通路４２、及びキャニスタ４１と吸気通路、具体的には吸気マニホールド１０においてスロットルバルブ１２よりも下流側に形成されたサージタンク１３とを連通するパージ通路４３を備えている。燃料タンク３１に発生した燃料蒸気は、まずベーパ通路４２を通じてキャニスタ４１に導入され、液相の燃料に凝縮されてキャニスタ４１の内部に設けられた吸着材に一旦吸着される。そして、キャニスタ４１に設けられた空気導入通路４４を通じて空気が導入されることによって、吸着材に吸着された燃料がこの空気とともにパージガスとしてパージ通路４３を通じてサージタンク１３に導入される。このようにサージタンク１３に導入されるパージガスに含まれる燃料は、筒内噴射弁９によって噴射される燃料とともに燃焼室において燃焼する。また、パージ通路４３には、吸気マニホールド１０に導入されるパージガスの量（以下、「パージ量」と称する）を変更可能なパージ制御弁４５が設けられている。このパージ制御弁４５は、電気信号に基づいて開度調節される電磁弁であり、制御デューティ値ＤＵＰの変化に基づいてその開度が制御される。なお本実施形態では、制御デューティ値ＤＵＰが「０％」であるときパージ制御弁４５は全閉とされ、制御デューティ値ＤＵＰが「１００％」であるとき全開とされる構成になっている。
【００２０】
また、本実施形態に係る内燃機関１００には、燃焼行程において燃焼室３からクランクケース１ａに漏出するガス、いわゆるブローバイガスを吸気通路に環流させるブローバイガス環流装置５０が設けられている。このブローバイガス環流装置５０は、吸気マニホールド１０においてスロットルバルブ１２よりも上流側に位置する部分とクランクケース１ａとを連通する導入通路５１、クランクケース１ａと吸気マニホールド１０においてスロットルバルブ１２よりも下流側に位置するサージタンク１３とを連通するブリーザ通路５２、及びこのブリーザ通路５２に設けられブローバイガスの環流量を調整するためのＰＣＶバルブ５３を備えて構成されている。こうした構成により、機関運転状態に基づいてＰＣＶバルブ５３が開弁すると、吸気マニホールド１０内の吸入空気の一部が導入通路５１を通じてクランクケース１ａに導入されるとともに、クランクケース１ａ内のブローバイガスがブリーザ通路５２を通じてサージタンク１３に導入される。なお、本実施形態に係るＰＣＶバルブ５３は、クランクシャフト５と吸気マニホールド１０との圧力差とは関係なく、電気信号に基づいてその開度が調節される電子制御式のものである。
【００２１】
また、内燃機関１００には、機関運転状態を検出するためのセンサが複数設けられている。例えば、吸気マニホールド１０には、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ６１が設けられているとともに、スロットルバルブ１２の開度を検出するための開度センサ６２が設けられている。クランクシャフト５の近傍には、クランクシャフト５の回転位置及び機関回転速度ＮＥを検出するためのクランクセンサ６３が設けられているとともに、排気マニホールド２０には、空燃比のリッチ・リーン状態を検出するための空燃比センサ６４が設けられている。また、内燃機関１００のシリンダブロックには、機関冷却水の水温を検出するための水温センサ６５が設けられているとともに、アクセルペダルの近傍には、アクセルペダルの踏込量を検出するためのアクセル開度センサ６６が設けられている。電子制御装置６０は、これらセンサの出力信号に基づいて機関運転状態を検出し、内燃機関１００の各種制御を統括的に制御するようにしている。
【００２２】
以下、本実施形態の電子制御装置６０により実行される内燃機関１００の燃料噴射量制御について図２のフローチャートを参照して説明する。なお、この図２に示される一連の処理は機関のサイクル毎に実行される。
【００２３】
この制御では、上述のエアフロメータ６１により検出された吸入空気量Ｑ等に基づいて燃料噴射量のベース値ＴＡＵｂを算出した後に（ステップＳ１０）、後述する他の処理において算出、又は学習される各補正係数を読み込む（ステップＳ２０）。そしてこれら補正係数に基づいてベース値ＴＡＵｂを補正して燃料噴射量の最終値ＴＡＵｆを算出し（ステップＳ３０）、この最終値ＴＡＵｆに基づいて筒内噴射弁９の開弁時期を設定して燃料噴射を実行する（ステップＳ４０）。なお、上述の補正係数は、下記の４つを含む。
【００２４】
（１）空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ
空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、実際の空燃比が目標空燃比（理論空燃比）の近傍に維持すべく、実際の空燃比と目標空燃比とのずれ量に基づいて所定の中心値を中心として増減を繰り返して設定される補正係数である。
【００２５】
（２）空燃比学習値ＫＧ
空燃比学習値ＫＧは、実際の空燃比と前記目標空燃比との定常的な偏差を補償するための係数である。ここで、機関のバラツキや経時変化等により、実際の空燃比と目標空燃比との間に定常的な偏差が生じることがある。こうした定常的な偏差が発生している場合に、上述の空燃比フィードバック制御に算出される空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに、その定常偏差を補償する機能を持たせることは制御の安定性を確保する上では好ましくない。そこで、例えば吸入空気量Ｑ等に基づいて機関運転状態を複数の領域に分割し、実際の空燃比と目標空燃比との間の定常的な偏差を補償するための空燃比学習値ＫＧをそれら領域毎に設定して燃料噴射量のベース値ＴＡＵｂを補正することにより、空燃比制御の制御精度や応答性の向上を図ることができる。
【００２６】
（３）パージ率ＰＧＲ
パージ率ＰＧＲは、吸入空気量Ｑに対して、燃料蒸気処理装置４０により吸気マニホールド１０に導入されるパージガスの割合（流量比）を示す係数である。
【００２７】
（４）濃度学習値ＦＧＰＧ
濃度学習値ＦＧＰＧは、吸気マニホールド１０に導入されるパージガスに含まれる燃料成分の濃度に対応する係数である。パージガスが空燃比に及ぼす影響は、パージ量、換言すればパージ率ＰＧＲとその中に含まれる燃料成分の濃度とによって決まる。ここで本実施形態では、パージ率ＰＧＲに関してはパージ制御弁４５の開度に基づいて直接制御しているため、パージ率ＰＧＲについては直接的に把握することができるものの、その燃料成分の濃度に関しては直接的に把握することはできない。そのため本実施形態では、パージガスの燃料成分の濃度に関する情報を間接的に把握し、濃度学習値ＦＧＰＧとして記憶するようにしている。
【００２８】
次に、上述の各補正係数を算出、又は学習する制御について説明する。
［空燃比フィードバック制御］
図３は、上述の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを算出する空燃比フィードバック制御の処理手順を示すフローチャートである。なお、この図３に示される一連の処理は、電子制御装置６０により所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００２９】
この処理ではまず、上述の各センサより検出された機関運転状態に基づいて空燃比フィードバック制御の実行条件（以下「Ｆ／Ｂ条件」と称する）が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、例えば以下の条件が全て満たされたときに、Ｆ／Ｂ条件が成立していると判定することができる。
【００３０】
・始動時でないこと。
・燃料カット中でないこと。
・水温センサ６５によって検出された冷却水温ＴＨＷが所定値以上であること、すなわち内燃機関１００が暖機されていること。
【００３１】
・空燃比センサ６４が活性化していること。
・内燃機関１００が高負荷、高回転運転状態でないこと。
内燃機関１００の始動時あるいは冷間運転時には、運転を安定とするため燃料噴射量を増量し、理論空燃比よりも小さい空燃比で運転が行われる。また、高負荷、高回転運転時には排気温度の上昇を抑制するため、同様に燃料を増量する。また、燃料カット中は、燃料噴射そのものが実行されない。そして、空燃比センサ６４が活性化されていなければ空燃比を検出することができないため、フィードバック制御を実行することができない。故に、上記各条件は設定されている。
【００３２】
そして、Ｆ／Ｂ条件が成立していない旨判定された場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦをその基準値「１」に設定し（ステップＳ１２１）、本処理を一旦終了する。
【００３３】
一方、Ｆ／Ｂ条件が成立している旨判定された場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、空燃比センサ６４によって検出される混合気の実際の空燃比と目標空燃比とのずれ量に基づいて前回制御周期において算出された空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを更新する（ステップＳ１２０）。具体的には、空燃比センサ６４によって検出された実際の空燃比がリッチ状態である場合には空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを所定量ずつ減少させ、リーン状態である場合には同空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを所定量ずつ増加させる。また、空燃比フィードバック制御の応答性及び制御精度を高めるために、実際の空燃比がリーン状態からリッチ状態、あるいはリッチ状態からリーン状態へ切り替わったときには、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦにいわゆる「スキップ値」を加減算することにより、段階状に空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを増減させる。
【００３４】
こうした制御により、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが実際の空燃比と目標空燃比とのずれ量に基づいて所定の中心値を中心として増減を繰り返して設定されることにより、実際の空燃比が目標空燃比の近傍に維持される。なお本実施形態では、このスキップ値の加減算が実行される前の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＬと、同加減算が実行された後の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦＲとの平均値ＦＡＦＡＶは、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの中心値として用いられる。また、この平均値ＦＡＦＡＶと基準値「１」との差は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦがその基準値「１」から乖離している度合を示す。
【００３５】
以上のようにして空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを更新した後、同空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの上下限チェックを実行する（ステップＳ１３０）。これは空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの値を所定の下限値から上限値までの範囲内にガードするための処理である。こうして空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが算出された後、本処理は一旦終了される。
【００３６】
［パージ制御］
図４は、吸入空気中に導入されるパージガスの量を機関運転状態に応じて適宜調整するためのパージ制御の処理手順を示すフローチャートである。この図４に示される処理は、電子制御装置６０によって所定時間毎の割り込み処理として実行される。
【００３７】
この処理ではまず、パージ制御処理の実行条件、すなわちキャニスタ４１から吸気マニホールド１０にパージガスを導入するための条件（以下、「パージ条件」と称する）が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。ここで、例えば以下の条件が全て満たされたときに、パージ条件が成立していると判定することができる。
【００３８】
・燃料カット中でないこと。
・上述の空燃比のフィードバック制御が実施中であること。
パージ条件が成立していない旨判定された場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、パージ制御弁４５の制御デューティ値ＤＵＰを０％に設定することによりパージ制御弁４５を全閉状態にし（ステップＳ２２１）、本処理は一旦終了される。
【００３９】
一方、パージ条件が成立している旨判定された場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、上述の空燃比フィードバック制御において更新された空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを読み込む（ステップＳ２２０）。そして、エアフロメータ６１により検出された吸入空気量Ｑ、及びクランクセンサ６３により検出された機関回転速度ＮＥに基づき、演算用マップを参照して最大パージ率ＰＧＲＭＸを算出する（ステップＳ２３０）。ここで、この最大パージ率ＰＧＲＭＸは、パージ制御弁４５を制御デューティ値ＤＵＰ＝１００％で駆動、すなわちパージ制御弁４５を全開としたときの吸入空気量Ｑに対するパージ量の流量比である。
【００４０】
次に、読み込まれた空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦ等に基づいて、内燃機関１００の運転状態に応じたパージガスの導入を実施すべく、吸入空気量Ｑに対するパージ量の流量比の目標値（以下、「目標パージ率ＰＧＲ」と称する）を算出する（ステップＳ２４０）。
【００４１】
次に、下記の式（１）に基づき、目標パージ率ＰＧＲを確保するのに必要なパージ制御弁４５の制御デューティ値ＤＵＰを算出し、この算出された制御デューティ値ＤＵＰに基づいてパージ制御弁４５にデューティ信号を発信することにより、同制御弁の開度を制御する（ステップＳ２５０）。
【００４２】
ＤＵＰ←（ＰＧＲ／ＰＧＲＭＸ）×１００  ［％］  …（１）
［学習処理］
経時変化等により、実際の空燃比と目標空燃比との間に定常的な偏差が変化することがあるため、上述の空燃比学習値ＫＧを空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに基づいて学習する空燃比学習処理を実行することが必要となる。
【００４３】
また、機関運転状態の変化に伴い、パージガスに含まれる燃料の濃度が変化するため、パージガスに含まれる燃料の量を正確に把握するためには、燃料蒸気濃度を学習することが必要となる。この燃料蒸気濃度を学習する方法としては、例えば上述のパージ制御を実行したときに、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの変化に基づいて濃度学習値ＦＧＰＧを学習する濃度学習処理を採用することができる。
【００４４】
ところで、クランクケースと吸気通路との圧力差に基づいて開弁するＰＣＶバルブを備える従来のブローバイガス環流装置、及び燃料蒸気処理装置の双方を備える内燃機関においては、以下の不都合が生じるおそれがある。すなわち、従来のブローバイガス環流装置のＰＣＶバルブはクランクケースと吸気通路との圧力差に基づいて開弁するものであるため、上述の濃度学習処理が実行される際にＰＣＶバルブが開弁することがある。このようにＰＣＶバルブが開弁している状態で濃度学習処理が実行されると、パージガスが吸気通路に導入されるとともに、ブローバイガス環流装置によりブローバイガスが吸気通路に環流することとなる。その結果、パージガスに含まれる燃料のみならず、ブローバイガスに含まれる燃料も吸気通路を通じて燃焼室に進入し、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの変化に基づいて学習される濃度学習値ＦＧＰＧと実際の濃度との間に偏差が生じ、その濃度学習値ＦＧＰＧを正確に学習できないおそれがある。また、上述の空燃比学習値ＫＧを学習する際にブローバイガスが吸気通路に導入されると、実際の空燃比がブローバイガスに含まれる燃料の量により変化するため、その空燃比学習値ＫＧを正確に学習することができなくなるおそれもある。
【００４５】
そこで、本実施形態では、上述したように電子制御式のＰＣＶバルブ５３を採用しており、このＰＣＶバルブ５３を上述の空燃比学習処理及び濃度学習処理に合わせて適切に制御することにより、こうした不都合を抑制するようにしている。
【００４６】
以下、本実施形態に係る空燃比学習及び濃度学習を含む学習処理について図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。なお、これら図５，図６に示される処理は、電子制御装置６０により所定の周期をもって繰り返して実行される。
【００４７】
この処理ではまず、空燃比学習処理の実行条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ここで、例えば以下の条件が全て満たされたときに、この実行条件が成立していると判定することができる。
【００４８】
・空燃比フィードバック制御を実行中であること。
・冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であること。
ここで、この実行条件が成立していない旨が判定された場合には（ステップＳ３１０：ＮＯ）、空燃比学習処理及び濃度学習処理を実行せずにこの一連の処理を一旦終了する。一方、この実行条件が成立している旨が判定された場合には（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、ＰＣＶバルブ５３を強制的に全閉にした後（ステップＳ３２０）、空燃比学習処理を実行する（ステップＳ３３０）。
【００４９】
図６のフローチャートは、この空燃比学習処理の手順を示している。
同図６に示されるように、この処理が実行されると、まず吸入空気量Ｑ等に基づいて現在の機関運転状態が予め分割された複数の運転領域のいずれにあるかを検出する（ステップＳ３３１）。そして、その時点から見て上述の「スキップ値」の加減算が最後に実行されたときの空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを読込み（ステップＳ３３２）、この平均値ＦＡＦＡＶに基づいて現在の運転領域ｉにおける空燃比学習値ＫＧｉを更新して学習する（ステップＳ３３３）。
【００５０】
この空燃比学習値ＫＧｉの更新は、具体的には次のように行われる。すなわち、平均値ＦＡＦＡＶが予め設定された更新上限値ＦＭＸ（例えば「１．０２」）よりも大きいときには、空燃比学習値ＫＧｉに対して所定の徐変値ΔＫを加算し、その平均値ＦＡＦＡＶが予め設定された更新下限値ＦＭＮ（例えば「０．９８」）よりも小さいときには、空燃比学習値ＫＧｉに対して徐変値ΔＫを減算する。また、平均値ＦＡＦＡＶがそれら更新上限値ＦＭＸと更新下限値ＦＭＮとの間にあるときには、実際の空燃比と目標空燃比との間に定常的な偏差が無視できると判断し、空燃比学習値ＫＧｉの値を変更しない。
【００５１】
このように空燃比学習処理が完了した後に、図５のステップＳ３４０に移行し、濃度学習処理の実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、例えば以下の条件が全て満たされたときに、この実行条件が成立していると判定することができる。
【００５２】
・冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であること。
・空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦが中心値「１」から所定値以上にずれていない、換言すれば空燃比学習値ＫＧの値が安定していること。
【００５３】
・パージ制御処理が実行されたこと。
ここで、濃度学習処理の実行条件が成立していない旨判断された場合には（ステップＳ３４０：ＮＯ）、濃度学習処理を実行せず、ＰＣＶバルブ５３の全閉状態を解除して同バルブの通常制御を再開する（ステップ３６０）。
【００５４】
一方、濃度学習処理の実行条件が成立している旨判断された場合には（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、上述の空燃比学習処理において用いられた平均値ＦＡＦＡＶと基準値「１」との差、及び上述のパージ制御において設定された目標パージ率ＰＧＲに基づき、以下の式（２）を通じて濃度学習値ＦＧＰＧを更新して学習する（ステップＳ３５０）。
【００５５】
ＦＧＰＧ←ＦＧＰＧ＋（ＦＡＦＡＶ−１）／ＰＧＲ  …（２）
次に、ＰＣＶバルブ５３の全閉状態を解除して同バルブの通常制御を再開し（ステップ３６０）、本実施形態に係る空燃比学習処理及び濃度学習処理を一旦終了する。
【００５６】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ブローバイガスの環流量を調整する調流弁として電子制御式のＰＣＶバルブ５３を採用するようにした。これにより、例えばクランクケース１ａと吸気通路との圧力差に基づいて開弁する調流弁を採用した場合と比較して、その圧力差に依存せずにブローバイガスの環流量を自由に調整することができるようになる。また、濃度学習処理に先立ちＰＣＶバルブ５３を強制的に全閉にすることによりブローバイガスの環流量を制限するようにした。これにより、濃度学習値ＦＧＰＧの学習が実行される際に、ブローバイガスに含まれる燃料が吸気通路を通じて燃焼室３に混入することに起因する混合気の燃焼状態の変化を極力抑制することができるようになる。そのため、燃料蒸気処理装置４０とブローバイガス環流装置５０とを備える内燃機関１００において、混合気の燃焼状態に基づき燃料蒸気処理装置４０により吸気通路に導入されるパージガスの燃料蒸気の濃度に対応する濃度学習値ＦＧＰＧを正確に学習することができるようになる。
【００５７】
（２）平均値ＦＡＦＡＶと基準値「１」との差、換言すれば空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの中心値が基準値「１」から乖離する度合に基づいて濃度学習値ＦＧＰＧを学習するようにした。ここで、本実施形態のように空燃比フィードバック制御処理を採用した場合に、ブローバイガス環流装置５０により吸気通路の導入されるパージガスに含まれる燃料蒸気の濃度が変化すると、実際の空燃比の変化に伴い、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの中心値が基準値「１」から乖離する度合が変化するようになる。そのため、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの中心値が基準値「１」から乖離する度合に基づき、濃度学習値ＦＧＰＧを正確に学習することができる。
【００５８】
（３）空燃比学習値ＫＧの学習が完了したことを条件に濃度学習値ＦＧＰＧの学習を実行するようにした。これにより、実際の空燃比と目標空燃比との定常的な偏差が補償された状態で濃度学習値ＦＧＰＧを学習することができ、その偏差による濃度学習値ＦＧＰＧの学習結果への影響を抑制することができる。
【００５９】
（４）上述の空燃比学習値ＫＧを学習する際にブローバイガスが吸気通路に導入されると、実際の空燃比がブローバイガスに含まれる燃料の量により変化するため、その空燃比学習値ＫＧを正確に学習することができなくなるおそれがある。そこで、本実施形態では、空燃比学習値ＫＧの学習に先立ちＰＣＶバルブ５３を全閉にするようにした。これにより、空燃比学習値ＫＧを学習する際にブローバイガスに含まれる燃料が燃焼室３に進入することを抑制することができ、ブローバイガスの導入による空燃比学習値ＫＧの学習結果への影響を抑制することができるようになる。
【００６０】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、空燃比学習値ＫＧの学習に先立ちＰＣＶバルブ５３を全閉にするようにしている。これに限らず、例えばブローバイガスの導入による空燃比学習値ＫＧの学習結果への影響が小さい場合には、空燃比学習値ＫＧの学習が完了した後、且つ濃度学習値ＦＧＰＧの学習が開始する前にＰＣＶバルブ５３を全閉にする構成を採用することもできる。
【００６１】
・また、実際の空燃比と目標空燃比との間に定常的な偏差による平均値ＦＡＦＡＶが基準値「１」から乖離する度合の変化が無視できる場合には、必ずしも空燃比学習値ＫＧの学習が完了したことを条件に濃度学習値ＦＧＰＧの学習を実行する必要はない。
【００６２】
・上記実施形態では、ブローバイガスの環流量を制限するためにＰＣＶバルブ５３を全閉にするようにしているが、これに限らず、例えばＰＣＶバルブ５３の開度を全閉以外の開度にまで小さくする構成を採用することもできる。こうした構成を採用することにより、ブローバイガスの環流量を制限することもできる。
【００６３】
・上記実施形態では、パージ制御処理が実行されたときに空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの中心値が基準値「１」から乖離する度合に基づいて濃度学習値ＦＧＰＧを学習するようにしている。これに限らず、例えばパージ制御処理が実行されたときに、燃焼温度や回転速度等、混合気の燃料状態を示す他のパラメータに基づいて濃度学習値ＦＧＰＧを学習することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の一実施形態に係る内燃機関及びその電子制御装置を模式的に示す概略構成図。
【図２】同実施形態に係る電子制御装置により実行される燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態に係る電子制御装置により実行される空燃比フィードバック制御の処理手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態に係る電子制御装置により実行されるパージ制御の処理手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態に係る電子制御装置により実行される空燃比学習処及び濃度学習を含む学習処理の手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態に係る電子制御装置により実行される空燃比学習の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６５】
１…シリンダ、１ａ…クランクケース、２…ピストン、３…燃焼室、４…コンロード、５…クランクシャフト、６…点火プラグ、７…吸気ポート、８…排気ポート、９…筒内噴射弁、１０…吸気マニホールド、１１…吸気バルブ、１２…スロットルバルブ、１３…サージタンク、２０…排気マニホールド、２１…排気バルブ、２２…排気浄化触媒、３０…燃料系、３１…燃料タンク、３２…フィードポンプ、４０…燃料蒸気処理装置、４１…キャニスタ、４２…ベーパ通路、４３…パージ通路、４４…空気導入通路、４５…パージ制御弁、５０…ブローバイガス環流装置、５１…導入通路、５２…ブリーザ通路、５３…ＰＣＶバルブ、６０…電子制御装置（濃度学習手段、環流量制限手段、空燃比フィードバック制御手段、空燃比学習手段）、６１…エアフロメータ、６２…開度センサ、６３…クランクセンサ、６４…空燃比センサ、６５…水温センサ、６６…アクセル開度センサ、１００…内燃機関。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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