(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクで発生する燃料蒸気を蓄えるためのキャニスタと、
前記キャニスタから内燃機関の吸気系にパージする燃料蒸気の量を制御するパージ制御弁と、
燃料を噴射することにより内燃機関の吸気系に燃料を供給するためのインジェクタと、
前記パージ制御弁によってパージされる燃料蒸気のパージ濃度を算出するためのパージ濃度算出手段と、
前記パージ濃度算出手段によって算出されたパージ濃度と内燃機関の運転状態とに基づいて前記インジェクタから供給される燃料量を調整することにより空燃比を制御する制御手段と
を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記パージ濃度算出手段は、パージ実行時の吸気圧と、パージ実行時の運転状態と同一となるパージ非実行時の運転状態における吸気圧との圧力差に基づいてパージ濃度を算出す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、
内燃機関の吸気圧を検出するための吸気圧センサを備え、
前記パージ濃度算出手段は該吸気圧センサによって検出された吸気圧に基づいてパージ濃度を算出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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に係り、詳しくは、燃料タンク内で発生する燃料蒸気を内燃機関（エンジン）の吸気側に吸入させて燃焼させ、内燃機関の運転状態を制御するようにした内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関（エンジン）に付随して設けられる装置として、燃料タンクで発生する燃料蒸気を処理するための装置がある。この処理装置は、燃料タンクで発生する燃料蒸気をキャニスタに捕集し、その捕集された燃料を必要に応じてキャニスタからエンジンの吸気通路へパージする。吸気通路へパージされた燃料は、エンジンの燃焼室に供給され、燃焼に供される。
【０００３】
一方、エンジンにおいて、燃焼室に供給される空気と燃料の混合気に係る空燃比を制御する装置がある。この種の制御装置において、コンピュータはエンジンの回転数、負荷状態及び暖機状態等に応じて変化する要求空燃比を算出する。コンピュータはセンサにより検出される実際の空燃比が、算出された要求空燃比と合致するように、燃料供給装置により燃焼室に供給される燃料量を補正することにより、混合気の空燃比を制御する。この制御により、各種の運転条件に対してエンジンの出力特性、排気特性及びドライバビリティ等の各種特性の最適化が図られる。
【０００４】
ところで、上記のような燃料蒸気処理装置を備えたエンジンに空燃比制御を適合させるには、燃焼室に供給される本来の混合気に対してパージによる燃料が付加されることから、そのパージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を行う必要がある。
【０００５】
パージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を行うものとして、特開平５−２８８１０７号公報に示される内燃機関の空燃比制御装置が提案されている。この制御装置において、燃料タンク内に発生する蒸発燃料をキャニスタに吸着し、このキャニスタに吸着した蒸発燃料を空気と共にパージ弁を介して内燃機関の吸気側にパージさせる。この際、排気管に設けた空燃比検出手段としての酸素センサにより排気ガス中の酸素濃度が検出され、この検出値が空燃比フィードバック値として出力される。このとき、酸素センサから出力される空燃比フィードバック値が所定の領域になるようにパージ弁によりパージ率を変化させる。そして、パージ率を変化させる前と後とのパージ率及び空燃比フィードバック値とに基づいてパージ弁を介して内燃機関に吸入される蒸発燃料の濃度を検出し、検出した濃度を空燃比制御に用いる。
【０００６】
また、パージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を行うものとして、特開平７−１１９５６０号公報に示される内燃機関の蒸発燃料制御装置がある。この制御装置では、パージ通路と吸気通路との分岐点近傍に設けられた蒸発燃料濃度検出手段としての濃度センサによって吸気通路に吸入される蒸発燃料の濃度を検出し、検出した濃度を空燃比制御に用いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−２８８１０７号公報の内燃機関の空燃比制御装置は、排気側において酸素センサにより検出した空燃比フィードバック値を用いて蒸発燃料の濃度を検出するようにしている。そのため、パージを何回か繰り返した後でなければ蒸発燃料の濃度を検出することはできないため、遅れが生じ、パージ制御開始直後からの良好な空燃比制御を行うことができない。
【０００８】
また、パージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を行うものとして、特開平７−１１９５６０号公報に示される内燃機関の蒸発燃料制御装置は、吸気側において濃度センサにより蒸発燃料の濃度を検出するようにしているが、濃度センサ自体の応答性が低く、遅れが生じ、パージ開始直後からの良好な空燃比制御を行うことができない。
【０００９】
本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、パージ制御時又はパージ制御が行われる前に、キャニスタ内に吸着された燃料蒸気の濃度を検出し、パージ制御開始直後からの安定した空燃比制御を行うことを可能にした内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、燃料タンクで発生する燃料蒸気を蓄えるためのキャニスタと、キャニスタから内燃機関の吸気系にパージする燃料蒸気の量を制御するパージ制御弁と、燃料を噴射することにより内燃機関の吸気系に燃料を供給するためのインジェクタと、パージ制御弁によってパージされる燃料蒸気のパージ濃度を算出するためのパージ濃度算出手段と、パージ濃度算出手段によって算出されたパージ濃度と内燃機関の運転状態とに基づいてインジェクタから供給される燃料量を調整することにより空燃比を制御する制御手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、パージ濃度算出手段は、パージ実行時の吸気圧と、パージ実行時の運転状態と同一となるパージ非実行時の運転状態における吸気圧との圧力差に基づいてパージ濃度を算出することをその要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関の吸気圧を検出するための吸気圧センサを備え、パージ濃度算出手段は該吸気圧センサによって検出された吸気圧に基づいてパージ濃度を算出することをその要旨とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置を自動車に具体化した各実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態の内燃機関の制御装置を図１〜図６に従って説明する。
図１は内燃機関の制御装置を示す概略構成図である。自動車に搭載されたガソリンエンジンシステムは燃料を収容した燃料タンク１を備える。このタンク１は給油に使用するためのインレットパイプ２を有する。このパイプ２は先端に給油口２ａを含む。タンク１に給油が行われる際、給油口２ａには給油ノズル（図示しない）が挿入される。給油口２ａにはキャップ３が取り外し可能に装着される。
【００１６】
タンク１に設けられた電動式の燃料ポンプ４はモータ（図示しない）を内蔵する。このポンプ４はモータが通電により駆動されることにより、タンク１の中の燃料を吸い上げて吐出する。ポンプ４から吐出される燃料量は、モータに供給される電流値、即ちモータの回転速度に基づいて決定される。
【００１７】
ポンプ４から延びる燃料ライン５はデリバリパイプ６に接続される。このパイプ６に設けられた複数のインジェクタ（図には一つだけ図示される。）７は、内燃機関（エンジン）８の各気筒（図示しない）に対応して配置される。各インジェクタ７は電磁弁付きのノズルであり、通電により開弁し、通電の遮断により閉弁する。また、デリバリパイプ６には余剰の燃料を燃料タンク１内に戻す戻しパイプ９が接続されている。
【００１８】
エンジン８に接続された吸気通路１０は各気筒へ外気（空気）を導く。吸気通路１０はエアクリーナ１１及びサージタンク１０ａを含む。エアクリーナ１１を通って浄化された空気は吸気通路１０に導入される。
【００１９】
吸気通路１０に設けられたスロットルバルブ１２は、アクセルペダル（図示しない）の操作により作動することにより、同通路１０を選択的に開閉する。このバルブ１２の開度（スロットル開度）ＶＴＡが調整されることにより、吸気通路１０を通じて各気筒に吸入される空気量（吸気量）が調整される。
【００２０】
ポンプ４が作動することにより、タンク１の中の燃料がライン５へ吐出される。この吐出された燃料はライン５を通じてデリバリパイプ６へ圧送され、更に各インジェクタ７に分配される。分配された燃料は各インジェクタ７により噴射される。噴射された燃料と空気との混合気は各気筒に供給されて燃焼に供される。この燃焼により、クランクシャフト８ａが回転され、エンジン８に動力が得られる。燃焼後の排気ガスは、各気筒から排気通路１２を通って外部へ排出される。
【００２１】
キャニスタ１４はタンク１で発生する燃料蒸気をベーパライン１３を通じて捕集する。キャニスタ１４は複数粒の活性炭よりなる吸着剤１５を内蔵する。キャニスタ１４に設けられた第１の大気弁１６は逆止弁よりなる。この大気弁１６はキャニスタ１４の内圧が大気圧よりも小さいときに開いてキャニスタ１４に対する外気（大気圧）の導入を許容し、その逆方向の気体の流れを阻止する。この大気弁１６から延びるパイプ１７はエアクリーナ１１に接続される。従って、エアクリーナ１１により浄化された外気がキャニスタ１４に導入される。
【００２２】
キャニスタ１４に設けられた第２の大気弁１８は逆止弁よりなる。この大気弁１８はキャニスタ１４の内圧が大気圧よりも大きくなったときに開いてキャニスタ１４からアウトレットパイプ１９に対する気体（内圧）の導出を許容し、その逆方向の気体の流れを阻止する。
【００２３】
キャニスタ１４に設けられたベーパ制御弁２０はタンク１からキャニスタ１４へ流れる燃料蒸気を制御する。この制御弁２０はベーパライン１３を含むタンク１の側の内圧（タンク側内圧）と、キャニスタ１４の側の内圧（キャニスタ側内圧）との差に基づいて開く。この制御弁２０が開くことにより、キャニスタ１４に対する燃料蒸気の流入が許容される。即ち、制御弁２０はキャニスタ側内圧が大気圧とほぼ同じになり、その内圧がタンク側内圧よりも大きいときに開いてキャニスタ１４に対する燃料蒸気の流入を許容する。加えて、制御弁２０はキャニスタ側内圧がタンク側内圧よりも大きいときに、キャニスタ１４からタンク１に対する気体の流れを許容する。
【００２４】
キャニスタ１４から延びるパージライン２１はサージタンク１０ａに接続される。キャニスタ１４はベーパライン１４を通じて導入される燃料蒸気の中の燃料成分だけを吸着剤１５に吸着させて捕集し、燃料成分を含まない気体だけを大気弁１８が開いたときにパイプ１９を通じて外部へ排出する。エンジン８の運転時に、吸気通路１０で発生する吸気負圧がパージライン２１に作用する。このとき、キャニスタ１４に捕集された燃料、或いはタンク１からキャニスタ１４に導入されて吸着剤１５に吸着される前の燃料が、パージライン２１を通じて吸気通路１０へパージされる。
【００２５】
パージライン２１に設けられたパージ制御弁２２は、同ライン２１を通過する燃料の量を必要性に応じて調整する。制御弁２２は電気信号（デューティ信号）の供給を受けて弁体を移動させる電磁弁であり、その開度がデューティ制御される。
【００２６】
エアクリーナ１１の近傍に設けられた吸気温センサ３１は吸気通路１０に吸入される空気の温度（吸気温度）ＴＨＡを検出し、その大きさに応じた信号を出力する。
【００２７】
サージタンク１０ａに設けられた吸気圧センサ３２は吸気通路１０の圧力（吸気圧）Ｐｉｍを検出し、その大きさに応じた信号を出力する。
スロットルバルブ１２の近傍に設けられたスロットルセンサ３３は、スロットル開度ＶＴＡを検出し、その大きさに応じた信号を出力する。このセンサ３３は周知のアイドルスイッチ（図示しない）を内蔵する。このスイッチはバルブ１２が全閉となったときに「オン」され、全閉であることを示すアイドル信号ＩＤＬを出力する。
【００２８】
エンジン８に設けられた水温センサ３４はエンジン８の中を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出し、その大きさに応じた信号を出力する。
エンジン８に設けられた回転速度センサ３５はクランクシャフト８ａの回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出し、その大きさに応じた信号を出力する。
【００２９】
排気通路１２に設けられた酸素センサ３６は排気通路１２を流れる排気ガス中の酸素濃度Ｏｘを検出し、その大きさに応じた信号を出力する。このセンサ３６は、エンジン８の各気筒に供給される混合気中の酸素を特定成分としてその検出する。
【００３０】
大気圧センサ３７は大気圧Ｐａを検出し、その大きさに応じた信号を出力する。
電子制御装置（ＥＣＵ）４１はパージ濃度算出手段及び制御手段を構成する。ＥＣＵ４１には前述した各種センサ３１〜３７、燃料ポンプ４、インジェクタ７、及びパージ制御弁２２がそれぞれ接続される。ＥＣＵ４１は各種センサ３１〜３７から出力される信号を入力する。ＥＣＵ４１は入力信号に基づき、空燃比制御を含む燃料噴射制御、燃料パージ制御及びパージ濃度算出処理をそれぞれ実行するために、各部材４，７，２２をそれぞれ制御する。
【００３１】
燃料噴射制御とは、エンジン８の運転状態に応じて各インジェクタ７の開弁時間を制御することにより、各インジェクタ７から噴射される燃料量を制御することである。空燃比制御とは、各気筒に供給される混合気の空燃比を、エンジン８の運転状態に適した目標空燃比とすべく、各インジェクタ７から噴射される燃料量を制御することである。
【００３２】
燃料パージ制御とは、エンジン８の運転状態に応じてパージ制御弁２２を制御することにより、キャニスタ１４から吸気通路１０への燃料のパージを制御することである。ここで、吸気通路１０へパージされる燃料は、各インジェクタ７から噴射された燃料に基づいて形成される正規の混合気に加えられ、その空燃比を目標値から変化させる。そこで、混合気の空燃比がパージ燃料により目標値からずれることを防止するために、ＥＣＵ４１はパージによる燃料分を見込んだ空燃比制御を実行する。
【００３３】
図２のブロック回路図に示すように、ＥＣＵ４１は中央処理装置（ＣＰＵ）４２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４４及びバックアップＲＡＭ４５を備える。ＥＣＵ４１はこれら各部４２〜４５と、外部入力回路４６及び外部出力回路４７とがバス４８により接続されてなる。
【００３４】
ここで、ＲＯＭ４３は前述した各種制御を実行するための制御プログラム、及びパージ濃度算出に用いる基本パージ濃度マップ等を予め記憶する。この基本パージ濃度マップはパージ制御が実施されない場合の吸気圧Ｐｉｍ、エンジン回転速度ＮＥ、スロットル開度ＶＴＡに基づいて作成されている。ＲＡＭ４４はＣＰＵ４２の演算結果等を一時記憶する。バックアップＲＡＭ４５は予め記憶したデータを保存する。外部入力回路４６はバッファ、波形成形回路、ハードフィルタ（電気抵抗及びコンデンサよりなる回路）及びＡ／Ｄ変換器等を含む。外部出力回路４７は駆動回路等を含む。各種センサ３１〜３７は外部入力回路４６に接続される。各部材４，７，２２は外部出力回路４７に接続される。
【００３５】
ＣＰＵ４２は外部入力回路４６を介して入力される各種センサ３１〜３７からの信号を入力値として読み込む。ＣＰＵ４２はそれら入力値に基づき前述した各種制御を実行するために、各部材４，７，２２を制御する。
【００３６】
図３は燃料パージ制御の処理内容に関する「燃料パージ制御ルーチン」を示すフローチャートである。ＥＣＵ４１はエンジン８の運転時に本ルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００３７】
ステップ１００において、ＥＣＵ４１は各種センサ３２，３３，３５により検出され、エンジン８の運転状態を反映した吸気圧Ｐｉｍ，スロットル開度ＶＴＡ，アイドル信号ＩＤＬ，エンジン回転速度ＮＥに係る値を入力値として読み込む。
【００３８】
ステップ１１０において、ＥＣＵ４１は燃料パージを行うべき条件が成立しているか否かを判断する。例えば、このパージ条件として、吸気圧Ｐｉｍ及びエンジン回転速度ＮＥがそれぞれ所定値以上であって、サージタンク１０ａに充分な吸気負圧が発生していることが挙げられる。
【００３９】
ステップ１１０において、パージ条件が成立していない場合、ステップ１２０において、ＥＣＵ４１は燃料パージを禁止するために、パージ制御弁２２を閉じる。続いて、燃料パージが禁止されていることから、ステップ１３０において、ＥＣＵ４１はパージフラグＸＰＧを「０」に設定し、その後の処理を一旦終了する。
【００４０】
ステップ１１０において、パージ条件が成立している場合、ステップ１４０において、ＥＣＵ４１は吸気圧Ｐｉｍ及びエンジン回転速度ＮＥの値に基づいて目標開度ＤＰＧの値を算出する。この目標開度ＤＰＧは、パージ制御弁２２の開度をデューティ制御するために同弁２２に供給されるデューティ信号である。ＥＣＵ４１はこの目標開度ＤＰＧの値を、目標開度ＤＰＧ、吸気圧Ｐｉｍ及びエンジン回転速度ＮＥをパラメータとして予め定められた関数データを参照することにより算出する。この目標開度ＤＰＧが決定されることにより、キャニスタ１４から吸気通路１０へパージされる燃料量（燃料濃度）が決定される。
【００４１】
ステップ１５０において、ＥＣＵ４１は燃料パージを許容するために、算出された目標開度ＤＰＧの値に基づきパージ制御弁２２を制御する。続いて、燃料パージが許容されていることから、ステップ１６０において、ＥＣＵ４１はパージフラグＸＰＧを「１」に設定し、その後の処理を一旦終了する。
【００４２】
図４は燃料パージ制御時における「パージ濃度算出ルーチン」を示すフローチャートである。ＥＣＵ４１はエンジン８の運転時に本ルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００４３】
ステップ２００において、ＥＣＵ４１は各種センサ３２，３３，３５，３７により検出された吸気圧Ｐｉｍ（ｎ）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ）、大気圧Ｐａに係る値をパージ制御前の入力値として読み込み、これらをＲＡＭ４４に記憶する。
【００４４】
ステップ２１０において、ＥＣＵ４１はパージ制御が実施されたか否かを判断する。ステップ２１０において、パージ制御が実施されていないと判定した場合、ステップ２００に戻る。
【００４５】
ステップ２１０において、パージ制御が実施されたと判定した場合、ステップ２２０において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の吸気圧Ｐｉｍ（ｎ＋１）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ＋１）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ＋１）、大気圧Ｐａに係る値を読み込む。
【００４６】
ステップ２３０において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の各パラメータの値からパージ制御前の各パラメータの値を減算することにより、吸気圧変化ΔＰｉｍ、回転速度変化ΔＮＥ、開度変化ΔＶＴＡを算出する。
【００４７】
ステップ２４０において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の吸気圧変化ΔＰｉｍと吸気圧変化ΔＰｉｍ（ΔＮＥ，ΔＶＴＡ）とに基づいてパージ濃度を算出する。吸気圧変化ΔＰｉｍ（ΔＮＥ，ΔＶＴＡ）は、基本パージ濃度マップから求められるものであって、パージ制御を実施していない場合の回転速度変化ΔＮＥ、開度変化ΔＶＴＡに対応する吸気圧の変化である。
【００４８】
本実施形態で、本ルーチンを実行するＥＣＵ４１は、パージ濃度算出手段に相当する。
図５は燃料パージ制御時における別の「パージ濃度算出ルーチン」を示すフローチャートであり、エンジン回転速度ＮＥ又はスロットル開度ＶＴＡの変化が大きい場合を示す。
【００４９】
ステップ２５０において、ＥＣＵ４１は吸気圧Ｐｉｍ（ｎ）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ）、大気圧Ｐａに係る値をパージ制御前の入力値として読み込み、これらをＲＡＭ４４に記憶する。
【００５０】
ステップ２５５において、ＥＣＵ４１はパージ制御が実施されたか否かを判断する。ステップ２１０において、パージ制御が実施されていないと判定した場合、ステップ２５０に戻る。
【００５１】
ステップ２５５において、パージ制御が実施されたと判定した場合、ステップ２６０においてＸｍｓ（ミリ秒）遅延させ、ステップ２６５において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の吸気圧Ｐｉｍ（ｎ＋１）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ＋１）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ＋１）、大気圧Ｐａに係る値を読み込む。
【００５２】
ステップ２７０において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の吸気圧Ｐｉｍ（ｎ＋１）から吸気圧Ｐｉｍ（ｍａｐ）を減算することにより、吸気圧変化ΔＰを算出する。吸気圧Ｐｉｍ（ｍａｐ）は、基本パージ濃度マップから求められるものであって、パージ制御を実施していない場合の回転速度ＮＥ、スロットル開度ＶＴＡに対応する吸気圧である。
【００５３】
ステップ２７５において、ＥＣＵ４１は吸気圧変化ΔＰと基本パージ濃度マップとに基づいてパージ濃度を算出する。
図６は燃料噴射制御の処理内容に関する「燃料噴射制御ルーチン」を示すフローチャートである。ＥＣＵ４１は、エンジン８の運転時に本ルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００５４】
ステップ３００において、ＥＣＵ４１は各種センサ３１〜３６により検出され、エンジン８の運転状態を反映した各種パラメータＴＨＡ，Ｐｉｍ，ＶＴＡ，ＩＤＬ，ＴＨＷ，ＮＥ，Ｏｘに係る値を入力値として読み込む。
【００５５】
ステップ３０５において、ＥＣＵ４１は吸気圧Ｐｉｍ及びエンジン回転速度ＮＥの値に基づいて基本噴射量ＴＡＵｂの値を算出する。この基本噴射量ＴＡＵｂは、時間を単位とする値である。ＥＣＵ４１はこの基本噴射量ＴＡＵｂの値を、基本噴射量ＴＡＵｂ、吸気圧Ｐｉｍ及びエンジン回転速度ＮＥをパラメータとして予め定められた関数データを参照することにより算出する。本実施形態で、ステップ３０５の処理を実行するＥＣＵ４１は、エンジン８の運転状態に応じて基本的に設定されるべき基本噴射量ＴＡＵｂを算出するための算出手段に相当する。
【００５６】
ステップ３１０において、ＥＣＵ４１は酸素濃度Ｏｘの値に基づき、混合気の空燃比Ａ／Ｆに関する空燃比補正係数ＦＡＦの値を算出する。ＥＣＵ４１は混合気の空燃比Ａ／Ｆがリッチ又はリーンであるかを酸素濃度Ｏｘの値に基づき判定し、その空燃比Ａ／Ｆを所定の理論空燃比（ストイキ）の値にするために補正係数ＦＡＦを決定する。従って、この補正係数ＦＡＦの値は、空燃比Ａ／Ｆがリッチ又はリーンであることを示すことになる。本実施形態で、ステップ３１０の処理を実行するＥＣＵ４１は、混合気の空燃比Ａ／Ｆをストイキにするための補正係数ＦＡＦを算出するための算出手段に相当する。
【００５７】
ステップ３１５において、ＥＣＵ４１は吸気温度ＴＨＡ及び冷却水温度ＴＨＷの値に基づいて温度補正係数ＫＴＨの値を算出する。ＥＣＵ４１はこの温度補正係数ＫＴＨの値を、温度補正係数ＫＴＨ、吸気温度ＴＨＡ及び冷却水温度ＴＨＷをパラメータとして予め定められた関数データを参照することにより算出する。本実施形態で、ステップ３１５の処理を実行するＥＣＵ４１は、エンジン８の温度状態に応じて基本噴射量ＴＡＵｂを補正するための温度補正係数ＫＴＨを算出するための算出手段に相当する。
【００５８】
ステップ３２０において、ＥＣＵ４１は基本噴射量ＴＡＵｂの値に空燃比補正係数ＦＡＦ及び温度補正係数ＫＴＨの値を乗算することにより、最終的な燃料噴射量ＴＡＵの値を算出する。この燃料噴射量ＴＡＵは、時間を単位とする値であり、インジェクタ７の開弁時間を決定する値である。本実施形態で、ステップ３２０の処理を実行するＥＣＵ４１は、基本噴射量ＴＡＵｂを両補正係数ＦＡＦ，ＫＴＨにより補正することにより、最終的な燃料噴射量ＴＡＵを算出するための算出手段に相当する。
【００５９】
ステップ３３０において、ＥＣＵ４１はパージフラグＸＰＧが「１」であるか否かを判断する。このフラグＸＰＧが「０」である場合、燃料パージが禁止されていることから、ＥＣＵ４１は処理をステップ３４０へ移行する。このフラグＸＰＧが「１」である場合、燃料パージが許容されていることから、ＥＣＵ４１は処理をステップ３５０へ移行する。本実施形態で、ステップ３３０の処理を実行するＥＣＵ４１は、燃料パージが実行され、その燃料がエンジン８に供給されていることを判断するための判断手段に相当する。
【００６０】
ステップ３３０から移行してステップ３４０において、燃料パージが禁止されていることから、ＥＣＵ４１は燃料噴射量ＴＡＵの値に基づき燃料噴射を実行する。即ち、ＥＣＵ４１は、各気筒毎に燃料を噴射すべきタイミングが到来したか否かを、エンジン回転速度ＮＥに係るパルス信号に基づき判断する。そして、その噴射タイミングが到来したとき、ＥＣＵ４１は算出された燃料噴射量ＴＡＵの値に基づき各インジェクタ７を所要時間だけ開弁することにより、燃料噴射を実行する。この処理を終了した後、ＥＣＵ４１はその後の処理を一旦終了する。本実施形態で、ステップ３４０の処理を実行するＥＣＵ４１は、所定の噴射タイミングにおいて燃料噴射を実行するための実行手段に相当する。
【００６１】
一方、ステップ３３０から移行してステップ３５０において、燃料パージが許容されていることから、ＥＣＵ４１は空燃比Ａ／Ｆがリッチであるか否かを判断する。混合気に対する燃料パージの影響が大きい場合、空燃比Ａ／Ｆはストイキよりもリッチであることを示すことになる。ＥＣＵ４１は、この空燃比Ａ／Ｆの判断を、算出された空燃比補正係数ＦＡＦの値に基づいて行う。空燃比Ａ／Ｆがリッチでない場合、即ちストイキ又はリーンである場合、ＥＣＵ４１は既述したステップ３４０の処理を実行し、その後の処理を一旦終了する。空燃比Ａ／Ｆがリッチである場合、ＥＣＵ４１は処理をステップ３６０へ移行する。本実施形態で、ステップ３５０の処理を実行するＥＣＵ４１は、燃料パージの影響を受けて空燃比Ａ／Ｆがリッチであるか否かを判断するための判断手段に相当する。
【００６２】
ステップ３６０において、ＥＣＵ４１は算出された燃料噴射量ＴＡＵの値から算出したパージ濃度に基づく値ＴＤを減算することにより、減算後の噴射量ＴＡＵＤの値を算出する。この値ＴＤは、燃料噴射量ＴＡＵと同様に時間を単位とする値である。本実施形態で、ステップ３６０の処理を実行するＥＣＵ４１は、燃料パージが実行されているときに、算出された燃料噴射量ＴＡＵの値を値ＴＤだけ減少補正するための算出手段に相当する。
【００６３】
ステップ３７０において、ＥＣＵ４１は減算後の噴射量ＴＡＵＤの値に基づき燃料噴射を実行する。即ち、ＥＣＵ４１は、各気筒毎に燃料を噴射すべきタイミングが到来したとき、算出された減算後噴射量ＴＡＵＤの値に基づき各インジェクタ７を所要時間だけ開弁することにより、燃料噴射を実行する。
【００６４】
このように、各インジェクタ７から各気筒へ供給されるべき燃料量が、インジェクタ７の開弁時間の調整により、エンジン８の運転状態に応じて調整される。一方、タンク１で発生する燃料蒸気が大気中に放出されることなくキャニスタ１４に捕集される。燃料パージ制御に当たり、燃料パージを行うべき条件が成立すると、ＥＣＵ４１はパージ制御弁２２を所要の開度をもって開く。これにより、キャニスタ１４に捕集された燃料、或いはキャニスタ１４に導入された燃料蒸気が、パージライン２１を通じて吸気通路１０へパージされ、エンジン８の各気筒へと供給される。このパージ燃料は、上記のようにインジェクタ７から噴射された燃料と空気とからなる本来の混合気に付加され、エンジン８での燃焼に供される。
【００６５】
このため、空燃比制御に当たり、エンジン８に供給されるパージ燃料分を見込んで制御を行う必要がある。本実施形態では、燃料パージが実行されると、ＥＣＵ４１がそのことを判断し、先ず最初に、サージタンク１０ａに設けた吸気圧センサ３２によってパージ制御弁２２の作動開始前後の吸気圧を検出し、吸気圧変化に基づいて燃料蒸気のパージ濃度を算出する。そして、ＥＣＵ４１はエンジン８の運転状態に基づいて算出された燃料噴射量ＴＡＵから算出したパージ濃度に対応する値ＴＤだけ減少させる。これにより、各インジェクタ７から噴射される燃料量が低減される。このため、エンジン８に供給される燃料量が、パージされる燃料によって過剰になることはない。この結果、エンジン８における混合気の空燃比Ａ／Ｆがリッチになることを抑え、その空燃比Ａ／Ｆを燃料パージの開始直後から安定化させることができる。この意味で、エンジン８のドライバビリティやエミッションの悪化を防止することができる。
【００６６】
本実施形態では、燃料パージが実行されるときに、インジェクタ７から噴射される燃料量を低減させることから、エンジン８における燃料の消費量を減らすことができ、燃費を向上させることができる。
【００６７】
本実施形態では、空燃比制御に一般的に必要な吸気圧センサ３２の検出結果に基づいてパージ濃度を検出するようにしているので、濃度センサを設けなくて済み、コストアップの抑制、装置全体の簡略化を図ることができる。
【００６８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の内燃機関の制御装置を図７〜図９に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図１，図２において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６９】
図７は本実施形態の内燃機関の制御装置を示す概略構成図である。本実施形態において、キャニスタ１４に設けられたベーパ制御弁２０には圧力センサ５１が設けられている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７０】
圧力センサ５１はキャニスタ１４内の圧力ＰＴＡＮＫを検出し、その大きさに応じた信号を出力する。
図８のブロック回路図に示すように、圧力センサ５１は各種センサ３１〜３７と同様に外部入力回路４６に接続されている。ＥＣＵ４１は中央処理装置（ＣＰＵ）４２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４４及びバックアップＲＡＭ４５を備える。ＥＣＵ４１はこれら各部４２〜４５と、外部入力回路４６及び外部出力回路４７とがバス４８により接続されてなる。
【００７１】
ここで、ＲＯＭ４３は前述した各種制御を実行するための制御プログラム、及びパージ濃度算出に用いる基本パージ濃度マップ等を予め記憶する。この基本パージ濃度マップはパージ制御が実施されない場合のキャニスタ１４内の圧力ＰＴＡＮＫ、吸気圧Ｐｉｍ、エンジン回転速度ＮＥ、スロットル開度ＶＴＡに基づいて作成されている。
【００７２】
ＣＰＵ４２は外部入力回路４６を介して入力される各種センサ３１〜３７，５１からの信号を入力値として読み込む。ＣＰＵ４２はそれら入力値に基づき前述した各種制御を実行するために、各部材４，７，２２を制御する。本実施形態では燃料パージ制御は図３に示した「燃料パージ制御ルーチン」に基づいて同様に行われる。
【００７３】
図９は燃料パージ制御の処理内容に関する「パージ濃度算出ルーチン」を示すフローチャートである。ＥＣＵ４１はエンジン８の運転時に本ルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００７４】
ステップ４００において、ＥＣＵ４１は各種センサ３２，３３，３５，３７，５１により検出された吸気圧Ｐｉｍ（ｎ）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ）、大気圧Ｐａ、キャニスタ１４内の圧力ＰＴＡＮＫ（ｎ）に係る値をパージ制御前の入力値として読み込み、これらをＲＡＭ４４に記憶する。また、ＥＣＵ４１は圧力ＰＴＡＮＫ（ｎ）からパージ濃度を推定する。
【００７５】
ステップ４１０において、ＥＣＵ４１はパージ制御が実施されたか否かを判断する。ステップ４１０において、パージ制御が実施されていないと判定した場合、ステップ４００に戻る。
【００７６】
ステップ４１０において、パージ制御が実施されたと判定した場合、ステップ４２０において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の吸気圧Ｐｉｍ（ｎ＋１）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ＋１）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ＋１）、大気圧Ｐａ、圧力ＰＴＡＮＫ（ｎ＋１）に係る値を読み込む。
【００７７】
ステップ４３０において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の各パラメータの値からパージ制御前の各パラメータの値を減算することにより、吸気圧変化ΔＰｉｍ、回転速度変化ΔＮＥ、開度変化ΔＶＴＡ、及び圧力変化ΔＰＴＡＮＫを算出する。ＥＣＵ４１はパージ制御前の圧力ＰＴＡＮＫ（ｎ）と圧力変化ΔＰＴＡＮＫ、及びパージ制御後の吸気圧変化ΔＰｉｍと吸気圧変化ΔＰｉｍ（ΔＮＥ，ΔＶＴＡ）とに基づいてパージ濃度を算出する。吸気圧変化ΔＰｉｍ（ΔＮＥ，ΔＶＴＡ）は、基本パージ濃度マップから求められるものであって、パージ制御を実施していない場合の回転速度変化ΔＮＥ、開度変化ΔＶＴＡに対応する吸気圧の変化である。
【００７８】
本実施形態で、本ルーチンを実行するＥＣＵ４１は、パージ濃度算出手段に相当する。
本実施形態では、燃料パージが実行されると、ＥＣＵ４１がそのことを判断し、先ず最初に、キャニスタ１４に設けた圧力センサ５１によってパージ制御弁２２の作動開始前後のキャニスタ１４内の圧力を検出し、圧力変化に基づいて燃料蒸気のパージ濃度を算出する。そして、ＥＣＵ４１はパージ濃度に対応する値ＴＤだけ燃料噴射量ＴＡＵを減少させる。本実施形態においても第１実施形態と同様にエンジン８における混合気の空燃比Ａ／Ｆがリッチになることを抑え、その空燃比Ａ／Ｆを燃料パージの開始直後から安定化させることができる。
【００７９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の内燃機関の制御装置を図１０〜図１２に従って説明する。なお、重複説明を避けるため、図１，図２において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。また、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８０】
図１０は本実施形態の内燃機関の制御装置を示す概略構成図である。本実施形態において、キャニスタ１４にはキャニスタ１４の重量を検出し、その大きさに応じた信号を出力する重量センサ５２が設けられている。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００８１】
図１１のブロック回路図に示すように、重量センサ５２は各種センサ３１〜３７と同様に外部入力回路４６に接続されている。ＥＣＵ４１は中央処理装置（ＣＰＵ）４２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４３、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４４及びバックアップＲＡＭ４５を備える。ＥＣＵ４１はこれら各部４２〜４５と、外部入力回路４６及び外部出力回路４７とがバス４８により接続されてなる。
【００８２】
ここで、ＲＯＭ４３は前述した各種制御を実行するための制御プログラム、及びパージ濃度算出に用いる基本パージ濃度マップ等を予め記憶する。この基本パージ濃度マップはパージ制御が実施されない場合のキャニスタ１４の重量Ｗ、吸気圧Ｐｉｍ、エンジン回転速度ＮＥ、スロットル開度ＶＴＡに基づいて作成されている。
【００８３】
ＣＰＵ４２は外部入力回路４６を介して入力される各種センサ３１〜３７，５２からの信号を入力値として読み込む。ＣＰＵ４２はそれら入力値に基づき前述した各種制御を実行するために、各部材４，７，２２を制御する。本実施形態では燃料パージ制御は図３に示した「燃料パージ制御ルーチン」に基づいて同様に行われる。
【００８４】
図１２は燃料パージ制御の処理内容に関する「パージ濃度算出ルーチン」を示すフローチャートである。ＥＣＵ４１はエンジン８の運転時に本ルーチンを所定期間毎に周期的に実行する。
【００８５】
ステップ４５０において、ＥＣＵ４１は各種センサ３２，３３，３５，３７，５２により検出された吸気圧Ｐｉｍ（ｎ）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ）、大気圧Ｐａ、キャニスタ１４の重量Ｗ（ｎ）に係る値をパージ制御前の入力値として読み込み、これらをＲＡＭ４４に記憶する。また、ＥＣＵ４１は重量Ｗ（ｎ）からパージ濃度を推定する。
【００８６】
ステップ４６０において、ＥＣＵ４１はパージ制御が実施されたか否かを判断する。ステップ４６０において、パージ制御が実施されていないと判定した場合、ステップ４５０に戻る。
【００８７】
ステップ４６０において、パージ制御が実施されたと判定した場合、ステップ４７０において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の吸気圧Ｐｉｍ（ｎ＋１）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ＋１）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ＋１）、大気圧Ｐａ、重量Ｗ（ｎ＋１）に係る値を読み込む。
【００８８】
ステップ４８０において、ＥＣＵ４１はパージ制御後の各パラメータの値からパージ制御前の各パラメータの値を減算することにより、吸気圧変化ΔＰｉｍ、回転速度変化ΔＮＥ、開度変化ΔＶＴＡ、及び重量変化ΔＷを算出する。ＥＣＵ４１はパージ制御前の重量Ｗ（ｎ）と重量変化ΔＷ、及びパージ制御後の吸気圧変化ΔＰｉｍと吸気圧変化ΔＰｉｍ（ΔＮＥ，ΔＶＴＡ）とに基づいてパージ濃度を算出する。吸気圧変化ΔＰｉｍ（ΔＮＥ，ΔＶＴＡ）は、基本パージ濃度マップから求められるものであって、パージ制御を実施していない場合の回転速度変化ΔＮＥ、開度変化ΔＶＴＡに対応する吸気圧の変化である。
【００８９】
本実施形態で、本ルーチンを実行するＥＣＵ４１は、パージ濃度算出手段に相当する。
本実施形態では、燃料パージが実行されると、ＥＣＵ４１がそのことを判断し、先ず最初に、キャニスタ１４の重量を検出する重量センサ５２によってパージ制御弁２２の作動開始前の燃料蒸気を含むキャニスタ１４の重量を検出し、キャニスタ１４の重量に基づいて燃料蒸気のパージ濃度を算出する。そして、ＥＣＵ４１はパージ濃度に対応する値ＴＤだけ燃料噴射量ＴＡＵを減少させる。そのため、本実施形態においてもエンジン８における混合気の空燃比Ａ／Ｆがリッチになることを抑え、その空燃比Ａ／Ｆを燃料パージの開始直後から安定化させることができる。
【００９０】
尚、この発明は次のような別の実施形態に具体化することもできる。以下の別の実施形態でも前記各実施形態と同等の作用及び効果を得ることができる。
上記実施形態では、図３のフローチャートに示すように、パージ条件が成立したとき、エンジン８の運転状態に応じて算出された目標開度ＤＰＧに基づきパージ制御弁２２の開度を調整することにより、パージされる燃料量を調整するようにした。これに対し、パージ条件が成立したときには、パージ制御弁２２を一律の開度をもって開くことにより、燃料パージを行うようにしてもよい。
【００９１】
また、上記第１実施形態において、図４のステップ２００、図５のステップ２５０にて読み込んだ吸気圧Ｐｉｍ（ｎ）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ）、大気圧Ｐａに係る値に基づいてＲＯＭ４３に記憶した基本パージ濃度マップを更新し、この更新後のパージ濃度マップに基づいてパージ濃度を算出するようにしてもよい。
【００９２】
同様に、上記第２実施形態において、図９のステップ４００にて読み込んだ吸気圧Ｐｉｍ（ｎ）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ）、大気圧Ｐａ、圧力ＰＴＡＮＫ（ｎ）に係る値に基づいてＲＯＭ４３に記憶した基本パージ濃度マップを更新し、この更新後のパージ濃度マップに基づいてパージ濃度を算出するようにしてもよい。さらに、上記第３実施形態において、図１２のステップ４５０にて読み込んだ吸気圧Ｐｉｍ（ｎ）、スロットル開度ＶＴＡ（ｎ）、エンジン回転速度ＮＥ（ｎ）、大気圧Ｐａ、重量Ｗ（ｎ）に係る値に基づいてＲＯＭ４３に記憶した基本パージ濃度マップを更新し、この更新後のパージ濃度マップに基づいてパージ濃度を算出するようにしてもよい。
【００９３】
尚、この明細書で発明の構成に係る手段等を以下のように定義する。
（ａ）インジェクタとは、燃料を噴射するための電磁弁付ノズルを意味し、電磁弁がＥＣＵからの電気信号に基づいて開弁することにより燃料を噴射する。この燃料噴射量は電磁弁の開弁時間により決まる。
【００９４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、パージ制御時又はパージ制御が行われる前に、キャニスタ内に吸着された燃料蒸気の濃度を検出し、パージ制御開始直後からの安定した空燃比制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の内燃機関の制御装置を示す構成図
【図２】第１実施形態のＥＣＵの構成を示すブロック回路図
【図３】「燃料パージ制御ルーチン」を示すフローチャート
【図４】「パージ濃度算出ルーチン」を示すフローチャート
【図５】別の「パージ濃度算出ルーチン」を示すフローチャート
【図６】「燃料噴射制御ルーチン」を示すフローチャート
【図７】第２実施形態の内燃機関の制御装置を示す構成図
【図８】第２実施形態のＥＣＵの構成を示すブロック回路図
【図９】「パージ濃度算出ルーチン」を示すフローチャート
【図１０】第３実施形態の内燃機関の制御装置を示す構成図
【図１１】第４実施形態のＥＣＵの構成を示すブロック回路図
【図１２】「パージ濃度算出ルーチン」を示すフローチャート
【符号の説明】
１…燃料タンク、７…インジェクタ、８…内燃機関としてのエンジン、１４…キャニスタ、２２…パージ制御弁、３２…吸気圧センサ、４１…パージ濃度算出手段、制御手段としてのＥＣＵ、５１…圧力センサ、５２…重量センサ
【図１】
0003620210.tif 000002
【図２】
0003620210.tif 000003
【図３】
0003620210.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003620210.tif 000007
【図７】
0003620210.tif 000008
【図８】
0003620210.tif 000009
【図９】
0003620210.tif 000010
【図１０】
0003620210.tif 000011
【図１１】
0003620210.tif 000012
【図１２】
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