(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、この運転状態検出手段の検出出力に基づき、蒸発燃料をパージエアとして機関吸気系に導入する量を制御するパージ制御量設定手段、このパージ制御量設定手段の出力に応じて前記機関吸気系に備えたパージ弁を制御するパージ弁制御手段、前記パージ制御量設定手段の出力により前記機関吸気系に導入されるパージ量を算出するパージ量算出手段、このパージ量算出手段により算出されたパージ量と前記運転状態検出手段により検出された運転状態によりパージ率を算出するパージ率算出手段、前記内燃機関に供給された混合気の空燃比を検出する空燃比センサ、この空燃比センサの検出出力に基づき前記内燃機関に供給される混合気の空燃比が目標値となるように補正する空燃比フィードバック補正係数を算出する空燃比フィードバック補正手段、前記パージ率と前記空燃比フィードバック補正係数によりパージエア濃度を算出するパージエア濃度算出手段、前記パージ率と前記パージエア濃度とに基づきパージエア濃度補正係数を算出するパージエア濃度補正手段、前記パージ制御量設定手段の出力に応じて前記パージ弁の制御状態を検出するパージ状態検出手段、前記運転状態検出手段の出力と前記パージ状態検出手段の出力に基づいて前記パージエアが非導入から導入に変化したことによる前記空燃比の変動を抑制するパージエア導入補正係数を算出するパージエア導入補正手段、前記空燃比フィードバック補正係数と前記パージエア濃度補正係数とパージエア導入補正係数に基づき前記内燃機関に供給する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段を備え、
前記パージエアの導入が開始されたとき、前記パージエア導入補正係数に基づき前記パージエアの導入開始から前記空燃比フィードバック補正係数による制御遅れ時間に相当する時間が経過するまでの間において、前記燃料噴射量を所定量減量させることにより、前記パージエアの導入開始直後における前記混合気の空燃比を目標値に維持することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記パージエア導入補正手段の算出する前記パージエア導入補正係数は、前記パージエアの導入が開始されるまでの導入休止期間の長さに対応して設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
前記パージエア導入補正手段の算出する前記パージエア導入補正係数は、前記パージエアの供給量に対応して設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
内燃機関に供給される混合気の空燃比に対応した空燃比フィードバック補正係数と、前記内燃機関の運転状態に応じて吸気系に導入されたパージエアのパージ率とパージエア濃度とに基づき算出されたパージエア濃度補正係数とに応じて燃料噴射量を制御して前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を目標値に制御するものにおいて、
前記パージエアの導入が開始されたとき、前記パージエアが非導入から導入に変化したことによる前記空燃比の変動を抑制するパージエア導入補正係数を算出し、且つ、このパージエア導入補正係数に基づき前記パージエアの導入開始から前記空燃比フィードバック補正係数による制御遅れ時間に相当する時間が経過するまでの間において、前記燃料噴射量を所定量減量させることにより、前記パージエアの導入開始直後における前記混合気の空燃比を目標値に維持することを特徴とする内燃機関の空燃比制御法。
【請求項５】
前記パージエア導入補正係数が、前記パージエアの導入が開始されるまでの導入休止期間の長さに対応して設定されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の空燃比制御法。
【請求項６】
前記パージエア導入補正係数が、前記パージエアの供給量に対応して設定されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の空燃比制御法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空燃比のフィードバック制御機能とパージ制御機能とを備えた内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の内燃機関では、燃料タンクなどから発生する蒸発燃料をキャニスタの活性炭に吸着させ、これを吸気系へ導入させる所謂パージ処理が行われる。また、排気通路に空燃比センサを設け、内燃機関に供給する混合気の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量のフィードバック制御が行われる。このような内燃機関においては、蒸発燃料のパージ処理を行っていない場合の空燃比フィードバック補正係数は、基準値である１．０を中心として変動するが、パージ処理が開始されるとパージされた蒸発燃料分だけ燃料噴射量を減少させる必要があり、空燃比フィードバック補正係数は基準値の１．０より小さな値とする必要がある。
【０００３】
このように、パージ処理時における空燃比フィードバック補正係数は、内燃機関の運転状態、すなわち、吸入空気量とパージ量との比（以降パージ率と称す）により、基準値に対して様々な値に制御される。例えば、蒸発燃料の導入路に設けられるパージ制御弁の開度が一定である場合、理論混合比を得るためには空燃比フィードバック補正係数は１．０より小さな値となり、内燃機関の加速運転が行われると吸気管の負圧が小さくなり、吸入空気量が増大する結果、パージ率は低下し、空燃比フィードバック補正係数は１．０により近づくことになる。このようなパージ率の変動に対処し、空燃比を目標値に維持する技術としては、例えば、特開平５−５２１３９号公報が開示されている。
【０００４】
この公報に開示された技術は、燃料噴射量を空燃比フィードバック補正係数により補正する第１の噴射量補正手段と、パージを行ったときに生ずる空燃比フィードバック補正係数のずれに基づいて単位目標パージ率当たりのパージエア濃度を算出するパージエア濃度算出手段と、パージを行ったときにパージエア濃度とパージ率との積に基づいて燃料噴射量を減量する第２の噴射量補正手段とを備えている。そして、パージ制御弁全開時におけるパージ量と吸入空気量との比である最大パージ率を予め記憶しておき、パージ制御弁のデューティ比を目標パージ率／最大パージ率とし、パージが開始されたとき、目標デューティ比を徐々に増大させるようにしたものである。
【０００５】
この従来技術では、空燃比フィードバック補正係数が所定値以下であり、空燃比がリッチのときパージエア濃度係数を一定値ずつ増大させ、パージ開始から１５秒毎に空燃比フィードバック補正係数のずれを一定の割合でパージエア濃度係数に反映させることにより、空燃比フィードバック補正係数を強制的に１．０に近づけるようにしたものである。このように機関の運転状態にかかわらずパージ率が一定となるようにパージ制御弁のデューティ比を制御し、パージ率が変化した場合においてもパージ率とパージエア濃度との積で燃料噴射量を補正することにより、過渡時における空燃比のずれを防止するものである。
【０００６】
また、特開平８−１２１２６４号公報には、パージを開始したときに生ずる空燃比フィードバック補正係数のずれに基づき吸入空気中のパージエア濃度係数の初期値を算出し、パージエアを設定量パージする毎にパージエア濃度係数を初期値から順次低下させ、パージを行ったときにパージエア濃度係数に基づき燃料噴射量を減量するものにおいて、パージエア濃度係数の低下作用が行われているときに空燃比フィードバック補正係数が予め設定された設定範囲から逸脱したときにパージエア濃度係数の低下を一時停止させることにより、パージエア濃度係数が、実際のパージエア濃度からずれないようにした技術が開示されている。
【０００７】
さらに、特開平８−２６１０３８号公報には、パージ量と運転状態とからパージ率を算出すると共に、空燃比センサの検出値に基づき空燃比制御手段が内燃機関に供給する混合気の空燃比を補正する空燃比フィードバック補正係数を制御し、パージ率と空燃比フィードバック補正係数とに基づきパージエア濃度を算出してパージ率とパージエア濃度とに基づきパージエア濃度補正係数を算出し、空燃比フィードバック補正係数とパージエア濃度補正係数とに基づき燃料噴射量を算出することにより、空燃比を目標空燃比に制御する技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、パージ処理時における空燃比フィードバック補正係数の制御に関しては各種の技術が開示されており、この空燃比フィードバック補正係数は、変動する運転状態におけるパージ処理時の空燃比を目標値である理論空燃比に補正するために用いられるものである。しかし、上記従来例の特開平５−５２１３９号公報にも開示されているように、空燃比フィードバック補正係数にずれが生じた場合、比較的長い時間をかけてずれの補正がなされるものであり、特に、パージ処理を行っていない状態から多量のパージエアを導入するようなとき、空燃比フィードバック補正係数のずれが補正されるまでの時間においては空燃比が目標値を維持できなくなり、リッチの状態が所定時間継続するものであった。
【０００９】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、パージエアの導入時において、空燃比を常に精度良く目標値に制御することが可能な内燃機関の空燃比制御装置、並びに、制御法を得ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、この運転状態検出手段の検出出力に基づき、蒸発燃料をパージエアとして機関吸気系に導入する量を制御するパージ弁制御量設定手段、このパージ弁制御量設定手段の出力に応じて機関吸気系に備えたパージ弁を制御するパージ弁制御量制御手段、パージ弁制御量設定手段の出力により機関吸気系に導入されるパージ量を算出するパージ量算出手段、このパージ量算出手段により算出されたパージ量と運転状態検出手段により検出された運転状態によりパージ率を算出するパージ率算出手段、内燃機関に供給された混合気の空燃比を検出する空燃比センサ、この空燃比センサの検出出力に基づき内燃機関に供給される混合気の空燃比が目標値となるように補正する空燃比フィードバック補正係数を算出する空燃比フィードバック補正手段、パージ率と空燃比フィードバック補正係数によりパージエア濃度を算出するパージエア濃度算出手段、パージ率とパージエア濃度とに基づきパージエア濃度補正係数を算出するパージエア濃度補正手段、パージ弁制御量設定手段の出力に応じてパージ弁の制御状態を検出するパージ状態検出手段、運転状態検出手段の出力とパージ状態検出手段の出力に基づいてパージエアが非導入から導入に変化したことによる空燃比の変動を抑制するパージエア導入補正係数を算出するパージエア導入補正手段、空燃比フィードバック補正係数とパージエア濃度補正係数とパージエア導入補正係数に基づき内燃機関に供給する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段を備え、パージエアの導入が開始されたとき、パージエア導入補正係数に基づきパージエアの導入開始から空燃比フィードバック補正係数による制御遅れ時間に相当する時間が経過するまでの間において、燃料噴射量を所定量減量させることにより、パージエアの導入開始直後における混合気の空燃比を目標値に維持するようにしたものである。
【００１１】
また、パージエア導入補正手段の算出によるパージエア導入補正係数は、パージエアの導入が開始されるまでの導入休止期間の長さに対応して設定されるようにしたものである。
さらに、パージエア導入補正手段の算出するパージエア導入補正係数は、パージエアの供給量に対応して設定されるようにしたものである。
【００１２】
また、この発明に係わる内燃機関の空燃比制御法は、内燃機関に供給される混合気の空燃比に対応した空燃比フィードバック補正係数と、内燃機関の運転状態に応じて吸気系に導入されたパージエアのパージ率とパージエア濃度とに基づき算出されたパージエア濃度補正係数とに応じて燃料噴射量を制御して内燃機関に供給される混合気の空燃比を目標値に制御するものにおいて、パージエアの導入が開始されたとき、パージエアが非導入から導入に変化したことによる空燃比の変動を抑制するパージエア導入補正係数を算出し、且つ、このパージエア導入補正係数に基づきパージエアの導入開始から空燃比フィードバック補正係数による制御遅れ時間に相当する時間が経過するまでの間において、燃料噴射量を所定量減量させることにより、パージエアの導入開始直後における混合気の空燃比を目標値に維持するようにしたものである。
【００１３】
さらに、パージエア導入補正係数が、パージエアの導入が開始されるまでの導入休止期間の長さに対応して設定されるようにしたものである。
さらにまた、パージエア導入補正係数が、パージエアの供給量に対応して設定されるようにしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１ないし図４は、この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置を説明するためのもので、図１は、全体構成を説明する構成図、図２は、機能を説明する機能構成図、図３は、補正係数の設定を説明するフローチャート、図４は、動作を説明する説明図である。
【００１５】
図１の全体構成図において、エアクリーナ１からの吸入空気は、エアフローセンサ２により吸入空気量Ｑａが測定され、スロットルバルブ３にて吸気量が負荷に応じて制御され、サージタンク４および吸気管５を介して内燃機関６の各気筒に吸入される。また、燃料はインジェクタ７により吸気管５に噴射される。燃料タンク８内で発生する蒸発燃料は、活性炭を内蔵したキャニスタ９に吸着され、内燃機関６の運転状態に応じてパージ制御弁１０が開弁されると、キャニスタ９内の蒸発燃料は、サージタンク４内の負圧によりキャニスタ大気口１１から導入される空気がキャニスタ９内の活性炭を通過するとき脱離され、蒸発燃料を含んだ空気、すなわち、パージエアとなってサージタンク４内に導入される。
【００１６】
スロットルバルブ３にはスロットル開度を計測するスロットルセンサ１２と、スロットル開度がアイドリング状態においてＯＮとなるアイドルスイッチ１３とが設けられ、内燃機関６には冷却水温を計測する水温センサ１４が設けられている。また、内燃機関６の排気管１５には空燃比センサ１６が、内燃機関６にはクランク軸の回転角や回転速度を計測するクランク角センサ１７が設けられ、エアフローセンサ２の吸気量Ｑａと、スロットルセンサ１２によるスロットル開度θと、アイドルスイッチ１３のＯＮ信号と、水温センサ１４による冷却水温度ＷＴと、空燃比センサ１６の空燃比信号Ｏ２と、クランク角センサ１７による内燃機関６の回転速度Ｎｅなどが制御装置２０に入力される。
【００１７】
制御装置２０は、ＣＰＵ２１とＲＯＭ２２とＲＡＭ２３とからなるマイクロコンピュータと、入出力インターフェイス２４と、インジェクタ７やパージ制御弁１０などを駆動する駆動手段２５などから構成され、上記した各センサからの信号を入出力インターフェイス２４を介して入力すると共に、入出力インターフェイス２４を介して空燃比制御や点火時期制御などの各種制御を行う。なお、上記した各センサ類、すなわち、エアフローセンサ２、スロットルセンサ１２、アイドルスイッチ１３、水温センサ１４、空燃比センサ１６及びクランク角センサ１７などは一括して運転状態検出手段と呼称する。また、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に格納されている制御プログラムおよび各種マップに基づいて空燃比フィードバック制御の演算を行い、駆動回路２５を介してインジェクタ７を駆動する。
【００１８】
制御装置２０は、点火時期の制御や、ＥＧＲの制御や、アイドル回転速度の制御などの各種制御を行うと共に、内燃機関６の暖機が完了して冷却水温ＷＴが所定値以上になり、回転速度Ｎｅが所定値以上の状態において、運転状態に応じてパージ信号を出力してパージ制御弁１０を開弁し、キャニスタ９の活性炭に吸着されていた蒸発燃料をサージタンク４にパージエアとしてパージする所謂パージ処理を行う。そして、内燃機関６がアイドル運転状態に入ると、これをアイドルスイッチ１３の信号により検出し、パージ制御弁１０を閉じてキャニスタ９からのパージエアをカットする。また、吸気量Ｑａや内燃機関６の回転速度Ｎｅが設定された値以上となったときにも、パージ制御弁１０を閉じてキャニスタ９からのパージエアをカットする。
【００１９】
このような制御を行うために、制御装置２０は図２に示すような機能を有している。図１の機能ブロック図において、上記したように、エアフローセンサ２やスロットルセンサ１２など、内燃機関６の運転状態を検出するセンサ類はここでは運転状態検出手段３０としてまとめている。この運転状態検出手段３０が検出する内燃機関６の運転状態の入力によりパージ制御量設定手段３１はパージ制御量を設定し、この出力によりパージ弁制御手段３２はパージ制御弁１０の開弁割合（デューティ）を制御する。また、このパージ制御量設定手段３１とパージ弁制御手段３２とでパージ制御手段３３を構成する。
【００２０】
パージ制御手段３３により設定されたパージ制御量はパージ量算出手段３４に入力され、パージ量算出手段３４はパージ制御量に基づき吸気管５に導入されるパージ量を算出する。運転状態検出手段３０が検出する内燃機関６の運転状態とパージ量算出手段３４により算出されたパージ量とはパージ率算出手段３５に入力され、パージ率、すなわち、吸入空気量とパージ量との比が算出される。空燃比フィードバック補正手段３６は空燃比センサ１６からの空燃比信号を入力し、空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック補正係数を算出して燃料噴射量算出手段４１に与え、空燃比を制御する。
【００２１】
空燃比フィードバック補正手段３６の出力はパージエア濃度算出手段３７にも与えられ、パージエア濃度算出手段３７は、パージを行ったときに生じる空燃比フィードバック補正係数のずれとパージ率とからパージエア濃度を算出する。パージエア濃度補正手段３８はパージエア濃度とパージ率とに基づいて燃料噴射量を補正するパージエア濃度補正係数を算出し、燃料噴射量算出手段４１に与えて空燃比フィードバック補正係数のずれを補正し、空燃比を目標値に維持する。これらの動作により定常状態における空燃比は、例えば、理論空燃比などの目標値に制御される。
【００２２】
パージ状態検出手段３９はパージ制御量設定手段３１の出力に応じてパージ弁１０の制御状態を検出する。パージエア導入補正手段４０は運転状態検出手段３０の出力とパージ状態検出手段３９の出力とを入力してパージエアの導入が開始されたことにより変化する空燃比を補正するパージエア導入補正係数の算出と設定とを行い、燃料噴射量算出手段４１に出力する。このパージエア導入補正係数は、パージエアの導入が開始されたときの過渡状態における空燃比を補正するものである。燃料噴射量算出手段４１は空燃比フィードバック補正係数とパージエア濃度補正係数とパージエア導入補正係数とに基づき燃料噴射量を算出してインジェクタ７に出力する。
【００２３】
このように構成された制御装置２０において、燃料噴射量算出手段４１は、次式に基づいて燃料噴射量Ｑｆを算出する。
Qf=｛（Qa/Ne）/目標空燃比｝×CFB×CPRG×CPRGLN×K＋α ・・ （１）
ここに、Ｑａは吸気量、Ｎｅは内燃機関の回転速度、ＣＦＢは空燃比フィードバック補正係数、ＣＰＲＧはパージエア濃度補正係数、ＣＰＲＧＬＮはパージエア導入補正係数、Ｋは補正係数Ｉ、αは補正係数IIである。
【００２４】
Ｋの補正係数Ｉは、暖機補正などの補正係数、αの補正係数IIは、加速増量などの補正係数であり、補正の必要がないときは、Ｋ＝１．０、α＝０とされる。また、パージエア濃度補正係数のＣＰＲＧは、パージ処理が行われたときにパージエア濃度とパージ率とに基づいて燃料噴射量を補正するものであり、パージ処理が行われていないときにはＣＰＲＧ＝１．０となる。
【００２５】
パージ処理が行われるとき、パージ制御量設定手段３１の出力に応じて、パージ量算出手段３４が、パージエアの導入量、すなわち、パージ量を算出し、このパージ量と、運転状態検出手段３０の出力の一つである吸入空気量Ｑａとからパージ率算出手段３５がパージ率を算出する。空燃比センサ１６の出力は空燃比フィードバック補正手段３６に入力され、空燃比フィードバック補正手段３６は空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢを算出し、さらに、平均的な空燃比フィードバック補正量に相当する空燃比フィードバック補正量の積分値を算出する。
【００２６】
そして、パージ率と空燃比フィードバック補正量の積分値とに基づきパージ濃度算出手段３７においてパージエア濃度が算出され、パージエア濃度補正手段３８によりパージ率とパージエア濃度とに基づいてパージエアに含まれる燃料により変化する空燃比が目標空燃比となる様に補正するためのパージエア濃度補正係数ＣＰＲＧが算出される。このようにして算出されたパージエア濃度補正係数ＣＰＲＧが燃料噴射量算出手段４１に入力され、パージエアによる空燃比の変動を補正する。
【００２７】
空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢは空燃比センサ１６の出力信号に基づいて空燃比を目標空燃比に制御するためのものであり、パージ処理が行われていないときは基準値の１．０近傍に設定され、パージが行われているときには１．０より小さな値となる。この空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢと、上記のパージエア濃度補正係数ＣＰＲＧとの算出は公知の技術であり、例えば、従来例として説明した特開平８−２６１０３８号公報に記載されており、本発明には直接関与しないので詳細説明は省略する。
【００２８】
続いて、本発明の特徴であり、上記の（１）式の演算に空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢと、パージエア濃度補正係数ＣＰＲＧと共に用いられるパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮ、すなわち、パージエアの導入が開始されたことにより変化する空燃比を補正する補正係数について説明する。パージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮは、パージエアが非導入状態から導入状態に変化した場合に、パージエアを導入したことによる空燃比の変動を抑制するための補正に用いるものであり、パージエアの導入による燃料補正を実施する必要がない場合には、ＣＰＲＧＬＮ＝１．０とされる。
【００２９】
上記したように従来の技術では、パージエア導入により空燃比が目標空燃比からずれた場合、空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢによりこれを補正しようとしても、空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢは更新に時間がかかるため、目標空燃比に補正されるまでに時間を要するものであった。この発明においては、パージエアが非導入から導入に変化したときに、パージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮを設定し、パージエアの導入に応じてフィードフォワード制御することにより、空燃比を目標空燃比に制御できるようにしたものである。従って、速やかに空燃比を目標空燃比に制御することができ、空燃比が目標空燃比から逸脱することがない。
【００３０】
パージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮは、運転状態検出手段３０の出力とパージ状態検出手段３９の出力に応じて、パージエア導入補正手段４０において算出される。以下に図３に従って、パージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮを算出する手順の一例について説明する。この処理は、制御装置２０において所定時間毎に実施されるものである。まず、ステップＳ３０１において、パージ状態検出手段３９によりパージエアが導入されているか否かについて検出する。ステップＳ３０１でパージ制御弁１０がＯＦＦであり、パージエアが非導入の場合にはステップＳ３０６に進み、後述するステップＳ３０５にて減算されるタイマーに所定値ｔ１を設定する。
【００３１】
このタイマーは、ステップＳ３０５において減算されるが、タイマーの値が０の場合は減算されることなく値０が維持される。次にステップＳ３０７に進み、パージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮに係数１．０を設定し、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０１において、パージ制御弁１０がＯＮであってパージエアが導入されている場合には、ステップＳ３０２に進み、タイマーの値を判定する。ここで、タイマーの値が０の場合には、ステップＳ３０７に進み、タイマーの値が０でなければステップＳ３０３に進む。
【００３２】
ステップＳ３０３ではパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮに係数ＫＰＲＧを設定し、ステップＳ３０４に進んで、上記したルーチンの繰り返し時間とは別の所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していない場合にはリターンに進み、所定時間が経過している場合には、ステップＳ３０５に進んでタイマーを減算し、リターンに進む。なお、係数ＫＰＲＧは燃料噴射量を減量するための係数であり、１．０より小さい値とされる。
【００３３】
この動作を図４のタイムチャートにて説明すると次の通りである。図の（ａ）はパージ状態検出手段３９の検出信号であり、パージ弁制御手段３２が出力し、パージ制御弁１０を動作させる信号と同期した信号である。図の（ｂ）はタイマの動作状態、（ｃ）はパージ制御弁１０を作動させるパージソレノイドのデューティの変化状態、（ｄ）はパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮの変化状態を示し、（ｅ）は空燃比の変化状態を示すものである。パージソレノイドのデューティに値が設定されている場合はパージエアが導入されており、パージ制御弁１０はＯＮ状態である。パージソレノイドのデューティが０の場合はパージエアが非導入であり、パージ制御弁１０はＯＦＦ状態である。
【００３４】
パージ弁制御手段３２の出力がＯＮからＯＦＦに変化したとき、ＯＮからＯＦＦへの変化に同期してタイマにｔ１がセットされ（ステップＳ３０６）、パージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮは１．０にセットされ（ステップＳ３０７）、パージソレノイドのデューティはＯＦＦ、すなわち、０となる。パージの休止時間ｔｏｆｆが経過してパージ状態検出手段３９の検出が再び０Ｎに戻ると、タイマはルーチン毎の減算が開始され、パージ制御弁１０を作動させるパージソレノイドにはデューティｄが与えられ、パージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮには係数ＫＰＲＧが設定される（ステップＳ３０３）。タイマはルーチン毎に減算されるので、所定時間ｔ１後には０になり、補正が終了してパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮは１．０に戻る（ステップＳ３０７）。
【００３５】
空燃比は図の（ｅ）に示すように、パージエアが非導入状態から導入状態に変化した場合（すなわち、パージ弁制御手段３２の出力がＯＦＦからＯＮに変化したとき）を除き、空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢとパージエア濃度補正係数ＣＰＲＧとにより、目標空燃比に正確に制御されている。しかし、この両者による補正のみでは、パージエアが導入された瞬間から所定時間ｔ１の間は、空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢやパージエア濃度補正係数ＣＰＲＧによる補正遅れが存在し、図４の空燃比特性の（ｇ）に示すように、空燃比がリッチ側に変動し、ｔ１までの時間に徐々に目標値に向かって制御され、変化する。
【００３６】
この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置においては、上記の（１）式に示したように、燃料噴射量算出手段４１による燃料噴射量Ｑｆの算出にパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮが使用され、燃料供給量を補正するようにしたので、図４の空燃比特性の（ｆ）に示すように、空燃比は目標値から逸脱することなく制御される。このために、上記のステップＳ３０３にてパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮとして値ＫＰＲＧを設定したが、このＫＰＲＧの値は導入されるパージエアに含まれる蒸発燃料の量に応じて決定され、ステップＳ３０６にて設定される時間ｔ１は、空燃比フィードバック補正係数ＣＦＢやパージエア濃度補正係数ＣＰＲＧによる補正遅れ時間に相当するものとされる。
【００３７】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２によるパージエア導入補正手段におけるパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮの設定内容を説明するものである。上記の実施の形態１にて説明したように、燃料噴射量算出手段４１による燃料噴射量Ｑｆの算出にパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮが使用され、このＣＰＲＧＬＮの値には図３のステップＳ３０３にて係数ＫＰＲＧが導入される。この実施の形態では導入される係数ＫＰＲＧが図５のように設定される。図５の横軸はｔｏｆｆであり、これは図４に示したパージエアの休止時間の長さである。パージエアの休止時間が長いほどキャニスタ９に蓄えられる蒸発燃料は量が増大し、パージエアの濃度が大となるため、ＫＰＲＧの値は小さく設定されるものであり、このように設定することにより、パージエアの導入が開始されたときの空燃比の変動をより小さく制御できるものである。
【００３８】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３によるパージエア導入補正手段におけるパージエア導入補正係数ＣＰＲＧＬＮの設定内容を説明するものである。この実施の形態は、実施の形態２と同様に係数ＫＰＲＧの設定に関するものであり、この実施の形態においては図６に示すように、係数ＫＰＲＧの値をパージソレノイドのデューティに対応して設定するようにしたものである。パージエアの量はパージソレノイドのデューティが大であるほど増大するため、係数ＫＰＲＧの値をこれに対応して小さく設定するものであり、このように設定することにより、パージエアの導入が開始されたときの空燃比の変動をより小さく制御することができるものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の内燃機関の空燃比制御装置において、請求項１に記載した発明によれば、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、この運転状態検出手段の検出出力に基づき、蒸発燃料をパージエアとして機関吸気系に導入する量を制御するパージ弁制御量設定手段、このパージ弁制御量設定手段の出力に応じて機関吸気系に備えたパージ弁を制御するパージ弁制御量制御手段、パージ弁制御量設定手段の出力により機関吸気系に導入されるパージ量を算出するパージ量算出手段、このパージ量算出手段により算出されたパージ量と運転状態検出手段により検出された運転状態によりパージ率を算出するパージ率算出手段、内燃機関に供給された混合気の空燃比を検出する空燃比センサ、この空燃比センサの検出出力に基づき内燃機関に供給される混合気の空燃比が目標値となるように補正する空燃比フィードバック補正係数を算出する空燃比フィードバック補正手段、パージ率と空燃比フィードバック補正係数によりパージエア濃度を算出するパージエア濃度算出手段、パージ率とパージエア濃度とに基づきパージエア濃度補正係数を算出するパージエア濃度補正手段、パージ弁制御量設定手段の出力に応じてパージ弁の制御状態を検出するパージ状態検出手段、運転状態検出手段の出力とパージ状態検出手段の出力に基づいてパージエアが非導入から導入に変化したことによる空燃比の変動を抑制するパージエア導入補正係数を算出するパージエア導入補正手段、空燃比フィードバック補正係数とパージエア濃度補正係数とパージエア導入補正係数に基づき内燃機関に供給する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段を備え、パージエアの導入が開始されたとき、パージエア導入補正係数に基づきパージエアの導入開始から空燃比フィードバック補正係数による制御遅れ時間に相当する時間が経過するまでの間において、燃料噴射量を所定量減量させることにより、パージエアの導入開始直後における混合気の空燃比を目標値に維持するようにしたので、パージエアの導入開始直後においても空燃比が目標値から逸脱することがなく、常に精度良く制御することが可能になるものである。
【００４０】
また、請求項２に記載の発明によれば、パージエア導入補正手段の算出によるパージエア導入補正係数は、パージエアの導入が開始されるまでの導入休止期間の長さに対応して設定されるようにしたので、導入休止期間が長くなってパージエアの濃度が大となっても濃度に応じた補正ができ、空燃比を精度良く制御することができるものである。さらに、請求項３に記載の発明によれば、パージエア導入補正手段の算出するパージエア導入補正係数は、パージエアの供給量に対応して設定されるようにしたので、導入されるパージエアの量に応じた空燃比の制御ができ、空燃比を精度良く制御することができるものである。
【００４１】
また、請求項４に記載の発明によれば、内燃機関に供給される混合気の空燃比に対応した空燃比フィードバック補正係数と、内燃機関の運転状態に応じて吸気系に導入されたパージエアのパージ率とパージエア濃度とに基づき算出されたパージエア濃度補正係数とに応じて燃料噴射量を制御して内燃機関に供給される混合気の空燃比を目標値に制御するものにおいて、パージエアの導入が開始されたとき、パージエアが非導入から導入に変化したことによる空燃比の変動を抑制するパージエア導入補正係数を算出し、且つ、このパージエア導入補正係数に基づきパージエアの導入開始から空燃比フィードバック補正係数による制御遅れ時間に相当する時間が経過するまでの間において、燃料噴射量を所定量減量させることにより、パージエアの導入開始直後における混合気の空燃比を目標値に維持するようにしたので、パージ制御弁の動作開始直後においても空燃比がリッチになることなく、空燃比フィードバック補正手段などの制御時間遅れによる空燃比の目標値とのずれを補正することが可能な内燃機関の空燃比制御法を得ることができるものである。
【００４２】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、パージエア導入補正係数が、パージエアの導入が開始されるまでの導入休止期間の長さに対応して設定されるようにしたので、パージ処理の休止期間が長時間になってパージエア濃度が大となっても空燃比を精度良く制御することができるものである。さらにまた、請求項６に記載の発明によれば、パージエア導入補正係数が、パージエアの供給量に対応して設定されるようにしたので、パージエアの量に応じた空燃比の制御ができ、空燃比を精度良く制御することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の機能ブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の補正係数の設定を説明するフローチャートである。
【図４】  この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の動作説明図である。
【図５】  この発明の実施の形態２による内燃機関の空燃比制御装置のパージエア導入補正係数の説明図である。
【図６】  この発明の実施の形態３による内燃機関の空燃比制御装置のパージエア導入補正係数の説明図である。
【符号の説明】
１  エアクリーナ、２  エアフローセンサ、３  スロットルバルブ、
４  サージタンク、５  吸気管、６  内燃機関、７  インジェクタ、
８  燃料タンク、９  キャニスタ、１０  パージ制御弁、
１２  スロットルセンサ、１３  アイドルスイッチ、１４  水温センサ、
１５  排気管、１６  空燃比センサ、１７  クランク角センサ、
２０  制御装置、２１  ＣＰＵ、２２  ＲＯＭ、２３  ＲＡＭ、
２４  入出力インターフェイス、２５  駆動手段、
３０  運転状態検出手段、３１  パージ制御量設定手段、
３２  パージ弁制御手段、３４  パージ量算出手段、
３５  パージ率算出手段、３６  空燃比フィードバック補正手段、
３７  パージエア濃度算出手段、３８  パージエア濃度補正手段、
３９  パージ状態検出手段、４０  パージエア導入補正手段、
４１  燃料噴射量算出手段。
【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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