(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料を一時的に蓄えるキャニスタと、キャニスタから吸気通路内にパージされる燃料ベーパのパージ量を制御するパージ制御弁とを具備し、燃料ベーパのパージ作用を開始したときにはパージ制御弁の開弁量が徐々に増大せしめられる内燃機関の蒸発燃料処理装置において、吸入空気量がアイドリング運転時の吸入空気量よりも多い予め定められた吸入空気量以上のときに燃料ベーパのパージ作用を開始させるパージ作用開始手段と、燃料ベーパのパージ作用が開始された後、パージ率が予め定められたパージ率を越えたときにアイドリング運転時における燃料ベーパのパージ作用を許可するパージ作用許可手段とを具備した内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【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蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多量の燃料ベーパを急激に機関吸気通路内にパージすると空燃比のフィードバック制御が追従できず、空燃比が大巾に変動する。そこでこのように空燃比が大巾に変動するのを阻止するために燃料ベーパのパージ作用を開始するときには燃料ベーパのパージ量を徐々に増大させるようにした、即ちパージ量を制御するためのパージ制御弁の開弁量を徐々に増大させるようにした内燃機関が公知である（特開平７−２４７９１９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのようにパージ制御弁の開弁量を徐々に増大させるようにした場合には吸入空気量の少ないアイドリング運転時にパージ作用を開始すると空燃比が大巾に変動するという問題を生ずる。次にこのことについて図１５（Ａ）および（Ｂ）を参照しつつ説明する。
【０００４】
図１５（Ａ）は一般的に使用されているパージ制御弁を図解的に示したものであって、Ａは弁体、Ｂはばね、Ｃはコア、Ｄはソレノイドを夫々示す。ソレノイドＤには駆動パルスが印加され、この駆動パルスのデューティ比を制御することによって弁体Ａの開弁量が制御される。図１５（Ｂ）はソレノイドＤに印加される駆動パルスのデューティ比とパージ流量の関係を示している。図１５（Ｂ）からわかるように或る程度デューティ比が大きいときには実線で示す如くパージ流量はデューティ比に比例するがデューティ比が小さくなると破線で示す如くパージ流量がデューティ比に比例しなくなる。
【０００５】
即ち、図１５（Ａ）に示すようにパージ制御弁では弁体Ａが開弁するためにはばねＢのばね力および弁体Ａの上面中央部に作用する負圧による吸引力に打ち勝つための電磁吸引力が必要であり、従ってデューティ比が或る程度以上大きくならないと弁体Ａは開弁しない。しかも弁体Ａが開弁するときには弁体Ａの開弁量は一気に大きくなり、従って多量の燃料ベーパが急激に吸気通路内にパージされることになる。ところがこのように多量の燃料ベーパが急激に吸気通路内にパージされると吸入空気量の少ないアイドリング運転時には空燃比が大巾に変動し、その結果機関回転数が変動するばかりでなく排気エミッションが悪化するという問題を生ずる。
【０００６】
このような問題を解決するためにはアイドリング運転時にはパージ作用を停止すればよいことになる。しかしながらアイドリング運転時にパージ作用を停止すると燃料ベーパのパージする機会が減少し、キャニスタの燃料ベーパの吸着能力が飽和してしまうという問題を生ずる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために１番目の発明では、蒸発燃料を一時的に蓄えるキャニスタと、キャニスタから吸気通路内にパージされる燃料ベーパのパージ量を制御するパージ制御弁とを具備し、燃料ベーパのパージ作用を開始したときにはパージ制御弁の開弁量が徐々に増大せしめられる内燃機関の蒸発燃料処理装置において、吸入空気量がアイドリング運転時の吸入空気量よりも多い予め定められた吸入空気量以上のときに燃料ベーパのパージ作用を開始させるパージ作用開始手段と、燃料ベーパのパージ作用が開始された後、パージ率が予め定められたパージ率を越えたときにアイドリング運転時における燃料ベーパのパージ作用を許可するパージ作用許可手段とを具備している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、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およ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１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１７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、即ち燃料ベーパが導管１６を介してサージタンク５内にパージされる。
【００１１】
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および出力ポート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には空燃比センサ３１が取付けられ、この空燃比センサ３１の出力信号がＡＤ変換器３２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およびパージ制御弁１７に接続される。
【００１２】
図１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。
ＴＡＵ＝ＴＰ・｛Ｋ＋ＦＡＦ−ＦＰＧ｝
ここで各係数は次のものを表わしている。
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）および機関回転数Ｎの関数として予めＲＯＭ２２内に記憶されている。
【００１３】
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。
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、機関の運転が開始されてからパージが開始されるまでの間はＦＰＧ＝０とされる。
【００１４】
フィードバック補正係数ＦＡＦは空燃比センサ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図１に示す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空燃比センサ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、従って以下空燃比センサ３１をＯ２  センサと称する。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ＦＡＦの制御について説明する。
【００１５】
図２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。
図２を参照すると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３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。次いでステップ４５ではスキップフラグがセットされる。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４６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２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。
【００１６】
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４７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４８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４９に進む。ステップ４９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３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４７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５０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３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。
【００１７】
空燃比がリッチとなってＦＡＦが小さくなると燃料噴射時間ＴＡＵが短かくなり、空燃比がリーンとなって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３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、図３からわかるようにステップ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。
【００１８】
図３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燃料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ず、斯くして空燃比が変動することになる。従って図１に示す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量を徐々に増大させるようにしている。即ち、図１に示す実施例ではパージ制御弁１７に印加される駆動パルスのデューティ比を制御することによってパージ制御弁１７の開弁量が制御されており、パージを開始したときには駆動パルスのデューティ比が徐々に増大せしめられる。このように駆動パルスのデューティ比を徐々に増大すると、即ちパージ量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。
【００１９】
しかしながら冒頭で述べたようにパージを開始したときにパージ制御弁１７の開弁量を徐々に増大させると、即ち本発明による実施例では駆動パルスのデューティ比を徐々に増大させるとパージ制御弁１７の開弁量が一気に増大し、斯くして吸入空気量の少ないアイドリング運転時には空燃比が大巾に変動する。次にこのことについて図４を参照しつつ説明する。
【００２０】
図４にはフィードバック補正係数ＦＡＦの変化と、パージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧの変化と、パージ率ＰＧＲの変化と、駆動パルスのデューティ比ＤＰＧの変化とが示されている。図４においてｔ１  はパージが開始されたときを示しており、従って図４からパージが開始されると駆動パルスのデューティ比ＤＰＧが徐々に増大せしめられ、従ってパージ率ＰＧＲが徐々に増大せしめられることがわかる。しかしながらこのようにデューティ比ＤＰＧが徐々に増大せしめられてもパージ制御弁１７は依然として閉弁し続けている。
【００２１】
一方、図４の時刻ｔ２  はパージ制御弁１７が急激に開弁したところを示している。パージ制御弁１７が急激に開弁すると多量の燃料ベーパがサージタンク５内に急激に供給されるために空燃比はリッチとなり、斯くして空燃比を理論空燃比にすべくフィードバック補正係数ＦＡＦが低下し続ける。このとき吸入空気量が多ければ空燃比はさほどリッチにはならないが吸入空気量が少ないと空燃比が大巾にリッチになる。空燃比が大巾にリッチになると機関回転数が変動し、しかも排気エミッションが悪化する。そこで本発明では吸入空気量の少ないアイドリング運転時には燃料ベーパのパージ作用を開始させないようにしている。なお、図４はアイドリング運転時でないときに燃料ベーパのパージ作用を開始したときを示している。
【００２２】
図４に示されるようにパージ制御弁１７が急激に開弁せしめられることによってＦＡＦが低下した後にＦＡＦが上昇を開始すると、即ちＦＡＦが低下した後に空燃比が理論空燃比に維持され始めるとパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧが徐々に増大せしめられ、それに伴なってＦＡＦは徐々に１．０に戻される。次いでＦＡＦが１．０を中心として変動し始めるとパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧはほぼ一定に維持される。このときのパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧの値は燃料ベーパのパージによる空燃比の変動分を表わしている。その後パージ作用が停止され、その後パージ作用が再開されたときにはパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧの値としてパージ停止時のＦＰＧの値が使用され、駆動パルスのデューティ比ＤＰＧの値としてパージ停止時のＤＰＧの値が使用される。
【００２３】
次に図５から図７を参照しつつパージ制御ルーチンについて説明する。なお、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
図５および図６を参照するとまず初めにステップ１００においてパージ制御弁１７の駆動パルスのデューティ比の計算時期か否かが判別される。本発明による実施例ではデューティ比の計算は１００ｍｓｅｃ毎に行われる。デューティ比の計算時期でないときにはステップ１１９にジャンプしてパージ制御弁１７の駆動処理が実行される。これに対してデューティ比の計算時期であるときにはステップ１０１に進んでパージ条件１が成立しているか否か、例えば暖機が完了したか否かが判別される。パージ条件１が成立していないときにはステップ１２０に進んで初期化処理が行われ、次いでステップ１２１ではデューティ比ＤＰＧおよびパージ率ＰＧＲが零とされる。これに対してパージ条件１が成立しているときにはステップ１０２に進んでパージ条件２が成立しているか否か、例えば空燃比のフィードバック制御が行われているか否かが判別される。パージ条件２が成立していないときにはステップ１２１に進み、パージ条件２が成立しているときにはステップ１０３に進む。
【００２４】
ステップ１０３では全開パージ量ＰＧＱと吸入空気量ＱＡとの比である全開パージ率ＰＧ１００（＝（ＰＧＱ／ＱＡ）・１００）が算出される。ここで全開パージ量ＰＧＱはパージ制御弁１７を全開にしたときのパージ量を表わしている。全開パージ率ＰＧ１００は例えば機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量ＱＡ／機関回転数Ｎ）と機関回転数Ｎの関数であって予め実験により求められており、下表に示すようなマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。
【００２５】
【表１】
0003610682.tif 000002
【００２６】
機関負荷Ｑ／Ｎが低くなるほど吸入空気量ＱＡに対する全開パージ量ＰＧＱは大きくなるので表１に示されるように全開パージ率ＰＧ１００は機関負荷Ｑ／Ｎが低くなるほど大きくなり、また機関回転数Ｎが低くなるほど吸入空気量ＱＡに対する全開パージ量ＰＧＱは大きくなるので表１に示されるように全開パージ率ＰＧ１００は機関回転数Ｎが低くなるほど大きくなる。
【００２７】
次いでステップ１０４ではフィードバック補正係数ＦＡＦが上限値ＫＦＡＦ１５（＝１．１５）と下限値ＫＦＡＦ８５（＝０．８５）との間にあるか否かが判別される。ＫＦＡＦ１５＞ＦＡＦ＞ＫＦＡＦ８５のときには、即ち空燃比が理論空燃比にフィードバック制御されているときにはステップ１０５に進んでパージ率ＰＧＲが零であるか否かが判別される。既にパージ作用が行われているときにはＰＧＲ＞０であるのでこのときにはステップ１０７にジャンプする。これに対してまだパージ作用が開始されていないときにはステップ１０６に進んでパージ率ＰＧＲＯが再開パージ率ＰＧＲとされる。機関の運転が開始されてから初めてパージ条件１およびパージ条件２が成立したときには初期化処理（ステップ１２０）によりパージ率ＰＧＲＯは零とされているのでこのときにはＰＧＲ＝０となる。これに対してパージ作用が一旦中止され、その後パージ制御が再開されたときにはパージ制御が中止されたときのパージ率ＰＧＲＯが再開パージ率ＰＧＲとされる。
【００２８】
次いでステップ１０７ではパージ率ＰＧＲに一定値ＫＰＧＲｕを加算することによって目標パージ率ｔＰＧＲ（＝ＰＧＲ＋ＫＰＧＲｕ）が算出される。即ち、ＫＦＡＦ１５＞ＦＡＦ＞ＫＦＡＦ８５のときには目標パージ率ｔＰＧＲが１００ｍｓｅｃ毎に徐々に増大せしめられることがわかる。なお、この目標パージ率ｔＰＧＲに対しては上限値Ｐ（Ｐは例えば６％）が設定されており、従って目標パージ率ｔＰＧＲは上限値Ｐまでしか上昇できない。次いでステップ１０９に進む。
【００２９】
一方、ステップ１０４においてＦＡＦ≧ＫＦＡＦ１５であるか又はＦＡＦ≦ＫＦＡＦ８５であると判別されたときにはステップ１０８に進み、パージ率ＰＧＲから一定値ＫＰＧＲｄを減算することによって目標パージ率ｔＰＧＲ（＝ＰＧＲ−ＫＰＧＲｄ）が算出される。即ち、燃料ベーパのパージ作用により空燃比を理論空燃比に維持しえないときには目標パージ率ｔＰＧＲが減少せしめられる。なお、目標パージ率ｔＰＧＲに対しては下限値Ｓ（Ｓ＝０％）が設定されている。次いでステップ１０９に進む。
【００３０】
ステップ１０９では目標パージ率ｔＰＧＲを全開パージ率ＰＧ１００により除算することによってパージ制御弁１７の駆動パルスのデューティ比ＤＰＧ（＝（ｔＰＧＲ／ＰＧ１００）・１００）が算出される。従ってパージ制御弁１７の駆動パルスのデューティ比ＤＰＧ、即ちパージ制御弁１７の開弁量は全開パージ率ＰＧ１００に対する目標パージ率ｔＰＧＲの割合に応じて制御されることになる。このようにパージ制御弁１７の開弁量を全開パージ率ＰＧ１００に対する目標パージ率ｔＰＧＲの割合に応じて制御すると目標パージ率ｔＰＧＲがどのようなパージ率であったとしても機関の運転状態にかかわらず実際のパージ率が目標パージ率に維持され、斯くして空燃比が変動しなくなる。
【００３１】
例えば今、目標パージ率ｔＰＧＲが２％であり、現在の運転状態における全開パージ率ＰＧ１００が１０％であったとすると駆動パルスのデューティ比ＤＰＧは２０％となり、このときの実際のパージ率は２％となる。次いで運転状態が変化し、変化後の運転状態における全開パージ率ＰＧ１００が５％になったとすると駆動パルスのデューティ比ＤＰＧは４０％となり、このときの実際のパージ率は２％となる。即ち、目標パージ率ｔＰＧＲが２％であれば機関の運転状態にかかわらずに実際のパージ率は２％となり、目標パージ率ｔＰＧＲが変化して４％になれば機関の運転状態にかかわらずに実際のパージ率は４％に維持される。
【００３２】
次いでステップ１１０ではスロットルスイッチ２８の出力信号に基いてスロットル弁９がアイドリング開度のときにセットされるアイドリングフラグＸＩＤＬがリセット（ＸＩＤＬ＝０）されているか否かが判別される。アイドリングフラグＸＩＤＬがセットされているとき、即ちアイドリング運転時にはステップ１１１に進んで前回算出されたパージ率ＰＧＲＯが零であるか否かが判別される。前述したように機関の運転が開始されてから初めてパージ条件１およびパージ条件２が成立したときにはパージ率ＰＧＲＯは零であり、従ってこのときにはステップ１１２に進む。ステップ１１２ではデューティ比ＤＰＧが零とされる。即ち、機関の運転が開始されてから初めてパージをすべき条件が成立したときにアイドリング運転が行われていたときにはデューティ比ＤＰＧが零とされ、斯くして燃料ベーパのパージ作用が停止されることになる。
【００３３】
一方、ステップ１１０においてアイドリングフラグＸＩＤＬがリセットされていると判別されたとき、即ちアイドリング運転時でないときにはステップ１１３に進んでデューティ比ＤＰＧがパージ制御弁１７の流量が安定する最小デューティ比ＤＰＧＬＥよりも大きいか否かが判別される。ここでパージ制御弁１７の最小デューティ比ＤＰＧＬＥについて図１５を参照しつつ説明する。
【００３４】
冒頭で述べたようにパージ制御弁１７では弁体Ａが開弁するためにはばねＢのばね力および弁体Ａの上面中央部に作用する負圧による吸引力に打ち勝つための電磁吸引力が必要であり、従ってデューティ比ＤＰＧが或る程度以上大きくならないと弁体Ａは開弁しない。しかも弁体Ａが開弁するときには弁体Ａの開弁量は一気に大きくなる。また、デューティ比ＤＰＧが小さいときには移動パルスの発生時間が短かいために弁体Ａが完全に開弁せず、このときの弁体Ａの位置が定まらないためにパージ流量が不安定となる。このようにパージ流量が不安定になる領域は破線Ｓで囲まれた領域であり、本発明において使用されているパージ制御弁１７ではデューティ比ＤＰＧが８パーセント以下において流量不安定領域となる。
【００３５】
この流量不安定領域Ｓ内ではデューティ比ＤＰＧが或る値を越えると弁体Ａが一気に開弁し、斯くして多量の燃料ベーパが急激に吸気通路内にパージされるので空燃比が一時的にリッチとなる。空燃比が一時的にリッチになると今度はパージ流量を低下させるべくデューティ比ＤＰＧが低下せしめられ、デューティ比ＤＰＧが或る値よりも低下すると今度は弁体Ａが急激に閉弁してしまう。その結果、燃料ベーパのパージ作用が急激に停止せしめられ、今度は空燃比がリーンとなる。空燃比がリーンになるとパージ流量を増大すべくデューティ比ＤＰＧが再び増大せしめられ、デューティ比ＤＰＧが或る値を越えると弁体Ａが一気に開弁する。このようにして空燃比がリッチとリーンの間でハンチングすることになる。
【００３６】
このような空燃比のハンチングを生じると機関回転数が変動するのでこのようなハンチングの発生は回避することが好ましい。そこで本発明による実施例ではデューティ比ＤＰＧが一旦最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えた後はデューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥよりも低下しないようにしており、このようなデューティ比ＤＰＧの制御が図６のステップ１１３からステップ１１６において行われている。
【００３７】
即ち、ステップ１１３においてＤＰＧ≧ＤＰＧＬＥであると判別されたときにはステップ１１４に進んでパージ開始後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えたことを示すデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされる（ＸＤＰＧＬＥ＝１）。次いでステップ１１７に進む。
一方、ＤＰＧ＜ＤＰＧＬＥのときにはステップ１１５に進んでデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされているか否かが判別される。デューティ比下限フラグＸＤＧＬＥがセットされているときにはステップ１１６に進んで最小デューティ比ＤＰＧＬＥがデューティ比ＤＰＧとされる。即ち、パージ作用が開始された後、デューティ比ＤＰＧが一旦最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えるとその後、たとえ目標デューティ比ｔＤＰＧが小さくなってデューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥより小さくなったとしてもデューティ比ＤＰＧは最小デューティ比ＤＰＧＬＥに維持され、それによってデューティ比ＤＰＧが流量不安定領域Ｓ内に侵入しないようにしている。
【００３８】
これに対しステップ１１５においてデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされていないと判断されたとき、即ちパージ作用の開始後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥをまだ越えていないときにはステップ１１７にジャンプする。従ってこのときにはステップ１０９において算出されたデューティ比がそのままデューティ比ＤＰＧとされる。
【００３９】
一方、ステップ１１１においてＲＧＲＯ＝０でないと判別されたとき、パージ作用が開始されているときにはステップ１１３に進んでパージ作用が続行される。即ち、アイドリング運転時であっても既にパージ作用が開始されていればそのまま続けてパージ作用が行われる。
ステップ１１７では全開パージ率ＰＧ１００にデューティ比ＤＰＧを乗算することによって実際のパージ率ＰＧＲ（＝ＰＧ１００・（ＤＰＧ／１００））が算出される。即ち、前述したようにデューティ比ＤＰＧは（ｔＰＧＲ／ＰＧ１００）・１００で表わされ、この場合目標パージ率ｔＰＧＲが全開パージ率ＰＧ１００よりも大きくなるとデューティ比ＤＰＧは１００％以上となる。しかしながらデューティ比ＤＰＧは１００％以上にはなりえず、このときデューティ比ＤＰＧは１００％とされるために実際のパージ率ＰＧＲは目標パージ率ｔＰＧＲよりも小さくなる。従って実際のパージ率ＰＧＲは上述した如くＰＧ１００・（ＤＰＧ／１００）で表わされることになる。
【００４０】
次いでステップ１１８ではデューティ比ＤＰＧがＤＰＧＯとされ、パージ率ＰＧＲがＰＧＲＯとされる。次いでステップ１１９においてパージ制御弁１７の駆動処理が行われる。この駆動処理は図７に示されており、従って次に図７に示す駆動処理について説明する。
図７を参照するとまず初めにステップ１２２においてデューティ比の出力周期か否か、即ちパージ制御弁１７の駆動パルスの立上り周期であるか否かが判別される。このデューティ比の出力周期は１００ｍｓｅｃである。デューティ比の出力周期であるときにはステップ１２３に進んでデューティ比ＤＰＧが零であるか否かが判別される。ＤＰＧ＝０のときにはステップ１２７に進んでパージ制御弁１７の駆動パルスＹＥＶＰがオフとされる。これに対してＤＰＧ＝０でないときにはステップ１２４に進んでパージ制御弁１７の駆動パルスＹＥＶＰがオンにされる。次いでステップ１２５では現在の時刻ＴＩＭＥＲにデューティ比ＤＰＧを加算することによって駆動パルスのオフ時刻ＴＤＰＧ（＝ＤＰＧ＋ＴＩＭＥＲ）が算出される。
【００４１】
一方、ステップ１２２においてデューティ比の出力周期ではないと判別されたときにはステップ１２６に進んで現在の時刻ＴＩＭＥＲが駆動パルスのオフ時刻ＴＤＰＧであるか否かが判別される。ＴＤＰＧ＝ＴＩＭＥＲになるとステップ１２７に進んで駆動パルスＹＥＶＰがオフとされる。
図８は燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチンを示しており、このルーチンは繰返し実行される。
【００４２】
図８を参照するとまず初めにステップ１５０において図２のステップ４５においてセットされるスキップフラグがセットされているか否かが判別される。スキップフラグがセットされていないときにはステップ１５６にジャンプする。これに対してスキップフラグがセットされているときにはステップ１５１に進んでスキップフラグがリセットされ、次いでステップ１５２に進んで次式に基づき単位パージ率当りのパージベーパ濃度ΔＦＰＧＡが算出される。
【００４３】
ΔＦＰＧＡ＝（１−ＦＡＦＡＶ）／ＰＧＲ
即ち、平均空燃比ＦＡＦＡＶの変動量（１−ＦＡＦＡＶ）はパージベーパ濃度を表わしており、従って（１−ＦＡＦＡＶ）をパージ率ＰＧＲで除算することによって単位パージ率当りのパージベーパ濃度ΔＦＰＧＡが算出される。次いでステップ１５３ではパージベーパ濃度ΔＦＰＧＡをパージベーパ濃度ＦＰＧＡに加算することによって単位パージ率当りのパージベーパ濃度ＦＰＧＡが更新される。ＦＡＦＡＶが１．０に近づくとΔＦＰＧＡは零に近づき、従ってＦＰＧＡは一定値に近づいていく。次いでステップ１５４ではＦＰＧＡにパージ率ＰＧＲを乗算することによってパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧ（＝ＦＰＧＡ・ＰＧＲ）が算出される。次いでステップ１５５ではパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧが増大せしめられた分だけフィードバック補正係数ＦＡＦを増大するためにＦＡＦにΔＦＰＧＡ・ＰＧＲが加算される。次いでステップ１５６では基本燃料噴射時間ＴＰが算出され、次いでステップ１５７では補正係数Ｋが算出され、次いでステップ１５８では噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・（Ｋ＋ＦＡＦ−ＦＰＧ））が算出される。即ち、パージ作用が開始されたときに空燃比が理論空燃比に維持されるようパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧによって噴射時間ＴＡＵが補正される。
【００４４】
次に図９および図１０を参照して本発明による第２実施例について説明する。なお、図９および図１０におけるステップ２００からステップ２０９、ステップ２１７からステップ２２１は夫々図５および図６におけるステップ１００からステップ１０９、ステップ１１７からステップ１２１に対応しており、図９および図１０において図５および図６と異なるところはステップ２１０からステップ２１６である。従って図９および図１０においてステップ２００からステップ２０９、ステップ２１７からステップ２２１についての説明は省略し、ステップ２１０からステップ２１６についてのみ以下に説明する。
この実施例においても機関の運転が開始された後、最初にパージすべき条件が成立したときにアイドリング運転が行われていたときにはパージ作用が禁止される。次いでアイドリング運転状態ではなくなると燃料ベーパのパージ作用が開始され、その後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥよりも大きくなったときにアイドリング運転時におけるパージ作用が許可される。即ち、デューティ比ＤＰＧが一旦最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えるとその後はアイドリング運転状態においても燃料ベーパのパージ作用が行われる。
【００４５】
即ち、図９および図１０を参照するとステップ２１０ではアイドリングフラグＸＩＤＬがリセット（ＸＩＤＬ＝０）されているか否かが判別される。アイドリングフラグＸＩＤＬがセットされているとき、即ちアイドリング運転時にはステップ２１１に進んでパージ開始後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えたことを示すデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされているか否かが判別される。機関の運転が開始されてから初めてパージ条件１およびパージ条件２が成立したときにはデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥはセットされておらず、従ってこのときにはステップ２１２に進む。ステップ２１２ではデューティ比ＤＰＧが零とされる。即ち、機関の運転が開始されてから初めてパージをすべき条件が成立したときにアイドリング運転が行われていたときにはデューティ比ＤＰＧが零とされ、斯くして燃料ベーパのパージ作用が停止されることになる。
【００４６】
一方、ステップ２１０においてアイドリングフラグＸＩＤＬがリセットされていると判別されたとき、即ちアイドリング運転時でないときにはステップ２１３に進んで前回算出されたデューティ比ＤＰＧＯがパージ制御弁１７の流量が安定する最小デューティ比ＤＰＧＬＥよりも大きいか否かが判別される。ＤＰＧＯ≧ＤＰＧＬＥであると判別されたときにはステップ２１４に進んでデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされる（ＸＤＰＧＬＥ＝１）。次いでステップ２１７に進む。
【００４７】
一方、ＤＰＧＯ＜ＤＰＧＬＥのときにはステップ２１５に進んでデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされているか否かが判別される。デューティ比下限フラグＸＤＧＬＥがセットされているときにはステップ２１６に進んで最小デューティ比ＤＰＧＬＥがデューティ比ＤＰＧとされる。即ち、パージ作用が開始された後、デューティ比ＤＰＧＯが一旦最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えるとその後、たとえ目標デューティ比ｔＰＧＲが小さくなってデューティ比ＤＰＧＯが最小デューティ比ＤＰＧＬＥより小さくなったとしてもデューティ比ＤＰＧは最小デューティ比ＤＰＧＬＥに維持され、それによってデューティ比ＤＰＧが流量不安定領域Ｓ内に侵入しないようにしている。
【００４８】
これに対しステップ２１５においてデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされていないと判断されたとき、即ちパージ作用の開始後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥをまだ越えていないときにはステップ２１７にジャンプする。従ってこのときにはステップ２０９において算出されたデューティ比がそのままデューティ比ＤＰＧとされる。一方、デューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされるとアイドリング運転時であってもステップ２１１からステップ２１３に進むので燃料ベーパのパージ作用が行われる。
【００４９】
次に図１１および図１２を参照して本発明による第３実施例について説明する。なお、図１１および図１２におけるステップ３００からステップ３０９、ステップ３１９からステップ３２３は夫々図５および図６におけるステップ１００からステップ１０９、ステップ１１７からステップ１２１に対応しており、図１１および図１２において図５および図６と異なるところはステップ３１０からステップ３１８である。従って図１１および図１２においてステップ３００からステップ３０９、ステップ３１９からステップ３２３についての説明は省略し、ステップ３１０からステップ３１８についてのみ以下に説明する。
【００５０】
この実施例においても機関の運転が開始された後、最初にパージすべき条件が成立したときにアイドリング運転が行われていたときにはパージ作用が禁止される。次いでアイドリング運転状態ではなくなると燃料ベーパのパージ作用が開始され、その後目標パージ率ｔＰＧＲが予め定められた基準パージ率ＫｔＰＧＲよりも大きくなったときにアイドリング運転時におけるパージ作用が許可される。即ち、目標パージ率ｔＰＧＲが一旦基準パージ率ＫｔＰＧＲを越えるとその後はアイドリング運転状態においても燃料ベーパのパージ作用が行われる。
【００５１】
即ち、図１１および図１２を参照するとステップ３１０ではアイドリングフラグＸＩＤＬがリセット（ＸＩＤＬ＝０）されているか否かが判別される。アイドリングフラグＸＩＤＬがセットされているとき、即ちアイドリング運転時にはステップ３１１に進んでパージ開始後目標デューティ比ｔＰＧＲが基準パージ率を越えるとセットされるパージ許可フラグＸＰＧＲＩがセットされているか否かが判別される。機関の運転が開始されてから初めてパージ条件１およびパージ条件２が成立したときにはパージ許可フラグＸＰＧＲＩはセットされておらず、パージ率ＰＧＲＯは零であり、従ってこのときにはステップ３１２に進む。ステップ３１２ではデューティ比ＤＰＧが零とされる。即ち、機関の運転が開始されてから初めてパージをすべき条件が成立したときにアイドリング運転が行われていたときにはデューティ比ＤＰＧが零とされ、斯くして燃料ベーパのパージ作用が停止されることになる。
【００５２】
一方、ステップ３１０においてアイドリングフラグＸＩＤＬがリセットされていると判別されたとき、即ちアイドリング運転時でないときにはステップ３１３に進んで目標パージ率ｔＰＧＲが基準パージ率ＫｔＰＧＲよりも大きくなったか否かが判別される。ｔＰＧＲ＜ＫｔＰＧＲのときにはステップ３１５にジャンプする。これに対してｔＰＧＲ≧ＫｔＰＧＲになるとステップ３１４に進んで許可フラグＸＰＧＲｌがセット（ＸＰＧＲｌ＝１）され、次いでステップ３１５に進む。
【００５３】
ステップ３１５では前回算出されたパージ率ＤＰＧＯがパージ制御弁１７の流量が安定する最小デューティ比ＤＰＧＬＥよりも大きいか否かが判別される。ＤＰＧＯ≧ＤＰＧＬＥのときにはステップ３１６に進んでパージ開始後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えたことを示すデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされる（ＸＤＰＧＬＥ＝１）。次いでステップ３１９に進む。
【００５４】
一方、ＤＰＧＯ＜ＤＰＧＬＥのときにはステップ３１７に進んでデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされているか否かが判別される。デューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされているときにはステップ３１８に進んで最小デューティ比ＤＰＧＬＥがデューティ比ＤＰＧとされる。即ち、パージ作用が開始された後、デューティ比ＤＰＧが一旦最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えるとその後、たとえ目標デューティ比ｔＤＧＲが小さくなってデューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥより小さくなったとしてもデューティ比ＤＰＧは最小デューティ比ＤＰＧＬＥに維持され、それによってデューティ比ＤＰＧが流量不安定領域Ｓ内に侵入しないようにしている。
【００５５】
これに対しステップ３１７においてデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされていないと判断されたとき、即ちパージ作用の開始後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥをまだ越えていないときにはステップ３１９にジャンプする。従ってこのときにはステップ３０９において算出されたデューティ比がそのままデューティ比ＤＰＧとされる。一方、パージ許可フラグＸＰＧＲＩがセットされるとアイドリング運転時にはステップ３１１からステップ３１５に進むので燃料ベーパのパージ作用が行われる。
【００５６】
次に図１３および図１４を参照して本発明による第４実施例について説明する。なお、図１３および図１４におけるステップ４００からステップ４０９、ステップ４２１からステップ４２５は夫々図５および図６におけるステップ１００からステップ１０９、ステップ１１７からステップ１２１に対応しており、図１３および図１４において図５および図６と異なるところはステップ４１０からステップ４２０である。従って図１３および図１４においてステップ４００からステップ４０９、ステップ４２１からステップ４２５についての説明は省略し、ステップ４１０からステップ４２０についてのみ以下に説明する。
【００５７】
この実施例においても機関の運転が開始された後、最初にパージすべき条件が成立したときにアイドリング運転が行われていたときにはパージ作用が禁止される。次いでアイドリング運転状態ではなくなると燃料ベーパのパージ作用が開始され、その後空燃比が安定するとアイドリング運転時におけるパージ作用が許可される。即ち、パージ作用が開始された後空燃比が安定するとその後はアイドリング運転状態においても燃料ベーパのパージ作用が行われる。
【００５８】
即ち、図１３および図１４を参照するとステップ４１０ではアイドリングフラグＸＩＤＬがリセット（ＸＩＤＬ＝０）されているか否かが判別される。アイドリングフラグＸＩＤＬがセットされているとき、即ちアイドリング運転時にはステップ４１１に進んでパージ開始後空燃比が安定したときにセットされるパージ許可フラグＸＰＧＲＩがセットされているか否かが判別される。機関の運転が開始されてから初めてパージ条件１およびパージ条件２が成立したときにはパージ許可フラグＸＰＧＲＩはセットされておらず、従ってこのときにはステップ４１２に進む。ステップ４１２ではデューティ比ＤＰＧが零とされる。即ち、機関の運転が開始されてから初めてパージをすべき条件が成立したときにアイドリング運転が行われていたときにはデューティ比ＤＰＧが零とされ、斯くして燃料ベーパのパージ作用が停止されることになる。
【００５９】
一方、ステップ４１０においてアイドリングフラグＸＩＤＬがリセットされていると判別されたとき、即ちアイドリング運転時でないときにはステップ４１３に進んでパージ開始後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えたことを示すデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセット（ＸＤＰＧＬＥ＝１）されているか否かが判別される。デューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされていないときにはステップ４１７にジャンプし、デューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされているときにはステップ４１４に進む。
【００６０】
ステップ４１４ではフィードバック補正係数ＦＡＦのスキップ作用（図３のＳを参照）が一定回数以上、例えば３回以上行われたか否かが判別される。スキップ回数ＣＳＫＩＰが３回以下のときにはステップ４１７にジャンプする。これに対してスキップ回数ＣＳＫＩＰが３回以上のときにはステップ４１５に進んでフィードバック補正係数ＦＡＦが安定しているか否か、例えばフィードバック補正係数の平均値ＦＡＦＡＶが１．０２≧ＦＡＦＡＶ≧０．９８であるか否かが判別される。ＦＡＦＡＶ＞１．０２であるか又はＦＡＦＡＶ＜０．９８のときにはステップ４１７にジャンプし、これに対して１．０２≧ＦＡＦＡＶ≧０．９８のときにはステップ４１６に進んでパージ許可フラグＸＰＧＲＩがセットされ、次いでステップ４１７に進む。
【００６１】
即ち、パージ作用が開始された後、スキップ回数ＣＳＫＩＰが３回以上であれば空燃比のフィードバック制御が安定していると考えられる。また、図４からわかるように１．０２≧ＦＡＦＡＶ≧０．９８になれば燃料ベーパのパージによる空燃比の変動分の算出、即ちパージＡ／Ｆ補正係数ＦＰＧの算出も完了している。従ってこのときにはパージ作用により空燃比は変動しない状態となっており、このときにパージ許可フラグＸＰＧＲＩがセットされることになる。
【００６２】
次いでステップ４１７では前回算出されたデューティ比ＤＰＧＯがパージ制御弁１７の流量が安定する最小デューティ比ＤＰＧＬＥよりも大きいか否かが判別される。ＤＰＧＯ≧ＤＰＧＬＥのときにはステップ４１８に進んでデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされる（ＸＤＰＧＬＥ＝１）。次いでステップ４２１に進む。
【００６３】
一方、ＤＰＧＯ＜ＤＰＧＬＥのときにはステップ４１９に進んでデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされているか否かが判別される。デューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされているときにはステップ４２０に進んで最小デューティ比ＤＰＧＬＥがデューティ比ＤＰＧとされる。即ち、パージ作用が開始された後、デューティ比ＤＰＧが一旦最小デューティ比ＤＰＧＬＥを越えるとその後、たとえ目標デューティ比ｔＤＧＲが小さくなってデューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥより小さくなったとしてもデューティ比ＤＰＧは最小デューティ比ＤＰＧＬＥに維持され、それによってデューティ比ＤＰＧが流量不安定領域Ｓ内に侵入しないようにしている。
【００６４】
これに対しステップ４１９においてデューティ比下限フラグＸＤＰＧＬＥがセットされていないと判断されたとき、即ちパージ作用の開始後デューティ比ＤＰＧが最小デューティ比ＤＰＧＬＥをまだ越えていないときにはステップ４２１にジャンプする。従ってこのときにはステップ４０９において算出されたデューティ比がそのままデューティ比ＤＰＧとされる。一方、パージ許可フラグＸＰＧＲＩがセットされるとアイドリング運転時にはステップ４１１からステップ４１７に進むので燃料ベーパのパージ作用が行われる。
【００６５】
【発明の効果】
パージ作用の開始したときに空燃比が変動するのを阻止しつつパージする機会を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを算出するためのフローチャートである。
【図３】空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの変化を示す図である。
【図４】パージ制御のタイムチャートである。
【図５】パージ制御の第１実施例を実行するためのフローチャートである。
【図６】パージ制御の第１実施例を実行するためのフローチャートである。
【図７】パージ制御弁の駆動処理を行うためのフローチャートである。
【図８】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９】パージ制御の第２実施例を実行するためのフローチャートである。
【図１０】パージ制御の第２実施例を実行するためのフローチャートである。
【図１１】パージ制御の第３実施例を実行するためのフローチャートである。
【図１２】パージ制御の第３実施例を実行するためのフローチャートである。
【図１３】パージ制御の第４実施例を実行するためのフローチャートである。
【図１４】パージ制御の第４実施例を実行するためのフローチャートである。
【図１５】パージ制御弁の駆動パルスのデューティ比とパージ流量との関係を示す図である。
【符号の説明】
４…燃料噴射弁
５…サージタンク
１１…キャニスタ
１７…パージ制御弁
３１…空燃比センサ
【図１】
0003610682.tif 000003
【図２】
0003610682.tif 000004
【図３】
0003610682.tif 000005
【図４】
0003610682.tif 000006
【図５】
0003610682.tif 000007
【図６】
0003610682.tif 000008
【図７】
0003610682.tif 000009
【図８】
0003610682.tif 000010
【図９】
0003610682.tif 000011
【図１０】
0003610682.tif 000012
【図１１】
0003610682.tif 000013
【図１２】
0003610682.tif 000014
【図１３】
0003610682.tif 000015
【図１４】
0003610682.tif 000016
【図１５】
0003610682.tif 000017