(57)【要約】【課題】燃料タンク内のガスを放出するときの空燃比の変動に伴い、ＥＧＲによる燃焼の不安定が顕著になるのを抑制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】燃料タンク２は、密閉タンクシステムにより、通常は密閉状態とされる。そして、燃料タンク２内の圧力が所定値よりも大きくなったときには、圧抜き処理を通じて燃料タンク２が解放され、同タンク２内からガスが放出されて吸気通路５に流れるようになる。上記圧抜き処理では、圧力制御弁１６の開弁による燃料タンク２の解放を行うとともに、それに併せてＥＧＲ率の低減が行われるようになる。このため、圧力制御弁１６の開弁に伴い燃料タンク２内のガスが吸気通路５に流れて空燃比が変動したとしても、その空燃比の変動に起因したＥＧＲガスの吸気通路５への導入に伴う燃焼の不安定が顕著になるのを抑制することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料をキャニスタに蓄えて機関運転中に内燃機関の吸気系に流す蒸発燃料処理装置と、内燃機関のＥＧＲ率を可変とするＥＧＲ機構とを備え、前記キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を吸気系に流すとき、内燃機関での空燃比の変動を抑制するための燃料噴射量補正を行う内燃機関の制御装置において、
燃料タンクを密閉するとともに、同タンク内の圧力が所定値以上になっているときには前記キャニスタに蓄えられた蒸発燃料が吸気系に流されていることを条件に同タンク内のガスを前記キャニスタ側に放出する密閉タンクシステムと、
前記燃料タンク内のガスが前記キャニスタ側に放出されるとき、ＥＧＲ率を低減するよう前記ＥＧＲ機構を制御する制御手段と、
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】
前記密閉タンクシステムは、前記燃料タンクを前記キャニスタに繋ぐ通路に設けられた圧力制御弁を開弁して前記燃料タンク内のガスを前記キャニスタ側に放出するとともに、前記圧力制御弁の開弁時間を前記ガスの放出前における前記燃料タンク内の圧力が高いほど短くするものである
請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記密閉タンクシステムは、前記燃料タンクを前記キャニスタに繋ぐ通路に設けられた圧力制御弁を開弁して前記燃料タンク内のガスを前記キャニスタ側に放出するとともに、前記制御手段の開弁時間を前記ガスの放出前に前記キャニスタから吸気系に流されている蒸発燃料が多いほど短くする
請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、ＥＧＲ率を低減させるに際し、前記燃料タンクからのガス放出前の当該タンク内の圧力が高いほど、前記ＥＧＲ率の低減量を大とする
請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、ＥＧＲ率を低減させるに際し、前記燃料タンクからのガス放出前において前記キャニスタから吸気系に流されている蒸発燃料が多いほど、前記ＥＧＲ率の低減量を大とする
請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、ＥＧＲ率を低減させるに際し、ＥＧＲ率が「０」となるよう前記ＥＧＲ機構を制御する
請求項１〜３のいずれかに記載の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、内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の車両には、燃料タンク等で発生する蒸発燃料をキャニスタにて捕集し、その蒸発燃料を内燃機関の吸気圧（負圧）を利用して空気とともに吸気系に流して燃焼室で燃焼させる蒸発燃料処理装置が設けられている。こうした蒸発燃料処理装置においては、そのキャニスタに燃料タンクにて発生した蒸発燃料のほとんどが捕集されるため、同キャニスタで蒸発燃料の飽和が生じないよう、捕集された蒸発燃料を大量に内燃機関の吸気系に流す必要がある。そして、内燃機関の吸気系に蒸発燃料が流されるときには、内燃機関に空燃比の変動が生じるのを抑制すべく、キャニスタから吸気系に流されるガスの流量（パージ流量）や当該ガスの燃料濃度（ベーパ濃度）等に基づき燃料噴射量が補正される。
【０００３】
一方、内燃機関においては、排気エミッション及び燃費の改善のために、排気の一部を吸気系に戻す排気再循環（ＥＧＲ）も行われる。ただし、ＥＧＲを行うということは燃焼室内に燃焼に寄与しないガスが存在した状態で混合気の燃焼が行われるということであるため、燃焼時に燃焼室内に存在する排気の割合（ＥＧＲ率）が過度に多くなると、その燃焼が不安定になる。このため、内燃機関のＥＧＲ率については、エンジン回転速度やエンジン負荷などエンジン運転状態に基づき、燃焼が過度に悪化することのない範囲で極力大きい値に制御される。
【０００４】
また、ＥＧＲを行いつつキャニスタの蒸発燃料を空気とともに内燃機関の吸気系に流す場合、ＥＧＲの実行に伴い内燃機関の吸気圧が大気圧側の値になってパージ流量が少なくなるおそれがある。このため、特許文献１では、ＥＧＲの実行がパージ流量への外乱とならないようＥＧＲ率を制御し、パージ流量を確保するようにしている。このときのＥＧＲ率についても、排気エミッション及び燃費の改善という観点から、パージ流量への外乱とならない範囲で極力大きい値とすることが好ましい。
【特許文献１】特開平１０−１１５２５８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年は燃料タンクからの蒸発燃料の放出を抑制するため、燃料タンクを密閉するとともに、燃料タンク内の圧力が高まったときにタンク内のガスをキャニスタ側に放出するようにした密閉タンクシステムが採用されている。こうした密閉タンクシステムでの燃料タンクからキャニスタへのガスの放出は、エンジン運転中であってキャニスタ内の蒸発燃料を吸気系に流しているとき（パージ中）に行われる。これは、燃料タンク内のガスをキャニスタ側に放出したとき、そのガス中の蒸発燃料をキャニスタから吸気系に流すことで、同キャニスタにて蒸発燃料が飽和することのないようにするためである。
【０００６】
しかし、キャニスタにて捕集された蒸発燃料を空気とともに吸気系に流すパージ中に、燃料タンク内の圧力が高まって同タンク内のガスがキャニスタ側に放出されると、そのガスが吸気系に流されて内燃機関の空燃比が変動することとなる。これは、燃料タンク内のガス中の蒸発燃料濃度は不明であり、同ガスが燃料タンクからの放出開始とともに急激にキャニスタ及び吸気系に流れると、それによる空燃比の変動を上述したパージ流量に基づく燃料噴射量補正では抑えきれなくなるためである。また、このように空燃比が変動するときには、ＥＧＲによって燃焼が不安定になる傾向が顕著なものとなる。従って、燃料タンクからのガスの放出時、上記のようにＥＧＲ率を可能な限り高くなるよう制御していると、当該ガスの放出に起因する空燃比の変動によって燃焼が不安定になり、それに伴うドライバビリティの悪化も無視できない問題となる。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料タンク内のガスを放出するときの空燃比の変動に伴い、ＥＧＲによる燃焼の不安定が顕著になるのを抑制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】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、蒸発燃料をキャニスタに蓄えて機関運転中に内燃機関の吸気系に流す蒸発燃料処理装置と、内燃機関のＥＧＲ率を可変とするＥＧＲ機構とを備え、前記キャニスタに蓄えられた蒸発燃料を吸気系に流すとき、内燃機関での空燃比の変動を抑制するための燃料噴射量補正を行う内燃機関の制御装置において、燃料タンクを密閉するとともに、同タンク内の圧力が所定値以上になっているときには前記キャニスタに蓄えられた蒸発燃料が吸気系に流されていることを条件に同タンク内のガスを前記キャニスタ側に放出する密閉タンクシステムと、前記燃料タンク内のガスが前記キャニスタ側に放出されるとき、ＥＧＲ率を低減するよう前記ＥＧＲ機構を制御する制御手段とを備えた。
【０００９】
燃料タンク内のガスがキャニスタ側に放出されると、そのガスはキャニスタ内の活性炭を通過しない通路を介して内燃機関の吸気系に流れるようになる。燃料タンク内に存在していたガスの蒸発燃料濃度は不明であり、同ガスが放出開始と伴に急激に吸気系に流れるようになるため、それに伴う内燃機関の空燃比の変動を燃料噴射量補正によっては抑えきれなくなる。そして、こうした空燃比の変動によって、ＥＧＲを行うことに伴い燃焼が不安定になる傾向がより顕著なものとなる。しかし、上記構成によれば、このようなときにＥＧＲ率の低減が図られるため、上記空燃比の変動に起因してＥＧＲによる燃焼の不安定が顕著になるのを抑制することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記密閉タンクシステムは、前記燃料タンクを前記キャニスタに繋ぐ通路に設けられた圧力制御弁を開弁して前記燃料タンク内のガスを前記キャニスタ側に放出するとともに、前記圧力制御弁の開弁時間を前記ガスの放出前における前記燃料タンク内の圧力が高いほど短くするものとした。
【００１１】
燃料タンク内の圧力が高い状態で圧力制御弁を開弁したときほど、燃料タンクからキャニスタ側へ放出されるガスの流速が速くなり、単位時間当たりに燃料タンクからキャニスタに放出されるガスの量が多くなる。そして、このときのガスの量が多くなるほど、内燃機関における空燃比の変動が激しくなる。上記構成によれば、燃料タンクからのガスの放出前における同タンク内の圧力が高いほど、上記圧力制御弁の開弁時間が短くされるため、当該圧力制御弁の開弁期間中に燃料タンクから放出されるガスの量が内燃機関の空燃比の変動に悪影響を及ぼすほど多くなるのを抑制しつつ、当該ガスの量を可能な限り多くすることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記密閉タンクシステムは、前記燃料タンクを前記キャニスタに繋ぐ通路に設けられた圧力制御弁を開弁して前記燃料タンク内のガスを前記キャニスタ側に放出するとともに、前記制御手段の開弁時間を前記ガスの放出前に前記キャニスタから吸気系に流されている蒸発燃料が多いほど短くするものとした。
【００１３】
燃料タンクからのガス放出前にキャニスタから吸気系に流されている蒸発燃料が多いときほど、圧力制御弁を開弁して燃料タンクからガスを放出したときに当該ガスが吸気系に流れやすくなることから、圧力制御弁の開弁時に吸気系に流される上記ガスの量が多くなる。そして、このときのガスの量が多くなるほど、内燃機関における空燃比の変動が激しくなる。上記構成によれば、燃料タンクからのガスの放出前にキャニスタから吸気系に流される蒸発燃料の量が多くなっているほど、上記圧力制御弁の開弁時間が短くされて燃料タンクからのガスの放出量が抑えられ、上記空燃比の変動が抑えられることとなる。従って、圧力制御弁の開弁期間中に燃料タンクからキャニスタ側に放出されるガスの量が空燃比の変動に悪影響を及ぼすほど多くなるのを抑止しつつ、当該ガスの量を可能な限り多くすることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、ＥＧＲ率を低減させるに際し、前記燃料タンクからのガス放出前の当該タンク内の圧力が高いほど、前記ＥＧＲ率の低減量を大とするものとした。
【００１５】
燃料タンク内の圧力が高い状態で圧力制御弁を開弁したときほど、燃料タンクからキャニスタ側へ放出されるガスの流速が速くなり、単位時間当たりに燃料タンクからキャニスタに放出されるガスの量が多くなり易い。そして、このときのガスの量が多くなるほど、内燃機関における空燃比の変動が激しくなり、当該空燃比の変動によってＥＧＲを行うことに伴い燃焼が不安定になる傾向がより顕著になる。上記構成によれば、燃料タンクからのガスの放出前における同タンク内の圧力が高いほど、ＥＧＲ率を低減させる際の低減量が大とされるため、上記空燃比の変動に起因してＥＧＲによる燃焼の不安定が顕著になるのを抑制しつつ、ＥＧＲ率を可能な限り高くすることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明において、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、ＥＧＲ率を低減させるに際し、前記燃料タンクからのガス放出前において前記キャニスタから吸気系に流されている蒸発燃料が多いほど、前記ＥＧＲ率の低減量を大とするものとした。
【００１７】
燃料タンクからのガス放出前にキャニスタから吸気系に流されている蒸発燃料が多いほど、圧力制御弁を開弁して燃料タンクからガスを放出したときに当該ガスが吸気系に流れやすくなることから、圧力制御弁の開弁時に吸気系に流される上記ガスの量が多くなる。そして、このときのガスの量が多くなるほど、内燃機関における空燃比の変動が激しくなり、当該空燃比の変動によってＥＧＲを行うことに伴い燃焼が不安定になる傾向がより顕著になる。上記構成によれば、燃料タンクからのガスの放出前にキャニスタから吸気系に流されている蒸発燃料の量が多いほど、ＥＧＲ率を低減させる際の低減量が大とされるため、上記空燃比の変動に起因してＥＧＲによる燃焼の不安定が顕著になるのを抑制しつつ、ＥＧＲ率を可能な限り高くすることができる。
【００１８】
請求項６記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、ＥＧＲ率を低減させるに際し、ＥＧＲ率が「０」となるよう前記ＥＧＲ機構を制御するものとした。
【００１９】
上記構成によれば、燃料タンク内のガスの放出に伴い空燃比が変動するとき、ＥＧＲ率が「０」とされるため、その空燃比の変動に起因してＥＧＲによる燃焼の不安定が生じるのを的確に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を自動車用のガソリンエンジンに適用した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示されるエンジン１においては、燃料タンク２内の燃料が燃料ポンプ３によって燃料噴射弁４に送り出され、この燃料噴射弁４から噴射された燃料と吸気通路５を通じて吸入された空気とが燃焼室６に供給される。そして、燃焼室６内での混合気の燃焼後の排気は排気通路７に排出され、その排気の一部はＥＧＲ機構８によりＥＧＲガスとして吸気通路５に流されるようになる。このＥＧＲ機構８は、排気通路７中の排気の一部を吸気通路５に導くＥＧＲ通路９と、同ＥＧＲ通路９を通過する排気（ＥＧＲガス）の流量を制御すべく開度調整されるＥＧＲバルブ１１とを備えている。
【００２１】
エンジン１が搭載される自動車には、燃料タンク２等で発生する蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置が設けられている。この装置は、蒸発燃料を吸着する活性炭等の吸着材が設けられたキャニスタ１２と、燃料タンク２で発生した蒸発燃料をキャニスタ１２に導入するベーパ通路１３と、キャニスタ１２に空気を導入する大気通路１４と、キャニスタ１２内の蒸発燃料を空気と共に吸気通路５におけるスロットルバルブ１０の下流側に送り出すパージ通路１５とを備えている。そして、ベーパ通路１３と燃料タンク２との間には、それら両者を連通・遮断すべく開閉動作する圧力制御弁１６が設けられている。また、大気通路１４の途中には同通路１４を連通状態または遮断状態とすべく開閉動作する大気遮断弁１７が設けられ、パージ通路１５の途中には上記パージガスの流量を調整すべく開度制御されるパージ制御弁１８が設けられている。
【００２２】
上記圧力制御弁１６は、通常は燃料タンク２内の圧力等に基づき電子制御され、給油時など燃料タンク２内の液面が上昇するような場合には機械的に強制開弁されるものである。この圧力制御弁１６が開くと、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料がベーパ通路１３に流され、キャニスタ１２内の吸着材に一旦吸着される。そして、このように吸着材に吸着された蒸発燃料は、大気遮断弁１７を開弁状態にしてパージ制御弁１８を開くことで、エンジン１の吸気負圧を利用して空気とともに吸気通路５に送り出される。蒸発燃料を含む空気（バージガス）は、吸気通路５に送り出された後、エンジン１で燃焼されて処理されるようになる。
【００２３】
エンジン１において、燃料噴射弁４の駆動を通じての燃料噴射量制御、スロットルバルブ１０の駆動を通じてのスロットル開度制御、ＥＧＲバルブ１１の駆動を通じてのＥＧＲ制御は、エンジン１を運転制御すべく自動車に搭載された電子制御装置１９によって実施される。更に、パージ制御弁１８の駆動を通じてのパージガスの流量制御（パージ制御）、及び圧力制御弁１６や大気遮断弁１７の駆動制御等も、電子制御装置１９によって実施される。また、この電子制御装置１９には、以下に示す各種センサからの検出信号が入力される。
【００２４】
・エンジン１の出力軸であるクランクシャフト１ａの回転に対応する信号を出力するクランクポジションセンサ２０。
・自動車の運転者により踏み込み操作さえるアクセルペダル２１の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２２。
【００２５】
・スロットルバルブ１０の開度を検出するスロットルポジションセンサ２３。
・吸気通路５におけるスロットルバルブ１０よりも下流側の圧力を検出するバキュームセンサ２４。
【００２６】
・排気通路７を通過する排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素センサ２５。
・燃料タンク２内の圧力を検出するタンク圧力センサ２６。
次に、電子制御装置１９を通じて行われるエンジン１の燃料噴射量制御について説明する。
【００２７】
この燃料噴射量制御は、以下の式（１）を用いて算出される最終燃料噴射量Ｑfin に基づき、同最終燃料噴射量Ｑfin に対応した量の燃料噴射がなされるよう、燃料噴射弁４を駆動制御することによって実現される。
【００２８】
Ｑfin ＝Ｑbase・（ＦＡＦ・ＫＧ(i) −ＰＧＲ・ＢＧ(k) ）      …（１）
Ｑfin  ：最終燃料噴射量
Ｑbase ：基本燃料噴射量
ＦＡＦ ：フィードバック補正係数
ＫＧ(i)；空燃比学習値
ＰＧＲ ：目標パージ率
ＢＧ(k)：ベーパ濃度学習値
ここで、式（１）で用いられる基本燃料噴射量Ｑbase、フィードバック補正係数ＦＡＦ、空燃比学習値ＫＧ(i) 、目標パージ率ＰＧＲ、及びベーパ濃度学習値ＢＧ(k) について個別に詳しく説明する。
【００２９】
［基本燃料噴射量Ｑbase］
基本燃料噴射量Ｑbase は、燃焼室６内における混合気の空燃比を理論空燃比とするための理論上の燃料噴射量を表す値であって、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づき算出されるものである。なお、エンジン回転速度はクランクポジションセンサ２０からの検出信号に基づき求められる。また、エンジン負荷は、エンジン１の吸入空気量に対応するパラメータと上記エンジン回転数とから算出される。なお、吸入空気量に対応するパラメータとしては、吸気圧、スロットル開度、及びアクセル踏込量等が用いられることとなる。
【００３０】
［フィードバック補正係数ＦＡＦ］
フィードバック補正係数ＦＡＦは、エンジン１の空燃比を理論空燃比に近づけるための燃料噴射量のフィードバック補正（空燃比フィードバック制御）に用いられる値であって、酸素センサ２５からの検出信号が理論空燃比に対応する値よりもリッチ側の値かリーン側の値かに応じて「１．０」を中心に増減させられる。例えば、酸素センサ２５からの検出信号が理論空燃比に対応する値よりもリッチ側の値であるときには、燃料噴射量の減量補正を行うべくフィードバック補正係数ＦＡＦが減少させられる。また、酸素センサ２５からの検出信号が理論空燃比に対応する値よりもリーン側の値であるときには、燃料噴射量の増量補正を行うべくフィードバック補正係数ＦＡＦが増加させられる。こうしたフィードバック補正係数ＦＡＦに基づく燃料噴射量の補正により、エンジン１の混合気の空燃比が理論空燃比に近づけられるようになる。
【００３１】
［空燃比学習値ＫＧ(i) ］
空燃比学習値ＫＧ(i) は、空燃比フィードバック制御中に、フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶが「１．０」を中心とする所定範囲内に収束するよう、燃料噴射量を補正すべく増減する値である。空燃比学習値ＫＧ(i) は、平均値ＦＡＦＡＶが上記所定範囲から増大側に外れているときには徐々に大きくされ、同平均値ＦＡＦＡＶが上記所定範囲から減少側に外れているときには徐々に小さくされる。このように平均値ＦＡＦＡＶに基づき空燃比学習値ＫＧ(i) を増減させることで、平均値ＦＡＦＡＶが上記所定範囲内に収束するようになる。そして、平均値ＦＡＦＡＶが所定範囲内に収束したときの空燃比学習値ＫＧ(i) は、エンジン１の空燃比の理論空燃比に対するずれ量に対応する値として学習される。なお、空燃比学習値ＫＧ(i) は、エンジン負荷に応じて区分された複数の空燃比学習領域ｉ（ｉ＝０，１，２，３，４・・・・・）毎に設定される。そして、各空燃比学習領域ｉ毎に空燃比学習値ＫＧ(i) の学習が行われることとなる。
【００３２】
［目標パージ率ＰＧＲ］
目標パージ率ＰＧＲは、エンジン１の吸入空気量に対するパージガス量の比率を表す値であるパージ率の目標値のことであって、上記フィードバック補正係数ＦＡＦの最新値等に基づき算出される。そして、目標パージ率ＰＧＲは、例えばフィードバック補正係数ＦＡＦが小になるほど大きい値とされるようになる。これは、フィードバック補正係数ＦＡＦが小さいということは、空燃比フィードバックが安定している状態であり、パージガスを吸気通路５に多く流しても燃焼の悪化を招きにくく、キャニスタ１２の吸着材に吸着した蒸発燃料を多く処理できるためである。
【００３３】
［ベーパ濃度学習値ＢＧ(k) ］
ベーパ濃度学習値ＢＧ(k) は、空燃比フィードバック制御及びパージ制御が行われているとき、吸気通路５へのパージガスの流入に伴うフィードバック補正係数ＦＡＦの変化に基づき、パージガスの蒸発燃料濃度に対応した値として学習（更新）されるものである。こうしたベーパ濃度学習値ＢＧ(k) の学習（更新）は、以下の式（２）を用いて所定周期毎に行われる。
【００３４】
ＢＧ(k) ＝ＢＧ(k-1) ＋（ＦＡＦ−１）／ＰＧＲ      …（２）
ＢＧ(k)   ：最新のベーパ濃度学習値
ＢＧ(k-1) ：前回のベーパ濃度学習値
ＦＡＦ    ：フィードバック補正係数
ＰＧＲ    ：目標パージ率
この式（２）によって算出される最新のベーパ濃度学習値ＢＧ(k) は、上記式（１）において「ＰＧＲ・ＢＧ(k) 」という項として用いられる。この項は、吸気通路５に流されたパージガスに含まれる燃料量に対応する分だけ、燃料噴射弁４から噴射される燃料の量を減らすためのものである。従って、パージ制御によりパージガスが吸気通路５に流されるときには、それに伴う空燃比の変動を抑制すべく、エンジン１の燃料噴射量が上記「ＰＧＲ・ＢＧ(k) 」という項によって補正されることになる。
【００３５】
次に、電子制御装置１９を通じて行われるパージ制御について詳しく説明する。
こうしたパージ制御は、エンジン１の燃料カット中でない、空燃比フィードバック制御中である、現在の空燃比学習領域ｉにて空燃比学習値ＫＧ(i) の学習が完了している等々の条件が全て成立しているときに実行される。そして、パージ制御でのパージガス流量の調整は、パージ制御弁１８の駆動制御に用いられる駆動デューティ比ＤＰＧの増減させ、同パージ制御弁１８の開度を調節することによって行われる。パージ制御弁１８は、この駆動デューティ比ＤＰＧを大きくするほど開き側、即ちパージガス流量を大きくする方向に駆動制御される。そして、駆動デューティ比ＤＰＧは、以下の式（３）に基づき算出される。
【００３６】
ＤＰＧ＝（ＰＧＲ／ＰＧＲmax ）・１００      …（３）
ＤＰＧ    ：駆動デューティ比
ＰＧＲ    ：目標パージ率
ＰＧＲmax ：最大パージ率
式（３）で用いられる最大パージ率ＰＧＲmax とは、現在の吸入空気量及びエンジン回転速度に基づき算出されるパージ率の許容最大値である。また、目標パージ率ＰＧＲは、上述したようにフィードバック補正係数ＦＡＦの最新値等に基づき算出される値である。この式（３）から、駆動デューティ比ＤＰＧについては目標パージ率ＰＧＲが大きい値になるほど大きい値とされることが分かる。従って、目標パージ率ＰＧＲが大きい値に設定されるほど、パージ制御弁１８が開き側に制御され、パージガスの流量が多くされるようになる。
【００３７】
なお、蒸発燃料処理装置ではキャニスタ１２に蒸発燃料を含むガスが大量に送り込まれるようになる。このため、キャニスタ１２の吸着材に吸着した蒸発燃料が飽和しないよう、パージ制御において大量のパージガスを吸気通路５に流し、上記キャニスタ１２内の蒸発燃料を効率よく処理する必要がある。従って、上記駆動デューティ比ＤＰＧ、即ち目標パージ率ＰＧＲは、燃焼に悪影響を及ぼさない範囲で可能な限り大きい値となるように算出される。
【００３８】
次に、電子制御装置１９を通じて行われるＥＧＲ制御について詳しく説明する。
このＥＧＲ制御は、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づき、そのときの運転状態にあって要求されるＥＧＲ率が得られるよう、ＥＧＲバルブ１１の開度を調節することによって実現される。ただし、パージ制御中に、こうしたＥＧＲ制御により吸気通路５にＥＧＲガスが流されると、エンジン１の吸気圧が大気側の値になることから、パージガスの流量に影響を及ぼすようになる。このため、パージ制御の実行中にＥＧＲ制御を行う際には、吸気通路５へのＥＧＲガスの導入がパージガスの流量を制御する際の外乱とならないよう、ＥＧＲ率が目標パージ率等も加味して制御される。以上のように制御されるＥＧＲ率は、最大限のエミッション改善を図ることができるよう、エンジン１の燃焼が過度に悪化しない範囲で可能な限り大とされる。
【００３９】
次に、燃料タンク２から大気への蒸発燃料の放出を規制すべく、本実施形態の自動車に採用された密閉タンクシステムについて説明する。
この密閉タンクシステムは、通常は燃料タンク２を密閉状態としておき、必要なときのみ燃料タンク２を解放するものであって、上述した圧力制御弁１６、大気遮断弁１７、パージ制御弁１８、及び、それら各弁１６〜１８を駆動制御する電子制御装置１９を備えて構成されている。そして、燃料タンク２の解放が必要なとき以外は、電子制御装置１９を通じて圧力制御弁１６が閉弁状態とされ、これにより燃料タンク２が密閉状態に保持される。こうした燃料タンク２の密閉状態にあって、パージ制御が実行されるときには、大気遮断弁１７を開弁してキャニスタ１２に外気を導入可能とし、更にパージ制御弁１８の開度調整により吸気通路５に流されるパージガスの流量が制御される。
【００４０】
一方、密閉状態にある燃料タンク２を解放する必要のある状況としては、給油時や燃料タンク２内の圧力が高くなったときなどがあげられる。
ここで、給油時にはまず、圧力制御弁１６が開弁され、燃料タンク２が解放される。その後、同タンク２の給油口２ａが開かれて、給油可能となる。そして、給油口２ａから燃料タンク２内に燃料が供給されると、圧力制御弁１６が開弁されているので、燃料タンク２内に存在していた蒸発燃料を含むガスがキャニスタ１２に流れ、そこで蒸発燃料を吸着材に吸着させることで当該ガスが蒸発燃料と空気とに分離される。
【００４１】
また、燃料タンク２内の圧力が高くなったとき、例えば同圧力が所定値よりも高くなったときには、パージ制御の実行中であること等を条件に、電子制御装置１９を通じて燃料タンク２内の圧力を低下させるための圧抜き処理が実行される。即ち、電子制御装置１９は、こうした圧抜き処理として圧力制御弁１６を開き、燃料タンク２を解放する。なお、圧抜き処理をパージ制御中に実行するのは、燃料タンク２の解放に伴い同タンク２内に存在する蒸発燃料を含むガスがキャニスタ１２に放出されたとき、そのガスを吸気通路５に流すようにしてキャニスタ１２で蒸発燃料が飽和しないようにするためである。
【００４２】
次に、燃料タンク２内の圧力が所定値よりも高くなっている状態で、パージ制御の実行に伴い上記圧抜き処理が開始されたとき、エンジン１の運転状態がどのように変化するかについて、図２のタイムチャートを参照して説明する。なお、図２において、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、圧抜き処理の実行前後におけるパージ制御の実行態様、燃料タンク２内の圧力の推移、ＥＧＲバルブ１１の開度変化、圧力制御弁１６の開閉状態、エンジン１の空燃比の変動、及びエンジン１の燃焼状態の一例を示している。
【００４３】
図２（ｃ）は、上述したＥＧＲ制御を通じて調節されるＥＧＲバルブ１１の開度を示している。今、こうしたＥＧＲ制御での吸気通路５へのＥＧＲガスの導入中に燃料タンク２内の圧力が所定値よりも高くなり、その状態でパージ制御が開始されたとすると（タイミングＴ１）、それに伴い圧抜き処理が実行される。即ち、当該圧抜き処理として、閉弁していた圧力制御弁１６が開弁され、これにより燃料タンク２が解放されるようになる。その結果、燃料タンク２内に存在していたガスがベーパ通路１３、キャニスタ１２、及びパージ通路１５を介して吸気通路５に放出され、同タンク２内の圧力が所定値未満に低減される。
【００４４】
ただし、燃料タンク２内のガスが吸気通路５に放出されることに伴い、図２（ｅ）に示されるようにエンジン１の空燃比の変動が大きくなることは避けられない。これは、燃料タンク２内に存在していたガスの蒸発燃料濃度は不明であり、また同ガスが燃料タンク２の解放とともに急激に吸気通路５に流れることから、それによるエンジン１の空燃比の変動を、上述した空燃比フィードバック制御や式（１）の「ＰＧＲ・ＢＧ(k) 」という項による燃料噴射量の補正では抑えきれないためである。そして、このように空燃比の変動が大きくなるときには、上述したＥＧＲ制御による吸気通路５へのＥＧＲガスの導入によって燃焼が不安定になる傾向が顕著になる。このＥＧＲ制御では、上述したようにＥＧＲ率がエンジン１の燃焼を過度に悪化させない範囲で可能な限り大とされるよう、ＥＧＲバルブ１１の開度が調節されている。このため、圧抜き処理の実行に伴い上記のように空燃比の変動が大きくなると、図２（ｆ）に示されるように燃焼が不安定になり、それに伴うドライバビリティの悪化も無視できない問題となる。
【００４５】
こうした問題を回避するため、本実施形態では、圧抜き処理として燃料タンク２内を解放するとともに、それに併せてＥＧＲ率の低減も実行する。具体的には、図２（ｃ）に実線で示されるように、圧抜き処理の開始（タイミングＴ１）とともにＥＧＲバルブ１１の開度を小さくする。これにより、吸気通路５へのＥＧＲガスの導入が制限され、上記空燃比の変動に起因したＥＧＲガスの吸気通路５への導入に伴う燃焼の不安定が抑制されるようになる。
【００４６】
次に、上述した燃料タンク２の解放及びＥＧＲ率の低減を含む本実施形態の圧抜き処理の実行手順について、圧抜き処理ルーチンを示す図３のフローチャートを参照して詳しく説明する。この圧抜き処理ルーチンは、電子制御装置１９を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【００４７】
同ルーチンにおいて、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理は圧抜き処理の実行条件が成立しているか否かを判断するためのものである。即ち、ステップＳ１０１ではパージ制御の実行中であるか否かが判断され、ステップＳ１０２では燃料タンク２内の圧力が所定値よりも大であるか否かが判断される。そして、これらステップＳ１０１，Ｓ１０２で共に行程判定であれば、圧抜き処理の実行条件が成立している旨判断され、燃料タンク２の解放及びＥＧＲ率の低減を行うためのステップＳ１０３以降の処理が実行される。一方、ステップＳ１０１とステップＳ１０２とのいずれかで否定判定がなされた場合には、圧抜き処理の実行条件が成立していない旨判断される。この場合、圧抜き処理は実行されず、ＥＧＲ制御については通常どおりの制御が実行される（Ｓ１０９）。
【００４８】
ステップＳ１０３以降の処理においては、燃料タンク２の解放を行うべく圧力制御弁１６を開弁する際の開弁時間ＴＯの算出（Ｓ１０３）、及び、ＥＧＲ率の低減を行うべくＥＧＲバルブ１１の開度を減少させる際の開度減少量ＯＤの算出（Ｓ１０４）が順次行われる。その後、算出された開度減少量ＯＤだけＥＧＲバルブ１１の開度が小さくされ（Ｓ１０５）、更に、算出された開弁時間ＴＯだけ圧力制御弁１６が開弁される。そして、この開弁時間ＴＯが経過して圧力制御弁１６が閉じられると、ＥＧＲバルブ１１の開度が通常のＥＧＲ制御が行われたときの値に戻される（Ｓ１０７）。
【００４９】
ここで、ステップＳ１０３での開弁時間ＴＯの算出、及びステップＳ１０４での開度減少量ＯＤの算出について、以下で個別に説明する。
［開弁時間ＴＯ］
ステップＳ１０３での開弁時間ＴＯの算出は、ガス放出前の燃料タンク２内の圧力、及び、上記ガス放出前でのパージ流量に基づき行われる。そして、このように算出される開弁時間ＴＯは、上記燃料タンク２内の圧力が高くなるほど短くされ、また上記パージ流量が大となるほど短くされる。これは以下の理由による。
【００５０】
燃料タンク２内の圧力が高い状態で圧力制御弁１６が開弁したときほど、燃料タンク２からキャニスタ１２側に放出されるガスの流速が速くなり、単位時間当たりに燃料タンク２からキャニスタ１２に放出されるガスの量が多くなる。そして、このときのガス量が多くなるほど、エンジン１の空燃比の変動が激しくなる。こうした空燃比の激しい変動を抑えるため、開弁時間ＴＯは、図４に示されるように、ガス放出前の燃料タンク２内の圧力が高くなるほど短くなるように算出される。
【００５１】
また、燃料タンク２内のガス放出前にキャニスタ１２から吸気通路５に流されている蒸発燃料が多いときほど、即ちパージ制御弁１８の開度が大きいほど、圧力制御弁１６を開弁して燃料タンク２内からガスを放出したときに当該ガスが吸気通路５に流れやすくなることから、圧力制御弁１６の開弁時に吸気通路５に流される上記ガスの量が多くなる。そして、このときのガス量が多くなるほど、エンジン１の空燃比の変動が激しくなる。こうした空燃比の激しい変動を抑えるため、開弁時間ＴＯは、図５に示されるように、上記ガス放出前における「パージ率×吸入空気量（＝パージ流量）」が大となるほど短くなるように算出される。なお、ここでのパージ流量はキャニスタ１２から吸気通路５に流される上記蒸発燃料の量に関係するパラメータであり、当該蒸発燃料の量は上記パージ流量が大となるほど多くなる傾向を有する。
【００５２】
以上のように、開弁時間ＴＯを算出することで、圧抜き処理での圧力制御弁１６の開弁中に燃料タンク２から放出されるガスの量が空燃比の変動に悪影響を及ぼすほど多くなるのを抑制しつつ、当該ガスの量を可能な限り多くすることができる。
【００５３】
［開度減少量ＯＤ］
ステップＳ１０４での開度減少量ＯＤの算出も、ガス放出前の燃料タンク２内の圧力、及び、上記ガス放出前でのパージ流量に基づき行われる。そして、このように算出される開度減少量ＯＤは、上記燃料タンク２内の圧力が高くなるほど大きくされ、また上記パージ流量が大となるほど大きくされる。これは以下の理由による。
【００５４】
燃料タンク２内の圧力が高い状態で圧力制御弁１６が開弁したときほど、上述したように単位時間当たりに燃料タンク２からキャニスタ１２に放出されるガスの量が多くなる。そして、このときのガス量が多くなるほど、エンジン１の空燃比の変動が激しくなり、当該空燃比の変動によってＥＧＲガスの吸気通路５への導入に伴い燃焼が不安定になる傾向が顕著になる。このような燃料が不安定となる傾向を抑えるため、開度減少量ＯＤは、図６に示されるように、ガス放出前の燃料タンク２内の圧力が高くなるほど大となるように算出される。
【００５５】
また、圧力制御弁１６閉弁時にキャニスタ１２から吸気通路５に流されている蒸発燃料が多いときほど、上述したように圧力制御弁１６の開弁時に燃料タンク２から放出されたガスにおける吸気通路５へと流される量が多くなる。そして、このときのガス量が多くなるほど、エンジン１の空燃比の変動が激しくなり、当該空燃比の変動によってＥＧＲガスの吸気通路５への導入に伴い燃焼が不安定になる傾向が顕著になる。このような燃焼が不安定になる傾向を抑えるため、開度減少量ＯＤは、図７に示されるように、上記ガス放出前の「パージ率×吸入空気量（＝パージ流量）が大となるほど短くなるように算出される。なお、ここでのパージ流量がキャニスタ１２から吸気通路５に流される上記蒸発燃料の量に対応したパラメータであることは上述した通りである。
【００５６】
以上のように、開度減少量ＯＤを算出することで、上記空燃比の変動に起因したＥＧＲガスの吸気通路５への導入に伴う燃焼の不安定が顕著になるのを抑制しつつ、ＥＧＲ率を可能な限り高くすることができる。
【００５７】
本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）燃料タンク２内の圧力を低減させる圧抜き処理として、圧力制御弁１６の開弁による燃料タンク２の解放を行うとともに、それに併せてＥＧＲ率の低減を行うようにした。このため、圧力制御弁１６の開弁に伴い燃料タンク２内のガスが吸気通路５に流れて空燃比が変動したとしても、その空燃比の変動に起因したＥＧＲガスの吸気通路５への導入に伴う燃焼の不安定が顕著になるのを抑制することができる。
【００５８】
（２）圧抜き処理での燃料タンク２の解放い用いられる圧力制御弁１６の開弁時間ＴＯは、ガス放出前の燃料タンク２内の圧力が高くなるほど短くされ、また上記ガス放出前のパージ流量が大となるほど短くされる。このように開弁時間ＴＯを算出することで、圧抜き処理での圧力制御弁１６の開弁中に燃料タンク２から放出されるガスの量が空燃比の変動に悪影響を及ぼすほど多くなるのを抑制しつつ、当該ガスの量を可能な限り多くすることができる。
【００５９】
（３）圧抜き処理でのＥＧＲ率の低減に用いられるＥＧＲバルブ１１の開度減少量ＯＤは、ガス放出前の燃料タンク２内の圧力が高くなるほど大とされ、また上記ガス放出前のパージ流量が大となるほど大とされる。このように開度減少量ＯＤを算出することで、燃料タンク２の解放による上記空燃比の変動に起因したＥＧＲガスの吸気通路５への導入に伴う燃焼の不安定が顕著になるのを抑制しつつ、ＥＧＲ率を可能な限り高くすることができる。
【００６０】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・圧抜き処理でのＥＧＲ率低減の際、ＥＧＲバルブ１１の開度を開度減少量ＯＤだけ小さくする代わりに、ＥＧＲバルブ１１の開度を「０」としてＥＧＲ率を「０」まで低減するようにしてもよい。この場合、燃料タンク２内のガスの放出に伴い空燃比が変動するとき、その空燃比の変動に起因したＥＧＲガスの吸気通路５への導入に伴う燃焼の不安定が的確に抑制される。
【００６１】
・圧抜き処理での圧力制御弁１６の開弁時間ＴＯを、燃料タンク２内の圧力とパージ流量とのいずれか一方のみに基づき算出してもよい。
・圧抜き処理でのＥＧＲバルブ１１の開度減少量ＯＤを、燃料タンク２内の圧力とパージ流量とのいずれか一方のみに基づき算出してもよい。
【００６２】
・ディーゼルエンジンに本発明を適用してもよい。この場合、ＥＧＲ制御がＥＧＲバルブと吸気絞り弁との協動により実現され、圧抜き処理でのＥＧＲ率の低減もＥＧＲバルブと吸気絞り弁との協動により実現されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態の制御装置が適用されるエンジンの燃料供給系、及び蒸発燃料処理装置を示す略図。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、圧抜き処理の実行前後におけるパージ制御の実行態様、燃料タンク内の圧力の推移、ＥＧＲバルブの開度変化、圧力制御弁の開閉状態、エンジンの空燃比の変動、及びエンジンの燃焼状態の一例を示したタイムチャート。
【図３】圧抜き処理の実行手順を示すフローチャート。
【図４】圧抜き処理でのガス放出前の燃料タンク内の圧力に対し、同圧抜き処理での圧力制御弁の開弁時間ＴＯがどのように変化するかを示すグラフ。
【図５】圧抜き処理での圧力制御弁の開弁前におけるパージ流量に対し、同圧抜き処理での圧力制御弁の開弁時間ＴＯがどのように変化するかを示すグラフ。
【図６】圧抜き処理でのガス放出前の燃料タンク内の圧力に対し、同圧抜き処理でのＥＧＲバルブの開度減少量ＯＤがどのように変化するかを示すグラフ。
【図７】圧抜き処理での圧力制御弁の開弁前におけるパージ流量に対し、同圧抜き処理でのＥＧＲバルブの開度減少量ＯＤがどのように変化するかを示すグラフ。
【符号の説明】
【００６４】
１…エンジン、１ａ…クランクシャフト、２…燃料タンク、２ａ…給油口、３…燃料ポンプ、４…燃料噴射弁、５…吸気通路、６…燃焼室、７…排気通路、８…ＥＧＲ機構、９…ＥＧＲ通路、１０…スロットルバルブ、１１…ＥＧＲバルブ、１２…キャニスタ、１３…ベーパ通路、１４…大気通路、１５…パージ通路、１６…圧力制御弁、１７…大気遮断弁、１８…パージ制御弁、１９…電子制御装置（制御手段）、２０…クランクポジションセンサ、２１…アクセルペダル、２２…アクセルポジションセンサ、２３…スロットルポジションセンサ、２４…バキュームセンサ、２５…酸素センサ、２６…タンク圧力センサ。
【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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【図７】
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