(57)【要約】【課題】燃料噴射量の決定精度が大きく低下してしまうことを抑制できる内燃機関の蒸発燃料処理装置を提供する。【解決手段】空燃比センサによって検出される空燃比の目標空燃比からのずれ量を表す空燃比補正係数ＦＡＦに基づいて、キャニスタからパージされる燃料濃度（＝第１燃料濃度）ＦＧＰＧ１を学習する（１１０３〜１１０６）。また、絞りによる圧力低下量からも、キャニスタからパージされる燃料濃度（＝第２燃料濃度）Ｃを決定する。そして、それを相対燃料濃度ＦＧＰＧ２に換算する（１１０８）。燃料噴射量制御用の第３燃料濃度ＦＧＰＧ３は、ＦＧＰＧ１とＦＧＰＧ２とを両方用いて決定する（１１０９）。ＦＧＰＧ１とＦＧＰＧ２のうちの一方の決定精度が大きく低下したとしても、他方の決定精度はそれほど大きく低下しないので、ＦＧＰＧ３およびＦＧＰＧ３に基づいて制御される燃料噴射量は、大きく精度が低下してしまうことが抑制される。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクから発生する蒸発燃料を一時的に吸着するキャニスタと、
そのキャニスタからパージされた蒸発燃料を内燃機関の吸気管に導くパージ管と、
そのパージ管に設置され、パージ管から吸気管へのパージ流量を制御するパージ制御弁と、
内燃機関の排気管に設けられ、空燃比を測定する空燃比センサと、
前記パージ制御弁が開いているときに、前記空燃比センサによって検出される空燃比の目標空燃比からのずれ量に基づいて、前記キャニスタからパージされる蒸発燃料を含む混合気の燃料状態を決定する第１燃料状態決定手段と、
前記キャニスタからパージされる混合気の燃料状態に基づいて、空燃比が前記目標空燃比になるように前記内燃機関への燃料噴射量を制御する空燃比制御手段と
を備えた内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
途中に絞りを有する計測通路と、
その計測通路の絞りを通過するガス流を発生させるポンプと、
そのポンプがガス流を発生させたときに、前記絞りによって生じる圧力降下量を計測する圧力計測手段と、
絞りを有し、且つ、大気に開放された通路を空気が流通したときのその絞りによる圧力低下量を表す第１の圧力と、前記パージ制御弁を閉じ、前記計測通路を前記キャニスタに連通することによって計測通路に流れるガスをキャニスタからの蒸発燃料を含む混合気とした状態で、前記圧力計測手段によって計測される第２の圧力とに基づいて、前記燃料状態を決定する第２燃料状態決定手段とをさらに備え、
前記空燃比制御手段は、前記第１燃料状態決定手段によって決定された燃料状態と前記第２燃料状態決定手段によって決定された燃料状態とを両方用いて、予め設定された関係に基づいて逐次決定した噴射量制御用の燃料状態に基づいて、前記燃料噴射量を制御することを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項２】
前記第２燃料状態決定手段は、前記内燃機関の始動後の前記パージ制御弁が開く前に前記燃料状態を決定するとともに、そのパージ制御弁が再度閉じられたときにも前記燃料状態を決定するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸発燃料処理装置は、燃料タンクで発生した蒸発燃料の大気への放散を防止するためのもので、燃料タンク内の蒸発燃料を、吸着材を収納したキャニスタ内に導入して、一時的に吸着材に吸着させる。吸着材に吸着された蒸発燃料は、内燃機関の運転時に、吸気管に発生する負圧により吸着材から離脱し、パージ管を介して内燃機関の吸気管に放出（パージ）される。このようにして、吸着材から蒸発燃料が離脱すると、吸着材の吸着能力が回復する。
【０００３】
蒸発燃料をパージしているときも、内燃機関に導かれる混合気の空燃比を目標空燃比（一般的には理論空燃比）に近い状態に制御する必要がある。そこで、内燃機関の排気管に空燃比を実測する空燃比センサを設け、その空燃比センサによって実測される空燃比の目標空燃比からのずれ量に基づいてフィードバック制御を実施して、内燃機関に導入される混合気の空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する技術が提案されている（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
特許文献１の装置では、まず、空燃比センサによって実測される空燃比の目標空燃比からのずれ量に基づいて、キャニスタからパージされる蒸発燃料を含む混合気の蒸発燃料濃度状態を決定している。なお、蒸発燃料濃度は、燃料状態の一種である。そして、その決定した蒸発燃料濃度（すなわち燃料状態）に基づいて、空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射料を制御している。
【特許文献１】特開平７−２６９４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、空燃比センサにより空燃比を実測して、測定した空燃比の目標空燃比に対するずれ量をフィードバックして燃料噴射量を決定する場合、燃料噴射量の精度は、空燃比センサの検出誤差の影響を受ける。従って、空燃比センサの故障、センサの経時劣化など、何らかの原因で空燃比センサの検出誤差が大きくなってしまうと、燃料噴射量の決定精度が大きく低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、燃料噴射量の決定精度が大きく低下してしまうことを抑制できる内燃機関の蒸発燃料処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、燃料タンクから発生する蒸発燃料を一時的に吸着するキャニスタと、そのキャニスタからパージされた蒸発燃料を内燃機関の吸気管に導くパージ管と、そのパージ管に設置され、パージ管から吸気管へのパージ流量を制御するパージ制御弁と、内燃機関の排気管に設けられ、空燃比を測定する空燃比センサと、前記パージ制御弁が開いているときに、前記空燃比センサによって検出される空燃比の目標空燃比からのずれ量に基づいて、前記キャニスタからパージされる蒸発燃料を含む混合気の燃料状態を決定する第１燃料状態決定手段と、前記キャニスタからパージされる混合気の燃料状態に基づいて、空燃比が前記目標空燃比になるように前記内燃機関への燃料噴射量を制御する空燃比制御手段とを備えた内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
途中に絞りを有する計測通路と、その計測通路の絞りを通過するガス流を発生させるポンプと、そのポンプがガス流を発生させたときに、前記絞りによって生じる圧力降下量を計測する圧力計測手段と、絞りを有し、且つ、大気に開放された通路を空気が流通したときのその絞りによる圧力低下量を表す第１の圧力と、前記パージ制御弁を閉じ、前記計測通路を前記キャニスタに連通することによって計測通路に流れるガスをキャニスタからの蒸発燃料を含む混合気とした状態で、前記圧力計測手段によって計測される第２の圧力とに基づいて、前記燃料状態を決定する第２燃料状態決定手段とをさらに備え、
前記空燃比制御手段は、前記第１燃料状態決定手段によって決定された燃料状態および前記第２燃料状態決定手段によって決定された燃料状態を用いて、予め設定された関係に基づいて逐次決定した噴射量制御用の燃料状態に基づいて、前記燃料噴射量を制御することを特徴とする。
【０００８】
第１燃料状態決定手段は、パージ制御弁が開いているときに空燃比センサによって検出される空燃比に基づいて燃料状態を決定する。一方、第２燃料状態決定手段は、絞りを有する通路を大気が流通したときの、その絞りによる圧力低下量と、パージ制御弁が閉じているときに、絞りを有する計測通路に蒸発燃料を含む混合気を流通させたときの絞りによる圧力低下量とから、燃料状態を決定するものである。従って、第１燃料状態決定手段と第２燃料状態決定手段とでは、燃料状態を決定する時期およびその燃料状態を決定するために検出する物理量がともに異なるので、仮に、時期的要因や、物理量の検出精度の低下を引き起こす何らかの外的要因変化が生じたことにより、一方の燃料状態決定手段における燃料状態の決定精度が大きく低下したとしても、他方の燃料状態決定手段における燃料状態の決定精度はそれほど大きく低下しない。そして、空燃比制御手段は、第１および第２燃料状態決定手段によってそれぞれ決定された燃料状態を両方用いて決定した噴射量制御用の燃料状態に基づいて燃料噴射量を制御する。従って、仮に、一方の燃料状態決定手段において決定された燃料状態の決定精度が大きく低下したとしても、噴射量制御用の燃料状態は、それほど精度が低下しないので、その噴射量制御用の燃料状態に基づいて制御される燃料噴射量の決定精度も、大きく低下してしまうことが抑制される。
【０００９】
なお、第２燃料状態決定手段のようにして混合気の燃料状態が決定できるのは、以下の理由による。絞りを有する計測通路にガス流を発生させる場合、絞りによって生じる圧力低下量は、絞りを流れるガスの密度が高くなるほど大きくなることから、計測通路に流れるガスを空気として第１の圧力を計測し、計測通路に流れるガスを混合気として第２の圧力を計測すれば、それら第１の圧力と第２の圧力から燃料状態が決定できるのである。
【００１０】
ここで、請求項２記載のように、前記第２燃料状態決定手段は、前記内燃機関の始動後の前記パージ制御弁が開く前に前記燃料状態を決定するとともに、そのパージ制御弁が再度閉じられたときにも前記燃料状態を決定するようになっていることが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、内燃機関の始動時だけでなく、始動後も、パージ制御弁が閉じられることに基づいて、第２燃料状態決定手段による燃料状態が更新されていくことになる。そして、空燃比制御手段では、そのようにパージ制御弁が閉じられることにより逐次更新されていく燃料状態に基づいて噴射量制御用の燃料状態が逐次決定されて、その逐次決定された噴射量制御用の燃料状態に基づいて燃料噴射量を制御するので、燃料噴射量がより適正な量となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の構成を示す構成図である。本実施形態による蒸発燃料処理装置は、例えば自動車のエンジンに適用され、内燃機関であるエンジン１の燃料タンク１１は、蒸気導入通路であるエバポライン１２を介してキャニスタ１３と接続されている。
【００１３】
キャニスタ１３内には吸着材１４が充填されており、燃料タンク１１内で発生した蒸発燃料を吸着材１４で一時的に吸着する。キャニスタ１３は、パージ管であるパージライン１５を介してエンジン１の吸気管２と接続されている。パージライン１５には、パージ制御弁であるパージバルブ１６が設けられ、その開き時にはキャニスタ１３と吸気管２とが連通するようになっている。
【００１４】
なお、キャニスタ１３における、エバポライン１２の接続位置と、パージライン１５の接続位置との間の、キャニスタ１３の内部に仕切板１４ａが設けられ、エバポライン１２から導入された蒸発燃料が、吸着材１４に吸着されることなく、パージライン１５から放出されることを防止している。また、キャニスタ１３には、後述するように大気ライン１７も接続されている。この大気ライン１７の接続位置とパージライン１５の接続位置との間の、キャニスタ１３の内部には、吸着材１４の充填深さとほぼ同じ深さの仕切板１４ｂが設けられている。これにより、エバポライン１２から導入された燃焼蒸気が大気ライン１７から放出されることを防止するようにしている。
【００１５】
パージバルブ１６は電磁弁であり、エンジン１の各部を制御する電子制御ユニット（図示せず）によって開度が調整される。パージライン１５を流れる蒸発燃料を含む混合気の流量は、パージバルブ１６の開度によって制御され、その流量が制御された混合気が、スロットルバルブ３によって発生される吸気管２内の負圧により吸気管２内にパージされ、インジェクタ４からの噴射燃料とともに燃焼される（以下、適宜、パージされる蒸発燃料を含む混合気をパージガスという）。
【００１６】
キャニスタ１３には、先端がフィルタを介して大気に開放する大気ライン１７が接続されている。この大気ライン１７には、キャニスタ１３を大気ライン１７とポンプ２６の吸入側のいずれかに連通させる切替弁１８が設けられている。なお、切替弁１８は、電子制御ユニットによる非駆動時には、キャニスタ１３を大気ライン１７に連通させる第１位置にあり、駆動時に、キャニスタ１３をポンプ２６の吸入側に連通させる第２位置に切替られる。
【００１７】
パージライン１５から分岐する分岐ライン１９は、３位置弁２１の一方の入力ポートに接続されている。また、３位置弁２１の他方の入力ポートには、フィルタを介して大気に開放されるポンプ２６の吐出ライン２７から分岐する空気供給ライン２０が接続されている。３位置弁２１の出力ポートには、計測通路である計測ライン２２が接続されている。３位置弁２１は計測通路切替手段であり、上述した電子制御ユニットによって、空気供給ライン２０を計測ライン２２に接続する第１位置、計測ライン２２に対して空気供給ライン２０および分岐ライン１９のいずれとの連通も遮断する第２位置、および分岐ライン１９を計測ライン２２に接続する第３位置のいずれかに切り替えられる。なお、非駆動時、３位置弁２１は第１位置となるように構成されている。
【００１８】
計測ライン２２には、絞り２３およびポンプ２６が設けられている。ポンプであるポンプ２６は電動ポンプであり、駆動時に絞り２３側を吸入側として計測ライン２２にガスを流動させるもので、その駆動のオンオフおよび回転数が電子制御ユニットにより制御される。電子制御ユニットは、ポンプ２６を駆動する際、その回転数が予め設定した所定値で一定となるように制御する。
【００１９】
従って、切替弁１８は第１位置のまま、３位置弁２１を第１の位置とした状態で、電子制御ユニットがポンプ２６を駆動すると、計測ライン２２を空気が流動する「第１の計測状態」となる。また、３位置弁２１を第３の位置とした状態でポンプ２６を駆動すると、大気ライン１７、キャニスタ１３、分岐ライン１９までのパージライン１５の一部、および分岐ライン１９を介して供給される蒸発燃料を含む混合気が計測ライン２２を流動する「第２の計測状態」となる。
【００２０】
また、計測ライン２２には、絞り２３の下流側、すなわち、絞り２３とポンプ２６との間に、圧力計測手段である圧力センサ２４の一方の端が接続されている。この圧力センサ２４の他方の端は大気に開放しており、圧力センサ２４によって、大気圧と計測ライン２２の絞り２３よりも下流側の圧力との差圧が検出される。この圧力センサ２４によって計測された圧力は、電子制御ユニットに出力される。
【００２１】
電子制御ユニットは、吸気管２に設けられて吸入空気量を調整するスロットルバルブ３の開度、インジェクタ４からの燃料噴射量、パージバルブ１６の開度等を、種々のセンサによって検出された検出値に基づいて制御する。例えば、吸気管２に設けたエアフローセンサ（図示せず）により検出される吸入空気量および吸気圧センサ（図示せず）により検出される吸気圧、排気管５に設けた空燃比センサ６により検出される空燃比の他、イグニッション信号、エンジン回転数、エンジン冷却水温、アクセル開度等に基づいて、スロットル開度、燃料噴射量、パージバルブ１６の開度等を制御する。
【００２２】
次に、本発明に関する電子制御ユニットの制御について詳述する。図２は、空燃比制御ルーチンのフローチャートであって一定カム角度毎に実行される。
【００２３】
ステップ２０１で空燃比フィードバック制御が許容されるか否かを判断する。すなわち、
（１）始動時でない
（２）燃料カット中でない
（３）冷却水温度（ＴＨＷ）≧０℃
（４）空燃比センサ活性完了のすべての条件が満足されたときに空燃比フィードバック制御が許容され、いずれか１つの条件が満足されないときは空燃比フィードバック制御は許容されない。
【００２４】
ステップ２０１で肯定判断されたときはステップ２０２に進む。ステップ２０２では、空燃比センサ６の出力電圧ＶＯＸを読み込み、ステップ２０３において、その出力電圧ＶＯＸが、所定の基準電圧ＶＲ（例えば０．４５Ｖ）以下であるか否かを判断する。ステップ２０３で肯定判断された場合は、排気ガスの空燃比はリーンであるとしてステップ２０４に進み、空燃比フラグＸＯＸを“０”にセットする。
【００２５】
次いで、ステップ２０５において、空燃比フラグＸＯＸと状態維持フラグＸＯＸＯとが一致しているか否かを判断する。ステップ２０５で肯定判断されたときは、リーン状態が継続しているものとして、ステップ２０６で空燃比補正係数ＦＡＦをリーン積分量“ａ”増加してこのルーチンを終了する。一方、ステップ２０５で否定判断されたときは、リッチ状態からリーン状態に反転したものとして、ステップ２０７に進み空燃比補正係数ＦＡＦをリーンスキップ量“Ａ”増加する。なおリーンスキップ量“Ａ”はリーン積分量“ａ”に比較して十分大に設定する。そして、ステップ２０８で状態維持フラグＸＯＸＯをリセットしてこのルーチンを終了する。
【００２６】
ステップ２０３で否定判断された場合は、排気ガスの空燃比はリッチであるとしてステップ２０９に進み、空燃比フラグＸＯＸを“１”にセットする。そして、ステップ２１０で空燃比フラグＸＯＸと状態維持フラグＸＯＸＯとが一致しているか否かを判断する。ステップ２１０で肯定判断されたときは、リッチ状態が継続しているものとして、ステップ２１１で空燃比補正係数ＦＡＦをリッチ積分量“ｂ”減少してこのルーチンを終了する。一方、ステップ２１０で否定判断されたときは、リーン状態からリッチ状態に反転したものとしてステップ２１２に進み空燃比補正係数ＦＡＦをリッチスキップ量“Ｂ”減少する。なおリッチスキップ量“Ｂ”はリッチ積分量“ｂ”に比較して十分大に設定する。
【００２７】
次にステップ２１３で状態維持フラグＸＯＸＯを“１”にセットしてこのルーチンを終了する。なおステップ２０１で否定判断されたときは、ステップ２１４に進み空燃比補正係数ＦＡＦを“１．０”にセットしてこのルーチンを終了する。
【００２８】
図３は、キャニスタ１３からパージされるパージガス中の蒸発燃料濃度Ｃを決定する燃料濃度決定ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、図２のルーチンと並列的に実行するようになっている。
【００２９】
ステップ３０１では、イグニッションスイッチがＯＮであるか否かを判断する。この判断が否定判断であるときは、エンジン１は始動しておらず、従ってパージ制御も実施しないので、ステップ３０５において、圧力計測に基づく濃度検出を禁止すると決定して本ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、ステップ３０１が肯定判断である場合には、ステップ３０２において、前回の圧力計測に基づく燃料濃度検出、すなわち、後述する図４に基づく燃料濃度検出からの経過時間が所定時間以上であるか否かを、さらに判断する。このステップ３０２が否定判断である場合、前述のステップ３０５を実行する。
【００３１】
ステップ３０２が肯定判断である場合には、ステップ３０３において、パージバルブ１６がオフすなわち全閉であるか否かをさらに判断する。このステップ３０３が否定判断である場合、すなわち、パージバルブ１６が開いている場合にも、前述のステップ３０５を実行する。
【００３２】
ステップ３０３が肯定判断である場合には、ステップ３０４において、圧力計測に基づく燃料濃度検出を開始すると決定して、図４へ進む。
【００３３】
図４は、圧力計測に基づいて燃料濃度を検出する濃度検出ルーチンを示すフローチャートであり、この処理が燃料状態の一種である燃料濃度を決定する第２の手段、すなわち、第２燃料状態決定手段である。なお、この濃度検出ルーチン実行前は、パージバルブ１６は閉じられており、切替弁１８はキャニスタ１３を大気ライン１７に連通させる第１位置となっており、３位置弁２１は、空気供給ライン２０を計測ライン２２に接続する第１位置となっている。このため、初期状態において、圧力センサ２４によって検出される圧力はほぼ大気圧と同じになっている。
【００３４】
ステップ４０１では、計測ライン２２にガス流として空気を流動させた状態で、圧力センサ２４により圧力Ｐ０の測定を行う。この状態が「第１の計測状態」に相当する。空気流による圧力Ｐ０の測定は、３位置弁２１を第１位置に保持したまま、ポンプ２６を駆動することによりなされる。この場合、計測ライン２２には空気供給ライン２０を介して空気が供給される。空気供給ライン２０の絞り２３よりも上流側は、圧力センサ２４の一方の端と同じ気圧であり、圧力センサ２４の他方は空気供給ライン２０の絞り２３よりも下流側に接続されているので、圧力センサ２４によって、空気が絞り２３を通過したときの圧力低下量が検出される。
【００３５】
次に、ステップ４０２では、計測ライン２２にガス流として蒸発燃料を含む混合気を流動させた状態で、圧力Ｐ１の測定を行う。この状態が「第２の計測状態」に相当する。混合気流による圧力Ｐ１の測定は、３位置弁２１を第３位置に切替えつつ、ポンプ２６を駆動することによりなされる。この場合、計測ライン２２には、大気ライン１７、キャニスタ１３、分岐ライン１９までのパージライン１５の一部、及び分岐ライン１９を介して供給される蒸発燃料を含む混合気が供給される。すなわち、大気ライン１７から導入される空気がキャニスタ１３内を流動することにより、蒸発燃料と空気との混合気となり、パージライン１５の一部及び分岐ライン１９を介して計測ライン２２に供給される。従って、混合気流による圧力測定時には、圧力センサ２４によって、蒸発燃料を含む混合気が計測ライン２２の絞り２３を通過したときの圧力低下量が検出される。
【００３６】
ステップ４０３では、ステップ４０１およびステップ４０２で測定した圧力Ｐ０およびＰ１に基づいて燃料濃度Ｃを算出し、記憶する。
【００３７】
燃料濃度Ｃの算出は、圧力Ｐ０とＰ１との圧力比ＲＰを式（１）に従って算出し、圧力比ＲＰに基づいて燃料濃度Ｃを式（２）に従って算出する。式（２）中、ｋ１は予め実験などにより適合された定数である。
ＲＰ＝Ｐ１／Ｐ０・・・（１）
Ｃ＝ｋ１×（ＲＰ−１）（＝（Ｐ１−Ｐ０）／Ｐ０）・・・（２）
【００３８】
蒸発燃料は空気よりも重いため、パージガスに蒸発燃料が含まれていると、密度が高くなる。そして、ポンプ２６の回転数が同じで計測ライン２２の流速（流量）が同じであれば、エネルギー保存の法則により、密度が高いほど、絞り２３の両側の差圧が大きくなる。従って、燃料濃度Ｃが大きくなるほど、圧力比ＲＰが大きくなり、燃料濃度Ｃと圧力比ＲＰとの関係は式（２）に示すように直線関係となる。なお、このようにして求めた燃料濃度Ｃは、パージガス中の蒸発燃料の濃度を質量比で表したものである。
【００３９】
次のステップ４０４では各部を初期状態に戻す。すなわち、切替弁１８をキャニスタ１３と大気ライン１７とが連通する第１位置とし、３位置弁２１を、空気供給ライン２０を計測ライン２２に接続する第１位置とする。
【００４０】
図５は、パージ率制御ルーチンのフローチャートである。ステップ５０１では、図４に示した圧力計測に基づく燃料濃度検出が完了したか否かを判断する。ステップ５０１が肯定判断である場合には、ステップ５０２において圧力濃度検出完了フラグＸＩＰＲＧＨＣを１に設定した後、ステップ５０３を実行する。一方、ステップ５０１が否定判断である場合には、直接、ステップ５０３を実行する。
【００４１】
ステップ５０３では、空燃比フィードバック制御中であるか否かを判断する。ステップ５０３で肯定判断されたときはステップ５０４に進み、燃料カット中であるか否かを判断する。
【００４２】
ステップ５０４で否定判断されたときはステップ５０５に進み、通常パージ率制御を行った後、ステップ５０６に進む。ステップ５０６では、パージ停止フラグＸＩＰＧＲをリセットし（０に設定し）、次いで、ステップ５０７で燃料カットカウンタＣcutをリセットしてこのルーチンを終了する。
【００４３】
ステップ５０４で肯定判断されたときはステップ５０８に進み、再開時補正パージ率演算を行い、次いで、ステップ５０９にてパージ停止フラグＸＩＰＧＲを“１”に設定してこのルーチンを終了する。
【００４４】
また、ステップ５０３で否定判断されたときはステップ５１０に進み、パージ率ＰＧＲをリセットし（０に設定し）、次いで、ステップ５１１にてパージ停止フラグＸＩＰＧＲを“１”に設定してこのルーチンを終了する。
【００４５】
図６は、図５に示すパージ率制御ルーチンのステップ５０５で実行される通常パージ率制御処理のフローチャートである。
【００４６】
まず、ステップ５０５１では、空燃比補正係数ＦＡＦがどの領域にあるかを判断する。図７は空燃比補正係数ＦＡＦの領域を示すグラフであって、１±Ｆ内にあるときは領域Iに、１±Ｆと１±Ｇの間にあるときは領域IIに、１±Ｇの外側にあるときは領域IIIに属すると判断する。なお０＜Ｆ＜Ｇとする。
【００４７】
ステップ５０５１で領域Iに属すると判断されたときはステップ５０５２に進み、パージ率ＰＧＲを予め定められたパージ率アップ量Ｄだけ増加してステップ５０５４に進む。ステップ５０５１で領域IIIに属すると判断されたときはステップ５０５３に進み、パージ率ＰＧＲを予め定められたパージ率ダウン量Ｅだけ減少してステップ５０５４に進む。ステップ５０５１で領域IIに属すると判断されたときは、直接ステップ５０５４に進む。
【００４８】
ステップ５０５４では、パージ率ＰＧＲから後述する再開時補正パージ率ＰＧＲcompを減算して、ステップ５０５５に進む。ステップ５０５５では、再開時補正パージ率ＰＧＲcompを予め定められた一定値Ｆ減算し、ステップ５０５６では、再開時補正パージ率ＰＧＲcompが正であるか否かを判断する。
【００４９】
ステップ５０５６で否定判断されたときは、ステップ５０５７で再開時補正パージ率ＰＧＲcompを下限値“０”に設定して、ステップ５０５８に進む。ステップ５０５６で肯定判断されたときは直接ステップ５０５８に進み、パージ率ＰＧＲの上下限をチェックしてこのルーチンを終了する。
【００５０】
図８は、図５に示すパージ率制御ルーチンのステップ５０８で実行される再開時補正パージ率演算のフローチャートである。まず、ステップ５０８１において、燃料タンク１１内に設けられた図示しない圧力センサにて燃料タンク内圧力ＰＴを検出する。燃料タンク内圧ＰＴは燃料タンク１１内の蒸発燃料量の関数であり、燃料タンク１１内の蒸発燃料量は燃料の蒸発とキャニスタ１３への放出と蒸発燃料の液化等の平衡状態の表れであるので、燃料タンク内圧力ＰＴは燃料タンク１１内での燃料の蒸発度合いを表している。なお燃料蒸発の度合いは、燃料温度と燃料表面に作用する圧力によってほぼ決まるものであるので、燃料蒸発の度合いを表すものとして、燃料タンク内圧力ＰＴに代えて燃料温度を用いてもよい。ただし、燃料タンク内圧力ＰＴをパラメータとして用いる場合には大気圧変化等の影響が相殺されるので、より正確な検出が簡単に行える。
【００５１】
次のステップ５０８２では、燃料カットカウンタＣcutをインクリメントして、ステップ５０８３に進む。なお燃料カットカウンタＣcutは燃料カット状態の継続時間を表している。ステップ５０８３では、燃料タンク内圧力ＰＴおよび燃料カットカウンタＣcutの関数として、燃料カット中にキャニスタ１４に吸着された蒸発燃料量ＶＡＰＯＲ（ＰＴ ，Ｃcut ）を求める。
【００５２】
蒸発燃料量ＶＡＰＯＲを求めるための関数としては、例えば以下のものを使用することができる。すなわち、燃料タンク内圧力ＰＴの関数として単位時間当たりの燃料蒸発量α（ＰＴ）を決定することができるので、単位時間当たりの燃料蒸発量αに経過時間に相当する燃料カットカウンタＣcutのカウント値を乗算する下記式により、蒸発燃料量ＶＡＰＯＲを求めることができる。
ＶＡＰＯＲ  ＝  α（ＰＴ ）・Ｃcut
【００５３】
ステップ５０８４では、蒸発燃料量ＶＡＰＯＲおよびエアフローセンサで検出される吸気量ＧＡの関数として再開時補正パージ率ＰＧＲcompを決定する。
ＰＧＲcomp  ＝  β・ＶＡＰＯＲ／ＧＡ
ただしβは係数
【００５４】
図９は、パージ制御弁駆動ルーチンのフローチャートであって、パージバルブ１６の開度をいわゆるデューティ比制御によって制御する。すなわち、ステップ９１でパージ停止フラグＸＩＰＧＲが“１”であるか否かを判断し、肯定判断されればパージ停止中であるとして、ステップ９２でデューティ比Ｄｕｔｙを“０”に設定してこのルーチンを終了する。
【００５５】
ステップ９１で否定判断されればパージ中であるとして、ステップ９３に進み、次式に基づきデューティ比Ｄｕｔｙを演算する。
Ｄｕｔｙ  ＝  γ・ＰＧＲ／ＰＧＲ１００＋δ
ここでＰＧＲ１００は、全開パージ率であり、パージバルブ１６を全開した時のパージ量を表している。この全開パージ率ＰＧＲ１００は、エンジン回転速度Ｎｅとスロットル弁開度ＴＡとのマップとして予め設定されている。図１０は、その全開パージ率ＰＧＲ１００を決定するためのマップの設定例である。γおよびδはバッテリ電圧および大気圧力によって定まる補正係数である。
【００５６】
図１１は、インジェクタ開弁時間ＴＡＵの制御に用いる第３燃料濃度ＦＧＰＧ３を演算するための燃料濃度演算ルーチンのフローチャートである。ステップ１１０１では、パージ停止フラグＸＩＰＧＲが“１”であるか否かを判断し、肯定判断されたときはパージ停止中であるとして、直接このルーチンを終了する。
【００５７】
ステップ１１０１で肯定判断されたときはステップ１１０２に進み、燃料濃度学習条件が成立しているか否かを判断する。すなわち、（１）空燃比フィードバック制御中、（２）冷却水温度≧８０°Ｃ、（３）始動時燃料増量＝０、（４）暖機燃料増量＝０
のすべての条件が満足されたときに学習を実行するものとし、いずれかの条件が満足されないときは学習を行わないものとする。
【００５８】
ステップ１１０２で否定判断されたとき、すなわち学習を行わないときは直接このルーチンを終了する。ステップ１１０２で肯定判断されたとき、すなわち学習を行うときはステップ１１０３に進む。ステップ１１０３では、図２の空燃比制御ルーチンで演算した空燃比補正係数ＦＡＦの時間的平均値ＦＡＦＡＶを演算し、ステップ１１０４に進む。
【００５９】
ステップ１１０４では、平均値ＦＡＦＡＶが“０．９８”以下、“０．９８”を越え“１．０２”未満、“１．０２”以上のいずれの領域にあるかを判断する。平均値ＦＡＦＡＶが“０．９８”以下であると判断されたときは、ステップ１１０５に進み、空燃比フィードバックによる学習によって更新される第１燃料濃度ＦＧＰＧ１を所定量“Ｑ”（例えば０．４％）減少して、ステップ１１０７に進む。
【００６０】
“１．０２”以上であると判断されたときは、ステップ１１０６に進み第１燃料濃度ＦＧＰＧ１を所定量“Ｐ”（例えば０．４％）増加して、ステップ１１０７に進む。“０．９８”を越え“１．０２”未満であるときは第１燃料濃度ＦＧＰＧ１を更新することなく直接ステップ１１０７に進む。上記ステップ１１０３乃至１１０６が燃料状態の一種である燃料濃度を決定する第１の手段、すなわち、第１燃料状態決定手段に相当する。
【００６１】
なお、パージガス中の蒸発燃料濃度が“０”であれば、ステップ１１０５またはステップ１１０６を実行して更新した第１燃料濃度ＦＧＰＧ１は “１”に設定され、パージガス中の蒸発燃料濃度が大になるほど“１”より小である値となる。
【００６２】
ステップ１１０７では、圧力濃度検出完了フラグＸＩＰＲＧＨＣが１であるか否かを判断する。ステップ１１０７が肯定判断である場合には、濃度換算手段に相当するステップ１１０８を実行する。ステップ１１０８では、図４で決定した燃料濃度Ｃを下記式に代入することにより、その燃料濃度Ｃを目標空燃比である理論空燃比（＝１４．６）と比較したパージガスの相対蒸発燃料濃度（以下、この濃度を第２燃料濃度という）ＦＧＰＧ２に換算する。
ＦＧＰＧ２＝（１−Ｃ）−（１４．６×Ｃ×蒸発燃料の密度／空気の密度）
なお、蒸発燃料の密度および空気の密度は、予め定められた一定値を用いてもよいし、温度に基づいて定めるようにしてもよい。
【００６３】
上記第２燃料濃度ＦＧＰＧ２は、パージガス中における蒸発燃料の割合が理論空燃比の混合気と同じである場合には０となり、蒸発燃料の割合が理論空燃比よりも多くなるとマイナスとなる。また、蒸発燃料の割合が理論空燃比よりも少なくなるとプラスとなり、蒸発燃料が全く含まれていない場合に１となる。従って、第２燃料濃度ＦＧＰＧ２は、パージガスの理論空燃比からのずれの程度を表しているとも言える。
【００６４】
ステップ１１０８において第２燃料濃度ＦＧＰＧ２を決定した後はステップ１１０９に進む。ステップ１１０９を実行する時点では、第１燃料濃度ＦＧＰＧ１および第２燃料濃度ＦＧＰＧ２が決定されており、ステップ１１０９では、その２つの燃料濃度ＦＧＰＧ１、ＦＧＰＧ２を、予め設定された第３燃料濃度算出式に代入することにより、第３燃料濃度ＦＧＰＧ３を算出する。
【００６５】
下記式は第３燃料濃度算出式の一例であり、下記式において、αは、予め設定された一定値であってもよいし、パージ継続時間の関数など、他の物理量の関数であってもよい。また、下記式以外の他の演算式を用いて第３燃料濃度ＦＧＰＧ３を算出してもよい。
ＦＧＰＧ３＝ＦＧＰＧ１×α＋ＦＧＰＧ２×（１−α）
上記式において、αが０．５（一定値）に設定されている場合、第３燃料濃度ＦＧＰＧ３は第１燃料濃度ＦＧＰＧ１と第２燃料濃度ＦＧＰＧ２の相加平均値となる。αを０．５以外の値とする場合には第３燃料濃度ＦＧＰＧ３は第１燃料濃度ＦＧＰＧ１と第２燃料濃度ＦＧＰＧ２の加重平均値となる。
【００６６】
なお、αをパージ継続時間の関数として、パージ継続時間が短い場合にはαを小さくし、連続的にまたは段階的にαを大きくしていくことが好ましい。第１燃料濃度ＦＧＰＧ１は、パージ開始後は精度が不十分であり、パージ中に学習によって精度が次第に向上していく一方で、第２燃料濃度ＦＧＰＧ２は、パージバルブ１６が閉じているときに計測するものであることから、パージを継続するほど実際のパージガス濃度とのずれが大きくなる可能性があるからである。
【００６７】
ステップ１１０９にて第３燃料濃度ＦＧＰＧ３を演算した後は、ステップ１１１１へ進む。
【００６８】
前述のステップ１１０７が否定判断である場合には、第２燃料濃度ＦＧＰＧ２を算出することができないので、ステップ１１１０へ進んで、第１燃料濃度ＦＧＰＧ１をそのまま第３燃料濃度ＦＧＰＧ３に決定し、ステップ１１１１へ進む。
【００６９】
ステップ１１１１では、第３燃料濃度ＦＧＰＧ３を所定の上下限値内の値に制限して、このルーチンを終了する。
【００７０】
図１２は、空燃比制御手段に相当するインジェクタ制御ルーチンのフローチャートである。まず、ステップ１２０１において、エンジン回転速度Ｎｅおよび吸気量ＧＡの関数として基本燃料噴射時間Ｔｐを求める。
Ｔｐ＝Ｔｐ（Ｎe ，ＧＡ）
次のステップ１２０２では、図６で決定したパージ率ＰＧＲと図１１で決定した第３燃料濃度ＦＧＰＧ３とに基づいて、パージ補正係数ＦＰＧを演算する。
ＦＰＧ ＝ＦＧＰＧ３・ＰＧＲ
【００７１】
ステップ１２０３では、図２に示す空燃比制御ルーチンで演算された空燃比補正係数ＦＡＦ、および上記パージ補正係数ＦＰＧを用いて、インジェクタ開弁時間ＴＡＵを次式により決定する。
ＴＡＵ＝α・Ｔｐ・（ＦＡＦ＋ＦＰＧ）＋β
ここでのαおよびβは暖機増量、始動増量等を含む補正係数である。
【００７２】
ステップ１２０４では、インジェクタ開弁時間ＴＡＵを出力し、このルーチンを終了する。
【００７３】
図１３は、図４の燃料濃度検出ルーチンを実行するタイミングを例示するタイミングチャートである。
【００７４】
車両走行中のときはイグニッションスイッチがオンとなっているので、図３のステップ３０１が肯定判断となり、長時間エンジン停止していた場合には、ステップ３０２も肯定判断となる。また、エンジン始動直後は、パージバルブ１６がオフであるので、ステップ３０３も肯定判断となる。従って、図４の燃料濃度検出ルーチンが実行される。図１３のｔ１時点は、たとえば、このような状態となっている時点である。
【００７５】
図１３では、ｔ２時点で図４の燃料濃度検出ルーチンが終了している。そのｔ２時点よりも後のｔ３時点は、図２のステップ２０１が肯定判断となった時点であり、ｔ３時点からパージバルブ１６が開状態となる。その後、車速が減速状態となり、燃料カットオン状態となると（ｔ４時点）、パージバルブ１６が再び全閉とされ、パージ中断状態となる。そして、パージ中断状態のまま、前回の圧力計測に基づく燃料濃度検出完了から所定時間が経過すると、図３のステップ３０１−３０３が全て肯定判断となるので、圧力計測に基づく燃料濃度検出を再度開始する（ｔ５時点）。そして、ｔ６時点においてその燃料濃度検出が完了すると、図５のステップ５０２で圧力濃度検出完了フラグが１に設定される。
【００７６】
その結果、図１１のステップ１１０７が肯定判断となって、ステップ１１０８では、ｔ５−ｔ６時点で検出した最新の燃料濃度Ｃが第２燃料濃度ＦＧＰＧ２に換算され、ステップ１１０９では、その第２燃料濃度ＦＧＰＧ２に基づいて第３燃料濃度ＦＧＰＧ３が算出され、これに基づいて、インジェクタ開弁時間ＴＡＵが制御される。
【００７７】
以上、説明した本実施形態によれば、第１燃料濃度ＦＧＰＧ１は、パージバルブ１６が開いているときに空燃比センサ６によって検出される空燃比に基づいて決定される燃料濃度である一方で、第２燃料濃度ＦＧＰＧ２は、パージバルブ１６が閉じているときに、計測ライン２２に空気および蒸発燃料を含む混合気を流通させ、空気および混合気を流通させたときの絞り２３による圧力低下量に基づいて決定される燃料濃度である。従って、第１燃料濃度ＦＧＰＧ１と第２燃料濃度ＦＧＰＧ２とでは、決定時期およびその燃料濃度ＦＧＰＧ１、２を決定するために検出する物理量がともに異なるので、仮に、時期的要因や、物理量の検出精度の低下を引き起こす何らかの外的要因変化が生じたことにより、一方の燃料濃度ＦＧＰＧ１、ＦＧＰＧ２の決定精度が大きく低下したとしても、他方の燃料濃度ＦＧＰＧ１、ＦＧＰＧ２の決定精度はそれほど大きく低下しない。
【００７８】
そして、噴射量制御用の第３燃料濃度ＦＧＰＧ３は、第１および第２燃料濃度ＦＧＰＧ１、ＦＧＰＧ２を両方用いて決定される。従って、仮に、一方の燃料濃度ＦＧＰＧ１、ＦＧＰＧ２の決定精度が大きく低下したとしても、噴射量制御用の第３燃料濃度ＦＧＰＧ３はそれほど精度が低下しないので、その噴射量制御用の第３燃料濃度ＦＧＰＧ３に基づいて制御される燃料噴射量の決定精度も、大きく低下してしまうことが抑制される。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００８０】
たとえば、上述した実施形態では、圧力センサ２４は、一端が絞り２３の下流側に接続され、他端が大気に開放されていたが、他端を絞り２３の上流側に接続することにより、絞り２３の前後の圧力差を検出するようにしてもよい。
【００８１】
また、上述した実施形態では、３位置弁２１を用いていたが、複数の２位置弁を組み合わせて、上述した第１位置〜第３位置に相当する切替動作を行わせるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態による蒸発燃料処理装置の構成を示す構成図である。
【図２】空燃比制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】キャニスタ１３からパージされるパージガス中の蒸発燃料濃度を決定する燃料濃度決定ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】圧力計測に基づいて燃料濃度を検出する濃度検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】パージ率制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】図５に示すパージ率制御ルーチンのステップ５０５で実行される通常パージ率制御処理のフローチャートである。
【図７】空燃比補正係数ＦＡＦの領域を示すグラフである。
【図８】図５に示すパージ率制御ルーチンのステップ５０８で実行される再開時補正パージ率演算のフローチャートである。
【図９】パージ制御弁駆動ルーチンのフローチャートである。
【図１０】全開パージ率を決定するためのマップの設定例である。
【図１１】第３燃料濃度ＦＧＰＧ３を演算するための燃料濃度演算ルーチンのフローチャートである。
【図１２】インジェクタ制御ルーチンのフローチャートである。
【図１３】図４の燃料濃度検出ルーチンを実行するタイミングを例示するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
５：排気管
６：空燃比センサ
１１：燃料タンク
１３：キャニスタ
１４：吸着材
１５：パージライン（パージ管）
１６：パージバルブ（パージ制御弁）
２１：３位置弁（計測通路切替手段）
２２：計測ライン（計測通路）
２３：絞り
２４：圧力センサ（圧力計測手段）
２６：ポンプ
ステップ４０１乃至４０４：第２燃料状態決定手段
ステップ１１０３乃至１１０６：第１燃料状態決定手段
ステップ１２０１乃至１２０４：空燃比制御手段
【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】
2007285207.tif 000007
【図６】
2007285207.tif 000008
【図７】
2007285207.tif 000009
【図８】
2007285207.tif 000010
【図９】
2007285207.tif 000011
【図１０】
2007285207.tif 000012
【図１１】
2007285207.tif 000013
【図１２】
2007285207.tif 000014
【図１３】
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