(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと吸気系とを連通する蒸発燃料パージ通路に、該燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと該キャニスタに吸着されている蒸発燃料のパージ量を制御するキャニスタパージコントロール弁とを配設し、
上記キャニスタパージコントロール弁の開度を車輌の運転状態に応じて可変設定するリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置において、
リーンバーン運転時のサージレベルを示すサージレベル指標値を読込み、上記サージレベル指標値と少なくともサージレベル高判定値とサージレベル中判定値とを比較し、上記サージレベル指標値が上記サージレベル高判定値以下で且つ上記サージレベル中判定値以上のサージレベル中のときは上記キャニスタパージコントロール弁を急速に開弁させることを特徴とするリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置。
【請求項２】
燃料タンクと吸気系とを連通する蒸発燃料パージ通路に、該燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと該キャニスタに吸着されている蒸発燃料のパージ量を制御するキャニスタパージコントロール弁とを配設し、
上記キャニスタパージコントロール弁の開度を車輌の運転状態に応じて可変設定するリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置において、
リーンバーン運転時のサージレベルを示すサージレベル指標値を読込み、上記サージレベル指標値と少なくともサージレベル中判定値とを比較し、上記サージレベル指標値が上記サージレベル中判定値以下のサージレベル小のときは上記キャニスタパージコントロール弁を緩やかに開弁させることを特徴とするリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リーンバーン運転時の蒸発燃料パージ量をサージレベルに応じて可変設定するリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、低負荷、中負荷運転域での燃焼を改善し、理論空燃比よりも希薄な空燃比での安定燃焼を可能とし、理論熱効率の向上、ポンピングロス低減によって燃費向上と低公害化との双方を実現するリーンバーンエンジンが知られている。このリーンバーンエンジンでは、空燃比がリーン化限界付近に設定されるため、僅かな空燃比の変動でも、リーンフィードバック制御の追従性が悪化し、失火等を原因とするサージングが発生し易くなる。
【０００３】
リーンバーン運転時の空燃比に燃料外乱として影響を与えるものに蒸発燃料パージがある。蒸発燃料パージシステムは、燃料タンク内で発生する蒸発燃料が大気に放出されるのを防止するために、上記蒸発燃料をキャニスタに一旦吸着させ、燃焼に影響を与えない運転状態のとき吸気系へパージさせて燃焼させるもので、例えば、特開平７−１６６９８１号公報に開示されている。
【０００４】
この先行技術では、燃料タンクと吸気系とを連通する蒸発燃料パージ通路に、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタを介装すると共に該キャニスタに吸着された蒸発燃料のパージ量を制御するキャニスタパージコントロール（ＣＰＣ）弁とを介装し、運転状態がストイキオ運転からリーンバーン運転に切換る際に、ＣＰＣ弁の開度を切換え、リーンバーン運転であっても蒸発燃料パージを可能とする技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行技術では、ストイキオ運転時とリーンバーン運転時とで、ＣＰＣ弁の目標パージ弁開度を切換えているものの、常にＣＰＣ弁を目標パージ弁開度に収束するように制御しているため、ＣＰＣ弁の開閉速度はサージングの程度に関わりなく設定されることになる。
【０００６】
しかし、例えばサージレベル小の状態は空燃比をよりリーン化させることが可能であるため、空燃比制御では空燃比をリーン化する方向へ制御している。従って、この状態でＣＰＣ弁を急激に開弁させると、空燃比がリッチ化されてしまい、ノッキングが発生し易くなる。
【０００７】
一方、サージレベル大の状態は、かなり大きなサージングが発生していると考えられるため、空燃比制御では空燃比をリッチ化する方向へ制御している。このときＣＰＣ弁を目標パージ弁開度に従って全開方向へ開弁させても、その前段であるサージレベル小、或いは中の段階で既にキャニスタに吸着されている蒸発燃料はパージされているため、期待するほどの量の蒸発燃料を供給することはできず、空燃比制御性が悪化してしまう。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、リーンバーン運転時の蒸発燃料パージ量をノッキングなどを回避しながら制御することが可能で、良好な走行性を得ることのできるリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による第１のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置は、燃料タンクと吸気系とを連通する蒸発燃料パージ通路に、該燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと該キャニスタに吸着されている蒸発燃料のパージ量を制御するキャニスタパージコントロール弁とを配設し、上記キャニスタパージコントロール弁の開度を車輌の運転状態に応じて可変設定するものにおいて、 リーンバーン運転時のサージレベルを示すサージレベル指標値を読込み、上記サージレベル指標値と少なくともサージレベル高判定値とサージレベル中判定値とを比較し、上記サージレベル指標値が上記サージレベル高判定値以下で且つ上記サージレベル中判定値以上のサージレベル中のときは上記キャニスタパージコントロール弁を急速に開弁させることを特徴とする。
【００１２】
第２のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置は、燃料タンクと吸気系とを連通する蒸発燃料パージ通路に、該燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと該キャニスタに吸着されている蒸発燃料のパージ量を制御するキャニスタパージコントロール弁とを配設し、上記キャニスタパージコントロール弁の開度を車輌の運転状態に応じて可変設定するリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置において、リーンバーン運転時のサージレベルを示すサージレベル指標値を読込み、上記サージレベル指標値と少なくともサージレベル中判定値とを比較し、上記サージレベル指標値が上記サージレベル中判定値以下のサージレベル小のときは上記キャニスタパージコントロール弁を緩やかに開弁させることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、第１のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置では、希薄燃焼による運転時の蒸発燃料パージ量を制御するキャニスタパージコントロール弁の開度をサージレベルを示すサージレベル指標値に応じて設定する。その際、サージレベル指標値がサージレベル高判定値以下で且つサージレベル中判定値以上のサージレベル中のときは、燃焼が安定しているためキャニスタパージコントロール弁を通常の速度よりも急速に開弁させる。
【００１６】
第２のリーンバーンエンジンの蒸発燃料パージ装置では、希薄燃焼による運転時の蒸発燃料パージ量を制御するキャニスタパージコントロール弁の開度をサージレベルを示すサージレベル指標値に応じて設定する。その際、サージレベル指標値がサージレベル中判定値以下のサージレベル中のときは、空燃比がリーン方向へ補正されるため、キャニスタパージコントロール弁を緩やかに開弁して、蒸発燃料を徐々にパージさせることでリーンフィードバック制御の追従性を確保する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。
図１１の符号１はエンジンで、図においては水平対向型４気筒エンジンを示す。エンジン１は運転状態に応じて理論空燃比による通常燃焼による運転（ストイキオ運転）と、希薄燃焼による運転（リーンバーン運転）との双方が選択可能であり、リーンバーン運転時は、筒内に供給される吸入空気にスワール流、タンブル流などの渦流が生成されガス流動が強化され、リーン混合気での燃焼が可能となる。
【００１８】
エンジン１のシリンダヘッド２には各気筒に連通する吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されており、各吸気ポート２ａに吸気マニホルド３が連通され、吸気マニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアーチャンバ４が設けられ、エアーチャンバ４を介してスロットルチャンバ５、吸気管６が連通され、吸気管６の吸入空気取り入れ口側にエアクリーナ７が取り付けられている。
【００１９】
又、排気ポート２ｂに排気マニホルド２５を介して排気管２６が連通され、排気管２６にマフラ２７が連通されている。
【００２０】
又、吸気管６のエアクリーナ７の直下流に、ホットワイヤ式等の吸入空気量センサ８が介装され、更に、スロットルチャンバ５に設けられたスロットル弁５ａに、スロットル開度に応じた電圧を出力するスロットル開度センサ９ａとスロットル弁全閉でＯＮするアイドルスイッチ９ｂとを備えるスロットルセンサ９が連設されている。
【００２１】
又、スロットル弁５ａをバイパスして、その上流側と下流側とを連通するバイパス通路１０にＩＳＣ（アイドル回転数制御）弁１１が介装されている。更に、吸気マニホルド３の各気筒の各吸気ポート２ａ直上流側にインジェクタ１４が臨まされ、又、先端を燃焼室に露呈する点火プラグ１５ａが各気筒毎に取り付けられている。各点火プラグ１５ａには点火コイル１５ｂがそれぞれ連設され、各点火コイル１５ｂにイグナイタ１６が接続されている。
【００２２】
インジェクタ１４は、燃料供給路１７を介して燃料タンク１８に連通されており、燃料タンク１８内にはインタンク式の燃料ポンプ１９が設けられている。燃料ポンプ１９からの燃料は、燃料供給路１７に介装された燃料フィルタ２０を経てインジェクタ１４及びプレッシャレギュレータ２１に圧送され、プレッシャレギュレータ２１から燃料タンク１８にリターンされ、プレッシャレギュレータ２１により所定圧に調圧された燃料がインジェクタ１４に供給される。
【００２３】
更に、燃料タンク１８の上部とスロットル弁５ａ下流のエアーチャンバ４とが蒸発燃料パージ通路２８を介して連通され、蒸発燃料パージ通路２８の中途にキャニスタ２９が介装されている。キャニスタ２９内部に吸着部が設けられ、又、下部に大気に連通する新気導入口が開口されており、新気導入口からの新気と吸着部に貯えられた蒸発燃料が混合気として蒸発燃料パージ通路２８を経てエアーチャンバ４へ、エアーチャンバ４内の負圧により導かれる。
【００２４】
蒸発燃料パージ通路２８のキャニスタ２９の下流に、蒸発燃料の吸入空気に対するパージ割合を制御するＣＰＣ（キャニスタパージコントロール）弁３０が介装されている。ＣＰＣ弁３０は、後述する電子制御装置（ＥＣＵ）４０から出力される駆動信号に応じて弁開度が制御されるもので、本実施の形態では、デューテイソレノイド弁を採用しているが、リニアソレノイド弁等の比例制御弁であっても良い。
【００２５】
又、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ２２が取り付けられていると共に、シリンダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水通路２３に冷却水温センサ２４が臨まされ、更に、吸気マニホルド３にスロットル弁５ａ下流の圧力（吸気管圧力）を絶対圧で検出する吸気管圧力センサ３３が連通されている。一方、排気マニホルド２５の集合部に、理論空燃比による燃焼制御時の空燃比を排ガスの酸素濃度から検出するＯ2センサ３４が配設され、その下流に触媒３５が介装されている。
【００２６】
又、シリンダブロック１ａに支承されたクランクシャフト１ｂに、クランクロータ３６が軸着され、クランクロータ３６の外周に、クランクロータ３６の所定クランク角位置に形成した突起或いはスリット等の角度表示部を検出する電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ３７ａが対設され、更に、クランクシャフト１ｂに対して１／２回転するカムシャフト１ｃに連設されたカムロータ３８に、気筒判別表示部を検出する電磁ピックアップ等からなるカム角センサ３７ｂが対設されている。
【００２７】
後述する電子制御装置（ＥＣＵ）４０では、クランクロータ３６に形成した上記角度表示部を検出するクランク角センサ３７ａからのクランクパルスの入力間隔時間からクランク角度、エンジン回転数等を算出すると共に、カムロータ３８の上記気筒判別表示部を検出するカム角センサ３７ｂからのカムパルスの割り込みにより気筒判別を行う。
【００２８】
図１０に示すように、電子制御装置４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、カウンタ・タイマ群４５、及びＩ／Ｏインターフェース４６がバスライン４７を介して互いに接続されるマイクロコンピュータを中心として構成されており、その他、安定化電圧を各部に供給する定電圧回路４８、Ｉ／Ｏインターフェース４６の出力ポートからの信号によりアクチュエータ類を駆動する駆動回路４９、及びセンサ類から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５０等の周辺回路が組み込まれている。
【００２９】
尚、カウンタ・タイマ群４５は、フリーランカウンタ、カム角センサ信号の入力計数用カウンタ等の各種タイマ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、クランク角センサ出力信号の入力間隔計数用タイマ、及びシステム異常監視用ウォッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するもので、マイクロコンピュータにおいては、その他、各種のソフトウェアカウンタ・タイマが用いられる。
【００３０】
定電圧回路４８は、電源リレー５１のリレー接点を介してバッテリ５２に接続されており、電源リレー５１のリレーコイルがイグニッションスイッチ５３を介してバッテリ５２に接続されている。又、バッテリ５２に燃料ポンプ１９が燃料ポンプリレー５４のリレー接点を介して接続されている。又、定電圧回路４８は、イグニッションスイッチ５３がＯＮされ、電源リレー５１の接点が閉となったとき、バッテリ５２の電圧を安定化して電子制御装置４０の各部に供給する。更に、バックアップＲＡＭ４４には、バッテリ５２が定電圧回路４８を介して直接接続されており、イグニッションスイッチ５３のＯＮ／ＯＦＦに拘らず常時バックアップ用電源が供給される。
【００３１】
又、Ｉ／Ｏインターフェース４６の入力ポートには、アイドルスイッチ９ｂ、ノックセンサ２２、クランク角センサ３７ａ、及びカム角センサ３７ｂが接続されると共に、吸入空気量センサ８、スロットル開度センサ９ａ、冷却水温センサ２４、Ｏ2センサ３４、及び吸気管圧力センサ３３がＡ／Ｄ変換器５０を介して接続され、更に、Ａ／Ｄ変換器５０にバッテリ５２の端子電圧ＶBが入力されてモニタされる。
【００３２】
一方、Ｉ／Ｏインターフェース４６の出力ポートにはイグナイタ１６が接続されていると共に、駆動回路４９を介してＩＳＣ弁１１、インジェクタ１４、ＣＰＣ弁３０、及び燃料ポンプリレー５４のリレーコイルの一端が接続され、更に、リレーコイルの他端がバッテリ５２に接続されている。
【００３３】
ＲＯＭ４２には、エンジン制御プログラム、各種マップ、テーブル等の固定データが記憶されており、又、ＲＡＭ４３には、各センサ類、スイッチ類からの出力信号を処理した後のデータ、及びＣＰＵ４１で演算処理したデータがストアされる。又、バックアップＲＡＭ４４には制御用データ等がストアされ、イグニッションスイッチ５３がＯＦＦのときにもデータが保持される。
【００３４】
ＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムに従って、各センサ、及びスイッチ類からの出力信号に基づき、インジェクタ１４、点火プラグ１５ａ、及び、ＩＳＣ弁１１に対する制御量及び点火時期等の演算を実行して制御信号及び点火信号を出力し、又リーンバーン運転時においてはエンジン回転数ＮＤＡＴＡ及び吸気管圧力ＰＭＸに基づきリーン化限界を検出し、リーン化限界に達したときは空燃比をリッチ側へ補正し、又リーン化限界に達してないときは空燃比をリーン側へ補正する燃焼制御を実行すると共に、ＣＰＣ弁３０の弁開度、及びＣＰＣ弁３０の開閉速度を制御して、吸気系へパージする蒸発燃料の空燃比に与える影響がほぼ定率となるように制御する。
【００３５】
電子制御装置４０で実行される蒸発燃料パージ制御は、具体的には、図１〜図８に示すフローチャートに従って実行される。
図１に蒸発燃料パージ処理ルーチンを示す。このルーチンは、イグニッションスイッチ５３をＯＮ後、所定時間（本実施の形態では、４０ｍＳ）毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、蒸発燃料パージを許可するか否か、即ち蒸発燃料パージ条件が成立したか否かを判定する。蒸発燃料パージ条件は、アイドル運転時と非アイドル運転時とで個別に判定され、例えば、非アイドル運転時においては、以下の条件が全て満たされたとき、蒸発燃料パージ条件成立と判定する。
ａ）アイドルスイッチ９ｂがＯＦＦ
ｂ）ＴＷＮ≧ＫＴＷＣＰ１（℃）
ＴＷＮ：冷却水温、ＫＴＷＣＰ１：暖機完了温度
ｃ）始動後、始動後処理終了判定時間ＫＴＭＣＰＣＤ(sec)以上経過
ｄ）以下の何れかを満足すること
i)空燃比フィードバック制御中
ii）リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢ≠０
リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢは、ストイキオ運転からリーンバーン運転へ切換えられたときの、リーン化率を設定するものでＦＬＥＧＤＢ＝１．０のときリーン化率１００％となる。
【００３６】
図９に示すように、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢは、リーンバーン運転が開始された直後、０から所定の割合で上昇し、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰがサージレベル高判定値ＳＦＩＬＤＨに達したとき反転し、その後、サージベル中判定値ＳＦＩＬＤＭに達するまで減少され、サージベル中判定値ＳＦＩＬＤＭに達したとき再び反転して上昇されるもので、ＦＬＥＧＤＢ＝０のときはリーン化率が０％、即ち、ストイキオ運転となる。
【００３７】
尚、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰ、及び各サージレベル判定値ＳＦＩＬＤＨ，ＳＦＩＬＤＭは、後述するサージレベル指標値算出ルーチン（図８参照）において算出される。
【００３８】
そして、ステップＳ１で、蒸発燃料パージ条件成立と判定されると、ステップＳ２へ進み、ステップＳ２以降で、蒸発燃料パージ制御を行う。
【００３９】
先ず、ステップＳ２では、現在の運転状態がリーンバーン運転中かストイキオ運転かを判定し、リーンバーン運転中のときはステップＳ３へ進み、又、ストイキオ運転時、即ちリーンバーン運転が解除されているときはステップＳ６へ分岐し、通常運転時の蒸発燃料パージ処理を実行して、ルーチンを抜ける。尚、この場合の蒸発燃料パージ処理は、従来と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４０】
又、ステップＳ３へ進むと、蒸発燃料パージ開始条件判定処理を実行し、ステップＳ４へ進む。蒸発燃料パージ開始条件判定処理は、図２に示す蒸発燃料パージ開始条件判定ルーチンで行われる。
【００４１】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ２１で、パージ開始許可フラグＦCPの値を参照し、ＦCP＝１の蒸発燃料パージ開始が許可されているときは、そのままルーチンを抜け、又、ＦCP＝０の蒸発燃料パージが禁止されているときは、ステップＳ２２へ進み、蒸発燃料パージ開始条件が満足されているか否かの判定処理を行う。
【００４２】
蒸発燃料パージ開始条件判定処理は、図３に示す蒸発燃料パージ開始条件判定処理ルーチンで実行される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ２６で、リーンフィードバック収束条件判定処理１を実行し、続くステップＳ２７でリーンフィードバック収束条件判定処理２を実行してルーチンを抜ける。このとき、リーンフィードバック収束条件判定処理１とリーンフィードバック収束条件判定処理２とにおいて、その一方の条件が満足されたとき、パージ開始許可フラグＦCPがセットされ、蒸発燃料パージが許可される。
【００４３】
ステップＳ２６で行われるリーンフィードバック収束条件判定処理１は、図４に示すリーンフィードバック収束条件判定処理１ルーチンで実行され、又、ステップＳ２７で行われるリーンフィードバック収束条件判定処理２は、図５に示すリーンフィードバック収束条件判定処理２ルーチンで実行される。
【００４４】
図４に示すリーンフィードバック収束条件判定処理１ルーチンでは、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢの値を参照し、この値が、リーンバーン運転へ移行した後、増加→減少、或いは減少→増加の反転回数を設定回数ＫＣＰＦＬＥ検出したときサージ収束条件満足と判定するものである。
【００４５】
先ず、ステップＳ３１では、リーンバーン運転へ移行した後の最初のルーチンであるか否かを判定する。最初のルーチンであれば、そのままルーチンを抜け、２回目以降のルーチンであれば、ステップＳ３２へ進む。尚、ステップＳ３１での判定は、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢの値が０から０以外へ移行したときを検出することで行われる。
【００４６】
そして、ステップＳ３２へ進むと、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが判定したか否かを判定する。
【００４７】
図９に示すように、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢは、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰが、サージレベル中判定値ＳＦＩＬＤＭとサージレベル高判定値ＳＦＩＬＤＨとの間にある状態で、リーンバーン運転が開始されたとき（時間ｔ１）、０から次第に、リーンフィードバック係数上限値ＫＦＬＥＧＤＭＸ（本実施の形態では、ＫＦＬＥＧＤＭＸ＝１２０％）に達するまで増加され、又サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰがサージレベル高判定値ＳＦＩＬＤＨを越えたとき、減少方向へ反転する。更に、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰがサージレベル中判定値ＳＦＩＬＤＭをサージレベル低指標値ＳＦＩＬＤＬ方向へ横切ったとき増加方向へ反転する。
【００４８】
リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢは、空燃比のリーンフィードバック係数を決定する係数で、本実施の形態では、燃料噴射パルス幅Ｔｉを次式から求める場合の各種増量補正係数ＣＯＥＦに加えられている。
【００４９】
Ｔｉ＝Ｔｐ・ＣＯＥＦ・α＋Ｔｓ
ここで、Ｔｐは理論空燃比における基本燃料噴射量でエンジン負荷に応じて設定される。αは空燃比フィードバック補正係数で、Ｏ2センサ３４からの出力信号に基づき空燃比を理論空燃比に収束させるための係数であり、リーンバーン運転時はα＝１に固定される。Ｔｓはインジェクタ１４の無効噴射時間を補正する補正係数である。又、各種増量補正係数ＣＯＥＦは、スロットル全開時に増量補正するフル増量係数ＫFULL、リーンバー運転時のリーン化割合を設定するリーン化補正係数ＦＬＥＡＮ等を加算して求められるフィードフォワード補正係数の総称である。
【００５０】
各種増量補正係数ＣＯＥＦに、基本燃料噴射量Ｔｐをリーンバーン運転時にリーン補正するリーン化補正係数ＦＬＥＡＮが加えられており、リーン化補正係数ＦＬＥＡＮの割合がリーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢで設定される。
ＣＯＥＦ＝ＫFULL＋……＋（ＦＬＥＡＮ・ＦＬＥＧＤＢ）
【００５１】
従って、ＦＬＥＧＤＢ＝０のときはリーンバーン運転が実質的に禁止されるため、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢの値を参照することで、運転状態がリーンバーン運転によるものか否かを判定することができる。
【００５２】
ステップＳ３２で、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが反転したと判定すると、ステップＳ３３へ進み、又、反転していないときは、そのままルーチンを抜ける。
【００５３】
そして、ステップＳ３２からステップＳ３３へ進むと、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢの反転回数を示すカウンタのカウント値ｃｏｎをインクリメントし、ステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４ではカウント値ｃｏｎと設定回数ＫＣＰＦＬＥとを比較する。
【００５４】
ストイキオ運転からリーンバーン運転へ移行すると、空燃比がリーン化されるため、サージングが発生しやすくなる。このとき、蒸発燃料をパージすると、蒸発燃料が燃焼外乱として影響を与えてしまうため、リーンバーン運転へ移行したときから、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰの変化が安定（燃焼が安定）するまで、蒸発燃料のパージを禁止する。本実施の形態では、設定回数ＫＣＰＦＬＥを６回としているが、任意に設定することが可能である。
【００５５】
そして、ｃｏｎ＜ＫＣＰＦＬＥのときは、そのままルーチンを抜け、又、ｃｏｎ＝ＫＣＰＦＬＥのときは、燃焼が安定したと判定し、ステップＳ３５でパージ開始許可フラグＦCPをセットし、ステップＳ３６でカウント値ｃｏｎをクリアしてルーチンを抜ける。
【００５６】
続いて、図５に示すリーンフィードバック収束条件判定処理２ルーチンについて説明する。先ず、ステップＳ４１で、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが≠０か否かを調べ、ＦＬＥＧＤＢ＝０の通常運転（リーンバーン運転禁止状態）のときは、ステップＳ４２へ分岐し、タイマＴｉｍｅをクリアしてルーチンを抜ける。又、ＦＬＥＧＤＢ≠０のリーンバーン運転中のときはステップＳ４３へ進む。
【００５７】
ステップＳ４３では、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが設定値ＫＣＰＦＬＥ２を越えたか否かを調べる。設定値ＫＣＰＦＬＥ２は、本実施の形態では、1.0、即ち、ＫＣＰＦＬＥ２＝１００％である。
【００５８】
そして、ＦＬＥＧＤＢ＜ＫＣＰＦＬＥ２のときはステップＳ４２へ分岐し、タイマＴｉｍｅをクリアしてルーチンを抜ける。又、ＦＬＥＧＤＢ≧ＫＣＰＦＬＥ２のときは、ステップＳ４４へ進む。
【００５９】
ステップＳ４４へ進むと、タイマＴｉｍｅをインクリメントし、ステップＳ４５で、タイマＴｉｍｅと設定時間ＫＴＣＰＦＬＥとを比較する。設定時間ＫＴＣＰＦＬＥは、本実施の形態では、１ｓｅｃであり、ＦＬＥＧＤＢ≧ＫＣＰＦＬＥ２の状態が１ｓｅｃ以上継続しているか否かを判定する。即ち、ＦＬＥＧＤＢ≧ＫＣＰＦＬＥ２の状態が設定時間ＫＴＣＰＦＬＥ以上継続しているときは、燃焼が安定したと推定する。
【００６０】
そして、Ｔｉｍｅ＜ＫＴＣＰＦＬＥのときはルーチンを抜け、Ｔｉｍｅ≧ＫＴＣＰＦＬＥのときは、ステップＳ４６へ進み、タイマＴｉｍｅをクリアした後、ステップＳ４７で、パージ開始許可フラグＦCPをセットしてルーチンを抜ける。
【００６１】
このように、蒸発燃料パージ開始条件判定ルーチンでは、通常運転からリーンバーン運転へ移行した後、燃焼状態が比較的安定化するまで（図９の時間ｔ１〜ｔ２）、蒸発燃料パージを禁止するようにしたので、リーンフィードバック制御の追従性が良く、しかも蒸発燃料の過パージを防止することができる。
【００６２】
そして、図１に示す蒸発燃料パージ処理ルーチンのステップＳ４へ進むと、蒸発燃料パージ開始条件判定ルーチンで、パージ開始許可フラグＦCPがセットされたか否かを調べ、ＦCP＝１の蒸発燃料パージ許可のときは、ステップＳ５へ進み、リーンバーンパージ制御処理を開始する（図９の時間ｔ２）。又、ＦCP＝０の蒸発燃料パージ禁止のときは、そのままルーチンを抜ける。
【００６３】
ステップＳ５で実行されるリーンバーンパージ制御処理は、図６〜図７に示すリーンバーンパージ制御ルーチンに従って行われる。
【００６４】
このルーチンのステップＳ５１では、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢとリーンフィードバック係数上限値ＫＦＬＥＧＤＭＸとを比較し、ＦＬＥＧＤＢ≧ＫＦＬＥＧＤＭＸ、即ち、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢがリーンフィードバック係数上限値ＫＦＬＥＧＤＭＸに張り付いた状態のときは（図９の時間ｔ６〜ｔ７）、ステップＳ５２へ分岐し、前回設定したλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭn-1で、今回のλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭを更新し、即ちλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭを固定して、ステップＳ６１へジャンプする。
【００６５】
リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢがリーンフィードバック係数上限値ＫＦＬＥＧＤＭＸに張り付いた状態、即ちリーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが固定されたときは、同時に、λパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭを固定することで、蒸発燃料パージ量が誤って増減されてしまうのが防止され、リーンフィードバック制御を早期に再開させることが可能となる。更に、リーン化限界においてλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭを固定することで、蒸発燃料を継続的にパージさせることが可能となる。
【００６６】
又、ＦＬＥＧＤＢ＜ＫＦＬＥＧＤＭＸのときは、ステップＳ５３へ進み、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰを読込む。サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰは、図８に示すサージレベル指標値算出ルーチンで求められる。
【００６７】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ７１で、回転変動値ＦＩＬＤＭＰを、
ＦＩＬＤＭＰ＝｜ＩＩＲＦ４｜
から算出する。ＩＩＲＦ４は、設定クランク角（本実施の形態では、180゜CA(クランク角度)）毎に検出した区間エンジン回転数ＮＥＬＥを、１０ｍＳ毎に所定段数（本実施の形態では、４段）のデジタルフィルタに通して算出した値であり、回転変動値ＦＩＬＤＭＰは絶対値で表される。
【００６８】
そして、ステップＳ７２で、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰを、３０ｍＳ毎に読込んだエンジン回転数ＦＩＬＤＭＰ３０に基づき、次式から算出し、ルーチンを抜ける。
ＤＦＩＬＤＭＰ＝ＦＩＬＤＭＰＭ３０ − ＦＩＬＤＭＰＭ３０n-19
ここで、ＦＩＬＤＭＰＭ３０は最新のエンジン回転数ＦＩＬＤＭＰ３０のサンプル値、ＦＩＬＤＭＰＭ３０n-19はＦＩＬＤＭＰＭ３０の１９サンプル前の値である。
【００６９】
図６のステップＳ５３で、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰが読込まれた後、ステップＳ５４へ進むと、サージレベル高、中、低の各判定値ＳＦＩＬＤＬ，ＳＦＩＬＤＭ，ＳＦＩＬＤＨをそれぞれ設定する。
【００７０】
各サージレベル判定値ＳＦＩＬＤＬ，ＳＦＩＬＤＭ，ＳＦＩＬＤＨは、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰの程度を判定する値で、車速Ｖと変速段とに基づき、個別に設定されているマップを補間計算付きでそれぞれ参照して設定する。
【００７１】
次いで、ステップＳ５５，５６において、サージレベル指標値ＤＦＩＬＤＭＰと各サージレベル判定値ＳＦＩＬＤＬ，ＳＦＩＬＤＭ，ＳＦＩＬＤＨとを比較し、サージレベルを判定する。
【００７２】
そして、ＳＦＩＬＤＭ＞ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＬのときはサージレベル小であり（図９の時間ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６）、ステップＳ５５からステップＳ５７へ進み、設定値ＫＣＰＣＤＬＥ３で、サージ補正値ＣＰＣＤＬＥを設定し（ＣＰＣＤＬＥ←ＫＣＰＣＤＬＥ３）、ステップＳ６０へ進む。
【００７３】
又、ＳＦＩＬＤＨ＞ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＭのときはサージレベル中であり（図９の時間ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５、ｔ８〜ｔ９、ｔ１０〜ｔ１１）、ステップＳ５５からステップＳ５６を経てステップＳ５８へ進み、設定値ＫＣＰＣＤＬＥ２で、サージ補正値ＣＰＣＤＬＥを設定し（ＣＰＣＤＬＥ←ＫＣＰＣＤＬＥ２）、ステップＳ６０へ進む。
【００７４】
又、ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＨのときはサージレベル大であり（図９の時間ｔ７〜ｔ８、ｔ４〜ｔ５、ｔ８〜ｔ９）、ステップＳ５５からステップＳ５６を経てステップＳ５９へ進み、設定値ＫＣＰＣＤＬＥ１で、サージ補正値ＣＰＣＤＬＥを設定し（ＣＰＣＤＬＥ←ＫＣＰＣＤＬＥ１）、ステップＳ６０へ進む。
【００７５】
設定値は、ＫＣＰＣＤＬＥ２＞ＫＣＰＣＤＬＥ３＞０、ＫＣＰＣＤＬＥ１＜０に設定されており、本実施の形態では、ＫＣＰＣＤＬＥ１＝−０．００４、ＫＣＰＣＤＬＥ２＝０．００３、ＫＣＰＣＤＬＥ３＝０．００１である。
【００７６】
図９に示すように、ＳＦＩＬＤＭ＞ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＬのサージレベル小の状態は、空燃比をよりリーン化させることが可能であるため、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢが増加されており、このような状態で蒸発燃料を急激にパージさせると、空燃比がリッチ化されてしまい、ノッキングか発生し易くなり、リーンフィードバック制御の追従性が損なわれてしまうため、緩やかな増加特性を有する設定値ＫＣＰＣＤＬＥ３にてＣＰＣ弁３０を徐々に開弁させることで、リーンフィードバック制御の追従性を確保する。
【００７７】
又、ＳＦＩＬＤＨ＞ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＭのサージレベル中の状態は、燃焼が比較的安定しているため、蒸発燃料を比較的多くパージさせても、ノック等が発生し難く、リーンフィードバック制御の追従性も良好であるため、通常の増加特性を有するＫＣＰＣＤＬＥ２にてＣＰＣ弁３０を速やかに開弁させる。
【００７８】
一方、ＤＦＩＬＤＭＰ≧ＳＦＩＬＤＨのサージレベル大の状態のときは、かなり大きなサージが発生しているため、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢは減少（空燃比がリッチ化する）方向へ更新されるが、蒸発燃料は、その前段であるサージレベル中の段階で既にパージされ尽くされていると考えられるため、濃度が薄く、ＣＰＣ弁３０を閉弁させても空燃比が急激にリーン化してしまうことはない。
【００７９】
そして、ステップＳ５７，Ｓ５８或いはＳ５９からステップＳ６０へ進むと、前回算出したλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭn-1にサージ補正値ＣＰＣＤＬＥを加算して、λパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭ（但し、０≦ＣＰＣＫＬＭ≦１．０）を算出し、ステップＳ６１へ進む。
【００８０】
ステップＳ６１では、ＣＰＣ弁３０の開度を制御する制御デューティ値ＣＰＣＤを、次式から算出し、ルーチンを抜ける。
ＣＰＣＤ＝ＣＰＣＭＡＰ・ＣＰＣＫＬＭ
ここで、ＣＰＣＭＡＰは基本制御デューティ値であり、エンジン回転数ＮＤＡＴＡとエンジン負荷とに基づきテーブルを補間計算付きで参照して設定する。尚、エンジン負荷は基本燃料噴射量Ｔｐを代用しても良い。
【００８１】
そして、制御デューティ値ＣＰＣＤに対応する駆動信号をＣＰＣ弁３０へ出力し、ＣＰＣ弁３０の弁開度を制御し、所定量の蒸発燃料を吸気系へ供給する。
【００８２】
一方、ステップＳ１で、アイドルスイッチ９ｂがＯＮのアイドル運転状態等、蒸発燃料パージ条件不成立と判断されると、ステップＳ７へ進み、前回の蒸発燃料パージ条件が成立しているか否かを判断し、前回も蒸発燃料パージ条件不成立のときは、不成立の状態が継続されているため、そのままルーチンを抜ける。又、前回の蒸発燃料パージ条件が成立のときは、ステップＳ８へ分岐し、蒸発燃料パージ条件成立から不成立へ切換えられた後の最初の処理を行う。
【００８３】
そして、ステップＳ８では、現在の運転状態がリーンバーン運転か否かを判定し、通常運転のときはステップＳ９へ進み、リーンバーン運転のときはステップＳ１０へ進む。
【００８４】
ステップＳ９では、弁閉速度減算値ＤＣＰＫＬＭを通常設定値ＫＤＣＰＫＬＭ２で設定して、ステップＳ１１へ進む。又、ステップＳ１０へ進むと、弁閉速度減算値ＤＣＰＫＬＭをリーンバーン設定値ＫＤＣＰＫＬＭで設定してステップＳ１１へ進む。
【００８５】
両設定値は、ＫＤＣＰＫＬＭ２＞ＫＤＣＰＫＬＭの関係があり、本実施の形態では、ＫＤＣＰＫＬＭ２＝０．００２、ＫＤＣＰＫＬＭ＝０．００１である。
【００８６】
ステップＳ１１では、先ず、前回算出したλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭn-1からステップＳ９或いはステップＳ１０で設定した弁閉速度減算値ＤＣＰＫＬＭを減算して、λパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭを算出する。
ＣＰＣＫＬＭ＝ＣＰＣＫＬＭn-1−ＤＣＰＫＬＭ
但し、０≦ＣＰＣＫＬＭ≦１．０
【００８７】
次いで、基本デューティ値ＣＰＣＭＡＰとλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭとに基づき、ＣＰＣ弁３０の開度を制御する制御デューティ値ＣＰＣＤを算出し、ルーチンを抜ける。
ＣＰＣＤ＝ＣＰＣＭＡＰ・ＣＰＣＫＬＭ
【００８８】
この場合、リーンバーン運転時のλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭが、ストイキオ運転時のλパージ補正係数ＣＰＣＫＬＭに比し、小さい値に設定されるため、リーンバーン運転時の閉弁速度は、図９の時間ｔ１１〜ｔ１２に示すように、緩やかに閉弁される。
【００８９】
リーンバーン運転時のＣＰＣ弁３０の閉弁速度を、ストイキオ運転時に比し、緩やかに閉弁させることで、空燃比変動が抑制され、リーンフィードバック係数ＦＬＥＧＤＢの追従性が良好になり、サージング、ノッキングの発生が抑制される。
【００９０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、リーンバーン運転時のキャニスタパージコントロール弁の開閉速度をサージレベルを示すサージレベル指標値に応じて制御するようにしたので、リーンバーン運転時の蒸発燃料パージ量をリーンフィードバック制御の追従性に影響を与えない範囲で設定することが可能となり、ノッキング等が回避され、良好な走行性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蒸発燃料パージ処理ルーチンを示すフローチャート
【図２】蒸発燃料パージ条件判定ルーチンを示すフローチャート
【図３】蒸発燃料パージ開始条件判定処理ルーチンを示すフローチャート
【図４】リーンフィードバック収束条件判定処理１ルーチンを示すフローチャート
【図５】リーンフィードバック収束条件判定処理２ルーチンを示すフローチャート
【図６】リーンバーンパージ制御ルーチンを示すフローチャート（その１）
【図７】リーンバーンパージ制御ルーチンを示すフローチャート（その２）
【図８】サージレベル指数値算出ルーチンを示すフローチャート
【図９】理論空燃比による運転から希薄燃焼による運転に切換えられたときのサージレベル指標値とリーンフィードバック係数とλパージ補正係数との変化を示すタイムチャート
【図１０】電子制御装置の回路図
【図１１】エンジンの全体概略図
【符号の説明】
１…エンジン
１８…燃料タンク
２８…蒸発燃料パージ通路
２９…キャニスタ
３０…キャニスタパージコントロール弁
ＤＦＩＬＤＭＰ…サージレベル指標値
ＳＦＩＬＤＨ…サージレベル高判定値
ＳＦＩＬＤＭ…サージレベル中判定値
【図１】
0003910730.tif 000002
【図２】
0003910730.tif 000003
【図３】
0003910730.tif 000004
【図４】
0003910730.tif 000005
【図５】
0003910730.tif 000006
【図６】
0003910730.tif 000007
【図７】
0003910730.tif 000008
【図８】
0003910730.tif 000009
【図９】
0003910730.tif 000010
【図１０】
0003910730.tif 000011
【図１１】
0003910730.tif 000012