JP4052710B2 - エンジンの空燃比制御方法および空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの空燃比制御技術に関し、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料をエンジンの吸気系にパージする際の空燃比の制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両においては、燃料タンク内で発生する燃料の蒸発ガスが大気中に排出されることを防止するため、いわゆるエバポパージシステムを備えている。このエバポパージシステムは、蒸発燃料ガスを活性炭等に吸着させて一旦貯留するキャニスタと、このキャニスタとエンジンの吸気通路とを連通させるパージ通路と、パージ通路の途中に設けられキャニスタ内の蒸発燃料ガスを所定運転条件下でエンジンの吸気通路にパージさせるキャニスタパージコントロールバルブ（以下、ＣＰＣバルブと略す）とから構成される。
【０００３】
一方、エンジンの空燃比は、排気系に設けたＯ₂ センサ（空燃比センサ）からの出力に基づいて空燃比フィードバック補正係数を算出して燃料噴射量を調整し、目標空燃比を維持するよう制御されている。この場合、前記エバポパージシステムにより吸気系に蒸発燃料が供給されると、エンジンの空燃比もそれに伴って変動する。このため、エンジンの空燃比制御では、蒸発燃料のパージ量をも考慮して目標空燃比からのずれを補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のエバポパージシステムでは、吸入空気流量に対してパージされる蒸発燃料混合気の体積流量が一定の割合となるようにＣＰＣバルブの開度が調整されている。このため、キャニスタにおける蒸発燃料吸着量によってパージされる蒸発燃料混合気の濃度（以下、パージ濃度と略す）が変化すると空燃比もまた変動し、この変動をＯ₂ センサからのフィードバックによって吸収している。
【０００５】
しかしながら、このようなパージ濃度変化に追従したフィードバック制御は、制御過程において学習補正を行う場合、そのデータに悪影響を及ぼすという問題がある。すなわち、ある運転条件にて空燃比フィードバック補正係数の平均値を求め、これを学習補正量として記憶して空燃比の制御精度をさらに向上させようとする場合、運転条件とは異なる要因による空燃比変化をも学習補正量に取り込むこととなり、実際の運転条件とは異なるデータが学習されるおそれがある。
【０００６】
また、パージ開始直後はパージ濃度が急変するため前記フィードバック制御が対応できず、空燃比が目標値から外れて排気ガス成分が悪化するという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、現在のパージ濃度を推定して予め燃料噴射量を調整することにより、パージ濃度の変化による空燃比制御性の悪化を防止し得るエンジンの空燃比制御方法および空燃比制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の空燃比制御方法は、燃料タンクからの蒸発燃料をキャニスタに貯留し、このキャニスタより吸気系に蒸発燃料混合気がパージされるエンジンにおいて、エンジンの排気系に設けられた空燃比センサの検出値に基づいて空燃比フィードバック補正係数を決定し、エンジン吸気量とエンジン回転数により決定される基本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してエンジンに対する燃料供給量を制御するエンジンの空燃比制御方法であって、蒸発燃料のパージ開始直前の空燃比フィードバック補正係数と、蒸発燃料混合気の流量とエンジンの吸気流量との比が所定値に達した時の空燃比フィードバック補正係数から、基本燃料噴射量と蒸発燃料混合気の燃料量との比を表すパージ燃料比の初期値を求め、この初期値を用いてパージ初期時におけるキャニスタ内の蒸発燃料量を算出し、パージ初期時におけるキャニスタ内の蒸発燃料量と、パージ開始から現在時刻に至るまでに吸気系にパージされた燃料の総量と、パージ開始から現在時刻に至るまでに燃料タンクからキャニスタに貯留された蒸発燃料の総量とから現在時刻におけるキャニスタ内の蒸発燃料の総量を算出し、キャニスタ内の蒸発燃料の総量と、現在時刻における蒸発燃料混合気の流量とから、現在時刻におけるパージ燃料比を算出し、このパージ燃料比に基づいて基本燃料噴射量を補正するためのエバポ補正係数を決定し、さらに、このエバポ補正係数により基本燃料噴射量を補正してエンジンに対する燃料供給量を制御することを特徴としている。
【０００９】
この場合、前記パージ開始から現在時刻に至るまでに燃料タンクからキャニスタに貯留された蒸発燃料の総量を、燃料タンク内の燃料温度と、燃料タンク内の圧力と、燃料残量によって算出するようにしても良い。
【００１０】
また、本発明の空燃比制御装置は、エンジン吸気量とエンジン回転数により基本燃料噴射量を決定する基本燃料噴射量算出手段と、燃料タンクからの蒸発燃料を貯留するキャニスタと、キャニスタとエンジンの吸気系とを連通し蒸発燃料混合気を吸気系にパージするパージ通路とを有してなるエンジンにおいて、エンジンの排気系に設けられた空燃比センサの検出値に基づいて空燃比フィードバック補正係数を決定し、この空燃比フィードバック補正係数により基本燃料噴射量を補正してエンジンに対する燃料供給量を制御するエンジンの空燃比制御装置であって、蒸発燃料のパージ開始直前の空燃比フィードバック補正係数と、蒸発燃料混合気の流量とエンジンの吸気流量との比が所定値に達した時の空燃比フィードバック補正係数から、基本燃料噴射量と蒸発燃料混合気の燃料量との比を表すパージ燃料比の初期値を求め、この初期値を用いてパージ初期時におけるキャニスタ内の蒸発燃料量を算出するパージ初期キャニスタ燃料量推定手段と、パージ開始から現在時刻に至るまでに吸気系にパージされた燃料の総量を算出するパージ量積算手段と、パージ開始から現在時刻に至るまでに燃料タンクにて発生した蒸発燃料の総量を算出する蒸発燃料総量推定手段と、パージ初期時におけるキャニスタ内の蒸発燃料量と、パージ開始から現在時刻までにパージされた蒸発燃料の総量と、パージ開始から現在時刻までに燃料タンクにて発生した蒸発燃料の総量とから、現在時刻におけるキャニスタ内の蒸発燃料の総量を算出するキャニスタ内燃料量推定手段と、キャニスタ内の蒸発燃料の総量と、現在時刻における蒸発燃料混合気の流量とから現在時刻におけるパージ燃料比を算出するパージ燃料比算出手段と、パージ燃料比に基づいて基本燃料噴射量を補正するためのエバポ補正係数を決定するエバポ補正係数算出手段と、このエバポ補正係数により基本燃料噴射量を補正し、エンジンに対する燃料供給量を決定する最終燃料噴射量算出手段とを有することを特徴としている。
【００１１】
また、この場合、前記蒸発燃料総量推定手段が、燃料タンク内の燃料温度と、燃料タンク内の圧力と、燃料残量とによって蒸発燃料の総量を算出するようにしても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はエンジン制御系の概略構成図、図２は本発明の一実施の形態である空燃比制御装置における電子制御系の回路構成図である。
【００１３】
符号１はエンジンであり、このエンジン１のシリンダヘッド１ｃには、吸気ポート２および排気ポート３が形成されている。また、これらのポート２，３とエンジン１の燃焼室１ａとの間には、吸気バルブ４および排気バルブ５が設けられており、排気バルブ５はカム６およびロッカアーム７により、また、吸気バルブ４は図示しない同様の機構により所定のタイミングにて開閉される。この場合、カム６の回転角度はカム角センサ３１により検出され、そのデータは後述する電子制御装置（ＥＣＵ）４０に送られる。
【００１４】
吸気ポート２には吸気通路８が連通されている。吸気通路８には、スロットルバルブ９が設けられ、このスロットルバルブ９には、さらにスロットル開度を検出するスロットル開度センサ３２が取り付けられている。また、スロットルバルブ９の上流側には、エアフローメータ３３が取り付けられており、エアクリーナ１０を介して流入する空気の流量を検出している。なお、スロットルバルブ９の前後を連通させる形でアイドルスピードコントロールバルブ２４が設けられており、スロットルバルブ９全閉時におけるエンジンアイドリング回転数を調整できるようになっている。
【００１５】
シリンダヘッド１ｃには、その先端を燃焼室１ａに露呈させた点火プラグ１１が設けられている。また、吸気ポート２の直上流側には、インジェクタ１２が臨まされている。このインジェクタ１２は、燃料フィルタ２７を取り付けた燃料配管１３を介して燃料タンク１４に連通されており、規定の圧力に調圧された燃料を吸気ポート２に噴射するようになっている。なお、燃料配管１３には、燃圧レギュレータ２５を介して燃料タンク１４に連通したリターン通路２６が設けられており、余分な燃料は適宜燃料タンク１４に戻されるようになっている。
【００１６】
燃料タンク１４の上部からは、燃料タンク１４内にて発生した蒸発燃料を放出するための放出通路１５が延出されている。そして、放出通路１５は、活性炭等からなる吸着部１６ａを備えたキャニスタ１６の上部に連通されている。このキャニスタ１６には、その下部に大気に連通する新気導入口１６ｂが設けられており、この新気導入口１６ｂからの新気と吸着部１６ａに貯留された蒸発燃料ガスとの混合気（蒸発燃料混合気）を導くパージ通路１７がその上部からさらに延出されている。
【００１７】
パージ通路１７は、スロットルバルブ９の下流側にて吸気通路８に連通されており、その途中に、蒸発燃料混合気の流量を制御するＣＰＣバルブ１８が設けられている。このＣＰＣバルブ１８は、後述するＥＣＵ４０から出力される駆動パルス信号のデューティ比に応じて弁開度が比例的に制御されるデューティソレノイドバルブが用いられている。そして、当該実施の形態では、デューティ比０％すなわち駆動パルス信号ＯＦＦで全閉、デューティ比１００％すなわち連続通電で全開となる。
【００１８】
また、燃料タンク１４には、燃料タンク１４内の内圧を検出するタンク内圧センサ３４と、燃料残量を検出する燃料残量センサ３５と、燃料温度を検出する燃温センサ３６が設けられている。そして、これらによって検出されたタンク内圧等のデータはＥＣＵ４０に送られる。
【００１９】
エンジン１のシリンダブロック１ｂには、冷却水通路１９が形成されており、そこには水温センサ３７が取り付けられている。また、エンジン１のクランクシャフト２０には、それと対向してクランク角センサ３８が設けられている。クランク角センサ３８は、クランクシャフト２０に設けた突起２０ａの通過によりクランクシャフト２０の回転数を検出している。
【００２０】
排気ポート３には排気通路２１が連通して設けられており、そこにはＯ₂ センサ（空燃比センサ）３９が取り付けられている。また、Ｏ₂ センサ３９の下流側には触媒２２、マフラー２３が設けられている。なお、水温センサ３７やクランク角センサ３８、Ｏ₂ センサ３９の検出データはＥＣＵ４０に送られる。
【００２１】
一方、ＥＣＵ４０は、図２に示したように、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３およびバックアップ用のＲＡＭ４４、タイマ４５と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たマイクロコンピュータと、その周辺回路とから構成される。そして、Ｏ₂ センサ３９やクランク角センサ３８等のセンサ類からの信号を処理し、インジェクタ１２やＣＰＣバルブ１８等のアクチュエータ類に制御信号を送出する。
【００２２】
Ｉ／Ｏインターフェース４６には、Ｏ₂ センサ３９とクランク角センサ３８がそれぞれ波形整形回路４８を介して接続されている。また、エアフローメータ３３と、水温センサ３７、燃温センサ３６、タンク内圧センサ３４、燃料残量センサ３５は、それぞれＡ／Ｄ変換器４９を介してＩ／Ｏインターフェース４６に接続されている。さらに、Ｉ／Ｏインターフェース４６には、インジェクタ１２およびＣＰＣバルブ１８が、駆動回路５０を介して接続されている。
【００２３】
ＲＯＭ４２には、制御プログラムおよび各種制御用固定データが記憶されている。また、ＲＡＭ４３には、データ処理した後の各センサ類やスイッチ類への出力信号や、ＣＰＵ４１にて演算処理したデータが格納される。そして、ＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶されている制御プログラムに従い、燃料噴射制御や蒸発燃料混合気（以下、エバポと略す）のパージ制御、これらを含めた空燃比制御、点火時期制御等を実行する。
【００２４】
図３は、ＥＣＵ４０における空燃比制御の全体的な流れを示すフローチャートである。ＥＣＵ４０は、車両の運転状態を常時監視しており、各種データに基づいてインジェクタ１２からの最終燃料噴射量を調整している。すなわち、ＥＣＵ４０はまずステップＳ１で、エアフローメーター３３により吸入空気量Ｑ_a を、クランク角センサ３８によりエンジン回転数Ｎ_e を、また、Ｏ₂ センサによって排気ガスの酸素濃度ＶＯ₂ を検出してこれらのデータを取り込み、ステップＳ２で吸入空気量Ｑ_a とエンジン回転数Ｎ_e により基本燃料噴射量（基本燃料噴射パルス幅）Ｔ_P を演算する。この場合、基本燃料噴射量Ｔ_P は次の「式１」によって求められる。なお、「式１」中、ｋ_INJ はインジェクタ１２の特性係数である。
【００２５】
【数１】

【００２６】
次にステップＳ３で、Ｏ₂ センサのデータに基づき空燃比フィードバック補正係数（ＬＡＭＢＤＡ）が算出される。そしてステップＳ４で、エバポパージが行われているか否かが判断され、エバポパージ中であればステップＳ５でエバポ補正係数ｋ_E が求められ、最終燃料噴射量Ｔ_i が、パージ燃料量を減じてＴ_i ＝Ｔ_P ×ＬＡＭＢＤＡ−Ｔ_P ×ｋ_E と決定される。なお、エバポ補正係数ｋ_E は、エバポ内の燃料量を基本燃料噴射量Ｔ_P との関係において算出する係数であり、ｋ_E ＝ｋ_EVP ×（Ｅ／Ｍ）で表される（ｋ_EVP はエバポ濃度係数であり流量体積比を重量比に換算するための係数、Ｅはエバポ流量、Ｍは吸気通路８のメインの空気流量である）。一方、ステップＳ４でエバポパージ中でないと判断された場合には、Ｓ６で、基本燃料噴射量Ｔ_P をＬＡＭＢＤＡで補正し最終燃料噴射量Ｔ_i が決定される。
【００２７】
このようなエバポパージ中の処理を実行するためにはエバポ補正係数ｋ_E を求める必要があり、そのためにＥＣＵ４０は次のような機能構成を有している。図４は、ＥＣＵ４０による空燃比制御に係る機能の主要構成を示すブロック図である。図４に示したように、ＥＣＵ４０は、燃料タンク１４内にて発生した蒸発燃料の総量Ｆ_ETを算出する蒸発燃料総量推定手段５１と、パージ開始時にキャニスタ１６内に存在する燃料の量Ｆ_CSを算出するパージ初期キャニスタ内燃料量推定手段５２と、パージ開始からのパージ燃料の総量Ｆ_EPを算出するパージ量積算手段５３をまず有する。また、これらによって算出した値に基づいてキャニスタ１６内に現在ある燃料量Ｆ_C を算出するキャニスタ内燃料総量推定手段５４と、パージ燃料の量と噴射燃料量との比Ｌ_E を算出するパージ燃料比算出手段５５を有する。さらに、現在の運転状態から基本燃料噴射量Ｔ_P を求める基本燃料噴射量算出手段５６と、パージ燃料比Ｌ_E に基づいて基本燃料噴射量Ｔ_P に乗ずるエバポ補正係数ｋ_E を求めるエバポ補正係数算出手段５７と、エバポ補正係数ｋ_E を用いて基本燃料噴射量Ｔ_P から最終燃料噴射量Ｔ_i を算出する最終燃料噴射量算出手段５８とを有した構成となっている。
【００２８】
ここで、蒸発燃料総量推定手段５１では、タンク内圧センサ３４と燃温センサ３６および燃料残量センサ３５から得たデータに基づき、燃料タンク１４内にて発生した蒸発燃料の総量Ｆ_ETが算出される。図５は、その際の処理手順を示すフローチャートである。図５に示したように、蒸発燃料総量推定手段５１はまずステップＳ１１で、燃料残量Ｆ_T （ｌ）、タンク内圧Ｐ_T （ｍｍＨｇ）、燃料の液温Ｔ_T （℃）を読み込む。次にステップＳ１２で、これらのデータを予め実験等によって得た三次元マップに当てはめ、現在時刻における蒸発燃料の発生量を算出する。そして、ステップＳ１３でこれをエバポパージ開始時点から積算し、時刻Ｔにおける蒸発燃料の総量Ｆ_ETを算出する。このとき、Ｆ_ETは「式２」のように表される。
【００２９】
【数２】

【００３０】
次に、パージ初期キャニスタ内燃料量推定手段５２では、パージ開始時点にキャニスタ１６内に存在する燃料量Ｆ_CSが算出される。図６は、その際の処理手順を示すフローチャートである。図６に示したように、パージ初期キャニスタ内燃料量推定手段５２はまずステップＳ２１で、吸入空気量Ｑ_a 、エンジン回転数Ｎ_e およびエンジン冷却水の水温Ｔ_W を読み込む。次にステップＳ２２で、これらの値がパージ開始条件を満たしているか否かを判断する。パージ許可条件を満たしている場合には、ステップＳ２３で前時刻におけるＣＰＣバルブ１８のDutyにΔDutyを加え、ステップＳ２４に進んでDutyが所定設定値Dutyset に至っているか否かを判断する。そして、ステップＳ２４でDutyが所定設定値Dutyset に至ったところでＦ_CSを算出する。
【００３１】
ここで、パージ開始時点にキャニスタ１６内に存在する燃料量Ｆ_CSは次のように算出される。まず、パージ開始直前の状態と、パージが開始されＥ／Ｍが所定値に達した時、すなわちDutyが所定設定値Dutyset に達した時の状態を想定する。この場合、エンジン１回転当たりの基本燃料噴射量をＴ_pg＝Ｔ_p ／ｋ_INJ とし、このＴ_pgとエバポ内の燃料量Ｆ_E との比をＬ_E （Ｆ_E ＝Ｔ_pg×Ｌ_E ）とする。また、パージ開始直前のＬＡＭＢＤＡをＬ₁ 、Ｔ_pgをＴ_pg1 、メインの空気流量をＡ₁ とし、これらがパージ開始に伴いDutyが所定設定値Dutyset に達した時Ｌ₂,Ｔ_pg2,Ａ₂ に変化したとする。また、所定Ｅ／Ｍに達したときのエバポ流量をＡ_E2とする。このとき、それぞれの値には次のような関係がある。
【００３２】
【数３】

【００３３】
【数４】

【００３４】
また、Ｌ_E の初期値をＬ_ES（パージ燃料初期比であり、エバポの初期濃度を表す）とし、パージ開始直前の空燃比と流量比Ｅ／Ｍが所定値に達した時の空燃比がフィードバックにより等しくなったとすると、両者の空燃比を等しく置くことにより、
【００３５】
【数５】

【００３６】
の関係が得られる。従って、「式３, ４, ５」よりＬ_ESは次のようになる。
【００３７】
【数６】

【００３８】
また、時刻Ｔにおけるパージ燃料Ｆ_E は次の「式７」のように表される。
【００３９】
【数７】

【００４０】
ここで、ｋ₁ はキャニスタ１６での吸着部１６ａからの燃料放出率、Ａ_E はエバポ流量である。但し、吸着部１６ａを介さずにキャニスタ１６を通過する蒸発燃料は無視し、燃料タンク１４で発生した蒸発燃料は全て吸着部１６ａに吸着されるものとする。また、流量比Ｅ／Ｍは一定に制御されておりＡ_E ≒（Ｅ／Ｍ）・Ａが常に成立しているものとする。
【００４１】
そこで、これを流量比Ｅ／Ｍが所定値に達した時に当てはめて考えると、パージ開始時にキャニスタ１６内に存在した燃料量Ｆ_CSは「式８」のようになる。
【００４２】
【数８】

【００４３】
パージ量積算手段５３は、パージ開始時から現在時刻に至るまでにパージされた燃料の総量Ｆ_EPを算出する。図７は、その際の処理手順を示すフローチャートである。図７に示したように、パージ量積算手段５３は、エンジン１回転当たりの基本燃料噴射量Ｔ_pg＝Ｔ_p ／ｋ_INJ と、このＴ_pgとエバポ内の燃料量Ｆ_E との比Ｌ_E （Ｆ_E ＝Ｔ_pg×Ｌ_E ）からＦ_EPを算出する。すなわち、パージ量積算手段５３はまずステップＳ３１で、Ｔ_pgとＬ_E を読み込み、ステップＳ３２に進んでＦ_E ＝Ｔ_pg×Ｌ_E を算出する。そして、ステップＳ３３でこれをエバポパージ開始時点から積算し、時刻Ｔにおけるパージ燃料の総量Ｆ_EPを算出する。このとき、Ｆ_EPは「式９」のように表される。
【００４４】
【数９】

【００４５】
次に、キャニスタ内燃料総量推定手段５４は、これまでに求めたＦ_ET, Ｆ_CS, Ｆ_EPから、キャニスタ１６内に現在ある燃料量Ｆ_C を算出する。図８は、その際の処理手順を示すフローチャートである。図８に示したように、キャニスタ内燃料総量推定手段５４はまずステップＳ４１で、Ｆ_ET, Ｆ_CS, Ｆ_EPを読み込む。一方、この場合Ｆ_C は、
【００４６】
【数１０】

【００４７】
と表され、Ｆ_ET, Ｆ_CS, Ｆ_EPに「式２, ８, ９」を代入して、Ｆ_C は次のように算出される。
【００４８】
【数１１】

【００４９】
Ｆ_C が算出されると、パージ燃料比算出手段５５はＦ_C からパージ燃料比Ｌ_E を算出する。ここで、「式７」およびＡ_E ＝（Ｅ／Ｍ）ＡからＬ_E は、
【００５０】
【数１２】

【００５１】
と表される。また、当該空燃比制御装置では、Ａ／Ｔ_PG＝１４. ７が維持されるように制御が行われることから、Ｌ_E は、
【００５２】
【数１３】

【００５３】
となる。従って、「式１３」に「式１１」を代入して、Ｌ_E を求めると、「式 １４」のようになる。
【００５４】
【数１４】

【００５５】
次に、エバポ補正係数算出手段５７によりエバポ補正係数ｋ_E が求められる。ここで、Ｌ_E とｋ_E との間には次のような関係がある。
【００５６】
【数１５】

【００５７】
この場合、左辺は基本燃料噴射量から減じる過剰なエバポ内の燃料量を意味する。また、右辺第１項はエバポ内の総燃料量を、第２項はエバポの空燃比を１４. ７とするのに必要な燃料量を意味している。そして、これより、ｋ_E ＝Ｌ_E −Ｌ_E14.7 となる。
【００５８】
このとき、Ａ_E ／（Ｔ_pg・Ｌ_E14.7 ）＝１４. ７より、Ｌ_E14.7 ＝Ａ_E ／（Ｔ_pg・１４. ７）であり、また、Ａ_E ＝（Ｅ／Ｍ）・Ａであることから、
【００５９】
【数１６】

【００６０】
従って、ｋ_E は「式１７」のように求められる。
【００６１】
【数１７】

【００６２】
なお、前記ｋ_EVP は次の「式１８」のように表される。
【００６３】
【数１８】

【００６４】
このようにｋ_E が求まると、最終燃料噴射量算出手段５８は、エバポ補正係数ｋ_E を用いて基本燃料噴射量Ｔ_P から最終燃料噴射量Ｔ_i を算出する。すなわち、Ｔ_i ＝Ｔ_P ×ＬＡＭＢＤＡ−Ｔ_P ×ｋ_E が演算されＴ_i が決定される。なお、基本燃料噴射量Ｔ_P は、基本燃料噴射量算出手段５６により、吸入空気量Ｑ_a とエンジン回転数Ｎ_e により算出される。
【００６５】
そして、この最終燃料噴射量Ｔ_i が制御信号としてＣＰＵ４１から発せられ、Ｉ／Ｏインターフェース４６、駆動回路５０を介してインジェクタ１２に送られる。これにより、インジェクタ１２では、エバポ内の燃料を減じた量が噴射される。
【００６６】
このように、本発明による空燃比制御装置では、パージ燃料の積算量Ｆ_EPと燃料タンクでの蒸発燃料総量Ｆ_ETおよびキャニスタ１６内の初期燃料量Ｆ_CSから、キャニスタ１６内における現在の燃料量Ｆ_C を算出する。また、パージ開始直前とＥ／Ｍが所定値に達したときのＬＡＭＢＤＡの変動量によりエバポの初期濃度（パージ燃料初期比Ｌ_ES）を算出する。次に、Ｌ_ESを用いて現在のパージ燃料比Ｌ_E を求めエバポ補正係数ｋ_E を決定する。そして、基本燃料噴射量Ｔ_P からエバポによる燃料供給量を減じ最終燃料噴射量Ｔ_i を算出する。これにより、当該空燃比制御装置では、パージ濃度の変化にかかわらず、空燃比を理論空燃比に近い状態に制御するようにしている。
【００６７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６８】
【発明の効果】
（１）. パージ初期のエバポ量や、パージ燃料総量、燃料タンクからの蒸発燃料総量からキャニスタ内の蒸発燃料量を推定し、これに基づいて燃料噴射量を制御するようにしたことにより、パージ濃度の変化にかかわらず、空燃比を理論空燃比に近い状態に制御することができる。従って、排ガス成分がエバポの放出に対応できずに悪化したり、燃料噴射制御を行うに際しての学習動作に悪影響を及ぼすことがない。
【００６９】
（２）. また、排ガス成分を良好に維持することができるため、触媒の劣化が少なく、また、その診断も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン制御系の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態である空燃比制御装置における電子制御系の回路構成図である。
【図３】ＥＣＵにおける空燃比制御の全体的な流れを示すフローチャートである。
【図４】ＥＣＵによる空燃比制御に係る機能の主要構成を示すブロック図である。
【図５】燃料タンク内にて発生した蒸発燃料の総量Ｆ_ETを算出する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】パージ開始時点にキャニスタ内に存在する燃料量Ｆ_CSを算出する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】パージ開始時から現在時刻に至るまでにパージされた燃料の総量Ｆ_EPを算出する際の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】キャニスタ内に現在ある燃料量Ｆ_C を算出する際の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気ポート
８ 吸気通路
１２ インジェクタ
１４ 燃料タンク
１５ 放出通路
１６ キャニスタ
１６ａ 吸着部
１６ｂ 新気導入口
１７ パージ通路
１８ ＣＰＣバルブ
３３ エアフローメーター
３４ タンク内圧センサ
３５ 燃料残量センサ
３６ 燃温センサ
３７ 水温センサ
３８ クランク角センサ
３９ Ｏ₂ センサ
５１ 蒸発燃料総量推定手段
５２ パージ初期キャニスタ内燃料量推定手段
５３ パージ量積算手段
５４ キャニスタ内燃料総量推定手段
５５ パージ燃料比算出手段
５６ 基本燃料噴射量算出手段
５７ エバポ補正係数算出手段
５８ 最終燃料噴射量算出手段
Ａ 吸気通路のメインの空気流量
Ａ_E エバポ流量
Ｅ／Ｍ メインの吸気通路とエバポの流量体積比
Ｆ_C キャニスタ内燃料量
Ｆ_CS パージ開始時にキャニスタ内に存在する燃料量
Ｆ_E 燃料タンク内にて発生した蒸発燃料の総量
Ｆ_EP パージ開始時から現在時刻に至るまでにパージされた燃料の総量
Ｆ_ET 時刻Ｔにおける蒸発燃料の総量
Ｌ_E パージ燃料比
Ｌ_ES パージ燃料初期比
Ｎ_e エンジン回転数
Ｐ_T タンク内圧
Ｑ_a 吸入空気量
Ｔ_P 基本燃料噴射量
Ｔ_PG エンジン１回転当たりの基本燃料噴射量
Ｔ_T 燃料液温
Ｔ_W 冷却水水温
Ｔ_i 最終燃料噴射量
Ｔ_pg 基本燃料噴射量
ｋ₁ 燃料放出率
ｋ_E エバポ補正係数
ｋ_EVP エバポ濃度係数
ｋ_INJ インジェクタの特性係数
ＬＡＭＢＤＡ 空燃比フィードバック補正係数

Claims (4)

1. 燃料タンクからの蒸発燃料をキャニスタに貯留し、前記キャニスタより吸気系に蒸発燃料混合気がパージされるエンジンにおいて、前記エンジンの排気系に設けられた空燃比センサの検出値に基づいて空燃比フィードバック補正係数を決定し、エンジン吸気量とエンジン回転数により決定される基本燃料噴射量を前記空燃比フィードバック補正係数により補正してエンジンに対する燃料供給量を制御するエンジンの空燃比制御方法であって、
   蒸発燃料のパージ開始直前の前記空燃比フィードバック補正係数と、前記蒸発燃料混合気の流量とエンジンの吸気流量との比が所定値に達した時の前記空燃比フィードバック補正係数から、前記基本燃料噴射量と前記蒸発燃料混合気の燃料量との比を表すパージ燃料比の初期値を求め、この初期値を用いてパージ初期時における前記キャニスタ内の蒸発燃料量を算出し、
   前記パージ初期時における前記キャニスタ内の蒸発燃料量と、パージ開始から現在時刻に至るまでに吸気系にパージされた燃料の総量と、パージ開始から現在時刻に至るまでに燃料タンクからキャニスタに貯留された蒸発燃料の総量とから、現在時刻におけるキャニスタ内の蒸発燃料の総量を算出し、
   前記キャニスタ内の蒸発燃料の総量と、現在時刻における前記蒸発燃料混合気の流量とから、現在時刻における前記パージ燃料比を算出し、
   前記パージ燃料比に基づいて、前記基本燃料噴射量を補正するためのエバポ補正係数を決定し、前記エバポ補正係数により前記基本燃料噴射量を補正してエンジンに対する燃料供給量を制御することを特徴とするエンジンの空燃比制御方法。
2. 請求項１記載のエンジンの空燃比制御方法であって、前記パージ開始から現在時刻に至るまでに燃料タンクからキャニスタに貯留された蒸発燃料の総量を、燃料タンク内の燃料温度と、燃料タンク内の圧力と、燃料残量によって算出することを特徴とするエンジンの空燃比制御方法。
3. エンジン吸気量とエンジン回転数により基本燃料噴射量を決定する基本燃料噴射量算出手段と、燃料タンクからの蒸発燃料を貯留するキャニスタと、前記キャニスタとエンジンの吸気系とを連通し蒸発燃料混合気を前記吸気系にパージするパージ通路とを有してなるエンジンにおいて、前記エンジンの排気系に設けられた空燃比センサの検出値に基づいて空燃比フィードバック補正係数を決定し、前記空燃比フィードバック補正係数により前記基本燃料噴射量を補正してエンジンに対する燃料供給量を制御するエンジンの空燃比制御装置であって、
   蒸発燃料のパージ開始直前の前記空燃比フィードバック補正係数と、前記蒸発燃料混合気の流量とエンジンの吸気流量との比が所定値に達した時の前記空燃比フィードバック補正係数から、前記基本燃料噴射量と前記蒸発燃料混合気の燃料量との比を表すパージ燃料比の初期値を求め、この初期値を用いてパージ初期時における前記キャニスタ内の蒸発燃料量を算出するパージ初期キャニスタ燃料量推定手段と、
   パージ開始から現在時刻に至るまでに吸気系にパージされた燃料の総量を算出するパージ量積算手段と、
   パージ開始から現在時刻に至るまでに燃料タンクにて発生した蒸発燃料の総量を算出する蒸発燃料総量推定手段と、
   前記パージ初期時におけるキャニスタ内の蒸発燃料量と、前記パージ開始から現在時刻までにパージされた蒸発燃料の総量と、前記パージ開始から現在時刻までに燃料タンクにて発生した蒸発燃料の総量とから、現在時刻におけるキャニスタ内の蒸発燃料の総量を算出するキャニスタ内燃料量推定手段と、
   前記キャニスタ内の蒸発燃料の総量と、現在時刻における前記蒸発燃料混合気の流量とから現在時刻における前記パージ燃料比を算出するパージ燃料比算出手段と、
   前記パージ燃料比に基づいて、前記基本燃料噴射量を補正するためのエバポ補正係数を決定するエバポ補正係数算出手段と、
   前記エバポ補正係数により前記基本燃料噴射量を補正し、エンジンに対する燃料供給量を決定する最終燃料噴射量算出手段とを有することを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
4. 請求項３記載のエンジンの空燃比制御装置であって、前記蒸発燃料総量推定手段は、燃料タンク内の燃料温度と、燃料タンク内の圧力と、燃料残量とによって蒸発燃料の総量を算出することを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。

Images