JPH11280567A

JPH11280567A - 希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料濃度検出装置及びその応用装置

Info

Publication number: JPH11280567A
Application number: JP10084776A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Hiyoudo; 義彦兵道; Toshimi Murai; 俊水村井; Naoya Takagi; 直也高木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-12
Also published as: DE19914211B4; DE19914211A1; US6102003A

Abstract

(57)【要約】【課題】希薄燃焼内燃機関において、蒸発燃料濃度を検
出し、パージ制御等をする。【解決手段】蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージする
にあたり、蒸発燃料がパージされたときの出力変動を検
出する出力変動検出手段と、この出力変動検出手段で検
出した出力変動の大きさに応じて、蒸発燃料濃度を算出
する濃度検出手段と、を備え、これにより、希薄燃焼内
燃機関の蒸発燃料濃度を検出する。そして、検出した蒸
発燃料濃度に従って、パージ量を変更し、あるいは、燃
料噴射状態を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば燃料タンク
等から蒸発する蒸発燃料（ベーパ）を希薄燃焼内燃機関
の運転状態に応じて吸気系に供給する希薄燃焼内燃機関
の蒸発燃料供給制御装置、特に、蒸発燃料濃度検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に使用されているエンジン
においては、燃料噴射弁からの燃料は吸気ポートに噴射
され、燃焼室には予め燃料と空気との均質混合気が供給
される。かかるエンジンでは、アクセル操作に連動する
スロットル弁によって吸気通路が開閉される。

【０００３】このスロットル弁の開閉により、エンジン
の燃焼室に供給される吸入空気量（結果的には燃料と空
気とが均質に混合された気体の量）が調整され、もって
エンジン出力が制御される。

【０００４】しかし、上記のいわゆる均質燃焼による技
術では、スロットル弁の絞り動作に伴って大きな吸気負
圧が発生し、ポンピングロスが大きくなって効率は低く
なる。これに対し、スロットル弁の絞りを小とし、燃焼
室に直接燃料を供給することにより、点火プラグの近傍
に可燃混合気を存在させ、当該部分の空燃比を高めて、
着火性を向上するようにしたいわゆる「成層燃焼」とい
う技術が知られている。かかる技術においては、エンジ
ンの低負荷時には、噴射された燃料が、点火プラグ周り
に偏在供給されるとともに、スロットル弁がほぼ全開相
当に開かれて成層燃焼が実行される。これにより、ポン
ピングロスの低減が図られ、燃費の向上が図られる。

【０００５】上記のような「成層燃焼」を行うことがで
きる内燃機関は、例えば、低負荷から高負荷に変化した
時には、成層燃焼、弱成層燃焼、均質リーン、均質燃焼
というような燃焼状態を順次とる。

【０００６】成層燃焼とは先に説明したように、空燃比
の高い混合気層が点火プラグの近傍に存在させて、他の
部位のガスとの間で層をなす。弱成層燃焼は、成層燃焼
に比較して成層度合いが小さい場合である。

【０００７】均質リーンは、燃料と空気が均質ではある
が燃料の比率が小さい場合である。均質燃焼は、燃料と
空気が均質に混合されかつ燃料の比率が高い場合であ
る。

【０００８】また、このような「成層燃焼」が行われる
場合や、希薄燃焼が行われる場合には、噴射された燃料
の混合気に渦流が形成される場合がある。すなわち、吸
気ポートにはスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）が
設けられ、該ＳＣＶの開度が調整されることにより、渦
流（スワール）の強度が制御される。その結果、少ない
燃料供給量でもって燃焼性の向上が図られるのである。

【０００９】ところで、燃料タンク等からの蒸発燃料
（ベーパ）をキャニスタに一時的に蓄え、内燃機関の運
転状態に応じて蓄えられていたベーパを吸気系に供給す
る希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置が知られて
いる（特開平４−１９４３５４号公報）。

【００１０】この技術においては、蒸発燃料吸着用のキ
ャニスタと吸気通路とを連結する蒸発燃料用のパージ通
路内には、パージ制御弁が設けられている。そして、エ
ンジンの運転状態に応じて、適切な燃料パージ量（ベー
パの吸気通路内への導入量、以下、パージ量という）が
得られるように（例えば、機関負荷が大きい場合には、
ベーパを供給するように）パージ制御弁が制御される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、希薄燃
焼領域では、空燃比を精度良く検出することができない
ため、燃料パージ量を制御する指標がないのが実状であ
る。

【００１２】すなわち、従来技術においては排気通路に
は酸素センサ等の空燃比センサが配設されており、その
出力信号に基づいて実際の空燃比が検出され、混合気の
空燃比が別途算出された目標空燃比となるよう適宜に燃
料噴射量等がフィードバック制御される。この時、蒸発
燃料のパージが実行され空燃比がリッチになっても、混
合気が目標空燃比となるようにフィードバック制御され
る。ところが、上記の酸素センサは、目標空燃比（Ａ／
Ｆ）が例えば理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）近辺での
検出を行うものであり、空燃比がこれよりも大きい希薄
燃焼の場合には、パージによる空燃比の変化を精度良く
検出することができない、しかも、従来技術の空燃比セ
ンサの出力から算出していた蒸発燃料のパージ量を制御
するための指標（例えば蒸発燃料濃度）を正確に算出で
きない。

【００１３】このため、このような希薄燃焼領域におい
て、蒸発燃料供給量を制御する際に、空燃比を検出して
いない場合や、検出された空燃比の精度が良くない場合
には、パージ量の算出の精度が悪化する。そして、蒸発
燃料供給制御装置を負圧から決定されるパージ量で制御
すると、ベーパが濃い時に失火やサージが発生する虞が
ある。

【００１４】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、希薄燃焼内燃機関において、蒸発燃料の
濃度を検出できるようにすること、及び、検出した濃度
による適切な内燃機関の運転制御を行うことを課題とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下の構成とした。（１）すなわち、本発明は、内燃機関の燃料を収容す
る燃料収容手段から発生する蒸発燃料を内燃機関の吸気
系にパージするパージ通路と、前記パージ通路から前記
吸気系に導入される蒸発燃料量を、内燃機関の運転状態
に応じて制御するパージ制御手段と、を備えた希薄燃焼
内燃機関に備えられるべき蒸発燃料濃度検出装置であ
り、蒸発燃料がパージされたときの出力変動を検出する
出力変動検出手段と、この出力変動検出手段で検出した
出力変動の大きさに応じて、蒸発燃料濃度を算出する濃
度検出手段と、を備えたことを特徴とする希薄燃焼内燃
機関の蒸発燃料濃度検出装置である。

【００１６】ここで、前記濃度検出手段は、出力変動の
大きさに応じた濃度分布をマップとして記憶手段に備
え、検出した出力変動からマップを参照して濃度を計算
するような構成とすることができる。

【００１７】通常、燃料噴射量が少なくなると出力変動
が大きくなる。そこで、燃料噴射量と、出力変動との関
係を実験等で採取し、その実験データから両者の関係を
マップとして展開することができる。

【００１８】本発明の装置では、濃度検出手段は、パー
ジ実行中に常に濃度検出を行うことも可能であるが、あ
る一定の条件が整ったときに、濃度検出を行うようにし
てもよい。

【００１９】一定の条件とは、パージ開始許可条件成立
時、例えばパージ開始許可条件成立直後あるいはパージ
開始許可条件成立後所定時間経過後である。また、他の
一定の条件としては、車速やエンジン回転数などの運転
条件がある一定の条件となった場合、エンジン水温や燃
焼状態等エンジンの状態がある一定の状態となった場
合、大気圧や吸入空気温など環境が所定の条件を満たし
たときなどである。

【００２０】また、運転時間等を考慮に入れて検出頻度
を変えることも可能である。（２）本発明の装置で検出した濃度を利用して、例え
ば、パージを中断したり、パージ量を多くあるいは少な
く制御することができる。

【００２１】また、燃料噴射量、燃料噴射時期、吸入空
気量、燃料噴射回数等でを含む燃料噴射状態や燃焼方式
を、検出した濃度に応じて変えることができる。また、
排気ガス循環（ＥＧＲ）装置を備えた場合、濃度検出時
に排気ガス循環（ＥＧＲ）装置を中断して、検出精度の
向上を図るようにしてもよい。

【００２２】これら応用装置として以下の装置がある。
すなわち、前記検出装置を利用した希薄燃焼内燃機関の
蒸発燃料供給制御装置であり、前記パージ通路と、前記
パージ制御手段と、前記出力変動検出手段と、前記濃度
検出手段と、に加え、（２−１）濃度検出手段により算出された蒸発燃料濃度
に基づいてパージ量を変更する流量変更手段を備えるこ
と、（２−２）蒸発燃料濃度に応じて燃料噴射状態を変更す
る噴射状態変更手段を備えること、などが可能である。
なお、燃料噴射状態とは、燃料の噴射量、噴射時期、噴
射方向などが例示される。

【００２３】（３）さらに、本発明では、以下の構成を
上記各構成に加えて備えることができる。（３−１）前記濃度検出手段での蒸発燃料濃度の検出
を、内燃機関の燃焼が安定する運転状態で実行するこ
と。

【００２４】（３−２）前記濃度検出手段は、希薄燃焼
運転中に蒸発燃料がパージされたときの出力変動から濃
度を検出すること。（３−３）前記濃度検出手段での蒸発燃料濃度の検出に
ついて、パージされる蒸発燃料の濃度が変化する運転条
件が検出されたとき、濃度検出周期を変更すること。

【００２５】（３−４）前記濃度検出手段は、検出され
た濃度の大きさに応じてパージ制御手段によるパージの
実行及び停止を行うこと。（３−５）燃料噴射状態が燃料噴射時期であって、検出
された蒸発燃料の濃度に応じて噴射時期を変更するこ
と。

【００２６】（３−５）希薄燃焼内燃機関は、排気を燃
焼室に環流させる排気環流手段を備えるものであって、
濃度検出手段で濃度を検出するときは排気環流を停止さ
せること。

【００２７】以上、本発明では、希薄燃焼内燃機関であ
っても蒸発燃料濃度を適切に検出することができ、その
結果、蒸発燃料濃度に応じてパージ量や燃料噴射状態を
補正するので、適切な燃焼を得ることができる。

【００２８】なお、従来より、通常の車両においては、
内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段から発生する蒸
発燃料を蓄えるためのキャニスタを備えている。そこ
で、本発明においては、前記パージ通路は前記内燃機関
の吸気系と前記キャニスタとを連通するように接続して
もよい。

【００２９】以上の各特徴点は可能な限り組み合わせて
実施できる。

【００３０】

【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。

【００３１】図１は、本発明の装置の概要を示した図で
ある。図１においてＭ１は希薄燃焼内燃機関であり、図
示しない車両本体にこの希薄燃焼内燃機関Ｍ１の駆動用
燃料を収容する燃料収容手段Ｍ２が設けられている。こ
の燃料収容手段Ｍ２には燃料収容手段Ｍ２から発生する
蒸発燃料を蓄えるためのキャニスタＭ３が接続されてい
る。

【００３２】さらに、このキャニスタＭ３と内燃機関Ｍ
１の吸気系Ｍ４ととを連通するパージ通路Ｍ５が設けら
れている。このパージ通路Ｍ５から前記吸気系に導入さ
れる蒸発燃料量を、内燃機関の運転状態に応じて制御す
るパージ制御手段として、このパージ通路Ｍ５の途中に
は、前記吸気系Ｍ４に導入される蒸発燃料の蒸発燃料量
を制御するためのパージ制御弁Ｍ６が設けられている。
また、パージ制御手段として、前記内燃機関の運転状態
を検出する運転状態検出手段Ｍ７が設けられ、さらに、
この運転状態検出手段Ｍ７で検出した運転状態に応じて
前記パージ制御弁の開度を制御するパージ制御弁制御手
段Ｍ８が設けられている。

【００３３】なお、前記運転状態検出手段は、出力変動
をも検出するものであり、本発明でいう出力変動検出手
段である。さらに、この運転状態検出手段（出力変動検
出手段）で検出した出力変動の大きさに応じて、蒸発燃
料濃度を算出する濃度検出手段Ｍ２１が設けられてい
る。

【００３４】さらに、パージ制御弁制御手段Ｍ８に蒸発
燃料量を補正する補正手段Ｍ９が接続され、この補正手
段Ｍ９で補正した蒸発燃料量の補正値に基づいて前記パ
ージ制御弁制御手段Ｍ８がパージ制御弁Ｍ６を補正制御
する。

【００３５】ここで、補正手段Ｍ９は、前記濃度検出手
段Ｍ２１で検出した蒸発燃料の濃度に応じてパージ量す
なわちパージ制御弁の開度または燃料噴射状態を補正す
る。従って、補正手段は本発明でいう流量変更手段と、
燃料噴射状態を変更する噴射状態変更手段とを含む概念
である。

【００３６】図２は車両に搭載された筒内噴射式エンジ
ンの蒸発燃料供給制御装置を示す概略構成図である。内
燃機関としてのエンジン１は、例えば４つのシリンダ１
ａを具備する。これら各シリンダ１ａの燃焼室構造は図
３に示される。これら図２、図３に示すように、エンジ
ン１はシリンダブロック２内にピストンを備えており、
当該ピストンはシリンダブロック２内で往復運動する。
シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド４が設け
られ、前記ピストンとシリンダヘッド４との間には燃焼
室５が形成されている。

【００３７】また、本実施の形態では、図３のように、
ｌつのシリンダ１ａあたり、４つの弁が配置されてい
る。より詳細には第１吸気弁６ａ、第２吸気弁６ｂ、第
１吸気ポート７ａ、第２吸気ポート７ｂ、一対の排気弁
８，８、一対の排気ポート９，９がそれぞれ設けられて
いる。

【００３８】図３に示すように、第１の吸気ポート７ａ
はヘリカル型吸気ポートであり、第２の吸気ポート７ｂ
はほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートである。ま
た、シリンダヘッド４の内壁面の中央部には、点火プラ
グ１０が配設されている。さらに、第１吸気弁６ａ及び
第２吸気弁６ｂ近傍のシリンダヘッド４内壁画周辺部に
は燃料供給手段としての燃料噴射弁１１が配置されてい
る。すなわち、本実施形態においては、燃料噴射弁１１
からの燃料は、直接的に気筒１ａ内に噴射されるように
なっている。

【００３９】図２に示すように、各気筒１ａの第１吸気
ポート７ａ及び第２吸気ポート７ｂは、それぞれ各吸気
マニホルド１５内に形成された第１吸気路１５ａ及び第
２吸気路１５ｂを介してサージタンク１６に連結されて
いる。各第２吸気通路１５ｂ内にはそれぞれスワールコ
ントロールバルブ（ＳＣＶ）１７が配置されている。こ
れらのＳＣＶ１７は共通のシャフト１８を介して、ステ
ップモータ１９に連結されている。このステップモータ
１９は、後述する電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」と
いう）３０からの出力信号に基づいて制御される。

【００４０】前記サージタンク１６は、吸気ダクト２０
を介してエアクリーナ２１に連結され、吸気ダクト２０
内には、別途のステップモータ２２によって開閉される
スロットル弁２３が配設されている。つまり、本実施の
形態のスロットル弁２３はいわゆる電子制御式のもので
あり、基本的には、車両のアクセルペダルの踏み込み量
に対応した出力信号に基づいてステップモータ２２で駆
動されることにより、スロットル弁２３が開閉制御され
る。そして、このスロットル弁２３の開閉により、吸気
ダクト２０を通過して燃焼室５内に導入される吸入空気
量が調節されるようになっている。本実施の形態では、
吸気ダクト２０、サージタンク１６並びに第１吸気路１
５ａ及び第２吸気路１５ｂ等により、吸気系としての吸
気通路が構成されている。また、スロットル弁２３の近
傍には、その開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するた
めのスロットルセンサ２５が設けられている。

【００４１】この実施形態の筒内噴射型内燃機関では、
極く低負荷運転時を除いてスロットル弁２３が全開相当
の開度に保持される。なお、前記各気筒の排気ポート９
には排気マニホルド１４が接続され、燃焼後の排気ガス
は当該排気マニホルド１４を介して図示しない排気ダク
トへ排出されるようになっている。

【００４２】さらに、本実施の形態では、公知の排気ガ
ス循環（ＥＧＲ）装置５１が設けられている。このＥＧ
Ｒ装置５１は、排気ガス循環通路としてのＥＧＲ通路５
２と、同通路５２の途中に設けられた排気ガス循環弁と
してのＥＧＲバルブ５３とを含んでいる。ＥＧＲ通路５
２は、スロットル弁２３の下流側の吸気ダクト２０と、
排気ダクトとの間を連通するよう設けられている。

【００４３】また、ＥＧＲバルブ５３は、弁座、弁体及
びステップモータ（いずれも図示せず）を内蔵してお
り、これらによりＥＧＲ機構が構成されている。ＥＧＲ
バルブ５３の開度は、ステップモータが弁体を弁座に対
して断続的に変位させることにより、変動する。そし
て、ＥＧＲバルブ５３が開くことにより、排気ダクトへ
排出された排気ガスの一部がＥＧＲ通路５２へと流れ
る。その排気ガスは、ＥＧＲバルブ５３を介して吸気ダ
クト２０へ流れる。すなわち、排気ガスの一部がＥＧＲ
装置５１によって吸入混合気中に再循環する。このと
き、ＥＧＲバルブ５３の開度が調節されることにより、
排気ガスの再循環量が調整されるのである。

【００４４】図２に示すように、吸気ダクト２０には吸
気ダクト２０内に蒸発燃料を供給するためのパージ制御
装置７２が取り付けられている。このパージ時制御装置
７２は活性炭層７３を有するキャニスタ７４を具備し、
キャニスタ７４内において活性炭層７３両側にはそれぞ
れ蒸発燃料室７５と空気室７６とが形成されている。蒸
発燃料室７５は、並列配置されるとともにかつそれぞれ
逆方向に流通可能な一対の逆止弁７７，７８を介して燃
料収容手段としての燃料タンク７９に接続されている。

【００４５】又、蒸発燃料室７５とスロットル弁２３下
流の吸気ダクト２０間にはパージ通路としての接続パイ
プ７１が接続されており、同接続パイプ７１には蒸発燃
料室７５から吸気ダクト２０内に向けてのみ流通可能に
逆止弁８０及び第１電磁弁８１が設けられている。前記
電磁弁８１は後記ＥＣＵ３０によりデューティ制御が可
能な制御弁であって、パージ制御弁を構成している。

【００４６】デューティ制御とは、入力パルス信号のデ
ューティ比に応じた開度調整を行う制御である。

【００４７】空気室７６は大気から空気室７６側への流
通のみが可能な逆止弁８２を介して大気に連通されてい
る。吸気ダクト２０内への蒸発燃料の供給を停止すべき
ときは、後記ＥＣＵ３０の制御により、電磁弁８１が閉
弁される。このとき、燃料タンク７９内で発生した蒸発
燃料は逆止弁７８を介して蒸発燃料室７５内に流入し、
次いでこの蒸発燃料は活性炭層７３内の活性炭に吸着さ
れる。

【００４８】燃料タンク７９内の圧力が低下したときに
は、逆止弁７７が開弁する。従って、この逆止弁７７に
より、燃料タンク７９内の圧力低下によって燃料タンク
７９が変形するのが阻止される。

【００４９】これに対して吸気ダクト２０内に蒸発燃料
を供給すべきときには、ＥＣＵ３０により電磁弁８１が
開弁制御される。すると、吸気ダクト２０の吸気管負圧
がキャニスタ７４に導入され、逆止弁８２を介して空気
室７６内に空気が外部から流入し、この空気が活性炭層
７３内に送り込まれる。このとき活性炭に吸着されてい
た燃料が離脱し、かくして燃料成分を含んだ空気（蒸発
燃料）が蒸発燃料室７５内に流出する。次いで、この蒸
発燃料が逆止弁８０及び電磁弁８１を介して吸気ダクト
２０内に供給される。

【００５０】さて、図４で示したように、上述したＥＣ
Ｕ３０は、デジタルコンピュータからなっており、双方
向性バス３１を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）３２、ＲＯＭ（リードオンリメモ
リ）３３、マイクロプロセッサからなるＣＰＵ（中央処
理装置）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具
備している。本実施の形態においては、当該ＥＣＵ３０
により、燃料供給量制御手段、パージ制御弁制御手段、
補正手段（流量変更手段、噴射状態変更手段）が構成さ
れている。これらは、ハードウェア、ソフトウェアの組
み合わせからなるが、ソフトウェアはＲＯＭに書き込ま
れており、ＣＰＵにロードされることで各手段が実現さ
れる。

【００５１】前記アクセルペダル２４には、当該アクセ
ルペダル２４の踏込み量に比例した出力電圧を発生する
アクセルセンサ２６Ａが接続され、該アクセルセンサ２
６Ａによりアクセル開度ＡＣＣＰが検出される。当該ア
クセルセンサ２６Ａの出力電圧は、ＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。

【００５２】また、同じくアクセルペダル２４には、ア
クセルペダル２４の踏込み量が「０」であることを検出
するための全閉スイッチ２６Ｂが設けられている。すな
わち、この全閉スイッチ２６Ｂは、アクセルぺダル２４
の踏込み量が「０」である場合に全閉信号ＸＩＤＬとし
て「１」の信号を、そうでない場合には「０」の信号を
発生する。そして、該全閉スイッチ２６Ｂの出力電圧も
入力ポート３５に入力されるようになっている。

【００５３】また、上死点センサ２７は例えば１番シリ
ンダ１ａのピストンが吸気上死点に達したときに出力パ
ルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３５に入力
される。クランク角センサ２８は例えばクランクシャフ
トが３０°ＣＡ回転する毎に出力パルスを発生し、この
出力パルスが入力ポートに入力される。ＣＰＵ３４では
上死点センサ２７の出力パルスとクランク角センサ２８
の出力パルスからエンジン回転数ＮＥが算出される（読
み込まれる）。

【００５４】さらに、前記シャフト１８の回転角度は、
スワールコントロールバルブセンサ２９により検出さ
れ、これによりスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）
１７の開度が検出されるようになっている。そして、ス
ワールコントロールバルブセンサ２９の出力はＡ／Ｄ変
換器３７を介して入力ポート３５に入力される。

【００５５】併せて、前記スロットルセンサ２５によ
り、スロットル開度ＴＡが検出される。このスロットル
センサ２５の出力はＡ／Ｄ変換器３７を介して入力ポー
ト３５に入力される。

【００５６】加えて、本実施の形態では、サージタンク
１６内の圧力（吸気圧ＰＩＭ）を検出する吸気圧センサ
６１が設けられている。さらに、エンジン１の冷却水の
温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ６２が設
けられている。これら両センサ６１，６２の出力もＡ／
Ｄ変換器３７を介して入力ポート３５に入力されるよう
になっている。

【００５７】さらにまた、エンジン１のシリンダブロッ
ク２には、該エンジン１のノッキングを検出するための
ノック検出手段としてのノックセンサ６３が取付けられ
ている。このノックセンサ６３は、一種の振動ピックア
ップであって、例えば、ノッキングで発生する振動数
と、検出素子の固有振動数とが合致し共振することによ
って検出能力が最高となるようチューニングされた特性
を持っている。このノックセンサ６３の出力もＡ／Ｄ変
換器３７を介して入力ポート３５に入力されるようにな
っている。

【００５８】また、ＥＣＵ３０は、ゲート信号発生器を
有しており、該発生器は、ＣＰＵ３４からの信号に基づ
きオープン・クローズの信号を入力ポート３５に出力す
るようになっている。つまり、ノックセンサ６３からの
検出信号は、ＣＰＵ３４からのオープンゲート信号によ
り入力ポート３５に入力され、クローズゲート信号によ
り遮断される。このため、ノッキングの検出（判定）に
は、一定の期間が設けられていることとなる。

【００５９】一方、出力ポート３６は、対応する駆動回
路３８を介して各燃料噴射弁１１、各ステップモータ１
９，２２、イグナイタ１２、ＥＧＲバルブ５３（ステッ
プモータ）及び電磁弁８１に接続されている。そして、
ＥＣＵ３０は各センサ等２５〜２９，６１〜６３からの
信号に基づき、ＲＯＭ３３内に格納された制御プログラ
ムに従い、燃料噴射弁１１、ステップモータ１９，２
２、イグナイタ１２、ＥＧＲバルブ５３、電磁弁８１等
を好適に制御する。

【００６０】前記各センサ等２５〜２９，６１〜６３
は、運転状態検出手段を構成している。次に、上記構成
を備えたエンジンの蒸発燃料供給制御装置における本実
施の形態に係る各種制御に関するプログラムについて、
フローチャートを参照して説明する。

【００６１】蒸発燃料供給制御は、パージ制御弁の開度
をデューティ制御する場合と、基本燃料噴射量を蒸発燃
料量補正量で増減する場合と、その双方を併用する場合
とがある。

【００６２】本件では、これらを、蒸発燃料濃度に応じ
て行うわけであるが、まず、パージ制御弁の開度をデュ
ーティ制御する場合と、基本燃料噴射量を蒸発燃料量補
正量で増減する場合の制御例を蒸発燃料濃度とは無関係
に説明する。＜デューティ制御による蒸発燃料量の補正例＞図５に、
機関回転数を参照してパージ制御をする「パージ制御ル
ーチン」を示す。このルーチンはＥＣＵ３０が所定時間
毎の割り込みで実行する。

【００６３】処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ
３０は、先ず、ステップ４１０において、前回のルーチ
ン実行時のエンジン回転数ＮＥＯと、現在のエンジン回
転数ＮＥとの偏差ＤＬＮＥを算出する。次いでステップ
４２０において、偏差ＤＬＮＥが０より大きいか否かが
判定される。ステップ４２０において、偏差ＤＬＮＥが
０より大きいと判定されたとき、エンジン回転数が増加
傾向にあるので、ステップ４３０に移行し、仮要求パー
ジデューティ値ｔＤＰＧは、前回値（前回の制御ルーチ
ンで得られた最終要求デューティ値）ＤＰＧ_i-1に対し
パージデューティ更新量ＫＤＰＧＵを加算したものとす
る。このパージデューティ更新量ＫＤＰＧＵは、予め実
験等により求められたものであり、ＲＯＭ３３に格納さ
れている。次にステップ４４０において、最終要求デュ
ーティ値ＤＰＧとして前記ステップ４３０において算出
された仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧをセットし、
この制御ルーチンを終了する。

【００６４】又、前記ステップ４２０において、偏差Ｄ
ＬＮＥが０より大きくなければ、ステップ４５０に移行
し、偏差ＤＬＮＥが０よりも小さいか否かを判定する。
ステップ４５０において、偏差ＤＬＮＥが０より小さい
と判定した場合には、ステップ４６０に移行し、仮要求
パージデューティ値ｔＤＰＧは、前回値（前回の制御ル
ーチンで得られた最終要求デューティ値）ＤＰＧ_i-1か
らパージデューティ更新量ＫＤＰＧＤを減算したものと
する。このパージデューティ更新量ＫＤＰＧＤは、予め
実験等により求められたものであり、ＲＯＭ３３に格納
されている。

【００６５】次にステップ４４０において、最終要求デ
ューティ値ＤＰＧとして前記ステップ４６０において算
出された仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧをセット
し、この制御ルーチンを終了する。

【００６６】ステップ４５０において、偏差ＤＬＮＥが
０より小さいと判定されない場合、偏差ＤＬＮＥは０で
あり、エンジン回転数に変化はないとされる。この場
合、ステップ４８０に移行し、仮要求パージデューティ
値ｔＤＰＧは、前回値（前回の制御ルーチンで得られた
最終要求デューティ値）ＤＰＧ_i-1と同一の値をとる。

【００６７】次にステップ４４０において、最終要求デ
ューティ値ＤＰＧとして前記ステップ４８０において算
出された仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧをセット
し、この制御ルーチンを終了する。

【００６８】従って、ＥＣＵ３０は、この最終要求デュ
ーティ値ＤＰＧに基づいて、電磁弁８１をデューティ制
御する。なお、パージによって導入される蒸発燃料に相
当する燃料量を考慮して、噴射弁からの燃料噴射量を決
定するため、最終要求デューティ値に応じた蒸発燃料量
補正量（ＦＰＧ）が別途算出され、予め算出した基本燃
料噴射量（ＱＡＬＬ）からこの蒸発燃料量補正量（ＦＰ
Ｇ）を減ずることで、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮ
Ｊ）を算出する。

【００６９】通常スロットル弁がほぼ全開に近い状態で
運転されることが多い筒内噴射型内燃機関では、吸入空
気量すなわち負圧が一定であるため、空気吸入量、負荷
（空気量／機関回転数）、吸気管負圧の少なくとも一つ
の値に応じてパージ量を制御しようとすると、低回転数
の成層燃焼と、高回転数の均質燃焼とで同じ量のパージ
を実行する場合、低回転側で燃焼不安定となったり失火
が生じたりする。この例では、吸気管負圧に依存せず、
機関回転数のみを制御パラメータとして利用し、機関回
転数に応じてパージ量を制御することとしたので、安定
した燃焼を得ることができる。＜蒸発燃料量補正量による補正例＞次に、機関回転数に
応じて蒸発燃料量を補正する例を図６に従って説明す
る。

【００７０】まず、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度
ＡＣＡが入力される（ステップ６８１）。次いで、入力
データに従って基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）を補間的に
計算する（ステップ６８２）。すなわち、まず、図示し
ないエンジン回転数及びアクセル開度と、基本燃料噴射
量との相関関係を定めたマップから、当該エンジン回転
数とアクセル開度に対応する基本燃料噴射量を補間的に
計算する。

【００７１】ステップ６８３では、パージ中であるか否
かを判定し、パージ中であれば、スロットル開度ＴＡと
エンジン回転数ＮＥを取り込む（ステップ６８４）。次
いで、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を算出する（ステッ
プ６８５）。この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記
憶したスロットル開度ＴＡ、エンジン回転数ＮＥと、蒸
発燃料量補正量（ＦＰＧ）との相関関係（図７参照）か
ら行う。なお、図７において、高中小とは、エンジン回
転数である。エンジン回転数が少ないど、蒸発燃料量補
正量は増える。

【００７２】次いで、ステップ６８３でパージ中でない
とされた場合、ステップ６８７で蒸発燃料量補正量＝０
とする。ステップ６８５、６８７で蒸発燃料量補正量
（ＦＰＧ）が決定された後、ステップ６８６に移行し、
最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定される。ここ
では、ステップ６８２で予め計算された基本燃料噴射量
（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を減ずる
ことで最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決定するそ
の後、別途定めた燃料噴射プログラムに従って燃料噴射
を行う。

【００７３】なお、蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）の別の
計算方法としては、図８に示したように、パージガス量
Ｑｐから求める方法、図９に示したようにインテークマ
ニホールドの圧力から求める方法とが例示できる。

【００７４】なお、図６に示したルーチンは所定時間間
隔で繰返し実行される。このような補正ルーチン、特に
ステップ６８４，６８５によって蒸発燃料量補正量を検
出して補正するので、ドライバビリティやエミッション
に影響することなく大量の蒸発燃料を処理できる。＜第１の実施の形態＞ここで、まず、第１の実施形態で
使用する濃度検出手段について説明する。

【００７５】濃度検出手段は、図１０に示したように、
出力変動（トルク変動）ＤＬＮの大きさと燃料量との関
係を定めたマップ、もしくは関数を有している。空燃比
がリーン領域にある場合、出力変動が大きいときは燃料
量が少ないこと、すなわち、混合気の濃度が薄い、リー
ン状態であり、ひいては蒸発燃料量が少ないこと、ある
いは蒸発燃料の濃度が薄いことを意味する。このこと
は、本発明者等による実験に基づくものである。

【００７６】ここでは、基準出力変動を定め、その基準
出力変動よりも出力変動が大きいとき、パージを実行し
ても、リーンであるため、蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇが薄
いと判定する。すなわち、ステップ６９９から明かなよ
うに、蒸発燃料の濃度が薄いので、最終の燃料噴射量Ｑ
ＡＬＬＩＮＪを増加させる。

【００７７】より具体的には、図１１に示したように、
出力変動の変動量△ＤＬＮと、濃度補正量△ＦＧｐｒｇ
との関係をマップでＲＯＭに備えている。この関係も、
実験により求めたものである。なお、本件の出力変動
（トルク変動）は、クランク角センサ２８で求められる
内燃機関の回転数ＮＥの変化量から検出される。この他
にも内燃機関のクランクシャフトに設けたトルクセンサ
のトルク変化や燃焼室の燃焼圧力の変化からでも検出で
きる。

【００７８】以上が、蒸発燃料濃度を推定するためのマ
ップであり、これを利用したパージ制御を以下に説明す
る。図１２に従って、蒸発燃料量補正量ＦＰＧに応じて
燃料噴射量を補正する例を説明する。

【００７９】ここで、最終的に燃料噴射弁から供給され
る最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）は、最終燃料噴射量ＱＡＬＬＩＮＪ＝基本燃料噴射量ＱＡＬＬ−蒸発燃料量補正量ＦＰＧ・・・式（１）で与えられる。

【００８０】従って、蒸発燃料量補正量ＦＰＧが大きく
なると、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）は少なくな
って、空燃比がよりリーンな混合気となり、蒸発燃料量
補正量ＦＰＧが小さくなると、最終燃料噴射量（ＱＡＬ
ＬＩＮＪ）は多くなって、混合気がよりリッチな混合気
となる。

【００８１】まず、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度
ＡＣＡが入力される（ステップ６９０）。次いで、入力
データに従って基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）を補間的に
計算する（ステップ６９１）。

【００８２】ステップ６９２では、パージ中であるか否
かを判定し、パージ中であれば、エアーと蒸発燃料から
なるパージガス量Ｑｐを算出する（ステップ６９３）。
この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶したスロッ
トル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１３参
照）から行う。なお、図１３において、高中小とは、エ
ンジン回転数である。エンジン回転数が高いほど、パー
ジガス量は増える。

【００８３】次いで、現在の出力変動を検出し、現在の
出力変動ＤＬＮから前回の出力変動ＤＬＮ０を差し引い
て出力変動の変動量△ＤＬＮを求める。その後、図１１
のマップを参照して蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇを
蒸発燃料濃度検出手段が算出する（ステップ６９５）。

【００８４】その後、ステップ６９６で、前回蒸発燃料
濃度に蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇを加え、今回蒸
発燃料量ＦＧｐｒｇを得る。次いで、ステップ６９７で
蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を計算する。すなわちパー
ジガス量（ＱＰ）に蒸発燃料濃度（ＦＧｐｒｇ）を乗
じ、その積をエンジン回転数（ＮＥ）×（ｎ／２）で除
して得た商を蒸発燃料量とする。なお、式中、ｎは気筒
数であり、２で除するのは、４サイクルエンジンにおけ
る吸気は４回転中２回だからである。

【００８５】ステップ６９２でパージ中でないとされた
場合、ステップ６９８で蒸発燃料量補正量＝０とする。
ステップ６９７、６９８で蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）
が決定された後、ステップ６９９に移行し、最終燃料噴
射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定される。ここでは、ステ
ップ６９１で計算された基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）か
ら蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を減ずることで最終燃料
噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決定する。燃料噴射量をも
って、別途定めた燃料噴射プログラムに従って燃料噴射
を行う。

【００８６】なお、図１２に示したルーチンは所定時間
間隔で繰返し実行される。なお、噴射時期は、機関の運
転状態に応じて吸気行程から圧縮行程の間に設定され
る。このように、出力変動から蒸発燃料濃度を推定し、
蒸発燃料量補正量を算出するので空燃比センサで測定で
きない空燃比領域でも精度のよいパージ制御が可能で、
また、ドライバビリティやエミッションに影響すること
なく蒸発燃料を処理できる。＜第２の実施の形態：蒸発燃料量の補正に伴う燃料噴射
状態の変更＞次に、蒸発燃料量の補正に伴い燃料噴射状
態を変更する制御例を以下に説明する。なお、本実施例
の燃料噴射状態は、燃料噴射量と燃料噴射角を意味す
る。

【００８７】図１４に示したように、まず、エンジン回
転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ
７０１）。次いで、入力データに従って基本燃料噴射量
（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ７０２）。

【００８８】ステップ７０３では、パージ中であるか否
かを判定し、パージ中であれば、エアーと蒸発燃料から
なるパージガス量Ｑｐを算出する（ステップ７０４）。
この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶したスロッ
トル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１３参
照）から行う。

【００８９】次いで、蒸発燃料濃度（ＦＧｐｒｇ）を算
出する（ステップ７０５）。その算出方法は、図１２の
ステップ６９５，６９６と同一である。その後、ステッ
プ７０６で蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を計算する。す
なわちパージガス量（ＱＰ）に蒸発燃料濃度（ＦＧｐｒ
ｇ）を乗じ、その積をエンジン回転数（ＮＥ）×（ｎ／
２）で除して得た商を蒸発燃料量とする。なお、式中、
ｎは気筒数であり、２で除するのは、４サイクルエンジ
ンにおける吸気は４回転中２回だからである。

【００９０】ステップ７０３でパージ中でないとされた
場合、ステップ７０７で蒸発燃料量補正量＝０とする。
ステップ７０６、７０７で蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）
が決定された後、ステップ７０８に移行し、最終燃料噴
射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定される。ここでは、ステ
ップ７０２で計算された基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）か
ら蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を減ずることで最終燃料
噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決定する。さらに、ステッ
プ７０９で、燃料噴射角（１サイクル中の燃料噴射タイ
ミング）を決定する。燃料噴射角（ＡＩＮＪ）の決定に
当たっては、図１５に示したマップを参照する。このマ
ップは蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）と燃料噴射角の変化
量（△ＡＩＮＪ）との相関関係を予め定めたもので、Ｒ
ＰＭに記憶されている。図１５において、グラフと横軸
との交差部分は理論空燃比を示す。この交差部分より左
の部分は空気のみをパージしていることを意味する。す
なわち、前回の燃料噴射角（ＡＩＮＪＯ）から、蒸発燃
料量補正量（ＦＰＧ）に対応する燃料噴射角の変化量
（△ＡＩＮＪ）を減ずることで、今回の燃料噴射角を算
出する。こうして得た燃料噴射角をもって、別途定めた
燃料噴射プログラムに従って燃料噴射を行う。

【００９１】なお、図１４に示したルーチンは所定時間
間隔で繰返し実行される。このような補正ルーチンで燃
料噴射量の他に燃料噴射角を制御した上で出力変動を検
出するので、蒸発燃料濃度の検出精度が向上し、また、
ドライバビリティやエミッションも良好で、それらに影
響することなく大量の蒸発燃料を処理できる。＜第３の実施の形態＞本例は、出力変動からパージガス
燃料濃度ＦＧｐｒｇを推定するとき、その検出をパージ
開始時及び所定時間経過毎に行う場合の例である。

【００９２】また、出力変動については、所定時間毎に
平均をとって計測する。図１６に示したように、まず、
エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される
（ステップ８０１）。次いで、入力データに従って基本
燃料噴射量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ
８０２）。

【００９３】ステップ８０３では、パージ中であるか否
かを判定し、パージ中であれば、エアーと蒸発燃料から
なるパージガス量Ｑｐを算出する（ステップ８０４）。
この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶したスロッ
トル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１３参
照）から行う。

【００９４】次いで、カウンタの値Ｃを１だけインクリ
メントする（ステップ８０５）。ステップ８０６では、
カウンタ値Ｃが１か否かを判定し、１であった場合、出
力変動の所定時間平均を読み込む（ステップ８０７）。
出力変動は出力変動検出手段をも兼ねる運転状態検出手
段Ｍ７で常時検出され、その所定時間平均は、別のルー
チンで所定時間毎に算出される。

【００９５】出力変動平均を読み込んだ後は、図１７に
示したマップから、蒸発燃料濃度補正値として蒸発燃料
濃度補正量△ＦＧｐｒｇを算出する（ステップ８０
８）。図１７のマップは、出力変動平均値ａｖ△ＤＬＮ
と蒸発燃料濃度補正値△ＦＧｐｒｇとの関係を示し、こ
のマップは、予めＲＯＭに記憶しておく。このマップか
ら明かなように、出力変動平均が０以下で、負の値が大
きくなると、正の補正値が与えられ、出力変動平均が０
以上で、正の値が大きくなると負の補正値が与えられ
る。出力変動平均が０近傍では、不感帯として補正値が
０として与えられる。補正値が０か否かの臨界点は、実
験的に求めたものである。

【００９６】蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇが定まっ
たならば、前回算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇにそれ
を加え、新たな蒸発燃料濃度とする（ステップ８０
９）。その後、ステップ８１０で蒸発燃料量補正量（Ｆ
ＰＧ）を計算する。すなわちパージガス量（ＱＰ）に蒸
発燃料濃度（ＦＧｐｒｇ）を乗じ、その積をエンジン回
転数（ＮＥ）×（ｎ／２）で除して得た商を蒸発燃料量
とする。なお、式中、ｎは気筒数であり、２で除するの
は、４サイクルエンジンにおける吸気は４回転中２回だ
からである。

【００９７】ステップ８０６でＣ＝１でないとき、ステ
ップ８１１に進み、現在の出力変動ＤＬＮから前回の出
力変動ＤＬＮ０を差し引いて出力変動の変動量△ＤＬＮ
を求める。次いで、前回のルーチン実行時に得た△ＤＬ
Ｎの平均値ａｖ△ＤＬＮに今回の出力変動量△ＤＬＮの
なまし値である△ＤＬＮ／Ｎを加え、今回の出力変動平
気値ａｖ△ＤＬＮとする。ここでＮは蒸発燃料濃度算出
周期を示す任意の値である。

【００９８】その後、ステップ８０５で得たカウント値
ＣがＮ＋１より大きいか否かが判定され（ステップ８１
２）、カウント値ＣがＮ＋１より大きいとき、カウンタ
値Ｃを初期化して０とし（ステップ８１４）、ステップ
８１０に進む。ステップ８１３でカウント値ＣがＮ＋１
以下であるとき、ステップ８１０にそのまま進む。ステ
ップ８１３，８１４を経た後のステップ８１０で、蒸発
燃料濃度ＦＧｐｒｇは、前回算出したものを使用する。

【００９９】なお、ステップ８０３でパージ中でないと
された場合、ステップ８１５で蒸発燃料量補正量＝０と
する。ステップ８１０、８１５で蒸発燃料量補正量（Ｆ
ＰＧ）が決定された後は、ステップ８１６に移行し、最
終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定される。ここで
は、ステップ８０２で計算された基本燃料噴射量（ＱＡ
ＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を減ずることで
最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決定する。

【０１００】なお、ステップ８０６から、蒸発燃料濃度
の検出はパージ開始時に行われることを示し、また、ス
テップ８１３、８１４から明かなように、本ルーチンが
Ｎ＋１回実行される毎に、すなわち所定時間毎にＣが初
期化され、その後のプログラム実行の際にステップ８０
７から８０９による蒸発燃料濃度の検出が行われる。

【０１０１】出力変動について所定時間平均をとること
で、サンプリングが緩やかとなる。本実施例では、蒸発
燃料の濃度変化は出力変動に比較して遅い現象であるた
め、緩やかににサンプリングすることで、基本燃料以外
の要因による出力変動の誤差による濃度検出値のハンチ
ングを抑えることができる。＜第４の実施の形態＞本例は、出力変動からパージガス
燃料濃度ＦＧｐｒｇを推定するとき、その検出を所定の
運転条件、特に、パージ以外の出力変動が少ない、すな
わち燃焼が安定する運転条件になった場合の例である。
出力変動が少ない場合とは、例えばエンジン回転数が中
速回転領域より高い運転条件の場合である。

【０１０２】図１８に示したように、まず、エンジン回
転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ
９０１）。次いで、入力データに従って基本燃料噴射量
（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ９０２）。

【０１０３】ステップ９０３では、パージ中であるか否
かを判定し、パージ中であれば、エアーと蒸発燃料から
なるパージガス量Ｑｐを算出する（ステップ９０４）。
この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶したスロッ
トル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１３参
照）から行う。

【０１０４】次いで、エンジン回転数がＮ１より大きく
Ｎ２より小さいか否かを判定する（ステップ９０５）。
ここで、図１９に示したように、Ｎ１、Ｎ２は出力変動
が安定している部分の範囲の下限値、及び、上限値であ
り、エンジン回転数がＮ１以上であれば燃焼安定性が得
られるものの、Ｎ２以上では出力変動の計測誤差が大き
くなり、補正精度が悪くなる。

【０１０５】エンジン回転数がＮ１からＮ２の間、例え
ば、Ｎ１＝２０００、Ｎ２＝３０００のような中速回転
領域にあるとき、ステップ９０６で、現在の出力変動を
検出し、現在の出力変動ＤＬＮから前回の出力変動ＤＬ
Ｎ０を差し引いて出力変動の変動量△ＤＬＮを求める。
その後、図１７に示したマップから、蒸発燃料濃度補正
量△ＦＧｐｒｇを算出する（ステップ９０７）。

【０１０６】蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇが定まっ
たならば、前回算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇにそれ
を加え、新たな蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇとする（ステッ
プ９０８）。その後、ステップ９０９で蒸発燃料量補正
量（ＦＰＧ）を計算する。これは、先の例のステップ８
１０と同様である。

【０１０７】ステップ９０５で、エンジン回転数がＮ１
からＮ２の範囲にないとき、ステップ９０６からステッ
プ９０８をジャンプしてステップ９０９に進む。その場
合のステップ９０９で、蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇは、前
回算出したものを使用する。

【０１０８】なお、ステップ９０３でパージ中でないと
された場合、ステップ９１０で蒸発燃料量補正量＝０と
する。ステップ９０９、９１０で蒸発燃料量補正量（Ｆ
ＰＧ）が決定された後は、ステップ９１１に移行し、最
終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定される。ここで
は、ステップ９０２で計算された基本燃料噴射量（ＱＡ
ＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を減ずることで
最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決定する。

【０１０９】以上のように、ステップ９０５で、運転条
件をパージ以外の出力変動が小さい領域に限定したの
で、限定の無い場合に比較してパージによる出力変動の
変動が大きく出る。よって、濃度検出をそのような条件
下で行えば、ベーパ濃度検出精度が向上する。しかも、
そのようなパージ以外の出力変動が小さい領域に限定し
たことで、パージによる出力変動の影響も大きく出るの
で、パージ制御のための検出がしやすい。

【０１１０】なお、ステップ９０５では、図１９を参照
して、エンジン回転数がＮ１からＮ２の範囲にあるか否
かを判定したが、図２０に示したように、エンジン回転
数の代わりに、車速を使用し、車速がＶ１からＶ２の範
囲にあるか否かを判定するようにしてもよい。図２０
で、Ｖ１、Ｖ２（例えばＶ１＝４０ｋｍ／ｈ、Ｖ２＝８
０ｋｍ／ｈ）は、出力変動が安定している部分の範囲の
下限値、及び、上限値であり、車速がＶ１以上であれば
燃焼安定性が得られるものの、Ｖ２以上では出力変動の
計測誤差が大きくなり、補正精度が悪くなる。＜第５の実施の形態＞本例は、出力変動からパージガス
燃料濃度ＦＧｐｒｇを推定するときの濃度検出を理論空
燃比よりリーンな空燃比で内燃機関を運転するリーンバ
ーン時に行う例である。

【０１１１】図２１に示したように、まず、エンジン回
転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ
１００１）。次いで、入力データに従って基本燃料噴射
量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ１００
２）。

【０１１２】ステップ１００３では、パージ中であるか
否かを判定し、パージ中であれば、エアーと蒸発燃料か
らなるパージガス量Ｑｐを算出する（ステップ１００
４）。この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶した
スロットル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１
３参照）から行う。

【０１１３】次いで、エンジンの燃焼状態がリーンバー
ン状態か否かを判定する（ステップ１００５）。リーン
バーン状態か否かは、例えば、燃料噴射制御において、
リーン状態となったとき、リーン状態を示すフラグを立
て、このフラグに従って判定する。このような判定をす
るのは、図２２に示したように、理論空燃比（ストイ
キ）付近では出力変動が安定しているが、リーン度合い
が大きい場合とリッチ度合いが大きい場合には、燃焼が
不安定となって出力変動が増加する。このうち、リッチ
度合いが大きい場合は、蒸発燃料の濃度が急に濃くなる
と、リッチが更に大きくなって出力変動が大きくなるた
め、濃度検出には不適である。一方、リーン度合いが大
きい場合は、蒸発燃料の濃度が急に濃くなってリッチと
なっても出力変動は安定しているので濃度検出に適す
る。

【０１１４】従って、燃焼がリーン状態であるとき、ス
テップ１００６で、現在の出力変動を検出し、現在の出
力変動ＤＬＮから前回の出力変動ＤＬＮ０を差し引いて
出力変動の変動量△ＤＬＮを求める。その後、図１７に
示したマップから、蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇを
算出する（ステップ１００７）。

【０１１５】蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇが定まっ
たならば、前回算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇにそれ
を加え、新たな蒸発燃料濃度とする（ステップ１００
８）。その後、ステップ１００９で蒸発燃料量補正量
（ＦＰＧ）を計算する。これは、先の例のステップ８１
０と同様である。

【０１１６】ステップ１００６で、エンジン燃焼状態が
リーン状態でないとされたとき、ステップ１００６から
ステップ１００８をジャンプしてステップ１００９に進
む。その場合のステップ１００９で、蒸発燃料濃度ＦＧ
ｐｒｇは、前回算出したものを使用する。

【０１１７】なお、ステップ１００３でパージ中でない
とされた場合、ステップ１０１０で蒸発燃料量補正量＝
０とする。ステップ１００９、１０１０で蒸発燃料量補
正量（ＦＰＧ）が決定された後は、ステップ１０１１に
移行し、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定され
る。ここでは、ステップ１００２で計算された基本燃料
噴射量（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を
減ずることで最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決定
する。

【０１１８】以上のように、ステップ１００５で、補正
をリーンバーン時に限定したことにより、リッチによる
誤濃度検出を防止する。すなわち、リッチ空燃比領域で
検出すると、前述したように急に燃料濃度が濃くなると
燃焼自体が不安定となるという現象が生じ、検出した蒸
発燃料濃度の誤りが生じることがあるが、本例の場合、
リーンバーン状態のときのみ検出するので、そのような
誤濃度検出のおそれはない。

【０１１９】なお、本実施形態におけるリーンバーン状
態とは、例えば均質リーン燃焼の場合、空燃比がＡ／Ｆ
＝１４．５〜２２であり、成層燃焼まで含む場合はＡ／
Ｆ＝１４．５〜４０である。＜第６の実施の形態＞本例は、大気圧や吸入空気温度が
変化するとキャニスタからの燃料離脱量が変化して、パ
ージされる蒸発燃料の濃度が変化すると判定されるとき
に、パージガス燃料濃度を測定し直すようにした例で、
測定開始後、大気圧や吸入空気温度が安定状態に収束す
ると考えられる回数だけ測定を続ける。

【０１２０】図２３に示したように、まず、エンジン回
転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ
１１０１）。次いで、入力データに従って基本燃料噴射
量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ１１０
２）。

【０１２１】ステップ１１０３では、パージ中であるか
否かを判定し、パージ中であれば、エアーと蒸発燃料か
らなるパージガス量Ｑｐを算出する（ステップ１１０
４）。この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶した
スロットル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１
３参照）から行う。

【０１２２】次いで、ステップ１１０５では、前回のプ
ログラム実行時に蒸発燃料量補正量ＦＰＧを検出した際
に大気圧センサで検出した大気圧Ｐａｔｍから、現在の
大気圧を差し引き、所定時間における大気圧変化量△Ｐ
ａｔｍを算出する。

【０１２３】その後、カウンタ値Ｃが０より大きく、パ
ージガス濃度計測回数Ｃ０より小さいか否かが判定され
（ステップ１１０６）、カウンタ値Ｃが０あるいはＣ０
以上であると判断されたなら、ステップ１１０７で大気
圧変化量△Ｐａｔｍの絶対値が圧力判定値Ｐ０より大き
いか否かが判定される。ここで、Ｃ０は、大気圧の変化
する度合いから実験的に定めた値である。また、圧力判
定値Ｐ０とは実験的に定められる値である。キャニスタ
の脱離量に大気圧力の変化が影響するので、実験的に定
めた判定値と比較して、所定の変化があったかどうかを
判定するのである。

【０１２４】そして、大気圧変化量△Ｐａｔｍの絶対値
が圧力判定値Ｐ０より大きい場合、現在の大気圧を蒸発
燃料量補正量ＦＧｐｒｇ検出時の大気圧Ｐａｔｍ０とす
る（ステップ１１０８）。

【０１２５】前記ステップ１１０６で、カウンタ値Ｃが
０より大きくＣ０未満であると判断されたなら、前記ス
テップ１１０７と１１０８はパスして、直接ステップ１
１０９へと進む。

【０１２６】ステップ１１０９では、カウンタの値Ｃを
１だけインクリメントする。次いで、ステップ１１１０
で、現在の出力変動を検出し、現在の出力変動ＤＬＮか
ら前回の出力変動ＤＬＮ０を差し引いて出力変動の変動
量△ＤＬＮを求める。その後、図１７に示したマップか
ら、蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇを算出する（ステ
ップ１１１１）。

【０１２７】蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇが定まっ
たならば、前回算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇにそれ
を加え、新たな蒸発燃料濃度とする（ステップ１１１
２）。その後、ステップ１１１４で蒸発燃料量補正量
（ＦＰＧ）を計算する。これは、先の例のステップ８１
０と同様である。

【０１２８】なお、ステップ１１０７で、大気圧変化量
△Ｐａｔｍの絶対値が圧力判定値Ｐ０以下であると判定
された場合、ステップ１１１３でカウンタ値Ｃを初期化
し、０とし、ステップ１１１４へと進む。ステップ１１
１３を経た後のステップ１１１４で、蒸発燃料濃度ＦＧ
ｐｒｇは、前回算出したものを使用する。

【０１２９】なお、ステップ１１０３でパージ中でない
とされた場合、ステップ１１１５で蒸発燃料量補正量＝
０とする。ステップ１１１６、１１１５で蒸発燃料量補
正量（ＦＰＧ）が決定された後は、ステップ１１１６に
移行し、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定され
る。ここでは、ステップ１１０２で計算された基本燃料
噴射量（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を
減ずることで最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決定
する。

【０１３０】ステップ１１０７から明らかなように、大
気圧の変化量が大きいとき蒸発燃料濃度を検出しなおす
ので、濃度検出精度が高くなる。なお、図２４は、キャ
ニスタの燃料脱離濃度と大気圧との関係を示した図であ
り、図から、大気圧の変化が大きいとキャニスタの燃料
脱離濃度が変化することが明らかである。

【０１３１】なお、図２５に示したように、キャニスタ
からの燃料脱離濃度は、キャニスタ雰囲気温度によって
も変化するので、ステップ１１０５でキャニスタ雰囲気
温度の変化量を検出し、ステップ１１０７で、キャニス
タ雰囲気温度変化量の絶対値が所定の判定値より大きい
とき、蒸発燃料濃度の検出を行うようにしてもよい。＜第７の実施の形態＞本例は、出力変動からパージガス
燃料濃度ＦＧｐｒｇを推定するとき、その検出をパージ
開始時及び所定時間経過毎に行う場合の例である。そし
て、濃度が低い時、また、パージ開始時、再開時に検出
周期を早める。出力変動については、所定時間毎に平均
をとって計測する。図２６に示したように、まず、エン
ジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ス
テップ１２０１）。次いで、入力データに従って基本燃
料噴射量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ１
２０２）。

【０１３２】ステップ１２０３では、パージ中であるか
否かを判定し、パージ中であれば、エアーと蒸発燃料か
らなるパージガス量Ｑｐを算出する（ステップ１２０
４）。この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶した
スロットル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１
３参照）から行う。

【０１３３】次いで、カウンタの値Ｃを１だけインクリ
メントする（ステップ１２０５）。ステップ１２０６で
は、カウンタ値Ｃが１か否かを判定し、１であった場
合、出力変動の所定時間平均を読み込む（ステップ１２
０７）。出力変動は出力変動検出手段をも兼ねる運転状
態検出手段Ｍ７で常時検出され、その所定時間平均は、
別のルーチンで所定時間毎に算出される。

【０１３４】出力変動平均を読み込んだ後は、図１７に
示したマップから、蒸発燃料濃度補正値として蒸発燃料
濃度補正量△ＦＧｐｒｇを算出する（ステップ１２０
８）。蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇが定まったなら
ば、前回算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇにそれを加
え、新たな蒸発燃料濃度とする（ステップ１２０９）。
その後、ステップ１２１０で蒸発燃料量補正量（ＦＰ
Ｇ）を計算する。すなわちパージガス量（ＱＰ）に蒸発
燃料濃度（ＦＧｐｒｇ）を乗じ、その積をエンジン回転
数（ＮＥ）×（ｎ／２）で除して得た商を蒸発燃料量と
する。なお、式中、ｎは気筒数であり、２で除するの
は、４サイクルエンジンにおける吸気は４回転中２回だ
からである。

【０１３５】ステップ１２０６でＣ＝１でないとき、ス
テップ１２１１に進み、現在の出力変動ＤＬＮから前回
の出力変動ＤＬＮ０を差し引いて出力変動の変動量△Ｄ
ＬＮを求める。次いで、前回のルーチン実行時に得た△
ＤＬＮの平均値ａｖ△ＤＬＮに今回の出力変動量△ＤＬ
Ｎのなまし値である△ＤＬＮ／Ｎを加え、今回の出力変
動平気値ａｖ△ＤＬＮとする（ステップ１２１２）。こ
こでＮは、蒸発燃料濃度算出周期を示す任意の値であ
る。

【０１３６】その後、ステップ１２０５で得たカウント
値ＣがＮ＋１より大きいか否かが判定され（ステップ１
２１３）、カウント値ＣがＮ＋１より大きいとき、カウ
ンタ値Ｃを初期化して０とし（ステップ１２１４）、ス
テップ１２１３でカウント値ＣがＮ＋１以下であると
き、ステップ１２１０にそのまま進む。一方、ステップ
１２１４に続いて蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇが濃度判定値
ＦＧｐｒｇ０より小さいか否かが判定され（ステップ１
２１５）、小さいときは、ＮにＮ２を代入する（ステッ
プ１２１６）。ステップ１２１５で蒸発燃料濃度ＦＧｐ
ｒｇは、前回算出したものを使用する。なお、濃度判定
値ＦＧｐｒｇ０とは、実験的に定まる値である。また、
Ｎ２は、検出時間を示す値である。

【０１３７】ステップ１２１６を経た後、及び、ステッ
プ１２１５で蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇが濃度判定値ＦＧ
ｐｒｇ０以上であると判定された時は、ステップ１２１
０で蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を算出する。

【０１３８】なお、ステップ１２０３でパージ中でない
とされた場合、ステップ１２１７でＮにＮ１を代入し、
ステップ１２１８で蒸発燃料量補正量＝０とする。Ｎ１
もまた検出時間を表す値でありるとともに、パージ開始
時における初期値で、また、Ｎ１＜Ｎ２である。

【０１３９】ステップ１２１０、１２１８で蒸発燃料量
補正量（ＦＰＧ）が決定された後は、ステップ１２１９
に移行し、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定さ
れる。ここでは、ステップ１２０２で計算された基本燃
料噴射量（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）
を減ずることで最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決
定する。

【０１４０】ステップ１２０６では、蒸発燃料濃度の検
出はパージ開始時に行われることを示す。また、ステッ
プ１２１３、１２１４に示すように、本ルーチンがＮ＋
１回実行される毎に、すなわち所定時間毎にＣが初期化
され、その後のプログラム実行の際にステップ１２０７
から１２０９による蒸発燃料濃度の検出が行われる。

【０１４１】さらに、ステップ１２１５で蒸発燃料濃度
が濃度判定値より小さいとき、すなわち、濃度が薄いと
きはＮ１より大きい値のＮ２をＮに代入するので、次回
のルーチン実行時におけるステップ１２１３でのＣの初
期化までの時間が長くなる。すなわち、濃度が薄いと
き、ステップ１２１３で、Ｎ＋１＝Ｎ２＋１である一
方、濃度が濃いときは、ステップ１２１３で、Ｎ＋１＝
Ｎ１＋１＜Ｎ２＋１であり、よって、濃度が濃いときの
方が、濃度が薄いときより、蒸発燃料濃度の算出周期が
短い。

【０１４２】キャニスタのパージガス濃度が濃いとき
は、キャニスタの特性として、濃度が薄い時に比べ、出
力変動が急激に変わる。そこで、濃度が薄い場合に比べ
て、蒸発燃料濃度の算出周期を早め、濃度検出精度を向
上させることができる。＜第８の実施の形態＞本例は、出力変動からパージガス
燃料濃度ＦＧｐｒｇを推定するにあたり、濃度が所定値
以下になったらパージを中断し、キャニスタの温度を上
げた後、パージを再開することで、キャニスタからの燃
料離脱効率を高めようとする例である。

【０１４３】図２７に示したように、まず、エンジン回
転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ
１３０１）。次いで、入力データに従って基本燃料噴射
量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ１３０
２）。

【０１４４】ステップ１３０３では、パージ中であるか
否かを判定し、パージ中であれば、パージ中断フラグＦ
ＰＧｃｕｔが立っているかすなわちＦＰＧｃｕｔ＝１か
どうかを判定する（ステップ１３０４）。フラグが立っ
ていなければ、ステップ１３０５で、エアーと蒸発燃料
からなるパージガス量Ｑｐを算出する。この算出は、予
めマップとしてＲＯＭに記憶したスロットル開度ＴＡと
パージガス量との相関関係（図１３参照）から行う。ま
た、同時に、カウンタの値Ｃを１だけインクリメントす
る。

【０１４５】次いで、ステップ１３０６では、カウンタ
値Ｃが１か否かを判定し、１であった場合、出力変動の
所定時間平均ａｖ△ＤＬＮを読み込む（ステップ１３０
７）。出力変動は出力変動検出手段をも兼ねる運転状態
検出手段Ｍ７で常時検出され、その所定時間平均は、別
のルーチンで所定時間毎に算出される。

【０１４６】出力変動平均を読み込んだ後は、図１７に
示したマップから、蒸発燃料濃度補正値として蒸発燃料
濃度補正量△ＦＧｐｒｇを算出する（ステップ１３０
８）。蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇが定まったなら
ば、前回算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇにそれを加
え、新たな蒸発燃料濃度とする（ステップ１３０９）。
蒸発燃料濃度が決定されたら、その濃度がパージ中断判
定濃度より小さいか否かを判定し（ステップ１３１
０）、蒸発燃料濃度がパージ中断判定濃度より小さい場
合は、蒸発燃料濃度を０とするとともに、カウンタ値を
０とし、かつ、パージ中断フラグＦＰＧｃｕｔを１とす
る（ステップ１３１１）。ここで、パージ中断判定濃度
とは、パージガスがほとんどエアの状態に相当する所定
値（例えば濃度１％）であって、予め実験等によって定
められる。

【０１４７】その後、ステップ１３１２で蒸発燃料量補
正量（ＦＰＧ）を計算する。すなわちパージガス量（Ｑ
Ｐ）に蒸発燃料濃度（ＦＧｐｒｇ）を乗じ、その積をエ
ンジン回転数（ＮＥ）×（ｎ／２）で除して得た商を蒸
発燃料量とする。なお、式中、ｎは気筒数であり、２で
除するのは、４サイクルエンジンにおける吸気は４回転
中２回だからである。ステップ１３１１を経た場合、蒸
発燃料濃度（ＦＧｐｒｇ）は０であるから、結果として
蒸発燃料量も０となる。

【０１４８】一方、ステップ１３１０で蒸発燃料濃度が
パージ中断判定濃度以上であると判定された場合、ステ
ップ１３１１をジャンプしてステップ１３１２へと進
み、蒸発燃料濃度を算出する。

【０１４９】ステップ１３０６でＣ＝１でないとき、ス
テップ１３１３に進み、現在の出力変動ＤＬＮから前回
の出力変動ＤＬＮ０を差し引いて出力変動の変動量△Ｄ
ＬＮを求める。次いで、前回のルーチン実行時に得た△
ＤＬＮの平均値ａｖ△ＤＬＮに今回の出力変動量△ＤＬ
Ｎのなまし値である△ＤＬＮ／Ｎを加え、今回の出力変
動平気値ａｖ△ＤＬＮとする（ステップ１３１４）。こ
こでＮは、蒸発燃料濃度算出周期を示す任意の値であ
る。

【０１５０】その後、ステップ１３０５で得たカウント
値ＣがＮ＋１より大きいか否かが判定され（ステップ１
３１５）、カウント値ＣがＮ＋１より大きいとき、カウ
ンタ値Ｃを初期化して０とし（ステップ１３１６）、ス
テップ１３１５でカウント値ＣがＮ＋１以下であると
き、ステップ１３１２にそのまま進む。ステップ１３１
３からステップ１３１５、１３１６を経たときのステッ
プ１３１２で、蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇは、前回算出し
たものを使用する。

【０１５１】前記ステップ１３０４で、パージ中断フラ
グＦＰＧｃｕｔが立っていた場合、パージ中断カウンタ
Ｃcut の値がパージ中断回数Ｎcut より大きいか否かを
判定し、パージ中断カウンタＣcut の値がパージ中断回
数Ｎcut より大きい場合は、パージ中断フラグＦＰＧｃ
ｕｔに０を代入し、また、パージ中断カウンタＣcutを
初期化する（ステップ１３１８）。そして、蒸発燃料濃
度ＦＧｐｒｇとして、パージ中断判定濃度ＦＧｐｒｇｃ
ｕｔを用い（ステップ１３１９）、ステップ１３１２に
進んで蒸発燃料量補正量ＦＰＧを算出する。

【０１５２】一方、ステップ１３１７で、パージ中断カ
ウンタＣcut の値がパージ中断回数Ｎcut 以下であると
判定された場合、パージ中断カウンタＣcut をインクリ
メントし（ステップ１３２０）、さらに、蒸発燃料量補
正量ＦＰＧを０とする（ステップ１３２１）。

【０１５３】なお、ステップ１３０３でパージ中でない
とされた場合、ステップ１３２２で蒸発燃料量補正量＝
０とする。ステップ１３１２、１３２１、１３２２で蒸
発燃料量補正量（ＦＰＧ）が決定された後は、ステップ
１３２３に移行し、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）
が決定される。ここでは、ステップ１３０２で計算され
た基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量
（ＦＰＧ）を減ずることで最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩ
ＮＪ）を決定する。

【０１５４】ステップ１３０６では、蒸発燃料濃度の検
出はパージ開始時に行われることを示す。また、ステッ
プ１３１５、１３１６で示すように、本ルーチンがＮ＋
１回実行される毎に、すなわち所定時間毎にＣが初期化
され、その後のプログラム実行の際にステップ１３０７
から１３０９による蒸発燃料濃度の検出が行われる。

【０１５５】また、ステップ１３１０、１３１１でパー
ジ中断判定を行い、所定の蒸発燃料濃度以下であると
き、パージを中断しているが、その理由は次の通りであ
る。すなわち、キャニスタは温度が高い方が燃料の離脱
効率が良いが、キャニスタから燃料が離脱するときは気
化熱を奪い、温度が低下し、そのため、燃料の離脱効率
が悪くなる。そのため、パージガスを流しても燃料が離
脱しなくなる。そこで、本例ではパージを一時中断する
ことで、周囲からの受熱でキャニスタ温度が燃料を離脱
させるに十分な温度にまで回復させ、燃料の離脱効率を
上げることができる。＜第９の実施の形態＞本例は、出力変動からパージガス
燃料濃度ＦＧｐｒｇを推定するにあたり、濃度が所定値
以上のとき、燃焼室内でむらなく全体が燃焼するよう
に、燃料噴射角（燃料噴射時期）や空気量を変更する例
である。図２８に示したように、まず、エンジン回転数
ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ１４
０１）。次いで、入力データに従って基本的な基本燃料
噴射量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ１４
０２）。

【０１５６】ステップ１４０３では、パージ中であるか
否かを判定し、パージ中であれば、ステップ１４０４
で、エアーと蒸発燃料からなるパージガス量Ｑｐを算出
する。この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶した
スロットル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１
３参照）から行う。また、同時に、カウンタの値Ｃを１
だけインクリメントする。

【０１５７】次いで、ステップ１４０５で、現在の出力
変動ＤＬＮから前回の出力変動ＤＬＮ０を差し引いて出
力変動の変動量△ＤＬＮを求める。ステップ１４０５で
出力変動の変動量を算出したら、図１７に示したマップ
から、蒸発燃料濃度補正値として蒸発燃料濃度補正量△
ＦＧｐｒｇを算出する（ステップ１４０６）。

【０１５８】蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇが定まっ
たならば、前回算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇにそれ
を加え、新たな蒸発燃料濃度とする（ステップ１４０
７）。蒸発燃料濃度が決定されたら、その濃度が変更判
定濃度ＦＧｐｒｇｒｉｃｈより大きいか否かを判定し
（ステップ１４０８）、蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇが変更
判定濃度ＦＧｐｒｇｒｉｃｈより大きい場合は、リッチ
濃度判定フラグｆＰＲＧｒｉｃｈに１を立てる（ステッ
プ１４０９）。変更判定濃度ＦＧｐｒｇｒｉｃｈは、検
出された蒸発燃料の濃度と現在の噴射時期の関係から燃
焼が正常に成立するための境界値（判定値）であって、
予め実験的に定められている。すなわち、成層燃焼中に
蒸発燃料の濃度が濃くなり、成層が成立しなくなると判
断したら噴射時期を圧縮行程から吸気行程側へ進角させ
る。

【０１５９】次いで、パージがリッチのときの燃料噴射
時期ＡＣＡｒｉｃｈを、図２９に示したマップＭＡＰ
（ＡＣＡｒｉｃｈ）から読み出す（ステップ１４１
０）。このマップは、パージがリッチのときの燃料噴射
時期を、エンジン回転数との関係において定めたもので
ある。

【０１６０】なお、ステップ１４１０に代えて、スロッ
トル開度（ＴＡｒｉｃｈ）を、パージリッチ時のスロッ
トル開度マップＭＡＰ（ＴＡｒｉｃｈ）から読み出し
て、スロットル開度を変更するようにしてもよい（ステ
ップ１４１０−１）。

【０１６１】その後、ステップ１４１１で蒸発燃料量補
正量（ＦＰＧ）を計算する。すなわちパージガス量（Ｑ
Ｐ）に蒸発燃料濃度（ＦＧｐｒｇ）を乗じ、その積をエ
ンジン回転数（ＮＥ）×（ｎ／２）で除して得た商を蒸
発燃料量とする。なお、式中、ｎは気筒数であり、２で
除するのは、４サイクルエンジンにおける吸気は４回転
中２回だからである。

【０１６２】ステップ１４０８で、蒸発燃料濃度が変更
判定濃度ＦＧｐｒｇｒｉｃｈ以下の場合、ステップ１４
１２でリッチ濃度判定フラグｆＰＲＧｒｉｃｈにフラグ
１が立っているか判定する。フラグ１が立っていれば、
ステップ１４１３で蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇがリターン
濃度ＦＧｐｒｇｒｅｔより小さいか否かを判定し、蒸発
燃料濃度ＦＧｐｒｇがリターン濃度ＦＧｐｒｇｒｅｔよ
り小さい場合はリッチ濃度判定フラグｆＰＲＧｒｉｃｈ
＝０とし（ステップ１４１３−１）、噴射時期マップか
ら噴射時期を読み出し（ステップ１４１３−２）、ステ
ップ１４１１へ進む。ステップ１４１３で、蒸発燃料濃
度ＦＧｐｒｇがリターン濃度ＦＧｐｒｇｒｅｔ以上の場
合、ステップ１４１０へと進む。なお、リターン濃度Ｆ
Ｇｐｒｇｒｅｔは、変更判定濃度ＦＧｐｒｇｒｉｃｈよ
り小さな値であって、蒸発燃料濃度が薄くなった時に噴
射時期を元に戻してよい濃度に相当し、予め実験的に定
められている。すなわち、蒸発燃料濃度が成層燃焼が成
立する濃度まで薄くなったら噴射時期を吸気行程から圧
縮行程側へと遅角する。

【０１６３】また、前記ステップ１４１２でリッチ濃度
判定フラグｆＰＲＧｒｉｃｈにフラグ１が立っていない
場合、ステップ１４１１へと進む。なお、ステップ１４
０３でパージ中でないとされた場合、ステップ１４１４
で蒸発燃料量補正量＝０、リッチ濃度判定フラグｆＰＲ
Ｇｒｉｃｈ＝０とする。

【０１６４】ステップ１４１１、１４１４で蒸発燃料量
補正量（ＦＰＧ）が決定された後は、ステップ１４１５
に移行し、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定さ
れる。ここでは、ステップ１４０２で計算された基本燃
料噴射量（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）
を減ずることで最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決
定する。この燃料噴射量と燃料噴射時期で別途定めた燃
料噴射プログラムに従って燃料噴射を行う。

【０１６５】ステップ１４０８で示すように、出力変動
から算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇが、所定の変更判
定濃度より大きいとき、燃焼室全体で燃焼するように、
すなわち均質燃焼となるように、燃料噴射時期あるいは
スロットル開度を変更するので、排気エミッションの悪
化を防止し、キャニスタのパージ量を確保することがで
きる。＜第１０の実施の形態＞本例は、出力変動からパージガ
ス燃料濃度ＦＧｐｒｇを推定するとき、その検出を所定
時間経過毎に行う場合において、濃度検出時にＥＧＲを
カットする例である。

【０１６６】図２９に示したように、まず、エンジン回
転数ＮＥとアクセル開度ＡＣＡが入力される（ステップ
１５０１）。次いで、入力データに従って基本燃料噴射
量（ＱＡＬＬ）を補間的に計算する（ステップ１５０
２）。

【０１６７】ステップ１５０３では、パージ中であるか
否かを判定し、パージ中であれば、エアーと蒸発燃料か
らなるパージガス量Ｑｐを算出する（ステップ１５０
４）。この算出は、予めマップとしてＲＯＭに記憶した
スロットル開度ＴＡとパージガス量との相関関係（図１
３参照）から行う。

【０１６８】次いで、濃度検出許可フラグｆＦＧｔｉｍ
ｅに１が立っているか否かを判定する（ステップ１５０
５）。濃度検出許可フラグｆＦＧｔｉｍｅの許可タイミ
ングは、図３０で示した別のルーチンが所定時間毎に実
行されうる。まず、ステップ１５２０で所定時間経過し
たか否かを判定し、経過していなければ、所定時間経過
するまで待ち、経過していればステップ１５２１で濃度
検出許可フラグｆＦＧｔｉｍｅに１を立て、ＥＧＲカッ
トを実行する。

【０１６９】ステップ１５０５で、濃度検出許可フラグ
ｆＦＧｔｉｍｅに１が立っていれば、ステップ１５０６
へ進み、カウンタ値ＣがＮｄ＋１より大きいか否か判定
する。ここで、Ｎｄは濃度検出時間を示す値である。カ
ウンタの値ＣがＮｄ＋１より大きい場合、出力変動の所
定時間平均ａｖ△ＤＬＮを読み込む（ステップ１５０
７）。出力変動は出力変動検出手段をも兼ねる運転状態
検出手段Ｍ７で常時検出され、その所定時間平均は、別
のルーチンで所定時間毎に算出される。また、同時に、
図１７に示したマップから、蒸発燃料濃度補正値として
蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇを算出する。

【０１７０】蒸発燃料濃度補正量△ＦＧｐｒｇが定まっ
たならば、前回算出した蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇにそれ
を加え、新たな蒸発燃料濃度とする（ステップ１５０
８）。次いで、濃度検出許可フラグｆＦＧｔｉｍｅに０
を立て、カウンタ値Ｃを０に初期化し（ステップ１５０
９）、ＥＧＲを再開する（ステップ１５１０）。その
後、ステップ１５１１で蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を
計算する。すなわちパージガス量（ＱＰ）に蒸発燃料濃
度（ＦＧｐｒｇ）を乗じ、その積をエンジン回転数（Ｎ
Ｅ）×（ｎ／２）で除して得た商を蒸発燃料量とする。
なお、式中、ｎは気筒数であり、２で除するのは、４サ
イクルエンジンにおける吸気は４回転中２回だからであ
る。

【０１７１】前記ステップ１５０５で、濃度検出許可フ
ラグｆＦＧｔｉｍｅに１が立っていれば、いなければ、
そのままステップ１５１１に進む。また、前記ステップ
１５０６で、カウンタ値ＣがＮｄ＋１以下の場合、ステ
ップ１５１２で、現在の出力変動ＤＬＮから前回の出力
変動ＤＬＮ０を差し引いて出力変動の変動量△ＤＬＮを
求める。次いで、前回のルーチン実行時に得た△ＤＬＮ
の平均値ａｖ△ＤＬＮに今回の出力変動量△ＤＬＮのな
まし値である△ＤＬＮ／Ｎｄを加え、今回の出力変動平
気値ａｖ△ＤＬＮとする（ステップ１５１３）。その
後、ステップ１５１４でカウント値Ｃを１だけインクリ
メントし、ステップ１５１１へと進む。

【０１７２】ステップ１５０５から直接ステップ１５１
１に進んだ場合、及び、ステップ１５１２〜１５１４を
経過してステップ１５１１に進んだ場合、ステップ１５
１１での蒸発燃料濃度ＦＧｐｒｇは、前回算出したもの
を使用する。

【０１７３】なお、ステップ１５０３でパージ中でない
とされた場合、ステップ１５１５で蒸発燃料量補正量＝
０とする。ステップ１５１１、１５１５で蒸発燃料量補
正量（ＦＰＧ）が決定された後は、ステップ１５１６に
移行し、最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）が決定され
る。ここでは、ステップ１５０２で計算された基本燃料
噴射量（ＱＡＬＬ）から蒸発燃料量補正量（ＦＰＧ）を
減ずることで最終燃料噴射量（ＱＡＬＬＩＮＪ）を決定
する。

【０１７４】以上のように、蒸発燃料濃度の算出は、ス
テップ１５０６，１５０９、１５１４から、パージ開始
から所定時間経過後に行なわれる。そして、濃度検出時
は、ステップ１５２１の実行により、ＥＧＲがカットさ
れるので、ＥＧＲに起因する燃焼変動を除去でき、濃度
検出精度を向上させることができる。

【０１７５】なお、本実施の形態におけるＥＧＲは、図
２のＥＧＲ通路５２による外部ＥＧＲの他に内燃機関の
吸気弁、排気弁の開閉タイミングやリフト量を可変可能
な可変バルブタイミング機構による内部ＥＧＲにも適用
可能である。

【０１７６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
希薄燃焼領域での蒸発燃料濃度を容易に推定でき、その
濃度に基づく、パージ制御や燃料噴射状態の制御を良好
に行うことができる。よって、実際の空燃比センサでは
検出できない領域の蒸発燃料濃度を算出することが可能
であり、検出した蒸発燃料濃度に従って、パージ量を変
更し、あるいは、燃料噴射状態を適切に変更すること
で、希薄燃焼内燃機関のドライバビリティの悪化やエミ
ッションの悪化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の基本的概念図

【図２】実施の形態におけるエンジンの蒸発燃料供給制
御装置を示す概略構成図

【図３】エンジンの気筒部分を拡大して示す断面図

【図４】ＥＣＵの概略を示す電機ブロック回路図

【図５】デューティ制御による「パージ制御ルーチン」
を示すフローチャート

【図６】燃料噴射量補正量による「パージ制御ルーチ
ン」を示すフローチャート

【図７】スロットル開度ＴＡと蒸発燃料量補正量ＦＰＧ
とエンジン回転数ＮＡとの相関関係を定めたマップ

【図８】蒸発燃料量補正量ＦＰＧとパージガス量Ｑｐと
の関係を定めたマップ

【図９】蒸発燃料量補正量ＦＰＧと、大気圧・インテー
クマニホールド圧間の差圧との間の相関関係を定めたマ
ップ

【図１０】出力変動ＤＬＮと燃料量との関係を定めたマ
ップ

【図１１】出力変動の変動量△ＤＬＮと濃度補正値△Ｆ
Ｇｐｒｇとの関係を定めたマップ

【図１２】出力変動から蒸発燃料濃度を推定し、蒸発燃
料量補正量を算出してパージ制御する例を示したフロー
チャート

【図１３】パージガス量Ｑｐとスロットル開度ＴＡ及び
機関回転数との関係を示したマップ

【図１４】蒸発燃料濃度により蒸発燃料量補正量を求
め、それに基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期を制御す
る例を示したフローチャート図

【図１５】燃料噴射角の変化量△ＡＩＮＪと蒸発燃料量
との関係を示すマップ

【図１６】第３の実施形態を示すフローチャート

【図１７】出力変動と蒸発燃料濃度補正値との関係を定
めたマップ

【図１８】第４の実施形態を示すフローチャート

【図１９】エンジン回転数と出力（トルク）変動との関
係を示すグラフ図

【図２０】車速と出力（トルク）変動との関係を示すグ
ラフ図

【図２１】第５の実施形態を示すフローチャート

【図２２】空燃比と出力（トルク）変動との関係を示す
グラフ図

【図２３】第６の実施形態を示すフローチャート

【図２４】大気圧とキャニスタからの燃料脱離濃度との
関係を示すグラフ図

【図２５】キャニスタ雰囲気温度とキャニスタからの燃
料脱離濃度との関係を示すグラフ図

【図２６】第７の実施形態を示すフローチャート

【図２７】第８の実施形態を示すフローチャート

【図２８】第９の実施形態を示すフローチャート

【図２９】パージがリッチのときの燃料噴射時期を、エ
ンジン回転数との関係において定めたマップ

【図３０】第１０の実施形態を示すフローチャート

【図３１】第１０の実施形態を示すサブルーチンのフロ
ーチャート

【符号の説明】

１…希薄燃焼内燃機関としてのエンジン、１１…燃料噴
射手段としての燃料噴射弁、２０…吸気ダクト、２２…
ステップモータ、２３…スロットル弁、２５…運転状態
検出手段を構成するスロットルセンサ、２６Ａ…運転状
態検出手段を構成するアクセルセンサ、２６Ｂ…運転状
態検出手段を構成する全閉スイッチ、２７…運転状態検
出手段を構成する上死点センサ、２８…運転状態検出手
段を構成するクランク角センサ、２９…運転状態検出手
段を構成するスワールコントロールバルブセンサ、３０
…燃料供給量制御手段、パージ制御弁制御手段及び補正
手段を構成するＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｐ３３５３３５Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段
から発生する蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージする
パージ通路と、前記パージ通路から前記吸気系に導入される蒸発燃料量
を、内燃機関の運転状態に応じて制御するパージ制御手
段と、を備えた希薄燃焼内燃機関に備えられるべき蒸発燃料濃
度検出装置であり、蒸発燃料がパージされたときの出力変動を検出する出力
変動検出手段と、この出力変動検出手段で検出した出力変動の大きさに応
じて、蒸発燃料濃度を算出する濃度検出手段と、を備えたことを特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料
濃度検出装置。
【請求項２】内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段
から発生する蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージする
パージ通路と、前記パージ通路から前記吸気系に導入される蒸発燃料量
を、内燃機関の運転状態に応じて制御するパージ制御手
段と、蒸発燃料がパージされたときの出力変動を検出する出力
変動検出手段と、この出力変動検出手段で検出した出力変動の大きさに応
じて、蒸発燃料濃度を算出する濃度検出手段と、この濃度検出手段により算出された蒸発燃料濃度に基づ
いてパージ量を変更する流量変更手段と、を備えたことを特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料
供給制御装置。
【請求項３】内燃機関の燃料を収容する燃料収容手段
から発生する蒸発燃料を内燃機関の吸気系にパージする
パージ通路と、前記パージ通路から前記吸気系に導入される蒸発燃料量
を、内燃機関の運転状態に応じて制御するパージ制御手
段と、蒸発燃料がパージされたときの出力変動を検出する出力
変動検出手段と、この出力変動検出手段で検出した出力変動の大きさに応
じて、蒸発燃料濃度を算出する濃度検出手段と、蒸発燃料濃度に応じて燃料噴射状態を変更する噴射状態
変更手段と、を備えたことを特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料
供給制御装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
濃度検出手段での蒸発燃料濃度の検出は、内燃機関の燃
焼が安定する運転状態で実行されることを特徴とする希
薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
濃度検出手段は、希薄燃焼運転中に蒸発燃料がパージさ
れたときの出力変動から濃度を検出することを特徴とす
る希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。
【請求項６】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
濃度検出手段での蒸発燃料濃度の検出につき、パージさ
れる蒸発燃料の濃度が変化する運転条件が検出されたと
き、濃度検出周期を変更することを特徴とする希薄燃焼
内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。
【請求項７】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
濃度検出手段は、検出された濃度の大きさに応じてパー
ジ制御手段によるパージの実行及び停止を行うことを特
徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。
【請求項８】請求項３において、燃料噴射状態が燃料
噴射時期であって、検出された蒸発燃料の濃度に応じて
噴射時期を変更することを特徴とする希薄燃焼内燃機関
の蒸発燃料供給制御装置。
【請求項９】請求項１〜３のいずれかにおいて、希薄
燃焼内燃機関は、排気を燃焼室に環流させる排気環流手
段を備えるものであって、濃度検出手段で濃度を検出す
るときは排気環流を停止させることを特徴とする希薄燃
焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。