JPH11280568A - 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 - Google Patents

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

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JPH11280568A
JPH11280568A JP10084777A JP8477798A JPH11280568A JP H11280568 A JPH11280568 A JP H11280568A JP 10084777 A JP10084777 A JP 10084777A JP 8477798 A JP8477798 A JP 8477798A JP H11280568 A JPH11280568 A JP H11280568A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】空燃比センサが十分に働かない希薄燃焼時にお
いてパージ濃度学習を行うこと 【解決手段】 内燃機関の希薄燃焼運転中に蒸発燃料濃
度を検出するにあたり、内燃機関を希薄燃焼運転から均
質燃焼運転に切り換え、蒸発燃料濃度を均質燃焼運転下
で検出する。または、リッチスパイク時やブレーキ負圧
確保時に均質燃焼となるので、その機会を利用して蒸発
燃料濃度を検出する。このようにして検出・学習した蒸
発燃料濃度を希薄燃焼時のパージ制御に利用する。

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
等で発生する蒸発燃料（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
の低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】一方、内燃機関の排気通路に設けた空燃比
センサを用いて空燃比を検出し、機関の空燃比を理論空
燃比に一致させるためにフィードバック制御する内燃機
関において、燃料噴射弁及び空燃比センサ等の経時劣化
による空燃比誤差や、蒸発燃料の濃度変化による空燃比
誤差に起因して発生する空燃比の変動を抑制するため、
空燃比学習と蒸発燃料濃度学習が行われている。例え
ば、特開平８−１７７５７２号では両学習が完了してい
ないときは、学習が完了しているときに比べてフィード
バック制御の空燃比補正量を大きくすることが記載され
ている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の内燃機
関では、通常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】この理由としては、希薄燃焼状態では空燃
比センサの精度が高くないため、希薄燃焼状態での空燃
比による濃度学習制御が困難で、パージ量を求めること
ができないからである。この結果、特に運転中において
も、パージカットや高負荷運転によってパージの濃度が
変化するため、パージ量（濃度）が不明瞭な状態でパー
ジを実行してしまうと、例えば成層運転時に点火プラグ
近傍の可燃混合気が過剰にリッチとなり、失火が発生し
て燃焼が不安定となるおそれがある。
【００１４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであって、希薄燃焼内燃機関において、蒸発燃料の
濃度を確実に検出することのできる蒸発燃料濃度検出装
置を提供すること、また、その装置を利用して蒸発燃料
の供給量の算出が悪化することがなく、リッチ失火等を
抑制することができる希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給
制御装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】（１） 上記課題を達成
するための本発明の第１の特徴点は、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、均質燃焼運
転と希薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に応じて切り
換える燃焼制御手段とを備えた内燃機関において、前記
内燃機関の希薄燃焼運転中にパージを実行して蒸発燃料
濃度を検出するにあたり、内燃機関を希薄燃焼運転から
均質燃焼運転に切り換え、蒸発燃料濃度を均質燃焼運転
下で検出することを特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発
燃料濃度検出装置である。 （２） 本発明の第２の特徴点は、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、均質燃焼運転
と希薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に応じて切り換
える燃焼制御手段と、を備えた内燃機関において、パー
ジ実行中に運転状態により前記内燃機関が希薄燃焼運転
から均質燃焼運転に切り換わったとき、蒸発燃料濃度を
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
濃度検出装置である。 （３）本発明の第３の特徴点は、前記（１）の装置の応
用であり、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、パージ制御手段により吸気系にパージ
される蒸発燃料濃度を検出する濃度学習手段と、均質燃
焼運転と希薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に応じて
切り換える燃焼制御手段と、を備え、前記濃度学習手段
は、前記内燃機関の希薄燃焼運転中にパージを実行して
蒸発燃料濃度を学習する必要があるか否かを判定する学
習判定手段を有するとともに、学習判定手段により濃度
学習が必要と判定された場合に、内燃機関を希薄燃焼運
転から均質燃焼運転に切り換える運転切り換え手段を有
し、蒸発燃料の濃度学習を均質燃焼運転下で行うことを
特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置で
ある。
【００１６】濃度学習手段において、蒸発燃料濃度を学
習する必要がある場合とは、パージ制御手段により、蒸
発燃料量を制御する際の制御量を決定するため、濃度学
習をする必要がある場合などである。蒸発燃料量の制御
は、最終燃料噴射量を決定し、空燃比制御を行うために
必要とされる。
【００１７】ここで、前記均質燃焼時において、目標空
燃比となるように運転制御する目標空燃比制御手段を備
え、前記濃度学習手段は、目標空燃比制御運転下で行う
ようにすることができる。
【００１８】さらに、前記学習判定手段は、蒸発燃料の
状態変化を予測し、予測された変化から学習の必要性を
判定するようにすることができる。蒸発燃料の状態変化
とは、蒸発燃料の量や濃度の変化をいい、これらの変化
を燃料タンク内圧力、燃料タンク温度、パージカットの
有無、エンジン負荷（運転状態）に基づいて予測する。
燃料タンク内圧力や燃料タンク温度が高い場合は、蒸発
燃料濃度が濃いと予測する。パージカットが有る場合
は、カット中に蒸発燃料がパージ通路に蓄積されるので
蒸発燃料濃度が濃いと予測する。また、エンジン負荷が
高いとタンク温度上昇するのでエンジン負荷が高い場合
は蒸発燃料濃度が高いものと予測する。 （４）本発明の第４の特徴点は、前記（２）の特徴点の
応用であり、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、パージ制御手段により吸気系にパー
ジされる蒸発燃料濃度を検出する濃度学習手段と、均質
燃焼運転と希薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に応じ
て切り換える燃焼制御手段と、を備え、 前記濃度学習
手段は、運転状態によって希薄燃焼運転から均質燃焼運
転に切り換わったとき、蒸発燃料の濃度学習を均質燃焼
運転下で行うことを特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発
燃料供給制御装置である。
【００１９】ここで、前記均質燃焼時において、目標空
燃比となるように運転制御する目標空燃比制御手段を備
え、前記濃度学習手段は、目標空燃比制御運転下で行う
ようにすることができる。
【００２０】ここでは、何らかの運転条件により希薄燃
焼運転状態から均質燃焼、特に空燃比センサによる目標
空燃比制御運転に切り換わった場合に、蒸発燃料濃度を
検出して学習する。換言すれば、希薄燃焼時に蒸発燃料
濃度を検出することがないので、誤った濃度値を学習し
てしまうことがない。
【００２１】前記（３）（４）において、燃焼制御手段
は、蒸発燃料濃度に応じて燃料噴射状態を変更するよう
にすることが可能である。ここで、噴射状態とは、噴射
弁の噴射量、噴射時期、噴射方向をいう。
【００２２】
【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。
【００２３】＜システム構成概要＞図１は、本発明に係
る筒内噴射型内燃機関の概要を示した図である。図１に
おいて、１は、シリンダ２内にピストン３を備えた内燃
機関であり、シリンダ２の端面を塞ぐシリンダヘッド４
に、２つの吸気ポート５と２つの排気ポート６が設けら
れている。図１では明確ではないが、第１の吸気ポート
５はヘリカル型吸気ポートであり、第２の吸気ポート５
はほぼ真っ直ぐに延びるストレートポートである。ヘリ
カル型吸気ポートへと続く吸気管には、スワールコント
ロールバルブ７が設けられている。さらに、各排気ポー
トには、排気弁８がそれぞれ設けられているとともに、
排気マニホルド９が接続されている。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、各吸気ポート５には第１及び第２の
吸気弁１１が設けられ、各吸気弁１１近傍のシリンダヘ
ッド４内壁面周辺部には燃料供給手段としての燃料噴射
弁１２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１２からの燃料は、直接的にシリンダ
内に噴射されるようになっている。そして、周知のよう
に噴射された燃料に点火プラグ１０で点火することで、
ピストン３が往復動し、この往復運動がクランクアーム
１３を介してクランクシャフト１４を回転させる。そし
て、その回転角がクランクシャフト１４に設けたクラン
ク角センサ１５で検出されるようになっている。また、
シリンダ部分に設けた冷却水通路内の冷却水温度を検出
する冷却水温センサ１６が設けられている。
【００２４】前記吸気弁１１は、可変バルブタイミング
機構により制御され、この可変バルブタイミング機構
は、エンジン状態に応じて吸気バルブカムシャフトの位
相を連続可変制御する。
【００２５】吸気管５には、吸気脈動を抑制するための
サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に
は吸気圧センサ１８が設けられている。また、サージタ
ンク１７の上流側に電子スロットル１９が設けられてい
る。この電子スロットル１９は、アクセルセンサ２０で
検出したアクセルペダルの踏み込み量に応じて、コンピ
ュータ２１により開度制御される。さらに、サージタン
ク１７の吸気負圧はブレーキブースタ２２へと印加さ
れ、吸気負圧がブレーキ踏力を補助するようになってい
る。ブレーキブースタ２２には、ブースタ内圧力を検出
する負圧センサ２３が設けられている。
【００２６】前記排気マニホルド９には、排気ガス中の
酸素濃度を検出することで空燃比を検出するための空燃
比センサとしての第１の酸素センサ２３が設けられ、そ
の下流側には三元触媒２４が設けられ、さらに排気管２
５を介して、ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒２６が設けられ
ている。また、ＮＯx 吸蔵還元型三元触媒２６の下流側
には、第２の酸素センサ２７が設けられている。
【００２７】排気管と吸気管とは、ＥＧＲ管２８で連通
され、電磁弁からなるＥＧＲバルブ２９がこのＥＧＲ管
２８に介装されている。そして、このＥＧＲバルブの開
閉によりＥＧＲ制御を行う。
【００２８】また、燃料タンク３１に収容された燃料を
送る燃料ポンプ３２が設けられ、この燃料ポンプ３２か
ら送られた燃料は高圧燃料ポンプ３３により高圧化され
て高圧デリバリパイプを介して燃料噴射弁１２に供給さ
れる。高圧デリバリパイプには、燃圧センサ３４が設け
られ、燃圧センサ３４で検出した燃料圧力により、燃料
の圧送量を補正するようにしている。
【００２９】さらに、燃料タンク３１から蒸発する燃料
（ベーパ）が大気中に逃げるのを防止するキャニスタ３
５が設けられている。キャニスタの構造を図２に従って
さらに詳細に説明する。
【００３０】キャニスタ３５は、内部に活性炭等の吸着
剤が充填されている。また、キャニスタ３５にはパージ
ポート３５ａ、大気ポート３５ｂ、およびタンクポート
３５ｃがあり、パージポート３５ａとタンクポート３５
ｃとはキャニスタ３５内で中継室３５ｄによって連通さ
れている。キャニスタ３５のタンクポート３５ｃは燃料
タンク２１の上底とベーパ捕集管３６で結ばれ、燃料タ
ンク２１から蒸発するベーパを吸着する。キャニスタ３
５の大気ボート３５ｂは大気に開放されており、パージ
ポート３５ａはパージ通路３７によりパージ制御弁３８
を介して吸気通路のサージタンクに接続されている。パ
ージ制御弁３８は、内燃機関の運転状態に応じて吸気通
路に送られるパージベーパ量をデューティ制御する。
【００３１】ベーパ捕集管３６の途中には、燃料タンク
３１内のベーパの圧力が所定圧以上になった時に開くタ
ンク内圧制御弁３９が設けられている。この内圧制御弁
３９にはスイッチが取り付けられており、内圧制御弁３
９の開閉状況はコンピュータ２１に入力されるようにな
っている。
【００３２】図１、図２に示した内燃機関１は、エンジ
ンコンピュータ２１により制御される。このエンジンコ
ンピュータ２１には、クランク角センサ１５、冷却水温
センサ１６、吸気圧センサ１８、アクセルセンサ２０
（スロットル開度センサ）、ブレーキブースタ用負圧セ
ンサ２３、酸素センサ２３、２７、燃圧センサ３４がそ
れぞれ、Ａ／Ｄ変換器１０１を介して接続され、各セン
サからの情報が入力されるようになっている。
【００３３】また、エンジンコンピュータ２１には、ス
ワールコントロールバルブ７、点火プラグ１０に電流を
印加するイグニッションコイル、燃料噴射弁１２、可変
バルブタイミング機構、電子スロットル１９、ＥＧＲバ
ルブ２９、高圧燃料ポンプ３３、パージ制御弁３８がそ
れぞれ入出力インターフェィス１０２を介して接続さ
れ、これらは、前記各種センサからの情報を基に、前記
コンピュータ２１により制御されるようになっている。
【００３４】なお、燃料噴射弁１２は、入出力インター
フェィス１０２に接続された燃料噴射制御回路１１０に
より駆動制御される。この噴射制御回路１１０は、図示
しないが、ダウンカウンタ、フリップフロップ、駆動回
路を含む。そして、噴射制御回路１１０では、後述する
燃料噴射制御プログラムで算出される燃料噴射量ＴＡＵ
と燃料噴射時期が噴射制御回路１１０のダウンカウンタ
にプリセットされるとともに、フリップフロップもセッ
トされ、セットした燃料噴射時期に応じて駆動回路が燃
料噴射弁の付勢を開始する。
【００３５】他方、ダウンカウンタがクロック信号を計
測して最後そのキャリアウト端子が”１”レベルになっ
た時、フリップフロップがリセットされて駆動回路が燃
料噴射弁１２の付勢を停止する。すなわち、燃料噴射量
ＴＡＵだけ燃料噴射弁が付勢され内燃機関の燃料室内に
送り込まれる。
【００３６】クランク角センサ１５からの信号は、燃料
噴射時期の割り込み要求信号、点火時期の基準タイミン
グ信号、燃料噴射量演算制御の割り込み要求信号を生成
するために使用される。
【００３７】冷却水温センサ１６からの信号は、エンジ
ンが冷間運転にあるか否か、あるいは、オーバーヒート
の判定などに使用される。吸気圧センサ１８は、吸気管
負圧を検出し、この吸気管負圧は吸入空気量を算出する
ために使用される。なお、吸気管にエアフローメータを
設けて吸入空気量を検出するようにしてもよい。
【００３８】アクセルセンサ２０からは、アクセルペダ
ルの踏み込み量が検出されるが、この踏み込み量に応じ
て電子スロットルの開閉制御や燃料噴射制御が実行され
る。ブレーキブースタ用負圧センサ２３はブレーキブー
スタ内の圧力を検出して、ブレーキ制御等に使用する。
【００３９】第１及び第２の酸素センサ２３、２７は排
気ガス中の酸素成分濃度に応じて電気信号を発生する。
第１の酸素センサ２３は実際の空燃比に対応した出力信
号を信号処理回路１１１を介してＡ／Ｄ変換器１０１に
供給する。第２の酸素センサ２７は空燃比が理論空燃比
に対してリッチ側かリーン側かに応じて異なる出力信号
を信号処理回路を介してＡ／Ｄ変換器１０１に供給す
る。
【００４０】燃圧センサ３４で検出した燃料圧は、運転
状況に応じて燃料圧力を最適にする可変燃圧制御に利用
する。前記コンピュータは、前記Ａ／Ｄ変換器１０１、
入出力インターフェイス１０２、ＣＰＵ１０３の他に、
制御プログラムを記憶したＲＯＭ１０４、演算結果等を
書き込むＲＡＭ１０５、データのバックアップを行うバ
ックアップＲＡＭ１０６、コンピュータ２１の演算タイ
ミングを制御するクロック（ＣＬＫ）１０７を備えてい
る。これらはバス１１３で接続されている。 ＜コンピュータ上に実現される各種制御手段＞前記制御
プログラムを実行することにより、均質燃焼運転、希薄
燃焼運転（成層燃焼運転）等、燃焼状態を制御する燃焼
制御手段と、キャニスタに吸着された蒸発燃焼をパージ
通路から前記吸気系に導入する際、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、パージガス中の蒸発燃料濃度を学習する濃度学
習手段が実現される。
【００４１】濃度学習手段は、前記内燃機関の希薄燃焼
運転中に蒸発燃料濃度を学習する必要があるか否かを判
定する学習判定手段を有する。蒸発燃料濃度を学習する
必要がある場合とは、パージ制御手段により、蒸発燃料
量を制御する際の制御量を決定するため、濃度学習をす
る必要がある場合などである。濃度学習が必要な場合と
は、パージを実行する場合、パージ再開時に濃度が変化
する場合などである。
【００４２】また、濃度学習手段は、学習判定手段によ
り濃度学習が必要と判定された場合に、内燃機関を希薄
燃焼運転から目標空燃比となるように運転制御する目標
空燃比制御運転に切り換える運転切換手段を有し、蒸発
燃料の濃度学習を目標空燃比制御運転下で行う。
【００４３】前記学習判定手段は、蒸発燃料の状態変化
を予測し、予測された変化から学習の必要性を判定する
ようにすることができる。 ＜本例に係る筒内噴射式内燃機関の運転＞本件の内燃機
関は、図３に示したように、燃焼制御手段により、負荷
に応じて、成層燃焼（希薄燃焼）、均質燃焼の制御を行
う。
【００４４】燃焼制御手段は、低〜中回転領域及び低〜
中負荷領域では成層燃焼（リーン：希薄燃焼）を行う。
また、高回転・高負荷領域では均質燃焼（理論空燃比ま
たはリッチ）を行う。さらに、各燃焼状態には成層燃焼
より若干空燃比のリッチな弱成層燃焼、均質燃焼の中で
も、理論空燃比及びそれより濃い空燃比で運転を行う本
来の均質燃焼と、均質ではあるが本来の均質燃焼よりや
やリーンである均質希薄燃焼（均質リーン）の燃焼モー
ドを有する。
【００４５】成層燃焼エンジンでは、軽負荷領域は空気
量が多く、また、負荷が変化しても吸入空気量はあまり
変化しない。そのため、吸入空気量で負荷の変化を判断
することが困難である。そこで、本例のエンジンでは、
低・中負荷領域では、図４に示したようなアクセル開度
ＡＣＣＰと機関回転数ＮＥのマップから基本燃料噴射量
（ＱＡＬＬ）を決定している（Ｔ−Ｊ方式）。一方、高
負荷領域及び冷間時、リッチスパイク時、ブレーキ負圧
確保制御時には、従来のエンジンと同様に、吸入空気量
を吸気管負圧から算出し、吸入空気量と回転数に基づい
て燃料噴射量を決定する（Ｄ−Ｊ方式）。Ｄ−Ｊ方式の
運転では、理論空燃比を目標値とする空燃比フィードバ
ック制御が行われる。
【００４６】このような内燃機関において、イグニッシ
ョンをＯＮにすると、まず、Ｄ−Ｊ方式の運転で暖機運
転が開始される。暖機運転では噴射燃料量を増加するい
わゆる暖機増量が行われる。暖機増量は冷却水が６０度
から７０度となるまで行われる。当初はオープンループ
的に単に燃料を増量するのみである。温度がある程度上
がって、空燃比センサ（酸素センサ）が活性化すると、
空燃比フィードバック制御が開始される。
【００４７】Ｄ−Ｊ運転開始の後、暖機が完了すると、
Ｔ−Ｊ運転の条件が揃うので、低負荷の条件下におい
て、成層燃焼であるＴ−Ｊ運転へと移行する。ここで
は、図４のように、アクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回
転数に応じてマップを選びながら燃料噴射量を選択し、
とりわけ、吸入空気量や負荷が大きくなるに従って、成
層のマップから、弱成層、均質リーン、均質燃焼のマッ
プへと移行する。同時に噴射タイミングを圧縮行程噴射
から吸気行程噴射へと切り換える。ここではＴ−Ｊ運転
からＤ−Ｊ運転へと移行する。成層燃焼から均質燃焼へ
の切り換え時には、いわゆる２回噴射という制御を行
い、移行の途中でのトルクショックを抑えるようにして
いる。
【００４８】Ｄ−Ｊ運転になると、図５に示したよう
な、吸入空気量Ｑｐとエンジン回転数ＮＥからエンジン
回転数ＮＥと機関負荷Ｑ／Ｎ（空気吸入量Ｑｐ／回転数
ＮＥ）からなる基本燃料噴射量ＴＡＵＢを決定するマッ
プを参照し、さらに触媒の上流側にある空燃比センサ
（酸素センサ２３）の信号を拾い、図６に示したよう
に、空燃比センサの信号から空燃比フィードバック補正
係数ＦＡＦを生成し、基本燃料噴射量を補正して、フィ
ードバック値である１４．６という理論空燃比に合わせ
るように制御する。
【００４９】高負荷から低負荷に変化すると今度は逆の
方向でマップを選択して、噴射量を制御し、あるいは噴
射タイミングを吸気行程噴射から圧縮行程噴射へと切り
換える。
【００５０】なお、加速した後、アクセルを戻すと燃料
カット制御が行われる。燃料をカットした後直ちにリー
ンにすると、触媒が損傷してしまう。すなわち、高温状
態で酸素が入ってしまうと触媒が高温化してしまうの
で、当初は理論空燃比近傍で運転し、燃料を多く噴射す
れば、触媒は冷やされるので、理論空燃比でのフィード
バック制御をある程度行った後に徐々に成層運転に戻し
ていく。
【００５１】成層燃焼ではＮＯｘが多く出るので、これ
を除去するため、本実施の態様ではＮＯｘ吸蔵還元型触
媒２６を排気管に備えている。このＮＯｘ吸蔵還元型触
媒２６は、空燃比がリーンの時、ＮＯｘを触媒内に吸蔵
し、空燃比をリッチまたは理論空燃比とするリッチスパ
イク制御を行って、触媒内に吸蔵されたＮＯｘを還元し
て浄化する。すなわち、成層燃焼が開始された後、ＮＯ
ｘカウンタを加算していき、このＮＯｘカウンタが所定
値に達した時点でＮＯｘが飽和状態になったものとみな
し、リッチスパイクを行い、空燃比をリッチ状態、例え
ばＡ／Ｆ＝１２程度にする。ＮＯｘが除去されるとカウ
ンタが０とされ、再度成層燃焼に戻される。
【００５２】さらに、筒内噴射式内燃機関では、スロッ
トル弁をほぼ全開相当にした状態で運転される。そし
て、スロットル弁を閉じる場合とは、例えば、ブレーキ
ブースターのブレーキ負圧を確保するときである。ま
た、リッチスパイクを行うときも、Ａ／Ｆ＝約１２とい
う空燃比を得るためスロットル弁をやや絞る。但し、ブ
レーキ負圧を得る場合など、十分な負圧が確保される場
合、必ずしもスロットル弁を絞る必要はない。
【００５３】以上のような運転中において、パージ制御
が並行して行われる。パージ制御の実行条件としては、
暖機が完了していること、空燃比フィードバック制御等
で使用する、エンジンが持っている固有の学習値、例え
ば空燃比学習値の演算が完了していること、イグニッシ
ョンしてから所定時間がたっている等の条件が揃ってい
ることなどである。例えば、これら条件が揃っている場
合に、均質燃焼であるＤ−Ｊ運転時にパージ制御を行う
というようにする。だたし、キャニスタの容量が限られ
ているので、均質燃焼時だけでは、パージが不十分であ
り、キャニスタに捕捉しえない蒸発燃料が大気に放出さ
れてしまうおそれがある。そこで、アイドル時等の成層
燃焼時にもパージし、可能な限りキャニスタが飽和しな
いようにして、キャニスタの容量を確保しておく必要が
ある。
【００５４】成層燃焼のときパージをすると、元来、基
本燃料噴射量が均質燃焼のときより少ない一方、パージ
される燃料の量は均質燃焼のときと変わらないので、パ
ージガス中の蒸発燃料量の変動が与える影響は、均質燃
焼のときより成層燃焼のときの方が大きい。そこで、成
層燃焼のときパージをする場合、燃焼を安定させる制御
が必要となる。
【００５５】パージガス流量は、パージ制御弁の開度と
吸気管負圧とでおおよそ算出できるので、パージガス中
の蒸発燃焼濃度が一定である限り、蒸発燃料量を算出す
ることは可能である。しかし、蒸発燃料濃度は運転の状
態によって変わってくる。例えば、外気の温度、エンジ
ン等の熱により、燃料タンク内の燃料が加熱されること
がある。また、燃料が環流するタイプでは、エンジン側
で加熱されて燃料タンクに戻って来る燃料により燃料タ
ンク内の燃料温度が上昇する。この結果、蒸発燃料濃度
が高くなる。また、パージ制御弁を閉じ、パージを中止
することがあるが、すると、キャニスタに蒸発燃料が蓄
積され、その濃度が高くなる。このような蓄積後に再度
パージ制御弁を開くと、その当初濃度の高いパージガス
がキャニスタから流出する。このとき、成層燃焼である
と、空燃比Ａ／Ｆ＝１０以下の極めて高いリッチ状態と
なり、リッチ失火が生じるおそれが生じる。これを避け
る方法としては、濃度が濃くなったとき、パージ制御弁
の開度を小さくする方法と、燃料噴射量を減らす方法と
がある。
【００５６】そこで、蒸発燃料濃度学習ということが問
題となるが、従来では、Ｄ−Ｊ運転のとき空燃比センサ
の値から、より具体的には内燃機関が理論空燃比で定常
的に運転されている時に、パージを実行した場合、ＦＡ
Ｆ信号の理論空燃比点からのずれ量をみて、それがリッ
チになっていれば、そのリッチ分がパージされた燃料量
に相当するとみて、その時の吸入空気量から、単位体積
あたりの燃料量ということで濃度を検出していた。
【００５７】これに対し、Ｔ−Ｊ運転下でのパージ制御
を行う場合、リーンの領域でも蒸発燃料濃度学習を行う
必要が生じるわけであるが、リーン状態では空燃比セン
サが働かない。すなわち、現状の空燃比センサでは、空
燃比が２０以下でないと検出できず、空燃比３０以上の
成層燃焼では空燃比センサは働かない。従って、ＦＡＦ
信号の生成が不可能となり、パージ濃度の検出・学習が
困難となる。
【００５８】そこで、Ｔ−Ｊ運転下において、パージ濃
度学習が必要となった場合に、Ｄ−Ｊ運転に一旦切り換
え、濃度学習を行う。以下、この切り換えによる濃度学
習制御について詳細に説明する。 ＜Ｄ−Ｊ方式の場合における燃料噴射量（時間）ＴＡＵ
の算出と空燃比制御＞まず、濃度学習に先だって、Ｄ
−Ｊ方式における燃料噴射制御を説明する。Ｄ−Ｊ方式
における燃料噴射量ＴＡＵの計算は以下の式に基づいて
行われる。 ＴＡＵ＝ＴＡＵＢ×ＦＷ×（ＦＡＦ＋ＫＧＸ−ＦＰＧ） ・・・・（１） この式（１）中、 ＴＡＵＢ：基本燃料噴射量 ＦＷ：基本補正量 ＦＡＦ：空燃比フィードバック補正係数 ＫＧＸ：空燃比学習値 ＦＰＧ：パージ空燃比補正係数（蒸発燃料量補正量） 基本燃料噴射量ＴＡＵＢは、例えば、エンジン負荷Ｑ／
Ｎ（Ｑ：空気吸入量、Ｎ：エンジン回転数）に、その負
荷に対応する燃料噴射量に換算する換算係数Ｋを掛け合
わせたものである。
【００５９】基本補正量ＴＦＷは、例えば、機関暖機時
の暖機増量係数、加速時の加速増量係数、減速時の減量
係数等からなる補正量である。空燃比フィードバック補
正係数ＦＡＦは、酸素（空燃比）センサ２３によって検
出された空燃比の変動を目標空燃比（例えば理論空燃
比）にフィードバック制御するための補正係数である。
従って、目標空燃比の混合気が燃焼している場合には、
ＦＡＦは１．０となる。図６に酸素センサで検出した空
燃比とＦＡＦとの関係を示す。
【００６０】空燃比学習値ＫＧＸは、機関の固体差や経
時変化によって発生する空燃比のずれを学習して燃料噴
射量ＴＡＵを補正する補正係数である。パージ空燃比補
正係数（蒸発燃料量補正量）ＦＰＧは、パージガスが吸
気管に導入された際の空燃比のずれ補正するための補正
係数である。従ってパージが行われていない場合にはＦ
ＰＧ＝０となる。
【００６１】コンピュータ２１は、酸素センサ２３から
の出力信号に基づいて空燃比フィードバック制御を行
う。すなわち、酸素センサの出力信号に基づいて空燃比
フィードバック補正係数ＦＡＦを算出し、空燃比が目標
空燃比（例えば、理論空燃比）となるように燃料噴射時
間（燃料噴射量）をフィードバック制御する。図７は、
Ｄ−Ｊ方式下における空燃比制御に係るメインルーチン
を示す。
【００６２】コンピュータ２１は、ステップ３００にお
いて空燃比のフィードバック制御を行い、続くステップ
４００では空燃比学習値ＫＧＸを求める学習制御を行っ
た後、さらに、ステップ２００で濃度学習手段によりベ
ーパ濃度学習制御を行う。このベーパ濃度学習制御が終
了した後、上記した燃料噴射量ＴＡＵの演算が行われ
る。 《Ｄ−Ｊ運転下における空燃比フィードバック制御》図
８に空燃比フィードバックの詳細を示す。まず、ステッ
プ３０１で、フィードバック条件が成立しているか否か
を判定する。フィードバック条件の成立要件は、(1)エ
ンジンが始動時でない、(2)燃料カット中でない、(3)暖
機完了後である、(4)空燃比センサの活性化が終了して
いる、の４つである。
【００６３】ステップ３０１でフィードバック条件が成
立していないと判定した場合、ステップ３０２に進み空
燃比フィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを
基準値１．０とし、続くステップ３０３で空燃比フィー
ドバック補正量ＦＡＦを基準値１．０としてこのルーチ
ンを終了する。
【００６４】一方、ステップ３０１でフィードバック条
件が成立していると判定したときは、ステップ３０４に
進み、空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比に対してリッチか
否か判定する。空燃比がリッチであるときはステップ３
０５に進み、リッチフラグＸＯＸが１か０かをみる。リ
ッチフラグＸＯＸは、前回の判定時の空燃比判定結果を
示すフラグであり、１が立っていれば前回判定時での空
燃比がリッチであり、０であれば、前回空燃比はリーン
であったことがわかる。
【００６５】前回がリーンで今回がリッチに反転した場
合、ステップ３０６に進み、スキップフラグＸＳＫＩＰ
に１を立て（ＸＳＫＩＰ←１）、続くステップ３０７で
前回の空燃比フィードバック補正量ＦＡＦと今回の空燃
比フィードバック補正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを算
出し、さらに、ステップ３０８で空燃比フィードバック
補正量ＦＡＦを所定のスキップ値ＲＳＬだけスキップ的
に減量する。
【００６６】また、ステップ３０５で前回もリッチであ
ると判定した場合はステップ３０９に進み、空燃比フィ
ードバック補正量ＦＡＦを所定の積分値ＫＩＬだけ積分
減量する。そして、以上のステップ３０８、３０９が終
了した後は、ステップ３１０で前回は空燃比がリッチで
あったことを示すため、リッチフラグＸＯＸに１を立
て、このルーチンを終了する。
【００６７】前記ステップ３０４で、空燃比がリーンで
あると判定した場合、ステップ３１１に進み、ここでリ
ッチフラグＸＯＸを参照して空燃比が前回もリーンであ
ったか否かを判定する。
【００６８】前回がリッチで今回リーンに反転した場
合、ステップ３１３に進み、スキップフラグＸＳＫＩＰ
に１を立て、続くステップ３１４で前回の空燃比フィー
ドバック補正量ＦＡＦと今回の空燃比フィードバック補
正量ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶを算出し、さらに、ステ
ップ３１５で空燃比フィードバック補正量ＦＡＦを所定
のスキップ値ＲＳＲだけスキップ的に増量する。
【００６９】ステップ３１１で前回が今回と同様にリー
ンであると判定した場合、ステップ３１２に進み、空燃
比フィードバック補正量ＦＡＦを所定の積分値ＫＩＲだ
け積分増量する。そして、ステップ３１２、３１５が終
了した後は、ステップ３１６でリッチフラグＸＯＸに０
を立て、前回空燃比がリーンであったことを残し、ルー
チンを終了する。上記スキップ値ＲＳＬ、ＲＳＲ、積分
値ＫＩＬ、ＫＩＲは予め定めた定数、あるいは、ＮＯｘ
吸蔵触媒２６の下流に設けられた第２の酸素センサ２７
の出力信号に応じて大きさを変更してもよい。なおＲＳ
Ｌ＞＞ＫＩＬ、ＲＳＲ＞＞ＫＩＲの大小関係を有する。 《Ｄ−Ｊ運転下における空燃比学習制御》以上のように
してステップ２００における空燃比フィードバック制御
が終了すると、ステップ４００に進み、空燃比学習手段
によって空燃比学習制御を実行する。
【００７０】図９で、まず、ステップ４０１では、現在
の機関運転状態が予め定められた空燃比学習領域ｔｊの
いずれの領域にあるかを算出する。この空燃比学習領域
ｔｊは吸気管圧力の大きさで、図１０に示したように、
例えばＫＧ１〜ＫＧ７（ｔｊ１〜ｔｊ７）に分けられて
いる。続くステップ４０２では、前回求めた空燃比学習
領域の番号ｊと、今回算出した空燃比学習領域ｔｊとが
同じであるか否かを判定する。ステップ４０２での判定
が「否」であるとき、ステップ４０３で今回算出した空
燃比学習領域ｔｊを前回の空燃比学習領域ｊとして記憶
し、続くステップ４０５でスキップカウンタＣＳＫＩＰ
をクリアしてこのルーチンを終了する。
【００７１】ステップ４０２で、前回求めた空燃比学習
領域の番号ｊと、今回算出した空燃比学習領域ｔｊとが
同じであると判定した場合、ステップ４０４に進み、空
燃比学習条件が成立しているか否かを判定する。空燃比
学習条件の成立要件は、(1)空燃比フィードバック中で
ある、(2)空燃比フィードバック補正量に増量が無い、
(3)水温が８０℃以上である、のすべてを満たす場合で
ある。
【００７２】ステップ４０４で空燃比学習条件が成立し
ていない場合、ステップ４０５に進んでスキップカウン
タＣＳＫＩＰをクリアしてこのルーチンを終了する。空
燃比学習条件が成立している場合は、ステップ４０６に
進む。ステップ４０６では、スキップフラグＸＳＫＩＰ
が１か否かを判定し、ＸＳＫＩＰ＝０のときはこのルー
チンを終了し、ＸＳＫＩＰ＝１のときはステップ４０７
においてスキップフラグＸＳＫＩＰを０にした後に、ス
テップ４０８でスキップカウンタＣＳＫＩＰをインクリ
メントする。
【００７３】続くステップ４０９ではこのスキップカウ
ンタＣＳＫＩＰが所定値ＫＣＫＩＰ、例えば、「３」以
上か否かを判定し、ＣＳＫＩＰがＫＣＫＩＰ未満の場合
はこのルーチンを終了し、ＣＳＫＩＰがＫＣＫＩＰ以上
の場合はステップ４１０に進む。ステップ４１０に進む
場合は、同一の空燃比学習領域においてフィードバック
制御中であることを示しているので、ここでパージ率Ｐ
ＧＲが０すなわちパージ停止中か否かを判定する。
【００７４】ステップ４１０でパージ率が０でない場
合、図７で示したステップ２１１に進むが、パージ率が
０の場合は、ステップ４１１に進んで、空燃比フィード
バック補正量の平均値ＦＡＦＡＶが所定値（この例では
１．０２）以上か否かを判定し、続くステップ４１２で
は空燃比フィードバック補正量の平均値ＦＡＦＡＶが所
定値（この例では０．９８）以下か否かを調べる。すな
わち、この例のステップ４１１、４１２は空燃比フィー
ドバック補正量の平均値ＦＡＦＡＶが２％以上ずれてい
るか否かを判定するものである。
【００７５】ステップ４１１で空燃比フィードバック補
正量の平均値ＦＡＦＡＶが２％以上大きいときは、ステ
ップ４１３に進み、この学習領域における学習値ＫＧＪ
を所定値ｘだけ増大させる。ステップ４１２で空燃比フ
ィードバック補正量の平均値ＦＡＦＡＶが２％以上小さ
いときは、ステップ４１４へ進み、この学習領域におけ
る学習値ＫＧＪを所定値ｘだけ減らす。そして、ステッ
プ４１１、４１２で空燃比フィードバック補正量の平均
値ＦＡＦＡＶが±２％未満と判定した場合はステップ４
１５に進み、この学習領域における空燃比学習完了フラ
グＸＫＧＪを立てて、この学習制御ルーチンを完了す
る。 《Ｄ−Ｊ運転下におけるベーパ濃度学習制御》ステップ
４００の空燃比学習制御が終了すると、今度はステップ
２００に進んでベーパ濃度学習制御を行う。図９のステ
ップ４１０において、パージ率ＰＧＲが０でないと判定
した場合、図７のステップ２０１に進んで、吸入空気量
と蒸発燃料量の比であるパージ率が所定値（ここでは
０．５％）以上か否かを判定する。ステップ２０１でパ
ージ率が０．５％以上であると判定した場合、ステップ
２０２に進み、空燃比フィードバック補正量の平均値Ｆ
ＡＦＡＶが±２％以内か否かを判定する。そして、０．
９８＜ＦＡＦＡＶ＜１．０２のときはステップ２０４に
進んでベーパ濃度更新値ｔＦＧを０にしてステップ２０
５に進み、ＦＡＦＡＶ≦０．９８またはＦＡＦＡＶ≧
１．０２のときはステップ２０３に進んで下式 ｔＦＧ←（１−ＦＡＦＡＶ）／（ＰＧＲ×ａ） ・・・（２） ａ：定数（ＦＡＦのずれに対してどの程度更新させるかを決めるための定 数で通常２程度の値である） より単位パージ率当たりのベーパ濃度更新値ｔＦＧを求
め、ステップ２０５に進む。
【００７６】ステップ２０５では、ベーパ濃度更新カウ
ンタＣＦＧＰＧを更新してステップ２１０に進む。一
方、ステップ２０１でパージ率ＰＧＲが０．５％未満で
あると判定した場合、ステップ２０６以降に進み、空燃
比フィードバック補正量ＦＡＦのずれが大きいか否かを
判定する。ここでは、空燃比のずれを±１０％以内に設
定している。すなわち、ステップ２０６では空燃比フィ
ードバック補正量ＦＡＦが１．１より大きいか否かを判
定し、続くステップ２０８では空燃比フィードバック補
正量ＦＡＦが０．９より小さいか否かを判定する。そし
てＦＡＦ＞１．１のときはステップ２０６からステップ
２０７に進み、ベーパ濃度更新値ｔＦＧを所定値Ｙだけ
減らしてステップ２１０に進む。
【００７７】また、ＦＡＦ＜０．９のときはステップ２
０６からステップ２０８を経てステップ２０９に進み、
ベーパ濃度更新値ｔＦＧを所定値Ｙだけ増やしてステッ
プ２１０に進む。さらに、０．９≦ＦＡＦ≦１．１のと
きはステップ２０６とステップ２０８で共にＮＯとなる
ので、そのままステップ２１０に進む。このようにパー
ジ率が極めて小さいときには、空燃比フィードバック補
正量ＦＡＦの変動量をそのままベーパ濃度ＦＧＰＧの更
新値ｔＦＧに反映させるとベーパ濃度ＦＧＰＧの誤差が
大きくなる。従って、この場合には空燃比フィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが１．０に対して大きく変動した場合
にのみ一定の小さな更新値Ｙだけ更新する。
【００７８】ステップ２１０では、ベーパ濃度ＦＧＰＧ
にベーパ濃度更新値ｔＦＧを加えることによって、ベー
パ濃度ＦＧＰＧを更新し、次の燃料噴射量ＴＡＵの演算
ルーチンに進む。
【００７９】ステップ４００の空燃比学習制御において
パージが行われず、パージ率が０の場合、ステップ４０
０からステップ２１１に進む。ステップ２１１では、エ
ンジンが始動中か否かを判定し、エンジンが始動中でな
い場合はそのままステップ５００に進むが、エンジンが
始動中である場合は、ステップ２１２に進む。ステップ
２１２では、ベーパ濃度ＦＧＰＧを基準値１．０に設定
するとともに、ベーパ濃度更新カウンタＣＧＰＧをクリ
アしてステップ２１３に進む。ステップ２１３では、そ
の他の変数に初期値を設定して、図に示したステップ５
００に進む。
【００８０】ステップ５００では、燃料噴射量ＴＡＵの
演算を行う（図１１参照）。まず、ステップ５０１で格
納されているデータのエンジン回転速度とエンジン負荷
とを基に基本燃料噴射量ＴＡＵＢと各種基本補正量ＦＷ
を算出する。
【００８１】そして、続くステップ５０２では現在の吸
気管圧力での空燃比学習値ＫＧＸを隣接する学習領域の
空燃比学習値ＫＧｊから求める。更にステップ５０３で
は次の式 ＦＰＧ＝ＦＧＰＧ×ＰＧＲ ・・・（３） により、パージ空燃比補正量ＦＰＧを求める。
【００８２】最後にステップ５０４によりすでに述べた
式（１）に従って燃料噴射量ＴＡＵを演算してメインル
ーチンを終了する。 ＜パージ制御＞次にパージ制御について図１２を用いて
説明する。なお、この制御はＤ−Ｊ運転の制御である。
【００８３】ステップ６０１でデューティ周期か否かを
判定する。デューティ周期とは、パージ制御弁３８をデ
ューティ制御する周期であり、通常１００ｍｓ程度であ
る。ステップ６０１でデューティ周期でないと判定され
た場合、ステップ６１４に進みパージ制御弁３８の通電
終了時刻ＴＤＰＧか否かをＴＤＰＧ＝ＴＩＭＥＲで判定
し、ＴＤＰＧ＝ＴＩＭＥＲでないとき、そのままルーチ
ンを終了し、ＴＤＰＧ＝ＴＩＭＥＲのときは、ステップ
６１５に進んでパージ制御弁３８への通電を止めてこれ
をｏｆｆする。
【００８４】一方、ステップ６０１でデューティ周期で
あると判定された場合、ステップ６０２に進み、第１の
パージ条件が成立しているか否かを判定する。第１のパ
ージ条件は燃料カットを除く空燃比学習条件の成立であ
る。第１のパージ条件が成立していないときは、ステッ
プ６１０に進み、関係するＲＡＭの初期化を行って、ス
テップ６１１においてデューティ値ＤＰＧとパージ率Ｐ
ＧＲをクリアしてステップ６１５に進み、パージ制御弁
３８をｏｆｆ（閉弁）する。
【００８５】ステップ６０２で第１のパージ条件を満た
すときは、ステップ６０３に進み、第２のパージ条件が
成立しているか否かを判定する。第２のパージ条件は、
燃料カットではなく、かつ、学習完了領域にある空燃比
学習完了フラグＸＫＧｊ＝１が成立しているときであ
る。第２のパージ条件が成立していないときは、ステッ
プ６１１に進み、デューティ値ＤＰＧとパージ率ＰＧＲ
をクリアしてステップ６１５に進み、パージ制御弁３８
をｏｆｆ（閉弁）する。また、第２のパージ条件が成立
しているときは、ステップ６０４に進み、パージ実行タ
イマをインクリメントし、ステップ６０５においてパー
ジ制御弁３８が全開時のパージ流量ＰＧＱ（図１３
（ａ）参照）の吸入空気量ＱＡ比率から、パージ制御弁
３８が全開時のパージ率ＰＧ１００を次の式 ＰＧ１００＝（ＰＧＱ／ＱＡ）×１００ ・・・（４） により演算し、次にステップ６０６において空燃比フィ
ードバック補正量ＦＡＦが±１５％の０．８５＜ＦＡＦ
＜１．１５の所定範囲（ＫＦＡＦ８５＜ＦＡＦ＜ＫＦＡ
Ｆ１５）内にあるか否かを判定し、当該範囲内にあると
きはステップ６０６Ａで目標パージ率ｔＰＧＲを次の式 ｔＰＧＲ＝ＰＧＲ＋ＫＰＧＲｕ ・・・（５） によって増大する。但し、ｔＰＧＲの最大値は図１３
（ｂ）に示すＰ％（例えば６％）に制限する、一方、空
燃比フィードバック補正量ＦＡＦが所定範囲内にないと
きは、ステップ６０６Ｂに進み、目標パージ率ｔＰＧＲ
を次の式 ｔＰＧＲ＝ＰＧＲ−ＫＰＧＲｄ ・・・（６） によって減少させる。但し、ｔＰＧＲの最小値は図１３
（ｂ）に示すＳ％（例えば０％）に制限する。このよう
に、目標パージ率ｔＰＧＲをＳ％〜Ｐ％の間に制限する
のは、パージによる空燃比の荒れを防止するためであ
る。また、ＫＰＧＲｕ、ＫＰＧＲｄは予め実験で求めた
一定値である。
【００８６】次に、ステップ６０７にパージ制御弁３８
の開弁時間であるデューティ値ＤＰＧの値を次の式 ＤＰＧ＝（ｔＰＧＲ／ＰＧ１００）×１００ ・・・（７） によって算出する。すなわち、パージ制御弁３８の開弁
量は、全開パージ率ＰＧ１００に対する目標パージ率ｔ
ＰＧＲの割合に応じて制御される。但し、このデューテ
ィ値ＤＰＧの最大値は１００％である。次に、ステップ
６０８において実際のパージ率ＰＧＲを次の式 ＰＧＲ＝ＰＧ１００×（ＤＰＧ／１００） ・・・（８） によって算出する。この後、ステップ６０９においてデ
ューティ値ＤＰＧを前回の値ＤＰＧ０として記憶し、パ
ージ率ＰＧＲを前回のパージ率ＰＧＲ０として記憶す
る。
【００８７】このようにしてパージ制御が終了した後
は、ステップ６１２に進み、パージ制御弁３８に通電し
てこれをｏｎし、続くステップ６１３でパージ制御弁３
８の通電終了時刻ＴＤＰＧを演算してこのルーチンを終
了する。 ＜Ｔ−Ｊ方式の場合における燃料噴射量（時間）の算出
方法＞次に、低・中負荷領域での希薄燃焼時は、Ｔ−Ｊ
方式により次の式から燃料噴射量を決定する。 ＱＡＬＬＩＮＪ＝ＱＡＬＬ−ＦＰＧ ・・・（９） ＱＡＬＬＩＮＪ：最終燃料噴射量 ＱＡＬＬ：アクセル開度とエンジン回転数から定められた基本燃料噴射量 ＦＰＧ：パージ空燃比補正係数（蒸発燃料量補正量） 希薄燃焼運転時の最終燃料噴射量もまた、パージ制御手
段によって導入される蒸発燃料量に依存する。よって、
図１４に示した希薄燃焼運転時のパージ制御に伴う「燃
料補正ルーチン」を示すフローチャートに従って、最終
燃料噴射量をどのように決定するのかを説明する。な
お、最終燃料噴射量ＱＡＬＬＩＮＪは、前記Ｄ−Ｊ方式
において式（１）で決定される燃料噴射量ＴＡＵに相当
する概念である。
【００８８】図１４のルーチンは、コンピュータ３０
（ＥＣＵ）が所定時間毎の割り込みで実行する。処理が
このルーチンへ移行すると、ＥＣＵ３０にエンジン回転
数ＮＥとアクセル開度ＡＣＣＰが入力される（ステップ
６）。次いで、入力されたエンジン回転数とアクセル開
度に従って基本的な基本燃料噴射量（ＱＡＬＬ）を計算
する（ステップ７）。
【００８９】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。なお、
噴射量マップとして、運転条件あるいは燃焼状態に応じ
た複数のマップが用意されており、その中から適宜選択
されて使用される。
【００９０】ステップ８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９において、アク
セル開度ＡＣＣＰから現在の燃焼状態を判断する。ステ
ップ１０では、各燃焼状態に対応したパージ制御におけ
る各種補正係数の値をＲＯＭ３３から読み込む。各種補
正係数とは、例えば、パージデューティ更新量ＫＤＰＧ
Ｕ及びＫＤＰＧＤなどである。
【００９１】なお、エンジン１はＥＣＵ３０の制御によ
り、成層燃焼、弱成層燃焼、均質リーン燃焼、及び均質
燃焼の各燃焼状態をとることができる。そして、エンジ
ン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰＰに基づいて燃
焼状態が成層燃焼である場合には燃焼モードＦＭＯＤＥ
が「０」に設定され、弱成層燃焼である場合には、燃焼
モードＦＭＯＤＥが「１」に設定され、均質リーン燃焼
である場合には、燃焼モードＦＭＯＤＥが「２」に設定
され、均質燃焼が実行されている場合には燃焼モードＦ
ＭＯＤＥが「３」に設定される。
【００９２】ステップ２０においては、アイドルスピー
ドコントロール（ＩＳＣ）のフィードバック制御中か否
かを判定する。ここでは、別途のＩＳＣ制御ルーチンが
実行されているか否かを判定するのである。ＩＳＣ制御
ルーチンが実行されていなければ、エンジン回転数ＮＥ
が安定していないとしてこの判定を「ＮＯ」とし、ステ
ップ６３に移行する。ＩＳＣ制御ルーチンが行われてい
れば、エンジン回転数ＮＥが安定しているとしてこの判
定を「ＹＥＳ」とし、ステップ３０に移行する。
【００９３】ステップ３０では、エンジンの目標回転数
ＮＴと実際のエンジン回転数ＮＥとの偏差ＤＬＮＴを算
出する。次いでステップ４０において、偏差ＤＬＮＴが
第１の判定値Ａ（ｒｐｍ）よりも小さいか否かを判定す
る。ステップ４０において、偏差ＤＬＮＴが第１の判定
値Ａ未満であると判定された場合、すなわちエンジンが
安定して回転しているときには、ステップ５０に移行
し、仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧを算出する。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。
【００９４】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、ＲＯＭ３
３に格納されている。次にステップ６０において、最終
要求デューティ値ＤＰＧとして前記ステップ５０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。
【００９５】又、前記ステップ４０において、偏差ＤＬ
ＮＴが第１の判定値Ａ以上であれば、エンジン回転に変
動がありとされ、ステップ７０において、偏差ＤＬＮＴ
が第２の判定値Ｂ（ｒｐｍ）よりも小さいか否かを判定
する。なお、Ａ＜Ｂである。同ステップ７０において、
偏差ＤＬＮＴが第２の判定値Ｂを越えていると判定した
場合には、ステップ８０に移行し、仮要求パージデュー
ティ値ｔＤＰＧを算出する。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）ＤＰＧi-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。
【００９６】なお、前記パージデューティ更新量ＫＤＰ
ＧＵ及びＫＤＰＧＤの値は、機関の運転状態あるいは燃
焼状態によって異なる値としてもよい。例えば均質燃焼
のときは値を大きくし、成層燃焼のときは小さな値とす
る。これによって、均質燃焼時は大量のパージを導入す
ることが可能となるとともに、成層燃焼時はパージの変
化が小さいので燃焼を安定させることができる。また、
燃焼の切換時には、パージデューティ更新量ＫＤＰＧＵ
及びＫＤＰＧＤをスキップ的に変化させて切換後の燃焼
に対応した更新量に変更すれば、切換後の燃焼を安定さ
せることができる。
【００９７】次にステップ６０において、最終要求デュ
ーティ値ＤＰＧとして前記ステップ８０において算出さ
れた仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧをセットする。
又、前記ステップ７０において、偏差ＤＬＮＴが第２の
判定値Ｂ以下であると判定した場合には、ステップ９０
に移行し、仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧを算出す
る。仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧは、前回値の最
終要求デューティ値ＤＰＧi-1 とする。
【００９８】次いで、ステップ６０に移行して、最終要
求デューティ値ＤＰＧとして前記ステップ９０において
得られた仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧをセットす
る。なお、ステップ２０で、ＩＳＣ制御ルーチンが実行
されていないとされた場合、すなわち、ＩＳＣがＦ／Ｂ
制御中でなく安定していなければ、ＤＰＧとして前回の
安定時に一時記憶されたデューティ値ＤＰＧＯを最終要
求デューティ値ＤＰＧに代入する（ステップ６３）。
【００９９】従って、ＥＣＵ３０は、ステップ６０ある
いは６３で得た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、デューテ
ィ制御によるパージ制御弁の制御は、後述するパージ実
行条件が成立すると、パージ開始時にデューティ比０か
ら立ち上がり、所定の制御に従って、デューティ比の大
小制御がなされ、パージ禁止指令が入った時点で、デュ
ーティ比が０とされる。
【０１００】ステップ６０でデューティ比が決定される
と、その後、デューティ比から蒸発燃料量補正量が換算
される。すなわち、デューティ比により決定されるパー
ジ制御弁の開度と、吸気管負圧等でパージ量が決定する
ので、この他に後述するパージガス中の蒸発燃量濃度が
判明すれば、蒸発燃料量が判明する（ステップ６１）。
この蒸発燃料量が内燃機関に供給されるので、ステップ
６４では、先の式（９）に従って、予め得た基本燃料噴
射量から蒸発燃料量を補正量として差し引くことで、最
終的に内燃機関に供給される燃料噴射量を補正する。
【０１０１】なお、ステップ８で、パージ中でないとさ
れた場合、ステップ６２で蒸発燃料量補正量を０とし、
予め得た基本燃料噴射量をそのまま最終燃料噴射量（Ｑ
ＡＬＬＩＮＪ）とする。
【０１０２】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。図１４の「燃料補正ルーチン」
においては、ステップ４０において、エンジンの目標回
転数ＮＴと実機関回転数であるエンジン回転数ＮＥとの
偏差ＤＬＮＴが第１の判定値Ａ未満であれば、目標エン
ジン回転数ＮＴよりも実回転数ＮＥが小さいため、パー
ジ量を増やすべく、仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧ
を、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）ＤＰＧi-1 に対しパージデューティ更新量
ＫＤＰＧＵを加算し、仮要求パージデューティ値ｔＤＰ
Ｇとする。この仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧを最
終要求デューティ値ＤＰＧとして、電磁弁８１を制御す
ることになる。この結果、蒸発燃料のパージ量が多くな
り、エンジン回転数が上昇する。
【０１０３】又、図１４の「パージ制御ルーチン」にお
いては、ステップ７０において、エンジンの目標回転数
ＮＴと実回転数であるエンジン回転数ＮＥとの偏差ＤＬ
ＮＴが第２の判定値Ｂを越えていれば、目標エンジン回
転数ＮＴよりも実回転数ＮＥが大きいため、パージ量を
減らすべく、要求デューティ値ｔＤＰＧを、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）Ｄ
ＰＧi-1 からパージデューティ更新量ＫＤＰＧＵを減算
した値とする（ステップ８０）。そして、この仮要求パ
ージデューティ値ｔＤＰＧを最終要求デューティ値ＤＰ
Ｇとする。この結果、蒸発燃料のパージ量が少なくな
る。このため、エンジン回転数は減少する。
【０１０４】さらに、図１４の「燃料補正ルーチン」に
おいては、エンジンの目標回転数ＮＴと実回転数である
エンジン回転数ＮＥとの偏差ＤＬＮＴが第１の判定値Ａ
以上であって、第２の判定値Ｂ以下であれば、ステップ
９０において、仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧを前
回値の最終要求デューティ値ＤＰＧとする。そして、こ
の仮要求パージデューティ値ｔＤＰＧを最終要求デュー
ティ値ＤＰＧとする。この結果、偏差ＤＬＮＴが上記範
囲内にある場合には、蒸発燃料のパージ量は一定値とさ
れる。
【０１０５】なお、筒内直接噴射型の内燃機関におい
て、パージ実行条件は、暖機完了、すなわち冷却水温が
所定温度以上に上がった後の他、クランキングが完了し
て所定時間、例えば３０秒が経過した後である。 《Ｔ−Ｊ運転下におけるベーパ濃度学習制御》前記した
ようにステップ６１において、パージガス中の蒸発燃量
濃度（ベーパ濃度）が判明すれば、蒸発燃料量が判明す
る。よって、Ｔ−Ｊ方式の運転においても、ベーパ濃度
学習制御が必要となる。
【０１０６】ここで、パージガス中の蒸発燃料濃度の算
出と基本燃料噴射量との関係について説明する。パージ
ガス中の蒸発燃料濃度は、燃料噴射量の算出に必要なＦ
ＰＧの算出に必要である。そして、ＦＰＧの算出は、上
記したＤ−Ｊ方式の場合と、Ｔ−Ｊ方式の場合の双方に
おける燃料噴射量の算出に必要である。
【０１０７】ところで、希薄燃焼時には、空燃比センサ
が正確に作用しないので、本実施態様では濃度学習が必
要になった時、Ｄ−Ｊ運転、すなわち理論空燃比を目標
空燃比とする均質燃焼に一時的に変更し、蒸発燃料濃度
を検出・学習し、その学習が完了したら、Ｔ−Ｊ運転に
戻して、基本燃料噴射量を算出する。すなわち、図１５
に示したように、まず、エンジンが成層燃焼（希薄燃
焼）運転中か否かを判定する（ステップ１）。成層運転
中でなければ、空燃比が１４．５か否か、すなわち、理
論空燃比を目標とする空燃比フィードバック制御運転
（Ｄ−Ｊ運転）か否か判定され（ステップ２）、Ｄ−Ｊ
運転であれば、前述した空燃比フィードバック補正係数
ＦＡＦよりパージ濃度学習を行い（ステップ３）、Ｄ−
Ｊ運転でなければ、処理をそのまま終了する。
【０１０８】ステップ１で成層燃焼運転中であるとされ
た場合は、運転状態からパージ濃度が増加しているか否
かが判断される（ステップ４）。すなわち、運転状態と
して、蒸発燃料の状態変化（蒸発燃料の量や濃度の変
化）を燃料タンク内圧力、燃料タンク温度、パージカッ
トの有無、エンジン負荷（運転状態）に基づいて予測す
る。燃料タンク内圧力や燃料タンク温度が高い場合は、
蒸発燃料濃度が濃いと予測する。パージカットが有る場
合は、カット中に蒸発燃料が蓄積されるので蒸発燃料濃
度が濃いと予測する。また、エンジン負荷が高いとタン
ク温度上昇するのでエンジン負荷が高い場合は蒸発燃料
濃度が高いものと予測する。
【０１０９】ここでパージ濃度が増加していると予測さ
れたのであれば、スロットル弁の開度を閉じる方向に制
御するスロットルとじ込み制御をし（ステップ５）、Ｄ
−Ｊ運転へと切り換える。
【０１１０】その後、ステップ６では、前述したＤ−Ｊ
運転における空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦより
パージ濃度の再学習を行う。そして、学習が完了したら
（ステップ７）、成層運転（希薄燃焼運転）に戻し（ス
テップ８）、処理を終了する。
【０１１１】一方前記ステップ４でパージ濃度が増加し
ていなかった場合、あるいは小さい場合は、Ｄ−Ｊ域で
の前回学習した濃度学習値を用いてパージ制御を行う
（ステップ９）。
【０１１２】以下、Ｔ−Ｊ運転中にＤ−Ｊ運転に切り換
えてパージ濃度学習制御をする方法を図１６のフローチ
ャートに従い、さらに詳細に説明する。図１６に示した
フローチャートは所定時間間隔の割り込みで実行され
る。
【０１１３】まず、ステップ１０１で、燃焼モード（ｎ
ｍｏｄｅ）が６（Ｄ−Ｊ方式）であるか否かが判定され
る。燃焼モードがＤ−Ｊ方式である場合、ステップ１０
２でパージ制御弁制御デューティ値ＤＰＧが０か否か判
定する。ＤＰＧは、パージ制御弁の開度を決定するもの
で、０のときは、開度は０である。ＤＰＧが０であると
き、ステップ１０３へ進み、蒸発燃料量補正量ＦＰＧを
０とする。すなわち、式（９）に従って燃料噴射弁から
噴射される最終燃料噴射量が決定されるが、ＤＰＧ＝０
に伴い、供給される蒸発燃料量がなくなるので、ＦＰＧ
も０にして、基本燃料噴射量の値を最終燃料噴射量とす
るのである。
【０１１４】その後、ステップ１０４でアイドル時の空
燃比フィードバック補正量ＦＡＦＩＤＬに空燃比フィー
ドバック補正量平均値ＦＡＦＡＶＥを代入する。ステッ
プ１０２でＤＰＧが０でない場合、ステップ１０５で、
パージ量Qapg（空気と蒸発燃料双方を含む）をＤＰＧ、
Ｐｍ、Ｐａから所定のマップにより算出する。Ｐｍは吸
気管負圧であり、Ｐａは大気圧である。
【０１１５】次いで、ステップ１０６で、ＫＰＧ＝ＦＡ
ＦＩＤＬ-ＦＡＦＡＶＥを算出する。ＫＰＧはベーパ濃
度学習値である。
【０１１６】さらに、ステップ１０７で、パージ中のエ
バポ量（蒸発燃料量）ＱＦＰＧ＝ＱＡＬＬ＊ＫＰＧを算
出する。ここで、ＱＡＬＬは基本燃料噴射量である。次
いで、ステップ１０８で、ＫＦＰＧ＝ＱＦＰＧ／ＱＡＰ
Ｇを求める。すなわち、パージ量に対する蒸発燃料量の
比率（蒸発燃料濃度）ＫＦＰＧを求める。
【０１１７】ステップ１０１で、燃焼モードが６でない
場合、ステップ１０９でスロットル閉じ込み量trtc(i)
が０であるか否か判定される。trtc(i)が０である場
合、ステップ１１１でパージ量ＱＡＰＧをＤＰＧ、Ｐ
ｍ、Ｐａから算出する。さらに、ステップ１１２で、パ
ージ中のエバポ量（蒸発燃料量）ＱＦＰＧ＝ＱＡＰＧ＊
ＫＦＰＧを算出する。
【０１１８】次いで、ステップ１１３で、エンジン回転
数ＮＥが目標回転数ＮＴ＋Ｃ１より大きいか否か判定さ
れる。エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＴ＋Ｃ１より
大きいとき、ステップ１１４で、エンジン回転数ＮＥが
目標回転数ＮＴ＋Ｃ４より小さいか否か判定される。こ
こで、ＮＴ＋Ｃ１＜ＮＴ＋Ｃ４である。ステップ１１４
でエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＴ＋Ｃ４より小さ
い場合、ステップ１１５でＦＰＧ(i)＝ＦＰＧ(i-1)＋Cf
が算出される。ＦＰＧ(i)は今回のＦＰＧであり、ＦＰ
Ｇ(i-1)は前回のＦＰＧであり、Cfは所定の更新量であ
る。
【０１１９】次いで、ステップ１１６にて、ＦＰＧＦ＝
ＦＰＧ(i)＋ＱＦＰＧが算出される。ＦＰＧＦは最終パ
ージ中燃料量であり、ＦＰＧ(i)にＱＦＰＧ（パージ中
蒸発燃料量）を加えたものである。
【０１２０】ステップ１１４で、エンジン回転数ＮＥが
目標回転数ＮＴ＋Ｃ４より小さくないと判定された場
合、ステップ１１７でＤＰＧ(i)=ＤＰＧ(i-1)-Cdが算出
される。ＤＰＧ(i)は今回ＤＰＧであり、ＤＰＧ(i-1)は
前回ＤＰＧであり、Cdは所定の更新量である。
【０１２１】次いで、ステップ１１８で、ＦＰＧＦ＝Ｆ
ＰＧ(i-1)＋ＱＦＰＧが算出される。前記ステップ１１
３で、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＴ＋Ｃ１より
大きくない場合、ステップ１１９で、エンジン回転数Ｎ
Ｅが目標回転数ＮＴ＋Ｃ２より小さいか否か判定され
る。ここで、ＮＴ＋Ｃ２＜ＮＴ＋Ｃ１である。エンジン
回転数ＮＥが目標回転数ＮＴ＋Ｃ２より小さくない場
合、処理は終了する。エンジン回転数ＮＥが目標回転数
ＮＴ＋Ｃ２より小さい場合、さらに、ステップ１２０で
エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＴ−Ｃ３より大きい
か否かが判定される。ここで、ＮＴ−Ｃ３＜ＮＴ＋Ｃ２
である。
【０１２２】エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＴ−Ｃ
３より大きい場合、ステップ１２１でＤＰＧ(i)=ＤＰＧ
(i-1)＋Cdが算出される。その後、ステップ１２２でＦ
ＰＧＦ＝ＦＰＧ(i-1)＋ＱＦＰＧが算出され、処理が終
了する。
【０１２３】ステップ１２０でエンジン回転数ＮＥが目
標回転数ＮＴ−Ｃ３より大きくない場合、ステップ１２
３でＦＰＧ(i)＝ＦＰＧ(i-1)-Cfが算出され、ステップ
１１６へ移行して、ＦＰＧＦ＝ＦＰＧ(i)＋ＱＦＰＧが
算出され、処理が終了する。なお、学習した蒸発燃料濃
度に応じて、燃料噴射量を補正するだけでなく、蒸発燃
料濃度に応じて燃料噴射状態を変更するようにするよう
にすることも可能である。ここで、噴射状態とは、噴射
弁の噴射量、噴射時期、噴射方向をいう。 ＜第２の実施形態＞上記したように、本例に係る筒内噴
射式内燃機関では、リッチスパイク時やブレーキ負圧の
確保時に、均質燃焼に切り換えている。従って、その機
会を捕らえて、パージをして濃度学習も行うようにする
と、その学習値を成層燃焼時のパージ制御に利用するこ
とができる。
【０１２４】先の実施形態で、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、均質燃焼運転と希
薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に応じて切り換える
燃焼制御手段とを備えた内燃機関を具体的に説明した
が、このような内燃機関において、運転状態により前記
内燃機関が希薄燃焼運転から均質燃焼運転に切り換わっ
たとき、蒸発燃料濃度を検出する。
【０１２５】すなわち、リッチスパイク時や、ブレーキ
負圧確保のためのスロットル閉じ込み制御時において、
成層燃焼であるＴ−Ｊ運転から、Ｄ−Ｊ運転での目標空
燃比フィードバック制御運転に切り換わるが、そのよう
な場合、先の実施形態と同様に、蒸発燃料濃度学習を行
う。そして、その学習値を次のＴ−Ｊ運転時に使用して
燃料噴射量の補正や、燃料噴射状態の変更制御を行う。
【０１２６】なお、この他に、本発明は、吸気管に燃料
を噴射するポート噴射式の希薄燃焼内燃機関にも適用可
能である。
【０１２７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
内燃機関の希薄燃焼運転中に蒸発燃料濃度を検出するに
あたり、内燃機関を希薄燃焼運転から均質燃焼運転に切
り換え、蒸発燃料濃度を均質燃焼運転下で検出するよう
にしたので、蒸発燃料濃度を確実に検出し、これを機関
の運転制御に利用できるので、リッチ失火等を防止する
ことができる。
【０１２８】また、リッチスパイク制御やブレーキブー
スタ負圧確保のためのスロットル閉じ込み制御などのよ
うに、運転状態により前記内燃機関が希薄燃焼運転から
均質燃焼運転に切り換わる機会をとらえて、蒸発燃料濃
度を検出するようにし、その検出値を機関の運転制御に
利用する場合は、わざわざ濃度検出のために均質運転に
切り換えないので、本来の制御に集中できることとな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る筒内噴射式希薄燃焼内燃機関の基
本構成を示す概念図
【図２】本発明に係る内燃機関の基本構成を示す第２の
概念図
【図３】エンジン回転数及びトルクと燃焼方法との関係
を示す図
【図４】Ｔ−Ｊ方式における基本燃焼噴射量ＱＡＬＬを
定めたマップ
【図５】Ｄ−Ｊ方式における基本燃焼噴射量ＴＡＵＢを
定めたマップ
【図６】空燃比フィードバック制御における酸素センサ
の検出値とＦＡＦ信号との関係を示すグラフ図
【図７】ベーパ濃度学習制御を含む空燃比制御のフロー
チャート図
【図８】空燃比フィードバック制御を示すフローチャー
ト図
【図９】空燃比学習制御を示すフローチャート図
【図１０】区分された空燃比学習領域ｔｊを示す図
【図１１】空燃比学習制御を示すフローチャート図
【図１２】パージ制御を示すフローチャート図
【図１３】（ａ）は吸気マニホルド負圧に対するパージ
流量特性を示すグラフ図であり、（ｂ）はパージ実行時
間に対する最大目標パージ率の関係を示すグラフ図
【図１４】Ｔ−Ｊ希薄燃焼時の蒸発燃料補正ルーチンを
示すフローチャート図
【図１５】本発明による希薄燃焼時における濃度学習の
ための切り換え操作を示すフローチャート図
【図１６】図１５をさらに詳細に説明するフローチャー
ト図
【符号の説明】
１・・・・筒内噴射式希薄燃焼内燃機関 ２・・・・シリンダ ３・・・・ピストン ４・・・・シリンダヘッド ５・・・・吸気ポート ６・・・・排気ポート ７・・・・スワールコントロールバルブ ８・・・・排気弁 ９・・・・排気マニホルド １０・・・点火プラグ １１・・・吸気弁 １２・・・燃料噴射弁 １３・・・クランクアーム １４・・・クランクシャフト １５・・・クランク角センサ １６・・・冷却水温センサ １７・・・サージタンク １８・・・吸気圧センサ １９・・・電子スロットル ２０・・・アクセルセンサ ２１・・・コンピュータ ２２・・・ブレーキブースタ ２３・・・負圧センサ ２４・・・空燃比センサ（第１の酸素センサ） ２４・・・三元触媒 ２５・・・排気管 ２６・・・ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒 ２７・・・第２の酸素センサ ２８・・・ＥＧＲ管 ２９・・・ＥＧＲバルブ ３１・・・燃料タンク ３２・・・燃料ポンプ ３３・・・高圧燃料ポンプ ３４・・・燃圧センサ ３５・・・キャニスタ ３５ａ・・パージポート ３５ｂ・・大気ポート ３５ｃ・・タンクポート ３５ｄ・・中継室 ３６・・・ベーパ捕集管 ３７・・・パージ通路 ３８・・・パージ制御弁 ３９・・・タンク内圧制御弁 １０１・・Ａ／Ｄ変換器 １０２・・入出力インタフェース １０３・・ＣＰＵ １０４・・ＲＯＭ １０５・・ＲＡＭ １０６・・バックアップＲＡＭ １０７・・クロック（ＣＬＫ） １１０・・燃料噴射制御回路 １１３・・バス

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 均質燃焼運転と希薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に
    応じて切り換える燃焼制御手段とを備えた内燃機関にお
    いて、 前記内燃機関の希薄燃焼運転中に蒸発燃料濃度を検出す
    るにあたり、内燃機関を希薄燃焼運転から均質燃焼運転
    に切り換え、蒸発燃料濃度を均質燃焼運転下で検出する
    ことを特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料濃度検出
    装置。
  2. 【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、 均質燃焼運転と希薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に
    応じて切り換える燃焼制御手段と、 を備えた内燃機関において、 運転状態により前記内燃機関が希薄燃焼運転から均質燃
    焼運転に切り換わったとき、蒸発燃料濃度を検出するこ
    とを特徴とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料濃度検出装
    置。
  3. 【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、 パージ制御手段により吸気系にパージされる蒸発燃料濃
    度を検出する濃度学習手段と、 均質燃焼運転と希薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に
    応じて切り換える燃焼制御手段と、 を備え、 前記濃度学習手段は、前記内燃機関の希薄燃焼運転中に
    蒸発燃料濃度を学習する必要があるか否かを判定する学
    習判定手段を有するとともに、 学習判定手段により濃度学習が必要と判定された場合
    に、内燃機関を希薄燃焼運転から均質燃焼運転に切り換
    える運転切り換え手段を有し、 蒸発燃料の濃度学習を均質燃焼運転下で行うことを特徴
    とする希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装置。
  4. 【請求項４】 前記均質燃焼時において、目標空燃比と
    なるように運転制御する目標空燃比制御手段を備え、 前記濃度学習手段は、目標空燃比制御運転下で行うこと
    を特徴とする請求項３記載の希薄燃焼内燃機関の蒸発燃
    料供給制御装置。
  5. 【請求項５】 前記学習判定手段は、蒸発燃料の状態変
    化を予測し、予測された変化から学習の必要性を判定す
    ることを特徴とする請求項３記載の希薄燃焼内燃機関の
    蒸発燃料供給制御装置。
  6. 【請求項６】 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、 パージ制御手段により吸気系にパージされる蒸発燃料濃
    度を検出する濃度学習手段と、 均質燃焼運転と希薄燃焼運転とを内燃機関の運転状態に
    応じて切り換える燃焼制御手段と、 を備え、 前記濃度学習手段は、運転状態によって希薄燃焼運転か
    ら均質燃焼運転に切り換わったとき、蒸発燃料の濃度学
    習を均質燃焼運転下で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。
  7. 【請求項７】 前記均質燃焼時において、目標空燃比と
    なるように運転制御する目標空燃比制御手段を備え、 前記濃度学習手段は、目標空燃比制御運転下で行うこと
    を特徴とする請求項６記載の希薄燃焼内燃機関の蒸発燃
    料供給制御装置。
  8. 【請求項８】 前記燃焼制御手段は、蒸発燃料濃度に応
    じて燃料噴射状態を変更することを特徴とする請求項３
    または６記載の希薄燃焼内燃機関の蒸発燃料供給制御装
    置。
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