特許 6233329 エンジンの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6233329

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】エンジンの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20171113BHJP

   F02M 25/08 20060101ALI20171113BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20171113BHJP

   F02D 41/12 20060101ALI20171113BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20171113BHJP

   F01N 3/20 20060101ALI20171113BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   F02D45/00 314Z

   F02M25/08 301N

   F02D41/04 305Z

   F02D41/04 330Z

   F02D41/12 330J

   F02D43/00 301E

   F02D43/00 301H

   F01N3/20 C

   F02M25/08 301J

   F01N3/24 R

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-25209(P2015-25209)

(22)【出願日】2015年2月12日

(65)【公開番号】特開2016-148275(P2016-148275A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2016年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 和明

(72)【発明者】

【氏名】坂本 雄三

(72)【発明者】

【氏名】壷井 洋

【審査官】 田中 将一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２０４８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２８９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０４１９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１８８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５６６２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４３／００ − ４５／００

Ｆ０１Ｎ ３／００

Ｆ０１Ｎ ３／０２

Ｆ０１Ｎ ３／０４ − ３／３８

Ｆ０１Ｎ ９／００ − １１／００

Ｆ０２Ｄ ４１／００ − ４１／４０

Ｆ０２Ｂ ４７／００ − ４７／０６

Ｆ０２Ｂ ４９／００

Ｆ０２Ｍ ２５／００ − ２５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャニスタから脱離させた蒸発燃料を含むパージガスが吸気通路に供給可能に構成されたエンジンの制御装置であって、
上記エンジンの減速運転状態で所定の減速燃料カット条件が成立したときに、インジェクタによる上記エンジンへの燃料供給を停止する減速燃料カットを行う減速燃料カット手段と、
上記減速燃料カット手段による上記減速燃料カット時に、上記パージガスを上記エンジンの吸気通路に供給するパージを実行するパージ実行手段と、
上記エンジンの排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
上記エンジンの排気通路における上記排気浄化触媒の下流側に設けられたＯ_２センサと、
上記減速燃料カット手段による上記減速燃料カットから、上記インジェクタにより上記エンジンに燃料を供給して該燃料の燃焼により該エンジンを作動させる通常運転に移行したときに、上記エンジンをリッチ運転し、かつ該移行時から、該エンジンのリッチ運転による上記Ｏ_２センサの出力値の初期の変化であって該出力値の所定以上の変化時までのストイキに対する過剰分の燃料の総量を算出して、該過剰分の燃料の総量に基づいて、上記排気浄化触媒が異常であるか否かの異常判定を行うとともに、上記算出した過剰分の燃料の総量が所定量よりも少ないときに、上記排気浄化触媒が異常であると判定する異常判定手段と、
上記異常判定手段による上記異常判定の直前に行われる上記減速燃料カット時である直前減速燃料カット時に上記パージ実行手段が上記パージを実行した場合の該直前減速燃料カット時における上記エンジンの燃焼室内の空燃比を推定する空燃比推定手段と、
上記直前減速燃料カット時に上記パージ実行手段が上記パージを実行していた場合には、上記異常判定手段による上記異常判定時において、上記空燃比推定手段により推定された空燃比に基づいて、上記所定量を変更する閾値変更手段と、を備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項2】

請求項１記載のエンジンの制御装置において、
上記閾値変更手段は、上記空燃比推定手段により推定された空燃比が小さいほど、上記所定量を小さくするように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載のエンジンの制御装置において、
上記パージ実行手段は、上記キャニスタと上記吸気通路とを連通するパージラインと、該パージラインに設けられたパージバルブと、上記パージの実行時に該パージバルブのデューティ制御により上記吸気通路への上記パージガスの供給量を制御するパージバルブ制御手段とで構成され、
上記直前減速燃料カット時に上記パージ実行手段が上記パージを実行した場合の上記パージガス中の蒸発燃料の濃度を推定する蒸発燃料濃度推定手段を更に備え、
上記閾値変更手段は、更に上記蒸発燃料濃度推定手段により推定された上記蒸発燃料の濃度に基づいて、上記所定量を変更するように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項4】

請求項３記載のエンジンの制御装置において、
上記閾値変更手段は、上記蒸発燃料濃度推定手段により推定された上記蒸発燃料の濃度が高いほど、上記所定量を小さくするように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャニスタから脱離させた蒸発燃料を含むパージガスが吸気通路に供給可能に構成されたエンジンの制御装置に関する技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば特許文献１に示されているように、エンジンの減速燃料カット時に、キャニスタから蒸発燃料がオーバーフローしやすい状態が判定されたときに、該キャニスタから脱離させた蒸発燃料を含むパージガスを上記エンジンの吸気通路に供給するようにしたものが知られている。このように減速燃料カット時にパージガスを吸気通路に供給することで、キャニスタから蒸発燃料がオーバーフローするのを抑制することができる。また、吸気通路に供給されたパージガス中の蒸発燃料は、未燃のままエンジンを経由して排気通路に排気されるが、その未燃の蒸発燃料を、排気通路に設けた排気浄化触媒により浄化することができる。

【0003】

また、特許文献１では、排気浄化触媒の上流側に、燃焼室内の空燃比をフィードバック制御するために排気ガス中の酸素濃度を検出するリニアＯ_２センサが設けられ、上記排気浄化触媒の下流側には、Ｏ_２センサが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１９８２１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記排気浄化触媒の下流側に位置するＯ_２センサは、通常、排気ガスの空燃比がストイキないしリッチであるか、又はリーンであるかを検出するものであり、その出力値（出力電圧）は、ストイキないしリッチであるときには、第１電圧（例えば約１Ｖ）となり、リーンであるときには、該第１電圧よりも低い第２電圧（例えば約０Ｖ）となる。このＯ_２センサは、上記排気浄化触媒が異常であるか否か（劣化したか否か）の判定である異常判定に用いることができる。

【0006】

すなわち、上記減速燃料カット時には、上記排気浄化触媒に酸素が吸蔵され、通常、その減速燃料カット中に、排気浄化触媒は、酸素をこれ以上吸蔵できないような酸素飽和状態になる。この酸素飽和状態の吸蔵酸素量（以下、飽和酸素量という）は、排気浄化触媒の容量によって決まっている。また、上記減速燃料カット時には、Ｏ_２センサの出力値は上記第２電圧となる。

【0007】

そして、上記減速燃料カットからエンジンの通常運転（インジェクタによりエンジンに燃料を供給して該燃料を燃焼させる運転）に移行したときに、上記異常判定を行う。このとき、エンジンをリッチ運転する。つまり、インジェクタより燃料を、燃焼室内の空燃比がストイキに対してリッチになるように噴射する。その噴射した燃料のうちストイキに対する過剰分の燃料は、上記排気浄化触媒に吸蔵されている酸素によって酸化されて浄化される。このため、リッチ運転を続けると、上記排気浄化触媒に吸蔵されている酸素が消費されて排気浄化触媒の吸蔵酸素量が次第に減少し、やがて、その吸蔵酸素量が０になる。このように排気浄化触媒の吸蔵酸素量が０になると、該排気浄化触媒によって上記過剰分の燃料を浄化できなくなって、Ｏ_２センサの出力値が上記第２電圧から上記第１電圧に急激に変化することになる。上記減速燃料カットから通常運転に移行したときから、Ｏ_２センサの出力値が所定以上変化するまでの間、上記過剰分の燃料の積算値を算出しておく。Ｏ_２センサの出力値が所定以上変化したときに最終的に算出される最終積算値は、上記移行時から該変化時までの上記過剰分の燃料の総量であって、減速燃料カットから通常運転に移行したときの排気浄化触媒の吸蔵酸素量（通常、飽和酸素量）に対応する量である。

【0008】

ここで、上記排気浄化触媒に劣化等による異常が生じると、排気浄化触媒の吸蔵可能な最大酸素量が上記飽和酸素量よりも減少し、これにより、減速燃料カットから通常運転に移行したときの排気浄化触媒の吸蔵酸素量が上記飽和酸素量よりも少なくなる。これに対応して、上記最終積算値も少なくなる。したがって、上記最終積算値が所定量よりも少なくなると、上記排気浄化触媒が異常であると判定することができる。

【0009】

しかし、上記特許文献１のように、減速燃料カット時にパージガスをエンジンの吸気通路に供給する（パージを実行する）と、パージガス中の蒸発燃料により、排気浄化触媒に吸蔵された酸素が、減速燃料カット中に消費されて減少する。このため、減速燃料カット時にパージを実行した場合、その減速燃料カットから通常運転に移行したときの排気浄化触媒の吸蔵酸素量は、減速燃料カット時にパージを実行しない場合に比べて少なくなる。この結果、Ｏ_２センサの出力値が所定以上変化したときに算出される上記最終積算値が上記所定量よりも少なくなって、排気浄化触媒が正常であっても、異常であると誤判定する可能性がある。

【0010】

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの減速燃料カット時におけるパージを実行しつつ、該パージの実行による排気浄化触媒の異常判定の精度の低下を抑制しようとすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の目的を達成するために、本発明では、キャニスタから脱離させた蒸発燃料を含むパージガスが吸気通路に供給可能に構成されたエンジンの制御装置を対象として、上記エンジンの減速運転状態で所定の減速燃料カット条件が成立したときに、インジェクタによる上記エンジンへの燃料供給を停止する減速燃料カットを行う減速燃料カット手段と、上記減速燃料カット手段による上記減速燃料カット時に、上記パージガスを上記エンジンの吸気通路に供給するパージを実行するパージ実行手段と、上記エンジンの排気通路に設けられた排気浄化触媒と、上記エンジンの排気通路における上記排気浄化触媒の下流側に設けられたＯ_２センサと、上記減速燃料カット手段による上記減速燃料カットから、上記インジェクタにより上記エンジンに燃料を供給して該燃料の燃焼により該エンジンを作動させる通常運転に移行したときに、上記エンジンをリッチ運転し、かつ該移行時から、該エンジンのリッチ運転による上記Ｏ_２センサの出力値の初期の変化であって該出力値の所定以上の変化時までのストイキに対する過剰分の燃料の総量を算出して、該過剰分の燃料の総量に基づいて、上記排気浄化触媒が異常であるか否かの異常判定を行うとともに、上記算出した過剰分の燃料の総量が所定量よりも少ないときに、上記排気浄化触媒が異常であると判定する異常判定手段と、上記異常判定手段による上記異常判定の直前に行われる上記減速燃料カット時である直前減速燃料カット時に上記パージ実行手段が上記パージを実行した場合の該直前減速燃料カット時における上記エンジンの燃焼室内の空燃比を推定する空燃比推定手段と、上記直前減速燃料カット時に上記パージ実行手段が上記パージを実行していた場合には、上記異常判定手段による上記異常判定時において、上記空燃比推定手段により推定された空燃比に基づいて、上記所定量を変更する閾値変更手段と、を備えている、という構成とした。

【0012】

上記の構成により、閾値変更手段が、空燃比推定手段により推定された空燃比に基づいて所定量を変更するので、直前減速燃料カット時にパージを実行しても、そのパージの実行による排気浄化触媒の異常判定の精度の低下を抑制することができる。すなわち、減速燃料カットから通常運転に移行したときの排気浄化触媒の吸蔵酸素量（つまり、上記過剰分の燃料の総量）は、上記空燃比の大きさによって変化するので、その空燃比に応じて所定量を変更することで、異常判定を精度良く行うようにすることができる。

【0013】

上記エンジンの制御装置において、上記閾値変更手段は、上記閾値変更手段は、上記空燃比推定手段により推定された空燃比が小さいほど、上記所定量を小さくするように構成されている、ことが好ましい。

【0014】

すなわち、空燃比推定手段により推定された空燃比が小さいほど、排気浄化触媒に達する蒸発燃料の量が多くなり、その量が多くなるほど、減速燃料カットから通常運転に移行したときの排気浄化触媒の吸蔵酸素量が少なくなる。したがって、上記空燃比が小さいほど上記所定量を小さくする（少なくする）ことによって、異常判定を精度良く行うようにすることができる。

【0015】

上記エンジンの制御装置において、上記パージ実行手段は、上記パージ実行手段は、上記キャニスタと上記吸気通路とを連通するパージラインと、該パージラインに設けられたパージバルブと、上記パージの実行時に該パージバルブのデューティ制御により上記吸気通路への上記パージガスの供給量を制御するパージバルブ制御手段とで構成され、上記直前減速燃料カット時に上記パージ実行手段が上記パージを実行した場合の上記パージガス中の蒸発燃料の濃度を推定する蒸発燃料濃度推定手段を更に備え、上記閾値変更手段は、更に上記蒸発燃料濃度推定手段により推定された上記蒸発燃料の濃度に基づいて、上記所定量を変更するように構成されている、ことが好ましい。

【0016】

すなわち、パージガス中の蒸発燃料の濃度によって、減速燃料カットから通常運転に移行したときの排気浄化触媒の吸蔵酸素量が変化するので、空燃比に加えて、蒸発燃料の濃度に基づいて所定量を変更することで、排気浄化触媒の異常判定を精度良く行うようにすることができる。また、パージバルブのデューティ制御により燃焼室内の空燃比が変化し易くなるが、この空燃比の変化を考慮することで、上記所定量をより適切に変更することができる。

【0017】

上記構成の場合、上記閾値変更手段は、上記閾値変更手段は、上記蒸発燃料濃度推定手段により推定された上記蒸発燃料の濃度が高いほど、上記所定量を小さくするように構成されている、ことが好ましい。

【0018】

すなわち、パージガス中の蒸発燃料の濃度が高いほど、減速燃料カットから通常運転に移行したときの排気浄化触媒の吸蔵酸素量が少なくなることになる。したがって、上記蒸発燃料の濃度が高いほど上記所定量を小さくすることによって、排気浄化触媒の異常判定を精度良く行うようにすることができる。

【発明の効果】

【0019】

以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によると、排気浄化触媒の異常判定の直前に行われる直前減速燃料カット時にパージを実行した場合の該直前減速燃料カット時におけるエンジンの燃焼室内の空燃比を推定し、上記直前減速燃料カット時に上記パージを実行していた場合には、上記異常判定時において、上記推定された空燃比に基づいて、上記直前減速燃料カットから通常運転への移行時から、Ｏ_２センサの出力値の所定以上の変化時までのストイキに対する過剰分の燃料の総量に関する、排気浄化触媒の異常判定のための閾値（所定量）を変更するようにしたことにより、エンジンの減速燃料カット時におけるパージを実行しつつ、該パージの実行による排気浄化触媒の異常判定の精度の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る制御装置により制御されるエンジンの概略構成を示す図である。

【図2】エンジンの制御系の構成を示すブロック図である。

【図3】蒸発燃料の濃度（学習値）が、高濃度、中濃度及び低濃度である場合のそれぞれについて、燃焼室内の空燃比と、下流側排気浄化触媒通過後の積算ＨＣ重量との関係を調べた結果を示すグラフである。

【図4】蒸発燃料の濃度の学習値と目標Ａ／Ｆとの関係を表した第１マップを示すグラフである。

【図5】エンジンの通常運転から減速燃料カットを行いかつ該減速燃料カットが終了して再び通常運転に移行したときの、通常運転時の燃焼室内の目標空燃比、Ｏ_２センサの出力値、上流側排気浄化触媒の吸蔵酸素量、及び、過剰燃料積算値の変化を示すタイムチャートである。

【図6】蒸発燃料の濃度（学習値）が、高濃度、中濃度及び低濃度である場合のそれぞれについて、直前減速燃料カット時にパージを実行した場合の該直前減速燃料カット時におけるエンジンの燃焼室内の空燃比と最終過剰燃料積算値との関係を調べた結果を示すグラフであり、かつ、所定量を算出するための、空燃比及び蒸発燃料の濃度と所定量との関係を表した第２マップを示すグラフである。

【図7】制御装置によるパージに関する処理動作を示すフローチャートである。

【図8】制御装置による減速燃料カット時パージバルブ制御の処理動作を示すフローチャートである。

【図9】制御装置による、上流側排気浄化触媒の異常判定の処理動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0022】

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置１００（図２参照）により制御されるエンジン１の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に搭載された過給機付きガソリンエンジンであって、複数の気筒２（図１では、１つのみ示す）が直列に設けられたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３上に配設されたシリンダヘッド４とを有している。このエンジン１の各気筒２内には、シリンダヘッド４との間に燃焼室６を区画するピストン５が往復動可能にそれぞれ嵌挿されている。このピストン５は、コンロッド７を介して不図示のクランク軸と連結されている。このクランク軸には、該クランク軸の回転角度位置を検出するための検出板８が一体回転するように固定され、この検出板８の回転角度位置を検出することでエンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ９が設けられている。

【0023】

上記シリンダヘッド４には、各気筒２毎に吸気ポート１２及び排気ポート１３が形成されているとともに、これら吸気ポート１２及び排気ポート１３の燃焼室６側の開口を開閉する吸気弁１４及び排気弁１５がそれぞれ配設されている。吸気弁１４は吸気弁駆動機構１６により、排気弁１５は排気弁駆動機構１７により、それぞれ駆動される。吸気弁１４及び排気弁１５は、それぞれ吸気弁駆動機構１６及び排気弁駆動機構１７により所定のタイミングで往復動して、それぞれ吸気ポート１２及び排気ポート１３を開閉し、気筒２内のガス交換を行う。吸気弁駆動機構１６及び排気弁駆動機構１７は、それぞれ、上記クランク軸に駆動連結された吸気カムシャフト１６ａ及び排気カムシャフト１７ａを有し、これらのカムシャフト１６ａ，１７ａはクランク軸の回転と同期して回転する。また、吸気弁駆動機構１６は、吸気カムシャフト１６ａの位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な、液圧式又は機械式の位相可変機構（Variable Valve Timing：ＶＶＴ）を含んで構成されている。

【0024】

上記シリンダブロック３の上側（シリンダヘッド４側）端部には、各気筒２毎に、燃料（本実施形態では、ガソリン）を噴射するインジェクタ１８が設けられている。このインジェクタ１８は、その燃料噴射口が燃焼室６に臨むように配設されていて、圧縮行程上死点付近で燃焼室６内に燃料を直接噴射供給するようになっている。尚、インジェクタ１８は、シリンダヘッド４に設けてもよい。

【0025】

インジェクタ１８は、燃料供給管２１を介して燃料タンク２２に接続されている。この燃料タンク２２内には、燃料ポンプ２３が燃料に浸るように配置されており、この燃料ポンプ２３は、先端にストレーナ２４が接続されかつ燃料を吸い込む吸込管２３ａと、その吸い込んだ燃料を吐出する吐出管２３ｂとを有し、この吐出管２３ｂはレギュレータ２５を介して上記インジェクタ１８に接続されている。そして、燃料ポンプ２３は、吸込管２３ａより燃料を吸い上げて、その燃料を吐出管２３ｂより吐出して、レギュレータ２５により調圧した状態でインジェクタ１８へ送出する。尚、詳細には、燃料供給管２１は、気筒列方向に延びる燃料分配管（図示せず）に接続され、この燃料分配管が、各気筒２のインジェクタ１８に接続され、該燃料分配管により、燃料ポンプ２３からの燃料が各気筒２のインジェクタ１８に分配されるようになっている。

【0026】

シリンダヘッド４には、各気筒２毎に、点火プラグ１９が配設されている。この点火プラグ１９の先端部（電極）は、燃焼室６の天井部近傍に位置している。そして、点火プラグ１９は、所望の点火タイミングで火花を発生するようになされており、この火花により、燃料と空気との混合ガスが爆発燃焼することになる。

【0027】

上記エンジン１の一側の面には、各気筒２の吸気ポート１２に連通するように吸気通路３０が接続されている。この吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されており、このエアクリーナ３１で濾過した吸入空気が吸気通路３０及び吸気ポート１２を介して各気筒２の燃焼室６に供給される。

【0028】

上記吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流側近傍には、吸気通路３０に吸入された吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ３２が配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３４が配設されている。このサージタンク３４よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒２毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒２の吸気ポート１２にそれぞれ接続されている。サージタンク３４には、該サージタンク３４内の圧力を検出する圧力センサ３５が配設されている。

【0029】

さらに、吸気通路３０におけるエアフローセンサ３２とサージタンク３４との間には、ターボ過給機５０のコンプレッサ５０ａが配設されている。このコンプレッサ５０ａの作動により吸入空気の過給を行う。

【0030】

さらにまた、上記吸気通路３０におけるターボ過給機５０のコンプレッサ５０ａとサージタンク３４との間には、上流側から順に、コンプレッサ５０ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３６と、スロットルバルブ３７とが配設されている。このスロットルバルブ３７は、駆動モータ３７ａにより駆動されて、該スロットルバルブ３７の配設部分における吸気通路３０の断面積を変更することによって、上記各気筒２の燃焼室６への吸入空気量を調節する。スロットルバルブ３７の開度は、スロットル開度センサ３７ｂにより検出される。

【0031】

また、本実施形態では、吸気通路３０には、コンプレッサ５０ａをバイパスする吸気バイパス通路３８が設けられ、この吸気バイパス通路３８には、エアバイパスバルブ３９が設けられている。このエアバイパスバルブ３９は、通常、全閉状態にあるが、例えばスロットルバルブ３７が急激に閉じられたときに、吸気通路３０におけるスロットルバルブ３７よりも上流側で圧力の急上昇及びサージングが生じてコンプレッサ５０ａの回転が乱れることにより大きな音が発生するので、それを防止するためにエアバイパスバルブ３９が開けられる。

【0032】

上記エンジン１の他側の面には、各気筒２の燃焼室６からの排気ガスを排出する排気通路４０が接続されている。この排気通路４０の上流側の部分は、各気筒２毎に分岐して各気筒２の排気ポート１３の外側端にそれぞれ接続された独立通路と、該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気マニホールドよりも下流側の排気通路４０に、上記ターボ過給機５０のタービン５０ｂが配設されている。このタービン５０ｂが排気ガス流により回転し、このタービン５０ｂの回転により、該タービン５０ｂと連結された上記コンプレッサ５０ａが作動する。

【0033】

上記排気マニホールドよりも下流側でかつタービン５０ｂよりも上流側の排気通路４０は、第１通路４１と第２通路４２とに分岐している。第１通路４１には、タービン５０ｂに向かう排気ガスの流速を変更するための流速変更バルブ４３が設けられている。第２通路４２は、流速変更バルブ４３の下流側でかつタービン５０ｂの上流側で第１通路４１と合流する。

【0034】

上記排気通路４０には、エンジン１の排気ガスを、タービン５０ｂをバイパスして流すための排気バイパス通路４６が設けられている。この排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部（上流側の端部）は、排気通路４０における第１通路４１と第２通路４２との合流部と、タービン５０ｂとの間の部分に接続され、排気ガス流出側の端部（下流側の端部）は、排気通路４０におけるタービン５０ｂの下流側であって後述の上流側排気浄化装置５２の上流側に接続される。

【0035】

排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部には、駆動モータ４７ａにより駆動されるウエストゲートバルブ４７が設けられている。このウエストゲートバルブ４７は、制御装置１００によって、エンジン１の運転状態に応じて制御される。ウエストゲートバルブ４７が全閉であるときには、排気ガスの全量がタービン５０ｂへと流れ、それ以外の開度であるときには、その開度に応じて、排気バイパス通路４６に流れる流量（つまりタービン５０ｂへ流れる流量）が変化する。すなわち、ウエストゲートバルブ４７の開度が大きいほど、排気バイパス通路４６に流れる流量が多くなり、タービン５０ｂへ流れる流量が少なくなる。ウエストゲートバルブ４７の全開時においては、ターボ過給機５０は実質的に作動しないことになる。

【0036】

排気通路４０におけるタービン５０ｂよりも下流側（排気バイパス通路４６の下流側の端部が接続される部分よりも下流側）には、酸化触媒等で構成されて排気ガス中の有害成分（及び、後述の減速燃料カット時の未燃の蒸発燃料）を浄化する排気浄化触媒５２，５３が配設されている。本実施形態では、上流側排気浄化触媒５２と下流側排気浄化触媒５３との２つの排気浄化触媒が設けられているが、上流側排気浄化触媒５２のみであってもよい。

【0037】

排気通路４０における上流側排気浄化触媒５２の上流側近傍には、排気ガス中の酸素濃度に対しリニアな出力特性を示すリニアＯ_２センサ５５が配設されている。このリニアＯ_２センサ５５は、燃焼室６内の空燃比をフィードバック制御するために排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサである。また、排気通路４０における上流側及び下流側排気浄化触媒５２，５３間には、上流側排気浄化触媒５２を通過した後の排気ガスの空燃比がストイキないしリッチであるか、又はリーンであるかを検出するＯ_２センサ５６が配設されている。Ｏ_２センサ５６の出力値（出力電圧）は、本実施形態では、排気ガスの空燃比がストイキないしリッチであるときには、第１電圧（例えば１Ｖ）となり、リーンであるときには、第１電圧よりも低い第２電圧（例えば０Ｖ）となる。

【0038】

上記エンジン１は、その排気ガスの一部が排気通路４０から吸気通路３０に還流されるように、ＥＧＲ通路６０を備えている。このＥＧＲ通路６０は、排気通路４０における第１通路４１と第２通路４２との分岐部の上流側部分と、吸気通路３０におけるサージタンク３４よりも下流側の各独立通路とを接続する。ＥＧＲ通路６０には、内部を通過する排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ６１と、ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量を調節するためのＥＧＲバルブ６２とが配設されている。

【0039】

また、エンジン１は、燃焼室６から漏れ出たブローバイガスを吸気通路３０に戻すための第１及び第２ベンチレーションホース６５，６６を備えている。第１ベンチレーションホース６５は、シリンダブロック２の下部（クランクケース）とサージタンク３４とを接続し、第２ベンチレーションホース６６は、シリンダヘッド４の上部と吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とコンプレッサ５０ａとの間の部分とを接続している。

【0040】

上記燃料タンク２２は、接続管７１を介して、内部に活性炭等の吸着剤を収容したキャニスタ７０と接続されており、燃料タンク２３内で蒸発した蒸発燃料が、接続管７１を介してキャニスタ７０へと流れて、該キャニスタ７０（吸着剤）にトラップされる。キャニスタ７０の内部は、外気連通管７２を介して外気と連通されている。

【0041】

上記キャニスタ７０は、パージ管７３（パージライン）を介して、吸気通路３０と接続されている。本実施形態では、パージ管７３の吸気通路３０側の端部は、吸気通路３０におけるコンプレッサ５０ａの下流側部分であるサージタンク３４に接続されている。

【0042】

パージ管７３には、パージバルブ７５が設けられている。このパージバルブ７５が開状態にありかつサージタンク３４内の圧力が負圧である（つまり、ターボ過給機５０のコンプレッサ５０ａにより吸入空気が過給されていない）ときに、外気連通管５２内に外気（空気）が導入され、この空気の流れによって、上記キャニスタ７０にトラップされている蒸発燃料が該キャニスタ７０から脱離して、該脱離した蒸発燃料が上記空気と共にパージガスとしてサージタンク３４に供給される（パージが実行される）。サージタンク３４（吸気通路３０）へのパージガスの供給量（又は供給流量）は、パージバルブ７５の開度と、サージタンク３４内の圧力（圧力センサ３５による検出圧力）と大気圧（後述の大気圧センサ９１による検出圧力）との差圧Ｐｄと、で決まる。

【0043】

図２に示すように、スロットルバルブ３７（詳しくは、駆動モータ３７ａ）、インジェクタ１８、点火プラグ１９，パージバルブ７５、流速変更バルブ４３、ウエストゲートバルブ４７（詳しくは、駆動モータ４７ａ）、ＥＧＲバルブ６２及びエアバイパスバルブ３９は、制御装置１００によって、その作動が制御される。制御装置１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納する記憶部９０と、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている（記憶部９０のみ、図２に示す）。

【0044】

制御装置１００には、エアフローセンサ３２、スロットル開度センサ３７ｂ、エンジン１が搭載された車両の乗員によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ９２、リニアＯ_２センサ５５、Ｏ_２センサ５６、圧力センサ３５、エンジン回転数センサ９等の各種センサの出力値の信号が入力される。本実施形態では、制御装置１００には、大気圧を検出する大気圧センサ９１が内蔵されている。制御装置１００は、各種センサの出力値に基づいて、上記バルブ等の作動を制御する。特に、インジェクタ１８の作動制御（燃料噴射制御）は、制御装置１００内の燃料噴射制御部１００ａにより行われ、点火プラグ１９の作動制御は、制御装置１００内の点火制御部１００ｂにより行われ、パージバルブ７５の作動制御（開度制御、つまりサージタンク３４へのパージガスの供給量の制御）は、制御装置１００内の通常運転時パージバルブ制御部１００ｃ又は減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄにより行われる。尚、通常運転時パージバルブ制御部１００ｃ又は減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄによるパージバルブ７５の作動制御は、パージバルブ７５への制御信号のデューティ比の制御（パージバルブ７５のデューティ制御）によって行われる。

【0045】

また、制御装置１００内には、後に詳細に説明する、減速燃料カット制御部１００ｅ（減速燃料カット手段）、蒸発燃料濃度推定部１００ｆ（蒸発燃料濃度推定手段）、異常判定部１００ｇ（異常判定手段）、閾値変更部１００ｈ（閾値変更手段）、及び、空燃比推定部１００ｉ（空燃比推定手段）が更に設けられている。

【0046】

上記減速燃料カット制御部１００ｅは、エンジン１の減速運転状態で所定の減速燃料カット条件が成立したときに、インジェクタ１８によるエンジン１への燃料供給を停止する減速燃料カットを行う。上記所定の減速燃料カット条件としては、例えば、スロットル開度センサ３７ｂによるスロットルバルブ３７が全閉でありかつエンジン回転数センサ９によるエンジン１の回転数が所定回転数（アイドル回転数よりも若干高い回転数）よりも高いという条件である。上記減速燃料カット時には、インジェクタ１８及び点火プラグ１９は作動しない。

【0047】

上記減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄは、上記減速燃料カット時において、パージバルブ７５の作動（サージタンク３４へのパージガスの供給量）を制御する。すなわち、エンジン１の通常運転時（インジェクタ１８より燃料を噴射しかつ該燃料を点火プラグ１９により燃焼させる運転）に加えて、上記減速燃料カット時にも、上記パージガスをサージタンク３４に供給するパージが実行される。この減速燃料カット時におけるパージバルブ７５の作動制御については、後に詳述する。本実施形態では、パージ管７３（パージライン）、パージバルブ７５、及び、減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄ（パージバルブ制御手段）が、上記減速燃料カット時に、上記パージガスをエンジン１の吸気通路３０に供給するパージを実行するパージ実行手段を構成することになる。

【0048】

一方、通常運転時パージバルブ制御部１００ｃは、上記減速燃料カット時以外のエンジン１の通常運転時において、エンジン１の運転状態に応じてパージバルブ７５の作動を制御する。本実施形態では、エンジン１の運転状態が、ターボ過給機５０を作動して吸入空気を過給する運転状態にあるときには、サージタンク３４内の圧力が負圧にならないので、通常運転時パージバルブ制御部１００ｃは、パージバルブ７５を全閉とし、エンジン１の運転状態が、ターボ過給機５０を作動させない運転状態にあるときに、上記パージを実行する。

【0049】

エンジン１の上記通常運転時におけるパージの実行時に、蒸発燃料濃度推定部１００ｆが、リニアＯ_２センサ５５の出力値による空燃比のフィードバック補正量に基づいて、上記パージガス中の蒸発燃料の濃度を推定学習して、その蒸発燃料の濃度の学習値を記憶部９０に記憶（更新）する。燃料噴射制御部１００ａは、上記フィードバック補正量及び上記学習値に応じて燃料噴射量を補正する。

【0050】

すなわち、吸気通路３０のサージタンク３４にパージガス（蒸発燃料）が供給されることによる燃焼室６内の空燃比のずれが、リニアＯ_２センサ５５により検出される。そして、燃料噴射制御部１００ａは、その検出値（出力値）に基づいて空燃比（つまり燃料噴射量）をフィードバック補正するとともに、蒸発燃料の濃度の学習値に応じた燃料噴射量の補正によって、そのフィードバック補正の応答遅れを補う。

【0051】

本実施形態では、上記蒸発燃料濃度推定部１００ｆは、減速燃料カット時におけるパージの実行時の、パージガス中の蒸発燃料の濃度を、減速燃料カット直前の上記学習値（記憶部９０に記憶されている最新の学習値）であると推定する。このようにしても、減速燃料カットが継続して行われる時間は比較的短く、その間に蒸発燃料の濃度が大きく変化する可能性は低いので、問題は生じない。

【0052】

減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄは、先ず、上記減速燃料カット時における上記パージの実行時の目標空燃比（目標Ａ／Ｆ）を算出する。ここで、図３は、蒸発燃料の濃度（学習値）が、高濃度、中濃度及び低濃度である場合のそれぞれについて、燃焼室６内の空燃比と、下流側排気浄化触媒５３通過後の積算ＨＣ重量との関係を調べた結果を示す。各濃度において、空燃比が高くなるほど上記積算ＨＣ重量が減少し、空燃比が或る値以上になれば、上記積算ＨＣ重量が０になることが分かる。したがって、上記目標Ａ／Ｆとしては、各濃度において、積算ＨＣ重量が０になるような最小の空燃比又は該空燃比よりも大きい空燃比とすればよい（パージの実行時にサージタンク３４へのパージガスの供給量を出来る限り多くする観点からは、上記最小の空燃比又は該空燃比に近い空燃比であることが好ましい）。上記学習値と上記目標Ａ／Ｆとの関係を図４のような第１マップにして予め記憶部９０に記憶しておき、この第１マップを用いて、上記学習値より、減速燃料カット直前の上記学習値から目標Ａ／Ｆを算出する。但し、上記第１マップにおいては、上記学習値が、予め設定された設定濃度Ｃよりも高いとき（図４のハッチング領域）、つまり、蒸発燃料を排気浄化触媒５２，５３で浄化できないほどの高濃度であるときには、目標Ａ／Ｆが設定されておらず、このときには、減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄは、減速燃料カット時にパージを実行しない（パージバルブ７５を全閉にする）。

【0053】

また、上記学習値より、パージガス全体に対する蒸発燃料の質量比ｒａを算出する。さらに、上記減速燃料カット時における上記パージの実行時に、燃焼室６内に吸入されかつ排気通路４０に排出される全空気質量ｑａを、エアフローセンサ３２の出力値と、上記質量比ｒａと、リニアＯ_２センサ５５の出力値とに基づいて算出する。

【0054】

燃焼室６内の蒸発燃料の質量（パージガス中の蒸発燃料の質量と同じ）をｇｇａｓとすると、
目標Ａ／Ｆ＝ｑａ／ｇｇａｓ
という関係より、
ｇｇａｓ＝ｑａ／（目標Ａ／Ｆ）
となり、この式に、上記算出した目標Ａ／Ｆ及び全空気質量ｑａを代入して、燃焼室６内の蒸発燃料の質量ｇｇａｓを算出する。

【0055】

また、パージガス中の空気の質量をｇａｉｒとすると、
（１−ｒａ）：ｒａ＝ｇａｉｒ：ｇｇａｓより、
ｇａｉｒ＝ｇｇａｓ・（１−ｒａ）／ｒａ
となり、この式より、パージガス中の空気の質量ｇａｉｒを算出する。

【0056】

パージガスにおける蒸発燃料と空気とのトータル質量をｇｐｒｇとすると、
ｇｐｒｇ＝ｇｇａｓ＋ｇａｉｒ
となり、これを体積に置き換えたパージガス体積ｑｐｒｇは、パージガスの密度をｃｐとして、
ｑｐｒｇ＝ｇｐｒｇ×ｃｐ
となる。尚、パージガスの密度ｃｐは、パージガス全体に対する蒸発燃料の質量比ｒａに対応した値が、予め記憶部９０に記憶されている。

【0057】

減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄは、上記パージガス体積ｑｐｒｇ及び上記差圧Ｐｄに基づいて、減速燃料カット時におけるパージの実行時の、サージタンク３４へのパージガスの供給量（パージバルブ７５の開度）を制御する。

【0058】

上記異常判定部１００ｇは、上記減速燃料カット制御部１００ｇによる減速燃料カットから、エンジン１の通常運転に移行したときにエンジン１をリッチ運転し、かつ該移行時から、該エンジン１のリッチ運転によるＯ_２センサ５６の出力値の所定以上の変化時までのストイキに対する過剰分の燃料の総量（後述の最終過剰燃料積算値）を算出して、該過剰分の燃料の総量に基づいて、上流側排気浄化触媒５２が異常であるか否かの判定である異常判定を行う。

【0059】

ここで、図５に、エンジン１の通常運転から減速燃料カットを行いかつ該減速燃料カットが終了して再び通常運転に移行したときの、通常運転時の燃焼室６内の目標空燃比、Ｏ_２センサ５６の出力値（出力電圧）、上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量、及び、後述の過剰燃料積算値の変化を示す。

【0060】

エンジン１の通常運転から減速燃料カットを行うと、燃焼室６内の空燃比（実空燃比）はストイキ（空気過剰率λ＝１）から低下し、やがてＯ_２センサ５６の出力値が第１電圧から第２電圧にまで低下する。この減速燃料カット時には、上流側排気浄化触媒５２に酸素が吸蔵され、上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量は、次第に増加していく（図５では、吸蔵酸素量が０から増加していく様子を示す）。そして、上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量が、これ以上吸蔵することができない飽和酸素量（上流側排気浄化触媒５２の容量によって決まる）に達すると、吸蔵酸素量は増加せず、飽和酸素量が維持される。通常、図５に示すように、減速燃料カット中に吸蔵酸素量が飽和酸素量に達する。

【0061】

尚、上流側排気浄化触媒５２が正常であるという前提で、減速燃料カット中に上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量が上記飽和酸素量に達したか否かを、減速燃料カット中の上記全空気質量ｑａの積算値に基づいて判定することができ、異常判定部１００ｇは、減速燃料カット中に上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量が上記飽和酸素量に達したと判定したときには、上記異常判定を実行するが、減速燃料カットがかなり早期に終了する等して、減速燃料カット中に上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量が上記飽和酸素量に達しなかったと判定したときには、上記異常判定を実行しない。

【0062】

異常判定部１００ｇは、上記減速燃料カットからエンジン１の通常運転に移行したときに、上記異常判定を開始する。具体的には、上記通常運転に移行したときに、エンジン１をリッチ運転する。つまり、図５に示すように、目標空燃比をストイキよりも小さく設定する（目標空気過剰率λを１よりも小さくする）。これにより、燃料噴射制御部１００ａは、インジェクタ１８に、燃焼室内の空燃比がストイキに対してリッチになるように燃料を噴射させる。その噴射した燃料のうちストイキに対する過剰分の燃料は、上流側排気浄化触媒５２に吸蔵されている酸素によって酸化されて浄化される。このため、リッチ運転を続けると、図５に示すように、上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量が飽和酸素量から次第に減少し、やがて０になる。このように上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量が０になると、上流側排気浄化触媒５２によって上記過剰分の燃料を浄化できなくなって、Ｏ_２センサ５６の出力値が上記第２電圧から上記第１電圧に変化することになる。

【0063】

異常判定部１００ｇは、上記減速燃料カットから通常運転への移行時から、Ｏ_２センサ５６の出力値が所定以上変化するまでの間に、上記過剰分の燃料の積算値である過剰燃料積算値を算出する。本実施形態では、Ｏ_２センサ５６の出力値の所定以上の変化とは、上記第２電圧の変動による変化よりも大きい変化であって、出来る限り変化の初期を捉えることが可能な変化であり、Ｏ_２センサ５６の出力値が、上記第２電圧から、例えば０．２Ｖ上昇した所定電圧Ｖ１（上記第１電圧よりもかなり小さく上記第２電圧に近い電圧）に達したときに、Ｏ_２センサ５６の出力値が所定以上変化したとする。

【0064】

上記過剰燃料積算値は、図５に示すように、リッチ運転の開始（減速燃料カットから通常運転への移行時）から次第に上昇していく。Ｏ_２センサ５６の出力値が所定電圧Ｖ１に達したときに最終的に算出される最終過剰燃料積算値（上記移行時からＯ_２センサ５６の出力値の所定以上の変化時までのストイキに対する過剰分の燃料の総量）は、減速燃料カットから通常運転に移行したときの上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量に対応する量である。上流側排気浄化触媒５２が正常であるならば、減速燃料カットから通常運転に移行したときの上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量は、上記飽和酸素量となっており、図５に示すように、上記最終過剰燃料積算値は所定量以上の値となる。

【0065】

一方、上流側排気浄化触媒５２に、劣化等による異常が生じると、上流側排気浄化触媒５２の吸蔵可能な最大酸素量が上記飽和酸素量よりも減少し、これにより、減速燃料カットから通常運転に移行したときの上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量は、上記飽和酸素量よりも少なくなる（図５の吸蔵酸素量の破線のラインを参照）。この結果、上記最終過剰燃料積算値が上記所定量よりも少なくなる。したがって、異常判定部１００ｇは、上記最終過剰燃料積算値の上記所定量に対する大小に応じて、上流側排気浄化触媒５２の異常判定を行う。

【0066】

尚、Ｏ_２センサ５６の出力値が所定以上変化したとき（Ｏ_２センサ５６の出力値が所定電圧Ｖ１に達したとき）、図５に示すように、異常判定部１００ｇによるリッチ運転は停止されて、目標空燃比がストイキに設定される（目標空気過剰率λが１に設定される）。

【0067】

上記所定量は、異常判定部１００ｇによる上記異常判定の直前に行われる減速燃料カット時である直前減速燃料カット時にパージを実行しない場合には、予め設定された一定値とされる。しかし、上記直前減速燃料カット時にパージを実行した場合には、パージガス中の蒸発燃料によって、上流側排気浄化触媒５２に吸蔵された酸素が、直前減速燃料カット中に消費されて減少する。このため、直前減速燃料カット時にパージを実行した場合、その直前減速燃料カットから通常運転に移行したときの上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量は、直前減速燃料カット時にパージを実行しない場合に比べて少なくなる。この結果、上記所定量を上記一定値としたのでは、上記最終過剰燃料積算値が上記所定量よりも少なくなって、上流側排気浄化触媒５２が正常であっても、異常であると誤判定する可能性がある。

【0068】

そこで、上記直前減速燃料カット時にパージを実行していた場合には、閾値変更部１００ｈが、上記異常判定時において、上記誤判定を抑制するべく、空燃比推定部１００ｉにより後述の如く推定された空燃比に基づいて、上記最終過剰燃料積算値に関する、上流側排気浄化触媒５２の異常判定のための閾値である上記所定量を変更する。

【0069】

ここで、図６は、蒸発燃料の濃度（学習値）が、高濃度、中濃度及び低濃度である場合のそれぞれについて、直前減速燃料カット時にパージを実行した場合の該直前減速燃料カット時におけるエンジン１の燃焼室６内の空燃比と上記最終過剰燃料積算値との関係を調べた結果を示す。

【0070】

図６より、各濃度において、空燃比が小さいほど、上記最終過剰燃料積算値が小さくなることが分かる。そこで、空燃比推定部１００ｉが、直前減速燃料カット時にパージを実行した場合の該直前減速燃料カット時におけるエンジン１の燃焼室６内の空燃比を推定し、閾値変更部１００ｈが、上記異常判定時において、その空燃比推定部１００ｉにより推定された空燃比が小さいほど、上記所定量を小さくする（少なくする）。図６に、上記空燃比に応じて変更した所定量の値（ラインＡ１，Ａ２，Ａ３）を示す。また、図６に示すラインＢは、直前減速燃料カット時にパージが実行しない場合に設定される所定量の値（上記一定値）である。直前減速燃料カット時にパージを実行しないときの上記最終過剰燃料積算値は、図６の「パージ無」ラインで示す値となる。

【0071】

また、図６より、蒸発燃料の濃度が高いほど、上記最終過剰燃料積算値が小さくなることが分かる。そこで、本実施形態では、蒸発燃料濃度推定部１００ｆが、上記直前減速燃料カット時に上記パージを実行した場合の上記パージガス中の蒸発燃料の濃度を推定し、閾値変更部１００ｈが、上記空燃比に加えて、蒸発燃料濃度推定部１００ｆにより推定された蒸発燃料の濃度に基づいて、上記所定量を変更する。

【0072】

図６のラインＡ１，Ａ２，Ａ３は、それぞれ、高濃度、中濃度及び低濃度についての、上記空燃比に対応する上記変更後の所定量の値である。このように、蒸発燃料濃度推定部１００ｆにより推定された上記蒸発燃料の濃度が高いほど、上記所定量を小さくする。

【0073】

上記直前減速燃料カット時にパージを実行していた場合の、上記空燃比及び上記蒸発燃料の濃度とこれらに対応する上記所定量の値との関係は、例えば、図６のような第２マップ（図６の縦軸を所定量とする）にして予め記憶部９０に記憶しておき、閾値変更部１００ｈが、この第２マップを用いて、空燃比推定部１００ｉにより推定された上記空燃比、及び、蒸発燃料濃度推定部１００ｆにより推定された上記蒸発燃料の濃度から、上記所定量の値を算出する。尚、上記のような第２マップを用いないで、予め設定した計算式を用いて、上記空燃比及び上記蒸発燃料の濃度から上記所定量の値を算出することも可能である。

【0074】

蒸発燃料濃度推定部１００ｆは、上記のように、減速燃料カット時におけるパージの実行時の、パージガス中の蒸発燃料の濃度を、減速燃料カット直前の上記学習値（記憶部９０に記憶されている最新の学習値）であると推定するので、上記直前減速燃料カット時に上記パージを実行した場合の上記パージガス中の蒸発燃料の濃度も、該直前減速燃料カット直前の上記学習値と推定する。尚、図６で、空燃比が小さい領域では、上記最終過剰燃料積算値が所定量よりも小さくなっているが、上記領域は、上記学習値が上記設定濃度Ｃよりも高い領域（図４のハッチング領域）に相当し、この領域では、減速燃料カット時にパージが実行されないので、問題はない。

【0075】

空燃比推定部１００ｉは、上記直前減速燃料カット時に上記パージを実行した場合の該直前減速燃料カット時におけるエンジン１の燃焼室６内の空燃比を、減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄが用いる上記第１マップより算出された目標Ａ／Ｆと推定する。但し、本実施形態では、パージバルブ７５のデューティ制御により燃焼室６内の空燃比が変化するため、上記燃焼室６内の空燃比を、上記第１マップより算出された目標Ａ／Ｆに対して、上記デューティ制御による空燃比の平均値と最小値との差だけ小さくした空燃比と推定することが好ましい。

【0076】

本実施形態では、閾値変更部１００ｈが、上記空燃比に加えて、蒸発燃料濃度推定部１００ｆにより推定された蒸発燃料の濃度に基づいて、上記所定量を変更するようにしたが、上記空燃比のみに基づいて、上記所定量を変更するようにしてもよい。特に、本実施形態では、上記空燃比の推定に関して蒸発燃料の濃度が考慮されているので、この空燃比のみに基づいて、上記所定量を変更しても、上記所定量を適切に変更することができる。

【0077】

次に、制御装置１００によるパージに関する処理動作について、図７のフローチャートにより説明する。

【0078】

最初のステップＳ１で、エンジン１の運転状態を読み込み、次のステップＳ２で、減速燃料カット条件が成立しているか否かを判定する。

【0079】

上記ステップＳ２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３に進んで、減速燃料カット時パージバルブ制御部１００ｄによるパージバルブ７５の制御である減速燃料カット時パージバルブ制御を実行し、しかる後にリターンする。

【0080】

一方、上記ステップＳ２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ４に進んで、通常運転時パージバルブ制御部１００ｃによるパージバルブ７５の制御である通常運転時パージバルブ制御を実行し、しかる後にリターンする。

【0081】

上記ステップＳ３の減速燃料カット時パージバルブ制御の処理動作について、図８のフローチャートにより詳細に説明する。

【0082】

最初のステップＳ１１で、記憶部９０に記憶されている蒸発燃料の濃度の学習値を読み取り、その学習値より、パージガス全体に対する蒸発燃料の質量比ｒａを算出し、エアフローセンサ３２の出力値、上記質量比ｒａ、及びリニアＯ_２センサ５５の出力値より、燃焼室６内に吸入された全空気質量ｑａを算出し、記憶部９０に記憶されている、上記質量比ｒａに対応した密度ｃｐを読み取り、圧力センサ３５による検出圧力と大気圧センサ９１による検出圧力との差圧Ｐｄを算出する。

【0083】

次のステップＳ１２では、パージ停止条件が成立したか否かを判定する。このパージ停止条件は、例えば、パージの実行時に、排気浄化触媒５２，５３の温度が所定温度よりも低くなるという条件である。上記所定温度は、これを下回ると排気浄化触媒５２，５３の浄化能力が急激に低下するような温度（例えば、排気浄化触媒５２，５３の活性化温度又はその近傍の温度）に設定される。排気浄化触媒５２，５３の温度は、温度センサにより検出してもよく、パージの実行時に推定するようにしてもよい。

【0084】

上記ステップＳ１２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１３に進んで、パージバルブ７５を全閉にし、しかる後にリターンする。

【0085】

一方、ステップＳ１２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１４に進んで、上記第１マップを用いて、上記学習値から目標Ａ／Ｆを算出する。このとき、上記学習値が上記所定濃度Ｃよりも高いとき（図４のハッチング領域）には、パージを実行しない（パージバルブ７５を全閉にする）。

【0086】

次のステップＳ１５では、上記目標Ａ／Ｆ、上記質量比ｒａ、上記全空気質量ｑａ及び上記密度ｃｐより、パージガス体積ｑｐｒｇを算出し、このパージガス体積ｑｐｒｇと上記差圧Ｐｄとから、パージバルブ７５の開度（上記デューティ比）を算出して、その開度になるようにパージバルブ７５を制御し、しかる後にリターンする。

【0087】

次に、制御装置１００（異常判定部１００ｇ）による、上流側排気浄化触媒５２の異常判定の処理動作について、図９のフローチャートにより説明する。

【0088】

最初のステップＳ３１で、直前減速燃料カット時に上記異常判定を実行するための異常判定実行条件が成立しているか否かを判定する。この異常判定実行条件は、直前減速燃料カット時のＯ_２センサ５６の出力値が上記所定電圧Ｖ１よりも低い電圧でありかつ該直前減速燃料カット中に上流側排気浄化触媒５２の吸蔵酸素量が上記飽和酸素量に達したという条件である。

【0089】

上記ステップＳ３１の判定がＮＯであるときには、当該ステップＳ３１の判定を繰り返す一方、ステップＳ３１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３２に進んで、通常運転へ移行したか否かを判定する。

【0090】

上記ステップＳ３２の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ３１に戻る一方、ステップＳ３２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３３に進んで、エンジン１をリッチ運転する（目標空燃比をストイキから小さくする）。

【0091】

次のステップＳ３４では、過剰燃料積算値を算出し、次のステップＳ３５で、Ｏ_２センサ５６の出力値が上記所定電圧Ｖ１に到達したか否か、つまりＯ_２センサ５６の出力値が所定以上変化したか否かを判定する。このステップＳ３５の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ３３に戻る一方、ステップＳ３５の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３６に進む。

【0092】

上記ステップＳ３６では、上記第２マップ（図６）から上記所定量を算出する。但し、直前減速燃料カット時にパージが実行されていない場合には、上記所定量の値を、予め設定された上記一定値とする。

【0093】

次のステップＳ３７では、Ｏ_２センサ５６の出力値が上記所定電圧Ｖ１に到達したときに最終的に算出された最終過剰燃料積算が上記所定量よりも少ないか否かを判定する。このステップＳ３７の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３８に進んで、上流側排気浄化触媒５２が正常であると判定し、しかる後に当該異常判定の処理動作を終了する。一方、ステップＳ３７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３９に進んで、上流側排気浄化触媒５２が異常であると判定し、しかる後に当該異常判定の処理動作を終了する。

【0094】

したがって、本実施形態では、異常判定部１００ｇによる上流側排気浄化触媒５２の異常判定の直前に行われる直前減速燃料カット時にパージを実行した場合の該直前減速燃料カット時におけるエンジン１の燃焼室６内の空燃比を推定し、上記直前減速燃料カット時に上記パージを実行していた場合には、上記異常判定時において、上記推定された空燃比に基づいて、上記過剰分の燃料の総量に関する、上流側排気浄化触媒５２の異常判定のための閾値である上記所定量を変更するようにしたので、エンジン１の減速燃料カット時におけるパージを実行しつつ、該パージの実行による上流側排気浄化触媒５２の異常判定の精度の低下を抑制することができる。

【0095】

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

【0096】

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0097】

本発明は、キャニスタから脱離させた蒸発燃料を含むパージガスが吸気通路に供給可能に構成されたエンジンの制御装置において、エンジンの減速燃料カット時にパージを実行するとともに、エンジンの減速燃料カットから通常運転への移行時から、Ｏ_２センサの出力値の所定以上の変化時までのストイキに対する過剰分の燃料の総量に基づいて、排気浄化触媒の異常判定を行う場合に有用である。

【符号の説明】

【0098】

１ エンジン
３０ 吸気通路
４０ 排気通路
５６ Ｏ_２センサ
７０ キャニスタ
７３ パージ管（パージライン）（パージ実行手段）
７５ パージバルブ（パージ実行手段）
１００ｄ 減速燃料カット時パージバルブ制御部（パージバルブ制御手段）
（パージ実行手段）
１００ｅ 減速燃料カット制御部（減速燃料カット手段）
１００ｆ 蒸発燃料濃度推定部（蒸発燃料濃度推定手段）
１００ｇ 異常判定部（異常判定手段）
１００ｈ 閾値変更部（閾値変更手段）
１００ｉ 空燃比推定部（空燃比推定手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】