特許 7533127 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置

(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】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/14 20060101AFI20240806BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20240806BHJP

   F02M 25/08 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

F02D41/14

F02D43/00 301E

F02D43/00 301H

F02D43/00 301M

F02D43/00 310A

F02M25/08 301J

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020181000

(22)【出願日】2020-10-29

(65)【公開番号】P2022071890

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-08-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】下条 茂雅

(72)【発明者】

【氏名】大橋 仁

【審査官】戸田 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２７２５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０８０９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１６６９７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ４１／１４

Ｆ０２Ｄ ４３／００

Ｆ０２Ｍ ２５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクからの蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
上記キャニスタに吸着した蒸発燃料を吸気系に導入する蒸発燃料処理システムと、を有する内燃機関の制御方法であって、
排気系に配置された排気浄化触媒の上流側に配置された空燃比センサの検出値である実空燃比を吸気系に導入された蒸発燃料を考慮して設定された目標空燃比で除して得られる学習値の学習頻度を変更するものであり、
空燃比フィードバック制御中の燃料噴射量を補正する上記学習値の学習頻度をとある時点における上記キャニスタに吸着した蒸発燃料量が多くなるほど高くなるよう変更することを特徴とする内燃機関の制御方法。

【請求項2】

上記学習値の学習は、当該学習値の値が急変することのないタイミング、すなわち排気系に配置された排気浄化触媒の酸素ストレージ量が所定範囲にあるときに実施することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御方法。

【請求項3】

燃料タンクからの蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
上記キャニスタに吸着した蒸発燃料を吸気系に導入する蒸発燃料処理システムと、
排気系に配置された排気浄化触媒の上流側に配置された空燃比センサの検出値である実空燃比を吸気系に導入された蒸発燃料を考慮して設定された目標空燃比で除して得られる学習値の学習頻度を変更する制御部と、を有し、
上記制御部は、空燃比フィードバック制御中の燃料噴射量を補正する上記学習値の学習頻度を上記キャニスタに吸着した蒸発燃料量が多くなるほど高くなるよう変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料タンク内で発生した蒸発燃料は、キャニスタに吸着される。キャニスタに吸着した燃料は、パージ処理により脱離させられて吸気通路に導入される。

【0003】

例えば、特許文献１には、パージ処理中、吸入空気量に対するパージガスの流量の比率に応じて燃料噴射量を補正し、内燃機関の空燃比フィードバック制御における空燃比変動を抑制する技術が開示されている。

【0004】

空燃比フィードバック制御は、排気中の空燃比が理論空燃比を中心として所定の狭い範囲（ウィンドウ）で振れるようにする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００７－３０９１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１においては、空燃比フィードバック制御における補正値学習をどのような頻度で実施するのか考慮されていない。

【0007】

空燃比フィードバック制御は、実空燃比と目標空燃比の差分を見ながら、実空燃比が目標空燃比に近づくように連続的に制御されるので、ロバスト性を向上させるためには、補正値学習を頻繁に実施することが望ましい。

【0008】

一方、空燃比フィードバック制御は、補正値学習を頻繁に実施すると、目標空燃比が頻繁に変化し、内燃機関の排気性能が悪化してしまう虞がある。

【0009】

つまり、空燃比フィードバック制御中にキャニスタのパージ処理を行うにあたっては、空燃比フィードバック制御のロバスト性向上と内燃機関の排気性能向上との両立を図る上で更なる改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の内燃機関は、排気系に配置された排気浄化触媒の上流側に配置された空燃比センサの検出値である実空燃比を吸気系に導入された蒸発燃料を考慮して設定された目標空燃比で除して得られる学習値の学習頻度を変更するものであり、空燃比フィードバック制御中の燃料噴射量を補正する上記学習値の学習頻度を上記キャニスタに吸着した蒸発燃料量が多くなるほど高くなるよう変更することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、キャニスタに吸着した蒸発燃料量に応じて空燃比フィードバック制御における空燃比学習値の学習頻度が変更されるので、空燃比フィードバック制御におけるロバスト性向上と、内燃機関の排気性能向上とを両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明が適用される内燃機関のシステム構成を模式的に示した説明図。

【図2】キャニスタの吸着割合とＶａｐｏｒ濃度との相関を模式的に示した特性線図。

【図3】キャニスタの吸着割合と学習値の学習周期との相関を模式的に示した特性線図。

【図4】 燃料噴射量補正比、排気空燃比及び排気触媒装置の酸素ストレージ量のパージ中の変化を示すタイミングチャート。

【図5】 パージ中に内燃機関を空燃比フィードバック制御した際の空燃比変動と排気性能の相関を示すタイミングチャート。

【図6】 内燃機関の制御の流れを示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【0014】

図１は、本発明が適用される内燃機関１０のシステム構成を模式的に示した説明図である。

【0015】

内燃機関１０は、ピストン（図示せず）の往復直線運動をクランクシャフト（図示せず）の回転運動に変換して動力として取り出すいわゆるレシプロ式の内燃機関である。内燃機関１０は、吸気通路１１と排気通路１２とを有している。

【0016】

吸気通路１１には、コントロールユニット１３からの制御信号によって開度が制御される電動のスロットル弁１４が設けられている。スロットル弁１４は、吸入空気量を制御する。

【0017】

吸気通路１１（吸気系）には、燃料タンク１５で発生した蒸発燃料を導入する蒸発燃料処理システムが接続されている。

【0018】

蒸発燃料処理システムは、吸気通路１１に接続されたパージ通路１６と、パージ通路１６に設けられたパージコントロール弁１７と、燃料タンク１５で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ１８と、を有している。パージ通路１６は、スロットル弁１４の下流側で吸気通路１１に接続されている。パージ通路１６には、パージコントロール弁１７とキャニスタ１８が設けられている。パージコントロール弁１７は、キャニスタ１８の下流側（キャニスタ１８と吸気通路１１の間）に配置されている。

【0019】

排気通路１２（排気系）には、排気浄化触媒としての排気触媒装置２１が設けられている。排気触媒装置２１は、例えば三元触媒からなる排気浄化用の触媒である。

【0020】

三元触媒は、理論空燃比を中心とする所定の狭い範囲（ウィンドウ）に空燃比がある場合に最大の転化効率をもって排気中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを同時に浄化できるものである。

【0021】

排気触媒装置２１の上流側には、空燃比センサとしてのＡ／Ｆセンサ３１が配置されている。Ａ／Ｆセンサ３１は、排気空燃比に応じたほぼリニアな出力特性を有するいわゆる広域型空燃比センサである。

【0022】

排気触媒装置２１の下流側には、酸素センサ３２が配置されている。酸素センサ３２は、理論空燃比付近の狭い範囲で出力電圧がＯＮ／ＯＦＦ（リッチ、リーン）的に変化して、空燃比のリッチ、リーンのみを検知するセンサである。

【0023】

また、この内燃機関１０は、過給機としてのターボ過給機３５を有している。ターボ過給機３５は、吸気通路１１に設けられたコンプレッサ３６と排気通路１２に設けられた排気タービン３７とを同軸上に備えたものである。

【0024】

コンプレッサ３６は、スロットル弁１４の上流側に配置されている。コンプレッサ３６は、図示せぬエアフローメータよりも下流側に配置されている。排気タービン３７は、排気触媒装置２１よりも上流側に配置されている。コンプレッサ３６は、排気タービン３７によって駆動可能となっている。

【0025】

排気通路１２には、排気タービン３７を迂回して排気タービン３７の上流側と下流側とを接続する排気バイパス通路４１が接続されている。排気バイパス通路４１の下流側端は、排気触媒装置２１よりも上流側の位置で排気通路１２に接続されている。排気バイパス通路４１には、排気バイパス通路４１内の排気流量を制御する電動のウエストゲート弁４２が配置されている。ウエストゲート弁４２は、排気タービン３７に導かれる排気ガスの一部を排気タービン３７の下流側にバイパスさせることが可能であり、内燃機関１０の過給圧を制御可能なものである。

【0026】

コントロールユニット１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。

【0027】

コントロールユニット１３には、上述したＡ／Ｆセンサ３１、酸素センサ３２の検出信号のほか、キャニスタ１８内の圧力状態を検出するエバポ圧力センサ４３、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ４４等の各種センサ類の検出信号が入力されている。クランク角センサ４４は、内燃機関１０の機関回転数を検出可能なものである。

【0028】

コントロールユニット１３は、スロットル弁１４、パージコントロール弁１７及びウエストゲート弁４２の開度を制御する。

【0029】

コントロールユニット１３は、エバポ圧力センサ４３の検出値を用いてキャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量を推定可能である。換言すれば、コントロールユニット１３は、キャニスタ１８の吸着割合を推定可能である。つまり、コントロールユニット１３は、蒸発燃料吸着量検出部（吸着割合検出部）に相当とする。

【0030】

なお、キャニスタ１８の吸着割合は、キャニスタ１８の吸着容量に対するキャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量の吸着量の比率である。従って、キャニスタ１８の吸着割合が高いとは、キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量が多いことを意味する。

【0031】

内燃機関１０は、内燃機関１０の運転中に、パージコントロール弁１７を開いてキャニスタ１８に吸着した蒸発燃料をパージし、吸気通路１１に導入する。

【0032】

コントロールユニット１３は、排気触媒装置２１の三元触媒が最大の転化効率をもって排気中のＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯを同時に浄化できるように、内燃機関１０の空燃比が理論空燃比を中心とする所定の狭い範囲（ウィンドウ）となるように、空燃比フィードバック制御を実施する。

【0033】

内燃機関１０の空燃比フィードバック制御においては、空燃比が基準空燃比（基準となる空燃比であり、例えば理論空燃比）よりもリッチ側にあると目標空燃比を基準空燃比よりもリーン側の値に設定し、空燃比が基準空燃比よりもリーン側にあると目標空燃比を基準空燃比よりもリッチ側の値に設定する。

【0034】

空燃比フィードバック制御中、パージによりキャニスタ１８に吸着した蒸発燃料が吸気通路１１に導入されると、吸気通路１１に導入される蒸発燃料量を考慮して目標空燃比が設定される。

【0035】

図２は、キャニスタ１８の吸着割合（キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量）と、キャニスタ１８をパージした際に吸気通路１１に導入される蒸発燃料を含んだガス（パージガス）の濃度（Ｖａｐｏｒ濃度）との相関を模式的に示した特性線図である。

【0036】

図２に示す特性線は、ある特定の大気圧、ある特定の温度、ある一定量のパージガス、という条件下におけるキャニスタ１８の吸着割合とＶａｐｏｒ濃度の関係を示している。

【0037】

Ｖａｐｏｒ濃度は、キャニスタ１８の吸着割合が高いほど（キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量が多くなるほど）高くなる。

【0038】

そのため、図２に示す特性線に対するずれ量が同じ±Ｘ％のずれであっても、キャニスタ１８の吸着割合が高いとき（吸着割合がＡのとき）と、キャニスタ１８の吸着割合が低いとき（吸着割合がＢのとき）とでは、推定されるＶａｐｏｒ濃度のずれの影響度に違いがでる。ここで、Ａ＞Ｂとする。

【0039】

つまり、吸気通路１１に導入される蒸発燃料量の推定値は、キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量（キャニスタ１８の吸着割合）に対するばらつきの割合が一定であっても、キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量（キャニスタ１８の吸着割合）に対するばらつきの量が変化する。詳述すると、キャニスタ１８の吸着割合がＡのときにおけるＶａｐｏｒ濃度の推定値のばらつき幅は、キャニスタ１８の吸着割合がＢのときにおけるＶａｐｏｒ濃度の推定値のばらつき幅よりも大きくなる。

【0040】

例えば、内燃機関１０の空燃比を「１４．５」を中心に燃料噴射による目標空燃比の振り幅を「±１．２」に設定（リッチ空燃比制御時の目標空燃比を「１３．３」、リーン空燃比制御時の目標空燃比を「１５．７」）して空燃比フィードバック制御を実施する場合を考える。

【0041】

排気触媒装置２１の雰囲気がリッチ（排気触媒装置２１の下流側の空燃比がリッチ）のとき、目標空燃比を「＋１．２」の「１５．７」にして排気触媒装置２１の雰囲気をリーンへ戻す。このとき、空燃比をリッチ側へ「－１．０」シフトさせる濃度のパージガスが吸気通路１１に導入されても、内燃機関１０は、目標空燃比が「１５．７」であれば、排気触媒装置２１の雰囲気をリーンへ戻すことが可能である。

【0042】

排気触媒装置２１の雰囲気がリーン（排気触媒装置２１の下流側の空燃比がリーン）のとき、目標空燃比を「－１．２」の「１３．３」にして排気触媒装置２１の雰囲気をリッチへ戻す。このとき、空燃比をリーン側へ「＋１．０」シフトさせる濃度のパージガスが吸気通路１１に導入されても、内燃機関１０は、目標空燃比が「１３．３」であれば、排気触媒装置２１の雰囲気をリッチへ戻すことが可能である。

【0043】

つまり、パージガスの導入による空燃比の変動幅が「１．０」であれば、内燃機関１０の空燃比を「１４．５」を中心に「±１．２」の振り幅で空燃比フィードバック制御（パータベーション制御）することができる。

【0044】

一方、例えば、内燃機関１０の空燃比を「１４．５」を中心に燃料噴射による目標空燃比の振り幅を「±０．５」に設定（リッチ空燃比制御時の目標空燃比を「１４．０」、リーン空燃比制御時の目標空燃比を「１５．０」）して空燃比フィードバック制御を実施する場合を考える。

【0045】

排気触媒装置２１の雰囲気がリッチ（排気触媒装置２１の下流側の空燃比がリッチ）のとき、目標空燃比を「＋０．５」の「１５．０」にして排気触媒装置２１の雰囲気をリーンへ戻す。このとき、空燃比をリッチ側へ「－１．０」シフトさせる濃度のパージガスが吸気通路１１に導入されると、内燃機関１０は、目標空燃比を「１５．０」としても排気触媒装置２１の雰囲気をリーンへ戻すことができない。

【0046】

そのため、内燃機関１０は、排気触媒装置２１の雰囲気が継続してリッチとなり、ＨＣ、ＣＯ排出量が悪化する（排気性能が悪化する）。

【0047】

つまり、内燃機関１０を空燃比フィードバック制御する場合には、基準空燃比に対する目標空燃比の振り幅が大きいほどロバスト性が高くなる。ただし、空燃比フィードバック制御における空燃比の振り幅を大きくすると、空燃比のリッチからリーンあるいはリーンからリッチの切替えが頻繁となり、またリッチ判定時における排気中の燃料量が一層多くなるため、ＨＣ、ＣＯの排出量が増えて排気エミッションが悪化する虞がある。

【0048】

そこで、キャニスタ１８のパージによる空燃比変動が、例えば「±０．３」程度と予想される場合は、空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を例えば「±０．５」のように小さくする。また、キャニスタ１８のパージによる空燃比変動が、例えば「±１．０」程度と予想される場合は、空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を例えば「±１．５」のように大きくする。

【0049】

つまり、制御部としてのコントロールユニット１３は、キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量（キャニスタ１８の吸着割合）、換言すればキャニスタ１８の脱離特性に応じて、内燃機関１０の空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を変更する。

【0050】

すなわち、コントロールユニット１３は、キャニスタ１８の吸着割合が高いとき、内燃機関１０の空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅が大きくなるように設定し、キャニスタ１８の吸着割合が低いとき、内燃機関１０の空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅が小さくなるよう設定する。詳述すると、コントロールユニット１３は、キャニスタ１８の吸着割合が高いほど、内燃機関１０の空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅が大きくなるように設定する。

【0051】

内燃機関１０の空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅は、キャニスタ１８の吸着割合が高いとき（例えば吸着割合がＡのとき）に大きく、キャニスタ１８の吸着割合が低いとき（例えば吸着割合がＢのとき）に小さくなっている。

【0052】

また、キャニスタ１８の吸着割合がＡのときにおけるＶａｐｏｒ濃度の推定値のばらつき幅は、キャニスタ１８の吸着割合がＢのときにおけるＶａｐｏｒ濃度の推定値のばらつき幅よりも大きくなる。

【0053】

そこで、制御部としてのコントロールユニット１３は、キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量（キャニスタ１８の吸着割合）、換言すればキャニスタ１８の脱離特性に応じて、空燃比フィードバック制御に用いる学習値の学習頻度を変更する。

【0054】

キャニスタ１８の吸着割合が高いほどＶａｐｏｒ濃度の推定値のばらつき幅も大きくなるので、キャニスタ１８の吸着割合が高い領域では、空燃比フィードバック制御に用いる学習値の学習頻度を短くすることで、空燃比フィードバック制御の精度（基準空燃比に対する実空燃比の追従性）を向上させることができる。

【0055】

一方、キャニスタ１８の吸着割合が低いほどＶａｐｏｒ濃度の推定値のばらつき幅が小さくなるので、キャニスタ１８の吸着割合が低い領域では、空燃比フィードバック制御に用いる学習値の学習頻度を長くしても空燃比フィードバック制御の精度（基準空燃比に対する実空燃比の追従性）は確保される。

【0056】

図３は、キャニスタ１８の吸着割合（キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量）と、学習値の学習周期との相関を示す脱離特性を模式的に示した特性線図である。

【0057】

キャニスタ１８の吸着割合が低い領域で過剰な学習頻度による空燃比のばらつきを避けるため、学習値の学習の周期（頻度）は、キャニスタ１８の吸着割合が高くなるほど短く（低く）、キャニスタ１８の吸着割合が低くなるほど長く（高く）なるよう、連続的に可変させる。

【0058】

これによって、空燃比フィードバック制御におけるロバスト性向上と排気性能向上とを両立させることができる。

【0059】

また、内燃機関１０は、空燃比フィードバック制御におけるロバスト性の向上により、空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を精度良く制御することができる。

【0060】

内燃機関１０は、空燃比フィードバック制御中にパージによりキャニスタ１８に吸着した蒸発燃料が吸気通路１１に導入されても、排気性能の悪化を抑制（回避）することができる。

【0061】

学習値は、排気通路１２（排気系）に配置された排気触媒装置２１の上流側における空燃比である実空燃比を目標空燃比で除して得られる。すなわち、学習値は、Ａ／Ｆセンサ３１の検出値である実空燃比を吸気通路１１に導入される蒸発燃料量を考慮して設定された目標空燃比で除して得られる。

【0062】

吸気通路１１に導入される蒸発燃料量の推定値のばらつき（誤差）は、実空燃比と目標空燃比が乖離するほど大きくなる。

【0063】

これによって、コントロールユニット１３は、学習された学習値から吸気通路１１に導入される蒸発燃料量（蒸発燃料の濃度）の推定値のばらつきを検出することができる。

【0064】

また、空燃比フィードバック制御中の燃料噴射量は、学習値に所定のＰゲイン（比例ゲイン）を乗じたものである補正学習値を用いて補正される。

【0065】

吸気通路１１に導入される蒸発燃料量の推定値のばらつき（誤差）は、実空燃比と目標空燃比が乖離するほど大きくなる。

【0066】

これによって、コントロールユニット１３は、吸気通路１１に導入される蒸発燃料量（蒸発燃料の濃度）の推定値のばらつきによる燃料の過不足を学習して、実空燃比と目標空燃比との乖離を抑制することができる。

【0067】

学習値の学習は、キャニスタ１８のパージにより燃料噴射弁からの燃料噴射量がある程度補正された状態で、さらに学習時に実空燃比や目標空燃比が急変することがないようなタイミングで実施する。すなわち、学習値の学習は、Ｖａｐｏｒ濃度に応じて設定されるパージ燃料補正比が所定値以下で、排気触媒装置２１の酸素ストレージ量が所定範囲（例えば３０～７０％）にあるときに実施する。パージ燃料補正比は、燃料噴射弁の燃料噴射量を決定する際に用いられるパラメータである。パージ燃料補正比は、Ｖａｐｏｒ濃度に応じて設定され、Ｖａｐｏｒ濃度が高いほど小さくなるよう設定される。

【0068】

これにより、学習値は、確実に学習できるタイミングで学習可能となり、誤学習を抑制することができる。

【0069】

空燃比フィードバック制御中における燃料噴射弁からの燃料噴射量は、燃料噴射量補正比を用いて算出される。燃料噴射量補正比は、補正学習値にパージ燃料補正比を乗じたものである。

【0070】

燃料噴射量補正比は、キャニスタ１８の吸着割合に応じて変化し、キャニスタ１８の吸着割合が低いほど大きな値となる。キャニスタ１８の吸着割合が高いほどキャニスタ１８のパージにより吸気通路１１に導入される蒸発燃料量は多くなるので、補正学習値は、キャニスタ１８の吸着割合が高くなるほど燃料噴射弁の燃料噴射量が減量されるように設定される。

【0072】

なお、燃料噴射量補正比は、学習値を学習するタイミングでステップ的に変化する。また、学習値は、キャニスタ１８の吸着割合が高い領域では、キャニスタ１８の吸着割合が低い領域に比べて学習の周期が短くなっている。

【0073】

図４は、燃料噴射量補正比、排気空燃比及び排気触媒装置２１の酸素ストレージ量のキャニスタ１８のパージ中の変化を示すタイミングチャートである。図４中の時刻ｔ１は、キャニスタ１８のパージ開始のタイミングである。図４中の時刻ｔ２～ｔ６は、それぞれ学習値の学習タイミングである。図４中の時刻ｔ７は、キャニスタ１８のパージ終了のタイミングである。

【0074】

排気触媒装置２１の酸素ストレージ量は、目標空燃比（実空燃比）が基準空燃比よりリーン側にあると増加し、目標空燃比（実空燃比）が基準空燃比よりもリッチ側にあると減少する。図４中に実線で示す特性線Ｒ１は、目標空燃比の変化を示している。図４中に破線で示す特性線Ｒ２は、実空燃比の変化を示している。

【0075】

学習値の学習は、排気触媒装置２１の酸素ストレージ量が１００％となりリーン側の目標空燃比からリッチ側の目標空燃比に切り替わってから排気触媒装置２１の酸素ストレージ量が最初に７０％になったタイミング、及び排気触媒装置２１の酸素ストレージ量が０％となりリッチ側の目標空燃比からリーン側の目標空燃比に切り替わってから排気触媒装置２１の酸素ストレージ量が最初に３０％になったタイミングで実施される。

【0076】

つまり、学習値の学習は、目標空燃比がリーンからリッチ、またはリッチからリーンに切り替わってから、排気触媒装置２１の酸素ストレージ量が所定範囲内（例えば３０％～７０％）に最初に到達するタイミング（時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６）で実施される。学習値は、時刻ｔ２においては、時刻ｔ２における実空燃比と目標空燃比から算出される。

【0077】

燃料噴射量補正比は、学習値が更新（学習）されるタイミングでステップ的に変化する。

【0078】

図５は、パージ中に内燃機関１０を空燃比フィードバック制御した際の空燃比変動と排気性能の相関を示すタイミングチャートである。

【0079】

キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量（キャニスタ１８の吸着割合）は、パージが進行すると（パージ開始からのパージ継続時間が長くなるほど）小さくなる。

【0080】

図５中の特性線Ｐ１は、上述した実施例のように、キャニスタ１８の吸着割合に応じて内燃機関１０の空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅と空燃比フィードバック制御に用いる学習値の学習頻度を変更した場合の空燃比変動を示している。

【0081】

図５中の特性線Ｐ２は、キャニスタ１８の吸着割合に応じて内燃機関１０の空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を変化させた場合の空燃比変動を示している。

【0082】

上述した実施例においては、特性線Ｐ１で示されるように、目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を一層小さくすることができる。

【0083】

そして、上述した実施例においては、特性線Ｑ１で示されるように、ＮＯｘ及びＣＯ２の排出量を一層抑制することができる。

【0084】

図５中の特性線Ｑ１は、空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を図５中の特性線Ｐ１のように制御した場合のＮＯｘ及びＣＯ２の排出量を示している。また、図５中の特性線Ｑ２は、空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を図５中の特性線Ｐ２のように制御した場合のＮＯｘ及びＣＯ２の排出量を示している。

【0085】

図６は、上述した実施例の内燃機関１０の制御の流れを示すフローチャートである。

【0086】

ステップＳ１では、学習値の学習頻度を算出する。学習値の学習頻度は、例えば、上述した図３に示すような脱離特性を用いて算出する。

【0087】

ステップＳ２では、パージ燃料補正比が予め設定された所定値以下であるか否かを判定する。パージ燃料補正比が所定値以下であれば、ステップＳ３へ進む。
パージ燃料補正比が所定値以下でなければ今回のルーチンを終了する。パージ燃料補正比が所定値以下であれば、キャニスタ１８のパージによりある程度の蒸発燃料が吸気通路１１に導入され、燃料噴射弁からの燃料噴射量がある程度補正された状態となっている。

【0088】

ステップＳ３では、排気触媒装置２１の酸素ストレージ量が予め設定された所定範囲内（例えば３０～７０％）にあるか否かを判定する。酸素ストレージ量が予め設定された所定範囲内にあり、かつ、前回学習を行ってからステップＳ１で設定した学習頻度（学習周期）に対応する経過時間が経過していればステップＳ４へ進む。酸素ストレージ量が予め設定された所定範囲内にないか、または、上記の経過時間が経過していなければ今回のルーチンを終了する。排気触媒装置２１の酸素ストレージ量が所定範囲内（例えば３０～７０％）にあれば、学習時に実空燃比や目標空燃比が急変することがないようなタイミングとなっている。

【0089】

ステップＳ４では、目標空燃比を算出する。空燃比フィードバック制御中、目標空燃比は、吸気通路１１に導入される蒸発燃料量を考慮して設定される。

【0090】

ステップＳ５では、学習値を算出する。学習値は、実空燃比を目標空燃比で除した値である。

【0091】

ステップＳ６では、補正学習値を算出する。補正学習値は、学習値に所定のＰゲイン（比例ゲイン）を乗じたものである。

【0092】

ステップＳ７では、燃料噴射量補正比を算出する。燃料噴射量補正比は、補正学習値にパージ燃料補正比を乗じたものである。

【0093】

ステップＳ８では、燃料噴射弁の燃料噴射パルス幅を算出する。燃料噴射パルス幅は、基本噴射パルス幅に、目標燃料過剰比とパージ燃料補正比と振幅増加比とを乗じることで算出される。

【0094】

基本噴射パルス幅は、内燃機関の運転状態（例えば負荷）に応じて算出される。目標燃料過剰比は、予め設定された定数（固定値）である。

【0095】

以上、本発明の具体的な実施例を説明してきたが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0096】

例えば、コントロールユニット１３は、キャニスタ１８の吸着割合（キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料量）に替えてパージガスの積算流量を代用して、空燃比フィードバック制御における学習値の学習頻度（学習周期）を変更するようにしてもよい。すなわち、内燃機関１０は、パージガスの積算流量が少ないほど、空燃比フィードバック制御における学習値の学習頻度（学習周期）を高く（短く）してもよい。

【0097】

また、本発明は、過給機を具備しない内燃機関に対しても適用可能である。

【0098】

上述した実施例は、内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関するものである。

【符号の説明】

【0099】

１０…内燃機関
１１…吸気通路
１２…排気通路
１３…コントロールユニット
１５…燃料タンク
１６…パージ通路
１７…パージコントロール弁
１８…キャニスタ
２１…排気触媒装置
３１…Ａ／Ｆセンサ
３２…酸素センサ
４３…エバポ圧力センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】