特許 7552254 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】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(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 20060101AFI20240910BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20240910BHJP

   F02M 25/08 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

F02D41/14

F02D43/00 301E

F02D43/00 301M

F02D43/00 310A

F02M25/08 301J

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020180999

(22)【出願日】2020-10-29

(65)【公開番号】P2022071889

(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０７－２７９７１５（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、
上記キャニスタに吸着した蒸発燃料をパージする前に上記キャニスタに吸着した蒸発燃料のパージにより予想される空燃比変動に応じて、内燃機関の目標空燃比が理論空燃比を中心とする所定の振り幅の範囲となる空燃比フィードバック制御における上記振り幅を変更し、
上記キャニスタに吸着した蒸発燃料をパージする前に上記キャニスタに吸着した蒸発燃料量が多くなり上記キャニスタのパージにより予想される空燃比変動が大きくなるほど上記振り幅を大きく設定することを特徴とする内燃機関の制御方法。

【請求項2】

上記キャニスタに吸着した蒸発燃料量が少なくなるほど、空燃比フィードバック制御における目標空燃比の振り幅を小さく設定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、
上記キャニスタに吸着した蒸発燃料をパージする前に上記キャニスタに吸着した蒸発燃料のパージにより予想される空燃比変動に応じて、内燃機関の目標空燃比が理論空燃比を中心とする所定の振り幅の範囲となる空燃比フィードバック制御における上記振り幅を変更する制御部と、を有し、
上記制御部は、上記キャニスタに吸着した蒸発燃料をパージする前に上記キャニスタに吸着した蒸発燃料量が多くなり上記キャニスタのパージにより予想される空燃比変動が大きくなるほど上記振り幅を大きく設定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、パージ処理中の空燃比フィードバック制御における空燃比の振り幅をどのようにするか考慮されていない。

【0007】

空燃比フィードバック制御のロバスト性を向上させるためには、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ことになる。

【0008】

一方、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。

【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、キャニスタに吸着した蒸発燃料をパージする前に上記キャニスタに吸着した蒸発燃料のパージにより予想される空燃比変動に応じて、内燃機関の目標空燃比が理論空燃比を中心とする所定の振り幅の範囲となる空燃比フィードバック制御における上記振り幅を変更し、上記キャニスタに吸着した蒸発燃料をパージする前に上記キャニスタに吸着した蒸発燃料量が多くなり上記キャニスタのパージにより予想される空燃比変動が大きくなるほど上記振り幅を大きく設定する。

【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目標空燃比の振り幅が変更されるので、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、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の相関を模式的に示した特性線図。

【図4】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5】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（吸気系）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。 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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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（吸気系）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。

【0034】

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。

【0035】

図２中に実線で示す特性線Ｍ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。すなわち、特性線Ｍは、キャニスタ１８の吸着割合に対するＶａｐｏｒ濃度の変化特性を表す基準線である。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。

【0036】

そのため、基準となる特性線Ｍ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。

【0037】

図２中に破線で示す特性線Ｓ１は、例えば、キャニスタ１８をパージする際の温度が高く、パージガスの流量が少なく、キャニスタ１８をパージする際の気圧が低いことによって、特性線Ｍに対するずれ量が＋Ｘ％となっているものである。

【0038】

図２中に破線で示す特性線Ｓ２は、例えば、キャニスタ１８をパージする際の温度が低く、パージガスの流量が多いことによって、特性線Ｍに対するずれ量が-Ｘ％となっているものである。

【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、図２に示すように、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、上述したように、空燃比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、内燃機関は排気性能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、図３に示すように、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】

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、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の相関を模式的に示した特性線図である。

【0052】

図３中に実線で示す特性線Ｖ１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のリーン側への振り幅をキャニスタ１８の吸着割合に応じて変化させたものである。図３中に実線で示す特性線Ｖ２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のリッチ側への振り幅をキャニスタ１８の吸着割合に応じて変化させたものである。

【0053】

特性線Ｖ１は、キャニスタ１８の吸着割合が高いほど、基準空燃比（振り幅０）に対するリーン側への振り幅が大きくなっている。特性線Ｖ２は、キャニスタ１８の吸着割合が高いほど、基準空燃比（振り幅０）に対するリッチ側への振り幅が大きくなっている。

【0054】

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。

【0055】

特性線Ｖ１と特性線Ｖ２は、振り幅が「０」となる基準線（基準空燃比）を挟んで線対称となっている。つまり、キャニスタ１８の吸着割合が同じとき、振り幅が「０」となる基準線に対する特性線Ｖ１のずれ量の絶対値と、振り幅が「０」となる基準線に対する特性線Ｖ２のずれ量の絶対値とは、同じ値となっている。

【0056】

図３中に破線で示す特性線Ｖ３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のリーン側への振り幅をキャニスタ１８の吸着割合に関わらず一定としたものである。図３中に破線で示す特性線Ｖ４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のリッチ側への振り幅をキャニスタ１８の吸着割合に関わらず一定としたものである。

【0057】

図３における特性線Ｖ１、Ｖ２は、例えば図２の特性線Ｍで表される曲線に合わせて設定される。換言すれば、図３における特性線Ｖ１、Ｖ２の形状は、例えば図２の特性線Ｍの形状と相似形である。

【0058】

これによって、内燃機関１０は、空燃比フィードバック制御中にキャニスタ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。

【0059】

つまり、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向上と排気性能向上とを両立させることができる。

【0060】

また、キャニスタ１８は、吸着した蒸発燃料量の多寡によらず排気性能の悪化を抑制（回避）しつつ吸着した蒸発燃料量のパージを実施可能となり、吸着能力を回復（再生）させて蒸発燃料の大気への漏洩を回避することができる。

【0061】

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）が多くなるほど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大きく設定する。これは、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）が多くなるほど、吸気通路１１に導入される蒸発燃料量の推定値のバラツキが大きくなるからである。

【0062】

換言すれば、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）が少なくなるほど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小さく設定する。これは、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）が少なくなるほど、吸気通路１１に導入される蒸発燃料量の推定値のバラツキが小さくなるからである。

【0063】

これによって、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）に対する空燃比フィードバック制御のロバスト性を悪化させることなく、キャニスタ１８に吸着した蒸発燃料のパージを実施することができる。

【0064】

また、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適切に変更できるので、パージ中の排気性能の悪化を抑制しつつ、キャニスタ１８の蒸発燃料処理性能を回復させることができる。

【0065】

図４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。

【0066】

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。

【0067】

図４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を変化させた場合の空燃比変動を示している。

【0068】

図４中の特性線Ｐ２は、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ロバスト性を考慮して広めの値に固定した場合の空燃比変動を示している。

【0069】

そのため、上述した実施例においては、特性線Ｐ１で示されるように、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）目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅が小さくなる。

【0070】

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ＣＯの排出量を抑制することができる。

【0071】

図４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４中の特性線Ｐ１のように制御した場合のＮＯｘ及びＣＯの排出量を示している。また、図４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４中の特性線Ｐ２のように制御した場合のＮＯｘ及びＣＯの排出量を示している。

【0072】

図５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。

【0073】

ステップＳ１では、Ａ／Ｆセンサ３１及び酸素センサ３２に故障がないか判定する。Ａ／Ｆセンサ３１及び酸素センサ３２に故障がない場合は、ステップＳ２へ進む。Ａ／Ｆセンサ３１及び酸素センサ３２のいずれかに故障がある場合は、ステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、キャニスタ１８のパージとパージガスの濃度学習を禁止する。Ａ／Ｆセンサ３１及び酸素センサ３２の故障判定は、例えば各センサの検出値が故障判定レベルの値である場合や、各センサの検出値がリーンあるいはリッチに張りついて動かない場合に、故障していると判定する。

【0074】

ステップＳ２では、パージガスの濃度学習を開始する。パージガスの濃度学習では、内燃機関１０の燃料噴射弁（図示せず）から噴射される燃料にパージによる補正を行わない状態（パージ補正率＝１）でパージコントロール弁１７の開度を所定の開弁速度で開く。

【0075】

ステップＳ３では、パージガスの濃度判定を行う。すなわち、目標空燃比に対してＡ／Ｆセンサ３１で検出された実空燃比が所定量以上乖離しているか否かを判定する。目標空燃比に対して実空燃比が所定量以上乖離している場合は、ステップＳ４へ進む。目標空燃比に対して実空燃比が所定量以上乖離していない場合は、ステップＳ２へ進む。

【0076】

ステップＳ４では、パージガス中の蒸発燃料量を算出する。パージガス中の蒸発燃料量（パージ燃料量）は、例えば、目標空燃比と実空燃比との比と、燃料噴射弁からの燃料噴射量から推定可能である。パージガス中の蒸発燃料量は、目標空燃比を実空燃比で除した値から「１」を減じたもの燃料噴射弁からの燃料噴射量を乗じることで算出される。

【0077】

ステップＳ５では、パージガス中の蒸発燃料の濃度（Ｖａｐｏｒ濃度）を算出する。Ｖａｐｏｒ濃度は、パージガス中の蒸発燃料量をパージガス量で除すことで算出される。パージガス量は、例えばパージコントロール弁１７の開度から推定可能である。

【0078】

ステップＳ６では、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）を算出する。キャニスタ１８の吸着割合は、予め実施したキャニスタ単体試験に基づくキャニスタ脱離特性を用いて算出される。キャニスタ脱離特性は、上述した図２の特性線Ｍに相当するものである。キャニスタ脱離特性は、上述した図２の特性線Ｍと同様に、Ｖａｐｏｒ濃度が高いほどキャニスタ１８の吸着割合が高くなっている。キャニスタ脱離特性は、吸着割合とＶａｐｏｒ濃度の関係を示すものであり、例えば、縦軸をＶａｐｏｒ濃度、横軸をキャニスタ１８の吸着割合とする二次元の直交座標系上の一本の特性線である。従って、キャニスタ脱離特性を用いることでＶａｐｏｒ濃度から吸着割合が一義的に算出される。

【0079】

ステップＳ７では、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算出する。すなわち、ステップＳ７では、目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅となる振幅増加比を算出する。振幅増加比は、キャニスタ脱離特性に基づく振幅増加比特性を用いて算出される。振幅増加比特性は、キャニスタ１８の吸着割合が高いほど振幅増加比が大きくなっている。振幅増加比特性は、吸着割合と振幅増加比の関係を示すものであり、例えば、縦軸を振幅増加比、横軸をキャニスタ１８の吸着割合とする二次元の直交座標系上の一本の特性線である。従って、振幅増加比特性を用いることで吸着割合から振幅増加比が一義的に算出される。

【0080】

ステップＳ８では、排気触媒装置２１の下流側における空燃比のリッチ／リーン判定を行う。このリッチ／リーン判定は、例えば酸素センサ３２の検出値や、排気触媒装置２１の酸素ストレージ量等を用いて判定する。ステップＳ８で空燃比がリッチであると判定されると、ステップＳ９へ進む。ステップＳ８で空燃比がリーン（リッチではない）と判定されるとステップＳ１０へ進む。

【0081】

ステップＳ９では、リーン側の振幅増加比を算出する。リーン側の振幅増加比は、「１」からステップＳ７で算出された振幅増加比を減じることで算出される。

【0082】

ステップＳ１０では、リッチ側の振幅増加比を算出する。リッチ側の振幅増加比は、「１」にステップＳ７で算出され振幅増加比を加算することで算出される。

【0083】

ステップＳ１１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。

【0084】

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。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。

【0085】

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、目標燃料過剰比と振幅増加比とによって決まる。

【0086】

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。

【0087】

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目標空燃比の振り幅を変更することも可能である。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目標空燃比の基準空燃比に対する振り幅を大きくしてもよい。

【0088】

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。

【0089】

なお、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制御は、排気触媒装置２１の下流側に位置する酸素センサ３２の検出値があれば、排気触媒装置２１の上流側に位置するＡ／Ｆセンサ３１の検出値を用いることなく実施可能である。

【0090】

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】

【0091】

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】