(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブ下流側の吸気圧と大気圧とを検出する圧力検出部と、
前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記吸気圧を燃焼間隔毎に平均化処理することで得られる吸気圧平均値に基づいて、前記内燃機関に供給する基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量演算部と、
前記基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を増量補正するか否かを判定する加速不感帯、および前記基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を減量補正するか否かを判定する減速不感帯を、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する加減速不感帯設定部と、
１燃焼間隔前の吸気圧に対する今回の吸気圧の増加幅が、前記加減速不感帯設定部により算出される前記加速不感帯を上回る場合には、前記内燃機関が加速状態にあると判定し、１燃焼間隔前の吸気圧に対する今回の吸気圧の減少幅が、前記加減速不感帯設定部により算出される前記減速不感帯を上回る場合には、前記内燃機関が減速状態にあると判定する加減速状態検出部と、
前記加減速状態検出部により前記加速状態にあると判定された場合には、燃焼間隔毎の吸気圧変化量に基づいて前記燃料噴射量を増量補正し、前記加減速状態検出部により前記減速状態にあると判定された場合には、燃焼間隔毎の吸気圧変化量に基づいて前記燃料噴射量を減量補正する加減速燃料補正部と、
前記内燃機関の排気エミッション量の低減、燃費の低減を図るための１以上の制御を実行し、実行する影響で前記吸気圧の吸気圧脈動のレベルや位相が変化する脈動変化要因となりうる可変制御部と
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記加減速不感帯設定部は、前記可変制御部の実行状態に応じて、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する前記加速不感帯および前記減速不感帯を切り替え設定し、
前記可変制御部は、前記１以上の制御として、
前記内燃機関の燃料タンク内に貯留された燃料の蒸発により発生する蒸発燃料を前記吸気通路に導入する制御を実行する第１の制御、
前記内燃機関の排気通路内の排気ガスを前記吸気通路に還流する制御を実行する第２の制御、
前記内燃機関の吸気バルブの作動状態を示す、開閉時期、リフト量、作用角のうち少なくとも１つが作動する制御を実行する第３の制御、
スワールコントロールバルブを閉弁する制御を実行する第４の制御
の４つの制御のうち少なくとも１つを含む
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記可変制御部は、前記１以上の制御として、前記第１の制御を含み、
前記加減速不感帯設定部は、前記第１の制御を実行した状態、および前記第１の制御の実行を禁止した状態のそれぞれに対応する加速不感帯および減速不感帯をあらかじめ有しており、前記蒸発燃料の導入有無に応じて、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する前記加速不感帯および前記減速不感帯を切り替え設定する
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記可変制御部は、前記１以上の制御として、前記第２の制御を含み、
前記加減速不感帯設定部は、前記第２の制御を実行した状態、および前記第２の制御の実行を禁止した状態のそれぞれに対応する加速不感帯および減速不感帯をあらかじめ有しており、前記排気ガスの還流有無に応じて、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する前記加速不感帯および前記減速不感帯を切り替え設定する
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記可変制御部は、前記１以上の制御として、前記第３の制御を含み、
前記加減速不感帯設定部は、前記第３の制御を実行した状態、および前記第３の制御の実行を禁止した状態のそれぞれに対応する加速不感帯および減速不感帯をあらかじめ有しており、前記吸気バルブの作動有無に応じて、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する前記加速不感帯および前記減速不感帯を切り替え設定する
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記可変制御部は、前記１以上の制御として、前記第４の制御を含み、
前記加減速不感帯設定部は、前記第４の制御を実行した状態、および前記第４の制御の実行を禁止した状態のそれぞれに対応する加速不感帯および減速不感帯をあらかじめ設定有しており、前記スワールコントロールバルブの閉弁有無に応じて、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する前記加速不感帯および前記減速不感帯を切り替え設定する
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記可変制御部は、前記１以上の制御として、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御、および前記第４の制御を含み、
前記加減速不感帯設定部は、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御、および前記第４の制御のそれぞれの実行／未実行の組合せとして１６通りの加速不感帯および減速不感帯をあらかじめ有しており、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御、および前記第４の制御の実行状態に応じて、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する前記加速不感帯および前記減速不感帯を切り替え設定する
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記可変制御部は、前記１以上の制御として、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御、および前記第４の制御を含み、
前記加減速不感帯設定部は、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御、および前記第４の制御のそれぞれを単独で実行した場合と、いずれの制御も実行しない場合の５通りの加速不感帯および減速不感帯をあらかじめ有しており、前記第１の制御、前記第２の制御、前記第３の制御、および前記第４の制御が２以上実行状態である場合には、それぞれの制御に対応してあらかじめ有している加速不感帯および減速不感帯の中から、最大の値となるものを選択することで、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する前記加速不感帯および前記減速不感帯を切り替え設定する
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記加減速不感帯設定部は、前記加速不感帯または前記減速不感帯を小さくなる方向に更新する場合には、あらかじめ決められた燃焼間隔数だけ時間遅れを持たせる第１の機能、または、あらかじめ決められた変化幅で燃焼間隔毎に段階的に変化させる第２の機能のいずれかを採用して、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する前記加速不感帯または前記減速不感帯を切り替え設定する
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
前記加減速状態検出部は、前記内燃機関が前記加速状態にあると判定した場合には、点火時期を進遅角制御する点火時期制御装置に対して遅角制御指令を出力し、前記内燃機関が前記減速状態にあると判定した場合には、前記点火時期制御装置に対して進角制御指令を出力する
内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【請求項１０】
内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブ下流側の吸気圧と大気圧とを検出する圧力検出部と、
前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記吸気圧を燃焼間隔毎に平均化処理することで得られる吸気圧平均値に基づいて、前記内燃機関に供給する基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量演算部と、
前記基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を増量補正するか否かを判定する加速不感帯、および前記基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を減量補正するか否かを判定する減速不感帯を、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する加減速不感帯設定部と、
１燃焼間隔前の吸気圧に対する今回の吸気圧の増加幅が、前記加減速不感帯設定部により算出される前記加速不感帯を上回る場合には、前記内燃機関が加速状態にあると判定し、１燃焼間隔前の吸気圧に対する今回の吸気圧の減少幅が、前記加減速不感帯設定部により算出される前記減速不感帯を上回る場合には、前記内燃機関が減速状態にあると判定する加減速状態検出部と、
前記加減速状態検出部により前記加速状態にあると判定された場合には、燃焼間隔毎の吸気圧変化量に基づいて前記燃料噴射量を増量補正し、前記加減速状態検出部により前記減速状態にあると判定された場合には、燃焼間隔毎の吸気圧変化量に基づいて前記燃料噴射量を減量補正する加減速燃料補正部と、
前記内燃機関の排気エミッション量の低減、燃費の低減を図るための１以上の制御を実行し、実行する影響で前記吸気圧の吸気圧脈動のレベルや位相が変化する脈動変化要因となりうる可変制御部と
を備える内燃機関の燃料噴射量制御装置に適用される内燃機関の燃料噴射量制御方法であって、
前記可変制御部において、
前記内燃機関の燃料タンク内に貯留された燃料の蒸発により発生する蒸発燃料を前記吸気通路に導入する制御を実行する第１の制御、
前記内燃機関の排気通路内の排気ガスを前記吸気通路に還流する制御を実行する第２の制御、
前記内燃機関の吸気バルブの作動状態を示す、開閉時期、リフト量、作用角のうち少なくとも１つが作動する制御を実行する第３の制御、
スワールコントロールバルブを閉弁する制御を実行する第４の制御
の４つの制御のうち少なくとも１つを前記１以上の制御として実行するステップと、
前記加減速不感帯設定部において、
前記１以上の制御のそれぞれの実行／未実行の組合せに対応した個別のマップとして、前記回転速度および前記大気圧と前記吸気圧との差分に基づいて設定する加速不感帯および減速不感帯をあらかじめ記憶部に記憶しておくステップと、
前記記憶部に記憶された個別のマップの中から、前記１以上の制御の実行状態に応じて１つのマップを選択し、選択したマップに基づいて前記加速不感帯および前記減速不感帯を切り替え設定するステップと
を備える内燃機関の燃料噴射量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の加減速状態等の過渡状態を検出し、検出した過渡状態に応じて内燃機関に供給する燃料噴射量を設定する内燃機関の燃料噴射量制御装置および内燃機関の燃料噴射量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を制御する際には、内燃機関の加減速状態の検出が必要になることがある。例えば、内燃機関に燃料を供給する装置として、ＥＰＩ（電子式燃料噴射装置）が用いられる場合には、内燃機関が加速状態にあるか減速状態にあるかを検出し、その検出結果に基づいて吸気圧の平均値に基づく基本燃料噴射量に対して加減算を行っている。
【０００３】
ＥＰＩは、内燃機関の燃焼室内または吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ（電磁燃料噴射弁）と、インジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、内燃機関の所定のクランク角位置でインジェクタから所定量の燃料を噴射させるようにインジェクタを制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）とにより構成される。
【０００４】
また、ＥＣＵは、大気圧や内燃機関の温度等の種々の制御条件に基づいて燃料噴射量を演算する噴射量演算手段と、演算された噴射量燃料をインジェクタから噴射させるように、インジェクタに駆動信号を与える駆動回路とを備えている。そして、ＥＣＵは、所定の空燃比の混合気が内燃機関の燃焼室内に供給されるように、各種の制御条件に応じてインジェクタを制御する。
【０００５】
この種の燃料噴射装置においては、インジェクタから噴射させる燃料量を決定するために、内燃機関の燃焼室内に流入した吸入空気量を知る必要がある。吸入空気量を求める方法の１つとして、吸気圧と内燃機関の体積効率とから吸入空気量を推定する方法（スピード・デンシティ方式）が知られている。
【０００６】
このように、吸気圧と内燃機関の体積効率とから燃焼室内に流入した吸入空気量を推定して燃料噴射量を決定するようにした内燃機関においては、加速状態あるいは減速状態にあるときに、応答遅れにより混合気の空燃比がリーンになったりリッチになったりすることがある。
【０００７】
すなわち、ドライバ（運転手）が加速するためにスロットルバルブを急激に開いたときには、スロットルバルブの開度の変化に伴う吸気圧の変化が検出されて吸入空気量の推定値が修正されるまでに時間遅れが生じる。このため、ＥＣＵが演算する燃料噴射量が、実際に内燃機関が要求している燃料噴射量よりも少なめになり、空燃比がリーン側にずれる。
【０００８】
また、ドライバが減速するためにスロットルバルブを急激に閉じたときには、上記と同じ応答遅れにより、ＥＣＵが演算する燃料噴射量が、実際に内燃機関が要求している燃料噴射量よりも多めになり、空燃比がリッチ側にずれる。そのため、内燃機関の加速時および減速時の応答遅れを考慮せずに燃料噴射量を制御すると、加速時および減速時のドライバビリティが悪化したり、排気エミッションが悪化したりする。
【０００９】
このような問題が生じないようにするためには、加速または減速するためにスロットルバルブの急激な操作が行われたときに、その過渡状態に応じて燃料噴射量を加算または減算させる加速増量または減速減量の補正を行って、空燃比がリーン側またはリッチ側にずれるのを防ぐ必要がある。
【００１０】
また、燃料噴射量を制御する場合に限らず、例えば、内燃機関の点火時期を制御する際にも、加速性能を良好にしたり、排気ガスの成分を良好にしたりするために、加速状態および減速状態を加味した制御を行うことがある。
【００１１】
従来の内燃機関の加減速検出装置、および内燃機関の燃料噴射量制御装置では、ドライバビリティの悪化や排気エミッションの悪化を抑制するために、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１、２参照）。
【００１２】
特許文献１には、吸気圧の変化量から内燃機関の加速状態、および減速状態を検出することができる内燃機関の加減速検出装置が開示されている。具体的には、あらかじめ定めたクランク角位置で吸気圧をサンプリングし、新たにサンプリングした吸気圧が１燃焼サイクル前の同じクランク角位置でサンプリングした吸気圧よりも所定値以上高い場合に加速状態にあると判定し、新たにサンプリングした吸気圧が１燃焼サイクル前の同じクランク角位置でサンプリングした吸気圧よりも所定値以上低い場合に減速状態にあると判定する比較判定手段を具備した内燃機関の加減速検出装置が開示されている。
【００１３】
また、特許文献２には、吸気圧の変化量に基づく加減速状態に対応する燃料噴射量の増減量補正とは別に、吸気圧の変化量の吸気脈動の拡大によって引き起こされる加速増量または減速減量を禁止し、内燃機関の回転速度の変動の発生を防止することができる内燃機関の燃料噴射量制御装置が開示されている。
【００１４】
具体的には、内燃機関の燃焼間隔毎に平均化された吸気圧平均値の燃焼間隔毎の変化量が、内燃機関の回転速度に応じて設定される不感帯を超えたときに燃料噴射量を増減量補正する際に、前記不感帯の設定値がスロットル開度の変化開始時点からの経過時間に応じて大きくなるように変更することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第３９１８４４１号公報
【特許文献２】特開２００４−８４６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に開示された内燃機関の加減速検出装置、および特許文献２に開示された内燃機関の燃料噴射量制御装置によれば、内燃機関の加減速状態を検出し、加減速時に必要十分な量の燃料噴射量の増減量補正を行うことで、加減速時の運転性を向上させ、かつ、良好な排気ガス性能を得ることが図られている。
【００１７】
また、特許文献２では、吸気圧の変化量に対して不感帯を設けることで、燃料噴射量の不適切な増減量補正を禁止している。この不感帯は、例えば、内燃機関の回転速度により、設定値を変更するようにしている。
【００１８】
そこで、まず、図７〜図１０を用いて、従来技術について説明する。
図７は、従来の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、加速時におけるスロットル開度変化に対する吸気圧、燃料噴射量、および空燃比の挙動を示すチャート図である。より具体的には、（ａ）〜（ｇ）として、以下の挙動を示している。
（ａ）スロットル開度Ｔｈ
（ｂ）吸気圧Ｐｂ
（ｃ）基本燃料噴射量Ｑｆｂ
（ｄ）不感帯δおよび吸気圧変化量ΔＰｈ
（ｅ）加速増量補正量Ｑａｃｃ
（ｆ）燃料噴射量Ｑｆ
（ｇ）空燃比ＡＦ
【００１９】
図７（ａ）に示すように、加速が開始されてスロットル開度Ｔｈが増大すると、図７（ｂ）に示す脈動を伴う吸気圧Ｐｂが緩やかに上昇し、１燃焼間隔毎に平均化した吸気圧Ｐｂを基に演算される図（ｃ）に示す基本燃料噴射量Ｑｂも緩やかに上昇する。この基本燃料噴射量Ｑｂのみで燃焼させると、吸入空気量の推定値が時間遅れを伴うため、図７（ｇ）に破線で示すように、空燃比ＡＦがリーン側にずれてしまう。
【００２０】
そこで、図７（ｄ）に示す燃焼間隔毎の吸気圧変化量ΔＰｂと内燃機関の回転速度に応じて設定される不感帯δを用いて、吸気圧変化量ΔＰｂが不感帯δを超過した場合に、図７（ｅ）に示すように吸気圧の変化量ΔＰｂに応じて加速増量補正量Ｑａｃｃを設定し、基本燃料噴射量Ｑｂに対して加算することで、図７（ｆ）に示す燃料噴射量Ｑｆを得る。そして、この燃料噴射量Ｑｆにより燃焼させることにより、図７（ｇ）に実線で示すように空燃比ＡＦがリーン側にずれるのを防ぐことができる。また、不感帯δを適度に設定することで、定常時の不要な加速増量補正を禁止している。
【００２１】
ところで、近年、排気エミッションの低減や吸気損失の低減や慣性過給効果による吸気体積効率の向上のために、パージ制御、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）制御、ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ：可変バルブタイミング機構）制御、ＳＣＶ（Ｓｗｉｒｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ：スワールコントロールバルブ）制御といった機構を備えた内燃機関が普及している。これらの機構は、蒸発燃料や排気ガスを吸気通路に導入または還流するため、あるいはシリンダから吸気通路への吸気吹き返しや吸気流速を変化させるため、吸気圧脈動のレベルや位相に影響を与える。
【００２２】
つまり、吸気圧変化量に応じて燃料噴射量の増減量補正を行う場合には、これらの機構が外乱要素となり、不感帯の設定レベルが不適当になることで、燃料噴射量の誤補正や過補正や補正不足を招いてしまう。
【００２３】
図８は、従来の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、吸気圧脈動に対して不感帯設定が小さい場合のチャート図である。図８における（ａ）〜（ｇ）は、先の図７の（ａ）〜（ｇ）と同じ内容を示している。なお、図８（ｃ）に示した不感帯δは、先の図７（ｃ）示した不感帯δよりも、小さい値に設定されている。
【００２４】
このように、吸気圧脈動に対して不感帯設定が小さい場合によると、図８（ａ）に示すように加速が開始される前の定常運転でスロットル開度Ｔｈが一定の状態において、図８（ｄ）に示す燃焼間隔毎の吸気圧変化量ΔＰｂが内燃期間の回転速度に応じて設定される不感帯δを超過してしまう。この結果、定常運転中で燃料増量の要求がないにも関わらず、図８（ｅ）に示すように加速増量補正を実施することで、燃料噴射量Ｑｆが過剰（つまり誤補正）となってしまう。
【００２５】
また、加速が開始されてスロットル開度Ｔｈが増大すると、吸気圧変化量ΔＰｂが不感帯δを大幅に超過してしまい、本来の加速増量の要求量よりも過剰（つまり過補正）となってしまう。その結果として、図８（ｇ）に示すように、空燃比ＡＦがリッチ側にずれてしまう。
【００２６】
これらの問題は、パージ制御、ＥＧＲ制御、ＶＶＴ制御、ＳＣＶ制御といった、吸気圧脈動のレベルや位相に対して外乱要素となる機構を無効とした基準状態で適切に設定した不感帯δに対し、これらの機構を実行することで、吸気圧脈動のレベルや位相が変化し、吸気圧変化量ΔＰｂが大きくなることにより発生する。
【００２７】
一方、図９は、従来の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、吸気圧脈動に対して不感帯設定が大きい場合のチャート図である。図９における（ａ）〜（ｇ）は、先の図７、図８の（ａ）〜（ｇ）と同じ内容を示している。なお、図９（ｃ）に示した不感帯δは、先の図７（ｃ）示した不感帯δよりも、大きい値に設定されている。
【００２８】
このように、吸気圧脈動に対して不感帯設定が大きい場合によると、図９（ａ）に示すように加速が開始されてスロットル開度Ｔｈが増大しても、図８（ｄ）に示す燃焼間隔毎の吸気圧変化量ΔＰｂが内燃機関の回転速度に応じて設定される不感帯δを超過する量が小さく、本来の加速増量の要求量よりも少ない状態（つまり補正不足）となってしまう。その結果として、図９（ｇ）に示すように、空燃比ＡＦがリーン側にずれてしまう。
【００２９】
この問題は、パージ制御、ＥＧＲ制御、ＶＶＴ制御、ＳＣＶ制御といった、吸気圧脈動のレベルや位相に対して外乱要素となる機構を実行した状態で適切に設定した不感帯δに対し、これらの機構を無効とすることで吸気圧脈動のレベルや位相が変化し、ΔＰｂが小さくなることにより発生する。
【００３０】
これらの不感帯の設定レベルが不適当になる結果、気筒間の燃焼トルク差が拡大してドライバビリティを悪化させるという問題、あるいは空燃比がリーン側またはリッチ側にずれて排気エミッションが悪化するという問題がある。
【００３１】
しかしながら、特許文献１あるいは特許文献２で開示されたような従来技術では、このような問題点を積極的に解消するものとはなっていない。
【００３２】
特許文献１では、１燃焼サイクル毎の所定のクランク角位置でサンプリングした吸気圧の変化量が所定値以上高い場合に加速状態にあると判定し、所定値以上低い場合に減速状態にあると判定する機能が備えられている。しかしながら、吸気圧脈動に対して外乱要素となる前述のパージ制御等の機構については、何ら考慮されていない。
【００３３】
なお、１燃焼サイクル毎に吸気圧の変化量検出する特許文献１の方法では、パージ制御等の影響をなるべく受けないクランク角位置を選択することで、不感帯の設定レベルが不適当になる影響を小さくすることができる。しかしながら、応答性において、以下のような問題がある。
【００３４】
図１０は、従来の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、燃焼間隔と燃焼サイクルの関係を示した図である。複数の気筒を有する内燃機関では、図１０に示す１燃焼間隔と１燃焼サイクルの関係を比較すると明らかなように、全気筒の燃焼行程の間隔を示す燃焼間隔毎と比較して、燃焼サイクル毎の吸気圧変化量の演算は、制御周期が長い。従って、応答性の良い燃料噴射量の増減量補正を行うことができず、結果的に、応答遅れによる空燃比のリーンやリッチが発生してしまう。
【００３５】
さらに、各気筒毎に吸気圧脈動のレベルや位相が異なるため、上述した課題を解決するには、不感帯を各気筒毎に個別に設定する必要があり、設定するための工数が多大となる。
【００３６】
また、特許文献２では、内燃機関の回転速度に応じて不感帯を設定し、スロットル開度の変化開始時点からの経過時間に応じて不感帯が大きくなるように変更する機能が備えられている。しかしながら、パージ制御やＥＧＲ制御やＶＶＴ制御といった機構は、過渡時の変化開始時点からの経過時間によって制御量が決定されるものではなく、内燃機関の暖機状態、回転速度、負荷状態、各種センサからの正常／異常信号等の多様な制御状態によって決定されるものである。従って、内燃機関の運転状態に応じて不感帯を設定するためには、特許文献２の方法は不十分であり、上述した課題は解決されない。
【００３７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、加減速不感帯の設定レベルが不適切であることに起因して燃料噴射量の誤補正や過補正や補正不足が生じることを防止し、ドライバビリティの悪化や、排気エミッションの悪化を抑制することができる内燃機関の燃料噴射量制御装置および内燃機関の燃料噴射量制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブ下流側の吸気圧と大気圧とを検出する圧力検出部と、内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出部と、吸気圧を燃焼間隔毎に平均化処理することで得られる吸気圧平均値に基づいて、内燃機関に供給する基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量演算部と、基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を増量補正するか否かを判定する加速不感帯、および基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を減量補正するか否かを判定する減速不感帯を、回転速度および大気圧と吸気圧との差分に基づいて設定する加減速不感帯設定部と、１燃焼間隔前の吸気圧に対する今回の吸気圧の増加幅が、加減速不感帯設定部により算出される加速不感帯を上回る場合には、内燃機関が加速状態にあると判定し、１燃焼間隔前の吸気圧に対する今回の吸気圧の減少幅が、加減速不感帯設定部により算出される減速不感帯を上回る場合には、内燃機関が減速状態にあると判定する加減速状態検出部と、加減速状態検出部により加速状態にあると判定された場合には、燃焼間隔毎の吸気圧変化量に基づいて燃料噴射量を増量補正し、加減速状態検出部により減速状態にあると判定された場合には、燃焼間隔毎の吸気圧変化量に基づいて燃料噴射量を減量補正する加減速燃料補正部と、内燃機関の排気エミッション量の低減、燃費の低減を図るための１以上の制御を実行し、実行する影響で吸気圧の吸気圧脈動のレベルや位相が変化する脈動変化要因となりうる可変制御部とを備える内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、加減速不感帯設定部は、可変制御部の実行状態に応じて、回転速度および大気圧と吸気圧との差分に基づいて設定する加速不感帯および減速不感帯を切り替え設定し、可変制御部は、１以上の制御として、内燃機関の燃料タンク内に貯留された燃料の蒸発により発生する蒸発燃料を吸気通路に導入する制御を実行する第１の制御、内燃機関の排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流する制御を実行する第２の制御、内燃機関の吸気バルブの作動状態を示す、開閉時期、リフト量、作用角のうち少なくとも１つが作動する制御を実行する第３の制御、スワールコントロールバルブを閉弁する制御を実行する第４の制御の４つの制御のうち少なくとも１つを含むものである。
【００３９】
また、本発明に係る内燃機関の燃料噴射量制御方法は、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブ下流側の吸気圧と大気圧とを検出する圧力検出部と、内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出部と、吸気圧を燃焼間隔毎に平均化処理することで得られる吸気圧平均値に基づいて、内燃機関に供給する基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量演算部と、基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を増量補正するか否かを判定する加速不感帯、および基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を減量補正するか否かを判定する減速不感帯を、回転速度および大気圧と吸気圧との差分に基づいて設定する加減速不感帯設定部と、１燃焼間隔前の吸気圧に対する今回の吸気圧の増加幅が、加減速不感帯設定部により算出される加速不感帯を上回る場合には、内燃機関が加速状態にあると判定し、１燃焼間隔前の吸気圧に対する今回の吸気圧の減少幅が、加減速不感帯設定部により算出される減速不感帯を上回る場合には、内燃機関が減速状態にあると判定する加減速状態検出部と、加減速状態検出部により加速状態にあると判定された場合には、燃焼間隔毎の吸気圧変化量に基づいて燃料噴射量を増量補正し、加減速状態検出部により減速状態にあると判定された場合には、燃焼間隔毎の吸気圧変化量に基づいて燃料噴射量を減量補正する加減速燃料補正部と、内燃機関の排気エミッション量の低減、燃費の低減を図るための１以上の制御を実行し、実行する影響で吸気圧の吸気圧脈動のレベルや位相が変化する脈動変化要因となりうる可変制御部とを備える内燃機関の燃料噴射量制御装置に適用される内燃機関の燃料噴射量制御方法であって、可変制御部において、内燃機関の燃料タンク内に貯留された燃料の蒸発により発生する蒸発燃料を吸気通路に導入する制御を実行する第１の制御、内燃機関の排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流する制御を実行する第２の制御、内燃機関の吸気バルブの作動状態を示す、開閉時期、リフト量、作用角のうち少なくとも１つが作動する制御を実行する第３の制御、スワールコントロールバルブを閉弁する制御を実行する第４の制御の４つの制御のうち少なくとも１つを１以上の制御として実行するステップと、加減速不感帯設定部において、１以上の制御のそれぞれの実行／未実行の組合せに対応した個別のマップとして、回転速度および大気圧と吸気圧との差分に基づいて設定する加速不感帯および減速不感帯をあらかじめ記憶部に記憶しておくステップと、記憶部に記憶された個別のマップの中から、１以上の制御の実行状態に応じて１つのマップを選択し、選択したマップに基づいて加速不感帯および減速不感帯を切り替え設定するステップとを備えるものである。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、内燃機関の運転状態、および吸気圧脈動が変化する要因となる制御の実行状態に基づいて加減速不感帯を適切に切り替え設定することにより、加減速時に必要十分な量の燃料噴射量の増減量補正を行うことで、加減速不感帯の設定レベルが不適切であることに起因して燃料噴射量の誤補正や過補正や補正不足が生じることを防止し、ドライバビリティの悪化や、排気エミッションの悪化を抑制することができる内燃機関の燃料噴射量制御装置および内燃機関の燃料噴射量制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１によるエンジンを概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１による燃料噴射量制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１による、脈動変化要因となりうる可変制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１による、加減速不感帯設定部のうち、加速不感帯の演算の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１による、加減速不感帯設定部のうち、加速不感帯の演算の構成を示す一例である。
【図６】本発明の実施の形態１による脈動変化要因となりうる可変制御部の実行状態に応じて加速不感帯を切り替えた場合の、燃料噴射量および空燃比の挙動を示すチャート図である。
【図７】従来の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、加速時におけるスロットル開度変化に対する吸気圧、燃料噴射量、および空燃比の挙動を示すチャート図である。
【図８】従来の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、吸気圧脈動に対して不感帯設定が小さい場合のチャート図である。
【図９】従来の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、吸気圧脈動に対して不感帯設定が大きい場合のチャート図である。
【図１０】従来の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、燃焼間隔と燃焼サイクルの関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置および内燃機関の燃料噴射量制御方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。なお、本発明における内燃機関としては、ガソリン機関のエンジンが想定されている。
【００４３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるエンジンを概略的に示す構成図である。図１において、エンジン１の吸気系の上流には、吸入空気量を調整するために電子的に制御される電子制御式スロットルバルブ２が設けられている。また、電子制御式スロットルバルブ２の開度を測定するために、スロットル開度センサ３が設けられている。電子制御式スロットルバルブ２の下流のエンジン１側には、サージタンク４内の圧力を測定する吸気圧センサ５と、吸気温度を測定する吸気温センサ６が設けられている。
【００４４】
また、サージタンク４には、後述する蒸発燃料処理装置や排気ガス還流装置の下流端部が接続されている。さらに、サージタンク４の下流の吸気ポート７には、後述する燃料噴射装置のインジェクタ８と、図１に図示しない後述する吸気流調整装置のスワールコントロールバルブが設けられている。なお、インジェクタ８は、エンジン１の燃料室内に直接噴射できるように設けられてもよい。
【００４５】
吸気ポート７の下流端部には、吸気ポート７と燃焼室との間を開閉する吸気バルブ９が設けられており、この吸気バルブ９が燃焼室内に吸入される混合気の量を規制する。また、吸気バルブ９の開弁特性を変更可能とする可変動弁装置（図１には図示せず）を備えており、可変動弁装置の詳細については、後述する。
【００４６】
さらに、エンジン１の燃焼室内の混合気に点火するための点火コイル１０、および、点火プラグ１１や、エンジン１の回転速度やクランク角位置を検出するために、クランク軸に設けられたプレートのエッジを検出するためのクランク角センサ１２が、エンジン１に設けられている。
【００４７】
また、エンジン１の下流の排気ポート１３と燃焼室との間を開閉する排気バルブ１４が設けられている。また、排気ポート１３の下流には、排気ガスの酸素濃度を測定するＯ２センサ１５が設けられている。そのさらに下流には、排気ガスを浄化する触媒１６が設けられている。触媒１６としては、例えば、三元触媒、ＮＯＸ触媒等が用いられる。さらに、排気ポート１３には、サージタンク４に向かう排気ガス還流装置（後述するＥＧＲクーラ２３およびＥＧＲバルブ２４に相当）の上流端部が接続されている。
【００４８】
吸気圧センサ５で測定された吸気圧と、スロットル開度センサ３で測定された電子制御式スロットルバルブ２の開度と、吸気温センサ６で測定された吸気温度と、クランク角センサ１２より出力されるクランク軸に設けられたプレートのエッジに同期したパルスと、Ｏ２センサ１５により測定された排気ガスの酸素濃度のそれぞれは、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）に入力される。
【００４９】
なお、ＥＣＵは、マイクロコンピュータを主体に構成されるユニットであり、上記各センサの出力信号に加え、図１に図示しないバッテリの出力電圧、スタータスイッチのオン／オフ信号、水温センサで測定された冷却水温度の信号、大気圧センサで測定された大気圧の信号、後述する可変動弁装置で測定された吸気カムの位置（角度）の信号が入力される。
【００５０】
また、ＥＣＵは、入力された各種信号に応じて点火コイルへ通電／遮断信号を出力することにより、点火時期を進遅角制御する点火時期制御装置を備えている。さらに、ＥＣＵは、前記以外の各種アクチュエータへの指示信号も出力する。
【００５１】
図１に示した構成図には、燃料噴射装置、蒸発燃料処理装置、排気ガス還流装置、可変動弁装置、および吸気流調整装置が含まれており、各装置について、以下に説明する。
【００５２】
まず始めに、本実施の形態１による燃料噴射装置について、図１に基づいて説明する。この燃料噴射装置は、ガソリンを収納する燃料タンク１７、この燃料タンク１７内のガソリンを加圧供給する電動の燃料ポンプ１８、エンジン１の吸気ポート７に設けられた燃料分岐管１９、この燃料分岐管１９内に挿入された複数個のインジェクタ８、および、燃料ポンプ１８と燃料分岐管１９とを連通する主燃料通路から構成される。
【００５３】
燃料タンク１７の天井部分には、揮発した蒸発燃料を蒸発燃料処理装置に導くためのパージ孔が形成されている。燃料ポンプ１８は、ガソリンを燃料タンク１７から吸い上げて燃料分岐管１９に圧送するもので、燃料タンク１７内に収容されている。また、燃料分岐管１９は、燃料ポンプ１８から圧送されてきたガソリンを各インジェクタ８に分配するものである。
【００５４】
そして、インジェクタ８は、吸気ポート７に取り付けられた燃料分岐管１９内に収められ、ＥＣＵからの噴射信号に基づき、エンジン１の各吸気ポート７内にガソリンを霧状に霧化して直接噴射する。
【００５５】
次に、本実施の形態１による蒸発燃料処理装置について、図１に基づいて説明する。この蒸発燃料処理装置は、キャニスタ２０、およびパージバルブ２１等の各部品により構成されている。そして、蒸発燃料処理装置は、燃料タンク１７内で揮発した蒸発燃料（エバポガス）をキャニスタ２０、およびパージバルブ２１を経てサージタンク４内に導入（パージ）することにより、蒸発燃料が大気中に放出されることを防止する装置である。
【００５６】
キャニスタ２０は、燃料タンク１７内で発生した蒸発燃料を吸着する、例えば活性炭等の図示しない吸着体を有する。これにより、キャニスタ２０は、燃料タンク１７内で揮発した蒸発燃料をパージ孔を介して吸着することができる。また、キャニスタ２０には、大気との間を開閉するキャニスタ制御バルブ２２が設けられている。
【００５７】
キャニスタ制御バルブ２２およびパージバルブ２１は、必要に応じて開閉され、キャニスタ２０に吸着した蒸発燃料をキャニスタ制御バルブ２２からの吸気で、サージタンク４を経由してエンジン１へ送る。また、キャニスタ制御バルブ２２およびパージバルブ２１は、ＥＣＵに接続されており、ＥＣＵは、各バルブの開閉制御を行う。
【００５８】
次に、本実施の形態１による排気ガス還流装置について、図１に基づいて説明する。この排気ガス還流装置は、ＥＧＲクーラ２３、およびＥＧＲバルブ２４等の各部品により構成されている。そして、排気ガス還流装置は、排気ガス中に含まれる窒素酸化物等の有害物質を低減するものとして、排気ガスをサージタンク４内に還流させることにより燃焼温度の上昇を抑え、窒素酸化物の生成量を抑制する装置である。
【００５９】
また、ＥＧＲクーラ２３により高温の排気ガスの温度を下げることにより還流する排気ガスの密度を高め、エンジン１の損失低減、およびノッキングを防止する排気ガス還流装置の働きを高める効果を得ることができる。排気ポート１３から分岐するように排気ガス還流管が接続され、この排気ガス還流管の下流端部は、サージタンク４に接続されており、排気ガス還流管には、ＥＧＲクーラ２３が装着されている。
【００６０】
このＥＧＲクーラ２３には、エンジン１の冷却水配管が配設され、排気ガスと冷却水との間で熱交換を行っている。また、排気ガス還流管の下流端部には、ＥＧＲバルブ２４が装着され、このＥＧＲバルブ２４は、ＥＣＵに接続され、ＥＣＵは、ＥＧＲバルブ２４の開閉制御を行う。
【００６１】
次に、本実施の形態１による可変動弁装置について、図１に基づいて説明する。この可変動弁装置は、吸気バルブ９、および吸気カム２５等の各部品により構成されている。吸気バルブ９の上端は、エンジン１の駆動状態に応じて回転する吸気カム２５に当接している。この吸気カム２５の回転位置に応じて、吸気バルブ９が軸方向位置を変化させて燃焼室への通路の開閉制御を行う。
【００６２】
また、吸気カム２５の位置（角度）を検出する図１に図示しないカム角センサを備えている。さらに、吸気バルブ９のリフト量、および作用角を連続的に変更できるリフト可変機能と、油圧もしくはモータを用いて吸気カム２５の位相を変更することにより吸気バルブ９の開閉時期を変更できる位相可変機能とを備えている。通常、内燃機関の吸気行程では、吸気バルブ９を開いて混合気を吸入する際に、吸気ポート７の空気が脈動しながら燃焼室内へ供給される。
【００６３】
このように吸気ポート７内の空気が脈動しているので、空気の密度が高い部分と低い部分とが交互に現れる。このような空気の脈動の周期は、吸気ポート７の形状、長さ、断面積等により定まる一方、吸気バルブ９の開閉時期は、エンジン１の回転速度によって定まる。仮に、空気の密度が高い部分を吸気行程後半に配置することができれば、ピストンが下死点を過ぎても吸入空気が慣性によって燃焼室内へ吸入され続けるという慣性過給効果が得られるため、燃焼室への吸気体積効率が向上し、エンジン１の出力が向上する。
【００６４】
可変動弁装置では、吸気バルブ９のリフト量や作用角や開閉時期を、エンジンの負荷や回転速度等の運転状態に応じて変更することによって、エンジンの全運転領域において上記の慣性過給効果を得ることが可能になるため、燃焼室への吸気体積効率を向上させることが可能になる。
【００６５】
次に、本実施の形態１による吸気流調整装置について、図１に基づいて説明する。この吸気流調整装置は、エンジン１の運転状態に応じて吸気ポート７に回転駆動されるように設けられたスワールコントロールバルブを開閉制御する。そして、吸気流調整装置は、スワールコントロールバルブを閉状態にすることで、吸気流速を高めてスワールの流速を高めることにより、インジェクタ８より噴射された燃料の霧化を促進することができる。
【００６６】
また、スワールコントロールバルブを開状態にすることで、吸気抵抗を小さくして、より多くの空気を燃焼室に吸入させることができる。このように、吸気流調整装置によれば、エンジン１の冷間始動直後のアイドリング状態等の燃料が霧化しにくく、かつ、スワールの流速が小さい場合には、スワールコントロールバルブを閉状態にすることで噴射された燃料の霧化を促進して、燃焼室から排出される排気ガス中の未燃生成物の量を低減することができる。
【００６７】
また、上記以外のときには、スワールコントロールバルブを開状態にすることで、より多くの空気を燃焼室に吸入させて、エンジン１の最大出力を向上させることができる。
【００６８】
続いて、本実施の形態１による燃料噴射量制御装置のシステム構成について、図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態１による燃料噴射量制御装置のシステム構成を示すブロック図である。クランク角センサ１２より出力される、クランク軸に設けられたプレートのエッジに同期したパルス信号ＳＧＴは、回転速度検出部２０１および圧力検出部２０３に入力される。そして、回転速度検出部２０１は、パルス信号ＳＧＴのパルス信号周期により、エンジン１の回転速度ＮＥを計算する。
【００６９】
また、吸気圧センサ５で測定された吸気圧Ｐｂと、大気圧センサ２０２で測定された大気圧Ｐａは、圧力検出部２０３に入力される。そして、圧力検出部２０３は、所定のクランク角位置毎に、吸気圧Ｐｂと大気圧Ｐａをサンプリングし、大気圧Ｐａと吸気圧Ｐｂの差より吸気負圧Ｐａ−Ｐｂの計算を行う。なお、大気圧Ｐａの信号としては、大気圧センサ２０２を設けずに、吸気圧センサ５の信号を元に推定することで、コストを安くすることもできる。
【００７０】
続いて、基本燃料噴射量演算部２０４は、圧力検出部２０３でサンプリングされた吸気圧Ｐｂを燃焼間隔毎に平均化処理することで、吸気圧平均値Ｐｂｍｅａｎを計算し、吸気圧平均値Ｐｂｍｅａｎを燃料噴射吐出量に変換する係数を乗算することで、基本燃料噴射量Ｑｆｂの計算を行う。
【００７１】
次に、圧力検出部２０３で計算される吸気負圧Ｐａ−Ｐｂと、回転速度検出部２０１で計算される回転速度ＮＥと、後述する脈動変化要因となりうる可変制御部２０５において演算される脈動変化要因タグ情報は、加減速不感帯設定部２０６に入力される。そして、加減速不感帯設定部２０６は、基本燃料噴射量Ｑｆｂに対して燃料噴射量を増量補正するか否かを判定する加速不感帯と、減量補正するか否かを判定する減速不感帯の演算を行う。
【００７２】
この脈動変化要因となりうる可変制御部２０５については、図３を参照しながら詳細を後述し、加減速不感帯設定部２０６については、図４および図５を参照しながら詳細を後述する。
【００７３】
続いて、加減速状態検出部２０７は、圧力検出部２０３でサンプリングされる吸気圧Ｐｂと１燃焼間隔前の吸気圧Ｐｂｏが入力され、１燃焼間隔前からの吸気圧の増加幅ΔＰｂｐ＝Ｐｂ−Ｐｂｏと、１燃焼間隔前からの吸気圧の減少幅ΔＰｂｍ＝Ｐｂｏ−Ｐｂを計算する。
【００７４】
そして、加減速状態検出部２０７は、この増加幅ΔＰｂｐが加減速不感帯設定部２０６から入力される加速不感帯を上回っている場合にエンジン１が加速状態にあると判定し、減少幅ΔＰｂｍが加減速不感帯設定部２０６から入力される減速不感帯を上回っている場合にエンジン１が減速状態にあると判定する。
【００７５】
続いて、加減速燃料補正部２０８は、加減速状態検出部２０７において加速状態にあると判定された場合には、１燃焼間隔前からの吸気圧の増加幅ΔＰｂｐに対して加速増量燃料Ｑａｃｃに変換する係数を乗算し、基本燃料噴射量演算部２０４で計算される基本燃料噴射量Ｑｆｂに対して加速増量燃料Ｑａｃｃを加算することで燃料噴射量Ｑｆを計算する。
【００７６】
ここで、加速状態にあると判定されていない場合には、吸気圧の増加幅があったとしてもその変化は小さく、燃料増量補正を行うほどの変化ではないとみなし、加速増量補正の計算を行わない、もしくは、加速増量燃料Ｑａｃｃ＝０とする。
【００７７】
また、加減速燃料補正部２０８は、加減速状態検出部２０７において減速状態にあると判定された場合には、１燃焼間隔前からの吸気圧の減少幅でΔＰｂｍに対して減速減量燃料Ｑｄｅｃに変換する係数を乗算し、基本燃料噴射量演算部２０４で計算される基本燃料噴射量Ｑｆｂに対して減速減量燃料Ｑｄｅｃを減算することで燃料噴射量Ｑｆを計算する。
【００７８】
ここで、減速状態にあると判定されていない場合には、吸気圧の減少幅があったとしてもその変化は小さく、燃料減量補正を行うほどの変化ではないとみなし、減速減量補正の計算を行わない、もしくは、減速減量燃料Ｑｄｅｃ＝０とする。
【００７９】
なお、これらの加減速燃料補正部２０８における燃料噴射量Ｑｆの計算は、加減算による補正方法に限らず、例えば、基本燃料噴射量Ｑｆｂに対して乗算する構成で補正してもよい。
【００８０】
加減速燃料補正部２０８で計算された燃料噴射量Ｑｆは、その他の温度補正や学習値補正や噴射無駄時間補正等をＥＣＵで実施した後、ＥＣＵからの噴射信号として燃料噴射装置２０９に入力される。また、加減速状態検出部２０７において加速状態にあると判定された場合には、エンジン１の点火時期を遅角制御し、減速状態にあると判定された場合には、エンジン１の点火時期を進角制御することで、加速時に発生するノッキングの抑制と減速時の過度な出力トルク低下の抑制を両立させる。これらのＥＣＵで実施される点火時期の進遅角制御は、ＥＣＵからの通電／遮断信号として点火時期制御装置２１０に入力される。
【００８１】
続いて、本実施の形態１による脈動変化要因となりうる可変制御部２０５の構成について、図３を参照しながら詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態１による、脈動変化要因となりうる可変制御部２０５の構成を示すブロック図である。なお、ここでは、吸気圧脈動が変化する要因となる制御として、前述の蒸発燃料処理装置３０１、前述の排気ガス還流装置３０２、前述の可変動弁装置３０３、前述の吸気流調整装置３０４の４つを挙げる。
【００８２】
蒸発燃料処理装置３０１の実行状態は、パージバルブ開度３０５とキャニスタ制御バルブ開度３０６を可変制御状態検知３１１に入力することで、蒸発ガスの導入有無情報を検知することによって行われる。可変制御状態検知３１１で検知された情報は、脈動変化要因タグ情報３１２に入力される。タグ情報としては（ＡＢＣＤ）の４つの格納領域を有しており、例えば、蒸発ガスを導入している場合には、Ａ領域に１を格納し、蒸発ガスを導入していない場合には、Ａ領域に０を格納する。
【００８３】
次に、排気ガス還流装置３０２の実行状態は、ＥＧＲバルブ開度３０７を可変制御状態検知３１１に入力することで、排気ガスの還流有無情報を検知することによって行われる。可変制御状態検知３１１で検知された情報は、脈動変化要因タグ情報３１２に入力される。例えば、排気ガスを還流している場合には、タグ情報のＢ領域に１を格納し、排気ガスを還流していない場合には、Ｂ領域に０を格納する。
【００８４】
次に、可変動弁装置３０３の実行状態は、吸気バルブリフト量／作用角３０８と吸気バルブ開閉時期３０９を可変制御状態検知３１１に入力することで、吸気バルブ９の作動有無情報を検知することによって行われる。可変制御状態検知３１１で検知された情報は、脈動変化要因タグ情報３１２に入力される。例えば、吸気バルブ９の作動状態を示すリフト量、作用角、開閉時期のうち少なくとも１つが作動している場合には、タグ情報のＣ領域に１を格納し、リフト量、作用角、開閉時期のいずれも作動していない場合には、Ｃ領域に０を格納する。
【００８５】
次に、吸気流調整装置３０４の実行状態は、スワールコントロールバルブ開度３１０を可変制御状態検知３１１に入力することで、スワールコントロールバルブ閉弁制御の実行有無情報を検知することによって行われる。可変制御状態検知３１１で検知された情報は、脈動変化要因タグ情報３１２に入力される。例えば、スワールコントロールバルブを閉弁している場合には、タグ情報のＤ領域に１を格納し、スワールコントロールバルブを閉弁していない場合には、Ｄ領域に０を格納する。
【００８６】
以上の処理により、蒸発燃料処理装置３０１と排気ガス還流装置３０２と可変動弁装置３０３と吸気流調整装置３０４のそれぞれの実行状態が、脈動変化要因タグ情報３１２として一括管理される。
【００８７】
例えば、タグ情報（ＡＢＣＤ）＝（０１００）の場合には、排気ガスの還流のみ実行している状態に相当し、タグ情報（ＡＢＣＤ）＝（１１００）の場合には、蒸発ガスの導入と排気ガスの還流を同時に実行している状態に相当する。脈動変化要因となりうる可変制御部２０５で演算された脈動変化要因タグ情報３１２は、後述の加減速不感帯設定部２０６に入力される。
【００８８】
続いて、本実施の形態１による加減速不感帯設定部２０６のうち、加速不感帯の演算（設定）の構成を示す一例を、図４を参照しながら詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態１による、加減速不感帯設定部２０６のうち、加速不感帯の演算の構成を示す図である。
【００８９】
圧力検出部２０３でサンプリングされる吸気負圧Ｐａ−Ｐｂ４０１と、回転速度検出部２０１で計算される回転速度ＮＥ４０２を軸としたマップ演算４０３により、加速不感帯を演算する。
【００９０】
ここで、マップ演算４０３は、脈動変化要因となりうる可変制御部２０５において演算される脈動変化要因タグ情報３１２の格納情報毎に応じて、マップを別々にあらかじめ設定しておき、格納されているタグ情報に応じて参照するマップを切り替えることができる。
【００９１】
このように、タグ情報に応じて参照すべきマップを適切に切り替えることで、エンジン１の運転状態、および吸気圧脈動が変化する要因となる制御の実行状態によらずに、加速不感帯を適切に設定することができる。この結果、加速時に必要十分な量の燃料増量補正を行うことができ、ドライバビリティの悪化や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００９２】
また、参照するマップの圧力の軸として、吸気圧Ｐｂではなく、吸気負圧Ｐａ−Ｐｂを用いることで、マップ演算４０３は、低圧環境においても適切に加速不感帯を設定することができる。
【００９３】
次に、マップ演算４０３により演算された加速不感帯は、続く更新ディレー４０４において、マップを切り替える際に加速不感帯が小さくなる方向に切り替わる場合には、加速不感帯の更新を遅らせる処理を実施して、最終の加速不感帯δ４０５を決定する。
【００９４】
具体的な方法としては、脈動変化要因タグ情報３１２に格納されている情報が変化する時点で参照するマップが切り替わることで、加速不感帯が小さくなる方向に変化した場合には、切り替わり時点から所定の燃焼間隔数の間は、切り替わる前のマップによる加速不感帯を使用し、所定の燃焼間隔数だけ経過してから、切り替わり後のマップによる加速不感帯を使用する。
【００９５】
また、別の方法として、脈動変化要因タグ情報３１２の格納情報が切り替わった時点で参照するマップが切り替わることで、加速不感帯が小さくなる方向に変化した場合には、切り替わり時点から燃焼間隔毎に所定レベル（あらかじめ決められた変化幅に相当）ずつ加速不感帯を段階的に小さくなる方向に切り替えていき、最終的に切り替わり後のマップによる加速不感帯を使用する。
【００９６】
上述の方法により、脈動変化要因となりうる制御としては、実行状態が切り替わったとしても吸気圧の脈動としては、応答遅れが生じて１燃焼間隔前からの吸気圧の増加幅ΔＰｂｐが大きい状態を継続していても、燃料増減量補正の誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【００９７】
ここで、更新ディレー４０４において、加速不感帯の更新を遅らせる際の所定の燃焼間隔数や段階的に切り替える所定レベルは、脈動変化要因となりうる制御毎に別設定することにより、吸気圧脈動への影響度合いに応じて適切に加速不感帯を切り替える構成にしてもよい。上述の方法による加速不感帯の切り替えについては、図６に示すチャート図を参照しながら後述する。
【００９８】
また、減速不感帯についても、同様に適用することで、減速状態を検出した場合に、エンジン１の運転状態、および吸気圧脈動が変化する要因となる制御の実行状態によらずに減速不感帯を適切に設定することができ、さらに、減速不感帯が切り替わる際の燃料減量補正の誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【００９９】
上述の図４の加速不感帯の演算の構成を示す一例では、加減速不感帯設定部２０６における加速不感帯、および減速不感帯を適切に切り替えることができるものの、上述の例のように吸気圧脈動が変化する要因となる制御として４つを挙げると、あらかじめ設定するマップが２４＝１６個必要となり、制御項目数に応じて指数的に跳ね上がってしまう。
【０１００】
そこで、以下に、マップ数を必要以上に増やすことのない加速不感帯の演算の構成を示す一例を、図５を参照しながら詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態１による、加減速不感帯設定部のうち、加速不感帯の演算の構成を示す一例であり、マップ数を先の図４よりも減らした構成を示している。
【０１０１】
圧力検出部２０３で計算される吸気負圧Ｐａ−Ｐｂ４０１と、回転速度検出部２０１で計算される回転速度ＮＥ４０２を軸としたマップ演算５０１により、加速不感帯を演算する。ここで、マップ演算５０１は、脈動変化要因となりうる可変制御部２０５において演算される脈動変化要因タグ情報３１２に格納されている情報に基づいて選択される代表マップの最大値選択５０２によって、加速不感帯を決定する。
【０１０２】
吸気圧脈動が変化する要因制御の何れも実行していない状態の場合には、スイッチ５０３が接続状態となり、代表マップとしてタグ情報（ＡＢＣＤ）＝（００００）が選択される。また、少なくとも蒸発燃料処理装置３０１による蒸発ガスの導入が実行されている状態（Ａ＝１）の場合には、スイッチ５０４が接続状態となり代表マップの１つとしてタグ情報（ＡＢＣＤ）＝（１ＸＸＸ）が選択される。
【０１０３】
また、少なくとも排気ガス還流装置３０２による排気ガスの還流が実行されている状態（Ｂ＝１）の場合には、スイッチ５０５が接続状態となり代表マップの１つとしてタグ情報（ＡＢＣＤ）＝（Ｘ１ＸＸ）が選択される。
【０１０４】
また、少なくとも可変動弁装置３０３による吸気バルブ９の作動状態を示すリフト量、作用角、開閉時期のうち少なくとも１つが作動している状態（Ｃ＝１）の場合には、スイッチ５０６が接続状態となり代表マップの１つとしてタグ情報（ＡＢＣＤ）＝（ＸＸ１Ｘ）が選択される。
【０１０５】
また、少なくとも吸気流調整装置３０４によるスワールコントロールバルブの閉弁が実行されている状態（Ｄ＝１）の場合には、スイッチ５０７が接続状態となり代表マップの１つとしてタグ情報（ＡＢＣＤ）＝（ＸＸＸ１）が選択される。
【０１０６】
そして、最大値選択５０２は、以上により選択された少なくとも１つの代表マップのうち、それぞれのマップ演算により演算される加速不感帯のうち最大値となるものをマップ演算５０１で演算される最終の加速不感帯とする。
【０１０７】
上述の構成とすることで、先の図４ではマップが２４＝１６個必要であったのに対して、図５では１＋４＝５個に削減した上、加速不感帯を適切に設定および切り替えることができる。この結果、燃料増減量補正の誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。なお、続く更新ディレー４０４と最終の加速不感帯４０５の処理については、先の図４を参照しながら上述した内容と同様である。
【０１０８】
次に、本実施の形態１による脈動変化要因となりうる可変制御部２０５の実行状態に応じて加速不感帯を切り替えた場合の、燃料噴射量および空燃比の挙動を説明する。図６は、本発明の実施の形態１による脈動変化要因となりうる可変制御部２０５の実行状態に応じて加速不感帯を切り替えた場合の、燃料噴射量および空燃比の挙動を示すチャート図である。より具体的には、（ａ）〜（ｆ）として、以下の挙動を示している。
（ａ）スロットル開度Ｔｈ
（ｂ）脈動変化要因タグ情報（パージ制御、ＥＧＲ制御、ＶＶＴ制御、ＳＣＶ制御）
（ｃ）吸気圧Ｐｂ
（ｄ）不感帯δおよび吸気圧変化量ΔＰｈ
（ｅ）加速増量補正量Ｑａｃｃ
（ｆ）空燃比ＡＦ
【０１０９】
すなわち、この図６では、図６（ａ）に示すスロットル開度Ｔｈと、図６（ｂ）に示す脈動変化要因タグ情報に対する、（ｃ）吸気圧Ｐｂ、（ｄ）燃焼間隔毎の吸気圧変化量ΔＰｂ、加速不感帯δ、（ｅ）加速増量補正量Ｑａｃｃ、および、（ｆ）空燃比ＡＦの挙動がまとめて示されている。
【０１１０】
スロットル開度Ｔｈが一定の状態で、脈動変化要因となりうる制御の実行状態が切り替わる期間Ｔ１においては、ΔＰｂが大きくなる制御の切り替わりに応じて、脈動変化要因タグ情報の格納情報が切り替わる。そして、その切り替わりに応じて、加速不感帯δが切り替わることで、スロットル開度Ｔｈが一定状態においてΔＰｂが加速不感帯δを超えることがなく、加速増量補正量Ｑａｃｃ＝０を維持している。その結果、空燃比ＡＦが過度にリッチ側、またはリーン側にずれることがない。
【０１１１】
また、加速によりスロットル開度Ｔｈが増大しつつ、脈動変化要因となりうる制御の実行状態が切り替わる期間Ｔ２においては、加速によるΔＰｂの増大に対して吸気圧脈動が変化する要因によるΔＰｂの増大が同時に重畳しても、加速不感帯δが適切に大きめの値に切り替わることで、過度な加速増量補正量Ｑａｃｃの設定を抑制している。その結果、過渡時においても、空燃比ＡＦが過度にリッチ側またはリーン側にずれることがない。
【０１１２】
さらに、脈動変化要因タグ情報の格納情報が切り替わる時点で加速不感帯が小さくなる方向に変化した場合の更新ディレー時間Ｔ３を設定することで、脈動変化要因となりうる制御の実行状態が切り替わった直後に、吸気圧の応答遅れによりΔＰｂが大きい状態を継続していたとしても、燃料増量補正の誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【０１１３】
以上の結果をまとめると、本願発明は、以下のような効果を得ることができる。
（効果１）可変制御部の実行状態に応じて、加速不感帯および減速不感帯を切り替える機能を備えることで、吸気圧脈動のレベルが拡大するような運転状態になっても、加減速不感帯を適切に設定することができる。これにより、吸気圧脈動の拡大による吸気圧変化量の変動が加減速不感帯を超過することがなくなり、加減速補正の誤補正を防止することができる。また、実際に加減速状態を検出した際に、加減速による吸気圧変化量に吸気圧脈動の拡大による吸気圧変化も同時に検出することで、発生する加減速補正の過補正を防止することができる。さらに、吸気圧脈動が拡大した状態で設定された加減速不感帯を用いた場合の、吸気圧脈動のレベルが拡大していない状態で加減速が行われた場合に発生する加減速補正の補正不足を解消することもできる。その結果、加減速時に必要十分な量の燃料噴射量の増減量補正を行うことで、ドライバビリティの悪化や排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【０１１４】
（効果２）脈動変化要因となりうる制御の具体例として、内燃機関の燃料タンク内に貯留された燃料の蒸発により発生する蒸発燃料を吸気通路に導入する制御を実行した状態、および実行を禁止した状態を考慮している。そして、この制御の実行状態に対応する加減速不感帯を、例えば吸気負圧と回転速度を軸としたマップとしてあらかじめ設定しておき、蒸発燃料の導入有無に応じて加減速不感帯を適切に切り替えている。この結果、燃料噴射量の増減量補正において蒸発燃料の導入有無による誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【０１１５】
（効果３）脈動変化要因となりうる制御の具体例として、内燃機関の排気通路内の排気ガスを吸気通路に還流する制御を実行した状態、および実行を禁止した状態を考慮している。そして、この制御の実行状態に対応する加減速不感帯を、例えば吸気負圧と回転速度を軸としたマップとしてあらかじめ設定しておき、排気ガスの還流有無に応じて加減速不感帯を適切に切り替えている。この結果、燃料噴射量の増減量補正において排気ガスの還流有無による誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【０１１６】
（効果４）脈動変化要因となりうる制御の具体例として、内燃機関の吸気バルブの作動状態を示す、開閉時期、リフト量、作用角のうち少なくとも１つが作動する制御を実行した状態、および実行を禁止した状態を考慮している。そして、この制御の実行状態に対応する加減速不感帯を、例えば吸気負圧と回転速度を軸としたマップとしてあらかじめ設定しておき、吸気バルブの作動有無に応じて加減速不感帯を適切に切り替えている。この結果、燃料噴射量の増減量補正において吸気バルブの作動有無による誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【０１１７】
（効果５）脈動変化要因となりうる制御の具体例として、スワールコントロールバルブを閉弁する制御を実行した状態、および実行を禁止した状態を考慮している。そして、この制御の実行状態に対応する加減速不感帯を、例えば吸気負圧と回転速度を軸としたマップとしてあらかじめ設定しておき、スワールコントロールバルブの閉弁有無に応じて加減速不感帯を適切に切り替えている。この結果、燃料噴射量の増減量補正においてスワールコントロールバルブの閉弁有無による誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【０１１８】
（効果６）脈動変化要因となりうる複数の制御のうち、少なくとも２つの制御が同時に実行状態にある場合を考慮している。この場合には、実行状態にある制御の組合せに対応する加減速不感帯を、例えば吸気負圧と回転速度を軸としたマップとしてあらかじめそれぞれ設定しておき、実行状態にある複数の制御に応じて加減速不感帯を適切に切り替えている。この結果、脈動変化要因となりうる複数の制御が同時に実行されている場合にも、燃料噴射量の増減量補正において誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【０１１９】
（効果７）また、脈動変化要因となりうる複数の制御のうち、少なくとも２つの制御が同時に実行状態にある場合を、別の方法により考慮することもできる。具体的には、１つの制御を単独で実行した状態に対応する加減速不感帯を、例えば吸気負圧と回転速度を軸としたマップとしてあらかじめそれぞれ設定しておき、実行状態にある複数の制御の加減速不感帯を比較して最大の値となるものを最終の加減速不感帯とするように適切に切り替えている。この結果、脈動変化要因となりうる複数の制御が実行されている場合にも、最小限の適合マップで燃料噴射量の増減量補正において誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【０１２０】
（効果８）切り替え設定される加減速不感帯が、切り替え前よりも小さくなる方向に切り替わるものである場合には、所定の燃焼間隔数だけ切り替えに時間遅れをもたせるか、あるいは、燃焼間隔毎に段階的に小さくなる方向に切り替えている。この結果、燃料噴射量の増減量補正において加減速不感帯の切り替わり直後の誤補正や過補正や補正不足を抑制することができる。
【０１２１】
（効果９）加減速状態検出部により加速状態、または減速状態にあると判定された場合には、内燃機関の点火時期を遅角制御、または進角制御している。この結果、点火時期による調整可能な範囲で加速時に発生するノッキングを抑制することができ、また、減速時の過度な出力トルク低下を抑制することができる。
【０１２２】
以上のように、実施の形態１によれば、内燃機関の運転状態、および吸気圧脈動が変化する要因となる制御の実行状態に基づいて、加減速不感帯を適切に設定することにより、加減速時に必要十分な量の燃料増減量補正を行うことができる。この結果、ドライバビリティの悪化や、排気エミッションの悪化を抑制することができるという優れた効果を得ることができる。
【０１２３】
なお、上述した実施の形態１では、内燃機関の加速時および減速時の燃料噴射量を補正するために、内燃機関の加速状態および減速状態の双方を検出するようにしている場合について説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、加減速状態を検出する目的によっては、加速状態および減速状態のいずれか一方のみを検出するような構成としてもよい。
【０１２４】
また、冷機時のようにメカロスが大きく、間接的にでも吸気圧脈動が大きくなるような状態についても、脈動変化要因として挙げることで、冷機時の加減速不感帯を適切に設定してもよい。具体的には、水温センサで測定された冷却水温度の信号に基づいて、冷機状態か否かを判定し、加減速不感帯を適切に切り替える構成にすればよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１  エンジン（内燃機関）、２  電子制御式スロットルバルブ、３  スロットル開度センサ、４  サージタンク、５  吸気圧センサ、６  吸気温センサ、７  吸気ポート、８  インジェクタ、９  吸気バルブ、１０  点火コイル、１１  点火プラグ、１２  クランク角センサ、１３  排気ポート、１４  排気バルブ、１５  Ｏ２センサ、１６  触媒、１７  燃料タンク、１８  燃料ポンプ、１９  燃料分岐管、２０  キャニスタ、２１  パージバルブ、２２  キャニスタ制御バルブ、２３  ＥＧＲクーラ、２４  ＥＧＲバルブ、２５  吸気カム、２０１  回転速度検出部、２０２  大気圧センサ、２０３  圧力検出部、２０４  基本燃料噴射量演算部、２０５  脈動変化要因となりうる可変制御部、２０６  加減速不感帯設定部、２０７  加減速状態検出部、２０８  加減速燃料補正部、２０９  燃料噴射装置、２１０  点火時期制御装置、３０１  蒸発燃料処理装置、３０２  排気ガス還流装置、３０３  可変動弁装置、３０４  吸気流調整装置、３０５  パージバルブ開度、３０６  キャニスタ制御バルブ開度、３０７  ＥＧＲバルブ開度、３０８  吸気バルブリフト量／作用角、３０９  吸気バルブ開閉時期、３１０  スワールコントロールバルブ開度、３１１  可変制御状態検知、３１２  脈動変化要因タグ情報、４０１  吸気負圧、４０２  回転速度、４０３  マップ演算、４０４  更新ディレー、４０５  加速不感帯、５０１  マップ演算、５０２  最大値選択、５０３〜５０７  スイッチ。
【要約】
【課題】加減速不感帯の設定レベルが不適切であることに起因して燃料噴射量の誤補正や過補正や補正不足が生じることを防止する。
【解決手段】圧力検出部（２０３）と、回転速度検出部（２０１）と、基本燃料噴射量演算部（２０４）と、加速不感帯および減速不感帯を、回転速度、吸気圧、大気圧と吸気圧との差分のうち少なくとも１つに基づいて設定する加減速不感帯設定部（２０６）と、加減速状態検出部（２０７）と、加減速燃料補正部（２０８）と、内燃機関の排気エミッション量の低減、燃費の低減を図るための１以上の制御を実行する可変制御部（２０５）とを備え、加減速不感帯設定部（２０６）は、可変制御部（２０５）の実行状態に応じて、加速不感帯および減速不感帯を切り替え設定する。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005586733.tif 000008
【図８】
0005586733.tif 000009
【図９】
0005586733.tif 000010
【図１０】
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