(57)【要約】【課題】パージ濃度の推定精度をより高めることができ、空燃比を適切に制御することができるエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】  エンジンの排気通路３２に設けられて排気空燃比を検出する空燃比検出手段４１と、排気空燃比と推定排気空燃比とに基づいて比例補正値及び積分補正値を演算し、演算した比例補正値及び積分補正値に基づいて排気空燃比が推定排気空燃比に近づくように燃料噴射量をフィードバック制御するフィードバック制御手段５１と、排気空燃比と推定排気空燃比とに基づいて空燃比エラー率を演算するエラー率演算手段５２と、フィードバック制御手段５１によって演算された比例補正値及び積分補正値に加え、エラー率演算手段５２によって演算された空燃比エラー率に基づいて、パージ濃度の推定を行うパージ濃度推定手段５３と、を備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクからの蒸散燃料を含むパージガスを吸気通路に導入するエンジンの制御装置であって、
前記エンジンの排気通路に設けられて排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段によって検出された排気空燃比と、前記エンジンの運転状態に応じて設定された目標空燃比から推定される推定排気空燃比と、に基づいて比例補正値及び積分補正値を演算し、演算した前記比例補正値及び前記積分補正値に基づいて、前記排気空燃比が前記推定排気空燃比に近づくように燃料噴射量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
前記排気空燃比と、前記推定排気空燃比と、に基づいて空燃比エラー率を演算するエラー率演算手段と、
前記フィードバック制御手段によって演算された前記比例補正値及び前記積分補正値に加え、前記エラー率演算手段によって演算された前記空燃比エラー率に基づいて、パージ濃度の推定を行うパージ濃度推定手段と、を備える
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に記載のエンジンの制御装置において、
前記推定排気空燃比は、前記空燃比検出手段にて前記排気空燃比が検出される時点よりも所定行程前の過去の目標空燃比から推定され、
前記エラー率演算手段は、前記排気空燃比と前記推定排気空燃比との乖離率を前記空燃比エラー率として演算する
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に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃料噴射量のフィードバック制御に用いられパージ量に基づいて変動するパージ補正値を演算するパージ補正値演算手段を備え、
前記パージ濃度推定手段は、さらに前記パージ補正値に基づいて、前記パージ濃度の推定を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジンが過渡運転中であるか否かを判定する過渡判定手段を備え、
前記パージ濃度推定手段は、前記過渡判定手段によって前記エンジンが過渡運転中ではないと判定されたことを条件に、前記パージ濃度の推定を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの制御装置において、
前記過渡判定手段は、過渡判定指数が所定値よりも大きい場合に、前記エンジンが過渡運転中であると判定する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載のエンジンの制御装置において、
前記パージ濃度推定手段は、前記空燃比エラー率が予め設定された上限値よりも小さいことを条件として、前記パージ濃度の推定を行う
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、車両が備えるエンジンの制御装置に関し、特に、エンジンの吸気通路に導入されるパージガスの濃度（パージ濃度）を推定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内に生じた蒸散燃料（蒸発燃料）は大気汚染の原因となることから、エンジンを搭載した車両では、蒸散燃料を含むパージガスを吸気通路に導入することで、蒸散燃料の車外への漏出を防止する技術がある。より詳しくは、燃料タンク内で発生した蒸散燃料を、燃料タンクとエンジンの吸気通路とを繋ぐパージ管路に設けられたキャニスタで一時的に回収し、このキャニスタから離脱した蒸散燃料をパージガスとして所定のタイミングでエンジンの吸気通路に導入する。そして、このパージガスを含む混合気を燃焼室（筒内）に流入させ、燃焼室にて燃焼させている。
【０００３】
ここで、エンジンの燃焼室に流入する混合気の空燃比は、燃料噴射弁から噴射される燃料量等によって変化するのはもちろん、パージ濃度（パージガスに含まれる蒸散燃料の濃度）によっても変化する。したがって、エンジンの空燃比を適切に制御するためには、パージ濃度をより高精度に推定する必要がある。
【０００４】
このような問題に対し、例えば、排気通路上に設けられた空燃比センサの信号（排気空燃比）に基づいて燃料噴射量を補正するための空燃比フィードバック補正係数を演算し、このフィードバック補正係数の変化に基づいてパージ濃度を推定する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２８４７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにフィードバック補正係数の変化に基づいてパージ濃度を推定することで、パージ濃度の推定精度を高めることはできるかもしれない。
【０００７】
ただし、フィードバック補正係数は、一般的に、積分補正により求められている。このため、パージ濃度の推定精度の安定化を図ることはできるものの、パージ濃度の推定精度を十分に高めることができていないのが現状である。詳しくは、積分補正では、パージガスの導入による空燃比の変動があった場合でもゲインが所定範囲でしか変化しないため、フィードバック補正値（補正係数）が、この空燃比の変動に追いついていない状況が発生し得る。このような状況は、特に、パージガスの導入直後に起こり易い。そして、その間はパージ濃度が低い値に推定され、それに起因して空燃比に不要な変動が生じてしまう虞がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、パージ濃度の推定精度をより高めることができ、空燃比を適切に制御することができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の一つの態様は、燃料タンクからの蒸散燃料を含むパージガスを吸気通路に導入するエンジンの制御装置であって、前記エンジンの排気通路に設けられて排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段によって検出された排気空燃比と、前記エンジンの運転状態に応じて設定された目標空燃比から推定される推定排気空燃比と、に基づいて比例補正値及び積分補正値を演算し、演算した前記比例補正値及び前記積分補正値に基づいて、前記排気空燃比が前記推定排気空燃比に近づくように燃料噴射量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記排気空燃比と、前記推定排気空燃比と、に基づいて空燃比エラー率を演算するエラー率演算手段と、前記フィードバック制御手段によって演算された前記比例補正値及び前記積分補正値に加え、前記エラー率演算手段によって演算された前記空燃比エラー率に基づいて、パージ濃度の推定を行うパージ濃度推定手段と、を備えることを特徴とするエンジンの制御装置にある。
【００１０】
ここで、前記推定排気空燃比は、前記空燃比検出手段にて前記排気空燃比が検出される時点よりも所定行程前の過去の目標空燃比から推定され、前記エラー率演算手段は、前記排気空燃比と前記推定排気空燃比との乖離率を前記空燃比エラー率として演算することが好ましい。
【００１１】
また前記燃料噴射量のフィードバック制御に用いられパージ量に基づいて変動するパージ補正値を演算するパージ補正値演算手段を備え、前記パージ濃度推定手段は、さらに前記パージ補正値に基づいて、前記パージ濃度の推定を行うことを特徴とするエンジンの制御装置にある。
【００１２】
また前記エンジンが過渡運転中であるか否かを判定する過渡判定手段を備え、前記パージ濃度推定手段は、前記過渡判定手段によって前記エンジンが過渡運転中ではないと判定されたことを条件に、前記パージ濃度の推定を行うことが好ましい。
【００１３】
また前記過渡判定手段は、過渡判定指数が所定値よりも大きい場合に、前記エンジンが過渡運転中であると判定することが好ましい。
【００１４】
また前記パージ濃度推定手段は、前記空燃比エラー率が予め設定された上限値よりも小さいことを条件として、前記パージ濃度の推定を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
かかる本発明によれば、パージ濃度の推定精度を向上することができる。したがって、エンジンの空燃比をより一層適正に制御して、排気ガス性能の悪化や、ドライバビリティの悪化等を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置を含むエンジンの概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係るパージガスの推定に伴う筒内パージ率、空燃比、フィードバック補正値、空燃比エラー率、濃度推定用空燃比係数、パージ濃度、過渡判定指数、カウンタ値の各変化を対比して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。まずは図１を参照して、本実施形態に係るエンジンの概略構成を説明する。
【００１８】
図１に示すエンジン１０は、いわゆる吸気管噴射型のエンジンであり、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３とを有している。シリンダブロック１３の各シリンダ１４内には、ピストン１５が往復運動可能なように収容されている。このピストン１５とシリンダ１４とシリンダヘッド１２とで燃焼室１６が形成されている。ピストン１５は、コンロッド１７を介してクランクシャフト１８に接続されている。ピストン１５の往復運動は、コンロッド１７を介してクランクシャフト１８に伝達される。
【００１９】
シリンダヘッド１２には吸気ポート１９が形成されている。この吸気ポート１９には吸気マニホールド２０が接続されている。吸気ポート１９には吸気弁２１が設けられており、この吸気弁２１によって燃焼室１６と吸気ポート１９が連通・遮断されるようになっている。吸気マニホールド２０には、燃料パイプ２２を介して燃料タンク２３に接続された燃料噴射弁２４が吸気ポート１９内に混合燃料を噴射可能に設けられている。
【００２０】
なお燃料タンク２３は、燃料タンク２３内の蒸散燃料を吸着させるキャニスタ２５が接続されると共に、キャニスタ２５がパージ通路２６を介して吸気系を構成する吸気管（吸気通路）２７に接続されている。
【００２１】
そして所定のパージ条件が成立したときに、パージ通路２６に設けられたパージ弁２８が開かれる。パージ弁２８が開かれることに伴い、蒸散燃料がキャニスタ２５から離脱して、パージ通路２６を介して吸気管（吸気通路）２７に導入される。これにより蒸散燃料の大気中への放出を防止することができる。
【００２２】
シリンダヘッド１２には、さらに排気ポート３０が形成されている。この排気ポート３０には排気マニホールド３１の一端が接続され、排気マニホールド３１の他端には排気管（排気通路）３２が接続されている。なお、排気ポート３０には排気弁３３が設けられており、吸気ポート１９における吸気弁２１と同様、燃焼室１６と排気ポート３０はこの排気弁３３によって連通・遮断されるようになっている。
【００２３】
シリンダヘッド１２には、各気筒毎に点火プラグ３４が取り付けられている。各点火プラグ３４には、高電圧を出力する点火コイル３５が接続されている。吸気マニホールド２０の上流側の吸気管２７には、サージタンク３６が設けられ、このサージタンク３６の上流側に吸気量を調整するスロットルバルブ３７及びスロットルバルブ３７の開度を検出するスロットルポジションセンサ３８が設けられている。さらにスロットルバルブ３７の上流には、吸気量を計測するエアフローセンサ３９が介装されている。
【００２４】
排気マニホールド３１に接続された排気管３２には、排気浄化用触媒である三元触媒４０が介装されている。三元触媒４０の上流側には、排気空燃比（実空燃比）を検出する空燃比検出手段としてのリニア空燃比センサ４１が設けられている。
【００２５】
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）５０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。このＥＣＵ５０によって、エンジン１０の総合的な制御が行われる。ＥＣＵ５０の入力側には、上述したスロットルポジションセンサ３８、エアフローセンサ３９、リニア空燃比センサ４１の他、エンジン１０のクランク角を検出するクランク角センサ４３、エンジン１０の冷却水温度を検出する水温センサ４４等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
【００２６】
一方、ＥＣＵ５０の出力側には、上述した燃料噴射弁２４、点火コイル３５、スロットルバルブ３７、パージ弁２８等の各種出力デバイスが接続されている。これら各種出力デバイスには、ＥＣＵ５０で各種センサ類からの検出情報から演算された燃料噴射時間、点火時期、スロットル開度、弁開閉時期等のパラメータ値が出力されて、燃焼室１６内の燃焼状態が制御されている。
【００２７】
本発明に係るエンジンの制御装置は、このような各種センサ類とＥＣＵ５０とで構成され、各種センサ類からの検出情報に基づいて、例えば、エンジンの空燃比（排気空燃比）を適切に制御している。本実施形態では、エンジンの制御装置は、以下に説明するようにパージ濃度を高精度に推定し、その推定結果に基づいて排気空燃比が推定排気空燃比に近づくようにフィードバック制御している。すなわち排気空燃比が推定排気空燃比に近づくように燃料噴射弁２４が噴射する燃料量を適切にフィードバック制御している。
【００２８】
そして本発明に係るエンジンの制御装置は、パージガスの推定技術に特徴を有する。このため、以下では、主にパージガスの推定技術について詳細に説明する。
【００２９】
ＥＣＵ５０は、フィードバック制御部５１と、エラー率演算部５２と、パージ濃度推定部５３と、パージ補正値演算部５４と、過渡判定部５５と、を有する。
【００３０】
フィードバック制御部（フィードバック制御手段）５１は、燃料噴射弁２４から噴射される燃料噴射量をフィードバック制御する。詳しくは、フィードバック制御部５１は、リニア空燃比センサ４１によって所定のタイミング（第１のタイミング）で検出される排気空燃比と、エンジンの運転状態に応じて設定された目標空燃比から推定される推定排気空燃比（第１のタイミングにおける排気空燃比の推定値）と、からフィードバック補正値（比例補正値及び積分補正値）を演算し、演算したフィードバック補正値に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する。
【００３１】
本実施形態では、フィードバック制御部５１は、リニア空燃比センサ４１にて排気空燃比が検出される時点（第１のタイミング）よりも所定行程前（第２のタイミング）に設定された過去の目標空燃比から推定される推定排気空燃比（第１のタイミングにおける排気空燃比の推定値）と、に基づいていてフィードバック補正値を演算する。上記「所定行程前（第２のタイミング）」とは、言い換えれば、第１のタイミングでリニア空燃比センサ４１によって排気空燃比が検出された排気に含まれる燃料が噴射されたタイミングに相当する。
【００３２】
より詳細には、燃料噴射弁２４から噴射した燃料が燃焼室１６で燃焼され、排気管３２に排出された排気がリニア空燃比センサ４１に到達するには、所定の時間（いわゆる遅れ時間）を要する。この遅れ時間には、燃料噴射弁２４から噴射した燃料が燃焼室１６に導入されるまでの吸気応答遅れ時間と、燃焼室１６から排気管３２に排出された排気がリニア空燃比センサ４１に到達するまでの排気応答遅れ時間と、が含まれる。したがって、第１のタイミングでリニア空燃比センサ４１で検出される排気空燃比は、この遅れ時間（吸気応答遅れ時間及び排気応答遅れ時間）分だけ第１のタイミングよりも前（所定行程前）の第２のタイミングで燃料噴射弁２４から噴射した燃料が燃焼された排気空燃比ということになる。
【００３３】
そこで、フィードバック制御部５１は、上述のように第１のタイミングでリニア空燃比センサ４１によって検出された排気空燃比と、第２のタイミングで設定された過去の目標空燃比とに基づいて、燃料噴射量をフィードバック制御している。
【００３４】
例えば、本実施形態では、フィードバック制御部５１は、第２のタイミングで設定された過去の目標空燃比から、第１のタイミング（現在）の排気空燃比を推定し、その推定結果である推定排気空燃比と、リニア空燃比センサ４１によって検出された第１のタイミングにおける排気空燃比と、に基づいてフィードバック補正値（比例補正値及び積分補正値）を演算し、演算したフィードバック補正値に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御している。すなわちフィードバック制御部５１は、リニア空燃比センサ４１によって検出される排気空燃比が、推定排気空燃比に近づくように（好ましくは、排気空燃比と推定排気空燃比とが一致するように）、燃料噴射量をフィードバック制御している。
【００３５】
ここで、フィードバック制御部５１が演算する比例補正値（比例補正係数）とは、排気空燃比が推定排気空燃比に近づくように、燃料噴射弁２４が噴射する燃料噴射量を比例補正する際に用いられる補正値（補正係数）である。この比例補正値は、リニア空燃比センサ４１によって検出された排気空燃比の変化に追従して変動する。例えば、図２に示すように、エンジンの運転状態に応じて排気空燃比が大きくリッチ側に変動すると（Ａ部）、それに追従して比例補正値も減少側に変動する（Ｂ部）。
【００３６】
一方、積分補正値は、排気空燃比が推定排気空燃比に近づくように、燃料噴射弁２４が噴射する燃料噴射量を積分補正する際に用いられる補正値（補正係数）である。積分補正値は、排気空燃比の変化には追従せずに略一定のゲインで変化する。すなわち、排気空燃比の変化に拘わらず、積分補正値のゲインの変化量は比較的小さい。例えば、図２に示すように、エンジンの運転状態に応じて排気空燃比が大きくリッチ側に変動しても（Ａ部）、積分補正値は略一定のゲインで変化する（Ｃ部）。なお、これら比例補正及び積分補正の手法自体は、周知の技術であるため詳細な説明は省略する。
【００３７】
またエラー率演算部（エラー率演算手段）５２は、上述したリニア空燃比センサ４１によって所定のタイミング（第１のタイミング）で検出される排気空燃比と、エンジンの運転状態に応じて設定された目標空燃比から推定される推定排気空燃比（第１のタイミングにおける排気空燃比の推定値）と、に基づいて、これら排気空燃比と推定排気空燃比との乖離率である空燃比エラー率を演算する。すなわち空燃比エラー率とは、リニア空燃比センサ４１によって検出される排気空燃比（第１のタイミングにおける排気空燃比）と、エンジンの運転状態に応じて設定された目標空燃比から推定される推定排気空燃比（第１のタイミングにおける排気空燃比の推定値）とが、どの程度乖離しているかを示すパラメータである。
【００３８】
本実施形態では、エラー率演算部５２は、リニア空燃比センサ４１によって検出された第１のタイミングにおける排気空燃比と、第１のタイミングよりも所定行程前の第２のタイミングにおける目標空燃比から推定される推定排気空燃比との乖離率を空燃比エラー率として演算する。
【００３９】
上述のようにフィードバック制御部５１は、排気空燃比が推定排気空燃比に近づくように燃料噴射量を適宜制御している。したがって、燃料噴射量が適切に制御されていれば、排気空燃比と推定排気空燃比とはほぼ一致することになる。ただし、燃料噴射量が適切に制御されていたとしても、例えば、パージガスが導入された場合には、その分だけは、排気空燃比と推定排気空燃比とにズレが生じることになる。
【００４０】
後述するようにパージガスの導入時には、導入量（パージ量）に応じて燃料噴射弁２４から噴射する燃料量の補正が行われるが、それでもパージガスの導入に起因して排気空燃比と推定排気空燃比とにズレが生じてしまう場合がある。エラー率演算部５２は、このような要因による排気空燃比と推定排気空燃比とのズレ量を示す値として空燃比エラー率を演算している。
【００４１】
なお、上述したように燃料噴射弁２４から噴射した燃料が燃焼室１６で燃焼され、排気管３２に排出された排気がリニア空燃比センサ４１に到達するには、所定の時間（いわゆる遅れ時間）を要する。
【００４２】
このためエラー率演算部５２も、リニア空燃比センサ４１によって検出された排気空燃比（第１のタイミングにおける排気空燃比）と、排気空燃比が検出された時点よりも上記遅れ時間（所定行程）分だけ前（第２のタイミング）に設定された過去の目標空燃比とに基づいて空燃比エラー率を演算している。言い換えれば、エラー率演算部５２は、燃料噴射弁２４から燃料を噴射した第２のタイミングにおける目標空燃比と、第２のタイミングで噴射された燃料が燃焼した排気がリニア空燃比センサ４１に到達する第１のタイミングでの排気空燃比（現在の排気空燃比）とに基づいて空燃比エラー率を演算している。
【００４３】
例えば、図２に示す時刻ｔａにおいて空燃比エラー率を演算する場合、エラー率演算部５２は、第１のタイミングである時刻ｔａでリニア空燃比センサ４１によって検出された排気空燃比ＥＡＦ１と、第２のタイミングである時刻ｔｂ（時刻ｔａよりも所定行程前）における目標空燃比ＴＡＦ１から推定した時刻ｔａにおける排気空燃比（推定排気空燃比）ＰＥＡＦ１との乖離率を空燃比エラー率Ｅｒ１として演算する。これにより、空燃比エラー率を適切に演算することができる。なお推定排気空燃比の推定方法は特に限定されないが、例えば、エンジンの運転状態等に基づいて推定することができる。
【００４４】
そして、このように演算される空燃比エラー率は、図２に示すように、リニア空燃比センサ４１によって検出される排気空燃比が推定排気空燃比から大きく変動すると（Ａ部）、それに伴って大きく増加することになる（Ｄ部）。
【００４５】
パージ濃度推定部（パージ濃度推定手段）５３は、フィードバック制御部５１によって演算された比例補正値及び積分補正値に加え、このようにエラー率演算部５２によって演算された空燃比エラー率に基づいて、パージ濃度（パージガスの濃度）の推定を行う。より詳細には、パージ濃度推定部５３は、フィードバック制御部５１によって演算された比例補正値及び積分補正値に加え、エラー率演算部５２によって演算された空燃比エラー率に基づいて濃度推定用空燃比係数を演算し、演算した濃度推定用空燃比係数と、さらに筒内パージ率等とに基づいてパージ濃度の推定を行っている。
【００４６】
なお、筒内パージ率とは、スロットルバルブ３７側から吸気管２７及び燃焼室（気筒）１６内に流入する吸気流量に対するパージ弁２８側から吸気管２７及び燃焼室（気筒）１６内に流入するパージガス流量の比である。スロットルバルブ３７側からの吸気流量は、例えば、スロットルバルブ３７の開度と流速とから算出され、吸気の流速は、スロットルバルブ３７の上流及び下流の圧力、吸気温度等に基づいて算出される。同様に、パージガス流量は、例えば、パージ弁２８の開度とパージガス流速とから算出され、パージガス流速はパージ弁２８の上流及び下流の圧力、キャニスタ２５での損失圧力、吸気温度等に基づいて算出される。
【００４７】
また筒内パージ率は、現在吸気行程の気筒におけるパージ率であるため、パージ濃度の演算に用いる筒内パージ率は、燃焼室１６から排出された排気がリニア空燃比センサ４１に到達するまでの遅れ時間（排気応答遅れ時間）を考慮した値とすることが好ましい。
【００４８】
さらに本実施形態では、パージ濃度推定部５３は、パージ補正値演算部５４によって演算されたパージ補正値（パージ補正係数）に基づいて、濃度推定用空燃比係数を演算している。
【００４９】
ここで、パージ補正値演算部（パージ補正値演算手段）５４は、燃料噴射弁２４が噴射する燃料噴射量を補正するためのパージ補正値（パージ補正係数）を演算する。パージ補正係数は、吸気管２７及び燃焼室（気筒）１６内に流入するパージガスの量（パージ量）に基づいて変動し、例えば、パージ量が多いほど小さい値となる。したがって、燃料噴射弁２４が噴射する燃料量は、パージ量が多いほど減少するように補正される。
【００５０】
パージ濃度推定部５３は、上述した比例補正値及び積分補正値、ならびに空燃比エラー率に加え、このようにパージ補正値演算部５４によって演算されたパージ補正値（パージ補正係数）に基づいて濃度推定用空燃比係数Ｋ１を演算する（下記式（１）参照）。
【００５１】
Ｋ１＝（比例補正値＋積分補正値）×空燃比エラー率×パージ補正係数    （１）
【００５２】
そしてパージ濃度推定部５３は、この濃度推定用空燃比係数、筒内パージ率等に基づいて、パージ濃度の推定を行う。
【００５３】
以上のように、本実施形態では、積分補正値と共に比例補正値を用いてパージ濃度の推定を行うようにした。またその際、フィードバック制御部５１が演算した比例補正値及び積分補正値と、エラー率演算部５２が演算した空燃比エラー率と、パージ補正値と、に基づいて濃度推定用空燃比係数を演算するようにした。
【００５４】
このように演算した濃度推定用空燃比係数（実施例）は、図２に示すように、積分補正値に基づいて演算した従来の濃度推定用空燃比係数（比較例）に比べて、リニア空燃比センサ４１によって検出される排気空燃比の変化に追従する。なお濃度推定用空燃比係数は、排気空燃比が推定排気空燃比と一致していれば１．０であり、空燃比のずれが大きくなるほど減少する（１．０よりも小さい値となる）。例えば、排気空燃比が推定排気空燃比から大きく変動した場合（Ａ部）、濃度推定用空燃比係数もそれに追従して大きく変動する（Ｅ部）。
【００５５】
したがって、この濃度推定用空燃比係数（実施例）を用いることで、排気空燃比が変動した場合でも、その変動に応じてパージ濃度を高精度に推定することができる。
【００５６】
さらに本実施形態では、所定行程前（第２のタイミング）に設定された過去の目標空燃比から推定した推定排気空燃比と、リニア空燃比センサ４１によって検出された第１のタイミングにおける排気空燃比との乖離率を空燃比エラー率として演算するようにしたので、空燃比エラー率をより高精度に推定することができる。したがって、この空燃比エラー率に基づいてパージ濃度を推定することで、パージ濃度の推定精度も向上することができる。
【００５７】
なおパージ濃度推定部５３は、空燃比エラー率が予め設定された上限値よりも小さいことを条件として、パージ濃度の推定を行うことが好ましい。例えば、リニア空燃比センサ４１が劣化している等の故障が生じた場合、空燃比エラー率は大きく上昇する。このような故障に起因して上昇した空燃比エラー率に基づいてパージ濃度の推定を行うと、推定誤差が大きくなり、空燃比を適切に制御できなくなる虞がある。しかしながら、空燃比エラー率が予め設定された上限値よりも小さいことを条件として、パージ濃度の推定を行うようにすることで、このような問題は未然に防止することができる。
【００５８】
また筒内パージ率が比較的低い状態では、パージ濃度を正確に推定することが難しい。このため、パージ濃度推定部５３は、筒内パージ率が所定値以上であることを条件として、パージ濃度の推定を行うことが好ましい。
【００５９】
ところで、エンジンが過渡運転中である場合、燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量の変動が比較的大きくなり易い。
【００６０】
例えば、燃料噴射弁から燃料を噴射すると、噴射された燃料の多くは混合気として筒内に流入するが、噴射された燃料の一部は吸気管（吸気ポート）や燃焼室の壁面に付着する。また既に壁面に付着している燃料は蒸発して、混合気として筒内に流入する。このため、燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を前回よりも増加した場合、排気空燃比は推定排気空燃比よりもリーン側にずれ易い。一方、燃料噴射量を前回よりも減少した場合、排気空燃比は推定排気空燃比よりもリッチ側にずれ易い。特に、過渡運転中には、このような付着燃料に起因した排気空燃比のずれが起こりやすい。そこで、過渡運転中には、壁面等に付着した燃料量に応じて燃料噴射量を補正する、いわゆる付着燃料補正が一般的に行われている。
【００６１】
エンジンが過渡運転中である場合、このような付着燃料補正量の変動に伴い、上述した比例補正値も変動し易い。したがって、この比例補正値に基づいて演算される濃度推定用空燃比係数も変動し易い。
【００６２】
そこで、パージ濃度推定部５３は、エンジンが過渡運転中ではないことを条件に、パージ濃度の推定を行う。言い換えれば、エンジンが過渡運転中である場合には、パージ濃度推定部５３は、パージ濃度の推定を禁止している。
【００６３】
具体的には、ＥＣＵ５０が備える過渡判定部（過渡判定手段）５５が、エンジンが過渡運転中であるか否かを判定する。この過渡判定部５５は、例えば、吸気量が所定値以上である場合に、エンジンが「過渡運転中である」と判定する。具体的には、過渡判定部５５は、吸気量に基づいて設定された過渡判定指数が所定値よりも大きい場合に、エンジンが「過渡運転中である」と判定する。この過渡判定指数は、本実施形態では、吸気量が所定値であるときの値がゼロに設定されており、過渡判定部５５は、この過渡判定指数がゼロよりも大きい場合に、エンジンが「過渡運転中である」と判定する。
【００６４】
また過渡判定部５５は、過渡判定指数がゼロとなった場合でも、すくには「過渡運転中ではない」との判定は行わず、過渡判定指数がゼロである状態が所定期間以上継続した場合に、「過渡運転中ではない」と判定する。過渡判定部５５がこのように「過渡運転中ではない」と判定すると、その後、パージ濃度推定部５３によるパージ濃度の推定が開始される。
【００６５】
例えば、図２に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間は、過渡判定指数がゼロである期間は短い。したがって、この期間は、過渡判定部５５によってエンジンが「過渡運転中である」と判定され、パージ濃度推定部５３によるパージ濃度の推定は行われない「禁止期間」となる。時刻ｔ１で過渡判定指数がゼロになると、例えば、ＥＣＵ５０が備えるカウンタ（図示なし）がカウントアップを開始する。
【００６６】
その後、過渡判定指数がゼロの状態が継続し時刻ｔ２においてカウンタが所定値Ｎ１に達すると、つまり吸気量の変動が小さい状態が所定時間継続すると、過渡判定部５５によってエンジンが「過渡運転中ではない」と判定され、パージ濃度推定部５３によるパージ濃度の推定が行われる期間（実行期間）となる。
【００６７】
なお本実施形態では、過渡判定指数を吸気量に基づいて設定しているが、勿論、過渡判定指数は、吸気量に基づいて設定されていなくてもよく、過渡運転中に変動する値に基づいて設定されていればよい。
【００６８】
上述のように本実施形態では、比例補正値及び積分補正値と、空燃比エラー率と、パージ補正値と、に基づいて演算された濃度推定用空燃比係数を用いて、パージ濃度が推定されている。このため、図２に示すように、時刻ｔ２でパージ濃度の推定が開始されると、パージ濃度（実施例）は、排気空燃比に追従して大きく変動する。一方、積分補正値に基づく濃度指定用空燃比係数を用いて推定されたパージ濃度（比較例）は、排気空燃比の変化には追従せずに、一定のゲインで徐々に変化する。
【００６９】
また時刻ｔ３において、過渡判定指数がゼロよりも大きくなると、つまり吸気量が大きく増加すると、カウンタがリセットされると共に、過渡判定部５５によってエンジンが「過渡運転中である」と判定される。このため、パージ濃度推定部５３によるパージ濃度の推定は時刻ｔ３において中止され、パージ濃度の推定が禁止される期間（禁止期間）となる。
【００７０】
その後、時刻ｔ４で過渡判定指数がゼロになると、カウンタが再びカウントアップを開始する。そして過渡判定指数がゼロである状態が継続し時刻ｔ５でカウンタが所定値Ｎ１に達すると、つまり吸気量の変動が小さい状態が所定時間継続すると、パージ濃度推定部５３によるパージ濃度の推定が再開される（実行期間）。
【００７１】
なお時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間でパージ濃度の推定が行われた後の禁止期間中（時刻ｔ４から時刻ｔ５）、パージ濃度は前回値（時刻ｔ４での値）が維持される。このため、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間に、濃度推定用空燃比係数が大きく変動した場合でも（Ｅ部）、パージ濃度（実施例）は変動することなく一定値に維持される（Ｆ部）。
【００７２】
このように本実施形態では、過渡判定部５５によって「過渡運転中ではない」と判定された場合に、パージ濃度の推定を行うようにしている。言い換えれば、パージ以外の要因でエンジン空燃比が変動し易い（空燃比エラー率が変動し易い）過渡運転中には、パージ濃度の推定を禁止するようにした。したがって、パージ濃度をより高精度に推定することができ、それに伴い、空燃比をより適切に制御することができる。
【００７３】
さらに本実施形態では、エンジンが過渡運転中ではない状態が所定時間継続された場合に、パージ濃度の推定を行うようにしているため、パージ濃度をより高精度に推定することができる。またパージ濃度の推定を禁止する禁止期間のパージ濃度は、前回推定した値（前回値）が維持されるようにしているため、実際のパージ濃度との大きなズレも抑制することができる。
【００７４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論本発明はこの実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。
【００７５】
例えば、上述の実施形態では、パージ濃度推定部が、比例補正値及び積分補正値と、空燃比エラー率と、パージ補正値とに基づいてパージ濃度を推定する例を説明したが、パージ濃度推定部は、パージ補正値は考慮せず、比例補正値及び積分補正値と、空燃比エラー率とに基づいて、パージ濃度を推定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０  エンジン
１２  シリンダヘッド
１３  シリンダブロック
１４  シリンダ
１５  ピストン
１６  燃焼室
１７  コンロッド
１８  クランクシャフト
１９  吸気ポート
２０  吸気マニホールド
２１  吸気弁
２２  燃料パイプ
２３  燃料タンク
２４  燃料噴射弁
２５  キャニスタ
２６  パージ通路
２７  吸気管
２８  パージ弁
３０  排気ポート
３１  排気マニホールド
３２  排気管
３３  排気弁
３４  点火プラグ
３５  点火コイル
３６  サージタンク
３７  スロットルバルブ
３８  スロットルポジションセンサ
３９  エアフローセンサ
４０  三元触媒
４１  リニア空燃比センサ
４３  クランク角センサ
４４  水温センサ
５１  フィードバック制御部（フィードバック制御手段）
５２  エラー率演算部（エラー率演算手段）
５３  パージ濃度推定部（パージ濃度推定手段）
５４  パージ補正値演算部（パージ補正値演算手段）
５５  過渡判定部（過渡判定手段）
【図１】
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【図２】
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