(57)【要約】【課題】気筒毎に空燃比センサを設けることなく、気筒間での空燃比のばらつきを抑制すること。【解決手段】ＥＣＵ６４は、気筒１４１〜１４３に割り当てられた燃料噴射装置４０１〜４０３の各々の噴射時間を空燃比センサ５４の出力に基づいて調整する。ＥＣＵ６４はまた、チャコールキャニスタ５８内の蒸発燃料を吸気管３２に供給するキャニスタパージを制御する。メモリ６４ｍには、パージ流量に応じて異なる値を示す第１補正係数を保持するテーブルと、吸気温に応じて異なる値を示す第２補正係数を保持するテーブルとが設けられる。ＥＣＵ６４は、空燃比センサ５４の出力に基づいて調整された噴射時間を、調整対象の燃料噴射装置に対応する第１補正係数および第２補正係数を参照して補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒にそれぞれ割り当てられた複数の燃料噴射装置の各々の噴射時間を空燃比センサの出力に基づいて調整する調整手段、
キャニスタ内の蒸発燃料を吸気管に供給するキャニスタパージを制御するパージ制御手段、
前記複数の燃料噴射装置にそれぞれ対応し、かつパージ流量および／または吸気温に応じて異なる補正係数を各々が保持する複数の保持手段、および
前記調整手段によって調整された噴射時間を前記複数の保持手段のうち前記調整手段の調整対象に対応する保持手段に保持された補正係数を参照して補正する補正手段を備える、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、燃料噴射装置の噴射量をキャニスタパージの実行／中断に応じて補正する、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の技術は、機関各気筒に対する蒸発燃料の分配割合を、気筒に対応した空燃比センサにて算出および学習し、学習した結果に応じて機関燃料噴射量を制御することで、各気筒に供給される蒸発燃料のばらつきを抑えようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５２８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、空燃比センサを各気筒に設ける必要があるため、システムが複雑化するとともに、低コストおよび軽量化への妨げとなる。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、気筒毎に空燃比センサを設けることなく、気筒間での空燃比のばらつきを抑制することができる、内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る制御装置は、複数の気筒にそれぞれ割り当てられた複数の燃料噴射装置の各々の噴射時間を空燃比センサの出力に基づいて調整する調整手段、キャニスタ内の蒸発燃料を吸気管に供給するキャニスタパージを制御するパージ制御手段、複数の燃料噴射装置にそれぞれ対応し、かつパージ流量および／または吸気温に応じて異なる補正係数を各々が保持する複数の保持手段、および調整手段によって調整された噴射時間を複数の保持手段のうち調整手段の調整対象に対応する保持手段に保持された補正係数を参照して補正する補正手段を備える。
【発明の効果】
【０００７】
複数の燃料噴射装置は複数の気筒にそれぞれ割り当てられ、複数の保持手段は複数の燃料噴射装置にそれぞれ対応するところ、各々の保持手段は、パージ流量および／または吸気温に応じて異なる補正係数を保持する。複数の燃料噴射装置の各々の噴射時間は、空燃比センサの出力に基づいて調整されるだけでなく、調整対象に対応する保持手段に保持された補正係数を参照して補正される。これによって、気筒毎に空燃比センサを設けることなく、気筒間での空燃比のばらつきを抑制することができる。
【０００８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この実施例の車両の要部構成の一部を示すブロック図である。
【図２】この実施例の車両の要部構成の他の一部を示すブロック図である。
【図３】図１に示すＥＣＵによって参照されるマップの一例を示す図解図である。
【図４】（Ａ）は１つ目の気筒に割り当てられた或るテーブルの一例を示す図解図であり、（Ｂ）は２つ目の気筒に割り当てられた或るテーブルの一例を示す図解図であり、（Ｃ）は３つ目の気筒に割り当てられた或るテーブルの一例を示す図解図である。
【図５】（Ａ）は１つ目の気筒に割り当てられた他のテーブルの一例を示す図解図であり、（Ｂ）は２つ目の気筒に割り当てられた他のテーブルの一例を示す図解図であり、（Ｃ）は３つ目の気筒に割り当てられた他のテーブルの一例を示す図解図である。
【図６】（Ａ）はパージ流量に対する各気筒の空燃比の変化の一例を示すグラフであり、（Ｂ）はパージ流量に対する各気筒の空燃比の変化の他の一例を示すグラフであり、（Ｃ）はパージ流量に対する各気筒の空燃比の変化のその他の一例を示すグラフである。
【図７】図１に示すＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。
【図８】図１に示すＥＣＵの動作の他の一部を示すフロー図である。
【図９】図１に示すＥＣＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１および図２を参照して、この実施例の車両１０は、３つの気筒１４１〜１４３を有する４ストローク型のエンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。吸気管３２は、気筒１４１〜１４３の上流の位置で３つに分岐する。一方、排気管３６は、気筒１４１〜１４３の下流の位置で３つから１つに集約される。気筒１４１〜１４３の各々に設けられた燃焼室１６は、吸気弁１８を介して吸気管３２と連通し、排気弁２０を介して排気管３６と連通する。
【００１１】
吸気管３２の分岐点には、吸気の分配量を平準化するためのサージタンク４４が設けられる。サージタンク４４よりも上流の位置には、大気から粉塵を分離するエアクリーナ３４と、バルブモータ４２によって開度が調整される単一のスロットルバルブ３８と、分配前の吸気量を測定するエアフローメータ５６とが設けられる。
【００１２】
また、サージタンク４４には、吸気圧および吸気温の両方を検知する吸気圧／吸気温一体型センサ４８が設けられる。さらに、サージタンク４４よりも下流の位置には、気筒１４１〜１４３にそれぞれ割り当てられた燃料噴射装置４０１〜４０３が設けられる。一方、排気管３６の集約点よりも下流の位置には、排ガス浄化触媒（以下、単に「触媒」と言う。）５２を有するマフラー５０が設けられる。
【００１３】
イグニッションキー（図示せず）によってＩＧオン操作が行われると、ＥＣＵ６４は、エンジン１２を始動するべく図２に示すリレー７２をオンする。バッテリ７４の電力はオン状態のリレー７２を介してスタータ７６に供給され、スタータ７６はバッテリ７４の電力によってクランキングを実行する。これによって、エンジン１２が始動する。
【００１４】
エンジン１２が始動すると、ＥＣＵ６４は、アイドル状態が維持されるように、バルブモータ４２を通してスロットルバルブ３８の開度を調整する。エアクリーナ３４を経た吸入空気の量は、スロットルバルブ３８によって規定され、燃料噴射装置４０の噴射時間は、理論空燃比を示す混合気が生成されるように調整される。
【００１５】
この状態からアクセルペダル（図示せず）が踏み込まれると、ＥＣＵ６４は、バルブモータ４２を駆動する。スロットルバルブ３８はバルブモータ４２によって開かれ、これによって、理論空燃比を保ちつつ吸入空気量および燃料噴射装置４０１〜４０３の噴射時間が増大する。
【００１６】
混合気は、吸気弁１８が開かれたときに燃焼室１６に供給される。供給された混合気は、コンロッド２４を介してクランクシャフト２６と結合されたピストン２２が上死点に達する直前に、点火プラグ３０によって点火される。ピストン２２は、混合気の爆発によって上下動し、これによってクランクシャフト２６が回転する。
【００１７】
クランクシャフト２６にはフライホイール２８が装着され、クランクシャフト２６の回転数つまりエンジン１２の回転数のぶれはフライホイール２８によって抑制される。また、エンジン１２の回転数は、エンジン回転センサ４６によって検知される。
【００１８】
クランクシャフト２６の回転力つまりエンジン１２の動力は、図２に示すトランスミッション６６を介して、ドライブシャフト（図示せず）に伝達される。これによって、車両１０が前進または後進する。クランクシャフト２６の回転力はまた、ベルト６８を介してオルタネータ７０の回転軸７０ｓに伝達される。回転軸７０ｓの回転力は電力に変換され、変換された電力はバッテリ７４に蓄えられる。
【００１９】
図１に戻って、混合気を燃焼した後の空気つまり燃焼ガスは、排気弁２０が開かれたときに燃焼室１６から排出され、排気管３６を介してマフラー５０に供給される。触媒５２は、燃焼ガスに含まれる一酸化炭素，炭化水素および窒素酸化物を酸化・還元し、水，二酸化炭素および窒素を生成する。車両１０からは、こうして浄化されたガスが排出される。
【００２０】
排気管３６のうち触媒５２の上流側の位置には、空燃比センサ５４が設けられる。ＥＣＵ６４は、空燃比センサ５４の出力に基づいて、燃料噴射装置４０の噴射時間を調整する。この結果、噴射時間は、理論空燃比を中心としてリッチ側およびリーン側に交互に振れる。
【００２１】
チャコールキャニスタ５８は、パージバルブ６２を介してサージタンク４４と接続される。ＥＣＵ６４は、チャコールキャニスタ５８の内部に蓄積された蒸発燃料の濃度つまりエバポ濃度をエバポ濃度センサ６０の出力に基づいて推定し、推定されたエバポ濃度と閾値ＴＨｃとの大小関係に応じてパージバルブ６２を開閉する。このようなパージ制御によって、蒸発燃料がチャコールキャニスタ５８からサージタンク４４に供給される。
【００２２】
サージタンク４４に供給された蒸発燃料は気筒１４１〜１４３に向けて分配されるところ、分配される燃料量には、吸気管３２およびサージタンク４４の設計に起因する偏りが生じ得る。一方、空燃比制御のための空燃比センサ５４は、分岐した排気管３６の集約位置よりも下流に設けられるため、分配される燃料量の偏りは、空燃比の調整精度を低下させる。
【００２３】
この結果、或るエンジン回転数および吸気圧の条件化では、気筒１４１の空燃比は図６（Ａ）に示す線Ａ１に沿って変化し、気筒１４２の空燃比は図６（Ａ）に示す線Ａ２に沿って変化し、気筒１４３の空燃比は図６（Ａ）に示す線Ａ３に沿って変化する。
【００２４】
また、他のエンジン回転数および吸気圧の条件化では、気筒１４１の空燃比は図６（Ｂ）に示す線Ｂ１に沿って変化し、気筒１４２の空燃比は図６（Ｂ）に示す線Ｂ２に沿って変化し、気筒１４３の空燃比は図６（Ｂ）に示す線Ｂ３に沿って変化する。
【００２５】
さらに、その他のエンジン回転数および吸気圧の条件化では、気筒１４１の空燃比は図６（Ｃ）に示す線Ｃ１に沿って変化し、気筒１４２の空燃比は図６（Ｃ）に示す線Ｃ２に沿って変化し、気筒１４３の空燃比は図６（Ｃ）に示す線Ｃ３に沿って変化する。
【００２６】
ここで、空燃比センサ５４に相当する３つのセンサを気筒１４１〜１４３にそれぞれ割り当て、気筒毎に空燃比を制御するようにすれば、空燃比の調整精度を確保できる。しかし、このような対策は、低コストおよび軽量化の妨げとなる。
【００２７】
そこで、この実施例では、図３に示すマップＭＰ１と、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すテーブルＴＢＬ１１〜ＴＢＬ１３と、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すテーブルＴＢＬ２１〜ＴＢＬ２３とをメモリ６４ｍに準備し、図７〜図８に示す空燃比制御と図９に示すパージ制御とをＥＣＵ６４に繰り返し実行させるようにしている。なお、これらのフロー図に対応する制御プログラムもまた、メモリ６４ｍに記憶される。
【００２８】
図３を参照して、マップＭＰ１は、エンジン回転数および吸気圧がそれぞれ割り当てられた横軸および縦軸を有する。ゾーン１〜１５は、こうして形成された平面上にマトリクス状に分布する。
【００２９】
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を参照して、テーブルＴＢＬ１１〜ＴＢＬ１３は、気筒１４１〜１４３にそれぞれ対応する。テーブルＴＢＬ１１〜ＴＢＬ１３の各々には、パージ流量およびゾーンに応じて異なる数値を示す第１補正係数が記載される。
【００３０】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）を参照して、テーブルＴＢＬ２１〜ＴＢＬ２３は、気筒１４１〜１４３にそれぞれ対応する。テーブルＴＢＬ２１〜ＴＢＬ２３の各々には、吸気温およびゾーンに応じて異なる数値を示す第２補正係数が記載される。
【００３１】
図７を参照して、ステップＳ１では空燃比センサ５４の出力を取得し、ステップＳ３では空燃比がリッチおよびリーンのいずれであるかを取得した空燃比センサ５４の出力に基づいて判別する。空燃比がリッチであると判断されると、ステップＳ５に進み、燃料噴射装置４０１〜４０３の噴射時間を短縮する。これに対して、空燃比がリーンであると判断されると、ステップＳ７に進み、燃料噴射装置４０１〜４０３の噴射時間を延長する。
【００３２】
ステップＳ５またはＳ７の処理が完了すると、パージが実行中であるか否か（＝パージバルブ６２が開かれているか否か）をステップＳ９で判別する。ステップＳ９の判別結果がＮＯであればステップＳ１１に進み、ステップＳ５または７で調整された噴射時間を確定する。今回の空燃比制御は、ステップＳ１１の処理の後に終了する。これに対して、ステップＳ９の判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１３に進む。
【００３３】
ステップＳ１３では吸気圧／吸気温一体型センサ４８を通して吸気圧を検出し、ステップＳ１５ではエンジン回転センサ４６を通してエンジン回転数を検出する。ステップＳ１７では、検出された吸気圧およびエンジン回転数が属するゾーンを図３に示すマップＭＰ１上で検出する。
【００３４】
ステップＳ１９ではエアフローメータ５６を通して吸気量を検出し、ステップＳ２１では後述するステップＳ４５またはＳ４７の処理の結果を参照してパージバルブ６２の開度を検出する。ステップＳ２３では、検出された吸気量およびパージバルブ６２の開度に基づいてパージ流量（＝吸入された空気およびパージされた蒸発燃料の合計に占める蒸発燃料の割合）を算出する。
【００３５】
ステップＳ２５では、ステップＳ１７で検出されたゾーンおよびステップＳ２３で算出されたパージ流量に対応する第１補正係数を、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すテーブルＴＢＬ１１〜ＴＢＬ１３の各々から取得する。
【００３６】
ステップＳ２７では、吸気圧／吸気温一体型センサ４８を通して吸気温を検出する。ステップＳ２９では、ステップＳ１７およびＳ２７でそれぞれ検出されたゾーンおよび吸気温に対応する第２補正係数を、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すテーブルＴＢＬ２１〜ＴＢＬ２３の各々から取得する。
【００３７】
ステップＳ３１では、ステップＳ２５およびＳ２７でそれぞれ取得された第１補正係数および第２補正係数に基づいて、燃料噴射装置４０１〜４０３の噴射時間を補正する。
【００３８】
具体的に説明すると、燃料噴射装置４０１については、テーブルＴＢＬ１１およびＴＢＬ２１から取得した第１補正係数および第２補正係数をステップＳ５またはＳ７で調整された噴射時間に掛け算する。
【００３９】
また、燃料噴射装置４０２については、テーブルＴＢＬ１２およびＴＢＬ２２から取得した第１補正係数および第２補正係数をステップＳ５またはＳ７で調整された噴射時間に掛け算する。
【００４０】
燃料噴射装置４０３については、テーブルＴＢＬ１３およびＴＢＬ２３から取得した第１補正係数および第２補正係数をステップＳ５またはＳ７で調整された噴射時間に掛け算する。今回の空燃比制御は、ステップＳ３１の処理の後に終了する。
【００４１】
図９を参照して、ステップＳ４１では、エバポ濃度センサ６０の出力に基づいてエバポ濃度を推定する。ステップＳ４３では、推定されたエバポ濃度が閾値ＴＨｃ以上であるか否かを判別し、判別結果がＹＥＳであればステップＳ４５でパージバルブ６２を所定量だけ開く一方、判別結果がＮＯであればステップＳ４７でパージバルブ６２を所定量だけ閉じる。今回のパージ制御は、ステップＳ４５またはＳ４７の処理の後に終了する。
【００４２】
以上の説明から分かるように、ＥＣＵ６４は、気筒１４１〜１４３にそれぞれ割り当てられた燃料噴射装置４０１〜４０３の各々の噴射時間を空燃比センサ５４の出力に基づいて調整する(S1~S7)。ＥＣＵ６４はまた、チャコールキャニスタ５８内の蒸発燃料を吸気管３２に供給するキャニスタパージを制御する(S41~S47)。
【００４３】
メモリ６４ｍには、パージ流量に応じて異なる値を示す第１補正係数を各々が保持するテーブルＴＢＬ１１〜ＴＢＬ１３と、吸気温に応じて異なる値を示す第２補正係数を各々が保持するテーブルＴＢＬ２１〜ＴＢＬ２３とが設けられる。ここで、テーブルＴＢＬ１１〜ＴＢＬ１３は燃料噴射装置４０１〜４０３にそれぞれ対応し、テーブルＴＢＬ２１〜ＴＢＬ２３もまた燃料噴射装置４０１〜４０３にそれぞれ対応する。
【００４４】
ＥＣＵ６４は、空燃比センサ５４の出力に基づいて調整された噴射時間を、調整対象の燃料噴射装置に対応する第１補正係数および第２補正係数を参照して補正する(S23~S31)。
【００４５】
このように、燃料噴射装置４０１〜４０３は気筒１４１〜１４３にそれぞれ割り当てられ、テーブルＴＢＬ１１〜ＴＢＬ１３またはテーブルＴＢＬ２１〜ＴＢＬ２３は燃料噴射装置４０１〜４０３にそれぞれ対応するところ、各々のテーブルは、パージ流量および／または吸気温に応じて異なる補正係数を保持する。
【００４６】
燃料噴射装置４０１〜４０３の各々の噴射時間は、空燃比センサ５４の出力に基づいて調整されるだけでなく、テーブルＴＢＬ１１〜ＴＢＬ１３，ＴＢＬ２１〜ＴＢＬ２３に保持された補正係数を参照して補正される。これによって、気筒毎に空燃比センサを設けることなく、気筒間での空燃比のばらつきを抑制することができる。
【００４７】
気筒間での空燃比のばらつきの抑制は、排ガス性能や走行性能を悪化させることなく大量のキャニスタパージを実行することを可能にする。
【符号の説明】
【００４８】
１０  …車両
１２  …エンジン
１６  …燃焼室
３８  …スロットルバルブ
４８  …吸気圧／吸気温一体型センサ
５２  …触媒
５４  …空燃比センサ
５８  …チャコールキャニスタ
６０  …エバポ濃度センサ
６４  …ＥＣＵ
【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】
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【図８】
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【図９】
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