(57)【要約】    【課題】  内燃機関の排気通路に設けられる空燃比センサの検出特性の補正を、燃料カット運転中においてより適切に実行し、補正の精度を高める。    【解決手段】  エンジン１の始動後最初の燃料カット運転が開始された時点（第１検出タイミング）におけるセンサ出力値である初期電圧値ＶＩＮＩと、第１検出タイミングの後の燃料カット運転期間中において所定再検出条件が成立した時点（第２検出タイミング）におけるセンサ出力値である判定電圧値ＶＤＥＴとの差分ＤＶＬＡＦを算出し、差分ＤＶＬＡＦが判定閾値ＤＶＴＨ以上であるときは、ブローバイガスの発生量が多いと推定し、空燃比検出特性補正を禁止する。【選択図】  図６
2015137600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置される空燃比検出手段と、前記機関へ燃料を供給する燃料供給手段と、前記機関において発生するブローバイガスを前記機関の吸気系へ供給するブローバイガス供給手段とを備える内燃機関の制御装置において、
前記機関の所定運転状態において、前記機関への燃料供給を一時的に停止する燃料カット運転を実行する燃料カット運転実行手段と、
前記燃料カット運転を実行している燃料カット運転期間において、前記空燃比検出手段の検出特性を補正する補正手段と、
前記ブローバイガスの発生状況を推定するブローバイガス発生状況推定手段と、
推定されるブローバイガス発生状況に応じて、前記補正手段による補正の実施または禁止を指令する指令手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記ブローバイガス発生状況推定手段は、前記燃料カット運転期間中の所定の第１検出タイミングにおける前記空燃比検出手段の第１出力値と、前記第１検出タイミングの後の前記燃料カット運転期間中において所定再検出条件が成立した時点である第２検出タイミングにおける前記空燃比検出手段の第２出力値との差分に基づいて、前記ブローバイガスの発生状況を推定し、前記指令手段は、前記ブローバイガスの発生量が多いと推定されたときは、前記補正手段による補正を禁止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装置。
【請求項３】
前記機関の吸入空気流量に相関する吸入空気流量相関パラメータを検出する吸入空気流量相関パラメータ検出手段をさらに備え、
前記指令手段は、前記燃料カット運転期間において、前記吸入空気流量相関パラメータに基づいて前記機関の吸入空気量が所定量以上となったことが検出されたときは、前記ブローバイガスの発生状況に関わらず、前記補正手段による補正の実施を指令することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記機関の温度を示す機関温度パラメータを検出する温度パラメータ検出手段を備え、
前記所定再検出条件は、前記第１検出タイミングより後において前記機関温度パラメータが所定温度以上である状態が所定時間以上継続することで成立し、
前記ブローバイガス発生状況推定手段は、前記第１及び第２出力値の差分が判定閾値以上のときに前記ブローバイガスの発生量が多いと推定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記機関の吸入空気流量を変化させるための吸入空気流量変更手段を備え、
前記所定再検出条件は、前記第１検出タイミングが設定された燃料カット運転期間において、前記吸入空気流量変更手段の制御量を、前記第１検出タイミングにおける値から所定制御量変化させることで成立し、
前記ブローバイガス発生状況推定手段は、前記第１及び第２出力値の差分が判定閾値以上のときにブローバイガスの発生量が多いと推定することを特徴とする請求項２に記載の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、内燃機関の排気通路に配置された空燃比センサを備え、空燃比センサの出力に応じた空燃比制御を行う制御装置に関し、特にクランクケース内で発生するブローバイガスを吸気系に供給する通路を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気通路に配置された空燃比センサを備え、空燃比センサの出力に応じた空燃比制御を行う制御装置が示されている。この装置によれば、機関への燃料供給を一時的に停止する燃料カット運転中において、機関の吸入空気流量を増量する掃気促進制御が実行され、掃気促進制御の実行後に空燃比センサの検出特性ばらつきに起因する検出空燃比のずれを補正するための出力値補正が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６４００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の装置によれば、掃気促進制御においては吸入空気流量が増量されるため、ポンピングロスが増加して燃料カット運転の実行期間が短くなるとともに、不必要な空気の増量によって、排気通路に設けられる排気浄化触媒の酸化が促進されて、燃料カット運転終了時（燃料供給再開時）において排気浄化触媒の還元のために燃料供給量が増加する。その結果、燃費が悪化するという課題がある。
【０００５】
また掃気促進制御の実行期間が所定期間に達したとき、あるいは空燃比センサの出力値から算出される酸素濃度が所定値以上となったときに、空燃比センサの出力値補正が行われるため、ブローバイガスの影響が完全になくなる前に出力値補正を実行し、補正が適正に行われない可能性がある。なお本明細書おいては、「ブローバイガス」は、燃焼室からクランクケースに流入したガスそのもの（直接成分）と、その流入ガス（特に燃料成分）が潤滑油に混入し、その混入したガスが蒸発したもの、及び機関の冷間作動中に燃焼室壁面に付着した燃料が液体のままクランクケースに流入して潤滑油に混入し、その混入した燃料が蒸発したもの（蒸発成分）とを含むものと定義し、燃料カット運転中においては特に液体のまま潤滑油に混入した燃料が蒸発することによって、適正な補正が行われない可能性が高くなる。
【０００６】
本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、内燃機関の排気通路に配置される空燃比センサの検出特性の補正を、燃料カット運転中においてより適切に実行し、補正の精度を高めることができる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】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）の排気通路（１０）に配置される空燃比検出手段（２７）と、前記機関へ燃料を供給する燃料供給手段（６）と、前記機関において発生するブローバイガスを前記機関の吸気系（２）へ供給するブローバイガス供給手段（９）とを備える内燃機関の制御装置において、前記機関の所定運転状態において、前記機関への燃料供給を一時的に停止する燃料カット運転を実行する燃料カット運転実行手段と、前記燃料カット運転を実行している燃料カット運転期間において、前記空燃比検出手段の検出特性を補正する補正手段と、前記ブローバイガスの発生状況を推定するブローバイガス発生状況推定手段と、推定されるブローバイガス発生状況に応じて、前記補正手段による補正の実施または禁止を指令する指令手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、機関の所定運転状態において燃料カット運転が行われ、燃料カット運転を実行している燃料カット運転期間において、空燃比検出手段の検出特性を補正する検出特性補正が行われる。ブローバイガスの発生状況が推定され、推定されるブローバイガス発生状況に応じて、検出特性補正の実施または禁止が指令される。したがって、ブローバイガスの発生量が多い状況では、検出特性補正を確実に禁止することが可能となり、補正の精度を高めることができる。また、上述した先行技術のように吸入空気流量を増加させる必要がないため、燃費の悪化を防止することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記ブローバイガス発生状況推定手段は、前記燃料カット運転期間中の所定の第１検出タイミングにおける前記空燃比検出手段の第１出力値（ＶＩＮＩ）と、前記第１検出タイミングの後の前記燃料カット運転期間中において所定再検出条件が成立した時点である第２検出タイミングにおける前記空燃比検出手段の第２出力値（ＶＤＥＴ）との差分（ＤＶＬＡＦ）に基づいて、前記ブローバイガスの発生状況を推定し、前記指令手段は、前記ブローバイガスの発生量が多いと推定されたときは、前記補正手段による補正を禁止することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、燃料カット運転期間中の所定の第１検出タイミングにおける空燃比検出手段の第１出力値と、第１検出タイミングの後の燃料カット運転期間中において所定再検出条件が成立した時点である第２検出タイミングにおける空燃比検出手段の第２出力値との差分に基づいて、ブローバイガスの発生状況が推定され、ブローバイガスの発生量が多いと推定されたときは、検出特性補正が禁止される。第１及び第２検出タイミングを適切に設定することによって、ブローバイガスが空燃比検出手段の出力値に与える影響度合の変化を把握し、ブローバイガスの発生状況を的確に推定することが可能となる。その結果、誤った補正が行われることを確実に防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関の吸入空気流量に相関する吸入空気流量相関パラメータ（ＧＡＩＲ）を検出する吸入空気流量相関パラメータ検出手段（２１）をさらに備え、前記指令手段は、前記燃料カット運転期間において、前記吸入空気流量相関パラメータ（ＧＡＩＲ）に基づいて前記機関の吸入空気量（ＳＵＭＧＡ）が所定吸気量（ＳＵＭＧＡＴＨ）以上となったことが検出されたときは、前記ブローバイガスの発生状況に関わらず、前記補正手段による補正の実施を指令することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、燃料カット運転期間において、機関の吸入空気量が所定量以上となったことが検出されたときは、ブローバイガスの発生状況に関わらず、検出特性補正が実施される。機関の吸入空気量が所定吸気量以上となったことが検出されたときはブローバイガスが発生していても、空燃比検出手段の出力値に影響を与える度合は低い。したがって、ブローバイガスの発生状況に関わらず検出特性補正を実施することで、補正の実施頻度を高めて空燃比検出手段の出力値に基づく空燃比フィードバック制御の制御精度を高めることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関の温度を示す機関温度パラメータ（ＴＷ）を検出する温度パラメータ検出手段（２５）を備え、前記所定再検出条件は、前記第１検出タイミングより後において前記機関温度パラメータ（ＴＷ）が所定温度（ＴＷＴＨ）以上である状態が所定時間（ＴＷＡＩＴ）以上継続することで成立し、前記ブローバイガス発生状況推定手段は、前記第１及び第２出力値の差分（ＤＶＬＡＦ）が判定閾値（ＤＶＴＨ）以上のときに前記ブローバイガスの発生量が多いと推定することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、所定再検出条件は、第１検出タイミング後において機関温度パラメータが所定温度以上の状態が所定時間以上継続することで成立し、第１及び第２出力値の差分が判定閾値以上のときにブローバイガスの発生量が多いと推定される。機関の暖機完了後の運転が比較的長時間継続されると、ブローバイガスの発生量が減少するので、機関温度パラメータが所定温度以上の状態が所定時間以上継続し、ブローバイガスの発生量が確実に減少したときに第２出力値を取得し、第１及び第２出力値の差分と判定閾値とを比較することによってブローバイガスの発生状況を正確に推定することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関の吸入空気流量を変化させるための吸入空気流量変更手段（３）を備え、前記所定再検出条件は、前記第１検出タイミング（ｔ１）が設定された燃料カット運転期間において、前記吸入空気流量変更手段の制御量（ＴＨ）を、前記第１検出タイミングにおける値（ＴＨ１）から所定制御量（ＤＴＨＤ）変化させることで成立し、前記ブローバイガス発生状況推定手段は、前記第１及び第２出力値の差分（ＤＶＬＡＦ）が判定閾値（ＤＶＴＨａ）以上のときにブローバイガスの発生量が多いと推定することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、所定再検出条件は、第１検出タイミングが設定された燃料カット運転期間において、吸入空気流量変更手段の制御量を、第１検出タイミングにおける値から所定制御量変化させることで成立し、第１及び第２出力値の差分が判定閾値以上のときにブローバイガスの発生量が多いと推定される。吸入空気流量変更手段の制御量を、第１検出タイミングにおける値から所定量変化させて吸入空気流量を増加させることによって、ブローバイガスの影響度合が確実に減少した状態で第２出力値を取得することができる。したがって、第１及び第２出力値の差分と判定閾値とを比較することによってブローバイガスの発生状況を正確に推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】空燃比センサの空燃比検出特性の補正を説明するための図である。
【図３】ブローバイガスの発生量が多い場合において、燃料カット運転を開始したときの空燃比センサ出力（ＶＬＡＦ）の推移を示すタイムチャートである。
【図４】ブローバイガスの発生量が多い場合において、燃料カット運転を開始後に空燃比センサ出力が安定したときの出力値（ＶＬＡＦＳ）と、運転継続時間（ＴＯＰ）との推移を示すタイムチャートである。
【図５】空燃比検出特性補正を行う処理のフローチャートである。
【図６】空燃比検出特性補正を禁止する条件を判定する処理のフローチャートである（第１の実施形態）。
【図７】図６の処理で参照される再検出条件フラグ（ＦＣＯＮＤ）の設定を行う処理のフローチャートである。
【図８】図５の処理で参照される吸気量フラグ（ＦＧＡＨ）の設定を行う処理のフローチャートである。
【図９】ブローバイガス発生状況の推定方法（第２の実施形態）を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】空燃比検出特性補正を禁止する条件を判定する処理のフローチャートである（第２の実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関（以下「エンジン」という）及びその制御装置の構成を示す図であり、例えば４気筒のエンジン１の吸気通路２の途中にはスロットル弁３が配置されている。スロットル弁３はアクチュエータ７によって駆動可能に構成されており、アクチュエータ７は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に接続されている。ＥＣＵ５は、アクチュエータ７を介してスロットル弁３の開度ＴＨを制御する。
【００１９】
燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気通路２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。
【００２０】
エンジン１のクランクケース内で発生するブローバイガスを吸気通路２に供給するためのブローバイガス通路９が設けられている。ブローバイガス通路９の一端は、エンジン１のシリンダヘッドに接続されており、その接続部には一方向弁８が設けられている。一方向弁８は、クランクケース内の圧力が吸気通路側の圧力より所定圧以上高くなると開弁する。ブローバイガスは、燃焼室からクランクケース内に流入したガスそのもの（直接成分）と、直接成分（特に燃料成分）が潤滑オイルに混入しその混入したガスが蒸発したもの、及びエンジン１の冷間作動中に燃焼室壁面に付着した燃料が液体のままクランクケースに流入して潤滑オイルに混入し、その混入した燃料がエンジン１の作動によってエンジン温度が上昇することによって蒸発したもの（蒸発成分）とを含み、ブローバイガス通路９を介して吸気通路２に供給される。
【００２１】
排気通路１０には排気浄化用の触媒１１が設けられている。触媒１１は、酸素蓄積能力を有し、エンジン１に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりリーン側に設定され、排気中の酸素濃度が比較的高い排気リーン状態では、排気中の酸素を蓄積し、逆にエンジン１に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチ側に設定され、排気中の酸素濃度が低く、ＨＣ、ＣＯ成分が多い排気リッチ状態では、蓄積した酸素により排気中のＨＣ，ＣＯを酸化する機能を有する。
【００２２】
スロットル弁３の上流側には吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ２１が設けられ、スロットル弁３にはスロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ２２が連結されている。またスロットル弁３の下流側には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ２３、及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ２４が設けられている。またエンジン１の本体には、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ２５が装着されており、これらのセンサ２１〜２５の検出信号はＥＣＵ５に供給される。
【００２３】
ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ２６が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０度毎に）ＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば６度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ５に供給される。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、エンジン回転数ＮＥの検出に使用される。
【００２４】
触媒１４の上流側であって各気筒に連通する排気マニホールドの集合部より下流側には、比例型酸素濃度センサ２７（以下「ＬＡＦセンサ２７」という）が装着されており、このＬＡＦセンサ２７は排気中の酸素濃度（空燃比）にほぼ比例した検出信号を出力し、ＥＣＵ５に供給する。
【００２５】
ＥＣＵ５には、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ３１及びエンジン１によって駆動される車速ＶＰを検出する車速センサが３２などが接続されており、それらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。スロットル弁開度ＴＨはアクセルペダル操作量ＡＰに応じてＥＣＵ５により制御される。すなわち、アクセルペダル操作量ＡＰに応じてスロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤが算出され、検出されるスロットル弁開度ＴＨが目標開度ＴＨＣＭＤと一致するようにアクチュエータ７が駆動される。
【００２６】
ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、該ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁６に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
【００２７】
燃料噴射弁６による燃料噴射量は、吸入空気流量ＧＡＩＲに応じて算出される基本燃料量を、ＬＡＦセンサ２７により検出される空燃比ＡＦに応じた空燃比補正係数ＫＡＦによって補正することによって制御される。空燃比補正係数ＫＡＦは、検出される空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦＣＭＤと一致するように算出される。
【００２８】
ＬＡＦセンサ２７の出力電圧（以下「センサ出力」という）ＶＬＡＦと空燃比ＡＦとの関係（検出特性）は、多数のセンサについて計測するとばらつきがあるため、本実施形態では、センサ出力ＶＬＡＦを空燃比ＡＦに変換する際に適用する検出特性を、エンジン１の燃料カット運転中に補正する空燃比検出特性補正を行う。燃料カット運転は、エンジン１への燃料供給を一時的に停止する運転であり、エンジン１の減速中において所定燃料カット実行条件が成立したときに実行される。
【００２９】
図２はその空燃比検出特性補正を説明するための図であり、図２（ａ）はセンサ出力ＶＬＡＦと、空燃比ＡＦとの関係（検出特性）を示す。実線Ｌ１が平均的な特性を示し、破線Ｌ２が傾きが増加する側の上限特性を示し、破線Ｌ３が傾きが減少する側の下限特性を示す。また同図に示すＡＦＳＴは理論空燃比であり、ＡＦＡＴＭは大気中の酸素濃度に対応する空燃比換算値である。理論空燃比ＡＦＳＴに対応するセンサ出力ＶＬＡＦの値（ストイキ出力）ＶＳＴはほとんどばらつかないため、理論空燃比ＡＦＳＴに対応する動作点ＰＳＴを中心として、破線Ｌ１からＬ３の範囲で検出特性がばらつくことが示されている。
【００３０】
図２（ｂ）は、理論空燃比ＡＦＳＴを目標空燃比とする運転から、時刻ｔＦＣにおいて燃料カット運転へ移行した場合のセンサ出力ＶＬＡＦの推移を示すタイムチャートである。図２（ａ）（ｂ）に示されるように、時刻ｔＳにおけるセンサ出力ＶＬＡＦは、検出特性のばらつきに対応して、平均値ＶＬＡＦＭ、上限値ＶＬＡＦＨ、及び下限値ＶＬＡＦＬをとる。時刻ｔＳは、燃料カット運転開始後においてセンサ出力ＶＬＡＦがほぼ安定する時刻であり、時刻ｔＳにおけるセンサ出力ＶＬＡＦ、すなわち大気に対応するセンサ出力ＶＬＡＦを、以下「安定化出力ＶＬＡＦＳ」という。
【００３１】
燃料カット運転の実行中において安定化出力ＶＬＡＦＳを取得することによって、使用中のＬＡＦセンサ２７の検出特性を特定することができ、初期設定される平均的な検出特性（Ｌ１）を、特定した検出特性に補正することによって、センサ出力ＶＬＡＦから正確な空燃比ＡＦを算出することができる。
【００３２】
しかし、燃料カット運転中にブローバイガスが多量に発生し、ブローバイガス通路９を介して供給されると、安定化出力ＶＬＡＦＳは、大気に対応する値からずれるため、正確な検出特性の補正を行うことができない。
【００３３】
図３は、ブローバイガスの発生量（供給量）が想定される最大量である場合のセンサ出力ＶＬＡＦの推移を示すタイムチャートであり、時刻ｔＦＣにおいて燃料カット運転が開始された例が示されている。この場合、安定化出力ＶＬＡＦＳは偏倚電圧値ＶＤＥＶとなり、ブローバイガスが全く供給されていないときの正常電圧値ＶＮＲＭに比べて１０％程度低下する。したがって、偏倚電圧値ＶＤＥＶに基づいて空燃比検出特性補正を行うと、補正の精度が低下して、補正実行後の実空燃比が目標空燃比からずれる（図３の例では最大で１０％近くずれる）問題が発生する。
【００３４】
そこで本実施形態では、ブローバイガスの発生状況を推定し、ブローバイガスの発生量が多いと推定されるときは、空燃比検出特性補正を禁止することによって、補正精度の低下を防止するようにしている。
【００３５】
図４は、ブローバイガスの発生量が多い状態における安定化出力ＶＬＡＦＳと、運転継続時間ＴＯＰとの関係を示す図であり、時刻ｔ０はエンジン１の始動後であって暖機が完了した時点（例えばエンジン冷却水温ＴＷが８０℃に達した時点）に相当する。
【００３６】
暖機完了時点である時刻ｔ０では、安定化出力ＶＬＡＦＳはブローバイガスの影響で比較的小さい初期電圧値（リッチ空燃比を示す値）ＶＩＮＩをとる。その後の運転の継続によって潤滑オイルに混入した燃料の蒸発が進んで、吸気通路２に供給されるブローバイガス量が減少していくため、安定化出力ＶＬＡＦＳは徐々に増加して、正常電圧値ＶＮＲＭに近づいていく。
【００３７】
したがって、初期電圧値ＶＩＮＩと、所定の待機時間ＴＷＡＩＴ（例えば２０分）経過後の時刻ｔＤＥＴにおける判定電圧値ＶＤＥＴとの差分ＤＶＬＡＦ（＝ＶＤＥＴ−ＶＩＮＩ）が判定閾値ＤＶＴＨ以上であるときは、潤滑オイルに混入した燃料量が多い、すなわちブローバイガスの発生量が多いと推定することができる。本実施形態では、この手法を用いてブローバイガスの発生状況の推定する。
【００３８】
図５は、上述した空燃比検出特性補正を行う処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５において所定時間毎に実行される（図６〜図８の処理も同様である）。
ステップＳ１１では燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるか否かを判別する。燃料カットフラグＦＦＣは、エンジン１の減速中に所定燃料カット実行条件が成立すると「１」に設定され、不成立であるときは「０」に設定される。所定燃料カット実行条件には、エンジン１の暖機が完了しているという条件が含まれている。
【００３９】
ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに処理を終了し、肯定（ＹＥＳ）であるときは、吸気量フラグＦＧＡＨが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。吸気量フラグＦＧＡＨは、後述する図８の処理において、燃料カット運転開始後において、吸入空気流量ＧＡＩＲが所定流量ＧＡＴＨ（例えば５ｇ／ｓｅｃ）以上である状態が所定時間ＴＧＡＴＨ（例えば５ｓｅｃ）以上継続すると「１」に設定される。エンジン１の吸入空気量が大きくなると、ブローバイガスの発生量が多くても空燃比に与える影響は無視できる程度となる。したがって、吸気量フラグＦＧＡＨが「１」であるときは、直ちにステップＳ１５に進んで、安定化出力ＶＬＡＦＳを取得し、空燃比検出特性補正を行う。すなわち、安定化出力ＶＬＡＦＳ及び大気圧対応値ＡＦＡＴＭと、ストイキ出力ＶＳＴ及び理論空燃比ＡＦＳＴとを用いて、使用中のＬＡＦセンサ２７のセンサ出力ＶＬＡＦを空燃比ＡＦに変換するための変換係数を更新する。
【００４０】
ステップＳ１２の答が否定（ＮＯ）であるときは、状況推定完了フラグＦＤＥＮＤが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。状況推定完了フラグＦＤＥＮＤは、図６に示す処理のステップＳ３０において、ブローバイガスの発生状況の推定が完了すると「１」に設定される。最初はこの答は否定（ＮＯ）であり、直ちに処理を終了する。
【００４１】
状況推定完了フラグＦＤＥＮＤが「１」に設定されると、禁止フラグＦＩＮＨが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。禁止フラグＦＩＮＨは、後述する図６の処理においてブローバイガスの発生量（供給量）が多いと判定されたときに「１」に設定される。禁止フラグＦＩＮＨが「０」であるときは、ステップＳ１５に進んで、変換係数の更新を行い、禁止フラグＦＩＮＨが「１」であるときは直ちに処理を終了する。
【００４２】
状況推定完了フラグＦＤＥＮＤは、「１」に設定されるとエンジン１が停止するまで維持されるので、吸気量フラグＦＧＡＨが「１」に設定されない場合には、エンジン１が停止して次に始動されるまで、変換係数の更新は行われない。
【００４３】
図６は、禁止フラグＦＩＮＨの設定を行う補正禁止判定処理のフローチャートである。
ステップＳ２１では、燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに処理を終了する。燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるときは、今回の燃料カット運転がエンジン１の始動後最初の燃料カット運転であるか否かを判別する（ステップＳ２２）。その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、その時点のセンサ出力値ＶＬＡＦＰを初期電圧値ＶＩＮＩとして記憶し、初期化フラグＦＩＮＩを「１」に設定する（ステップＳ２３）。
【００４４】
ステップＳ２２の答が否定（ＮＯ）であるときは、再検出条件フラグＦＣＯＮＤが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ２４）。再検出条件フラグＦＣＯＮＤは、後述する図７の処理で設定され、所定再検出条件が成立すると「１」に設定される。本実施形態では、初期電圧値ＶＩＮＩの取得時点（第１検出タイミング）から、エンジン１の運転が継続されて（エンジン冷却水温ＴＷが所定温度ＴＷＴＨ以上の状態で）待機時間ＴＷＡＩＴが経過した時点（第２検出タイミング）において、所定再検出条件が成立し、再検出条件フラグＦＣＯＮＤが「１」に設定される。
【００４５】
ステップＳ２４で再検出条件フラグＦＣＯＮＤが「０」である間は直ちに処理を終了し、「１」に設定されると、ステップＳ２５に進んで、判定電圧ＶＤＥＴをその時点（第２検出タイミング）におけるセンサ出力値ＶＬＡＦＰに設定し、次いで判定電圧値ＶＤＥＴと初期電圧値ＶＩＮＩとの差分ＤＶＬＡＦ（＝ＶＤＥＴ−ＶＩＮＩ）を算出する（ステップＳ２６）。ステップＳ２７では、差分ＤＶＬＡＦが判定閾値ＤＶＴＨ（例えば、０．３Ｖ）以上であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは禁止フラグＦＩＮＨを「０」に設定する（ステップＳ２９）一方、肯定（ＹＥＳ）であるときは禁止フラグＦＩＮＨを「１」に設定する（ステップＳ２８）。その後、状況推定完了フラグＦＤＥＮＤを「１」に設定するとともに、再検出条件フラグＦＣＯＮＤを「０」に戻して、処理を終了する（ステップＳ３０）。
【００４６】
図７は、再検出条件フラグＦＣＯＮＤの設定を行う処理のフローチャートである。
ステップＳ３１では初期化フラグＦＩＮＩ（図６，ステップＳ２３参照）が「１」であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、タイマＴＣＯＮＤの値を「０」に設定する（ステップＳ３３）とともに、再検出条件フラグＦＣＯＮＤを「０」に設定する（ステップＳ３６）。
【００４７】
初期化フラグＦＩＮＩが「１」であるときは、エンジン冷却水温ＴＷが所定温度ＴＷＴＨ（例えば８０℃）以上であるか否かを判別する（ステップＳ３２）。その答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ３３に進み、エンジン冷却水温ＴＷが所定温度ＴＷＴＨ以上であるときは、タイマＴＣＯＮＤをカウントアップし（ステップＳ３４）、タイマＴＣＯＮＤの値が待機時間ＴＷＡＩＴ以上であるか否かを判別する（ステップＳ３５）。
【００４８】
ステップＳ３５の答が否定（ＮＯ）である間はステップＳ３６に進み、肯定（ＹＥＳ）となると、ステップＳ３７に進んで再検出条件フラグＦＣＯＮＤを「１」に設定する。
【００４９】
図８は、吸気量フラグＦＧＡＨの設定を行う処理のフローチャートである。
ステップＳ４１では、燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは、タイマＴＧＡの値を「０」に設定する（ステップＳ４３）ともに、吸気量フラグＦＧＡＨを「０」に設定する（ステップＳ４６）。
【００５０】
燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるときは、吸入空気流量ＧＡＩＲが所定流量ＧＡＴＨ（例えば５ｇ／ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する（ステップＳ４２）。その答が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ４３に進み、吸入空気流量ＧＡＩＲが所定流量ＧＡＴＨ以上であるときは、タイマＴＧＡをカウントアップし（ステップＳ４４）、タイマＴＧＡの値が所定時間ＴＧＡＴＨ（例えば５ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する（ステップＳ４５）。
【００５１】
ステップＳ４５の答が否定（ＮＯ）である間はステップＳ４６に進み、肯定（ＹＥＳ）となると、ステップＳ４７に進んで吸気量フラグＦＧＡＨを「１」に設定する。ステップＳ４５の答が肯定（ＹＥＳ）である状態は、吸入空気流量ＧＡＩＲの積算値としての吸入空気量ＳＵＭＧＡが所定吸気量ＳＵＭＧＡＴＨ以上である状態に相当する。
【００５２】
以上のように本実施形態では、エンジン１の減速中に所定燃料カット実行条件が成立すると燃料カット運転が行われ、燃料カット運転を実行している燃料カット運転期間において、ＬＡＦセンサ２７の検出特性を補正する空燃比検出特性補正が行われる。そして、図６の処理によってブローバイガスの発生状況が推定され、推定されるブローバイガスの発生状況に応じて、禁止フラグＦＩＮＨの設定が行われ、空燃比検出特性補正の実施または禁止が指令される。したがって、ブローバイガスの発生量が多い状況では、空燃比検出特性補正を確実に禁止することが可能となり、補正の精度を高めることができる。また、本実施形態では、前述した先行技術のように吸入空気流量を増加させる必要がないため、燃費の悪化を防止することができる。
【００５３】
より具体的には、エンジン１の始動後最初の燃料カット運転が開始された時点（第１検出タイミング）におけるセンサ出力値である初期電圧値ＶＩＮＩと、第１検出タイミングの後の燃料カット運転期間中において所定再検出条件が成立した時点、すなわち再検出条件フラグＦＣＯＮＤが「１」となった時点（第２検出タイミング）におけるセンサ出力値である判定電圧値ＶＤＥＴとの差分ＤＶＬＡＦが判定閾値ＤＶＴＨ以上であるときは、ブローバイガスの発生量が多いと推定され、空燃比検出特性補正が禁止される。
【００５４】
ブローバイガスの発生量が多いときは、図４に示されるように差分ＤＶＬＡＦが大きくなることに着目し、再検出条件フラグＦＣＯＮＤは、エンジン冷却水温ＴＷが所定温度ＴＷＴＨ以上である状態が所定の待機時間ＴＷＡＩＴ継続したときに「１」に設定するようにしたので、ブローバイガスの発生量が多い状態を的確に推定し、誤った補正が行われることを確実に防止できる。
【００５５】
また、燃料カット運転期間において、エンジン１の吸入空気量ＳＵＭＧＡが所定吸気量ＳＵＭＧＡＴＨ以上となったことが検出されたときは（図８，ステップＳ４５の答が肯定（ＹＥＳ）となったときは）、吸気量フラグＦＧＡＨが「１」に設定され（ステップＳ４７）、図５のステップＳ１２から直ちにステップＳ１５に進む処理が行われ、ブローバイガスの発生状況に関わらず、検出特性補正が実施される。吸入空気量ＳＵＭＧＡが所定吸気量ＳＵＭＧＡＴＨ以上となったことが検出されたときはブローバイガスが発生していても、センサ出力ＶＬＡＦに影響を与える度合は低い。したがって、ブローバイガスの発生状況に関わらず検出特性補正を実施することで、補正の実施頻度を高めてセンサ出力ＶＬＡＦに基づく空燃比フィードバック制御の制御精度を高めることができる。
【００５６】
本実施形態では、ＬＡＦセンサ２７が空燃比検出手段に相当し、燃料噴射弁６、燃料噴射弁６に燃料を供給する燃料通路など、及びＥＣＵ５が燃料供給手段を構成し、ブローバイガス通路９がブローバイガス供給手段に相当し、ＥＣＵ５が燃料カット運転実行手段、補正手段、ブローバイガス発生状況推定手段、及び指令手段を構成する。また、吸入空気流量センサ２１が吸入空気流量相関パラメータ検出手段に相当し、冷却水温センサ２５が温度パラメータ検出手段に相当し、スロットル弁３及びアクチュエータ７が吸入空気流量変更手段に相当する。
【００５７】
［変形例］
上述した実施形態では、第１検出タイミング（初期電圧値ＶＩＮＩ取得時点）からエンジン冷却水温ＴＷが所定温度ＴＷＴＨ以上である運転状態が待機時間ＴＷＡＩＴ継続した時点を第２検出タイミング（判定電圧値ＶＤＥＴ取得時点）としたが、第１検出タイミングから、燃料噴射量ＱＩＮＪを積算することにより燃料噴射量積算値ＳＵＭＱＩを算出し、燃料噴射量積算値ＳＵＭＱＩが所定燃料量閾値ＳＵＭＱＩＴＨに達した時点を第２検出タイミングとしてもよい。さらに第１検出タイミング後の燃料カット運転の実行回数ＮＦＣをカウントし、実行回数ＮＦＣが所定回数ＮＦＣＴＨに達したときの燃料カット運転の実行時を第２検出タイミングとしてもよい。ただし、この場合には、潤滑オイルに混入した燃料が蒸発する期間を確保するために、所定回数ＮＦＣＴＨを、上記待機時間ＴＷＡＩＴを考慮して若干多めに設定する必要がある。
【００５８】
［第２の実施形態］
本実施形態は、ブローバイガスの発生状況の推定を、第１の実施形態より迅速に行うようにしたものである。以下に説明する点以外は、第１の実施形態と同一である。
【００５９】
図９は、本実施形態におけるブローバイガス発生状況の推定方法を説明するためのタイムチャートであり、ブローバイガスの発生量が多い状態で、燃料カット運転中にスロットル弁開度ＴＨを第１開度ＴＨ１（時刻ｔ１）から第２開度ＴＨ２（時刻ｔ２）まで変化させたとき（同図（ａ））における、センサ出力ＶＬＡＦの推移が示されている（同図（ｂ））。この図から明らかなように、ブローバイガスの発生量が多い状態では、スロットル弁開度ＴＨの増加に対応して、センサ出力ＶＬＡＦも初期電圧値ＶＩＮＩから判定電圧値ＶＤＥＴまで増加する。これに対して、ブローバイガスの供給が無い（あるいは少ない）場合は、センサ出力ＶＬＡＦは、時刻ｔ１からｔ２までの期間において、判定電圧値ＶＤＥＴ以上のほぼ一定値となる。
【００６０】
そこで本実施形態では、図９（ｂ）に示す初期電圧値ＶＩＮＩと、判定電圧値ＶＤＥＴとの差分ＤＶＬＡＦ（＝ＶＤＥＴ−ＶＩＮＩ）が判定閾値ＤＶＴＨａ（例えば０．３Ｖ）以上であるときに、ブローバイガスの発生量が多いと判定し、空燃比検出特性補正を禁止するようにしている。
【００６１】
図１０は、本実施形態における補正禁止判定処理のフローチャートである。なお、スロットル弁開度ＴＨは、燃料カット運転開始時はほぼ全閉状態であり、第１開度ＴＨ１と等しいものとする。
【００６２】
ステップＳ５１では、燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに処理を終了する。燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるときは、初期電圧値ＶＩＮＩをその時点のセンサ出力値ＶＬＡＦＰに設定し（ステップＳ５２）、スロットル弁３の目標開度ＴＨＣＭＤを第２開度ＴＨ２に設定する（ステップＳ５３）。スロットル弁３を目標開度ＴＨＣＭＤまで開弁させるアクチュエータ７の駆動制御は図示しない処理で実行され、第２開度ＴＨ２までの開弁速度は所定速度（例えば１ｄｅｇ／ｓｅｃ）に設定してスロットル弁３の開弁駆動が行われる。
【００６３】
ステップＳ５４では、検出されるスロットル弁開度ＴＨが第２開度ＴＨ２となるまで待機し、スロットル弁開度ＴＨが第２開度ＴＨ２に達すると、判定電圧値ＶＤＥＴをその時点のセンサ出力値ＶＬＡＦＰに設定する（ステップＳ５５）。ステップＳ５６では、差分ＤＶＬＡＦ（＝ＶＤＥＴ−ＶＩＮＩ）を算出し、算出した差分ＤＶＬＡＦが判定閾値ＤＶＴＨａ以上であるか否かを判別する（ステップＳ５７）。この答が否定（ＮＯ）であるときは、禁止フラグＦＩＮＨを「０」に設定する（ステップＳ５９）一方、差分ＤＶＬＡＦが判定閾値ＤＶＴＨａ以上であるときは、禁止フラグＦＩＮＨを「１」に設定する（ステップＳ５８）。ステップＳ６０では、状況推定完了フラグＦＤＥＮＤを「１」に設定し、処理を終了する。
【００６４】
本実施形態では、燃料カット運転開始直後の第１検出タイミングにおいて、初期電圧値ＶＩＮＩが取得され、スロットル弁開度ＴＨを第２開度ＴＨ２まで所定角度値ＤＴＨＤ（例えば５ｄｅｇ）だけ増加させて、判定電圧値ＶＤＥＴが取得され、初期電圧値ＶＩＮＩと判定電圧値ＶＤＥＴとの差分ＤＶＬＡＦが判定閾値ＤＶＴＨａ以上であるときに、ブローバイガスの発生量が多いと推定され、空燃比検出特性補正が禁止される。スロットル弁開度ＴＨを増加させて吸入空気流量を増加させることによって、ブローバイガスの発生量が多い場合にその影響度合が確実に減少した状態で判定電圧値ＶＤＥＴが取得されるので、差分ＤＶＬＡＦによってブローバイガスの発生状況を正確に推定することが可能となる。
本実施形態では、図１０の処理がブローバイガス発生状況推定手段及び指令手段を構成する。
【００６５】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上述した実施形態では、初期電圧値ＶＩＮＩ及び判定電圧値ＶＤＥＴとして取得するセンサ出力値ＶＬＡＦＰは、センサ出力ＶＬＡＦの現在値としたが、センサ出力値ＶＬＡＦＰはノイズや脈動の影響を受けることを考慮して、数秒間の平均化処理を行った平均値を用いるようにしてもよい。
【００６６】
また上述した実施形態では吸入空気流量相関パラメータとして吸入空気流量ＧＡＩＲを使用したが、エンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢＡを使用してもよい。また、機関温度パラメータとしては、エンジン冷却水温ＴＷを使用したが、例えば潤滑オイルの温度ＴＯＩＬを検出するセンサを設けて、該センサよって検出されるオイル温度ＴＯＩＬを使用してもよい。また、吸入空気流量変更手段としてはスロットル弁を使用したが、スロットル弁をバイパスするバイパス通路及び該バイパス通路を流れる空気流量を変更可能な電磁弁、あるいは吸気弁の開弁期間を変更する吸気弁作動特性可変機構なども使用可能である。
【００６７】
また上述した第２の実施形態では、第１検出タイミングの後において、所定角度値ＤＴＨＤだけスロットル弁開度ＴＨを増加させるようにしたが、吸入空気流量ＧＡＩＲが所定流量ＤＧＡＩＲだけ増加するように、スロットル弁開度ＴＨを増加させるようにしてもよい。
【００６８】
また上述した実施形態では、燃料を吸気通路内に噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンの制御装置を示したが、本発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンの制御装置にも適用可能である。さらに本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御装置にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  内燃機関
２  吸気通路
３  スロットル弁（吸入空気流量変更手段）
５  電子制御ユニット（燃料供給手段、燃料カット運転実行手段、補正手段、ブローバイガス発生状況推定手段、指令手段）
６  燃料噴射弁（燃料供給手段）
７  アクチュエータ（吸入空気流量変更手段）
９  ブローバイガス通路（ブローバイガス供給手段）
１０  排気通路
２１  吸入空気流量センサ（吸入空気流量相関パラメータ検出手段）
２２  スロットル弁開度センサ
２５  冷却水温センサ（温度パラメータ検出手段）
２７  比例型酸素濃度センサ（空燃比検出手段）
ＤＶＬＡＦ  差分
ＤＶＴＨ  判定閾値
ＤＴＨＤ  所定角度値（所定制御量）
ＧＡＩＲ  吸入空気流量（吸入空気流量相関パラメータ）
ＳＵＭＧＡ  吸入空気量
ＳＵＧＡＴＨ  所定吸気量
ＴＨ  スロットル弁開度
ＴＷ  エンジン冷却水温（機関温度パラメータ）
ＴＷＡＩＴ  待機時間（所定時間）
ＴＷＴＨ  所定温度
ＶＩＮＩ  初期電圧値（第１出力値）
ＶＤＥＴ  判定電圧値（第２出力値）
ＶＬＡＦ  ＬＡＦセンサ出力
【図１】
2015137600.tif 000003
【図２】
2015137600.tif 000004
【図３】
2015137600.tif 000005
【図４】
2015137600.tif 000006
【図５】
2015137600.tif 000007
【図６】
2015137600.tif 000008
【図７】
2015137600.tif 000009
【図８】
2015137600.tif 000010
【図９】
2015137600.tif 000011
【図１０】
2015137600.tif 000012