(57)【要約】【課題】吸気管に付着した吸気デポジット量を検出する。【解決手段】内燃機関の各気筒に接続する吸気管内の圧力を推定し、更に、吸気管内の実際の圧力を検出する。その後、推定された推定圧力と、圧力検出手段により検出された実圧力とのズレ量を演算する。このズレ量が、基準範囲外となっているか否かを判定され、ズレ量が、基準範囲外であると認められた場合に、ズレ量に応じて吸気管の容積を修正した修正容積を演算する。【選択図】図４
2008095544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒に接続する吸気管内の圧力を推定する圧力推定手段と、
前記吸気管内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力推定手段により推定された推定圧力と、前記圧力検出手段により検出された実圧力とのズレ量を演算するズレ量演算手段と、
前記ズレ量が、基準範囲外となっているか否かを判定するズレ量判定手段と、
前記ズレ量が、前記基準範囲外であると認められた場合に、前記ズレ量に応じて前記吸気管の容積を修正した修正容積を演算する修正容積演算手段と、
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】
前記圧力推定手段は、前回、修正容積演算手段により修正容積が演算されている場合には、前回演算された前回修正容積に応じて、推定圧力を演算し、
前記ズレ量演算手段は、前記前回修正容積に応じて演算された推定圧力と、前記実圧力とのズレ量を演算し、
前記修正容積演算手段は、前記ズレ量判定手段において、前記前回修正容積に応じて演算された推定圧力と前記実圧力とのズレ量が、前記基準範囲外であると判定された場合に、前記前回修正容積から基準減算量を減算することで、今回の修正容積を演算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】
前記ズレ量演算手段は、前記推定圧力から前記実圧力を減算した値と、前記実圧力で除算した誤差率を、前記ズレ量として演算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】
前記ズレ量演算手段は、前記推定圧力から前記実圧力を減算した推定誤差を、前記ズレ量として演算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５】
前記内燃機関の加速状態あるいは減速状態を判定する加減速判定手段を、更に備え、
前記ズレ量判定手段は、
前記内燃機関が加速状態であると判定されたときには、前記ズレ量が第１基準量よりも小さい場合に前記ズレ量が前記基準範囲外であると判定し、前記内燃機関が減速状態であると判定されたときには、前記ズレ量が第２基準量よりも大きい場合に前記ズレ量が前記基準範囲外であると判定することを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記修正容積と、前記吸気管の容積の初期値として記憶された初期容積とに基づいて、前記吸気管内に付着した付着物の付着率を演算する付着率演算手段を、更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記修正容積に応じて、前記気筒内に吸入される筒内吸入空気量を推定する筒内吸入空気量推定手段と、
前記筒内吸入空気量に応じて、燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関が搭載された車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記アクセル開度に応じて、前記吸気管内の目標圧力を設定する目標圧力設定手段と、
前記目標圧力と、前記修正容積とに応じて、スロットル開度を設定するスロットル開度設定手段と、
を、更に備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか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】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。更に具体的には、内燃機関に接続する吸気管内の吸気デポジットに対する補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されているように、内燃機関に供給された燃料が、吸気管壁面の熱等により煤化して、吸気管壁面や吸気バルブの表面に付着、堆積する場合がある。このような吸気管内の付着物（以下、「吸気デポジット」）は、吸気管内の容積を変化させ、また、吸入空気流に対する流入抵抗となる。その結果、吸入空気量を減少させたり、筒内流に変化をもたらしたりする原因となる。このような結果、燃焼状態の変化や、空燃比の変化が生じることとなる。従って、吸気デポジット量をより正確に推定し、これに応じて、吸入空気量の算出や燃料噴射量の決定等を行うことが好ましい。
【０００３】
特許文献１のシステムでは、吸気デポジットの量を以下のように検出している。即ち、まず、スロットルバルブの開度を内燃機関のアイドリング時の状態における開度とし、ＥＧＲ弁を全閉とし、燃料噴射を行わない運転条件下において、サージタンク内の絶対圧を検出する。このように運転条件を限定することで、サージタンク内の絶対圧の、内燃機関の運転状態における影響による変動がある程度抑えられる。従って、求められた絶対圧は吸気抵抗と相関を有し、吸気抵抗が高くなっている場合にはサージタンク内の絶対圧も高くなっている。
【０００４】
吸気抵抗は吸気デポジット量と相関を有し、吸気デポジット量が増大すると、吸気抵抗も大きくなる。このため、サージタンク内の絶対圧が高くなっている場合（つまり吸気抵抗が大きい場合）には、吸気デポジット量が多くなっているものと判定される。また、この従来技術のシステムでは、具体的な判定においては、絶対圧に対する大気圧の影響を排除するため、大気圧と絶対圧との偏差を求めて、この値を指標としてデポジット量を判断している。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４７１２０号公報
【特許文献２】特開２００１−４１０９５号公報
【特許文献３】特開２００２−７０６５号公報
【特許文献４】特開２００２−７３６２号公報
【特許文献５】登録実用新案第２５５８１５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし上記従来技術において、吸気デポジット量は、他の運転条件の変動による影響を排除するため、アイドリング時のスロットル開度で、燃料噴射を中止し、ＥＧＲ弁を全閉とした運転条件下において検出される。従って、例えば、過渡運転時のように運転条件が変化する環境下では、吸気デポジット量の検出を行うことは困難となる。しかし、燃焼不良防止や空燃比を高い精度で制御するためには、このような状況下においても吸気デポジット量の検出ができることが好ましい。
【０００７】
また、上記従来技術のサージタンク内の絶対圧に基づいて算出された偏差は、デポジット量の多少を示す指標となる値である。この偏差はＥＧＲ率の補正係数に反映されため、デポジット量に応じてＥＧＲ率を補正することができる。しかし、より精度の高い制御を行うためには、燃料噴射量や点火時期等の制御においても吸気デポジット量を反映させるべく、吸気デポジット量自体をより明確に検出できることが好ましい。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、過渡的な運転状態においても、吸気デポジットの付着量を適切に検出できるように改良した内燃機関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】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の各気筒に接続する吸気管内の圧力を推定する圧力推定手段と、
前記吸気管内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力推定手段により推定された推定圧力と、前記圧力検出手段により検出された実圧力とのズレ量を演算するズレ量演算手段と、
前記ズレ量が、基準範囲外となっているか否かを判定するズレ量判定手段と、
前記ズレ量が、前記基準範囲外であると認められた場合に、前記ズレ量に応じて前記吸気管の容積を修正した修正容積を演算する修正容積演算手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
前記圧力推定手段は、前回、修正容積演算手段により修正容積が演算されている場合には、前回演算された前回修正容積に応じて、推定圧力を演算し、
前記ズレ量演算手段は、前記前回修正容積に応じて演算された推定圧力と、前記実圧力とのズレ量を演算し、
前記修正容積演算手段は、前記ズレ量判定手段において、前記前回修正容積に応じて演算された推定圧力と前記実圧力とのズレ量が、前記基準範囲外であると判定された場合に、前記前回修正容積から基準減算量を減算することで、今回の修正容積を演算することを特徴としている。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記ズレ量演算手段は、前記推定圧力から前記実圧力を減算した値と、前記実圧力で除算した誤差率を、前記ズレ量として演算することを特徴としている。
【００１２】
第４の発明は、第１または第２の発明において、前記ズレ量演算手段は、前記推定圧力から前記実圧力を減算した推定誤差を、前記ズレ量として演算することを特徴としている。
【００１３】
第５の発明は、第３または第４の発明において、前記内燃機関の加速状態あるいは減速状態を判定する加減速判定手段を、更に備え、
前記ズレ量判定手段は、
前記内燃機関が加速状態であると判定されたときには、前記ズレ量が第１基準量よりも小さい場合に前記ズレ量が前記基準範囲外であると判定し、前記内燃機関が減速状態であると判定されたときに、前記ズレ量が第２基準量よりも大きい場合に前記ズレ量が前記基準範囲外であると判定することを特徴としている。
【００１４】
第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、前記修正容積と、前記吸気管の容積の初期値として記憶された初期容積とに基づいて、前記吸気管内に付着した付着物の付着率を演算する付着率演算手段を、更に備えることを特徴としている。
【００１５】
第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明において、
前記修正容積に応じて、前記気筒内に吸入される筒内吸入空気量を推定する筒内吸入空気量推定手段と、
前記筒内吸入空気量に応じて、燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、
を、更に備えることを特徴としている。
【００１６】
第８の発明は、第１から第７のいずれかの発明において、
前記内燃機関が搭載された車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記アクセル開度に応じて、前記吸気管内の目標圧力を設定する目標圧力設定手段と、
前記目標圧力と、前記修正容積とに応じて、スロットル開度を設定するスロットル開度設定手段と、
を、更に備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、吸気管内の推定圧力と、実際の検出値である吸気管内の実圧力とのズレ量が基準範囲外である場合に、このズレ量に応じて吸気管の容積を修正した修正容積が求められる。ここで、推定圧力と実圧力との間のズレ量は、主として吸気管容積の変化によって生じるものである。従って、付着物の付着により変化した吸気管容積をより正確に検出することができる。
【００１８】
第２の発明によれば、前回容積演算手段により演算された前回修正容積に応じて推定圧力を演算し、前回修正容積に応じて演算された推定圧力と実圧力とのズレ量とが基準範囲外であると判定された場合に、更に、前回修正容積から基準減算量を減算することで、今回の修正容積を演算する。つまり、前回修正容積に応じた推定圧力と実圧力とのズレ量が基準範囲内となるまでの間、初期の吸気管容積から基準減算量だけその容積を減算して修正容積が求められる。従って、修正容積が、付着物による吸気管容積の変化量以上に小さな容積となるのを防ぐと共に、急激な吸気管容積の変化を抑えて、正確に付着物により変化した吸気管容積を求めることができる。
【００１９】
第３または第４の発明によれば、より明確に推定圧力と実圧力とのズレ量を演算することができ、吸気デポジット付着の有無をより確実に検出することができる。
【００２０】
ところで、内燃機関が加速状態あるいは減速状態において、吸入空気量の変化に対する、実際の吸気管内の圧力変化の応答性は、吸気管容積により異なるものとなる。従って、吸気管内に付着物が付着して吸気管容積が小さくなっている場合には、吸気管内の圧力変化の応答性は早く、推定圧力と実圧力との差が大きくなる。従って第５の発明によれば、内燃機関が加速状態あるいは減速状態において、修正容積を演算する。これにより付着物により変化した吸気管容積を、より正確に演算することができる。
【００２１】
第６の発明によれば、付着物により変化した後の修正容積と、吸気管容積の初期値として記憶された初期容積とに基づいて、付着物の吸気管内への付着率を演算することができる。これにより種々の内燃機関の制御にこれを利用し、付着物による吸気管容積変化を考慮して、より正確な制御を行うことができる。
【００２２】
第７の発明によれば、付着物の付着により変化した後の修正容積に応じて、気筒内に吸入される筒内吸入空気量を推定し、筒内吸入空気量に応じて、燃料噴射量が設定される。従って、燃焼状態を安定させると共に、より高い精度で空燃比制御を行うことができる。
【００２３】
第８の発明によれば、アクセル開度に応じて、吸気管内の目標圧力を設定し、目標圧力と、付着物により変化した後の修正容積とに応じて、スロットル開度が設定される。従って、より確実に目標圧力に応じた吸気管圧力を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００２５】
実施の形態１．
[実施の形態１のシステム構成について]
図１は、この発明の実施の形態１における内燃機関の制御装置が搭載されたシステム構成を説明するための模式図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。図１においては、内燃機関１０の１の気筒のみを図示しているが、実際には、内燃機関１０は複数の気筒を備えている。内燃機関１０の各気筒の吸気ポートには吸気管１２が接続され、排気ポートには排気管１４が接続されている。また、各気筒の吸気ポートには吸気ポートを開閉する吸気バルブ１６が配置され、排気ポートには、排気ポートを開閉する排気バルブ１８が配置されている。
【００２６】
吸気管１２の上流側には、エアフロメータ２０が配置されている。エアフロメータ２０は、吸気管１２内に流入する空気流量に応じた出力を発する。エアフロメータ２０の下流側にはスロットルバルブ２２が配置されている。スロットルバルブ２２近傍には、スロットルバルブの開閉状態を電子的に制御するアクチュエータ２４が配置されている。スロットルバルブ２２は、アクチュエータ２４によりその開度が変更されることで、吸気管１２内に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ２２の開度（スロットル開度）は、アクチュエータ２４を介して、アクセル操作などによる加減速要求等に基づいて電気的に制御される。すなわち、アクセル開度とは独立してスロットル開度を制御することができる。スロットルバルブ２２の近傍にはスロットル開度に応じた出力を発するスロットル開度センサ２６が配置されている。
【００２７】
スロットルバルブ２２の下流側には、サージタンク２８が配置され、サージタンク２８には圧力センサ３０が取り付けられている。圧力センサ３０は、吸気管１２内の圧力に応じた出力を発するセンサである。また、このシステムは、システムが搭載された車両のアクセルの開度を検出するためのアクセル開度センサ３２を有している。
【００２８】
図１に示すシステムは、内燃機関の制御装置としてのＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力側には、エアフロメータ２０、スロットル開度センサ２６、圧力センサ３０、アクセル開度センサ３２等が接続されている。ＥＣＵ４０はこれらのセンサの出力を取り込むことで、吸入空気量、スロットル開度、吸気管圧力やアクセル操作量等の内燃機関の運転状態に関する情報を検出することができる。また、ＥＣＵ４０の出力側には、アクチュエータ２４等が接続されている。ＥＣＵ４０は制御信号を発することでこれらを制御することができる。
【００２９】
[実施の形態１における制御に関して]
図２、３は吸気管１２内の推定圧力と、実際の圧力との差を説明するための図であり、より具体的に図２は、内燃機関１０が加速運転中の状態を表し、図３は内燃機関１０の減速運転中の状態を表している。
【００３０】
吸気管１２内の圧力の推定値（以下「推定圧力」）は、スロットル開度と共に、アクセル開度変化と内燃機関１０の運転状態に応じて決定される。具体的には例えば、種々の物理モデルに従って、アクセル開度変化に従って要求される吸入空気量が求められて、吸入空気量に応じてスロットル開度が決定され、スロットルバルブ２２を通過する空気流量が算出され、空気流量に応じて推定圧力が求められる。内燃機関１０の加速過渡時においては、図２の破線(pm_est)に示すように、推定圧力pm_estも増大する。
【００３１】
ところで、吸気管１２内に煤化した燃料等の付着物（以下「吸気デポジット」）が付着していない場合には、吸気管容積は初期値として記憶された容積（初期容積V(0)）から変化していない。この場合、実際に圧力センサ３０の出力に基づいて検出される吸気管１２内の実際の圧力（以下「実圧力」）は、推定圧力pm_estとほぼ同値となる。
【００３２】
ここで、スロットル開度と推定圧力pm_estとは、吸気管容積が初期容積V(0)から変化していないことを前提として求められている。しかし、吸気管１２内に吸気デポジットが付着している場合、吸気管容積は初期容積V(0)より小さなものとなっている。吸気デポジットにより吸気管容積が初期容積V(0)より小さくなっている場合には、吸気管１２内の空気流量に対する圧力の変化の応答性は早くなる。
【００３３】
従って、吸気デポジットが付着している場合、スロットルバルブが設定されたスロットル開度に制御されると、実圧力pm_realの増加が予測される以上に早くなる。従って、吸気デポジットが付着している場合の加速運転中には、図２の実線(pm_real)に示すように、実圧力pm_realが推定圧力pm_estより大きくなる。また吸気デポジット量が多い場合程、吸気管容積が初期容積V(0)よりも小さくなっているため、加速運転中の推定圧力pm_estと実圧力pm_realとの差は大きくなると考えられる。
【００３４】
同様に、減速時には要求される吸入空気量は減少するため、推定圧力pm_estは、図３の破線(pm_est)に示すように減少する。吸気管１２内に吸気デポジットが付着していない場合には、吸気管容積から初期容積V(0)のまま変化していないため、実圧力は推定圧力pm_estとほぼ同値となる。
【００３５】
一方、吸気管１２内に吸気デポジットが付着して、その容積が初期容積V(0)よりも小さくなると、吸気管内の空気流量の変化に対する圧力変化の応答性が速くなる。つまり、吸気デポジットが付着している場合の減速運転時には、推定圧力pm_estよりも実圧力pm_realが早く減少するため、図３の実線(pm_real)に示すように、実圧力pm_realは推定圧力pm_estより小さくなる。また吸気デポジット量が多い場合程、減速運転中の推定圧力pm_estと実圧力pm_realとの差は大きくなると考えられる。
【００３６】
従って、図２、図３に示すように、加速運転中あるいは減速運転中に、推定圧力pm_estと実圧力pm_realとを比較して、そのズレが基準範囲外となる場合に吸気管１２内に吸気デポジットが付着しているものと考えられる。図４及び図５は、推定圧力pm_estと実圧力pm_realとの誤差率と、吸気デポジット付着の判定の基準範囲との関係について説明するための図であり、図４は加速時、図５は減速時を表している。
【００３７】
ここで誤差率は、次式（１）に従って求めることができる。
誤差率perr_pm＝(推定圧力pm_est-実圧力pm_real)/実圧力pm_real    ・・・・（１）
例えば、吸気デポジットが付着している場合、図２に示すような加速中においては、推定圧力pm_estより実圧力pm_realの方が大きくなり、両者の差は吸気デポジット量が多い場合程大きくなる。従って図４に示すように、誤差率perr_pmは吸気デポジット量が多いほど小さな値(マイナス側に大きな値)となり、吸気デポジット量がある程度大きくなると、基準範囲の下限値である最小基準値perr_MIN（第１基準量）より小さくなる部分が発生する。
【００３８】
また、吸気デポジットが付着している場合であって、図３に示すような減速中の場合には、推定圧力pm_estより実圧力pm_realとが小さくなり、かつ両者の差は吸気デポジット量が多い場合程大きくなる。従って、図５に示すように、誤差率perr_pmは吸気デポジット量が多い程大きな値となり、吸気デポジット量がある程度大きくなると、基準範囲の上限値である最大基準値perr_MAX（第２基準量）より大きくなる部分が発生する。
【００３９】
従って、実施の形態１のシステムでは、以下の条件A及び条件Bのいずれかが成立する場合に、吸気デポジットが許容範囲を越えて付着していると判断する。
（条件A）加速運転中であり、かつ、誤差率perr_pm＜最小基準値perr_MIN
（条件B）減速運転中であり、かつ、誤差率perr_pm＞最大基準値perr_MAX
【００４０】
また、実施の形態１では、吸気デポジットの付着の有無を判定するだけでなく、以下のように、吸気デポジット付着後の実際の吸気管容積（以下「修正容積」）及び吸気デポジットの付着率（以下「付着率」）を求める。具体的に、上記の手法により吸気デポジットが付着していると判断された場合、吸気管容積を基準減算量d_VOL分小さくして修正容積を求める処理と、その修正吸気管容積に応じて推定圧力pm_estの再演算を行い再演算された推定圧力pm_estを用いて誤差率perr_pmを再演算する処理が繰り返される。そして、再演算された誤差率perr_pmが条件A及び条件Bを満たさなくなった時点で、そのときの修正容積が吸気デポジット付着後の吸気管容積とされる。
【００４１】
なお、このように各処理を繰り返して吸気管容積を徐々に小さく修正しているのは、急激に吸気管容積を減少させることで却って吸気管容積が実際よりも小さな値に設定されてしまうことを防ぐためである。このような吸気管容積に対する基準減算量d_VOLは、予め、実験により吸気デポジット付着による吸気管容積の減少量を求めて、この実験値を除算する等により求めることができる。
【００４２】
また、求められた修正容積から、次式（２）に従って、付着率per_depoが演算される。
付着率per_depo=（初期容積V(0)-修正容積）/初期容積V(0)    ・・・・（２）
上記のように演算された、修正容積及び付着率を利用することにより、吸気デポジットの影響を考慮した種々の制御を実現することができる。
【００４３】
[実施の形態１の具体的な制御のルーチン]
図６は、この発明の実施の形態１においてシステムが実行する具体的な制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図６のルーチンでは、まず、内燃機関１０の運転状態から過渡の運転中であるか否かが判定される（Ｓ１００）。具体的には、アクセル開度センサ３２の出力に応じてアクセル開度変化が求められ、この変化が所定の基準変化量よりも大きくなっているか否かに基づいて判定される。ステップＳ１００において、過渡運転中であることが認められない場合には、現在、吸気デポジット有無の検出をする状態にないため、カウンタ値COUNTがクリアされて、COUNT=0とされ（Ｓ１０２）、今回の処理が終了する。なお、ここでカウンタ値COUNTは、後述する処理において、修正容積を繰り返し演算する場合にその繰り返し回数をカウントする値である。
【００４４】
次に、推定圧力pm_estが演算される（Ｓ１１０）。推定圧力pm_estはアクセル開度変化と機関回転数等に基づいて、予め定められた物理モデルに従って演算される。このとき、既に、後述する処理により吸気管容積が初期容積V(0)から修正されている場合には、推定圧力pm_estは修正容積を用いて決定される。
【００４５】
次に、実圧力pm_realが検出される（Ｓ１１２）。実圧力pm_realはサージタンク２８に取り付けられた圧力センサ３０の出力がＥＣＵ４０に取り込まれることで、ＥＣＵ４０により求められる。次に、誤差率perr_pmが演算される（Ｓ１１４）。誤差率perr_pmは、上記式（１）に従って、推定圧力pm_estから実圧力pm_realを減算し、これを実圧力pm_realで除算することにより求められる。
【００４６】
次に、現在の実圧力pm_realが増加中であるか否かが判定される（Ｓ１１６）。ステップＳ１００において現在過渡運転中であることが認められているため、ここでは、現在の運転状態が加速中か、あるいは減速中かが判別されることとなる。つまり、ステップＳ１１６で現在の実圧力pm_realが増加中であると判定された場合には、現在加速中であると判断される。
【００４７】
この場合、次に、Ｓ１１４において演算された誤差率perr_pmが最小基準値perr_MINより小さいか否かが判定される（Ｓ１１８）。ステップＳ１１８において、誤差率perr_pm＜最小基準値perr_MINの成立が認められた場合、上記の加速中の条件Aの成立が認められる。つまり吸気デポジットが付着し、かつ吸気デポジット付着後の修正容積の演算が完了していないと考えられるため、後述のステップＳ１２２、Ｓ１２４において修正容積の演算が行われる。
【００４８】
一方、ステップＳ１１６において現在の実圧力pm_realが増加中ではないと判定された場合、現在の運転状態は減速中であると判断できる。従って、次に、ステップＳ１１４において演算された誤差率perr_pmが最大基準値perr_MAXよりも大きいか否かが判定される（Ｓ１２０）。ここで、誤差率perr_pm＞最大基準値perr_MAXの成立が認められた場合、上記の減速中の条件Bの成立が認められる。つまり、吸気デポジットが付着し、かつ吸気デポジット付着後の修正容積の演算が完了していないと考えられるため、続く、ステップＳ１２２、Ｓ１２４において修正容積の演算が行われる。
【００４９】
ステップＳ１１８において誤差率perr_pm＜最小基準値perr_MINの成立が認められた場合、及び、ステップＳ１２０において誤差率perr_pm＞最大基準値perr_MAXの成立が認められた場合には、次に、カウンタ値countに1が加算される（Ｓ１２２）。カウンタ値countは、この後の処理において修正容積V(count)を演算した回数のカウンタ値となり、初期値においてcount=0に設定され、後の処理で修正容積V(count)が一度演算される毎に、このステップＳ１２２において１ずつ加算される値である。
【００５０】
次に、修正容積V(count)が演算される（Ｓ１２４）。修正容積V(count)は、次式（３）に従って、前回演算された（即ち現在記憶されている）修正容積V(count-1)から、基準減算量d_VOLを減算することにより求められる。
修正容積V(count)＝前回修正容積V(count-1)−基準減算量d_VOL    ・・・・（３）
なお、今回の修正容積V(count)の演算が第１回目の演算である場合、つまり現在、カウンタ値count=1である場合、式（３）の右辺の前回修正容積V(count-1)は初期容積V(0)となる。初期容積V(0)は吸気デポジットがない場合の吸気管容積であり、予めＥＣＵ４０に記憶されている。
【００５１】
上記のように修正容積V(count)が演算されると、再びステップＳ１００に戻り、上記の処理が繰り返し実行される。上記したように、ステップＳ１１０における推定圧力pm_estの演算では修正容積V(count)が用いられる。誤差率perr_pmは、再演算された推定圧力pm_estと再検出されたpm_realとに応じて再演算される。
【００５２】
再演算された誤差率perr_pmが、誤差率perr_pm＜最小基準値perr_MIN（Ｓ１１８）、あるいは、誤差率perr_pm＞最大基準値perr_MAX（Ｓ１２０）を満たすものと判定されている間は、ステップＳ１２４の修正容積V(count)が基準減算量d_VOL分減算された値とされる処理が繰り返される。つまり、推定圧力pm_estと実圧力pm_realとのズレが十分に小さくなることが確認されるまで、吸気管容積が小さく修正される演算が繰り返されることとなる。
【００５３】
一方、ステップＳ１１８またはＳ１２０において、誤差率perr_pmが、誤差率perr_pm＜最小基準値perr_MIN、あるいは、誤差率perr_pm＞最大基準値perr_MAXを満たさないものと判定された場合、推定圧力pm_estと実圧力pm_realとのズレが十分に小さくなっている。この場合、吸気デポジットの付着による吸気管容積の実質的な縮小に起因して推定圧力pm_estに生じる推定誤差が小さくなったものと考えられる。つまり、現在の修正容積V(count)が、吸気デポジットが付着した現在の状態における実質的な吸気管容積と一致していると考えられる。
【００５４】
従って、この場合には、ステップＳ１３０に進み、カウンタ値countが１以上であるか否かが判定される。ここでは、今回の処理中に少なくとも１回以上、ステップＳ１２４における修正容積V(count)の演算が行われたか否かが判定される。
【００５５】
ステップＳ１３０において、カウンタ値count≧1であることが認められない場合、今回の吸気デポジット付着による修正容積の演算が行われていないと判断される。これは、吸気管容積を初期容積V(0)として演算された推定圧力pm_estと実圧力pm_realとから求められた誤差率perr_pmが、基準範囲内であったことを示している。つまり、この場合、初期容積V(0)に基づいて正しく圧力が推定されていると判断された状態であると判断され、従って、吸気デポジットの付着がないものと判定される（Ｓ１３２）。その後、ステップＳ１０２において、カウンタ値count=0とされて、今回の処理を終了する。
【００５６】
一方、ステップＳ１３０においてcount≧１であることが認められた場合、次に、吸気デポジット付着判定が行われ、この判定が記憶される（Ｓ１３４）。吸気デポジット付着が判定されると、吸気デポジット付着を示す表示がなされるなど、必要に応じて設定された処理が行われる。
【００５７】
次に、吸気管１２内の容積に対する吸気デポジットの付着量の割合として、付着率per_depoが演算される（Ｓ１３６）。付着率per_dopoは、次式（４）に示すように、現在の修正容積V(count)と初期容積V(0)とに基づいて演算される。
付着率per_depo＝(初期容積V(0)-修正容積V(count))/初期容積V(0)    ・・・・（４）
その後、カウンタ値count=0とされて（Ｓ１０２）、今回の処理が終了する。
【００５８】
なお、以上の図６のルーチンにおいて、ステップＳ１１０が実行されることで、この発明の「圧力推定手段」が実現し、ステップＳ１１２が実行されることで「圧力検出手段」が実現し、ステップＳ１１４が実行されることで「ズレ量演算手段」が実現し、ステップＳ１１８又はＳ１２０が実行されることで「ズレ量判定手段」が実現し、ステップＳ１２４が実行されることで「修正容積演算手段」が実現し、ステップＳ１００が実行されることで「加減速判定手段」が実現し、ステップＳ１３６が実行されることで「付着率演算手段」が実現する。
【００５９】
以上説明したように、実施の形態１によれば、吸気管圧力の推定値（推定圧力pm_est）と実際の吸気管圧力（実圧力pm_real）との誤差に基づいて吸気デポジット付着の有無を判断する。従って、運転条件が過渡の状態において、そのときの運転条件の変化の影響による誤判断を防ぎつつ、確実に吸気デポジット付着の判定を行うことができる。
【００６０】
また、吸気デポジット付着判定と同時に、推定圧力pm_estと実圧力pm_realとの誤差が収束するまで修正容積V(count)が繰り返し演算される。これにより、吸気デポジットに起因して小さくなった、実際の吸気管容積を求めることができる。また、修正容積V(count)から、付着率per_depoが求められる。このように、吸気デポジット付着後の吸気管容積や、付着率を求めることで、これらを用いて種々の内燃機関の制御について設定することができる。従って、吸気デポジット付着による制御のズレを抑えることができる。
【００６１】
具体的に、例えば、修正容積V(count)を演算した後、これに基づいて吸入空気量が設定され、この吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出することで、吸気デポジットが付着している場合にも、燃焼不良となるのを防ぐことができる。このように、修正容積V(count)により吸入空気量が設定されることで、この発明の「筒内吸入空気量推定手段」が実現し、燃料噴射量が算出されることで、この発明の「燃料噴射量演算手段」が実現する。
【００６２】
なお、実施の形態１では、吸気デポジットが付着した場合の修正容積の演算方法として、誤差率が基準範囲内となるまでの間、前回演算された修正容積から基準減算量d_VOLを減算する演算を繰り返すことで、修正容積を求める場合について説明した。しかし、この発明において修正容積の演算方法はこれに限るものではなく、例えば、推定圧力と実圧力とのズレ量に基づいて、直接修正容積を演算するようなものであってもよい。
【００６３】
また、実施の形態１では、推定圧力pm_estから実圧力pm_realを減算し、これを実圧力pm_realで除算して、誤差率perr_pmを演算し、これを吸気デポジット付着有無の判定に用いる場合について説明した。しかし、この発明において、吸気デポジット付着の有無の判定に用いられる、推定圧力のズレ量を示すパラメータは、このように演算された誤差率に限るものではない。例えば、ズレ量を示すものとして、推定圧力pm_estから実圧力pm_realを減算した値（推定誤差）を用いても良い。この場合にも、このような値に対して、吸気デポジット有無の判定の基準となる基準範囲（最小基準値〜最大基準値）を実験等により求めて予め設定し、上記条件A、条件Bのような関係を満たすか否かにより、吸気デポジットの有無を判断することができる。
【００６４】
また、実施の形態１では、修正容積の演算の後、修正容積と初期容積とに基づいて付着率を求める場合について説明した。しかし、この発明においては、必ずしも付着率を算出するものに限るものではなく、修正容積の演算のみで処理を終了するものであってもよい。
【００６５】
実施の形態２．
実施の形態２のシステムは、図１に示すシステムと同様の構成を有している。また、実施の形態２のシステムにおいても、実施の形態１において説明したのと同様に、修正容積V(count)を求め、付着率per_depoを演算する。実施の形態２では、このように演算された吸気管容積V(count)を、更に、以下に説明するようにスロットル開度の制御に反映させる。
【００６６】
図７(a)はアクセル開度変化の一例を示す図であり、図７(b)はこのアクセル開度変化に応じて設定される目標圧力の変化を表す図である。図７(a)に示すように、アクセル開度が時刻T0において大きく開くように変化すると、これに応じて、必要な吸入空気量が吸入されるように、ほぼ同じ時刻TOから目標圧力は次第に上昇するよう設定される。
【００６７】
図８(a)は、図７(a)のようにアクセル開度が変化する場合における、スロットル開度を表す図であり、図８(b)は、図８(a)は、図７(a)のようにアクセル開度が変化する場合における吸気管内の圧力の実際の変化を表す図である。図８(a)において破線(i)は、吸気デポジットによる吸気管容積の減少の有無を考慮していない場合の通常の制御におけるスロットル開度を表している。
【００６８】
図８(a)の破線(i)に示すように、通常、スロットル開度は、アクセル開度に基づいて設定された吸入空気量を実現するように、スロットル開度のモデル等により設定される。このとき吸気管容積は初期容積V(0)とされている。従って、吸気デポジットの付着により実際には吸気管容積が小さくなった状態となっていると、設定されたスロットル開度に制御された場合に、その吸入空気量に対する実際の吸気管内の実圧力は、図８(b)の破線(i)に示すように、加速の過程で応答性が早くなり、一時的に目標圧力（破線(iii)参照）を大幅に上回る値となる。
【００６９】
一方、図８(a)の実線(ii)は、吸気デポジットによる吸気管容積の減少を反映させ、修正容積V(count)を用いている場合を表している。図８(a)の実線(ii)では、スロットル開度は、修正容積V(count)を用いて、吸気圧推定モデルの逆モデルに従って、図７(b)のように設定された目標圧力を実現するように逆演算される。従って、設定されるスロットル開度は、吸気デポジットの付着により減少した吸気管容積(修正容積V(count))に応じたものとなり、図８(a)の実線(ii)に示されるように、初期容積V(0)を用いた場合のスロットル開度変化(破線(i)参照)に比べて緩やかな変化を示すものとなる。
【００７０】
このように修正容積V(count)を用いて吸気管容積を設定する場合、図８(b)の実線(ii)に示されるように、吸気管圧力の過渡時における急激な上昇分を小さく抑えることができ、初期容積V(0)として通常どおりにスロットル開度を制御した場合と比較して、吸気管圧の変化は目標圧力を追従するように変化させることができる。
【００７１】
このように、実施の形態２のシステムでは、演算された修正容積V(count)を用いて、目標圧力を追従するようにしてスロットル開度を設定する。従って、吸気デポジット量を考慮した制御を行うことができ、より正確に要求される目標圧力を追従した制御を行うことができる。
【００７２】
図９は、この発明の実施の形態２においてシステムが実行する制御のルーチンである。図９のルーチンでは、まず、ステップＳ２００において、図６に説明したルーチンが実行される。これにより、実施の形態１で説明したように、吸気管１２内に吸気デポジットの付着が認められる場合には、修正容積V(count)が求められる。
【００７３】
次に、アクセル操作量が検出される（Ｓ２１０）。アクセル操作量は、アクセル開度センサ３２の出力がＥＣＵ４０に取り込まれて、この出力に応じてＥＣＵ４０により求められる。次に、目標圧力が演算される（Ｓ２１２）。目標圧力は、ステップＳ２１０において求められたアクセル操作量に応じて求められる。
【００７４】
次に、目標圧力に対するスロットル開度が演算される（Ｓ２１４）。スロットル開度の演算においては、まずステップＳ２００において吸気デポジット付着と判定されている場合には、修正容積V(count)を用いて吸気管圧推定モデルの逆モデル等に従って、スロットルバルブ２２を通過する空気流量が求められ、それに応じたスロットル開度が設定される。その結果、図８(a)に示すように、吸気デポジットが付着している場合、同じ目標圧力の変化に対して設定されるスロットル開度の変化量は小さなものとなる。これは、吸気デポジットにより実際の吸気管容積が初期容積V(0)よりも小さくなっているためである。
【００７５】
次に、設定されたスロットル開度に応じて、スロットル開度が制御される（Ｓ２１６）。スロットル開度は、設定されたスロットル開度に基づく制御信号がＥＣＵ４０からアクチュエータ２４に発信され、これによりスロットルバルブ２２が制御されることで制御される。このように、修正容積V(count)を反映させたスロットル開度に制御することで、図８(b)の実線(ii)に示すように、目標圧力により近い吸気管圧力を実現することができる。
【００７６】
以上説明したように、実施の形態２の制御によれば、スロットル開度を、吸気デポジットの付着により小さくなっている吸気管容積(修正容積V(count)を用いて演算する。従って、過渡運転中においても、吸気管容積の差による目標圧力に対するズレを小さくすることができる。
【００７７】
なお、図９のルーチンにおいて、ステップＳ２１０が実行されることで、この発明の「アクセル開度検出手段」が実現し、ステップＳ２１２が実行されることで「目標圧力設定手段」が実現し、ステップＳ２１４が実行されることで「スロットル開度選定手段」が実現する。
【００７８】
また、実施の形態２では、加速時の場合のみを例にとって説明したが、上記のスロットル開度の制御は、加速時に限るものではなく、減速時においても同様に適用することができる。
【００７９】
以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、本実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の実施の形態１におけるシステムの全体構成を説明するための模式図である。
【図２】内燃機関の加速時における吸気管圧力の推定値と、実際の吸気管圧力とを説明するための図である。
【図３】内燃機関の減速時における吸気管圧力の推定値と、実際の吸気管圧力とを説明するための図である。
【図４】内燃機関の加速時において、吸気管内に吸気デポジットが付着している場合の吸気管圧力の推定値と実際の吸気管圧力との誤差について説明するための図である。
【図５】内燃機関の減速時において、吸気管内に吸気デポジットが付着している場合の、吸気管圧力の推定値と実際の吸気管圧力との誤差について説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態１においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【図７】アクセル開度の変化とそれに伴う吸気管内の圧力の目標値の変化とを表すための図である。
【図８】図７のアクセル開度変化に対するスロットル開度と、実際の吸気管内の圧力とを説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態２においてシステムが実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１０  内燃機関
１２  吸気管
１４  排気管
１６  吸気バルブ
１８  排気バルブ
２０  エアフロメータ
２２  スロットルバルブ
２４  アクチュエータ
２６  スロットル開度センサ
２８  サージタンク
３０  圧力センサ
３２  アクセル開度センサ
４０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
2008095544.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008095544.tif 000007
【図６】
2008095544.tif 000008
【図７】
2008095544.tif 000009
【図８】
2008095544.tif 000010
【図９】
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