(57)【要約】【課題】  本発明は内燃機関の制御装置に関し、蒸発燃料の導入により生じる内燃機関のトルク変動を抑制できるようにする。【解決手段】  蒸発燃料の吸気通路への導入時、クランク角信号等の内燃機関の作動データから、各気筒の発生トルクに対応する図示トルク等のトルク対応値を算出する。蒸発燃料の分配率のばらつきは、蒸発燃料の導入時における各気筒のトルクのばらつきとして現れるので、蒸発燃料導入時の各気筒のトルク対応値から蒸発燃料の気筒毎の分配率に対応する分配率対応値を算出する。そして、この分配率対応値に基づいて燃料噴射量等の機関制御パラメータの補正値を算出する。【選択図】      図３
2005248783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクで発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路に導入する蒸発燃料導入手段と、
前記内燃機関の作動データから各気筒の発生トルクに対応するトルク対応値を求めるトルク対応値算出手段と、
蒸発燃料導入時の各気筒の前記トルク対応値に基づいて蒸発燃料の分配率に対応する分配率対応値を求める分配率対応値算出手段と、
気筒毎に設定される機関制御パラメータに従い前記内燃機関を制御する制御手段と、
前記分配率対応値に基づいて前記機関制御パラメータの補正値を求める補正値算出手段と、
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】
燃料タンクで発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路に導入する蒸発燃料導入手段と、
前記内燃機関の作動データから各気筒の発生トルクに対応するトルク対応値を求めるトルク対応値算出手段と、
蒸発燃料導入時の特定気筒の前記トルク対応値と蒸発燃料導入前の前記特定気筒の前記トルク対応値との差に基づいて前記特定気筒に導入されている蒸発燃料の濃度に対応する濃度対応値を求める濃度対応値算出手段と、
気筒毎に設定される機関制御パラメータに従い前記内燃機関を制御する制御手段と、
前記濃度対応値に基づいて前記特定気筒にかかる前記機関制御パラメータの補正値を求める補正値算出手段と、
を備えることを特徴とする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制御技術に関し、特に、蒸発燃料の導入時におけるトルク変動の抑制に用いて好適な内燃機関の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の内燃機関には、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸着して貯えるキャニスタが備えられている。キャニスタに貯えられた蒸発燃料は内燃機関の運転中、吸気通路の負圧を利用してキャニスタからパージされ、新気とともに吸気通路に放出されて燃焼室において燃焼処理される。
【０００３】
また、内燃機関は、所望の燃焼状態を実現するための目標空燃比を定め、実際の空燃比がこの目標空燃比となるように燃料供給量を制御している。上記のように蒸発燃料を燃焼室に導入して燃焼処理する場合には、蒸発燃料の導入に伴う空燃比の変動を考慮に入れ、燃料噴射量等の機関制御パラメータを調整する必要がある。
【０００４】
蒸発燃料のパージ実行時における内燃機関の制御に関しては、従来、様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、気筒又は気筒群毎に空燃比フィードバック補正値を設定して空燃比フィードバック制御を行う内燃機関において、気筒又は気筒群毎の空燃比フィードバック補正値の比率から蒸発燃料の分配率を求め、求めた蒸発燃料の分配率に基づいて気筒又は気筒群毎の空燃比フィードバック補正値が等しくなるように燃料供給を行うようにした技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−８８６５９号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、気筒毎又は気筒群毎の空燃比フィードバック補正値の比率と蒸発燃料の分配率とは必ずしも一致しないため、上記従来技術のような方法では蒸発燃料の分配率を正確に推定することは難しい。また、上記従来技術にかかるバンク毎に空燃比センサを搭載した内燃機関では、空燃比センサ間の出力の同一性が確保できなければ蒸発燃料の分配率の推定精度はさらに低下してしまう。このため、上記従来技術では、蒸発燃料の分配ばらつきに応じた燃料噴射量の補正を正確に行うことができず、結果、気筒間の発生トルクのばらつきを誘発してしまうおそれがある。
【０００６】
また、上記従来技術では、仮に空燃比フィードバック補正値から蒸発燃料の分配率をある程度の精度で推定できるとしても、パージ開始直後の蒸発燃料の濃度が不安定な領域では蒸発燃料の分配率を求めることができない。蒸発燃料の分配率が算出されるのは、蒸発燃料の濃度が安定して空燃比フィードバック補正値が安定してからとなる。さらに、蒸発燃料の濃度が安定してから空燃比フィードバック補正値が安定するまでには、排気ガスの輸送遅れの分、時間遅れが生じる。このため、上記従来技術では、蒸発燃料の導入に対して燃料噴射量の補正が遅れることになり、パージ開始後しばらくの間は蒸発燃料の導入により生じるトルク変化を抑制できないおそれがある。
【０００７】
気筒間の発生トルクのばらつきや特定気筒のトルク変化は内燃機関のトルク変動として現れる。このため、従来技術では、蒸発燃料の導入に伴い内燃機関のトルク変動が生じ、車両のドライバビリティを悪化させてしまう可能性があった。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、蒸発燃料の導入により生じる内燃機関のトルク変動を抑制できるように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、
燃料タンクで発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路に導入する蒸発燃料導入手段と、
前記内燃機関の作動データから各気筒の発生トルクに対応するトルク対応値を求めるトルク対応値算出手段と、
蒸発燃料導入時の各気筒の前記トルク対応値に基づいて蒸発燃料の気筒毎の分配率に対応する分配率対応値を求める分配率対応値算出手段と、
気筒毎に設定される機関制御パラメータに従い前記内燃機関を制御する制御手段と、
前記分配率対応値に基づいて前記機関制御パラメータの補正値を求める補正値算出手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
第２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、
燃料タンクで発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路に導入する蒸発燃料導入手段と、
前記内燃機関の作動データから各気筒の発生トルクに対応するトルク対応値を求めるトルク対応値算出手段と、
蒸発燃料導入時の特定気筒の前記トルク対応値と蒸発燃料導入前の前記特定気筒の前記トルク対応値との差に基づいて前記特定気筒に導入されている蒸発燃料の濃度に対応する濃度対応値を求める濃度対応値算出手段と、
気筒毎に設定される機関制御パラメータに従い前記内燃機関を制御する制御手段と、
前記濃度対応値に基づいて前記特定気筒にかかる前記機関制御パラメータの補正値を求める補正値算出手段と、
を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明において、蒸発燃料の分配率のばらつきは、蒸発燃料の導入時における各気筒のトルクのばらつきとして現れる。したがって、蒸発燃料の導入時に内燃機関の作動データから各気筒の発生トルクに対応するトルク対応値を求めることで、各気筒のトルク対応値から蒸発燃料の気筒毎の分配率を推定することができる。第１の発明によれば、蒸発燃料の気筒毎の分配率に対応する分配率対応値に基づいて機関制御パラメータの補正値が算出されるので、蒸発燃料の分配率のばらつきに応じて正確に気筒毎の機関制御パラメータを調整することができ、蒸発燃料の導入時に生じる気筒間の発生トルクのばらつきを効果的に抑制することができる。これにより、気筒間の発生トルクのばらつきによる内燃機関のトルク変動を抑制することが可能になる。
【００１２】
第２の発明において、特定気筒に導入されている蒸発燃料の濃度は、蒸発燃料の非導入時の発生トルクと蒸発燃料の導入時の発生トルクとのトルク差として現れる。このトルク差は、蒸発燃料の導入直後のように蒸発燃料の濃度が不安定な領域では、濃度の変動に応じて変動する。したがって、特定気筒の発生トルクに対応するトルク対応値を蒸発燃料の導入時に算出し、蒸発燃料の導入前に検出しておいたトルク対応値と比較することで、特定気筒に導入される蒸発燃料の濃度を正確且つ速やかに推定することができる。第２の発明によれば、蒸発燃料の濃度に対応する濃度対応値に基づいて特定気筒にかかる機関制御パラメータの補正値が算出されるので、蒸発燃料の導入直後の濃度が不安定な領域であっても、蒸発燃料の濃度に応じて正確に特定気筒の機関制御パラメータを調整することができ、蒸発燃料の導入により生じる特定気筒のトルク変化を速やかに抑制することできる。これにより、特定気筒のトルク変化による内燃機関のトルク変動を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態１としての制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。本実施形態にかかる内燃機関２は火花点火式の４ストロークエンジンであり、図示していないが複数の気筒を有している。各気筒の燃焼室１６には吸気通路４と排気通路６が接続されている。燃焼室１６と吸気通路４との接続部にはその連通状態を制御する吸気弁８が設けられ、燃焼室１６と排気通路６との接続部にはその連通状態を制御する排気弁１０が設けられている。燃焼室１６の頂部には点火プラグ１２が取り付けられている。また、クランク軸２２の近傍には、所定のクランク角位置で信号を出力するクランク角センサ３２が取り付けられている。
【００１５】
排気通路６には排気ガスの空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ３４が設けられている。また、その下流には排気ガス中の有害成分を浄化するための図示しない触媒装置が設けられている。
【００１６】
吸気通路４はその一端にエアクリーナ２０を備えている。エアクリーナ２０の直ぐ下流部分には吸入空気流量を測定するエアフローメータ３６が配置されている。さらに、エアフローメータ３６の下流には燃焼室１６内へ流入する新気の量を調整する電子制御式のスロットル弁１８が配置されている。このスロットル弁１８にはその開度に応じた信号を出力するスロットルセンサ３８が組み込まれている。吸気通路４の先端は各気筒の燃焼室１６に空気を導入するために分岐しており、通路毎に燃焼室１６に燃料を供給するための燃料噴射弁１４が取り付けられている。
【００１７】
燃料噴射弁１４から噴射される燃料は図示しない燃料通路を通って燃料タンク５０から供給される。燃料タンク５０には内部で発生した蒸発燃料を抜き出すためのベーパ通路４４が接続されている。ベーパ通路４４の一端は、内部に蒸発燃料を吸着するための活性炭が充填されたキャニスタ４０に接続されている。このため、燃料タンク５０の内部で発生した蒸発燃料はベーパ通路４４を通ってキャニスタ４０に到達し、キャニスタ４０の内部に吸着される。
【００１８】
キャニスタ４０には大気導入通路４６が接続されると共に、スロットル弁１８の下流において吸気通路４に連通するパージ通路４２が接続されている。パージ通路４２にはその内部を流れるガスの流量を制御するためのパージ制御弁４８が設けられている。パージ制御弁４８はデューティ制御されることにより任意の開度を実現する制御弁である。
【００１９】
内燃機関２はその制御装置としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えている。ＥＣＵ３０は複数のセンサによって検出される内燃機関２の作動データに基づき内燃機関２の作動に係わる各種機器を総合的に制御する。ＥＣＵ３０の入力側にはクランク角センサ３２、Ａ／Ｆセンサ３４、エアフローメータ３６、スロットルセンサ３８が接続され、その出力側には点火プラグ１２、燃料噴射弁１４、パージ制御弁４８が接続されている。ＥＣＵ３０は各センサ３２，３４，３６，３８から作動データの供給を受けていると共に、各機器１２，１４，４８に対して駆動信号を供給している。なお、ＥＣＵ３０にはこれらのセンサ３２，３４，３６，３８や機器１２，１４，４８以外にも複数のセンサや機器が接続されているが、ここではその説明は省略する。
【００２０】
ＥＣＵ３０が実施する内燃機関２の制御の一つとして、キャニスタ４０に吸着された蒸発燃料をパージするパージ制御がある。このパージ制御は、内燃機関２の運転中、所定のパージ条件が成立する場合にパージ制御弁４８を適当にデューティ駆動することで実行される。パージ制御弁４８がデューティ駆動されることで、内燃機関２の吸気通路４の負圧がキャニスタ４０に導かれる。その結果、大気導入通路４６から吸入された新気とともに、キャニスタ４０内の蒸発燃料がパージ通路４２に放出される。放出された蒸発燃料はパージ通路４２を通って吸気通路６に導入され、燃焼室１６において燃焼処理される。
【００２１】
パージ制御の実行時、吸気通路６に導入される蒸発燃料の影響で燃焼室１６に吸入される混合気の空燃比は変動する。このとき、蒸発燃料の気筒毎の分配率が等しければ、Ａ／Ｆセンサ３４の出力信号に基づく空燃比フィードバック制御によって各気筒の混合気空燃比をそれぞれ目標空燃比に近づけることができる。しかしながら、実際には気筒間の吸気干渉等によって蒸発燃料の分配率にはばらつきが生じている。このため、空燃比フィードバック制御により排気空燃比を目標空燃比に一致させたとしても、各気筒の混合気空燃比にはばらつきが生じ、その影響で気筒間にトルク差が発生してしまう。図２はパージ実行中の各気筒のトルク挙動を示すグラフである。図２に示すような気筒間のトルク差は内燃機関２のトルク変動として現れ、車両のドライバビリティを悪化させてしまう。このため、ＥＣＵ３０は、パージ制御の実行時には以下に説明するトルク変動抑制制御も併せて実行するようにしている。
【００２２】
本実施形態において実行されるトルク変動抑制制御は、パージ制御の実行に合わせて予め燃料噴射量を補正することで蒸発燃料の分配率のばらつきによる気筒間の発生トルクのばらつきを抑制し、それにより蒸発燃料の導入に伴う内燃機関のトルク変動を抑制しようとするものである。燃料噴射量の補正は、空燃比フィードバックで用いられる補正係数とは別にパージ制御用の特別の補正係数を燃料噴射量に乗じることにより行う。
【００２３】
図３はトルク変動抑制制御において用いられる補正係数の算出方法を説明するためのフローチャートである。図３に示すルーチンでは、先ず、パージ制御の実行中であるか否か判定される（ステップ１００）。パージ制御の実行中か否かは、例えば、パージ制御弁４８をデューティ制御するための駆動信号が出力されているか否かによって判定することができる。
【００２４】
ステップ１００の判定においてパージ制御の実行中であると判定されたら、次のステップ１０２で、気筒毎の発生トルクに対応するトルク対応値が算出される（ステップ１０２）。トルク対応値は、例えば、以下に説明するように、クランク角センサ３２から供給される作動データ（クランク角信号）から運動方程式に則って算出することができる。
【００２５】
以下の（１）式，及び（２）式は、クランク角センサ３２から供給されるクランク角信号からトルクを算出するための式である。
Ｔi＝Ｊ×（ｄω／ｄｔ）＋Ｔf＋Ｔl  ・・・（１）
Ｔi＝Ｔgas＋Ｔinertia  ・・・（２）
上記の（１）式、（２）式において、Ｔiはエンジンの燃焼によってクランク軸に発生する図示トルクである。ここで、（２）式の右辺は図示トルクＴiを発生させるトルクを示しており、（１）式の右辺は図示トルクＴiを消費するトルクを示している。
【００２６】
（１）式の右辺において、Ｊは混合気の燃焼によって駆動される駆動部材の慣性モーメント、ｄω／ｄｔはクランク軸の角加速度、Ｔfは駆動部のフリクショントルク、Ｔlは走行時に路面から受ける負荷トルク、を示している。ここで、Ｊ×（ｄω／ｄｔ）はクランク軸の角加速度に起因する動的な損失トルク（＝Ｔac）である。フリクショントルクＴfは、ピストンとシリンダ内壁の摩擦など各嵌合部の機械的な摩擦によるトルクであって、補機類の機械的な摩擦によるトルクを含むものである。負荷トルクＴlは、走行時の路面状態などの外乱によるトルクである。冷間ファーストアイドル時はシフトギヤはニュートラル状態であるので、以下の説明ではＴl＝０とする。
【００２７】
また、（２）式の右辺において、Ｔgasはシリンダの筒内ガス圧によるトルク、Ｔinertiaはピストンなどの往復慣性質量による慣性トルクを示している。筒内ガス圧によるトルクＴgasは、シリンダ内の混合気の燃焼によって発生するトルクである。燃焼状態を正確に推定するためには、筒内ガス圧によるトルクＴgasを求める必要がある。
【００２８】
（１）式に示されるように、図示トルクＴiは、角加速度に起因する動的な損失トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）、フリクショントルクＴf、及び負荷トルクＴlの和として求めることができる。しかし、（２）式に示されるように、図示トルクＴiと筒内ガス圧によるトルクＴgasは一致しないため、図示トルクＴiから燃焼状態を正確に推定することはできない。
【００２９】
図４は、（２）式の各トルクとクランク角との関係を示す特性図である。図４において、縦軸は各トルクの大きさを、横軸はクランク角を示しており、図４中の一点鎖線は図示トルクＴiを、実線は筒内ガス圧によるトルクＴgasを、破線は往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaをそれぞれ示している。ここで、図４は４気筒の場合の特性を示したものであり、図４中のＴＤＣ、ＢＤＣは、４気筒のうちの１気筒のピストンが上死点（ＴＤＣ）、または下死点（ＢＤＣ）の位置にある場合のクランク角（０°，１８０°）を示している。内燃機関が４気筒の場合、クランク軸が１８０°回転する度に１気筒ずつ爆発行程が行われ、１回の爆発毎に図４中のＴＤＣからＢＤＣまでのトルク特性が繰り返し現れる。
【００３０】
図４中の実線に示すように、筒内ガス圧によるトルクＴgasは、ＴＤＣからＢＤＣの間で急激に増加し、減少する。ここで、Ｔgasの急激な増加は、爆発行程で燃焼室内の混合気が爆発するためである。爆発後、Ｔgasは減少し、他の圧縮行程或いは排気行程にある気筒の影響により、負の値となる。その後、クランク角がＢＤＣに達するとシリンダの容積変化がゼロとなり、Ｔgasは０になる。
【００３１】
一方、往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaは、筒内ガス圧によるトルクＴgasとは無関係に、ピストンなど往復運動する部材の慣性質量によって発生する慣性トルクである。往復運動する部材は加減速を繰り返しており、Ｔinertiaはクランクが回転していれば角速度一定の場合であっても常に発生する。図４中の破線に示すように、クランク角がＴＤＣの位置では往復運動する部材は停止しており、Ｔinertia＝０である。クランク角がＴＤＣからＢＤＣに向かって進むと、往復運動する部材が停止状態から運動し始める。この際、これらの部材の慣性によってＴinertiaは負の方向に増加する。クランク角が９０°近傍に達した時点では、往復運動する部材が所定の速度で運動しているため、これらの部材の慣性によってクランク軸が回転する。従って、ＴinertiaはＴＤＣとＢＤＣの間で負の値から正の値へ変わる。その後、クランク角がＢＤＣまで到達すると往復運動する部材は停止し、Ｔinertia＝０となる。
【００３２】
（２）式に示されるように、図示トルクＴiは筒内ガス圧によるトルクＴgasと往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaの和である。このため、図４の一点鎖線に示されるように、ＴＤＣとＢＤＣの間では、図示トルクＴiは混合気の爆発によるＴgasの増加によって増加し、一旦減少した後、Ｔinertiaによって再び増加するという複雑な挙動を示している。
【００３３】
しかし、ＴＤＣからＢＤＣまでのクランク角１８０°の区間に着目すると、この区間での往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaの平均値は０となる。これは、往復慣性質量を有する部材が、クランク角０°〜９０°とクランク角９０°〜１８０°で反対の動きをするためである。従って、（１）式および（２）式の各トルクをＴＤＣからＢＤＣまでの平均値として算出すると、往復慣性質量による慣性トルクＴinertia＝０として計算することができる。これにより、往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaが図示トルクＴiに与える影響を排除することができ、正確な燃焼状態を簡単に推定することが可能となる。
【００３４】
そして、ＴＤＣからＢＤＣまでの区間において各トルクの平均値を求めると、Ｔinertiaの平均値が０となるため、（２）式から、図示トルクＴiの平均値と筒内ガス圧によるトルクＴgasの平均値とが等しくなる。このため、図示トルクＴiに基づいて正確に燃焼状態を推定することができる。
【００３５】
さらに、ＴＤＣからＢＤＣまでの区間でクランク軸の角加速度の平均値を求めると、この区間でのＴinertiaの平均値は０であるため、往復慣性質量が角加速度に与える影響を排除して角加速度を求めることができる。従って、燃焼状態のみに起因する角加速度を算出することができ、角加速度に基づいて正確に燃焼状態を推定することが可能となる。
【００３６】
次に、（１）式の右辺の各トルクを算出する方法を説明する。最初に、角加速度に起因する動的な損失トルクＴac＝Ｊ×（ｄω／ｄｔ）の算出方法を説明する。図５は、クランク軸の角加速度を求める方法を示す模式図であり、クランク角信号とトルク算出タイミングを示す図である。図５に示すように、本実施形態では、クランク軸の回転の１０°毎にクランク角センサ３２からクランク角信号が供給される。
【００３７】
ＥＣＵ２は、角加速度に起因する動的な損失トルクＴacをＴＤＣからＢＤＣまでの平均値として算出する。このために、本実施形態の装置は、ＴＤＣとＢＤＣの２ヶ所のクランク角位置で角速度ω0(k)，ω0(k+1)をそれぞれ求め、同時にクランク軸がＴＤＣからＢＤＣまで回転する時間Δｔ(k)を求める。
【００３８】
角速度ω0(k)を求める際には、例えば図５に示すように、クランク角がＴＤＣの位置から前後１０°ずつ回転している間の時間Δｔ0(k)，Δｔ10(k)をクランク角センサ３２から検出する。そして、時間Δｔ0(k)＋Δｔ10(k)の間にクランク軸が２０°回転しているため、ω0(k)＝（２０／（Δｔ0(k)＋Δｔ10(k)）×（π／１８０）を演算することによってω0(k)［ｒａｄ／ｓ］を算出できる。同様に、ω0(k+1)を算出する際は、クランク角がＢＤＣの位置から前後１０°ずつ回転している間の時間Δｔ0(k+1)，Δｔ10(k+1)を検出する。そして、ω0(k+1)＝（２０／（Δｔ0(k+1)＋Δｔ10(k+1)））×（π／１８０）を演算することによってω0(k+1)［ｒａｄ／ｓ］を算出できる。角速度ω0(k)，ω0(k+1)を求めた後は、（ω0(k+1)−ω0(k)）／Δｔ(k)を演算し、ＴＤＣからＢＤＣまでクランク軸が回転する間の角加速度の平均値を算出する。
【００３９】
そして、角加速度の平均値を求めた後は、（１）式の右辺に従って、角加速度の平均値と慣性モーメントＪを乗算する。これにより、クランク軸がＴＤＣからＢＤＣまで回転する間の動的な損失トルクＪ×（ｄω／ｄｔ）の平均値を算出できる。なお、駆動部の慣性モーメントＪは、駆動部品の慣性質量から予め求めておく。
【００４０】
次にフリクショントルクＴfの算出方法を説明する。図６はフリクショントルクＴfと内燃機関の機関回転数Ｎe、冷却水温thwとの関係を表したマップである。図６において、フリクショントルクＴf、機関回転数Ｎe、冷却水温thwは、ＴＤＣからＢＤＣまでクランク軸が回転した場合の平均値である。また、冷却水温は、ｔｈｗ１→ｔｈｗ２→ｔｈｗ３の順に高温になる。図６に示すように、フリクショントルクＴfは機関回転数（Ｎｅ）が増えると増加し、また冷却水温thwが低くなると増加する。図６のマップは、機関回転数Ｎe、冷却水温thwをパラメータとして可変し、ＴＤＣからＢＤＣまでクランク軸を回転させた際に発生するフリクショントルクＴfを測定し、その平均値を算出することで予め作成しておく。そして、燃焼状態を推定する際には、ＴＤＣからＢＤＣまでの区間における冷却水温の平均値、機関回転数の平均値を図６のマップに当てはめて、フリクショントルクＴfの平均値を求める。この際、冷却水温は水温センサ（図示略）から、機関回転数はクランク角センサ３２からそれぞれ検出する。
【００４１】
クランク角の変動に伴うフリクショントルクＴfの挙動は非常に複雑であり、バラツキも大きい。しかし、フリクショントルクＴfの挙動は主としてピストンの速度に依存しているため、往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaの平均値が０となる区間毎のフリクショントルクＴfの平均値はほぼ一定している。従って、往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaの平均値が０となる区間（ＴＤＣ→ＢＤＣ）毎にフリクショントルクＴfの平均値を求めることで、複雑な瞬時挙動を示すフリクショントルクＴfを精度良く求めることができる。また、フリクショントルクＴfをこの区間毎の平均値とすることで、図６に示すマップを正確に作成することができる。
【００４２】
また、上述したようにフリクショントルクＴfには補機類の摩擦によるトルクが含まれる。ここで、補機類の摩擦によるトルクは、補機類が動作しているか否かによって値が異なる。例えば、補機の１つであるエアコンのコンプレッサには、エンジンの回転がベルト等によって伝達されており、エアコンが実際に動作していない状態であっても摩擦によるトルクが発生している。
【００４３】
一方、補機類を動作させた場合、例えばエアコンのスイッチをＯＮした場合は、エアコンを動作させていない状態に比べてコンプレッサで消費されるトルクは大きくなる。このため、補機類の摩擦によるトルクが大きくなり、フリクショントルクＴfの値も増大する。従って、フリクショントルクＴfを正確に求めるためには、補機類の動作状態を検出し、補機類のスイッチがＯＮしている場合には、図６のマップから求めたフリクショントルクＴfの値を補正することが望ましい。
【００４４】
なお、極冷間始動時などにおいては、実際にフリクショントルクＴfが発生している部位の温度と冷却水温との差を考慮して、フリクショントルクＴfを補正することがより好適である。この場合、冷間始動後の機関始動時間、筒内流入燃料量等を考慮して補正を行うことが望ましい。
【００４５】
本実施形態では、上記の図示トルク（推定図示トルクとも言う）Ｔiが各気筒の発生トルクに対応するトルク対応値として用いられる。ＥＣＵ３０は上記の計算方法で各気筒について計ｎサイクル（例えば１０サイクル）の図示トルクを算出する。算出された図示トルクは、ＥＣＵ３０の内部に備えられたメモリに記憶されていく。そして、算出されたｎサイクルの図示トルクは気筒毎に平均され、気筒毎の平均図示トルクが算出される。
【００４６】
ステップ１０２において、気筒毎のｎサイクルの平均図示トルクが算出されたら、次に、全気筒のｎサイクルの平均図示トルク（全気筒平均図示トルク）が算出される（ステップ１０４）。すなわち、ステップ１０２で算出された気筒毎の平均図示トルクをさらに気筒間で平均されたものが算出される。
【００４７】
次のステップ１０６では、各気筒についてステップ１０２で算出された平均図示トルクとステップ１０４で算出された全気筒平均図示トルクとの差（或いは乖離率）が求められ、さらに、求められたトルク差（或いは乖離率）の絶対値が所定の判定値よりも大きいか否か気筒毎に判定される。蒸発燃料の導入時に生じる気筒間のトルクのばらつきは蒸発燃料の分配率のばらつきに起因しており、分配率のばらつきの傾向とトルクのばらつきの傾向とは一致している。本実施形態では、トルクのばらつきを気筒毎のトルク差（或いは乖離率）として表し、これを蒸発燃料の気筒毎の分配率に対応する分配率対応値として用いている。
【００４８】
ステップ１０６の判定の結果、トルク差（或いは乖離率）の絶対値が判定値より大きい気筒については、トルク差（或いは乖離率）に応じた燃料噴射量の補正係数が図示しないマップ等から算出される（ステップ１０８）。一方、トルク差（或いは乖離率）の絶対値が判定値以下の気筒については燃料噴射量の補正係数の算出は行われない。
【００４９】
ＥＣＵ３０は上記の補正係数算出ルーチンによって算出された補正係数を用い、各気筒の燃料噴射量を補正する。また、ＥＣＵ３０は算出された補正係数を図示しないメモリに気筒別に記憶する。ＥＣＵ３０は補正係数の値を気筒毎に学習しており、新たに補正係数が算出される度にメモリに記憶された補正係数を新たな値に更新するようになっている。次回のパージ制御の実行時には、ＥＣＵ３０は予め補正係数を乗じられた量の燃料噴射量を当該気筒に供給するよう燃料噴射弁１４を制御する。
【００５０】
以上説明したトルク変動抑制制御によれば、蒸発燃料の分配率に対応する気筒間のトルク差（或いは乖離率）に基づいて気筒毎の燃料噴射量が補正されるので、蒸発燃料の分配率のばらつきに応じて正確に気筒毎の燃料噴射量を調整することができる。また、蒸発燃料の分配率のばらつきは基本的に内燃機関２のハード諸元に起因するので、パージ毎に分配率のばらつき状態が大きく変化することはない。上記トルク変動抑制制御によれば、燃料噴射量の補正のために算出された補正係数は学習されて次回のパージ制御時に用いられるので、パージ開始時から蒸発燃料の分配率のばらつきに応じた燃料噴射を気筒毎に実現することができる。以上のことから、本実施形態の制御装置によれば、蒸発燃料の導入時に生じる気筒間の発生トルクのばらつきを効果的に抑制することができ、これにより内燃機関２のトルク変動を抑制することが可能になる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ３０による上記ステップ１０２の処理の実行により、第１の発明の「トルク対応値算出手段」が実現されている。また、ＥＣＵ３０による上記ステップ１０４，１０６の処理の実行により、第１の発明の「分配率対応値算出手段」が実現されている。さらに、ＥＣＵ３０による上記ステップ１０８の処理の実行により、第１の発明の「補正値算出手段」が実現されている。
【００５２】
実施の形態２.
以下、図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
【００５３】
本発明の実施の形態２としての制御装置は実施の形態１と同様に図１に示す構成のエンジンシステムに適用され、ＥＣＵ３０が内燃機関２の制御装置として機能している。本実施形態においては、ＥＣＵ３０は、パージ制御の実行時、実施の形態１で説明したトルク変動抑制制御の代わりに以下に説明するトルク変動抑制制御を実行する。
【００５４】
本実施形態において実行されるトルク変動抑制制御は、パージ制御の実行時に各気筒に導入される蒸発燃料の濃度を求め、その蒸発燃料の濃度に応じて各気筒の燃料噴射量を補正することで蒸発燃料の導入に伴うトルク変化を速やかに抑制し、それにより蒸発燃料の導入に伴う内燃機関のトルク変動を抑制しようとするものである。実施の形態１にかかるトルク変動抑制制御が気筒間のトルク差を無くすことを目的としているのに対し、本実施形態にかかるトルク変動抑制制御は気筒毎のトルク変化を無くすことを目的としている。なお、実施の形態１と同様、燃料噴射量の補正は、空燃比フィードバックで用いられる補正係数とは別にパージ制御用の特別の補正係数を燃料噴射量に乗じることにより行う。
【００５５】
図７は本実施形態にかかるトルク変動抑制制御において用いられる補正係数の算出方法を説明するためのフローチャートである。図７に示すルーチンでは、先ず、パージ制御が開始されたか否か判定される（ステップ２００）。パージ制御の開始は、例えば、パージ制御弁４８をデューティ制御するための駆動信号が出力されることによって判定することができる。なお、実施の形態１では各気筒の補正係数が同一ルーチンで算出されるのに対し、本実施形態では補正係数は気筒毎に別ルーチンで算出される。つまり、図７のルーチンは気筒毎に実施される（図７は第ｍ気筒の補正係数を算出するルーチンになっている）。
【００５６】
ステップ２００の判定においてパージ制御が開始されていないと判定された場合には、第ｍ気筒のｎサイクル（例えば１０サイクル）について発生トルクに対応するトルク対応値が算出される。ここでは、トルク対応値として、実施の形態１で説明したように、クランク角センサ３２のクランク角信号から運動方程式に則って算出される図示トルク（推定図示トルク）Ｔimが用いられているものとする。ＥＣＵ３０はｎサイクル分の図示トルクＴimが算出されたらそれらを平均し、第ｍ気筒の平均図示トルクＴim_aveを算出する（以上、ステップ２１０）。算出された平均図示トルクＴim_aveはＥＣＵ３０の図示しないメモリに記憶される。なお、平均図示トルクＴim_aveはステップ２００の判定が非成立となる度に算出され、最新の値がＥＣＵ３０のメモリに記憶更新されるようになっている。
【００５７】
ステップ２００の判定においてパージ制御が開始されたと判定された場合には、その時点（ｋサイクル目）における第ｍ気筒の図示トルクＴim(k)が算出される（ステップ２０２）。そして、次のステップ２０４において、ステップ２０２で算出された今回サイクルの図示トルクＴim(k)とパージ制御開始前の平均図示トルクＴim_aveとのトルク差ｅが算出される。
【００５８】
上記トルク差ｅは、パージ制御の開始に伴い第ｍ気筒に導入された蒸発燃料の濃度に対応している。燃焼室１６に吸入される混合気の空燃比は蒸発燃料の導入により上昇し、それに伴い当該気筒の発生トルクも上昇する。したがって、蒸発燃料の導入前後のトルク差ｅを求めることで蒸発燃料の濃度を推定することができる。ステップ２０６では、予め設定された算出式やマップからトルク差ｅに応じた蒸発燃料濃度ｄが算出される。なお、ここでは蒸発燃料の濃度ｄを算出しているが、必ずしも濃度そのものを算出する必要は無く、蒸発燃料の濃度に対応する値が算出されればよい。
【００５９】
燃料噴射量の補正係数はステップ２０６で算出された蒸発燃料濃度ｄに応じて図示しないマップ等から算出される（ステップ２０８）。マップでは蒸発燃料の濃度ｄが濃いほど燃料噴射量を減少させるように補正係数が設定されている。ＥＣＵ３０は上記の補正係数算出ルーチンによって算出された補正係数を用い、次回サイクルにおける第ｍ気筒の燃料噴射量を補正する。ＥＣＵ３０はパージ制御が実行されている間、ステップ２００乃至２０８の処理を繰り返し行い、サイクル毎に新たな補正係数を算出して次回サイクルの燃料噴射量を継続的に補正していく。
【００６０】
以上説明したトルク変動抑制制御によれば、パージ制御の実行により導入される蒸発燃料の濃度に応じて気筒別に燃料噴射量が補正されるので、パージ制御の実行開始直後の濃度が不安定な領域であっても、蒸発燃料の濃度に応じて正確に燃料噴射量を調整することができる。また、蒸発燃料の濃度はパージ開始前の平均図示トルクとパージ開始後の今回サイクルの図示トルクとのトルク差から算出されるので、パージ制御の開始直後から燃料噴射量を調整することができる。以上のことから、本実施形態の制御装置によれば、蒸発燃料の導入時に生じる各気筒のトルク変化を速やかに抑制することができ、これにより内燃機関２のトルク変動を抑制することが可能になる。
【００６１】
なお、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ３０による上記ステップ２０２，２１０の処理の実行により、第２の発明の「トルク対応値算出手段」が実現されている。また、ＥＣＵ３０による上記ステップ２０４，２０６の処理の実行により、第２の発明の「濃度対応値算出手段」が実現されている。さらに、ＥＣＵ３０による上記ステップ２０８の処理の実行により、第２の発明の「補正値算出手段」が実現されている。
【００６２】
その他．
以上、本発明の実施の形態のいくつかについて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００６３】
実施の形態１では、各気筒の図示トルクを全気筒の平均図示トルクに合わせるように各気筒の燃料噴射量を補正しているが、気筒間のトルク差を解消できる方法であればこれに限定されない。例えば、最も大きい図示トルクの気筒に他の気筒の図示トルクを合わせるように各気筒の燃料噴射量を補正してもよい。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、蒸発燃料の導入に伴う気筒間のトルク差或いは各気筒のトルク変化を抑制するための手段として燃料噴射量を補正しているが、他の機関制御パラメータを補正するようにしてもよい。例えば、点火プラグ１２の点火時期を補正してもよく、吸気弁８に可変動弁機構を備える場合には吸気弁８の作用角やリフト量を制御して吸気量を補正するようにしてもよい。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、トルク対応値としてクランク角センサ３２から供給されるクランク角信号から算出される図示トルクを用いているが、気筒の発生トルクに対応する値であれば他の値を用いてもよい。例えば、燃焼室１６内の圧力を検出する筒内圧センサを備える場合には、筒内圧センサから供給される作動データとクランク角センサ３２から供給される作動データとに基づいて公知の方法で算出できる図示トルクを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１としての制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】パージ実行中の各気筒のトルク挙動を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態１において実行される補正係数算出ルーチンのフローチャートである。
【図４】図示トルク、筒内ガス圧によるトルク及び往復慣性質量による慣性トルクと、クランク角との関係を示す特性図である。
【図５】クランク角信号とトルク算出タイミングを示す模式図である。
【図６】フリクショントルクと機関回転数及び冷却水温との関係を表すマップを示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２において実行される補正係数算出ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
２  内燃機関
４  吸気通路
６  排気通路
８  吸気弁
１０  排気弁
１２  点火プラグ
１４  燃料噴射弁
１６  燃焼室
１８  スロットル弁
２２  クランク軸
３０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
３２  クランク角センサ
３４  Ａ／Ｆセンサ
４０  キャニスタ
４８  パージ制御弁
５０  燃料タンク
【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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