(57)【要約】【課題】吸気通路の流量制御弁と、流量制御弁をバイパスさせ、第一部分と第一部分よりも大きな流路抵抗の第二部分とを有するバイパス通路と、第一部分で吸気流量を制御するバイパス流量制御弁とを備える吸気装置の吸気流量の制御性低下を抑制できる吸気制御装置を提供すること。【解決手段】吸気通路３ａの流量制御弁７と、流量制御弁をバイパスさせ、第一の部分１２と第一の部分よりも大きな流路抵抗の第二の部分１０とを有するバイパス通路と、第一の部分でバイパス通路の吸気流量を制御するバイパス流量制御弁２１とを備える吸気装置を制御する吸気制御装置であって、流量制御弁の下流側で要求される吸気流量に基づきバイパス通路の吸気流量の目標値を算出する算出手段と、目標値と予め定められた特定値とに基づき流量制御弁の開度を設定する設定手段とを備え、特定値は、バイパス流量制御弁の開度とバイパス通路の吸気流量との間の特性に基づき設定される。【選択図】        図１
2009002178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路を流れる吸気の流量を制御する流量制御弁と、
前記流量制御弁をバイパスさせて前記吸気を流す通路であって前記吸気通路における前記流量制御弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続され、第一の部分と、前記第一の部分の流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有するように構成された第二の部分とを有するバイパス通路と、
前記バイパス通路における前記第一の部分において前記バイパス通路を流れる前記吸気の流量を制御するバイパス流量制御弁と
を備える吸気装置を制御する吸気制御装置であって、
前記吸気通路における前記流量制御弁よりも下流側において要求される前記吸気の流量に基づいて前記バイパス通路を流れる前記吸気の流量の目標値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記吸気の流量の目標値と予め定められた特定値との関係に基づいて前記流量制御弁の開度を設定する設定手段とを備え、
前記特定値は、前記バイパス流量制御弁の開度と前記バイパス通路を流れる前記吸気の流量との間の特性に基づいて設定されている
ことを特徴とする吸気制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の吸気制御装置において、
前記吸気通路における前記流量制御弁よりも下流側を流れる前記吸気の流量を検出または推定する第一の流量検出推定手段を備え、
前記算出手段は、前記第一の流量検出推定手段により検出または推定された前記吸気の流量と、前記要求される前記吸気の流量とに基づいて前記吸気の流量の目標値を算出する
ことを特徴とする吸気制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の吸気制御装置において、
前記流量制御弁を介して流れる前記吸気の流量を検出または推定する第二の流量検出推定手段を備え、
前記算出手段は、前記第二の流量検出推定手段により検出または推定された前記吸気の流量と、前記要求される前記吸気の流量とに基づいて前記吸気の流量の目標値を算出する
ことを特徴とする吸気制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の吸気制御装置において、
前記特定値は、前記特性における傾きが予め定められた所定範囲内の値となるような前記バイパス通路を流れる前記吸気の流量の範囲に基づいて設定されている
ことを特徴とする吸気制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の吸気制御装置において、
前記設定手段は、前記吸気の流量の目標値を前記特定値以下とするように前記流量制御弁の開度を設定する
ことを特徴とする吸気制御装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の吸気制御装置において、
前記設定手段は、前記吸気の流量の目標値を前記吸気の流量の範囲の中心値と概ね一致させるように前記流量制御弁の開度を設定する
ことを特徴とする吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気制御装置に関し、特に、吸気通路を流れる吸気の流量を制御する流量制御弁と、流量制御弁をバイパスさせて吸気を流す通路であって吸気通路における流量制御弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続され、第一の部分と、第一の部分の流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有するように構成された第二の部分とを有するバイパス通路と、バイパス通路における第一の部分においてバイパス通路を流れる吸気の流量を制御するバイパス流量制御弁とを備える吸気装置を制御する吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気系路を流れる吸気の量が、吸気通路に設けられたスロットル弁（流量制御弁）と、スロットル弁を迂回して設けられたバイパス通路に設けられるＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ、（バイパス流量制御弁））とにより制御されることがある。
【０００３】
エンジン（内燃機関）のアイドル時など、スロットル弁の開度が所定値に制御された状態で、ＩＳＣＶにより吸気の量が制御されることがある。ＩＳＣＶは、スロットル弁に比べて、吸気の量をより細かく制御することが可能に構成されている。つまり、ＩＳＣＶは、スロットル弁に比べて、空気量の制御分解能が細かい。エンジンのアイドル時において、スロットル弁が閉じた状態に保持された上でＩＳＣＶにより吸気量が制御される。これにより、エンジン回転数が精度良くアイドル時の目標回転数に制御されることができる。
【０００４】
エンジンの運転状況等によっては、ＩＳＣＶで制御すべき吸気量が、ＩＳＣＶの特性がリニアリティを有する範囲を超えてしまうことがある。ここで、リニアリティがあるとは、ＩＳＣＶの開度の変化に対する吸気量の変化率（ＩＳＣＶの開度とバイパス通路を流れる吸気量との間の特性における傾き）が予め定められた所定範囲内であることを示す。例えば、バイパス通路におけるＩＳＣＶが設けられた部分（第一の部分）の上流側または下流側に絞り部などの大きな流路抵抗を有する部分（第二の部分）が設けられている場合に、以下に図５を参照して説明するように、ＩＳＣＶにおいてリニアリティのある範囲が狭くなり、上記の問題が生じやすくなる。
【０００５】
図５は、ＩＳＣＶの特性におけるリニアリティについて説明するための図である。図５において、横軸は、ＩＳＣＶに対する開度の指令値（デューティ）を示す。縦軸は、ＩＳＣＶを通過する吸気の流量を示す。符号２０１は、バイパス通路に絞り部などの（バイパス通路における他の部分よりも）大きな流路抵抗を有する部分が設けられている場合のＩＳＣＶの特性を示す。符号２００は、バイパス通路に大きな流路抵抗を有する部分が設けられていない場合のＩＳＣＶの特性を示す。
【０００６】
図５に示すように、バイパス通路に大きな流路抵抗を有する部分が設けられていない場合のＩＳＣＶの特性２００は、開度の増加にほぼ比例して吸気の流量が増加している。一方、バイパス通路に絞り部などの大きな流路抵抗を有する部分が設けられている場合のＩＳＣＶの特性２０１は、開度が小さい場合には、符号２０１ａに示すように開度の増加に比例して吸気の流量が増加する（リニアリティがある）ものの、開度が大きくなると、符号２０１ｂに示すように開度の増加に対する吸気の流量の増加の割合（傾き）が次第に低下していく。
【０００７】
即ち、ＩＳＣＶの開度が所定以上の開度となると、リニアリティがなくなってしまう。図５において、符号Ｙ６は、大きな流路抵抗を有する部分が設けられている場合のＩＳＣＶの特性２０１における、リニアリティがある部分２０１ａに対応する、吸気の流量の範囲（以下、リニアリティのある範囲とする）を示す。
【０００８】
バイパス通路に絞り部などの大きな流路抵抗を有する部分が設けられている場合のＩＳＣＶの特性２０１における、リニアリティがない部分２０１ｂでは、ＩＳＣＶの開度の変化に対して空気の応答が非常に小さいため、制御性が低下してしまうこととなる。
【０００９】
例えば、冷間等の要求空気量が多い場合に、ＩＳＣＶで制御すべき吸気量が、リニアリティのある範囲Ｙ６を超える場合がある。この場合、スロットル弁で空気量が制御される。即ち、ＩＳＣＶの開度が、リニアリティがある範囲Ｙ６の最大流量に対応する開度で固定された状態でスロットル弁により空気量が制御される。上述したように、スロットル弁による空気量の制御分解能は、ＩＳＣＶに比べて荒いため、エンジン回転数の制御精度が低下してしまうこととなる。
【００１０】
特開２０００−２９１４７０号公報（特許文献１）には、ユーザーのニーズに応じて目標アイドル回転数を変更するエンジンのアイドル回転数制御装置が開示されている。
【００１１】
上記特許文献１に記載のエンジンのアイドル回転数制御装置は、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路にアイドル吸気量調整弁を設け、実際のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて前記アイドル吸気量調整弁を作動させて吸気量を制御するエンジンにおいて、予め設定されたアイドル判定スロットル開度以下のアイドルモードで前記目標アイドル回転数を変更可能にする。
【００１２】
特開２００５−１７１９６４号公報（特許文献２）には、電制スロットル装置において、負荷swのONにより機関駆動される各種負荷に応じた補正スロットル開度を適確に学習しえる機能を設定する内燃機関の制御装置が開示されている。
【００１３】
上記特許文献２に記載の内燃機関の制御装置は、アイドル時のエンジン回転数を目標回転数と一致させるべくISCバルブの開度をフィードバック制御する手段、負荷swのONにより機関駆動される負荷の種類に応ずる負荷補正の基本スロットル開度を設定する手段、負荷swがONのときにアクセル操作に応じた要求開度に負荷補正の基本スロットル開度量を加える目標スロットル開度に制御する手段、負荷swがOFFのときにスロットル開度をアクセル操作に応じた要求開度に制御する手段、負荷swがONのときに負荷補正の学習条件が成立するアイドル状態か否かを判定する手段、負荷補正の学習条件の成立時にISCフィードバック制御量を０へ収束させるのに必要な補正スロットル開度を学習する手段、この学習値により基本スロットル開度の設定値を更新する手段、を備える。
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−２９１４７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１７１９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
吸気通路を流れる吸気の流量を制御する流量制御弁と、流量制御弁をバイパスさせて吸気を流す通路であって吸気通路における流量制御弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続され、第一の部分と、第一の部分の流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有するように構成された第二の部分とを有するバイパス通路と、バイパス通路における第一の部分においてバイパス通路を流れる吸気の流量を制御するバイパス流量制御弁とを備える吸気装置において、吸気の流量制御における制御性の低下が抑制できることが望まれている。
【００１６】
本発明の目的は、吸気通路を流れる吸気の流量を制御する流量制御弁と、流量制御弁をバイパスさせて吸気を流す通路であって吸気通路における流量制御弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続され、第一の部分と、第一の部分の流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有するように構成された第二の部分とを有するバイパス通路と、バイパス通路における第一の部分においてバイパス通路を流れる吸気の流量を制御するバイパス流量制御弁とを備える吸気装置において、吸気の流量制御における制御性の低下が抑制できる吸気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】
【００１７】
本発明の吸気制御装置は、吸気通路を流れる吸気の流量を制御する流量制御弁と、前記流量制御弁をバイパスさせて前記吸気を流す通路であって前記吸気通路における前記流量制御弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続され、第一の部分と、前記第一の部分の流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有するように構成された第二の部分とを有するバイパス通路と、前記バイパス通路における前記第一の部分において前記バイパス通路を流れる前記吸気の流量を制御するバイパス流量制御弁とを備える吸気装置を制御する吸気制御装置であって、前記吸気通路における前記流量制御弁よりも下流側において要求される前記吸気の流量に基づいて前記バイパス通路を流れる前記吸気の流量の目標値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記吸気の流量の目標値と予め定められた特定値との関係に基づいて前記流量制御弁の開度を設定する設定手段とを備え、前記特定値は、前記バイパス流量制御弁の開度と前記バイパス通路を流れる前記吸気の流量との間の特性に基づいて設定されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の吸気制御装置において、前記吸気通路における前記流量制御弁よりも下流側を流れる前記吸気の流量を検出または推定する第一の流量検出推定手段を備え、前記算出手段は、前記第一の流量検出推定手段により検出または推定された前記吸気の流量と、前記要求される前記吸気の流量とに基づいて前記吸気の流量の目標値を算出することを特徴とする。
【００１９】
本発明の吸気制御装置において、前記流量制御弁を介して流れる前記吸気の流量を検出または推定する第二の流量検出推定手段を備え、前記算出手段は、前記第二の流量検出推定手段により検出または推定された前記吸気の流量と、前記要求される前記吸気の流量とに基づいて前記吸気の流量の目標値を算出することを特徴とする。
【００２０】
本発明の吸気制御装置において、前記特定値は、前記特性における傾きが予め定められた所定範囲内の値となるような前記バイパス通路を流れる前記吸気の流量の範囲に基づいて設定されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の吸気制御装置において、前記設定手段は、前記吸気の流量の目標値を前記特定値以下とするように前記流量制御弁の開度を設定することを特徴とする。
【００２２】
本発明の吸気制御装置において、前記設定手段は、前記吸気の流量の目標値を前記吸気の流量の範囲の中心値と概ね一致させるように前記流量制御弁の開度を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の吸気制御装置によれば、吸気通路を流れる吸気の流量を制御する流量制御弁と、流量制御弁をバイパスさせて吸気を流す通路であって吸気通路における流量制御弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続され、第一の部分と、第一の部分の流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有するように構成された第二の部分とを有するバイパス通路と、バイパス通路における第一の部分においてバイパス通路を流れる吸気の流量を制御するバイパス流量制御弁とを備える吸気装置において、吸気の流量制御における制御性の低下が抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の吸気制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
（第１実施形態）
図１から図４を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、吸気通路を流れる吸気の流量を制御する流量制御弁と、流量制御弁をバイパスさせて吸気を流す通路であって吸気通路における流量制御弁の上流側及び下流側にそれぞれ接続され、第一の部分と、第一の部分の流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有するように構成された第二の部分とを有するバイパス通路と、バイパス通路における第一の部分においてバイパス通路を流れる吸気の流量を制御するバイパス流量制御弁とを備える吸気装置を制御する吸気制御装置に関する。
【００２６】
本実施形態では、吸気通路に設けられたスロットル弁（流量制御弁、図１の符号７参照）と、スロットル弁７をバイパスさせる空気供給通路（バイパス通路、図１の符号１２参照）に設けられたＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ（バイパス流量制御弁）、図１の符号２１参照）とにより、吸気の流量が制御される。例えば、内燃機関（図１の符号１参照）のアイドル時には、スロットル弁７が閉じられた状態で、ＩＳＣＶ２１により吸気の流量が制御される。
【００２７】
空気供給通路１２における下流側に接続されたパージ通路（バイパス通路、図１の符号１０参照）には、空気供給通路（第一の部分）１２よりも大きな流路抵抗を有する接続通路（第二の部分、図２の符号１０ｃ参照）が設けられている。このため、図５を参照して上述したように、ＩＳＣＶ２１の特性２０１におけるリニアリティのある範囲Ｙ６が狭くなっている。内燃機関１の運転状況等によっては、ＩＳＣＶ２１で制御すべき吸気の流量が、リニアリティのある範囲Ｙ６を超えてしまうという問題がある。
【００２８】
本実施形態では、ＩＳＣＶ２１により吸気の流量が制御される場合に、ＩＳＣＶ２１により制御すべき吸気の流量が、リニアリティのある範囲Ｙ６から外れないように、スロットル弁７の開閉制御が行われる。リニアリティのある範囲Ｙ６の内側に、目標範囲（図３の符号Ｙ４参照）が設定されている。例えば、ＩＳＣＶ２１により制御すべき吸気の流量が、目標範囲Ｙ４の上限（特定値、図３の符号Ａ１参照）を超えると判定された場合には、スロットル弁７が開かれる。スロットル弁７が開かれることにより、スロットル弁７を通過する吸気の流量が増加し、その結果、ＩＳＣＶ２１により制御すべき吸気の流量が減少する。これにより、ＩＳＣＶ２１により制御すべき吸気の流量が、リニアリティのある範囲Ｙ６を外れてしまうことが抑制される。
【００２９】
（本実施形態の適用対象となる内燃機関の蒸発燃料処理装置について）
内燃機関１の吸気通路（図１の符号３参照）に、気筒（図１の符号２参照）毎に分岐した分岐通路（図１の符号３ａ参照）が設けられ、それぞれの分岐通路３ａにスロットル弁７が設けられることがある。このような内燃機関１において、それぞれの分岐通路３ａの間の圧力のバランスを取るために、各分岐通路３ａにおけるスロットル弁７の設置位置よりも下流側の部分で各分岐通路３ａを互いに連通させるバランス通路（図１の符号９参照）が設けられることがある。
【００３０】
上記のように構成された吸気通路３に、燃料タンク（図１の符号２０参照）内で生じた蒸発燃料を含むパージガスを導入する場合に、空燃比の急変を抑制しつつ蒸発燃料を適切に処理するために、以下に説明する内燃機関の蒸発燃料処理装置を適用することが検討されている。
【００３１】
図１は、上記蒸発燃料処理装置が適用された内燃機関の概略構成図である。図２は、図１の分岐通路３ａに直交する断面における断面図である。
【００３２】
内燃機関１は、５つの気筒２が一方向に並べられた直列５気筒の火花点火内燃機関として構成されている。各気筒２には、吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ設けられる。吸気通路３は、気筒２毎に分岐された分岐通路３ａと、各分岐通路３ａが接続されたサージタンク３ｂとを有している。サージタンク３ｂの上流側には、空気濾過用のエアクリーナ５が設けられている。吸気通路３において、エアクリーナ５の下流側でかつ分岐通路３ａに分岐する分岐位置よりも上流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ６が設けられている。エアフローメータ６は、本実施形態の第一の流量検出推定手段、及び第二の流量検出推定手段としての機能を有する。エアフローメータ６により、吸気通路３を流れる空気の流量（内燃機関１に供給される吸気の流量）が検出される。
【００３３】
各分岐通路３ａには、吸入空気量を調節できるように開度調整可能なスロットル弁７が一つずつ設けられている。分岐通路３ａにおけるスロットル弁７の下流側には、燃料を噴射するインジェクタ８が設けられる。各スロットル弁７は、各分岐通路３ａを貫くように延びる弁軸７ａに取り付けられている。弁軸７ａは、アクチュエータ７ｂにて回転駆動される。これにより、各スロットル弁７は、いわゆる独立スロットル弁として機能する。
【００３４】
分岐通路３ａには、各分岐通路３ａ間の圧力差を緩和するためのバランス通路９が接続されている。バランス通路９は、各分岐通路３ａにおけるスロットル弁７の下流側に接続されている。バランス通路９により、各分岐通路３ａが互いに連通されている。
【００３５】
分岐通路３ａには、燃料タンク２０にて発生したベーパ（蒸発燃料）を含むパージガスを導くためのパージ通路１０が、バランス通路９に対向するようにして接続されている。パージ通路１０は、スロットル弁７の下流側で各分岐通路３ａに接続されている。パージ通路１０は、各分岐通路３ａを互いに連通させる連通部１０ａを備えている。連通部１０ａにおける各分岐通路３ａと接続される接続通路（第二の部分）１０ｃの通路面積は、バランス通路９の通路面積よりも小さくなるように構成されている。また、接続通路１０ｃの通路面積は、パージ通路１０における他の部分の通路面積よりも小さくなるように構成されている。連通部１０ａの通路面積の絶対的な大きさは適宜に設定してよく、その通路面積は連通部１０ａ内に脈動が発生しない、あるいは極めて小さな脈動が発生する程度の大きさとすることが望ましい。
【００３６】
パージ通路１０は、蒸発燃料を吸着するキャニスタ１１を介して燃料タンク２０に接続される。キャニスタ１１は、大気に開放する空気導入管１１ａにて空気を導入しつつ内蔵する活性炭で燃料タンク２０から導かれた蒸発燃料を吸着する周知のものである。パージ通路１０における、キャニスタ１１との接続部と連通部１０ａとの間の部分には、パージ通路１０に空気を導入するための空気供給通路１２が接続される。空気供給通路１２の他の一端は、サージタンク３ｂに接続される。
【００３７】
パージ通路１０における、空気供給通路１２との接続部よりも上流側には、パージガスの流量を制御するパージＶＳＶ２３が設けられている。パージＶＳＶ２３の開閉制御により、パージ通路１０を流れるパージガスの量が調節される。
【００３８】
空気供給通路１２には、絞り手段としてのＩＳＣＶ２１が設けられる。ＩＳＣＶ２１により、空気供給通路１２を流れる空気の流量が制御される。空気供給通路１２にて空気がパージ通路１０に導かれることにより、パージ通路１０を流れるパージガスはその空気によって希釈される。空気供給通路１２におけるＩＳＣＶ２１の設置箇所の通路面積は、パージ通路１０における接続通路１０ｃの通路面積よりも大きな値に設定されている。
【００３９】
パージ通路１０における空気供給通路１２とパージ通路１０との接続位置よりも下流側には、パージガスと空気との混合を促進する混合促進部１０ｂが設けられる。混合促進部１０ｂは、パージ通路１０が蛇行することにより構成されて、混合促進手段として機能する。
【００４０】
内燃機関１が搭載された車両（図示せず）には、車両各部を制御するＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）を有する車両制御部３０が設けられている。エアフローメータ６は、車両制御部３０に接続されており、エアフローメータ６の検出結果を示す信号が車両制御部３０に入力される。スロットル弁７及びＩＳＣＶ２１は、車両制御部３０に接続されており、車両制御部３０によりそれぞれ制御される。車両制御部３０は、本実施形態の算出手段及び設定手段としての機能を有する。
【００４１】
バランス通路９よりも通路面積が小さく構成された連通部１０ａの接続通路１０ｃが設けられているため、その接続通路１０ｃの流路抵抗により、連通部１０ａの圧力が各分岐通路３ａよりも高くなって、図２に符号Ｙ１で示すような定常的な流れが形成される。その流れを利用してパージガスが各分岐通路３ａへ導入されるので、蒸発燃料を大気に開放することなく処理できる。
【００４２】
各分岐通路３ａへ導入されるパージガス（図２の符号Ｙ３）は、空気供給通路１２にて導かれた空気（図２の符号Ｙ２）にて希釈されるため、濃度の高いパージガスの分岐通路３ａへの導入による空燃比の急変が抑制される。しかも、空気供給通路１２は、ＩＳＣＶ２１によってその通路面積が絞られるため、各スロットル弁７が絞られる際に必要以上の空気がパージ通路１０へ導かれることを制限できる。これにより、内燃機関１を低回転速度に維持することが容易になり、例えば、アイドリング時の回転速度が安定する。
【００４３】
また、図１に示すように、空気供給通路１２による空気の取出し位置は、エアフローメータ６の下流に位置し、エアフローメータ６によって計量された空気によってパージガスが希釈されるので、希釈に用いた空気量を見込んで燃料噴射量を決めることができ、空燃比の変動を更に抑制することができる。しかも、その空気は、サージタンク３ｂから取り出されるので、空気供給通路１２による空気の供給が吸気脈動の影響を受けることを防止できる。また、混合促進部１０ｂがパージ通路１０を蛇行させることにより構成されるため、パージ通路１０とは別の部品が必要なく、混合促進手段を実現するための部品点数を削減できる。
【００４４】
以上説明した蒸発燃料処理装置が適用された内燃機関１において、内燃機関１のアイドル時には、スロットル弁７を閉じた状態で、ＩＳＣＶ２１により、内燃機関１に供給される吸気の量が制御される。この場合に、ＩＳＣＶ２１で制御すべき吸気量が、リニアリティのある範囲Ｙ６を超えてしまうことがあるという問題がある。
【００４５】
ＩＳＣＶ２１を介して流れる空気の通路に、パージ通路１０の接続通路１０ｃなどの大きな流路抵抗を有する部分が設けられている。これにより、図５を参照して上述したように、ＩＳＣＶ２１においてリニアリティのある（ＩＳＣＶ２１の特性２０１における傾きが予め定められた所定範囲内である）範囲Ｙ６が狭くなる。言い換えると、ＩＳＣＶ２１の開度の変化に対する吸気量の変化が線形性を保つ範囲が狭くなる。このため、例えば、冷間等の要求空気量が多い場合に、ＩＳＣＶ２１で制御すべき吸気量（吸気の流量の目標値、以下、ＩＳＣＶ要求空気量とする）が、リニアリティのある範囲Ｙ６を超えてしまうこととなる。
【００４６】
本実施形態では、ＩＳＣＶ要求吸気量が、リニアリティのある範囲Ｙ６内に設定された目標範囲（図３の符号Ｙ４参照）を超える場合に、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４内の値となるように、スロットル弁７の開度が制御される。これにより、ＩＳＣＶ要求空気量がリニアリティのある範囲Ｙ６から外れてしまうことが抑制される。リニアリティのある範囲Ｙ６でＩＳＣＶ２１により吸気量の制御が行われるため、エンジン回転数の制御精度が低下してしまうことが抑制される。
【００４７】
図３は、ＩＳＣＶ要求空気量の制御内容を説明するための図である。図４は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００４８】
図３は、図５の拡大図である。図３には、図５における、バイパス通路（パージ通路１０、空気供給通路１２）に絞り部などの大きな流路抵抗を有する部分が設けられている場合のＩＳＣＶ２１の特性（以下、単にＩＳＣＶ２１の特性とする）２０１におけるリニアリティがある範囲Ｙ６付近の拡大図が示されている。
【００４９】
図３において、符号Ｙ５は、ＩＳＣＶ要求空気量の許容範囲を示す。許容範囲Ｙ５は、吸気量の制御において、通常時にＩＳＣＶ要求空気量の取り得る許容範囲として設定される。例えば、ＩＳＣＶ要求空気量が後述する目標範囲（符号Ｙ４参照）から外れたとしても、許容範囲Ｙ５から外れていない場合には、そのＩＳＣＶ要求空気量に基づいてＩＳＣＶ２１の開閉制御を行うことが許容される。許容範囲Ｙ５は、リニアリティのある範囲Ｙ６に対して、上限側と下限側にそれぞれ余裕を持たせた範囲として設定される。何らかの理由により、一時的に許容範囲Ｙ５から外れた範囲で吸気量の制御を行う必要が生じた場合であっても、リニアリティのある範囲Ｙ６の上限または下限に達するまでの間は、ＩＳＣＶ２１の特性２０１がリニアリティを有する状態で吸気量を制御することができる。
【００５０】
符号Ｙ４は、ＩＳＣＶ要求空気量の目標範囲を示す。本実施形態では、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４内の値となるように、ＩＳＣＶ２１で制御すべきＩＳＣＶ要求空気量が制御される。このために、スロットル弁７が開閉制御される。目標範囲Ｙ４は、許容範囲Ｙ５に対して、上限側と下限側にそれぞれ余裕を持たせた範囲として設定される。目標範囲Ｙ４は、リニアリティのある範囲Ｙ６の中心の値を含む範囲として設定されている。目標範囲Ｙ４は、例えば、目標範囲Ｙ４の中心の値が、リニアリティのある範囲Ｙ６の中心の値と概ね同じ値となるように設定されることができる。
【００５１】
内燃機関１のアイドル時には、ＩＳＣＶ２１が制御されて、内燃機関１で要求される空気量（以下、総要求空気量とする）が調節される。この場合、スロットル弁７の開度は、予め定められた所定値に制御されている。初期状態において、上記所定値は、例えば、全閉に対応する値に設定されている。総要求空気量からスロットル弁７を通過して内燃機関１に供給される空気量を引いた値が、ＩＳＣＶ要求空気量である。ＩＳＣＶ２１は、ＩＳＣＶ要求空気量に基づいて制御される。
【００５２】
ＩＳＣＶ要求空気量が、目標範囲Ｙ４から外れた値となる場合には、スロットル弁７の開度（上記所定値）が更新される。例えば、ＩＳＣＶ要求空気量が、目標範囲Ｙ４の上限を超える場合には、スロットル弁７が開かれる。これにより、スロットル弁７を通過して内燃機関１に供給される吸気量が増加するため、ＩＳＣＶ要求空気量が減少する。よって、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４内の値に戻されることができる。
【００５３】
図４を参照して、本実施形態の動作について説明する。
【００５４】
まず、図４のステップＳ１０では、車両制御部３０により、ＩＳＣＶ２１に対する要求流量（ＩＳＣＶ要求空気量）が計算される。スロットル弁７が全閉の場合には、ＩＳＣＶ要求空気量が総要求空気量と同じ値に設定されることができる。スロットル弁７が開かれている場合には、総要求空気量からスロットル弁７を通過する空気量を減じてＩＳＣＶ要求空気量とすることができる。この場合、スロットル弁７を通過する空気量は、例えば、スロットル弁７の開閉制御（後述するステップＳ３０、Ｓ６０）が行われる際のエアフローメータ６の検出値の変化に基づいて算出されることができる。スロットル弁７を通過する空気量を算出することに代えて、スロットル弁７を通過する空気量を検出する流量検出手段が分岐通路３ａに設けられてもよい。
【００５５】
また、ＩＳＣＶ要求空気量は、例えば、総要求空気量の変化量に基づいて算出されることができる。総要求空気量が変化した場合に、その変化量に対応してＩＳＣＶ要求空気量が増減される。あるいは、ＩＳＣＶ要求空気量が、総要求空気量とエアフローメータ６の検出結果に基づいて算出されることができる。例えば、スロットル弁７の開閉制御（後述するステップＳ３０、Ｓ６０）が行われると、エアフローメータ６の検出値が変化する。この場合、スロットル弁７の開閉制御が行われた後のエアフローメータ６で検出される空気量と総要求空気量との乖離に基づいて、その乖離を減少させるようにＩＳＣＶ要求空気量が算出されることができる。ＩＳＣＶ要求空気量が計算されると、ステップＳ２０に進む。
【００５６】
ステップＳ２０では、車両制御部３０により、ステップＳ１０で算出されたＩＳＣＶ要求空気量が、目標範囲Ｙ４の上限値（特定値）Ａ１よりも大きな値であるか否かが判定される。その判定の結果、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４の上限値Ａ１よりも大きな値であると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）には、ステップＳ３０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０−Ｎ）には、ステップＳ４０に進む。
【００５７】
ステップＳ３０では、車両制御部３０により、スロットル弁７の開制御が行われる。ステップＳ３０では、スロットル弁７が開かれて、スロットル弁７を通過する吸気量が増加される。これにより、ＩＳＣＶ要求空気量が減少する。スロットル弁７の開度は、例えば、ＩＳＣＶ要求空気量を目標範囲Ｙ４内の値とするように更新される。ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４内の値に戻され、目標範囲Ｙ４から外れた値となることが抑制される。この場合に、一度に大きくスロットル弁７の開度を変化させると、吸気量が急激に変化してしまうため、好ましくない。ステップＳ３０におけるスロットル弁７の開制御では、例えば、スロットル弁７の最小制御量ずつ開度が変更される。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ８０に進む。
【００５８】
ステップＳ２０で否定判定がなされてステップＳ４０に進んだ場合、ステップＳ４０では、車両制御部３０により、ステップＳ１０で算出されたＩＳＣＶ要求空気量が、目標範囲Ｙ４の下限値（特定値）Ｂ１よりも小さな値であるか否かが判定される。その判定の結果、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４の下限値Ｂ１よりも小さな値であると判定された場合（ステップＳ４０−Ｙ）には、ステップＳ５０に進み、そうでない場合（ステップＳ４０−Ｎ）には、ステップＳ８０に進む。
【００５９】
ステップＳ５０では、車両制御部３０により、スロットル弁７の開度が、予め定められた所定値ａよりも大きな値であるか否かが判定される。上記所定値ａは、例えば、全閉時のスロットル弁７の開度であることができる。ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４の下限側に外れてしまう場合に、スロットル弁７が開いた状態（ステップＳ５０−Ｙ）であれば、まずスロットル弁７を閉じてスロットル弁７を通過する吸気量を減少させる（ステップＳ６０）。その結果、ＩＳＣＶ要求空気量が増加し、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４内の値に戻される。
【００６０】
ステップＳ５０の判定の結果、スロットル弁７の開度が上記所定値ａよりも大きな値であると判定された場合（ステップＳ５０−Ｙ）には、ステップＳ６０に進み、そうでない場合（ステップＳ５０−Ｎ）には、ステップＳ７０に進む。
【００６１】
ステップＳ６０では、車両制御部３０により、スロットル弁７の閉制御が行われる。ステップＳ６０では、スロットル弁７が閉じられて、スロットル弁７を通過する吸気量が減少される。これにより、ＩＳＣＶ要求空気量が増加する。スロットル弁７の開度は、例えば、ＩＳＣＶ要求空気量を目標範囲Ｙ４内の値とするように更新される。ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４内の値に戻され、目標範囲Ｙ４から外れた値となることが抑制される。ステップＳ６０におけるスロットル弁７の閉制御では、例えば、スロットル弁７の最小制御量ずつ開度が変更される。ステップＳ６０が実行されると、ステップＳ８０に進む。
【００６２】
ステップＳ７０では、車両制御部３０により、ＩＳＣＶ２１の閉制御が行われる。ＩＳＣＶ２１の開度が、ＩＳＣＶ要求空気量に対応する開度とされる。ＩＳＣＶ２１の開度が、目標範囲Ｙ４の下限値Ｂ１を過ぎて更に小さな開度とされる。この場合、リニアリティのある範囲Ｙ６を外れた範囲で吸気量の制御を行う可能性があり、望ましくない。このため、通常の運転時に、スロットル弁７が全閉の状態でＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４の下限値Ｂ１を下回らないような設計がなされる。それにもかかわらず、何らかの事情により、スロットル弁７が全閉の状態において、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４の下限値Ｂ１を下回った場合には、ステップＳ７０が実行される。ステップＳ７０が実行されると、ステップＳ８０に進む。
【００６３】
ステップＳ８０では、車両制御部３０により、ＩＳＣＶ２１が制御される。ＩＳＣＶ要求空気量に基づいて、ＩＳＣＶ２１の開度（デューティ）が制御される。スロットル弁７の開閉制御（ステップＳ３０、Ｓ６０）が行われた場合には、開閉制御が行われたことによる内燃機関１の回転数の変化に基づいて、ＩＳＣＶ要求空気量が再設定される。再設定されたＩＳＣＶ要求空気量に基づいて、ＩＳＣＶ２１の開度が制御される。ステップＳ８０が実行されると、本制御フローはリターンされる。
【００６４】
本実施形態によれば、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４の上限値Ａ１を超える場合（ステップＳ２０−Ｙ）には、スロットル弁７が開かれて（ステップＳ３０）、ＩＳＣＶ要求空気量が減少される。一方、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４の下限値Ｂ１を下回る場合（ステップＳ４０−Ｙ）には、スロットル弁７が閉じられて（ステップＳ６０）、ＩＳＣＶ要求空気量が増加される。その結果、ＩＳＣＶ要求空気量は、リニアリティのある範囲Ｙ６内の値に制御される。よって、リニアリティのある範囲Ｙ６で、ＩＳＣＶ２１を通過する吸気量を制御することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、リニアリティのある範囲Ｙ６に対して、上限側と下限側にそれぞれ余裕を持たせた範囲として設定された目標範囲Ｙ４が設定され、ＩＳＣＶ要求空気量が、目標範囲Ｙ４内の値に制御される。よって、ＩＳＣＶ要求空気量は、リニアリティのある範囲Ｙ６の上限と下限に対して、余裕を持った値で推移する。このため、必要に応じて、例えばエンストを防ぐために、目標範囲Ｙ４を超えた範囲でＩＳＣＶ２１が制御される余地を有することができる。
【００６６】
特に、目標範囲Ｙ４が、目標範囲Ｙ４の中心の値とリニアリティのある範囲Ｙ６の中心の値とが概ね同じ値となるように設定された場合には、リニアリティのある範囲Ｙ６に対して、上限側と下限側に同等の余裕を持った状態でＩＳＣＶ要求空気量が推移することができる。
【００６７】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。
【００６８】
上記第１実施形態（図４）では、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４（図３参照）を外れた値となると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ、Ｓ４０−Ｙ）に、ＩＳＣＶ要求空気量が目標範囲Ｙ４内の値となるようにスロットル弁７の開閉制御が行われた（ステップＳ３０、Ｓ６０）。本変形例では、この場合に、ＩＳＣＶ要求空気量が、概ねリニアリティのある範囲Ｙ６の中心値となるように、スロットル弁７の開閉制御が行われる。
【００６９】
ＩＳＣＶ要求空気量が、リニアリティのある範囲Ｙ６の概ね中心の値にオフセットされることにより、ＩＳＣＶ要求空気量がリニアリティのある範囲Ｙ６から外れてしまうことがより確実に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の吸気制御装置の第１実施形態に係る装置の概略構成図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】本発明の吸気制御装置の第１実施形態における要求空気量に基づく制御内容を説明するための図である。
【図４】本発明の吸気制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】ＩＳＣＶの特性におけるリニアリティについて説明するための図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  内燃機関
２  気筒
３  吸気通路
３ａ  分岐通路
３ｂ  サージタンク
４  排気通路
５  エアクリーナ
６  エアフローメータ
７  スロットル弁
７ａ  弁軸
７ｂ  アクチュエータ
８  インジェクタ
９  バランス通路
１０  パージ通路
１０ａ  連通部
１０ｂ  混合促進部
１０ｃ  接続通路
１１  キャニスタ
１１ａ  空気導入管
１２  空気供給通路
２０  燃料タンク
２１  ＩＳＣＶ
２３  パージＶＳＶ
３０  車両制御部
２００  ＩＳＣＶの特性
２０１  ＩＳＣＶの特性
２０１ａ  リニアリティのある部分
２０１ｂ  リニアリティのない部分
Ｙ１  定常的な流れ
Ｙ４  目標範囲
Ｙ５  許容範囲
Ｙ６  リニアリティのある範囲
【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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