JP2009097342A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パージバンクにおける各気筒間に生じる空燃比の差異を抑えることが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、複数のバンクを有し、複数のバンクの夫々には、気筒毎に分岐した分岐通路を備えた吸気通路、各分岐通路に設けられたスロットル弁、スロットル弁よりも下流側の各分岐通路とスロットル弁よりも上流側の吸気通路とを結んでバイパス空気を各分岐通路へと導くバイパス通路を備え、一部のバンクには、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むパージガスをバイパス通路へ導くパージ通路を備える内燃機関に適用される。内燃機関の制御装置は、パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇した場合において、一部のバンクにおける気筒に吸入される吸気ガス中の蒸発燃料の濃度の上昇を抑える。これにより、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を処理する内燃機関の制御装置に関する。

従来より、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を吸着するキャニスタを有し、キャニスタに吸着された蒸発燃料を吸気通路にパージする内燃機関が知られている。

例えば、特許文献１には、吸気系が一つで構成されたもので、パージ濃度が高いときはパージ流量を減量し、空燃比の安定を図る技術が記載されている。特許文献２には、複数のバンクを有するエンジンで、パージ供給口を各バンクの直前でかつ中央に配置し、パージ量の不均一を防ぎ、排気悪化や走行性悪化を減少させる技術が記載されている。特許文献３には、吸気系が一つで構成されたもので、成層燃焼時のパージ供給にはトルク変動が生じないようなガード値を設定し、その中でパージ量を制御する技術が記載されている。特許文献４には、吸気系が一つで構成されたもので、アイドル時に目標回転数となるようにフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御するとともに、パージありのときはＩＳＣ（Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブ開度が下限値以内に収まるようにパージ量を制限する技術が記載されている。特許文献５には、アイドル時において、パージ影響が大きいと判断すると、アイドル目標回転数を増加させる技術が記載されている。

特開平８−４６０３号公報 特開２００１−１１５９０４号公報 特開２００２−４７９８７号公報 特開平１０−９０６８号公報 特開平１１−１５９４０７号公報

ところで、左右の２つのバンクを有し、両バンクの夫々に、気筒毎に分岐した分岐通路を備えた吸気通路、各分岐通路に設けられて吸入空気流量を調整可能なスロットル弁、スロットル弁よりも下流側の各分岐通路とスロットル弁よりも上流側の吸気通路とを結んで吸入空気の一部をバイパス空気として連通部へと導くバイパス通路を備えるとともに、左右のバンクのうち、一方のバンクには、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むパージガスをバイパス通路へ導くパージ通路を備えた内燃機関が知られている。

しかしながら、このような内燃機関では、パージガス中の蒸発燃料の濃度が比較的高い場合には、パージを行っているバンクにおける気筒間で空燃比の差異が生じることがある。このような各気筒間に空燃比の差異が生じることにより、エミッションの悪化、トルク差の発生によるアイドル安定性の悪化が発生する可能性があり、最悪の場合には、失火を起こす気筒も発生しうる。この点について、特許文献１〜５では何ら検討されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、パージを行っているバンクにおける各気筒間に生じる空燃比の差異を抑えることが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。

本発明の１つの観点では、複数のバンクを有し、前記複数のバンクの夫々には、気筒毎に分岐した分岐通路を備えた吸気通路、各分岐通路に設けられて吸入空気流量を調整可能なスロットル弁、前記スロットル弁よりも下流側の各分岐通路と前記スロットル弁よりも上流側の吸気通路とを結んで吸入空気の一部をバイパス空気として各分岐通路へと導くバイパス通路を備えるとともに、前記複数のバンクのうち、一部のバンクには、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むパージガスを前記バイパス通路へと導くパージ通路を備えた内燃機関に適用される内燃機関の制御装置は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度を取得する蒸発燃料濃度取得手段と、アイドル時に、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇した場合において、前記一部のバンクの気筒に吸入される吸気ガス中の蒸発燃料の濃度の上昇を抑える制御手段と、を備える。

上記の内燃機関の制御装置は、例えばＶ型エンジンなどの複数のバンクを備える内燃機関に適用される。内燃機関は、具体的には、複数のバンクを有し、前記複数のバンクの夫々には、気筒毎に分岐した分岐通路を備えた吸気通路、各分岐通路に設けられて吸入空気流量を調整可能なスロットル弁、前記スロットル弁よりも下流側の各分岐通路と前記スロットル弁よりも上流側の吸気通路とを結んで吸入空気の一部をバイパス空気として各分岐通路へと導くバイパス通路を備える。また、内燃機関は、前記複数のバンクのうち、一部のバンクには、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むパージガスを前記バイパス通路へと導くパージ通路を備える。前記内燃機関の制御装置は、ベーパー濃度取得手段と、制御手段とを備える。前記蒸発燃料濃度取得手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度を取得する。前記制御手段は、アイドル時に、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇した場合において、前記一部のバンクにおける気筒に吸入される吸気ガス中の蒸発燃料の濃度の上昇を抑える。前記蒸発燃料濃度取得手段及び制御手段は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により実現される。このようにすることで、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、前記一部のバンクにおけるバイパス空気の流量を増加させるとともに前記一部のバンク以外のバンクにおけるバイパス空気の流量を減少させる。これにより、アイドル時のエンジン回転数を保持しつつ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、前記一部のバンクにおける前記吸気ガスの流量に対する前記パージガスの流量の割合を減少させる。このようにしても、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、アイドル時の目標エンジン回転数を増加させるとともに、アイドル時の目標エンジン回転数が増加するほど、前記複数のバンクにおけるバイパス空気の流量を増加させる。このようにしても、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、前記一部のバンクにおける点火時期の遅角量を増加させるとともに、前記遅角量が増加するほど、前記一部のバンクにおけるバイパス空気の流量を増加させる。これにより、パージガスが注入されるバンクとパージガスが注入されないバンクとの間にトルクの大きさの差異が生じるのを抑えつつ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。また、アイドル目標回転数を変化させる必要がなく、パージガスが注入されるバンクにのみバイパス空気の流量を増加させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［全体構成］
図１は、本発明の各実施形態に係る内燃機関の構成を示す構成図である。図１に示すように、内燃機関１００は、左右のバンク２ａ、２ｂを有している。バンク２ａには４つの気筒３ａが設けられており、バンク２ｂにも４つの気筒３ｂが設けられている。即ち、内燃機関１００はＶ型８気筒の内燃機関として構成されている。

内燃機関１００は、各気筒３ａの吸気側に夫々接続される吸気通路４ａを備えるとともに、各気筒３ｂの吸気側に夫々接続される吸気通路４ｂを備える。即ち、内燃機関１００は、バンク毎に独立した吸気通路を有している。吸気通路４ａは気筒３ａ毎に分岐された分岐通路４ａａを有しており、分岐通路４ａａに分岐する分岐位置よりも上流側の吸気通路４ａにはエアフロメータ６ａが取り付けられている。エアフロメータ６ａは、吸気通路４ａに吸入される吸入空気の流量を検出する。同様に、吸気通路４ｂも気筒３ｂ毎に分岐された分岐通路４ｂａを有しており、分岐通路４ｂａに分岐する分岐位置よりも上流側の吸気通路４ｂにはエアフロメータ６ｂが取り付けられている。エアフロメータ６ｂは、吸気通路４ｂに吸入される吸入空気の流量を検出する。

各分岐通路４ａａには、各分岐通路４ａａに吸入される吸入空気の流量を調整できるように開度調整可能なスロットルバルブ５ａが１つずつ設けられるとともに、スロットルバルブ５ａの下流側に燃料を噴射するインジェクタ８ａが１つずつ設けられる。各スロットルバルブ５ａは各分岐通路４ａａを貫くように延びる弁軸１８ａに取り付けられ、その弁軸１８ａはアクチュエータ１９ａにて回転駆動される。同様に、各分岐通路４ｂａにも、各分岐通路４ｂａに吸入される吸入空気の流量を調整できるようにスロットルバルブ５ｂが１つずつ設けられるとともに、スロットルバルブ５ｂの下流側にインジェクタ８ｂが１つずつ設けられる。各スロットルバルブ５ｂは各分岐通路４ｂａを貫くように延びる弁軸１８ｂに取り付けられ、その弁軸１８ｂはアクチュエータ１９ｂにて回転駆動される。なお、以下において、各分岐通路４ａａ、４ｂａの夫々に吸入される吸入空気の流量を「吸入空気流量」と称することとする。

各スロットルバルブ５ａの下流側には、各分岐通路４ａａ間の圧力差を緩和するため、各分岐通路４ａａをスロットルバルブ５ａの下流側の位置で互いに連通するバランス通路９ａが設けられている。同様に、各スロットルバルブ５ｂの下流側にも、各分岐通路４ｂａ間の圧力差を緩和するため、各分岐通路４ｂａをスロットルバルブ５ｂの下流側の位置で互いに連通するバランス通路９ｂが設けられている。

吸気通路４ａには、各スロットルバルブ５ａの上流側の吸気通路４ａと各スロットルバルブ５ａの下流側の各分岐通路４ａａとを接続するバイパス通路１０ａが設けられる。バイパス通路１０ａは、スロットルバルブ５ａの下流側の位置で各分岐通路４ａａを互いに連通する連通部１１ａを備え、連通部１１ａは、バランス通路９ａに対向するようにして各分岐通路４ａａと接続されている。バイパス通路１０ａには、ＩＳＣ（Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブ１３ａが設けられる。同様に、吸気通路４ｂにも、各スロットルバルブ５ｂの上流側の吸気通路４ｂと各スロットルバルブ５ｂの下流側の分岐通路４ｂａとを接続するバイパス通路１０ｂが設けられる。バイパス通路１０ｂは、スロットルバルブ５ｂの下流側の位置で各分岐通路４ｂａを互いに連通する連通部１１ｂを備え、連通部１１ｂは、バランス通路９ｂに対向するようにして各分岐通路４ｂａと接続されている。バイパス通路１０ｂには、ＩＳＣバルブ１３ｂが設けられる。

吸気通路４ａ、４ｂにおけるスロットルバルブ５ａ、５ｂの上流側の吸入空気の一部（以下では「バイパス空気」と称す）は夫々、バイパス通路１０ａ、１０ｂを通過することにより各スロットルバルブ５ａ、５ｂをバイパスする。アイドル時には、ＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの開度が制御されることにより、バイパス通路１０ａ、１０ｂを通過するバイパス空気の流量（バイパス空気流量）が制御され、エンジン回転数が制御される。

各気筒３ａ、３ｂの排気側には夫々、別々の排気通路（不図示）が設けられている。つまり、内燃機関１００は、吸気通路４ａ、４ｂと同様、バンク毎に独立した排気通路を有している。従って、空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ、触媒も、バンク２ａ、２ｂの夫々の排気通路に設けられている。なお、クランク角センサは、バンク２ａ、２ｂの両方に共通のセンサとして設けられている。

バンク２ａ側のバイパス通路１０ａには、ＩＳＣバルブ１３ａの下流側に燃料タンク１７にて発生したベーパー（蒸発燃料）を含むパージガスを導くためのパージ通路１２が接続されている。パージ通路１２は、蒸発燃料を吸着するキャニスタ１６を介して燃料タンク１７に接続される。キャニスタ１６は大気に開放する空気導入管１５にて空気を導入しつつ内蔵する活性炭で燃料タンク１７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１２には、パージガスの流量を調整するためのパージＶＳＶ（Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｖａｌｖｅ）１４が設けられている。

パージＶＳＶ１４の開度が制御されることにより、パージ通路１２を通過するパージガスの流量（パージガス流量）が制御される。アイドル時には、パージＶＳＶ１４が開く方向に制御されることによりパージ通路１２は開通し、これにより、キャニスタ１６に吸着されている蒸発燃料が、空気導入管１５より導入された空気と混合してパージガスとしてバイパス通路１０ａにパージされる。

ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイスなどを有している。ＥＣＵ２０は、種々のセンサからの検出信号に基づいて、内燃機関１００の制御を行う。

例えば、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３２、及び、バンク２ａ、２ｂの排気通路の夫々に取り付けられたＡ／Ｆセンサ３１から検出信号を取得する。ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３２からの検出信号に基づいて、点火時期の制御やエンジン回転数の制御を行う。また、ＥＣＵ２０は、バンク２ａ側のＡ／Ｆセンサ３１からの検出信号より求められた空燃比に基づいて、例えば、特許文献３に記載された空燃比のフィードバック制御を行うことにより、パージガス中のベーパー濃度を取得する。

また、ＥＣＵ２０は、アクチュエータ１９ａ、１９ｂに対し制御信号Ｓ１９ａ、Ｓ１９ｂを夫々供給することにより、スロットルバルブ５ａ、５ｂの開度の制御を行い、ＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂに対し制御信号Ｓ１３ａ、Ｓ１３ｂを夫々供給することにより、ＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの開度の制御を行う。また、ＥＣＵ２０は、パージＶＳＶ１４に対し制御信号Ｓ１４を供給することにより、パージＶＳＶ１４の開度の制御を行う。他にも、ＥＣＵ２０は、例えば、インジェクタ８ａ、８ｂに対し制御信号を供給することにより、燃料噴射量の制御を行う。

ＥＣＵ２０は、アイドル時には、パージＶＳＶ１４を開くことにより、パージガスをバイパス通路１０ａにパージする。バイパス通路１０ａにパージされたパージガスは、バイパス空気と混合して連通部１１ａより各分岐通路４ａａに到達する。そして、パージガスとバイパス空気とが混合したガスは、各分岐通路４ａａにおいて、各分岐通路４ａａに吸入された吸入空気と更に混合して各気筒３ａに吸入される。なお、以下では、各気筒３ａ、３ｂに吸入されるガスを吸気ガスと称する。即ち、バンク２ａ側では、吸気ガスは、各分岐通路４ａａに吸入された吸入空気と、パージガスと、バイパス空気とが混合したものである。一方、バンク２ｂ側では、パージ通路が設けられていないので、吸入ガスは、各分岐通路４ｂａに吸入された吸入空気と、バイパス空気とが混合したものである。

ここで、パージを行っているバンク２ａにおいて、パージガス中のベーパー濃度が比較的高い場合には、各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じ、エミッションの悪化が発生したり、トルク差が生じてアイドル安定性の悪化が発生したりする可能性がある。この理由の１つとしては、バイパス通路１０ａに対し比較的近い気筒３ａに吸入される吸気ガスの方が、バイパス通路１０ａに対し比較的遠い気筒３ｂに吸入される吸気ガスよりも、蒸発燃料の濃度が高くなるからである。

そこで、以下に述べる各実施形態では、ＥＣＵ２０は、アイドル時に、パージガス中のベーパー濃度が上昇した場合において、各気筒３ａに吸入される吸気ガス中のベーパー濃度の上昇を抑えることとする。なお、ここで、パージガス中のベーパー濃度という場合には、いわゆるパージ濃度を示し、パージガス流量に対する蒸発燃料の割合を意味するものとする。一方、吸気ガス中のベーパー濃度という場合には、各気筒３ａに吸入される吸気ガス（パージガス＋バイパス空気＋吸入空気）の流量に対する蒸発燃料の割合を意味するものとする。このようにすることで、各気筒３ａの空燃比に対する蒸発燃料の影響を抑えることができ、パージガスが注入されるバンク２ａにおける各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。従って、ＥＣＵ２０は、本発明における内燃機関の制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ２０は、蒸発燃料取得手段及び制御手段として機能する。以下の各実施形態で具体的に述べる。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る内燃機関の制御方法について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、ＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの開度の制御を行うこととする。

図２は、第１実施形態に係るＩＳＣバルブの開度の補正値の変化を示す図である。図２では、横軸にパージガス中のベーパー濃度を示し、縦軸にＩＳＣバルブの開度の補正値を示している。グラフ４１ａはＩＳＣバルブ１３ａの開度の補正値を示すグラフであり、グラフ４１ｂはＩＳＣバルブ１３ｂの開度の補正値を示すグラフである。

図２のグラフ４１ａに示すように、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度が大きくなるほど、ＩＳＣバルブ１３ａの開度の補正値を０から大きくしていく。つまり、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度が上昇した場合には、パージガス中のベーパー濃度が上昇しなかったとした場合のＩＳＣバルブ１３ａの開度と比較して、ＩＳＣバルブ１３ａの開度を大きくする制御を行い、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、その開度の補正値の絶対値を大きくすることによりバイパス空気流量を増加させる。一方、グラフ４１ｂに示すように、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、ＩＳＣバルブ１３ｂの開度の補正値を０から小さくしていく。つまり、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度が上昇した場合には、パージガス中のベーパー濃度が上昇しなかったとした場合のＩＳＣバルブ１３ｂの開度と比較して、ＩＳＣバルブ１３ｂの開度を小さくする制御を行い、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、その開度の補正値の絶対値を大きくすることによりバイパス空気流量を減少させる。

つまり、第１実施形態に係る内燃機関の制御方法では、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、バイパス通路１０ａのバイパス空気流量を増加させる。これにより、蒸発燃料はバイパス空気で希釈され、吸気ガス中のベーパー濃度の上昇は抑えられ、各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。しかしながら、バイパス通路１０ａのバイパス空気流量が増加することにより、アイドル時のエンジン回転数が増加してしまう。そこで、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、パージ通路が設けられていないバイパス通路１０ｂのバイパス空気流量を減少させる。これにより、アイドル時のエンジン回転数の増加を抑えることができる。このようにすることで、アイドル時のエンジン回転数を保持しつつ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

（第１実施形態に係る制御処理）
第１実施形態に係る制御処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２０は、各種のセンサからの検出信号などを基に、内燃機関１００の状態がアイドル状態にあるか否かを判定する。ＥＣＵ２０は、内燃機関１００の状態がアイドル状態にないと判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、内燃機関１００の状態がアイドル状態にあると判定した場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２の処理へ進む。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、パージ実行中か否かを判定する。例えば、ＥＣＵ２０は、パージＶＳＶ１４の開度に基づいて、具体的には、パージＶＳＶ１４へ供給した制御信号に基づいて、パージ実行中か否かを判定することができる。ＥＣＵ２０は、パージ実行中でないと判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、バンク２ａ、２ｂのＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの開度の補正値を０とした後（ステップＳ１０６）、本制御処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、パージ実行中であると判定した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３の処理へ進む。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度を取得する。ＥＣＵ２０は、バンク２ａ側のＡ／Ｆセンサ３１からの検出信号より求められた空燃比に基づいて、例えば、特許文献３に記載された空燃比のフィードバック制御を行うことにより、パージガス中のベーパー濃度を取得することができる。

次に、ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、ＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの夫々の開度の補正値を求める。具体的には、ＥＣＵ２０は、図２のグラフ４１ａ、４１ｂによって示される関係をマップとして予めＲＡＭなどに記憶しており、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、当該マップを用いてＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの夫々の開度の補正値を求める。これにより、ＩＳＣバルブ１３ａの補正値は、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、バイパス通路１０ａのバイパス空気流量が増加する値として求められ、ＩＳＣバルブ１３ｂの補正値は、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、バイパス通路１０ｂのバイパス空気流量が減少する値として求められる。これにより、アイドル時のエンジン回転数を保持しつつ、パージガスが注入されるバンク２ａにおける各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることが可能なＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの夫々の開度の補正値を求めることができる。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２０は、求められたＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの開度の補正値を夫々、パージガス中のベーパー濃度が上昇しなかったとした場合のＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの開度に加えることで、各バンクのＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの補正後の開度を算出する。その後、ＥＣＵ２０は、当該補正後の開度となるように、各バンクのＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂを制御した後、本制御処理を終了する。このようにすることで、アイドル時のエンジン回転数を保持しつつ、パージガスが注入されるバンク２ａにおける各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

以上に述べたように、第１実施形態に係る内燃機関の制御方法では、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、パージガスが注入されるバンクにおけるバイパス空気の流量を増加させるとともに、パージガスが注入されないバンクにおけるバイパス空気の流量を減少させる。これにより、アイドル時のエンジン回転数を保持しつつ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る内燃機関の制御方法について説明する。第２実施形態では、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、パージＶＳＶ１４の開度の制御を行うこととする。

図４に示すグラフは、第２実施形態に係るパージ率の変化を示すグラフである。図４（ａ）では、横軸にパージガス中のベーパー濃度を示し、縦軸にパージ率を示している。ここで、パージ率とは、吸気ガスの流量に対するパージガスの流量の割合である。即ち、パージ率とは、パージガス流量／（バイパス空気流量＋吸入空気流量＋パージガス流量）で示される値である。図４（ｂ）に示すグラフは、第２実施形態に係るパージ率の補正値の変化を示すグラフである。図４（ｂ）では、横軸にパージガス中のベーパー濃度を示し、縦軸にパージ率の補正値を示している。

図４（ａ）のグラフに示すように、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、パージ率を減少させる。つまり、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、パージＶＳＶ１４の開度を制御することによりパージガス流量を減少させる。従って、図４（ｂ）のグラフに示すように、パージガス中のベーパー濃度が上昇した場合には、パージ率の補正値は０から小さくされ、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、その補正値の絶対値は大きくなる。このようにしても、アイドル時において、各気筒３ａに吸入される吸気ガス中のベーパー濃度の上昇を抑えることができ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

（第２実施形態に係る制御処理）
第２実施形態に係る制御処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ２０は、パージ実行中か否かを判定する。例えば、ＥＣＵ２０は、パージＶＳＶ１４の開度に基づいて、即ち、パージＶＳＶ１４へ供給した制御信号に基づいて、パージ実行中か否かを判定することができる。ＥＣＵ２０は、パージ実行中でないと判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、パージ実行中であると判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２の処理へ進む。

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度を取得する。そして、ステップＳ２０３において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、パージ率の補正値を求める。具体的には、ＥＣＵ２０は、図４（ｂ）のグラフによって示される関係をマップとして予めＲＡＭなどに記憶している。ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、当該マップを用いてパージ率の補正値を求める。

次に、ステップＳ２０４において、ＥＣＵ２０は、求められたパージ率の補正値を、パージガス中のベーパー濃度が上昇しなかったとした場合のパージ率に加えることで、補正後のパージ率を求める。パージガス中のベーパー濃度と補正後のパージ率との関係が図４（ａ）のグラフに示した関係となる。ＥＣＵ２０は、補正後のパージ率となるようにパージＶＳＶ１４の開度を制御した後、本制御処理を終了する。このようにすることで、パージガスを含む吸気ガス中のベーパー濃度の上昇を抑えることができ、パージガスが注入されるバンク２ａにおける各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

以上に述べたように、第２実施形態に係る内燃機関の制御方法では、ＥＣＵ２０は、パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、パージガスが注入されるバンクにおける吸気ガスの流量に対するパージガスの流量の割合を減少させる。このようにすることで、パージガスを含む吸気ガス中のベーパー濃度の上昇を抑えることができ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る内燃機関の制御方法について説明する。第３実施形態では、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、アイドル時の目標エンジン回転数（アイドル目標回転数）の制御を行うこととする。

図６に示すグラフは、第３実施形態に係るアイドル目標回転数の補正値を示すグラフである。図６では、横軸にパージガス中のベーパー濃度を示し、縦軸にアイドル目標回転数の補正値を示している。

図６のグラフに示すように、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、アイドル目標回転数の補正値を０から増加させる。つまり、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、アイドル目標回転数を増加させる。また、ＥＣＵ２０は、アイドル目標回転数に応じて、バイパス通路１０ａ、１０ｂのバイパス空気流量を制御する。具体的には、ＥＣＵ２０は、アイドル目標回転数が増加するほど、バイパス通路１０ａ、１０ｂのバイパス空気流量を増加させる。このように、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、アイドル目標回転数を増加させるとすることで、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、バイパス通路１０ａのバイパス空気流量は増加することとなる。このようにすることで、パージガスを含む吸気ガス中のベーパー濃度の上昇を抑えることができ、パージガスが注入されるバンク２ａにおける各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

（第３実施形態に係る制御処理）
第３実施形態に係る制御処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ３０１において、ＥＣＵ２０は、各種のセンサからの検出信号などを基に、内燃機関１００の状態がアイドル状態にあるか否かを判定する。ＥＣＵ２０は、内燃機関１００の状態がアイドル状態にないと判定した場合には（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、内燃機関１００の状態がアイドル状態にあると判定した場合には（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２の処理へ進む。

ステップＳ３０２において、ＥＣＵ２０は、パージ実行中か否かを判定する。例えば、ＥＣＵ２０は、パージＶＳＶ１４の開度に基づいて、即ち、パージＶＳＶ１４へ供給した制御信号に基づいて、パージ実行中か否かを判定することができる。ＥＣＵ２０は、パージ実行中でないと判定した場合には（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、アイドル目標回転数の補正値を０とした後（ステップＳ３０５）、本制御処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、パージ実行中であると判定した場合には（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３の処理へ進む。

ステップＳ３０３において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度を取得する。そして、ステップＳ３０４において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、アイドル目標回転数の補正値を求める。具体的には、ＥＣＵ２０は、図６のグラフに示される関係をマップとして予めＲＡＭなどに記憶しており、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、当該マップを用いてアイドル目標回転数の補正値を求める。これにより、アイドル目標回転数の補正値は、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、アイドル目標回転数が増加する値として求められる。

ステップＳ３０６において、ＥＣＵ２０は、求められたアイドル目標回転数の補正値を、パージガス中のベーパー濃度が上昇しなかったとした場合のアイドル目標回転数に加えることにより、補正後のアイドル目標回転数を求める。そして、続くステップＳ３０７において、ＥＣＵ２０は、補正後のアイドル目標回転数に応じて、ＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂを制御することにより、バイパス通路１０ａ、１０ｂのバイパス空気流量を調整する。このとき、補正後のアイドル目標回転数が増加するほど、バイパス通路１０ａ、１０ｂのバイパス空気流量を増加させる調整が行われる。その後、ＥＣＵ２０は本制御処理を終了する。このようにすることで、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、バイパス通路１０ａのバイパス空気流量は増加することとなるので、パージガスを含む吸気ガス中のベーパー濃度を抑えることができ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

以上に述べたように、第３実施形態に係る制御方法では、ＥＣＵ２０は、パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、アイドル時の目標エンジン回転数を増加させるとともに、アイドル時の目標エンジン回転数が増加するほど、バンク２ａ、２ｂにおけるバイパス空気の流量を増加させる。このようにしても、パージガスを含む吸気ガス中のベーパー濃度の上昇を抑えることができ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る内燃機関の制御方法について説明する。第４実施形態では、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、点火時期を遅角するとともに、点火時期の遅角量に基づいて、ＩＳＣバルブの開度の制御を行うこととする。

図８に示すグラフは、第４実施形態に係る点火時期の遅角量を示すグラフである。図８では、横軸にパージガス中のベーパー濃度を示し、縦軸にパージガスが注入されるバンク２ａの点火時期の遅角量の変化を示している。図９に示すグラフは、第４実施形態に係るＩＳＣバルブの開度の補正値の変化を示す図である。図９では、横軸に点火時期の遅角量を示し、縦軸にバンク２ａにおけるＩＳＣバルブ１３ａの開度の補正値を示している。

図８のグラフに示すように、ＥＣＵ２０は、アイドル時において、パージガス中のベーパー濃度が上昇するほど、パージガスが注入されるバンク２ａの点火時期の遅角量を０から大きくしていく。また、ＥＣＵ２０は、このとき、点火時期の遅角量に基づいて、バンク２ａにおけるＩＳＣバルブ１３ａの補正値を変化させることとする。具体的には、図９のグラフに示すように、ＥＣＵ２０は、点火時期の遅角量が大きくなるほど、バンク２ａにおけるＩＳＣバルブ１３ａの補正値を０から大きくしていく。なお、このとき、ＥＣＵ２０は、パージガスが注入されないバンク２ｂの点火時期の遅角量については、パージガス中のベーパー濃度に応じて変化させない。従って、バンク２ｂにおけるＩＳＣバルブ１３ｂの補正値も、パージガス中のベーパー濃度に応じては変化しない。

図１０は、パージガスが注入されるバンク２ａとパージガスが注入されないバンク２ｂの夫々について、アイドル時にパージガス中のベーパー濃度が上昇した場合における、点火時期及び吸入ガスの流量の変化を示す模式図である。図１０（ａ）は、バンク２ａ、２ｂの夫々についての点火時期の変化を示し、図１０（ｂ）は、バンク２ａ、２ｂの夫々についての吸入ガスの流量における割合の変化を示している。図１０（ａ）、（ｂ）において、矢印はベーパー濃度が上昇したことを示している。

アイドル時においてパージガス中のベーパー濃度が上昇する前は、図１０（ａ）に示すように、バンク２ａ、２ｂの点火時期は互いに同一であり、図１０（ｂ）に示すように、バンク２ａ、２ｂの吸気ガスの流量も互いに同一である。従って、アイドル時においてパージガス中のベーパー濃度が上昇する前は、バンク２ａ、２ｂのトルクは互いに同一である。

アイドル時においてパージガス中のベーパー濃度が上昇した場合には、図１０（ａ）に示すように、バンク２ａの点火時期は遅角されるので、バンク２ａの点火時期は、バンク２ｂの点火時期よりも遅角量分だけ減少する一方、図１０（ｂ）に示すように、バンク２ａの遅角量分だけＩＳＣバルブ１３ａの開度は大きく補正されるので、バイパス通路１０ａのバイパス空気流量は増加し、それによりバンク２ａの吸入ガスの流量も増加する。

つまり、逆に言うと、第３実施形態では、パージガス中のベーパー濃度が上昇した場合において、バイパス通路１０ａのバイパス空気流量を増加させることで、吸入ガスの流量を増加させ、吸気ガス中のベーパー濃度の上昇を抑えることとする。これにより、パージガスが注入されるバンク２ａにおける各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。しかしながら、このままだと、吸入ガスの流量が増加した分だけ、バンク２ａのトルクはバンク２ｂのトルクよりも大きくなり、バンク２ａ、２ｂの間にトルクの大きさの差異が生じる。そこで、第３実施形態では、さらに、バンク２ａの点火時期を遅角することにより、バンク２ａのトルクがバンク２ｂのトルクよりも大きくなるのを抑えることとする。これにより、バンク２ａ、２ｂの間にトルクの大きさの差異が生じるのを抑えることができる。この方法では、アイドル目標回転数を変化させる必要がないため、パージガスが注入されるバンク２ａにのみバイパス空気流量を増加させることができる。

（第４実施形態に係る制御方法）
第４実施形態に係る制御処理について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ４０１において、ＥＣＵ２０は、各種のセンサからの検出信号などを基に、内燃機関１００の状態がアイドル状態にあるか否かを判定する。ＥＣＵ２０は、内燃機関１００の状態がアイドル状態にないと判定した場合には（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、本制御処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、内燃機関１００の状態がアイドル状態にあると判定した場合には（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０２の処理へ進む。

ステップＳ４０２において、ＥＣＵ２０は、パージ実行中か否かを判定する。例えば、ＥＣＵ２０は、パージＶＳＶ１４の開度に基づいて、即ち、パージＶＳＶ１４へ供給した制御信号に基づいて、パージ実行中か否かを判定することができる。ＥＣＵ２０は、パージ実行中でないと判定した場合には（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、通常の方法、例えばアイドル目標回転数に基づいて、バンク２ａ、２ｂにおける点火時期及びＩＳＣバルブ１３ａ、１３ｂの開度の補正値を求めた後（ステップＳ４０８）、本制御処理を終了する。一方、ＥＣＵ２０は、パージ実行中であると判定した場合には（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０３の処理へ進む。

ステップＳ４０３において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度を取得する。そして、ステップＳ４０４において、ＥＣＵ２０は、制御を行うバンクが、パージガスが注入されるバンク（パージバンク）か否かについて判定し、パージガスが注入されないバンクであると判定した場合には（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、即ち、バンク２ｂであると判定した場合には、ステップＳ４０８へ進み、通常の方法、例えばアイドル目標回転数に基づいて、バンク２ｂにおける点火時期及びＩＳＣバルブ１３ｂの開度の補正値を求めた後、本制御処理を終了する。一方、ステップＳ４０４において、ＥＣＵ２０は、制御を行うバンクが、パージガスが注入されるバンクであると判定した場合には（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、即ち、バンク２ａであると判定した場合には、ステップＳ４０５の処理へ進む。

ステップＳ４０５において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、バンク２ａにおける点火時期の遅角量を求める。具体的には、ＥＣＵ２０は、図８のグラフに示される関係をマップとして予めＲＡＭなどに記憶しており、パージガス中のベーパー濃度に基づいて、当該マップを用いて点火時期の遅角量を求める。この求められた遅角量で点火時期を遅角することにより、バイパス通路１０ａにおけるバイパス空気流量が増加した場合であっても、バンク２ａ、２ｂの間にトルクの大きさの差異が生じるのを抑えることができる。

次に、ステップＳ４０６において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ４０５で求められた点火時期の遅角量に基づいて、ＩＳＣバルブ１３ａの開度の補正値を求める。具体的には、ＥＣＵ２０は、図９のグラフに示される関係をマップとして予めＲＡＭなどに記憶しており、求められた点火時期の遅角量に基づいて、当該マップを用いてＩＳＣバルブ１３ａの開度の補正値を求める。この求められた補正値でＩＳＣバルブ１３ａの開度を補正することにより、バイパス通路１０ａのバイパス空気流量を増加させることができ、吸気ガスの流量を増加させ、吸気ガス中のベーパー濃度の上昇を抑えることができる。これにより、パージガスが注入されるバンク２ａにおける各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。

次に、ステップＳ４０７において、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度が上昇しなかったとした場合のバンク２ａの点火時期から、ステップＳ４０５で求められた点火時期の遅角量を引くことで、補正後の点火時期を求め、バンク２ａの点火時期が当該補正後の点火時期となるように制御する。また、ＥＣＵ２０は、パージガス中のベーパー濃度が上昇しなかったとした場合のＩＳＣバルブ１３ａの開度に、ステップＳ４０６で求められたＩＳＣバルブ１３ａの開度の補正値を加えることで、補正後のＩＳＣバルブ１３ａの開度を求め、当該補正後の開度となるように、ＩＳＣバルブ１３ａの開度を制御する。その後、ＥＣＵ２０は本制御処理を終了する。このようにすることで、バンク２ａ、２ｂの間にトルクの大きさの差異が生じるのを抑えつつ、パージガスが注入されるバンク２ａにおける各気筒３ａ間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。また、この方法では、アイドル目標回転数を変化させる必要がなく、パージガスが注入されるバンクにのみバイパス空気を増加させることができる。

以上に述べたように、第４実施形態に係る制御方法では、ＥＣＵ２０は、パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、パージガスが注入されるバンクにおける点火時期の遅角量を増加させるとともに、当該遅角量が増加するほど、パージガスが注入されるバンクにおけるバイパス空気の流量を増加させる。これにより、パージガスが注入されるバンクとパージガスが注入されないバンクとの間にトルクの大きさの差異が生じるのを抑えつつ、パージガスが注入されるバンクにおける各気筒間に空燃比の差異が生じるのを抑えることができる。また、アイドル目標回転数を変化させる必要がなく、パージガスが注入されるバンクにのみバイパス空気の流量を増加させることができる。

本発明の各実施形態に係る内燃機関の構成を示す構成図である。 第１実施形態に係るＩＳＣバルブの開度の補正値の変化を示すグラフである。 第１実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るパージ率の変化を示すグラフである。 第２実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態に係るアイドル目標回転数の補正値を示すグラフである。 第３実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る点火時期の遅角量の変化を示すグラフである。 第４実施形態に係るＩＳＣバルブの開度の補正値の変化を示すグラフである。 第４実施形態における点火時期及び吸入ガス量の変化を示す模式図である。 第４実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

２ａ、２ｂ バンク
３ａ、３ｂ 気筒
４ａ、４ｂ 吸気通路
４ａａ、４ｂａ 分岐通路
５ａ、５ｂ スロットルバルブ
１２ パージ通路
１３ａ、１３ｂ ＩＳＣバルブ
１４ パージＶＳＶ
１００ 内燃機関

Claims (5)

1. 複数のバンクを有し、前記複数のバンクの夫々には、気筒毎に分岐した分岐通路を備えた吸気通路、各分岐通路に設けられて吸入空気流量を調整可能なスロットル弁、前記スロットル弁よりも下流側の各分岐通路と前記スロットル弁よりも上流側の吸気通路とを結んで吸入空気の一部をバイパス空気として各分岐通路へと導くバイパス通路を備えるとともに、前記複数のバンクのうち、一部のバンクには、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を含むパージガスを前記バイパス通路へと導くパージ通路を備えた内燃機関に適用される内燃機関の制御装置であって、
   前記パージガス中の蒸発燃料の濃度を取得する蒸発燃料濃度取得手段と、
   アイドル時に、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇した場合において、前記一部のバンクの気筒に吸入される吸気ガス中の蒸発燃料の濃度の上昇を抑える制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、前記一部のバンクにおけるバイパス空気の流量を増加させるとともに前記一部のバンク以外のバンクにおけるバイパス空気の流量を減少させ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。
3. 前記制御手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、前記一部のバンクにおける前記吸気ガスの流量に対する前記パージガスの流量の割合を減少させ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。
4. 前記制御手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、アイドル時の目標エンジン回転数を増加させるとともに、前記目標エンジン回転数が増加するほど、前記複数のバンクにおけるバイパス空気の流量を増加させ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。
5. 前記制御手段は、前記パージガス中の蒸発燃料の濃度が上昇するほど、前記一部のバンクにおける点火時期の遅角量を増加させるとともに、前記遅角量が増加するほど、前記一部のバンクにおけるバイパス空気の流量を増加させ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。

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