JP2009191751A

JP2009191751A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2009191751A
Application number: JP2008033812A
Authority: JP
Inventors: Koji Kawakita; 幸治川北; Katsunori Ueda; 克則上田; Toshiyuki Miyata; 敏行宮田; Hiroki Yamamoto; 寛樹山本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2028-02-14
Also published as: US7987838B2; BRPI0900249B1; JP4484086B2; BRPI0900249A2; US20090205622A1

Abstract

【課題】蒸発燃料のパージ中に燃料中のアルコール濃度が大きく変化した場合でも、パージカット後の空燃比変動を抑制し、短時間で所望の空燃比に収束させることができる内燃機関の制御装置の提供。
【解決手段】内燃機関の制御装置１は、前提条件が満たされていると判断されるとともに、フィードバック制御中であり、かつ、蒸発燃料のパージが停止されている場合にアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段１６を備え、パージ制御手段１２は、前記推定許可期間中にパージソレノイドバルブが閉作動されているとき、前記内燃機関の負荷が高くかつ回転数が高い運転領域では、前記パージが大きいテーリング度合いでカットされるよう制御するとともに、前記内燃機関の負荷が低くかつ回転数が低い運転領域では、前記パージが前記大きいテーリング度合いよりも小さいテーリング度合いでカットされるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。

従来より、ガソリンとアルコールの各種組成の混合燃料で走行可能な車両として、いわゆるＦＦＶ(Flexible Fuel Vehicle)が知られている。ＦＦＶでは、混合燃料内のアルコール濃度をアルコール濃度センサで検出し、検出したアルコール濃度に応じてエンジンの燃料噴射量等の運転パラメータを制御することが行われている。

ところで、コスト低減等の面から、アルコール濃度センサを設けずに、アルコール濃度をＯ_２センサ等の既存のセンサの検出値から推定する燃料性状推定装置がある。例えば、アルコール濃度を、所定の許可条件（給油があり、かつ、給油後の積算燃料消費量が一定以下であるという条件）が満たされている所定の時間でのみ、Ｏ_２センサで検出した排気空燃比からのフィードバック補正量等に基づいて推定する燃料性状推定装置が知られている（特許文献１参照）。この燃料性状推定装置は、排気空燃比に影響を与える複数の外乱因子にそれぞれ対応した複数の濃度推定許可手段を有し、外乱因子の発生時には、発生した外乱因子に対応する濃度推定許可手段にて許可条件が成立せず、燃料内の単一組成分濃度推定が禁止されるように構成されている。かかる装置によれば、外乱因子を除去したあとに濃度推定を行うことができるので、推定値の精度を向上させることができる。
特開２００４−２５１１３５号公報（請求項１、図１等）

ここで、パージ燃料補正量について説明する。エンジンの燃料制御システムでは、パージ蒸発燃料の影響を補償するためのパージ燃料補正量を設定している。このパージ燃料補正量は、パージ中におけるフィードバック補正量の基準値からのずれを蒸発燃料の寄与と見なし、このずれ分に基づいて決定される。パージ燃料補正量は、パージ中に限ってフィードバック制御に反映される。パージカット時は、パージ燃料補正量はパージの低減度合いに合わせて漸次低減される。この場合、燃料性状に変化が無ければ、フィードバック補正量はパージ蒸発燃料の影響を除去した値（基準値近傍）となるので、蒸発燃料のパージ中（即ち、フィードバック補正量とパージ燃料補正量との場合）、パージカット中（即ち、フィードバック補正量のみの場合）のいずれも空燃比を安定してコントロールすることができる。

ところで、蒸発燃料を蓄積するキャニスタを備えるエンジンにおいては、キャニスタからパージ通路を介して吸気系へと蒸発燃料がパージされるようになっている。パージされた蒸発燃料は、燃料の一部として燃焼室における燃焼に寄与することとなり、排気空燃比に基づくフィードバック制御の補正量に対する外乱因子となる。従って、排気空燃比からのフィードバック補正量に基づいてアルコール濃度を推定する場合、濃度推定許可条件が成立した濃度推定許可期間であっても、蒸発燃料のパージ中はアルコール濃度の推定を禁止している。このため、濃度推定許可期間内であって、パージがカットされ、かつフィードバック制御が作動しているときのみ、アルコール濃度の推定を行う濃度推定実行期間が存在する。

他方で、蒸発燃料のパージ中は濃度推定実行期間以外であるため、アルコール濃度の推定が禁止されて推定値の更新は行われないが、実際にはアルコール濃度は大きく変化していることがある。この場合、パージしていた蒸発燃料がカットされて濃度推定実行期間が開始されると、その開始直後は、推定値の更新が行われていないので、前回の濃度推定実行期間において推定したアルコール濃度に応じた制御量（燃料噴射量）でフィードバック制御が行われることになる。この時、アルコール濃度の変化はパージ燃料補正量に反映されて、フィードバック補正量には反映されないため、パージカットに伴う濃度推定実行期間の開始直後は、アルコール濃度の変化分（実際のアルコール濃度と前回の濃度推定実行期間において推定したアルコール濃度との差）が燃料噴射量に反映されず、空燃比エラーとなってしまうという問題がある。

特に、蒸発燃料のパージカットを瞬時に行うと、それに伴って空燃比が急激に変動する。この変動した空燃比を所望の空燃比に素早く収束させる必要があるが、そのための燃料噴射量は、フィードバック制御に通常設定されているゲインでもってフィードバック補正するしかない。そのため、所望の空燃比に収束させるまでに時間を要してしまうという問題がある。

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、蒸発燃料をパージしているときに燃料中のアルコール濃度が大きく変化した場合でも、パージカット後の空燃比変動を抑制し、短時間で所望の空燃比に収束させることができる内燃機関の制御装置を提供しようとするものである。

本発明の内燃機関の制御装置は、アルコールを混合した混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置であって、蒸発燃料を蓄えるキャニスタと前記内燃機関の吸気系とを接続するパージ通路を開閉制御して、前記吸気系へパージされる蒸発燃料のパージ量を制御するパージ制御手段と、前記内燃機関の排気空燃比を検出する排気空燃比検出手段と、前記排気空燃比検出手段で検出された排気空燃比を目標空燃比に近づけるように前記内燃機関をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、所定条件を満たしたときに、混合燃料中のアルコール濃度の推定を許可する推定許可期間であるかどうかを判断する期間判定手段と、前記期間判定手段により前記推定許可期間中であると判断された場合であって、前記空燃比フィードバック制御手段の作動中であり、かつ、前記パージ制御手段により蒸発燃料のパージがカットされている場合に、前記排気空燃比検出手段により検出される排気空燃比に基づいて混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段とを備え、前記パージ制御手段は、前記推定許可期間中に前記蒸発燃料のパージがカットされるとき、前記内燃機関の負荷が高くかつ回転数が高い運転領域では、前記パージが大きいテーリング度合いでカットされるよう制御するとともに、前記内燃機関の負荷が低くかつ回転数が低い運転領域では、前記パージが前記大きいテーリング度合いよりも小さいテーリング度合いでカットされるよう制御することを特徴とする。

本発明の内燃機関の制御装置によれば、パージ制御手段によりパージ通路を開閉制御することで、パージ通路を流動する蒸発燃料のパージ量を制御している。そして、前記推定許可期間中に前記蒸発燃料のパージがカットされるとき、運転領域に合わせてテーリング度合いを変えて蒸発燃料のパージがカットされることで、パージ量及びパージ燃料補正量が漸次低減され、アルコール濃度の変化がフィードバック補正値に徐々に反映されるので、急激なＡ／Ｆ変動を抑制して、所望の空燃比に収束するまでのフィードバックが短期間で実行されることが可能である。

前記アルコール濃度推定手段が、前記蒸発燃料のパージがカットされてから所定時間が経過した後にアルコール濃度の推定を開始することが好ましい。

蒸発燃料のパージがカットされて排気空燃比が変化し、この変化が空燃比フィードバック補正量に反映されるまでに遅れがある。本発明においては、所定時間が経過したことを条件にアルコール濃度推定を行うことで、蒸発燃料のパージカット後、所定の時間が経過し、空燃比フィードバック補正量に変化が反映された後にアルコール濃度推定を行うことができ、より正確にアルコール濃度を推定できる。

本発明の内燃機関の制御装置によれば、蒸発燃料をパージしているときに燃料中のアルコール濃度が大きく変化した場合でも、パージカット後の空燃比変動を抑制し、短時間で所望の空燃比に収束させることができるという優れた効果を奏し得る。

本発明の内燃機関の制御装置の第１の実施形態を図１に基づき説明する。図１は、第１の実施形態の構成を説明するためのブロック図である。

図１によれば、制御装置１は、エンジン２及びセンサ３に接続されている。

エンジン２は、アルコールを混合した混合燃料で作動可能なものであり、制御装置１からの信号に基づいて燃料噴射量や噴射時期が運転状態に応じて制御される。この運転状態は、センサ３での検出により決定されるものである。このような混合燃料としては、例えば現在市場で給油可能なものとして、ガソリン１５％とアルコール（エタノール）８５％とからなる混合燃料等がある。

センサ３は、エンジンの回転数を検出するセンサ、エンジンの水温を検出するセンサ、排気空燃比検出手段であるＯ_２センサ、給油用の油量センサ等車両に設置されている各種センサをいい、便宜的に単に一つのセンサ３で表示している。制御装置１は、アルコール濃度の異なる燃料が給油された場合であっても、センサ３からの各種検出量に基づいて、アルコール濃度を推定し、推定されたアルコール濃度に応じて排気空燃比が所定の空燃比になるように燃料噴射量や噴射時期が設定されるように構成されている。

また、制御装置１は、蒸発燃料を蓄積する図示しないキャニスタ及びエンジンの吸気系間に設けられたパージ通路に介装されているパージソレノイドバルブ（以下、単にバルブともいう）４に接続されている。蒸発燃料は、キャニスタから、パージ通路を介してエンジンの吸気系にパージされる。

このような制御装置１において、どのような場合にアルコール濃度が推定されるかを図２に基づき説明する。図２は、制御装置におけるアルコール濃度推定を行うための開始条件を簡易に説明するためのフローチャートである。

第１の条件として、アルコール濃度推定を行うための条件を示すアルコール濃度推定が許可されている期間であること（Ｃ１）があげられる。即ち、アルコールを含む燃料であるアルコール燃料の給油があること及び給油後の内燃機関の積算燃料消費量が所定の値以下であることを満たしていることがあげられる。これらの条件が満たされていないと、アルコール濃度推定を行う必要がないからである。

第２の条件として、蒸発燃料のパージが完全に停止されていること（Ｃ２）があげられる。アルコール濃度の推定は、パージが完全に停止されていないと、燃焼室にフィードバック補正量を算出するときの外乱となるパージが導入されてしまい、正確なアルコール濃度の推定をすることができないからである。ここで、パージが完全に停止されている場合とは、前記パージソレノイドデューティが０である場合をいうが、ほとんど０である場合も含む。

第３の条件として、フィードバック制御中であること（Ｃ３）を条件としている。アルコール濃度推定は、フィードバック補正量に基づいて行うものだからである。

これらの３つの条件が満たされている場合には、アルコール濃度推定が行われる。

図１に戻って、上記条件Ｃ１〜Ｃ３を満たした時にアルコール濃度推定を行う制御装置１の構成について具体的に説明する。制御装置１には、アルコール濃度推定が許可されている期間かどうか（条件Ｃ１）を判定する期間判定手段１１と、蒸発燃料のパージ／パージカット（停止）を制御するパージ制御手段１２と、パージカット時のテーリングゲイン（テーリング度合い。以下、単にＧｐともいう）を設定するＧｐ設定手段１３と、空燃比のフィードバック制御を行うＦＢ実行手段１４とが設けられている。さらに、制御装置１では、アルコール濃度推定許可条件Ｃ１〜Ｃ３が満たされているか判定する濃度推定判定手段１５と、アルコール濃度推定を実行する濃度推定実行手段１６と、エンジン２に接続されエンジン制御を行うエンジン制御手段１７とが接続されている。以下、詳細に説明する。

期間判定手段１１は、センサ３に接続され、センサ３の出力から、アルコール濃度推定が許可されている期間かどうか、即ち条件Ｃ１を満たしているかどうかを判断することができるように構成されている。具体的には、センサ３からの入力信号から、給油があったこと、及び燃料消費量が所定量以下であることの二つが満たされているかどうかを判定し、その結果、即ち条件Ｃ１が満たされているかどうかを示すＣ１判定信号Ｓ１を出力する。出力されたＣ１判定信号Ｓ１は、パージ制御手段１２及び濃度推定判定手段１５に入力される。

パージ制御手段１２は、バルブ４に接続され、Ｃ１判定信号Ｓ１に基づいて設定されるパージ／パージカットのタイミングに応じて、バルブ４の開度を調節するパージソレノイドデューティ（以下、単にデューティともいう）を算出し、このデューティに基づいてバルブ４を開閉せしめて蒸発燃料のパージ／パージカットの制御を行うことができるように構成されている。そして、パージ制御手段１２は、デューティが０かどうかによってパージが完全に停止されているかどうか、即ち条件Ｃ２を満たしているかどうかを示すＣ２判定信号Ｓ２を濃度推定判定手段１５に送出するように構成されている。

この場合、パージ制御手段１２は、デューティを瞬時に０にして完全にパージを停止するのではなく、デューティにテーリングをつけて漸次低減させ、蒸発燃料のパージ量を漸次低減させて停止するように構成されている。これは、テーリングをつけることで、蒸発燃料のパージ中に燃料中のアルコール濃度が大きく変化した場合でも、パージカット時の空燃比変動を抑制し、短時間で所望の空燃比に収束させることができるからである。このパージカット時のテーリングゲインを設定すべく、パージ制御手段１２は、パージカット時のタイミングに基づいて、Ｇｐを設定するためのＧｐ設定手段１３に、Ｇｐ設定信号Ｓ３を送出する。

また、パージ制御手段１２では、パージ蒸発燃料の影響を補償するためのパージ燃料補正量が設定可能となっている。本実施形態のパージ制御手段１２は、パージ中におけるフィードバック補正量の基準値からのずれを蒸発燃料の寄与と見なし、パージ燃料補正量をこのずれ分に基づいて決定するように構成されている。パージ燃料補正量はパージ中に限ってフィードバック制御に反映され、パージカット時はパージの低減度合いに合わせて漸次低減される。この時、燃料性状に変化が無ければ、フィードバック補正量はパージ蒸発燃料の影響を除去した値（基準値近傍）となるので、蒸発燃料のパージ中（フィードバック補正量＋パージ燃料補正量）、パージカット中（フィードバック補正量）のいずれも空燃比を安定してコントロールすることができる。

Ｇｐ設定手段１３は、パージ制御手段１２から送出されるＧｐ設定信号Ｓ３によりＧｐを設定し、この設定したＧｐを示すＧｐ信号Ｓ４を、パージ制御手段１２に送出するように構成されている。

Ｇｐ設定手段１３は、センサ３に接続され、Ｇｐ設定信号Ｓ３が入力されると、センサ３から、検出されたエンジン負荷及びエンジン回転数の状態を示す運転状況信号が入力される。Ｇｐ設定手段１３は、この運転状況信号に応じ、図３に示すテーリングゲインマップを参照してＧｐを設定する。図３のテーリングゲインマップは、縦軸はエンジン負荷、横軸はエンジン回転数を示し、これらの数値で区画された各運転状況に応じて、テーリングゲインが予め与えられているものである。図中では、例としてＧｐ設定手段１３は、Ｚｏｎｅ０〜Ｚｏｎｅ８の９つの運転状況領域が区画され、この各運転状況にはＧｐが予め与えられており、Ｇｐ設定手段１３は、運転状況信号から現在どの運転状況領域にあるかを判断し、その運転状況領域のＧｐ値を得ることができる。

ここで、図３に示すテーリングゲインマップにおいては、フィードバックゲインが小さい低速・低負荷領域（特にアイドル状態）においては、Ｇｐを小さく設定し、フィードバックゲインが大きい高速・高負荷領域においては、Ｇｐを大きく設定している。これは、フィードバックゲインが大きい高速・高負荷領域では、アルコール濃度変化にフィードバック補正値が追従しやすいため、Ｇｐを大きく設定しており、他方でフィードバックゲインが小さい低速・低負荷領域においては、アルコール濃度変化にフィードバック補正値が追従しにくいため、高速・高負荷領域におけるＧｐよりも、Ｇｐを小さく設定しているものである。

ＦＢ実行手段１４は、センサ３に接続され、センサ３からの排気空燃比信号に基づいて、内燃機関の空燃比を所望の目標空燃比に近づけるように制御すると共に、空燃比の制御を内燃機関の運転状態に応じたフィードバックゲインに基づいて制御することができるように構成されている。ＦＢ実行手段１４は、フィードバック制御を行っている作動状態であるかどうか、即ち条件Ｃ３が満たされているかどうかを示すＣ３判定信号Ｓ５を濃度推定判定手段１５に出力する。また、ＦＢ実行手段１４は、算出したフィードバック補正値を濃度推定実行手段１６に出力する。

濃度推定判定手段１５は、アルコール濃度判定を行うための所定条件Ｃ１〜Ｃ３が全て満たされているかどうかを判断する手段であり、期間判定手段１１からの推定許可期間であるかどうかを示すＣ１判定信号Ｓ１と、パージ制御手段１２からの、パージが完全に停止されたかどうかを示すＣ２判定信号Ｓ２と、ＦＢ実行手段１４からのフィードバック実行中であるかどうかを示すＣ３判定信号Ｓ５とが入力される。

濃度推定判定手段１５に、推定許可期間であることを示すＣ１判定信号Ｓ１と、パージが完全に停止されたことを示すＣ２判定信号Ｓ２と、フィードバック実行中であることを示すＣ３判定信号Ｓ５とが入力された場合には、アルコール濃度判定を行うための所定条件Ｃ１〜Ｃ３が全て満たされているとして、濃度推定判定手段１５は、パージが完全に停止されてから所定時間経過後に、濃度推定実行を示す濃度推定実行信号Ｓ６を濃度推定実行手段１６に送出する。

濃度推定実行手段１６は、濃度推定実行信号Ｓ６が入力されると、ＦＢ実行手段１４から入力されたフィードバック補正値を参照し、アルコール濃度推定を実行するように構成されている。そして、濃度推定実行手段１６は、アルコール濃度推定が実行されると、推定されたアルコール濃度を示すアルコール濃度値信号Ｓ７をエンジン制御手段１７に送出する。

エンジン制御手段１７は、センサ３からのエンジン２の状態を示すエンジン状態信号と、アルコール濃度値を示すアルコール濃度値信号Ｓ７とに基づいて噴射量を設定し、この噴射量に基づいてエンジン２を制御するように構成されている。なお、エンジン制御手段１７は、アルコール濃度値信号が入力されていない時には、前回入力されたアルコール濃度値信号と、エンジン状態信号とに基づいてエンジン２を制御する。

上記制御装置１においては、Ｇｐを設定し、このＧｐをパージ制御手段１２に送出するＧｐ設定手段１３が接続されていることで、パージを停止する場合に、パージを瞬時に完全に停止せず、テーリングをつけて漸次低減することができる。その結果、蒸発燃料のパージ量及びパージ燃料補正量が漸次低減され、アルコール濃度の変化がフィードバック補正値に徐々に反映されるので、急激なＡ／Ｆ変動を抑制し、短時間で所望の空燃比に収束させることが可能である。さらにこの場合、Ｇｐを運転状況に応じて設定することで、急激なＡ／Ｆ変動をより抑制することが可能である。

図１に示す本制御装置１を用いたエンジンの制御方法について、図４を参照しながら説明する。図４は、ある時刻（ｋ）における制御方法について説明するためのフローチャートである。

初めに、ステップＡ１では、期間判定手段１１において、制御装置１内の燃料給油フラグの信号がＯＮを示す信号であるかどうかが初めに判断される。ＯＮである場合（Ａ１１；ＹＥＳ）、ステップＡ１２にすすむ。ステップＡ１２では、給油はあったものとして、次に積算燃料消費量条件が満たされているかどうかを判断する。即ち、インジェクタ（図示せず）からの燃料噴射量に基づいて給油後の積算燃料消費量を算出し、次いでステップＡ１３では、この給油後の積算燃料消費量が所定量以下であるかどうかが判断される。積算燃料消費量が所定量以下である場合（Ａ１３；ＹＥＳ）、アルコール濃度推定許可期間であり、図２に示す第１の条件Ｃ１を満足するので、期間判定手段１１から、条件Ｃ１を満たすことを示すＣ１判定信号Ｓ１が送出され、後述するステップＡ３１へすすむ。

他方で、ステップＡ１１において燃料給油フラグからの信号がＯＦＦを示す信号である場合（Ａ１１；ＮＯ）、ステップ１４へすすむ。ステップ１４では、燃料の給油があったかどうかを燃料レベルに変化があるかどうかで判定する。燃料レベルに変化がなかった場合（Ａ１４；ＮＯ）、ステップ１５にすすむ。ステップ１５では、燃料給油フラグをＯＦＦとすると共に、燃料消費量を０とする。なお、ステップ１３において積算燃料消費量が所定量以下でない場合もステップ１５にすすむ。他方、燃料レベルに変化があった場合には、ステップＡ１６へすすむ。ステップＡ１６では、燃料フラグをＯＮとして、燃料消費量を０とする。ステップＡ１６まですすんだ場合には、期間判定手段１１においてある時刻（ｋ）がアルコール濃度推定許可期間ではないことを示す信号が送出され、ステップＡ２１へすすむ。

ステップＡ２１では、パージ制御手段１２に条件Ｃ１を満たさないことを示すＣ１判定信号Ｓ１が入力され、パージ／パージカットのタイミングを決めるタイマーが通常設定に切り換えられる。その後、ステップＡ２２において、この通常設定のタイミングに基づいて、パージ制御手段１２から、Ｇｐ設定手段１３へ通常のＧｐを設定するＧｐ設定信号Ｓ３が出力され、Ｇｐ設定手段１３で通常のＧｐが設定され、時刻（ｋ）での本制御は終了する。

他方、アルコール濃度推定許可期間である場合（Ａ１３；ＹＥＳ）には、図２に示す第１の条件Ｃ１が満たされたことになり、ステップＡ３１に進む。ステップＡ３１では、条件Ｃ１を満たすことを示すＣ１判定信号Ｓ１がパージ制御手段１２に入力され、パージ／パージカットのタイミングを決めるタイマーが濃度推定許可期間用の特別設定に切り換えられる。この特別設定においては、パージ停止時間が通常設定より長く、よりアルコール濃度推定の機会を増やしている。以下、この設定されたタイミングで、濃度推定許可期間中の、パージ／パージカットが行われる。

次いで、ステップＡ３２では、パージ制御手段１２において、設定したタイマーでパージカット中であるかどうかが判定される。ここで、パージカット中でなければ時刻（ｋ）でのパージが完全に停止されていることという条件Ｃ２が満たされないので、時刻（ｋ）での本制御は終了する。

パージカット中である場合（Ａ３２；ＹＥＳ）には、ステップＡ３３に進む。ステップＡ３３では、Ｇｐ設定信号Ｓ３がＧｐ設定手段１３に入力され、Ｇｐ設定手段１３にはセンサ３からの運転状況を示す運転状況信号が入力される。この運転状況信号から、Ｇｐ設定手段１３は、図３に示すテーリングゲインマップを参照して、運転状況信号に応じたＧｐを決定する。そして、Ｇｐ設定手段１３は、設定されたＧｐを示すＧｐ信号Ｓ４をパージ制御手段１２へ出力する。

次いで、ステップＡ３４では、パージ制御手段１２が、このＧｐ信号Ｓ４に応じて、パージ制御手段１２でバルブ４の開度を調節するデューティを算出する。ここで、時刻（ｋ）におけるデューティＤＴ（ｋ）は、ＤＴ（ｋ）＝ＤＴ（ｋ−１）−Ｇｐにより、算出される。

このように、本発明の制御方法においては、運転状況に応じたＧｐを設定し、このＧｐに基づいてデューティを漸次低減して蒸発燃料のパージ量を漸次低減することで、燃料中のアルコール濃度が大きく変化した場合でも、パージカット後の空燃比変動を抑制し、短時間で所望の空燃比に収束させることができる。

次いで、ステップＡ３５において、パージ制御手段１２では、デューティ値が０かどうか、即ちパージが完全に停止されたかどうかという第２の条件Ｃ２が満たされたかどうかを判定する。

デューティが０である場合（Ａ３５；ＹＥＳ）は、図２に示す第２の条件Ｃ２が満たされたことになり、ステップＡ３６へすすむ。ステップＡ３６では、第２の条件Ｃ２が満たされたことを示すＣ２判定信号Ｓ２が濃度推定判定手段１５へ出力され、濃度推定判定手段１５においては、パージが完全に停止されてから所定時間経過後に濃度推定実行をするために、デューティが０となってからのパージカット積算時間を算出する。具体的には、ある時刻（ｋ）でのパージカット積算時間ＰＣＴ（ｋ）は、ある時刻（ｋ−１）までのパージカット積算時間ＰＣＴ（ｋ―１）に、演算周期時間を加えて算出する。

次いで、ステップＡ３７では、パージカット積算時間が所定時間を超えたかどうかが判断される。ここで、ステップＡ３６及びステップＡ３７でパージカット積算時間ＰＣＴ（ｋ）が所定時間を超えたかどうか、即ちパージが完全に停止されてから所定時間経過したかどうかを判断するのは、次のような理由による。即ち、パージが完全に停止すると、排気空燃比が変化して、この変化がフィードバック補正量に反映されるまでに遅れがあり、このように遅延時間を設けることで、所定の時間が経過してフィードバック補正量に変化が反映されてから正確にアルコール濃度推定を実行できるからである。

他方で、デューティが０でない場合（Ａ３５；ＮＯ）は、ステップＡ３８にすすみ、ステップＡ３８では、第２の条件Ｃ２が満たされないことを示すＣ２判定信号Ｓ２が濃度推定判定手段１５へ出力され、濃度推定判定手段１５においては、パージが完全停止していない状態なのでパージカット積算時間を０とする。その後、図２に示す第２の条件Ｃ２が満たされないとして本制御は終了する。

ステップＡ３７に戻り、ステップＡ３７でパージカット積算時間が所定時間を超えた場合、ステップＡ３９にすすむ。ステップＡ３９では、ＦＢ実行手段１４で、フィードバック制御実行中であるかどうかが判断される。

フィードバック制御実行中である場合（Ａ３９；ＹＥＳ）、図２に示す第３の条件Ｃ３が満たされたことになり、ステップＡ４０に進む。ステップＡ４０では、フィードバック実行中であること、即ち第３の条件Ｃ３が満たされたことを示すＣ３判定信号Ｓ５が濃度推定判定手段１５に入力され、濃度推定判定手段１５は、アルコール濃度判定を行うためのアルコール濃度推定許可条件が全て満たされているとして、濃度推定実行を示す濃度推定実行信号Ｓ６を送出する。濃度推定実行手段１６は、この濃度推定実行信号Ｓ６に基づいてアルコール濃度の推定を実行する。

フィードバック制御実行中でない場合（Ａ３９；ＮＯ）、図２に示す第３の条件Ｃ３が満たされないので、時刻（ｋ）における本制御は終了する。

上述の各ステップを経て算定されたアルコール濃度に基づいて、エンジン制御手段１７では、エンジン噴射量が再設定される。

かかる制御方法によれば、パージカットする場合に、パージを瞬時に完全に停止せず、テーリングをつけて漸次低減することができる。その結果、蒸発燃料のパージ量及びパージ燃料補正量が漸次低減され、アルコール濃度の変化がフィードバック補正値に徐々に反映されるので、急激なＡ／Ｆ変動を抑制し、短時間で所望の空燃比に収束させることが可能である。さらにこの場合、Ｇｐを設定するＧｐ設定工程において、Ｇｐを運転状況に応じてテーリングゲインマップから設定することで、急激なＡ／Ｆ変動をより抑制することが可能である。

かかるパージカット時のＡ／Ｆ挙動を図５に基づき説明する。図５（ａ）は、時間経過に対するパージソレノイドデューティ値の変化を示すグラフであり、（ｂ）は、時間経過に対するフィードバック補正値の変化を示すグラフであり、（ｃ）は、時間経過に対する推定アルコール濃度値の変化を示すグラフであり、（ｄ）は、時間経過に対する空気過剰率の変化を示すグラフである。

図５（ａ）によれば、ｔ＝ｔ１から、パージカットが開始されている。このパージカット中に、Ｇｐ設定手段１３により設定されたＧｐに基づいて、パージ制御手段１２によりデューティが漸次低減する。このデューティの漸減により、蒸発燃料のパージ量が漸次低減することで、アルコール濃度変化分がフィードバック補正値に徐々に反映され、フィードバック補正値がフィードバックゲインに基づいて漸次変化する（図５（ｂ））。次いで、ｔ＝ｔ２で、パージが完全に停止し、アルコール濃度推定を実行するための条件Ｃ１〜Ｃ３が全て満たされたと濃度推定判定手段１５で判定される。その後、遅延時間経過後、ｔ＝ｔ３で推定アルコール濃度が更新される（図５（ｃ））。この場合、ｔ＝ｔ２近傍においてＡ／Ｆ変動はほとんど生じることがなく、空気過剰率は１でほぼ収束している。

このように、本制御方法においては、デューティ値を徐々に減少させることで、フィードバック補正値がこれに追従することができるので、推定アルコール濃度がパージカット後速やかに更新されるとともに、Ａ／Ｆ変動を抑制して、短時間で所望の空燃比に収束させることができる。さらに、アルコール濃度推定を遅延時間を設けて行うことで、フィードバック補正量に変化が反映されてから濃度推定を行うことができるので、より正確にアルコール濃度推定を実行することができる。

本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関、例えば車両のエンジンの制御装置として用いることができる。従って、車両製造産業において利用可能である。

本発明の内燃機関の制御装置の構成を説明するためのブロック図である。アルコール濃度推定を行うための開始条件を説明する図である。テーリングゲインマップを説明するためのブロック図である。本発明の内燃機関の制御方法を説明するためのフローチャートである。本発明の内燃機関の制御装置を作動した場合を説明するためのグラフである。

符号の説明

１制御装置
２エンジン
３センサ
４バルブ
１１期間判定手段
１２パージ制御手段
１３Ｇｐ設定手段
１４ＦＢ実行手段
１５濃度推定判定手段
１６濃度推定実行手段
１７エンジン制御手段

Claims

アルコールを混合した混合燃料を使用可能な内燃機関の制御装置であって、
蒸発燃料を蓄えるキャニスタと前記内燃機関の吸気系とを接続するパージ通路を開閉制御して、前記吸気系へパージされる蒸発燃料のパージ量を制御するパージ制御手段と、
前記内燃機関の排気空燃比を検出する排気空燃比検出手段と、
前記排気空燃比検出手段で検出された排気空燃比を目標空燃比に近づけるように前記内燃機関をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
所定条件を満たしたときに、混合燃料中のアルコール濃度の推定を許可する推定許可期間であるかどうかを判断する期間判定手段と、
前記期間判定手段により前記推定許可期間中であると判断された場合であって、前記空燃比フィードバック制御手段の作動中であり、かつ、前記パージ制御手段により蒸発燃料のパージがカットされている場合に、前記排気空燃比検出手段により検出される排気空燃比に基づいて混合燃料のアルコール濃度を推定するアルコール濃度推定手段とを備え、
前記パージ制御手段は、
前記推定許可期間中に前記蒸発燃料のパージがカットされるとき、前記内燃機関の負荷が高くかつ回転数が高い運転領域では、前記パージが大きいテーリング度合いでカットされるよう制御するとともに、前記内燃機関の負荷が低くかつ回転数が低い運転領域では、前記パージが前記大きいテーリング度合いよりも小さいテーリング度合いでカットされるよう制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記アルコール濃度推定手段が、前記蒸発燃料のパージがカットされてから所定時間が経過した後にアルコール濃度の推定を開始することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。