JP2011144687A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の気筒に蒸発燃料を供給しながら、複数の気筒間の空燃比のばらつきを容易に抑制することができる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では、可変リフト装置により、複数の気筒のそれぞれに設けられた吸気弁のリフトＬｉｆｔｉｎが変更されることによって、吸気系を介して複数の気筒に吸入される吸入空気量が変更されるとともに、蒸発燃料処理装置によって、燃料タンク内で発生した蒸発燃料が、吸気系を介して複数の気筒に供給される。また、蒸発燃料処理装置から吸気系に供給される蒸発燃料の量が、吸気弁のリフトＬｉｆｔｉｎに応じて制御される（ステップ３、４）。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の動作を制御するための内燃機関の制御装置に関する。

従来、この種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置では、複数の気筒に供給される混合気の空燃比が気筒間でばらつくのを抑制するために、この空燃比が気筒ごとに制御される。具体的には、複数の気筒に接続された排気管の集合部を流れる排ガスの空燃比が、センサで検出されるとともに、検出された排ガスの空燃比に基づき、カルマンフィルタ型のオブザーバで構成されたモデル式に従って、供給された混合気の空燃比の推定値（以下「推定空燃比」という）が、気筒ごとに算出される。また、複数の気筒の推定空燃比の平均値が、基準空燃比として算出されるとともに、算出された基準空燃比と、各気筒の推定空燃比との偏差が小さくなるように、気筒別空燃比補正量が気筒ごとに算出される。そして、算出された気筒別空燃比補正量に応じて、燃料噴射量が気筒ごとに制御される。

また、この内燃機関には、燃料タンク内の蒸発燃料を吸気管に供給するための蒸発燃料処理装置が設けられている。上記の従来の制御装置では、いずれかの気筒に対応する気筒別空燃比補正量が所定範囲から外れているときには、気筒間の空燃比のばらつきがさらに大きくなるのを防止するために、蒸発燃料処理装置による蒸発燃料の供給が禁止される。

特開２００８−３８７８５号公報

上述したように、従来の制御装置では、気筒間の空燃比のばらつきを抑制すべく、空燃比を気筒ごとに制御するために、複雑なモデル式に従って推定空燃比が気筒ごとに算出されるため、その演算負荷が増大してしまう。また、気筒別空燃比補正量が所定範囲から外れているときには、吸気管に蒸発燃料を供給することが禁止されるので、燃料タンクや蒸発燃料処理装置における蒸発燃料の量が過大になり、燃料タンクや蒸発燃料処理装置が故障するおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、複数の気筒に蒸発燃料を供給しながら、複数の気筒間の空燃比のばらつきを容易に抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明による内燃機関の制御装置１は、複数の気筒（実施形態における（以下、本項において同じ）＃１〜＃４気筒３ａ）のそれぞれに設けられた吸気弁５のリフトを変更することによって、吸気系（吸気管６）を介して複数の気筒に吸入される吸入空気量を変更可能な可変リフト装置（可変リフト機構１４、ＥＣＵ２）と、燃料タンクＦＴ内で発生した蒸発燃料を吸気系を介して複数の気筒に供給するための蒸発燃料処理装置１６と、吸気弁５のリフトを検出するリフト検出手段（回動角センサ２３、ＥＣＵ２）と、蒸発燃料処理装置１６から吸気系に供給される蒸発燃料の量を、検出された吸気弁のリフト（バルブリフトＬｉｆｔｉｎ）に応じて制御する蒸発燃料制御を実行する蒸発燃料制御手段（ＥＣＵ２、ステップ３，４）と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、可変リフト装置によって、複数の気筒のそれぞれに設けられた吸気弁のリフトが変更されることにより、吸気系を介して複数の気筒に吸入される吸入空気量が、変更される。また、燃料タンク内で発生した蒸発燃料が、蒸発燃料処理装置により、吸気系を介して複数の気筒に供給される。なお、特許請求の範囲および本明細書における「吸気弁のリフト」は、吸気弁の最大揚程を表すものとする。

上記のような可変リフト装置が設けられた内燃機関では、複数の気筒間において、内燃機関の吸気特性や可変リフト装置の動作特性が経年変化などによりばらつくことによって、吸入空気量がばらつく場合があり、その場合には、気筒に供給される混合気の空燃比もばらつき、ひいては、内燃機関の出力トルクがばらつく。ここで、図７（ａ）および（ｂ）は、そのようにして発生した、４つの１番〜４番気筒の間の空燃比のばらつきを、吸気弁のリフトが小さい場合について、および大きい場合について、それぞれ示している。この図７に示すように、吸気弁のリフトが小さいほど、各気筒に吸入される吸入空気量が小さく、この吸入空気量に対する、ばらつきによる変動量の割合が大きいため、気筒間の空燃比のばらつきは大きくなる。また、可変リフト装置に加え、上記のような蒸発燃料処理装置が設けられた内燃機関では、上述した吸入空気量のばらつきが発生している場合、蒸発燃料が吸気系を介して複数の気筒に供給されることから、供給される蒸発燃料の量も、吸入空気量と同様の傾向で、気筒間でばらつく。具体的には、供給される蒸発燃料の量は、吸入空気量が少ない側にばらついている気筒では、少ない側にばらつき、多い側にずれている気筒では、多い側にばらつく。

このため、吸入空気量のばらつきが発生しているときに、蒸発燃料処理装置により複数の気筒に蒸発燃料を供給すると、吸入空気量が多い側にばらつくことで空燃比がリーン（燃料リーン）側にばらついている気筒（以下「リーン側ばらつき気筒」という）には、より多量の蒸発燃料が供給され、その結果、このリーン側ばらつき気筒の空燃比が、リッチ（燃料リッチ）側に比較的大きく変化する。一方、吸入空気量が少ない側にばらつくことで空燃比がリッチ側にばらついている気筒（以下「リッチ側ばらつき気筒」という）には、より少量の蒸発燃料が供給され、その結果、このリッチ側ばらつき気筒の空燃比が、リッチ側に比較的小さく変化する。以上のように、蒸発燃料の供給によって、リーン側ばらつき気筒の空燃比が、リッチ側ばらつき気筒の空燃比よりも大きくリッチ側に変化することから明らかなように、供給された蒸発燃料は、気筒間の空燃比のばらつきを抑制するように作用する。

したがって、蒸発燃料処理装置により蒸発燃料を供給するだけで、前述した従来の場合と異なり、複雑なモデル式に基づく燃料噴射制御を気筒ごとに行うことなく、複数の気筒間の空燃比のばらつきを容易に抑制することができ、ひいては、内燃機関の出力トルクが気筒間でばらつくのを抑制することができる。また、蒸発燃料の供給を禁止せずに、実行することができるので、燃料タンクや蒸発燃料処理装置が故障することがない。

さらに、上述したように、気筒間において可変リフト装置の動作特性などがばらついている場合、そのときの空燃比のばらつきの大きさは、吸気弁のリフトに応じて異なる。前述した構成によれば、そのような吸気弁のリフトが検出されるとともに、検出された吸気弁のリフトに応じて、吸気系に供給される蒸発燃料の量が制御される。したがって、吸気系を介して複数の気筒に供給される蒸発燃料の量を、気筒間の空燃比のばらつきの大きさに応じて適切に制御することができ、ひいては、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。なお、特許請求の範囲および本明細書における「検出」には、センサなどによる直接的な検出に加え、演算による算出や推定を含むものとする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置１において、蒸発燃料制御手段は、吸気系を流れる吸気の量（吸気流量ＱＡ）に対する、蒸発燃料処理装置１６から吸気系に供給される蒸発燃料の量の割合の目標となる目標パージ率ＫＱＰＧＢを、吸気弁５のリフトが小さいほど、より大きな値に設定する（ステップ３、図５）とともに、設定された目標パージ率ＫＱＰＧＢに基づいて蒸発燃料制御を実行する（ステップ４）ことを特徴とする。

図７を用いて説明したように、吸入空気量が気筒間でばらついている場合、吸気弁のリフトが小さいほど、各気筒の吸入空気量に対する、ばらつきによる変動量の割合が大きいため、気筒間の空燃比のばらつきが大きくなる。上述した構成によれば、吸気系を流れる吸気の量に対する、蒸発燃料処理装置から吸気系に供給される蒸発燃料の量の割合の目標となる目標パージ率が、吸気弁のリフトが小さいほど、より大きな値に設定されるので、複数の気筒に供給される蒸発燃料の量を、吸入空気量のばらつきによる変動量に見合った大きさに制御することができ、したがって、気筒間の空燃比のばらつきを確実に抑制することができる。

本実施形態による制御装置を適用した内燃機関を概略的に示す図である。 図１に示す内燃機関の一部を示す断面図である。 本実施形態による制御装置のうちのＥＣＵなどを示すブロック図である。 図３に示すＥＣＵによって実行される蒸発燃料制御処理を示すフローチャートである。 図４に示す蒸発燃料制御処理で用いられるマップの一例である。 図３に示す制御装置の動作例を示す図である。 １番〜４番気筒の間の空燃比のばらつきを、（ａ）吸気弁のリフトが小さい場合について、（ｂ）吸気弁のリフトが大きい場合について、それぞれ示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１および図２は、本実施形態による制御装置１を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３を示している。このエンジン３は、車両（図示せず）に搭載されたガソリンエンジンであり、４つの＃１〜＃４気筒３ａと、気筒３ａごとに設けられた燃料噴射弁４および吸気弁５を備えている（図２には１つのみ図示）。この燃料噴射弁４は、燃料タンクＦＴにポンプ（図示せず）などを介して接続されており、燃料タンクＦＴ内の燃料を対応する気筒３ａ内に直接、噴射する。すなわち、エンジン３は直噴エンジンとして構成されている。また、燃料噴射弁４の開弁時間は、制御装置１の後述するＥＣＵ２によって制御される（図３参照）。

また、エンジン３には、クランク角センサ２１および水温センサ２２が設けられている。このクランク角センサ２１は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）の回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定クランク角ごとに出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）を算出する。ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程の開始時のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号である。また、上記の水温センサ２２は、サーミスタで構成されており、エンジン３の本体内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、図１および図２に示すように、エンジン３には、吸気動弁機構１１が設けられている。この吸気動弁機構１１は、吸気弁５を開閉するためのものであり、吸気カムシャフト１２、吸気カム１３、可変リフト機構１４を有している。この吸気カムシャフト１２は、タイミングベルト（図示せず）を介してクランクシャフトに連結されている。これにより、吸気カムシャフト１２は、クランクシャフトが２回転するごとに１回転する。吸気カム１３は、気筒３ａごとに、吸気カムシャフト１２に一体に設けられている。

上記の可変リフト機構１４は、吸気カム１３の回転に伴って吸気弁５を開閉するとともに、吸気弁５のリフト（以下「バルブリフト」という）Ｌｉｆｔｉｎを変更することにより＃１〜＃４気筒３ａに吸入される吸入空気量を変更可能に構成されている。なお、本実施形態では、バルブリフトＬｉｆｔｉｎは、吸気弁５の最大揚程を表すものとする。また、可変リフト機構１４は、気筒３ａごとに設けられた四節リンク式のロッカアーム機構１４ａと、これらのロッカアーム機構１４ａを同時に駆動するリフトアクチュエータ１４ｂ（図３参照）を有している。可変リフト機構１４は、特許第４３００２３９号公報に開示されたものと同様に構成されているので、その構成についての説明を省略するとともに、以下、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを変更する際の動作について、簡単に説明する。

可変リフト機構１４では、リフトアクチュエータ１４ｂは、ロッカアーム機構１４ａに連結された短アーム（図示せず）を有しており、この短アームが回動することにより、ロッカアーム機構１４ａが駆動されることによって、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが無段階に変更される。この場合、ＥＣＵ２からの後述するリフト制御入力を、リフトアクチュエータ１４ｂに入力することにより、短アームの回動角を変更することによって、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが制御され、ひいては、吸入空気量が制御される。

また、エンジン３には、回動角センサ２３が設けられており（図３参照）、この回動角センサ２３は、リフトアクチュエータ１４ｂの短アームの回動角θｌｉｆｔを検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。上述したように、短アームの回動角θｌｉｆｔに応じて、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが変化することから、ＥＣＵ２は、この回動角θｌｉｆｔに基づいて、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを算出する。

さらに、４つの＃１〜＃４気筒３ａには、各気筒３ａに吸気を導入するための吸気管６が、吸気マニホルド６ａの４つの分岐部をそれぞれ介して接続されている。また、吸気管６には、スロットル弁１５が設けられており、このスロットル弁１５には、電動機で構成されたＴＨアクチュエータ１５ａが連結されている。スロットル弁１５の開度は、ＴＨアクチュエータ１５ａを流れる電流のデューティ比をＥＣＵ２により変更することによって、制御される。

また、吸気管６のスロットル弁１５よりも上流側には、エアフローセンサ２４が設けられている。このエアフローセンサ２４は、熱線式エアフローメータで構成されており、吸気管６を流れる吸気の量（以下「吸気流量」という）ＱＡを検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

さらに、エンジン３には、蒸発燃料処理装置１６が設けられている。この蒸発燃料処理装置１６は、燃料タンクＦＴ内で発生した蒸発燃料を吸気管６を介して＃１〜＃４気筒３ａに供給するためのものであり、特許第３７８４７４９号公報に開示されたものと同様に構成されているので、以下、その構成および動作について、簡単に説明する。

蒸発燃料処理装置１６は、キャニスタ（図示せず）と、パージ制御弁１６ａ（図３参照）を有している。このキャニスタは、燃料タンクＦＴに接続されるとともに、吸気管６におけるスロットル弁１５よりも下流側で、かつ吸気マニホルド６ａよりも上流側に、接続されている。蒸発燃料は、キャニスタで一時的に吸着された後、吸気管６内の負圧によって吸気管６に送り込まれる（パージされる）。この場合、パージ制御弁１６ａの開度をＥＣＵ２により制御することによって、キャニスタから吸気管６にパージされる蒸発燃料の流量（以下「パージ流量」という）が、制御される。

また、４つの＃１〜＃４気筒３ａには、排気管７が、排気マニホルド７ａの４つの分岐部をそれぞれ介して接続されている。さらに、排気管７における、これらの分岐部が集合する集合部よりも下流側には、ＬＡＦセンサ２５が取り付けられている。このＬＡＦセンサ２５は、排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づき、気筒３ａ内で燃焼した混合気の空燃比を表す実空燃比を算出する。

さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２６から、車両のアクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、出力される。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。また、ＥＣＵ２は、上述した各種のセンサ２１〜２６からの検出信号などに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、エンジン３や、可変リフト機構１４、蒸発燃料処理装置１６の動作を制御する。

具体的には、ＥＣＵ２は、可変リフト機構１４の動作を制御することによって、吸入空気量を次のように制御する。すなわち、まず、算出されたエンジン回転数と、検出されたアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標バルブリフトを算出する。次いで、算出されたバルブリフトＬｉｆｔｉｎがこの目標バルブリフトになるように、前述したリフト制御入力を、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって算出するとともに、算出されたリフト制御入力を、リフトアクチュエータ１６ｂに出力する。これにより、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが、目標バルブリフトになるようにフィードバック制御され、ひいては、吸入空気量が制御される。

また、燃料噴射弁４による燃料噴射量を次のように制御する。すなわち、検出された吸気流量ＱＡに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、基本燃料噴射時間を算出する。次いで、算出された実空燃比が所定の目標空燃比Ａ／ＦＯＢＪになるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、空燃比補正係数を算出する。この目標空燃比Ａ／ＦＯＢＪは、例えば理論空燃比（値１４．７）に設定されている。

次に、算出された空燃比補正係数や、各種の補正項に応じ、上記の基本燃料噴射時間を補正することによって、最終燃料噴射時間を算出するとともに、算出された最終燃料噴射時間に基づく制御信号を燃料噴射弁４に出力する。これにより、燃料噴射弁４の開弁時間が最終燃料噴射時間になるように制御されることによって、燃料噴射弁４から噴射される燃料噴射量が制御される結果、各気筒３ａに供給される混合気の空燃比が、目標空燃比になるようにフィードバック制御される。なお、以上の燃料噴射量の制御による空燃比のフィードバック制御（以下「空燃比Ｆ／Ｂ制御」という）は、エンジン回転数やアクセル開度ＡＰなどで表されるエンジン３の運転状態が所定の運転状態にあるときに、実行される。

また、図４に示す蒸発燃料制御処理に従って、蒸発燃料処理装置１６の動作を次のように制御する。まず、図４のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、パージ実行フラグＦ＿ＰＵＲＧＥＯＫが「１」であるか否かを判別する。このパージ実行フラグＦ＿ＰＵＲＧＥＯＫは、次の条件ａ〜ｃがすべて成立しているときに、蒸発燃料処理装置１６のキャニスタに吸着された蒸発燃料をパージするためのパージ実行条件が成立しているとして、「１」にセットされる。
ａ：検出されたエンジン水温ＴＷが所定温度よりも高いこと。この所定温度は、エンジン水温ＴＷが比較的高いことを判定できるような温度、例えば６５℃に設定されている。
ｂ：上述した空燃比Ｆ／Ｂ制御の実行中であること。
ｃ：エンジン３の減速運転に伴うフューエルカット運転中でないこと。

上記ステップ１の答がＮＯのとき、すなわち、上述したパージ実行条件が成立していないときには、目標パージ流量ＱＰＧＣＢＡＳＥを値０に設定し（ステップ２）、本処理を終了する。この目標パージ流量ＱＰＧＣＢＡＳＥは、前述したパージ流量、すなわち、吸気管６にパージされる蒸発燃料の流量の目標値である。このステップ２の実行によって、パージ制御弁１６ａが全閉状態に制御され、それにより、パージ流量が値０になるように制御される。

一方、ステップ１の答がＹＥＳで、パージ実行条件が成立しているときには、バルブリフトＬｉｆｔｉｎに応じ、図５に示すマップを検索することによって、目標パージ率ＫＱＰＧＢを算出する（ステップ３）。この目標パージ率ＫＱＰＧＢは、吸気流量ＱＡに対するパージ流量の割合の目標値であり、このマップでは、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが小さいほど、より大きな値に設定されている。これは、図７を用いて説明したように、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが小さいほど、各気筒３ａの吸入空気量が小さく、この吸入空気量に対する、ばらつきによる変動量の割合が大きいことから、４つの＃１〜＃４気筒３ａ間の空燃比のばらつきが大きくなるため、パージ流量を、吸入空気量のばらつきによる変動量に見合った大きさに制御するためである。

次いで、吸気流量ＱＡに、ステップ３で算出された目標パージ率ＫＱＰＧＢを乗算することによって、目標パージ流量ＱＰＧＣＢＡＳＥを算出し（ステップ４）、本処理を終了する。このステップ４の実行により、パージ制御弁１６ａの開度が制御されることによって、パージ流量が、目標パージ流量ＱＰＧＣＢＡＳＥになるように制御される。

図６は、＃１〜＃４気筒３ａの間において、エンジン３の吸気特性や可変リフト機構１４の動作特性が経年変化などによりばらつくことによって、吸入空気量が＃１気筒３ａおよび＃２気筒３ａでは多い側に、＃３気筒３ａおよび＃４気筒３ａでは少ない側に、それぞればらついている場合で、かつ、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが比較的小さい場合に、前述した空燃比Ｆ／Ｂ制御と、上述した蒸発燃料制御処理を実行したときの動作例を示している。

図６において、Ａ／Ｆ＃１ａ、Ａ／Ｆ＃２ａ、Ａ／Ｆ＃３ａおよびＡ／Ｆ＃４ａはそれぞれ、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実行中で、かつ、蒸発燃料制御処理の実行前における＃１〜＃４気筒３ａの空燃比（以下、それぞれ「＃１パージ前空燃比」「＃２パージ前空燃比」「＃３パージ前空燃比」「＃４パージ前空燃比」という）である。また、Ａ／Ｆ＃１ｂ、Ａ／Ｆ＃２ｂ、Ａ／Ｆ＃３ｂおよびＡ／Ｆ＃４ｂはそれぞれ、蒸発燃料制御処理の実行直後で、かつ、空燃比Ｆ／Ｂ制御により空燃比が安定する前における＃１〜＃４気筒３ａの空燃比（以下、それぞれ「＃１パージ直後空燃比」「＃２パージ直後空燃比」「＃３パージ直後空燃比」「＃４パージ直後空燃比」という）である。さらに、Ａ／Ｆ＃１ｃ、Ａ／Ｆ＃２ｃ、Ａ／Ｆ＃３ｃおよびＡ／Ｆ＃４ｃはそれぞれ、蒸発燃料制御処理の実行後で、かつ、空燃比Ｆ／Ｂ制御により空燃比が安定した状態における＃１〜＃４気筒３ａの空燃比（以下、それぞれ「＃１Ｆ／Ｂ後空燃比」「＃２Ｆ／Ｂ後空燃比」「＃３Ｆ／Ｂ後空燃比」「＃４Ｆ／Ｂ後空燃比」という）である。

前述したように、排気管７における集合部よりも下流側を流れる排ガス中の酸素濃度、すなわち、＃１〜＃４気筒３ａからそれぞれ排出された、互いに混じり合った状態の排ガス中の酸素濃度が、ＬＡＦセンサ２５で検出されるとともに、その検出値に基づいて算出された実空燃比に応じて、空燃比Ｆ／Ｂ制御が実行される。このため、気筒３ａ間において、可変リフト機構１４の動作特性が経年変化によりばらつくことなどによって、空燃比がばらついている場合に、この空燃比Ｆ／Ｂ制御だけでは、そのような気筒３ａ間の空燃比のばらつきを抑制することができない。

この動作例では、上述したように吸入空気量が＃１気筒３ａおよび＃２気筒３ａでは多い側に、＃３気筒３ａおよび＃４気筒３ａでは少ない側に、それぞればらついていることから、＃１および＃２パージ前空燃比Ａ／Ｆ＃１ａ，Ａ／Ｆ＃２ａは、目標空燃比Ａ／ＦＯＢＪよりもリーン（燃料リーン）側にばらつくとともに、＃３および＃４パージ前空燃比Ａ／Ｆ＃３ａ，Ａ／Ｆ＃４ａは、目標空燃比Ａ／ＦＯＢＪよりもリッチ（燃料リッチ）側にばらついている。また、前述したようにバルブリフトＬｉｆｔｉｎが小さいことによって、各気筒３ａの吸入空気量が小さく、この吸入空気量に対する、ばらつきによる変動量の割合が大きいため、気筒３ａ間の空燃比のばらつきは大きい。さらに、空燃比Ｆ／Ｂ制御によって、＃１〜＃４パージ前空燃比Ａ／Ｆ＃１ａ〜Ａ／Ｆ＃４ａの平均値が、ほぼ目標空燃比Ａ／ＦＯＢＪになっている。

また、空燃比Ｆ／Ｂ制御に加え、蒸発燃料制御処理が実行されると、蒸発燃料が＃１〜＃４気筒３ａに供給されることによって、＃１〜＃４パージ直後空燃比Ａ／Ｆ＃１〜Ａ／Ｆ＃４ｂは、全体として、リッチ側に変化する。この場合、前述したように蒸発燃料が吸気管６を介して気筒３ａに供給されることから、供給される蒸発燃料の量が吸入空気量と同様の傾向で気筒３ａ間でばらつくため、＃１気筒３ａおよび＃２気筒３ａには、より多量の蒸発燃料が供給される一方、＃３気筒３ａおよび＃４気筒３ａには、より少量の蒸発燃料が供給される。その結果、＃１および＃２パージ直後空燃比Ａ／Ｆ＃１ｂ，Ａ／Ｆ＃２ｂは、比較的大きくリッチ側に変化する一方、＃３および＃４パージ直後空燃比Ａ／Ｆ＃３ｂ，Ａ／Ｆ＃４ｂは、比較的小さくリッチ側に変化する。以上により、＃１〜＃４パージ直後空燃比Ａ／Ｆ＃１ｂ〜Ａ／Ｆ＃４ｂは、蒸発燃料制御処理の実行前と比較して、気筒３ａ間のばらつきが小さくなっており、また、その平均値は、目標空燃比Ａ／ＦＯＢＪよりもリッチ側にずれている。

また、蒸発燃料制御処理の実行後、上述したように全体としてリッチ側に変化した＃１〜＃４パージ直後空燃比Ａ／Ｆ＃１ｂ〜Ａ／Ｆ＃４ｂが、空燃比Ｆ／Ｂ制御によって、全体としてリーン側に変化した後、安定する。この動作例では、＃１〜＃４Ｆ／Ｂ後空燃比Ａ／Ｆ＃１ｃ〜Ａ／Ｆ＃４ｃの平均値が、ほぼ目標空燃比Ａ／ＦＯＢＪになっている。また、＃１〜＃４Ｆ／Ｂ後空燃比Ａ／Ｆ＃１ｃ〜Ａ／Ｆ＃４ｃと、＃１〜＃４パージ前空燃比Ａ／Ｆ＃１ａ〜Ａ／Ｆ＃４ａを比較すれば明らかなように、気筒３ａ間の空燃比のばらつきが小さくなっている。

また、本実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、本実施形態における吸気管６が、本発明における吸気系に相当するとともに、本実施形態における可変リフト機構１４およびＥＣＵ２が、本発明における可変リフト装置に相当する。また、本実施形態における回動角センサ２３およびＥＣＵ２が、本発明におけるリフト検出手段に相当するとともに、本実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明における蒸発燃料制御手段に相当する。

以上のように、本実施形態によれば、可変リフト機構１４により、４つの＃１〜＃４気筒３ａのそれぞれに設けられた吸気弁５のリフトが変更されることによって、吸気管６を介して＃１〜＃４気筒３ａに吸入される吸入空気量が変更される。また、蒸発燃料処理装置１６によって、蒸発燃料が吸気管６を介して気筒３ａに供給される。さらに、吸気流量ＱＡに対するパージ流量の割合の目標値である目標パージ率ＫＱＰＧＢが、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが小さいほど、より大きな値に設定されるので、パージ流量を、吸入空気量のばらつきによる変動量に見合った大きさに制御することができる。したがって、気筒３ａ間の空燃比のばらつきを確実に抑制することができ、ひいては、エンジン３の出力トルクが気筒３ａ間でばらつくのを抑制することができる。

また、蒸発燃料処理装置１６により蒸発燃料を供給するだけで、前述した従来の場合と異なり、複雑なモデル式に基づく燃料噴射制御を気筒３ａごとに行うことなく、気筒３ａ間の空燃比のばらつきを容易に抑制することができる。さらに、燃料噴射弁４により燃料を対応する気筒３ａ内に直接、噴射するので、気筒３ａ間での可変リフト機構１４の動作特性のばらつきなどによる影響を受けることなく、適正な量の燃料を気筒３ａに供給することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、本発明による可変リフト装置として、＃１〜＃４気筒３ａのそれぞれのバルブリフトＬｉｆｔｉｎを、単一のリフトアクチュエータ１４ｂを用いて互いに同じ大きさに変更する可変リフト機構１４を用いているが、バルブリフトを複数の気筒間で互いに独立して変更可能な可変リフト装置、例えば、気筒ごとに設けられた電磁式のアクチュエータで各気筒の吸気弁を開閉する可変リフト装置を用いてもよい。また、実施形態では、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを、検出された回動角θｌｉｆｔに基づいて算出しているが、吸気弁５に近接して設けられた近接センサなどによって直接、検出してもよい。

さらに、実施形態では、一旦、バルブリフトＬｉｆｔｉｎに応じて目標パージ率ＫＱＰＧＢを算出するとともに、この目標パージ率ＫＱＰＧＢに基づいて算出された目標パージ流量ＱＰＧＣＢＡＳＥに応じて、パージ流量の制御を行っているが、図７を用いて説明した技術的観点に従い、バルブリフトＬｉｆｔｉｎに応じてパージ流量の制御を行うのであれば、他の適当な手法により行ってもよい。例えば、目標パージ率ＫＱＰＧＢを算出せずに、バルブリフトＬｉｆｔｉｎに応じて目標パージ流量ＱＰＧＣＢＡＳＥを直接、算出するとともに、そのように算出された目標パージ流量ＱＰＧＣＢＡＳＥに応じて、パージ流量の制御を行ってもよい。あるいは、バルブリフトＬｉｆｔｉｎに応じてパージ制御弁１６ａの開度の目標値を算出するとともに、パージ制御弁１６ａの開度を算出された目標値になるように制御することによって、パージ流量の制御を行ってもよい。

また、実施形態は、気筒３ａの数が４つの例であるが、複数であればこれに限らず、任意である。さらに、実施形態は、気筒３ａ内に燃料を直接、噴射するタイプのガソリンエンジンであるエンジン３に、制御装置１を適用した例であるが、制御装置１は、これに限らず、吸気ポートに噴射するタイプのエンジンや、ディーゼルエンジン、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas）エンジン、クランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンなど、産業用の各種の内燃機関に適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（可変リフト装置、リフト検出手段、蒸発燃料制御手段）
３ エンジン
３ａ ＃１〜＃４気筒
５ 吸気弁
６ 吸気管（吸気系）
ＦＴ 燃料タンク
１４ 可変リフト機構（可変リフト装置）
１６ 蒸発燃料処理装置
２３ 回動角センサ（リフト検出手段）
Ｌｉｆｔｉｎ バルブリフト（吸気弁のリフト）
ＱＡ 吸気流量（吸気系を流れる吸気の量）
ＫＱＰＧＢ 目標パージ率

Claims (2)

1. 複数の気筒のそれぞれに設けられた吸気弁のリフトを変更することによって、吸気系を介して前記複数の気筒に吸入される吸入空気量を変更可能な可変リフト装置と、
   燃料タンク内で発生した蒸発燃料を前記吸気系を介して前記複数の気筒に供給するための蒸発燃料処理装置と、
   前記吸気弁のリフトを検出するリフト検出手段と、
   前記蒸発燃料処理装置から前記吸気系に供給される蒸発燃料の量を、前記検出された吸気弁のリフトに応じて制御する蒸発燃料制御を実行する蒸発燃料制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記蒸発燃料制御手段は、前記吸気系を流れる吸気の量に対する、前記蒸発燃料処理装置から前記吸気系に供給される蒸発燃料の量の割合の目標となる目標パージ率を、前記吸気弁のリフトが小さいほど、より大きな値に設定するとともに、当該設定された目標パージ率に基づいて前記蒸発燃料制御を実行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。

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