JP2013217216A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気路１１にスロットルバルブ１８とインジェクタ１０とが設置される構成のエンジン１の制御装置２００において、エンジン１の吸気量が変化する過渡時における吸気路１１の内壁面への燃料付着に起因する燃料補正量（壁面付着補正量ｅｆｍｗ）が大きくなり過ぎないように上限を適正に制限して、空燃比のずれを抑制可能とする。
【解決手段】エンジン１の吸気量が変化する過渡時に吸気路１１の内壁面に付着する燃料量（壁面付着量）の推定値に基づいて燃料補正量（壁面付着補正量ｅｆｍｗ）を算出する際、当該燃料補正量が所定値より大きくなる条件（ステップＳ１〜Ｓ５）が成立する場合に成立しない場合に比べて小さいガード値ｆｍｗｇｄ２で前記燃料補正量の上限を制限する。
【選択図】図４

Description

本発明は、吸気路にスロットルバルブとインジェクタ（燃料噴射弁）とが設置される構成のエンジン（内燃機関）の制御装置に関する。

エンジンは、空気と燃料との混合気を気筒（燃焼室）内で燃焼、爆発させることによって発生するエネルギーでクランクシャフトを回転させる。

燃料の噴射方式としては、ポートフューエルインジェクションシステム（ＰＦＩ：Port Fuel Injection system）が知られている。このＰＦＩは、エンジンの各気筒の吸気ポートごとに燃料噴射を行うことで精密な混合気コントロールを可能とする。

ところで、インジェクタから噴射された燃料は吸気ポートの内壁面に一旦付着し、この付着燃料は蒸発して燃焼室に遅れて吸入される。この現象を「燃料輸送遅れ」と言う。

例えばエンジンの暖機後のアイドル運転のようにエンジンの吸気量（吸入空気量）がほぼ一定となる通常運転では、燃料の壁面付着量が一定であるので、前記燃料輸送遅れがあまり問題にならないが、例えばエンジンの冷間始動による暖機運転時のようにエンジンの吸気量が変化する過渡時には、前記燃料輸送遅れにより空燃比（Ａ／Ｆ）がずれやすくなる。

例えば特許文献１には、「エンジンの過渡運転時において吸気路の内壁面に対する燃料の壁面付着を考慮して最終噴射時間を補正する」ということが記載されている。

特開平６−１３７１８６号公報

上記特許文献１に係る従来例には、吸気路の内壁面に対する燃料の付着に起因する燃料補正量の上限を制限するようにガードを設定するという記載がない。このような従来例では、例えばエンジンの過渡運転時のように前記燃料補正量が大きくなる状況において、壁面付着量を予測するためのパラメータの１つである吸気圧のエラーが発生すると、燃料補正量への影響が大きくなるために、燃料補正量が大きくずれてしまうなど、空燃比のエラーが大きくなるおそれがある。

ところで、例えば特開平１０−３３１６８８号公報には、「エンジンの燃料遮断状態からの復帰時に、復帰前の状態すなわち吸気マニホールド内の付着燃料の離脱量を推測して基本燃料量の補正を行うようにする」ということが記載されているが、「燃料補正量の上限を制限するためのガード値を当該燃料補正量の大小に応じて変更する」という記載はない。

このような事情に鑑み、本発明は、吸気路にスロットルバルブとインジェクタとが設置される構成のエンジンの制御装置において、前記エンジンの吸気量が変化する過渡時における吸気路の内壁面への燃料付着に起因する燃料補正量が大きくなり過ぎないように上限を適正に制限して、空燃比のずれを抑制可能とすることを目的としている。

本発明は、吸気路にスロットルバルブとインジェクタとが設置される構成のエンジンの制御装置であって、前記エンジンの吸気量が変化する過渡時に前記吸気路の内壁面に付着する燃料量（壁面付着量）の推定値に基づいて燃料補正量（壁面付着補正量）を算出する際、当該燃料補正量が所定値より大きくなる条件が成立する場合に成立しない場合に比べて小さいガード値で前記燃料補正量の上限を制限する、ことを特徴としている。

この構成では、仮に前記壁面付着量を推定するためのパラメータの１つである吸気圧ＰＭにエラーが発生したとしても、壁面付着補正量が大きくなり過ぎないように上限を適正に制限することが可能になる。これにより、前記過渡時における空燃比（Ａ／Ｆ）のずれを抑制することが可能になる。

好ましくは、前記制御装置は、前記エンジンの吸気量が変化する過渡時に前記吸気路の内壁面に付着する燃料量（壁面付着量）の推定値に基づいて上限が所定のガード値により制限される燃料補正量（壁面付着補正量）を算出する算出部と、前記ガード値として、前記算出部で算出する燃料補正量が所定値より大きくなる条件が成立しない場合に第１ガード値を設定する一方、前記条件が成立する場合に前記第１ガード値より小さい第２ガード値を設定する設定部とを含む、構成とすることができる。

この構成では、壁面付着補正量の大きさに応じて２つのガード値のうちのいずれか一方を選択するようにしており、制御ロジックを簡易に構築できるようになる。

好ましくは、前記制御装置は、前記エンジンのアイドル回転数を目標回転数にするように前記スロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するＩＳＣ制御部をさらに含む、構成とすることができる。

この構成では、本発明のエンジンの制御装置にＩＳＣ制御部を備えることを特定している。要するに、ここでは、前記燃料補正量が所定値より大きくなる条件が成立する場合の例として、エンジンの冷間始動時におけるＩＳＣ制御時を挙げている。

好ましくは、前記制御装置において、前記条件は、前記エンジンの冷却液温度が所定値未満であるという第１条件と、前記燃料に含まれるアルコール濃度が所定値より大であるという第２条件と、前記スロットル開度が所定値未満であるという第３条件と、アクセルペダルの開度が所定値未満であるという第４条件と、前記ＩＳＣ制御部によるスロットル開度の補正量（ＩＳＣ吸気補正量）が所定量を超えた回数が所定値以上であるという第５条件とを含む、ものとすることができる。

この構成では、本発明のエンジンの制御装置にＩＳＣ制御部を備える場合において、前記燃料補正量が所定値より大きくなる条件を特定している。これにより、制御ロジックが明確になり、実施形態を構築しやすくなる。

本発明は、吸気路にスロットルバルブとインジェクタとが設置される構成のエンジンの制御装置において、前記エンジンの吸気量が変化する過渡時における吸気路の内壁面への燃料付着に起因する燃料補正量が大きくなり過ぎないように上限を適正に制限して、空燃比のずれを抑制することが可能になる。

本発明に係る制御装置の適用対象となるエンジンの一実施形態の概略構成を示す図である。 図１の制御装置の入出力系を示すブロック図である。 図１の吸気ポートの内壁面に対する燃料の付着の様子を示す模式図である。 過渡時の壁面付着補正量ｅｆｍｗを制限するための第１、第２ガード値ｆｍｗｇｄ１，ｆｍｗｇｄ２を示すグラフである。 図２の制御装置が実行する壁面付着補正量のガード値設定処理を説明するためのフローチャートである。 図５のステップＳ５のＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎのカウント処理を説明するためのフローチャートである。 図６のステップＳ１１のＩＳＣ制御の実行フラグｘｑｄｌｎの設定処理を説明するためのフローチャートである。 図６のステップＳ１６のガード実行カウンタｃａｑｄｌｎのクリア処理を説明するためのフローチャートである。 図２の制御装置が実行する壁面付着補正量のガード値設定処理を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図９に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、フレキシブル・フューエル・ビークル（ＦＦＶ：flexible-fuel vehicle）に搭載される吸気ポート噴射式エンジン（エンジン）に本発明を適用した例を挙げている。

−エンジン−
図１は本発明を適用するエンジンの概略構成を示す図である。エンジン１は、直列多気筒エンジンであるが、図１には１気筒のみを記載している。

エンジン１は、シリンダ（気筒）２ａが一列に並んで形成されたシリンダブロック２を備えており、このシリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド３が取り付けられ、それぞれのシリンダ２ａには往復動可能にピストン４が嵌挿されて、シリンダヘッド３の下面との間に燃焼室を区画している。

一方、シリンダブロック２の下部はクランクケースとされ、コネクティングロッド５によってピストン４に連結されたクランクシャフト６を収容している。ピストン４の往復動はコネクティングロッド５を介してクランクシャフト６の回転へと変換される。

クランクシャフト６の回転角、回転速度、回転数などは、クランクポジションセンサ３１の出力信号に基づいて後述する制御装置２００が認識する。このクランクポジションセンサ３１は、シグナルロータ３１ａと非接触センサ３１ｂとを組み合わせたデジタルエンコーダとされている。

シグナルロータ３１ａは、クランクシャフト６に取り付けられている。このシグナルロータ３１ａの外周面には、複数の歯（突起）が等角度ごとに設けられるが、この外周所定領域には例えば歯２つ分（任意数）を無くした欠歯部が設けられる。この欠歯部はエンジン１の各気筒２ａの上死点（ＴＤＣ）を検出するための目印とされる。

シリンダブロック２の下部には、クランクシャフト６を下方から覆うように、オイルパン７が取り付けられている。このオイルパン７内に貯留されているオイルは、図示しないが、エンジン１の運転中にオイルポンプによって汲み上げられ、エンジン１の種々の被潤滑部に供給される。また、シリンダブロック２の側壁にはエンジン冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ３２が配置されている。

前記シリンダヘッド３には、シリンダ２ａ内に臨むように点火プラグ８が配置されている。この点火プラグ８は、制御装置２００によって制御されるイグナイタ９から高電圧の供給を受けて火花放電し、シリンダ２ａ内の混合気に点火する。この点火タイミングはシリンダ２ａ毎に圧縮行程の後半に設定されており、エンジン１の運転状態に応じて制御される。

シリンダ２ａ内に混合気を供給する吸気路１１の一部は、シリンダヘッド３に形成された吸気ポート１１ａと、これに接続された吸気マニホールド１１ｂとによって構成されいる。吸気ポート１１ａにおいてシリンダ２ａに臨む開口には、吸気弁１３が配設されている。

既燃ガス（排気）を排出する排気路１２の一部は、シリンダヘッド３に形成された排気ポート１２ａと、これに接続された排気マニホールド１２ｂとによって構成されている。排気ポート１２ａにおいてシリンダ２ａに臨む開口には、排気弁１４が配設されている。

また、シリンダヘッド３には吸気弁１３および排気弁１４を開閉駆動するための動弁系が設けられている。一例としてエンジン１の動弁系は、吸気弁１３および排気弁１４をそれぞれ駆動する吸気カムシャフト２１および排気カムシャフト２２を備えたＤＯＨＣタイプのもので、これらのカムシャフト２１，２２がタイミングチェーン等を介してクランクシャフト６と同期回転されることにより、吸気弁１３および排気弁１４がシリンダ２ａ毎の好適なタイミングで開閉される。

前記吸気路１１において吸気マニホールド１１ｂよりも吸気の上流側にはサージタンク１１ｃとエアクリーナ１１ｄとが設けられていて、それらの間にエアフロメータ３３と、吸気温センサ３４（エアフロメータ３３に内蔵）と、吸気圧センサ（吸気圧計測要素）３９と、電子制御式のスロットルバルブ１８などが配置されている。吸気圧センサ３９は、吸気管１１ｂのサージタンク１１ｃに設置されて、吸気圧を計測する。

スロットルバルブ１８は、吸気の流量を調整するもので、制御装置２００によって制御されるスロットルモータ１９によって駆動される。スロットル開度はスロットル開度センサ３５によって検出される。

また、吸気ポート１１ａには、アルコールとガソリンとを単独でまたは混合した燃料を噴射可能なインジェクタ（燃料噴射弁）１０が配置されている。このインジェクタ１０は、デリバリパイプ１０１を介して燃料供給系１００から燃料を供給され、吸気ポート１１ａ内に燃料を噴射する。こうして噴射された燃料は、吸気ポート１１ａ内およびシリンダ２ａ内にて空気と混じり合い、混合気を形成する。この混合気が前記のように点火プラグ８によって点火されて燃焼・爆発する。

そして、既燃ガス（排気）は排気路１２に流出し、排気マニホールド１２ｂよりも下流側の三元触媒１２ｃによって浄化される。この三元触媒１２ｃよりも上流側の排気路１２には空燃比（Ａ／Ｆ）センサ３７が配置され、下流側の排気路１２にはＯ₂センサ３８が配置されている。一例として空燃比（Ａ／Ｆ）センサ３７は、空燃比に対してリニアな特性を示すセンサであり、Ｏ₂センサ３８は、排気ガス中の酸素濃度に応じて起電力を発生するものである。

前記の燃料供給系１００は、４つのシリンダ２ａのインジェクタ１０にそれぞれ接続されたデリバリパイプ１０１と、このデリバリパイプ１０１に接続された燃料供給管１０２と、燃料ポンプ（例えば電動ポンプ）１０３と、燃料タンク１０４などとを備えており、制御装置２００によって制御される燃料ポンプ１０３の動作により、燃料タンク１０４内の燃料を燃料供給管１０２を介してデリバリパイプ１０１に供給する。

本実施形態のエンジン１は、燃料としてアルコールとガソリンとをそれぞれ単独でまたは混合して使用可能に構成されているので、燃料タンク１０４には、所定のアルコール濃度を有する燃料が貯留されている。この燃料は、ガソリン１００％の場合、メタノールやエタノール等のアルコールがガソリンに含まれた混合燃料の場合、あるいは、アルコール１００％の場合があるが、アルコールの物性はガソリンとは異なっているので、その割合に応じて制御の仕方を変えることが望ましい。

そこで、この実施形態では、詳しい説明は省略するが、制御装置２００が所定のプログラムを実行することで、燃料のアルコール濃度を学習するようにしている。この学習については種々の方法が公知であるが、一例として、アルコール含有燃料によるオイル希釈に起因して、エンジン１の冷間時における空燃比の乖離が生じることに着目した手法を用いてもよい。すなわち、燃料によるオイル希釈の度合いが大きくなり、エンジンオイルからの燃料蒸発量（大部分がガソリンの蒸発量）が増大することに起因して、エンジン１の冷間時における実空燃比が理論空燃比から乖離するほど、アルコール濃度学習値を大きな値として算出すればよい。

−制御系−
制御装置２００は、エレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）であり、図２に示すように、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３およびバックアップＲＡＭ２０４などを備えている。

この制御装置２００は、この実施形態において、エンジン１の運転状態を制御するためのエンジンコントロールコンピュータなどを利用される。

ＲＯＭ２０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ２０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

以上のＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３およびバックアップＲＡＭ２０４は、バス２０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース２０５および出力インターフェース２０６と接続されている。入力インターフェース２０５には、クランクポジションセンサ３１、水温センサ３２、エアフロメータ３３、吸気温センサ３４、スロットル開度センサ３５、アクセルペダル（図示省略）の踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ３６、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ３７、Ｏ₂センサ３８、吸気圧センサ３９などが接続されている。

一方、出力インターフェース２０６には、点火プラグ８のイグナイタ９、インジェクタ１０、スロットルバルブ１８のスロットルモータ１９、および、燃料供給系１００の燃料ポンプ１０３などが接続されている。

そして、制御装置２００は、上記した各種センサからの信号に基づいて、点火プラグ８の点火時期の制御、インジェクタ１０の駆動制御（燃料噴射制御）、スロットルバルブ１８の開度の制御等々、エンジン１の種々の制御プログラムを実行する。

−ＩＳＣ制御−
制御装置２００によって実行するＩＳＣ（Idle Speed Control）制御について詳細に説明する。ＩＳＣ制御は、公知であるが、エンジン１のアイドル運転時に実際のエンジン回転数（アイドル回転数ｅｎｅ）を検出し、アイドル運転時の目標エンジン回転数（目標回転数ｅｎｔｃａｌ）との偏差に応じて吸気量を増減させるフィードバック制御である。

具体的に制御装置２００は、クランクポジションセンサ３１からの信号に基づいてアイドル回転数ｅｎｅを算出し、これが目標回転数ｅｎｔｃａｌよりも低ければスロットルバルブ１８を開き側に作動させて、吸気量を増量補正する。一方、算出したアイドル回転数ｅｎｅが目標回転数ｅｎｔｃａｌよりも高ければスロットルバルブ１８を閉じ側に作動させて、吸気量を減量補正する。

そうしてスロットルバルブ１８の開度（スロットル開度）を増減させるためのＩＳＣ吸気補正量ｅｑｄｌｎ（ＩＳＣ制御量）は、アイドル回転数ｅｎｅと目標回転数ｅｎｔｃａｌとの回転数偏差Δｅｎｅに応じて、予め設定したＩＳＣ吸気補正マップを参照して決定する。このＩＳＣ吸気補正マップには、アイドル回転数ｅｎｅとその回転数偏差Δｅｎｅとに対応付けて、スロットルバルブ１８を通過する吸気量の好適な増減補正量（ＩＳＣ吸気補正量ｅｑｄｌｎ）が設定されており、これに応じて制御装置２００がスロットル開度の補正量を決定する。

また、制御装置２００は、現在のスロットル開度およびその変化量に基づいて、シリンダ２ａ内に充填される吸気量を予測し、この予測吸気量ｅｋｌｆｗｄに基づいて、目標とする空燃比となるようにインジェクタ１０からの燃料の噴射量を決定する。例えばスロットルバルブ１８が開き側に作動すると、遅れてシリンダ２ａへの吸気の充填量が増大するので、この増量分を考慮してシリンダ２ａへ充填される吸気量ｅｋｌｆｗｄを予測し、これに見合う燃料噴射量を計算するのである。

但し、インジェクタ１０から噴射された燃料の一部は、図３に模式的にクロスハッチングで示すように吸気ポート１１ａの壁面に付着し、次のサイクル以降に前記付着燃料が蒸発してシリンダ２ａ内に吸入されることになる（図３に矢印ｆｍｗとして示す）から、この壁面付着分の輸送遅れについて燃料噴射量を補正する必要がある。そのため、インジェクタ１０へ送られる制御信号（噴射パルス）、即ち目標燃料噴射量ｅｔａｕｏｕｔには壁面付着補正量ｅｆｍｗを含ませており、前記のように吸気量が増大するときには、壁面付着補正量ｅｆｍｗも増大する。

こうしてシリンダ２ａへの吸気量および燃料噴射量をエンジン回転数の偏差Δｅｎｅに応じて好適に増減させることで、オーバーシュートを抑制しながらエンジン回転数（アイドル回転数ｅｎｅ）を速やかに目標回転数ｅｎｔｃａｌに収束させるようにする。

ところで、本実施形態のようにアルコール含有燃料を使用するエンジン１では、一般的なガソリンエンジンに比べて小さな空燃比（Ａ／Ｆ）で運転されるので、吸気ポート１１ａの壁面への燃料の付着量が多くなるうえに、アルコール含有燃料の揮発性が低く、前記壁面に付着した燃料が気化し難いことから、壁面付着補正量ｅｆｍｗを多くせざるを得ない。

さらに、例えば冷間始動によるアイドル運転時のようにエンジン１の吸気量が変化する過渡時には、前記壁面付着量が変化するために、前記壁面付着補正量ｅｆｍｗ（図４の太実線参照）が、暖機後の通常アイドル運転時（図４の細実線参照）に比べて大きくなりやすい。

ここで、前記したようにＩＳＣ制御を繰り返し実行すると、当該実行回数分のＩＳＣ吸気補正量ｅｑｄｌｎ、つまり吸気量の増量分についてスロットルバルブ１８が急速に開けられた状態になるが、吸気圧ＰＭ（吸気圧センサ３９の出力により検出）は急速に上昇せずに緩やかに上昇することになるので、例えば図４に示すように目標スロットル開度に見合う吸気圧ＰＭの変化ΔＰＭに対して実際の吸気圧ＰＭの変化ΔＰＭが遅れるようなエラ
ーが発生する。なお、吸気圧ＰＭは、前記壁面付着量を推定するためのパラメータの１つであり、スロットル開度とＩＳＣ開度とにより決定される。

このようなエラーが発生すると、前記過渡時のように壁面付着補正量ｅｆｍｗが大きくなる特性の場合（図４太実線参照）、当該壁面付着補正量ｅｆｍｗが前記エラー分ｅだけ多くなる。

つまり、前記過渡時に吸気圧ＰＭのエラーが発生すると、当該エラーが小さくても壁面付着補正量ｅｆｍｗへの影響が大きくなるため、空燃比（Ａ／Ｆ）のエラーが大きくなってしまう。

そこで、この実施形態では、前記壁面付着補正量ｅｆｍｗを算出する際に、状況に応じて、前記壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として、第１ガード値ｆｍｗｇｄ１と、この第１ガード値ｆｍｗｇｄ１より小さい第２ガード値ｆｍｗｇｄ２とのいずれか一方を選択可能とするようにしている。

具体的に、図５に示すフローチャートを参照して、制御装置２００により実行するガード値の設定処理を説明する。

この図５に示すフローチャートは、エンジン１の運転中において一定の周期（例えば数msec）で繰り返し実行開始される。このフローチャートが開始されると、ステップＳ１〜Ｓ５により壁面付着補正量ｅｆｍｗが大きくなる条件（第１〜第５条件）が成立したか否かを調べる。

前記ステップＳ１では、エンジン水温ｅｔｈｗが所定値Ａ未満であるという第１条件が成立しているか否かを判定する。なお、このステップＳ１は、エンジン１が冷間始動されることにより暖機状態であるのか否かを調べているのである。前記所定値Ａは、例えば暖機完了温度に基づいて適宜に設定される。

ここで、ｅｔｈｗ＜Ａである場合（第１条件成立）には前記ステップＳ１で肯定判定して、続くステップＳ２に進む。一方、ｅｔｈｗ≧Ａである場合（第１条件非成立）には前記ステップＳ１で否定判定して、下記ステップＳ６に進む。

前記ステップＳ２では、アルコール濃度学習値ｋａｌｃｇが所定値Ｂより大きいという第２条件が成立しているか否かを判定する。なお、このステップＳ２は、インジェクタ１０から噴射されて吸気ポート１１ａの壁面に付着する燃料が、蒸発しやすい性状であるか否かを調べている。前記所定値Ｂは、実験またはシミュレーションにより把握した結果に基づいて適宜に設定される。

ここで、ｋａｌｃｇ＞Ｂである場合（第２条件成立）には前記ステップＳ２で肯定判定して、続くステップＳ３に進む。一方、ｋａｌｃｇ≦Ｂである場合（第２条件非成立）には前記ステップＳ２で否定判定して、下記ステップＳ６に進む。

前記ステップＳ３では、スロットル全閉フラグｅｘｉｄｌｔａが「１」、またはスロットル開度ＴＡが所定値Ｃ未満であるという第３条件が成立しているか否かを判定する。なお、このステップＳ３は、ＩＳＣ制御を実行する状況であるか否かを調べている。前記所定値Ｃは、判定時点での状況においてエンジン１がストールする可能性が低いか否かの指標となるもので、適宜に設定される。

ここで、スロットル全閉フラグｅｘｉｄｌｔａが「１」、またはＴＡ＜Ｃである場合（第３条件成立）には前記ステップＳ３で肯定判定して、続くステップＳ４に進む。一方、スロットル全閉フラグｅｘｉｄｌｔａが「０」、またはＴＡ≧Ｃである場合（第３条件非成立）には前記ステップＳ２で否定判定して、下記ステップＳ６に進む。

前記ステップＳ４では、アクセル開度ｐｅｄｌａが所定値Ｄ未満であるという第４条件が成立しているか否かを判定する。なお、このステップＳ４は、前記ステップＳ３と同様、ＩＳＣ制御を実行する状況であるか否かを調べている。前記所定値Ｄは、運転者がアクセルペダル（図示省略）を踏み込む意思がないか否かを示す指標となるもので、適宜に設定される。

ここで、ｐｅｄｌａ＜Ｄである場合（第４条件成立）には前記ステップＳ４で肯定判定して、続くステップＳ５に進む。一方、ｐｅｄｌａ≧Ｄである場合（第４条件非成立）には前記ステップＳ４で否定判定して、下記ステップＳ６に進む。

前記ステップＳ５では、ＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎが所定値Ｅ以上であるという第５条件が成立しているか否かを判定する。

なお、ＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎは、ＩＳＣ制御の実行回数（ＩＳＣ吸気量の補正回数）を計数するカウンタである。要するに、このステップＳ５では、例えば図４に示すような吸気圧ＰＭのエラーによる影響を受ける可能性が高い状況になったか否かを調べているのである。なお、前記所定値Ｅは、実験またはシミュレーションにより把握した結果に基づいて適宜に設定される。

ここで、ｅｃｑｄｌｎ＜Ｅである場合（第５条件非成立）には前記ステップＳ５で否定判定して、ステップＳ６に進む。このステップＳ６では、壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として図４に示す第１ガード値ｆｍｗｇｄ１を選択し、その後、このフローチャートを終了する。

一方、ｅｃｑｄｌｎ≧Ｅである場合（第５条件成立）には前記ステップＳ５で肯定判定して、ステップＳ７に進む。このステップＳ７では、壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として図４に示す第２ガード値ｆｍｗｇｄ２を選択し、その後、このフローチャートを終了する。

このように、前記ステップＳ１〜Ｓ５に示す５つの条件のうちいずれか一つでも成立していない場合（否定判定）には前記ステップＳ６において壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として図４に示す第１ガード値ｆｍｗｇｄ１を選択するようにする一方、前記ステップＳ１〜Ｓ５に示す５つの条件が全て成立している場合（肯定判定）には前記ステップＳ７において壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として図４に示す第２ガード値ｆｍｗｇｄ２を選択するようにしている。

次に、図６に示すフローチャートを参照して、図５のステップＳ５に示すＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎのカウント制御例について説明する。

この図６に示すフローチャートは、エンジン１の運転中において一定の周期（例えば数msec）で繰り返し実行開始される。このフローチャートが開始されると、ステップＳ１１，Ｓ１２によりＩＳＣ制御の実行フラグｘｑｄｌｎが「０」から「１」に変わったか否かを調べる。

まず、前記ステップＳ１１では、ＩＳＣ制御の実行フラグｘｑｄｌｎが「１」であるか否かを調べる。

ここで、「ｘｑｄｌｎ＝０」である場合には前記ステップＳ１１で否定判定し、下記ステップＳ１４〜Ｓ１６の流れに移る。一方、「ｘｑｄｌｎ＝１」である場合には前記ステップＳ１１で肯定判定して、続くステップＳ１２において前回のＩＳＣ制御の実行フラグｘｑｄｌｎが「０」であるか否かを調べる。

ここで、「前回ｘｑｄｌｎ＝０」である場合には前記ステップＳ１２で肯定判定して、続くステップＳ１３に進む。このステップＳ１３ではＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎをインクリメントし、その後、続くステップＳ１４〜Ｓ１６の流れに移る。一方、「前回ｘｑｄｌｎ＝１」である場合には前記ステップＳ１２で否定判定して、下記ステップＳ１４〜Ｓ１６の流れに移る。

要するに、前記ステップＳ１１、Ｓ１２に示す２つの条件が共に成立している場合（肯定判定）にはＩＳＣ制御を実行したと判定してステップＳ１３に進むのであるが、前記ステップＳ１１、Ｓ１２に示す２つの条件のうちいずれか一つでも成立していない場合（否定判定）にはＩＳＣ制御を実行していないと判定してステップＳ１４〜Ｓ１６の流れに移るのである。

前記ステップＳ１４〜Ｓ１６では、ＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎを「０」にリセットする条件が成立したか否かを調べている。

まず、前記ステップＳ１４では、スロットル全閉フラグｅｘｉｄｌｔａが「０」でかつスロットル開度ＴＡが所定値Ｆより大きいか否かを判定する。ここで、スロットル全閉フラグｅｘｉｄｌｔａが「１」でかつスロットル開度ＴＡが所定値Ｆ以下である場合にはＩＳＣ制御の実行が必要な状況であると想定できるので、前記ステップＳ１４で否定判定して、続くステップＳ１５に進む。一方、スロットル全閉フラグｅｘｉｄｌｔａが「０」でかつスロットル開度ＴＡが所定値Ｆより大きい場合にはＩＳＣ制御の実行が不要な状況であると想定できるので、前記ステップＳ１４で肯定判定して、下記ステップＳ１７に移行する。

前記ステップＳ１５では、アクセル開度ｐｅｄｌａが所定値Ｇより大きいか否かを判定する。ここで、ｐｅｄｌａ＞Ｇである場合にはＩＳＣ制御の実行が必要な状況であると想定できるので、前記ステップＳ１５で否定判定して、続くステップＳ１６に進む。一方、ｐｅｄｌａ≦Ｄである場合にはＩＳＣ制御の実行が不要な状況であると想定できるので、前記ステップＳ１５で肯定判定して、下記ステップＳ１７に移行する。

前記ステップＳ１６では、ガード実行カウンタｃａｑｄｌｎが所定値Ｈより大きいか否かを判定する。なお、前記ガード実行カウンタｃａｑｄｌｎは、所定時間の経過毎に自動的にインクリメントされる、オートインクリメント機能を有するカウンタである。つまり、このステップＳ１６では、ＩＳＣ制御を実行していない時間を調べている。

ここで、ｅｃａｑｄｌｎ≦Ｈである場合にはＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎを「０」にリセットする必要がないと想定できるので、前記ステップＳ１６で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、ｃａｑｄｌｎ＞Ｈである場合にはＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎを「０」にリセットする必要があると想定できるので、前記ステップＳ１６で肯定判定して、下記ステップＳ１７に移行する。

前記ステップＳ１７では、ＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎを「０」にリセットし、その後、このフローチャートを終了する。

このように、前記ステップＳ１４〜Ｓ１６に示す３つの条件が全て非成立の場合（否定判定）には前記ステップＳ１３においてインクリメントしたＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎを保持するようにし、前記ステップＳ１４〜Ｓ１６に示す３つの条件のうちいずれか一つでも成立している場合（肯定判定）には前記ステップＳ１７においてＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎを「０」にリセットするようにしている。

次に、図７に示すフローチャートを参照して、図６のステップＳ１１に示すＩＳＣ制御の実行フラグｘｑｄｌｎの操作制御例について説明する。

この図７に示すフローチャートは、エンジン１の運転中において一定の周期（例えば数msec）で繰り返し実行開始される。このフローチャートが開始されると、ステップＳ２１において、ＩＳＣ吸気補正量ｅｑｄｌｎが所定値Ｉより大きいか否かを調べる。

ここで、ｅｑｄｌｎ＞Ｉである場合には前記ステップＳ２１で肯定判定して続くステップＳ２２に進む。このステップＳ２２ではＩＳＣ制御の実行フラグｘｑｄｌｎを「１」にセットし、続くステップＳ２３に進む。

一方、ｅｑｄｌｎ≦Ｉである場合には前記ステップＳ２１で否定判定してステップＳ２３に進む。このステップＳ２３では、ＩＳＣ吸気補正量ｅｑｄｌｎが所定値Ｊより小さいか否かを調べる。

ここで、ｅｑｄｌｎ≧Ｊである場合には前記ステップＳ２３で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、ｅｑｄｌｎ＜Ｊである場合には前記ステップＳ２３で肯定判定して続くステップＳ２４に進む。

このステップＳ２４ではＩＳＣ制御の実行フラグｘｑｄｌｎを「０」にリセットする。その後、このフローチャートを終了する。

次に、図８に示すフローチャートを参照して、図６のステップＳ１６に示すガード実行カウンタｃａｑｄｌｎのクリア処理について説明する。

この図８に示すフローチャートは、エンジン１の運転中において一定の周期（例えば数msec）で繰り返し実行開始される。このフローチャートが開始されると、ステップＳ３１において、ＩＳＣ制御の実行フラグｘｑｄｌｎが「１」であるか否かを調べる。

ここで、「ｘｑｄｌｎ＝０」である場合には前記ステップＳ３１で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、「ｘｑｄｌｎ＝１」である場合には前記ステップＳ３１で肯定判定して続くステップＳ３２に進む。

このステップＳ３２ではガード実行カウンタｃａｑｄｌｎを「０」にリセットする。その後、このフローチャートを終了する。

次に、図９のタイミングチャートを参照して、エンジン１の冷間始動時における壁面付着補正量のガード値設定処理を説明する。

この例では、ＦＦＶ車両のエンジン１にアルコール１００％の燃料（Ｅ１００）を使用した場合（第２条件成立、図５のステップＳ２肯定判定）において、エンジン１の冷間始動後に車両走行を開始してから所定時間が経過して、エンジン１の冷却液温度ｅｔｈｗが約２５℃前後になっている状態とする。

ここで、図９（ａ）に示すようにアイドル回転数（エンジン回転数）ｅｎｅが低下している過渡時において、例えば時刻ｔ１で、図９（ｂ）に示すようにエンジン冷却液温度ｅｔｈｗが所定値Ａ未満（第１条件成立、図５のステップＳ１肯定判定）、アイドル開度ｐｅｄｌａが所定値Ｄ未満（第４条件成立、図５のステップＳ４肯定判定）、図９（ｃ）に示すようにスロットル全閉フラグｅｘｉｄｌｔａが「１」（第３条件成立、図５のステップＳ３肯定判定）、図９（ｄ）のＩＳＣ補正カウンタｅｃｑｄｌｎが所定値Ｅ（例えば３回）以上（第５条件成立、図５のステップＳ５肯定判定）になるとすると、壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として、図９（ｅ）の一点鎖線で示す第２ガード値ｆｍｗｇｄ２を選択する（図５のステップＳ７，Ｓ８）。

仮に、壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として、第２ガード値ｆｍｗｇｄ２を選択せずに第１ガード値ｆｍｗｇｄ１を選択したとすると（図５のステップＳ６，Ｓ８）、例えば時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４において、図９（ｅ）の二点鎖線で示すように壁面付着補正量ｅｆｍｗが大きくなり過ぎることが予想され、それによってＩＳＣ制御のハンチングが発生することが懸念される。

しかしながら、前記したように壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として、第２ガード値ｆｍｗｇｄ２を選択すると、時刻ｔ１以降、図９（ｅ）の実線で示すように、壁面付着補正量ｅｆｍｗにおいて第２ガード値ｆｍｗｇｄ２を超える部分（ハッチング参照）がカットされることになる。

以上説明したように本発明を適用した実施形態では、吸気路１１にスロットルバルブ１８とインジェクタ１０とが設置される構成のエンジン１の制御装置２００において、エンジン１の吸気量が変化する過渡時における吸気ポート１１ａの内壁面への燃料付着に起因する壁面付着補正量ｅｆｍｗが大きくなる条件が成立するような場合に、前記壁面付着補正量ｅｆｍｗの上限を制限するためのガード値として、前記条件が成立しない場合に比べて小さいガード値（第２ガード値ｆｍｗｇｄ２）を用いるようにしている。

これにより、仮に前記壁面付着量を推定するためのパラメータの１つである吸気圧ＰＭにエラーが発生したとしても、壁面付着補正量ｅｆｍｗが大きくなり過ぎないように上限を適正に制限することが可能になるので、空燃比（Ａ／Ｆ）のずれを抑制することが可能になる。したがって、エンジン１の過渡時におけるＩＳＣ制御のハンチングを抑制または防止することが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）上記実施形態では、アルコール含有燃料を用いるエンジン１に本発明を適用した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えばアルコールを含有しない通常の燃料を用いるエンジンに本発明を適用することが可能である。

（２）上記実施形態では、２つのガード値ｆｍｗｇｄ１，ｆｍｗｇｄ２のいずれか一方を選択するようにした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものでない。例えば前記過渡運転時において壁面付着補正量ｅｆｍｗが大きくなるほどガード値を漸次小さく設定することが可能である。

本発明は、吸気路にスロットルバルブとインジェクタとが設置される構成のエンジンの制御装置に好適に利用することが可能である。

１ エンジン
１０ インジェクタ
１１ 吸気路
１１ａ 吸気ポート
１１ｂ 吸気マニホールド
１８ スロットルバルブ
１９ スロットルモータ
３１ クランクポジションセンサ
３２ 水温センサ
３３ エアフローメータ
３４ 吸気温センサ
３５ スロットル開度センサ
３６ アイドル開度センサ
３９ 吸気圧センサ
２００ 制御装置

Claims (4)

1. 吸気路にスロットルバルブとインジェクタとが設置される構成のエンジンの制御装置であって、
   前記エンジンの吸気量が変化する過渡時に前記吸気路の内壁面に付着する燃料量（壁面付着量）の推定値に基づいて燃料補正量（壁面付着補正量）を算出する際、当該燃料補正量が所定値より大きくなる条件が成立する場合に成立しない場合に比べて小さいガード値で前記燃料補正量の上限を制限する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置は、
   前記エンジンの吸気量が変化する過渡時に前記吸気路の内壁面に付着する燃料量（壁面付着量）の推定値に基づいて上限が所定のガード値により制限される燃料補正量（壁面付着補正量）を算出する算出部と、
   前記ガード値として、前記算出部で算出する燃料補正量が所定値より大きくなる条件が成立しない場合に第１ガード値を設定する一方、前記条件が成立する場合に前記第１ガード値より小さい第２ガード値を設定する設定部とを含む、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項２に記載のエンジンの制御装置は、
   前記エンジンのアイドル回転数を目標回転数にするように前記スロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するＩＳＣ制御部をさらに含む、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
4. 請求項３に記載のエンジンの制御装置において、
   前記条件は、前記エンジンの冷却液温度が所定値未満であるという第１条件と、前記燃料に含まれるアルコール濃度が所定値より大であるという第２条件と、前記スロットル開度が所定値未満であるという第３条件と、アクセルペダルの開度が所定値未満であるという第４条件と、前記ＩＳＣ制御部によるスロットル開度の補正量（ＩＳＣ吸気補正量）が所定量を超えた回数が所定値以上であるという第５条件とを含む、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

Images