JP4196837B2

JP4196837B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP4196837B2
Application number: JP2004007779A
Authority: JP
Inventors: 直人鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: JP2005201134A; CN1641196A; US7185641B2; US20050155587A1; CN100335764C

Description

本発明は、吸気管のスロットル弁下流における蒸発燃料ガスの供給量及び排気ガスの供給量を制御する内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関においては、燃料タンク内で発生した蒸発燃料ガスをキャニスタ内に一旦貯溜し、この貯溜した蒸発燃料ガスを吸気管へ供給することで燃焼室にて燃焼させる、いわゆるエバポパージが行われている。また、排気管を流れる排気ガスを吸気管へ還流させる、いわゆるＥＧＲも行われている。このエバポパージ及びＥＧＲを行う従来例が特開平１０−１１５２５８号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１においては、エバポ濃度が設定値を超えている間は、ＥＧＲ率及びパージ率を抑えてパージ率が一定となる領域を拡大し、エバポ濃度が設定値以下に低くなって外乱としての影響が小さくなったときに、パージ率及びＥＧＲ率をともに高めている。これによって、エバポパージ能力を確保しつつ、ＥＧＲによる燃費向上や排気エミッションの低減を図っている。

また、その他の背景技術として、特許文献２〜４による内燃機関のスロットル開度の制御が開示されている。

特開平１０−１１５２５８号公報特開平９−２５０３７６号公報特開平１０−２１３０１５号公報特開平８−３１７５０７号公報

特許文献１においては、エバポ濃度が設定値以下に低くなったときにパージ率及びＥＧＲ率をともに高めている。しかし、排気ガスの方が蒸発燃料ガスより圧力が高いため、排気ガスの方が蒸発燃料ガスより吸気管内に流入しやすい。したがって、ＥＧＲ量の増加に対してパージ量を十分に増加させることが困難であり、所望のパージ量を確保することが困難であるという問題点がある。

本発明は、ＥＧＲ量を増加させても所望のパージ量を十分に確保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。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気管のスロットル弁下流における蒸発燃料の供給量及び排気ガスの供給量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記排気ガスの供給量増大により生じる前記蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように、内燃機関の運転状態を制御する補償制御手段を有し、前記蒸発燃料の供給量は、パージ制御弁の開度を制御することによって制御され、前記補償制御手段は、前記排気ガスの供給量増大により生じる前記蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように、前記パージ制御弁の開度を制御し、さらに、前記補償制御手段は、前記蒸発燃料の供給量が目標値より低下すると判定した場合は、該蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように前記スロットル弁の開度を制御することを要旨とする。

本発明によれば、吸気管のスロットル弁下流において排気ガスの供給量増大により生じる蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように、内燃機関の運転状態を制御することにより、ＥＧＲ量を増加させても所望のパージ量を十分に確保することができる。そして、排気ガスの供給量増大により生じる蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように、パージ制御弁の開度を制御することにより、ＥＧＲ量の増大により生じる蒸発燃料の供給量低下分をパージ制御弁の開度の制御によって補償することができる。さらに、蒸発燃料の供給量が目標値より低下すると判定した場合は、蒸発燃料の供給量低下分が補償されるようにスロットル弁の開度を制御することにより、パージ制御弁の開度の制御により所望のパージ量を得ることができない場合でも、スロットル弁の開度の制御により所望のパージ量を十分に確保することができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記補償制御手段は、前記排気ガスの供給量増大により生じる前記蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように、前記スロットル弁の開度を制御するものとすることもできる。こうすれば、ＥＧＲ量の増大により生じる吸気管内負圧の低下分を補償することができる。

このスロットル弁の開度を制御する態様の本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記補償制御手段は、前記スロットル弁の開度を制御する場合は、前記排気ガスの供給量に応じて前記スロットル弁の開度の補償量を演算し、該補償量に基づいて該スロットル弁の開度を制御するものとすることもできる。こうすれば、蒸発燃料を吸気管へ供給するために必要な吸気管内負圧をＥＧＲ量に応じて確保することができる。

このスロットル弁の開度を制御する態様の本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記補償制御手段は、前記スロットル弁の開度を制御する場合は、前記スロットル弁の開度が上限値を超えないように、該スロットル弁の開度を制限するものとすることもできる。こうすれば、蒸発燃料を吸気管へ供給するために必要な吸気管内負圧を確保することができる。

このスロットル弁の開度を制限する態様の本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記補償制御手段は、前記排気ガスの供給量に応じて前記上限値を変更するものとすることもできる。こうすれば、蒸発燃料を吸気管へ供給するために必要な吸気管内負圧をＥＧＲ量に応じて確保することができる。

この上限値を変更する態様の本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記補償制御手段は、前記スロットル弁の開度が前記上限値である場合における吸気管のスロットル弁下流の負圧が略一定となるように、前記排気ガスの供給量に応じて前記上限値を変更するものとすることもできる。こうすれば、ＥＧＲ量が変化しても所定量以上の吸気管内負圧を確保することができる。

このパージ制御弁の開度を制御する態様の本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記補償制御手段は、前記パージ制御弁の開度を制御する場合は、前記排気ガスの供給量に応じて前記パージ制御弁の開度の補償量を演算し、該補償量に基づいて該パージ制御弁の開度を制御するものとすることもできる。こうすれば、パージ制御弁の開度をＥＧＲ量に応じて補償することができる。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置の制御対象である内燃機関を含むハイブリッド車両の構成の概略を示す図である。本実施形態におけるハイブリッド車両は、車両の動力源としてモータ１０及びエンジン１２を備えており、さらに、ジェネレータ１４、動力分配機構１６、減速機１８、インバータ２０、バッテリー２２、コントローラ３０、及び駆動輪３２を備えている。

モータ１０は例えば交流モータとして構成され、その出力軸が減速機１８を介して駆動輪３２と連結されている。そして、モータ１２を駆動（力行）運転させることにより駆動輪３２を駆動させることができる。さらに、駆動輪３２の回転エネルギーを利用してモータ１０を発電運転（回生制動）させることもできる。

内燃機関としてのエンジン１２については、その出力軸が動力分配機構１６及び減速機１８を介して駆動輪３２と連結されている。そして、エンジン１２を駆動させることによっても駆動輪３２を駆動させることができる。

ジェネレータ１４は例えば交流発電機として構成され、その出力軸が動力分配機構１６を介してエンジン１２の出力軸と連結されている。そして、エンジン１２を駆動させることによりジェネレータ１４を発電運転させることができる。さらに、ジェネレータ１４の駆動によってエンジン１２を始動させることもできる。

動力分配機構１６は、エンジン１２が発生する駆動力を駆動輪３２の駆動分とジェネレータ１４の発電分とに分配する。ここでの動力分配機構１６は、例えばリングギヤ、キャリア及びサンギヤを有する遊星歯車機構によって構成することができる。

インバータ２０は、バッテリ２２からの直流電圧をスイッチング動作により交流に変換してモータ１０及びジェネレータ１４の各コイル（図示せず）に交流電流を供給することが可能である。さらに、インバータ２０は、モータ１０及びジェネレータ１４の各コイルの交流電流を直流に変換してバッテリ２２に回生する方向の変換も可能である。このように、ジェネレータ１４の発電及びモータ１０の回生制動によって生成された電気エネルギーは、インバータ２０を介してバッテリ２２に充電され、モータ１０及びジェネレータ１４の駆動の際に用いられる。

コントローラ３０は、アクセル開度、車速及びブレーキ操作量（例えばいずれも図示しないセンサにより検出）等の車両状態を示す信号に応じてインバータ２０の駆動を制御することにより、モータ１０及びジェネレータ１４の運転状態を制御する。そして、コントローラ３０は、これらの車両状態を示す信号に応じてエンジン１２の始動／停止を制御し、エンジン１２が駆動されているときの運転状態も制御する。

図２にエンジン１２の構成の概略を示す。吸気管５３の最上流部にはエアクリーナ５８が設けられており、エアクリーナ５８の下流側には吸入空気量を検出するエアフローメータ５７が設けられている。そして、エアフローメータ５７の下流側にはスロットル弁５４が設けられている。本実施形態のスロットル弁５４は電制スロットルであり、コントローラ３０から出力されるスロットル制御指令値によってスロットル弁５４の開度が制御される。スロットル弁５４の開度はスロットル開度センサ５６により検出される。スロットル弁５４の下流側にはインジェクタ５９が設けられている。インジェクタ５９は、図示しない燃料配管及び燃料ポンプを介して燃料タンク６０と連通されており、燃料ポンプにより供給された燃料を吸気ポート５２へ噴射する。なお、エアフローメータ５７の検出信号及びスロットル開度センサ５６の検出信号は、コントローラ３０に入力される。

燃料タンク６０の上部からは、燃料タンク６０内で発生した蒸発燃料ガスを放出するための放出流路６１が延設されている。放出流路６１は、活性炭等からなる吸着部を備えたキャニスタ６２の上部に連通されている。キャニスタ６２の下部には、大気と連通する新気導入口が設けられており、キャニスタ６２の上部からは、新気導入口からの新気と吸着部に貯溜された蒸発燃料ガスとの混合気を導くためのパージ流路６３が延設されている。

パージ流路６３は、スロットル弁５４下流の位置にて吸気管５３に連通されており、蒸発燃料ガスが新気と混合された混合気として吸気管５３のスロットル弁５４下流へ供給される。パージ流路６３の途中にはパージ制御バルブ６４が設けられており、パージ制御バルブ６４の開度はコントローラ３０から出力されるパージ制御指令値によって制御される。これによって、吸気管５３のスロットル弁５４下流へ供給される蒸発燃料混合気の流量、すなわちパージ流量が制御される。パージ制御指令値は、スロットル弁５４の開度（スロットル開度センサ５６により検出）及びエンジン回転速度（図示しないセンサにより検出）等のエンジン１２の運転状態を示す信号に応じてコントローラ３０によって算出される。

排気ガスが流れる排気管７０からは、ＥＧＲ流路６５が延設されている。ＥＧＲ流路６５は、スロットル弁５４下流の位置にて吸気管５３に連通されており、排気ガスが吸気管５３のスロットル弁５４下流へＥＧＲガスとして供給される。ＥＧＲ流路６５の途中にはＥＧＲ制御バルブ６６が設けられており、ＥＧＲ制御バルブ６６の開度はコントローラ３０から出力されるＥＧＲ制御指令値によって制御される。これによって、吸気管５３のスロットル弁５４下流へ供給される排気ガスの流量、すなわちＥＧＲ流量が制御される。ＥＧＲ制御指令値は、前述のエンジン１２の運転状態を示す信号に応じてコントローラ３０によって算出される。

このように、本実施形態のエンジン１２では、蒸発燃料混合気及び排気ガスの両方が吸気管５３のスロットル弁５４下流の位置にて供給されることで、エバポパージ及びＥＧＲの両方が行われる。ここで、排気ガスの方が蒸発燃料混合気より圧力が高いため、排気ガスの方が蒸発燃料混合気より吸気管５３に流入しやすい。ＥＧＲ流量が増加すると、吸気管５３のスロットル弁５４下流における負圧が減るため、パージ流量が目標値より低下してしまう。

そこで、本実施形態のコントローラ３０は、ＥＧＲ流量の増大により生じるパージ流量の低下分が補償されるように、エンジン１２の運転状態として、パージ制御バルブ６４の開度及びスロットル弁５４の開度を制御する。以下、コントローラ３０によって実行されるパージ制御バルブ６４の目標開度及びスロットル弁５４の目標開度を算出するルーチンについて、図３に示すフローチャートを用いて説明する。このルーチンは、エンジン１２の運転時に所定時間おきに繰り返して実行される。

まずステップ（以下Ｓとする）１０１においては、エンジン１２のアイドル制御時におけるスロットル弁５４の要求開度ＴＡＩＳＣが算出される。そして、Ｓ１０２に進む。

Ｓ１０２においては、前述の車両状態を示す信号に基づいてエンジン１２のトルク要求があるか否かが判定される。エンジン１２のトルク要求がない場合、すなわちＳ１０２の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ１１３に進む。一方、エンジン１２のトルク要求がある、すなわちＳ１０２の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ１０３に進む。

Ｓ１０３においては、エンジン１２の要求トルクを達成するためのスロットル弁５４の要求開度ＴＡＴＲＱが算出される。ここでのスロットル弁５４の要求開度ＴＡＴＲＱについては、エンジン１２の要求トルク及びエンジン１２の回転速度ＮＥから算出することができる。そして、Ｓ１０４に進む。

Ｓ１０４においては、ＥＧＲを行うために、前述のＥＧＲ制御指令値としてＥＧＲ制御バルブ６６の目標開度ＴＡＥＧＲが前述のエンジン１２の運転状態を示す信号に応じて算出される。そして、Ｓ１０５に進む。

Ｓ１０５においては、エバポパージを行うために、前述のパージ制御指令値としてパージ制御バルブ６４の目標開度ＴＡＶＳＶが算出される。ここで、ＥＧＲが行われない場合のパージ制御バルブ６４の目標開度ＴＡＶＳＶ０については、前述のエンジン１２の運転状態を示す信号に応じて算出することができる。ただし、エバポパージと同時にＥＧＲも行われる場合は、目標開度ＴＡＶＳＶ０によってパージ制御バルブ６４の開度を制御すると、吸気管５３のスロットル弁５４へ流入する排気ガス（ＥＧＲガス）の流量の増加によって、パージ流量が目標値より低下してしまう。

そこで、本実施形態では、ＥＧＲガスの供給流量に応じてパージ制御バルブ６４の開度の補償量δＶＳＶを算出し、この補償量δＶＳＶ分だけパージ制御バルブ６４の目標開度ＴＡＶＳＶを補償する。より具体的には、ＥＧＲ制御バルブ６６の目標開度ＴＡＥＧＲに応じてパージ制御バルブ６４の開度の補償量δＶＳＶ（パージ制御バルブ６４が開く方向を正とする）を算出し、目標開度ＴＡＶＳＶ０にこの補償量δＶＳＶを加えた値をパージ制御バルブ６４の目標開度ＴＡＶＳＶとする。これによって、ＥＧＲガスの供給流量の増加によるパージ流量の低下分が補償される。なお、パージ制御バルブ６４の開度の補償量δＶＳＶについては、例えば解析的または実験的に設定することができ、ＥＧＲ制御バルブ６６の目標開度ＴＡＥＧＲの増大とともに大きい値の補償量δＶＳＶが設定される。そして、Ｓ１０６に進む。

Ｓ１０６においては、Ｓ１０５で算出されたパージ制御バルブ６４の目標開度ＴＡＶＳＶがパージ制御バルブ６４の全開開度ＡＬＶＳＶより大きいか否かが判定される。Ｓ１０６の判定結果がＮＯの場合は、パージ制御バルブ６４の開度の補償により所望のパージ流量を得ることができると判定し、Ｓ１１１に進む。一方、Ｓ１０６の判定結果がＹＥＳの場合は、パージ制御バルブ６４の開度の補償だけでは所望のパージ流量を得ることができないと判定し、Ｓ１０７に進む。

Ｓ１０７においては、スロットル弁５４の開度の上限値ＴＡＧＤが算出される。ここでのスロットル弁５４の開度の上限値ＴＡＧＤは、ＥＧＲガスの供給流量に応じて変更される。より具体的には、スロットル弁５４の開度が上限値ＴＡＧＤである場合における吸気管５３のスロットル弁５４下流での負圧が略一定値となるように、ＥＧＲ制御バルブ６６の目標開度ＴＡＥＧＲに応じて上限値ＴＡＧＤが設定される。この上限値ＴＡＧＤの設定については、例えば解析的または実験的に行うことができる。そして、Ｓ１０８に進む。

Ｓ１０８においては、Ｓ１０３で算出された要求開度ＴＡＴＲＱとＳ１０１で算出された要求開度ＴＡＩＳＣとの和がＳ１０７で算出された上限値ＴＡＧＤより大きいか否かが判定される。Ｓ１０８の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ１１１に進む。一方、Ｓ１０８の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ１０９に進む。

Ｓ１０９においては、スロットル弁５４の開度が制限されていることを示すために、スロットルガードフラグＸＧＤがオンに設定される。そして、Ｓ１１０に進む。

Ｓ１１０においては、スロットル弁５４の開度が制限されているときのスロットル弁５４の目標開度ＴＡが算出される。ここでは、Ｓ１０７で算出されたスロットル弁５４の開度の上限値ＴＡＧＤをスロットル弁５４の目標開度ＴＡとする。そして、スロットル弁５４の開度がこの目標開度ＴＡとなるように、スロットル弁５４の開度が制御される。これによって、スロットル弁５４の開度が上限値ＴＡＧＤを超えないように制限されるので、吸気管５３のスロットル弁５４下流において所定量以上の負圧を確保することができる。また、パージ制御バルブ６４の目標開度ＴＡＶＳＶを全開開度ＡＬＶＳＶに設定する。そして、パージ制御バルブ６４の開度がこの全開開度ＡＬＶＳＶとなるように、パージ制御バルブ６４の開度が制御される。そして、本ルーチンによる処理を終了する。

一方、Ｓ１０６の判定結果がＮＯの場合またはＳ１０８の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ１１１において、スロットル弁５４の開度が制限されていないことを示すために、スロットルガードフラグＸＧＤがオフに設定される。そして、Ｓ１１２に進む。

Ｓ１１２においては、スロットル弁５４の開度が制限されていないときのスロットル弁５４の目標開度ＴＡが算出される。ここでは、Ｓ１０１で算出された要求開度ＴＡＩＳＣとＳ１０３で算出された要求開度ＴＡＴＲＱとの和をスロットル弁５４の目標開度ＴＡとする。そして、スロットル弁５４の開度がこの目標開度ＴＡとなるように、スロットル弁５４の開度が制御される。また、パージ制御バルブ６４の開度がＳ１０５で算出された目標開度ＴＡＶＳＶとなるように、パージ制御バルブ６４の開度が制御される。そして、本ルーチンによる処理を終了する。

また、Ｓ１０２の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ１１３において、スロットル弁５４の開度が制限されていないことを示すために、スロットルガードフラグＸＧＤがオフに設定される。そして、Ｓ１１４に進む。

Ｓ１１４においては、エンジン１２のトルク要求がないときのスロットル弁５４の目標開度ＴＡが算出される。ここでは、Ｓ１０１で算出された要求開度ＴＡＩＳＣをスロットル弁５４の目標開度ＴＡとする。そして、スロットル弁５４の開度がこの目標開度ＴＡとなるように、スロットル弁５４の開度が制御される。そして、本ルーチンによる処理を終了する。

以上のルーチンにおいて、スロットル弁５４の開度を変化させると、エンジン１２が発生する駆動トルクが変化するため、駆動輪３２に発生する出力も変化して駆動輪３２に発生する出力と要求出力との間に偏差が発生することになる。ただし、ハイブリッド車両においては、スロットル弁５４の開度の変化に応じてモータ１０の出力も変化させることにより、駆動輪３２に発生する出力の変化を補償することができる。以下、駆動輪３２に発生する出力の変化を補償するためのモータ１０の目標出力を算出するルーチンを図４に示すフローチャートを用いて説明する。このルーチンは、エンジン１２の運転時に所定時間おきに繰り返して実行される。

まずＳ２０１においては、動力源要求出力ＰＶが算出される。ここでの動力源要求出力ＰＶは、エンジン１２の目標出力とモータ１０の目標出力との和であり、例えばアクセル開度、車速、及びバッテリ２２の容量から要求されるジェネレータ１４の発電電力から算出することができる。そして、Ｓ２０２に進む。

Ｓ２０２においては、スロットル弁５４の開度が制限されているか否か、すなわちスロットルガードフラグＸＧＤがオンであるか否かが判定される。スロットルガードフラグＸＧＤがオフの場合、すなわちＳ２０２の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ２０３に進む。一方、スロットルガードフラグＸＧＤがオンの場合、すなわちＳ２０２の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ２０４に進む。

Ｓ２０３においては、スロットル弁５４の開度が制限されていないときのエンジン１２の目標出力ＰＥが算出される。ここでのエンジン１２の目標出力ＰＥについては、エンジン回転速度ＮＥ及びＳ１１２で算出されたスロットル弁５４の目標開度ＴＡ＝ＴＡＴＲＱ＋ＴＡＩＳＣ、あるいはエンジン回転速度ＮＥ及びＳ１１４で算出されたスロットル弁５４の目標開度ＴＡ＝ＴＡＩＳＣから算出することができる。そして、Ｓ２０５に進む。

Ｓ２０４においては、スロットル弁５４の開度が制限されているときのエンジン１２の目標出力ＰＥが算出される。ここでのエンジン１２の目標出力ＰＥについては、エンジン回転速度ＮＥ及びＳ１１０で算出されたスロットル弁５４の目標開度ＴＡ＝ＴＡＧＤから算出することができる。そして、Ｓ２０５に進む。

Ｓ２０５においては、モータ１０の目標出力ＰＭが算出される。モータ１０の目標出力ＰＭは、動力源要求出力ＰＶとエンジン１２の目標出力ＰＥとの差によって算出される。そして、モータ１０の出力がこの目標出力ＰＭとなるように、インバータ２０の駆動がコントローラ３０によって制御される。そして、本ルーチンによる処理を終了する。

以上のルーチンを実行することにより、スロットル弁５４の開度が減少してエンジン１２が発生する駆動トルクが減少しても、モータ１０の出力を増加させることにより駆動輪３２に発生する出力の減少を補償することができる。したがって、スロットル弁５４の開度が減少しても駆動輪３２に発生する出力はほとんど変化しない。

以上説明したように、本実施形態においては、スロットル弁５４の開度が上限値ＴＡＧＤを超えないように制限されることにより、吸気管５３のスロットル弁５４下流において所定量以上の負圧を確保することができる。このスロットル弁５４の開度の制限によって、ＥＧＲ流量の増大により生じるパージ流量の低下分を補償することができるので、ＥＧＲ流量を増加させても所望のパージ流量を十分に確保することができる。したがって、エバポパージ能力を向上させつつ、ＥＧＲによる燃費向上や排気エミッションの低減を実現することができる。

さらに、このスロットル弁５４の開度の制限については、ＥＧＲ流量に応じてパージ制御弁６４の開度を補償する制御だけでは所望のパージ流量を得ることができないと判定した場合に行われる。これによって、パージ制御弁６４の開度の制御だけでは所望のパージ流量を得ることができない場合でも、スロットル弁５４の開度の制限により所望のパージ流量を十分に確保することができる。

また、スロットル弁５４の開度の上限値ＴＡＧＤについては、スロットル弁５４の開度が上限値ＴＡＧＤである場合における吸気管５３のスロットル弁５４下流での負圧が略一定値となるように設定される。この上限値ＴＡＧＤの設定によって、ＥＧＲ流量が変化しても、吸気管５３のスロットル弁５４下流において所定量以上の負圧を安定して確保することができる。

また、本実施形態においては、スロットル弁５４の開度の減少に応じてモータ１０の出力を増加させることにより、駆動輪３２に発生する出力の減少を補償することができるので、スロットル弁５４の開度が減少しても駆動輪３２に発生する出力がほとんど変化しないように制御を行うことができる。

なお、特許文献２には、ＥＧＲガスを吸気管へ供給できるだけの吸気管負圧を確保するようにスロットル開度を制限するとともに、エンジンの出力を確保するように燃料供給量を調整することが開示されている。しかし、ＥＧＲ流量の増大に起因するパージ流量の低下を補償することについては、特許文献２には何ら開示がない。したがって、本実施形態は特許文献２と思想が異なる。

以上の説明においては、図３のフローチャートのＳ１０６でパージ制御バルブ６４の開度の補償だけでは所望のパージ流量を得ることができないと判定されたときに、スロットル弁５４の開度を制限する場合について説明した。ただし、本実施形態においては、Ｓ１０６でパージ制御バルブ６４の開度の補償だけでは所望のパージ流量を得ることができないと判定されたときに、ＥＧＲガスの供給流量に応じてスロットル弁５４の開度の補償量δＴＡを算出し、この補償量δＴＡ分だけスロットル弁５４の目標開度ＴＡを補償することもできる。このスロットル弁５４の目標開度ＴＡの補償によっても、ＥＧＲ流量の増大により生じる吸気管５３のスロットル弁５４下流における負圧の低下分を補償することができるので、所望のパージ流量を十分に確保することができる。

この場合は、図３のフローチャートのＳ１０７において、ＥＧＲ制御バルブ６６の目標開度ＴＡＥＧＲに応じてスロットル弁５４の開度の補償量δＴＡ（スロットル弁５４が閉じる方向を正とする）が算出される。ここで、スロットル弁５４の開度の補償量δＴＡについては、例えば解析的または実験的に設定することができ、ＥＧＲ制御バルブ６６の目標開度ＴＡＥＧＲの増大とともに大きい値の補償量δＴＡが設定される。そして、図３のフローチャートのＳ１０８を省略し、Ｓ１１０において、ＴＡＩＳＣ＋ＴＡＴＲＱ−δＴＡをスロットル弁５４の目標開度ＴＡとする。なお、この場合のフラグＸＧＤは、スロットル弁５４の開度が補償されているか否かを示すフラグとなる。

また、以上の説明においては、本実施形態に係る制御装置の制御対象である内燃機関を含む車両がハイブリッド車両である場合について説明した。ただし、本実施形態に係る制御装置はハイブリッド車両でなくても適用することができる。

図５に示すように、エンジン１２が発生する駆動トルクを無段変速機３６により変速して駆動輪３２に伝達することができる車両においては、スロットル弁５４の開度の変化に応じて無段変速機３６の変速比を変化させることによって、駆動輪３２に発生する出力の変化を補償することができる。図５に示す構成の車両においては、エンジン１２が発生する駆動トルクは、トルクコンバータ３４、前後進切換装置３５、無段変速機３６、及びディファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３２に伝達される。

以下、駆動輪３２に発生する出力の変化を補償するための無段変速機３６の目標変速比を算出するルーチンを図６に示すフローチャートを用いて説明する。このルーチンは所定時間おきに繰り返して実行される。

まずＳ３０１においては、車両要求出力ＰＶが算出される。ここでの車両要求出力ＰＶについては、例えばアクセル開度及び車速から算出することができる。そして、Ｓ３０２に進む。

Ｓ３０２においては、スロットル弁５４の開度が制限されているか否か、すなわちスロットルガードフラグＸＧＤがオンであるか否かが判定される。スロットルガードフラグＸＧＤがオフの場合、すなわちＳ３０２の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ３０３に進む。一方、スロットルガードフラグＸＧＤがオンの場合、すなわちＳ３０２の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ３０４に進む。

Ｓ３０３においては、スロットル弁５４の開度が制限されていないときのエンジン１２の目標回転速度ＮＥＴＡＧが算出される。ここでのエンジン１２の目標回転速度ＮＥＴＡＧについては、車両要求出力ＰＶ及びＳ１１２で算出されたスロットル弁５４の目標開度ＴＡ＝ＴＡＴＲＱ＋ＴＡＩＳＣ、あるいは車両要求出力ＰＶ及びＳ１１４で算出されたスロットル弁５４の目標開度ＴＡ＝ＴＡＩＳＣから算出することができる。そして、Ｓ３０５に進む。

Ｓ３０４においては、スロットル弁５４の開度が制限されているときのエンジン１２の目標回転速度ＮＥＴＡＧが算出される。ここでのエンジン１２の目標回転速度ＮＥＴＡＧについては、車両要求出力ＰＶ及びＳ１１０で算出されたスロットル弁５４の目標開度ＴＡ＝ＴＡＧＤから算出することができる。そして、Ｓ３０５に進む。

Ｓ３０５においては、無段変速機３６の目標変速比Ｇｒが算出される。ここでの無段変速機３６の目標変速比Ｇｒは、車速及びエンジン１２の目標回転速度ＮＥＴＡＧから算出される。そして、無段変速機３６の変速比がこの目標変速比Ｇｒとなるように、無段変速機３６の変速比がコントローラ３０によって制御される。そして、本ルーチンによる処理を終了する。

以上のルーチンを実行することにより、スロットル弁５４の開度が減少してエンジン１２が発生する駆動トルクが減少しても、無段変速機３６の変速比をダウンシフトさせてエンジン１２の回転速度を増大させることにより、駆動輪３２に発生する出力の減少を補償することができる。したがって、スロットル弁５４の開度が減少しても駆動輪３２に発生する出力がほとんど変化しないように制御を行うことができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る制御装置の制御対象である内燃機関を含むハイブリッド車両の構成の概略を示す図である。本発明の実施形態に係る制御装置の制御対象である内燃機関の構成の概略を示す図である。パージ制御バルブの目標開度及びスロットル弁の目標開度を算出するルーチンを説明するフローチャートである。モータの目標出力を算出するルーチンを説明するフローチャートである。本発明の実施形態に係る制御装置の制御対象である内燃機関を含む車両の他の構成の概略を示す図である。無段変速機の目標変速比を算出するルーチンを説明するフローチャートである。

符号の説明

１０モータ、１２エンジン、１４ジェネレータ、１６動力分配機構、１８減速機、２０インバータ、２２バッテリ、３０コントローラ、３２駆動輪、３６無段変速機、５３吸気管、５４スロットル弁、５９インジェクタ、６０燃料タンク、６２キャニスタ、６４パージ制御バルブ、６６ＥＧＲ制御バルブ、７０排気管。

Claims

吸気管のスロットル弁下流における蒸発燃料の供給量及び排気ガスの供給量を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記排気ガスの供給量増大により生じる前記蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように、内燃機関の運転状態を制御する補償制御手段を有し、
前記蒸発燃料の供給量は、パージ制御弁の開度を制御することによって制御され、
前記補償制御手段は、前記排気ガスの供給量増大により生じる前記蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように、前記パージ制御弁の開度を制御し、
さらに、前記補償制御手段は、前記蒸発燃料の供給量が目標値より低下すると判定した場合は、該蒸発燃料の供給量低下分が補償されるように前記スロットル弁の開度を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記補償制御手段は、前記スロットル弁の開度を制御する場合は、前記排気ガスの供給量に応じて前記スロットル弁の開度の補償量を演算し、該補償量に基づいて該スロットル弁の開度を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記補償制御手段は、前記スロットル弁の開度を制御する場合は、前記スロットル弁の開度が上限値を超えないように、該スロットル弁の開度を制限することを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項３に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記補償制御手段は、前記排気ガスの供給量に応じて前記上限値を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項４に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記補償制御手段は、前記スロットル弁の開度が前記上限値である場合における吸気管のスロットル弁下流の負圧が略一定となるように、前記排気ガスの供給量に応じて前記上限値を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記補償制御手段は、前記パージ制御弁の開度を制御する場合は、前記排気ガスの供給量に応じて前記パージ制御弁の開度の補償量を演算し、該補償量に基づいて該パージ制御弁の開度を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。