JP5013097B2 - エンジンの制御装置、エンジンの燃料供給系の異常診断方法、コンピュータプログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮比を変更可能に構成されたエンジンの制御装置、前記エンジンにおける燃料供給系の異常を診断する方法、前記方法における各行程をエンジンコントロールユニットにて実行させるためのコンピュータプログラム、及び、前記コンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

従来、空燃比フィードバック補正値あるいはその学習補正値に基づいて、エンジンの燃料供給系（インジェクタ、キャニスタパージ機構、等）の異常・故障の診断を行う装置が知られている（例えば、特開平５−２６０８５号公報、特開平５−１６３９８３号公報、特開平８−３１９８６７号公報、特開２００１−２７１６９２号公報、等）。
特開平５−２６０８５号公報 特開平５−１６３９８３号公報 特開平８−３１９８６７号公報 特開２００１−２７１６９２号公報 特開２００３−２０６７７１号公報 特開２００４−１５６５４１号公報

ところで、いわゆる可変圧縮比エンジンが知られている（例えば、特開２００３−２０６７７１号公報、特開２００４−１５６５４１号公報、等参照。）。この可変圧縮比エンジンにおいては、圧縮比が変更されると、燃焼効率が変化することで、燃焼室から排出される排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等のエミッションの量が変化する。例えば、圧縮比が低下させられると、燃焼効率が低下し、未燃ＨＣが増加する。よって、燃料供給系の診断中に圧縮比が不用意に変更されると、燃料供給系に異常が生じていないのにもかかわらず誤って異常判定がされてしまうなど、診断の精度が悪くなる可能性がある。

本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、燃料供給系の診断の精度を従来よりもいっそう向上させることにある。

本発明は、圧縮比を変更可能に構成されたエンジンの制御装置（以下、単に「制御装置」と称する。）、及び当該エンジンの燃料供給系の異常診断方法（以下、単に「燃料系診断方法」と称する。）に適用される。なお、本発明の対象には、これらの制御装置や燃料系診断方法の他、後述の手段・機能・動作をエンジンコントロールユニットにて実現あるいは実行させるためのコンピュータプログラムや、このプログラムを格納した記録媒体も含まれる。

本発明の制御装置は、運転状態に応じて圧縮比を制御する、圧縮比制御部（圧縮比制御手段）を備えている。本制御装置は、異常診断部（異常診断手段）を備え得る。異常診断部は、燃料供給系の異常診断を行うように構成されている。また、本制御装置は、エミッション量取得部（エミッション量取得手段）を備え得る。エミッション量取得部は、エンジンの排気ガス中のエミッション量（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の量あるいはガス中濃度）に対応した情報を取得するように構成されている。この場合、上述の異常診断部は、エミッション量取得部によって取得された前記情報に基づいて、燃料供給系の異常診断を行うように構成され得る。

（Ａ）本発明の一側面における特徴は、燃料供給系の異常診断中に、圧縮比を一定に制御することにある。

かかる本発明においては、燃料供給系の異常診断中、エンジンの圧縮比が一定に制御される。これにより、例えば、異常診断中における、燃料供給系の状態変化に起因するもの以外の空燃比変化が抑制される。したがって、本発明によれば、診断精度が従来よりもいっそう向上する。

（Ｂ）本発明の他の側面における特徴は、圧縮比に応じて燃料供給系の異常診断を行うことにある。

かかる本発明においては、燃料供給系の異常診断が、エンジンの圧縮比に応じて行われる。例えば、異常診断のために用いられるパラメータ（空燃比フィードバック補正値や空燃比学習補正値）が、圧縮比に応じて補正される。これにより、診断精度が従来よりもいっそう向上する。

（Ｃ）燃料供給系の異常診断の際には、エンジンが高圧縮比に設定されることが好適である。これにより、診断中の燃焼効率が向上し、未燃ＨＣ量が抑制される。したがって、より精度の良い異常診断が行われ得る。

以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。

なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。実施形態に対する変形例（modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、首尾一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。

＜システムの全体構成＞
図１は、直列複数気筒のエンジン１と、これを制御するための制御装置２と、を含む、システムＳ（車両等）の全体構成を示す概略構成図である。なお、図１には、気筒配列方向と直交する面によるエンジン１の側断面図が示されているものとする。

本実施形態においては、エンジン１は、後述するように、機械的圧縮比と吸排気バルブタイミングとを変更することで、実圧縮比を変更可能に構成されている。また、本発明の一実施形態である制御装置２は、かかるエンジン１を制御するように構成されている。

＜＜エンジン＞＞
エンジン１は、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２と、クランクケース１３と、可変圧縮比機構１４と、吸気系統１５と、排気系統１６と、を備えている。

＜＜＜シリンダブロック＞＞＞
シリンダブロック１１には、略円柱形状の貫通孔であるシリンダボア１１１が形成されている。シリンダボア１１１の内側には、ピストン１１２が、シリンダ中心軸（シリンダボア１１１の中心軸線）ＣＣＡに沿って往復移動可能に収容されている。また、シリンダボア１１１の周囲には、冷却水の通路であるウォータージャケット１１３が形成されている。

＜＜＜シリンダヘッド＞＞＞
シリンダブロック１１の図中上端部（ピストン１１２の上死点側の端部）には、シリンダヘッド１２が接合されている。シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１１に対して相対移動しないように、シリンダブロック１１の前記上端部に対して、図示しないボルト等によって固定されている。

シリンダヘッド１２の図中下端部（シリンダブロック１１に対向する側の端部）には、複数の凹部が、各シリンダボア１１１の上端部に対応する位置に設けられている。燃焼室ＣＣは、シリンダヘッド１２がシリンダブロック１１に接合されて固定された状態における、ピストン１１２の頂面よりも上側（シリンダヘッド１２側）のシリンダボア１１１の内側の空間と、上述の凹部の内側（下側）の空間と、によって形成されている。

シリンダヘッド１２には、燃焼室ＣＣに連通するように、吸気ポート１２１及び排気ポート１２２が形成されている。また、シリンダヘッド１２には、燃焼室ＣＣと吸気ポート１２１及び排気ポート１２２との連通状態を制御するために、吸気バルブ１２３、排気バルブ１２４、可変吸気バルブタイミング装置１２５、及び可変排気バルブタイミング装置１２６、が設けられている。

可変吸気バルブタイミング装置１２５及び可変排気バルブタイミング装置１２６は、吸気バルブ１２３及び排気バルブ１２４の開閉タイミングを変更することで、実圧縮比を変更し得るように構成されている。かかる可変吸気バルブタイミング装置１２５及び可変排気バルブタイミング装置１２６の具体的な構成については周知なので、その説明を省略する。

＜＜＜クランクケース＞＞＞
クランクケース１３内には、クランクシャフト１３１が回転可能に支持されている。クランクシャフト１３１は、気筒配列方向（図１における紙面に垂直な方向）と平行に配置されている。このクランクシャフト１３１は、ピストン１１２のシリンダ中心軸ＣＣＡに沿った往復移動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド１３２を介して、ピストン１１２と連結されている。

＜＜＜可変圧縮比機構＞＞＞
本実施形態の可変圧縮比機構１４は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２との接合体を、クランクケース１３に対して、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って互いに相対移動させて、隙間容積を変更することで、機械的圧縮比を変更し得るように構成されている。この可変圧縮比機構１４は、特開２００３−２０６７７１号公報や特開２００７−０５６８３７号公報等に記載されているものと同様の構成を備えている。したがって、本明細書においては、この機構の詳細な説明を省略し、概要についてのみ説明する。

可変圧縮比機構１４は、連結機構１４１と、駆動機構１４２と、を備えている。連結機構１４１は、シリンダブロック１１とクランクケース１３とを、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って互いに相対移動可能に連結するように構成されている。駆動機構１４２は、モータやギヤ機構等を備えていて、シリンダブロック１１とクランクケース１３とをシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って互いに相対移動させ得るように構成されている。

＜＜＜吸気系統＞＞＞
吸気系統１５は、吸気通路１５１を備えている。吸気通路１５１は、インテークマニホールドやサージタンク等を含み、吸気ポート１２１に接続されている。吸気通路１５１には、スロットルバルブ１５２が介装されている。スロットルバルブ１５２は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ１５３によって回転駆動されるように構成されている。吸気ポート１２１には、インジェクタ１５４が介装されている。

インジェクタ１５４は、燃焼室ＣＣ内に供給するための燃料を吸気ポート１２１内に噴射し得るように構成及び配置されている。このインジェクタ１５４は、燃料タンク１５５と図示しない燃料供給経路を介して接続されている。燃料タンク１５５の上端部には、「気化した燃料」（以下、「ベーパー」と称する）を排出するためのベーパー排出口１５５ａが設けられている。燃料タンク１５５からベーパー排出口１５５ａを介して排出されたベーパーは、キャニスタ１５６によって吸蔵されるようになっている。

キャニスタ１５６は、周知のチャコールキャニスタであって、所定量のベーパーを吸蔵可能に構成されている。キャニスタ１５６には、タンクポート１５６ａと、パージポート１５６ｂと、が設けられている。タンクポート１５６ａは、燃料タンク１５５のベーパー排出口１５５ａと、ベーパー捕集管１５７を介して接続されている。パージポート１５６ｂは、吸気通路１５１における、スロットルバルブ１５２とインジェクタ１５４との間の位置と、パージ流路１５８を介して接続されている。パージ流路１５８には、電磁開閉弁であるパージ制御バルブ１５９が介装されている。

なお、本実施形態におけるスロットルバルブ１５２やインジェクタ１５４等の、燃焼室ＣＣに対して燃料混合気を供給するための構成が、本発明の燃料供給系に相当する。

＜＜＜排気系統＞＞＞
排気系統１６は、排気通路１６１を備えている。排気通路１６１は、エキゾーストマニホールドを含み、排気ポート１２２に接続されている。排気通路１６１には、触媒コンバータ１６２が介装されている。触媒コンバータ１６２は、酸素吸蔵機能を有する三元触媒をその内部に備えていて、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘを浄化可能に構成されている。

＜＜制御装置＞＞
本実施形態の制御装置２は、本発明の圧縮比制御部、異常診断部、エミッション量取得部を構成するエンジンコントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」と略称する。）２１０を備えている。ＥＣＵ２１０は、ＣＰＵ２１１と、ＲＯＭ２１２と、ＲＡＭ２１３と、バックアップＲＡＭ２１４と、インターフェース２１５と、バス２１６と、を備えている。ＣＰＵ２１１、ＲＯＭ２１２、ＲＡＭ２１３、バックアップＲＡＭ２１４、及びインターフェース２１５は、バス２１６によって互いに接続されている。

ＲＯＭ２１２には、ＣＰＵ２１１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、及びパラメータ等が予め格納されている。ＲＡＭ２１３は、ＣＰＵ２１１がルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ２１４は、電源が投入された状態でＣＰＵ２１１がルーチンを実行する際にデータが格納されるとともに、この格納されたデータが電源遮断後も保持され得るように構成されている。

インターフェース２１５は、後述する各種センサと電気回路的に接続されていて、これらのセンサからの信号をＣＰＵ２１１に伝達し得るように構成されている。また、インターフェース２１５は、可変吸気バルブタイミング装置１２５、可変排気バルブタイミング装置１２６、駆動機構１４２、スロットルバルブアクチュエータ１５３、インジェクタ１５４、パージ制御バルブ１５９、等の動作部と電気回路的に接続されていて、これらの動作部を動作させるための動作信号をＣＰＵ２１１からこれらの動作部に伝達し得るように構成されている。すなわち、制御装置２は、インターフェース２１５を介して上述の各種センサからの信号を受け取り、当該信号に応じたＣＰＵ２１１の演算結果に基づいて、上述の動作信号を各動作部に向けて送出するように構成されている。

＜＜＜各種センサ＞＞＞
システムＳには、エアフローメータ２２１、吸気温センサ２２２、スロットルポジションセンサ２２３、吸気カムポジションセンサ２２４、排気カムポジションセンサ２２５、クランクポジションセンサ２２６、冷却水温センサ２２７、上流側空燃比センサ２２８、下流側空燃比センサ２２９、燃料温センサ２３１、アクセル開度センサ２３２、等の各種のセンサが設けられている。

エアフローメータ２２１、吸気温センサ２２２、及びスロットルポジションセンサ２２３は、吸気通路１５１に装着されている。エアフローメータ２２１は、吸気通路１５１内を流れる吸入空気の質量流量である吸入空気流量Ｇａに対応する信号を出力するように構成されている。吸気温センサ２２２は、吸入空気の温度に対応する信号を出力するように構成されている。スロットルポジションセンサ２２３は、スロットルバルブ１５２の回転位相（スロットルバルブ開度ＴＡ）に対応する信号を出力するように構成されている。

吸気カムポジションセンサ２２４及び排気カムポジションセンサ２２５は、シリンダヘッド１２に装着されている。吸気カムポジションセンサ２２４は、吸気バルブ１２３を往復移動させるための図示しない吸気カムシャフト（可変吸気バルブタイミング装置１２５に含まれている）の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するように構成されている。排気カムポジションセンサ２２５も、同様に、図示しない排気カムシャフトの回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するように構成されている。

クランクポジションセンサ２２６は、クランクケース１３に装着されている。このクランクポジションセンサ２２６は、クランクシャフト１３１の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するように構成されている。具体的には、クランクポジションセンサ２２６は、クランクシャフト１３１が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに、クランクシャフト１３１が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するように構成されている。すなわち、クランクポジションセンサ２２６は、エンジン回転数Ｎｅに対応する信号を出力するように構成されている。

冷却水温センサ２２７は、シリンダブロック１１に装着されている。この冷却水温センサ２２７は、冷却水温Ｔｗ（シリンダブロック１１におけるウォータージャケット１１３内の冷却水の温度）に対応する信号を出力するように構成されている。

ＥＣＵ２１０とともに本発明のエミッション量取得部を構成する上流側空燃比センサ２２８及び下流側空燃比センサ２２９は、排気通路１６１に装着されている。上流側空燃比センサ２２８は、触媒コンバータ１６２よりも排気ガスの流動方向における上流側に配置されている。下流側空燃比センサ２２９は、触媒コンバータ１６２よりも排気ガスの流動方向における下流側に配置されている。

図２Ａは、図１に示されている上流側空燃比センサ２２８の出力特性を示すグラフである。図２Ｂは、図１に示されている下流側空燃比センサ２２９の出力特性を示すグラフである。上流側空燃比センサ２２８は、図２Ａに示されているように、幅広い空燃比の範囲で比較的リニアな出力特性を有する全領域型の空燃比センサである。具体的には、この上流側空燃比センサ２２８は、限界電流式酸素濃度センサから構成されている。下流側空燃比センサ２２９は、図２Ｂに示されているように、理論空燃比よりもリッチ側及びリーン側にてほぼ一定である一方で理論空燃比の前後において急変する出力特性を有する空燃比センサである。具体的には、この下流側空燃比センサ２２９は、固体電解質型のジルコニア酸素センサから構成されている。

再び図１を参照すると、燃料タンク１５５には、燃料温センサ２３１が装着されている。この燃料温センサ２３１は、燃料タンク１５５内の燃料温度に対応する出力を生じるように構成されている。

アクセル開度センサ２３２は、運転者によって操作されるアクセルペダル２３３の操作量Ａccpに対応する信号を出力するように構成されている。また、運転者によって視認されやすい位置には、警報装置２３４が設けられている。この警報装置２３４は、警告表示灯等を備えている。

＜動作の概要＞
本実施形態のシステムＳにおいては、制御装置２にて、以下の処理が行われる。

＜＜空燃比制御＞＞
スロットルバルブ開度等に基づいて、目標空燃比が設定される。この目標空燃比は、通常は理論空燃比に設定される。一方、加速時等には、必要に応じて、理論空燃比から若干リッチ側あるいはリーン側にシフトした値に目標空燃比が設定され得る。

上述のようにして設定された目標空燃比と、吸入空気流量等と、に基づいて、インジェクタ１５４から噴射される燃料量の基本値（基本燃料噴射量）が取得される。エンジン１の始動直後で上流側空燃比センサ２２８及び下流側空燃比センサ２２９が充分に暖機されていない場合等、所定のフィードバック制御条件が成立していない場合は、基本燃料噴射量に基づくオープンループ制御が行われる（このオープンループ制御では学習補正係数に基づく学習制御が行われ得る）。これらのセンサの活性化後にフィードバック制御条件が成立した場合は、基本燃料噴射量が、上流側空燃比センサ２２８及び下流側空燃比センサ２２９からの出力に基づいてフィードバック補正されることで、インジェクタ１５４からの実際の燃料噴射量（指令燃料噴射量）が取得される。また、上流側空燃比センサ２２８及び下流側空燃比センサ２２９からの出力に基づいて、上述のオープンループ制御の際の学習補正係数を取得するための学習制御が行われる。

＜＜圧縮比制御＞＞
暖機状態や負荷状態等の、エンジン１の運転条件に基づいて、圧縮比が設定される。本実施形態においては、運転条件に基づいて、圧縮比の変更が行われる。但し、燃料供給系の異常診断（以下、「燃料系ＯＢＤ」と称する。）が行われる場合、運転条件に応じた圧縮比の変更は禁止され、圧縮比が一定に保持される。

＜動作の具体例＞
次に、図１に示されている本実施形態の制御装置２の動作の具体例について、フローチャートを用いて説明する。

＜＜燃料系ＯＢＤ条件判定＞＞
ＣＰＵ２１１は、図３に示されている燃料系ＯＢＤ条件判定ルーチン３００を、所定タイミング毎に実行する。

まず、ステップ３１０（以下、「ステップ」を“Ｓ”と略称する。図面でも「ステップ」は“Ｓ”と略記されている。）にて、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ０以上であるか否か、すなわち、エンジン１が暖機後であるか否かが判定される。

暖機後である場合（Ｓ３１０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ３２０に進行し、タイマｔｐのカウント値が所定値ｔｐ０を超えているかが判定される。このタイマｔｐは、エンジン１の稼働時間の経過とともにカウントアップされるとともに、キャニスタ１５６のパージが実施されるとクリアされるタイマである。なお、このタイマｔｐのカウント値は、バックアップＲＡＭ２１４に格納されることで、エンジン１の停止中も保持されるようになっている。

キャニスタ１５６のパージ実行から所定時間経過した場合（Ｓ３２０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ３３０に進行し、現在の機械的圧縮比εが所定値ε１を超えているか否かが判定される。この所定値ε１は、エンジン１にて設定され得る機械的圧縮比εの範囲のうちの比較的高めの数値である。

機械的圧縮比εが所定値ε１を超えている場合（Ｓ３３０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ３４０に進行し、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされる。すなわち、エンジン１の暖機が完了し（Ｓ３１０＝Ｙｅｓ）、キャニスタ１５６のパージ実行から所定時間経過し（Ｓ３２０＝Ｙｅｓ）、且つ機械的圧縮比εが所定値ε１を超えている場合（Ｓ３３０＝Ｙｅｓ）に、燃料系ＯＢＤ条件が成立していると判定される。その後、本ルーチンが一旦終了する。

一方、エンジン１が暖機中である場合（Ｓ３１０＝Ｎｏ）、キャニスタ１５６のパージ実行から所定時間経過していない場合（Ｓ３２０＝Ｎｏ）、又は機械的圧縮比εが所定値ε１以下である場合（Ｓ３３０＝Ｎｏ）、処理がＳ３５０に進行し、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがリセットされ、本ルーチンが一旦終了する。

＜＜機械的圧縮比設定＞＞
ＣＰＵ２１１は、図４に示されている機械的圧縮比設定ルーチン４００を、所定タイミング毎に実行する。なお、このルーチン４００の処理によって、本発明の圧縮比制御手段あるいは圧縮比制御ステップが実現されている。

まず、Ｓ４１０にて、エンジン１が暖機後であるか否か（冷却水温Ｔｗ≧Ｔｗ0であるか否か）が判定される。エンジン１が暖機中である場合（Ｓ４１０＝Ｎｏ）、処理がＳ４２０に進行する。Ｓ４２０においては、排気温度を上昇させることでエンジン１や触媒コンバータ１６２の暖機を促進するために、機械的圧縮比εが、低めの値ε０に設定される。その後、機械的圧縮比εの値がバックアップＲＡＭ２１４に格納され（Ｓ４２５）、本ルーチンが一旦終了する。

エンジン１が暖機後である場合（Ｓ４１０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ４３０に進行し、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされているか否かが判定される。燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされていない場合（Ｓ４３０＝Ｎｏ）、現在の運転条件は、エンジン１の暖機後の通常運転である。よって、この場合、処理がＳ４４０に進行する。Ｓ４４０においては、機械的圧縮比εが、エンジン回転数Ｎｅや負荷率ＫＬに基づいて、マップ等を用いて取得される。なお、負荷率ＫＬは、周知の通り、吸入空気流量Ｇａ、スロットルバルブ開度ＴＡ、あるいはアクセル操作量Ａccpに基づいて取得され得る。その後、機械的圧縮比εの値がバックアップＲＡＭ２１４に格納され（Ｓ４４５）、本ルーチンが一旦終了する。

エンジン１が暖機後であり（Ｓ４１０＝Ｙｅｓ）、且つ燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされている場合（Ｓ４３０＝Ｙｅｓ）、燃料系ＯＢＤが実行される。この場合、処理がＳ４５０に進行し、バックアップＲＡＭ２１４に格納された機械的圧縮比εの値が読み込まれる。すなわち、機械的圧縮比εが、前回（所定値ε１より大きな、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされた時点の値）と同じ値に設定されることで、比較的高めな一定の値に保持される。その後、本ルーチンが一旦終了する。

＜＜燃料系ＯＢＤ＞＞
ＣＰＵ２１１は、図５に示されている燃料系ＯＢＤルーチン５００を、所定タイミング毎に実行する。なお、このルーチン５００の処理によって、本発明の異常診断手段あるいは異常診断ステップが実現されている。

まず、Ｓ５１０にて、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされているか否かが判定される。燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされている場合（Ｓ５１０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ５２０以降に進行する。燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされていない場合（Ｓ５１０＝Ｎｏ）、Ｓ５２０以降の処理がスキップされ、本ルーチンが一旦終了する。

Ｓ５２０においては、バックアップＲＡＭ２１４に格納された、空燃比制御における学習補正値ＫＧが読み込まれる。この学習補正値ＫＧは、上流側空燃比センサ２２８からの出力に基づいて得られた排気ガス中の空燃比（エミッション量）等に基づいて得られたものである（このＳ５２０の処理、あるいはその前提となる、上流側空燃比センサ２２８からの出力に基づく排気ガス中のエミッション量の取得処理によって、本発明のエミッション量取得手段あるいはエミッション量取得ステップが実現されている。）。続いて、Ｓ５３０にて、この学習補正値ＫＧが所定値ＫＧ０より小さいか否かが判定される。学習補正値ＫＧが所定値ＫＧ０以上である場合（Ｓ５３０＝Ｎｏ）、燃料系の異常発生が判定され、処理がＳ５４０に進行し、警報装置２３４によって運転者に対して警報が発せられる。学習補正値ＫＧが所定値ＫＧ０より小さい場合（Ｓ５３０＝Ｙｅｓ）、本ルーチンが一旦終了する。

＜実施形態の構成による作用・効果＞
・本実施形態においては、燃料系ＯＢＤ実施中において、運転条件に応じた機械的圧縮比の変化が禁止されることで、機械的圧縮比が一定に制御される。これにより、燃料系ＯＢＤ実施中における、燃料供給系の状態変化に起因するもの以外の空燃比変化が抑制される。したがって、本発明によれば、診断精度が従来よりもいっそう向上する。

・高圧縮比の場合、燃焼効率の向上及び燃焼温度の上昇のため、吸気ポート１２１の内壁等への未燃燃料の付着が抑制されるとともに、当該付着燃料の揮発が促進される。このため、排気ガス中の未燃ＨＣ量が抑制される。すなわち、燃料噴射量制御における、当該付着燃料分の影響が減少し、燃料噴射量の制御性が向上する。よって、空燃比学習補正値ＫＧの増大が抑制される。

そこで、本実施形態においては、燃料系ＯＢＤ実施中に機械的圧縮比が比較的高めの値に設定される。これにより、燃料系ＯＢＤが、さらに精度よく実施され得る。

＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体的構成例を単に例示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の実施形態によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の実施形態に示された具体的構成に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。

以下、変形例について幾つか例示する。ここで、以下の変形例の説明において、上述の実施形態における各構成要素と同様の構成・機能を有する構成要素については、当該変形例においても同一の名称及び同一の符号が付されているものとする。そして、当該構成要素の説明については、上述の実施形態における説明が、矛盾しない範囲で適宜援用され得るものとする。

もっとも、変形例とて、下記のものに限定されるものではないことは、いうまでもない。本発明を、上述の実施形態や下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、（特に先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。

また、上述の実施形態の構成、及び下記の各変形例に記載された構成は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜複合して適用され得ることも、いうまでもない。

（１）本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、バイオエタノールエンジン、その他の任意のタイプの内燃機関に適用され得る。気筒数、気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）、燃料噴射方式（ポート噴射、筒内直接噴射）も、特に限定はない。

（２）可変圧縮比機構１４を含むエンジン１の構成も、上述の実施形態のものに限定されない。例えば、コンロッド１３２がマルチリンク構造を有していて、このコンロッド１３２の屈曲状態が変更されることで機械的圧縮比が変更されるように、エンジン１が構成され得る（特開２００４−１５６５４１号公報等参照）。

（３）上述の実施形態における圧縮比制御は、主として機械的圧縮比に対するものであった。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、可変吸気バルブタイミング装置１２５や可変排気バルブタイミング装置１２６による実圧縮比制御に対しても、本発明は同様に適用され得る。また、運転条件に応じた実圧縮比の変更は、可変圧縮比機構１４による機械的圧縮比の変更と、可変吸気バルブタイミング装置１２５や可変排気バルブタイミング装置１２６によるバルブタイミングの変更と、を併用することでも行われ得る。本発明はこの場合に対しても良好に適用され得る。

（４）本発明は、上述した実施形態における具体的動作例に限定されない。例えば、学習補正値ＫＧに代えて、空燃比フィードバック補正値ＦＡＦが用いられてもよい。また、燃料系ＯＢＤは、他の処理（例えば触媒ＯＢＤ）のために圧縮比が高く設定されている際に常時行われてもよい。

（４−１）図６及び図７は、図３ないし図５にて説明された動作具体例の一つの変形例を示すフローチャートである。

本変形例においては、図６に示されている燃料系ＯＢＤ条件判定ルーチン６００が、所定タイミング毎に実行される。

まず、Ｓ６１０においては、図３のＳ３１０と同様に、すなわち、エンジン１が暖機後であるか否かが判定される。暖機後である場合（Ｓ６１０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ６２０に進行し、図３のＳ３２０と同様に、キャニスタ１５６のパージ実行から所定時間経過したかが判定される。キャニスタ１５６のパージ実行から所定時間経過した場合（Ｓ６２０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ６４０に進行し、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされ、本ルーチンが一旦終了する。一方、エンジン１が暖機中である場合（Ｓ６１０＝Ｎｏ）、又はキャニスタ１５６のパージ実行から所定時間経過していない場合（Ｓ６２０＝Ｎｏ）、処理がＳ６５０に進行し、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがリセットされ、本ルーチンが一旦終了する。

すなわち、本変形例においては、図３におけるＳ３３０のステップ（機械的圧縮比εが所定値ε１を超えているか否かの判定）が省略されている。

また、本変形例においては、図７に示されている機械的圧縮比設定ルーチン７００が、所定タイミング毎に実行される。

まず、Ｓ７１０にて、図４のＳ４１０と同様に、エンジン１が暖機後であるか否かが判定される。エンジン１が暖機中である場合（Ｓ７１０＝Ｎｏ）、処理がＳ７２０に進行する。Ｓ７２０においては、図４のＳ４２０と同様に、機械的圧縮比εが低めの値ε０に設定され、本ルーチンが一旦終了する。

エンジン１が暖機後である場合（Ｓ７１０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ７３０に進行し、図４のＳ４３０と同様に、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされているか否かが判定される。燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされていない場合（Ｓ７３０＝Ｎｏ）、現在の運転条件は、エンジン１の暖機後の通常運転である。よって、この場合、処理がＳ７４０に進行する。Ｓ７４０においては、図４のＳ４４０と同様に、機械的圧縮比εが、エンジン回転数Ｎｅや負荷率ＫＬに基づいて、マップ等を用いて取得される。その後、本ルーチンが一旦終了する。

エンジン１が暖機後であり（Ｓ７１０＝Ｙｅｓ）、且つ燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされている場合（Ｓ７３０＝Ｙｅｓ）、燃料系ＯＢＤが実行される。この場合、処理がＳ７６０に進行し、機械的圧縮比εが所定値ε１より大きな特定値εｄに設定され、本ルーチンが一旦終了する。

このように、本変形例においては、上述の実施形態における具体例（この場合は機械的圧縮比εが所定値ε１を超えていることが燃料系ＯＢＤの実施条件とされていた）とは異なり、燃料系ＯＢＤの実施の際に機械的圧縮比εが所定値ε１より大きな特定値εｄに強制的に設定される。

本変形例においても、上述の実施形態における具体例と同様の作用・効果が奏され得る。

（４−２）図８は、図３ないし図５にて説明された動作具体例の他の変形例を示すフローチャートである。本変形例においては、図８に示されている機械的圧縮比設定ルーチン８００が、所定タイミング毎に実行される。

まず、Ｓ８１０にて、図４のＳ４１０と同様に、エンジン１が暖機後であるか否かが判定される。エンジン１が暖機中である場合（Ｓ８１０＝Ｎｏ）、処理がＳ８２０に進行する。Ｓ８２０においては、図４のＳ４２０と同様に、機械的圧縮比εが低めの値ε０に設定され、本ルーチンが一旦終了する。

エンジン１が暖機後である場合（Ｓ８１０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ８４０に進行し、図４のＳ４４０と同様に、機械的圧縮比εが、エンジン回転数Ｎｅや負荷率ＫＬに基づいて、マップ等を用いて取得される。

次に、処理がＳ８７０に進行し、燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされているか否かが判定される。燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされていない場合（Ｓ７３０＝Ｎｏ）、それ以降の処理がスキップされ、本ルーチンが一旦終了する。

燃料系ＯＢＤフラグＸｄがセットされている場合（Ｓ８７０＝Ｙｅｓ）、処理がＳ８８０に進行し、Ｓ８４０にて設定された機械的圧縮比εが所定値ε１を超えているか否かが判定される。

機械的圧縮比εが所定値ε１以下である場合（Ｓ８８０＝Ｎｏ）、処理がＳ８８５に進行し、図７のＳ７６０と同様に、機械的圧縮比εが所定値ε１より大きな特定値εｄに強制的に設定（修正）され、本ルーチンが一旦終了する。

一方、Ｓ８４０にて設定された機械的圧縮比εが所定値ε１を超えている場合（Ｓ８８０＝Ｙｅｓ）、Ｓ８８５の処理はスキップされ、本ルーチンが一旦終了する。すなわち、この場合、Ｓ８４０にて設定された機械的圧縮比εがそのまま用いられることとなる。

本変形例においては、燃料系ＯＢＤの実施にあたり、運転条件に応じて設定された機械的圧縮比εが所定値ε１を超えている場合は当該設定値がそのまま用いられる（このとき燃料系ＯＢＤの実施中の機械的圧縮比εは必ずしも一定とはならない）。すなわち、本変形例においては、燃料系ＯＢＤの実施中における機械的圧縮比εが、所定値ε１を超えるように制御される。

本変形例によれば、燃料系ＯＢＤの実施中における機械的圧縮比を一定に保持することによる独特のもの以外は、上述の実施形態における具体例と同様の作用・効果が奏され得る。

（４−３）図９は、図３ないし図５にて説明された動作具体例の他の変形例を示すフローチャートである。本変形例においては、図９に示されている燃料系ＯＢＤルーチン９００が、所定タイミング毎に実行される。

まず、Ｓ５２０にて、学習補正値ＫＧが読み込まれる。次に、Ｓ９２２にて、機械的圧縮比εが読み込まれる。続いて、Ｓ９２４にて、機械的圧縮比εに応じた補正係数αが、マップ等により取得される。この補正係数αは、機械的圧縮比εが大きくなるにつれて小さくなる傾向を有する。その後、Ｓ９２６にて、学習補正値ＫＧを補正係数αで補正することで、燃料系ＯＢＤ判定値ＫＧｄが得られる。

さらにその後、Ｓ９３０にて、燃料系ＯＢＤ判定値ＫＧｄが所定値ＫＧ０より小さいか否かが判定される。燃料系ＯＢＤ判定値ＫＧｄが所定値ＫＧ０以上である場合（Ｓ９３０＝Ｎｏ）、燃料系の異常発生が判定され、処理がＳ９４０に進行し、警報装置２３４によって運転者に対して警報が発せられる。燃料系ＯＢＤ判定値ＫＧｄが所定値ＫＧ０より小さい場合（Ｓ９３０＝Ｙｅｓ）、本ルーチンが一旦終了する。

このように、本変形例においては、学習補正値ＫＧそのものではなく、これを機械的圧縮比εに応じて補正した値ＫＧｄに基づいて、燃料系ＯＢＤが行われる。すなわち、本変形例においては、燃料系ＯＢＤが、圧縮比に応じて行われる。これにより、診断精度が従来よりもいっそう向上する。

（４−４）空燃比フィードバック補正値ＦＡＦが、圧縮比に応じて補正されてもよい。この場合の補正係数も、上述の補正係数αと同様に、機械的圧縮比εが大きくなるにつれて小さくなる傾向を有する。

（５）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。

さらに、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。

直列複数気筒のエンジンと、これを制御するための制御装置と、を含む、システムの全体構成を示す概略構成図である。 図１に示されている上流側空燃比センサの出力特性を示すグラフである。 図１に示されている下流側空燃比センサの出力特性を示すグラフである。 図１に示されている本実施形態の制御装置の動作（燃料系ＯＢＤ条件判定）の具体例を示すフローチャートである。 図１に示されている本実施形態の制御装置の動作（機械的圧縮比設定・制御）の具体例を示すフローチャートである。 図１に示されている本実施形態の制御装置の動作（燃料系ＯＢＤ実施）の具体例を示すフローチャートである。 図３ないし図５にて説明された動作具体例の一つの変形例を示すフローチャートである。 図３ないし図５にて説明された動作具体例の一つの変形例を示すフローチャートである。 図３ないし図５にて説明された動作具体例の他の変形例を示すフローチャートである。 図３ないし図５にて説明された動作具体例の他の変形例を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｓ…システム １…エンジン ＣＣ…燃焼室
１１…シリンダブロック １１２…ピストン １２…シリンダヘッド
１３…クランクケース １３１…クランクシャフト １３２…コンロッド
１４…可変圧縮比機構 １４１…連結機構 １４２…駆動機構
１５…吸気系統 １５１…吸気通路 １５２…スロットルバルブ
１５４…インジェクタ １５５…燃料タンク １５６…キャニスタ
１５７…ベーパー捕集管 １５８…パージ流路 １５９…パージ制御バルブ
１６…排気系統 １６１…排気通路 １６２…触媒コンバータ
２…制御装置 ２１０…ＥＣＵ ２１１…ＣＰＵ

Claims (9)

1. 圧縮比を変更可能に構成されたエンジンの制御装置であって、
   運転状態に応じて圧縮比を制御する、圧縮比制御部を備え、
   前記圧縮比制御部は、前記エンジンの燃料供給系の異常診断中に圧縮比を高く設定するとともに一定に制御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において、
   前記エンジンの排気ガス中のエミッション量に対応した情報を取得する、エミッション量取得部と、
   前記エミッション量取得部により所得された前記情報に基づいて前記燃料供給系の異常診断を行う、異常診断部と、
   をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの制御装置。
3. 圧縮比を変更可能に構成されたエンジンの制御装置であって、
   運転状態に応じて圧縮比を制御する、圧縮比制御部と、
   前記エンジンの燃料供給系の異常診断を行う、異常診断部と、
   を備え、
   前記異常診断部は、圧縮比に応じて前記燃料供給系の異常診断を開始し、
   前記圧縮比制御部は、前記燃料供給系の異常診断の際に圧縮比を高く設定することを特徴とする、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、
   前記エンジンの排気ガス中のエミッション量に対応した情報を取得する、エミッション量取得部をさらに備え、
   前記異常診断部は、前記エミッション量取得部により所得された前記情報に基づいて前記燃料供給系の異常診断を行うことを特徴とする、エンジンの制御装置。
5. 圧縮比を変更可能に構成されたエンジンにおける燃料供給系の異常を診断する方法であって、
   前記異常の診断中は、圧縮比を高く設定するとともに一定に制御することを特徴とする、エンジンの燃料供給系の異常診断方法。
6. 圧縮比を変更可能に構成されたエンジンにおける燃料供給系の異常を診断する方法であって、
   圧縮比に基づいて前記異常の診断を開始するとともに、前記異常の診断の際に高圧縮比に設定することを特徴とする、エンジンの燃料供給系の異常診断方法。
7. 請求項５又は請求項６に記載の、エンジンの燃料供給系の異常診断方法であって、
   前記エンジンの排気ガス中のエミッション量に対応した情報を取得し、
   所得された前記情報に基づいて前記異常の診断を行うことを特徴とする、エンジンの燃料供給系の異常診断方法。
8. 請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１項に記載の、エンジンの燃料供給系の異常診断方法における各行程を、エンジンコントロールユニットにて実行させるための、コンピュータプログラム。
9. 請求項８に記載のコンピュータプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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