JP5040900B2

JP5040900B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP5040900B2
Application number: JP2008303889A
Authority: JP
Inventors: 孝宏内田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2028-11-28
Also published as: JP2010127212A

Description

本発明は、気筒毎の分岐通路のそれぞれにスロットル弁が設けられた内燃機関に適用される内燃機関の制御装置に関する。

スロットル弁の周辺や吸気ポート等の吸気系に付着するデポジット等の経年変化を原因としたアイドル運転時の吸入空気量の減少が相殺されるように、アイドル運転時に必要な要求吸入空気量の学習値を更新する学習処理を繰り返し行う内燃機関の制御装置が周知である。また、気筒毎に分岐した分岐通路のそれぞれにスロットル弁を設けたいわゆる独立スロットル式の内燃機関も周知である（例えば特許文献１及び２参照）。

実公平３−５３００９号公報特開平７−１８９８２０号公報

学習処理が繰り返されて学習値が経年変化を反映した適正値に更新された後に、バッテリが外される等によって制御装置が記憶する学習値がクリアされた場合、そのクリア後に学習値が適正値に復帰するまでには学習処理を繰り返す必要があるため時間がかかる。そのため、学習値が適正値に復帰するまでの間にアイドル運転時の吸入空気量が不足してエンジンストール等の問題が誘発されてアイドル運転が不安定になるおそれがある。特に、独立スロットル式の内燃機関の場合、スロットル弁の下流の容積に余裕がないため、スロットル開度の変化に対する吸入空気量の変化が大きい。このため、スロットル弁の下流にサージタンクが設けられた標準的な内燃機関に比べて、独立スロットル式の内燃機関は学習値のクリア後に学習値が適正値に復帰するまでにこうした問題が起こり易い。

そこで、本発明は、アイドル運転時の吸入空気量の学習値がクリアされた場合でも、その後の運転で吸入空気量不足を回避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。

本発明の内燃機関の制御装置は、気筒毎に分岐した分岐通路を有する吸気通路と、各分岐通路に設けられて吸入空気量を調整可能なスロットル弁と、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を各分岐通路へ導く蒸発燃料供給通路と、前記蒸発燃料供給通路に接続されて空気を導く空気供給通路と、前記空気供給通路に設けられて前記蒸発燃料供給通路へ導かれる空気の供給量を調整する空気量調整弁とを備えた内燃機関に適用され、アイドル運転時において機関回転数をアイドル回転数に維持するために必要な要求吸入空気量を、前記アイドル回転数と実際の機関回転数との偏差に基づいて補正し、その補正後の前記要求吸入空気量の値を学習値として記憶手段に記憶させる学習処理を繰り返し実行するアイドル運転学習手段と、アイドル運転時の吸入空気量が前記学習処理の結果を反映した値となるように前記スロットル弁を制御するとともに、前記記憶手段が記憶する前記学習値がクリアされた場合、そのクリア後に続く前記内燃機関の始動時において、アイドル運転時の吸入空気量が吸入空気量不足を回避可能な値となるように前記スロットル弁を制御するアイドル運転制御手段と、前記学習値に応じて前記空気量調整弁の開度を補正する調整弁開度補正手段と、前記記憶手段が記憶する前記学習値がクリアされた場合、そのクリア後における前記空気量調整弁の開度の補正を前記学習処理の進行状況に基づいて禁止する補正禁止手段と、を備えたものである（請求項１）。

この制御装置によれば、学習値のクリア後に続く始動時においてアイドル運転時の吸入空気量の不足が回避されるため、内燃機関のストール等を誘発することなくアイドル運転が安定化する。

燃料タンク内で生じた蒸発燃料は空気供給通路から導かれた空気によって希釈されてから各分岐通路へ導かれるので各気筒に吸入される蒸発燃料量のばらつきを緩和できる。従って、仮に、アイドル運転時に蒸発燃料を各分岐通路に導いて処理してもアイドル運転を過剰に不安定にさせることはない。また、本発明においてアイドル運転時の学習処理が進むと学習値は内燃機関の運転状態に見合った値となるように減少方向に収束する。学習値の収束前の学習処理の進行過程で空気量調整弁の開度を学習値に応じて補正すると、学習値が実態に即した適正値よりも大きな値となっているため空気量調整弁の開度が増加方向に過度に補正されることになる。本発明によれば、空気量調整弁の開度の補正が学習処理の進行状況に基づいて禁止されるため、空気量調整弁の開度が過度に補正されることを防止できる。これにより、蒸発燃料の希釈のための空気量が過剰になることを抑制できる。

本発明の制御装置の一態様において、前記アイドル運転制御手段は、前記記憶手段が記憶する前記学習値がクリアされた場合、そのクリア後に続く前記内燃機関の始動時において、アイドル運転時の吸入空気量が吸入空気量不足を回避可能な値となるように前記スロットル弁を制御し、その後、前記学習処理の進行に応じてアイドル運転時の吸入空気量が徐々に小さくなるように前記スロットル弁を制御してもよい（請求項２）。この態様によれば、学習値のクリア後に吸入空気量の不足が回避された後に、学習処理の進行に伴ってアイドル運転時の吸入空気量が徐々に小さくなる。このため、学習値のクリア後の吸入空気量不足を回避した後に吸入空気量の急変を防止できる。これにより、学習値がクリアされてから学習処理が繰り返されてアイドル運転時の吸入空気量が適正値に落ち着くまでの間に安定したアイドル運転を確保することができる。

以上説明したように、本発明によれば、学習値のクリア後に続く始動時においてアイドル運転時の吸入空気量の不足が回避されるため、内燃機関のストール等を誘発することなくアイドル運転が安定化する。また、空気量調整弁の開度の補正が学習処理の進行状況に基づいて禁止されるため、空気量調整弁の開度が過度に補正されることを防止できる。これにより、蒸発燃料の希釈のための空気量が過剰になることを抑制できる。

図１は本発明の一形態に係る制御装置が適用された内燃機関の要部を示している。図２は図１のII−II線に関する断面を拡大した断面模式図である。図１に示すように、内燃機関１は４つの気筒２が一方向に並べられた直列４気筒火花点火内燃機関として構成されている。各気筒２には吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ設けられている。吸気通路３は気筒２毎に分岐された分岐通路５と、各分岐通路５が接続されたサージタンク６とを有している。サージタンク６の上流側には空気濾過用のエアクリーナ７が設けられ、そのエアクリーナ７とサージタンク６との間には吸入空気量を検出できるエアフローメータ８が設けられている。各分岐通路５には、吸入空気量を調整できるように開度調整可能なスロットル弁９が一つずつ設けられるとともに、スロットル弁９の下流側に燃料を噴射するインジェクタ１０が一つずつ設けられる。各スロットル弁９は各分岐通路５を貫くように延びる弁軸１２に取り付けられ、その弁軸１２はアクチュエータ１３にて回転駆動される。これにより、各スロットル弁９はいわゆる独立スロットル弁として機能する。なお、スロットル弁９の開度を検出するため、弁軸１２にはスロットル開度センサ１４が取り付けられている。

図２にも示したように、各スロットル弁９の下流側には、各分岐通路５間の圧力差を緩和するため、各分岐通路５をスロットル弁９の下流側の位置で互いに連通するバランス通路１５が設けられている。また、分岐通路５には、燃料タンク２０（図１）を発生源とする蒸発燃料を導くための蒸発燃料供給通路１６がバランス通路１５に対向するようにして接続されている。蒸発燃料供給通路１６はスロットル弁９の下流側の位置で各分岐通路５を互いに連通する連通部１７を有している。バランス通路１５及び連通部１７のそれぞれは、バランス通路１５の通路面積が連通部１７の通路面積よりも大きくなるように構成されている。連通部１７の通路面積の絶対的な大きさは適宜に設定してよく、その通路面積は連通部１７内に脈動が発生しない、或いは極めて小さな脈動が発生する程度の大きさとすることが好ましい。連通部１７はバランス通路１５の通路面積よりも小さな通路面積を有しているので、その連通部１７の流路抵抗により連通部１７の圧力が各分岐通路５よりも高くなって、図２の矢印で示すような定常的な流れが形成される。その流れを利用することにより、蒸発燃料を各分岐通路５へ効果的に導入することができる。

図１に示すように、蒸発燃料供給通路１６は蒸発燃料を吸着するキャニスタ２１を介して燃料タンク２０に接続される。キャニスタ２１は大気に開放する空気導入管２２にて空気を導入しつつ内蔵する活性炭で燃料タンク２０から導かれた蒸発燃料を吸着する周知の装置である。蒸発燃料供給通路１６には空気供給通路２５が接続されていて、その空気供給通路２５によって蒸発燃料供給通路１６に空気が導かれる。空気供給通路２５の一端２５ａはサージタンク６に接続され、その他端２５ｂはキャニスタ１１よりも下流側の位置で蒸発燃料供給通路１６に接続されている。空気供給通路２５はスロットル弁９の下流側に生じる負圧を利用してサージタンク６から空気を取り出して、その空気を蒸発燃料供給通路１６へ導入する。

空気供給通路２５には蒸発燃料供給通路１６への空気の導入量を調整するための空気量調整弁２６が設けられている。空気供給通路２５によって蒸発燃料供給通路１６に対して空気が導かれることにより、蒸発燃料供給通路１６を流れる蒸発燃料はその空気によって希釈され、各分岐通路５には希釈された蒸発燃料が導かれる。そのため、各気筒２に吸入される蒸発燃料量のばらつきによるトルク変動等の悪影響を緩和できる。なお、空気供給通路２５はスロットル弁９の上流から空気を取り出してスロットル弁９の下流に導いてスロットル弁９を迂回させる性質上、過剰な空気供給を制限すべくその通路面積は分岐通路５などと比べて小さく設定されている。また、空気と蒸発燃料との混合を促進するため、空気供給通路２５の接続位置よりも下流側には混合促進部１９が設けられている。混合促進部１９は蒸発燃料供給通路１６が蛇行することにより構成されている。

図１に示したスロットル弁９及び空気量調整弁２６の動作は内燃機関１を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、記憶手段としてのバックアップＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ３０には上述したエアフロメータ８やスロットル開度センサ１４の他に、内燃機関１の回転速度（回転数）に応じた信号を出力するクランク角センサ３１等の各種のセンサからの信号が入力されるようになっている。ＥＣＵ３０はＲＯＭに保持された制御プログラムを実行し、各種のセンサからの情報に基づいてインジェクタ１０や不図示の点火プラグを操作することにより内燃機関１の運転状態を適正に制御する。ここでは、ＥＣＵ３０が行う制御のうち本発明に関連するものを説明し、その他の制御に関しては説明を省略する。

内燃機関１のアイドル運転時には、ＥＣＵ３０にてスロットル弁９及び空気量調整弁２６が操作されることにより吸入空気量が制御されている。ＥＣＵ３０は、アイドル運転時の機関回転数をアイドル回転数に維持するため、アイドル回転数と実際の機関回転数との偏差に基づいてアイドル運転時の要求吸入空気量（目標吸入空気量）を補正し、その補正後の要求吸入空気量の値を学習値として記憶させる。こうした学習処理を行うのは、内燃機関１の稼働時間とともに吸気系へのデポジット等の付着が進行して流量損失が増えていく傾向にあるため、要求吸入空気量を固定していたのでは偏差が大きくなって機関回転数の適正値（アイドル回転数）への収束が緩慢になるからである。そして、ＥＣＵ３０は、アイドル運転時の要求吸入空気量がその学習値となるようにスロットル弁９及び空気量調整弁２６を制御する。つまり、本形態は、アイドル運転時の要求吸入空気量を達成するためにその操作対象としてスロットル弁９の他に空気量調整弁２６を用い、アイドル運転時に蒸発燃料の処理も同時に行うようにしている。

図３はＥＣＵ３０が行う学習処理の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムはＥＣＵ３０のＲＯＭに保持されており、ＥＣＵ３０によって適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１では、クランク角センサ３１からの出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転数Ｎｅを取得する。

ステップＳ２では、ステップＳ１で取得した機関回転数Ｎｅと予め設定されているアイドル回転数Ｎｅｉとを比較して、これらの偏差δを算出する。

ステップＳ３では、ステップＳ２で算出した偏差δの大きさが補正実行判定値δｔｈを超えているか否かを判定し、偏差δが判定値δｔｈを超えている場合はステップＳ４に進み、そうでない場合はステップＳ４〜ステップＳ６をスキップしてステップＳ７に進む。この補正実行判定値δｔｈは無用な補正を防止する観点で定められている。

ステップＳ４では、アイドル運転時の要求吸入空気量Ｑｇを偏差δに基づいて補正する。この補正は、偏差δを減少させるため、補正前の要求吸入空気量Ｑｇに補正値が加減算されることにより行われる。なお、一回の処理で加減算される補正値は所定の大きさの一定値であってもよい。

ステップＳ５では、ステップＳ４の補正後の要求吸入空気量Ｑｇの値を学習値ｅｑｇとしてＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭに記憶させる。なお、このバックアップＲＡＭはＥＣＵ３０への電力供給が停止してから所定時間経過するとこの学習値ｅｑｇが含まれる記憶内容がクリアされるようになっている。例えば、ＥＣＵ３０に接続される不図示のバッテリが外された場合、その時から所定時間が経過するとバックアップＲＡＭに記憶されていた情報は消去される。

ステップＳ６では、要求吸入空気量Ｑｇを更新する。即ち、要求吸気量Ｑｇに学習値ｅｑｇを代入する（Ｑｇ←ｅｑｇ）。

ステップＳ７では、学習値ｅｑｇがクリアされたか否かを判定し、学習値ｅｑｇがクリアされている場合はステップＳ８に進み、そうでない場合はステップＳ８をスキップして今回のルーチンを終える。

ステップＳ８では、要求吸入空気量Ｑｇを初期化する。即ち、要求吸入空気量Ｑｇに初期値Ｑｇｆを代入する（Ｑｇ←Ｑｇｆ）。この初期値Ｑｇｆは、アイドル運転時の吸入空気量が吸入空気量不足を回避可能な値として予め設定されている。この初期値Ｑｇｆは、学習処理がある程度進行してから学習値ｅｑｇがクリアされた場合でも内燃機関１がストールすることがないように十分大きな値に設定されている。

図３の処理が繰り返し実行されることにより、アイドル運転時の要求吸入空気量Ｑｇが学習されるため、内燃機関１が経年変化した場合でもアイドル運転を安定させることができる。図３の処理がＥＣＵ３０にて実行されることにより、ＥＣＵ３０は本発明に係るアイドル運転学習手段として機能する。

また、学習値ｅｑｇがクリアされてステップＳ８で要求空気量Ｑｇが初期化された場合は、初期値Ｑｇｆが十分に大きな値であるため、その後、図３の処理が繰り返されることにより、ステップＳ４で要求吸入空気量Ｑｇが徐々に減量補正されて行く。つまり、学習値ｅｑｇのクリア後に要求吸入空気量Ｑｇが急変することなく徐々に小さくなるようにスロットル弁９が制御されることになるため、学習値がクリアされてから要求吸入空気量Ｑｇの適正値に落ち着くまでの間に安定したアイドル運転を確保することができる。

ＥＣＵ３０は、アイドル運転時の要求吸入空気量の実現を空気調整弁２６の側にも一部分担させるため、空気量調整弁２６を経由させる分割流量を算出するとともに、この分割流量を図３の学習処理の進行に応じて更新する。

図４は分割流量更新処理の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムはＥＣＵ３０のＲＯＭに保持されており、ＥＣＵ３０によって適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１１では、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを更新するための更新条件が成立しているか否かを判定する。この更新条件は適宜定めてよいが、本形態では、次の（１）及び（２）の要件の全てを満たした場合に更新条件が成立することとしている。
（１）イグニッションスイッチがＯＮされ、かつ内燃機関１が始動前（機関回転数が始動判定値到達前）であること
（２）分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの算出が完了していないこと、具体的には分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの算出ないし更新状態を管理する後述の分割流量算出完了フラグｅｘｑｉｓｃｖｑｇがＯＦＦに、即ちその値が「０」であること

ステップＳ１２では、現在の学習処理結果に対応する最新の分割流量ｔ_ｑｉｓｃｖｑｇを算出する。この分割流量ｔ_ｑｉｓｃｖｑｇは、学習値ｅｑｇから基本流量ＱＩＳＣＶＢとスロットル弁９に関わる流量Ｑｔｈとの合計を減算した値として算出される。即ち、ｔ_ｑｉｓｃｖｑｇ＝ｅｑｇ−（ＱＩＳＣＶＢ＋Ｑｔｈ）である。ここでいうスロットル弁９に関わる流量Ｑｔｈの内訳は次式の通りである。

Ｑｔｈ＝ＱＴＡＩＳＣ＋ＱＰＧ＋ＤＬＱＩＭＸ

ここで、ＱＴＡＩＳＣはスロットル弁９の閉じ余裕相当流量、ＱＰＧは蒸発燃料の導入に伴うスロットル弁９の閉じ余裕相当流量、ＤＬＱＩＭＸはスロットル弁９の制御のばらつきを吸収するためのばらつき吸収相当流量である。なお、閉じ余裕とはスロットル弁９の開度を絞ることにより内燃機関１の回転数を下げることができる閉じ側の開度範囲を意味する。つまり、仮にこれらの閉じ余裕を確保せずに要求吸入空気量を空気量調整弁２６の側に分担させるとスロットル弁９の開度を絞って回転数を低下側に調整不能になることを意味する。

ステップＳ１３では、前回演算時の分割流量を読み出して、これを前回値ｅｑｉｓｃｖｑｇｏｌｄとして再定義する（ｅｑｉｓｃｖｑｇｏｌｄ←ｅｑｉｓｃｖｑｇ）。

ステップＳ１４では、ステップＳ１２及びステップＳ１３の各処理結果を利用して、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇを算出する。即ち、次式にて演算する。

ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇ＝ｔ_ｑｉｓｃｖｑｇ−ｅｑｉｓｃｖｑｇｏｌｄ

ステップＳ１５では、学習処理における学習値ｅｑｇが有意に変化したか否か、換言すれば分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを更新すべきか否かを判定する。学習値ｅｑｇが有意に変化した場合はステップＳ１６に進み、そうでない場合はステップＳ１６及びステップＳ１７をスキップしてステップＳ１９に進む。仮に、学習値ｅｑｇの変化に即応して分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新が頻発されると吸気系の制御である空燃比制御やアイドル運転制御等に無用な外乱を与えるおそれがあるためである。学習値ｅｑｇの変化が有意であるかどうかは適宜定めた判定値とステップＳ１４で算出した変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇとを比較することにより行われる。本形態では、正の閾値Ａ１と負の閾値Ａ２とをそれぞれ設定し、変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇが次の関係（１）又は（２）のいずれか一方を満たした場合に学習値ｅｑｇが有意に変化したと判定する。
（１）ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇ≧Ａ１（２）ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇ≦Ａ２

ステップＳ１６では、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新後の変化が過大とならないように、変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇに対してガード処理を行う。具体的には、変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇの値を、負の閾値Ｂ２から正の閾値Ｂ１までの所定範囲内に収まるようにする。つまり、変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇの値がその範囲内にあればその値を維持するとともに、変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇの値が、正の閾値Ｂ１を超えている場合はその値を閾値Ｂ１に、負の閾値Ｂ２を下回る場合はその値を閾値Ｂ２に、それぞれ変更する。なお、上述した閾値Ａ１、Ａ２と閾値Ｂ１、Ｂ２との大小関係は、Ａ２≦Ｂ２≦Ｂ１≦Ａ１となるように設定される。

ステップＳ１７では、前回演算時の分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇｏｌｄと、ガード処理済みの変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇとに基づいて分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを更新する（ｅｑｉｓｃｖｑｇ←ｅｑｉｓｃｖｑｇｏｌｄ＋ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇ）。

ステップＳ１８では、学習値ｅｑｇが有意に変化していないことから、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを更新せずに維持する（ｅｑｉｓｃｖｑｇ←ｅｑｉｓｃｖｑｇｏｌｄ）。

ステップＳ１９では、分割流量算出完了フラグｅｘｑｉｓｃｖｑｇをセット即ち「１」に設定して、これをＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭに記憶させる（ｅｘｑｉｓｃｖｑｇ←１）。上述したように、分割流量算出完了フラグｅｘｑｉｓｃｖｑｇがセットされている限り、ステップＳ１１の更新条件が不成立となるので、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇは更新されないこととなる。

ＥＣＵ３０は、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新を管理するため、分割流量算出完了フラグｅｘｑｉｓｃｖｑｇを制御する分割流量更新制限処理を行う。図５は分割流量更新制限処理の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムはＥＣＵ３０のＲＯＭに保持されており、ＥＣＵ３０によって適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ２１では、分割流量算出完了フラグｅｘｑｉｓｃｖｑｇをＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭから読み出し、これを制御フラグｔ_ｘｑｉｓｃｖｑｇとして再定義する。

ステップＳ２２では、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新制限を解除するための更新制限解除条件が成立しているか否かを判定し、この解除条件が成立している場合はステップＳ２３に進み、そうでない場合はステップＳ２３をスキップしてステップＳ２４に進む。この解除条件は適宜定めてよいが、本形態では、次の（１）及び（２）の要件の全てを満たした場合に解除条件が成立することとしている。
（１）内燃機関１が始動後であること
（２）学習値ｅｑｇが収束していること
学習値ｅｑｇが収束しているか否かは適宜の方法で判断してよい。本形態では、学習値ｅｑｇの更新回数（要求吸入空気量Ｑｇの更新回数）をカウントしてその更新回数が閾値以上になっていること、又は、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新条件（図４のステップＳ１１）が所定時間連続若しくは積算して成立していること、のいずれか一方が成立した場合に学習値ｅｑｇが収束していると判断している。

ステップＳ２３では、更新制限の解除により分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新を許容するため、制御フラグｔ_ｘｑｉｓｃｖｑｇをクリア、即ち「０」を代入する（ｔ_ｘｑｉｓｃｖｑｇ←０）。

ステップＳ２４では、分割流量算出完了フラグｅｘｑｉｓｃｖｑｇを更新して（ｅｘｑｉｓｃｖｑｇ←ｔ_ｘｑｉｓｃｖｑｇ）、今回のルーチンを終える。

図５の処理によれば、更新制限解除条件が設定されることにより、過大な分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの算出を防止できる。例えば、学習値ｅｑｇがクリアされて、要求吸入空気量Ｑｇが初期化された場合、上述のようにその初期値Ｑｇｆはクリア前に学習処理がある程度進行していた場合でも内燃機関１がストールすることがないように十分大きな値に設定されている。学習処理が進むと学習値ｅｑｇは内燃機関１の運転状態に見合った値（多くの場合は初期値Ｑｇｆよりも小さい値）に収束する。このような収束前の学習処理の進行過程で図４の処理が無制限に行われると、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの変化量ｔ_ｄｌｑｉｓｃｖｑｇが閾値を超えている限りにおいて、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇが増加方向に更新され続けることになる。実態に即した適正な学習値ｅｑｇ、つまり学習処理が進んだ段階の学習値ｅｑｇは未収束ものに比べてより小さい値であるから、こうした無制限な更新処理により得られた分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇは過大なものとなってしまう。そのため、本形態では、上記の更新制限解除条件を設定し、その解除条件が成立しない限り分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新（補正）が禁止されるのでこうした不具合を防止することができる。

図３〜図５の処理の実行によって更新ないし算出された要求吸入空気量Ｑｇを実現するため、ＥＣＵ３０はスロットル弁９及び空気量調整弁２６を操作するアイドル運転制御を実行する。図６はアイドル運転制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。

ステップＳ３１では、ＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭに記憶されている要求吸入空気量Ｑｇ及び分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇをそれぞれ読み出す。

ステップＳ３２では、ステップＳ３１で読み出した要求吸入空気量Ｑｇ及び分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇに基づいてスロットル弁９及び空気量調整弁２６の開度を算出する。スロットル弁９の側が分担する吸入空気量は、要求吸入空気量Ｑｇから分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを減算したものに相当するため、その減算値を実現できるスロットル弁９の開度を算出する。この開度の算出は、吸入空気量を変数としてスロットル弁９の開度を与える不図示のマップを検索することにより実現できる。また、空気量調整弁２６の側が分担する吸入空気量は分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇに相当するので、その分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを実現できる空気量調整弁２６の開度を算出する。この開度の算出も、スロットル弁９の場合と同様のマップを検索することにより実現されている。

ステップＳ３３では、ステップＳ３２で算出した開度が得られるようにスロットル弁９を操作する。続くステップＳ３４では、ステップＳ３２で算出した開度が得られるように空気量調整弁２６を操作する。その後、今回のルーチンを終了する。

図６の処理によれば、スロットル弁９及び空気量調整弁２６の各開度の算出の基礎である要求吸入空気量Ｑｇ及び分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇが図３〜図５の処理によって更新されているため、アイドル運転時におけるスロットル弁９及び空気量調整弁２６のそれぞれの開度も学習値ｅｑｇに応じて補正される。従って、スロットル弁９及び空気量調整弁２６はアイドル運転時の吸入空気量が学習処理の結果を反映した値となるように制御されることとなる。また、学習値ｅｑｇがクリアされた場合は、図３のステップＳ８によって要求吸入空気量Ｑｇとして吸入空気量不足を回避可能な値である初期値Ｑｇｆが設定される。そして、図６の処理によって、学習値ｅｑｇのクリア後に続く始動時において、初期値Ｑｇｆに相当する吸入空気量が得られるようにスロットル弁９及び空気量調整弁２６が制御される。従って、学習値ｅｑｇのクリア後に続く始動時においてアイドル運転時の吸入空気量の不足が回避されるため、内燃機関１のストール等を誘発することなくアイドル運転が安定化する。よって、ＥＣＵ３０が図６の処理を実行することにより、ＥＣＵ３０は本発明に係るアイドル運転制御手段として機能する。

以上の形態において、ＥＣＵ３０が図３及び図４の処理を実行することにより学習値ｅｑｇに応じた分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇが算出されるとともに、図５の処理によりその分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを実現する空気量調整弁２６の開度が算出されるから、空気量調整弁２６の開度は学習値ｅｑｇに応じて補正されることになる。従って、ＥＣＵ３０が図３及び図４の処理を実行することにより、ＥＣＵ３０は本発明に係る調整弁開度補正手段として機能する。また、学習値ｅｑｇがクリアされた場合は、学習値ｅｑｇが未収束なため図５のステップＳ２２で更新解除条件の成立が否定されて分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新が禁止される結果、学習値ｅｑｇに応じた空気量調整弁２６の開度の補正が禁止されることになる。つまり、学習処理の進行状況に基づいて空気量調整弁２６の開度の補正が禁止される。従って、図５の処理をＥＣＵ３０が実行することによりＥＣＵ３０は本発明に係る補正禁止手段として機能する。

本発明は以上の各形態に限定されず、種々の形態にて実施できる。以上の形態は、蒸発燃料処理装置が搭載された独立スロットル式の内燃機関に本発明を適用したものであるが、蒸発燃料処理装置が搭載されていない独立スロットル式の内燃機関に対しても本発明を適用できる。このような内燃機関に本発明を適用した場合でも、アイドル運転時における吸入空気量の学習値がクリアされた場合、そのクリア後の始動時に、吸入空気量不足を回避できる値となるようにスロットル弁が制御されるためアイドル運転が安定化する。

上記の形態で説明した図５の処理における更新制限解除条件（ステップＳ２２）は一例にすぎない。学習値は時間経過とともに学習処理が進行して収束していく性質であるから、更新が禁止される時間が予め定めた一定時間となるように更新制限解除条件を変更してもよい。また、学習値がクリアされてから内燃機関が運転した積算時間が所定の閾値に達したことを更新制限解除条件としてもよい。要するに、更新制限解除条件を設定することにより、学習処理の進行状況に基づいて分割流量の更新（空気量調整弁の開度補正）が禁止されるようにできればよい。

また、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの過大な補正を回避するため、上記の形態では図５の処理により分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの更新を制限したがこの方法は一例にすぎない。例えば、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇが大きくなりすぎて、スロットル弁の閉じ側余裕が所定値よりも小さくなった場合、その閉じ側余裕が所定値を超えるまで、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを徐々に減少させてもよい。この場合、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを徐々に減少させているため、吸入空気量の急激な変動に伴う機関回転数の回転変動を抑制することができる。

上述した分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの算出ないし更新方法は一例に過ぎない。例えば、学習値ｅｑｇが所定値以上変化する毎に、上記の分割流量ｔ_ｑｉｓｃｖｑｇに所定の係数Ｋを乗ずることにより分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを更新するようにしてもよい。即ち、次式に基づいて分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇを算出することもできる。

ｅｑｉｓｃｖｑｇ＝ｔ_ｑｉｓｃｖｑｇ×Ｋ＝(ｅｑｇ−(ＱＩＳＣＶＢ＋Ｑｔｈ))×Ｋ
ここで、０＜Ｋ＜１である。

上記の式を用いて係数Ｋを乗ずる条件や係数Ｋの値は適宜定めてよい。図７はこの算出方法を説明する概念図である。この図は、学習処理の進行に応じて分割流量ｅｑｇｂａｓｅがどのように算出されるかを示している。この図の場合では、上述した係数Ｋが０．２で一定であり、学習値ｅｑｇが０．５Ｌ／ｓｅｃ以上変化したことを係数Ｋを乗じる条件としている。

図示するように、状態Ａから状態Ｂへ変化した場合、後述の基礎値ｅｑｇｂａｓｅ（＝３．０）から学習値ｅｑｇが０．５以上変化したことになるため、上記の式に基づいて分割流量の基礎値ｔ_ｑｉｓｃｖｑｇ（＝０．５）に係数Ｋ（＝０．２）を乗じることにより、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇ（＝０．１）を演算する。そして、基礎値ｅｑｇｂａｓｅを変化後の学習値ｅｑｇ（＝３．５）に更新してＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭに記憶する。次に、学習処理の進行に伴って状態Ｂから状態Ｃへ変化した場合、記憶済みの基礎値ｅｑｇｂａｓｅ（＝３．５）から学習値ｅｑｇが０．５以上変化したことになるため、同様に、基礎値ｔ_ｑｉｓｃｖｑｇ（＝１．０）に係数Ｋ（＝０．２）を乗じることにより、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇ（＝０．２）を演算する。そして、基礎値ｅｑｇｂａｓｅを変化後の学習値ｅｑｇ（＝４．０）に更新して記憶する。このような演算方法によっても、分割流量ｅｑｉｓｃｖｑｇの算出に学習処理の結果を反映させることができる。

本発明の一形態に係る制御装置が適用された内燃機関の要部を示した図。図１のII−II線に関する断面を拡大した断面模式図。学習処理の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。分割流量更新処理の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。分割流量更新制限処理の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。アイドル運転制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。他の形態に係る分割流量の算出方法を説明する概念図。

符号の説明

１内燃機関
２気筒
３吸気通路
５分岐通路
９スロットル弁
１６蒸発燃料供給通路
２５空気供給通路
２６空気量調整弁
３０ＥＣＵ（アイドル運転学習手段、アイドル運転制御手段、調整弁開度補正手段、補正禁止手段）

Claims

気筒毎に分岐した分岐通路を有する吸気通路と、各分岐通路に設けられて吸入空気量を調整可能なスロットル弁と、燃料タンク内で生じた蒸発燃料を各分岐通路へ導く蒸発燃料供給通路と、前記蒸発燃料供給通路に接続されて空気を導く空気供給通路と、前記空気供給通路に設けられて前記蒸発燃料供給通路へ導かれる空気の供給量を調整する空気量調整弁とを備えた内燃機関に適用され、
アイドル運転時において機関回転数をアイドル回転数に維持するために必要な要求吸入空気量を、前記アイドル回転数と実際の機関回転数との偏差に基づいて補正し、その補正後の前記要求吸入空気量の値を学習値として記憶手段に記憶させる学習処理を繰り返し実行するアイドル運転学習手段と、アイドル運転時の吸入空気量が前記学習処理の結果を反映した値となるように前記スロットル弁を制御するとともに、前記記憶手段が記憶する前記学習値がクリアされた場合、そのクリア後に続く前記内燃機関の始動時において、アイドル運転時の吸入空気量が吸入空気量不足を回避可能な値となるように前記スロットル弁を制御するアイドル運転制御手段と、前記学習値に応じて前記空気量調整弁の開度を補正する調整弁開度補正手段と、前記記憶手段が記憶する前記学習値がクリアされた場合、そのクリア後における前記空気量調整弁の開度の補正を前記学習処理の進行状況に基づいて禁止する補正禁止手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記アイドル運転制御手段は、前記記憶手段が記憶する前記学習値がクリアされた場合、そのクリア後に続く前記内燃機関の始動時において、アイドル運転時の吸入空気量が吸入空気量不足を回避可能な値となるように前記スロットル弁を制御し、その後、前記学習処理の進行に応じてアイドル運転時の吸入空気量が徐々に小さくなるように前記スロットル弁を制御する請求項１に記載の制御装置。