JP6451492B2 - エンジン装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン装置に関する。

従来、この種のエンジン装置としては、４つの燃焼室を有するエンジンと、各燃焼室から排気通路に排出される排気を各燃焼室に個別に導入する排気再循環を行なう排気再循環装置（ＥＧＲ装置）とを備え、目標空燃比を用いた空燃比制御と排気再循環とを行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン装置では、ＥＧＲ装置により特定の燃焼室に導入される排気が不足する排気導入不足が判明したとき、その後、排気再循環を行なうときには基準空燃比に値１ではない第１の補正係数を乗じたものを目標空燃比に設定し、排気再循環を行なわないときにはないときには基準空燃比（基準空燃比に値１の第２の補正係数を乗じたもの）を目標空燃比に設定する。これにより、排気導入不足が生じたときにおけるエミッションの悪化を抑制している。

特開２０１３−４７４８４号公報

上述したエンジン装置では、排気導入不足が判明したときには、排気再循環を行なっているか否かに応じて基準空燃比に乗じる補正係数を変更している。しかしながら、排気再循環を行なっているか否かに応じて補正係数を変更するだけでは、エミッションの悪化を十分に抑制することができない場合が生じる。

本発明のエンジン装置は、エミッションの悪化を抑制することを主目的とする。

本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のエンジン装置は、
複数気筒のエンジンと、
前記エンジンの排気を前記複数気筒の各々に個別に供給する排気再循環を行なう排気再循環装置と、
空燃比を検出する空燃比センサと、
目標空燃比に基づいて基準燃料噴射量を設定し、前記空燃比センサにより検出された空燃比を用いて算出される前記エンジンの１サイクルにおける空燃比の平均値を前記目標空燃比とするための学習補正量を前記基準燃料噴射量に加えたものを目標燃料噴射量に設定し、前記目標燃料噴射量に応じた燃料噴射制御を実行するとともに、前記複数の気筒の各々へ再循環する排気量が目標再循環量となるよう前記排気再循環装置を制御する制御手段と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御手段は、
前記目標再循環量から前記再循環した排気量を減じた差分が所定値以上となった履歴がないときには、基準空燃比を前記目標空燃比に設定し、
前記差分が前記所定値以上となった履歴があり、且つ、前記排気再循環を行なっているときには、前記基準空燃比を第１の補正量で補正した値を前記目標空燃比に設定し、
前記差分が前記所定値以上となった履歴があり、且つ、前記排気再循環を行なっておらず、且つ、前記エンジンの冷却水温が所定温度未満であるときには、前記基準空燃比を前記第１の補正量と異なる第２の補正量で補正した値を前記目標空燃比に設定し、
前記差分が前記所定値以上となった履歴があり、且つ、前記排気再循環を行なっておらず、且つ、前記エンジンの冷却水温が前記所定温度以上であるときには、前記基準空燃比を前記第１および前記第２の補正量と異なる第３の補正量で補正した値を前記目標空燃比に設定する、
ことを特徴とする。

この本発明のエンジン装置では、目標再循環量から再循環した排気量を減じた差分が所定値以上となった履歴がないときには、基準空燃比を目標空燃比に設定する。差分が所定値以上となった履歴がないときには、排気再循環が適正に行なわれていると考えられることから、基準空燃比を目標空燃比に設定することにより、適正に燃料噴射制御を行なうことができる。差分が所定値以上となった履歴があり、且つ、排気再循環制御を行なっているときには、基準空燃比を第１の補正量で補正した値を目標空燃比に設定し、差分が所定値以上となった履歴があり、且つ、排気再循環制御を実行しておらず、且つ、エンジンの冷却水温が所定温度未満であるときには、基準空燃比を第１の補正量と異なる第２の補正量で補正した値を目標空燃比に設定し、差分が所定値以上となった履歴があり、且つ、排気再循環制御を実行しておらず、且つ、エンジンの冷却水温が所定温度以上であるときには、基準空燃比を第１および第２の補正量と異なる第３の補正量で補正した値を目標空燃比に設定する。差分が所定値以上となった履歴があるときには、特定の気筒に排気が供給できておらず排気再循環が適正に行なわれていないと考えられる。このとき、実際の空燃比と検出された空燃比との間のずれが大きくなる場合がある。例えば、排気が供給されていない特定の気筒に近い位置に空燃比センサが取り付けられている場合などには、こうしたずれが大きくなってしまう。実際の空燃比と検出された空燃比との間のずれが大きくなると、学習補正量が適正な値とならず、燃料噴射制御を適正に実行できなくなる。実際の空燃比と検出された空燃比との間のずれ量は、排気再循環を行なっているか否かやエンジンの冷却水温に応じて異なる。一般に、排気再循環は、差分が所定値以上となった履歴がないときにはエンジンの冷却水温が比較的高いときに行なわれる。また、排気再循環は、差分が所定値以上となった履歴があるときには、排気再循環停止条件が成立するまでは、エンジンの冷却水温が比較的高いときに行われ、排気再循環停止停止条件が成立したときには（例えば、イグニッションオフされた後にイグニッションオンされたときなど）エンジンの冷却水温に拘わらず一律に行なわれなくなる。つまり、排気再循環が行なわれているときには、エンジンの冷却水温は比較的高く、排気再循環は行なわれていないときには、エンジンの冷却水温は高い場合も低い場合もありえる。そのため、差分が所定値以上となった履歴があり、且つ、排気再循環を行なっているときには、基準空燃比を第１の補正量で補正した値を目標空燃比に設定し、差分が所定値以上となった履歴があり、且つ、排気再循環を行なっておらず、且つ、エンジンの冷却水温が所定温度未満であるときには、基準空燃比を第１の補正量と異なる第２の補正量で補正した値を目標空燃比に設定し、差分が所定値以上となった履歴があり、且つ、排気再循環を行なっておらず、且つ、エンジンの冷却水温が所定温度以上であるときには、基準空燃比を第１および第２の補正量と異なる第３の補正量で補正した値を目標空燃比に設定することにより、排気再循環が適正に行なわれておらず実際の空燃比と検出された空燃比との間のずれ量が大きいときに、学習補正量を適正な値とすることができる。この結果、燃料噴射制御を適正に実行でき、エミッションの悪化を抑制することができる。ここで、「エンジンの１サイクル」は、エンジンの出力軸の回転角で気筒数に応じた角度だけ回転して全気筒で吸気，圧縮，膨張，排気の４行程が行なわれる回転周期とすればよい。

こうした本発明のエンジン装置において、前記制御手段は、前記差分が前記所定値以上となった履歴がないときにおいては、前記エンジンの冷却水温が前記所定水温以上のときには前記排気再循環が行なわれ前記エンジンの冷却水温が前記所定水温未満のときには前記排気再循環が行なわれないよう前記排気再循環装置を制御し、前記差分が前記所定値以上となった履歴があるときにおいては、排気再循環停止条件が成立するまでは、前記エンジンの冷却水温が前記所定水温以上のときには前記排気再循環が行なわれ前記エンジンの冷却水温が前記所定水温未満のときには前記排気再循環が行なわれないよう前記排気再循環装置を制御し、前記排気再循環停止条件が成立したときには、前記エンジンの冷却水温に拘わらず前記排気再循環が行なわれないよう前記排気再循環装置を制御する、ものとしてもよい。

本発明の一実施例としてのエンジン装置が搭載されたハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４によって実行される補正量設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのエンジン装置が搭載されたハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する４気筒の内燃機関として構成されている。図２，図３は、エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。エンジン２２は、図２，図３に示すように、エアクリーナ１２２によって清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６から燃料を噴射して空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入する。そして、吸入した混合気を点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。燃焼室から排気管１３３に排出される排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気に排出される。燃焼室から排気管１３３に排出される排気は、外気に排出されるだけでなく、排気を吸気管１２５に還流する排気再循環装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）システムという）１６０を介して吸気側に供給される。ＥＧＲ装置１６０は、ＥＧＲ管１６２と、ＥＧＲバルブ１６４と、を備える。ＥＧＲ管１６２は、浄化装置１３４の後段に接続されており、排気を４気筒の各気筒の吸気管のサージタンクに供給するために用いられる。ＥＧＲバルブ１６４は、ＥＧＲ管１６２に配置されており、ステッピングモータ１６３によって駆動される。このＥＧＲ装置１６０は、ＥＧＲバルブ１６４の開度を調節することにより、不燃焼ガスとしての排気の還流量を調節して吸気管に還流する。エンジン２２は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。

また、エンジン２２は、図３に示すように、４気筒の各気筒に対して、燃料噴射弁１２６，吸気バルブ１２８（図３では省略），点火プラグ１３０などが設けられており、気筒毎に吸気，圧縮，膨張，排気の４行程を１サイクルとすると共に燃料噴射や点火がクランクシャフト２６の回転角で１８０度毎に１番気筒，３番気筒，４番気筒，２番気筒の順に行なわれる。以下、実施例では、エンジン２２の１サイクルとは、クランクシャフト２６の回転角で７２０度だけ回転して全気筒で４行程が行なわれる回転周期をいう。なお、ＥＧＲ管１６２は、接続部１６２ａで４気筒の各気筒の吸気管のサージタンクと接続されている。また、エンジン２２の各気筒からの排気が合流する排気管１３３（浄化装置１３４の上流側）には、出力値が略リニアに変化する特性を有し空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ１３５ａが取り付けられており、浄化装置１３４の下流側には空燃比が理論空燃比に対してリッチ側かリーン側かに応じて出力値が急激に変化する特性を有する酸素センサ１３５ｂが取り付けられている。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。図２に示すように、エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号の一部として、以下のものを挙げることができる。
・クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒ
・エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗ
・吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカム角θｃｉ，θｃｏ
・スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨ
・吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ
・吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ
・吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ１５８からの吸気圧Ｐｉｎ
・浄化装置１３４の浄化触媒１３４ａの温度を検出する温度センサ１３４ｂからの浄化触媒温度Ｔｃ
・空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ
・酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２
・シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサからのノック信号Ｋｓ
・ＥＧＲバルブ１６４の開度を検出するＥＧＲバルブ開度センサ１６５からのＥＧＲバルブ開度ＥＶ

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。各種制御信号の一部として、以下のものを挙げることができる。
・スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動制御信号
・燃料噴射弁１２６への駆動制御信号。イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への駆動制御信号
・吸気バルブ１２８の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１７０への駆動制御信号
・ＥＧＲバルブ１６４の開度を調整するステッピングモータ１６３への駆動制御信号

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランク角θｃｒに対する吸気バルブ１２８のインテークカムシャフトのカム角θｃｉの角度（θｃｉ−θｃｒ）に基づいて、吸気バルブ１２８の開閉タイミングＶＴを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン５４に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号の一部として、以下のものを挙げることができる。
・モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２
・モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流

モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ５０は、上述したように、インバータ４１，４２と共に電力ライン５４に接続されている。バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号の一部として、以下のものを挙げることができる。
・バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Ｖｂ
・バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ｉｂ
・バッテリ５０に取り付けられた温度センサからの電池温度Ｔｂ

バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号の一部として、以下のものを挙げることができる。
・イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号
・シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ
・アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ
・ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ
・車速センサ８８からの車速Ｖ

ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。このＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード），電動走行モード（ＥＶ走行モード）などの走行モードで走行する。ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転とモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動とを伴って走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転停止すると共にモータＭＧ２を駆動して走行する走行モードである。ここで、ＥＶ走行モードは、本発明の中核をなさないため、詳細な説明を省略する。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｒ＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒを乗じて、走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｒとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除して得られる回転数，車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて、車両に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。次に、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を運転する際には、エンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブ１２４の開度を調節することによって吸入空気量を調節する吸入空気量制御，燃料噴射弁１２６からの燃料噴射量を調節する燃料噴射制御，点火プラグ１３０による点火時期を制御する点火制御，ＥＧＲバルブ１６４の開度を調節することによってＥＧＲ量を調節するＥＧＲ制御などを行なう。吸入空気量制御および点火制御については、本発明の中核をなさないことから、詳細な説明は省略する。

燃料噴射制御では、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて設定される基準空燃比ＡＦｒｅｆを目標空燃比ＡＦ＊に設定し、目標空燃比ＡＦ＊に基づいて基準燃料噴射量Ｑｂを設定する。続いて、基準燃料噴射量Ｑｂに、エンジン２２の１サイクルにおいて空燃比センサ１３５ａで検出された空燃比ＡＦの平均値ＡＦａｖを目標空燃比ＡＦ＊とするためのフィードバック補正量ΔＱｆｂａｆと、酸素センサ１３５ｂで検出された酸素信号Ｏ２の出力電圧をエミッション要求に適合する目標出力値Ｏ２＊とするためのフィードバック補正量ΔＱｆｂｏ２と、を加えたものを目標燃料噴射量Ｑ＊に設定する。そして、各気筒の燃料噴射弁１２６から設定した目標燃料噴射量Ｑ＊の燃料が噴射されるよう燃料噴射弁１２６を制御する。

ＥＧＲ制御では、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ未満のときには、ＥＧＲバルブ１６４の開度の目標値としてのＥＧＲ目標開度ＥＧ＊に値０を設定し、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ以上のときには、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とエアフローメータ１４８により検出された吸入空気量Ｑａから算出される負荷率ＫＬとに基づいて目標ＥＧＲ量ＥＧＲ＊を設定し、再循環する排気量が目標ＥＧＲ量ＥＧＲ＊となるようＥＧＲバルブ１６４の開度の目標値としてのＥＧＲ目標開度ＥＧ＊を設定し、ＥＧＲバルブ１６４の開度がＥＧＲ目標開度ＥＧ＊となるようステッピングモータ１６３を制御する。そして、ＥＧＲ負荷率ＫＬｅを算出する。ここで、ＥＧＲ負荷率ＫＬｅは、全筒（シリンダ）の容積に対するＥＧＲにより環流する排気の量の割合である。こうした制御により、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ未満のときには、ＥＧＲを行なわず、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ以上のときには、ＥＧＲを行なっている。

また、ＥＧＲ制御では、エンジンＥＣＵ２４は、目標ＥＧＲ量ＥＧＲ＊でＥＧＲ制御を実行したときに実際に再循環した排気量を目標ＥＧＲ量ＥＧＲ＊から減じた差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があるときに、ＥＧＲが適正に行なわれていないと判断して、ＥＧＲ停止条件が成立するまでは、ＥＧＲを行なうが、所定の停止条件が成立したときには、冷却水温Ｔｗに拘わらず、ＥＧＲを行なわない。ここで、ＥＧＲ停止条件は、１トリップが終了したこととすることもできる。「１トリップ」とは、イグニッションオンされてからイグニッションオフされるまでの期間をいう。実施例では、エンジン２２の１サイクルにおける回転数Ｎｅの変動量（極大値と極小値との差分）ΔＮｅが閾値ΔＮｅｒｅｆよりも大きいとき，空燃比センサ１３５ａにより検出される空燃比ＡＦの変動量（極大値と極小値との差分）ΔＡＦが閾値ΔＡＦよりも大きいときなどに、酸素センサ１３５ｂにより検出される酸素信号Ｏ２の変動量（極大値と極小値との差分）ΔＯ２が閾値ΔＯ２ｒｅｆよりも大きいときなどに、差分ΔＥＧＲが所定値以上となったとすることができる。これは、例えば、ＥＧＲ管１６２の４つの接続部１６２ａのうち特定の気筒に接続された接続部１６２ａに詰まりが生じるなど、ＥＧＲが適正に行なわれていない場合には、各気筒毎の空燃比にバラツキが生じ、変動量ΔＮｅが大きくなったり空燃比センサ１３５ａにより検出される空燃比ＡＦや酸素センサ１３５ｂで検出された酸素信号Ｏ２に比較的大きな変動が生じることに基づく。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、基準空燃比ＡＦｂを補正する際の動作について説明する。図４は、エンジンＥＣＵ２４によって実行される補正量設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、目標ＥＧＲ量ＥＧＲ＊でＥＧＲ制御を実行したときに実際に再循環した排気量を目標ＥＧＲ量ＥＧＲ＊から減じた差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があるときに、エンジン２２の１サイクルの時間より短い所定時間毎に繰り返し実行される。なお、差分が所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴がないときには、基準空燃比ＡＦｒｅｆを補正せずに目標空燃比ＡＦ＊に設定する。

本ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、まず、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと、ＥＧＲフラグＦと、を入力する（ステップＳ１００）。ここで、冷却水温Ｔｗは、水温センサ１４２によって検出された値を入力する。また、ＥＧＲフラグＦは、ＥＧＲを実行してないときには値０が設定され、ＥＧＲを実行しているときには値１が設定されるフラグである。このＥＧＲフラグＦは、実施例では、ＥＧＲが実行されているか否かに応じて図示しないＲＡＭに書き込まれた値を読み込んで入力する。

こうしてデータを入力すると、入力したＥＧＲフラグＦの値を調べ（ステップＳ１１０）、ＥＧＲフラグＦが値０のときには、ＥＧＲが実行されていないと判断し、冷却水温Ｔｗを閾値Ｔｗｅｇｒと比較する（ステップＳ１２０）。

ステップＳ１１０でＥＧＲフラグＦが値１のときには、ＥＧＲが実行されていると判断し、補正量αに所定値α１を設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１１０でＥＧＲフラグＦが値０で且つステップＳ１２０で冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ以上のときには、補正値αに所定値α１とは異なる所定値α２を設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１１０でＥＧＲフラグＦが値０で且つステップＳ１２０で冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ未満のときには、補正値αに所定値α１，α２とは異なる所定値α３を設定して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。

所定量α１〜α３は、互いに異なる値である。所定値α１は、例えば、理論空燃比（１４．６）の−０．５％に相当する値などを用いることができる。所定値α２は、例えば、理論空燃比の＋０．３％に相当する値などを用いることができる。所定値α３は、例えば、理論空燃比の＋０．５％に相当する値などを用いることができる。こうして補正量αを設定したら、基準空燃比ＡＦｂに補正量αを加えることにより基準空燃比ＡＦｂを補正量αで補正し、補正後の値（=ＡＦｂ＋α）を目標空燃比ＡＦ＊に設定する。続いて、目標空燃比ＡＦ＊に基づいて基準燃料噴射量Ｑｂを設定し、基準燃料噴射量Ｑｂに、フィードバック補正量ΔＱｆｂａｆとフィードバック補正量ΔＱｆｂｏ２と、を加えたものを目標燃料噴射量Ｑ＊に設定する。そして、各気筒の燃料噴射弁１２６から設定した目標燃料噴射量Ｑ＊の燃料が噴射されるよう燃料噴射弁１２６を制御する。ここで、このように基準燃料噴射量Ｑｂを補正量αで補正する理由について説明する。

差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があるときとして、特定の気筒に排気が供給できていない状態などが考えられる。こうした状態では、空燃比センサ１３５ａで検出された空燃比ＡＦと実際の空燃比との間や酸素センサ１３５ｂで検出された酸素信号Ｏ２の出力電圧と実際に出力されるべき電圧との間にずれが生じる場合がある。こうしたずれは、例えば、詰まりが生じている気筒に近い位置に空燃比センサ１３５ａが取り付けられている場合などに生じる。こうしたずれが生じると、フィードバック補正量ΔＱｆｂａｆ，ΔＱｆｂｏ２が適正な値とならず、空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊に収束しなくなるなど、燃料噴射制御を適正に実行できなくなる。空燃比センサ１３５ａで検出された空燃比ＡＦと実際の空燃比との間や酸素センサ１３５ｂで検出された酸素信号Ｏ２の出力電圧と実際に出力されるべき電圧との間のずれ量は、ＥＧＲを実行しているか否かやエンジン２２の冷却水温Ｔｗに応じて異なる。実施例では、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ未満のときには、ＥＧＲを行なわず、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ以上のときには、ＥＧＲを行ない、差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があるときには、冷却水温Ｔｗに拘わらず一律にＥＧＲを行なわない。つまり、ＥＧＲが行なわれているときには、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｅｇｒ以上であり、ＥＧＲが行なわれていないときには、エンジン２２の冷却水温Ｔｗは高い場合もあるし低い場合もある。そのため、ＥＧＲが行なわれてないないときに、補正値αを冷却水温Ｔｗに拘わらず一律に同じ値に設定すると、目標空燃比ＡＦ＊を実際の空燃比に近づけることができなくなり、フィードバック補正量ΔＱｆｂａｆ，ΔＱｆｂｏ２を適正な値とすることができず、燃料噴射制御を適正に実行することができなくなる。したがって、差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があり、且つ、ＥＧＲを実行しているときには、補正量αを所定値α１に設定し、差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があり、且つ、ＥＧＲを実行しておらず、且つ、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｅｇｒ未満であるときには、補正値αを所定量α２に設定し、差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があり、且つ、ＥＧＲを実行しておらず、且つ、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｅｇｒ以上であるときには、補正値αを所定量α３に設定し、設定した補正値αで基準空燃比ＡＦｂを補正したものを目標空燃比ＡＦ＊に設定する。これにより、目標空燃比ＡＦ＊を実際の空燃比に近づけることができ、フィードバック補正量ΔＱｆｂａｆ，ΔＱｆｂｏ２を適正な値として燃料噴射制御を適正に実行することができる。よって、エミッションの悪化を抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴がないときには、基準空燃比ＡＦｒｅｆを補正を行なわずに、基準空燃比ＡＦｒｅｆを目標空燃比ＡＦ＊に設定し、差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があり、且つ、ＥＧＲを実行しているときには、補正量αを所定値α１に設定し、差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があり、且つ、ＥＧＲを実行しておらず、且つ、冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｅｇｒ未満であるときには、補正値αを所定量α２に設定し、差分ΔＥＧＲが所定値ｄｒｅｆ以上となった履歴があり、且つ、ＥＧＲを実行しておらず、且つ、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｅｇｒ以上であるときには、補正値αを所定量α３に設定する。そして、基準空燃比ＡＦｒｅｆを設定した補正値αで補正したものを目標空燃比ＡＦ＊に設定し、設定した目標空燃比ＡＦ＊を用いて燃料噴射制御を実行する。これにより、エミッションの悪化を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１２０の処理で、冷却水温Ｔｗを閾値Ｔｗｅｇｒと比較するものとしたが、冷却水温ＴｗをＥＧＲを行なわないときに補正値αを所定値α２とするか所定値α３とするかを判定するための閾値と比較するものであればよく、冷却水温Ｔｗを閾値Ｔｗｅｇｒとは異なる閾値と比較するものとしてもよい。

実施例では、ハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置の形態として説明した。しかし、ハイブリッド自動車以外の自動車、例えば、モータを備えずにエンジンからの動力だけを用いて走行する自動車などに搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。また、自動車以外の車両，船舶，航空機などの移動体に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。さらに、建設設備などの移動しない設備に組み込まれたエンジン装置の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、ＥＧＲ装置１６０が「排気再循環装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例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。

本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３５ 減速ギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 吸気管、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気管、１３４ 浄化装置、１３４ａ 浄化触媒、１３４ｂ 温度センサ、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５８ 吸気圧センサ、１６０ ＥＧＲ装置、１６２ ＥＧＲ管、１６２ａ 接続部、１６３ ステッピングモータ、１６４ ＥＧＲバルブ、１６５ ＥＧＲバルブ開度センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、１７０ 可変バルブタイミング機構。

Claims (1)

1. 複数気筒のエンジンと、
   前記エンジンの排気を前記複数気筒の各々に個別に供給する排気再循環を行なう排気再循環装置と、
   空燃比を検出する空燃比センサと、
   目標空燃比に基づいて基準燃料噴射量を設定し、前記空燃比センサにより検出された空燃比を用いて算出される前記エンジンの１サイクルにおける空燃比の平均値を前記目標空燃比とするための学習補正量を前記基準燃料噴射量に加えたものを目標燃料噴射量に設定し、前記目標燃料噴射量に応じた燃料噴射制御を実行するとともに、前記複数の気筒の各々へ再循環する排気量が目標再循環量となるよう前記排気再循環装置を制御する制御手段と、
   を備えるエンジン装置であって、
   前記制御手段は、
   前記目標再循環量から前記再循環した排気量を減じた差分が所定値以上となった履歴がないときには、基準空燃比を前記目標空燃比に設定し、
   前記差分が前記所定値以上となった履歴があり、且つ、前記排気再循環を行なっているときには、前記基準空燃比を第１の補正量で補正した値を前記目標空燃比に設定し、
   前記差分が前記所定値以上となった履歴があり、且つ、前記排気再循環を行なっておらず、且つ、前記エンジンの冷却水温が所定温度未満であるときには、前記基準空燃比を前記第１の補正量と異なる第２の補正量で補正した値を前記目標空燃比に設定し、
   前記差分が前記所定値以上となった履歴があり、且つ、前記排気再循環を行なっておらず、且つ、前記エンジンの冷却水温が前記所定温度以上であるときには、前記基準空燃比を前記第１および前記第２の補正量と異なる第３の補正量で補正した値を前記目標空燃比に設定する、
   ことを特徴とするエンジン装置。

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