JP2006328963A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低負荷時において実行される燃料噴射量の増量補正をパージ処理の実行中であっても適切に行うことのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１０は、吸気通路１４にあってパージ通路３３よりも上流側の吸入空気量を検出するエアフロメータ５２を備える。また、内燃機関１０では燃料タンク２１から発生する蒸発燃料をパージ通路３３を介してサージタンク１６に導入するパージ処理が実施される。電子制御装置４０は内燃機関１０の燃料噴射量を制御する。この電子制御装置４０は、エアフロメータ５２によって検出される吸入空気量に基づいて機関の負荷率を算出し、その負荷率に基づいて機関の低負荷時における燃料噴射量を増量補正する。そしてパージ処理の実行中には、パージ通路３３を介してサージタンク１６に導入されるパージ空気量をエアフロメータ５２で検出される吸入空気量に加算してその吸入空気量を増量補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。

内燃機関が搭載された車両では、燃料タンク内で発生する蒸発燃料が一旦キャニスタに捕集される。そして、この捕集された蒸発燃料はパージ通路を介して内燃機関の吸気通路に導入され、燃焼室にて燃焼処理される。

このような、いわゆるパージ処理が実行されると、上記パージ通路からの空気（以下、パージ空気という）及び蒸発燃料が燃焼室に導入されるため、同処理の非実行時と比較して、燃焼室に導入される空気量及び燃料量は増大し、これにより空燃比等が乱れやすくなる。そこで、この空燃比等の乱れを抑えるべく、パージ処理の実行時には、蒸発燃料の量にあわせて燃料噴射量は減量補正される。また、吸気通路にあって前記パージ通路よりも上流側から流入する吸入空気量は、パージ空気の量にあわせて減量補正される。これら燃料噴射量及び吸入空気量の補正が行われることにより、パージ処理の実行時であっても、その非実行時と同等の燃料及び空気が燃焼室には導入される。

なお、本発明にかかる先行技術文献としては、以下の特許文献１、２が挙げられる。
特開平６−９３９０１号公報 特開平８−１２１２６７号公報

他方、機関の低負荷時等のように吸入空気量が少なくなる状況では、燃焼状態が不安定になりやすく、失火などが生じやすくなる。特に、減速時などのような機関回転速度の低下時にあって上記失火が生じると、場合によっては過度に機関回転速度が低下し、エンジンストールを引き起こすおそれもある。

そこで、そのような小空気量時には、燃焼室に導入される空気量から算出される機関の負荷率に応じて燃焼噴射量を増量し、空燃比を理論空燃比よりも若干リッチ側に変更して燃焼状態を安定させることが望ましい。いわば、空燃比制御よりも機関の出力トルク確保を優先させることが望ましい。

ここで、一般に、燃焼室に導入される空気量は、スロットル弁の上流に設けられる吸入空気量センサの出力値や、吸入空気量を調量する調量機構の駆動量（例えばスロットル弁やアイドルスピードコントロールバルブの開度等）などに基づいて検出される。すなわち、前記吸気通路にあって前記パージ通路よりも上流側の吸入空気量が検出され、その検出された吸入空気量が燃焼室に導入される空気量とみなされる。

上記パージ処理の非実行時であれば、燃焼室に導入される空気量と、上記検出される吸入空気量とほぼ一致するため、同吸入空気量に基づいて機関の負荷率を算出することで、上記燃料噴射量の増量補正は適切に行うことができる。

一方、パージ処理の実行時には、燃焼室に上記パージ空気も導入される。このパージ空気の量は、前記検出される吸入空気量には反映されないため、同パージ処理の実行時においては、実際に燃焼室に導入される空気量に対して上記吸入空気量は少なめに検出されてしまう。従って、このパージ処理の実行中には、同吸入空気量から求められる負荷率が、燃焼室に導入される空気量から求める実際の負荷率よりも小さくなってしまい、低負荷時などの小空気量時に実施される燃料噴射量の増量補正を適切に行うことができなくなるおそれがある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低負荷時において実行される燃料噴射量の増量補正をパージ処理の実行中であっても適切に行うことのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、燃料タンクから発生する蒸発燃料をパージ通路を介して吸気通路に導入するパージ処理が実施されるとともに、前記吸気通路にあって前記パージ通路よりも上流側の吸入空気量を検出する検出手段を備える内燃機関の燃料噴射量を制御する装置であって、前記検出手段によって検出される吸入空気量に基づいて機関の負荷率を算出し、該負荷率に基づいて機関の低負荷時における燃料噴射量を増量補正する燃料補正手段と、前記パージ処理の実行中には、前記検出される吸入空気量を増量補正する空気量補正手段とを備えることをその要旨とする。

同構成によれば、機関の低負荷時において燃料噴射量が増量補正されるため、吸入空気量が減少する低負荷時、いわば小空気量時であっても燃焼状態を安定させることができるようになる。

ところで、その燃料噴射量の増量補正は、上記検出手段で検出した吸入空気量に基づいて算出される機関の負荷率に応じて実行されるのであるが、上記パージ処理の実行中には、その検出された吸入空気量から求められる負荷率が、燃焼室に導入される空気量から求める実際の負荷率よりも小さくなってしまう。そのため、上記燃料噴射量の増量補正を適切に行うことができなくなるおそれがある。この点、同構成では、前記検出される吸入空気量がパージ処理の実行中には増量補正される。そのため、パージ処理の実行中に算出される負荷率はその吸入空気量の増量補正の分だけ大きくなり、補正後の吸入空気量から求められる負荷率は、燃焼室に導入される空気量から求める実際の負荷率に近づくようになる。従って、低負荷時において実行される燃料噴射量の増量補正を、パージ処理の実行中であっても適切に行うことができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記空気量補正手段は、前記パージ通路から燃焼室に導入される空気量を前記吸入空気量に加算することをその要旨とする。

同構成によれば、前記検出手段では検出することができない前記パージ空気の量が、同検出手段にて検出される吸入空気量に加算されるため、前記空気量補正手段によって補正される吸入空気量は燃焼室に導入される実際の空気量にほぼ一致するようになる。従って、パージ処理の実行及び非実行にかかわらず、前記燃料噴射量の増量補正を同等に行うことができるようなる。なお、パージ通路から燃焼室に導入される空気量を精度よく把握することができれば、補正後の吸入空気量を燃焼室に導入される実際の空気量に一致させることも可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記パージ通路から燃焼室に導入される前記空気量は、前記パージ通路に設けられて前記蒸発燃料の導入量を調整する制御弁でのパージ流量から推定されることをその要旨とする。

パージ通路を介して吸気通路に導入される蒸発燃料の量は、通常、パージ通路に設けられる制御弁の開度調整によって調量され、同制御弁でのパージ流量が多くなるほど、パージ通路から燃焼室に導入される空気量（パージ空気量）も多くなる。そこで、同構成では、そのようなパージ流量から上記空気量を推定するようにしている。従って、上記吸入空気量に加算されるパージ空気の量を好適に把握することができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記パージ流量は、機関負荷及び機関回転速度に基づいて算出されることをその要旨とする。

機関負荷や機関回転速度が低いときにはスロットル弁の開度が小さくなっており、吸気通路内の負圧は大きくなっている。そして吸気通路内の負圧が大きくなるほど前記パージ流量は増大するようになる。そこで、同構成では、機関負荷及び機関回転速度に基づいて前記パージ流量を算出するようにしており、同パージ流量を好適に推定することができるようになる。

また、前記請求項３に記載の発明では、吸入空気量に加算するパージ空気の量を前記パージ流量から推定するようにしており、この請求項４に記載の構成では同パージ流量が機関負荷及び機関回転速度に基づいて算出される。従って、吸入空気量に加算するパージ空気の量を機関負荷及び機関回転速度に基づいて間接的に求めることも可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料補正手段は、機関の減速時を前記低負荷時であると判断して前記増量補正を実行することをその要旨とする。

上述したように、機関の低負荷時等のように吸入空気量が少なくなる状況では、燃焼状態が不安定になりやすく、失火などが生じやすくなる。特に、機関減速時などのように機関回転速度の低下途中にあって失火が生じると、場合によっては過度に機関回転速度が低下し、エンジンストールを引き起こすおそれもある。この点、同構成では、そのような機関の減速時に燃料噴射量の増量補正を実行するようにしているため、減速時における失火の発生を抑えることができるようになる。また、パージ処理の実行中であってもそのような失火の発生を好適に抑えることができるようになる。

なお、機関が減速状態にあるか否かは、請求項６に記載の発明によるように、前記燃料補正手段は、前記吸入空気量の減少量及び機関回転速度の低下量の少なくとも一方が所定値を超える場合に前記減速時である旨判定する、といった構成を採用することにより、適切に判断することができる。

吸気通路にあってパージ通路よりも上流側の吸入空気量を検出する前記検出手段としては、請求項７に記載の発明によるように、スロットル弁の上流側に設けられる吸入空気量センサを採用することができる。

また、前記検出手段としては、請求項８に記載の発明によるように、吸入空気量を調量する調量機構の駆動量に基づいて吸入空気量を推定する、といった構成を採用することもできる。なお、調量機構の駆動量としては、例えばスロットル弁の開度が挙げられる。また、吸気通路にあってスロットル弁の上流側と下流側とを接続するバイパス管を有し、同バイパス管を通過する空気の量を調量するアイドルスピードコントロールバルブを備える場合には、そのアイドルスピードコントロールバルブの開度も、調量機構の駆動量として挙げることができる。

以下、この発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図８を併せ参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる燃料噴射制御装置が適用される内燃機関１０の概略構成を示している。

同図１に示されるように、内燃機関１０には、燃焼室１１に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１２と、この噴射された燃料及び吸入空気の混合体である混合気を点火する点火プラグ１３等が設けられている。

燃焼室１１には、吸気通路１４及び排気通路１５がそれぞれ接続されている。吸気通路１４の途中には、サージタンク１６が設けられており、更にその上流側には、吸入空気量を調量するスロットル弁１７が設けられている。

一方、この内燃機関１０には蒸発燃料処理装置３０が設けられている。この蒸発燃料処理装置３０は、ベーパ通路３２を介して燃料タンク２１に接続されたキャニスタ３１、このキャニスタ３１と上記サージタンク１６とを接続するパージ通路３３、キャニスタ３１内に大気を導入する大気導入通路３４、並びにパージ通路３３を開閉するパージ制御弁３５等から構成されている。

燃料タンク２１で発生する蒸発燃料は、同燃料タンク２１からベーパ通路３２を通じてキャニスタ３１内に導入され、その内部に設けられた吸着材に一旦吸着される。そして、パージ制御弁３５が開かれると、大気導入通路３４を通じてキャニスタ３１内には空気が導入される。こうしてキャニスタ３１内に空気が導入されると、同キャニスタ３１内に吸着されていた蒸発燃料は、同蒸発燃料を含むパージ空気とともにパージ通路３３を介してサージタンク１６内に導入される。このサージタンク１６内に導入された蒸発燃料は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料と共に燃焼室１１において燃焼処理される。

このようにパージ処理される蒸発燃料の量は、パージ制御弁３５の開度制御を通じて調量される。このパージ制御弁３５は、電気信号、より具体的にはデューティ信号によってその開度が制御される電磁弁である。また、基本的には、同パージ制御弁３５の開度が大きくなるほど、また吸気通路１４内の負圧が大きくなるほど、パージ空気量は増大される。このようなことをふまえ、パージ処理の実行中には、機関運転状態に応じてパージ制御弁３５の開度が調整され、これによりキャニスタ３１に吸着された蒸発燃料は効率よく処理される。

このようなパージ処理を実行するパージ制御や、燃料噴射弁１２の燃料噴射制御、及び混合気の空燃比制御等は電子制御装置４０によって行われる。電子制御装置４０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路、及び外部出力回路等から構成されている。そして、上述したような各種制御を内燃機関１０の運転状態等に応じて実行するために、同運転状態等を検出する各種センサの信号が入力される。

例えば電子制御装置４０には、排気通路１５に設けられて排気中の酸素濃度（混合気の空燃比）を検出するための排気センサ５１や、燃焼室１１に導入される吸入空気量Ｑａを検出するエアフロメータ５２の検出信号がそれぞれ入力される。また、クランクシャフトの回転角を検出し、その検出信号に基づいて機関回転速度ＮＥを検出するクランク角センサ５３、スロットル弁１７の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するスロットルセンサ５４、内燃機関１０の冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ５５等の検出信号も電子制御装置４０にはそれぞれ入力される。これら各センサ５１〜５５等によって検出される内燃機関１０の運転状態や車両の走行状態に基づき電子制御装置４０は、上記パージ処理を実行するパージ制御、燃料噴射制御、及び所望の空燃比となるようにフィードバック補正量にて燃料噴射量を増減補正する空燃比フィードバック制御等の各種制御を実行する。

ところで、図２に示すように、上記パージ処理実行中において燃焼室１１に導入される空気量Ｑｃ（総吸入空気量Ｑｃ）は、スロットル弁１７によって調量される空気の量、即ち吸気通路１４にあってパージ通路３３よりも上流側から流入する吸入空気量Ｑａと、パージ通路３３から吸気系に導入される空気の量、即ちパージ空気量Ｑｂとの総和になる。また、同パージ処理の実行中において燃焼室に導入される燃料量は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料量と、パージ通路３３から吸気系に導入される蒸発燃料量との総和になる。

このように上記パージ処理の実行中にあっては、パージ空気及び蒸発燃料が燃焼室１１には導入されるため、同処理の非実行時と比較して、燃焼室１１に導入される燃料量及び空気量は増大し、これにより空燃比等が乱れやすくなる。

そこで、この空燃比等の乱れを抑えるべく、パージ処理実行中には、実際の吸入空気量Ｑａ及び燃料噴射量の減量補正が行われ、これによりパージ処理の実行中であっても、その非実行時と同等の空気及び燃料が燃焼室１１には導入される。

吸入空気量Ｑａの補正に際しては、パージ制御弁３５の開度を制御する制御信号のデューティ比等に基づいてスロットル弁１７の開度が減少側に補正される。これにより、パージ処理実行中の吸入空気量Ｑａは、パージ空気量Ｑｂに応じて減量補正される。

また、燃料噴射量の補正に際しては、パージ制御弁３５の開度等から推定されるパージ空気の流量と、パージ処理開始後の空燃比の変化に基づいて推定されるパージ空気中の燃料濃度とに基づいてパージ空気中の燃料量が算出され、この算出されたパージ空気中の燃料量の分だけ、燃料噴射弁１２から噴射される燃料量は減量補正される。

なお、吸気系に蒸発燃料が導入されると、排気センサ５１で検出される空燃比はリッチ側に変化し、この変化は空燃比フィードバック制御でのフィードバック補正量に反映される。従って、パージ制御弁３５を開弁させたときの空燃比、換言すればパージ処理開始後のフィードバック補正量の変化（空燃比の変化）に基づいてパージ空気中の燃料濃度は推定することができる。

他方、機関の低負荷時等のように、燃焼室１１に導入される吸入空気量が少なくなる状況では、燃焼状態が不安定になりやすく、失火などが生じやすくなる。特に、減速時などのような機関回転速度の低下時にあって上記失火が生じると、場合によっては過度に機関回転速度が低下し、エンジンストールを引き起こすおそれもある。

そこで、そのような小空気量時には、以下に説明する小空気量時の燃料増量処理を実行して空燃比を理論空燃比よりも若干リッチ側に変更し、もって燃焼状態を安定させるようにしている。いわば、小空気量時には空燃比の制御よりも機関の出力トルク確保を優先させるようにしている。

図３に、小空気量時の燃料増量処理についてその処理手順を示す。なお、本処理は電子制御装置４０によって所定期間毎に繰り返し実行される。また、この処理は前記燃料補正手段を構成している。

本処理が開始されるとまず、補正後吸入空気量Ｑａｈが読み込まれる（Ｓ１００）。この補正後吸入空気量Ｑａｈは、エアフロメータ５２で検出される吸入空気量Ｑａを補正した値であり、その補正態様については後述する吸入空気量補正処理にて説明する。

次に、機関の減速時であるか否かが判断される（Ｓ１１０）。ここでは、補正後吸入空気量Ｑａｈの減少量が所定の判定値を超えた場合、または機関回転速度ＮＥの低下量が所定の判定値を超えた場合に、減速時である旨判定される。なお、補正後吸入空気量Ｑａｈの減少量が所定の判定値を超えた場合、且つ機関回転速度ＮＥの低下量が所定の判定値を超えた場合に、減速時である旨判定するようにしてもよい。

そして、減速時ではないと判定される場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。
一方、減速時である旨判定される場合には（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、補正後吸入空気量Ｑａｈから機関の負荷率Ｌが算出され（Ｓ１２０）、同負荷率Ｌ及び機関回転速度ＮＥに基づいて燃料噴射量Ｔの増量補正係数Ｋ（０≦Ｋ≦１）が算出される（Ｓ１３０）。

この増量補正係数Ｋは、図４に示すように、負荷率Ｌが高くなるほどその値は小さくなるように設定される。換言すれば、補正後吸入空気量Ｑａｈが小さくなるほどその値は大きくなるように設定され、これにより燃焼室１１に導入される吸入空気量が少なくなるほど燃料噴射量は増量される。また、同増量補正係数Ｋは、図５に示すように、機関回転速度ＮＥの増大に伴ってその値が大きくなり、所定の回転速度を超えると同値は減少に転ずるように設定される。これにより減速時の機関回転速度の低下状況に合わせて燃料噴射量は増量される。なお、図４や図５に示す増量補正係数Ｋの設定態様は一例であり、要は混合気の燃焼状態が良好となる適切な増量補正係数Ｋが設定されるようにすればよい。

こうして増量補正係数Ｋが算出されると、次式（１）に基づき、機関運転状態に応じて設定される燃料噴射量Ｔが増量補正係数Ｋで補正され（Ｓ１４０）、本処理は一旦終了される。

補正後の燃料噴射量Ｔ←補正前の燃料噴射量Ｔ
＋（補正前の燃料噴射量Ｔ×増量補正係数Ｋ） …（１）

そして、このように増量補正された燃料噴射量Ｔが減速時において燃料噴射弁１２から噴射される燃料量となる。

つぎに、上記ステップＳ１１０での減速判定やステップＳ１２０での負荷率Ｌの算出に際して、補正後吸入空気量Ｑａｈを用いる理由を以下に説明する。
一般に、燃焼室１１に導入される空気量は、スロットル弁１７の上流に設けられたエアフロメータ５２の出力値に基づいて検出される。すなわち、吸気通路１４にあってパージ通路３３よりも上流側の吸入空気量Ｑａを検出し、その検出された吸入空気量Ｑａが燃焼室１１に導入される空気量とみなされる。

上記パージ処理の非実行時であれば、燃焼室１１に導入される空気量である前記総吸入空気量Ｑｃと、上記検出される吸入空気量Ｑａとほぼ一致するため、不都合は生じにくい。

一方、パージ処理の実行中には、上記パージ空気も燃焼室１１に導入される。このパージ空気の量である前記パージ空気量Ｑｂは、エアフロメータ５２で検出される吸入空気量Ｑａには反映されない。すなわち、パージ空気量Ｑｂはエアフロメータ５２で検出することができず、パージ処理実行中に検出される吸入空気量Ｑａは総吸入空気量Ｑｃよりも少なくなる。そのため、上述した小空気量時の燃料増量処理を吸入空気量Ｑａに基づいて実行すると、例えば次のような不都合の発生が懸念される。

まず、パージ処理の非実行時であれば、吸入空気量Ｑａに基づいて機関の負荷率を算出することで、上記燃料噴射量の増量補正は適切に行うことができる。
一方、パージ処理の実行中においては、実際に燃焼室１１に導入される空気量（総吸入空気量Ｑｃ）に対してパージ空気量Ｑｂの分だけ、吸入空気量Ｑａは少なめに検出される。従って、同パージ処理の実行中には、吸入空気量Ｑａから求められる負荷率が、燃焼室１１に導入される総吸入空気量Ｑｃから求める実際の負荷率よりも小さくなってしまい、上述したような減速時に実施される燃料噴射量Ｔの増量補正を適切に行うことができなくなるといった不都合が生じてしまう。

また、上述したように、パージ処理の実行中に実施される吸入空気量Ｑａの減量補正では、パージ処理にて導入されるパージ空気量Ｑｂに応じて吸入空気量Ｑａの減量補正量は変化する。従って、総吸入空気量Ｑｃの変化と吸入空気量Ｑａの変化とは必ずしも一致せず、例えば総吸入空気量Ｑｃが同一であっても、パージ空気量Ｑｂが変化すれば、エアフロメータ５２によって検出される吸入空気量Ｑａの値は変化する。ここで、上記小空気量時の燃料増量補正は、減速時における吸入空気量Ｑａの減少量に基づいてその実行の可不可が判断される。そのため、場合によっては総吸入空気量Ｑｃがそれほど変化していないにもかかわらず、パージ処理実行中の吸入空気量Ｑａの変化に起因して該燃料増量補正の実行が許可されてしまうといった不都合が生じてしまう。すなわち小空気量時の燃料増量補正についてその実行の可不可を適切に判断することができないといった不都合が生じ、不要な燃料増量が行われてしまうおそれもある。

この他、前記空燃比フィードバック制御では、燃料噴射量が過度に増大あるいは減量されてその量がフィードバック制御の可能範囲を外れると、一旦、同フィードバック制御の実行は中止される。ここで、上述したように、パージ処理の実行中には総吸入空気量Ｑｃの変化と吸入空気量Ｑａの変化とは必ずしも一致しない。そのため、減速時において本来、総吸入空気量Ｑｃの変化に応じて行われるべき上記燃料噴射量Ｔの増量補正が正常に行われず、場合によっては次のようなハンチング現象が発生するといった不都合も懸念される。

まず、パージ制御弁３５が開弁されてパージ空気が導入されるようになると、吸入空気量Ｑａは減量補正されるとともに、上記燃料増量処理を通じて燃料噴射量Ｔは増量補正される。ここで、総吸入空気量Ｑｃの変化に対して吸入空気量Ｑａの変化割合が大きく、もって補正後の燃料噴射量Ｔが過度に大きくされると、空燃比フィードバック制御が中止される。空燃比フィードバック制御が中止されると、フィードバック補正量に基づく蒸発燃料の濃度推定ができなくなるため、パージ制御弁３５は閉弁されてパージ処理は一旦中止される。一方、このようにパージ処理が中止されると、パージ空気量Ｑｂの導入量が「０」になるため、吸入空気量Ｑａの減量補正量は減少され、もって同吸入空気量Ｑａは増大するようになる。このように吸入空気量Ｑａが増大すると、補正後の燃料噴射量Ｔは減量される。そして減量された燃料噴射量Ｔが前記フィードバック制御の可能範囲に復帰すると、空燃比フィードバック制御が再開されると共に、パージ制御弁３５は開弁されてパージ処理も再び開始される。このように総吸入空気量Ｑｃの変化に対して吸入空気量Ｑａの変化割合が大きい場合には、燃料噴射量Ｔの増減、空燃比フィードバック制御の中止及び再開、パージ処理の中止及び再開といった各種のハンチング現象が発生してしまう。

そこで本実施形態では、エアフロメータ５２で検出される吸入空気量Ｑａをパージ処理実行中には増量補正し、その値が総吸入空気量Ｑｃに相当する量となるようにしている。そしてこうした補正処理を通じて上述したような不都合等の発生を抑え、もって低負荷時、特に減速時において実行される上記燃料噴射量Ｔの増量補正をパージ処理の実行中であっても適切に行うことができるようにしている。

図６に、吸入空気量Ｑａを増量補正する吸入空気量補正処理についてその処理手順を示す。なお、本処理も電子制御装置４０によって所定期間毎に繰り返し実行される。また、この処理は前記空気量補正手段を構成している。

本処理が開始されると、まず、エアフロメータ５２で検出された吸入空気量Ｑａ、スロットル開度ＴＡ、及び機関回転速度ＮＥが読み込まれる（Ｓ２００）。
次に、吸入空気量Ｑａ及びスロットル開度ＴＡに基づいて推定吸入空気量Ｑａｓが算出される（Ｓ２１０）。この推定吸入空気量Ｑａｓは、吸入空気量Ｑａの変化に際してその応答遅れを補償した推定空気量であり、本実施形態にあっては、燃料噴射時期に燃焼室１１に導入されているはずの吸入空気量Ｑａを予測するようにしている。このように吸入空気量の応答遅れが補償された推定値を算出することにより、燃料噴射量Ｔの増量補正に際して吸入空気量の応答遅れを加味することができる。

次に、推定吸入空気量Ｑａｓに基づいて機関の基本負荷率Ｌｂが算出され（Ｓ２２０）、この基本負荷率Ｌｂ及び機関回転速度ＮＥに基づいてパージ制御弁３５を通過するパージ空気の量、換言すればパージ流量ＰＶが算出される（Ｓ２３０）。このパージ流量ＰＶは、次のような態様で推定される。

すなわち、機関負荷や機関回転速度が低いときにはスロットル弁１７の開度が小さくなっており、吸気通路１４内の負圧は大きくなっている。そして吸気通路１４内の負圧が大きくなるほどパージ流量ＰＶは増大するようになる。そこで、機関負荷及び機関回転速度に基づいてパージ流量ＰＶは算出される。この算出に際しては、図７に示すように、基本負荷率Ｌｂが低くなるほど算出されるパージ流量ＰＶは大きくなるように該パージ流量ＰＶは推定される。また、図８に示すように、機関回転速度ＮＥが低くなるほど算出されるパージ流量ＰＶは大きくなるように該パージ流量ＰＶは推定されることにより、パージ流量ＰＶは適切に推定される。なお、図７や図８に示すパージ流量ＰＶの推定態様は一例であり、基本負荷率Ｌｂ及び機関回転速度ＮＥに基づいてパージ流量ＰＶが適切に設定されるように、実験等を通じてその推定態様を設定するようにすればよい。

次に、パージ流量ＰＶに基づいてパージ空気量Ｑｂが算出される（Ｓ２４０）。すなわち、パージ通路３３を介して吸気系に導入される蒸発燃料の量は、通常、パージ制御弁３５の開度調整によって調量され、そのパージ制御弁３５でのパージ流量ＰＶが多くなるほど、パージ通路３３から燃焼室１１に導入される空気量、つまりパージ空気量Ｑｂも多くなる。そこで、ステップＳ２４０では、そのパージ流量ＰＶに基づいてパージ空気量Ｑｂが推定される。なお、パージ処理の実行中にあっては、パージ流量ＰＶに基づいてパージ空気量Ｑｂが推定される一方、パージ処理の非実行時にあっては、パージ空気量Ｑｂは「０」に設定される。

こうしてパージ空気量Ｑｂが算出されると、次式（２）から補正後吸入空気量Ｑａｈが算出され（Ｓ２５０）、本処理は一旦終了される。

補正後吸入空気量Ｑａｈ←推定吸入空気量Ｑａｓ＋パージ空気量Ｑｂ …（２）

このように、本処理では、エアフロメータ５２で検出される吸入空気量Ｑａ、より詳細には該吸入空気量Ｑａから推定される推定吸入空気量Ｑａｓにパージ通路３３から燃焼室１１に導入されるパージ空気量Ｑｂを加算した補正後吸入空気量Ｑａｈが算出される。すなわち、エアフロメータ５２では検出することができないパージ空気量Ｑｂが、推定吸入空気量Ｑａｓに加算される。従って、補正後吸入空気量Ｑａｈは燃焼室１１に導入される実際の空気量（前記総吸入空気量Ｑｃ）にほぼ一致するようになる。ちなみに、パージ空気量Ｑｂを精度よく把握することができれば、補正後吸入空気量Ｑａｈを燃焼室１１に導入される実際の空気量に一致させることも可能である。

そして、このように補正された吸入空気量Ｑａに基づいて前記小空気量時の燃料増量補正が実行されるため、パージ処理の実行及び非実行にかかわらず、燃料噴射量Ｔの増量補正を同等に行うことができ、上述したような不都合の発生も抑制される。

すなわち、パージ処理の実行中に補正後吸入空気量Ｑａｈから求められる負荷率Ｌは、燃焼室１１に導入される総吸入空気量Ｑｃから求める実際の負荷率Ｌと同等になり、もって減速時に実施される燃料噴射量Ｔの増量補正を適切に行うことができるようになる。

また、パージ空気量Ｑｂの変化に伴って吸入空気量Ｑａが変化したとしても、総吸入空気量Ｑｃ自体がそれほど変化していなければ、補正後吸入空気量Ｑａｈもそれほど変化しない。従って、この場合には、前記ステップＳ１１０において「減速時ではない」と判断される。このように前記補正後吸入空気量Ｑａｈを用いて減速時であるか否かの判断をすることにより、小空気量時の燃料増量補正についてその実行の可不可を適切に判断することができるようになる。

また、総吸入空気量Ｑｃの変化に対して吸入空気量Ｑａの変化割合が大きい場合であっても、その総吸入空気量Ｑｃ自体の変化量が少なければ補正後吸入空気量Ｑａｈの変化量も少なくなる。従って、吸入空気量Ｑａの変化割合が大きい場合であっても、補正後の燃料噴射量Ｔが過度に大きくされることはなく、もって上述したような燃料噴射量Ｔの増減、空燃比フィードバック制御の中止及び再開、パージ処理の中止及び再開といった各種のハンチング現象の発生も抑制される。

以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）吸入空気量Ｑａ及びスロットル開度ＴＡに基づいて算出される推定吸入空気量Ｑａｓをもとに機関の負荷率Ｌを算出し、該負荷率Ｌに基づいて機関の低負荷時、より具体的には減速時における燃料噴射量Ｔを増量補正するようにしている。そのため、吸入空気量が減少する低負荷時、いわば小空気量時であっても燃焼状態を安定させることができるようになる。さらに、パージ処理の実行中には、推定吸入空気量Ｑａｓを増量補正するようにしている。従って、減速時において実行される燃料噴射量Ｔの増量補正をパージ処理の実行中であっても適切に行うことができるようになる。

（２）推定吸入空気量Ｑａｓの増量補正に際しては、パージ通路３３から燃焼室１１に導入されるパージ空気量Ｑｂを同推定吸入空気量Ｑａｓに加算するようにしている。従って、補正された推定吸入空気量Ｑａｓは燃焼室１１に導入される実際の空気量（総吸入空気量Ｑｃ）にほぼ一致するようになる。そのため、パージ処理の実行及び非実行にかかわらず、前記燃料噴射量Ｔの増量補正を同等に行うことができるようなる。

（３）パージ通路３３から燃焼室１１に導入されるパージ空気量Ｑｂをパージ制御弁３５でのパージ流量ＰＶから推定するようにしている。従って、推定吸入空気量Ｑａｓに加算されるパージ空気量Ｑｂを好適に把握することができるようになる。

（４）上記パージ流量ＰＶを、基本負荷率Ｌｂ及び機関回転速度ＮＥに基づいて算出するようにしている。従って、パージ流量ＰＶを好適に推定することができるようになる。
また、上述したように、推定吸入空気量Ｑａｓに加算するパージ空気量Ｑｂは、パージ流量ＰＶから推定され、このパージ流量ＰＶは基本負荷率Ｌｂ及び機関回転速度ＮＥに基づいて算出される。従って、推定吸入空気量Ｑａｓに加算するパージ空気量Ｑｂを基本負荷率Ｌｂ及び機関回転速度ＮＥに基づいて間接的に求めることも可能となる。

（５）上述したように、機関の低負荷時等のように吸入空気量が少なくなる状況では、燃焼状態が不安定になりやすく、失火などが生じやすくなる。特に、機関減速時などのように機関回転速度の低下途中にあって失火が生じると、場合によっては過度に機関回転速度が低下し、エンジンストールを引き起こすおそれもある。この点、本実施形態では、機関の減速時を低負荷時であると判断して燃料噴射量Ｔの増量補正を実行するようにしている。そのため、減速時における失火の発生を抑えることができるようになる。また、パージ処理の実行中であってもそのような失火の発生を好適に抑えることができるようになる。

（６）推定吸入空気量Ｑａｓの減少量及び機関回転速度ＮＥの低下量の少なくとも一方が所定値を超える場合に減速時である旨判定するようにしている。従って、機関が減速状態にあるか否かを適切に判断することができるようになる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・前記吸入空気量補正処理では、推定吸入空気量Ｑａｓの増量補正に際して、パージ空気量Ｑｂを同推定吸入空気量Ｑａｓに加算するようにした。この他、パージ処理の実行中には該推定吸入空気量Ｑａｓに適宜の係数を加算、あるいは乗算するなどして同推定吸入空気量Ｑａｓを増量補正するようにしてもよい。この場合でも、パージ処理の実行中に算出される負荷率Ｌは吸入空気量の増量補正の分だけ大きくなり、補正後の吸入空気量から求められる負荷率Ｌは、燃焼室１１に導入される空気量から求める実際の負荷率Ｌに近づくようになる。従って、低負荷時において実行される燃料噴射量Ｔの増量補正をパージ処理の実行中であっても適切に行うことができるようになる。

・補正後吸入空気量Ｑａｈを求めるに際して、吸入空気量Ｑａ及びスロットル開度ＴＡに基づき推定吸入空気量Ｑａｓを算出するようにしたが、必ずしもこの推定吸入空気量Ｑａｓを算出する必要はない。例えば、エアフロメータ５２で検出される吸入空気量Ｑａに前記パージ空気量Ｑｂを加算して補正後吸入空気量Ｑａｈを求めるようにしてもよい。

・小空気量時に行われる前記燃料増量処理では、燃料噴射量Ｔの増量補正が機関の減速時に行われるようにしたが、この他の低負荷時における小空気量時に燃料噴射量Ｔの増量補正を行うようにしてもよい。

・パージ空気量Ｑｂをパージ流量ＰＶから求めるようにしたが、パージ制御弁３５の開度やパージ率（吸入空気量に対するパージ量の割合）等からパージ空気量Ｑｂを推定するようにしてもよい。また、センサ等を用いてパージ空気量を直接検出するようにしてもよい。

・吸気通路１４にあってパージ通路３３よりも上流側の吸入空気量Ｑａをエアフロメータ５２で検出するようにしたが、この他の検出手段を用いて吸入空気量Ｑａを求めるようにしてもよい。例えば、吸気通路１４内の圧力に基づいて吸入空気量Ｑａを推定するようにしてもよい。また、吸入空気量を調量する調量機構の駆動量に基づいて吸入空気量Ｑａを推定するようにしてもよい。この場合の調量機構の駆動量としては、例えばスロットル弁１７の開度が挙げられる。また、吸気通路にあってスロットル弁の上流側と下流側とを接続するバイパス管を有し、同バイパス管を通過する空気の量を調量するアイドルスピードコントロールバルブを備える場合には、そのアイドルスピードコントロールバルブの開度も、調量機構の駆動量として挙げることができる。

・パージ処理の実行中には、パージ空気量Ｑｂにあわせて実際の吸入空気量Ｑａを減量補正するようにしたが、同減量補正が実施されない場合であっても、本発明は同様に適用することができる。

この減量補正が実施されない場合には、パージ処理実行中の総吸入空気量Ｑｃがパージ空気量Ｑｂの分だけ増大するようになる。ここで、本発明を実施しない場合には、その増大された総吸入空気量Ｑｃに応じた負荷率Ｌを算出することができず、もって小空気量時に実施される燃料噴射量Ｔの増量補正を適切に行うことができなくなるおそれがある。一方、本発明を実施すれば、増大された総吸入空気量Ｑｃに応じた負荷率Ｌを算出することができるため、同燃料噴射量Ｔの増量補正を適切に行うことができるようになる。

・前記空燃比フィードバック制御は、燃料噴射量が過度に増大あるいは減量されてその量がフィードバック制御の可能範囲を外れると、一旦、同フィードバック制御の実行が中止されるものであったが、このような処理が行われない場合であっても、本発明は同様に適用することができる。

・点火プラグを備えるガソリン機関のみならず、ディーゼル機関にも本発明は同様に適用することができる。

本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置の一実施形態について、これが適用される内燃機関の構成図。 パージ処理実行中における吸気通路内の空気流動を示す模式図。 同実施形態における小空気量時の燃料増量処理についてその処理手順を示すフローチャート。 機関の負荷率と増量補正係数との対応関係を示すグラフ。 機関回転速度と増量補正係数との対応関係を示すグラフ。 同実施形態における吸入空気量補正処理についてその処理手順を示すフローチャート。 基本負荷率とパージ流量との対応関係を示すグラフ。 機関回転速度とパージ流量との対応関係を示すグラフ。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…燃料噴射弁、１３…点火プラグ、１４…吸気通路、１５…排気通路、１６…サージタンク、１７…スロットル弁、２１…燃料タンク、３０…蒸発燃料処理装置、３１…キャニスタ、３２…ベーパ通路、３３…パージ通路、３４…大気導入通路、３５…パージ制御弁、４０…電子制御装置、５１…排気センサ、５２…エアフロメータ、５３…クランク角センサ、５４…スロットルセンサ、５５…水温センサ。

Claims (8)

1. 燃料タンクから発生する蒸発燃料をパージ通路を介して吸気通路に導入するパージ処理が実施されるとともに、前記吸気通路にあって前記パージ通路よりも上流側の吸入空気量を検出する検出手段を備える内燃機関の燃料噴射量を制御する装置であって、
   前記検出手段によって検出される吸入空気量に基づいて機関の負荷率を算出し、該負荷率に基づいて機関の低負荷時における燃料噴射量を増量補正する燃料補正手段と、
   前記パージ処理の実行中には、前記検出される吸入空気量を増量補正する空気量補正手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記空気量補正手段は、前記パージ通路から燃焼室に導入される空気量を前記吸入空気量に加算する
   請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記パージ通路から燃焼室に導入される前記空気量は、前記パージ通路に設けられて前記蒸発燃料の導入量を調整する制御弁でのパージ流量から推定される
   請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記パージ流量は、機関負荷及び機関回転速度に基づいて算出される
   請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記燃料補正手段は、機関の減速時を前記低負荷時であると判断して前記増量補正を実行する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 前記燃料補正手段は、前記吸入空気量の減少量及び機関回転速度の低下量の少なくとも一方が所定値を超える場合に前記減速時である旨判定する
   請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
7. 前記検出手段は、スロットル弁の上流側に設けられる吸入空気量センサである
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
8. 前記検出手段は、前記吸入空気量を調量する調量機構の駆動量に基づいて吸入空気量を推定する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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