JP2008025499A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバーや車種などの特性を考慮に入れて学習を行うことにより、ＨＣ吸着部への排気ガスの供給を制御する切換弁の制御性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の制御装置は、排気ガスが流れる通路を、ＨＣ吸着部が設けられた第１の通路と、ＨＣ吸着部をバイパスする第２の通路とのいずれかに選択的に切り換える切換弁を有する内燃機関に対して制御を行う。切換弁制御手段は、運転状態に基づいて切換弁を強制的に開弁するための制御を行う。また、学習手段は、切換弁制御手段により切換弁が開弁された後に切換弁を開に維持して閉弁を禁止すべき閉弁禁止時間を、学習によって設定する。これにより、ドライバーや車種ごとの特性に応じた最適な閉弁禁止時間を設定することができ、切換弁等の制御性を向上させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、切換弁による排気通路の切り換えにより、ＨＣ吸着部へ排気ガスを供給する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置に関する。

従来より、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）を吸着するＨＣ吸着部（ＨＣ吸着筒）が設けられた通路と、ＨＣ吸着部をバイパスする通路のいずれかに排気ガスが流れるように、切換弁を用いて制御を行う装置が知られている。例えば、特許文献１には、吸気通路に生じる負圧によって駆動される切換弁を用いて排気通路を切り換える排気通路切換装置において、スロットルバルブの開度が所定値以下である場合に切換弁を駆動する技術が記載されている。また、特許文献２には、低温での加速時に、ＨＣ吸着と加速時の圧損増大とのバランスに応じて、上記した切換弁の開度を制御する技術が記載されている。その他に、本発明に関連する技術が、特許文献３に記載されている。

特開２００１−２９５６３３号公報 特開平４−１７７１０号公報 特開２０００−２４０４７２号公報

ところで、負圧を利用して駆動する切換弁の場合、基本的には、負圧が確保されるまで待機する必要がある。このように負圧が確保されるまでに要する時間は、ドライバーや車種などの特性によってばらつきがある。しかしながら、上記した特許文献１乃至３に記載された技術では、ドライバーや車種などの特性を考慮に入れていなかったため、必要以上の時間を待機してしまい、切換弁等に対する制御性が悪化してしまう場合があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ドライバーや車種などの特性を考慮に入れて学習を行うことにより、ＨＣ吸着部への排気ガスの供給を制御する切換弁の制御性を向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

本発明の１つの観点では、排気ガスが流れる通路を、ＨＣ吸着部が設けられた第１の通路と、前記ＨＣ吸着部をバイパスする第２の通路とのいずれかに選択的に切り換える切換弁を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置は、閉弁中にある前記切換弁を、運転状態に基づいて強制的に開弁する制御を行う切換弁制御手段と、前記切換弁制御手段により前記切換弁が開弁された後に、当該切換弁を開に維持して閉弁を禁止すべき閉弁禁止時間を、学習によって設定する学習手段と、を備えることを特徴とする。

上記の内燃機関の制御装置は、運転状態などに基づいて、排気ガスが流れる通路を、ＨＣ吸着部が設けられた第１の通路と、ＨＣ吸着部をバイパスする第２の通路とのいずれかに選択的に切り換える切換弁を有する内燃機関に対して制御を行う。切換弁制御手段は、強制パージ制御などのために閉弁されている切換弁を、運転状態に基づいて強制的に開弁するための制御を行う。また、学習手段は、切換弁制御手段により切換弁が開弁された後に切換弁を開に維持して閉弁を禁止すべき閉弁禁止時間を、運転状況などに基づいて学習する。具体的には、ドライバーや車種の特性に基づいて、閉弁禁止時間を学習によって設定する。これにより、ドライバーや車種ごとの特性に応じて、最適な閉弁禁止時間を設定することができる。よって、車両の利用方法や個々のドライバーの癖などに起因する切換弁等の作動回数のばらつきを吸収し、ロバスト性や信頼性を向上させることができる。したがって、上記の内燃機関の制御装置によれば、切換弁などに対する制御の制御性を向上させることができる。また、強制パージ等のために切換弁を閉にする制御をより短い時間で終了させることが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記切換弁制御手段により前記切換弁が開弁された後に、少なくとも前記学習手段によって学習された前記閉弁禁止時間が経過するまでは、当該切換弁の閉弁を禁止する手段を更に備える。

この態様では、内燃機関の制御装置は、切換弁が開弁された後に、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは、切換弁を開から閉にすることを禁止する。言い換えると、少なくとも、切換弁を確実に動作させることが可能な時間が経過するまでは、切換弁閉弁を遅延（ディレー）させる。これにより、実弁挙動のハンチングや極端な作動回数の増加などを抑制することができ、装置の部品性能の低下や、制御性の悪化や、ドライバビリティーの悪化などの不具合の発生を防止することが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記学習手段は、前記切換弁を開弁すべき条件が成立した後から、次に前記開弁すべき条件が成立するまでに要した時間に基づいて、前記閉弁禁止時間の学習を行う。この場合、例えば、ドライバーによるアクセル操作に対応する吸入空気量に基づいて閉弁禁止時間の学習を行う。これにより、ドライバーや車種ごとの特性に応じて、適切に閉弁禁止時間を設定することができる。つまり、車両の利用方法や個々のドライバーの癖などに起因する切換弁等の作動回数のばらつきを効果的に吸収することができる。

上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記学習手段は、前記切換弁を開弁すべき条件が成立した後から、次に前記開弁すべき条件が成立するまでに要した時間が、所定範囲内にある場合には、前記要した時間によって前記閉弁禁止時間を更新することができる。

更に好適には、前記切換弁制御手段は、前記ＨＣ吸着部に吸着されたＨＣをパージするために前記切換弁が閉弁されているときに、吸入空気量が所定値以上となった場合に、前記切換弁を強制的に開弁する制御を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両１００の全体構成を示す概略図である。なお、図１では、実線の矢印がガスの流れの一例を示し、破線の矢印が信号の入出力を示している。

車両１００は、主に、エアフロメータ１と、スロットルバルブ２と、吸気通路３と、サージタンク４と、エンジン（内燃機関）５と、排気通路６と、第１触媒７と、ＨＣ吸着装置８と、第２触媒９と、切換弁１０と、負圧供給通路１５と、チェックバルブ１６と、三方ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）１９と、ダイヤフラム機構２０と、モータジェネレータ２１と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。

吸気通路３には外部から導入された吸気が通過し、エアフロメータ１は吸気通路３を通過する吸気の流量（吸入空気量）を検出する。この場合、エアフロメータ１が検出した吸入空気量は、ＥＣＵ５０に供給される。スロットルバルブ２は、吸気通路３を通過する吸気の流量を調整し、サージタンク４にはスロットルバルブ２を通過した吸気が一旦貯蔵される。そして、サージタンク４に導入された吸気は、エンジン５に供給される。

エンジン５は、複数の気筒を有して構成され、供給された吸気と燃料とを混合した混合気を爆発させることによって動力を発生する。エンジン５は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって、燃料噴射量の制御や点火時期の制御などが行われる。なお、エンジン５は、例えばガソリンエンジやディーゼルエンジンなどによって構成される。

排気通路６は、エンジン５から排出された排気ガスが流通する。排気通路６中には、上流側から下流側へ順に、第１触媒７と、ＨＣ吸着装置８と、第２触媒９が設けられている。第１触媒７及び第２触媒９は、三元触媒などによって構成され、排気ガス中のＮＯｘやＳＯｘを浄化する。

ＨＣ吸着装置８は、筒状に構成され、第１の通路６１と第２の通路６２とが形成されている。また、ＨＣ吸着装置８の内部には、切換弁１０が配置されている。第１の通路６１には、排気ガス中に含まれる未燃焼成分としてのＨＣ（炭化水素）を吸着する機能を有するＨＣ吸着部１１（図１中のハッチング部分）が配設されている。切換弁１０は、第１の通路６１、及びＨＣ吸着部１１をバイパスする第２の通路６２のいずれかに排気ガスが流れるように、排気ガスの流路を選択的に切り換える弁である。詳しくは、切換弁１０が閉である場合には第１の通路６１にのみ排気ガスが流れ、切換弁１０が開である場合には第１の通路６１及び第２の通路６２に排気ガスが流れる。切換弁１０は、後述するダイヤフラム機構２０によって開閉が制御される。

ここで、切換弁１０の開閉についての基本的な考え方について説明する。冷始動時などにおいては第１触媒７及び第２触媒９ともに排気ガス中のＨＣを効果的に浄化することができないため、ＨＣ吸着部１１によってＨＣを吸着させるために、第１の通路６１に排気ガスが流れるように切換弁１０を閉に設定する。また、ＨＣ吸着部１１は、供給される排気ガスの温度が高くなると、吸着するＨＣを外部へ放出し始める特性を有している。そのため、吸着されたＨＣがパージされるような温度に排気ガスの温度が達した場合（この場合には、第２触媒９は概ね活性している）、第２の通路６２に排気ガスが流れるように切換弁１０を閉から開に切り換える。更に、温間時などにおいてＨＣ吸着部１１に吸着されたＨＣを完全にパージさせる要求がある場合、切換弁１０を閉に設定して排気ガスをＨＣ吸着部１１に供給することにより、ＨＣのパージ（強制パージ）が実行される。

次に、上記した切換弁１０の開閉を制御する機構について説明する。切換弁１０は、ダイヤフラム機構２０によって開閉が制御される。詳しくは、ダイヤフラム機構２０は、負圧供給通路１５を介して供給されるガスの圧力によって動作が制御される。

負圧供給通路１５は、サージタンク４とダイヤフラム機構２０とを導通させる通路である。負圧供給通路１５には、サージタンク４側からダイヤフラム機構２０側へ向かう方向に順に、チェックバルブ１６、及び三方ＶＳＶ１９が設けられている。チェックバルブ１６は、負圧供給通路１５側からサージタンク４側へ向かうガスの流れのみを許容する一方向弁である。三方ＶＳＶ１９は、いわゆる三方弁によって構成され、チェックバルブ１６側に接続された開口部と、ダイヤフラム機構２０側に接続された開口部と、大気開放された開口部と、を有する。三方ＶＳＶ１９は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。具体的には、三方ＶＳＶ１９がオンにされた場合には、ダイヤフラム機構２０に負圧が導入され、三方ＶＳＶ１９がオフにされた場合には、ダイヤフラム機構２０に負圧の代わりに大気圧が導入される。

ダイヤフラム機構２０は、供給されるガスの圧力に応じて切換弁１０の開閉を制御する。詳しくは、ダイヤフラム機構２０は、内部が大気圧に維持されており、供給されるガスの圧力と、内部における大気圧との差に応じて動作する。具体的には、ダイヤフラム機構２０は、大気圧が導入された場合（三方ＶＳＶ１９がオフにされた場合）には切換弁１０が開となるように動作し、大気圧よりも低圧である負圧が導入された場合（三方ＶＳＶ１９がオンにされた場合）には切換弁１０が閉となるように動作する。

モータジェネレータ２１は、主としてエンジン５の出力をアシストする電動機として機能するように構成されている。モータジェネレータ２１は、図示しないプラネタリギヤなどを介してエンジン５と接続されている。

ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、各種センサから供給される検出信号（例えば、エアフロメータ１から取得する吸入空気量）などに基づいて、車両１００内の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、主に、三方ＶＳＶ１９のオン・オフの制御を行うことによって、ダイヤフラム機構２０に対して供給するガスの圧力を制御して、切換弁１０の開閉を制御する。なお、ＥＣＵ５０は、本発明における内燃機関の制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ５０は、切換弁制御手段及び学習手段として動作する。

［制御の基本概念］
次に、本実施形態に係る制御の基本概念について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、吸入空気量が所定値以上となった場合に、ＨＣのパージなどのために閉弁中にある切換弁１０を閉から開にする制御を行うと共に、このように切換弁１０が開弁された後に、切換弁１０を開に維持して閉弁することを禁止すべき閉弁禁止時間を、運転状況などに応じて学習する。具体的には、ドライバーの特性などに基づいて閉弁禁止時間を学習によって取得し、決定する。そして、ＥＣＵ５０は、切換弁１０が開弁された後に閉弁禁止時間が経過した際に、切換弁１０を開から閉にすることを許可する。なお、「閉弁禁止時間」は、切換弁１０を動作させるために必要な負圧が確保されるまでに要する時間に概ね対応する。
以下で、上記した制御を行う理由について具体的に説明する。前述したように、ＨＣ吸着部１１に吸着されたＨＣを強制パージするために切換弁１０を閉弁する制御（即ち、ＨＣ吸着部１１に排気ガスを流すための制御）が行われるが、このように切換弁１０を閉に維持している状況において切換弁１０を開弁すべき条件（以下、「強制弁開条件」とも呼ぶ。）が成立した場合には、切換弁１０を閉から開に制御する。具体的には、吸入空気量が所定値以上となった場合などにおいて強制弁開条件が成立し、車両１００が加速する際などにおいて吸入空気量が所定値以上となる。そのため、強制弁開条件が成立した場合には、背圧上昇を抑制することによって、加速時におけるドライバビリティー及び車両１００の動力性能を確保するために、切換弁１０を閉から開に制御する。

そして、本実施形態では、上記のように切換弁１０が開弁された後に、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは、切換弁１０を開から閉にすることを禁止する。言い換えると、本実施形態では、少なくとも、切換弁１０を確実に動作させることが可能な時間が経過するまでは、切換弁１０の閉弁を遅延（ディレー）させる。詳しくは、切換弁１０が開弁された後に閉弁禁止時間が経過し、且つ吸入空気量が所定値未満となった場合にのみ、切換弁１０を開から閉にする。このように切換弁１０の閉弁を遅延させるのは、切換弁１０の開閉を実質的に行うダイヤフラム機構２０におけるストローク量（実弁挙動）が、開→閉→開→・・・とハンチングしてしまうことを抑制するためである。上記のようなハンチングが生じてしまうと、装置の部品性能が低下したり、弁が半開の状態にある時間が長くなって制御性が悪化したり、背圧変化に起因して動力変動や排気音変化が生じてドライバビリティーが悪化したりする場合がある。したがって、本実施形態では、このような不具合の発生を防止するために、切換弁１０が開弁された後に、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは、切換弁１０を開から閉にすることを禁止する。

更に、本実施形態では、上記した閉弁禁止時間をドライバーや車種の特性に基づいて学習する。詳しくは、強制弁開条件が成立した後から、次に強制弁開条件が成立するまでに要した時間に基づいて、閉弁禁止時間の学習を行う。具体的には、吸入空気量が所定値以上となった後から、次に吸入空気量が所定値以上となるまでの時間に基づいて学習する。即ち、ドライバーによるアクセル操作に基づいて閉弁禁止時間の学習を行う。これにより、ドライバーや車種ごとの特性に応じて閉弁禁止時間を設定することができる。よって、車両１００の利用方法（使用環境や走行パターンなど）や個々のドライバーの癖などに起因する切換弁１０等の作動回数のばらつきを吸収し、ロバスト性や信頼性を向上させることができる。また、強制パージ等のために切換弁１０を閉にする制御をより短い時間で終了させることが可能となる。

ここで、本実施形態に係る制御の概要を、図２及び図３を参照して具体的に説明する。なお、図２及び図３では、段階的な加速時の状況を例として示している。

図２は、比較例に係る制御を説明するための図である。なお、比較例においては、閉弁禁止時間を用いた判定を行わずに、強制弁開条件が成立するごとに（吸入空気量が所定値以上となるごとに）切換弁１０を開弁するための制御を行う。

図２（ａ）は車速を示しており、図２（ｂ）はエンジン５の回転数を示しており、図２（ｃ）は吸入空気量を示しており、図２（ｄ）は三方ＶＳＶ１９の開閉を示しており、図２（ｅ）はダイヤフラム機構２０におけるストローク量（以下、「ダイヤフラムストローク量」と呼ぶ。）を示しており、図２（ａ）〜図２（ｅ）はそれぞれ横軸に時間を示している。

この場合、時刻ｔ１ａ以前には、三方ＶＳＶ１９がオンに設定され（即ち切換弁１０は閉）、ＨＣの強制パージが行われているものとする。そして、このような状況において、ドライバーによりアクセルペダルが踏み込まれた結果、吸入空気量が上昇し、エンジン５の回転数及び車速が上昇したものとする。これにより、時刻ｔ１ａにおいて、吸入空気量が所定値Ｇ以上になる。この場合、切換弁１０を開にするために三方ＶＳＶ１９がオフに制御され、ダイヤフラムストローク量が徐々に上昇する（徐々に開弁されていく）。これより、三方ＶＳＶ１９のオン／オフの切り換えに対して、ダイヤフラム機構２０のストローク（実動作）による弁の開閉スピードにディレーがあることがわかる。具体的には、時刻ｔ１ａで三方ＶＳＶ１９をオフに設定した後、ある程度時間が経過した時刻ｔ１ｂ付近において、ようやくダイヤフラム機構２０が完全に開となる。

この後、時刻ｔ１ｂにおいて吸入空気量が所定値Ｇ未満となるため、三方ＶＳＶ１９がオフからオンに制御される。これにより、ダイヤフラムストローク量が徐々に減少していく（徐々に閉弁されていく）。そして、時刻ｔ１ｃにおいて、再び吸入空気量が所定値Ｇ以上になるため、三方ＶＳＶ１９がオンからオフに制御され、ダイヤフラムストローク量が徐々に上昇する。この後、時刻ｔ１ｄにおいて、吸入空気量が所定値Ｇ未満となって落ち着くため、三方ＶＳＶ１９はオフからオンに切り換えられ、このままオンに維持される。

図２に示すような段階的な加速があった場合において、比較例に係る制御を行った場合（即ち吸入空気量のみに基づいて三方ＶＳ１９等の制御を行った場合）、ダイヤフラム機構２０の動作回数が増加し、ダイヤフラムストローク量（実弁挙動）が、開→閉→開→・・・とハンチングしてしまう。このようにハンチングが生じた場合には、装置の部品性能が低下したり、ダイヤフラム機構２０における弁が半開状態にある時間が長くなって制御性が悪化したり、背圧変化に起因して動力変動や排気音変化が生じてドライバビリティーが悪化したりする可能性がある。

次に、本実施形態に係るＥＣＵ５０が行う制御の概要について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は車速を示しており、図３（ｂ）はエンジン５の回転数を示しており、図３（ｃ）は吸入空気量を示しており、図３（ｄ）は三方ＶＳＶ１９の開閉を示しており、図３（ｅ）はダイヤフラムストローク量を示しており、図３（ｆ）は切換弁１０を開に維持し続けている時間（以下、「弁開時間カウンタ値」と呼ぶ。）を示しており、図３（ａ）〜図３（ｅ）はそれぞれ横軸に時間を示している。なお、弁開時間カウンタ値は、ＥＣＵ５０によって、強制パージのために切換弁１０が閉にされている状態において強制弁開条件が成立し、三方ＶＳＶ１９をオンからオフに設定した後からカウントされる。また、ＥＣＵ５０は、弁開時間カウンタ値のカウント中に、吸入空気量が所定値未満の値から所定値以上の値に切り換わった際に、弁開時間カウンタ値を「０」にリセットするものとする。

この場合も、時刻ｔ２ａ以前には、三方ＶＳＶ１９がオンに設定され（即ち切換弁１０は閉）、ＨＣの強制パージが行われているものとする。そして、このような状況において、ドライバーによりアクセルペダルが踏み込まれた結果、吸入空気量が上昇し、エンジン５の回転数及び車速が上昇したものとする。これにより、時刻ｔ２ａにおいて、吸入空気量が所定値Ｇ以上になる。この場合、ＥＣＵ５０は、切換弁１０を開にするために三方ＶＳＶ１９をオフに制御する。これにより、ダイヤフラムストローク量が徐々に上昇する（ダイヤフラム機構２０が徐々に開弁されていく）。また、時刻ｔ２ａにおいて、弁開時間カウンタ値のカウントが開始される。この後、時刻ｔ２ｂにおいて吸入空気量が所定値Ｇ未満となるが、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間Ｔ未満であるため、ＥＣＵ５０は、三方ＶＳＶ１９をオフに維持する。よって、ダイヤフラムストローク量は一定に維持される（ダイヤフラム機構２０が開に維持される）。

この後、時刻ｔ２ｃで再び吸入空気量が所定値Ｇ以上になる。そして、時刻ｔ２ｃの後の時刻ｔ３において、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間Ｔ以上になる。この場合、吸入空気量が所定値Ｇ以上であるため、ＥＣＵ５０は、三方ＶＳＶ１９をオフに維持し続けると共に、弁開時間カウンタ値を「０」にリセットする。

この後、時刻ｔ２ｄで吸入空気量が所定値Ｇ未満となるが、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間Ｔ未満であるため、ＥＣＵ５０は、三方ＶＳＶ１９をオフに維持する。そして、時刻ｔ２ｅにおいて、吸入空気量が所定値Ｇ未満で、且つ弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間Ｔとなるため、ＥＣＵ５０は、三方ＶＳＶ１９をオフからオンに切り換える。これにより、ダイヤフラムストローク量が徐々に減少する（ダイヤフラム機構２０が徐々に閉弁されていく）。

このように、本実施形態に係る制御によれば、図３に示すように段階的な加速があった場合においても、ダイヤフラム機構２０におけるストローク量（実弁挙動）のハンチングや極端な作動回数の増加などを抑制することができる。これにより、前述したようなダイヤフラム機構２０のハンチングなどに起因する不具合の発生を防止することが可能となる。

［学習制御］
次に、閉弁禁止時間を学習する方法について説明する。本実施形態では、閉弁禁止時間をドライバーによる運転に基づいて学習する。詳しくは、ドライバーによるアクセル操作に対応する吸入空気量の変化に基づいて閉弁禁止時間の学習を行い、閉弁禁止時間を決定する。具体的には、強制弁開条件（吸入空気量が所定値以上）が成立した後から、次に強制弁開条件が成立するまでに要した時間に基づいて、閉弁禁止時間の学習を行う。つまり、一回目の強制弁開条件が成立してから二回目の強制弁開条件が成立するまでの時間（以下、単に「ディレー時間カウンタ値」とも呼ぶ。）に基づいて閉弁禁止時間の学習を行う。

更に、本実施形態では、上記したディレー時間カウンタ値が所定範囲にあるか否かに基づいて、閉弁禁止時間の学習を行う。具体的には、取得されたディレー時間カウンタ値が上下限ガードによって規定される範囲内にある場合には、ディレー時間カウンタ値を用いて閉弁禁止時間の更新を行う。一方、ディレー時間カウンタ値が上下限ガードによって規定される範囲内にない場合には、ディレー時間カウンタ値を用いる代わりに、上下限ガードを規定する上限値又は下限値を用いて閉弁禁止時間の更新を行う。

図４は、本実施形態に係る学習制御を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって実行される。

ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理は、強制弁開条件が成立しているか否かの判定を二回行い、ディレー時間カウンタ値を取得するために行われる。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、閉弁禁止時間を初期値に設定する。例えば、閉弁禁止時間を「５．０（sec）」に設定する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、エアフロメータ１から取得される吸入空気量に基づいて、吸入空気量が所定値以上であるか否かを判定する。即ち、ＥＣＵ５０は、一回目の強制弁開条件が成立したか否かを判定する。例えば、吸入空気量が「５０（g/sec）」以上であるか否かを判定する。吸入空気量が所定値以上である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。この場合、一回目の強制弁開条件が成立する。一方、吸入空気量が所定値未満である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。即ち、一回目の強制弁開条件が成立するまで、ステップＳ１０２の判定を繰り返す。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、一回目の強制弁開条件が成立したため、ディレー時間カウンタのカウントを開始する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、吸入空気量が所定値以上であるか否かを判定する。即ち、ＥＣＵ５０は、二回目の強制弁開条件が成立したか否かを判定する。吸入空気量が所定値以上である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進む。この場合、二回目の強制弁開条件が成立するため、ディレー時間カウンタのカウントが停止される。そして、ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、得られたディレー時間カウンタ値を記憶し、処理はステップＳ１０６に進む。一方、吸入空気量が所定値未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に戻る。即ち、二回目の強制弁開条件が成立するまで、ステップＳ１０４の判定を繰り返す。この場合、ディレー時間カウンタのカウントが継続される。

ステップＳ１０５以降の処理は、ディレー時間カウンタ値を用いて閉弁禁止時間を学習するために実行される。具体的には、ディレー時間カウンタ値に対して上下限ガードを用いた判定を行うことによって、閉弁禁止時間の学習を行う。

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、上記したステップＳ１０５の処理で記憶されたディレー時間カウンタ値が、上下限ガードの下限値以下であるか否かを判定する。例えば、下限値として「３（sec）」を用い、ディレー時間カウンタ値が「３（sec）」以下であるか否かを判定する。

ディレー時間カウンタ値が下限値以下である場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０７に進み、ＥＣＵ５０は、閉弁禁止時間に下限値を代入する。即ち、ディレー時間カウンタ値が所定範囲内にないため、ディレー時間カウンタ値を用いて学習を行う代わりに、上下限ガードの下限値を用いて閉弁禁止時間の学習を行う。つまり、上下限ガードの下限値によって閉弁禁止時間を更新する。例えば、下限値が「３（sec）」である場合には、閉弁禁止時間を「３（sec）」に設定する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

ディレー時間カウンタ値が下限値より大きい場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、ディレー時間カウンタ値が上下限ガードの上限値以上であるか否かを判定する。例えば、上限値として「１０（sec）」を用い、ディレー時間カウンタ値が「１０（sec）」以上であるか否かを判定する。

ディレー時間カウンタ値が上限値以上である場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進み、ＥＣＵ５０は、閉弁禁止時間に上限値を代入する。即ち、ディレー時間カウンタ値が所定範囲内にないため、ディレー時間カウンタ値を用いて学習を行う代わりに、上下限ガードの上限値を用いて閉弁禁止時間の学習を行う。つまり、上下限ガードの上限値によって閉弁禁止時間を更新する。例えば、上限値が「１０（sec）」である場合には、閉弁禁止時間を「１０（sec）」に設定する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

一方、ディレー時間カウンタ値が上限値未満である場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、閉弁禁止時間にディレー時間カウンタ値を代入する。この場合には、ディレー時間カウンタ値が所定範囲内にあるため、ディレー時間カウンタ値を用いて学習を行う。つまり、ディレー時間カウンタ値によって閉弁禁止時間を更新する。例えば、下限値が「３（sec）」であり、上限値が「１０（sec）」であり、ディレー時間カウンタ値が「６（sec）」である場合には、閉弁禁止時間を「６（sec）」に設定する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

本実施形態に係る学習制御によれば、ドライバーや車種ごとの特性に応じて閉弁禁止時間を設定することができる。よって、車両１００の利用方法（使用環境や走行パターンなどや）や個々のドライバーの癖などに起因する切換弁１０等の作動回数のばらつきを吸収し、ロバスト性や信頼性を向上させることができる。更に、強制パージ等のために切換弁１０を閉にする制御をより短い時間で終了させることが可能となる。

［切換弁制御］
次に、切換弁１０を制御する方法について説明する。本実施形態では、強制パージ中に強制弁開条件が成立した場合（吸入空気量が所定値以上となった場合）に、切換弁１０を閉から開に制御する。更に、本実施形態では、上記のように切換弁１０が開弁された後に、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは、切換弁１０を開から閉にすることを禁止する。言い換えると、少なくとも、切換弁１０を確実に動作させることが可能な時間が経過するまでは、切換弁１０の閉弁を遅延（ディレー）させる。

図５は、本実施形態に係る切換弁制御を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって、所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ５０は、強制パージのための制御の実行中であるか否かを判定する。即ち、強制パージのために切換弁１０を閉にする制御を実行している最中（弁閉制御中）であるか否かを判定する。弁閉制御中である場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０２に進み、弁閉制御中でない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ５０は、エアフロメータ１から取得される吸入空気量に基づいて、吸入空気量が所定値以上であるか否かを判定する。ここでは、切換弁５０を閉から開に切り換えるべき状況であるか否かを判定する。即ち、強制弁開条件が成立したか否かを判定する。例えば、吸入空気量が「５０（g/sec）」以上であるか否かを判定する。吸入空気量が所定値以上である場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０３に進み、吸入空気量が所定値未満である場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ２０３では、ＥＣＵ５０は、強制弁開条件が成立しているため、切換弁１０を閉から開にするために三方ＶＳＶ１９をオンからオフに設定する。この場合には車両１００が加速中などであるため、装置内の部品を保護するために、及び背圧上昇を抑制するために、ＥＣＵ５０は切換弁１０を閉から開にする。更に、ＥＣＵ５０は、弁開時間カウンタのカウントを開始する。そして、処理はステップＳ２０４に進む。なお、弁開時間カウンタは時間の経過に伴ってカウントされる。

ステップＳ２０４では、ＥＣＵ５０は、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上であるか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ５０は、前述した学習制御（図４参照）において決定された閉弁禁止時間を用いて判定を行う。弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上である場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０６に進み、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間未満である場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、ＥＣＵ５０は、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間未満であるので、切換弁１０を開に維持するため（閉にすることを禁止するため）、三方ＶＳＶ１９をオフに維持する。そして、処理はステップＳ２０４に戻り再度判定を行う。即ち、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上となるまで、ステップＳ２０４及びステップＳ２０５の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ２０６では、ＥＣＵ５０は、吸入空気量が所定値未満であるか否かを判定する。言い換えると、強制弁開条件が成立していないか否かを判定する。即ち、ここでは弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上であるが、ＥＣＵ５０は、切換弁５０を開から閉に切り換えても良い状態であるか否かを判定する。例えば、車両１００が加速中である場合（この場合には、吸入空気量が所定値以上となる）には、背圧上昇を抑制するために、切換弁５０を閉に切り換えるべきではない状態であると言える。

吸入空気量が所定値未満である場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０８に進む。この場合には、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上であり、且つ吸入空気量が所定値以上であるので、切換弁５０を開から閉にしても問題はないため、ＥＣＵ５０は、三方ＶＳＶ１９をオフからオンに設定する（ステップＳ２０８）。即ち、再度、強制パージのために切換弁１０を閉にする制御（弁閉制御）を実行する。そして、処理は当該フローを抜ける。

一方、吸入空気量が所定値以上である場合（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、ＥＣＵ５０は、弁開時間カウンタ値を「０」にリセットする。この場合には、切換弁１０などを動作させるために必要な時間が経過するまで、弁開時間カウンタ値をリセットして、切換弁１０の閉弁を遅延させる。そして、処理はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、ＥＣＵ５０は、切換弁１０を開に維持するために三方ＶＳＶ１９をオフに維持する。そして、処理はステップＳ２０４に戻り再度判定を行う。即ち、弁開時間カウンタ値が閉弁禁止時間以上となり、且つ吸入空気量が所定値以上となるまで、ステップＳ２０４〜Ｓ２０７の処理を繰り返し実行する。

本実施形態に係る切換弁制御によれば、少なくとも閉弁禁止時間が経過するまでは切換弁１０を開から閉にすることを禁止するため、ダイヤフラム機構２０における実弁挙動のハンチングや極端な作動回数の増加などを抑制することができる。

本実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用された車両の全体構成を示す概略図である。 比較例に係る制御を説明するための図である。 本実施形態に係る制御の概要を説明するための図である。 本実施形態に係る学習制御を示すフローチャートである。 本実施形態に係る切換弁制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エアフロメータ
２ スロットルバルブ
３ 吸気通路
５ エンジン
７ 第１触媒
９ 第２触媒
１０ 切換弁
１１ ＨＣ吸着部
１９ 三方ＶＳＶ
２０ ダイヤフラム機構
５０ ＥＣＵ
１００ 車両

Claims (5)

1. 排気ガスが流れる通路を、ＨＣ吸着部が設けられた第１の通路と、前記ＨＣ吸着部をバイパスする第２の通路とのいずれかに選択的に切り換える切換弁を有する内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置であって、
   閉弁中にある前記切換弁を、運転状態に基づいて強制的に開弁する制御を行う切換弁制御手段と、
   前記切換弁制御手段により前記切換弁が開弁された後に、当該切換弁を開に維持して閉弁を禁止すべき閉弁禁止時間を、学習によって設定する学習手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記切換弁制御手段により前記切換弁が開弁された後に、少なくとも前記学習手段によって学習された前記閉弁禁止時間が経過するまでは、当該切換弁の閉弁を禁止する手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記学習手段は、前記切換弁を開弁すべき条件が成立した後から、次に前記開弁すべき条件が成立するまでに要した時間に基づいて、前記閉弁禁止時間の学習を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記学習手段は、前記切換弁を開弁すべき条件が成立した後から、次に前記開弁すべき条件が成立するまでに要した時間が、所定範囲内にある場合には、前記要した時間によって前記閉弁禁止時間を更新することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記切換弁制御手段は、前記ＨＣ吸着部に吸着されたＨＣをパージするために前記切換弁が閉弁されているときに、吸入空気量が所定値以上となった場合に、前記切換弁を強制的に開弁する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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