JP4899956B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射式の内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、内燃機関の冷間加速時の燃料噴射量を、ポート付着燃料量に基づいて算出するエンジンの空燃比制御装置が開示されている。より具体的には、この従来の制御装置では、加速タイミングの直前の平衡付着量から加速タイミングｔｂにおける関数値Ｈ（ｔｂ）を差し引いた値を燃料の不足量Ｈｍとして算出するようにしている。そして、この不足量Ｈｍの分だけ過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを増やすことで、冷間始動直後に加速を行う際における空燃比のリーン側へのずれの回避を図っている。

特開平８−８６２３４号公報 特開２００１−１５９３２９号公報 特開平８−３２６５８４号公報 特開２００１−１３２５０７号公報 特開２００３−２７９７２号公報

しかしながら、冷間加速時において、燃料の蒸発量の不足分を燃料噴射量の増量によって補うこととすれば、更なるポート付着燃料量の増加を招く結果となる。また、加速時に吸気ポート等に付着した燃料は、加速後に遅れて筒内に供給されることになる。このため、ポート付着燃料量が増加すると、加速後における空燃比の制御性が悪化してしまう。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の冷間加速の実行に伴う空燃比の制御性の悪化を良好に回避し得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、吸気通路に設けられたスロットルバルブと、吸気弁の開弁特性を変更可能とする可変動弁機構とを備え、前記スロットルバルブを開いた状態で前記可変動弁機構を用いて吸気弁の開弁特性を制御することによる吸入空気量制御が行われる内燃機関の制御装置であって、
前記吸入空気量制御が行われている冷機時において加速要求が出されて要求吸気量が多くなった場合に、加速要求直前でのスロットル開度よりも小さな開度が得られるように、前記スロットルバルブを閉じ側に制御するスロットル制御手段と、
前記スロットル制御手段により前記スロットルバルブが閉じ側に制御されている状況下において、前記要求吸気量が得られるように吸気弁の開弁特性を制御する吸気弁開閉制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記吸入空気量制御が行われている冷機時において加速要求が出されて要求吸気量が多くなった場合に、内燃機関の冷却水温度に基づいて、目標吸気管負圧を設定する目標負圧設定手段を更に備え、
前記スロットル制御手段により閉じ側に制御される際のスロットル開度は、前記目標吸気管圧力が得られるように設定されることを特徴とする。

また、第３の発明は、第２の発明において、前記目標負圧設定手段は、前記可変動弁機構の動作速度に基づいて、設定する前記目標吸気管負圧に制限を施すことを特徴とする。

また、第４の発明は、第２または第３の発明において、前記目標負圧設定手段は、前記スロットルバルブの動作速度に基づいて、設定する前記目標吸気管負圧に制限を施すことを特徴とする。

また、第５の発明は、第２乃至第４の発明の何れかにおいて、燃料の性状を判定する燃料性状判定手段を更に備え、
前記目標負圧設定手段は、燃料の性状に基づいて、設定する前記目標吸気管負圧を調整することを特徴とする。

第１の発明によれば、内燃機関の冷間加速時には、吸気管圧力が大きく負圧化されることで、燃料の蒸発速度が高められることになる。このため、冷間加速時において、ポート付着燃料量の低減が見込めるので、燃料噴射量の増量を低減することができ、また、そのような増量の低減がなされることで、ポート付着燃料量の更なる低減を図ることができる。これにより、冷間加速後において、冷間加速の実行に伴う空燃比の制御性の悪化を良好に回避することができる。また、本発明によれば、スロットルバルブを十分に開いた状態で吸気弁の開弁特性の制御によって吸入空気量を制御した場合には、冷間加速後の空燃比の制御性の悪化を良好に回避しつつ、ポンプ損失の低減、つまり、燃費の低減を実現できる運転をできる限り実行させることが可能となる。

内燃機関の冷却水温度が高くなると、すなわち、内燃機関が暖機されてくると、吸気ポート１６の壁面等の温度も高くなる。吸気ポートの壁面等の温度が高くなるほど、ポート付着燃料量は少なくなる。また、ポート付着燃料量は、吸気管負圧が大きくなるほど、燃料の蒸発速度が高まるので少なくなる。第２の発明によれば、内燃機関の冷却水温度に基づいて、目標吸気管負圧を設定することにより、内燃機関の暖機の進行状態に関係なしにポート付着燃料量を減らすうえで適切な目標吸気管負圧を得ることができる。

第３の発明によれば、可変動弁機構の動作限界を考慮して加速時に生じさせる吸気管負圧が制限されることで、冷間加速時において、ポート付着燃料量の低減と要求吸気量の達成とを好適に両立させることができる。

第４の発明によれば、スロットルバルブの動作限界との関係で制限される吸気管負圧に応じた吸入空気量が得られるように、冷間加速時における吸気弁の開弁特性が可変動弁機構によって制御される。このため、冷間加速時において、ポート付着燃料量の低減と要求吸気量の達成とを好適に両立させることができる。

第５の発明によれば、内燃機関に供給される燃料の性状が適切に考慮された目標吸気管負圧となるように、加速時の吸気管圧力が制御される。このため、冷間加速時において、燃料の蒸発特性の良し悪しに関わらず、燃料噴射量の増量を低減することができ、また、そのような増量の低減がなされることで、ポート付着燃料量の更なる低減を図ることができる。また、燃料の蒸発特性が比較的優れた燃料が用いられた際には、過度な吸気管負圧が与えられる事態をも回避して、無駄なポンプ損失の増大によって燃費が悪化するのを回避することができる。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。ピストン１２は、筒内を往復移動することができる。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２の頂部側に燃焼室１４が形成されている。また、燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。

吸気通路１６の入口近傍には、吸気通路１６に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。エアフローメータ２０の下流には、スロットルバルブ２２が設けられている。スロットルバルブ２２は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバルブ２２の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルポジションセンサ２４が配置されている。

スロットルバルブ２２の下流には、内燃機関１０の吸気ポート１６ａに燃料を噴射するための燃料噴射弁２６が配置されている。また、内燃機関１０が備えるシリンダヘッドには、気筒毎に、燃焼室１４の頂部から燃焼室１４内に突出するように点火プラグ２８がそれぞれ取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室１４と吸気通路１６、或いは燃焼室１４と排気通路１８を連通状態または遮断状態とするための吸気弁３０および排気弁３２が設けられている。

吸気弁３０は、可変動弁機構３４により駆動される。可変動弁機構３４は、吸気弁３０の開弁特性（リフト量、作用角、開き時期、閉じ時期など）を可変に制御することのできる機構であるものとする。また、排気通路１８には、その位置で排気空燃比を検出するためのＡ／Ｆセンサ３６が配置されている。

図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０には、上述した各種センサに加え、エンジン回転数を検知するためのクランク角センサ４２、アクセル開度を検知するためのアクセルポジションセンサ４４、エンジン冷却水温度を検知するための水温センサ４６がそれぞれ接続されている。また、ＥＣＵ４０には、上述したスロットルバルブ２２や可変動弁機構３４等の各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを駆動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御している。

上述した可変動弁機構３４を備える内燃機関１０によれば、スロットル開度ＴＡを十分に開いた状態で、吸気弁３０のリフト量および作用角を調整する制御（以下、説明の便宜上、「制御Ａ」と称する）を行うことにより、吸気管圧力を大きく負圧化させることなく、すなわち、ポンプ損失を良好に低減しつつ、吸入空気量Ｇａを制御することができる。

ところで、吸気ポート１６ａの壁面等への燃料の付着量（ポートウェット量）は、吸気ポート１６ａの壁面等が冷えているほど多くなる。このため、内燃機関１０の冷機時には、ポートウェットに起因する筒内への供給燃料量の減少分を見込んで、燃料噴射量を増量する必要がある。また、燃料の蒸発速度は、燃料の飽和蒸気圧と環境圧力（吸気ポート１６ａ内の場合には吸気管圧力）によって定めるものである。より具体的には、吸気管圧力が低くなるほど、燃料の蒸発速度は高くなる。

このため、可変動弁機構３４を用いた上記制御Ａが実行されている状況下では、吸気管負圧の発生が小さく抑えられているので、燃料の蒸発速度が低下してしまう。その結果、上記制御Ａが実行されている状況下であって、かつ、内燃機関１０が冷機状態にある際に加速が行われる場合には、燃料の蒸発量の不足分を補うための燃料噴射量の増量代が大きくなり、また、吸気ポート１６ａ等への燃料付着量も増加する。加速時に吸気ポート１６ａ等に付着していた燃料量は、加速後に遅れて燃焼室１４内に供給されることになる。このため、ポートウェット量が増加すると、加速後における空燃比の制御性が悪化してしまう。

そこで、本実施形態では、以下の図２に示すように、可変動弁機構３４を用いた上記制御Ａが実行されている冷機時において加速要求が出された場合には、スロットルバルブ２２を閉じ込むことによって大きな吸気管負圧を発生させて燃料の蒸発を促進させるとともに、当該冷間加速時における吸入空気量Ｇａを、吸気弁３０のリフト量および作用角の調整によって要求吸気量となるように制御することとした。

図２は、本発明の実施の形態１における特徴的な制御を説明するための図である。尚、図２（Ｃ）〜図２（Ｇ）において、破線で示す波形は本実施形態の特徴的な配慮が何らなされていない一般的な制御が実行された場合の波形をそれぞれ示している。また、図２に示す例では、冷機状態にある内燃機関１０において上記制御Ａが行われており、このため、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に示すように、加速要求前の時点では、スロットルバルブ２２が比較的大きく開かれているとともに、吸気弁３０の作用角およびリフト量が比較的小さく制御されているものとする。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、加速時において、アクセルペダルの踏み込みに伴って要求吸気量が多くなった場合には、一般的な制御によれば、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に示すように、スロットルバルブ２２がより大きく開かれるとともに吸気弁３０の作用角およびリフト量が大きくされることになる。これにより、吸気管圧力は、図２（Ｅ）に示すように、大気圧に近い値を推移することとなり、燃料は蒸発しにくい状態となる。また、一般的な制御によれば、加速時には、図２（Ｆ）に示すように、図２（Ｇ）に示すようなポートウェット量を見込んだ増量を伴いつつ、燃料噴射量が増加される。この場合、ポートウェット量自体も、図２（Ｇ）に示すように、燃料噴射量の増量を受けて増大することになる。

これに対し、本実施形態の手法では、加速時において、アクセルペダルの踏み込みに伴って要求吸気量が多くなった場合には、図２（Ｃ）に示すように、加速要求直前でのスロットル開度ＴＡよりも小さな所定の開度ＴＡ１にまでスロットルバルブ２２が閉じ込まれる。これにより、図２（Ｅ）に示すように、吸気管圧力が大きく負圧化されるので、燃料の蒸発が促進される。この際のスロットルバルブ２２の閉じ込み量は、後述するようにエンジン冷却水温度との関係で定められた目標吸気管負圧が得られるように決定される。

また、本実施形態の手法では、図２（Ｄ）に示すように、スロットルバルブ２２の上記閉じ込みに起因する吸気管圧力の負圧化に伴う吸入空気量Ｇａの減少分を、吸気弁３０の作用角およびリフト量が大きくされることによって補うべく、吸気弁３０の作用角およびリフト量が所定の制御量Ｘ１となるように調整される。

以上のような制御によれば、スロットルバルブ２２の制御によって吸気管負圧を発生させることで、燃料の蒸発速度を上げることができる。これにより、図２（Ｇ）に示すように、ポートウェット量を低減させることができる。そして、図２（Ｆ）に示すように、ポートウェット量の低減によって燃料噴射量の増量を抑制することができる。そして、吸気弁３０の作用角およびリフト量の調整によって、吸気管圧力の負圧化に伴う吸入空気量Ｇａの減少分を補うことができる。

図３は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。図３に示すルーチンでは、先ず、所定レベル以上の加速要求があるか否かが、アクセルポジションセンサ４４の出力に基づいて判別される（ステップ１００）。

その結果、所定レベル以上の加速要求があると判定された場合には、エンジン冷却水温度（以下、単に「水温」と略することがある）に基づいて、目標吸気管負圧が取得される（ステップ１０２）。ＥＣＵ４０は、図４に示すように、エンジン冷却水温度と目標吸気管負圧との関係を定めたマップを記憶している。水温が高くなると、すなわち、内燃機関１０が暖機されてくると、吸気ポート１６ａの壁面等の温度も高くなる。吸気ポート１６ａの壁面等の温度が高くなるほど、ポートウェット量は少なくなる。また、ポートウェット量は、上述したように、吸気管負圧が大きくなるほど、燃料の蒸発速度が高まるので少なくなる。図４に示すマップでは、水温が高くなるほど、目標吸気管負圧が小さくなるように（大気圧に近づくように）設定されている。このようなマップの設定によれば、水温に基づいて、内燃機関１０の暖機の進行状態に関係なしにポートウェットを減らすうえで適切な目標吸気管負圧を得ることができる。

次に、上記ステップ１０２において取得された目標吸気管負圧に基づいて、スロットルバルブ２２の閉じ込み量や吸気弁３０の作用角およびリフト量のそれぞれの目標値が算出される（ステップ１０４）。ＥＣＵ４０には、吸気管圧力とスロットル開度ＴＡとの関係が記憶されているとともに、加速要求レベルに応じた要求吸気量を得るために必要な吸気弁３０の作用角およびリフト量が吸気管圧力との関係で記憶されている。本ステップ１０４では、それらの関係に基づいて、目標吸気管負圧を実現するためのスロットルバルブ２２の閉じ込み量と、スロットルバルブ２２の閉じ込みによって制御された吸気管負圧下で要求吸気量を満たすうえで必要となる吸気弁３０の作用角およびリフト量とがそれぞれ算出される。

以上説明した図３に示すルーチンによれば、所定レベル以上の加速要求がある場合に、水温に応じた適切な目標吸気管負圧が加速直前の吸気管圧力よりも負圧側の値として得られ、当該目標吸気管負圧に基づいて、加速中のスロットルバルブ２２の目標値および吸気弁３０の作用角およびリフト量の目標値がそれぞれ得られる。その結果、スロットルバルブ２２は、当該目標吸気管負圧が得られるように制御されていくとともに、吸気弁３０の作用角およびリフト量は、吸気管圧力が当該目標吸気管負圧に制御される状況下において、目標吸入空気量が得られるように制御されていくことになる。

その結果、内燃機関１０が冷機状態にある際の加速要求時には、吸気管圧力が大きく負圧化されることで、燃料の蒸発速度が高められることになる。このため、冷間加速時において、ポートウェット量の低減が見込めるので、燃料噴射量の増量を低減することができ、また、そのような増量の低減がなされることで、ポートウェット量の更なる低減を図ることができる。これにより、冷間加速後のＡ／Ｆの制御性の悪化を良好に回避することができる。

また、冷間加速時における目標吸気管負圧がエンジン冷却水温度に応じた適切な値に設定されることにより、冷間加速後のＡ／Ｆの制御性の悪化を良好に回避しつつ、上記制御Ａによってポンプ損失の低減、つまり、燃費の低減を実現できる運転をできる限り実行させることが可能となる。

尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第２の発明における「目標負圧設定手段」が、上記ステップ１０４の処理において算出した目標値に基づいてスロットルバルブ２２の開度を制御することにより前記第１の発明における「スロットル制御手段」が、上記ステップ１０４の処理において算出した目標値に基づいて吸気弁３０の作用角およびリフト量を制御することにより前記第１の発明における「吸気弁開閉制御手段」が、それぞれ実現されている。

実施の形態２．
次に、図５乃至図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図３に示すルーチンに代えて後述する図６に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

本実施形態においても、基本的には、上述した実施の形態１と同様に、冷間加速時にはスロットルバルブ２２を閉じ込むことによって水温に応じた吸気管負圧を発生させるとともに、吸入空気量Ｇａが当該冷間加速時における要求吸気量となるように吸気弁３０の作用角およびリフト量が調整される。

しかしながら、急加速時に要求吸気量が急激に変化した場合には、吸気弁３０の作用角及びリフト量を可変とするアクチュエータである可変動弁機構３４の動作速度の制限の影響で、要求吸気量を達成できない場合が生じ得る。

そこで、本実施形態では、可変動弁機構３４による吸気弁３０の作用角およびリフト量の動作速度の限界値に基づいて、冷間加速時の目標吸気管負圧の限界値を導出し、可変動弁機構３４によって要求吸気量が達成できる範囲内で、吸気管負圧を発生させるようにした。以下、図５を参照して、より具体的に説明を行う。

図５は、本発明の実施の形態２における特徴的な制御を説明するための図である。図５（Ｄ）中に破線で示す波形は、冷間加速時に、可変動弁機構３４の動作限界を超えるような吸入空気量Ｇａが要求された際に必要となる吸気弁３０の作用角およびリフト量の変化を示している。一方、図５（Ｄ）中に実線で示す波形は、可変動弁機構３４が動作限界状態にある際の吸気弁３０の作用角およびリフト量の変化を示している。

本実施形態では、このような可変動弁機構３４の動作速度の制限を受けて、図５（Ｅ）に示すように、吸気管圧力の負圧化に制限を加えるようにしている。そして、そのような吸気管負圧の制限を反映させるために、スロットルバルブ２２の閉じ込み量が図５（Ｃ）に示すように制限される。

図６は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図６において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図６に示すルーチンでは、ステップ１００において所定レベル以上の加速要求があると判定された場合には、可変動弁機構３４の動作速度の限界値に基づいて、目標吸気管負圧の限界値が取得される（ステップ２００）。ＥＣＵ４０は、図７に示すように、加速時のアクセルペダルの踏み込み速度と吸気管負圧の変化幅との関係を定めたマップを記憶している。図７に示すマップでは、可変動弁機構３４の動作限界を考慮して、踏み込み速度が速くなるほど（すなわち、要求された加速がより急な場合ほど）、加速直前状態に対する吸気管負圧の変化幅が小さくなるように（すなわち、吸気管負圧の発生に制限が加えられるように）設定されている。本ステップ２００では、このようなマップを参照して、目標吸気管負圧の限界値が取得される。

次に、エンジン冷却水温度に基づく目標吸気管負圧が、図８に示すように、上記ステップ２００において取得された目標吸気管負圧の限界値を考慮して取得される（ステップ２０２）。本ステップ２０２では、上述した図４に示すマップと同様の傾向となるように設定された図８に示すマップが参照され、目標吸気管負圧の限界値による制限を受けた範囲内で目標吸気管負圧が取得される。

次に、上記ステップ２０２において取得された目標吸気管負圧に基づいて、スロットルバルブ２２の閉じ込み量や吸気弁３０の作用角およびリフト量のそれぞれの目標値が算出される（ステップ１０４）。

以上説明した図６に示すルーチンによれば、可変動弁機構３４の動作限界を考慮して加速時に生じさせる吸気管負圧が制限されることで、冷間加速時において、ポートウェット量の低減と要求吸気量の達成とを好適に両立させることができる。

実施の形態３．
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図３に示すルーチンに代えて後述する図１０に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

本実施形態においても、基本的には、上述した実施の形態１と同様に、冷間加速時にはスロットルバルブ２２を閉じ込むことによって水温に応じた吸気管負圧を発生させるとともに、吸入空気量Ｇａが当該冷間加速時における要求吸気量となるように吸気弁３０の作用角およびリフト量が調整される。

しかしながら、冷間加速時においてスロットルバルブ２２の閉じ込みによって生じさせる吸気管負圧の要求レベルが高い場合には、スロットルバルブ２２の動作速度の制限によって、要求される吸気管負圧を達成できず、その結果、筒内に供給される吸気量が要求吸気量を超えてしまう場合が生じ得る。

そこで、本実施形態では、スロットルバルブ２２の閉じ込み動作時の動作速度の限界値に基づいて、冷間加速時の目標吸気管負圧の限界値を導出するようにした。そして、そのように制限される吸気管負圧に対応させて可変動弁機構３４を制御することで、吸入空気量Ｇａが要求吸気量となるように制御するようにした。以下、図９を参照して、より具体的に説明を行う。

図９は、本発明の実施の形態３における特徴的な制御を説明するための図である。図９（Ｃ）中に破線で示す波形は、冷間加速時に、そのようなスロットルバルブ２２の動作限界を超えるような吸気管負圧が要求された際に必要となるスロットルバルブ２２の変化に対応している。一方、図９（Ｃ）中に実線で示す波形は、スロットルバルブ２２が動作限界状態にある際の開度変化を示している。

本実施形態では、そのようなスロットルバルブ２２の動作速度の制限を受けて、図９（Ｅ）に示すように、吸気管圧力の負圧化に制限を加えるようにしている。そして、そのような吸気管負圧の制限に対応して、要求通りの吸気量が得られるように、可変動弁機構３４によって吸気弁３０の作用角およびリフト量が図９（Ｄ）に示すように制御される。

図１０は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図１０において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図１０に示すルーチンでは、ステップ１００において所定レベル以上の加速要求があると判定された場合には、スロットルバルブ２２の閉じ込みを行う際の当該スロットルバルブ２２の動作速度の限界値に基づいて、目標吸気管負圧の限界値が取得される（ステップ３００）。ＥＣＵ４０は、スロットルバルブ２２の動作限界を考慮して、加速時のアクセルペダルの踏み込み速度と吸気管負圧の変化幅との関係を定めたマップ（上記図７に示すマップと同様のマップ）を記憶している。本ステップ３００では、このようなマップを参照して、目標吸気管負圧の限界値が取得される。

次に、エンジン冷却水温度に基づく目標吸気管負圧が、上記ステップ３００において取得された目標吸気管負圧の限界値を考慮して取得される（ステップ３０２）。尚、本ステップ３０２では、上記図８に示すマップに類似するマップを参照することで、目標吸気管負圧が取得される。次いで、上記ステップ３０２において取得された目標吸気管負圧に基づいて、スロットルバルブ２２の閉じ込み量や吸気弁３０の作用角およびリフト量のそれぞれの目標値が算出される（ステップ１０４）。

以上説明した図１０に示すルーチンによれば、スロットルバルブ２２の動作限界との関係で制限される吸気管負圧に応じた吸入空気量Ｇａが得られるように、冷間加速時における吸気弁３０の作用角およびリフト量が可変動弁機構３４によって制御される。このため、冷間加速時において、ポートウェット量の低減と要求吸気量の達成とを好適に両立させることができる。

実施の形態４．
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図３に示すルーチンに代えて後述する図１１に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

本実施形態のシステムは、例えばガソリンやエタノールのような複数の燃料の供給を受け、何れの燃料によっても内燃機関１０の運転が可能なシステム（いわゆるフレキシブルフューエルビークル（ＦＦＶ）と言われる車両に搭載されるシステム）であるものとする。このようなシステムでは、最終的に内燃機関１０に供給されることになる燃料は、車両のユーザが選択する燃料の種類や、ユーザの所望のタイミングで実行されることになる給油の際の給油量、その際に燃料タンク内に残存する燃料の量やその種類に応じて異なるものとなる。

燃料の蒸発特性は、燃料の性状によって異なるものとなる。より具体的には、例えばエタノール燃料のように蒸発特性の悪い燃料では、冷間加速時において、燃料噴射量を大きく増量する必要が生じ、ポートウェット量も多くなる。また、蒸発特性の悪い燃料は、蒸発速度が遅いので、加速時の吸入空気量Ｇａの増加に対して吸気ポート１６ａ等からの燃料の蒸発量が十分な量とならない。その結果、加速時の空燃比がリーンとなり、場合によっては失火が生ずることもある。

従って、蒸発特性の悪い燃料では、冷間加速時に吸気管圧力を大きく負圧化させることが望ましい。しかし、蒸発特性の良い燃料では、過度な吸気管負圧が与えられると、無駄なポンプ損失の増大を招き、燃費が悪化するおそれがある。そこで、本実施形態では、燃料性状に応じて、冷間加速時における目標吸気管負圧を変化させるようにした。

図１１は、上記の機能を実現するために、本発明の実施の形態４においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図１１において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図１１に示すルーチンでは、ステップ１００において所定レベル以上の加速要求があると判定された場合には、内燃機関１０の供給される燃料の性状判定が実行される（ステップ４００）。理論空燃比は、燃料に応じて異なるものとなる。このため、内燃機関１０に供給される燃料が切り替わった際には、空燃比が大きく変化することになる。そのような空燃比の変化は、ＥＣＵ４０が実行している空燃比のフィードバック制御における燃料噴射量のフィードバック補正量の変化として表れる。本ステップ４００では、そのような空燃比のフィードバック補正量に基づいて、燃料性状判定を行うようにしている。

次に、エンジン冷却水温度と燃料性状とに基づいて、目標吸気管負圧が取得される（ステップ４０２）。ＥＣＵ４０は、図１２に示すように、エンジン冷却水温度と燃料性状と目標吸気管負圧との関係を定めたマップを記憶している。図１２に示すマップでは、燃料の蒸発特性が悪いほど、目標吸気管負圧が大きくなるように（より負圧側になるように）設定されている。

次に、上記ステップ４０２において取得された目標吸気管負圧に基づいて、スロットルバルブ２２の閉じ込み量や吸気弁３０の作用角およびリフト量のそれぞれの目標値が算出される（ステップ１０４）。

以上説明した図１１に示すルーチンによれば、内燃機関１０に供給される燃料の性状が適切に考慮された目標吸気管負圧となるように、加速時の吸気管圧力が制御される。このため、冷間加速時において、燃料の蒸発特性の良し悪しに関わらず、燃料噴射量の増量を低減することができ、また、そのような増量の低減がなされることで、ポートウェット量の更なる低減を図ることができる。また、燃料の蒸発特性が比較的優れた燃料が用いられた際には、過度な吸気管負圧が与えられる事態をも回避して、無駄なポンプ損失の増大によって燃費が悪化するのを回避することができる。

尚、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ４００の処理を実行することにより前記第５の発明における「燃料性状判定手段」が実現されている。

本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における特徴的な制御を説明するための図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 図３に示すルーチン中で参照される目標吸気管負圧マップの一例である。 本発明の実施の形態２における特徴的な制御を説明するための図である。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。 図６に示すルーチン中で参照される吸気管負圧変化幅マップの一例である。 図５に示すルーチン中で参照される目標吸気管負圧マップの一例である。 本発明の実施の形態３における特徴的な制御を説明するための図である。 本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。 図１１に示すルーチン中で参照される目標吸気管負圧マップの一例である。

符号の説明

１０ 内燃機関
１４ 燃焼室
１６ 吸気通路
１６ａ 吸気ポート
２２ スロットルバルブ
２６ 燃料噴射弁
３０ 吸気弁
３４ 可変動弁機構
３６ Ａ／Ｆセンサ
４０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４２ クランク角センサ
４６ 水温センサ

Claims (5)

1. 吸気通路に設けられたスロットルバルブと、吸気弁の開弁特性を変更可能とする可変動弁機構とを備え、前記スロットルバルブを開いた状態で前記可変動弁機構を用いて吸気弁の開弁特性を制御することによる吸入空気量制御が行われる内燃機関の制御装置であって、
   前記吸入空気量制御が行われている冷機時において加速要求が出されて要求吸気量が多くなった場合に、加速要求直前でのスロットル開度よりも小さな開度が得られるように、前記スロットルバルブを閉じ側に制御するスロットル制御手段と、
   前記スロットル制御手段により前記スロットルバルブが閉じ側に制御されている状況下において、前記要求吸気量が得られるように吸気弁の開弁特性を制御する吸気弁開閉制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記吸入空気量制御が行われている冷機時において加速要求が出されて要求吸気量が多くなった場合に、内燃機関の冷却水温度に基づいて、目標吸気管負圧を設定する目標負圧設定手段を更に備え、
   前記スロットル制御手段により閉じ側に制御される際のスロットル開度は、前記目標吸気管圧力が得られるように設定されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記目標負圧設定手段は、前記可変動弁機構の動作速度に基づいて、設定する前記目標吸気管負圧に制限を施すことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記目標負圧設定手段は、前記スロットルバルブの動作速度に基づいて、設定する前記目標吸気管負圧に制限を施すことを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の制御装置。
5. 燃料の性状を判定する燃料性状判定手段を更に備え、
   前記目標負圧設定手段は、燃料の性状に基づいて、設定する前記目標吸気管負圧を調整することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。

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