JP5880327B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクからの蒸発燃料を含むパージガスを吸気系に導入するエンジンの制御装置に関する。

従来、車両の燃料タンク内で揮発した燃料ガスをエンジンの筒内に導くことで、燃料成分の車外への漏出を防止する技術が知られている。すなわち、燃料タンク内の燃料ガスをキャニスターで一時的に回収し、キャニスターから脱離した燃料ガス（パージガス）を吸気通路に導入するものである。キャニスターと吸気通路とを接続するパージ通路上には、パージガスの流量を調節するためのパージ制御弁が介装され、エンジンの運転状態に応じて開度が制御される。

エンジンの筒内に導入される混合気の空燃比は、パージガスの濃度に応じて変化する。そこで、パージガスの濃度を精度よく推定することで、適切に空燃比を制御する技術が開発されている。例えば、排気通路上に空燃比センサーを設けて空燃比を検出し、その検出された空燃比と目標空燃比との相違量に基づいてパージガスの濃度を推定する技術が知られている。また、空燃比と目標空燃比との比率に相当する空燃比フィードバック補正係数を演算し、この補正係数の変化に基づいてパージガスの濃度を学習する技術も存在する（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平７−６３０７８号公報 特開平８−２８４７１３号公報

しかしながら、空燃比センサーで検出された空燃比に基づくパージガスの濃度算出手法では、空燃比の検出誤差による濃度推定値の演算誤差が増大しやすいという課題がある。特に、空燃比が目標空燃比よりも大きい（リーンである）場合には、濃度推定値の演算誤差によって空燃比の制御性が低下しやすい。

例えば、キャニスターに燃料ガスが吸着していない状態でパージ制御弁を開放すると、燃料成分を含まない空気が吸気系に導入されることになり、パージ通路側から導入された空気量に応じて空燃比が上昇する。パージ通路側からの空気導入量がスロットルバルブ側から吸入された空気量に比して10%だった場合、燃料噴射量が一定であれば、空燃比の上昇率も10%となることが予想される。

このとき、空燃比センサーの検出誤差によって10%を超える空燃比の上昇が検出されたとすると、パージ通路側から導入された空気の演算上の濃度が負の値となる。また、仮に空燃比センサーの検出値が正確だったとしても、スロットルバルブ側から吸入された空気量が多かった場合や、燃料噴射量が少なかった場合には、同様の結果が生じうる。一方、燃料濃度の最小値は0であり、燃料濃度は当量比なので負の値にはならない。このように、濃度推定値の演算過程において誤った数値が演算されると、エンジンの空燃比を適切に制御することができない。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、パージガスの濃度の推定精度を向上させたエンジンの制御装置を提供することである。
なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示するエンジンの制御装置は、燃料タンクからの蒸発燃料を含むパージガスを吸気系に導入するエンジンの制御装置において、前記パージガスの導入割合に相当するパージ率を演算するパージ率演算手段と、前記エンジンの実空燃比を目標空燃比にするための燃料量補正係数を演算する補正係数演算手段とを備える。
また、前記補正係数演算手段で演算された前記燃料量補正係数と前記パージ率演算手段で演算された前記パージ率とに基づき、前記パージガスの濃度を演算するパージ濃度演算手段と、前記パージ率演算手段で演算された前記パージ率に基づき、前記補正係数演算手段で演算される前記燃料量補正係数の上限値を設定する制限手段とを備える。前記制限手段は、前記パージ率が低いほど、前記上限値を低下させる。

前記パージガスの導入割合とは、例えば前記エンジンのスロットルバルブを介して導入される吸気量に対する前記パージガス量の割合であり、あるいは、前記エンジンのシリンダーに導入される全吸気量に対するパージガス量の割合である。

なお、前記制限手段は、例えば、百分率で表現した前記パージ率に１を加算した値を、前記上限値として設定することが好ましい。

（２）また、前記エンジンの排気系に設けられたセンサーの検出情報に基づいて前記実空燃比を演算する空燃比演算手段を備えることが好ましい。
この場合、前記パージ率演算手段は、前記吸気系に導入されたパージガスが前記センサーに到達するまでの遅れ時間が考慮された導入割合であるセンサー部パージ率を前記パージ率として演算することが好ましい。また、前記制限手段は、前記センサー部パージ率に基づき、前記燃料量補正係数の上限値を設定することが好ましい。

なお、前記エンジンの吸気の目標空燃比を設定する目標設定手段を備えることが好ましい。この場合、前記補正係数演算手段が、前記目標設定手段で設定された前記目標空燃比と、前記空燃比演算手段で演算された前記実空燃比との比率に基づいて、前記燃料量補正係数を演算することが好ましい。

（３）また、前記エンジンの筒内に導入される空気量を演算する空気量演算手段を備え、前記パージ率演算手段が、前記空気量演算手段で演算された前記空気量に基づき、前記遅れ時間を推定することが好ましい。
前記遅れ時間は、前記エンジンの筒内に導入される空気の吸気遅れや燃焼遅れ，排気遅れを考慮して推定されることが好ましい。なお、ここでいう「空気量」は、エンジンの筒内へ導入される（導入された）空気の体積や質量、又はこれらに対応するパラメーターを含み、例えば充填効率や体積効率等を含む。

（４）また、前記制限手段は、前記パージ率の変化勾配の符号又は大きさに応じて前記上限値を変更することが好ましい。
例えば、前記変化勾配が負であるときには、前記変化勾配が正であるときよりも、前記上限値を小さく設定することが考えられる。また、前記パージ率の変化勾配が前記上限値の変化勾配に対応するという特性に着目して、前記パージ率の変化勾配に基づいて前記上限値の挙動を予測してもよい。この場合、今回の演算周期で制限される燃料量補正係数の値が次回の演算周期でその上限値を超えない値となるように、上限値を設定することが考えられる。

開示のエンジンの制御装置によれば、燃料量補正係数の上限値をパージ率に基づいて設定することで、燃料量補正係数の演算誤差を小さくすることができる。特に、パージガス濃度が負の値として推定されるような誤演算を未然に防ぐことができ、パージガス濃度の演算精度を向上させることができる。これにより、推定精度の高いパージガス濃度を用いてエンジンを制御することができ、空燃比の制御性を向上させることができる。

一実施形態に係るエンジンの制御装置のブロック構成及びこの制御装置が適用されたエンジンの構成を例示する図である。 本制御装置が適用されたエンジンの排気応答遅れを説明するためのグラフである。 （ａ），（ｂ）はともに、本制御装置で推定されるパージガス濃度とパージ率との関係を例示するグラフである。 本制御装置でのパージガス濃度の推定手順を例示するフローチャートである。 本制御装置で演算される燃料量補正係数の上限値を説明するためのグラフであり、（ａ），（ｃ）はパージ率の経時変動、（ｂ），（ｄ），（ｅ）は燃料量補正係数の経時変動を示す。

図面を参照してエンジンの制御装置について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．装置構成］
［１−１．エンジン］
本実施形態のエンジンの制御装置は、図１に示す車載のガソリンエンジン１０に適用される。ここでは、多気筒のエンジン１０に設けられた複数のシリンダーのうちの一つを示す。ピストン１６は、中空円筒状に形成されたシリンダー１９の内周面に沿って往復摺動自在に内装される。ピストン１６の上面とシリンダー１９の内周面及び頂面に囲まれた空間は、エンジンの燃焼室２６として機能する。

ピストン１６の下部は、コネクティングロッドを介して、クランクシャフト１７の軸心から偏心した中心軸を持つクランクアームに連結される。これにより、ピストン１６の往復動作がクランクアームに伝達され、クランクシャフト１７の回転運動に変換される。

シリンダー１９の頂面には、吸入空気を燃焼室２６内に供給するための吸気ポート１１と、燃焼室２６内で燃焼した後の排気を排出するための排気ポート１２とが穿孔形成される。また、吸気ポート１１，排気ポート１２のそれぞれにおいて、燃焼室２６側の端部には吸気弁１４及び排気弁１５が設けられる。これらの吸気弁１４，排気弁１５は、エンジン１０の上部に設けられる図示しない動弁機構によって各々の動作を個別に制御される。

また、シリンダー１９の頂部には、点火プラグ１３がその先端を燃焼室２６側に突出させた状態で設けられる。点火プラグ１３による点火時期は、後述するエンジン制御装置１で制御される。
シリンダー１９の周囲には、その内部にエンジン冷却水を流通させるためのウォータージャケット２７が設けられる。エンジン冷却水はエンジン１０を冷却するための冷媒であり、ウォータージャケット２７とラジエータとの間を環状に接続する冷却水循環路内を流通している。

［１−２．吸排気系］
吸気ポート１１内には、燃料を噴射するインジェクター１８が設けられる。インジェクター１８から噴射される燃料量は、後述するエンジン制御装置１によって制御される。また、インジェクター１８よりも吸気流の上流側には、インテークマニホールド２０（以下、インマニと呼ぶ）が設けられる。このインマニ２０には、吸気ポート１１側へと流れる空気を一時的に溜めるためのサージタンク２１が設けられる。サージタンク２１よりも下流側のインマニ２０は、複数のシリンダー１９の吸気ポート１１に向かって分岐するように形成され、サージタンク２１はその分岐点に位置する。サージタンク２１は、各々のシリンダーで発生しうる吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。

インマニ２０の上流側には、スロットルボディ２２が接続される。スロットルボディ２２の内部には電子制御式のスロットルバルブ２３が内蔵され、インマニ２０側へと流れる空気量がスロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）に応じて調節される。このスロットル開度は、エンジン制御装置１によって制御される。

スロットルボディ２２のさらに上流側には吸気通路２４が接続され、吸気通路２４のさらに上流側にはエアフィルターが介装される。これにより、エアフィルターで濾過された新気が吸気通路２４及びインマニ２０を介してエンジン１０の各シリンダー１９に供給される。

また、サージタンク２１には、キャニスター２９から脱離した燃料ガスを吸気系に導入するためのパージ通路３０が接続される。パージ通路３０上には、キャニスター２９からパージされた燃料ガス（パージガス）のサージタンク２１内への流量を制御する電磁式のパージ弁３１が介装される。パージ弁３１の開度は、エンジン制御装置１で制御される。

キャニスター２９の内部には、活性炭２９ａが内蔵される。燃料タンク２８内で発生した蒸発燃料を含む燃料ガスは、この活性炭２９ａに吸着して回収される。また、キャニスター２９には、外部の新気を吸入するための通路２９ｂが接続される。パージ弁３１を開放すると、通路２９ｂを介してキャニスター２９内に新気が導入され、活性炭２９ａから脱離した燃料ガスがパージ通路３０を通ってサージタンク２１側に供給される。

排気ポート１２の下流側には、エキゾーストマニホールド２５（以下、エキマニと呼ぶ）が設けられる。エキマニ２５は各シリンダー１９からの排気を合流させる形状に形成され、その下流側の図示しない排気通路や排気触媒装置等に接続される。

［１−３．検出系］
エキマニ２５よりも下流側の任意の位置には、燃焼室２６内で燃焼した混合気についての空燃比AF（その混合気の燃焼前の空燃比）を把握するための空燃比センサー３２が設けられる。この空燃比センサー３２は、例えば、酸素濃度センサーやLAFS（リニア空燃比センサー）等であり、排気中に含まれる酸素成分の濃度に対応する排気空燃比情報を検出するものである。

吸気通路２４内には、吸気流量Qを検出するエアフローセンサー３３が設けられる。吸気流量Qは、スロットルバルブ２３を通過する空気の流量に対応するパラメーターである。なお、スロットルバルブ２３からシリンダー１９への吸気流には、いわゆる吸気応答遅れ（スロットルバルブ２３を通過した空気がシリンダー１９に導入されるまでの遅れ）が生じるため、ある時刻にシリンダー１９に導入される空気の流量は、その時点でスロットルバルブ２３を通過する空気の流量とは必ずしも一致しない。また、パージ弁３１を通過したパージガスの流れにも、スロットルバルブ２３からの吸気流と同様の吸気応答遅れが生じる。

さらに、シリンダー１９から空燃比センサー３２の取り付け位置までの間の排気流には、排気応答遅れが生じる。そのため、ある時刻に空燃比センサー３２で検出される排気空燃比情報は、過去にスロットルバルブ２３を通過した空気（あるいは過去にパージ弁３１を通過したパージガス）に燃料を混合したものの空燃比に対応するものとなり、その時点での吸気流量Qやパージガス流量には必ずしも対応しない。本エンジン制御装置１では、これらのような吸気応答遅れ，排気応答遅れ等の影響を考慮して、パージガスの濃度が演算される。

ウォータージャケット２７又は冷却水循環路上の任意の位置には、エンジン冷却水の温度（冷却水温W_T）を検出する冷却水温センサー３４が設けられる。また、クランクシャフト１７には、その回転角を検出するエンジン回転速度センサー３５が設けられる。回転角の単位時間あたりの変化量（角速度）はエンジン１０の回転速度Ne（単位時間あたりの実回転数）に比例する。したがって、本実施形態のエンジン回転速度センサー３５は、エンジン１０の回転速度Neを取得する機能を持つ。なお、エンジン回転速度センサー３５で検出された回転角に基づき、エンジン制御装置１の内部で回転速度Neを演算する構成としてもよい。

車両の任意の位置には、アクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル操作量A_PS）を検出するアクセル開度センサー３６と、ブレーキ操作量に対応するブレーキ液圧B_RKを検出するブレーキ液圧センサー３７とが設けられる。アクセル操作量A_PSは、運転者の加速要求や発進意思に対応するパラメーターであり、言い換えるとエンジン１０の負荷（エンジン１０に対する出力要求）に相関するパラメーターである。また、通常の車両走行時のブレーキ液圧B_RKは、運転者の減速要求や停止意思に対応するパラメーターである。

上記の各種センサー３２〜３７で取得された排気空燃比情報，吸気流量Q，冷却水温W_T，回転速度Ne，アクセル操作量A_PS，ブレーキ液圧B_RKの各情報は、エンジン制御装置１に伝達される。

［１−４．制御系］
上記のエンジン１０を搭載する車両には、エンジン制御装置１（Engine Electronic Control Unit，制御装置）が設けられる。このエンジン制御装置１は、マイクロプロセッサやROM，RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。なお、車載ネットワーク上には、ブレーキ制御装置，変速機制御装置，車両安定制御装置，空調制御装置，電装品制御装置といったさまざまな公知の電子制御装置が、互いに通信可能に接続される。エンジン制御装置１以外の電子制御装置のことを外部制御システムと呼び、外部制御システムによって制御される装置のことを外部負荷装置と呼ぶ。

エンジン制御装置１は、エンジン１０に関する点火系，燃料系，吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置であり、エンジン１０の各シリンダー１９に供給される空気量やパージガス量，インジェクター１８からの燃料噴射量，各シリンダー１９の点火時期等を制御する。

エンジン制御装置１の信号入力側には、上述の空燃比センサー３２，エアフローセンサー３３，冷却水温センサー３４，エンジン回転速度センサー３５，アクセル開度センサー３６及びブレーキ液圧センサー３７が接続される。一方、制御信号出力側にはエンジン１０が接続され、エンジン１０の各シリンダー１９に供給される空気量，燃料噴射量，各シリンダーの点火時期等が制御される。エンジン制御装置１の具体的な制御対象としては、インジェクター１８から噴射される燃料量や噴射時期，点火プラグ１３での点火時期，スロットルバルブ２３及びパージ弁３１の開度等が挙げられる。

なお、エンジン制御装置１は、これらのスロットルバルブ２３及びパージ弁３１の目標開度を演算する機能と、実際の弁開度が目標開度と一致するようにこれらの弁に制御信号を出力する機能とを併せ持つ。エンジン制御装置１内で演算される各々の弁の目標開度は、それぞれの弁の実際の開度S₁，S₂に相当する。したがって、エンジン制御装置１は、制御対象であるスロットルバルブ２３及びパージ弁３１のそれぞれの開度S₁，S₂を取得する機能を持つものといえる。

［２．制御構成］
エンジン制御装置１で実施される空燃比制御について説明する。シリンダー１９に導入される混合気の空燃比は、スロットルバルブ２３の開度S₁，パージ弁３１の開度S₂，インジェクター１８からの燃料噴射量及びパージガス濃度によって決定される。これらのパラメーターのうち、開度S₁，S₂及び燃料噴射量は、エンジン制御装置１の制御対象であり、エンジン制御装置１が主体的に変更可能である。

一方、パージガス濃度は、燃料タンク２８からの燃料蒸発速度や経過時間，キャニスター２９内の圧力，温度，活性炭２９ａの性能等によって変化するパラメーターであり、エンジン制御装置１が主体的に変更することができない。そこで、エンジン制御装置１は、パージガス濃度の値を随時推定しながら、開度S₁，S₂及び燃料噴射量を変更することによって、エンジン１０の空燃比を適切に制御する。

インジェクター１８での燃料噴射量は、おもにフィードバック噴射制御とオープンループ噴射制御との二通りの手法で制御される。フィードバック噴射制御とは、燃料噴射した結果をその原因である目標燃料噴射量の設定に反映させるフィードバック制御である。フィードバック噴射制御では、空燃比センサー３２で検出された排気空燃比情報に基づいて、インジェクター１８からの燃料噴射量が調節される。なお、フードバック噴射制御による空燃比の目標値が理論空燃比（ストイキ）である場合には、ストイキフィードバック噴射制御とも呼ばれる。

これに対し、オープンループ噴射制御とは、空燃比センサー３２で検出された排気空燃比情報を用いることなく、燃料噴射量を調節する制御である。オープンループ噴射制御は、例えば以下に列挙する何れかの運転状態に該当する場合に実施される。一方、何れの運転状態にも当てはまらない場合には、フィードバック噴射制御が実施される。
Ａ．エンジン１０が始動してからの経過時間が所定時間以内である
Ｂ．空燃比センサー３２自体が冷えた状態である
Ｃ．エンジン１０の冷却水温W_Tが暖機温度以下である

図１に示すように、エンジン制御装置１には、充填効率演算部２，目標空燃比設定部３，空燃比演算部４，パージ率演算部５，燃料量補正係数演算部６，上限値制限部７，パージ濃度演算部８及び制御部９が設けられる。これらの各要素は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。

充填効率演算部２（空気量演算手段）は、エアフローセンサー３３で検出された吸気流量Qに基づき、充填効率Ecを演算するものである。充填効率Ecとは、実際にシリンダー１９内に導入された空気量に対応するパラメーターであり、一回の吸気行程の間にシリンダー１９内に充填される空気の体積を標準状態（０℃，１気圧）での気体体積に正規化したのちシリンダー容積で除算したものである。ここでは、制御対象のシリンダー１９について、直前の一回の吸気行程の間にエアフローセンサー３３で検出された吸気流量Qの合計から、そのシリンダー１９に実際に吸入された空気量が演算され、充填効率Ecが演算される。ここで演算された充填効率Ecは、パージ率演算部５に伝達される。

なお、吸気流量Qに基づいて得られる充填効率Ecは、厳密にはその演算時点以後にシリンダー１９に吸入される空気量に対応する。したがって、空燃比センサー３２でセンサー空燃比AFが検出された排気について、その排気がシリンダー１９内に導入されたときの空気量を求めるには、空燃比センサー３２での検出時よりも過去の時点での吸気流量Qに基づいて充填効率Ecを演算すればよい。あるいは、最新の吸気流量Qに基づいて空気量を求めた後に、所定の吸気応答遅れや排気応答遅れを模擬した遅れ演算を施して、空燃比センサー３２の近傍に到達しているだろうと考えられる排気についての充填効率Ecを求めればよい。

目標空燃比設定部３（目標設定手段）は、エンジン１０に要求されている負荷に応じて目標空燃比AF_TGTを設定するものである。ここでいう負荷には、例えばアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて設定されるドライバー要求負荷や、外部負荷装置の作動状態に応じて設定される外部負荷等が含まれる。目標空燃比AF_TGTは、上記のフィードバック噴射制御及びオープンループ噴射制御の何れの制御においても設定されるものとしてもよいし、フィードバック噴射制御時にのみ設定されるものとしてもよい。ここで設定された目標空燃比AF_TGTの情報は、燃料量補正係数演算部６，パージ濃度演算部８及び制御部９に伝達される。

空燃比演算部４（空燃比演算手段）は、実際にシリンダー１９に導入された混合気の空燃比を演算するものである。ここでは、空燃比センサー３２で検出された排気空燃比情報に基づいて空燃比AF（実空燃比）が演算される。ここで演算された空燃比AFの情報は、燃料量補正係数演算部６，パージ濃度演算部８及び制御部９に伝達される。以下、この空燃比AFのことをセンサー空燃比AFと呼ぶ。また、このセンサー空燃比AFと区別して、パージガスの空燃比のことをパージガス空燃比AF_PRGと呼ぶ。

パージ率演算部５（パージ率演算手段）は、パージガスの導入割合に相当するパージ率R_PRG及びセンサー部パージ率R_PRGS演算するものである。ここでいう「導入割合」とは、吸気量全体に対するパージガス量の比、又はスロットルバルブ２３側から流入した吸気量に対するパージガス量の割合を意味する。本実施形態のパージ率演算部５では、後者がパージ率R_PRGとして演算される。

スロットルバルブ２３を通過する吸気の流量は、吸気の流速とスロットルバルブ２３の開度S₁とから算出される。また、この流速は吸気流量Qやスロットルバルブ２３の上流及び下流の圧力，吸気温度等に基づいて算出される。同様に、パージガス流量は、パージ弁３１の開度S₂とパージガス流速とから算出され、パージガス流速はパージ弁３１の上流及び下流の圧力，キャニスター２９での損失圧力，吸気温度等に基づいて算出される。なお、スロットルバルブ２３部の圧力差や圧力比（例えば、上流圧に対する下流圧の比）に応じた大きさの補正係数を設定し、スロットルバルブ２３の開度S₁に対するパージ弁３１の開度S₂の割合にその補正係数を乗じたものをパージ率R_PRGとして求めてもよい。

上記のパージ率R_PRGは、パージガスがパージ通路３０から吸気系のサージタンク２１内に導入されるときの導入割合に相当する。一方、パージ率演算部５は、空燃比センサー３２の近傍に到達した排気中のうち、シリンダー１９内にパージガスとして導入された気体と、スロットルバルブ２３側から新気として導入された気体との割合に相当するセンサー部パージ率R_PRGSを演算する。このセンサー部パージ率R_PRGSは、過去のパージ率R_PRGに相当するものであり、吸気系に導入されたパージガスが空燃比センサー３２の近傍に到達するまでの遅れ時間を考慮して求められる。

パージガスがセンサーに到達するまでの遅れ時間は、充填効率演算部２で演算された充填効率Ecに基づいて推定される。例えば、パージ率R_PRGに対して一次遅れ処理や二次遅れ処理を施すことによって、実際の排気応答遅れを模擬したパージ率R_PRGの変動軌跡を生成し、これをセンサー部パージ率R_PRGSとすることが考えられる。簡便な手法としては、前回の演算周期で得られたセンサー部パージ率R_PRGSと今回の演算周期で得られたパージ率R_PRGとの差に所定のフィルター係数を乗じたものを、今回の演算周期の入力値に加算し、これを今回の演算周期のセンサー部パージ率R_PRGSとすることが考えられる。

何れの手法においても、パージ率演算部５は、充填効率Ecが高いほど、パージ率R_PRGに対するセンサー部パージ率R_PRGSの遅れ時間が短くなるように（充填効率Ecが低いほど、遅れ時間が長くなるように）、時定数やフィルター係数を与える。ここで演算されたセンサー部パージ率R_PRGSの値は、上限値制限部７，パージ濃度演算部８及び制御部９に伝達される。

なお、パージ弁３１を通過したパージガスが空燃比センサー３２に影響を与えるまでの遅れ時間と充填効率Ecとの関係を図２に例示する。この遅れ時間は、パージガスの吸気応答遅れ時間と排気応答遅れ時間とを合わせた時間に相当する。吸気応答遅れ時間とは、パージ弁３１を通過したパージガスがシリンダー１９に導入されるまでの遅れ時間であり、例えばパージ弁３１が開放されてから吸気行程が開始されるまでのタイムラグや、吸気抵抗，吸気慣性の影響による遅れ時間がこれに含まれる。また、排気応答遅れ時間とは、パージガスがシリンダー１９に導入された後、燃焼後の排気が空燃比センサー３２の近傍に到達するまでの遅れ時間であり、例えば吸気行程から排気行程までの燃焼サイクルに要する遅れ時間や、排気抵抗，排気慣性の影響による遅れ時間がこれに含まれる。

ここで、スロットルバルブ２３を通過する吸気量とインジェクター１８からの燃料噴射量とが一定であり、パージ弁３１が閉鎖されているときの空燃比がAF₁であるとする。また、パージ通路３０内には空燃比AF₁よりもリッチなパージガスが存在し、パージ弁３１を開放することで空燃比の理論値がAF₁からAF₂へと変化するものとする。

時刻0にパージ弁３１が開放されると、空燃比の理論値は、図２中に太実線で示すように階段状に変化する。一方、パージ弁３１を通過したパージガスは直ちにシリンダー１９内に導入されるわけではなく、図２中に細実線で示すように吸気応答遅れ，排気応答遅れを伴って、空燃比センサー３２の近傍に到達する。そのため、センサー空燃比AFは時刻0から遅れて徐々に変化する。

パージガスの遅れ時間は、燃焼サイクル毎にシリンダー１９に導入され、排出される空気量、すなわち充填効率Ecに応じて変化する。充填効率Ecの値がEc₁，Ec₂，Ec₃（Ec₃＜Ec₂＜Ec₁）であるときのセンサー空燃比AFのそれぞれの変化を、図２中に細実線，破線，一点鎖線で示す。充填効率Ecが高いほど、パージガスが空燃比センサー３２まで速く到達することになり、遅れ時間が短縮される。反対に、充填効率Ecが低いほど遅れ時間が延長され、センサー空燃比AFが変化しにくくなる。

燃料量補正係数演算部６（補正係数演算手段）は、おもにフィードバック噴射制御で使用される燃料量補正係数K_{FB_PRG}を演算するものである。この燃料量補正係数K_{FB_PRG}とは、センサー空燃比AFが目標空燃比AF_TGTからどの程度ずれていたのかを示すパラメーターであり、エンジン１０のセンサー空燃比AF（実空燃比）を目標空燃比AF_TGTに一致させるための補正係数である。

ここでは、まず目標空燃比AF_TGTとセンサー空燃比AFとに基づいて燃料量補正係数K_{FB_PRG}が演算され、その後、後述する上限値制限部７で演算される上限値K_MAXによって制限された値が、最終的な燃料量補正係数K_{FB_PRG}として演算される。したがって、燃料量補正係数K_{FB_PRG}は、目標空燃比AF_TGTとセンサー空燃比AFとに基づいて得られる理論値と、上限値制限部７で制限される上限値K_MAXとのうち、何れか小さい一方の値とされる。ここで演算された燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値は、パージ濃度演算部８及び制御部９に伝達される。

燃料量補正係数K_{FB_PRG}は、空燃比センサー３２の検出対象となった排気の燃料濃度の逆数に対応するパラメーターである。言い換えると、燃料量補正係数K_{FB_PRG}は、センサー空燃比AFの情報を今後の制御にフィードバックさせるためのパラメーターであって、センサー空燃比AFを目標空燃比AF_TGTに近づけるための増減量を与える係数となる。
この燃料量補正係数K_{FB_PRG}は、センサー空燃比AFが目標空燃比AF_TGTに等しいときにK_{FB_PRG}＝1.0となり、センサー空燃比AFが目標空燃比AF_TGTよりもリッチであるときにはK_{FB_PRG}＜1.0となり、目標空燃比AF_TGTよりもリーンであるときにはK_{FB_PRG}＞1.0となる。目標空燃比AF_TGTが理論空燃比であるとき、燃料量補正係数K_{FB_PRG}は空気過剰率に相当するパラメーターとなる。

なお、センサー空燃比AFと目標空燃比AF_TGTとのずれ量には、パージガスによるずれ量（パージガス濃度の演算誤差やパージガス流量の演算誤差等）と、パージガス以外の要因によるずれ量（インジェクター１８からの噴射誤差やインマニ２０への付着，空燃比センサー３２での検出誤差等）とが含まれる。したがって、前者のずれ量をゼロにするためのパージ濃度補正係数K₁と後者のずれ量をゼロにするための空燃比フィードバック補正係数K₂とを別個に演算し、これらを乗算することによって燃料量補正係数K_{FB_PRG}を求めてもよい。

この場合、パージ濃度補正係数K₁は、例えばパージ弁３１の開度S₂やパージ率R_PRG，後述するパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の前回値等に基づいて演算される。また、空燃比フィードバック補正係数K₂は、例えば吸気流量Qやスロットルバルブ２３の開度S₁，スロットルバルブ２３の上流及び下流の圧力，吸気温度，センサー空燃比AF等に基づいて算出される。

上限値制限部７（制限手段）は、パージ率演算部５で演算されたパージ率R_PRGに基づき、燃料量補正係数演算部６で演算される燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXを設定して、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算値に制限を加えるものである。ここでは、吸気系に導入されたパージガスが空燃比センサー３２の近傍に到達するまでの遅れ時間が考慮されたセンサー部パージ率R_PRGSに基づいて上限値K_MAXが演算される。

また、上限値制限部７は、センサー部パージ率R_PRGSの変化勾配の符号に応じて、算出手法の異なる上限値K_MAXを設定する。ここでは、センサー部パージ率R_PRGSが増加中（変化勾配が正）であるときには、センサー部パージ率R_PRGSに所定値Aを加算した値が上限値K_MAXとして設定される。一方、センサー部パージ率R_PRGSが減少中（変化勾配が負）であるか一定（変化勾配が0）であるときには、所定値Aよりも小さい第二所定値Bをセンサー部パージ率R_PRGSに加算した値が、上限値K_MAXとして設定される。

これにより、センサー部パージ率R_PRGSが高まる過程では上限値K_MAXが高く（制限が緩く）設定され、反対にセンサー部パージ率R_PRGSが低くなる過程では上限値K_MAXが低く（制限が厳しく）設定される。また、センサー部パージ率R_PRGSが一定であるときにはその値が増加中であるときよりも上限値K_MAXの値がやや低く設定されて制限が強められる。ここで演算された上限値K_MAXは、燃料量補正係数演算部６に伝達される。なお、所定値A，第二所定値Bのそれぞれの具体的な値は任意であるが、少なくとも不等式1≦A≦Bが成立するように設定され、例えばA=1.00，B=0.97とされる。

パージ濃度演算部８（パージ濃度演算手段）は、燃料量補正係数演算部６で演算された燃料量補正係数K_{FB_PRG}とパージ率演算部５で演算されたパージ率R_PRG（又はセンサー部パージ率R_PRGS）とに基づき、推定されたパージガスの濃度に対応するパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}を演算するものである。パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の定義は、目標空燃比AF_TGTをパージガス空燃比AF_PRGで除したものである。

このパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}は、空燃比センサー３２でセンサー空燃比AFが検出された排気中に含まれていたパージガスの燃料濃度に対応する値を持つ。例えば、パージガス空燃比AF_PRGが目標空燃比AF_TGTに等しいときにK_{AF_PRG}＝1.0となり、パージガス空燃比AF_PRGが目標空燃比AF_TGTよりもリッチであるときにはK_{AF_PRG}＞1.0となり、パージガス空燃比AF_PRGが目標空燃比AF_TGTよりもリーンであるときにはK_{AF_PRG}＜1.0となる。なお、目標空燃比AF_TGTが理論空燃比であるとき、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}はパージガスの当量比に相当するパラメーターとなる。

パージガス空燃比AF_PRGは、センサー空燃比AF，パージ率R_PRG及び目標空燃比AF_TGTに基づいて算出することができる。あるいは、燃料量補正係数K_{FB_PRG}，パージ率R_PRG及び目標空燃比AF_TGTに基づいて算出することができる。したがって、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}は、式１〜式３に示すように、センサー空燃比AF，燃料量補正係数K_{FB_PRG}，パージ率R_PRG，センサー部パージ率R_PRGS，目標空燃比AF_TGT等の関数で表現できる。

本実施形態のパージ濃度演算部８は、式２に示すように、燃料量補正係数K_{FB_PRG}，センサー部パージ率R_PRGS及び目標空燃比AF_TGTに基づいて、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}を演算する。ここで演算されたパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の情報は、制御部９に伝達される。

図３（ａ）は、燃料量補正係数K_{FB_PRG}，パージ率R_PRG及びパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の関係をグラフ化したものである。燃料量補正係数K_{FB_PRG}が1.0であるとき、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}はパージ率R_PRGの大小に関わらず1.0となる。一方、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が1.0よりも小さいとき（すなわち、排気がリッチだったとき）には、パージ率R_PRGの値が減少するにつれて、パージ率R_PRGにほぼ逆比例するようにパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値が増大する。また、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が1.0よりも小さく、かつ、パージ率R_PRGが一定であれば、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値が減少するほどパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値が増大し、グラフの傾きが急勾配となる。

同様に、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が1.0よりも大きいとき（すなわち、排気がリーンだったとき）には、パージ率R_PRGの値が減少するにつれて、パージ率R_PRGにほぼ逆比例するようにパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値が減少する。また、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が1.0よりも大きく、かつ、パージ率R_PRGが一定であれば、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値が増大するほどパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値が減少し、グラフの傾きが急勾配となる。

上記の式２に示された関数では、パージ率R_PRG及び燃料量補正係数K_{FB_PRG}の組み合わせによって、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値が負となる場合がある。式３に示された関数でも同様に、センサー部パージ率R_PRGS及び燃料量補正係数K_{FB_PRG}の組み合わせによって、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値が負となる場合がある。

パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値を0とするようなパージ率R_PRG及び燃料量補正係数K_{FB_PRG}の組み合わせを抽出すると、パージ率R_PRGが低いほど、そのパージ率R_PRGに対応する燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値が低下する特性を持つ。パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値を0とするパージ率R_PRG及び燃料量補正係数K_{FB_PRG}の組み合わせについて、以下の式４に示す関係が成立する。

例えば、図３（ｂ）に示すように、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値が1.04である場合、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}とパージ率R_PRGとの関係を示すグラフにおいて、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値を0とするパージ率R_PRGの値は、0.04となる。同様に、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値が1.05である場合は、パージ率R_PRGが0.05のときにパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}が0となり、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値が1.06である場合は、パージ率R_PRGが0.06のときにパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}が0となる。

一方、上限値制限部７では、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXがセンサー部パージ率R_PRGSに所定値A，第二所定値Bを加算して設定される。したがって、センサー部パージ率R_PRGSがパージ率R_PRG以下である場合、少なくとも所定値Aが1以下の値であれば、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}が0以上となる。また、センサー部パージ率R_PRGSがパージ率R_PRGを超える場合には、所定値Aよりも小さい第二所定値Bを用いて制限を強めることで、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}が0以上となりうる。

制御部９は、インジェクター１８からの燃料噴射量やスロットルバルブ２３，パージ弁３１の開度等を制御するものである。ここでは、例えば吸気流量Qやセンサー空燃比AF，パージ率R_PRG，センサー部パージ率R_PRGS，燃料量補正係数K_{FB_PRG}，パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}，エンジン１０の回転速度Ne，アクセル操作量A_PS，ブレーキ液圧B_RK等に基づき、スロットルバルブ２３及びパージ弁３１のそれぞれの開度が制御される。燃料噴射量は、フィードバック噴射制御かオープンループ噴射制御かの何れか一方によって制御され、シリンダー１９内に実際に導入される混合気の空燃比が目標空燃比AF_TGTと等しくなるように調節される。

このように、エンジン制御装置１では、センサー部パージ率R_PRGSに応じた燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXが設定され、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}が負になることが回避される。これにより、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の推定に係る演算精度が向上する。また、演算精度の高いパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}を用いてインジェクター１８からの燃料噴射量やスロットルバルブ２３，パージ弁３１の開度等が制御されるため、フィードバック噴射制御，オープンループ噴射制御の何れにおいても燃料噴射量の演算精度が高められ、制御性が向上する。

［３．フローチャート］
図４は、エンジン制御装置１において、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の演算手法を例示するフローチャートである。このフローは、予め設定された所定周期（例えば、数十[ms]サイクル）で繰り返し実施される。

ステップＡ１０では、目標空燃比設定部３において目標空燃比AF_TGTが設定される。ここでは、例えばエンジン１０に要求されている負荷に応じた大きさの目標空燃比AF_TGTが与えられる。続くステップＡ２０では、空燃比センサー３２で検出された排気空燃比情報がエンジン制御装置１の空燃比演算部４に入力され、空燃比演算部４でセンサー空燃比AFが演算される。また、ステップＡ３０では、エアフローセンサー３３で検出された吸気流量Qの情報が充填効率演算部２に入力され、充填効率Ecが演算される。

ステップＡ４０では、スロットルバルブ２３の開度S₁，パージ弁３１の開度S₂，それぞれの流速等の情報がパージ率演算部５に入力され、これらの情報に基づいてパージ率R_PRGが演算される。例えば、スロットルバルブ２３の開度S₁に対するパージ弁３１の開度S₂の割合に補正係数を乗じた値がパージ率R_PRGとして演算される。この場合、キャニスター２９を通過する空気の圧力損失を考慮して補正係数を設定してもよいし、スロットルバルブ２３部の圧力差や圧力比（例えば、上流圧に対する下流圧の比）に応じた大きさの補正係数を設定してもよい。

ステップＡ５０では、ステップＡ３０で演算された充填効率EcとステップＡ４０で演算されたパージ率R_PRGとに基づき、センサー部パージ率R_PRGSが演算される。ここでは、例えば充填効率Ecに応じた大きさのフィルター係数が設定されるとともに、そのフィルター係数を用いた一次遅れ処理や二次遅れ処理がパージ率R_PRGに対して施されて、センサー部パージ率R_PRGSが求められる。フィルター係数は、充填効率Ecが高いほど、パージ率R_PRGに対するセンサー部パージ率R_PRGSの遅れ時間が短くなるような値とされる。

ステップＡ６０では、センサー部パージ率R_PRGSが増加中であるか否かが判定される。このステップでは、センサー部パージ率R_PRGSの変化勾配の符号が判定される。例えば、今回の演算周期のステップＡ５０で演算されたセンサー部パージ率R_PRGSと前回の演算周期で得られたセンサー部パージ率R_PRGSとが比較され、今回値が前回値を超えているときに、センサー部パージ率R_PRGSが増加中（変化勾配が正）であると判定される。一方、今回値が前回値以下のときには、センサー部パージ率R_PRGSが減少中（変化勾配が負）又は一定（変化勾配が0）であると判定される。ここで、変化勾配が正である場合には制御がステップＡ７０に進み、それ以外の場合にはステップＡ８０に進む。

ステップＡ７０では、上限値制限部７において、センサー部パージ率R_PRGSに所定値Aを加算した値が上限値K_MAXとして設定される。例えば、センサー部パージ率R_PRGSが0.06（6%）であり、所定値Aが1.00であるとき、上限値K_MAXは1.06とされる。一方、ステップＡ８０では、センサー部パージ率R_PRGSに第二所定値Bを加算した値が上限値K_MAXとして設定される。第二所定値Bは所定値Aよりも小さい値である。例えば、センサー部パージ率R_PRGSが0.06（6%）であり、第二所定値Bが0.97であるとき、上限値K_MAXは1.03とされる。ステップＡ８０で設定される上限値K_MAXは、ステップＡ７０で設定される上限値K_MAXよりも、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値を減少方向に強く制限するように作用する。

ステップＡ９０では、燃料量補正係数演算部６において、ステップＡ２０で演算されたセンサー空燃比AFとステップＡ１０で設定された目標空燃比AF_TGTとに基づき、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が演算される。このステップで演算される燃料量補正係数K_{FB_PRG}は、まだ制限を受けていないものである。続くステップＡ１００では、ステップＡ９０で演算された燃料量補正係数K_{FB_PRG}がステップＡ７０，Ａ８０の何れか一方で設定された上限値K_MAX以下であるか否かが判定される。

ここでK_{FB_PRG}＞K_MAXである場合には、ステップＡ９０で演算された燃料量補正係数K_{FB_PRG}が過大であるものと判断され、ステップＡ１１０に進んで上限値K_MAXの値が新たな燃料量補正係数K_{FB_PRG}として設定されるとともに、ステップＡ１２０に進む。一方、K_{FB_PRG}≦K_MAXである場合には、そのままステップＡ１２０に進む。この場合、ステップＡ９０で演算された燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値がそのまま保持される。

ステップＡ１２０では、パージ濃度演算部８において燃料量補正係数K_{FB_PRG}，センサー部パージ率R_PRGS及び目標空燃比AF_TGTに基づいてパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}が演算され、その演算値が最新の値に更新されて、この演算周期での制御を終了する。ここで演算されたパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}は、制御部９において、燃料噴射量やスロットルバルブ２３，パージ弁３１の開度の演算に利用される。

なお、センサー部パージ率R_PRGSが0.06（6%）であり、所定値Aが1.00であるとき、センサー部パージ率R_PRGSが増加中であれば、上記のステップＡ７０で上限値K_MAXが1.06とされる。その後、ステップＡ９０で演算される燃料量補正係数K_{FB_PRG}が1.06よりも大きければ、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}が負の値となってしまう。しかし、上記の制御では、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値がその上限値K_MAXである1.06を超えないように制限される。したがって、ステップＡ１２０で演算されるパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}は、0以上の値となる。

［４．作用］
上記の制御手法による演算周期間の燃料量補正係数K_{FB_PRG}の変化について、図５（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
センサー部パージ率R_PRGSの増加時には、センサー部パージ率R_PRGSに所定値Aを加算した値が上限値K_MAXとされる。ここで、図５（ａ）に示すように、センサー部パージ率R_PRGSの変化勾配が一定（正の値）である時刻t₁から時刻t₂までの期間に着目する。演算周期が時刻t₁から時刻t₂までの時間の1/4であり、演算の開始時刻が時刻t₁である場合、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算は、時刻t₁から時刻t₂までの間に五回実施される。したがって、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値は、図５（ｂ）中に黒点で示すように間欠的に演算される。

時刻t₁でのセンサー部パージ率R₁に所定値Aを加算した値と、時刻t₂でのセンサー部パージ率R₂に所定値Aを加算した値とを図５（ｂ）中にプロットし、これらを破線グラフで結んで示す。この破線グラフは、図５（ａ）に実線で示すセンサー部パージ率R_PRGSのグラフに対応する形状となり、理論上の上限値K_MAXの変化を示すものと一致する。五つの燃料量補正係数K_{FB_PRG}が上限値K_MAXで制限されたものであるとき、これらの五つの黒点は、全て破線上に位置する。

それぞれの演算周期で得られる燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値は、次回の演算周期で新たな値が得られるまで保持される。したがって、例えば図５（ｂ）中の時刻t₁から時刻t₁₁までの区間では、時刻t₁に得られた燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値R₁+Aが保持され、この値R₁+Aを燃料量補正係数K_{FB_PRG}とした各種制御が実施される。この区間内では常にR₁+A≦K_MAXとなり、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が理論上の上限値K_MAXを超えることはない。

これに対し、センサー部パージ率R_PRGSの減少時に同じ所定値Aを用いて上限値K_MAXを設定すると、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が理論上の上限値K_MAXを超える場合がある。
例えば、図５（ｃ）に示すように、センサー部パージ率R_PRGSの変化勾配が一定（負の値）である時刻t₃から時刻t₄までの期間に着目する。この期間に演算される燃料量補正係数K_{FB_PRG}が全て上限値K_MAXで制限されたものであるとき、図５（ｄ）中に黒点で示す燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算値は、破線で示す理論上の上限値K_MAXのグラフ上に位置する。

一方、センサー部パージ率R_PRGSの減少によって理論上の上限値K_MAXのグラフが下方に向かう形状となるため、理論上の上限値K_MAXは次回の演算周期まで保持される燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値を下回ることになる。図５（ｄ）中に斜線ハッチングで示す範囲は、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が理論上の上限値K_MAXを超えうる時間とその超過量とを示している。

このような燃料量補正係数K_{FB_PRG}と理論上の上限値K_MAXとの関係を踏まえて、上記の制御手法では、センサー部パージ率R_PRGSの減少時に第二所定値Bを用いて上限値K_MAXが設定される。第二所定値Bは、所定値Aよりも小さい値であり、すなわち燃料量補正係数K_{FB_PRG}をより強く制限するように機能する。したがって、図５（ｅ）中に実線で示すように、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が演算されてから次回の演算周期で新たな値が得られるまでの間においても、燃料量補正係数K_{FB_PRG}が理論上の上限値K_MAXを超えないようにすることが可能である。

［５．効果］
このように、本実施形態のエンジン制御装置１によれば、以下のような作用，効果が得られる。

（１）上記のエンジン制御装置１では、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXがパージ率R_PRGに基づいて設定される。これにより、式４に記載されたパージ率R_PRG及び燃料量補正係数K_{FB_PRG}の関係を利用してパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値域を特定することができる。

また、実際のパージガス濃度が負にならないことから、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値域を0以上の範囲に特定することで、任意のパージ率R_PRG及び燃料量補正係数K_{FB_PRG}の組み合わせの中から、適切でない組み合わせを除外することができる。これにより、パージ率R_PRG及び燃料量補正係数K_{FB_PRG}のそれぞれについての演算誤差を小さくすることができる。

なお、一般に燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算誤差よりもパージ率R_PRGの演算誤差の方が小さいことから、パージ率R_PRGに基づいて燃料量補正係数K_{FB_PRG}を求めることで、従来の手法に比べて燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算精度を格段に向上させることができる。したがって、パージガス濃度の推定演算精度を向上させることができる。

（２）また、上記のエンジン制御装置１では、センサー部パージ率R_PRGSが低いほど、すなわち、パージ率R_PRGが低いほど燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXが低く設定され、より厳しい制限が加えられる。したがって、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算誤差によってパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}が負の値として推定されることを回避しやすくすることができる。

また、上記のエンジン制御装置１では、百分率で表現されたセンサー部パージ率R_PRGSに１が加算された値が、その時点での燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXとして設定される。これにより、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値域を確実に0以上とすることができる。

（３）また、上記のエンジン制御装置１では、パージ率R_PRGの演算に際し、吸気系に導入されたパージガスが空燃比センサー３２の近傍に到達するまでの遅れ時間が考慮される。例えば、パージ率演算部５で演算されたパージ率R_PRGに対して一次遅れ処理や二次遅れ処理が施されて、センサー部パージ率R_PRGSが演算される。

このような空燃比センサー３２の近傍でのパージガスの状態を精度よく模擬した上で上限値K_MAXを設定することで、パージガスが空燃比センサー３２に与える影響の度合いを燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算に反映させることができ、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算誤差を小さくすることができる。これにより、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の演算精度を向上させることができる。

（４）また、上記のエンジン制御装置１では、パージ率R_PRGからセンサー部パージ率R_PRGSを求める際に、充填効率Ecに基づいてその遅れ時間を推定している。例えば、上限値制限部７では、充填効率Ecが大きいほど、パージ率R_PRGに対するセンサー部パージ率R_PRGSの遅れ時間が短縮するように（充填効率Ecが小さいほど、遅れ時間が延長されるように）、時定数やフィルター係数が与えられる。これにより、パージガスの遅れの影響をより正確に燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算に反映させることができ、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の演算誤差をさらに小さくすることができる。

（５）また、上記のエンジン制御装置１では、センサー部パージ率R_PRGSの変化勾配の符号に応じて、燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXが設定される。例えば、図５（ａ）に示すように、センサー部パージ率R_PRGSの変化勾配が正のときには、センサー部パージ率R_PRGSに所定値Aを加算した値が上限値K_MAXとして設定される。

一方、図５（ｃ）に示すように、センサー部パージ率R_PRGSの変化勾配が負又は０のときには、センサー部パージ率R_PRGSに第二所定値Bを加算した値が上限値K_MAXとして設定され、変化勾配が正のときよりも制限が強められる。このような上限値K_MAXの設定により、演算周期間で燃料量補正係数K_{FB_PRG}の値が一時的に上限値K_MAXを超えてしまうような事態を回避することができる。

［６．変形例］
上述の実施形態では、センサー部パージ率R_PRGSに基づいて燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXを設定するものを例示したが、センサー部パージ率R_PRGSの代わりにパージ率R_PRGを用いて上限値K_MAXを設定してもよい。少なくとも、パージガスの導入割合に相当するパラメーターを用いて燃料量補正係数K_{FB_PRG}の上限値K_MAXを設定することで、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の値域を特定することができる。なお、パージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の演算精度を向上させる上では、パージ率R_PRGよりもセンサー部パージ率R_PRGSを用いて上限値K_MAXを設定することが好ましい。

また、上述の実施形態では、センサー部パージ率R_PRGSの変化勾配の符号に応じて、算出手法の異なる上限値K_MAXが設定されているが、単一の算出手法で上限値K_MAXを設定する演算構成としてもよい。すなわち、変化勾配の符号に関わらず、センサー部パージ率R_PRGSに所定値Aを加算したものを上限値K_MAXとしてもよい。例えば、演算周期間における燃料量補正係数K_{FB_PRG}と理論上の上限値K_MAXとの差が問題とならない程度に演算周期が短い場合には、算出手法を単一とすることで制御構成を簡素化することができる。

また、上述の実施形態では、上限値K_MAXを算出する際にセンサー部パージ率R_PRGSに加算される所定値A，第二所定値Bが予め設定されているもの（例えば、A=1.00，B=0.97）を例示したが、これらの値をセンサー部パージ率R_PRGSの大きさや変化勾配の大きさに応じて変更してもよい。これらの所定値A，第二所定値Bは、上限値K_MAXの値に直接的に反映されるものであって、燃料量補正係数K_{FB_PRG}に与えられる制限の強さに対応する。

例えば、所定値Aを小さくするほど上限値K_MAXが小さくなり、燃料量補正係数K_{FB_PRG}も小さい値に制限される。つまり、所定値Aはフィードバック噴射制御の強度にも影響を与える。したがって、エンジン１０に要求されるパージガス濃度推定値K_{AF_PRG}の演算精度とフィードバック噴射制御の強度とのバランスを考慮して、運転状態に応じた所定値A，第二所定値Bを設定してもよい。

また、上述の実施形態では、空気量相当のパラメーターである充填効率Ecを用いてパージガスの遅れ時間を演算するものを例示したが、充填効率Ecの代わりに筒内空気量（質量，体積）や体積効率等を用いてもよい。少なくとも、エンジン１０のシリンダー１９内に導入される空気量と相関のあるパラメーターであれば、充填効率Ecと同様の演算に適用することが可能である。
なお、上述の実施形態におけるエンジン１０の種類は任意であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン，その他の燃焼形式のエンジンを用いることができる。

１ エンジン制御装置
２ 充填効率演算部（空気量演算手段）
３ 目標空燃比設定部（目標設定手段）
４ 空燃比演算部（空燃比演算手段）
５ パージ率演算部（パージ率演算手段）
６ 燃料量補正係数演算部（補正係数演算手段）
７ 上限値制限部（制限手段）
８ パージ濃度演算部（パージ濃度演算手段）
９ 制御部
１０ エンジン
２３ スロットルバルブ
３１ パージ弁
３２ 空燃比センサー
３３ エアフローセンサー
AF_TGT 目標空燃比
AF センサー空燃比（実空燃比）
Ec 充填効率（空気量）
R_PRG パージ率
R_PRGS センサー部パージ率
K_{AF_PRG} パージガス濃度推定値
K_{FB_PRG} 燃料量補正係数

Claims (4)

1. 燃料タンクからの蒸発燃料を含むパージガスを吸気系に導入するエンジンの制御装置において、
   前記パージガスの導入割合に相当するパージ率を演算するパージ率演算手段と、
   前記エンジンの実空燃比を目標空燃比にするための燃料量補正係数を演算する補正係数演算手段と、
   前記補正係数演算手段で演算された前記燃料量補正係数と前記パージ率演算手段で演算された前記パージ率とに基づき、前記パージガスの濃度を演算するパージ濃度演算手段と、
   前記パージ率演算手段で演算された前記パージ率に基づき、前記補正係数演算手段で演算される前記燃料量補正係数の上限値を設定する制限手段と、を備え、
   前記制限手段は、前記パージ率が低いほど、前記上限値を低下させる
   ことを特徴とする、エンジンの制御装置。
2. 前記エンジンの排気系に設けられたセンサーの検出情報に基づいて前記実空燃比を演算する空燃比演算手段を備え、
   前記パージ率演算手段は、前記吸気系に導入されたパージガスが前記センサーに到達するまでの遅れ時間が考慮された導入割合であるセンサー部パージ率を前記パージ率として演算し、
   前記制限手段は、前記センサー部パージ率に基づき、前記燃料量補正係数の上限値を設定する
   ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの制御装置。
3. 前記エンジンの筒内に導入される空気量を演算する空気量演算手段を備え、
   前記パージ率演算手段が、前記空気量演算手段で演算された前記空気量に基づき、前記遅れ時間を推定する
   ことを特徴とする、請求項２記載のエンジンの制御装置。
4. 前記制限手段は、前記パージ率の変化勾配の符号又は大きさに応じて前記上限値を変更する
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

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