JP2005307891A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備えた内燃機関において、デポジット堆積量の学習を正確に行な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】 筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２とを備え、所定の目標空燃比にフィードバック制御すべく吸気系におけるデポジット付着量を学習するようにした内燃機関であって、運転状態に対応して筒内噴射用インジェクタ１１による噴射から吸気通路噴射用インジェクタ１２による噴射に切替えられたときの、その切替え前における空燃比に対する切替え後の所定期間内における空燃比の変動の態様に基づいて、前記デポジット付着量の学習を行うようにした。
【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し、より詳しくは、筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備え、所定の目標空燃比にフィードバック制御すべく吸気系におけるデポジット付着量を学習するようにしたデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

一般に、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタとを備え，機関の運転状態に応じてこれらのインジェクタを切替え使用することにより、例えば低負荷運転領域での成層燃焼と高負荷運転領域での均質燃焼を実現させたり、両者を同時に使用して、燃費特性や出力特性の改善を図った、いわゆるデュアル噴射型内燃機関が知られている。

また、内燃機関では種々の運転条件に対応して出力特性や排気特性、さらにはドライバビリティ等の各種性能を適正化させるために、機関に供給される混合気の空燃比を運転条件に合う目標空燃比にフィードバック制御することが行なわれている。ところで、このような空燃比のフィードバック制御を行なうようにした機関では、インジェクタから噴射された燃料の一部が吸気系のインジェクタより下流の吸気ポート壁面や吸気バルブに付着し、その付着量はそれらの部位の状態、換言すると、「燃料の付着し易さ」に大きな影響を及ぼす炭素微粒子等の物質、すなわち、デポジットの堆積量によって大きく左右されることから、かかるデポジットの堆積量を学習することが行われている。このために、例えば、特許文献１や特許文献２に記載の技術が提案されている。

この特許文献１に記載のものは、エンジンの過渡運転時に吸気系に燃料が付着したり、その付着燃料が離脱したりすることによる空燃比への影響を排除すべく、過渡運転時にその付着分・離脱分を算出し、その算出結果に基づいてインジェクタからの燃料噴射量を補正して空燃比を制御するようにしている。そして、この付着分・離脱分に大きな影響を与えるデポジット量を酸素センサの信号のリーンまたはリッチの時間に基づいて学習・更新し、その学習値に基づき燃料噴射量の補正値を算出するようにしている。

また、特許文献２に記載のものは、含酸素系燃料が用いられた場合でも正確なデポジット量の学習を行なうべく、燃料噴射量の違いに対応して複数の種類に予め区分された各種過渡運転状態毎に空燃比に基づいてデポジット量を学習し、複数の学習結果に基づき最終的なデポジット量の学習値を得るようにしている。

特開平５−１０６４８５号公報 特開平８−２００１２９号公報

しかしながら、かかる特許文献１および２に記載の技術は、いずれも吸気系のみにインジェクタを備えた機関に関するものであり、かかる技術をデュアル噴射型内燃機関に適用したとしてもデポジット量の学習を正確に行なうことは困難である。すなわち、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備えた内燃機関にあっては、例えば、両インジェクタから所定の分担率で噴射が行なわれるような運転状態では、いずれのインジェクタからの燃料噴射量に起因して空燃比の変動が生じたかを把握するのは困難であり、さらに、吸気ポート壁面や吸気バルブに付着しているデポジットに既に飽和状態で燃料が含まれている場合には、吸気通路噴射用インジェクタから噴射された燃料量とデポジットからの揮発による燃料量とのいずれに起因して空燃比の変動が生じたかを把握するのも困難であるからである。

そこで、本発明の目的は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備えた内燃機関において、デポジット付着量ないしは堆積量の学習を正確に行な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。

上記目的を達成する本発明の一形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備え、所定の目標空燃比にフィードバック制御すべく吸気系におけるデポジット付着量を学習するようにした内燃機関であって、運転状態に対応して前記筒内噴射用インジェクタによる噴射から前記吸気通路噴射用インジェクタによる噴射に切替えられたときの、その切替え前における空燃比に対する切替え後の所定期間内における空燃比の変動の態様に基づいて、前記デポジット付着量の学習を行うようにしたことを特徴とする。

ここで、前記空燃比の変動の態様は、空燃比の変化量の最大値であってもよい。
また、前記空燃比の変動の態様は、空燃比の変化量の積算値であってもよい。
さらに、前記空燃比の変動の態様は、空燃比補正量の変化量の最大値であってもよい。
また、前記空燃比の変動の態様は、空燃比補正量の変化量の積算値であってもよい。

本発明の一形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、運転状態に対応して前記筒内噴射用インジェクタによる噴射から前記吸気通路噴射用インジェクタによる噴射に切替えられたときに、その切替え後の所定期間内において、その切替え前における空燃比に対する切替え後の空燃比の変動の態様に基づいて、デポジット付着量の学習が行なわれる。従って、筒内噴射用インジェクタの稼動中における吸気通路噴射用インジェクタの休止により、吸気ポートを含む吸気通路内には新たな燃料の噴射は行われず、吸気系におけるデポジットに含まれていた燃料は揮発消失される可能性が高くデポジットが乾燥し、この燃料付着の影響のほとんどない状態からの所定期間内において空燃比の変動が検知され得るので、デポジット堆積量を正確に学習することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
まず、本発明に係るデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成が示されている図１を参照するに、機関１は４つの気筒１ａを備えている。各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージタンク３に接続されている。サージタンク３は吸気ダクト４を介してエアフローメータ４ａに接続され、エアフローメータ４ａはエアクリーナ５に接続されている。吸気ダクト４内にはステップモータ６によって駆動されるスロットル弁７が配置されている。このスロットル弁７はアクセルペダル１０の踏み込みにほぼ連動して吸気ダクト４を開閉する。一方、各気筒１ａは共通の排気マニホルド８に連結され、この排気マニホルド８は三元触媒コンバータ９に連結されている。

各気筒１ａには、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１と吸気ポートまたは吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２とがそれぞれ取付けられている。これらインジェクタ１１、１２は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各筒内噴射用インジェクタ１１は共通の燃料分配管１３に接続されており、この燃料分配管１３は燃料分配管１３に向けて流通可能な逆止弁１４を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５に接続されている。

図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５の吐出側はスピル電磁弁１５ａを介して高圧燃料ポンプ１５の吸入側に連結されており、このスピル電磁弁１５ａの開度が小さいとき程、高圧燃料ポンプ１５から燃料分配管１３内に供給される燃料量が増大され、スピル電磁弁１５ａが全開にされると、高圧燃料ポンプ１５から燃料分配管１３への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、スピル電磁弁１５ａは電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御される。

一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２は共通の燃料分配管１６に接続されており、燃料分配管１６および高圧燃料ポンプ１５は共通の燃料圧レギュレータ１７を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８は燃料フィルタ１９を介して燃料タンク２０に接続されている。燃料圧レギュレータ１７は低圧燃料ポンプ１８から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８から吐出された燃料の一部を燃料タンク２０に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ１５に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。さらに、図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５と燃料圧レギュレータ１７との間には流通弁２１が設けられている。この流通弁２１は通常開弁されており、この流通弁２１が閉弁されると低圧燃料ポンプ１８から高圧燃料ポンプ１５への燃料供給が停止される。なお、この流通弁２１の開閉は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御される。

また、電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備している。エアフローメータ４ａは吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４ａの出力電圧はＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。機関１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８が取付けられ、この水温センサ３８の出力電圧はＡＤ変換器３９を介して入力ポート３５に入力される。

燃料分配管１３には燃料分配管１３内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４０が取付けられ、この燃料圧センサ４０の出力電圧はＡＤ変換器４１を介して入力ポート３５に入力される。触媒９上流の排気マニホルド８には燃焼ガスの空燃比に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２が取付けられ、この空燃比センサ４２の出力電圧はＡＤ変換器４３を介して入力ポート３５に入力される。アクセルペダル１０はその踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４に接続され、アクセル開度センサ４４の出力電圧はＡＤ変換器４５を介して入力ポート３５に入力される。また、入力ポート３５には機関回転数を表す出力パルスを発生する回転数センサ４６が接続されている。電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２には、上述のエアフローメータ４ａやアクセル開度センサ４４および回転数センサ４６により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値等が予めマップ化されて記憶されている。

さらに、図２には気筒１ａの側断面図が示されている。図２を参照するに、６１はシリンダブロック、６２は頂面上に凹部６２ａが形成されたピストン、６３はシリンダブロック６１上に固締されたシリンダヘッド、６４はピストン６２とシリンダヘッド６３間に形成された燃焼室、６５は吸気バルブ、６６は排気バルブ、６７は吸気ポート、６８は排気ポート、６９は点火プラグをそれぞれ示している。吸気ポート６７は燃焼室６４内に流入した空気がシリンダ軸線周りの旋回流を発生するように形成されている。凹部６２ａは筒内噴射用インジェクタ１１側に位置するピストン６２の周縁部からピストン６２中央部に向かって延び、また点火プラグ６９の下方において上方に延びるように形成されている。

また、吸気バルブ６５および排気バルブ６６は、それぞれ、吸気バルブ駆動機構７０および排気バルブ駆動機構７１に連係されている。吸気バルブ駆動機構７０および排気バルブ駆動機構７１は、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して、それぞれ、吸気バルブ６５と排気バルブ６６とを進退駆動する電磁駆動機構から構成され、電子制御ユニット３０の信号に基づき、開閉のタイミングおよびリフト量が任意に制御可能に構成されている。従って、例えば電子制御ユニット３０からの信号に基づいて吸気バルブ駆動機構７０および／または排気バルブ駆動機構７１が作動されると、吸気バルブ６５および／または吸気バルブ６５の開閉時期、延いては開期間が長く或いは短く可変制御されることになる。

ここで、電子制御ユニット３０の出力ポート３６は対応する駆動回路４７を介して、ステップモータ６、各筒内噴射用インジェクタ１１、各吸気通路噴射用インジェクタ１２、スピル電磁弁１５ａ、流通弁２１、吸気バルブ駆動機構７０および排気バルブ駆動機構７１に接続されている。

次に、上記電子制御ユニット３０により実行される各種制御のうち、空燃比制御を含む燃料噴射制御の一環として行われる本発明の第１実施形態に係るデポジット堆積量の学習について、以下、図３および４に示すフローチャートを参照して説明する。図３は本第１実施形態によるデポジット堆積量の学習の前提として実行される基準の空燃比（Ａ／Ｆとも称す）の算出ルーチンを示している。このルーチンは、例えばクランク角度が所定角度進む毎に実行される。まず、この基準Ａ／Ｆ算出ルーチンにおけるステップＳ３０１で、電子制御ユニット３０に運転状態を示す各種パラメータが入力される。このパラメータとしては、水温センサ３８からの検出値であるエンジン１の冷却水温、回転数センサ４６からの算出値である回転数、およびエアフローメータ４ａやアクセル開度センサ４４により得られる機関負荷率等が挙げられる。そして、次のステップＳ３０２において、Ａ／Ｆの平均値であるなまし値「eabyfsm」が算出される。このＡ／Ｆのなまし値「eabyfsm」は、次の計算式に従って求められる。
eabyfsm＝eabyfsm＋（eabyf−eabyfsm）／Ｎ１

ここで、「eabyf」は空燃比センサ４２の検出値から今回得られたＡ／Ｆであり、Ｎ１はなまし回数を表している。そして、新たに求められたＡ／Ｆのなまし値「eabyfsm」は、ＲＡＭ３３に記憶される。

次に、ステップＳ３０３に進み、上記ステップＳ３０１にて入力された運転状態を示すパラメータの回転数および負荷率に基づき、燃料噴射の切替え形態が判別される。すなわち、前回の筒内噴射用インジェクタ１１のみによる噴射から今回は吸気通路噴射用インジェクタ１２のみによる噴射に切替えられたか否かが判断されるのである。本実施の形態におけるエンジン１では、例えば、図１０に示すようなに運転領域ないしは条件に対応して、筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２とによる噴射の分担率が定められている。図１０において、「直噴１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１のみから噴射が行なわれる領域であることを意味し、「直噴０〜２０％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１からの噴射が０〜２０％の領域であることを意味している。すなわち、「直噴０％」の領域では、筒内噴射用インジェクタ１１からの噴射が行なわれず、吸気通路噴射用インジェクタ１２のみから噴射が行なわれる。このステップＳ３０３の判断では、上述の「直噴１００％」領域の運転状態から「直噴０％」領域の運転状態への移行により、筒内噴射用インジェクタ１１のみによる噴射から吸気通路噴射用インジェクタ１２のみによる噴射に切替えられたか否かが判断されるのである。ステップＳ３０３の判断でそのような切替えがないとき、すなわち「Ｎｏ」の場合には条件が合わないとして、基準Ａ／Ｆ算出ルーチンは一旦終了される。

一方、ステップＳ３０３の判断で、条件が合い「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ３０４に進み、学習の前提条件が満たされた旨のフラグ「exdepoex」がオンにセットされる。そして、ステップＳ３０５において、ステップＳ３０２において求められていたＡ／Ｆのなまし値「eabyfsm」がデポジット堆積量学習用の基準Ａ／Ｆ値「eabyfsmo」として算出される。

次に、上述の学習の前提条件が満たされたときに実行されるデポジット堆積量学習ルーチンについて、図４のフローチャートを参照して説明する。このデポジット堆積量学習ルーチンは所定時間（例えば、１６msec）毎に実行される。そこで、このルーチンへ移行すると、ステップＳ４０１において、吸気通路噴射用インジェクタ１２による噴射（図４には、ポートＩＮＪ噴射と表示されている）が実行中であるか否かが判断される。ここで、実行中であり、「Ｙｅｓ」の場合は、ステップＳ４０２に進み、学習前提条件が成立しているか否かが判断される。成立であり、「Ｙｅｓ」の場合は、ステップＳ４０３に進み、運転状態が安定しているか否かが判断される。この運転状態が安定しているか否かは、例えば、そのパラメータの一つであるエンジンの回転数または負荷率が前回との比較において大幅に変動したか否かにより判断され、変動が小さいときには運転状態が安定している、「Ｙｅｓ」としてステップＳ４０４に進む。さらに、ステップＳ４０４においては、所定期間内か否かが判断される。この所定期間とは、上述の基準Ａ／Ｆ算出ルーチンにおいて、学習の前提条件が満たされたとき、換言するとデポジット堆積量学習ルーチンの開始と同時にカウントが開始される経過時間の所定値であり、例えば、１〜２秒とすることができる。そこで、所定期間内のときの、「Ｙｅｓ」の場合はステップＳ４０５に進む。なお、上述のステップＳ４０１ないしステップＳ４０４のいずれか一つでも条件を満たさない、すなわち、「Ｎｏ」の場合には、学習に不適であるとして、ステップＳ４１４に進み、学習の前提条件が満たされた旨のフラグ「exdepoex」がオフにセットされて、このデポジット堆積量学習ルーチンは終了される。

次に、ステップＳ４０５において、検出された空燃比「eabyf」が、切替え前の基準Ａ／Ｆ値「eabyfsmo」より大きい、すなわち、よりリーン側か否かが判断される。そして、上記ステップＳ４０５の判断において、よりリーン側と判断されたとき、すなわち、「Ｙｅｓ」のときは、ステップＳ４０６に進み、この検出された空燃比「eabyf」がデポジット堆積量学習の上記所定期間内におけるＡ／Ｆリーンピーク値「eabyfmax」より大きいか否かが判断される。ここで、この検出された空燃比「eabyf」がデポジット堆積量学習の上記所定期間内におけるＡ／Ｆリーンピーク値「eabyfmax」より大きい、「Ｙｅｓ」のときは、ステップＳ４０７に進み、Ａ／Ｆ最大値の算出が行なわれる。すなわち、この検出された空燃比「eabyf」をＡ／Ｆリーンピーク値「eabyfmax」、換言すると、Ａ／Ｆ最大値「eabyfmax」とされる。そして、ステップＳ４０８に進み、Ａ／Ｆ変化量「edlabyf」の算出がこのＡ／Ｆ最大値「eabyfmax」から基準Ａ／Ｆ値「eabyfsmo」を減算することにより行なわれる。さらに、ステップＳ４０９に進み、このＡ／Ｆ変化量「edlabyf」の最大値に基づきデポジット堆積量の学習値「edepo」が算出される。すなわち、このＡ／Ｆ変化量「edlabyf」の最大値をデポジット堆積量がゼロ、換言するとデポジット無し時のＡ／Ｆ変化量「ＥＤＬＡＢＹＦＩＮＴ」で除算することにより求められる。なお、このデポジット無し時のＡ／Ｆ変化量「ＥＤＬＡＢＹＦＩＮＴ」は、例えば、車両が新車の状態でエンジン１がほとんど使用されておらず、デポジットの堆積が無い時に得られる値であり、本実施形態では、デポジット堆積量の学習値「edepo」は無次元数として求められている。

さらに、上述のステップＳ４０５における判断で、検出された空燃比「eabyf」が、切替え前の基準Ａ／Ｆ値「eabyfsmo」より小さい、およびステップＳ４０６における判断で、検出された空燃比「eabyf」がデポジット堆積量学習の上記所定期間内におけるＡ／Ｆリーンピーク値「eabyfmax」より小さい、すなわち「Ｎｏ」とされたとき、およびステップＳ４０９の後は、ステップＳ４１０に進み、学習回数のカウンタを１だけカウントアップし、学習回数カウント値「ecdepo」を算出する。そして、ステップＳ４１１に進み、この学習回数カウント値「ecdepo」が所定回数（例えば、３０回）以上であるか否かが判断される。学習回数カウント値「ecdepo」が所定回数を超えたとき、すなわち「Ｙｅｓ」のときはステップＳ４１１に進み、デポジット堆積量の学習値が更新される。詳しくは、上述のステップＳ４０９で算出された学習値「edepo」が学習成果が反映されたデポジット堆積量学習反映値「edepoex」とされるのである。一方、所定回数を超えないとき、すなわち「Ｎｏ」のときは、学習精度が充分でないとしてステップＳ４１３に進み、デポジット堆積量の学習値の更新が禁止される。なお、上記ステップＳ４０５およびステップＳ４０６の判断で「Ｎｏ」のときも、ステップＳ４１０に進み、学習回数としてカウントするのは、デポジット堆積量学習期間内において、空燃比がリーンピーク値に向かって滑らかに変化するとは限られないので、前回までの学習を無駄にしないためである。

次に、本発明の第２の実施形態のデポジット堆積量学習ルーチンについて、以下、図５に示すフローチャートを参照して説明する。この第２の実施形態においても、図３のフローチャートを参照して説明した上述の学習の前提条件が満たされたときに、このデポジット堆積量学習ルーチンが実行されること第１の実施形態と同様である。

また、この第２の実施形態のデポジット堆積量学習ルーチンにおけるステップＳ５０１での吸気通路噴射用インジェクタ１２による噴射（図５には、ポートＩＮＪ噴射と表示されている）が実行中であるか否かの判断、ステップＳ５０２での学習前提条件が成立しているか否の判断、ステップＳ５０３での運転状態が安定しているか否かの判断、および、ステップＳ５０４での所定期間内か否かの判断は、前述の第１の実施形態におけるステップＳ４０１ないしステップＳ４０４と同じであるから、重複説明を避ける。また、上述のステップＳ５０１ないしステップＳ５０４のいずれか一つでも条件を満たさない、すなわち、「Ｎｏ」の場合には、学習に不適であるとして、ステップＳ５１２に進み、学習の前提条件が満たされた旨のフラグ「exdepoex」がオフにセットされて、このデポジット堆積量学習ルーチンは終了されることも、前述の第１の実施形態と同じである。

そこで、ステップＳ５０４において「Ｙｅｓ」と判断されると、ステップＳ５０５に進み、Ａ／Ｆ変化量「edlabyf」の算出が、検出されたＡ／Ｆ値「eabyf」から基準Ａ／Ｆ値「eabyfsmo」を減算することにより行なわれる。さらに、ステップＳ５０６に進み、このＡ／Ｆ変化量「edlabyf」に基づきＡ／Ｆ変化量の積算値が算出される。詳しくは、前回までのＡ／Ｆ変化量の積算値「edlabyfsum」に対しステップＳ５０５で算出されたＡ／Ｆ変化量「edlabyf」を加算することにより、新たなＡ／Ｆ変化量の積算値「edlabyfsum」が算出される。そして、ステップＳ５０７に進んで、デポジット堆積量の学習値「edepo」が算出される。すなわち、このＡ／Ｆ変化量の積算値「edlabyfsum」をデポジット堆積量がゼロ、換言するとデポジット無し時のＡ／Ｆ変化量の積算値「ＥＤＬＡＢＹＦＳＵＭ」で除算することにより求められる。なお、このデポジット無し時のＡ／Ｆ変化量の積算値「ＥＤＬＡＢＹＦＳＵＭ」は、例えば、車両が新車の状態でエンジン１がほとんど使用されておらず、デポジットの堆積が無い時に得られる値であり、本実施形態では前実施形態と同様に、デポジット堆積量の学習値「edepo」は無次元数として求められている。

さらに、ステップＳ５０７の後は、ステップＳ５０８に進み、学習回数のカウンタを１だけカウントアップし、学習回数カウント値「ecdepo」を算出する。そして、ステップＳ５０９に進み、この学習回数カウント値「ecdepo」が所定回数（例えば、５０回）以上であるか否かが判断される。この所定回数が第１の実施形態に比べ多いのは、Ａ／Ｆ変化量の積算値を得るのに回数を多くした方が精度がよくなるからである。そこで、学習回数カウント値「ecdepo」が所定回数を超えたとき、すなわち「Ｙｅｓ」のときはステップＳ５１０に進み、デポジット堆積量の学習値が更新される。詳しくは、上述のステップＳ５０７で算出された学習値「edepo」が学習成果が反映されたデポジット堆積量学習反映値「edepoex」とされ、一方、所定回数を超えないとき、すなわち「Ｎｏ」のときは、学習精度が充分でないとしてステップＳ５１１に進み、デポジット堆積量の学習値の更新が禁止される。

上述した第１および第２の実施形態に係るデポジット堆積量の学習について、図６に示すタイムチャートを参照してさらに説明する。まず、前述のように、筒内噴射用インジェクタ１１のみによる噴射（図６には筒内ＩＮＪ噴射１００％と表示されている）から吸気通路噴射用インジェクタ１２のみによる噴射（図６にはポートＩＮＪ噴射１００％と表示されている）に切替えられたときの時点ｔ０において、基準Ａ／Ｆが設定され、デポジット堆積量の学習ルーチンが開始される。そして、時点ｔ１までの所定期間ｔｓにおいて、第１の実施形態ではＡ／Ｆ変化量のピーク値、換言すると最大値（図６にＬと表示）が求められ、第２の実施形態ではＡ／Ｆ変化量の積算値（図６にＳと表示）が求められるのである。そして、これらに基づいてデポジット堆積量が推定されて学習されるのである。第１の実施形態では所定期間ｔｓを短くして短時間で学習が可能である。一方、第２の実施形態では学習完了までに時間がかかるが精度の高い学習が可能である。

次に、本発明の第３および第４の実施形態に係るデポジット堆積量の学習について、以下、図７ないし図１０を参照して説明する。図７のフローチャートは本第３および第４の実施形態によるデポジット堆積量の学習の前提として実行される基準のＡ／Ｆ補正量の算出ルーチンを示している。このルーチンは、例えばクランク角度が所定角度進む毎に実行される。まず、この基準Ａ／Ｆ補正量算出ルーチンにおけるステップＳ７０１で、電子制御ユニット３０に運転状態を示す各種パラメータが入力される。このパラメータとしては、水温センサ３８からの検出値であるエンジン１の冷却水温、回転数センサ４６からの算出値である回転数、およびエアフローメータ４ａやアクセル開度センサ４４により得られる機関負荷率等が挙げられる。そして、次のステップＳ７０２において、Ａ／Ｆ補正量の平均値であるなまし値「edfirtsm」が算出される。このＡ／Ｆ補正量のなまし値「edfirtsm」は、次の計算式に従って求められる。
edfirtsm＝edfirtsm＋（edfirt−edfirtsm）／Ｎ２

ここで、「edfirt」は空燃比センサ４２の検出値から得られたＡ／Ｆの目標空燃比からのずれに対応するＡ／Ｆ補正量であり、Ｎ２はなまし回数を表している。そして、新たに求められたＡ／Ｆ補正量のなまし値「edfirtsm」は、ＲＡＭ３３に記憶される。

次に、ステップＳ７０３に進み、上記ステップＳ７０１にて入力された運転状態を示すパラメータの回転数および負荷率に基づき、燃料噴射の切替え形態が判別される。すなわち、前回の筒内噴射用インジェクタ１１のみによる噴射から今回は吸気通路噴射用インジェクタ１２のみによる噴射に切替えられたかが判断されるのである。本実施の形態においても、前述の実施形態と同様に、図１０に示すような運転領域ないしは条件に対応して、筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２とによる噴射の分担率が定められているエンジン１に適用されている。このステップＳ７０３の判断でそのような切替えがないとき、すなわち「Ｎｏ」の場合には条件が合わないとして、基準Ａ／Ｆ補正量算出ルーチンは一旦終了される。一方、ステップＳ７０３の判断で、条件が合い「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ７０４に進み、学習の前提条件が満たされた旨のフラグ「exdepoex」がオンにセットされる。そして、ステップＳ７０５において、ステップＳ７０２において求められていたＡ／Ｆ補正量のなまし値「edfirtsm」がデポジット堆積量学習用の基準Ａ／Ｆ補正量値「edfirtsmo」として算出される。

次に、上述の学習の前提条件が満たされたときに実行される本発明の第３の実施形態に係るデポジット堆積量学習ルーチンについて、図８のフローチャートを参照して説明する。このデポジット堆積量学習ルーチンは所定時間（例えば、１６msec）毎に実行される。なお、このルーチンで実行されるステップＳ８０１での吸気通路噴射用インジェクタ１２による噴射（図８には、ポートＩＮＪ噴射と表示されている）が実行中であるか否かの判断、ステップＳ８０２での学習前提条件が成立しているか否の判断、ステップＳ８０３での運転状態が安定しているか否かの判断、および、ステップＳ８０４での所定期間内か否かの判断は、前述の第１および第２の実施形態におけるステップＳ４０１ないしステップＳ４０４およびステップＳ５０１ないしステップＳ５０４と同じであるから重複説明を避ける。また、上述のステップＳ８０１ないしステップＳ８０４のいずれか一つでも条件を満たさない、すなわち、「Ｎｏ」の場合には、学習に不適であるとして、ステップＳ８１４に進み、学習の前提条件が満たされた旨のフラグ「exdepoex」がオフにセットされて、このデポジット堆積量学習ルーチンは終了されることも、前述の第１および第２の実施形態と同じである。

次に、ステップＳ８０５において、得られたＡ／Ｆ補正量「edfirt」が、切替え前の基準Ａ／Ｆ補正量値「edfirtsmo」より大きいか否かが判断される。そして、上記ステップＳ８０５の判断において、大きいと判断されたとき、すなわち、「Ｙｅｓ」のときは、ステップＳ８０６に進み、この得られたＡ／Ｆ補正量「edfirt」がデポジット堆積量学習の上記所定期間内におけるＡ／Ｆ補正量ピーク値「edfirtmax」より大きいか否かが判断される。ここで、このＡ／Ｆ補正量「edfirt」がデポジット堆積量学習の上記所定期間内におけるＡ／Ｆ補正量ピーク値「edfirtmax」より大きい、「Ｙｅｓ」のときは、ステップＳ８０７に進み、Ａ／Ｆ補正量最大値の算出が行なわれる。すなわち、この得られたＡ／Ｆ補正量「edfirt」をＡ／Ｆ補正量ピーク値「edfirtmax」、換言するとＡ／Ｆ補正量最大値「edfirtmax」とする。そして、ステップＳ８０８に進み、Ａ／Ｆ補正量変化量「edldfirt」の算出がこのＡ／Ｆ補正量最大値「edfirtmax」から基準Ａ／Ｆ補正量値「edfirtsmo」を減算することにより行なわれる。さらに、ステップＳ８０９に進み、このＡ／Ｆ補正量変化量「edldfirt」の最大値に基づきデポジット堆積量の学習値「edepo」が算出される。すなわち、このＡ／Ｆ補正量変化量「edldfirt」の最大値をデポジット堆積量がゼロ、換言するとデポジット無し時のＡ／Ｆ補正量変化量「ＥＤＬＤＦＩＲＴＩ」で除算することにより求められる。なお、このデポジット無し時のＡ／Ｆ補正量変化量「ＥＤＬＤＦＩＲＴＩ」は、例えば、車両が新車の状態でエンジン１がほとんど使用されておらず、デポジットの堆積が無い時に得られる値であり、本実施形態でも、デポジット堆積量の学習値「edepo」は無次元数として求められている。

さらに、上述のステップＳ８０５における判断で、得られたＡ／Ｆ補正量「edfirt」が、切替え前の基準Ａ／Ｆ補正量値「edfirtsmo」より小さい、およびステップＳ８０６における判断で、得られたＡ／Ｆ補正量「edfirt」がデポジット堆積量学習の上記所定期間内におけるＡ／Ｆ補正量最大値「edfirtmax」より小さい、すなわち「Ｎｏ」とされたとき、およびステップＳ８０９の後は、ステップＳ８１０に進み、学習回数のカウンタを１だけカウントアップし、学習回数カウント値「ecdepo」を算出する。そして、ステップＳ８１１に進み、この学習回数カウント値「ecdepo」が所定回数（例えば、３０回）以上であるか否かが判断される。学習回数カウント値「ecdepo」が所定回数を超えたとき、すなわち「Ｙｅｓ」のときはステップＳ８１２に進み、デポジット堆積量の学習値が更新される。詳しくは、上述のステップＳ８０９で算出された学習値「edepo」が学習成果が反映されたデポジット堆積量学習反映値「edepoex」とされるのである。一方、所定回数を超えないとき、すなわち「Ｎｏ」のときは、学習精度が充分でないとしてステップＳ８１３に進み、デポジット堆積量の学習値の更新が禁止される。なお、上記ステップＳ８０５およびステップＳ８０６の判断で「Ｎｏ」のときも、ステップＳ８１０に進み、学習回数としてカウントするのは、デポジット堆積量学習期間内において、Ａ／Ｆ補正量が最大値に向かって滑らかに変化するとは限られないので、前回までの学習を無駄にしないためである。

次に、本発明の第４の実施形態のデポジット堆積量学習ルーチンについて、以下、図９に示すフローチャートを参照して説明する。この第４の実施形態においても、図７のフローチャートを参照して説明した上述の学習の前提条件が満たされたときにこのデポジット堆積量学習ルーチンが実行されること第３の実施形態と同様である。

また、この第４の実施形態のデポジット堆積量学習ルーチンにおけるステップＳ９０１での吸気通路噴射用インジェクタ１２による噴射（図９には、ポートＩＮＪ噴射と表示されている）が実行中であるか否かの判断、ステップＳ９０２での学習前提条件が成立しているか否の判断、ステップＳ９０３での運転状態が安定しているか否かの判断、および、ステップＳ９０４での所定期間内か否かの判断は、前述の第３の実施形態におけるステップＳ８０１ないしステップＳ８０４と同じであるから重複説明を避ける。また、上述のステップＳ９０１ないしステップＳ９０４のいずれか一つでも条件を満たさない、すなわち、「Ｎｏ」の場合には、学習に不適であるとして、ステップＳ９１２に進み、学習の前提条件が満たされた旨のフラグ「exdepoex」がオフにセットされて、このデポジット堆積量学習ルーチンは終了されることも、前述の第３の実施形態と同じである。

そこで、ステップＳ９０４において「Ｙｅｓ」と判断されると、ステップＳ９０５に進み、Ａ／Ｆ補正量変化量「edldfirt」の算出が、Ａ／Ｆ補正量値「edfirt」から基準Ａ／Ｆ補正量値「edfirtsmo」を減算することにより行なわれる。さらに、ステップＳ９０６に進み、このＡ／Ｆ補正量変化量「edlabyf」に基づきＡ／Ｆ補正量変化量の積算値が算出される。詳しくは、前回までのＡ／Ｆ補正量変化量の積算値「edlafitsum」に対しステップＳ９０５で算出されたＡ／Ｆ補正量変化量「edldfirt」を加算することにより、新たなＡ／Ｆ補正量変化量の積算値「edldfirtsum」が算出される。そして、ステップＳ９０７に進んで、デポジット堆積量の学習値「edepo」が算出される。すなわち、このＡ／Ｆ補正量変化量の積算値「edldfirtsum」をデポジット堆積量がゼロ、換言するとデポジット無し時のＡ／Ｆ補正量変化量の積算値「ＥＤＬＤＦＩＲＴＳＵＭＩ」で除算することにより求められる。なお、このデポジット無し時のＡ／Ｆ補正量変化量の積算値「ＥＤＬＤＦＩＲＴＳＵＭＩ」は、例えば、車両が新車の状態でエンジン１がほとんど使用されておらず、デポジットの堆積が無い時に得られる値であり、本実施形態では前実施形態と同様に、デポジット堆積量の学習値「edepo」は無次元数として求められている。

さらに、ステップＳ９０７の後は、ステップＳ９０８に進み、学習回数のカウンタを１だけカウントアップし、学習回数カウント値「ecdepo」を算出する。そして、ステップＳ９０９に進み、この学習回数カウント値「ecdepo」が所定回数（例えば、５０回）以上であるか否かが判断される。この所定回数が第３の実施形態に比べ多いのは、Ａ／Ｆ変化量補正量の積算値を得るのに回数を多くした方が精度がよくなるからである。そこで、学習回数カウント値「ecdepo」が所定回数を超えたとき、すなわち「Ｙｅｓ」のときはステップＳ９１０に進み、デポジット堆積量の学習値が更新される。詳しくは、上述のステップＳ９０７で算出された学習値「edepo」が学習成果が反映されたデポジット堆積量学習反映値「edepoex」とされ、一方、所定回数を超えないとき、すなわち「Ｎｏ」のときは、学習精度が充分でないとしてステップＳ９１１に進み、デポジット堆積量の学習値の更新が禁止される。

本発明に係るデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置の概略構成図を示す模式図である。 図１に示す機関の側断面図である。 本発明の第１および第２の実施形態におけるデポジット堆積量の学習の前提として実行される基準の空燃比算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態におけるデポジット堆積量の学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるデポジット堆積量の学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第１および第２の実施形態におけるデポジット堆積量の学習の形態を説明するためのタイムチャートである。 本発明の第３および第４の実施形態におけるデポジット堆積量の学習の前提として実行される基準の空燃比補正量算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態におけるデポジット堆積量の学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態におけるデポジット堆積量の学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明が適用されるエンジンにおいて、運転領域ないしは条件に対応して定められている、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとによる噴射分担率の一例を示す。

符号の説明

１１ 筒内噴射用インジェクタ
１２ 吸気通路噴射用インジェクタ
３０ 電子制御ユニット
４２ 空燃比センサ
４４ アクセル開度センサ（負荷センサ）
４６ 回転数センサ

Claims (5)

1. 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備え、所定の目標空燃比にフィードバック制御すべく吸気系におけるデポジット付着量を学習するようにした内燃機関であって、
   運転状態に対応して前記筒内噴射用インジェクタによる噴射から前記吸気通路噴射用インジェクタによる噴射に切替えられたときの、その切替え前における空燃比に対する切替え後の所定期間内における空燃比の変動の態様に基づいて、前記デポジット付着量の学習を行うようにしたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記空燃比の変動の態様は、空燃比の変化量の最大値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記空燃比の変動の態様は、空燃比の変化量の積算値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記空燃比の変動の態様は、空燃比補正量の変化量の最大値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記空燃比の変動の態様は、空燃比補正量の変化量の積算値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
   

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