JP2007056849A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃圧を低下させる低燃圧制御によりエンジンの出力が変動することを抑制する。
【解決手段】エンジンＥＣＵは、低燃圧制御の実行が許可されているという条件、エンジン回転数ＮＥがしきい値よりも低いという条件、大気圧がしきい値よりも高いという条件を含む低燃圧制御実行条件が成立した場合（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、低燃圧制御を実行して、燃圧の上限ガード値を設定するステップ（Ｓ３２０）と、上限ガード値を超えない範囲内で、目標燃圧になるように燃圧を制御するステップ（Ｓ３３０）とを含む、プログラムを実行する。エンジンの負荷率がしきい値よりも高い場合において、高負荷領域における燃料の減量補正量がしきい値よりも多いためにリッチ判定がＯＮであると、低燃圧制御が許可される。
【選択図】図７

Description

本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、第１の圧力および第２の圧力のいずれかの圧力になるように、燃圧が調整されるエンジンの制御装置に関する。

従来より、インジェクタからの燃料噴射時間を制御することにより、エンジンへの燃料噴射量が制御される。このインジェクタにおいては、ソレノイドに通電することにより、インジェクタの噴射孔を閉塞するニードルを摺動させて噴射孔を開く。したがって、ソレノイドへの通電時間により、インジェクタからの噴射時間が定まる。ソレノイドへの通電時間が十分に長い場合は、ニードルが的確に動き、噴射時間、すなわち噴射量を適切に制御することが可能である。一方、ソレノイドへの通電時間が短い場合は、ニードルの移動量が十分でないため、ニードル動きが安定し難い。そのため、噴射時間、すなわち噴射量が乱れ得る。そこで、噴射時間には下限値が設けられる。しかしながら、噴射時間の下限値を設けた場合には、下限値よりも噴射時間を短くして燃料噴射量を少なくすることができなくなる。そのため、噴射時間が下限値に至るほど短くなった場合（少ない燃料噴射量が要求される場合）には、燃料の圧力（以下、燃圧と記載する場合もある）を低くすることにより、単位時間に噴射される燃料量を少なくする技術がある。

特開平９−２１３６９号公報（特許文献１）に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃料を加圧する燃料加圧部と、燃料加圧部によって加圧された加圧燃料を噴射する燃料噴射部と、機関運転状態に応じて燃料噴射部によって噴射されるべき噴射量を設定する燃料噴射量設定部と、燃料噴射量設定部によって設定された噴射量に基づいて、所定の噴射終了時期に対する噴射開始時期を設定する噴射開始時期設定部と、燃料噴射量設定部によって設定された噴射量が少ないときに燃料加圧部の圧力を低くする圧力変更部とを含む。

この公報に記載の燃料噴射制御装置によれば、機関の運転状態に応じて燃料噴射量設定部が設定する噴射量に基づいて、噴射開始時期設定部が所定の噴射終了時期に対する噴射開始時期を設定する。燃料噴射量設定部によって設定された噴射量が少ないときには、圧力変更部によって燃料加圧部の加圧力が低く制御されることによって燃料圧力が低くなる。これにより、単位時間に噴射される燃料量を少なくすることができる。
特開平９−２１３６９号公報

しかしながら、特開平９−２１３６９号公報に記載の燃料噴射制御装置のように、燃料加圧部の圧力、すなわち燃圧を低くすると、燃料の霧化が悪化する（霧状で噴射される燃料が減る）。燃料の霧化が悪化すると、混合気の燃焼状態が変化し、エンジンの出力が大きく変動し得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、燃圧の低下による出力の変動を抑制することができるエンジンの制御装置を提供することである。

第１の発明に係るエンジンの制御装置は、燃料を噴射する燃料噴射手段を制御するための制御手段と、燃料の圧力を、第１の圧力になるように調整する第１の制御および第１の圧力よりも低い第２の圧力になるように調整する第２の制御のうちのいずれか一方の制御を実行するための調整手段と、大気圧を検知するための検知手段と、大気圧が予め定められた圧力よりも低い場合に、第１の制御から第２の制御への切り換えを禁止するための手段とを含む。

第１の発明によると、燃料が燃料噴射手段から噴射される。燃圧は、第１の圧力になるように調整されたり、第１の圧力よりも低い第２の圧力になるように調整されたりする。第２の圧力になるように燃圧が調整される場合には、燃圧が低下することにより、霧状に噴射される燃料が減少し、燃料の霧化が悪化し得る。このとき、大気圧が低く、吸入空気量が少ない状態であれば、不安定な燃焼状態がさらに不安定になり、エンジンの出力が大きく変動する。この場合、エンジンストールに至る場合もある。そこで、大気圧が予め定められた圧力よりも低い場合、第１の制御から第２の制御への切り換えが禁止される。これにより、燃焼が不安定な状態で、燃圧が低下されることを抑制することができる。そのため、燃焼状態が急変することを抑制することができる。その結果、燃圧の低下による出力の変動を抑制することができるエンジンの制御装置を提供することができる。

第２の発明に係るエンジンの制御装置は、燃料を噴射する燃料噴射手段を制御するための制御手段と、燃料の圧力を、第１の圧力になるように調整する第１の制御および少なくともエンジンの負荷が予め定められた負荷よりも低い領域において第１の圧力よりも低く、かつエンジンの負荷が高い場合は低い場合に比べて、第１の圧力との差が小さい第２の圧力になるように調整する第２の制御のうちのいずれか一方の制御を実行するための調整手段と、エンジンの負荷が予め定められた負荷よりも高い場合に、第１の制御から第２の制御に切り換えることを許容するための手段とを含む。

第２の発明によると、加圧された燃料が燃料噴射手段から噴射される。燃圧は、第１の圧力になるように調整されたり、少なくともエンジンの負荷が予め定められた負荷よりも低い領域において第１の圧力よりも低く、かつエンジンの負荷が高い場合は低い場合に比べて、第１の圧力との差が小さい第２の圧力になるように調整されたりする。第２の圧力になるように燃圧が調整される場合には、燃圧が低下することにより、霧状に噴射される燃料が減少し、燃料の霧化が悪化し得る。燃料の霧化が悪化すると、混合気の燃焼状態が変化する。したがって、第１の圧力と第２の圧力との差が大きい運転状態で、燃圧が第１の圧力から第２の圧力まで低下されると、混合気の燃焼状態が急変し、エンジンの出力が大きく変動し得る。そこで、エンジンの負荷が予め定められた負荷よりも高い場合に、第１の制御から第２の制御に切り換えることが許容される。これにより、第１の圧力と第２の圧力との差が小さい高負荷状態において制御を切り換え、第１の圧力と第２の圧力との差が大きい低負荷状態において制御が切り換わることを抑制することができる。そのため、制御の切り換え時において、燃圧が大きく変動することを抑制することができる。その結果、燃圧の低下による出力の変動を抑制することができるエンジンの制御装置を提供することができる。

第３の発明に係るエンジンの制御装置は、燃料を噴射する燃料噴射手段を制御するための制御手段と、燃料噴射量を補正するための補正手段と、燃料の圧力を、第１の圧力になるように調整する第１の制御および第１の圧力よりも低い第２の圧力になるように調整する第２の制御のうちのいずれか一方の制御を実行するための調整手段と、燃料噴射量の減量補正量が予め定められた補正量よりも大きい場合に、第１の制御から第２の制御に切り換えるための手段とを含む。

第３の発明によると、加圧された燃料が燃料噴射手段から噴射される。燃料噴射量は、たとえば空燃比に基づいて補正される。燃圧は、第１の圧力になるように調整されたり、第１の圧力よりも低い第２の圧力になるように調整されたりする。第２の圧力になるように燃圧が調整される場合には、燃圧が低下することにより、霧状に噴射される燃料が減少し、燃料の霧化が悪化し得る。燃料の霧化が悪化すると、混合気の燃焼状態が変化する。したがって、たとえば要求される燃料噴射量が実際に少なくなってから、燃圧が第１の圧力から第２の圧力まで低下されると、燃料噴射量が少ないために燃焼状態が不安定である状態において、燃焼状態がさらに不安定にされ得る。この場合、エンジンの出力が大きく変動し得る。そこで、燃料噴射量の減量補正量が予め定められた補正量よりも大きく、噴射時間が下限値に至る可能性が高いといえる場合には、第１の制御から第２の制御に切り換えられる。これにより、燃料噴射量が実際に少なくなる前において（減量補正後の燃料噴射量が多い場合において）、予め燃圧を低くすることができる。そのため、燃料噴射量（減量補正後の燃料噴射量）が少なく、燃焼状態が不安定である状態において、燃焼状態がさらに不安定にされることを抑制することができる。その結果、燃圧の低下による出力の変動を抑制することができるエンジンの制御装置を提供することができる。

第４の発明に係るエンジンの制御装置においては、第３の発明の構成に加え、補正手段は、エンジンにおける空燃比が予め定められた空燃比よりも低い場合に、燃料噴射量を減量補正するための手段を含む。

第４の発明によると、空燃比が予め定められた空燃比（たとえば理論空燃比）よりもリッチである場合、燃料噴射量が減量補正される（リーン補正される）。この減量補正による補正量が予め定められた補正量よりも大きく、噴射時間が下限値に至る可能性が高いといえる場合には、第１の制御から第２の制御に切り換えられる。これにより、燃料噴射量が実際に少なくなる前において（減量補正後の燃料噴射量が多い場合において）、予め燃圧を低くすることができる。そのため、燃料噴射量（減量補正後の燃料噴射量）が少なく、燃焼状態が不安定である状態において、燃焼状態がさらに不安定にされることを抑制することができる。その結果、燃圧の低下による出力の変動を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に、本発明の制御装置で制御される直噴エンジンの全体構成図を示す。エンジン本体１０は、シリンダブロック１００の上方にシリンダヘッド１１０が覆着されてなり、シリンダブロック１００に形成されたシリンダ１００Ａ内にピストン１２０が摺動自在に保持されている。シリンダ１００Ａ内におけるピストン１２０の上下往復動がクランク軸１３０の回転運動に変換され、トランスミッション３００等へと伝達されるようになっている。クランク軸１３０は、エンジン始動時にはフライホイール１４０を介してスタータ３０と接続される。フライホイール１４０とトランスミッション３００との間には、クラッチ３１０が設けられる。

本実施の形態において、トランスミッション３００は、運転者の手動操作により変速されるマニュアルトランスミッションである。クラッチ３１０は、運転者の操作により係合されたり解放されたりする。

ピストン１２０の上方にはシリンダブロック１００、シリンダヘッド１１０を室壁として燃焼室１０００が形成され、燃焼室１０００において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれ、その爆発力によりピストン１２０を上下往復動せしめる。混合気への点火はシリンダヘッド１１０を貫通し燃焼室１０００内に突出して設けられた点火プラグ１５０により行なわれる。

混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド１１０およびこれと接続された吸気管内部に形成された吸気通路１０１０により行なわれる。また、燃焼室１０００からの排気は排気通路１０２０により行なわれる。シリンダヘッド１１０には、吸気通路１０１０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える吸気バルブ１６０、排気通路１０２０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える排気バルブ１７０が取り付けられている。

吸気管内にはフラップ状のスロットルバルブ１９０が設けられ、その開度に応じて吸気通路１０１０内の空気流を調整する。すなわち、スロットルバルブ１９０により、エンジンの吸入空気量が調整される。スロットルバルブ１９０は、電磁式のスロットルバルブであり、アクチュエータにより作動される。なお、スロットルバルブ１９０に加えて、アイドル時の吸入空気量を調整するためのバルブを別途設けるようにしてもよい。また、スロットルバルブ１９０の開度を調整することの代わりにもしくは加えて、吸気バルブ１６０のリフト量を調整することにより吸入空気量を調整するようにしてもよい。

排気通路１０２０の下流側には、触媒２００が設けられる。触媒２００は三元触媒である。触媒２００により、燃焼後の混合気、すなわち排気ガスが浄化される。触媒２００により浄化された排気ガスが、車外に排出される。

混合気を構成する燃料の供給は、電磁式のインジェクタ２１０により行なわれる。インジェクタ２１０はシリンダヘッド１１０を貫通して設けられ、先端ノズル部から燃焼室１０００内（筒内）に燃料を噴射するようになっている。なお、インジェクタ２１０の代わりにあるいは加えて、吸気ポート内もしくは吸気通路１０１０内に燃料を噴射するインジェクタを設けるようにしてもよい。

インジェクタ２１０への燃料供給は、燃料タンク２５０から吸い上げた燃料を低圧ポンプ２４０および高圧ポンプ２３０により２段階に昇圧して供給される。高圧ポンプ２３０はエンジン本体１０のクランク軸１３０からベルト等を介して伝達される動力で駆動される。一方、低圧ポンプ２４０は電動駆動のもので、始動時には、インジェクタ２１０も低圧ポンプ２４０から燃料が供給される。

また、点火プラグ１５０、スロットルバルブ１９０、インジェクタ２１０等のエンジン各部を制御するエンジンコントロールコンピュータ（以下、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）と記載する）６０が設けられている。エンジンＥＣＵ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＯＭ(Read Only Memory)等からなる一般的な構成のもので、各種センサからの検知信号等に基づいて、点火プラグ１５０を作動せしめ、スロットルバルブ１９０に制御信号を出力してスロットルバルブ１９０の開度（スロットル開度）を調整し、インジェクタ２１０に、制御信号により通電し所定のタイミングで所定時間、インジェクタ２１０のノズルを開く。

インジェクタ２１０のノズルを開く時間、すなわち燃料噴射時間には、下限値が定められる。燃料噴射時間が極度に短い場合は、インジェクタ２１０の噴射孔を閉塞するニードルが的確には移動せず、目標の燃料噴射量を噴射することが難しいからである。

エンジンＥＣＵ６０に入力するセンサには、エアフローメータ５１０、クランク角センサ５２０、Ａ／Ｆセンサ５３０、スロットル開度センサ５４０、アクセル開度センサ５５０、車速センサ５６０、冷却水温センサ５８０、大気圧センサ５９０等がある。

エアフローメータ５１０は、吸気通路１０１０内を流通する空気流量を測定する。クランク角センサ５２０は、エンジン回転数ＮＥを検知するためのパルス信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ５３０は、排気通路１０２０内の空燃比を測定する。スロットル開度センサ５４０は、スロットルバルブ１９０の開度を検知する。アクセル開度センサ５５０は、アクセルペダル４２０の開度（踏込み量）を検知する。車速センサ５６０は、車速（車輪の回転）を検知するためのパルス信号を出力する。冷却水温センサは、エンジン温度を代表するエンジン冷却水温を検知する。大気圧センサ５９０は、車外の大気圧を検知する。

また、エンジンＥＣＵ６０には、始動時に運転者がキーを操作すると、そのイグニッション（ＩＧ）オン信号およびスタータオン信号が入力される。クラッチペダル４３０のストローク量が最大になった場合は、ニュートラルスタートスイッチ５７０がオンになり、エンジンＥＣＵ６０にオン信号が入力される。

エンジンＥＣＵ６０は、エアフローメータ５１０等によって検知された吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する。このとき、エンジンＥＣＵ６０は、各センサからの信号に基づいて、最適な燃焼状態になるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた噴射量と噴射時期とを制御する。このエンジン本体１０においては、燃料を筒内に直接噴射するため、噴射時期制御と噴射量制御とを同時に行なう。また、エンジンＥＣＵ６０は、クランク角センサ５２０やカムポジションセンサ等によって検知された信号（ノッキングセンサ等も含む）に基づいて、最適な点火時期になるように点火時期制御が行なわれる。このような制御により、エンジン本体１０の高出力化および低エミッション化の両立を実現している。

また、本実施の形態において、エンジンＥＣＵ６０は、Ａ／Ｆセンサ５３０を用いて検知した空燃比のフィードバック制御を行なうことにより、空燃比が目標空燃比（たとえば理論空燃比）になるように、燃料噴射量のフィードバック補正量およびその学習値（燃料噴射量の恒常的なズレ量を表す値）を算出する。

本実施の形態においては、空燃比がリーンである場合（理論空燃比よりもリーンである場合）、フィードバック補正量が増大するように算出される。空燃比がリッチである場合（理論空燃比よりもリッチである場合）、フィードバック補正量が減少するように算出される。

学習値は、吸入空気量により分けられた学習領域毎に算出される。学習値は、予め定められた学習条件が満たされた場合に、マップに基づいて決定される更新量を、前回算出された学習値に加算または前回算出された学習値から減算することにより算出される。予め定められた学習条件は、たとえばフィードバック補正量の平均値（制御中心値）がしきい値（１）よりも小さいという条件やしきい値（２）（しきい値（２）＞しきい値（１））よりも大きいという条件である。

燃料噴射量が過剰であるほど（目標の燃料噴射量よりも実際の燃料噴射量が多いほど）、学習値が小さい値として算出される。一方、燃料噴射量が不足するほど（目標の燃料噴射量よりも実際の燃料噴射量が少ないほど）、学習値が大きい値として算出される。

フィードバック補正量が正値である場合、燃料噴射量が増量され、フィードバック補正量が負値である場合、燃料噴射量が減量される。同様に、学習値が正値である場合、燃料噴射量が増量され、学習値が負値である場合、燃料噴射量が減量される。空燃比のフィードバック制御による最終的な燃料補正量は、フィードバック補正量と学習値との和となる。

なお、フィードバック補正量および学習値については、公知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。

図２を参照して、高圧ポンプ２３０についてさらに説明する。高圧ポンプ２３０は、カム２３２で駆動され上下に摺動するポンププランジャー２３４と、電磁スピル弁２３６とチェックバルブ２３８とを主な構成部品としている。

カム２３２によりポンププランジャー２３４が下方向に移動しているときであって電磁スピル弁２３６が開いているときに燃料が導入され（吸い込まれ）、カム２３２によりポンププランジャー２３４が上方向に移動しているときに電磁スピル弁２３６を閉じるタイミングを変更して、高圧ポンプ２３０から吐出される燃料量を制御する。

ポンププランジャー２３４が上方向に移動している加圧行程中における電磁スピル弁２３６を閉じる時期が早いほど多くの燃料が吐出され、遅いほど少ない燃料が吐出される。この最も多く吐出される場合の電磁スピル弁２３６の駆動デューティを１００％とし、この最も少なく吐出される場合の電磁スピル弁２３６の駆動デューティを０％としている。電磁スピル弁２３６の駆動デューティが０％の場合には、電磁スピル弁２３６は閉じることなく開いたままの状態になり、カム２３２が回転している限り（エンジンが回転している限り）ポンププランジャー２３４は上下方向に摺動するが、電磁スピル弁２３６が閉じないので、燃料は加圧されない。

加圧された燃料は、チェックバルブ２３８を押し開けてインジェクタ２１０へ圧送される。高圧ポンプ２３０から吐出される燃料量を、駆動デューティを用いて調整することにより、燃圧が調整される。

燃圧の目標値である目標燃圧は、エンジン回転数ＮＥと負荷率ＫＬとをパラメータとして、予め定められた２次元マップを用いて算出される。負荷率ＫＬが高いほど（エンジンの負荷が高いほど）、目標燃圧は高くなるように算出される。

本実施の形態においては、目標燃圧になるように燃圧が制御される高燃圧制御の他、燃圧の上限ガード値が設定される低燃圧制御により燃圧が制御される。上限ガード値は、図３に示すように、負荷率をパラメータとした一次元マップを用いて設定される。

上限ガード値を設定するマップは、低燃圧制御実行前後の燃料噴射時間が同じであるとして、低燃圧制御の実行前の燃料噴射量が学習値により予め定められた値（たとえば４０％）だけ減量された値と、低燃圧制御の実行後の燃料噴射量とが同じになるように作成される。

すなわち、上限ガード値は、低燃圧制御実行前後の燃料噴射時間が同じであるとして、低燃圧制御の実行前の燃料噴射量が学習値により予め定められた値（たとえば４０％）だけ減量された値と、低燃圧制御の実行後の燃料噴射量とが同じになるように設定される。

このとき、図４に示すように、負荷率が低い場合は高い場合に比べて、目標燃圧が低くなるように設定されるため、上限ガード値も、負荷率が低い場合は高い場合に比べて低くなる。また、負荷率が高い場合は低い場合に比べて、目標燃圧と上限ガード値との差が小さくなる。

上限ガード値は、少なくともエンジンの負荷（負荷率）が予め定められた負荷（負荷率）よりも低い低負荷領域において、通常の目標燃圧よりも低くなるように設定される。

なお、冷却水温が低い場合、スロットル開度の全開時、触媒２００のオーバーヒート抑制時などにおいて、燃料噴射量を増量するために設定される増量係数と負荷率との積に基づいて、上限ガード値を設定するようにしてもよい。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０が実行するプログラムの制御構造（その１）について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、エンジンＥＣＵ６０は、リッチ判定条件が予め定められた時間以上成立したか否かを判別する。

Ａ／Ｆセンサ５３０が活性化したということなどを含む学習可能条件、フューエルカットから復帰してから予め定められた時間以上経過しているという条件、燃料の減量補正量がしきい値よりも多いという条件、学習領域が変化しないという条件の全てが成立した場合、リッチ判定条件が成立したと判別される。

学習可能条件の成否が判別されるのは、Ａ／Ｆセンサ５３０が活性化しなければ、空燃比を検出することができず、学習値を精度よく算出することができないからである。

フューエルカットから復帰してから予め定められた時間以上経過しているという条件の成否が判別されるのは、フューエルカットから復帰してからしばらくの間は空燃比が不安定であり、フィードバック補正量を精度よく算出できないからである。

燃料の減量補正量がしきい値よりも多いという条件の成否が判別されるのは、燃料噴射量か減量補正されることにより、インジェクタ２１０からの燃料噴射量、すなわち燃料噴射時間が下限値に至る可能性が高いか否かを判別するためである。

学習領域が変化しないという条件の成否を判別するのは、学習領域、すなわち吸入空気量が変わると、エアフローメータ５１０の検知結果に含まれる誤差により燃料噴射量が同じであっても空燃比が変化し、フィードバック補正量や空燃比を精度よく算出できないからである。

リッチ判定条件が予め定められた時間以上成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、現在の学習領域において、リッチ判定をＯＮにする。

Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ６０は、現在の学習領域において、学習値の算出が完了しているか否かを判別する。学習値の算出が完了しているか否かは、たとえば学習値を算出した時点でフラグを設定するようにして、フラグの有無により判別するようにすればよい。学習値の算出が完了していると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０に移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ６０は、リッチ判定解除条件が予め定められた時間以上成立したか否かを判別する。

学習値による減量補正量がしきい値よりも少ない（学習値がしきい値よりも小さい）という条件が成立した場合、リッチ判定解除条件が成立したと判別される。また、フューエルカットから復帰してから予め定められた時間以上経過しているという条件、燃料噴射量の減量補正量がしきい値よりも少ないという条件および学習領域が変化しないという条件の全てが成立した場合にも、リッチ判定解除条件が成立したと判別される。

リッチ判定解除条件が予め定められた時間以上成立すると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０に移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ６０は、現在の学習領域において、リッチ判定をＯＦＦにする。

図６を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０が実行するプログラムの制御構造（その２）について説明する。

Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ６０は、エンジンの負荷率がしきい値よりも高いか否かを判別する。エンジンの負荷率がしきい値よりも高いと（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２３０に移される。

Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、高負荷側の学習領域（たとえば吸入空気量が最大の学習領域と二番目に大きい学習領域）の全てにおいて、リッチ判定がＯＮであるか否かを判別する。リッチ判定がＯＮであると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０に移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２２０に移される。

Ｓ２２０にて、エンジンＥＣＵ６０は、低燃圧制御を許可する。Ｓ２３０にて、エンジンＥＣＵ６０は、低燃圧制御を禁止する。

図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０が、燃圧を制御するために実行するプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ６０は、エンジン回転数ＮＥと負荷率とをパラメータとしたマップに基づいて、目標燃圧を算出する。

Ｓ３１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、低燃圧制御実行条件が成立したか否かを判別する。低燃圧制御の実行が許可されているという条件、エンジン回転数ＮＥがしきい値よりも低いという条件、大気圧がしきい値よりも低いという条件の全てが成立した場合、低燃圧制御実行条件が成立したと判別される。

低燃圧制御実行条件が成立すると（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、処理はＳ３２０に移される。もしそうでないと（Ｓ３１０にてＮＯ）、処理はＳ３３０に移される。

Ｓ３２０にて、エンジンＥＣＵ６０は、低燃圧制御を実行して、燃圧の上限ガード値を設定する。

Ｓ３３０にて、エンジンＥＣＵ６０は、上限ガード値を超えない範囲内で、目標燃圧になるように燃圧を制御する。すなわち、目標燃圧が上限ガード値よりも大きい場合は、上限ガードになるように燃圧が制御される。上限ガード値が設定されていない場合や、目標燃圧が上限ガード値以下である場合は、目標燃圧になるように燃圧が制御される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６０の動作について説明する。

エンジンの運転中、インジェクタ２１０を含む燃料供給系の異常等により、目標の燃料噴射量よりも実際の燃料噴射量が過剰になると、空燃比が目標空燃比よりもリッチになる。この場合、空燃比のフィードバック制御により、燃料噴射量が減量補正（リーン補正）される。

学習可能条件、フューエルカットから復帰してから予め定められた時間以上経過しているという条件および学習領域が変化しないという条件が成立した状態では、空燃比は精度よく算出されているといえる。この状態での燃料の減量補正量は信頼性が高い。

したがって、学習可能条件、フューエルカットから復帰してから予め定められた時間以上経過しているという条件、学習領域が変化しないという条件および燃料の減量補正量がしきい値よりも多いという条件の全てが予め定められた時間以上成立した場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、リッチ判定がＯＮにされる（Ｓ１１０）。

この状態では、燃料の減量補正量が多いため、低回転低負荷時など、要求される燃料噴射量が少ない状態において、さらに燃料が減量され、燃料噴射時間が短くなる。燃料噴射時間が、燃料噴射時間の下限値まで短くなると、それ以上、噴射時間を短くすることができない。この場合、空燃比を目標の空燃比（たとえば理論空燃比）にし得る量まで燃料噴射量を減量することができない。

そこで、低燃圧制御の実行が許可されているという条件、エンジン回転数ＮＥがしきい値よりも低いという条件、大気圧がしきい値よりも低いという条件を含む低燃圧制御実行条件が成立すると（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、低負荷領域において目標燃圧よりも低い上限ガード値が設定され（Ｓ３２０）、この上限ガード値を超えないように燃圧が制御される（Ｓ３３０）。

これにより、低負荷領域において、燃圧を下げることができる。そのため、燃料噴射時間が下限値であっても、燃料噴射量を減量することができる。その結果、空燃比を精度よく制御することができる。

このとき、エンジンの負荷率がしきい値よりも高い運転状態において（Ｓ２００にてＹＥＳ）、高負荷側のリッチ判定がＯＮであると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、低燃圧制御が許可され（Ｓ２２０）、そうでないと低燃圧制御が禁止される（Ｓ２３０）。

これにより、目標燃圧と上限ガード値との差が小さい高負荷領域にある場合にのみ、通常の燃圧制御から低燃圧制御に切り換えることができる。そのため、目標燃圧と上限ガード値との差が大きい低負荷領域において、燃圧が急変することを抑制して、燃料の霧化が急に悪化することを抑制することができる。その結果、燃焼状態が急変して、エンジン出力が大きく変動することを抑制することができる。

また、高負荷側の燃料の減量補正量がしきい値よりも多いことにより、リッチ判定がＯＮであると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、低燃圧制御が許可され（Ｓ２２０）、そうでないと低燃圧制御が禁止されるので、燃料噴射量が少なくなる前、すなわち燃料噴射時間が下限値に至る前において、通常の燃圧制御から低燃圧制御に切り換えることができる。

これにより、低負荷領域等、燃料噴射量が少ないために燃焼状態が不安定である状態において、燃圧が急変することを抑制して、燃料の霧化が急に悪化することを抑制することができる。そのため、燃焼状態がさらに不安定にされることを抑制することができる。その結果、エンジンの出力が大きく変動することを抑制することができる。

さらに、エンジン回転数ＮＥがしきい値よりも低いという条件が成立しなければ、低燃圧制御実行条件が成立せず（Ｓ３１０にてＮＯ）、上限ガード値が設定されない。そのため、高回転状態では、燃圧が低くされない。これにより、高回転低負荷状態において、燃圧が低くされることを抑制することができる。そのため、高回転低負荷状態から高回転高負荷状態になった場合に燃圧が速やかに上昇せず、燃料噴射量が不足するということを抑制することができる。その結果、空燃比が過剰に高い排気が触媒２００に導かれることによる触媒２００の温度上昇を抑制することができる。

さらに、大気圧がしきい値よりも低いという条件が成立しなければ、低燃圧制御実行条件が成立せず（Ｓ３１０にてＮＯ）、上限ガード値が設定されない。そのため、燃圧が低くされない。これにより、吸入空気量が少ないために、特にアイドル回転数が通常よりも低い状態で低燃圧制御を実行することを抑制することができる。そのため、低いアイドル回転数がさらに低下し、エンジンがストールすることを抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵによれば、エンジンの負荷率がしきい値よりも高い運転状態においてのみ低燃圧制御が許可される。これにより、目標燃圧と上限ガード値との差が小さい高負荷領域にある場合にのみ、通常の燃圧制御から低燃圧制御に切り換えることができる。そのため、目標燃圧と上限ガード値との差が大きい低負荷領域において、燃圧が急変することを抑制して、燃料の霧化が急に悪化することを抑制することができる。その結果、燃焼状態が急変して、エンジン出力が大きく変動することを抑制することができる。

また、高負荷側の燃料の減量補正量がしきい値よりも多いことにより、リッチ判定がＯＮであると、低燃圧制御が許可される。これにより、燃料噴射量が少なくなる前、すなわち燃料噴射時間が下限値に至る前において、通常の燃圧制御から低燃圧制御に切り換えることができる。そのため、低負荷領域等、燃料噴射量が少ないために燃焼状態が不安定である状態において、燃圧が急変することを抑制して、燃料の霧化が急に悪化することを抑制することができる。その結果、燃焼状態がさらに不安定にされることを抑制して、エンジンの出力が大きく変動することを抑制することができる。

さらに、大気圧がしきい値よりも低いという条件が成立しなければ、低燃圧制御実行条件が成立せず、燃圧が低くされない。これにより、吸入空気量が少ないために、特にアイドル回転数が通常よりも低い状態で低燃圧制御を実行することを抑制することができる。そのため、低いアイドル回転数がさらに低下し、ストールに至るほどエンジンの出力が大きく変動することを抑制することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンの全体構成図である。 図１の部分拡大図である。 燃圧の上限ガード値を設定するためのマップである。 目標燃圧と上限ガード値とを比較した図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その３）である。

符号の説明

１０ エンジン本体、３０ スタータ、６０ エンジンＥＣＵ、１００ シリンダブロック、１１０ シリンダヘッド、１２０ ピストン、１３０ クランク軸、１４０ フライホイール、１５０ 点火プラグ、１６０ 吸気バルブ、１７０ 排気バルブ、１９０ スロットルバルブ、２００ 触媒、２１０ インジェクタ、２３０ 高圧ポンプ、２３２ カム、２３４ ポンププランジャー、２３６ 電磁スピル弁、２３８ チェックバルブ、２４０ 低圧ポンプ、２５０ 燃料タンク、３００ トランスミッション、３１０ クラッチ、４２０ アクセルペダル、４３０ クラッチペダル、５１０ エアフローメータ、５２０ クランク角センサ、５３０ Ａ／Ｆセンサ、５４０ スロットル開度センサ、５５０ アクセル開度センサ、５６０ 車速センサ、５７０ ニュートラルスタートスイッチ、５８０ 冷却水温センサ、５９０ 大気圧センサ、１０１０ 吸気通路、１０２０ 排気通路。

Claims (4)

1. 燃料を噴射する燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
   前記燃料の圧力を、第１の圧力になるように調整する第１の制御および前記第１の圧力よりも低い第２の圧力になるように調整する第２の制御のうちのいずれか一方の制御を実行するための調整手段と、
   大気圧を検知するための検知手段と、
   大気圧が予め定められた圧力よりも低い場合に、前記第１の制御から前記第２の制御への切り換えを禁止するための手段とを含む、エンジンの制御装置。
2. 燃料を噴射する燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
   前記燃料の圧力を、第１の圧力になるように調整する第１の制御および少なくとも前記エンジンの負荷が予め定められた負荷よりも低い領域において前記第１の圧力よりも低く、かつ前記エンジンの負荷が高い場合は低い場合に比べて、前記第１の圧力との差が小さい第２の圧力になるように調整する第２の制御のうちのいずれか一方の制御を実行するための調整手段と、
   前記エンジンの負荷が予め定められた負荷よりも高い場合に、前記第１の制御から前記第２の制御に切り換えることを許容するための手段とを含む、エンジンの制御装置。
3. 燃料を噴射する燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
   燃料噴射量を補正するための補正手段と、
   前記燃料の圧力を、第１の圧力になるように調整する第１の制御および前記第１の圧力よりも低い第２の圧力になるように調整する第２の制御のうちのいずれか一方の制御を実行するための調整手段と、
   燃料噴射量の減量補正量が予め定められた補正量よりも大きい場合に、前記第１の制御から前記第２の制御に切り換えるための手段とを含む、エンジンの制御装置。
4. 前記補正手段は、前記エンジンにおける空燃比が予め定められた空燃比よりも低い場合に、燃料噴射量を減量補正するための手段を含む、請求項３に記載のエンジンの制御装置。

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