JP2009203946A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の各気筒毎にそれぞれ２本の燃料噴射弁を設けたシステムにおいて、バッテリ電圧低下時に燃料噴射弁の噴射精度が低下することを防止する。
【解決手段】内燃機関の冷間始動時等にバッテリ電圧が所定の禁止判定値以下になったときに、各気筒の２本の燃料噴射弁の両方を噴射動作させる全噴射モードを禁止して、各気筒の２本の燃料噴射弁のうちの一方の燃料噴射弁のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行うことで、各気筒の燃料噴射弁の消費電力を低減する。これにより、バッテリ電圧低下時にパーシャル噴射モードで噴射動作させる燃料噴射弁に十分な駆動電力を供給して燃料噴射弁の噴射精度の低下を防止すると共にバッテリ上がりを防止する。その後、全噴射モードの禁止中にバッテリ電圧が禁止判定値よりも高い復帰判定値以上になったときに、全噴射モードを許可して、全噴射モードで燃料噴射を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数本の燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射制御装置に関する発明である。

特許文献１（特開昭６３−９４０５７号公報）に記載されているように、内燃機関の各気筒内での燃料噴霧の微粒化やポートウエット低減（吸気ポート内壁面への燃料付着低減）等を目的として、内燃機関の各気筒の２つの吸気ポートにそれぞれ燃料噴射弁を設けて、各気筒毎にそれぞれ２本の燃料噴射弁で燃料を噴射するようにしたものがある。
特開昭６３−９４０５７号公報（第３頁、図１等参照）

ところで、各気筒毎にそれぞれ２本の燃料噴射弁を設けたシステムでは、各気筒の２本の燃料噴射弁を両方とも噴射動作させた場合、各気筒毎にそれぞれ１本の燃料噴射弁を設けたシステムに比べて燃料噴射弁の消費電力が増大する。このため、例えば、冷間始動時等で、燃料噴射弁に駆動電力を供給するバッテリの電圧が低下してバッテリの電力供給能力が低下しているときに、各気筒の２本の燃料噴射弁を両方とも噴射動作させると、各気筒の２本の燃料噴射弁に十分な駆動電力を供給できなくなって燃料噴射弁の噴射量が減少したり、バッテリ上がりが発生する可能性がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数本の燃料噴射弁を設けたシステムにおいて、バッテリ電圧低下時に燃料噴射弁の噴射精度が低下することを防止すると共にバッテリ上がりを防止することが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ために、請求項１に係る発明は、内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数本の燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁に駆動電力を供給するバッテリの電圧が所定の禁止判定値以下になったときに、複数本の燃料噴射弁を全て噴射動作させる全噴射モードを禁止して、複数本の燃料噴射弁のうちの一部の燃料噴射弁のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う噴射制御手段を設けるようにしたものである。

この構成では、例えば冷間始動時等にバッテリの電圧が禁止判定値以下になったときに、複数本の燃料噴射弁を全て噴射動作させる全噴射モードを禁止して、複数本の燃料噴射弁のうちの一部の燃料噴射弁のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行うことで、各気筒の燃料噴射弁の消費電力を低減することができる。これにより、バッテリの電圧が禁止判定値以下になったバッテリ電圧低下時（バッテリの電力供給能力低下時）でも、パーシャル噴射モードで噴射動作させる燃料噴射弁に十分な駆動電力を供給することができ、燃料噴射弁の噴射精度の低下を防止することができると共に、バッテリ上がりを防止することができる。

この場合、請求項２のように、内燃機関の冷却水温、吸気温、外気温のうちの少なくとも１つに応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。一般に、バッテリの温度に応じてバッテリの電力供給能力が変化する。また、内燃機関の冷却水温、吸気温、外気温は、バッテリの温度を判定する情報となる。従って、内燃機関の冷却水温、吸気温、外気温のうちの少なくとも１つに応じて禁止判定値を設定すれば、バッテリの温度に応じてバッテリの電力供給能力が変化するのに対応して禁止判定値を変化させて、禁止判定値をバッテリの電力供給能力に対応した適正値に設定することができる。

また、請求項３のように、各気筒の燃料噴射量に応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。このようにすれば、各気筒の燃料噴射量（噴射時間）に応じて燃料噴射弁の消費電力が変化するのに対応して禁止判定値を変化させて、禁止判定値を燃料噴射弁の消費電力に対応した適正値に設定することができる。

更に、請求項４のように、燃料噴射制御状態に応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。例えば、各気筒毎に吸気行程に同期させて燃料噴射を行う同期噴射か、複数気筒で同時に燃料噴射を行う非同期噴射（気筒グループ毎に同時に燃料噴射を行うグループ噴射や全気筒で同時に燃料噴射を行う全気筒同時噴射等）かに応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。非同期噴射では、同期噴射に比べて同時に噴射動作させる燃料噴射弁の数が多いため、燃料噴射弁の噴射動作時の消費電力が増大する。従って、同期噴射か非同期噴射かに応じて禁止判定値を設定すれば、禁止判定値を燃料噴射弁の噴射動作時の消費電力に対応した適正値に設定することができる。

ところで、本発明のように、バッテリの電圧が禁止判定値以下になったときに全噴射モードを禁止してパーシャル噴射モードに切り替える場合、バッテリの電圧が禁止判定値よりも高くなったときに全噴射モードに復帰させるようにすると、バッテリの電圧が禁止判定値付近で変動する場合に、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生する可能性がある。

この対策として、請求項５のように、全噴射モードの禁止中にバッテリの電圧が禁止判定値よりも高い復帰判定値以上になったときに、全噴射モードを許可するようにすると良い。このようにすれば、全噴射モードとパーシャル噴射モードとの切り替えにヒステリシス特性を持たせることができ、バッテリの電圧が禁止判定値付近で変動しても、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生することを防止できる。

或は、請求項６のように、全噴射モードの禁止中にバッテリの電圧が禁止判定値よりも高い復帰判定値以上になった状態が所定期間継続したときに、全噴射モードを許可するようにしても良い。このようにすれば、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生することをより確実に防止できる。

また、請求項７のように、内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数本の燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射制御装置において、車載電装品の消費電力が所定の禁止判定値以上になったときに、複数本の燃料噴射弁を全て噴射動作させる全噴射モードを禁止して、複数本の燃料噴射弁のうちの一部の燃料噴射弁のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う噴射制御手段を設けるようにしても良い。

この構成では、車載電装品（例えば、空調装置、ヘッドライト、燃料噴射弁等）の消費電力が増大して禁止判定値以上になったときに、燃料噴射弁に対するバッテリの電力供給能力が低下すると判断して、全噴射モードを禁止してパーシャル噴射モードで燃料噴射を行うことで、各気筒の燃料噴射弁の消費電力を低減することができる。これにより、車載電装品の消費電力が禁止判定値以上になって燃料噴射弁に対するバッテリの電力供給能力が低下したときでも、パーシャル噴射モードで噴射動作させる燃料噴射弁に十分な駆動電力を供給することができ、燃料噴射弁の噴射精度の低下を防止することができると共に、バッテリ上がりを防止することができる。

この場合、請求項８のように、全噴射モードの禁止中に消費電力が禁止判定値よりも低い復帰判定値以下になったときに、全噴射モードを許可するようにすると良い。このようにすれば、全噴射モードとパーシャル噴射モードとの切り替えにヒステリシス特性を持たせることができ、消費電力が禁止判定値付近で変動しても、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生することを防止できる。

或は、請求項９のように、全噴射モードの禁止中に消費電力が禁止判定値よりも低い復帰判定値以下になった状態が所定期間継続したときに、全噴射モードを許可するようにしても良い。このようにすれば、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生することをより確実に防止できる。

また、請求項１０のように、内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数本の燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁に駆動電力を供給する補機バッテリと、車両の動力源に駆動電力を供給する高電圧バッテリと、高電圧バッテリの放電電圧を降圧して補機バッテリに充電する充電手段とを備えたシステムの場合に、充電手段による補機バッテリの充電が禁止されたたときに、複数本の燃料噴射弁を全て噴射動作させる全噴射モードを禁止して、複数本の燃料噴射弁のうちの一部の燃料噴射弁のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う噴射制御手段を設けるようにしても良い。

この構成では、例えば充電手段の異常等により充電手段による補機バッテリの充電が禁止されたときに、燃料噴射弁に対する補機バッテリの電力供給能力が低下する可能性があると判断して、全噴射モードを禁止してパーシャル噴射モードで燃料噴射を行うことで、各気筒の燃料噴射弁の消費電力を低減することができる。これにより、充電手段による補機バッテリの充電が停止して燃料噴射弁に対する補機バッテリの電力供給能力が低下する可能性がある場合でも、できるだけ長い期間、パーシャル噴射モードで噴射動作させる燃料噴射弁に十分な駆動電力を供給することができ、燃料噴射弁の噴射精度の低下を防止することができると共に、バッテリ上がりを防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０に接続された吸気ポート３１又はその近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

図２に示すように、エンジン１１の各気筒には、それぞれ２つの吸気ポート３１と２つの排気ポート３２が設けられ、各気筒の２つの吸気ポート３１又はその近傍に、それぞれ燃料噴射弁２１が１本ずつ設けられて、各気筒毎にそれぞれ２本の燃料噴射弁２１が設けられた構成となっている。各吸気ポート３１は、それぞれ吸気バルブ３３によって開閉され、各排気ポート３２は、それぞれ排気バルブ３４によって開閉される。燃料タンク３５内に貯溜された燃料は、燃料ポンプ３６によって汲み上げられ、この燃料ポンプ３６から吐出される燃料が燃料供給配管３７を通して各気筒の燃料噴射弁２１に供給される。

一方、図１に示すように、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキング振動を検出するノックセンサ２９が取り付けられている。また、クランク軸２７の外周側には、クランク軸２７が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられ、このクランク角センサ２８の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

車載電装品（例えば、空調装置、ヘッドライト、燃料噴射弁２１等）の駆動電力は、補機バッテリ３８やオルタネータ（図示せず）から供給され、この補機バッテリ３８の電圧（バッテリ電圧）が電圧センサ３９によってが検出される。

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。通常、各気筒に配置された２本の燃料噴射弁２１は、燃料噴射量の比率が５０：５０になるように制御されるが、エンジン運転条件等に応じて燃料噴射量の比率を変化させるようにしても良い。

また、ＥＣＵ３０は、後述する図４の燃料噴射制御ルーチンを実行することで、図３のタイムチャートに示すように、バッテリ電圧が所定の禁止判定値よりも高いときには、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードで燃料噴射を行う。その後、バッテリ電圧が禁止判定値以下になった時点ｔ1 で、全噴射モードを禁止して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１のうちの一方の燃料噴射弁２１のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う。その後、バッテリ電圧が禁止判定値よりも高い復帰判定値以上になった時点ｔ2 で、全噴射モードを許可して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードに復帰する。

図４に示す燃料噴射制御ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう噴射制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、現在の冷却水温に応じて禁止判定値（全噴射モードを禁止するバッテリ電圧）をマップ等により算出する。この場合、例えば、冷却水温が低くなるほど、禁止判定値を高くして、早く全噴射モードを禁止する（早くパーシャル噴射モードに切り替える）ように禁止判定値を設定する。

一般に、補機バッテリ３８の温度に応じて補機バッテリ３８の電力供給能力が変化する。また、冷却水温は補機バッテリ３８の温度を判定する情報となる。従って、冷却水温に応じて禁止判定値を設定すれば、補機バッテリ３８の温度に応じて補機バッテリ３８の電力供給能力が変化するのに対応して禁止判定値を変化させて、禁止判定値を補機バッテリ３８の電力供給能力に対応した適正値に設定することができる。

尚、吸気温や外気温も補機バッテリ３８の温度を判定する情報となるため、吸気温又は外気温に応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。或は、冷却水温と吸気温と外気温のいずれか２つ以上に応じて禁止判定値を設定すれば良い。

この後、ステップ１０２に進み、現在のバッテリ電圧が禁止判定値以下であるか否かを判定する。このステップ１０２で、バッテリ電圧が禁止判定値よりも高いと判定された場合には、ステップ１０３に進み、全噴射モードの禁止中であるか否かを判定し、全噴射モードの禁止中ではないと判定されれば、ステップ１０５に進み、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードで燃料噴射を行う。

その後、上記ステップ１０２で、バッテリ電圧が禁止判定値以下であると判定されたときに、ステップ１０６に進み、全噴射モードを禁止して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１のうちの一方の燃料噴射弁２１のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う。

その後、上記ステップ１０２で、バッテリ電圧が禁止判定値よりも高いと判定されたときに、ステップ１０３に進み、全噴射モードの禁止中であるか否かを判定し、全噴射モードの禁止中であると判定されれば、ステップ１０４に進み、バッテリ電圧が復帰判定値以上であるか否かを判定する。この復帰判定値は、禁止判定値よりも少し高い値に設定されている。

このステップ１０４で、バッテリ電圧が復帰判定値よりも低いと判定された場合には、ステップ１０６に進み、引き続き、全噴射モードを禁止して、パーシャル噴射モードで燃料噴射を行う。

その後、上記ステップ１０４で、バッテリ電圧が復帰判定値以上であると判定されたときに、ステップ１０５に進み、全噴射モードを許可して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードに復帰する。

以上説明した本実施例１では、冷間始動時等にバッテリ電圧が禁止判定値以下になったときに、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードを禁止して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１のうちの一方の燃料噴射弁２１のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行うようにしたので、各気筒の燃料噴射弁２１の消費電力を低減することができる。これにより、バッテリ電圧が禁止判定値以下になったバッテリ電圧低下時（補機バッテリ３８の電力供給能力低下時）でも、パーシャル噴射モードで噴射動作させる燃料噴射弁２１に十分な駆動電力を供給することができ、燃料噴射弁２１の噴射精度の低下を防止することができると共に、バッテリ上がりを防止することができる。

更に、本実施例１では、全噴射モードの禁止中にバッテリ電圧が禁止判定値よりも高い復帰判定値以上になったときに、全噴射モードを許可するようにしたので、全噴射モードとパーシャル噴射モードとの切り替えにヒステリシス特性を持たせることができ、バッテリ電圧が禁止判定値付近で変動しても、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生することを防止できる。

本実施例１は、全噴射モードの禁止中にバッテリ電圧が禁止判定値よりも高い復帰判定値以上になった状態が所定期間（所定時間、所定クランク角、燃料噴射回数や点火回数が所定値に達するまでの期間等）継続したときに、全噴射モードを許可するようにしても良い。このようにすれば、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生することをより確実に防止できる。

次に、図５を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、ＥＣＵ３０が後述する図５の燃料噴射制御ルーチンを実行することで、車載電装品（例えば、空調装置、ヘッドライト、燃料噴射弁２１等）の消費電力が所定の禁止判定値以上になったときに、全噴射モードを禁止して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１のうちの一方の燃料噴射弁２１のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う。その後、車載電装品の消費電力が禁止判定値よりも低い復帰判定値以下になったときに、全噴射モードを許可して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードに復帰する。

図５に示す燃料噴射制御ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう噴射制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、現在の冷却水温に応じて禁止判定値（全噴射モードを禁止する車載電装品の消費電力）をマップ等により算出する。この場合、例えば、冷却水温が低くなるほど、禁止判定値を低くして、早く全噴射モードを禁止する（早くパーシャル噴射モードに切り替える）ように禁止判定値を設定する。尚、吸気温又は外気温に応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。或は、冷却水温、吸気温、外気温のうちの２つ以上に応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。

この後、ステップ２０２に進み、現在の車載電装品（例えば、空調装置、ヘッドライト、燃料噴射弁２１等）の消費電力が禁止判定値以上であるか否かを判定する。このステップ２０２で、車載電装品の消費電力が禁止判定値よりも低いと判定された場合には、ステップ２０３に進み、全噴射モードの禁止中であるか否かを判定し、全噴射モードの禁止中ではないと判定されれば、ステップ２０５に進み、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードで燃料噴射を行う。

その後、上記ステップ２０２で、車載電装品の消費電力が禁止判定値以上であると判定されたときに、燃料噴射弁２１に対する補機バッテリ３８の電力供給能力が低下すると判断して、ステップ２０６に進み、全噴射モードを禁止して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１のうちの一方の燃料噴射弁２１のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う。

その後、上記ステップ２０２で、車載電装品の消費電力が禁止判定値よりも低いと判定されたときに、ステップ２０３に進み、全噴射モードの禁止中であるか否かを判定し、全噴射モードの禁止中であると判定されれば、ステップ２０４に進み、車載電装品の消費電力が復帰判定値以下であるか否かを判定する。この復帰判定値は、禁止判定値よりも少し低い値に設定されている。

このステップ２０４で、車載電装品の消費電力が復帰判定値よりも高いと判定された場合には、ステップ２０６に進み、引き続き、全噴射モードを禁止して、パーシャル噴射モードで燃料噴射を行う。

その後、上記ステップ２０４で、車載電装品の消費電力が復帰判定値以下であると判定されたときに、ステップ２０５に進み、全噴射モードを許可して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードに復帰する。

以上説明した本実施例２では、車載電装品（例えば、空調装置、ヘッドライト、燃料噴射弁２１等）の消費電力が増大して禁止判定値以上になったときに、燃料噴射弁２１に対する補機バッテリ３８の電力供給能力が低下すると判断して、全噴射モードを禁止してパーシャル噴射モードで燃料噴射を行うようにしたので、各気筒の燃料噴射弁２１の消費電力を低減することができる。これにより、車載電装品の消費電力が禁止判定値以上になって燃料噴射弁２１に対する補機バッテリ３８の電力供給能力が低下した状態でも、パーシャル噴射モードで噴射動作させる燃料噴射弁２１に十分な駆動電力を供給することができ、燃料噴射弁２１の噴射精度の低下を防止することができると共に、バッテリ上がりを防止することができる。

更に、本実施例２では、全噴射モードの禁止中に車載電装品の消費電力が禁止判定値よりも低い復帰判定値以下になったときに、全噴射モードを許可するようにしたので、全噴射モードとパーシャル噴射モードとの切り替えにヒステリシス特性を持たせることができ、車載電装品の消費電力が禁止判定値付近で変動しても、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生することを防止できる。

本実施例２は、全噴射モードの禁止中に車載電装品の消費電力が禁止判定値よりも低い復帰判定値以下になった状態が所定期間（所定時間、所定クランク角、燃料噴射回数や点火回数が所定値に達するまでの期間等）継続したときに、全噴射モードを許可するようにしても良い。このようにすれば、全噴射モードとパーシャル噴射モードとが頻繁に切り替わるチャタリング現象が発生することをより確実に防止できる。

尚、上記各実施例１，２では、冷却水温、吸気温、外気温のうちの少なくとも１つに応じて禁止判定値を設定するようにしたが、各気筒の燃料噴射量に応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。このようにすれば、各気筒の燃料噴射量（噴射時間）に応じて燃料噴射弁２１の消費電力が変化するのに対応して禁止判定値を変化させて、禁止判定値を燃料噴射弁２１の消費電力に対応した適正値に設定することができる。この場合、例えば、各気筒の燃料噴射量が多くなって燃料噴射弁２１の消費電力が多くなるほど、早く全噴射モードを禁止する（早くパーシャル噴射モードに切り替える）ように禁止判定値を設定すれば良い。

更に、燃料噴射制御状態に応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。例えば、各気筒毎に吸気行程に同期させて燃料噴射を行う同期噴射か、複数気筒で同時に燃料噴射を行う非同期噴射（気筒グループ毎に同時に燃料噴射を行うグループ噴射や全気筒で同時に燃料噴射を行う全気筒同時噴射等）かに応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。非同期噴射では、同期噴射に比べて同時に噴射動作させる燃料噴射弁２１の数が多いため、燃料噴射弁２１の噴射動作時の消費電力が増大する。従って、同期噴射か非同期噴射かに応じて禁止判定値を設定すれば、禁止判定値を燃料噴射弁２１の噴射動作時の消費電力に対応した適正値に設定することができる。この場合、例えば、同期噴射よりも燃料噴射弁２１の噴射動作時の消費電力が増大する非同期噴射の方が、早く全噴射モードを禁止する（早くパーシャル噴射モードに切り替える）ように禁止判定値を設定すれば良い。

或は、要求燃料噴射量を燃料噴射弁２１の１回の噴射動作で噴射する１回噴射か、要求燃料噴射量を燃料噴射弁２１の複数回の噴射動作で噴射する分割噴射かに応じて禁止判定値を設定するようにしても良い。分割噴射は、１回噴射に比べて噴射動作回数が多いため、燃料噴射弁の消費電力が増大する。従って、１回噴射か分割噴射かに応じて禁止判定値を設定すれば、禁止判定値を燃料噴射弁の消費電力に対応した適正値に設定することができる。この場合、例えば、１回噴射よりも燃料噴射弁２１の消費電力が増大する分割噴射の方が、早く全噴射モードを禁止する（早くパーシャル噴射モードに切り替える）ように禁止判定値を設定すれば良い。

また、上記各実施例１，２では、全噴射モードの禁止中にバッテリ電圧や車載電装品の消費電力が復帰判定値を越えたときに（又は復帰判定値を越えた状態が所定期間継続したときに）、全噴射モードを許可するようにしたが、全噴射モードの禁止中にエンジン運転状態が切り替わったとき（例えば、始動完了前から始動完了後に切り替わったとき、アイドル運転状態から非アイドル運転状態に切り替わったとき、空調装置のコンプレッサやオルタネータ等の補機負荷が所定値以下に低下したとき等）に、全噴射モードを許可するようにしても良い。

或は、全噴射モードの禁止中にバッテリ電圧や車載電装品の消費電力が復帰判定値を越えた（又は復帰判定値を越えた状態が所定期間継続した）と判定され且つエンジン運転状態が切り替わったと判定されたときに、全噴射モードを許可するようにしても良い。

次に、図６及び図７を用いて本発明をハイブリッド車に適用した実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

まず、図６に基づいてハイブリッド車の駆動システムの概略構成を説明する。ハイブリッド車には、内燃機関であるエンジン１１と第１のモータジェネレータ（以下「第１のＭＧ」と表記する）４１と第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）４２が搭載され、エンジン１１と第２のＭＧ４２が車輪４３を駆動する動力源となる。エンジン１１のクランク軸２７の動力は、動力分割機構である遊星ギヤ機構４４で二系統に分割される。この遊星ギヤ機構４４は、中心で回転するサンギヤ４５と、このサンギヤ４５の外周を自転しながら公転するプラネタリギヤ４６と、このプラネタリギヤ４６の外周を回転するリングギヤ４７とから構成され、プラネタリギヤ４６には図示しないキャリアを介してエンジン１１のクランク軸２７が連結され、リングギヤ４７には第２のＭＧ４２の回転軸と車輪４３の駆動軸４８が連結され、サンギヤ４５には、主に発電機として使用する第１のＭＧ４１の回転軸が連結されている。

第１のＭＧ４１と第２のＭＧ４２は、それぞれインバータ４９，５０を介して高電圧バッテリ５１と電力を授受するようになっている。この高電圧バッテリ５１には、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２（充電手段）を介して補機バッテリ３８が接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２で高電圧バッテリ５１の放電電圧を降圧して補機バッテリ３８に充電するようになっている。

第１のＭＧ４１と第２のＭＧ４２には、それぞれロータの回転位置を検出する回転位置センサ５３，５４が取り付けられ、これらの回転位置センサ５３，５４の出力信号に基づいて第１のＭＧ４１の回転速度と第２のＭＧ４２の回転速度が検出される。

ハイブリッドＥＣＵ５５は、ハイブリッド車全体を総合的に制御するコンピュータであり、アクセル開度を検出するアクセルセンサ５６、自動変速機のシフトレンジを検出するシフトスイッチ５７、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ５８等の各種のセンサやスイッチの出力信号を読み込んで、車両の運転状態を検出し、要求走行モードを判定する。このハイブリッドＥＣＵ５５は、エンジン１１の運転を制御するエンジンＥＣＵ３０と、第１のＭＧ４１の運転を制御する第１のＭＧ−ＥＣＵ５９と、第２のＭＧ４２の運転を制御する第２のＭＧ−ＥＣＵ６０との間で制御信号を送受信し、各ＥＣＵ３０，５９，６０によって要求走行モードに応じてエンジン１１と第１のＭＧ４１と第２のＭＧ４２の運転を制御する。

本実施例３では、ＥＣＵ３０（又はハイブリッドＥＣＵ５５）が後述する図７の燃料噴射制御ルーチンを実行することで、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２よる補機バッテリ３８の充電が禁止されたときに、エンジン１１の各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードを禁止して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１のうちの一方の燃料噴射弁２１のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う。

図７に示す燃料噴射制御ルーチンは、ＥＣＵ３０（又はハイブリッドＥＣＵ５５）の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう噴射制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ５２の異常、或いは、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２が正常でも、ハイブリッドＥＣＵ５５が高電圧バッテリ５１の異常であると判定した場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２に充電を禁止させる等によりＤＣ−ＤＣコンバータ５２による補機バッテリ３８の充電が禁止されたか否かを判定する。

このステップ３０１で、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２による補機バッテリ３８の充電が禁止されていないと判定されれば、ステップ３０２に進み、各気筒の２本の燃料噴射弁２１の両方を噴射動作させる全噴射モードで燃料噴射を行う。

その後、上記ステップ３０１で、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２による補機バッテリ３８の充電が禁止されたと判定されたときに、燃料噴射弁２１に対する補機バッテリ３８の電力供給能力が低下する可能性があると判断して、ステップ３０３に進み、全噴射モードを禁止して、各気筒の２本の燃料噴射弁２１のうちの一方の燃料噴射弁２１のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う。

以上説明した本実施例３では、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２の異常等によりＤＣ−ＤＣコンバータ５２による補機バッテリ３８の充電が禁止されたときに、燃料噴射弁２１に対する補機バッテリ３８の電力供給能力が低下する可能性があると判断して、全噴射モードを禁止してパーシャル噴射モードで燃料噴射を行うようにしたので、各気筒の燃料噴射弁２１の消費電力を低減することができる。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ５２による補機バッテリ３８の充電が停止して燃料噴射弁２１に対する補機バッテリ３８の電力供給能力が低下する可能性がある場合でも、できるだけ長い期間、パーシャル噴射モードで噴射動作させる燃料噴射弁２１に十分な駆動電力を供給することができて、燃料噴射弁２１の噴射精度の低下を防止することができると共に、バッテリ上がりを防止することができる。

尚、上記実施例３では、エンジン１１と第１のＭＧ４１と第２のＭＧ４２とを遊星ギヤ機構４４を介して連結した方式のハイブリッド車に本発明を適用したが、これに限定されず、他の方式のハイブリッド車に本発明を適用しても良く、要は、高電圧バッテリの放電電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ等の充電手段で降圧して補機バッテリに充電する種々の車両に発明を適用して実施できる。

また、上記各実施例１〜３では、エンジン１１の各気筒の２つの吸気ポート３１又はその近傍にそれぞれ燃料噴射弁２１を設けたシステムに本発明を適用したが、各気筒の吸気通路に２本の燃料噴射弁を上流側と下流側の位置関係で配置したシステムに本発明を適用しても良い。更に、１気筒当り２本の燃料噴射弁を配置したシステムに限定されず、１気筒当り３本以上の燃料噴射弁を配置したシステムに本発明を適用しても良い。

本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 １つの気筒に配置した２本の燃料噴射弁及びその周辺部の概略構成図である。 実施例１の燃料噴射制御の実行例を説明するタイムチャートである。 実施例１の燃料噴射制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 実施例２の燃料噴射制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 実施例３のハイブリッド車の駆動システムの概略構成図である。 実施例３の燃料噴射制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２６…冷却水温センサ、３０…ＥＣＵ（噴射制御手段）、３８…補機バッテリ、３９…電圧センサ、４１…第１のＭＧ、４２…第２のＭＧ、４９，５０…インバータ、５１…高電圧バッテリ、５２…ＤＣ−ＤＣコンバータ（充電手段）、５５…ハイブリッドＥＣＵ

Claims (10)

1. 内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数本の燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記燃料噴射弁に駆動電力を供給するバッテリの電圧が所定の禁止判定値以下になったときに、前記複数本の燃料噴射弁を全て噴射動作させる全噴射モードを禁止して、前記複数本の燃料噴射弁のうちの一部の燃料噴射弁のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う噴射制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記噴射制御手段は、内燃機関の冷却水温、吸気温、外気温のうちの少なくとも１つに応じて前記禁止判定値を設定す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. 前記噴射制御手段は、各気筒の燃料噴射量に応じて前記禁止判定値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記噴射制御手段は、燃料噴射制御状態に応じて前記禁止判定値を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記噴射制御手段は、前記全噴射モードの禁止中に前記バッテリの電圧が前記禁止判定値よりも高い復帰判定値以上になったときに、前記全噴射モードを許可することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 前記噴射制御手段は、前記全噴射モードの禁止中に前記バッテリの電圧が前記禁止判定値よりも高い復帰判定値以上になった状態が所定期間継続したときに、前記全噴射モードを許可することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
7. 内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数本の燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   車載電装品の消費電力が所定の禁止判定値以上になったときに、前記複数本の燃料噴射弁を全て噴射動作させる全噴射モードを禁止して、前記複数本の燃料噴射弁のうちの一部の燃料噴射弁のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う噴射制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
8. 前記噴射制御手段は、前記全噴射モードの禁止中に前記消費電力が前記禁止判定値よりも低い復帰判定値以下になったときに、前記全噴射モードを許可することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
9. 前記噴射制御手段は、前記全噴射モードの禁止中に前記消費電力が前記禁止判定値よりも低い復帰判定値以下になった状態が所定期間継続したときに、前記全噴射モードを許可することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
10. 内燃機関の各気筒毎にそれぞれ複数本の燃料噴射弁を設けた内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    前記燃料噴射弁に駆動電力を供給する補機バッテリと、
    車両の動力源に駆動電力を供給する高電圧バッテリと、
    前記高電圧バッテリの放電電圧を降圧して前記補機バッテリに充電する充電手段と、
    前記充電手段による前記補機バッテリの充電が禁止されたときに、前記複数本の燃料噴射弁を全て噴射動作させる全噴射モードを禁止して、前記複数本の燃料噴射弁のうちの一部の燃料噴射弁のみを噴射動作させるパーシャル噴射モードで燃料噴射を行う噴射制御手段と
    を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。

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