JP2009250060A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒内噴射用インジェクタの噴孔部からの燃料の漏れを防止し、空燃比の補正量に基づいた空燃比フィードバック制御を円滑に行いつつ、燃費への悪影響及びエミッションの悪化を防止できる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】筒内噴射用インジェクタ13及び吸気ポート噴射用インジェクタ14と、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ44と、筒内噴射用インジェクタの停止時にその燃料分配管131内での圧力に対して空燃比センサによる空燃比に基づく補正量を算出し、この補正量から筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量を推定する漏れ量推定部6aと、漏れ量推定部により推定された筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値を超えているときに、それ以降の筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を禁止し、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御に切り換えるＥＣＵ6とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の気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、吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気ポート噴射用インジェクタとを備えた内燃機関に対して制御を行う内燃機関の制御装置に関する。

一般に、筒内噴射用インジェクタおよび吸気ポート噴射用インジェクタを備えた内燃機関では、それぞれの気筒に対し筒内噴射用インジェクタおよび吸気ポート噴射用インジェクタのうちの少なくとも一方から燃料が供給されるようになっている。この場合、内燃機関から排出された排気ガス中の空燃比を検出するとともに、この空燃比が所定の目標空燃比になるように空燃比の補正量を算出し、その空燃比の補正量に基づいて筒内噴射用インジェクタおよび吸気ポート噴射用インジェクタからの燃料噴射量を制御する空燃比フィードバック制御が行われている。

しかし、筒内噴射用インジェクタは、その噴孔部が燃焼室に臨んで配置されているため、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射が行われないとき、つまり筒内噴射用インジェクタの停止時には、噴孔部へのデポジットの堆積によりニードルがシート部に対し固着して筒内噴射用インジェクタが閉固着するおそれがある。このように筒内噴射用インジェクタが閉固着していると、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射時に気筒内に燃料を噴射することができず、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量が低下して空燃比の補正量に基づいた空燃比フィードバック制御を行うことができない。

そこで、従来より、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を行った際に筒内噴射用インジェクタの閉固着による異常が判別されると、その筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を停止して、吸気ポート噴射用インジェクタによる燃料噴射に切り換えることで、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタのみによる空燃比フィードバック制御を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１０３０５０号公報

ところで、筒内噴射用インジェクタの異常には、噴孔部からの燃料漏れもある。この燃料漏れは、燃焼圧などにより噴孔部付近から押し戻されたデポジットや、筒内噴射用インジェクタの停止時に燃料の温度上昇により加熱劣化したデポジットが、ニードルの動作時にニードルとシート部との間に噛み込むことに起因して発生するものであると考えられる。

その場合、上記従来のものでは、筒内噴射用インジェクタが閉固着した際の異常の判別が筒内噴射用インジェクタから燃料噴射しない限り行えないため、吸気ポート噴射用インジェクタのみによる燃料噴射時には筒内噴射用インジェクタからの燃料漏れを判別することができない。そのため、筒内噴射用インジェクタの停止直前にニードル弁とシート部との間にデポジットが噛み込むと、吸気ポート噴射用インジェクタのみによる燃料噴射時にも、筒内噴射用インジェクタから燃料が継続的に漏れることになる。これによって、燃料噴射量が増大し、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御が不能となる上、燃費に多大な悪影響を与えることになる。

しかも、筒内噴射用インジェクタから漏れた燃料は、内燃機関の吸気、圧縮および膨張行程ではほとんど気化して燃焼するものの、内燃機関の排気工程では気化した燃料がそのまま排気されるため、未燃炭化水素が排気管に大量に排出されることになり、これでは、エミッションが著しく悪化することになる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射の停止時に筒内噴射用インジェクタの異常を判別し、筒内噴射用インジェクタの異常による噴孔部からの燃料の継続的な漏れを防止して、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御を円滑に行いつつ、燃費への悪影響を回避するとともに、エミッションの悪化を防止することができる内燃機関の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、本発明では、内燃機関の制御装置として、内燃機関の気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、吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気ポート噴射用インジェクタと、上記内燃機関より排出された排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段とを備える。更に、上記筒内噴射用インジェクタの停止時にその筒内噴射用インジェクタへ燃料を供給する燃料配管内での圧力に対して上記空燃比検出手段による空燃比の検出値に基づく空燃比の補正量を算出し、この補正量から上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量を推定する漏れ量推定手段を備えている。そして、上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値を超えているときに、それ以降の上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を禁止し、上記空燃比の補正量に基づいた上記吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御に切り換える制御手段を備えている。

この特定事項により、筒内噴射用インジェクタの停止時に漏れ量推定手段によって筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が推定され、この筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値を超えているときにそれ以降の筒内噴射用インジェクタからの燃料漏れをなくして、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御に切り換えている。これにより、噴孔部からの燃料漏れといった筒内噴射用インジェクタの異常が判別された以降の筒内噴射用インジェクタからの継続的な燃料の漏れが防止され、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御が可能となる上、燃費を良好に改善することが可能となる。しかも、筒内噴射用インジェクタからの燃料が内燃機関の排気工程で直接排気されることが回避され、未燃炭化水素の排出を抑えてエミッションを良好に確保することが可能となる。

特に、上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の禁止を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値を超えているときに、上記制御手段によって上記筒内噴射用インジェクタに対し燃料を供給する燃料ポンプを停止させている。

この特定事項により、筒内噴射用インジェクタに対し燃料を供給する燃料ポンプを停止させることによって筒内噴射用インジェクタへの燃料供給が行われないので、筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れを確実に防止することが可能となる。

特に、上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満であるときの制御手段による制御を具体的に特定するものとして、以下の構成が掲げられる。つまり、上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値を超えているときに、上記制御手段によって上記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量を低減させている。

この特定事項により、漏れ量推定手段により推定された筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつ所定値を超えているときには、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射量を低減させることによって、漏れ量が少ない筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射を禁止することなく、空燃比の補正量に基づいた筒内噴射用インジェクタおよび吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御を燃料の漏れ量を考慮しつつ実施することが可能となる。

これに加えて、上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値を超えているときに、上記制御手段によって、上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射と、上記吸気ポート噴射用インジェクタによる燃料噴射との噴き分けを実施している場合には、燃料噴射量を低減させた筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射と、この筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射量の低減を補うように燃料噴射量を増大させた吸気ポート噴射用インジェクタによる燃料噴射との噴き分けが実施され、空燃比の補正量に基づいた筒内噴射用インジェクタおよび吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御を燃料の漏れ量を考慮しつつ円滑に実施することが可能となる。

更に、上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値を超えているときに、上記制御手段によって上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の比率を低減させている場合には、燃料噴射量を低減させた筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の比率の低減に伴って、この筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射比率の低減を補うように燃料噴射量を増大させた吸気ポート噴射用インジェクタによる燃料噴射が行われることになり、空燃比の補正量に基づいた筒内噴射用インジェクタおよび吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御を燃料の漏れ量を考慮しつつより円滑に実施することが可能となる。

そして、上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値を超えているときに、上記制御手段によって上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の噴射圧を低減させている場合には、燃料噴射量を低減させた筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の噴射圧の低減に伴って、この筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の噴射圧の低減を補うように燃料噴射量を増大させた吸気ポート噴射用インジェクタによる燃料噴射が行われることになり、空燃比の補正量に基づいた筒内噴射用インジェクタおよび吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御を燃料の漏れ量を考慮しつつより一層円滑に実施することが可能となる。

しかも、上記制御手段によって、上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射量の低減を、上記空燃比の補正量に基づいた上記吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御が可能な範囲で実施している場合には、漏れ量推定手段により推定された筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満であっても、空燃比の補正量に基づいた筒内噴射用インジェクタおよび吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御が不可能であれば、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射量の低減が解除されて停止されることになり、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタのみによる空燃比フィードバック制御を円滑に行うことが可能となる。

更に、上記制御手段によって、上記内燃機関の始動時やアイドル時などの低負荷時に強制的に上記筒内噴射用インジェクタを停止し、上記漏れ量推定手段による上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量の推定を行うようにしている場合には、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を停止していない低負荷時においても同筒内噴射用インジェクタを強制的に停止して、この筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量の推定が行われることになり、筒内噴射用インジェクタからの燃料漏れをより頻繁に判別することが可能となる。

以上、要するに、筒内噴射用インジェクタの停止時に筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量を推定し、この筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値を超えているときにそれ以降の筒内噴射用インジェクタからの燃料漏れをなくして、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタのみによる空燃比フィードバック制御に切り換えることで、筒内噴射用インジェクタの異常が判別された以降の筒内噴射用インジェクタからの継続的な燃料の漏れを防止して、空燃比の補正量に基づいた吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御を行うことができる上、燃費を良好に改善することができ、しかも、未燃炭化水素の排出を抑えてエミッションを良好に確保することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２はエンジン制御システム全体の概略構成を示している。図１において、内燃機関としてのガソリンエンジン１（以下、エンジンと称する）は４つの気筒１ａ，１ａ，…を備えている。これらの気筒１ａ，１ａ，…は、それぞれ対応する吸気枝管１０，１０，…を介してサージタンク２０に接続されている。このサージタンク２０は、図２に示すように、吸気ダクト１１を介してエアフローメータ２１に接続され、エアフローメータ２１はエアクリーナ２２に接続されている。吸気ダクト１１内には、ＤＣモータ等のモータ２３によって駆動されるスロットルバルブ２４が設けられ、このスロットルバルブ２４の開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ２５によって検出されている。

そして、図１に示すように、エンジン１の各気筒１ａの上部には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する筒内噴射用インジェクタ１３，１３，…が取り付けられている。また、各吸気枝管１０には、その各吸気枝管１０内（吸気ポート）に向けて燃料を噴射する吸気ポート噴射用インジェクタ１４，１４，…がそれぞれ取り付けられている。この各筒内噴射用インジェクタ１３および各吸気ポート噴射用インジェクタ１４は、制御手段としてのエンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）６（図２に表れる）の出力信号に基づいてそれぞれ制御されている。

各筒内噴射用インジェクタ１３は各筒内噴射用インジェクタ１３に対して共通の燃料分配管１３１（燃料配管）に接続され、この燃料分配管１３１は燃料分配管１３１に向けて流通可能な逆止弁１３２を介して機関駆動式の高圧燃料ポンプ１３３に接続されている。この高圧燃料ポンプ１３３の吐出側はスピル電磁弁１３４を介して高圧燃料ポンプ１３３の吸入側に連結されている。このスピル電磁弁１３４は、ＥＣＵ６からの制御信号によって制御され、スピル電磁弁１３４の開度が小さくなるに従って高圧燃料ポンプ１３３から燃料分配管１３１内に供給される燃料量が増大される一方、スピル電磁弁１３４が全開すると高圧燃料ポンプ１３３から燃料分配管１３１内への燃料供給が停止される。

一方、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４は、共通の燃料分配管１４１にそれぞれ接続されている。この燃料分配管１４１および高圧燃料ポンプ１３３は共通の燃料圧レギュレータ１３５を介して低圧燃料ポンプ１３６に接続され、低圧燃料ポンプ１３６は燃料フィルタ１３７を介して燃料タンク１３８に接続されている。この燃料圧レギュレータ１３５は低圧燃料ポンプ１３６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１３６から吐出された燃料の一部を燃料タンク１３８に戻すようにし、これによって各吸気ポート噴射用インジェクタ１４に供給される燃料圧および高圧燃料ポンプ１３３に供給され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、高圧燃料ポンプ１３３と燃料圧レギュレータ１３５との間には、ＥＣＵ６からの出力信号に基づいて制御される流通弁１４２が設けられている。この流通弁１４２は通常開弁されているが、流通弁１４２が閉弁されると低圧燃料ポンプ１３６から高圧燃料ポンプ１３３への燃料供給が停止される。

また、図２に示すように、エンジン１のシリンダヘッド１Ａには、各気筒ａ１毎に点火プラグ１５が取り付けられ、各点火プラグ１５の火花放電によって各気筒１ａ内の混合気に着火される。また、エンジン１の吸気バルブ１６と排気バルブ１７には、それぞれ開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構３１，３２が設けられている。

エンジン１のシリンダブロック１Ｂには、エンジン１の冷却水温を検出する冷却水温センサ４２が取り付けられている。また、クランク軸（図示せず）の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ４３が取り付けられている。

一方、エンジン１の各気筒１ａは、共通の排気マニホールド１２を介して排気管１９に連結されている。この排気管１９には、排出ガスを浄化する上流側触媒５１と下流側触媒５２が設けられ、上流側触媒５１の上流側に、排出ガス中の空燃比を検出する空燃比検出手段としての空燃比センサ４４が設けられている。そして、本実施形態では、上流側触媒５１としては理論空燃比付近で排出ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等を浄化する三元触媒が用いられ、下流側触媒５２としてはＮＯｘ吸蔵還元型触媒が用いられている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒５２は、排出ガスの空燃比がリーンのときに排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比が理論空燃比付近又はリッチになったときに吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。

また、排気管１９のうちの上流側触媒５１の下流側と、吸気ダクト１１のうちのスロットルバルブ２４の下流側のサージタンク２０との間には、排出ガスの一部を吸気側に還流させるためのＥＧＲ配管１１１が接続され、このＥＧＲ配管１１１の途中には排出ガス還流量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ弁１１２が設けられている。このＥＧＲ弁１１２は、ＥＣＵ６によって制御されている。

このＥＣＵ６は、図３に示すように、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス６１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）６２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）６４、入力ポート６５および出力ポート６６を具備している。エアフローメータ２１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２１の出力電圧はＡＤ変換器６７を介して入力ポート６５に入力されている。また、各筒内噴射用インジェクタ１３の燃料分配管１３１には燃料分配管１３１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６８を介して入力ポート６５に入力される。

また、空燃比センサ４４は排気ガス中の空燃比（Ａ／Ｆ）に比例した出力電圧を発生し、この空燃比センサ４４の出力電圧はＡＤ変換器７０を介して入力ポート６５に入力されている。冷却水温センサ４２は冷却水温に比例した出力電圧を発生し、この冷却水温センサ４２の出力電圧はＡＤ変換器７１を介して入力ポート６５に入力されている。更に、クランク角センサ４３は入力ポート６５に接続され、このクランク角センサ４３からの出力信号（パルス信号）に基づいてクランク角やエンジン回転速度が算定される。一方、出力ポート６６は、対応する駆動回路４７を介してモータ２３、各筒内噴射用インジェクタ１３、高圧燃料ポンプ１３３、スピル電磁弁１３４、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４、流通弁１４２、点火プラグ１５、ＥＧＲ弁１１２、吸気側および排気側の可変バルブタイミング機構３１，３２に接続されている。この場合、ＥＣＵ６は、ＲＯＭ６２に記憶された各種の制御ルーチンを実行することで、エンジン運転状態に応じて各筒内噴射用インジェクタ１３および各吸気ポート噴射用インジェクタ１４の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ１５の点火時期等を制御すると共に、吸気側及び排気側の可変バルブタイミング機構３１，３２を制御して、吸気バルブ１６と排気バルブ１７の実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させるように制御する。

そして、ＥＣＵ６は、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量を推定する漏れ量推定手段としての漏れ量推定部６ａを備えている。この漏れ量推定部６ａは、各筒内噴射用インジェクタ１３の停止時にその共通の燃料分配管１３１内での燃料圧センサ４０による圧力に対して空燃比センサ４４により検出された検出値に基づく空燃比の補正量を算出し、この補正量から各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量を推定している。そして、ＥＣＵ６は、漏れ量推定部６ａにより推定された各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値（例えば、漏れ量推定部６ａにより算出された空燃比の補正量に基づく空燃比フィードバック制御が可能な範囲での漏れ量）を超えているときに、それ以降の各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射を禁止し、上記空燃比の補正量に基づいた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による空燃比フィードバック制御に切り換えるようにしている。具体的には、ＥＣＵ６は、漏れ量推定部６ａにより推定された各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値を超えているときに、流通弁１４２を全閉にするとともに、高圧燃料ポンプ１３３各筒内噴射用インジェクタ１３に対し燃料を供給する高圧燃料ポンプ１３３を停止させることによって、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料噴射を停止させている。

この場合、漏れ量推定部６ａでは、図４に示すように、漏れ量推定部６ａにより算出された燃料分配管１３１内での圧力に対する空燃比の補正量の変化率（傾き）に基づいた各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量の特性を示すマップを備え、このマップから、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量を推定している。このとき、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４からの燃料噴射は、一定の条件、例えば一定負荷の条件で制御されていることが好ましく、これによって、燃料の漏れに起因する各筒内噴射用インジェクタ１３の燃料分配管１３１内での圧力により燃料の漏れが判明し易く、この燃料の漏れに応じて空燃比の補正量が変化するため、この変化する空燃比の補正量から燃料の漏れ量が明確に判明し易いからである。

また、ＥＣＵ６は、漏れ量推定部６ａにより推定された各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値（例えば、漏れ量推定部６ａにより算出された空燃比の補正量に基づく空燃比フィードバック制御が可能であるもののエミッションの悪化が余儀なくされる範囲での漏れ量）を超えているときに、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射を停止させずに燃料噴射量を低減させるようにしている。具体的には、ＥＣＵ６は、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射と、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による燃料噴射との噴き分けを実施するとともに、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の噴射圧（燃料分配管１３１内での燃料圧センサ４０の圧力）を通常時よりも低減させるように高圧燃料ポンプ１３３の燃料圧を変更している。そして、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射量の低減は、空燃比の補正量に基づいた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による空燃比フィードバック制御が可能な範囲でのみ実施されている。この場合、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の比率も低減させている。

次に、各筒内噴射用インジェクタ１３から燃料の漏れがあったときのＥＣＵ６による制御の流れを図５のフローチャートに沿って説明する。

この図５のフローチャートのステップＳＴ１において、エンジン１の運転状態（要求トルクやエンジン回転速度等）、エンジン１の冷却水温、各筒内噴射用インジェクタ１３および各吸気ポート噴射用インジェクタ１４からの燃料噴射制御などの機関情報の読み込みを行う。

次いで、ステップＳＴ２において、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射と各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による燃料噴射との噴き分け状態、つまり各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射が停止しているか否かを判定する。このステップＳＴ２の判定が、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射が停止しているＹＥＳの場合には、ステップＳＴ３において、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による燃料噴射が一定の条件、例えば一定負荷の条件で制御されるまで待機した後、ステップＳＴ４に進む。

このステップＳＴ４では、燃料分配管１３１内での圧力に対する空燃比の補正量を漏れ量推定部６ａにより算出する。それから、ステップＳＴ５において、空燃比の補正量に基づいて各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量をマップから推定する。一方、上記ステップＳＴ２の判定が、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射が行われているＮＯの場合には、空燃比の補正量に基づいた各筒内噴射用インジェクタ１３および各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による通常の空燃比フィードバック制御を継続して行う。

その後、ステップＳＴ６において、上記ステップＳＴ５で推定した各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値（例えば、漏れ量推定部６ａにより算出された空燃比の補正量に基づく空燃比フィードバック制御が可能な範囲での漏れ量）を超えているか否かを判定する。このステップＳＴ６の判定が、漏れ量が許容値を超えているＹＥＳの場合（図４に示すＡの場合）には、ステップＳＴ７において、流通弁１４２を全閉にするとともに、高圧燃料ポンプ１３３各筒内噴射用インジェクタ１３に対し燃料を供給する高圧燃料ポンプ１３３を停止して、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料漏れをなくし、ステップＳＴ８で、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４のみによる燃料噴射、つまり空燃比の補正量に基づいた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４のみによる空燃比フィードバック制御に切り換える。

一方、上記ステップＳＴ６の判定が、漏れ量が許容値未満であるＮＯの場合（図４に示すＢまたはＣの場合）には、ステップＳＴ９において、上記ステップＳＴ５で推定した各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値よりも小さい所定値（例えば、漏れ量推定部６ａにより算出された空燃比の補正量に基づく空燃比フィードバック制御が可能であるもののエミッションの悪化が余儀なくされる範囲での漏れ量）を超えているか否かを判定する。このステップＳＴ９の判定が、漏れ量が所定値未満であるＮＯの場合（図４に示すＣの場合）には、空燃比の補正量に基づいた各筒内噴射用インジェクタ１３および各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による空燃比フィードバック制御を継続して行う。一方、上記ステップＳＴ９の判定が、漏れ量が所定値を超えているＹＥＳの場合（図４に示すＢの場合）には、ステップＳＴ１０に進む。

そして、ステップＳＴ１０において、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料噴射量を低減させる。具体的には、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射と、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による燃料噴射との噴き分けを実施し、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の比率を低減させる。このとき、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射量の低減は、空燃比の補正量に基づいた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による空燃比フィードバック制御が可能な範囲で実施される。加えて、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の比率が低減されているものの該筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料噴射が継続して行われているため、その噴孔部１３ａ（図２に表れる）から噴射される燃料によって、ニードルとシート部との間に噛み込んだデポジットを除去する動作が行われる。

それから、ステップＳＴ１１において、高圧燃料ポンプ１３３の燃料圧を低減して、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の噴射圧（燃料分配管１３１内での燃料圧センサ４０の圧力）を低減させる。

したがって、上記実施形態では、各筒内噴射用インジェクタ１３の停止時に漏れ量推定部６ａによって各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が推定され、この各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値を超えているときに、流通弁１４２を全閉にするとともに、高圧燃料ポンプ１３３各筒内噴射用インジェクタ１３に対し燃料を供給する高圧燃料ポンプ１３３を停止し、それ以降の各筒内噴射用インジェクタ１３への燃料供給を禁止して、空燃比の補正量に基づいた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４のみによる空燃比フィードバック制御に切り換えている。これにより、噴孔部１３ａからの燃料漏れといった各筒内噴射用インジェクタ１３の異常が判別された以降の各筒内噴射用インジェクタ１３からの継続的な燃料の漏れが確実に防止され、空燃比の補正量に基づいた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による空燃比フィードバック制御を行うことができる上、燃費を良好に改善することができる。しかも、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料がエンジン１の排気工程で直接排気されることが回避され、未燃炭化水素の排出を抑えてエミッションを良好に確保することができる。

また、漏れ量推定部６ａにより推定された各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこれよりも小さい所定値を超えているときに、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の比率が低減されている上、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の噴射圧が低減されている。これにより、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射量および噴射圧を低減させた各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射と、この各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射量の低減を補うように燃料噴射量を増大させた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による燃料噴射との噴き分けが実施され、漏れ量が少ない各筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射を禁止することなく、空燃比の補正量に基づいた各筒内噴射用インジェクタ１３および各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による空燃比フィードバック制御を燃料の漏れ量を考慮しつつ円滑に実施することができる。

しかも、漏れ量推定部６ａにより推定された各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこれよりも小さい所定値を超えているときに、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射量の低減が、空燃比の補正量に基づいた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による空燃比フィードバック制御が可能な範囲で実施されているので、漏れ量推定部６ａにより推定された各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値未満であっても、空燃比の補正量に基づいた空燃比フィードバック制御が不可能であれば、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射量の低減が解除されることになり、空燃比の補正量に基づいた各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による空燃比フィードバック制御を円滑に行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこれよりも小さい所定値を超えているときに、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の比率を低減させるとともに、各筒内噴射用インジェクタ１３による燃料噴射の噴射圧を低減させたが、各筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこれよりも小さい所定値を超えているときに、各筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の比率を低減させるか、各筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の噴射圧を低減させるかのいずれか一方のみを選択して対処するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れを判別するに当たって、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４からの燃料噴射が一定の条件で制御されるまで待機するようにしたが、ＥＣＵによって、エンジンの始動時やアイドル時などの低負荷時などの一定の条件を満たすときに強制的に各筒内噴射用インジェクタを停止させたり、運転条件（これまでの運転履歴、冷却水温、負荷、回転数など）により現在の筒内噴射用インジェクタの噴孔部におけるデポジットの生成状態を推定してその推定デポジット量が所定値（ニードルとシート部との間に挟み込まれるような大きさ）を超えたときなどの一定の条件を満たせばそれ以後の所定時間毎に強制的に各筒内噴射用インジェクタを停止させたりして、漏れ量推定部による各筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量の推定が行われるようにしてもよい。この場合には、各筒内噴射用インジェクタの異常をより頻繁に判別することが可能となる。

また、上記実施形態では、燃料分配管１３１内での圧力に対する空燃比の補正量の変化率に基づいて各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れ量を推定したが、燃料分配管内でのエンジンの熱負荷によって自然に変動した場合の圧力に対する空燃比の補正量の変化率に基づいて各筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が推定されるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料漏れを判別するに当たり、各吸気ポート噴射用インジェクタ１４による燃料噴射が一定負荷の条件で制御されるまで待機したが、各吸気ポート噴射用インジェクタからの燃料噴射量に基づく空燃比の補正量が算出可能な一定の条件であればよく、各吸気ポート噴射用インジェクタによる燃料噴射が一定負荷の条件で制御されるまで待機する必要はない。この場合には、各筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量の推定が頻繁に行われることになり、各筒内噴射用インジェクタの異常をより迅速に判別することが可能となる。

また、上記実施形態では、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料漏れを判別するに当たり、各筒内噴射用インジェクタ１３からの燃料の漏れに起因する各筒内噴射用インジェクタ１３の燃料分配管１３１内での圧力に対する空燃比の補正量を漏れ量推定部６ａにより算出したが、高圧燃料ポンプ１３３、スピル電磁弁１３４または流通弁１４２などの制御によって燃料分配管内の圧力を故意に変動させたり、エンジンの熱負荷により膨張する燃料によって自然に圧力を変動させたりした場合に、それによる燃料分配管内での圧力に対する空燃比の補正量の変化率に基づいて各筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が漏れ量推定部により算出されるようにしてもよい。この場合には、各筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量がより正確に算出することが可能となる。

更に、上記実施形態では、４つの気筒１ａ，１ａ，…を備えたガソリンエンジン１に適用した場合について述べたが、ディーゼルエンジンにも適用できるのはいうまでもない。また、単気筒もしくは４気筒を除く複数気筒のエンジンにも適用可能である。

本発明の実施形態に係る制御装置を適用したエンジンおよび燃料供給系統の概略構成を示す概略構成図である。 エンジン制御システム全体の概略構成を示す概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 空燃比の補正量に対する各筒内噴射用インジェクタの燃料漏れ量の特性を示すマップ図である。 各筒内噴射用インジェクタに燃料の漏れがあったときのＥＣＵによる制御の流れを示すフローチャート図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
１ａ 気筒
１０ 吸気枝管（吸気ポート）
１３ 筒内噴射用インジェクタ
１３ａ 噴孔部
１３３ 高圧燃料ポンプ（燃料ポンプ）
１４ 吸気ポート噴射用インジェクタ
４４ 空燃比センサ（空燃比検出手段）
６ ＥＣＵ（制御手段）
６ａ 漏れ量推定部（漏れ量推定手段）

Claims (8)

1. 内燃機関の気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、
   吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気ポート噴射用インジェクタと、
   上記内燃機関より排出された排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
   上記筒内噴射用インジェクタの停止時にその筒内噴射用インジェクタへ燃料を供給する燃料配管内での圧力に対して上記空燃比検出手段による空燃比の検出値に基づいた空燃比の補正量を算出し、この補正量から上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量を推定する漏れ量推定手段と、
   上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値を超えているときに、それ以降の上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を禁止し、上記空燃比の補正量に基づいた上記吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御に切り換える制御手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   上記制御手段は、
   上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値を超えているときに、上記筒内噴射用インジェクタに対し燃料を供給する燃料ポンプを停止させていることを特徴とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   上記制御手段は、
   上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値を超えているときに、上記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量を低減させるようにしていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
   上記制御手段は、
   上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値を超えているときに、上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射と、上記吸気ポート噴射用インジェクタによる燃料噴射との噴き分けを実施するようにしていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
   上記制御手段は、
   上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値を超えているときに、上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の比率を低減させていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項３〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
   上記制御手段は、
   上記漏れ量推定手段により推定された上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量が許容値未満でありかつこの許容値よりも小さい所定値を超えているときに、上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射の噴射圧を低減させていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 請求項４〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
   上記制御手段は、
   上記筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射量の低減を、上記空燃比の補正量に基づいた上記吸気ポート噴射用インジェクタによる空燃比フィードバック制御が可能な範囲で実施するようにしていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
   上記制御手段は、
   上記内燃機関の始動時やアイドル時などの低負荷時に強制的に上記筒内噴射用インジェクタを停止し、上記漏れ量推定手段による上記筒内噴射用インジェクタからの燃料の漏れ量の推定を行うようにしていることを特徴とする内燃機関の制御装置。

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