JP2013036447A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡素な制御構造で筒内噴射弁の燃料噴射量の制御目標値が最小噴射量によって制限される状況になることを抑える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】この装置は、目標筒内噴射量が最小噴射量を下回らないように制限しつつ筒内噴射弁の駆動制御を実行する。内燃機関の低負荷運転領域に定められた第1実行領域では通路噴射弁のみによる燃料噴射を実行する一方、第1実行領域より高負荷側の運転領域に定められた第2実行領域では筒内噴射弁による燃料噴射を実行する。目標筒内噴射量以外の機関パラメータが第2実行領域において筒内噴射弁による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性があることを示す値であるときに、そうでないときにおける第1実行領域と第2実行領域との境界(実線)と比較して、同境界を高負荷側の値(一点鎖線)に変更する。
【選択図】図2
【解決手段】この装置は、目標筒内噴射量が最小噴射量を下回らないように制限しつつ筒内噴射弁の駆動制御を実行する。内燃機関の低負荷運転領域に定められた第1実行領域では通路噴射弁のみによる燃料噴射を実行する一方、第1実行領域より高負荷側の運転領域に定められた第2実行領域では筒内噴射弁による燃料噴射を実行する。目標筒内噴射量以外の機関パラメータが第2実行領域において筒内噴射弁による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性があることを示す値であるときに、そうでないときにおける第1実行領域と第2実行領域との境界(実線)と比較して、同境界を高負荷側の値(一点鎖線)に変更する。
【選択図】図2
Description
本発明は、吸気通路に燃料を噴射する通路噴射弁と気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁とを有する内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
近年、吸気通路に燃料を噴射するタイプの燃料噴射弁(通路噴射弁)と気筒内に燃料を直接噴射するタイプの燃料噴射弁(筒内噴射弁)とをそれぞれ内燃機関に設けることが提案されている。こうした装置では、内燃機関の運転状態に応じたかたちで通路噴射弁の駆動制御と筒内噴射弁の駆動制御とを合わせて実行することにより、同内燃機関の気筒内への燃料供給が行われる。
通路噴射弁による燃料噴射は、筒内噴射弁による燃料噴射と比較して、開弁駆動に伴い発生する音が小さいために、暗騒音の小さい軽負荷運転領域や低回転運転領域に適している。一方、筒内噴射弁による燃料噴射は、通路噴射弁による燃料噴射と比較して、燃料の気化潜熱によって気筒内の温度および圧力を低下させる効果が大きいために、大きな機関トルクが要求される運転状態に適している。
従来、特許文献1には、軽負荷運転領域や低回転運転領域において通路噴射弁のみを用いて燃料噴射を実行する一方、大きな機関トルクが要求される高回転かつ高負荷運転領域においては筒内噴射弁を用いて燃料噴射を実行する装置が開示されている。
ここで、燃料噴射弁から噴射される燃料の量が所定量(いわゆる最小噴射量)を下回ると、同燃料噴射弁の構造上、燃料噴射量の調節を安定して行うことができなくなるばかりか、場合によっては燃料噴射そのものを行えなくなる。そのため、内燃機関の燃料噴射制御装置では、そうした最小噴射量を燃料噴射量が下回らないように、燃料噴射弁の駆動制御が実行される。
特許文献1に記載の装置では、燃料噴射量が少なくなる低負荷運転時において算出された筒内噴射弁の燃料噴射量の制御目標値(目標筒内噴射量)が同筒内噴射弁の最小噴射量を下回るときに、筒内噴射弁による燃料噴射を行わずに、通路噴射弁のみによる燃料噴射が実行される。
通路噴射弁は、圧力の低い吸気通路の内部において燃料噴射を行うものであるために、供給される燃料の圧力が低く最小噴射量が少ない量になる。これに対して、筒内噴射弁は圧力がごく高い内燃機関の気筒内部において燃料噴射を行うものであるために、供給される燃料の圧力もごく高く最小噴射量が比較的多い量になる。
特許文献1に記載の装置では、目標筒内噴射量が最小噴射量を下回る場合に、筒内噴射弁による燃料噴射が禁止されるとともに、最小噴射量が少量である通路噴射弁のみによって燃料噴射が実行されるため、目標筒内噴射量が最小噴射量を下回ることを回避しつつ、通路噴射弁による燃料噴射を通じて燃料噴射量が適正に調節される。
ところで、上述した特許文献1の装置では、目標筒内噴射量が最小噴射量を下回ることを回避できるものの、目標筒内噴射量と最小噴射量との比較のために、一旦、目標筒内噴射量を算出する必要がある。そして、その算出した目標筒内噴射量が最小噴射量を下回る場合には、最終的な目標筒内噴射量を「0」に設定するとともに通路噴射弁の燃料噴射量の制御目標値(目標通路噴射量)を改めて設定する必要がある。燃料噴射弁の燃料噴射量の制御目標値は種々の機関パラメータを用いて算出されるために、その算出のための処理は煩雑な処理になる。特許文献1の装置は、そうした制御目標値の算出のための処理を繰り返し実行する必要があるために制御構造の複雑化を招き易く、この点において改善の余地がある。
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な制御構造で筒内噴射弁の燃料噴射量の制御目標値が最小噴射量によって制限される状況になることを抑える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。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の装置では、内燃機関に、吸気通路に燃料を噴射する通路噴射弁と気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁とが設けられる。筒内噴射弁の駆動制御は、同筒内噴射弁の燃料噴射量の制御目標値(目標筒内噴射量)が最小噴射量を下回らないように制限されつつ実行される。また、内燃機関の低負荷運転領域に定められた第1実行領域では通路噴射弁のみによる燃料噴射が実行される一方、第1実行領域より高負荷側の運転領域に定められた第2実行領域では筒内噴射弁による燃料噴射が実行される。
請求項1に記載の装置では、内燃機関に、吸気通路に燃料を噴射する通路噴射弁と気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁とが設けられる。筒内噴射弁の駆動制御は、同筒内噴射弁の燃料噴射量の制御目標値(目標筒内噴射量)が最小噴射量を下回らないように制限されつつ実行される。また、内燃機関の低負荷運転領域に定められた第1実行領域では通路噴射弁のみによる燃料噴射が実行される一方、第1実行領域より高負荷側の運転領域に定められた第2実行領域では筒内噴射弁による燃料噴射が実行される。
そして上記装置では、目標筒内噴射量以外の機関パラメータをもとに、第2実行領域において筒内噴射弁による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性があるか否かが判断される。そして、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性があると判断されるときには、そうでないときと比較して、第1実行領域と第2実行領域との境界が高負荷側の値に変更される。
これにより、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域を含むように第1実行領域を拡大することができ、同領域において目標筒内噴射量を算出することなく、通路噴射弁の燃料噴射量の制御目標値(目標通路噴射量)のみを算出して同通路噴射弁のみによる燃料噴射を実行することが可能になる。しかも、上記境界の変更後に高負荷側の運転領域になって第2実行領域になると、このとき目標筒内噴射量が最小噴射量を上回る状況になったとして、目標筒内噴射量の算出を開始して筒内噴射弁による燃料噴射を実行することができる。
このように上記装置によれば、目標筒内噴射量を算出することなく、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性があることを上記機関パラメータに基づき判断して、通路噴射弁のみによる燃料噴射を実行することが可能になる。そのため、簡素な制御構造で目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される状況になることを抑えることができる。
通常、燃料噴射制御装置では、内燃機関の燃料噴射量の制御目標値(要求噴射量)を補正する処理が実行される。そうした補正処理において要求噴射量が減量補正される場合、その減量補正の度合いが大きくなるほど要求噴射量が少ない量になるため、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性が高くなる。
この点、請求項2に記載の装置では、上記補正処理における減量補正の度合いを機関パラメータとし、この減量補正の度合いが所定レベルより大きいときに、上述したように目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性がある状況であると判断される。同装置によれば、上記減量補正の度合いが多くなっていることをもって上記可能性があることを適正に判断することができる。なお上記減量補正の度合いとしては、減量補正量や減量補正割合などを採用することができる。
なお前記減量補正の度合いとしては、請求項3によるように、内燃機関の排気の酸素濃度とその基準濃度との偏差に基づいて補正項を算出するとともに同補正項に基づいて燃料噴射量の制御目標値を補正する空燃比フィードバック制御を実行する装置において、前記補正項による減量補正の度合いを採用することができる。
要求噴射量が減量補正される場合、その減量補正の度合いが大きくなるほど要求噴射量が少ない量になるために、筒内噴射弁による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域も広くなる。
請求項4に記載の装置では、減量補正の度合いが大きいときほど前記境界の変更の度合いが大きくされる。そのため、減量補正の度合いが大きくなるほど目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域が広くなるといった傾向に合わせて上記境界を変更することができ、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される状況になることを的確に抑えることができる。
請求項5に記載の装置では、内燃機関に、燃料タンク内で発生した燃料蒸気を吸気通路に放出して処理する燃料蒸気パージシステムが設けられる。また、内燃機関の排気の酸素濃度とその基準濃度との偏差に基づいて補正項を算出するとともに同補正項に基づいて燃料噴射量の制御目標値を補正する空燃比フィードバック制御が実行される。
こうした装置では、燃料蒸気パージシステムによって燃料蒸気を含むガス(パージガス)が吸気通路に放出されると、同ガスに含まれる燃料の分だけ空燃比フィードバック制御を通じて要求噴射量が減量補正されるようになる。そして、そうしたパージガスの吸気通路への放出の度合いが大きくなるほど要求噴射量が少ない量になるために、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性が高くなる。
この点、請求項5に記載の装置では、燃料蒸気パージシステムによるパージガスの吸気通路への放出の度合いを機関パラメータとし、この放出の度合いが所定レベルより大きいときに、上述したように目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性がある状況であると判断される。同装置によれば、上記放出の度合いが多くなっていることをもって上記可能性があることを適正に判断することができる。
燃料蒸気パージシステムによってパージガスが吸気通路に放出される場合、その放出の度合いが大きくなるほど要求噴射量の減量補正の度合いが大きくなって同要求噴射量が少ない量になるために、筒内噴射弁による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域も広くなる。
請求項6に記載の装置では、燃料蒸気パージシステムによる吸気通路へのパージガスの放出の度合いが大きいときほど前記境界の変更の度合いが大きくされる。そのため、上記放出の度合いが大きくなるほど目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域が広くなるといった傾向に合わせて上記境界を変更することができ、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される状況になることを的確に抑えることができる。
請求項7に記載の装置では、内燃機関の排気の酸素濃度とその基準濃度との偏差に基づいて補正項を算出するとともに同補正項に基づいて燃料噴射量の制御目標値を補正するといった空燃比フィードバック制御が実行される。
筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高くなると、同筒内噴射弁を同一時間だけ開弁した場合の燃料噴射量が多くなるため、空燃比フィードバック制御では要求噴射量が減量補正されるようになる。したがって、燃料の圧力が高くなるほど、空燃比フィードバック制御の補正項による減量補正の度合いが大きくなって、要求噴射量が少ない量になるため、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性が高くなる。
この点、請求項7に記載の装置では、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が前記機関パラメータとして用いられて、同燃料の圧力が判定圧より高いときに、前述したように目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性がある状況であると判断される。こうした装置によれば、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高いことをもって、要求噴射量が少ない量になっていること、ひいては目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性があることを適正に判断することができる。
空燃比フィードバック制御が実行される装置では、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高くなるほど、要求噴射量が少ない量になるために、筒内噴射弁による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域も広くなる。
請求項8に記載の装置では、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高いときほど、前記境界の変更の度合いが大きくされる。そのため、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高くなるほど目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域が広くなるといった傾向に合わせて上記境界を変更することができ、目標筒内噴射量が最小噴射量によって制限される状況になることを的確に抑えることができる。
(第1実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第1実施形態について説明する。
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第1実施形態について説明する。
図1に示すように、内燃機関10の吸気通路11にはスロットル機構12が設けられている。このスロットル機構12は、スロットルバルブ13とスロットルモータ14とを備えている。そして、このスロットルモータ14の駆動制御を通じてスロットルバルブ13の開度(スロットル開度TA)が調節され、これにより吸気通路11を通じて燃焼室15内に吸入される空気の量(吸入空気量GA)が調節される。
また、上記吸気通路11には燃料噴射弁(通路噴射弁16)が設けられている。この通路噴射弁16は、その開弁駆動に伴って吸気通路11(詳しくは、吸気ポート11a)の内部に燃料を噴射する。内燃機関10には、上記通路噴射弁16以外にも、燃料噴射弁(筒内噴射弁17)が設けられている。この筒内噴射弁17は、その開弁駆動に伴って内燃機関10の気筒(詳しくは、燃焼室15)の内部において燃料を噴射する。
内燃機関10の燃焼室15では、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気が点火されて燃焼する。この燃焼によってピストン18が往復移動し、クランクシャフト19が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室15から排気通路20に送り出される。
内燃機関10には、通路噴射弁16および筒内噴射弁17に燃料を供給するための燃料供給系が設けられている。この燃料供給系は、燃料を備蓄する燃料タンク21と、同燃料タンク21内の燃料を低圧燃料通路22に圧送するフィードポンプ23と、低圧燃料通路22内の燃料を高圧燃料通路24に圧送する高圧ポンプ25とを備えている。
内燃機関10は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置40を備えている。電子制御装置40には、内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサの検出信号が取り込まれている。
各種センサとしては、例えばクランク角およびクランクシャフト19の回転速度(機関回転速度NE)を検出するためのクランクセンサや、アクセル操作部材(図示略)の操作量(アクセル操作量ACC)を検出するためのアクセルセンサ、スロットルバルブ13の開度(スロットル開度TA)を検出するためのスロットルセンサが設けられている。また、吸入空気量GAを検出するためのエアフローメータや、機関冷却水の温度(冷却水温度THW)を検出するための温度センサが設けられている。その他、高圧燃料通路24内の燃料の圧力(実燃料圧力P)を検出するための圧力センサや、排気の酸素濃度を通じて混合気の空燃比を検出するための酸素濃度センサなども設けられている。
電子制御装置40は、各種センサの検出信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットル制御や、燃料噴射制御などといった機関制御を実行する。
本実施形態のスロットル制御は、次のように実行される。すなわち、アクセル操作量ACCおよび機関回転速度NEに基づいてスロットル開度TAについての制御目標値(目標スロットル開度Tta)が設定され、この目標スロットル開度Ttaと実際のスロットル開度TAとが一致するようにスロットル機構12の作動制御が実行される。本実施形態では、こうしたスロットル制御を通じて実際に内燃機関10の燃焼室15内に吸入される空気の量が調節される。
本実施形態のスロットル制御は、次のように実行される。すなわち、アクセル操作量ACCおよび機関回転速度NEに基づいてスロットル開度TAについての制御目標値(目標スロットル開度Tta)が設定され、この目標スロットル開度Ttaと実際のスロットル開度TAとが一致するようにスロットル機構12の作動制御が実行される。本実施形態では、こうしたスロットル制御を通じて実際に内燃機関10の燃焼室15内に吸入される空気の量が調節される。
また、本実施形態の燃料噴射制御は、基本的には、次のように実行される。
すなわち先ず、吸入空気量GAに対して燃焼室15内での燃焼に供される混合気の空燃比が所望の比率(例えば、理論空燃比)となる燃料噴射量が制御目標値(要求噴射量Tq)として算出される。また、機関回転速度NEおよび吸入空気量GAに基づいて通路噴射弁16からの燃料噴射比率(ポート噴射率Rp)が算出される。
すなわち先ず、吸入空気量GAに対して燃焼室15内での燃焼に供される混合気の空燃比が所望の比率(例えば、理論空燃比)となる燃料噴射量が制御目標値(要求噴射量Tq)として算出される。また、機関回転速度NEおよび吸入空気量GAに基づいて通路噴射弁16からの燃料噴射比率(ポート噴射率Rp)が算出される。
そして、要求噴射量Tqにポート噴射率Rpを乗算した量(Tq×Rp)が通路噴射弁16からの燃料噴射量についての制御目標値(目標ポート噴射量Tqp)として算出されるとともに、同目標ポート噴射量Tqpと同量の燃料が噴射されるように通路噴射弁16が開弁駆動される。具体的には、目標ポート噴射量Tqpおよび機関回転速度NEに基づいて燃料噴射時期の制御目標値(目標ポート噴射時期Tstp)や燃料噴射時間の制御目標値(目標ポート噴射時間Ttmp)が算出される。そして、それら目標ポート噴射時期Tstpおよび目標噴射時間Ttmpに基づいて通路噴射弁16の開弁駆動が実行される。なお本実施形態では、目標ポート噴射量Tqpについての最小噴射量が設定されており、目標ポート噴射量Tqpが最小噴射量を下回らないように制限しつつ、通路噴射弁16の駆動制御が実行される。
また、筒内噴射弁17からの燃料噴射比率(=1.0−Rp)を要求噴射量Tqに乗算した量(Tq×[1.0−Rp])が筒内噴射弁17からの燃料噴射量についての制御目標値(目標筒内噴射量Tqc)として算出されるとともに、同目標筒内噴射量Tqcと同量の燃料が噴射されるように筒内噴射弁17が開弁駆動される。具体的には、目標筒内噴射量Tqcおよび機関回転速度NEに基づいて燃料噴射時期の制御目標値(目標筒内噴射時期Tstc)や燃料噴射時間の制御目標値(目標筒内噴射時間Ttmc)が算出される。そして、それら目標筒内噴射時期Tstcおよび目標噴射時間Ttmcに基づいて筒内噴射弁17の開弁駆動が実行される。なお本実施形態では、目標筒内噴射量Tqcについての最小噴射量が設定されており、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量を下回らないように制限しつつ、筒内噴射弁17の駆動制御が実行される。
こうした燃料噴射制御を通じて、そのときどきの内燃機関10の運転状態に見合う量の燃料が通路噴射弁16および筒内噴射弁17から噴射されて内燃機関10の気筒内に供給されるようになる。
図2に示すように、ポート噴射率Rpは具体的には次のように設定される。
内燃機関10の低負荷運転領域(第1実行領域)では、ポート噴射率Rpが「1.0」に設定されて、通路噴射弁16のみによる燃料噴射が実行される。このとき、比較的作動音の小さい通路噴射弁16による燃料噴射のみが実行されて、騒音によるドライバビリティの低下が抑えられる。
内燃機関10の低負荷運転領域(第1実行領域)では、ポート噴射率Rpが「1.0」に設定されて、通路噴射弁16のみによる燃料噴射が実行される。このとき、比較的作動音の小さい通路噴射弁16による燃料噴射のみが実行されて、騒音によるドライバビリティの低下が抑えられる。
第1実行領域より高負荷側の運転領域(第2実行領域)では筒内噴射弁17による燃料噴射が実行される。詳しくは、第2実行領域において機関回転速度NEが比較的低い低回転領域や機関負荷KL(本実施形態では、吸入空気量GA/機関回転速度NE)が比較的小さい低負荷領域では、ポート噴射率Rpとして「0」より大きく「1.0」より小さい値が算出されて、通路噴射弁16からの燃料噴射および筒内噴射弁17からの燃料噴射の双方が実行される。この運転領域では、内燃機関10の運転状態に応じて燃焼に最適な混合気を形成するべく、燃料噴射比率が設定される。一方、第2実行領域において、機関回転速度NEが高い高回転領域や機関負荷KLが高い高負荷領域では、ポート噴射率Rpが「0」に設定されて、筒内噴射弁17からの燃料噴射のみが実行される。これにより、燃料の霧化による吸気冷却作用を利用して吸気の充填効率の向上が図られる。なお第2実行領域では、基本的に、機関負荷KLが大きい領域ほど筒内噴射弁17からの燃料噴射量が多くなるようにポート噴射率Rpが設定される。
本実施形態の燃料噴射制御では、以下に記載する空燃比フィードバック制御が実行される。この空燃比フィードバック制御は以下のように実行される。
先ず、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立しているか否かが判断される。ここでは、以下に記載する各条件([条件イ]〜[条件ニ])が全て成立していることをもって実行条件が成立していると判断される。
[条件イ]酸素濃度センサが正常に機能していること。
[条件ロ]酸素濃度センサの素子温度が所定の活性化温度以上であること。
[条件ハ]水温THWが、内燃機関10の始動時における水温THWに基づき設定される暖機判定温度以上であること。
[条件ニ]内燃機関10への燃料供給を停止する燃料カット制御の実行中でないこと。
先ず、空燃比フィードバック制御の実行条件が成立しているか否かが判断される。ここでは、以下に記載する各条件([条件イ]〜[条件ニ])が全て成立していることをもって実行条件が成立していると判断される。
[条件イ]酸素濃度センサが正常に機能していること。
[条件ロ]酸素濃度センサの素子温度が所定の活性化温度以上であること。
[条件ハ]水温THWが、内燃機関10の始動時における水温THWに基づき設定される暖機判定温度以上であること。
[条件ニ]内燃機関10への燃料供給を停止する燃料カット制御の実行中でないこと。
そして、上記実行条件が成立している場合には、酸素濃度センサにより検出される空燃比と理論空燃比との差に基づいてフィードバック補正係数FAFが算出される。このフィードバック補正係数FAFは基本的には次のように算出される。すなわち、酸素濃度センサにより検出される空燃比がリッチである場合には所定量ずつ減量される一方、リーンである場合には所定量ずつ増量される。また、酸素濃度センサにより検出される空燃比がリッチからリーンへ、あるいはリーンからリッチへ切り替わったときには、フィードバック補正係数FAFが階段状に増減(スキップ)される。
その後、学習処理の実行条件が成立しているか否かが判断される。この実行条件としては例えば、機関回転速度NEの変化が小さいことや、フィードバック補正係数FAFから「1.0」を減じた値の絶対値が所定値より大きい状態が所定の期間継続していること等が挙げられる。
そして、学習処理の実行条件が成立している場合には学習処理が実行される。この学習処理では、具体的には、直近の予め設定された所定期間Taにおけるフィードバック補正係数FAFの平均値FAFAVEを算出するとともに同平均値FAFAVEから「1.0」を減算した値を空燃比学習値KGに加算するといったように、空燃比学習値KGが更新される。空燃比学習値KGとしては、フィードバック補正係数FAFとその基本値(=「1.0」)との定常的な乖離量を補償することの可能な値が学習される。
なお、空燃比フィードバック制御の実行条件が未成立である場合には、フィードバック補正係数FAFとして「1.0」が設定される。すなわち、この場合には空燃比フィードバック制御が実行されない。また、学習処理の実行条件が未成立である場合には学習処理が実行されない。
その後、関係式[Tq←Tq×(FAF+KG)]のように、フィードバック補正係数FAFおよび空燃比学習値KGに基づき要求噴射量Tqが補正されて新たな要求噴射量Tqが算出される。
このように上記燃料噴射制御では、酸素濃度センサにより検出される排気の酸素濃度(実空燃比に相当する値)とその基準濃度(理論空燃比に相当する値)との差に基づいてフィードバック補正係数FAFを算出するとともに同フィードバック補正係数FAFに基づいて燃料噴射量を設定する空燃比フィードバック制御が実行される。
本実施形態では、簡素な制御構造で目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを抑えるべく、燃料噴射制御が以下のように実行される。
すなわち先ず、第2実行領域において筒内噴射弁17による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性があるか否かが判断される。本実施形態では上記可能性の有無が、空燃比フィードバック制御にかかる処理における減量補正の度合い(詳しくは、実際の補正割合RK[=空燃比学習値KG+フィードバック補正係数FAF」)と予め定められた判定値J1との比較を通じて判断される。具体的には、上記補正割合RKが判定値J1より小さいときに上記可能性があると判断される。
すなわち先ず、第2実行領域において筒内噴射弁17による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性があるか否かが判断される。本実施形態では上記可能性の有無が、空燃比フィードバック制御にかかる処理における減量補正の度合い(詳しくは、実際の補正割合RK[=空燃比学習値KG+フィードバック補正係数FAF」)と予め定められた判定値J1との比較を通じて判断される。具体的には、上記補正割合RKが判定値J1より小さいときに上記可能性があると判断される。
空燃比フィードバック制御処理において要求噴射量Tqが減量補正される場合、その減量補正の度合いが大きくなるほど要求噴射量Tqが少ない量になるために、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性が高くなる。この点をふまえて本実施形態では、空燃比フィードバック制御処理における補正割合RKが判定値J1より小さいときに、同処理における減量補正の度合いが所定レベルより大きくなっていると判断され、この判断をもとに目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性がある状況であると適正に判断される。なお、空燃比フィードバック制御処理における減量補正の度合いが大きくなる原因としては、機関システムの個体差や経時変化の他に、高圧ポンプ25の異常によって筒内噴射弁17内部や高圧燃料通路24内部の燃料圧力が不要に高くなることが挙げられる。その他、筒内噴射弁17からの燃料噴射が停止された状態が継続されて、燃焼ガスからの受熱による温度上昇によって筒内噴射弁17内部や高圧燃料通路24内部の燃料圧力が不要に高くなることなどを挙げこともできる。
そして図2に一点鎖線で示すように、上記可能性があると判断される場合には、その可能性がないと判断される場合と比較して、第1実行領域と第2実行領域との境界が高負荷側の値に変更される。
これにより、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域を含むように第1実行領域を拡大することができ、同領域において目標筒内噴射量Tqcを算出することなく、目標ポート噴射量Tqpのみを算出して通路噴射弁16のみによる燃料噴射を実行することが可能になる。しかも、第1実行領域と第2実行領域との境界の変更後において高負荷側の運転領域になって第2実行領域になると、このとき目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量を上回る状況になったとして、目標筒内噴射量Tqcの算出を開始して筒内噴射弁17による燃料噴射を実行することができる。
このように上記装置によれば、目標筒内噴射量Tqcを算出することなく、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性があることを上記補正割合RKに基づき判断して、通路噴射弁16のみによる燃料噴射を実行することが可能になる。そのため、簡素な制御構造で目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを抑えることができる。
以下、そうした第1実行領域と第2実行領域との境界を変更する処理(境界変更処理)について説明する。
図3に上記境界変更処理の具体的な実行手順を示す。同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置40により実行される。
図3に上記境界変更処理の具体的な実行手順を示す。同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置40により実行される。
図3に示すように、この処理では先ず、上記補正割合RKが判定値J1より小さいか否かが判断される(ステップS11)。本実施形態では、判定値J1として、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに上記可能性の有無を適正に判断することの可能な一定の値が予め求められて電子制御装置40に記憶されている。判定値J1としては具体的には負の値が設定されている。
そして、補正割合RKが判定値J1以上であるときには(ステップS11:NO)、このとき目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性はごく低いと判断されて、上記境界に相当する切り換え負荷KLDIとして一定の値が設定される(ステップS12)。本実施形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、第1実行領域と第2実行領域との境界に相当する値KLDIbであり且つ補正割合RKが判定値J1以上であれば第2実行領域において目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限されることのない値KLDIbが予め求められて電子制御装置40に記憶されている。ステップS12の処理では、切り換え負荷KLDIとして上記値KLDIbが設定される。
一方、補正割合RKが判定値J1未満であるときには(ステップS11:YES)、このとき目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性があると判断されて、実燃料圧力Pに基づいて切り換え負荷KLDIが設定される(ステップS13)。切り換え負荷KLDIとして詳しくは、筒内噴射弁17に供給される燃料の圧力(具体的には、実燃料圧力P)が高いときほど高負荷側の値であって、上記値KLDIbより高負荷側の値が設定される。
この処理では、切り換え負荷KLDIとして上記値KLDIbより高負荷側の値が設定されるために、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域を含むように第1実行領域を拡大することができる。
本実施形態では、実燃料圧力Pが高くなるほど、同一の態様で筒内噴射弁17が開弁駆動された場合における実燃料噴射量が多くなって空燃比フィードバック制御処理における減量補正の度合いが大きくなるために、要求噴射量Tqが少ない量になる。そのため、筒内噴射弁17による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域も広くなる。
ステップS13の処理では、切り換え負荷KLDIとして、実燃料圧力Pが高いときほど高負荷側の値が設定される。これにより、実燃料圧力Pが高いときほど、第1実行領域と第2実行領域との境界の高負荷側への変更の度合いが大きくなる。そのため、実燃料圧力Pが高くなるほど目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域が広くなるといった傾向に合わせて上記境界を変更することができ、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを的確に抑えることができる。
なお本実施形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、実燃料圧力Pと切り換え負荷KLDIとの関係であり、且つ補正割合RKが判定値J1未満であるときであっても目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを的確に抑えることの可能な関係が予め求められている。そして、その関係が演算用のマップとして電子制御装置40に記憶されている。ステップS13の処理では、実燃料圧力Pに基づいて上記マップから切り換え負荷KLDIが設定される。
このようにして切り換え負荷KLDIが設定された後、同切り換え負荷KLDIと機関負荷KLとの比較を通じて、第1実行領域における通路噴射弁16のみによる燃料噴射および第2実行領域における筒内噴射弁17による燃料噴射のいずれかが選択的に実行される。
すなわち先ず、内燃機関10のアイドル運転領域を含む低負荷運転領域においては(ステップS14:NO、ステップS15:YES)、第1実行領域であるとして、通路噴射弁16のみによる燃料噴射が実行される(ステップS16)。
その後において本処理が繰り返し実行され、機関負荷KLが大きくなって切り換え負荷KLDI以上になると(ステップS14:YES)、内燃機関10の運転領域が第1実行領域から第2実行領域に移行したとして、筒内噴射弁17による燃料噴射が開始される(ステップS17)。
その後、筒内噴射弁17による燃料噴射が実行された状態で機関負荷KLが小さくなって切り換え負荷KLDI未満になると(ステップS14:NO)、機関負荷KLが、上記切り換え負荷KLDIより所定値ΔK(ただし、ΔK>0)だけ小さい値(=[KLDI−ΔK])未満であるか否かが判断される(ステップS15)。
そして、機関負荷KLが上記値以上(KL≧[KLDI−ΔK])である期間においては(ステップS15:NO、ステップS18:YES)、第2実行領域であると判断されて筒内噴射弁17による燃料噴射を実行する燃料噴射制御の実行態様が継続される(ステップS17)。
その後、機関負荷KLがさらに小さくなって上記値未満(KL<[KLDI−ΔK])になると(ステップS15:YES)、第1実行領域であると判断されて通路噴射弁16のみによる燃料噴射の実行が開始される(ステップS16)。
このように本処理では、機関負荷KLが切り換え負荷KLDI以上になって筒内噴射弁17による燃料噴射が一旦開始された場合に、その後において機関負荷KLが切り換え負荷KLDIを下回った場合であっても直ちに筒内噴射弁17による燃料噴射が停止されない。そして、機関負荷KLがさらに所定値ΔKだけ低下したことを条件に、筒内噴射弁17による燃料噴射が停止されて、通路噴射弁16のみによる燃料噴射の実行が開始される。すなわち、第1実行領域から第2実行領域への移行時における境界が第2実行領域から第1実行領域への移行時における境界より上記所定値ΔKだけ高負荷側の値に設定されている。そのため、第1実行領域と第2実行領域との境界を跨ぐように機関負荷KLが短い期間において繰り返し変化して通路噴射弁16のみによる燃料噴射が実行される実行態様と筒内噴射弁17による燃料噴射が実行される実行態様とが頻繁に切り替わる状況になることが抑えられて、燃料噴射制御が安定して実行されるようになる。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)空燃比フィードバック制御処理における補正割合RKが判定値J1より小さいときに、そうでないときと比較して、第1実行領域と第2実行領域との境界を高負荷側の値に変更するようにした。そのため、簡素な制御構造で目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを抑えることができる。
(1)空燃比フィードバック制御処理における補正割合RKが判定値J1より小さいときに、そうでないときと比較して、第1実行領域と第2実行領域との境界を高負荷側の値に変更するようにした。そのため、簡素な制御構造で目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを抑えることができる。
(2)空燃比フィードバック制御処理における補正割合RKが判定値J1より小さいことをもって、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性がある状況であることを適正に判断することができる。
(3)前記可能性があると判断される場合における切り換え負荷KLDIとして、実燃料圧力Pが高いときほど高負荷側の値を設定するようにした。そのため、実燃料圧力Pが高くなるほど目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域が広くなるといった傾向に合わせて前記境界を変更することができ、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを的確に抑えることができる。
(第2実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお以下では、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、同構成についての詳細な説明は省略する。
以下、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。なお以下では、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、同構成についての詳細な説明は省略する。
本実施形態の内燃機関には、燃料タンクで発生した燃料蒸気(ベーパ)をキャニスタに一旦捕集した後、適宜のタイミングで吸気中に放出して浄化する燃料蒸気パージシステムが設けられている。
以下、燃料蒸気パージシステムについて具体的に説明する。
図4に示すように、本実施形態にかかる内燃機関10には燃料蒸気パージシステム50が取り付けられている。この燃料蒸気パージシステム50は、大きくは、ベーパを捕集するキャニスタ51や、捕集されたベーパを内燃機関10の吸気通路11に放出して浄化(パージ)するためのパージ通路52、このパージを行う際にキャニスタ51内に大気を導入する大気通路53等を備えて構成される。
図4に示すように、本実施形態にかかる内燃機関10には燃料蒸気パージシステム50が取り付けられている。この燃料蒸気パージシステム50は、大きくは、ベーパを捕集するキャニスタ51や、捕集されたベーパを内燃機関10の吸気通路11に放出して浄化(パージ)するためのパージ通路52、このパージを行う際にキャニスタ51内に大気を導入する大気通路53等を備えて構成される。
キャニスタ51の内部には、ベーパを吸着する吸着材(活性炭)が充填されており、同キャニスタ51には、吸気通路11に通じるパージ通路52が接続されている。このパージ通路52には同パージ通路52の通路断面積を調節するパージ制御弁54が設けられている。このパージ制御弁54の開度は内燃機関10の運転状態に基づき設定される。そうしたパージ制御弁54の開度設定を通じて、キャニスタ51内から吸気通路11に放出されるベーパの量が内燃機関10の運転状態に応じたかたちで調節される。
また、キャニスタ51はベーパ通路55を介して燃料タンク21に接続されている。このベーパ通路55を通じて燃料タンク21内のベーパがキャニスタ51内に導入される。
さらに、キャニスタ51には大気通路53が設けられている。そのため、上記パージ処理の実行に際して、キャニスタ51内が大気圧よりも低い圧力になると、上記大気通路53を通じてキャニスタ51内に大気が導入される。一方、同キャニスタ51内が大気圧よりも高い圧力になると大気通路53を通じてキャニスタ51内の空気が大気中に排出される。
さらに、キャニスタ51には大気通路53が設けられている。そのため、上記パージ処理の実行に際して、キャニスタ51内が大気圧よりも低い圧力になると、上記大気通路53を通じてキャニスタ51内に大気が導入される。一方、同キャニスタ51内が大気圧よりも高い圧力になると大気通路53を通じてキャニスタ51内の空気が大気中に排出される。
このように構成された燃料蒸気パージシステム50では、燃料タンク21内においてベーパが発生すると、燃料タンク21内のベーパがベーパ通路55を通じてキャニスタ51内に導入されて同キャニスタ51内の吸着材に一旦吸着される。
一方、内燃機関10の運転時にパージ制御弁54が開かれると、パージ通路52内に吸気通路11の圧力(吸気負圧)が導入され、この吸気負圧の導入に伴い大気通路53を通じてキャニスタ51内に大気が導入される。そして、上記キャニスタ51内のベーパは、その大気によって吸着材から離脱されるとともにパージ通路52を通じて吸気通路11にパージ処理される。
燃料蒸気パージシステム50では、パージ制御弁54の開度制御を通じて内燃機関10の吸気通路11に放出されるベーパを含むガス(パージガス)の量が調節される。以下、パージ制御弁54の開度制御にかかる処理(パージ制御処理)について詳しく説明する。
本実施形態では、パージ条件が成立していることを条件に、キャニスタ51から吸気通路11へのベーパの放出が実行される。パージ条件が成立していることは、燃料カット制御が実行されていないことや、空燃比のフィードバック制御の実行中であることなどによって判断される。
そして、パージ条件が成立していないときには、パージ制御弁54の目標開度DPGが「0」に設定されて、同パージ制御弁54が全閉状態にされる。
一方、パージ条件が成立しているときには、内燃機関10の運転状態に基づいてパージ制御弁54の目標開度DPGを算出処理が実行される。
一方、パージ条件が成立しているときには、内燃機関10の運転状態に基づいてパージ制御弁54の目標開度DPGを算出処理が実行される。
具体的には先ず、吸入空気量GAと機関回転速度NEとに基づいて最大パージ率PGRMXが算出される。なお、パージ率はキャニスタ51から吸気通路11に放出されるガス(パージガス)の量と吸入空気量GAとの比率(=パージガス量/GA)を表す値であり、最大パージ率PGRMXはパージ制御弁54の開度を最大にしたときのパージ率に相当する値である。
また、前述した空燃比フィードバック制御処理によって算出されているフィードバック補正係数FAFなどに基づいて、パージ率についての制御目標値(目標パージ率PGR)が算出される。この目標パージ率PGRとしては、例えばフィードバック補正係数FAFが「1.0」に近い値であるときほど大きい値が算出されるようになっている。これは、フィードバック補正係数FAFが「1.0」に近いということは、空燃比フィードバックが安定している状態であり、このときパージガスを吸気通路11に多く流しても燃焼の悪化を招き難いことから、キャニスタ51の吸着材に吸着したベーパを多く処理できるためである。
その後、パージ制御弁54の目標開度DPGが最大パージ率PGRMXおよび目標パージ率PGRに基づいて関係式「DPG=(PGR/PGRMX)×100[%]」から算出される。そして、パージ制御弁54の実開度が目標開度DPGと一致するように同パージ制御弁54の作動制御が実行される。これにより、内燃機関10の運転状態に応じたかたちで適切にベーパのパージが実行される。
また、前述したように第2実行領域において筒内噴射弁17による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性の有無が、第1実施形態では空燃比フィードバック制御処理における補正割合RKと判定値J1との比較を通じて判断される。これに対して本実施形態では、上記可能性の有無を、燃料蒸気パージシステム50によるパージガスの上記吸気通路11への放出の度合い(詳しくは、目標パージ率PGR)と予め定められた判定値J2との比較を通じて判断するようにしている。具体的には、上記目標パージ率PGRが予め定められた判定値J2より大きいときに上記可能性があると判断される。
燃料蒸気パージシステム50によってパージガスが内燃機関10の吸気通路11に放出されると、同ガスに含まれる燃料の分だけ空燃比フィードバック制御を通じて要求噴射量Tqが減量補正されるようになる。そして、そうしたパージガスの上記吸気通路11への放出の度合いが大きくなるほど要求噴射量Tqが少ない量になるために、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性が高くなる。
この点をふまえて本実施形態では、目標パージ率PGRが判定値J2より大きいときに、燃料蒸気パージシステム50によるパージガスの上記吸気通路11への放出の度合いが所定レベルより大きくなっていると判断され、この判断をもとに目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性がある状況であると適正に判断される。
そして図2に一点鎖線で示すように、上記可能性があると判断される場合には、その可能性がないと判断される場合と比較して、第1実行領域と第2実行領域との境界が高負荷側の値に変更される。
このように本実施形態によれば、目標筒内噴射量Tqcを算出することなく、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性があることを上記目標パージ率PGRに基づき判断して、通路噴射弁16のみによる燃料噴射を実行することが可能になる。そのため、簡素な制御構造で目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを抑えることができる。
以下、本実施形態にかかる境界変更処理について説明する。
図5に上記境界変更処理の具体的な実行手順を示す。同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置40により実行される。
図5に上記境界変更処理の具体的な実行手順を示す。同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置40により実行される。
図5に示すように、この処理では先ず、上記目標パージ率PGRが判定値J2より大きいか否かが判断される(ステップS21)。本実施形態では、判定値J2として、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに上記可能性の有無を適正に判断することの可能な一定の値が予め求められて電子制御装置40に記憶されている。
そして、目標パージ率が判定値J2以下であるときには(ステップS21:NO)、このとき目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性はごく低いと判断されて、上記境界に相当する切り換え負荷KLDIとして一定の値(前記値KLDIb)が設定される(ステップS12)。
一方、目標パージ率PGRが判定値J2より大きいときには(ステップS21:YES)、このとき目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性があると判断されて、実燃料圧力Pに基づいて切り換え負荷KLDIが設定される(ステップS13)。
このようにして切り換え負荷KLDIが設定された後、同切り換え負荷KLDIと機関負荷KLとの比較を通じて、第1実行領域における通路噴射弁16のみによる燃料噴射および第2実行領域における筒内噴射弁17による燃料噴射のいずれかが選択的に実行される(ステップS14〜ステップS18の処理)。
以上説明したように、本実施形態によれば、先の(3)に記載した効果に加えて、以下の(4)および(5)に記載する効果が得られるようになる。
(4)パージ制御処理において算出される目標パージ率PGRが判定値J2より大きい場合に、そうでないときと比較して、第1実行領域と第2実行領域との境界を高負荷側の値に変更するようにした。そのため、簡素な制御構造で目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを抑えることができる。
(4)パージ制御処理において算出される目標パージ率PGRが判定値J2より大きい場合に、そうでないときと比較して、第1実行領域と第2実行領域との境界を高負荷側の値に変更するようにした。そのため、簡素な制御構造で目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを抑えることができる。
(5)目標パージ率PGRが判定値J2より大きいことをもって、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性がある状況であることを適正に判断することができる。
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第1実施形態において、判定値J1として負の値を設定することに限らず、「0」を設定してもよい。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第1実施形態において、判定値J1として負の値を設定することに限らず、「0」を設定してもよい。
・第1実施形態の境界変更処理(図3)におけるステップS13の処理において、切り換え負荷KLDIとして、補正割合RKが小さい値であるときほど高負荷側の値を設定するようにしてもよい。要求噴射量Tqが減量補正される場合、その減量補正の度合いが大きくなるほど要求噴射量Tqが少ない量になるため、筒内噴射弁17による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域も広くなる。上記装置によれば、補正割合RKが小さい値であるときほど、言い換えれば要求噴射量Tqの減量補正の度合いが大きいときほど第1実行領域と第2実行領域との境界の高負荷側への変更の度合いを大きくすることができる。そのため、上記減量補正の度合いが大きくなるほど目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域が広くなるといった傾向に合わせて上記境界を変更することができ、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを的確に抑えることができる。
・第1実施形態において、前記可能性があることを、補正割合RK(=空燃比学習値KG+フィードバック補正係数FAF)が判定値J1より小さいことをもって判断することに代えて、空燃比学習値KGが予め定められた判定値より小さいことをもって判断するようにしてもよい。また、要求噴射量Tqに補正割合RKを乗じた値[=Tq×(KG+FAF)]が予め定められた判定値より小さいことや、要求噴射量Tqに空燃比学習値KGを乗じた値(=Tq×KG)が予め定められた判定値より小さいことをもって、前記可能性があることを判断するようにしてもよい。要は、空燃比フィードバック制御処理における要求噴射量Tqの減量補正の度合いが所定レベルより大きくなっていることを判断することができればよく、その判断をもって前記可能性があることを適正に判断することができる。
・第1実施形態において、空燃比フィードバック制御処理以外の処理における要求噴射量Tqの減量補正の度合い(例えば各種の温度補正による減量補正の度合いや、燃料性状補正による減量補正の度合い、それら補正における減量補正量の総量など)が所定レベルより大きいことをもって、前記可能性があると判断するようにしてもよい。
・第2実施形態において、前記可能性があることを、目標パージ率PGRが判定値J2より大きいことをもって判断することに代えて、パージ制御弁54の目標開度DPG(または実開度)が予め定められた判定開度以上であることをもって判断するようにしてもよい。また、キャニスタ51から内燃機関10の吸気通路11に放出されるパージガス中のベーパの濃度の学習が実行される装置において、その学習値が予め定められた所定濃度より高い濃度を示す値であることをもって、前記可能性があると判断するようにしてもよい。要は、燃料蒸気パージシステム50によるパージガスの吸気通路11への放出の度合いが所定レベルより大きくなっていることを判断することができればよく、その判断をもって前記可能性があることを適正に判断することができる。
・第2実施形態の境界変更処理(図5)におけるステップS23の処理において、切り換え負荷KLDIとして、目標パージ率PGRが大きい値であるときほど高負荷側の値を設定するようにしてもよい。燃料蒸気パージシステム50によるパージガスの吸気通路11への放出の度合いが大きくなるほど要求噴射量Tqの減量補正の度合いが大きくなって同要求噴射量Tqが少ない量になるため、筒内噴射弁17による燃料噴射を実行すると仮定した場合に目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域が広くなる。上記装置によれば、目標パージ率PGRが大きいときほど、すなわち燃料蒸気パージシステム50による吸気通路11へのパージガスの放出の度合いが大きいときほど第1実行領域と第2実行領域との境界の高負荷側への変更の度合いが大きくされる。そのため、上記放出の度合いが大きくなるほど目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性のある機関運転領域が広くなるといった傾向に合わせて上記境界を変更することができ、目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される状況になることを的確に抑えることができる。
・前記可能性があることを、実燃料圧力Pが予め定められた判定圧JPより高いことをもって判断するようにしてもよい。こうした装置では、図6に示すように、実燃料圧力Pが判定圧JP以下であるときには(ステップS31:NO)切り換え負荷KLDIとして一定の値を設定する一方(ステップS12)、実燃料圧力Pが判定圧JPより高いときには(ステップS31:YES)実燃料圧力Pに基づいて切り換え負荷KLDIを設定すればよい(ステップS13)。筒内噴射弁17に供給される燃料の圧力(実燃料圧力P)が高くなると、同筒内噴射弁17を同一時間だけ開弁した場合の燃料噴射量が多くなるために、空燃比フィードバック制御処理では要求噴射量Tqが減量補正されるようになる。したがって、実燃料圧力Pが高くなるほど、空燃比フィードバック制御の補正項による減量補正の度合いが大きくなって要求噴射量Tqが少ない量になるため、前述したように目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性が高くなる。この点、上記装置によれば、実燃料圧力Pが判定圧JPより高いことをもって、要求噴射量Tqが少ない量になること、ひいては目標筒内噴射量Tqcが最小噴射量によって制限される可能性があることを適正に判断することができる。
・第1実施形態において補正割合RKが判定値J1より小さいとき、あるいは第2実施形態において目標パージ率PGRが判定値J2より大きいときに、そうでないときの切り換え負荷KLDI(値KLDIb)に一定値を加算した値を新たな切り換え負荷KLDIとして設定するようにしてもよい。こうした装置によっても、前記可能性があるときに、そうでないときと比較して、第1実行領域と第2実行領域との境界を高負荷側の値に変更することができる。
・各実施形態において、切り換え負荷KLDIを機関回転速度NEに基づき算出するようにしてもよい。これにより、暗騒音が大きいために筒内噴射弁17の作動音が問題にならない高回転運転領域では通路噴射弁16のみによる燃料噴射を実行しない装置などといった機関回転速度NEに応じて第1実行領域と第2実行領域との境界(切り換え負荷)が変更される装置において、同切り換え負荷を適正に設定することができる。
10…内燃機関、11…吸気通路、11a…吸気ポート、12…スロットル機構、13…スロットルバルブ、14…スロットルモータ、15…燃焼室、16…通路噴射弁、17…筒内噴射弁、18…ピストン、19…クランクシャフト、20…排気通路、21…燃料タンク、22…低圧燃料通路、23…フィードポンプ、24…高圧燃料通路、25…高圧ポンプ、40…電子制御装置、50…燃料蒸気パージシステム、51…キャニスタ、52…パージ通路、53…大気通路、54…パージ制御弁、55…ベーパ通路。
Claims (8)
- 吸気通路に燃料を噴射する通路噴射弁と気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁とを有する内燃機関に適用されて、前記筒内噴射弁の燃料噴射量の制御目標値が最小噴射量を下回らないように制限しつつ前記筒内噴射弁の駆動制御を実行し、前記内燃機関の低負荷運転領域に定められた第1実行領域では前記通路噴射弁のみによる燃料噴射を実行するとともに、前記第1実行領域より高負荷側の運転領域に定められた第2実行領域では前記筒内噴射弁による燃料噴射を実行する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記制御目標値以外の機関パラメータが前記第2実行領域において前記筒内噴射弁による燃料噴射を実行すると仮定した場合に前記制御目標値が前記最小噴射量によって制限される可能性があることを示す値であるときに、そうでないときと比較して、前記第1実行領域と前記第2実行領域との境界を高負荷側の値に変更する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記機関パラメータは、前記内燃機関の燃料噴射量の制御目標値を補正する処理における減量補正の度合いであり、
前記装置は、前記減量補正の度合いが所定レベルより大きいときに前記可能性があることを示す値であると判断する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該装置は、前記内燃機関の排気の酸素濃度とその基準濃度との偏差に基づいて補正項を算出するとともに同補正項に基づいて燃料噴射量の制御目標値を補正する空燃比フィードバック制御を実行するものであり、
前記減量補正の度合いは前記補正項による減量補正の度合いである
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項2または3に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該装置は、前記減量補正の度合いが大きいときほど、前記境界の変更の度合いを大きくする
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関は燃料タンク内で発生した燃料蒸気を吸気通路に放出して処理する燃料蒸気パージシステムを備えてなり、
前記装置は、前記内燃機関の排気の酸素濃度とその基準濃度との偏差に基づいて補正項を算出するとともに同補正項に基づいて燃料噴射量の制御目標値を補正する空燃比フィードバック制御を実行するものであり、前記システムによる燃料蒸気を含むガスの前記吸気通路への放出の度合いを前記機関パラメータとして前記放出の度合いが所定レベルより大きいときに前記可能性があることを示す値であると判断する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項5に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該装置は、前記放出の度合いが大きいときほど、前記境界の変更の度合いを大きくする
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該装置は、前記内燃機関の排気の酸素濃度とその基準濃度との偏差に基づいて補正項を算出するとともに同補正項に基づいて燃料噴射量の制御目標値を補正する空燃比フィードバック制御を実行するものであり、前記筒内噴射弁に供給される燃料の圧力を前記機関パラメータとし、前記燃料の圧力が判定圧より高いときに前記可能性があることを示す値であると判断する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
当該装置は、前記内燃機関の排気の酸素濃度とその基準濃度との偏差に基づいて補正項を算出するとともに同補正項に基づいて燃料噴射量の制御目標値を補正する空燃比フィードバック制御を実行するものであり、前記筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高いときほど前記境界の変更の度合いを大きくする
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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