JP2019035368A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切に空燃比を制御して意図しない失火を防止すると共に、不要な燃料噴射を削減すること。【解決手段】本発明は、インジェクタ（１４）で吸気管（１０）内に燃料を噴射するエンジン（２）のＥＣＵ（３）に関するものである。ＥＣＵは、要求トルクに応じて燃料噴射量を算出し、当該燃料噴射量で燃料を噴射するように燃料噴射装置を制御する噴射制御部（３０）と、燃料噴射量で噴射された燃料のうち、吸気管の壁面に付着する付着燃料量を算出する付着燃料量算出部（３１）と、付着燃料量の変化量に基づいてスロットルバルブ開度の変化量を制御するスロットル開度制御部（３２）と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

従来より、車両に搭載される内燃機関においては、気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射装置や、吸気路（吸気ポート）に燃料を噴射する燃料噴射装置が採用される。例えば、特許文献１では、一気筒につき２つの燃料噴射装置（燃料噴射弁）が設けられている。１つは燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁で構成され、他の１つは吸気路に燃料を噴射する吸気路噴射弁で構成される。

特許文献１では、内燃機関の負荷に応じて、筒内噴射弁による燃料噴射量と吸気路噴射弁による燃料噴射量との割合が制御される。例えば、内燃機関がアイドル運転域等の低負荷域で運転している場合は、吸気路噴射弁でのみ燃料が噴射される。一方、内燃機関が中高負荷回転数域で運転している場合、筒内噴射弁及び吸気路噴射弁の双方から所定の分配比率で燃料が噴射される。すなわち、吸気路噴射弁による燃料噴射は、内燃機関の全運転域で実施されることになる。

特開２０１４−６２５５３号公報

ところで、吸気路に燃料を噴射する場合、噴射された全ての燃料が吸気路を通じて燃焼室に導入されるわけではなく、燃料の一部が吸気路の壁面に付着することがある。このため、適切な量の燃料が筒内に導入されず、内燃機関の運転に適した空燃比とならないことが想定される。この結果、意図しない燃焼や失火のおそれがあった。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、適切に空燃比を制御して意図しない失火を防止すると共に、不要な燃料噴射を削減することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の内燃機関の制御装置は、燃料噴射装置で吸気路内に燃料を噴射する内燃機関の制御装置であって、要求トルクに応じて燃料噴射量を算出し、当該燃料噴射量で燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御する噴射制御部と、前記燃料噴射量で噴射された燃料のうち、前記吸気路の壁面に付着する付着燃料量を算出する付着燃料量算出部と、前記付着燃料量の変化量に基づいてスロットルバルブ開度の変化量を制御するスロットル開度制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、適切に空燃比を制御して意図しない失火を防止すると共に、不要な燃料噴射を削減することができる。

本実施の形態に係る内燃機関の制御システムの全体構成図である。 従来例に係る各種パラメータのタイムチャートである。 本実施の形態に係る各種パラメータのタイムチャートである。 本実施の形態に係る内燃機関の制御フローを示す図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る内燃機関の制御装置が適用される車両として、自動四輪車を例にして説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る内燃機関の制御装置を、自動二輪車、バギータイプの自動三輪車等、他のタイプの車両に適用してもよい。

図１を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御システムについて説明する。図１は、本実施の形態に係る内燃機関の制御システムの全体構成図である。なお、内燃機関の制御システムは、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。

図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関の制御システム１は、内燃機関としてのエンジン２及びその周辺構成の動作を、制御装置としてのＥＣＵ３（Electronic Control Unit）で制御するように構成されている。エンジン２は、例えば、直動式のＤＯＨＣ（Double OverHead Camshaft）エンジンで構成される。エンジン２は、不図示のクランクケース内にクランクシャフト２０を収容し、シリンダ２１及びシリンダヘッド２２等を備えて構成される。

シリンダ２１内には、ピストン２３が所定方向（図１では上下）に往復可能に収容されている。クランクシャフト２０とピストン２３とはコンロッド２４によって連結されている。エンジン２では、ピストン２３が所定方向に往復運動することでクランクシャフト２０がコンロッド２４を介して回転される。

シリンダヘッド２２の内部空間は、燃焼室２５を構成する。燃焼室２５の上部には、点火装置としてのスパークプラグ２６が設けられている。スパークプラグ２６は、ＥＣＵ３から出力される点火信号に基づいて所定のタイミングで点火し、燃焼室２５内の混合気を着火する。

シリンダヘッド２２には、燃焼室２５に連通する吸気ポート２７ａ及び排気ポート２７ｂが形成されている。また、シリンダヘッド２２には、吸気ポート２７ａ及び排気ポート２７ｂに対応して、吸気バルブ２８ａ及び排気バルブ２８ｂが設けられている。吸気バルブ２８ａ及び排気バルブ２８ｂの上端には、吸気カムシャフト２９ａ及び排気カムシャフト２９ｂが設けられている。

クランクシャフト２０、吸気カムシャフト２９ａ及び排気カムシャフト２９ｂには、不図示のカムチェーンが架け渡されている。クランクシャフト２０の回転は、カムチェーンを介して吸気カムシャフト２９ａ及び排気カムシャフト２９ｂに伝達される。吸気カムシャフト２９ａ及び排気カムシャフト２９ｂが回転されることで、吸気バルブ２８ａ及び排気バルブ２８ｂは所定タイミングで燃焼室２５に向けて往復動される。

吸気ポート２７ａの上流端には、不図示の吸気マニホールドを介して吸気管１０が接続される。吸気管１０内の通路及び吸気ポート２７ａは、吸入空気の吸気路を構成する。吸気管１０の途中には、上流側からエアクリーナ１１、スロットルバルブ１２、及びサージタンク１３が設けられている。エアクリーナ１１及びスロットルバルブ１２の間の吸気管１０には、空気量センサ４０が設けられている。空気量センサ４０は、エアクリーナ１１を通過して吸気管１０内を流れる吸入空気量（質量流量）を検出し、その検出値をＥＣＵ３に出力する。

スロットルバルブ１２は、例えばバタフライバルブを含んで構成され、ＥＣＵ３の指令に応じて開閉されることで、吸気管１０内を流れる吸入空気の流量を調整する。サージタンク１３は、吸気管１０に比べて十分に大きい容積を有し、吸入空気の脈動を防止するものである。サージタンク１３には、吸気圧センサ４１が設けられている。吸気圧センサ４１は、サージタンク１３内の吸入空気の圧力（吸気圧）を検出し、その検出値をＥＣＵ３に出力する。

サージタンク１３の下流側における吸気管１０（又は吸気ポート２７ａ）には、燃料を噴射する燃料噴射装置としてのインジェクタ１４が設けられている。インジェクタ１４は、ＥＣＵ３の指令に応じて吸気管１０内（又は吸気ポート２７ａ内）に所定量の燃料を噴射する。

排気ポート２７ｂの下流端には、不図示の排気マニホールドを介して排気管１５が接続される。排気ポート２７ｂ及び吸気管１０内の通路は、排気ガスの排気路を構成する。排気管１５の途中には、排気ガスを浄化する触媒１６が設けられている。触媒１６は、例えば、三元触媒で構成され、排気ガス内の汚染物質（一酸化炭素、炭化水素や窒素酸化物等）を無害な物質（二酸化炭素、水、窒素等）に変換する。

触媒１６の前後（上流及び下流）には、空燃比センサ４２、４３が設けられている。空燃比センサ４２、４３は、触媒１６の前後における排気ガスの空燃比を検出し、その検出値をＥＣＵ３に出力する。

また、クランクシャフト２０には、電動機としてのＩＳＧ１７（Integrated Starter Generator）が接続されている。ＩＳＧ１７は、クランクシャフト２０を回転駆動させるモータとしての機能と、クランクシャフト２０の回転から電気エネルギーを回収して発電するジェネレータとしての機能とを兼ね備えている。詳細は後述するが、ＩＳＧ１７は、ＥＣＵ３によってその駆動が制御される。また、電動機はＩＳＧ１７に限らず、適宜変更が可能である。

また、エンジン２には、エンジン水温を検出する水温センサ４４と、クランクシャフト２０の位相を検出するクランクセンサ４５が設けられている。水温センサ４４及びクランクセンサ４５の各検出値は、ＥＣＵ３に出力される。

ＥＣＵ３は、エンジン２内外の各種構成を含む車両全体の動作を統括制御する。ＥＣＵ３は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体で構成される。メモリには、上記した各種構成を制御する制御プログラム等が記憶されている。例えばＥＣＵ３は、車両内に設けられた各種センサから車両の状態を判断し、スパークプラグ２６、インジェクタ１４、スロットルバルブ１２やＩＳＧ１７等の駆動の制御を実施する。

例えばＥＣＵ３は、制御対象となる構成に応じて複数の機能ブロックを有している。具体的にＥＣＵ３は、インジェクタ１４の駆動を制御する噴射制御部３０と、吸気路の壁面（吸気管１０又は吸気ポート２７ａの内面）に付着する付着燃料量を算出する付着燃料量算出部３１と、スロットルバルブ１２の駆動を制御するスロットル開度制御部３２と、ＩＳＧ１７を制御する電動機制御部３３とを有している。なお、これらの機能ブロックはあくまで一例を示すものであり、ＥＣＵ３は、これらの機能ブロックに限らず、他の機能ブロックを有してもよい。

噴射制御部３０は、要求トルクに応じて燃料噴射量を算出し、当該燃料噴射量で燃料を噴射するようにインジェクタ１４を制御する。ここで要求トルクとは、アクセルペダル（不図示）の踏み込み量に応じて算出されるものである。すなわち、要求トルクに応じた燃料噴射量とは、アクセルペダルの踏み込み量に応じた要求トルクを満たす燃料噴射量を意味する。また、噴射制御部３０は、要求トルクの変化量が所定以上となった場合、要求トルクを満たす燃料噴射に加えて付着燃料量を調整する補正噴射を実施するようにインジェクタ１４を制御する。

付着燃料量算出部３１は、インジェクタ１４から上記燃料噴射量で噴射された燃料のうち、吸気路の壁面に付着する付着燃料量を算出する。具体的に付着燃料量算出部３１は、吸入空気の温度、空気量センサ４０から検出される吸入空気量、吸気圧センサ４１から検出される吸気圧等から付着燃料量を算出する。

スロットル開度制御部３２は、要求トルク、すなわち、アクセルペダルの踏み込み量に応じてスロットルバルブ１２の開度を制御する。また、詳細は後述するが、スロットル開度制御部３２は、付着燃料量算出部３１で算出した付着燃料量の変化量に基づいてスロットルバルブ開度の変化量を制御する。

電動機制御部３３は、所定条件下において、エンジン駆動をアシストするようにＩＳＧ１７の動作を制御し、別の所定条件下において、発電するようにＩＳＧ１７の動作を制御する。ＩＳＧ１７の具体的な制御については後述する。

このように構成されるエンジン２においては、エアクリーナ１１を通過した吸入空気が、スロットルバルブ１２でその流量が調整された後、サージタンク１３を通じて吸気ポート２７ａに流れ込む。このとき、インジェクタ１４から所定のタイミングで燃料が噴射され、吸気ポート２７ａ内で吸入空気と燃料が混合される。吸入空気と燃料の混合気は、吸気バルブ２８ａが開かれたタイミングで燃焼室２５内に流れ込み、燃焼室２５内で圧縮された後、スパークプラグ２６によって所定のタイミングで点火される。点火されて燃焼した後の排気ガスは、排気ポート２７ｂから排気管１５を通じて外に排出される。このとき、排気ガスは、触媒１６によって浄化された後、図示しないマフラによってその排気音が低減される。

ところで、吸気路内に燃料を噴射するいわゆるポート噴射式のエンジンにおいては、噴射された燃料の一部が吸気路の壁面に付着することがある。このため、従来では、当該壁面に対する燃料の付着分を加味して燃料噴射量を制御する技術が提案されている。

例えば、急加速等に伴うアクセル開度の変化や燃料カットによって内燃機関の運転状況が急激に変化する状況においては、吸気路の壁面に付着する燃料の量（付着燃料量）が急変することが想定される。この場合、燃焼室に導入される燃料流入量も急変するため、燃焼室内の空燃比に大きな変動が生じ得る。過度の空燃比変動の結果、混合気が可燃域から逸脱し、失火によるドライバビリティの悪化やエンジンストールを引き起こす可能性がある。

具体的に付着燃料量が急減する状況としては、燃料カット中などの内燃機関の低負荷状態から急加速に伴う内燃機関の高負荷状態に移り変わる状況が考えられる。すなわち、付着燃料量の少ない運転状況から付着燃料量の多い運転状況に移り変わる場合には、吸気路の壁面に燃料の液膜を形成するため、燃料噴射量を増量補正する。

また、付着燃料量が急増する状況としては、加速中の内燃機関の高負荷状態から速度が安定してアクセル開度を小さくするような内燃機関の低負荷状態に移り変わる状況が考えられる。すなわち、付着燃料量の多い運転状況から付着燃料量の少ない運転状況に移り変わる場合には、液膜を形成する燃料の一部が燃焼室内に流入して空燃比が大きくなることを考慮して、燃料噴射量を減量補正する。

いずれの場合においても、吸気路の壁面における付着燃料量の増減を考慮して燃料噴射量を調整している。しかしながら、従来では、付着燃料量を積極的に算出しているわけではなく、急激な付着燃料量の変化に追従できず、場合によっては失火や過度の燃料噴射による燃費悪化の要因と成り得る。

そこで本件発明者は、適切に空燃比を制御して意図しない失火を防止すると共に、不要な燃料噴射を削減することができる内燃機関の制御装置を着想した。本実施の形態では、ＥＣＵ３（スロットル開度制御部３２）が付着燃料量の変化量に基づいてスロットルバルブ開度の変化量を制御する構成とした。

例えば、スロットル開度制御部３２は、付着燃料量の変化量が所定範囲Ｒ（図３参照）から外れるような場合には、付着燃料量の変化量が所定範囲Ｒ内に収まるようにスロットルバルブ開度の変化量を制御する。具体的にスロットル開度制御部３２は、付着燃料量の変化量が所定範囲Ｒの上限を規定する第１の閾値Ｒ１を上回る場合、スロットルバルブ開度の変化量を緩やかに大きくするように制御する。一方、スロットル開度制御部３２は、付着燃料量の変化量が所定範囲Ｒの下限を規定する第２の閾値Ｒ２を下回る場合、スロットルバルブ開度の変化量を緩やかに小さくするように制御する。

このように、付着燃料量の変化量に応じてスロットルバルブ１２の開度変化量を制御することにより、吸気路の壁面に付着した燃料が吸気で乾いてしまうのを防止するだけでなく、吸気路の壁面に対する過度の燃料付着を防止することが可能である。この結果、空燃比の急激な変動を抑制することが可能である。すなわち、本発明の骨子は、付着燃料量の変化量を所定範囲内に抑え、空燃比の急激な変動を抑制することにより、意図しない失火を防止すると共に、不要な燃料噴射を削減することである。

次に、図２及び図３を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御において、アクセル操作に伴う各種パラメータの経時変化について説明する。図２は、従来例に係る各種パラメータのタイムチャートである。図３は、本実施の形態に係る各種パラメータのタイムチャートである。なお、図２及び図３に示すタイムチャートは一例を示すものであり、これらに限定されるものではない。図２及び図３において縦軸に示す各種パラメータは、上から順に、アクセル開度、スロットル開度、吸気圧、空燃比、噴射燃料の増量補正量、噴射燃料の減量補正量、エンジントルク、付着燃料量、付着燃料量の変化量を示している。また、図２及び図３では、所定タイミングでアクセルペダルが踏み込まれた後、アクセルペダルの踏み込みが解除されるまでの一例を示し、その間のＴ１、Ｔ２のタイミングで燃料噴射量の増量補正、減量補正が実施される場合について説明する。また図３では、図２との差分をハッチングで示している。

図２に示すように、所定のタイミングでアクセルペダルが踏み込まれることに伴ってアクセル開度は徐々に上昇し、所定の開度で一定に保たれる。その後、アクセルペダルの踏み込みが解除されることに伴って、アクセル開度が徐々に低下する。従来では、アクセル開度に伴ってスロットル開度も徐々に上昇し、所定の開度で一定に保たれた後、徐々に低下する。吸気圧も同様である。

従来では、スロットル開度が急増する加速のタイミングＴ１において、吸気の増加に伴って空燃比がリーン側に偏るのを防止するため、燃料噴射の増量補正が実施される。この結果、Ｔ１の直後には、増量補正に伴って空燃比が一時的にリッチ側に偏り、その後、一定の空燃比に落ち着く。特に従来では、増量補正量が一律で固定されていたため、場合によっては過度の燃料噴射量となり、燃費悪化の要因となっていた。

また、アクセルペダルの踏み込みが解除され、スロットル開度が急減する減速のタイミングＴ２において、吸気の減少に伴って空燃比がリッチ側に偏るのを防止するため、燃料噴射の減量補正が実施される。これにより、減速時の過度のリッチ化が抑制されている。

上記のような燃料噴射の増量補正又は減量補正により、要求トルクに応じた所望のエンジントルク（実トルク又は出力トルクと呼ばれてもよい）を得ることができるが、Ｔ１、Ｔ２のタイミングで付着燃料量及びその変化量が急増、又は急減している。このため、燃料消費が多くなるだけでなく、排ガス浄化に影響を与えるおそれがある。

これに対し、本実施の形態では、図３に示すように、加速時又は減速時において、付着燃料量及びその変化量が急変するＴ１又はＴ２のタイミングで、増量補正量、減量補正量を付着燃料量の変化量に応じて可変（減量）させている。また、Ｔ１の直後において、スロットル開度を従来に比べて緩やかに増加させる一方、Ｔ２の直後において、スロットル開度を従来に比べて緩やかに減少させている。

このように、付着燃料量の急変の原因と成り得る補正噴射量や、スロットル開度の急変を緩慢に制御し、付着燃料量の変化量を所定範囲Ｒ内に収めることで、空燃比の急変を抑制することが可能である。この結果、意図しない失火を防止すると共に、失火防止のための不要な燃料噴射を削減することが可能である。

また、補正噴射量や、スロットル開度の急変を緩慢に制御することで、例えば加速時においては、エンジントルクの上昇具合が従来に比べて緩やかになる（ハッチング部分参照）。この場合、補正噴射によって得られる実トルクが要求トルクを満たさないことが想定される。

そこで、本実施の形態では、要求トルクが補正噴射による実トルクより大きい場合、ＥＣＵ３（電動機制御部３３）が、要求トルクと実トルクとの差分を補填トルクとしてアシストするようにＩＳＧ１７を制御する。これにより、要求トルクを満たすことが可能である。なお、要求トルクの変化量が所定量以下の場合、ＩＳＧ１７によるアシストは実施しない。これにより、不要なアシストを実施することがなく、バッテリの電欠を防止することが可能である。

なお、補填トルクは、付着燃料量に基づいて決定されることが好ましい。具体的に補填トルクの減少量は、付着燃料量が多い程、小さくなるように設定される。例えば、付着燃料量が多い場合は、急なスロットル変化によって燃焼室内により多くの付着燃料が吸入されるおそれがある。そこで、ＥＣＵ３は、付着燃料量に応じてスロットル開度や補填トルクを調節して、燃焼室内に吸入される燃料量を調節する。これにより、オーバーリーンやオーバーリッチを効果的に防止しつつ、要求トルクを満たすことが可能である。

また、減速時においては、エンジントルクの下限具合が従来に比べて緩やかになり、要求トルクに対して実トルクに余剰分（図３に示すエンジントルクのハッチング部分）が生じることが想定される。このように、要求トルクが実トルクより小さい場合、電動機制御部３３は、要求トルクと実トルクとの差分を余剰トルクとして発電するようにＩＳＧ１７を制御する。これにより、不要な燃料噴射を抑制しつつも、効果的に電力を蓄えることが可能である。

次に、図４を参照して、本実施の形態に係る内燃機関の制御フローについて説明する。図４は、本実施の形態に係る内燃機関の制御フローを示す図である。なお、以下に示す制御フローでは、特に明示が無い限り、動作（算出や判定等）の主体はＥＣＵとする。

図４に示すように、制御が開始されると、ステップＳＴ１０１において、ＥＣＵ３は、付着燃料量の変化量を算出する。具体的にＥＣＵ３は、前回の付着燃料量と今回の付着燃料量との差分から変化量を算出する。次にステップＳＴ１０２の処理に進む。

ステップＳＴ１０２では、ＥＣＵ３が、付着燃料量の変化量が第１の閾値Ｒ１より大きいか否かを判定する。付着燃料量の変化量が第１の閾値Ｒ１より大きい場合（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０３の処理に進み、付着燃料量の変化量が第１の閾値Ｒ１以下の場合（ステップＳＴ１０２：ＮＯ）、ステップＳＴ１０６の処理に進む。

ステップＳＴ１０３では、制限されたスロットルバルブ開度の変化量でスロットルバルブ１２が開かれる。具体的にＥＣＵ３は、スロットルバルブ開度の変化量を緩やかに大きくするようにスロットルバルブ１２の開度を制御する。なお、ステップＳＴ１０３において、ＥＣＵ３は、スロットルバルブ１２の開度制御だけでなく、付着燃料量を調整する補正噴射（増量補正）を実施するようにインジェクタ１４を制御してもよい。補正噴射は、例えば、要求トルクの変化量が所定以上となった場合、要求トルクを満たす燃料噴射に加えて実施することができる。次にステップＳＴ１０４の処理に進む。

ステップＳＴ１０４では、ＥＣＵ３が、要求トルクと実トルクとの差分がアシストトルク条件を満たすか、すなわち、要求トルクが実トルクより大きいか否かを判定する。要求トルクが実トルクより大きい場合（ステップＳＴ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０５の処理に進み、要求トルクが実トルク以下の場合（ステップＳＴ１０４：ＮＯ）、要求トルクは満たされているとして、制御は終了する。

ステップＳＴ１０５では、ＩＳＧ１７の駆動によってエンジン駆動のアシストが実行される。具体的にＥＣＵ３は、要求トルクと実トルクとの差分を補填トルクとしてアシストするようにＩＳＧ１７を制御する。そして制御は終了する。

ステップＳＴ１０６では、ＥＣＵ３が、付着燃料量の変化量が第２の閾値Ｒ２より小さいか否かを判定する。付着燃料量の変化量が第２の閾値Ｒ２より小さい場合（ステップＳＴ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０７の処理に進み、付着燃料量の変化量が第２の閾値Ｒ２以上の場合（ステップＳＴ１０６：ＮＯ）、制御は終了する。

ステップＳＴ１０７では、制限されたスロットルバルブ開度の変化量でスロットルバルブ１２が閉じられる。具体的にＥＣＵ３は、スロットルバルブ開度の変化量を緩やかに小さくするようにスロットルバルブ１２の開度を制御する。なお、ステップＳＴ１０７において、ＥＣＵ３は、スロットルバルブ１２の開度制御だけでなく、付着燃料量を調整するため、燃料噴射を減量補正するようにインジェクタ１４を制御してもよい。減量補正は、例えば、要求トルクを満たす燃料噴射から補正分だけ差し引いて実施することができる。次にステップＳＴ１０８の処理に進む。

ステップＳＴ１０８では、ＥＣＵ３が、要求トルクと実トルクとの差分が発電条件を満たすか、すなわち、要求トルクが実トルクより小さいか否かを判定する。要求トルクが実トルクより小さい場合（ステップＳＴ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０９の処理に進み、要求トルクが実トルク以上の場合（ステップＳＴ１０８：ＮＯ）、制御は終了する。

ステップＳＴ１０９では、ＩＳＧ１７によって発電が実行される。具体的にＥＣＵ３は、要求トルクと実トルクとの差分を余剰トルクとして発電するようにＩＳＧ１７を制御する。そして制御は終了する。

以上説明したように、本実施の形態では、付着燃料量の変化量に応じてスロットルバルブ１２の開度変化量を制御することにより、付着燃料量の変化量を所定範囲内に抑え、空燃比の急激な変動を抑制することが可能である。この結果、意図しない失火を防止すると共に、不要な燃料噴射を削減することが可能である。すなわち、付着燃料量に基づいてスロットルバルブ１２の開度変化量を制限することで燃焼室に吸入される燃料量が制限される。これにより、オーバーリッチやオーバーリーンを確実に防止することが可能である。

特に本実施の形態では、付着燃料量が増大する場合、すなわち付着燃料量の変化量がプラス側に大きくなる場合（例えばステップＳＴ１０２：ＹＥＳ）と、付着燃料量が減少する場合、すなわち付着燃料量の変化量がマイナス側に大きくなる場合（例えばステップＳＴ１０６：ＹＥＳ）とでスロットル開度制御に差を設けている。

例えば加速時のように付着燃料量が増加すると予想される場合は、ドライバ要求に答えるため、ＥＣＵ３は、付着燃料量に基づかず付着燃料量の変化量が一定になるようにスロットル開度を制御する。

一方、減速時のように付着燃料量が減少すると予想される場合は、ドライバの加速要求がないため、急激に出力やトルクを必要としていない。この場合は、内燃機関の燃焼状態を良好にすることが主目的となるため、ＥＣＵ３は、付着燃料量が減少する場合、付着燃料量が多い（大きい）程、スロットルバルブ１２の開度変化量を小さく制御する。このように、付着燃料量の増大と減少で制御を異ならせる点に本願の技術的特徴があり、この結果、付着燃料量の変化量を所定範囲内に抑え、空燃比の急激な変動を抑制することが可能である。

なお、上記実施の形態では、１つの吸気ポートに１つのインジェクタが設けられる構成としたが、この構成に限定されない。本発明では、少なくとも１つのポート噴射式のインジェクタが設けられればよく、更に種類の異なる複数のインジェクタが設けられてもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

以上説明したように、本発明は、適切に空燃比を制御して意図しない失火を防止すると共に、不要な燃料噴射を削減することができるという効果を有し、特に、内燃機関の制御装置に有用である。

１ 内燃機関の制御システム
１０ 吸気管
１２ スロットルバルブ
１４ インジェクタ（燃料噴射装置）
１７ ＩＳＧ（電動機）
２ エンジン（内燃機関）
３ ＥＣＵ（制御装置）
３０ 噴射制御部
３１ 付着燃料量算出部
３２ スロットル開度制御部
３３ 電動機制御部
Ｒ 所定範囲
Ｒ１ 第１の閾値
Ｒ２ 第２の閾値

Claims (7)

1. 燃料噴射装置で吸気路内に燃料を噴射する内燃機関の制御装置であって、
   要求トルクに応じて燃料噴射量を算出し、当該燃料噴射量で燃料を噴射するように前記燃料噴射装置を制御する噴射制御部と、
   前記燃料噴射量で噴射された燃料のうち、前記吸気路の壁面に付着する付着燃料量を算出する付着燃料量算出部と、
   前記付着燃料量の変化量に基づいてスロットルバルブ開度の変化量を制御するスロットル開度制御部と、を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記スロットル開度制御部は、前記付着燃料量の変化量が所定範囲から外れる場合、前記付着燃料量の変化量が所定範囲内に収まるように前記スロットルバルブ開度の変化量を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記スロットル開度制御部は、前記付着燃料量の変化量が前記所定範囲の上限を規定する第１の閾値を上回る場合、前記スロットルバルブ開度の変化量を緩やかに大きくするように制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記スロットル開度制御部は、前記付着燃料量の変化量が前記所定範囲の下限を規定する第２の閾値を下回る場合、前記スロットルバルブ開度の変化量を緩やかに小さくするように制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記要求トルクに基づいて電動機を制御する電動機制御部を更に有し、
   前記噴射制御部は、前記要求トルクの変化量が所定以上となった場合、要求トルクを満たす燃料噴射に加えて前記付着燃料量を調整する補正噴射を実施するように前記燃料噴射装置を制御し、
   前記電動機制御部は、前記要求トルクが前記補正噴射による実トルクより大きい場合、前記要求トルクと前記実トルクとの差分を補填トルクとしてアシストするように前記電動機を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記電動機制御部は、前記要求トルクが前記実トルクより小さい場合、前記要求トルクと前記実トルクとの差分を余剰トルクとして発電するように前記電動機を制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記補填トルクの減少量は、前記付着燃料量が多い程、小さくなるように設定されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の内燃機関の制御装置。

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