JP2024021123A - エンジン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１回目を全開噴射、２回目と３回目を部分噴射により燃料噴射する際に、２回目の燃料噴射量が部分噴射における最大燃料噴射量を上回るのを抑止する。【解決手段】３回に亘って燃料噴射を行なう３回噴射の際に１回目を全開噴射で燃料噴射を行なうと共に２回目と３回目とを部分噴射で燃料噴射を行なうときに、全燃料噴射量と３回目の燃料噴射量とを設定し、１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量については全燃料噴射量から３回目の燃料噴射量を減じた値に分割割合を乗じて設定する。この際、２回目の燃料噴射量が部分噴射におる最大燃料噴射量以下となるように、１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量とを設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジン装置に関し、詳しくは、燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁を有するエンジンを備えるエンジン装置に関する。

従来、この種のエンジン装置としては、３回に亘る燃料噴射を行なう際に、１回目と２回目の燃料噴射については筒内噴射弁を全開した状態として燃料噴射する全開噴射（フルリフト噴射）を行ない、３回目の燃料噴射については筒内噴射弁を全開していない状態として燃料噴射する部分噴射（パーシャルリフト噴射）を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン装置では、３回目の燃料噴射量がパーシャルリフト噴射の下限値未満となる場合には、２回目の燃料噴射をパーシャルリフト噴射に切り替える。これにより、３回目の燃料噴射量がパーシャルリフト噴射の下限値未満となるのを抑止している。

特開２０１８－０１７１６０号公報

１回目と２回目の燃料噴射についてはフルリフト噴射で行なうと共に３回目の燃料噴射についてはパーシャルリフト噴射で行なう３回燃料噴射を行なう際に、３回目の燃料噴射量がパーシャルリフト噴射の最小燃料噴射量未満にならないように設定した後に１回目と２回目の燃料噴射量を設定することも考えられる。このとき、１回目や２回目の燃料噴射量がフルリフト噴射の最小燃料噴射量未満となる場合が生じ、２回目の燃料噴射をパーシャルリフト噴射に切り替えることが考えられる。この場合、２回目の燃料噴射量がパーシャルリフト噴射の最大燃料噴射量を超えると、バウンス域の噴射量を設定してしまう。

本発明のエンジン装置は、１回目を全開噴射により燃料噴射すると共に２回目と３回目を部分噴射により燃料噴射する際に、２回目の燃料噴射量が部分噴射における最大燃料噴射量を上回るのを抑止することを主目的とする。

本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のエンジン装置は、
燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁を有するエンジンと、前記筒内噴射弁の燃料噴射を制御する制御装置と、を備えるエンジン装置であって、
前記筒内噴射弁は、弁を全開状態として燃料噴射する全開噴射と、弁を全開していない状態として燃料噴射する部分噴射とが可能な噴射弁であり、
前記制御装置は、吸気行程から膨張行程の範囲で３回に亘って燃料噴射を行なう３回噴射の際に１回目を前記全開噴射で燃料噴射を行なうと共に２回目と３回目とを前記部分噴射で燃料噴射を行なう所定３回噴射時において、全燃料噴射量と３回目の燃料噴射量とを設定すると共に１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量については前記全燃料噴射量から前記３回目の燃料噴射量を減じた値に分割割合を乗じて設定する際に、前記２回目の燃料噴射量が前記部分噴射におる最大燃料噴射量以下となるように、前記１回目の燃料噴射量と前記２回目の燃料噴射量とを設定する、
ことを特徴とする。

本発明のエンジン装置では、吸気行程から膨張行程の範囲で３回に亘って燃料噴射を行なう３回噴射の際に１回目を筒内噴射弁を全開状態として燃料噴射する全開噴射（フルリフト噴射）で燃料噴射を行なうと共に２回目と３回目とを筒内噴射弁を全開していない状態として燃料噴射する部分噴射（パーシャルリフト噴射）で燃料噴射を行なう所定３回噴射時において、全燃料噴射量と３回目の燃料噴射量とを設定すると共に１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量については全燃料噴射量から３回目の燃料噴射量を減じた値に分割割合を乗じて設定する。この際、２回目の燃料噴射量が部分噴射（パーシャルリフト噴射）におる最大燃料噴射量以下となるように、１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量とを設定する。これにより、２回目の燃料噴射量が部分噴射における最大燃料噴射量を上回るのを抑止することができる。

こうした本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記所定３回噴射時に１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量とを設定する際には、前記２回目の燃料噴射量が前記部分噴射における最小燃料噴射量以上となるように、前記１回目の燃料噴射量と前記２回目の燃料噴射量とを設定するものとしてもよい。こうすれば、２回目の燃料噴射量が部分噴射における最小燃料噴射量を下回るのを抑止することができる。

この場合、前記制御装置は、前記所定３回噴射時に１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量とを設定する際には、前記全燃料噴射量から前記３回目の燃料噴射量と前記最小燃料噴射量とを減じて得られる上限値と前記全燃料噴射量から前記３回目の燃料噴射量と前記最大燃料噴射量とを減じて得られる下限値とを用いて前記１回目の燃料噴射量を上下限制限することにより、前記１回目の燃料噴射量と前記２回目の燃料噴射量とを設定するものとしてもよい。

本発明の一実施例としてのエンジン装置１０の構成の概略を示す構成図である。 電子制御ユニット７０により実行される燃料噴射量設定処理の一例を示すフローチャートである。 １回目と２回目の燃料噴射量Ｑ１，Ｑ２が最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎを下回ったときの燃料噴射量の噴射タイミングと燃料噴射量の一例を示す説明図である。 部分噴射による２回目の燃料噴射量Ｑ２を最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘで制限したときの燃料噴射量の噴射タイミングと燃料噴射量の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのエンジン装置１０の構成の概略を示す構成図である。実施例のエンジン装置１０は、図示するように、エンジン１２と、エンジン１２を制御する電子制御ユニット７０とを備える。なお、このエンジン装置１０は、エンジン１２からの動力だけを用いて走行する自動車や、エンジン１２に加えてモータを備えるハイブリッド自動車、エンジン１２からの動力を用いて作動する建設設備などに搭載される。実施例では、エンジン装置１０が自動車に搭載されている場合を想定して説明する。

エンジン１２は、ガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気・圧縮・膨張・排気の４行程によって動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン１２は、筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁２６と、点火プラグ３０とを有する。筒内噴射弁２６は燃焼室２９の頂部の略中央に配置されており、燃料をスプレー状に噴射する。点火プラグ３０は、筒内噴射弁２６からスプレー状に噴霧される燃料に点火できるように筒内噴射弁２６の近傍に配置されている。エンジン１２は、エアクリーナ２２によって清浄された空気を吸気管２５を介して燃焼室２９に吸入し、吸気行程や圧縮行程において筒内噴射弁２６から１回又は複数回に亘って燃料を噴射し、点火プラグ３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストン３２の往復運動をクランクシャフト１６の回転運動に変換する。

エンジン１２の燃焼室２９から排気管３３に排出される排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）３４ａを有する浄化装置３４を介して外気に排出される。

電子制御ユニット７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートを備える。電子制御ユニット７０には、エンジン１２を制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０に入力される信号としては、例えば、クランクシャフト１６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ４０からのクランク角θｃｒや、エンジン１２の冷却水の温度を検出する水温センサ４２からの冷却水温Ｔｗ、吸気バルブ２８を開閉するインテークカムシャフトの回転位置および排気バルブ３１を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ４４からのカム角θｃｉ，θｃｏを挙げることができる。また、吸気管２５に設けられたスロットルバルブ２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ４６からのスロットル開度ＴＨや、吸気管２５に取り付けられたエアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管２５に取り付けられた温度センサ４９からの吸気温Ｔａ、吸気管２５内の圧力を検出する吸気圧センサ５８からの吸気圧Ｐｉｎも挙げることができる。更に、浄化装置３４の浄化触媒３４ａの温度を検出する温度センサ３４ｂからの触媒温度Ｔｃや、排気管３３に取り付けられた空燃比センサ３５ａからの空燃比ＡＦ、排気管３３に取り付けられた酸素センサ３５ｂからの酸素信号Ｏ２、シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ５９からのノック信号Ｋｓも挙げることができる。

電子制御ユニット７０からは、エンジン１２を制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ２４のポジションを調節するスロットルモータ３６への駆動制御信号や、筒内噴射弁２６への駆動制御信号、点火プラグ３０への駆動制御信号を挙げることもできる。

電子制御ユニット７０は、クランクポジションセンサ４０からのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト１６の回転数、即ち、エンジン１２の回転数Ｎｅを演算している。また、電子制御ユニット７０は、エアフローメータ４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン１２の回転数Ｎｅとに基づいて、エンジン１２の負荷としての体積効率（エンジン１２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬも演算している。

こうして構成されるエンジン装置１０では、電子制御ユニット７０は、エンジン１２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて運転されるようにエンジン１２の吸入空気量制御や、燃料噴射制御、点火制御を行なう。吸入空気量制御では、電子制御ユニット７０は、エンジン１２の目標トルクＴｅ＊に基づいて目標空気量Ｑａ＊を設定し、吸入空気量Ｑａが目標空気量Ｑａ＊となるように目標スロットル開度ＴＨ＊を設定し、スロットルバルブ２４のスロットル開度ＴＨが目標スロットル開度ＴＨ＊となるようにスロットルモータ３６を制御する。燃料噴射制御では、電子制御ユニット７０は、基本的には、エンジン１２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊（例えば理論空燃比）となるように筒内噴射弁２６の目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊を設定し、筒内噴射弁２６から目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊の燃料が１回又は複数回に亘って噴射されるように筒内噴射弁２６を制御する。点火制御では、電子制御ユニット７０は、エンジン１２の回転数Ｎｅと負荷率ＫＬとに基づいて目標点火時期Ｔｐ＊を設定し、点火プラグ３０の点火を制御する。

次に、こうして構成された実施例のエンジン装置１０の動作、特に、吸気行程から膨張行程の範囲内で筒内噴射弁２６から目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊を３回に分けて噴射する３回噴射の際の動作について説明する。３回噴射では、例えば浄化装置３４の浄化触媒（三元触媒）３４ａを急速暖機する際などには、吸気行程で１回目の燃料噴射を行ない、圧縮行程で２回目の燃料噴射を行ない、膨張行程で３回目の燃料噴射を行なう場合がある。この場合、基本的には、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射については筒内噴射弁２６を全開状態として燃料噴射する全開噴射（以下、フルリフト噴射という。）により行ない、３回目の燃料噴射については筒内噴射弁２６を全開していない状態として燃料噴射する部分噴射（以下、パーシャルリフト噴射という。）により行なう。３回目の燃料噴射（膨張行程における燃料噴射）をパーシャルリフト噴射により行なうのは、３回目の燃料噴射と同期して行なわれる点火に対して放電誘引を生じさせるように、燃料の粒子をできる限り小さくして噴霧するように行なうのが好ましいことに基づいている。なお、パーシャルリフト噴射は、筒内噴射弁２６を全開していない状態として燃料噴射することを意味しており、開度が５％や１０％、２０％なども含まれる。筒内噴射弁２６をパーシャルリフト噴射により燃料噴射するときには、実施例では、実験などにより予め定められた開度となるように筒内噴射弁２６を開成するものとした。

図２は、電子制御ユニット７０により実行される燃料噴射量設定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、３回目の燃料噴射をパーシャルリフト噴射により行なうときに各回の燃料噴射量を設定するために行なわれる。

燃料噴射量設定処理が実行されると、電子制御ユニット７０は、まず、筒内噴射弁２６の全燃料噴射量としての目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊を設定する（ステップＳ１００）。上述したように、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊については、基本的にはエンジン１２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとに基づいて空燃比ＡＦが目標空燃比ＡＦ＊（例えば理論空燃比）となるように設定するが、空燃比フィードバック制御におけるフィードバック補正係数や筒内噴射弁２６のバラツキを補正するための学習値なども用いて設定される。

続いて、３回目の燃料噴射量Ｑ３を設定する（ステップＳ１２０）。３回目の燃料噴射量Ｑ３については、基本的には、エンジン１２を始動したときの冷却水の水温（始動時水温）Ｔｗｓやエンジン１２を始動してから経過した時間（始動後時間）Ｔａｆｔ、体積効率ＫＬなどに基づいて設定する。実施例では、３回目の燃料噴射量Ｑ３は、始動時水温Ｔｗｓが高いほど多くなる傾向に、始動後時間Ｔａｆｔが長いほど少なくなる傾向に、体積効率ＫＬが大きいほど多くなる傾向に設定した。なお、３回目の燃料噴射量Ｑ３についても筒内噴射弁２６のバラツキを補正するための学習値を用いるのが好適である。

次に、１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２とを設定する（ステップＳ１３０）。１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２は、全燃料噴射量としての目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３を減じた値に対して分割割合ｋ１，ｋ２を乗じることにより求めることができる。分割割合ｋ１，ｋ２は、１回目の分割割合ｋ１と２回目の分割割合ｋ２の和が値１となるものであり、始動時水温Ｔｗｓや始動後時間Ｔａｆｔ、シフトポジションＳＰなどにより調整される。分割割合ｋ１，ｋ２は、実施例では、始動時水温Ｔｗｓや始動後時間Ｔａｆｔ、シフトポジションＳＰ、各分割割合ｋ１，ｋ２との関係を実験などにより予め定めて分割割合設定用マップとして記憶しておき、始動時水温Ｔｗｓや始動後時間Ｔａｆｔ、シフトポジションＳＰが与えられるとマップから対応する各分割割合を導出して用いるものとした。

そして、１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２のうち一方或いは双方が筒内噴射弁２６のフルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎを下回っているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。フルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎは、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のフルリフト噴射における最小噴射時間に基づいて求められる。実施例では、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のフルリフト噴射における最小噴射時間と最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎとの関係を実験や機械学習などにより予め定めてフルリフト最小燃料噴射量設定用マップとして記憶しておき、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のフルリフト噴射における最小噴射時間とが与えられるとマップから対応する最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎを導出して用いるものとした。１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２の双方がフルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎ以上であると判定したときには燃料噴射量設定処理を終了する。この場合、１回目の燃料噴射では吸気行程でフルリフト噴射により燃料噴射量Ｑ１が噴射され、２回目の燃料噴射では圧縮行程でフルリフト噴射により燃料噴射量Ｑ２が噴射され、３回目の燃料噴射では膨張行程でパーシャルリフト噴射により燃料噴射量Ｑ３が噴射される。

ステップＳ１３０で１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２のうち一方或いは双方が筒内噴射弁２６のフルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎを下回っていると判定したときには、２回目の燃料噴射をパーシャルリフト噴射に設定する（ステップＳ１４０）。

続いて、１回目の燃料噴射における上限値Ｑ１ｍａｘと下限値Ｑ１ｍｉｎとを設定する（ステップＳ１５０）。上限値Ｑ１ｍａｘについては、全燃料噴射量としての目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎとを減じた値（Ｑ１ｍａｘ＝Ｑｆｄ＊－Ｑ３－Ｑｐｍｉｎ）として設定する。パーシャルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎは、パーシャルリフト噴射による２回目の燃料噴射量Ｑ２の下限値（Ｑｐｍｉｎ）であり、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小噴射時間に基づいて求められる。実施例では、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小噴射時間と最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎとの関係を実験や機械学習などにより予め定めてパーシャルリフト最小燃料噴射量設定用マップとして記憶しておき、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小噴射時間とが与えられるとマップから対応する最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎを導出して用いるものとした。筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小噴射時間は、制御において筒内噴射弁２６をパーシャルリフト噴射として燃料噴射可能な最小時間として予め定められる。なお、最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎは燃圧Ｐｆが高いほど大きくなる。

下限値Ｑ１ｍｉｎについては、全燃料噴射量としての目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘとを減じた値（Ｑ１ｍｉｎ＝Ｑｆｄ＊－Ｑ３－Ｑｐｍａｘ）として設定する。下限値Ｑ１ｍｉｎについては、全燃料噴射量としての目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘとを減じた値（Ｑ１ｍｉｎ＝Ｑｆｄ＊－Ｑ３－Ｑｐｍａｘ）として設定する。パーシャルリフト噴射における最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘは、パーシャルリフト噴射による２回目の燃料噴射量Ｑ２の上限値（Ｑｐｍａｘ）であり、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大噴射時間に基づいて求められる。実施例では、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大噴射時間と最大燃料噴射量Ｑｆｍａｘとの関係を実験や機械学習などにより予め定めてパーシャルリフト最大燃料噴射量設定用マップとして記憶しておき、燃圧Ｐｆと筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大噴射時間とが与えられるとマップから対応する最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘを導出して用いるものとした。筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大噴射時間は、圧縮行程において筒内噴射弁２６を開弁してから閉弁可能な時刻までの時間であり、エンジン１２の回転数Ｎｅに基づいて求めることができる。実施例では、筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大噴射時間は、エンジン１２の回転数Ｎｅと最大噴射時間との関係を予め実験などにより求めてパーシャルリフト最大噴射時間設定用マップとして記憶しておき、エンジン１２の回転数Ｎｅが与えられるとマップから対応する最大噴射時間を導出して用いるものとした。なお、最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘは、燃圧Ｐｆが高いほど大きく、エンジン１２の回転数Ｎｅが大きいほど小さくなる。

こうして１回目の燃料噴射における上限値Ｑ１ｍａｘと下限値Ｑ１ｍｉｎとを設定すると、１回目の燃料噴射量Ｑ１が下限値Ｑ１ｍｉｎ以上で上限値Ｑ１ｍａｘ以下の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。１回目の燃料噴射量Ｑ１が下限値Ｑ１ｍｉｎ以上で上限値Ｑ１ｍａｘ以下の範囲内にあると判定したときには、燃料噴射量設定処理を終了する。この場合、１回目の燃料噴射では吸気行程でフルリフト噴射により燃料噴射量Ｑ１が噴射され、２回目の燃料噴射では圧縮行程でパーシャルリフト噴射により燃料噴射量Ｑ２が噴射され、３回目の燃料噴射では膨張行程でパーシャルリフト噴射により燃料噴射量Ｑ３が噴射される。

ステップＳ１６０で１回目の燃料噴射量Ｑ１が下限値Ｑ１ｍｉｎ未満であると判定したときには、１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２とを再設定し（ステップＳ１７０）、燃料噴射量設定処理を終了する。再設定は、１回目の燃料噴射量Ｑ１としては下限値Ｑ１ｍｉｎを設定する。２回目の燃料噴射量Ｑ２としては全燃料噴射量である目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と新たに設定した１回目の燃料噴射量Ｑ１を減じた値を設定する。下限値Ｑ１ｍｉｎは、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘとを減じた値であり、筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘは２回目の燃料噴射量Ｑ２の最大値であるから、ステップＳ１６０およびＳ１７０の処理は、２回目の燃料噴射量Ｑ２が最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘを超える場合には２回目の燃料噴射量Ｑ２を最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘで制限する処理と同意となる。この場合、１回目の燃料噴射では吸気行程でフルリフト噴射により再設定された燃料噴射量Ｑ１（Ｑ１ｍｉｎ）が噴射され、２回目の燃料噴射では圧縮行程でパーシャルリフト噴射により再設定された燃料噴射量Ｑ２（Ｑｐｍａｘ）が噴射され、３回目の燃料噴射では膨張行程でパーシャルリフト噴射により燃料噴射量Ｑ３が噴射される。

図３は、分割割合ｋ１，ｋ２を０．５としたときに１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２が共に筒内噴射弁２６のフルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎを下回ったときの燃料噴射量の噴射タイミングと燃料噴射量の一例を示す説明図である。図４は、２回目の燃料噴射にパーシャルリフト噴射を設定したときに２回目の燃料噴射量Ｑ２が最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘを超えているために２回目の燃料噴射量Ｑ２を最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘで制限したときの燃料噴射量の噴射タイミングと燃料噴射量の一例を示す説明図である。実施例では、図３に示すように、１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２が共に筒内噴射弁２６のフルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎを下回ったときには、２回目の燃料噴射にはパーシャルリフト噴射が設定される。この際、２回目の燃料噴射量Ｑ２が最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘを超えているときには、図４に示すように、２回目の燃料噴射量Ｑ２は最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘで制限される。このように、パーシャルリフト噴射による２回目の燃料噴射量Ｑ２がその最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘを上回るのを抑止することができる。

ステップＳ１６０で１回目の燃料噴射量Ｑ１が上限値Ｑ１ｍａｘを超えていると判定したときには、１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２とを再設定し（ステップＳ１８０）、燃料噴射量設定処理を終了する。再設定は、１回目の燃料噴射量Ｑ１としては上限値Ｑ１ｍａｘを設定する。２回目の燃料噴射量Ｑ２としては全燃料噴射量である目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と新たに設定した１回目の燃料噴射量Ｑ１を減じた値を設定する。上限値Ｑ１ｍａｘは、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎとを減じた値であり、筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎは、２回目の燃料噴射量Ｑ２の最小値であるから、ステップＳ１６０およびＳ１８０の処理は、２回目の燃料噴射量Ｑ２が最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎを下回る場合には、２回目の燃料噴射量Ｑ２を最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎで制限する処理と同意となる。この場合、１回目の燃料噴射では吸気行程でフルリフト噴射により再設定された燃料噴射量Ｑ１（Ｑ１ｍａｘ）が噴射され、２回目の燃料噴射では圧縮行程でパーシャルリフト噴射により再設定された燃料噴射量Ｑ２（Ｑｐｍｉｎ）が噴射され、３回目の燃料噴射では膨張行程でパーシャルリフト噴射により燃料噴射量Ｑ３が噴射される。こうした再設定により、パーシャルリフト噴射による２回目の燃料噴射量Ｑ２がその最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎを下回るのを抑止することができる。

以上説明した実施例のエンジン装置１０では、全燃料噴射量を３回に亘って噴射する３回噴射の際には、全燃料噴射量としての目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊とパーシャルリフト噴射による３回目の燃料噴射量Ｑ３とを設定し、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３を減じた値に分割割合ｋ１，ｋ２を乗じて１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２とを設定する。１回目の燃料噴射量Ｑ１と２回目の燃料噴射量Ｑ２のうち一方或いは双方が筒内噴射弁２６のフルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｆｍｉｎを下回っているときには、２回目の燃料噴射をパーシャルリフト噴射に切り替える。そして、１回目の燃料噴射量Ｑ１が目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘとを減じて得られる下限値Ｑ１ｍｉｎを下回っているときには、１回目の燃料噴射量Ｑ１として下限値Ｑ１ｍｉｎを設定すると共に２回目の燃料噴射量Ｑ２として目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と新たに設定した１回目の燃料噴射量Ｑ１を減じた値を設定する。下限値Ｑ１ｍｉｎは、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘとを減じた値であり、最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘは２回目の燃料噴射量Ｑ２の最大値であるから、２回目の燃料噴射量Ｑ２が最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘを超える場合には、２回目の燃料噴射量Ｑ２を最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘで制限することができる。即ち、パーシャルリフト噴射による２回目の燃料噴射量Ｑ２がパーシャルリフト噴射における最大燃料噴射量Ｑｐｍａｘを上回るのを抑止することができる。

また、２回目の燃料噴射をパーシャルリフト噴射に切り替えたときに、１回目の燃料噴射量Ｑ１が目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎとを減じて得られる上限値Ｑ１ｍａｘを上回っているときには、１回目の燃料噴射量Ｑ１として上限値Ｑ１ｍａｘを設定すると共に２回目の燃料噴射量Ｑ２として目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と新たに設定した１回目の燃料噴射量Ｑ１を減じた値を設定する。上限値Ｑ１ｍａｘは、目標燃料噴射量Ｑｆｄ＊から３回目の燃料噴射量Ｑ３と筒内噴射弁２６のパーシャルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎとを減じた値であり、最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎは２回目の燃料噴射量Ｑ２の最小値であるから、２回目の燃料噴射量Ｑ２が最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎを下回る場合には、２回目の燃料噴射量Ｑ２を最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎで制限することができる。即ち、パーシャルリフト噴射による２回目の燃料噴射量Ｑ２がパーシャルリフト噴射における最小燃料噴射量Ｑｐｍｉｎを上回るのを抑止することができる。

実施例のエンジン装置１０は、例えば後段に自動変速機を備える自動車に搭載されるものとしたり、走行用の動力を出力するモータと共にハイブリッド自動車に搭載されるものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、筒内噴射弁２６が「筒内噴射弁」に相当し、エンジン１２が「エンジン」に相当し、電子制御ユニット７０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施
例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。

１０ エンジン装置、１２ エンジン、１６ クランクシャフト、２２ エアクリーナ、２４ スロットルバルブ、２５ 吸気管、２６ 筒内噴射弁、３４ｂ 温度センサ、２８ 吸気バルブ、２９ 燃焼室、３０ 点火プラグ、３１ 排気バルブ、３２ ピストン、３３ 排気管、３４ 浄化装置、３４ａ 浄化触媒、３５ａ 空燃比センサ、３５ｂ 酸素センサ、３６ スロットルモータ、３８ イグニッションコイル、４０ クランクポジションセンサ、４２ 水温センサ、４４ カムポジションセンサ、４６ スロットルバルブポジションセンサ、４８ エアフローメータ、４９ 温度センサ、５８ 吸気圧センサ、５９ ノックセンサ、７０ 電子制御ユニット。

Claims (3)

1. 燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁を有するエンジンと、前記筒内噴射弁の燃料噴射を制御する制御装置と、を備えるエンジン装置であって、
   前記筒内噴射弁は、弁を全開状態として燃料噴射する全開噴射と、弁を全開していない状態として燃料噴射する部分噴射とが可能な噴射弁であり、
   前記制御装置は、吸気行程から膨張行程の範囲で３回に亘って燃料噴射を行なう３回噴射の際に１回目を前記全開噴射で燃料噴射を行なうと共に２回目と３回目とを前記部分噴射で燃料噴射を行なう所定３回噴射時において、全燃料噴射量と３回目の燃料噴射量とを設定すると共に１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量については前記全燃料噴射量から前記３回目の燃料噴射量を減じた値に分割割合を乗じて設定する際に、前記２回目の燃料噴射量が前記部分噴射におる最大燃料噴射量以下となるように、前記１回目の燃料噴射量と前記２回目の燃料噴射量とを設定する、
   ことを特徴とするエンジン装置。
2. 請求項１記載のエンジン装置であって、
   前記制御装置は、前記所定３回噴射時に１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量とを設定する際には、前記２回目の燃料噴射量が前記部分噴射におる最小燃料噴射量以上となるように、前記１回目の燃料噴射量と前記２回目の燃料噴射量とを設定する、
   エンジン装置。
3. 請求項２記載のエンジン装置であって、
   前記制御装置は、前記所定３回噴射時に１回目の燃料噴射量と２回目の燃料噴射量とを設定する際には、前記全燃料噴射量から前記３回目の燃料噴射量と前記最小燃料噴射量とを減じて得られる上限値と前記全燃料噴射量から前記３回目の燃料噴射量と前記最大燃料噴射量とを減じて得られる下限値とを用いて前記１回目の燃料噴射量を上下限制限することにより、前記１回目の燃料噴射量と前記２回目の燃料噴射量とを設定する、
   エンジン装置。

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