JP4012373B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばＬＰＧ（液化石油ガス）を燃料とする内燃機関にあっては、同ＬＰＧが供給経路を通じてインジェクタに供給され、このインジェクタから吸気通路等に噴射されるようになっている。内燃機関の燃料噴射量は、同機関の空燃比を例えば理論空燃比へとフィードバック制御する際に増量補正又は減量補正される。こうした燃料噴射量の補正に用いられるフィードバック補正値は、内燃機関の空燃比が理論空燃比となるよう、所定の制御ゲインを用いて増減されることとなる。
【０００３】
ところで、インジェクタにＬＰＧを供給する供給経路は内燃機関からの熱を受けるため、供給経路の内部ではＬＰＧが気化してベーパ（気化燃料）が発生し易くなる。そして、供給経路内でのベーパの発生に伴い、インジェクタからの噴射燃料にベーパが含まれるようになると、その噴射燃料の燃料密度が低下するため、同噴射燃料が必要量に対して不足することとなる。そこで、例えば特開昭５９−２０８１５２号公報に示されるように、上記のような噴射燃料の不足が補償されるように燃料噴射量を増量することも考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、供給経路内にベーパとＬＰＧとの両方が存在する状態にあっては、供給経路からインジェクタへと供給されるベーパの量、及びＬＰＧの量が種々の状況に応じて大きく変動する。そのため、インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパとＬＰＧとの割合にも大きな変動が生じ易く、この変動に伴い内燃機関の空燃比も理論空燃比に対してリッチ側もしくはリーン側に大きくずれるおそれがある。
【０００５】
即ち、噴射燃料不足を補償するための上記燃料噴射量の増量が行われている状態にあって、噴射燃料に含まれるベーパの量が減少するとともにＬＰＧの量が増加すると、噴射燃料の燃料密度が高くなって内燃機関の空燃比が理論空燃比よりもリッチになる。一方、噴射燃料に含まれるベーパの量が増加するとともにＬＰＧの量が増加すると、噴射燃料の燃料密度が低下して内燃機関の空燃比が理論空燃比よりもリーンになる。
【０００６】
このように内燃機関の空燃比が理論空燃比から大きくずれたときには、上述したフィードバック制御を通じて燃料噴射量をフィードバック補正値により増量補正若しくは減量補正し、同機関の空燃比を理論空燃比に到達させようとしても、その到達に長い時間がかかるようになる。その結果、内燃機関の空燃比が理論空燃比からずれている時間が長くなり、これが同機関の出力や排気エミッションに悪影響を及ぼすということも無視できない問題となる。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、供給経路内にベーパと液化ガス燃料との両方が存在するとき、インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量が変動することに伴い内燃機関の空燃比が目標値から大きくずれても、同空燃比を速やかに目標値に到達させ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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、燃料を噴射するためのインジェクタに液化ガス燃料を供給する供給経路を備え、その供給経路内でのベーパの発生に伴う噴射燃料の不足を補償すべく燃料噴射量を増量する内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関の燃料噴射量を所定の補正値をもって補正するものであって、同機関の空燃比が目標値となるよう前記補正値を増減させる補正手段と、前記供給経路内のベーパ発生状態に関係するパラメータに基づき前記補正値の増減量を変更する変更手段とを備え、前記補正手段は、内燃機関の空燃比を理論空燃比へとフィードバック制御すべく、同機関の空燃比に基づき前記フィードバック制御の制御ゲインを用いて前記補正値を増減させ、前記変更手段は、前記パラメータに基づき前記供給経路内のベーパ率を算出し、そのベーパ率に基づき前記制御ゲインの大きさを変更するものとした。
【０００９】
上記の構成によれば、供給経路内のベーパ発生状態が、インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量に大きな変動が生じ易い状態のとき、内燃機関の空燃比を目標値に近づけるための補正値の増減量を大とすることができるようになる。そして、このように補正値の増減量を大とすることで、インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量の変動に伴い、内燃機関の空燃比が目標値から大きくずれたとしても、同空燃比を速やかに目標空燃比へと到達させることができる。
【００１０】
さらに、供給経路内のベーパ発生状態に関係するパラメータに基づき算出されるベーパ率に応じて、内燃機関の空燃比を目標値に近づけるための補正値の増減量が変更されるため、その変更を適切に行うことができる。
また、インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量の変動に伴い、内燃機関の空燃比が理論空燃比から大きくはずれたとしても、同空燃比を理論空燃比へとフィードバック制御する際の制御ゲインを適切に変更し、同空燃比を速やかに理論空燃比へと到達させることができる。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記パラメータは、前記液化ガス燃料の燃料性状を表す値、前記供給経路内の燃料温度、及び燃料圧力のうちの少なくとも一つであることを要旨とした。
【００１１】
上記の構成によれば、供給経路内でのベーパ発生状態に大きな関係のある液化ガス燃料の燃料性状、供給経路内での燃料温度、及び燃料圧力のうちの少なくとも一つに基づき、内燃機関の空燃比を目標値に近づけるための補正値の増減量が変更されるため、その変更を適切に行うことができる。
【００１２】
なお、液化ガス燃料が例えば気化温度の異なる複数種の燃料からなるものである場合には、前記燃料性状を表す値として液化ガス燃料に含まれる気化温度の最も低い燃料の割合を用いることが考えられる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記液化ガス燃料の燃料性状を表す値は、前記インジェクタに供給される液化ガス燃料を貯留するための燃料タンク内の燃料温度及び燃料圧力に基づき特定されるものであることを要旨とした。
【００１４】
上記の構成によれば、燃料タンク内の燃料温度及び燃料圧力に基づき液化ガス燃料の燃料性状を表す値が的確に特定され、その値に基づき内燃機関の空燃比を目標値に近づけるための補正値の増減量が的確に変更されるようになる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記変更手段は、前記インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量に大きな変動が最も生じ易いベーパ率であるとき、前記補正値の増減量が最大となるように同増減量を変更するものとした。
【００１８】
上記の構成によれば、インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量に大きな変動が最も生じ易いとき、即ち内燃機関の空燃比が目標値から最も大きくずれ易いとき、内燃機関の空燃比を目標値に近づけるための補正値の増減量が最大とされる。そのため、上記のように内燃機関の空燃比が目標値から大きくずれたとしても、同空燃比を速やかに目標値に到達させることができる。
【００１９】
なお、インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量に大きな変動が最も生じ易くなる供給経路内でのベーパ率としては、例えば当該ベーパ率がその変化範囲の中間付近の状態にあるときをあげることができる。
【００２２】
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記制御ゲインは、内燃機関の空燃比が理論空燃比に対してリッチとリーンとの間で反転したときに前記補正値に対し加算若しくは減算されるスキップ量と、同機関の空燃比が理論空燃比に対してリッチ若しくはリーンに維持されている間に前記補正値に対し継続して加算若しくは減算される積分量とであり、前記変更手段は、前記ベーパ率に基づき前記スキップ量と前記積分量とを変更するものとした。
【００２３】
上記の構成によれば、内燃機関の空燃比を理論空燃比に近づけるための補正値の増減量を決定するスキップ量と積分量とがベーパ率に基づいて変更されるため、インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量の変動に伴い、内燃機関の空燃比が理論空燃比から大きくはずれたとき、同空燃比を速やかに理論空燃比に到達させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、プロパン及びブタン等からなるＬＰＧ（液化石油ガス）を燃料として使用する自動車用エンジンに適用した一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２５】
図１に示されるエンジン１においては、吸気通路２内に燃料を噴射するインジェクタ３に、燃料タンク８に貯留されたＬＰＧがデリバリパイプ９を通じて供給される。燃料タンク８内の燃料温度及び燃料圧力は、それぞれタンク用温度センサ１４及びタンク用圧力センサ１５によって検出される、また、インジェクタ３にＬＰＧを供給する供給経路（デリバリパイプ９等）内の燃料温度及び燃料圧力は、それぞれパイプ用温度センサ１６及びパイプ用圧力センサ１７によって検出される。
【００２６】
インジェクタ３からは上記ＬＰＧがエンジン１の燃料として噴射され、この燃料と空気とが吸気通路２を通じて燃焼室４内に吸入されるようになる。そして、燃焼室４内で空気と燃料とからなる混合気を燃焼させ、そのときの燃焼エネルギでピストン５を往復移動させることにより、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト６が回転するようになる。また、燃焼室４内で燃焼した後の混合気は、排気として排気通路７へと送り出される。
【００２７】
上記インジェクタ３はエンジン１を運転制御するための電子制御装置１０により駆動制御され、この駆動制御を通じてインジェクタ３から噴射される燃料の量が調整される。
【００２８】
電子制御装置１０には、上記タンク用温度センサ１４、タンク用圧力センサ１５、パイプ用温度センサ１６、及びパイプ用圧力センサ１７からの検出信号が入力される。更に、電子制御装置１０には、吸気通路２を流れる空気量（吸入空気量）を検出するエアフローメータ１１、排気通路を流れる排気中の酸素濃度に対応した信号を出力する酸素（Ｏ2 ）センサ１２、クランクシャフト６の回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ１３、及び、運転者によって踏込操作されるアクセルペダル１８の踏込量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ１９等からの検出信号も入力される。
【００２９】
次に、エンジン１の燃料噴射量制御に用いられる最終燃料噴射量Ｑfin の算出手順について、最終燃料噴射量算出ルーチンを示す図２のフローチャートを参照して説明する。この最終燃料噴射量算出ルーチンは、電子制御装置１０を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００３０】
最終燃料噴射量算出ルーチンにおいて、最終燃料噴射量Ｑfin は、基本燃料噴射量Ｑbse 、フィードバック補正係数ＦＡＦ、ベーパ補正係数Ｂ、及びその他の補正係数Ｃを用いて下記の式（１）に基づき算出される。
【００３１】
Ｑfin ＝Ｑbse ＊ＦＡＦ＊Ｂ＊Ｃ …（１）
Ｑfin ：最終燃料噴射量
Ｑbse ：基本燃料噴射量
ＦＡＦ：フィードバック補正係数
Ｂ ：ベーパ補正係数
Ｃ ：その他の補正係数
ここで、基本燃料噴射量Ｑbse は、エンジン１の運転状態に応じて決まる値である。この基本燃料噴射量Ｑbse は、最終燃料噴射量算出ルーチンにおけるステップＳ１０１の処理でエアフローメータ１１の検出信号から求められる吸入空気量ＧＡと、クランクポジションセンサ１３の検出信号から求められるエンジン回転速度ＮＥとに基づき算出される。
【００３２】
また、フィードバック補正係数ＦＡＦは、エンジン１の空燃比を理論空燃比（目標値）へと近づけるべく燃料噴射量を補正するためのものであって、後述するフィードバック補正係数算出ルーチンによって算出される。このフィードバック補正係数ＦＡＦは、エンジン１の空燃比に応じて図４（ａ）に示すように変化する酸素センサ１２の出力信号Ｓに基づき、図４（ｂ）に示すように「１．０」を基準に増減する。
【００３３】
上記酸素センサ１２は、エンジン１の空燃比が理論空燃比の前後の間で変化するとき出力信号Ｓが急変する特性を有する。こうした酸素センサ１２の出力信号Ｓは、上記空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには同理論空燃比に対応した基準値Ｄよりも小さくなり、上記空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときには上記基準値Ｄよりも大きくなる。そして、フィードバック補正係数ＦＡＦは、酸素センサ１２の出力信号Ｓが基準値Ｄよりも大きい場合には減少させられ、同出力信号Ｓが基準値Ｄよりも小さい場合には増加させられる。こうしたフィードバック補正係数ＦＡＦに基づき燃料噴射量を補正することで、エンジン１の空燃比を理論空燃比へと近づけるための空燃比フィードバック制御が行われるようになる。
【００３４】
また、式（１）で用いられるベーパ補正係数Ｂは、インジェクタ３にＬＰＧを供給する供給経路（デリバリパイプ９等）内でＬＰＧが気化してベーパ（気化燃料）が発生したとき、それに伴うインジェクタ３からの噴射燃料の不足を補償すべく燃料噴射量を増量するためのものである。即ち、デリバリパイプ９内等でのベーパ発生に伴いインジェクタ３から噴射される燃料にベーパが含まれるようになると、その噴射燃料の燃料密度が低下して同噴射燃料が必要量に対して不足するが、この不足分を補償すべくベーパ補正係数Ｂによる燃料噴射量の増量が行われるのである。
【００３５】
ベーパ補正係数Ｂの算出には、ＬＰＧの燃料性状を表す値であるプロパン含有率、並びに、デリバリパイプ９内の燃料温度及び燃料圧力から求められるベーパ率ＢＰ、即ちデリバリパイプ９内の燃料におけるベーパの割合が用いられる。そして、ＬＰＧのプロパン含有率はステップＳ１０２の処理で算出され、ベーパ率ＢＰはステップＳ１０３の処理で算出されるようになる。これらステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理については以下に詳しく説明する。
【００３６】
ステップＳ１０２の処理では、タンク用温度センサ１４及びタンク用圧力センサ１５の検出信号に基づき求められる燃料タンク８内の燃料温度及び燃料圧力に基づき、ＬＰＧのプロパン含有率を算出する。このようにＬＰＧのプロパン含有率を算出することができるのは、燃料タンク８内では燃料が液体（ＬＰＧ）と気体（ベーパ）との両方の状態で存在し、こうした燃料状態となるための燃料タンク８内の燃料温度及び燃料圧力はＬＰＧのプロパン含有率に応じて変化するという特性が存在するためである。なお、ＬＰＧにはプロパンのほかにブタン等が含まれるが、プロパンはブタンに比べて気化温度が高いため、ＬＰＧのプロパン含有率が大であるほどベーパが発生し易くなる。
【００３７】
ここで、燃料がＬＰＧとベーパとの両方の状態で存在する燃料タンク８内の燃料温度及び燃料圧力と、ＬＰＧのプロパン含有率との関係を図３に示す。この図において、一つの実線はＬＰＧのプロパン含有率を一定とした条件のもとで、燃料がＬＰＧとベーパとの両方の状態で存在する燃料タンク８内の燃料温度及び燃料圧力の組み合わせを示すものである。そして、上記実線はＬＰＧのプロパン含有率が大となるほど図中上方のものへと移行するようになる。こうした関係がＬＰＧのプロパン含有率と燃料タンク８内の燃料温度及び燃料圧力との間に存在することから、この関係を利用して上記燃料温度及び燃料圧力に基づきＬＰＧのプロパン含有率を算出することができる。
【００３８】
続くステップＳ１０３の処理では、ＬＰＧのプロパン含有率、並びに、パイプ用温度センサ１６及びパイプ用圧力センサ１７の検出信号から求められるデリバリパイプ９内の燃料温度及び燃料圧力に基づき、デリバリパイプ９内でのベーパ率ＢＰが算出される。
【００３９】
上記ＬＰＧのプロパン含有率、並びに、デリバリパイプ９内の燃料温度及び燃料圧力といったパラメータは、デリバリパイプ９内でのベーパの発生に大きく関係している。即ち、ＬＰＧのプロパン含有率が大となるほどベーパが発生し易くなるとともに、デリバリパイプ９内の燃料温度が高くなるほど、またデリバリパイプ９内の燃料圧力が低くなるほどベーパが発生し易くなる。
【００４０】
これらのことを考慮して、ベーパ率ＢＰは、ＬＰＧのプロパン含有率が大となるほど大きくなるように、且つ、デリバリパイプ９内の燃料温度が高くなるほど、またデリバリパイプ９内の燃料圧力が低くなるほど大きくなるように算出される。そして、算出されたベーパ率ＢＰはＲＡＭに記憶され（Ｓ１０４）、続くステップＳ１０５の処理、及び、後述する制御ゲイン算出ルーチン（図７）で用いられる。
【００４１】
ステップＳ１０５の処理では、実験に基づいて設定されたマップを参照してベーパ率ＢＰを用いてベーパ補正係数Ｂが算出される。こうして算出されるベーパ補正係数Ｂは、ベーパ率ＢＰが大となるほど燃料噴射量の増量を大とすべく大きい値となるよう算出される。その後、上記式（１）に基づいて最終燃料噴射量Ｑfin の算出が行われる（Ｓ１０６）。
【００４２】
次に、上記フィードバック補正係数ＦＡＦの算出手順の概要について、図４及び図５を参照して詳しく説明する。なお、図４は酸素センサ１２の出力信号Ｓ、及びフィードバック補正係数ＦＡＦの時間経過に対する推移を示すタイムチャートである。また、図５は、フィードバック補正係数ＦＡＦの算出に用いられる制御ゲインである積分量（Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌ）及びスキップ量（Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌ）について、その概念を示すタイムチャートである。ここでは、フィードバック補正係数ＦＡＦの算出態様を酸素センサ１２の出力信号Ｓの変化との対応のもとに説明する。
【００４３】
１．酸素センサ１２の出力信号Ｓが基準値Ｄよりも大きい状態が続き、エンジン１の空燃比が継続して理論空燃比よりもリッチであるとき
このときには図５に示されるように、フィードバック補正係数ＦＡＦから積分量Ｋi Ｌが減算される。即ち、フィードバック補正係数ＦＡＦが例えば図５のＰ１点に位置する状態にあるとき、上記積分量Ｋi Ｌ分の減算が行われると、同補正係数ＦＡＦはＰ２点に位置する状態へと変化する。こうした積分量Ｋi Ｌの減算が所定周期毎に継続して実行されるいわゆる積分制御が行われることで、フィードバック補正係数ＦＡＦは徐々に小さくなる。このようにフィードバック補正係数ＦＡＦを徐々に小さくすると、いずれは空燃比が理論空燃比に対してリッチ側からリーン側へと変化し、これに伴って酸素センサ１２からの出力信号Ｓが基準値Ｄに対して大きい値から小さい値へと反転する。
【００４４】
２．酸素センサ１２からの出力信号Ｓが基準値Ｄに対し大きい値から小さい値へと反転したとき
こうした酸素センサ１２の出力信号Ｓの変化が生じると、上記フィードバック補正係数ＦＡＦにスキップ量Ｒs Ｒを加算し、同フィードバック補正係数ＦＡＦを所定量だけ大きくする、いわゆるスキップ制御が行われる。即ち、フィードバック補正係数ＦＡＦが図５のＰ３点に位置する状態にあるときに上記スキップ量Ｒs Ｒ分の加算が行われると、同補正係数ＦＡＦはＰ４点に位置する状態へと変化する。このフィードバック補正係数ＦＡＦの増加量は、上記スキップ量Ｒs Ｒが大きくなるほど大きいものとなるが、同スキップ量Ｒs Ｒは、フィードバック補正係数ＦＡＦに加算されるときに空燃比が理論空燃比に対しリーン側からリッチ側へと一気に反転しない値とされる。従って、フィードバック補正係数ＦＡＦにスキップ量Ｒs Ｒが加算された後においても、空燃比が理論空燃比よりもリーンであって、酸素センサ１２の出力信号Ｓが基準値Ｄよりも小さい状態が続くことになる。
【００４５】
３．酸素センサ１２の出力信号Ｓが基準値Ｄよりも小さい状態が続き、エンジン１の空燃比が継続して理論空燃比よりもリーンであるとき
この状態にあっては、フィードバック補正係数ＦＡＦに積分量Ｋi Ｒが加算される。即ち、フィードバック補正係数ＦＡＦが図５のＰ４点に位置する状態にあるときに上記積分量Ｋi Ｒの加算が行われると、同補正係数ＦＡＦはＰ５点に位置する状態へと変化する。こうした積分量Ｋi Ｒの加算を所定周期毎に継続して実行する積分制御が行われることで、フィードバック補正係数ＦＡＦは徐々に大きくなる。このようにフィードバック補正係数ＦＡＦを徐々に大きくすると、いずれは空燃比が理論空燃比に対してリーン側からリッチ側へと変化し、これに伴って酸素センサ１２からの出力信号Ｓが基準値Ｄに対し小さい値から大きい値へと反転する。
【００４６】
４．酸素センサ１２からの出力信号Ｓが基準値Ｄに対し小さい値から大きい値へと反転したとき
こうした酸素センサ１２の出力信号Ｓの変化が生じると、上記フィードバック補正係数ＦＡＦからスキップ量Ｒs Ｌを減算して同フィードバック補正係数ＦＡＦを所定量だけ小さくするスキップ制御が実行される。即ち、フィードバック補正係数ＦＡＦが図５のＰ６点に位置する状態にあるときに上記スキップ量Ｒs Ｌ分の減算が行われると、同補正係数ＦＡＦはＰ７点に位置する状態へと変化する。このフィードバック補正係数ＦＡＦの減少量は上記スキップ量Ｒs Ｌが大きくなるほど大きいものとなるが、同スキップ量Ｒs Ｌは、先のスキップ量Ｒs Ｒと同じくフィードバック補正係数ＦＡＦから減算されるときに空燃比が理論空燃比に対しリッチ側からリーン側へと一気に反転しない値にされる。従って、フィードバック補正係数ＦＡＦからスキップ量Ｒs Ｌが減算された後においても、空燃比が理論空燃比よりもリッチであって、酸素センサ１２の出力信号Ｓが基準値Ｄよりも大きい状態が続くことになる。この状態にあっては、フィードバック補正係数ＦＡＦは積分制御により上記積分量Ｋi Ｌに応じて徐々に小さくなる。そして、図４に示されるように、上記のようなフィードバック補正係数ＦＡＦの算出処理が酸素センサ１２の出力信号Ｓの推移に応じて繰り返し実行される。
【００４７】
このように、酸素センサ１２からの出力信号Ｓに応じてフィードバック補正係数ＦＡＦを変化させることで、エンジン１の空燃比が理論空燃比へと近づくように最終燃料噴射量Ｑfin が変化する。
【００４８】
次に、フィードバック補正係数ＦＡＦの算出手順について、フィードバック補正係数算出ルーチンを示す図６のフローチャートを参照して詳しく説明する。このフィードバック補正係数算出ルーチンは、電子制御装置１０を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００４９】
フィードバック補正係数算出ルーチンの処理においては、まず空燃比フィードバック制御の実行条件であるフィードバック条件が成立しているか否かが判断される（Ｓ２０１）。こうした判断は例えば、
・始動完了前のクランキング中でない
・エンジン１の暖機が完了している
・酸素センサ１２が活性化している
・過度に高回転高負荷状態でない
といった条件がすべて成立しているか否かに基づき行われる。
【００５０】
そして、上記各条件の内のいずれか一つでも満たされていなければ、フィードバック条件が成立していない旨判断され、フィードバック補正係数ＦＡＦが「１．０」に設定される（Ｓ２１０）。また、上記各条件が全て満たされていれば、フィードバック条件が成立している旨判断され、酸素センサ１２の出力信号Ｓが基準値Ｄに対し大きい値と小さい値との間で反転したか否かが判断される（Ｓ２０２）。ここで肯定判定であればスキップ制御を行うべき旨判断され、当該スキップ制御を行うためのステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理が実行される。
【００５１】
ステップＳ２０３の処理では、酸素センサ１２の出力信号Ｓが基準値Ｄ未満であるか否かが判断される。そして、「Ｓ＜Ｄ」であって出力信号Ｓが基準値Ｄに対し大きい値から小さい値へと反転した旨判断された場合には、フィードバック補正係数ＦＡＦにスキップ量Ｒs Ｒが加算される（Ｓ２０４）。また、「Ｓ＜Ｄ」でなく出力信号Ｓが基準値Ｄに対して小さい値から大きい値へと反転した旨判断された場合には、フィードバック補正係数ＦＡＦからスキップ量Ｒs Ｌが減算される（Ｓ２０５）。
【００５２】
一方、上記ステップＳ２０２の処理において否定判定であれば積分制御を行うべき旨判断され、当該積分制御を行うためのステップＳ２０６〜ステップＳ２０８の処理が実行される。
【００５３】
ステップＳ２０６の処理では、酸素センサ１２の出力信号Ｓが基準値Ｄ未満であるか否かが判断される。そして、「Ｓ＜Ｄ」であって出力信号Ｓが基準値Ｄ未満の状態が維持されている旨判断された場合には、フィードバック補正係数ＦＡＦに積分量Ｋi Ｒが加算される（Ｓ２０７）。また、「Ｓ＜Ｄ」でなく出力信号Ｓが基準値Ｄよりも大きい状態が維持されている旨判断された場合には、フィードバック補正係数ＦＡＦから積分量Ｋi Ｌが減算される（Ｓ２０８）。
【００５４】
上記ステップＳ２０５〜Ｓ２０８のいずれかの処理を実行した後、フィードバック補正係数ＦＡＦが過度に大きい値や小さい値にならないよう、フィードバック補正係数ＦＡＦのガード処理が実行される（Ｓ２０９）。こうしてフィードバック補正係数算出ルーチンによって算出されるフィードバック補正係数ＦＡＦは、図４（ａ）に示す酸素センサ１２の出力信号Ｓの変化に対し、図４（ｂ）に示すように推移することとなる。
【００５５】
ところで、電子制御装置１０を通じて行われるエンジン１の燃料噴射量制御では、デリバリパイプ９内でのベーパ率ＢＰが大になるほどベーパ補正係数Ｂが大きくされ、エンジン１の燃料噴射量が増量されるようになる。これにより、デリバリパイプ９内でのベーパ発生に伴い、インジェクタ３からの噴射燃料が必要量に対して不足することは抑制される。
【００５６】
しかしながら、デリバリパイプ９内にＬＰＧとベーパとの両方が存在する状態にあっては、デリバリパイプ９からインジェクタ３へと供給されるＬＰＧの量、及びベーパの量が種々の状況に応じて大きく変動する。そのため、インジェクタ３からの噴射燃料に含まれるＬＰＧとベーパとの割合にも大きな変動が生じ易く、この変動に伴いエンジン１の空燃比も理論空燃比に対してリッチ側もしくはリーン側に大きくずれるおそれがある。
【００５７】
本実施形態では、このように空燃比が理論空燃比に対して大きくずれたとき、同空燃比を速やかに理論空燃比へと到達させることができるよう、デリバリパイプ９内でのベーパ率ＢＰに応じて空燃比フィードバック制御の制御ゲインを変更する。即ち、デリバリパイプ９内でのベーパ率が、インジェクタ３からの噴射燃料に含まれるＬＰＧ及びベーパの量に大きな変動が最も生じ易い値へと近づくほど、スキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌ及び積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌといった制御ゲインを大きくする。
【００５８】
これにより、インジェクタ３からの噴射燃料に含まれるＬＰＧとベーパとの割合に大きな変動が生じ、エンジン１の空燃比が理論空燃比に対して大きくずれたとしても、上記制御ゲインを用いて増減されるフィードバック補正係数ＦＡＦに基づく燃料噴射量の増減補正により、エンジン１の空燃比を速やかに理論空燃比に到達させることができる。
【００５９】
次に、上記制御ゲインを変更する手順について制御ゲイン算出ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して説明する。この制御ゲイン算出ルーチンは、電子制御装置１０を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００６０】
制御ゲイン算出ルーチンの処理としては、まずエンジン回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡ、並びに、アクセルポジションセンサ１９の検出信号から求められるアクセル踏込量ＡＣＣＰに基づき、スキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌ及び積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌといった制御ゲインが算出される（Ｓ３０１）。これら制御ゲインは、アイドル運転（「ＡＣＣＰ＝０」）、高負荷運転（「ＧＡ／ＮＥ」が大）、及び低負荷運転（「ＧＡ／ＮＥ」が小）といった運転状態毎に、そられ各運転状態にとって最適な値となるように算出される。
【００６１】
その後、最終燃料噴射量算出ルーチンにおけるステップＳ１０４（図２）の処理でＲＡＭに記憶されたベーパ率ＢＰに基づき、上記積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌ及びスキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌを変更するための補正係数α，βが算出される（Ｓ３０２）。続いて積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌに補正係数αを乗算したものを新たな積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌとし、スキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌに補正係数βを乗算したものを新たなスキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌとすることで、ベーパ率ＢＰに応じて積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌ及びスキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌを変更する（Ｓ３０３）。
【００６２】
こうした変更に用いられる補正係数α，βは、ステップＳ３０２の処理で、インジェクタ３からの噴射燃料に含まれるＬＰＧ及びベーパの量に大きな変動が最も生じ易くなるベーパ率ＢＰに近づくなるほど、スキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌ及び積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌが大きくなるよう増大側の値として算出される。なお、インジェクタ３からの噴射燃料に含まれるＬＰＧ及びベーパの量に大きな変動が最も生じ易くなるベーパ率ＢＰとしては、例えばベーパ率ＢＰの変化範囲（０％〜１００％）の中間付近の値をあげることができる。
【００６３】
また、補正係数α，βは、図８に示されるように、ベーパ率ＢＰの変化に対して異なる推移傾向をとるようになる。即ち、スキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌを変更するための補正係数βは、積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌを変更するための補正係数αが推移する領域よりも減少側の領域で推移することとなる。このように推移する補正係数α，βによって積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌ及びスキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌは、各々積分制御及びスキップ制御に適した態様で変更されることとなる。
【００６４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）デリバリパイプ９内でのベーパ率ＢＰは、インジェクタ３からの噴射燃料に含まれるＬＰＧ及びベーパの量の変動に大きな影響を及ぼす。そして、このベーパ率ＢＰに応じて変化する補正係数α，βにより、空燃比フィードバック制御の制御ゲインである積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌ及びスキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌが変更される。即ち、インジェクタ３からの噴射燃料に含まれるＬＰＧ及びベーパの量に大きな変動が最も生じ易くなるベーパ率ＢＰに近づくほど、補正係数α，βが大きくされて上記制御ゲインが大きくされる。このため、デリバリパイプ９内でのベーパ発生に起因してインジェクタ３からの噴射燃料に含まれるＬＰＧ及びベーパの量に大きな変動が生じ、これに伴いエンジン１の空燃比が理論空燃比から大きくずれたとしても、上記制御ゲインを用いた空燃比フィードバック制御により空燃比を理論空燃比へと速やかに到達させることができる。
【００６５】
（２）スキップ制御に用いられる上記スキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌ、及び積分制御に用いられる上記積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌは、各々ベーパ率ＢＰの変化に対する推移傾向が互いに異なる補正係数α，βにより、スキップ制御及び積分制御に適した態様で変更されることとなる。従って、上記のようにエンジン１の空燃比が理論空燃比から大きくはずれたとき、上記スキップ制御及び積分制御を各々最適な制御状態とし、エンジン１の空燃比を理論空燃比へと速やかに到達させることができる。
【００６６】
（３）デリバリパイプ９内でのベーパ率ＢＰを、ＬＰＧのプロパン含有率、並びに、デリバリパイプ９内の燃料温度及び燃料圧力など、同パイプ９内でのベーパ発生状態に関係するパラメータに基づき算出するようにした。これらパラメータは、タンク用温度センサ１４、タンク用圧力センサ１５、パイプ用温度センサ１６、及びパイプ用圧力センサ１７など、既存のセンサの検出信号から求められる。従って、デリバリパイプ９内のベーパ率ＢＰを算出するのに新たにセンサを追加する必要はなく、簡単な構成で且つエンジン１の部品点数を増やすことなく上記ベーパ率ＢＰを算出することができる。
【００６７】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・エンジン１の燃料としてＬＰＧの代わりにその他の燃料、例えばＣＮＧ（液化天然ガス）を用いてもよい。
【００６８】
・補正係数α，βを必ずしも異なる値とする必要はない。
・ＬＰＧのプロパン含有率、並びに、デリバリパイプ９内の燃料温度及び燃料圧力など、デリバリパイプ９内のベーパ発生状態に関係するパラメータに基づきデリバリパイプ９内のベーパ率ＢＰを算出し、このベーパ率ＢＰに基づき空燃比フィードバック制御の制御ゲインを変更したが、本発明はこれに限定されない。即ち、上記デリバリパイプ９内のベーパ発生状態に関係するパラメータのうちの少なくとも一つに応じて直接的に上記制御ゲインを変更してもよい。また、デリバリパイプ９内のベーパ発生状態に関係するパラメータとしては、上記以外に例えば燃料タンク８内の燃料温度とデリバリパイプ９内の燃料温度との温度差等を用いることもできる。
【００６９】
・デリバリパイプ９内のベーパ発生状態に関係するパラメータの一つとして、ＬＰＧの燃料性状を表す値であるプロパン含有率を例示したが、この燃料性状を表す値としてはプロパン含有率に限らず例えばブタン比率を用いることもできる。この場合にはベーパ率ＢＰの算出に際し、ブタン比率が大となるほどベーパ率ＢＰが小さい値となるように算出される。
【００７０】
・デリバリパイプ９内のベーパ発生状態を表す値としてベーパ率ＢＰを例示したが、これに変えてベーパ発生量を用いてもよい。この場合、ＬＰＧのプロパン含有率、並びに、デリバリパイプ９内の燃料温度及び燃料圧力など、デリバリパイプ９内でのベーパ発生状態に関係するパラメータに基づき、デリバリパイプ９内でのベーパ発生量が算出される。そして、このベーパ発生量に応じてスキップ量Ｒs Ｒ，Ｒs Ｌ及び積分量Ｋi Ｒ，Ｋi Ｌが変更されることとなる。
【００７１】
・エンジン１の空燃比を理論空燃比に制御するのにフィードフォワード制御が用いられる場合には、燃料噴射量の補正に用いられるフィードフォワード項の増減量をベーパ率ＢＰやベーパ発生量など、デリバリパイプ９内のベーパ発生状態を表す値に応じて変更することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の燃料噴射制御装置が適用されるエンジン、及びその燃料供給系を示す略図。
【図２】最終燃料噴射量Ｑfin の算出手順を示すフローチャート。
【図３】ＬＰＧのプロパン含有率と、燃料タンク内の燃料温度及び燃料圧力との関係を説明するための説明図。
【図４】酸素センサの出力信号Ｓ及びフィードバック補正係数ＦＡＦの時間経過に伴う推移を示すタイムチャート。
【図５】フィードバック補正係数ＦＡＦの算出に用いられる積分量Ｋi Ｌ，Ｋi Ｒ及びスキップ量Ｒs Ｌ，Ｒs Ｒの概念を示すタイムチャート。
【図６】フィードバック補正係数ＦＡＦの算出手順を示すフローチャート。
【図７】積分量Ｋi Ｌ，Ｋi Ｒ及びスキップ量Ｒs Ｌ，Ｒs Ｒといった制御ゲインの算出手順を示すフローチャート。
【図８】積分量Ｋi Ｌ，Ｋi Ｒ及びスキップ量Ｒs Ｌ，Ｒs Ｒの変更に用いられる補正係数α，βがベーパ率ＢＰの変化に対してどのように推移するかを示すグラフ。
【符号の説明】
１…エンジン、３…インジェクタ、８…燃料タンク、９…デリバリパイプ、１０…電子制御装置、１４…タンク用温度センサ、１５…タンク用圧力センサ、１６…パイプ用温度センサ、１７…パイプ用圧力センサ。

Claims (5)

1. 燃料を噴射するためのインジェクタに液化ガス燃料を供給する供給経路を備え、その供給経路内でのベーパの発生に伴う噴射燃料の不足を補償すべく燃料噴射量を増量する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   内燃機関の燃料噴射量を所定の補正値をもって補正するものであって、同機関の空燃比が目標値となるよう前記補正値を増減させる補正手段と、
   前記供給経路内のベーパ発生状態に関係するパラメータに基づき前記補正値の増減量を変更する変更手段とを備え、
   前記補正手段は、内燃機関の空燃比を理論空燃比へとフィードバック制御すべく、同機関の空燃比に基づき前記フィードバック制御の制御ゲインを用いて前記補正値を増減させ、
   前記変更手段は、前記パラメータに基づき前記供給経路内のベーパ率を算出し、そのベーパ率に基づき前記制御ゲインの大きさを変更する
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記パラメータは、前記液化ガス燃料の燃料性状を表す値、前記供給経路内の燃料温度、及び燃料圧力のうちの少なくとも一つである
   請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記液化ガス燃料の燃料性状を表す値は、前記インジェクタに供給される液化ガス燃料を貯留するための燃料タンク内の燃料温度及び燃料圧力に基づき特定される
   請求項２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記変更手段は、前記インジェクタからの噴射燃料に含まれるベーパ及び液化ガス燃料の量に大きな変動が最も生じ易いベーパ率であるとき、前記補正値の増減量が最大となるように同増減量を変更する
   請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記制御ゲインは、内燃機関の空燃比が理論空燃比に対してリッチとリーンとの間で反転したときに前記補正値に対し加算若しくは減算されるスキップ量と、同機関の空燃比が理論空燃比に対してリッチ若しくはリーンに維持されている間に前記補正値に対し継続して加算若しくは減算される積分量とであり、
   前記変更手段は、前記ベーパ率に基づき前記スキップ量と前記積分量とを変更する
   請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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