JP4370936B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、直噴インジェクタ及び吸気通路インジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

従来、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタに加えて、燃焼室に燃料を直接噴射する直噴インジェクタを備えた内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照）。こうした内燃機関では、例えば、直噴インジェクタからの噴射燃料の気化熱を利用して燃焼室温度を低下させつつ吸気通路インジェクタによる燃料噴射を行うことで、吸気効率の向上を図るようにしている。

他方、内燃機関の燃料タンク等、燃料供給系に発生する蒸発燃料を燃料吸着機構により吸着し、適宜の時期にこれを吸気通路にパージする蒸発燃料処理装置が知られている。（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−２３１２２１号公報 特開平１０−２３１７５８号公報

ここで、吸気通路インジェクタ及び直噴インジェクタを共に備えるこうした内燃機関において蒸発燃料処理装置によるパージ処理を行うようにした場合には、以下のような不都合が生じる懸念がある。

即ち、直噴インジェクタを用いて燃料噴射を行った場合、燃焼室での燃料分布は偏ったものとなりやすく、例えば、点火プラグ近傍域で分布が密となり、それ以外の域では疎となるといった燃料の偏在が生じる。他方、吸気通路インジェクタによる燃料噴射においては、より気化の進んだ燃料が燃焼室に供給されることとなるため燃料の偏在は直噴インジェクタに比べて生じ難くなっている。即ち、吸気通路インジェクタと直噴インジェクタとを備えた前述の内燃機関においては、これらインジェクタの燃料噴射後の燃焼室における燃料分布状態がそれぞれ異なるものとなる。

こうした内燃機関において前述のパージ処理を行った場合、このパージ処理が行われることによる燃焼状態への影響もそれぞれで異なるものとなると考えられるが、従来においては、こういった影響については十分に考慮されておらず、改善の余地を残すものとなっていた。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気通路インジェクタと直噴インジェクタとを備えた内燃機関において、パージガスの影響による燃焼状態の悪化を抑制可能な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記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタと、同機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタと、これらインジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、当該制御装置は、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの燃料量を検出するとともに、その結果に基づいて前記燃料量についての学習を行う検出手段をさらに備えるものであり、前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了したか否かを判定し、学習が完了していない旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射量を減少させるものであることを要旨としている。

（２）請求項２に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタと、同機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタと、これらインジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、当該制御装置は、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの燃料量を検出するとともに、その結果に基づいて前記燃料量についての学習を行う検出手段をさらに備えるものであり、前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了したか否かを判定し、学習が完了していない旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射圧を増加させるものであることを要旨としている。

（３）請求項３に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタと、同機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタと、これらインジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、当該制御装置は、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの燃料量を検出するとともに、その結果に基づいて前記燃料量についての学習を行う検出手段をさらに備えるものであり、前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了したか否かを判定し、学習が完了していない旨の判定結果が得られることに基づいて前記吸気通路インジェクタの燃料噴射量を減少させるものであることを要旨としている。

パージガスの導入は内燃機関の空燃比に影響を与え、ひいては燃焼状態にも影響を及ぼすこととなる。本発明によれば、パージガスの燃料量に基づいて、直噴インジェクタと吸気通路インジェクタとの燃料噴射態様を変更するようにしたため、こうしたパージガスによる影響を極力排除して、燃焼状態を良好に維持することができるようになる。またこの場合、インジェクタの燃料噴射態様の変更を通じて燃焼室における燃料の偏在度合が変更されその結果上述のようなパージガスの導入による燃焼状態への悪影響の抑制が図られることとなる。
また、パージガスの燃料量の学習が未完了でこの燃料量が充分に把握されていない場合、上述したようなパージガスの導入による燃焼状態への悪影響に関してもこれがどの程度のものかは把握できない。本発明によれば、こうした状況においてインジェクタの燃料噴射態様を変更することにより、上記悪影響をより確実に抑制することができるようになる。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３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、前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了していない旨の判定結果に基づく前記直噴インジェクタまたは前記吸気通路インジェクタの燃料噴射態様の制御を実行した後に前記蒸発燃料処理装置によるパージの実行を許可することを要旨としている。
（５）請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射制御手段は、前記パージの実行の許可にともない前記蒸発燃料処理装置によるパージがなされた後に再び前記燃料量についての学習が完了したか否かを判定し、学習が完了していない旨の判定結果が得られるときにはこれに基づいて前記燃料噴射態様の制御及び前記パージの実行許可を再び行うことを要旨としている。

（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜５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、前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了している旨の判定結果が得られることに基づいて、前記学習を通じて得られた燃料量の学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射量を減少させることを要旨としている。

吸気通路インジェクタと比較して直噴インジェクタから噴射される燃料は、その気化が促進され難いために燃焼室において偏在し易い傾向がある。
この点、上記発明によれば、直噴インジェクタの燃料噴射量が小さくなるように燃料噴射態様を変更するため、上述したような燃料の偏在に起因して燃料濃度が過度に濃くなる部分が燃焼室に形成されるのを抑制し、不完全燃焼による排気性状の悪化についてもこれを抑制することができるようになる。
また、燃料噴射態様を変更するこうした態様に関しては、この発明によるものの他、例えば、検出されるパージガスの燃料量が所定量より多いときに吸気通路インジェクタの燃料噴射量の割合が小さくなるように同燃料噴射量比率を変更するといった態様を採用することもできる。この場合、吸気通路インジェクタによる燃料噴射量とパージガスの燃料量との総和、即ち吸気通路から燃焼室に導入される総燃料量が過大となるのを極力避けるようにすることを通じて上記パージガスの導入による悪影響の抑制が図られることとなる。
但しこの態様では、仮にパージガスの燃料量の検出結果に対する信頼性が不充分であった場合に、例えば、実際の燃料量よりも多く検出されてしまうと、吸気通路インジェクタの燃料噴射量が少なく設定されて吸気通路から燃焼室に導入される実際の総燃料量が過小となってしまうことが懸念される。この吸気通路から燃焼室に導入される燃料は、直噴インジェクタによって燃焼室に直接噴射される燃料と比較して気化が促進され易い傾向にあるため、安定した燃焼の実現のためには上述の過小状態が極力回避されることが望ましい。
この点、上記発明によれば、気化の促進され易い吸気通路からの燃料の確保を図りつつ、上述したような燃料濃度が過度に濃くなる部分が燃焼室に形成されるのが抑制されるようになるため、不完全燃焼による排気性状の悪化等が好適に抑制され得る。

（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜５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、前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了している旨の判定結果が得られることに基づいて、前記学習を通じて得られた燃料量の学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射圧を増加させることを要旨としている。

こうした燃料噴射圧の変更がなされることで燃焼室における燃料の気化が促進され、その結果前述の燃料の偏在が生じ難くなる。従って、この燃料の偏在に起因して燃料濃度が過度に濃くなる部分が燃焼室に形成されるのを抑制し、不完全燃焼による排気性状の悪化についてもこれを抑制することができるようになる。

（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜５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、前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了している旨の判定結果が得られることに基づいて、前記学習を通じて得られた燃料量の学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記吸気通路インジェクタの燃料噴射量を減少させることを要旨としている。
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜８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、前記検出手段は、前記燃料量についての学習として、前記蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの濃度についての学習を行うものであり、前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了していない旨の判定結果が得られること、すなわち前記パージガスの濃度が判明していない旨の判定結果が得られることに基づいて、前記直噴インジェクタまたは前記吸気通路インジェクタの燃料噴射態様を制御するものであることを要旨としている。
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９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、前記噴射制御手段は、前記蒸発燃料処理装置によるパージの実行条件が成立していることに基づいて、前記燃料量についての学習が完了したか否かの判定、及びその結果に基づく前記燃料噴射態様の制御を行うことを要旨としている。

（１１）請求項１１に記載の発明は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタと、同機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタと、これらインジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、当該制御装置は、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの燃料量を検出するとともに、その結果に基づいて前記燃料量についての学習を行い、この学習により得られる燃料量を学習値として設定する検出手段をさらに備えるものであり、前記噴射制御手段は、前記検出手段により設定された学習値に基づいて前記直噴インジェクタまたは前記吸気通路インジェクタの燃料噴射態様を制御するものであることを要旨としている。
（１２）請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射制御手段は、蒸発燃料処理装置によるパージの実行条件が成立しているとき、且つこの実行条件に基づくパージの実行が開始される前に、前記検出手段により設定された学習値に基づく前記燃料噴射態様の制御を行うことを要旨としている。

（１３）請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射制御手段は、前記検出手段により設定された学習値に基づく前記燃料噴射態様の制御として、前記学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射量を減少させることを要旨としている。
（１４）請求項１４に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射制御手段は、前記検出手段により設定された学習値に基づく前記燃料噴射態様の制御として、前記学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射圧を増加させることを要旨としている。
（１５）請求項１５に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記噴射制御手段は、前記検出手段により設定された学習値に基づく前記燃料噴射態様の制御として、前記学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記吸気通路インジェクタの燃料噴射量を減少させることを要旨としている。
（１６）請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１５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、前記噴射制御手段は、前記検出手段の学習態様に基づく前記直噴インジェクタの燃料噴射態様の制御として、同インジェクタの燃料噴射を禁止する制御を行うことを要旨としている。

（１７）請求項１７に記載の発明は、請求項１〜１６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、前記検出手段は、前記パージガスの燃料量の相関量として、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの濃度を検出することを要旨としている。
パージガスの濃度については、蒸発燃料処理装置の燃料吸着部分に吸着されている燃料の量がそのときどきに応じて変化するため、上述したようなパージガスの導入による燃焼状態への悪影響も大きなものになる傾向がある。この点、上記発明によるように、パージガスの濃度を検出し、これに基づいて上記各インジェクタの燃料噴射量比率を変更することにより、上記悪影響を好適に抑制することができるようになる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示されるように、各気筒（シリンダ）１７の内部には、機関ピストン１４が往復動可能に設けられており、この機関ピストン１４の頂面と気筒内周面１８とにより燃焼室１２が区画形成されている。

この燃焼室１２には、吸気通路１１及び排気通路１３がそれぞれ接続されている。吸気通路１１の途中には、スロットルバルブ２６が設けられており、このスロットルバルブ２６により燃焼室１２に導入される吸入空気が調量される。

本実施形態の内燃機関１０においては、各気筒１７毎に二つのインジェクタ２０Ａ，２０Ｂが設けられている。即ち、燃焼室１２に燃料を直接噴射する（筒内噴射を行う）ための直噴インジェクタ２０Ａと、燃焼室１２の外部であって吸気通路１１におけるスロットルバルブ２６よりも下流側（燃焼室１２側）に燃料噴射を行う吸気通路インジェクタ２０Ｂとが設けられている。直噴インジェクタ２０Ａから噴射される燃料は、吸気弁２１の開弁時に燃焼室１２に導入された吸入空気と混合されて混合気となる。一方、吸気通路インジェクタ２０Ｂから噴射される燃料は、吸気通路１１内の吸入空気と混合されて混合気となった状態で吸気弁２１の開弁時に燃焼室１２へと導入される。

そして、これら混合気は点火プラグ２２の点火によって爆発燃焼した後、排気弁２３の開弁時に燃焼室１２から排気通路１３に排出される。この排気通路１３には排気浄化機能を有した触媒装置２７が設けられている。

また、各インジェクタ２０Ａ，２０Ｂはそれぞれデリバリパイプ２４Ａ，２４Ｂに接続されており、これら各デリバリパイプ２４Ａ，２４Ｂから燃料がそれぞれ所定の圧力をもって供給される。吸気通路インジェクタ２０Ｂに燃料を供給するためのデリバリパイプ２４Ｂには、フィードポンプ２５を通じて所定圧の燃料が燃料タンク９２から供給されている。また、直噴インジェクタ２０Ａに燃料を供給するためのデリバリパイプ２４Ａには、フィードポンプ２５によって昇圧された燃料の圧力を更に高圧とするための高圧燃料ポンプ２８を通じて所定圧（デリバリパイプ２４Ｂの圧力よりも高い圧力）の燃料が供給されるようになっている。

本実施形態においては、燃料タンク９２に発生する蒸発燃料を吸気通路１１にパージする蒸発燃料処理装置９０が設けられている。蒸発燃料処理装置９０は、蒸発燃料の吸着を行うための活性炭等が収容されるキャニスタ９１、このキャニスタ９１と燃料タンク９２とを連通する導入路９３、キャニスタ９１とスロットルバルブ２６の下流側を連通するパージ通路９４等を備えている。このパージ通路９４の途中には流量制御弁４７が設けられており、この流量制御弁４７によりキャニスタ９１から吸気通路１１に導入される燃料蒸気の量（パージガス流量）が制御される。

上記したパージガス流量の制御、即ちいわゆるパージ制御は電子制御装置５０により行われる。この電子制御装置５０は、空燃比制御や燃料噴射制御等、内燃機関１０における種々の制御を統括して実行するものであり、演算装置、駆動回路等の他、各種制御の演算結果やその演算に用いられる関数マップ等を記憶するメモリ５２を備えている。即ちこの電子制御装置５０は、両インジェクタ２０Ａ，２０Ｂの燃料噴射量を個別に制御する噴射制御手段を構成する。

また、内燃機関１０には、その運転状態を検出するための各種サンサが設けられている。例えば、吸気通路１１においてスロットルバルブ２６の上流側には吸入空気量を検出する吸入空気量センサ４２が設けられている。また、内燃機関１０の出力軸（図示略）の近傍には、機関回転速度を検出する回転速度センサ４３が設けられている。アクセルペダル６０の近傍には、その踏込量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ４４が設けられている。シリンダブロック（図示略）には、機関冷却水の温度を検出する水温センサ４５が取り付けられている。

更に、排気通路１３において触媒装置２７の上流側には、排気の酸素濃度に基づいて空燃比を検出するための酸素センサ４６が取り付けられている。これら各センサ４２〜４６の検出結果は、電子制御装置５０に取り込まれる。そして、電子制御装置５０は、これら検出結果に基づいて各種制御を機関運転状態に応じて実行する。なお、電子制御装置５０は上記の如く検出された空燃比に基づき、前述のパージガスの燃料濃度（以下、単にパージガスの濃度という）を検出し得るようになっている。本実施形態において電子制御装置５０は、このパージガスの濃度を同パージガスの燃料量の相関量として検出する。即ち電子制御装置５０はパージガスの燃料量を検出する検出手段を構成する。

電子制御装置５０は、蒸発燃料処理装置９０によるパージの開始とともに上述の空燃比に基づくパージガスの濃度検出を開始する。そして電子制御装置５０は、所定期間の検出結果に基づいて上記パージガスの濃度の学習を行う。これにより得られた学習値はメモリ５２に書き込まれるようになっている。

次に、こうした各種制御のうち、直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射やパージの実行に関する制御手順について図２を参照しながら説明する。なお本実施形態において直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射は、同燃料噴射により燃焼室１２内に放たれた燃料の気化熱によって同燃焼室１２内を冷却し、吸気効率を高めることを主な目的として行われる。同図２のフローチャートは上記制御の処理手順を示し、電子制御装置５０は、同図に示される一連の処理を所定の時間周期をもって繰り返し実行する。

先ずステップＳ１００においては、上記パージの開始を許容するための条件（パージ実行条件）が成立したか否かが判定される。本実施形態において電子制御装置５０は、水温センサ４５によって検出された機関冷却水温が所定よりも高いこと、両インジェクタ２０Ａ，２０Ｂによる燃料噴射が禁止された、いわゆるフューエルカット状態にないこと、及び、機関運転状態が急変した直後でないこと等の条件が全て成立したとき、パージ実行条件が成立したと判定する。他方これら条件のうち、一つでも成立していないときにはパージ実行条件が未成立であると判定する。電子制御装置５０は、パージの実行条件が成立したか否かを判定する判定手段を構成している。

なお、前述の「機関冷却水温が所定よりも高いこと」及び、「機関運転状態が急変した直後でないこと」の二つの条件は、燃焼状態が比較的安定した状態でのみパージの実行を許可するためのものである。また、「フューエルカット状態にないこと」という条件は、言うまでもなく、内燃機関１０への燃料供給が不要とされる状況において、こうした不要な燃料供給がパージによってなされるのを禁止するためのものである。

このステップＳ１００での判定結果がＮＯである場合、即ちパージ実行条件が成立していないと判定された場合、処理は終了される。他方、同判定結果がＹＥＳである場合には、処理がステップＳ１１０に移行され、パージガスの濃度が不明であるか否かが判定される。本実施形態においては、上述したパージガスの濃度に関する学習が完了される、即ち学習値の算出が完了されることを以てパージガスの濃度が判明したとみなされ、逆に学習が未完了の場合は、学習値がメモリ５２に書き込まれておらず上記濃度が不明であるとみなされる。即ち、本ステップＳ１１０においては、パージガスの濃度学習が完了したか否かが判定されることとなる。

そしてこの判定結果がＹＥＳである、即ちパージガスの濃度が不明であると判定された場合には、ステップＳ１２０において、直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射、即ち筒内噴射が禁止される。こうしたパージガスの濃度が不明な場合、燃料供給量を機関運転状態に適したものとするために両インジェクタ２０Ａ，２０Ｂにどれだけの燃料量を噴射させるべきかを正確に把握することができない。従って、例えばパージが行われていない状態で機関運転状態に適した量での燃料噴射が行われているとき、これに加えてパージが実行されるとその分だけ燃焼室１２がリッチとなる。このとき直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射が行われた場合、燃焼室１２では点火プラグ２２近傍域での空燃比が他の域と比べてリッチとなるように燃料が偏在する傾向にあることから、仮に上述のパージガスの濃度が高いとその影響で点火プラグ２２近傍域が過リッチとなってリッチ失火の発生する可能性が高くなってしまう。

本実施形態では、このステップＳ１２０における筒内噴射の禁止により、こうしたパージガスの導入による点火プラグ２２近傍域での過リッチ化を抑制し、リッチ失火等、燃焼状態の悪化を極力回避するようにしている。なお、このときの吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射については、燃焼状態の悪化を招かない範疇において、直噴インジェクタ２０Ａの噴射量の減少分を補うべく噴射量を増加させてもよく、また、増加させないようにしてもよい。

そして、このステップＳ１２０処理に引き続き、パージが実行される（ステップＳ１３０）。よって、筒内噴射が禁止され、燃焼室１２での燃料分布がより均質となった状態でパージが実行されることで、同パージによる燃焼状態の悪化が抑制される。なお、このパージは流量制御弁４７が所定時間だけ開状態とされることで同所定時間だけ実行される。そしてこのパージが実行されると、上述したパージガスの濃度の学習が行われる。

この時点で上記濃度について既に学習値がメモリ５２に書き込まれていれば（ステップＳ１４０：ＮＯ）、ステップＳ１５０においてその学習値が所定の濃度よりも高いか否かが判定される。逆にステップＳ１４０での判定結果がＹＥＳとされた場合、処理はステップＳ１２０に戻される。ちなみに、仮に上記学習が瞬時に完了される傾向にあってステップＳ１３０でのパージ実行後そのまま処理がステップＳ１５０に直接移行されても問題のないものであれば、上記ステップＳ１４０を省略するようにしてもよい。

なお、前述のステップＳ１１０での判定結果がＮＯである場合についても、このステップＳ１４０での判定結果がＮＯとされた場合と同様、ステップＳ１５０に処理が移行される。

そしてこのステップＳ１５０での判定結果がＹＥＳである場合、即ちパージガスの濃度が所定よりも高い（パージガスの燃料量が所定量より多い）と判定された場合、パージガスの導入による燃焼状態の悪化を抑制するために処理はステップＳ１２０に移行されて筒内噴射が禁止される。

一方、このステップＳ１５０での判定結果がＮＯである場合には、パージガスの導入による燃焼状態への影響が無視できる程度のものであるとみなされ、ステップＳ１６０において筒内噴射が許可される。このとき、各インジェクタ２０Ａ，２０Ｂの燃料噴射量は、上記濃度のパージガスが導入された場合に燃焼状態が安定したものとなるように設定される。そしてステップＳ１７０においてパージが実行される。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
（１）パージガスの導入は内燃機関１０の空燃比に影響を与え、ひいては燃焼状態にも影響を及ぼすこととなる。本実施形態によれば、パージガスの燃料量に基づいて、直噴インジェクタ２０Ａと吸気通路インジェクタ２０Ｂとの燃料噴射量比率を変更するようにしたため、こうしたパージガスによる影響を極力排除して、燃焼状態を良好に維持することができるようになる。

（２）本実施形態では、パージガスの濃度を同パージガスの燃料量の相関量として検出するようにしている。パージガスの濃度については、蒸発燃料処理装置９０の燃料吸着部分に吸着されている燃料の量がそのときどきに応じて変化するため、上述したようなパージガスの導入による燃焼状態への悪影響も大きなものになる傾向がある。この点、本実施形態のように、パージガスの濃度を検出し、これに基づいて上記燃料噴射量比率を変更することにより、上記悪影響を好適に抑制することができるようになる。

（３）本実施形態では、検出されたパージガスの濃度が所定より高いことを条件に、直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射量の割合が小さくなるように上記燃料噴射量比率を変更するようにしている。これによれば、燃焼状態の悪化を抑えつつ、その悪影響が無視できる程度のときには通常の機関運転状態に即した燃料噴射制御を実行することができるようになる。

（４）本実施形態では、パージガスの濃度に関して所定期間における検出結果に基づいてその学習が行われるようになっている。そして、本実施形態ではこの学習が完了していないときに上記燃料噴射量比率の変更が行われるようになっている。

例えばパージガスの濃度の学習が未完了でこれが充分に把握されていない場合、上述したようなパージガスの導入による燃焼状態への悪影響に関してもこれがどの程度のものかは把握できない。本実施形態によれば、こうした状況において上記燃料噴射量比率が変更されることで、上記悪影響がより確実に抑制されるようになる。

（５）吸気通路インジェクタ２０Ｂと比較して直噴インジェクタ２０Ａから噴射される燃料は、その気化が促進され難いために燃焼室１２において偏在し易い傾向がある。この点、本実施形態では、直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射量の割合が小さくなるように燃料噴射量比率が変更されるため、上述したような燃料の偏在に起因して燃料濃度が過度に濃くなる部分が燃焼室１２に形成されるのが抑制され、不完全燃焼による排気性状の悪化についても抑制され得るようになる。

また、燃料噴射量比率を変更するこうした態様に関しては、本実施形態の他、例えば、検出されるパージガスの燃料量が所定量より多いとき吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量の割合が小さくなるように同燃料噴射量比率を変更する、といった態様も考えられる。この場合、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射量とパージガスの燃料量との総和、即ち吸気通路１１から燃焼室１２に導入される総燃料量が過大となるのを極力避けるようにすることを通じて上記パージガスの導入による悪影響の抑制が図られることとなる。

但しこの態様では、仮にパージガスの燃料量の検出結果（学習値等）に対する信頼性が不充分であった場合に、例えば、実際の燃料量よりも多く検出されてしまうと、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量が少なく設定されて吸気通路１１から燃焼室１２に導入される実際の総燃料量が過小となってしまうことが懸念される。この吸気通路１１から燃焼室１２に導入される燃料は、直噴インジェクタ２０Ａによって燃焼室１２に直接噴射される燃料と比較して気化が促進され易い傾向にあるため、安定した燃焼の実現のためには上述の過小状態が極力回避されることが望ましい。

この点、インジェクタ２０Ａの燃料噴射量の割合が小さくなるように上記燃料噴射量比率を変更するようにした本実施形態によれば、気化の促進され易い吸気通路１１からの燃料の確保を図りつつ、上述したような燃料濃度が過度に濃くなる部分が燃焼室１２に形成されるのが抑制されるようになる。従って、不完全燃焼による排気性状の悪化等を好適に抑制することができるようになる。

（６）本実施形態では、燃料噴射量比率を変更するに際して直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射が停止される（燃料噴射量が「０」とされる）。これによれば、上述したような燃料の偏在を速やかに解消することができるようになる。

（７）パージガスの濃度が不明か否かの判定処理（ステップＳ１１０処理）に先立ちパージの実行条件が成立したか否かの判断を行う（ステップＳ１００処理）とともにこの実行条件が成立しないときは上記燃料噴射量比率の変更を行わないようにした。燃焼室１２へのパージガスの導入は上述のように内燃機関１０の燃焼状態に影響を及ぼすものとなる。本実施形態では、パージの実行条件が成立しないときは上記燃料噴射量比率の変更を行わないようにしたため、こうしたパージガスの導入による悪影響をより確実に排除でき、燃焼状態を良好に維持することができるようになる。

（第２実施形態）
この第２実施形態は、上記第１実施形態とは異なり、パージ実行条件が成立したときには、パージガスの濃度が不明であるか否かに拘わらず筒内噴射を禁止するようにしている。

即ち、図３にその制御処理手順を示すように、先ずステップＳ２００においてパージ実行条件が成立したか否かが判定される。この判定処理は、上記第１実施形態におけるステップＳ１００処理と同様のものである。そして本実施形態においては、この判定結果がＹＥＳである場合に、処理がステップＳ２１０に移行され、同ステップにおいて筒内噴射の禁止がなされる。このステップＳ２１０処理は、上記第１実施形態におけるステップＳ１２０処理と同様のものである。従って、この時点までに筒内噴射が行われていた場合には、直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射量が「０」に変更され、直噴インジェクタ２０Ａと吸気通路インジェクタ２０Ｂとの燃料噴射量比率が変更されることとなる。そしてステップＳ２１０処理がなされると処理は終了される。

一方、ステップＳ２００での判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ２１０処理が行われることなく処理は終了される。なお、ステップＳ２００での判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳ２１０処理後においてパージを実行するようにしてもよいし、或いは、前述したパージ実行条件以外に設定した他の条件が更に成立したことに基づいてパージを実行するようにしてもよい。

本実施形態では、上述した（５），（６）と同様の効果の他に以下のような効果を得ることができる。
（８）パージの実行条件が成立したか否かを判定するとともに、この実行条件の成立のみに基づいて上記燃料噴射量比率の変更を行うようにした。従って、パージガスの導入による上述の燃焼状態への影響を極力排除して、燃焼状態を良好に維持することができるようになる。

なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記実施形態では、ステップＳ１２０，Ｓ２１０において直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射を停止、即ち燃料噴射量を「０」とするようにしたが、必ずしも「０」とする必要はなく、直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射量を「０」以外の量に減らすようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、パージガスの濃度を検出するために、酸素センサ４６を通じた空燃比情報を利用したが、これに限らず、例えばキャニスタ９１や燃料タンク９２等にＨＣ（炭化水素）センサ等を設けこれを利用してパージガスの濃度を検出するようにしてもよい。また、これらの他、例えば、パージが実行されたことによって内燃機関１０の燃焼状態が悪化したとき、これをパージガスの濃度が高い状態であると判定するようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、パージガスの濃度に関して学習を行うようにしたが、これを行うことなく検出されるその結果を参照して、上記燃料噴射量比率の変更を行うか否かを決定するようにしてもよい。

・上記燃料噴射比率を変更するに際しては、例えば、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量の割合が小さくなるように上記比率を変更し、これにより同インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量とパージガスの燃料量との総和が過大となるのを避けるようにすることで、パージガスの導入に起因する上述の悪影響を抑制するようにしてもよい。この場合、機関運転状態に悪影響を与えない範疇において、燃焼室１２への燃料供給量が不足しないようこれを補填すべく直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射量を増加させるようにしてもよく、補填の必要がなければこれを減少若しくは同量に維持するようにしてもよい。

・上記実施形態では、燃料噴射量比率を変更することで燃焼状態の悪化を抑制するようにしたが、これに代えて、直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射圧が高くなるようにこれを変更することで上記燃焼状態の悪化を抑制するようにしてもよい。この場合、例えば電子制御装置５０により高圧燃料ポンプ２８の吐出量制御等を通じて直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射圧が制御され得るようにする。

その際の具体的な制御処理手順としては例えば、上記第１実施形態において、ステップＳ１２０の処理内容を「直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射圧を増加させる」処理に置き換える。そして、ステップＳ１６０の処理内容を「同インジェクタ２０Ａの燃料噴射圧をステップＳ１２０処理実行前の状態に戻す」処理に置き換える。また、上記第２実施形態において、ステップＳ２１０の処理内容を「直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射圧を増加させる」処理に置き換えてもよい。

これらによれば、直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射圧が高くなることで燃焼室１２における燃料の気化がより促進され、その結果、上述したような、燃焼室１２における燃料の偏在度合が抑制されるようになる。従って、パージガスの導入による空燃比への悪影響を抑制して燃焼状態を良好に維持できるようになる。

なお、上述の燃料噴射量比率の変更と燃料噴射圧の変更とを併せて実施することでパージガスの導入による上記燃焼状態の悪化の抑制を図るようにしてもよい。

燃料噴射制御装置の概略を示す構成図。 第１実施形態の燃料噴射等の制御における処理手順を示すフローチャート。 第２実施形態の燃料噴射等の制御における処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…燃焼室、２０Ａ…直噴インジェクタ、２０Ｂ…吸気通路インジェクタ、２８…高圧燃料ポンプ、４６…酸素センサ、４７…流量制御弁、５０…電子制御装置、９０…蒸発燃料処理装置。

Claims (17)

1. 内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタと、同機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタと、これらインジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   当該制御装置は、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの燃料量を検出するとともに、その結果に基づいて前記燃料量についての学習を行う検出手段をさらに備えるものであり、
   前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了したか否かを判定し、学習が完了していない旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射量を減少させるものである
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタと、同機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタと、これらインジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   当該制御装置は、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの燃料量を検出するとともに、その結果に基づいて前記燃料量についての学習を行う検出手段をさらに備えるものであり、
   前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了したか否かを判定し、学習が完了していない旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射圧を増加させるものである
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタと、同機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタと、これらインジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   当該制御装置は、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの燃料量を検出するとともに、その結果に基づいて前記燃料量についての学習を行う検出手段をさらに備えるものであり、
   前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了したか否かを判定し、学習が完了していない旨の判定結果が得られることに基づいて前記吸気通路インジェクタの燃料噴射量を減少させるものである
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 請求項１〜３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、
   前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了していない旨の判定結果に基づく前記直噴インジェクタまたは前記吸気通路インジェクタの燃料噴射態様の制御を実行した後に前記蒸発燃料処理装置によるパージの実行を許可する
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記噴射制御手段は、前記パージの実行の許可にともない前記蒸発燃料処理装置によるパージがなされた後に再び前記燃料量についての学習が完了したか否かを判定し、学習が完了していない旨の判定結果が得られるときにはこれに基づいて前記燃料噴射態様の制御及び前記パージの実行許可を再び行う
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 請求項１〜５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、
   前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了している旨の判定結果が得られることに基づいて、前記学習を通じて得られた燃料量の学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射量を減少させる
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
7. 請求項１〜５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、
   前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了している旨の判定結果が得られることに基づいて、前記学習を通じて得られた燃料量の学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射圧を増加させる
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
8. 請求項１〜５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、
   前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了している旨の判定結果が得られることに基づいて、前記学習を通じて得られた燃料量の学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記吸気通路インジェクタの燃料噴射量を減少させる
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
9. 請求項１〜８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、
   前記検出手段は、前記燃料量についての学習として、前記蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの濃度についての学習を行うものであり、
   前記噴射制御手段は、前記燃料量についての学習が完了していない旨の判定結果が得られること、すなわち前記パージガスの濃度が判明していない旨の判定結果が得られることに基づいて、前記直噴インジェクタまたは前記吸気通路インジェクタの燃料噴射態様を制御するものである
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
10. 請求項１〜９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、
    前記噴射制御手段は、前記蒸発燃料処理装置によるパージの実行条件が成立していることに基づいて、前記燃料量についての学習が完了したか否かの判定、及びその結果に基づく前記燃料噴射態様の制御を行う
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
11. 内燃機関の燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタと、同機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタと、これらインジェクタの燃料噴射態様を制御する噴射制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    当該制御装置は、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの燃料量を検出するとともに、その結果に基づいて前記燃料量についての学習を行い、この学習により得られる燃料量を学習値として設定する検出手段をさらに備えるものであり、
    前記噴射制御手段は、前記検出手段により設定された学習値に基づいて前記直噴インジェクタまたは前記吸気通路インジェクタの燃料噴射態様を制御するものである
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
12. 請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    前記噴射制御手段は、蒸発燃料処理装置によるパージの実行条件が成立しているとき、且つこの実行条件に基づくパージの実行が開始される前に、前記検出手段により設定された学習値に基づく前記燃料噴射態様の制御を行う
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
13. 請求項１１または１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    前記噴射制御手段は、前記検出手段により設定された学習値に基づく前記燃料噴射態様の制御として、前記学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射量を減少させる
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
14. 請求項１１または１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    前記噴射制御手段は、前記検出手段により設定された学習値に基づく前記燃料噴射態様の制御として、前記学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記直噴インジェクタの燃料噴射圧を増加させる
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
15. 請求項１１または１２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    前記噴射制御手段は、前記検出手段により設定された学習値に基づく前記燃料噴射態様の制御として、前記学習値が所定値よりも大きいか否かを判定し、所定値よりも大きい旨の判定結果が得られることに基づいて前記吸気通路インジェクタの燃料噴射量を減少させる
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
16. 請求項１〜１５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、
    前記噴射制御手段は、前記検出手段の学習態様に基づく前記直噴インジェクタの燃料噴射態様の制御として、同インジェクタの燃料噴射を禁止する制御を行う
    ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
17. 請求項１〜１６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、
    前記検出手段は、前記パージガスの燃料量の相関量として、蒸発燃料処理装置により前記吸気通路にパージされるパージガスの濃度を検出する
    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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