JP4466328B2 - デュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、デュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法に関し、より詳しくは、筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型の内燃機関において、燃料蒸発ガスのパージ処理実行の際における燃料噴射制御方法に関する。

一般に、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタとを備え，機関の運転状態に応じてこれらのインジェクタを切替え使用することにより、例えば低負荷運転領域での成層燃焼と高負荷運転領域での均質燃焼を実現させたり、運転状態に応じて所定の分担率で燃料噴射するようにして、燃費特性や出力特性の改善を図った、いわゆるデュアル噴射型の内燃機関が知られている。例えば、特許文献１参照。

また、一般的に、内燃機関を搭載した車両では、燃料タンク等からの蒸発燃料（ベーパ）をキャニスター等の捕集装置に一時的に吸着し、内燃機関の運転状態に応じてキャニスター等の捕集装置に吸着されていた燃料蒸発ガスをパージして機関の吸気系に導入することにより、燃料蒸発ガスが大気に放散されるのを抑止するようにしている。

特開２００１−２０８３７号公報

ところで、燃料蒸発ガスをパージして機関の吸気系に導入するパージ処理実行の際には、パージされる燃料蒸発ガスの濃度、いわゆるパージガス濃度とその流量に依存するパージ燃料量がインジェクタから噴射される燃料量に加えて機関に導入される。この結果、空燃比の変動を生じ燃焼が悪化することから、かかるパージ処理実行の際には、燃料噴射量の補正を実行し機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることが要求される。

しかしながら、特許文献１には、かかるパージ処理実行の際の燃料噴射量の補正に関しては何等記載されていない。

そこで、本発明の目的は、デュアル噴射型の内燃機関において、燃料蒸発ガスのパージ処理実行の際の機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることができる燃料噴射制御方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の一形態に係るデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを備えるデュアル噴射型の内燃機関において、燃料蒸発ガスのパージ処理実行の際には、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を、前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタからの噴射分担率に応じて分担させて行なうようにしたことを特徴とする。

ここで、前記噴射燃料量補正は、前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタの分担率に対応した基本燃料噴射量から、前記導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射補正量が分担率に対応させて、それぞれ、減量されて行なわれ、その減量された残りの燃料噴射量が前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタのいずれか一方の最小燃料噴射量より少ないときは、その最小燃料噴射量により制限を受ける燃料噴射量分がいずれか他方に配分されるようにするのが好ましい。

さらに、前記燃料噴射量補正の分担率を、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期に応じて修正するようにするのが好ましい。

ここで、前記燃料噴射量補正の分担率の修正を、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期が圧縮行程領域で圧縮上死点に近い程、前記筒内噴射用インジェクタからの前記燃料噴射量補正の分担率が小さくなるようにするのが好ましい。

なお、排気空燃比が目標空燃比に対して急変したときは、前記筒内噴射用インジェクタからの噴射によって、空燃比のズレ分の燃料噴射量を補正するのが好ましい。

また、過渡運転時は、前記導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を吸気通路噴射用インジェクタのみからの噴射によって行うのが好ましい。

本発明の一形態に係るデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法によれば、燃料蒸発ガスのパージ処理実行の際には、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正が、前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタからの噴射分担率に応じて分担させて行なわれるので、全体としての空燃比および分担率に関して変動が無く、機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることができる。

また、前記噴射燃料量補正が、前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタの分担率に対応した基本燃料噴射量から、前記導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射補正量を分担率に対応させて、それぞれ、減量して行なわれ、その減量された残りの燃料噴射量が前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタのいずれか一方の最小燃料噴射量より少ないときは、その最小燃料噴射量により制限を受ける燃料噴射量分がいずれか他方に配分される形態によれば、各インジェクタからの最小燃料噴射量が確保されるので、燃料噴射量の制御が正確に行なわれ、機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることができる。

さらに、前記燃料噴射量補正の分担率を、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期に応じて修正する形態によれば、導入されるパージ燃料量の影響を少なくできるので、運転状態に対応させて変えられ得る筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期にかかわらず良好な混合気が形成され、機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることができる。

ここで、前記燃料噴射量補正の分担率の修正を、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期が圧縮行程領域で圧縮上死点に近い程、前記筒内噴射用インジェクタからの前記燃料噴射量補正の分担率が小さくなるようにする形態によれば、導入されるパージ燃料量の影響を少なくできるので、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期が圧縮行程のときの成層混合気の形成が良好に行われ、機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることができる。

なお、排気空燃比が目標空燃比に対して急変したときは、前記筒内噴射用インジェクタからの噴射によって空燃比のズレ分の燃料噴射量を補正する形態によれば、吸気通路噴射用インジェクタに比べ筒内噴射用インジェクタの方が補正反映のタイミングが早いので、混合気の空燃比のズレの修正を早く行なうことができる。

また、過渡運転時は、前記導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を吸気通路噴射用インジェクタのみからの噴射によって行なう形態によれば、筒内噴射用インジェクタによる補正が停止され、成層燃焼に必要な良好な混合気形成への影響が軽減されるので、燃焼安定性が確保される。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

まず、本発明に係る燃料噴射制御方法が実施されるデュアル噴射型内燃機関の概略構成が示されている図１を参照するに、エンジン１は４つの気筒１ａを備え、各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージタンク３に接続されている。サージタンク３は吸気ダクト４を介してエアクリーナ５に接続され、吸気ダクト４内にはエアフローメータ４ａが配置されると共に、電動モータ６によって駆動されるスロットル弁７が配置されている。このスロットル弁７はアクセルペダル１０とは独立して電子制御ユニット３０の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１ａは共通の排気マニホルド８に連結され、この排気マニホルド８は三元触媒コンバータ９に連結されている。

各気筒１ａに対しては、不図示の点火栓と筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１と吸気ポートまたは吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ１１、１２は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各筒内噴射用インジェクタ１１は共通の燃料分配管１３に接続されており、この燃料分配管１３は燃料分配管１３に向けて流通可能な逆止弁１４を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５に接続されている。

図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５の吐出側はスピル電磁弁１５ａを介して高圧燃料ポンプ１５の吸入側に連結されており、このスピル電磁弁１５ａの開度が小さいとき程、高圧燃料ポンプ１５から燃料分配管１３内に供給される燃料量が増大され、スピル電磁弁１５ａが全開にされると、高圧燃料ポンプ１５から燃料分配管１３への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、スピル電磁弁１５ａは電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御される。

一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２は共通の燃料分配管１６に接続されており、燃料分配管１６および高圧燃料ポンプ１５は共通の燃料圧レギュレータ１７を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８は燃料フィルタ１９を介して燃料タンク２０に接続されている。燃料圧レギュレータ１７は低圧燃料ポンプ１８から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８から吐出された燃料の一部を燃料タンク２０に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ１５に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。さらに、図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５と燃料圧レギュレータ１７との間には流通弁２１が設けられている。この流通弁２１は通常開弁されており、この流通弁２１が閉弁されると低圧燃料ポンプ１８から高圧燃料ポンプ１５への燃料供給が停止される。なお、この流通弁２１の開閉は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御される。

また、電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備している。エアフローメータ４ａは吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４ａの出力電圧はＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。エンジン１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８が取付けられ、この水温センサ３８の出力電圧はＡＤ変換器３９を介して入力ポート３５に入力される。

燃料分配管１３には燃料分配管１３内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４０が取付けられ、この燃料圧センサ４０の出力電圧はＡＤ変換器４１を介して入力ポート３５に入力される。触媒９上流の排気マニホルド８には排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２が取付けられ、この空燃比センサ４２の出力電圧はＡＤ変換器４３を介して入力ポート３５に入力される。本実施形態の空燃比センサ４２は、エンジン１で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２としては、エンジン１で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ_２センサを用いてもよい。

アクセルペダル１０はアクセルペダル１０の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４に接続され、アクセル開度センサ４４の出力電圧はＡＤ変換器４５を介して入力ポート３５に入力される。また、入力ポート３５には機関回転数を表す出力パルスを発生する回転数センサ４６が接続されている。電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２には、上述のアクセル開度センサ４４および回転数センサ４６により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値等が予めマップ化されて記憶されている。

一方、燃料タンク２０に発生する燃料蒸発ガスを捕集する捕集容器であるキャニスター２３が、ベーパ通路２６を介して燃料タンク２０に接続されており、さらにキャニスター２３はそこに捕集された燃料蒸発ガスをエンジン１の吸気系に供給するためのパージ通路２８に接続されている。そして、パージ通路２８は吸気ダクト４のスロットル弁７下流に開口されたパージポート２９に連通されている。キャニスター２３の内部には、周知のように燃料蒸発ガスを吸着する吸着材（活性炭）が充填されており、パージ中にキャニスター２３内に逆止弁を介して大気を導入するための大気通路２７が設けられている。さらに、パージ通路２８には、パージ量を制御するパージ量制御手段としてのパージ制御弁２５が介設されており、このパージ制御弁２５の開度が電子制御ユニット３０によりデューティ制御されることで、キャニスター２３内でパージ処理される燃料蒸発ガス量、延いてはエンジン１に導入される燃料量（以下、パージ燃料量と称す）が制御されるように構成されている。

ところで、本実施の形態におけるエンジン１では、例えば、図２に示すような運転領域ないしは条件に対応して、筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２とによる噴射の分担率α、βが定められている。図２において、「直噴１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１からのみ噴射が行なわれる領域（α＝１００）であることを意味し、「直噴０〜２０％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１からの噴射が０〜２０％の領域（α＝０〜２０）であることを意味している。例えば、「直噴４０％」の領域では、筒内噴射用インジェクタ１１からの噴射が４０％、吸気通路噴射用インジェクタ１２からの噴射が６０％行なわれ、両者の分担率α：βは、４０：６０となる。

次に、本発明に係る燃料噴射制御方法の制御の一例について図３以下のフローチャートを参照して説明する。まず、エンジン１が始動された後、例えば、燃料ゲージの現在の燃料計値とエンジン停止時に記録されていた燃料計値とが比較演算されることによる給油の有無の判断、及び／又はエンジン停止中の気温の推移等に基づき、キャニスター２３内に捕集されている燃料蒸発ガス量が推定され、パージ処理が必要か否かが求められる。そして、パージ処理が必要であり、且つ可能であるとされたときに、図３に示すフローチャートによるパージガス濃度検出およびパージ処理実行制御ルーチンが開始される。このパージ処理が可能であるときとは、例えば、エンジン１の吸入負圧が充分に発生している低速低負荷運転状態を挙げることができる。

そこで、制御が開始されると、そのステップＳ３０１においてパージ制御弁２５が小開度状態で瞬時開かれる。パージ制御弁２５が小開度開かれると、燃料蒸発ガスを含むパージガスがパージ通路２８およびパージポート２９を介してエンジン１に導入される。次に、ステップＳ３０２において、空燃比センサ４２によりパージガスが導入されたときの燃焼ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が検出される。そして、さらにステップＳ３０３において、この得られた空燃比（Ａ／Ｆ）検出値に基づき、パージガス濃度が求められる。詳述すると、パージガス導入前の空燃比に対し導入後の空燃比はリッチになるので、そのリッチの度合いからパージガス濃度を求めるのである。この両者の関係は、予め実験で求められマップ化されてＲＯＭ３２に記憶されている。そして、求められたこのパージガス濃度は、ＲＡＭ３３に記憶・保存される。

次に、ステップＳ３０４に進み、上記の記憶・保存されたパージガス濃度に基づき、エンジン１に導入されるパージ燃料量が一定となるように、パージ制御弁２５の開度がデューティ制御されて所定時間パージ制御が実行される。なお、このパージ制御実行中は、ステップＳ３０５においてパージ制御実行フラグがオンとされる。なお、パージ燃料量とはパージガス中に含まれる燃料量を意味し、運転状態の変動に伴う吸入負圧の変化にかかわらず一定となるように、パージ制御弁２５の開度がデューティ制御されてパージガス流量が制御される。このときのデューティ比についても、パージガス濃度および吸入負圧をパラメータとして、予め実験で求められマップ化されてＲＯＭ３２に記憶されている。

さらに、本発明に係る燃料噴射制御方法における燃料噴射制御の第一の実施形態について、図４および図５のフローチャートを参照して説明する。この制御ルーチンは、所定時間毎または所定のクランク角毎に実行される。そこで、制御が開始されると、ステップＳ４０１においてエンジン１の運転状態を示すパラメータとして、アクセル開度センサ４４および回転数センサ４６からの負荷率および回転数信号が読み込まれる。そして、次のステップＳ４０２でこの運転状態に対応して、筒内噴射用インジェクタ１１の噴射分担率αおよび吸気通路噴射用インジェクタ１２の噴射分担率βと、これらに対応する筒内噴射用インジェクタ１１からの基本噴射量τ（Ｄｉ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２からの基本噴射量τ（ＰＦｉ）がそれぞれ求められる。

そして、ステップＳ４０３に進み、パージ制御が実行中か否かが判定される。このパージ制御実行中か否かの判定は、上述のパージ制御実行フラグがオンか否かにより行なわれ、実行中、すなわち、「Ｙｅｓ」のときのみステップＳ４０４に進む。そして、ステップＳ４０４において、両インジェクタに対するパージ補正値ｆｐｇ（Ｄｉ）およびｆｐｇ（ＰＦｉ）がそれぞれ下式により算出される。
ｆｐｇ（Ｄｉ）＝α×ｆｐｇ
ｆｐｇ（ＰＦｉ）＝β×ｆｐｇ

ここで、ｆｐｇは、上述のパージ燃料量に対応するパージ補正値であり、ｆｐｇ＝ｆｐｇ（Ｄｉ）＋ｆｐｇ（ＰＦｉ）で表される。従って、ｆｐｇ（Ｄｉ）およびｆｐｇ（ＰＦｉ）は、それぞれ、分担率を反映させた後のパージ補正値を意味している。

次に、ステップＳ４０５において、ステップＳ４０４で算出された分担率が反映された後のパージ補正値ｆｐｇ（Ｄｉ）およびｆｐｇ（ＰＦｉ）が反映された、筒内噴射用インジェクタ１１からの最終直噴噴射量Ｑ（Ｄｉ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２からの最終ポート噴射量Ｑ（ＰＦｉ）がそれぞれの最小噴射量τmin（Ｄｉ）およびτmin（ＰＦｉ）以上であるか否かが下式により判定される。ここで、最小噴射量とは、各インジェクタがリニアリティを有して制御され得る噴射量である。
Ｑ（Ｄｉ）＝τ（Ｄｉ）−ｆｐｇ（Ｄｉ）≧τmin（Ｄｉ）
Ｑ（ＰＦｉ）＝τ（ＰＦｉ）−ｆｐｇ（ＰＦｉ）≧τmin（ＰＦｉ）

このステップＳ４０５の判定において、いずれのインジェクタからの最終噴射量もそれぞれの最小噴射量τmin（Ｄｉ）およびτmin（ＰＦｉ）以上であるとされたときには、ステップＳ４０６に進み、分担率が反映された後のパージ補正値ｆｐｇ（Ｄｉ）およびｆｐｇ（ＰＦｉ）のみが反映されて、最終直噴噴射量Ｑ（Ｄｉ）および最終ポート噴射量Ｑ（ＰＦｉ）による噴射が実行される。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１からの基本噴射量τ（Ｄｉ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２からの基本噴射量τ（ＰＦｉ）から分担率が反映された後のパージ補正値ｆｐｇ（Ｄｉ）およびｆｐｇ（ＰＦｉ）が、それぞれ、減量されて、その減量された残りの燃料噴射量が、それぞれ、最終直噴噴射量Ｑ（Ｄｉ）および最終ポート噴射量Ｑ（ＰＦｉ）として噴射されるのである。そこで、このルーチンは一旦終了される。なお、この実施の形態によれば、パージ補正値ｆｐｇが分担率に対応されて分担されるので、エンジン１全体としての空燃比および分担率に関して変動が無く、機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることができる。

一方、ステップＳ４０５の判定において、いずれかのインジェクタからの最終噴射量がそれぞれの最小噴射量τmin（Ｄｉ）およびτmin（ＰＦｉ）以上でない、すなわち、下回る結果、「Ｎｏ」であるとされたときには、ステップＳ５０１に進み、いずれのインジェクタからの最終噴射量がそれぞれの最小噴射量τmin（Ｄｉ）およびτmin（ＰＦｉ）を下回っているかを判定すべく、下式による判定が行なわれる。
Ｑ（Ｄｉ）＝τ（Ｄｉ）−ｆｐｇ（Ｄｉ）≧τmin（Ｄｉ）

上記の判定の結果、「Ｎｏ」のときは、筒内噴射用インジェクタ１１から噴射されるべき最終噴射量としての燃料噴射量が、その最小噴射量τmin（Ｄｉ）より少なく、下回ることを意味し、ステップＳ５０２に進む。このステップＳ５０２においては、筒内噴射用インジェクタ１１からはその最小噴射量τmin（Ｄｉ）を噴射させることを維持させるべく、吸気通路噴射用インジェクタ１２に配分されるポート燃料噴射量Ｔ（ＰＦｉ）が下式により算出される。
Ｔ（ＰＦｉ）＝τmin（Ｄｉ）−｛τ（Ｄｉ）−ｆｐｇ（Ｄｉ）｝

この配分ポート燃料噴射量Ｔ（ＰＦｉ）は、上述のように、筒内噴射用インジェクタ１１の分担率に対応した基本燃料噴射量τ（Ｄｉ）から分担率に対応させた燃料噴射補正量ｆｐｇ（Ｄｉ）を減量した際に、その減量された残りの燃料噴射量がその最小噴射量τmin（Ｄｉ）より少ないことから、この最小噴射量τmin（Ｄｉ）により制限を受ける燃料噴射量分が吸気通路噴射用インジェクタ１２に配分されたものである。

そして、次のステップＳ５０３に進み、上記配分ポート燃料噴射量Ｔ（ＰＦｉ）を反映させて、最終ポート噴射量Ｑ（ＰＦｉ）および最終直噴噴射量Ｑ（Ｄｉ）が下式のように設定される。
Ｑ（ＰＦｉ）＝｛τ（ＰＦｉ）−ｆｐｇ（ＰＦｉ）｝−Ｔ（ＰＦｉ）
Ｑ（Ｄｉ）＝τmin（Ｄｉ）

また、上述のステップＳ５０１における判定の結果、「Ｙｅｓ」のときは、吸気通路噴射用インジェクタ１２から噴射されるべき最終噴射量としての燃料噴射量が、その最小噴射量τmin（ＰＦｉ）より少なく、下回ることを意味し、ステップＳ５０５に進む。このステップＳ５０５においては、吸気通路噴射用インジェクタ１２からはその最小噴射量τmin（ＰＦｉ）を噴射させることを維持させるべく、筒内噴射用インジェクタ１１に配分される直噴燃料噴射量Ｔ（Ｄｉ）が下式により算出される。
Ｔ（Ｄｉ）＝τmin（ＰＦｉ）−｛τ（ＰＦｉ）−ｆｐｇ（ＰＦｉ）｝

この配分直噴燃料噴射量Ｔ（Ｄｉ）は、上述のように、吸気通路噴射用インジェクタ１２の分担率に対応した基本燃料噴射量τ（ＰＦｉ）から分担率に対応させた燃料噴射補正量ｆｐｇ（ＰＦｉ）を減量した際に、その減量された残りの燃料噴射量がその最小噴射量τmin（ＰＦｉ）より少ないことから、この最小噴射量τmin（ＰＦｉ）により制限を受ける燃料噴射量分が筒内噴射用インジェクタ１１に配分されたものである。

そして、次のステップＳ５０６に進み、上記配分直噴燃料噴射量Ｔ（Ｄｉ）を反映させて、最終直噴噴射量Ｑ（Ｄｉ）および最終ポート噴射量Ｑ（ＰＦｉ）が下式のように設定される。
Ｑ（Ｄｉ）＝｛τ（Ｄｉ）−ｆｐｇ（Ｄｉ）｝−Ｔ（Ｄｉ）
Ｑ（ＰＦｉ）＝τmin（ＰＦｉ）

そして、上記ステップＳ５０３およびステップＳ５０６において設定された、最終直噴噴射量Ｑ（Ｄｉ）および最終ポート噴射量Ｑ（ＰＦｉ）がステップＳ５０４において噴射される。このように、筒内噴射用インジェクタ１１および吸気通路噴射用インジェクタ１２のいずれか一方の最小燃料噴射量τmin（Ｄｉ）またはτmin（ＰＦｉ）により制限を受ける燃料噴射量分がいずれか他方に配分されるようにした実施の形態によれば、筒内噴射用インジェクタ１１および吸気通路噴射用インジェクタ１２からの最小燃料噴射量τmin（Ｄｉ）、τmin（ＰＦｉ）が確保されるので、燃料噴射量の制御が正確に行なわれ、機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることができる。

次に、本発明に係る燃料噴射制御方法における燃料噴射制御の第二の実施形態について図６のフローチャートを参照して説明する。この第二の実施形態では、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射時期（タイミング）に応じて、燃料噴射量補正の分担率を修正する、より具体的には、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射時期が圧縮行程領域で圧縮上死点に近い程、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射量補正の分担率が小さくなるようにすることにより、運転状態に対応させて変えられ得る筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期、特に、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射時期が圧縮行程のときに、導入されるパージ燃料量の影響を少なくして、成層混合気を良好に形成するようにしているのである。

この制御ルーチンも、前実施の形態と同様に、所定時間毎または所定のクランク角毎に実行される。そこで、制御が開始されると、ステップＳ６０１においてエンジン１の運転状態を示すパラメータとして、アクセル開度センサ４４および回転数センサ４６からの負荷率および回転数信号が読み込まれ、そして、次のステップＳ６０２でこの運転状態に対応して、筒内噴射用インジェクタ１１の噴射分担率αおよび吸気通路噴射用インジェクタ１２の噴射分担率βと、これらに対応する筒内噴射用インジェクタ１１からの基本噴射量τ（Ｄｉ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２からの基本噴射量τ（ＰＦｉ）がそれぞれ求められること前述の通りである。

そして、ステップＳ６０３に進み、前実施の形態と同様に前述のパージ制御実行フラグがオンか否かにより、パージ制御が実行中か否かが判定され、実行中、すなわち、「Ｙｅｓ」のときのみステップＳ６０４に進む。そして、ステップＳ６０４において、パージ燃料量に対応するパージ補正値ｆｐｇについて、ステップＳ６０２で求められた噴射分担率を反映させた後のパージ補正値ｆｐｇ（Ｄｉ）およびｆｐｇ（ＰＦｉ）が両インジェクタに対してそれぞれ下式により算出される。
ｆｐｇ（Ｄｉ）＝α×ｆｐｇ
ｆｐｇ（ＰＦｉ）＝β×ｆｐｇ

次に、ステップＳ６０５において、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射時期、換言すると、筒内噴射タイミングｘinj（Ｄｉ）が読込まれる。この筒内噴射タイミングｘinj（Ｄｉ）は、エンジン１の運転状態に応じて予めマップに設定されている。

そして、ステップＳ６０６に進み、この筒内噴射タイミングｘinj（Ｄｉ）に応じて、筒内噴射用インジェクタ１１に対するパージ補正値修正係数ｋが算出される。このパージ補正値修正係数ｋは、燃料噴射量補正の分担率を修正するためのものであり、例えば、図7のグラフで示されるような二次元マップの形態となる。すなわち、横軸に筒内噴射タイミングｘinj（Ｄｉ）、縦軸にパージ補正値修正係数ｋを取って示すと、筒内噴射タイミングｘinj（Ｄｉ）が圧縮上死点前１８０°ＣＡ(クランク角)よりも前、換言すると、吸気行程領域であるときは、係数ｋ＝１であり、圧縮上死点前１８０°ＣＡ以後であるときは、換言すると、圧縮行程領域であるときは、圧縮上死点に近い程、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射量補正の分担率が小さくなるように、係数ｋが０に向かって漸減されている。これは、筒内噴射タイミングｘinj（Ｄｉ）が圧縮行程領域にあるときは成層燃焼領域であり、導入されるパージ燃料量の影響を少なくして、点火栓周りに着火の容易な成層混合気を良好に形成するためである。

ここで、図６のフローチャートに戻って、さらに、ステップＳ６０７に進み、ステップＳ６０６で求めたパージ補正値修正係数ｋに基づき、両インジェクタに対するパージ補正値修正値、すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１に対するパージ補正値修正値ｆｐｇ（Ｄｉ）modiおよび吸気通路噴射用インジェクタ１２対するパージ補正値修正値ｆｐｇ（ＰＦｉ）modiがそれぞれ下式により算出される。
ｆｐｇ（Ｄｉ）modi＝α×ｆｐｇ×ｋ
ｆｐｇ（ＰＦｉ）modi＝β×ｆｐｇ×（１−ｋ）

そして、ステップＳ６０８において、上記両インジェクタに対するパージ補正値修正値ｆｐｇ（Ｄｉ）modiおよびｆｐｇ（ＰＦｉ）modiを反映させて、最終直噴噴射量Ｑ（Ｄｉ）および最終ポート噴射量Ｑ（ＰＦｉ）による噴射が実行される。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１からの基本噴射量τ（Ｄｉ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２からの基本噴射量τ（ＰＦｉ）から、燃料噴射分担率α、βが反映された後のパージ補正値ｆｐｇ（Ｄｉ）およびｆｐｇ（ＰＦｉ）について、筒内噴射タイミングｘinj（Ｄｉ）に応じて燃料噴射量補正の分担率が修正されて得られるパージ補正値修正値ｆｐｇ（Ｄｉ）modiおよびｆｐｇ（ＰＦｉ）modiが、それぞれ、減量されて、その減量された残りの燃料噴射量が、それぞれ、最終直噴噴射量Ｑ（Ｄｉ）および最終ポート噴射量Ｑ（ＰＦｉ）として噴射されるのである。

なお、この実施の形態によれば、パージ補正値ｆｐｇが噴射分担率に対応されて分担されると共に、運転状態に対応させて変えられ得る筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射時期、特に、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射時期が圧縮行程のときには、燃料噴射量補正の分担率が小さくなるように修正されるので、導入されるパージ燃料量の影響を少なくして、点火栓周りに着火の容易な成層混合気を良好に形成することができる。結果として、点火時期の遅角化を可能とし、機関性能の低下やエミッションの悪化を避けることができる。

次に、本発明に係る燃料噴射制御方法における燃料噴射制御の第三の実施形態について図８のフローチャートを参照して説明する。この第三の実施形態では、排気空燃比が目標空燃比に対して急変したときには、筒内噴射用インジェクタ１１からの噴射によって空燃比のズレ分の燃料噴射量を補正することにより、空燃比のズレの修正を早く行なうようにしている。なお、この制御ルーチンは、通常の燃料噴射制御や点火時期制御および空燃比制御ルーチンのサブルーチンとして実行される。

そこで、制御が開始されると、ステップＳ８０１において、筒内噴射用インジェクタ１１からの筒内噴射と吸気通路噴射用インジェクタ１２からのポート噴射とが共に実行中であるかが判定され、実行中、すなわち「Ｙｅｓ」のときは後述のステップＳ８０２に進み、「Ｎｏ」のときはルーチンを終了する。そこで、ステップＳ８０２においては、前実施の形態と同様に前述のパージ制御実行フラグがオンか否かにより、パージ制御が実行中か否かが判定され、実行中、すなわち、「Ｙｅｓ」のときのみステップＳ８０３に進み、それ以外ではルーチンを終了する。

そして、ステップＳ８０３においては、空燃比センサ４２により検出された燃焼ガスすなわち排気空燃比（Ａ／Ｆ）と目標空燃比（Ａ／Ｆ）とが対比され、これらの差(ズレ)の絶対値が所定値Ｃ（例えば、空燃比で１）を超えたか否かにより、排気空燃比が目標空燃比に対して急変したか否かが判定される。ここで、急変していないときはルーチンを終了し、急変しているとき、すなわち「Ｙｅｓ」のときはステップＳ８０４に進む。そして、この空燃比のズレが正(リーン側)か負（リッチ側）かが、ステップＳ８０４で判定される。この空燃比のズレが正のときは、ステップＳ８０５に進み、この判定後に実行可能な直近の筒内噴射に対して、燃料噴射量の増量補正を実施する。一方、この空燃比のズレが負のときは、ステップＳ８０６に進み、この判定後に実行可能な直近の筒内噴射に対して、燃料噴射量の減量補正を実施する。いずれの場合にあっても、これらの増量補正量および減量補正量は、ステップＳ８０３で得られた空燃比の差(ズレ)分を修正ないしは補正するのに対応する燃料噴射量である。なお、このズレ分に対応する燃料噴射量が１回の燃料噴射で賄えないときは、直近の筒内噴射とその次等の筒内噴射とに分担させてもよい。

このように、空燃比のズレが所定値Ｃを超えて正(リーン側)であるときとは、パージ補正の過多、すなわちパージ補正値が過大であること、および、空燃比のズレが所定値Ｃを超えて負（リッチ側）であるときとは、パージ補正の過少、すなわちパージ補正値が過小であることを意味し、いずれも放置するとエミッションの悪化に繋がる。そこで、本実施の形態では、判定後に実行可能な直近ないしはその次の筒内噴射等に対して、燃料噴射量の補正が実施されるので、ポート噴射で実施されるのに比べ、空燃比のズレの修正が早く行なわれるのである。

さらに、本発明に係る燃料噴射制御方法における燃料噴射制御の第四の実施形態について図９のフローチャートを参照して説明する。この第四の実施形態では、過渡運転時においては、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を吸気通路噴射用インジェクタのみからの噴射によって行なうようにし、良好な混合気形成への影響を軽減させて、燃焼安定性を確保するようにしている。なお、この制御ルーチンも、通常の燃料噴射制御や点火時期制御のサブルーチンとして実行される。

そこで、制御が開始されると、ステップＳ９０１において、筒内噴射用インジェクタ１１からの筒内噴射と吸気通路噴射用インジェクタ１２からのポート噴射とが共に実行中であるかが判定され、実行中、すなわち「Ｙｅｓ」のときは後述のステップＳ９０２に進み、「Ｎｏ」のときはルーチンを終了する。そこで、ステップＳ９０２においては、前実施の形態と同様に前述のパージ制御実行フラグがオンか否かにより、パージ制御が実行中か否かが判定され、実行中、すなわち、「Ｙｅｓ」のときのみステップＳ９０３に進み、それ以外ではルーチンを終了する。

そして、ステップＳ９０３において、エンジンの運転状態が過渡状態か否かが判定される。この過渡状態か否かの判定は、例えば、アクセル開度センサ４４の状態から得られる負荷率の変動速度の大小等により行なわれる。そこで、ステップＳ９０３において過渡状態でない定常状態と判定されるとルーチンは終了され、過渡状態と判定されるとステップＳ９０４に進む。そして、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正が吸気通路噴射用インジェクタ１２のみからの噴射によって行なわれる。すなわち、上述の燃料噴射分担率α、βに拘わらず、筒内噴射用インジェクタ１１によるパージ補正が禁止されて、吸気通路噴射用インジェクタ１２のみによるパージ補正が実行されるのである。かくて、燃焼が不安定になり易い過渡状態において、燃料噴射分担率αに対応する燃料噴射量が減量されることなく筒内噴射用インジェクタ１１から噴射供給されるので、成層燃焼に必要な良好な混合気が形成され、燃焼安定性が確保されると共にトルクダウン等が生ずることがないのである。

本発明が適用されるデュアル噴射型の内燃機関の概略構成を示すブロック図である。 本発明が適用されるデュアル噴射型の内燃機関の燃料噴射分担率の一例を示すグラフである。 本発明の実施形態におけるパージガス濃度検出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態における制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態における制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態における制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態における筒内噴射タイミングと筒内噴射用インジェクタに対するパージ補正修正係数との関係を示すグラフである。 本発明の第三の実施形態における制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第四の実施形態における制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン（デュアル噴射型内燃機関）
１１ 筒内噴射用インジェクタ
１２ 吸気通路噴射用インジェクタ
４２ 空燃比センサ
α 筒内噴射用インジェクタの噴射分担率
β 吸気通路噴射用インジェクタの噴射分担率
τ（Ｄｉ） 筒内噴射用インジェクタの基本噴射量
τ（ＰＦｉ） 吸気通路噴射用インジェクタの基本噴射量
τmin（Ｄｉ） 筒内噴射用インジェクタの最小噴射量
τmin（ＰＦｉ） 吸気通路噴射用インジェクタの最小噴射量
ｆｐｇ パージ補正値
ｆｐｇ（Ｄｉ） 筒内噴射用インジェクタのパージ補正値
ｆｐｇ（ＰＦｉ） 吸気通路噴射用インジェクタのパージ補正値
Ｑ（Ｄｉ） 最終直噴噴射量
Ｑ（ＰＦｉ） 最終ポート噴射量
Ｔ（Ｄｉ） 配分直噴燃料噴射量
Ｔ（ＰＦｉ） 配分ポート燃料噴射量
xinj（Ｄｉ） 筒内噴射時期(タイミング)
ｋ パージ補正値修正係数
ｆｐｇ（Ｄｉ）modi 筒内噴射用インジェクタのパージ補正値修正値
ｆｐｇ（ＰＦｉ）modi 吸気通路噴射用インジェクタのパージ補正値修正値

Claims (8)

1. 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを各気筒毎にそれぞれ備えるデュアル噴射型の内燃機関において、
   燃料蒸発ガスのパージ処理実行の際には、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を、前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタからの噴射分担率に応じて分担させて行なうようにするとともに、
   前記燃料噴射量補正は、前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタの分担率に対応した基本燃料噴射量から、前記導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射補正量が分担率に対応させて、それぞれ、減量されて行なわれ、
   前記燃料噴射量補正によって減量された残りの燃料噴射量が前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタのいずれか一方の最小燃料噴射量より少ないときは、その最小燃料噴射量により制限を受ける燃料噴射量分がいずれか他方に配分されるようにし、
   前記燃料噴射量補正の分担率を、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期に応じて修正するようにしたことを特徴とするデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法。
2. 前記燃料噴射量補正の分担率の修正を、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期が圧縮行程領域で圧縮上死点に近い程、前記筒内噴射用インジェクタからの前記燃料噴射量補正の分担率が小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法。
3. 排気空燃比が目標空燃比に対して急変したときは、前記筒内噴射用インジェクタからの噴射によって空燃比のズレ分の燃料噴射量を補正するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法。
4. 過渡運転時は、前記導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を吸気通路噴射用インジェクタのみからの噴射によって行なうようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法。
5. 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを各気筒毎にそれぞれ備えるデュアル噴射型の内燃機関において、
   燃料蒸発ガスのパージ処理実行の際には、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を、前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタからの噴射分担率に応じて分担させて行なうようにし、
   前記燃料噴射量補正の分担率を、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期に応じて修正するようにしたことを特徴とする、デュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法。
6. 前記燃料噴射量補正の分担率の修正を、前記筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期が圧縮行程領域で圧縮上死点に近い程、前記筒内噴射用インジェクタからの前記燃料噴射量補正の分担率が小さくなるようにしたことを特徴とする請求項５に記載のデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法。
7. 排気空燃比が目標空燃比に対して急変したときは、前記筒内噴射用インジェクタからの噴射によって空燃比のズレ分の燃料噴射量を補正するようにしたことを特徴とする請求項５または６に記載のデュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法。
8. 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを各気筒毎にそれぞれ備えるデュアル噴射型の内燃機関において、
   燃料蒸発ガスのパージ処理実行の際には、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を、前記筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタからの噴射分担率に応じて分担させて行なうようにし、
   過渡運転時は、前記導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量補正を吸気通路噴射用インジェクタのみからの噴射によって行なうようにしたことを特徴とする、デュアル噴射型内燃機関の燃料噴射制御方法。

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