JP4617876B2 - 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

筒内噴射式内燃機関においては、インジェクタから噴射された燃料が十分に霧化されないとき、多量の燃料がシリンダの内周面に付着するとともにこの燃料が潤滑油と混ざり合うため、燃料による潤滑油の希釈（いわゆる燃料希釈）が生じるようになる。

そこで、従来、こうした燃料希釈の度合いを推定する燃料噴射制御装置が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の燃料噴射制御装置では、内燃機関の始動から停止までに吸入された空気量の積算値（吸気量積算値）が判定値以下であることを条件に、燃料希釈の度合いが大きくなったと推定するようにしている。
特開２００３−３２２０４４号公報

ところで、潤滑油の燃料希釈は、燃焼室へ供給される燃料量に大きく影響するため、潤滑油における燃料希釈の度合いを精度良く推定し、これを燃料噴射制御に反映させることが要求される。

なお、特許文献１の燃料噴射制御装置のように、吸気量積算値のみに基づいて燃料希釈の度合いの推定を行うようにした場合には、十分な精度の推定結果を得ることが難しい。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑油における燃料希釈の度合いを精度良く推定することのできる筒内噴射式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、内燃機関を潤滑する潤滑油においての燃料希釈の度合いを加味して燃料の噴射を行う筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
内燃機関の始動から現在までの運転時間の測定値と、内燃機関の始動から現在までの吸入空気量の積算値及び内燃機関の始動から現在までの燃料噴射量の積算値のいずれか一方とに基づいて、前記燃料希釈の度合いに相当する希釈度合推定値を算出するとともに、この希釈度合推定値を算出するとき、前記吸入空気量の積算値及び前記燃料噴射量の積算値のいずれか一方が一定のもとでは、前記運転時間の測定値が大きくなるにつれて前記希釈度合推定値を小さくし、前記運転時間の測定値が一定のもとでは、前記吸入空気量の積算値及び前記燃料噴射量の積算値のいずれか一方が大きくなるにつれて前記希釈度合推定値を大きくすることを要旨としている。

燃料希釈の度合いは、シリンダの温度に応じて変化する。また、内燃機関の始動からの経過時間に応じても変化することが本発明者による試験等を通じて確認されている。
そこで、シリンダの温度と相関のある吸入空気量または燃料噴射量の積算値に加え、内燃機関の始動から現在までの運転時間を燃料希釈の度合いを推定するためのパラメータとして採用することで、燃料希釈の度合いを精度良く推定することができるようになる。また、次の請求項２に記載の発明のように、冷却水の温度に基づく燃料希釈の度合いの補正を行うことで、推定精度をより向上させることができるようになる。

（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関を冷却する冷却水の温度に基づいて前記希釈度合推定値を補正することを要旨としている。
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料希釈の度合いが増大中か否かを判定し、増大中でない旨の判定結果が得られるときに前記希釈度合推定値を算出することを要旨としている。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関を潤滑する潤滑油に混入している燃料が同潤滑油から蒸発する量である蒸発燃料量について、これを加味して燃料の噴射を行うとともに、前記希釈度合推定値に基づいて前記蒸発燃料量に相当する蒸発量推定値を算出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に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、蒸発燃料量と燃料希釈の度合いとの間に比例関係が成り立つとした条件のもと、前記希釈度合推定値に基づいて前記蒸発量推定値を算出する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４または５に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、蒸発燃料量と燃料希釈の度合いとの間に比例関係が成り立つとした条件のもと、前記希釈度合推定値に基づいて前記蒸発量推定値を算出し、この蒸発量推定値を前記希釈度合推定値に反映して新たに希釈度合推定値を算出し、この算出した希釈度合推定値をそのときの希釈度合推定値として設定することを要旨としている。

蒸発燃料量と燃料希釈の度合いとの間には、比例関係が成り立つことが本発明者による試験等を通じて確認されている。そこで上記発明のように、燃料希釈の度合いに基づいて蒸発燃料量を推定することにより、燃料希釈の度合いを精度良く推定することができるようになる。

（７）請求項７に記載の発明は、請求項４〜６の何れか一項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、潤滑油の温度に基づいて前記蒸発量推定値を補正することを要旨としている。
上記発明のように、潤滑油の温度に基づく蒸発燃料量の補正を行うことにより、推定精度を一層向上させ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７に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記潤滑油の温度に基づく前記蒸発量推定値の補正として、潤滑油の温度に基づいて蒸発燃料量の時間当たりの変化量を補正す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７または８に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、潤滑油からの燃料の蒸発が始まるときの潤滑油の温度を蒸発温度とし、この蒸発温度よりも高い温度を定常温度とし、「潤滑油の温度が前記蒸発温度から前記定常温度に達するまでは潤滑油の温度の上昇にともない蒸発燃料量の時間当たりの変化量が増大する」を条件Ａとし、「潤滑油の温度が前記定常温度以上となって以降は潤滑油の温度にかかわらず蒸発燃料量の時間当たりの変化量が略一定の値を示す」を条件Ｂとして、潤滑油の温度と蒸発燃料量の時間当たりの変化量との間に前記条件Ａ及びＢの関係が成り立つとした条件のもと、前記潤滑油の温度に基づく前記蒸発量推定値の補正として、潤滑油の温度に基づいて蒸発燃料量の時間当たりの変化量を補正することを要旨としている。
上記発明の態様をもって蒸発燃料量の補正を行うことにより、潤滑油の温度の影響を適切に蒸発燃料量に反映させることができるようになる。

（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項４〜９の何れか一項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、「推定した燃料希釈の度合いが基準の希釈度合いよりも大きい」を条件Ａとし、「内燃機関の低負荷時における空燃比制御の学習値と基準の学習値とのずれが基準のずれよりも小さい」を条件Ｂとして、これら条件Ａ及びＢが成立しているときの蒸発燃料量の時間当たりの変化量を前記条件Ａ及びＢの少なくとも一方が成立していないときの蒸発燃料量の時間当たりの変化量よりも大きく設定することを要旨としている。

筒内噴射式内燃機関においては、潤滑油の交換等により、制御装置に記憶されている燃料希釈の度合いと実際の燃料希釈の度合いとが大きく乖離することもある。実際の燃料希釈の度合いが大きいとき、潤滑油から蒸発して燃焼室へ供給される希釈燃料の量が多くなる。このため、内燃機関の低負荷時においては、空燃比制御の学習値が基準の学習値から大きくずれた値を示すようになる。一方で、実際の燃料希釈の度合いが小さいとき、潤滑油から蒸発して燃焼室へ供給される希釈燃料の量が少なくなる。このため、内燃機関の低負荷時において、空燃比制御の学習値と基準の学習値とのずれは、上記実際の燃料希釈の度合いが大きいときに比べて小さくなる。

従って、推定した燃料希釈の度合いが大きい（基準の希釈度合いよりも大きい）ときに、空燃比制御の学習値と基準の学習値とのずれが小さい場合には、推定した燃料希釈の度合いと実際の燃料希釈の度合いとの間に大きなずれが生じていると予測することができる。

そこで、上記発明では、こうした予測結果が得られた場合に、蒸発燃料量の時間当たりの変化量を大きい値に設定することで、実際の燃料希釈の度合いと記憶されている燃料希釈の度合いとのずれを小さくするようにしている。これにより、燃料希釈の度合いの推定精度が著しく悪化することを回避することができるようになる。

（１１）請求項１１に記載の発明は、請求項４〜９の何れか一項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、「推定した燃料希釈の度合いが基準の希釈度合いよりも大きい」を条件Ａとし、「内燃機関の低負荷時における空燃比制御の学習値と基準の学習値とのずれが基準のずれよりも小さい」を条件Ｂとして、これら条件Ａ及びＢが成立しているとき、そのときに把握している前記希釈度合推定値を内燃機関の前回の運転停止時に記憶された前記希釈度合推定値に応じた分だけ小さくし、これをそのときの希釈度合推定値として設定することを要旨としている。

推定した燃料希釈の度合いと実際の燃料希釈の度合いとが大きく乖離する状態は、基本的には内燃機関の停止時における潤滑油の交換等によって生じるものであるため、こうした潤滑油の交換等により変化した燃料希釈の度合い、即ちそのときに当該制御装置に記憶されている燃料希釈の度合い（前回の運転停止時に記憶された燃料希釈の度合い）が実際の燃料希釈の度合いと推定した燃料希釈の度合いとのずれに相当すると考えられる。

従って、上記発明の構成を採用することによっても、推定した燃料希釈の度合いと実際の燃料希釈の度合いとのずれを小さくして、燃料希釈の度合いの推定精度が著しく悪化することを回避することができるようになる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態では、以下で説明する「希釈燃料増加量推定処理」を通じて、エンジンの始動後に増加した希釈燃料の量を推定することで、燃料希釈の度合いを精度良く推定することができるようにしている。

＜エンジンの構造＞
図１に、エンジン（筒内噴射式内燃機関）の構造を示す。
エンジン１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とを備えて構成されている。

シリンダブロック２には、複数のシリンダ２１が備えられている。
シリンダ２１には、ウォータージャケット２２が形成されている。
各シリンダ２１内には、ピストン２３が配置されている。また、シリンダ２１の内周面とピストン２３の頂面とシリンダヘッド３とに囲まれて燃焼室２４が区画形成されている。

ピストン２３は、コネクティングロッド２５を介してクランクシャフト２６と連結されている。
シリンダブロック２において、シリンダ２１の下方には、クランクケース４がシリンダブロック２と一体に形成されている。

クランクケース４の下部には、オイルパン５が取り付けられている。
オイルパン５には、エンジン１の潤滑油５１が貯留されている。
シリンダヘッド３には、インテークポート３１及びエキゾーストポート３４が設けられている。

インテークポート３１には、インテークマニホールド３２が接続されている。また、インテークマニホールド３２には、インテークパイプ３３が接続されている。インテークパイプ３３、インテークマニホールド３２及びインテークポート３１により、外部から燃焼室２４へ空気を流通させるための吸気通路が構成されている。

エキゾーストポート３４には、エキゾーストマニホールド３５が接続されている。また、エキゾーストマニホールド３５には、エキゾーストパイプ３６が接続されている。エキゾーストパイプ３６、エキゾーストマニホールド３５及びエキゾーストポート３４により、燃焼室２４から外部へ排気を流通させるための排気通路が構成されている。

インテークバルブ３７は、インテークポート３１の開閉状態を切り替える。
エキゾーストバルブ３８は、エキゾーストポート３４の開閉状態を切り替える。
イグニッションプラグ３９は、燃焼室２４の混合気に点火する。

インジェクタ３Ａは、燃焼室２４へ燃料を直接噴射する。
エンジン１においては、ブローバイガス還元装置６を通じてクランクケース４内のガスをインテークパイプ３３へ供給することが可能となっている。

エンジン１は、電子制御装置９を通じて統括的に制御される。なお、燃料噴射制御装置は、電子制御装置９を含めて構成されている。
電子制御装置９は、中央演算処理装置９１、リードオンリーメモリ９２、ランダムアクセスメモリ９３、バックアップメモリ９４、インプットポート９５及びアウトプットポート９６を備えて構成される。
・中央演算処理装置９１は、エンジン制御にかかる演算処理を実行する。
・リードオンリーメモリ９２は、エンジン制御に必要なプログラムやマップ等を予め記憶している。
・ランダムアクセスメモリ９３は、中央演算処理装置の演算結果を一時的に記憶する。
・バックアップメモリ９４は、演算結果や記憶されたデータをエンジン停止後も保存する。
・インプットポート９５は、外部からの信号を中央演算処理装置９１へ入力する。
・アウトプットポート９６は、中央演算処理装置９１からの信号を外部へ出力する。

電子制御装置９のインプットポート９５には、エンジン１の運転状態を検出する以下の各種センサが接続されている。
回転速度センサ７１は、クランクシャフト２６の回転速度を検出する。回転速度センサ７１を通じて検出されたデータは、エンジン回転速度ＮＥとして電子制御装置９に入力される。

吸気量センサ７２は、エンジン１に吸入された空気量を検出する。吸気量センサ７２を通じて検出されたデータは、吸入空気量ＧＡとして電子制御装置９に入力される。
水温センサ７３は、ウォータージャケット２２内の冷却水の温度を検出する。水温センサ７３を通じて検出されたデータは、冷却水温度ＴＨＷとして電子制御装置９に入力される。

空燃比センサ７４は、混合気の空燃比を検出する。空燃比センサ７４を通じて検出されたデータは、空燃比ＡＦとして電子制御装置９に入力される。
電子制御装置９のアウトプットポート９６は、イグニッションプラグ３９及びインジェクタ３Ａ等に接続されている。電子制御装置９は、上記各センサの検出データ等に基づいて、イグニッションプラグ３９の点火時期を調整する点火時期制御、インジェクタ３Ａの燃料噴射量を調整する燃料噴射制御、及び混合気の空燃比を調整する空燃比制御等の各種制御を行う。

＜潤滑油の燃料希釈＞
エンジン１においては、インジェクタ３Ａから噴射された燃料が十分に霧化されないとき（主にエンジン冷間時）、多量の燃料がシリンダ２１の内周面に付着するとともにこの燃料が潤滑油と混ざり合うため、潤滑油の燃料希釈が生じる。そして、こうした燃料を含む潤滑油は、ピストン２３の往復運動にともなってオイルパン５へかき落とされる。

オイルパン５の潤滑油内に混入している燃料（希釈燃料）が潤滑油の温度上昇にともなって蒸発すると、蒸発した燃料がブローバイガス還元装置６を介してインテークパイプ３３へ供給される。このため、エンジン１においては、クランクケース４からインテークパイプ３３へ供給される燃料量を加味して最終的な燃料噴射量の設定を行う必要がある。以下、燃料噴射量の設定処理について説明する。

＜燃料噴射量設定処理＞
図２を参照して、「燃料噴射量設定処理」について説明する。
本処理は、電子制御装置９を通じて行われる。また、所定クランク角毎の定角割り込み処理として周期的に実行される。

［ステップＳ１１０］エンジン回転速度ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づいて、基本燃料噴射量Ｑｂａｓｅを設定する。
［ステップＳ１２０］希釈燃料の量（希釈燃料量ＦＤ）に基づいて、インテークパイプ３３へ供給される燃料量（還流燃料量ＦＰ）を推定する。

［ステップＳ１３０］還流燃料量ＦＰに基づいて、基本燃料噴射量Ｑｂａｓｅに対する噴射量の補正量を設定する。
［ステップＳ１４０］冷却水温度ＴＨＷに基づいて、基本燃料噴射量Ｑｂａｓｅに対する噴射量の補正量を設定する。

［ステップＳ１５０］還流燃料量ＦＰに基づく補正量、冷却水温度ＴＨＷに基づく補正量、及びその他の補正量を基本燃料噴射量Ｑｂａｓｅに適用して、インジェクタ３Ａに対する燃料噴射量の指令値（最終燃料噴射量Ｑｆｉｎ）を設定する。

このように、燃料噴射制御では、希釈燃料量ＦＤを通じて推定された還流燃料量ＦＰに基づいて基本燃料噴射量Ｑｂａｓｅの補正が行われるため、最終燃料噴射量Ｑｆｉｎを適切な値に設定するためには、希釈燃料量ＦＤを精度良く推定することが要求される。そこで、本実施形態では、以下で説明する「希釈燃料増加量推定処理」を通じて、エンジン１の始動後に増加した希釈燃料量を推定することで、希釈燃料量ＦＤを精度良く推定することができるようにしている。

なお、上記「燃料噴射量設定処理」にて用いられる希釈燃料量ＦＤは、「希釈燃料増加量推定処理」を通じて推定された希釈燃料の増加量と、別途の処理を通じて推定された希釈燃料の蒸発量とに基づいて算出される。

また、希釈燃料量ＦＤは、エンジン１の始動から停止までの間、電子制御装置９において次のように更新される。
・エンジン１の始動時、バックアップメモリ９４に記憶されている希釈燃料量ＦＤがランダムアクセスメモリ９３へ呼び出される。
・エンジン１の運転中、ランダムアクセスメモリ９３上の希釈燃料量ＦＤが中央演算処理装置９１の演算結果に応じて更新される。
・エンジン１の停止後、ランダムアクセスメモリ９３上の希釈燃料量ＦＤがバックアップメモリ９４に記憶される。

＜希釈燃料増加量推定処理＞
図３を参照して、「希釈燃料増加量推定処理」について説明する。
本処理は、電子制御装置９を通じて行われる。

本処理では、希釈燃料が増加しなくなったとき、エンジン始動からの経過時間と吸入空気量の積算値とに基づいて、エンジン始動から現在までにおける希釈燃料の増加量を算出する。そして、この希釈燃料の増加量を希釈燃料量ＦＤに反映させるようにしている。以下、本処理の詳細な処理手順について説明する。

［ステップＳ２１０］エンジン１始動時の冷却水温度（始動時冷却水温度ＴＨＷＳ）が希釈温度ＸＴＨＷ以上か否かを判定する。
希釈温度ＸＴＨＷは、エンジン１が燃料希釈の生じる条件のもとで始動されたか否かを判定するための判定値として予め設定されている。

電子制御装置９は、ステップＳ２１０の判定処理を通じて、燃料希釈について次のように判定する。
（ａ）始動時冷却水温度ＴＨＷＳが希釈温度ＸＴＨＷ未満のとき、エンジン１が燃料希釈の生じる条件のもとで始動されたと判定する。即ち、エンジン１の始動から現在までに燃料希釈が生じたと判定する。この判定結果が得られたときは、次のステップＳ２２０の処理が行われる。

（ｂ）始動時冷却水温度ＴＨＷＳが希釈温度ＸＴＨＷ以上のとき、エンジン１が燃料希釈の生じない状態のもとで始動されたと判定する。即ち、エンジン１の始動から現在までに燃料希釈が生じていないと判定する。この判定結果が得られたときは、「希釈燃料増加量推定処理」が終了される。

［ステップＳ２２０］希釈燃料の増加量の推定を開始するための条件（推定開始条件）が満たされたか否かを判定する。ここでは、次の［ａ］または［ｂ］の条件が満たされていることをもって、推定開始条件が満たされていると判定する。
［ａ］吸入空気量ＧＡの積算値（吸気量積算値ＧＡＴ）が基準積算値ＸＧＡ以上となった。
［ｂ］エンジン１が停止した。

基準積算値ＸＧＡは、シリンダ２１の温度が十分に高い状態（シリンダ２１の内周面に付着した燃料が蒸発することにより燃料希釈が増加しなくなる状態）にあるか否かを判定するための判定値として予め設定されている。

電子制御装置９は、ステップＳ２２０の判定処理を通じて、燃料希釈について次のように判定する。
（ａ）「吸気量積算値ＧＡＴが基準積算値ＸＧＡ未満」且つ「エンジン１が運転中」のとき、希釈燃料量が増加中の状態にあると判定する。即ち、シリンダ２１の内周面に付着した燃料が十分に蒸発しないことにより、そうした燃料が潤滑油に混入している状態にあると判定する。この判定結果が得られたときは、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ２２０の処理が行われる。

（ｂ）「吸気量積算値ＧＡＴが基準積算値ＸＧＡ以上」または「エンジン１が停止」のとき、希釈燃料量が増加しなくなった状態にあると判定する。即ち、シリンダ２１の内周面に付着した燃料が十分に蒸発することにより、そうした燃料が潤滑油に混入しなくなる状態にあると判定する。この判定結果が得られたときは、次のステップＳ２３０の処理が行われる。

［ステップＳ２３０］エンジン１の始動から現在までに経過した時間（始動後経過時間ＴＡ）と吸気量積算値ＧＡＴとに基づいて、エンジン１の始動から現在までに増加した希釈燃料量（希釈燃料増加量△ＦＤ）を推定する。ここでは、始動後経過時間ＴＡ及び吸気量積算値ＧＡＴを希釈燃料増加量算出マップ（図４）に適用して、希釈燃料増加量△ＦＤの算出を行う。

希釈燃料増加量算出マップにおいては、次のように始動後経過時間ＴＡ及び吸気量積算値ＧＡＴと希釈燃料増加量△ＦＤとの関係が設定されている。
・吸気量積算値ＧＡＴが一定のもとでは、始動後経過時間ＴＡが大きくなるにつれて希釈燃料増加量△ＦＤが小さくなる。
・始動後経過時間ＴＡが一定のもとでは、吸気量積算値ＧＡＴが大きくなるにつれて希釈燃料増加量△ＦＤが大きくなる。

燃料希釈の生じる状況下においては、燃焼室２４へ供給された総燃料量に応じてシリンダ２１の内周面に対する燃料の付着量が増加する。従って、総燃料量と相関のある吸気量積算値ＧＡＴが大きくなるほど、希釈燃料増加量△ＦＤは大きくなる傾向を示す。

また、始動後経過時間ＴＡと希釈燃料増加量△ＦＤとの間に相関があることが本発明者による試験等を通じて確認されている。この試験等によれば、吸気量積算値ＧＡＴがいずれの値を示している場合においても、始動後経過時間ＴＡが大きくなるほど希釈燃料増加量△ＦＤが小さくなるといった結果が得られている。

［ステップＳ２４０］始動時冷却水温度ＴＨＷＳに基づいて、希釈燃料増加量△ＦＤに対する補正係数（増加量補正係数ＣｆＦＤ）を算出する。ここでは、始動時冷却水温度ＴＨＷＳを増加量補正係数算出マップ（図５）に適用して、増加量補正係数ＣｆＦＤの算出を行う。

増加量補正係数算出マップにおいては、次のように始動時冷却水温度ＴＨＷＳと増加量補正係数ＣｆＦＤとの関係が設定されている。なお、冷間補正温度ＴＨＷＣは、基本燃料噴射量Ｑｂａｓｅに対して冷却水温度ＴＨＷに応じた噴射量の増量補正量（冷間補正量）を適用する必要があるか否かを判定するための判定値を示す。
・始動時冷却水温度ＴＨＷＳが冷間補正温度ＴＨＷＣ以上のときは、冷間補正量が「０」に設定されるため、増加量補正係数ＣｆＦＤは「１」に設定される。
・始動時冷却水温度ＴＨＷＳが冷間補正温度ＴＨＷＣ未満のときは、始動時冷却水温度ＴＨＷＳが小さくなるにつれて冷間補正量が大きい値に設定されるため、増加量補正係数ＣｆＦＤは冷却水温度ＴＨＷが小さくなるほど大きな値に設定される。

［ステップＳ２５０］希釈燃料増加量△ＦＤと増加量補正係数ＣｆＦＤとの乗算を通じて、始動時冷却水温度ＴＨＷＳに応じて補正した希釈燃料増加量△ＦＤを算出する。即ち、下記処理

△ＦＤ←△ＦＤ×ＣｆＦＤ

を通じて、希釈燃料増加量算出マップから算出された希釈燃料増加量△ＦＤを補正する。

［ステップＳ２６０］希釈燃料増加量△ＦＤをこの処理の直前に算出されている希釈燃料量ＦＤに加算して、現在の希釈燃料量ＦＤを算出する。即ち、下記処理

ＦＤ←ＦＤ＋△ＦＤ

を通じて、ランダムアクセスメモリ９３に記憶されている希釈燃料量ＦＤを更新する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第１実施形態にかかる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。

（１）本実施形態では、始動後経過時間ＴＡ及び吸気量積算値ＧＡＴに基づいて希釈燃料増加量△ＦＤを推定するようにしている。これにより、希釈燃料量ＦＤを精度良く推定することができるようになる。

（２）本実施形態では、冷却水温度ＴＨＷに応じて算出した増加量補正係数ＣｆＦＤに基づいて希釈燃料増加量△ＦＤを補正するようにしている。これにより、希釈燃料量ＦＤの推定精度をより向上させることができるようになる。

＜変更例＞
なお、上記第１実施形態は、これを適宜変更した、例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記第１実施形態では、推定開始条件が満たされるまでの間、希釈燃料増加量△ＦＤの推定を行わない構成としたが、例えば次のように変更することもできる。即ち、エンジン１の始動後、所定の時間毎に希釈燃料増加量△ＦＤの推定を行うこともできる。

・上記第１実施形態では、吸気量積算値ＧＡＴと基準積算値ＸＧＡとの比較結果に基づいて、希釈燃料が増加しているか否かについて判定する構成としたが、次のように変更することもできる。即ち、燃料噴射量の積算値と上記基準積算値ＸＧＡに相当する判定値との比較結果に基づいて、希釈燃料が増加しているか否かについて判定することもできる。

・上記第１実施形態では、始動後経過時間ＴＡと吸気量積算値ＧＡＴとに基づいて希釈燃料増加量△ＦＤを推定する構成としたが、次のように変更することもできる。即ち、吸気量積算値ＧＡＴに代えて、燃料噴射量の積算値を採用することもできる。この場合、希釈燃料増加量算出マップにおいては、始動後経過時間ＴＡ及び吸気量積算値ＧＡＴと希釈燃料増加量△ＦＤとの関係に準じた態様をもって、始動後経過時間ＴＡ及び燃料噴射量の積算値と希釈燃料増加量△ＦＤとの関係を設定することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図６〜図９を参照して説明する。
本実施形態では、以下で説明する「希釈燃料蒸発量推定処理」を通じて、エンジン１の始動後に蒸発した希釈燃料の量を推定することで、燃料希釈の度合い（希釈燃料量ＦＤ）を精度良く推定することができるようにしている。

＜エンジンの構成＞
本実施形態では、前記第１実施形態と同じ構成のエンジン１（図１）を採用している。
＜燃料噴射量設定処理＞
本実施形態では、前記第１実施形態の「燃料噴射量設定処理」（図２）と同じ処理を行う。なお、「燃料噴射量設定処理」において用いられる希釈燃料量ＦＤは、「希釈燃料蒸発量推定処理」を通じて推定された希釈燃料の蒸発量と、別途の処理を通じて推定された希釈燃料の増加量とに基づいて算出される。

＜希釈燃料蒸発量推定処理＞
図６を参照して、「希釈燃料蒸発量推定処理」について説明する。
本処理は、電子制御装置９を通じて行われる。

本処理では、希釈燃料が蒸発している状態のとき、希釈燃料量に基づいて希釈燃料の蒸発速度を算出する。そして、この蒸発速度に基づいて算出した希釈燃料の蒸発量を希釈燃料量ＦＤに反映させるようにしている。以下、本処理の詳細な処理手順について説明する。

［ステップＳ３１０］吸気量積算値ＧＡＴが蒸発積算値ＳＧＡ以上か否かを判定する。蒸発積算値ＳＧＡは、オイルパン５の潤滑油の温度が十分に高い温度（希釈燃料が蒸発する温度）に達しているか否かを判定するための判定値として予め設定されている。

電子制御装置９は、ステップＳ３１０の判定処理を通じて、希釈燃料の蒸発について次のように判定する。
（ａ）吸気量積算値ＧＡＴが蒸発積算値ＳＧＡ以上のとき、オイルパン５の潤滑油から希釈燃料が蒸発していると判定する。この判定結果が得られたときは、次のステップＳ３２０の処理が行われる。

（ｂ）吸気量積算値ＧＡＴが蒸発積算値ＳＧＡ未満のとき、オイルパン５の潤滑油から希釈燃料が蒸発していないと判定する。この判定結果が得られたときは、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ３１０の処理が行われる。

［ステップＳ３２０］前回の制御周期において希釈燃料の蒸発量が算出されてから所定の時間（算出周期ＴＣ）が経過したか否かを判定する。なお、本判定処理の初回の実行時は、ステップＳ３１０の処理が終了してから算出周期ＴＣが経過したか否かを判定する。

［ステップＳ３３０］希釈燃料量ＦＤに基づいて、希釈燃料の蒸発速度（燃料蒸発速度ＶＦ）を算出する。ここでは、希釈燃料量ＦＤを燃料蒸発速度算出マップ（図７）に適用して燃料蒸発速度ＶＦを算出する。

燃料蒸発速度算出マップにおいては、希釈燃料量ＦＤの増加に対して燃料蒸発速度ＶＦが一定の傾きをもって増加するように、これら各パラメータの関係が設定されている。即ち、希釈燃料量ＦＤと燃料蒸発速度ＶＦとの関係が正の比例関係となるように各パラメータが設定されている。

ちなみに、オイルパン５に滞留している潤滑油の希釈燃料は、潤滑油の表面から蒸発する。また、オイルパン５の潤滑油がクランクケース４内の空気と触れる面は略一定となる。このため、燃料蒸発速度ＶＦは希釈燃料量ＦＤに依存して変化する。

［ステップＳ３４０］吸気量積算値ＧＡＴに基づいて、燃料蒸発速度ＶＦに対する補正係数（蒸発速度補正係数ＣｆＶＦ）を算出する。ここでは、蒸発速度補正係数算出マップ（図８）に吸気量積算値ＧＡＴを適用して蒸発速度補正係数ＣｆＶＦの算出を行う。

ステップＳ３４０の処理では、潤滑油の温度（潤滑油温度ＴＯ）の指標値として吸気量積算値ＧＡＴを採用している。即ち、蒸発速度補正係数ＣｆＶＦは、潤滑油温度ＴＯに応じて燃料蒸発速度ＶＦを補正する係数として算出される。

図９を参照して、潤滑油温度ＴＯと燃料蒸発速度ＶＦとの関係について説明する。
・蒸発温度ＴＯＳは、希釈燃料の蒸発が始まるときの潤滑油温度ＴＯを示す。
・定常温度ＴＯＴは、潤滑油温度ＴＯの変化に対する燃料蒸発速度ＶＦの変化が略一定となるときの潤滑油温度ＴＯを示す。

潤滑油温度ＴＯが定常温度ＴＯＴ以上のとき、潤滑油温度ＴＯの変化にかかわらず燃料蒸発速度ＶＦは略一定の大きさとなる。
潤滑油温度ＴＯが定常温度ＴＯＴ未満のとき、燃料蒸発速度ＶＦは潤滑油温度ＴＯが定常温度ＴＯＴ以上のときの燃料蒸発速度ＶＦよりも小さくなる。また、潤滑油温度ＴＯが蒸発温度ＴＯＳに近づくほど燃料蒸発速度ＶＦが小さくなる。

蒸発速度補正係数算出マップ（図８）においては、上記潤滑油温度ＴＯと燃料蒸発速度ＶＦとの関係に基づいて、吸気量積算値ＧＡＴと蒸発速度補正係数ＣｆＶＦとの関係が設定されている。
（ａ）吸気量積算値ＧＡＴが定常温度ＴＯＴに相当する値（定常積算値ＴＧＡ）以上のとき、蒸発速度補正係数ＣｆＶＦは「１」に設定される。
（ｂ）吸気量積算値ＧＡＴが定常積算値ＴＧＡ未満のとき、吸気量積算値ＧＡＴが小さくなるにつれて蒸発速度補正係数ＣｆＶＦは小さい値に設定される。
（ｃ）吸気量積算値ＧＡＴが蒸発温度ＴＯＳに相当する値（蒸発積算値ＳＧＡ）のとき、蒸発速度補正係数ＣｆＶＦは最も小さい値に設定される。

［ステップＳ３５０］燃料蒸発速度ＶＦと蒸発速度補正係数ＣｆＶＦとの乗算を通じて、吸気量積算値ＧＡＴ（潤滑油温度ＴＯ）に応じて補正した燃料蒸発速度ＶＦを算出する。即ち、下記処理

ＶＦ←ＶＦ×ＣｆＶＦ

を通じて、燃料蒸発速度算出マップから算出された燃料蒸発速度ＶＦを補正する。

［ステップＳ３６０］燃料蒸発速度ＶＦと算出周期ＴＣとの乗算を通じて、希釈燃料蒸発量△ＦＶを算出する。即ち、下記処理

△ＦＶ←ＶＦ×ＴＣ

を通じて、算出周期ＴＣの間に潤滑油から蒸発した希釈燃料の量を算出する。

［ステップＳ３７０］この処理の直前に算出されている希釈燃料量ＦＤから希釈燃料蒸発量△ＦＶを減算して、現在の希釈燃料量ＦＤを算出する。即ち、下記処理

ＦＤ←ＦＤ−△ＦＶ

を通じて、ランダムアクセスメモリ９３に記憶されている希釈燃料量ＦＤを更新する。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第２実施形態にかかる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。

（１）本実施形態では、希釈燃料量ＦＤと燃料蒸発速度ＶＦとの間に正の比例関係が成り立つものとした条件もとで、希釈燃料量ＦＤに基づいて希釈燃料蒸発量△ＦＶを推定するようにしている。これにより、簡易な構成をもって、希釈燃料量ＦＤを精度良く推定することができるようになる。

（２）本実施形態では、潤滑油温度ＴＯ（吸気量積算値ＧＡＴ）に応じて算出した蒸発速度補正係数ＣｆＶＦに基づいて燃料蒸発速度ＶＦを補正するようにしている。これにより、希釈燃料量ＦＤの推定精度をより向上させることができるようになる。

＜変更例＞
なお、上記第２実施形態は、これを適宜変更した、例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記第２実施形態では、吸気量積算値ＧＡＴと蒸発積算値ＳＧＡとの比較結果に基づいて、希釈燃料が蒸発しているか否かについて判定する構成としたが、次のように変更することもできる。即ち、燃料噴射量の積算値と上記蒸発積算値ＳＧＡに相当する判定値との比較結果に基づいて、希釈燃料が蒸発しているか否かについて判定することもできる。

・上記第２実施形態では、潤滑油温度ＴＯの指標値として吸気量積算値ＧＡＴを採用するとともに、吸気量積算値ＧＡＴに基づいて蒸発速度補正係数ＣｆＶＦを算出する構成としたが、次のように変更することもできる。即ち、吸気量積算値ＧＡＴに代えて燃料噴射量の積算値を潤滑油温度ＴＯの指標値として採用するとともに、この積算値に基づいて蒸発速度補正係数ＣｆＶＦを算出することもできる。この場合、蒸発速度補正係数算出マップにおいては、吸気量積算値ＧＡＴと蒸発速度補正係数ＣｆＶＦとの関係に準じた態様をもって、燃料噴射量の積算値と蒸発速度補正係数ＣｆＶＦとの関係を設定することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図１０及び図１１を参照して説明する。
燃料希釈が生じているエンジン１において、潤滑油の交換が行われた場合、希釈燃料を含む潤滑油に代えて希釈燃料を含まない潤滑油が新たにエンジン１内に供給されるため、バックアップメモリ９４に記憶されている希釈燃料量ＦＤと実際の希釈燃料量（実希釈量ＦＲ）とが異なるようになる。この場合、以降のエンジン１の運転中において、実情にそぐわない希釈燃料量ＦＤに基づいて基本燃料噴射量Ｑｂａｓｅの補正が行われることになるため、運転状態の悪化をまねくことが懸念される。

即ち、エンジン１の停止時に潤滑油の希釈燃料量が大幅に減少した（「０」またはそれに近い量まで減少した）ことにより、バックアップメモリ９４の希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとの間に大きな乖離が生じた場合、エンジン１の運転中にこれを的確に検出して希釈燃料量ＦＤへ反映させることが要求される。

そこで、本実施形態では、次に説明する「希釈燃料量補正処理」を行うことで、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとの乖離を小さくしてエンジン１の運転状態の悪化を抑制することができるようにしている。なお、本実施形態は、前記第２実施形態に以下の「希釈燃料量補正処理」を加えた構成を想定している。

＜希釈燃料量補正処理＞
図１０を参照して、「希釈燃料量補正処理」について説明する。
本処理は、電子制御装置９を通じて行われる。

本処理では、「０」またはそれに近い値の希釈燃料量とランダムアクセスメモリ９３の希釈燃料量ＦＤとのずれが許容できない大きさのとき、空燃比制御の学習値に基づいて、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとの間にそうした許容できないずれが生じているか否かを判定する。そして、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとの間に大きな乖離が生じているとき、乖離の度合いを小さくするための処理を行う。以下、本処理の詳細な処理手順について説明する。

［ステップＳ４１０］吸気量積算値ＧＡＴが蒸発積算値ＳＧＡ以上か否かを判定する。蒸発積算値ＳＧＡは、オイルパン５の潤滑油の温度が十分に高い温度（希釈燃料が蒸発する温度）に達しているか否かを判定するための判定値として予め設定されている。

電子制御装置９は、ステップＳ４１０の判定処理を通じて、燃料の蒸発について次のように判定する。
（ａ）吸気量積算値ＧＡＴが蒸発積算値ＳＧＡ以上のとき、オイルパン５の潤滑油から燃料が蒸発していると判定する。この判定結果が得られたときは、次のステップＳ４２０の処理が行われる。

（ｂ）吸気量積算値ＧＡＴが蒸発積算値ＳＧＡ未満のとき、オイルパン５の潤滑油から燃料が蒸発していないと判定する。この判定結果が得られたときは、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ４１０の処理が行われる。

［ステップＳ４２０］希釈燃料量ＦＤが基準希釈量ＸＦＤ以上か否かを判定する。
基準希釈量ＸＦＤは、実希釈量ＦＲを「０」またはそれに近い値と仮定した場合に、そのときのずれ量が許容することのできる大きさか否かを判定するための判定値として予め設定されている。即ち、「０」またはそれに近い値の実希釈量ＦＲとランダムアクセスメモリ９３の希釈燃料量ＦＤとのずれ（希釈燃料ずれ量ＤｆＦＤ）が上限ずれ量ＸＤｆＦＤ以上となるか否かを判定するための判定値として設定されている。

ここで、ずれ量ＤｆＦＤが上限ずれ量ＸＤｆＦＤ未満のときは、エンジン１の運転状態の悪化をまねかないと予測される。一方で、ずれ量ＤｆＦＤが上限ずれ量ＸＤｆＦＤ以上のときは、エンジン１の運転状態の悪化をまねくと予測される。

電子制御装置９は、ステップＳ４２０の判定処理を通じて、エンジン１の運転状態について次のように判定する。
（ａ）希釈燃料量ＦＤが基準希釈量ＸＦＤ以上のとき、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれに起因してエンジン１の運転状態の悪化をまねくおそれがあると判定する。この判定結果が得られたときは、次のステップＳ４３０の処理が行われる。

（ｂ）希釈燃料量ＦＤが基準希釈量ＸＦＤ未満のとき、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとにずれが生じていてもエンジン１の運転状態の悪化をまねくおそれがないと判定する。この判定結果が得られたときは、「希釈燃料量補正処理」が終了される。

［ステップＳ４３０］エンジン１の低負荷時において、空燃比制御の学習値（空燃比学習値ＦＡＦ）と基準学習値ＦＡＦｂａｓｅとのずれ量（学習値ずれ量ＤｆＦＡＦ）が基準ずれ量ＸＤｆＦＡＦよりも小さいか否かを判定する。なお、エンジン１が低負荷の状態にあるか否かについては、エンジン負荷の相当値（例えば燃料噴射量）と判定値との比較結果に基づいて判定することができる。

基準学習値ＦＡＦｂａｓｅは、空燃比学習値ＦＡＦの初期値、即ち基本燃料噴射量Ｑｂａｓｅに対する補正量が「０」となるときの学習値を示す。また、基準ずれ量ＸＤｆＦＡＦは、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれ量（ずれ量ＤｆＦＤ）が上限ずれ量ＸＤｆＦＤ以上であるか否かを判定するための判定値として予め設定されている。

ところで、空燃比学習値ＦＡＦは、実希釈量ＦＲに応じて次のような傾向を示す。
実希釈量ＦＲが多いとき、潤滑油から蒸発して燃焼室２４へ供給される燃料量が多くなる。このため、インジェクタ３Ａの燃料噴射量が少ないエンジン１の低負荷時において、空燃比学習値ＦＡＦは基準学習値ＦＡＦｂａｓｅから大きくずれた値を示すようになる。

実希釈量ＦＲが少ないとき、潤滑油から蒸発して燃焼室２４へ供給される燃料量が少なくなる。このため、インジェクタ３Ａの燃料噴射量が少ないエンジン１の低負荷時において、空燃比学習値ＦＡＦと基準学習値ＦＡＦｂａｓｅとのずれは、上記実希釈量ＦＲが多いときに比べて小さくなる。

従って、エンジン１の低負荷時において、空燃比学習値ＦＡＦと基準学習値ＦＡＦｂａｓｅとのずれが小さい場合には、実希釈量ＦＲが少ない状態であると判定することができる。即ち、空燃比学習値ＦＡＦと基準学習値ＦＡＦｂａｓｅとのずれに基づいて、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとの間に大きなずれが生じているか否かについて判定することができる。

なお、エンジン１の高負荷時においても、空燃比学習値ＦＡＦは実希釈量ＦＲの影響を受けて変化するが、その変化度合いが低負荷時に比べて小さいため、エンジン１の低負荷時の空燃比学習値ＦＡＦに基づいて希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれについて判定することが望ましい。

電子制御装置９は、ステップＳ４３０の判定処理を通じて、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれについて次のように判定する。
（ａ）エンジン１の低負荷時において、学習値ずれ量ＤｆＦＡＦが基準ずれ量ＸＤｆＦＡＦ以上のとき、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとの間に大きなずれが生じていると判定する。即ち、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれ量ＤｆＦＤが上限ずれ量ＸＤｆＦＤ以上であると判定する。この判定結果が得られたときは、次のステップＳ４４０の処理が行われる。

（ｂ）エンジン１の低負荷時において、学習値ずれ量ＤｆＦＡＦが基準ずれ量ＸＤｆＦＡＦ未満のとき、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれが許容することのできる大きさであると判定する。即ち、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれ量ＤｆＦＤが上限ずれ量ＸＤｆＦＤ未満であると判定する。この判定結果が得られたときは、「希釈燃料量補正処理」が終了される。

［ステップＳ４４０］燃料蒸発速度ＶＦを希釈燃料量ＦＤに応じた値（「希釈燃料蒸発量推定処理」のステップＳ３６０を通じて算出された燃料蒸発速度ＶＦ）よりも大きい値に設定する。ここでは、希釈燃料量ＦＤに応じた燃料蒸発速度ＶＦに所定の係数（蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵ＞１）を乗算することで、燃料蒸発速度ＶＦを増大させる。即ち、下記処理

ＶＦ←ＶＦ×ＣｆＶＦＵ

を通じて、燃料蒸発速度ＶＦを更新する。

＜希釈燃料量の変化態様＞
図１１を参照して、希釈燃料量の変化態様の一例について説明する。
エンジン１の停止時に潤滑油の交換が行われたとき、実希釈量ＦＲ（実線）は「０」となる。一方で、バックアップメモリ９４の希釈燃料量ＦＤ（破線）は、前回のエンジン１の運転時に算出された値に維持される（時刻ｔ１１１）。

始動時冷却水温度ＴＨＷＳが希釈温度ＸＴＨＷ未満の状態でエンジン１が始動されると、吸気量積算値ＧＡＴが基準積算値ＸＧＡに達するまでの間、実希釈量ＦＲが増加する（時刻ｔ１１２〜ｔ１１３）。

そして、吸気量積算値ＧＡＴが基準積算値ＸＧＡに達したときに、希釈燃料量ＦＤが更新される。このとき、エンジン１の始動から現在までにおける実希釈量ＦＲの増加量に相当する希釈燃料増加量△ＦＤがそれまでの希釈燃料量ＦＤに加算される（時刻ｔ１１３）。

吸気量積算値ＧＡＴが蒸発積算値ＳＧＡ以上となって以降は、実希釈量ＦＲ及び希釈燃料量ＦＤが減少する（時刻ｔ１１４〜）。なお、ここでは、蒸発積算値ＳＧＡが基準積算値ＸＧＡよりも大きい値に設定されている場合を想定している。

吸気量積算値ＧＡＴが蒸発積算値ＳＧＡ以上のとき、「希釈燃料量ＦＤが基準希釈量ＸＦＤ以上」且つ「エンジン１の負荷が小さい」といった条件が満たされていることに基づいて、学習値ずれ量ＤｆＦＡＦについての判定が行われる。

そして、学習値ずれ量ＤｆＦＡＦが基準ずれ量ＸＤｆＦＡＦ未満であることが検出されると、燃料蒸発速度ＶＦが蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵにより補正される。これにより、燃料蒸発速度ＶＦの補正後における希釈燃料量ＦＤの変化量（一点鎖線）が、蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵにより補正されていないとき（破線）に比べて大きくなる。即ち、希釈燃料量ＦＤが実希釈量ＦＲへ近づくように変化する。

なお、燃料蒸発速度ＶＦの補正を実行して以降、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれが十分に小さくなったことに基づいて、燃料蒸発速度ＶＦの補正を解除する（蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵを「１」に設定する）ことで、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれが小さい状態を維持することができる。

＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第３実施形態にかかる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、先の第２実施形態による前記（１）及び（２）の効果に加えて、以下に示すような効果が得られるようになる。

（３）本実施形態では、エンジン１の低負荷時における学習値ずれ量ＤｆＦＡＦに基づいて、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとの間に大きな乖離が生じているか否かを判定するようにしている。これにより、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとに大きなずれが生じている場合、そうしたずれを的確に検出することができるようになる。

（４）本実施形態では、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとに大きなずれが生じているとき、燃料蒸発速度ＶＦを希釈燃料量ＦＤに基づいて設定された値よりも大きい値に設定するようにしている。これにより、希釈燃料量ＦＤの減少度合いが補正前よりも大きくなるため、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれを小さくすることができるようになる。

（５）また、希釈燃料量ＦＤの推定精度が著しく悪化することを回避することができるようになる。
（６）また、実希釈量ＦＲにより近づいた希釈燃料量ＦＤに基づいて燃料噴射量の補正が行われるため、エンジン１の停止時に希釈燃料量が「０」またはそれに近い値まで減少した場合にあっても、以降のエンジン１の運転中において運転状態の悪化を抑制することができるようになる。

＜変更例＞
なお、上記第３実施形態は、これを適宜変更した、例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記第３実施形態では、吸気量積算値ＧＡＴと蒸発積算値ＳＧＡとの比較結果に基づいて、希釈燃料が蒸発しているか否かについて判定する構成としたが、次のように変更することもできる。即ち、燃料噴射量の積算値と上記蒸発積算値ＳＧＡに相当する判定値との比較結果に基づいて、希釈燃料が蒸発しているか否かについて判定することもできる。

・上記第３実施形態では、所定の蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵを燃料蒸発速度ＶＦに乗算する構成としたが、例えば次のように変更することもできる。即ち、蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵを希釈燃料量ＦＤに応じて可変とすることもできる。この場合、希釈燃料量ＦＤと蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵとの関係を予め設定したマップを用意し、このマップに希釈燃料量ＦＤを適用することで蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵを算出することができる。また、希釈燃料量ＦＤが大きいときほど実希釈量ＦＲとのずれが大きくなるため、同マップにおいては、希釈燃料量ＦＤとともに蒸発速度増加係数ＣｆＶＦＵが大きくなるようにこれら各パラメータの関係を設定することができる。

・上記第３実施形態では、燃料蒸発速度ＶＦを増大させることで、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれを小さくする構成を採用したが、例えば次のように変更することもできる。即ち、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれが検出されたとき、現在の希釈燃料量ＦＤからバックアップメモリ９４に記憶されている希釈燃料量ＦＤを減算することで、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれを小さくすることもできる。

ちなみに、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとの間に生じる大きなずれは、基本的にはエンジン１の停止時における潤滑油の交換等によって生じるものであるため、こうした潤滑油の交換等により減少した希釈燃料量、即ちそのときにバックアップメモリ９４に記憶されている希釈燃料量ＦＤ（前回の運転停止時に記憶された希釈燃料量ＦＤ）が実希釈量ＦＲと現在の希釈燃料量ＦＤとのずれに相当すると考えられる。従って、上記構成を採用することによっても、希釈燃料量ＦＤと実希釈量ＦＲとのずれを小さくして、希釈燃料量ＦＤの推定精度が著しく悪化することを回避することができるようになる。

（その他の実施形態）
その他、上記各実施形態に共通して変更することができる要素を以下に列挙する。
・上記第１実施形態の「希釈燃料増加量推定処理」と上記第２実施形態の「希釈燃料蒸発量推定処理」とを併せて実施することもできる。

・上記第１実施形態の「希釈燃料増加量推定処理」と上記第２実施形態の「希釈燃料蒸発量推定処理」と上記第３実施形態の「希釈燃料量補正処理」とを併せて実施することもできる。

・エンジン１の構成は、上記各実施形態にて例示した構成に限られず適宜変更することができる。要するに、シリンダ２１内に燃料を直接噴射する構成のエンジンであれば適宜の構成のエンジンを採用することができる。

本発明にかかる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第１実施形態について、筒内噴射式内燃機関の構成を示す構成図。 同実施形態の燃料噴射制御装置を通じて行われる「燃料噴射量設定処理」の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の燃料噴射制御装置を通じて行われる「希釈燃料増加量推定処理」の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の「希釈燃料増加量推定処理」にて用いられる希釈燃料増加量算出マップ。 同実施形態の「希釈燃料増加量推定処理」にて用いられる増加量補正係数算出マップ。 本発明にかかる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第２実施形態について、同制御装置を通じて行われる「希釈燃料蒸発量推定処理」の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の「希釈燃料蒸発量推定処理」にて用いられる燃料蒸発速度算出マップ。 同実施形態の「希釈燃料蒸発量推定処理」において蒸発速度補正係数の設定態様の基礎となる潤滑油温度と燃料蒸発速度との関係を示すグラフ。 同実施形態の「希釈燃料蒸発量推定処理」にて用いられる蒸発速度補正係数算出マップ。 本発明にかかる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した第３実施形態について、同制御装置を通じて行われる「希釈燃料量補正処理」の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の筒内噴射式内燃機関について、希釈燃料量の変化態様の一例を示すタイミングチャート。

符号の説明

１…エンジン。
２…シリンダブロック、２１…シリンダ、２２…ウォータージャケット、２３…ピストン、２４…燃焼室、２５…コネクティングロッド、２６…クランクシャフト。

３…シリンダヘッド、３１…インテークポート、３２…インテークマニホールド、３３…インテークパイプ、３４…エキゾーストポート、３５…エキゾーストマニホールド、３６…エキゾーストパイプ、３７…インテークバルブ、３８…エキゾーストバルブ、３９…イグニッションプラグ、３Ａ…インジェクタ。

４…クランクケース、５…オイルパン、５１…潤滑油、６…ブローバイガス還元装置。
７１…回転速度センサ、７２…吸気量センサ、７３…水温センサ、７４…空燃比センサ。

９…電子制御装置、９１…中央演算処理装置、９２…リードオンリーメモリ、９３…ランダムアクセスメモリ、９４…バックアップメモリ、９５…インプットポート、９６…アウトプットポート。

ＮＥ…エンジン回転速度、ＡＦ…空燃比、ＦＰ…還流燃料量、Ｑｂａｓｅ…基本燃料噴射量、Ｑｆｉｎ…最終燃料噴射量。
ＴＨＷ…冷却水温度、ＴＨＷＳ…始動時冷却水温度、ＸＴＨＷ…希釈温度。

ＦＤ…希釈燃料量、ＸＦＤ…基準希釈量、△ＦＤ…希釈燃料増加量、ＣｆＦＤ…増加量補正係数、ＤｆＦＤ…希釈燃料ずれ量、ＸＤｆＦＤ…上限ずれ量。
△ＦＶ…希釈燃料蒸発量、ＶＦ…燃料蒸発速度、ＣｆＶＦ…蒸発速度補正係数、ＣｆＶＦＵ…蒸発速度増加係数。

ＧＡ…吸入空気量、ＧＡＴ…吸気量積算値、ＸＧＡ…基準積算値、ＳＧＡ…蒸発積算値、ＴＧＡ…定常積算値。
ＴＡ…始動後経過時間、ＴＣ…算出周期。

ＴＯ…潤滑油温度、ＴＯＳ…蒸発温度、ＴＯＴ…定常温度。
ＦＡＦ…空燃比学習値、ＦＡＦｂａｓｅ…基準学習値、ＤｆＦＡＦ…学習値ずれ量、ＸＤｆＦＡＦ…基準ずれ量。

Claims (11)

1. 内燃機関を潤滑する潤滑油においての燃料希釈の度合いを加味して燃料の噴射を行う筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   内燃機関の始動から現在までの運転時間の測定値と、内燃機関の始動から現在までの吸入空気量の積算値及び内燃機関の始動から現在までの燃料噴射量の積算値のいずれか一方とに基づいて、前記燃料希釈の度合いに相当する希釈度合推定値を算出するとともに、
   この希釈度合推定値を算出するとき、
   前記吸入空気量の積算値及び前記燃料噴射量の積算値のいずれか一方が一定のもとでは、前記運転時間の測定値が大きくなるにつれて前記希釈度合推定値を小さくし、
   前記運転時間の測定値が一定のもとでは、前記吸入空気量の積算値及び前記燃料噴射量の積算値のいずれか一方が大きくなるにつれて前記希釈度合推定値を大きくする
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   内燃機関を冷却する冷却水の温度に基づいて前記希釈度合推定値を補正する
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 請求項１または２に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   燃料希釈の度合いが増大中か否かを判定し、増大中でない旨の判定結果が得られるときに前記希釈度合推定値を算出する
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   内燃機関を潤滑する潤滑油に混入している燃料が同潤滑油から蒸発する量である蒸発燃料量について、これを加味して燃料の噴射を行うとともに、
   前記希釈度合推定値に基づいて前記蒸発燃料量に相当する蒸発量推定値を算出する
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 請求項４に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   蒸発燃料量と燃料希釈の度合いとの間に比例関係が成り立つとした条件のもと、前記希釈度合推定値に基づいて前記蒸発量推定値を算出する
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 請求項４または５に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   蒸発燃料量と燃料希釈の度合いとの間に比例関係が成り立つとした条件のもと、前記希釈度合推定値に基づいて前記蒸発量推定値を算出し、この蒸発量推定値を前記希釈度合推定値に反映して新たに希釈度合推定値を算出し、この算出した希釈度合推定値をそのときの希釈度合推定値として設定する
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
7. 請求項４〜６の何れか一項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   潤滑油の温度に基づいて前記蒸発量推定値を補正する
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
8. 請求項７に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記潤滑油の温度に基づく前記蒸発量推定値の補正として、潤滑油の温度に基づいて蒸発燃料量の時間当たりの変化量を補正する
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
9. 請求項７または８に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   潤滑油からの燃料の蒸発が始まるときの潤滑油の温度を蒸発温度とし、
   この蒸発温度よりも高い温度を定常温度とし、
   「潤滑油の温度が前記蒸発温度から前記定常温度に達するまでは潤滑油の温度の上昇にともない蒸発燃料量の時間当たりの変化量が増大する」を条件Ａとし、
   「潤滑油の温度が前記定常温度以上となって以降は潤滑油の温度にかかわらず蒸発燃料量の時間当たりの変化量が略一定の値を示す」を条件Ｂとして、
   潤滑油の温度と蒸発燃料量の時間当たりの変化量との間に前記条件Ａ及びＢの関係が成り立つとした条件のもと、前記潤滑油の温度に基づく前記蒸発量推定値の補正として、潤滑油の温度に基づいて蒸発燃料量の時間当たりの変化量を補正する
   ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
10. 請求項４〜９の何れか一項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    「推定した燃料希釈の度合いが基準の希釈度合いよりも大きい」を条件Ａとし、
    「内燃機関の低負荷時における空燃比制御の学習値と基準の学習値とのずれが基準のずれよりも小さい」を条件Ｂとして、
    これら条件Ａ及びＢが成立しているときの蒸発燃料量の時間当たりの変化量を前記条件Ａ及びＢの少なくとも一方が成立していないときの蒸発燃料量の時間当たりの変化量よりも大きく設定する
    ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
11. 請求項４〜９の何れか一項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
    「推定した燃料希釈の度合いが基準の希釈度合いよりも大きい」を条件Ａとし、
    「内燃機関の低負荷時における空燃比制御の学習値と基準の学習値とのずれが基準のずれよりも小さい」を条件Ｂとして、
    これら条件Ａ及びＢが成立しているとき、そのときに把握している前記希釈度合推定値を内燃機関の前回の運転停止時に記憶された前記希釈度合推定値に応じた分だけ小さくし、これをそのときの希釈度合推定値として設定する
    ことを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。

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