JP4947003B2

JP4947003B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置

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Publication number: JP4947003B2
Application number: JP2008198669A
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Inventors: 素成鎗野
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Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に、気筒内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタと吸気通路に燃料を噴射するポートインジェクタとの両方を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタと、吸気通路に燃料を噴射するポートインジェクタとを備え、機関のリーン空燃比運転中に機関運転空燃比を短時間リッチ空燃比に切り換えて運転するリッチスパイク操作を行う内燃機関の燃料噴射制御装置であって、直噴インジェクタ内に滞留した燃料の炭化により直噴インジェクタ内に生成されるデポジットの堆積を抑制するために、ポートインジェクタによる機関のリーン空燃比運転中にリッチスパイク操作を行う場合に、リッチスパイク操作時の全量の燃料噴射を直噴インジェクタにより実行する内燃機関の燃料噴射制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００６−９７０２号公報

上記のような内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタと、吸気通路に燃料を噴射するポートインジェクタとを備え、機関のリーン空燃比運転中に機関運転空燃比を短時間リッチ空燃比に切り換えて運転するリッチスパイク操作を行う内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、ポートインジェクタによる機関のリーン空燃比運転中にリッチスパイク操作を行う場合にリッチスパイク操作時の全量の燃料噴射を直噴インジェクタにより実行することで、直噴インジェクタ内に生成されるデポジットの堆積を抑制することができる。

しかしながら、機関運転状態によっては、リッチスパイク操作を実行する条件が外れる状態が長期間にわたり継続され、直噴インジェクタからの燃料噴射を実行する条件が外れる状態が長期間にわたり継続される場合があり、このような場合においては、直噴インジェクタによる燃料噴射が実行される頻度が減り、直噴インジェクタ内のデポジットの堆積を十分に抑制することができない場合がある。

本発明は上記課題に鑑み、内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタと、吸気通路に燃料を噴射するポートインジェクタとを備え、機関運転状態に応じて直噴インジェクタとポートインジェクタとの燃料噴射比率を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、ポートインジェクタのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態が長期間にわたり継続されるような機関運転状態においても、確実に直噴インジェクタ内のデポジットの堆積を抑制することが可能な内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタと、吸気通路に燃料を噴射するポートインジェクタとを備え、機関運転状態に応じて前記直噴インジェクタと前記ポートインジェクタとの燃料噴射比率を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、機関アイドリング運転期間中においては、前記ポートインジェクタのみによる燃料噴射が実行され、該ポートインジェクタのみによる燃料噴射が第１の所定時間にわたり継続して実行されたときには、前記直噴インジェクタ内に生成されるデポジットの堆積を抑制するために、前記直噴インジェクタによる燃料噴射が第２の所定時間にわたり継続して実行され、前回の機関アイドリング運転時において前記第１の所定時間を経過する前に残り時間を残して機関運転状態が変化して前記ポートインジェクタのみによる燃料噴射の実行が前記残り時間を残して中止された場合には、今回の機関アイドリング運転時には、最初に、前記残り時間にわたる前記ポートインジェクタのみによる燃料噴射が実行され前記第２の所定時間にわたる前記直噴インジェクタによる燃料噴射が実行され、前記燃料噴射制御装置は、前記直噴インジェクタから噴射される燃料の流量の低下量を算出する流量低下量算出手段を有し、前記流量低下量算出手段により算出された流量の低下量に基づいて、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間とが変更され、前記燃料噴射制御装置は、前記内燃機関の燃料タンクからの蒸発燃料を一時的に吸着して貯蔵するキャニスタと、該キャニスタと前記内燃機関の吸気通路とを連通する蒸発燃料通路とを備え、機関運転時に前記キャニスタに吸着させた蒸発燃料を離脱させ機関運転中の吸入負圧を利用して吸気系に放出させるキャニスタパージを実行し、所定回数の前記第２の所定時間にわたる前記直噴インジェクタによる燃料噴射が実行された場合には、前記吸気系に放出させる蒸発燃料量を所定値未満に制限して、次の前記直噴インジェクタによる燃料噴射時の燃圧を昇圧させる、ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置が提供される。

すなわち、請求項１に記載の発明においては、機関アイドリング運転期間中においては、ポートインジェクタのみによる燃料噴射が実行され、該ポートインジェクタのみによる燃料噴射が第１の所定時間にわたり継続して実行されたときには、直噴インジェクタ内に生成されるデポジットの堆積を抑制するために、直噴インジェクタによる燃料噴射が第２の所定時間にわたり継続して実行される。すなわち、ポートインジェクタのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転期間中においては、ポートインジェクタのみによる燃料噴射が所定時間にわたり継続して実行されたときには、直噴インジェクタ内に生成されるデポジットの堆積を抑制するために、直噴インジェクタによる燃料噴射を所定時間にわたり継続して実行することで、所定時間内に直噴インジェクタから所定量の燃料を必ず噴射させることができ、ポートインジェクタのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転状態が長期間にわたり継続される場合であっても、確実に直噴インジェクタ内のデポジットの堆積を抑制することを可能とする。また、機関アイドリング運転時のような比較的に静かな運転領域においては、直噴インジェクタに燃料を高圧で供給する高圧ポンプの作動音が問題となる場合があるが、請求項１に記載の発明によれば、機関アイドリング運転期間中にわたり直噴インジェクタによる燃料噴射が実行される場合と比較して直噴インジェクタによる燃料噴射期間を短縮することができるため、高圧ポンプの作動音の低減を可能としつつ、確実に直噴インジェクタ内のデポジットの堆積を抑制することを可能とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記燃料噴射制御装置は、機関空燃比を検出する空燃比検出手段と、機関空燃比を目標空燃比に制御するために前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて燃料噴射量に対する補正量を算出する燃料噴射量制御手段とを有し、前記流量低下量算出手段は、前記燃料噴射量制御手段により算出された前記補正量に基づいて前記直噴インジェクタから噴射される燃料の流量の低下量を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置が提供される。

各請求項に記載の発明によれば、内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタと、吸気通路に燃料を噴射するポートインジェクタとを備え、機関運転状態に応じて直噴インジェクタとポートインジェクタとの燃料噴射比率を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、ポートインジェクタのみによる燃料噴射が所定時間にわたり継続して実行されたときには、直噴インジェクタによる燃料噴射を所定時間にわたり継続して実行することで、所定時間内に直噴インジェクタから所定量の燃料を必ず噴射させることができ、ポートインジェクタのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転状態が長期間にわたり継続される場合であっても、確実に直噴インジェクタ内のデポジットの堆積を抑制することを可能とする共通の効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の燃料噴射制御装置を適用した内燃機関の全体図の一実施形態を示す図である。図１において、１は内燃機関本体、２はシリンダブロック、３はピストン、４はシリンダヘッド、５は燃焼室（以下、気筒ともいう）、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポート、１０は点火栓をそれぞれ示している。ピストン３の燃焼室５側の壁面には、キャビティ１２が設けられている。

また、シリンダヘッド４には、気筒５内に燃料を直接噴射することができる燃料噴射弁（以下、直噴インジェクタという）１１が配置されている。また、シリンダヘッド４には、吸気通路となる吸気ポート７に燃料を噴射することができる燃料噴射弁（以下、ポートインジェクタという）１１ａも配置されている。そして、機関運転状態に応じて直噴インジェクタ１１とポートインジェクタ１１ａとの燃料噴射比率が制御される。

吸気ポート７には、吸気通路となる吸気枝管１３を介してサージタンク１４が接続されている。また、サージタンク１４は、吸気通路となる吸気管１５を介してエアフローメータ１６に接続されている。吸気管１５内には、スロットル弁１８が配置されている。スロットル弁１８には、ステップモータ１７が接続されている。

また、図１において、２０は燃料タンクである。燃料タンク２０内の燃料は、燃料ポンプ（図示せず）によって、各燃料噴射弁１１，１１ａに供給される。また、燃料タンク２０は、第１の蒸発燃料通路２１を介して、燃料タンク２０からの蒸発燃料（以下、ベーパという）を一時的に吸着して貯蔵するキャニスタ２２に接続されている。キャニスタ２２内には、活性炭２３が配置されている。この活性炭２３には、燃料タンク２０内で発生したベーパが吸着される。さらに、キャニスタ２２と内燃機関の吸気通路とを連通する第２の蒸発燃料通路２４を備え、キャニスタ２２は、第２の蒸発燃料通路２４を介してサージタンク１４に接続されている。第２の蒸発燃料通路２４には、該第２の蒸発燃料通路２４を遮断したり開放したりする弁（以下、パージ制御弁という）２５が配置されている。パージ制御弁２５が閉弁されると、第２の蒸発燃料通路２４は遮断され、パージ制御弁２５が開弁されると、第２の蒸発燃料通路２４は開放される。

サージタンク１４内に負圧が発生しているときに、パージ制御弁２５を開弁すると、活性炭２３に吸着されているベーパ（および、燃料タンク２０内のベーパ）が第２の蒸発燃料通路２４を介してサージタンク１４に導入され、これらベーパは、最終的には、各気筒５に供給される。もちろん、パージ制御弁２５を閉弁すれば、第２の蒸発燃料通路２４を介してサージタンク１４に導入されるベーパの量は零となる。

また、排気ポート９には、排気管２８が接続されている。また、排気管２８からサージタンク１４まで、排気管２８内の排気ガスをサージタンク１４に導入するための通路（以下、ＥＧＲ通路という）２６が延びている。ＥＧＲ通路２６には、サージタンク１４に導入される排気ガスの量を制御するための弁（以下、ＥＧＲ制御弁という）２７が配置されている。ＥＧＲ制御弁２７の開度は、内燃機関の運転状態に応じて、所望の量の排気ガスが各気筒内に供給されるように制御される。

本内燃機関は、基本的には、全ての機関運転状態において、ポートインジェクタ１１ａにより吸気同期(吸気弁開弁中）または吸気非同期（吸気弁開弁以前）で燃料を噴射して吸気と共に微粒化された燃料を気筒内へ供給するための均質燃焼を実行する。直噴インジェクタ１１は、例えば、低回転高負荷時にノッキングを抑制するために、及び、高回転高負荷時に吸気充填効率を高めるために吸気行程で気筒内への燃料を噴射して筒内温度を低下させるために設けられている。

それにより、図２に示す運転領域Ｂの領域においては、必要燃料量に対する直噴インジェクタ１１の燃料噴射の割合及びポートインジェクタ１１ａの燃料噴射の割合を、それぞれ５０％としている。一方、内燃機関の運転状態（機関運転状態）が内燃機関に要求される負荷（機関要求負荷）が極めて小さいいわゆる機関アイドリング運転状態を含む低回転低負荷領域の図２に示す運転領域Ａでは、機関運転にとって直噴インジェクタ１１による燃料噴射は特に必要ではなく、直噴インジェクタ１１からの燃料噴射を実行する条件から外れ、良好な均質混合気の形成には必要燃料量を全てポートインジェクタ１１ａのみにより噴射することが好ましい。また、機関アイドリング運転時のような比較的に静かな運転領域においては、直噴インジェクタ１１に燃料を高圧で供給する高圧ポンプの作動音が問題となる場合があり、この作動音を解消するためにも、機関アイドリング運転時は、直噴インジェクタ１１からの燃料噴射を実行する条件から外されることが好ましい。

しかしながら、直噴インジェクタ１１は、気筒内に開口する噴孔を有するために、燃料噴射を停止すると、噴孔が高温度となってデポジットが堆積し易く、最悪の場合にはデポジットの堆積によって噴孔が詰まることがある。それにより、機関運転には必要なくても直噴インジェクタ１１による燃料噴射を実施しなければならない。そこで、本実施形態の内燃機関における運転領域Ａにおいては、特に機関アイドリング運転状態においては、直噴インジェクタ内におけるデポジットの堆積を抑制すべく直噴インジェクタ１１による燃料噴射を実行するときにのみ、直噴インジェクタ１１による燃料噴射が実行されるように設定される。

ところで、ポートインジェクタによる機関のリーン空燃比運転中にリッチスパイク操作を行う場合に、リッチスパイク操作時の全量の燃料噴射を直噴インジェクタにより実行する内燃機関の燃料噴射制御装置が知られている。このような内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、ポートインジェクタによる機関のリーン空燃比運転中にリッチスパイク操作を行う場合にリッチスパイク操作時の全量の燃料噴射を直噴インジェクタにより実行することで、直噴インジェクタ内に生成されるデポジットの堆積を抑制することができる。

しかしながら、機関運転状態によっては、リッチスパイク操作を実行する条件が外れる状態が長期間にわたり継続され直噴インジェクタからの燃料噴射を実行する条件が外れる状態が長期間にわたり継続される場合があり、このような場合においては、直噴インジェクタによる燃料噴射が実行される頻度が減り、直噴インジェクタ内のデポジットの堆積を十分に抑制することができない場合がある。

そこで、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置においては、機関アイドリング運転期間中に、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が第１の所定時間にわたり継続して実行されたときには、直噴インジェクタ１１内に生成されるデポジットの堆積を抑制するために、直噴インジェクタ１１による燃料噴射が第２の所定時間にわたり継続して実行される。すなわち、機関アイドリング運転期間中に、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が所定時間にわたり継続して実行されたときには、直噴インジェクタ１１による燃料噴射を所定時間にわたり継続して実行することで、所定時間内に直噴インジェクタ１１から所定量の燃料を必ず噴射させることができ、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転状態が長期間にわたり継続される場合であっても、確実に直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を抑制することを可能とする。

以下に、直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を抑制するデポジット洗浄処理を行うべくポートインジェクタ１１ａによる機関運転中に定期的に直噴インジェクタ１１により燃料噴射を行うデポジット処理制御について説明する。図３は、本燃料噴射制御装置によるデポジット処理制御の一実施形態を示すフローチャートであり、特に、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転時におけるデポジット処理制御の一実施形態を示すフローチャートである。

図３に示されるフローチャートにおいては、まず、ステップ１０１において、機関運転状態が、機関負荷や機関回転数などに基づいて機関アイドリング運転状態にあるか否かが判定される。そして、機関運転状態が機関アイドリング運転状態にあると判定されると、続くステップ１０２に進み、機関冷却水温度などの機関温度を検出し、該機関温度に基づいて直噴インジェクタ１１の温度が、該直噴インジェクタ１１内にてデポジットが生成されるか否かの閾値となる所定温度以上であるか否かが判定され、機関温度が所定温度以上にあり直噴インジェクタ１１内にデポジットが生成され堆積しうる状態に機関運転状態があると判定されると続くステップ１０３に進む。

ステップ１０３においては、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が開始され、燃料噴射時間の積算が開始される。ステップ１０３にてポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が開始され燃料噴射時間の積算が開始されると続くステップ１０４にて燃料噴射時間が第１の所定時間に達したか否か、すなわち、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が第１の所定時間にわたり継続されたか否かが判定される。そして、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射時間が第１の所定時間に達したと判定されると、続くステップ１０５に進み、直噴インジェクタ１１による燃料噴射が開始され燃料噴射の積算が開始され、続くステップ１０６にて燃料噴射時間が第２の所定時間に達したか否か、すなわち、直噴インジェクタ１１による燃料噴射が第２の所定時間にわたり継続されたか否かが判定される。そして、直噴インジェクタ１１による燃料噴射時間が第２の所定時間に達したと判定されると、ステップ１０３に戻り、機関運転状態が機関アイドリング運転状態から外れるまでステップ１０３からステップ１０６の各制御が繰り返し実行される。

ところで、第１の所定時間を経過する前に残り時間を残して前回のポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射の実行が中止された場合において、今回のポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射を実行する際に、最初に第１の所定時間にわたり継続したポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が実行されてしまうと、前回の残り時間分と今回の第１の所定時間を合わせた時間すなわち第１の所定時間よりも長い時間にわたるポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が実行されてしまうことになり、該燃料噴射の実行後に第２の所定時間にわたり継続する直噴インジェクタ１１による燃料噴射が実行されても十分に直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を抑制することができない場合がある。

そこで、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転時における本燃料噴射制御装置によるデポジット処理制御の一実施形態においては、前回の機関アイドリング運転時において第１の所定時間を経過する前に残り時間を残して機関運転状態が変化してポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射の実行が残り時間を残して中止された場合には、今回の機関アイドリング運転時には、最初に、この残り時間にわたるポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が実行され第２の所定時間にわたる直噴インジェクタ１１による燃料噴射が実行される。すなわち、前回のポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射において第１の所定時間を経過する前に残り時間を残して機関運転状態が機関アイドリング運転状態でなくなりポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射の実行が中止された場合、今回のポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が実行される際には、最初に、前回の残り時間分のポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が実行されて第２の所定時間の直噴インジェクタ１１による燃料噴射が実行されるものとする。

図４は、第１の所定時間を経過する前に残り時間を残して機関運転状態が機関アイドリング運転状態でなくなりポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射の実行が中止された前回の機関アイドリング運転期間中における、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射および直噴インジェクタ１１による燃料噴射のタイムチャートの一実施形態を示す図である。図５は、前回のポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射において第１の所定時間を経過する前に残り時間を残して機関運転状態が機関アイドリング運転状態でなくなりポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射の実行が中止された場合における、今回のポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射および直噴インジェクタ１１による燃料噴射のタイムチャートの一実施形態を示す図である。

このようなデポジット処理制御によれば、第１の所定時間を経過する前に残り時間を残して前回のポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射の実行が中止された場合においても、前回の残り時間分と今回の第１の所定時間を合わせた時間すなわち第１の所定時間よりも長い時間にわたるポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射が実行されてしまうことはなく、十分に直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を抑制することが可能となる。

また、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転時におけるデポジット処理制御の別の一実施形態においては、機関アイドリング運転時において、所定回数の直噴インジェクタ１１による燃料噴射が実行された場合には、次の直噴インジェクタ１１による燃料噴射は、第２の所定時間よりも長い第３の所定時間にわたり継続して実行される。図６は、このようなデポジット処理制御の一実施形態を示すタイムチャートである。このようなデポジット処理制御によれば、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射を実行する条件にある機関アイドリング運転時において、直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を抑制するために所定回数の直噴インジェクタ１１による燃料噴射が実行された後の次の直噴インジェクタ１１による燃料噴射を、より長時間にわたり実行することで、より確実に直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積の抑制を図ることが可能となる。

さらに、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転時におけるデポジット処理制御の別の一実施形態においては、機関アイドリング運転時において、所定回数の直噴インジェクタ１１による燃料噴射が実行された場合には、次の直噴インジェクタによる燃料噴射時の燃圧を昇圧させる燃圧昇圧制御を実行することで、より確実に直噴インジェクタ内のデポジットの堆積の抑制を図ることを可能とする。図７は、このようなデポジット処理制御の一実施形態を示すタイムチャートである。

ところで、自動車用エンジンにおいては、大気汚染防止及び燃料損失防止を目的として、燃料タンクからのベーパを一時的に貯蔵し、活性炭などの吸着剤を収納した容器であるキャニスタにベーパを吸着させ、内燃機関運転時にその吸着させたベーパを離脱させ、機関運転中の吸入負圧を利用して吸気系に放出（以下、キャニスタパージという）する蒸発燃料処理が一般的に行われている。

このようなキャニスタパージが実行されている際には、燃料噴射弁から噴射される燃料に加え、キャニスタパージによる燃料がキャニスタから内燃機関本体に供給されることとなるため、空燃比制御などの観点から、キャニスタパージによる燃料量（以下、パージ燃料量という）に応じて燃料噴射量を補正する必要がある。

しかしながら、キャニスタパージに対する燃料噴射量の補正を考慮する場合、直噴インジェクタによる燃料噴射の燃圧（燃料の圧力）は、機関負荷やパージ燃料量に制限され、直噴インジェクタ内に生成され堆積したデポジットを剥離するために十分な高燃圧まで直噴インジェクタによる燃料噴射の燃圧を昇圧できない場合がある。

そこで、本実施形態においては、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射を実行する条件にある状態となる機関アイドリング運転時において、直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積の抑制を図るために所定回数の直噴インジェクタ１１による燃料噴射が実行された場合には、次の直噴インジェクタ１１による燃料噴射の際における吸気系に放出させるベーパ量を所定値未満に制限する、あるいは、停止させることで、次の直噴インジェクタ１１による燃料噴射時の燃圧の昇圧を可能とし、より確実に直噴インジェクタ内のデポジットの堆積の抑制を図るものとする。

尚、本実施形態における内燃機関の燃料噴射制御装置は、排気系に配設され機関空燃比を検出する空燃比検出手段となる空燃比センサ３１と、機関空燃比を目標空燃比に制御するために空燃比検出手段３１により検出された空燃比に基づいて燃料噴射量に対する補正量を算出する燃料噴射量制御手段３２と、該燃料噴射量制御手段３２により算出された補正量に基づいて直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量を算出する流量低下量算出手段３３とを有するものとする。

そして、図３に示される本燃料噴射制御装置によるデポジット処理制御におけるポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射時間となる第１の所定時間と直噴インジェクタ１１による燃料噴射時間となる第２の所定時間とは、流量低下量算出手段３３により算出された直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量に基づいて適宜変更されるものとする。

具体的には、本実施形態においては、機関空燃比を目標空燃比に制御するために実際の機関空燃比に基づいて算出された直噴インジェクタ１１の燃料噴射量に対する補正量が算出され、該補正量に基づいて直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量を算出しうる流量低下量算出手段となるマップであって評価試験結果などに基づいて予め準備されたマップを使用して、デポジットの堆積などに起因してもたらされる直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量が算出される。そして、直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量が所定量を越えた場合には、この流量の低下がないものとして予め設定された所定時間にわたる直噴インジェクタ１１による燃料噴射では直噴インジェクタ１１内のデポジットの十分な抑制を図ることができないものと判断され、直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を確実に抑制するために、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射時間となる第１の所定時間の設定を短縮して直噴インジェクタ１１内にデポジットが堆積されうる時間を短縮するか、あるいは、直噴インジェクタ１１による燃料噴射時間となる第２の所定時間の設定を延長して直噴インジェクタ１１内に堆積したデポジットの洗浄処理時間を増加させる。このようなポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射時間となる第１の所定時間と直噴インジェクタ１１による燃料噴射時間となる第２の所定時間の設定によれば、直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を確実に抑制することが可能となる。

図８は、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射時間となる第１の所定時間の設定制御の一実施形態のフローチャートである。図８に示される設定制御においては、ステップ２０１において機関空燃比を目標空燃比に制御するために実際の機関空燃比に基づいて算出された直噴インジェクタ１１の燃料噴射量に対する補正量が算出され、ステップ２０２において、ステップ２０１にて算出された補正量に基づいて直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量が算出される。そして、ステップ２０３にて、直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量が所定値を越えたか否かが判定され、直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量が所定値を越えたと判定されると、この流量の低下がないものとして予め設定された所定時間にわたる直噴インジェクタ１１による燃料噴射では直噴インジェクタ１１内のデポジットの十分な抑制を図ることができないものと判断され、ステップ２０４において直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を確実に抑制するために、ポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射時間となる第１の所定時間の設定が短縮する制御が実行される。

図９は、直噴インジェクタ１１による燃料噴射時間となる第２の所定時間の設定制御の一実施形態のフローチャートである。図９に示される設定制御においては、ステップ３０１において機関空燃比を目標空燃比に制御するために実際の機関空燃比に基づいて算出された直噴インジェクタ１１の燃料噴射量に対する補正量が算出され、ステップ３０２において、ステップ３０１にて算出された補正量に基づいて直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量が算出される。そして、ステップ３０３にて、直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量が所定値を越えたか否かが判定され、直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量の低下量が所定値を越えたと判定されると、この流量の低下がないものとして予め設定された所定時間にわたる直噴インジェクタ１１による燃料噴射では直噴インジェクタ１１内のデポジットの十分な抑制を図ることができないものと判断され、直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を確実に抑制するために、ステップ３０４において直噴インジェクタ１１による燃料噴射時間となる第２の所定時間の設定を延長して直噴インジェクタ１１内に堆積したデポジットの洗浄処理時間を増加させる制御が実行される。

このような図８及び図９に示されるようなデポジット処理制御におけるポートインジェクタ１１ａのみによる燃料噴射時間となる第１の所定時間と直噴インジェクタ１１による燃料噴射時間となる第２の所定時間の設定制御によれば、デポジットの堆積などに起因して直噴インジェクタ１１から噴射される燃料の流量が低下した場合においても、直噴インジェクタ１１内のデポジットの堆積を確実に抑制することが可能となる。

本燃料噴射制御装置を適用した内燃機関の全体図の一実施形態を示す図である。機関回転数と機関負荷とに基づく二つの運転領域Ａ、Ｂを示すマップである。本燃料噴射制御装置によるデポジット処理制御の一実施形態を示すフローチャートである。前回のポートインジェクタのみによる燃料噴射および直噴インジェクタによる燃料噴射のタイムチャートの一実施形態を示す図である。今回のポートインジェクタのみによる燃料噴射および直噴インジェクタによる燃料噴射のタイムチャートの一実施形態を示す図である。デポジット処理制御の一実施形態を示すタイムチャートである。デポジット処理制御の別の一実施形態を示すタイムチャートである。第１の所定時間の設定制御の一実施形態のフローチャートである。第２の所定時間の設定制御の一実施形態のフローチャートである。

符号の説明

１内燃機関本体
１１直噴インジェクタ
１１ａポートインジェク
２０燃料タンク
２２キャニスタ
２５パージ制御弁
３１空燃比センサ
３２燃料噴射量制御手段
３３流量低下量算出手段

Claims

内燃機関の各気筒内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタと、吸気通路に燃料を噴射するポートインジェクタとを備え、機関運転状態に応じて前記直噴インジェクタと前記ポートインジェクタとの燃料噴射比率を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
機関アイドリング運転期間中においては、前記ポートインジェクタのみによる燃料噴射が実行され、該ポートインジェクタのみによる燃料噴射が第１の所定時間にわたり継続して実行されたときには、前記直噴インジェクタ内に生成されるデポジットの堆積を抑制するために、前記直噴インジェクタによる燃料噴射が第２の所定時間にわたり継続して実行され、
前回の機関アイドリング運転時において前記第１の所定時間を経過する前に残り時間を残して機関運転状態が変化して前記ポートインジェクタのみによる燃料噴射の実行が前記残り時間を残して中止された場合には、今回の機関アイドリング運転時には、最初に、前記残り時間にわたる前記ポートインジェクタのみによる燃料噴射が実行され前記第２の所定時間にわたる前記直噴インジェクタによる燃料噴射が実行され、
前記燃料噴射制御装置は、前記直噴インジェクタから噴射される燃料の流量の低下量を算出する流量低下量算出手段を有し、
前記流量低下量算出手段により算出された流量の低下量に基づいて、前記第１の所定時間と前記第２の所定時間とが変更され、
前記燃料噴射制御装置は、前記内燃機関の燃料タンクからの蒸発燃料を一時的に吸着して貯蔵するキャニスタと、該キャニスタと前記内燃機関の吸気通路とを連通する蒸発燃料通路とを備え、機関運転時に前記キャニスタに吸着させた蒸発燃料を離脱させ機関運転中の吸入負圧を利用して吸気系に放出させるキャニスタパージを実行し、
所定回数の前記第２の所定時間にわたる前記直噴インジェクタによる燃料噴射が実行された場合には、前記吸気系に放出させる蒸発燃料量を所定値未満に制限して、次の前記直噴インジェクタによる燃料噴射時の燃圧を昇圧させる、
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
前記燃料噴射制御装置は、機関空燃比を検出する空燃比検出手段と、機関空燃比を目標空燃比に制御するために前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて燃料噴射量に対する補正量を算出する燃料噴射量制御手段とを有し、
前記流量低下量算出手段は、前記燃料噴射量制御手段により算出された前記補正量に基づいて前記直噴インジェクタから噴射される燃料の流量の低下量を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。