JP6544366B2 - 燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブローバイガス換気システムを備えた内燃機関に適用される燃料噴射量制御装置に関する。

車載等の内燃機関には、クランクケース内のブローバイガスを吸気中に放出して、燃焼室内で燃焼して処理するブローバイガス換気システムを備えたものがある。内燃機関の始動後にエンジンオイルの温度が上昇すると、同オイルに混入した燃料が揮発して、多量の燃料を含んだブローバイガスが吸気中に放出されることになり、その結果、空燃比に乱れが生じてしまう。

そこで従来、特許文献１には、内燃機関の始動から所定時間が経過するまでの期間における空燃比のずれ分を希釈学習値として学習し、その希釈学習値の分、燃料噴射量を補正することで、上記オイル中の燃料の揮発による空燃比の乱れを抑制するようにした燃料噴射量制御装置が記載されている。なお、内燃機関の運転状態により、吸気中へのブローバイガスの放出量が変化し、空燃比に与える影響の大きさも変化する。そのため、上記文献の燃料噴射量制御装置では、希釈学習値の学習を、内燃機関の運転条件により区分けされた学習領域毎に個別に行うようにしている。

特開平５−２０２７８６号公報

しかしながら、こうした場合には、それぞれの学習領域で個別に希釈学習値の学習を行わなければならず、運転機会の少ない学習領域では、内燃機関の始動から長い時間が経過しても希釈学習値の学習が完了しないことがある。そのため、希釈学習値の学習により空燃比が安定するまでに長い時間を要してしまう虞がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、エンジンオイルに混入した燃料の揮発による空燃比の乱れを速やかに抑えることのできる燃料噴射量制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する燃料噴射量制御装置は、クランクケースに漏出したブローバイガスを吸気中に放出するブローバイガス換気システムを備える内燃機関におけるインジェクタの燃料噴射量を制御する。そして、同燃料噴射量制御装置は、空燃比の検出結果に基づいて同空燃比が目標空燃比に近づくように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック補正部と、吸気中へのブローバイガスの放出量に比例する値として反映率の値を設定する反映率設定部と、反映率と希釈学習値とに基づいて、反映率を希釈学習値に乗算した積を補正値として燃料噴射量を補正する希釈補正部と、空燃比フィードバック補正部による燃料噴射量の補正量が０に近づくように希釈学習値の値を更新する希釈学習部と、を備えている。

上記燃料噴射量制御装置が適用される内燃機関において、エンジンオイルから揮発した燃料を多量に含むブローバイガスが吸気中に放出されると、その影響により空燃比が目標空燃比に対してリッチ側にずれるようになる。このときの空燃比のずれに対して空燃比フィードバック補正部は、そのずれの是正に必要な分の燃料噴射量の減量補正を行う。こうして空燃比が目標空燃比に収束したときの空燃比フィードバック補正部による燃料噴射量の補正量は、ブローバイガスと共に吸気中に流入した揮発燃料の量に相当する量となる。

さらに、希釈補正部は、反映率設定部が設定した反映率の値を希釈学習値の値に乗算した積を補正値として燃料噴射量の補正を行う。そして、希釈学習部は、希釈補正部が補正値の設定に用いる希釈学習値の値を、空燃比フィードバック補正部による燃料噴射量の補正量が０に近づくように更新する。こうした場合の希釈学習部は、空燃比フィードバック補正部による燃料噴射量の補正量を、希釈補正部による燃料噴射量の補正量に置き換えていくように、希釈学習値の値を更新することになる。そして、そうした補正量の置き換えが完了するまで、希釈学習値の値を更新したときの、すなわち希釈学習値の学習が完了したときの希釈補正部による燃料噴射量の補正量は、ブローバイガスと共に吸気中に流入した揮発燃料の量に相当する量となる。

一方、反映率設定部は、吸気中へのブローバイガスの放出量に比例した値として反映率の値を設定している。よって、上記学習完了時の希釈学習値の値は、ブローバイガス中の揮発燃料の量を、同ブローバイガスの放出量で除算した商に、すなわちブローバイガス中の燃料濃度に比例した値となる。

内燃機関の運転条件により、吸気中に放出されるブローバイガスの量は変化するが、ブローバイガス中の燃料濃度は変化しないため、希釈学習部により学習された希釈学習値の値は、内燃機関の運転条件に依存しない、普遍性を有した値となる。そして、ブローバイガスの放出量に比例する値として設定された反映率を希釈学習値に乗算した積を補正値として行われる希釈補正部による燃料噴射量の補正量は、ブローバイガスと共に吸気に流入した揮発燃料の量に相当する量となる。

したがって、上記燃料噴射量制御装置では、希釈学習値の学習が完了すれば、学習を行った運転領域以外の運転領域でも、燃料希釈の影響による空燃比のずれを抑えられるようになる。したがって、エンジンオイル中の燃料の揮発による空燃比の乱れをより速やかに抑えることができる。

なお、クランクケースからの吸気中へのブローバイガスの引き込みが吸気負圧により行われる場合には、吸気負圧が大きいほど、吸気中へのブローバイガスの放出量が多くなる。一方、吸入空気量が多いほど吸気負圧は小さくなる。よって、そうした場合には、上記燃料噴射量制御装置における反映率設定部は、吸入空気量に基づき、同吸入空気量が多いときほど小さい値となるように反映率の値を設定するように構成することができる。

希釈学習値の学習と空燃比学習値の学習とが並行して行われる場合、本来は希釈学習値に取り込むべき燃料希釈の影響による空燃比のずれの一部が空燃比学習値に取り込まれて、その値が本来有るべき値からずれてしまうことがある。なお、エンジンオイルの温度が上昇して、混入した燃料の殆どが揮発してしまうと、燃料希釈の影響による空燃比のずれは殆ど生じなくなるため、希釈学習値の値は０となる筈である。このときの希釈学習値の値が０からずれていれば、そのずれに相当する分のずれが空燃比学習値にも生じていることになる。

そこで、上記燃料噴射量制御装置における希釈補正部が、エンジンオイルの燃料希釈量が既定値以上であることを条件に、希釈学習値の更新を行うものである場合において、燃料希釈量が既定値未満となっていることを条件に、希釈学習値の値に応じて空燃比学習値の値を修正した上で、同希釈学習値の値を０とする引継処理を行う引継処理部を備えるようにするとよい。こうした場合、上記のような空燃比学習値の値にずれが生じても、希釈学習を終了するときにそのずれを修正することができる。

なお、吸入空気量に応じて区分けされた学習領域毎に個別に空燃比学習値を設定して空燃比学習を行うことがある。こうした場合、希釈学習終了時の希釈学習値の０からのずれと空燃比学習値のずれとの相関関係は、学習領域毎に異なったものとなる。そのため、上記引継処理において、各学習領域の空燃比学習値の修正を一律に行ったのでは、すべての学習領域において空燃比学習値のずれを適切に修正することができない場合がある。

これに対しては、各学習領域にそれぞれ個別の反映係数を設定し、引継処理部が引継処理に際して、各学習領域の空燃比学習値の値を、該当学習領域の反映係数の値を希釈学習値に乗算した積の分ずつそれぞれ修正するようにするとよい。こうした場合、引継処理部が行う空燃比学習値の修正量を学習領域毎に変えることができる。そのため、引継処理において、各学習領域の空燃比学習値をそれぞれ適切に修正することが可能となる。

燃料噴射量制御装置の一実施形態が適用されるエンジンの構成を模式的に示す略図。 同燃料噴射量制御装置における燃料噴射量の演算にかかる制御構造を示すブロック図。 同燃料噴射量制御装置に設けられた反映率設定部が設定する反映率の値と吸入空気量との関係を示すグラフ。 同燃料噴射量制御装置において希釈学習部が実行する希釈学習処理のフローチャート。 同燃料噴射量制御装置において引継処理部が実行する引継処理のフローチャート。 同燃料噴射量制御装置の制御態様の一例を示すタイムチャート。

以下、燃料噴射量制御装置の一実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の燃料噴射量制御装置が適用される内燃機関１０は、クランクシャフト１１が収容されたクランクケース１２を有する。クランクケース１２には、往復動可能にピストン１４が配置されたシリンダ１５が結合されている。

シリンダ１５内には、ピストン１４により、混合気を燃焼するための燃焼室１６が区画形成されている。燃焼室１６には、吸気を流す吸気通路１７と、排気を流す排気通路１８とが接続されている。吸気通路１７には、同吸気通路１７の吸気の流量（吸入空気量ＧＡ）を検出するエアフローメータ１９、吸気の流量調整弁であるスロットルバルブ２０、吸気中に燃料を噴射するインジェクタ２１が設置されている。また、排気通路１８には、燃焼室１６で燃焼した混合気の空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ２２、排気を浄化する触媒装置２３が設けられている。さらに、燃焼室１６には、火花放電により、混合気を点火する点火プラグ２４が設置されている。

内燃機関１０は、ピストン１４とシリンダ１５との隙間を通ってクランクケース１２内に漏出したブローバイガスを吸気中に放出するブローバイガス換気システムを備える。ブローバイガス換気システムは、吸気通路１７におけるスロットルバルブ２０よりも上流側の部分とクランクケース１２とを連通する外気導入路２５、吸気通路１７におけるスロットルバルブ２０よりも下流側の部分とクランクケース１２とを連通するブローバイガス通路２６、ブローバイガス通路２６に設けられたＰＣＶバルブ２７を備える。ＰＣＶバルブ２７は、吸気通路１７におけるスロットルバルブ２０よりも下流側の部分の吸気負圧が規定の値よりも大きくなったときに開弁して、クランクケース１２から吸気通路１７へのブローバイガスの放出を許容する。

本実施形態の燃料噴射量制御装置２８は、こうした内燃機関１０においてインジェクタ２１が噴射する燃料の量（燃料噴射量ＱＩＮＪ）を制御する電子制御ユニットとして構成されている。燃料噴射量制御装置２８には、上述のエアフローメータ１９、及び空燃比センサ２２の検出信号に加え、クランクシャフト１１の回転位相（クランク角ＣＡ）を検出するクランク角センサ２９、及び内燃機関１０の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ３９の検出信号が入力されている。そして、燃料噴射量制御装置２８は、クランク角センサ２９によるクランク角ＣＡの検出結果に基づき機関回転数ＮＥを求めている。また、燃料噴射量制御装置２８は、機関回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡ等に基づき、内燃機関１０の負荷率の予測値である予測負荷率ＫＬを求めている。

図２に、燃料噴射量ＱＩＮＪの制御にかかる燃料噴射量制御装置２８の制御構造を示す。同図に示すように、燃料噴射量制御装置２８は、上記制御構造として、基本噴射量演算部３０、空燃比フィードバック（Ｆ／Ｂ）補正部３１、空燃比学習部３２、希釈判定部３３、希釈学習部３５、反映率設定部３４、希釈補正部３６、及び引継処理部３７を備えている。基本噴射量演算部３０は、燃料噴射量ＱＩＮＪの基礎値となる基本噴射量ＱＢＳＥの演算を行う。空燃比Ｆ／Ｂ補正部３１は、目標空燃比ＴＡＦに対する空燃比ＡＦのずれを是正するための燃料噴射量のフィードバック補正、いわゆる空燃比フィードバックを実行する。希釈判定部３３は、エンジンオイルの燃料希釈が空燃比に影響を与える状態にあるか否かの判定（希釈影響判定）を行う。反映率設定部３４は、燃料噴射量に対する希釈学習値ＬＤＩＬの反映率ＲＥＦの設定を行う。希釈学習部３５は、燃料希釈の影響による空燃比フィードバックのずれ分を上記希釈学習値ＬＤＩＬとして学習する希釈学習を行う。希釈補正部３６は、希釈学習値ＬＤＩＬ及び反映率ＲＥＦに基づき、エンジンオイルの燃料希釈の影響に応じた燃料噴射量の補正（希釈補正）を行う。引継処理部３７は、希釈学習の終了に応じて空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値を修正する引継処理を実行する。

燃料噴射量制御装置２８は、以下の態様で燃料噴射量ＱＩＮＪを演算する。すなわち、燃料噴射量制御装置２８は、基本噴射量演算部３０が演算した基本噴射量ＱＢＳＥに対して、空燃比Ｆ／Ｂ補正部３１が行う空燃比フィードバックの補正値である空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦに１を足した和（ＦＡＦ＋１）を乗算した積Ａ（＝ＱＢＳＥ×（ＦＡＦ＋１））を求める。また、燃料噴射量制御装置２８は、希釈補正部３６による燃料噴射量の補正量である希釈学習反映値ＣＤＩＬを基本噴射量ＱＢＳＥに乗算した積Ｂ（＝ＱＢＳＥ×ＣＤＩＬ）を求める。そして、燃料噴射量制御装置２８は、それら積Ａ、積Ｂを足し合わせた和（Ａ＋Ｂ）を求め、空燃比学習部３２が学習した空燃比学習値ＫＧ［ｉ］をその和に乗算した積（（Ａ＋Ｂ）×ＫＧ［ｉ］）を、燃料噴射量ＱＩＮＪの値として演算する。そして、燃料噴射量制御装置２８は、演算した燃料噴射量ＱＩＮＪ分の燃料噴射に必要な噴射時間を演算し、その噴射時間分の燃料噴射を行うようにインジェクタ２１を制御する。

（基本噴射量の演算）
基本噴射量演算部３０が行う基本噴射量ＱＢＳＥの演算の詳細を説明する。
基本噴射量演算部３０は、予測負荷率ＫＬを入力し、その予測負荷率ＫＬから基本噴射量ＱＢＳＥを演算して出力する。基本噴射量ＱＢＳＥの演算は、規定の満充填時理論噴射量ＱＴＨに予測負荷率ＫＬを乗算した積を基本噴射量ＱＢＳＥの値とするように行われる（ＱＢＳＥ←ＱＴＨ×ＫＬ）。満充填時理論噴射量ＱＴＨには、計算により求められた、内燃機関１０の負荷率が１００％のときに空燃比ＡＦが目標空燃比ＴＡＦとなる燃料噴射量ＱＩＮＪの値が設定されている。

（空燃比フィードバック）
空燃比Ｆ／Ｂ補正部３１が行う空燃比フィードバックの詳細を説明する。
空燃比Ｆ／Ｂ補正部３１は、空燃比センサ２２が検出した空燃比ＡＦを入力し、空燃比ＡＦと目標空燃比ＴＡＦとの偏差ΔＡＦ（＝ＴＡＦ−ＡＦ）を０に近づけるための燃料噴射量の補正値である空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦを演算して出力する。空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの演算に際して空燃比Ｆ／Ｂ補正部３１は、上記偏差ΔＡＦに規定の比例ゲインを乗算した積を比例項の値として、上記偏差ΔＡＦの微分値に規定の微分ゲインを乗算した積を微分項の値として、上記偏差ΔＡＦの積分値に規定の積分ゲインを乗算した積を積分項の値として、それぞれ算出する。そして、空燃比Ｆ／Ｂ補正部３１は、算出した比例項、微分項、積分項の各値を足し合わせた和を空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値として演算する（ＦＡＦ←比例項＋微分項＋積分項）。

（空燃比学習）
次に、空燃比学習部３２が行う空燃比学習の詳細を説明する。
空燃比学習部３２は、目標空燃比ＴＡＦに対する空燃比ＡＦの定常的なずれ分を補償する学習値である空燃比学習値の学習を行う。空燃比学習値は、吸入空気量ＧＡにより区分けされた４つの学習領域毎に個別に設定されている。ここで、上記４つの学習領域の識別番号を、吸入空気量ＧＡが少ない側の領域から順に、１、２、３、４とする。そして、以下の説明では、ｎを１、２、３、４のいずれかとしたとき、識別番号がｎの学習領域を学習領域［ｎ］と記載し、さらに学習領域［ｎ］の空燃比学習値を空燃比学習値ＫＧ［ｎ］と記載する。また、いずれの学習領域のものかを特定しない場合には、空燃比学習値ＫＧ［ｉ］と記載する。

空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の学習は、空燃比学習の実行条件が成立しているときに実行される。空燃比学習の実行条件は、次の要件（イ）〜（ニ）のすべてが満たされるときに成立となる。

（イ）空燃比フィードバックの実行中である。
（ロ）吸入空気量ＧＡや機関回転数ＮＥが安定した状態にある。
（ハ）内燃機関１０の冷却水温が既定値以上である。

（ニ）空燃比フィードバックのズレ量が大きい。
（ホ）後述する希釈学習の実行中でない。
なお、ここでの空燃比フィードバックのズレ量とは、空燃比Ｆ／Ｂ補正部３１による燃料噴射量の補正の大きさをいう。なお、上記要件（ニ）は、具体的には、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの絶対値が既定値β以上であることをもって満たされる。

空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の学習は、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦが０近傍の値に収束した状態が規定時間以上継続して、空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の学習が完了したと判定されるまで、下記の態様で同空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値を更新することで行われる。具体的には、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦが正の値のときには、規定の制御周期毎に既定値ずつ空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値を増加させる。また、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦが負の値のときには、規定の制御周期毎に既定値ずつ空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値を減少させる。なお、各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値は、不揮発性のメモリに記憶され、燃料噴射量制御装置２８への通電が停止されている間も値が保持される。

なお、空燃比学習部３２は、燃料噴射量制御装置２８における燃料噴射量ＱＩＮＪの演算に際して、吸入空気量ＧＡから内燃機関１０が現在運転中の学習領域を判定し、該当する学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］を出力している。出力された値は、燃料噴射量に乗算される係数として同燃料噴射量の演算結果に反映される。そのため、学習により空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値が増加すれば、その分、燃料噴射量が増加して、空燃比ＡＦがリッチ側に変化するため、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値は減少する。また、学習により空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値が減少すれば、その分、燃料噴射量が減少して、空燃比ＡＦがリーン側に変化するため、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値は減少する。このように、空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の学習は、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値が０に近づくように、すなわち空燃比Ｆ／Ｂ補正部３１による燃料噴射量の補正量が０に近づくように、空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値を更新することで行われる。

（希釈影響判定）
続いて、希釈判定部３３が行う希釈影響判定の詳細を説明する。
希釈判定部３３は、クランクケース１２下部のオイルパンに貯留されたエンジンオイルの燃料希釈が空燃比に影響しているか否かを判定し、その判定結果に応じて希釈影響判定フラグＦＤＩＬを操作する。希釈影響判定フラグＦＤＩＬは、希釈判定部３３がエンジンオイルの燃料希釈が空燃比に影響していると判定しているときにはセットされ、影響していないと判定しているときにはクリアされる。

希釈影響判定フラグＦＤＩＬのセット条件は、次の要件（ヘ）、（ト）が共に満たされること、となっている。
（ヘ）燃料希釈量ＤＩＬが既定値α以上である。

（ト）内燃機関１０の低空気量運転域における燃料噴射量のリーン側への補正が大となっている。
燃料希釈量ＤＩＬは、エンジンオイルに混入している燃料の量の推定値であり、その値は、下記態様で推定して求められている。すなわち、希釈判定部３３は、規定の演算周期毎に、同演算周期においてエンジンオイルに新規に混入する燃料の量である燃料混入量と、同演算周期においてエンジンオイルから揮発する燃料の量である燃料揮発量と、を演算し、演算周期毎の燃料混入量及び燃料揮発量の演算値を積算した値として燃料希釈量ＤＩＬを求めている。燃料混入量は、冷却水温ＴＨＷと燃料噴射量ＱＩＮＪとに基づき、冷却水温ＴＨＷが低いほど、或いは燃料噴射量ＱＩＮＪが多いほど、大きくなる値として演算される。これは、冷却水温ＴＨＷが低く、シリンダ１５の壁面温度が低いほど、噴射した燃料のうち、同シリンダ１５の壁面に付着する燃料の比率が高くなり、同壁面を伝ってクランクケース１２に滴り落ちてエンジンオイルに混入する燃料の量が多くなることを反映している。また、燃料揮発量は、冷却水温ＴＨＷから推定したエンジンオイルの温度と燃料希釈量ＤＩＬとに基づき、エンジンオイルの温度が高いほど、或いは燃料希釈量ＤＩＬが多いほど、大きくなる値として演算される。これは、エンジンオイル中に存在する燃料のうち、揮発する燃料の比率が、同オイルの温度が高くなるほど、多くなることを反映している。

また、上記要件（ト）の成否は、各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値に基づいて判断される。エンジンオイルから揮発した燃料がブローバイガスと共に吸気中に放出されると、空燃比がリッチ側にずれる。これにより、その分、燃料噴射量を減らすように空燃比フィードバックが行われ、更には、空燃比学習値［ｉ］の値が小さくなる側に更新される。一方、後述するように、エンジンオイルの燃料希釈が空燃比に与える影響は、吸入空気量ＧＡが少ないほど大きくなるため、このときの空燃比学習値［ｉ］の更新量は、低空気量側の学習領域ほど大きくなる。そこで、本実施形態では、学習領域［１］の空燃比学習値ＫＧ［１］の値から学習領域［３］、［４］の空燃比学習値ＫＧ［３］、ＫＧ［４］の値の平均値を引いた差（＝ＫＧ［１］−（ＫＧ［３］＋ＫＧ［４］）／２）が規定値以上であるときを、上記要件（ト）が満たされるとき、としている。

これに対して、希釈影響判定フラグＦＤＩＬのクリア条件は、次の要件（チ）〜（ル）の全てが満たされること、となっている。
（チ）燃料希釈量ＤＩＬが上記既定値α未満である。

（リ）冷却水温ＴＨＷが既定値以上である。
（ヌ）内燃機関１０の低空気領域における燃料噴射量のリーン側への補正が小となっている。

（ル）空燃比フィードバックのリーン側へのズレ量が大となっている。具体的には、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦが、０よりも小さい既定値ε以下となっている。
冷却水温ＴＨＷが低く、シリンダ１５の壁温が低いときには、現状の燃料希釈量ＤＩＬが少なくても、その後もエンジンオイルへの燃料の混入が続き、同燃料希釈量ＤＩＬが増加する可能性がある。そのため、上記要件（リ）をクリア条件に入れることで、そうした可能性がある場合には、希釈影響判定フラグＦＤＩＬのクリアを保留するようにしている。なお、上記要件（ヌ）は、上述の希釈影響判定フラグＦＤＩＬのセット条件の要件（ト）とは逆に、学習領域［１］の空燃比学習値ＫＧ［１］の値から学習領域［３］、［４］の空燃比学習値ＫＧ［３］、ＫＧ［４］の平均値を引いた差が既定値未満となっているときに満たされる。

（反映率の設定）
次に、反映率設定部３４が行う反映率ＲＥＦの設定の詳細を説明する。
反映率設定部３４は、吸入空気量ＧＡを入力し、その吸入空気量ＧＡに基づいて反映率ＲＥＦの値を設定する。このとき、反映率ＲＥＦの値は、吸気中に放出されるブローバイガスの流量に比例した値となるように設定される。

図３に、吸入空気量ＧＡと反映率ＲＥＦとの関係を示す。上記のように構成された内燃機関１０では、スロットルバルブ２０により吸気の流れを絞ることで、吸入空気量ＧＡを調整している。一方、同内燃機関１０のブローバイガス換気システムでは、スロットルバルブ２０での絞りにより、吸気通路１７におけるスロットルバルブ２０よりも下流側の部分に発生する負圧（吸気負圧）により、クランクケース１２内のブローバイガスが吸気中に引き込まれる。そのため、吸気中に放出されるブローバイガスの流量（ブローバイガス放出量）は、吸入空気量ＧＡが少ないときほど多くなる。そこで、本実施形態では、予め実験等で求められた吸入空気量ＧＡとブローバイガス放出量との関係から、現在の吸入空気量ＧＡに応じて、ブローバイガス放出量に比例した値となるように反映率ＲＥＦの値を設定している。

（希釈学習）
続いて、希釈学習部３５が行う希釈学習の詳細を説明する。なお、希釈学習値ＬＤＩＬの値は、不揮発性メモリに記憶される空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値とは異なり、燃料噴射量制御装置２８の通電停止と共にクリアされる値となっている。そのため、内燃機関１０の始動開始時の希釈学習値ＬＤＩＬの値は、初期値である０となっている。

図４に、希釈学習にかかる希釈学習部３５の処理（希釈学習処理）のフローチャートを示す。希釈学習部３５は、本処理を規定の制御周期毎に繰り返し実行する。
本処理が開始されると、まずステップＳ１００において、希釈学習の実行条件が成立しているか否かが判定される。そして、実行条件が成立していなければ（ＮＯ）、そのまま今回の本処理が終了され、成立していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に処理が進められる。希釈学習の実行条件は、下記要件（ヲ）〜（タ）のすべてが満たされ、且つ下記要件（レ）、（ソ）のいずれか一方が満たされること、となっている。

（ヲ）空燃比フィードバックの実行中である。
（ワ）冷却水温ＴＨＷが既定値以上である。
（カ）燃料噴射量の暖機時増量補正量が既定値以下である。

（ヨ）希釈影響判定フラグＦＤＩＬがセットされている。
（タ）内燃機関１０の運転が低空気領域で行われている。
（レ）空燃比フィードバックのズレ量が大きい。すなわち、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの絶対値が上記既定値β以上となっている。

（ソ）エンジンオイルからの燃料揮発が終了に近づいており、且つ空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値が０より大きい値となっている。
ここで、内燃機関１０の冷間運転中は、燃料の気化性が低く、空燃比がリーン側にずれやすくなる。また、内燃機関１０の暖機中には、暖機を促進するための燃料噴射量の増量補正（暖機時増量補正）が行われる。これらの影響が空燃比フィードバックに大きく表れる状態では、希釈学習を適切に行えないため、上記要件（ワ）及び（カ）が設定されている。また、上述のように吸入空気量ＧＡが多い運転領域（高空気領域）では、吸気中に放出されるブローバイガスの流量が少なく、燃料希釈の影響が表れにくい。そのため、上記要件（タ）が満たされるとき、すなわち、吸入空気量ＧＡが少なくて、ブローバイガスの流量が多くなることから、空燃比フィードバックに燃料希釈の影響が表れやすい状態にあるときにのみ、希釈学習を行うようにしている。

なお、上記要件（ソ）における燃料揮発の終了は、希釈学習値ＬＤＩＬの値に基づき判断されている。エンジンオイルに混入した燃料の大半が揮発してしまうと、揮発する燃料の量が減少して、ブローバイガスと共に吸気中に放出される燃料の量も少なくなる。このときの希釈学習値ＬＤＩＬの値は０に近づくため、同希釈学習値ＬＤＩＬが０近傍の値となっていれば、燃料揮発が終了に近づいていることになる。

燃料揮発の終了に近づいているとき以外は、空燃比の一時的な乱れが希釈学習値ＬＤＩＬの値に反映されることを避けるため、空燃比フィードバックのズレ量が大のとき、すなわち上記要件（レ）を満たすときにのみ、希釈学習の実行を許可するようにしている。これに対して、燃料揮発の終了間際、すなわち、希釈判定部３３により、近々、希釈影響判定フラグＦＤＩＬがセットからクリアに切り替えられる可能性が高いときには、燃料希釈の影響分を可能な限り希釈学習値ＬＤＩＬに取り込むため、空燃比フィードバックのズレ量が大となっていなくても、希釈学習の実行を許容するようにしている。

ちなみに、上記要件（ヨ）にあるように、希釈学習は、希釈影響判定フラグＦＤＩＬがセットされていることを実行の条件としており、燃料希釈量ＤＩＬが既定値α以上であることが希釈影響判定フラグＦＤＩＬのセット条件となっている。すなわち、希釈学習は、燃料希釈量ＤＩＬが既定値α以上であることをその実行の条件としている。

さて、上記実行条件が成立しており、ステップＳ１１０に処理が進められると、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値を、反映率設定部３４が設定した現在の吸入空気量ＧＡにおける反映率ＲＥＦの値により除算した商（ＦＡＦ／ＲＥＦ）が更新量ＵＤＩＬの値として演算される。

次に、ステップＳ１２０において、ここで演算した更新量ＵＤＩＬの値が規定のガード値ＵＧＲＤ以下であるか否かが判定される。このとき、更新量ＵＤＩＬの値がガード値ＵＧＲＤ以下であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１４０に処理が進められ、ガード値ＵＧＲＤを超えていれば（ＮＯ）、ステップＳ１３０において、更新前の値にガード値ＵＧＲＤを加えた和が更新後の値となるように希釈学習値ＬＤＩＬの値が更新された後（ＬＤＩＬ（更新後）←ＬＤＩＬ（更新前）＋ＵＧＲＤ）、今回の本処理が終了される。なお、ガード値ＵＧＲＤの値は、空燃比フィードバックが追従可能な範囲内の速度で希釈学習値ＬＤＩＬの値が更新されるように、更新量ＵＤＩＬを制限する値として設定されている。

ステップＳ１４０に処理が進められると、そのステップＳ１４０において、更新量ＵＤＩＬの値がガード値ＵＧＲＤの正負反転値（−ＵＧＲＤ）以上であるか否かが判定される。ここで、更新量ＵＤＩＬの値が「−ＵＧＲＤ」以上の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１５０において、更新前の値に更新量ＵＤＩＬを加えた和が更新後の値となるように希釈学習値ＬＤＩＬの値が更新された後（ＬＤＩＬ（更新後）←ＬＤＩＬ（更新前）＋ＵＤＩＬ）、今回の本処理が終了される。これに対して、更新量ＵＤＩＬの値が「−ＵＧＲＤ」未満である場合には（Ｓ１４０：ＮＯ）、ステップＳ１６０において、更新前の値からガード値ＵＧＲＤを引いた差が更新後の値となるように希釈学習値ＬＤＩＬの値が更新された後（ＬＤＩＬ（更新後）←ＬＤＩＬ（更新前）−ＵＧＲＤ）、今回の本処理が終了される。

（希釈補正）
続いて、希釈補正部３６が行う希釈補正の詳細を説明する。
希釈補正部３６はまず、反映率設定部３４が設定した現在の吸入空気量ＧＡにおける反映率ＲＥＦの値を希釈学習値ＬＤＩＬに乗算した積（ＬＤＩＬ×ＲＥＦ）を希釈補正での補正値である希釈学習反映値ＣＤＩＬの値として演算する。

（引継処理）
最後に、引継処理部３７が行う引継処理の詳細を説明する。
引継処理部３７は、希釈判定部３３により希釈影響判定フラグＦＤＩＬがセットからクリアに切り替えられたときに、引継処理を実行する。上述のように、燃料希釈量ＤＩＬが既定値α未満であることが、希釈影響判定フラグＦＤＩＬのクリアの要件となっており、引継処理も燃料希釈量ＤＩＬが既定値α未満となったときに行われるものとなっている。

図５に、引継処理のフローチャートを示す。本処理が開始されると、まずステップＳ２００において、そのときの希釈学習値ＬＤＩＬの値に基づく、各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値の修正が行われる。この修正は、各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値を、希釈学習値ＬＤＩＬに学習領域毎にそれぞれ個別に設定された反映係数ＣＲ［ｉ］を乗算した積の分、それぞれ加増することで行われる。なお、図３に示すように、各学習領域の反映係数ＣＲ［ｉ］の値は、各々の学習領域を規定する吸入空気量ＧＡの範囲の最小値と最大値との中央値ＭＥＤ［ｉ］における反映率ＲＥＦの値が設定されている。ちなみに、このときの希釈学習値ＬＤＩＬは、０又は負の値となっているため、このときの修正を通じて、各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］は修正前よりも小さい値となる。そして、その後、ステップＳ２１０において、希釈学習値ＬＤＩＬの値が０にクリアされた後、引継処理は終了される。

（作用効果）
続いて、以上のように構成された燃料噴射量制御装置２８の作用、効果を説明する。
上記のようなブローバイガス換気システムを備える内燃機関１０では、吸気負圧によりクランクケース１２内のブローバイガスを吸気中に引き込んでいる。一方、内燃機関１０の始動直後には、シリンダ１５の壁面温度が低く、同壁面に多量の燃料が付着する。そして、そうした燃料がシリンダ１５の壁面を伝って、クランクケース１２下部のオイルパンに溜まったエンジンオイル中に混入する。内燃機関１０の始動直後は、エンジンオイルの温度が低く、同オイル中に混入した燃料は殆ど揮発しないため、時間の経過と共にエンジンオイルに混入している燃料の量、すなわち燃料希釈量ＤＩＬが増加していく。

やがて、エンジンオイルの温度が上昇すると、多量の燃料が揮発するようになる。そして、揮発した燃料がブローバイガスと共に吸気中に放出される。その結果、空燃比ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに対してリッチ側にずれるようになる。このときの空燃比ＡＦのずれに対しては、そのずれに応じた分の燃料噴射量ＱＩＮＪの減量補正を行うように空燃比フィードバックが行われる。このとき、空燃比学習値ＫＧ［ｉ］として適正な値が学習されていれば、空燃比フィードバックによって空燃比ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに収束したときの空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値は、ブローバイガスと共に吸気中に放出された揮発燃料の量分、燃料噴射量ＱＩＮＪを減量補正する値となる。

一方、本実施形態の燃料噴射量制御装置２８に設けられた希釈学習部３５は、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値に基づき、希釈学習値ＬＤＩＬの学習（希釈学習）を行う。希釈学習では、反映率設定部３４が設定した反映率ＲＥＦの値により空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値を除算した商（ＦＡＦ／ＲＥＦ）を希釈学習値ＬＤＩＬの更新量ＵＤＩＬとして求め、更新後の値が更新前の値に更新量ＵＤＩＬを加算した値となるように、希釈学習値ＬＤＩＬの値を更新する。また、希釈補正部３６は、上記反映率ＲＥＦを希釈学習値ＬＤＩＬの値に乗算した積（ＬＤＩＬ×ＲＥＦ）を値とする希釈学習反映値ＣＤＩＬを補正値として燃料噴射量を補正する。

ここで、燃料噴射量の補正が空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦ及び希釈学習反映値ＣＤＩＬのみにより行われるものとし、且つ内燃機関１０の運転状態やエンジンオイルからの燃料揮発量が変化しないものとする。このときの希釈学習では最終的に、希釈学習反映値ＣＤＩＬの値が、同希釈学習を開始したときの空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦの値と同じとなるまで、希釈学習値ＬＤＩＬの値が更新される。一方、反映率設定部３４は、吸気へのブローバイガス放出量に比例する値として反映率ＲＥＦの値を設定しており、希釈学習反映値ＣＤＩＬは、希釈学習値ＬＤＩＬに反映率ＲＥＦを乗算した値として演算されている。よって、このときの希釈学習値ＬＤＩＬの値は、吸気中に放出されるブローバイガス中の燃料による空燃比ＡＦのずれ分を、ブローバイガス放出量により除算した商に、すなわちブローバイガス中の燃料濃度に比例した値となる。このように、希釈学習は、ブローバイガス中の燃料濃度に比例する値を希釈学習値ＬＤＩＬの値として学習するように行われる。

ここで、吸気へのブローバイガス放出量は、内燃機関１０の運転条件により変化するが、ブローバイガス中の燃料濃度は変化しないため、希釈学習部３５により学習された希釈学習値ＬＤＩＬの値は、内燃機関１０の運転条件に依存しない、普遍的な値となる。また、希釈学習反映値ＣＤＩＬの値は、ブローバイガス中の燃料濃度に同ブローバイガスの放出量を乗算した値に、すなわち吸気中に放出されたブローバイガス中の燃料の量に比例した値となる。そのため、こうした希釈学習反映値ＣＤＩＬによる燃料噴射量の補正を行えば、燃料希釈の影響による空燃比ＡＦのずれを抑えることが可能となる。

このように、本実施形態の燃料噴射量制御装置２８では、希釈学習値ＬＤＩＬの値を一旦学習すれば、学習を行った運転領域以外の運転領域でも、燃料希釈の影響による空燃比ＡＦのずれを抑えられるようになる。したがって、本実施形態の燃料噴射量制御装置２８によれば、エンジンオイル中の燃料の揮発による空燃比の乱れをより速やかに抑えることができる。

図６に、本実施形態の燃料噴射量制御装置２８の制御態様の一例を示す。なお、同図に示す期間において、内燃機関１０は、吸入空気量ＧＡ、機関回転数ＮＥ、及び予測負荷率ＫＬが一定の状態で運転されており、基本噴射量ＱＢＳＥ及び反映率ＲＥＦも一定の値となっている。また、このときの吸入空気量ＧＡは、学習領域［１］の範囲内の値となっている。

同図の時刻ｔ１より前の期間には、エンジンオイルの燃料希釈量ＤＩＬが多く、且つ空燃比フィードバックの開始前であるため、空燃比ＡＦは目標空燃比ＴＡＦに対してリッチ側にずれている。時刻ｔ１に空燃比フィードバックが開始されると、こうした空燃比ＡＦのずれ分、燃料噴射量ＱＩＮＪを減量するため、空燃比Ｆ／Ｂ補正値ＦＡＦが負の値とされる。

さらに同図では、空燃比フィードバックにより空燃比ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに収束した状態となった時刻ｔ２に希釈影響判定フラグＦＤＩＬがセットされるとともに希釈学習が開始されて、ブローバイガスの燃料濃度に相当する値が希釈学習値ＬＤＩＬの値として学習される。

その後の時刻ｔ３から燃料希釈量ＤＩＬが減少し始め、ブローバイガスの燃料濃度が低下していくと、それに応じて、希釈学習値ＬＤＩＬの値も０に近づくように修正される。そして、時刻ｔ４に、燃料希釈量ＤＩＬの値がα未満となって希釈影響判定フラグがオフとされると、希釈学習が終了する。そして、この時刻ｔ４から空燃比学習が開始されている。

このときには、燃料希釈が空燃比に与える影響は解消されているため、本来であれば、このときの希釈学習値ＬＤＩＬの値は０となっている筈である。したがって、このときの希釈学習値ＬＤＩＬの値が０となっていなければ、本来、空燃比学習値ＫＧ［ｉ］に取り込むべき空燃比フィードバックのずれを、希釈学習値ＬＤＩＬが取り込んでいることになる。そして、その分、空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値にずれが生じていることになる。

これに対して本実施形態では、希釈学習の終了とともに引継処理部３７が、そのときの希釈学習値ＬＤＩＬの値に応じて空燃比学習値ＫＧ［ｉ］を修正した上で、希釈学習値ＬＤＩＬの値を０とする引継処理を行っている。このとき、本実施形態では、引継処理前の希釈学習値ＬＤＩＬの値に、各学習領域にそれぞれ個別に設定された反映係数ＣＲ［ｉ］を乗算した積（ＬＤＩＬ×ＣＲ［ｉ］）の分ずつ、各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］をそれぞれ修正している。そして、各学習領域の反映係数ＣＲ［ｉ］の値として、その学習領域の吸入空気量ＧＡの中央値ＭＥＤ［ｉ］における反映率ＲＥＦの値を設定するようにしている。こうした場合、内燃機関１０のいずれの運転域においても、引継処理前の希釈学習値ＬＤＩＬ及び空燃比学習値ＫＧ［ｉ］を用いて演算した場合と、引継処理後のそれらの値を用いて演算した場合との燃料噴射量ＱＩＮＪの演算結果には殆ど違いが生じないようになる。そのため、引継処理の前後で燃料噴射量ＱＩＮＪに段差が生じることを抑制することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、引継処理での空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の修正量の演算に用いる各学習領域の反映係数ＣＲ［ｉ］の値として、各学習領域の吸入空気量ＧＡの中央値ＭＥＤ［ｉ］における反映率ＲＥＦの値を設定していた。各学習領域の反映係数ＣＲ［ｉ］をこれ以外の値に設定するようにしてもよい。例えば、各々の学習領域を規定する吸入空気量ＧＡの範囲の最小値における反映率ＲＥＦの値と、同範囲の最大値における反映率ＲＥＦの値との平均値を、各学習領域の反映係数ＣＲ［ｉ］の値として設定することも可能である。いずれにせよ、各学習領域の反映係数ＣＲ［ｉ］の値は、それぞれの学習領域において反映率ＲＥＦが取りうる値の範囲内の値として設定することが望ましい。

・引継処理において、各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値を、そのときの希釈学習値ＬＤＩＬの値に基づき設置した一律の量ずつ修正するようにしてもよい。このときの空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値のずれの大きさは、学習領域毎に異なることがあるが、各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］のずれの方向は同じとなることが多い。そうした場合、すべての空燃比学習値ＫＧ［ｉ］のずれを低減可能な修正量が存在する。そのため、そうした量ずつ各学習領域の空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の値を修正すれば、すべての学習領域において空燃比学習値ＫＧ［ｉ］のずれが修正前より小さくなる。

・引継処理での空燃比学習値ＫＧ［ｉ］の修正を行わず、希釈学習値ＬＤＩＬの値を０とするようにしてもよい。そうした場合にも、希釈学習値ＬＤＩＬが０付近の値となったときにのみ、希釈影響判定フラグＦＤＩＬをクリアするようにしておけば、引継処理の前後での燃料噴射量ＱＩＮＪの段差の発生を抑えることができる。

・上記実施形態において反映率設定部３４は、吸入空気量ＧＡに基づいて反映率ＲＥＦの値を設定していたが、それ以外のパラメータに基づいて反映率ＲＥＦの値を設定するようにしてもよい。例えば、ブローバイガス通路２６のブローバイガス流量を検出し、その検出した流量を反映率ＲＥＦの値の設定に用いたり、吸気通路１７におけるスロットルバルブ２０よりも下流側の部分の吸気の圧力を検出し、その検出した圧力を反映率ＲＥＦの値の設定に用いたり、することもできる。また、機関回転数ＮＥや吸入空気量ＧＡなどから上記流量や圧力を推定し、その推定した値に基づき反映率ＲＥＦの値を設定することも可能である。

１０…内燃機関、１１…クランクシャフト、１２…クランクケース、１４…ピストン、１５…シリンダ、１６…燃焼室、１７…吸気通路、１８…排気通路、１９…エアフローメータ、２０…スロットルバルブ、２１…インジェクタ、２２…空燃比センサ、２３…触媒装置、２４…点火プラグ、２５…外気導入路（ブローバイガス換気システム）、２６…ブローバイガス通路（ブローバイガス換気システム）、２７…ＰＣＶバルブ（ブローバイガス換気システム）、２８…燃料噴射量制御装置、２９…クランク角センサ、３０…基本噴射量演算部、３１…空燃比フィードバック（Ｆ／Ｂ）補正部、３２…空燃比学習部、３３…希釈判定部、３４…反映率設定部、３５…希釈学習部、３６…希釈補正部、３７…引継処理部、３９…水温センサ。

Claims (4)

1. クランクケースに漏出したブローバイガスを吸気中に放出するブローバイガス換気システムを備える内燃機関におけるインジェクタの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置において、
   空燃比の検出結果に基づいて同空燃比が目標空燃比に近づくように前記燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック補正部と、
   吸気中へのブローバイガスの放出量に比例する値として反映率の値を設定する反映率設定部と、
   前記反映率と希釈学習値とに基づいて、前記反映率を前記希釈学習値に乗算した積を補正値として前記燃料噴射量を補正する希釈補正部と、
   前記空燃比フィードバック補正部による前記燃料噴射量の補正量が０に近づくように前記希釈学習値の値を更新する希釈学習部と、
   を備える燃料噴射量制御装置。
2. 前記反映率設定部は、吸入空気量に基づき、同吸入空気量が多いときほど小さい値となるように前記反映率の値を設定する
   請求項１に記載の燃料噴射量制御装置。
3. 前記希釈学習部は、エンジンオイルの燃料希釈量が既定値以上であることを条件に、前記希釈学習値の更新を行うものであって、
   前記燃料希釈量が既定値未満となっていることを条件に、前記希釈学習値の値に応じて空燃比学習値の値を修正した上で、同希釈学習値の値を０とする引継処理を行う引継処理部
   を備える
   請求項１又は２に記載の燃料噴射量制御装置。
4. 前記空燃比学習値は、吸入空気量に応じて区分けされた学習領域毎に個別に設定され、且つ各学習領域にはそれぞれ個別の反映係数が設定されており、
   前記引継処理部は、前記引継処理に際して、各学習領域の空燃比学習値の値を、該当学習領域の反映係数の値を前記希釈学習値に乗算した積の分ずつそれぞれ修正する
   請求項３に記載の燃料噴射量制御装置。

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