WO2019202879A1 - 内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法 Download PDF

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吉辰 中村
村井 淳
高輔 神田
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • F02D2250/11Oil dilution, i.e. prevention thereof or special controls according thereto

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection control device and a fuel injection control method for an internal combustion engine.
  • Patent Document 1 in an internal combustion engine equipped with a blow-by gas recirculation device, unburned fuel that leaks into the crankcase as the piston moves up and down and enters the lubricating oil, from the end of the previous operation to the start of this time.
  • a fuel injection amount control device that determines a fuel increase amount for increasing the fuel injection amount from the basic fuel injection amount in consideration of the amount of fuel remaining in the intake system due to vaporization from lubricating oil in Has been.
  • the fuel injection amount control device is based on parameters that greatly affect the amount of staying fuel (fuel lubricant dilution rate, coolant temperature at start-up, and lubricant temperature at the end of the previous operation).
  • the fuel increase amount is determined to be a corrected value for a predetermined period.
  • the reduction control for suppressing the enrichment of the air-fuel ratio due to the fuel staying in the intake passage at the start, if the reduction is performed excessively, the air-fuel ratio becomes lean and the startability and the start-up There was a possibility that the exhaust properties would deteriorate.
  • the reduction control is performed over the entire period from the start of the start to the completion of the start, the reduction correction may continue even after the scavenging of the fuel staying in the intake passage is completed. There is a possibility that the engine becomes lean and the startability and the exhaust properties at the start are lowered.
  • the present invention has been made in view of conventional circumstances, and an object of the present invention is to suppress enrichment of an air-fuel ratio at the time of start-up in an internal combustion engine including a blow-by gas recirculation device that recirculates blow-by gas to an intake passage. It is an object of the present invention to provide a fuel injection control device and a fuel injection control method for an internal combustion engine that can prevent the fuel supply amount reduction control from becoming excessive.
  • a fuel injection control device is, as one aspect thereof, a fuel injection control device applied to an internal combustion engine provided with a blow-by gas recirculation device that recirculates blow-by gas to an intake passage.
  • a dilution rate which is a value representing the degree of dilution of the lubricating oil due to the mixing of unburned fuel into the lubricating oil, is obtained, and the internal combustion engine is started from the start of the internal combustion engine until the cumulative number of combustion cycles reaches a set value.
  • Reduction control is performed to reduce the amount of fuel supplied to the engine in accordance with the dilution ratio.
  • a fuel injection control method for an internal combustion engine including a blow-by gas recirculation device that recirculates blow-by gas to an intake passage.
  • a dilution rate that is a value representing the degree of dilution of the lubricating oil due to the mixing of unburned fuel is obtained, an initial value of a reduction correction factor of the fuel supply amount to the internal combustion engine is obtained based on the dilution rate, and the internal combustion engine
  • the decrease correction factor is gradually decreased from the initial value in accordance with an increase in the number of combustion cycles accumulated from the start of the start, and during the period from the start of the internal combustion engine until the number of combustion cycles reaches a set value.
  • a fuel supply amount to the internal combustion engine is reduced based on the reduction correction factor.
  • FIG. 1 is a system diagram of an internal combustion engine in a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the cooling device of an internal combustion engine. It is a flowchart which shows the procedure of the amount reduction
  • FIG. 1 shows an aspect of an internal combustion engine to which a fuel injection control device and a fuel injection control method according to the present invention are applied.
  • An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a spark ignition gasoline engine for vehicles, and includes an ignition device 4, a fuel injection valve 5, and the like in an engine body 1a.
  • the fuel injection valve 5 is disposed in the intake pipe 2a, and injects fuel into the intake pipe 2a in the vicinity of the umbrella portion of the intake valve 19. That is, the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a so-called port injection type internal combustion engine in which the fuel injection valve 5 injects fuel into the intake pipe 2a. However, the internal combustion engine 1 can be a so-called direct injection internal combustion engine in which the fuel injection valve 5 directly injects fuel into the combustion chamber 10.
  • the intake air of the internal combustion engine 1 passes through the air cleaner 7 and is adjusted in flow rate by the throttle valve 8a of the electric throttle 8, and then mixed with the fuel injected from the fuel injection valve 5 into the intake pipe 2a and burned. Sucked into chamber 10.
  • the electric throttle 8 is a device that opens and closes the throttle valve 8a with the throttle motor 8b, and includes a throttle opening sensor 8c that outputs a signal corresponding to the throttle opening TPS that is the opening of the throttle valve 8a.
  • the rotation speed detection device 6 outputs a signal of the rotation angle NE for each predetermined rotation angle of the crankshaft 17 by detecting the protrusion of the ring gear 14.
  • the water temperature sensor 15 outputs a signal corresponding to the temperature of the cooling water circulated through the water jacket 18 provided in the engine body 1a (hereinafter referred to as the water temperature TW).
  • the flow rate detection device 9 is disposed upstream of the electric control throttle 8 and outputs a signal corresponding to the intake air flow rate QAR of the internal combustion engine 1.
  • the exhaust purification catalyst device 12 is disposed in the exhaust pipe 3a and purifies the exhaust gas of the internal combustion engine 1.
  • the air-fuel ratio sensor 11 is disposed in the exhaust pipe 3a on the upstream side of the exhaust purification catalyst device 12, and outputs a signal corresponding to the exhaust air-fuel ratio RABF.
  • the exhaust temperature sensor 16 is disposed in the exhaust pipe 3 a upstream of the exhaust purification catalyst device 12 and outputs a signal corresponding to the exhaust temperature TEX (° C.) at the inlet of the exhaust purification catalyst device 12.
  • Fuel is adjusted to a predetermined pressure by the fuel supply device 31 and supplied to the fuel injection valve 5.
  • the fuel supply device 31 includes a fuel tank 32, an electric fuel pump 33, a pressure regulator 34, a fuel supply pipe 35, a fuel return pipe 36, and a fuel pressure sensor 37.
  • the fuel pump 33 sucks the fuel in the fuel tank 32 and pumps the fuel to the fuel injection valve 5 through the fuel supply pipe 35.
  • One end of the fuel return pipe 36 is connected in the middle of the fuel supply pipe 35, and the other end is opened in the fuel tank 32.
  • the fuel return pipe 36 is provided with a pressure regulator 34 for returning the fuel to the fuel tank 32 through an orifice.
  • the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 5 is detected by the fuel pressure sensor 37, and the pressure of the fuel supplied to the fuel injection valve 5 is controlled by controlling the drive voltage of the fuel pump 33 according to the fuel pressure detection value by the fuel pressure sensor 37. Is adjusted.
  • the electronic control device 13 incorporating the microcomputer, such as the throttle opening TPS, the intake air flow rate QAR, the rotation angle NE, the water temperature TW, the exhaust air / fuel ratio RABF, the exhaust temperature TEX, and the fuel pressure PF, which are output from the various sensors described above. Capture the sensor detection signal.
  • the electronic control unit 13 calculates the fuel injection pulse width TI and the injection timing proportional to the fuel injection amount based on the acquired sensor detection signal. Then, the electronic control unit 13 outputs a valve opening command signal corresponding to the fuel injection pulse width TI (ms) at the injection timing to the fuel injection valve 5 to control fuel injection by the fuel injection valve 5.
  • a function as a device is provided as software.
  • the electronic control unit 13 sets the basic fuel injection pulse width TP proportional to the basic fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio when the internal combustion engine 1 is in the starting state.
  • the electronic control unit 13 sets the increase correction value Kst to a larger value as the water temperature TW of the internal combustion engine 1 at the start is lower, and increases the fuel injection amount to increase the fuel injection valve 5. This improves the stability of combustion at the start-up when the injected fuel is difficult to atomize.
  • the electronic control device 13 also outputs command signals to the ignition device 4, the electric throttle 8, and the fuel pump 33, and is supplied to the ignition timing of the ignition device 4, the opening degree of the throttle valve 8 a, and the fuel injection valve 5.
  • the operation of the internal combustion engine 1 is controlled by controlling the fuel pressure.
  • the electronic control device 13 inputs and outputs data such as measurement results of various sensors and operation amounts output to the various devices, in order to input / output data such as an analog input circuit 20, an A / D conversion circuit 21, a digital input circuit 22, and an output circuit 23. And an I / O circuit 24.
  • the electronic control unit 13 includes a microcomputer including an MPU (Microprocessor Unit) 26, a ROM (Read Only Memory) 27, and a RAM (Random Access Memory) 28 in order to perform data arithmetic processing.
  • Sensor detection signals such as the intake air flow rate QAR, the throttle opening TPS, the exhaust air / fuel ratio RABF, the exhaust temperature TEX, the water temperature TW, and the fuel pressure PF are input to the analog input circuit 20.
  • Various signals input to the analog input circuit 20 are respectively supplied to the A / D conversion circuit 21, converted into digital signals, and output onto the bus 25.
  • the signal of the rotation angle NE input to the digital input circuit 22 is output on the bus 25 via the I / O circuit 24.
  • Connected to the bus 25 are an MPU 26, a ROM 27, a RAM 28, a timer / counter (TMR / CNT) 29, and the like.
  • the MPU 26, ROM 27, and RAM 28 exchange data via the bus 25.
  • a clock signal is supplied from the clock generator 30 to the MPU 26, and the MPU 26 executes various calculations and processes in synchronization with the clock signal.
  • the ROM 27 is composed of, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) capable of erasing and rewriting data, and stores a program for operating the electronic control device 13, setting data, initial values, and the like.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
  • the ROM 27 Information stored in the ROM 27 is read into the RAM 28 and the MPU 26 via the bus 25.
  • the RAM 28 is used as a work area for temporarily storing calculation results and processing results by the MPU 26.
  • the timer / counter 29 is used for measuring time, measuring various times, and the like. Calculation results and processing results by the MPU 26 are output to the bus 25 and then supplied from the output circuit 23 to the ignition device 4, the fuel injection valve 5, the electric throttle 8 and the fuel pump 33 via the I / O circuit 24. Is done.
  • the internal combustion engine 1 includes a blow-by gas recirculation device 41.
  • the blow-by gas recirculation device 41 is a device that returns blow-by gas including vaporized fuel out of unburned fuel leaked from the combustion chamber 10 of the internal combustion engine 1 into the crankcase 42 that stores lubricating oil to the intake system of the internal combustion engine 1. It is.
  • the blow-by gas recirculation device 41 has a blow-by gas recirculation passage 43 that allows the inside of the crankcase 42 and the intake collector portion 2 b to communicate with each other, and the blow-by gas is introduced from the crank case 42 into the intake collector portion via the blow-by gas recirculation passage 43. Reflux in 2b.
  • FIG. 2 shows one mode of the cooling device 51 of the internal combustion engine 1. Cooling water that is a refrigerant for cooling the cylinder block, the cylinder head, and the like of the internal combustion engine 1 is guided to the radiator 53 through the first cooling water passage 52. The cooling water guided to the radiator 53 exchanges heat with the outside air when passing through the radiator core, and its temperature decreases. Then, the cooling water whose temperature has been lowered by passing through the radiator 53 is returned to the internal combustion engine 1 through the second cooling water passage 54.
  • first cooling water passage 52 and the second cooling water passage 54 are connected to each other via the bypass passage 55 so that the cooling water discharged from the internal combustion engine 1 can circulate by bypassing the radiator 53.
  • An electric thermostat 56 that opens and closes the passage area of the bypass passage 55 in multiple stages or continuously from fully open to fully closed is disposed at the junction between the downstream end of the bypass passage 55 and the second coolant passage 54. It is installed. The electric thermostat 56 changes the ratio of the cooling water that passes through the radiator 53 and the cooling water that bypasses the radiator 53.
  • a mechanical water pump 57 and an electric water pump 58 for circulating cooling water between the internal combustion engine 1 and the radiator 53 are respectively provided between the downstream end of the second cooling water passage 54 and the electric control thermostat 56. It is arranged.
  • the mechanical water pump 57 is attached to the cooling water inlet of the internal combustion engine 1 and is driven by, for example, a camshaft of the internal combustion engine 1.
  • the electric water pump 58 is driven by an electric motor so that the cooling performance and the heating function can be maintained even when the internal combustion engine 1 is stopped by an idle stop function, for example. Circulating cooling water in The electric control thermostat 56 and the electric water pump 58 are controlled by the electronic control unit 13.
  • the cooling device 51 is not limited to the device having the cooling water circulation path shown in FIG.
  • the cooling device 51 can be a system that can individually control the amount of cooling water flowing to the cylinder head and the cylinder block.
  • the cooling device 51 does not include the mechanical water pump 57, and can be a system in which the cooling water is circulated by the electric water pump 58 even during the operation of the internal combustion engine 1.
  • the fuel returned to the intake system by the blow-by gas recirculation device 41 stays in the intake passage between the electric throttle 8 and the intake valve 19 and restarts the internal combustion engine 1.
  • the fuel injection amount at the time of starting is increased in accordance with the water temperature TW in consideration of the decrease in atomization, when the fuel staying in the intake system is further added by the blow-by gas recirculation device 41.
  • the startability of the internal combustion engine 1 and the exhaust properties at the start-up will be deteriorated by excessively increasing the fuel supply amount and enriching the air-fuel ratio.
  • the electronic control unit 13 takes into account the fuel that remains in the intake system while the engine is stopped by the blow-by gas recirculation device 41, and increases the fuel increase amount by the increase correction value Kst, in other words, the fuel supply amount to the internal combustion engine 1.
  • Implement weight loss control to reduce weight.
  • the amount-reducing control for reducing the amount of fuel increase at the start-up that is, the amount-reducing control based on the staying fuel, in accordance with the fuel that will stay in the intake system while the engine is stopped by the blow-by gas recirculation device 41. explain.
  • the flowchart of FIG. 3 shows one aspect of the procedure of weight loss control performed by the electronic control device 13.
  • the electronic control unit 13 calculates the lubricant dilution rate DR.
  • the lubricating oil dilution rate DR is a value representing the degree of dilution of the lubricating oil due to the mixing of unburned fuel into the lubricating oil in the crankcase 42. The higher the lubricating oil dilution rate DR, the more unburned fuel is mixed into the lubricating oil. Indicates that there is a lot of contamination.
  • the electronic control unit 13 estimates the lubricant dilution ratio DR based on, for example, the discharge pressure of an oil pump that circulates the lubricant.
  • the internal combustion engine 1 includes an oil pump (not shown) for pumping the lubricating oil in the crankcase 42 to various parts of the internal combustion engine 1.
  • the electronic control unit 13 uses the pressure of the lubricating oil pumped by the oil pump in a state where unburned fuel is not mixed in the lubricating oil as a reference pressure, and the lubricating oil at the end of the previous engine operation with respect to the reference pressure.
  • the lubricant dilution ratio DR is estimated based on the pressure ratio.
  • the lubricant dilution ratio DR is set larger as the lubricant pressure at the end of the previous engine operation is lower than the reference pressure.
  • the amount of fuel vaporized from the lubricating oil increases while the engine is stopped, and the fuel that is recirculated by the blow-by gas recirculation device 41 and stays in the intake system while the engine is stopped increases. .
  • step S102 whether or not the cooling water has been circulated by the cooling device 51 in the stop state before the internal combustion engine 1 is started this time, In other words, it is determined whether or not the electric water pump 58 was operated while the internal combustion engine 1 was stopped. For example, when the operation of the internal combustion engine 1 this time is due to restart from the idle stop, and the electric water pump 58 is operated and the cooling water is circulated during the idle stop, the electronic control unit 13 proceeds to step S103. move on.
  • step 13 the process proceeds to step S104.
  • step S103 or step S104 the electronic control unit 13 reduces the amount of increase by the increase correction value Kst, in other words, the decrease correction rate RQ (0 ⁇ RQ ⁇ ) for decreasing the fuel injection amount increased by the increase correction value Kst. 1.0) is calculated.
  • This reduction correction rate RQ is the amount of fuel that is injected from the fuel injection valve 5 by the amount of fuel that is returned to the intake system by the blow-by gas recirculation device 41 (blow-by gas recirculation passage 43) and stays in the intake system while the engine is stopped. This is a fuel injection amount correction term for reducing the amount.
  • the electronic control unit 13 performs control to gradually decrease the amount of decrease correction RQ for each combustion cycle and gradually decrease the amount of decrease by the increase correction value Kst.
  • the initial value of the decrease correction rate RQ is an initial value when the decrease correction rate RQ is gradually changed to a value that greatly reduces the increase due to the increase correction value Kst during start-up.
  • the decrease correction of the increase correction value Kst by the decrease correction rate RQ is for setting the basic value of the increase correction value Kst to Kstb and gradually decreasing the decrease correction rate RQ for each combustion cycle.
  • the reduction rate is RR (0 ⁇ RR ⁇ 1.0)
  • step S103 the electronic control unit 13 determines the initial value of the weight reduction correction rate RQ based on the lubricant dilution rate DR, the stop time ST of the internal combustion engine 1, and the water temperature TW at the time of start. For example, as shown in FIG. 4, the electronic control unit 13 uses a map for storing the initial value of the reduction correction rate RQ for each condition of the stop time ST of the internal combustion engine 1 and the water temperature TW at the start of the lubricant dilution rate DR. A plurality of conditions are provided for each condition, and an initial value that matches the conditions of the stop time ST and the water temperature TW corresponding to the current start-up is searched from a map selected based on the lubricant dilution ratio DR.
  • the setting process of the initial value of the weight reduction correction rate RQ is not limited to the search process from the map, and the electronic control unit 13 does not change the lubricant dilution rate DR, the stop time ST of the internal combustion engine 1 and the start time.
  • the initial value of the weight loss correction factor RQ can be obtained by calculating a function using the water temperature TW as a variable.
  • the electronic control unit 13 sets the initial value of the reduction correction rate RQ to a smaller value as the water temperature TW at the start is higher, and further decreases the initial value of the reduction correction rate RQ as the lubricating oil dilution rate DR is smaller. Set to value.
  • the electronic control unit 13 decreases the fuel increase amount at the start-up, in other words, the amount by which the fuel supply amount at the start-up is reduced as the water temperature TW at the start-up increases, and the start-up time increases as the lubricant dilution ratio DR decreases.
  • the amount of decrease in fuel increase is reduced, and conversely, the amount of decrease in fuel increase at start-up is increased as the water temperature TW at start-up is lower, and the amount of fuel increase at start-up is decreased as the lubricant dilution ratio DR is increased. Enlarge.
  • the concentration of unburned fuel staying in the intake system by the blow-by gas recirculation device 41 during the stop increases as the water temperature TW at the time of starting becomes lower, and the lubricant dilution ratio
  • the greater the DR the higher the concentration of unburned fuel that is retained in the intake system by the blow-by gas recirculation device 41 during the stop (hereinafter also referred to as the retained fuel concentration).
  • the cooling water is circulated while the internal combustion engine 1 is stopped, the estimation accuracy of the accumulated fuel concentration based on the water temperature TW at the time of start-up decreases, and the accuracy of the weight reduction control based on the accumulated fuel deteriorates.
  • the concentration of the staying fuel depends on the temperature of the lubricating oil, but if the circulation of the cooling water is stopped while the internal combustion engine 1 is stopped, the difference between the water temperature TW and the temperature of the lubricating oil is sufficiently small and The accumulated fuel concentration can be estimated with sufficient accuracy from the water temperature TW at the time.
  • the electric water pump 58 is operated and the cooling water is circulated while the internal combustion engine 1 is stopped, such as when the internal combustion engine 1 is stopped due to idle stop, the water temperature TW and the temperature of the lubricating oil The divergence increases. For this reason, the estimation accuracy of the staying fuel concentration based on the water temperature TW at the time of start-up decreases, and the electronic control unit 13 cannot set the reduction amount correction rate RQ (reduction amount) appropriately.
  • FIG. 5 shows the case where the electric water pump 58 is operated during the idle stop to circulate the cooling water, and the cooling water circulation is maintained in the stopped state without operating the electric water pump 58 during the same idle stop.
  • the behavior of the water temperature TW and the temperature of the lubricating oil in the case is illustrated.
  • FIG. 6 exemplifies the setting characteristic of the weight loss correction factor RQ when the cooling water is circulated during the idling stop of the internal combustion engine 1 and the water temperature TW at the restart is 75 ° C. and the lubricating oil temperature is 90 ° C. To do.
  • the weight reduction correction rate RQ90 suitable for 90 ° C.
  • the fuel supply amount is excessively reduced by the difference from the reduction correction factor RQ75 (RQ75> RQ90) adapted to 75 ° C.
  • the difference between the water temperature TW and the lubricating oil temperature when the cooling water is circulated while the internal combustion engine 1 is stopped is the stop time ST of the internal combustion engine 1, in other words, the cooling water is supplied when the engine is stopped.
  • the electronic control unit 13 sets the initial value of the weight reduction correction factor RQ based on the water temperature TW at the time of restart, and then the actual staying fuel Doing a weight loss that matches a concentration higher than the concentration will result in excessive weight loss.
  • the electronic control unit 13 changes the initial value of the weight reduction correction rate RQ based on the water temperature TW at the time of restart to become smaller as the stop time ST of the internal combustion engine 1 becomes longer. Therefore, even when the cooling water is circulated while the internal combustion engine 1 is stopped, the initial value of the reduction correction factor RQ can be appropriately set based on the water temperature TW, and the air-fuel ratio lean due to excessive reduction correction is achieved. Can be suppressed.
  • step S104 the electronic control unit 13 restarts at step S104.
  • the electronic control unit 13 refers to, for example, a map as shown in FIG. 7, and obtains an initial value of the weight reduction correction rate RQ corresponding to the water temperature TW at restart and the lubricant dilution rate DR.
  • the setting characteristics of the initial value of the reduction correction rate RQ with respect to the water temperature TW in step S104 and the initial characteristics of the reduction correction rate RQ with respect to the magnitude of the lubricating oil dilution rate DR are the setting characteristics in step S103. Is the same. However, when the water temperature TW and the lubricating oil dilution rate DR are the same, the initial value of the reduction correction rate RQ set in step S103 is the same as the reduction correction rate RQ set in step S104 due to the correction by the stop time ST. It becomes smaller than the initial value.
  • the electronic control unit 13 calculates an initial value of the weight reduction correction rate RQ based on the water temperature TW and the lubricant dilution rate DR, and when the cooling water is circulated by the electric water pump 58 while the internal combustion engine 1 is stopped.
  • the initial value of the reduction correction rate RQ obtained based on the water temperature TW and the lubricating oil dilution rate DR is corrected to be smaller as the stop time ST is longer.
  • the initial value of the decrease correction rate RQ determined based on the water temperature TW and the lubricant dilution rate DR can be applied as it is to the increase correction value Kst.
  • the electronic control unit 13 sets the initial value of the weight reduction correction rate RQ obtained based on the water temperature TW and the lubricating oil dilution rate DR when the cooling water is circulated by the electric water pump 58 while the internal combustion engine 1 is stopped. Small correction can be made at a constant rate.
  • step S105 determines whether or not the fuel injection control at the time of start is being performed.
  • the electronic control unit 13 proceeds to step S106 and subsequent steps, assuming that the fuel injection control at the time of starting is being performed during the period from the start of the internal combustion engine 1 until the engine speed reaches the start completion determination speed.
  • step S106 the reduction control for reducing the injection amount of the fuel injection valve 5 in accordance with the fuel staying in the intake system is unnecessary, and the process returns to step S101.
  • step S106 the electronic control unit 13 counts the cumulative number CIN of the combustion cycle from the start of the start.
  • step S107 the electronic control unit 13 sets a reduction rate RR for gradually reducing the reduction correction rate RQ for each combustion cycle based on the cumulative number CIN of the combustion cycle.
  • FIG. 8 shows one aspect of the correlation between the weight reduction rate RR and the cumulative number of combustion cycles CIN.
  • the reduction rate RR when the cumulative number CIN of the combustion cycle is zero, in other words, in the first combustion cycle, the reduction rate RR is set to 1.0, and then the reduction rate RR is increased by the cumulative number CIN.
  • the change characteristic of the reduction rate RR with respect to the integration number CIN is set so that the reduction rate RR becomes zero when the integration number CIN reaches the set value CINth.
  • the initial value of the reduction correction rate RQ set in step S103 or step S104 is directly applied as the reduction correction value of the increase correction value Kst without being reduced.
  • the reduction rate RR becomes zero, the initial value of the reduction correction rate RQ set in step S103 or step S104 is reduced to zero, the reduction control by the reduction correction rate RQ ends, and the increase correction value Kst The increase correction will be applied without being reduced.
  • the set value CINth of the cumulative number CIN that defines the timing at which the reduction rate RR is reduced to zero is that the air in the volume of the intake passage between the electric throttle 8 and the intake valve 19 is the combustion chamber of each cylinder. It is set on the basis of the cumulative number of combustion cycles required to be sucked in. In other words, even when unburned fuel stays in the intake passage between the electric throttle 8 and the intake valve 19 when the internal combustion engine 1 is started, the combustion cycle of only the set value CINth is repeated. Substantially the entire amount is sucked into the combustion chamber 10 of each cylinder.
  • the electronic control unit 13 does not wait for the completion of the start, and when the cumulative number CIN of the combustion cycle reaches the set value CINth, the unburned fuel staying in the intake passage is scavenged, and the air-fuel ratio by the staying fuel.
  • the injection amount reduction control by the reduction amount correction rate RQ for suppressing the richness of the fuel is terminated.
  • the set value CINth is Vol ⁇ CINth ⁇ ED / NC is set as a value satisfying.
  • the electronic control unit 13 is the injection amount by the reduction correction factor RQ before all the air of the volume of the intake passage between the electric throttle 8 and the intake valve 19 is sucked into the combustion chamber of each cylinder.
  • the electronic control unit 13 gradually decreases the reduction rate RR as the cumulative number CIN of the combustion cycle increases.
  • the rate of decrease of the reduction rate RR with respect to the increase of the cumulative number CIN is not constant, and as the cumulative number CIN increases.
  • the decreasing rate of the weight loss rate RR is made slow.
  • the reduction characteristic of the reduction rate RR is such that the amount of fresh air introduced into the intake passage between the electric throttle 8 and the intake valve 19 increases as the cumulative number CIN increases, and the concentration of the staying fuel decreases. These are combined (see FIG. 9).
  • the electronic control unit 13 can decrease the reduction rate RR at a constant speed with respect to the increase in the cumulative number CIN.
  • the electronic control unit 13 outputs an injection pulse signal having a fuel injection pulse width TI to the fuel injection valve 5 at an injection timing of each cylinder, and an amount of fuel proportional to the fuel injection pulse width TI from the fuel injection valve 5. To spray.
  • step S109 the electronic control unit 13 determines whether or not the cumulative number CIN of the combustion cycle has reached the set value CINth. Then, when the cumulative number CIN of the combustion cycle is smaller than the set value CINth, the electronic control unit 13 returns to step S106, and gradually reduces the reduction rate RR, and initially reduces the reduction rate RR and the reduction correction rate RQ. The decrease correction control of the increase correction value Kst based on the value is continued.
  • the electronic control unit 13 performs the decrease control of the increase correction value Kst (fuel supply amount) based on the decrease correction factor RQ. End.
  • the injection amount reduction control based on the rate RQ ends.
  • the electronic control unit 13 sets the timing for ending the injection amount reduction control by the reduction correction factor RQ for suppressing the enrichment of the air-fuel ratio due to the unburned fuel staying in the intake passage. Is set to a timing at which it is estimated that substantially the entire amount of unburned fuel remaining in the combustion chamber 10 is sucked into the combustion chamber 10, that is, the end timing of the scavenging of the remaining fuel (see FIG. 9).
  • the start-up reduction correction control can be continued, and it is possible to prevent the fuel injection amount from being corrected to decrease excessively.
  • the exhaust property at the start is improved.
  • the electronic control unit 13 gradually reduces the amount of decrease in the injection amount due to the amount of decrease correction factor RQ, so that the amount can be reduced in accordance with the decrease in the concentration of unburned fuel remaining in the intake passage.
  • the air-fuel ratio can be controlled with high accuracy over the entire period of reduction control, and the air-fuel ratio is prevented from being enriched by unburned fuel remaining in the intake passage. It is possible to suppress the leaning of the fuel ratio.
  • the electronic control unit 13 sets the water temperature TW at the time of starting according to whether or not the cooling water is circulated in the stop state of the internal combustion engine 1 in the setting process of the reduction correction factor RQ based on the water temperature TW at the time of starting.
  • the weight reduction correction rate RQ based is changed. Thereby, for example, even if the internal combustion engine 1 is restarted from the idle stop state in which the cooling water is circulated, and there is a difference between the lubricating oil temperature and the water temperature TW that correlate with the concentration of the unburned fuel remaining in the intake passage. Further, it is possible to prevent the air-fuel ratio from becoming lean due to excessive reduction correction while setting the reduction correction rate RQ based on the water temperature TW at the start.
  • air-fuel ratio control equivalent to the weight reduction control based on the detected value of the oil temperature is performed. Can be implemented.
  • the electronic control device 13 sets the weight reduction correction rate RQ based on the water temperature TW at the time of starting, but the electronic control device 13 uses the temperature of the lubricating oil of the internal combustion engine 1 instead of the water temperature TW.
  • the weight reduction correction rate RQ can be set based on a certain oil temperature TO.
  • the internal combustion engine 1 to which the reduction correction rate RQ setting process based on the oil temperature TO is applied includes an oil temperature sensor 71 that detects the oil temperature TO of the internal combustion engine 1.
  • the internal combustion engine 1 shown in FIG. 10 has the same configuration as that of the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 except that an oil temperature sensor 71 is provided, and the same elements are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Description is omitted.
  • the flowchart of FIG. 11 shows the procedure of the weight reduction control for setting the weight reduction correction rate RQ based on the oil temperature TO.
  • the electronic control unit 13 calculates the lubricant dilution ratio DR in the same manner as in step S101.
  • step S202 the electronic control unit 13 sets an initial value of the weight reduction correction rate RQ based on the oil temperature TO at the start of the internal combustion engine 1 and the lubricating oil dilution rate DR.
  • the electronic control unit 13 increases the initial value of the reduction correction rate RQ as the oil temperature TO at the time of start-up is lower, and further reduces the fuel supply amount. Further, the higher the lubricating oil dilution rate DR, the larger the initial value of the reduction correction rate RQ, and the more the fuel supply amount is reduced.
  • the electronic control unit 13 performs the process of setting the initial value of the weight reduction correction rate RQ in step S202 regardless of whether or not the cooling water is circulated while the internal combustion engine 1 is stopped. If the lubricating oil dilution rate DR is the same, the initial value of the weight reduction correction rate RQ is set to the same value regardless of whether or not the cooling water is circulated during the stop.
  • step S203 the engine rotation speed reaches the start completion determination speed from the start of the internal combustion engine 1 as in step S105. It is determined whether or not the fuel injection control at the time of starting which is the period until is being performed. If the fuel injection control at the time of starting is being performed, the process proceeds to step S204 and subsequent steps. Note that the processing of step S204 to step S207 is the same as that of step S106 to step S109, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the start-up reduction correction control is continued even after the unburned fuel staying in the intake passage disappears, and the fuel injection amount is excessively reduced.
  • a reduction correction according to the concentration of unburned fuel remaining in the intake passage is performed. The correction processing can be easily adapted and the calculation load can be reduced.
  • this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included.
  • the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.
  • a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.
  • the process of changing the amount of reduction based on the water temperature TW to be smaller as the stop time ST is longer is terminated based on the cumulative number CIN of the combustion cycle.
  • the present invention can also be applied to the control and the weight reduction control that does not perform the gradual reduction processing of the weight reduction correction rate RQ by the weight reduction rate RR. That is, the electronic control unit 13 can uniformly apply the amount of reduction set based on the water temperature TW and the stop time ST at the time from the start to the start completion determination.

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Abstract

本発明に係る燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法は、ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関に適用され、前記内燃機関の潤滑油への未燃燃料の混入による前記潤滑油の希釈度合いを表す値である希釈率を求め、前記内燃機関の始動開始から燃焼サイクルの積算数が設定値に達するまでの間において、前記内燃機関への燃料供給量を前記希釈率に応じて減らす減量制御を実施する。

Description

内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法
 本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法に関する。
 特許文献1には、ブローバイガス還流装置を備えた内燃機関において、ピストンの上下動に伴ってクランクケース内に漏出し潤滑油へ混入した未燃燃料の、前回運転終了時から今回の始動時までにおける潤滑油からの気化に起因する、吸気系に滞留する燃料の量を考慮して、燃料噴射量を基本燃料噴射量より増大するための燃料増大量を決定する、燃料噴射量制御装置が開示されている。
 前記燃料噴射量制御装置は、上記滞留する燃料の量に大きい影響を与えるパラメータ(燃料の潤滑油希釈率、始動時冷却水温度、前回運転終了時潤滑油温度)に基づいて、始動時以降の所定期間、前記燃料増大量を補正した値に決定する。
特開2008-223616号公報
 ところで、始動時に吸気通路に滞留する燃料による空燃比のリッチ化を抑制するための燃料供給量の減量制御において、減量が過剰に実施されると、空燃比がリーン化して始動性や始動時の排気性状が低下する可能性があった。
 例えば、減量制御を始動開始から始動完了までの期間の全域にわたって実施すると、吸気通路に滞留する燃料の掃気が終了した後も減量補正が継続される場合があり、これによって、掃気終了後に空燃比がリーン化して始動性や始動時の排気性状を低下させる可能性がある。
 本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関において、始動時に空燃比のリッチ化を抑制するための燃料供給量の減量制御が過剰になることを抑制できる、内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法を提供することにある。
 そのため、本発明に係る燃料噴射制御装置は、その一態様として、ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関に適用される燃料噴射制御装置であって、前記内燃機関の潤滑油への未燃燃料の混入による前記潤滑油の希釈度合いを表す値である希釈率を求め、前記内燃機関の始動開始から燃焼サイクルの積算数が設定値に達するまでの間において、前記内燃機関への燃料供給量を前記希釈率に応じて減らす減量制御を実施する。
 また、本発明に係る燃料噴射制御方法は、その一態様として、ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関の燃料噴射制御方法であって、前記内燃機関の潤滑油への未燃燃料の混入による前記潤滑油の希釈度合いを表す値である希釈率を求め、前記内燃機関への燃料供給量の減量補正率の初期値を前記希釈率に基づき求め、前記内燃機関の始動開始からの燃焼サイクルの積算数の増大に応じて前記減量補正率を前記初期値から漸減させ、前記内燃機関の始動開始から前記燃焼サイクルの積算数が設定値に達するまでの間において、前記内燃機関への燃料供給量を前記減量補正率に基づき減らす。
 上記発明によると、内燃機関の始動時に燃料を過剰に減量制御することを抑止でき、内燃機関の始動性や始動時の排気性状を改善できる。
本発明の第1実施形態における内燃機関のシステム図である。 内燃機関の冷却装置を示す図である。 吸気通路に滞留する燃料に応じた減量制御の手順を示すフローチャートである。 停止中に冷却水の循環が行われたときに適用する減量補正率RQの設定特性を示す図である。 アイドルストップ中の冷却水の温度及び潤滑油の温度の変化を示すタイムチャートである。 水温と潤滑油温度との乖離による補正誤差の発生を説明するための線図である。 停止中に冷却水の循環が行われなかったときに適用する減量補正率RQの設定特性を示す図である。 減量率RRと燃焼サイクルの積算数CINとの相関を示す線図である。 滞留燃料濃度の変化と減量量との相関を示すタイムチャートである。 本発明の第2実施形態における内燃機関のシステム図である。 第2実施形態における減量制御の手順を示すフローチャートである。 第2実施形態における減量補正率RQの設定特性を示す図である。
「第1実施形態」
 以下に本発明の第1実施形態を説明する。
 図1は、本発明に係る燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法を適用する内燃機関の一態様を示す。
 図1に示す内燃機関1は、車両用の火花点火ガソリン機関であり、機関本体1aに点火装置4、燃料噴射弁5などを備える。
 燃料噴射弁5は、吸気管2aに配置され、吸気バルブ19の傘部付近を指向して燃料を吸気管2a内に噴射する。つまり、図1に示す内燃機関1は、燃料噴射弁5が吸気管2a内に燃料を噴射する所謂ポート噴射式内燃機関である。
 但し、内燃機関1は、燃料噴射弁5が燃焼室10内に直接燃料を噴射する所謂筒内直接噴射式内燃機関とすることができる。
 内燃機関1の吸入空気は、エアークリーナ7を通過し、電制スロットル8のスロットルバルブ8aで流量を調節された後、燃料噴射弁5から吸気管2a内に噴射される燃料と混合して燃焼室10に吸引される。
 電制スロットル8は、スロットルモータ8bでスロットルバルブ8aを開閉する装置であり、スロットルバルブ8aの開度であるスロットル開度TPSに対応する信号を出力するスロットル開度センサ8cを備える。
 回転数検出装置6は、リングギア14の突起を検出することで、クランクシャフト17の所定回転角毎に回転角NEの信号を出力する。
 水温センサ15は、機関本体1aに設けられたウォータジャケット18に循環される冷却水の温度(以下、水温TWと称する)に応じた信号を出力する。
 流量検出装置9は、電制スロットル8の上流側に配置され、内燃機関1の吸入空気流量QARに対応する信号を出力する。
 また、排気浄化触媒装置12は、排気管3aに配置され、内燃機関1の排気を浄化する。
 空燃比センサ11は、排気浄化触媒装置12の上流側の排気管3aに配置され、排気空燃比RABFに対応する信号を出力する。
 また、排気温度センサ16は、排気浄化触媒装置12の上流側の排気管3aに配置され、排気浄化触媒装置12の入口での排気温度TEX(℃)に対応する信号を出力する。
 燃料噴射弁5には燃料供給装置31によって燃料が所定圧力に調整されて供給される。
 燃料供給装置31は、燃料タンク32、電動式の燃料ポンプ33、プレッシャレギュレータ34、燃料供給配管35、燃料リターン配管36、燃圧センサ37を含んで構成される。
 燃料ポンプ33は、燃料タンク32内の燃料を吸引し、燃料供給配管35を介して燃料噴射弁5に燃料を圧送する。
 燃料リターン配管36は、一端が燃料供給配管35の途中に接続され、他端が燃料タンク32内に開放される。この燃料リターン配管36には、オリフィスを介して燃料を燃料タンク32に戻すプレッシャレギュレータ34が介装される。
 燃料噴射弁5に供給される燃料の圧力は燃圧センサ37で検出され、燃圧センサ37による燃圧検出値に応じた燃料ポンプ33の駆動電圧の制御によって、燃料噴射弁5に供給される燃料の圧力が調整される。
 マイクロコンピュータを内蔵する電子制御装置13は、前述した各種センサから出力される、スロットル開度TPS、吸入空気流量QAR、回転角NE、水温TW、排気空燃比RABF、排気温度TEX、燃圧PFなどのセンサ検出信号を取り込む。
 電子制御装置13は、取り込んだセンサ検出信号に基づき、燃料噴射量に比例する燃料噴射パルス幅TI及び噴射タイミングを演算する。
 そして、電子制御装置13は、噴射タイミングにて燃料噴射パルス幅TI(ms)に応じた開弁指令信号を燃料噴射弁5に出力して、燃料噴射弁5による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置としての機能をソフトウェアとして備える。
 また、電子制御装置13は、燃料噴射弁5による燃料噴射の制御において、内燃機関1が始動状態であるときは、目標空燃比相当の基本燃料噴射量に比例する基本燃料噴射パルス幅TPを、始動状態用の増量補正値Kst(1.0≦Kst)で増量補正して燃料噴射パルス幅TIを算出する(TI=TP×Kst)。
 ここで、電子制御装置13は、増量補正値Kstを、始動時における内燃機関1の水温TWが低いほどより大きな値に設定して、燃料噴射量をより多く増量することで、燃料噴射弁5の噴射燃料が霧化し難い始動時において燃焼の安定性を向上させる。
 更に、電子制御装置13は、点火装置4、電制スロットル8、燃料ポンプ33にも指令信号を出力し、点火装置4の点火時期、スロットルバルブ8aの開度、燃料噴射弁5に供給される燃料の圧力を制御して、内燃機関1の運転を制御する。
 電子制御装置13は、各種センサの計測結果や各種装置に出力する操作量などのデータの入出力を行うために、アナログ入力回路20、A/D変換回路21、デジタル入力回路22、出力回路23及びI/O回路24を備える。
 また、電子制御装置13は、データの演算処理を行うために、MPU(Microprocessor Unit)26、ROM(Read Only Memory)27、RAM(Random Access Memory)28を含むマイクロコンピュータを備える。
 アナログ入力回路20には、吸入空気流量QAR、スロットル開度TPS、排気空燃比RABF、排気温度TEX、水温TW、及び、燃圧PFなどのセンサ検出信号が入力される。
 アナログ入力回路20に入力された各種信号は、それぞれA/D変換回路21に供給されてデジタル信号に変換され、バス25上に出力される。
 また、デジタル入力回路22に入力された回転角NEの信号は、I/O回路24を介してバス25上に出力される。
 バス25には、MPU26、ROM27、RAM28、タイマ/カウンタ(TMR/CNT)29等が接続されている。そして、MPU26、ROM27、RAM28は、バス25を介してデータの授受を行う。
 MPU26には、クロックジェネレータ30からクロック信号が供給され、MPU26は、クロック信号に同期して様々な演算や処理を実行する。
 ROM27は、例えばデータの消去と書き換えが可能なEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)で構成され、電子制御装置13を動作させるためのプログラム、設定データ及び初期値などを記憶する。
 ROM27が記憶する情報は、バス25を介してRAM28及びMPU26に読み込まれる。
 RAM28は、MPU26による演算結果や処理結果を一時的に記憶する作業領域として用いられる。
 なお、タイマ/カウンタ29は、時間の測定や様々な回数の測定などに用いられる。
 MPU26による演算結果や処理結果は、バス25上に出力された後、I/O回路24を介して出力回路23から点火装置4、燃料噴射弁5、電制スロットル8、燃料ポンプ33などに供給される。
 また、内燃機関1は、ブローバイガス還流装置41を備える。
 ブローバイガス還流装置41は、内燃機関1の燃焼室10内から潤滑油を貯留するクランクケース42内に漏出した未燃燃料のうちの気化燃料を含むブローバイガスを内燃機関1の吸気系に戻す装置である。
 ブローバイガス還流装置41は、クランクケース42内と吸気コレクタ部2b内とを連通させるブローバイガス還流通路43を有し、ブローバイガスは、ブローバイガス還流通路43を介してクランクケース42内から吸気コレクタ部2b内に還流される。
 図2は、内燃機関1の冷却装置51の一態様を示す。
 内燃機関1のシリンダブロック、シリンダヘッドなどを冷却する冷媒である冷却水は、第1の冷却水通路52を介してラジエータ53に導かれる。
 ラジエータ53に導かれた冷却水は、ラジエータコアを通過するときに外気と熱交換をし、その温度が低下する。
 そして、ラジエータ53を通過することで温度が低下した冷却水は、第2の冷却水通路54を介して内燃機関1へと戻される。
 また、内燃機関1から排出された冷却水がラジエータ53をバイパスして循環できるように、第1の冷却水通路52と第2の冷却水通路54とは、バイパス通路55を介して連通接続されている。
 バイパス通路55の下流端と第2の冷却水通路54との接合箇所には、バイパス通路55の通路面積を全開から全閉までの間で多段階又は連続的に開閉する電制サーモスタット56が配設されている。
 電制サーモスタット56は、ラジエータ53を通過する冷却水とラジエータ53をバイパスする冷却水との割合を変化させる。
 第2の冷却水通路54の下流端と電制サーモスタット56との間には、内燃機関1とラジエータ53との間で冷却水を循環させるための機械式ウォータポンプ57及び電動ウォータポンプ58が夫々配設されている。
 機械式ウォータポンプ57は、内燃機関1の冷却水入口に取り付けられており、例えば、内燃機関1のカムシャフトによって駆動される。
 電動ウォータポンプ58は、例えば、アイドルストップ機能により内燃機関1が停止した場合にも、冷却性能を発揮したり暖房機能を維持したりできるように、電動モータによって駆動されて内燃機関1の停止期間において冷却水を循環させる。
 電制サーモスタット56及び電動ウォータポンプ58は、電子制御装置13によって制御される。
 なお、冷却装置51は、図2に示した冷却水循環経路を備える装置に限定されるものではない。冷却装置51は、例えば、特開2015-172355号公報に開示されるように、シリンダヘッド、シリンダブロックに流れる冷却水の量を個別に制御できるシステムとすることができる。また、冷却装置51は、機械式ウォータポンプ57を備えず、内燃機関1の運転中も電動ウォータポンプ58で冷却水を循環させるシステムとすることができる。
 ところで、内燃機関1の運転停止中に、ブローバイガス還流装置41によって吸気系に戻された燃料は、電制スロットル8と吸気バルブ19との間の吸気通路に滞留し、内燃機関1の再始動時に燃料噴射弁5から噴射される燃料とともに燃焼室10に流入することになる。
 ここで、始動時の燃料噴射量は、霧化の低下を考慮して水温TWに応じて増量されるから、更に、ブローバイガス還流装置41によって吸気系に滞留していた燃料が付加されると燃料供給量が過剰に多くなり、空燃比がリッチ化することで、内燃機関1の始動性や始動時における排気性状を悪化させる可能性がある。
 そこで、電子制御装置13は、ブローバイガス還流装置41によって機関停止中に吸気系に滞留する燃料を考慮して、増量補正値Kstによる燃料増量、換言すれば、内燃機関1への燃料供給量を減量する減量制御を実施する。
 以下では、ブローバイガス還流装置41によって機関停止中に吸気系に滞留することになる燃料に応じて、始動時における燃料増量を減量する減量制御、換言すれば、滞留燃料に基づく減量制御を詳細に説明する。
 図3のフローチャートは、電子制御装置13が実施する減量制御の手順の一態様を示す。
 電子制御装置13は、まず、ステップS101で、潤滑油希釈率DRを算出する。
 潤滑油希釈率DRとは、クランクケース42内の潤滑油への未燃燃料の混入による潤滑油の希釈度合いを表す値であり、潤滑油希釈率DRが高いほど潤滑油への未燃燃料の混入が多いことを表す。
 電子制御装置13は、潤滑油希釈率DRを、例えば潤滑油を循環させるオイルポンプによる吐出圧に基づいて推定する。
 内燃機関1は、クランクケース42内の潤滑油を内燃機関1の各所に圧送するためのオイルポンプ(図示省略)を備える。
 そして、電子制御装置13は、潤滑油への未燃燃料の混入がない状態でオイルポンプにより圧送される潤滑油の圧力を基準圧力とし、当該基準圧力に対する前回の機関運転終了時における潤滑油の圧力の割合に基づいて潤滑油希釈率DRを推定する。
 つまり、潤滑油の希釈度合いが大きいほど、換言すれば、潤滑油への未燃燃料の混入が多いほど、潤滑油の粘度が低下して潤滑油の圧力が低くなるので、電子制御装置13は、前回の機関運転終了時における潤滑油の圧力が基準圧力よりも低いほど、潤滑油希釈率DRをより大きく設定する。
 ここで、潤滑油希釈率DRが大きくなるほど、機関停止中に潤滑油から気化する燃料量が増え、機関停止中にブローバイガス還流装置41によって還流されて吸気系に滞留する燃料が増えることになる。
 電子制御装置13は、潤滑油希釈率DRを求めると、次にステップS102で、内燃機関1の今回の始動前の停止状態で、冷却装置51による冷却水の循環が行われていたか否か、換言すれば、内燃機関1の停止中に電動ウォータポンプ58を作動させていたか否かを判別する。
 例えば、今回の内燃機関1の運転がアイドルストップからの再始動によるもので、アイドルストップ中に電動ウォータポンプ58を作動させて冷却水を循環させていた場合、電子制御装置13は、ステップS103に進む。
 一方、例えば、今回の内燃機関1の運転が、車両の運転者によるエンジンスイッチの操作による始動によるもので、内燃機関1の停止中に電動ウォータポンプ58を作動させていなかった場合、電子制御装置13は、ステップS104に進む。
 電子制御装置13は、ステップS103又はステップS104で、増量補正値Kstによる増量分、換言すれば、増量補正値Kstで増量される燃料噴射量を減量するための減量補正率RQ(0≦RQ≦1.0)の初期値を算出する。
 この減量補正率RQは、機関停止中にブローバイガス還流装置41(ブローバイガス還流通路43)によって吸気系に戻されて吸気系に滞留することになる燃料分だけ、燃料噴射弁5から噴射させる燃料量を減らすための燃料噴射量の補正項である。
 そして、減量補正率RQは、大きな値であるときほど増量補正値Kstによる増量分、換言すれば、燃料噴射弁5による燃料噴射量をより大きく減らし、減量補正率RQ=1.0(最大値)であれば増量補正値Kstによる増量分が零に補正され、減量補正率RQ=0(最小値)であれば増量補正値Kstによる増量分は減量されない。
 また、電子制御装置13は、後述するように、燃焼サイクル毎に減量補正率RQを徐々に小さく変更し、増量補正値Kstによる増量分を減らす量を徐々に小さくする制御を行う。そして、減量補正率RQの初期値とは、減量補正率RQを徐々に小さく変更するときの最初の値であって、増量補正値Kstによる増量分を始動中に最も大きく減らす値である。
 なお、後で詳細に説明するが、減量補正率RQによる増量補正値Kstの減量補正は、増量補正値Kstの基本値をKstbとし、燃焼サイクル毎に減量補正率RQを徐々に小さくするための減量率をRR(0≦RR≦1.0)としたときに、増量補正値Kstを、Kst=Kstb×(1-RQ×RR)として演算することで実施される。
 電子制御装置13は、ステップS103で、減量補正率RQの初期値を、潤滑油希釈率DR、内燃機関1の停止時間ST、始動時の水温TWに基づいて決定する。
 電子制御装置13は、例えば図4に示すように、内燃機関1の停止時間ST及び始動時の水温TWの条件毎に減量補正率RQの初期値を記憶するマップを、潤滑油希釈率DRの条件毎に複数備え、潤滑油希釈率DRに基づき選択したマップから、今回の始動時に該当する停止時間ST及び水温TWの条件に適合する初期値を検索する。
 但し、減量補正率RQの初期値の設定処理を、マップから検索処理に限定するものではなく、電子制御装置13は、潤滑油希釈率DR、内燃機関1の停止時間ST、及び、始動時の水温TWを変数とする関数の演算によって減量補正率RQの初期値を求めることができる。
 ここで、電子制御装置13は、始動時の水温TWが高いほど減量補正率RQの初期値を小さい値に設定し、更に、潤滑油希釈率DRが小さいほど減量補正率RQの初期値を小さい値に設定する。
 つまり、電子制御装置13は、始動時の水温TWが高いほど、始動時の燃料増量、換言すれば、始動時の燃料供給量を減らす量を小さくし、潤滑油希釈率DRが小さいほど始動時の燃料増量を減らす量を小さくし、逆に、始動時の水温TWが低いほど始動時の燃料増量を減らす量を大きくし、潤滑油希釈率DRが大きいほど始動時の燃料増量を減らす量を大きくする。
 これは、始動時の水温TWが低くなっているときほど、停止中にブローバイガス還流装置41によって吸気系に滞留する未燃燃料の濃度が高くなっていると推定でき、また、潤滑油希釈率DRが大きいほど、停止中にブローバイガス還流装置41によって吸気系に滞留する未燃燃料の濃度(以下、滞留燃料濃度ともいう)が高くなると推定できるためである。
 但し、内燃機関1の停止中の冷却水の循環が行われると、始動時の水温TWに基づく滞留燃料濃度の推定精度が低下し、滞留燃料に基づく減量制御の精度が悪化する。
 つまり、滞留燃料濃度は、潤滑油の温度に依存するが、内燃機関1の停止中に冷却水の循環が停止されていれば、水温TWと潤滑油の温度との乖離が十分に小さく、始動時における水温TWから滞留燃料濃度を十分な精度で推定できる。
 しかし、アイドルストップによる内燃機関1の停止状態などで、内燃機関1の停止中に電動ウォータポンプ58を作動させて冷却水を循環させていた場合、再始動時において水温TWと潤滑油の温度との乖離が大きくなる。このため、始動時における水温TWに基づく滞留燃料濃度の推定精度が低下し、電子制御装置13は、減量補正率RQ(減量量)を適切に設定することができなくなる。
 図5は、アイドルストップ中に電動ウォータポンプ58を作動させて冷却水を循環させた場合と、同じアイドルストップ中に電動ウォータポンプ58を作動させずに冷却水の循環を停止状態に保持させた場合での水温TW及び潤滑油の温度の挙動を例示する。
 この図5に示すように、内燃機関1のアイドルストップ中に冷却水の循環が停止された場合は、水温TWと潤滑油温度とは略同等の値を維持して推移するのに対し、内燃機関1のアイドルストップ中に冷却水の循環が行われた場合は、潤滑油温度に比べて水温TWの低下が大きくなって、内燃機関1の再始動には、潤滑油温度よりも冷却水温度が低くなる。
 したがって、電子制御装置13が、冷却水の循環が行われたアイドルストップ状態からの再始動時における水温TWに基づき、減量補正率RQの初期値を設定すると、過剰な減量が実施されることになって空燃比がリーン化し、内燃機関1の始動性や始動時の排気性状を低下させる可能性がある。
 図6は、内燃機関1のアイドルストップ中に冷却水の循環が行われ、再始動時における水温TWが75℃で潤滑油温度が90℃であったときの減量補正率RQの設定特性を例示する。
 この場合、潤滑油温度=90℃が実際の滞留燃料濃度に相関するため、それよりも低い水温TW=75℃に基づき減量補正率RQを設定すると、90℃に適合する減量補正率RQ90と、75℃に適合する減量補正率RQ75(RQ75>RQ90)との差分だけ、過剰に燃料供給量が減量されることになる。
 ここで、内燃機関1の停止中に冷却水の循環が行われたときの水温TWと潤滑油温度との乖離は、内燃機関1の停止時間ST、換言すれば、機関停止状態で冷却水を循環させていた時間が長くなるほど大きくなり、再始動時の水温TWは停止時間STが長くなるほど潤滑油温度をより大きく下回ることになる。
 このため、電子制御装置13は、内燃機関1の停止中に冷却水の循環が行われたときに、再始動時の水温TWに基づき減量補正率RQの初期値が設定すると、実際の滞留燃料濃度よりも高い濃度に適合する減量を実施し、減量過多になってしまう。
 そこで、電子制御装置13は、再始動時の水温TWに基づく減量補正率RQの初期値を、内燃機関1の停止時間STが長くなるほどより小さく変更する。
 これにより、内燃機関1の停止中に冷却水の循環が行われた場合でも、減量補正率RQの初期値を水温TWに基づき適切に設定することができ、過剰な減量補正による空燃比のリーン化を抑制できる。
 一方、内燃機関1の停止中に冷却水の循環が行われなかった場合、再始動における水温TWと潤滑油温度との乖離は十分に小さいので、電子制御装置13は、ステップS104で、再始動時の水温TWと潤滑油希釈率DRとに基づき、減量補正率RQの初期値を設定する。
 電子制御装置13は、ステップS104で、例えば図7に示すようなマップを参照して、再始動時の水温TWと潤滑油希釈率DRとに該当する減量補正率RQの初期値を求める。
 なお、ステップS104における、水温TWの高低に対する減量補正率RQの初期値の設定特性、及び、潤滑油希釈率DRの大小に対する減量補正率RQの初期値の設定特性は、ステップS103での設定特性と同じである。
 但し、水温TW及び潤滑油希釈率DRが同じ条件のときに、ステップS103で設定される減量補正率RQの初期値は、停止時間STによる補正によって、ステップS104で設定される減量補正率RQの初期値よりも小さくなる。
 ここで、電子制御装置13は、水温TW及び潤滑油希釈率DRに基づき減量補正率RQの初期値を演算し、内燃機関1の停止状態で冷却水が電動ウォータポンプ58によって循環されていたときには、水温TW及び潤滑油希釈率DRに基づき求めた減量補正率RQの初期値を停止時間STが長くなるほどより小さく補正し、内燃機関1の停止状態で冷却水の循環が停止されていたときには、水温TW及び潤滑油希釈率DRに基づき求めた減量補正率RQの初期値をそのまま増量補正値Kstの補正に適用することができる。
 また、電子制御装置13は、内燃機関1の停止状態で冷却水が電動ウォータポンプ58によって循環されていたときに、水温TW及び潤滑油希釈率DRに基づき求めた減量補正率RQの初期値を一定割合で小さく補正することができる。
 電子制御装置13は、減量補正率RQの初期値をステップS103又はステップS104で設定すると、ステップS105に進み、始動時の燃料噴射制御中であるか否かを判断する。
 電子制御装置13は、内燃機関1の始動開始から機関回転速度が始動完了判定速度に達するまでの期間であるときに、始動時の燃料噴射制御中であるとして、ステップS106以降に進む。
 一方、始動時の燃料噴射制御中ではないときは、吸気系に滞留する燃料に応じて燃料噴射弁5の噴射量を減量する減量制御は不要であるので、ステップS101に戻る。
 電子制御装置13は、始動時の燃料噴射制御中であってステップS106に進むと、始動開始からの燃焼サイクルの積算数CINを計数する。
 次いで、電子制御装置13は、ステップS107で、燃焼サイクル毎に減量補正率RQを徐々に小さくするための減量率RRを燃焼サイクルの積算数CINに基づき設定する。
 図8は、減量率RRと燃焼サイクルの積算数CINとの相関の一態様を示す。
 図8において、燃焼サイクルの積算数CINが零であるとき、換言すれば、最初の燃焼サイクルであるときに、減量率RRは1.0に設定され、その後、減量率RRは、積算数CINの増大に応じて漸減され、積算数CINが設定値CINthになったときに減量率RRが零になるように、積算数CINに対する減量率RRの変化特性が設定されている。
 減量率RRが1.0であるとき、ステップS103又はステップS104で設定された減量補正率RQの初期値は、減量補正されることなく増量補正値Kstの減量補正値としてそのまま適用される。そして、減量率RRが零になると、ステップS103又はステップS104で設定された減量補正率RQの初期値は零にまで減じられて、減量補正率RQによる減量制御が終了し、増量補正値Kstによる増量補正が減じられることなく適用されることになる。
 ここで、減量率RRを零にまで減じるタイミングを規定する積算数CINの設定値CINthは、電制スロットル8と吸気バルブ19との間の吸気通路の体積分の空気が、各気筒の燃焼室に吸引されるのに要する燃焼サイクルの積算数を基準に設定される。
 つまり、内燃機関1の始動時に、電制スロットル8と吸気バルブ19との間の吸気通路に未燃燃料が滞留していたとしても、設定値CINthだけの燃焼サイクルを重ねることで、滞留燃料の略全量が各気筒の燃焼室10に吸引されることになる。
 そして、電制スロットル8と吸気バルブ19との間の吸気通路に未燃燃料が残っていなければ、増量補正値Kstによる増量補正分を減じる必要性がなくなる。
 そこで、電子制御装置13は、始動完了を待たずに、燃焼サイクルの積算数CINが設定値CINthに達したときに、吸気通路に滞留していた未燃燃料が掃気され、滞留燃料による空燃比のリッチ化を抑制するための減量補正率RQによる噴射量の減量制御を終了させる。
 なお、電制スロットル8と吸気バルブ19との間の吸気通路の体積をVol、内燃機関1の総排気量をED、気筒数をNCとしたときに、設定値CINthは、Vol≦CINth×ED/NCを満たす値として設定される。
 但し、電子制御装置13は、電制スロットル8と吸気バルブ19との間の吸気通路の体積分の空気が各気筒の燃焼室に全て吸引される前であって、減量補正率RQによる噴射量の減量制御を停止させても空燃比のリッチ化を十分に抑制できると推定される積算数CINのときに、減量補正率RQによる噴射量の減量制御を終了させることができる。
 また、電子制御装置13は、減量率RRを燃焼サイクルの積算数CINが増えるにしたがって漸減させるが、積算数CINの増加に対する減量率RRの減少速度は一定ではなく、積算数CINが増えるにしたがって減量率RRの減少速度が遅くなるようにしてある。
 係る減量率RRの減少特性は、積算数CINが増えるにしたがって電制スロットル8と吸気バルブ19との間の吸気通路に導入される新気の量が増え、滞留燃料の濃度が低下する特性に合わせたものである(図9参照)。
 但し、電子制御装置13は、積算数CINの増加に対して減量率RRを一定速度で減少させることができる。
 電子制御装置13は、積算数CINに基づき減量率RRを設定すると、ステップS108に進み、増量補正値Kstを、Kst=Kstb×(1-RQ×RR)として演算し、目標空燃比相当の基本燃料噴射量に比例する基本燃料噴射パルス幅TPを増量補正値Kstで増量補正して燃料噴射パルス幅TI(TI=TP×Kstb)を算出する。
 そして、電子制御装置13は、各気筒の噴射タイミングにおいて、燃料噴射パルス幅TIの噴射パルス信号を燃料噴射弁5に出力して、燃料噴射弁5から燃料噴射パルス幅TIに比例する量の燃料を噴射させる。
 電子制御装置13は、ステップS109で、燃焼サイクルの積算数CINが設定値CINthに達したか否かを判断する。
 そして、電子制御装置13は、燃焼サイクルの積算数CINが設定値CINthよりも小さい場合、ステップS106に戻って、減量率RRの漸減処理と、漸減させた減量率RRと減量補正率RQの初期値とに基づく増量補正値Kstの減量制御とを継続させる。
 一方、燃焼サイクルの積算数CINが設定値CINthに達すると、換言すれば、CIN=CINthになると、電子制御装置13は、減量補正率RQに基づく増量補正値Kst(燃料供給量)の減量制御を終了させる。
 但し、積算数CIN=設定値CINthのときに減量率RRが零になり、その後、減量率RRが零に維持される場合は、減量率RRが零になった時点で、実質的に減量補正率RQによる噴射量の減量制御が終了することになる。
 上記のように、電子制御装置13は、吸気通路に滞留していた未燃燃料による空燃比のリッチ化を抑制するための減量補正率RQによる噴射量の減量制御を終了させるタイミングを、吸気通路に滞留していた未燃燃料の略全量が燃焼室10に吸引されると推定されるタイミング、つまり、滞留燃料の掃気の終了タイミングに設定する(図9参照)。
 これにより、吸気通路に滞留していた未燃燃料が無くなった後も始動時減量補正制御が継続されて、過剰に燃料噴射量が減量補正されることを抑制でき、内燃機関1の始動性や始動時の排気性状が改善される。
 また、電子制御装置13は、図9に示すように、減量補正率RQによる噴射量の減量量を徐々に減らすので、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度の減少に合わせた減量を行え、減量制御の全実施期間に亘って空燃比を高い精度で制御でき、吸気通路に滞留していた未燃燃料による空燃比のリッチ化を抑制しつつ、減量補正率RQによる過剰な減量補正によって空燃比がリーン化することを抑制できる。
 また、電子制御装置13は、始動時の水温TWに基づく減量補正率RQの設定処理において、内燃機関1の停止状態で冷却水が循環されていたか否かに応じて、始動時の水温TWに基づく減量補正率RQを変更する。
 これにより、例えば、冷却水が循環されていたアイドルストップ状態から内燃機関1が再始動され、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度と相関する潤滑油温度と水温TWとに乖離が生じても、始動時の水温TWに基づき減量補正率RQを設定しつつ、過剰な減量補正によって空燃比がリーン化することを抑制できる。
 換言すれば、潤滑油の温度を検出するセンサを備えず、かつ、アイドルストップ状態などで冷却水が循環される内燃機関1において、油温の検出値に基づく減量制御と同等の空燃比制御を実施できる。
「第2実施形態」
 上記第1実施形態において、電子制御装置13は、始動時の水温TWに基づき減量補正率RQを設定するが、電子制御装置13は、水温TWに代えて、内燃機関1の潤滑油の温度である油温TOに基づき減量補正率RQを設定することができる。
 油温TOに基づく減量補正率RQの設定処理を適用する内燃機関1は、図10に示すように、内燃機関1の油温TOを検出する油温センサ71を備える。
 なお、図10に示す内燃機関1は、油温センサ71を備える点以外は図1に示した内燃機関1と同じ構成であり、かつ、同一要素には同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
 図11のフローチャートは、油温TOに基づき減量補正率RQを設定する減量制御の手順を示す。
 電子制御装置13は、ステップS201で、ステップS101と同様に、潤滑油希釈率DRを算出する。
 次いで、電子制御装置13は、ステップS202で、減量補正率RQの初期値を、内燃機関1の始動時における油温TOと、潤滑油希釈率DRとに基づいて設定する。
 ここで、電子制御装置13は、図12に示すように、始動時の油温TOが低くなっているときほど減量補正率RQの初期値をより大きくして燃料供給量をより大きく減量させ、また、潤滑油希釈率DRが高いほど減量補正率RQの初期値をより大きくして燃料供給量をより大きく減量させる。
 これは、油温TOが低くなっていてかつ潤滑油希釈率DRが高いほど、内燃機関1の停止中に吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度が高くなっていると推定できるためである。
 なお、電子制御装置13は、ステップS202における減量補正率RQの初期値の設定処理を、内燃機関1の停止中に冷却水が循環されていたか否かに関わらずに実施し、油温TO及び潤滑油希釈率DRが同じであれば、停止中に冷却水が循環されていたか否かに関わらずに減量補正率RQの初期値を同じ値に設定する。
 つまり、内燃機関1の停止中に冷却水が循環されていた場合は、始動時における水温TWと油温TOとの乖離が大きくなる一方、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度は、水温TWよりも油温TOに依存して変化するから、油温TOに基づく減量制御においては、内燃機関1の停止中に冷却水が循環されていたか否かは、減量制御の精度に大きく影響することはない。
 電子制御装置13は、ステップS202で減量補正率RQの初期値を設定すると、次いで、ステップS203に進み、ステップS105と同様に、内燃機関1の始動開始から機関回転速度が始動完了判定速度に達するまでの期間である始動時の燃料噴射制御中であるか否かを判断する。
 そして、始動時の燃料噴射制御中であれば、ステップS204以降に進む。
 なお、ステップS204-ステップS207の各処理は、ステップS106-ステップS109と同様であるので、詳細な説明は省略する。
 上記第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、吸気通路に滞留していた未燃燃料が無くなった後も始動時減量補正制御が継続されて、過剰に燃料噴射量が減量補正されることを抑制できるとともに、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度の減少に合わせて適切な減量制御を行える。
 更に、例えば、冷却水が循環されていたアイドルストップ状態から内燃機関1が再始動される場合であるか否かに関わらず、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度に応じた減量補正を実施でき、補正処理の適合が容易で、かつ、演算負荷を軽減できる。
 尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
 例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
 また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
 また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 例えば、内燃機関1の停止中に冷却水の循環が行われていたときに、水温TWに基づく減量量を停止時間STが長いほどより小さく変更する処理は、燃焼サイクルの積算数CINに基づく終了制御、及び、減量率RRによる減量補正率RQの漸減処理を実施しない減量制御にも適用できる。
 つまり、電子制御装置13は、始動時の水温TW及び停止時間STに基づき設定した減量量を、始動開始から始動完了判定までの間で一律に適用することができる。
 1…内燃機関、2a…吸気管、5…燃料噴射弁、8…電制スロットル、13…電子制御装置、19…吸気バルブ、41…ブローバイガス還流装置、51…冷却装置、58…電動ウォータポンプ

Claims (12)

  1.  ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関に適用される燃料噴射制御装置であって、
     前記内燃機関の潤滑油への未燃燃料の混入による前記潤滑油の希釈度合いを表す値である希釈率を求め、
     前記内燃機関の始動開始から燃焼サイクルの積算数が設定値に達するまでの間において、前記内燃機関への燃料供給量を前記希釈率に応じて減らす減量制御を実施する、
     内燃機関の燃料噴射制御装置。
  2.  前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記積算数の増大に応じてより小さくする、
     請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  3.  前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率及び前記内燃機関の冷却水の温度に応じて変更する、
     請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  4.  前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率及び前記内燃機関の停止期間において前記内燃機関に冷却水が循環されていたか否かに応じて変更する、
     請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  5.  前記内燃機関の停止期間において前記内燃機関に冷却水が循環されていたときに、前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率及び前記内燃機関の停止時間の長さに応じて変更する、
     請求項4記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  6.  前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率が高いほど大きくする、
     請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  7.  前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率が高いほど大きくし、かつ、前記内燃機関の冷却水の温度が低いほど大きくする、
     請求項3記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  8.  前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率が高いほど大きくし、かつ、前記内燃機関の停止期間において前記内燃機関に冷却水が循環されていたときは前記冷却水の循環が停止されていたときに比べて小さくする、
     請求項4記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  9.  前記内燃機関の停止期間において前記冷却水が循環されていたときに、前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率が高いほど大きくし、かつ、前記内燃機関の停止時間が長いほどより小さくする、
     請求項5記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  10.  前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率及び前記潤滑油の温度に応じて変更する、
     請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  11.  前記減量制御において前記燃料供給量を減らす量を、前記希釈率が高いほど大きくし、かつ、前記内燃機関の潤滑油の温度が低いほど大きくする、
     請求項10記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
  12.  ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関の燃料噴射制御方法であって、
     前記内燃機関の潤滑油への未燃燃料の混入による前記潤滑油の希釈度合いを表す値である希釈率を求め、
     前記内燃機関への燃料供給量の減量補正率の初期値を前記希釈率に基づき求め、
     前記内燃機関の始動開始からの燃焼サイクルの積算数の増大に応じて前記減量補正率を前記初期値から漸減させ、
     前記内燃機関の始動開始から前記燃焼サイクルの積算数が設定値に達するまでの間において、前記内燃機関への燃料供給量を前記減量補正率に基づき減らす、
     内燃機関の燃料噴射制御方法。
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