(57)【要約】【課題】筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】車両制御システム１は、第１燃料噴射手段と、第２燃料噴射手段と、噴き分け比率制御手段と、気化燃料導入手段と、空燃比フィードバック制御手段と、燃料噴射制御手段と、導入量制限手段とによって、ポートインジェクタ２６のみからの燃料噴射が所定期間実行された場合に筒内インジェクタ２５のクリーニングを実行し、その間の吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限することで、筒内インジェクタ２５がクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内インジェクタ２５のデポジットを適切に除去することができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射供給する第１燃料噴射手段と、前記内燃機関の吸気通路へ燃料を噴射供給する第２燃料噴射手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１燃料噴射手段が噴射供給する燃料量と前記第２燃料噴射手段が噴射供給する燃料量との噴き分け比率を制御する噴き分け比率制御手段と、前記内燃機関の燃料供給源における気化燃料を吸気通路に導入させる気化燃料導入手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて空燃比を目標空燃比へと補正する空燃比フィードバック制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、
前記噴き分け制御手段が前記第２燃料噴射手段のみに燃料を噴射させる制御を実行する時間が第１しきい値を超える場合に、前記第１燃料噴射手段に所定時間燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、
前記燃料噴射制御手段が実行される間、前記気化燃料導入手段による導入量を制限する導入量制限手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記導入量制限手段は、前記空燃比フィードバック制御手段が実行する空燃比の補正量に基づいて、前記気化燃料導入手段による導入量を制限することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に燃料を噴射することで成層燃焼を実現可能な筒内噴射用インジェクタと、吸気通路または吸気ポート内に燃料を噴射することで均質燃焼を実現可能なポート噴射用インジェクタとを備える内燃機関が広く知られている。このような内燃機関は、機関運転状態に応じて筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量とポート噴射用インジェクタからの燃料噴射量との比率を適切に制御することで、広い運転領域においてエンジンの高出力・低燃費を達成することができる。
【０００３】
筒内噴射用インジェクタは、その先端部が燃焼室内に露出しているために、常に高温の燃焼ガスに晒されている。そのため、燃焼ガスに含まれる未燃成分がデポジットとなって筒内噴射用インジェクタの噴孔部やその近傍に付着することがある。こうしたデポジットの付着が発生すると、燃料の噴霧形状が変化したり燃料噴射量が低下したりするために、燃焼性の悪化や内燃機関の失火を招くおそれがある。
特に、ポート噴射用インジェクタのみから燃料が噴射される運転領域においては、筒内噴射用インジェクタの噴孔部やその近傍へのデポジット付着がいっそう進行する。そのため、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が一定期間実行された場合に、筒内噴射用インジェクタから燃料を噴射させることで噴射力によって噴孔部に付着したデポジットを除去するクリーニング制御が広く実行されている。
【０００４】
このような内燃機関の制御手段としては、筒内燃料噴射機構の筒内付着物の付着度合いに関連する燃料の成分に対応させてポート燃料噴射機構のみによる燃料噴射の回避条件を設定し、ポート燃料噴射機構のみにより燃料が噴射されているときに回避条件が成立すると、筒内燃料噴射機構により燃料を噴射するように２種類の燃料噴射機構を制御することで、筒内燃料噴射機構へのデポジットの堆積を回避させる技術が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、筒内燃料噴射手段の噴口に堆積するデポジットの累積値をＮＯｘ濃度を考慮して算出し、算出結果に基づいて筒内燃料噴射手段の燃料噴射を制御することで、筒内燃料噴射手段に付着したデポジットを除去する技術が特許文献２に開示されている。
【０００６】
そして、筒内噴射弁を用いた燃料噴射時に、エアフロメータからの検出信号に基づき筒内噴射弁の噴射孔にデポジット付着を検出すると、噴射モードを筒内噴射からポート噴射に切り換えるとともに高温化処理を実行することで、噴射孔に付着したデポジットの焼失を促進させる技術が特許文献３に開示されている。
【０００７】
一方、内燃機関の燃料タンク内で発生する気化燃料を有効に燃焼させるために、燃料タンク内で発生した気化燃料をキャニスタ等の捕集装置に一時的に蓄え、内燃機関の運転状態に応じて捕集装置内の気化燃料をパージして吸気通路に導入させる制御が広く実行されている。
パージ処理が実行されると、インジェクタからの噴射燃料に加えて燃料タンクからの気化燃料が燃焼室に導入されるために、内燃機関の空燃比が変動する。この場合、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、浄化触媒の上流側および下流側に設けられた空燃比（以下（Ａ／Ｆ）と略記する）センサおよび酸素濃度（以下（Ｏ２）と略記する）センサの検出結果に基づいて空燃比の変動を認識し、変動した空燃比を目標空燃比に近づけるよう燃料噴射量を補正するフィードバック（以下（Ｆ／Ｂ）と略記する）制御を実行する。
【０００８】
このような内燃機関の制御手段としては、パージによって吸気系に導入される蒸発燃料の量が所定以上となったとき、Ａ／Ｆセンサの検出値に基づいて設定されるＦ／Ｂ補正係数を相対的にリッチ側に補正することで、空燃比を適切な値へと補正する技術が特許文献４に開示されている。
【０００９】
また、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関であって、内燃機関が要求する燃料量およびパージガス中の気化燃料濃度の学習値に基づいてパージ処理およびインジェクタの燃料噴射モードを選択することで、燃料を効率的に使用しエミッションの悪化を抑制する技術が特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−０９５５２５号公報
【特許文献２】特開２００６−０５７５３８号公報
【特許文献３】特開２００５−２０１１１３号公報
【特許文献４】特開２００４−０１１６１２号公報
【特許文献５】特開２００７−１９８２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御時にパージ処理制御が重複する場合、吸気通路に高濃度の気化燃料が導入されるためにＦ／Ｂ制御によって筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量が減少方向に補正される。この場合、パージ処理によって吸気通路に気化燃料が大量に導入されると、Ｆ／Ｂ制御によって筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量が大きく減少補正され、場合によっては最小燃料噴射量を下回る場合がある。すると、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御が適切に実行できないために、噴孔部に堆積したデポジットを除去できない場合がある、といった問題点がある。
しかしながら、従来技術および特許文献１〜４の技術では、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御時にパージ処理制御が重複する場合にクリーニング制御を適切に実行させるための手段が設けられていない。そのため、筒内噴射用インジェクタの噴孔部に堆積したデポジットを適切に除去できないために、燃焼性が悪化したり内燃機関が失火したりするおそれがある、といった問題点がある。
また、特許文献５の技術では、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が一定期間実行された場合であって、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御が実行される際に、パージ処理制御の実行が優先される場合がある。そのため、筒内噴射用インジェクタのクリーニング制御が適切に実行されない場合がある、といった問題点がある。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射供給する第１燃料噴射手段と、前記内燃機関の吸気通路へ燃料を噴射供給する第２燃料噴射手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１燃料噴射手段が噴射供給する燃料量と前記第２燃料噴射手段が噴射供給する燃料量との噴き分け比率を制御する噴き分け比率制御手段と、前記内燃機関の燃料供給源における気化燃料を吸気通路に導入させる気化燃料導入手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて空燃比を目標空燃比へと補正する空燃比フィードバック制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、前記噴き分け制御手段が前記第２燃料噴射手段のみに燃料を噴射させる制御を実行する時間が第１しきい値を超える場合に、前記第１燃料噴射手段に所定時間燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、前記燃料噴射制御手段が実行される間、前記気化燃料導入手段による導入量を制限する導入量制限手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
特に、本発明の内燃機関の制御装置は、前記導入量制限手段が、前記空燃比フィードバック制御手段が実行する空燃比の補正量に基づいて、前記気化燃料導入手段による導入量を制限することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定期間実行された場合に筒内噴射用インジェクタに所定時間燃料を噴射させる燃料噴射制御を実行し、その間の吸気通路への気化燃料の導入量を制限することができる。よって、筒内噴射用インジェクタがクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例の車両制御システムの概略構成を示した構成図である。
【図２】燃焼室近傍の概略構成を示した構成図である。
【図３】筒内インジェクタのクリーニング制御の例を示している。
【図４】実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【図５】実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の内燃機関の制御装置を組み込んだ車両制御システム１の概略構成を示した構成図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００１９】
図１に示す車両制御システム１は、動力源であるエンジン１００を備えており、エンジン１００の運転動作を総括的に制御するエンジンＥＣＵ１０を備えている。また、車両制御システム１は、燃焼室１１ａおよび吸気ポート１３にそれぞれ筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６を備えている。そして、車両制御システム１は、燃焼タンクからの気化燃料を吸気通路へ導入させるベーパ通路４１、キャニスタ４２、パージ通路４３、およびパージ通路４３を通過する気化燃料の流量を制御するパージ制御バルブ４４を備えている。
【００２０】
エンジン１００は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室１１ａを構成するピストン１１を備えている。各燃焼室のピストン１１はそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフト１２の軸に連結されており、ピストン１１の往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフト１２の回転へと変換される。ピストン１１は、その頂面に凹状のキャビティが形成されている。筒内インジェクタ２５が噴射する燃料は、ピストン１１のキャビティ内へ進入し、キャビティの形状に沿って点火プラグ２７近傍へと導かれる（図２参照）。
【００２１】
クランクシャフト１２の軸の近傍には、クランク角センサ３１が設けられている。クランク角センサ３１は、クランクシャフト１２軸の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、運転時のエンジン回転数や回転角速度など、クランク角に関する情報を取得する。
【００２２】
各気筒の燃焼室１１ａには、それぞれ燃焼室１１ａと連通する吸気ポート１３と、吸気ポート１３に連結し、吸入空気を吸気ポート１３から燃焼室１１ａへと導く吸気通路１４とが接続されている。更に、燃焼室１１ａの各気筒には、それぞれ燃焼室１１ａと連通する排気ポート１５と、燃焼室１１ａで発生した排気ガスをエンジン外へと導く排気通路１６が接続されている。また、各気筒に接続された排気通路１６は、下流側で合流して一本の合流排気通路１７となる。
【００２３】
各気筒の燃焼室１１ａの吸気通路、排気通路に対応して複数の吸気弁、排気弁が設けられている。図１には吸気通路、排気通路と吸気弁、排気弁をそれぞれ１つずつ示している。燃焼室１１ａの各吸気ポート１３には、それぞれ吸気弁１８が配置されており、吸気弁１８を開閉駆動させるための吸気カムシャフト２０が配置されている。更に、燃焼室１１ａの各排気ポート１５には、それぞれ排気弁１９が配置されており、排気弁１９を開閉駆動させるための排気カムシャフト２１が配置されている。
【００２４】
吸気弁１８および排気弁１９はクランクシャフト１２の回転が連結機構（例えばタイミングベルト、タイミングチェーンなど）により伝達された吸気カムシャフト２０および排気カムシャフト２１の回転により開閉され、吸気ポート１３および排気ポート１５と燃焼室１１ａとを連通・遮断する。なお、吸気弁１８、および排気弁１９の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２５】
吸気カムシャフト２０は可変動弁機構（以下、ＶＶＴ機構という）である電動ＶＶＴ機構２２を有している。この電動ＶＶＴ機構２２はエンジンＥＣＵ１０の指示により電動モータで吸気カムシャフト２０を回転させる。それにより吸気カムシャフト２０のクランクシャフト１２に対する回転位相が変更されることから、吸気弁１８のバルブタイミングが変更される。この場合、吸気カムシャフト２０の回転位相は、吸気カム角センサ３２にて検出され、エンジンＥＣＵ１０へと出力される。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、吸気カムシャフト２０の位相を取得することができるとともに、吸気弁１８の位相を取得することができる。また、吸気カムシャフト２０の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２６】
排気カムシャフト２１は油圧ＶＶＴ機構２３を有している。この油圧ＶＶＴ機構２３はエンジンＥＣＵ１０の指示によりオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）で排気カムシャフト２１を回転させる。それにより排気カムシャフト２１のクランクシャフト１２に対する回転位相が変更されることから、排気弁１９のバルブタイミングが変更される。この場合、排気カムシャフト２１の回転位相は、排気カム角センサ３３にて検出され、エンジンＥＣＵ１０へと出力される。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、排気カムシャフト２１の位相を取得することができるとともに、排気弁１９の位相を取得することができる。また、排気カムシャフト２１の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２７】
エンジン１００の吸気通路１４にはエアフロメータ３４、スロットルバルブ２４およびスロットルポジションセンサ３５が設置されている。エアフロメータ３４およびスロットルポジションセンサ３５は、それぞれ吸気通路１４を通過する吸入空気量、およびスロットルバルブ２４の開度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて吸気ポート１３および燃焼室１１ａへ導入される吸入空気量を認識し、スロットルバルブ２４の開度を調整することでエンジン１００の運転に必要な吸入空気量を燃焼室１１ａへ取り込むことができる。
スロットルバルブ２４は、ステップモータを用いたスロットルバイワイヤ方式を適用することが好ましいが、例えばステップモータの代わりにワイヤなどを介してアクセルペダル（図示しない）と連動し、スロットルバルブ２４の開度が変更されるような機械式スロットル機構を適用することもできる。
【００２８】
燃焼室１１ａおよび吸気ポート１３には、筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６が装着されている。燃料ポンプ（図示しない）より燃料配管を通じて供給された高圧燃料は、エンジンＥＣＵ１０の指示により筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６にてエンジン気筒内の燃焼室１１ａ、吸気ポート１３に噴射供給される。エンジンＥＣＵ１０は、エアフロメータ３４およびスロットルポジションセンサ３５からの吸入空気量、および吸気カム角センサ３２からのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定し筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６に信号を送る。筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて燃焼室１１ａ、吸気ポート１３へ燃料を高圧噴射する。筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６のリーク燃料は、リリーフ配管を通じて燃料タンク（図示しない）へと戻される。この場合、燃料ポンプと筒内インジェクタ２５との間に蓄圧室を設けることで、筒内インジェクタ２５へ高圧の燃料を供給する構成としてもよい。また、燃料ポンプと筒内インジェクタ２５との間に高圧燃料ポンプを設けることで、筒内インジェクタ２５へ供給する燃料の圧力を高圧化させてもよい。更に、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサを任意の位置に設けてもよい。
【００２９】
筒内インジェクタ２５は、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、エンジン１００の圧縮行程の所定タイミングに燃料を燃焼室１１ａへ噴射する。高圧噴射された燃料は霧化してピストン１１のキャビティ内へ進入し、キャビティの形状に沿って点火プラグ２７近傍へと導かれる。そして、飛行中に吸気弁１８の開弁時に供給された吸入空気と混合され、点火タイミングにおいて点火プラグ２７近傍だけにエンジン１００の燃焼に適した混合ガスが形成されることで、燃焼室全体としては希薄な混合気の燃焼、いわゆる成層燃焼を実現させる（図２参照）。この場合、筒内インジェクタ２５は、高圧噴射する燃料の一部が点火プラグ２７に直接到達することにより成層燃焼を実現できるような位置に装着されてもよい。
なお、筒内インジェクタ２５は、本発明の第１燃料噴射手段に相当する。
【００３０】
ポートインジェクタ２６は、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、エンジン１００の吸気行程の所定タイミングに燃料を吸気ポート１３へ噴射する。高圧噴射された燃料は霧化して吸入空気と混合され、エンジン１００の燃焼に適した混合ガスとなる。そして、混合ガスを吸気弁１８の開弁時に燃焼室１１ａへ供給することで、燃焼室全体を同程度の空燃比として燃焼させる、いわゆる均質燃焼を実現させる（図２参照）。この場合、ポートインジェクタ２６を設けずに、筒内インジェクタ２５のみで燃料を噴射供給することで、成層燃焼および均質燃焼を実現してもよい。
なお、ポートインジェクタ２６は、本発明の第２燃料噴射手段に相当する。
【００３１】
各気筒の燃焼室１１ａはそれぞれ点火プラグ２７を備えており、点火プラグ２７の点火タイミングはイグナイタ２８によって調整される。吸気ポート１３から流入された吸入空気および混合ガスは気筒内で筒内インジェクタ２５から噴射された燃料と混合し、ピストン１１の上昇運動により燃焼室１１ａ内で圧縮される。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１からのピストン１１の位置、および吸気カム角センサ３２からのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタ２８に信号を送る。イグナイタ２８はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリからの電力を点火プラグ２７に通電する。点火プラグ２７はバッテリからの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室１１ａ内を膨張させピストン１１を下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフト１２の軸回転に変更されることにより、エンジン１００は動力を得る。
【００３２】
燃焼後の排気ガスは、排気弁１９が開いた際に排気ポート１５、排気通路１６を通って合流排気通路１７で合流し、浄化触媒２９を通過してエンジン１００の外部へと排出される。浄化触媒２９は、エンジン１００の排ガスを浄化するために用いられるもので、例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元型触媒などが適用される。浄化触媒２９は、エンジン１００の排気量、使用地域等の違いによって複数個組み合わせて用いられる場合もある。
合流排気通路１７には排気温センサ３６、Ａ／Ｆセンサ３７、Ｏ２センサ３８が設けられており、燃焼室１１ａから排出される排気ガスの温度、空燃比を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。また、浄化触媒２９には触媒温度センサ４０が設けられており、浄化触媒２９の温度を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。
【００３３】
ベーパ通路４１は、図示しない燃料タンクとキャニスタ４２とを連通させることで、燃料タンク内の気化燃料をキャニスタ４２へ導入させる。キャニスタ４２は、活性炭等の吸着物質からなり、燃料タンクから発生する気化燃料をトラップする構成となっている。
パージ通路４３は、キャニスタ４２とスロットルバルブ２４下流の吸気通路１４とを連通させることで、キャニスタ４２に蓄えられた気化燃料を吸気通路１４へ導入させる。この場合、パージ通路４３は、キャニスタ４２とスロットルバルブ２４上流の吸気通路１４とを連通させてもよい。
パージ通路４３にはパージ制御バルブ４４が設けられている。パージ制御バルブ４４は、アクチュエータ等により調節可能なバタフライ式、ソレノイド式等の既知の調節バルブを適用することができる。パージ制御バルブ４４は、エンジンＥＣＵ１０の指示に従って、パージ通路４３内を吸気通路１４へと流れる気化燃料ガスの流量を所望する量に調節する。パージ制御バルブ４４が開弁されると、キャニスタ４２に負圧が導かれ、キャニスタ４２にトラップされた気化燃料は図示しない大気導入口から導入される大気と共にパージガスとして吸気通路１４へ導入される。
なお、ベーパ通路４１、キャニスタ４２、パージ通路４３は、本発明の気化燃料導入手段に相当する。また、パージ制御バルブ４４は、本発明の導入量制限手段に相当する。
【００３４】
エンジンＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１、吸気カム角センサ３２、エアフロメータ３４、スロットルポジションセンサ３５、排気温センサ３６、水温センサ３９等の検出結果を読み込み、スロットルバルブ２４の動作、吸気弁１８、排気弁１９の動作、筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６の動作、点火プラグ２７の点火時期など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御する。
また、エンジンＥＣＵ１０は、キャニスタ４２にトラップされた気化燃料が所定量を超えた場合にパージ処理を実行させる。エンジンＥＣＵ１０は、キャニスタ４２にトラップされた気化燃料量およびエンジン１００の運転状態に基づいて、パージ制御バルブ４４の開度を所望量に制御し、キャニスタ４２にトラップされた気化燃料をパージして吸気通路１４へ導入させる。ここで、トラップされた気化燃料の所定量は、キャニスタ４２の最大トラップ量未満の任意のトラップ量を適用することができる。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、燃料タンク内圧力や外気温、燃料タンク内部温度等からキャニスタ４２にトラップされた気化燃料量を認識してもよいし、その他手段にてキャニスタ４２にトラップされた気化燃料量を認識してもよい。
【００３５】
そして、エンジンＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて燃焼室１１ａの燃焼情報を取得し、最適な燃焼状態となるように気筒内への燃料噴射量を調整するＦ／Ｂ制御を実行する。この制御を実行することにより、エンジン１００の運転に適した空燃比となるよう燃料噴射量を補正することができることから、パージ処理を実行する場合でも適切な空燃比を維持することができる。
【００３６】
更に、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の運転状態に基づいて筒内インジェクタ２５が噴射供給する燃料量とポートインジェクタ２６が噴射供給する燃料量との噴き分け比率を制御する。ここで、エンジンＥＣＵ１０は、ポートインジェクタ２６のみから燃料を噴射する制御が所定時間継続された場合に、筒内インジェクタ２５に燃料を噴射させる燃料噴射制御を実行しつつ、その間の吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限する（図３参照）。
【００３７】
エンジンＥＣＵ１０は、所定のポート噴射条件（例えばアイドル運転開始条件）が成立すると、ポートインジェクタ２６のみに燃料噴射を指示してポート噴射を実行させる。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、ポートインジェクタ２６のみ燃料を噴射させる制御を継続実行する時間が第１しきい値を超えるか否かを判断する制御を実行する。ここで、第１しきい値とは、筒内インジェクタ２５の噴孔にデポジットが付着すると考えられる任意のポートインジェクタ２６のみによる噴射時間を適用することができ、例えば１０〜２０［ｍｉｎ］とすることができる。この場合、ポートインジェクタ２６のみに燃料を噴射させる制御を継続実行する時間のみならず、実行時間を累積したものに基づいて判断してもよい。エンジンＥＣＵ１０は、制御を継続実行する時間が第１しきい値を超えると判断した場合に、筒内インジェクタ２５に燃料噴射を指示し、筒内インジェクタ２５をクリーニングする燃料噴射制御を実行する。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、付着したデポジットが充分に除去できる噴射力にて筒内インジェクタ２５に燃料を噴射させる。その際、ポートインジェクタ２６に噴射停止を指示して筒内インジェクタ２５にのみ燃料を噴射させてもよいし、筒内インジェクタ２５とポートインジェクタ２６との燃料噴射を併用させてもよい。
【００３８】
エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５のクリーニングを実行する間、吸気通路１４への気化燃料の導入量を低減させる制御を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて、筒内インジェクタ２５のクリーニングのための燃料噴射制御が充分に実行できる気化燃料の導入量を算出する。そして、エンジンＥＣＵ１０は、現在の吸気通路１４への気化燃料の導入量が算出した導入量を超えると判断する場合に、導入量の算出結果に基づいてパージ制御バルブ４４の開度を制御して、吸気通路１４への気化燃料の導入量を調節する。この場合、例えばパージ率が５［％］以下の場合には、筒内インジェクタ２５のクリーニングのための燃料噴射制御が充分に実行できる気化燃料の導入量であると判断することができる。
【００３９】
エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５のクリーニングが充分に完了したか否かを判断し、完了したと判断した場合に筒内インジェクタ２５からの燃料噴射を停止させつつ、吸気通路１４への気化燃料の導入量の制限を解除する。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、例えば筒内インジェクタ２５が実行した燃料噴射の時間に基づいてクリーニングの完了を判断することができるが、その他パラメータによってクリーニングの完了を判断してもよい。
【００４０】
この制御を実行することにより、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定時間実行された場合に筒内噴射用インジェクタのクリーニングを実行し、その間の吸気通路への気化燃料の導入量を制限することができる。よって、筒内噴射用インジェクタがクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる。
なお、エンジンＥＣＵ１０は、本発明の噴き分け比率制御手段、空燃比フィードバック制御手段、燃料噴射制御手段、導入量制限手段に相当する。
【００４１】
つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム１の動作を説明する。図４はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム１は、第１燃料噴射手段と、第２燃料噴射手段と、噴き分け比率制御手段と、気化燃料導入手段と、空燃比フィードバック制御手段と、燃料噴射制御手段と、導入量制限手段とを備えることで、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定時間実行された場合に筒内噴射量インジェクタのクリーニングを実行し、その間の吸気通路への気化燃料の導入量を制限する制御を実行する。
【００４２】
エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１で、エンジン１００のアイドル運転開始条件が成立しているか否かを判断する。ここで、アイドル運転条件は、運転者のアクセル操作、エンジン回転数、エンジン冷却水温、浄化触媒２９温度等から判断することができる。アイドル運転開始条件が成立していない場合（ステップＳ１／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。アイドル運転開始条件が成立している場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ２へ進む。
【００４３】
ステップＳ２で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に噴射停止を指示し、ポートインジェクタ２６のみからの燃料噴射によってエンジン１００のアイドル運転を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を終えると、次のステップＳ３へ進む。
【００４４】
ステップＳ３で、エンジンＥＣＵ１０は、ポートインジェクタ２６のみからの燃料噴射の実行時間が第１しきい値を超えるか否かを判断する。ここで、第１しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。ポートインジェクタ２６のみからの燃料噴射の実行時間が第１しきい値を超えない場合（ステップＳ３／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５のクリーニングが必要でないと判断し、制御の処理を終了する。ポートインジェクタ２６のみからの燃料噴射の実行時間が第１しきい値を超える場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５のクリーニングが必要であると判断し、次のステップＳ４へ進む。
【００４５】
ステップＳ４で、エンジンＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて、筒内インジェクタ２５をクリーニングするための燃料噴射が充分に実行できる気化燃料の導入量を算出する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、現在の吸気通路１４への気化燃料の導入量が算出した導入量を超えるか否かを判断する。現在の吸気通路１４への気化燃料の導入量が算出した導入量を超えない場合（ステップＳ４／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は、吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限する必要がないと判断し、制御の処理を終了する。現在の吸気通路１４への気化燃料の導入量が算出した導入量を超える場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は、吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限する必要があると判断し、次のステップＳ５へ進む。
【００４６】
ステップＳ５で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ４で算出した算出結果に基づいてパージ制御バルブ４４の開度を制御し、吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えると、次のステップＳ６へ進む。
【００４７】
ステップＳ６で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に燃料噴射を指令して、筒内インジェクタ２５に付着するデポジットを除去する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を終えると、次のステップＳ７へ進む。
【００４８】
ステップＳ７で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５の燃料噴射時間が所定時間を超えるか否かを判断する。ここで、所定時間とは、筒内インジェクタ２５に付着するデポジットを充分に除去できる噴射時間を適用することができ、例えば、５〜１０［ｍｉｎ］とすることができる。筒内インジェクタ２５の燃料噴射時間が所定時間を超えない場合（ステップＳ７／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に付着するデポジットが充分に除去されていないと判断し、ステップＳ６に戻り、筒内インジェクタ２５の燃料噴射時間が所定時間を超えるまで上記の処理を繰り返す。筒内インジェクタ２５の燃料噴射時間が所定時間を超える場合（ステップＳ７／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に付着するデポジットが充分に除去されたと判断し、次のステップＳ８へ進む。
【００４９】
ステップＳ８で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５からの燃料噴射を停止させ、かつ吸気通路１４への気化燃料の導入量の制限を解除する。
この制御を実行することにより、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定時間実行された場合に実行する筒内噴射用インジェクタのクリーニングの際に、筒内噴射用インジェクタの噴射量がＦ／Ｂ制御によって低減補正されることを抑制することができる。よって、筒内噴射用インジェクタがクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる。
エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ８の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００５０】
以上のように、本実施例の車両制御システム１は、第１燃料噴射手段と、第２燃料噴射手段と、噴き分け比率制御手段と、気化燃料導入手段と、空燃比フィードバック制御手段と、燃料噴射制御手段と、導入量制限手段とによって、ポート噴射用インジェクタのみからの燃料噴射が所定期間実行された場合に筒内噴射量インジェクタのクリーニングを実行し、その間の吸気通路への気化燃料の導入量を制限することで、筒内噴射用インジェクタがクリーニングのための燃料噴射を適切に実行できることから、筒内噴射用インジェクタおよびポート噴射用インジェクタを備える内燃機関において、筒内噴射用インジェクタのデポジットを適切に除去することができる。
【実施例２】
【００５１】
つづいて、本発明の実施例２について説明する。本実施例の車両制御システム２は、導入量制限手段がフィードバック制御手段の実行する空燃比の補正量に基づいて気化燃料導入手段による導入量を制限する点で車両制御システム１と相違している。
【００５２】
本実施例の車両制御システム２は、実施例１と同様に車両内部にエンジンＥＣＵ１０を備えている。また、車両制御システム２は、パージ通路４３にパージ制御バルブ４４を備えている。このエンジンＥＣＵ１０およびパージ制御バルブ４４が、Ｆ／Ｂ制御の実行する空燃比の補正量に基づいて、吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限する制御を実行する。
【００５３】
エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５のクリーニングを実行する際に、Ａ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて実行されるＦ／Ｂ制御による空燃比の補正量が、第２しきい値未満であるか否かを判断する制御を実行する。ここで、第２しきい値とは、内燃機関の空燃比がリーン側にあるために、燃料噴射量を増加させて空燃比をリッチ側へ補正している状態を適用することができ、例えば０〜３［％］とすることができる。エンジンＥＣＵ１０は、Ｆ／Ｂ制御による空燃比の補正量が第２しきい値以上であると判断した場合は、筒内インジェクタ２５のクリーニング実行中に吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限しないようにすることができる。一方、エンジンＥＣＵ１０は、Ｆ／Ｂ制御による空燃比の補正量が第２しきい値未満であると判断した場合に、筒内インジェクタ２５のクリーニング実行中に吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限する制御を実行する。
【００５４】
この制御を実行することにより、Ｆ／Ｂ制御による空燃比の補正量が第２しきい値未満のときのみ、すなわちＦ／Ｂ制御によって空燃比がリーン側に補正されている場合のみ吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限することができることから、気化燃料の導入量を極力制限しないようにすることができる。
【００５５】
つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム２の動作を説明する。図５はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。なお、車両制御システム２のエンジンＥＣＵ１０は、実施例１の車両制御システム１のステップＳ１からステップＳ３およびステップＳ４からステップＳ８の処理の間に、以下のステップＳ９の制御を行う。よってステップＳ１からステップＳ３およびステップＳ４からステップＳ８の制御は実施例１の車両制御システム１と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施例の車両制御システム２は、導入量制限手段がフィードバック制御手段の実行する空燃比の補正量に基づいて気化燃料導入手段による導入量を制限する制御を実行する。
【００５６】
ステップＳ３の判断がＹＥＳである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ９へ進む。ステップＳ９で、エンジンＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて実行されるＦ／Ｂ制御による空燃比の補正量が第２しきい値未満であるか否かを判断する。ここで、第２しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。Ｆ／Ｂ制御による空燃比の補正量が第２しきい値未満でない場合（ステップＳ９／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は、吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限する必要がないと判断し、制御の処理を終了する。Ｆ／Ｂ制御による空燃比の補正量が第２しきい値未満である場合（ステップＳ９／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は、吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限する必要があると判断し、次のステップＳ４以降の処理を実行する。
【００５７】
この制御を実行することにより、Ｆ／Ｂ制御による空燃比の補正量が第２しきい値未満のとき、すなわちＦ／Ｂ制御によって空燃比がリーン側に補正されている場合は、筒内インジェクタ２５のクリーニング実行中に吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限することができる。一方、Ｆ／Ｂ制御による空燃比の補正量が第２しきい値以上の場合には、筒内インジェクタ２５のクリーニング実行中に吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限しないようにすることができる。よって、気化燃料の導入量を極力制限しないようにすることができる。
【００５８】
以上のように、本実施例の車両制御システム２は、導入量制限手段がフィードバック制御手段の実行する空燃比の補正量に基づいて気化燃料導入手段による導入量を制限することにより、Ｆ／Ｂ制御によって空燃比がリーン側に補正されている場合のみ、吸気通路１４への気化燃料の導入量を制限することができる。よって、筒内インジェクタのクリーニング実行中に気化燃料の導入量を極力制限しないようにすることができる。
【００５９】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６０】
例えば、筒内インジェクタからの燃料噴射と吸気通路への気化燃料の導入とを交互に繰り返す制御を実行することで、筒内インジェクタのクリーニングとパージ処理制御とを両立させたり、吸気通路への気化燃料の導入量を極力制限しないようにすることもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１  車両制御システム
１０  エンジンＥＣＵ（噴き分け比率制御手段，空燃比フィードバック制御手段，燃料噴射制御手段，導入量制限手段）
１１  ピストン
１１ａ  燃焼室
１２  クランクシャフト
１３  吸気ポート
１４  吸気通路
１５  排気ポート
１６  排気通路
１７  合流排気通路
１８  吸気弁
１９  排気弁
２０  吸気カムシャフト
２１  排気カムシャフト
２２  電動ＶＶＴ機構
２３  油圧ＶＶＴ機構
２４  スロットルバルブ
２５  筒内インジェクタ（第１燃料噴射手段）
２６  ポートインジェクタ（第２燃料噴射手段）
２７  点火プラグ
２８  イグナイタ
２９  浄化触媒
３１  クランク角センサ
３２  吸気カム角センサ
３３  排気カム角センサ
３４  エアフロメータ
３５  スロットルポジションセンサ
３６  排気温センサ
３７  Ａ／Ｆセンサ
３８  Ｏ２センサ
３９  水温センサ
４０  触媒温度センサ
４１  ベーパ通路（気化燃料導入手段）
４２  キャニスタ（気化燃料導入手段）
４３  パージ通路（気化燃料導入手段）
４４  パージ制御バルブ（導入量制限手段）
１００  エンジン
【図１】
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【図２】
2010203326.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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