(57)【要約】  内燃エンジンは吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備える。コントローラは内燃エンジンの運転条件に基づきポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させる。さらに、内燃エンジンの減速時に直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させることで、直噴インジェクタの燃料圧力を速やかに低下させる。
2016203634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備えた内燃エンジンの燃料噴射制御装置において：
内燃エンジンの運転条件を検出するセンサと；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ：
運転条件に基づき
ポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させ；
内燃エンジンの減速時に直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させる、と
を備える、燃料噴射制御装置。
【請求項２】
コントローラは、内燃エンジンの減速時にポート噴射インジェクタの噴射を停止し、直噴インジェクタのみで噴射させるようにさらにプログラムされる、請求項１の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量が直噴インジェクタの最大噴射量以下の場合に直噴インジェクタの噴射量を増加させるようにさらにプログラムされる、請求項１または２の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量が直噴インジェクタの最大噴射量を上回る場合には、直噴インジェクタの噴射量を直噴インジェクタの最大噴射量に設定し、要求される噴射量の残りをポート噴射インジェクタの噴射量に設定するようにさらにプログラムされる、請求項１から３いずれかの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量がポート噴射インジェクタの最小噴射量と直噴インジェクタの最大噴射量との合計以下の場合には、ポート噴射インジェクタの噴射量をポート噴射インジェクタの最小噴射量に設定し、要求される噴射量の残りを直噴インジェクタの噴射量に設定するようにさらにプログラムされる、請求項４の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
内燃エンジンは燃料タンク内の蒸発燃料を吸気に合流させるパージバルブを備え、コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量が直噴インジェクタの最小噴射量を下回る場合には、パージバルブを閉鎖するようにさらにプログラムされる、請求項１から５のいずれかの燃料噴射制御装置。
【請求項７】
内燃エンジンは圧縮比を変化させる圧縮比可変機構を備え、コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量が直噴インジェクタの最小噴射量を下回る場合には、圧縮比可変機構を介して圧縮比を低下させるようにさらにプログラムされる、請求項１から６のいずれかの燃料噴射制御装置。
【請求項８】
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備えた内燃エンジンの燃料噴射制御装置において：
内燃エンジンの運転条件を検出する手段と；
運転条件に基づきポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させる手段と；
内燃エンジンの減速時に、直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させる手段と、
を備える、燃料噴射制御装置。
【請求項９】
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備えた内燃エンジンの燃料噴射制御方法において：
内燃エンジンの運転条件を検出し；
運転条件に基づきポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させ；
内燃エンジンの減速時に、直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させる、
燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼室に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタとを備えた内燃エンジンの減速時の燃料噴射制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンの燃料噴射にはいくつかの方式がある。そのうちの一つは、燃焼室に直噴インジェクタが燃料を直接噴射するガソリン直接噴射（ＧＤＩ）である。また、多気筒エンジンの各吸気ポートに設けたポート噴射インジェクタが吸気ポート内の吸気に向けて燃料を噴射するマルチポイント噴射（ＭＰＩ）もその一つである。【０００３】
日本国特許庁が２０１３年に発行した、ＪＰ２０１３-０３６４４７Ａは、直噴インジェクタとポート噴射インジェクタをともに備えた車両用の内燃エンジンの燃料噴射制御を提案している。具体的には、内燃エンジンの低負荷運転領域（第１実行領域）では、ポート噴射インジェクタのみによる燃料噴射が実行され、第１実行領域より高負荷側の運転領域（第２実行領域）では直噴インジェクタによる燃料噴射が実行される。詳しくは、第２実行領域において機関負荷が比較的小さい低負荷領域では、ポート噴射インジェクタからの燃料噴射および直噴インジェクタからの燃料噴射の双方が実行され、機関負荷が高い高負荷領域では、直噴インジェクタからの燃料噴射のみが実行される。
【発明の概要】
【０００４】
この従来技術によれば、内燃エンジンの第２実行領域からの減速時に、機関負荷が第１実行領域に到達するまでは直噴インジェクタとポート噴射インジェクタの双方で燃料噴射が行なわれる。一般的に、高負荷ほど直噴インジェクタの燃料圧力を高くしているので、減速時に直噴インジェクタだけでなくポート噴射インジェクタから燃料噴射していると、直噴インジェクタの燃料圧力は高い状態が維持されてしまう。
【０００５】
燃料圧力が高い状態で加速に切り替わった場合に、直噴インジェクタで少量の噴射量制御を行なうことは難しい。そのため、この従来技術の制御を採用した場合には、エンジン負荷の増大に伴って、直噴インジェクタによる燃料噴射を再開する際の燃料噴射量も必然的に大きくならざるを得ない。
【０００６】
この発明の目的は、したがって、減速状態において直噴インジェクタの燃料圧力を速やかに低下させることである。
【０００７】
以上の目的を達成するために、この発明は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備えた内燃エンジンの燃料噴射制御装置を提供する。燃料噴射制御装置は内燃エンジンの運転条件を検出するセンサとプログラマブルコントローラとを備える。コントローラは運転条件に基づきポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させるようにプログラムされる。コントローラはさらに内燃エンジンの減速時に直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させるようにプログラムされる。
【０００８】
この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＦＩＧ．１はこの発明の実施形態による燃料噴射制御装置の概略構成図である。
【図２】ＦＩＧ．２はこの発明の実施形態によるエンジンコントローラが実行する内燃エンジンの減速時燃料噴射制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【図３】ＦＩＧ．３は減速時燃料噴射制御ルーチンの中で実行される、パージバルブ閉鎖及び圧縮比低下サブルーチンを説明するフローチャートである。
【図４】ＦＩＧ．４はエンジンコントローラが格納するガソリン直接噴射（ＧＤＩ）とマルチポイント噴射（ＭＰＩ）の使用領域に関するマップの内容を示すダイアグラムである。
【図５】ＦＩＧＳ．５Ａ-５Ｆはエンジンコントローラが減速時燃料噴射制御ルーチンを実行した場合の実行結果を説明するタイミングチャートである。
【図６】ＦＩＧＳ．６Ａ-６Ｆはエンジンコントローラが減速時燃料噴射制御ルーチンを実行した場合の別の実行結果を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面のＦＩＧ．１を参照すると、自動車用の内燃エンジン１は複リンク式ピストンクランク機構を利用した圧縮比可変機構２を備える４−ストロークサイクルのターボチャージャ付き多気筒火花点火内燃エンジンで構成される。
【００１１】
内燃エンジン１は燃焼室３に臨んで吸気弁４、排気弁５、直噴インジェクタ８、及び点火プラグ６を備える。吸気弁４は図示しない可変機構によりその開閉時期が変化できるよう構成されている。
【００１２】
直噴インジェクタ８は主燃料噴射弁として各燃焼室３に臨んで設けられ、燃焼室３内に燃料を直接噴射する。
【００１３】
各燃焼室３には吸気弁４を介して吸気ポード７が、排気弁５を介して排気ポート１１がそれぞれ接続される。吸気ポート７には、副燃料噴射弁としてポート噴射インジェクタ９が設けられる。
【００１４】
直噴インジェクタ８およびポート噴射インジェクタ９は、エンジンコントローラ４１が出力するパルス幅信号に応じて開弁する電磁式ないし圧電式の噴射弁で構成され、パルス幅信号のパルス幅に比例した量の燃料を噴射する。
【００１５】
吸気ポート７には吸気マニホールドを介して吸気コレクタ１８ａと吸気通路１８が接続される。吸気コレクタ１８ａの上流の吸気通路１８には、エンジンコントローラ４１からの制御信号によって開度が制御される電子制御式のスロットル１９が設けられる。スロットル１９の上流の吸気通路１８にはターボ過給器のコンプレッサ２０が設けられる。さらに、コンプレッサ２０の上流の吸気通路１８に吸入空気量を検出するエアフロメータ１０が配置される。
【００１６】
吸気コレクタ１８ａには燃料タンク内の蒸発燃料を吸気に合流させるパージバルブ５０が接続される。
【００１７】
排気ポート１１には排気マニホールドと排気コレクタを介して排気通路１２が接続される。排気通路１２には三元触媒からなる触媒コンバータ１３と図示しないタービンが介装される。
【００１８】
エンジンコントローラ４１は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ  インタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラを複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
【００１９】
エンジンコントローラ４１には、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ４２、車両のドライバが操作するアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量センサ４４、内燃エンジン１のアイドル運転を検出するアイドルスイッチ４６を含む各種のセンサがそれぞれ信号回路で接続される。エンジンコントローラ４１は、これらの検出信号に基づき、直噴インジェクタ８と噴射インジェクタ９の燃料噴射量および噴射タイミングを制御する。エンジンコントローラ４１はこの他に、点火プラグ６の点火タイミング、スロットル１９の開度、圧縮比可変機構２を介した内燃エンジン１の圧縮比、及びパージバルブ５０の開閉を制御する。
【００２０】
圧縮比可変機構２は、公知の複リンク式ピストンクランク機構で構成される。具体的には、圧縮比可変機構２は、ロアリンク２２とアッパリンク２５とコントロールリンク２７とを備える。ロアリンク２２はクランクシャフト２１のクランクピン２１ａに回転自在に支持され。アッパリンク２５はロアリンク２２の一端に係合するアッパピン２３とピストン２４のピストンピン２４ａとを連結する。コントロールリンク２７はロアリンク２２の他端に係合するコントロールピン２６に一端を連結し、他端をコントロールシャフト２８に揺動可能に支持される。クランクシャフト２１とコントロールシャフト２８は、シリンダブロック２９の下部のクランクケース内に軸受構造を介して回転自在に支持される。コントロールシャフト２８は偏心軸２８ａを有する。コントロールリンク２７の端部は、偏心軸２８ａに回転可能に嵌合する。圧縮比可変機構２は、コントロールシャフト２８の回動に伴ってピストン２４の上死点位置が上下に変位することで、内燃エンジン１の圧縮比を変化させる。
【００２１】
圧縮比可変機構２を駆動するために、クランクシャフト２１と平行な回転軸を有する電動モータ３１がシリンダブロック２９下部に配置される。電動モータ３１には減速ギヤ３２が接続される。減速ギヤ３２の出力軸３２ａは電動モータ３１の出力軸と同軸上に配置される。減速ギヤ３２の出力軸３２ａとコントロールシャフト２８は互いに平行をなす。両者が連動して回動するよう、出力軸３２ａに固定された第１アーム３３とコントロールシャフト２８に固定された第２アーム３４とを中間リンク３５が連結する。
【００２２】
電動モータ３１の回転は減速ギヤ３２に減速された後、減速ギヤ出力軸３２ａに出力される。減速ギヤ出力軸３２ａの回転変位は第１アーム３３から中間リンク３５を介して第２アーム３４へ伝達され、コントロールシャフト２８を回転変位させる。これにより、内燃エンジン１の圧縮比が変化する。
【００２３】
圧縮比可変機構２の目標圧縮比は、エンジンコントローラ４１において、エンジン負荷とエンジン回転速度に代表されるエンジン運転条件に基づき設定される。エンジンコントローラ４１は目標圧縮比が実現されるように電動モータ３１の駆動を制御する。
【００２４】
この内燃エンジン１においては、直噴インジェクタ８のガソリン直接噴射（ＧＤＩ）と、ポート噴射インジェクタ９によるマルチポイント噴射（ＭＰＩ）とが行なわれる。いずれも気筒毎に行なわれる燃料噴射である。
【００２５】
ＦＩＧ．４は、ＧＤＩとＭＰＩの通常運転時の適用領域をエンジン回転速度とエンジン負荷に応じて設定したものであり、領域の区分けは内燃エンジン１の仕様に依存する。ＦＩＧ．４を参照すると、エンジンの低負荷領域、及び高負荷かつ低回転速度領域ではＧＤＩのみを適用し、それ以外ではＧＤＩとＭＰＩを併用している。
【００２６】
エンジンの低負荷領域では要求される燃料噴射量が少なく、ＧＤＩとＭＰＩを併用すると、直噴インジェクタ８またはポート噴射インジェクタ９のいずれかが、噴射量の最小値Ｑｍｉｎを下回ってしまうため、ＧＤＩのみを適用している。なお、以下の説明では、直噴インジェクタ８とポート噴射インジェクタ９ともに、噴射量の最大値をＱｍａｘで表し、噴射量の最小値をＱｍｉｎで表す。
【００２７】
エンジンの高負荷かつ低回転速度領域では、ターボの応答性を高めるため、吸気弁と排気弁の開弁期間をオーバラップさせて、吸気ポート７から流入した新気が掃気ガスとしてそのまま排気ポート１１へ吹き抜ける、いわゆる掃気効果を利用してタービンの回転速度を高めているが、このときポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩが介されると、ポート噴射インジェクタ９からの噴射燃料が排気弁５から排出される可能性があるのでＧＤＩのみを適用している。
【００２８】
ＧＤＩとＭＰＩを併用する領域では、ＭＰＩはポート噴射インジェクタ９から噴射できる噴射量の最小値Ｑｍｉｎで噴射させ、不足分を直噴インジェクタ８から噴射する。ポート噴射インジェクタ９から噴射量の最小値Ｑｍｉｎで噴射させているのはポート噴射インジェクタ９の目詰りを防止するためである。
【００２９】
そして、直噴インジェクタ８が噴射できる噴射量の最大値Ｑｍａｘを上回るような噴射量が要求される高負荷かつ高回転速度領域では、ＧＤＩからは直噴インジェクタ８で噴射できる噴射量の最大値Ｑｍａｘで噴射させ、不足分をポート噴射インジェクタ９から噴射する。
【００３０】
このようにして通常運転時ではＧＤＩとＭＰＩの割り当てが決定され、直噴インジェクタ８もポート噴射インジェクタ９もエンジンコントローラ４１が出力する噴射パルス幅信号のパルス幅に応じた時間に渡って開弁し、パルス幅に比例した量の燃料を噴射する。直噴インジェクタ８にはコモンレールから燃料が供給される。
【００３１】
コモンレールの燃料圧力は一般に負荷が高くなるほど、すなわち燃料噴射量が多くなるほど高くなる。前記従来技術は、高負荷からの減速状態において、直噴インジェクタとポート噴射インジェクタの双方から燃料を噴射する。
【００３２】
これにより、直噴インジェクタの燃料圧力は減速後も高圧に保たれる。そのため、直噴インジェクタが燃料噴射を再開する際も少量の噴射については好ましい制御精度を得ることができない。噴射量の制御を精度良く行なうためには、要求される燃料噴射量が大きくなるまで、直噴インジェクタの燃料噴射を再開できないことになる。
【００３３】
言い換えれば、内燃エンジン１の減速時に直噴インジェクタ９に加わる燃料圧力を早期に低下させることができれば、車両の再加速時に直噴インジェクタ９による燃料噴射を好ましい制御精度のもとで早期に再開することが可能となる。
【００３４】
エンジンコントローラ４１は、内燃エンジン１の減速時に直噴インジェクタ９に加わる燃料圧力を低下させるべく、ＦＩＧ．２に示す減速時燃料噴射制御ルーチンを実行する。このルーチンは車両の走行中に例えば１０ミリ秒の一定周期で繰り返し実行される。なお、直噴インジェクタ８とポート噴射インジェクタ９の燃料噴射量は、エンジンコントローラ４１からこれらのインジェクタに個別に出力される噴射パルス幅信号によって制御される。
【００３５】
この減速時燃料噴射制御ルーチンは要求される燃料噴射量の計算それ自体は行なわない。内燃エンジン１が要求する燃料噴射量は内燃エンジン１の運転条件に基づき別ルーチンで算出されるものとする。この減速時燃料噴射制御ルーチンは要求される燃料噴射量が算出された後、それをＧＤＩとＭＰＩにどのように割り当てるかを決定する。
【００３６】
ＦＩＧ．２を参照すると、ステップＳ１でエンジンコントローラ４１は、内燃エンジン１が減速中かどうかを判定する。具体的には、アイドルスイッチ４６からの入力信号がＯＮかどうかを判定する。アイドルスイッチ４６がＯＮであることは、車両のアクセルペダルが踏まれておらず、内燃エンジン１が減速中であることを意味する。アイドルスイッチ４がＯＮの場合は、エンジンコントローラ４１はステップＳ２以降の処理を行なう。アイドルスイッチ４がＯＮでない場合には、内燃エンジン１は減速中でないので、エンジンコントローラ４１は直ちにルーチンを終了する。
【００３７】
次のステップＳ２で、エンジンコントローラ４１は別ルーチンで算出した燃料噴射量を読み込む。
【００３８】
ステップＳ３でエンジンコントローラ４１は要求される燃料噴射量がＧＤＩ噴射量の最大値Ｑｍａｘ以下であるかを判定する。なお、直噴インジェクタ８の噴射量はＧＤＩの噴射量と同義である。また、ポート噴射インジェクタ９の噴射量はＭＰＩの噴射量と同義である。
【００３９】
要求される燃料噴射量がＧＤＩの噴射量の最大値Ｑｍａｘ以下であると判定した場合に、エンジンコントローラ４１はステップＳ８でＧＤＩのみによる噴射を実行する。具体的にはエンジンコントローラ４１から直噴インジェクタ８に噴射量に相当する噴射パルス幅信号を出力する。一方で、エンジンコントローラ４１はポート噴射インジェクタ９には噴射パルス幅信号の出力を行なわない。
【００４０】
次のステップＳ９で、エンジンコントローラ４１はパージバルブ閉鎖及び圧縮比低下サブルーチンを実行した後、ルーチンを終了する。
【００４１】
パージバルブ閉鎖及び圧縮比低下サブルーチン実行はこの発明に関しては任意の選択肢の一つであり、必須の要件ではない。このサブルーチンについては後で説明する。
【００４２】
ステップＳ３の判定が否定的となる場合には、エンジンコントローラ４１はステップＳ４で要求される燃料噴射量がＧＤＩ噴射量の最大値ＱｍａｘとＭＰＩ噴射量の最小値Ｑｍｉｎとの合計を上回っているかどうかを判定する。
【００４３】
要求される噴射量がＧＤＩ噴射量の最大値ＱｍａｘとＭＰＩ噴射量の最小値Ｑｍｉｎとの合計を上回っている場合には、エンジンコントローラ４１はステップＳ５において、ＧＤＩを噴射量の最大値Ｑｍａｘで行なう一方、要求される噴射量に対する不足分をＭＰＩ噴射で補う。具体的には、エンジンコントローラ４１は直噴インジェクタ８に対してＧＤＩの噴射量の最大値Ｑｍａｘに対応する噴射パルス幅信号を出力し、ポート噴射インジェクタ９に不足分に対応する噴射パルス幅信号を出力する。ステップＳ５の処理の後、エンジンコントローラ４１はルーチンを終了する。
【００４４】
ステップＳ４の判定が否定的な場合、すなわち要求される噴射量がＧＤＩの噴射量の最大値ＱｍａｘとＭＰＩ噴射量の最小値Ｑｍｉｎとの合計以下の場合には、ステップＳ７でポート噴射インジェクタ９を噴射量の最小値Ｑｍｉｎで噴射させる。また、要求される噴射量とポート噴射インジェクタ９の噴射量の最小値Ｑｍｉｎとの差分を直噴インジェクタ８に噴射させる。ステップＳ７の処理の後、エンジンコントローラ４１はルーチンを終了する。
【００４５】
この減速時燃料噴射制御ルーチンによれば、要求される噴射量がＧＤＩのＱｍａｘ以下になると、ポート噴射インジェクタ９の噴射を停止し、ステップＳ８でＧＤＩのみによる噴射を実行することで、直噴インジェクタ８の燃料圧力低下を優先的に行なう。
【００４６】
次に、ＦＩＧ．３を参照して、パージバルブ停止及び圧縮比低下サブルーチンを説明する。
【００４７】
ステップＳ２１において、エンジンコントローラ４１は要求される燃料噴射量がＧＤＩの噴射量の最小値Ｑｍｉｎを下回るかどうかを判定する。
【００４８】
要求される燃料噴射量がＧＤＩの噴射量の最小値Ｑｍｉｎを下回る場合には、エンジンコントローラ４１はステップＳ２２とＳ２３の処理を行なうことで、要求される燃料噴射量を増やす。
【００４９】
ステップＳ２２では、パージバルブ５０を閉弁する。パージバルブ５０は燃料タンク内の蒸発燃料を吸気に合流させる蒸発燃料パージシステムを構成する。内燃エンジン１が必要とする燃料量の一部がパージバルブ５０からの燃料供給量によって賄われると、要求される燃料噴射量はその分少なくなる。そこで、パージバルブ５０を閉じることで蒸発燃料パージシステムの稼働を停止させ、要求される燃料噴射量を増加させる。
【００５０】
ステップＳ２３では、圧縮比可変機構２を介して内燃エンジン１の圧縮比を低下させる。圧縮比の低下は熱効率の低下をもたらし、結果として要求される燃料噴射量が増加する。
【００５１】
このように、ステップＳ２２とＳ２３の処理はいずれも要求される燃料噴射量を増加させる。その結果、直噴インジェクタ８によるＧＤＩ噴射の機会が増え、直噴インジェクタ８に加わる燃料圧力を低下させることができる。
【００５２】
なお、ＦＩＧ．３のサブルーチンでは、ステップＳ２２とＳ２３の双方を行なうようにしているが、これらの処理のいずれか一方のみを行なうようにサブルーチンを構成しても、直噴インジェクタ８によるＧＤＩ噴射の機会の増加に関して相応の効果が得られる。
【００５３】
ＦＩＧＳ．５Ａ-５Ｆを参照して減速時燃料噴射制御ルーチンの実行結果を説明する。ＦＩＧＳ．５Ａ-５ＦはＦＩＧ．４のＣａｓｅ１に相当する。
【００５４】
ＦＩＧ．５Ｃに示すように、時刻ｔ１にアイドルスイッチがＯｆｆからＯｎに切り換わることで、減速時燃料噴射制御ルーチンが実質的に作動する。このタイミングが図の減速開始に相当する。Ｃａｓｅ１では、減速開始時点で要求される燃料噴射量は直噴インジェクタ８によるＧＤＩの最大値Ｑｍａｘ以下となるので、要求される燃料噴射量の全量が直噴インジェクタ８によるＧＤＩで行なわれている。
【００５５】
したがって、ＦＩＧ．２の減速時燃料制御ルーチンでは、ステップＳ３の判定が肯定的となり、エンジンコントローラ４１はステップＳ８とＳ９の処理を繰り返し実行する。その結果、ＦＩＧ．５Ｅに示すように、エンジンコントローラ４１から直噴インジェクタ８に出力される噴射パルス幅信号のパルス幅が減少し、対応してＦＩＧ．５Ｂに示すエンジントルク、ＦＩＧ．５Ａに示すエンジン回転速度が低下する。このようにして、直噴インジェクタ８によるＧＤＩが続行され、対応してＦＩＧ．５Ｄに示すように直噴インジェクタ８の燃料圧力が低下する。
【００５６】
ＦＩＧ．４のマップでは、Ｃａｓｅ１の減速パターンでは、減速途中でＧＤＩとＭＰＩの併用領域を通過する。減速時燃料噴射制御ルーチンによれば、この場合もエンジンコントローラ４１はステップＳ８とＳ９を繰り返し実行することで、直噴インジェクタ８によるＧＤＩのみを実行する。その結果、直噴インジェクタ８の燃料圧力を速やかに低下させることができる。
【００５７】
ＦＩＧＳ．５Ｄ-５Ｆに示す破線は減速時燃料噴射制御ルーチンによらない場合の減速時燃料噴射パターンを示す。
【００５８】
この場合も、アイドルスイッチがＯｎに転じた後しばらくは直噴インジェクタ８によるＧＤＩ噴射のみが行なわれる。しかしながら、時刻ｔ２に、ＦＩＧ．４のマップにおいてエンジン回転速度とエンジン負荷がＧＤＩ＋ＭＰＩの領域に入ると、直噴インジェクタ８によるＧＤＩとポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩが併用される。ポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩの噴射量が_ＦＩＧ．５Ｆに示すように最小値Ｑｍｉｎに低下した後も、ポート噴射インジェクタ９は噴射量の最小値Ｑｍｉｎで噴射を続ける。要求される燃料噴射量の残りは直噴インジェクタ８によるＧＤＩで噴射される。したがって、ＦＩＧ．５Ｅに示すように、直噴インジェクタ８に出力される燃料噴射パルス幅は、ポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩの最小値Ｑｍｉｎに相当する分短くなる。その結果、ＦＩＧ．５Ｄに示すように直噴インジェクタ８の燃料圧力も低下しにくくなる。
【００５９】
減速時燃料噴射制御ルーチンによらない場合の減速時燃料噴射パターンでは、ＦＩＧ．４のマップにおいてエンジン回転速度とエンジン負荷がＧＤＩのみの領域に入ると、ポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩが停止し、再び直噴インジェクタ８によるＧＤＩのみが実行される。この領域はＦＩＧＳ．５Ｅと５Ｆに示されるように、時刻ｔ５に直噴インジェクタ８によるＧＤＩの噴射量が最小値Ｑｍｉｎを下回る場合に相当する。この領域では、ポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩを停止して、直噴インジェクタ８によるＧＤＩのみが行なわれる。
【００６０】
このように、ＦＩＧ．４のマップに従って燃料噴射を行なう内燃エンジンにおいては、Ｃａｓｅ１の場合、本実施形態による減速時燃料噴射制御ルーチンの実行により、直噴インジェクタ８の燃料圧力を速やかに低下させることができる。
【００６１】
ＦＩＧ．５Ａの時刻ｔ２にＴＬＳ停止と記載されているが、ＴＬＳはＴｏｔａｌ  Ｌｅａｎ  Ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇの略である。これは、吸気弁と排気弁の開弁期間をオーバラップさせることで、吸気ポート７から流入した新気が掃気ガスとしてそのまま排気ポート１１へ吹き抜ける、いわゆる掃気効果を利用してタービンの回転速度を高めるためのバルブタイミングの制御を意味する。このバルブタイミング制御中はポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩが介されると、噴射タイミングとの関係でＭＰＩの噴射燃料が排気弁から排出される可能性があるのでＧＤＩ噴射のみが行われる。時刻ｔ２では、ＴＬＳが停止されて通常のバルブタイミングに戻される。
【００６２】
ＦＩＧＳ．６Ａ-６Ｆを参照して減速時燃料噴射制御ルーチンの別の実行結果を説明する。ＦＩＧＳ．６Ａ-６ＦはＦＩＧ．４のＣａｓｅ２に相当する。
【００６３】
ＦＩＧ．６Ｃに示すように、時刻ｔ１にアイドルスイッチがＯｆｆからＯｎに切り換わることで、減速時燃料噴射制御ルーチンが実質的に作動する。このタイミングが図の減速開始に相当する。ＣＡＳＥ２では減速開始時点で要求される燃料噴射量は直噴インジェクタ８によるＧＤＩの最大値Ｑｍａｘを上回っているので、ＦＩＧ．２のステップＳ３の判定が否定的となる。そして、ＦＩＧ．２のステップＳ４の判定が肯定的となると、エンジンコントローラ４１はステップＳ５で、要求される燃料噴射量のうち、ＦＩＧ．６Ｅに示すようにＧＤＩの噴射量の最大値Ｑｍａｘを直噴インジェクタ８に噴射させ、ＦＩＧ．６Ｆに示すように残りの燃料をポート噴射インジェクタ９に噴射させる。これにより、要求される噴射量を満たしつつ、ＧＤＩ噴射を最大限に行なうことで、直噴インジェクタ８の燃料圧力を効率良く低下させることができる。
【００６４】
要求される噴射量がＧＤＩの噴射量の最大値ＱｍａｘとＭＰＩの噴射量の最小値Ｑｍｉｎとの合計に等しくなると、ステップＳ４の判定が否定的に転じる。ＦＩＧ．６Ａの時刻ｔ３がこれに相当する。エンジンコントローラ４１はステップＳ７で、ＦＩＧ．６Ｆに示すようにＭＰＩを最小値Ｑｍｉｎで行なう。また、ＦＩＧ．６Ｅに示すように、要求される噴射量の残りをＧＤＩで噴射する。
【００６５】
時刻ｔ４にステップＳ３の判定が肯定的に転じると、以後エンジンコントローラ４１はステップＳ８とＳ９の処理を繰り返す。その結果、ＦＩＧ．６Ｆに示すように、ＭＰＩ噴射が停止され、燃料噴射量がゼロになるまで要求される噴射量のすべてをＧＤＩで噴射する。その結果、ＦＩＧ．６Ｄに示すように直噴インジェクタ８の燃料圧力を速やかに低下させることができる。Ｃａｓｅ２の減速パターンでは、減速途中でＧＤＩとＭＰＩの併用領域（ＭＰＩは最小値Ｑｍｉｎで噴射させ、不足分をＧＤＩ）を通過するが、減速時燃料噴射制御ルーチンによれば、この場合もエンジンコントローラ４１はステップＳ８とＳ９を繰り返し実行することで、直噴インジェクタ８によるＧＤＩのみを実行する。その結果、直噴インジェクタ８の燃料圧力を速やかに低下させることができる。
【００６６】
ＦＩＧＳ．６Ｄ-６Ｆに示す破線は減速時燃料噴射制御ルーチンによらない場合の減速時燃料噴射制御の結果を示す。この場合も時刻ｔ４に至るまでは減速時燃料噴射制御ルーチンの実行時と同じパターンの燃料噴射が行なわれる。時刻ｔ４以降はＣａｓｅ１とほぼ同じ制御が行なわれる。すなわち、時刻ｔ４以降も、ＦＩＧ．４のマップにおいてエンジン回転速度とエンジン負荷がＧＤＩ＋ＭＰＩの領域にあるので、直噴インジェクタ８によるＧＤＩとポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩが併用され、ポート噴射インジェクタ９は噴射量の最小値Ｑｍｉｎで噴射を続ける。要求される燃料噴射量の残りは直噴インジェクタ８によるＧＤＩで噴射される。したがって、ＦＩＧ．６Ｅに示すように、直噴インジェクタ８に出力される燃料噴射パルス幅は、ポート噴射インジェクタ９によるＭＰＩの最小値Ｑｍｉｎに相当する分短くなる。その結果、ＦＩＧ．６Ｄに示すように直噴インジェクタ８の燃料圧力も低下しにくくなる。
【００６７】
以上のように、Ｃａｓｅ２の場合であっても、本実施形態による減速時燃料噴射制御ルーチンの実行により、直噴インジェクタ８の燃料圧力を速やかに低下させることができる。
【００６８】
以上のように、この発明を特定の実施形態を通じて説明して来たが、この発明は上記の実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、請求の範囲に記された技術範囲でこれらの実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
【００６９】
例えば、上記の実施形態は、主噴射を直噴インジェクタ８で行ない、副噴射をポート噴射インジェクタ９で行なう内燃エンジン１にこの発明を適用した実施形態である。しかしながら、この発明は主噴射をポート噴射インジェクタで行ない、副噴射を直噴インジェクタで行なう内燃エンジンにも適用可能である。
【００７０】
この発明の実施例が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。
【図１】
2016203634.tif 000003
【図２】
2016203634.tif 000004
【図３】
2016203634.tif 000005
【図４】
2016203634.tif 000006
【図５】
2016203634.tif 000007
【図６】
2016203634.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月22日(2016.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと、負荷の増大に応じて上昇する燃料圧力のもとで燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備えた内燃エンジンの燃料噴射制御装置において：
内燃エンジンの運転条件を検出するセンサと；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ：
運転条件に基づきポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させ；
内燃エンジンの減速時に噴射する直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させる、と
を備える、燃料噴射制御装置。
【請求項２】
コントローラは、内燃エンジンの減速時にポート噴射インジェクタの噴射を停止し、直噴インジェクタのみで噴射させるようにさらにプログラムされる、請求項１の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量が直噴インジェクタの最大噴射量以下の場合に直噴インジェクタの噴射量を増加させるようにさらにプログラムされる、請求項１または２の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量が直噴インジェクタの最大噴射量を上回る場合には、直噴インジェクタの噴射量を直噴インジェクタの最大噴射量に設定し、要求される噴射量の残りをポート噴射インジェクタの噴射量に設定するようにさらにプログラムされる、請求項１から３いずれかの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量がポート噴射インジェクタの最小噴射量と直噴インジェクタの最大噴射量との合計以下の場合には、ポート噴射インジェクタの噴射量をポート噴射インジェクタの最小噴射量に設定し、要求される噴射量の残りを直噴インジェクタの噴射量に設定するようにさらにプログラムされる、請求項４の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
内燃エンジンは燃料タンク内の蒸発燃料を吸気に合流させるパージバルブを備え、コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量が直噴インジェクタの最小噴射量を下回る場合には、パージバルブを閉鎖するようにさらにプログラムされる、請求項１から５のいずれかの燃料噴射制御装置。
【請求項７】
内燃エンジンは圧縮比を変化させる圧縮比可変機構を備え、コントローラは、内燃エンジンの減速時において要求される噴射量が直噴インジェクタの最小噴射量を下回る場合には、圧縮比可変機構を介して圧縮比を低下させるようにさらにプログラムされる、請求項１から６のいずれかの燃料噴射制御装置。
【請求項８】
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと、負荷の増大に応じて上昇する燃料圧力のもとで燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備えた内燃エンジンの燃料噴射制御装置において：
内燃エンジンの運転条件を検出する手段と；
運転条件に基づきポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させる手段と；
内燃エンジンの減速時に噴射する直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させる手段と、
を備える、燃料噴射制御装置。
【請求項９】
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと、負荷の増大に応じて上昇する燃料圧力のもとで燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備えた内燃エンジンの燃料噴射制御方法において：
内燃エンジンの運転条件を検出し；
運転条件に基づきポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させ；
内燃エンジンの減速時に噴射する直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させる、
燃料噴射制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
くポート噴射インジェクタから燃料噴射していると、直噴インジェクタの燃料圧力は高い状態が維持されてしまう。
［０００５］
燃料圧力が高い状態で加速に切り替わった場合に、直噴インジェクタで少量の噴射量制御を行なうことは難しい。そのため、この従来技術の制御を採用した場合には、エンジン負荷の増大に伴って、直噴インジェクタによる燃料噴射を再開する際の燃料噴射量も必然的に大きくならざるを得ない。
［０００６］
この発明の目的は、したがって、減速状態において直噴インジェクタの燃料圧力を速やかに低下させることである。
［０００７］
以上の目的を達成するために、この発明は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと負荷の増大に応じて燃焼室に燃料を噴射する直噴インジェクタを備えた内燃エンジンの燃料噴射制御装置を提供する。燃料噴射制御装置は内燃エンジンの運転条件を検出するセンサとプログラマブルコントローラとを備える。コントローラは運転条件に基づきポート噴射インジェクタと直噴インジェクタに燃料を噴射させるようにプログラムされる。コントローラはさらに内燃エンジンの減速時に噴射する直噴インジェクタの噴射量を通常時の直噴インジェクタの噴射量よりも増加させるようにプログラムされる。
［０００８］
この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。
図面の簡単な説明
［０００９］
［図１］ＦＩＧ．１はこの発明の実施形態による燃料噴射制御装置の概略構成図である。
［図２］ＦＩＧ．２はこの発明の実施形態によるエンジンコントローラが実行する内燃エンジンの減速時燃料噴射制御ルーチンを説明するフローチャートである。
［図３］ＦＩＧ．３は減速時燃料噴射制御ルーチンの中で実行される、パージバルブ閉鎖及び圧縮比低下サブルーチンを説明するフローチャートである。
［図４］ＦＩＧ．４はエンジンコントローラが格納するガソリン直接噴射（ＧＤＩ）とマルチポイント噴射（ＭＰＩ）の使用領域に関するマップの内容を示
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月12日(2017.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
各燃焼室３には吸気弁４を介して吸気ポート７が、排気弁５を介して排気ポート１１がそれぞれ接続される。吸気ポート７には、副燃料噴射弁としてポート噴射インジェクタ９が設けられる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
エンジンコントローラ４１には、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ４２、車両のドライバが操作するアクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル踏込量センサ４４、内燃エンジン１のアイドル運転を検出するアイドルスイッチ４６を含む各種のセンサがそれぞれ信号回路で接続される。エンジンコントローラ４１は、これらの検出信号に基づき、直噴インジェクタ８とポート噴射インジェクタ９の燃料噴射量および噴射タイミングを制御する。エンジンコントローラ４１はこの他に、点火プラグ６の点火タイミング、スロットル１９の開度、圧縮比可変機構２を介した内燃エンジン１の圧縮比、及びパージバルブ５０の開閉を制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
言い換えれば、内燃エンジン１の減速時に直噴インジェクタ８に加わる燃料圧力を早期に低下させることができれば、車両の再加速時に直噴インジェクタ８による燃料噴射を好ましい制御精度のもとで早期に再開することが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
エンジンコントローラ４１は、内燃エンジン１の減速時に直噴インジェクタ８に加わる燃料圧力を低下させるべく、ＦＩＧ．２に示す減速時燃料噴射制御ルーチンを実行する。このルーチンは車両の走行中に例えば１０ミリ秒の一定周期で繰り返し実行される。なお、直噴インジェクタ８とポート噴射インジェクタ９の燃料噴射量は、エンジンコントローラ４１からこれらのインジェクタに個別に出力される噴射パルス幅信号によって制御される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
ＦＩＧ．２を参照すると、ステップＳ１でエンジンコントローラ４１は、内燃エンジン１が減速中かどうかを判定する。具体的には、アイドルスイッチ４６からの入力信号がＯＮかどうかを判定する。アイドルスイッチ４６がＯＮであることは、車両のアクセルペダルが踏まれておらず、内燃エンジン１が減速中であることを意味する。アイドルスイッチ４６がＯＮの場合は、エンジンコントローラ４１はステップＳ２以降の処理を行なう。アイドルスイッチ４６がＯＮでない場合には、内燃エンジン１は減速中でないので、エンジンコントローラ４１は直ちにルーチンを終了する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2016203634.tif 000009
【国際調査報告】
2016203634.tif 000010
2016203634.tif 000011
2016203634.tif 000012
2016203634.tif 000013