(57)【要約】【課題】所望の燃焼特性を得る内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】一対のインジェクタ２５ａ、２５ｂから噴射された燃料を同一燃焼室１１ａ内において燃焼させる制御処理を実行する内燃機関１０のＥＣＵ３１は、内燃機関１０の運転状態に応じた１気筒当たりの要求燃料噴射量を取得して、インジェクタ毎の燃料噴射量を導出し設定する噴射制御部として機能し、インジェクタ毎の燃料噴射量を当該インジェクタ毎の噴き分け率に応じて設定するメモリ３２と、そのメモリに設定されるインジェクタ毎の燃料噴射量のうちのいずれかが該インジェクタの最小保証燃料噴射量未満（ＴＡＵＭＩＮ）である場合、当該燃料噴射量のうちで最も小さな値を該最小保証燃料噴射量に書換設定するとともに、他のインジェクタの燃料噴射量を噴き分け率を維持する値に調整して書換設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインジェクタから噴射された燃料を同一気筒の燃焼室内において燃焼させる内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に応じた１気筒当たりの要求燃料噴射量を取得して、前記インジェクタ毎の燃料噴射量を導出し設定する噴射制御部を備え、
前記噴射制御部は、
前記インジェクタ毎の燃料噴射量を当該インジェクタ毎の噴き分け率に応じて設定する設定部と、
前記設定部に設定される前記インジェクタ毎の燃料噴射量のうちのいずれかが該インジェクタの最小保証燃料噴射量未満である場合に、当該燃料噴射量のうちで最も小さな値を該最小保証燃料噴射量に書換設定するとともに、他のインジェクタの燃料噴射量を前記噴き分け率を維持する値に調整して書換設定する調整部と、を有する、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、燃焼室毎の複数のインジェクタが設置されている内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、例えば、各気筒の燃焼室に吸気口を開口させて連通する吸気ポート毎にインジェクタが配置される場合がある。この場合の内燃機関の制御装置では、インジェクタ毎の燃料噴射量を調整することにより、所望の燃焼特性を得られるようにしている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２７２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の内燃機関のインジェクタにあっては、最低保証噴射量が設定されている。このため、この内燃機関の制御装置が各気筒の燃焼室内への要求燃料噴射量をインジェクタ毎に振り分け（噴き分け）たときに、そのインジェクタに割り当てられた燃料噴射量が最低保証噴射量に満たない場合がある。
【０００５】
この場合には、該当のインジェクタの燃料噴射を禁止して割り当てられた燃料噴射量を他のインジェクタに振り戻したり、該当のインジェクタの燃料噴射量を最低保証噴射量に増加することになる。すると、インジェクタ毎の燃料噴射量を調整して所望の燃焼特性を得る、という本来の目的を達成することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、所望の燃焼特性を得ることのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する内燃機関の制御装置の発明の一態様は、複数のインジェクタから噴射された燃料を同一気筒の燃焼室内において燃焼させる内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の運転状態に応じた１気筒当たりの要求燃料噴射量を取得して、前記インジェクタ毎の燃料噴射量を導出し設定する噴射制御部を備え、前記噴射制御部は、前記インジェクタ毎の燃料噴射量を当該インジェクタ毎の噴き分け率に応じて設定する設定部と、前記設定部に設定される前記インジェクタ毎の燃料噴射量のうちのいずれかが該インジェクタの最小保証燃料噴射量未満である場合に、当該燃料噴射量のうちで最も小さな値を該最小保証燃料噴射量に書換設定するとともに、他のインジェクタの燃料噴射量を前記噴き分け率を維持する値に調整して書換設定する調整部と、を有している。
【発明の効果】
【０００８】
このように本発明の一態様によれば、同一気筒の燃焼室内に噴射する要求燃料噴射量を噴き分けたインジェクタ毎の燃料噴射量のいずれかが該インジェクタの最小保証燃料噴射量未満である場合、当該燃料噴射量が該最小保証燃料噴射量に書換設定され、他のインジェクタの燃料噴射量は噴き分け率を維持する値に調整される。
【０００９】
したがって、内燃機関の運転状態に応じた噴き分け率のまま各インジェクタから燃料噴射されて、所望の燃焼特性で内燃機関を運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関を示す図であり、その概略構成を示す要部の概念構成図である。
【図２】図２は、インジェクタ毎に燃料噴射を噴き分ける際の課題を説明する第１のパターンを説明する調整前後での燃料噴射量を帯グラフで示す説明図である。
【図３】図３は、インジェクタ毎に燃料噴射を噴き分ける際の課題を説明する第２のパターンを説明する調整前後での燃料噴射量を帯グラフで示す説明図である。
【図４】図４は、図２で説明する第１のパターンでの課題の解消を説明する調整前後での燃料噴射量を帯グラフで示す説明図である。
【図５】図５は、図３で説明する第１のパターンでの課題の解消を説明する調整前後での燃料噴射量を帯グラフで示す説明図である。
【図６】図６は、その課題を解消する調整処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図６は本発明の一実施形態に係る内燃機関を示す図である。
【００１２】
図１において、内燃機関１０は、シリンダ（気筒）１１の上部の燃焼室１１ａ内に燃料Ｆと空気Ａとを導入して燃焼させ、そのシリンダ１１内のピストン１２を上下動させることにより、出力軸から回転動力を出力するようになっている。この内燃機関１０は、複数のシリンダ１１を備える多気筒型エンジンの走行用動力源として、例えば、車両等に搭載されている。
【００１３】
この内燃機関１０は、シリンダ１１毎の燃焼室１１ａの一壁面を形成するシリンダヘッド１９に一対の吸気管２１が設置されて、その燃焼室１１ａに連通するように開口する吸気管（吸気ポート）２１毎の吸気口２２に吸気弁２３が配置されている。なお、特に図示しないが、排気系統においても、シリンダ１１毎の燃焼室１１ａに連通する一対の排気管がシリンダヘッド１９に設置されて、その排気口を排気弁が開閉するようになっている。
【００１４】
また、内燃機関１０は、吸気管２１毎に燃料Ｆを噴射するインジェクタ２５を設置することにより、その吸気管２１毎の吸入空気Ａに噴射燃料Ｆを混合させた混合気を燃焼室１１ａ内に導入して燃焼させるようになっている。
【００１５】
要するに、内燃機関１０では、シリンダ１１毎に吸気管２１の吸入空気Ａとインジェクタ２５の噴射燃料Ｆとが共通（同一）の燃焼室１１ａ内に導入されて燃焼されることにより、ピストン１２が上下動されて回転動力を出力するようになっている。
【００１６】
そして、内燃機関１０は、ＥＣＵ３１により統括制御されるようになっている。ＥＣＵ３１は、予めメモリ３２内に格納されている制御プログラムを各種情報に基づいて実行することにより、吸気管２１から吸入する吸気量やインジェクタ２５から噴射する燃料量を調整して内燃機関１０を効率よく駆動するようになっている。
【００１７】
ＥＣＵ３１は、車速やアクセル開度などの不図示の各種センサが検出する検出情報やメモリ３２内に予め格納されているパラメータ等に応じた最適な内燃機関１０の駆動条件を、メモリ３２内のマップなどを参照して決定する。このＥＣＵ３１は、その決定した内燃機関１０の運転状態に応じた最適駆動条件に基づいて、各シリンダ１１毎の（１気筒当たりの）燃焼室１１ａ内に導入する混合気を最適空燃比Ａ／Ｆにする要求吸入吸気量と共に要求燃料噴射量を算出して、不図示のスロットル弁と共にインジェクタ２５の燃料噴射量を調整する制御処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ３１が噴射制御部を構成している。
【００１８】
このとき、ＥＣＵ３１は、一対の吸気管２１ａ、２１ｂ毎に設置されているインジェクタ２５ａ、２５ｂのそれぞれの燃料噴射量をメモリ３２（設定部）内に設定することにより、そのインジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量の噴き分け率を変更して燃焼室１１ａ内における燃焼特性を調整する機能を備えている。すなわち、ＥＣＵ３１は、設定部を構成するメモリ３２内のインジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量に基づいて燃料噴射制御処理を実行することにより、そのインジェクタ２５ａ、２５ｂの噴き分け率に応じた噴射量の燃料Ｆがそれぞれ吸入空気Ａと共に燃焼室１１ａ内に噴射される。
【００１９】
ここで、インジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量の噴き分け率は、内燃機関１０の運転状態に応じて所望の回転動力の出力や排出ガスの低減が得られるように、予めメモリ３２内に格納されている。ＥＣＵ３１は、インジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の噴き分け率に応じた燃料噴射量をそれぞれメモリ３２内に設定して燃料噴射制御処理を実行するようになっている。
【００２０】
ところで、インジェクタ２５は、燃料噴射量を燃料噴射時間、言い換えると、開弁時間により調整するようになっており、微小の燃料噴射量の場合には開弁時間が短時間になって所望量の燃料噴射を精度よく実行することは難しい。ゆえに、インジェクタ２５には最小保証燃料噴射量（ＴＡＵＭＩＮ）が予め仕様として設定されて、高精度の燃料噴射を実行するために、その最小保証燃料噴射量以上の燃料噴射を実行することが求められている。このため、インジェクタ２５ａ、２５ｂの一方または双方が最小保証燃料噴射量未満の場合、一方からの燃料噴射を禁止して要求燃料噴射量の全量を他方から燃料噴射させることが考えられる。この場合には、要求燃料噴射量をインジェクタ２５ａ、２５ｂで噴き分けることができなくなってしまう。
【００２１】
このことから、インジェクタ２５ａ、２５ｂの一方の燃料噴射量が最小保証燃料噴射量未満の場合には、該当の一方の燃料噴射量を最小保証燃料噴射量に増量することが考えられる。この場合には、インジェクタ２５ａ、２５ｂで噴き分けることを維持できるが、その噴き分け率が変化して期待する燃焼特性からずれてしまうことになり、内燃機関１０を所望の運転状態で駆動させることができない。
【００２２】
例えば、図２に示すように、インジェクタ２５の最小保証燃料噴射量（開弁時間）が７００μｓｅｃであるところ、一方のインジェクタ２５ａの燃料噴射量ＶＢａ：６５０μｓｅｃで、他方のインジェクタ２５ｂの燃料噴射量ＶＢｂ：７５０μｓｅｃの燃料噴射条件となる場合がある。この場合には、一方を最小保証燃料噴射量の燃料噴射量ＶＡａ：７００μｓｅｃに増量し、他方を燃料噴射量ＶＡｂ：７５０μｓｅｃのままに調整すると、その調整前の噴き分け率ＲＢａ：ＲＢｂ＝０．８６７：１から調整後の噴き分け率ＲＡａ：ＲＡｂ＝０．９３３：１に変化してしまう。
【００２３】
また、インジェクタ２５ａ、２５ｂの双方の燃料噴射量が最小保証燃料噴射量未満の場合には、双方の燃料噴射量を最小保証燃料噴射量に増量することが考えられる。この場合にも、インジェクタ２５ａ、２５ｂで噴き分けることを維持できるが、その噴き分け率が均等な値に変化して期待する燃焼特性からずれてしまうことになり、内燃機関１０を所望の運転状態で駆動させることができない。
【００２４】
例えば、図３に示すように、一方のインジェクタ２５ａの燃料噴射量ＶＢａ：６５０μｓｅｃで、他方のインジェクタ２５ｂの燃料噴射量ＶＢｂ：６８０μｓｅｃの燃料噴射条件となる場合がある。この場合には、双方を最小保証燃料噴射量の燃料噴射量ＶＡａ＆Ａｂ：７００μｓｅｃに増量するように調整すると、その調整前の噴き分け率ＲＢａ：ＲＢｂ＝０．９５６：１から調整後の噴き分け率ＲＡａ：ＲＡｂ＝１：１に変化してしまう。
【００２５】
そこで、本実施形態のＥＣＵ３１は、インジェクタ２５ａ、２５ｂの一方または双方の燃料噴射量が最小保証燃料噴射量未満の場合には、その噴き分け率を維持したままそれぞれの燃料噴射量を最小保証燃料噴射量以上に増量する調整を行ってメモリ３２内の設定値を書き換えて更新する調整処理を実行するようになっている。すなわち、ＥＣＵ３１が調整部を構成して機能する。この場合には、インジェクタ２５ａ、２５ｂの噴き分け率を維持しつつ燃料噴射を噴き分けることができ、その噴き分け率を変化させることなく、期待する燃焼特性により内燃機関１０を所望の運転状態で駆動させることができる。
【００２６】
例えば、図４に示すように、一方のインジェクタ２５ａの燃料噴射量ＶＢａ：６５０μｓｅｃで、他方のインジェクタ２５ｂの燃料噴射量ＶＢｂ：７５０μｓｅｃの燃料噴射条件となる場合がある。この場合には、一方を最小保証燃料噴射量の燃料噴射量ＶＡａ：７００μｓｅｃに増量し、他方も燃料噴射量ＶＡｂ：８０７μｓｅｃに増量する調整をして、その調整前後の噴き分け率ＲＢａ：ＲＢｂ＆ＲＡａ：ＲＡｂ＝０．８６７：１を維持する。
【００２７】
また、図５に示すように、一方のインジェクタ２５ａの燃料噴射量ＶＢａ：６５０μｓｅｃで、他方のインジェクタ２５ｂの燃料噴射量ＶＢｂ：６８０μｓｅｃの燃料噴射条件となる場合がある。この場合には、少ない一方を最小保証燃料噴射量の燃料噴射量ＶＡａ：７００μｓｅｃに増量すると共に、他方を燃料噴射量ＶＡｂ：７２３μｓｅｃに増量する調整をして、その調整前後の噴き分け率ＲＢａ：ＲＢｂ＆ＲＡａ：ＲＡｂ＝０．９５６：１を維持する。
【００２８】
具体的には、ＥＣＵ３１は、メモリ３２内の制御プログラムに従って内燃機関１０の運転状態に応じた噴き分け率をメモリ３２内から読み出して、算出した要求燃料噴射量をインジェクタ２５ａ、２５ｂのそれぞれから噴き分けさせて燃焼室１１ａ内に燃料噴射する制御処理を実行する。このとき、ＥＣＵ３１は、図６のフローチャートに示すように、メモリ３２内のインジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量を調整して更新する制御処理（制御方法）を実行するようになっている。
【００２９】
ＥＣＵ３１は、まずは、内燃機関１０の最適駆動条件を取得して、各シリンダ（気筒）１１毎の要求燃料噴射量を算出する（ステップＳ１１）。次いで、ＥＣＵ３１は、内燃機関１０の運転状態に応じたインジェクタ２５ａ、２５ｂの噴き分け率をメモリ３２内から読み出して、その要求燃料噴射量をその噴き分け率に応じたインジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量を算出してメモリ３２内に仮設定する（ステップＳ１２）。次いで、ＥＣＵ３１は、メモリ３２内に仮設定したインジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量の一方あるいは双方が最小保証燃料噴射量を下回るか否か確認する（ステップＳ１３）。
【００３０】
ステップＳ１３において、インジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量のいずれも最小保証燃料噴射量未満でないことを確認したＥＣＵ３１は、メモリ３２内の各燃料噴射量をそのまま採用し（ステップＳ１９）、燃料噴射制御処理に戻ることにより、最適な噴き分け率の燃料Ｆをインジェクタ２５ａ、２５ｂから噴射させて吸入空気Ａと共に燃焼室１１ａに導入（供給）する制御処理を実行する。
【００３１】
また、ステップＳ１３において、インジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量のいずれかが最小保証燃料噴射量未満であることを確認したＥＣＵ３１は、メモリ３２内のインジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量のうちの小さい方を最小保証燃料噴射量に増量して書換設定（更新）する（ステップＳ１４）。
【００３２】
次いで、ＥＣＵ３１は、インジェクタ２５ａ、２５ｂの燃料噴射量のうち、ステップＳ１４でメモリ３２内の未更新の燃料噴射量を、そのメモリ３２内に書換設定済みの最小保証燃料噴射量を基準に、本制御処理で採用する噴き分け率を維持するように増量してメモリ３２内に書換設定する（ステップＳ１５）。
【００３３】
この後に、ＥＣＵ３１は、メモリ３２内の更新したインジェクタ２５ａ、２５ｂ毎の燃料噴射量を採用し（ステップＳ１６）、燃料噴射制御処理に戻ることにより、最適な噴き分け率の燃料Ｆをインジェクタ２５ａ、２５ｂから噴射させて吸入空気Ａと共に燃焼室１１ａに導入（供給）する制御処理を実行する。
【００３４】
この調整制御処理の実行により、インジェクタ２５ａ、２５ｂのいずれかの燃料噴射量が最小保証燃料噴射量を下回る場合でも、燃焼室１１ａには、インジェクタ２５ａ、２５ｂにおける最小保証燃料噴射量以上で、かつ、内燃機関１０の運転状態に応じた噴き分け率を維持したままの燃料Ｆが噴射される。
【００３５】
このように、本実施形態のＥＣＵ３１においては、燃焼室１１ａ内に噴射する要求燃料噴射量をインジェクタ２５ａ、２５ｂに噴き分ける際に、いずれかの燃料噴射量が最小保証燃料噴射量未満になる場合には、その噴き分け率を維持しつつインジェクタ２５ａ、２５ｂの最小保証燃料噴射量以上の燃料噴射量を確保することができ、運転状態に応じた噴き分け率のまま各インジェクタ２５ａ、２５ｂから燃料噴射させて、内燃機関１０を所望の燃焼特性で駆動させることができる。
【００３６】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００３７】
１０……内燃機関
１１ａ……燃焼室
２１、２１ａ、２１ｂ……吸気管
２５、２５ａ、２５ｂ……インジェクタ
３１……ＥＣＵ（噴射制御部、調整部）
３２……メモリ（設定部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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