(57)【要約】【課題】気筒毎に噴射量補正を実行してから気筒休止運転を実行している休止気筒の燃焼を、適切な噴射制御の制御パラメータで再開する技術を提供する。【解決手段】Ｓ４０４において燃料噴射制御装置は、内燃機関の気筒毎に噴射量を補正する噴射量補正を実行中、補正量に応じて各気筒の筒内温度を推定するための温度推定係数を算出する。噴射量補正の実行後に気筒休止運転を実行すると、燃料噴射制御装置は、Ｓ４１６において、燃焼を休止している休止気筒の筒内温度を推定するための温度推定係数を算出し、Ｓ４１８において算出した温度推定係数に基づいて現在の筒内温度を推定し、Ｓ４２０において筒内温度に応じて、休止気筒が燃焼を再開するときの噴射制御の制御パラメータを設定する。休止気筒の燃焼再開要求があると、Ｓ４２４において燃料噴射制御装置は、Ｓ４２０において設定した制御パラメータにより燃料噴射を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（２）の気筒毎に噴射量を補正する噴射量補正を実行するように構成された噴射量補正部（４２）と、
前記噴射量補正部による補正量に応じて各気筒の筒内温度を推定するように構成された温度推定部（４２、Ｓ４０４、Ｓ４１６、Ｓ４１８、Ｓ４２８）と、
燃焼を休止している休止気筒が燃焼を再開するときに、前記温度推定部が推定する前記筒内温度に基づいて、前記休止気筒に対する噴射制御の制御パラメータを設定するように構成された噴射制御部（４２、Ｓ４２０）と、
を備える燃料噴射制御装置（４０）。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射制御装置において、
前記温度推定部は、さらに、前記噴射量補正部による前記噴射量補正の終了後に前記休止気筒の前記筒内温度を推定する、
燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置において、
前記噴射制御部は、前記制御パラメータとして、前記休止気筒が燃焼を再開するときの噴射回数と噴射タイミングとの少なくともいずれか一方を設定する、
燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置において、
前記温度推定部は、前記噴射量補正の実行前の基準噴射量に対して、前記噴射量補正による前記補正量が正の場合、前記噴射量補正の実行前の前記筒内温度を基準温度として前記基準温度に乗算して前記筒内温度を推定する温度推定係数を１よりも小さくし、前記噴射量補正による前記補正量が負の場合、前記温度推定係数を１よりも大きくする、
燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置において、
前記温度推定部（Ｓ４２８）は、前記噴射量補正の実行が終了してから燃焼の休止を開始するまでの経過時間が長くなるにしたがい、前記噴射量補正の実行前の前記筒内温度を基準温度とし、前記基準温度に乗算して前記筒内温度を推定する温度推定係数を１に近づける、
燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃焼を休止している休止気筒が燃焼を再開するときの燃料噴射を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料噴射制御において、燃費の向上を目的として、全気筒のうち一部の気筒に対する燃料噴射を停止して燃焼を休止する気筒休止運転の技術が公知である（例えば、特許文献１参照。）。しかし、燃焼を休止している休止気筒の筒内温度は低下するので、燃焼を再開するために燃料を噴射すると気筒内の壁面に燃料が付着しやすくなる。その結果、エミッションが悪化するという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するため、特許文献１に記載の技術によると、休止気筒の筒内温度情報に応じて、燃焼を再開するときの噴射回数、噴射タイミング等の噴射制御の制御パラメータを設定している。
【０００４】
また、吸気管の製造誤差や気筒配置の差により、吸気管から各気筒に吸入される吸気量がばらつくことがある。したがって、各気筒で吸気量がばらついている状態で各気筒に同じ噴射量の燃料を噴射すると、空燃比が各気筒で異なり、エミッションが悪化することがある。
【０００５】
このようなエミッションの悪化を低減するため、各気筒の空燃比を推定し、基準の空燃比となるように気筒毎に噴射量を補正する噴射量補正の技術が公知である。気筒毎に噴射量補正を実行すると、噴射量の多い気筒ほど気化熱が大きくなるので、噴射量の多い気筒は噴射量の少ない気筒よりも筒内温度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−３５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
噴射量補正の実行後に複数の気筒で気筒休止運転を実行し、気筒休止運転を終了して燃焼を再開することがある。この場合、共通の筒内温度情報に基づいて休止気筒に対する噴射制御の制御パラメータを設定すると、噴射量補正を実行したために筒内温度が異なる各気筒に対し同じ制御パラメータで噴射制御を実行することになる。その結果、気筒によっては気筒内の壁面に噴射燃料が付着し、エミッションが悪化することがある。
【０００８】
本開示の一側面は、気筒毎に噴射量補正を実行してから気筒休止運転を実行している休止気筒の燃焼を、適切な噴射制御の制御パラメータで再開する技術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】
【０００９】
本開示の一態様は、噴射量補正部（４２）と、温度推定部（４２、Ｓ４０４、Ｓ４１６、Ｓ４１８、Ｓ４２８）と、噴射制御部（４２、Ｓ４２４）と、を備えている。
噴射量補正部は、内燃機関の気筒毎に噴射量を補正する噴射量補正を実行する。温度推定部は、噴射量補正部による補正量に応じて各気筒の筒内温度を推定する。噴射制御部は、燃焼を休止している休止気筒が燃焼を再開するときに、温度推定部が推定する筒内温度に基づいて、休止気筒に対する噴射制御の制御パラメータを設定する。
【００１０】
この構成によれば、噴射量補正部による補正量が異なるために気筒毎に筒内温度が異なっても、各気筒について筒内温度を推定できる。これにより、噴射量補正を終了してから燃焼を休止している休止気筒が燃焼を再開するときに、気筒毎に推定された筒内温度に基づいて、休止気筒に対する噴射制御の制御パラメータを適切に設定できる。
【００１１】
噴射制御の制御パラメータを適切に設定すれば、休止気筒に燃料を噴射して燃焼を再開するときに、気筒内の壁面に噴射燃料が付着することを低減できる。その結果、付着燃料によるエミッションの悪化を低減できる。
【００１２】
尚、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態による燃料噴射システムを示す構成図。
【図２】噴射制御処理を示すフローチャート。
【図３】噴射制御処理を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態を説明する。
［１．構成］
図１に示す燃料噴射システム１０は、例えば、内燃機関として自動車用の直噴式のガソリンエンジン２に燃料を噴射するためのものである。以下、ガソリンエンジン２を単にエンジン２とも言う。燃料噴射システム１０は、高圧ポンプ１２と、デリバリパイプ２０と、インジェクタ３０と、ＥＣＵ４０とを備えている。ＥＣＵはElectronic Control Unitの略である。
【００１５】
高圧ポンプ１２は、カムにより駆動され、燃料タンクから吸入する燃料を加圧し、燃料配管を通ってデリバリパイプ２０に加圧した燃料を圧送する。デリバリパイプ２０は、高圧ポンプ１２から圧送される燃料を蓄圧してインジェクタ３０に供給する中空の部材である。圧力センサ２２は、デリバリパイプ２０に設置されており、デリバリパイプ２０内の燃料圧力を検出する。
【００１６】
インジェクタ３０は、エンジン２の各気筒に設置されており、燃料吸入口をデリバリパイプ２０に挿入されている。インジェクタ３０は、通電を制御されることにより、デリバリパイプ２０から供給される燃料をエンジン２の気筒内に直接噴射する。
【００１７】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４２と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ４４とを備えるマイクロコンピュータを中心に構成されている。以下、半導体メモリを単にメモリとも言う。尚、ＥＣＵ４０を構成するマイクロコンピュータの数は一つでも複数でもよい。
【００１８】
ＥＣＵ４０の各種機能は、ＣＰＵ４２が非遷移的実体的記録媒体に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ４４が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。
【００１９】
ＥＣＵ４０の各種機能を実現する手法は、ソフトウェアに限るものではなく、その一部または全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いてもよい。
【００２０】
ＥＣＵ４０は、圧力センサ２２を含む各種センサから取り込んだ検出信号に基づき、以下に説明するような燃料噴射システム１０の各種制御を実行する。
ＥＣＵ４０は、インジェクタ３０の噴射量と噴射回数と噴射タイミングとを制御する。ＥＣＵ４０は、インジェクタ３０に対する目標噴射量と、目標噴射量に対応する噴射パルス幅と、インジェクタ３０が噴射する燃料の圧力との関係を表す噴射特性マップを、予め計測してＲＯＭ等に記憶している。噴射パルス幅により、インジェクタ３０に通電する長さを表す通電時間が決定される。目標噴射量が多いほど噴射パルス幅は長くなる。
【００２１】
ＥＣＵ４０は、デリバリパイプ２０内の燃料圧力と、インジェクタ３０に対する目標噴射量とをパラメータとして、噴射特性マップからインジェクタ３０に噴射を指令するときの噴射パルス幅を設定する。
【００２２】
ＥＣＵ４０は、圧力センサ２２から取得するデリバリパイプ２０内の圧力が目標圧力となるように、高圧ポンプ１２の吐出量を制御する。
ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態または図示しない空燃比センサの検出信号に基づいて、エンジン２の各気筒の空燃比を推定する。そして、ＥＣＵ４０は、エミッションの悪化を低減するため、目標の空燃比となるように気筒毎に噴射量を補正する噴射量補正を実行する。
【００２３】
ＥＣＵ４０は、燃費の向上を目的として、エンジン２の全気筒のうち一部の気筒に対する燃料噴射を停止して燃焼を休止する気筒休止運転を実行する。
［２．処理］
ＥＣＵ４０が実行する噴射制御処理を図２のフローチャートに基づいて説明する。図２のフローチャートは常時実行される。
【００２４】
Ｓ４００においてＥＣＵ４０は、気筒毎に噴射量を補正する噴射量補正の実行中であるか否かを判定する。Ｓ４００の判定がＮｏであり、噴射量補正を実行していない場合、処理はＳ４０６に移行する。
【００２５】
Ｓ４００の判定がＹｅｓであり、噴射量補正を実行中の場合、Ｓ４０２においてＥＣＵ４０は、フラグ１をオンに設定する。フラグ１がオンであれば、噴射量補正を実行中であることを表す。フラグ１がオフであれば、噴射量補正を実行していないことを表す。
【００２６】
Ｓ４０４においてＥＣＵ４０は、各気筒の温度推定係数を算出する。Ｓ４０４の実行後、処理はＳ４１２に移行する。
温度推定係数は、噴射量補正を実行していないときの基準噴射量に対する補正量が０である気筒の筒内温度を基準温度とし、補正量と水温と噴射量補正の継続時間とに基づいて、基準温度に乗算して筒内温度を推定するための係数として算出される。補正量が０であれば筒内温度は基準温度であるから、温度推定係数は１である。
【００２７】
ＥＣＵ４０は、噴射量と水温と基準温度との特性を表すマップ等から、噴射量と水温とをパラメータとして基準温度を算出する。また、ＥＣＵ４０は、補正量と水温と噴射量補正の継続時間と温度推定係数との特性を表すマップ等から、補正量と水温と噴射量補正の継続時間とをパラメータとして温度推定係数を算出する。
【００２８】
ここで、噴射量補正の実行中、噴射燃料の気化熱のために、噴射量が多い気筒は噴射量の少ない気筒よりも筒内温度は低くなる。図３では、噴射量補正の実行中、＃１で表される第１気筒の筒内温度が補正量が０である噴射量補正の実行前の基準温度よりも上昇し、＃２で表される第２気筒の筒内温度が補正量が０である噴射量補正の実行前の基準温度よりも低下している。
【００２９】
これは、第１気筒に対する補正量が噴射量を減少する負の補正量であり、第２気筒に対する補正量が噴射量を増加する正の補正量であることを示している。補正量が正であれば、噴射量が増加し気化熱が増加するので、筒内温度は基準温度よりも低下する。補正量が負であれば、噴射量が減少し気化熱が減少するので、筒内温度は基準温度よりも上昇する。
【００３０】
したがって、第２気筒のように補正量が正であれば、筒内温度を推定するために基準温度に乗算する温度推定係数は１よりも小さくなる。第１気筒のように補正量が負であれば、温度推定係数は１よりも大きくなる。Ｓ４０４の実行後、処理はＳ４１２に移行する。
【００３１】
Ｓ４０６においてＥＣＵ４０は、フラグ１がオンであるか否かを判定する。Ｓ４０６の判定がＮｏであり、フラグ１がオフであれば、噴射量補正が実行されていないと判断し、ＥＣＵ４０は処理をＳ４１２に移行する。
【００３２】
Ｓ４０６の判定がＹｅｓであり、フラグ１がオンであれば、噴射量補正の実行が終了した直後であると判断し、ＥＣＵ４０は、Ｓ４０８においてフラグ１をオフに設定し、Ｓ４１０においてフラグ２をオンに設定する。フラグ２のオン、オフが表す意味は、後述するＳ４２６において説明する。Ｓ４１０の実行後、処理はＳ４１２に移行する。
【００３３】
Ｓ４１２においてＥＣＵ４０は、気筒休止運転中であるか否かを判定する。Ｓ４１２の判定がＮｏであり、気筒休止運転中ではなく休止気筒が存在しない場合、処理はＳ４２６に移行する。
【００３４】
Ｓ４１２の判定がＹｅｓであり、気筒休止運転中であり休止気筒が存在する場合、Ｓ４１４においてＥＣＵ４０は、フラグ２をオフに設定する。Ｓ４１６においてＥＣＵ４０は、休止気筒の現在の筒内温度を推定するために、温度推定係数を算出する。気筒休止運転中、時間経過とともに休止気筒の筒内温度は減少するので、温度推定係数も時間経過とともに減少する。
【００３５】
具体的には、ＥＣＵ４０は、温度推定係数の基準値である１に対し、休止気筒が燃焼の休止を開始する直前のＳ４０４または後述するＳ４２８で算出された温度推定係数のオフセットと、温度推定係数が減少する傾きを表す減少係数とを算出する。温度推定係数の基準値である１に対するオフセットは、休止気筒が燃焼の休止を開始する直前の筒内温度が基準温度よりも高い場合は正になり、基準温度よりも低い場合は負になる。
【００３６】
減少係数は負の値である。休止気筒が燃焼の休止を開始する直前の筒内温度が基準温度よりも高いほど、つまり温度推定係数の正のオフセットが大きいほど、減少係数の絶対値は大きくなる。一方、休止気筒が燃焼の休止を開始する直前の筒内温度が基準温度よりも低いほど、つまり温度推定係数の負のオフセットの絶対値が大きいほど、減少係数の絶対値は小さくなる。
【００３７】
そして、ＥＣＵ４０は、休止気筒が燃焼の休止を開始する直前の温度推定係数、つまり温度推定係数の基準値である１にオフセットを加えた値に、減少係数と気筒休止運転の継続時間とを乗算した値を加算して温度推定係数を算出する。
【００３８】
図３において、第１気筒は第２気筒よりも休止気筒が燃焼の休止を開始する直前の筒内温度が高いので、気筒休止運転中における筒内温度の低下率は大きくなっている。つまり、第１気筒は第２気筒よりも温度推定係数の減少係数の絶対値は大きい。Ｓ４１６の実行後、処理はＳ４１８に移行する。
【００３９】
Ｓ４１８においてＥＣＵ４０は、休止気筒の筒内温度を推定する。具体的には、気筒休止運転の継続時間と水温と温度推定係数と筒内温度との特性を表すマップ等から、気筒休止運転の継続時間と水温と温度推定係数とをパラメータとして休止気筒の筒内温度を推定する。
【００４０】
次に、Ｓ４２０においてＥＣＵ４０は、Ｓ４１８で推定した筒内温度に応じて、休止気筒が燃焼を再開するときの噴射制御の制御パラメータとして、噴射タイミングと噴射回数とを設定する。
【００４１】
図３に示すように、筒内温度が第１気筒よりも低い第２気筒は、第１気筒よりも噴射タイミングを遅角側に設定し、第１気筒よりも早く噴射回数を１回から２回に増やす。図３では、第１気筒と第２気筒との両方の筒内温度が所定温度よりも低下しているので、燃焼再開時に両気筒の噴射回数は２回に設定されている。
【００４２】
噴射タイミングを遅角側に設定すると、気筒内のピストンの位置が下死点に近づくので、インジェクタ３０の噴射孔とピストンの上面との距離が長くなる。その結果、気筒の内壁面を構成するピストンの上面に噴射燃料が付着しにくくなる。また、同じ噴射量に対し噴射回数が１回から２回に増加すると、１回目と２回目とで燃料の噴射領域が異なるので、気筒の内壁面に噴射燃料が付着しにくくなる。
【００４３】
Ｓ４２２の判定がＮｏであり、休止気筒に対して燃焼を再開する要求がなければ、本処理は終了する。
Ｓ４２２の判定がＹｅｓであり、休止気筒に対して燃焼を再開する要求があれば、Ｓ４２４においてＥＣＵ４０は、休止気筒毎にＳ４２０で設定した制御パラメータに基づいて、燃料噴射を再開するときの燃料噴射を制御する。
【００４４】
Ｓ４２６においてＥＣＵ４０は、フラグ２がオンであるか否かを判定する。Ｓ４２６の判定がＮｏであり、フラグ２がオフの場合、噴射量補正が実行されておらず、気筒休止運転も実行されていないので、温度推定係数を算出する必要はないと判断し、ＥＣＵ４０は本処理を終了する。
【００４５】
Ｓ４２６の判定がＹｅｓであり、フラグ２がオンの場合、噴射量補正が終了してから気筒休止運転がまだ実行されていないと判断し、Ｓ４２８においてＥＣＵ４０は、温度推定係数を算出する。
【００４６】
具体的には、ＥＣＵ４０は、噴射量補正が終了する直前にＳ４０４で算出された温度推定係数を、噴射量補正が終了してから気筒休止運転が実行されていない経過時間が長くなるにしたがい１に近づくように設定する。
【００４７】
ＥＣＵ４０は、噴射量補正が終了してから気筒休止運転が実行されていない経過時間が長くなるにしたがい、Ｓ４０４で算出された温度推定係数のオフセットと減少係数とを徐々に０に近づける。これにより、経過時間が長くなるにしたがい温度推定係数は１に近づく。Ｓ４２８の終了後、ＥＣＵ４０は本処理を終了する。
【００４８】
［３．効果］
以上説明した上記実施形態では、以下の効果を得ることができる。
（１）噴射量補正による補正量に応じて気筒毎に筒内温度を推定し、さらに気筒休止運転中の休止気筒の筒内温度を推定する。そして、休止気筒毎に推定した筒内温度に基づいて休止気筒毎に燃焼を再開するときの噴射制御の制御パラメータを設定する。これにより、休止気筒が燃焼を再開するときの筒内温度に基づいて、休止気筒が燃焼を再開するときの噴射制御の制御パラメータを適切に設定できる。
【００４９】
その結果、休止気筒が燃焼を再開するときに、気筒内の壁面に噴射燃料が付着することを極力低減する制御パラメータを設定できるので、付着燃料によるエミッションの悪化を低減できる。
【００５０】
（２）噴射量補正を実行後、気筒休止運転を実行するまでの経過時間を考慮して温度推定係数を算出するので、噴射量補正の終了後にすぐに気筒休止運転を実行しない場合にも、筒内温度を適切に推定できる。
【００５１】
上記実施形態において、ＥＣＵ４０が燃料噴射制御装置に対応し、ＣＰＵ４２が噴射量補正部と温度推定部と噴射制御部とに対応する。
また、上記実施形態において、Ｓ４０４、Ｓ４１６、Ｓ４１８、Ｓ４２８が温度推定部としての処理に対応し、Ｓ４２０が噴射制御部としての処理に対応する。
【００５２】
［４．他の実施形態］
（１）上記実施形態では、休止気筒が燃焼を再開するときの噴射制御の制御パラメータとして、筒内温度に応じて噴射回数と噴射タイミングとの両方を設定した。これに対し、噴射回数と噴射タイミングとの一方だけを設定してもよい。
【００５３】
（２）上記実施形態における一つの構成要素が有する複数の機能を複数の構成要素によって実現したり、一つの構成要素が有する一つの機能を複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を一つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素が有する一つの機能を一つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。尚、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００５４】
（３）上述した燃料噴射制御装置の他、当該燃料噴射制御装置を構成要素とする燃料噴射システム、当該燃料噴射制御装置としてコンピュータを機能させるための燃料噴射制御プログラム、この燃料噴射制御プログラムを記録した記録媒体、燃料噴射制御方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００５５】
２：ガソリンエンジン（内燃機関）、１０：燃料噴射システム、４０：ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）、４２：ＣＰＵ（噴射量補正部、温度推定部、噴射制御部）
【図１】
2018021536.tif 000003
【図２】
2018021536.tif 000004
【図３】
2018021536.tif 000005