(57)【要約】燃焼室内に直接燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、第１燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を可変可能なプレッシャレギュレータと、を有し、所定の燃料カット条件が成立すると第１燃料噴射弁の燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、第１燃料噴射弁の燃料噴射を再開する。燃料カット後の燃料噴射再開時に、第１燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を運転状態に応じて決定される通常時燃圧よりも高くする。これにより、燃料カット終了後の燃料噴射再開時に、噴霧の微粒化、気化が促進され、排気微粒子の排出量及び排気微粒子の排出数を抑制できる。
2016088190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を可変可能な圧力調整器と、を有し、
車両の走行中に所定の燃料カット条件が成立すると上記燃料噴射弁の燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、
上記燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、上記燃料噴射弁の燃料噴射を再開する内燃機関の制御装置において、
上記燃料カット後の燃料噴射再開時に、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を運転状態に応じて決定される通常時燃圧よりも高くする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記燃料カットの時間が長くなるほど、上記燃料カットからの燃料噴射再開時に、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を高くする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に、ピストン温度が低いほど上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を高くする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を上記燃料カット中に予め上昇させる請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記燃料カット中に上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力の最大値は、当該燃料カット中の吸入空気量と当該燃料噴射弁の最小燃料噴射パルス幅によって決定される請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
上記燃料カット中に上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力の最大値は、アイドル運転時の吸入空気量と当該燃料噴射弁の最小燃料噴射パルス幅によって決定される請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が目標燃圧に対して所定値以上低い場合には、燃料噴射時期を遅角する請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に、上記燃料噴射弁の燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクを実施する請求項１〜７のいずれかに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、燃焼室内に直接燃料が噴射される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１燃焼サイクル中に複数回、燃焼室内に燃料を分割噴射することで、１回当たりの燃料噴射量を少なくし、壁面等への燃料付着を低減した筒内直接噴射式の内燃機関が従来から知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、燃焼室内への燃料噴射を一時的に停止する燃料カット状態から燃料噴射を再開する際に、燃焼室内への燃料噴射を停止していた燃料カット時間の長さが長いほど、分割噴射における初回の噴射量割合を減少させることで排気微粒子の排出数を抑制する技術が開示されている。【０００４】
しかしながら、この特許文献１においては、燃料カット状態から燃料噴射を再開する際のエンジン負荷が低く１燃焼サイクルでの燃料噴射量が少なくなると、燃料噴射弁の最小燃料噴射パルス幅の制限により、１燃焼サイクル中の燃料噴射の回数を複数回に分割できない虞や、分割噴射における初回の噴射量割合を減少させることができない虞がある。そのため、特許文献１においては、燃料カット状態から燃料噴射を再開する際に、場合によっては排気微粒子の排出量及び排気微粒子の排出数が増加してしまう虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４１６５４号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を可変可能な圧力調整器と、を有し、車両の走行中に所定の燃料カット条件が成立すると上記燃料噴射弁の燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、上記燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、上記燃料噴射弁の燃料噴射を再開する。そして、燃料噴射再開時に、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を運転状態に応じて決定される通常時燃圧よりも高くする。
【０００７】
これによって、燃料カット終了後の燃料噴射再開時に、噴霧の微粒化、気化が促進され、ピストン等への燃料付着量が低減されて、排気微粒子の排出量及び排気微粒子の排出数を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用される内燃機関の概略構成を模式的に示した説明図。
【図２】通常時燃圧算出マップ。
【図３】第１実施例における燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【図４】第１実施例における制御の流れを示すフローチャート。
【図５】燃料カット中目標燃圧算出マップ。
【図６】第２実施例における燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【図７】第２実施例における制御の流れを示すフローチャート。
【図８】目標燃圧算出マップ。
【図９】第３実施例における燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【図１０】通常時噴射タイミング算出マップ。
【図１１】第３実施例における制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用される内燃機関１の概略構成を示している。なお、内燃機関１は、例えばガソリンを燃料とするものである。
【００１０】
内燃機関１の燃焼室２には、吸気弁３を介して吸気通路４が接続されているとともに、排気弁５を介して排気通路６が接続されている。
【００１１】
吸気通路４には、電子制御式のスロットル弁７が配置されている。スロットル弁７の上流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ８が設けられている。エアフローメータ８の検出信号は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２０に入力されている。
【００１２】
燃焼室２の頂部には、ピストン９と対向するように点火プラグ１０が配置されている。この燃焼室２の吸気通路側の側部には、燃焼室２内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁１１が配置されている。
【００１３】
第１燃料噴射弁１１には、高圧燃料ポンプ（図示せず）により加圧された比較的高い圧力の燃料が圧力調整器としてのプレッシャレギュレータ１２を介して導入されている。プレッシャレギュレータ１２はＥＣＵ２０からの制御指令に基づいて第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）を変化させることが可能となっている。なお、上記圧力調整器は、プレッシャレギュレータ１２に限定されるものではなく、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）を変更可能なものであればよい。
【００１４】
排気通路６には、三元触媒１３が介装されている。また、排気通路６には、三元触媒１３の上流側に第１空燃比センサ１４が配置され、三元触媒１３の下流側に第２空燃比センサ１５が配置されている。空燃比センサ１４、１５は、空燃比のリッチ、リーンのみを検出する酸素センサであってもよく、あるいは空燃比の値に応じた出力が得られる広域型空燃比センサであってもよい。
【００１５】
ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを内蔵し、内燃機関１の種々の制御を行うものであって、各種のセンサからの信号を基に処理を行うようになっている。各種のセンサとしては、上述したエアフローメータ８、第１、第２空燃比センサ１４、１５のほかに、運転者により操作されるアクセルペダルの開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２１、クランクシャフト１７のクランク角度と共に機関回転数を検出可能なクランク角センサ２２、スロットル弁７の開度を検出するスロットルセンサ２３、内燃機関１の冷却水温を検出する水温センサ２４、エンジンオイルの油温を検出する油温センサ２５、車速を検出する車速センサ２６、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料圧力を検出する燃圧センサ２７等がある。
【００１６】
そして、ＥＣＵ２０では、これらの検出信号に基づいて、第１燃料噴射弁１１の噴射量、噴射時期及び第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）や、点火プラグ１０による点火時期、スロットル弁７の開度等を制御する。
【００１７】
なお、内燃機関１は、スロットル弁７下流側に、気筒毎に吸気通路４内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁１６が配置されており、いわゆるポート噴射により燃焼室２に燃料を供給することも可能となっている。
【００１８】
ＥＣＵ２０は、車両の減速時に所定の燃料カット条件が成立すると、第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１６の燃料噴射を停止する燃料カット制御を実施する。例えば、暖機完了後に機関回転数が所定の燃料カット回転数以上で、スロットル弁７が全閉となっている場合に、ＥＣＵ２０は、燃料カット条件が成立しているものとして、燃料カット制御を実施する。そして、ＥＣＵ２０は、燃料カット制御実施中に、所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射を再開する。例えば、燃料カット制御中に、アクセルペダルが踏み込まれてスロットル弁７が全閉状態ではなくなった場合や、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となった場合に、ＥＣＵ２０は、燃料カットリカバー条件が成立しているものとして燃料カット制御を終了する。
【００１９】
燃料カット制御を実施すると、三元触媒１３に比較的多くの酸素が供給される。つまり、三元触媒１３は、燃料カット制御中に、多量の酸素を吸着することになり、燃料カット制御終了時に排気中のＮＯｘから酸素を奪ってＮＯｘを還元しにくくなる虞がある。そのため、本実施例では、燃料カット制御が終了して燃料噴射を再開する際に、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクを実施することで、三元触媒１３の排気浄化能力（ＮＯｘ還元能力）の再生を促進させている。
【００２０】
ここで、燃料カット制御中は内燃機関１の燃焼が停止しているので燃焼室２の壁面温度、すなわちピストン９やシリンダ内壁面等の温度が低下する。そのため、燃焼カット制御が終了して第１燃料噴射弁１１の燃料噴射を再開した際に、第１燃料噴射弁１１から燃焼室２内に噴射された燃料のピストン９等への付着量が増加し、排気微粒子の排出量や排出数が増加する虞がある。
【００２１】
そこで本発明の第１実施例においては、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から吸気行程中に燃料噴射を再開する際に、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）をその時点での機関負荷に応じて決まる通常時燃圧よりも高くする。
【００２２】
例えば、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となって燃料カットリカバー条件が成立した場合、燃料噴射を再開する際に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）は、アイドル運転時における通常時燃圧よりも高くなるように設定される。また、燃料カット制御中にアクセルペダルが踏み込まれてスロットル弁７が全閉状態ではなくなって燃料カットリカバー条件が成立した場合、燃料噴射を再開する際に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）は、燃料噴射再開時の運転状態における通常時燃圧よりも高くなるように設定される。
【００２３】
通常時燃圧は、例えば、図２に示すように通常時燃圧算出マップを用いて演算される。この通常時燃圧算出マップは、機関負荷が高いほど、また機関回転数が高いほど、演算される通常時燃圧が高くなるように設定されている。
【００２４】
図３は、第１実施例における燃料カット制御から燃料カット終了後の過渡時の状態を示すタイミングチャートである。
【００２５】
図３においては、時刻ｔ１において燃料カット条件が成立し、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となる時刻ｔ２において燃料カットリカバー条件が成立している。また、時刻ｔ２から所定期間の当量比が一時的に増加するように制御されている。すなわち、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクが実施されている。
【００２６】
そして、第１実施例においては、燃料カット制御終了時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が、図３中に破線で示す通常時燃圧よりも高くなるように設定されている。具体的には、リッチスパイクが実施される時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が、アイドル運転時における通常時燃圧よりも高くなるよう設定されている。
【００２７】
このように、第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際に、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）を通常時燃圧よりも高く設定することで、第１燃料噴射弁１１から噴射された燃料の噴霧の微粒化、気化が促進され、ピストン９等への燃料付着量を低減できる。そのため、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開した際に、排気微粒子の排出数を図３中に破線で示す燃圧を通常時燃圧とした場合に比べて大幅に低減でき、ひいては排気微粒子の排出量を抑制できる。つまり、燃料カット制御の実施による燃費低減と、燃料カット制御終了直後の排気性能の悪化抑制とを両立させることができる。
【００２８】
また、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）は、時刻ｔ１から燃料カットリカバー条件が成立するまでの時間が長くなるほど、つまり時刻ｔ１から燃料カットリカバー条件が成立するまで一定時間毎にカウントされる燃料カット期間カウンタが大きくなるほど、高くなるように設定されている。これは、直前の燃料カット制御が長くなるほど燃焼室２の壁面温度が低下することにより、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射再開時に噴射された燃料のピストン９等への付着量が増加しやすくなるためである。
【００２９】
そのため、燃料カット期間カウンタが大きくなるほど、燃料噴射再開時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）を高くすることで、噴射された燃料のピストン９等への付着量を効果的に低減することができる。
【００３０】
さらに、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）は、燃料カット制御中から予め高くなるように制御されている。そのため、第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際に、初回から高い圧力の燃料を噴射可能となり、噴霧の微粒化及び気化が促進され、排気微粒子の排出数を低減する上で有利である。
【００３１】
図３中に一点鎖線で示す燃圧は、第１燃料噴射１１の最小燃料噴射パルス幅から決まる許容最大燃圧である。この許容最大燃圧は、燃料カット制御中に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）の最大値であり、例えば燃料カット中の吸入空気量と第１燃料噴射弁１１の最小燃料噴射パルス幅とによって決定される。なお、許容最大燃圧は、アイドル運転時の吸入空気量と第１燃料噴射弁１１の最小燃料噴射パルス幅とによって決定してもよい。
【００３２】
このような許容最大燃圧を設定しておくことで、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射パルス幅が最小燃料噴射パルス幅以下の噴射要求となることを回避できる。
【００３３】
図４は、上述した第１実施例における制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ１では、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立している場合にはＳ２へ進み、燃料カット条件が成立していない場合にはＳ１１へ進む。Ｓ２では、燃料カット期間カウンタ（ＦＣＴＣＮＴ）を演算する。Ｓ３では、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）を演算する。Ｓ４では、燃料カット中に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）の目標値である燃料カット中目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＦＣ）を演算する。この燃料カット中目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＦＣ）は、例えば図５に示すような燃料カット中目標燃圧算出マップを用いて演算され、燃料カット期間カウンタ（ＦＣＴＣＮＴ）が大きいほど高くなる。Ｓ５では、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）と燃料カット中目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＦＣ）とを比較し、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）が燃料カット中目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＦＣ）よりも大きい場合はＳ６へ進み、そうでない場合はＳ７へ進む。Ｓ６では、燃料カットリカバー時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）であるリカバー時目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲ）をＳ４で演算された燃料カット中目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＦＣ）とする。Ｓ７では、燃料カットリカバー時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）であるリカバー時目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲ）をＳ３で演算された許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）とする。
【００３４】
Ｓ８では、燃料カット終了か否かを判定する。すなわち燃料カットリカバー条件が成立したか否かを判定し、燃料カットリカバー条件が成立していればＳ９へ進み、燃料カットリカバー条件が成立していなければＳ２へ進む。Ｓ９では、リッチスパイク中に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）の目標値である目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲＳ）を燃料カットリカバー条件が成立する直前に演算されたリカバー時目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲ）とする。Ｓ１０では、リッチスパイクが終了したか否かを判定し、リッチスパイクが終了した場合にはＳ１１へ進み、リッチスパイクが終了していない場合にはＳ９へ進む。Ｓ１１では、目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＳ）を、現在の機関負荷と機関回転数とを用いて上述した図２の通常時燃圧算出マップから演算される通常時燃圧（ＴＰＦＵＥＬＮ）に設定する。
【００３５】
以下、本発明の他の実施例ついて説明する。なお上述した第１実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３６】
図６〜図８を用いて、本発明の第２実施例を説明する。第２実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっている。第２実施例においても、上述した第１実施例と同様、燃料カット制御終了時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が図６中に破線で示す通常時燃圧よりも高くなるよう制御される。
【００３７】
そして、この第２実施例では、ピストン９の温度に応じて第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が高くなるように設定されている。これは、ピストン９の温度が低くなるほど、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射再開時に噴射された燃料のピストン９等への付着量が増加しやすくなるためである。
【００３８】
そのため、この第２実施例では、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射再開時に、噴射された燃料のピストン９等への付着量を効果的に低減することができる。
【００３９】
ピストン９の温度は、例えば、燃料カット制御直前の機関負荷と燃料カット制御中の積算吸入空気量等を用いて所定の演算式から演算可能である。なお、ピストン９の温度を温度センサで検出するようにしてもよい。
【００４０】
図６においては、時刻ｔ１において燃料カット条件が成立し、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となる時刻ｔ２において燃料カットリカバー条件が成立している。また、時刻ｔ２から所定期間の当量比が一時的に増加するように制御されている。すなわち、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクが実施されている。
【００４１】
そして、この第２実施例では、燃料カット制御を終了して燃料噴射を再開する際に、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）がピストン９の温度が低いほど高くなるよう設定されている。
【００４２】
なお、図６中に一点鎖線で示す燃圧は、上述した許容最大燃圧であり、第１燃料噴射１１の最小燃料噴射パルス幅から決定される。また、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）は、燃料カット制御中から予め高くなるように制御されている。
【００４３】
そのため、このような第２実施例においても、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開した際に、排気微粒子の排出数を図６中に破線で示す燃圧を通常時燃圧とした場合に比べて大幅に低減でき、ひいては排気微粒子の排出量を抑制できる。また、この第２実施例においても、上述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００４４】
図７は、上述した第２実施例における制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ２１では、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立している場合にはＳ２２へ進み、燃料カット条件が成立していない場合にはＳ３２へ進む。Ｓ２２では、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を燃料カット制御直前の機関負荷と燃料カット制御中の積算吸入空気量等を用いて所定の演算式から演算する。Ｓ２３では、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）を演算する。Ｓ２４では、燃料カット中に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）を演算する。この燃料カット中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）は、Ｓ２２で演算されたピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）と、例えば図８に示すような目標燃圧算出マップとを用いて演算され、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）が低くなるほど高くなる。Ｓ２５では、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）と燃料カット中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）とを比較し、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）が燃料カット中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）よりも大きい場合はＳ２６へ進み、そうでない場合はＳ２７へ進む。Ｓ２６では、燃料カットリカバー時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）であるリカバー時目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲ）をＳ２４で演算された燃料カット中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）とする。Ｓ２７では、燃料カットリカバー時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）であるリカバー時目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲ）をＳ２３で演算された許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）とする。
【００４５】
Ｓ２８では、燃料カット終了か否かを判定する。すなわち燃料カットリカバー条件が成立したか否かを判定し、燃料カットリカバー条件が成立していればＳ２９へ進み、燃料カットリカバー条件が成立していなければＳ２２へ進む。Ｓ２９では、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を演算する。Ｓ２９で演算されるピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）は、燃料カット制御終了時のピストン温度と、燃料カット制御終了後の積算吸入空気量等を用いて所定の演算式から演算する。Ｓ３０では、リッチスパイク中に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲＳ）を演算する。このリッチスパイク中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲＳ）は、Ｓ２９で演算されたピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）と、例えば上述した図８に示すような目標燃圧算出マップとを用いて演算された目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）であり、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）が低くなるほど高くなる。Ｓ３１では、リッチスパイクが終了したか否かを判定し、リッチスパイクが終了した場合にはＳ３２へ進み、リッチスパイクが終了していない場合にはＳ２９へ進む。Ｓ３２では、目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）を、現在の機関負荷と機関回転数とを用いて上述した図２の通常時燃圧算出マップから演算される通常時燃圧（ＴＰＦＵＥＬＮ）に設定する。
【００４６】
図９〜図１１を用いて、本発明の第３実施例を説明する。第３実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっている。第３実施例においても、上述した第１実施例と同様、燃料カット制御終了時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が図９中に破線で示す通常時燃圧よりも高くなるよう制御される。
【００４７】
そして、この第３実施例では、燃料カットリカバー条件が成立した際に、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が図９中に二点鎖線で示す目標燃圧に対して所定値以上低い場合、第１燃料噴射弁１１の吸気行程中の燃料噴射のタイミングが通常時の燃料噴射タイミングに対して遅角するよう設定されている。なお、図９中に一点鎖線で示す燃圧は、上述した許容最大燃圧であり、第１燃料噴射１１の最小燃料噴射パルス幅から決定される。
【００４８】
通常時の燃料噴射時期である通常時噴射タイミングは、例えば図１０に示すような通常時噴射タイミング算出マップを用いて演算される。通常時噴射タイミング算出マップは、機関負荷が低いほど、また機関回転数が高いほど、演算される通常時噴射タイミングが進角するように設定されている。
【００４９】
また、燃料カットリカバー条件成立時、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が目標燃圧に対して所定値以上低い場合に設定される第１燃料噴射弁１１のリカバー時噴射タイミングは、例えば吸気行程の下死点付近のタイミングであり、通常時噴射タイミングよりも相対的に遅角するよう設定されるものである。
【００５０】
図９においては、時刻ｔ１において燃料カット条件が成立し、時刻ｔ２にアクセルペダルが踏み込まれることによって燃料カットリカバー条件が成立している。また、時刻ｔ２から所定期間の当量比が一時的に増加するように制御されている。すなわち、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクが実施されている。
【００５１】
図９において、燃料カットリカバー条件が成立した時刻ｔ２では、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が、破線で示す通常時燃圧よりも高いものの、目標燃圧に対して低くなっている。そこで、第３実施例では、リッチスパイクの実施中、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射のタイミングを通常時噴射タイミングよりも遅角側のタイミングとなるリカバー時噴射タイミングに設定する。
【００５２】
なお、この第３実施例においては、上述した第２実施例と同様に、ピストン９の温度に応じて、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が高くなるように設定されている。
【００５３】
そのため、このような第３実施例においても、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開した際に、排気微粒子の排出数を図９中に破線で示す燃圧を通常時燃圧とした場合に比べて大幅に低減でき、ひいては排気微粒子の排出量を抑制できる。また、この第３実施例においても、上述した第１、第２実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００５４】
さらに、この第３実施例では、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が、燃料カットリカバー条件成立時に十分に上昇していない場合でも、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射時期を遅角することで、第１燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧のピストン９への付着量を低減して排気微粒子の排出量及び排気微粒子の排出数の増加を抑制できる。
【００５５】
図１１は、上述した第３実施例における制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ４１では、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立している場合にはＳ５８へ進み、燃料カット条件が成立していない場合にはＳ４２へ進む。Ｓ４２では、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を燃料カット制御直前の機関負荷と燃料カット制御中の積算吸入空気量等を用いて所定の演算式から演算する。Ｓ４３では、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）を演算する。Ｓ４４では、燃料カット中に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）を演算する。この燃料カット中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）は、Ｓ４２で演算されたピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）と、例えば上述した図８に示すような目標燃圧算出マップとを用いて演算され、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）が低くなるほど高くなる。Ｓ４５では、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）と燃料カット中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）とを比較し、許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）が燃料カット中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）よりも大きい場合はＳ４６へ進み、そうでない場合はＳ４７へ進む。Ｓ４６では、燃料カットリカバー時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）であるリカバー時目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲ）を燃料カット中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）とする。Ｓ４７では、燃料カットリカバー時に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）であるリカバー時目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲ）を許容最大燃圧（ＰＦＡＤＭＸ）とする。
【００５６】
Ｓ４８では、燃料カット終了か否かを判定する。すなわち燃料カットリカバー条件が成立したか否かを判定し、燃料カットリカバー条件が成立していればＳ４９へ進み、燃料カットリカバー条件が成立していなければＳ４２へ進む。Ｓ４９では、燃圧センサ２７で検出される実燃圧（ＰＦＵＥＬ）と予め設定された所定値（ＨＹＳＦＵＥＬ）との和が燃料カット制御終了直前に演算されたリカバー時目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲ）以上であるか否かを判定する。すなわち、燃料カットリカバー条件が成立した際に、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）が目標燃圧に達しているか否かを判定し、達している場合にはＳ５０へ進み、達していない場合にはＳ５４へ進む。
【００５７】
Ｓ５０では、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を演算する。Ｓ５０で演算されるピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）は、燃料カット制御終了時のピストン温度と、燃料カット制御終了後の積算吸入空気量等を用いて所定の演算式から演算されたものである。Ｓ５１では、リッチスパイク中に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲＳ）を演算する。このリッチスパイク中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲＳ）は、Ｓ５０で演算されたピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）と、例えば上述した図８に示すような目標燃圧算出マップとを用いて演算された目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）であり、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）が低くなるほど高くなる。Ｓ５２では、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射タイミング（ＴＩＴＭ）を、例えば図１０に示すような通常時噴射タイミング算出マップを用いて算出した通常時噴射タイミング（ＴＩＴＭＮ）に設定する。Ｓ５３では、リッチスパイクが終了したか否かを判定し、リッチスパイクが終了した場合にはＳ５８へ進み、リッチスパイクが終了していない場合にはＳ５０へ進む。
【００５８】
Ｓ５４では、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を演算する。Ｓ５４で演算されるピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）は、燃料カット制御終了時のピストン温度と、燃料カット制御終了後の積算吸入空気量等を用いて所定の演算式から演算されたものである。Ｓ５５では、リッチスパイク中に第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲＳ）を演算する。このリッチスパイク中の目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬＲＳ）は、Ｓ５４で演算されたピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）と、例えば上述した図８に示すような目標燃圧算出マップとを用いて演算された目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）であり、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）が低くなるほど高くなる。Ｓ５６では、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射タイミング（ＴＩＴＭ）を、通常時噴射タイミングよりも遅角側のタイミングとなるリカバー時噴射タイミング（ＴＩＴＭＲ）に設定する。このリカバー時噴射タイミング（ＴＩＴＭＲ）は、例えばピストン温度が低いほど遅角するように設定してもよい。Ｓ５７では、リッチスパイクが終了したか否かを判定し、リッチスパイクが終了した場合にはＳ５８へ進み、リッチスパイクが終了していない場合にはＳ５４へ進む。
【００５９】
Ｓ５８では、目標燃圧（ＴＰＦＵＥＬ）を、現在の機関負荷と機関回転数とを用いて上述した図２の通常時燃圧算出マップから演算される通常時燃圧に設定する。Ｓ５９では、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射タイミング（ＴＩＴＭ）を、例えば図１０に示すような通常時噴射タイミング算出マップを用いて算出した通常時噴射タイミング（ＴＩＴＭＮ）に設定する。なお、Ｓ５９で算出された噴射タイミングに対して前回の噴射タイミングが遅角しているような場合、すなわち例えばリッチスパイクの終了直後では、現在の噴射タイミングを所定量進角させた噴射タイミングを今回の噴射タイミングとし、噴射タイミングを徐々に通常の噴射タイミングに向けて進角する。
【００６０】
なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、例えば、第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際に、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）を燃料カット制御の長さと、ピストン９の温度の双方を勘案して決定するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した各実施例においては、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクによって三元触媒１３の排気浄化能力を再生させているが、例えば燃料カット制御終了時に三元触媒１３上流側の排気通路６に燃料を噴射することで三元触媒１３の排気浄化能力を再生させてもよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月18日(2015.6.18)
【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】
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を可変可能な圧力調整器と、を有し、
車両の走行中に所定の燃料カット条件が成立すると上記燃料噴射弁の燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、
上記燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、上記燃料噴射弁の燃料噴射を再開する内燃機関の制御装置において、
上記燃料カット後の燃料噴射再開時に、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を運転状態に応じて決定される通常時燃圧よりも高くするとともに、上記燃料カットの時間が長くなるほど上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を高くする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に、ピストン温度が低いほど上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を高くする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を上記燃料カット中に予め上昇させる請求項１または３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記燃料カット中に上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力の最大値は、当該燃料カット中の吸入空気量と当該燃料噴射弁の最小燃料噴射パルス幅によって決定される請求項１、３、４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
上記燃料カット中に上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力の最大値は、アイドル運転時の吸入空気量と当該燃料噴射弁の最小燃料噴射パルス幅によって決定される請求項１、３、４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に、上記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が目標燃圧に対して所定値以上低い場合には、燃料噴射時期を遅角する請求項１、３〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に、上記燃料噴射弁の燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクを実施する請求項１、３〜７のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【国際調査報告】
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