(57)【要約】【課題】排気絞り弁の開度を変更した際に変化する圧力に応じて燃料噴射量を好適に補正する燃料噴射制御装置を実現する。【解決手段】電子制御装置４０は、排気通路１４内に設けられた排気絞り弁１８の開度が調整されることで排気流量を調整するとともに、同排気絞り弁１８の開度に応じて燃料噴射量を補正する。そして、排気通路１４の排気絞り弁１８よりも上流側に設けられた圧力センサ３３からの検出値が大きいほど燃料噴射量の補正量が多く設定され、この補正は排気絞り弁１８が閉状態へと駆動されている場合に同検出値が変化した際に実行される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路内に設けられた排気絞り弁の開度が調整されることで排気流量が調整されるとともに、同排気絞り弁の開度に応じて燃料噴射量を補正する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記排気通路の前記排気絞り弁よりも上流側に設けられた圧力センサからの検出値に基づいて前記排気絞り弁の開度の制御状態を判定し、前記燃料噴射量の補正時期と補正量との少なくとも一方を設定する
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射量の補正は、前記排気絞り弁を開く信号が送信されてから同排気絞り弁が完全に開いたと推定される所定の時間が経過した後に禁止される
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置において、
前記圧力センサの検出値の変化に基づく燃料噴射量の補正量は、同圧力センサからの検出値が大きいほど多く設定される
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路の流路断面積を変更する排気絞り弁が設けられた内燃機関において、同排気絞り弁の開度に応じて燃料噴射量を補正する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような排気絞り弁の開度に応じて燃料噴射量を補正する装置の一態様としては、例えば特許文献１に記載の内燃機関に採用されたものがある。この内燃機関においては、排気通路に排気絞り弁が設けられており、この排気絞り弁の開度が調整されることで排気流量が変更される。そして、この排気絞り弁により排気通路の流路断面積が小さくなると、排気の流通抵抗が増大して内燃機関の出力が低下することとなる。そこで、内燃機関の出力が排気絞り弁の開度減少前と同じになるように、このような排気の流通抵抗の増大による負荷増加分をふまえて燃料噴射量の増量補正が行われている。通常、この増量補正の際の補正量を設定する方法としては、予め実験によって必要な補正量を排気絞り弁の開閉状態に応じて算出しておき、排気絞り弁への開閉駆動信号に基づいて開閉状態に応じた補正量を設定する方法が採用されている。
【特許文献１】特開平１１−２９４１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料噴射量の補正を上述のように算出した値を用いて見込みで行うと、排気絞り弁の開度の変化量に対し圧力が想定している態様とは異なる態様にて変化した場合、上記補正量が実際の圧力の変化を正確に反映できなくなってしまう。また、排気絞り弁へ開閉駆動信号を送信してから或いは排気絞り弁の開度を変更してから圧力が実際に上昇するまでには応答遅れがあり、適切な時期に噴射量を増量することは容易ではない。
【０００４】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気絞り弁の開度を変更した際に変化する圧力に応じて燃料噴射量を好適に補正する燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、排気通路内に設けられた排気絞り弁の開度が調整されることで排気流量が調整されるとともに、同排気絞り弁の開度に応じて燃料噴射量を補正する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記排気通路の前記排気絞り弁よりも上流側に設けられた圧力センサからの検出値に基づいて前記排気絞り弁の開度の制御状態を判定し、前記燃料噴射量の補正時期と補正量との少なくとも一方を設定することを要旨とする。
【０００６】
同構成によれば、排気絞り弁の開度の制御が行われた場合に、圧力センサの検出値に応じて燃料噴射量の補正量が設定されるため、実際の圧力を反映した補正量を設定することができ、内燃機関の出力を好適に維持することができる。また、燃料噴射量の補正を行う時期を圧力センサの検出値に基づいて設定することで、排気絞り弁の開閉動作により圧力変化が起こるまでに要する時間にばらつきがあったとしても、実際の圧力変化タイミングに即して燃料噴射量の補正を実行することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射量の補正は、前記排気絞り弁を開く信号が送信されてから同排気絞り弁が完全に開いたと推定される所定の時間が経過した後は禁止されることを要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、前記燃料噴射量の補正は、排気絞り弁を開く信号が送信されてから同排気絞り弁が完全に開いたと推定される所定の時間が経過した後に禁止される。したがって、この排気絞り弁以外の要因によって圧力が変化した場合等に、燃料噴射量の補正が誤って実行されることを抑制することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置において、前記圧力センサの検出値の変化に基づく燃料噴射量の補正量は、同圧力センサからの検出値が大きいほど多く設定されることを要旨とする。
【００１０】
圧力センサからの検出値が大きくなるほど、内燃機関の出力の損失が大きくなるため、同構成のように圧力センサからの検出値が大きくなるほど補正量を多くすることで、このような損失の発生を一層好適に補うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜３を参照して、本発明に係る燃料噴射制御装置を搭載した内燃機関の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る燃料噴射制御装置を搭載した車載内燃機関の構成を示す模式図である。内燃機関１０は、各気筒１１に形成される燃焼室１２と、燃焼室１２に吸入空気を送り込む吸気通路１３と、燃焼室１２での燃焼により生じた排気が排出される排気通路１４とを備えている。
【００１２】
吸気通路１３には、その通路面積を可変とする吸気絞り弁１５が設けられており、同吸気絞り弁１５がアクチュエータ１７によって駆動されてこの開度が制御されることにより燃焼室１２に吸入される空気量が調整される。吸気通路１３に吸入された空気は、燃焼室１２に設けられた燃料噴射弁１６より噴射された燃料と混合して混合気となり、燃焼室１２で燃焼する。また、吸気通路１３には、燃焼室１２に吸入される空気量を検出するためのエアフローメータ３１が設けられている。
【００１３】
排気通路１４には、排気中に含まれる有害なＨＣ及びＣＯを酸化して浄化するＣＣＯ（酸化触媒コンバータ）２３とＰＭ（粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）２４とが順に配置され、燃焼室１２での燃焼により生じた排気が送り込まれる。ＤＰＦ２４は、多孔質材料によって形成されており、これにより排気中のＰＭを捕集するようにしている。そして、ＣＣＯ２３の酸化触媒によって触発される反応により、ＤＰＦ２４に捕集されたＰＭが燃焼（酸化）して除去される。
【００１４】
また、排気通路１４におけるＣＣＯ２３の上流側には、ＣＣＯ２３及びＤＰＦ２４に流入する排気の温度を検出する排気温度センサ３２が設けられ、ＣＣＯ２３とＤＰＦ２４との間には圧力センサ３３が設けられている。この圧力センサ３３は、検出値としてゲージ圧、すなわち大気圧を「０」としたときの圧力を検出するように構成されている。
【００１５】
排気通路１４におけるＤＰＦ２４の下流側には、排気絞り弁１８が設けられている。排気絞り弁１８はアクチュエータ１９により開弁状態と閉弁状態との２つの状態の間で駆動され、アクチュエータ１９の駆動はバキュームスイッチングバルブ（図示略）により切り換えられる。
【００１６】
さらに、排気通路１４には、排気絞り弁１８の上流側と下流側とに接続し、この排気絞り弁１８をバイパスするウェイストゲート２０が設けられている。このウェイストゲート２０には、排気絞り弁１８の上流側の圧力を調整するウェイストゲート弁２１が設けられている。このウェイストゲート弁２１は、自己調圧式の弁であり、ウェイストゲート弁２１の上流側と下流側との圧力、すなわち排気絞り弁１８の上流側と下流側との圧力が所定の圧力値を超えると自動的に開いて圧力調整を行う。
【００１７】
こうした内燃機関１０の各種制御は、電子制御装置４０により実施されている。電子制御装置４０は、機関制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００１８】
電子制御装置４０の入力ポートには、上述した各センサに加え、機関回転速度を検出するＮＥセンサ３５、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ３６、吸気絞り弁１５の開度を検出する吸気絞りセンサ３７等が接続されている。また電子制御装置４０の出力ポートには、吸気絞り弁１５、燃料噴射弁１６、排気絞り弁１８の駆動回路が接続されている。
【００１９】
電子制御装置４０は、上記各センサから入力される検出信号より把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。このようにして吸気絞り弁１５の開度制御、燃料噴射弁１６からの燃料噴射制御、排気絞り弁１８の開閉制御、及び排気絞り弁１８とウェイストゲート弁２１との異常判定等の各種制御が電子制御装置４０により実施されており、この電子制御装置４０が燃焼噴射制御装置に該当する。
【００２０】
ここで、上述のようにＤＰＦ２４によってＰＭを捕集する内燃機関においては、ＤＰＦ２４において捕集されたＰＭが上記ＣＣＯ２３による酸化によって除去されるものの、その量が多くなるとこの酸化によっては完全に除去されなくなり、ＰＭがＤＰＦ２４に堆積してしまう。このＰＭの堆積量が過剰に多くなると、ＤＰＦ２４における通気抵抗が大きくなって機関の出力低下が懸念されるため、このように堆積したＰＭを除去するために、本実施形態の内燃機関においてはＤＰＦ２４に堆積したＰＭを燃焼させて浄化するフィルタ再生制御が電子制御装置４０によって実施されている。このフィルタ再生制御は、ＰＭの堆積量が所定量を超えると判定された場合に実施されており、排気絞り弁１８を閉弁して排気温度及び排気圧力を上昇させることで、ＤＰＦに捕集したＰＭを燃焼させるものである。
【００２１】
また、上述したように電子制御装置４０によって上記燃料噴射弁１６からの燃料噴射の制御が実行されており、その具体的な内容について以下に示す。
まず燃料噴射の基本的な基本燃料噴射量Ｑはアクセルの操作量に基づいて設定されており、アクセルセンサ３６により検出されたアクセル操作量が多いときには基本燃料噴射量Ｑは多く設定されるとともに、同操作量が小さいときには基本燃料噴射量Ｑは少なく設定される。したがって、車両の加速時の高い機関出力が必要となる場合においてはこの基本燃料噴射量Ｑは多くなり、一方車両の減速中や速度維持状態においては基本燃料噴射量Ｑは小さくなる。また、車両の運転中においては燃料噴射が停止される燃料カット状態となる場合もあり、この際に基本燃料噴射量Ｑは「０」となる。そして、このように設定された基本燃料噴射量Ｑに相当する燃料が内燃機関の圧縮行程において燃焼室内に燃料噴射弁１６を通じて噴射される。
【００２２】
このように、基本燃料噴射量Ｑは車両の運転状態に対応して必要とされる機関出力に応じて変化するものであるが、上述した排気絞り弁１８の駆動の態様に伴って機関出力に影響が生じるため、燃料噴射量をこの影響をふまえて補正する必要がある。すなわち、排気絞り弁１８が開弁状態から閉弁状態へと駆動されると、排気絞り弁１８が排気通路１４における通気抵抗となるため、機関出力の一部にこの抵抗による損失が生じることとなる。この場合、アクセルの踏み込みに対して車両速度が好適に変化しない等のドライバビリティの悪化が懸念されるため、上記機関出力の損失を補填するために燃料噴射量の増量補正が実行されている。
【００２３】
より具体的には、上述した排気絞り弁１８の開度が小さくなればなるほど圧力センサ３３により検出される圧力、すなわち上記通気抵抗が増大するため、この圧力センサ３３からの検出値に基づいて燃料噴射量の補正量Ｑｅが設定される。また、機関回転数が高い程燃料噴射量も多く必要となるため、この補正量Ｑｅが設定される際にもＮＥセンサ３５により検出された機関回転数の値が参酌されることとなる。このように、圧力及び機関回転数に基づいて補正量Ｑｅを設定するためにマップが図２に示されており、同図２によるように、圧力及び機関回転数が高いほど補正量Ｑｅが多く設定されている。そして、このように設定された補正量Ｑｅと基本燃料噴射量Ｑとの合計値に相当する量の燃料が上述した圧縮行程において燃料室内に噴射されることとなる。ちなみに、上述した燃料カット状態においてはこのように設定された補正量Ｑｅは加算されないようになっている。
【００２４】
次に、このような燃料噴射量の補正が実行される時期について図３を併せ参照して説明する。図３は、燃料噴射量の補正量Ｑｅとこれに影響を与える各変数との変化の態様を示すタイミングチャートである。
【００２５】
同図３に示されるように、まず図中においてＴ１の時点までは排気通路１４の圧力が変化しているものの、燃料噴射量の補正量Ｑｅは変化させていない。この際、排気絞り弁１８は全開状態となっている。そして、Ｔ１の時点において、ＤＰＦ２４におけるＰＭの堆積量が増大して排気絞り弁１８を駆動する必要が生じると、排気絞り制御モードが「０」から「１」に変更されて、排気絞り弁１８の全開状態から閉状態への駆動が開始されるとともに、排気通路１４における通気抵抗が増大することにより圧力が上昇する。そして、この圧力の上昇が圧力センサ３３からの検出値から把握されることで、燃料噴射量の補正量Ｑｅが増量される。ちなみに、排気絞り制御モードが「１」に変更されてから所定時間が経過すると同モードが「２」へと変更されて（Ｔ２の時点）、排気絞り弁１８が全閉状態になったと判定される。このように排気絞り弁１８の閉弁によってフィルタ再生制御が実行されてＤＰＦ２４におけるＰＭの堆積量が低下すると、Ｔ３の時点で排気絞り弁１８を開弁すべく排気絞り制御モードが「３」へと変更され、排気絞り弁１８が開弁駆動される。そして、この排気絞り制御モードが「３」に切り替えられてから所定時間が経過することにより、排気絞り弁１８が全開されたと判定されて同モードが「０」へと変更される（Ｔ４の時点）。そして、このＴ４の時点からは、排気通路１４における圧力が変化しても、燃料噴射量の補正量Ｑｅが変化させないようにしている。したがって、排気絞り弁１８が全開状態にある場合においては、燃料噴射量が補正されないため、排気絞り弁１８の作動以外の要因によって圧力が変化した場合等に、燃料噴射量の補正が誤って実行されることが抑制されている。
【００２６】
以上示した本実施形態の燃料噴射制御装置においては以下の効果を奏することができる。
（１）圧力センサ３３からの検出値に基づいて排気絞り弁１８の制御状態を判定し、燃料噴射量の補正時期と補正量Ｑｅとを設定することとした。したがって、圧力センサ３３の検出値に応じて燃料噴射量の補正量Ｑｅが設定されるため、実際の圧力を反映した補正量Ｑｅを設定することができ、内燃機関の出力を好適に維持することができる。また、燃料噴射量の補正を行う時期を圧力センサ３３の検出値に基づいて設定することで、排気絞り弁１８の開閉動作により圧力変化が起こるまでに要する時間にばらつきがあったとしても、実際の圧力変化タイミングに即して燃料噴射量の補正を実行することができる。
【００２７】
（２）燃料噴射量の補正は、排気絞り弁１８を開く信号が送信されてから同排気絞り弁１８が完全に開いたと推定される所定の時間が経過した後は禁止されるため、この排気絞り弁１８以外の要因によって圧力が変化した場合等に、燃料噴射量の補正が誤って実行されることを抑制することができる。
【００２８】
（３）圧力センサ３３の検出値の変化に基づく燃料噴射量の補正量Ｑｅは、同圧力センサ３３からの検出値が大きいほど多く設定されることとした。圧力センサ３３からの検出値が大きくなるほど、内燃機関の出力の損失が大きくなるため、同構成にように圧力センサ３３からの検出値が大きくなるほど補正量Ｑｅを多くすることで、このような損失の発生を一層好適に補うことができる。
【００２９】
なお、上記実施形態は以下のように適宜変更して実施可能である。
・上記実施形態においては、圧力センサ３３の検出値として大気圧との差圧であるゲージ圧を用いたが、これに代えて真空を「０」としたときの絶対圧を検出値として採用することもできる。
【００３０】
・上記実施形態においては、圧力センサ３３の設けられる位置としてはＣＣＯ２３とＤＰＦ２４との間にしたが、排気絞り弁１８の上流側であって、排気絞り弁１８の開度に応じて圧力が変化する位置であれば、圧力の検出位置は適宜変更可能である。
【００３１】
・上記実施形態においては、排気絞り弁１８が閉状態へと駆動されている場合であって、かつ圧力センサ３３からの検出値が変化している場合に、この検出値に応じて補正量Ｑｅを設定することとしたが、排気絞り弁１８の駆動状態に関わらず圧力センサ３３からの検出値が変化すると補正を実行したり、この検出値の変化から所定時間経過後に補正を実行したりするといった方法を採用することもできる。また、圧力センサ３３の検出値の変化に関わらず、排気絞り弁１８の閉駆動から所定時間後に補正を実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る圧力センサからの検出値に基づいて燃料噴射制御が実行される車載内燃機関の構成を示す模式図。
【図２】機関回転数及び圧力センサからの検出値と設定される補正量との関係を示すグラフ。
【図３】排気通路における圧力の変化と補正量の変化との関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００３３】
１０…内燃機関、１４…排気通路、１８…排気絞り弁、３３…圧力センサ、４０…電子制御装置（燃料噴射制御装置）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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