(57)【要約】【課題】成層燃焼および均質燃焼を実現可能な内燃機関の筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】車両制御システム１は、第１燃料噴射手段と、第２燃料噴射手段と、噴き分け比率制御手段と、燃圧検出手段と、燃圧目標値設定手段と、燃圧低下手段とによって、車両の発進時に筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなることを抑制する制御を実行することで、筒内インジェクタ２５による燃料噴射を適切に実行させることができることから、エンジン１００のリーンズレを抑制することができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射供給する第１燃料噴射手段と、前記内燃機関の吸気通路へ燃料を噴射供給する第２燃料噴射手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１燃料噴射手段が噴射供給する燃料量と前記第２燃料噴射手段が噴射供給する燃料量との噴き分け比率を制御する噴き分け比率制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、
前記第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力の目標値を設定する燃圧目標値設定手段と、
前記燃圧検出手段の検出結果と前記燃圧目標値設定手段の設定結果とに基づいて、前記第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を低下させる燃圧低下手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃圧低下手段は、前記第１燃料噴射手段に供給される燃料の一部をリリーフ弁より外部に排出すること、前記噴き分け比率制御手段が前記第１燃料噴射手段に燃料を噴射させる制御を実行すること、の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に燃料を噴射することで成層燃焼を実現可能な筒内噴射用インジェクタと、吸気通路または吸気ポート内に燃料を噴射することで均質燃焼を実現可能なポート噴射用インジェクタとを備える内燃機関が広く知られている。このような内燃機関は、機関運転状態に応じて筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量とポート噴射用インジェクタからの燃料噴射量との比率を適切に制御することで、広い運転領域においてエンジンの高出力・低燃費を達成することができる。
【０００３】
筒内噴射用インジェクタを有する内燃機関は、内燃機関の圧縮行程に燃料を燃焼室内へ噴射し、点火時期において点火プラグ近傍だけに着火性の良好な混合気を形成させることで、燃焼室全体としては希薄な混合気の燃焼、いわゆる成層燃焼を実現することができる。そのため、圧縮行程で高圧の燃焼室内に充分に燃料を噴射できるように、筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力をより高圧に制御している。
【０００４】
このような内燃機関の制御手段としては、低圧燃料をポート噴射用インジェクタに供給する第１燃料供給系と、調量圧送式高圧ポンプにより高圧燃料を筒内噴射用インジェクタに供給する第２燃料供給系とを設け、制御手段が筒内噴射用インジェクタの作動状態に拘らず所定量の加圧燃料を供給するように高圧ポンプを駆動制御し、余剰燃料をリリーフ弁により外部に排出することで、高圧ポンプの駆動により発生する脈動を低減させる技術が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、高圧燃料系の燃料圧力が筒内噴射を実行する圧力判定しきい値より高いか否かを判定し、圧力判定しきい値より高い場合には筒内噴射用インジェクタのみを駆動して筒内燃料噴射を実行し、圧力判定しきい値以下の場合にはポート噴射用インジェクタを駆動して吸気管燃料噴射を筒内燃料噴射と併用することで、高圧燃料系のポンプ容量を必要最小限としつつ必要な燃料噴射量を確保する技術が特許文献２に開示されている。
【０００６】
そして、内燃機関の始動時にはポート噴射にて均質燃焼を実施し、初爆後における燃料圧力の上昇に伴って圧縮行程後半の燃料噴射が可能となった以降に筒内噴射に切り替えて成層燃焼を実施することで、機関始動時の燃費および排気エミッションを改善する技術が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３２５８０６号公報
【特許文献２】特開２００１−１０７７８９号公報
【特許文献３】特開２００４−０２８０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特に、内燃機関の始動の際に燃焼室内への燃料の直接噴射（直噴）を実行し、所定回転数以上でポート噴射に移行する制御を実行する場合、アイドル運転時のポート噴射によって内燃機関が暖機されるにつれて、筒内噴射用インジェクタに供給される燃料が受熱して圧力が上昇する。この場合、筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなると、筒内噴射用インジェクタが燃料の噴射を実行できなくなる場合がある。すると、車両の発進時などにポート噴射と直噴との併用制御に移行する際に、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射が適切に実行されずに空燃比がリーンとなり内燃機関が失火する場合がある、といった問題点がある。
しかしながら、従来技術および特許文献１〜３の技術では、車両の発進時に筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなることを適切に抑制するための手段が設けられていない。そのため、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射が適切に実行されずに空燃比がリーンとなり内燃機関が失火することを抑制することが困難である、といった問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、成層燃焼および均質燃焼を実現可能な内燃機関の筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができる内燃機関の制御装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室へ燃料を噴射供給する第１燃料噴射手段と、前記内燃機関の吸気通路へ燃料を噴射供給する第２燃料噴射手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１燃料噴射手段が噴射供給する燃料量と前記第２燃料噴射手段が噴射供給する燃料量との噴き分け比率を制御する噴き分け比率制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、前記第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力の目標値を設定する燃圧目標値設定手段と、前記燃圧検出手段の検出結果と前記燃圧目標値設定手段の設定結果とに基づいて、前記第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を低下させる燃圧低下手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
特に、本発明の内燃機関の制御装置は、前記燃圧低下手段が、前記第１燃料噴射手段に供給される燃料の一部をリリーフ弁より外部に排出すること、前記噴き分け比率制御手段が前記第１燃料噴射手段に燃料を噴射させる制御を実行すること、の少なくとも１つであることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、車両の発進時に筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなることを適切に抑制することができる。よって、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができることから、内燃機関のリーンズレを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の車両制御システムの概略構成を示した構成図である。
【図２】燃焼室近傍の概略構成を示した構成図である。
【図３】筒内インジェクタに供給される燃料の圧力の例を示している。
【図４】実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【図５】実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の内燃機関の制御装置を組み込んだ車両制御システム１の概略構成を示した構成図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００１６】
図１に示す車両制御システム１は、動力源であるエンジン１００を備えており、エンジン１００の運転動作を総括的に制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０を備えている。また、車両制御システム１は、燃焼室１１ａおよび吸気ポート１３にそれぞれ筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６を備えている。そして、車両制御システム１は、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサ４１を備えている。更に、車両制御システム１は、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を低下させるリリーフ弁３０を備えている。
【００１７】
エンジン１００は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室１１ａを構成するピストン１１を備えている。各燃焼室のピストン１１はそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフト１２の軸に連結されており、ピストン１１の往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフト１２の回転へと変換される。ピストン１１は、その頂面に凹状のキャビティが形成されている。筒内インジェクタ２５が噴射する燃料は、ピストン１１のキャビティ内へ進入し、キャビティの形状に沿って点火プラグ２７近傍へと導かれる（図２参照）。
【００１８】
クランクシャフト１２の軸の近傍には、クランク角センサ３１が設けられている。クランク角センサ３１は、クランクシャフト１２軸の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、運転時のエンジン回転数や回転角速度など、クランク角に関する情報を取得する。
【００１９】
各気筒の燃焼室１１ａには、それぞれ燃焼室１１ａと連通する吸気ポート１３と、吸気ポート１３に連結し、吸入空気を吸気ポート１３から燃焼室１１ａへと導く吸気通路１４とが接続されている。更に、燃焼室１１ａの各気筒には、それぞれ燃焼室１１ａと連通する排気ポート１５と、燃焼室１１ａで発生した排気ガスをエンジン外へと導く排気通路１６が接続されている。また、各気筒に接続された排気通路１６は、下流側で合流して一本の合流排気通路１７となる。
【００２０】
各気筒の燃焼室１１ａの吸気通路、排気通路に対応して複数の吸気弁、排気弁が設けられている。図１には吸気通路、排気通路と吸気弁、排気弁をそれぞれ１つずつ示している。燃焼室１１ａの各吸気ポート１３には、それぞれ吸気弁１８が配置されており、吸気弁１８を開閉駆動させるための吸気カムシャフト２０が配置されている。更に、燃焼室１１ａの各排気ポート１５には、それぞれ排気弁１９が配置されており、排気弁１９を開閉駆動させるための排気カムシャフト２１が配置されている。
【００２１】
吸気弁１８および排気弁１９はクランクシャフト１２の回転が連結機構（例えばタイミングベルト、タイミングチェーンなど）により伝達された吸気カムシャフト２０および排気カムシャフト２１の回転により開閉され、吸気ポート１３および排気ポート１５と燃焼室１１ａとを連通・遮断する。なお、吸気弁１８、および排気弁１９の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２２】
吸気カムシャフト２０は可変動弁機構（以下、ＶＶＴ機構という）である電動ＶＶＴ機構２２を有している。この電動ＶＶＴ機構２２はエンジンＥＣＵ１０の指示により電動モータで吸気カムシャフト２０を回転させる。それにより吸気カムシャフト２０のクランクシャフト１２に対する回転位相が変更されることから、吸気弁１８のバルブタイミングが変更される。この場合、吸気カムシャフト２０の回転位相は、吸気カム角センサ３２にて検出され、エンジンＥＣＵ１０へと出力される。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、吸気カムシャフト２０の位相を取得することができるとともに、吸気弁１８の位相を取得することができる。また、吸気カムシャフト２０の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２３】
排気カムシャフト２１は油圧ＶＶＴ機構２３を有している。この油圧ＶＶＴ機構２３はエンジンＥＣＵ１０の指示によりオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）で排気カムシャフト２１を回転させる。それにより排気カムシャフト２１のクランクシャフト１２に対する回転位相が変更されることから、排気弁１９のバルブタイミングが変更される。この場合、排気カムシャフト２１の回転位相は、排気カム角センサ３３にて検出され、エンジンＥＣＵ１０へと出力される。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、排気カムシャフト２１の位相を取得することができるとともに、排気弁１９の位相を取得することができる。また、排気カムシャフト２１の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２４】
エンジン１００の吸気通路１４にはエアフロメータ３４、スロットルバルブ２４およびスロットルポジションセンサ３５が設置されている。エアフロメータ３４およびスロットルポジションセンサ３５は、それぞれ吸気通路１４を通過する吸入空気量、およびスロットルバルブ２４の開度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて吸気ポート１３および燃焼室１１ａへ導入される吸入空気量を認識し、スロットルバルブ２４の開度を調整することでエンジン１００の運転に必要な吸入空気量を燃焼室１１ａへ取り込むことができる。
スロットルバルブ２４は、ステップモータを用いたスロットルバイワイヤ方式を適用することが好ましいが、例えばステップモータの代わりにワイヤなどを介してアクセルペダル（図示しない）と連動し、スロットルバルブ２４の開度が変更されるような機械式スロットル機構を適用することもできる。
【００２５】
燃焼室１１ａおよび吸気ポート１３には、筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６が装着されている。燃料ポンプ（図示しない）より燃料配管を通じて供給された高圧燃料は、エンジンＥＣＵ１０の指示により筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６にてエンジン気筒内の燃焼室１１ａ、吸気ポート１３に噴射供給される。エンジンＥＣＵ１０は、エアフロメータ３４およびスロットルポジションセンサ３５からの吸入空気量、および吸気カム角センサ３２からのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定し筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６に信号を送る。筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて燃焼室１１ａ、吸気ポート１３へ燃料を高圧噴射する。筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６のリーク燃料は、リリーフ弁３０からリリーフ配管を通じて燃料タンク（図示しない）へと戻される。この場合、燃料ポンプと筒内インジェクタ２５との間に蓄圧室を設けることで、筒内インジェクタ２５へ高圧の燃料を供給する構成としてもよい。
【００２６】
リリーフ配管の途中にはリリーフ弁３０が設けられている。リリーフ弁３０は、ソレノイド式等の既知の圧力調整弁を適用することができ、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて弁を開放することで、筒内インジェクタ２５へ供給される燃料の圧力を所望する圧力まで低下させる。この場合、所定の燃圧にてリリーフ弁３０が自動的に開弁することで、筒内インジェクタ２５へ供給される燃料の圧力を低下させる構成としてもよい。
なお、リリーフ弁３０は、本発明の燃圧低下手段に相当する。
【００２７】
筒内インジェクタ２５は、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、エンジン１００の圧縮行程の所定タイミングに燃料を燃焼室１１ａへ噴射する。高圧噴射された燃料は霧化してピストン１１のキャビティ内へ進入し、キャビティの形状に沿って点火プラグ２７近傍へと導かれる。そして、飛行中に吸気弁１８の開弁時に供給された吸入空気と混合され、点火タイミングにおいて点火プラグ２７近傍だけにエンジン１００の燃焼に適した混合ガスが形成されることで、燃焼室全体としては希薄な混合気の燃焼、いわゆる成層燃焼を実現させる（図２参照）。この場合、筒内インジェクタ２５は、高圧噴射する燃料の一部が点火プラグ２７に直接到達することにより成層燃焼を実現できるような位置に装着されてもよい。
なお、筒内インジェクタ２５は、本発明の第１燃料噴射手段に相当する。
【００２８】
ポートインジェクタ２６は、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、エンジン１００の吸気行程の所定タイミングに燃料を吸気ポート１３へ噴射する。高圧噴射された燃料は霧化して吸入空気と混合され、エンジン１００の燃焼に適した混合ガスとなる。そして、混合ガスを吸気弁１８の開弁時に燃焼室１１ａへ供給することで、燃焼室全体を同程度の空燃比として燃焼させる、いわゆる均質燃焼を実現させる（図２参照）。この場合、ポートインジェクタ２６を設けずに、筒内インジェクタ２５のみで燃料を噴射供給することで、成層燃焼および均質燃焼を実現してもよい。
なお、ポートインジェクタ２６は、本発明の第２燃料噴射手段に相当する。
【００２９】
筒内インジェクタ２５の燃料配管には燃圧センサ４１が設けられている。燃圧センサ４１は、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を認識し、筒内噴射制御を実行することができる。燃圧センサ４１は、高圧配管に関わらず、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を検出できる任意の部位に設けることができる。
なお、燃圧センサ４１は、本発明の燃圧検出手段に相当する。
【００３０】
各気筒の燃焼室１１ａはそれぞれ点火プラグ２７を備えており、点火プラグ２７の点火タイミングはイグナイタ２８によって調整される。吸気ポート１３から流入された吸入空気および混合ガスは気筒内で筒内インジェクタ２５から噴射された燃料と混合し、ピストン１１の上昇運動により燃焼室１１ａ内で圧縮される。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１からのピストン１１の位置、および吸気カム角センサ３２からのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタ２８に信号を送る。イグナイタ２８はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリからの電力を点火プラグ２７に通電する。点火プラグ２７はバッテリからの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室１１ａ内を膨張させピストン１１を下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフト１２の軸回転に変更されることにより、エンジン１００は動力を得る。
【００３１】
燃焼後の排気ガスは、排気弁１９が開いた際に排気ポート１５、排気通路１６を通って合流排気通路１７で合流し、浄化触媒２９を通過してエンジン１００の外部へと排出される。浄化触媒２９は、エンジン１００の排ガスを浄化するために用いられるもので、例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元型触媒などが適用される。浄化触媒２９は、エンジン１００の排気量、使用地域等の違いによって複数個組み合わせて用いられる場合もある。
合流排気通路１７には排気温センサ３６、Ａ／Ｆセンサ３７、Ｏ２センサ３８が設けられており、燃焼室１１ａから排出される排気ガスの温度、空燃比を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。また、浄化触媒２９には触媒温度センサ４０が設けられており、浄化触媒２９の温度を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。
【００３２】
エンジンＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１、吸気カム角センサ３２、エアフロメータ３４、スロットルポジションセンサ３５、排気温センサ３６、水温センサ３９等の検出結果を読み込み、スロットルバルブ２４の動作、吸気弁１８、排気弁１９の動作、筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６の動作、点火プラグ２７の点火時期など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御する。
また、エンジンＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて燃焼室１１ａの燃焼情報を取得し、最適な燃焼状態となるように気筒内への燃料噴射量を調整するＦ／Ｂ制御を実行する。この制御を実行することにより、エンジン１００の運転に適した空燃比となるよう燃料噴射量を補正することができる。
【００３３】
そして、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５が噴射供給する燃料量とポートインジェクタ２６が噴射供給する燃料量との噴き分け比率を制御する。
エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の始動開始時に筒内インジェクタ２５に燃料噴射を指示して燃焼室１１ａ内に燃料を直接噴射させる（成層始動）。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン回転数が所定値を超えた場合に、ポートインジェクタ２６に燃料噴射を指示して直噴とポート噴射とを併用する圧縮行程噴射を実行し、浄化触媒２９の急速暖機制御を実行する。更に、エンジンＥＣＵ１０は、触媒温度センサ４０の検出結果に基づいて、エンジン１００の急速暖機制御の終了条件が成立しているか否かを判断する制御を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の急速暖機制御の終了条件が成立していると判断した場合に、筒内インジェクタ２５に噴射停止を指示し、ポートインジェクタ２６からの燃料噴射によってアイドル運転を実行する。
【００３４】
ここで、エンジンＥＣＵ１０は、燃圧センサ４１からの信号を受信して筒内インジェクタ２５に供給される燃圧を検出し、エンジン１００の運転状態に基づいて筒内インジェクタ２５に供給される燃圧目標値を設定する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、検出した実燃圧および設定した燃圧目標値に基づいて、エンジン１００の筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を低下させる制御を実行する。
筒内インジェクタ２５に供給される燃料圧力の低下制御について説明する。図３は筒内インジェクタに供給される燃料の圧力の例を示している。筒内インジェクタ２５に供給される燃料は、ポートインジェクタ２６からの燃料噴射によって実行されるアイドル運転によってエンジン１００が暖機されるにつれて受熱により圧力が上昇する。
インジェクタからの燃料の噴射時間は、インジェクタに供給される燃料圧力と相関関係があり、供給される燃料圧力が高いほど燃料の噴射時間を短縮させることができる。しかしながら、例えば汎用されているソレノイド式インジェクタの場合、その構成上、作動時間を過度に短縮すると要求される燃料を噴射しきれなくなる。そのため、筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなると、リーンズレが発生したり燃料の噴射が実行できなくなったりする場合がある。特に、内燃機関の軽負荷運転時や噴き分け制御時においては、筒内インジェクタに要求される燃料噴射量が小さいために上記の問題が生ずる可能性がより高くなる。
そこで、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が燃圧目標値より大幅に高くなった場合に、供給される燃料の一部をリリーフ弁３０から外部へ排出する制御を実行することで、筒内インジェクタ２５が適切に燃料を噴射できるようにすることができる。特に、運転中の内燃機関を一旦停止させ、その後に再始動する場合に生じる顕著なリーンズレを適切に抑制することができる。
【００３５】
以下、具体的な制御方法について説明する。エンジンＥＣＵ１０は、燃圧センサ４１の検出結果に基づいて、吸気行程噴射の実行中に筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を検出する。あわせて、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の運転状態を把握し、把握した運転状態から筒内インジェクタ２５に供給される燃料圧力の目標値を設定する。この場合、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に関わらず、その他手法によってエンジン１００の運転状態を把握してもよい。また、燃料圧力の目標値は、エンジン１００の運転状態に関わらず、高圧の燃焼室１１ａに燃料を噴射供給するのに充分な燃圧の一定値を適用してもよい。
【００３６】
エンジンＥＣＵ１０は、検出された実燃圧値と設定された燃圧目標値との差分、比率等から、双方の比較値を算出する。エンジンＥＣＵ１０は、算出した比較値が所定値を超える場合にリリーフ弁３０を開放し、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を低下させる制御を実行する。ここで、比較値の所定値とは、筒内インジェクタ２５に供給される実燃圧が充分に燃料噴射可能な燃圧であると判定できる比較値を適用することができる（例えば、（実燃圧−目標燃圧）＞３〜４，または（実燃圧／目標燃圧）＞１．５など）。
エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５の燃圧が低下することで算出した比較値が所定値以下となったときに、開放したリリーフ弁３０を閉鎖する。そして、エンジンＥＣＵ１０は、運転者からの車両の発進要求があると、筒内インジェクタ２５に燃料噴射を指示してポート噴射と直噴とを併用する制御を実行する。
【００３７】
この制御を実行することにより、車両の発進時に筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなることを適切に抑制することができる。よって、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができることから、内燃機関のリーンズレによるエンスト等を抑制することができる。
なお、エンジンＥＣＵ１０は、本発明の噴き分け比率制御手段、燃圧目標値設定手段、燃圧低下手段に相当する。
【００３８】
つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム１の動作を説明する。図４はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム１は、第１燃料噴射手段と、第２燃料噴射手段と、噴き分け比率制御手段と、燃圧検出手段と、燃圧目標値設定手段と、燃圧低下手段とを備えることで、車両の発進時に筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなることを抑制する制御を実行する。
【００３９】
エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１で、エンジン１００のアイドル運転開始条件が成立しているか否かを判断する。ここで、アイドル運転条件は、エンジン回転数、エンジン冷却水温、浄化触媒２９温度等から判断することができる。アイドル運転開始条件が成立していない場合（ステップＳ１／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。アイドル運転開始条件が成立している場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ２へ進む。
【００４０】
ステップＳ２で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に噴射停止を指示し、ポートインジェクタ２６からの燃料噴射によってエンジン１００のアイドル運転を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を終えると、次のステップＳ３へ進む。
【００４１】
ステップＳ３で、エンジンＥＣＵ１０は、燃圧センサ４１の検出結果に基づいて、ポートインジェクタ２６からの燃料噴射の実行中に筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を検出する。あわせて、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の運転状態を把握し、把握した運転状態から筒内インジェクタ２５に供給される燃料圧力の目標値を設定する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ３の処理を終えると、次のステップＳ４へ進む。
【００４２】
ステップＳ４で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ３で検出された実燃圧値と設定された燃圧目標値との差分、比率等から、双方の比較値を算出する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、算出した比較値が所定値を超えるか否かを判断する。ここで、比較値の所定値については前述したために、その詳細な説明は省略する。算出した比較値が所定値以下である場合（ステップＳ４／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５が燃料を噴射可能な燃圧であると判断し、ステップＳ６へ進む。算出した比較値が所定値を超える場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５が燃料を噴射できない燃圧であると判断し、次のステップＳ５へ進む。
【００４３】
ステップＳ５で、エンジンＥＣＵ１０は、リリーフ弁３０を開放するよう指令して、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を低下させる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えるとステップＳ３に戻り、算出した比較値が所定値以下となるまで上記の処理を繰り返す。
【００４４】
ステップＳ４の判断がＮＯである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ６へ進む。ステップＳ６で、エンジンＥＣＵ１０は、開放したリリーフ弁３０を閉鎖するよう指令する。
この制御を実行することにより、筒内噴射用インジェクタへ供給される燃料の圧力がポート噴射によるエンジンの暖機によって過度に上昇した場合に、上昇した燃圧をインジェクタが適切に燃料を噴射できる燃圧まで低下させることができる。よって、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができることから、内燃機関のリーンズレによるエンスト等を抑制することができる。
エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００４５】
以上のように、本実施例の車両制御システム１は、第１燃料噴射手段と、第２燃料噴射手段と、噴き分け比率制御手段と、燃圧検出手段と、燃圧目標値設定手段と、燃圧低下手段とによって、車両の発進時に筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなることを抑制する制御を実行することで、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができることから、内燃機関のリーンズレを抑制することができる。
【実施例２】
【００４６】
つづいて、本発明の実施例２について説明する。本実施例の車両制御システム２は、噴き分け制御手段が第１燃料噴射手段に燃料を噴射させる制御を実行することにより第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を低下させる点で車両制御システム１と相違している。
【００４７】
本実施例の車両制御システム２は、実施例１と同様に車両内部にエンジンＥＣＵ１０を備えている。また、車両制御システム２は、燃焼室１１ａに筒内インジェクタ２５が装着されている。このエンジンＥＣＵ１０および筒内インジェクタ２５が、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を低下させる燃圧低下手段に相当する。
【００４８】
エンジンＥＣＵ１０は、始動制御においてエンジン１００の急速暖機制御の終了条件が成立していると判断した場合に、筒内インジェクタ２５に噴射停止を指示し、ポートインジェクタ２６からの燃料噴射によってアイドル運転を実行する。
つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、検出した実燃圧値と設定した燃圧目標値から算出した比較値が所定値を超える場合に、筒内インジェクタ２５に燃料噴射を指示し、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を低下させる制御を実行する。ここで、比較値の所定値については前述したために、その詳細な説明は省略する。この場合、ポートインジェクタ２６に噴射停止を指示して筒内インジェクタ２５にのみ燃料を噴射供給させてもよいし、筒内インジェクタ２５とポートインジェクタ２６との噴射供給を併用させてもよい。また、筒内インジェクタ２５の燃料噴射タイミングは、エンジン１００の圧縮行程または吸気行程のいずれでもよく、運転状態に応じて適切なタイミングで燃料を噴射することができる。
エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５の燃圧が低下することで算出した比較値が所定値以下となったときに、筒内インジェクタ２５に噴射停止を指示する。そして、エンジンＥＣＵ１０は、運転者からの車両の発進要求があると、筒内インジェクタ２５に燃料噴射を指示してポート噴射と直噴とを併用する制御を実行する。
【００４９】
この制御を実行することにより、車両の発進時に筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなることを適切に抑制することができる。よって、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができることから、内燃機関のリーンズレによるエンスト等を抑制することができる。
【００５０】
つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム２の動作を説明する。図５はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。なお、車両制御システム２のエンジンＥＣＵ１０は、実施例１の車両制御システム１のステップＳ１からステップＳ４の処理の後に、以下のステップＳ７およびステップＳ８の制御を行う。よってステップＳ１からステップＳ４の制御は実施例１の車両制御システム１と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施例の車両制御システム２は、燃圧検出手段の検出結果と燃圧目標値設定手段の設定結果とに基づいて、噴き分け制御手段が第１燃料噴射手段に燃料を噴射させる制御を実行する。
【００５１】
ステップＳ４の判断がＹＥＳである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ７へ進む。ステップＳ７で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に燃料噴射を指令して、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を低下させる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ７の処理を終えるとステップＳ３に戻り、算出した比較値が所定値以下となるまで上記の処理を繰り返す。
【００５２】
ステップＳ４の判断がＮＯである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ８へ進む。ステップＳ８で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に燃料の噴射停止を指示する。
この制御を実行することにより、筒内噴射用インジェクタへ供給される燃料の圧力がポート噴射によるエンジンの暖機によって過度に上昇した場合に、上昇した燃圧をインジェクタが適切に燃料を噴射できる燃圧まで低下させることができる。よって、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができることから、内燃機関のリーンズレによるエンスト等を抑制することができる。
エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ８の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００５３】
以上のように、本実施例の車両制御システム２は、燃圧検出手段の検出結果と燃圧目標値設定手段の設定結果とに基づいて、噴き分け制御手段が第１燃料噴射手段に燃料を噴射させることにより、車両の発進時に筒内噴射用インジェクタに供給される燃料の圧力が目標燃圧よりも大幅に高くなることを抑制することができる。よって、筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を適切に実行させることができることから、内燃機関のリーンズレを抑制することができる。
【００５４】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  車両制御システム
１０  エンジンＥＣＵ（噴き分け比率制御手段，燃圧目標値設定手段，燃圧低下手段）
１１  ピストン
１１ａ  燃焼室
１２  クランクシャフト
１３  吸気ポート
１４  吸気通路
１５  排気ポート
１６  排気通路
１７  合流排気通路
１８  吸気弁
１９  排気弁
２０  吸気カムシャフト
２１  排気カムシャフト
２２  電動ＶＶＴ機構
２３  油圧ＶＶＴ機構
２４  スロットルバルブ
２５  筒内インジェクタ（第１燃料噴射手段，燃圧低下手段）
２６  ポートインジェクタ（第２燃料噴射手段）
２７  点火プラグ
２８  イグナイタ
２９  浄化触媒
３０  リリーフ弁（燃圧低下手段）
３１  クランク角センサ
３２  吸気カム角センサ
３３  排気カム角センサ
３４  エアフロメータ
３５  スロットルポジションセンサ
３６  排気温センサ
３７  Ａ／Ｆセンサ
３８  Ｏ２センサ
３９  水温センサ
４０  触媒温度センサ
４１  燃圧センサ（燃圧検出手段）
１００  エンジン
【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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