(57)【要約】  内燃機関（１）における要求燃料噴射量（Ｑfin ）が得られるよう直噴インジェクタ（７）及びポート噴射インジェクタ（６）から燃料を噴射する際、次のように直噴インジェクタ（７）が駆動される。すなわち、直噴インジェクタ（７）における吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射のうち、優先度の高い方の燃料噴射における目標燃料噴射量が機関運転状態に基づき設定された後、優先度の低い方の燃料噴射における目標燃料噴射量が機関運転状態に基づき設定される。そして、このように設定された上記各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるように直噴インジェクタ（７）が駆動される。
2013061424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気行程後期及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射することの可能な直噴インジェクタを備え、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量の少なくとも一部が得られるように前記直噴インジェクタからの燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射を行うに当たり、前記要求燃料噴射量分の燃料のうち前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を前記吸気行程前期にて前記直噴インジェクタから噴射する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
内燃機関の吸気行程後期及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射可能な直噴インジェクタと、内燃機関の吸気ポートに向けて燃料を噴射可能なポート噴射インジェクタとを備え、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量が得られるように前記直噴インジェクタ及び前記ポート噴射インジェクタからの燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期及び前記吸気行程前期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量をそれぞれ機関運転状態に応じた要求値に設定し、前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射、及び前記吸気行程前期での前記直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射を行うに当たり、前記要求燃料噴射量分の燃料のうち前記吸気行程後期、及び前記吸気行程前期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を前記ポート噴射インジェクタから噴射する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気行程後期及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射することの可能な直噴インジェクタを備え、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量の少なくとも一部が得られるように前記直噴インジェクタからの燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記直噴インジェクタにおける前記吸気行程後期での燃料噴射、及び前記吸気行程前期での燃料噴射のうち、優先度の高い方の燃料噴射における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、その後に優先度の低い方の燃料噴射における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に/設定する設定部と、
前記設定部により設定された各燃料噴射毎の目標燃料噴射量に基づいて前記吸気行程後期及び吸気行程前期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射を行う駆動部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量は、機関負荷が増大するほど大きい値に設定される
請求項２又は３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される内燃機関として、筒内に燃料を噴射する直噴インジェクタと、吸気ポートに向けて燃料を噴射するポート噴射インジェクタとを備えたものが知られている。こうした内燃機関では、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量が得られるよう直噴インジェクタとポート噴射インジェクタとの少なくとも一方からの燃料噴射が行われる。このときに直噴インジェクタが駆動される場合、その駆動を通じて上記要求燃料噴射量の少なくとも一部が得られるように同直噴インジェクタから燃料が噴射されるようになる。【０００３】
なお、特許文献１には、直噴インジェクタとポート噴射インジェクタとを備える内燃機関において、直噴インジェクタからの燃料噴射を行うに当たり、燃料噴射量が排気中のスモークを抑え得る上限値を越えて多くなるとき、その上限値を越える分の燃料量をポート噴射インジェクタから噴射することが記載されている。また、特許文献２には、直噴インジェクタでの燃料噴射を行うに当たり、その燃料噴射を吸気行程前期での燃料噴射と吸気行程後期での燃料噴射とに分割することが記載されている。ちなみに、こうした直噴インジェクタでの燃料噴射の分割は、同直噴インジェクタから噴射すべき燃料量を所定の比率に従って上記各燃料噴射毎の目標燃料噴射量に分割した後、それら目標燃料噴射量が得られるよう直噴インジェクタを駆動することによって実現される。【０００４】
ここで、直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射はそれぞれ、次の［１］及び［２］に示すように良好な機関運転の実現に関係する。［１］吸気行程後期での燃料噴射は、ピストンの移動速度が遅くなって同ピストンの移動による筒内の気流発生が弱くなるとき、噴射燃料によって筒内の気流を強めて良好な燃料の燃焼を得ることに寄与する。［２］吸気行程前期での燃料噴射は、ピストン頂部に対し直接的に噴射燃料を付着させることが可能になるため、その燃料の気化潜熱によってピストン頂部を冷却すること、ひいては内燃機関でのノッキングの発生を抑制することに寄与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９４９６５公報（段落［００１５］）
【特許文献２】特開２００６−１９４０９８公報（段落［００８０］〜［００８６］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
直噴インジェクタを備える内燃機関において良好な機関運転を得るためには、同直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射をそれぞれ実行することで、可能な限り上記［１］及び［２］に示す効果を併せて得ることが好ましい。そして、上記［１］及び［２］に示す効果を併せて得るためには、上記各燃料噴射での燃料噴射量（目標燃料噴射量）をそれぞれ、そのときの機関運転状態のもとで上記［１］及び［２］の効果を得るうえでの要求値に調整することが重要になる。【０００７】
しかし、特許文献２のように直噴インジェクタでの燃料噴射を分割することで、吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射を実現する場合、上記各燃料噴射での目標燃料噴射量をそれぞれ上記［１］及び［２］の効果が得られる値（上記要求値）とすることは困難である。【０００８】
これは、上記各燃料噴射での目標燃料噴射量が、直噴インジェクタから噴射される燃料全体の目標燃料噴射量を所定の比率に従って分割することで設定していることが関係している。すなわち、上述したように各燃料噴射での目標燃料噴射量を設定する場合、上記［１］及び［２］の効果のうちの一つの効果を得ようとすると、その効果を得るための燃料噴射において目標燃料噴射量を同効果の得られる値（上記要求値）とすべく上記所定の比率を設定しなければならない。しかし、このように設定された比率に基づき、上記燃料噴射とは別の燃料噴射における目標燃料噴射量が定められると、それら目標燃料噴射量が得られるように上記別の燃料噴射を行ったとき、上記［１］及び［２］の効果のうちの残りの効果が得られない可能性がある。むしろ、上記［１］及び［２］の効果を得るための上記各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が機関運転状態に応じて各々異なる傾向で変化する関係から、上述したように各燃料噴射での目標燃料噴射量を設定したのでは、各目標燃料噴射量のうちの一方が効果の得られない値になる可能性が高い。このため、同効果が必ずしも得られるとは限らない。【０００９】
従って、上記所定の比率に従って直噴インジェクタから噴射される燃料全体についての目標燃料噴射量を分割することで上記各燃料噴射毎の目標燃料噴射量を設定する場合、それら目標燃料噴射量をそれぞれ上記［１］及び［２］の効果の得られる値（上記要求値）とすることは困難になる。これにより、上記［１］及び［２］の効果をそれぞれ併せて得ることも困難になり、それに伴って内燃機関の性能を最大限に引き出すことができなくなるという問題が生じる。【００１０】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、直噴インジェクタから噴射される燃料の量を適切な値に調節して機関性能を最大限に引き出すことができる内燃機関の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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関の燃料噴射制御装置は、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量の少なくとも一部が得られるよう内燃機関の筒内に燃料を噴射可能な直噴インジェクタから燃料を噴射する際、次のように直噴インジェクタを駆動する。すなわち、直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定する。そして、吸気行程後期での直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射を行う。また、吸気行程後期での直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射を行うに当たり、要求燃料噴射量分の燃料のうち吸気行程後期での直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を吸気行程前期にて直噴インジェクタから噴射する。【００１２】
直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射に関しては、各燃料噴射のうち点火時期に近いものほど優先度が高くなる。これは、上記各燃料噴射のうち内燃機関の点火時期に近いものほど燃料噴射量の違いによる燃料への着火の影響が大きくなり、その関係から上記各燃料噴射のうち内燃機関の点火時期に近いものほど優先度が高くなるためである。また、上述した理由により、上記各燃料噴射のうち点火時期から離れている方の燃料噴射、すなわち吸気行程前期での燃料噴射の優先度は低くなる。【００１３】
こうしたことを考慮して、直噴インジェクタにおける吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射のうち、吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量が上述したように優先的に機関運転状態に応じた要求値に設定される。このため、直噴インジェクタからの上記各燃料噴射のうち優先度の高い燃料噴射/*、すなわち吸気行程後期での燃料噴射に関して*/目標燃料噴射量を可能な限り同燃料噴射による効果の得られる値（要求値）となるように機関運転状態に基づいて設定することが可能になる。この目標燃料噴射量分の燃料噴射を吸気行程後期で直噴インジェクタから噴射するとともに、要求燃料噴射量分の燃料のうち上記吸気行程後期での燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を吸気行程前期にて直噴インジェクタから噴射することで、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることができる。そして、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることにより、機関性能を最大限に引き出すことができる。【００１４】
ここで、直噴インジェクタにおける吸気行程前期での燃料噴射よりも優先度の高い燃料噴射、すなわち吸気行程後期での燃料噴射には、次のような特性がある。すなわち、吸気行程後期での燃料噴射では、それによって筒内の気流を強めて燃料と空気との混合を促進することができるものの、燃料噴射量が仮に目標燃料噴射量を越えて過度に多くなったとすると、かえって燃料の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。【００１５】
このため、要求燃料噴射量分の燃料のうち、吸気行程後期での燃料噴射によって噴射しきれない分の燃料は、その燃料噴射よりも優先度の低い吸気行程前期での燃料噴射によって上述したように噴射される。これにより、要求燃料噴射量を得るために吸気行程後期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量を越えて多くなり、それによって燃料の燃焼に悪影響を及ぼすことを抑制できる。また、吸気行程後期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量とされることで、同燃料噴射による筒内での気流の強化を実現することができる。【００１６】
本発明はまた、内燃機関における吸気行程後期、及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射可能な直噴インジェクタと、内燃機関の吸気ポートに向けて燃料を噴射可能なポート噴射インジェクタとを備える。そして、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量が得られるよう直噴インジェクタ及びポート噴射インジェクタから燃料を噴射する際、次のように直噴インジェクタ及びポート噴射インジェクタを駆動する。【００１７】
すなわち、直噴インジェクタにおける吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射のうち、優先度の高い方の燃料噴射における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、その後に優先度の低い方の燃料噴射量における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定する。そして、このように設定された上記各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるよう、それら目標燃料噴射量に基づいて吸気行程前期及び吸気行程後期での直噴インジェクタの駆動（燃料噴射）を行う。【００１８】
この場合、直噴インジェクタからの上記各燃料噴射のうち、そのときの機関運転状態のもとで優先度の高い燃料噴射から低い燃料噴射の順に、それら燃料噴射での目標燃料噴射量を可能な限り同燃料噴射による効果の得られる値（要求値）となるように機関運転状態に基づいて設定することが可能になる。このように設定された各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるよう直噴インジェクタを駆動することで、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることができ、それによって機関性能を最大限に引き出すことができる。【００１９】
ところで、直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射に関するそれぞれの目標燃料噴射量の合計値が上記要求燃料噴射量に満たない可能性もある。この場合、直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射によっては、要求燃料噴射量分の燃料を噴射しきれなくなる。しかし、このときには要求燃料噴射量分の燃料のうち、上記直噴インジェクタからの各燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料量がポート噴射インジェクタからの燃料噴射における目標燃料噴射量に設定される。そして、このように設定された目標燃料噴射量が得られるよう、その目標燃料噴射量に基づくポート噴射インジェクタの駆動が行われる。【００２０】
ここで、直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射では、それによって筒内の気流を強めて燃料と空気との混合を促進することができるものの、燃料噴射量が仮に目標燃料噴射量を越えて過度に多くなったとすると、かえって燃料の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。また、直噴インジェクタからの吸気行程前期での燃料噴射では、噴射燃料の気化潜熱によってピストン頂部を冷却して筒内の温度上昇、ひいてはノッキングの発生を抑制できるものの、燃料噴射量が仮に目標燃料噴射量を越えて過度に多くなったとすると、かえって燃料の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。【００２１】
こうしたことを考慮して、要求燃料噴射量分の燃料のうち、直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射によって噴射しきれない分の燃料は、ポート噴射インジェクタからの燃料噴射によって噴射される。このため、要求燃料噴射量を得るために、吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射において各燃料噴射量が目標燃料噴射量を越えて多くなり、それによって燃料の燃焼に悪影響を及ぼすことを抑制できる。また、吸気行程後期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量とされることで同燃料噴射による筒内での気流の強化を実現するとともに、吸気行程前期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量とされることで同燃料噴射によりピストン頂部を適度に冷却して同冷却を通じてノッキングの発生を抑制することができる。【００２２】
本発明はまた、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量の少なくとも一部が得られるよう内燃機関の筒内に燃料を噴射可能な直噴インジェクタから燃料を噴射する際、次のように直噴インジェクタを駆動する。すなわち、直噴インジェクタにおける吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射のうち、優先度の高い方の燃料噴射における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、その後に優先度の低い方の燃料噴射における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定する。そして、このように設定された上記各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるよう、それら目標燃料噴射量に基づいて直噴インジェクタを駆動する。【００２３】
この場合、直噴インジェクタからの上記各燃料噴射のうち、そのときの機関運転状態のもとで優先度の高い燃料噴射から低い燃料噴射の順に、それら燃料噴射での目標燃料噴射量を可能な限り同燃料噴射による効果の得られる値（要求値）となるように機関運転状態に基づいて設定することが可能になる。このように設定された各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるよう直噴インジェクタを駆動することで、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることができ、それによって機関性能を最大限に引き出すことができる。【００２４】
本発明の一態様では、直噴インジェクタからの気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量は、機関負荷が増大するほど大きい値に設定される。ここで、吸気行程前期での燃料噴射では、噴射燃料の気化潜熱を通じてピストン頂部を冷却することができ、ひいてはその冷却を通じて内燃機関でのノッキングの発生を抑制することができる。また、内燃機関では、出力トルクを最大とすることの可能な点火時期（ＭＢＴ）が存在しており、ノッキングを生じさせることなく点火時期をＭＢＴまで進角させることが望まれている。ただし、機関負荷が増大するほど筒内の温度が高くなってノッキングが発生しやすくなる関係から、筒内の温度を過度に上昇させないように内燃機関の点火時期をＭＢＴに対し遅角しなければならなくなり、そうした点火時期の遅角が同機関の出力トルク増大の妨げとなっている。この点、上述たしように吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量を機関負荷の増大に伴って大きい値とすれば、機関負荷の増大に伴って上記燃料噴射によるピストン頂部の冷却が効果的に行われるようになる。その結果、筒内の温度が上昇しにくくなってノッキングが発生しにくくなるため、内燃機関の点火時期をＭＢＴに向けて進角させることが可能になり、その点火時期の進角を通じて内燃機関の出力トルクを増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明にかかる一実施形態の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関全体を示す略図。
【図２】直噴インジェクタからの燃料噴射態様を示す説明図。
【図３】吸気行程での直噴インジェクタでの燃料噴射時期の変化に対する筒内での未燃燃料量の変化を示すグラフ。
【図４】直噴インジェクタからの吸気行程前期での燃料噴射における燃料噴射量と、内燃機関の点火時期をノッキングが生じない限界まで進角させたときの同点火時期（ノック限界点火時期）との関係を示すグラフ。
【図５】直噴インジェクタからの吸気行程前期での燃料噴射が有るときと無いときとでの機関負荷の変化に対するノック限界点火時期の変化傾向の違いを示すグラフ。
【図６】直噴インジェクタからの各燃料噴射における目標燃料噴射量、及びポート噴射インジェクタからの燃料噴射における目標燃料噴射量の設定手順を示すフローチャート。
【図７】後期噴射期間の算出手順を示すフローチャート。
【図８】機関回転速度及び機関負荷の変化に対する後期噴射期間の変化傾向を示すグラフ。
【図９】前期噴射期間の算出手順を示すフローチャート。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、機関負荷の変化に対する最終点火時期Ｅ，Ｉ及びＭＢＴの変化態様、並びに内燃機関１での燃料噴射態様の変化を示すグラフ。
【図１１】点火時期指令値の算出手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を自動車に搭載される内燃機関の燃料噴射制御装置に具体化した一実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。
【００２７】
図１に示される内燃機関１の吸気通路２には、燃焼室３に吸入される空気の量（吸入空気量）を調整すべく開閉動作するスロットルバルブ４が設けられている。このスロットルバルブ４の開度（スロットル開度）は、自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル５の操作量（アクセル操作量）に応じて調節される。また、内燃機関１は、吸気通路２から燃焼室３の吸気ポート２ａに向けて燃料を噴射するポート噴射インジェクタ６と、燃焼室３内（筒内）に燃料を噴射する直噴インジェクタ７とを備えている。これらインジェクタ６，７には、燃料タンク８内に蓄えられた燃料が供給される。
【００２８】
すなわち、燃料タンク８内の燃料は、フィードポンプ９によって汲み上げられた後に低圧燃料配管３１を介してポート噴射インジェクタ６に供給される。この低圧燃料配管３１内の燃料の圧力は、フィードポンプ９の駆動制御を通じてフィード圧に調整されるとともに、同配管３１に設けられたプレッシャレギュレータ３２によって過上昇しないようにされる。また、フィードポンプ９によって汲み上げられた低圧燃料配管３１内の燃料の一部は、高圧燃料ポンプ１０で上記フィード圧よりも高圧（以下、直噴圧という）の状態に加圧された後に高圧燃料配管３３を介して直噴インジェクタ７に供給される。
【００２９】
内燃機関１においては、インジェクタ６，７から噴射される燃料と吸気通路２を流れる空気とからなる混合気が燃焼室３に充填され、この混合気に対し点火プラグ１２による点火が行われる。そして、点火後の混合気が燃焼すると、そのときの燃焼エネルギによりピストン１３が往復移動し、それに伴いクランクシャフト１４が回転するようになる。一方、燃焼後の混合気は排気として排気通路１５に送り出される。なお、上記燃焼室３と吸気通路２との間は、クランクシャフト１４からの回転伝達を受ける吸気カムシャフト２５の回転に伴って開閉動作する吸気バルブ２６によって連通・遮断される。また、上記燃焼室３と排気通路１５との間は、クランクシャフト１４からの回転伝達を受ける排気カムシャフト２７の回転に伴って開閉動作する排気バルブ２８によって連通・遮断される。
【００３０】
内燃機関１には、吸気バルブ２６の開閉特性を可変とする可変動弁機構として、クランクシャフト１４に対する吸気カムシャフト２５の相対回転位相（吸気バルブ２６のバルブタイミング）を変更するバルブタイミング可変機構２９が設けられている。このバルブタイミング可変機構２９の駆動により、吸気バルブ２６の開弁期間（作動角）を一定に保持した状態で同バルブ２６の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角される。
【００３１】
次に、本実施形態の燃料噴射制御装置の電気的構成について説明する。
【００３２】
燃料噴射制御装置は、内燃機関１の各種運転制御を行う電子制御装置１６を備えている。同電子制御装置１６には、上記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・出力ポート等が設けられている。
【００３３】
電子制御装置１６の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
【００３４】
・アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ１７。
【００３５】
・スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ１８。
【００３６】
・吸気通路２を通過する空気の量（内燃機関１の吸入空気量）を検出するエアフローメータ１９。
【００３７】
・クランクシャフト１４の回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ２０。
【００３８】
・吸気カムシャフト２５の回転に基づき同シャフト２５の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ２１。
【００３９】
・内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサ２２。
【００４０】
・低圧燃料配管３１内の燃料の圧力（フィード圧）を検出する第１圧力センサ２３。
【００４１】
・高圧燃料配管３３内の燃料の圧力（直噴圧）を検出する第２圧力センサ２４。
【００４２】
・内燃機関１でのノッキングの発生を検出するノックセンサ３０。
【００４３】
また、電子制御装置１６の出力ポートには、スロットルバルブ４、ポート噴射インジェクタ６、直噴インジェクタ７、点火プラグ１２、及びバルブタイミング可変機構２９といった各種機器の駆動回路等が接続されている。
【００４４】
電子制御装置１６は、上記各種センサ等から入力した信号に基づき機関回転速度や機関負荷といった機関運転状態を把握し、その把握した機関運転状態に基づいてスロットルバルブ４、インジェクタ６，７、フィードポンプ９、点火プラグ１２、及びバルブタイミング可変機構２９といった各種機器の駆動回路に対し指令信号を出力する。こうして内燃機関１のスロットル開度制御、燃料噴射制御、点火時期制御、及び吸気バルブ２６のバルブタイミング制御など、内燃機関１の各種運転制御が電子制御装置１６を通じて実施される。なお、上記燃料噴射制御を行う際の電子制御装置１６は、ポート噴射インジェクタ６や直噴インジェクタ７を駆動するための駆動部として機能する。
【００４５】
ちなみに、上記機関回転速度は、クランクポジションセンサ２０からの検出信号に基づき求められる。また、機関負荷は、内燃機関１の吸入空気量に対応するパラメータと上記機関回転速度とから算出される。なお、吸入空気量に対応するパラメータとしては、エアフローメータ１９からの検出信号に基づき求められる内燃機関１の吸入空気量の実測値、スロットルポジションセンサ１８からの検出信号に基づき求められるスロットル開度、及びアクセルポジションセンサ１７からの検出信号に基づき求められるアクセル操作量等があげられる。
【００４６】
内燃機関１の燃料噴射制御の一つとして行われる燃料噴射量制御は、機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づき、内燃機関１全体としての要求燃料噴射量Ｑfin を求め、その要求燃料噴射量Ｑfin が得られるようにポート噴射インジェクタ６及び直噴インジェクタ７からの燃料噴射を行うことで実現される。なお、このときの直噴インジェクタ７の駆動により、上記要求燃料噴射量Ｑfin の少なくとも一部を得るための同直噴インジェクタ７からの燃料噴射が行われる。
【００４７】
直噴インジェクタ７からの燃料噴射としては、内燃機関１における吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射を行うことが考えられる。これら各燃料噴射における燃料噴射期間の一例を図２に示す。同図に示される後期噴射期間ｄ２では上記吸気行程後期での燃料噴射が行われ、前期噴射期間ｄ３では上記吸気行程前期での燃料噴射が行われる。これら後期噴射期間ｄ２、及び前期噴射期間ｄ３に関しては、それぞれの間に所定の間隔を必要とする関係などから、そうした所定の間隔等に基づいて定められる最大値が存在している。そして、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射はそれぞれ、［背景技術］の欄に記載したのと同様、以下の［１］及び［２］に示すように良好な機関運転の実現に関係する。
【００４８】
［１］吸気行程後期での燃料噴射は、ピストン１３の移動速度が遅くなって同ピストン１３の移動による筒内の気流発生が弱くなるとき、噴射燃料によって筒内の気流を強めて良好な燃料の燃焼を得ることに寄与する。ここで、吸気行程における直噴インジェクタ７での燃料噴射時期の変化に対する筒内での未燃燃料量の変化を図３に示す。この図から、吸気行程後期での燃料噴射により筒内での気流が強められると、筒内での燃料と空気との混合が促進されて燃料の燃焼が良好に行われることから、筒内での未燃燃料量が減少することが分かる。
【００４９】
［２］吸気行程前期での燃料噴射は、ピストン１３の頂部に対し直接的に噴射燃料を付着させることが可能になるため、その燃料の気化潜熱によってピストン１３の頂部を冷却すること、ひいては内燃機関１でのノッキングの発生を抑制することに寄与する。ここで、直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射における燃料噴射量と、内燃機関１の点火時期をノッキングが生じない限界まで進角させたときの同点火時期（ノック限界点火時期）との関係を図４に示す。この図から、上記吸気行程前期での燃料噴射量を多くするほどピストン１３の頂部が効果的に冷却され、それによってノック限界点火時期が進角することが分かる。また、図５は、直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射が有るときと無いときとでの機関負荷の変化に対するノック限界点火時期の変化の傾向の違いを示している。この図における直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射が有るときのノック限界点火時期（実線）と無いときノック限界点火時期（二点鎖線）との比較から、吸気行程前期での燃料噴射を行うことでノック限界点火時期を進角できることが分かる。そして、このようにノック限界点火時期を進角させることにより、内燃機関１の運転領域が高負荷寄りの領域にあるとき、ノック限界点火時期が内燃機関１において出力トルクを最大とすることの可能な点火時期（ＭＢＴ）に近づけられる。なお、このＭＢＴは、図中に破線で示されている。
【００５０】
次に、本実施形態の燃料噴射制御装置の動作について説明する。
【００５１】
同装置では、内燃機関１における要求燃料噴射量Ｑfin が得られるよう直噴インジェクタ７及びポート噴射インジェクタ６から燃料を噴射する際、次のように直噴インジェクタ７及びポート噴射インジェクタ６が駆動される。すなわち、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期及び吸気行程前期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３をそれぞれ機関運転状態に応じた要求値に設定する。具体的には、直噴インジェクタ７における吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射のうち、優先度の高い方の燃料噴射における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、その後に優先度の低い方の燃料噴射量における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定する。そして、このように設定された上記各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるよう、それら目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３に基づいて直噴インジェクタ７が駆動される。
【００５２】
この場合、直噴インジェクタ７からの上記各燃料噴射のうち、そのときの機関運転状態のもとで優先度の高い燃料噴射から順に、同燃料噴射での目標燃料噴射量を可能な限り同燃料噴射による効果の得られる値（要求値）となるように機関運転状態に基づいて設定することが可能になる。このように設定された各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるよう直噴インジェクタ７を駆動することで、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることができ、それによって機関性能を最大限に引き出すことができる。
【００５３】
ところで、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射に関するそれぞれの目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３の合計値が上記要求燃料噴射量Ｑfin に満たない可能性もある。この場合、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射によっては、要求燃料噴射量Ｑfin 分の燃料を噴射しきれなくなる。しかし、このときには要求燃料噴射量Ｑfin 分の燃料のうち、上記直噴インジェクタ７からの各燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料量がポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｐに設定される。そして、このように設定された目標燃料噴射量Ｑｐが得られるよう、その目標燃料噴射量Ｑｐに基づくポート噴射インジェクタ６の駆動が行われる。
【００５４】
ここで、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での燃料噴射では、それによって筒内の気流を強めて燃料と空気との混合を促進することができるものの、燃料噴射量が仮に目標燃料噴射量Ｑｄ２を越えて過度に多くなったとすると、かえって燃料の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。また、直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射では、噴射燃料の気化潜熱によってピストン１３の頂部を冷却して筒内の温度上昇、ひいてはノッキングの発生を抑制できるものの、燃料噴射量が仮に目標燃料噴射量Ｑｄ３を越えて過度に多くなったとすると、筒内の温度が下がりすぎて燃料の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００５５】
こうしたことを考慮して、要求燃料噴射量Ｑfin 分の燃料のうち、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射によって噴射しきれない分の燃料は、ポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射によって噴射される。このため、要求燃料噴射量Ｑfin を得るために、吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射において各燃料噴射量が目標燃料噴射量を越えて多くなり、それらが燃料の燃焼に悪影響を及ぼすことを抑制できる。また、吸気行程後期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量Ｑｄ２とされることで、同燃料噴射による筒内での気流の強化を実現することができる。それに加えて、吸気行程前期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量Ｑｄ３とされることで、同燃料噴射によりピストン１３の頂部を適度に冷却し、その冷却を通じてノッキングの発生を抑制することができる。
【００５６】
次に、直噴インジェクタ７での各燃料噴射毎の目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３、並びにポート噴射インジェクタ６での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｐの算出について、噴射量算出ルーチンを示す図６のフローチャートを参照して説明する。この噴射量算出ルーチンは、電子制御装置１６を通じて所定クランク角毎の角度割り込みにて周期的に実行される。
【００５７】
同ルーチンにおいては、まず機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づき内燃機関１の要求燃料噴射量Ｑfin が求められ（Ｓ１０１）、その後に次の（Ａ）〜（Ｃ）の処理が実行される。（Ａ）直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｄ２を設定するための処理（Ｓ１０２〜Ｓ１０６）。（Ｂ）吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｄ３を設定するための処理（Ｓ１０７〜Ｓ１１２）。（Ｃ）ポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｐを設定するための処理（Ｓ１１３、Ｓ１１４）。
【００５８】
そして、上記（Ａ）〜（Ｃ）の処理は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順で行われる。このときの処理を実施する電子制御装置１６は、目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３，Ｑｐの設定を行う設定部として機能する。なお、直噴インジェクタ７での各燃料噴射に関係する上記（Ａ）及び（Ｂ）の処理が上記の順で行われるのは、上記各燃料噴射のうち内燃機関１の点火時期に近いものほど燃料噴射量の違いによる燃料への着火の影響が大きくなり、その関係から上記各燃料噴射のうち内燃機関１の点火時期に近いものほど優先度が高くなるためである。
【００５９】
以下、上記（Ａ）〜（Ｃ）の処理について詳しく説明する。
【００６０】
上記（Ａ）の処理では、まず機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態、並びに直噴圧に基づき、直噴インジェクタ７における吸気行程後期での燃料噴射量を、そのときの機関運転状態にとって最適な値（上記要求値）とするための後期噴射期間ｄ２が算出される（Ｓ１０２）。そして、上記後期噴射期間ｄ２に直噴圧を乗算することで目標燃料噴射量Ｑｄ２が算出される（Ｓ１０３）。その後、目標燃料噴射量Ｑｄ２が要求燃料噴射量Ｑfin 以下であるか否かが判断される（Ｓ１０４）。ここで肯定判定であればＳ１０３で算出された目標燃料噴射量Ｑｄ２が維持される（Ｓ１０５）。一方、否定判定であれば、上記目標燃料噴射量Ｑｄ２が要求燃料噴射量Ｑfin に置き換えられる（Ｓ１０６）。
【００６１】
上記（Ｂ）の処理では、まず要求燃料噴射量Ｑfin から上記（Ａ）の処理で設定された目標燃料噴射量Ｑｄ２を減算した値である残量Ｑ１が算出される（Ｓ１０７）。その後、直噴インジェクタ７における吸気行程前期での燃料噴射量を、そのときの機関運転状態にとって最適な値（上記要求値）とするための前期噴射期間ｄ３が算出される（Ｓ１０８）。そして、上記前期噴射期間ｄ３に直噴圧を乗算することで目標燃料噴射量Ｑｄ３が算出される（Ｓ１０９）。その後、目標燃料噴射量Ｑｄ３が残量Ｑ１以下であるか否かが判断される（Ｓ１１０）。ここで肯定判定であればＳ１０９で算出された目標燃料噴射量Ｑｄ３が維持される（Ｓ１１１）。一方、否定判定であれば、上記目標燃料噴射量Ｑｄ３が残量Ｑ１に置き換えられる（Ｓ１１２）。
【００６２】
上記（Ｃ）の処理では、まず残量Ｑ１から上記（Ｂ）の処理で設定された目標燃料噴射量Ｑｄ３を減算した値である残量Ｑ２が算出され（Ｓ１１３）、その残量Ｑ２がポート噴射インジェクタ６での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｐとして設定される（Ｓ１１４）。
【００６３】
次に、噴射量算出ルーチンにおけるＳ１０２（図６）の後期噴射期間ｄ２の算出について、後期噴射期間算出ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して詳しく説明する。この後期噴射期間算出ルーチンは、上記Ｓ１０２に進む毎に電子制御装置１６を通じて実行される。
【００６４】
同ルーチンにおいては、機関回転速度及び機関負荷に基づきマップを参照して後期噴射期間ｄ２が算出される（Ｓ３０１）。こうして算出された後期噴射期間ｄ２は、噴射された燃料により筒内の気流を強化することができ、且つ、可能な限り噴射される燃料の量が少なくなるよう、例えば図８に示すように機関負荷が大きくなるほど且つ機関回転速度が高くなるほど大きい値になる。更に、同後期噴射期間ｄ２は、その最大値を越えて大きくならないようガードされる。
【００６５】
次に、噴射量算出ルーチンにおけるＳ１０８（図６）の前期噴射期間ｄ３の算出について、前期噴射期間算出ルーチンを示す図９のフローチャートを参照して詳しく説明する。この前期噴射期間算出ルーチンは、上記Ｓ１０８に進む毎に電子制御装置１６を通じて実行される。
【００６６】
同ルーチンでの前期噴射期間ｄ３の算出は、ＭＢＴ、最終点火時期Ｅ、最終点火時期Ｉ、及び最大値αに基づき、次の式「ｄ３＝α・（ＭＢＴ−Ｅ）／（Ｉ−Ｅ）      …（１）」を用いて行われる。この式（１）におけるＭＢＴは、内燃機関１において出力トルクを最大とすることの可能な点火時期である。上記最終点火時期Ｅは、直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射を行わない状況下での内燃機関１の点火時期の最適値である。上記最終点火時期Ｉは、上記吸気行程前期での燃料噴射を最大限に行って内燃機関１でのノッキングを抑制した状況下での同機関１の点火時期の最適値である。これら最終点火時期Ｅ，Ｉは、機関負荷の変化に対し、例えば図１０（ａ）に示すように変化する。また、上記最大値αは、上記吸気行程前期での燃料噴射を最大限に行ったときの燃料噴射期間である。
【００６７】
前期噴射期間算出ルーチンにおける前期噴射期間ｄ３を算出する処理（Ｓ４０１〜Ｓ４０７）では、まず上記ＭＢＴが機関回転速度及び機関負荷に基づいて算出される（Ｓ４０１）。その後、直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射を行わない状況下での内燃機関１の点火時期の基準値である基本点火時期が、機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づいて算出される（Ｓ４０２）。更に、その基本点火時期に対し、内燃機関１でのノッキングの有無に基づく補正（ＫＣＳ補正）、内燃機関１の冷却水の温度に基づく補正、及び吸気バルブ２６のバルブタイミングに基づく補正など各種の補正を加えることにより、上記最終点火時期Ｅが算出される（Ｓ４０３）。また、直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射を最大限に行って内燃機関１のノック限界を進角側に引き上げた状況下での同機関１の点火時期の基準値である基本点火時期も、機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づいて算出される（Ｓ４０４）。更に、その基本点火時期に対し、ＫＣＳ補正、内燃機関１の冷却水の温度に基づく補正、及び吸気バルブ２６のバルブタイミングに基づく補正など各種の補正を加えることにより、上記最終点火時期Ｉが算出される（Ｓ４０５）。上記のように最終点火時期Ｅ及び最終点火時期Ｉが算出された後、上記最大値αが機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づいて算出される（Ｓ４０６）。そして、ＭＢＴ、最終点火時期Ｅ、最終点火時期Ｉ、及び最大値αに基づき、式（１）を用いて、前期噴射期間ｄ３が算出される（Ｓ４０７）。
【００６８】
Ｓ４０７で前期噴射期間ｄ３が算出されたときには、同前期噴射期間ｄ３がその最大値を越えて大きくならないようガードされる。その後、上記前期噴射期間ｄ３が「０」未満であるか否かが判断される（Ｓ４０８）。ここで肯定判定であれば、前期噴射期間ｄ３が「０」に設定される（Ｓ４０９）。ちなみに、図１０（ａ）に示すように、この例では内燃機関１の低負荷運転領域で最終点火時期ＥがＭＢＴよりも進角側の値（大きい値）となるとき、式（１）を用いて算出される前期噴射期間ｄ３が「０」未満になる。このようなとき、Ｓ４０８及びＳ４０９の処理を通じて前期噴射期間ｄ３が「０」に設定される。
【００６９】
次に、機関負荷の変化に対する内燃機関１での燃料噴射態様の変化の一例について、図１０を参照して説明する。
【００７０】
図１０（ｂ）において、領域ＡＲ２では直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での燃料噴射が行われ、領域ＡＲ３では直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射が行われる。また、領域ＡＲ４ではポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射が行われる。同図から分かるように、上記領域ＡＲ２は、機関負荷の変化範囲全体に亘って存在している。また、上記領域ＡＲ３は、機関負荷が所定値ＫＬ１よりも大きくなる負荷領域、すなわち最終点火時期ＥがＭＢＴよりも遅角側の値（小さい値）になる負荷領域に存在している。
【００７１】
機関負荷が最小値であるときには、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での目標燃料噴射量Ｑｄ２分の燃料噴射が行われ、それによって要求燃料噴射量Ｑfin が得られるようになる。その後、機関負荷が最小値に対し大きくなると、その機関負荷が所定値ＫＬ１に達するまでは、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での目標燃料噴射量Ｑｄ２分の燃料噴射、及びポート噴射インジェクタ６からの目標燃料噴射量Ｑｐ分の燃料噴射が行われ、それによって要求燃料噴射量Ｑfin が得られるようになる。
【００７２】
そして、機関負荷が所定値ＫＬ１よりも大きくなると、その機関負荷が所定値ＫＬ２に達するまでは、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での目標燃料噴射量Ｑｄ２分の燃料噴射、及び吸気行程前期での目標燃料噴射量Ｑｄ３分の燃料噴射が行われる一方、ポート噴射インジェクタ６からの目標燃料噴射量Ｑｐ分の燃料噴射も行われる。これらの燃料噴射によって要求燃料噴射量Ｑfin が得られるようになる。更に、機関負荷が所定値ＫＬ２よりも大きくなると、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での目標燃料噴射量Ｑｄ２分の燃料噴射、及び吸気行程前期での目標燃料噴射量Ｑｄ３分の燃料噴射が行われ、これらの燃料噴射によって要求燃料噴射量Ｑfin が得られるようになる。
【００７３】
図１０（ｂ）に示されるように、この例では直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｄ３は、機関負荷が増大するほど大きい値に設定される。これにより、機関負荷の増大に伴って筒内の温度が高くなって内燃機関１でのノッキングが発生しやすくなる傾向があるとしても、上記機関負荷の増大に伴う上記目標燃料噴射量Ｑｄ３の増大により、その目標燃料噴射量Ｑｄ３分の吸気行程前期での燃料噴射によりピストン１３の頂部の冷却が効果的に行われるようになる。その結果、筒内の温度が上昇しにくくなってノッキングが発生しにくくなるため、内燃機関１の点火時期をＭＢＴに向けて進角させることが可能になり、その点火時期の進角を通じて内燃機関１の出力トルクを増大させることができる。
【００７４】
次に、内燃機関１の点火時期制御に用いられる点火時期指令値Ｋの算出について、点火時期算出ルーチンを示す図１１のフローチャートを参照して説明する。この点火時期算出ルーチンは、電子制御装置１６を通じて、例えば所定クランク角毎の角度割り込みにて周期的に実行される。
【００７５】
同ルーチンにおいては、まず前期噴射期間算出ルーチン（図９）のＳ４０１、Ｓ４０３、Ｓ４０５、Ｓ４０６と同様に、ＭＢＴ、最終点火時期Ｅ、最終点火時期Ｉ、及び最大値αが算出される（Ｓ５０１）。こうして算出された最終点火時期Ｅ、最終点火時期Ｉ、及び最大値α、並びに前期噴射期間算出ルーチンのＳ４０７で算出された前期噴射期間ｄ３に基づき、上記点火時期指令値Ｋが次の式「Ｋ＝Ｅ＋（Ｉ−Ｅ）・（ｄ３／α）      （３）」を用いて算出される（Ｓ５０２）。その後、算出された点火時期指令値Ｋが上記ＭＢＴよりも進角側の値（大きい値）であるか否かが判断される（Ｓ５０３）。ここで肯定判定であれば点火時期指令値ＫがＭＢＴに置き換えられ（Ｓ５０４）、否定判定であれば点火時期指令値Ｋが維持される（Ｓ５０５）。
【００７６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００７７】
（１）内燃機関１における要求燃料噴射量Ｑfin が得られるよう直噴インジェクタ７及びポート噴射インジェクタ６から燃料を噴射する際、次のように直噴インジェクタ７が駆動される。すなわち、直噴インジェクタ７における吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射のうち、優先度の高い方の燃料噴射における目標燃料噴射量が機関運転状態に応じた要求値に設定された後、優先度の低い方の燃料噴射における目標燃料噴射量が機関運転状態に応じた要求値に設定される。そして、このように設定された上記各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるように直噴インジェクタ７が駆動される。この場合、直噴インジェクタ７からの上記各燃料噴射のうち、そのときの機関運転状態のもとで優先度の高い燃料噴射から順に、同燃料噴射での目標燃料噴射量を可能な限り同燃料噴射による効果の得られる値（上記要求値）となるように機関運転状態に基づいて設定することが可能になる。このように設定された各燃料噴射毎の目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３が得られるよう直噴インジェクタ７を駆動することで、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることができ、それによって機関性能を最大限に引き出すことができる。  （２）上記目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３の合計値が要求燃料噴射量Ｑfin に満たないときには、その満たない分の燃料量がポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｐに設定される。そして、このように設定された目標燃料噴射量Ｑｐが得られるよう、その目標燃料噴射量Ｑｐに基づいてポート噴射インジェクタ６が駆動される。これにより、要求燃料噴射量Ｑfin 分の燃料のうち、吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射によって噴射しきれない分の燃料が、ポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射によって噴射される。このため、要求燃料噴射量Ｑfin を得るために、吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射において各燃料噴射量が目標燃料噴射量を越えて多くなり、それらが燃料の燃焼に悪影響を及ぼすことを抑制できる。また、吸気行程後期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量Ｑｄ２とされることで、同燃料噴射による筒内での気流の強化を実現することができる。それに加えて、吸気行程前期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量Ｑｄ３とされることで、同燃料噴射によりピストン１３の頂部を適度に冷却し、その冷却を通じてノッキングの発生を抑制することができる。
【００７８】
（３）直噴インジェクタ７からの吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｄ３は、機関負荷が増大するほど大きい値に設定される。これにより、機関負荷の増大に伴って筒内の温度が高くなって内燃機関１でのノッキングが発生しやすくなる傾向があるとしても、上記機関負荷の増大に伴う上記目標燃料噴射量Ｑｄ３の増大により、その目標燃料噴射量Ｑｄ３分の吸気行程前期での燃料噴射によりピストン１３の頂部の冷却が効果的に行われるようになる。その結果、筒内の温度が上昇しにくくなってノッキングが発生しにくくなるため、内燃機関１の点火時期をＭＢＴに向けて進角させることが可能になり、その点火時期の進角を通じて内燃機関１の出力トルクを増大させることができる。
【００７９】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
【００８０】
・直噴インジェクタ７からの各燃料噴射の優先度を内燃機関１の運転状態などに応じて適宜変更してもよい。
【００８１】
・ポート噴射インジェクタ６のない内燃機関に本発明を適用してもよい。この場合も、直噴インジェクタ７からの各燃料噴射、すなわち吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３の設定のうち、上記吸気行程後期での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｄ２の設定が行われた後、上記吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量Ｑｄ３の設定が行われる。また、この場合において各目標燃料噴射量Ｑｄ２，Ｑｄ３の合計値が要求燃料噴射量Ｑfin に満たないときには、その満たない分の燃料量を吸気行程前期での燃料噴射によって直噴インジェクタ７から噴射させることが好ましい。こうした吸気行程前期での直噴インジェクタ７からの燃料噴射により、要求燃料噴射量Ｑfin 分の燃料のうち、直噴インジェクタ７からの吸気行程後期での燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料が、吸気行程前期での直噴インジェクタ７からの燃料噴射を通じて筒内に噴射される。
【００８２】
このように直噴インジェクタ７からの燃料噴射を行うことで、要求燃料噴射量Ｑfin を得るために吸気行程後期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量Ｑｄ２を越えて多くなり、それが燃料の燃焼に悪影響を及ぼすことを抑制できる。また、吸気行程後期での燃料噴射における燃料噴射量が目標燃料噴射量Ｑｄ２とされることで、同燃料噴射による筒内での気流の強化を実現することができる。
【００８３】
なお、こうした直噴インジェクタ７の燃料噴射態様については、上記実施形態のように直噴インジェクタ７とポート噴射インジェクタ６とを備える内燃機関１に採用することも可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１…内燃機関、２…吸気通路、２ａ…吸気ポート、３…燃焼室、４…スロットルバルブ、５…アクセルペダル、６…ポート噴射インジェクタ、７…直噴インジェクタ、８…燃料タンク、９…フィードポンプ、１０…高圧燃料ポンプ、１２…点火プラグ、１３…ピストン、１４…クランクシャフト、１５…排気通路、１６…電子制御装置、１７…アクセルポジションセンサ、１８…スロットルポジションセンサ、１９…エアフローメータ、２０…クランクポジションセンサ、２１…カムポジションセンサ、２２…水温センサ、２３…第１圧力センサ、２４…第２圧力センサ、２５…吸気カムシャフト、２６…吸気バルブ、２７…排気カムシャフト、２８…排気バルブ、２９…バルブタイミング可変機構、３０…ノックセンサ、３１…低圧燃料配管、３２…プレッシャレギュレータ、３３…高圧燃料配管。
【図１】
2013061424.tif 000003
【図２】
2013061424.tif 000004
【図３】
2013061424.tif 000005
【図４】
2013061424.tif 000006
【図５】
2013061424.tif 000007
【図６】
2013061424.tif 000008
【図７】
2013061424.tif 000009
【図８】
2013061424.tif 000010
【図９】
2013061424.tif 000011
【図１０】
2013061424.tif 000012
【図１１】
2013061424.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月13日(2012.8.13)
【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】
内燃機関の吸気行程後期及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射することの可能な直噴インジェクタを備え、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量の少なくとも一部が得られるように前記直噴インジェクタからの燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射を行うに当たり、前記要求燃料噴射量分の燃料のうち前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を前記吸気行程前期にて前記直噴インジェクタから噴射する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
内燃機関の吸気行程後期及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射可能な直噴インジェクタと、内燃機関の吸気ポートに向けて燃料を噴射可能なポート噴射インジェクタとを備え、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量が得られるように前記直噴インジェクタ及び前記ポート噴射インジェクタからの燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量をそのときの機関運転状態において未燃燃料量が最小となる要求値に設定し、前記吸気行程前期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射、及び前記吸気行程前期での前記直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射を行うに当たり、前記要求燃料噴射量分の燃料のうち前記吸気行程後期、及び前記吸気行程前期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を前記ポート噴射インジェクタから噴射する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
内燃機関の吸気行程後期及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射することの可能な直噴インジェクタを備え、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量の少なくとも一部が得られるように前記直噴インジェクタからの燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記直噴インジェクタにおける前記吸気行程後期での燃料噴射、及び前記吸気行程前期での燃料噴射のうち、前記吸気行程後期の燃料噴射における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、その後に前記吸気行程前期の燃料噴射における目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定する設定部と、
前記設定部により設定された各燃料噴射毎の目標燃料噴射量に基づいて前記吸気行程後期及び吸気行程前期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射を行う駆動部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量は、機関負荷が増大するほど大きい値に設定される
請求項２又は３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月16日(2014.4.16)
【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】
内燃機関の吸気行程後期及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射することの可能な直噴インジェクタを備え、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量の少なくとも一部が得られるように前記直噴インジェクタからの燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量を機関運転状態に応じた要求値に設定し、前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの目標燃料噴射量分の燃料噴射を行うに当たり、前記要求燃料噴射量分の燃料のうち前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を前記吸気行程前期にて前記直噴インジェクタから噴射する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
内燃機関の吸気行程後期及び吸気行程前期に同機関の筒内に対し燃料を噴射可能な直噴インジェクタと、内燃機関の吸気ポートに向けて燃料を噴射可能なポート噴射インジェクタとを備え、機関運転状態に基づき求められる要求燃料噴射量が得られるように前記直噴インジェクタ及び前記ポート噴射インジェクタからの燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期及び前記吸気行程前期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量はそれぞれ機関運転状態に応じた要求値に設定されるものであり、
前記要求燃料噴射量が前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量未満であるときには、前記要求燃料噴射量に相当する量の燃料を前記直噴インジェクタから前記吸気行程後期に噴射し、
前記要求燃料噴射量が前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量以上であり且つ前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期及び前記吸気行程前期での燃料噴射に関する各々の目標燃料噴射量の加算値未満であるときには、前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射に関する目標燃料噴射量分の燃料を前記直噴インジェクタから前記吸気行程後期に噴射するとともに、前記要求燃料噴射量分の燃料のうち前記吸気行程後期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を前記直噴インジェクタから前記吸気行程前期に噴射し、
前記要求燃料噴射量が前記直噴インジェクタからの前記吸気行程後期及び前記吸気行程前期での燃料噴射に関する各々の目標燃料噴射量の加算値以上であるときには、前記吸気行程後期及び前記吸気行程前期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射に関する各々の目標燃料噴射量分の燃料を前記直噴インジェクタから前記吸気行程後期及び前記吸気行程前期にそれぞれ噴射するとともに、前記要求燃料噴射量分の燃料のうち前記吸気行程後期、及び前記吸気行程前期での前記直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を前記ポート噴射インジェクタから噴射する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記吸気行程前期での燃料噴射における目標燃料噴射量は、機関負荷が増大するほど大きい値に設定される
請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
こうしたことを考慮して、直噴インジェクタにおける吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射のうち、吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量が上述したように優先的に機関運転状態に応じた要求値に設定される。このため、直噴インジェクタからの上記各燃料噴射のうち優先度の高い燃料噴射、すなわち吸気行程後期での燃料噴射に関して目標燃料噴射量を可能な限り同燃料噴射による効果の得られる値（要求値）となるように機関運転状態に基づいて設定することが可能になる。この目標燃料噴射量分の燃料噴射を吸気行程後期で直噴インジェクタから噴射するとともに、要求燃料噴射量分の燃料のうち上記吸気行程後期での燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を吸気行程前期にて直噴インジェクタから噴射することで、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることができる。そして、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることにより、機関性能を最大限に引き出すことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
すなわち、直噴インジェクタからの吸気行程後期及び吸気行程前期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量はそれぞれ機関運転状態に応じた要求値に設定されるものであり、要求燃料噴射量が直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量未満であるときには、要求燃料噴射量に相当する量の燃料を直噴インジェクタから吸気行程後期に噴射する。
また、要求燃料噴射量が直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射に関する目標燃料噴射量以上であり且つ直噴インジェクタからの吸気行程後期及び吸気行程前期での燃料噴射に関する各々の目標燃料噴射量の加算値未満であるときには、吸気行程後期での直噴インジェクタからの燃料噴射に関する目標燃料噴射量分の燃料を直噴インジェクタから吸気行程後期に噴射するとともに、要求燃料噴射量分の燃料のうち吸気行程後期での直噴インジェクタからの燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料を直噴インジェクタから吸気行程前期に噴射する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この場合、直噴インジェクタからの上記各燃料噴射のうち、そのときの機関運転状態のもとで吸気行程後期での燃料噴射、吸気行程前期での燃料噴射の順に、それら燃料噴射での目標燃料噴射量を可能な限り同燃料噴射による効果の得られる値（要求値）となるように機関運転状態に基づいて設定することが可能になる。このように設定された各燃料噴射毎の目標燃料噴射量が得られるよう直噴インジェクタを駆動することで、上記各燃料噴射によるそれぞれの効果を可能な限り併せて得ることができ、それによって機関性能を最大限に引き出すことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ところで、直噴インジェクタからの吸気行程後期、及び吸気行程前期での燃料噴射に関する各々の目標燃料噴射量の加算値が上記要求燃料噴射量に満たない可能性もある。この場合、直噴インジェクタからの吸気行程後期での燃料噴射、及び吸気行程前期での燃料噴射によっては、要求燃料噴射量分の燃料を噴射しきれなくなる。しかし、このときには、吸気行程後期及び吸気行程前期での直噴インジェクタからの燃料噴射に関する各々の目標燃料噴射量分の燃料を直噴インジェクタから吸気行程後期及び吸気行程前期にそれぞれ噴射するとともに、要求燃料噴射量分の燃料のうち、上記直噴インジェクタからの各燃料噴射によっては噴射しきれない分の燃料量がポート噴射インジェクタからの燃料噴射における目標燃料噴射量に設定され、この設定された目標燃料噴射量が得られるよう、その目標燃料噴射量に基づくポート噴射インジェクタの駆動が行われる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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