(57)【要約】【課題】  筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを有するエンジンにおいて、吸気通路噴射用インジェクタにより噴射された燃料に起因する筒内噴射用インジェクタのデポジットを回避する。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、エンジン始動後（Ｓ１００にてＹＥＳ）、急速触媒暖機が終了すると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、エンジン水温に基づいて（Ｓ２１０）、温間マップまたは冷間マップを選択するステップ（Ｓ２２０、Ｓ２３０）と、ＤＩ比率ｒを算出するステップ（Ｓ２４０）と、負荷率がしきい値以上あってかつ噴き分けていると（Ｓ２６０にてＹＥＳ）、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射時期を吸気同期時として算出するステップ（Ｓ２７０）と、そうでない場合（Ｓ２６０にてＮＯ）、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射時期を吸気バルブが閉じている時として算出するステップ（Ｓ２８０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関が通常運転状態であるか否かを判断するための判断手段と、
前記通常運転状態であると判断された場合には、均質燃焼のみを行なうように、前記内燃機関の運転状態に対応させた情報に基づいて、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とを制御するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、吸気バルブが閉じているときに前記第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するように制御するための手段を含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、吸気バルブが開いているときに前記第１の燃料噴射手段から燃料を噴射するように制御するための手段をさらに含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記判断手段は、アイドル時の触媒暖気時は前記内燃機関が非通常運転状態であると判断するための手段を含み、
前記制御装置は、前記非通常運転状態であるときには、成層燃焼を行なうように、前記燃料噴射手段を制御するための手段をさらに含む、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】
前記情報は、内燃機関の回転数と負荷率とにより規定される、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段との分担比率を表わす情報を含む、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】
前記第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、
前記第２の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである、請求項１〜４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、筒内に向けて燃料を噴射する第１の燃料噴射手段（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向けて燃料を噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、均質燃焼時における第２の燃料噴射手段の燃焼噴射時期を決定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気通路内に燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタと、内燃機関の燃焼室内に常時燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタとを具備し、内燃機関の負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときには吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止するとともに、内燃機関の負荷が設定負荷よりも高いときには吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射するようにした内燃機関が公知である。
【０００３】
また、このような内燃機関において、成層燃焼と均質燃焼とを内燃機関の運転状態に応じて切換えるようにした内燃機関が公知である。成層燃焼とは、圧縮行程中に筒内噴射用インジェクタから燃料を噴射して点火プラグ周辺に集中的に層状の混合気を形成して、燃料を希薄燃焼させる。均質燃焼とは、燃焼室内に燃料を拡散させて均質の混合気を形成して、燃料を燃焼させる。
【０００４】
特開２００１−２０８３７号公報（特許文献１）は、成層燃焼および均質燃焼を運転状態により切換えるエンジンであって、燃焼室内に直接燃料を噴射する主燃料噴射弁と各気筒の吸気ポートに燃料を噴射する副燃料噴射弁とを有するエンジンの燃料噴射制御装置を開示する。このエンジンの燃料噴射制御装置は、成層燃焼と均質燃焼とを運転状態に応じて切換えるエンジンの制御装置であって、燃焼室内に直接燃料を噴射する主燃料噴射弁を設けると共に、各気筒の吸気ポートに燃料を噴射する副燃料噴射弁を設け、主燃料噴射弁と副燃料噴射弁の燃料噴射量の分担率を、エンジン運転状態に基づいて可変に設定することを特徴とする。
【０００５】
このエンジンの燃料噴射制御装置によると、成層燃焼は、主燃料噴射弁から燃焼室内に直接噴射する燃料のみで賄い、均質燃焼を主燃料噴射弁と副燃料噴射弁とを併用（場合によっては副燃料噴射弁のみの使用も可能）することで、高出力エンジンであっても主燃料噴射弁の容量を小さく押さえることができ、以って、アイドルなどの低負荷領域での主燃料噴射弁の噴射期間−噴射量特性のリニアリティが高められ、噴射量制御精度の向上により、成層燃焼を良好に維持でき、アイドルなど低負荷運転の安定性が向上する。均質燃焼時に主燃料噴射弁と副燃料噴射弁とを併用して、直接燃料噴射の利点と、吸気ポート噴射の利点とを活かすことにより、均質燃焼も良好に維持できる。
【特許文献１】特開２００１−２０８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたエンジンの燃料噴射制御装置においては、成層燃焼と均質燃焼とを使い分けているため、点火制御、噴射制御、スロットル制御が複雑になり、それぞれの燃焼形態に応じた制御プログラムが必要になる。特に、この燃焼形態の切換時には、これらの制御を大きく変更する必要があり、過渡時に良好な制御（燃費、排気浄化性能）を実現することが難しい。また、希薄燃焼となる成層燃焼領域においては三元触媒が機能しないのでリーンＮＯｘ触媒を用いなければならないが、コストアップとなる。
【０００７】
このような観点から、成層燃焼と均質燃焼との切換時の制御が必要でなく、高コストのリーンＮＯｘ触媒の必要もない、通常時においては、成層燃焼を行なわないで全域（ただし、急速触媒暖機時の非通常時を除く）において、均質燃焼を行なうエンジンが開発された。
【０００８】
しかしながら、このようなエンジンにおいては、エンジン低回転、高負荷時においては均質度が低くトルク変動が大きくなる可能性がある。また、吸気通路噴射用インジェクタから吸気行程において噴射された燃料が液状で燃焼室に吸入されると、筒内噴射用インジェクタの噴口にデポジットを堆積させるという問題がある。なお、上述した特許文献１においては、均質燃焼が行なわれる領域ではエンジン出力（回転数、負荷）の増大に応じて吸気ポートに燃料を噴射する副燃料噴射弁の分担率が増大するように設定されているという開示しかなく、上述した問題点の解決策にならない。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、筒内に燃料を噴射する第１の燃料噴射手段と吸気通路に燃料を噴射する第２の燃料噴射手段とで噴射燃料を分担する内燃機関において、成層燃焼と均質燃焼との組合せによる問題も、均質性の問題も、筒内噴射用インジェクタのデポジットの問題も解決できる、内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関が通常運転状態であるか否かを判断するための判断手段と、通常運転状態であると判断された場合には、均質燃焼のみを行なうように、内燃機関の運転状態に対応させた情報に基づいて、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とを制御するための制御手段とを含む。制御手段は、吸気バルブが閉じているときに第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するように制御するための手段を含む。
【００１１】
第１の発明によると、通常運転状態（たとえば、急速触媒暖機のみを除く状態であって、ほぼ全域の運転領域）において均質燃焼（空燃比１２〜１５）を行なう場合には（したがって成層燃焼との切換えがなく成層燃焼と均質燃焼との組合せによる問題がない）、第２の燃料噴射手段の一例である吸気通路噴射用インジェクタからの燃料を噴射するタイミングを吸気バルブが閉じているタイミングとする。このようにすると、吸気通路内壁、吸気バルブの傘裏、バルブステム（軸）等に燃料が付着する。付着した燃料は吸気行程において吸気バルブか開くまでに気化して、吸気バルブが開くと気化した燃料が燃焼室に導入される。このため、吸気バルブが開いているときに吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射すると、液状の燃料が燃焼室内に導入され、第１の燃料噴射手段の一例である筒内噴射用インジェクタの噴口に付着してデポジットの堆積を誘引させることがない。また、吸気通路噴射用インジェクタから噴射された燃料が気化した状態で燃焼室に導入されるので均質性が向上する。その結果、筒内に燃料を噴射する第１の燃料噴射手段と吸気通路に燃料を噴射する第２の燃料噴射手段とで噴射燃料を分担する内燃機関において、成層燃焼と均質燃焼との組合せによる問題も、均質性の問題も、筒内噴射用インジェクタのデポジットの問題も解決できる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、吸気バルブが開いているときに第１の燃料噴射手段から燃料を噴射するように制御するための手段をさらに含む。
【００１３】
第２の発明によると、吸気バルブが開いているときに筒内噴射用インジェクタから燃料を噴射するので、吸気された空気流により筒内噴射用インジェクタから噴射された燃料が十分に拡散され燃焼室内の燃料濃度（空燃比）の均質性が向上する。
【００１４】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、判断手段は、アイドル時の触媒暖機時は内燃機関が非通常運転状態であると判断するための手段を含む。制御装置は、非通常運転状態であるときには、成層燃焼を行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段をさらに含む。
【００１５】
第３の発明によると、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期を圧縮行程として、点火プラグ近傍に噴射した燃料を集めてリッチな状態にして、その周囲をリーンな状態にする（層状）。点火プラグの近傍に着火に必要な燃料量だけを存在させて、周囲の燃料を後燃え用として用いて、触媒暖機に寄与させる。なお、この成層燃焼（空燃比１７〜４０程度）には弱成層燃焼（空燃比１５〜２５）を含む。
【００１６】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、情報は、内燃機関の回転数と負荷率とにより規定される、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段との分担比率を表わす情報を含む。
【００１７】
第４の発明によると、内燃機関の回転数と負荷率とにより筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの燃料噴射量の分担率を定めておいて、いずれの回転数および負荷率においても、通常運転時には均質燃焼を実現させることができる。
【００１８】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、第２の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである。
【００１９】
第５の発明によると、第１の燃料噴射手段である筒内噴射用インジェクタと第２の燃料噴射手段である吸気通路噴射用インジェクタとを別個に設けて噴射燃料を分担する内燃機関において、成層燃焼と均質燃焼との組合せによる問題も、均質性の問題も、筒内噴射用インジェクタのデポジットの問題も解決できる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
図１に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）で制御されるエンジンシステムの概略構成図を示す。なお、図１には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのような形式のエンジンに限定されるものではなく、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒、直列６気筒などの形式であってもよい。
【００２２】
図１に示すように、エンジン１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続され、吸気ダクト４０内にはエアフローメータ４２が配置されるとともに、電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置されている。このスロットルバルブ７０は、アクセルペダル１００とは独立してエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００の出力
信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。
【００２３】
各気筒１１２に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２０とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ１１０、１２０はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各気筒内噴射用インジェクタ１１０は共通の燃料分配管１３０に接続されており、この燃料分配管１３０は燃料分配管１３０に向けて流通可能な逆止弁１４０を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５０に接続されている。なお、本実施の形態においては、２つのインジェクタが別個に設けられた内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。たとえば、筒内噴射機能と吸気通路噴射機能とを併せ持つような１個のインジェクタを有する内燃機関であってもよい。
【００２４】
図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５０の吐出側は電磁スピル弁１５２を介して高圧燃料ポンプ１５０の吸入側に連結されており、この電磁スピル弁１５２の開度が小さいときほど、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０内に供給される燃料量が増大され、電磁スピル弁１５２が全開にされると、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、電磁スピル弁１５２はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいて制御される。
【００２５】
一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、共通する低圧側の燃料分配管１６０に接続されており、燃料分配管１６０および高圧燃料ポンプ１５０は共通の燃料圧レギュレータ１７０を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８０に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８０は燃料フィルタ１９０を介して燃料タンク２００に接続されている。燃料圧レギュレータ１７０は低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の一部を燃料タンク２００に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２０に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ１５０に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。
【００２６】
エンジンＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１０を介して相互に接続されたＲＯＭ(Read Only Memory)３２０、ＲＡＭ(Random Access Memory)３３０、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３４０、入力ポート３５０および出力ポート３６０を備えている。
【００２７】
エアフローメータ４２は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換器３７０を介して入力ポート３５０に入力される。エンジン１０には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８０が取付けられ、この水温センサ３８０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３９０を介して入力ポート３５０に入力される。
【００２８】
燃料分配管１３０には燃料分配管１３０内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４００が取付けられ、この燃料圧センサ４００の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４１０を介して入力ポート３５０に入力される。三元触媒コンバータ９０上流のエキゾーストマニホールド８０には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２０が取付けられ、この空燃比センサ４２０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４３０を介して入力ポート３５０に入力される。
【００２９】
本実施の形態に係るエンジンシステムにおける空燃比センサ４２０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ2センサを用いてもよい。
【００３０】
アクセルペダル１００は、アクセルペダル１００の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４０に接続され、アクセル開度センサ４４０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４５０を介して入力ポート３５０に入力される。また、入力ポート３５０には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ４６０が接続されている。エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０には、上述のアクセル開度センサ４４０および回転数センサ４６０により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。
【００３１】
図２に、図１の部分拡大図を示す。図２は、図１の各気筒１１２における筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の位置関係、ならびにインテークマニホールド２０、吸気バルブ１２２、排気バルブ１２１、点火プラグ１１９およびピストン１２３の位置関係を説明する図である。
【００３２】
インテークマニホールド２０の燃焼室側には吸気バルブ１２２が設けられており、その吸気バルブ１２２の上流側に吸気通路噴射用インジェクタ１２０が配置されている。吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、吸気通路であるインテークマニホールド２０の内壁にに向けて燃料を噴射する。
【００３３】
この吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射方向については、一例として、以下のようにすることが考えられる。
【００３４】
このインテークマニホールド２０の内壁には、吸気バルブ１２２と、排気バルブ１２１とのオーバーラップにより燃焼室内のＰＭ(Particulate Matter)がインテークマニホールド２０に逆流し、吸気通路噴射用インジェクタ１２０により噴射された燃料が噴霧され微細化された燃料が接着剤として働き、インテークマニホールド２０の吸気バルブ１２２の近い側の内壁にデポジットとして堆積することがある。吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射方向は、このデポジットに向けられた方向になるように設けられている。これにより、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料により、このデポジットを洗い流すことができる。
【００３５】
また、このインテークマニホールド２０には、スワールコントロールバルブなどであって、燃焼室内に渦流を形成するものが設けられない。このスワールコントロールバルブなどが設けられると、流量係数を低下せしめることになり、ＷＯＴ時に必要十分な空気を燃焼室に流入させることができない。ところが、本実施の形態における内燃機関においては、流量係数を高くするようにして、高流量ポートを実現した。なお、高流量を実現できるのであれば、タンジェンシャル型（tangential type）の吸気ポートであってもよい。こ
のタンジェンシャル型ポートは、吸気バルブ１２２の周辺で渦巻状となって左右に振れた形状とはならず、真っ直ぐに伸びて上下に大きく円弧を画いた先端部を有する。したがって吸気ポート内での流れに対する抵抗が小さく、吸気ポートの流量係数はスワールポートに比しはるかに大きくなり、エンジン１０の体積効率が高くなり、多量の空気が燃焼室内に吸入することができるものである。このときの吸気ポートの流量係数Ｃｆは０．５〜０．７以上が好ましい。
【００３６】
図２に示すように、ピストン１２３の頂部には、筒内噴射用インジェクタ１１０に対向する位置に緩やかな曲線から形成されるくぼみであるキャビティ１２３Ｃが設けられている。このキャビティ１２３Ｃに向けて筒内噴射用インジェクタ１１０から燃料が噴射される。このとき、筒内噴射用インジェクタ１１０に対向するピストン１２３の頂部は角部を有しないので、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料により形成された噴霧が角部により分裂されることがない。このような分裂があると燃焼に悪影響を与えるローカルリッチ（ここでいうローカルリッチとは、点火プラグ１１９近傍以外でリッチな混合気が形成されることを意味する）の状態になる場合があり得るが、そのような状態になることを回避できる。なお、図２に示すように配置された筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との燃料分担比率の詳細については、後述する。
【００３７】
本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００は、エンジン１０の通常運転時において（急速触媒暖機時を非通常状態として、このような非通常状態以外の状態において）、すなわち、エンジン１０の運転領域の全域において、均質燃焼を実行させる。このときに、従来であれば、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射するタイミングは吸気バルブ１２２が開いているタイミングであったが、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射するタイミングを吸気バルブ１２２が閉じているタイミング（エンジン１０の排気行程）とした点が特徴である。
【００３８】
図３に、このように吸気バルブ１２２が閉じているとき（排気行程）に吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射した場合の状態を示す。吸気バルブ１２２が閉じている状態で吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料（液体）は、インテークマニホールド２０の内壁に壁面付着燃料として付着したり、吸気バルブ１２２の傘裏に傘部付着燃料として付着したり、吸気バルブ１２２のバルブステム（軸）にバルブステム付着燃料として付着したりする。ところが、このような燃焼室に近い部分は燃料の沸点に対して非常に高温であるので、気化しやすく、吸気バルブ１２２が開くタイミング（排気バルブ１２１も吸気バルブ１２２もともに開いているバルブオーバラップを含む吸気行程）において気化しており、液状ではなく気化された燃料が燃焼室に導入される。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料による燃焼室内の混合気の均質性が向上する。なお、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで噴射される燃料量を分担している場合、筒内噴射用インジェクタ１１０からの噴射タイミングは吸気バルブ１２１が開いているタイミングである。そのため、インテークマニホールド２０から燃料室への気流により筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料が拡散されやすく燃焼室内の混合気の均質性が向上する。
【００３９】
なお、後述するように、エンジン１０に要求されている負荷が予め定められたしきい値以上である場合であって、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで噴射される燃料量を分担している場合には、吸気バルブ１２２が開いているタイミングで吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射するようにしてもよい。
【００４０】
図４を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００４１】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン１０が始動されたか否かを判断する。このとき、他のＥＣＵからエンジンＥＣＵ３００に入力されるエンジン始動要求信号や、エンジンＥＣＵ３００自体により処理された結果に基づいて判断される。エンジン１０が始動されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００４２】
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、急速触媒暖機が必要であるか否かを判断する。このとき、上述したように、三元触媒コンバータ９０の下流側に設けられた酸素センサの検知値号の変化に基づいて三元触媒コンバータ９０が活性化していないと、急速触媒暖機は必要であると判断される。また、エンジン冷却水の水温もしくはエンジンオイルの油温等から急速触媒暖機が必要であるか否かを判断するようにしてもよい。急速触媒暖機が必要であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ２００へ移される。
【００４３】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、急速触媒暖機処理を実行する。このとき、たとえば、図５に示すように、点火時期、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射時期、燃料噴射量、供給空気量、ＤＩ比率ｒが、エンジンＥＣＵ３００により制御される。なお、この図４におけるＤＩ比率の値は一例であって、５０％以上（筒内噴射用インジェクタ１１０の分担の割合を吸気通路噴射用インジェクタ１２０の分担の割合と同等以上）であればよい。また、燃料量減量については、一例として、排気における空燃比が１５．５程度のリーンな状態にすればよい。このように減量することにより、未燃ＨＣを減少させることにもなる。なお、エンジン１０の始動直後は増量補正（エンジン１０の始動時にトルクが要求されることに対応するための増量補正や壁面付着に対応するための増量補正）されるが、始動時を経過して始動時のトルクが要求されなくなったり、壁面付着燃料が飽和したりするため、燃料量が減量される。このように、筒内噴射用インジェクタ１１０からの圧縮行程における燃料噴射量を減量しても、着火に必要な燃料量だけが点火プラグ付近に存在し、リーン限界が高くなるので失火しない。そして、触媒暖機に寄与する後燃え用の燃料（吸気通路噴射用インジェクタ１２０から供給される分）が（増量補正によって）要求量だけ供給されている。この後燃え燃料があるので、触媒暖機を達成することができる。
【００４４】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、急速触媒暖機を終了するか否かを判断する。このとき、上述したように、三元触媒コンバータ９０の下流側に設けられた酸素センサの検知値号の変化に基づいて三元触媒コンバータ９０が活性化していると、急速触媒暖機は終了すると判断される。また、エンジン冷却水の水温もしくはエンジンオイルの油温等から急速触媒暖機を終了するか否かを判断するようにしてもよい。さらに、エンジン冷却水の水温が始動時より予め定められた値以上上昇したか否かに基づいて、急速触媒暖機を終了するか否かを判断するようにしてもよい。さらに、吸入空気量の積算値に基づいて、エンジン１０が予め定められた時間以上運転しているか否かを判断することにより、急速触媒暖機を終了するか否かを判断するようにしてもよい。急速触媒暖機を終了すると判断されると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１２０に戻される。
【００４５】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ３００は、水温センサ３８０から入力されたデータに基づいてエンジン水温ＴＨＷを検知する。Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、検知したエンジン水温ＴＨＷが予め定められた温度しきい値ＴＨＷ（ＴＨ）以上であるか否かを判断する。たとえば、このＴＨＷ（ＴＨ）は、７０〜９０℃に設定される。エンジン水温ＴＨＷが温度しきい値ＴＨＷ（ＴＨ）以上であると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２３０へ移される。
【００４６】
Ｓ２２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、温間マップ（後述する図６または図８）を選択する。
【００４７】
Ｓ２３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、冷間マップ（後述する図７または図９）を選択する。
【００４８】
Ｓ２４０にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン１０の回転数およびエンジン１０の負荷率からＤＩ比率ｒを、選択したマップに基づいて算出する。エンジン１０の回転数は、回転数センサ４６０から入力されたデータに基づいて、負荷率は、アクセル開度センサ４４０から入力されたデータや車両の走行状態に基づいて、それぞれ算出される。
【００４９】
Ｓ２５０にて、エンジンＥＣＵ３００は、燃料噴射量を算出する。この燃料噴射量とＤＩ比率ｒとから筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量や吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量が算出できる。
【００５０】
Ｓ２６０にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン１０の負荷率が予め定められたしきい値以上であって、かつ、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで噴射される燃料量を分担しているか否かを判断する。エンジン１０の負荷率が予め定められたしきい値以上であって、かつ、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで噴射される燃料量を分担していると（Ｓ２６０にてＹＥＳ）、処理はＳ２７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２６０にてＮＯ）、処理はＳ２８０へ移される。
【００５１】
Ｓ２７０にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射時期を、吸気バルブ１２２が開いているとき（吸気同期）として算出する。
【００５２】
Ｓ２８０にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射時期を、吸気バルブ１２２が閉じているときとして算出する。
【００５３】
この後、エンジンＥＣＵ３００は、算出された燃料噴射量、噴射時期に基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０を制御して、燃料噴射を実行する。
【００５４】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ３００により制御されるエンジン１０の動作について、説明する。
【００５５】
[エンジン非通常運転時]
たとえば、エンジン１０が冷えている状態においてエンジン１０の始動直後は、非通常運転としてエンジン１０がエンジンＥＣＵ３００により制御される（Ｓ１００にてＹＥＳ、Ｓ１１０にてＹＥＳ）。このとき、触媒が活性化されていない状態であって、この状態で排気ガスが大気に放出されることは避けなければならない。このため、この場合には成層燃焼モードとなり、圧縮行程において筒内噴射用インジェクタ１１０により燃料が噴射されて、成層燃焼が行なわれる（図５の急速触媒暖機制御が非通常状態における制御に対応する）。この場合、このような成層燃焼が行なわれるのは、数秒間から数十秒間である。
【００５６】
なお、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖気時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖機時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態（アイドル状態）を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖機時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。
【００５７】
[エンジン冷間時]
急速触媒暖機が終了して（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、エンジン１０の始動後からエンジン１０の上昇していた温度（エンジン水温ＴＨＷ）が予め定められた温度しきい値（たとえば８０℃）以上になるまでは（Ｓ２１０にてＮＯ）、冷間マップ（後述する図７または図９）が選択される（Ｓ２３０）。
【００５８】
選択された冷間マップ（後述する図７または図９）と、エンジン１０の回転数および負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０の比率であるＤＩ比率ｒが算出される（Ｓ２４０）。エンジン１０に要求される出力等に基づいて、燃料噴射量が算出される（Ｓ２５０）。
【００５９】
[エンジン温間時]
さらに、エンジン１０の温度は上昇して、エンジン１０の温度（エンジン水温ＴＨＷ）が予め定められた温度しきい値（たとえば８０℃）以上になると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、温間マップ（後述する図６または図８）が選択される（Ｓ２２０）。
【００６０】
選択された温間マップ（後述する図６または図８）と、エンジン１０の回転数および負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０の比率であるＤＩ比率ｒが算出される（Ｓ２４０）。エンジン１０に要求される出力等に基づいて、燃料噴射量が算出される（Ｓ２５０）。
【００６１】
［インジェクタからの燃料噴射タイミング］
エンジン１０の負荷率が高い場合であって、かつ筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料を噴き分けている場合（Ｓ２６０にてＹＥＳ）、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射時期は、吸気に同期されたタイミング、すなわち、吸気バルブ１２２が開いているタイミングとして算出される（Ｓ２７０）。
【００６２】
エンジン１０の負荷率が低い場合、または、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料を噴き分けていない場合（Ｓ２６０にてＮＯ）、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射時期は、吸気バルブ１２２が閉じているタイミングとして算出される（Ｓ２８０）。エンジン１０の負荷率が低い場合には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料が噴射されるタイミングにおいては吸気バルブ１２２が閉じているので、図３に示すように液状の燃料が吸気通路内壁、吸気バルブ１２２の傘裏、吸気バルブ１２２のバルブステム等に付着する。しかしながら、温間時はもちろんのこと、冷間時であっても、燃料の沸点に対しては燃料が付着した部分の温度が十分に高いので、吸気バルブ１２２が開くまで（吸気行程に入るまでに）、インテークマニホールド２０内で燃料が気化する。
【００６３】
この状態で、吸気バルブ１２２が開くと、気化された燃料が燃焼室内に導入されるので、均質性が向上して、良好な均質燃焼を実現することができる。
【００６４】
なお、いずれの場合であっても（Ｓ２６０にてＹＥＳ、Ｓ２６０にてＮＯ）、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射時期は、吸気に同期されたタイミング、すなわち、吸気バルブ１２２が開いているタイミングとして算出される。このため、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は、吸気流により、キャビティ１２３Ｃに沿って燃焼室内に均質に拡散される。その結果、燃焼室内の燃料分布（空燃比分布）を均質の度合いを向上させて、良好な均質燃焼を実現することができる。
【００６５】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンにおいては、急速触媒暖機時である非通常運転状態以外の通常運転状態において、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとで分担して燃料を噴射しているときに、たとえば内燃機関の温間時と冷間時とを区別して設定された、エンジンの回転数と負荷とで定まるマップに基づき、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの噴き分け制御を行なう。このとき、全領域における均質燃焼を実現できるように噴き分け制御がマップに基づいて行なわれる。さらに、このような場合において、大きな負荷が求められていない場合には、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射タイミングを吸気バルブが閉じているタイミングとする。このようにして、吸気バルブが閉じているときに吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射して一旦吸気通路壁面等に付着しても、高温のため即座に気化して、吸気バルブが開くと、このように気化した燃料が燃焼室に導入されるので、筒内噴射用インジェクタの先端の噴口に液状の燃料が付着してデポジットを堆積することがない。さらに、気化した燃料が燃焼室に導入されるので、均質性を向上させることができる。
【００６６】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン（その１）＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン（その１）について説明する。
【００６７】
図６および図７を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率（以下、ＤＩ比率（r）とも記載する。）を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。図６は、エンジン１０の温間用マップであって、図７は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００６８】
図６および図７に示すように、これらのマップは、エンジン１０の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ１１０の分担比率がＤＩ比率ｒとして百分率で示されている。
【００６９】
図６および図７に示すように、エンジン１０の回転数と負荷率とに定まる運転領域ごとに、ＤＩ比率ｒが設定されている。「ＤＩ比率ｒ＝１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味し、「ＤＩ比率ｒ＝０％」とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味する。「ＤＩ比率ｒ≠０％」、「ＤＩ比率ｒ≠１００％」および「０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料噴射が分担して行なわれる領域であることを意味する。なお、概略的には、筒内噴射用インジェクタ１１０は、出力性能の上昇に寄与し、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、混合気の均一性に寄与する。このような特性の異なる２種類のインジェクタを、エンジン１０の回転数と負荷率とで使い分けることにより、エンジン１０が通常運転状態（たとえば、アイドル時の触媒暖気時が、通常運転状態以外の非通常運転状態の一例であるといえる）である場合には、均質燃焼のみが行なわれるようにしている。
【００７０】
さらに、これらの図６および図７に示すように、温間時のマップと冷間時のマップとに分けて、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０のＤＩ分担率ｒを規定した。エンジン１０の温度が異なると、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が異なるように設定されたマップを用いて、エンジン１０の温度を検知して、エンジン１０の温度が予め定められた温度しきい値以上であると図６の温間時のマップを選択して、そうではないと図７に示す冷間時のマップを選択する。それぞれ選択されたマップに基づいて、エンジン１０の回転数と負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０および／または吸気通路噴射用インジェクタ１２０を制御する。
【００７１】
図６および図７に設定されるエンジン１０の回転数と負荷率について説明する。図６のＮＥ（１）は２５００〜２７００ｒｐｍに設定され、ＫＬ（１）は３０〜５０％、ＫＬ（２）は６０〜９０％に設定されている。また、図７のＮＥ（３）は２９００〜３１００ｒｐｍに設定されている。すなわち、ＮＥ（１）＜ＮＥ（３）である。その他、図６のＮＥ（２）や、図７のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【００７２】
図６および図７を比較すると、図６に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図７に示す冷間用マップのＮＥ（３）の方が高い。これは、エンジン１０の温度が低いほど、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が高いエンジン回転数の領域まで拡大されるということを示す。すなわち、エンジン１０が冷えている状態であるので、（たとえ、筒内噴射用インジェクタ１１０から燃料を噴射しなくても）筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しにくい。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を使って燃料を噴射する領域を拡大するように設定され、均質性を向上させることができる。
【００７３】
図６および図７を比較すると、エンジン１０の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいてはＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。すなわち、高回転領域や高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射しても、エンジン１０の回転数や負荷が高く吸気量が多いので筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすいためである。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
【００７４】
図６に示す温間マップでは、負荷率ＫＬ（１）以下では、筒内噴射用インジェクタ１１０のみが用いられる。これは、エンジン１０の温度が高いときであって、予め定められた低負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。これは、温間時においてはエンジン１０が暖まった状態であるので、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しやすい。しかしながら、筒内噴射用インジェクタ１１０を使って燃料を噴射することにより噴口温度を低下させることができるので、デポジットの堆積を回避することも考えられ、また、筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量を確保して、筒内噴射用インジェクタ１１０を閉塞させないことも考えられ、このために、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた領域としている。
【００７５】
図６および図７を比較すると、図７の冷間用マップにのみ「ＤＩ比率ｒ＝０％」の領域が存在する。これは、エンジン１０の温度が低いときであって、予め定められた低負荷領域（ＫＬ（３）以下）では吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみが使用されるということを示す。これはエンジン１０が冷えていてエンジン１０の負荷が低く吸気量も低いため燃料が霧化しにくい。このような領域においては筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射では良好な燃焼が困難であるため、また、特に低負荷および低回転数の領域では筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた高出力を必要としないため、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いないで、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみを用いる。
【００７６】
また、通常運転時以外の場合、エンジン１０がアイドル時の触媒暖気時の場合（非通常運転状態であるとき）、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ１１０が制御される。このような触媒暖気運転中にのみ成層燃焼させることで、触媒暖気を促進させ、排気エミッションの向上を図る。
【００７７】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン（その２）＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン（その２）について説明する。なお、以下のエンジン（その２）の説明において、エンジン（その１）と同じ説明については、ここでは繰り返さない。
【００７８】
図８および図９を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。図８は、エンジン１０の温間用マップであって、図９は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００７９】
図８および図９を比較すると、以下の点で図６および図７と異なる。エンジン１０の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいては低回転数領域を除くＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいては低回転数領域を除くＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用される領域が多いことを示す。しかしながら、低回転数領域の高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料により形成される混合気のミキシングが良好ではなく、燃焼室内の混合気が不均質で燃焼が不安定になる傾向を有する。このため、このような問題が発生しない高回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタの噴射比率を増大させるようにしている。また、このような問題が発生する高負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させるようにしている。これらのＤＩ比率ｒの変化を図８および図９に十字の矢印で示す。このようにすると、燃焼が不安定であることに起因するエンジンの出力トルクの変動を抑制することができる。なお、これらのことは、予め定められた低回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させることや、予め定められた低負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を増大させることと、略等価であることを確認的に記載する。また、このような領域（図８および図９で十字の矢印が記載された領域）以外の領域であって筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射している領域（高回転側、低負荷側）においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすい。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
【００８０】
なお、図６〜図９を用いて説明したこのエンジン１０においては、均質燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程とすることにより、成層燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることにより実現できる。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることで、点火プラグ周りにリッチ混合気が偏在させることにより燃焼室全体としてはリーンな混合気に着火する成層燃焼を実現することができる。また、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程としても点火プラグ周りにリッチ混合気を偏在させることができれば、吸気行程噴射であっても成層燃焼を実現できる。
【００８１】
また、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖気時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖気時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態（アイドル状態）を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖気時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。
【００８２】
また、図６〜図９を用いて説明したエンジンにおいては、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射のタイミングは、以下のような理由により、圧縮行程で行なうことが好ましい。ただし、上述したエンジン１０は、基本的な大部分の領域には（触媒暖気時にのみに行なわれる、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程噴射させ、筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程噴射させる弱成層燃焼領域以外を基本的な領域という）、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射のタイミングは、吸気行程である。しかしながら、以下に示す理由があるので、燃焼安定化を目的として一時的に筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程噴射とするようにしてもよい。
【００８３】
筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮行程中とすることで、筒内温度がより高い時期において、燃料噴射により混合気が冷却される。冷却効果が高まるので、対ノック性を改善することができる。さらに、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮行程中とすると、燃料噴射から点火時期までの時間が短いことから噴霧による気流の強化を実現でき、燃焼速度を上昇させることができる。これらの対ノック性の向上と燃焼速度の上昇とから、燃焼変動を回避して、燃焼安定性を向上させることができる。
【００８４】
さらに、エンジン１０の温度によらず（すなわち、温間時および冷間時のいずれの場合であっても）、オフアイドル時（アイドルスイッチがオフの場合、アクセルペダルが踏まれている場合）には、図６または図８に示す温間マップを用いるようにしてもよい（冷間温間を問わず、低負荷領域において筒内噴射用インジェクタ１１０を用いる）。
【００８５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】壁面付着状態を示す図である。
【図４】図１のエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における急速触媒暖機処理の条件を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの温間時のＤＩ比率マップを表わす図（その１）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの冷間時のＤＩ比率マップを表わす図（その１）である。
【図８】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの温間時のＤＩ比率マップを表わす図（その２）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの冷間時のＤＩ比率マップを表わす図（その２）である。
【符号の説明】
【００８７】
１０  エンジン、２０  インテークマニホールド、３０  サージタンク、４０  吸気ダクト、４２  エアフローメータ、５０  エアクリーナ、６０  電動モータ、７０  スロットルバルブ、８０  エキゾーストマニホールド、９０  三元触媒コンバータ、１００  アクセルペダル、１１０  筒内噴射用インジェクタ、１１２  気筒、１１９  点火プラグ、１２０  吸気通路噴射用インジェクタ、１２１  排気バルブ、１２２  吸気バルブ、１２３  ピストン、１３０  燃料分配管、１４０  逆止弁、１５０  高圧燃料ポンプ、１５２  電磁スピル弁、１６０  燃料分配管（低圧側）、１７０  燃料圧レギュレータ、１８０  低圧燃料ポンプ、１９０  燃料フィルタ、２００  燃料タンク、３００  エンジンＥＣＵ、３１０  双方向性バス、３２０  ＲＯＭ、３３０  ＲＡＭ、３４０  ＣＰＵ、３５０  入力ポート、３６０  出力ポート、３７０，３９０，４１０，４３０，４５０  Ａ／Ｄ変換器、３８０  水温センサ、４００  燃料圧センサ、４２０  空燃比センサ、４４０  アクセル開度センサ、４６０  回転数センサ。
【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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