(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で噴射燃料を分担するエンジンにおいてエンジン性能を低下することなくノックセンサの誤動作を防止する。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、ノックセンサ近傍の気筒の噴射計算タイミングになると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジン回転数、負荷率から噴射時期Ａstartを算出するステップ（Ｓ２００）と噴射期間ＴＡＵを算出する期間（Ｓ３００）と、噴射終了時期Ａendを算出するステップ（Ｓ４００）と、噴射時期Ａstartまたは噴射終了時期ＡendがＫＣＳゲート内であると（Ｓ５００にてＹＥＳ）、筒内噴射用インジェクタの噴射時期を短縮するステップ（Ｓ１０００）と、筒内噴射用インジェクタの噴射期間を短縮することにより要求噴射量が満足されない場合には、不足分を吸気通路噴射用インジェクタで噴射するようにポート噴射期間を算出するステップを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図６
2006057626.tif 000002
【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、燃料噴射時期および燃料噴射期間に基づき燃料噴射手段を動作させるとともに、ノック判定期間のノックセンサの出力信号に基づきノック判定を行なう内燃機関の制御装置であって、
前記第１の燃料噴射手段の動作によって生じるノイズが前記ノック判定期間の前記ノックセンサの出力信号に重畳されるか否かを判定するための判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記第１の燃料噴射手段の動作によって生じるノイズが前記ノック判定期間の前記ノックセンサの出力信号に重畳することを避けるように、前記第１の燃料噴射手段の燃料噴射時期および燃料噴射期間の少なくとも一方を変更するための変更手段と、
要求燃料噴射量に対して、変更された燃料噴射状態では不足分が生じる場合には、前記不足分を補うように前記第２の燃料噴射手段を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記変更手段は、燃料噴射期間が短くなるように変更するための手段を含み、
前記制御装置は、前記要求燃料噴射量を、変更された燃料噴射期間で供給できるように、燃圧を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】
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、燃料噴射時期および燃料噴射期間に基づき燃料噴射手段を動作させるとともに、ノック判定期間のノックセンサの出力信号に基づきノック判定を行なう内燃機関の制御装置であって、
前記第１の燃料噴射手段の動作および前記第１の燃料噴射手段に燃料を供給する高圧燃料系の動作の少なくともいずれかの動作によって生じるノイズが前記ノック判定期間の前記ノックセンサの出力信号に重畳されるか否かを判定するための判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記動作によって生じるノイズが前記ノック判定期間の前記ノックセンサの出力信号に重畳することを避けるように、前記高圧燃料系の燃圧を変更するための変更手段と、
要求燃料噴射量に対して、変更された燃圧では不足分が生じる場合には、前記不足分を補うように前記第２の燃料噴射手段を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記変更手段は、前記燃圧が低下するように変更するための手段を含み、
前記制御装置は、前記要求燃料噴射量を、低下された燃圧で供給できるように、燃料噴射期間を制御するための噴射期間制御手段をさらに含む、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記噴射期間制御手段は、前記燃料噴射期間を長くして、前記燃料噴射期間の終期が前記ノック判定期間の終期よりも遅くなるように、制御するための手段を含む、請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
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１〜５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、ＫＣＳ（Knock Control System）におけるノックセンサがノッキング以外の振動を誤って検知しないように内燃機関を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機関吸気通路内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射弁（背景技術においては、吸気通路噴射用インジェクタ）と、機関燃焼室内に常時燃料を噴射するための第２の燃料噴射弁（背景技術においては、筒内噴射用インジェクタ）とを具備し、機関負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときには第１燃料噴射弁（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共に機関負荷が設定負荷よりも高いときには第１燃料噴射弁（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。この内燃機関では両燃料噴射弁から噴射される燃料の合計である全噴射量が機関負荷の関数として予め定められており、この全噴射量は機関負荷が高くなるほど増大せしめられる。
【０００３】
第２の燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）は、直接に内燃機関の燃焼室に開口するように装着され、燃料ポンプで加圧した燃料を直接に筒内に噴射する。第２の燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）は、第１燃料噴射弁（吸気通路噴射用インジェクタ）と比較して、燃料圧力を２０〜５０倍高く設定する必要があり、第２の燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）はこの油圧を得るための強いスプリング、高応答にするための強力な電磁力を得ることが可能な高電圧回路が採用されている。また、第２の燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）は、燃焼室内に直接突き出すように装着されていて、 燃焼による高圧
、高熱、強振動の環境条件下で使用されている。従って、第２の燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）は、従来多く採用されている吸気管噴射式内燃機関の燃料噴射弁と比較してカーボンの詰まりなどによる機能劣化や、異常の発生が起こりやすい。燃料噴射弁の機能が劣化したり異常が発生すると内燃機関の正常な運転がなしえなくなり、その出力の低下・有害排出ガス成分の増加などの問題が生じるおそれがある。
【０００４】
特開平１０−３１８０２７号公報（特許文献１）は、このような筒内噴射用インジェクタを有する内燃機関の燃料噴射弁異常検出装置を開示する。この特許文献１に開示された内燃機関の燃料噴射弁異常検出装置は、燃料噴射内燃機関において、内燃機関の振動状態に応じた信号を検出する信号検出手段（ノックセンサ）と、信号検出手段より燃料噴射弁の開閉に関連した信号を取り出すことにより燃料噴射弁の異常を判別する手段とを備える。
【０００５】
この内燃機関の燃料噴射弁異常検出装置によると、筒内噴射用インジェクタの異常をノックセンサにより検出される内燃機関の振動状態によって検出することができる。すなわち、筒内噴射用インジェクタの動作に伴う振動をノックセンサにより検知することができ、その検知された結果に基づいて筒内噴射用インジェクタの異常を検出することができる。
【０００６】
特開平１１−２２９９５１号公報（特許文献２）は、可変バルブタイミング（ＶＶＴ：Variable Valve Timing）制御装置を備えた多気筒内燃機関において、ノックセンサを用いたノック判定をＶＶＴ制御の影響を受けることなく正確に行なうことができるノッキング制御装置を開示する。この特許文献２に開示されたノッキング制御装置は、内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを内燃機関の運転状態に応じて制御する可変バルブタイミング制御装置を備えた多気筒内燃機関に設けられ、内燃機関の機械的な振動を検出するノックセンサからの検出信号を、内燃機関各気筒の爆発行程中の所定のノック判定区間中に取り込み、取り込んだ検出信号から内燃機関にノッキングが発生したか否かを判定し、判定結果に基づき内燃機関の点火時期を制御してノッキングを抑制する。このノッキング制御装置は、可変バルブタイミング制御装置が制御する吸気弁または排気弁の開閉タイミングに基づき、少なくとも吸気弁または排気弁の閉弁タイミングとノック判定区間とが重なることのないようにノック判定区間を設定するノック判定区間設定手段を備える。
【０００７】
このノッキング制御装置によると、ＶＶＴ制御装置を備えた内燃機関のノッキング制御装置において、ノックセンサからノック信号を取り込み、ノック判定を行うノック判定区間を、ＶＶＴ制御により制御される吸気弁または排気弁のバルブタイミングに基づき、少なくともその閉弁タイミングと重ならないように設定する。このため、ノック判定区間内に、吸・排気弁の着座ノイズを含むノック信号を取り込み、ノッキングを誤判定することを防止し、ノッキング制御を精度よく実行することができる。
【特許文献１】特開平１０−３１８０２７号公報
【特許文献２】特開平１１−２２９９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されているように、筒内噴射用インジェクタの動作に伴う振動がノックセンサにより検知される。特許文献２に開示されているように、ノック判定区間を、吸気弁および排気弁の閉弁タイミングに重ならないようにする。これらのことから、筒内噴射用インジェクタを有するエンジンにおいて、ノック判定区間に、筒内噴射用インジェクタの動作に伴う振動が重なると、ノックセンサにより精度高くノッキングを検知することが困難となる。
【０００９】
しかしながら、これらの特許文献に基づくのみでは、ＶＶＴによる吸気弁や排気弁の閉弁タイミングをノック判定区間に重ならないように制御できても、筒内噴射用インジェクタの動作に伴う振動をノック判定区間に重ならないように制御できない。特に、筒内噴射用インジェクタの噴射期間を短くすると、要求燃料噴射量に満たなくなる可能性もあり、エンジン性能を確保することが困難になる可能性もある。
【００１０】
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、内燃機関の性能を低下させることなく、ノックセンサが第１の燃料噴射手段の動作に伴う振動を検知しないようにして、ノックセンサによるノッキングを精度高く検知することができる、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】
【００１１】
第１の発明に係る制御装置は、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、燃料噴射時期および燃料噴射期間に基づき燃料噴射手段を動作させるとともに、ノック判定期間のノックセンサの出力信号に基づきノック判定を行なう内燃機関を制御する。この制御装置は、第１の燃料噴射手段の動作によって生じるノイズがノック判定期間のノックセンサの出力信号に重畳されるか否かを判定するための判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて、第１の燃料噴射手段の動作によって生じるノイズがノック判定期間のノックセンサの出力信号に重畳することを避けるように、第１の燃料噴射手段の燃料噴射時期および燃料噴射期間の少なくとも一方を変更するための変更手段と、要求燃料噴射量に対して、変更された燃料噴射状態では不足分が生じる場合には、不足分を補うように第２の燃料噴射手段を制御するための制御手段とを含む。
【００１２】
第１の発明によると、第１の燃料噴射手段（たとえば筒内噴射用インジェクタ）の動作によって生じるノイズがノック判定期間（ノック検出ゲート）に入いることがなくなるので、ノッキングが発生していないのにノッキングが発生しているというノック誤検出を抑制することができる。さらに、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射時期および燃料噴射期間の少なくとも一方を変更して要求燃料が不足する場合でも、第２の燃料噴射手段（たとえば吸気通路噴射用インジェクタ）により不足分が補われて要求燃料噴射量を満足する燃料を供給することができるため、内燃機関の出力を低下させることがない。その結果、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、噴射燃料を分担する内燃機関において、内燃機関の性能を低下させることなく、ノックセンサが筒内噴射用インジェクタの動作に伴う振動を検知しないようにして、ノックセンサによるノッキングを精度高く検知することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１３】
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、変更手段は、燃料噴射期間が短くなるように変更するための手段を含む。この制御装置は、要求燃料噴射量を、変更された燃料噴射期間で供給できるように、燃圧を制御するための手段をさらに含む。
【００１４】
第２の発明によると、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間を短く変更しても、燃圧を上げて要求燃料噴射量を満足する燃料を供給することができるため、内燃機関の出力を低下させることがない。
【００１５】
第３の発明に係る制御装置は、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、燃料噴射時期および燃料噴射期間に基づき燃料噴射手段を動作させるとともに、ノック判定期間のノックセンサの出力信号に基づきノック判定を行なう内燃機関を制御する。この制御装置は、第１の燃料噴射手段の動作および第１の燃料噴射手段に燃料を供給する高圧燃料系の動作の少なくともいずれかの動作によって生じるノイズがノック判定期間のノックセンサの出力信号に重畳されるか否かを判定するための判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて、動作によって生じるノイズがノック判定期間のノックセンサの出力信号に重畳することを避けるように、高圧燃料系の燃圧を変更するための変更手段と、要求燃料噴射量に対して、変更された燃圧では不足分が生じる場合には、不足分を補うように第２の燃料噴射手段を制御するための制御手段とを含む。
【００１６】
第３の発明によると、第１の燃料噴射手段（たとえば筒内噴射用インジェクタ）に燃料を供給する高圧燃料系の燃圧を変更（低下）させて、第１の燃料噴射手段の動作や第1の燃料噴射手段に燃料を供給する高圧の燃料系の動作によって生じるノイズの大きさを小さくする。このため、ノック判定期間（ノック検出ゲート）に入いることがあっても、ノイズの大きさが小さくなるのでノックセンサがこれらのノイズを検知することがなくなる。このため、ノッキングが発生していないのにノッキングが発生しているというノック誤検出を抑制することができる。さらに、このように燃圧を変更（低下）させて要求燃料が不足する場合でも、第２の燃料噴射手段（たとえば吸気通路噴射用インジェクタ）により不足分が補われて要求燃料噴射量を満足する燃料を供給することができるため、内燃機関の出力を低下させることがない。その結果、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、噴射燃料を分担する内燃機関において、内燃機関の性能を低下させることなく、ノックセンサが筒内噴射用インジェクタや高圧燃料系の動作に伴う振動を検知しないようにして、ノックセンサによるノッキングを精度高く検知することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１７】
第４の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、変更手段は、燃圧が低下するように変更するための手段を含む。制御装置は、要求燃料噴射量を、低下された燃圧で供給できるように、燃料噴射期間を制御するための噴射期間制御手段をさらに含む。
【００１８】
第４の発明によると、高圧燃料系の燃圧を低下させて、筒内噴射用インジェクタの動作や筒内噴射用インジェクタに燃料を供給する高圧ポンプ（電磁スピル弁）の動作によって生じるノイズの大きさを小さくして、ノックセンサによりこのようなノイズを検知しないようにできる。このように燃圧を低下させた場合においては、噴射期間制御手段により、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間が長くなるように制御され、要求燃料を噴射するようにできる。なお、このようにしても、燃料噴射量が不足する場合には、吸気通路噴射用インジェクタから不足分を噴射するようにすればよい。
【００１９】
第５の発明に係る制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、噴射期間制御手段は、燃料噴射期間を長くして、燃料噴射期間の終期がノック判定期間の終期よりも遅くなるように、制御するための手段を含む。
【００２０】
第５の発明によると、筒内噴射用インジェクタに燃料を供給する高圧燃料系の燃圧を低下させることにより、同じ量の燃料を筒内噴射用インジェクタから噴射するためには、燃料噴射期間が長くなる。この燃料噴射期間の終期（筒内噴射用インジェクタのニードルの閉弁タイミングであってノイズの発生タイミング）をノック判定期間の終期よりも遅くなるようにする。このようにすると、高圧燃料系の燃圧を低下させることにより、ノイズ自体の大きさを小さくするとともに、ノイズの発生タイミングであるニードルの閉弁タイミングをノック判定期間外に設定できる。これにより、より確実に、ノックセンサが筒内噴射用インジェクタや高圧燃料系の動作に伴う振動を検知しないようにして、ノックセンサによるノッキングを精度高く検知することができる。
【００２１】
第６の発明に係る制御装置においては、第１〜５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。
【００２２】
第６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、内燃機関の性能を低下させることなく、ノックセンサが筒内噴射用インジェクタの動作に伴う振動を検知しないようにして、ノックセンサによるノッキングを精度高く検知することができる、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】
【００２３】
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。
【００２４】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１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)を含むエンジンシステムについて説明する。図１に、本実施の形
態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジン５００の気筒配置を示す。図１に示すように、このエンジン５００は４サイクルのレシプロ機関であって８つのシリンダを備えるＶ型８気筒ガソリンエンジンを想定している。なお、本実施の形態においては、このようなＶ型８気筒の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。
【００２５】
Ｖ型バンクの左バンクには♯１，♯３，♯５，♯７気筒が配置され、右側バンクには♯２，♯４，♯６，♯８気筒が配置されている。また、♯３気筒と♯５気筒との間および♯４気筒と♯６気筒との間にノックセンサ２３０が設けられている。
【００２６】
図２に、図１に示す８つのシリンダの中の１つのシリンダを代表とした図を示す。エンジン５００は、シリンダブロック１２とシリンダブロック１２の上部に連結されるシリンダヘッド１４とを備えるシリンダ１０と、シリンダ１０内を往復動するピストン２０とを有して構成される。このピストン２０は、エンジン５００の出力軸であるクランクシャフト２２にコンロッド２４およびクランクアーム２６を連結され、そのコンロッド２４によりピストン２０の往復運動がクランクシャフト２２の回転に置換えられるようになっている。そして、ピストン１０内においては、シリンダブロック１２およびシリンダヘッド１４の内壁とピストンの頂面とによって混合気を燃焼するための燃焼室３０が区画形成されている。
【００２７】
シリンダヘッド１４には、この燃焼室３０に突出する態様で混合気に点火を行なう点火プラグ４０、燃焼室３０に燃料を噴射供給する筒内噴射用インジェクタ５０が配設されている。さらに燃焼室３０には、吸気通路６０および排気通路７０がそれぞれ吸気弁８０および排気弁９０を介して連通されている。吸気通路６０には吸気通路６０と燃焼室３０との連通部分である吸気ポート６２または／および吸気通路６０に燃料を噴射供給する吸気通路噴射用インジェクタ１００が取付けられている。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。
【００２８】
さらに、エンジン５００には、アクセルセンサ２１０、クランクセンサ２２０およびノックセンサ２３０が設けられている。ノックセンサ２３０は、図１に示すように、エンジン５００の２箇所に設けられている。
【００２９】
アクセルセンサ２１０は、図示しないアクセルペダルの近傍に設けられ、その開度（踏み込み量）を検出するセンサであり、この検出された値はエンジンＥＣＵ６００で適宜にＡ／Ｄ変換された後、エンジンＥＣＵ６００内に設けられているマイクロコンピュータに取込まれる。
【００３０】
クランクセンサ２２０は、エンジン５００のクランクシャフト２２に装着されたロータと、その近傍に配設されてロータの外周に設けられた突起の通過を検出する電磁ピックアップとを備えて構成されるものである。クランクシャフト２２の回転位相（クランク角）、およびエンジン５００の回転速度を検出するためのセンサである。このクランクセンサ２２０の出力は、エンジンＥＣＵ５００で適宜に波形が成型された後、クランクシャフト２２の回転速度に応じたパルス信号（ＮＥパルス）として、エンジンＥＣＵ５００のマイクロコンピュータに取込まれる。
【００３１】
ノックセンサ２３０は、エンジン５００のシリンダブロック１２に設けられている。このノックセンサ２３０は、エンジン５００で発生するノッキングを含む振動を検出するセンサである。このノックセンサ２３０の出力は、その振動の大きさに応じたノック信号としてエンジンＥＣＵ６００内のマイクロコンピュータに取込まれる。
【００３２】
エンジンＥＣＵ６００は、マイクロコンピュータを始め、Ａ／Ｄ変換器や波形成型回路、さらには各種データや演算結果を一時的に記憶しておくメモリや各種アクチュエータ等を駆動するためのドライバ（駆動回路）を備えている。そして、各センサからの検出信号などから把握される機関運転状態に基づき、点火プラグ４０の点火時期や、筒内噴射用インジェクタ５０および吸気通路噴射用インジェクタ１００からの燃料噴射についての制御を実行する。
【００３３】
エンジンＥＣＵ６００は、エンジン５００でのノッキングの発生を回避するノックコントロールシステム（ＫＣＳ）として動作する。ここで、ノックコントロールシステムによるノッキング回避について詳しく説明する。
【００３４】
エンジンＥＣＵ６００は、エンジン５００におけるノッキングが発生し得る期間、すなわち各気筒の圧縮上死点付近（圧縮行程）でありかつ点火時期終了後の期間をノック判定期間（ゲート）とし、そのノック判定期間中におけるシリンダブロック１２の振動に対応したノックセンサ２３０からの検出信号からノッキング特有の振動を見分ける。より詳しくは、ノック判定期間中、ノックセンサ２３０からの出力ピーク値が判定基準値を超えた回数を数え、その回数が所定値以上になったとき、ノッキング特有の振動が発生している旨判断する。そして、この判断に基づき、ノッキングを検出することとなる。
【００３５】
上記のようにして、ノッキングが検出されると、エンジンＥＣＵ６００は、点火時期を遅角補正してノッキングの回避を図る。具体的には、点火時期の遅角量をノッキング検出毎に増加させ、ノッキングが検出されないときにはこの遅角量を減少させることにより点火時期を進角側に制御する。こうした点火時期の制御により、点火時期がノッキング限界へと調整され、ノッキングを回避しつつエンジン５００の出力は可能な限り高められる。なお、点火時期の遅角量については、高い頻度でのノッキング発生時などに点火時期が過度に遅角されないよう、予め設定されたガード値Ｇで上限ガードされることとなる。
【００３６】
エンジンＥＣＵ６００は、上記したような点火時期近くによるノッキングの回避の他、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射と吸気通路噴射用インジェクタ１００による燃料噴射との切換制御を実行する。こうした切換制御は、機関回転速度および機関負荷といった機関運転状態に基づき行なわれ、そのときの機関運転状態に適した燃料噴射形態が選択されるような態様で行なわれる。そして、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射が選択される場合であれ、吸気通路噴射用インジェクタ１００による燃料噴射が選択される場合であれ、さらにそれらが分担して燃料噴射を行なう場合であれ、それらの燃料噴射に際しては、燃料噴射時期や燃料噴射量が機関運転状態に適した値に制御される。
【００３７】
ところで、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射時であって、その燃料噴射が圧縮行程にて行なわれるような場合、機関運転状態によっては筒内噴射用インジェクタ５０におけるニードルの閉弁タイミングが、圧縮上死点付近まで遅れるようになって、ノックコントロールシステム（ＫＣＳ）のゲートに入ることがある。筒内噴射用インジェクタ５０は、筒内噴射を行なうためシリンダヘッド１４など、シリンダブロック１２にあるノックセンサ２３０の近傍に設けられるため、ノックセンサ２３０がニードルの閉弁（着座）に伴う振動の影響を受けるようになる。したがって、上記のようにニードルの閉弁タイミングがゲートに入ると、ノックセンサ２３０からはニードルの閉弁（着座）に伴う振動に対応した信号が閉弁ノイズとして出力される。そして、この閉弁ノイズが判定基準値を超えるようなものである場合、実際にはノッキングが発生していないにも拘らず、ノック判定期間（ゲート）中においてノックセンサ２３０の出力ピーク値が判定基準値を超えた回数が所定回数以上になり、ノッキングが発生しているとの誤判断がなされる恐れがある。このように誤判断がなされた場合、ノッキングが発生していないにも拘らず、点火時期の遅角量が増加され、その遅角量の分だけ点火時期が誤って遅角されるようになる。
【００３８】
このため、本実施の形態においては、こうした点火時期の誤遅角を抑制すべくニードルの閉弁タイミングがゲートに入ったとき、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射の時期を変更し（ずらし）、ニードルの閉弁タイミングがゲートから外れるようにする。なお、このようにした場合において機関運転状態に適した燃料噴射時期および燃料噴射期間が変更される場合もあり、このような変更が機関運転の性能悪化を招いて内燃機関のポテンシャルが十分に引き出せなくなるときには、吸気噴射用インジェクタ１００で要求燃料噴射量を補間することも考えられる。
【００３９】
図３に、ＫＣＳゲートと筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射期間との関係を示す。
【００４０】
横軸はクランク角度を示す。縦軸は、♯１，♯８，♯４，♯３，♯６，♯５，♯７，♯２気筒におけるそれぞれの筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射期間とＫＣＳゲートとを示す。たとえば♯３気筒において燃料噴射が筒内噴射用インジェクタ５０により実行されているとき、♯１気筒のＫＣＳゲートに筒内噴射用インジェクタ５０の噴射終了タイミング（ニードルの閉弁（着座）タイミング）が入っている。これは、同一バンクで、ノックセンサ２３０に近い気筒の噴射がノックセンサ２３０から遠い気筒のＫＣＳゲートに入ることを示す。
【００４１】
このように図３のようにＫＣＳゲートに他の気筒の筒内噴射用インジェクタ５０の閉弁タイミングが入ると、ノックセンサ２３０の出力ピーク値を誤検出することになる。本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６００においてはこのような状態を回避すべく、図４に示すプログラムを実行する。
【００４２】
図４を参照して、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ＥＣＵ６００において実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００４３】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ６００は、ノックセンサ２３０近傍の気筒の噴射計算タイミングに到達したか否かを判断する。このとき、計算タイミングは、クランク角度と同期され、ＢＴＤＣ５４０度付近が噴射制御指令をセットするタイミングであって、ＢＴＤＣ２７０度近傍において実際に燃料を噴射する場合には、ＢＴＤＣ５４０度近傍に到達したときが計算タイミングであると判断される。ノックセンサ２３０近傍の気筒の噴射計算タイミングであると判断されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００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。
【００４４】
Ｓ２００にて、エンジン回転数、負荷率から噴射時期Ａstartを算出する。Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ６００は、噴射期間ＴＡＵを算出する。このとき筒内噴射用インジェクタ５０の噴射量は、ＤＩ比率Ｒ、最大噴射量ＥＱＭＡＸ、負荷率、ストイキフィードバック係数、筒内噴射用インジェクタ５０の学習値および燃圧に応じた噴射量への変換係数などに基づいて噴射期間ＴＡＵが算出される。
【００４５】
Ｓ４００にて、エンジンＥＣＵ６００は噴射終了時期Ａendを算出する。このときＡend＝Ａstart＋ＴＡＵである。
【００４６】
Ｓ５００にて、エンジンＥＣＵ６００は、噴射時期Ａstartまたは噴射終了時期ＡendがＫＣＳゲート内にあるか否かを判断する。噴射時期Ａstartまたは噴射終了時期ＡendがＫＣＳゲート内にあると（Ｓ５００にてＹＥＳ）、処理はＳ６００へ移される。もしそうでないと（Ｓ５００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００４７】
Ｓ６００にて、エンジンＥＣＵ６００は、噴射時期をずらす。但し、このとき、噴射時間ＴＡＵは同じであるものとする。
【００４８】
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エンジンＥＣＵ６００を搭載したエンジンシステムにおいて筒内噴射用インジェクタ５０の閉弁（着座）ノイズがＫＣＳゲート内に入らないように制御する場合の動作について説明する。
【００４９】
ノックセンサ２３０近傍の気筒における噴射計算タイミングになると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジン５００の回転数、負荷率から噴射時期Ａstartが算出される（Ｓ２００）。噴射期間ＴＡＵが負荷率などに基づいて算出され、噴射時期Ａstartと噴射期間ＴＡＵから噴射終了時期Ａendが算出される（Ｓ４００）。
【００５０】
このとき、図５に示すように、噴射終了時期ＡendがＫＣＳゲートに重畳している場合（Ｓ５００にてＹＥＳ）、筒内噴射用インジェクタ５０の噴射時期をずらすように筒内噴射用インジェクタ５０が制御される。このとき図５に示すように噴射時期Ａstartが前倒しされるが、噴射期間ＴＡＵは変更しない。このようにして図５に示すように噴射終了時期ＡendがＫＣＳゲートに重畳しないように制御される。
【００５１】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵによる制御を実行することにより、同一バンクでセンサに近い気筒における筒内噴射用インジェクタの噴射期間が、ノックセンサから遠い気筒のＫＣＳゲート内に入ることを防止することができる。その結果、エンジンの性能を低下させることなくノックセンサが筒内噴射用インジェクタの動作に伴う振動を検知しないようにして、ノックセンサによるノッキングを精度高く検知することができる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。なお、本実施の形態に係るエンジンシステムは、前述の第１の実施の形態に係るエンジンシステム（図１，図２）と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５３】
図６を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図６に示すフローチャートにおいて図４に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５４】
Ｓ１０００にて、エンジンＥＣＵ６００は、噴射期間をＴＡＵdまで短縮する。このとき、噴射時期Ａstartは同じであるとする。Ｓ１１００にて、エンジンＥＣＵ６００は噴射量充足判断処理を実行する。
【００５５】
図７を参照して、図６のＳ１１００の噴射量充足判断処理について説明する。
【００５６】
Ｓ１１１０にて、エンジンＥＣＵ６００は、短縮された噴射期間ＴＡＵdから筒内噴射用インジェクタ５０からの噴射量Ｑdを計算する。Ｓ１１２０にて、エンジンＥＣＵ６００は、エンジン回転数や負荷率などに基づいて、要求噴射量Ｑallを計算する。
【００５７】
Ｓ１１３０にて、エンジンＥＣＵ６００は、吸気通路噴射用インジェクタ１００からの噴射量であるポート噴射量Ｑpを、Ｑp＝Ｑall−Ｑdとして算出する。Ｓ１１４０にて、エンジンＥＣＵ６００は、ポート噴射量Ｑpが正であるか否かを判断する。ポート噴射量Ｑpが正であると（Ｓ１１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１４０にてＮＯ）、この処理は終了する。なお、Ｓ１１４０における処理においてＱpが正であるか否かを判断したが、Ｑpが吸気通路噴射用インジェクタ１００の最小噴射量よりも大きいか否かを判断するようにしてもよい。
【００５８】
Ｓ１１５０にて、エンジンＥＣＵ６００は、ポート噴射量Ｑpをポート噴射期間ＴＡＵpに換算する。
【００５９】
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エンジンＥＣＵにより制御されるエンジンシステムの動作について説明する。
【００６０】
筒内噴射用インジェクタ５０の噴射時期Ａstartまたは噴射終了時期ＡendがＫＣＳゲート内であると判断されると（Ｓ５００にてＹＥＳ）、筒内噴射用インジェクタ５０の噴射期間がＴＡＵdに短縮される。このとき、図８に示すように、噴射時期Ａstartは変更されず、噴射期間ＴＡＵがＴＡＵdに短縮される。これにより、図８に示すように、筒内噴射用インジェクタ５０の噴射期間がＫＣＳゲートに重畳しないようになる。
【００６１】
このような場合において、筒内噴射用インジェクタ５０の噴射期間がＴＡＵからＴＡＵdに短縮されるため、エンジン５００に対する燃料の総供給量が不足している場合が発生
し得る。それを、噴射量充足判断処理（Ｓ１１００）により判断し、噴射量が不足している場合には、吸気噴射用インジェクタ１００から燃料を噴射することにより不足分を補う。
【００６２】
短縮された筒内噴射用インジェクタ５０の噴射期間ＴＡＵdから筒内噴射用インジェクタ５０の噴射量Ｑdが計算され（Ｓ１１１０）、エンジン５００の回転数や負荷率などに基づいて、エンジン５００に供給されるべき全体の燃料噴射量である要求噴射量Ｑallが計算される（Ｓ１１２０）。要求噴射量Ｑallから筒内噴射用インジェクタ５０からの燃料噴射量Ｑdが減算されポート噴射量Ｑpが算出される。ポート噴射量Ｑpが正であると（Ｓ１１４０にてＹＥＳ）、筒内噴射用インジェクタ５０の噴射期間を短縮したことにより要求噴射量を満足しなくなっていると判断され、吸気通路噴射用インジェクタ１００から燃料を噴射するために、ポート噴射量Ｑpがポート噴射期間ＴＡＵpに換算される（Ｓ１１５０）。
【００６３】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵによると、筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタを備えたエンジンにおいて、筒内噴射用インジェクタの動作によって生じるノイズがＫＣＳゲートに入る場合には燃料噴射期間が短縮され、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間がＫＣＳゲートに重畳しないようにできる。その場合において、要求される燃料噴射量に対して、変更された筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量では不足分が生じる場合には、不足分を補うように吸気通路噴射用インジェクタを制御するようにして、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噴射燃料を分担し、内燃機関の性能を低下させることなくノックセンサが筒内噴射用インジェクタの動作に伴う振動を検知しないようにして、ノックセンサによるノッキングを精度高く検出することができる。
【００６４】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。なお、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置も、前述の第２の実施の形態と同様、そのハードウェア構成は第１の実施の形態と同じであり（図１，図２）、エンジンＥＣＵ６００で実行されるプログラムのうち噴射量充足判断処理（図６におけるＳ１１００）以外は第２の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６５】
図９を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図９に示すフローチャートにおいて、図７のフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理は同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６６】
Ｓ１２００にて、エンジンＥＣＵ６００は、短縮された筒内噴射用インジェクタ５０の燃料噴射期間ＴＡＵdで要求噴射量Ｑallを噴射できるように、筒内噴射用インジェクタ５０に供給される燃料の燃圧Ｐｒを上昇させる。
【００６７】
このようにすると、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間ＴＡＵがＴＡＵdに短縮されて、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射期間がＫＣＳゲートに重畳しないようにされた場合であって筒内噴射用インジェクタ５０からの燃料噴射量が不足する場合において、燃圧を上昇させることにより、短縮された燃料噴射期間ＴＡＵdで要求噴射量Ｑallを噴射するようにすることができる。
【００６８】
＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。なお、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置も、前述の第２の実施の形態および第３の実施の形態と同様、そのハードウェア構成は第１の実施の形態と同じである（図１，図２）。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６９】
本実施の形態においては、筒内噴射用インジェクタ５０のニードルの閉弁による振動や、この筒内噴射用インジェクタ５０に燃料を供給する高圧燃料系からの振動を低減させるために、高圧燃料系の燃圧を低下させることが特徴である。
【００７０】
燃圧を低下させることにより、たとえ、筒内噴射用インジェクタ５０におけるニードルの閉弁タイミングが、圧縮上死点付近まで遅れるようになって、ノックコントロールシステム（ＫＣＳ）のゲートに入っても、ノックセンサ２３０がニードルの閉弁（着座）に伴う振動の影響を受けないようにすることができる。
【００７１】
すなわち、燃圧が低いと振動の大きさも小さくなるので、ノックセンサ２３０がニードルの閉弁（着座）に伴う振動を検知しなくなるためである。そのため、ニードルの閉弁タイミングがゲートに入ったとしても、ノックセンサ２３０からはニードルの閉弁（着座）に伴う振動に対応した信号が閉弁ノイズとして出力されない。そのため、この閉弁ノイズがノック判定基準値を超えるようなこともなくなり、実際にはノッキングが発生していないにも拘らず、ノック判定期間（ゲート）中においてノックセンサ２３０の出力ピーク値が判定基準値を超えた回数が所定回数以上になり、ノッキングが発生しているとの誤判断がなされることがなくなる。
【００７２】
このようなことは、筒内噴射用インジェクタ５０のニードルの閉弁（着座）による振動のみならず、たとえば、高圧燃料ポンプの電磁スピル弁の開閉による振動についても同じように対応できる。すなわち、高圧燃料系から発生するノイズがＫＣＳゲート内で発生しても、燃圧を低下させて高圧燃料系から発生する振動の大きさを低減させているので、ノックセンサ２３０によりその振動が検知されないようにできる。
【００７３】
さらに、このように燃圧を低下させると筒内噴射用インジェクタ５０から燃料を噴射している期間である噴射期間ＴＡＵが長くなる。燃圧を低下させると振動の大きさが減少してノックセンサ２３０に検知されないようにすることに加えて、さらに、以下のようにすることもできる。
【００７４】
燃圧を低下させて噴射期間ＴＡＵを延ばして、筒内噴射用インジェクタ５０の燃料を噴射している噴射期間ＴＡＵの終期（ニードルの閉弁（着座）タイミング）をＫＣＳゲートの範囲外に設定する。すなわち、噴射期間ＴＡＵの終期（噴射終了時期Ａend）をＫＣＳゲートの終期よりも遅くなるまで燃圧を低下させる。このようにすると、燃圧を低下させることによりニードルの閉弁（着座）による振動を低減できるとともに、低下した燃圧に対応させて噴射期間を延ばして噴射期間ＴＡＵの終期をＫＣＳゲートの外に設定することができる。
【００７５】
また、このように、燃圧を低下させた場合および／または噴射時間の終期をＫＣＳゲートの外まで延ばした場合のいずれであっても、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射量が不足する場合には、吸気通路噴射用インジェクタ１００により、不足分の燃料分を噴射するようにすればよい。
【００７６】
＜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。
【００７７】
図１０および図１１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１０は、エンジン１０の温間用マップであって、図１１は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００７８】
図１０および図１１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。
【００７９】
図１０および図１１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。
【００８０】
さらに、これらの図１０および図１１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１０の温間時のマップを選択して、そうではないと図１１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。
【００８１】
図１０および図１１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１０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１１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１０のＮＥ（２）や、図１１のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【００８２】
図１０および図１１を比較すると、図１０に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図１１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。
【００８３】
図１０および図１１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。
【００８４】
図１０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。
【００８５】
図１０および図１１を比較すると、図１１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。
【００８６】
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。
【００８７】
＜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。
【００８８】
図１２および図１３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１２は、エンジン１０の温間用マップであって、図１３は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００８９】
図１２および図１３を比較すると、以下の点で図１０および図１１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１２および図１３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１２および図１３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。
【００９０】
なお、図１０〜図１３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。
【００９１】
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。
【００９２】
また、図１０〜図１３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。
【００９３】
筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮工程中とすることで、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工程中とすると、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。
【００９４】
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】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンの気筒配置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンの構成を示す図である。
【図３】ＫＣＳゲートと筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射期間との関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエンジン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】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵによる、ＫＣＳゲートと筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射期間との重畳を回避例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるエンジン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（その１）である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるエンジン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（その２）である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵによる、ＫＣＳゲートと筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射期間との重畳を回避例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る制御装置であるエンジン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１０】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１１】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１２】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１３】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】
【００９６】
１０  シリンダ、１２  シリンダブロック、１４  シリンダヘッド、２０  ピストン、２２  クランクシャフト、２４  コンロッド、２６  クランクアーム、３０  燃焼室、４０  点火プラグ、５０  筒内噴射用インジェクタ、６０  吸気通路、６２  吸気ポート、７０  排気通路、８０  吸気弁、９０  排気弁、１００  吸気通路噴射用インジェクタ、２１０  アクセルセンサ、２２０  クランクセンサ、２３０  ノックセンサ、５００  エンジン、６００  エンジンＥＣＵ。
【図１】
2006057626.tif 000003
【図２】
2006057626.tif 000004
【図３】
2006057626.tif 000005
【図４】
2006057626.tif 000006
【図５】
2006057626.tif 000007
【図６】
2006057626.tif 000008
【図７】
2006057626.tif 000009
【図８】
2006057626.tif 000010
【図９】
2006057626.tif 000011
【図１０】
2006057626.tif 000012
【図１１】
2006057626.tif 000013
【図１２】
2006057626.tif 000014
【図１３】
2006057626.tif 000015