(57)【要約】【課題】  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含んで構成される内燃機関において、燃焼悪化時に混合気流動の確保により燃焼速度を上昇させる。【解決手段】  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によって分担して燃料噴射を実行する運転領域で燃焼悪化が発生した場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を複数回に分割し、その一部を吸気行程後半または圧縮行程に設ける。また、筒内噴射用インジェクタ１１０による分担比率が極小であるときには、分担比率修正によって筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量を確保するとともに、その燃料噴射を吸気行程後半または圧縮行程で実行する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の筒内へ燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と、
前記内燃機関の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、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、前記第１の燃料噴射手段および前記第２の燃料噴射手段からの燃料供給を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、全燃料噴射量に対する前記第１の燃料噴射手段および前記第２燃料噴射手段の間での燃料噴射量の分担比率を制御するための分担比率制御手段と、
前記内燃機関での燃焼悪化を検知する燃焼悪化検知手段と、
前記分担比率制御手段によって前記全燃料噴射量の少なくとも一部が前記第１の燃料噴射手段から噴射されるように前記分担比率が設定され、かつ、前記燃焼悪化検知手段によって前記燃焼悪化が検知された場合に、前記第１の燃料噴射手段からの燃料供給を複数回に分割して行なうように、前記第１の燃料噴射手段の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを含み、
前記燃料噴射時期制御手段は、前記複数回に分割した供給燃料の少なくとも一部を、吸気行程後期および圧縮行程の少なくとも一方に設定する、内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射時期制御手段は、前記第１の燃料噴射手段からの燃料供給を２回に分割し、
前記第１の燃料噴射手段からの第１回目の燃料供給は吸気行程前期に行なわれ、かつ、第２回目の燃料供給は吸気行程後期または圧縮行程に行なわれる、請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射時期制御手段は、前記第１の燃料噴射手段からの燃料供給を２回に分割し、
前記第１の燃料噴射手段からの第１回目の燃料供給は吸気行程後期に行なわれ、かつ、第２回目の燃料供給は圧縮行程に行なわれる、請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記分担比率制御手段によって前記全燃料噴射量の一部ずつが前記第１および第２の燃料噴射手段からそれぞれ噴射されるように前記分担比率が設定されている場合には、当該分担比率を維持したままで、前記第１の燃料噴射手段からの燃料供給が複数回に分割される、請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、さらに、
前記燃料噴射時期制御手段によって前記第１の燃料噴射手段からの燃料供給が複数回に分割された後にも、前記燃焼悪化検知手段によって前記燃焼悪化が継続的に検知された場合において、前記分担比率制御手段によって設定された前記第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量の一部が前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量へ置換えられるように前記分担比率を変更する分担比率修正手段を含む、請求項４記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記燃料噴射時期制御手段は、前記分担比率修正手段によって前記第１の燃料噴射手段からの供給に置換えられた燃料噴射量を、前記第１の燃料噴射手段からの複数回の燃料供給のうちの第１回目以外の燃料供給時に噴射する、請求項５記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
内燃機関の筒内へ燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と、
前記内燃機関の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、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、前記第１の燃料噴射手段および前記第２の燃料噴射手段からの燃料供給を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、全燃料噴射量に対する前記第１の燃料噴射手段および前記第２燃料噴射手段の間での燃料噴射量の分担比率を制御するための分担比率制御手段と、
前記内燃機関での燃焼悪化を検知する燃焼悪化検知手段と、
前記分担比率制御手段によって前記全燃料噴射量の少なくとも一部が前記第２の燃料噴射手段から噴射されるように前記分担比率が設定され、かつ、前記燃焼悪化検知手段によって前記燃焼悪化が検知された場合に、前記分担比率制御手段によって設定された前記第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量の一部が前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量へ置換えられるように前記分担比率を変更する分担比率修正手段とを含む、内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の燃料噴射手段の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段をさらに含み、
前記燃料噴射時期制御手段は、前記分担比率修正手段によって前記第１の燃料噴射手段からの供給に置換えられた燃料噴射量を吸気行程後期に噴射する、請求項７記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１の燃料噴射手段の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段をさらに含み、
前記燃料噴射時期制御手段は、前記分担比率修正手段によって前記第１の燃料噴射手段からの供給に置換えられた燃料噴射量を圧縮行程に噴射する、請求項７記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記分担比率修正手段は、前記分担比率修正手段による前記分担比率の変更後にも前記燃焼悪化検知手段によって前記燃焼悪化が継続的に検知された場合には、前記第１の燃料噴射手段からの供給に置換える燃料噴射量を、前記燃焼悪化が継続的に検知される期間に応じて増加させる、請求項７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】
この発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、より特定的には、筒内に燃料噴射するための第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）および吸気通路および／または吸気ポート内に燃料噴射するための第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを含んで構成される内燃機関における、均質燃焼運転時の燃料噴射制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの燃焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと、吸気ポートに燃料噴射する吸気通路噴射用インジェクタとの両方を備えた内燃機関の構成が知られている。このような内燃機関を均質燃焼運転する際に、筒内噴射用インジェクタが高温に維持されることを好適に抑制するために、吸気通路噴射用インジェクタに加えて筒内噴射用インジェクタからも燃料噴射を併せて行なう構成が開示されている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
また、筒内直接噴射式火花点火エンジンの制御装置として、均質燃焼運転時において燃料噴霧がガス流動を受けてピストン冠面に押付けられるのを防止すべく、燃料噴射を燃料噴霧がガス流動を受けてピストン冠面に押付けられる期間の前後で２回に分けて行なう技術が開示されている（たとえば特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−３６４４０９号公報
【特許文献２】特開２００２−１３００２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射時期は、燃料と空気とのミキシングが良好に行なわれて混合気の好適な均質化が図られるように、機関回転速度および目標燃料噴射量に応じて電子制御される点が開示される。特に、機関回転速度が速く、かつ目標燃料噴射量が多い運転領域では、比較的早い時期と圧縮行程末期といった２つの燃料噴射時期が算出される点が開示されている。特許文献１では、実験などにより求められた、機関回転速度および目標燃料噴射量と、混合気の好適な均質化が図られる燃料噴射時期との関係に基づいて、燃料噴射時期が設定される。
【０００５】
一方で、上記のような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併用して均質燃焼運転を行なう構成では、エンジンの運転状態に応じて両インジェクタからの燃料噴射量の分担比率を設定する構成が好ましい。このような場合に、エンジンの運転状態に応じて設定された上記分担比率に基本的に従った上で、燃焼悪化発生時に燃焼状態を改善する手法が必要となる。特に、吸気通路噴射用インジェクタによる分担比率が高い領域では、燃焼室内での混合気流動の確保が難しくなる傾向にあるため、燃焼悪化が生じやすくなる傾向にある。
【０００６】
これに対して特許文献１に開示された構成では、実験等に基づいて予め設定された関係に従って、機関回転速度および目標燃料噴射量に応じて燃料噴射時期設定を行なうものの、燃焼悪化が生じた場合にどのようにして燃焼室内の状況を変化させて、燃焼改善を図るかについては開示がない。
【０００７】
同様に、特許文献２に開示された構成では、エンジンの運転条件が低回転高負荷期にあるときにスモークの発生を防止するという効果は得られるものの、エンジンに燃焼悪化が発生した場合に、どのようにして燃焼室内の状況を変化させて燃焼改善を図るかについては開示がない。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、筒内へ燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）および吸気通路内に燃料噴射するための第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを含んで構成される内燃機関において、燃焼悪化発生時に燃焼室内の混合気流動（気流形成）を確保して燃焼悪化を改善することが可能な燃料噴射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】
【０００９】
この発明に従う内燃機関の燃料噴射制御装置は、第１の燃料噴射手段と、第２の燃料噴射手段と、制御手段とを備える。制御手段は、分担比率制御手段と、燃焼悪化検知手段と、燃料噴射時期制御手段とを含む。第１の燃料噴射手段は、内燃機関の筒内へ燃料を噴射する。第２の燃料噴射手段は、内燃機関の吸気通路内に燃料を噴射する。制御手段は内燃機関に要求される条件に基づいて、第１の燃料噴射手段および第２の燃料噴射手段からの燃料供給を制御する。分担比率制御手段は、内燃機関に要求される条件に基づいて、全燃料噴射量に対する第１の燃料噴射手段および第２燃料噴射手段の間での燃料噴射量の分担比率を制御する。燃焼悪化検知手段は、内燃機関での燃焼悪化を検知する。燃料噴射時期制御手段とを含み、分担比率制御手段によって全燃料噴射量の少なくとも一部が第１の燃料噴射手段から噴射されるように分担比率が設定され、かつ、燃焼悪化検知手段によって燃焼悪化が検知された場合に、第１の燃料噴射手段からの燃料供給を複数回に分割して行なうように、第１の燃料噴射手段の燃料噴射時期を制御する。さらに、燃料噴射時期制御手段は、複数回に分割した供給燃料の少なくとも一部を、吸気行程後期および圧縮行程の少なくとも一方に設定する。
【００１０】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、内燃機関での燃焼悪化発生の検知時に、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの燃料噴射期間を複数回に分割する。さらに分割された燃料噴射期間の少なくとも一部を吸気行程後期あるいは圧縮行程に設けることにより、燃料噴射から点火時期までの時間を短縮して燃料噴霧による筒内（燃焼室内）の気流強化を実現できる。この結果、燃焼速度を上昇させて、燃焼悪化の改善を図ることができる。
【００１１】
好ましくは、この発明に従う内燃機関の燃料噴射制御装置では、燃料噴射時期制御手段は、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの燃料供給を２回に分割し、第１の燃料噴射手段からの第１回目の燃料供給は吸気行程前期に行なわれ、かつ、第２回目の燃料供給は吸気行程後期または圧縮行程に行なわれる。
【００１２】
また好ましくは、この発明に従う内燃機関の燃料噴射制御装置では、燃料噴射時期制御手段は、第１の燃料噴射手段からの燃料供給を２回に分割し、第１の燃料噴射手段からの第１回目の燃料供給は吸気行程後期に行なわれ、かつ、第２回目の燃料供給は圧縮行程に行なわれる。
【００１３】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの燃料噴射期間を２回に分割した簡易な制御方式により、燃料室内での気流形成の強化による燃焼悪化の改善を図ることができる。
【００１４】
さらに好ましくは、分担比率制御手段によって全燃料噴射量の一部ずつが第１および第２の燃料噴射手段からそれぞれ噴射されるように分担比率が設定されている場合には、当該分担比率を維持したままで、第１の燃料噴射手段からの燃料供給が複数回に分割される。
【００１５】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、燃焼悪化発生時に、内燃機関からの出力特性を大きく変化させることなく、燃料室内での気流形成の強化による燃焼悪化の改善を図ることができる。
【００１６】
あるいはさらに好ましくは、この発明に従う内燃機関の燃料噴射制御装置では、制御手段は、さらに、分担比率修正手段を含む。分担比率修正手段は、燃料噴射時期制御手段によって第１の燃料噴射手段からの燃料供給が複数回に分割された後にも、燃焼悪化検知手段によって燃焼悪化が継続的に検知された場合において、分担比率制御手段によって設定された第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量の一部が第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量へ置換えられるように分担比率を変更する。
【００１７】
特にこのような構成において、燃料噴射時期制御手段は、分担比率修正手段によって第１の燃料噴射手段からの供給に置換えられた燃料噴射量を、第１の燃料噴射手段からの複数回の燃料供給のうちの第１回目以外の燃料供給時に噴射することが好ましい。
【００１８】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの燃料供給を複数回に分割した後にも燃焼悪化が継続的に発生している場合において、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの燃焼噴射分担比率を増加させることができる。この結果、継続的な燃焼悪化発生時にも、燃料室内での気流形成のさらなる強化による燃焼悪化の改善を図ることができる。
【００１９】
この発明の他の構成に従う内燃機関の燃料噴射制御装置は、第１の燃料噴射手段と、第２の燃料噴射手段と、制御手段とを備える。制御手段は、分担比率制御手段と、燃焼悪化検知手段と、分担比率修正手段とを含む。第１の燃料噴射手段は、内燃機関の筒内へ燃料を噴射する。第２の燃料噴射手段は、内燃機関の吸気通路内に燃料を噴射する。制御手段は、内燃機関に要求される条件に基づいて、第１の燃料噴射手段および第２の燃料噴射手段からの燃料供給を制御する。分担比率制御手段は、内燃機関に要求される条件に基づいて、全燃料噴射量に対する第１の燃料噴射手段および第２燃料噴射手段の間での燃料噴射量の分担比率を制御する。燃焼悪化検知手段は、内燃機関での燃焼悪化を検知する。分担比率修正手段は、分担比率制御手段によって全燃料噴射量の少なくとも一部が第２の燃料噴射手段から噴射されるように分担比率が設定され、かつ、燃焼悪化検知手段によって燃焼悪化が検知された場合に、分担比率制御手段によって設定された第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量の一部が第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量へ置換えられるように分担比率を変更する。
【００２０】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、内燃機関での燃焼悪化発生の検知時に、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの燃焼噴射分担比率を増加させることにより、筒内に直接噴霧される燃料量を相対的に増加させることができる。したがって、筒内の気流強化によって燃焼速度を上昇させて、燃焼悪化の改善を図ることができる。
【００２１】
好ましくは、この発明の他の構成に従う内燃機関の燃料噴射制御装置では、制御手段は、第１の燃料噴射手段の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段をさらに含む。燃料噴射時期制御手段は、分担比率修正手段によって第１の燃料噴射手段からの供給に置換えられた燃料噴射量を吸気行程後期に噴射する。
【００２２】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの供給燃料増量分は吸気行程後期に噴射される。したがって、吸気行程の範囲内で燃料噴射から点火時期までの時間を短縮できるので、排気性状を悪化させない範囲で燃料室内での気流形成の強化による燃焼悪化の改善を図ることができる。
【００２３】
また好ましくは、この発明の他の構成に従う内燃機関の燃料噴射制御装置では、制御手段は、第１の燃料噴射手段の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段をさらに含む。燃料噴射時期制御手段は、分担比率修正手段によって第１の燃料噴射手段からの供給に置換えられた燃料噴射量を圧縮行程に噴射する。
【００２４】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）からの供給燃料増量分は圧縮行程に噴射される。したがって、燃料噴射から点火時期までの時間を大幅に短縮できるので、燃料室内での気流形成を速やかに強化して燃焼悪化の改善を図ることができる。
【００２５】
あるいは好ましくは、この発明の他の構成に従う内燃機関の燃料噴射制御装置では、分担比率修正手段は、分担比率修正手段による分担比率の変更後にも燃焼悪化検知手段によって燃焼悪化が継続的に検知された場合には、第１の燃料噴射手段からの供給に置換える燃料噴射量を、燃焼悪化が継続的に検知される期間に応じて増加させる。
【００２６】
上記内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、燃焼悪化が継続して発生する場合には、燃焼悪化継続期間に応じて、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）によって筒内に直接噴霧される燃料量を徐々に増加させることができる。したがって、継続的な燃焼悪化発生時にも、燃料室内での気流形成のさらなる強化による燃焼悪化の改善を図ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明による内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、筒内へ燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）および吸気通路内に燃料噴射するための第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを含んで構成される内燃機関において、燃焼悪化発生時に筒内（燃焼室内）の気流を強化することにより、燃焼速度を上昇させて燃焼悪化の改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下においてこの発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその詳細な説明は原則的に繰返さないものとする。
【００２９】
図１に、この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、この発明はこのようなエンジンに限定されるものではない。
【００３０】
図１に示すように、エンジン（内燃機関）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ＥＣＵ３００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。
【００３１】
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。
【００３２】
図２には、図１に示された４つ気筒１１２のうちの１つを代表として示したエンジンの構成図である。
【００３３】
図２を参照して、エンジン１０は、シリンダブロック１０１と、シリンダブロック１０１の上部に連結されるシリンダヘッド１０２とを備えるシリンダ１１１と、シリンダ１１１内を往復動するピストン１０３とを有して構成される。このピストン１０３は、エンジン１０の出力軸であるクランクシャフト１０４に、クランクアーム１０５およびコンロッド１０６を介して連結される。コンロッド１０６は、ピストン１０３の往復運動をクランクシャフト１０４の回転に変換する。シリンダ１１１内においては、シリンダブロック１０１およびシリンダヘッド１０２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１０７が区画形成されている。
【００３４】
シリンダヘッド１０２には、この燃焼室１０７に突出する態様で混合気に点火を行なう点火プラグ１１４と、燃焼室１０７に燃料を噴射供給する筒内噴射用インジェクタ１１０とが配設されている。さらに、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、インテークマニホールド、すなわち吸気通路２０と燃焼室１０７との連通部分である吸気ポート２２または／および吸気通路２０に燃料を噴射供給するように配設されている。
【００３５】
吸気通路２０および／または吸気ポート２２に噴射された燃料を含む混合気は、吸気弁２４の開弁期間に燃焼室１０７内へ導かれる。点火プラグ１１４による点火により燃料が燃焼された後の排気は、排気弁８４の開弁期間に排気通路（エキゾーストマニホールド）８０を介して三元触媒コンバータ９０（図１）へ送られる。
【００３６】
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、この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。
【００３７】
再び図１を参照して、各筒内噴射用インジェクタ１１０は共通の燃料分配管１３０に接続されている。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。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。
【００３８】
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いる。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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
エンジンＥＣＵ３００は、所定プログラムの実行により各センサからの信号に基づいて、エンジンシステムの全体動作を制御するための各種制御信号を生成する。これらの制御信号は、出力ポート３６０および駆動回路４７０を介して、エンジンシステムを構成する機器・回路群へ送出される。
【００４５】
図１に示したエンジンシステムでは、このような特性の異なる２種類のインジェクタを以下に説明するようにエンジン１０の回転率と負荷率で使い分けることにより、エンジン１０が通常運転状態である場合には主に均質燃焼が行なわれるようにしている。
【００４６】
一方、エンジン１０が、アイドル時の触媒暖機時を始めとする非通常運転状態であるときには成層燃焼が行なわれる。
【００４７】
均質燃焼運転時には、上記のように算出された全燃料噴射量に対する、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の間での燃料噴射量分担比率は、以下に説明するように制御される。
【００４８】
図３および図４は、図１に示したエンジンシステムにおける、均質燃焼運転時におけ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との燃料噴射量分担比率（噴分け比率）の設定マップの第１の例を説明する図である。
【００４９】
図３および図４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３は、エンジン１０の温間用マップであって、図４は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００５０】
図３および図４に示すように、これらのマップは、エンジン（内燃機関）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。
【００５１】
図３および図４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。
【００５２】
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が通常運転状態である場合には、均質燃焼が行なわれるようにしている。
【００５３】
さらに、これらの図３および図４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３の温間時のマップを選択して、そうではないと図４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。
【００５４】
図３および図４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３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４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３のＮＥ（２）や、図４のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【００５５】
図３および図４を比較すると、図３に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図４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。
【００５６】
図３および図４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。
【００５７】
図３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。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る。このため、この領域では、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた燃料噴射を行なっている。
【００５８】
図３および図４を比較すると、図４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。
【００５９】
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機時の場合（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。このような触媒暖機運転中にのみ成層燃焼させることで、触媒暖機を促進させ、排気エミッションの向上を図る。
【００６０】
図５および図６には、図１に示したエンジンシステムにおけるＤＩ比率ｒの設定マップの第２の例が示される。
【００６１】
図５（温間時）および図６（冷間時）に示された設定マップは、図３および図４に示された設定マップと比較して、低回転数領域の高負荷領域におけるＤＩ比率設定が異なる。
【００６２】
エンジン１０では、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５および図６に十字の矢印で示す。
【００６３】
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５および図６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。
【００６４】
なお、図３〜図６を用いて説明したこのエンジン１０において、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基本的には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。
【００６５】
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。
【００６６】
以下に説明するように、この発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、燃焼悪化検出時に筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を複数回に分割する制御を主に行なう。まず、図７を用いて各インジェクタからの燃料噴射時期について説明する。
【００６７】
吸気弁２４の開弁期間５００および排気弁８４の開弁期間５１０は、バルブタイミング制御によって設定される。一般的に、吸気弁開弁期間５００は、上死点（ＴＤＣ）よりも先に開始され、下死点（ＢＤＣ）よりも遅れて終了される。同様に、排気弁開弁期間５１０は、下死点（ＢＤＣ）に先立って開始され、上死点（ＴＤＣ）よりも遅れて終了される。このため、上死点（ＴＤＣ）を挟んで、吸気弁２４および排気弁８４の両方が開弁されるオーバラップ期間５１５が設けられる。
【００６８】
吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射期間（以下、「ＰＦＩ噴射期間」とも称する）５２０は、吸気弁開弁期間５００に合せて吸気行程に設けられる。同様に、均質燃焼運転時には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射期間（以下、「ＤＩ噴射期間」とも称する）５３０は、基本的には吸気行程、特にその前期に設けられる。
【００６９】
なお、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からの燃料噴射量は、インジェクタの開弁期間に比例するので、ＤＩ噴射期間およびＰＦＩ噴射期間の長さは、ＤＩ比率に従って各インジェクタによって分担される燃料噴射量に応じて定められる。
【００７０】
この発明の実施の形態においては、吸気行程を、基準位相５４０を境界として吸気行程前期５５０および吸気行程後期５５５に区別するものとする。基準位相５４０は、たとえば上死点（ＴＤＣ）経過後１３５°のクランク角度位相、すなわちＡＴＤＣ１３５°に設定される。
【００７１】
ＤＩ噴射期間は、吸気行程前期５５０に設ける方が燃焼室１０７内での混合気の均質化には好ましい一方で、吸気行程後期５５５に設ける場合には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。
【００７２】
さらに、ＤＩ噴射期間を圧縮行程に設けることにより、燃料噴射から点火時期までの時間をさらに短くできるため、気流の強化による燃焼速度上昇をさらに顕著に図ることができる。たとえば、圧縮行程噴射期間５６０は、ＢＴＤＣ４５°〜ＢＴＤＣ１３５°程度の区間に設定される。その一方で、圧縮行程噴射期間５６０での燃料噴射時には、未燃炭化水素（ＨＣ）の増加により排気性状が悪化する傾向にある。
【００７３】
このような、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期の違いに対する特性を考慮して、この発明の実施の形態に従う燃料噴射制御装置では、均質燃焼運転時において、図８および図９に示すような燃料噴射制御を実行する。
【００７４】
この発明の実施の形態に従う燃料噴射制御では、まず、エンジン条件（エンジン回転数および負荷率）に応じて、図３〜図６に示したＤＩ比率マップに従って基本的なＤＩ比率（基本ＤＩ比率）ｒが設定される（ステップＳ１００）。
【００７５】
さらに、エンジンに燃焼悪化が発生しているかどうかが判定される（ステップＳ１１０）。燃焼悪化発生の判定手法としては、クランクが所定角度（９０度あるいは１８０度）回転する所要時間を逐次検出し、サイクル毎の所要時間変動を監視して変動が大きい場合に「燃焼悪化発生」と判定する手法がある。また、燃焼圧センサを燃焼室１０７内部に設置することにより、燃焼室１０７内の圧力を常に計測しサイクル間での燃焼圧力の変動を監視することにより「燃焼悪化発生」を検出する構成とすることもできる。あるいは、燃焼時に発生するイオンを検知するためのイオンセンサを配置して、サイクル間のイオン発生量の監視に基づき「燃焼悪化発生」を検出する構成することも可能である。なお、ステップＳ１１０における燃焼悪化検出判定は、上記の手法に限定されず当業者が選択的に採用可能である任意の手法を適用することができる。
【００７６】
エンジンでの燃焼悪化発生が検知されなかった場合（ステップＳ１１０におけるＮＯ判定）には、後ほど説明する燃焼改善制御の実行期間を測定するための燃焼改善制御カウント値ＣＮＴを初期値（０）にクリアして燃料噴射制御は終了される（ステップＳ１２０）。したがって、ステップＳ１００で設定された基本ＤＩ比率ｒに従って、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からの燃料噴射が実行される。この場合におけるＤＩ噴射期間５３０は、基本的には吸気行程前期５５０に設定される。なお、上記のように、ＤＩ噴射期間５３０の長さ、すなわち筒内噴射用インジェクタ１１０の開弁期間長は、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量に応じて決まるので、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量が多い領域では、ＤＩ噴射期間５３０が吸気行程後期５５５までずれ込むケースも発生し得る。
【００７７】
これに対して、エンジンでの燃焼悪化発生が検知された場合（ステップＳ１１０におけるＹＥＳ判定）には、燃焼悪化が今回初めて検出されたのか、あるいは以下に説明する燃焼改善制御を実行中であるにも関わらず継続的に燃焼悪化が発生しているのかが、カウント値ＣＮＴに基づいて判定される（ステップＳ１３０）。
【００７８】
まず、燃焼改善制御が未実行であって、かつ、今回燃焼悪化が検出された場合、すなわち燃焼悪化が新たに発生した場合（ステップＳ１３０におけるＮＯ判定）の制御について説明する。
【００７９】
この場合には、まず、ステップＳ１００で設定された基本ＤＩ比率ｒが所定値Ｒ０（％）と比較され、筒内燃料噴射が所定量確保されているか否かが確認される（ステップＳ１４０）。なお、ステップＳ１４０における判定は、基本ＤＩ比率ｒに代えて、全燃料噴射量Ｑｔｔｌと基本ＤＩ比率ｒとの積で示されるＤＩ燃料噴射量Ｑｄｉを用いて行なってもよい。
【００８０】
基本ＤＩ比率ｒ＞Ｒ０である場合（ステップＳ１４０におけるＹＥＳ判定）、すなわち筒内燃料噴射量が所定量確保されている場合には、基本ＤＩ比率ｒが維持された上でステップ群Ｓ１５０が実行されて、ＤＩ噴射期間が複数回（本実施の形態では２回）に分割される。これに伴い、筒内噴射用インジェクタ１１０からのＤＩ燃料噴射量Ｑｄｉは、所定比率に従って第１回目のＤＩ噴射による燃料噴射量と、第２回目のＤＩ噴射による燃料噴射量とに分割される（ステップＳ１６０）。
【００８１】
さらに、ステップＳ１６０で設定された第１回目のＤＩ噴射による燃料噴射量に従って、第１回目のＤＩ噴射期間の閉弁時期が予測され、この予測閉弁時期が基準位相５４０よりも早いかどうかが判定される（ステップＳ１７０）。
【００８２】
予測閉弁時期が基準位相５４０よりも早い場合には、第２回目の燃料噴射を吸気行程後期５５５で実行することが可能である。一方で、予測閉弁時期が基準位相５４０よりも遅い場合には、第２回目の燃料噴射は、吸気行程後期５５５では実行不可能である。
【００８３】
上記のように吸気行程後期５５５および圧縮行程５６０での燃料噴射を比較すれば、圧縮行程５６０における燃料噴射の方が燃焼改善効果は大きいが、排気性状の悪化が懸念される。このため、この発明の実施の形態では、初回の燃焼改善制御時には、第２回目のＤＩ噴射時期は、できるだけ吸気行程後期５５５に設けるものとする（ステップＳ１８０）。
【００８４】
したがって、第１回目のＤＩ噴射での予測閉弁時期が基準位相５４０よりも早い場合（ステップＳ１７０におけるＹＥＳ判定）には、図１０に示されるように、ＤＩ噴射期間５３０を２分割した第１回目のＤＩ噴射期間５３１および第２回目のＤＩ噴射期間５３２は、吸気行程前期５５０および吸気行程後期５５５にそれぞれ設けられる。なお、第１回目のＤＩ噴射期間５３１および第２回目のＤＩ噴射期間５３２による合計の燃料噴射量は、ＤＩ噴射量Ｑｄｉである。
【００８５】
これに対して、第１回目のＤＩ噴射での予測閉弁時期が基準位相５４０よりも遅い場合（ステップＳ１７０におけるＮＯ判定）には、第２回目のＤＩ噴射期間は、圧縮行程に設けられる（ステップＳ１９０）。これにより、図１１に示されるように、ＤＩ噴射期間５３０を２分割した第１回目のＤＩ噴射期間５３１および第２回目のＤＩ噴射期間５３２は、吸気行程前期５５０および圧縮行程５６０（代表的にはＢＴＤＣ４５度〜１３５度）にそれぞれ設けられる。この場合にも、第１回目のＤＩ噴射期間５３１および第２回目のＤＩ噴射期間５３２による合計の燃料噴射量は、ＤＩ燃料噴射量Ｑｄｉである。
【００８６】
このように、エンジン条件に応じて設定される基本ＤＩ比率ｒに従って筒内燃料噴射量が所定量確保される運転領域で燃焼悪化が発生した場合には、ＤＩ噴射期間を複数回に分割し、第２回目のＤＩ噴射期間を吸気行程後期あるいは圧縮行程で実行することにより、燃焼改善制御が行なわれる（ステップ群Ｓ１５０）。これにより、燃焼室１０７内での気流形成を強めて燃焼速度を改善することにより、燃焼悪化を改善することができる。
【００８７】
なお、図８に示したステップ群Ｓ１５０では、第２回目のＤＩ噴射期間５３２を、ステップＳ１７０での判定に基づいて、吸気行程後期５５５および圧縮行程５６０のいずれかで選択的に行なうこととしたが、ステップＳ１７０およびＳ１８０を省略して、第２回目のＤＩ噴射期間５３２を固定的に圧縮行程５６０に設けてもよい。この場合には、第１回目のＤＩ噴射期間５３１が吸気行程前期５５０および吸気行程後期５５５のいずれで行なわれた場合にも、ＤＩ噴射期間５３２は圧縮行程５６０に設けられる。
【００８８】
さらに、ステップ群Ｓ１５０による燃焼改善制御を行なった場合には、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴをインクリメント（＋１）して、燃料噴射制御が終了される（ステップＳ２３０）。
【００８９】
一方、ステップＳ１４０におけるＮＯ判定時（ｒ≦Ｒ０（％）、代表的にはｒ≒０（％））、すなわち、基本ＤＩ比率ｒに従うと筒内燃料噴射量が所定量確保されていない場合には、ステップ群Ｓ２００が実行されて、筒内燃料噴射量が増加するようにＤＩ比率が修正される。
【００９０】
すなわち、ステップＳ１００で定められた基本ＤＩ比率ｒに対して、所定の修正量Δｒ（Δｒ＞０）が増加されて、ＤＩ比率は、ｒ＋Δｒに修正される（ステップＳ２１０）。
【００９１】
さらに、増加されたＤＩ比率Δｒに対応するＤＩ噴射期間は、基本的に吸気行程後期５５５に噴射される（ステップＳ２２０）。なお、積極的に燃焼悪化を改善したい場合には、Δｒ分に対応するＤＩ噴射期間を圧縮行程５６０に設けてもよい。また、排気性状の悪化防止が優先される場合には、Δｒ分に対応するＤＩ噴射期間を吸気行程前期５５０に設けてもよい。
【００９２】
このように、基本ＤＩ比率ｒに従うと筒内燃料噴射量が所定量確保されていない運転領域で燃焼悪化が発生した場合には、筒内燃料噴射量が増加するようにＤＩ比率を修正することにより、燃焼改善制御が行なわれる（ステップ群Ｓ２００）。この場合にも、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴをインクリメント（＋１）した上で（ステップＳ２３０）、燃料噴射制御が終了される。
【００９３】
ステップＳ２３０により、ＤＩ噴射期間の分割あるいはＤＩ比率修正による燃焼改善制御が実行されると、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴがインクリメントされて、その値は初期値（０）より大きくなる。また、ステップＳ２３０では、今回の燃焼改善制御時における実際のＤＩ比率設定（ｒ♯）が記憶される。
【００９４】
したがって、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴ＞０の状態で、ステップＳ１１０において燃焼悪化発生が検知されると、すなわち、燃焼改善制御の実行後にも関わらず燃焼悪化が継続的に発生している場合には、ステップＳ１３０がＹＥＳ判定となる。
【００９５】
この場合には、さらに、前回の燃焼改善制御時におけるＤＩ比率設定（ｒ♯）と、今回の基本的なＤＩ比率ｒ（ステップＳ１００）とが比較される（ステップＳ１３５）。今回の条件で設定されるＤＩ比率ｒが、前回の燃焼改善制御時におけるＤＩ比率設定ｒ♯と同レベル、あるいはそれ以下であるときには（ステップＳ１３５におけるＹＥＳ判定時）、図９に示した燃料噴射制御フローが実行される。
【００９６】
この場合には、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴに応じて、ＤＩ比率の修正量Δｒ（＞０）が決定され（ステップＳ２４０）、このＤＩ比率修正量ΔｒがステップＳ１００で定められた基本ＤＩ比率ｒに加えられて、ＤＩ比率はｒ＋Δｒに修正される（ステップＳ２５０）。ステップＳ２４０におけるＤＩ比率修正量Δｒ（Δｒ＞０）は、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴが増えるのに従って、大きい値に設定される。
【００９７】
さらに、ステップＳ２５０により修正されたＤＩ比率に従うＤＩ燃料噴射量Ｑｄｉを噴射するためのＤＩ噴射期間５３０の設定が、たとえば、ステップ群Ｓ１５０と同様に実行される（ステップＳ２６０）。なお、修正量ΔｒによるＤＩ燃料噴射の増加分を第２回目のＤＩ噴射期間に噴射させるように設定すれば、吸気行程後期あるいは圧縮行程の噴射量を徐々に増加できるので、継続的な燃焼悪化に対する改善効果を高めることができる。
【００９８】
あるいは、ステップＳ２６０では、ステップＳ２２０と同様にして、ＤＩ噴射期間５３０を分割することなく、ＤＩ比率修正量Δｒについては吸気行程後期５５５あるいは圧縮行程５６０で噴射してもよい。この場合にも、燃焼悪化の継続発生時に吸気行程後期あるいは圧縮行程の噴射量を徐々に増加できるので、継続的な燃焼悪化に対する改善効果を高めることができる。
【００９９】
さらに、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴがインクリメントされて（ステップＳ２７０）、燃料噴射制御が終了される。
【０１００】
これにより、継続的に燃焼悪化発生が検知されている場合には、徐々にＤＩ比率を増大させつつ、吸気行程後期あるいは圧縮行程にＤＩ噴射期間の少なくとも一部を設定することにより、燃焼室内の気流形成確保による燃焼速度上昇効果により、燃焼悪化の改善が図られる。
【０１０１】
なお、詳細な制御フローは図示しないが、ステップＳ１８０およびＳ１９０の選択条件
を細分化して、第２回目のＤＩ噴射期間を吸気行程後期に設けることが可能である場合（ステップＳ１７０におけるＹＥＳ判定時）にも、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴが大きい場合には、第２回目のＤＩ噴射期間を圧縮行程に設定して（ステップＳ１９０）、排気性状よりも優先的に燃焼改善を行なう構成としてもよい。また、ＤＩ比率が小さい領域で、かつ、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴが小さい場合には、まず、ＤＩ噴射期間を吸気行程前半に設定して燃焼改善制御の効果をフォローしつつ、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴの増大に応じて排気性状の悪化を伴う領域へ移行する構成とすることも可能である。
【０１０２】
一方、ステップＳ１３５におけるＮＯ判定時、すなわち、前回の燃焼改善制御時におけるＤＩ比率設定ｒ♯よりも、今回の条件で設定されるＤＩ比率ｒが所定値以上高いときには、燃焼改善制御カウント値ＣＮＴが初期値（０）にクリアされるとともに（ステップＳ１３７）、ステップＳ１４０以下が燃焼改善制御カウント値ＣＮＴ＝０と同様に実行される。
【０１０３】
以上説明したように、この発明の実施の形態に従う内燃機関の燃料噴射制御装置では、エンジンにおける燃焼悪化発生の検知時に、必要に応じてＤＩ比率を増大させて筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量を確保した上で、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射期間、すなわちＤＩ噴射期間の少なくとも一部を吸気行程後期あるいは圧縮行程に設けることができる。これにより、燃焼室１０７内での燃焼速度低下により燃焼悪化が発生したときに、より点火時期に近い時期に筒内燃料噴射を行なうことにより燃焼室内での気流形成を確保して、燃焼速度を上昇させて燃焼状態の改善を図ることができる。
【０１０４】
なお、図８および図９に示した燃焼改善制御では、ＤＩ噴射期間を２回に分割する構成としたが、ＤＩ噴射期間は３回以上の複数回に分割することもできる。特に、図８のステップＳ１８０において、第２回目以降の燃料噴射をさらに細分化して、吸気行程後期および圧縮行程の両方にＤＩ噴射期間を設けてもよい。
【０１０５】
図１に示したエンジンシステムとこの発明の構成との対応関係を説明すると、筒内噴射用インジェクタ１１０がこの発明における「第１の燃料噴射手段」に対応し、吸気通路噴射用インジェクタ１２０がこの発明における「第２の燃料噴射手段」に対応し、エンジンＥＣＵ３００がこの発明における「制御手段」に対応する。
【０１０６】
また、エンジンＥＣＵ３００によって実行される燃焼改善制御を説明する図８および図９に示したフローチャートとこの発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１００（図８）はこの発明における「分担比率制御手段」に対応し、ステップＳ１１０（図８）がこの発明における「燃焼悪化検知手段」に対応し、ステップ群Ｓ１５０（図８）、Ｓ２２０（図８）およびステップＳ２６０（図９）は、この発明における「燃料噴射時期制御手段」に対応する。また、ステップＳ２１０（図８）およびステップＳ２５０（図９）は、この発明における「分担比率修正手段」に対応する。
【０１０７】
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。この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】
【０１０８】
【図１】この発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置により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に示したエンジンの構成を説明する図である。
【図３】図１に示したエンジンシステムにおける、均質燃焼運転時のＤＩ比率設定マップ（機関温間時）の第１の例を説明する図である。
【図４】図１に示したエンジンシステムにおける、均質燃焼運転時のＤＩ比率設定マップ（機関冷間時）の第１の例を説明する図である。
【図５】図１に示したエンジンシステムにおける、均質燃焼運転時のＤＩ比率設定マップ（機関温間時）の第２の例を説明する図である。
【図６】図１に示したエンジンシステムにおける、均質燃焼運転時のＤＩ比率設定マップ（機関冷間時）の第２の例を説明する図である。
【図７】各インジェクタからの燃料噴射時期について説明する概念図である。
【図８】この発明の実施の形態に係る燃料噴射制御を説明する第１のフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態に係る燃料噴射制御を説明する第２のフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態に係る燃料噴射制御によるＤＩ噴射期間分割の第１の例を示す概念図である。
【図１１】この発明の実施の形態に係る燃料噴射制御によるＤＩ噴射期間分割の第２の例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  エンジン、２０  インテークマニホールド（吸気通路）、２２  吸気ポート、２４  吸気弁、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、８４  排気弁、９０  三元触媒コンバータ、１００  アクセルペダル、１０１  シリンダブロック、１０２  シリンダヘッド、１０３  ピストン、１０４  クランクシャフト、１０５  クランクアーム、１０６  コンロッド、１０７  燃焼室、１１０  筒内噴射用インジェクタ、１１１  シリンダ、１１２  気筒、１１４  点火プラグ、１２０  吸気通路噴射用インジェクタ、１３０，１６０  燃料分配管、１４０  逆止弁、１５０  高圧燃料ポンプ、１５２  電磁スピル弁、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、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、５００  吸気弁開弁期間、５１０  排気弁開弁期間、５１５  オーバラップ期間、５３０  ＤＩ噴射期間、５３１  ＤＩ噴射期間（分割時第１回目）、５３２  ＤＩ噴射期間（分割時第１回目）、５４０  基準位相、５５０  吸気行程前期、５５５  吸気行程後期、５６０  圧縮行程、ＣＮＴ  燃焼改善制御カウント値、Ｑｄｉ  ＤＩ燃料噴射量、Ｑｔｔｌ  全燃料噴射量、ｒ  ＤＩ比率（基本値）、Ｒ０  所定値（ＤＩ比率）、Δｒ  ＤＩ比率修正量。
【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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【図１０】
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【図１１】
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