(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備えた内燃機関において、筒内噴射用インジェクタに堆積したデポジットを焼失させる。【解決手段】  エンジンＥＣＵ３００は、燃料系の学習値を算出するステップ（Ｓ１００）と、学習値より筒内噴射用インジェクタの噴口に堆積したデポジットがあるか否かを判定するステップ（Ｓ２００）と、噴口にデポジットが堆積していると判定されると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、吸気通路噴射用インジェクタによるポート噴射と筒内噴射用インジェクタによる筒内噴射の割合を１００：０に設定するステップ（Ｓ３００）と、吸気通路噴射用インジェクタを用いて燃料噴射を実行するステップ（Ｓ５００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図４
2006037743.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た内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
前記第１の燃料噴射手段の噴口温度を上昇させるか否かを判断するための判断手段とを含み、
前記制御手段は、前記第１の燃料噴射手段の噴口温度を上昇させると判断された場合には、全燃料噴射量に対する前記第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量の割合を大きくするように、燃料噴射手段を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】
前記判断手段は、前記第１の燃料噴射手段の噴口にデポジットの堆積が発生しているときに、前記第１の燃料噴射手段の温度を上昇させると判断するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の燃料噴射手段の噴口温度を上昇させると判断された場合には、全燃料噴射量に対する前記第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量の割合を１００％近傍とするように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む、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１〜３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、第１の燃料噴射手段の先端の噴口に堆積したデポジットを除去する技術に関する。
【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とも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（デポジットの堆積）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１０−３３９１９６号公報（特許文献１）は、筒内直接噴射式内燃機関の燃焼により発生するカーボンによる燃料噴射弁の汚損による噴霧形状の変化、噴射量の減少、噴射弁の作動不良を事前に検出し、自己復元を行なうことができる筒内直接噴射式内燃機関を開示する。この筒内直接噴射式内燃機関は、筒内に直接燃料を噴射する直接噴射式内燃機関に、機関の運転が特定運転条件下の空燃比フィードバック制御中であることを検出する手段と、要求空燃比に対するパルス幅を初期設定値と比較する手段とを有する制御装置を配設し、この制御装置は、要求空燃比に対するパルス幅が初期設定値に対して予め定めた値を越えた場合に、燃料噴射圧力を上昇させる。
【０００５】
この筒内直接噴射式内燃機関によると、噴霧の形状変化による燃焼の変化、あるいは、噴射弁噴口の狭まりに基づく要求燃料噴射パルス幅の増加による噴射弁の性能変化が検出されると、制御装置が、燃料噴射圧力を高め、上記噴口部の燃料の貫通力を大きくするので、噴射弁噴口部におけるカーボン等の付着物を除去できる。
【特許文献１】特開平１０−３３９１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、すでに燃圧が上昇されている状態においては、それ以上の燃圧上昇が不可能である場合もある。そのような場合には、特許文献１に開示された技術を用いて、噴口に堆積したデポジットを除去することができない。
【０００７】
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、第１の燃料噴射手段の燃圧が高い場合であっても、内燃機関の性能を低下させることなく、第１の燃料噴射手段の先端部の噴口に堆積したデポジットを除去することができる、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】
【０００８】
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た内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関に要求される条件に基づいて、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための制御手段と、第１の燃料噴射手段の噴口温度を上昇させるか否かを判断するための判断手段とを含む。制御手段は、第１の燃料噴射手段の噴口温度を上昇させると判断された場合には、全燃料噴射量に対する第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量の割合を大きくするように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【０００９】
第１の発明によると、通常時においては第１の燃料噴射手段（たとえば筒内噴射用インジェクタ）と第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）とで分担されている状態から、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射が停止または筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量が減少する。このため、筒内噴射用インジェクタを流れる燃料が少なくなり、筒内噴射用インジェクタの先端部の噴口の先端温度が上昇する。温度上昇に伴い、筒内噴射用インジェクタの噴口に堆積したデポジットを焼失させることができる。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、筒内噴射用インジェクタの燃圧が高い場合であっても、内燃機関の性能を低下させることなく、筒内噴射用インジェクタの先端部の噴口に堆積したデポジットを除去することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１０】
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、判断手段は、第１の燃料噴射手段の噴口にデポジットの堆積が発生しているときに、第１の燃料噴射手段の温度を上昇させると判断するための手段を含む。
【００１１】
第２の発明によると、筒内直噴インジェクタの噴口にデポジットが堆積すると、筒内噴射用インジェクタから実際に噴射される燃料噴射量が指令値よりも低下する（すなわちリーンになる）。これをＡ／Ｆセンサ等で検知した場合には、筒内直噴インジェクタの噴口にデポジットの堆積が発生していると判断して、筒内直噴インジェクタの温度を上昇させるように制御する。これにより、筒内噴射用インジェクタの噴口に堆積したデポジットを焼失させることができる。
【００１２】
第３の発明に係る制御装置においては、第１または第２の発明の構成に加えて、制御手段は、第１の燃料噴射手段の噴口温度を上昇させると判断された場合には、全燃料噴射量に対する第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量の割合を１００％近傍とするように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【００１３】
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がほぼ停止または完全に停止するため、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量はほぼなくなる。このため、筒内噴射用インジェクタを流れる燃料が極端に少なくなり、筒内噴射用インジェクタの先端部の噴口の先端温度２００℃以上まで上昇する。この温度上昇に伴い、筒内噴射用インジェクタの噴口に堆積したデポジットを焼失させることができる。
【００１４】
第４の発明に係る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、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。
【００１５】
第４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、筒内噴射用インジェクタの燃圧が高い場合であっても、内燃機関の性能を低下させることなく、筒内噴射用インジェクタの先端部の噴口に堆積したデポジットを除去することができる、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】
【００１６】
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。
【００１７】
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エンジンに限定されるものではない。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図２を参照して、筒内噴射用インジェクタ１１０について説明する。図２は、筒内噴射用インジェクタ１１０の縦方向の断面図である。
【００２８】
図２に示すように、筒内噴射用インジェクタ１１０は、その本体７４０の下端にノズルボディ７６０がスペーサを介してノズルホルダによって固定される。ノズルボディ７６０は、その下端に噴口５００を形成しており、ノズルボディ７６０内にニードル５２０が上下可動に配置される。ニードル５２０の上端は本体７４０内を摺動自在なコア５４０に当接しており、スプリング５６０はコア５４０を介してニードル５２０を下向きに付勢しており、ニードル５２０はノズルボディ７６０の内周シート面５２２に着座され、その結果、常態では噴口５００を閉鎖している。
【００２９】
本体７４０の上端にはスリーブ５７０が挿入固定され、スリーブ５７０内には燃料通路５８０が形成され、燃料通路５８０の下端側は、本体７４０内の通路を介してノズルボディ７６０の内部まで連通され、ニードル５２０のリフト時に燃料は噴口５００から噴射される。燃料通路５８０の上端側は、フィルタ６００を介して燃料導入口６２０に接続され、この燃料導入口６２０は、図１の燃料分配管１３０に接続される。
【００３０】
電磁ソレノイド６４０は、本体７４０内においてスリーブ５７０の下端部を包囲するように配置される。ソレノイド６４０の通電時においては、コア５４０はスプリング５６０に抗して上昇され、燃料圧はニードル５２０を押し上げ、噴口５００が開放されるので燃料噴射が実行される。ソレノイド６４０は絶縁ハウジング６５０内のワイヤ６６０に取り出され、開弁のための電気信号を、エンジンＥＣＵ３００から受信することができる。この開弁のための電気信号をエンジンＥＣＵ３００が出力しないと、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射が行なわれない。
【００３１】
エンジンＥＣＵ３００から受信した開弁のための電気信号により、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射時期および燃料噴射期間が制御される。この燃料噴射期間を制御することにより、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量を調節できる。すなわち、この電気信号により、（最小燃料噴射量異常の領域において）、少量の燃料を噴射するように制御することもできる。なお、このような制御のために、エンジンＥＣＵ３００と筒内噴射用インジェクタ１１０との間に、ＥＤＵ（Electronic Driver Unit）が設けられることもある。
【００３２】
図３を参照して、筒内噴射用インジェクタ噴口温度とデポジット堆積量との関係を説明する。図３に示すように、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口５００における燃料の炭化は、噴口温度が第１の温度（ガソリン燃料の場合においては、約１５０°Ｃ）以上の時に起こりやすく、この時に、デポジットが生成される。噴口温度が第２の温度（ガソリン燃料の場合においては、約２００°Ｃ）以上の時には、生成されたデポジットは燃焼（焼失）する。このために、噴口温度が第１の温度から第２の温度の範囲内にある時に噴口５００にデポジットが堆積する。本実施の形態においては、この噴口５００に堆積したデポジットを、噴口温度を第２の温度以上にすることにより焼失させることが特徴である。筒内噴射用インジェクタ１１０は、その内部を燃料が通過することにより冷却される。この冷却作用が低下すると、燃料室に露出された噴口５００は第２の温度以上の高温になる。このため、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は、図４に示すプログラムを実行する。
【００３３】
図４に示すフローチャートを参照して、エンジンＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造を説明する。
【００３４】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、燃料系の学習値を算出する。このとき、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０の指令値に対して、空燃比センサ４２０にて検知した空燃比（Ａ／Ｆ）により燃焼ガスの状態がリッチ状態であるかリーン状態であるかを検知する。このような検知をエンジン１０の始動時から記憶しておいて、燃料系における筒内噴射用インジェクタ１１０での要求燃料噴射量が大きくなると、出力指令値に対して、実際の燃料噴射が行なわれていないこととなり、燃焼ガスがリーンな状態が続くことになる。このように燃料系の学習値を算出する。
【００３５】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ３００は、学習値より、筒内噴射用インジェクタ１１０のデポジットがあるか否かを判定する。学習値に基づいて筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口５００にデポジットがあると判定されると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ４００へ移される。
【００３６】
Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０によるポート噴射と、筒内噴射用インジェクタ１１０による筒内噴射の割合を１００：０と設定する。
【００３７】
Ｓ４００にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジンＥＣＵ３００の内部のＲＯＭ３２０に記憶された噴き分けマップに応じて噴射割合を決定する。この噴射割合を示すマップは、たとえばエンジン１０の回転数と負荷率とにより定められている。
【００３８】
Ｓ５００にて、エンジンＥＣＵ３００は、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から燃料噴射を実行する。
【００３９】
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システムの動作について説明する。
【００４０】
エンジン１０が作動を開始すると燃料系の学習値がエンジンＥＣＵ３００のＲＡＭ３３０に蓄積される。このとき、筒内噴射用インジェクタ１１０に対する出力指令値（燃料噴射期間）や空燃比センサ４２０により検知された燃焼ガスの空燃比が記憶される。燃料系の学習値においてあまりにも筒内噴射用インジェクタ１１０に対する出力指令値が大きくなったり、空燃比センサ４２０にて検知された燃焼ガスの空燃比がリーンな状況が続くと、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口５００にデポジットがあると判定される（Ｓ２００にてＹＥＳ）。瞬時的な空燃比などを用いて筒内噴射用インジェクタ１１０のデポジットの有無を判定すると、空燃比補正による一時的な変動を認識して誤判定することがある。しかし、このように筒内噴射用インジェクタ１１０に対する出力指令値や空燃比センサ４２０により検知された燃焼ガスの空燃比を蓄積した学習値を用いることにより、一時的な変動に基づく誤判定の問題を解消し、デポジットがないにもかかわらずデポジットがあると判断して（Ｓ３００へ進み燃料を吸気通路噴射用インジェクタ１２０によるポート噴射のみにして）、筒内噴射用インジェクタ１１０を高温に晒すような機会を極力減少させることができる。
【００４１】
このような場合には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０によるポート噴射と、筒内噴射用インジェクタ１１０による筒内噴射との割合が１００：０に設定される（Ｓ３００）。このとき、筒内噴射用インジェクタ１１０はその作動が停止される。すなわち、エンジンＥＣＵ３００からＥＤＵを介して筒内噴射用インジェクタ１１０へ噴射指令信号が出力されない。その結果、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料供給が停止することによって、筒内噴射用インジェクタ１１０の先端部の噴口５００の温度が２００℃以上の高温まで上昇する。２００℃以上の高温まで噴口５００の温度が上昇すると、噴口５００に堆積していたデポジットが焼失する。その結果、筒内噴射用インジェクタ１１０の流量低下による出力低下や噴霧形状の変化に伴う燃焼の悪化が原因となるエンジン１０の性能の低下を回避することができる。
【００４２】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵにより筒内噴射用インジェクタの噴口にデポジットがあると判定された場合には筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射を停止させ吸気通路噴射用インジェクタ１２０により燃料を噴射するようにする。このため筒内噴射用インジェクタの噴口の温度が燃料による冷却作用を受けることができなくなり上昇する。噴口の温度が上昇することにより、噴口に堆積してデポジットを焼失させることができる。
【００４３】
なお、図４のＳ３００において、吸気通路噴射用インジェクタ１２０によるポート噴射と筒内噴射用インジェクタ１１０による筒内噴射の割合を１００：０とするとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口５００の温度が噴口５００に堆積したデポジットを焼失させるだけの温度に上昇するような筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量であればよい。したがって、本発明は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０によるポート噴射と筒内噴射用インジェクタ１１０による筒内噴射の割合が１００：０に限定されるものではない。
【００４４】
＜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について＞
図５および図６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５は、エンジン１０の温間用マップであって、図６は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００４５】
図５および図６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。
【００４６】
図５および図６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。
【００４７】
さらに、これらの図５および図６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５の温間時のマップを選択して、そうではないと図６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。
【００４８】
図５および図６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５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６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５のＮＥ（２）や、図６のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【００４９】
図５および図６を比較すると、図５に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図６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。
【００５０】
図５および図６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。
【００５１】
図５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。
【００５２】
図５および図６を比較すると、図６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。
【００５３】
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。
【００５４】
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】
【００５５】
【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】筒内噴射用インジェクタの断面図である。
【図３】筒内噴射用インジェクタ噴口温度とデポジット堆積量との関係を表す図である。
【図４】本発明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冷間時のＤＩ比率マップを表わす図である。
【符号の説明】
【００５６】
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、１２０  吸気通路噴射用インジェクタ、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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