(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、吸気通路噴射用インジェクタのデポジット形成を防止する。【解決手段】  ＥＣＵは、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の分担比率を算出するステップ（Ｓ１００）と、筒内噴射用インジェクタのみから燃料が噴射されていると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ＶＶＴバルブオーバラップ量を検知するステップ（Ｓ１２０）と、ＶＶＴバルブオーバラップがしきい値以上であると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射するステップ（Ｓ１４０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図３
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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、前記筒内から前記吸気通路へ燃焼ガスが吹き返す、内燃機関の制御装置であって、
前記第１の燃料噴射手段および前記第２の燃料噴射手段の一方の噴射停止を含んで、燃料を分担して噴射するように、燃料噴射手段を制御するための噴射制御手段と、
燃焼室から吸気系統への燃焼ガスの吹き返し状態に基づいて、前記第２の燃料噴射手段から噴射される燃料量を変更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】
前記制御手段は、前記噴射制御手段が前記第２の燃料噴射手段の噴射を停止させているときに、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】
前記内燃機関には可変バルブタイミング機構が設けられ、
前記制御手段は、前記可変バルブタイミング機構のバルブオーバラップ量を検知して、前記検知されたバルブオーバラップ量に基づいて、前記第２の燃料噴射手段から燃料を噴射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】
前記制御手段は、前記可変バルブタイミング機構のバルブオーバラップ量が予め定められたしきい値よりも大きいと、前記第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
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、ブローバイガスが前記第２の燃料噴射手段よりも上流側の吸気通路内に還流される、内燃機関の制御装置であって、
前記第１の燃料噴射手段および前記第２の燃料噴射手段の一方の噴射停止を含んで、燃料を分担して噴射するように、燃料噴射手段を制御するための噴射制御手段と、
還流されるブローバイガスの状態に基づいて、前記第２の燃料噴射手段から噴射される燃料量を変更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６】
前記制御手段は、前記噴射制御手段が前記第２の燃料噴射手段の噴射を停止させているときに、前記第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記還流されるブローバイガス中のオイル成分量を推定して、前記推定されたオイル成分量に基づいて、前記第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む、請求項５または６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記還流されるブローバイガス中のオイル成分量を推定して、前記推定されたオイル成分量が予め定められたしきい値よりも大きいと、前記第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む、請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記噴射制御手段は、前記制御手段により前記第２の燃料噴射手段により噴射される燃料の増量分を、前記第１の燃料噴射手段から噴射される燃料から減量して噴射するように、前記第１の燃料噴射手段を制御するための手段を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記第２の燃料噴射手段は、前記吸気通路の上流に向けて燃料を噴射するための手段を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記第２の燃料噴射手段における燃料噴射方向は、前記第２の燃料噴射手段の噴口から吸気通路の中心線に対して引いた垂線よりも上流側に設定される、請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
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１〜１１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、車両の内燃機関に関し、特に、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吸気通路噴射用インジェクタと、機関燃焼室内に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、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、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ（Variable Valve Timing）機構、以下ＶＶＴ機構と記載することがある）を備える場合がある。このＶＶＴ機構は、内燃機関の出力向上を目的として、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトや排気カムシャフトの開閉タイミングを可変とする機構である。このような可変バルブタイミング機構は、内燃機関の高回転時にはカムシャフトの回転位相差の調整によりバルブオーバーラップを小から大へ切り替えて出力トルクを向上させ、低回転時にはバルブオーバーラップを大から小へ切り替えて燃焼の安定性を維持させようとするものである。
【０００４】
上述した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とを備えた内燃機関においてＶＶＴ機構が設けられ、バルブオーバーラップが大きいときには、排気の還流（燃えかす等を含む吹き返し分のバックブローガス）が多くなることが考えられる。上記のような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内燃機関において、吸気通路噴射用インジェクタの噴口は通常燃焼室側（吸気通路の下流側）に向けて開口されている。このため、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止して、筒内噴射用インジェクタのみから燃料を噴射して内燃機関を運転しているときに、バルブオーバラップが大きくなると、バックブローガスが多くなり、そのバックブローガスが直接吸気通路噴射用インジェクタの噴口に当たるので、バックブローガスに含まれる燃えかす等により、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットを形成する可能性がある。ただし、ＶＶＴ機構を有さないでも、通常はバルブオーバラップが発生するので、このような吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットを形成する可能性がある。
【０００５】
さらに、内燃機関には、内燃機関のシリンダとピストンの隙間から吹き抜けるガスを大気中に放出せずに、再び吸気マニホールドを通してエンジンに導いて再燃焼させるブローバイガス還元機構が設けられている。ブローバイガスを再燃焼させることにより、炭化水素（ＨＣ）の低減が可能となるとともに、ＮＯｘの低減および燃費向上の効果が得られる。なお、ブローバイガス還元機構は、ＰＣＶ（Positive Clankcase Ventilation）機構ともいわれる。以下、ブローバイガスをＰＣＶブローバイガスと記載する場合がある。
【０００６】
上述した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とを備えた内燃機関においてＰＣＶ機構が設けられ、このブローバイガス中のオイル成分等が多い場合には、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にこのオイル成分等が付着して、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットを形成する可能性がある。
【０００７】
特開平１１−２９４２２５号公報（特許文献１）は、共用の燃料供給手段から燃料を各気筒へ分配する構成の燃料噴射装置において、低温始動時と高負荷時との双方で燃料供給手段からの燃料の分配が良好に行なうことができる内燃機関の燃料噴射装置を開示する。この内燃機関の燃料噴射装置は、各気筒に接続する吸気通路が分岐形成され、一端側から吸入空気が流入するコレクタを気筒列方向に延設するとともに、コレクタの吸入空気流入側に配設され、始動時には少なくとも吸入気流に対する下流方向に燃料を噴射し、所定の高負荷運転時には少なくとも吸入気流に対する上流方向に燃料を噴射する燃料供給手段を備える。
【０００８】
この内燃機関の燃料噴射装置によると、始動時、特にクランキング開始直後は、もともとコレクタ内に存在していた空気を各気筒が吸入することになるので、コレクタ上流側から下流方向に燃料噴射を行い、すなわち、もともとコレクタ内に存在していた空気全体に燃料噴霧を混合させることにより、良好な始動性を得ることができる。一方、高負荷運転時は、吸入気流に対向するように上流方向へ噴射することにより、吸入気流の流通断面上の広い範囲に燃料を分散させることが可能となり、吸入気流と燃料噴霧との混合が促進されて各気筒への燃料分配性が良好となる。
【０００９】
特開平１−１１７９０８号公報（特許文献２）は、ブローバイガス中のオイルミスト（オイル成分等）が起因する問題を解決する内燃機関のブローバイガス還流装置を開示する。内燃機関のブローバイガス還流装置は、スロットルバルブの直上流にスロットルバルブに向けて噴射口が開口されたインジェクタを有するインジェクションボディが、スロットルボディと一体に構成され、インジェクタを囲むインジェクションボディの空気通路の一側に、ホットワイヤ式のエアフローメータを設置させ、インジェクタを中間にしてエアフローメータと反対側の空気通路にブローバイガス還流通路を連通させるものにおいて、ブローバイガス還流通路の導出口を、インジェクタの噴射口から噴射される燃料の噴射領域より外れた位置で、かつ空気流の動圧が低い個所を選択して、空気流の上流側に向けて開口させるようにインジェクションボディ内の空気通路に突入して設ける。
【００１０】
この内燃機関のブローバイガス還流装置によると、インジェクションボディに形成した空気通路に対してブローバイガスを還流しても、ブローバイガス導出口は、エアフローメータが設置された側と反対側の空気通路に設けているので、還流されるブローバイガス中のオイルミストが、エアフローメータへもたらされることがない。また、ブローバイガス導出口は、インジェクタの噴射口から噴射される燃料の噴射領域より外れた位置であり、かつ空気流の上流側に向けて開口させているので、インジェクタから噴射されるガソリンを、ブローバイガス還流通路に吸い込むことがなくオイルダイリューションを起すおそれがない。さらに、ブローバイガス導出口は、インジェクションボディ内に形成した空気通路に対して空気流の動圧が低い個所に設けているため、空気抵抗になることが可及的に避けられ、相当量のブローバイガスを還流するのに足る大きさを確保できる。
【特許文献１】特開平１１−２９４２２５号公報
【特許文献２】特開平１−１１７９０８号公報（特許２５８２２６７号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した特許文献のいずれもが、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有する内燃機関を対象としたものではないので、以下のような問題を解決し得ない。すなわち、
１）吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止して、筒内噴射用インジェクタのみから燃料を噴射して内燃機関を運転しているときに、バルブオーバラップに起因するバックブローガスにより吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが形成されること、
２）ＰＣＶ機構におけるブローバイガス中のオイル成分等が多い場合には、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にこのオイル成分等が付着して、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットを形成すること、
の２つの問題である。
【００１２】
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であって、第２の燃料噴射手段の噴口にデポジットが形成されることを抑制することができる、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】
【００１３】
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、筒内から吸気通路へ燃焼ガスが吹き返す、内燃機関を制御する。この制御装置は、第１の燃料噴射手段および第２の燃料噴射手段の一方の噴射停止を含んで、燃料を分担して噴射するように、燃料噴射手段を制御するための噴射制御手段と、燃焼室から吸気系統への燃焼ガスの吹き返し状態に基づいて、第２の燃料噴射手段から噴射される燃料量を変更するための制御手段とを含む。
【００１４】
第１の発明によると、第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）からの燃料噴射を停止しているときや微小量しか噴射していないときであって、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）から燃料を噴射して内燃機関を運転しているときに、吸排気バルブのオーバラップに起因して発生する燃焼室から吸気系統への燃焼ガスの吹き返しガス（バックブローガス）により、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが形成されることがある。このために、噴射制御手段では吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を指示していないか、指示していても微小量であるが、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を増量して噴射して、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積しないように、バックブローガス中の燃えかす等を吹き飛ばすことができる。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であって、第２の燃料噴射手段の噴口にデポジットが形成されることを抑制することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１５】
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、噴射制御手段が第２の燃料噴射手段の噴射を停止させているときに、第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む。
【００１６】
第２の発明によると、第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）からの燃料噴射を停止して、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）のみから燃料を噴射して内燃機関を運転しているときに、吸排気バルブのオーバラップに起因して発生する燃焼室から吸気系統への燃焼ガスの吹き返しガス（バックブローガス）により、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが形成されることがある。このために、噴射制御手段では吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を指示していないが、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射して、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積しないように、バックブローガス中の燃えかす等を吹き飛ばすことができる。
【００１７】
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、内燃機関には可変バルブタイミング機構が設けられる。制御手段は、可変バルブタイミング機構のバルブオーバラップ量を検知して、検知されたバルブオーバラップ量に基づいて、第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む。
【００１８】
第３の発明によると、ＶＶＴバルブタイミング機構により吸排気バルブのオーバラップ量が大きいほどバックブローガスの量も大きくなる。このため、たとえば、バルブオーバラップ量が大きいほど、より長く、あるいはより多く、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射することにより、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積しないように、バックブローガス中の燃えかす等を吹き飛ばすことができる。
【００１９】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、制御手段は、可変バルブタイミング機構のバルブオーバラップ量が予め定められたしきい値よりも大きいと、第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む。
【００２０】
第４の発明によると、ＶＶＴバルブタイミング機構により吸排気バルブのオーバラップ量が予め定められたしきい値よりも大きいと、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積する可能性が高いので、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射することにより、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積することを防止できる。
【００２１】
第５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、ブローバイガスが第２の燃料噴射手段よりも上流側の吸気通路内に還流される、内燃機関を制御する。この制御装置は、第１の燃料噴射手段および第２の燃料噴射手段の一方の噴射停止を含んで、燃料を分担して噴射するように、燃料噴射手段を制御するための噴射制御手段と、還流されるブローバイガスの状態に基づいて、第２の燃料噴射手段から噴射される燃料量を変更するための制御手段とを含む。
【００２２】
第５の発明によると、第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）からの燃料噴射を停止しているときや微小量しか噴射していないときであって、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）から燃料を噴射して内燃機関を運転しているときに、ブローバイガスに含まれるオイル成分等により、吸気通路噴射用インジェクタの噴口が汚損されたり、さらにその汚損から噴口にデポジットが形成されることがある。このために、噴射制御手段では吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を指示していないか、指示していても微小量であるが、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を増量して噴射して、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積しないように、ブローバイガス中のオイル成分等を吹き飛ばすことができる。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であって、第２の燃料噴射手段の噴口にデポジットが形成されることを抑制することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００２３】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、制御手段は、噴射制御手段が第２の燃料噴射手段の噴射を停止させているときに、第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む。
【００２４】
第６の発明によると、第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）からの燃料噴射を停止して、第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）のみから燃料を噴射して内燃機関を運転しているときに、ブローバイガスに含まれるオイル成分等により、吸気通路噴射用インジェクタの噴口が汚損されたり、さらにその汚損から噴口にデポジットが形成されることがある。このために、噴射制御手段では吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を指示していないが、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射して、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積しないように、ブローバイガス中のオイル成分等を吹き飛ばすことができる。
【００２５】
第７の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第５または６の発明の構成に加えて、制御手段は、還流されるブローバイガス中のオイル成分量を推定して、推定されたオイル成分量に基づいて、第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む。
【００２６】
第７の発明によると、ブローバイガス中のオイル成分等が大きくなる。このため、たとえば、ブローバイガス中のオイル成分量が大きいほど、より長く、あるいはより多く、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射することにより、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積しないように、ブローバイガス中のオイル成分等を吹き飛ばすことができる。
【００２７】
第８の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第７の発明の構成に加えて、制御手段は、還流されるブローバイガス中のオイル成分量を推定して、推定されたオイル成分量が予め定められたしきい値よりも大きいと、第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するための手段を含む。
【００２８】
第８の発明によると、ブローバイガス中のオイル成分量が予め定められたしきい値よりも大きいと、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積する可能性が高いので、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射することにより、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが堆積することを防止できる。
【００２９】
第９の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、噴射制御手段は、制御手段により第２の燃料噴射手段により噴射される燃料の増量分を、第１の燃料噴射手段から噴射される燃料から減量して噴射するように、第１の燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【００３０】
第９の発明によると、筒内噴射用インジェクタからの噴射燃料量を、吸気通路噴射用インジェクタで増量した燃料分だけ減量して、内燃機関に供給される総燃料量を大きく変化させないで、内燃機関の運転状態を所望の状態に維持できる。
【００３１】
第１０の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜９のいずれかの発明の構成に加えて、第２の燃料噴射手段は、吸気通路の上流に向けて燃料を噴射するための手段を含む。
【００３２】
第１０の発明によると、吸気通路噴射用インジェクタは燃焼室側ではなく吸気通路の上流側に向けて燃料を噴射する。このため、バックブローガスが直接噴口に当たることがなくなり、バックブローガス中に含まれる燃えかす等によるデポジット形成を抑制できる。また、吸気通路噴射用インジェクタから噴射された燃料気流と、吸気気流とが互いに干渉して、混合気の霧化を促進できる。
【００３３】
第１１の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜９のいずれかの発明の構成に加えて、第２の燃料噴射手段における燃料噴射方向は、第２の燃料噴射手段の噴口から吸気通路の中心線に対して引いた垂線よりも上流側に設定されるものである。
【００３４】
第１１の発明によると、吸気通路噴射用インジェクタの噴口から吸気通路の中心線に対して引いた垂線よりも上流側に、吸気通路噴射用インジェクタの噴射方向が設定される。これにより、バックブローガスが直接噴口に当たることがなくなる。
【００３５】
第１２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜１１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。
【００３６】
第１２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、吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが形成されることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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。
【００３８】
＜第１の実施の形態＞
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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の上流側の内壁に向けて燃料を噴射する。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、以下のようにすることが考えられる。
【００５０】
このインテークマニホールド２０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燃えかす等が逆流する。吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口を下流側（燃焼室側）に向けると、この燃えかす等により吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが形成する可能性がある。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射方向（噴口）は、燃料室とは逆側の上流側に向けられている。
【００５１】
より詳しくは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射方向を吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口から吸気通路であるインテークマニホールド２０の中心線に対して引いた垂線よりも上流側に設定される。このようにすると、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口が燃焼室に向いていないので吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口に燃えかす等が堆積することによるデポジットの形成が抑制される。また、吸気上流に向けて、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射するので、燃料噴射方向と吸気方向とが逆方向になり、噴射燃料と吸気空気とが干渉し合い混合気の霧化が促進される。
【００５２】
また、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が設けられている。このくぼみ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ローカルリッチ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、ピストン１２３の頂部はこのような形状に限定されるものではない。
【００５３】
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。
【００５４】
本実施の形態においては、図２を用いて説明したように、吸気通路噴射用インジェクタ１１２の噴口を上流側に向けている。そのため、ＶＶＴ装置によるバルブオーバラップ量が大きいとバックブローガスが燃焼室から吸気系統に入り込む。バックブローガスが燃えかす等を含む場合には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口にデポジットが形成されるおそれがある。特に、エンジン１０が筒内噴射用インジェクタ１１０のみで運転しており、吸気通路噴射用インジェクタ１１０から燃料を噴射していないときに、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口から燃料を噴射していないので、デポジットが堆積されるおそれが強い。そのため、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみから燃料を噴射してエンジン１０を運転しているときにＶＶＴオーバラップ量が大きいと、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射して、バックブローガス中の燃えかす等によるデポジット形成を防止することが特徴である。
【００５５】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００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。
【００５６】
Ｓ１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、詳しくは後述するように、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との分担比率を算出する。これは、全噴射燃料の中の筒内噴射用インジェクタ１１０で噴射する燃料の比率として、噴き分け比率（以下、ＤＩ比率ｒと記載する場合がある）として算出される。
【００５７】
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、ＤＩ比率ｒが１であるか否かを判断する。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１０のみから燃料を噴射するか否かを判断する。ＤＩ比率ｒが１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）、この処理は終了する。
【００５８】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気バルブ１２２と排気バルブ１２３とのＶＶＴバルブオーバラップ量を検知する。Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、検知されたＶＶＴオーバラップ量がしきい値以上であるか否かを判断する。検知されたＶＶＴオーバラップ量がしきい値以上であると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、この処理は終了する。なお、エンジン１０がＶＶＴ装置を有さないで、バルブオーバラップを有する場合にはこのＳ１２０およびＳ１３０の処理は不要である。
【００５９】
Ｓ１４０にて、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。このとき、間欠噴射であっても、連続噴射であっても構わない。ただし、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料はエンジン１０の燃焼室内に導入されるので、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量を減量する等の処理を行なうことが好ましい。
【００６０】
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。
【００６１】
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を備えたエンジン１０の運転中においては、詳しくは後述するように、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との分担比率が算出される。これは、全噴射燃料の中の筒内噴射用インジェクタ１１０で噴射する燃料の比率として、噴き分け比率（ＤＩ比率ｒ）として算出される（Ｓ１１０）。
【００６２】
ＤＩ比率ｒが１の場合（すなわち、エンジン１０の燃焼室に供給される全燃料量が筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射される場合）、エンジン１０の運転状態に基づいて、ＶＶＴバルブオーバラップ量が検知される（Ｓ１２０）。
【００６３】
検知されたＶＶＴバルブオーバラップ量がしきい値以上であると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射して吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口にバックブローガス中に含まれる燃えかす等による吸気通路噴射用インジェクタのデポジットの形成を回避する。
【００６４】
以上のようにして、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を有するエンジンにおいて、吸気バルブと排気バルブとのオーバラップにより燃焼室から吸気系統にバックブローガスが逆流する場合、バックブローガス中に含まれる燃えかす等により吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットを形成するおそれがある。そのため、算出された噴き分けとは関係なく、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射して吸気通路噴射用インジェクタの噴口にデポジットが形成されることを抑制できる。
【００６５】
なお、上述のように吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射することに対応させて、この吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料量分だけ筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量を減量させる補正を行なうことも、燃焼室内の混合気の空燃比制御にとって有意義である。さらに、このときにエンジン１０の温度等に基づいて吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料の壁面付着量（燃焼室に導入されない量）を考慮して、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量を減量させる補正を行なうことも有意義である。
【００６６】
＜第２の実施の形態＞
図４を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御システムが制御する、ＰＣＶ装置が実装されたエンジン１０の断面について説明する。図４には、エンジン１０の軽負荷時の状態を示す。
【００６７】
図４に示すように、このエンジン１０は、主として、シリンダ１０４と、ピストン１２３と、クランクケース１０２と、シリンダヘッド１１６とから構成される。ＰＣＶブローバイガスは、ピストンリングとシリンダ１０４との隙間からクランクケース１０２へ漏れる混合ガスのことであって、このＰＣＶブローバイガスには多量の炭化水素や水分が含まれており、かつ強酸性であるため、あまり多いとエンジンオイルの劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、炭化水素が含まれているため、このまま大気に解放することは環境によくない。そのため、ＰＣＶブローバイガスはＰＣＶ管路１２２Ａ（軽負荷時）、ＰＣＶ管路１２２ＡおよびＰＣＶ管路１２２Ｂ（高負荷時）を通して、インテークマニホールド２０の負圧を利用して強制的に吸気系統へ戻されることになる。この軽負荷時におけるＰＣＶブローバイガスおよび新気の流れを矢印で示す。
【００６８】
軽負荷時においては、スロットルバルブ７０が閉じる傾向に制御されており、スロットルバルブ７０下流側のシリンダヘッド１１６側の負圧が大きくなっているので、ＰＣＶ管路１２２Ｂを通って新気が導入される。ＰＣＶ管路１２２Ｂを通って導入された新気はＰＣＶブローバイガスと混合されて、ＰＣＶバルブ１２２ＣおよびＰＣＶ管路１２２Ａを通って燃焼室に供給される。
【００６９】
吸気系にはスロットルバルブ７０が設けられている。スロットルバルブ７０にてエンジン１０へ供給される吸気の量が調整され、インテークマニホールド２０を、その量が調整された吸気が通って吸気バルブ１２２からエンジン１０の内部の燃焼室に供給される。供給された吸気により燃料が燃焼され、排気バルブ１２１およびエキゾーストマニホールド８０を介して燃焼ガスがエンジン外部に排出される。
【００７０】
ピストンリングとシリンダ１０４との隙間で発生したＰＣＶブローバイガスは、シリンダヘッド１１６内を通り、軽負荷時にはＰＣＶ管路１２２Ａを通って、高負荷時にはＰＣＶ管路１２２ＡおよびＰＣＶ管路１２２Ｂを通ってインテークマニホールド２０へと導かれる。ＰＣＶ管路１２２Ａには、ＰＣＶバルブ１２２Ｃが設けられている。このＰＣＶバルブ１２２Ｃは、インテークマニホールド２０における負圧により、ＰＣＶ流量が調整されるバルブであって、すなわち、図１に示すように、ＰＣＶ管路１２２Ａは、ＰＣＶバルブ１２２Ｃによりその流量が調節されてスロットルバルブ７０の下流側にＰＣＶブローバイガスを還元する。エンジン１０の高負荷時において、スロットルバルブ７０の開度が大きくなり負圧が高まるので、ＰＣＶ管路１２２Ｂには、スロットルバルブ７０の上流側に供給されるＰＣＶブローバイガスが流されて、ＰＣＶブローバイガスが還元される。
【００７１】
また、スロットルバルブ７０は、エンジンＥＣＵ３００からの制御デューティ信号により、その開度が調整される電磁弁であって、その開度によりエンジンに供給される流量が調節される。
【００７２】
さらに、ＰＣＶブローバイガスが前述のようなものであるので、ＰＣＶブローバイガスはオイル成分等を含み、かつ吸気系統に還流される。このため、ＰＣＶブローバイガスが還流されているときには、ＰＣＶブローバイガスの還流口は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０よりも上流側であるので、吸気管の壁面や吸気バルブ１２２の壁面や吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口にＰＣＶブローバイガスのオイル成分等が付着する。この状態においては、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口が、汚損されたオイル成分等でデポジットを形成する可能性がある。特に、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射することが休止されているときに、そのオイル成分等の汚損から、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口にデポジットを形成する可能性が高くなる。
【００７３】
本実施の形態においては、第１の実施の形態で説明したように、吸気通路噴射用インジェクタ１１２の噴口を上流側に向けている。そのため、ＰＣＶブローバイガスがオイル成分等を多く含む場合には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口を汚損するおそれがある。その汚損から吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口にデポジットが形成されるおそれがある。特に、エンジン１０が筒内噴射用インジェクタ１１０のみで運転しており、吸気通路噴射用インジェクタ１１０から燃料を噴射していないときに、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口を汚損するおそれやデポジットを形成するおそれが強い。そのため、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみから燃料を噴射してエンジン１０を運転しているときにＰＣＶガス中のオイル成分が多いと、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射して、汚損を防止することが特徴である。
【００７４】
図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００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。なお、図５のフローチャートの中で前述の図３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り返さない。
【００７５】
Ｓ２２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、ＰＣＶブローバイガス中のオイル成分を推定する。このとき、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン１０の各種状態量と、それら状態量に関連付けて記憶されたマップを用いてＰＣＶブローバイガス中のオイル成分を推定するようにしてもよい。また、クランクケース内の圧力が高いことに基づいて、ＰＣＶブローバイガス中のオイル成分が高いことを推定するようにしてもよい。
【００７６】
Ｓ２３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、推定されたオイル成分がしきい値以上であるか否かを判断する。推定されたオイル成分がしきい値以上であると（Ｓ２３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２３０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７７】
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。
【００７８】
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を備えたエンジン１０の運転中においては、詳しくは後述するように、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との分担比率が算出される。これは、全噴射燃料の中の筒内噴射用インジェクタ１１０で噴射する燃料の比率として、噴き分け比率（ＤＩ比率ｒ）として算出される（Ｓ１１０）。ＤＩ比率ｒが１の場合（すなわち、エンジン１０の燃焼室に供給される全燃料量が筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射される場合）、エンジン１０の運転状態に基づいて、ＰＣＶブローバイガス中のオイル成分が推定される（Ｓ２２０）。
【００７９】
推定されたＰＣＶブローバイガス中のオイル成分がしきい値以上であると（Ｓ２３０にてＹＥＳ）、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射して吸気通路噴射用インジェクタ１２０の噴口の汚損を回避する。
【００８０】
以上のようにして、ＰＣＶ装置を有し、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、ＰＣＶブローバイガス中のオイル成分が多いと推定されると、吸気系統において上流（ＰＣＶ還流口）に向けて噴口が開口している吸気通路噴射用インジェクタの噴口を汚損するおそれがある。そのため、算出された噴き分けとは関係なく、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射して吸気通路噴射用インジェクタがＰＣＶブローバイガスにより汚損されることを抑制できる。
【００８１】
なお、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様にして、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射する場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０からのエン量噴射量を減量補正するようにしてもよい。
【００８２】
＜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。
【００８３】
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（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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
＜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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
＜変形例＞
上述した第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせてもよい。すなわちＶＶＴ装置とＰＣＶ装置とを備え、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とで燃料噴射を分担するエンジンにおいて、ＶＶＴ装置による吸排気バルブのオーバラップ量がしきい値以上であって、かつ、ＰＣＶブローバイガスに含まれるオイル成分がしきい値以上であると、ＤＩ比率ｒが１であっても、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エンジンＥＣＵ３００により制御する。
【０１０１】
なお、上述した実施の形態においては、吸気通路噴射用インジェクタ１２０がインテークマニホールド２０の上流側へ向けて燃料を噴射する構成としたが、吸気通路噴射用インジェクタ１２０がインテークマニホールド２０の下流側（燃焼室側）へ向けて燃料を噴射する構成としてもよい。また、フローチャートにおけるＳ１１０の処理については、ＤＩ比率ｒが１未満であって、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から微小量の燃料が噴射されている場合でも、Ｓ１２０以降の処理またはＳ２２０以降の処理を行なうようにしてもよい。
【０１０２】
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】
【０１０３】
【図１】本発明の第１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】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン制御システムの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４】本発明の第２の実施の形態に係るエンジン制御システムで制御されるＰＣＶ装置を有するエンジンの断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るエンジン制御システムの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】
【０１０４】
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、１０２  クランクケース、１０４  シリンダ、１１０  筒内噴射用インジェクタ、１１２  気筒、１１６  シリンダヘッド、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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