(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、燃料蒸発ガスのパージ処理実行時の不具合を避ける。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、噴き分け率ｒが０でも１でもない場合、比率分担でパージ処理する場合には筒内噴射用インジェクタのパージ減量値をfpg×rとして、吸気通路噴射用インジェクタのパージ減量値をfpg×（1-r）として算出するステップ（Ｓ５２０）と、パージ減量値を用いて算出された筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量が最小噴射量を下回ると（Ｓ５５０にてＹＥＳ）、燃料噴射量を最小燃料噴射量まで上昇させて筒内噴射用インジェクタの補正燃料噴射量を算出するとともに、その上昇分を吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量から減算して吸気通路噴射用インジェクタの補正燃料噴射量を算出するステップ（Ｓ５６０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備え、燃料蒸発ガスのパージ処理を実行する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、
前記パージ処理の実行時に、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を、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させるように、燃料噴射手段を制御するためのパージ制御手段とを含み、
前記パージ制御手段は、燃料噴射が前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とで分担されている領域において、前記第１の燃料噴射手段の燃料噴射量および前記第２の燃料噴射手段の燃料噴射量の両方を変化させて、前記パージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を行なうように、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】
前記パージ制御手段は、前記第１の燃料噴射手段において補正される燃料噴射量と、前記第２の燃料噴射手段において補正される燃料噴射量とが均等になるように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記パージ制御手段は、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段との燃料噴射量の分担の割合に応じて、前記第１の燃料噴射手段における燃料噴射量および前記第２の燃料噴射手段における燃料噴射量が補正されるように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記パージ制御手段は、前記パージ燃料量を含む全供給燃料量に対する、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段との燃料噴射量の分担の割合を変化させないように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記パージ制御手段は、前記第１の燃料噴射手段における噴射時間に対する噴射量のリニアリティおよび前記第２の燃料噴射手段における噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できるように、前記パージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記パージ制御手段は、前記第１の燃料噴射手段の噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できない場合には、前記リニアリティが確保できる範囲で前記パージ燃料量に対応する燃料噴射量を補正して、燃料噴射量の補正の不足分を前記第２の燃料噴射手段を用いて行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む、請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
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１〜６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、燃料蒸発ガスのパージ処理を実行する際の制御に関する。
【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】
特開平５−２３１２２１号公報（特許文献１）は、このような内燃機関における、吸気通路噴射用インジェクタによる燃料噴射の開始時および停止時に機関出力トルクが変動するのを阻止する燃料噴射式内燃機関を開示する。この燃料噴射式内燃機関は、機関吸気通路内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射弁と、機関燃焼室内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射弁とを具備し、機関の運転状態が予め定められた運転領域内にあるときには第１燃料噴射弁からの燃料噴射を停止するとともに機関の運転状態が上記予め定められた運転領域外となったときには第１燃料噴射弁から燃料を噴射するようにした内燃機関において、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに吸気通路内壁面に付着する付着燃料量を推定しかつ第１燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに機関燃焼室内に流入する付着燃料の流入量を推定する手段を具備する。第１燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに第２燃料噴射弁からの噴射燃料量を上記付着燃料量だけ増量補正するとともに、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに第２燃料噴射弁からの噴射燃料量を上記流入量だけ減量補正する。
【０００４】
この燃料噴射式内燃機関によると、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに第２燃料噴射弁からの噴射燃料量を付着燃料量だけ増量補正することによって実際に機関燃焼室内に供給される燃料量が要求燃料量となり、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに第２燃料噴射弁からの噴射燃料量を流入量だけ減量補正することによって実際に機関燃焼室内に供給される燃料量が要求燃料量となる。その結果、第１燃料噴射弁からの燃料噴射の開始時および停止時に機関出力トルクが変動するのを阻止することができる。
【特許文献１】特開平５−２３１２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、内燃機関を搭載した車両においては、燃料タンク等からの蒸発燃料（ペーパ）をキャニスター等の捕集装置に一時的に吸着し、内燃機関の運転状態に応じてキャニスター等の捕集装置に吸着されていた燃料蒸発ガスをパージして内燃機関の吸気系に導入することにより、燃料蒸発ガスが大気に放散されることを防止している。
【０００６】
このように、燃料蒸発ガスをパージして内燃機関の吸気系に導入するパージ処理の実行時においては、パージされる燃料蒸発ガスの濃度、いわゆるパージガス濃度とその流量とに依存するパージ燃料量がインジェクタから噴射される燃料量に加えて機関に導入される。この結果、空燃比の変動を生じ燃焼が悪化することから、このようなパージ処理を実行する際には、燃料噴射量の補正を実行して、内燃機関の性能の低下やエミッションの悪化という問題を避けることが要求される。
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１には、このようなパージ処理の実行の際における燃料噴射量の補正についての記載がない。そのため、特許文献１に開示された燃料噴射式内燃機関によると、第１燃料噴射弁からの燃料噴射の開始時および停止時に機関出力トルクが変動することを阻止できても、パージ処理実行時の問題（たとえばデポジットの付着による性能低下、空燃比の変動によるエミッション悪化）を解決し得ない。
【０００８】
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、パージ処理実行の際の内燃機関の性能低下やエミッションの悪化を避けることができる、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】
【０００９】
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、燃料蒸発ガスのパージ処理を実行する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、パージ処理の実行時に、導入されるパージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とで分担させるように、燃料噴射手段を制御するためのパージ制御手段とを含む。このパージ制御手段は、燃料噴射が第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とで分担されている領域において、第１の燃料噴射手段の燃料噴射量および第２の燃料噴射手段の燃料噴射量の両方を変化させて、パージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【００１０】
第１の発明によると、パージ制御手段により、パージ処理が実行される際において、第１の燃料噴射手段（たとえば筒内噴射用インジェクタ）から噴射される燃料噴射量も、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）から噴射される燃料噴射量も変化させて、いずれのインジェクタからの燃料噴射を停止させないようにする。これにより、パージ処理を実行しても、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ことがないので、パージ処理実行の際の混合気の不均質性に伴う過渡期等における燃焼不安定の発生がない。筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止させることがないので、筒内噴射用インジェクタの先端温度が上昇して噴口にデポジットが堆積することがない。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、パージ処理実行の際の内燃機関の性能低下を避けることができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１１】
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、パージ制御手段は、第１の燃料噴射手段において補正される燃料噴射量と、第２の燃料噴射手段において補正される燃料噴射量とが均等になるように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【００１２】
第２の発明によると、パージ処理の実行時には、筒内噴射用インジェクタにおける燃料補正量と、吸気通路噴射用インジェクタにおける燃料補正量とが、均等になるようにしてパージ燃料量に対応する燃料噴射量分を補正して、全体としての空燃比制御を満足させることができる。このため、エミッションの悪化を防止でき、またデポジットの付着による機関性能の低下を防止できる。
【００１３】
第３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、パージ制御手段は、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段との燃料噴射量の分担の割合に応じて、第１の燃料噴射手段における燃料噴射量および第２の燃料噴射手段における燃料噴射量が補正されるように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【００１４】
第３の発明によると、パージ処理の実行時には、筒内噴射用インジェクタにおける燃料補正量と、吸気通路噴射用インジェクタにおける燃料補正量とが、分担比率に応じてパージ燃料量に対応する燃料噴射量分を補正して、全体としての空燃比制御を満足させることができる。このため、エミッションの悪化を防止でき、またデポジットの付着による機関性能の低下を防止できる。
【００１５】
第４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、パージ制御手段は、パージ燃料量を含む全供給燃料量に対する、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段との燃料噴射量の分担の割合を変化させないように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【００１６】
第４の発明によると、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの燃料噴射量の分担の割合を変化させないで、パージ処理の前後で同じ燃焼状態を維持することができる。
【００１７】
第５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、パージ制御手段は、第１の燃料噴射手段における噴射時間に対する噴射量のリニアリティおよび第２の燃料噴射手段における噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できるように、パージ燃料量に対応する燃料噴射量の補正を行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【００１８】
第５の発明によると、第１の燃料噴射手段の一例である、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量をパージ燃料量に対応して減量させると最小燃料噴射量近傍まで減少させてしまうと、燃料噴射期間に対する実噴射量の関係におけるリニアリティがない領域に入る場合がある。同じように、第２の燃料噴射手段の一例である、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射量をパージ燃料量に対応して減量させると最小燃料噴射量近傍まで減少させてしまうと、燃料噴射期間に対する実噴射量の関係におけるリニアリティがない領域に入る場合がある。このような場合には、筒内噴射用インジェクタにおける噴射時間に対する噴射量のリニアリティおよび吸気通路噴射用インジェクタにおける噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できるように、パージ燃料量に対応する燃料噴射量を補正する。これにより、正確に燃料を噴射することができ、正確な空燃比制御を実現することができる。
【００１９】
第６の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、パージ制御手段は、第１の燃料噴射手段の噴射時間に対する噴射量のリニアリティが確保できない場合には、リニアリティが確保できる範囲でパージ燃料量に対応する燃料噴射量を補正して、燃料噴射量の補正の不足分を第２の燃料噴射手段を用いて行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。
【００２０】
第６の発明によると、第１の燃料噴射手段の一例である、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量を最小燃料噴射量近傍まで減少させてしまうと、燃料噴射期間に対する実噴射量の関係におけるリニアリティがない領域に入る場合がある。このような場合には、筒内噴射用インジェクタでリニアリティが確保できる範囲でパージ燃料量に対応する燃料噴射量を補正して、燃料噴射量の補正の不足分を吸気通路噴射用インジェクタを用いて行なう。このようにすると、これにより、筒内噴射用インジェクタから正確に燃料を噴射することができ、正確な空燃比制御を実現することができる。
【００２１】
第７の発明に係る制御装置においては、第１〜６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７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、パージ処理実行の際の混合気の不均質性に伴う過渡期等における燃焼不安定の発生や、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射が停止することにより温度が上昇して噴口にデポジットが堆積することを回避できる、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】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
一方、燃料タンク２００に発生する燃料蒸発ガスを捕集する捕集容器であるキャニスタ２３０が、ペーパ通路２６０を介して燃料タンク２００に接続されており、さらにキャニスタ２３０はそこに捕集された燃料蒸発ガスをエンジン１０の吸気系に供給するためのパージ通路２８０に接続されている。そして、パージ通路２８０は、吸気ダクト４０のスロットルバルブ７０下流に開口されたパージポート２９０に連通されている。キャニスタ２３０の内部には、周知のように、燃料蒸発ガスを吸着する吸着剤（活性炭）が充填されており、パージ中にキャニスタ２３０内に逆止弁を介して大気を導入するための大気通路２７０が設けられている。さらに、パージ通路２８０には、パージ量を制御するパージ制御弁２５０が設けられており、このパージ制御弁２５０の開度がエンジンＥＣＵ３００によりデューティ制御されることで、キャニスタ２３０内でパージ処理される燃料蒸発ガス量、ひいてはエンジン１０に導入される燃料量（以下、パージ燃料量と記載する。）が制御されるように構成されている。
【００３５】
このエンジン１０は、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料を分担して噴射する。エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される、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、直噴比率、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。このようなマップは、たとえば、エンジン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の分担比率が直噴比率（ＤＩ比率ｒ）として百分率で示されている。
【００３６】
エンジン回転数と負荷率とにより定まる運転領域ごとに、直噴比率（ＤＩ比率ｒ）が設定されている。「直噴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（ｒ＝１．０、ｒ＝１００％）であることを意味し、「直噴０〜２０％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射が、全噴射量の０〜２０％である領域（ｒ＝０〜０．２）であることを意味している。たとえば、「直噴４０％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０から全噴射量の４０％が噴射され、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から全噴射量の６０％が噴射されることを示す。なお、このようなマップの詳細については後述する。
【００３７】
図２を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００３８】
図２に示すフローチャートは、エンジン１０が始動された後、たとえば燃料ゲージの現在の燃料計値とエンジン停止時に記録されていた燃料計値とが比較演算されることによる給油の有無の判断および／またはエンジン停止中の気温の推移などに基づき、キャニスタ２３０内に捕集されている燃料蒸発ガス量が推定され、パージ処理が必要であるか否かが求められる。そして、パージ処理が必要であり、かつ可能であるとされたときに、図３に示すフローチャートによるパージガス濃度検出およびパージ処理実行制御ルーチンが開始される。このパージ処理が可能であるときとは、たとえばエンジン１０の吸入負圧が十分に発生している低速低負荷運転状態を挙げることができる。
【００３９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）３００にて、エンジンＥＣＵ３００は、パージ制御弁２５０を小開度状態で瞬時開くように制御する。パージ制御弁２５０が小開度で開かれると、燃料蒸発ガスを含むパージガスがパージ通路２８０およびパージポート２９０を介してエンジン１０に導入される。
【００４０】
Ｓ３１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、空燃比センサ４２０によりパージガスが導入されたときの燃焼ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する。
【００４１】
Ｓ３２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、検出された空燃比（Ａ／Ｆ）に基づき、パージガス濃度を求める。詳しくは、パージガス導入前の空燃比に対し導入後の空燃比はリッチになるので、そのリッチの度合からパージガス濃度を求める。この両者の関係は、予め実験で求められマップ化されてＲＯＭ３２０に記憶されている。そして、求められたこのパージガス濃度は、ＲＡＭ３３０に記憶される。
【００４２】
Ｓ３３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、ＲＡＭ３３０に記憶されたパージガス濃度に基づき、エンジン１０に導入されるパージ燃料量が一定となるようにパージ制御弁２５０の開度を所定時間デューティ制御することにより、パージ制御を実行する。Ｓ３４０にて、エンジンＥＣＵ３００は、Ｓ３３０における処理中においてはパージ制御実行フラグをオン状態にセットする。
【００４３】
なお、パージ燃料量とはパージガス中に含まれる燃料量を意味し、運転状態の変動に伴う吸入負圧の変化にかかわらず一定となるように、パージ制御弁２５０の開度がデューティ制御されてパージガス流量が制御される。このときのデューティ比についても、パージガス濃度および吸入負圧をパラメータとして、予め実験で求められマップ化されてＲＯＭ３２０に記憶されている。
【００４４】
図３を参照して、パージ制御が実行されているときに、パージ燃料量を補正するプログラムの制御構造について説明する。図３に示す制御プログラムは所定時間ごとまたは所定のクランク角度ごとに実行される。
【００４５】
Ｓ４００にて、エンジンＥＣＵ３００は、パージ制御実行フラグがオン状態であるか否かを判断する。パージ制御実行フラグがオン状態であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ４１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、この処理は終了する。  
【００４６】
Ｓ４１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、噴き分け率（ＤＩ比率）ｒを算出する。このとき、図２に示すマップを用いて、噴き分け率（ＤＩ比率）ｒが算出される。
【００４７】
Ｓ４２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０（ＤＩ）、吸気通路噴射用インジェクタ１２０（ＰＦＩ）の基本噴射量を算出する。このとき、筒内噴射用インジェクタ１１０の基本噴射量taudbは、
taudb＝r×EQMAX×klfwd×fafd×kgd×kpr  …（１）
により算出される。また、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の基本噴射量taupbは、  taupb＝k×（１−r）×EQMAX×klfwd×fafp×kgp  …（２）
として算出される。上記した（１）式および（２）式において、ｒは噴き分け率（ＤＩ比率）であって、EQMAXは最大噴射量であって、klfwdは負荷率であって、fafdおよびfafpはストイキ状態のフィードバック係数であって、kgdは筒内噴射用インジェクタ１１０の学習値であって、kprは燃圧に応じた変換係数であって、kgpは吸気通路噴射用インジェクタ１２０の学習値である。
【００４８】
Ｓ４３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、ＤＩ比率ｒが０であるか否かを判断する。ＤＩ比率ｒが０であると（Ｓ４３０にてＹＥＳ）、処理はＳ４４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ４３０にてＮＯ）、処理はＳ４６０へ移される。
【００４９】
Ｓ４４０にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０側のパージ減量算出値fpgpに、上述したパージ燃料量に対応するパージ補正値fpgを代入する。
なお、筒内噴射用インジェクタ１１０のパージ減量算出値fpgdには０が代入される。Ｓ４５０にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最終噴射量taupを算出する。このとき、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最終燃料噴射量taupは、
taup＝taupb−fpgp＋tauv  …（３）
により算出される。上記した（３）式において、tauvは無効噴射量である。
【００５０】
Ｓ４６０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。ＤＩ比率ｒが１であると（Ｓ４６０にてＹＥＳ）、処理はＳ４７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ４６０にてＮＯ）、処理はＳ５００へ移される。
【００５１】
Ｓ４７０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０側のパージ減量算出値fpgdにfpgを代入する。なお、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のパージ減量算出値fpgpには０が代入される。
【００５２】
Ｓ４８０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０の最終噴射量taudを算出する。このとき、筒内噴射用インジェクタ１１０の最終噴射量taudは、
taud＝taudb−fpgd  …（４）
パージ減量算出値についてまとめると、
ＤＩ比率ｒ＝１のとき  fpgd＝fpg（fpgp＝０）…（５）
ＤＩ比率ｒ＝０のとき  fpgp＝fpg（fpgd＝０）…（６）
となる。
【００５３】
Ｓ５００にて、エンジンＥＣＵ３００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とで燃料が噴き分けられている場合（０＜ＤＩ比率ｒ＜１）のパージ処理量の計算処理を行なう。
【００５４】
図４を参照して、図３のＳ５００のパージ処理量の計算処理について説明する。
【００５５】
Ｓ５１０にて、エンジンＥＣＵ３００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、パージ量の分担が比率分担であるのか均等分担であるのかを判断する。このとき、たとえば、予めいずれの分担（比率、均等）で行なうのかが決定されてメモリに記憶されているものと想定する。比率分担である場合には（Ｓ５１０にて比率）、処理はＳ５２０へ移される。均等分担である場合には（Ｓ５１０にて均等）、処理はＳ５３０へ移される。
【００５６】
Ｓ５２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０のパージ減量算出値fpgdおよび吸気通路噴射用インジェクタ１２０のパージ減量算出値fpgpを算出する。このとき、
fpgd＝fpg×ｒ          …（７）
fpgp＝fpg×（１−ｒ）  …（８）
により算出される。
【００５７】
Ｓ５３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０のパージ減量算出値fpgdおよび吸気通路噴射用インジェクタ１２０のパージ減量算出値fpgpを算出する。このとき、
fpgd＝fpg×１／２  …（９）
fpgp＝fpg×１／２  …（１０）
により算出される。なお、均等でないことをも許容すれば、乗算値は１／２以外の定数であってもよい。
【００５８】
Ｓ５４０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の燃料噴射量taud(1)、taup(1)を算出する。このとき、
taud(1)＝taudb−fpgd        …（１１）
taup(1)＝taupb−fpgp＋tauv  …（１２）
により算出される。
【００５９】
Ｓ５５０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量taud(1)が筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量taumin(d)よりも小さいか否かを判断する。この最小燃料噴射量taumin(d)は、筒内噴射用インジェクタ１１０において、燃料噴射時間と噴射される燃料量との間にリニアリティが確保される最小の燃料噴射量である。すなわち、この最小燃料噴射量taumin(d)よりも小さい燃料量を噴射することが、噴射時間により制御することが困難であることを示す。筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量taud(1)が筒内噴射用インジェクタ１１０の最小燃料噴射量taumin(d)よりも小さいと（Ｓ５５０にてＹＥＳ）、処理はＳ５６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ５５０にてＮＯ）、処理はＳ５７０へ移される。
【００６０】
Ｓ５６０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０の補正燃料噴射量taud(2)および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の補正燃料噴射量taup(2)を算出する。このとき、
taud(2)＝taumin(d)            …（１３）
taup(2)＝taup(1)−Δtau(d)    …（１４）
Δtau(d)＝taumin(d)−taud(1)  …（１５）
により算出される。その後、処理はS６００へ移される。
【００６１】
Ｓ５７０にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量taup(1)が吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小燃料噴射量taumin(p)よりも小さいか否かを判断する。この最小燃料噴射量taumin(p)は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０において、燃料噴射時間と噴射される燃料量との間にリニアリティが確保される最小の燃料噴射量である。すなわち、この最小燃料噴射量taumin(p)よりも小さい燃料量を噴射することが、噴射時間により制御することが困難であることを示す。吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量taup(1)が吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小燃料噴射量taumin(p)よりも小さいと（Ｓ５７０にてＹＥＳ）、処理はＳ５８０へ移される。もしそうでないと（Ｓ５７０にてＮＯ）、処理はＳ５９０へ移される。
【００６２】
Ｓ５８０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０の補正燃料噴射量taud(2)および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の補正燃料噴射量taup(2)を算出する。このとき、
taud(2)＝taud(1)−Δtau(p)    …（１６）
taup(2)＝taumin(p)            …（１７）
Δtau(p)＝taumin(p)−taup(1)  …（１８）
により算出される。その後、処理はS６００へ移される。
【００６３】
Ｓ５９０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の最終燃料噴射量taud、taupを算出する。このとき、筒内噴射用インジェクタ１１０の最終噴射量taudにはtaud(1)が代入され、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最終噴射量taupにはtaup(1)が代入される。
【００６４】
Ｓ６００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の最終燃料噴射量taud、taupを算出する。このとき、筒内噴射用インジェクタ１１０の最終噴射量taudにはtaud(2)が代入され、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最終噴射量taupにはtaup(2)が代入される。
【００６５】
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により実行されるエンジン１０のパージ処理時の噴き分け制御について説明する。以下の説明では、パージ処理の実行時について説明する。
【００６６】
予め定められたマップに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け制御が行なわれている場合において（いずれかのインジェクタのみから燃料が噴射されている場合を含む）、パージ処理が実行された場合（Ｓ４００にてＹＥＳ）、ＤＩ比率ｒが０であると（Ｓ４３０にてＹＥＳ）、パージ減量算出値fpgpにfpgが代入され（Ｓ４４０）、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の基本噴射量taupbからパージ減量算出値fpgpが減算されて吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最終燃料噴射量taupが算出される（Ｓ４５０）。ＤＩ比率ｒが１であると（Ｓ４３０にてＮＯ、Ｓ４６０にてＹＥＳ）、パージ減量算出値fpgdにfpgが代入され（Ｓ４７０）、筒内噴射用インジェクタ１１０の基本噴射量taudbからパージ減量算出値fpgdが減算されて筒内噴射用インジェクタ１１０の最終燃料噴射量taudが算出される（Ｓ４８０）。
【００６７】
ＤＩ比率ｒが１００％ではなく０％でもない場合においては（Ｓ４３０にてＮＯ、Ｓ４６０にてＮＯ）、すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで噴き分けが行なわれている場合（０＜ＤＩ比率ｒ＜１．０）の場合には、パージ処理量計算処理が実行される（Ｓ５００）。
【００６８】
パージ減量をＤＩ比率ｒで分担する場合には（Ｓ５１０にて比率）、筒内噴射用インジェクタ１１０のパージ減量算出値fpgdをfpg×ｒとして、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のパージ減量算出値fpgpをfpg×（１−ｒ）として、それぞれ算出される（Ｓ５２０）。
【００６９】
パージ減量を均等に分担する場合には（Ｓ５１０にて均等）、筒内噴射用インジェクタ１１０のパージ減量算出値fpgdをfpg×１／２として、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のパージ減量算出値fpgpをfpg×１／２として、それぞれ算出される（Ｓ５３０）。
【００７０】
筒内噴射用インジェクタ１１０のパージ減量算出値fpgdと吸気通路噴射用インジェクタ１２０のパージ減量算出値fpgpとを用いて、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量taud(1)がtaudb−fpgdにより、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量taup(1)がtaupb−fpgp＋tauvにより、それぞれ算出される（Ｓ５４０）。
【００７１】
このときの状態を図５に示す。図５の「パージありの本発明（１）」に対応するのがパージ減量をＤＩ比率ｒで分担する場合であって、「パージありの本発明（２）」に対応するのがパージ減量を均等に分担する場合である。
【００７２】
図５に示すように、いずれの場合であっても、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量からもパージ燃料量に対応するパージ補正値が減量されるとともに、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射量からもパージ補正値が減量される。このため、いずれのインジェクタ（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）からの燃料噴射が停止することがない。このように双方のインジェクタを用いてパージ処理を行なうことによる効果として、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料と空気との混合気の均質性を確保できるとともに、筒内噴射用インジェクタ１１０の温度が過度に上昇してしまうことがなく筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積することがないことが挙げられる。
【００７３】
さらに、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量taud(1)や吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量taup(1)が、それぞれの最小燃料噴射量（taumin(d)、taumin(p)）を下回った場合について説明する。
【００７４】
筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量taud(1)が筒内噴射用インジェクタ１１０の最小燃料噴射量taumin(d)を下回った場合（Ｓ５５０にてＹＥＳ）、このままでは、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射される燃料が少な過ぎて燃料噴射量taud(1)だけを正確に噴射できない。このため、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量を、筒内噴射用インジェクタ１１０の最小燃料噴射量taumin(d)まで上昇させてtaud(2)とする。このとき、Δtau(d)（＝taumin(d)−taud(1)）分だけ燃料噴射量が上昇されて、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量taud(2)が最小燃料噴射量taumin(d)になる。このため、この上昇分であるΔtau(d)分だけ吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量taup(1)から減量して、taup(2)（＝taup(1)−Δtau(d)）とする（Ｓ５６０）。
【００７５】
このときの状態を図６に示す。図６の「パージありの本発明（２）」のようにパージ減量を均等分担させた場合に、たとえば、ＤＩ比率ｒが小さくて、パージ燃料量に対応するパージ補正値fpgが大きいと、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量taud(1)が筒内噴射用インジェクタ１１０の最小燃料噴射量taumin(p)を下回る。このため、図６の「パージありの本発明（３）」のように筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量を最小燃料噴射量taumin(d)まで上昇させて、上昇させたΔtau(d)分だけ、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量taup(1)をtaup(2)まで減量する。
【００７６】
さらに、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量taup(1)が吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小燃料噴射量taumin(p)を下回った場合（Ｓ５７０にてＹＥＳ）、このままでは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射される燃料が少な過ぎて燃料噴射量taup(1)だけを正確に噴射できない。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量を、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小燃料噴射量taumin(p)まで上昇させてtaup(2)とする。このとき、Δtau(p)（＝taumin(p)−taup(1)）分だけ燃料噴射量が上昇されて、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量taup(2)が最小燃料噴射量taumin(p)になる。このため、この上昇分であるΔtau(p)分だけ筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量taud(1)から減量して、taud(2)（＝taud(1)−Δtau(p)）とする（Ｓ５８０）。
【００７７】
以上のようにして、パージ処理により燃料噴射量を減量すると、燃料噴射量がいずれかのインジェクタの最小燃料噴射量を下回る場合には、その下回った方のインジェクタにおける燃料噴射量を最小燃料噴射量まで上昇させるとともに、他方のインジェクタにおける燃料噴射量をパージ補正値に加えてさらに減量させる。このようにすると、燃料噴射時間と燃料噴射量とがリニアリティを有する領域内で、パージ処理を実行することができる。このため、正確に燃料を供給することができ、正確な空燃比制御を実行することができる。なお、双方のインジェクタにおいてパージ処理を行なわせた時の発現する効果は、前述の通りである。
【００７８】
＜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。
【００７９】
図７および図８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７は、エンジン１０の温間用マップであって、図８は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００８０】
図７および図８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。
【００８１】
図７および図８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。
【００８２】
さらに、これらの図７および図８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７の温間時のマップを選択して、そうではないと図８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。
【００８３】
図７および図８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７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８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７のＮＥ（２）や、図８のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【００８４】
図７および図８を比較すると、図７に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図８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。
【００８５】
図７および図８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。
【００８６】
図７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。
【００８７】
図７および図８を比較すると、図８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。
【００８８】
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。
【００８９】
＜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。
【００９０】
図９および図１０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９は、エンジン１０の温間用マップであって、図１０は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００９１】
図９および図１０を比較すると、以下の点で図７および図８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９および図１０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９および図１０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。
【００９２】
なお、図７〜図１０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。
【００９３】
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。
【００９４】
また、図７〜図１０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。
【００９５】
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。
【００９６】
さらに、エンジン１０の温度によらず（すなわち、温間時および冷間時のいずれの場合であっても）、オフアイドル時（アイドルスイッチがオフの場合、アクセルペダルが踏まれている場合）には、図７または図９に示す温間マップを用いるようにしてもよい（冷間温間を問わず、低負荷領域において筒内噴射用インジェクタ１１０を用いる）。
【００９７】
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】
【００９８】
【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】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（その１）である。
【図３】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（その２）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（その３）である。
【図５】パージ処理実行時の燃料噴射量の比較を示す図（その１）である。
【図６】パージ処理実行時の燃料噴射量の比較を示す図（その２）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温間時の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冷間時のＤＩ比率マップを表わす図（その１）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温間時のＤＩ比率マップを表わす図（その２）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】
【００９９】
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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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