(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を円滑に始動する。【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を備えたエンジンの始動時に、前回のエンジン停止時におけるクランクシャフト２００の回転角に基づいて、初回の圧縮行程でのプレイグニッション（過早点火）の危険性を判定する。プレイグニッションの危険性が高い場合には、通常のエンジン始動のための吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射に加えて、燃焼室１０７内の空燃比が着火可能範囲を外れる（オーバリッチ化）ように設定された筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射を追加的に実行する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段および吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段を気筒に備える内燃機関の制御装置であって、
前記第１および第２の燃料噴射手段からの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関の前回停止時におけるピストンの停止位置に基づいて、当該気筒の初回の圧縮行程での過早点火の危険性を検知する過早点火検知手段とを備え、
前記燃料噴射制御手段は、
前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第１および第２の燃料噴射手段の一方から噴射させる始動時制御手段と、
前記過早点火検知手段により前記過早点火の危険性が検知されたときに、前記第１および第２の燃料噴射手段の他方から、前記燃焼室内の空燃比が燃焼可能範囲を外れるように設定された所定量の燃料噴射を行なう過早点火回避手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記始動時制御手段は、冷間時での内燃機関始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第２の燃料噴射手段から噴射させ、
前記過早点火回避手段は、前記冷間時での内燃機関始動時に、前記過早点火検知手段により前記過早点火の危険性が検知されたときに、前記初回の圧縮行程において前記第１の燃料噴射手段から前記所定量の燃料噴射を行なう、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記過早点火検知手段は、前記内燃機関の前回停止時におけるクランク角度センサ出力から前記ピストンの停止位置を推定して、過早点火の危険性を検知する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は複数個の前記気筒を備え、
前記過早点火検知手段は、前記複数個の気筒のうちから、過早点火の危険性が高い気筒を選択的に特定する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
燃焼室内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段および吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段を気筒に備える内燃機関の制御装置であって、
前記第１および第２の燃料噴射手段からの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記燃焼室内の温度に基づいて当該気筒でのノッキング発生の危険性を検知するノッキング検知手段とを備え、
前記燃料噴射制御手段は、
前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第１および第２の燃料噴射手段の少なくとも一方から噴射させる始動時制御手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記ノッキング検知手段により前記過早点火の危険性が検知されたときに動作して、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高められるように前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射を設定するノッキング回避手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記始動時制御手段は、温間時での内燃機関始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第１の燃料噴射手段から噴射し、
前記ノッキング回避手段は、前記温間時での前記内燃機関始動時に、前記第１の燃料噴射手段から燃料噴射を圧縮行程に行なうように設定する、請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射制御手段は、前記ノッキング回避手段の動作時に、前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量を前記ノッキング回避手段の非動作時よりも増量する始動時燃料噴射補正手段をさらに含む、請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射制御手段は、前記ノッキング回避手段の動作時に、前記第１の燃料噴射手段からの前記内燃機関の運転に必要な燃料量の噴射に加えて、前記第２の燃料噴射手段からの所定量の燃料噴射をさらに行なう始動時燃料噴射補正手段をさらに含む、請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記ノッキング検知手段は、前記内燃機関の冷却水温および吸気温度の少なくとも一方に基づいて、前記ノッキング発生の危険性を検知する、請求項５から８のいずれか１項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】
この発明は、内燃機関の制御装置に関し、より特定的には、筒内（燃焼室内）に燃料を噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）と吸気通路および／または吸気ポート内に向けて燃料噴射する第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おける始動時の燃料噴射制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に直接燃料噴射する筒内噴射用インジェクタと、各気筒の吸気ポート（吸気通路）に燃料噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを有する構成の内燃機関が提案されている。このような内燃機関の均質燃焼運転時には、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の両者を使い分けて燃料噴射を実行する制御装置が提案されている（たとえば特許文献１）。特に、特許文献１に示された構成では、筒内噴射用インジェクタの先端温度上昇によるデポジット堆積が発生することを抑制するように、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射を確保することが開示されている。
【０００３】
一方、低温時には気筒内における燃料の霧化が促進されにくいために、筒内噴射用インジェクタから燃料噴射すれば、燃料が機関ピストンの頂面や気筒内周面に多量に付着してしまう傾向がある。この付着燃料の影響により、黒鉛の発生や未燃成分の増大による排気性状の悪化、あるいは、機関ピストン潤滑油との混合による潤滑性能の低下を招く可能性がある。したがって、機関冷間時には、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射は避けることが好ましい。
【特許文献１】特開２００２−３６４４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、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する内燃機関では、両インジェクタ間での燃料噴射分担比率を、エンジン条件（温度・回転数・負荷等）に応じて設定することになる。特にエンジン始動時にはエンジン出力が小さいため、エンジン温度に応じて燃料噴射分担比率を適正に設定する必要がある。
【０００５】
しかしながら、機関冷間時でのエンジン始動では、内燃機関の運転停止時に筒内噴射用インジェクタから滲み出した燃料等による筒内残留燃料などにより、ピストン始動時の圧縮動作によって点火タイミングより前に燃料が着火する過早点火（いわゆる「プレイグニッション」）が発生する可能性がある。
【０００６】
また、機関温間時でのエンジン始動では、燃焼室内の過高温によってノッキングが発生する可能性がある。
【０００７】
したがって、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せ持つ内燃機関では、上記のような点を考慮して始動時における燃焼制御を安定化するために、両インジェクタ間での燃料噴射分担を適切に設定することが好ましい。
【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）と吸気通路および／または吸気ポート内に向けて燃料噴射する第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おいて、過早点火およびノッキング発生を防止して、内燃機関を円滑に始動させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による内燃機関の制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段および吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段を気筒に備える内燃機関の制御装置であって、燃料噴射制御手段と、過早点火検知手段とを備える。燃料噴射制御手段は、前記第１および第２の燃料噴射手段からの燃料噴射を制御する。過早点火検知手段は、内燃機関の始動時に、前記内燃機関の前回停止時におけるピストンの停止位置に基づいて、当該気筒の初回の圧縮行程での過早点火の危険性を検知する。燃料噴射制御手段は、始動時制御手段と、過早点火回避手段とを含む。始動時制御手段は、内燃機関の始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第１および第２の燃料噴射手段の一方から噴射させる。過早点火回避手段は、過早点火検知手段により前記過早点火の危険性が検知されたときに、前記第１および第２の燃料噴射手段の他方から、前記燃焼室内の空燃比が燃焼可能範囲を外れるように設定された所定量の燃料噴射を行なう。
【００１０】
上記内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の始動時に、一方の燃料噴射手段から燃料噴射を行なうとともに、過早点火（プレイグニッション）発生の危険性が高い場合には、他方の燃料噴射手段からの燃料噴射（筒内噴射）を追加的に実行して、燃焼室内の空燃比が燃焼可能範囲を外れるように設定する。これにより、内燃機関の始動時に、プレイグニッションを回避して内燃機関を円滑に始動できる。
【００１１】
好ましくは、本発明の内燃機関の制御装置では、始動時制御手段は、前記冷間時での内燃機関始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第２の燃料噴射手段から噴射させる。さらに、過早点火回避手段は、前記冷間時での内燃機関始動時に、前記過早点火検知手段により前記過早点火の危険性が検知されたときに、前記初回の圧縮行程において前記第１の燃料噴射手段から前記所定量の燃料噴射を行なう。
【００１２】
上記内燃機関の制御装置によれば、機関冷間時での内燃機関始動時において、基本的には第２の燃料噴射手段からの燃料噴射（すなわちポート噴射）を行なうとともに、過早点火（プレイグニッション）発生の危険性が高い場合には、第２の燃料噴射手段からの燃料噴射（筒内噴射）を追加的に実行する。この結果、基本的には、ポート噴射による始動とすることで排気性状の悪化や潤滑性能の悪化等を抑制するとともに、プレイグニッション発生を防止できる。これにより、機関冷間時にプレイグニッションを回避して内燃機関を円滑に始動できる。
【００１３】
また好ましくは、本発明の内燃機関の制御装置では、過早点火検知手段は、内燃機関の前回停止時におけるクランク角度センサ出力からピストンの停止位置を推定して過早点火の危険性を検知する。
【００１４】
上記内燃機関の制御装置によれば、プレイグニッションの主要因がエンジン停止中に筒内噴射用インジェクタから滲み出た燃料である点を考慮して、空燃比センサ等の新たな機器を配置することなく、プレイグニッション発生の危険性を効率的に判定できる。
【００１５】
あるいは好ましくは、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関は複数個の気筒を備え、過早点火検知手段は、複数個の気筒のうちから、過早点火の危険性が高い気筒を選択的に特定する。
【００１６】
上記内燃機関の制御装置によれば、複数の気筒を備えた内燃機関において、プレイグニッションの危険性が高い気筒を選別して、プレイグニッションを回避するための追加的な第２の燃料噴射手段からの燃料噴射（筒内噴射）を行なうことができる。この結果、機関冷間時に内燃機関を円滑に始動できる。
【００１７】
本発明の他の構成による内燃機関の制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段および吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段を気筒に備える内燃機関の制御装置であって、燃料噴射制御手段と、ノッキング検知手段とを備える。燃料噴射制御手段は、第１および第２の燃料噴射手段からの燃料噴射を制御する。ノッキング検知手段は、内燃機関の始動時に、前記燃焼室内の温度に基づいて当該気筒でのノッキング発生の危険性を検知する。前記燃料噴射制御手段は、始動時制御手段と、ノッキング回避手段とを含む。始動時制御手段は、前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第１および第２の燃料噴射手段の少なくとも一方から噴射させる。ノッキング回避手段は、前記内燃機関の始動時に、前記ノッキング検知手段により前記過早点火の危険性が検知されたときに動作して、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高められるように前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射を設定する。
【００１８】
上記内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の始動時において、ノッキング発生の危険性が高い場合には、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高められるように筒内噴射を実行する。これにより、燃焼室内の温度を低下させて、内燃機関の始動時におけるノッキング発生を防止することができる。
【００１９】
好ましくは、本発明の他の構成による内燃機関の制御装置では、始動時制御手段は、温間時での内燃機関始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第１の燃料噴射手段から噴射する。さらに、ノッキング回避手段は、前記温間時での前記内燃機関始動時に、前記第１の燃料噴射手段から燃料噴射を圧縮行程に行なうように設定する。
【００２０】
上記内燃機関の制御装置によれば、機関温間時での内燃機関始動時において、基本的には第１の燃料噴射手段からの燃料噴射（すなわち筒内噴射）を行なうとともに、ノッキング発生の危険性が高い場合には、筒内噴射を圧縮行程で実行する。圧縮行程での噴射より、燃料噴射から点火タイミングまでの時間が短縮されて、噴射燃料の気化による燃焼室内冷却効果が高められるので、ノッキングの危険性が抑制される。この結果、機関温間時において、基本的には筒内噴射による始動とすることで第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）の詰まりを防止した上で、ノッキング発生を回避して内燃機関を円滑に始動できる。
【００２１】
あるいは好ましくは、本発明の他の構成による内燃機関の制御装置では、燃料噴射制御手段は、始動時燃料噴射補正手段をさらに含む。始動時燃料噴射補正手段は、ノッキング回避手段の動作時に、第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量をノッキング回避手段の非動作時よりも増量する。
【００２２】
上記内燃機関の制御装置によれば、第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量を増量することによって、ノッキングを回避するために筒内噴射を圧縮行程で実行したことに伴って予測されるエンジン出力トルク低下を補償することができる。したがって、機関温間時におけるエンジン始動をさらに円滑にすることができる。
【００２３】
また好ましくは、本発明の他の構成による内燃機関の制御装置では、燃料噴射制御手段は、始動時燃料噴射補正手段をさらに含む。始動時燃料噴射補正手段は、ノッキング回避手段の動作時に、第１の燃料噴射手段からの内燃機関の運転に必要な燃料量の噴射に加えて、第２の燃料噴射手段からの所定量の燃料噴射をさらに行なう。
【００２４】
上記内燃機関の制御装置によれば、第２の燃料噴射手段からの所定量の燃料噴射（ポート噴射）を追加することによって、ノッキングを回避するために筒内噴射を圧縮行程で実行したことに伴って予測されるエンジン出力トルク低下を補償することができる。したがって、機関温間時におけるエンジン始動をさらに円滑にすることができる。
【００２５】
さらに好ましくは、本発明の他の構成による内燃機関の制御装置では、ノッキング検知手段は、内燃機関の冷却水温および吸気温度の少なくとも一方に基づいて、ノッキング発生の危険性を検知する。
【００２６】
上記内燃機関の制御装置によれば、内燃機関に通常設けられる、冷却水温および吸気温度の計測センサの出力を用いて、ノッキングの危険性を効率的に検出できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による内燃機関の制御装置によれば、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）と吸気通路および／または吸気ポート内に向けて燃料噴射する第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おいて、過早点火およびノッキング発生を防止して、内燃機関を円滑に始動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下において、本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、以下では図中における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繰返さないものとする。
【００２９】
［実施の形態１］
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。
【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♯１〜１１２♯４を備える。なお、以下では、気筒１１２♯１〜１１２♯４を区別することなく総括的に表記する場合には、単に気筒１１２、あるいは各気筒１１２と記載することとする。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
図１に示すように、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。
【００３５】
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１９５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１９５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。
【００３６】
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。
【００３７】
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（エンジン冷却水温）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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エンジン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。
【００４１】
また、インテークマニホールド２０、サージタンク３０および吸気ダクト４０に至る吸気経路のいずれかに大気温センサ４０５が設けられる。大気温センサ４０５は、吸入空気の温度に応じた出力電圧を発生する。大気温センサ４０５の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４１５を介して入力ポート３５０に入力される。
【００４２】
クランク角センサ４８０は、エンジン１０のクランクシャフトに装着されたロータと、その近傍に配設されてロータの外周に設けられた突起の通過を検出する電磁ピックアップとを備えて構成されるものである。クランク角センサ４８０は、クランクシャフトの回転位相を検出するためのセンサであり、その出力は、上記突起の通過毎に発生されるパルス信号として、入力ポート３５０に与えられる。
【００４３】
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。
【００４４】
本発明の実施の形態に係るエンジン１０では、各気筒１１２に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の両方が設けられているため、上記のように算出された必要な全燃料噴射量について、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１２０の間での燃料噴射分担制御を行なう必要がある。エンジンＥＣＵ３００のうちの、当該燃料噴射分担制御を含む両インジェクタ１１０，１２０からの燃料噴射制御に関連する機能部分が、本発明における「燃料噴射制御手段」に対応する。
【００４５】
以下では、両インジェクタ間での燃料噴射分担比率を、全燃料噴射量に対する筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量の比率である、ＤＩ比率ｒで示すこととする。すなわち、「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ことを意味する。なお、なお、筒内噴射用インジェクタ１１０は、気化潜熱効果による耐ノッキング性能の向上により、出力性能の上昇に寄与できる。また、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、混合気の均質性向上効果による回転（トルク）変動抑制により、出力性能の上昇に寄与できる。
【００４６】
さらに、エンジン１０に対しては、始動装置５００が設けられる。一般的に、始動装置５００は、エンジンＥＣＵ３００からの動作指令に応答して通電される電動機によって構成される。たとえば、エンジンＥＣＵ３００は、運転者のキー操作によるイグニッションスイッチオンに応答して、始動装置５００の動作指令を生成する。また、ハイブリッド自動車やエコノミランニングシステムを搭載した、エンジンが間欠運転される車両では、始動装置５００の始動指令は、運転状況やバッテリ充電状況等に応じて、エンジンＥＣＵ３００により自動的に生成される。
【００４７】
エンジンＥＣＵ３００から動作指令が発せられたときには、始動装置５００によってエンジン１０のフライホイール５１０が回転駆動されて、エンジン１０が始動される。さらに、エンジン回転数が所定の噴射許可回転数に達した後、燃料噴射および点火による燃料燃焼によるエンジン駆動が開始される。
【００４８】
次に、図２を用いてエンジンの構造をさらに説明する。
【００４９】
図２を参照して、各気筒は、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。
【００５０】
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。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。
【００５１】
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８０を介して三元触媒コンバータ９０へ送られる。
【００５２】
燃焼室１０７での燃料燃焼により、ピストン１０３は、シリンダ１１１内の往復運動を行なう。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２００に、コンロッド１０６を介して連結される。クランクシャフト２００は、クランクピン２０５と、クランクアーム２１０と、クランクジャーナル２２０とを含む。
【００５３】
図３に示されるように、クランクシャフト２００は、エンジン１０の各気筒１１２に共通に設けられ、気筒１１２♯１〜１１２♯４の各々は、コンロッド１０６の一端がクランクピン２０５と連結されることによって、クランクシャフト２００と連結される。クランクジャーナル２２０は、クランクシャフト２００の主軸に相当する。クランクアーム２１０は、クランクピン２０５およびクランクジャーナル２２０を連結する。
【００５４】
これにより、順次点火される気筒１１２♯１〜１１２♯４でのピストン１０３の往復運動は、クランク回転軸２０２を中心軸とするクランクシャフト２００の回転運動に変換される。
【００５５】
図４に示されるように、各気筒１１２の１燃焼サイクルは、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程から構成され、各行程は、クランク回転角１８０度に相当する。気筒１１２♯１〜１１２♯４は、たとえば♯１→♯２→♯４→♯３の順序で順次点火され、各行程が各気筒において順次実行されて、クランクシャフト２００の２回転（７２０度）がエンジンの１燃焼サイクルに対応する。図１に示したクランク角センサ４８０をクランクシャフト２００に装着することにより、クランクシャフト２００の位相すなわち回転角度（以下、「クランク回転角（０〜７２０度）」と称する）を、０度〜７２０度の範囲内において突起の配置ピッチに対応する所定角度刻みで検知可能である。
【００５６】
次に、この発明の実施の形態１に従う機関冷間時における始動時燃料噴射制御を説明する。
【００５７】
図５を参照して、時刻ｔ１において運転者のスタータスイッチオン等の操作により始動装置５００がオンされると、始動装置５００の駆動力によってエンジン回転数は上昇を始める。時刻ｔ２において、始動装置５００の駆動力によってエンジン回転数が燃料噴射許可回転数Ｎｐに達すると、燃料燃焼によるエンジン１０の駆動が開始される。このタイミング前後で、始動装置５００はオフされる。
【００５８】
燃料噴射によってエンジン回転数がさらに上昇して、時刻ｔ３において始動完了判定回転数Ｎｃに達すると、始動時燃料噴射制御は終了される。以降では、アクセル踏込量に応じたスロットル開度等に基づいて、エンジン１０への出力要求に応じた通常運転時の燃料噴射制御が実行される。
【００５９】
図６は、本発明の実施の形態１に従う機関冷間時における始動時燃料噴射制御を説明するフローチャートである。図６に示したフローチャートを実現するプログラムをエンジンＥＣＵ３００に予め格納しておき、当該プログラムをエンジン始動時に作動することにより、本発明の実施の形態１に従う始動時燃料噴射制御が実行される。
【００６０】
図６を参照して、始動時燃料噴射制御は、エンジン始動時、すなわち図５における時刻ｔ１〜ｔ３間で実行される（ステップＳ１００）。ステップＳ１００における判定は、たとえばエンジン回転数に基づいて実行される。すなわち、エンジン始動が開始（時刻ｔ１）されて、エンジン回転数が始動完了判定回転数Ｎｃに達するまで（時刻ｔ３）の間、ステップＳ１００は、「エンジン始動時」と判定する。それ以外の期間（ステップＳ１００におけるＮＯ判定時）には、始動時燃料噴射制御は実行されない。
【００６１】
エンジン始動時（ステップＳ１００におけるＹＥＳ判定時）には、エンジン１０の温度が、たとえば水温センサ３８０によって測定されるエンジン冷却水温により判定される。  
【００６２】
エンジン冷間時、たとえばエンジン冷却水温が基準温度Ｔｒ未満のとき（ステップＳ１１０におけるＮＯ判定時）には、以下に説明するステップＳ１２０〜Ｓ１５０が順次実行されて、実施の形態１に従う機関冷間時の始動時燃料噴射制御が実行される。一方、エンジン温間時、たとえばエンジン冷却水温が基準温度Ｔｒ以上のとき（ステップＳ１１０におけるＹＥＳ判定時）には、図６に示す始動時燃料噴射制御は実行されない。
【００６３】
機関冷間時には、気筒内における燃料の霧化が促進され難く筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射は避けることが好ましいため、ＤＩ比率ｒ＝０％（すなわちポート噴射が１００％）として燃料噴射量が算出される。これに従い、筒内燃料噴射量Ｑｄ＝０に設定される一方で、ポート燃料噴射量Ｑｐ＝Ｑ１に設定される。なお、所定量Ｑ１は、エンジン始動時における必要な全燃料噴射量に相当する（ステップＳ１２０）。
【００６４】
さらに、前回のエンジン停止時におけるピストン１０３の停止位置に基づいて、各気筒でのプレイグニッション（過早点火）の危険性が判定されて、複数の気筒１１２♯１〜１１２♯４のうちからプレイグニッション発生の危険性が高い気筒が選別される（ステップＳ１３０）。
【００６５】
前回のエンジン停止時に圧縮行程前、あるいは、圧縮行程中であった気筒において、エンジン停止中に筒内噴射用インジェクタ１１０から滲み出した燃料によって燃焼室１０７内の空燃比が上昇して、エンジン始動開始時におけるピストン１０３の圧縮動作によって当該残留燃料が圧縮されて意図しない過早点火（プレイグニッション）が発生する危険性が高い。したがって、前回のエンジン停止時におけるクランク回転角と、エンジン停止中におけるピストン１０３の慣性による挙動予測との組合わせによって、各気筒についてピストン１０３の停止位置を推定して、プレイグニッション発生の危険性が高いクランク回転角範囲を設定することができる。具体的には、前回のエンジン停止時に、クランクシャフト２００の２回転分に相当するクランク回転角０〜７２０度のいずれの位相でクランクシャフト２００が停止したかによって、各気筒でのプレイグニッション発生の危険性が判定される。すなわち、エンジンＥＣＵ３００にエンジン運転停止時における各気筒のクランク回転角を記憶および保持しておく機構を設け、かつ、ステップＳ１３０においては、前回のエンジン停止時におけるクランク回転角が上記危険範囲内であるかどうかを各気筒１１２について判定することによって、気筒１１２♯１〜１１２♯４からプレイグニッション危険気筒を選別できる。
【００６６】
上記ステップＳ１００〜Ｓ１３０の処理は、エンジン始動開始（時刻ｔ１）をトリガとして実行される。したがって、エンジン回転数が燃料噴射許可回転数Ｎｐ（図５）に達して実際の燃料噴射が開始される時刻ｔ２までに、プレイグニッション発生の危険性判定を終了することができる。
【００６７】
エンジン回転数が燃料噴射許可回転数Ｎｐに達すると、燃料噴射によるエンジン駆動が開始される。この際に、初回燃焼サイクルには（ステップＳ１４０にてＹＥＳ判定時）、ステップＳ１３０で判定されたプレイグニッション危険気筒では、ステップＳ１２０で設定された吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射（Ｑ１）に加えて、筒内噴射用インジェクタ１１０から圧縮行程での燃料噴射が追加される。
【００６８】
これにより、本来筒内燃料噴射量Ｑｄ＝０であるところ、プレイグニッション危険気筒ではＱｄ＝Ｑ２に設定される。所定量Ｑ２は、初回の圧縮行程において、燃焼室１０７内がオーバリッチ化されて空燃比が燃焼可能範囲を外れるように（たとえば、Ａ／Ｆが８〜９以上程度）設定される（ステップＳ１５０）。
【００６９】
なお、初回燃焼サイクルであるかどうかの判定については、各気筒１１２について、燃料噴射が開始される時刻ｔ２以降における上始点（ＴＤＣ）に相当するクランク回転角の通過有／無をチェックすることにより、実行可能である。すなわち、時刻ｔ２以降において上始点（ＴＤＣ）を迎えた気筒１１２では、ステップＳ１４０における判定結果は「ＮＯ」となる。
【００７０】
初回燃焼サイクル以外の各気筒ならびに、プレイグニッション危険気筒以外の気筒での初回燃焼サイクルにおいては、ステップＳ１２０における燃料噴射設定がそのまま採用され、ポート噴射のみが行なわれて追加の筒内噴射は実行されない（Ｑｐ＝Ｑ１，Ｑｄ＝０）。すなわち、追加的な筒内燃料が行なわれた気筒において、オーバリッチ化された燃焼室内ガスは初回燃焼サイクルの排気行程において排気弁８４から排出されるため、次回の燃焼サイクルからはステップＳ１２０での設定に従った燃料噴射が行なわれる。
【００７１】
なお、図６に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１２０は本発明での「始動時制御手段」に対応し、ステップＳ１３０は本発明の「過早点火検知手段」に対応し、ステップＳ１５０は本発明での「過早点火回避手段」に対応する。
【００７２】
以上説明した始動時燃料噴射制御によれば、機関冷間時において、基本的にはポート噴射でのエンジン始動とすることにより排気性状の悪化や潤滑油希釈による潤滑性能の悪化等を抑制するとともに、プレイグニッション（過早点火）発生の危険性が高い気筒では筒内噴射を追加的に実行することによってプレイグニッション発生を防止できる。これにより、エンジンの円滑な始動が実現される。
【００７３】
なお、プレイグニッションの危険判定については、他の手法、たとえば各気筒１１２の燃焼室内に空燃比センサを配置する構成等によっても実現可能であるが、上記のような前回のエンジン停止時におけるクランク回転角に基づいた判定とすることにより、新たなセンサ配置を必要とすることなく、判定を効率的に行なうことができる。
【００７４】
以上、実施の形態１では、エンジン停止期間が長くプレイグニッションがより発生し易い機関冷間時における、プレイグイグニッションを回避するための始動時燃料噴射制御について説明したが、機関温間時にも同様の制御を実行可能である。機関温間時には、以下に詳細に説明するように、ＤＩ比率ｒ＝１００％（すなわち筒内噴射１００％）に燃料噴射分担比率を設定することが好ましい。したがって、図６のステップＳ１３０に相当する処理よって判定されたプレイグニッション危険気筒では、初回燃焼サイクルにおいて吸気通路噴射用インジェクタ１２０による追加的なポート噴射を行なって、燃焼室内ガスをオーバリッチ化するように燃料噴射が制御される。これにより、機関温間時についても同様に、プレイグニッション発生を防止してエンジンの円滑な始動を実現できる。
【００７５】
すなわち、本発明の実施の形態１に従う始動時燃料噴射制御によれば、エンジン始動時に、基本的に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の一方のインジェクタを用いて燃料噴射を行なうとともに、プレイグニッション危険気筒では、燃焼室内ガスをオーバリッチ化するように、エンジン始動時には基本的に不使用とされる他方のインジェクタによる追加的な燃料噴射を行なう。これにより、機関冷間時および機関温間時の両方で、プレイグニッション発生を防止してエンジンを円滑に始動できる。
【００７６】
［実施の形態２］
実施の形態２においては、図１に示したエンジンシステムにおいて、機関温間時にノッキングの発生を回避してエンジンを円滑に始動させるための始動時燃料噴射制御について説明する。
【００７７】
図７は、本発明の実施の形態２に従う機関温間時における始動時燃料噴射制御を説明するフローチャートである。図７に示した始動時燃料噴射制御についても、エンジンＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムの作動によって実行される。
【００７８】
図７を参照して、ステップＳ１００および１１０が図６と同様に実行されて、ステップＳ１１０のＹＥＳ判定時（すなわち、機関温間時）には下記のステップＳ２２０〜Ｓ２６０が実行される。
【００７９】
機関温間時には、機関温間時には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射のみで燃焼を行なうと、筒内噴射用インジェクタ１１０が常に高温の燃焼ガスにさらされるとともに、噴射燃料の気化による冷却効果も得られないため、その先端部が高温となって噴孔部にデポジットが堆積されやすくなってしまう。このため、機関温間時には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射を行なうことが好ましい。したがって、機関温間時には、エンジン始動時には、ＤＩ比率ｒ＝１００％（すなわち筒内噴射１００％）に燃料噴射分担比率が設定される。すなわち、ポート燃料噴射量Ｑｐ＝０に設定される一方で、筒内燃料噴射量Ｑｄ＝Ｑ１に設定される（ステップＳ２２０）。
【００８０】
さらに、機関温間時のエンジン始動時には、燃焼室内温度が推定される（ステップＳ２３０）。燃焼室１０７内の温度推定は、たとえば、エンジン冷却水温および吸気温度（大気温センサ４０５の検出値）の少なくとも一方に応じて、所定の関数式あるいはテーブルに基づいて実行される。すなわち、エンジン冷却水温または吸気温度に基づいて、あるいは両者の組合せに基づいて、ノッキング発生の危険性を判定する。
【００８１】
ステップＳ２３０で推定された燃焼室内温度は、ノッキング発生の危険性を判定する判定温度Ｔｊｄと比較される（ステップＳ２４０）。判定温度Ｔｊｄについては、ノッキング有無の発生を確認するための実機実験等によって予め定めることができる。
【００８２】
燃焼室内温度が判定温度Ｔｊｄ未満であり（ステップＳ２４０におけるＮＯ判定）、「ノッキング危険性小」と判定される場合には、ステップＳ２２０で設定された筒内噴射用インジェクタ１１０からの筒内燃料噴射量Ｑｄは、混合気の均質性を高めて燃焼を安定化させるために吸気行程で噴射される（ステップＳ２７０）。
【００８３】
一方、燃焼室内温度が判定温度Ｔｊｄ以上であり（ステップＳ２４０におけるＹＥＳ判定）、「ノッキング危険性大」と判定される場合には、ステップＳ２５０により、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高められるように筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射が設定される。たとえば、ステップＳ２２０で設定された筒内燃料噴射量Ｑｄが圧縮行程で噴射されるように、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期が設定される。
【００８４】
筒内噴射を圧縮行程で実行することにより、燃料噴射から点火タイミングまでの時間が短縮されて、噴射燃料の気化による燃焼室内冷却効果が高められる。これにより、燃焼室内の温度を下げることができるので、ノッキングの危険性が抑制される。
【００８５】
なお、ノッキングが発生するような燃焼室内の温度上昇が一部の気筒のみで発生するケースは考え難いため、図７に示したフローチャートでは、ステップＳ２３０〜Ｓ２６０の処理を各気筒共通に実行するものとするが、温度センサの追加配置等によって各気筒別に燃焼室内温度を予測可能な構成とした場合には、気筒１１２♯１〜１１２♯４のそれぞれについて独立にステップＳ２３０〜Ｓ２７０の処理を実行してもよい。
【００８６】
筒内噴射を圧縮行程で実行した気筒１１２では、エンジン出力トルクの減少が懸念されるため、出力トルク低下分を補償するための所定量のポート燃料噴射を追加的に実行する（ステップＳ２６０）。すなわち、ステップＳ２２０において設定されたポート燃料噴射量Ｑｐについて、Ｑｐ＝０からＱｐ＝Ｑ２♯（所定値）に変更する。
【００８７】
ステップＳ２６０およびＳ２７０による燃料噴射設定に従って燃料噴射を行なうことにより、圧縮行程での筒内噴射によりノッキングの危険性を低減する一方で、出力トルク変動を補償して、エンジンの始動を円滑なものとすることが可能である。なお、表記の都合上、ステップＳ２５０による圧縮行程での筒内噴射に続いて、ステップＳ２６０でのポート噴射追加が実行されるように記載されているが、実際には、吸気行程でのポート噴射（Ｓ２６０）は、圧縮行程での筒内噴射（Ｓ２５０）よりも先に実行される。
【００８８】
以上説明した始動時燃料噴射制御によれば、機関温間時において、基本的には筒内噴射でのエンジン始動とすることにより筒内噴射用インジェクタ１１０での詰まり発生を防止するとともに、ノッキングの危険性を低減できる。さらに、ノッキング回避のために筒内噴射を圧縮行程で実行したことに伴う出力トルク変動を補償して、エンジンの始動を円滑なものとすることが可能である。
【００８９】
あるいは、図８に示されるように、ノッキング危険性大と判定された場合におけるエンジン出力トルク補償を他の方式で行なうことも可能である。
【００９０】
図８を参照して、図７におけるステップＳ２６０に代えて、ステップＳ２４５をステップＳ２５０に先立って実行することも可能である。ステップＳ２４５では、ステップＳ２５０により筒内噴射が圧縮行程で実行されることに伴って、予測されるエンジン出力トルク低下を補償するために、筒内燃料噴射量Ｑｄそのものを増量する。
【００９１】
具体的には、筒内燃料噴射量Ｑｄを、ステップＳ２２０で設定されたエンジン始動時の所定量Ｑ１から、出力トルク補正分の所定量Ｑ２♯を加えたＱ１＋Ｑ２♯に変更する。図８に示したフローチャートのその他の部分の処理は、図７に示した始動時燃料噴射制御と同様であるので詳細な説明は繰返さない。
【００９２】
図８に示した始動時燃料噴射制御によっても、図７に示した始動時燃料噴射制御と同様に、機関温間時におけるノッキング発生を抑制するとともに出力トルクの低下を抑えて、エンジンを円滑に始動することができる。
【００９３】
なお、図７，８に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２２０は本発明での「始動時制御手段」に対応し、ステップＳ２３０，Ｓ２４０は本発明の「ノッキング検知手段」に対応する。さらに、ステップＳ２５０は本発明での「ノッキング過早点火回避手段」に対応し、ステップＳ２４５，Ｓ２６０は本発明での「始動時燃料噴射補正手段」に対応する。
【００９４】
また、図７に示したステップＳ２５０において、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高められるような筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射として、筒内噴射タイミングを吸気行程に維持したままで筒内燃料噴射量Ｑｄを増加させてもよい。この場合には、出力トルク補正のためのステップＳ２６０の実行は必要に応じて省略される。
【００９５】
さらに、実施の形態２では、ノッキングがより発生し易い機関温間時において、プレイグイグニッションを回避するための始動時燃料噴射制御について説明したが、機関冷間時にも同様の制御を実行可能である。実施の形態１に示したように、機関冷間時にはＤＩ比率ｒ＝０％（すなわち筒内噴射１００％）に燃料噴射分担比率を設定することが好ましい。したがって、機関冷間時にノッキング危険性が大である場合（ステップＳ２４０のＹＥＳ判定時）には、図７のステップＳ２５０に相当する処理として、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射を追加的に行なうことによって、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高めることができる。この場合には、出力トルク補正のためのステップＳ２６０に相当する処理の実行は必要に応じて省略される。これにより、機関冷間時のエンジン始動についても同様に、ノッキング発生を防止してエンジンの円滑な始動を実現できる。
【００９６】
すなわち、本発明の実施の形態２に従う始動時燃料噴射制御によれば、エンジン始動時にノッキング危険性が大である場合には、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高められるように筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射を設定する。これにより、機関冷間時および機関温間時の両方で、ノッキングの危険性を低減してエンジンを円滑に始動できる。
【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内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ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に示したエンジンの構成を説明する図である。
【図３】各気筒が連結されるクランクシャフトの構成を説明する概略図である。
【図４】各気筒の燃焼サイクルを説明する図である。
【図５】エンジン始動時における動作波形図である。
【図６】本発明の実施の形態１に従う機関冷間時における始動時燃料噴射制御を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に従う機関温間時における始動時燃料噴射制御を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２に従う機関温間時における始動時燃料噴射制御の他の例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１０  エンジン、２０  インテークマニホールド（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（排気通路）、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、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、１９５  燃料タンク、２００  クランクシャフト、２０２  クランク回転軸、２０５  クランクピン、２１０  クランクアーム、２２０  クランクジャーナル、３００  エンジンＥＣＵ、３８０  水温センサ、４００  燃料圧センサ、４０５  大気温センサ、４２０  空燃比センサ、４４０  アクセル開度センサ、４６０  回転数センサ、４８０  クランク角センサ、５００  始動装置、５１０  フライホイール、Ｑｄ  筒内燃料噴射量、Ｑｐ  ポート燃料噴射量、ｒ  ＤＩ比率、Ｔｊｄ  判定温度（ノッキング判定）、Ｔｒ  基準温度（温間／冷間判定）。
【図１】
2006258048.tif 000003
【図２】
2006258048.tif 000004
【図３】
2006258048.tif 000005
【図４】
2006258048.tif 000006
【図５】
2006258048.tif 000007
【図６】
2006258048.tif 000008
【図７】
2006258048.tif 000009
【図８】
2006258048.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月21日(2006.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
燃焼室内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段および吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段を気筒に備える内燃機関の制御装置であって、
前記第１および第２の燃料噴射手段からの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記燃焼室内の温度に基づいて当該気筒でのノッキング発生の危険性を検知するノッキング検知手段とを備え、
前記燃料噴射制御手段は、
前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第１および第２の燃料噴射手段の少なくとも一方から噴射させる始動時制御手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記ノッキング検知手段により前記ノッキング発生の危険性が検知されたときに動作して、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高められるように前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射を設定するノッキング回避手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記内燃機関の制御装置によれば、機関冷間時での内燃機関始動時において、基本的には第２の燃料噴射手段からの燃料噴射（すなわちポート噴射）を行なうとともに、過早点火（プレイグニッション）発生の危険性が高い場合には、第１の燃料噴射手段からの燃料噴射（筒内噴射）を追加的に実行する。この結果、基本的には、ポート噴射による始動とすることで排気性状の悪化や潤滑性能の悪化等を抑制するとともに、プレイグニッション発生を防止できる。これにより、機関冷間時にプレイグニッションを回避して内燃機関を円滑に始動できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記内燃機関の制御装置によれば、複数の気筒を備えた内燃機関において、プレイグニッションの危険性が高い気筒を選別して、プレイグニッションを回避するための追加的な第１の燃料噴射手段からの燃料噴射（筒内噴射）を行なうことができる。この結果、機関冷間時に内燃機関を円滑に始動できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の他の構成による内燃機関の制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段および吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段を気筒に備える内燃機関の制御装置であって、燃料噴射制御手段と、ノッキング検知手段とを備える。燃料噴射制御手段は、第１および第２の燃料噴射手段からの燃料噴射を制御する。ノッキング検知手段は、内燃機関の始動時に、前記燃焼室内の温度に基づいて当該気筒でのノッキング発生の危険性を検知する。前記燃料噴射制御手段は、始動時制御手段と、ノッキング回避手段とを含む。始動時制御手段は、前記内燃機関の始動時に、前記内燃機関の運転に必要な燃料量を前記第１および第２の燃料噴射手段の少なくとも一方から噴射させる。ノッキング回避手段は、前記内燃機関の始動時に、前記ノッキング検知手段により前記ノッキング発生の危険性が検知されたときに動作して、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高められるように前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射を設定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
初回燃焼サイクル以外の各気筒ならびに、プレイグニッション危険気筒以外の気筒での初回燃焼サイクルにおいては、ステップＳ１２０における燃料噴射設定がそのまま採用され、ポート噴射のみが行なわれて追加の筒内噴射は実行されない（Ｑｐ＝Ｑ１，Ｑｄ＝０）。すなわち、追加的な筒内燃料噴射が行なわれた気筒において、オーバリッチ化された燃焼室内ガスは初回燃焼サイクルの排気行程において排気弁８４から排出されるため、次回の燃焼サイクルからはステップＳ１２０での設定に従った燃料噴射が行なわれる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
図７を参照して、ステップＳ１００および１１０が図６と同様に実行されて、ステップＳ１１０のＹＥＳ判定時（すなわち、機関温間時）には下記のステップＳ２２０〜Ｓ２７０が実行される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
機関温間時には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射のみで燃焼を行なうと、筒内噴射用インジェクタ１１０が常に高温の燃焼ガスにさらされるとともに、噴射燃料の気化による冷却効果も得られないため、その先端部が高温となって噴孔部にデポジットが堆積されやすくなってしまう。このため、機関温間時には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射を行なうことが好ましい。したがって、機関温間時には、エンジン始動時には、ＤＩ比率ｒ＝１００％（すなわち筒内噴射１００％）に燃料噴射分担比率が設定される。すなわち、ポート燃料噴射量Ｑｐ＝０に設定される一方で、筒内燃料噴射量Ｑｄ＝Ｑ１に設定される（ステップＳ２２０）。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
なお、ノッキングが発生するような燃焼室内の温度上昇が一部の気筒のみで発生するケースは考え難いため、図７に示したフローチャートでは、ステップＳ２３０〜Ｓ２７０の処理を各気筒共通に実行するものとするが、温度センサの追加配置等によって各気筒別に燃焼室内温度を予測可能な構成とした場合には、気筒１１２♯１〜１１２♯４のそれぞれについて独立にステップＳ２３０〜Ｓ２７０の処理を実行してもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
なお、図７，８に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２２０は本発明での「始動時制御手段」に対応し、ステップＳ２３０，Ｓ２４０は本発明の「ノッキング検知手段」に対応する。さらに、ステップＳ２５０は本発明での「ノッキング回避手段」に対応し、ステップＳ２４５，Ｓ２６０は本発明での「始動時燃料噴射補正手段」に対応する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
さらに、実施の形態２では、ノッキングがより発生し易い機関温間時において、ノッキングを回避するための始動時燃料噴射制御について説明したが、機関冷間時にも同様の制御を実行可能である。実施の形態１に示したように、機関冷間時にはＤＩ比率ｒ＝０％（すなわち筒内噴射１００％）に燃料噴射分担比率を設定することが好ましい。したがって、機関冷間時にノッキング危険性が大である場合（ステップＳ２４０のＹＥＳ判定時）には、図７のステップＳ２５０に相当する処理として、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射を追加的に行なうことによって、噴射燃料の気化による燃焼室内の冷却効果が高めることができる。この場合には、出力トルク補正のためのステップＳ２６０に相当する処理の実行は必要に応じて省略される。これにより、機関冷間時のエンジン始動についても同様に、ノッキング発生を防止してエンジンの円滑な始動を実現できる。