(57)【要約】【課題】  内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる燃料噴射装置を提供する。【解決手段】  本発明の燃料噴射装置１００は、実燃圧を取得する燃圧取得部１８と、排気エミッションの量が所定の値ＨＣ１未満となるように設定され、内燃機関を成層始動させる基準燃圧である第１燃圧ＰＲ１及び内燃機関を始動させるトルクを発生させることが可能な燃圧であって、第１燃圧ＰＲ１より小さい値である第２燃圧ＰＲ２を記憶する記憶部４２と、実燃圧が第１燃圧ＰＲ１以上である場合に内燃機関を成層始動させる制御部４２と、を有し、制御部４２は、内燃機関のクランキングの開始から予め定められた第１期間Ｔ１が経過したときに実燃圧が第１燃圧ＰＲ１未満であれば、基準燃圧を第１燃圧ＰＲ１から第２燃圧ＰＲ２へ切り替え、実燃圧が第２燃圧ＰＲ２以上である場合に内燃機関を成層始動させることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の圧力である実燃圧を取得する燃圧取得部と、
排気エミッションの量が所定の値未満となるように設定され、内燃機関を成層始動させる基準燃圧である第１燃圧を記憶する第１燃圧記憶部と、
前記内燃機関を始動させるトルクを発生させることが可能な燃圧であって、前記第１燃圧より小さい値である第２燃圧を記憶する第２燃圧記憶部と、
前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第１燃圧以上である場合に前記内燃機関を成層始動させる制御部と、を有し、
前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から予め定められた第１期間が経過したときに前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第１燃圧未満であれば、前記基準燃圧を前記第１燃圧から前記第２燃圧へ切り替え、前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第２燃圧以上である場合に前記内燃機関を成層始動させることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項２】
前記燃料を燃焼室内へ直接噴射する筒内直噴インジェクタを有し、
前記制御部は、前記内燃機関を成層始動させる場合に、前記内燃機関の圧縮行程で前記筒内直噴インジェクタから前記燃料を前記燃焼室内へ噴射させることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記燃料を燃焼室内へ直接噴射する筒内直噴インジェクタを有し、
前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から前記第１期間より長い第２期間が経過したときに前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第２燃圧未満であれば、前記内燃機関の吸気行程で前記燃料を前記筒内直噴インジェクタから前記燃焼室内へ噴射させることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記燃料を吸気ポートへ噴射するポートインジェクタを有し、
前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から前記第１期間より長い第２期間が経過したときに前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第２燃圧未満であれば、前記燃料を前記ポートインジェクタから前記吸気ポート内へ噴射させることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
クランク角を取得するクランク角取得部と、
前記燃料を燃焼室内へ直接噴射する筒内直噴インジェクタと、を有し、
前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から前記第１期間より長い第２期間が経過したときに、前記クランク角の大きさに基づいて、前記内燃機関の吸気行程で前記燃料を前記筒内直噴インジェクタから前記燃焼室内へ噴射させることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
クランク角を取得するクランク角取得部と、
前記燃料を吸気ポートへ噴射するポートインジェクタと、を有し、
前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から前記第１期間より長い前記第２期間が経過したときに、前記クランク角の大きさに基づいて、前記燃料を前記ポートインジェクタから前記吸気ポート内へ噴射させることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気筒内に燃料を直接噴射する筒内直噴インジェクタが知られている。筒内直噴インジェクタを備える内燃機関では、噴射燃料を微粒化するため、燃料タンクから汲み上げた燃料を高圧ポンプにより高圧にして、筒内直噴インジェクタへ圧送している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、高圧ポンプの大型化や高圧燃料配管、デリバリパイプの小容積化という手段を用いなくても、始動時間を短縮できる筒内直噴インジェクタを備える内燃機関が開示されている。これによれば、噴射開始時の燃料の圧力（燃圧）を予測して、その予測した燃圧に基づいて噴射を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９１７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実燃圧が予測した燃圧に達するまで、燃料を噴射することができない。これにより、内燃機関の始動時間が遅延してしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる燃料噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の燃料噴射装置は、燃料の圧力である実燃圧を取得する燃圧取得部と、排気エミッションの量が所定の値未満となるように設定され、内燃機関を成層始動させる基準燃圧である第１燃圧を記憶する第１燃圧記憶部と、前記内燃機関を始動させるトルクを発生させることが可能な燃圧であって、前記第１燃圧より小さい値である第２燃圧を記憶する第２燃圧記憶部と、前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第１燃圧以上である場合に前記内燃機関を成層始動させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から予め定められた第１期間が経過したときに前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第１燃圧未満であれば、前記基準燃圧を前記第１燃圧から前記第２燃圧へ切り替え、前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第２燃圧以上である場合に前記内燃機関を成層始動させることを特徴とする。
【０００８】
これにより、実燃圧の上昇が不十分であっても、排気エミッションの悪化を抑えながら、内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる。
【０００９】
上記構成において、前記燃料を燃焼室内へ直接噴射する筒内直噴インジェクタを有し、前記制御部は、前記内燃機関を成層始動させる場合に、前記内燃機関の圧縮行程で前記筒内直噴インジェクタから前記燃料を前記燃焼室内へ噴射させる構成としてもよい。
【００１０】
上記構成において、前記燃料を燃焼室内へ直接噴射する筒内直噴インジェクタを有し、前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から前記第１期間より長い第２期間が経過したときに前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第２燃圧未満であれば、前記内燃機関の吸気行程で前記燃料を前記筒内直噴インジェクタから前記燃焼室内へ噴射させる構成としてもよい。
【００１１】
上記構成において、前記燃料を吸気ポートへ噴射するポートインジェクタを有し、前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から前記第１期間より長い第２期間が経過したときに前記燃圧取得部が取得した前記実燃圧が前記第２燃圧未満であれば、前記燃料を前記ポートインジェクタから前記吸気ポート内へ噴射させる構成としてもよい。
【００１２】
上記構成において、クランク角を取得するクランク角取得部と、前記燃料を燃焼室内へ直接噴射する筒内直噴インジェクタと、を有し、前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から前記第１期間より長い第２期間が経過したときに、前記クランク角の大きさに基づいて、前記内燃機関の吸気行程で前記燃料を前記筒内直噴インジェクタから前記燃焼室内へ噴射させる構成としてもよい。
【００１３】
上記構成において、クランク角を取得するクランク角取得部と、前記燃料を吸気ポートへ噴射するポートインジェクタと、を有し、前記制御部は、前記内燃機関のクランキングの開始から前記第１期間より長い前記第２期間が経過したときに、前記クランク角の大きさに基づいて、前記燃料を前記ポートインジェクタから前記吸気ポート内へ噴射させる構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る燃料噴射装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係る内燃機関が備えるシリンダヘッドの構造の概略を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、実施例１に係る実燃圧と内燃機関の始動時の未燃炭化水素の排出量との関係を示すグラフである。図３（ｂ）は、実施例１に係る実燃圧と内燃機関の始動時の燃焼トルクとの関係を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例１に係る燃料を噴射させる処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施例１に係る燃料を噴射させる処理のタイミングチャートである。
【図６】図６は、実施例２に係る燃料を噴射させる処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例２に係る燃料を噴射させる処理のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を用いて、本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１を参照して、実施例１に係る燃料噴射装置について説明する。図１は、燃料噴射装置１００の構成を示す図である。燃料噴射装置１００は、筒内直噴インジェクタ１０、高圧ポンプ２０、燃料タンク３４、ポートインジェクタ３８、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４２及びＥＤＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ｕｎｉｔ）４４を備える。
【００１８】
筒内直噴インジェクタ１０は、内燃機関が備える気筒（不図示）の燃焼室内に、高圧ポンプ２０から供給される高圧の状態となった燃料を直接噴射する。内燃機関には、６つの気筒が設けられ、各燃焼室内に噴出し口が露出するように６つの筒内直噴インジェクタ１０がそれぞれ配置される。筒内直噴インジェクタ１０は、高圧デリバリ１２と接続される。高圧デリバリ１２には、高圧デリバリ１２内の燃料の圧力である実燃圧を取得する燃圧センサ１８が配置される。高圧デリバリ１２は、高圧配管１４を介して、高圧ポンプ２０と接続される。
【００１９】
ポートインジェクタ３８は、内燃機関が備える気筒の吸気通路内に、燃料タンク３４から供給される低圧の状態の燃料を噴射する。内燃機関の各気筒の吸気通路内に噴出し口が露出するように６つのポートインジェクタ３８がそれぞれ配置される。ポートインジェクタ３８は、ポートデリバリ４０と接続される。ポートデリバリ４０は、低圧配管３２を介して、燃料タンク３４と接続される。
【００２０】
高圧ポンプ２０は、チェック弁２１、プランジャ２２、シリンダ２４及びスピル弁２５を備える。高圧ポンプ２０は、燃料タンク３４内の燃料を高い圧力で筒内直噴インジェクタ１０に供給する。チェック弁２１は、高圧配管１４と接続され、高圧ポンプ２０内の実燃圧が所定の燃圧を超える場合に開弁する。プランジャ２２は、シリンダ２４内で上下方向に摺動する。プランジャ２２の下端は、カム２６と接している。カム２６は、カムシャフト２８に設けられている。カムシャフト２８は、タイミングベルト（不図示）を介してクランクシャフト（不図示）と接続される。高圧ポンプ２０は、リリーフバルブ１６及びリターン配管３０を介して、高圧デリバリ１２と接続される。高圧デリバリ１２内の実燃圧が高くなりすぎた場合に、リリーフバルブ１６が開弁され、実燃圧が調節される。スピル弁２５は、高圧ポンプ２０と燃料タンク３４とを連通又は遮断するための弁である。
【００２１】
燃料タンク３４は、フィードポンプ３６を備える。フィードポンプ３６は、高圧ポンプ２０とポートインジェクタ３８とを接続する低圧配管３２と接続される。フィードポンプ３６は、燃料タンク３４内の燃料を低い圧力で高圧ポンプ２０及びポートインジェクタ３８に供給する。
【００２２】
ＥＣＵ４２は、燃圧センサ１８、クランク角センサ４６及びＥＤＵ４４と接続される。ＥＣＵ４２は、燃圧センサ１８が取得する実燃圧、クランク角センサ４６が取得するクランク角に基づいて、ＥＤＵ４４に対して、筒内直噴インジェクタ１０、ポートインジェクタ３８からの燃料の噴射及びスピル弁２５の開閉を指示する。ＥＤＵ４４は、ＥＣＵ４２からの指示を受けて、筒内直噴インジェクタ１０、ポートインジェクタ３８からの燃料の噴射及びスピル弁２５の開閉を実行させる。ＥＣＵ４２は、例えば、エンジンの回転数等により、内燃機関を成層始動させるかを判定する。ＥＣＵ４２は、エンジンスタータ（不図示）がオンされて、内燃機関のクランキングが開始された時点からカウントアップを開始する始動時間カウンタを内部に備える。
【００２３】
燃料噴射装置１００の動作を説明する。エンジンスタータがオンされて、イグニッション（ＩＧ）がオンになると、フィードポンプ３６が動作して、燃料タンク３４から高圧ポンプ２０へ低い圧力の燃料が送出される。同時に、クランクシャフトが回転して、クランクシャフトと連結されたカムシャフト２８が回転する。カムシャフト２８の回転によりカム２６が回転し、プランジャ２２が上下方向に摺動する。プランジャ２２が下方向に移動しているときにスピル弁２５が開弁されると、燃料がシリンダ２４内に導入される。プランジャ２２が上方向に移動しているときにスピル弁２５が閉弁されると、シリンダ２４から高圧デリバリ１２に燃料が送出される。送出された燃料の実燃圧が所定の燃圧以上となったときに、ＥＣＵ４２は燃料が筒内直噴インジェクタ１０から燃焼室内に噴射されるようにＥＤＵ４４に指示する。
【００２４】
図２を参照して、実施例１に係る内燃機関が備えるシリンダヘッドの構造を説明する。図２は、シリンダヘッド５０の構造の概略を示す断面図である。図２において、図１に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。図２のように、内燃機関は、シリンダヘッド５０、筒内直噴インジェクタ１０、ポートインジェクタ３８、点火プラグ５８、吸気弁６０、ロッカーアーム６２、支持部材６４、排気弁６６、ロッカーアーム６８、支持部材７０、シリンダ５２及びピストン５４を備える。シリンダヘッド５０、シリンダ５２及びピストン５４の上面による閉空間が燃焼室５６を構成する。シリンダヘッド５０には、吸気通路７２及び排気通路７４が設けられ、吸気通路７２及び排気通路７４と燃焼室５６とは連通している。シリンダヘッド５０には、燃焼室５６内に燃料を霧状に噴射する筒内直噴インジェクタ１０及び吸気通路７２内に燃料を霧状に噴射するポートインジェクタ３８が配置される。吸気通路７２と燃焼室５６とが連通する連通口には、吸気弁６０が配置される。排気通路７４と燃焼室５６とが連通する連通口には、排気弁６６が配置される。燃焼室５６の天井部分には、点火プラグ５８が配置される。吸気弁６０は、シーソー型のロッカーアーム６２の一端と接続され、ロッカーアーム６２の他端は支持部材６４により固定されている。ロッカーアーム６２は、カム（不図示）と接しており、カムの回転に応じて、吸気弁６０が吸気通路７２の連通口を開閉するように摺動する。同様に、排気弁６６は、シーソー型のロッカーアーム６８の一端と接続され、ロッカーアーム６８の他端は支持部材７０により固定されている。ロッカーアーム６８は、カム（不図示）と接しており、カムの回転に応じて、排気弁６６が排気通路７４の連通口を開閉するように摺動する。
【００２５】
内燃機関は、シリンダ５２内をピストン５４が摺動することにより、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程及び排気行程の一連の行程を行う。以下、図２を参照して、各行程の動作を説明する。
【００２６】
吸気行程において、シリンダ５２内をピストン５４が上死点から下死点へ移動されると共に、吸気弁６０が下方へ移動されて、吸気通路７２の連通口が開放される。燃焼室５６の負圧により空気が吸気通路７２内を燃焼室５６に向かって流れる。ポート噴射を行う場合、ポートインジェクタ３８から霧状の燃料が噴射され、空気と燃料とは混合され、混合気となる。吸気通路７２の連通口を介して、混合気が燃焼室５６内に吸入される。この後、吸気弁６０が上方へ移動され、吸気通路７２の連通口が閉塞される。
【００２７】
圧縮行程において、ポート噴射を行う場合、ピストン５４が下死点から上死点へ移動されて、混合気が圧縮される。成層始動を行う場合、ピストン５４が下死点から上死点へ移動されるときに、筒内直噴インジェクタ１０から燃焼室５６内に霧状の燃料が噴射される。ピストン５４が上死点近傍に達するとき、点火プラグ５８がスパークされて、混合気又は燃料を着火する。燃焼行程において、着火された混合気又は燃料の燃焼により、混合気又は空気が膨張して、ピストン５４が上死点から下死点へ移動される。
【００２８】
排気行程において、下死点に達したピストン５４は、再び上死点へ移動される。このとき、排気弁６６が下方へ移動されて、排気通路７４の連通口が開放される。ピストン５４の上死点への移動により、燃焼により生じた排気ガスが排気通路７４の連通口から排出される。排気ガスが排出された後、排気弁６６が上方へ移動されて排気通路７４の連通口が閉塞される。
【００２９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、実施例１に係る実燃圧と未燃炭化水素（ＨＣ）の排出量及び内燃機関の始動時の燃焼トルクとの関係を説明する。図３（ａ）は、実燃圧と内燃機関の始動時のＨＣの排出量との関係を示すグラフである。図３（ｂ）は、実施例１に係る実燃圧と内燃機関の始動時の燃焼トルクとの関係を示すグラフである。図３（ａ）及び図３（ｂ）において、横軸は実燃圧を示す。図３（ａ）の縦軸は、内燃機関の始動時の燃焼トルクを示す。図３（ｂ）の縦軸は、内燃機関の始動時のＨＣの排出量を示す。
【００３０】
図３（ａ）のように、ＨＣの排出量は、実燃圧が大きくなるに従って、小さくなる。ＨＣの排出量は、実燃圧が第１燃圧（ＰＲ１）以上である場合に、ＨＣ１以下となる。ＨＣの排出量がＨＣ１以下の場合に、排気エミッションが最良である。内燃機関の成層始動は、実燃圧がＰＲ１以上の場合に実行される。すなわち、ＰＲ１は、排気エミッションの量が所定の値ＨＣ１未満となるように設定され、内燃機関を成層始動させる基準燃圧である。
【００３１】
図３（ｂ）のように、始動時の燃焼トルクは、実燃圧が大きくなるに従って、大きくなり、その後ほぼ一定となるように変化する。燃焼トルクＦ１は、内燃機関を始動させる場合のトルクの最小値である。燃焼トルクがＦ１以上となるときの燃圧であって、ＰＲ１より小さい値である燃圧を第２燃圧（ＰＲ２）とする。すなわち、ＰＲ２は、内燃機関を始動させるトルクを発生させることが可能な燃圧であって、ＰＲ１より小さい値である。図３（ｂ）では、燃焼トルクがＦ１となるときの燃圧をＰＲ２としている。内燃機関は、実燃圧がＰＲ２未満の場合に始動不可であり、実燃圧がＰＲ２以上の場合に始動可能である。
【００３２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）より、実燃圧がＰＲ２以上かつＰＲ１未満の区間では、ＨＣの排出量は実燃圧がＰＲ１以上である場合に比べて大きくなるものの、燃焼トルクはＦ１以上であるため、内燃機関を始動させることが可能である。そこで、ＥＣＵ４２は、内燃機関のクランキングの開始から予め定められた第１期間Ｔ１が経過したときに燃圧センサ１８が取得した実燃圧がＰＲ１未満であれば、基準燃圧をＰＲ１からＰＲ２へ切り替え、燃圧センサ１８が取得した実燃圧がＰＲ２以上である場合に内燃機関を成層始動させる。このとき、ＥＣＵ４２は、内燃機関の圧縮行程で筒内直噴インジェクタ１０から燃料を燃焼室５６内へ噴射させる。これにより、燃圧の上昇が不十分であっても、内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる。それに加え、排気エミッションが、図３（ａ）の実燃圧がＰＲ２未満における場合のように多くなってしまうことを防止することができる。以下の説明において、始動時間カウンタの初期値から第１期間Ｔ１が経過した時点の始動時間カウンタのカウント値をＣ１とする。
【００３３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）より、実燃圧がＰＲ２未満の区間は、燃圧が成層始動させるには十分ではなく、燃焼トルクがＦ１未満であり、ＨＣの排出量も多くなる。そこで、ＥＣＵ４２は、内燃機関のクランキングの開始から第１期間Ｔ１より長い第２期間Ｔ２が経過したときに燃圧センサ１８が取得した実燃圧がＰＲ２未満であれば、内燃機関の吸気行程で燃料を筒内直噴インジェクタ１０から燃焼室５６内へ噴射、又は、燃料をポートインジェクタ３８から吸気ポートである吸気通路７２内へ噴射させる。これにより、内燃機関の始動時間の遅延を抑えることができる。以下の説明において、始動時間カウンタの初期値から第２期間Ｔ２が経過した時点の始動時間カウンタのカウント値をＣ２とする。
【００３４】
以上をまとめると、ＥＣＵ４２は、燃圧センサ１８が取得した実燃圧がＰＲ２以上ＰＲ１未満、かつ、始動時間カウンタがＣ１以上の場合に、圧縮行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可する。また、ＥＣＵ４２は、燃圧センサ１８が取得した実燃圧がＰＲ２未満、かつ、始動時間カウンタがＣ２以上の場合に、ポートインジェクタ３８からの燃料の噴射又は吸気行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可する。
【００３５】
ＰＲ１、ＰＲ２、ＨＣ１、Ｆ１、Ｔ１及びＴ２の各値は、例えば、ＥＣＵ４２が備えるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等に予め記憶される。ＰＲ１、ＰＲ２、ＨＣ１、Ｆ１、Ｔ１及びＴ２の各値は、同一のＲＯＭやフラッシュメモリに記憶されていてもよいし、異なるＲＯＭやフラッシュメモリに記憶されていてもよい。なお、ＥＣＵ４２が推定したＰＲ１、ＰＲ２、ＨＣ１、Ｆ１、Ｔ１及びＴ２を用いるようにしてもよい。
【００３６】
図４を参照して、実施例１に係るＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理を説明する。図４は、実施例１に係るＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理のフローチャートである。
【００３７】
ＥＣＵ４２は、ＩＧがオンであるか否かを判定する（ステップＳ８０）。ＥＣＵ４２は、ＩＧがオンであると判定する場合（ステップＳ８０のＹｅｓ）、内燃機関を成層始動させるか否かを判定する（ステップＳ８２）。このとき、始動時間カウンタのカウントが開始する。ステップＳ８２において、ＥＣＵ４２は、例えば、内燃機関の回転数等により成層始動させるか否かを判定する。ＥＣＵ４２は、ＩＧがオフであると判定する場合（ステップＳ８０のＮｏ）及び内燃機関を成層始動させないと判定する場合（ステップＳ８２のＮｏ）、処理を終了する。
【００３８】
ＥＣＵ４２は、内燃機関を成層始動させると判定する場合（ステップＳ８２のＹｅｓ）、高圧ポンプ２０を駆動する（ステップＳ８４）。ＥＣＵ４２は、燃圧センサ１８により実燃圧を取得して、実燃圧が成層始動させる基準燃圧であるＰＲ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ８６）。ＥＣＵ４２は、実燃圧がＰＲ１以上であると判定する場合に（ステップＳ８６のＹｅｓ）、圧縮行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可して、燃料の噴射を実行し、成層燃焼を行う（ステップＳ８８）。ステップＳ８８の終了後、処理を終了する。
【００３９】
ＥＣＵ４２は、実燃圧がＰＲ１未満である場合に（ステップＳ８６のＮｏ）、基準燃圧をＰＲ１からＰＲ２に切り替え、実燃圧がＰＲ２以上、かつ、始動時間カウンタがＣ１以上であるかを判定する（ステップＳ９０）。ＥＣＵ４２は、実燃圧がＰＲ２以上、かつ、始動時間カウンタがＣ１以上であると判定する場合（ステップＳ９０のＹｅｓ）、ステップＳ８８を実行して、成層燃焼を行って、処理を終了する。
【００４０】
ＥＣＵ４２は、実燃圧がＰＲ２以上、かつ、始動時間カウンタがＣ１以上ではないと判定する場合（ステップＳ９０のＮｏ）、実燃圧がＰＲ２未満、かつ、始動時間カウンタがＣ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ９２）。ＥＣＵ４２は、実燃圧がＰＲ２未満、かつ、始動時間カウンタがＣ２以上であると判定する場合（ステップＳ９２のＹｅｓ）、成層始動を中止して、ポートインジェクタ３８からの燃料の噴射又は吸気行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可して、燃料の噴射を実行する（ステップＳ９４）。ステップＳ９４の終了後、処理を終了する。ＥＣＵ４２は、実燃圧がＰＲ２未満、かつ、始動時間カウンタがＣ２以上ではないと判定する場合（ステップＳ９２のＮｏ）、ステップＳ８２に戻って、処理を継続する。以上が、ＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理の説明である。
【００４１】
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）を参照して、ＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理を説明する。図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は、実施例１に係るＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理のタイミングチャートである。図５（ａ）は、内燃機関の回転数の変化を示すグラフである。図５（ｂ）は、燃圧センサ１８が取得する実燃圧の変化を示すグラフである。図５（ｃ）は、ＥＣＵ４２の始動時間カウンタの変化を示すグラフである。図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）において、横軸は同じ時刻を示している。図５（ｂ）に示すＰＲ１及びＰＲ２並びに図５（ｃ）に示すＣ１、Ｃ２、Ｔ１及びＴ２は、図３及び図４の説明における符号と同一である。以下、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す実線、一点鎖線及び破線のグラフについて順に説明する。
【００４２】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す実線は、時刻ｔ３において、成層始動を行う場合に実燃圧がＰＲ１以上である場合を示している。このとき、ＥＣＵ４２は、圧縮行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可して、燃料の噴射を実行し、成層燃焼を行う。これは、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ８６のＹｅｓを経てステップＳ８８が実行される場合に対応する。
【００４３】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す一点鎖線は、時刻ｔ３において、成層始動を行う場合に実燃圧がＰＲ１未満である場合を示している。時刻ｔ３において、実燃圧がＰＲ２以上、かつ、始動時間カウンタがＣ１以上である。このとき、ＥＣＵ４２は、圧縮行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可して、燃料の噴射を実行し、成層燃焼を行う。これは、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ８６のＮｏ及びステップＳ９０のＹｅｓを経てステップＳ８８が実行される場合に対応する。
【００４４】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す破線は、時刻ｔ２において、成層始動を行う場合に実燃圧がＰＲ２未満である場合を示している。時刻ｔ２において、実燃圧がＰＲ２未満、かつ、始動時間カウンタがＣ２以上である。このとき、ＥＣＵ４２は、ポートインジェクタ３８からの燃料の噴射又は吸気行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可して、燃料の噴射を実行する。これは、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ８６のＮｏ、ステップＳ９０のＮｏ及びステップＳ９２のＹｅｓを経てステップＳ９４が実行される場合に対応する。
【００４５】
実施例１において、ＥＣＵ４２が、内燃機関のクランキングの開始から予め定められた第１期間Ｔ１が経過したときに燃圧センサ１８が取得した実燃圧が第１燃圧ＰＲ１未満であれば、成層始動させる基準燃圧を第１燃圧ＰＲ１から第２燃圧ＰＲ２へ切り替え、燃圧センサ１８が取得した実燃圧が第２燃圧ＰＲ２以上である場合に内燃機関を成層始動させる例を説明した。これは、図４に示すフローチャートにおいて、ＥＣＵ４２がステップＳ８６のＮｏ及びステップＳ９０のＹｅｓを経てステップＳ８８を実行する場合に対応する。これにより、実燃圧の上昇が不十分であっても、内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる。成層始動を行う構成の一例として、燃料噴射装置１００が燃料を燃焼室５６内へ直接噴射する筒内直噴インジェクタ１０を有する構成を説明した。成層始動を行う構成は他の構成でもよい。
【００４６】
ＥＣＵ４２が、内燃機関のクランキングの開始から第１期間Ｔ１より長い第２期間Ｔ２が経過したときに燃圧センサ１８が取得した実燃圧が第２燃圧ＰＲ２未満であれば、内燃機関の吸気行程で燃料を筒内直噴インジェクタから燃焼室５６内へ噴射させる例を説明した。また、ＥＣＵ４２が、内燃機関のクランキングの開始から第１期間Ｔ１より長い第２期間Ｔ２が経過したときに燃圧センサ１８が取得した実燃圧が第２燃圧ＰＲ２未満であれば、燃料をポートインジェクタ３８から吸気通路７２内へ噴射させる例を説明した。これらは、図４に示すフローチャートにおいて、ＥＣＵ４２がステップＳ８６のＮｏ、ステップＳ９０のＮｏ及びステップＳ９２のＹｅｓを経てステップＳ９４が実行する場合に対応する。これにより、内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる。
【実施例２】
【００４７】
実施例２は、実施例１と比較して、ＥＣＵ４２が、クランク角センサ４６が取得するクランク角に基づいて、燃料を噴射させる処理を実行する点が異なる。以下、実施例１と異なる点について、図面を用いて説明する。
【００４８】
図６を参照して、実施例２に係るＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理を説明する。図６は、実施例２に係るＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理のフローチャートである。図６のステップＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０及びステップＳ１１８は、実施例１に係る図４のステップＳ８０、Ｓ８２、Ｓ８４、Ｓ８６、Ｓ８８、Ｓ９０及びＳ９４とそれぞれ同一の処理のため、説明を省略する。以下、図６のステップＳ１１２、Ｓ１１４、Ｓ１１６について説明する。
【００４９】
ＥＣＵ４２は、実燃圧がＰＲ２以上、かつ、始動時間カウンタがＣ１以上ではないと判定する場合（ステップＳ９０のＮｏ）、実燃圧がＰＲ２以上まで昇圧して筒内直噴インジェクタ１０による成層始動を行う場合の第１残りクランク角ＣＲＮＫ１を推定する（ステップＳ１１２）。続いて、ＥＣＵ４２は、ポートインジェクタ３８によりポート始動を行う場合の第２残りクランク角ＣＲＮＫ２を推定する（ステップＳ１１４）。ＥＣＵ４２は、ＣＲＮＫ１がＣＲＮＫ２より大きいか否かを判定する（ステップＳ１１６）。ＥＣＵ４２は、ＣＲＮＫ１がＣＲＮＫ２より大きい場合に、ステップＳ１１８を実行し、ＣＲＮＫ１がＣＲＮＫ２以下である場合に、ステップＳ１０４に戻る。ＣＲＮＫ１がＣＲＮＫ２より大きい場合とは、成層始動を行う場合に実燃圧がＰＲ２未満の状態である。よって、ステップＳ１１８のように、成層始動を中止して、ポートインジェクタ３８からの燃料の噴射又は吸気行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可して、燃料の噴射を実行する。これにより、内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる。
【００５０】
図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）を参照して、ＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理を説明する。図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、実施例２に係るＥＣＵ４２が実行する燃料を噴射させる処理のタイミングチャートである。図７（ａ）は、内燃機関の回転数の変化を示すグラフである。図７（ｂ）は、燃圧センサ１８が取得する実燃圧の変化を示すグラフである。図７（ｃ）は、ＥＣＵ４２の始動時間カウンタの変化を示すグラフである。図７（ａ）、図７（ｂ）及び図７（ｃ）において、横軸は同じ時刻を示している。図７（ｂ）に示すＰＲ１及びＰＲ２並びに図７（ｃ）に示すＣ１及びＴ１は、実施例１に係る図３及び図４並びに図６の説明における符号と同一である。以下、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す実線及び一点鎖線のグラフについて順に説明する。
【００５１】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す実線は、時刻ｔ４において、成層始動を行う場合に実燃圧がＰＲ１以上である場合を示している。このとき、ＥＣＵ４２は、圧縮行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可して、燃料の噴射を実行し、成層燃焼を行う。これは、図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０６のＹｅｓを経てステップＳ１０８が実行される場合に対応する。
【００５２】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す一点鎖線は、時刻ｔ４において、成層始動を行う場合に実燃圧がＰＲ１未満である場合を示している。時刻ｔ３において、ＣＲＮＫ１がＣＲＮＫ２より大きい。このとき、ＥＣＵ４２は、ポートインジェクタ３８からの燃料の噴射又は吸気行程における筒内直噴インジェクタ１０からの燃料の噴射を許可して、燃料の噴射を実行する。これは、図６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０６のＮｏ、ステップＳ１１０のＮｏ、ステップＳ１１２、ステップＳ１１４及びステップＳ１１６のＹｅｓを経てステップＳ１１８が実行される場合に対応する。
【００５３】
実施例２において、ＥＣＵ４２が、内燃機関のクランキングの開始から第１期間Ｔ１より長い第２期間Ｔ２が経過したときに、クランク角の大きさに基づいて、内燃機関の吸気行程で燃料を筒内直噴インジェクタ１０から燃焼室５６内へ噴射、又は、燃料をポートインジェクタ３８から吸気通路７２内へ噴射させる例を説明した。これらは、図６に示すフローチャートにおいて、ＥＣＵ４２がステップＳ１０６のＮｏ、ステップＳ１１０のＮｏ、ステップＳ１１２、ステップＳ１１４及びステップＳ１１６のＹｅｓを経てステップＳ１１８が実行する場合に対応する。これにより、内燃機関の始動時間の遅延を抑制することができる。
【００５４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    筒内直噴インジェクタ
１８    燃圧センサ
２０    高圧ポンプ
３４    燃料タンク
３８    ポートインジェクタ
４２    ＥＣＵ
５６    燃焼室
１００  燃料噴射装置
【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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