(57)【要約】【課題】パージが実行されるエンジンにおいて、適切な燃料噴射量の減量を行うことができ、適切な燃焼を実現することのできる燃料制御装置を提供する。【解決手段】燃料噴射弁が吸気行程で燃料を噴射する第１前段噴射と、吸気行程で第１前段噴射後に燃料を噴射する第１後段噴射と、圧縮行程で燃料を噴射する第２噴射とを実施させる運転領域において、パージが実行される場合、噴射する燃料の総量をパージが実行されない場合よりも減量し、且つ第１前段噴射及び第１後段噴射の燃料減量値よりも第２噴射の燃料減量値の方を小さくし、第１前段噴射又は第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満となる場合、第１後段噴射を中止して、第１前段噴射と第２噴射とを実施させる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒が形成されたエンジン本体と、気筒に吸気を導入する吸気通路と、燃料を貯留する燃料タンクと、気筒内にタンブル流を生成するタンブル流生成手段と、燃料タンクから供給された燃料を気筒内にタンブル流と対向するように噴射する燃料噴射弁と、燃料タンク内の蒸発燃料を吸気通路に供給するパージを実行可能なパージ実行手段と、燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備えたエンジンの燃料制御装置において、
前記燃料噴射制御手段は、
予め設定された所定の運転領域において、燃料噴射弁が吸気行程で燃料を噴射する第１前段噴射と、吸気行程で第１前段噴射後に燃料を噴射する第１後段噴射と、圧縮行程で燃料を噴射する第２噴射とを実施させると共に、
前記パージが実行される場合、燃料噴射弁が噴射する燃料の総量を前記パージが実行されない場合よりも減量し、且つ第１前段噴射及び第１後段噴射の燃料減量値よりも第２噴射の燃料減量値の方を小さくし、
第１前段噴射又は第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満となる場合、第１後段噴射を中止して、第１前段噴射と第２噴射とを実施させることを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御手段は、
第１後段噴射を中止する場合、第１前段噴射の燃料減量後の燃料噴射量に、第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量を加算した燃料噴射量で、第１前段噴射を実施させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御手段は、
前記パージが実行される場合、第１前段噴射及び第１後段噴射に対してのみ燃料減量を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射制御手段は、
前記パージが実行される場合、第１前段噴射の燃料減量値と、第１後段噴射の燃料減量値とを同量にすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射制御手段は、
前記所定の運転領域が高負荷領域にあるとき、第１前段噴射と第１後段噴射と第２噴射を実施させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項６】
前記燃料噴射制御手段は、
前記所定の運転領域以外の第２運転領域にあるとき、第１前段噴射と第１後段噴射、又は第１前段噴射と第２噴射を実施させるとともに、
前記パージが実行される場合、第１前段噴射又は第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量が前記最小燃料噴射量未満となる場合、第１前段噴射と第１後段噴射、又は第１前段噴射と第２噴射に代えて第１前段噴射を実施させることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの燃料制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン本体の燃焼室に燃料タンクから供給された燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁による燃料噴射の制御を行うエンジンの燃料制御装置に関し、特に、燃料タンク内の蒸発燃料を吸気通路から燃焼室に導入するパージが実行される場合の燃料噴射制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸気通路を介して気筒内に導入して燃焼させ、これにより蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑制することが行われている。ここで、単純に蒸発燃料を気筒に導入すると、燃料噴射弁から噴射された燃料にこの蒸発燃料が加えられることで、エンジントルクが要求されている値よりも大きくなってしまう。
【０００３】
これに対して、特許文献１には、燃料タンク内の蒸発燃料が吸気通路に導入されるパージが実行されている場合には、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射量を、燃料タンク側から吸気通路に導入されるパージガスのガス量に応じて減量するように構成されたエンジンが開示されている。
また、特許文献１には、排ガス性能および燃費性能を高めるべく、エンジン回転数が低く且つエンジントルクが低い運転領域において、成層燃焼を行う構成、および、この成層燃焼実施時にパージが実行されたときには、燃料噴射弁の噴射時期や点火時期等を補正する構成が開示されている。
【０００４】
一方、燃料噴射弁では、燃料噴射パルス幅（開弁時間）が制御され、その燃料噴射パルス幅にほぼ比例した燃料噴射量が得られる。しかし、燃料噴射パルス幅が、最小燃料噴射パルス幅未満になると、燃料噴射パルス幅に比例した燃料噴射量が得られず、燃料噴射パルス幅に対する燃料噴射量の線形性が保たれない領域が存在することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８４６４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、パージが実行されている場合において、気筒内に噴射される燃料量をパージガス量に応じて減量すれば、気筒内に供給される燃料の総量を適切な量に維持することはできる。しかし、気筒内に燃料噴射を複数回に分けて実施する場合には、各噴射についてどのような減量を行うかによって気筒内の状態が変化するため、適切な燃焼が実現されるとは限らない。
【０００７】
特許文献１のように成層燃焼を行う場合には、吸気行程で燃料を気筒内に噴射するとともに、圧縮行程でも燃料を噴射し、この圧縮行程で噴射された燃料によって点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気を形成することで、混合気の成層化を実現している。そのため、この圧縮行程で噴射される燃料量を大幅に減量してしまうと混合気の成層化および成層燃焼を適切に実現できないおそれがある。
【０００８】
そこで、パージが実行される場合、圧縮行程での燃料噴射の減量を制限し、吸気行程での燃料噴射の減量値を多くすることが考えられる。しかし、前記のように、燃料噴射弁では、燃料噴射パルス幅が最小燃料噴射パルス幅未満になると、燃料噴射パルス幅に比例した燃料噴射量が得られない。依って、パージの実行により、吸気行程での燃料減量値が多くなり、その燃料減量後の燃料噴射量が、燃料噴射弁の最小燃料噴射パルス幅に対応する最小燃料噴射量未満になると、適切な燃料噴射量の減量を行うことができないため、燃焼室の燃料の量及び出力トルクを適切な値に維持できないおそれがある。
【０００９】
本発明は、パージが実行される場合に適切な燃料噴射量の減量を行うことができ、適切な燃焼を実現することのできるエンジンの燃料制御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】
【００１０】
請求項１の発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、気筒に吸気を導入する吸気通路と、気筒内にタンブル流を生成するタンブル流生成手段と、燃料タンクから供給された燃料を気筒内にタンブル流と対向するように噴射する燃料噴射弁と、燃料タンク内の蒸発燃料を吸気通路に供給するパージを実行可能なパージ実行手段と、燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備えたエンジンの燃料制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、予め設定された所定の運転領域において、燃料噴射弁が吸気行程で燃料を噴射する第１前段噴射と、吸気行程で第１前段噴射後に燃料を噴射する第１後段噴射と、圧縮行程で燃料を噴射する第２噴射とを実施させると共に、前記パージが実行される場合、燃料噴射弁が噴射する燃料の総量を前記パージが実行されない場合よりも減量し、且つ第１前段噴射及び第１後段噴射の燃料減量値よりも第２噴射の燃料減量値の方を小さくし、第１前段噴射又は第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満となる場合、第１後段噴射を中止して、第１前段噴射と第２噴射とを実施させることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、所定の運転領域において、吸気行程で第１前段噴射と第１後段噴射とが実施され、圧縮行程で第２噴射が実施されるので、燃焼室の燃料を成層化して成層燃焼を実現することができ燃費性能を高めることができる。
また、燃焼室に生成されたタンブル流が弱まるのを第１前段噴射によって抑制し、このタンブル流によって第１後段噴射により噴射された燃料の気筒の壁面への付着を抑制でき、煤の増大を抑制できる。
【００１２】
パージが実行される場合、燃料噴射弁が燃焼室に噴射する燃料の総量が減量されるため、燃焼室の燃料の量及び出力トルクを適切な値に維持することができる。また、噴射燃料の減量を行う場合、第１前段噴射及び第１後段噴射の燃料減量値よりも第２噴射の燃料減量値の方を小さくするため、圧縮行程で実施される第２噴射の燃料噴射量を確保して、燃焼室に燃料濃度の高い混合気を適切に形成すること、つまり混合気の成層化を適切に行うことができ、より適切な燃焼を実現することができる。
【００１３】
また、第１前段噴射と第１後段噴射とに対してそれぞれ燃料減量を行うことで、第１前段噴射の燃料噴射量が過剰に少なくなるのを抑制できると共に、その第１前段噴射が、タンブル流が弱まるのを抑制し、第１後段噴射により噴射された燃料の気筒の壁面への付着を抑制し、煤の増大を抑制する機能を維持することができる。
【００１４】
パージが実行される場合の噴射燃料の減量により、第１前段噴射又は第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満となる場合には、第１後段噴射を中止して、第１前段噴射の燃料噴射量を増量し、各噴射の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満とならないようにして、第１前段噴射と第２噴射とを実施させることで、燃焼室の燃料の量及び出力トルクを適切な値に維持することができる。
【００１５】
また、圧縮行程で実施される第２噴射の燃料噴射量を確保して、燃焼室に燃料濃度の高い混合気を適切に形成すること、混合気の成層化を適切に行うことができ、より適切な燃焼を実現することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記燃料噴射制御手段は、第１後段噴射を中止する場合、第１前段噴射の燃料減量後の燃料噴射量に、第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量を加算した燃料噴射量で、第１前段噴射を実施させることを特徴としている。上記構成によれば、気筒に噴射する燃料量を確保して出力トルクの低下を防止可能である。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記燃料噴射制御手段は、前記パージが実行される場合、第１前段噴射及び第１後段噴射に対してのみ燃料減量を行うことを特徴としている。
上記構成によれば、より確実に、圧縮行程で実施される第２噴射によって燃焼室に燃料濃度の高い混合気を適切に形成し、適切な燃焼を実現することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れの発明において、前記燃料噴射制御手段は、前記パージが実行される場合、第１前段噴射の燃料減量値と、第１後段噴射の燃料減量値とを同量にすることを特徴としている。
上記構成によれば、比較的簡単な構成で第１前段噴射と第１後段噴射とに対して燃料の減量を行うことができる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、前記燃料噴射制御手段は、前記所定の運転領域が高負荷領域にあるとき、第１前段噴射と第１後段噴射と第２噴射を実施させることを特徴としている。上記構成によれば、この高負荷領域において成層燃焼を行って燃費性能を高めることができる。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかの発明において、前記燃料噴射制御手段は、前記所定の運転領域以外の第２運転領域にあるとき、第１前段噴射と第１後段噴射、又は第１前段噴射と第２噴射を実施させるとともに、前記パージが実行される場合、第１前段噴射又は第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量が前記最小燃料噴射量未満となる場合、第１前段噴射と第１後段噴射、又は第１前段噴射と第２噴射に代えて前記第１前段噴射を実施させることを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、第２運転領域において、吸気行程で第１前段噴射と第１後段噴射とが実施される場合、燃焼室に生成されたタンブル流が弱まるのを第１前段噴射によって抑制し、このタンブル流によって第１後段噴射により噴射された燃料の気筒の壁面への付着を抑制でき、煤の増大を抑制できる。
【００２２】
そして、この第２運転領域においてパージが実行される場合の噴射燃料の減量により、第１前段噴射又は第１後段噴射の燃料減量後の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満となる場合には、第１後段噴射を中止して、第１前段噴射の燃料噴射量を増量し、各噴射の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満とならないようにして、第１前段噴射のみを実施させることができるので、燃焼室の燃料の量及び出力トルクを適切な値に維持することができる。
【００２３】
また、第２運転領域において、吸気行程で第１前段噴射が実施され、圧縮行程で第２噴射が実施される場合、燃焼室の燃料を成層化して成層燃焼を実現することができ燃費性能を高めることができる。そして、この第２運転領域においてパージが実行される場合の噴射燃料の減量により、第１前段噴射の燃料減量後の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満となる場合には、第２噴射を中止して、第１前段噴射の燃料噴射量を増量し、各噴射の燃料噴射量が燃料噴射弁の最小燃料噴射量未満とならないようにして、第１前段噴射のみを実施させることができるので、燃焼室の燃料の量及び出力トルクを適切な値に維持することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明のエンジンの燃料制御装置によれば、パージが実行されるエンジンにおいて、適切な燃料噴射量の減量を行うことができ、適切な燃焼を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態にかかるエンジンの燃料制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】エンジンシステムの制御系を示すブロック図である。
【図３】噴射パターンの領域を示した図である。
【図４】各領域における噴射パターンを示した図であり、（ａ）は第１領域での図、（ｂ）は第２低負荷側領域での図、（ｃ）は第２高負荷側領域での図、（ｄ）は第３領域での図である。
【図５】インジェクタの燃料噴射パルス幅と燃料噴射量との関係を示す図である。
【図６】インジェクタの制御手順を示したフローチャートである。
【図７】１の噴射の燃料噴射量がインジェクタの最小燃料噴射量未満となった場合の各領域における噴射パターンを示した図であり、（ａ）は第２低負荷側領域での図、（ｂ）は第２高負荷側領域での図、（ｃ）は第３領域での図である。
【図８】各ケースにおける各噴射量を模式的に示した図である。
【図９】各ケースにおける点火プラグ周辺の空燃比を示した図である。
【図１０】各ケースにおける壁面ウェット量を示した図である。
【図１１】第１前段噴射を実施したときの気筒内のガスの流動を示した図であり、（ａ）〜（ｅ）は各時刻での図である。
【図１２】第１前段噴射を実施しないときの気筒内のガスの流動を示した図であり、（ａ）〜（ｅ）は各時刻での図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［１］エンジンの全体構成について
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンシステムとこのエンジンシステムに組み込んだエンジンの燃料制御装置の構成を示す図である。
このエンジンシステムは、４ストロークのエンジン本体１と、エンジン本体１に燃焼用の空気（吸気）を導入するための吸気通路３０と、エンジン本体１から外部に排気を排出するための排気通路３５と、燃料を貯留する燃料タンク４１と、燃料タンク４１内で発生した蒸発燃料をエンジン本体１に導入するためのパージシステム（パージ実行手段）４０とを備えている。このエンジンシステムは車両に設けられて、エンジン本体１は車両の駆動源として用いられる。エンジン本体１は、例えば、図１の紙面に直交する方向に並ぶ４つの気筒２を有する４気筒エンジンであり、主としてガソリンを燃料とするガソリンエンジンである。
【００２７】
エンジン本体１は、気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上面に設けられたシリンダヘッド４と、気筒２に往復摺動可能に挿入されたピストン１１とを有している。ピストン１１の上方には燃焼室５が形成されている。ピストン１１はコネクティングロッドを介してクランク軸１５と連結され、ピストン１１の往復運動に応じて、クランク軸１５は中心軸回りに回転する。
【００２８】
シリンダヘッド４には、気筒２の燃焼室５内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１２と、インジェクタ１２から噴射された燃料と空気との混合気に対しし点火する点火プラグ１３とが、各気筒２につき夫々１組ずつ装備されている。
【００２９】
インジェクタ１２は、燃料の噴射口となる複数の噴孔を先端部に有しており、各気筒２の燃焼室５をその吸気側の側方から臨むように設けられている。また、インジェクタ１２は、各燃料室５に対して１燃焼サイクルあたり複数回の噴射を行うことが可能である。インジェクタ１２には、配管（不図示）と燃料レール１４を介して燃料タンク４１から燃料が供給される。
【００３０】
点火プラグ１３は、放電用の電極を先端部に有し、各気筒２の燃焼室５を上方から臨むように設けられている。
シリンダヘッド４には、吸気通路３０から供給される空気を各気筒２の燃焼室５に導入するための吸気ポート６と、吸気ポート６を開閉する吸気弁８と、各気筒２の燃焼室５で生成された排気を排気通路３５に導出するための排気ポート７と、排気ポート７を開閉する排気弁９とが設けられている。
【００３１】
ここで、吸気ポート６は、燃焼室５に縦方向の渦流、つまりタンブル流を生成するタンブル流生成手段として機能する。インジェクタ１２は、その噴孔が斜め下方に向くように傾斜状に配置され、燃料タンク４１から供給された燃料を燃焼室５にタンブル流と対向するように噴射する。
【００３２】
吸気通路３０は、単一の吸気管３３と、所定容積のサージタンク３２と、サージタンク３２と各気筒２の吸気ポート６とを個別に連結する複数の（４本の）独立吸気通路３１（図１の紙面に直交方向に並んでいる）とで構成されている。
【００３３】
吸気管３３のうちサージタンク３２よりも上流側の部分には、吸気管３３の通路を開閉可能なスロットルバルブ３４ａが設けられている。
【００３４】
排気通路３５は、各気筒２の排気ポート７と連通する４本の独立排気通路３６と、各独立排気通路３６の下流端部が１箇所に集合した部分から下流側に延びる１本の排気管３８とを有している。排気順序が連続しない２つの気筒２の独立排気通路３６が１本の通路３７に夫々集合し、その後これら２本の通路３７が排気管３８に集約されている。排気管３８には、三元触媒等の触媒が内蔵された触媒装置９０が設けられている。
【００３５】
パージシステム４０は、燃料タンク４１内で蒸発した蒸発燃料を蒸発可能に吸着するキャニスタ４２と、キャニスタ４２に空気を導入するパージエア管４９と、キャニスタ４２と吸気管３３とを連結するパージ管（パージ通路）４３とを備えている。パージ管４３は、吸気管３３のうちスロットルバルブ３４ａとサージタンク３２との間の部分に接続されている。
【００３６】
キャニスタ４２に吸着された蒸発燃料は、パージエア管４９から導入された空気によってキャニスタ４２から蒸発する。キャニスタ４２から蒸発した蒸発燃料は空気とともにパージ管４３を通って吸気管３３に導入される。以下、このパージ管４３を流通する蒸発燃料と空気とからなるガスをパージガスと言い、このパージガスに含まれる蒸発燃料をパージ燃料という。
【００３７】
パージ管４３には、パージ管４３を開閉するパージバルブ４５が設けられている。パージバルブ４５は、ＤＵＴＹコントロールバルブであり、開閉を繰り返し、１サイクルの開弁期間と閉弁期間とを合わせた単位期間に対する開弁期間の割合であるＤＵＴＹ比を変更することでその開度が変更される。以下、パージバルブ４５を開弁してパージガスを吸気管３３つまり各気筒２に導入することを、パージを実行するという。
【００３８】
［２］制御系について
図２を用いて、エンジンシステムの制御系について説明する。
このエンジンシステムは、車両に搭載されたＰＣＭ１００（パワートレイン制御モジュール、燃料噴射弁制御手段）によって制御される。ＰＣＭ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ等から構成されるマイクロプロセッサである。
【００３９】
ＰＣＭ１００は、エンジン回転数を検出する回転数センサＳＮ１、エンジン本体１に導入される空気を検出するエアフローセンサＳＮ２、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサＳＮ３、吸気管３３内の圧力である吸気圧を検出する吸気圧センサＳＮ４、インジェクタ１２に供給される燃料圧力（燃圧）を検出する燃圧センサＳＮ５等と電気的に接続されている。ＰＣＭ１００は、各センサ（ＳＮ１〜ＳＮ５等）からの入力信号に基づいて種々の演算を実行して、インジェクタ１２、点火プラグ１３、スロットルバルブ３４、パージバルブ４５に指令信号を出力してこれらを制御する。
【００４０】
ＰＣＭ１００によるインジェクタ１２の制御について次に説明する。
図３は、噴射パターンについての運転領域を示した図である。すなわち、本実施形態では、運転領域に応じてインジェクタ１２の噴射パターンが異なるように、詳細には、噴射回数（１燃焼サイクルあたりの噴射回数）および噴射タイミングが異なるように設定されている。
【００４１】
具体的には、エンジン回転数が予め設定された第２基準回転数Ｎ２以下の領域のうちエンジン負荷が予め設定された第２基準負荷Ｔ２以上の第３領域Ａ３（所定の運転領域）では、１燃焼サイクルあたり３回に分けて燃料を噴射する３分割噴射が実施される。この第３領域Ａ３では、図４（ｄ）に示すように、吸気行程で第１前段噴射Ｑ１Ａと第１後段噴射Ｑ１Ｂとがこの順に実施され、圧縮行程で第２噴射Ｑ２が実施される。
【００４２】
一方、エンジン回転数が予め設定された第１基準回転数（基準回転数）Ｎ１以下の低回転領域のうちエンジン負荷が第１基準負荷Ｔ１以上の第２領域Ａ２（第２運転領域）（第３領域Ａ３を除く）では１燃焼サイクルあたり２回に分けて燃料を噴射する２分割噴射が実施される。
【００４３】
ただし、この第２領域Ａ２のうちエンジン負荷が第３基準負荷Ｔ３以上の第２高負荷側領域Ａ２ｂでは、図４（ｃ）に示すように、吸気行程で第１前段噴射Ｑ１Ａ（第１噴射）が実施され、圧縮行程で第２噴射Ｑ２が実施され、第２領域Ａ２のうちエンジン負荷が第３基準負荷Ｔ３未満の第２低負荷側領域Ａ２ａでは、図４（ｂ）に示すように、吸気行程で第１前段噴射Ｑ１Ａと第１後段噴射Ｑ１Ｂとがこの順に実施される。
【００４４】
そして、その他の第１領域Ａ１では、図４（ａ）に示すように、一括噴射が実施されて、１燃焼サイクルにつき１回だけインジェクタ１２から燃料が噴射される。
【００４５】
このように第３領域Ａ３と第２高負荷側領域Ａ２ｂとにおいて分割噴射を行いかつ最後の噴射を圧縮行程で実施するのは、これらの領域Ａ３，Ａ２ｂにおいて成層燃焼を行って燃費性能を高めるためである。すなわち、吸気行程で気筒２内に噴射された燃料は圧縮上死点付近であって燃焼の開始前に気筒２のほぼ全体に拡散するが、圧縮行程、特に、圧縮上死点に近いタイミングで噴射された燃料は燃焼の開始までに十分に拡散しない。そのため、前記のように噴射を行えば、点火プラグ１３付近に燃料濃度が濃い混合気を形成して、気筒２内の混合気を成層化することができる。この燃料濃度の濃い混合気に点火を行えば、混合気の着火性および燃焼速度を高めることができ、点火時期の進角化が可能となって燃費性能を高めることができる。
【００４６】
ここで、全運転領域において分割噴射を行ってもよいが、エンジン回転数が高くなると短時間で複数回にわたってインジェクタ１２を駆動させねばならなくなり、インジェクタ１２を駆動するための回路の温度上昇が高くなり好ましくない。
そこで、前記のように、エンジン回転数が第１基準回転数Ｎ１以下の領域でのみ分割噴射を行う。また、エンジン負荷が低いと気筒２に噴射する燃料の総量が小さくなる。そのため、エンジン負荷が低い領域で分割噴射を行うと１回あたりの噴射量が非常に小さくなって、インジェクタ１２から適切な量の燃料を噴射できなくなるおそれがある、そこで、前記のように、エンジン負荷が第１基準負荷Ｔ１以上の領域でのみ分割噴射を行う。
【００４７】
ここで、図５を用いて、本実施形態によるインジェクタ１２の燃料噴射パルス幅と燃料噴射量との関係を説明する。
【００４８】
図５に示すように、インジェクタ１２は、インジェクタ１２に供給される燃料の燃料圧力が例えば３ＭＰａの場合、その燃料噴射パルス幅ｔｊ（開弁時間）が、最小燃料噴射パルス幅τｍｉｎ（３ＭＰａ）付近以上では、燃料噴射パルス幅ｔｊに対して燃料噴射量ＱＩが線形的に得られるが、最小燃料噴射パルス幅τｍｉｎ（３ＭＰａ）付近以下になると、非線形となる。
【００４９】
この燃料噴射パルス幅ｔｊに比例した燃料噴射量ＱＩが得られない領域Ｒが、最小燃料噴射パルス幅τｍｉｎ（３ＭＰａ）で定まる領域であり、燃料圧力が３ＭＰａの場合、線形的に安定して得られる最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ（３ＭＰａ）は、最小燃料噴射パルス幅τｍｉｎ（３ＭＰａ）に対応して定まる。燃料圧力が２ＭＰａの場合も同様の傾向を有し、図５に示すように、その最小燃料噴射パルス幅τｍｉｎ（２ＭＰａ）は、最小燃料噴射パルス幅τｍｉｎ（３ＭＰａ）より小さくなり、最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ（２ＭＰａ）は、最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ（３ＭＰａ）より小さくなる。
【００５０】
ＰＣＭ１００は、図５に示す燃料圧力（例えば、図５に示す３ＭＰａ、２ＭＰａ）毎に得られるインジェクタ１２の最小燃料噴射量Ｑｍｉｎを、予めメモリに記憶／設定し、燃圧センサＳＮ５により検出された燃料圧力に対応するインジェクタ１２の最小燃料噴射量Ｑｍｉｎを、図６に示す制御で使用する。
【００５１】
次に、図６のフローチャートを用いて、パージが実行される場合の噴射量の算出手順について説明する。尚、図中符号Ｓｉ（Ｉ＝１，２，・・）は各ステップを示す。
まず、Ｓ１においてＰＣＭ１００は、各センサＳＮ１〜ＳＮ５等の検出値を読み込む。
【００５２】
次に、Ｓ２においてＰＣＭ１００は、気筒２に導入されているパージ燃料の量（以下、単にパージ燃料量という）Ｑｐを推定する。パージバルブ４５の前後差圧を、大気圧と吸気圧センサＳＮ４で検出された値とに基づいて算出するとともに、算出したパージバルブ４５の前後差圧とパージバルブ４５の開度とに基づいて、気筒２に導入されているパージガスの流量を推定する。このパージガスの流量と別途推定したパージガスの燃料濃度とから、パージ燃料量Ｑｐを推定する。ここで、パージバルブ４５が全閉であってパージが実行されていないときは、パージ燃料量Ｑｐは０とされる。
【００５３】
次に、Ｓ３にて、ＰＣＭ１００は、エンジン本体１の運転状態に基づいて要求噴射量Ｑｒを算出する。要求噴射量Ｑｒは、エンジン本体１の各気筒２にそれぞれ供給すべき燃料の総量である。ＰＣＭ１００は、アクセル開度と車速等に基づいてエンジン本体１に要求されている要求トルクを算出するとともに、この要求トルクを実現するために必要な気筒２の充填効率を算出し、その充填効率とエンジン回転数等とに基づいて要求噴射量Ｑｒを算出する。
【００５４】
次に、Ｓ４では、ＰＣＭ１００は、燃圧センサＳＮ５により検出された燃料圧力に対応するインジェクタ１２の最小燃料噴射量Ｑｍｉｎを読み込む。
【００５５】
次に、Ｓ５において、ＰＣＭ１００は、一括噴射を実施するか否か、つまり、現在の運転領域が第１領域Ａ１であるか否かを判定する。
Ｓ５の判定がＹｅｓの場合は、Ｓ６に進み、インジェクタ１２の噴射量Ｑｉを要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた量に設定する。Ｓ６の後は、Ｓ２０に進み、Ｓ６で設定された噴射量Ｑｉの燃料をインジェクタ１２に噴射させる。
【００５６】
一方、Ｓ５の判定がＮｏの場合は、Ｓ７に進む。Ｓ７では、２分割噴射を実施するか否か、つまり、現在の運転領域が第２領域Ａ２であるか否かを判定する。
Ｓ７の判定がＹＥＳの場合は、Ｓ８に進む。Ｓ８では、２分割噴射がいずれも吸気行程で実施される吸気行程噴射か否か、つまり、現在の運転領域が第２低負荷側領域Ａ２ａであるか否かを判定する。
【００５７】
Ｓ８の判定がＹｅｓであって２分割噴射を実施するがいずれの噴射も吸気行程で行われる場合には、Ｓ９に進む。Ｓ９では、ＰＣＭ１００は、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉを、要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた値に第１前段噴射Ｑ１Ａの分割比Ｒ１をかけた値に設定する。また、ＰＣＭ１００は、第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量Ｑ１Ｂｉを、要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた値に第１後段噴射Ｑ１Ｂの分割比Ｒ２をかけた量に設定する。尚、本実施形態の場合、Ｒ１＞Ｒ２とされる。
【００５８】
ここで、分割比は、分割噴射を行う場合における総噴射量（１燃焼サイクルについ気筒２内に供給される燃料量の総量）に対する各噴射の噴射量の割合であって、エンジン回転数とエンジン負荷等に応じて予め設定されている。
【００５９】
前記のように、２分割噴射が実施される場合であっていずれの噴射も吸気行程で実施される場合には、各噴射Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂの噴射量Ｑ１Ａｉ、Ｑ１Ｂｉは、要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた量に各分割比Ｒ１，Ｒ２をそれぞれかけた量に設定され、インジェクタ１２の噴射量の総量は要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた量とされる。
【００６０】
Ｓ９の次にＳ１０へと進み、Ｓ９で設定された第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉ又は第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量Ｑ１Ｂｉが、Ｓ４で読み込まれたインジェクタ１２の最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ未満であるか否か判定される。Ｓ１０の判定がＮｏの場合はＳ２０に進み、Ｓ９で設定された噴射量Ｑ１Ａｉの燃料を吸気行程でインジェクタ１２に噴射させ、その後、Ｓ９で設定された噴射量Ｑ１Ｂｉの燃料を吸気行程でインジェクタ１２に噴射させる。
【００６１】
一方、Ｓ１０の判定がＹｅｓの場合はＳ６へ進み、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉとなる噴射量Ｑｉを要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた量に設定する。その後、Ｓ２０に進み、図７（ａ）に示すように、第１後段噴射Ｑ１Ｂを中止し、第１前段噴射Ｑ１Ａにて、ステップＳ６で設定された噴射量Ｑ１Ａｉ（Ｑｉ）の燃料を吸気行程でインジェクタ１２に噴射させる。
【００６２】
一方、Ｓ８の判定がＮｏであって２分割噴射のうち２回目の噴射が圧縮行程で行われる場合には、Ｓ１１に進む。
Ｓ１１では、ＰＣＭ１００は、第１前段噴射Ｑ１Ａ（第１噴射）の噴射量Ｑ１Ａｉを、要求噴射量Ｑｒに第１前段噴射Ｑ１Ａの分割比Ｒ１をかけた値からパージ燃料量Ｑｐを減じた量に設定する。一方、第２噴射Ｑ２の噴射量Ｑ２ｉを、要求噴射量Ｑｒに第２噴射Ｑ２の分割比Ｒ２をかけた値に設定する。
【００６３】
このように、２分割噴射が実施される場合であって第２噴射Ｑ２が圧縮行程で実施される場合は、第２噴射Ｑ２の噴射量Ｑ２ｉは、要求噴射量Ｑｒに第２噴射Ｑ２の分割比Ｒ２をかけた値であってパージが実行されていないときの第２噴射Ｑ２の噴射量に維持される。そして、第１前段噴射Ｑ１Ａについてのみ噴射量の減量が行われて、第１前段噴射Ｑ１の噴射量Ｑ１Ａｉが、要求噴射量Ｑｒに第１前段噴射Ｑ１Ａの分割比Ｒ１をかけた値（パージが実行されていないときの第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量）からパージ燃料量Ｑｐを減じた量に設定される。尚、インジェクタ１２の噴射量の総量は、要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた量とされる。
【００６４】
Ｓ１１の次にＳ１２へと進み、Ｓ１１で設定された第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉが、Ｓ４で読み込まれたインジェクタ１２の最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ未満であるか否か判定される。Ｓ１２の判定がＮｏの場合、Ｓ２０に進み、Ｓ１１で設定された噴射量Ｑ１Ａｉの燃料を吸気行程でインジェクタ１２に噴射させ、その後、Ｓ１１で設定された噴射量Ｑ２ｉの燃料を圧縮行程でインジェクタ１２に噴射させる。
【００６５】
一方、Ｓ１２の判定がＹｅｓの場合、Ｓ６へと進み、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉとなる噴射量Ｑｉを要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた量に設定する。その後Ｓ２０に進み、図７（ｂ）に示すように、第２噴射Ｑ２を中止し、第１前段噴射Ｑ１Ａにて、ステップＳ６で設定された噴射量Ｑ１Ａｉ（Ｑｉ）の燃料を吸気行程でインジェクタ１２に噴射させる。
【００６６】
他方、Ｓ７の判定がＮｏであって、一括噴射も２分割噴射も実施しない場合、すなわち、３分割噴射を実施する場合であって、現在の運転領域が第３領域Ａ３の場合は、Ｓ１３に進む。
【００６７】
Ｓ１３では、ＰＣＭ１００は、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉを、要求噴射量Ｑｒに第１前段噴射Ｑ１Ａの分割比Ｒ１Ａをかけた値からパージ燃料量Ｑｐの半分の量を減じた量に設定する。また、第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量Ｑ１Ｂｉを、要求噴射量Ｑｒに第１後段噴射Ｑ１Ｂの分割比Ｒ１Ｂをかけた値から、パージ燃料量Ｑｐの半分の量を減じた量に設定する。一方、第２噴射Ｑ２の噴射量Ｑ２ｉを、要求噴射量Ｑｒに第２噴射Ｑ２の分割比Ｒ２をかけた値に設定する。
【００６８】
このように、吸気行程で２回の噴射を行い圧縮行程で１回の噴射を行う３分割噴射が実施される場合は、吸気行程で実施される第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉは、要求噴射量Ｑｒに第１前段噴射Ｑ１Ａの分割比Ｒ１Ａをかけた値であってパージが実行されていないときの第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量から、パージ燃料量Ｑｐの半分の値を減じた量に設定される。同様に、吸気行程で実施される第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量Ｑ１Ｂｉは、要求噴射量Ｑｒに第１後段噴射Ｑ１Ｂの分割比Ｒ１Ｂをかけた値であってパージが実行されていないときの第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量から、パージ燃料量Ｑｐの半分の値を減じた量に設定される。一方、圧縮行程で実施される第２噴射Ｑ２については、噴射量の減量は行われず、パージが実行されていないときの第２噴射Ｑ２の噴射量に維持される。そして、インジェクタ１２の噴射量の総量は要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐｇを減じた量とされる。
【００６９】
Ｓ１３の次にＳ１４へと進み、Ｓ１３で設定された第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉ又は第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量Ｑ１Ｂｉが、Ｓ４で読み込まれたインジェクタ１２の最小燃料噴射量Ｑｍｉｎ未満であるか否か判定される。Ｓ１４の判定がＮｏの場合、Ｓ２０に進み、Ｓ１３で設定された噴射量Ｑ１Ａｉの燃料を吸気行程でインジェクタ１２に噴射させ、その後、Ｓ１３で設定された噴射量Ｑ１Ｂｉの燃料を同吸気行程でインジェクタ１２に噴射させ、その後、Ｓ１３で設定された噴射量Ｑ２ｉの燃料を圧縮行程でインジェクタ１２に噴射させる。
【００７０】
一方、Ｓ１４の判定がＹｅｓの場合、Ｓ１５へと進み、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量Ｑ１Ａｉを、要求噴射量Ｑｒに第１前段噴射Ｑ１Ａの分割比Ｒ１をかけた値からパージ燃料量Ｑｐを減じた量に設定し、第２噴射Ｑ２の噴射量Ｑ２ｉを、要求噴射量Ｑｒに第２噴射Ｑ２の分割比Ｒ２をかけた値に設定する。この場合も、第２噴射Ｑ２の燃料噴射量Ｑ２ｉは、パージが実行されていないときの第２噴射Ｑ２の噴射量に維持され、インジェクタ１２の噴射量の総量は要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた量とされる。
【００７１】
その後、Ｓ２０に進み、図７（ｃ）に示すように、第１後段噴射Ｑ１Ｂを中止し、第１前段噴射Ｑ１Ａにて、Ｓ１５で設定された噴射量Ｑ１Ａｉの燃料を吸気行程でインジェクタ１２に噴射させ、その後、Ｓ１５で設定された噴射量Ｑ２ｉの燃料を圧縮行程でインジェクタ１２に噴射させる。
【００７２】
［３］作用効果について
以上のように、パージ実行時には、噴射回数によらず、インジェクタ１２の噴射量の総量が、要求噴射量Ｑｒからパージ燃料量Ｑｐを減じた量に設定される。そのため、パージを実行して燃料タンク４１内の蒸発燃料を気筒２内で燃焼処理しながら、気筒２に供給される全燃料量を要求噴射量Ｑｒに維持することができエンジン本体１のトルクを要求トルクにすることができる。
【００７３】
また、第２高負荷側領域Ａ２ｂおよび第３領域Ａ３において、吸気行程と圧縮行程とに分割して気筒２内に燃料が噴射されて成層燃焼が実施されることで、燃費性能を高めることができる。
【００７４】
しかも、この成層燃焼の実施中にパージが実行されたときには、２分割噴射および３分割噴射のいずれにおいても最後の噴射であって圧縮行程で実施される第２噴射Ｑ２の噴射量はパージが実行されないときと同じ量に維持され、他の噴射について気筒２内に供給されるパージ燃料量分の減量が行われる。そのため、第２噴射Ｑ２によって気筒２内に燃料濃度の高い混合気を形成することができ、混合気を成層化してより適切な成層燃焼を実現することができる。
【００７５】
また、第１前段噴射Ｑ１Ａ、第１後段噴射Ｑ１Ｂ、第２噴射Ｑ２が実施される第３領域Ａ３において、パージが実行される場合の噴射燃料の減量により、第１前段噴射Ｑ１Ａ又は第１後段噴射Ｑ１Ｂの燃料減量後の燃料噴射量がインジェクタ１２の最小燃料噴射量未満となる場合には、図７（ｃ）に示すように、第１後段噴射Ｑ１Ｂを中止して、第１前段噴射Ｑ１Ａの燃料減量後の燃料噴射量に、第１後段噴射Ｑ１Ｂの燃料減量後の燃料噴射量を加算した燃料噴射量で、第１前段噴射Ｑ１Ａを実施させ、その後、第２噴射Ｑ２を実施させる。
【００７６】
そのため、各噴射の燃料噴射量がインジェクタ１２の最小燃料噴射量未満とならないように、つまりインジェクタ１２が設定された噴射量の燃料を確実に噴射できるようにして、気筒２に供給される全燃料量を要求噴射量Ｑｒに維持することができエンジン本体１のトルクを要求トルクにすることができる。しかも、第２噴射Ｑ２の噴射量をパージが実行されないときと同じ量に維持することができるので、その第２噴射Ｑ２によって気筒２内に燃料濃度の高い混合気を形成することができ、混合気を成層化してより適切な成層燃焼を実現することができる。
【００７７】
また、第１前段噴射Ｑ１Ａ、第１後段噴射Ｑ１Ｂが実施される第２低負荷側領域Ａ２ａにおいて、パージが実行される場合の噴射燃料の減量により、第１前段噴射Ｑ１Ａの燃料減量後の燃料噴射量又は第１後段噴射Ｑ１Ｂの燃料減量後の燃料噴射量がインジェクタ１２の最小燃料噴射量未満となる場合には、図７（ａ）に示すように、第１後段噴射Ｑ１Ｂを中止して、第１前段噴射Ｑ１Ａの燃料減量後の燃料噴射量に、第１後段噴射Ｑ１Ｂの燃料減量後の燃料噴射量を加算した燃料噴射量で、第１前段噴射Ｑ１Ａのみを実施させることで、同様に、気筒２に供給される全燃料量を要求噴射量Ｑｒに維持することができエンジン本体１のトルクを要求トルクにすることができる。
【００７８】
また、第１前段噴射Ｑ１Ａ、第２噴射Ｑ２が実施される第２高負荷側領域Ａ２ｂにおいて、パージが実行される場合の噴射燃料の減量により、第１前段噴射Ｑ１Ａの燃料減量後の燃料噴射量がインジェクタ１２の最小燃料噴射量未満となる場合には、図７（ｂ）に示すように、第２噴射Ｑ２を中止して、第１前段噴射Ｑ１Ａの燃料減量後の燃料噴射量に、第２噴射Ｑ２の当初の燃料噴射量を加算した燃料噴射量で、第１前段噴射Ｑ１Ａのみを実施させることで、同様に、気筒２に供給される全燃料量を要求噴射量Ｑｒに維持することができエンジン本体１のトルクを要求トルクにすることができる。
【００７９】
ここで、第２高負荷側領域Ａ２ｂにおいては、場合により、パージが実行される場合の噴射燃料の減量により、第１前段噴射Ｑ１Ａの燃料減量後の燃料噴射量がインジェクタ１２の最小燃料噴射量未満となる場合には、図７（ｄ）に示すように、第１前段噴射Ｑ１Ａを中止して、第２噴射Ｑ２の当初の燃料噴射量に、第１前段噴射Ｑ１Ａの燃料減量後の燃料噴射量を加算した燃料噴射量で、第２噴射Ｑ２を実施させることができ、この場合も同様に、気筒２に供給される全燃料量を要求噴射量Ｑｒに維持することができエンジン本体１のトルクを要求トルクにすることができる。
【００８０】
このように、第３領域Ａ３、第２低負荷側領域Ａ２ａ、第２高負荷側領域Ａ２ｂにおいて、インジェクタ１２が吸気行程で、或いは吸気行程及び圧縮行程で、燃料を複数回に分割して噴射する複数分割噴射を実施させるとともに、パージが実行される場合、インジェクタ１２が噴射する燃料の総量をパージが実行されない場合よりも減量し、その複数分割噴射のうちの何れか１回の噴射の燃料減量後の燃料噴射量がインジェクタ１２の最小燃料噴射量未満となる場合、その最小燃料噴射量未満となる何れか１回の噴射を含む複数回の噴射を１回の噴射に纏めて実施させ、気筒２に供給される全燃料量を要求噴射量Ｑｒに維持することができエンジン本体１のトルクを要求トルクにすることができるようになる。
【００８１】
ところで、本実施形態では、吸気行程で２回の噴射が行われ且つ圧縮行程で１回の噴射が行われる第３領域Ａ３では、パージ実行時において、吸気行程で実施される第１前段噴射Ｑ１Ａと第１後段噴射Ｑ１Ｂとの両方について減量が行われる。そのため、混合気の適切な成層化を維持しつつ、煤の増大を抑制することができる。
以下、これについて図８〜図１２を用いて具体的に説明する。
【００８２】
本発明者らは、３分割噴射の実施中にパージを実行する場合において、噴射量の減量のさせ方を図８に示すケース２、３、４と異ならせ、これらケースにおける成層化の度合いと壁面に付着する燃料量とを調べた。
【００８３】
図８は、各ケースにおける各噴射（第１前段噴射Ｑ１Ａ、第１後段噴射Ｑ１Ｂ、第２噴射Ｑ２）の噴射量を模式的に示した図である。図８のケース１は、パージを実行しないケースである。ケース２は、各噴射Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂ、Ｑ２の噴射量を、ケース１の噴射量から、パージ燃料量Ｑｐｇに各分割比Ｒ１Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２をかけた量をそれぞれ減じた量としたケースである。ケース３は、本実施形態に係る噴射パターンであって、第２噴射Ｑ２については減量を行わず、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量と第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量とについて、それぞれ同量（パージ燃料量Ｑｐの半分の量）の減量を行ったケースである。ケース４は、第１前段噴射Ｑ１Ａについてのみ減量を行い、この第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量を、ケース１の噴射量からパージ燃料量Ｑｐを減じた量としたケースである。
【００８４】
図９は、圧縮上死点での点火プラグ１３周りの混合気のＡ／Ｆ（空燃比）を、各ケース１〜４についてＣＦＤ解析により求めた結果を示した図である。図１０は、壁面ウェット量すなわち気筒２の壁面に付着する燃料の量を、各ケース１〜４についてＣＦＤ解析により求めた結果を示した図である。
【００８５】
図９に示すように、ケース２では、点火プラグ１３周りのＡ／Ｆがケースよりも大きく（リーン）になっている一方、ケース３とケース４とでは、点火プラグ１３周りのＡ／Ｆはケース１と同程度に維持されており、前記のように、第２噴射Ｑ２の噴射量について減量を行わない方がより適切に混合気が成層化されることが示されている。
【００８６】
しかし、図１０における、ケース２と、ケース３およびケース４との比較から明らかなように、第１前段噴射Ｑ１Ａ、第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量の減量量を大きくすると壁面ウェット量が増大する。そして、第１前段噴射Ｑ１Ａの減量量がより大きいケース４の方が、ケース３よりも壁面ウェット量が大きくなってしまう。
これは、第１前段噴射Ｑ１Ａが少なくなることで、第１後段噴射Ｑ１Ｂ時に気筒２内のタンブル流が弱くなる結果、第１後段噴射Ｑ１Ｂによる噴射された燃料がより遠くまで飛散しやすくなったためと考えられる。図１１および図１２を用いて詳細に説明する。
【００８７】
図１１および図１２は、吸気行程における気筒２内のガスの流動を示した図であり、これら図１１、１２の（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ異なる時間でのガス流動を示している。
図１１、１２の（ａ）〜（ｅ）はこの順に時間が経過しており、図１１、１２の（ａ）は、第１前段噴射Ｑ１Ａが実施されるタイミングでのガス流動、図１１、１２の（ｄ）は第１後段噴射Ｑ１Ｂが実施されるタイミングでのガス流動を示している。
図１１は、吸気行程で２回噴射を行ったときの図であり、図１２は、図１１における２回噴射のうち前段噴射を省略したときの図である。
尚、図１１、１２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ、ＢＴＤＣ２７５°ＣＡ、ＢＴＤＣ２６５°ＣＡ、ＢＴＤＣ２３５°ＣＡ、ＢＴＤＣ２１０°ＣＡ、ＢＴＤＣ２０５°ＣＡでの図である。
【００８８】
図１１（ａ）および図１２（ａ）に示すように、吸気行程では気筒２内にタンブル流Ｆ１が生成されている。具体的には、吸気弁８側（図１１、１２のＩＮ側）から気筒２の壁面を沿うようにして下方に向かうガス流れＦ１が生成されている。
【００８９】
図１１（ｂ）に示すように、このようにタンブル流Ｆ１が生成されている状態で第１前段噴射Ｑ１Ａが実施されると、気筒２内の上部において、この噴射によって形成された流
れＦ２が、タンブル流Ｆ１が下方に向かうのを一時的に阻害する。そのため、図１１（ｃ）に示されるように、第１前段噴射Ｑ１Ａを行った場合は、第１前段噴射Ｑ１Ａが終了した後においても、気筒２内の上部に比較的強いタンブル流Ｆ１が残存するようになる。
【００９０】
従って、第１前段噴射Ｑ１Ａを行った場合では、図１１（ｄ）に示すように、比較的強いタンブル流Ｆ１が残存している状態で第１後段噴射Ｑ１Ｂが実施されることになる。
そして、これに伴い、この場合では、強いタンブル流Ｆ１によって第１後段噴射Ｑ１Ｂの飛散が抑制され、図１１（ｅ）に示すように、第１後段噴射Ｑ１Ｂにより噴射された燃料の気筒２の壁面への付着が抑制される。
【００９１】
一方、図１２（ｂ）および図１２（ｃ）に示すように、第１前段噴射Ｑ１Ａが実施されない場合は、タンブル流Ｆ１が比較的早期に気筒２の全体に拡散してしまい、気筒２の上部におけるタンブル流Ｆ１の勢いは弱くなる。そのため、この場合は、図１２（ｄ）に示すように、第１後段噴射Ｑ１Ｂにより噴射された燃料はタンブル流Ｆ１によってほぼ阻害されることなく遠方まで飛散し、多くの燃料が気筒２の壁面に付着することになる。
【００９２】
このように、第１前段噴射Ｑ１Ａが実施されない、あるいは、少ない場合には、第１後段噴射Ｑ１Ｂの実施時において気筒２内の上部におけるタンブル流の勢いが弱くなり第１後段噴射Ｑ１Ｂにより噴射された燃料の気筒２の壁面への付着量が増大してしまう。そして、燃料の気筒２の壁面への付着量が増大することで、この付着した燃料が適切に燃焼せず煤が増大してしまう。
【００９３】
従って、前記のように、第３領域Ａ３において、吸気行程で実施される第１前段噴射Ｑ１Ａと第１後段噴射Ｑ１Ｂとの両方について減量を行えば、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量をより多く確保し、燃料の気筒２の壁面への付着量を少なくして煤の増大を抑制することができる。
【００９４】
［４］変形例について
前記実施形態では、パージの実行時において第２噴射Ｑ２の噴射量の減量量を０として減量しない場合について説明したが、第２噴射Ｑ２についても噴射量を減量させてもよい。但し、この場合には、第２噴射Ｑ２の噴射量の減量量を他の噴射Ｑ１、または、Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂにおける減量量よりも少なくして微小量に抑えるようにする。
【００９５】
また、前記実施形態では、３分割噴射を実施する場合において、パージの実行時に、第１前段噴射Ｑ１Ａと第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量について同じ量を減量した場合について説明したが、これら第１前段噴射Ｑ１Ａと第１後段噴射Ｑ１Ｂとについてそれぞれ異なる量の燃料量を減量してもよい。但し、前記実施形態のように、第１前段噴射Ｑ１Ａと第１後段噴射Ｑ１Ｂとの減量量を同量にすれば、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量が過小になって気筒２の壁面の燃料の付着量が増大するのを抑制することができるとともに、演算を簡素化することができる。
【００９６】
また、前記実施形態では、３分割噴射を実施する場合において、第１後段噴射Ｑ１Ｂを吸気行程で実施する場合について説明したが、これを圧縮工程で実施してもよい。
【００９７】
この場合、インジェクタ１２は、吸気行程で１回の噴射を行い、圧縮行程で２回の噴射を行うことになるが、パージが実行される場合、吸気行程での噴射の燃料減量後の燃料噴射量がインジェクタ１２の最小燃料噴射量未満となる場合、吸気行程での噴射と圧縮行程で行う１回目又は２回目の噴射を１回の噴射に纏めて吸気行程で行い、圧縮行程では１回の噴射（当初２回目又は１回目の噴射）を行うようにしてもよい。
【００９８】
また、前記実施形態では、最大で３分割噴射を実施するが、最大で４分割噴射以上の複数分割を実施するようにして、パージが実行される場合、インジェクタ１２が噴射する燃料の総量をパージが実行されない場合よりも減量し、この場合、各噴射毎に燃料減量値を適宜設定して、その複数分割噴射のうちの何れか１回の噴射の燃料減量後の燃料噴射量がインジェクタ１２の最小燃料噴射量Ｑｍｉｎとなる場合、その何れか１回の噴射を含む複数回の噴射（適宜設定される複数回の噴射）を１回の噴射に纏めて実施させてもよい。
【００９９】
また、３分割噴射を実施する場合であって吸気行程で２回の噴射（第１前段噴射Ｑ１Ａ、第１後段噴射Ｑ１Ｂ）を行い圧縮行程で１回の噴射（第２噴射Ｑ２）を行う場合において、パージの実行時に、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量については減量せず、第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量についてのみ減量を行うようにしてもよい。
この場合であっても、第１前段噴射Ｑ１Ａの噴射量が多く確保されるため、燃料の気筒２の壁面の付着を抑制することができる。そして、第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量が少なく抑えられるため、この第１後段噴射Ｑ１Ｂにより噴射された燃料が気筒２の壁面に付着するのをより一層確実に抑制することができる。
【０１００】
ただし、第１後段噴射Ｑ１Ｂがより遅角側で実施される場合、特に、前記のように圧縮工程で実施される場合には、この第１後段噴射Ｑ１Ｂも、点火プラグ１３周りの燃料濃度の濃い混合気の形成に寄与する。そのため、このような場合には、燃料濃度の濃い混合気をより確実に生成するために、第１後段噴射Ｑ１Ｂの噴射量の減量量を小さく抑えるのが好ましい。
【符号の説明】
【０１０１】
１  エンジン本体
２  気筒
５  燃焼室
６  吸気ポート（タンブル流生成手段）
１２  インジェクタ（燃料噴射弁）
３０  吸気通路
４０  パージシステム（パージ実行手段）
４１  燃料タンク
１００  ＰＣＭ（パワートレイン制御モジュール、燃料噴射弁制御手段）
Ｑ１Ａ  第１前段噴射
Ｑ１Ｂ  第１後段噴射
Ｑ２  第２噴射
【図１】
2019105173.tif 000003
【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】
2019105173.tif 000009
【図８】
2019105173.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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