(57)【要約】【課題】内燃機関の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供すること。【解決手段】内燃機関１に、筒内噴射インジェクタ４１及び吸気ポート噴射インジェクタ４２設ける。また、ＥＣＵ６０には、要求燃料噴射時間を算出する燃料噴射時間算出部６５を設け、さらに、冷間始動時には筒内噴射インジェクタ４１に圧縮行程で燃料を噴射させ、且つ、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、圧縮行程における筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射以外でも燃料を噴射させる燃料噴射制御部７１が設けられている。これらにより、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合でも、冷間始動時における始動性を確保でき、また、排気ガス中のＨＣやＣＯの低減を図ることができる。この結果、内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関が有する気筒内へ燃料を噴射可能な筒内燃料噴射手段と、
前記内燃機関が有する吸気通路内へ前記燃料を噴射可能な吸気通路内燃料噴射手段と、
前記内燃機関の冷間始動時に必要な前記燃料を噴射する時間である要求燃料噴射時間と、前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射時間である筒内燃料噴射時間と、前記吸気通路内燃料噴射手段による前記燃料の噴射時間である吸気通路内燃料噴射時間とを算出する燃料噴射時間算出手段と、
前記筒内燃料噴射時間に基づいて前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射を制御すると共に前記吸気通路内燃料噴射時間に基づいて前記吸気通路内燃料噴射手段による前記燃料の噴射を制御し、且つ、前記内燃機関の冷間始動時には前記筒内燃料噴射手段に少なくとも前記気筒の圧縮行程で前記燃料を前記気筒内へ噴射させ、さらに、前記要求燃料噴射時間が、前記筒内燃料噴射手段による前記燃料噴射の開始時期と前記気筒の点火時期との間隔である燃料噴射点火間隔時間以上の場合には、前記気筒の圧縮行程における前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射以外でも前記燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御手段は、前記気筒の圧縮行程における前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射以外で前記燃料を噴射させる場合には、前記筒内燃料噴射手段に前記気筒の吸気行程と圧縮行程とで前記燃料を噴射させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御手段は、前記気筒の圧縮行程における前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射以外で前記燃料を噴射させる場合には、前記筒内燃料噴射手段と前記吸気通路内燃料噴射手段とを併用して前記燃料を噴射させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射時間算出手段は、前記要求燃料噴射時間が前記燃料噴射点火間隔時間以上の場合には前記燃料噴射点火間隔時間を上限として前記筒内燃料噴射時間を算出すると共に、前記吸気通路内燃料噴射時間を、前記要求燃料噴射時間から前記筒内燃料噴射時間を減ずることにより算出することを特徴とする請求項１または３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記吸気通路内燃料噴射手段は、前記燃料を噴射することのできる最小時間である最小噴射時間を有しており、
前記燃料噴射時間算出手段は、算出した前記吸気通路内燃料噴射時間が前記最小噴射時間未満の場合には、前記吸気通路内燃料噴射時間は前記最小噴射時間と同じ時間にして新たに算出すると共に、前記筒内燃料噴射時間は、新たに算出した前記吸気通路内燃料噴射時間と元の前記吸気通路内燃料噴射時間との差分を減じて新たに算出することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記燃料噴射時間算出手段は、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料を噴射する前に前記要求燃料噴射時間を算出し、さらに、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料の噴射を開始した後に再び前記要求燃料噴射時間を算出することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射時間算出手段は、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料の噴射を開始した後に再び前記要求燃料噴射時間を算出した際に、算出した前記要求燃料噴射時間が、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料を噴射する前に算出した前記要求燃料噴射時間と異なっている場合には、その差に応じて前記筒内燃料噴射時間を増減させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料の噴射を開始した後に算出した前記要求燃料噴射時間が、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料を噴射する前に算出した前記要求燃料噴射時間以上であることにより、その差分を追加した前記筒内燃料噴射時間が前記燃料噴射点火間隔時間以上の場合、前記筒内燃料噴射手段によって前記燃料を噴射する時期を早めることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
さらに、前記点火時期を制御する点火時期制御手段を備えており、
前記点火時期制御手段は、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料の噴射を開始した後に算出した前記要求燃料噴射時間が、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料を噴射する前に算出した前記要求燃料噴射時間以上であることにより、その差分を追加した前記筒内燃料噴射時間が前記燃料噴射点火間隔時間以上の場合、前記点火時期を遅らせることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の冷間始動時に前記筒内燃料噴射手段と前記吸気通路内燃料噴射手段とを併用して前記燃料を噴射させる状態になった場合において、前記内燃機関の運転が安定運転になるまでの間は、前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射と前記吸気通路内燃料噴射手段による前記燃料の噴射との併用を継続することを特徴とする請求項３〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。特に、この発明は、吸気ポート噴射と筒内噴射とにより燃料を供給する内燃機関に備えられる内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関では、内燃機関が有する気筒内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射手段を備えており、内燃機関の運転時には、この筒内燃料噴射手段によって燃料を供給することにより運転しているものがある。しかし、内燃機関の運転時には、気筒内の圧力は変動を続けるため、気筒内に燃料を直接噴射する場合には気筒内の圧力変動の影響を受けて所望の燃料を噴射できない虞がある。例えば、内燃機関に、筒内燃料噴射手段として気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられている場合、気筒内の圧力変動の影響を受けて、燃料噴射弁から気筒内に噴射する燃料の量が変化する虞がある。
【０００３】
具体的には、このような内燃機関では、気筒の吸気行程または圧縮行程で燃料を噴射するが、吸気行程では気筒内の圧力は低くなり、圧縮行程では気筒内の圧力は高くなる。このため、一定の圧力で気筒内に燃料を噴射する場合、圧縮行程で噴射するよりも、吸気行程で噴射する方が燃料の噴射量が多くなり易く、所望の噴射量で燃料を噴射できない虞がある。従って、燃料の噴射量を精度よく制御するのが困難になり、燃費性能や排気ガスの清浄化性能が低減する虞があった。
【０００４】
このため、従来の内燃機関では、燃料の噴射量に対する気筒内の圧力変動の影響を低減しているものがある。例えば、特許文献１に記載のエンジンの燃料制御装置では、吸気行程で燃料を噴射する際には、ピストンの下降速度が最大になるクランク角位置近傍から所定のクランク角までの間では、燃料噴射弁による燃料の噴射時間を短くしている。これにより、気筒内の圧力が低くなり、燃料の噴射量が多くなり易い吸気行程で燃料を噴射する場合において噴射量が多くなり過ぎることを抑制できる。この結果、燃料の噴射量を精度よく制御することができ、燃費性能や排気ガスの清浄化性能の向上を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９８９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、従来の内燃機関では、運転性能の向上を図るため、吸気通路内へ燃料を噴射可能な吸気通路内燃料噴射手段と、気筒内へ燃料を噴射可能な筒内燃料噴射手段とを備え、吸気通路内と気筒内との双方に燃料を噴射しているものがある。このような内燃機関では、通常運転時には、運転状態に応じて吸気通路内と気筒内とに適切な量の燃料を噴射することにより、運転性能の向上を図っている。また、このような内燃機関の冷間始動時には、圧縮行程で気筒内に燃料を噴射することにより、始動性の向上やエミッションの低下などを図っている。即ち、内燃機関の冷間始動時には、圧縮行程で気筒内に燃料を噴射することにより、気筒内で燃料と空気との混合ガスが成層化されるので、混合ガス中の燃料が燃焼し易くなり、内燃機関の始動性が向上する。また、内燃機関の始動性が向上するので、燃料の噴射量を大幅に低減でき、これにより、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）の低減や、燃費の向上を図ることができる。
【０００７】
しかし、冷間始動時に必要な燃料の噴射量は、温度低くなるに従って多くなる傾向がある。このため、冷間始動時は、内燃機関や外気の温度が低くなるに従って気筒内への燃料の噴射量が増加するのに伴って噴射時間が長くなる傾向にあり、圧縮行程で気筒内への燃料噴射の開始時期から点火時期までの時間間隔よりも、気筒内へ燃料を噴射する時間の方が長くなる場合がある。また、燃料を気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁、即ち燃料を噴射するインジェクタなどは、噴射特性にばらつきがある場合があり、また、インジェクタによって噴射される燃料の圧力である燃圧もばらつきがある場合があるので、従来の内燃機関では、これらのばらつきを考慮して燃料を噴射する傾向にある。従って、気筒内への燃料の噴射時間は、このばらつきによって長くなる傾向にあり、これによっても、圧縮行程で気筒内への燃料噴射の開始時期から点火時期までの時間間隔よりも、気筒内へ燃料を噴射する時間の方が長くなる場合がある。
【０００８】
このように、圧縮行程で気筒内への燃料噴射の開始時期から点火時期までの時間間隔よりも、気筒内へ燃料を噴射する時間の方が長くなった場合、気筒が有する点火プラグが点火しても燃料を噴射し続けることになる。このため、点火プラグの燃料かぶりによる失火や不整燃焼が発生する虞がある。そこで、従来の内燃機関では、このような場合、燃料噴射を気筒内への燃料噴射から吸気通路内への燃料噴射に切り替え、燃料を吸気行程で吸気通路内に噴射している。しかし、冷間始動時に吸気通路内に燃料を噴射した場合、気筒内へ燃料を噴射するよりも点火プラグ周辺の混合ガス中の燃料が燃焼し難くなるため、始動性が低下する虞ある。このため、始動時に多くの燃料を噴射する必要があり、これに起因してエミッションが悪化する虞があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることのできる内燃機関の燃料噴射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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関が有する気筒内へ燃料を噴射可能な筒内燃料噴射手段と、前記内燃機関が有する吸気通路内へ前記燃料を噴射可能な吸気通路内燃料噴射手段と、前記内燃機関の冷間始動時に必要な前記燃料を噴射する時間である要求燃料噴射時間と、前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射時間である筒内燃料噴射時間と、前記吸気通路内燃料噴射手段による前記燃料の噴射時間である吸気通路内燃料噴射時間とを算出する燃料噴射時間算出手段と、前記筒内燃料噴射時間に基づいて前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射を制御すると共に前記吸気通路内燃料噴射時間に基づいて前記吸気通路内燃料噴射手段による前記燃料の噴射を制御し、且つ、前記内燃機関の冷間始動時には前記筒内燃料噴射手段に少なくとも前記気筒の圧縮行程で前記燃料を前記気筒内へ噴射させ、さらに、前記要求燃料噴射時間が、前記筒内燃料噴射手段による前記燃料噴射の開始時期と前記気筒の点火時期との間隔である燃料噴射点火間隔時間以上の場合には、前記気筒の圧縮行程における前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射以外でも前記燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、内燃機関の冷間始動時には、筒内燃料噴射手段によって気筒の圧縮行程で燃料を気筒内に噴射し、要求燃料噴射時間が燃料噴射点火間隔時間以上の場合には、気筒の圧縮行程での筒内燃料噴射手段の燃料噴射以外でも燃料を噴射させている。つまり、要求燃料噴射時間が燃料噴射点火間隔時間以上の場合には、気筒の圧縮行程で筒内燃料噴射手段によって燃料の噴射をすると共に、圧縮行程における筒内燃料噴射手段による燃料の噴射以外で燃料を噴射する。これにより、要求燃料噴射時間が燃料噴射点火間隔時間以上の場合でも、燃料を要求燃料噴射時間分噴射することができる。従って、内燃機関の冷間始動時に必要な燃料を噴射することができるので、冷間始動時における始動性を確保できる。また、気筒の圧縮行程で燃料を噴射しているので、噴射する燃料の低減を図ることができ、排気ガス中のＨＣやＣＯの低減を図ることができる。この結果、内燃機関の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【００１２】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射制御手段は、前記気筒の圧縮行程における前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射以外で前記燃料を噴射させる場合には、前記筒内燃料噴射手段に前記気筒の吸気行程と圧縮行程とで前記燃料を噴射させることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射制御手段は、前記気筒の圧縮行程における前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射以外で前記燃料を噴射させる場合には、前記筒内燃料噴射手段と前記吸気通路内燃料噴射手段とを併用して前記燃料を噴射させることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射時間算出手段は、前記要求燃料噴射時間が前記燃料噴射点火間隔時間以上の場合には前記燃料噴射点火間隔時間を上限として前記筒内燃料噴射時間を算出すると共に、前記吸気通路内燃料噴射時間を、前記要求燃料噴射時間から前記筒内燃料噴射時間を減ずることにより算出することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記吸気通路内燃料噴射手段は、前記燃料を噴射することのできる最小時間である最小噴射時間を有しており、前記燃料噴射時間算出手段は、算出した前記吸気通路内燃料噴射時間が前記最小噴射時間未満の場合には、前記吸気通路内燃料噴射時間は前記最小噴射時間と同じ時間にして新たに算出すると共に、前記筒内燃料噴射時間は、新たに算出した前記吸気通路内燃料噴射時間と元の前記吸気通路内燃料噴射時間との差分を減じて新たに算出することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射時間算出手段は、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料を噴射する前に前記要求燃料噴射時間を算出し、さらに、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料の噴射を開始した後に再び前記要求燃料噴射時間を算出することを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射時間算出手段は、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料の噴射を開始した後に再び前記要求燃料噴射時間を算出した際に、算出した前記要求燃料噴射時間が、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料を噴射する前に算出した前記要求燃料噴射時間と異なっている場合には、その差に応じて前記筒内燃料噴射時間を増減させることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料の噴射を開始した後に算出した前記要求燃料噴射時間が、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料を噴射する前に算出した前記要求燃料噴射時間以上であることにより、その差分を追加した前記筒内燃料噴射時間が前記燃料噴射点火間隔時間以上の場合、前記筒内燃料噴射手段によって前記燃料を噴射する時期を早めることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、さらに、前記点火時期を制御する点火時期制御手段を備えており、前記点火時期制御手段は、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料の噴射を開始した後に算出した前記要求燃料噴射時間が、前記吸気通路内燃料噴射手段が前記燃料を噴射する前に算出した前記要求燃料噴射時間以上であることにより、その差分を追加した前記筒内燃料噴射時間が前記燃料噴射点火間隔時間以上の場合、前記点火時期を遅らせることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の冷間始動時に前記筒内燃料噴射手段と前記吸気通路内燃料噴射手段とを併用して前記燃料を噴射させる状態になった場合において、前記内燃機関の運転が安定運転になるまでの間は、前記筒内燃料噴射手段による前記燃料の噴射と前記吸気通路内燃料噴射手段による前記燃料の噴射との併用を継続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１は、複数の気筒１０を有しており、各気筒１０は、内部に燃焼室１５が形成されたシリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２を有している。また、シリンダブロック１２の内部には、気筒１０内を往復運動可能に設けられたピストン２０が内設されており、当該内燃機関１の運転時におけるピストン２０の下死点方向には、クランク軸であるクランクシャフト２２が設けられている。このように配設されるピストン２０とクランクシャフト２２とは、コネクティングロッド２１によって接続されている。これにより、クランクシャフト２２はピストン２０の往復運動に伴い回転運動が可能に設けられている。
【００２４】
また、シリンダブロック１２には、運転時の内燃機関１を循環して内燃機関１を冷却する冷却水が通る冷却水路１８が形成されている。また、シリンダヘッド１１は、シリンダブロック１２の、当該シリンダブロック１２におけるピストン２０が上死点に向かう方向側の端部に、ガスケット（図示省略）を介して固定されている。また、クランクシャフト２２の近傍には、クランクシャフト２２の回転角度位置であるクランク角を検出するクランク角検出センサ５１が設けられている。詳しくは、このクランク角は、クランクシャフト２２の回転軸を中心とした場合におけるコネクティングロッド２１が接続されている部分の回転角度位置となっている。
【００２５】
また、シリンダヘッド１１には、吸気バルブ３１と排気バルブ３２とが設けられており、さらに、点火プラグ４５が設けられている。これらの吸気バルブ３１と排気バルブ３２、及び点火プラグ４５は、複数形成される気筒１０のそれぞれの気筒１０に設けられている。また、燃焼室１５には吸気通路２５と排気通路２６とが接続されており、吸気バルブ３１は、吸気通路２５側に設けられ、排気バルブ３２は、排気通路２６側に設けられている。
【００２６】
シリンダヘッド１１に設けられる吸気バルブ３１と排気バルブ３２とは、吸気バルブ３１や排気バルブ３２における燃焼室１５側の反対側に設けられたカム３５によって往復運動が可能になっている。詳しくは、このカム３５は、クランクシャフト２２の回転に連動して回転するカムシャフト３６に設けられており、カムシャフト３６の回転に伴い、カム３５も回動する。また、吸気バルブ３１及び排気バルブ３２にはバルブスプリング３７が設けられており、これらの吸気バルブ３１及び排気バルブ３２は、バルブスプリング３７によってカム３５に押し付けられているため、カム３５が回動することにより、往復運動が可能になっている。
【００２７】
このうち、吸気バルブ３１は、往復運動をすることにより、吸気通路２５と燃焼室１５とを連通または遮断するように設けられており、排気バルブ３２は、往復運動をすることにより、排気通路２６と燃焼室１５とを連通または遮断するように設けられている。
【００２８】
また、点火プラグ４５は、吸気バルブ３１と排気バルブ３２との間に設けられており、さらに、高電圧をかけた際に放電する点火部４６を有し、この点火部４６が燃焼室１５内に位置するように設けられている。この点火プラグ４５は、点火部４６の放電を制御する点火回路４８に接続されている。
【００２９】
また、当該内燃機関１には、気筒１０内に燃料を供給可能なインジェクタ４０が２種類設けられており、このうち一方のインジェクタ４０は、内燃機関１の運転時に使用される燃料を気筒１０内に噴射可能な筒内燃料噴射手段である、筒内噴射インジェクタ４１となっている。この筒内噴射インジェクタ４１は、シリンダヘッド１１に設けられており、燃料を気筒１０内に噴射することにより、気筒１０内へ燃料を供給可能に設けられている。また、２種類のインジェクタ４０のうち、もう一方のインジェクタ４０は、内燃機関１の運転時に使用される燃料を吸気通路２５内に噴射可能な吸気通路内燃料噴射手段である、吸気ポート噴射インジェクタ４２となっている。この吸気ポート噴射インジェクタ４２は、吸気通路２５に設けられており、燃料を吸気通路２５内に噴射することにより、吸気通路２５を介して気筒１０内に燃料を供給可能に設けられている。
【００３０】
また、吸気通路２５には、当該吸気通路２５内を流れる空気の流れ方向において吸気ポート噴射インジェクタ４２が位置する部分の上流側に、吸気通路２５内を開閉可能なスロットルバルブ５０が設けられている。また、吸気通路２５には、吸気通路２５内を流れる空気の流れ方向においてスロットルバルブ５０が設けられている位置のさらに上流に、吸気通路２５内を流れる空気の量を検出可能なエアフロメータ５２が設けられている。また、内燃機関１を循環する冷却水の経路中には、冷却水の水温を検出可能な水温センサ５３が設けられている。
【００３１】
これらのエアフロメータ５２や水温センサ５３、クランク角検出センサ５１、筒内噴射インジェクタ４１、吸気ポート噴射インジェクタ４２、点火回路４８は、当該内燃機関１を搭載する車両（図示省略）の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０に接続されている。
【００３２】
ＥＣＵ６０には、処理部６１、記憶部７５及び入出力部７６が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＣＵ６０に接続されているエアフロメータ５２等は、入出力部７６に接続されており、入出力部７６は、これらのセンサ等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部７５には、本発明に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５を制御するコンピュータプログラム、即ち、本発明に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５の制御方法を実現するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部７５は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００３３】
また、処理部６１は、メモリ（図示省略）及びＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示省略）により構成されており、少なくとも、点火時期制御手段である点火時期制御部６２と、運転状態取得手段である運転状態取得部６３と、燃料噴射量算出手段である燃料噴射量算出部６４と、燃料噴射時間算出手段である燃料噴射時間算出部６５と、筒内噴射開始時期算出手段である筒内噴射開始時期算出部６６と、点火時期取得手段である点火時期取得部６７と、回転数取得手段である回転数取得部６８と、燃料噴射点火間隔時間算出手段であるインターバル時間算出部６９と、燃料噴射時間判定手段である燃料噴射時間判定部７０と、燃料噴射制御手段である燃料噴射制御部７１と、を有している。
【００３４】
このうち、点火時期制御部６２は、点火プラグ４５の点火時期を制御可能に設けられている。また、運転状態取得部６３は、運転中の内燃機関１の燃圧や吸入空気量、水温などの、内燃機関１の運転状態を取得する。また、燃料噴射量算出部６４は、運転状態取得部６３で取得した内燃機関１の運転状態より、内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料の噴射量である要求燃料噴射量を算出する。また、燃料噴射時間算出部６５は、内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を噴射する時間である要求燃料噴射時間と、筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射時間である筒内燃料噴射時間、即ち筒内噴射時間と、吸気ポート噴射インジェクタ４２による燃料の噴射時間である吸気通路内燃料噴射時間、即ちポート噴射時間とを算出可能になっている。このうち、要求燃料噴射時間は、燃料噴射量算出部６４で算出した要求燃料噴射量より算出する。
【００３５】
また、筒内噴射開始時期算出部６６は、燃料噴射時間算出部６５で算出した要求燃料噴射時間より、筒内噴射インジェクタ４１による燃料噴射の開始時期である筒内噴射開始時期を算出する。また、点火時期取得部６７は、内燃機関１の運転中における点火プラグ４５の点火時期を取得し、回転数取得部６８は、運転中の内燃機関１の回転数を取得する。また、インターバル時間算出部６９は、筒内噴射インジェクタ４１による燃料噴射の開始時期と気筒１０の点火時期との間隔である燃料噴射点火間隔時間、即ちインターバル時間を算出する。また、燃料噴射時間判定部７０は、要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも長いかを判定する。
【００３６】
また、燃料噴射制御部７１は、燃料噴射時間算出部６５で算出した筒内噴射時間に基づいて筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射を制御すると共に、燃料噴射時間算出部６５で算出したポート噴射時間に基づいて吸気ポート噴射インジェクタ４２による燃料の噴射を制御可能になっている。また、燃料噴射制御部７１は、内燃機関１の冷間始動時には、筒内噴射インジェクタ４１に、少なくとも気筒１０の圧縮行程で燃料を気筒１０内へ噴射させる。さらに、この燃料噴射制御部７１は内燃機関１の冷間始動時において、燃料噴射時間算出部６５で算出した要求燃料噴射時間が、インターバル時間算出部６９で算出したインターバル時間以上の場合には、気筒１０の圧縮行程における筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射以外でも燃料を噴射させる。
【００３７】
当該内燃機関１の燃料噴射制御装置５が有する筒内噴射インジェクタ４１や吸気ポート噴射インジェクタ４２などの制御は、水温センサ５３など車両の各部に設けられたセンサによる検出結果に基づいて、処理部６１が前記コンピュータプログラムを当該処理部６１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じて筒内噴射インジェクタ４１などを作動させることにより制御する。その際に処理部６１は、適宜記憶部７５へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように内燃機関１の燃料噴射制御装置５を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵ６０とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００３８】
この実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。前記内燃機関１の運転中は、ピストン２０がシリンダブロック１２内で往復運動を繰り返すことにより、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を１つのサイクルとしてこのサイクルを繰り返す。ピストン２０の往復運動は、コネクティングロッド２１によってクランクシャフト２２に伝達され、コネクティングロッド２１とクランクシャフト２２との作用により往復運動が回転運動に変換され、クランクシャフト２２が回転する。クランクシャフト２２が回転すると、この回転に連動してカムシャフト３６が回転し、カムシャフト３６の回転に伴ってカム３５が回動する。これにより吸気バルブ３１や排気バルブ３２は往復運動をし、吸気通路２５や排気通路２６と燃焼室１５、或いは吸気通路２５や排気通路２６と気筒１０内との連通と遮断とを繰り返す。
【００３９】
内燃機関１の運転時には、このように吸気バルブ３１や排気バルブ３２が往復運動して吸気通路２５や排気通路２６と燃焼室１５との連通と遮断とを繰り返すことにより、吸排気を行ない、上記の４つの行程を繰り返す。各行程の概略は、吸気行程では筒内噴射インジェクタ４１や吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射することにより気筒１０内に燃料を供給する。このうち、吸気ポート噴射インジェクタ４２は、吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射することにより、吸気通路２５内で燃料と空気との混合気を生成し、吸気バルブ３１の開弁時に、この混合気を気筒１０内に吸気させることにより、気筒１０内に燃料を供給する。また、筒内噴射インジェクタ４１は、吸気バルブ３１の開弁時に気筒１０内に吸気された空気、または混合気に対して燃料を噴射することにより、気筒１０内に直接燃料を供給する。圧縮行程では、吸気バルブ３１も排気バルブ３２も閉弁し、この状態でピストン２０が上死点方向に移動することにより、気筒１０内の混合気を圧縮する。
【００４０】
また、燃焼行程では、点火回路４８によって点火プラグ４５に高電圧の電流を印加し、点火プラグ４５の点火部４６にアーク放電を発生させることにより、圧縮した混合気に対して点火する。これにより、圧縮した混合気中の燃料が燃焼するので、燃焼時の圧力によりピストン２０が下死点方向に移動し、ピストン２０の移動に伴って、コネクティングロッド２１を介してピストン２０に接続されたクランクシャフト２２が回動する。また、排気行程では、吸気バルブ３１は閉弁し、排気バルブ３２は開弁した状態でピストン２０が上死点方向に移動することにより、燃料の燃焼後の排気ガスが気筒１０内から排気通路２６の方向に流れ、気筒１０内から排気される。
【００４１】
また、内燃機関１の冷間始動時、或いは内燃機関１の暖機運転時には、暖機運転が完了した後の運転状態である通常運転時とは、異なる制御をする。具体的には、内燃機関１の冷間始動時には、ＥＣＵ６０の運転状態取得部６３で、例えば冷却水の水温など、運転中の内燃機関１の運転状態を取得し、取得した運転状態より、冷間始動時に必要な燃料の量である要求燃料噴射量を、ＥＣＵ６０の燃料噴射量算出部６４で算出する。また、ＥＣＵ６０の燃料噴射時間算出部６５では、燃料噴射量算出部６４で算出した要求燃料噴射量より要求燃料噴射時間を算出する。
【００４２】
その後、燃料噴射時間算出部６５で算出した要求燃料噴射時間より、筒内噴射開始時期を、ＥＣＵ６０の筒内噴射開始時期算出部６６で算出する。さらに、ＥＣＵ６０の点火時期取得部６７で、運転中の内燃機関１の点火時期を取得すると共に、ＥＣＵ６０の回転数取得部６８で、運転中の内燃機関１の回転数を取得する。これらにより取得した点火時期と回転数、及び筒内噴射開始時期算出部６６で算出した筒内噴射開始時期に基づいて、ＥＣＵ６０のインターバル時間算出部６９でインターバル時間を算出する。
【００４３】
ＥＣＵ６０の燃料噴射時間判定部７０では、このようにして算出したインターバル時間と要求燃料噴射時間とを比較し、要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも長いかを判定する。この判定により、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射である筒内噴射と、吸気ポート噴射インジェクタ４２による燃料の噴射であるポート噴射との噴き分け量を燃料噴射量算出部６４で算出する。つまり、燃料噴射量算出部６４で、筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射量である筒内噴射量と、吸気ポート噴射インジェクタ４２による燃料の噴射量であるポート噴射量を算出する。これにより、燃料噴射量算出部６４は、筒内噴射とポート噴射との噴き分け量を算出する。さらに、筒内噴射時間とポート噴射時間とを、ＥＣＵ６０の燃料噴射時間算出部６５で算出する。これに対し、要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも短い場合には、ポート噴射時間は０ｍｓｅｃ（０秒）にする。
【００４４】
なお、燃料噴射時間算出部６５で算出する筒内噴射時間は、（筒内噴射時間＝インターバル時間より短い時間）になるように算出する。また、燃料噴射時間算出部６５でポート噴射時間を算出する場合には、（要求燃料噴射量＝筒内噴射量＋ポート噴射量）となるポート噴射量の燃料を吸気ポート噴射インジェクタ４２から噴射できる時間をポート噴射時間として算出する。このように、筒内噴射時間とポート噴射時間とを算出する場合には、筒内噴射時間を優先して算出する。同様に、筒内噴射量とポート噴射量とを算出する場合には、筒内噴射量を優先して算出する。
【００４５】
ＥＣＵ６０の燃料噴射制御部７１では、このように算出した燃料の噴射量や噴射時間に基づいて、筒内噴射インジェクタ４１や吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射させる。即ち、燃料噴射制御部７１は、燃料噴射時間算出部６５で算出した筒内噴射時間に基づいて筒内噴射インジェクタ４１から燃料を噴射することにより、燃料噴射量算出部６４で算出した筒内噴射の噴き分け量を筒内噴射インジェクタ４１から噴射し、燃料噴射時間算出部６５で算出したポート噴射時間に基づいて吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射することにより、燃料噴射量算出部６４で算出したポート噴射の噴き分け量を吸気ポート噴射インジェクタ４２から噴射する。
【００４６】
図２は、本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５の制御方法、即ち、当該燃料噴射制御装置５の処理手順について説明する。この実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５の処理手順は、内燃機関１の冷間始動時に実行される。また、この処理手順は、インジェクタ４０から燃料を噴射するタイミングよりも早い段階の所定の時期に実行される。詳しくは、以下の処理手順は、インジェクタ４０から噴射した燃料を燃焼させる燃焼行程における上死点前の所定の時期に実行され、例えば、当該上死点前の５７０°の時点で実行される。
【００４７】
この処理手順では、まず、ＥＣＵ６０の処理部６１が有する運転状態取得部６３で、内燃機関１の運転状態を取得する（ステップＳＴ１０１）。具体的には、内燃機関１の運転状態として、筒内噴射インジェクタ４１や吸気ポート噴射インジェクタ４２に供給される燃料の燃圧と、内燃機関１に吸入される予測空気量と、冷却水路１８を循環する冷却水の水温とを、ＥＣＵ６０の処理部６１が有する運転状態取得部６３で取得する。このうち、燃圧は、燃料ポンプ（図示省略）からインジェクタ４０までの燃料の経路上に設けられる燃圧センサ（図示省略）によって検出し、内燃機関１の運転時に他の制御で用いられる燃圧を、運転状態取得部６３で取得する。また、予測空気量は、エアフロメータ５２で検出した吸気通路２５内を流れる空気量を運転状態取得部６３で取得し、この空気量より、インジェクタ４０から燃料を噴射するタイミングにおいて気筒１０内に吸入される空気量を運転状態取得部６３で予測し、予測空気量として運転状態取得部６３で取得する。また、水温は、水温センサ５３で検出した冷却水の水温が運転状態取得部６３に伝達され、運転状態取得部６３で取得する。
【００４８】
次に、運転状態取得部６３で取得した運転状態より、要求燃料噴射量を算出する（ステップＳＴ１０２）。詳しくは、運転状態取得部６３で取得した内燃機関１の運転状態が、ＥＣＵ６０の処理部６１が有する燃料噴射量算出部６４に伝達され、この運転状態に必要な燃料の噴射量である要求燃料噴射量を、燃料噴射量算出部６４で算出する。
【００４９】
次に、燃料噴射量算出部６４で算出した要求燃料噴射量より、要求燃料噴射時間を算出する（ステップＳＴ１０３）。詳しくは、燃料噴射量算出部６４で算出した要求燃料噴射量が、ＥＣＵ６０の処理部６１が有する燃料噴射時間算出部６５に伝達され、インジェクタ４０から燃料を噴射する際に、この要求燃料噴射量を噴射するのに必要な時間である要求燃料噴射時間を、燃料噴射時間算出部６５で算出する。
【００５０】
次に、筒内噴射インジェクタ４１による燃料噴射の開始時期である筒内噴射開始時期を算出する（ステップＳＴ１０４）。この筒内噴射開始時期は、内燃機関１の暖機運転をするのに適したタイミングで筒内噴射インジェクタ４１からの燃料噴射を開始する時期である。この筒内噴射開始時期を、運転状態取得部６３で取得した内燃機関１の運転状態より、ＥＣＵ６０の処理部６１が有する筒内噴射開始時期算出部６６で算出する。詳しくは、この筒内噴射開始時期は、当該筒内噴射開始時期で燃料噴射を開始する筒内噴射インジェクタ４１が設けられている気筒１０の圧縮行程の期間中となっている。
【００５１】
次に、内燃機関１運転中の点火時期と回転数とを取得する（ステップＳＴ１０５）。このうち、点火時期は、ＥＣＵ６０の処理部６１が有し、点火回路４８を介して点火プラグ４５の点火時期を制御する点火時期制御部６２から、点火時期の情報がＥＣＵ６０の処理部６１が有する点火時期取得部６７に伝達されることにより、点火時期取得部６７で取得する。また、内燃機関１の回転数は、クランク角検出センサ５１で検出したクランクシャフト２２のクランク角が、ＥＣＵ６０の処理部６１が有する回転数取得部６８に伝達され、伝達されたクランク角より、所定時間におけるクランク角の変化を回転数取得部６８で検出し、この変化よりクランクシャフト２２の回転数を算出して取得する。
【００５２】
次に、インターバル時間を算出する（ステップＳＴ１０６）。このインターバル時間は、筒内噴射開始時期算出部６６で算出した筒内噴射開始時期、点火時期取得部６７で取得した点火時期、回転数取得部６８で取得した回転数が、ＥＣＵ６０の処理部６１が有するインターバル時間算出部６９に伝達され、このインターバル時間算出部６９で算出する。詳しくは、インターバル時間は、筒内噴射開始時期と点火時期との時間間隔であるため、筒内噴射開始時期と点火時期との間隔を、まず、クランク角で算出する。さらに、算出したクランク角における双方の間隔と、取得した内燃機関１の回転数とから、算出したクランク角が、取得した回転数の場合に進行する時間を算出する。この時間が、筒内噴射開始時期と点火時期との時間間隔、即ち、インターバル時間となる。
【００５３】
次に、要求燃料噴射時間が、インターバル時間以上であるかを判定する（ステップＳＴ１０７）。この判定は、ＥＣＵ６０の処理部６１が有する燃料噴射時間判定部７０で行なう。詳しくは、燃料噴射時間算出部６５で算出した要求燃料噴射時間、及びインターバル時間算出部６９で算出したインターバル時間が、燃料噴射時間判定部７０に伝達され、この燃料噴射時間判定部７０で、要求燃料噴射時間≧インターバル時間であるかを判定する。
【００５４】
燃料噴射時間判定部７０の判定により、要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合には、次に、筒内噴射とポート噴射との噴き分け量、及び噴射時間を算出する（ステップＳＴ１０８）。つまり、燃料噴射量算出部６４で、筒内噴射とポート噴射との噴き分け量を算出し、さらに、燃料噴射時間算出部６５で、筒内噴射の時間である筒内噴射時間と、ポート噴射の時間であるポート噴射時間とを算出する。
【００５５】
ここで、燃料を噴射するインジェクタ４０は、燃料の噴射特性、つまり、燃料を噴射させる制御信号に対して実際に噴射する燃料の噴射量の特性が個々で異なり、ばらつきがあるため、燃料の噴射時間を算出する場合には、このインジェクタ特性ばらつき分を考慮する必要がある。さらに、内燃機関１の回転数が上昇中の場合には、インターバル時間の算出時から、実際に燃料を噴射するまでの間における回転数の上昇分も考慮する必要がある。
【００５６】
これらのため、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合において筒内噴射時間を算出する場合には、まず、インターバル時間からインジェクタ特性ばらつき分の噴射時間を減算し、さらに、内燃機関１の回転数が上昇中の場合には、回転数の上昇分の時間を減算する。即ち、筒内噴射時間は、（筒内噴射時間＝インターバル時間−インジェクタ特性ばらつき分−内燃機関回転数上昇分）によって算出する。
【００５７】
また、ポート噴射時間の算出は、燃料噴射時間算出部６５で算出した要求燃料噴射時間より、インターバル時間から算出した筒内噴射時間を減算して算出する。即ち、ポート噴射時間は、（ポート噴射時間＝要求燃料噴射時間−筒内噴射時間）によって算出する。
【００５８】
なお、インジェクタ４０は、燃料を噴射することのできる最小時間である最小噴射時間を有している場合があり、吸気ポート噴射インジェクタ４２も、最小噴射時間を有している場合がある。この場合、燃料噴射時間算出部６５は、算出したポート噴射時間が、吸気ポート噴射インジェクタ４２の最小噴射時間未満の場合には、ポート噴射時間は最小噴射時間と同じ時間にして新たに算出する。換言すると、吸気ポート噴射インジェクタ４２は最小噴射時間を有しているため、ポート噴射時間は、（ポート噴射時間≧最小噴射時間）となるように算出する。さらに、このようにポート噴射時間を新たに算出した場合、燃料噴射時間算出部６５は、筒内噴射時間から、新たに算出したポート噴射時間と元のポート噴射時間との差分を減じて、新たに筒内噴射時間を算出する。
【００５９】
これらにより、燃料噴射時間算出部６５は、筒内噴射時間とポート噴射時間とを算出し、これに伴い、燃料噴射量算出部６４で、筒内噴射量とポート噴射量とを算出する。これにより、燃料噴射量算出部６４は、筒内噴射とポート噴射との噴き分け量を算出する。
【００６０】
次に、算出した噴き分け量及び噴射時間で、インジェクタ４０から燃料を噴射する（ステップＳＴ１０９）。つまり、燃料噴射時間算出部６５で算出した筒内噴射時間とポート噴射時間が、ＥＣＵ６０の処理部６１が有する燃料噴射制御部７１に伝達され、伝達された筒内噴射時間及びポート噴射時間に基づいて、燃料噴射制御部７１はインジェクタ４０から燃料を噴射させる。詳しくは、燃料噴射制御部７１は、燃料噴射のタイミングになった際に、燃料噴射時間算出部６５から伝達された筒内噴射時間で筒内噴射インジェクタ４１から燃料を噴射させると共に、燃料噴射時間算出部６５から伝達されたポート噴射時間で吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射させる。即ち、燃料噴射制御部７１は、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２とを併用して燃料を噴射させる。これにより、燃料噴射制御部７１は、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、気筒１０の圧縮行程における筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射以外でも燃料を噴射させる。
【００６１】
また、燃料噴射時間判定部７０の判定により、要求燃料噴射時間はインターバル時間以上ではない、即ち、要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定された場合には、ポート噴射時間＝０ｍｓｅｃにする（ステップＳＴ１１０）。つまり、要求燃料噴射時間はインターバル時間未満の場合には、燃料を吸気ポート噴射インジェクタ４２から噴射する必要が無いため、燃料噴射量算出部６４で、吸気ポート噴射インジェクタ４２による燃料の噴射時間であるポート噴射時間を、０ｍｓｅｃに設定する。
【００６２】
燃料噴射時間判定部７０で要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定され、ポート噴射時間を０ｍｓｅｃにした後は、要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合と同様に、算出した噴き分け量及び噴射時間で、インジェクタ４０から燃料を噴射する（ステップＳＴ１０９）。この場合、ポート噴射時間は０ｍｓｅｃになっているので、燃料噴射制御部７１は、吸気ポート噴射インジェクタ４２からは燃料を噴射させず、筒内噴射インジェクタ４１からのみ、筒内噴射時間で燃料を噴射させる。つまり、ポート噴射時間を０ｍｓｅｃにすることにより、筒内噴射時間＝要求燃料噴射時間となり、これに伴い、筒内噴射量＝要求燃料噴射量となる。このため、このようにして燃料噴射時間算出部６５と燃料噴射量算出部６４とで、筒内噴射時間と筒内噴射量とを算出し、この筒内噴射時間と筒内噴射量とは、燃料噴射制御部７１に伝達される。燃料噴射制御部７１は、これらに基づいて筒内噴射インジェクタ４１のみから燃料を噴射させる。従って、燃料噴射制御部７１は、要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定された場合には、筒内噴射のみを行なわせる。
【００６３】
以上の内燃機関１の燃料噴射制御装置５は、内燃機関１の冷間始動時には、筒内噴射インジェクタ４１によって気筒１０の圧縮行程で燃料を気筒１０内に噴射し、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、気筒１０の圧縮行程での筒内噴射インジェクタ４１による燃料噴射以外でも燃料を噴射させている。例えば、算出した要求燃料噴射時間が初めから長い場合には、要求燃料噴射時間はインターバル時間よりも長くなる場合がある。また、内燃機関１の冷間冷間時において、燃圧が目標の燃圧よりも低い場合には、インジェクタ４０から噴射する燃料の時間当たりの噴射量が少なくなるため、要求燃料噴射時間が長くなる場合があるが、この場合も要求燃料噴射時間はインターバル時間よりも長くなる場合がある。また、内燃機関１の回転数が急上昇した場合には、インターバル時間が短くなるので、この場合も要求燃料噴射時間はインターバル時間よりも長くなる場合がある。
【００６４】
これらのように、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、気筒１０の圧縮行程で筒内噴射インジェクタ４１によって燃料の噴射をすると共に、圧縮行程における筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射以外で燃料を噴射させている。これにより、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合でも、燃料を要求燃料噴射時間分噴射することができる。従って、内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を噴射することができるので、冷間始動時における始動性を確保できる。また、気筒１０の圧縮行程で燃料を噴射しているので、噴射する燃料の低減を図ることができ、排気ガス中のＨＣやＣＯの低減を図ることができる。この結果、内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【００６５】
また、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、燃料噴射制御部７１は、筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２とを併用して燃料を噴射させている。つまり、燃料噴射時間算出部６５で算出した要求燃料噴射時間を、筒内噴射時間とポート噴射時間とに分け、筒内噴射インジェクタ４１から筒内噴射時間分燃料を噴射すると共に、吸気ポート噴射インジェクタ４２からポート噴射時間分燃料を噴射することにより、より確実に要求燃料噴射時間分、燃料を噴射することができる。従って、気筒１０の圧縮行程で燃料を噴射しつつ、より確実に内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を噴射することができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【００６６】
また、筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２とを設け、筒内噴射とポート噴射とにより燃料を供給する場合において、冷間始動時には、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合に、筒内噴射を優先した燃料配分にしている。これにより、燃焼室１５内の混合気の成層度を保ちつつ、より低温までエミッションの低減を図ることができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【００６７】
また、燃料噴射時間算出部６５は、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合にはインターバル時間を上限として筒内噴射時間を算出している。さらに、ポート噴射時間は、要求燃料噴射時間から筒内噴射時間を減ずることにより算出している。これにより、筒内噴射時間をインターバル時間以下にすることができると共に、要求燃料噴射時間を、筒内噴射時間とポート噴射時間とに分けることができる。このため、より確実に筒内噴射時間をインターバル時間以下にすることができ、筒内噴射インジェクタ４１からの燃料噴射を点火時期以前に終了させることができる。従って、点火時期に燃料が噴射された場合における燃焼不良を抑制することができ、エミッションの低減を図ることができる。また、筒内噴射インジェクタ４１、及び吸気ポート噴射インジェクタ４２から要求燃料噴射時間分燃料を噴射することができるので、より確実に内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を噴射することができる。これらの結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【００６８】
また、燃料噴射時間算出部６５は、算出したポート噴射時間が、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料を噴射することのできる最小時間である最小噴射時間未満の場合には、ポート噴射時間は最小噴射時間と同じ時間にして新たに算出している。これにより、ポート噴射時間を算出する際に、より確実に吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射できる時間を算出することができ、より確実に吸気ポート噴射インジェクタ４２から適量の燃料を噴射することができる。また、このように新たにポート噴射時間を算出した際には、筒内噴射時間は、新たに算出したポート噴射時間と元のポート噴射時間との差分を減じて新たに算出している。これにより、ポート噴射時間を吸気ポート噴射インジェクタ４２の最小噴射時間と同じ時間にした場合でも、要求燃料噴射時間を確保することができる。従って、より確実に内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を噴射することができる。これらの結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【００６９】
また、燃料噴射時間判定部７０は、筒内噴射時間を算出する際に、インジェクタ４０から燃料を噴射する際の特性、即ち、インジェクタ特性のばらつき分を考慮し、この分をインターバル時間から引いている。また、筒内噴射時間の算出時から筒内噴射までの内燃機関１の回転数の上昇分も引いている。これにより、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合に、筒内噴射時間を、インジェクタ特性ばらつき分と内燃機関１の回転数の上昇分とを考慮した、インターバル時間以内の最大時間にすることができる。従って、より多くの燃料を圧縮行程で気筒１０内に噴射でき、且つ、点火時期以前に筒内噴射を終了させることができるので、点火時期に燃料が噴射された場合における燃焼不良を抑制することができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【実施例２】
【００７０】
実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０は、実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５と略同様の構成であるが、インジェクタ４０から噴射する燃料の噴射時間等を算出する際に、燃料噴射時よりも早い段階と、燃料噴射時の直前とで２回算出している点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図３は、本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１の燃料噴射制御装置８０は、実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５と同様に、シリンダヘッド１１には筒内噴射インジェクタ４１が設けられており、吸気通路２５には吸気ポート噴射インジェクタ４２が設けられている。
【００７１】
また、実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０は、実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５と同様にＥＣＵ８１を有しており、このＥＣＵ８１は処理部６１と記憶部７５と入出力部７６とを有している。このうち、処理部６１は、少なくとも、点火時期制御部６２と、運転状態取得部６３と、燃料噴射量算出部６４と、燃料噴射時間算出部６５と、筒内噴射開始時期算出部６６と、点火時期取得部６７と、回転数取得部６８と、インターバル時間算出部６９と、燃料噴射時間判定部７０と、燃料噴射制御部７１と、を有している。さらに、このＥＣＵ８１の処理部６１は、所定の段階で筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２との燃料の噴き分け要求があるかを判定する噴き分け要求判定手段である噴き分け要求判定部８２を有している。
【００７２】
この実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この内燃機関１の燃料噴射制御装置８０が備えられる内燃機関１の運転時は、インジェクタ４０から噴射する燃料の噴射量と噴射時間とを算出し、この噴射量と噴射時間に基づいて燃料を噴射する。また、内燃機関１の冷間始動時には、冷間始動に適した噴射量と噴射時間とを算出するが、実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０では、冷間始動時には、インジェクタ４０から噴射した燃料を燃焼させる燃焼行程における上死点前、即ち点火上死点前５７０°と、点火上死点前９０°との２回の時点で、これらを算出する。
【００７３】
これらを算出する場合には、まず、点火上死点前５７０°の時点でＥＣＵ８１の運転状態取得部６３で内燃機関１の運転状態を取得し、取得した運転状態より、冷間始動時に必要な燃料の量である要求燃料噴射量Ｃと要求燃料噴射時間とを、ＥＣＵ８１の燃料噴射量算出部６４と燃料噴射時間算出部６５とで算出する。その後、ＥＣＵ８１の筒内噴射開始時期算出部６６で筒内噴射開始時期を算出し、ＥＣＵ８１の点火時期取得部６７及び回転数取得部６８で、運転中の内燃機関１の点火時期と回転数とを取得する。これらにより取得した筒内噴射開始時期、点火時期及び回転数に基づいて、ＥＣＵ８１のインターバル時間算出部６９でインターバル時間を算出する。
【００７４】
ＥＣＵ８１の燃料噴射時間判定部７０では、要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも長いかを判定し、この判定により、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、筒内噴射と、ポート噴射との噴き分け量、つまり、筒内噴射量Ａとポート噴射量Ｂとを燃料噴射量算出部６４で算出する。さらに、この場合、筒内噴射時間とポート噴射時間とを、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間算出部６５で算出する。これに対し、要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも短い場合には、ポート噴射時間は０ｍｓｅｃにする。
【００７５】
その後、圧縮行程での筒内噴射の直前、具体的には、インジェクタ４０から噴射した燃料を燃焼させる燃焼行程における上死点前の９０°の時点で、再びこれらを算出する。即ち、点火上死点前９０°の時点における内燃機関１の運転状態を取得し、この運転状態より、要求燃料噴射量Ｃ’と要求燃料噴射時間とを算出する。その後、筒内噴射開始時期を算出すると共に点火時期と回転数とを取得して、これらに基づいてインターバル時間を算出する。
【００７６】
このようにして上死点前９０°の時点でインターバル時間を算出した後は、上死点前５７０°で燃料の噴射量等を算出した際に、噴き分け要求があったかをＥＣＵ８１の処理部６１が有する噴き分け要求判定部８２で判定する。つまり、上死点前５７０°の時点で要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも長く、筒内噴射とポート噴射とを併用する要求があるかを判定する。この判定により、上死点前５７０°の時点で噴き分け要求があると判定された場合には、上死点前５７０°の時点で算出されたポート噴射量Ｂを使用して、新たな筒内噴射量である筒内噴射量Ａ’を、ＥＣＵ８１の燃料噴射量算出部６４で算出する。さらに、この筒内噴射量Ａ’より、新たな筒内噴射時間を、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間算出部６５で算出する。
【００７７】
これに対し、上死点前５７０°の時点で噴き分け要求は無いと判定された場合には、上死点前９０°の時点での要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも長いかを、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間判定部７０で判定する。この判定により、要求燃料噴射時間はインターバル時間よりも長いと判定された場合には、要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも長い時間分、筒内噴射開始時期を早めて、新たに算出する。また、上死点前５７０°の時点で噴き分け要求が無い場合は、ポート噴射時間は０ｍｓｅｃになるが、このように上死点前５７０°の時点で噴き分け要求は無いと判定された場合は、ポート噴射時間は０ｍｓｅｃを維持する。ＥＣＵ８１の燃料噴射制御部７１では、このように算出した燃料の噴射量や噴射時間に基づいて、筒内噴射インジェクタ４１や吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射させる。
【００７８】
図４−１、４−２は、本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０の制御方法、即ち、当該燃料噴射制御装置８０の処理手順について説明する。この実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０の処理手順は、内燃機関１の冷間始動時に実行される。この処理手順では、まず、インジェクタ４０から噴射した燃料を燃焼させる燃焼行程における上死点前の５７０°の時点、即ち、５７０°ＢＴＤＣ（Before Top Dead Center）で、ＥＣＵ８１の運転状態取得部６３によって、内燃機関１の運転状態として燃圧、予測空気量、水温を取得する（ステップＳＴ２０１）。
【００７９】
次に、運転状態取得部６３で取得した運転状態より、ＥＣＵ８１の燃料噴射量算出部６４で要求燃料噴射量Ｃを算出する（ステップＳＴ２０２）。次に、燃料噴射量算出部６４で算出した要求燃料噴射量Ｃより、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間算出部６５で要求燃料噴射時間を算出する（ステップＳＴ２０３）。次に、運転状態取得部６３で取得した内燃機関１の運転状態より、ＥＣＵ８１の筒内噴射開始時期算出部６６で、筒内噴射開始時期を算出する（ステップＳＴ２０４）。なお、この筒内噴射開始時期は、当該筒内噴射開始時期で燃料噴射を開始する筒内噴射インジェクタ４１が設けられている気筒１０の圧縮行程の期間中となっている。
【００８０】
次に、ＥＣＵ８１の点火時期制御部６２と回転数取得部６８とにより、内燃機関１運転中の点火時期と回転数とを取得する（ステップＳＴ２０５）。次に、筒内噴射開始時期算出部６６で算出した筒内噴射開始時期、点火時期取得部６７で取得した点火時期、及び回転数取得部６８で取得した回転数より、ＥＣＵ８１のインターバル時間算出部６９でインターバル時間を算出する（ステップＳＴ２０６）。
【００８１】
次に、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上であるかを、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間判定部７０で判定する（ステップＳＴ２０７）。燃料噴射時間判定部７０の判定により、要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合には、次に、筒内噴射とポート噴射との噴き分け量、及び噴射時間を算出する（ステップＳＴ２０８）。つまり、燃料噴射量算出部６４で、筒内噴射量Ａとポート噴射量Ｂとを算出し、さらに、燃料噴射時間算出部６５で、筒内噴射時間とポート噴射時間とを算出する。
【００８２】
これに対し、燃料噴射時間判定部７０の判定により、要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定された場合には、燃料噴射量算出部６４で、ポート噴射時間＝０ｍｓｅｃにする（ステップＳＴ２０９）。
【００８３】
このように燃料の噴射量や噴射時間を算出した後、内燃機関１の運転を継続することにより、この噴射量等で燃料を燃焼させる燃焼行程における点火上死点前９０°、即ち、９０°ＢＴＤＣに達した際には、次に、ＥＣＵ８１の運転状態取得部６３によって、９０°ＢＴＤＣの内燃機関１の運転状態として燃圧、予測空気量、水温を、新たに取得する（ステップＳＴ２１０）。この取得は、ＥＣＵ８１で他の処理を行ないっている最中においてクランク角が９０°ＢＴＤＣに達した際に、割り込みによって、その時点での燃圧、予測空気量、水温を取得する。
【００８４】
次に、運転状態取得部６３で取得した９０°ＢＴＤＣの運転状態より、ＥＣＵ８１の燃料噴射量算出部６４で要求燃料噴射量Ｃ’を算出し（ステップＳＴ２１１）、この要求燃料噴射量Ｃ’より、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間算出部６５で要求燃料噴射時間を算出する（ステップＳＴ２１２）。次に、運転状態取得部６３で取得した９０°ＢＴＤＣの内燃機関１の運転状態より、ＥＣＵ８１の筒内噴射開始時期算出部６６で、筒内噴射開始時期を新たに算出する（ステップＳＴ２１３）。
【００８５】
次に、ＥＣＵ８１の点火時期制御部６２と回転数取得部６８により、点火時期と回転数とを新たに取得する（ステップＳＴ２１４）。次に、筒内噴射開始時期算出部６６で新たに算出した筒内噴射開始時期、点火時期取得部６７で新たに取得した点火時期、及び回転数取得部６８で新たに取得した回転数より、ＥＣＵ８１のインターバル時間算出部６９でインターバル時間を新たに算出する（ステップＳＴ２１５）。
【００８６】
次に、５７０°ＢＴＤＣで噴き分け要求があるかを判定する（ステップＳＴ２１６）。詳しくは、５７０°ＢＴＤＣの時点で要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも長く、筒内噴射とポート噴射とを併用する要求があるか、即ち、ポート噴射時間＝０ｍｓｅｃになっていないかを、ＥＣＵ８１の処理部６１が有する噴き分け要求判定部８２で判定する。
【００８７】
噴き分け要求判定部８２での判定により、５７０°ＢＴＤＣの時点で噴き分け要求があると判定された場合には、５７０°ＢＴＤＣで算出されたポート噴射量Ｂを使用して、新たな筒内噴射量である筒内噴射量Ａ’を算出する（ステップＳＴ２１７）。ここで、９０°ＢＴＤＣの時点では、吸気ポート噴射インジェクタ４２からの燃料噴射であるポート噴射は終了している。このため、９０°ＢＴＤＣの運転状態より算出した要求燃料噴射量Ｃ’を満たすには、５７０°ＢＴＤＣと９０°ＢＴＤＣで算出した燃料の噴射量同士の差分を、筒内噴射インジェクタ４１からの燃料の噴射量で補正する。つまり、５７０°ＢＴＤＣでの算出時からポート噴射量は変更せず、筒内噴射量のみを変更するため、要求燃料噴射量Ｃ’＝筒内噴射量Ａ’＋ポート噴射量Ｂとなる。従って、９０°ＢＴＤＣで算出する新たな筒内噴射量である筒内噴射量Ａ’は、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間算出部６５で、筒内噴射量Ａ’＝要求燃料噴射量Ｃ’−ポート噴射量Ｂによって算出する。
【００８８】
次に、燃料噴射量算出部６４で算出した筒内噴射量Ａ’より、この筒内噴射量Ａ’を噴射するのに必要な時間である新たな筒内噴射時間を、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間算出部６５で算出する（ステップＳＴ２１８）。次に、算出した噴き分け量及び噴射時間で、インジェクタ４０から燃料を噴射する（ステップＳＴ２１９）。つまり、新たに筒内噴射量Ａ’と筒内噴射時間とを算出した場合には、これらがＥＣＵ８１の燃料噴射制御部７１に伝達され、この筒内噴射量Ａ’及び筒内噴射時間に基づいて、燃料噴射制御部７１は筒内噴射インジェクタ４１から燃料を噴射させる。
【００８９】
また、噴き分け要求判定部８２での判定により、５７０°ＢＴＤＣの時点で噴き分け要求が無いと判定された場合には、次に、要求燃料噴射量Ｃ’より算出した新たな要求燃料噴射時間がインターバル時間以上であるかを、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間判定部７０で判定する（ステップＳＴ２２０）。
【００９０】
燃料噴射時間判定部７０の判定により、新たな要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合には、この要求燃料噴射時間がインターバル時間より長い時間分、燃料の噴射開始時期を早めて新たに筒内噴射開始時期を算出する（ステップＳＴ２２１）。つまり、９０°ＢＴＤＣの時点では、ポート噴射は終了しているため、９０°ＢＴＤＣの時点で新たに算出した要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合に、要求燃料噴射時間を満たすためには、筒内噴射時間を５７０°ＢＴＤＣの時点での算出時よりも長くする。ここで、筒内噴射の終了後には点火プラグ４５の点火時期があり、筒内噴射時間の終了時期を遅らせると、筒内噴射と点火時期とが重なるため、筒内噴射開始時期を早めることにより、筒内噴射時間を長くする。従って、要求燃料噴射時間がインターバル時間より長い時間分、筒内噴射時間を長くする際には、筒内噴射開始時期を早めることによって長くする。このため、筒内噴射開始時期算出部６６で、新たな筒内噴射開始時期を算出する際には、要求燃料噴射時間がインターバル時間より長い時間分、５７０°ＢＴＤＣの時点での算出時の筒内噴射開始時期よりも早めることにより算出する。
【００９１】
また、噴き分け要求判定部８２での判定により、５７０°ＢＴＤＣの時点で噴き分け要求が無いと判定された場合には、ポート噴射は行なわないということなので、燃料噴射時間算出部６５で、ポート噴射時間＝０ｍｓｅｃを維持する（ステップＳＴ２２２）。また、噴き分け要求判定部８２での判定により、５７０°ＢＴＤＣの時点で噴き分け要求が無いと判定され、さらに、要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定された場合には、新たな筒内噴射開始時期は算出せずに、燃料噴射時間算出部６５で、ポート噴射時間＝０ｍｓｅｃを維持する（ステップＳＴ２２２）。
【００９２】
次に、算出した噴き分け量及び噴射時間で、インジェクタ４０から燃料を噴射する（ステップＳＴ２１９）。つまり、噴き分け要求判定部８２での判定により、５７０°ＢＴＤＣの時点で噴き分け要求が無いと判定された場合において、さらに、燃料噴射時間判定部７０の判定により、新たな要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合には、燃料噴射制御部７１は筒内噴射インジェクタ４１に筒内噴射をさせる際に、新たに算出した筒内噴射開始時期で開始させて筒内噴射を行なわせる。また、噴き分け要求判定部８２での判定により、５７０°ＢＴＤＣの時点で噴き分け要求が無いと判定された場合において、さらに、燃料噴射時間判定部７０の判定により、新たな要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定された場合には、燃料噴射制御部７１は、筒内噴射インジェクタ４１に筒内噴射をさせる際に、５７０°ＢＴＤＣの時点で算出した筒内噴射開始時期で開始させて筒内噴射を行なわせる。
【００９３】
以上の内燃機関１の燃料噴射制御装置８０は、燃料噴射時間算出部６５は、５７０°ＢＴＤＣで要求燃料噴射時間を算出し、さらに、９０°ＢＴＤＣで要求燃料噴射時間を算出している。つまり、燃料噴射時間算出部６５は、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料を噴射する前に要求燃料噴射時間を算出し、さらに、吸気ポート噴射インジェクタ４２が前記燃料の噴射を開始した後に再び要求燃料噴射時間を算出している。これにより、内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を噴射する要求燃料噴射時間の精度を上げることができ、精度良く、内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を噴射することができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【００９４】
また、燃料噴射時間算出部６５は、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料の噴射を開始した後に再び要求燃料噴射時間を算出した際に、算出した要求燃料噴射時間が、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料を噴射する前に算出した要求燃料噴射時間と異なっている場合には、その差に応じて筒内燃料噴射時間を増減させている。
【００９５】
つまり、５７０°ＢＴＤＣで噴き分け要求があるかを判定し（ステップＳＴ２１６）、噴き分け要求があると判定された場合には、筒内噴射量Ａ’＝要求燃料噴射量Ｃ’−ポート噴射量Ｂによって、９０°ＢＴＤＣの時点で筒内噴射量Ａ’を算出し（ステップＳＴ２１７）、この筒内噴射量Ａ’より、新たな筒内噴射時間を算出している（ステップＳＴ２１８）。ここで、５７０°ＢＴＤＣの時点での筒内噴射時間を算出する際に求める筒内噴射量Ａと、５７０°ＢＴＤＣの時点での要求燃料噴射量Ｃとの関係は、筒内噴射量Ａ＝要求燃料噴射量Ｃ−ポート噴射量Ｂとなるため、筒内噴射量Ａは、要求燃料噴射量Ｃの増減に伴って増減する。また、要求燃料噴射時間も要求燃料噴射量に伴って増減するため、５７０°ＢＴＤＣの時点での要求燃料噴射時間と９０°ＢＴＤＣの時点での要求燃料噴射時間とが異なっている場合には、その差に応じて筒内燃料噴射時間も増減する。
【００９６】
また、５７０°ＢＴＤＣで噴き分け要求が無いと判定された場合でも、９０°ＢＴＤＣの時点で新たに算出した要求燃料噴射時間を満たすために、筒内噴射開始時期を早めることにより筒内噴射時間を長くしている（ステップＳＴ２２１）。
【００９７】
これらのように、燃料噴射時間算出部６５は、９０°ＢＴＤＣの時点、つまり、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料の噴射を開始した後に再び要求燃料噴射時間を算出した際に（ステップＳＴ２１２）、算出した要求燃料噴射時間が、５７０°ＢＴＤＣの時点、つまり、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料を噴射する前に算出した要求燃料噴射時間（ステップＳＴ２０３）と異なっている場合には、その差に応じて筒内燃料噴射時間を増減させている。これにより、ポート噴射の前後で内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料の噴射量を算出することにより、要求燃料噴射時間の精度を上げる際に、算出した要求燃料噴射時間で、より確実に燃料を噴射することができる。従って、内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を精度良く噴射することができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【００９８】
また、燃料噴射制御部７１は、９０°ＢＴＤＣの時点、つまり、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料の噴射を開始した後に算出した要求燃料噴射時間が、５７０°ＢＴＤＣの時点、つまり、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料を噴射する前に算出した要求燃料噴射時間以上であることにより、その差分を追加した筒内燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合、筒内噴射インジェクタ４１によって燃料を噴射する時期を早めている。即ち、５７０°ＢＴＤＣで噴き分け要求が無い場合において、９０°ＢＴＤＣで新たに算出した要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、筒内噴射開始時期を早めることにより、５７０°ＢＴＤＣで算出した要求燃料噴射時間と９０°ＢＴＤＣで算出した要求燃料噴射時間との差分を筒内噴射時間に追加している。
【００９９】
これにより、９０°ＢＴＤＣで新たに算出した要求燃料噴射時間を満たすために筒内噴射時間を長くする際に、筒内噴射時間の終了側には長くならないので、筒内噴射時間の終了後の点火時期への悪影響を抑制できる。即ち、筒内噴射時間が終了側に延長され、点火時期においても筒内噴射を行なっている場合には、燃焼不良が発生する虞があるが、筒内噴射時間を長くする際に、筒内噴射開始時期を早めることによって長くしているので、この燃焼不良を抑制できる。従って、ポート噴射の前後で内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料の噴射量を算出することにより、精度を上げた要求燃料噴射時間で燃料を噴射する際に、燃料の燃焼への悪影響を抑制でき、燃焼不良を抑制することができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【実施例３】
【０１００】
実施例３に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置９０は、実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５と略同様の構成であるが、内燃機関１の冷間始動時に筒内噴射とポート噴射とを併用した場合、内燃機関１の運転が安定運転になるまでの間は、これらの併用を継続する点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図５は、本発明の実施例３に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１の燃料噴射制御装置９０は、実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５と同様に、シリンダヘッド１１には筒内噴射インジェクタ４１が設けられており、吸気通路２５には吸気ポート噴射インジェクタ４２が設けられている。
【０１０１】
また、実施例３に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置９０は、実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５と同様にＥＣＵ９１を有しており、このＥＣＵ９１は処理部６１と記憶部７５と入出力部７６とを有している。このうち、処理部６１は、少なくとも、点火時期制御部６２と、運転状態取得部６３と、燃料噴射量算出部６４と、燃料噴射時間算出部６５と、筒内噴射開始時期算出部６６と、点火時期取得部６７と、回転数取得部６８と、インターバル時間算出部６９と、燃料噴射時間判定部７０と、燃料噴射制御部７１と、を有している。さらに、このＥＣＵ９１の処理部６１は、筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２とによる噴き分けがあったかを判定する噴き分け履歴判定手段である噴き分け履歴判定部９２を有している。
【０１０２】
この実施例３に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置９０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この内燃機関１の燃料噴射制御装置９０が備えられる内燃機関１の運転時は、インジェクタ４０から噴射する燃料の噴射量と噴射時間とを算出し、この噴射量と噴射時間に基づいて燃料を噴射する。また、内燃機関１の冷間始動時には、冷間始動に適した噴射量と噴射時間とを算出するが、冷間始動時には、インジェクタ４０から噴射した燃料を燃焼させる燃焼行程における上死点前の５７０°の時点で、これらを算出する。
【０１０３】
これらを算出する場合には、まず、ＥＣＵ９１の運転状態取得部６３で内燃機関１の運転状態を取得し、取得した運転状態より、冷間始動時に必要な燃料の量である要求燃料噴射量と要求燃料噴射時間とを、ＥＣＵ９１の燃料噴射量算出部６４と燃料噴射時間算出部６５とで算出する。その後、ＥＣＵ９１の筒内噴射開始時期算出部６６で筒内噴射開始時期を算出し、ＥＣＵ９１の点火時期取得部６７及び回転数取得部６８で、運転中の内燃機関１の点火時期と回転数とを取得する。これらにより取得した筒内噴射開始時期、点火時期及び回転数に基づいて、ＥＣＵ９１のインターバル時間算出部６９でインターバル時間を算出する。
【０１０４】
インターバル時間を算出した後は、内燃機関１の始動後に筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２とによる噴き分けがあったかを、ＥＣＵ９１の処理部６１が有する噴き分け履歴判定部９２で判定する。この判定により噴き分けがあったと判定された場合には、筒内噴射と、ポート噴射との噴き分け量、つまり、筒内噴射量とポート噴射量とを燃料噴射量算出部６４で算出する。さらに、この場合、筒内噴射時間とポート噴射時間とを、ＥＣＵ９１の燃料噴射時間算出部６５で算出する。
【０１０５】
これに対し、噴き分け履歴判定部９２により、噴き分けは無いと判定された場合には、ＥＣＵ９１の燃料噴射時間判定部７０で、要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも長いかを判定する。この判定により、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上であると判定された場合には、上記燃料噴射量算出部６４で筒内噴射量とポート噴射量とを算出する共に、燃料噴射時間算出部６５で筒内噴射時間とポート噴射時間とを算出する。また、燃料噴射時間判定部７０により、要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定された場合には、燃料噴射時間算出部６５はポート噴射時間を０ｍｓｅｃにする。その後、ＥＣＵ９１の燃料噴射制御部７１では、このように算出した燃料の噴射量や噴射時間に基づいて、筒内噴射インジェクタ４１や吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射させる。
【０１０６】
これらのように、燃料の噴き分けがあった場合には、筒内噴射とポート噴射との噴き分け量を算出して筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２とから燃料を噴射させている。このため、内燃機関１の冷間始動時に、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上になり、筒内噴射とポート噴射とを併用した場合には、その気筒１０以降の気筒１０から、始動後のファストアイドルに移行する間、即ち、内燃機関１の運転が安定運転になるまでの間は、要求燃料噴射時間がインターバル時間よりも短くなっても、筒内噴射とポート噴射との併用を継続する。
【０１０７】
例えば、内燃機関１の冷間始動時の１噴射目で筒内噴射とポート噴射とが併用になった場合、２噴射目以降は、この併用を継続し、３噴射目で併用となった場合には、４噴射目以降は、この併用を継続する。また、内燃機関１が、電気で作動するモータ（図示省略）が接続されたハイブリッドエンジン（図示省略）の場合には、冷間始動時、最初の噴射から、内燃機関１の回転が不安定な約２サイクル間を始動回転とし、その後のサイクルはファストアイドルとする。内燃機関１の冷間始動時に筒内噴射とポート噴射とが併用になった場合には、この２サイクル間は、併用を継続する。
【０１０８】
図６は、本発明の実施例３に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例３に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置９０の制御方法、即ち、当該燃料噴射制御装置９０の処理手順について説明する。この実施例３に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置９０の処理手順は、内燃機関１の冷間始動時に実行される。また、この処理手順は、インジェクタ４０から噴射した燃料を燃焼させる燃焼行程における上死点前の所定の時期に実行され、例えば、当該上死点前の５７０°の時点で実行される。
【０１０９】
この処理手順では、まず、ＥＣＵ９１の運転状態取得部６３によって、内燃機関１の運転状態として燃圧、予測空気量、水温を取得する（ステップＳＴ３０１）。次に、運転状態取得部６３で取得した運転状態より、ＥＣＵ９１の燃料噴射量算出部６４で要求燃料噴射量を算出する（ステップＳＴ３０２）。次に、燃料噴射量算出部６４で算出した要求燃料噴射量より、ＥＣＵ９１の燃料噴射時間算出部６５で要求燃料噴射時間を算出する（ステップＳＴ３０３）。
【０１１０】
次に、運転状態取得部６３で取得した内燃機関１の運転状態より、ＥＣＵ９１の筒内噴射開始時期算出部６６で、筒内噴射開始時期を算出する（ステップＳＴ３０４）。なお、ここで算出する筒内噴射開始時期は、当該筒内噴射開始時期で燃料噴射を開始する筒内噴射インジェクタ４１が設けられている気筒１０の圧縮行程の期間中となっている。
【０１１１】
次に、ＥＣＵ９１の点火時期取得部６７と回転数取得部６８とにより、内燃機関１運転中の点火時期と回転数とを取得する（ステップＳＴ３０５）。次に、筒内噴射開始時期算出部６６で算出した筒内噴射開始時期、点火時期取得部６７で取得した点火時期、及び回転数取得部６８で取得した回転数より、ＥＣＵ９１のインターバル時間算出部６９でインターバル時間を算出する（ステップＳＴ３０６）。
【０１１２】
次に、筒内噴射とポート噴射との噴き分け履歴が有るかを判定する（ステップＳＴ３０７）。この判定は、ＥＣＵ９１の処理部６１が有する噴き分け履歴判定部９２で行ない、内燃機関１の冷間始動後、筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２とにより、燃料を噴き分けて噴射したかを、噴き分け履歴判定部９２によって判定する。
【０１１３】
噴き分け履歴判定部９２の判定により、噴き分け履歴が有ると判定された場合には、次に、筒内噴射とポート噴射との噴き分け量、及び噴射時間を算出する（ステップＳＴ３０８）。つまり、燃料噴射量算出部６４で、筒内噴射量とポート噴射量とを算出し、さらに、燃料噴射時間算出部６５で、筒内噴射時間とポート噴射時間とを算出する。
【０１１４】
次に、算出した噴き分け量及び噴射時間で、インジェクタ４０から燃料を噴射する（ステップＳＴ３０９）。つまり、まず、燃料噴射量算出部６４で算出した筒内噴射量とポート噴射量、及び燃料噴射時間算出部６５で算出した筒内噴射時間とポート噴射時間とが、ＥＣＵ９１の燃料噴射制御部７１に伝達される。これらが伝達された燃料噴射制御部７１は、筒内噴射量と筒内噴射時間と基づいて筒内噴射インジェクタ４１から燃料を噴射させ、ポート噴射量とポート噴射時間に基づいて吸気ポート噴射インジェクタ４２から燃料を噴射させる。
【０１１５】
また、噴き分け履歴判定部９２の判定により、噴き分け履歴は無いと判定された場合には、次に、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上であるかを、ＥＣＵ９１の燃料噴射時間判定部７０で判定する（ステップＳＴ３１０）。燃料噴射時間判定部７０の判定により、要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合には、ステップＳＴ３０８に進んで筒内噴射とポート噴射との噴き分け量、及び噴射時間を算出し、さらにステップＳＴ３０９に進んで、算出した噴き分け量及び噴射時間で、燃料噴射制御部７１によってインジェクタ４０から燃料を噴射する。
【０１１６】
これに対し、燃料噴射時間判定部７０の判定により、要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定された場合には、燃料噴射時間算出部６５で、ポート噴射時間＝０ｍｓｅｃにする（ステップＳＴ３１１）。つまり、内燃機関１の冷間始動時に噴き分け履歴が無いということは、筒内噴射インジェクタ４１のみで燃料を噴射しているということであり、また、要求燃料噴射時間がインターバル時間未満の場合は、燃料を吸気ポート噴射インジェクタ４２から噴射する必要が無い。このため、これらの場合には、燃料噴射時間算出部６５で、吸気ポート噴射インジェクタ４２による燃料の噴射時間であるポート噴射時間を、０ｍｓｅｃに設定する。
【０１１７】
燃料噴射時間判定部７０で要求燃料噴射時間はインターバル時間未満であると判定され、ポート噴射時間＝０ｍｓｅｃにした後は、ステップＳＴ３０９に進み、算出した噴き分け量及び噴射時間で、インジェクタ４０から燃料を噴射する（ステップＳＴ３０９）。詳しくは、ポート噴射時間が０ｍｓｅｃに設定されているため、筒内噴射時間＝要求燃料噴射時間となり、これに伴い、筒内噴射量＝要求燃料噴射量となる。このため、このようにして燃料噴射時間算出部６５と燃料噴射量算出部６４とで、筒内噴射時間と筒内噴射量とを算出し、この筒内噴射時間と筒内噴射量とは、燃料噴射制御部７１に伝達される。燃料噴射制御部７１は、これらに基づいて筒内噴射インジェクタ４１のみから燃料を噴射させる。
【０１１８】
以上の内燃機関１の燃料噴射制御装置９０は、燃料噴射制御部７１は、内燃機関１の冷間始動時に筒内噴射インジェクタ４１と吸気ポート噴射インジェクタ４２とを併用して燃料を噴射させる状態になった場合には、内燃機関１の運転が安定運転になるまでの間は、筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射と吸気ポート噴射インジェクタ４２による燃料の噴射との併用を継続している。冷間始動時にポート噴射を行なった場合には、内燃機関１の温度が低いため、吸気ポート噴射インジェクタ４２から噴射した燃料の一部が吸気通路２５内に付着する場合がある。このため、冷間始動時に筒内噴射とポート噴射とを併用させる場合と、筒内噴射のみの場合とを切り替えると、吸気通路２５内への燃料の付着により、所望の空燃比を得ることが困難になる虞がある。また、吸気通路２５内に燃料が付着した場合には、付着した燃料が他の気筒１０内に流れ込む虞があり、これによっても空燃比が変化する虞がある。
【０１１９】
これらのため、冷間始動時に筒内噴射とポート噴射とを併用させる場合と、筒内噴射のみの場合とを切り替えると、空燃比の精度が大幅に低下する虞があるが、筒内噴射とポート噴射とを併用させる状態になった場合には、内燃機関１の運転が安定運転になるまでの間は、この併用を継続することにより、空燃比の精度を向上させることができる。従って、より確実に所望の空燃比を得ることができ、空燃比の悪化に伴うエミッションの悪化を抑制することができる。この結果、内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつ、より確実にエミッションの低減を図ることができる。
【０１２０】
また、燃料噴射制御装置９０が備えられた内燃機関１が、モータが接続されたハイブリッドエンジンの場合には、モータで内燃機関１を回転させた状態で燃料をインジェクタ４０から燃料を噴射して始動するため、要求燃料噴射量は、吸入空気量による負荷率で求められる。このため、筒内噴射とポート噴射との併用時に負荷率が変化した場合には、筒内噴射とポート噴射とを併用させる場合と、筒内噴射のみの場合とが、燃料の噴射毎に切り替わる虞があるため、空燃比の精度が大幅に低下する虞がある。
【０１２１】
従って、内燃機関１がハイブリッドエンジンの場合には、筒内噴射とポート噴射とを併用させる状態になった後、内燃機関１の運転が安定運転になるまでの間は筒内噴射とポート噴射との併用を継続することにより、負荷率が変化した場合における空燃比の精度を向上させることができる。このため、モータで内燃機関１を回転させた状態で燃料を噴射することにより内燃機関１を始動させる場合における、負荷率の変化に起因する空燃比の精度の低下を抑制でき、空燃比の精度の低下に伴うエミッションの悪化を抑制することができる。この結果、内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつ、より確実にエミッションの低減を図ることができる。
【０１２２】
図７は、本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の変形例が設けられた内燃機関の概略図である。図８−１、８−２は、本発明の実施例２に係る内燃機関の噴射制御装置の変形例における処理手順を示すフロー図である。なお、実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０では、５７０°ＢＴＤＣで噴き分け要求が無い場合において、９０°ＢＴＤＣで新たに算出した要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、筒内噴射開始時期を早めているが、この場合、点火時期を遅らせてもよい。具体的には、ＥＣＵ８１の処理部６１に、インターバル時間をより長い時間を、その時の回転数におけるクランク角に変換可能なクランク角変換手段であるクランク角変換部１０１と、クランク角変換部１０１から伝達されたクランク角より、点火時期を補正により遅角する量である点火遅角補正量を算出する点火時期補正量算出手段である点火時期補正量算出部１０２とを設ける。
【０１２３】
この実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０の変形例における処理手順では、噴き分け要求判定部８２での判定により（ステップＳＴ２１６）、５７０°ＢＴＤＣの時点で噴き分け要求が無いと判定された後、燃料噴射時間判定部７０の判定により（ステップＳＴ２２０）、新たな要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合には、この要求燃料噴射時間がインターバル時間より長い時間をクランク角に変換し、点火遅角補正量として算出する（ステップＳＴ４０１）。
【０１２４】
つまり、９０°ＢＴＤＣの時点では、ポート噴射は終了しているため、９０°ＢＴＤＣの時点で新たに算出した要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、ポート噴射時間を調整することにより要求燃料噴射時間を補正するのは不可能である。このため、要求燃料時間をインターバル時間未満とするために、インターバル時間を長くする。ここで、インターバル時間は、筒内噴射の開始時期と点火時期との間隔であるため、筒内噴射開始時期の変更以外でインターバル時間を長くする場合には、点火時期を遅らせる。
【０１２５】
具体的には、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上であるかは、ＥＣＵ８１の燃料噴射時間判定部７０で判定され、この判定により要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合に、要求燃料噴射時間がインターバル時間をより長い時間が、ＥＣＵ８１の処理部６１が有するクランク角変換部１０１に伝達される。クランク角変換部１０１では、伝達された時間を、その時の回転数におけるクランク角に変換し、このクランク角が、ＥＣＵ８１の処理部６１が有する点火時期補正量算出部１０２に伝達される。点火時期補正量算出部１０２では、クランク角変換部１０１から伝達されたクランク角より、点火時期を補正により遅角する量である点火遅角補正量を算出する。
【０１２６】
点火時期補正量算出部１０２で算出した点火遅角度補正量は、ＥＣＵ８１の処理部６１が有する点火時期制御部６２に伝達される。点火時期制御部６２は、燃料噴射量算出部及び燃料噴射量算出部で算出した噴き分け量及び噴射時間で、インジェクタ４０から燃料を噴射した後（ステップＳＴ２１９）、算出した点火時期で点火する（ステップＳＴ４０２）。
【０１２７】
詳しくは、点火時期制御部６２は、内燃機関１の運転状態に適した点火時期を算出し、算出した点火時期に基づいて点火回路４８に制御信号を送信し、この制御信号に応じて点火回路４８が点火プラグ４５に高電圧の電流を印加することにより、点火プラグ４５の点火部４６にアーク放電を発生させる。即ち、点火時期制御部６２は、点火回路４８を介して点火プラグ４５の点火を制御する。
【０１２８】
また、点火時期制御部６２に、点火時期補正量算出部１０２から、当該点火時期補正量算出部１０２で算出した点火遅角度補正量が伝達された際には、この点火遅角度補正量に応じて、点火プラグ４５の点火を遅角させる。これにより、要求燃料噴射時間がインターバル時間より長い時間分、点火時期が遅くなるので、点火プラグ４５は、要求燃料噴射時間の終了後、或いは、筒内噴射時間の終了後に点火する。即ち、筒内噴射開始時期から点火時期までの間隔であるインターバル時間は、インターバル時間の終了時期が点火遅角度補正量の分、遅くなるので、インターバル時間は、点火遅角度補正量の分、長くなる。
【０１２９】
換言すると、点火時期制御部６２は、９０°ＢＴＤＣの時点、つまり、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料の噴射を開始した後に算出した要求燃料噴射時間が、５７０°ＢＴＤＣの時点、つまり、吸気ポート噴射インジェクタ４２が燃料を噴射する前に算出した要求燃料噴射時間以上であることにより、その差分を追加した筒内燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合、点火時期を遅らせる。
【０１３０】
即ち、ステップＳＴ４０１は、５７０°ＢＴＤＣで噴き分け要求が無い場合におけるステップであるため、新たな要求燃料噴射時間＝筒内噴射時間となっている。このため、この筒内噴射時間は、５７０°ＢＴＤＣの時点で算出した要求燃料噴射時間と、９０°ＢＴＤＣの時点で算出した要求燃料噴射時間との差分を、５７０°ＢＴＤＣの時点で算出した筒内噴射時間に追加した時間となっている。
【０１３１】
従って、要求燃料噴射時間がインターバル時間以上であるということは、９０°ＢＴＤＣの時点で新たに算出した筒内噴射時間がインターバル時間以上であるということになる。これにより、５７０°ＢＴＤＣの時点で算出した要求燃料噴射時間と、９０°ＢＴＤＣの時点で算出した要求燃料噴射時間との差分を追加した筒内噴射時間がインターバル時間以上の場合には、点火時期制御部６２は、点火時期を遅らせる。
【０１３２】
このため、筒内噴射時間が長くなった場合でも、インターバル時間は、点火遅角度補正量の分、長くなり、その分、インターバル時間の終了時期である点火時期は遅くなる。これにより、筒内噴射時間と点火時期とは重ならないので、筒内噴射中に点火プラグ４５が点火することに起因する燃焼不良を抑制できる。従って、ポート噴射の前後で内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料の噴射量を算出することにより、精度を上げた要求燃料噴射時間で燃料を噴射する際に、燃料の燃焼への悪影響を抑制でき、燃焼不良を抑制することができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【０１３３】
図９は、本発明の実施例３に係る内燃機関の噴射制御装置の変形例における処理手順を示すフロー図である。また、実施例３に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置９０では、噴き分け履歴が有る場合や、新たに算出した要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、筒内噴射とポート噴射とを併用しているが、これらの場合には、筒内噴射を吸気行程と圧縮行程とで行なってもよい。例えば、この実施例３に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置９０の変形例における処理手順では、噴き分け履歴判定部９２での判定により、筒内噴射とポート噴射との噴き分け履歴が有ると判定された場合、または、燃料噴射時間判定部７０の判定により、要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合には、筒内噴射の吸気行程噴射量と圧縮行程噴射量、及び噴射時間を算出する（ステップＳＴ４１０）。
【０１３４】
つまり、筒内噴射とポート噴射との噴き分け履歴が有ると判定された場合や、要求燃料噴射時間はインターバル時間以上であると判定された場合には、筒内噴射インジェクタ４１によって、当該筒内噴射インジェクタ４１が設けられる気筒１０の吸気行程と圧縮行程とで、筒内噴射を行なう。このため、この場合には、ＥＣＵ９１の処理部６１が有する燃料噴射量算出部６４で、筒内噴射の吸気行程での噴射量である吸気行程噴射量と、筒内噴射の圧縮行程での噴射量である圧縮行程噴射量とを算出する。さらに、ＥＣＵ９１の処理部６１が有する燃料噴射時間算出部６５で、これらの燃料の噴射時間を算出する。
【０１３５】
これらを算出した後は、算出した結果がＥＣＵ９１の処理部６１が有する燃料噴射制御部７１に伝達され、算出した噴き分け量及び噴射時間でインジェクタ４０から燃料を噴射する。このように、燃料噴射制御部７１は、気筒１０の圧縮行程における筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射以外で燃料を噴射させる場合には、筒内噴射インジェクタ４１に気筒１０の吸気行程と圧縮行程とで燃料を噴射させる。
【０１３６】
この圧縮行程での噴射と吸気行程での噴射は、例えば、点火上死点を基準に３００°ＢＴＤＣで筒内噴射インジェクタ４１から吸気行程噴射を行ない、４０°ＢＴＤＣで圧縮行程噴射を行なって、気筒１０内に弱成層を形成させる。このように、筒内噴射インジェクタ４１から２回噴射させる場合に、吸気行程と圧縮行程とで噴射させることにより、２回の噴射時期の間隔が離れているので、ＥＤＵのチャージ時間を確保できる。即ち、インジェクタ４０を作動させる電気をチャージする時間を確保でき、より確実に筒内噴射を２回行なうことができる。
【０１３７】
また、筒内噴射インジェクタ４１から燃料を２回噴射させる際に、圧縮行程で２回噴射させた場合には、リッチ混合気と点火のタイミングとがずれるため、着火性が悪化し、燃焼悪化の不具合が発生する虞があるが、吸気行程と圧縮行程とで２回噴射させることにより、着火性が確保することができ、燃焼悪化の不具合を抑制することができる。なお、このように筒内噴射インジェクタ４１で２回噴射させる場合における噴射量の第１優先は、吸気行程噴射は筒内噴射インジェクタ４１の最小噴射量以上とし、第２優先は、圧縮行程噴射はインターバル時間未満とする。
【０１３８】
このように、内燃機関１の冷間始動時に、筒内噴射のみで噴射制御を行なうことにより、吸気通路２５内の燃料付着の影響を除外することができる。これにより、空燃比の精度を、より確実に向上させることができるので、燃焼不良を抑制することができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【０１３９】
また、実施例１に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置５では、５７０°ＢＴＤＣで、燃料噴射量の算出等の処理を行なっているが、これ以外の角度で処理を行なってもよい。燃料噴射量の算出等の処理は、少なくともポート噴射の開始前に行なっていればよい。これにより、内燃機関１の冷間始動時において要求燃料噴射時間がインターバル時間以上となった場合に、ポート噴射を行なうことによって、筒内噴射時間をインターバル時間よりも短くしつつ、要求燃料噴射量の燃料を噴射することができる。この結果、内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【０１４０】
また、実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０では、５７０°ＢＴＤＣと９０°ＢＴＤＣとで、燃料噴射量の算出当の処理を行なっているが、これらの以外の角度で処理を行なってもよい。実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０での燃料噴射量の算出等の処理は、１回目の処理は、少なくともポート噴射の開始前に算出していればよく、２回目の処理は、少なくとも圧縮行程における筒内噴射の開始前に算出していればよい。これにより、精度良く、内燃機関１の冷間始動時に必要な燃料を噴射することができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【０１４１】
また、実施例２に係る内燃機関１の燃料噴射制御装置８０では、５７０°ＢＴＤＣで噴き分け要求が無い場合において、９０°ＢＴＤＣで新たに算出した要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、筒内噴射開始時期を早めることにより、要求燃料噴射量分の燃料を噴射しているが、時間当たりの筒内噴射量を増加させることにより、要求燃料噴射量を満たしてもよい。つまり、９０°ＢＴＤＣで新たに算出した要求燃料噴射時間がインターバル時間以上の場合には、要求燃料噴射量Ｃ分の燃料を噴射するために、時間当たりの筒内噴射量を増加させて筒内噴射量を増量させることにより、要求燃料噴射量Ｃ分の燃料を噴射させてもよい。これにより、筒内噴射の時間が限られている場合でも、９０°ＢＴＤＣで新たに算出した要求燃料噴射量Ｃ分の燃料を噴射させることができる。この結果、より確実に内燃機関１の冷間始動時における始動性を確保しつつエミッションの低減を図ることができる。
【０１４２】
なお、このように、５７０°ＢＴＤＣで燃料の噴射量等を算出し、ポート噴射を行なった後、９０°ＢＴＤＣで新たに燃料の噴射量等を算出して筒内噴射量を変更する場合には、５７０°ＢＴＤＣで算出する筒内噴射量は、筒内噴射インジェクタ４１の性能に対して、余裕を持って算出するのが好ましい。９０°ＢＴＤＣで新たに筒内噴射量を算出し、筒内噴射インジェクタ４１による燃料の噴射量を増量させることになった場合でも、５７０°ＢＴＤＣの時点で余裕を持って算出することにより、容易に対応することができ、増量した筒内噴射量に燃料を、筒内噴射インジェクタ４１によってより確実に噴射することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
以上のように、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、複数のインジェクタを有する内燃機関に有用であり、特に、内燃機関の冷間始動時に圧縮行程噴射を行なう内燃機関に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図２】本発明の実施例１に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【図３】本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図４−１】本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【図４−２】本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施例３に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図６】本発明の実施例３に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【図７】本発明の実施例２に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の変形例が設けられた内燃機関の概略図である。
【図８−１】本発明の実施例２に係る内燃機関の噴射制御装置の変形例における処理手順を示すフロー図である。
【図８−２】本発明の実施例２に係る内燃機関の噴射制御装置の変形例における処理手順を示すフロー図である。
【図９】本発明の実施例３に係る内燃機関の噴射制御装置の変形例における処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１  内燃機関
５、８０、９０  燃料噴射制御装置
１０  気筒
１１  シリンダヘッド
１２  シリンダブロック
１５  燃焼室
１８  冷却水路
２０  ピストン
２２  クランクシャフト
２５  吸気通路
２６  排気通路
３１  吸気バルブ
３２  排気バルブ
４０  インジェクタ
４１  筒内噴射インジェクタ
４２  吸気ポート噴射インジェクタ
４５  点火プラグ
５０  スロットルバルブ
５１  クランク角検出センサ
５２  エアフロメータ
５３  水温センサ
６０、８１、９１  ＥＣＵ
６１  処理部
６２  点火時期制御部
６３  運転状態取得部
６４  燃料噴射量算出部
６５  燃料噴射時間算出部
６６  筒内噴射開始時期算出部
６７  点火時期取得部
６８  回転数取得部
６９  インターバル時間算出部
７０  燃料噴射時間判定部
７１  燃料噴射制御部
７５  記憶部
７６  入出力部
８２  噴き分け要求判定部
９２  噴き分け履歴判定部
１０１  クランク角変換部
１０２  点火時期補正量算出部
【図１】
2008075593.tif 000003
【図２】
2008075593.tif 000004
【図３】
2008075593.tif 000005
【図４−１】
2008075593.tif 000006
【図４−２】
2008075593.tif 000007
【図５】
2008075593.tif 000008
【図６】
2008075593.tif 000009
【図７】
2008075593.tif 000010
【図８−１】
2008075593.tif 000011
【図８−２】
2008075593.tif 000012
【図９】
2008075593.tif 000013