(57)【要約】【課題】１サイクル中に燃料を複数回噴射する運転中の燃料カット開始／復帰タイミングを適正化する。【解決手段】１サイクル中に燃料を吸気行程と圧縮行程に分割して噴射する吸気＋圧縮行程噴射パターンで運転している時に、燃料カット要求が発生した時点で、既に吸気行程の噴射が実行されていれば、圧縮行程の噴射セットタイミング前であっても、圧縮行程の噴射をカットせずに実行し、次のサイクルの吸気行程の噴射セット時に、燃料カットを許可して燃料カットを開始する。その後、燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に吸気行程の噴射セットタイミングを過ぎていれば、圧縮行程の噴射セットタイミング前であっても、圧縮行程の噴射セット（燃料カット復帰）を行わず、燃料カットを継続し、次のサイクルの吸気行程の噴射セット時に、燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を筒内に噴射する燃料噴射弁を備え、その燃料噴射弁の燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
内燃機関の運転中に所定の燃料カット要求が発生したときに燃料カットを実行する燃料カット手段と、
燃料を噴射する行程及び／又は１サイクル中の噴射回数が異なる複数の噴射パターンの中から内燃機関の運転状態に応じた噴射パターンを設定する噴射パターン設定手段とを備え、
前記燃料カット手段は、燃料カットを開始するタイミングを前記噴射パターン設定手段により設定された噴射パターンに応じて変化させることを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料カットの実行中に所定の燃料カット復帰要求が発生したときに燃料噴射を再開する燃料カット復帰手段を備え、
前記燃料カット復帰手段は、燃料噴射を再開するタイミングを前記噴射パターン設定手段により設定された噴射パターンに応じて変化させることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
燃料を筒内に噴射する燃料噴射弁を備え、その燃料噴射弁の燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
内燃機関の運転中に所定の燃料カット要求が発生したときに燃料カットを実行する燃料カット手段と、
前記燃料カットの実行中に所定の燃料カット復帰要求が発生したときに燃料噴射を再開する燃料カット復帰手段と、
燃料を噴射する行程及び／又は１サイクル中の噴射回数が異なる複数の噴射パターンの中から内燃機関の運転状態に応じた噴射パターンを設定する噴射パターン設定手段とを備え、
前記燃料カット復帰手段は、燃料噴射を再開するタイミングを前記噴射パターン設定手段により設定された噴射パターンに応じて変化させることを特徴とする筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記燃料カット手段は、１サイクル中の噴射回数が２回以上の噴射パターンに設定されているときは、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カットを開始することを禁止し、１回目の燃料噴射タイミングからのみ燃料カットを許可することを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記燃料カット復帰手段は、１サイクル中の噴射回数が２回以上の噴射パターンに設定されているときは、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カットを復帰することを禁止し、１回目の燃料噴射タイミングからのみ燃料カット復帰を許可することを特徴とする請求項２又は３に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記燃料カット復帰手段は、１サイクル中の噴射回数が２回以上の噴射パターンに設定されているときは、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カット復帰要求が発生した場合に、当該サイクル内の燃料カットされた噴射回数分の噴射量を当該サイクル内の残りの噴射量に加算して燃料噴射を再開することを特徴とする請求項２又は３に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記燃料カット復帰手段は、１サイクル中の噴射回数が２回以上の噴射パターンに設定されているときは、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カット復帰要求が発生した場合に、当該サイクル内の燃料カットされた噴射回数分の噴射量をそれ以降の噴射量に加算した合計噴射量が所定値以上であれば、当該サイクル途中からの燃料カット復帰を禁止することを特徴とする請求項６に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料を筒内に直接噴射する筒内噴射式内燃機関における燃料カットの実行方法を改善した筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低燃費、低排気エミッション、高出力の特長を兼ね備えた筒内噴射式エンジン（直噴エンジン）の需要が急増している。この筒内噴射式エンジンは、エンジン運転状態に応じて成層燃焼モードと均質燃焼モードとを切り換え、成層燃焼モードでは、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直接噴射して点火プラグの近傍に成層混合気を形成して成層燃焼させ、均質燃焼モードでは、燃料噴射量を増量して吸気行程で筒内に燃料を直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させるようにしている。
【０００３】
この筒内噴射式エンジンの燃料噴射制御は、１サイクル（７２０℃Ａ）中に吸気又は圧縮のいずれか一方の行程で燃料噴射を１回のみ行うものが多いが、１サイクル中に複数回の噴射を行うようにしたものがある。例えば、特許文献１（特開２００１−２４８４８２号公報）等に示すように、１サイクル中に、燃料を吸気行程と圧縮行程に分割して筒内に噴射する“吸気＋圧縮行程噴射”を行ったり、或は、吸気行程中に燃料を複数回に分割して筒内に噴射する“吸気行程分割噴射”を行うことによって、噴射燃料の霧化を向上させたり、ノック限界出力領域を拡大するようにしたものがある。
【０００４】
また、特許文献２（特開２００２−１３４３１号公報）等に示すように、触媒早期暖機や触媒硫黄被毒回復等を行うために、吸気行程又は圧縮行程で燃料を噴射した後に膨張行程又は排気行程で少量の燃料を噴射することで、排気管内で後燃えを生じさせて排気温度を上昇させたり、排出ガス中の未燃ＨＣ濃度を増加させて触媒内部で発生する未燃ＨＣの酸化反応の反応熱を増加させるようにしたものもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４８４８２号公報（第２頁〜第３頁等）
【特許文献２】
特開２００２−１３４３１号公報（第２頁〜第３頁等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、筒内噴射式エンジンにおいても、吸気ポート噴射式エンジンと同様に、減速時に燃費向上、減速性能向上等の目的から燃料カットを実行するようにしている。一般に、燃料カットの開始／復帰タイミングは、エンジン回転速度やアクセル開度（スロットル開度）等によって決定されるため、１サイクル中に複数回の噴射を行う噴射パターンで運転している場合には、燃料カットの開始／復帰タイミングが複数回噴射の途中（１サイクル中の２回目以降の噴射時期）になることがある。
【０００７】
例えば、吸気＋圧縮行程噴射や吸気行程分割噴射で運転しているときに、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カットの開始／復帰を実行すると、そのサイクルでの噴射量が１サイクル分の要求噴射量よりも少なくなって、要求空燃比や要求トルクを満足することができず、ドライバビリティや排気エミッションが悪くなるという問題があった。また、吸気行程又は圧縮行程で燃料を噴射した後に膨張行程又は排気行程で燃料を後噴射する場合は、膨張行程又は排気行程の燃料噴射タイミングから燃料カット復帰を実行すると、燃料カット中に温度低下した排気管内に未燃ＨＣが排出されることになるため、未燃ＨＣの後燃えや触媒内での未燃ＨＣの酸化反応を促進することができず、未燃ＨＣの排出量が増加して排気エミッションが悪くなるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、１サイクル中に燃料を複数回噴射する噴射パターンで運転しているときの燃料カット開始／復帰タイミングを適正化して、燃料カットによるドライバビリティ悪化や排気エミッション悪化の問題を解決することができる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置は、燃料を噴射する行程及び／又は１サイクル中の噴射回数が異なる複数の噴射パターンの中から内燃機関の運転状態に応じた噴射パターンを設定する噴射パターン設定手段を備えたものにおいて、燃料カットを開始するタイミングを前記噴射パターン設定手段により設定された噴射パターンに応じて変化させるようにしたものである。つまり、請求項１に係る発明は、燃料カット要求の発生タイミングがその時点の噴射パターンにおける適切な燃料カット開始タイミングでなければ、適切な燃料カット開始タイミングになるまで待って燃料カットを開始する。これにより、運転中に燃料カット要求がどの様なタイミングで発生しても、常に実際の燃料カット開始タイミングをその時点の噴射パターンに応じた適切な燃料カット開始タイミングに設定することができ、燃料カット開始タイミングの悪さから引き起こされるドライバビリティ悪化や排気エミッション悪化の問題を解決することができる。
【００１０】
更に、請求項２，３のように、燃料カット状態から燃料噴射を再開するタイミングを、噴射パターン設定手段により設定された噴射パターンに応じて変化させるようにすると良い。つまり、請求項２，３に係る発明は、燃料カット復帰要求の発生タイミングがその時点の噴射パターンにおける適切な燃料カット復帰タイミングでなければ、適切な燃料カット復帰タイミングになるまで待って燃料カット状態から復帰する。これにより、運転中に燃料カット復帰要求がどの様なタイミングで発生しても、常に実際の燃料カット復帰タイミングをその時点の噴射パターンに応じた適切な燃料カット復帰タイミングに設定することができ、燃料カット復帰タイミングの悪さから引き起こされるドライバビリティ悪化や排気エミッション悪化の問題を解決することができる。
【００１１】
具体的には、請求項４のように、１サイクル中の噴射回数が２回以上の噴射パターンに設定されているときは、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カットを開始することを禁止し、１回目の燃料噴射タイミングからのみ燃料カットを許可するようにすると良い。同様に、請求項５のように、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カットを復帰することを禁止し、１回目の燃料噴射タイミングからのみ燃料カット復帰を許可するようにすると良い。
【００１２】
上記請求項４，５のように構成すれば、運転中に燃料カット要求や燃料カット復帰要求がどの様なタイミングで発生しても、常に実際の燃料カット開始タイミングや燃料カット復帰タイミングを最適なタイミングである１回目の燃料噴射タイミングに設定することができる。
【００１３】
また、請求項６のように、１サイクル中の噴射回数が２回以上の噴射パターンに設定されているときは、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カット復帰要求が発生した場合に、当該サイクル内の燃料カットされた噴射回数分の噴射量を当該サイクル内の残りの噴射量に加算して燃料噴射を再開するようにしても良い。このようにすれば、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングからの燃料カット復帰を実現して、燃料カット復帰の応答性を高めながら、燃料カット復帰時のサイクルの実噴射量を１サイクル分の要求噴射量に一致させることができ、サイクル途中からの燃料カット復帰によるドライバビリティ悪化や排気エミッション悪化の問題を解決することができる。
【００１４】
この場合、請求項７のように、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カット復帰要求が発生した場合に、当該サイクル内の燃料カットされた噴射回数分の噴射量をそれ以降の噴射量に加算した合計噴射量が所定値以上であれば、当該サイクル途中からの燃料カット復帰を禁止するようにすると良い。つまり、２回目以降の噴射動作で噴射可能な燃料量には限界があり、また、２回目以降の噴射量が多くなり過ぎると、噴射燃料の霧化状態が悪くなって燃焼状態が悪化する懸念があるため、燃料カットされた噴射回数分の噴射量をそれ以降の噴射量に加算した合計噴射量が多くなり過ぎるような場合は、当該サイクル途中からの燃料カット復帰を禁止し、次のサイクルまで燃料カット復帰を待つことで、燃焼状態悪化や排気エミッション悪化の問題を解決することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図７に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のモータ１５によって駆動されるスロットルバルブ１６が設けられ、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ１７によって検出される。
【００１６】
また、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０に、筒内の気流強度（スワール流強度やタンブル流強度）を制御する気流制御弁３１が設けられている。
【００１７】
エンジン１１の各気筒の上部には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。また、エンジン１１の吸気バルブ３７と排気バルブ３８には、それぞれバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング機構３９，４０が設けられている。
【００１８】
エンジン１１のシリンダブロックには、ノッキングを検出するノックセンサ３２と、冷却水温を検出する冷却水温センサ２３とが取り付けられている。また、クランク軸（図示せず）の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ２４が取り付けられている。このクランク角センサ２４の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００１９】
一方、エンジン１１の排気管２５には、排出ガスを浄化する上流側触媒２６と下流側触媒２７が設けられ、上流側触媒２６の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２８（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。本実施形態では、上流側触媒２６として理論空燃比付近で排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒が設けられ、下流側触媒２７としてＮＯｘ吸蔵還元型触媒が設けられている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒２７は、排出ガスの空燃比がリーンのときに排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比が理論空燃比付近又はリッチになったときに吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。
【００２０】
また、排気管２５のうちの上流側触媒２６の下流側と吸気管１２のうちのスロットルバルブ１６の下流側のサージタンク１８との間に、排出ガスの一部を吸気側に還流させるためのＥＧＲ配管３３が接続され、このＥＧＲ配管３３の途中に排出ガス還流量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ弁３４が設けられている。また、アクセルペダル３５の踏込量（アクセル開度）がアクセルセンサ３６によって検出される。
【００２１】
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種の制御ルーチンを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ２２の点火時期等を制御する。
【００２２】
本実施形態（１）では、ＥＣＵ３０は、図２に示すように、燃料を噴射する行程と１サイクル中の噴射回数が異なる例えば８種類の噴射パターン▲１▼〜▲８▼の中から、エンジン運転状態に応じていずれか１つの噴射パターンを設定するようにしている（この機能が特許請求の範囲でいう噴射パターン設定手段に相当する）。
【００２３】
ここで、噴射パターン▲１▼は、吸気行程で１回のみ噴射する通常の吸気行程噴射であり、噴射パターン▲２▼は、圧縮行程で１回のみ噴射する通常の圧縮行程噴射である。噴射パターン▲３▼は、１サイクル中に燃料を吸気行程と圧縮行程に分割してそれぞれ少なくとも１回ずつ噴射する吸気＋圧縮行程噴射であり、噴射パターン▲４▼は、吸気行程中に燃料を複数回に分割して噴射する吸気行程分割噴射である。
【００２４】
一方、噴射パターン▲５▼は、圧縮行程で燃料を１回噴射して成層燃焼させた後、膨張行程で少量の燃料を噴射して排気温度を上昇させる圧縮＋膨張行程噴射であり、噴射パターン▲６▼は、吸気行程で燃料を１回噴射して均質燃焼させた後、膨張行程で少量の燃料を噴射して排気温度を上昇させる吸気＋膨張行程噴射である。これら２つの噴射パターン▲５▼，▲６▼は、触媒早期暖機制御等に用いられる。
【００２５】
噴射パターン▲７▼は、吸気行程で燃料を１回噴射して均質燃焼させた後、排気行程で少量の燃料を噴射する吸気＋排気行程噴射噴射であり、噴射パターン▲８▼は、圧縮行程で燃料を１回噴射して成層燃焼させた後、排気行程で少量の燃料を噴射する圧縮＋排気行程噴射噴射である。これら２つの噴射パターン▲７▼，▲８▼は、いずれも、排気行程で少量の燃料を噴射することで、排出ガス中の未燃ＨＣ濃度を増加させて触媒２７内部で未燃ＨＣの酸化反応を発生させ、その反応熱で触媒２７の硫黄被毒を回復させる。
【００２６】
更に、ＥＣＵ３０は、エンジン運転中に燃料カット要求が発生したとき（燃料カットフラグがＯＦＦからＯＮに切り換えられたとき）、燃料カットを実行すると共に、燃料カット復帰要求が発生したとき（燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられたとき）、燃料噴射を再開する。
【００２７】
本実施形態（１）では、ＥＣＵ３０は、図３乃至図７に示すように、燃料カット要求が発生したときに、燃料カット開始タイミングをその時点の噴射パターンに応じて変化させ、その後、燃料カット復帰要求が発生したときに、燃料カット復帰タイミングをその時点の噴射パターンに応じて変化させる。
【００２８】
以下、本実施形態（１）の燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を図３乃至図７を用いて説明する。
図３は、吸気＋圧縮行程噴射パターン（図２の▲３▼）で運転しているときの燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を示している。図３（ａ）に示すように、燃料カットフラグがＯＦＦからＯＮに切り換えられて燃料カット要求が発生した時点で、既に吸気行程の噴射が実行されていれば、圧縮行程の噴射セットタイミング前であっても、圧縮行程の噴射をカットせずに実行する。そして、次のサイクルの最初（１回目）の噴射である吸気行程の噴射セット時に、燃料カットを許可して燃料カットを開始する。一方、燃料カット要求が吸気行程の噴射セット前に発生すれば、その吸気行程の噴射セット時に、直ちに燃料カットを許可して燃料カットを開始する。
【００２９】
その後、図３（ｂ）に示すように、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に吸気行程の噴射セットタイミングを過ぎていれば、圧縮行程の噴射セットタイミング前であっても、圧縮行程の噴射セット（燃料カット復帰）を行わず、燃料カットを継続する。そして、次のサイクルの最初（１回目）の噴射である吸気行程の噴射セット時に、燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。一方、燃料カット復帰要求が吸気行程の噴射セット前に発生すれば、その吸気行程の噴射セット時に、直ちに燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。
【００３０】
図４は、吸気＋膨張行程噴射パターン（図２の▲６▼）で運転しているときの燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を示している。図４（ａ）に示すように、燃料カットフラグがＯＦＦからＯＮに切り換えられて燃料カット要求が発生した時点で、既に吸気行程の噴射が実行されていれば、膨張行程の噴射セットタイミング前であっても、膨張行程の噴射をカットせずに実行する。そして、次のサイクルの最初（１回目）の噴射である吸気行程の噴射セット時に、燃料カットを許可して燃料カットを開始する。一方、燃料カット要求が吸気行程の噴射セット前に発生すれば、その吸気行程の噴射セット時に、直ちに燃料カットを許可して燃料カットを開始する。
【００３１】
その後、図４（ｂ）に示すように、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に吸気行程の噴射セットタイミングを過ぎていれば、膨張行程の噴射セットタイミング前であっても、膨張行程の噴射セット（燃料カット復帰）を行わず、燃料カットを継続する。そして、次のサイクルの最初（１回目）の噴射である吸気行程の噴射セット時に、燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。一方、燃料カット復帰要求が吸気行程の噴射セット前に発生すれば、その吸気行程の噴射セット時に、直ちに燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。
【００３２】
以上説明した吸気＋膨張行程噴射パターン（図２の▲６▼）の燃料カット開始／復帰タイミングの制御方法は、吸気＋排気行程噴射パターン（図２の▲７▼）についても同様である。
【００３３】
図５は、圧縮＋膨張行程噴射パターン（図２の▲５▼）で運転しているときの燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を示している。図５（ａ）に示すように、燃料カットフラグがＯＦＦからＯＮに切り換えられて燃料カット要求が発生した時点で、既に圧縮行程の噴射が実行されていれば、膨張行程の噴射セットタイミング前であっても、膨張行程の噴射をカットせずに実行する。そして、次のサイクルの最初（１回目）の噴射である圧縮行程の噴射セット時に、燃料カットを許可して燃料カットを開始する。一方、燃料カット要求が圧縮行程の噴射セット前に発生すれば、その圧縮行程の噴射セット時に、直ちに燃料カットを許可して燃料カットを開始する。
【００３４】
その後、図５（ｂ）に示すように、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に圧縮行程の噴射セットタイミングを過ぎていれば、膨張行程の噴射セットタイミング前であっても、膨張行程の噴射セット（燃料カット復帰）を行わず、燃料カットを継続する。そして、次のサイクルの最初（１回目）の噴射である圧縮行程の噴射セット時に、燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。一方、燃料カット復帰要求が圧縮行程の噴射セット前に発生すれば、その圧縮行程の噴射セット時に、直ちに燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。
【００３５】
以上説明した圧縮＋膨張行程噴射パターン（図２の▲５▼）の燃料カット開始／復帰タイミングの制御方法は、圧縮＋排気行程噴射パターン（図２の▲８▼）についても同様である。
【００３６】
図６は、吸気行程で燃料を２回に分割して噴射する吸気行程分割噴射パターン（図２の▲４▼）で運転しているときの燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を示している。図６（ａ）に示すように、燃料カットフラグがＯＦＦからＯＮに切り換えられて燃料カット要求が発生した時点で、既に吸気行程の１回目の噴射が実行されていれば、２回目の噴射セットタイミング前であっても、２回目の噴射をカットせずに実行する。そして、次のサイクルの吸気行程の１回目の噴射セット時に、燃料カットを許可して燃料カットを開始する。一方、燃料カット要求が吸気行程の１回目の噴射セット前に発生すれば、その１回目の噴射セット時に、直ちに燃料カットを許可して燃料カットを開始する。
【００３７】
その後、図６（ｂ）に示すように、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に吸気行程の１回目の噴射セットタイミングを過ぎていれば、２回目の噴射セットタイミング前であっても、２回目の噴射セット（燃料カット復帰）を行わず、燃料カットを継続する。そして、次のサイクルの吸気行程の１回目の噴射セット時に、燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。一方、燃料カット復帰要求が吸気行程の１回目の噴射セット前に発生すれば、その１回目の噴射セット時に、直ちに燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。
【００３８】
以上説明した燃料カット開始／復帰タイミングの制御は、ＥＣＵ３０により図７に示す燃料カット制御ルーチンに従って実行される。本ルーチンは、エンジン運転中に例えば噴射セットタイミングに同期して起動され、特許請求の範囲でいう燃料カット手段及び燃料カット復帰手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、燃料カットフラグがＯＮ（燃料カット要求有り）であるか否かを判定し、燃料カットフラグがＯＮであれば、ステップ１０２に進み、既に燃料カットが開始されているか否かを判定し、既に燃料カットが開始されていれば、そのまま燃料カットを継続する（ステップ１０９）。
【００３９】
これに対して、上記ステップ１０２で、まだ燃料カットが開始されていないと判定されれば、ステップ１０３に進み、１サイクル中の噴射回数が複数回であるか否か（噴射パターンが図２の▲３▼〜▲８▼のいずれかであるか否か）を判定し、１サイクル中の噴射回数が１回のみ（噴射パターンが図２の▲１▼又は▲２▼）であれば、ステップ１０９に進み、直ちに燃料カットを開始する。
【００４０】
上記ステップ１０３で、１サイクル中の噴射回数が複数回であると判定されれば、ステップ１０４に進み、現在の時刻が１回目の噴射セット後であるか否かを判定し、１回目の噴射セット後であれば、ステップ１０５に進み、燃料カットを禁止し、２回目の噴射をカットせずに実行する。この場合は、次のサイクルで本ルーチンが最初に起動されたときに、ステップ１０１→１０２→１０３→１０４へと進み、このステップ１０４で、「Ｎｏ」と判定されて、ステップ１０９に進み、１回目の噴射から燃料カットが開始される。
【００４１】
このように、本ルーチンでは、燃料カットフラグがＯＦＦからＯＮに切り換えられて燃料カット要求が発生した時点で、既に１回目の噴射が実行されていれば、２回目の噴射セットタイミング前であっても、２回目の噴射をカットせずに実行した後、次のサイクルの１回目の噴射セット時に、燃料カットを許可して燃料カットを開始する（ステップ１０１〜１０５、１０９）。
【００４２】
一方、ステップ１０１で、燃料カットフラグがＯＦＦ（燃料カット要求無し）と判定されれば、ステップ１０６に進み、既に燃料噴射が開始されているか否か（燃料カット中でないか否か）を判定し、既に燃料噴射が開始されていれば、そのまま燃料噴射を継続する（ステップ１１０）。
【００４３】
上記ステップ１０６で、まだ燃料噴射が開始されていない（燃料カット中である）と判定されれば、ステップ１０７に進み、１サイクル中の噴射回数が複数回であるか否か（噴射パターンが図２の▲３▼〜▲８▼のいずれかであるか否か）を判定して、１サイクル中の噴射回数が１回のみ（噴射パターンが図２の▲１▼又は▲２▼）であれば、ステップ１１０に進み、直ちに燃料噴射を再開する（燃料カットから復帰する）。
【００４４】
一方、上記ステップ１０７で、１サイクル中の噴射回数が複数回であると判定されれば、ステップ１０８に進み、現在の時刻が１回目の噴射セットタイミング後であるか否かを判定し、１回目の噴射セットタイミング後であれば、ステップ１０９に進み、燃料カット復帰を禁止し、燃料カットを継続する。この場合は、次のサイクルで本ルーチンが最初に起動されたときに、ステップ１０１→１０６→１０７→１０８へと進み、このステップ１０８で、「Ｎｏ」と判定されて、ステップ１１０に進み、１回目の噴射から燃料噴射を再開する（燃料カットから復帰する）。
【００４５】
このように、本ルーチンでは、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に１回目の噴射セットタイミングを過ぎていれば、２回目の噴射セットタイミング前であっても、２回目の噴射セット（燃料カット復帰）を行わず、燃料カットを継続した後、次のサイクルの１回目の噴射セット時に、燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する（ステップ１０１、１０６〜１１０）。
【００４６】
以上説明した本実施形態（１）によれば、１サイクル中の２回目の噴射セットタイミングからの燃料カット開始／復帰を禁止し、１回目の噴射セットタイミングからのみ燃料カット開始／復帰を許可するようにしたので、エンジン運転中に燃料カット要求や燃料カット復帰要求がどの様なタイミングで発生しても、常に実際の燃料カット開始タイミングや燃料カット復帰タイミングを最適なタイミングである１回目の噴射セットタイミングに設定することができて、燃料カットによるドライバビリティ悪化や排気エミッション悪化の問題を解決することができる。
【００４７】
尚、本実施形態（１）では、１サイクル中の噴射回数を２回としたが、これを３回以上としても良く、また、図２の▲３▼〜▲８▼のうちの一部の噴射パターンについてのみ、本実施形態（１）の燃料カット開始／復帰制御を適用するようにしても良い。
【００４８】
［実施形態（２）］
上記実施形態（１）では、１サイクル中の２回目の噴射セットタイミングからの燃料カット復帰を禁止し、１回目の噴射セットタイミングからのみ燃料カット復帰を許可するようにしたが、図８乃至図１０に示す本発明の実施形態（２）では、１サイクル中の噴射回数が複数回（例えば２回）の噴射パターンに設定されているときは、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カット復帰要求が発生した場合に、当該サイクル内の燃料カットされた噴射回数分の噴射量を当該サイクル内の残りの噴射量に加算して燃料噴射を再開するようにしている。
【００４９】
以下、本実施形態（２）の燃料カット復帰時の制御例を図８及び図９を用いて説明する。
【００５０】
図８は、吸気行程分割噴射パターン（図２の▲４▼）で運転しているときの燃料カット復帰時の制御例を示している。燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に吸気行程の１回目の噴射セットタイミングを過ぎていても、２回目の噴射セットタイミング前であれば、カットされた１回目の噴射量を２回目の噴射量に加算して、その合計噴射量を２回目の噴射量としてセットし、２回目の噴射から燃料噴射を再開する（燃料カットから復帰する）。これにより、１サイクル中の２回目の噴射から燃料噴射を再開する場合でも、１サイクル分の要求噴射量に相当する噴射量を筒内に噴射することができる。
【００５１】
図９は、吸気＋圧縮行程噴射パターン（図２の▲３▼）で運転しているときの燃料カット復帰時の制御例を示している。燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に吸気行程の噴射セットタイミングを過ぎていても、圧縮行程の噴射セットタイミング前であれば、カットされた吸気行程の噴射量を圧縮行程の噴射量に加算して、その合計噴射量を圧縮行程の噴射量としてセットし、圧縮行程の噴射から燃料噴射を再開する（燃料カットから復帰する）。これにより、１サイクル中の２回目の噴射である圧縮行程の噴射から燃料噴射を再開する場合でも、１サイクル分の要求噴射量に相当する噴射量を筒内に噴射することができる。
【００５２】
以上説明した本実施形態（２）の燃料カット復帰制御は、図１０に示す燃料カット制御ルーチンに従って実行される。本ルーチンは、前記実施形態（１）の図７のステップ１０８以降の処理が異なるだけであり、それ以外の各ステップの処理は、前記実施形態（１）と同じである。但し、膨張行程や排気行程で後噴射する噴射パターン（図２の▲５▼〜▲８▼）については、本実施形態（２）の燃料カット復帰制御は適用されず、前記実施形態（１）の燃料カット復帰制御が適用される。
【００５３】
１サイクル中の噴射回数が複数回（噴射パターンが図２の▲３▼又は▲４▼）で運転しているときに、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生すると、図１０のステップ１０１→１０６→１０７→１０８へと進み、現在の時刻が１回目の噴射セットタイミング後であるか否かを判定し、１回目の噴射セットタイミング後であれば、ステップ１１１に進み、カットされた１回目の噴射量を２回目の噴射量に加算して、その合計噴射量を２回目の噴射量としてセットした後、ステップ１１０に進み、２回目の噴射から燃料噴射を再開する（燃料カットから復帰する）。
【００５４】
以上説明した本実施形態（２）によれば、１サイクル中の２回目の噴射から燃料噴射を再開する場合でも、１サイクル分の要求噴射量に相当する噴射量を筒内に噴射することができて、燃料カット復帰の応答性を高めながら、燃料カット復帰時のサイクルの実噴射量を１サイクル分の要求噴射量に一致させることができ、サイクル途中からの燃料カット復帰によるドライバビリティ悪化や排気エミッション悪化の問題を解決することができる。
【００５５】
尚、本実施形態（２）では、１サイクル中の噴射回数を２回としたが、１サイクル中の噴射回数が３回以上の噴射パターンに対しても、本実施形態（２）の燃料カット復帰時の制御を適用することができる。
【００５６】
例えば、１サイクル中の噴射回数が３回となる噴射パターンに対して本実施形態（２）の燃料カット復帰時の制御を適用する場合は、１サイクル中の２回目の噴射から燃料噴射を再開するときは、カットされた１回目の噴射量を２回目の噴射量に加算するようにしても良いが、カットされた１回目の噴射量を２分割又は所定の比率で分割して２回目と３回目の噴射量に加算するようにしても良い。この場合、１サイクル中の２回目の噴射から燃料噴射を再開することのみを許容し、３回目の噴射から燃料噴射を再開することを禁止するようにしても良い。勿論、３回目の噴射のみで１サイクル分の要求噴射量に相当する噴射量を噴射する余裕がある場合は、３回目の噴射から燃料噴射を再開するようにしても良く、この場合は、カットされた１回目と２回目の合計噴射量を３回目の噴射量に加算すれば良い。１サイクル中の噴射回数が４回以上の噴射パターンに対しても、同様に制御すれば良い。
【００５７】
［実施形態（３）］
上記実施形態（２）では、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カット復帰要求が発生した場合に、当該サイクル内の燃料カットされた噴射回数分の噴射量を当該サイクル内の残りの噴射量に加算して燃料噴射を再開するようにしているが、２回目以降の噴射動作で噴射可能な燃料量には限界があり、また、２回目以降の噴射量が多くなり過ぎると、噴射燃料の霧化状態が悪くなって燃焼状態が悪化する懸念がある。
【００５８】
そこで、図１１乃至図１２に示す本発明の実施形態（３）では、１サイクル中の２回目以降の燃料噴射タイミングから燃料カット復帰要求が発生した場合に、当該サイクル内の燃料カットされた噴射回数分の噴射量をそれ以降の噴射量に加算した合計噴射量が所定値以上（最大許容噴射量以上）であれば、当該サイクル途中からの燃料カット復帰を禁止するようにしている。
【００５９】
以下、本実施形態（３）の燃料カット復帰時の制御例を図１１を用いて説明する。
図１１は、吸気＋圧縮行程噴射パターン（図２の▲３▼）で運転しているときの燃料カット復帰時の制御例を示している。燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生した時点で、既に吸気行程の噴射セットタイミングを過ぎていても、圧縮行程の噴射セットタイミング前であれば、カットされた吸気行程の噴射量を圧縮行程の噴射量に加算して、その合計噴射量が所定値以下（圧縮行程の最大許容噴射量以下）であるか否かを判定する。その結果、合計噴射量が所定値以下であると判定されれば、図１１（ａ）に示すように、合計噴射量を圧縮行程の噴射量としてセットし、圧縮行程の噴射から燃料噴射を再開する。
【００６０】
これに対して、合計噴射量が所定値よりも多いと判定された場合は、圧縮行程の噴射セット（燃料カット復帰）を行わず、燃料カットを継続し、次のサイクルの１回目の噴射である吸気行程の噴射セット時に、燃料カット復帰を許可して燃料噴射を再開する。
【００６１】
以上説明した本実施形態（３）の燃料カット復帰制御は、図１２に示す燃料カット制御ルーチンに従って実行される。本ルーチンは、前記実施形態（２）の図１０のステップ１１１以降の処理が異なるだけであり、それ以外の各ステップの処理は、前記実施形態（１），（２）と同じである。但し、膨張行程や排気行程で後噴射する噴射パターン（図２の▲５▼〜▲８▼）については、本実施形態（３）の燃料カット復帰制御は適用されず、前記実施形態（１）の燃料カット復帰制御が適用される。
【００６２】
１サイクル中の噴射回数が複数回（噴射パターンが図２の▲３▼又は▲４▼）で運転しているときに、燃料カットフラグがＯＮからＯＦＦに切り換えられて燃料カット復帰要求が発生すると、図１２のステップ１０１→１０６→１０７→１０８へと進み、現在の時刻が１回目の噴射セットタイミング後であるか否かを判定し、１回目の噴射セットタイミング後であれば、ステップ１１１に進み、カットされた１回目の噴射量を２回目の噴射量に加算して２回目の合計噴射量を求める。この後、ステップ１１２に進み、２回目の合計噴射量が所定値以下（最大許容噴射量以下）であるか否かを判定する。その結果、２回目の合計噴射量が所定値以下であると判定されれば、ステップ１１０に進み、上記ステップ１１１で算出した合計噴射量を２回目の噴射量としてセットし、２回目の噴射から燃料噴射を再開する。
【００６３】
これに対して、上記ステップ１１２で、２回目の合計噴射量が所定値よりも多いと判定された場合は、２回目の噴射セット（燃料カット復帰）を行わず、ステップ１０９に進み、燃料カットを継続する。この場合は、次のサイクルの１回目の噴射セット時に、燃料カット復帰を許可して１回目の噴射から燃料噴射を再開する。
【００６４】
以上説明した本実施形態（３）では、燃料カットされた１回目の噴射量を２回目の噴射量に加算した合計噴射量が所定値以下（最大許容噴射量以下）であれば、前記実施形態（２）と同じように、その合計噴射量を２回目の噴射量としてセットして、２回目の噴射から燃料噴射を再開するので、燃料カット復帰の応答性を高めながら、燃料カット復帰時の実噴射量を要求噴射量に一致させることができる。一方、合計噴射量が所定値（最大許容噴射量）を越えるような場合は、２回目の噴射からの燃料カット復帰を禁止し、次のサイクルまで燃料カット復帰を待つようにしたので、燃焼状態悪化や排気エミッション悪化の問題を解決することができる。
【００６５】
尚、ステップ１１２で合計噴射量と比較する所定値（最大許容噴射量）は、予め設定した固定値としても良いが、これをエンジン運転状態に応じてマップ等により設定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】噴射パターンの種類を説明する図
【図３】実施形態（１）の吸気＋圧縮行程噴射パターンでの燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を示すタイムチャート
【図４】実施形態（１）の吸気＋膨張行程噴射パターンでの燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を示すタイムチャート
【図５】実施形態（１）の圧縮＋膨張行程噴射パターンでの燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を示すタイムチャート
【図６】実施形態（１）の吸気行程分割噴射パターンでの燃料カット開始／復帰タイミングの制御例を示すタイムチャート
【図７】実施形態（１）の燃料カット制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図８】実施形態（２）の吸気行程分割噴射パターンでの燃料カット復帰時の制御例を示すタイムチャート
【図９】実施形態（２）の吸気＋圧縮行程噴射パターンでの燃料カット復帰時の制御例を示すタイムチャート
【図１０】実施形態（２）の燃料カット制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】実施形態（３）の吸気＋圧縮行程噴射パターンでの燃料カット復帰時の制御例を示すタイムチャート
【図１２】実施形態（３）の燃料カット制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
１１…筒内噴射式エンジン（筒内噴射式内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２５…排気管、３０…ＥＣＵ（燃料カット手段，燃料カット復帰手段，噴射パターン設定手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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