(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、
内燃機関の吸気通路内に燃料を噴射する第二燃料噴射弁と、
内燃機関が冷間状態にあるときに、該内燃機関を循環する冷却水の流量を所定流量以下に制限し、又は該内燃機関における冷却水の循環を停止させる処理である流量制限処理を実行する流量調整装置と、
を備える内燃機関に適用される制御装置であって、
前記制御装置は、
１サイクルあたりに前記第一燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第一基本噴射量となり、且つ１サイクルあたりに前記第二燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第二基本噴射量となるように、前記第一燃料噴射弁及び前記第二燃料噴射弁を制御する通常噴射制御と、
前記流量制限処理が終了された後の所定期間中は、１サイクルあたりに前記第一燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第一基本噴射量より多くなり、且つ１サイクルあたりに前記第二燃料噴射弁から噴射される燃料量が、前記流量制限処理が実行されているときの前記第二基本噴射量より少なくなるように、前記第一燃料噴射弁及び前記第二燃料噴射弁を制御する水温変動時噴射制御と、
を実行する制御手段を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記流量制限処理が終了された後の所定期間中は、１サイクルあたりに前記第二燃料噴射弁から噴射される燃料量が所定燃料量以下となるように、前記第一燃料噴射弁及び前記第二燃料噴射弁を制御する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記所定期間は、流量制限処理の終了時から冷却水全体の温度が均一になるまでに要する期間である請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関は、冷却水を循環させるためのウォーターポンプを更に備え、
前記所定期間は、前記流量制限処理の終了時から前記ウォーターポンプの仕事量が所定仕事量に達するまでの期間である請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と吸気通路内に燃料を噴射する第二燃料噴射弁とを備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関として、気筒内に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、吸気ポート内に燃料を噴射する第二燃料噴射弁とを備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関においては、機関負荷、機関回転速度、冷却水温度等に応じて、１サイクルあたりに第一燃料噴射弁から噴射される燃料量と第二燃料噴射弁から噴射される燃料量との比率を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０７４５３号公報
【特許文献２】特開２００８−０９５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、内燃機関の暖機促進を図るために、内燃機関が冷間状態にあるときに、該内燃機関を循環する冷却水の流量を所定流量以下に制限し、又は内燃機関における冷却水の循環を停止させる処理（以下、「流量制限処理」と称する）を行う技術も提案されている。このような技術においては、流量制限処理が終了されると、温度分布が形成された冷却水が循環することになるため、内燃機関を循環する冷却水の温度が急速に変動したり、又は内燃機関から冷却水へ放熱される熱量が急速に変動したりする可能性がある。それに伴い、吸気通路を画定する壁面（以下、「通路壁面」と称する）や吸気バルブ等の温度（以下、「壁面温度」と総称する）も急速に変動する可能性がある。ここで、第二燃料噴射弁から噴射された燃料のうち、通路壁面や吸気バルブに付着した燃料は、通路壁面や吸気バルブの熱を受けて蒸発することになる。ただし、その際の蒸発量は、壁面温度に依存する。そのため、壁面温度が急速に変動する状況下では、通路壁面や吸気バルブに付着した燃料の蒸発量も変動する。その結果、通路壁面や吸気バルブから蒸発せずに付着し続ける燃料の量（以下、「壁面付着燃料量」と称する）が変動する可能性もある。壁面付着燃料量が変動すると、吸気通路から気筒内へ導入される燃料量が変動するため、それに伴って混合気の空燃比も変動する。その結果、排気エミッションが悪化したり、又は内燃機関のトルク変動が発生したりする可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気筒内に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、吸気通路内に燃料を噴射する第二燃料噴射弁と、内燃機関が冷間状態にあるときに内燃機関を循環する冷却水の流量を所定流量以下に制限し、又は内燃機関における冷却水の循環を停止させる流量制限処理を実行する流量制限装置と、を備えた内燃機関において、前記流量制限処理が終了されたことに起因する空燃比の変動を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決するために、気筒内に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、吸気通路内に燃料を噴射する第二燃料噴射弁と、内燃機関が冷間状態にあるときに内燃機関を循環する冷却水の流量を所定流量以下に制限し、又は内燃機関における冷却水の循環を停止させる流量制限処理を行う流量制限装置と、を備えた内燃機関において、流量制
限処理が終了した後の所定期間中は、第二燃料噴射弁から噴射される燃料の量を内燃機関の運転状態に応じた量より減少させることにより、壁面温度の変動に起因する空燃比の変動を軽減するようにした。
【０００７】
詳細には、本発明に係わる内燃機関の制御装置は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、内燃機関の吸気通路内に燃料を噴射する第二燃料噴射弁と、内燃機関が冷間状態にあるときに、該内燃機関を循環する冷却水の流量を所定流量以下に制限し、又は該内燃機関における冷却水の循環を停止させる処理である流量制限処理を実行する流量調整装置と、を備える内燃機関に適用される制御装置であって、前記制御装置は、１サイクルあたりに前記第一燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第一基本噴射量となり、且つ１サイクルあたりに前記第二燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第二基本噴射量となるように、前記第一燃料噴射弁及び前記第二燃料噴射弁を制御する通常噴射制御と、前記流量制限処理が終了された後の所定期間中は、１サイクルあたりに前記第一燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第一基本噴射量より多くなり、且つ１サイクルあたりに前記第二燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第二基本噴射量より少なくなるように、前記第一燃料噴射弁及び前記第二燃料噴射弁を制御する水温変動時噴射制御と、を実行する制御手段を備える。
【０００８】
このように構成された内燃機関の制御装置によれば、前記流量制限処理が終了された後の所定期間中は、１サイクルあたりに第一燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第一基本噴射量より多くなり、且つ１サイクルあたりに第二燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第二基本噴射量より少なくされる。そのため、前記流量制限処理が終了された後の所定期間中において、前記流量制限処理の終了に起因する壁面温度の変動が発生しても、壁面付着燃料量の変動が少なくなるため、吸気通路から気筒内へ流入する燃料量の変動も少なくなる。その結果、前記流量制限処理の終了に起因する空燃比の変動を小さく抑えることができる。
【０００９】
なお、壁面付着燃料量の変動量を小さくするという観点にたつと、冷却水の温度を考慮して第一基本噴射量及び第二基本噴射量を決定する方法が考えられる。しかしながら、前記所定期間中のように冷却水の温度が急速に変動する状況下では、冷却水温度と壁面温度との間にずれが生じ易い。そのため、冷却水温度を考慮して第一基本噴射量及び第二基本噴射量が決定されても、第二基本噴射量が壁面温度に見合った量とならない可能性がある。その結果、壁面温度の変動に起因する壁面付着燃料量の変動を効果的に抑制することができず、混合気の空燃比が変動してしまう可能性がある。これに対し、本発明の内燃機関の制御装置は、前記所定期間中において、１サイクルあたりに第二燃料噴射弁から噴射される燃料量を内燃機関の運転状態に応じた第二基本噴射量より少なくするため、壁面付着燃料量の変動、及び空燃比の変動をより確実に小さくすることができる。
【００１０】
ここで、前記制御手段は、前記流量制限処理が終了された後の所定期間中は、１サイクルあたりに前記第二燃料噴射弁から噴射される燃料量が所定燃料量以下となるように、前記第一燃料噴射弁及び前記第二燃料噴射弁を制御してもよい。ここでいう「所定燃料量」は、前記流量制限処理の終了に起因する壁面温度の変動が発生した場合に、該所定燃料量以下の燃料が第二燃料噴射弁から噴射されても、混合気の空燃比が所望の範囲（例えば、排気浄化装置が排気を好適に浄化することができる範囲（以下、「浄化ウインド」と称する）に収まる量、又は内燃機関のトルク変動が運転者に違和感を与えない範囲（以下、「変動許容範囲」と称する））に収まる量であり、予め実験等を利用した適合処理によって求められる。なお、前記所定燃料量は、零であってもよい。
【００１１】
このような構成によると、前記流量制限処理の終了に起因する壁面温度の変動が発生し
たときに、混合気の空燃比が前記浄化ウインドから逸脱したり、又は内燃機関のトルク変動が前記変動許容範囲から逸脱したりすることを抑制することができる。その結果、排気エミッションの悪化、又はドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１２】
なお、前記流量制限処理が終了された後の前記所定期間中において、内燃機関の運転状態によっては、その運転状態に応じて決定される第二基本噴射量が前記所定燃料量以下になる場合も想定される。そのような場合は、前記制御手段は、１サイクルあたりに第一燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第一基本噴射量となり、且つ１サイクルあたりに第二燃料噴射弁から噴射される燃料量が内燃機関の運転状態に応じた第二基本噴射量となるように、前記第一燃料噴射弁及び前記第二燃料噴射弁を制御してもよい。
【００１３】
このような構成によると、前記流量制限処理が終了された後の前記所定期間中において、前記第二基本噴射量が前記所定燃料量以下になるときは、１サイクルあたりに第一燃料噴射弁及び第二燃料噴射弁の各々から噴射される燃料量を、内燃機関の運転状態に適した燃料量としつつ、混合気の空燃比が所望の範囲から逸脱することを抑制することができる。
【００１４】
ここで、前記所定期間は、前記流量制限処理の終了に伴う壁面温度の変動が発生し得る期間である。例えば、流量制限処理が冷却水の循環を止める処理である場合は、該流量制限処理の実行中に内燃機関内に位置する冷却水が高温となる一方、内燃機関外に位置する冷却水が低温になるため、冷却水の温度分布が形成される。冷却水の温度分布が形成された状態で流量制限処理が終了されると、先ず内燃機関内の高温な冷却水が該内燃機関から流出するとともに、内燃機関外の低温な冷却水が内燃機関内へ流入する。次いで、内燃機関から流出した高温な冷却水が再び内燃機関内へ流入するとともに、内燃機関内の低温な冷却水が再び内燃機関から流出する。このような現象が繰り返されると、壁面温度が低下と上昇とを交互に繰り返すことになる。その後、高温な冷却水と低温な冷却水とが相互に混ざり合うことによって冷却水全体の温度が均一になると、壁面温度の変動が収束する。よって、前記所定期間は、流量制限処理の終了時から冷却水全体の温度が均一になるまでの期間と定義することができる。このような期間は、ウォーターポンプの仕事量に相関するため、前記流量制限処理の終了時からウォーターポンプの仕事量が所定の仕事量に達するまでの期間を所定期間としてもよい。なお、流量制限処理が内燃機関を循環する冷却水の流量を所定量（例えば、内燃機関の暖機を妨げない程度に少ない量）以下に制限する処理である場合においても、前述したような冷却水の温度分布が形成されるため、その温度分布が解消（冷却水全体の温度が均一）されるまでの期間を所定期間として定義することができる。なお、前記流量制限処理が終了されてから壁面温度の変動が発生するまでには多少のタイムラグを生じる可能性があるため、前記所定期間は、前記流量制限処理の終了後の前記タイムラグが解消された時点から壁面温度の変動が収束するまでの期間であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、気筒内に燃料を噴射する第一燃料噴射弁と、吸気通路内に燃料を噴射する第二燃料噴射弁と、内燃機関が冷間状態にあるときに内燃機関を循環する冷却水の流量を所定流量以下に制限し、又は内燃機関における冷却水の循環を停止させる流量制限処理を実行する流量制限装置と、を備えた内燃機関において、前記流量制限処理が終了されたしたことに起因する空燃比の変動を低減ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】本発明を適用する内燃機関の冷却システムの概略構成を示す図である。
【図３】流量制限処理の終了後において、第二燃料噴射弁から第二基本噴射量を噴射させた場合における冷却水温度と空燃比との経時変化を示すタイミングチャートである。
【図４】流量制限処理の終了後において、第二燃料噴射弁から所定燃料量以下の燃料を噴射させた場合における冷却水温度と空燃比との経時変化を示すタイミングチャートである。
【図５】燃料噴射量を決定する際にＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】流量制限処理の終了後において、第二燃料噴射弁から噴射される燃料量を零にした場合（第一燃料噴射弁のみから燃料を噴射させた場合）における冷却水温度と空燃比との経時変化を示すタイミングチャートである。図である。
【図７】本発明を適用する内燃機関の冷却システムの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図２は、本発明を適用する内燃機関の冷却システムの概略構成を示す図である。図１、２に示す内燃機関１は、複数の気筒を有する４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。なお、図１においては、複数の気筒のうち、一つの気筒のみが図示されている。
【００１９】
内燃機関１のシリンダブロック１ａには、気筒２が形成されている。気筒２には、ピストン３が摺動自在に内装されている。ピストン３は、コネクティングロッド４を介して図示しない出力軸（クランクシャフト）と連結されている。内燃機関１のシリンダヘッド１ｂには、気筒２内へ燃料を噴射するための第一燃料噴射弁５と、気筒２内の混合気に着火するための点火プラグ６が取り付けられている。
【００２０】
シリンダヘッド１ｂには、新気（空気）を気筒２内へ導入するための吸気ポート７と、気筒２内から既燃ガス（排気）を流出させるための排気ポート８とが形成されている。また、シリンダヘッド１ｂは、吸気ポート７の開口端を開閉するための吸気バルブ９と、排気ポート８の開口端を開閉するための排気バルブ１０とを備えている。これらの吸気バルブ９と排気バルブ１０とは、図示しない吸気カムと排気カムとにより各々開閉駆動される。
【００２１】
前記吸気ポート７は、吸気管７０内の通路（吸気通路）と連通している。吸気管７０の途中には、吸気管７０内の通路断面積を変更するためのスロットル弁７１が配置されている。スロットル弁７１より上流の吸気管７０には、吸気管７０内を流れる新気（空気）の量（吸入空気量）を測定するエアフローメータ７２が配置されている。スロットル弁７１より下流の吸気管７０には、吸気ポート７へ向けて燃料を噴射するための第二燃料噴射弁１１が配置されている。
【００２２】
前記排気ポート８は、排気管８０内の通路（排気通路）と連通している。排気管８０には、排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯＸ）を浄化するための排気浄化装置８１が配置されている。排気浄化装置８１は、例えば、筒状のケーシング内に三元触媒や吸蔵還元型触（ＮＳＲ（NOX Storage Reduction）触媒）等を収
容する。
【００２３】
次に、内燃機関１の冷却システムは、図２に示すように、シリンダブロック１ａに形成されたブロック側冷却水路１００ａと、シリンダヘッド１ｂに形成されたヘッド側冷却水
路１００ｂと、を備えている。ブロック側冷却水路１００ａは、気筒２の周囲を包囲するように配置されている。ヘッド側冷却水路１００ｂは、吸気ポート７及び排気ポート８に近接するように配置されている。
【００２４】
また、冷却システムは、電動モータによって駆動されるウォーターポンプ３０を備えている。ウォーターポンプ３０の吐出口は、デリバリ水路３１に接続されている。デリバリ水路３１は、その途中で第一デリバリ水路３２と第二デリバリ水路３３とに分岐している。第一デリバリ水路３２は、ブロック側冷却水路１００ａの入口に接続されており、第二デリバリ水路３３は、ヘッド側冷却水路１００ｂの入口に接続されている。また、ブロック側冷却水路１００ａの出口は、第一リターン水路３４に接続されている。ヘッド側冷却水路１００ｂの出口は、第二リターン水路３５に接続されている。第一リターン水路３４と第二リターン水路３５とは、相互に合流して一本のリターン水路３６を形成している。リターン水路３６は、ウォーターポンプ３０の吸入口に接続されている。リターン水路３６の途中には、空気と冷却水との熱交換を行うためのラジエータ２００が配置されている。さらに、リターン水路３６の途中には、前記ラジエータ２００を迂回するためのバイパス水路３７が設けられている。そして、バイパス水路３７の出口とリターン水路３６との接続部には、サーモスタット３８が設けられている。サーモスタット３８は、ラジエータ２００の出口とウォーターポンプ３０の吸入口との間のリターン水路３６の導通又は遮断を切り替える弁機構である。詳細には、サーモスタット３８は、冷却水の温度が所定の高温判定用の閾値（例えば、９０℃）以下であるときは、ラジエータ２００の出口とウォーターポンプ３０の吸入口との間のリターン水路３６を遮断して、ラジエータ２００を迂回する冷却水の流れを成立させる。そして、冷却水の温度が前記高温判定用の閾値より高いときは、サーモスタット３８は、ラジエータ２００の出口とウォーターポンプ３０の吸入口との間のリターン水路３６を導通させて、ラジエータ２００を経由する冷却水の流れを成立させる。なお、サーモスタット３８は、冷却水の温度が前記高温判定用の閾値より高いときに、バイパス水路３７を遮断するように構成されてもよい。また、サーモスタット３８は、冷却水の温度に応じて自動的に開閉する機械式のサーモスタットであってもよく、若しくはＥＣＵ２０によって開閉制御される電動式のサーモスタットであってもよい。
【００２５】
図１、２に示すように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ２０が併設されている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ２０には、前述したエアフローメータ７２に加え、クランクポジションセンサ２１、アクセルポジションセンサ２２、及び水温センサ２３等の各種センサの出力信号が入力されるようになっている。クランクポジションセンサ２１は、クランクシャフトの回転位置に相関する信号を出力する。アクセルポジションセンサ２２は、図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力する。水温センサ２３は、リターン水路３６の途中に設けられ（図２参照）、該リターン水路３６を流れる冷却水の温度に相関する電気信号を出力する。
【００２６】
また、ＥＣＵ２０は、第一燃料噴射弁５、点火プラグ６、第二燃料噴射弁１１、及びスロットル弁７１等の各種機器と電気的に接続され、前述した各種センサの出力信号に基づいて各種機器を制御する。例えば、ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ２１の出力信号に基づいて演算される回転速度、アクセルポジションセンサ２２の出力信号に基づいて演算される負荷、及びエアフローメータ７２により測定される吸入空気量等をパラメータとして、１サイクルあたりに第一燃料噴射弁５から噴射される燃料量（第一基本噴射量）、及び１サイクルあたりに第二燃料噴射弁１１から噴射される燃料量（第二基本噴射量）を演算する。そして、ＥＣＵ２０は、それら第一基本噴射量及び第二基本噴射量に従って、第一燃料噴射弁５及び第二燃料噴射弁１１を各々制御する（本発明の「通常噴射制御」に相当）。
【００２７】
また、ＥＣＵ２０は、内燃機関１が冷間始動（始動時の冷却水温度が冷間始動判定用の閾値（例えば、４０℃）以下）されてから、冷却水温度が暖機判定用の閾値（例えば、７０℃）以上に上昇するまでの期間（内燃機関１が冷間状態にあると考えられる期間）では、ウォーターポンプ３０を停止させて、ブロック側冷却水路１００ａ及びヘッド側冷却水路１００ｂにおける冷却水の循環を停止させる処理（流量制限処理）を実行する。その場合、内燃機関１から冷却水を解して放熱される熱量が減少するため、内燃機関１の暖機を促進させることができる。そして、冷却水温度が前記暖機判定用の閾値より高くなると、ＥＣＵ２０は、ウォーターポンプ３０を作動させることによって前記流量制限処理を終了させる。このようにＥＣＵ２０がウォーターポンプ３０を制御することにより、本発明に係わる「流量調整装置」が実現される。
【００２８】
ところで、前記流量制限処理の実行中は、内燃機関１の内部の水路（例えば、ブロック側冷却水路１００ａやヘッド側冷却水路１００ｂ）に停滞する冷却水が内燃機関１の熱を受けて高温になるが、内燃機関１の外部の水路（例えば、リターン水路３６やバイパス水路３７）に停滞する冷却水は低温のままとなる。そのため、前記流量制限処理が終了されると、内燃機関１の外部の水路から内部の水路へ低温な冷却水が流入しつつ、内燃機関１の内部の水路から外部の水路へ高温な冷却水が流出する。その後、内燃機関１の内部の水路から外部の水路へ流出した高温な冷却水が再び内燃機関１の内部の水路へ流入しつつ、内燃機関１の外部の水路から内部の水路へ流入した低温な冷却水が再び内燃機関１の外部の水路へ流出する。このような現象は、高温な冷却水と低温な冷却水とが均質に混合して、冷却水全体の温度が均一化されるまで繰り返される。よって、前記流量制限処理の終了から冷却水全体の温度が均一化されるまでの期間（本発明の所定期間に相当）においては、内燃機関１の内部の水路を流通する冷却水の温度が変動を繰り返すことになる。
【００２９】
ここで、前記流量制限処理の終了後における冷却水の温度と混合気の空燃比との経時変化を図３に示す。図３中の「ポンプ作動フラグ」は、ウォーターポンプ３０の停止中はオフ（ｏｆｆ）にされ、ウォーターポンプ３０の作動中はオン（ｏｎ）にされるフラグである。また、図３中の「第二噴射量」は、第二燃料噴射弁１１から実際に噴射される燃料量を示すものとする。図３において、流量制限処理が終了されると（図３中のｔ１）、ウォーターポンプ３０が作動される。ウォーターポンプ３０が作動されると、上記したように低温な冷却水と高温な冷却水とが交互に内燃機関１の内部の水路に流入するため、冷却水温度が低下と上昇とを交互に繰り返すことになる。このような冷却水の変動は、前述したように、高温な冷却水と低温な冷却水とが均質に混合するまで（図３中のｔ２）繰り返される。そして、冷却水の変動が発生している期間（図３中のｔ１からｔ２までの期間）では、冷却水温度の変動に伴って、吸気ポート７の壁面や吸気バルブ９の温度（壁面温度）も変動する。そのため、冷却水の変動が発生している期間では、吸気ポート７の壁面や吸気バルブ９に付着する燃料量（壁面付着燃料量）が変動することになる。壁面付着燃料量が変動すると、吸気ポート７内から気筒２内へ流入する燃料の量が変動することになるため、混合気の空燃比が排気浄化装置８１による排気の浄化に適した範囲（浄化ウインド）から逸脱したり、内燃機関１のトルク変動が運転者に違和感を与えない範囲（変動許容範囲）から逸脱したりする可能性がある。その結果、前記流量制限処理の終了に伴う排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化等を招く可能性がある。このような問題に対し、水温センサ２３の測定値に基づいて第一基本噴射量及び第二基本噴射量を補正する方法が考えられるが、冷却水温度が急速に変動する状況下では、水温センサ２３の測定値と壁面温度との間にずれを生じる可能性があるため、第二燃料噴射弁１１から実際に噴射される燃料量がその燃料噴射時期における壁面温度に見合った量とならない可能性がある。
【００３０】
そこで、本実施形態においては、前記流量制限処理が終了してから所定期間が経過するまでは、第二燃料噴射弁１１から噴射される燃料量が内燃機関１の運転状態に応じて決定される第二基本噴射量より少なくなり、且つ第一燃料噴射弁５から噴射される燃料量が内
燃機関１の運転状態に応じて決定される第一基本噴射量より多くなるように、第一燃料噴射弁５及び第二燃料噴射弁１１を制御（水温変動時噴射制御）するようにした。詳細には、ＥＣＵ２０は、前記所定期間中に第二基本噴射量から噴射される燃料量を所定燃料量以下に制限するようにした。そして、第二燃料噴射弁１１から噴射される燃料量の減少分は、第一燃料噴射弁５から噴射される燃料量を増量させることで補うようにした。ここでいう「所定期間」は、前述したように、前記流量制限処理が終了されて冷却水全体の温度が均一化されるまでに要する期間である。前記流量制限処理が終了されて冷却水全体の温度が均一化されるまでに要する期間は、ウォーターポンプ３０の仕事量（駆動電流の積算値）に相関するため、前記流量制限処理が終了されてからのウォーターポンプ３０の仕事量が所定の仕事量に達した時点で前記所定期間が経過したと判定してもよい。その場合の所定の仕事量は、予め実験的に求めておくものとする。なお、前記流量制限処理が終了されてから冷却水全体の温度が均一化されるまでに要する最大の時間（以下、「最大所要時間」と称する）を予め実験的に求めておき、前記流量制限処理が終了されてからの経過時間が前記最大所要時間に達した時点で前記所定期間が経過したとみなしてもよい。また、「所定燃料量」は、前記所定期間中に該所定燃料量以下の燃料が第二燃料噴射弁１１から噴射されても、混合気の空燃比が前記浄化ウインド内に収まると考えらえる燃料量であり、予め実験等を利用した適合作業によって求めておくものとする。このように、前記所定期間中に第二燃料噴射弁１１から噴射される燃料量が前記所定燃料量以下に制限されると、図４に示すように、冷却水温度の変動が発生している場合であっても、混合気の空燃比を前記浄化ウインド内に収めることが可能となる。その結果、前記流量制限処理の終了に起因する排気エミッションの悪化を抑制することができる。なお、「所定燃料量」は、内燃機関１のトルク変動が運転者に違和感を与えない範囲（変動許容範囲）に収まる量であってもよい。このように所定燃料量が定められると、前記流量制限処理の終了に伴う冷却水の温度変動が発生している場合であっても、内燃機関１のトルク変動を前記変動許容範囲内に収めることが可能となる。その結果、前記流量制限処理の終了に起因するドライバビリティの悪化を抑制することができる。ところで、「所定燃料量」は、前記所定期間中に該所定燃料量以下の燃料が第二燃料噴射弁１１から噴射されても、混合気の空燃比が前記浄化ウインド内に収まると考えられる燃料量の最大値、又は内燃機関１のトルク変動が前記変動許容範囲に収まると考えられる燃料量の最大値としてもよい。その場合、前記流量制限処理の終了に伴う排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化を抑制しつつ、第一燃料噴射弁５及び第二燃料噴射弁１１から噴射される燃料量を可能な限り第一基本噴射量及び第二基本噴射量にそれぞれ近づけることができる。なお、ＥＣＵ２０が前述の通常噴射制御と水温変動時噴射制御とを適宜実行することにより、本発明に係わる「制御手段」が実現される。
【００３１】
以下、水温変動時噴射制御の実行手順について図５に沿って説明する。図５は、前記流量制限処理の終了をトリガとしてＥＣＵ２０によって実行される処理ルーチンであり、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。
【００３２】
図５の処理ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１の処理において、クランクポジションセンサ２１の出力信号に基づいて演算される回転速度、アクセルポジションセンサ２２の出力信号に基づいて演算される負荷、及びエアフローメータ７２により測定される吸入空気量等をパラメータとして、第一基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ１と第二基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ２とを演算する。その際、回転速度と負荷と吸入空気量とを引数として、第一基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ１及び第二基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ２を導出するマップを予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶させておいてもよい。また、回転速度と負荷と吸入空気量とを引数として、第一基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ１と第二基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ２との比率を導出するマップを予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶させておき、１サイクルあたりに気筒２内へ供給する総燃料量と前記比率とから第一基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ１及び第二基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ２を演算してもよい。その場合、１サイクルあたりに気筒２内へ供給する総燃
料量は、内燃機関１の要求トルクに基づいて演算されるものとする。
【００３３】
Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０１の処理で算出された第二基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ２が所定燃料量Ｑｉｎｊｔｈｒｅより大きいか否かを判別する。所定燃料量Ｑｉｎｊｔｈｒｅは、前述したように、前記所定期間中に該所定燃料量Ｑｉｎｊｔｈｒｅ以下の燃料が第二燃料噴射弁１１から噴射されても、混合気の空燃比が前記浄化ウインド内に収まると考えらえる燃料量、又は内燃機関１のトルク変動が前記変動許容範囲に収まると考えられる量である。該Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合（Ｑｉｎｊｂｓ２＞Ｑｉｎｊｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３の処理へ進む。一方、該Ｓ１０２の処理において否定判定された場合（Ｑｉｎｊｂｓ２≦Ｑｉｎｊｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４の処理へ進む。
【００３４】
Ｓ１０３の処理では、ＥＣＵ２０は、所定燃料量Ｑｉｎｊｔｈｒｅを第二燃料噴射弁１１の目標燃料噴射量Ｑｉｎｊ２に設定する。そして、ＥＣＵ２０は、第二基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ２と所定燃料量Ｑｉｎｊｔｈｒｅとの差分（Ｑｉｎｊｂｓ２−Ｑｉｎｊｔｈｒｅ）を第一基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ１に加算した燃料量（Ｑｉｎｊｂｓ１＋（Ｑｉｎｊｂｓ２−Ｑｉｎｊｔｈｒｅ））を、第一燃料噴射弁５の目標燃料噴射量Ｑｉｎｊ１に設定する。
【００３５】
一方、Ｓ１０４の処理では、ＥＣＵ２０は、第二基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ２を第二燃料噴射弁１１の目標燃料噴射量Ｑｉｎｊ２に設定するとともに、第一基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ１を第一燃料噴射弁５の目標燃料噴射量Ｑｉｎｊ１に設定する。
【００３６】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０３又は前記Ｓ１０４の処理を実行し終えると、Ｓ１０５の処理へ進む。Ｓ１０５の処理では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０３又は前記Ｓ１０４の処理で設定された目標燃料噴射量Ｑｉｎｊ１、Ｑｉｎｊ２に従って、第一燃料噴射弁５及び第二燃料噴射弁１１を制御する。その場合、第二燃料噴射弁１１から噴射される燃料量が前記所定燃料量Ｑｉｎｊｔｈｒｅ以下になるため、流量制限処理の終了に伴う壁面温度の変動が発生している状況下であっても、混合気の空燃比を前記浄化ウインド内に収めることができ、又は内燃機関１のトルク変動を前記変動許容範囲内に収めることができる。
【００３７】
ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０５の処理を実行し終えると、Ｓ１０６の処理へ進む。Ｓ１０６の処理では、ＥＣＵ２０は、前記流量制限処理が終了した時点から所定期間が経過したか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ２０は、前述したように、前記流量制限処理が終了されてからのウォーターポンプ３０の仕事量が所定の仕事量以上であれば、前記流量制限処理が終了されてから所定期間が経過したと判定してもよい。また、ＥＣＵ２０は、前記流量制限処理が終了されてからの経過時間が前記した最大所要時間以上であれば、前記流量制限処理が終了されてから所定期間が経過したと判定してもよい。該Ｓ１０６の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０１以降の処理を再度実行する。一方、該Ｓ１０６の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本処理ルーチンを終了する。その場合は、次回以降のサイクルにおいて前記通常噴射制御が実行されることになるため、第一燃料噴射弁５及び第二燃料噴射弁１１から１サイクルあたりに噴射される燃料量（目標燃料噴射量）が第一基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ１及び第二基本噴射量Ｑｉｎｊｂｓ２にそれぞれ設定される。
【００３８】
以上述べたようにＥＣＵ２０が図５の処理ルーチンに従って第一燃料噴射弁５及び第二燃料噴射弁１１を制御することにより、本発明に係わる「制御手段」が実現される。その結果、前記流量制限処理が終了された後の所定期間中において、前記流量制限処理の終了に起因する壁面温度の変動が発生しても、混合気の空燃比が前記浄化ウインドから逸脱すること、又は内燃機関１のトルク変動が前記変動許容範囲から逸脱することを抑制するこ
とができる。その結果、前記流量制限処理の終了に起因する排気エミッションの悪化、又はドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、前記所定期間中の１サイクルあたりに前記第二燃料噴射弁１１から噴射される燃料量を所定燃料量Ｑｉｎｊｔｈｒｅ以下にする例について述べたが、図６に示すように、前記所定期間中に第二燃料噴射弁１１から噴射される燃料量を零として、第一燃料噴射弁５のみから燃料を噴射させるようにしてもよい。その場合、前記流量制限処理の終了に伴う壁面付着燃料量の変動が発生しなくなるため、空燃比の変動をより確実に小さくすることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、ウォーターポンプ３０の作動を停止させる方法によって流量制限処理が行われる例について述べたが、単位時間あたりにおけるウォーターポンプ３０の仕事量を小さくし、又はウォーターポンプ３０を間欠的に作動させる方法、すなわち、単位時間あたりに内燃機関１を循環する冷却水の流量を所定量（例えば、内燃機関の暖機を妨げない程度に少ない量）以下に制限する方法によって、流量制限処理が行われてもよい。このような方法によって流量制限処理が行われた場合も、前述の図３で述べたような冷却水の温度分布が形成されるため、その温度分布が解消（冷却水全体の温度が均一）されるまでの期間を所定期間として定め、該所定期間中における第二燃料噴射弁１１の燃料噴射量を前記所定燃料量以下に制限すればよい。
【００４１】
＜他の実施形態＞
前述した実施形態では、電動式のウォーターポンプ３０の作動を制限する方法によって流量制限処理が行われる内燃機関に本発明を適用する例について述べたが、内燃機関１を迂回して冷却水を循環させる方法によって流量制限処理が行われる内燃機関に本発明を適用することも可能である。
【００４２】
図７は、内燃機関１の冷却システムの他の構成例を示す図である。図７中において、前述の図２と同様の構成要素には同一の符号を付している。図７において、デリバリ水路３１とリターン水路３６とは、内燃機関１のブロック側冷却水路１００ａ及びヘッド側冷却水路１００ｂを迂回するためのバイパス水路４０によって接続されている。そして、バイパス水路４０とデリバリ水路３１との接続部位には、デリバリ水路３１の導通と遮断とを切り替えるサーモスタット４１が設けられている。このサーモスタット４１は、冷却水の温度が前述の暖機判定用の閾値以下であるときは、デリバリ水路３１を遮断して、内燃機関１のブロック側冷却水路１００ａ及びヘッド側冷却水路１００ｂを迂回する冷却水の流れを成立させる。そして、サーモスタット４１は、冷却水の温度が前述の暖機判定用の閾値より高くなると、デリバリ水路３１を導通させて、内燃機関１のブロック側冷却水路１００ａ及びヘッド側冷却水路１００ｂを経由する冷却水の流れを成立させる。サーモスタット４１は、冷却水の温度が前述の暖機判定用の閾値より高いときに、バイパス水路４０を遮断するように構成されてもよい。また、サーモスタット４１は、冷却水の温度に応じて自動的に開閉する機械式のサーモスタットであってもよく、若しくはＥＣＵ２０によって開閉制御される電動式のサーモスタットであってもよい。
【００４３】
このような構成された冷却システムによれば、サーモスタット４１がデリバリ水路３１を遮断することによって、ブロック側冷却水路１００ａ及びヘッド側冷却水路１００ｂにおける冷却水の循環を停止させることができるため、ウォーターポンプ３０が内燃機関１の動力を利用して駆動される機械式のポンプであっても、流量制限処理を実行することができる。そして、流量制限処理が終了した後の所定期間において、前述した実施形態と同様の手順で第一燃料噴射弁５及び第二燃料噴射弁１１が制御されれば、流量制限処理の終了に起因する壁面温度の変動が発生しても、混合気の空燃比が浄化ウインドから逸脱したり、又は内燃機関１のトルク変動が前記変動許容範囲からから逸脱したりすることを抑制
することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１     内燃機関
２     気筒
５     第一燃料噴射弁
７     吸気ポート
１１   第二燃料噴射弁
３０   ウォーターポンプ
３１   デリバリ水路
３２   第一デリバリ水路
３３   第二デリバリ水路
３４   第一リターン水路
３５   第二リターン水路
３６   リターン水路
３７   バイパス水路
３８   サーモスタット
４０   バイパス水路
４１   サーモスタット
７０   吸気管
８１   排気浄化装置
１００ａ      ブロック側冷却水路
１００ｂ      ヘッド側冷却水路
【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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