(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射弁と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
該運転状態検出手段の検出結果に基づいて前記内燃機関の運転状態が過渡状態と判定すると、前記過渡状態により変動する吸入空気量に対応する追加燃料量を前記筒内噴射弁から噴射させる追加噴射を実行する追加噴射手段と、
前記筒内噴射弁の最小噴射量分の燃料量を、前記追加噴射の前の噴射の燃料量から減算する減算手段と、を備え、
前記追加噴射手段は、前記追加燃料量に前記最小噴射量分の燃料量を加算した燃料量を前記追加噴射で前記筒内噴射弁から噴射させ、
前記減算手段は、前記筒内噴射弁の前記最小噴射量分の燃料量を前記追加噴射の前の噴射の燃料量から減算した減算燃料量が前記最小噴射量分の燃料量よりも少なくなる場合には、前記減算燃料量を前記最小噴射量分の燃料量とする
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】
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気路噴射弁と、
前記内燃機関の運転状態が当該内燃機関の回転数と負荷とで規定される第１の運転領域にある場合には前記吸気路噴射弁のみから燃料を噴射させ、前記内燃機関の運転状態が前記第１の運転領域を超えた第２の運転領域にある場合には前記吸気路噴射弁及び前記筒内噴射弁のそれぞれから燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、を備え、
前記追加噴射手段は、前記内燃機関の運転状態が前記第１の運転領域から前記第２の運転領域に移行する過渡状態において、前記過渡状態により変動する吸入空気量に対応する前記追加燃料量を前記筒内噴射弁から噴射させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記減算手段が、前記減算燃料量を前記最小噴射量分の燃料量とした場合、
前記追加噴射手段は、前記追加燃料量に前記追加噴射の前の噴射の燃料量を加算した燃料量を前記追加噴射で前記筒内噴射弁から噴射させる
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記追加噴射手段は、圧縮行程で前記追加噴射を実行する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記減算手段は、前記内燃機関の運転状態が緩加速状態である場合に、前記筒内噴射弁の前記最小噴射量分の燃料量を、前記追加噴射の前の噴射の燃料量から減算する
ことを特徴とする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、少なくとも燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を備える内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両に搭載される内燃機関（以下、「エンジン」ともいう）として、吸気通路に燃料を噴射する吸気路噴射弁と、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁と、を備えているものがある。これら吸気路噴射弁及び筒内噴射弁からの燃料噴射は、エンジンに搭載される燃料噴射制御装置によって適宜制御されている。
【０００３】
エンジンの燃料噴射制御装置としては、例えば、エンジンの負荷領域に応じて、吸気路噴射弁による噴射と筒内噴射弁による噴射とを選択的に行うものがある。具体的には、エンジンの運転状態が低回転・低負荷の運転領域の場合には、吸気路噴射弁のみから燃料を噴射させ、エンジンの運転状態が高回転・高負荷の運転領域の場合には筒内噴射弁及び吸気路噴射弁のそれぞれから燃料を噴射させるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６２５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、筒内噴射弁は燃焼室内に燃料を直接噴射するため、噴射のタイミングによっては、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力（燃圧）を吸気路噴射弁の燃圧よりも高くする必要性が生じる。このため、筒内噴射弁には、高圧供給ポンプによって吸気路噴射弁に供給される燃料の圧力よりも高い圧力で燃料が供給される。これにより、吸気行程に限らず、圧縮行程等においても燃焼室内に燃料を直接噴射させることができる。
【０００６】
しかしながら、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高いことで、筒内噴射弁から少量の燃料を高精度に噴射させることが難しく、筒内噴射弁の最小噴射量は比較的大きくなってしまう。詳しくは、筒内噴射弁の最小噴射量は印加する信号のパルス幅（開弁期間）によって決まるが、最小パルス幅が同じでも、筒内噴射弁に供給される燃料の圧力が高いほど最小噴射量は増加する。
【０００７】
このため、エンジンの運転状態によっては、吸入空気量等から演算される筒内噴射弁の燃料量が、筒内噴射弁の最小噴射量分の燃料量よりも少なくなる状況が想定される。例えば、吸気行程で筒内噴射弁から燃料を噴射した後、さらに圧縮行程で筒内噴射弁から燃料を追加噴射する場合、噴射すべき燃料量は少量となり易い。このため、圧縮行程で筒内噴射弁から追加噴射すべき燃料量は、筒内噴射弁の最小噴射量分の燃料量よりも少なくなり易い。
【０００８】
そして、筒内噴射弁から噴射すべき燃料量が最小噴射量分の燃料量よりも少ない状況では、所望の空燃比となるように筒内噴射弁から噴射する燃料量を適切に制御することが難しいという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、内燃機関の運転状態に拘わらず、所望の空燃比となるように筒内噴射弁から噴射する燃料量を適切に制御することが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】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射弁と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、該運転状態検出手段の検出結果に基づいて前記内燃機関の運転状態が過渡状態と判定すると、前記過渡状態により変動する吸入空気量に対応する追加燃料量を前記筒内噴射弁から噴射させる追加噴射を実行する追加噴射手段と、前記筒内噴射弁の最小噴射量分の燃料量を、前記追加噴射の前の噴射の燃料量から減算する減算手段と、を備え、前記追加噴射手段は、前記追加燃料量に前記最小噴射量分の燃料量を加算した燃料量を前記追加噴射で前記筒内噴射弁から噴射させ、前記減算手段は、前記筒内噴射弁の前記最小噴射量分の燃料量を前記追加噴射の前の噴射の燃料量から減算した減算燃料量が前記最小噴射量分の燃料量よりも少なくなる場合には、前記減算燃料量を前記最小噴射量分の燃料量とすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置にある。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する吸気路噴射弁と、前記内燃機関の運転状態が当該内燃機関の回転数と負荷とで規定される第１の運転領域にある場合には前記吸気路噴射弁のみから燃料を噴射させ、前記内燃機関の運転状態が前記第１の運転領域を超えた第２の運転領域にある場合には前記吸気路噴射弁及び前記筒内噴射弁のそれぞれから燃料を噴射させる燃料噴射制御手段と、を備え、前記追加噴射手段は、前記内燃機関の運転状態が前記第１の運転領域から前記第２の運転領域に移行する過渡状態において、前記過渡状態により変動する吸入空気量に対応する前記追加燃料量を前記筒内噴射弁から噴射させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置にある。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記減算手段が、前記減算燃料量を前記最小噴射量分の燃料量とした場合、前記追加噴射手段は、前記追加燃料量に前記追加噴射の前の噴射の燃料量を加算した燃料量を前記追加噴射で前記筒内噴射弁から噴射させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置にある。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１から３の何れか一つの態様の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記追加噴射手段は、圧縮行程で前記追加噴射を実行することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置にある。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第１から４の何れか一つの態様の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記減算手段は、前記内燃機関の運転状態が緩加速状態である場合に、前記筒内噴射弁の前記最小噴射量分の燃料量を、前記追加噴射の前の噴射の燃料量から減算することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置にある。
【発明の効果】
【００１６】
かかる本発明では、例えば、吸入空気量等から演算される筒内噴射弁から追加噴射すべき燃料量が、筒内噴射弁の最小噴射量分の燃料量よりも少ない場合でも、所望の空燃比となるように、筒内噴射弁から噴射する燃料量を適切に制御することができる。したがって、内燃機関の運転状態に拘わらず、内燃機関の空燃比を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの全体構成を示す概略図である。
【図２】エンジンの運転領域を規定するマップの一例を示す図である。
【図３】燃料噴射パターン及び燃料噴射量の演算方法の一例を説明する図である。
【図４】本発明に係る燃料噴射制御での燃料量の演算の一例を説明する図である。
【図５】本発明に係る燃料噴射制御での燃料量の演算の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
まずは本発明の一実施形態に係るエンジン１０の全体構成について説明する。図１は、本発明に係るエンジンの概略構成を示す図である。
【００２０】
図１に示すエンジン１０は、吸気管噴射型(Multi Point Injection)の多気筒エンジン、例えば、直列４気筒の４ストロークエンジンであり、エンジン本体１１には、４つの気筒１２が並設されている。各気筒（燃焼室）１２には、図示は省略するが、それぞれ点火プラグが配されると共に、吸気ポート及び排気ポートが設けられている。そしてエンジン本体１１は、吸気ポートに接続される吸気マニホールド１３と、排気ポートに接続される排気マニホールド１４とを備えている。
【００２１】
またエンジン本体１１には、エンジン１０の吸気通路内、例えば、吸気ポート付近に燃料を噴射する吸気路噴射弁１５と、エンジン１０の各気筒（燃焼室）に燃料を直接噴射する筒内噴射弁１６とが設けられている。
【００２２】
吸気路噴射弁１５は、低圧デリバリーパイプ１７を介して低圧供給ポンプ１８に接続されている。低圧供給ポンプ１８は、例えば、燃料タンク１９内に配置されている。燃料タンク１９内の燃料は、この低圧供給ポンプ１８によって低圧デリバリーパイプ１７に供給され、この低圧デリバリーパイプ１７を介して吸気路噴射弁１５に供給される。
【００２３】
筒内噴射弁１６は、高圧デリバリーパイプ２０を介して高圧供給ポンプ２１に接続されている。高圧供給ポンプ２１は、低圧デリバリーパイプ１７を介して低圧供給ポンプ１８に接続されている。すなわち燃料タンク１９から引き出された低圧デリバリーパイプ１７は二股に分岐されており、その一方が吸気路噴射弁１５に接続され、他方が高圧供給ポンプ２１に接続されている。燃料タンク１９内の燃料は、上述のように低圧供給ポンプ１８によって低圧デリバリーパイプ１７を介して吸気路噴射弁１５に供給されると同時に、高圧供給ポンプ２１にも供給される。
【００２４】
高圧供給ポンプ２１は、低圧デリバリーパイプ１７を介して供給された燃料をさらに高圧で高圧デリバリーパイプ２０に供給可能に構成されている。すなわち高圧供給ポンプ２１は、吸気路噴射弁１５に供給される燃料の圧力（吸気路噴射弁１５の燃圧）よりも高い燃圧で筒内噴射弁１６に燃料を供給可能に構成されている。
【００２５】
なお低圧供給ポンプ１８及び高圧供給ポンプ２１は、既存のものを採用すればよく、その構成は特に限定されるものではない。
【００２６】
吸気マニホールド１３に接続された吸気管（吸気通路）２２には、スロットルバルブ２３が設けられており、併せてスロットルバルブ２３の弁開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）２４が設けられている。さらに、スロットルバルブ２３の上流には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２５が設けられている。また排気マニホールド１４に接続された排気管（排気通路）２６には、排気浄化用触媒である三元触媒２７が介装されている。三元触媒２７の出口側には、触媒通過後の排ガスのＯ２濃度を検出するＯ２センサ２８が設けられており、三元触媒２７の入口側には、触媒通過前の排ガスの空燃比（排気空燃比）を検出するリニア空燃比センサ（ＬＡＦＳ）２９が設けられている。
【００２７】
またエンジン１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０を備えており、ＥＣＵ４０には、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられている。そして、このＥＣＵ４０が、各種センサ類からの情報に基づいて、エンジン１０の総合的な制御を行っている。ＥＣＵ４０には、例えば、上述したスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）２４、エアフローセンサ２５、Ｏ２センサ２８やＬＡＦＳ２９の他、クランク角センサ等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報に基づいて、各種制御を実行する。
【００２８】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、このようなＥＣＵ４０によって構成され、以下に説明するように、エンジン１０の運転状態に応じて吸気路噴射弁１５及び筒内噴射弁１６から噴射される燃料量を適宜制御する。
【００２９】
ＥＣＵ４０は、内燃機関の燃料噴射制御装置としての燃料制御部５０を備え、燃料制御部５０は、運転状態検出手段５１と、燃料噴射制御手段５２と、を備えている。
【００３０】
運転状態検出手段５１は、上述した各種センサ類からの情報、例えば、エンジン１０の負荷、回転数（回転速度）の変化等に基づいてエンジン１０の運転状態を検出する。例えば、本実施形態では、運転状態検出手段５１は、エンジン１０の運転状態が定常状態であるか、或いは、所定の過渡状態であるかを判定する。例えば、吸入空気量の変化量が第１の閾値以上であることを条件に、運転状態検出手段５１はエンジンの運転状態が過渡状態であると判定する。また運転状態検出手段５１は、所定の運転領域マップ等を参照し（図２参照）、エンジン１０の運転状態が何れの運転領域にあるかを判定する。
【００３１】
運転領域マップは、例えば、図２に示すように、エンジン１０の回転数（回転速度）と負荷とに基づいて予め設定されている。この例では、エンジン１０の運転状態として、低回転低負荷側の運転領域である第１の運転領域Ｄ１と、第１の運転領域Ｄ１よりも高回転高負荷側の運転領域である第２の運転領域Ｄ２とが設定されている。
【００３２】
燃料噴射制御手段５２は、エンジン１０の運転状態に応じて、つまり運転状態検出手段５１の検出結果に応じて燃料噴射モードを選択し、吸気路噴射弁１５及び筒内噴射弁１６から噴射する燃料量を適宜制御する。例えば、本実施形態では、エンジン１０の運転状態が定常状態である場合、燃料噴射制御手段５２は、エンジン１０の運転状態が第１の運転領域Ｄ１であれば、吸気路噴射弁１５のみから燃料を噴射させるモード（以下、「ＭＰＩ噴射モード」という）を選択実行する。またエンジン１０の運転状態が第２の運転領域Ｄ２であれば、所定の噴射量比率で吸気路噴射弁１５及び筒内噴射弁１６から燃料を噴射させるモード（以下、「ＭＰＩ＋ＤＩ噴射モード」という）を選択実行する。
【００３３】
「ＭＰＩ＋ＤＩ噴射モード」では、吸気路噴射弁１５と筒内噴射弁１６との噴射量比率は予め設定されており、本実施形態では、原則として、吸気路噴射弁１５と筒内噴射弁１６との噴射量比率が一定値となるように設定されている。エンジン１０の運転状態が定常状態であれば、１燃焼サイクル中に必要な燃料量（必要燃料量）の変動は少ないため、吸気路噴射弁１５の噴射量と筒内噴射弁１６の噴射量とは上記比率となる。
【００３４】
一方で、エンジン１０の運転状態が過渡状態である場合には、エンジン１０の運転状態の変化に伴って必要燃料量が適宜変化（増加）する。例えば、図２中に矢印で示すように、エンジン１０の運転状態が第１の運転領域Ｄ１から第２の運転領域Ｄ２に移行した場合にも、必要燃料量が適宜変化（増加）する。このため、燃料噴射制御手段５２は、このエンジン１０の運転状態の変化に伴い、燃料噴射モードを「ＭＰＩ噴射モード」から「ＭＰＩ＋ＤＩ噴射モード」に切り替える。また追加噴射手段としての燃料噴射制御手段５２は、筒内噴射弁１６から所定のタイミングで追加噴射させ、筒内噴射弁１６から噴射する燃料量を適宜調整する。すなわち燃料噴射制御手段５２は、エンジン１０の運転状態が過渡状態である場合に、この過渡状態により変動する吸入空気量に対応する追加燃料量を筒内噴射弁１６から噴射させる追加噴射を実行する。なおこの場合、吸気路噴射弁１５の噴射量と筒内噴射弁１６の噴射量とは上記比率から若干ずれることもある。
【００３５】
また「ＭＰＩ＋ＤＩ噴射モード」における吸気路噴射弁１５及び筒内噴射弁１６からの燃料噴射のタイミングは、複数の噴射パターンとして設定されており、燃料噴射制御手段５２が、エンジン１０の運転状態に応じて適宜選択する。ここで、吸気路噴射弁１５及び筒内噴射弁１６からの燃料噴射パターンの一例について図３及び図４を参照して説明する。
【００３６】
図３に示す例では、吸気路噴射弁１５の燃料噴射のタイミング（開弁時期）は、排気行程に設定されている。また筒内噴射弁１６からの燃料噴射のタイミングは、エンジン１０の運転状態が定常状態であれば、図３（ａ）に示すように吸気行程に設定される。これに対し、エンジン１０の運転状態が過渡状態であれば、例えば、エンジン１０の運転状態が第１の運転領域Ｄ１から第２の運転領域Ｄ２に移行した場合には、筒内噴射弁１６からの燃料噴射のタイミングは、図３（ｂ）に示すように、吸気行程及び圧縮行程前期に設定される。すなわち圧縮行程前期において、筒内噴射弁１６からの追加噴射が実行される。
【００３７】
さらに燃料噴射制御手段５２は、吸気路噴射弁１５及び筒内噴射弁１６の開弁期間（パルス幅）を、各行程前のエンジン１０の運転状態に基づいて、例えば、吸入空気量等から演算する。本実施形態に係るエンジン１０は４気筒の４ストロークエンジンであるため、各気筒でのクランク角の位相差１８０度が燃焼サイクルの各行程（排気行程、吸気行程、圧縮行程及び膨張行程）の周期に合致する。このため、本実施形態では、燃料噴射制御手段５２は、各行程における燃料噴射量を、各行程直前の吸入空気量に基づいて演算している。
【００３８】
本実施形態では、排気行程直前のタイミングＴ１における吸入空気量Ａ１に基づいて、吸気路噴射弁１５から噴射すべき燃料量Ｑ１と筒内噴射弁１６から噴射すべき燃料量Ｑ２とを演算する。具体的には、図３及び図４に示すように、まずタイミングＴ１における吸入空気量Ａ１から必要燃料量Ｑａ１を演算する。なお必要燃料量とは、１燃焼サイクルで必要な燃料量（吸気路噴射弁１５の噴射量と筒内噴射弁１６の噴射量との合計）である。
【００３９】
この必要燃料量Ｑａ１と、上述した吸気路噴射弁１５と筒内噴射弁１６との噴射量比率に基づいて吸気路噴射弁１５から噴射すべき燃料量Ｑ１及び筒内噴射弁１６から噴射すべき燃料量Ｑ２を演算する。具体的には、吸気路噴射弁１５と筒内噴射弁１６との噴射量比率がＡ：Ｂである場合、吸気路噴射弁１５から噴射する燃料量Ｑ１は必要燃料量Ｑａ１×Ａ／（Ａ＋Ｂ）で求められ、筒内噴射弁１６から噴射すべき燃料量Ｑ２は必要燃料量Ｑａ１×Ｂ／（Ａ＋Ｂ）で求められる。そして燃料噴射制御手段５２は、排気行程において、この燃料量Ｑ１となるように所定の開弁期間で吸気路噴射弁１５を開弁させる。またエンジン１０の運転状態が定常状態である場合には、排気行程中の吸入空気量Ａ１は実質的に変化しない。このため、吸気行程では、タイミングＴ１で演算した燃料量Ｑ２となるように所定の開弁期間で筒内噴射弁１６を開弁させる（図３（ａ）参照）。
【００４０】
エンジン１０の運転状態が過渡状態である場合、例えば、第１の運転領域Ｄ１から第２の運転領域Ｄ２に移行した場合には、吸気行程直前のタイミングＴ２における吸入空気量Ａ２に基づいて必要燃料量Ｑａ２を演算する。エンジン１０の運転状態が過渡状態である場合、排気行程中に吸入空気量が所定量（第１の閾値）を越えて増加している。このため、吸気行程直前のタイミングＴ２における吸入空気量Ａ２に基づいて再度必要燃料量Ｑａ２を演算することで、排気行程中の必要燃料量の増加分を補正している。そして、この必要燃料量Ｑａ２から排気行程における吸気路噴射弁１５から噴射した燃料量Ｑ１を減算することで、吸気行程において筒内噴射弁１６から噴射すべき燃料量（第１の燃料量）Ｑ２１を求める。
【００４１】
さらに本実施形態では、減算手段としての燃料噴射制御手段５２は、この燃料量Ｑ２１から筒内噴射弁１６の最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎを減算することで、吸気行程で噴射する燃料量（第２の燃料量）Ｑ２２を求める（図４参照）。すなわち減算手段としての燃料噴射制御手段５２は、筒内噴射弁１６の最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎを、追加噴射の前の噴射、本実施形態では吸気行程で筒内噴射弁１６から噴射すべき燃料量Ｑ２１から減算する。そして燃料噴射制御手段５２は、吸気行程において、この燃料量Ｑ２２となるように所定の開弁期間で筒内噴射弁１６を開弁させる（図３（ｂ）参照）。なお筒内噴射弁１６の最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎは、例えば、燃料制御部５０が備える記憶部５５に記憶されている。
【００４２】
その後、圧縮行程直前のタイミングＴ３における吸入空気量Ａ３に基づいて必要燃料量Ｑａ３を演算し、この必要燃料量Ｑａ３から、排気行程で噴射した燃料量Ｑ１及びタイミングＴ２で演算により求めた燃料量Ｑ２１を減算することで、圧縮行程前期で追加噴射すべき燃料量（第３の燃料量）Ｑ３１を求める。
【００４３】
エンジン１０の運転状態が過渡状態である場合、吸気行程直後（圧縮行程直前）のタイミングＴ３における吸入空気量Ａ３も、タイミングＴ２における吸入空気量Ａ２から大きく変動する場合がある。このため、吸入空気量Ａ３に基づいて再度必要燃料量Ｑａ３を演算することで、吸気行程中の必要燃料量の増加分を補正する。
【００４４】
さらに、追加噴射手段としての燃料噴射制御手段５２は、この燃料量Ｑ３１に筒内噴射弁１６の最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎを加算することで、圧縮行程前期で噴射する燃料量（第４の燃料量）Ｑ３２を求める。そして燃料噴射制御手段５２は、圧縮行程前期において、この追加燃料量Ｑ３２が噴射されるように所定の開弁期間で筒内噴射弁１６を開弁させる（図３（ｂ）参照）。
【００４５】
このようにエンジン１０の運転状態が過渡状態である場合に、吸気行程及び圧縮行程前期において筒内噴射弁１６から燃料を噴射させることで、吸入空気量の変動に伴う排気行程及び吸気行程における必要燃料量の増量分を補うことができる。さらに吸気行程で噴射すべき燃料量Ｑ２１から最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎを減算し、その分を圧縮行程前期で噴射すべき燃料量Ｑ３１に加算するようにした。これにより、圧縮行程前期で噴射すべき燃料量Ｑ３１が最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎよりも少ない場合でも、実際に噴射する燃料量Ｑ３２が、最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎよりも少なくなることはない。したがって、吸気行程及び圧縮行程前期で、筒内噴射弁１６から適切な燃料量を噴射させることができる。ひいては、エンジン１０の空燃比を適切に制御することができる。
【００４６】
ところで、例えば、エンジン１０の運転状態等によっては、図５に示すように、タイミングＴ２で求めた燃料量Ｑ２２が筒内噴射弁１６の最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎよりも少なくなることがある。このような場合には、減算手段としての燃料噴射制御手段５２は、燃料量Ｑ２１から燃料量Ｑ２２を減算して、実際に筒内噴射弁１６から噴射する燃料量Ｑ２３を求める。この燃料量Ｑ２３は、最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎとなる。すなわち吸気行程で筒内噴射弁１６から噴射する燃料量の下限値を最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎでクリップする。そして燃料噴射制御手段５２は、吸気行程において、筒内噴射弁１６からこの燃料量Ｑ２３が噴射されるように、つまり最小噴射量分の燃料量Ｑｍｉｎが噴射されるように所定の開弁期間で筒内噴射弁１６を開弁させる。
【００４７】
その後、追加噴射手段としての燃料噴射制御手段５２は、タイミングＴ３で演算により求めた追加燃料量（第３の燃料量）Ｑ３１に、タイミングＴ２で演算した燃料量（第２の燃料量）Ｑ２２を加算することで、圧縮行程前期で追加噴射する追加燃料量（第５の燃料量）Ｑ３３を求める。そして燃料噴射制御手段５２は、圧縮行程前期において、筒内噴射弁１６からこの追加燃料量Ｑ３３が噴射されるように所定の開弁期間で筒内噴射弁１６を開弁させる。
【００４８】
このように、吸気行程で筒内噴射弁１６から噴射する燃料量をさらに調整することで、吸気行程で筒内噴射弁１６から噴射する燃料量を確実に高精度に制御することができる。また圧縮行程前期で筒内噴射弁１６から噴射される燃料量も、ほぼ最小噴射量分の燃料量以上となり、圧縮行程前期で筒内噴射弁１６から噴射される燃料量も高精度に制御することができる。
【００４９】
なお本実施形態では、エンジン１０の運転状態が所定の過渡状態であると判定した場合に、減算手段としての燃料噴射制御手段５２が上述のような追加噴射の前の噴射の燃料量から筒内噴射弁１６の最小噴射量分の燃料量を減算する減算処理を実行しているが、この減算処理は、エンジン１０の運転状態が緩加速状態である場合に実行することが好ましい。
【００５０】
上述の例では、吸入空気量の変化量が第１の閾値以上である場合にエンジンの運転状態が過渡状態であると判定しているが、さらに、例えば、吸入空気量の変化量が第２の閾値（＜第１の閾値）以下である場合に、エンジン１０の運転状態が緩加速状態であると判定し、上記減算処理を実行することが好ましい。つまりエンジン１０の運転状態が、回転数及び負荷の変動が少ない緩加速状態であることを条件に、燃料噴射制御手段５２が上述の減算処理を実行することが好ましい。
【００５１】
エンジン１０の運転状態が緩加速状態であると、圧縮行程前期で筒内噴射弁１６から噴射される燃料量は少量になり易い。つまり圧縮行程前期で筒内噴射弁１６から噴射される燃料量は、筒内噴射弁１６の最小噴射量分の燃料量よりも少なくなり易い。このため、エンジン１０の運転状態が緩加速状態においては、上述した減算処理が特に効果的である。
【００５２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００５３】
例えば、上述の実施形態では、４気筒のエンジンを例示して本発明を説明したが、本発明の燃料噴射制御装置は、例えば、３気筒や６気筒のエンジンにも採用することができるものである。気筒数に応じて燃料噴射量の演算のタイミングを適宜設定する必要があるが、何れの気筒数とした場合でも、上述のようにエンジンの運転状態に拘わらず燃料噴射量を高精度に制御することができる。
【００５４】
また上述の実施形態では、吸気路噴射弁と筒内噴射弁とを備えた内燃機関を例示して本発明を説明したが、本発明は、少なくとも筒内噴射弁を備える内燃機関に適用することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０  エンジン（内燃機関）
１１  エンジン本体
１２  気筒（燃焼室）
１３  吸気マニホールド
１４  排気マニホールド
１５  吸気路噴射弁
１６  筒内噴射弁
１７  低圧デリバリーパイプ
１８  低圧供給ポンプ
１９  燃料タンク
２０  高圧デリバリーパイプ
２１  高圧供給ポンプ
２２  吸気管（吸気通路）
２３  スロットルバルブ
２４  スロットルバルブセンサ（ＴＰＳ）
２５  エアフローセンサ
２６  排気管（排気通路）
２７  三元触媒
２８  Ｏ２センサ
２９  リニア空燃比センサ（ＬＡＦＳ）
４０  ＥＣＵ
【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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