(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒に開口する第１吸気通路と第２吸気通路とを備え、前記第１吸気通路に第１燃料噴射弁を配置し、前記第２吸気通路に第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用する燃料噴射制御装置であって、
前記第２燃料噴射弁の噴射動作を休止させ、前記第１燃料噴射弁で１燃焼サイクル当たりの燃料を噴射させる状態と、前記第１燃料噴射弁の噴射動作を休止させ、前記第２燃料噴射弁で１燃焼サイクル当たりの燃料を噴射させる状態とを、設定燃焼サイクル数毎に切り替える、内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の全負荷域と、アイドル運転域を含む低負荷域との少なくとも一方で、１燃焼サイクル当たりの燃料を、前記第１燃料噴射弁による分担分と前記第２燃料噴射弁による分担分とに分け、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁から燃料噴射を行わせる、請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の完暖状態で、１燃焼サイクル当たりの燃料を、前記第１燃料噴射弁による分担分と前記第２燃料噴射弁による分担分とに分け、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁から燃料噴射を行わせる、請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の全負荷域である場合、及び、前記全負荷域を除く低中負荷域であってかつ完暖状態である場合に、１燃焼サイクル当たりの燃料を、前記第１燃料噴射弁による分担分と前記第２燃料噴射弁による分担分とに分け、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁から燃料噴射を行わせる、請求項３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記設定燃焼サイクル数毎に燃料噴射させる燃料噴射弁を切り替える状態と前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁から燃料噴射を行わせる状態との間での切り替え時に、
前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁との一方の噴射動作を停止させ、他方で１燃焼サイクル当たりの燃料を噴射させる単独噴射と、１燃焼サイクル当たりの燃料を、前記第１燃料噴射弁による分担分と前記第２燃料噴射弁による分担分とに分け、前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁から燃料噴射を行わせる併用噴射とを、設定燃焼サイクル数毎に切り替えて燃料を前記内燃機関に噴射する、請求項２〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記設定燃焼サイクル数毎に燃料噴射させる燃料噴射弁を切り替える状態と前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁から燃料噴射を行わせる状態との間での切り替え時に、
前記第１燃料噴射弁の燃料噴射量と前記第２燃料噴射弁の燃料噴射量との比率を、前記設定燃焼サイクル数毎に燃料噴射させる燃料噴射弁を切り替える状態での比率と前記第１燃料噴射弁及び前記第２燃料噴射弁から燃料噴射を行わせる状態での比率との中間値として燃料を前記内燃機関に噴射する、請求項２〜４のいずれか１つ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、内燃機関の気筒に開口する第１吸気通路と第２吸気通路とを備え、前記第１吸気通路に第１燃料噴射弁を配置し、前記第２吸気通路に第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、第１吸気通路に第１燃料噴射弁を配置し、第２吸気通路に第２燃料噴射弁を配置した内燃機関が開示され、更に、前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とを併用して、内燃機関に対する燃料の噴射を行わせる内燃機関の燃料噴射制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０３８１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のように、気筒の近くに配置した第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁とを併用して、内燃機関に対する燃料の噴射を行わせる場合、各燃料噴射弁が噴射した燃料のうち、吸気通路内壁に付着する燃料量（壁面付着燃料量）が多くなり、しかも、燃焼サイクル毎に新たな付着燃料が発生するため、吸気通路内壁における平衡付着量が多くなってしまう。
吸気通路内壁の平衡付着量が多いと、過渡運転時における空燃比の変動が大きくなり、排気エミッションや燃費性能を悪化させるという問題が発生する。
【０００５】
そこで、本願発明は、第１吸気通路に第１燃料噴射弁を配置し、第２吸気通路に第２燃料噴射弁を配置した内燃機関において、吸気通路内壁の平衡付着量を低減することで、排気エミッションを低下させ、燃費性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本願発明は、内燃機関の気筒に開口する第１吸気通路と第２吸気通路とを備え、前記第１吸気通路に第１燃料噴射弁を配置し、前記第２吸気通路に第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用する燃料噴射制御装置であって、前記第２燃料噴射弁の噴射動作を休止させ、前記第１燃料噴射弁で１燃焼サイクル当たりの燃料を噴射させる状態と、前記第１燃料噴射弁の噴射動作を休止させ、前記第２燃料噴射弁で１燃焼サイクル当たりの燃料を噴射させる状態とを、設定燃焼サイクル数毎に切り替えるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によると、交互噴射モードにて燃料噴射を行わせれば、各燃料噴射弁が噴射した燃料の気化時間が長くなって吸気通路内壁の平衡付着量が低減し、排気エミッションを低下させ、燃費性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本願発明の実施形態における内燃機関の構成図である。
【図２】本願発明の実施形態における交互噴射モード及び併用噴射モードにおける噴射パターンを示す図である。
【図３】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第１実施形態を示すフローチャートである。
【図４】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第１実施形態における切り替え特性を示す線図である。
【図５】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第２実施形態を示すフローチャートである。
【図６】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第２実施形態における切り替え特性を示す線図である。
【図７】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第３実施形態を示すフローチャートである。
【図８】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第３実施形態における切り替え特性を示す線図である。
【図９】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第４実施形態を示すフローチャートである。
【図１０】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第４実施形態における切り替え特性を示す線図である。
【図１１】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第５実施形態を示すフローチャートである。
【図１２】本願発明に係る噴射モードの設定制御の第５実施形態における切り替え特性を示す線図である。
【図１３】本願発明に係る移行噴射モードの第１実施形態を示すタイムチャートである。
【図１４】本願発明に係る移行噴射モードの第２実施形態を示すタイムチャートである。
【図１５】本願発明に係る移行噴射モードの第３実施形態を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、実施形態における内燃機関（４サイクルエンジン）１の構成図である。
内燃機関１において、吸気ダクト２の下流側は、第１吸気ポート（第１吸気通路）３及び第２吸気ポート（第２吸気通路）４に分岐し、第１吸気ポート３及び第２吸気ポート４の下流端はそれぞれ独立して気筒５に開口する。
吸気バルブ６は、第１吸気ポート３及び第２吸気ポート４が気筒５に開口する部分それぞれに介装され、各吸気ポート３，４の開口部分を開閉する。
【００１０】
一方、２つの独立した第１排気ポート７及び第２排気ポート８の上流端が気筒５に開口し、第１排気ポート７及び第２排気ポート８は下流側で合流して排気ダクト９に接続する。
排気バルブ１０は、第１排気ポート７及び第２排気ポート８が気筒５に開口する部分それぞれに介装され、各排気ポート７，８の開口部分を開閉する。
【００１１】
第１吸気ポート３には第１燃料噴射弁１１を配置し、第２吸気ポート４には第２燃料噴射弁１２を配置してあり、第１燃料噴射弁１１は、第１吸気ポート３を開閉する吸気バルブ６の傘部に向けて燃料を噴射し、第２燃料噴射弁１２は、第２吸気ポート４を開閉する吸気バルブ６の傘部に向けて燃料を噴射する。
第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１２は、エンジン・コントロール・ユニット（以下、ＥＣＵという）２１が出力する噴射パルス信号によって開弁し、噴射パルス信号のパルス幅（噴射パルス幅ＴＩ）に比例する量の燃料を噴射する。そして、気筒５の燃焼室５ａ内に吸引された燃料は、点火プラグ１３による火花点火によって着火燃焼する。
【００１２】
ＥＣＵ２１は、マイクロコンピュータを内蔵し、内燃機関１の運転条件を検出する各種センサの出力信号を入力して、前記燃料噴射弁１１，１２に噴射パルス信号を出力する。
各種センサとして、内燃機関１のクランクシャフト１４の回転に同期する回転パルス信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ２２、内燃機関１の吸入空気流量Ｑを示す流量検出信号を出力するエアフローセンサ２３、内燃機関１の冷却水温度ＴＷ（機関温度）を示す温度検出信号を出力する水温センサ２４などを設けてある。
【００１３】
ＥＣＵ２１は、回転パルス信号ＰＯＳに基づき、内燃機関１の回転速度ＮＥ（rpm）を演算し、この機関回転速度ＮＥと、エアフローセンサ２３の出力に基づき検出した吸入空気流量Ｑとに基づき、基本噴射パルス幅（基本燃料噴射量）ＴＰ（ms）を算出する。
更に、ＥＣＵ２１は、水温センサ２４の出力に基づき検出した冷却水温度ＴＷ（機関温度）などに基づき各種補正係数ＣＯを演算し、基本噴射パルス幅ＴＰを各種補正係数ＣＯなどで補正して、１燃焼サイクル当たりに各気筒に噴射する燃料量に相当する噴射パルス幅ＴＩ（ms）を算出する。
【００１４】
そして、前記噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力して、燃料噴射弁１１，１２を排気行程又は吸気行程で開駆動し、燃料を噴射させるが、２つの燃料噴射弁１１，１２を用いた噴射モードとして、本実施形態では、図２に示すような交互噴射モードと併用噴射モードとを備えている。
交互噴射モードとは、設定燃焼サイクル数毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを交互に駆動して、燃料を内燃機関１に噴射するモードであり、シリンダ吸入空気量に対して目標空燃比の混合気を形成させるために要求される燃料量（燃料噴射量ＴＩ）を、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とのいずれか一方で全量噴射（１００％噴射）させ、他方の噴射動作を休止させ、全量噴射させるのに用いる燃料噴射弁を、設定燃焼サイクル数毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２との間で切り替えるモードである。
【００１５】
尚、図２に示した例では、設定燃焼サイクル数を１とし、１燃焼サイクル毎に、燃料噴射に用いる燃料噴射弁を、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２との間で交互に切り替えるようにしてあるが、設定燃焼サイクル数を２以上とすることができる。
設定燃焼サイクル数を２とした場合には、第２燃料噴射弁１２を休止させて第１燃料噴射弁１１による燃料噴射を２回連続して行わせた後、第１燃料噴射弁１１を休止させて第２燃料噴射弁１２による燃料噴射を２回連続して行わせることを繰り返すことになる。
【００１６】
一方、併用噴射モードとは、燃焼サイクル毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを併用して、燃料を内燃機関１に噴射するモードであり、そのときのシリンダ吸入空気量に対して目標空燃比の混合気を形成させるために要求される燃料量（燃料噴射量ＴＩ）を、第１燃料噴射弁１１の分担分（＞０％）と、第２燃料噴射弁１２の分担分（＞０％）とに分けて噴射させるモードである。
尚、図２に示した例では、第１燃料噴射弁１１の分担分と、第２燃料噴射弁１２の分担分とを同量（５０％：５０％）とし、燃料噴射量ＴＩの半分を第１燃料噴射弁１１で噴射させ、残り半分を第２燃料噴射弁１２で噴射させる。但し、第１燃料噴射弁１１の分担率（＞０％）と、第２燃料噴射弁１２の分担率（＞０％）とを異ならせ、第１燃料噴射弁１１が噴射する燃料量を、第２燃料噴射弁が噴射する燃料量よりも多く（又は少なく）することができる。
【００１７】
図３のフローチャートは、ＥＣＵ２１による噴射モードの設定制御の第１実施形態を示す。
まず、ステップＳ１０１では、水温センサ２４の出力に基づき、冷却水温度ＴＷを検出する。本実施形態では、内燃機関１の温度を代表する温度として、冷却水温度ＴＷを検出するが、内燃機関１の潤滑油の温度や、内燃機関１のシリンダブロックの温度などを検出してもよい。
【００１８】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で検出した冷却水温度ＴＷ（機関温度）と設定温度Ａとを比較する。設定温度Ａは、内燃機関１が冷機状態であるか完暖状態であるかを判別するための閾値であり、冷却水温度ＴＷが設定温度Ａ以上であれば、内燃機関１は暖機運転完了後の完暖状態であると判断でき、冷却水温度ＴＷが設定温度Ａ未満であれば、内燃機関１は、暖機運転完了前の冷機状態であると判断できるように、設定温度Ａを適合させてある。
ステップＳ１０２で、冷却水温度ＴＷが設定温度Ａ未満であって、内燃機関１の冷機状態であると判断した場合には、ステップＳ１０３へ進み、噴射モードとして交互噴射モードを選択し、設定燃焼サイクル数（例えば１燃焼サイクル）毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを交互に駆動して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
【００１９】
一方、ステップＳ１０２で、冷却水温度ＴＷが設定温度Ａ以上であって、内燃機関１の完暖状態であると判断した場合には、ステップＳ１０４へ進み、噴射モードとして併用噴射モードを選択し、燃焼サイクル毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを併用して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
即ち、図４に示すように、冷却水温度ＴＷが設定温度Ａ未満である内燃機関１の冷機状態では、交互噴射モードで燃料噴射を行い、冷却水温度ＴＷが設定温度Ａ以上である内燃機関１の完暖状態では、併用噴射モードで燃料噴射を行う。
【００２０】
交互噴射モードでは、第１燃料噴射弁１１又は第２燃料噴射弁によって燃料を噴射してから次に同じ燃料噴射弁を用いて燃料を噴射するまでの時間が、１燃焼サイクル毎に噴射弁を切り替える設定では併用噴射モードでの時間の２倍になり、壁面付着燃料の気化時間（燃料付着から新たな燃料が付着するまでの時間）が長くなるから、併用噴射モードに比べて吸気通路内壁の平衡付着量を低減することができる。
【００２１】
冷機状態では、完暖状態に比べて燃料が気化し難いから、冷機状態から併用噴射モードで燃料を噴射させると、吸気通路内壁の平衡付着量が多くなり、壁面付着燃料が液状のまま気筒５内に流れ込むことで、排気中のＨＣ（未燃焼燃料）濃度が高くなってしまう（ＨＣの排出量が多くなってしまう）。これに対し、上記実施形態のように、冷機状態において平衡付着量がより少ない交互噴射モードで燃料を噴射させれば、平衡付着量が減って排気中のＨＣ濃度（ＨＣ排出量）を減らすことができる。
【００２２】
一方、完暖状態では、冷機状態に比べて燃料が気化し易く、併用噴射モードで燃料を噴射させても、吸気通路内壁の平衡付着量が過多になることを抑制でき、２つの吸気ポートそれぞれから燃料を分けて気筒５内に導入させることで、均質な混合気を形成させることができ、高い燃焼安定性を得ることができる。
換言すれば、併用噴射モードで平衡付着量を充分に抑制できる温度条件を完暖状態として検出し、併用噴射モードでは平衡付着量が多くなってしまうものの、交互噴射モードで噴射させることで、平衡付着量を充分に抑制できる温度条件を冷機状態として検出するように、設定温度Ａを予め適合させてある。
【００２３】
図５のフローチャートは、ＥＣＵ２１による噴射モードの設定制御の第２実施形態を示す。
まず、ステップＳ２０１では、内燃機関１の負荷（発生トルク）の検出を行う。
機関負荷（発生トルク）を示す状態量として、基本噴射パルス幅（基本燃料噴射量）ＴＰを用いることができ、この他、吸気管負圧（ブースト）、スロットル開度、シリンダ吸入空気量などを用いてもよい。
【００２４】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で検出した機関負荷（発生トルク）と設定負荷Ｂとを比較する。
設定負荷Ｂは、吸気管圧力が大気圧に近づくことで、壁面付着燃料の気化が悪化する中高負荷域と、負圧が大きいことで壁面付着燃料の気化性能を確保できる、アイドルを含む低負荷域とを区別するための閾値である。
【００２５】
ステップＳ２０２で、機関負荷（発生トルク）が設定負荷Ｂ以上である中高負荷域であると判断すると、ステップＳ２０３へ進んで、噴射モードとして交互噴射モードを選択し、設定燃焼サイクル数（１燃焼サイクル）毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを交互に駆動して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
一方、ステップＳ２０２で、機関負荷（発生トルク）が設定負荷Ｂ未満である低負荷域であると判断すると、ステップＳ２０４へ進み、噴射モードとして併用噴射モードを選択し、燃焼サイクル毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを併用して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
【００２６】
即ち、図６に示すように、機関運転領域を、設定負荷Ｂを境に、低負荷域と中高負荷域とに２分し、低負荷域に併用噴射モードを適用し、中高負荷域に交互噴射モードを適用させる。
前述のように、中高負荷域では、吸気管負圧が大気圧に近づくことで、壁面付着燃料の気化が悪化するから、付着燃料の気化時間を長くできる交互噴射モードを選択し、吸気通路内壁の平衡付着量の低減を図ることで、中高負荷域での過渡運転時に排気エミッションが悪化することを抑制する。
【００２７】
また、負圧が大きい低負荷域では、中高負荷時に比べて壁面付着燃料の気化が促進されるから、交互噴射を行うことなく吸気通路内壁の平衡付着量を充分に少なくでき、更に、併用噴射モードで噴射させれば、各噴射弁１１，１２の噴射時間が短くなることで気化時間が長くなり、かつ、２つの吸気ポート３，４それぞれから燃料を気筒５内に吸引することで、均質な混合気を形成することができる。これにより、低負荷域で、平衡付着量を抑制しつつ、均質な混合気形成により燃焼安定性を向上させることができる。
【００２８】
換言すれば、併用噴射モードで噴射させた場合に、過渡運転時に許容レベルを超えるような排気エミッションの悪化を発生させる程度に、平衡付着量が多くなる高負荷側の領域を、設定負荷Ｂを超える中高負荷領域として検出し、当該中高負荷域では、平衡付着量を低減できる交互噴射モードで燃料を噴射させるようにする。
一方、併用噴射モードで噴射させても、過渡運転時に排気エミッションを許容レベル内に抑制できる程度に平衡付着量が抑制できる低負荷側の領域を、設定負荷Ｂを下回る低負荷領域として検出し、当該低負荷域では、併用噴射モードで燃料を噴射させるようにする。
【００２９】
図７のフローチャートは、ＥＣＵ２１による噴射モードの設定制御の第３実施形態を示す。
まず、ステップＳ３０１では、内燃機関１の負荷（発生トルク）の検出を行う。機関負荷（発生トルク）を示す状態量として、基本噴射パルス幅ＴＰ（基本燃料噴射量）を用いることができ、この他、吸気管負圧（ブースト）、スロットル開度、シリンダ吸入空気量などを用いてもよい。
【００３０】
ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で検出した機関負荷（発生トルク）と設定負荷Ｃ（＞設定負荷Ｂ）とを比較する。
設定負荷Ｃは、機関負荷が全負荷域（全負荷及び全負荷近傍域を含む領域）に相当するか否かを判断するための閾値であり、一定値として与えることができ、また、そのときの機関回転速度ＮＥに応じて可変に設定することができる。
【００３１】
ステップＳ３０２で、機関負荷（発生トルク）が設定負荷Ｃ未満であって、全負荷域（全開域）に該当しない部分負荷域であると判断すると、ステップＳ３０３へ進んで、噴射モードとして交互噴射モードを選択し、設定燃焼サイクル数（１燃焼サイクル）毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを交互に駆動して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
一方、ステップＳ３０２で、機関負荷（発生トルク）が設定負荷Ｃ以上であって全負荷域に該当していると判断すると、ステップＳ３０４へ進み、噴射モードとして併用噴射モードを選択し、燃焼サイクル毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを併用して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
【００３２】
即ち、図８に示すように、機関運転領域を、設定負荷Ｃ以上の負荷である全負荷域と、設定負荷Ｃを下回る部分負荷域とに２分し、全負荷域に併用噴射モードを適用し、全負荷以外の部分負荷域に交互噴射モードを適用させる。
負荷が高くなるに従って噴射量（噴射パルス幅）が増え、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とのいずれか一方を用いる交互噴射モードでは、そのときの吸入空気量に見合った燃料を噴射させることができなくなる場合があるので、交互噴射モードで燃料の供給不足となる領域を、全負荷域として検出できるように設定負荷Ｃを設定してある。
【００３３】
そして、全負荷域で、併用噴射モードで燃料を噴射させるようにすれば、噴射パルス幅ＴＩを２つの燃料噴射弁１１，１２で分担し、２つの燃料噴射弁１１，１２の双方から燃料を噴射させるので、そのときの吸入空気量に見合った量の燃料を噴射させることができ、出力の悪化や、空燃比のリーン化による排気温度の上昇を抑制できる。
一方、全負荷域ではない場合には、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを交互に用いる交互噴射モードで燃料を噴射させることで、吸気通路内壁の平衡付着量を低減し、過渡運転時における排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００３４】
図９のフローチャートは、ＥＣＵ２１による噴射モードの設定制御の第４実施形態を示す。
ステップＳ４０１では、内燃機関１の負荷（発生トルク）を検出する。次いで、ステップＳ４０２では、機関負荷（発生トルク）が設定負荷Ｂ以上であるか否かを判断する。
【００３５】
機関負荷が設定負荷Ｂ未満である低負荷状態であれば、ステップＳ４０５へ進み、噴射モードとして併用噴射モードを選択し、燃焼サイクル毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを併用して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
尚、設定負荷Ｂは、図５のフローチャートに示した第２実施形態の設定負荷Ｂと同様な値である。
【００３６】
低負荷域では、吸気管負圧が大きい（吸気管内の圧力が大気圧よりも低い）ため、壁面付着燃料の気化が促進され、１燃料サイクル毎に同じ噴射弁で燃料を噴射しても、吸気通路内壁の平衡付着量を充分に少ない量に抑制できる。
更に、併用噴射モードによって各噴射弁１１，１２で分担して燃料を噴射すれば、噴射時間が短くなり、その分だけ気化時間を長くできるから、平衡付着量が低下し、過渡運転時の排気エミッションを低下させることができると共に、２つの吸気ポート３，４を介して燃料を気筒５内に吸引することで、均質混合気を形成させることができ、低負荷時の燃焼安定性を向上させることができる。
【００３７】
ステップＳ４０２で、機関負荷が設定負荷Ｂ以上であると判断し、内燃機関１が中高負荷域で運転されている場合には、更に、ステップＳ４０３へ進み、機関負荷が設定負荷Ｃ（設定負荷Ｃ＞設定負荷Ｂ）以上であるか否かを判断する。
尚、設定負荷Ｃは、図７のフローチャートに示した第３実施形態の設定負荷Ｃと同様な値である。
【００３８】
ここで、機関負荷が設定負荷Ｃ以上であって、内燃機関１が全負荷域（全開域）で運転されている場合には、ステップＳ４０５へ進み、噴射モードとして併用噴射モードを選択し、燃焼サイクル毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを併用して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
全負荷域は、燃料噴射量が最大となる領域であり、交互噴射モードにより単独の燃料噴射弁で燃料噴射させると、噴射時間が長くなって噴射可能期間を超え、シリンダ吸入空気量に見合う燃料噴射量を噴射させることができなくなる場合がある。
【００３９】
これに対し、併用噴射モードでは、シリンダ吸入空気量に見合う燃料噴射量を２つの燃料噴射弁に分担させて噴射させるので、個々の噴射弁の噴射期間が短くなり、シリンダ吸入空気量に見合う燃料噴射量を噴射させることができ、燃料供給量の不足による出力低下や空燃比のリーン化による排気温度の上昇を抑制できる。
また、ステップＳ４０３で、機関負荷が設定負荷Ｃよりも小さいと判断された場合、即ち、機関負荷が設定負圧Ｂ以上でかつ設定負荷Ｃ未満である中負荷域で内燃機関１が運転されている場合には、ステップＳ４０４へ進み、噴射モードとして交互噴射モードを選択し、設定燃焼サイクル数（１燃焼サイクル）毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを交互に駆動して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
【００４０】
中負荷域では、吸気管内圧が大気圧に近づき、壁面付着燃料の気化性能が低下するが、交互噴射モードで燃料噴射を行わせることで、気化時間を長くすれば、吸気通路内壁の平衡付着量を低減でき、中負荷域での過渡運転時における排気エミッションを低下させることができる。
図１０は、第４実施形態における噴射モードの設定特性を示し、全負荷域及び低負荷域では、併用噴射モードを適用し、全負荷域及び低負荷域で挟まれる中負荷域では、交互噴射モードを適用する。
尚、前記低負荷域であって完暖状態（暖機後）では、前述のように併用噴射モードを選択し、前記低負荷域であって冷機状態では、交互噴射モードを選択して、冷機状態での気化性の悪化を、気化時間を長くすることで補うようにすることができる。
【００４１】
図１１のフローチャートは、ＥＣＵ２１による噴射モードの設定制御の第５実施形態を示す。
ステップＳ５０１では、内燃機関１の負荷（発生トルク）及び内燃機関１の冷却水温度ＴＷ（機関温度）を検出する。
【００４２】
次いで、ステップＳ５０２では、機関負荷が設定負荷Ｃ以上であるか否かを判断する。
ここで、機関負荷が設定負荷Ｃ以上であって、内燃機関１が全負荷域（全開域）で運転されている場合には、ステップＳ５０４へ進み、噴射モードとして併用噴射モードを選択し、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを併用して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
尚、設定負荷Ｃは、図７のフローチャートに示した第３実施形態の設定負荷Ｃと同様な値である。
【００４３】
全負荷域は、燃料噴射量が最大となる領域であり、交互噴射モードにより単独の燃料噴射弁で燃料噴射させると、噴射時間が長くなって噴射可能期間を超え、シリンダ吸入空気量に見合う燃料噴射量を噴射させることができなくなる場合がある。
これに対し、併用噴射モードでは、シリンダ吸入空気量に見合う燃料噴射量を２つの燃料噴射弁に分担させて噴射させるので、個々の噴射弁の噴射期間が短くなり、シリンダ吸入空気量に見合う燃料噴射量を噴射させることができ、燃料供給量の不足による出力低下や空燃比のリーン化による排気温度の上昇を抑制できる。
【００４４】
一方、ステップＳ５０２で、機関負荷が設定負荷Ｃ未満である低中負荷域（部分負荷域）であると判断すると、ステップＳ５０３へ進む。
ステップＳ５０３では、冷却水温度ＴＷ（機関温度）が設定温度Ａ以上であるか否かを判断する。
【００４５】
尚、設定温度Ａは、図３のフローチャートに示した第１実施形態の設定温度Ａと同様な値である。
冷却水温度ＴＷが設定温度Ａ以上である完暖時（暖機運転後）であれば、ステップＳ５０４へ進み、噴射モードとして併用噴射モードを選択し、燃焼サイクル毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを併用して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
【００４６】
一方、冷却水温度ＴＷが設定温度Ａ未満である冷機時（暖機運転中）であれば、ステップＳ５０５へ進み、噴射モードとして交互噴射モードを選択し、設定燃焼サイクル数（１燃焼サイクル）毎に第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを交互に駆動して、燃料を内燃機関１に噴射させるようにする。
交互噴射モードでは、第１燃料噴射弁１１又は第２燃料噴射弁によって燃料を噴射してから次に同じ燃料噴射弁を用いて燃料を噴射するまでの時間が、１燃焼サイクル毎に噴射弁を切り替える設定では併用噴射モードでの時間の２倍になり、壁面付着燃料の気化時間（燃料付着から新たな燃料が付着するまでの時間）が長くなるから、併用噴射モードに比べて吸気通路内壁の平衡付着量を低減することができる。
【００４７】
冷機状態では、完暖状態に比べて燃料が気化し難いから、冷機状態から併用噴射モードで燃料を噴射させると、平衡付着量が多くなり、壁面付着燃料が液状のまま気筒５内に流れ込むことで、排気中のＨＣ（未燃焼燃料）濃度が高くなってしまう（ＨＣの排出量が多くなってしまう）。これに対し、上記実施形態のように、部分負荷域の冷機状態において平衡付着量がより少ない交互噴射モードで燃料を噴射させれば、平衡付着量が減って排気中のＨＣ濃度（ＨＣ排出量）を減らすことができる。
一方、部分負荷域の完暖状態では、冷機状態に比べて燃料が気化し易く、併用噴射モードで燃料を噴射させても、平衡付着量が過多になることを抑制でき、２つの吸気ポートそれぞれから燃料を分けて気筒５内に導入させることで、均質な混合気を形成させることができ、高い燃焼安定性を得ることができる。
【００４８】
図１２は、第５実施形態における噴射モードの設定特性を示し、冷機時には、図１２（Ａ）に示すように、全負荷域では、噴射量を確保するために併用噴射モードを選択し、全負荷域以外の低中負荷域（部分負荷域）では、気化時間を長くして吸気通路内壁の平衡付着量を減らすために交互噴射モードを選択する。
一方、完暖時（暖機後）は、機関熱によって気化性能が高くなり、低中負荷域（部分負荷域）で交互噴射モードにより気化時間を長くする必要性が無くなるので、図１２（Ｂ）に示すように、全負荷域及び低中負荷域（部分負荷域）を含む全運転領域で併用噴射モードを選択する。
【００４９】
ところで、上記のように、交互噴射モードと併用噴射モードとを、内燃機関１の運転条件（水温・負荷）の変化に応じて切り替える場合、切り替えに伴う平衡付着量の急変によって空燃比が変動し、燃焼安定性が低下したり、排気エミッションが悪化したりする場合がある。
そこで、交互噴射モードと併用噴射モードとの間での切り替え時に、交互噴射モードと併用噴射モードとの中間的な噴射特性とした移行噴射モードによる燃料噴射を過渡的に行わせることで、噴射モードの切り替えに伴う平衡付着量の急変を抑制することが好ましい。
【００５０】
図１３は、移行噴射モードの第１実施形態を示す。
図１３に示す移行噴射モードは、第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１２を併用する併用噴射と、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とのいずれか一方を用いる単独噴射とを、１燃焼サイクル毎に切り替えるモードであり、かつ、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とのいずれか一方を用いる単独噴射においては、噴射に用いる噴射弁を交互に切り替える。
【００５１】
図１３に示す移行噴射モードの併用噴射は、併用噴射モードと同様に、噴射パルス幅ＴＩを、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とで分担し、例えば、分担率を５０％：５０％とする。
併用噴射モードから交互噴射モードに切り替える場合には、まず、併用噴射モードによる最後の噴射を行った次の燃焼サイクルで、第１燃料噴射弁１１を用いた単独噴射を行い、次の燃焼サイクルでは、第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１２を併用する併用噴射を行い、次の燃焼サイクルでは、第２燃料噴射弁１２を用いた単独噴射を行い、次の燃焼サイクルでは、第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１２を併用する併用噴射を行い、次の燃焼サイクルから、交互噴射モードを開始する。
【００５２】
逆に、交互噴射モードから併用噴射モードに切り替える場合は、上記の移行噴射モードにおける噴射パターンを逆に辿って、併用噴射→第２弁による単独噴射→併用噴射→第１弁による単独噴射を行わせ、併用噴射モードを開始させる。
上記のように、併用噴射モードと交互噴射モードとの間で、併用噴射と単独噴射とを交互に実施する移行噴射モードでの噴射を行わせれば、吸気通路内壁の平衡付着量を、併用噴射モードと交互噴射モードとの中間的な量に変化させることになるので、併用噴射モードから交互噴射モードへ或いは交互噴射モードから併用噴射モードへ直接的に切り替える場合に比べて、平衡付着量の変化を緩やかにして、平衡付着量の変化による空燃比の変動を抑制でき、噴射モードの切り替え時において燃焼安定性を確保でき、また、排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００５３】
尚、移行噴射モードにおいて、併用噴射と単独噴射との間で切り替えを行う燃焼サイクル数は、１に限定されず、２〜３の燃焼サイクル数毎に切り替えを行わせることができ、切り替えを行う燃焼サイクル数を増減変化させることもできる。
また、例えば、単独噴射を、用いる噴射弁を切り替えて２回連続して行わせ、その後、併用噴射を１回実施した後、再度、単独噴射を２回連続して行わせることもでき、かつ、前記連続数を増減変化させることもできる。
また、移行噴射モードの実施期間（実施燃焼サイクル数）を、機関運転条件、具体的には、平衡付着量が多い運転条件ではより長く、平衡付着量が少ない運転条件では短く或いは移行噴射モードを介さずに直接切り替えることができる。より具体的には、冷却水温度（機関温度）が低いほど燃料が気化し難くなるので、移行噴射モードの実施期間をより長くし、また、機関負荷が高いほど、吸気管圧力が大気圧に近づいて燃料が気化し難くなるので、移行噴射モードの実施期間をより長く設定するとよい。
【００５４】
図１４は、移行噴射モードの第２実施形態を示す。
図１４に示す移行噴射モードでは、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射量と第２燃料噴射弁１２の燃料噴射量との比率を、交互噴射モードでの比率と併用噴射モードでの比率との中間値とする。
【００５５】
即ち、交互噴射モードにおける第１燃料噴射弁１１の燃料噴射量と第２燃料噴射弁１２の燃料噴射量との比率は、０％：１００％（１００％：０％）であり、併用噴射モードにおける第１燃料噴射弁１１の燃料噴射量と第２燃料噴射弁１２の燃料噴射量との比率は、５０％：５０％であるが、図１４に示す移行噴射モードでは、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射量と第２燃料噴射弁１２の燃料噴射量との比率を、２５％：７５％（７５％：２５％）に設定する。
【００５６】
そして、総噴射量（噴射パルス幅ＴＩ）の７５％を第１燃料噴射弁１１が噴射し、残りの２５％を第２燃料噴射弁１２が噴射する噴射パターンと、総噴射量（噴射パルス幅ＴＩ）の２５％を第１燃料噴射弁１１が噴射し、残りの７５％を第２燃料噴射弁１２が噴射する噴射パターンとを、１燃焼サイクル毎に切り替える。
上記パターンの移行噴射モードの場合も、吸気通路内壁の平衡付着量を、併用噴射モードと交互噴射モードとの中間的な量に変化させることになるので、併用噴射モードから交互噴射モードへ或いは交互噴射モードから併用噴射モードへ直接的に切り替える場合に比べて、平衡付着量の変化を緩やかにして、平衡付着量の変化による空燃比の変動を抑制でき、噴射モードの切り替え時において燃焼安定性を確保でき、また、排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００５７】
尚、移行噴射モードにおける燃料噴射量の比率を、２５％：７５％（７５％：２５％）に限定するものではなく、また、２５％：７５％での噴射を２回連続させた後、７５％：２５％での噴射を２回連続させることもでき、噴射パターンを切り替える燃焼サイクル数を１に限定するものではない。
また、図１４に示した移行噴射モードにおいても、その実施期間（実施燃焼サイクル数）を、機関運転条件、具体的には、平衡付着量が多い運転条件ではより長く、平衡付着量が少ない運転条件では短く或いは移行噴射モードを介さずに直接切り替えることができる。
【００５８】
また、移行噴射モードにおける燃料噴射量の比率を徐々に変化させるようにしてもよく、係る噴射パターンとした移行噴射モードの第３実施形態を、図１５に示す。
図１５に示した例では、交互噴射モードから併用噴射モードに切り替える場合、移行噴射モードでは、噴射量比率を、９０％：１０％→２０％：８０％→７０％：３０％→４０％：６０％と変化させ、４０％：６０％の噴射を行わせた燃焼サイクルの次の燃焼サイクルから、５０％：５０％の併用噴射モードを開始させている。
【００５９】
上記のように、移行噴射モードにおける燃料噴射量の比率を徐々に変化させれば、併用噴射モードにおける平衡付着量と交互噴射モードにおける平衡付着量との間で、徐々に変化させることができ、噴射モードの切り替え時における平衡付着量の変化をより緩やかにできる。
ここで、図１５に示した例では、交互噴射モードから併用噴射モードに切り替え時には、交互モードにおいて最後に噴射した燃料噴射弁が第２燃料噴射弁１２であるので、移行噴射モードでの最初の噴射で９０％の分担を担う噴射弁を、第１燃料噴射弁１１としてあるが、交互モードにおいて最後に噴射した燃料噴射弁が第１燃料噴射弁１１であれば、移行噴射モードでの最初の噴射で９０％の分担を担う噴射弁を、第２燃料噴射弁１２とする。
【００６０】
また、併用噴射モードから交互噴射モードに切り換える場合、移行噴射モードでは、噴射量比率を、４０％：６０％→７０％：３０％→２０％：８０％→９０％：１０％と変化させ、移行噴射モードでの最後の噴射で９０％の分担を担った噴射弁が第１燃料噴射弁１１であれば、交互噴射モードを第２燃料噴射弁１２による噴射で開始させ、移行噴射モードでの最後の噴射で９０％の分担を担った噴射弁が第２燃料噴射弁１２であれば、交互噴射モードを第１燃料噴射弁１１による噴射で開始させればよい。
【００６１】
但し、噴射比率を段階的に変化させるステップ幅を、１０％に限定するものではなく、また、前記ステップ幅を運転条件に応じて変更することで、移行噴射モードの実施期間を調整することができ、吸気通路内壁の平衡付着量が多い運転条件では前記ステップ幅をより小さく、平衡付着量が少ない運転条件では前記ステップ幅をより大きくする或いは移行噴射モードを介さずに直接切り替えることができる。
【００６２】
尚、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２として、同一の噴霧特性の噴射弁を用いることができる他、単位時間当たりの噴射量、噴霧角、噴霧粒径などの噴霧特性が異なる噴射弁を組み合わせることができ、また、第１燃料噴射弁１１と第２燃料噴射弁１２とを、吸気バルブ６までの距離が相互に異なる位置に配置してもよい。
また、併用噴射モードにおいて、第１燃料噴射弁１１の噴射タイミングと第２燃料噴射弁１２の噴射タイミングとがずれていてもよく、また、併用噴射モードにおける第１燃料噴射弁１１の噴射量と第２燃料噴射弁１２の噴射量とは同一でなくてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、併用噴射モードと交互噴射モードとの間における切り替えを行わせるタイミングを、冷却水温度ＴＷ（機関温度）及び／又は機関負荷に基づいて判断したが、切り替えタイミングの判断に用いる機関運転条件として、機関回転速度を用いることができ、機関温度、機関負荷、機関回転速度のいずれか１つ、或いは、これらの中の少なくとも２つを組み合わせて、切り替えタイミングを判断することができる。
同一負荷状態であっても、機関回転速度が高い領域では、噴射間隔が短くなり、気化時間が短くなるから、平衡付着量は低回転時に比べて増大する傾向になる。そこで、例えば、図６，図１０に示した設定負荷Ｂの値を、機関回転速度が高くなるほど低くして、平衡付着量を少なくできる交互噴射モードの領域を、高回転側ほど拡大させるようにできる。
【００６４】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項６記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記移行噴射モードにおいて、前記比率を設定燃焼サイクル毎に変化させる内燃機関の燃料噴射制御装置。
【００６５】
上記発明によると、移行噴射モードにおいて、第１燃料噴射弁の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の燃料噴射量との比率を、交互噴射モードでの比率と併用噴射モードでの比率との間で変化させることで、交互噴射モードでの平衡付着量と併用噴射モードでの平衡付着量との間で平衡付着量を徐々に変化させることができ、モード切り替え時における空燃比の悪化を抑制できる。
【００６６】
（ロ）請求項５記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記移行噴射モードの単独噴射に用いる燃料噴射弁として、前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とを交互に用いる内燃機関の燃料噴射制御装置。
【００６７】
上記発明によると、移行噴射モードの単独噴射において、燃料噴射弁が交互に用いることで、２つの吸気ポートにおける平衡付着量に大きな差異が発生することを抑制しながら、平衡付着量の急変を抑えることができ、噴射モード切り替え時における空燃比の悪化を抑制できる。
【００６８】
（ハ）内燃機関の気筒に開口する第１吸気通路と第２吸気通路とを備え、前記第１吸気通路に第１燃料噴射弁を配置し、前記第２吸気通路に第２燃料噴射弁を配置した内燃機関に適用する燃料噴射制御装置であって、
設定燃焼サイクル数毎に前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とを交互に駆動して、燃料を前記内燃機関に噴射する交互噴射モードと、燃焼サイクル毎に前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁とを併用して、燃料を内燃機関に噴射する併用噴射モードとを備え、
前記内燃機関の全負荷域では、前記併用噴射モードによって燃料を前記内燃機関に噴射し、
前記全負荷域を除く低中負荷域であって、前記内燃機関の冷機状態では、前記交互噴射モードによって燃料を前記内燃機関に噴射し、
前記低中負荷域であって、前記内燃機関の完暖状態では、前記併用噴射モードによって燃料を前記内燃機関に噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置。
【００６９】
上記発明によると、全負荷域では、内燃機関の冷機・完暖状態とは無関係に併用噴射モードを選択することで、噴射量不足を抑制し、低中負荷域であって、壁面付着燃料の気化性能が悪化する冷機時には、交互噴射モードによる気化時間の確保によって平衡付着量の低減を図り、暖機後は、併用噴射モードによる燃料噴射により、均一混合気を形成して燃焼安定性を確保する。
【符号の説明】
【００７０】
１…内燃機関、３…第１吸気ポート（第１吸気通路）、４…第２吸気ポート（第２吸気通路）、５…気筒、６…吸気バルブ、１１…第１燃料噴射弁、１２…第２燃料噴射弁、２１…エンジン・コントロール・ユニット（ＥＣＵ）、２２…クランク角センサ、２３…エアフローセンサ、２４…水温センサ
【図２】
0005161278.tif 000002
【図３】
0005161278.tif 000003
【図５】
0005161278.tif 000004
【図７】
0005161278.tif 000005
【図９】
0005161278.tif 000006
【図１１】
0005161278.tif 000007
【図１３】
0005161278.tif 000008
【図１４】
0005161278.tif 000009
【図１５】
0005161278.tif 000010
【図１】
0005161278.tif 000011
【図４】
0005161278.tif 000012
【図６】
0005161278.tif 000013
【図８】
0005161278.tif 000014
【図１０】
0005161278.tif 000015
【図１２】
0005161278.tif 000016