(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの燃料系統を有し、各前記燃料系統に接続された燃料噴射手段により燃料が供給される内燃機関の制御装置であって、第１の燃料噴射手段により燃料が噴射されない場合であって前記第１の燃料噴射手段以外の第２の燃料噴射手段により燃料が噴射される場合であっても、前記第１の燃料噴射手段に燃料を供給する第１の燃料系統における燃料の圧力は所望の圧力になるように制御され、
前記第１の燃料系統における燃料の圧力を検知するための圧力検知手段と、
前記圧力検知手段によって検知された前記第１の燃料系統における燃料の圧力に基づいて、前記第１の燃料系統の燃料が、前記第２の燃料噴射手段により燃料が噴射されて運転される内燃機関から受けた熱により、前記第１の燃料系統における燃料の圧力が上昇したか否かを判断するための判断手段と、
前記第１の燃料噴射手段により燃料が噴射されない場合であって前記第２の燃料噴射手段により燃料が噴射される場合において、前記判断手段により前記第１の燃料系統における燃料の圧力が上昇したと判断された場合に、前記第１の燃料系統に異常がないと判定するための判定手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１の燃料噴射手段は、前記第１の燃料系統から供給された高圧の燃料を筒内に噴射するための手段を含み、
前記第２の燃料噴射手段は、第２の燃料系統から供給された燃料を吸気通路内に噴射するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、
前記第２の燃料噴射手段は、吸気通路噴射用インジェクタである、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記第１の燃料噴射手段により燃料が噴射されない場合であって前記第２の燃料噴射手段により燃料が噴射される場合において、前記判断手段によって前記内燃機関から受けた熱により、燃料の圧力が上昇したと判断されない場合に、前記第１の燃料系統に異常があると判定する、請求項１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、筒内に向けて高圧で燃料を噴射する燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）と吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えた内燃機関の燃料系統に発生した異常を判定する制御装置に関し、特に、高圧燃料系統の異常を的確に判定する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）と、吸気通路または吸気ポート内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射弁（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備え、エンジンの回転数や内燃機関の負荷に応じて、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとで燃料を噴き分けるエンジンが公知である。また、ガソリンエンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）のみを備える直墳エンジンも公知である。筒内噴射用インジェクタを含む高圧燃料系統においては、高圧燃料ポンプで燃圧が高められた燃料がデリバリーパイプを介して筒内噴射用インジェクタに供給され、筒内噴射用インジェクタは、内燃機関の各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射する。
【０００３】
また、コモンレール式燃料噴射系統を有するディーゼルエンジンも公知である。このコモンレール式燃料噴射系統においては、高圧燃料ポンプで燃圧が高められた燃料をコモンレールに蓄えておき、電磁弁の開閉によりコモンレールからディーゼルエンジンの各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射する。
【０００４】
このような内燃機関における燃料を高圧状態にするために、内燃機関のクランクシャフトに連結されたドライブシャフトに設けられたカムによりシリンダを駆動する高圧燃料ポンプが用いられている。
【０００５】
特開平１０−１７６５９２号公報（特許文献１）は、燃料圧力の異常の有無を高い精度で診断することができる内燃機関用燃料噴射装置の燃料圧力診断装置を開示する。この燃料圧力診断装置は、内燃機関の各気筒に供給する燃料を圧送する燃料圧送手段と、燃料圧送手段から圧送される燃料を蓄える蓄圧手段と、各気筒毎に設けられ、蓄圧手段に蓄えられた燃料を内燃機関に間欠的に噴射する燃料噴射手段と、蓄圧手段に蓄えられる燃料の圧力を検知する燃料圧力センサと、燃料圧力センサが検知する燃料圧力に基づき、圧力圧送手段を制御して蓄圧手段に蓄えられる燃料の圧力を制御する圧力制御手段と、圧力制御手段が制御する燃料圧力の異常の有無を診断する圧力異常診断手段とを備えた内燃機関用燃料噴射装置において、圧力異常診断手段は、各燃料噴射手段が非作動状態のときに燃料圧力の異常の有無を診断する。
【０００６】
この内燃機関用燃料噴射装置の燃料圧力診断装置によると、燃料圧送手段が内燃機関の各気筒に供給する燃料を圧送する燃料が蓄圧手段に蓄えられる。蓄圧手段に蓄えられた燃料は各気筒毎とに設けられた燃料噴射手段にて間欠的に各気筒に噴射される。蓄圧手段に蓄えられる燃料の圧力は燃料圧力センサに検知され、その検知された燃料圧力に基づいて燃料圧送手段が圧力制御手段にて制御される。ここで、各燃料噴射手段が非作動状態のときに、圧力制御手段が制御する燃料圧力が圧力異常診断手段にて診断される。その結果、間欠的な燃料噴射による圧力変動の影響を受けない燃料圧力に基づいて燃料圧力の異常の有無が診断される。つまり、各燃料噴射手段が間欠的に燃料を噴射する作動状態では、蓄圧手段に蓄えられている燃料圧力がある圧力範囲で変動する。従って、燃料圧力が実際に制御されている圧力を検知することが困難になるため、燃料噴射手段の故障等による燃料圧力の流出等を検知することができにくくなる。ここで、燃料噴射手段が非作動状態のときに燃料圧力の異常診断を行なうようにしたので、間欠噴射による圧力変動がない燃料圧力に基づいて燃料圧力の異常の有無を診断することができる。
【特許文献１】特開平１０−１７６５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、筒内に向けて高圧で燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備えた内燃機関においては、内燃機関に要求される性能に応じて、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの燃料噴射が分担される。たとえば、燃焼の均質性を求める場合には、吸気通路噴射用インジェクタのみから燃料を噴射する。このような場合においても、筒内噴射用インジェクタへ高圧燃料を供給する高圧燃料系統においては、制御装置からの指令に基づいて、直ちに筒内噴射用インジェクタから燃料を噴射できるように高圧ポンプで燃料を８〜１３Ｍｐａ程度まで上昇させている（ただし、筒内噴射用インジェクタからは燃料を噴射させていない）。このときに高圧燃料は、燃料が噴射されない（消費されない）で、かつ内燃機関から熱を受けて高温になり燃料圧力が上昇する傾向がある。このような場合に燃料圧力が過度に上昇していることに基づいて高圧燃料系統の異常を検知しても、高圧燃料系統自体は正常であって、誤判定してしまう。特許文献１に開示された燃料圧力診断装置は、燃料噴射手段が非作動状態のときに燃料圧力の異常診断を行なうことを開示したに過ぎず、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを有する内燃機関において、筒内噴射用インジェクタ（高圧側）が燃料噴射していないで、吸気通路噴射用インジェクタ（低圧側）が燃料噴射して、内燃機関が運転されている場合に適用することができない。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、たとえば、高圧ポンプを含む高圧燃料系統により燃料が供給されて筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、吸気通路または吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射手段とを少なくとも備えた内燃機関における、燃料系統の異常を的確に判定することができる制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る制御装置は、少なくとも２つの燃料系統を有し、各燃料系統に接続された燃料噴射手段により燃料が供給される内燃機関を制御する。この内燃機関においては、第１の燃料噴射手段により燃料が噴射されない場合であって第１の燃料噴射手段以外の第２の燃料噴射手段により燃料が噴射される場合であっても、第１の燃料噴射手段に燃料を供給する第１の燃料系統における燃料の圧力は所望の圧力になるように制御される。この制御装置は、第１の燃料系統における燃料の圧力を検知するための検知手段と、第１の燃料系統の燃料が、第２の燃料噴射手段により燃料が噴射されて運転される内燃機関から受けた熱により、第１の燃料系統における燃料の圧力が上昇したか否かを検知するための検知手段と、検知手段により第１の燃料系統における燃料の圧力が上昇したことが検知されると、第１の燃料系統に異常がないと判定するための判定手段とを含む。
【００１０】
第１の発明によると、第１の燃料噴射手段により燃料が噴射されないで、第２の燃料噴射手段により燃料が噴射されるときでも、第１の燃料噴射手段に燃料を供給する第１の燃料系統における燃料の圧力は所望の圧力に維持される。このため、第２の燃料噴射手段により噴射された燃料によって運転される内燃機関から第１の燃料系統は熱を受ける。第１の燃料系統は、第１の燃料噴射手段が燃料を噴射していないので閉じた系を形成している。第１の燃料系統の燃料は受熱することにより閉じた系の中で圧力を上昇させる。第１の燃料系統に漏れ等の異常がなければ、この受熱による燃圧上昇を検知できる。すなわち、噴射されない第１の燃料噴射手段の第１の燃料系統における燃圧が上昇すると異常がないと判定できる。その結果、第１の燃料系統により燃料が供給されて筒内に燃料を噴射する第１の燃料噴射手段と、第２の燃料系統により燃料が供給されて吸気通路内に燃料を噴射する第２の燃料噴射手段とを少なくとも備えた内燃機関における、燃料系統の異常を的確に判定することができる。
【００１１】
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、第１の燃料噴射手段は、第１の燃料系統から供給された高圧の燃料を筒内に噴射するため手段を含み、第２の燃料噴射手段は、第２の燃料系統から供給された燃料を吸気通路内に噴射するため手段を含む。
【００１２】
第２の発明によると、第１の燃料系統は、高圧で筒内に直接燃料を噴射する。このため、第１の燃料噴射手段により燃料を噴射しない状態でも高い圧力を維持している。この状態で内燃機関から受熱して燃圧が上がると漏れ等の異常がないと判定できる。
【００１３】
第３の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、第２の燃料噴射手段は、吸気通路噴射用インジェクタである。
【００１４】
第３の発明によると、第１の燃料噴射手段である筒内噴射用インジェクタと第２の燃料噴射手段である吸気通路噴射用インジェクタとを別個に設けて噴射燃料を分担する内燃機関において、第１の燃料系統の異常を的確に判定することができる判定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１６】
図１に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）で制御されるエンジンシステムの概略構成図を示す。なお、図１には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのような形式のエンジンに限定されるものではなく、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒、直列６気筒などの形式であってもよい。少なくとも、各気筒毎に筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタを有するエンジンであれば本発明の適用が可能である。
【００１７】
図１に示すように、エンジン１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続され、吸気ダクト４０内にはエアフローメータ４２が配置されるとともに、電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置されている。このスロットルバルブ７０は、アクセルペダル１００とは独立してエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。
【００１８】
各気筒１１２に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２０とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ１１０、１２０はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各気筒内噴射用インジェクタ１１０は共通の燃料分配管１３０に接続されており、この燃料分配管１３０は燃料分配管１３０に向けて流通可能な逆止弁を介して、機関駆動式の高圧燃料圧送装置１５０に接続されている。なお、本実施の形態においては、２つのインジェクタが別個に設けられた内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。たとえば、筒内噴射機能と吸気通路噴射機能とを併せ持つような１個のインジェクタを有する内燃機関であってもよい。
【００１９】
図１に示すように、高圧燃料圧送装置１５０の吐出側は電磁スピル弁を介して燃料分配管１３０の吸入側に連結されており、この電磁スピル弁の開度が小さいときほど、高圧燃料圧送装置１５０から燃料分配管１３０内に供給される燃料量が増大され、電磁スピル弁が全開にされると、高圧燃料圧送装置１５０から燃料分配管１３０への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、電磁スピル弁はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいて制御される。この詳細については後述する。
【００２０】
一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、共通する低圧側の燃料分配管１６０に接続されており、燃料分配管１６０および高圧燃料圧送装置１５０は共通の燃料圧レギュレータ１７０を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８０に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８０は燃料フィルタ１９０を介して燃料タンク２００に接続されている。燃料圧レギュレータ１７０は低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の一部を燃料タンク２００に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２０に供給されている燃料圧および高圧燃料圧送装置１５０に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。
【００２１】
エンジンＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１０を介して相互に接続されたＲＯＭ(Read Only Memory)３２０、ＲＡＭ(Random Access Memory)３３０、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３４０、入力ポート３５０および出力ポート３６０を備えている。
【００２２】
エアフローメータ４２は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換器３７０を介して入力ポート３５０に入力される。エンジン１０には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８０が取付けられ、この水温センサ３８０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３９０を介して入力ポート３５０に入力される。さらに、スロットルバルブ７０の開度を検知するセンサが設けられている。
【００２３】
燃料分配管１３０には、燃料分配管１３０内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ（燃圧センサ）４００が取付けられ、この燃料圧センサ４００の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４１０を介して入力ポート３５０に入力される。三元触媒コンバータ９０上流のエキゾーストマニホールド８０には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２０が取付けられ、この空燃比センサ４２０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４３０を介して入力ポート３５０に入力される。
【００２４】
本実施の形態に係るエンジンシステムにおける空燃比センサ４２０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ2センサを用いてもよい。
【００２５】
アクセルペダル１００は、アクセルペダル１００の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４０に接続され、アクセル開度センサ４４０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４５０を介して入力ポート３５０に入力される。また、入力ポート３５０には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ４６０が接続されている。エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０には、上述のアクセル開度センサ４４０および回転数センサ４６０により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。
【００２６】
図２を参照して、上述したエンジン１０の燃料供給機構について説明する。図２に示すように、この燃料供給機構は、燃料タンク２００に設けられ、低圧（プレッシャーレギュレータ圧力である０．３ＭＰａ程度）の吐出圧で燃料を供給するフィードポンプ１１００と（図１の低圧燃料ポンプ１８０と同じ）、カム１２１０により駆動される高圧燃料圧送装置１５０（高圧燃料ポンプ１２００）と、筒内噴射用インジェクタ１１０に高圧燃料を供給するために設けられた高圧デリバリパイプ１１１０（図１の燃料分配管１３０と同じ）と、高圧デリバリパイプ１１１０に設けられた各気筒１個ずつの筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気通路噴射用インジェクタ１２０に燃料を供給するために設けられた低圧デリバリパイプ１１２０と、低圧デリバリパイプ１１２０に設けられた各気筒のインテークマニホールドに１個ずつの吸気通路噴射用インジェクタ１２０とを含む。
【００２７】
燃料タンク２００のフィードポンプ１１００の吐出口は、低圧供給パイプ１４００に接続され、低圧供給パイプ１４００は、低圧デリバリ連通パイプ１４１０とポンプ供給パイプ１４２０とに分岐する。低圧デリバリ連通パイプ１４１０は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０が設けられた低圧デリバリパイプ１１２０に接続されている。
【００２８】
ポンプ供給パイプ１４２０は、高圧燃料ポンプ１２００の入り口に接続される。高圧燃料ポンプ１２００の入り口の手前には、パルセーションダンパー１２２０が設けられ、燃料脈動の低減を図っている。
【００２９】
高圧燃料ポンプ１２００の吐出口は、高圧デリバリ連通パイプ１５００に接続され、高圧デリバリ連通パイプ１５００は、高圧デリバリパイプ１１１０に接続される。高圧デリバリパイプ１１１０に設けられたリリーフバルブ１１４０は、高圧デリバリリターンパイプ１６１０を介して高圧燃料ポンプリターンパイプ１６００に接続される。高圧燃料ポンプ１２００のリターン口は、高圧燃料ポンプリターンパイプ１６００に接続される。高圧燃料ポンプリターンパイプ１６００は、リターンパイプ１６３０に接続され、燃料タンク２００に接続される。
【００３０】
図３に、図２の高圧燃料圧送装置１５０付近の拡大図を示す。高圧燃料圧送装置１５０は、高圧燃料ポンプ１２００と、カム１２１０で駆動され上下に摺動するポンププランジャー１２０６と、電磁スピル弁１２０２とリーク機能付きチェックバルブ１２０４とを主な構成部品としている。
【００３１】
カム１２１０によりポンププランジャー１２０６が下方向に移動しているときであって電磁スピル弁１２０２が開いているときに燃料が導入され（吸い込まれ）、カム１２１０によりポンププランジャー１２０６が上方向に移動しているときに電磁スピル弁１２０２を閉じるタイミングを変更して、高圧燃料ポンプ１２００から吐出される燃料量を制御する。ポンププランジャー１２０６が上方向に移動している加圧行程中における電磁スピル弁１２０２を閉じる時期が早いほど多くの燃料が吐出され、遅いほど少ない燃料が吐出される。
【００３２】
この高圧燃料ポンプ１２００の特性を図４を用いて説明する。図４（Ａ）は、燃圧が４ＭＰａの場合における電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角（ＣＡ）と吐出量Ｑとの関係を、エンジン１０の回転数ＮＥをパラメータとした、ポンプ特性曲線である。図４（Ｂ）は、燃圧が１３ＭＰａの場合における電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角（ＣＡ）と吐出量Ｑとの関係を、エンジン１０の回転数ＮＥをパラメータとした、ポンプ特性曲線である。なお、燃圧Ｐは、この４ＭＰａおよび１３ＭＰａ以外にも、これらの４ＭＰａ〜１３ＭＰａの間で適宜な間隔を開けて燃圧Ｐをパラメータとして特性曲線が解析されている。
【００３３】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、いずれの場合にも、高圧燃料ポンプ１２００の吐出量Ｑは、燃圧Ｐとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとしている。このため、必要な吐出量（目標吐出量）が決定されると、図４（Ａ）や図４（Ｂ）に矢印で示すように、電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角（ＣＡ）を算出することができる。
【００３４】
たとえば、要求吐出量がＱ（１）の場合であって、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（３）であっても、燃圧Ｐが異なれば電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角ＣＡは異なる。具体的には、この場合、燃圧Ｐが４ＭＰａのときには電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角ＣＡはＣＡ（１）となり、燃圧Ｐが１３ＭＰａのときには電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角ＣＡはＣＡ（２）となる。
【００３５】
さらに、要求吐出量がＱ（１）の場合であって、燃圧Ｐが４ＭＰａであっても、エンジン回転数ＮＥが異なれば電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角ＣＡは異なる。具体的には、この場合、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（３）のときには電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角ＣＡはＣＡ（１）となり、エンジン回転数ＮＥがＮＥ（１）のときには電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角ＣＡはＣＡ（３）となる。
【００３６】
電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角（ＣＡ）が早いと高圧燃料ポンプ１２００から多くの燃料が吐出され、電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角（ＣＡ）が遅いと高圧燃料ポンプ１２００から少ない燃料が吐出される。電磁スピル弁１２０２を閉じないと開いたままの状態になり、カム１２１０が回転している限り（エンジン１０が回転している限り）ポンププランジャー１２０６は上下方向に摺動するが、電磁スピル弁１２０２が閉じないので、燃料は加圧されないので、吐出量Ｑは０になる。
【００３７】
加圧された燃料は、リーク機能付きチェックバルブ１２０４（設定圧６０ｋＰａ程度）を押し開けて高圧デリバリ連通パイプ１５００を介して高圧デリバリパイプ１１１０へ圧送される。このとき、高圧デリバリパイプ１１１０に設けられた燃料圧センサ４００により燃圧を用いてフィードバック制御される。
【００３８】
電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角（ＣＡ）が早いと（電磁スピル弁１２０２が閉じている時間が長く）、高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量が増加して燃圧Ｐが上昇するようになる。また、電磁スピル弁１２０２を閉じるクランク角（ＣＡ）が遅いと（電磁スピル弁１２０２が閉じている時間が短く）、高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量が減少して燃圧Ｐが低下するようになる。
【００３９】
以下、図５に示すフローチャートを参照して、エンジンＥＣＵ３００で実行される高圧燃料ポンプ１２００のフィードバック制御プログラムについて説明する。
【００４０】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する。）１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン回転数ＮＥを検知する。このとき、エンジンＥＣＵ３００は、回転数センサ４６０から入力された信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを検知する。Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、高圧燃料の圧力（燃圧）Ｐを検知する。このとき、エンジンＥＣＵ３００は、燃料分配管１３０に設けられた燃料圧センサ４００から入力された信号に基づいて燃圧Ｐを検知する。
【００４１】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、高圧燃料ポンプ１２００からの燃料の吐出量である要求吐出量Ｑを算出する。以下、この算出手順について説明する。高圧燃料ポンプ１２００は、燃圧Ｐが燃圧目標値Ｐ（０）になるようにＰ動作とＩ動作とでフィードバック制御される。
【００４２】
要求吐出量Ｑは、
Ｑ＝Ｑｐ＋Ｑｉ＋Ｆ  …  （１）
ここで、Ｑｐ項はＰＩフィードバック制御における比例項であって、Ｑｉ項はＰＩフィードバック制御における積分項であって、Ｆ項は要求噴射量を表わす。
【００４３】
要求噴射量Ｆは、ｆを関数として、
Ｆ＝ｆ（負荷、増量、ＤＩ比率ｒ）  …  （２）
により算出される。
【００４４】
また、実際の燃圧Ｐおよび予め設定される目標燃圧Ｐ（０）等に基づき下記の式（３）を用いて比例項Ｑpが算出される。
【００４５】
Ｑｐ＝Ｋ（１）・（Ｐ（０）−Ｐ）  …  （３）
ここで、Ｋ（1）は係数、Ｐは検知された実際の燃圧、Ｐ（０）は目標燃圧である。式（３）から分かるように、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）よりも小さい値であって両者の差（「Ｐ（０）−Ｐ」）（＞０である）が大きい値になるほど、比例項Ｑp（＞０）は大きい値になり、高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量を多くする側へと変化させる。逆に、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）よりも大きい値になり両者の差（「Ｐ（０）−Ｐ」）（＜０である）が小さい値になるほど、比例項Ｑp（＜０）は小さい値になり、高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量を少なくする側へと変化させる。
【００４６】
さらに、前回の積分項Ｑｉ、実際の燃圧Ｐおよび予め設定される目標燃圧Ｐ（０）等に基づき下記の式（４）を用いて積分項Ｑｉが算出される。
【００４７】
Ｑｉ＝Ｑｉ＋Ｋ（２）・（Ｐ（０）−Ｐ）  …  （４）
ここで、Ｋ（２）は係数、Ｐは実際の燃圧、Ｐ（０）は目標燃圧である。式（４）から分かるように、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）よりも小さい値である間は、両者の差（「Ｐ（０）−Ｐ」）（＞０である）に対応した値が所定周期毎に積分項Ｑｉに加算される。その結果、積分項Ｑｉは、徐々に大きい値へと更新され、高圧燃料ポンプ１２００の要求吐出量Ｑを多くする側へ変化させる。逆に燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）よりも大きい値である間は、両者の差（「Ｐ（０）−Ｐ」）（＜０である）に対応した値が所定周期毎に積分項Ｑｉから減算される。その結果、積分項Ｑｉは、徐々に小さい値に更新され、高圧燃料ポンプの要求吐出量Ｑを少なくする側へ変化させる。
【００４８】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、算出された要求吐出量を満足するような電磁スピル弁１２０２を閉じるタイミングを表わすクランク角（ＣＡ）を算出する。このとき、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン回転数ＮＥと燃圧Ｐとをパラメータとした、図４に示すマップを用いて、高圧燃料ポンプ１２００からの燃料の吐出量が要求吐出量になるような、電磁スピル弁１２０２を閉じるタイミングを表わすクランク角（ＣＡ）を算出する。
【００４９】
Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ３００は、現在のクランク角が算出されたクランク角に到達したか否かを判断する。なお、現在のクランク角は、図示しないクランク角センサにより検知される。現在のクランク角が算出されたクランク角に到達すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ戻される。
【００５０】
Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ３００は、電磁スピル弁１２０２を閉じるように、電磁スピル弁１２０２へ制御信号を出力する。
【００５１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ３００を搭載した車両の動作（特に、エンジン１０の高圧燃料ポンプ１２００におけるＰＩフィードバック制御の動作）について説明する。
【００５２】
高圧燃料ポンプ１２００を作動させる場合においては、エンジン回転数ＮＥが検知され（Ｓ１００）、高圧燃料系の燃圧Ｐが検知され（Ｓ１１０）、検知された燃圧Ｐと目標燃圧Ｐ（０）との偏差をなくするようにＰＩフィードバック制御が行なわれる。このＰＩフィードバック制御において、上記した式（１）〜（４）を用いて要求吐出量Ｑが算出される（Ｓ１２０）。
【００５３】
要求吐出量Ｑを満足するような電磁スピル弁１２０２を閉じるタイミングを表わすクランク角ＣＡが図４に示すマップを用いて（エンジン回転数ＮＥおよび燃圧Ｐをパラメータとして）算出される。
【００５４】
実際の燃圧（制御値）が目標燃圧（目標値）になるように（偏差がなくなるように）、フィードバック制御される。他の方法としては、フィードバック制御において操作量である、高圧燃料ポンプ１２００の圧送行程に相当するカム角度θ（０）に対する電磁スピル弁１２０２が閉弁しているカム角度θの割合（θ／θ（０））を制御値であるデューティ比として算出して、このデューティ比を用いて電磁スピル弁１２０２が制御される。このデューティ制御については後述する。本発明は、要求吐出量からクランク角ＣＡを算出するエンジンにも、デューティ比で制御されるエンジンにも適用が可能である。
【００５５】
本実施の形態においては、偏差等を用いて算出された要求吐出量Ｑから操作量として、電磁スピル弁１２０２の閉弁タイミングをデューティ比で算出するのではなく、要求吐出量Ｑを、Ｆ項といわれる要求噴射量に偏差に対する比例項と積分項とが加算して算出し、この要求吐出量Ｑから、高圧燃料ポンプ１２００からの燃料の吐出量が要求吐出量Ｑになるような、電磁スピル弁１２０２を閉じるタイミングを表わすクランク角（ＣＡ）を算出するようにした。この電磁スピル弁１２０２を閉じるタイミングを表わすクランク角（ＣＡ）を算出するときには、図４に示すように、エンジン回転数ＮＥと燃圧Ｐとをパラメータとしたので、それらの影響を受けても十分に良好な制御特性を得られることになる。
【００５６】
以下、図６に示すフローチャートを参照して、エンジンＥＣＵ３００で実行される高圧燃料ポンプ１２００を含む高圧燃料系統の異常判定プログラムについて説明する。
【００５７】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ３００は、ポート噴射の比率が１００％（ＤＩ比率０％）であるか否かを判断する。この判断は、後述する噴き分けマップを参照して行なわれる。ポート噴射の比率が１００％（ＤＩ比率０％）であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５８】
Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン冷却水温ＴＨＷを検知する。Ｓ２２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン冷却水温ＴＨＷが予め定められたしきい値よりも高いか否かを判断する。この判断は、あまりにもエンジン１０が低い領域においては、高圧燃料系統が吸気通路噴射用インジェクタ１２０により運転されるエンジン１０から受熱する可能性が低いために行なわれる。エンジン冷却水温ＴＨＷが予め定められたしきい値よりも高いと（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５９】
Ｓ２３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、高圧デリバリパイプ１１１０内の燃料の圧力（燃圧）Ｐをモニタする。Ｓ２４０にて、エンジンＥＣＵ３００は、受熱により燃圧Ｐが上昇しているか否かを判断する。受熱により燃圧Ｐが上昇していると（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、処理はＳ２５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２４０にてＮＯ）、処理はＳ２６０へ移される。
【００６０】
Ｓ２５０にて、エンジンＥＣＵ３００は、高圧燃料系統に異常がないと判定する。
Ｓ２６０にて、エンジンＥＣＵ３００は、高圧燃料系統に異常があると判定する。たとえば、燃料配管や筒内噴射用インジェクタ１１０からの漏れである。
【００６１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ３００を搭載した車両の動作（特に、エンジン１０の高圧燃料ポンプ１２００を含む高圧燃料系統の異常判定動作）について説明する。
【００６２】
筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とを備えたエンジン１０において、吸気通路噴射用インジェクタ１２０が１００％の噴き分け率で燃料を噴射してエンジン１０が運転されており（Ｓ２００にてＹＥＳ）、エンジン冷却水温ＴＨＷがある程度高いと（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、筒内噴射用インジェクタ１１０に燃料を供給する高圧デリバリパイプ１１１０内の燃料がエンジン１０から受熱する。受熱した燃料の温度は上昇して高温となり、温度の上昇とともに閉じた系（筒内噴射用インジェクタ１１０から燃料を噴射していない）である高圧デリバリパイプ１１１０内の燃料の圧力は上昇する。このとき、もし高圧燃料系統に漏れ等の異常があると受熱による燃圧上昇が検知されない。このため、高圧デリバリパイプ内の燃料の圧力である燃圧Ｐをモニタしておいて（Ｓ２３０）、受熱により燃圧Ｐが上昇すると（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、高圧燃料系統に異常がないと判定することができて（Ｓ２５０）、受熱により燃圧Ｐが上昇しないと（Ｓ２４０にてＮＯ）、高圧燃料系統に異常があると判定することができる（Ｓ２６０）。
【００６３】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵによると、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを別個に設けて噴射燃料を分担するエンジンにおいて、高圧燃料ポンプのフィードバック制御の制御特性を格段に向上させることができるとともに、高圧燃料系統の異常を的確に判定することができる。
【００６４】
＜デューティ制御するエンジンについて＞
以下、本発明の適用は、上述した要求吐出量に基づいて電磁スピル弁１２０２を閉じるタイミングをクランク角で求めるのではなく、高圧燃料ポンプ１２００の圧送行程に相当するカム角度θ（０）に対する電磁スピル弁１２０２が閉弁しているカム角度θの割合（θ／θ（０））を制御値であるデューティ比として算出して、このデューティ比を用いて電磁スピル弁１２０２が制御するエンジンにも適用が可能である。以下、このデューティ制御について説明する。なお、図１〜図３については同じであるので、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００６５】
高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量（電磁スピル弁１２０２の閉弁開始時期）を制御するための制御量であるデューティ比ＤＴは、０〜１００％という値の間で変化する値であって、電磁スピル弁１２０２の閉弁期間に対応するカム１２１０のカム角度に関係した値である。すなわち、このカム角度に関して、電磁スピル弁１２０２の最大閉弁期間に対応したカム角度（最大カム角度）を「θ（０）」とし、同閉弁期間の目標値に対応するカム角度（目標カム角度）を「θ」とすると、デューティ比ＤＴは、最大カム角度θ（０）に対する目標カム角度θの割合を示すものということになる。従って、デューティ比ＤＴは、目標とする電磁スピル弁１２０２の閉弁期間（閉弁開始時期）が最大閉弁期間に近づくほど１００％に近い値とされ、目標とする閉弁期間が「０」に近づくほど０％に近い値とされるようになる。
【００６６】
デューティ比ＤＴが１００％に近づくほど、デューティ比ＤＴに基づき調整される電磁スピル弁１２０２の閉弁開始時期は早められ、電磁スピル弁１２０２の閉弁期間は長くなる。その結果、高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量が増加して燃圧Ｐが上昇するようになる。また、デューティ比ＤＴが０％に近づくほど、デューティ比ＤＴに基づき調整される電磁スピル弁１２０２の閉弁開始時期は遅らされ、電磁スピル弁１２０２の閉弁期間は短くなる。その結果、高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量が減少して燃圧Ｐが低下するようになる。
【００６７】
デューティ比ＤＴの算出手順について説明する。デューティ比ＤＴは、下記の式（５）に基づき算出される。
【００６８】
ＤＴ＝ＦＦ＋ＤＴｐ＋ＤＴｉ＋α  …  （５）
ここで、ＦＦはフィードフォワード項、ＤＴｐは比例項、ＤＴｉは積分項である。また、αは、リーク機能付きチェックバルブ１２０４からのリーク量を考慮するための補正項である。式（５）において、フィードフォワード項ＦＦは、要求される燃料噴射量に見合った量の燃料を予め高圧デリバリパイプ１１１０に供給し、エンジン過渡時等においても速やかに燃圧Ｐを目標燃圧Ｐ（０）へと近づけるためのものである。また、式（５）において、比例項ＤＴｐは燃圧Ｐを目標燃圧Ｐ（０）に近づけるためのものであって、積分項ＤＴｉは燃料漏れや高圧燃料ポンプ１２００の個体差等に起因するデューティ比ＤＴのばらつきを抑制するためのものである。
【００６９】
エンジンＥＣＵ３００は、式（５）を用いて算出されるデューティ比ＤＴに基づき、電磁スピル弁１２０２における電磁ソレノイドに対する通電開始時期、すなわち電磁スピル弁１２０２の閉弁開始時期を制御する。こうして電磁スピル弁１２０２の閉弁開始時期が制御されることにより、電磁スピル弁１２０２の閉弁期間が変化して高圧燃料ポンプ１００の燃料吐出量が調整され、燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）に向けて変化するようになる。
【００７０】
最終燃料噴射量およびエンジン回転数ＮＥ等の機関運転状態に基づきフィードフォワード項ＦＦを算出する。このフィードフォワード項ＦＦは、要求される燃料噴射量が多くなるほど大きい値になり、デューティ比ＤＴを１００％側、すなわち高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量を多くする側へと変化させる。
【００７１】
実際の燃圧Ｐおよび予め設定される目標燃圧Ｐ（０）等に基づき下記の式（６）を用いて比例項ＤＴｐを算出する。
【００７２】
ＤＴｐ＝Ｋ（１）・（Ｐ（０）−Ｐ）  …  （６）
ここで、Ｋ（１）は係数、Ｐは実際の燃圧、Ｐ（０）は目標燃圧である。式（６）から分かるように、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）よりも小さい値であって両者の差（「Ｐ（０）−Ｐ」）が大きい値になるほど、比例項ＤＴｐは大きい値になり、デューティ比ＤＴを１００％側、すなわち高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量を多くする側へと変化させる。逆に、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）よりも大きい値になり両者の差（「Ｐ（０）−Ｐ」）が小さい値になるほど、比例項ＤＴｐは小さい値になり、デューティ比ＤＴを０％側、すなわち高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量を少なくする側へと変化させる。
【００７３】
積分項ＤＴｉは、たとえば下記の式（７）を用いて、前回の積分項ＤＴｉ、実際の燃圧Ｐ、および目標燃圧Ｐ（０）に基づき算出される。
【００７４】
ＤＴｉ＝ＤＴｉ＋Ｋ（２）・（Ｐ（０）−Ｐ）  …  （７）
ここで、Ｋ（２）は係数、Ｐは実際の燃圧、Ｐ（０）は目標燃圧である。式（７）から分かるように、実際の燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）よりも小さい値である間は、両者の差（「Ｐ（０）−Ｐ」）に対応した値が所定周期毎に積分項ＤＴｉに加算される。その結果、積分項ＤＴｉは、徐々に大きい値へと更新され、デューティ比ＤＴを徐々に１００％側（高圧燃料ポンプ１２００の燃料吐出量を多くする側）へと変化させる。逆に燃圧Ｐが目標燃圧Ｐ（０）よりも大きい値である間は、両者の差（「Ｐ（０）−Ｐ」）に対応した値が所定周期毎に積分項ＤＴｉから減算される。その結果、積分項ＤＴｉは、徐々に小さい値に更新され、デューティ比ＤＴを徐々に０％側（高圧燃料ポンプ２００の燃料吐出量を少なくする側）へと変化させる。なお、積分項ＤＴｉの初期値は０である。
【００７５】
このようなデューティ比を用いてＰ動作とＩ動作とでフィードバック制御するエンジン１０であっても、図６に示すフローチャートにより異常判定を行なうことができる。
【００７６】
なお、上述した実施の形態においては、フィードバック制御がＰ動作とＩ動作とを有するものとして説明したが本発明はこれに限定されない。フィードバックは、Ｐ動作のみを有するフィードバック制御であっても、Ｐ動作およびＩ動作に加えてＤ動作を有するフィードバック制御であってもよい。
【００７７】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン（その１）＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン（その１）について説明する。
【００７８】
図７および図８を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率（ＤＩ比率rとも記載する。）を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。図７は、エンジン１０の温間用マップであって、図８は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００７９】
図７および図８に示すように、これらのマップは、エンジン１０の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ１１０の分担比率がＤＩ比率ｒとして百分率で示されている。
【００８０】
図７および図８に示すように、エンジン１０の回転数と負荷率とに定まる運転領域ごとに、ＤＩ比率ｒが設定されている。「ＤＩ比率ｒ＝１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味し、「ＤＩ比率ｒ＝０％」とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味する。「ＤＩ比率ｒ≠０％」、「ＤＩ比率ｒ≠１００％」および「０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料噴射が分担して行なわれる領域であることを意味する。なお、概略的には、筒内噴射用インジェクタ１１０は、出力性能の上昇に寄与し、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、混合気の均一性に寄与する。このような特性の異なる２種類のインジェクタを、エンジン１０の回転数と負荷率とで使い分けることにより、エンジン１０が通常運転状態（たとえば、アイドル時の触媒暖気時が、通常運転状態以外の非通常運転状態の一例であるといえる）である場合には、均質燃焼のみが行なわれるようにしている。
【００８１】
さらに、これらの図７および図８に示すように、温間時のマップと冷間時のマップとに分けて、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０のＤＩ分担率ｒを規定した。エンジン１０の温度が異なると、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が異なるように設定されたマップを用いて、エンジン１０の温度を検知して、エンジン１０の温度が予め定められた温度しきい値以上であると図７の温間時のマップを選択して、そうではないと図８に示す冷間時のマップを選択する。それぞれ選択されたマップに基づいて、エンジン１０の回転数と負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０および／または吸気通路噴射用インジェクタ１２０を制御する。
【００８２】
図７および図８に設定されるエンジン１０の回転数と負荷率について説明する。図７のＮＥ（１）は２５００〜２７００ｒｐｍに設定され、ＫＬ（１）は３０〜５０％、ＫＬ（２）は６０〜９０％に設定されている。また、図８のＮＥ（３）は２９００〜３１００ｒｐｍに設定されている。すなわち、ＮＥ（１）＜ＮＥ（３）である。その他、図７のＮＥ（２）や、図８のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【００８３】
図７および図８を比較すると、図７に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図８に示す冷間用マップのＮＥ（３）の方が高い。これは、エンジン１０の温度が低いほど、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が高いエンジン回転数の領域まで拡大されるということを示す。すなわち、エンジン１０が冷えている状態であるので、（たとえ、筒内噴射用インジェクタ１１０から燃料を噴射しなくても）筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しにくい。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を使って燃料を噴射する領域を拡大するように設定され、均質性を向上させることができる。
【００８４】
図７および図８を比較すると、エンジン１０の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいてはＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。すなわち、高回転領域や高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射しても、エンジン１０の回転数や負荷が高く吸気量が多いので筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすいためである。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
【００８５】
図７に示す温間用マップでは、負荷率ＫＬ（１）以下では、筒内噴射用インジェクタ１１０のみが用いられる。これは、エンジン１０の温度が高いときであって、予め定められた低負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。これは、温間時においてはエンジン１０が暖まった状態であるので、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しやすい。しかしながら、筒内噴射用インジェクタ１１０を使って燃料を噴射することにより噴口温度を低下させることができるので、デポジットの堆積を回避することも考えられ、また、筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量を確保して、筒内噴射用インジェクタ１１０を閉塞させないことも考えられ、このために、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた領域としている。
【００８６】
図７および図８を比較すると、図８の冷間用マップにのみ「ＤＩ比率ｒ＝０％」の領域が存在する。これは、エンジン１０の温度が低いときであって、予め定められた低負荷領域（ＫＬ（３）以下）では吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみが使用されるということを示す。これはエンジン１０が冷えていてエンジン１０の負荷が低く吸気量も低いため燃料が霧化しにくい。このような領域においては筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射では良好な燃焼が困難であるため、また、特に低負荷および低回転数の領域では筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた高出力を必要としないため、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いないで、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみを用いる。
【００８７】
また、通常運転時以外の場合、エンジン１０がアイドル時の触媒暖気時の場合（非通常運転状態であるとき）、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ１１０が制御される。このような触媒暖気運転中にのみ成層燃焼させることで、触媒暖気を促進させ、排気エミッションの向上を図る。
【００８８】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン（その２）＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン（その２）について説明する。なお、以下のエンジン（その２）の説明において、エンジン（その１）と同じ説明については、ここでは繰り返さない。
【００８９】
図９および図１０を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。図９は、エンジン１０の温間用マップであって、図１０は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００９０】
図９および図１０を比較すると、以下の点で図７および図８と異なる。エンジン１０の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいては低回転数領域を除くＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいては低回転数領域を除くＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用される領域が多いことを示す。しかしながら、低回転数領域の高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料により形成される混合気のミキシングが良好ではなく、燃焼室内の混合気が不均質で燃焼が不安定になる傾向を有する。このため、このような問題が発生しない高回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタの噴射比率を増大させるようにしている。また、このような問題が発生する高負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させるようにしている。これらのＤＩ比率ｒの変化を図９および図１０に十字の矢印で示す。このようにすると、燃焼が不安定であることに起因するエンジンの出力トルクの変動を抑制することができる。なお、これらのことは、予め定められた低回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を減少させることや、予め定められた低負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ１１０の噴射比率を増大させることと、略等価であることを確認的に記載する。また、このような領域（図９および図１０で十字の矢印が記載された領域）以外の領域であって筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射している領域（高回転側、低負荷側）においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすい。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
【００９１】
なお、図７〜図１０を用いて説明したこのエンジン１０においては、均質燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程とすることにより、成層燃焼は筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることにより実現できる。すなわち、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることで、点火プラグ周りにリッチ混合気が偏在させることにより燃焼室全体としてはリーンな混合気に着火する成層燃焼を実現することができる。また、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを吸気行程としても点火プラグ周りにリッチ混合気を偏在させることができれば、吸気行程噴射であっても成層燃焼を実現できる。
【００９２】
また、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖気時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖気時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態（アイドル状態）を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖気時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。
【００９３】
また、図７〜図１０を用いて説明したエンジンにおいては、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射のタイミングは、以下のような理由により、圧縮行程で行なうことが好ましい。ただし、上述したエンジン１０は、基本的な大部分の領域には（触媒暖気時にのみに行なわれる、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を吸気行程噴射させ、筒内噴射用インジェクタ１１０を圧縮行程噴射させる弱成層燃焼領域以外を基本的な領域という）、筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射のタイミングは、吸気行程である。しかしながら、以下に示す理由があるので、燃焼安定化を目的として一時的に筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射タイミングを圧縮行程噴射とするようにしてもよい。
【００９４】
筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮行程中とすることで、筒内温度がより高い時期において、燃料噴射により混合気が冷却される。冷却効果が高まるので、対ノック性を改善することができる。さらに、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射時期を圧縮行程中とすると、燃料噴射から点火時期までの時間が短いことから噴霧による気流の強化を実現でき、燃焼速度を上昇させることができる。これらの対ノック性の向上と燃焼速度の上昇とから、燃焼変動を回避して、燃焼安定性を向上させることができる。
【００９５】
さらに、エンジン１０の温度によらず（すなわち、温間時および冷間時のいずれの場合であっても）、オフアイドル時（アイドルスイッチがオフの場合、アクセルペダルが踏まれている場合）には、図７または図９に示す温間用マップを用いるようにしてもよい（冷間温間を問わず、低負荷領域において筒内噴射用インジェクタ１１０を用いる）。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおける燃料供給機構の全体概要図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】高圧燃料ポンプの特性曲線を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの温間時のＤＩ比率マップを表わす図（その１）である。
【図８】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの冷間時のＤＩ比率マップを表わす図（その１）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの温間時のＤＩ比率マップを表わす図（その２）である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの冷間時のＤＩ比率マップを表わす図（その２）である。
【符号の説明】
【００９８】
１０  エンジン、２０  インテークマニホールド、３０  サージタンク、４０  吸気ダクト、４２  エアフローメータ、５０  エアクリーナ、６０  電動モータ、７０  スロットルバルブ、８０  エキゾーストマニホールド、９０  三元触媒コンバータ、１００  アクセルペダル、１１０  筒内噴射用インジェクタ、１１２  気筒、１１９  点火プラグ、１２０  吸気通路噴射用インジェクタ、１２１  排気バルブ、１２２  吸気バルブ、１２３  ピストン、１３０  燃料分配管、１５０  高圧燃料圧送装置、１６０  燃料分配管（低圧側）、１７０  燃料圧レギュレータ、１８０  低圧燃料ポンプ、１９０  燃料フィルタ、２００  燃料タンク、３００  エンジンＥＣＵ、３１０  双方向性バス、３２０  ＲＯＭ、３３０  ＲＡＭ、３４０  ＣＰＵ、３５０  入力ポート、３６０  出力ポート、３７０，３９０，４１０，４３０，４５０  Ａ／Ｄ変換器、３８０  水温センサ、４００  燃料圧センサ、４２０  空燃比センサ、４４０  アクセル開度センサ、４６０  回転数センサ、１１００  フィードポンプ、１１１０  高圧デリバリパイプ、１１２０  低圧デリバリパイプ、１１４０  リリーフバルブ、１２００  高圧燃料ポンプ、１２０２  電磁スピル弁、１２０４  リーク機能付きチェックバルブ、１２０６  ポンププランジャー、１２１０  カム、１２２０  パルセーションダンパー、１４００  低圧供給パイプ、１４１０  低圧デリバリ連通パイプ、１４２０  ポンプ供給パイプ、１５００  高圧デリバリ連通パイプ、１６００  高圧燃料ポンプリターンパイプ、１６１０  高圧デリバリリターンパイプ、１６３０  リターンパイプ。
【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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