(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、吸気管内に燃料を噴射するための吸気管噴射用インジェクタとを備えた筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、
エンジン始動後、エンジン駆動式の高圧ポンプによる高圧燃料系の燃料圧力が設定圧力以上に上昇したと見做し得るエンジン回転数に達するまでは、上記筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射のみを実行する燃料噴射制御手段と、
上記筒内噴射用インジェクタへ燃料を供給する高圧燃料系の燃料圧力が筒内燃料噴射を実行する圧力判定閾値より高いか否かを判定する燃料圧力判定手段と
を備え、
上記燃料噴射制御手段は、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値より高いと判定された場合、上記筒内噴射用インジェクタのみを駆動して筒内燃料噴射を実行し、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値以下に低下した場合には、上記筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射に対し、上記吸気管噴射用インジェクタを駆動しての吸気管燃料噴射を併用することを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
上記燃料噴射制御手段は、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値以下の状態が一定時間継続した場合に、上記筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射に対して上記吸気管噴射用インジェクタによる吸気管燃料噴射を併用することを特徴とする請求項１記載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
上記燃料噴射制御手段は、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値より低い第２の圧力判定閾値以下に低下した場合、上記吸気管噴射用インジェクタによる吸気管燃料噴射の併用を直ちに実行することを特徴とする請求項２記載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
上記燃料噴射制御手段は、筒内燃料噴射及び吸気管燃料噴射の実行下でのエンジン負荷の増減による要求燃料噴射量の増減を、上記吸気管噴射用インジェクタからの燃料噴射量の増減によって対応することを特徴とする請求項１記載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
上記燃料噴射制御手段は、筒内燃料噴射及び吸気管燃料噴射の実行下で、エンジン負荷の減少に対応して上記吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量が設定値まで減少した場合、以降のエンジン負荷の減少に対し、上記吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量を上記設定値に固定して上記筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させ、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値より高い第３の圧力判定閾値まで上昇した段階で上記吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させることを特徴とする請求項４記載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
上記圧力判定閾値を、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて設定することを特徴とする請求項１記載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項７】
上記圧力判定閾値を、エンジンの冷却水温に基づいて設定することを特徴とする請求項１記載の筒内燃料噴射エンジン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、筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと吸気管内に燃料を噴射するための吸気管噴射用インジェクタとを備えた筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射エンジンにおいては、噴霧の微粒化を促進するためインジェクタに供給する燃料の圧力を高圧に維持する必要があり、燃料タンク内の燃料を送出する低圧ポンプの吐出圧を高圧ポンプで更に昇圧し、インジェクタに供給するようにしている。
【０００３】
筒内燃料噴射エンジンに用いられる高圧ポンプとしては、通常、電動式ポンプに比較してポンプ効率やコストの面で有利なエンジン駆動式のポンプが多く用いられているが、エンジン駆動式の高圧ポンプは、その吐出量がエンジン回転速度に左右されることからエンジン低回転時に吐出圧が低下し、また、燃料の粘度が低下する高温時にポンプ吐出量が減少して吐出圧が低下する場合があり、必要な燃料噴射量が不足する虞がある。
【０００４】
このため、特開平１１−２１４５号公報には、噴射弁（インジェクタ）に作用する燃料圧力を燃圧センサで検出し、燃料圧力に応じて燃料噴射量を補正することで、高圧ポンプにより所定の高燃圧を発生できないような場合においても、燃料供給量を適切に制御する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の先行技術では、燃圧センサによって検出した実際の燃料圧力に基づく燃圧補正によって必要な燃料噴射量の確保は可能であるものの、個々のエンジンで実際の燃料圧力が異なることから筒内噴射における噴霧形態が異なり、エンジンによっては燃焼が不均一となる虞がある。
【０００６】
従って、高圧フィードポンプの吐出圧（吐出流量）の変動やバラツキを考慮し、高圧フィードポンプのポンプ容量を大きくことも考えられるが、不必要に容量の大きな高圧フィードポンプを搭載することは、エンジンのポンプ駆動損失が増加して燃費及びドライバビリティの悪化を招くばかりでなく、ポンプの大型化且つ重量増加により艤装上の制約を受ける。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、筒内へ燃料を噴射するための高圧燃料系のポンプ容量を必要最小限としつつ、必要な燃料噴射量を確保することのできる筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと、吸気管内に燃料を噴射するための吸気管噴射用インジェクタとを備えた筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、エンジン始動後、エンジン駆動式の高圧ポンプによる高圧燃料系の燃料圧力が設定圧力以上に上昇したと見做し得るエンジン回転数に達するまでは、上記筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射のみを実行する燃料噴射制御手段と、上記筒内噴射用インジェクタへ燃料を供給する高圧燃料系の燃料圧力が筒内燃料噴射を実行する圧力判定閾値より高いか否かを判定する燃料圧力判定手段とを備え、上記燃料噴射制御手段は、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値より高いと判定された場合、上記筒内噴射用インジェクタのみを駆動して筒内燃料噴射を実行し、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値以下に低下した場合には、上記筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射に対し、上記吸気管噴射用インジェクタを駆動しての吸気管燃料噴射を併用することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記燃料噴射制御手段は、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値以下の状態が一定時間継続した場合に、上記筒内噴射用インジェクタによる筒内燃料噴射に対して上記吸気管噴射用インジェクタによる吸気管燃料噴射を併用することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、上記燃料噴射制御手段は、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値より低い第２の圧力判定閾値以下に低下した場合、上記吸気管噴射用インジェクタによる吸気管燃料噴射の併用を直ちに実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記燃料噴射制御手段は、筒内燃料噴射及び吸気管燃料噴射の実行下でのエンジン負荷の増減による要求燃料噴射量の増減を、上記吸気管噴射用インジェクタからの燃料噴射量の増減によって対応することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、上記燃料噴射制御手段は、筒内燃料噴射及び吸気管燃料噴射の実行下で、エンジン負荷の減少に対応して上記吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量が設定値まで減少した場合、以降のエンジン負荷の減少に対し、上記吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量を上記設定値に固定して上記筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させ、上記高圧燃料系の燃料圧力が上記圧力判定閾値より高い第３の圧力判定閾値まで上昇した段階で上記吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記圧力判定閾値を、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて設定することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記圧力判定閾値を、エンジンの冷却水温に基づいて設定することを特徴とする。
【００１６】
すなわち、請求項１記載の発明では、エンジン始動後、エンジン駆動式の高圧ポンプによる高圧燃料系の燃料圧力が設定圧力以上に上昇したと見做し得るエンジン回転数に達するまでは筒内燃料噴射のみを実行することで、必要燃料噴射量を確保しつつ、冷態始動時の排気ガスを悪化させやすい筒外の吸気管噴射を避け、排気エミッションの悪化を防止することが可能となる。
また、高圧燃料系の燃料圧力が筒内燃料噴射を実行する圧力判定閾値より高いか否かを判定し、圧力判定閾値より高い場合には筒内噴射用インジェクタのみを駆動して筒内燃料噴射を実行し、圧力判定閾値以下に低下した場合には、吸気管噴射用インジェクタを駆動しての吸気管燃料噴射を筒内燃料噴射に併用することで、必要燃料噴射量を確保する。
【００１７】
この場合、請求項２に記載したように、高圧燃料系の燃料圧力が圧力判定閾値以下に低下しても直ぐには吸気管噴射用インジェクタによる吸気管燃料噴射の併用を開始せず、圧力判定閾値以下の低い状態が一定時間継続した場合に、初めて筒内燃料噴射に対して吸気管燃料噴射を併用することが望ましく、制御ハンチングを防止すると共に、筒外の吸気管噴射用インジェクタの使用頻度を下げて吸気管内の燃料付着を極力少なくし、排気ガスエミッションの悪化を防止することが可能となる。
【００１８】
また、請求項３に記載したように、高圧燃料系の燃料圧力が圧力判定閾値より低い第２の圧力判定閾値以下に低下した場合には、吸気管噴射用インジェクタによる吸気管燃料噴射の併用を直ちに実行することが望ましく、急激な圧力低下に対処することが可能である。
【００１９】
また、筒内燃料噴射及び吸気管燃料噴射の実行下では、請求項４に記載したように、エンジン負荷の増減による要求燃料噴射量の増減を、吸気管噴射用インジェクタからの燃料噴射量の増減によって対応することが望ましく、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量を一定化して噴霧形態の安定化を図ることが可能となる。この場合、請求項５に記載したように、エンジン負荷の減少に対応して吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量が設定値まで減少した場合、以降のエンジン負荷の減少に対し、吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量を設定値に固定して筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させ、高圧燃料系の燃料圧力が圧力判定閾値より高い第３の圧力判定閾値まで上昇した段階で吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させることが望ましく、燃料噴射の切換えにヒステリシスを持たせて制御ハンチングを防止すると共に、燃料噴射量の変動によるトルク変動を抑えることが可能となる。
【００２０】
圧力判定閾値は、請求項６に記載したように、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて設定する、或いは、請求項７に記載したように、エンジンの冷却水温に基づいて設定することが望ましく、エンジン運転状態に応じた適切な燃料噴射形態とすることが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図８は本発明の実施の一形態に係わり、図１〜図３は燃料噴射制御ルーチンのフローチャート、図４は圧力判定閾値の説明図、図５は燃料補正係数の説明図、図６は高圧燃料系の燃料圧力、要求燃料噴射量、筒内燃料噴射量、筒外燃料噴射量、制御モードフラグの関係を示すタイムチャート、図７はエンジン制御系の概略構成図、図８は燃料供給系の系統図である。
【００２２】
図７において、符号１は、気筒内に燃料を直接噴射して火花点火により混合気を燃焼させる筒内燃料噴射エンジンであり、図においては水平対向型４気筒ガソリンエンジンを示す。エンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２の気筒毎に、吸気ポート３と排気ポート４とが形成されている。
【００２３】
本形態のエンジン１は、各気筒毎に２個の吸気弁と２個の排気弁とを有する４バルブエンジンであり、２つの吸気ポート３のそれぞれに連通するインテークマニホルド５の一方の分岐管に、低・中負荷の運転領域で燃焼室内にスワール流を生成してエンジンの燃焼効率を向上させるためのスワール制御弁６が介装され、インテークマニホルド５の各分岐管の上流側集合部であるエアチャンバ７に、スロットル弁８が介装されている。
【００２４】
さらに、エアチャンバ７の上流側は、スロットル弁８とスロットル弁８を駆動するスロットルアクチュエータ９とを備えた電子制御スロットルボディを介して吸気管１０に連通されており、吸気管１０の上流側にエアクリーナを格納するエアボックス１２が連通され、エアインテークチャンバ１３を介して新気が取り入れられる。
【００２５】
また、エンジン１の各気筒毎の各排気ポート４には、エキゾーストマニホルド１４を介して排気管１５が連通され、左右両バンクからの排気管１５の合流部に三元触媒を有する触媒コンバータ１６が介装され、さらに、この触媒コンバータ１６下流側にＮＯｘ吸蔵触媒を有する触媒コンバータ１７が介装されてマフラ１８に連通されている。
【００２６】
また、エンジン１のクランク室に連通するブローバイガス通路２３がシリンダブロック１ａ側から延出され、中途で分岐されて一方がスロットル弁８上流の吸気管１０に連通されると共に、他方がブローバイガス制御弁２４を介してスロットル弁８下流に連通されている。更に、新気をクランクケース内に導入するための新気導入通路２５がスロットル弁８上流の吸気管１０から延出され、各バンクのシリンダヘッド２内へ連通されている。
【００２７】
また、エアチャンバ７と排気ポート４とを連通する排気ガス還流（ＥＧＲ）通路２６の中途に、電子制御ユニット１００からの制御信号によってＥＧＲ量を制御するための電子制御式ＥＧＲ制御弁２７が介装されている。
【００２８】
次に、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｂには、筒内噴射用インジェクタ２８が臨まされ、さらに、筒内噴射用インジェクタ２８に対して補助的に使用する筒外噴射インジェクタとして、各バンク毎のインテークマニホルド５のスワール制御弁６上流に、吸気管内に燃料を噴射する吸気管噴射用インジェクタ２９が配設されている。
【００２９】
筒内噴射用インジェクタ２８及び吸気管噴射用インジェクタ２９への燃料を貯留する燃料タンク３０には、インタンク式の燃料ポンプ３１が備えられ、この燃料ポンプ３１の吐出口から延出される燃料ライン３２が燃料フィルタ３３を経て二方に分岐され、一方が各バンク毎の吸気管噴射用インジェクタ２９に接続されると共に、他方が高圧燃料ポンプユニット３５に接続されている。
【００３０】
高圧燃料ポンプユニット３５は、小型且つ軽量で、エンジン１の特性に応じた必要最小限のポンプ容量の仕様となっており、エンジン１のカム軸を介して駆動される高圧燃料ポンプ、高圧燃料ポンプの吐出圧を筒内噴射用の高圧の噴射圧に調圧する高圧レギュレータ等が内蔵されている。
【００３１】
高圧燃料ポンプユニット３５からは、燃料タンク３０への燃料リターンライン３６と、各気筒の筒内噴射用インジェクタ２８へ燃料を分配する各バンク毎の燃料分配管３８へ連通する高圧ライン３７とが延出されている。高圧ライン３７には、ライン内エアパージのため、燃料圧力切換バルブアッセンブリ３９が接続されており、この燃料圧力切換バルブアッセンブリ３９に連通される圧力レギュレータ４０の燃料リターンライン４１が高圧燃料ポンプユニット３５からの燃料リターンライン３６と合流されて燃料タンク３０に接続されている。
【００３２】
詳細には、図８に示すように、低圧燃料系の主要部を構成する燃料ポンプ３１は、燃料タンク３０内のモータ駆動式フィードポンプ３１ａ、該フィードポンプ３１ａの吸入側に接続される燃料フィルタ３１ｂ及び低圧レギュレータ３１ｃ、フィードポンプ３１ａの吐出側に接続されるダンパ３１ｄを備えたユニットとして構成され、外部の燃料フィルタ３３を介して高圧燃料ポンプユニット３５と各バンクの吸気管噴射用インジェクタ２９とに燃料を供給する。
【００３３】
また、高圧燃料系の主要部を構成する高圧燃料ポンプユニット３５は、エンジン１によって駆動される高圧フィードポンプ３５ｃ、高圧フィードポンプ３５ｃの吐出圧を調圧する高圧レギュレータ３５ｄを主とし、高圧フィードポンプ３５ｃの吸入側に、燃料フィルタ３５ａ及び低圧ダンパ３５ｂが介装されると共に、高圧フィードポンプ３５ｃの吐出側に、高圧ダンパ３５ｅ、オリフィス３５ｆ、ワンウェイバルブ３５ｇが介装されている。
【００３４】
高圧フィードポンプ３５ｃの吐出側は、ワンウェイバルブ３５ｇを介して一方のバンクの燃料分配管３８に接続されると共に、ワンウェイバルブ３５ｇから燃料フィルタ３５ｈを介して高圧レギュレータ３５ｄに接続されており、この高圧レギュレータ３５ｄのリターン通路がオリフィス３５ｉを介して燃料タンク３０に連通されている。尚、リターン通路には、ワンウェイバルブ３５ｊを介して高圧フィードポンプ３５ｃのドレイン通路が接続されている。
【００３５】
また、エンジン駆動式の高圧フィードポンプ３５ｃではエンジン始動のクランキング時に吐出圧（吐出流量）が確保できないことから、高圧フィードポンプ３５ｃの吐出側と吸入側とをバイパスする通路にワンウエイバルブ３５ｋが介装されており、エンジン始動時、燃料タンク３０内のモータ駆動式のフィードポンプ３５ｃからの燃料圧力によってワンウェイバルブ３５ｋが開弁し、高圧フィードポンプ３５ｃをバイパスして燃料分配管３８に燃料を供給する。
【００３６】
さらに、他方のバンクの燃料分配管３８に接続される燃料圧力切換バルブアッセンブリ３９は、燃料圧力切換ソレノイド弁３９ａの入力ポート側が燃料フィルタ３９ｂを介して燃料分配管３８に接続されると共に、燃料フィルタ３９ｂの入口側にオリフィス３９ｃを介してレゾネータ３９ｄが接続される構成となっており、エンジン始動時等に電子制御ユニット１００によって燃料圧力切換ソレノイド弁３９ａが開弁され、高圧ライン３７を圧力レギュレータ４０を介して燃料タンク３０へバイパスさせることで高圧ライン３７の燃料圧力を下げて燃料流量を増大させ、高圧ライン３７内のエア或いは蒸発ガスを迅速に排出する。
【００３７】
一方、燃料タンク３０内の蒸発ガスを放出するため、燃料タンク３０の上部からは、図中、破線で示すように、パージ通路４２が延出され、万一の車両横転による燃料漏れを防止するためのロールオーババルブ４３及び２方向弁４４を経て活性炭等からなる吸着部を備えたキャニスタ４５に連通されている。パージ通路４２のキャニスタ４５下流側は、キャニスタ４５からの蒸発燃料のパージ量を制御するためのキャニスタパージ制御弁４６を介してエアチャンバ７に連通されている。
【００３８】
一方、エンジン１のシリンダヘッド２の各気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ４７が配設され、各気筒毎の点火プラグ４７に、イグナイタを内蔵する点火コイル４８が連設されている。また、各シリンダヘッド２内の各吸気カム軸を駆動するカムスプロケット内に、吸気カムプーリと吸気カム軸とを相対回動してクランク軸に対する吸気カム軸の回転位相を連続的に可変する周知の油圧駆動式可変バルブタイミングアクチュエータ４９が備えられている。この可変バルブタイミングアクチュエータ４９は、電子制御ユニット１００からの駆動信号で作動するオイルフロー制御弁５０を介した油圧によって駆動制御される。
【００３９】
次に、運転状態を検出するためのセンサ類の配置について説明する。エアクリーナを格納するエアボックス１２に吸気温センサ５１が臨まされ、吸気管１０のエアボックス１２の直下流には、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ５２が介装されている。
【００４０】
また、スロットルボディに内設されるスロットル弁８にスロットルセンサ５３が連設されており、エンジン１を制御する上での運転者の出力要求としてアクセルペダル５４の踏み込み量を検出するため、アクセルセンサ５５がケーブルを介してアクセルペダル５４に連設されている。
【００４１】
また、一方のバンクの燃料分配管３８に、燃料圧力を検出する燃料圧力センサ５６が取り付けられ、三元触媒を有する触媒コンバータ１６の上下流側に、それぞれ、全運転域で排気ガス中の空燃比を検出するための空燃比センサ５７、排気温センサ５８が配設され、ＮＯｘ吸蔵触媒を有する触媒コンバータ１７の下流に、ＮＯｘ吸蔵触媒を通過した排気ガス中の酸素濃度を検出するためのＯ2センサ５９が配設されている。
【００４２】
一方、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ６０が取付けられ、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路６１には、冷却水温センサ６２が臨まされている。また、エンジン１のクランク軸に軸着するクランクロータ６３の外周にクランク角センサ６４が対設され、クランク軸に対して１／２回転する吸気カムプーリの裏面に気筒判別センサ６５が対設されている。さらに、吸気カム軸の後端に固設されたカムロータの外周に、バルブタイミング制御情報である吸気カム位置を検出するためのカム位置センサ６６が対設されている。尚、本実施の形態においては、気筒判別センサ６５は一方のバンクのみに設けられる。
【００４３】
以上のエンジン１におけるセンサ・アクチュエータ類は、マイクロコンピュータ及び周辺回路からなる電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００に接続されており、各センサ類からの信号をＥＣＵ１００で処理して各アクチュエータ類を駆動し、エンジン１を電子的に制御する。本形態のＥＣＵ１００は、メイン制御ユニット部１００ａとＥＴＣ制御ユニット部１００ｂとから構成され、メイン制御ユニット部１００ａでは、燃料噴射制御を含む空燃比制御、点火時期制御、ＥＧＲ制御、可変バルブタイミング制御等を主として実行し、ＥＴＣ制御ユニット部１００ｂでは、スロットルアクチュエータ９を介したスロットル弁８の電子制御を専用に実行する。
【００４４】
メイン制御ユニット部１００ａには、筒内噴射用インジェクタ２８を駆動するための専用のインジェクタ駆動ユニット１０１が接続されており、インジェクタ駆動ユニット１０１への電源をＯＮ，ＯＦＦするためのインジェクタドライバリレー１０２のリレーコイル、燃料ポンプ３１への電源をＯＮ，ＯＦＦするための燃料ポンプリレー１０３のリレーコイルが接続され、イグニッションリレー１０４のリレー接点を介してイグニッション電源が供給される。
【００４５】
また、メイン制御ユニット部１００ａに接続されるセンサ類としては、前述の各センサ、すなわち、吸気温センサ５１、吸入空気量センサ５２、アクセルセンサ５５、燃料圧力センサ５６、空燃比センサ５７、排気温センサ５８、Ｏ2センサ５９、ノックセンサ６０、冷却水温センサ６２、クランク角センサ６４、気筒判別センサ６５、カム位置センサ６６、及び、マスターバッグ圧力センサ６７等がある。
【００４６】
また、メイン制御ユニット部１００ａに接続されるアクチュエータ類としては、前述の各アクチュエータ類、すなわち、スワール制御弁６、ＥＧＲ制御弁２７、吸気管噴射用インジェクタ２９、燃料圧力切換ソレノイド弁３９ａ、キャニスタパージ制御弁４６、点火コイル４８に内蔵されるイグナイタ、可変バルブタイミングアクチュエータ４９を油圧駆動するためのオイルフロー制御弁５０等がある。但し、筒内噴射用インジェクタ２８は、専用のインジェクタ駆動ユニット１０１に接続され、メイン制御ユニット部１００ａからインジェクタ駆動ユニット１０１への制御指令によって駆動制御される。
【００４７】
一方、ＥＴＣ制御ユニット部１００ｂには、ＥＴＣ電源をＯＮ，ＯＦＦするため、ＥＴＣ電源リレー１０５のリレーコイル及びリレー接点が接続されると共に、スロットルアクチュエータ９、スロットルセンサ５３が接続されており、メイン制御ユニット部１００ａからの制御指令に応じたスロットル開度となるよう、スロットルセンサ５３からの信号に基づいてスロットルアクチュエータ９を駆動する。
【００４８】
ＥＣＵ１００では、各種センサ・スイッチ類からの信号を処理して得られる運転状態に基づいて各種制御量を演算し、制御量に対応する駆動信号を各種アクチュエータ類に出力して運転状態に応じた燃焼形態での空燃比が常に適正な空燃比となるよう制御する。例えば、運転者の出力要求としてのアクセル開度とエンジン回転数とからエンジンの目標トルクを算出し、この目標トルクを実現するに最適な吸入空気量と燃料噴射量とを設定し、筒内噴射用インジェクタ２８へ対応する駆動信号を出力すると共にスロットルアクチュエータ９を介してスロットル弁８の開度を制御する。
【００４９】
この場合、燃料噴射制御においては、筒内噴射用の高圧の燃料を供給するエンジン駆動式の高圧フィードポンプ３５ｃは、エンジンの回転速度に左右されることからエンジン低回転時に吐出圧が低下し、また、燃料の粘度が低下する高温時にポンプ吐出量が減少して吐出圧が低下する場合があり、必要な燃料噴射量が不足する虞がある。
【００５０】
さらには、高圧フィードポンプ３５ｃには、生産時の個体バラツキが存在し、必ずしも全ての車両の高圧燃料系で筒内噴射の燃料圧力が同じになるとは限らず、燃料圧力センサ５６によって検出した実際の燃料圧力に基づく燃圧補正（後述する燃料補正係数Ｋｐによる補正）によって必要な燃料噴射量の確保は可能であるものの、個々のエンジンで実際の燃料圧力が異なることから筒内噴射における噴霧形態が異なり、エンジンによっては燃焼が不均一となる虞がある。
【００５１】
従って、高圧フィードポンプの吐出圧（吐出流量）の変動やバラツキを考慮し、高圧フィードポンプのポンプ容量を大きくことも考えられるが、不必要に容量の大きな高圧フィードポンプを搭載することは、エンジンのポンプ駆動損失が増加して燃費及びドライバビリティの悪化を招くばかりでなく、ポンプの大型化且つ重量増加により艤装上の制約を受ける。
【００５２】
このため、ＥＣＵ１００では、高圧燃料系の燃料圧力が所定の圧力判定閾値より低下した場合、筒内噴射用インジェクタ２８に加えて筒外の吸気管噴射用インジェクタ２９を併用し、筒内及び筒外への燃料噴射を実行して筒内噴射の安定化を図ると共に必要な燃料量を確保する。
【００５３】
すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明に係る燃料圧力判定手段、燃料噴射制御手段の機能を有し、具体的には、図１〜図３に示すルーチンによって各手段の機能を実現する。
【００５４】
以下、ＥＣＵ１００による燃料噴射制御処理について、図１〜図３のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
図１〜図３の燃料噴射制御ルーチンは、エンジン始動後、所定周期毎に実行されるルーチンであり、先ず、ステップＳ１０１で、エンジン１の目標トルクに対応する目標空気量Ｑをエンジン回転数ＮＥで除算して求められる１行程当たりの筒内空気量に目標当量比ＫＡを乗算し、要求燃料噴射量Ｇｆを算出する（Ｇｆ←Ｑ／ＮＥ×ＫＡ）。この要求燃料噴射量Ｇｆは、最終的に筒内に供給される燃料量であり、筒内噴射用インジェクタ２８と吸気管噴射用インジェクタ２９との両者を使用する場合には、筒内に直接噴射される筒内燃料噴射量Ｇｉと吸気管に噴射される筒外燃料噴射量Ｇｏとの合計燃料噴射量となる。
【００５６】
次に、ステップＳ１０２へ進み、現在のエンジン回転数ＮＥが設定値ＮＬ以上か否かを調べる。設定値ＮＬは、エンジン始動後、高圧燃料系の燃料圧力が高圧フィードポンプ３５ｃの駆動により筒内噴射用インジェクタ２８からの燃料噴射に適正な正規圧力（例えば、７ＭＰａ）に上昇したと見做し得るエンジン回転数であり、エンジン特性、エンジン排気量、インジェクタ特性等を考慮して予めシミュレーション或いは実験等により求められた適正値がＥＣＵ１００内のメモリに固定データとして記憶されている。
【００５７】
そして、ステップＳ１０２においてＮＥ＜ＮＬであり、エンジン始動直後の低回転時で高圧燃料系の圧力上昇が遅れ、正規圧力に達してないと判断される場合、ステップＳ１０２からステップＳ１０６へジャンプし、ステップＳ１０６以降で筒内噴射用インジェクタ２８のみから燃料を噴射させる処理を行う。
【００５８】
すなわち、エンジン始動直後には、エンジンが冷態状態にあるため、吸気管噴射用インジェクタ２９から燃料を噴射すると燃料の霧化が悪く、吸気管内の壁面燃料付着量が増加して燃焼が悪化し、排気ガスエミッションが悪化する虞がある。また、エンジン始動直後には要求燃料噴射量が比較的少ないため、筒内噴射用インジェクタ２８の制御範囲を逸脱することなく燃料圧力低下を補償するための燃圧補正（後述する燃料補正係数Ｋｐによる補正）を実施することができ、筒内噴射用インジェクタ２８のみで要求燃料噴射量をまかなうことが可能である。
【００５９】
従って、エンジン回転数が設定値ＮＬまで上昇していない始動直後の状態では、吸気管噴射用インジェクタ２９による筒外噴射を止めて筒内噴射用インジェクタ２８のみによる筒内噴射とすることで、排気エミッションの悪化を未然に防止することができる。
【００６０】
一方、ステップＳ１０２において、ＮＥ≧ＮＬで高圧燃料系の燃料圧力が正規圧力に上昇していると見做し得る場合には、ステップＳ１０２からステップＳ１０３へ進んで制御モードフラグＦＬＧ１の値を参照する。制御モードフラグＦＬＧ１は、ＦＬＧ１＝０で筒内噴射用インジェクタ２８のみを使用して筒内に燃料を噴射する筒内噴射制御モード、ＦＬＧ１＝１で筒内噴射用インジェクタ２８と吸気管噴射用インジェクタ２９とを併用して筒内及び筒外に燃料を噴射する筒内外噴射制御モードを示すものであり、イニシャル値は筒内噴射制御モードを示すＦＬＧ１＝０である。
【００６１】
そして、現在の制御モードがＦＬＧ１＝１で筒内噴射用インジェクタ２８に吸気管噴射用インジェクタ２９を併用した筒内及び筒外の燃料噴射を実行している場合には、ステップＳ１０３からステップＳ１４０以降の処理へ進み、ＦＬＧ１＝０で筒内噴射用インジェクタ２８による筒内噴射のみを実行している場合には、ステップＳ１０３からステップＳ１０４へ進んで、燃料分配管３８に取り付けられた燃料圧力センサ５６からの信号に基づく高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈを読込み、高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈを圧力判定閾値ＰＡ（例えば、４ＭＰａ）と比較する。
【００６２】
圧力判定閾値ＰＡは、エンジン低回転時や高温時等、高圧燃料ポンプユニット３５内のエンジン駆動式のフィードポンプ３５ｃのポンプ効率が一時的に低下した場合に対処するものであり、高圧燃料系の燃料圧力低下を補償する燃圧補正を実施する上で、筒内噴射用インジェクタ２８の制御限界を超える燃料圧力低下に所定のマージン（余裕度）を加味して設定される。
【００６３】
そして、ステップＳ１０４において、Ｐｈ＞ＰＡの場合、ステップＳ１０５以降へ進んで筒内噴射用インジェクタ２８のみから燃料を噴射させる筒内噴射制御モードに係わる処理を実行し、Ｐｈ≦ＰＡで高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈが圧力判定閾値ＰＡ以下の場合には、ステップＳ１１３で、燃料圧力Ｐｈが圧力判定閾値ＰＣ（但し、ＰＣ＜ＰＡ）より低下しているか否かを調べる。圧力判定閾値ＰＣは、圧力判定閾値ＰＡに対する第２の圧力判定閾値（後述する圧力判定閾値ＰＢが第３の圧力判定閾値となる）として、高圧燃料系の急激な圧力低下に対し、直ちに筒内外噴射制御モードへ移行させるための閾値であり、圧力判定閾値ＰＡよりも低い値に設定され、予めシミュレーション或いは実験等により求めた適正値がＥＣＵ１００内のメモリに固定データとして記憶されている。
【００６４】
そして、ステップＳ１１３において、Ｐｈ＜ＰＣの場合、ステップＳ１１４で高圧燃料系の燃料圧力ＰｈがＰＡ≧Ｐｈ≧ＰＣの状態にある継続時間を計時するためのカウント値ＣをクリアしてステップＳ１２０以降の筒内外噴射制御モードの処理へ進み、Ｐｈ≧ＰＣ（ＰＡ≧ＰＣ≧ＰＣ）の場合、ステップＳ１１５でカウント値Ｃをカウントアップする（Ｃ←Ｃ＋１）。
【００６５】
次いで、ステップＳ１１６へ進み、カウント値Ｃが設定値ＣＳＥＴに達したか否かを調べ、Ｃ＜ＣＳＥＴの場合、ステップＳ１０６以降で筒内噴射制御モードの処理を実行し、Ｃ≧ＣＳＥＴの場合、ステップＳ１２０以降へ進んで筒内外噴射制御モードへ移行する。
【００６６】
これにより、高温時やエンジン低回転時等に高圧フィードポンプ３５ｃのポンプ効率が低下して高圧燃料系の燃料圧力が低下しても、吸気管噴射用インジェクタ２９による吸気管燃料噴射の併用により要求燃料噴射量を確保することができ、不必要にポンプ容量を増加させてエンジンのポンプ駆動損失の増加による燃費悪化やドライバビリティの悪化を招くことがなく、必要最小限の容量で小型・軽量の高圧ポンプとし、燃費改善、ドライバビリティの向上を図ることができる。
【００６７】
しかも、高圧燃料系の燃料圧力が急激に低下して圧力判定閾値ＰＣより低くなった場合には、直ちに筒外の吸気管噴射用インジェクタ２９を併用して筒内外に燃料を噴射する筒内外噴射制御モードに移行するため、筒内噴射用インジェクタ２８からの燃料噴射量で不足する燃料分を筒外の吸気管噴射用インジェクタ２９からの燃料噴射量で直ちに補い、エンジンの出力低下を招くことがない。
【００６８】
また、高圧燃料系の燃料圧力が一時的に圧力判定閾値ＰＡ以下になっても、圧力判定閾値ＰＣ以上である限り直ぐには筒内外燃料噴射モードへ移行せず、設定値ＣＳＥＴに相当する一定時間が経過しても依然として高圧燃料系の燃料圧力が圧力判定閾値ＰＡ，ＰＣの間にある場合に、筒内外噴射制御モードへ移行するため、筒外の吸気管噴射用インジェクタ２９の使用頻度を下げ、吸気管内の燃料付着による排気ガスエミッションの悪化を防止することができる。
【００６９】
この場合、圧力判定閾値ＰＡは、簡易的には、予めシミュレーション或いは実験等により求めた固定値とすることも可能であるが、図４（ａ）に示すように、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷Ｌとに基づくマップ参照による設定値、或いは、図４（ｂ）に示すように、冷却水温ＴＷに基づく設定値を採用することが望ましく、エンジン運転状態に応じた適切な燃料噴射形態とすることができる。
【００７０】
すなわち、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷Ｌとに基づいて圧力判定閾値ＰＡを設定する場合においては、図４（ａ）に示すように、負荷Ｌが小さくエンジン回転数ＮＥの低い低負荷低回転領域側では要求燃料噴射量Ｇｆが小さいため、圧力判定閾値ＰＡを低くして筒内外噴射制御モードへの移行を遅らせ、負荷Ｌが大きくエンジン回転数ＮＥが高い高負荷高回転領域側に移行する程、要求燃料噴射量Ｇｆが増大するため、これに対応して圧力判定閾値ＰＡを高くして筒内外噴射制御モードへの移行を早める。
【００７１】
これにより、運転頻度の高い低負荷低回転側では高圧燃料系の燃料圧力が大きく低下しない限り筒内外噴射制御モードへ移行しないようにし、筒外の吸気管噴射用インジェクタ２９の使用頻度を下げて吸気管内の燃料付着による排気ガスエミッションの悪化を防止することができる。また、高負荷高回転側では、高圧燃料系の圧力低下に対して迅速に筒内外噴射制御モードへ移行させることで燃料のぺネトレーションを強めて筒内のミキシングを向上させ、燃焼改善に寄与することができる。
【００７２】
また、冷却水温ＴＷに基づいて圧力判定閾値ＰＡを設定する場合においては、図４（ｂ）に示すように、冷却水温ＴＷが低くなる程、圧力判定閾値ＰＡを低くして、エンジン冷態状態では容易に筒内外噴射制御モードへ移行しないようにし、筒外の吸気管噴射用インジェクタ２９による吸気管内の燃料付着量を極力少なくして排気ガスエミッションの悪化を防止する。
【００７３】
次に、筒内噴射用インジェクタ２８のみから燃料を噴射させる筒内噴射制御モード、筒内噴射用インジェクタ２８と吸気管噴射用インジェクタ２９との双方から燃料を噴射させる筒内外噴射制御モードについて説明する。
【００７４】
先ず、筒内噴射制御モードに係わるステップＳ１０５以降の処理では、ステップＳ１０５でカウント値Ｃをクリアし（Ｃ←０）、ステップＳ１０６で、エンジン１の要求燃料噴射量Ｇｆを全て筒内噴射用インジェクタ２８による筒内燃料噴射量Ｇｉに割り当て（Ｇｉ←Ｇｆ）、ステップＳ１０７で、筒内燃料噴射量Ｇｉに燃料補正係数Ｋｐを乗算して筒内噴射用インジェクタ２８の噴射時間を定める最終的な筒内燃料噴射パルス幅Ｔｉｉを算出する（Ｔｉｉ←Ｋｐ×Ｇｉ）。
【００７５】
燃料補正係数Ｋｐは、高圧燃料系の燃料圧力に応じた燃料圧力補正と筒内噴射用インジェクタ２８の特性補正とを加味した係数であり、図５に示すように、高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈに対して燃料圧力Ｐｈの−１／２乗に比例する増大関数となる。具体的には、高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈに基づいて増大関数の値を予めストアしたテーブル検索により求めても良く、或いは増大関数の演算式から直接求めても良い。
【００７６】
次いで、ステップＳ１０８へ進み、吸気管噴射用インジェクタ２９による筒外燃料噴射量Ｇｏを０にセットし（Ｇｏ←０）、ステップＳ１０９で、吸気管噴射用インジェクタ２９の噴射時間を定める筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏを燃料噴射無し（閉弁）の０にセットする（Ｔｉｏ←０）。
【００７７】
その後、ステップＳ１１０へ進み、運転状態の変化による要求燃料噴射量の増減を監視するため、今回の要求燃料噴射量Ｇｆを旧値Ｇｆｏｌｄとしてメモリにストアし（Ｇｆｏｌｄ←Ｇｆ）、ステップＳ１１１，Ｓ１１２で、それぞれ、筒内燃料噴射パルス幅Ｔｉｉ、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏをセットしてルーチンを抜ける。
【００７８】
この場合、筒外の吸気管噴射用インジェクタ２９はＴｉｏ＝０で閉弁し、筒外への燃料噴射は行われず、筒内噴射用インジェクタ２８のみが要求燃料噴射量Ｇｆを満たす噴射時間で駆動され、筒内へ直接燃料が供給される。
【００７９】
次に、ステップＳ１２０の筒内外噴射制御モードの処理では、ステップＳ１２０で、今回の要求燃料噴射量Ｇｆから前回メモリにストアした旧値である要求燃料噴射量Ｇｆｏｌｄを減算し、エンジン負荷の増減に伴う要求燃料噴射量の増減分ΔＧを算出する（ΔＧ←Ｇｆ−Ｇｆｏｌｄ）。そして、ステップＳ１２１で、増減分ΔＧを前回の筒外燃料噴射量Ｇｏに加算し、要求燃料噴射量の増減分ΔＧを全て今回の筒外燃料噴射量Ｇｏに割り当てる（Ｇｏ←Ｇｏ＋ΔＧ）。
【００８０】
その後、ステップＳ１２２へ進み、筒外燃料噴射量Ｇｏに、吸気管噴射用インジェクタ２９の特性補正定数Ｋｏを乗算し、さらにバッテリ電圧に依存する吸気管噴射用インジェクタ２９の無効噴射時間を補正する無効パルス幅Ｔｓを加算して吸気管噴射用インジェクタ２９の噴射時間を定める筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏを設定する。尚、要求燃料噴射量の減少によりＴｉｏ≦０となった場合には、Ｔｉｏ＝０とする。
【００８１】
この場合、筒外の吸気管噴射用インジェクタ２９に対する筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏには、通常の運転状態で想定される上限値をリミッタとして設けることが望ましく、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏがリミッタを超えた場合、異常と判断して図示しないインストルメントパネルに設けたアラームを点灯する等して運転者に警告を発する。これにより、燃料配管や燃料ポンプの異常を早期に検出して重大な不具合の発生を未然に回避することができる。
【００８２】
その後、ステップＳ１２２からステップＳ１２３へ進み、要求燃料噴射量の増減分ΔＧがΔＧ＜０すなわち今回の要求燃料噴射量が前回に比較して減少しているか否かを調べる。その結果、ΔＧ≧０すなわち要求燃料噴射量が前回の値以上の場合には、ステップＳ１２９へジャンプし、要求燃料噴射量Ｇｆから筒外燃料噴射量Ｇｏを減算して筒内燃料噴射量Ｇｉを算出する（Ｇｉ←Ｇｆ−Ｇｏ）。
【００８３】
そして、ステップＳ１３０で、筒内燃料噴射量Ｇｉに燃料補正係数Ｋｐを乗算して筒内燃料噴射パルス幅Ｔｉｉを算出すると（Ｔｉｉ←Ｋｐ×Ｇｉ）、ステップＳ１３１で筒内外噴射制御モード実行中であることを示すため制御モードフラグＦＬＧ１を１にセットし（ＦＬＧ←１）、前述のステップＳ１１０へジャンプして今回の要求燃料噴射量Ｇｆを旧値Ｇｆｏｌｄとしてメモリにストアし（Ｇｆｏｌｄ←Ｇｆ）、ステップＳ１１１，Ｓ１１２で、それぞれ、筒内燃料噴射パルス幅Ｔｉｉ、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏをセットしてルーチンを抜ける。
【００８４】
一方、ステップＳ１２３において、ΔＧ＜０すなわち今回の要求燃料噴射量が前回より減少している場合には、ステップＳ１２３からステップＳ１２４へ進んで筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏが設定値ＴｉＬ以上になっているか否かを調べる。そして、Ｔｉｏ≧ＴｉＬの場合には、ステップＳ１２４からステップＳ１２５へ進み、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏが設定値ＴｉＬ以上になった履歴を示すためフラグＦＬＧ２をセットし（ＦＬＧ２←１）、ステップＳ１２９へジャンプする。
【００８５】
また、ステップＳ１２４において、Ｔｉｏ＜ＴｉＬの場合には、ステップＳ１２６へ進んでフラグＦＬＧ２の値を参照する。そして、ＦＬＧ２＝０の場合、すなわち筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏが設定値ＴｉＬ以上の値から減少してＴｉｏ＜ＴｉＬとなった状態でない場合には、ステップＳ１２６からステップＳ１２９へジャンプし、ＦＬＧ２＝１の場合、すなわち筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏが設定値ＴｉＬ以上の値から減少してＴｉｏ＜ＴｉＬとなった場合、ステップＳ１２６からステップＳ１２７へ進む。
【００８６】
ステップＳ１２７では、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏを設定値ＴｉＬに固定し（Ｔｉｏ←ＴｉＬ）、ステップＳ１２８で、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏを設定値ＴｉＬとしたことに対応して、筒外燃料噴射パルス幅ＴｉＬから筒外燃料噴射量Ｇｏを逆算する。すなわち、前述のステップＳ１２２で説明したように、Ｔｉｏ（＝ＴｉＬ）＝Ｋｏ×Ｇｏ＋Ｔｓであるため、筒外燃料噴射量Ｇｏを（ＴｉＬ−Ｔｓ）／Ｋｏによって逆算する。
【００８７】
そして、ステップＳ１２９で、逆算した筒外燃料噴射量Ｇｏを用いて筒内燃料噴射量Ｇｉを算出すると、ステップＳ１３０で、筒内燃料噴射量Ｇｉから筒内燃料噴射パルス幅Ｔｉｉを設定し、ステップＳ１３１で制御モードフラグＦＬＧ１をセットしてステップＳ１１０へジャンプし、ステップＳ１１１，Ｓ１１２を経てルーチンを抜ける。
【００８８】
すなわち、図６のタイムチャートに示すように、高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈが圧力判定閾値ＰＡ以下に低下して筒内外噴射制御モードに移行した後、エンジン負荷の増加に伴い要求燃料噴射量が増加（ΔＧ＞０）すると、その増加分を筒外燃料噴射量Ｇｏに割り当てて要求燃料噴射量の増加に対応させる。
【００８９】
これにより、エンジン負荷の変化による要求燃料噴射量の増減に拘わらず、筒内噴射用インジェクタ２８の燃料噴射量を略一定に保って筒内噴射用インジェクタ２８の噴射時間の不要な延長を招くことがなく、筒内噴射圧力を安定化させて筒内への噴霧形態を一定化することが可能となり、燃焼を均一化してドライバビリティを改善することができる。
【００９０】
そして、要求燃料噴射量の増加により吸気管噴射用インジェクタ２９に対する筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏが設定値ＴｉＬ以上に増加した後、エンジン負荷の減少によって要求燃料噴射量が減少（ΔＧ＜０）すると、その減少分を筒外燃料噴射量Ｇｏに割り当てて吸気管噴射用インジェクタ２９の筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏを減少させてゆき、その減少過程で筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏが設定値ＴｉＬに達すると、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏを設定値ＴｉＬによって一定に保持し、要求燃料噴射量の減少分を筒内燃料噴射量Ｇｉに割り当てる。
【００９１】
筒内外噴射制御モードへの移行後は、ステップＳ１０１、Ｓ１０２を経てステップＳ１０３でＦＬＧ１＝１により、ステップＳ１４０へ進み、高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈが圧力判定閾値ＰＢ以上に上昇したか否かを調べる。
【００９２】
圧力判定閾値ＰＢは、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏを設定値ＴｉＬで一定に保持した状態でエンジン負荷の減少により筒内噴射用インジェクタ２８からの筒内燃料噴射量Ｇｉが減少し、この筒内燃料噴射量Ｇｉの減少による高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈの上昇を判定するための第３の圧力判定閾値であり、圧力判定閾値ＰＡよりも高い値に設定され（例えば、ＰＢ＝５ＭＰａ）、予めシミュレーション或いは実験等により求めた適正値がＥＣＵ１００内のメモリに固定データとして記憶されている。図６のタイムチャートに示すように、筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏが設定値ＴｉＬで一定とされた状態で要求燃料噴射量Ｇｆの減少によって筒内燃料噴射量Ｇｉが減少し、高圧燃料系の燃料圧力が回復して圧力判定閾値ＰＢ以上になると、筒外燃料噴射量Ｇｏが減少させられる。
【００９３】
そして、ステップＳ１４０において、Ｐｈ＜ＰＢの場合には、前述のステップＳ１２０へ戻り、Ｐｈ≧ＰＢの場合、ステップＳ１４１で、今回の要求燃料噴射量Ｇｆから前回メモリにストアした旧値の要求燃料噴射量Ｇｆｏｌｄを減算し、エンジン負荷の増減に伴う要求燃料噴射量の増減分ΔＧを算出する（ΔＧ←Ｇｆ−Ｇｆｏｌｄ）。
【００９４】
次に、ステップＳ１４２へ進み、要求燃料噴射量の増減分ΔＧを前回の筒外燃料噴射量Ｇｏに加算して要求燃料噴射量の増減分ΔＧを今回の筒外燃料噴射量Ｇｏに割り当て（Ｇｏ←Ｇｏ＋ΔＧ）、ステップＳ１４３で、筒外燃料噴射量Ｇｏが０以下になったか否かを調べる。
【００９５】
その結果、依然としてＧｏ＞０である場合には、ステップＳ１４３からステップＳ１４４へ進み、筒外燃料噴射量Ｇｏに吸気管噴射用インジェクタ２９の特性補正定数Ｋｏを乗算すると共に無効パルス幅Ｔｓを加算して吸気管噴射用インジェクタ２９の筒外燃料噴射パルス幅Ｔｉｏを設定する（Ｔｉｏ←Ｋｏ×Ｇｏ＋Ｔｓ）。
【００９６】
次いで、ステップＳ１４５へ進み、要求燃料噴射量Ｇｆから筒外燃料噴射量Ｇｏを減算して筒内燃料噴射量Ｇｉを算出し（Ｇｉ←Ｇｆ−Ｇｏ）、ステップＳ１４６で、筒内燃料噴射量Ｇｉに燃料補正係数Ｋｐを乗算して筒内燃料噴射パルス幅Ｔｉｉを算出すると（Ｔｉｉ←Ｋｐ×Ｇｉ）、ステップＳ１４７でフラグＦＬＧ２をクリアし（ＦＬＧ２←０）、前述のステップＳ１１０へジャンプする。
【００９７】
その後、ステップＳ１４３において、Ｇｏ≦０になると、筒内噴射制御モードへ復帰すべく、ステップＳ１４８で制御モードフラグＦＬＧ１をクリアしてステップＳ１０６へジャンプする。そして、ステップＳ１０６で要求燃料噴射量Ｇｆを全て筒内噴射用インジェクタ２８による筒内燃料噴射量ＧｉとしてステップＳ１０７で筒内燃料噴射パルス幅Ｔｉｉを算出し、ステップＳ１０８で吸気管噴射用インジェクタ２９による筒外燃料噴射量Ｇｏを０にする。
【００９８】
すなわち、高圧燃料系の燃料圧力が圧力判定閾値ＰＡ以下に低下した場合に、筒内燃料噴射と筒外の吸気管燃料噴射とを実行してエンジン負荷の変化による要求燃料噴射量の増減に吸気管燃料噴射の筒外燃料噴射量Ｇｏで対応し、要求燃料噴射量の減少によって筒外燃料噴射量Ｇｏが一定値まで減少した段階で、筒内燃料噴射量Ｇｉを減少させる。そして、この筒内燃料噴射量Ｇｉの減少によって高圧燃料系の燃料圧力Ｐｈが圧力判定閾値ＰＢまで上昇すると、筒外燃料噴射量Ｇｏを徐々に０となるように減少させることで、筒内燃料噴射と吸気管燃料噴射との切換えにヒステリシスを設けて制御ハンチングを防止し、燃料噴射量の変動によるトルク変動を抑えてドライバビリティの悪化を防止する。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、エンジン始動後、エンジン駆動式の高圧ポンプによる高圧燃料系の燃料圧力が設定圧力以上に上昇したと見做し得るエンジン回転数に達するまでは筒内燃料噴射のみを実行するので、高圧燃料系のポンプ容量を必要最小限として必要燃料噴射量を確保しつつ、冷態始動時の排気ガスを悪化させやすい筒外の吸気管噴射を避け、排気エミッションの悪化を防止することが可能となる。
また、高圧燃料系の燃料圧力が筒内燃料噴射を実行する圧力判定閾値より高いか否かを判定し、圧力判定閾値より高い場合には筒内噴射用インジェクタのみを駆動して筒内燃料噴射を実行し、圧力判定閾値以下に低下した場合には、吸気管噴射用インジェクタを駆動しての吸気管燃料噴射を筒内燃料噴射に併用するので、高温時やエンジン低回転時等に、高圧燃料系のポンプの効率が低下して燃料圧力が低下しても要求燃料噴射量を確保することができ、必要最小限の容量の小型・軽量の高圧ポンプを用いることができ、燃費改善、ドライバビリティの向上に寄与することができる。
【０１００】
その際、請求項２記載の発明では、高圧燃料系の燃料圧力が圧力判定閾値以下に低下しても直ぐには吸気管噴射用インジェクタによる吸気管燃料噴射の併用を開始せず、圧力判定閾値以下の低い状態が一定時間継続した場合に、初めて筒内燃料噴射に対して吸気管燃料噴射を併用するので、制御ハンチングを防止すると共に、筒外の吸気管噴射用インジェクタの使用頻度を下げて吸気管内の燃料付着を極力少なくし、排気ガスエミッションの悪化を防止することができる。
【０１０１】
また、請求項３記載の発明では、高圧燃料系の燃料圧力が圧力判定閾値より低い第２の圧力判定閾値以下に低下した場合には、吸気管噴射用インジェクタによる吸気管燃料噴射の併用を直ちに実行するので、急激な圧力低下に対処することができる。
【０１０３】
また、請求項４記載の発明では、筒内燃料噴射及び吸気管燃料噴射の実行下で、エンジン負荷の増減による要求燃料噴射量の増減を、吸気管噴射用インジェクタからの燃料噴射量の増減によって対応するので、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量を一定化して噴霧形態の安定化を図ることが可能となり、燃焼を均一化してドライバビリティを改善することができる。
【０１０４】
この場合、請求項５記載の発明では、エンジン負荷の減少に対応して吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量が設定値まで減少した場合、以降のエンジン負荷の減少に対し、吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量を設定値に固定して筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させ、高圧燃料系の燃料圧力が圧力判定閾値より高い第３の圧力判定閾値まで上昇した段階で吸気管噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させるので、燃料噴射の切換えにヒステリシスを持たせて制御ハンチングを防止すると共に、燃料噴射量の変動によるトルク変動を抑えてドライバビリティの悪化を防止することができる。
【０１０５】
請求項６記載の発明では、圧力判定閾値をエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて設定するので、要求燃料噴射量の小さい低負荷低回転領域側では、筒内燃料噴射と吸気管燃料噴射とを併用するタイミングを遅らせて筒外の吸気管噴射用インジェクタの使用頻度を下げ、吸気管内の燃料付着による排気ガスエミッションの悪化を防止することができ、また、要求燃料噴射量の増大する高負荷高回転領域側では、筒内燃料噴射と吸気管燃料噴射とを併用するタイミングを早めることで高圧燃料系の圧力低下に対して迅速に対応し、燃料のぺネトレーションを強めて筒内のミキシングを向上させ、燃焼改善に寄与することができる。
【０１０６】
また、請求項７記載の発明では、圧力判定閾値をエンジンの冷却水温に基づいて設定するので、エンジン冷態状態では不用に吸気管燃料噴射を併用しないようにし、筒外の吸気管噴射用インジェクタによる吸気管内の燃料付着量を極力少なくして排気ガスエミッションの悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料噴射制御ルーチンのフローチャート
【図２】燃料噴射制御ルーチンのフローチャート
【図３】燃料噴射制御ルーチンのフローチャート
【図４】圧力判定閾値の説明図
【図５】燃料補正係数の説明図
【図６】高圧燃料系の燃料圧力、要求燃料噴射量、筒内燃料噴射量、筒外燃料噴射量、制御モードフラグの関係を示すタイムチャート
【図７】エンジン制御系の概略構成図
【図８】燃料供給系の系統図
【符号の説明】
１  …エンジン
２８…筒内噴射用インジェクタ
２９…吸気管噴射用インジェクタ
３５ｃ…高圧フィードポンプ
１００…ＥＣＵ（燃料圧力判定手段、燃料噴射制御手段）
Ｐｈ…高圧燃料系の燃料圧力
ＰＡ…圧力判定閾値
ＰＣ…第２の圧力判定閾値
ＰＢ…第３の圧力判定閾値
【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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