(57)【要約】【課題】直噴ガソリンエンジンの燃料噴射行程において２回に分けて燃料を噴射する場合に良好な燃焼態様を実現する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、２回噴射ロジックが採用中であって（Ｓ１０にてＹＥＳ）、２回噴射ロジックの１回目の噴射開始時期を算出するステップ（Ｓ１００）と、２回噴射ロジックの２回目の噴射開始時期を算出するステップ（Ｓ１１０）と、２回噴射ロジックの１回目の噴射可能時間Ａを算出するステップ（Ｓ１２０）と、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間Ｂを算出するステップ（Ｓ１３０）と、２回噴射ロジックの１回目の噴射可能時間Ａが２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間Ｂよりも短いと（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、２回噴射ロジックではなく１回噴射ロジックを採用するステップ（Ｓ１５０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図２
2007154853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を直接噴射するための燃料噴射手段を備えた火花点火式内燃機関の制御装置であって、
燃料噴射行程において、前記燃料噴射手段から燃料を１回噴射する１回噴射ロジックと、前記燃料噴射手段から燃料を少なくとも２回噴射する２回噴射ロジックとのいずれかを採用して、筒内に燃料を噴射するように前記燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
前記２回噴射ロジックの採用中に、前記２回噴射ロジックにおける第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なる場合には、前記２回噴射ロジックを前記１回噴射ロジックに変更するための変更手段とを含む、火花点火式直噴内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記変更手段は、
前記第２回目の燃料噴射開始時期を終期とした前記第１回目に燃料を噴射できる可能時間を算出するための算出手段と、
前記第１回目の噴射に要求される燃料噴射量を噴射するために必要な必要時間を算出するための手段と、
前記必要時間が前記可能時間よりも長いと、第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なると判断して、前記２回噴射ロジックを前記１回噴射ロジックに変更するための手段とを含む、請求項１に記載の火花点火式直噴内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記第１回目の燃料噴射開始時期を始期として前記第２回目の燃料噴射開始時期を終期とした前記第１回目に燃料を噴射できる可能時間を算出するための手段を含む、請求項２に記載の火花点火式直噴内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記変更手段は、
前記内燃機関の回転数が高くなるほど短い時間が設定された情報に基づいて、前記第１回目に燃料を噴射できる可能時間を算出するための算出手段と、
前記第１回目の噴射に要求される燃料噴射量を噴射するために必要な必要時間を算出するための手段と、
前記必要時間が前記可能時間よりも長いと、第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なると判断して、前記２回噴射ロジックを前記１回噴射ロジックに変更するための手段とを含む、請求項１に記載の火花点火式直噴内燃機関の制御装置。
【請求項５】
筒内に燃料を直接噴射するための燃料噴射手段を備えた火花点火式内燃機関の制御装置であって、
燃料噴射行程において、前記燃料噴射手段から燃料を１回噴射する１回噴射ロジックと、前記燃料噴射手段から燃料を少なくとも２回噴射する２回噴射ロジックとのいずれかを採用して、筒内に燃料を噴射するように前記燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
前記２回噴射ロジックの採用中に、前記２回噴射ロジックにおける第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なる場合には、重なる部分に対応する噴射量を、前記第１回目の燃料噴射による噴射量から減算するとともに前記第２回目の燃料噴射による噴射量に加算して、前記第１回目の燃料噴射および前記第２回目の燃料噴射において燃料を噴射するための補正手段とを含む、火花点火式直噴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、筒内に燃料を直接噴射する内燃機関の制御装置に関して、特に、このような内燃機関において良好な燃焼形態を実現する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、車両等の走行用のガソリンエンジンの分野でも、ディーゼルエンジンのように燃焼室内に直接、燃料を噴射する直噴エンジンが実用化されている。ガソリンエンジンの燃焼室内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと点火プラグとを具備して、アイドル時などのように内燃機関が低負荷にある時には圧縮行程時に燃料を気筒内に噴射して弱成層燃焼を実行し、高負荷時には吸気行程時に燃料を気筒内に噴射することにより均質燃焼を実行し、このことにより低燃費と高出力とを両立させている。
【０００３】
特開２００４−１１６５２５号公報（特許文献１）は、ディーゼルエンジンに関し、燃料の噴射を、時間的に続く少なくとも２つの噴射フェーズによって行なう燃料噴射装置の作動方法を開示する。
【特許文献１】特開２００４−１１６５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１における燃料噴射装置においては、ディーゼルエンジンに特有の燃料噴射装置の作動方法でしかない。すなわち、燃料噴射を多段階に分割して、メイン噴射の前に補助的な（予備的な）パイロット噴射を行なうことにより、メインの燃焼を緩やかに開始させ、振動や騒音の低減を図るものである。
【０００５】
一方、直噴ガソリンエンジンにおいても、燃料噴射を２回に分けることで混合気（空気と燃料）のミキシング状態を向上させて、燃料噴射量の低減、燃焼安定性を実現している。特に、燃焼効率が良好でない冷間時にはその作用効果が大きい。ところで、直噴ガソリンエンジンの２回噴射時において１回目の噴射が終了する前に２回目の噴射の開始時期が到来してしまうと、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射とが繋がってしまい、実質的には１回の噴射になってしまう。
【０００６】
このような場合、１回目に噴射し切れなかった燃料分が不足することになり、空燃比がリーンな状態になる。通常の設定燃圧において、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射とが重ならないように設定することも考えられるが、直噴インジェクタへ供給される燃料の圧力（以下、燃圧と記載する場合がある）が低下すると同じ燃料量を噴射するための時間が長くなるので（このように燃圧を意図的に低下させることもある）、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射とが繋がってしまうという問題が発生する。このような燃圧低下以外にも、極低吸気温で充填効率が高い（質量流量が高い）場合には、空気体積量が少なくても空気質量が大きいので、空燃比制御のために燃料の要求噴射量が大きくなる。このため、１回目の燃料噴射時間が長くなり、２回目の燃料噴射時間と繋がってしまう。
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１においては、ディーゼルエンジンの燃焼安定化を目的としたものであって、直噴ガソリンエンジンにおける燃料噴射を２回に分けるものとは、目的も異なるため、そのまま適用することが困難である。
【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、燃料噴射行程において（特に冷間時において）２回に分けて燃料を噴射する２回噴射ロジックにより良好な燃焼態様を実現する、火花点火式直噴内燃機関の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、筒内に燃料を直接噴射するための燃料噴射手段を備えた火花点火式内燃機関を制御する。この制御装置は、燃料噴射行程において、燃料噴射手段から燃料を１回噴射する１回噴射ロジックと、燃料噴射手段から燃料を少なくとも２回噴射する２回噴射ロジックとのいずれかを採用して、筒内に燃料を噴射するように燃料噴射手段を制御するための制御手段と、２回噴射ロジックの採用中に、２回噴射ロジックにおける第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なる場合には、２回噴射ロジックを１回噴射ロジックに変更するための変更手段とを含む。
【００１０】
第１の発明によると、たとえば、直噴ガソリンエンジンにおいて、燃料噴射を２回に分けて混合気（空気と燃料）のミキシング状態を向上させて（特に燃焼態様の好ましくない冷間時）、噴射量を低減させたり燃焼を安定化させるために２回噴射ロジックが採用される場合がある。しかしながら、この２回噴射ロジックの第１回目の燃料噴射が終わる前に（１回目の要求噴射量を噴射する前に）、第２回目の燃料噴射が開始されてしまうと、全燃料噴射量が不足してしまい、燃焼室内の混合気がリーンな状態となってしまう。このため、このような場合には、２回噴射ロジックを１回噴射ロジックに変更する。これにより良好な空燃比を維持することができる。それ以外の場合には２回噴射ロジックが採用されるので、特に冷間時において燃焼態様を向上させることができる。その結果、燃料噴射行程において２回に分けて燃料を噴射する場合に良好な噴射態様を実現する、火花点火式直噴内燃機関の制御装置を提供することができる。
【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、変更手段は、第２回目の燃料噴射開始時期を終期とした第１回目に燃料を噴射できる可能時間を算出するための算出手段と、第１回目の噴射に要求される燃料噴射量を噴射するために必要な必要時間を算出するための手段と、必要時間が可能時間よりも長いと、第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なると判断して、２回噴射ロジックを１回噴射ロジックに変更するための手段とを含む。
【００１２】
第２の発明によると、第２回目の燃料噴射開始時期を終期とした、第１回目に燃料を噴射できる可能時間を算出して、２回噴射ロジックを１回噴射ロジックに変更するか否かを判断できる。
【００１３】
第３の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、算出手段は、第１回目の燃料噴射開始時期を始期として第２回目の燃料噴射開始時期を終期とした第１回目に燃料を噴射できる可能時間を算出するための手段を含む。
【００１４】
第３の発明によると、２回噴射ロジックの第１回目の燃料噴射開始時期を始期として、２回噴射ロジックの第２回目の燃料噴射開始時期を終期とした、第１回目に燃料を噴射できる可能時間を算出して、２回噴射ロジックを１回噴射ロジックに変更するか否かを判断できる。
【００１５】
第４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、変更手段は、内燃機関の回転数が高くなるほど短い時間が設定された情報に基づいて、第１回目に燃料を噴射できる可能時間を算出するための算出手段と、第１回目の噴射に要求される燃料噴射量を噴射するために必要な必要時間を算出するための手段と、必要時間が可能時間よりも長いと、第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なると判断して、２回噴射ロジックを１回噴射ロジックに変更するための手段とを含む。
【００１６】
第４の発明によると、予めエンジン回転数が高くなると可能時間が短くなる情報に基づいて、可能時間を演算することなく、必要時間が可能時間よりも長いことに基づいて、第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なると判断して、２回噴射ロジックを１回噴射ロジックに変更することができる。
【００１７】
第５の発明に係る制御装置は、筒内に燃料を直接噴射するための燃料噴射手段を備えた火花点火式内燃機関を制御する。この制御装置は、燃料噴射行程において、燃料噴射手段から燃料を１回噴射する１回噴射ロジックと、燃料噴射手段から燃料を少なくとも２回噴射する２回噴射ロジックとのいずれかを採用して、筒内に燃料を噴射するように燃料噴射手段を制御するための制御手段と、２回噴射ロジックの採用中に、２回噴射ロジックにおける第１回目の燃料噴射と第２回目の燃料噴射とが重なる場合には、重なる部分に対応する噴射量を、第１回目の燃料噴射による噴射量から減算するとともに第２回目の燃料噴射による噴射量に加算して、第１回目の燃料噴射および第２回目の燃料噴射において燃料を噴射するための補正手段とを含む。
【００１８】
第５の発明によると、直噴ガソリンエンジンにおいて、燃料噴射を２回に分けて混合気（空気と燃料）のミキシング状態を向上させて（特に燃焼態様の好ましくない冷間時）、噴射量を低減させたり燃焼を安定化させさせるために２回噴射ロジックが採用される場合がある。しかしながら、この２回噴射ロジックの第１回目の燃料噴射が終わる前に（１回目の要求噴射量を噴射する前に）、第２回目の燃料噴射が開始されてしまうと、全燃料噴射量が不足してしまい、燃焼室内の混合気がリーンな状態となってしまう。このため、このような場合には、２回噴射ロジックの第１回目の噴射中に第２回目の燃料噴射が始まることによる不足分を算出する。この不足分を２回噴射ロジックの第１回目の噴射量から減算して２回噴射ロジックの第１回目の噴射量として、この不足分を２回噴射ロジックの第２回目の噴射量に加算して２回噴射ロジックの第２回目の噴射量として、全燃料噴射量が不足することなく、２回に燃料噴射を分けることができる。このため、特に冷間時において燃焼態様を向上させることができる。その結果、燃料噴射行程において２回に分けて燃料を噴射する場合に良好な噴射態様を実現する、火花点火式直噴内燃機関の制御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】
【００１９】
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。なお、以下の説明および特許請求の範囲に記載された「ロジック」とは、「制御」や「制御態様」を意味するものである。
【００２０】
＜第１の実施の形態＞
図１に、本実施の形態に係るエンジン制御装置で制御される直噴エンジンの全体構成図を示す。
【００２１】
エンジン１０は、シリンダブロック１００の上方にシリンダヘッド１１０が覆着されてなり、シリンダブロック１００に形成されたシリンダ１００Ａ内にピストン１２０が摺動自在に保持されている。シリンダ１００Ａ内におけるピストン１２０の上下往復動がクランク軸１３０の回転運動に変換され、トランスミッション等へと伝達されるようになっている。クランク軸１３０は、エンジン始動時にはフライホイール１４０を介してスタータ３０と接続される。
【００２２】
ピストン１２０の上方にはシリンダブロック１００、シリンダヘッド１１０を室壁として燃焼室１０００が形成され、燃焼室１０００において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれ、その爆発力によりピストン１２０を上下往復動せしめる。混合気への点火はシリンダヘッド１１０を貫通し燃焼室１０００内に突出して設けられた点火プラグ１５０により行なわれる。
【００２３】
混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド１１０およびこれと接続された吸気管内部に形成された吸気通路１０１０により行なわれる。また、燃焼室１０００からの排気は排気通路１０２０により行なわれる。シリンダヘッド１１０には、吸気通路１０１０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える吸気バルブ１６０、排気通路１０２０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える排気バルブ１７０が取り付けられている。
【００２４】
吸気管内にはフラップ状のスロットルバルブ１９０が設けられ、その開度に応じて吸気通路１０１０内の空気流を調整する。
【００２５】
混合気を構成する燃料の供給は、電磁式の筒内噴射用インジェクタ２１０により行なわれる。筒内噴射用インジェクタ２１０はシリンダヘッド１１０を貫通して設けられ、先端ノズル部から燃焼室１０００内に燃料を噴射するようになっている。
【００２６】
筒内噴射用インジェクタ２１０への燃料供給は、燃料タンク２５０から吸い上げた燃料を低圧ポンプ２４０および高圧ポンプ２３０により２段階に昇圧して供給される。高圧ポンプ２３０はエンジン１０のクランク軸１３０からベルト等を介して伝達される動力で駆動される。一方、低圧ポンプ２４０は電動で駆動される。
【００２７】
また、点火プラグ１５０、スロットルバルブ１９０、筒内噴射用インジェクタ２１０等のエンジン各部を制御するエンジンコントロールコンピュータ（以下、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）と記載する）６０が設けられている。エンジンＥＣＵ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)等からなる一般的な構成のもので、各種センサからの検知信号等に基づいて、点火プラグ１５０を作動せしめ、スロットルバルブ１９０に制御信号を出力してスロットルバルブ１９０の開度（スロットル開度）を調整し、筒内噴射用インジェクタ２１０に、制御信号により通電し所定のタイミングで所定時間、筒内噴射用インジェクタ２１０のノズルを開く。
【００２８】
なお、このエンジンＥＣＵ６０は、筒内噴射用インジェクタ２１０を用いて燃料噴射を２回実行する、たとえば、１回目の燃料噴射はクランク角度で３００゜ＢＴＤＣで開始されて、２回目の燃料噴射はクランク角度で１４０゜ＢＴＤＣで開始される。このようなタイミングで燃料噴射が開始された場合において、エンジンＥＣＵ６０は、これら２回の燃料噴射が繋がるという問題を解決する。
【００２９】
エンジンＥＣＵ６０に信号を入力するセンサには、吸気通路１０１０内を流通する空気流量を測定するマスフローメータ５１０、クランク角センサ５２０、Ａ／Ｆセンサ５３０、エンジン温度を代表するエンジン冷却水温を検知する冷却水温センサ等がある。また、エンジンＥＣＵ６０には、始動時に運転者がキーを操作すると、そのイグニッション（ＩＧ）オン信号およびスタータオン信号が入力され、運転者がアクセルペダル４２０を踏み込むと、その踏み込み量が入力されるようになっている。
【００３０】
エンジンＥＣＵ６０は、マスフローメータ５１０等によって検知された吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する。このとき、エンジンＥＣＵ６０は、各センサからの信号に基づいて、最適な燃焼状態になるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた噴射量と噴射時期とを制御する。このエンジン１０においては、燃料を筒内に直接噴射するため、噴射時期制御と噴射量制御とを同時に行なう。また、エンジンＥＣＵ６０は、クランク角センサ５２０やカムポジションセンサ等によって検知された信号（ノッキングセンサ等も含む）に基づいて、最適な点火時期になるように点火時期制御が行なわれる。このような制御により、エンジン１０の高出力化および低エミッション化の両立を実現している。
【００３１】
さらに、エンジンＥＣＵ６０は、高圧ポンプ２３０を制御して、筒内噴射用インジェクタ２１０へ供給される燃料の圧力を制御する。このとき、たとえば、以下のようにして高圧ポンプ２３０が制御されて燃料の圧力が制御される。
【００３２】
高圧ポンプ２３０は、カムの回転によりシリンダ内で往復移動するポンププランジャーと、シリンダとポンププランジャーとにより構成される加圧室とを備えている。この加圧室には、燃料タンクから燃料を送り出すフィードポンプと連通するポンプ供給パイプ、加圧室から燃料を流出させて燃料タンクに戻すリターンパイプおよび加圧室内の燃料を筒内噴射用インジェクタ２１０に向けて圧送する高圧デリバリパイプがそれぞれ接続されている。また、高圧ポンプ２３０には、ポンプ供給パイプおよび高圧デリバリパイプと加圧室との間を開閉する電磁スピル弁が設けられている。
【００３３】
電磁スピル弁が開いた状態にあって、加圧室の容積が大きくなる方向にポンププランジャーが移動するとき、すなわち高圧ポンプ２３０が吸入行程にあるとき、ポンプ供給パイプから加圧室内に燃料が吸入される。また、加圧室の容積が小さくなる方向にポンププランジャーが移動するとき、すなわち高圧ポンプ２３０が圧送行程にあるときに電磁スピル弁を閉じると、ポンプ供給パイプおよびリターンパイプと加圧室との間が遮断され、加圧室内の燃料が高圧デリバリパイプを介して筒内噴射用インジェクタ２１０に圧送される。
【００３４】
このような高圧ポンプ２３０においては、圧送行程中における電磁スピル弁の閉弁期間中のみ筒内噴射用インジェクタ２１０に向けて燃料が圧送されるため、電磁スピル弁の閉弁開始時期を制御することで（電磁スピル弁の閉弁期間を調整することで）燃料圧送量が調整されるようになる。すなわち、電磁スピル弁の閉弁開始時期を早めて閉弁期間を長くすることで燃料圧送量が多くなり、電磁スピル弁の閉弁開始時期を遅らせて閉弁期間を短くすることで燃料圧送量が少なくなる。燃料圧送量が多くなると高圧デリバリパイプ内の燃料の圧力が上昇して、燃料圧送量が少なくなると高圧デリバリパイプ内の燃料の圧力が低下する。
【００３５】
このように、フィードポンプから送り出された燃料を高圧ポンプ２３０で加圧し、この加圧後の燃料を適切な燃料圧力で筒内噴射用インジェクタ２１０に向けて圧送することで、燃焼室に直接燃料を噴射供給する内燃機関にあっても、その燃料噴射を的確に行なうことができる。
【００３６】
図２を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、エンジンＥＣＵ６０で実行されるプログラムの中の１つのサブルーチンプログラムであって、所定のサイクルタイムごとに繰り返し実行される。
【００３７】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、２回噴射ロジックを採用中であるか否かを判断する。たとえば、冷間時には２回噴射ロジックが採用される。２回噴射ロジックを採用中であると（Ｓ１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００３８】
Ｓ１００にて、エンジンＥＣＵ６０は、２回噴射ロジックの１回目の噴射開始時期ＣＡ（１）゜ＢＴＤＣを算出する。上述したように、たとえば、ＣＡ（１）゜ＢＴＤＣは、３００゜ＢＴＤＣである。
【００３９】
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、２回噴射ロジックの２回目の噴射開始時期ＣＡ（２）゜ＢＴＤＣを算出する。上述したように、たとえば、ＣＡ（２）゜ＢＴＤＣは、１４０゜ＢＴＤＣである。
【００４０】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ６０は、１回目の噴射可能時間Ａ（ｍｓ）を算出する。このとき、Ａ＝（ＣＡ（１）−ＣＡ（２））／３６０／エンジン回転数ＮＥ／６０／１０００（ｍｓ）で算出される。なお、エンジン回転数ＮＥの単位はｒｐｍである。
【００４１】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ６０は、１回目の要求噴射時間Ｂ（ｍｓ）を算出する。このとき、Ｂ＝ＫＩＮＪＡ×燃圧補正係数×ｅｑｉｎｊｉ＋ＫＩＮＪＢ（ｍｓ）で算出される。なお、ＫＩＮＪＡは、基本燃圧（たとえば、１０ＭＰａ）におけるＱ（噴射量）−τ（噴射時間）特性のリニアな関係が成立する部分の傾きである。燃圧補正係数は、上述の基本燃圧におけるＱ−τ特性の補正係数である。１回目の要求噴射量ｅｑｉｎｊｉは、全体要求噴射量ｅｑｉｎｊ×１回目の噴射割合により算出される。ＫＩＮＪＢは無効噴射時間である。
【００４２】
Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ６０は、１回目の噴射可能時間Ａ（ｍｓ）が１回目の要求噴射時間Ｂ（ｍｓ）よりも短いか否かを判断する。１回目の噴射可能時間Ａ（ｍｓ）＜１回目の要求噴射時間Ｂ（ｍｓ）であると（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）、この処理は終了する（このとき、Ｓ１５０の処理が行なわれないので、２回噴射ロジックが採用される）。
【００４３】
Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ６０は、採用中である２回噴射ロジックを不採用として、１回噴射ロジックを採用して、燃料噴射を１回で実行する。
【００４４】
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エンジンＥＣＵ６０で制御されるエンジンが２回噴射ロジックを採用している場合の動作について、図３および図４を用いて説明する。
【００４５】
１回目の噴射開始時期ＣＡ（１）゜ＢＴＤＣが、たとえば３００゜ＢＴＤＣとして算出される（Ｓ１００）。２回目の噴射開始時期ＣＡ（２）゜ＢＴＤＣが、たとえば１４０゜ＢＴＤＣとして算出される（Ｓ１１０）。
【００４６】
１回目の噴射可能時間Ａ（ｍｓ）が、（ＣＡ（１）−ＣＡ（２））／３６０／エンジン回転数ＮＥ／６０／１０００により算出され（Ｓ１２０）、１回目の要求噴射時間Ｂ（ｍｓ）が、ＫＩＮＪＡ×燃圧補正係数×ｅｑｉｎｊｉ＋ＫＩＮＪＢにより算出される（Ｓ１３０）。
【００４７】
［１回目の噴射可能時間Ａ＜１回目の要求噴射時間Ｂの場合］
たとえば、燃圧が低い、吸入空気の充填効率が高く全体要求量ｅｑｉｎｊが大きい等により、図３に示すように、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間Ｂが１回目の噴射可能時間Ａよりも長いと（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、２回噴射ロジックではなく１回噴射ロジックが採用される（Ｓ１５０）。
【００４８】
このとき、図３に示すように、１回目の要求噴射時間に２回目の要求噴射時間を加算して、１回目の噴射で、全体要求噴射量ｅｑｉｎｊを噴射して、全体要求噴射量を満足させる。
【００４９】
［１回目の噴射可能時間Ａ≧１回目の要求噴射時間Ｂの場合］
たとえば、燃圧が十分に高い、吸入空気の充填効率が低く全体要求量ｅｑｉｎｊが小さい等により、図４に示すように、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間Ｂが１回目の噴射可能時間Ａ以下であると（Ｓ１４０にてＮＯ）、２回噴射ロジックが採用される。
【００５０】
このとき、図４に示すように、１回目の噴射で１回目の要求噴射量ｅｑｉｎｇｉを噴射して、２回目の噴射で２回目の要求噴射量ｅｑｉｊｇｉｓを噴射して、２回の噴射を加算して、全体要求噴射量ｅｑｉｎｊが満足される。
【００５１】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御装置によると、２回に分けて燃料を筒内に噴射することにより燃焼向上を図るときに（２回噴射ロジックを採用しているときに）、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間が１回目の噴射可能時間よりも長くなると２回噴射ロジックではなく１回噴射ロジックを採用する。一方、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間が１回目の噴射可能時間以下であると２回噴射ロジックを採用する。このため、燃圧変動や充填効率変動により、第１の要求噴射時間が変化しても、必要な全体要求噴射量を供給できる。
【００５２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ構造（ハードウェア、フローチャートを含む）については、繰り返して説明しない。
【００５３】
本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０は、第１の実施の形態で算出していた１回目の噴射可能時間Ａを、エンジン回転数ＮＥをパラメータとしたマップを用いて、１回目の噴射可能時間の上限値である噴射上限時間τ（ｍｓ）を算出する。この点で、エンジンＥＣＵ６０は、図２に示すフローチャートとは別のフローチャートで示されるプログラムを実行する。
【００５４】
図５を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお，図５に示すフローチャートの中で図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらの処理は同じである。したがって、それらについての詳細な説明は、ここでは繰り返さない。
【００５５】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ６０は、エンジン回転数ＮＥに対して、１回目の噴射上限時間τ（ｍｓ）が設定されたマップ（図６参照）を読出す。図６に示すように、エンジン回転数ＮＥが高いほど１回目の噴射上限時間τ（ｍｓ）は短い。
【００５６】
Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、１回目の噴射上限時間τ（ｍｓ）を図６のマップから算出する。なお、このときのエンジン回転数ＮＥは、クランク角センサ５２０により検知された信号に基づいて算出される。
【００５７】
Ｓ２２０にて、エンジンＥＣＵ６０は、２回噴射ロジックの１回目の噴射上限時間τ（ｍｓ）が１回目の要求噴射時間Ｂ（ｍｓ）よりも短いか否かを判断する。２回噴射ロジックの１回目の噴射上限時間τ（ｍｓ）＜１回目の要求噴射時間Ｂ（ｍｓ）であると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０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（このとき、Ｓ１５０の処理が行なわれないので２回噴射ロジックではなく１回噴射ロジックが採用される）。
【００５８】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御装置によると、エンジン回転数をパラメータとして２回噴射ロジックの１回目の噴射上限時間τ（ｍｓ）を設定しておいて、この２回噴射ロジックの１回目の噴射上限時間τ（ｍｓ）と１回目の要求噴射時間Ｂ（ｍｓ）とを比較して２回噴射ロジックを採用するか否かを判断できる。第１の実施の形態に係る制御装置よりも、容易に制御が可能となる。
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ構造（ハードウェア、フローチャートを含む）については、繰り返して説明しない。
【００５９】
本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０が制御するエンジン１０においては、１回目の要求噴射量Ｂが１回目の噴射可能時間Ａよりも長い場合、１回目の要求噴射量の全要求噴射量を噴射できないで不足分が発生することになる、このため、この不足分を２回目の噴射で補う。この点で、エンジンＥＣＵ６０は、図２に示すフローチャートとは別のフローチャートで示されるプログラムを実行する。
【００６０】
図７を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお，図７に示すフローチャートの中で図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらの処理は同じである。したがって、それらについての詳細な説明は、ここでは繰り返さない。
【００６１】
Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ６０は、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間Ｂ（ｍｓ）から１回目の噴射可能時間Ａ（ｍｓ）を減算して２回噴射ロジックの１回目の不足量Ｃを算出する。
【００６２】
Ｓ３１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、２回噴射ロジックの１回目の不足量Ｃが０より大きいか否かを判断する。２回噴射ロジックの１回目の不足量Ｃが０より大きいと（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、処理はＳ３２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ３１０にてＮＯ）、処理はＳ３３０へ移される。
【００６３】
Ｓ３２０にて、エンジンＥＣＵ６０は、２回噴射ロジックの１回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉ＝ｅｑｉｎｊｉ−Ｃとして、２回噴射ロジックの２回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉｓ＝ｅｑｉｎｊｉ＋Ｃとして、それぞれ算出する。
【００６４】
Ｓ３３０にて、エンジンＥＣＵ６０は、２回噴射ロジックの１回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉとして、２回噴射ロジックの２回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉｓとして、不足量Ｃを考慮することなく、それぞれ算出する。
【００６５】
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エンジンＥＣＵ６０で制御されるエンジンが２回噴射ロジックを採用している場合の動作について、図８および図９を用いて説明する。なお、この動作の説明において、第１の実施の形態における動作と同じ説明はここでは繰り返さない。
【００６６】
［１回目の不足噴射量＞０の場合］
たとえば、燃圧が低い、吸入空気の充填効率が高く全体要求量ｅｑｉｎｊが大きい等により、図８に示すように、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間Ｂが２回噴射ロジックの１回目の噴射可能時間Ａよりも長く、（１回目の要求噴射時間Ｂ−１回目の噴射可能時間Ａ）＞０であると（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、２回噴射ロジックの１回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉおよび２回噴射ロジックの２回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉｓが調整される（Ｓ３２０）。
【００６７】
このとき、図８に示すように、２回噴射ロジックの１回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉから不足分Ｃを減算した分が、２回噴射ロジックの１回目の噴射量として筒内に噴射されて、２回噴射ロジックの２回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉｓに不足分Ｃを加算した分が、２回噴射ロジックの２回目の噴射量として筒内に噴射される。これら２回の噴射で、全体要求噴射量ｅｑｉｎｊを噴射して、全体要求噴射量を満足させる。
【００６８】
［１回目の不足噴射量≦０の場合］
たとえば、燃圧が十分に高い、吸入空気の充填効率が低く全体要求量ｅｑｉｎｊが小さい等により、図９に示すように、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間Ｂが２回噴射ロジックの１回目の噴射可能時間Ａ以下で、（１回目の要求噴射時間Ｂ−１回目の噴射可能時間Ａ）≦０であると（Ｓ３１０にてＮＯ）、２回噴射ロジックの１回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉおよび２回噴射ロジックの２回目の噴射量ｅｑｉｎｊｉｓが調整されることなく、１回目の噴射も２回目の噴射も行なわれる（Ｓ３３０）。
【００６９】
このとき、図９に示すように、２回噴射ロジックの１回目の噴射で１回目の要求噴射量を噴射して、２回噴射ロジックの２回目の噴射で２回目の要求噴射量を噴射して、２回の噴射を加算して、ｅｑｉｎｊを満足するようにして、全体要求噴射量が満足される。
【００７０】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御装置によると、２回に分けて燃料を筒内に噴射することにより燃焼向上を図るときに、２回噴射ロジックの１回目の要求噴射時間が２回噴射ロジックの１回目の噴射可能時間よりも長くなると２回噴射ロジックの２回目の燃料噴射で２回噴射ロジックの１回目の噴射不足分を補う。このため、燃圧変動や充填効率変動により、第１の要求噴射時間が変化しても、必要な全体要求噴射量を供給できる。
【００７１】
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】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン制御装置で制御されるエンジンの全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン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である。
【図３】図２のプログラムが実行された場合の燃料噴射状態を示す図（その１）である。
【図４】図２のプログラムが実行された場合の燃料噴射状態を示す図（その２）である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るエンジン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である。
【図６】図５のエンジンＥＣＵに記憶されるマップを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るエンジン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である。
【図８】図７のプログラムが実行された場合の燃料噴射状態を示す図（その１）である。
【図９】図７のプログラムが実行された場合の燃料噴射状態を示す図（その２）である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  エンジン、３０  スタータ、６０  エンジンＥＣＵ、１５０  点火プラグ、１６０  吸気バルブ、１７０  排気バルブ、１９０  スロットルバルブ、２１０  インジェクタ、５２０  クランク角センサ、１０００  燃焼室、１０１０  吸気通路、１０２０  排気通路。
【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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【図８】
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【図９】
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