(57)【要約】【課題】  筒内噴射用インジェクタ（ＤＩ）と吸気通路噴射用インジェクタ（ＰＦＩ）とを有するエンジンにおいて、インジェクタ噴射量が最小噴射量でガードされた場合であっても、制御性の良好な空燃比フィードバック制御を実現する。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、ＤＩ燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）を算出するステップ（Ｓ１００）と、ＰＦＩ燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）を算出するステップ（Ｓ１１０）と、Ｑ（ＤＩ）が最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＤＩ）よりも少ないか、または、Ｑ（ＰＦＩ）が最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＰＦＩ）よりも少ないと（Ｓ１２０にてＹＥＳ、Ｓ１３０にてＹＥＳ）、空燃比ＰＩフィードバック制御における積分項の積算による更新を禁止して積分項Ｑｉをホールドするステップ（Ｓ１５０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関に要求される条件に基づいて、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための手段と、
前記内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検知するための手段と、
前記検知された空燃比に基づいて、空燃比が目標空燃比になるように、積分動作を含むフィードバック制御を実行するための制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記燃料噴射手段と前記燃料噴射手段の最小噴射量との関係についての条件を満足するか否かに基づいて、前記フィードバック制御における積分項の更新処理を実行するための手段を含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射量が前記第１の燃料噴射手段の最小噴射量以下の場合および前記第２の燃料噴射手段による燃料噴射量が前記第２の燃料噴射手段の最小噴射量以下の場合の少なくともいずれかの場合であるという条件を満足する場合、前記フィードバック制御における積分項の更新を禁止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】
前記制御手段は、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射量が前記第１の燃料噴射手段の最小噴射量以下の場合および前記第２の燃料噴射手段による燃料噴射量が前記第２の燃料噴射手段の最小噴射量以下の場合のいずれの場合でもないという条件を満足する場合、前記フィードバック制御における積分項の更新を許可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４】
前記最小噴射量は、前記燃料噴射手段において、噴射時間と噴射量との関係がリニアリティを有する最小の燃料量である、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
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１〜４のいずれか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、筒内に向けて燃料を噴射する第１の燃料噴射手段（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第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、排気系の触媒前の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機関吸気通路内に燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタと、機関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を具備し、機関負荷が予め定められた設定負荷よりも低いときには吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射を停止するとともに機関負荷が設定負荷よりも高いときには吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射するようにした内燃機関が公知である。
【０００３】
また、一般的に内燃機関の排気系には、排気ガスを浄化するための触媒コンバータが設けられている。この触媒コンバータとして、三元触媒コンバータが広く使用されており、これは排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）および未燃焼の炭化水素（ＨＣ）を酸化するとともに酸化窒素（ＮＯｘ）を還元して、二酸化炭素（ＣＯ2）、水蒸気（Ｈ2Ｏ）、および窒素（Ｎ2）に変換させるものである。
【０００４】
この三元触媒コンバータによる浄化特性は、燃焼室内に形成される混合気の空燃比に依存し、それが理論空燃比近傍である時に三元触媒コンバータは最も有効に機能する。これは、空燃比がリーンであり排気ガス中の酸素量が多いと、酸化作用が活発となるが還元作用が不活発となり、また空燃比がリッチであり排気ガス中の酸素量が少ないと、逆に還元作用が活発となるが酸化作用が不活発となり、前述の三成分を全て良好に浄化させることができないためである。したがって、三元触媒コンバータを有する内燃機関には、その排気通路に出力リニア型酸素センサが設けられ、それにより測定される酸素濃度を使用して燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比（ストイキオメトリック・エア・フューエル・レシオ：以下、ストイキと記載する場合がある）にするように、フィードバック制御されている。
【０００５】
特開平１１−３５１０１１号公報（特許文献１）は、燃焼室内に直接燃料を噴射する主燃料噴射弁とは別に、吸気通路内に燃料を噴射可能な補助燃料噴射弁を備え、所定の運転条件にて補助燃料噴射弁を作動させて、内燃機関への燃料噴射を主燃料噴射弁と補助燃料噴射弁とに分担させる場合に、補助燃料噴射弁の作動・非作動の切換時の一時的な空燃比エラーによる誤学習を防止する、内燃機関の燃焼噴射制御装置を開示する。この制御装置は、燃焼室内に直接燃料を噴射する主燃料噴射弁を備える直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置であって、機関の運転条件に基づいて基本燃料噴射量を演算する基本燃料噴射量演算手段と、所定の空燃比フィードバック制御条件にて空燃比センサにより検出される空燃比のリッチ・リーンに応じて空燃比フィードバック補正係数を増減して設定する空燃比フィードバック補正係数設定手段と、学習補正係数を記憶する書換え可能な学習補正係数記憶手段と、基本燃料噴射量と空燃比フィードバック補正係数と学習補正係数とから燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、所定の学習条件にて学習により空燃比フィードバック補正係数に基づいてこれを基準値に近づける方向に学習補正係数を更新する学習手段とを備え、さらに、主燃料噴射弁とは別に、吸気通路内に燃料を噴射可能な補助燃料噴射弁を備えるとともに、所定の運転条件にて補助燃料噴射弁を作動させて、内燃機関への燃料噴射を主燃料噴射弁と補助燃料噴射弁とに分担させる切換制御手段を備えるものにおいて、補助燃料噴射弁の作動・非作動状態の切換時に、所定の期間、学習手段による学習を禁止する学習禁止手段を設ける。
【０００６】
この内燃機関の燃料噴射制御装置によると、補助燃料噴射弁の作動・非作動状態の切換時の一時的な空燃比エラーを誤学習しないので、学習精度が向上するという効果が得られる。
【特許文献１】特開平１１−３５１０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フィードバック制御のゲインは大きいほど目標値への収束が早くなる一方、大き過ぎると発振してしまうおそれもある。このゲインは、制御系の無駄時間や応答遅れに依存し、無駄時間や応答遅れが小さいほどゲインを大きく設定でき、目標値への応答性を高めることができる。さらに詳しくは、ＰＩ制御における適正にチューニングされた、比例項は応答性を良好にするとともに、積分項は定常偏差を０にする（小さくする）。
【０００８】
また、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のいずれにおいても、噴射量と噴射時間との関係（Ｑ-tau特性）において、リニアリティのある最小噴射量以下の領域においては、噴射時間に対して所望の噴射量を噴射できない。すなわち、Ｑ-tau特性のリニアリティのない領域（噴射量の極めて少ない領域）においては、噴射量の精度が確保できない。このため、筒内噴射用インジェクタも吸気通路噴射用インジェクタも、この最小噴射量以下の領域においては最小噴射量のみを噴射するようにガードを設けている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１においては、このような最小噴射量以下の領域における、燃料噴射量の精度を確保するための、ガードを考慮したものではない。
【００１０】
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、筒内に向けて燃料を噴射する第１の燃料噴射手段と吸気通路に向けて燃料を噴射する第２の燃料噴射手段とを有する内燃機関において、燃料噴射手段の噴射量が最小噴射量でガードされた場合であっても、制御性の良好な空燃比フィードバック制御を実現できる、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】
【００１１】
第１の発明に係る制御装置は、筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関に要求される条件に基づいて、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とで分担して燃料を噴射するように、燃料噴射手段を制御するための手段と、内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検知するための手段と、検知された空燃比に基づいて、空燃比が目標空燃比になるように、積分動作を含むフィードバック制御を実行するための制御手段とを含む。この制御手段は、燃料噴射手段と燃料噴射手段の最小噴射量との関係についての条件を満足するか否かに基づいて、フィードバック制御における積分項の更新処理を実行するための手段を含む。
【００１２】
第１の発明によると、各燃料噴射手段は、それぞれ最小噴射量が規定されている。この最小噴射量以下の領域においては、制御装置により制御される噴射時間と、実際に噴射される噴射量との間に、予め定められた特性（たとえばリニアリティ特性）が成立しない。このような領域においては、たとえ、さらに少ない燃料を噴射するように指令されても最小噴射量でガードしてしまう。このような関係についての条件が満足されると（すなわち、噴射時間に対する噴射量の精度が十分であると）、フィードバック制御における積分項の更新を許可する。一方、このような関係についての条件が満足されないと（すなわち、噴射時間に対する噴射量の精度が十分でないので最小噴射量でガードされていると）、フィードバック制御における積分項の更新を許可しない。こうすると、燃料噴射手段による噴射量が最小噴射量でガードされているという状態においては、フィードバック制御の積分項の更新がされないで積分項がホールドされる。このように積分項がホールドされて最小噴射量でガードされていて偏差が大きくなっているにも関わらず積分項が大きくならない。このため、燃料噴射手段が最小噴射量でガードされなくなったときに小さな積分項により制御量（噴射量）が小さく制御されるに過ぎず、大きなオーバーシュート等を発生させない。これにより、空燃比を乱すこともなく、三元触媒コンバータによる良好な排気浄化機能を発現して、エミッションの悪化等の問題を誘引しない。その結果、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とを有する内燃機関において、燃料噴射手段の噴射量が最小噴射量でガードされた場合であっても、制御性の良好な空燃比フィードバック制御を実現できる、内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１３】
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、制御手段は、第１の燃料噴射手段による燃料噴射量が第１の燃料噴射手段の最小噴射量以下の場合および第２の燃料噴射手段による燃料噴射量が第２の燃料噴射手段の最小噴射量以下の場合の少なくともいずれかの場合であるという条件を満足する場合、フィードバック制御における積分項の更新を禁止するための手段を含む。
【００１４】
第２の発明によると、指令された燃料噴射量が燃料噴射手段の最小噴射量以下であると、噴射時間に対する噴射量の精度が十分でないので最小噴射量でガードされる。この場合、フィードバック制御における積分項の更新が禁止される。このすると、燃料噴射手段による噴射量が最小噴射量でガードされているという状態においては、フィードバック制御の積分項の更新されないで積分項がホールドされる。このように積分項がホールドされて最小噴射量でガードされていて偏差が大きくなっているにも関わらず積分項が大きくならない。このため、燃料噴射手段が最小噴射量でガードされなくなったときに小さな積分項により制御量（噴射量）が小さく制御されるに過ぎず、大きなオーバーシュート等を発生させない。
【００１５】
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、制御手段は、第１の燃料噴射手段による燃料噴射量が第１の燃料噴射手段の最小噴射量以下の場合および第２の燃料噴射手段による燃料噴射量が第２の燃料噴射手段の最小噴射量以下の場合のいずれの場合でもないという条件を満足する場合、フィードバック制御における積分項の更新を許可するための手段を含む。
【００１６】
第３の発明によると、指令された燃料噴射量が燃料噴射手段の最小噴射量以上であると、噴射時間に対する噴射量の精度が十分であるので最小噴射量でガードされない。この場合、フィードバック制御における積分項の更新が許可される。このすると、偏差に応じて、フィードバック制御の積分項の更新されて、偏差がなくなるようにフィードバック制御できる。
【００１７】
第４の発明に係る制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、最小噴射量は、燃料噴射手段において、噴射時間と噴射量との関係がリニアリティを有する最小の燃料量である。
【００１８】
第４の発明によると、燃料噴射手段において、噴射時間と噴射量との関係がリニアリティな特性を有しないときには、実際に噴射される燃料量を最小噴射量よりも小さくできない可能性がある。このような場合には、フィードバック制御における積分項を更新しないようにして、偏差の積算による制御系の悪化を抑制することができる。
【００１９】
第５の発明に係る制御装置においては、第１〜４のいずれかに記載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。
【００２０】
第５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、応答性の良好な、空燃比フィードバック制御を実現できる、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】
【００２１】
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。
【００２２】
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エンジンに限定されるものではない。
【００２３】
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ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００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。
【００２４】
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１４０を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ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。
【００２５】
図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５０の吐出側は電磁スピル弁１５２を介して高圧燃料ポンプ１５０の吸入側に連結されており、この電磁スピル弁１５２の開度が小さいときほど、高圧燃料ポンプ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１５２が全開にされると、高圧燃料ポンプ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１５２はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいて制御される。
【００２６】
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および高圧燃料ポンプ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ポンプ１５０に供給されている燃料圧が設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
エンジンＥＣＵ３００は、空燃比センサ４２０から入力された排気ガスの空燃比（以下、Ａ／Ｆ（Air-Fuel ratio）と記載する場合がある）と、目標空燃比（ストイキである１４．５近傍）との偏差を算出して、その偏差がなくなるようにフィードバック制御を実行する。なお、本実施の形態においては、比例動作および積分動作によるＰＩフィードバック制御されるものとする。すなわち、三元触媒コンバータ９０が常に一定の安定した浄化性能を発揮しうるように、三元触媒コンバータ９０における空燃比が理論空燃比になるようにフィードバック制御される。ただし、これに微分動作を加えたＰＩＤフィードバック制御として制御系の安定性を向上させるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、空燃比が、一時的にリーン状態やリッチ状態になっても、三元触媒コンバータ９０の排気ガスの浄化性能が低下させないように、三元触媒コンバータ９０に酸素を貯蔵する能力（酸素ストレージ）を持たせることが一般的に知られている。これにより、空燃比がリーン状態の時に余分な酸素を貯蔵し、またリッチ状態の時に貯蔵された酸素を使用することにより、排気ガスの浄化性能を維持することができる。
【００３４】
すなわち、三元触媒コンバータ９０は、空燃比がリーンのときに排気ガス中の過剰酸素を取込んで貯蔵する機能を有し、この機能によってＮＯｘを還元させる。一方、空燃比がリッチになると排気ガス中の未燃焼のＨＣ，ＣＯが三元触媒コンバータ内に貯蔵されている酸素を奪い、それによって未燃焼のＨＣ，ＣＯを酸化させる。したがって、空燃比が理論空燃比からずれたときにＮＯｘを還元させるためには三元触媒コンバータ９０が酸素を貯蔵しえる状態になければならず（すなわち、三元触媒コンバータ９０の酸素貯蔵量が最大酸素吸蔵量に対して余裕がなければならず）、一方、このとき未燃焼のＨＣ，ＣＯを酸化させるためには三元触媒コンバータ９０がある程度の酸素を貯蔵していなければならないことになる。
【００３５】
このように、空燃比が理論空燃比からリーン側にずれたときにＮＯｘを還元でき、空燃比が理論空燃比に対してリッチ側にずれたときに未燃焼のＨＣ，ＣＯを酸化できるようにするためには、三元触媒コンバータ９０の酸素吸蔵量を最大酸素吸蔵量の半分程度に維持しておくことが好ましいとされている。このような三元触媒コンバータ９０の酸素吸蔵量を制御するとともに、三元触媒コンバータ９０における空燃比が理論空燃比になるようにＰＩフィードバック制御される。
【００３６】
このＰＩフィードバック制御についてさらに説明する。次回の燃料補正量Ｑ（ＦＡＦ）は、
Ｑ（ＦＡＦ）＝Ｑｐ＋Ｑｉ  …  （１）
により算出される。ここで、Ｑｐは比例項、Ｑｉは積分項である。
【００３７】
比例項Ｑｐは、
Ｑｐ＝Ｋ（１）・ΔＱ  …  （２）
ここで、Ｋ（１）は比例ゲイン用の係数、ΔＱは今回の燃料差であって、
燃料差ΔＱ＝（吸入空気をストイキとする目標の燃料量−実際に燃焼室内で燃焼せしめられた燃料量）
である。また、
実際に燃焼室内で燃焼せしめられた燃料量＝吸入空気量の検出値／空燃比の検出値
により算出される。
【００３８】
式（２）から分かるように、今回の燃料差ΔＱ（ΔＱ＞０とする）が大きい値（すなわちリーン）になるほど、比例項Ｑｐは大きい値になり、燃料量を大きく増量するするように制御される。逆に、今回の燃料差ΔＱ（ΔＱ＞０とする）が小さい値（０に近い）になるほど、比例項Ｑｐは小さい値になり、燃料量を小さく増量するように制御される。
【００３９】
さらに、今回の燃料差ΔＱ（ΔＱ＜０とする）が小さい値（すなわちリッチ）になるほど、比例項Ｑｐは小さい値になり、燃料量を大きく減量するするように制御される。逆に、今回の燃料差ΔＱ（ΔＱ＜０とする）が大きい値（０に近い）になるほど、比例項Ｑｐは小さい値になり、燃料量を小さく減量するように制御される。
【００４０】
積分項Ｑｉは、
Ｑｉ＝Ｑｉ＋Ｋ（２）・ΔＱ  …  （３）
ここで、Ｋ（２）は積分ゲイン用の係数である。ΔＱは、式（２）と同じである。
【００４１】
式（３）から分かるように、ΔＱ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、ΔＱが正である範囲において徐々に大きい値へと更新されることになる。また、積分項Ｑｉは、ΔＱが負である範囲において徐々に小さい値へと更新されることになる。このように積分項は所定周期で（エンジンＥＣＵ３００のサイクルタイム毎に）、積算される。
【００４２】
上記のように、空燃比センサ４２０を用いたフィードバック制御において、比例項Ｑｐは、空燃比をストイキに維持すべく作用する成分であり、積分項Ｑｉは、定常偏差（オフセット）を消去するように作用する成分である。すなわち、この積分項Ｑｉの作用により、三元触媒コンバータコンバータ９０における酸素ストレージ量が一定に維持される結果になる。たとえば、急加速等でリーンガスが発生した場合には、かかる積分項Ｑｉの作用により、リッチガスが発生せしめられ、リーンガス発生の効果が相殺される。なお、このような酸素ストレージ量を一定に維持するため故意に空燃比を変動させる制御は、カウンタ制御といわれる。
【００４３】
本実施の形態においては、筒内噴射用インジェクタ１１０が筒内噴射用インジェクタ１１０の最小噴射量または吸気通路噴射用インジェクタ１２０が吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小噴射量でガードされると、積分項の積算を中止してホールドすることを特徴とする。
【００４４】
以下、図２に示すフローチャートを参照して、エンジンＥＣＵ３００で実行される空燃比フィードバックのプログラムの制御構造について説明する。
【００４５】
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、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）を算出する。Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）を算出する。このＳ１００およびＳ１１０における処理は、たとえば、エンジン１０の負荷率、各種の変換係数や補正係数（このなかに空燃比フィードバック係数も含まれる。）等に基づいて算出される総燃料量（Ｑ（ＤＩ）＋Ｑ（ＰＦＩ））を、エンジン１０の回転数および負荷に基づいて決定される噴き分け率（直噴比率やＤＩ比率ｒともいう。詳しくは後述する。）を用いて、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）を算出する。なお、このような算出方法に限定されるものではない。すなわち、インジェクタの無効噴射量、パージ補正量等を考慮して、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）を算出するようにしてもよい。
【００４６】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）が筒内噴射用インジェクタ１１０の最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＤＩ）よりも少ないか否かを判断する。この筒内噴射用インジェクタ１１０の最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＤＩ）は、筒内噴射用インジェクタ１１０における噴射時間と噴射量との関係にリニアリティが保証される最小の噴射量である。筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）が筒内噴射用インジェクタ１１０の最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＤＩ）よりも少ないと（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１３０へ移される。なお、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）が筒内噴射用インジェクタ１１０の最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＤＩ）以下であるか否かを判断するようにしてもよい。
【００４７】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）が吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＰＦＩ）よりも少ないか否かを判断する。この筒内噴射用インジェクタ１２０の最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＰＦＩ）は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０における噴射時間と噴射量との関係にリニアリティが保証される最小の噴射量である。吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）が吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＰＦＩ）よりも少ないと（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ移される。なお、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）が吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＰＦＩ）以下であるか否かを判断するようにしてもよい。
【００４８】
Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ３００は、空燃比ＰＩフィードバック制御の積分項Ｑｉの積算による更新を許可する。すなわち、上記した式（３）に基づいて、積分項Ｑｉが、{Ｑｉ＋Ｋ（２）・ΔＱ}で積算されて算出される。
【００４９】
Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ３００は、空燃比ＰＩフィードバック制御の積分項Ｑｉの積算による更新を禁止する。すなわち、上記した式（３）を用いることなく、積分項Ｑｉが、最新のＱｉにホールドされる。
【００５０】
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における空燃比ＰＩフィードバック制御の動作）について説明する。
【００５１】
エンジンＥＣＵ３００により、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）がそれぞれ算出される（Ｓ１００およびＳ１１０）。
【００５２】
筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）が最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＤＩ）よりも少ないか、または、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）が最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＰＦＩ）よりも少ないと（Ｓ１２０にてＹＥＳまたはＳ１３０にてＹＥＳ）、空燃比ＰＩフィードバック制御の積分項Ｑｉの更新が禁止される（Ｓ１５０）。
【００５３】
この状態を図３を用いて説明する。図３（Ａ）に、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量Ｑ（ＰＦＩ）の時間的変化を示す。なお、Ｑｍｉｎ（ＤＩ）＞Ｑｍｉｎ（ＰＦＩ）と想定する。多くの場合、筒内噴射用インジェクタ１１０の方が最小噴射量が高く、図３（Ａ）に示すように（噴き分け率にもよるが）先にＱ（ＤＩ）＜Ｑｍｉｎ（ＤＩ）となる。
【００５４】
図３（Ｂ）に、図３（Ａ）に対応する、空燃比ＰＩフィードバック制御における積分項Ｑｉの時間的変化を示す。図３（Ｃ）に、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に対応する、空燃比の時間的変化を示す。図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、理論空燃比１４．５近傍からリッチ側にずれていった場合を想定している。図３（Ａ）〜（Ｃ）のいずれも実線が本発明の場合を、点線が従来の場合をそれぞれ示している。
【００５５】
時刻ｔ（１）に近付くにつれて、空燃比がリッチ側にずれているので(図３（Ｃ）)、図３（Ａ）に示すように燃料量が低下される。時刻ｔ（１）において、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量Ｑ（ＤＩ）が最小噴射量Ｑｍｉｎ（ＤＩ）を下回る（Ｓ１２０にてＹＥＳ）。このような状態が時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（２）の継続すると、その期間は図３（Ｂ）に示すように、ＰＩフィードバック制御の積分項の積算による更新が禁止されるので（Ｓ１５０）、結果として、時刻ｔ（１）における最新の積分項Ｑｉがホールドされる。なお、従来では、図３（Ｂ）に点線で示すように、空燃比のＰＩフィードバック制御の積分項の積算による更新が禁止されなかったので、積分項がさらに更新され続けている。この結果、時刻ｔ（２）において本発明よりも（その絶対値が）大きい積分項に更新されている。このため、偏差が大きいと判断されたことに等しく、その偏差をなくするべく、フィードバック制御が実行され、大きく燃料噴射量を変更する（大きく減量する）。その結果、図３（Ｃ）に示すように時刻ｔ（２）以降において、一旦大きくリーン側にオーバシュートするとともに、その後、リッチ側にオーバシュートして、実際の空燃比と理論空燃比と偏差がなくなるまでに時間がかかり、良好なフィードバック制御を実現できない。
【００５６】
一方、本発明においては、筒内噴射用インジェクタ１１０の燃料噴射量が最小噴射量を下回っている時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（２）において、空燃比のＰＩフィードバック制御の積分項の積算による更新を禁止して積分項Ｑｉをホールドした。この結果、時刻ｔ（２）において従来よりも（その絶対値が）小さい積分項のままである。このため、偏差が小さいと判断されたことに等しく、その偏差をなくするべく、フィードバック制御が実行されるが、小さくしか燃料噴射量を変更しない（小さく減量する）。その結果、図３（Ｃ）に示すように時刻ｔ（２）以降において、大きくリーン側にオーバシュートすることなく、かつ、実際の空燃比と理論空燃比と偏差がなくなるまでに長い時間を必要としないで、良好なフィードバック制御を実現できる。
【００５７】
これは、筒内噴射用インジェクタ１１０が最小噴射量でガードされているという状態においては、実際の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側にずれている場合、空燃比ＰＩフィードバック制御において燃料噴射量をさらに減量するように制御される。しかしながら、筒内噴射用インジェクタ１１０が最小噴射量でガードされているので、最小噴射量で噴射されるので空燃比がリッチ側にずれた状態が継続する。このような状態においてＰＩフィードバック制御の積分項の更新を許可すると、筒内噴射用インジェクタ１１０が最小噴射量で噴射し続けているので偏差（実際の空燃比と理論空燃比の差であって、燃料差ΔＰでもある）が小さくならない状態になり、積分項Ｑｉが積算され続ける。このように大きな積分項Ｑｉに更新され続けてから、筒内噴射用インジェクタ１１０が最小噴射量でガードされているという状態から抜け出すと、大きな積分項Ｑｉにより制御量（噴射量）が大きく制御され（大きく減量され）過ぎてしまい、オーバーシュートを大きくしてしまい、さらにその反動で反対側のオーバシュートを大きくしてしまい、良好な制御を実現できず、空燃比を乱すことになる。これにより、三元触媒コンバータ９０による良好な排気浄化機能を発現しえず、エミッションの悪化等も問題を誘引する。
【００５８】
本発明に係るエンジンＥＣＵ３００においては、筒内噴射用インジェクタ１１０が最小噴射量でガードされているという状態においては、実際の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側にずれていても、ＰＩフィードバック制御の積分項の更新を禁止する。このため、筒内噴射用インジェクタ１１０が最小噴射量で噴射し続けているので偏差（実際の空燃比と理論空燃比の差であって、燃料差ΔＰでもある）が小さくならない状態であっても、積分項Ｑｉはホールドされる。このように積分項Ｑｉがホールドされて、筒内噴射用インジェクタ１１０が最小噴射量でガードされているという状態から抜け出しても、小さな積分項Ｑｉにより制御量（噴射量）が小さく制御される（小さく減量される）に過ぎず、大きくオーバーシュートしないので、空燃比を乱すこともない。これにより、三元触媒コンバータ９０による良好な排気浄化機能を発現して、エミッションの悪化等の問題を誘引しない。
【００５９】
特に、適正な酸素ストレージ量とするために行なわれるカウンタ制御においても、上記した理由により空燃比制御が乱れることもない。
【００６０】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるエンジン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有するエンジンにおいて、インジェクタの噴射量が最小噴射量でガードされた場合であっても、制御性の良好な空燃比フィードバック制御を実現できる。
【００６１】
＜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。
【００６２】
図４および図５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（以下、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４は、エンジン１０の温間用マップであって、図５は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００６３】
図４および図５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。
【００６４】
図４および図５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。
【００６５】
さらに、これらの図４および図５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４の温間時のマップを選択して、そうではないと図５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。
【００６６】
図４および図５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４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５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４のＮＥ（２）や、図５のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【００６７】
図４および図５を比較すると、図４に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図５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。
【００６８】
図４および図５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。
【００６９】
図４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。
【００７０】
図４および図５を比較すると、図５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。
【００７１】
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。
【００７２】
＜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。
【００７３】
図６および図７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６は、エンジン１０の温間用マップであって、図７は、エンジン１０の冷間用マップである。
【００７４】
図６および図７を比較すると、以下の点で図４および図５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６および図７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６および図７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。
【００７５】
なお、図４〜図７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。
【００７６】
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。
【００７７】
また、図４〜図７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。
【００７８】
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。
【００７９】
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４または図６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）。
【００８０】
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】
【００８１】
【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ＥＣＵで実行される空燃比フィードバック制御プログラムのフローチャートである。
【図３】各状態量の変化を表わすタイミングチャートである。
【図４】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５】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６】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】
【００８２】
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、１２０  吸気通路噴射用インジェクタ、１３０  燃料分配管、１４０  逆止弁、１５０  高圧燃料ポンプ、１５２  電磁スピル弁、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。
【図１】
2007032328.tif 000003
【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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