(57)【要約】【課題】直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高くなることに起因して同直噴インジェクタからの燃料噴射が過多になること、及び、それに起因して筒内での燃料燃焼が悪化することを抑制する。【解決手段】ポート噴射インジェクタ６と直噴インジェクタ７との噴き分け噴射において、直噴圧が判定値以上になって高圧時噴射制御が実行されると、同直噴圧が判定値未満であって通常噴射制御が実行される場合と比較して、直噴インジェクタ７から噴射される燃料が多くされる。これは、高圧時噴射制御での上記噴き分け噴射における噴き分け率Ｋが、通常噴射制御での上記噴き分け噴射における噴き分け率Ｋと比較して０％寄りの値とされることによって実現される。直噴インジェクタ７から噴射される燃料が多くなると、同直噴インジェクタ７に繋がる高圧燃料配管３３内の燃料が速やかに消費されるため、直噴圧が速やかに低下する。【選択図】図１
2013119810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと筒内に燃料を噴射する直噴インジェクタとを備える内燃機関に適用され、噴射量指令値に対応した量の燃料を、機関運転状態に応じて求められる噴き分け率をもって、前記ポート噴射インジェクタからの噴射と前記直噴インジェクタからの噴射とに分けて噴射する噴き分け噴射を行う内燃機関の制御装置において、
前記噴き分け噴射を行うに当たり、前記直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が判定値以上であるとき、前記機関運転状態に応じて求められた噴き分け率で噴き分け噴射を行うときと比較して前記直噴インジェクタからの燃料噴射が多くなる噴き分け率で前記噴き分け噴射を行う高圧時噴射制御を実施し、
前記高圧時噴射制御の実施中であって機関高負荷運転時には前記噴き分け率が機関運転状態に応じて求められた値と等しくされる
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記高圧時噴射制御の実施中であって前記直噴インジェクタと前記ポート噴射インジェクタとの両方から燃料が噴射されるとき、前記噴き分け率を前記直噴インジェクタからの燃料噴射が多くなる方向についてガードする
請求項１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、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、車両に搭載される内燃機関として、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射インジェクタと、筒内に燃料を噴射する直噴インジェクタとを備えたものが実用化されている。同機関においては、機関運転状態に基づき定められた噴射量指令値に対応した量の燃料を、機関運転状態に応じて求められる噴き分け率をもって、上記ポート噴射インジェクタからの噴射と上記直噴インジェクタからの噴射とに分けて噴射する噴き分け噴射が行われる。
【０００３】
この噴き分け噴射では、例えば次のようにポート噴射インジェクタからの燃料噴射、及び直噴インジェクタからの燃料噴射が行われる。すなわち、機関運転状態に応じて求められる噴き分け率に基づいて上記噴射量指令値をポート噴射指令値と直噴指令値とに分け、ポート噴射指令値に対応した量の燃料をポート噴射インジェクタから噴射するとともに、直噴指令値に対応した量の燃料を直噴インジェクタから噴射する。
【０００４】
ポート噴射インジェクタや直噴インジェクタなどのインジェクタから噴射される燃料の量は、インジェクタに供給される燃料の圧力と同インジェクタの開弁時間（燃料噴射時間）とに基づいて決まる。従って、噴き分け噴射におけるポート噴射インジェクタでは、そのときに同インジェクタに供給される燃料の圧力のもとで上記ポート噴射量指令値に対応した量の燃料が噴射されるよう、上記ポート噴射インジェクタでの燃料噴射時間が制御される。また、噴き分け噴射における直噴インジェクタでは、そのときに同インジェクタに供給される燃料の圧力のもとで上記直噴指令値に対応した量の燃料が噴射されるよう、同直噴インジェクタの燃料噴射時間が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３６４３９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記噴き分け噴射を行うことの可能な内燃機関においては、直噴インジェクタから高圧となる筒内に向けての燃料噴射を実現するため、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力がポート噴射インジェクタに供給される燃料の圧力よりも高い値に調整される。このように直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高くなる関係から、同直噴インジェクタでは燃料噴射時間が短くなる傾向がある。従って、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高くなり過ぎると、それに合わせて直噴インジェクタの燃料噴射時間を短くする際、同燃料噴射時間が直噴インジェクタの構造に起因する最小値未満になるおそれがある。
【０００７】
ちなみに、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高くなり過ぎる状況としては、例えばポート噴射インジェクタのみからの燃料噴射が続いた後、上記噴き分け噴射が開始されて直噴インジェクタからの燃料噴射が行われるという状況があげられる。上記ポート噴射インジェクタのみからの燃料噴射が続いているときには、直噴インジェクタからの燃料噴射が行われないため、その直噴インジェクタに繋がる燃料供給系では燃料が停滞する。このように直噴インジェクタに繋がる燃料供給系で燃料が停滞すると、その燃料が内燃機関等からの熱を受けて膨張することから、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が上昇する。
【０００８】
こうした状況のもとで、上記噴き分け噴射が開始されて直噴インジェクタからの燃料噴射が行われるとき、直噴指令値に対応した量の燃料を直噴インジェクタから噴射させようとすると、燃料の圧力が高くなっていることから燃料噴射時間を短くせざるを得ない。そして、このときの燃料噴射時間が上記最小値未満になると、直噴インジェクタからの燃料噴射を安定して行えなくなるおそれがある。このため、直噴インジェクタでの燃料噴射時間は上記最小値で下限ガードされる。ただし、このように直噴インジェクタでの燃料噴射時間が上記最小値で下限ガードされると、直噴インジェクタから噴射される燃料の量が過多になり、それが筒内での燃料の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００９】
なお、特許文献１には、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が低下するほど、直噴インジェクタからの燃料噴射が多くなるよう上記噴き分け率を設定することが開示されている。しかし、こうした技術を用いたとしても、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高くなって直噴インジェクタからの燃料噴射時間が上記最小値未満になったとき、その燃料噴射時間が上記最小値で下限ガードされることにより直噴インジェクタから噴射される燃料の量が過多になるという問題を回避することはできない。
【００１０】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高くなることに起因して同直噴インジェクタからの燃料噴射が過多になること、及び、それ起因する筒内での燃料燃焼の悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明によれば、噴射量指令値に対応した量の燃料が、機関運転状態に応じて求められる噴き分け率をもって、ポート噴射インジェクタからの噴射と直噴インジェクタからの噴射とに分けて噴射する噴き分け噴射が行われる。この噴き分け噴射を行うに当たり、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高くなって、同圧力に基づき求められる直噴インジェクタでの燃料噴射時間がその構造に起因する最小値未満になることがある。なお、直噴インジェクタでの燃料噴射量が上記最小値未満になるときには、同燃料噴射量が強制的に上記最小値で下限ガードされることから、直噴インジェクタから噴射される燃料の量が過多になり、それが筒内での燃料の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１２】
しかし、請求項１記載の発明では、噴き分け噴射を行うに当たり、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が判定値以上であるときには、上記機関運転状態に応じて求められた噴き分け率で噴き分け噴射を行うときと比較して、直噴インジェクタからの燃料噴射が多くなる噴き分け率で噴き分け噴射を行う高圧時噴射制御が実行される。この高圧時噴射制御が実行されると、直噴インジェクタから噴射される燃料が多くなって同直噴インジェクタに繋がる燃料供給系の燃料が速やかに消費されるため、その燃料の圧力が速やかに低下するようになる。このため、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高いとき、同直噴インジェクタの燃料噴射時間が上記最小値未満となって同最小値で下限ガードされるおそれがあるとしても、上記高圧時噴射制御の実行を通じて直噴インジェクタに供給される燃料の圧力を速やかに低下させることができる。そして、上記燃料の圧力の速やかな低下により、その燃料の圧力に基づき求められる直噴インジェクタの燃料噴射時間が上記最小値未満となることを抑制できる。従って、直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高いとき、同直噴インジェクタの燃料噴射時間が上記最小値で下限ガードされることに伴い、直噴インジェクタから噴射される燃料の量が過多になることを抑制でき、その噴射燃料量の過多に起因する筒内での燃料の燃焼悪化を抑制することができる。
【００１３】
ここで、上記高圧時噴射制御の実施中であって機関高負荷運転時には、噴射量指令値が大きい値となる関係から直噴インジェクタから噴射すべき燃料噴射量も多くなり、同直噴インジェクタに供給される燃料の圧力が高いとしても、その直噴インジェクタの燃料噴射時間が上記最小値未満になることはない。仮に、こうした状況のもとで、機関運転状態に応じて求められた噴き分け率で噴き分け噴射を行うときと比較して、直噴インジェクタからの燃料噴射が多くなる噴き分け率で上記噴き分け噴射を行うと、ポート噴射インジェクタと直噴インジェクタとでの噴き分け噴射を行うことによる効果を最大限に得ることが困難になる。これは、噴き分け噴射を行う際の噴き分け率が、上述したように、機関運転状態に基づき求められる値よりも、直噴インジェクタからの燃料噴射が多くなる値とされるためである。この点、請求項１記載の発明では、上記高圧時噴射制御の実施中であって機関高負荷運転時には、上記噴き分け率が機関運転状態に応じて求められた値と等しくされるため、上記機関高負荷運転時においてポート噴射インジェクタと直噴インジェクタとでの噴き分け噴射を行うことによる効果を最大限に得ることができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、高圧時噴射制御の実施中であって直噴インジェクタとポート噴射インジェクタとの両方から燃料が噴射されるとき、その際の噴き分け率が直噴インジェクタからの燃料噴射が多くなる方向についてガードされる。ここで、高圧時噴射制御の実施中であって直噴インジェクタとポート噴射インジェクタとの両方から燃料が噴射されるとき、ポート噴射インジェクタからの燃料噴射量が少な過ぎると、それに起因して筒内での燃料の燃焼が悪化する。詳しくは、ポート噴射インジェクタからの燃料噴射量が少な過ぎて同ポート噴射インジェクタでの燃料噴射時間がその構造に起因する最小値未満になると、ポート噴射インジェクタからの燃料噴射が安定して行われなくなり、同ポート噴射インジェクタから噴射される燃料の量が変動する。その結果、筒内に供給される燃料の量が適正値から外れることは避けられず、それに起因して筒内での燃料の燃焼が悪化するという問題が生じる。しかし、高圧時噴射制御の実施中であって直噴インジェクタとポート噴射インジェクタとの両方から燃料が噴射されるとき、その際の噴き分け率を上述したように直噴インジェクタからの燃料噴射が多くなる方向についてガードすれば、ポート噴射インジェクタからの燃料噴射量が過度に少なくなることはなくなる。従って、ポート噴射インジェクタでの燃料噴射時間が上記最小値未満になることを抑制でき、ひいては上述した筒内での燃料の燃焼悪化という問題の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関全体を示す略図。
【図２】機関運転領域におけるポート噴射領域、直噴領域、及び噴き分け領域を示す説明図。
【図３】インジェクタにおける燃料噴射時間と燃圧との関係を示す説明図。
【図４】噴き分け噴射の実行手順を示すフローチャート。
【図５】高圧時噴射制御での噴き分け率と通常噴射制御での噴き分け率との機関負荷の変化に応じた推移の違いを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を自動車用エンジンの燃料噴射制御装置に具体化した一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示される内燃機関１の吸気通路２には、燃焼室３に吸入される空気の量（吸入空気量）を調整すべく開閉動作するスロットルバルブ４が設けられている。このスロットルバルブ４の開度（スロットル開度）は、自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル５の操作量（アクセル操作量）に応じて調節される。また、内燃機関１は、吸気通路２から燃焼室３の吸気ポート２ａに向けて燃料を噴射するポート噴射インジェクタ６と、燃焼室３内（筒内）に燃料を噴射する直噴インジェクタ７とを備えている。これらインジェクタ６，７には、燃料タンク８内に蓄えられた燃料が供給される。
【００１７】
すなわち、燃料タンク８内の燃料は、フィードポンプ９によって汲み上げられた後に低圧燃料配管３１を介してポート噴射インジェクタ６に供給される。この低圧燃料配管３１内の燃料の圧力は、フィードポンプ９の駆動制御を通じてフィード圧に調整されるとともに、同配管３１に設けられたプレッシャレギュレータ３２によって過上昇しないようにされる。また、フィードポンプ９によって汲み上げられた低圧燃料配管３１内の燃料の一部は、高圧燃料ポンプ１０で上記フィード圧よりも高圧（以下、直噴圧という）の状態に加圧された後に高圧燃料配管３３を介して直噴インジェクタ７に供給される。
【００１８】
内燃機関１においては、インジェクタ６，７から噴射される燃料と吸気通路２を流れる空気とからなる混合気が燃焼室３に充填され、この混合気に対し点火プラグ１２による点火が行われる。そして、点火後の混合気が燃焼すると、そのときの燃焼エネルギによりピストン１３が往復移動し、それに伴いクランクシャフト１４が回転するようになる。一方、燃焼後の混合気は排気として排気通路１５に送り出される。なお、上記燃焼室３と吸気通路２との間は、クランクシャフト１４からの回転伝達を受ける吸気カムシャフト２５の回転に伴って開閉動作する吸気バルブ２６によって連通・遮断される。また、上記燃焼室３と排気通路１５との間は、クランクシャフト１４からの回転伝達を受ける排気カムシャフト２７の回転に伴って開閉動作する排気バルブ２８によって連通・遮断される。
【００１９】
次に、内燃機関１における燃料噴射制御装置の電気的構成について説明する。
この燃料噴射制御装置は、内燃機関１の各種運転制御を行う電子制御装置１６を備えている。この電子制御装置１６には、上記各種運転制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等が設けられている。
【００２０】
電子制御装置１６の入力ポートには、以下に示す各種のセンサ等が接続されている。
・アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ１７。
・スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ１８。
【００２１】
・吸気通路２を通過する空気の量（内燃機関１の吸入空気量）を検出するエアフローメータ１９。
・クランクシャフト１４の回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ２０。
【００２２】
・吸気カムシャフト２５の回転に基づき同シャフト２７の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ２１。
・低圧燃料配管３１内の燃料の圧力（フィード圧）を検出する第１圧力センサ２３。
【００２３】
・高圧燃料配管３３内の燃料の圧力（直噴圧）を検出する第２圧力センサ２４。
また、電子制御装置１６の出力ポートには、スロットルバルブ４、ポート噴射インジェクタ６、直噴インジェクタ７、フィードポンプ９、高圧燃料ポンプ１０、及び点火プラグ１２といった各種機器の駆動回路等が接続されている。
【００２４】
そして、電子制御装置１６は、上記各種センサ等から入力した信号に基づき機関回転速度や機関負荷といった機関運転状態を把握し、その把握した機関運転状態に基づいてスロットルバルブ４，インジェクタ６，７、フィードポンプ９、及び点火プラグ１２といった各種機器の駆動回路に対し指令信号を出力する。こうして内燃機関１のスロットル開度制御、燃料噴射制御、インジェクタ６，７に供給される燃料の圧力（燃圧）制御、及び内燃機関１の点火時期制御など、内燃機関１の各種運転制御が電子制御装置１６を通じて実施される。ちなみに、上記機関回転速度は、クランクポジションセンサ２０からの検出信号に基づき求められる。また、機関負荷は、内燃機関１の吸入空気量に対応するパラメータと上記機関回転速度とから算出される。なお、吸入空気量に対応するパラメータとしては、エアフローメータ１９からの検出信号に基づき求められる内燃機関１の吸入空気量の実測値、スロットルポジションセンサ１８からの検出信号に基づき求められるスロットル開度、及びアクセルポジションセンサ１７からの検出信号に基づき求められるアクセル踏込量等があげられる。
【００２５】
次に、内燃機関１におけるポート噴射インジェクタ６や直噴インジェクタ７を用いた燃料噴射制御について説明する。
この燃料噴射制御は、機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づき噴射量指令値Ｑfin を求め、その噴射量指令値Ｑfin に対応した量の燃料をポート噴射インジェクタ６と直噴インジェクタ７との少なくとも一方から噴射させることで実現される。ちなみに、この内燃機関１においては、機関回転速度及び機関負荷に応じて区画された機関運転領域毎に、すなわち図２に示されるポート噴射領域Ａ１、直噴領域Ａ２、及び噴き分け領域Ａ３毎に、燃料噴射のために使用されるインジェクタ６，７が選択される。
【００２６】
図２において、内燃機関１の低回転低負荷領域は、ポート噴射インジェクタ６のみから噴射量指令値Ｑfin 分の燃料の噴射を行うポート噴射領域Ａ１となっている。これは、内燃機関１の低回転低負荷領域では、ピストン１３の移動速度が遅くなる関係から燃焼室３内でのピストン１３の移動による空気と燃料との混合が行われにくく、ポート噴射インジェクタ６のみから燃料を噴射して同燃料を吸気ポート２ａ内で予め空気と混合した後に燃焼室３に吸入することが好ましいためである。また、内燃機関１の低回転低負荷領域では、同内燃機関１の騒音レベルが小さいことから、仮に直噴インジェクタ７からの燃料噴射を行ったとすると同インジェクタ７の開弁時の騒音が問題となり、こうした問題を回避するためにも内燃機関１の低回転低負荷領域がポート噴射領域とされている。
【００２７】
また、内燃機関１の高回転高負荷領域は、直噴インジェクタ７のみから噴射量指令値Ｑfin 分の燃料の噴射を行う直噴領域Ａ２となっている。これは、内燃機関１の高回転高負荷領域では、直噴インジェクタ７から噴射された燃料の気化潜熱によりピストン１３を冷却したりすることが、内燃機関１の吸気充填効率を高めて同内燃機関１の出力を向上するうえで好ましいためである。従って、直噴領域Ａ２については、直噴インジェクタ７から燃焼室３内への直接的な燃料噴射によって内燃機関１の出力向上が見込める領域に設定される。なお、図２において、内燃機関１の高負荷運転領域と低負荷運転領域との間の領域は、それら高負荷領域と低負荷領域との両方の特性を有していることから、そうした特性に対応すべくポート噴射インジェクタ６と直噴インジェクタ７との両方からの燃料噴射を行う噴き分け領域Ａ３となっている。
【００２８】
ここで、上記噴き分け領域Ａ３でのポート噴射インジェクタ６及び直噴インジェクタ７からの燃料噴射（噴き分け噴射）について詳しく述べる。この噴き分け噴射を行う際には、機関回転速度や機関負荷といった機関運転状態に基づいて求められる噴き分け率Ｋをもって、噴射量指令値Ｑfin がポート噴射指令値ＱＰと直噴指令値ＱＤとに分けられる。このように分けられたポート噴射指令値ＱＰと直噴指令値ＱＤとの合計値は、上記噴射量指令値Ｑfin と等しい値になる。なお、上記噴き分け率Ｋは、「０％〜１００％」という範囲で変化する。この噴き分け率Ｋ「０％」に近くなるほど、直噴指令値ＱＤが大きくなるとともにポート噴射指令値ＱＰが小さくなる。そして、噴き分け率Ｋが「０％」になると、ポート噴射指令値ＱＰが「０」になり、且つ直噴指令値ＱＤが噴射量指令値Ｑfin と等しくなる。また、噴き分け率Ｋが「１００％」に近くなるほど、直噴指令値ＱＤが小さくなるとともにポート噴射指令値ＱＰが大きくなる。そして、噴き分け率Ｋが「１００％」になると、直噴指令値ＱＤが「０」になり、且つポート噴射指令値ＱＰが噴射量指令値Ｑfin と等しくなる。上述したようにポート噴射指令値ＱＰ及び直噴指令値ＱＤが定められると、ポート噴射インジェクタ６からポート噴射指令値ＱＰに対応した量の燃料噴射が行われるよう同インジェクタ６が駆動される一方、直噴インジェクタ７から直噴指令値ＱＤに対応した量の燃料噴射が行われるよう同インジェクタ７が駆動される。
【００２９】
上記噴き分け噴射において、ポート噴射インジェクタ６によるポート噴射指令値ＱＰ分の燃料噴射は、例えば次のように実現される。すなわち、第１圧力センサ２３によって検出されるフィード圧のもとで、ポート噴射指令値ＱＰ分の燃料をポート噴射インジェクタ６から噴射するために必要な同インジェクタ６の燃料噴射時間ＴＡＵＰが上記フィード圧に基づいて求められる。そして、その燃料噴射時間ＴＡＵＰだけポート噴射インジェクタ６を開弁させることで、同インジェクタ６によるポート噴射指令値ＱＰ分の燃料噴射が行われる。一方、直噴インジェクタ７による直噴指令値ＱＤ分の燃料噴射は、例えば次のように実現される。すなわち、第２圧力センサ２４によって検出される直噴圧のもとで、直噴指令値ＱＤ分の燃料を直噴インジェクタ７から噴射するために必要な同インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記直噴圧に基づいて求められる。そして、その燃料噴射時間ＴＡＵＤだけ直噴インジェクタ７を開弁させることで、同インジェクタ７による直噴指令値ＱＤ分の燃料噴射が行われる。
【００３０】
ポート噴射インジェクタ６や直噴インジェクタ７といった燃料噴射弁（インジェクタ）において、燃料噴射量、燃圧、及び燃料噴射時間の関係は、図３に実線で示すような関係となる。この実線は、燃料噴射量を一定とした条件下での燃圧と燃料噴射時間との組み合わせを示しており、図中右上のものほど燃料噴射量を多くした条件下での上記組み合わせを示している。また、インジェクタには、その構造に起因して燃料噴射時間の最小値が存在している。この最小値は、例えば図３に破線で示すように変化する。そして、同最小値よりも燃料噴射時間が短くなると、インジェクタからの燃料噴射が不安定になって燃料噴射量を的確に調整できなくなる。このため、燃料噴射量制御などにおいてインジェクタの燃料噴射時間を調整する際には、その燃料噴射時間が上記最小値未満とならないよう下限ガードされる。ちなみに、ポート噴射インジェクタ６における燃料噴射時間の最小値ＴＡＵＰmin はフィード圧に応じて変化し、直噴インジェクタ７における燃料噴射時間の最小値ＴＡＵＤmin は直噴圧に応じて変化する。そして、これらポート噴射インジェクタ６及び直噴インジェクタ７におけるそれぞれの上記最小値ＴＡＵＰmin ，ＴＡＵＤmin は、燃圧（フィード圧や直噴圧）の変化に対し、それぞれ異なる態様で推移する。
【００３１】
ところで、直噴インジェクタ７に供給される燃料の圧力（直噴圧）がポート噴射インジェクタ６に供給される燃料の圧力（フィード圧）よりも高くなる関係から、直噴インジェクタ７ではポート噴射インジェクタ６よりも燃料噴射時間が短くなりやすい。従って、直噴圧が高くなり過ぎると、それに合わせて直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤを短くする際、同燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin 未満になるおそれがある。なお、直噴圧が高くなり過ぎる状況としては、例えば、ポート噴射インジェクタ６のみからの燃料噴射が続いた後、上記噴き分け噴射が開始されて直噴インジェクタ７からの燃料噴射が行われるという状況があげられる。上記ポート噴射インジェクタ６のみからの燃料噴射が続いているとき、直噴インジェクタ７からの燃料噴射が行われないため、その直噴インジェクタ７に繋がる高圧燃料配管３３では燃料が停滞する。そして、その停滞した燃料が内燃機関１等からの熱を受けて膨張するため、直噴インジェクタ７に供給される燃料の圧力（直噴圧）が上昇する。
【００３２】
こうした状況のもとで、上記噴き分け噴射が開始されて直噴インジェクタ７からの燃料噴射が行われるとき、直噴指令値ＱＤに対応した量の燃料を直噴インジェクタ７から噴射させようとすると、上述したように直噴圧が高くなっていることから燃料噴射時間ＴＡＵＤを短くせざるを得ない。そして、このときの燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin 未満になると、直噴インジェクタからの燃料噴射を安定して行えなくなるおそれがあるため、直噴インジェクタ７での燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin で下限ガードされる。ただし、このように直噴インジェクタ７での燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin で下限ガードされると、直噴インジェクタ７から噴射される燃料の量が過多になり、それが燃焼室３内での混合気（燃料）の燃焼に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００３３】
このことに対処するため、本実施形態では、上記噴き分け噴射を行うに当たり、直噴圧が判定値以上であるときには、機関運転状態に応じて求められた噴き分け率Ｋで噴き分け噴射を行うとき（通常噴射制御）と比較して、直噴インジェクタ７からの燃料噴射が多くなる噴き分け率Ｋで上記噴き分け噴射を行う高圧時噴射制御を実施する。
【００３４】
次に、上記高圧時噴射制御を実施する際の燃料噴射制御装置の動作について、噴き分け噴射ルーチンを示す図４のフローチャートを参照して説明する。この噴き分け噴射ルーチンは、機関運転状態が噴き分け領域Ａ３（図２）にあるとき、電子制御装置１６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００３５】
図４の噴射制御ルーチンにおいて、Ｓ１０１〜Ｓ１０３は噴き分け率Ｋを算出するための処理であり、Ｓ１０４及びＳ１０５は噴き分け率Ｋを下限ガードするための処理であり、Ｓ１０６は噴き分け率Ｋをもって噴き分け噴射を行うための処理である。そして、同ルーチンにおいては、Ｓ１０２及びＳ１０６の処理を通じて上記高圧時噴射制御が実現される一方、Ｓ１０３及びＳ１０６の処理を通じて上記通常噴射制御が実現される。
【００３６】
同ルーチンにおいては、まず直噴圧が判定値以上であるか否かが判断される（Ｓ１０１）。この判定値としては、例えば直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが最小値ＴＡＵＤmin 未満となる可能性がある状況か否かを判断するうえで最適な値となるよう、予め実験等により定められた値が用いられる。Ｓ１０１の処理において、直噴圧が判定値未満であって直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが最小値ＴＡＵＤmin 未満となる可能性が小さい旨判断されると、通常どおり機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づき、通常の直噴圧に対応して設定された通常燃圧用のマップを参照して噴き分け率Ｋが算出される（Ｓ１０３）。こうして算出された噴き分け率Ｋは、機関負荷が高くなるに従って例えば図５に実線で示すように変化する。この実線から分かるように、低負荷領域（ＫＬ１未満）では噴き分け率Ｋが１００％になる一方、その低負荷領域よりも機関負荷が高くなる領域（ＫＬ１以上）では噴き分け率Ｋが０％と１００％との間の値になる。
【００３７】
一方、図４のＳ１０１の処理において、直噴圧が判定値以上であって直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが最小値ＴＡＵＤmin 未満となる可能性が高い旨判断されると、上記高圧時噴射制御用の噴き分け率Ｋが算出される（Ｓ１０２）。詳しくは、機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づき、直噴圧が判定値以上である状態に対応して設定された高燃圧用のマップを参照して噴き分け率Ｋが算出される（Ｓ１０２）。こうして算出された噴き分け率Ｋは、機関負荷が高くなるに従って例えば図５に破線で示すように変化する。この破線から分かるように、低負荷領域（ＫＬ１未満）では噴き分け率Ｋが１００％になる一方、中負荷領域（ＫＬ１〜ＫＬ２）では噴き分け率Ｋが０％になる。更に、上記中負荷領域よりも機関負荷が高くなる領域である第１高負荷領域（ＫＬ２〜ＫＬ３）、及び、上記第１高負荷領域よりも機関負荷が高くなる領域である第２高負荷領域（ＫＬ３以上）では、噴き分け率Ｋが０％よりも大きくなる。上記第２高負荷領域では、噴き分け率Ｋが通常燃圧用のマップを参照して算出したときの値（実線）と等しい値となる。
【００３８】
Ｓ１０２もしくはＳ１０３で噴き分け率Ｋが算出されると、その噴き分け率Ｋに対する下限ガード処理（Ｓ１０４、Ｓ１０５）が行われた後、噴き分け率Ｋをもって噴き分け噴射が行われる（Ｓ１０６）。詳しくは、上記噴き分け率Ｋをもって噴射量指令値Ｑfin がポート噴射指令値ＱＰと直噴指令値ＱＤとに分けられる。そして、ポート噴射インジェクタ６からポート噴射指令値ＱＰに対応した量の燃料噴射が行われるよう同インジェクタ６が駆動される一方、直噴インジェクタ７から直噴指令値ＱＤに対応した量の燃料噴射が行われるよう同インジェクタ７が駆動される。
【００３９】
噴射制御ルーチンにおいて、Ｓ１０２及びＳ１０６の処理を通じて高圧時噴射制御が実行された場合、Ｓ１０３及びＳ１０６の処理を通じて通常噴射制御が実行された場合と比較して、直噴インジェクタ７から噴射される燃料が多くなる。これは、図５に示されるように、高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋ（破線）が通常噴射制御での噴き分け率Ｋ（実線）と比較して０％寄りの値になるためである。そして、上記高圧時噴射制御の実行を通じて直噴インジェクタ７から噴射される燃料が多くなると、同直噴インジェクタ７に繋がる高圧燃料配管３３内の燃料が速やかに消費されるため、その燃料の圧力（直噴圧）が速やかに低下するようになる。このため、直噴圧が判定値以上といった高い値のとき、同直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin よりも長くなって同最小値ＴＡＵＤmin で下限ガードされるおそれがあるとしても、上記高圧時噴射制御の実行を通じて直噴圧を速やかに低下させることができる。そして、上記直噴圧の速やかな低下により、その直噴圧に基づき求められる直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin 未満となることを抑制できる。従って、直噴圧が高いときに直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin で下限ガードされることに伴い、直噴インジェクタ７から噴射される燃料の量が過多になることを抑制でき、その噴射燃料量の過多に起因する筒内での燃料の燃焼悪化を抑制することができる。
【００４０】
ここで、上記高圧時噴射制御の実施中であって内燃機関１の高負荷運転時には、噴射量指令値Ｑfin が大きい値となる関係から、直噴インジェクタ７から噴射すべき燃料噴射量（直噴指令値ＱＤ）も多くなる。その結果、直噴圧が判定値以上という高い値になったとしても、直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin 未満になることはない。仮に、こうした状況のもとで、通常噴射制御での噴き分け率Ｋで噴き分け噴射を行うときと比較して直噴インジェクタ７からの燃料噴射が多くなる噴き分け率、言い換えれば上記噴き分け率Ｋよりも０％寄りでの噴き分け率で噴き分け噴射を行ったとすると、次のような問題が生じる。すなわち、通常噴射制御での噴き分け率Ｋは、ポート噴射インジェクタ６と直噴インジェクタ７とでの噴き分け噴射を行うことによる効果を最大限に得ることができるよう、機関回転速度及び機関負荷といった機関運転状態に基づいて定められる。しかし、通常噴射制御での噴き分け率Ｋで噴き分け噴射を行うときと比較して直噴インジェクタ７からの燃料噴射が多くなる噴き分け率で噴き分け噴射を行うと、直噴インジェクタ７からの燃料噴射が多くなる分だけ噴き分け噴射を行うことによる効果が得られにくくなる。
【００４１】
こうしたことを考慮して、高圧時噴射制御の実施中であって機関負荷が第２高負荷領域（図５のＫＬ３以上）にあるときには、高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋ（破線）が通常噴射制御での噴き分け率Ｋ（実線）と等しくされる。このため、直噴圧が高くても直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin 未満になることのない状況のもと、噴き分け噴射での噴き分け率Ｋが無駄に０％寄りの値とされて直噴インジェクタ７からの燃料噴射が多くなる分、同噴き分け噴射を行うことによる効果が得られにくくなるということを回避できる。従って、上記高圧時噴射制御の実施中であって機関負荷が第２高負荷領域にあるとき、ポート噴射インジェクタ６と直噴インジェクタ７とでの噴き分け噴射を行うことによる効果を最大限に得ることができる。
【００４２】
なお、高圧時噴射制御の実施中であって直噴インジェクタ７とポート噴射インジェクタ６との両方から燃料が噴射されるとき、ポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射量（ポート噴射指令値ＱＰ）が少な過ぎると、それに起因して筒内での燃料の燃焼が悪化する。詳しくは、ポート噴射指令値ＱＰが少な過ぎて同ポート噴射インジェクタ６での燃料噴射時間ＴＡＵＰがその構造に起因する最小値ＴＡＵＰmin 未満になると、ポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射が安定して行われなくなり、同ポート噴射インジェクタ６から噴射される燃料の量が変動する。その結果、筒内に供給される燃料の量が適正値から外れることは避けられなくなり、それに起因して筒内での燃料の燃焼が悪化するという問題が生じる。
【００４３】
ちなみに、上述したようにポート噴射インジェクタ６の燃料噴射時間ＴＡＵＰが最小値ＴＡＵＰmin 未満になる原因としては、高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋを機関回転速度及び機関負荷に基づき高燃圧用のマップから算出するに当たり、そのマップの格子点間に対応する噴き分け率Ｋを補間によって算出していることがあげられる。例えば、図５の第１高負荷領域（ＫＬ２〜ＫＬ３）に対応する噴き分け率Ｋが上記補間によって算出されるとすると、その噴き分け率Ｋは中負荷領域での噴き分け率Ｋ（＝０％）と第２高負荷領域での噴き分け率Ｋ（＞０％）から現在の機関負荷に基づく補間によって算出されることとなる。この場合、中負荷領域での噴き分け率Ｋが０％となることから、上記補間によって算出された第１高負荷領域での噴き分け率Ｋが０％に近い値になる。こうした０％に近い噴き分け率Ｋで噴き分け噴射を行うと、ポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射量（ポート噴射指令値ＱＰ）が少なくなり、それに伴いポート噴射インジェクタ６の燃料噴射時間ＴＡＵＰが最小値ＴＡＵＰmin 未満になる。
【００４４】
上述した問題を回避するため、噴射制御ルーチンにおいては、算出された噴き分け率Ｋを下限ガードする処理（図４のＳ１０４，Ｓ１０５）が実行される。詳しくは、Ｓ１０２もしくはＳ１０３で算出された噴き分け率Ｋが０％よりも大きく、且つ１００％よりも小さいか否かが判断される（Ｓ１０４）。ここで肯定判定がなされたとき、すなわち直噴インジェクタ７とポート噴射インジェクタ６との両方から燃料が噴射されるとき、噴き分け率Ｋが予め定められたガード値をもって下限ガードされる（Ｓ１０５）。このように噴き分け率Ｋが下限ガードされるということは、同噴き分け率Ｋを直噴インジェクタ７からの燃料噴射が多くなる方向についてガードするということ、言い換えればポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射が少なくなる方向についてガードするということを意味する。なお、上記ガード値に関しては、ポート噴射インジェクタ６の燃料噴射時間ＴＡＵＰが最小値ＴＡＵＰmin 未満となることを防止するうえで最適な値として、予め実験等により定められた値が用いられる。
【００４５】
高圧時噴射制御の実施中における図５の第１高負荷領域（ＫＬ２〜ＫＬ３）での噴き分け率Ｋは、上記Ｓ１０４及びＳ１０５の処理を通じて下限ガードされることにより、機関負荷の変化に伴い、通常噴射制御時の値（実線）よりも０％寄りの領域で推移する。この噴き分け率Ｋの下限ガード処理（Ｓ１０４、Ｓ１０５）により、ポート噴射インジェクタ６での燃料噴射時間ＴＡＵＰが上記最小値ＴＡＵＰmin 未満になることを抑制でき、ひいては上述した筒内での燃料の燃焼悪化という問題の発生を抑制できるようになる。なお、Ｓ１０４で否定判定がなされて噴き分け率Ｋが０％もしくは１００％である旨判断されたときには、噴き分け率Ｋのガード値による下限ガードは行われない。これは、噴き分け率Ｋが０％であるときにはポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射が行われないことから上述した問題が発生することはなく、噴き分け率Ｋが１００％であるときにはポート噴射インジェクタ６で多くの燃料噴射が行われることから上述した問題が発生することはないためである。
【００４６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）噴き分け噴射において、直噴圧が判定値以上になって高圧時噴射制御が実行されると、同直噴圧が判定値未満であって通常噴射制御が実行される場合と比較して、直噴インジェクタ７から噴射される燃料が多くなる。これは、高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋが通常噴射制御での噴き分け率Ｋと比較して０％寄りの値になるためである。そして、上記高圧時噴射制御の実行を通じて直噴インジェクタ７から噴射される燃料が多くなると、同直噴インジェクタ７に繋がる高圧燃料配管３３内の燃料が速やかに消費されるため、その燃料の圧力（直噴圧）が速やかに低下するようになる。このため、直噴圧が判定値以上といった高い値のとき、同直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin よりも長くなって同最小値ＴＡＵＤmin で下限ガードされるおそれがあるとしても、上記高圧時噴射制御の実行を通じて直噴圧を速やかに低下させることができる。そして、上記直噴圧の速やかな低下により、その直噴圧に基づき求められる直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin 未満になることを抑制できる。従って、直噴圧が高いときに直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin で下限ガードされることに伴い、直噴インジェクタ７から噴射される燃料の量が過多になることを抑制でき、その噴射燃料量の過多に起因する筒内での燃料の燃焼悪化を抑制することができる。
【００４７】
（２）高圧時噴射制御の実施中であって機関負荷が第２高負荷領域（図５のＫＬ３以上）にあるときには、高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋ（破線）が通常噴射制御での噴き分け率Ｋ（実線）と等しくされる。ここで、上記高圧時噴射制御の実施中であって内燃機関１の高負荷運転時には、噴射量指令値Ｑfin が大きい値となる関係から、直噴インジェクタ７から噴射すべき燃料噴射量（直噴指令値ＱＤ）も多くなる。その結果、直噴圧が判定値以上という高い値になったとしても、直噴インジェクタ７の燃料噴射時間ＴＡＵＤが上記最小値ＴＡＵＤmin 未満になることはない。仮に、こうした状況のもとで、通常噴射制御での噴き分け率Ｋで噴き分け噴射を行うときと比較して直噴インジェクタ７からの燃料噴射が多くなる噴き分け率、言い換えれば上記噴き分け率Ｋよりも０％寄りでの噴き分け率で噴き分け噴射を行ったとすると、噴き分け噴射を行うことによる効果を最大限に得ることが困難になる。しかし、高圧時噴射制御の実施中であって機関負荷が第２高負荷領域にあるときには、上述したように高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋが通常噴射制御での噴き分け率Ｋと等しくされるため、ポート噴射インジェクタ６と直噴インジェクタ７とでの噴き分け噴射を行うことによる効果を最大限に得ることができる。
【００４８】
（３）高圧時噴射制御の実施中であって直噴インジェクタ７とポート噴射インジェクタ６との両方から燃料が噴射されるとき、ポート噴射指令値ＱＰが過度に小さい値になってポート噴射インジェクタ６での燃料噴射時間ＴＡＵＰが最小値ＴＡＵＰmin 未満になると、ポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射が安定して行われなくなる。その結果、ポート噴射インジェクタ６から噴射される燃料の量が変動して筒内に供給される燃料の量が適正値から外れることは避けられなくなり、それに起因して筒内での燃料の燃焼が悪化するという問題が生じる。この問題に対処するため、高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋが０％よりも大きいときには、その噴き分け率Ｋが予め定められたガード値をもって下限ガードされる。言い換えれば、上記噴き分け率Ｋが直噴インジェクタ７からの燃料噴射が多くなる方向についてガードされるとともに、ポート噴射インジェクタ６からの燃料噴射が少なくなる方向についてガードされる。これにより、ポート噴射指令値ＱＰが過度に小さくなってポート噴射インジェクタ６での燃料噴射時間ＴＡＵＰが上記最小値ＴＡＵＰmin 未満になることを抑制でき、ひいては上述した筒内での燃料の燃焼悪化という問題の発生を抑制できるようになる。
【００４９】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・噴き分け率Ｋを算出するためのマップを直噴圧が判定値以上であるか否かに応じて高圧時噴射制御用のマップと通常噴射制御用のマップとで切り換える代わりに、噴き分け率Ｋを算出するためのマップとして機関回転速度、機関負荷、及び直噴圧をパラメータとする三次元マップを用いてもよい。
【００５０】
・噴き分け率Ｋの下限ガード処理については高圧時噴射制御の実施中に限って実行することも可能である。
・噴き分け率Ｋの下限ガード処理については必ずしも実施する必要はない。
【００５１】
・高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋを通常噴射制御での噴き分け率Ｋよりも０％寄りの値に固定してもよい。このときの高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋの固定値としては、０％を採用することが好ましい。上記高圧時噴射制御での噴き分け率Ｋを０％に固定すれば、高圧時噴射制御の実施中は必ず直噴インジェクタ７のみから燃料噴射が行われるようになり、それによって高圧燃料配管３３内の燃料の消費を促進して直噴圧を速やかに判定値未満に低下させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１…内燃機関、２…吸気通路、２ａ…吸気ポート、３…燃焼室、４…スロットルバルブ、５…アクセルペダル、６…ポート噴射インジェクタ、７…直噴インジェクタ、８…燃料タンク、９…フィードポンプ、１０…高圧燃料ポンプ、１２…点火プラグ、１３…ピストン、１４…クランクシャフト、１５…排気通路、１６…電子制御装置、１７…アクセルポジションセンサ、１８…スロットルポジションセンサ、１９…エアフローメータ、２０…クランクポジションセンサ、２１…カムポジションセンサ、２３…第１圧力センサ、２４…第２圧力センサ、２５…吸気カムシャフト、２６…吸気バルブ、２７…排気カムシャフト、２８…排気バルブ、３１…低圧燃料配管、３２…プレッシャレギュレータ、３３…高圧燃料配管。
【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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