(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関運転状態に応じ、吸気行程において燃料噴射を実行する吸気行程噴射モードと、圧縮行程において燃料噴射を実行する圧縮行程噴射モードとを切り換える筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
機関始動から暖機完了までの期間に、機関温度が第１の所定温度よりも低いときには燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに設定し、機関温度が第１の所定温度と同第１の所定温度よりも高く且つ暖機完了温度よりも低い第２の所定温度との間の所定温度範囲内にあるときには燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードに設定し、機関温度が前記第２の所定温度よりも高温域にあるときには燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに設定する設定手段を備える筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えた際に、吸気行程噴射モード切換直後から所定時間に亘って吸気行程噴射モードにおける燃料噴射量を減量補正する補正手段を備える筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は、前記燃料噴射量の減量補正量を機関温度に応じて変更するものである筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項２及び３のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は、前記燃料噴射量の減量補正量を時間経過に応じて徐々に減少させる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
燃料噴射モードを吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換えた際に、圧縮行程噴射モード切換直後から所定時間に亘って圧縮行程噴射モードにおける燃料噴射量を増量補正する補正手段を備える筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は、前記燃料噴射量の増量補正量を機関温度に応じて変更するものである筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
請求項５及び６のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記補正手段は、前記燃料噴射量の増量補正量を時間経過に応じて徐々に減少させる筒内噴射式内燃機関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、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平１０−３０４６８号公報に記載されるように、燃焼室内に燃料を直接噴射するようにした筒内噴射式内燃機関では、機関の運転状態に応じて、吸気行程噴射モードと圧縮行程噴射モードとを切り換えることがなされている。こうした筒内噴射式内燃機関において、燃焼室温度が低いときに圧縮行程噴射を行うと、噴射された燃料が気化するための時間が短いため、燃料の気化が進まない。そのため、燃焼状態が悪化し、排出される未燃焼ガスの量が多くなり、排気エミッションが悪化する。そこで、上記公報においては、始動時の機関冷却水温が低いときには吸気行程噴射を行うことにより噴射された燃料が気化するための時間を確保し、燃焼状態の悪化を抑制するようにしている。また、機関始動時の冷却水温が高いときには圧縮行程噴射を行うことにより、燃費の向上と排気エミッションの改善を図るようにしている。ところで、筒内噴射式内燃機関では、機関冷間時において、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とではその燃料噴射時期の違いにより、燃焼室内の燃料付着形態が異なる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の筒内噴射式内燃機関では、機関冷間時において、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射における燃焼室内の燃料付着形態の違いを考慮せずに、吸気行程又は圧縮行程での燃料噴射制御を行っていた。そのため、燃焼が適切に行われない場合があり、この結果、排気エミッションの悪化や、ドライバビリティの悪化を招くという問題があった。
【０００４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関冷間時における排気エミッションの悪化又はドライバビリティの悪化を抑制することができる筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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に記載の発明は、機関運転状態に応じ、吸気行程において燃料噴射を実行する吸気行程噴射モードと、圧縮行程において燃料噴射を実行する圧縮行程噴射モードとを切り換える筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、機関始動から暖機完了までの期間に、機関温度が第１の所定温度よりも低いときには燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに設定し、機関温度が第１の所定温度と同第１の所定温度よりも高く且つ暖機完了温度よりも低い第２の所定温度との間の所定温度範囲内にあるときには燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードに設定し、機関温度が前記第２の所定温度よりも高温域にあるときには燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに設定する設定手段を備えることを要旨とする。
【０００６】
機関始動時の機関温度が比較的高いと、圧縮行程噴射モードにおける噴射燃料が気化しにくいことによる未燃ガス排出への影響は小さくなる。従って、機関始動時の機関温度が比較的高いときには、圧縮行程噴射モードの方が吸気行程噴射モードに比べてピストン頂面及びシリンダ壁面を含む燃焼室壁面への噴射燃料の付着量が少なくなり、未燃ガスの排出量が低減される。また、機関始動時の機関温度がさらに高くなると、吸気行程噴射モード及び圧縮行程噴射モードのいずれにおいても燃焼室壁面への燃料付着はほとんどなくなる。従って、圧縮行程噴射モードにおける噴射燃料が気化時間が短いために気化しにくいことによる未燃ガス排出への影響は小さくなるものの、圧縮行程噴射モードにおける噴射燃料の気化しない量が吸気行程噴射における噴射燃料の気化しない量よりも多くなり、圧縮行程噴射モードの方が未燃ガスの排出量が多くなる。そこで、請求項１の構成では、機関始動から暖機完了までの期間に、機関温度が第１の所定温度よりも低いときには燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに設定し、機関温度が第１の所定温度と第１の所定温度よりも高く且つ暖機完了温度よりも低い第２の所定温度との間の所定温度範囲内にあるときには燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードに設定し、機関温度が第２の所定温度よりも高温域にあるときには燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに設定するようにしているので、機関冷間時の排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えた際に、吸気行程噴射モード切換直後から所定時間に亘って吸気行程噴射モードにおける燃料噴射量を減量補正する補正手段を備えることを要旨とする。
【００１２】
機関冷間時に燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えられると、圧縮行程噴射モードにおいてピストン頂面の付着燃料の一部が気化して燃焼に寄与する燃料量が一時的に増大し、トルク段差によるショックを招くことになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、吸気行程噴射モードにおける燃料噴射量が減量補正されるため、燃焼に寄与する燃料の増大を相殺することができ、トルク段差の発生を抑えてドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記補正手段は、前記燃料噴射量の減量補正量を機関温度に応じて変更するものであることを要旨とする。
【００１５】
燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えられたとき、ピストン頂面の付着燃料の気化量は機関温度によっても異なるが、請求項３に記載の発明の構成によれば、機関温度に応じて気化する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量を適切に減量補正することができ、ドライバビリティの悪化を適切に抑制することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２及び３のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記補正手段は、前記燃料噴射量の減量補正量を時間経過に応じて徐々に減少させることを要旨とする。
【００１７】
燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えられたとき、ピストン頂面の付着燃料の気化量は時間経過とともに減少するが、請求項４に記載の発明の構成によれば、時間経過に応じて気化する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量を適切に減量補正することができ、ドライバビリティの悪化を適切に抑制することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射モードを吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換えた際に、圧縮行程噴射モード切換直後から所定時間に亘って圧縮行程噴射モードにおける燃料噴射量を増量補正する補正手段を備えることを要旨とする。
【００１９】
機関冷間時に燃料噴射モードが吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換えられると、ピストン頂面に燃料が付着し、燃焼に寄与する燃料量が一時的に減少し、トルク段差によるショックを招くことになる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、圧縮行程噴射モードにおける燃料噴射量が増量補正されるため、燃焼に寄与する燃料量の減少を相殺することができ、トルク段差の発生を抑えてドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記補正手段は、前記燃料噴射量の増量補正量を機関温度に応じて変更するものであることを要旨とする。
【００２２】
燃料噴射モードが吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換えられたとき、ピストン頂面の燃料の付着量は機関温度によっても異なるが、請求項６に記載の発明の構成によれば、機関温度に応じて付着する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量を適切に増量補正することができ、ドライバビリティの悪化を適切に抑制することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項５及び６のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記補正手段は、前記燃料噴射量の増量補正量を時間経過に応じて徐々に減少させることを要旨とする。
【００２４】
燃料噴射モードが吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換えられたとき、ピストン頂面への燃料の付着量は時間経過とともに減少するが、請求項７に記載の発明の構成によれば、時間経過に応じて付着する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量を適切に増量補正することができ、ドライバビリティの悪化を適切に抑制することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は本実施形態にかかる燃料噴射制御装置及び同装置が適用されるエンジン１０の概略構成を示している。
【００２６】
同図１に示されるように、エンジン１０はシリンダヘッド１１と、複数のシリンダ１２（図１ではその一つのみを図示）が形成されたシリンダブロック１３とを備えている。各シリンダ１２内にはピストン１４が往復動可能に設けられている。このピストン１４と、シリンダ１２の内壁及びシリンダヘッド１１とによって燃焼室１５が形成されている。燃焼室１５には吸気通路１６を介して吸入空気が供給されるようになっており、吸気通路１６には吸入空気の温度を検出する吸気温センサ（図示略）が設けられている。
【００２７】
シリンダヘッド１１には、この燃焼室１５内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２０と、燃焼室１５内の混合気に点火する点火プラグ２２とが、各気筒に対応してそれぞれ設けられている。燃料噴射弁２０は供給通路３５を介してデリバリパイプ３４に接続されており、同パイプ３４から燃料が供給される。また、このデリバリパイプ３４には燃料ポンプ３６を通じて燃料タンク３７の燃料が供給される。デリバリパイプ３４には同パイプ３４内の燃料圧力を検出するための燃料圧センサ３８が設けられている。
【００２８】
エンジン１０には、機関運転状態を検出するための各種センサが設けられている。クランクシャフトと同クランクシャフトと連動して回転するカムシャフト（いずれも図示略）の近傍には、クランクシャフトの回転速度（機関回転数）とその回転位相（クランク角ＣＡ）を検出するためのクランク角センサ３０及びカム角センサ３１がそれぞれ設けられている。また、シリンダブロック１３には、エンジン１０の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ３２が設けられている。
【００２９】
これら各センサ３０〜３２，３８から出力される検出信号はいずれも、エンジン１０の電子制御装置４０に入力される。この電子制御装置４０は設定手段及び補正手段を構成し、これら各センサ３０〜３２，３８を含む各種センサからの検出信号に基づいて各燃料噴射弁２０を駆動することにより燃料噴射に係る制御を実行するとともに、所定の点火制御を実行する。また、電子制御装置４０は、こうした燃料噴射制御及び点火制御を実行するためのプログラムや演算用マップ、制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持するメモリ４１を備えている。
【００３０】
電子制御装置４０はエンジン１０の運転状態に応じて、吸気行程において燃料噴射を実行する吸気行程噴射モードと、圧縮行程において燃料噴射を実行する圧縮行程噴射モードとを切り換えるようにしている。
【００３１】
電子制御装置４０はエンジン１０の始動時（クランキング時）において、吸気行程噴射モードを設定し、燃料噴射弁２０により吸気行程噴射を行わせる。エンジン１０の始動時に吸気行程噴射が行われることによって、燃焼室１５内に噴射された燃料が気化するための時間が確保される。その結果、安定して着火燃焼が行われてエンジン１０が確実に始動される。
【００３２】
また、エンジン１０の始動後において、電子制御装置４０はエンジン１０の始動時における機関温度、すなわち始動時の冷却水温（以下、単に始動時水温）ＴＨＷＳＴに基づき、始動時水温ＴＨＷＳＴが所定温度範囲内にあるときには機関冷間時の燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードに設定するとともに、同機関温度が前記所定温度範囲よりも低温域及び高温域にあるときには機関冷間時の燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに設定するようになっている。すなわち、図４に示すように、始動時水温ＴＨＷＳＴを例えば１５℃未満の第１範囲Ｒ１、１５℃〜４０℃の第２範囲Ｒ２、及び４０℃〜暖機完了温度（例えば８０℃）の第３範囲Ｒ３に分割し、始動時水温ＴＨＷＳＴが所定温度範囲としての第２範囲Ｒ２にあるときには、燃料噴射モードを、吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換える。また、始動時水温ＴＨＷＳＴが第１範囲Ｒ１又は第３範囲Ｒ３にあるときには、電子制御装置４０は燃料噴射モードを、吸気行程噴射モードに維持する。
【００３３】
これは、エンジン１０の始動時水温ＴＨＷＳＴが比較的高い状態、すなわち始動時水温ＴＨＷＳＴが第２範囲Ｒ２内にあると、圧縮行程噴射モードにおける噴射燃料が気化しにくいことによる未燃ガス排出への影響は小さくなる。従って、エンジン１０の始動時水温ＴＨＷＳＴが第２範囲Ｒ２内にあるときには、圧縮行程噴射モードの方が吸気行程噴射モードに比べてピストン１４頂面及びシリンダ１２壁面を含む燃焼室１５壁面への噴射燃料の付着量が少なくなり、未燃ガスの排出量が低減されるため、燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードに切り換えるようにしている。また、エンジン１０の始動時水温が第３範囲Ｒ３内にあると、吸気行程噴射モード及び圧縮行程噴射モードのいずれにおいても燃焼室１５壁面への燃料付着はほとんどなくなる。従って、圧縮行程噴射モードにおける噴射燃料が気化時間が短いために気化しにくいことによる未燃ガス排出への影響は小さくなるものの、圧縮行程噴射モードにおける噴射燃料の気化しない量が吸気行程噴射における噴射燃料の気化しない量よりも多くなり、圧縮行程噴射モードの方が未燃ガスの排出量が多くなるため、燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに維持するようにしている。
【００３４】
次に、こうした構成を備えた本実施形態の装置による機関始動後における機関冷間時の燃料噴射制御について説明する。
図２，図３は、この燃料噴射制御における処理手順を示すフローチャートである。電子制御装置４０は、機関冷間時において、このフローチャートに示される処理を所定のクランク角周期の割込処理として実行する。
【００３５】
この処理では、機関冷間時において燃料噴射弁２０による燃料噴射を行う場合に、機関始動時の冷却水温（機関温度）に基づいて燃料噴射モードを設定し、その燃料噴射モードに応じて燃料噴射弁２０による燃料噴射を実行するようにしている。
【００３６】
この処理に際して、まず、エンジン１０の始動時（クランキング時）には吸気行程噴射モードが設定され、燃料噴射弁２０により吸気行程噴射モードが設定される。エンジン１０の始動時に吸気行程噴射を行うことによって、燃焼室１５内に噴射された燃料が気化するための時間を確保し、安定して着火燃焼を行わせることができる。
【００３７】
エンジン１０が始動されると、まず、ステップ１１０において、始動時水温ＴＨＷＳＴが所定温度範囲としての第２範囲Ｒ２（１５℃〜４０℃）内に存在するか否かが判断される。始動時水温ＴＨＷＳＴが第２範囲Ｒ２内にない場合、すなわち第１範囲Ｒ１（１５℃未満）又は第３範囲Ｒ３（４０℃以上）である場合にはステップ２００に移行して吸気行程噴射モードが設定される。始動時水温ＴＨＷＳＴが第２範囲Ｒ２内にある場合には、ステップ１２０に進む。
【００３８】
ステップ１２０において、燃料圧力が所定圧力Ｐ１以上か否かが判断される。所定圧力Ｐ１は圧縮行程噴射を行うために必要な圧力である。燃料圧力が所定圧力Ｐ１未満である場合には圧縮行程噴射を行うことができないため、ステップ２００に移行する。燃料圧力が所定圧力Ｐ１以上である場合には圧縮行程噴射を実行可能なため、ステップ１３０に進む。
【００３９】
ステップ１３０において、エンジン１０の回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１未満か否かが判断される。本実施形態において、所定回転数ＮＥ１はエンジン１０のアイドル回転数の上限値である。回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以上である場合には噴射燃料の気化時間が短く圧縮行程噴射を行うことができないため、ステップ２００に移行して吸気行程噴射モードが設定される。回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１未満である場合には圧縮行程噴射が実行可能であるため、ステップ１４０に進む。
【００４０】
ステップ１４０において、エンジン１０が高負荷状態でないか否かが、例えばアクセル開度によって判断される。エンジン１０が高負荷状態である場合には燃料噴射量が多く、圧縮行程噴射では点火プラグ２２周りに形成される混合気の燃料濃度が濃くなり過ぎるため、ステップ２００に移行して吸気行程噴射モードが設定される。エンジン１０が高負荷状態でない場合には圧縮行程噴射が実行可能であるため、ステップ１５０に進む。
【００４１】
ステップ１５０において、吸気温センサによって検出された吸気温が所定温度ＴＨ０以上か否かが判断される。エンジン１０の冷間時において圧縮行程噴射を行った場合、吸気温が所定温度ＴＨ０未満のときには噴射燃料が気化するための時間が短く未燃ガスの排出量が多くなるため、このステップ１５０において圧縮行程噴射を実行してもよいか否かが判断される。吸気温が所定温度ＴＨ０未満である場合にはステップ２００に移行して吸気行程噴射モードが設定される。吸気温が所定温度ＴＨ０以上である場合には圧縮行程噴射が実行可能であるため、ステップ１６０に進む。
【００４２】
ステップ１６０では、現在の冷却水温が始動時水温ＴＨＷＳＴ＋α℃未満か否かが判断される。なお、α＞０であり、本実施形態ではα℃は例えば１０℃に設定されている。エンジン１０の運転に伴って冷却水温が始動時水温ＴＨＷＳＴからα℃以上上昇したときには、燃焼室１５壁面の温度はそれ以上に高くなっており、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射のいずれにおいても燃焼室１５壁面への燃料付着はほとんどなくなるが、圧縮行程噴射では噴射燃料の気化時間が短く未燃ガスの排出量が多くなるため、このステップ１６０において現在の冷却水温が始動時水温ＴＨＷＳＴ＋α℃以上である場合にはステップ２００に移行して吸気行程噴射モードが設定される。現在の冷却水温が始動時水温ＴＨＷＳＴ＋α℃未満である場合にはステップ１７０に進む。
【００４３】
ステップ１７０では圧縮行程噴射モードが設定される。
次のステップ１８０で圧縮行程噴射モード開始後の経過時間が所定時間Ｔｓ以下か否かが判断される。この経過時間が所定時間Ｔｓより大きい場合には機関負荷及び冷却水温等に応じた燃料噴射量にて圧縮行程噴射が実行され、一旦本ルーチンを終了する。
【００４４】
また、ステップ１８０で経過時間が所定時間Ｔｓ以下であると判断されると、ステップ１９０にて機関負荷及び冷却水温等に応じた燃料噴射量に対して噴射量が増量補正されて圧縮行程噴射が実行され、一旦本ルーチンを終了する。この噴射量の増量補正値は、図５に示すように冷却水温に応じてそれぞれ設定されており、冷却水温が低いほど増量補正値が大きく、冷却水温が高いほど増量補正値が小さく設定されている。また、増量補正値は時間経過に応じて徐々に減少するように設定されている。
【００４５】
これは、エンジン１０の冷間時に燃料噴射モードが吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換えられると、ピストン１４頂面に燃料が付着し、燃焼に寄与する燃料量が一時的に減少し、トルク段差によるショックを招くことになる。このように燃料噴射量を増量補正することにより、燃焼に寄与する燃料量の減少が相殺され、トルク段差の発生が抑えられるようになっている。また、燃料噴射モードが吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換えられたとき、ピストン１４頂面の燃料の付着量は機関温度（冷却水温）によっても異なるため、機関温度に応じて付着する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量が適切に増量補正されるようになっている。さらに、ピストン１４頂面への燃料の付着量は時間経過とともに減少するため、時間経過に応じて付着する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量が適切に増量補正されるようになっている。ステップ１９０の処理が実行されるとき、電子制御装置４０は補正手段として機能する。
【００４６】
また、ステップ２００では吸気行程噴射モードが設定される。
次のステップ２１０では圧縮行程噴射モード終了後の経過時間が所定時間Ｔｅ以下か否かが判断される。この経過時間が所定時間Ｔｅより大きい場合には機関負荷及び冷却水温等に応じた燃料噴射量にて吸気行程噴射が実行され、一旦本ルーチンを終了する。
【００４７】
また、ステップ２１０で経過時間が所定時間Ｔｅ以下であると判断されると、ステップ２２０にて機関負荷及び冷却水温等に応じた燃料噴射量に対して噴射量が減量補正されて吸気行程噴射が実行され、一旦本ルーチンを終了する。この噴射量の減量補正値は、図６に示すように冷却水温に応じてそれぞれ設定されており、冷却水温が低いほど減量補正値が大きく、冷却水温が高いほど減量補正値が小さく設定されている。また、減量補正値は時間経過に応じて徐々に減少するように設定されている。
【００４８】
これは、エンジン１０の冷間時に燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えられると、圧縮行程噴射モードにおいてピストン１４頂面に付着した燃料の一部が気化して燃焼に寄与する燃料量が一時的に増大し、トルク段差によるショックを招くことになる。このように燃料噴射量を減量補正することにより、燃焼に寄与する燃料の増大が相殺され、トルク段差の発生が抑えられるようになっている。また、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えられたとき、ピストン１４頂面の付着燃料の気化量は機関温度（冷却水温）によっても異なるため、機関温度に応じて気化する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量が適切に減量補正されるようになっている。さらに、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えられたとき、ピストン１４頂面の付着燃料の気化量は時間経過とともに減少するため、時間経過に応じて気化する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量が適切に減量補正されるようになっている。ステップ２２０の処理が実行されるとき、電子制御装置４０は補正手段として機能する。
【００４９】
以上説明した態様をもって機関冷間時の燃料噴射制御を実行する本実施形態の燃料噴射制御装置によれば、以下の効果を得ることができる。
・  本実施形態では、エンジン１０の始動時水温が所定温度範囲（第２範囲Ｒ２）内にあるときにはエンジン１０の冷間時の燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードに設定するようにしているので、エンジン１０の冷間時の排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００５０】
・  また、本実施形態では、エンジン１０の冷間時において吸気温度が所定温度よりも低いときにはエンジン１０の始動時水温に関わらず燃料噴射モードを吸気行程噴射モードに設定するようにしているので、エンジン１０の冷間時の排気エミッションの悪化を確実に抑制することができる。
【００５１】
・  エンジン１０の冷間時においてエンジン１０の冷却水温が上昇したとき、吸気行程噴射モード及び圧縮行程噴射モードのいずれの場合にも燃焼室１５壁面への燃料付着はほとんどなくなるが、圧縮行程噴射モードの方が気化時間が短いために未燃ガスの排出量が多くなる。これに対して本実施形態ではエンジン１０の冷間時においてエンジン１０の運転に伴って冷却水温が上昇すると、燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに再設定するようにしているため、排気エミッションの悪化を適切に抑制することができる。
【００５２】
・  本実施形態では、エンジン１０の冷間時に燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに切り換えた際に、吸気行程噴射モード切換直後から所定時間に亘って吸気行程噴射モードの燃料噴射量を減量補正するようにしているので、燃焼に寄与する燃料の増大を相殺することができ、トルク段差の発生を抑えてドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００５３】
・  また、本実施形態では、燃料噴射量の減量補正量をエンジン１０の冷却水温に応じて変更するようにしているので、冷却水温（機関温度）に応じて気化する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量を適切に減量補正することができ、ドライバビリティの悪化をより適切に抑制することができる。
【００５４】
・  さらに、本実施形態では、燃料噴射量の減量補正量を時間経過に応じて徐々に減少させるようにしているので、時間経過に応じて気化する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量を適切に減量補正することができ、ドライバビリティの悪化をより適切に抑制することができる。
【００５５】
・  本実施形態では、エンジン１０の冷間時に燃料噴射モードを吸気行程噴射モードから圧縮行程噴射モードに切り換えた際に、圧縮行程噴射モード切換直後から所定時間に亘って圧縮行程噴射モードにおける燃料噴射量を増量補正するようにしているので、燃焼に寄与する燃料量の減少を相殺することができ、トルク段差の発生を抑えてドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００５６】
・  また、本実施形態では、燃料噴射量の増量補正量をエンジン１０の冷却水温に応じて変更するようにしているので、冷却水温に応じて付着する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量を適切に増量補正することができ、ドライバビリティの悪化をより適切に抑制することができる。
【００５７】
・  さらに、本実施形態では、燃料噴射量の増量補正量を時間経過に応じて徐々に減少させるようにしているので、時間経過に応じて付着する燃料量に応じた分だけ、燃料噴射量を適切に増量補正することができ、ドライバビリティの悪化をより適切に抑制することができる。
【００５８】
以上説明した各実施形態は以下のように構成を変更して実施することもできる。
・  上記実施形態では、エンジン１０の運転に伴って冷却水温が始動時水温ＴＨＷＳＴからα℃以上上昇したかに基づいて燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに再設定するようにしたが、燃焼室１５壁面の温度を直接計測してその温度が所定温度以上になったとき燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードに再設定するようにしてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様の作用及び効果がある。
【００５９】
・  上記実施形態におけるステップ１１０〜１６０の処理順序を任意に変更して実施するようにしてもよい。この場合にも、上記実施形態と同様の作用及び効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる燃料噴射制御装置及びエンジンの概略構成図。
【図２】機関冷間時の燃料噴射制御における処理手順を示すフローチャート。
【図３】機関冷間時の燃料噴射制御における処理手順を示すフローチャート。
【図４】噴射行程と始動時水温と未燃ガスの排出量との関係を示す線図。
【図５】圧縮行程噴射モードへの切り換え直後における燃料噴射量の補正量を示すマップ。
【図６】吸気行程噴射モードへの切り換え直後における燃料噴射量の補正量を示すマップ。
【符号の説明】
１０…エンジン、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１３…シリンダ、１４…ピストン、１５…燃焼室、２０…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、３４…デリバリパイプ、３０…クランク角センサ、３１…カム角センサ、３２…水温センサ、３８…燃料圧センサ、４０…設定手段及び補正手段としての電子制御装置。
【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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