JP4742633B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

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、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段との分担比率が変更された場合や内燃機関に要求される負荷が変更された場合に、吸気ポートの内壁面に付着した燃料量についての技術に関する。

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、機関回転数と機関負荷とに基づいて吸気通路噴射用インジェクタと筒内噴射用インジェクタとの燃料噴射比率を決定する内燃機関が公知である。この内燃機関では両燃料噴射弁から噴射される燃料の合計である全噴射量が機関負荷の関数として予め定められており、この全噴射量は機関負荷が高くなるほど増大せしめられる。

このような内燃機関では機関負荷が設定負荷よりも高くなって吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射が開始されたときには、吸気通路噴射用インジェクタからの噴射燃料の一部が吸気通路内壁面に付着し、その結果、吸気通路から機関燃焼室内に供給される燃料量は吸気通路噴射用インジェクタからの噴射燃料量も少なくなる。したがって、内燃機関の負荷の関数として予め定められた噴射量に基づいて各燃料噴射弁から燃料噴射を行なうと吸気通路噴射用からの燃料噴射が開始されたときに、実際に機関燃焼室内に供給される燃料量が要求燃料量よりも少なくなってしまい（リーンな状態）、そのため機関の出力トルクが一時的に低下してしまうという問題を生じる。

また、このような内燃機関では機関負荷が設定負荷よりも低くなって、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射が停止されたときには、吸気通路内壁面に付着している燃料が機関燃焼室内に供給され続ける。その結果、内燃機関の負荷の関数として予め定められた噴射量に基づいて各燃料噴射弁から燃料噴射を行なうと吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射が停止されたときに、実際に機関燃焼室内に供給される燃料量が要求燃料量よりも多くなってしまい（リッチな状態）、そのため機関の出力トルクが一時的に高くなってしまうという問題を生じる。

特開平５−２３１２２１号公報（特許文献１）は、筒内に向けて燃料を噴射する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吸気通路噴射用インジェクタとを備えた内燃機関において、ポート噴射の開始時および停止時に機関出力トルクが変動するのを阻止する燃料噴射式内燃機関を開示する。この燃料噴射式内燃機関は、機関吸気通路内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射弁（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第２の燃料噴射弁（筒内噴射用インジェクタ）とを具備し、機関の運転状態が予め定められた運転領域内にあるときには第１燃料噴射弁からの燃料噴射を停止するとともに機関の運転状態が上記予め定められた運転領域外となったときには第１燃料噴射弁から燃料を噴射するようにした内燃機関であって、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに吸気通路内壁面に付着する付着燃料量を推定しかつ第１燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに機関燃焼室内に流入する付着燃料の流入量を推定する手段と、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに第２燃料噴射弁からの噴射燃料量を上記付着燃料量だけ増量補正するとともに、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに第２燃料噴射弁からの噴射燃料量を上記流入量だけ減量補正する手段とを含む。

この燃料噴射式内燃機関によると、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が開始されたときに第２燃料噴射弁からの噴射燃料量を付着燃料量だけ増量補正することによって実際に機関燃焼室内に供給される燃料量が要求燃料量となり、第１燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されたときに第２燃料噴射弁からの噴射燃料量を流入量だけ減量補正することによって実際に機関燃焼室内に供給される燃料量が要求燃料量となる。その結果、第１燃料噴射弁からの燃料供給の開始時および停止時のいずれの場合においても、機関燃焼室内に供給される燃料量は要求燃料量となるので、機関出力トルクが変動するのを阻止することができる。
特開平５−２３１２２１号公報

しかしながら、内燃機関に要求される負荷は、通常車両が走行状態にあるときには過渡的に変動している。負荷が過渡的に変動した場合には、要求される総燃料量もＤＩ比率も変動するので、吸気通路噴射用インジェクタから噴射される燃料量が過渡的に変動する。このような負荷の過渡的な変動に対しては、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射が行なわれていない状態から開始されたときや吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射が行なわれている状態から停止されたときとは異なる補正を行なわなければならない。

このような問題は、以下のような要因により発生すると考えられる。従来、吸気通路噴射用インジェクタのみを有するエンジンにおいては、負荷に応じて設定されていた暖機後の定常状態における壁面付着量に関しては、吸気管圧力、噴射量（負荷に比例）による付着量への影響を表わしていた。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で、負荷に応じた要求燃料量を分担する場合には、吸気通路噴射用インジェクタから噴射される燃料量と、負荷およびＤＩ比率との間に比例関係が成立しない。このため、定常時の壁面付着量を負荷のみの関数で表わすことでは、壁面付着量を的確に把握できない。

また、上記のように、内燃機関に要求される条件に応じてＤＩ比率が時々刻々変化していくので、上述のような壁面付着量の補正についても、ＤＩ比率変化を正確に反映させる必要がある。たとえば、吸気通路噴射用インジェクタからのポート噴射が全く実行されないＤＩ比率ｒ＝１の状態から、ＤＩ比率ｒ＜１の状態に変化してポート噴射が開始される場合には、この情報を反映して壁面付着量を補正しなければ、適切な補正効果を上げることが困難である。

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、筒内に燃料を噴射する第１の燃料噴射手段と吸気通路に燃料を噴射する第２の燃料噴射手段とで噴射燃料を分担する内燃機関において、負荷の変化時および／またはＤＩ比率の変化時に壁面付着量を的確に推定して補正することができる、内燃機関の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、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、クランク角度手段と、制御手段と、推定手段とを含む。クランク角度手段は、前記内燃機関のクランクシャフトの回転角度を検出する。制御手段は、回転角度に同期した所定タイミングごとに起動され、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前記第１および第２の燃料噴射手段を制御する。推定手段は、回転角度に同期した所定タイミングごとに起動され、前記吸気通路の壁面付着燃料を推定する。この推定手段は、前記内燃機関の負荷および燃料噴射分担率の少なくともいずれかに基づいて、前記吸気通路の壁面付着燃料を推定するための手段を含む。

第１の発明によると、第１の燃料噴射手段（たとえば筒内噴射用インジェクタ）と第２の燃料噴射手段（たとえば吸気通路噴射用インジェクタ）とでＤＩ比率ｒに従って噴射燃料を分担するときに、たとえば、内燃機関に対する負荷が同じ状態でＤＩ比率ｒがステップ状に上昇したり、ＤＩ比率ｒが同じ状態で内燃機関に対する負荷がステップ状に低下すると、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に減少する。このとき、吸気ポートに付着していた燃料が燃焼室に吸入される。このままでは空燃比がリッチになるので燃料噴射量を減少させるために必要な、壁面付着燃料を推定する。逆に、筒内噴射インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとでＤＩ比率ｒに従って噴射燃料を分担するときに、内燃機関に対する負荷が同じ状態でＤＩ比率ｒがステップ状に低下したり、ＤＩ比率ｒが同じ状態で内燃機関に対する負荷がステップ状に上昇すると、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に増加する。このとき、吸気ポートに所定分の燃料が付着するまで燃焼室に吸入される燃料が減少する。このままでは空燃比がリーンになるので、燃料噴射量を増加させる補正のために必要な、壁面付着燃料を推定する。さらに、内燃機関に対する負荷がステップ状に変化してＤＩ比率ｒがステップ状に変化すると、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に変化する。このようなときにも、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に減少する場合には吸気ポートに付着していた燃料が燃焼室に吸入され空燃比がリッチになり、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に増加する場合には吸気ポートに所定分の燃料が付着するまで燃焼室に吸入される燃料が減少して空燃比がリーンになるので、燃料噴射量を増加させる補正のために必要な、壁面付着燃料を推定する。これにより、負荷の変化時および／またはＤＩ比率の変化時に壁面付着量を的確に推定して補正することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。特に、制御手段によるＤＩ比率の設定および推定手段による壁面付着燃料推定の両方を回転角度に同期した所定タイミングごとに起動する構成としているので、ＤＩ比率の変化（代表的には、吸気通路噴射用インジェクタの噴射開始）を壁面付着燃料の推定に確実に反映して、上記補正を的確に行なうことができる。

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、推定手段は、内燃機関の負荷に応じて、定常時における第２の燃料噴射手段のみによる壁面付着量を算出するための手段と、燃料噴射分担率に応じて、算出された壁面付着量を修正するための手段と、予め定められた時間間隔における修正された壁面付着量の差分に基づいて、吸気通路の壁面付着燃料を推定するための手段とを含む。

第２の発明によると、たとえば、吸気通路噴射用インジェクタのみから燃料が噴射されている場合の定常時における吸気通路の壁面付着燃料については、予め内燃機関に対する負荷により決定されるマップを準備しておく。負荷に基づいて定常時かつ吸気通路噴射用インジェクタのみにおける壁面付着量にＤＩ比率ｒを考慮して定常時かつ分担時における壁面付着量に修正する。この修正された壁面付着量について、たとえば、内燃機関の１サイクル間の差分を求めて過渡時かつ分担時における壁面付着量を推定する。このようにして、過渡時の壁面付着量を的確に推定できる。

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、制御手段は、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とで燃料噴射量が分担されている領域において、推定された壁面付着燃料を、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補正するように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。

第３の発明によると、壁面付着量を考慮した補正により、吸気通路噴射用インジェクタの最小噴射量を下回る場合が発生すると、もはや吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を減らすことによる壁面付着燃料の補正は不可能になる。この状態のままでは、依然空燃比がリッチであるので、筒内噴射用インジェクタを用いて壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタで補正しきれなかった燃料噴射分だけ減算して、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量とする。また、壁面付着量を考慮した補正により、吸気通路噴射用インジェクタの最大噴射量を上回る場合が発生すると、もはや吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を増やすことによる壁面付着燃料の補正は不可能になる。この状態のままでは、依然空燃比がリーンであるので、筒内噴射用インジェクタを用いて壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタで補正しきれなかった燃料噴射分だけ加算して、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量とする。このようにして、壁面付着量に対する補正を確実に行なうことができる。

第４の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、制御手段は、負荷変動に対応して設定された補正量の時間的変化に基づいて、推定された壁面付着燃料を補正するように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。

第４の発明によると、負荷変動が急であると補正量の時間的変化が大きく、負荷変動が緩やかであると補正量の時間的変化が小さくなるように、推定された壁面付着燃料を補正して、内燃機関の負荷変動に適合させて壁面付着量を補正することができる。

第５の発明に係る制御装置においては、第３または第４の発明の構成に加えて、制御手段は、第２の燃料噴射手段を優先して、壁面付着燃料の補正を行なうための手段を含む。

第５の発明によると、壁面付着燃料の要因を形成している吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射量を優先的に補正することにより、要因自体を排除できる。また、ＤＩ比率ｒが変化していない場合には、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射量を優先的に補正することにより、ＤＩ比率ｒを維持することができる。

第６の発明に係る制御装置においては、第２〜５のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、補正による燃料減少量が第２の燃料噴射手段の最小燃料量を下回った場合には、第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量を０または最小燃料量として、残りの補正を第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量で行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。

第６の発明によると、ＤＩ比率ｒがステップ状に上昇（ｒ＜１）および／または内燃機関に対する負荷がステップ状に低下すると、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に減少する。このとき、吸気ポートに付着していた燃料が燃焼室に吸入されるので空燃比がリッチになるため、吸気通路噴射用インジェクタで壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させるように補正しようとして吸気通路噴射用インジェクタの最小噴射量を下回る場合が発生すると、もはや吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を減らすことによる壁面付着燃料の補正は不可能になる。この状態のままでは、依然空燃比がリッチであるので、筒内噴射用インジェクタを用いて壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタで補正しきれなかった燃料噴射分だけ減算して、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量とすることができる。

第７の発明に係る制御装置においては、第２〜６のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、補正による燃料増加量が第２の燃料噴射手段の最大燃料量を上回った場合には、第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量を最大燃料量とし、残りの補正を第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量で行なうように、燃料噴射手段を制御するための手段を含む。

第７の発明によると、ＤＩ比率ｒがステップ状に低下（０＜ｒ）および／または内燃機関に対する負荷がステップ状に上昇すると、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に増加する。このとき、吸気ポートに所定分の燃料が付着するまで燃焼室に吸入される燃料が減少するので、空燃比がリーンになるため、吸気通路噴射用インジェクタで壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を増加させるように補正しようとして吸気通路噴射用インジェクタの最大噴射量を上回る場合が発生すると、もはや吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を増やすことによる壁面付着燃料の補正は不可能になる。この状態のままでは、依然空燃比がリーンであるので、筒内噴射用インジェクタを用いて壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタで補正しきれなかった燃料噴射分だけ加算して、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量とすることができる。

第８の発明に係る制御装置においては、第１〜７のいずれか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、吸気通路用インジェクタである。

第８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、負荷の変化時および／またはＤＩ比率の変化時に壁面付着量を的確に推定して補正することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。

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。

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。

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ＥＣＵ３００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。

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。

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。

より詳しくは、カムシャフトに取り付けられたカムによりポンププランジャーが上下することにより燃料を加圧する高圧燃料ポンプ１５０における、ポンプ吸入側に設けられた電磁スピル弁１５２を、加圧行程中に閉じるタイミングを、燃料分配管１３０に設けられた燃料圧センサ４００を用いて、エンジンＥＣＵ３００でフィードバック制御することにより、燃料分配管１３０内の燃料圧力（燃圧）が制御される。すなわち、エンジンＥＣＵ３００により電磁スピル弁１５２を制御することにより、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０への供給される燃料量および燃料圧力が制御される。

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上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。

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。

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。

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。

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。なお、空燃比センサ４２０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ₂センサを用いてもよい。

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。

クランク角センサ４８０は、エンジン１０のクランクシャフト（図示せず）に装着されたロータと、その近傍に配設されてロータの外周に設けられた突起の通過を検出する電磁ピックアップとを備えて構成されるものである。クランク角センサ４８０は、クランクシャフトの回転位相を検出するためのセンサであり、その出力は、上記突起の通過毎に発生されるパルス信号として、入力ポート３５０に与えられる。

エンジンＥＣＵ３００は、所定プログラムの実行により各センサからの信号に基づいて、エンジンシステムの全体動作を制御するための各種制御信号を生成する。これらの制御信号は、出力ポート３６０および駆動回路４７０を介して、エンジンシステムを構成する機器・回路群へ送出される。

本発明の実施の形態に係るエンジン１０では、各気筒１１２に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の両方が設けられているため、上記のように算出された必要な全燃料噴射量について、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の間での燃料噴射分担制御を行なう必要がある。

以下では、両インジェクタ間での燃料噴射分担比率を、全燃料噴射量に対する筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量の比率である、ＤＩ比率ｒで示すこととする。すなわち、「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。

図２に示されるように、エンジンＥＣＵ３００による燃料噴射量およびＤＩ比率設定は、クランク角センサ４８０によって検出されるクランク角度に同期した起動時刻ｔ１〜ｔ８で順次実行される。すなわち、起動時刻ｔ１〜ｔ８の間隔は等クランク角度であるが、等時間間隔とは限らない。なお、図２では、エンジン１０が気筒♯１→♯２→♯３→♯４→♯１の順序で順次点火される例を示しているが、各気筒の点火順序は適宜定めることができる。

起動時刻ｔ１〜ｔ８の各々では、所定のＤＩ比率設定ルーチン（図示せず）が起動されて、予め定められた設定マップ（図示せず）の参照によってその時点でのエンジン条件に応じたＤＩ比率が設定される。各気筒での燃料噴射は、直前の起動時刻で設定されたＤＩ比率に従って実行される。

図２には、起動時刻ｔ１〜ｔ５まではＤＩ比率ｒ＝１００（％）に設定され、起動時刻ｔ６以降ではＤＩ比率ｒ＜１００（％）に設定されて吸気通路噴射用インジェクタ１２０によるポート噴射が開始される例が示される。すなわち、起動時刻ｔ６を境にポート噴射が開始されるので、このポート噴射切換わり点（ｔ６）を境に壁面付着状況が大きく変化する。

図３を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００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、このフローチャートは、求めた補正量が起動時刻での燃料噴射量設定に反映されるように考慮して、予め定められたエンジン１０のクランク角度の時に実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン１０に対する負荷が定常に収束したという仮定において、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射のみ（ポート噴射のみ）の場合に負荷に応じて設定された、暖機後の定常時の壁面付着量(a)を算出する。このとき、図４に示すようなマップ（エンジン１０
に対する負荷と定常時壁面付着量との関係を示すマップ）が予めエンジンＥＣＵ３００の内部メモリに記憶されていて、ＤＩ比率ｒ＝０の特性曲線に基づいて、暖機後の定常時の壁面付着量(a)が算出される（図４の(a)）。このように図４を負荷とＤＩ比率ｒとをパラメータとして定常時の壁面付着量を算出するようにすることで、壁面付着量に大きく影響する吸気管圧力および噴射量の影響を表わすことができる。

Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ３００は、噴き分け率（ＤＩ比率ｒ）に応じた係数を、壁面付着量(a)に乗算することで噴き分け時の定常時壁面付着量(b)を算出する。このとき、図４に示す吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみを用いた場合の定常壁面付着量を示す特性曲線(a)にＤＩ比率ｒに応じた係数を乗算して、図４の(b)に示すような噴き分け時の定常時壁面付着量(b)が算出される。なお、図４に示すようにＤＩ比率ｒが上昇するに
従って吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射量が相対的に低下するので、定常時壁面付着量が低下する。また、図４に示す特性曲線は一例であって、本発明はこのような特性曲線に限定されるものではない。

Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ３００は、定常時壁面付着量(b)のサイクル間(７２０゜ＣＡ)の差分(c)を算出する。

Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ３００は、差分(c)に、エンジン１０の温度（エンジン
冷却水温度）、エンジン回転数による補正を反映した、過渡時の補正量(d)を算出する。
このとき、たとえば、温度が高いほど吸気ポートに付着した燃料が霧化しやすいので壁面付着量が減少するように、エンジン回転数が高いほど吸気の流速が速いので壁面付着量が減少するように、補正される。

Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ３００は、過渡時の補正量(d)を、運転条件に応じた時
間推移の波形に変換して、ポート噴射量を優先的に補正する。このとき、図５および図６に示すような時間推移の波形に基づいて補正量が変換される。図５がエンジン１０に対する負荷が上昇した場合で、図６がエンジン１０に対する負荷が低下した場合を示す。図５および図６において、実線が急な負荷変動とその負荷変動に対応する壁面付着補正量の時間的変化とを示し、破線が緩やかな負荷変動とその負荷変動に対応する壁面付着補正量の時間的変化とを、それぞれ示す。また、図５および図６における斜線の面積が、壁面付着補正量の総計となる。図５および図６に示すように、負荷変動が緩やかである場合に比べて急である場合のほうが、補正量が急激に変化する。すなわち、負荷変動の変化の度合いが大きい方が即時に変化させる補正量も大きい。このような時間推移の波形に基づいて補正量が変換される。さらに、車両の加速時（負荷の上昇時）には吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射した燃料の一部が吸気管壁面に付着、車両の減速時（負荷の低下時）には吸気管壁面に付着していた燃料が燃焼室内に流入するので、元のＤＩ比率ｒが一定である場合にはその比率を一定に維持するために、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射量を優先して補正する。

Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ３００は、ポート噴射量が、Ｑ-tau特性のリニアリティのない領域まで減量される場合は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射量（ポート噴射量）を０とする。なお、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射量（ポート噴射量）をＱ-tau特性のリニアリティのある最小噴射量にするようにしてもよい。このとき、図７に示すようなマップ（噴射パルス幅Tauに対する燃料量Ｑとの関係であるＱ-tau特性を示すマップ）を用いて、Ｑ-tau特性のリニアリティのある領域であるか否かが判
断される。すなわち、Ｑ-tau特性のリニアリティのない領域においては、補正量の精度が確保できないので、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射量を減量する補正要求を精度高く実現できないため、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量を減量することにより、壁面付着量に基づく燃料噴射量の補正を実行する。

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により制御されるエンジン１０の動作について、説明する。なお、以下の説明においては、図８に示すように、ＤＩ比率ｒが同じ状態で、エンジン１０に対する負荷が上昇したり低下したりする場合（たとえば、ＤＩ比率ｒが同じ領域内で負荷が変化）、図９に示すように、エンジン１０に対する負荷が同じ状態で、ＤＩ比率ｒが上昇したり低下したりする場合（たとえば、負荷が同じでもエンジン回転数が変化）、図１０に示すように、エンジン１０に対する負荷が上昇したり低下したりして、かつ、ＤＩ比率ｒが上昇したり低下したりする場合の３つの態様が全て含まれる。

予め定められた時間間隔で、エンジン１０の暖気後におけるＤＩ比率ｒ＝０（全て吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料噴射）の場合についての壁面付着量が、定常時壁面付着量(a)として、図４に示す特性曲線(a)から算出される（Ｓ１００）。この定常時壁面付着量(a)にＤＩ比率ｒを考慮して、噴き分け時の定常時壁面付着量(b)が算出される（Ｓ１１０）。

エンジン１０の１サイクル（７２０゜ＣＡ）間隔における、定常時壁面付着量(b)の差
分(c)が算出され（Ｓ１２０）、これにエンジン１０の温度や回転数を考慮して補正され
た、過渡時の補正量(d)が算出される（Ｓ１３０）。この補正量(d)が、過渡時における、壁面付着による補正量（壁面付着補正量：fmw）である。図５および図６に示すような時
間推移の波形に基づいて補正量の時間的変化が算出される（Ｓ１４０）。壁面付着燃料の要因となる、吸気通路噴射用インジェクタ１２０による補正を優先して、壁面付着量fmw
が、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とに振り分けられる。

このようにして振り分けられた結果、壁面付着量fmwがマイナスの値であって、燃料噴射量を減量しなければならない場合において、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のＱ-tau特性のリニアリティのない領域まで燃料噴射量を減量しなければならない場合には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量を０にするかリニアリティが確保できる最小噴射量として、残りの減量分は筒内噴射用インジェクタ１１０により行なう。

一方、壁面付着量fmwがプラスの値であって、燃料噴射量を増量しなければならない場
合において、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最大噴射量を越えて燃料噴射量を増量しなければならない場合には、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の燃料噴射量を最大噴射量として、残りの増量分は筒内噴射用インジェクタ１１０により行なう。

図８のＡ点からＢ点へ変化する場合が、ＤＩ比率ｒが一定の元で負荷が上昇して、吸気通路の壁面付着量が増加するので、壁面付着量fmwがプラスであって、吸気通路噴射用イ
ンジェクタ１２０からの燃料噴射量の増加を優先して、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最大噴射量を超える場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量も増加させる。

図８の点ＢからＡ点へ変化する場合が、ＤＩ比率ｒが一定の元で負荷が低下して、吸気通路の壁面付着量が減少するので、壁面付着量fmwがマイナスであって、吸気通路噴射用
インジェクタ１２０からの燃料噴射量の減量を優先して、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のリニアリティのない領域の最小噴射量よりも減量しなければならない場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量も減少させる。

図９のＣ点からＤ点へ変化する場合が、エンジン１０に対する負荷が一定の元でＤＩ比率が低下して（すなわち、吸気通路噴射用インジェクタ１２０による分担率が上昇する）、吸気通路の壁面付着量が増加するので、壁面付着量fmwがプラスであって、吸気通路噴
射用インジェクタ１２０からの燃料噴射量の増加を優先して、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最大噴射量を超える場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量も増加させる。

図９のＤ点からＣ点へ変化する場合が、エンジン１０に対する負荷が一定の元でＤＩ比率が上昇して（すなわち、吸気通路噴射用インジェクタ１２０による分担率が低下する）、吸気通路の壁面付着量が減少するので、壁面付着量fmwがマイナスであって、吸気通路
噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射量の減量を優先して、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のリニアリティのない領域の最小噴射量よりも減量しなければならない場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量も減少させる。

図１０のＥ点からＦ点へ変化する場合が、エンジン１０に対する負荷が上昇するとともにＤＩ比率が低下して（すなわち、吸気通路噴射用インジェクタ１２０による分担率が上昇する）、吸気通路の壁面付着量が増加するので、壁面付着量fmwがプラスであって、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射量の増加を優先して、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の最大噴射量を超える場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量も増加させる。

図１０のＦ点からＥ点へ変化する場合が、エンジン１０に対する負荷が低下するとともにＤＩ比率が上昇して（すなわち、吸気通路噴射用インジェクタ１２０による分担率が低下する）、吸気通路の壁面付着量が減少するので、壁面付着量fmwがマイナスであって、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料噴射量の減量を優先して、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のリニアリティのない領域の最小噴射量よりも減量しなければならない場合には、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量も減少させる。

以上のようにして、燃料を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で分担している場合において、ＤＩ比率ｒがステップ状に上昇（ｒ＜１）した場合や負荷が減少した場合には、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に減少する。このとき、吸気ポートに付着していた燃料が燃焼室に吸入されるので空燃比がリッチになるため、吸気通路噴射用インジェクタを優先させて壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を減少させるように補正しようとして吸気通路噴射用インジェクタのリニアリティのある領域での最小噴射量を下回る場合が発生すると、もはや吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を減らすことによる壁面付着燃料の補正は不可能になる。この状態のままでは、依然空燃比がリッチであるので、筒内噴射用インジェクタを用いて壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタで補正しきれなかった燃料噴射分だけ減算して、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量とすることができる。

また、ＤＩ比率ｒがステップ状に低下（０＜ｒ）した場合や負荷が増加した場合には、吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量がステップ状に増加する。このとき、吸気ポートに所定分の燃料が付着するまで燃焼室に吸入される燃料が減少するので、空燃比がリーンになるため、吸気通路噴射用インジェクタを優先させて壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を増加させるように補正しようとして吸気通路噴射用インジェクタの最大噴射量を上回る場合が発生すると、もはや吸気通路噴射用インジェクタの燃料噴射量を増やすことによる壁面付着燃料の補正は不可能になる。この状態のままでは、依然空燃比がリーンであるので、筒内噴射用インジェクタを用いて壁面付着燃料の補正を行なう。吸気通路噴射用インジェクタで補正しきれなかった燃料噴射分だけ加算して、筒内噴射用インジェクタの燃料噴射量とすることができる。

特に本発明の実施の形態による制御装置では、図３に示した燃料噴射量補正ルーチンをエンジン１０のクランク角度に同期したタイミングで実行することにより、ＤＩ比率変変化を壁面付着量推定へ正確に反映することができる。

図１１には、図２と対応させた気筒♯３における壁面付着量推定の推移が例示される。気筒♯３に対応する燃料噴射量補正ルーチン（図３）の実行により、クランク角度７２０度間隔の時刻ｔａ〜ｔｆにおける壁面付着量推定が実行され、これを反映して燃料噴射量が補正される。

図１１に示されるように、時刻ｔａ〜ｔｆを、等時間間隔ではなくクランク角度に同期させて設定することにより、ポート噴射切換わり点（ｔ６）を挟んだ、時刻ｔｂ（図２での時刻ｔ２におけるＤＩ比率設定ルーチンに対応）および時刻ｔｃ（図２での時刻ｔ６におけるＤＩ比率設定ルーチンに対応）のそれぞれにおいて、ＤＩ比率ｒ＝１００％（ポート噴射無）およびｒ＜１００％（ポート噴射有）を正確に反映した壁面付着量推定を行なうことができる。

＜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。

図１２および図１３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１２は、エンジン１０の温間用マップであって、図１３は、エンジン１０の冷間用マップである。

図１２および図１３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。

図１２および図１３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。

さらに、これらの図１２および図１３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１２の温間時のマップを選択して、そうではないと図１３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。

図１２および図１３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１２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１３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１２のＮＥ（２）や、図１３のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。

図１２および図１３を比較すると、図１２に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図１３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。

図１２および図１３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。

図１２に示す温間マップでは、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燃料噴射量を確保して、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。

図１２および図１３を比較すると、図１３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。

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。

＜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。

図１４および図１５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１４は、エンジン１０の温間用マップであって、図１５は、エンジン１０の冷間用マップである。

図１４および図１５を比較すると、以下の点で図１２および図１３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１４および図１５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１４および図１５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。

なお、図１２〜図１５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。

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。

また、図１２〜図１５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。

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。

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１２または図１４に示す温間用のＤＩ比率マップを用いるようにしてもよい（すなわち、冷間および温間を問わず、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）。

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。

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。 エンジンＥＣＵによるＤＩ比率設定の起動タイミングを説明する概念図である。 本発明の実施の形態に係る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。 エンジン負荷と定常時壁面付着量との関係を示す図（その１）である。 エンジン負荷と補正量との時間的変化を示す図（その１）である。 エンジン負荷と補正量との時間的変化を示す図（その２）である。 噴射パルス幅と燃料量との関係を示す図である。 エンジン負荷と定常時壁面付着量との関係を示す図（その２）である。 エンジン負荷と定常時壁面付着量との関係を示す図（その３）である。 エンジン負荷と定常時壁面付着量との関係を示す図（その４）である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵによるＤＩ比率設定の変化を反映した壁面付着量推定を説明する概念図である。 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。 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。 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。 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

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、４８０ クランク角センサ。

Claims (2)

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、
   前記内燃機関のクランクシャフトの回転角度を検出するクランク角度検出手段と、
   前記回転角度に同期した所定タイミングごとに起動され、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前記第１および第２の燃料噴射手段を制御するための制御手段と、
   前記回転角度に同期した所定タイミングごとに起動され、前記吸気通路の壁面付着燃料を推定するための推定手段とを含み、
   前記推定手段は、
   前記内燃機関の負荷および燃料噴射分担率の少なくともいずれかに基づいて、前記吸気通路の壁面付着燃料を推定するための手段を含み、
   前記推定手段は、
   前記内燃機関の負荷に応じて、定常時における前記第２の燃料噴射手段のみによる壁面付着量を算出するための手段と、
   前記燃料噴射分担率に応じて、前記算出された壁面付着量を修正するための手段と、
   予め定められた前記回転角度の間隔における前記修正された壁面付着量の差分に基づいて、前記吸気通路の壁面付着燃料を推定するための手段とをさらに含み、
   前記制御手段は、
   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燃料噴射量が分担されている領域において、前記推定された壁面付着燃料を補正するように燃料噴射手段を制御するための補正手段を含み、
   前記補正手段は、
   負荷変動が急であると補正量の時間的変化が大きく、負荷変動が緩やかであると補正量の時間的変化が小さくなるように、負荷変動に対応する、壁面付着量の運転条件に応じた時間的変化に基づいて、前記推定された壁面付着燃料を補正するための手段と、
   前記第２の燃料噴射手段を優先して、前記壁面付着燃料の補正を行なうための手段と、
   前記補正による減少後の前記第２の燃料噴射手段の燃料噴射量が前記第２の燃料噴射手段の最小燃料量を下回った場合には、前記第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量を０または前記最小燃料量として、残りの補正を前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量で行なうように、前記燃料噴射手段を制御するための手段と、
   前記補正による増加後の前記第２の燃料噴射手段の燃料噴射量が前記第２の燃料噴射手段の最大燃料量を上回った場合には、前記第２の燃料噴射手段からの燃料噴射量を前記最大燃料量とし、残りの補正を前記第１の燃料噴射手段からの燃料噴射量で行なうように、前記燃料噴射手段を制御するための手段とを含む、内燃機関の制御装置。
2. 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、吸気通路用インジェクタである、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

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