JP2001214785A - 筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒内噴射用インジェクタの噴射口周辺部の温
度上昇を抑制し、デポジットの生成やシート部の金属材
料の硬度低下を未然に防止する。 【解決手段】 副噴射を実施する条件が成立するか否か
を判定し（Ｓ１０２）、副噴射を実施と判断した場合、
主噴射の燃料噴射量（噴射パルス幅）、燃料噴射時期等
の主噴射条件、及び、副噴射の燃料噴射量（噴射パルス
幅）、副噴射の噴射回数、副噴射の燃料噴射時期等の副
噴射条件を設定し（Ｓ１０５）、所定のタイミングで筒
内噴射用インジェクタを駆動して吸気行程或いは圧縮行
程で主噴射を実施し、更に、膨張行程の燃焼中或いは燃
焼終了後に副噴射を実施する（Ｓ１０６）。この副噴射
の実施により、筒内噴射用インジェクタの燃料通路及び
噴射口周辺を燃料冷却して許容温度以下に抑える共に、
燃焼ガスの温度を低下させて燃料噴射口周辺のデポジッ
ト生成を抑止し、高温による筒内噴射用インジェクタの
シート部の金属部材の耐久性低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内に燃料を噴
射する筒内噴射エンジンの燃料噴射制御装置に関し、詳
しくは、筒内噴射用インジェクタの噴射口周辺部の温度
上昇を抑制する筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、気筒内に燃料を直接噴射する筒内
燃料噴射エンジンでは、筒内に燃料を噴射する筒内噴射
用インジェクタの燃料噴射口を有する先端部が燃焼ガス
に曝されることから、インジェクタの先端部温度が上昇
して燃料噴射口近傍にデポジットが生成し易く、燃料噴
射口を狭めて噴射量を低下させるばかりでなく、応答性
の悪化や噴霧特性の悪化を招くという問題がある。

【０００３】このため、特開平９−１５１７７０号公報
には、現在の吸入空気量を現在の空燃比で除算して燃料
噴射弁（インジェクタ）によって実際に噴射された燃料
量を求め、実際の燃料噴射量と燃料噴射弁制御値との関
係から、機関運転状態に応じた所望燃料量が噴射される
ように今回の燃料噴射弁制御指令値を補正することによ
り、燃料噴射弁の噴口近傍にデポジットが付着して噴射
性能が変化しても、常に機関運転状態に応じた所望燃料
量を噴射させる技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インジ
ェクタの噴射口周辺へのデポジットの付着による燃料噴
射量の低下を補うためには、インジェクタの噴射時間を
延長する必要があり、必ずしも運転状態に応じた適切な
タイミングで燃料が噴射されるとは限らず、噴霧特性の
悪化や燃焼悪化を招く虞がある。

【０００５】特に、高負荷・高回転運転時等のように要
求される燃料噴射量が増大する運転領域では、デポジッ
トの付着による噴射口面積の減少によって単位時間当た
りの噴射量が減少しているにも拘わらず短時間で大量の
燃料を噴射しなければならず、デポジットによる燃料噴
射量の低下を補うための噴射時間の延長には限界があ
る。その結果、必要な燃料量が得られないばかりでな
く、燃料冷却による熱量が不足してインジェクタの噴射
口周辺部の温度が過度に上昇し、シート部の金属材料の
硬度低下によるシート部の磨耗を促進し、耐久性の低
下、噴射量変化、噴霧特性の悪化を招く可能性がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、筒内噴射用インジェクタの噴射口周辺部の温度上昇
を抑制し、デポジットの生成やシート部の金属材料の硬
度低下を未然に防止することのできる筒内燃料噴射エン
ジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、エンジンの吸気行程或いは
圧縮行程で主燃料を気筒内に噴射する筒内燃料噴射エン
ジンの燃料噴射制御装置において、気筒内に燃料を噴射
するための筒内噴射用インジェクタの噴射口周辺部の温
度或いは該温度に影響を及ぼすパラメータに基づき、上
記主燃料の気筒内への噴射に続いて副燃料の気筒内への
噴射を実施するか否かを判定する副噴射実施可否判定手
段と、上記副噴射実施可否判定手段で上記副燃料の気筒
内への噴射実施可と判定した場合、上記主燃料による燃
焼中或いは膨張行程から排気行程中の所定タイミングで
少なくとも１回以上、上記副燃料の噴射を実施する噴射
制御手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、エンジンの吸気行
程或いは圧縮行程で主燃料を気筒内に噴射する筒内燃料
噴射エンジンの燃料噴射制御装置において、エンジンの
運転領域が上記主燃料の気筒内への噴射に続いて副燃料
の気筒内への噴射を実施可能な領域にあるか否かを判定
する副噴射実施可否判定手段と、上記副噴射実施可否判
定手段で上記副燃料の気筒内への噴射実施可と判定した
場合、上記主燃料による燃焼中或いは膨張行程から排気
行程中の所定タイミングで少なくとも１回以上、上記副
燃料の噴射を実施する噴射制御手段とを備えたことを特
徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記副噴射実施可否判定手段は、上記筒内
噴射用インジェクタの噴射口周辺部の温度或いは排気系
の温度が設定温度を越えた場合、上記副燃料の噴射実施
と判定することを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記副噴射実施可否判定手段は、上記主燃
料によって形成される空燃比が設定空燃比よりリッチで
ある場合、上記副燃料の噴射実施と判定することを特徴
とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段は、
上記副燃料の噴射量を、上記筒内噴射用インジェクタの
噴射口周辺部の温度或いは排気系の温度に基づいて設定
することを特徴とする。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段は、
上記主燃料の噴射量と上記副燃料の噴射量とを、上記副
燃料の噴射の非実施時と実施時とでエンジン出力変化を
抑制可能な噴射量に設定することを特徴とする。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段は、
上記主燃料の噴射量と上記副燃料の噴射量とを、予めエ
ンジン運転領域に応じて設定した分担率に基づいて設定
することを特徴とする。

【００１４】請求項８記載の発明は、請求項１〜７のい
ずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段は、
上記副燃料の１回当たりの噴射量を、予め設定した最大
値以下となるよう制限することを特徴とする。

【００１５】請求項９記載の発明は、請求項１〜８のい
ずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段は、
上記副燃料の噴射量を、上記筒内噴射用インジェクタへ
燃料を供給する高圧燃料系の燃料圧力と筒内圧力との差
に基づいて上記筒内噴射用インジェクタの噴射時間に変
換することを特徴とする。

【００１６】請求項１０記載の発明は、請求項１〜９の
いずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段
は、上記筒内噴射用インジェクタへ燃料を供給する高圧
燃料系の燃料圧力と筒内圧力との差が設定値以下の場
合、上記副燃料の噴射を禁止或いは膨張行程後半から排
気行程の噴射時期に限定することを特徴とする。

【００１７】請求項１１記載の発明は、請求項１〜１０
のいずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段
は、上記副燃料の噴射時期が主燃料の燃焼中或いは膨張
行程前半である場合には、噴射開始時期を固定して上記
副燃料の噴射量に応じて噴射終了時期を可変する噴射開
始時期制御を行い、上記副燃料の噴射時期が膨張行程後
半から排気行程である場合には、噴射終了時期を固定し
て上記副燃料の噴射量に応じて噴射開始時期を可変する
噴射終了時期制御を行うことを特徴とする。

【００１８】請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１
のいずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段
は、上記主燃料の噴射時期及び上記副燃料の噴射時期
を、上記筒内噴射用インジェクタを駆動する回路部の電
気的な制限条件に基づく必要噴射間隔より長い噴射間隔
となるよう設定することを特徴とする。

【００１９】請求項１３記載の発明は、請求項１〜１３
のいずれか一に記載の発明において、上記噴射制御手段
は、上記副燃料の噴射回数を、エンジン運転状態に応じ
て設定することを特徴とする。

【００２０】すなわち、請求項１記載の発明は、主燃料
の気筒内への噴射に続いて副燃料の気筒内への噴射を実
施するか否かを筒内噴射用インジェクタの噴射口周辺部
の温度或いは該温度に影響を及ぼすパラメータに基づい
て判定し、副燃料の噴射実施可と判定した場合、吸気行
程或いは圧縮行程で噴射される主燃料による燃焼中或い
は膨張行程から排気行程中の所定タイミングで少なくと
も１回以上、副燃料の噴射を実施する。副燃料の噴射の
実施可否判定は、請求項３記載の発明のように、筒内噴
射用インジェクタの噴射口周辺部の温度或いは排気系の
温度が設定温度を越えた場合、副燃料の噴射実施と判定
することが可能であり、また、請求項４記載の発明のよ
うに、主燃料によって形成される空燃比が設定空燃比よ
りリッチである場合、副燃料の噴射実施と判定すること
が可能である。

【００２１】請求項２記載の発明は、主燃料の気筒内へ
の噴射に続いて副燃料の気筒内への噴射を実施するか否
かを運転領域が副燃料の気筒内への噴射を実施可能な領
域にあるか否かで判定し、副燃料の気筒内への噴射実施
可と判定した場合、吸気行程或いは圧縮行程で噴射され
る主燃料による燃焼中或いは膨張行程から排気行程中の
所定タイミングで少なくとも１回以上、副燃料の噴射を
実施する。

【００２２】ここで、副燃料の噴射量は、請求項５記載
の発明のように筒内噴射用インジェクタの噴射口周辺部
の温度或いは排気系の温度に基づいて設定する、或いは
請求項６記載の発明のように主燃料の噴射量と副燃料の
噴射量とを副燃料の噴射の非実施時と実施時とでエンジ
ン出力変化を抑制可能な噴射量に設定する、或いは請求
項７記載の発明のように主燃料の噴射量と副燃料の噴射
量とを予めエンジン運転領域に応じて設定した分担率に
基づいて設定することが可能である。

【００２３】その場合、副燃料の１回当たりの噴射量
は、請求項８記載の発明のように、予め設定した最大値
以下となるよう制限することが望ましく、また、請求項
９記載の発明のように、副燃料の噴射量は、筒内噴射用
インジェクタへ燃料を供給する高圧燃料系の燃料圧力と
筒内圧力との差に基づいて筒内噴射用インジェクタの噴
射時間に変換することが望ましい。

【００２４】また、副燃料の噴射時期は、請求項１０記
載の発明のように、筒内噴射用インジェクタへ燃料を供
給する高圧燃料系の燃料圧力と筒内圧力との差が設定値
以下の場合、副燃料の噴射を禁止或いは膨張行程後半か
ら排気行程の噴射時期に限定することが望ましく、請求
項１１記載の発明のように、副燃料の噴射時期が主燃料
の燃焼中或いは膨張行程前半である場合、噴射開始時期
を固定して副燃料の噴射量に応じて噴射終了時期を可変
する噴射開始時期制御を行い、副燃料の噴射時期が膨張
行程後半から排気行程である場合には、噴射終了時期を
固定して副燃料の噴射量に応じて噴射開始時期を可変す
る噴射終了時期制御を行うことが望ましい。

【００２５】また、主燃料の噴射時期及び上記副燃料の
噴射時期は、請求項１２記載の発明のように、各噴射間
の間隔が筒内噴射用インジェクタを駆動する回路部の電
気的な制限条件に基づく必要噴射間隔より長くなるよう
設定することが望ましく、副燃料の噴射回数は、請求項
１３記載の発明のように、エンジン運転状態に応じて設
定することが可能である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図９は本発明の実施の第１
形態に係わり、図１は燃料噴射制御系の機能ブロック
図、図２は燃料噴射制御ルーチンのフローチャート、図
３は副噴射条件設定ルーチンのフローチャート、図４は
定常温度マップの説明図、図５は副噴射分担率マップの
説明図、図６は主噴射のみ実施の場合の目標当量比マッ
プの説明図、図７は主噴射と副噴射とを実施する場合の
目標当量比マップの説明図、図８は温度パラメータによ
る副噴射量マップの説明図、図９はエンジン制御系の概
略構成図である。

【００２７】図９において、符号１は、気筒内に燃料を
直接噴射し、火花点火により混合気を燃焼させる筒内燃
料噴射エンジンであり、図においては、水平対向型４気
筒ガソリンエンジンを示す。エンジン１のシリンダブロ
ック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれ
ぞれ設けられ、各シリンダヘッド２の気筒毎に吸気ポー
ト２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。

【００２８】本形態のエンジン１は、各気筒毎に２個の
吸気弁と２個の排気弁とを有する４バルブエンジンであ
り、２つの吸気ポート２ａのそれぞれに連通するインテ
ークマニホルド３の一方の分岐管に、低・中負荷の運転
領域で燃焼室内にスワール流を生成してエンジンの燃焼
効率を向上させるためのスワール制御弁４が介装されて
いる。

【００２９】また、インテークマニホルド３の各分岐管
の上流側集合部であるエアチャンバ５上流に、スロット
ル弁６とスロットル弁６を駆動するスロットルアクチュ
エータ７とを備えた電子制御スロットルボディを介して
吸気管８が連通され、スロットル弁６の直上流の吸気管
８にインタークーラ９が介装されている。

【００３０】インタークーラ９の上流側には、ターボ過
給機１０のコンプレッサ１０ａが介装されており、ター
ボ過給機１０のコンプレッサ１０ａ上流側にレゾネータ
チャンバ１１を介してエアクリーナを格納するエアボッ
クス１２が連通され、エアインテークチャンバ１３を介
して新気が取り入れられる。

【００３１】また、エンジン１の各気筒毎の各排気ポー
ト２ｂには、エキゾーストマニホルド１４を介して排気
管１５が連通され、この排気管１５にターボ過給機１０
のタービン１０ｂが介装されている。ターボ過給機１０
のタービン１０ｂ下流側には、三元触媒を有する触媒コ
ンバータ１６が介装され、さらに、この触媒コンバータ
１６下流側にＮＯｘ吸蔵触媒を有する触媒コンバータ１
７が介装されてマフラ１８に連通されている。

【００３２】また、ターボ過給機１０のタービン１０ｂ
側には、ウエストゲート弁２０が介装され、このウエス
トゲート弁２０に、ウエストゲート弁作動用アクチュエ
ータ２１が連設されている。ウエストゲート弁作動用ア
クチュエータ２１は、ダイアフラム式アクチュエータか
らなり、ダイヤフラムによって仕切られた２室の一方が
ソレノイド弁２２に連通する圧力室として形成され、他
方がウエストゲート弁２０を閉方向に付勢するスプリン
グを収納したスプリング室として形成されている。

【００３３】ソレノイド弁２２は、レゾネータチャンバ
１１に連通する通路を弁体によって開閉するポートと、
ウエストゲート弁作動用アクチュエータ２１の圧力室に
連通するポートと、ターボ過給機１０のコンプレッサ１
０ａ下流側で吸気管８に連通するポートとを有する電磁
三方ソレノイド弁であり、後述する電子制御ユニット１
００からの制御信号によって駆動され、ウエストゲート
弁作動用アクチュエータ２１の圧力室に供給する圧力を
制御してウエストゲート弁２０の開度を可変し、タービ
ンハウジング流入口側の排気ガスバイパス量を調整して
過給圧を調整するようになっている。

【００３４】また、エンジン１のクランク室に連通する
ブローバイガス通路２３がシリンダブロック１ａ側から
延出され、中途で分岐されて一方がレゾネータチャンバ
１１下流側に連通されると共に、他方がブローバイガス
制御弁２４を介してスロットル弁６下流に連通されてい
る。また、新気をクランクケース内に導入するための新
気導入通路２５がレゾネータチャンバ１１下流から延出
され、各バンクのシリンダヘッド２内へ連通されてい
る。さらに、エアチャンバ５と排気ポート２ｂとを連通
する排気ガス還流（ＥＧＲ）通路２６の中途に、電子制
御ユニット１００からの制御信号によってＥＧＲ量を制
御するための電子制御式ＥＧＲ制御弁２７が介装されて
いる。

【００３５】次に、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｂに
は、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタ２
８が臨まされ、さらに、筒内噴射用インジェクタ２８に
対して低温始動時等に補助的に使用するインジェクタと
して、各バンク毎のインテークマニホルド３のスワール
制御弁４上流に、吸気管内に燃料を噴射する吸気管噴射
用インジェクタ２９が配設されている。

【００３６】筒内噴射用インジェクタ２８及び吸気管噴
射用インジェクタ２９への燃料を貯留する燃料タンク３
０には、インタンク式の燃料ポンプ３１が備えられ、こ
の燃料ポンプ３１の吐出口から延出される燃料ライン３
２が燃料フィルタ３３を経て二方に分岐され、一方が各
バンク毎の吸気管噴射用インジェクタ２９に接続される
と共に、他方が高圧燃料ポンプユニット３５に接続され
ている。

【００３７】高圧燃料ポンプユニット３５には、エンジ
ン１のカム軸を介して駆動される高圧燃料ポンプ、高圧
燃料ポンプの吐出圧を筒内噴射用の噴射圧に調圧する高
圧レギュレータ等が内蔵されており、燃料タンク３０へ
の燃料リターンライン３６と、各気筒の筒内噴射用イン
ジェクタ２８へ燃料を分配する各バンク毎の燃料分配管
３８へ連通する高圧ライン３７とが延出されている。

【００３８】高圧ライン３７には、ライン内エアパージ
のため、燃料圧力切換ソレノイド弁３９が接続されてお
り、この燃料圧力切換ソレノイド弁３９に連通される圧
力レギュレータ４０の燃料リターンライン４１が高圧燃
料ポンプユニット３５からの燃料リターンライン３６と
合流されて燃料タンク３０に接続されている。

【００３９】燃料圧力切換ソレノイド弁３９は、エアパ
ージの際に開弁され、高圧ライン３７を圧力レギュレー
タ４０を介して燃料タンク３０へバイパスさせること
で、高圧ライン３７の燃料圧力を下げて燃料流量を増大
させ、高圧ライン３７内のエア或いは蒸発ガスを迅速に
排出する。

【００４０】さらに、燃料タンク３０内の蒸発ガスを放
出するため、燃料タンク３０の上部からは、図中、破線
で示すように、パージ通路４２が延出され、万一の車両
横転による燃料漏れを防止するためのロールオーババル
ブ４３及び２方向弁４４を経て活性炭等からなる吸着部
を備えたキャニスタ４５に連通されている。パージ通路
４２のキャニスタ４５下流側は、キャニスタ４５からの
蒸発燃料のパージ量を制御するためのキャニスタパージ
制御弁４６を介してエアチャンバ５に連通されている。

【００４１】一方、エンジン１のシリンダヘッド２の各
気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室１ｂに露呈する点火
プラグ４７が配設され、各気筒毎の点火プラグ４７に、
イグナイタを内蔵する点火コイル４８が連設されてい
る。また、各シリンダヘッド２内の各吸気カム軸を駆動
するカムスプロケット内に、吸気カムプーリと吸気カム
軸とを相対回動してクランク軸に対する吸気カム軸の回
転位相を連続的に可変する周知の油圧駆動式可変バルブ
タイミングアクチュエータ４９が備えられている。この
可変バルブタイミングアクチュエータ４９は、電子制御
ユニット１００からの駆動信号で作動するオイルフロー
制御弁５０を介した油圧によって駆動制御される。

【００４２】次に、運転状態を検出するためのセンサ類
の配置について説明する。エアクリーナを格納するエア
ボックス１２に吸気温センサ５１が臨まされ、吸気管８
のエアボックス１２の直下流には、ホットワイヤ或いは
ホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ５２
が介装されている。

【００４３】また、スロットルボディに内設されるスロ
ットル弁６にスロットルセンサ５３が連設されており、
エンジン１を制御する上での運転者の出力要求としてア
クセルペダル５４の踏み込み量を検出するため、アクセ
ルセンサ５５がケーブルを介してアクセルペダル５４に
連設されている。

【００４４】また、一方のバンクの燃料分配管３８に、
燃料圧力を検出する燃料圧力センサ５６が取り付けら
れ、三元触媒を有する触媒コンバータ１６の上下流側
に、それぞれ、全運転域で排気ガス中の空燃比を検出す
るための空燃比センサ５７、排気温センサ５８が配設さ
れ、ＮＯｘ吸蔵触媒を有する触媒コンバータ１７の下流
に、ＮＯｘ吸蔵触媒を通過した排気ガス中の酸素濃度を
検出するためのＯ2センサ５９が配設されている。

【００４５】一方、エンジン１のシリンダブロック１ａ
にノックセンサ６０が取付けられ、シリンダブロック１
ａの左右両バンクを連通する冷却水通路６１には、冷却
水温センサ６２が臨まされている。また、エンジン１の
クランク軸に軸着するクランクロータ６３の外周にクラ
ンク角センサ６４が対設され、クランク軸に対して１／
２回転する吸気カムプーリの裏面に気筒判別センサ６５
が対設されている。さらに、吸気カム軸の後端に固設さ
れたカムロータの外周に、バルブタイミング制御情報で
ある吸気カム位置を検出するためのカム位置センサ６６
が対設されている。尚、本実施の形態においては、気筒
判別センサ６５は一方のバンクのみに設けられる。

【００４６】以上のエンジン１におけるセンサ・アクチ
ュエータ類は、マイクロコンピュータ及び周辺回路から
なる電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００に接続されてお
り、各センサ類からの信号をＥＣＵ１００で処理して各
アクチュエータ類を駆動し、エンジン１を電子的に制御
する。本形態のＥＣＵ１００は、メイン制御ユニット部
１００ａとＥＴＣ制御ユニット部１００ｂとから構成さ
れ、メイン制御ユニット部１００ａでは、燃料噴射制御
を含む空燃比制御、点火時期制御、過給圧制御、ＥＧＲ
制御、可変バルブタイミング制御等を主として実行し、
ＥＴＣ制御ユニット部１００ｂでは、スロットルアクチ
ュエータ７を介したスロットル弁６の電子制御を専用に
実行する。

【００４７】メイン制御ユニット部１００ａには、筒内
噴射用インジェクタ２８を駆動するための専用のインジ
ェクタ駆動ユニット１０１が接続されており、インジェ
クタ駆動ユニット１０１への電源をＯＮ，ＯＦＦするた
めのインジェクタドライバリレー１０２のリレーコイ
ル、燃料ポンプ３１への電源をＯＮ，ＯＦＦするための
燃料ポンプリレー１０３のリレーコイルが接続され、イ
グニッションリレー１０４のリレー接点を介してイグニ
ッション電源が供給される。

【００４８】また、メイン制御ユニット部１００ａに接
続されるセンサ類としては、前述の各センサ、すなわ
ち、吸気温センサ５１、吸入空気量センサ５２、アクセ
ルセンサ５５、燃料圧力センサ５６、空燃比センサ５
７、排気温センサ５８、Ｏ2センサ５９、ノックセンサ
６０、冷却水温センサ６２、クランク角センサ６４、気
筒判別センサ６５、カム位置センサ６６、及び、マスタ
ーバッグ圧力センサ６７等がある。

【００４９】また、メイン制御ユニット部１００ａに接
続されるアクチュエータ類としては、前述の各アクチュ
エータ類、すなわち、スワール制御弁４、ウエストゲー
ト弁制御用のソレノイド弁２２、ＥＧＲ制御弁２７、吸
気管噴射用インジェクタ２９、燃料圧力切換ソレノイド
弁３９、キャニスタパージ制御弁４６、点火コイル４８
に内蔵されるイグナイタ、可変バルブタイミングアクチ
ュエータ４９を油圧駆動するためのオイルフロー制御弁
５０等がある。筒内噴射用インジェクタ２８は専用のイ
ンジェクタ駆動ユニット１０１に接続され、メイン制御
ユニット部１００ａからの制御指令によって駆動制御さ
れる。

【００５０】一方、ＥＴＣ制御ユニット部１００ｂに
は、ＥＴＣ電源をＯＮ，ＯＦＦするため、ＥＴＣ電源リ
レー１０５のリレーコイル及びリレー接点が接続される
と共に、スロットルアクチュエータ７、スロットルセン
サ５３が接続されており、メイン制御ユニット部１００
ａからの制御指令に応じたスロットル開度となるよう、
スロットルセンサ５３からの信号に基づいてスロットル
アクチュエータ７を駆動する。

【００５１】ＥＣＵ１００では、各種センサ・スイッチ
類からの信号を処理して得られる運転状態に基づいて各
種制御量を演算し、制御量に対応する駆動信号を各種ア
クチュエータ類に出力して運転状態に応じた燃焼形態で
の空燃比が常に適正な空燃比となるよう制御しており、
具体的には、運転者の出力要求としてのアクセル開度と
エンジン回転数とからエンジンの要求トルク（目標トル
ク）を設定し、この要求トルクを実現するに最適な燃料
噴射量及び吸入空気量になるよう制御する。

【００５２】この場合、筒内に燃料を噴射する筒内噴射
用インジェクタ２８は、燃料噴射口を有する先端部が燃
焼ガスに曝されることから先端部温度が上昇して噴射口
近傍にデポジットが生成し易くなり、また、噴射口直上
流のシート部を構成する金属部材の硬度低下を招く虞が
ある。

【００５３】筒内噴射用インジェクタ２８の噴射口周辺
部におけるデポジットの生成は、燃料噴射口を狭めて噴
射量を低下させるばかりでなく、インジェクタ応答性の
悪化や噴霧特性の悪化を招く。燃料噴射量の変化は、排
気エミッションを悪化させたり、アクセル開度に対する
出力の変化を引き起こし、ドライバビリティの悪化を引
き起こす虞があり、また、噴霧特性の悪化は、混合気形
成の変化を発生し、燃焼変動や排気エミッションを悪化
させる。更に、シート部の金属材料の硬度低下は、シー
ト部の磨耗を促進し、耐久性の低下、噴射量変化、噴霧
特性の悪化を招く。

【００５４】このため、ＥＣＵ１００は、筒内噴射用イ
ンジェクタ２８からの燃料噴射を、基本的にアクセル開
度に応じた要求トルクの実現を達成するための主燃料を
噴射する主噴射に対し、筒内噴射用インジェクタ２８の
噴射口周辺部に対する冷却を主要目的とする副燃料を噴
射する副噴射を追加的に実行するようにしており、図１
に示すように、気筒判別・クランク角検出部１１０、エ
ンジン運転状態検出部１１１、点火時期設定部１１２、
点火駆動部１１３、噴射条件設定部１１４、及び、主・
副噴射制御部１１５によって代表される燃料噴射制御の
機能を備えている。

【００５５】気筒判別・クランク角検出部１１０は、ク
ランク角センサ６４から出力される信号の入力間隔時間
に基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出し、また、気筒判
別センサ６５からの信号をカウンタによって計数した値
と各気筒の燃焼行程順（例えば、＃１気筒→＃３気筒→
＃２気筒→＃４気筒）とのパターンに基づいて、燃焼行
程気筒を判別し、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒を特
定する。

【００５６】エンジン運転状態検出部１１１は、クラン
ク角センサ６４、吸入空気量センサ５２、冷却水温セン
サ６２、スロットルセンサ５３、アクセルセンサ５５、
燃料圧力センサ５６、空燃比センサ５７、排気温センサ
５８等のセンサ類からの情報に基づいて、点火時期設定
部１１２及び噴射条件設定部１１４で必要なエンジン運
転状態データを収集する。

【００５７】点火時期設定部１１２は、エンジン運転状
態検出部１１１で検出されたエンジン運転状態、例え
ば、エンジン負荷、エンジン回転数、冷却水温、ノック
強度等に基づいて、気筒判別・クランク角検出部１１０
で気筒判別された点火対象気筒に対する点火時期を設定
して点火駆動部の点火タイマをセットする。点火駆動部
１１３では、該当気筒の点火コイル４８に内蔵されるイ
グナイタを駆動して点火コイルへの電流を所定のタイミ
ングでＯＮ，ＯＦＦし、点火コイルＯＦＦ時に誘起され
る高電圧によって該当気筒の点火プラグ４７に火花放電
を発生させる。

【００５８】噴射条件設定部１１４は、アクセル開度と
エンジン回転数とに基づく目標トルクに対応して主噴射
の燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定すると共に、主噴
射に対して副噴射を実施する条件が成立するか否かを判
定する。そして、副噴射の実施条件が成立する場合に
は、主噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期に加え、副噴
射の燃料噴射量、燃料噴射時期、噴射回数を設定する。

【００５９】主・副噴射制御部１１５では、主噴射の燃
料噴射量を、筒内噴射用インジェクタ２８の噴射時間
（開弁時間）を定める噴射パルス幅に変換すると共に、
クランク角相当の燃料噴射時期を基準クランク角からの
時間に換算する。また、副噴射の実施条件が成立する場
合には、副噴射の燃料噴射量を、筒内噴射用インジェク
タ２８の噴射時間を定める噴射パルス幅に変換すると共
に副噴射の噴射回数を設定し、クランク角相当の燃料噴
射時期を基準クランク角からの時間に換算する。そし
て、筒内噴射用インジェクタ２８を駆動して吸気行程或
いは圧縮行程で１回の主噴射を実施する一方、副噴射の
実施条件が成立する場合には、膨張行程の燃焼中或いは
燃焼終了後に１回以上の副噴射を実施し、１気筒当たり
の１サイクル中に少なくとも２回の燃料噴射を行う。

【００６０】すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明に係わ
る副噴射実施可否判定手段、噴射制御手段としての機能
を備え、具体的には、図２及び図３に示すルーチンによ
って各手段の機能を実現する。

【００６１】以下、ＥＣＵ１００による燃料噴射制御に
係わる処理について、図２及び図３のフローチャートを
用いて説明する。

【００６２】図２は、ＥＣＵ１００に電源投入後、例え
ば１サイクル毎に実行される燃料噴射制御ルーチンであ
り、先ず、ステップＳ１０１でエンジン運転条件を読込
み、ステップＳ１０２で、副噴射を実施する条件が成立
するか否かを、以下の（１）或いは（２）の処理によっ
て判定する。

【００６３】（１）筒内噴射用インジェクタ２８の噴射
口周辺部の温度、或いは噴射口周辺部の温度に影響を及
ぼすパラメータを用いて副噴射の実施を判断する。本形
態においては、以下の（１−ａ）〜（１−ｃ）に示すよ
うに、インジェクタ温度、排気系温度、主噴射によって
形成される空燃比を採用する。

【００６４】（１−ａ）インジェクタ温度 図示しない温度センサによって計測した筒内噴射用イン
ジェクタ２８の温度が設定温度を越えた場合、副噴射実
施と判定し、インジェクタ温度が設定温度以下の場合に
は、主噴射のみの実施とする。すなわち、筒内噴射用イ
ンジェクタ２８の噴射口周辺部の温度を、直接、副噴射
の実施可否判定に用いることで、筒内噴射用インジェク
タ２８の噴射口周辺部の温度をより精密に管理すること
が可能となり、制御性を向上することができる。尚、イ
ンジェクタ温度は、筒内噴射用インジェクタ２８の噴射
口周辺の先端部温度であることが望ましいが、先端部近
辺の本体部温度で代用することも可能である。

【００６５】（１−ｂ）排気系温度 排気温センサ５８によって計測した排気ガス温度或いは
排気系を構成する部材の温度が設定温度を越えた場合に
は、副噴射実施と判定し、排気系温度が設定温度以下の
場合には、主噴射のみの実施とする。すなわち、燃焼室
１ｂ内の燃焼ガス温度が過度に上昇すると、筒内噴射用
インジェクタ２８の先端温度が上昇するばかりでなく、
排気温度や排気系を構成する部材の温度が許容限度を越
えて上昇する虞がある。従って、排気系の温度によって
副噴射の実施可否を判定し、副噴射の実施による空燃比
のリッチ化で筒内噴射用インジェクタ２８の先端部温度
を低下させると共に、排気温度が過度に上昇しないよう
精密に管理し、空燃比センサ５７やＯ2センサ５９、触
媒、その他の排気系を構成する部材の耐久性低下を防止
する。

【００６６】ここで、筒内噴射用インジェクタ２８の先
端部の温度上昇や排気系の温度上昇には時間遅れが存在
し、また、運転状態によっても遅れ時間が変化する。こ
のため、センサによる温度の計測値を用いる代わりに、
予めシミュレーション或いは実験等により作成した図４
（ａ）に示すような排気温度の定常温度マップ、或いは
図４（ｂ）に示すようなインジェクタ先端部温度の定常
温度マップを用い、このマップ値に基づく温度推定値、
或いは熱の流れモデルを用いた過渡的な温度上昇の推定
値を用いるようにしても良い。

【００６７】例えば、図４に示す定常温度マップを用い
る例では、エンジン負荷として、目標トルクに対応する
目標空気量Ｑａをエンジン回転数Ｎｅで除算して求めら
れる１行程当たりの筒内空気量（Ｑａ／Ｎｅ）を採用
し、エンジン負荷（Ｑａ／Ｎｅ）とエンジン回転数Ｎｅ
とによる運転領域での今回のマップ参照値Ｔ(map)と前
回の温度推定値Ｔ(n-1)とから、予めシミュレーション
或いは実験等によって求めた筒内噴射用インジェクタ２
８の温度上昇の時定数或いは排気系の温度上昇の時定数
τを用い、以下に示すように一次遅れ処理して今回の温
度推定値Ｔ(n)を求める。 Ｔ(n)＝（(γー１)×Ｔ(n-1)＋Ｔ(map)）／γ 但し、γ＝τ／Δｔ：Δｔは演算周期

【００６８】（１−ｃ）主噴射によって形成される空燃
比 主噴射によって形成される空燃比がリッチ条件にあり、
設定空燃比（例えば、Ａ／Ｆ＜１３の出力空燃比）より
リッチである場合、副噴射実施と判定し、主噴射による
空燃比がリーン条件下にある場合には、副噴射を禁止し
て主噴射のみの実施とする。

【００６９】すなわち、高負荷・高回転の運転条件下で
燃焼室や排気系の構成部品を保護するため、空燃比を出
力空燃比よりもリッチ化させる場合、吸気行程或いは圧
縮行程で噴射可能な主噴射の最大噴射量は、筒内噴射用
インジェクタ２８の容量やエンジン１回転当たりの吐出
量が限定されるエンジン駆動式の高圧燃料ポンプの容量
等によって制限され、通常の筒内噴射用インジェクタ２
８では噴射率が不足し、空燃比のリッチ化による温度制
御を実現することは困難である。

【００７０】従って、このような温度制御のために空燃
比を出力空燃比よりもリッチ化させる目的においては、
副噴射による追加噴射を実施することで、高圧燃料ポン
プや筒内噴射用インジェクタ２８を高容量化することな
く空燃比を出力空燃比よりもリッチ化させることがで
き、筒内噴射用インジェクタ２８を冷却して噴射口周辺
のデポジットの生成を防止すると共に、燃焼室や排気系
の構成部品を保護することができる。一方、主噴射によ
る空燃比がリーン条件下にある場合には、副噴射の効果
が少ないばかりでなく、運転条件によっては逆に排気温
度の上昇を招き、負荷変動を引き起こす可能性があるた
め、副噴射を禁止する。

【００７１】尚、以上の（１−ａ）〜（１−ｃ）の各条
件を組み合わせて副噴射の実施可否を判断するようにし
ても良い。

【００７２】（２）現在の運転領域が予め設定された副
噴射の実施領域にあるか否かにより、副噴射を実施する
か否かを判断し、処理を簡素化する。すなわち、エンジ
ン負荷としての１行程当たりの筒内空気量（Ｑａ／Ｎ
ｅ）とエンジン回転数Ｎｅとによる運転領域毎に、予め
シミュレーション或いは実験等により副噴射を実施する
領域を設定しておき、図５に示すように、エンジン運転
条件に基づいて設定した１サイクル中の燃料噴射量の総
計（全噴射量）に対する副噴射の燃料噴射量の分担率Ｋ
を定めた副噴射分担率マップを作成しておく。そして、
この副噴射分担率マップを筒内空気量（Ｑａ／Ｎｅ）と
エンジン回転数Ｎｅとに基づいて参照し、現在の運転領
域に対する分担率Ｋ＝０の場合には主噴射のみ実施（副
噴射非実施）、分担率Ｋ≠０の場合には副噴射実施と判
断する。

【００７３】尚、副噴射分担率マップに代えて、全噴射
量に対する主噴射の燃料噴射量の分担率Ｋ’を定めた主
噴射分担率マップを採用しても良く、その場合には、分
担率Ｋ’＝１．０の場合に副噴射非実施、分担率Ｋ’＜
１．０の場合に副噴射実施と判断する。

【００７４】以上により、副噴射を非実施と判断した場
合には、ステップＳ１０３へ進んで主噴射の燃料噴射量
（噴射パルス幅）、燃料噴射時期等の主噴射条件を設定
する。この主噴射条件の設定では、例えば、エンジン負
荷としての１行程当たりの筒内空気量（Ｑａ／Ｎｅ）と
エンジン回転数Ｎｅとによる運転条件に基づいて、図６
に示すようなマップを参照して目標当量比φを求め、以
下に示すように、筒内空気量（Ｑａ／Ｎｅ）、目標当量
比φを用いて主噴射の燃料噴射量Ｇを算出する。 Ｇ＝（Ｑａ／Ｎｅ）×（φ／ＡＦTH）×ＫＮ 但し、ＡＦTH：理論空燃比 ＫＮ：気筒数、燃料比重等に係わる定数

【００７５】そして、筒内噴射用インジェクタ２８へ燃
料を供給する高圧燃料系の燃料圧力と筒内噴射用インジ
ェクタ２８の流量特性ＫＰ、筒内噴射用インジェクタ２
８の応答遅れによる無駄時間ＴＳを考慮し、以下に示す
ように、要求燃料噴射量Ｇを筒内噴射用インジェクタ２
８の噴射時間を定める噴射パルス幅Ｔｉに変換する。ま
た、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づくエンジン
運転状態に応じて最適な燃料噴射時期を吸気行程或いは
圧縮行程の所定タイミングに設定する。 Ｔｉ＝Ｇ×ＫＰ＋ＴＳ

【００７６】次いで、ステップＳ１０４へ進み、主噴射
の燃料噴射パルス幅、燃料噴射時期等のデータをインジ
ェクタ駆動ユニット１０１の噴射タイマにセットし、該
当タイミングで筒内噴射用インジェクタ２８を駆動して
吸気行程或いは圧縮行程で１回の主噴射を実施する。

【００７７】一方、ステップＳ１０２において、副噴射
を実施と判断した場合には、ステップＳ１０２からステ
ップＳ１０５へ進み、主噴射の燃料噴射量（噴射パルス
幅）、燃料噴射時期等の主噴射条件、及び、副噴射の燃
料噴射量（噴射パルス幅）、副噴射の噴射回数、副噴射
の燃料噴射時期等の副噴射条件を設定する。

【００７８】この場合、主噴射に加えて副噴射を実施す
る条件下では、主噴射の燃料噴射量、燃料噴射時期等の
主噴射条件は、簡易的には主噴射のみの場合と同じ設定
として副噴射条件を独立に設定しても良いが、副噴射非
実施→副噴射実施時の出力変化を抑えるため、主噴射の
燃料噴射量、燃料噴射時期の少なくとも一方を変更する
ことが望ましい。更には、主噴射のみ実施の場合と副噴
射を併用する場合とで点火時期をそれぞれ最適なタイミ
ングに設定することにより、より効果的に副噴射非実施
→副噴射実施時の出力変化を抑えることが可能である。

【００７９】そして、ステップＳ１０６で、主噴射の燃
料噴射時期及び噴射パルス幅のデータをインジェクタ駆
動ユニット１０１の噴射タイマにセットすると共に、副
噴射の燃料噴射時期及び噴射パルス幅のデータをインジ
ェクタ駆動ユニット１０１の噴射タイマにセットし、所
定のタイミングで筒内噴射用インジェクタ２８を駆動し
て吸気行程或いは圧縮行程で主噴射を実施し、更に、膨
張行程の燃焼中或いは燃焼終了後に副噴射を実施する。

【００８０】以上の燃料噴射制御ルーチンのステップＳ
１０５における副噴射条件は、詳細には、図３に示す副
噴射条件設定ルーチンを用いて設定される。以下、副噴
射条件設定ルーチンについて説明する。

【００８１】このルーチンでは、先ず、ステップＳ２０
１で副噴射の燃料噴射量（副噴射量）を設定する。副噴
射量の設定は、以下の（ａ）〜（ｃ）に示す処理が可能
であり、（ａ）或いは（ｂ）の処理によって副噴射量を
設定することで、副噴射非実施→副噴射実施時の出力変
化を抑制しつつ、アクセル開度に対するエンジン出力特
性を最適化すると共に副噴射量を運転条件に対して最適
化することが可能となり、（ｃ）の処理によって副噴射
量を設定することで、筒内噴射用インジェクタ２８の先
端部の温度上昇に応じた燃料冷却を最小限の副噴射量で
効果的に行うことが可能となる。

【００８２】（ａ）前述の副噴射分担率マップ（図５参
照）を用いて副噴射量を設定する。すなわち、前述した
ように、エンジン運転条件に応じて全噴射量ＧＡを設定
した上で、筒内空気量（Ｑａ／Ｎｅ）とエンジン回転数
Ｎｅとに基づいて副噴射分担率マップを参照して副噴射
の分担率Ｋを求め、この分担率Ｋを全噴射量ＧＡに乗算
して副噴射量ＧＦを算出する。また、主噴射の燃料噴射
量（主噴射量）Ｇは、全噴射量ＧＡに（１−Ｋ）を乗算
して、或いは全噴射量ＧＡから副噴射量ＧＦを減算して
算出する。 ＧＦ＝ＧＡ×Ｋ Ｇ ＝ＧＡ×（１−Ｋ）＝ＧＡ−ＧＦ

【００８３】（ｂ）図７（ａ）に示すような目標当量比
マップを用いて主噴射量Ｇを設定すると共に、図７
（ｂ）に示すように、主噴射の目標当量比φ１に対応し
た副噴射の目標当量比マップを用いて目標当量比φ２を
求め、前述の主噴射のみ実施の場合と同様にして、主噴
射量Ｇ、副噴射量ＧＦを設定する。

【００８４】すなわち、主噴射に加えて副噴射を実施す
る条件下では、主噴射のみ実施の条件下で主噴射量Ｇを
設定する際に用いる目標当量比マップ（図６参照）を、
主噴射量Ｇを設定するための目標当量比マップと副噴射
量ＧＦを設定するための目標当量比マップとに分けて形
成することで、副噴射非実施→副噴射実施時の空燃比を
略同じにして出力変化を抑制する。

【００８５】（ｃ）排気温センサ５８からの信号に基づ
く排気温度、或いは図示しない温度センサからの信号に
基づくインジェクタ温度をパラメータとして、図８に示
すような温度パラメータによる副噴射量マップを用い、
主噴射量と独立して副噴射量を設定する。

【００８６】図８の副噴射量マップは、設定温度を越え
た領域で、排気温度或いはインジェクタ温度が高い程、
副噴射の燃料噴射量を増量させ、排気系の温度或いは筒
内噴射用インジェクタ２８の先端部温度を効果的に下げ
るに最適な値を予めシミュレーション或いは実験等によ
り求めてマップ化したものである。

【００８７】尚、上述したように、センサによる温度の
計測値を用いる代わりに、定常状態からの一次遅れ応答
或いは熱の流れモデルを用いて過渡的な温度上昇を推定
し、この温度推定値を用いてマップを参照するようにし
ても良い。

【００８８】そして、以上の処理により副噴射量を設定
した後、ステップＳ２０２へ進み、１回当たりの副噴射
量ＧＦが最大副噴射量設定値ＧＦＭＡＸより小さいか否
かを調べ、以降の処理で１回当たりの副噴射量が最大副
噴射量設定値以下となるように制限する。

【００８９】すなわち、１回で噴射する副噴射の燃料噴
射量が多すぎる場合、局所的なオーバーリッチが進んで
煤の排出量が増大する可能性がある。従って、予めシミ
ュレーション或いは実験等により１回当たりの副噴射で
局所的なオーバーリッチを生じることのない最大の副噴
射量を求めて最大副噴射量設定値ＧＦＭＡＸとし、副噴
射の総噴射量ＧＦが最大副噴射量設定値より小さいか否
かを調べる。

【００９０】その結果、副噴射の総噴射量ＧＦが最大副
噴射量設定値以下の場合、ステップＳ２０２からステッ
プＳ２０３へ進んで副噴射回数を１回とし、ステップＳ
２０４で、副噴射量ＧＦを高圧燃料系の燃料圧力と筒内
噴射用インジェクタ２８の流量特性ＫＰ及び無駄時間Ｔ
Ｓを考慮して噴射時間を定める噴射パルス幅Ｔｆに変換
すると共に、膨張行程の燃焼中或いは燃焼終了後の所定
タイミングで予め設定しておいた副噴射時期を読込み、
ルーチンを抜ける。

【００９１】また、副噴射の総噴射量ＧＦが最大副噴射
量設定値ＧＦＭＡＸを越える場合には、ステップＳ２０
２からステップＳ２０５へ進み、副噴射の回数を、１回
当たりの副噴射量が前述の最大副噴射量設定値ＧＦＭＡ
Ｘ以下となるよう制限して副噴射の総噴射量を満たす回
数に設定する。例えば、副噴射の総噴射量ＧＦを２回の
副噴射で満たすことができる場合、以下に示すように、
１回目の副噴射量ＧＦ１を最大副噴射量設定値ＧＦＭＡ
Ｘとし、２回目の副噴量ＧＦ２を、総副噴射量ＧＦから
１回目の副噴射量ＧＦ１を差し引いた残りの噴射量とす
る。 ＧＦ１＝ＧＦＭＡＸ ＧＦ２＝ＧＦ−ＧＦ１

【００９２】そして、ステップＳ２０６で、同様に高圧
燃料系の燃料圧力と筒内噴射用インジェクタ２８の流量
特性ＫＰ及び無駄時間ＴＳを考慮して各回の燃料噴射量
ＧＦｎを噴射パルス幅Ｔｆｎに変換し、予め噴射回数に
応じて設定された各回毎の燃料噴射時期を読込んでルー
チンを抜ける。

【００９３】この場合、副噴射の総噴射量に応じ、１回
当たりの副噴射量ＧＦが最大副噴射量設定値ＧＦＭＡＸ
を越えない範囲で、予め、噴射回数、各回毎の噴射量、
噴射時期を１つのセッティングとして複数のセッティン
グを用意しておき、エンジン負荷（Ｑａ／Ｎｅ）とエン
ジン回転数Ｎｅとによるエンジン運転状態に基づいて、
筒内噴射用インジェクタ２８の噴射口周辺部を効果的に
燃料冷却するに最適なセッティングを選択するようにし
ても良い。

【００９４】以上の副噴射を実施することにより、筒内
噴射用インジェクタ２８先端の燃料通路及び噴射口周辺
を燃料冷却すると共に、副噴射の燃料を高温の既燃ガス
と混合・反応させることで、燃料の気化潜熱や比熱の増
大、吸熱反応等によって燃焼ガスの温度を低下させるこ
とが可能となる。

【００９５】これにより、筒内噴射用インジェクタ２８
の先端部温度を許容温度以下に抑え、主噴射の燃料が燃
焼した際に生成されるデポジットの先駆物質を直ちに副
噴射の燃料で洗い流して燃料噴射口周辺のデポジット生
成を抑止すると共に、高温による筒内噴射用インジェク
タ２８のシート部の金属部材の耐久性低下を防止するこ
とができる。

【００９６】図１０及び図１１は、本発明の実施の第２
形態に係わり、図１０は副噴射パルス幅設定ルーチンの
フローチャート、図１１は副噴射パルス幅マップの説明
図である。

【００９７】第２形態は、前述の第１形態に対し、副噴
射の燃料噴射量を、筒内噴射用インジェクタ２８の噴射
時間を定める噴射パルス幅に変換する際、高圧燃料系の
燃料圧力に加えて燃焼室の筒内圧力をも考慮して必要噴
射量を達成する噴射パルス幅を設定するものである。

【００９８】すなわち、副噴射を実施するタイミングで
ある膨張行程においては、燃焼中は筒内圧力が高く、ま
た、燃焼後は、噴射時期を決定するクランク角に対する
筒内圧力の変化が大きいことから、副噴射の燃料噴射量
を噴射パルス幅に変換する際、筒内噴射用インジェクタ
２８へ燃料を供給する高圧燃料系の燃料圧力を噴射圧力
として噴射パルス幅に変換すると精度が不足する場合が
ある。このため、本形態では、筒内噴射用インジェクタ
２８の噴射雰囲気の圧力である筒内圧力を考慮して副噴
射の燃料噴射パルス幅を設定することにより、燃料噴射
量の精度を確保する。

【００９９】このため、第１形態の副噴射条件設定ルー
チン（図３参照）におけるステップＳ２０４，Ｓ２０６
において燃料噴射パルス幅を設定する際、図１０に示す
副噴射パルス幅設定ルーチンにより副噴射の燃料噴射パ
ルス幅を設定する。

【０１００】このルーチンでは、先ず、ステップＳ３０
１で、副噴射の燃料噴射時期に対応する筒内圧力及び高
圧燃料系の燃料圧力の各データを読込む。これらのデー
タは、図示しない筒内圧センサや燃料圧力センサ５６に
よる計測値、マップ値や固定値等のＥＣＵ１００内のメ
モリ記憶値、或いはエンジン運転条件によって求めた推
定値を採用することが可能である。

【０１０１】次に、ステップＳ３０２で高圧燃料系の燃
料圧力と筒内圧力との差圧を演算し、ステップＳ３０３
で、副噴射の各回毎の副噴射量を読込むと、ステップＳ
３０４へ進み、差圧と副噴射量とに基づいて、マップ参
照或いは演算により副噴射の燃料噴射パルス幅を求め、
ルーチンを抜ける。

【０１０２】図１１に示す副噴射パルス幅マップは、エ
ンジン形式や高圧燃料系の構成等を考慮し、高圧燃料系
の燃料圧力と筒内圧との差に応じて必要な副噴射量を確
保可能な筒内噴射用インジェクタ２８の開弁時間すなわ
ち噴射パルス幅を、予めシミュレーション或いは実験等
により求めたものであり、同じ燃料噴射量に対し、高圧
燃料系の燃料圧力と筒内圧との差が大きくなり、実質的
な噴射圧力が高くなる程、筒内噴射用インジェクタ２８
の開弁時間すなわち噴射パルス幅を小さくし、高圧燃料
系の燃料圧力と筒内圧との差が小さくなり、実質的な噴
射圧力が小さくなる程、筒内噴射用インジェクタ２８の
開弁時間すなわち噴射パルス幅を大きくするようになっ
ている。尚、エンジン形式によっては、エンジン回転数
をパラメータとして加えても良い。

【０１０３】すなわち、筒内圧の変動により、筒内噴射
用インジェクタ２８からの実質的な噴射圧力が低下する
ような運転条件下では、高圧燃料系の燃料圧力のみに基
づいて副噴射量を噴射パルス幅に変換する場合の噴射時
間不足による噴射量の低下を回避し、また、筒内噴射用
インジェクタ２８からの実質的な噴射圧力が増加するよ
うな運転条件下では、高圧燃料系の燃料圧力のみに基づ
いて副噴射量を噴射パルス幅に変換する場合の噴射時間
過多による噴射量の増加を回避し、必要な副噴射量を確
保するに適切な噴射パルス幅を得て燃料噴射量の精度を
向上することが可能となる。

【０１０４】この場合、高圧燃料系の燃料圧力が安定し
ており、略一定とみなすことができる場合には、処理の
簡略化のため、高圧燃料系の燃料圧力を定数として扱う
ことで、筒内圧のみを用いて副噴射の燃料パルス幅を設
定することも可能であり、また、同様にエンジン回転数
をパラメータとして加え、筒内圧とエンジン回転数とを
用いて副噴射の燃料パルス幅を設定するようにしても良
い。

【０１０５】第２形態では、第１形態に対し、筒内圧力
や高圧燃料系の燃料圧力の影響を受けずに副噴射の燃料
量を正確に噴射することが可能であり、筒内噴射用イン
ジェクタ２８の噴射口周辺部を効果的に燃料冷却するこ
とができる。

【０１０６】図１２は、本発明の実施の第３形態に係わ
り、副噴射時期設定ルーチンのフローチャートである。

【０１０７】前述の各形態においては、副噴射の実施条
件が成立する場合、膨張行程の燃焼中或いは燃焼終了後
の所定タイミングで予め設定しておいた燃料噴射時期で
副噴射を実施するようにしているが、第３形態では、副
噴射の燃料噴射時期を、運転条件に応じて最適に設定す
るものである。

【０１０８】すなわち、第３形態では、第１形態の副噴
射条件設定ルーチン（図３参照）におけるステップＳ２
０４，Ｓ２０６で、それぞれ燃料噴射時期を設定する
際、図１２に示す噴射時期設定ルーチンを用いて副噴射
の燃料噴射時期を設定する。

【０１０９】図１２の燃料噴射時期設定ルーチンでは、
先ず、ステップＳ４０１で、副噴射の燃料噴射時期（副
噴射時期）を仮設定する。この副噴射時期の仮設定は、
例えばエンジン運転条件に応じて設定する、或いは予め
設定されたメモリ値を読込むことで行い、ステップＳ４
０２で、仮設定した副噴射時期が膨張行程の燃焼中或い
は膨張行程前半の噴射時期か否かを調べる。

【０１１０】その結果、仮設定した副噴射時期が膨張行
程前半以後で膨張行程後半から排気行程にかかる場合に
は、ステップＳ４０２からステップＳ４０３へ進んで噴
射終了時期の制御とし、ルーチンを抜ける。

【０１１１】すなわち、エンジンの回転変動に伴うクラ
ンク角センサ６４による周期計測の誤差や、高圧燃料系
の燃料圧力による燃料噴射時間の補正等が発生した場
合、膨張行程後半から排気行程にかかる副噴射では、副
噴射が終了する時期が過遅角となって吸気行程に及ぶ可
能性があり、噴射量が変動して燃料計量の精度が低下し
たり、煤の発生が増加したりする。従って、副噴射の終
了時期を膨張行程後半から排気行程までの所定タイミン
グに固定し、噴射パルス幅による噴射時間に応じて噴射
開始時期を可変する噴射終了時期制御を行うことで、燃
料噴射量の精度を確保し、煤の排出を防止する。

【０１１２】一方、仮設定した副噴射時期が膨張行程の
燃焼中或いは膨張行程前半である場合には、ステップＳ
４０２からステップＳ４０４へ進んで噴射開始時期の制
御とする。すなわち、同様に、エンジンの回転変動に伴
うクランク角センサ６４による周期計測の誤差や、高圧
燃料系の燃料圧力による燃料噴射時間の補正等が発生し
た場合、膨張行程の燃焼中或いは膨張行程前半の副噴射
では、噴射開始時期が過早になる虞があり、同様に、噴
射量の精度低下や煤の排出増加を招く。このため、副噴
射の開始時期を膨張行程の燃焼中或いは膨張行程前半の
所定タイミングに固定し、噴射パルス幅による噴射時間
に応じて噴射終了時期を可変する噴射開始時期制御を行
うことで、噴射量の精度を確保し、煤の排出を防止す
る。

【０１１３】その後、ステップＳ４０４からステップＳ
４０５へ進み、副噴射時期に対応する筒内圧力及び高圧
燃料系の燃料圧力の各データを読込み、ステップＳ４０
６で高圧燃料系の燃料圧力と筒内圧力との差圧を演算
し、ステップＳ４０７で、この差圧に基づいて最終的な
燃料噴射時期を決定してルーチンを抜ける。

【０１１４】すなわち、副噴射を燃焼中或いは膨張行程
前半に実施する場合、噴射タイミング如何によっては噴
射雰囲気である筒内の圧力が高圧燃料系の燃料圧力より
も高くなる場合があり、筒内噴射用インジェクタ２８の
開弁時に燃料が逆流する可能性がある。また、燃料の逆
流が発生しない場合であっても、必要な噴射率が得られ
ず、噴霧特性が悪化する虞がある。このため、高圧燃料
系の燃料圧力と筒内圧との差に基づいて最終的な燃料噴
射時期を決定することで、筒内噴射用インジェクタ２８
における燃料の逆流や噴霧特性の悪化を防止する。

【０１１５】具体的には、副噴射の最終的な燃料噴射時
期は、以下の（ｄ）〜（ｆ）に示す処理によって決定す
ることが可能であり、エンジン特性、高圧燃料系の特
性、筒内噴射用インジェクタ２８の特性、ＥＣＵ１００
の演算能力を考慮し、適切な処理を選択する。

【０１１６】（ｄ）高圧燃料系の燃料圧力と筒内圧との
差圧を調べ、（高圧燃料系の燃料圧力−筒内圧）＞許可
差圧の噴射許可条件が成立する場合には、先に設定した
燃料噴射時期を、そのまま最終的な燃料噴射時期とし、
（高圧燃料系の燃料圧力−筒内圧）≦許可差圧の場合、
１噴射周期毎に設定値ずつ噴射時期を遅角側に補正し、
噴射許可条件が成立するまで副噴射を禁止する。ここ
で、許可差圧は、高圧燃料系の燃料圧力と筒内圧との差
圧に対し、筒内噴射用インジェクタ２８で燃料の逆流が
発生せず、また、噴射率の低下による噴霧特性の悪化を
生じることのない値を予めシミュレーション或いは実験
等により求めた値で、許可差圧としてＥＣＵ１００内の
メモリに記憶されている。尚、過渡的には一時的に条件
不成立のまま副噴射を実施することも可である。

【０１１７】（ｅ）高圧燃料系の燃料圧力と筒内圧との
差圧に対して上述の噴射許可条件が成立する燃料噴射時
期を、予めシミュレーション或いは実験等により求めて
おき、高圧燃料系の燃料圧力と筒内圧との差圧をパラメ
ータとするマップ参照或いは演算により、最終的な燃料
噴射時期を設定する。

【０１１８】（ｆ）（高圧燃料系の燃料圧力−筒内圧）
＞許可差圧の噴射許可条件が成立する場合、先に設定し
た燃料噴射時期を、そのまま最終的な燃料噴射時期と
し、（高圧燃料系の燃料圧力−筒内圧）≦許可差圧の場
合、筒内圧が十分に低く噴射許可条件を満たすことので
きる膨張行程後半或いは排気行程に燃料噴射時期を変更
し、噴射終了時期の制御とする。

【０１１９】尚、高圧燃料系の燃料圧力が安定してお
り、略一定とみなすことができる場合には、筒内圧のみ
に基づいて最終的な燃料噴射時期を決定することも可能
であり、処理を簡略化することができる。

【０１２０】第３形態では、前述の各形態に対し、より
適切なタイミングで副噴射を実施することが可能であ
り、筒内圧が高い状態での筒内噴射用インジェクタ２８
の燃料逆流を未然に防止して噴射口周辺部を効果的に燃
料冷却し、また、副噴射が終了する時期が過遅角となっ
て吸気行程に及ぶことや噴射開始時期が過早になること
を防止して運転条件に応じた最適な燃料噴射時期とし、
噴射量の精度を確保して煤の排出を抑止する共に良好な
噴霧形態を得ることができ、排気ガスエミッションを改
善して燃費向上を図ることができる。

【０１２１】図１３及び図１４は、本発明の実施の第４
形態に係わり、図１３は副噴射時期設定ルーチンのフロ
ーチャート、図１４は主噴射及び副噴射の噴射間隔を示
すタイムチャートである。

【０１２２】第４形態は、前述の各形態に対し、筒内噴
射用インジェクタ２８を駆動する回路部としてのインジ
ェクタ駆動ユニット１０１における電気的な制限条件を
考慮して副噴射の最終的な燃料噴射時期を決定するもの
である。

【０１２３】すなわち、高圧の燃料圧力下で筒内に燃料
を噴射する筒内噴射用インジェクタ２８は、吸気管に燃
料を噴射する吸気管噴射用インジェクタ２９に比較して
大きな電磁力と高い応答性を要求される。このため、筒
内噴射用インジェクタ２８の駆動方式として高電圧を印
加する周知の過励磁方式を採用しているが、筒内噴射用
インジェクタ２８を正規に駆動するためには、インジェ
クタ駆動ユニット１０１内の高圧電源回路部における高
電圧への昇圧に必要な時間や駆動回路部の許容消費電力
等により、１サイクル中の主噴射と副噴射との間の噴射
間隔、更には、複数回の副噴射における各噴射の間の噴
射間隔には、制限がある。

【０１２４】従って、第４形態では、第１形態の副噴射
条件設定ルーチン（図３参照）におけるステップＳ２０
４，Ｓ２０６で、それぞれ燃料噴射時期を設定する際、
図１３に示す副噴射時期設定ルーチンを用いて最終的な
燃料噴射時期を決定する。尚、第４形態では、主噴射に
対して副噴射の燃料噴射時期を電気的な制限条件を考慮
して最終的に決定する例について説明するが、主噴射の
燃料噴射時期を変更する場合も同様である。

【０１２５】図１３の副噴射時期設定ルーチンでは、ス
テップＳ５０１で、副噴射の燃料噴射時期を仮設定する
と、ステップＳ５０２で、インジェクタ駆動ユニット１
０１における電気的な制限条件を満足するための必要噴
射間隔を読込み、ステップＳ５０３で、先の噴射と次の
噴射との噴射間隔が必要噴射間隔より大きいか否かを調
べる。

【０１２６】ここで、インジェクタ駆動ユニット１０１
における電気的な制限条件による必要噴射間隔とは、高
電圧電源回路部で規定の高電圧まで昇圧するに必要な時
間或いは駆動回路部の許容消費電力に依存する噴射間隔
であり、先立つ噴射の噴射開始から次の噴射の噴射開始
までの間の時間、或いは、先立つ噴射の噴射終了から次
の噴射の噴射開始までの時間である。

【０１２７】そして、先の噴射と次の噴射との噴射間
隔、例えば、主噴射と、この主噴射に続く副噴射の噴射
間隔が必要噴射間隔より大きい場合には、仮設定した燃
料噴射時期を最終的な燃料噴射時期としてルーチンを抜
け、先の噴射と次の噴射との噴射間隔が必要噴射間隔以
下の場合には、ステップＳ５０４で、先に仮設定した燃
料噴射時期を、図１４（ａ）の破線に示すように、電気
的な制限条件による必要噴射間隔を満たす噴射時期に補
正して最終的な燃料噴射時期とし、ルーチンを抜ける。

【０１２８】この場合、高電圧電源回路を複数の気筒で
共有して使用する場合には、図１４（ｂ）に示すよう
に、グループ内の全ての燃料噴射で必要噴射間隔を満た
すよう、最終的な燃料噴射時期を補正する。また、図１
４（ｃ）に示すように、通電初期に高電圧を印加した
後、低電圧の保持電圧に切換える駆動方式を採用し、高
電圧の駆動期間のみが必要噴射間隔を満たす必要があ
り、低電圧の駆動期間においては必要噴射間隔の制約を
受けない場合には、各噴射の高電圧駆動期間の間隔が必
要噴射間隔よりも大きければ良く、先立つ噴射の高電圧
駆動期間に次の噴射の低電圧駆動期間が重なるような状
態も可である。

【０１２９】第４形態では、筒内噴射用インジェクタ２
８を駆動する回路部の電気的な制限による開弁不良を防
止して必要な燃料量を確保することができ、燃費や排気
ガスエミッションの悪化を未然に防止することができ
る。

【０１３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、主燃料の気筒内への噴射に続いて副燃料の
気筒内への噴射を実施するか否かを筒内噴射用インジェ
クタの噴射口周辺部の温度或いは該温度に影響を及ぼす
パラメータに基づいて判定し、副燃料の噴射実施可と判
定した場合、吸気行程或いは圧縮行程で噴射される主燃
料による燃焼中或いは膨張行程から排気行程中の所定タ
イミングで少なくとも１回以上、副燃料の噴射を実施す
るので、副燃料によって筒内噴射用インジェクタの噴射
口周辺を燃料冷却して噴射口周辺部の温度を許容温度以
下に抑え、燃料噴射口周辺へのデポジットの生成を抑止
すると共に高温によるシート部の金属部材の耐久性低下
を防止することができる。更に、副燃料を高温の既燃ガ
スと混合・反応させることで燃料の気化潜熱や比熱の増
大、吸熱反応等によって燃焼ガスの温度を低下させ、排
気温度の過度な上昇を抑えることができる。

【０１３１】請求項２記載の発明によれば、主燃料の気
筒内への噴射に続いて副燃料の気筒内への噴射を実施す
るか否かを運転領域が副燃料の気筒内への噴射を実施可
能な領域にあるか否かで判定し、副燃料の気筒内への噴
射実施可と判定した場合、吸気行程或いは圧縮行程で噴
射される主燃料による燃焼中或いは膨張行程から排気行
程中の所定タイミングで少なくとも１回以上、副燃料の
噴射を実施するので、処理を簡素化しつつ、請求項１記
載の発明の効果と同様、筒内噴射用インジェクタの燃料
噴射口周辺へへのデポジットの生成を抑止する共に金属
部材の耐久性低下を防止し、排気温度の過度な上昇を抑
えることができる。

【０１３２】請求項３記載の発明によれば、筒内噴射用
インジェクタの噴射口周辺部の温度或いは排気系の温度
が設定温度を越えた場合、副燃料の噴射実施と判定する
ので、請求項１記載の発明の効果に加え、筒内噴射用イ
ンジェクタの噴射口周辺部の温度や排気系の温度をより
精密に管理することが可能となり、制御性を向上するこ
とができる。

【０１３３】また、請求項４記載の発明によれば、主燃
料によって形成される空燃比が設定空燃比よりリッチで
ある場合、副燃料の噴射実施と判定するので、請求項１
記載の発明の効果に加え、高負荷・高回転の運転条件下
で燃焼室や排気系の構成部品を保護するため、空燃比を
リッチ化させる場合、高圧燃料ポンプや筒内噴射用イン
ジェクタを高容量化することなく空燃比を容易にリッチ
化させることが可能となる。

【０１３４】請求項５記載の発明によれば、副燃料の噴
射量を筒内噴射用インジェクタの噴射口周辺部の温度或
いは排気系の温度に基づいて設定するので、請求項１〜
４のいずれか一に発明の効果に加え、筒内噴射用インジ
ェクタの噴射口周辺部の温度上昇に応じた燃料冷却を最
小限の副燃料で効果的に行うことができる。

【０１３５】請求項６記載の発明によれば、副燃料の噴
射量を主燃料の噴射量と副燃料の噴射量とを副燃料の噴
射の非実施時と実施時とでエンジン出力変化を抑制可能
な噴射量に設定し、また、請求項７記載の発明によれ
ば、副燃料の噴射量を、主燃料の噴射量と副燃料の噴射
量とを予めエンジン運転領域に応じて設定した分担率に
基づいて設定するので、請求項１〜４のいずれか一に記
載の発明の効果に加え、副噴射非実施→副噴射実施時の
出力変化を抑制しつつ、アクセル開度に対するエンジン
出力特性を最適化すると共に副噴射量を運転条件に対し
て最適化することが可能となり、燃費低減、排気ガスエ
ミッションの向上を図ることができる。

【０１３６】請求項８記載の発明によれば、副燃料の１
回当たりの噴射量を、予め設定した最大値以下となるよ
う制限するので、請求項１〜７のいずれか一に記載の発
明の効果に加え、副燃料の噴射による局所的なオーバー
リッチを防止して煤の排出量を抑えることができる。

【０１３７】請求項９記載の発明によれば、副燃料の噴
射量を、筒内噴射用インジェクタへ燃料を供給する高圧
燃料系の燃料圧力と筒内圧力との差に基づいて筒内噴射
用インジェクタの噴射時間に変換するので、請求項１〜
８のいずれか一に記載の発明の効果に加え、筒内圧力や
高圧燃料系の燃料圧力の影響を受けずに副噴射の燃料量
を正確に噴射することが可能であり、筒内噴射用インジ
ェクタの噴射口周辺部を効果的に燃料冷却することがで
きる。

【０１３８】請求項１０記載の発明によれば、筒内噴射
用インジェクタへ燃料を供給する高圧燃料系の燃料圧力
と筒内圧力との差が設定値以下の場合、副燃料の噴射を
禁止或いは副燃料の噴射時期を膨張行程後半から排気行
程の噴射時期に限定するので、請求項１〜９のいずれか
一に記載の発明の効果に加え、筒内圧が高い状態での筒
内噴射用インジェクタの燃料逆流を未然に防止して噴射
口周辺部を効果的に燃料冷却しつつ、噴射量の精度を確
保して煤の排出を抑止する共に良好な噴霧形態を得るこ
とができ、排気ガスエミッションを改善して燃費向上を
図ることができる。

【０１３９】請求項１１記載の発明によれば、副燃料の
噴射時期が主燃料の燃焼中或いは膨張行程前半である場
合、噴射開始時期を固定して副燃料の噴射量に応じて噴
射終了時期を可変する噴射開始時期制御を行い、副燃料
の噴射時期が膨張行程後半から排気行程である場合に
は、噴射終了時期を固定して副燃料の噴射量に応じて噴
射開始時期を可変する噴射終了時期制御を行うので、請
求項１〜１０のいずれか一に記載の発明の効果に加え、
副噴射が終了する時期が過遅角となって吸気行程に及ぶ
ことや噴射開始時期が過早になることを防止して運転条
件に応じた最適な燃料噴射時期とすることが可能であ
り、燃料噴射量の精度を確保して煤の排出を防止するこ
とができる。

【０１４０】請求項１２記載の発明によれば、各噴射間
の間隔が筒内噴射用インジェクタを駆動する回路部の電
気的な制限条件に基づく必要噴射間隔より長くなるよう
主燃料の噴射時期及び副燃料の噴射時期を設定するの
で、請求項１〜１１のいずれか一に記載の発明の効果に
加え、筒内噴射用インジェクタを駆動する回路部の電気
的な制限による開弁不良を防止して必要な燃料量を確保
することができ、燃費や排気ガスエミッションの悪化を
未然に防止することができる。

【０１４１】請求項１３記載の発明によれば、副燃料の
噴射回数をエンジン運転状態に応じて設定するので、請
求項１〜１３のいずれか一に記載の発明の効果に加え、
煤の発生を抑止しつつ筒内噴射用インジェクタの噴射口
周辺部を効果的に燃料冷却することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、燃料噴射制
御系の機能ブロック図

【図２】同上、燃料噴射制御ルーチンのフローチャート

【図３】同上、副噴射条件設定ルーチンのフローチャー
ト

【図４】同上、定常温度マップの説明図

【図５】同上、副噴射分担率マップの説明図、

【図６】同上、主噴射のみ実施の場合の目標当量比マッ
プの説明図

【図７】同上、主噴射と副噴射とを実施する場合の目標
当量比マップの説明図

【図８】同上、温度パラメータによる副噴射量マップの
説明図

【図９】同上、エンジン制御系の概略構成図

【図１０】本発明の実施の第２形態に係わり、副噴射パ
ルス幅設定ルーチンのフローチャート

【図１１】同上、副噴射パルス幅マップの説明図

【図１２】本発明の実施の第３形態に係わり、副噴射時
期設定ルーチンのフローチャート

【図１３】本発明の実施の第４形態に係わり、副噴射時
期設定ルーチンのフローチャート

【図１４】同上、主噴射及び副噴射の噴射間隔を示すタ
イムチャート

【符号の説明】

１ …筒内燃料噴射エンジン ２８ …筒内噴射用インジェクタ １００ …ＥＣＵ（副噴射実施可否判定手段、噴射制
御手段） １０１ …インジェクタ駆動ユニット（筒内噴射用イ
ンジェクタを駆動する回路部） Ｇ …主噴射量（主燃料の噴射量） ＧＦ …副噴射量（副燃料の噴射量） Ｋ …分担率 ＧＦＭＡＸ…最大副噴射量設定値（副燃料の１回当たり
の噴射量に対して予め設定した最大値）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA10 AA24 AB03 AB06 BA00 CB02 CB03 EA05 EA07 EA17 EA33 FB12 HA36 HA37 3G301 HA01 HA04 HA11 HA14 HA19 JA00 JA32 LA03 LA05 LB04 LC10 MA01 MA11 MA18 MA19 MA26 MA27 NE16 PA01Z PA10Z PA11Z PB08Z PC01Z PC08Z PD03Z PD04Z PD08Z PD11Z PE03Z PE05Z PE08Z PF03Z

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの吸気行程或いは圧縮行程で主
   燃料を気筒内に噴射する筒内燃料噴射エンジンの燃料噴
   射制御装置において、 気筒内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ
   の噴射口周辺部の温度或いは該温度に影響を及ぼすパラ
   メータに基づき、上記主燃料の気筒内への噴射に続いて
   副燃料の気筒内への噴射を実施するか否かを判定する副
   噴射実施可否判定手段と、 上記副噴射実施可否判定手段で上記副燃料の気筒内への
   噴射実施可と判定した場合、上記主燃料による燃焼中或
   いは膨張行程から排気行程中の所定タイミングで少なく
   とも１回以上、上記副燃料の噴射を実施する噴射制御手
   段とを備えたことを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの
   燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンの吸気行程或いは圧縮行程で主
   燃料を気筒内に噴射する筒内燃料噴射エンジンの燃料噴
   射制御装置において、 エンジンの運転領域が上記主燃料の気筒内への噴射に続
   いて副燃料の気筒内への噴射を実施可能な領域にあるか
   否かを判定する副噴射実施可否判定手段と、 上記副噴射実施可否判定手段で上記副燃料の気筒内への
   噴射実施可と判定した場合、上記主燃料による燃焼中或
   いは膨張行程から排気行程中の所定タイミングで少なく
   とも１回以上、上記副燃料の噴射を実施する噴射制御手
   段とを備えたことを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの
   燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】 上記副噴射実施可否判定手段は、上記筒
   内噴射用インジェクタの噴射口周辺部の温度或いは排気
   系の温度が設定温度を越えた場合、上記副燃料の噴射実
   施と判定することを特徴とする請求項１記載の筒内燃料
   噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
4. 【請求項４】 上記副噴射実施可否判定手段は、上記主
   燃料によって形成される空燃比が設定空燃比よりリッチ
   である場合、上記副燃料の噴射実施と判定することを特
   徴とする請求項１記載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴
   射制御装置。
5. 【請求項５】 上記噴射制御手段は、上記副燃料の噴射
   量を、上記筒内噴射用インジェクタの噴射口周辺部の温
   度或いは排気系の温度に基づいて設定することを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一に記載の筒内燃料噴射エ
   ンジンの燃料噴射制御装置。
6. 【請求項６】 上記噴射制御手段は、上記主燃料の噴射
   量と上記副燃料の噴射量とを、上記副燃料の噴射の非実
   施時と実施時とでエンジン出力変化を抑制可能な噴射量
   に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一
   に記載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
7. 【請求項７】 上記噴射制御手段は、上記主燃料の噴射
   量と上記副燃料の噴射量とを、予めエンジン運転領域に
   応じて設定した分担率に基づいて設定することを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一に記載の筒内燃料噴射エ
   ンジンの燃料噴射制御装置。
8. 【請求項８】 上記噴射制御手段は、上記副燃料の１回
   当たりの噴射量を、予め設定した最大値以下となるよう
   制限することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一に
   記載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
9. 【請求項９】 上記噴射制御手段は、上記副燃料の噴射
   量を、上記筒内噴射用インジェクタへ燃料を供給する高
   圧燃料系の燃料圧力と筒内圧力との差に基づいて上記筒
   内噴射用インジェクタの噴射時間に変換することを特徴
   とする請求項１〜８のいずれか一に記載の筒内燃料噴射
   エンジンの燃料噴射制御装置。
10. 【請求項１０】 上記噴射制御手段は、上記筒内噴射用
    インジェクタへ燃料を供給する高圧燃料系の燃料圧力と
    筒内圧力との差が設定値以下の場合、上記副燃料の噴射
    を禁止或いは膨張行程後半から排気行程の噴射時期に限
    定することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一に記
    載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
11. 【請求項１１】 上記噴射制御手段は、上記副燃料の噴
    射時期が主燃料の燃焼中或いは膨張行程前半である場合
    には、噴射開始時期を固定して上記副燃料の噴射量に応
    じて噴射終了時期を可変する噴射開始時期制御を行い、
    上記副燃料の噴射時期が膨張行程後半から排気行程であ
    る場合には、噴射終了時期を固定して上記副燃料の噴射
    量に応じて噴射開始時期を可変する噴射終了時期制御を
    行うことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一に記
    載の筒内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
12. 【請求項１２】 上記噴射制御手段は、上記主燃料の噴
    射時期及び上記副燃料の噴射時期を、上記筒内噴射用イ
    ンジェクタを駆動する回路部の電気的な制限条件に基づ
    く必要噴射間隔より長い噴射間隔となるよう設定するこ
    とを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一に記載の筒
    内燃料噴射エンジンの燃料噴射制御装置。
13. 【請求項１３】 上記噴射制御手段は、上記副燃料の噴
    射回数を、エンジン運転状態に応じて設定することを特
    徴とする請求項１〜１３のいずれか一に記載の筒内燃料
    噴射エンジンの燃料噴射制御装置。