JP2009197705A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 いわゆるデュアルインジェクションシステムにおけるＰＭの発生をより効果的に抑制すること。
【解決手段】 吸気弁温度Ｔｖが、筒内吸入空気量Ｍｃ、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温THW、等をパラメータとして、マップ等を用いて取得される（Ｓ４１０）。また、ピストン温度Ｔｐが、筒内吸入空気量Ｍｃ、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温THW、等をパラメータとして、マップ等を用いて取得される（Ｓ４２０）。そして、吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｖ０より低いか否か（Ｓ４３０）、及びピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０より低いか否か（Ｓ４３０）が判定される。吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｖ０より低く（Ｓ４３０＝Ｙｅｓ）、且つピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０より低い（Ｓ４４０＝Ｙｅｓ）場合、ポート噴射比率ＰＦＩｒが高く設定される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。なお、本明細書中の記述において、「内燃機関」は、単に「機関」と略称されることもある。

従来、燃焼効率の向上や低燃費化等のために、いわゆる「デュアルインジェクションシステム」を備えた内燃機関が知られている（例えば、特開平５−２３１２２１号公報、特開２００６−２５８０２３号公報、特開２００６−３３６６２０号公報、特開２００６−３４８８６７号公報、特開２００７−３２５０１号公報、特開２００７−２７８１３７号公報、等。）。この種の内燃機関においては、ポート噴射弁と筒内噴射弁とが備えられている。前記ポート噴射弁は、吸気弁よりも上流側の吸気通路に燃料を噴射するように設けられている。前記筒内噴射弁は、気筒内に前記燃料を直接噴射するように設けられている。
特開平５−２３１２２１号公報 特開２００６−２５８０２３号公報 特開２００６−３３６６２０号公報 特開２００６−３４８８６７号公報 特開２００７−３２５０１号公報 特開２００７−２７８１３７号公報

ところで、噴射された前記燃料が、ピストンや前記吸気弁に付着すると、排気ガス中に粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する：ＰＭはParticulate Matterの略）が発生することがある。このＰＭは、スス（Soot）等であって、ピストン等に付着した燃料が気化せずに付着したまま完全燃焼しなかった場合に、これが高温にさらされることで発生する。

このＰＭは、典型的には、前記気筒内に直接噴射された前記燃料が前記ピストン等に付着することにより発生する（特に機関冷間時：特開２００６−２５８０２３号公報参照）。もっとも、筒内噴射の比率を減じてポート噴射の比率を増やしたとしても、運転条件によっては、ＰＭ発生量（特にＰＭ粒子数）が減少しないばかりか、かえって増加してしまうこともある。

本発明は、このような課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、いわゆる「デュアルインジェクションシステム」におけるＰＭの発生（重量及び粒子数）をより効果的に抑制することにある。

本発明の適用対象となる内燃機関は、筒内噴射手段と、通路内噴射手段と、を備えている。前記筒内噴射手段は、気筒内に燃料を噴射するようになっている。前記通路内噴射手段は、吸気通路内（典型的には吸気ポート内）に前記燃料を噴射するようになっている。ここで、前記吸気通路には前記吸気ポートが含まれ、この吸気ポートは、前記気筒と連通するように設けられている。本発明は、かかる内燃機関の燃料噴射制御装置であって、以下の構成を備えている。

本発明の燃料噴射制御装置は、ピストン温度取得手段と、吸気弁温度取得手段と、噴射比率決定手段と、を備えている。前記ピストン温度取得手段は、ピストンの温度を取得するようになっている。このピストンは、前記気筒内に往復移動可能に配置されている。前記吸気弁温度取得手段は、吸気弁の温度を取得するようになっている。この吸気弁は、前記吸気ポートを開閉するようになっている。前記噴射比率決定手段は、前記ピストン温度及び前記吸気弁の温度の取得結果に基づいて、前記通路内噴射手段と前記筒内噴射手段との燃料噴射量の比率を決定するようになっている。

なお、本発明の燃料噴射制御装置は、さらに、機関負荷取得手段と、機関回転数取得手段と、を備え得る。前記機関負荷取得手段は、前記内燃機関の負荷（機関負荷）を取得するようになっている。前記機関回転数取得手段は、前記内燃機関の回転数（機関回転数）を取得するようになっている。この場合、前記噴射比率決定手段は、前記ピストン温度取得手段、前記吸気弁温度取得手段、前記機関負荷取得手段、及び前記機関回転数取得手段による取得結果に基づいて、前記通路内噴射手段と前記筒内噴射手段との燃料噴射量の比率を決定するようになっている。

本発明の特徴は、前記噴射比率決定手段が、前記ピストンの温度が所定のピストン基準温度よりも低く且つ前記吸気弁の温度が所定の吸気弁基準温度よりも低い場合に、前記ピストンの温度が前記ピストン基準温度よりも高く及び／又は前記吸気弁の温度が前記吸気弁基準温度よりも高い場合よりも、前記通路内噴射手段の噴射比率を高くするようになっていることにある。

前記ピストン及び前記吸気弁の温度が低い場合、これらに付着した前記燃料の蒸発速度が小さくなる。このため、いったん前記ピストン等に前記燃料が付着すると、付着量が大きくなる傾向がある。よって、かかる場合、前記通路内噴射手段の噴射比率が高く（すなわち前記筒内噴射手段の噴射比率が低く）設定される。これにより、前記筒内噴射手段からの噴射燃料の付着に起因するＰＭの発生が、効果的に抑制され得る。

・前記噴射比率決定手段は、前記ピストンの温度が所定のピストン基準温度よりも低く且つ前記吸気弁の温度が所定の吸気弁基準温度よりも低い場合、前記機関負荷の上昇に応じて前記通路内噴射手段の噴射比率を低下させるようになっていてもよい。あるいは、前記噴射比率決定手段は、前記ピストンの温度が前記ピストン基準温度よりも低く且つ前記吸気弁の温度が前記吸気弁基準温度よりも低い場合、（特に前記機関負荷が高い領域にて）前記機関回転数の低下に応じて前記通路内噴射手段の噴射比率を低下させるようになっていてもよい。ここで、前記噴射比率決定手段は、前記機関回転数が低い（所定の基準回転数よりも低い）領域にて、前記ピストンの温度が前記ピストン基準温度よりも低く且つ前記吸気弁の温度が前記吸気弁基準温度よりも低い場合の、前記通路内噴射手段の噴射比率の低下を実行するようになっていてもよい。

筒内噴射と通路内噴射（ポート噴射）との比率が同じであっても、高負荷の場合は、燃料噴射量が多くなるので、通路内噴射に係る燃料噴射量も多くなる。よって、この場合（特に冷間低回転領域にて）、通路内噴射の比率を増やし過ぎると、当該通路内噴射による前記吸気弁への前記燃料の付着量が増加することで、かえってＰＭ発生量（重量及び粒子数）が増加してしまうこともある。そこで、この場合、前記機関負荷の上昇に応じて、通路内噴射の比率を低下させる（例えば、通路内噴射の上限値を、１００％よりも低い所定の比率に制限する。）。これにより、前記吸気弁に付着した前記燃料に起因するＰＭの発生（重量及び粒子数）が、効果的に抑制され得る。

以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。実施形態に対する変形例（modification）の例示は、当該実施形態の説明中に挿入されると、首尾一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。

＜内燃機関の構成＞
図１は、本発明の一実施形態が適用された内燃機関１の概略構成図である。この内燃機関１は、シリンダブロック部２と、シリンダヘッド部３と、吸気系統４と、排気系統５と、本発明の燃料噴射制御装置の一実施形態である制御装置６と、を備えている。

＜＜エンジンブロック＞＞
ロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２は、シリンダヘッド部３とともに、内燃機関１の本体部分（エンジンブロック）を構成するものであって、シリンダブロック部２の上端部にシリンダヘッド部３が固定されている。

シリンダブロック部２には、シリンダ２１が形成されている。シリンダ２１内には、ピストン２２が、往復移動可能に収容されている。シリンダ２１及びピストン２２の下方には、クランクシャフト２３が回転可能に支持されつつ収容されている。クランクシャフト２３は、ピストン２２の往復移動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド２４を介して、クランクシャフト２３と連結されている。

シリンダヘッド部３の下端面（シリンダブロック部２と対向する面）には、凹部が形成されている。この凹部は、シリンダ２１の上端部に対応する位置に設けられている。この凹部の内側の空間と、ピストン２２の頂面よりも上側のシリンダ２１の内側の空間と、によって、燃焼室２５が形成されている。

シリンダヘッド部３は、吸気ポート３１と、吸気弁３２と、可変吸気タイミング装置３３と、排気ポート３４と、排気弁３５と、エキゾーストカムシャフト３６と、点火プラグ３７と、イグナイタ３８と、筒内インジェクタ３９Ｃと、ポートインジェクタ３９Ｐと、を備えている。

吸気ポート３１は、シリンダ２１及び燃焼室２５に連通するように設けられている。吸気弁３２は、吸気ポート３１を開閉するように設けられている。可変吸気タイミング装置３３は、吸気弁３２を駆動する図示しないインテークカムシャフトを備えるとともに、このインテークカムシャフトの位相角を連続的に変更するためのアクチュエータ３３ａを備えている。

排気ポート３４は、燃焼室２５に連通するように設けられている。排気弁３５は、排気ポート３４を開閉するように設けられている。エキゾーストカムシャフト３６は、排気弁３５を駆動するように設けられている。

点火プラグ３７は、その端部に設けられた火花発生電極が燃焼室２５の上端部に露出するように配置されている。イグナイタ３８は、点火プラグ３７における上述の火花発生電極に印加するための高電圧を発生するイグニッションコイルを備えている。

本発明の筒内噴射手段を構成する筒内インジェクタ３９Ｃは、燃料を燃焼室２５内（シリンダ２１内）に直接噴射するように設けられている。また、本発明の通路内噴射手段を構成するポートインジェクタ３９Ｐは、燃料を吸気ポート３１内に噴射するように設けられている。

＜＜吸排気系統＞＞
吸気系統４は、吸気管４１と、エアフィルタ４２と、スロットル弁４３と、を備えている。インテークマニホールドを含む吸気管４１は、吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するものであって、吸気ポート３１に連通するように設けられている。この吸気管４１には、エアフィルタ４２が介装されている。吸気管４１における、エアフィルタ４２と吸気ポート３１との間の位置には、スロットル弁４３が介装されている。スロットル弁４３は、吸気通路の開口断面積を可変とするように設けられていて、スロットル弁アクチュエータ４３ａによって駆動されるようになっている。

排気系統５は、エキゾーストマニホールド５１と、排気管５２と、触媒コンバータ５３と、を備えている。エキゾーストマニホールド５１は、排気ポート３４に連通するように設けられている。排気管５２は、排気ポート３４及びエキゾーストマニホールド５１とともに排気通路を構成するものであって、エキゾーストマニホールド５１に接続されている。この排気管５２には、触媒コンバータ５３が介装されている。触媒コンバータ５３は、いわゆる三元触媒を金属製の筐体内に収容することで構成されている。

＜制御装置の構成＞
本実施形態に係る制御装置６は、筒内インジェクタ３９Ｃやポートインジェクタ３９Ｐからの燃料噴射状態を含む、内燃機関１の運転状態を制御するように、以下の通りに構成されている。

制御装置６は、エンジン電子コントロールユニット（ＥＣＵ）６０を備えている。本発明の各手段を構成するＥＣＵ６０は、ＣＰＵ６０ａと、ＲＯＭ６０ｂと、ＲＡＭ６０ｃと、バックアップＲＡＭ６０ｄと、インターフェース６０ｅと、双方向バス６０ｆと、を備えている。ＣＰＵ６０ａ、ＲＯＭ６０ｂ、ＲＡＭ６０ｃ、バックアップＲＡＭ６０ｄ、及びインターフェース６０ｅは、双方向バス６０ｆによって互いに接続されている。

ＲＯＭ６０ｂには、ＣＰＵ６０ａにより実行されるルーチン（プログラム）、及びその実行の際に用いられるテーブル（マップ）やパラメータ、等が、予め格納されている。ＲＡＭ６０ｃは、ＣＰＵ６０ａによりルーチンが実行される際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ６０ｄは、電源が投入された状態でＣＰＵ６０ａによりルーチンが実行される際にデータを格納するとともに、この格納されたデータを電源遮断後も保持し得るように構成されている。

インターフェース６０ｅは、後述する各種センサと電気的に接続されていて、これらからの信号をＣＰＵ６０ａに伝達し得るように構成されている。また、インターフェース６０ｅは、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、筒内インジェクタ３９Ｃ、ポートインジェクタ３９Ｐ、スロットル弁アクチュエータ４３ａ、等の動作部と電気的に接続されていて、これらの動作部を動作させるための動作信号をＣＰＵ６０ａからこれらの動作部に伝達し得るように構成されている。すなわち、ＥＣＵ６０は、上述の各種センサ等からの信号を受け取るとともに、当該信号に応じたＣＰＵ６０ａの演算結果に基づいて、上述の動作信号を各動作部に送出するように構成されている。

＜＜各種センサ＞＞
本実施形態においては、エアフローメータ６１と、スロットルポジションセンサ６２と、カムポジションセンサ６３と、クランクポジションセンサ６４と、冷却水温センサ６５と、空燃比センサ６６と、が設けられている。

エアフローメータ６１は、吸気管４１に介装されている。このエアフローメータ６１は、吸気管４１内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量である吸入空気流量Ｇａに対応する信号を出力するように構成されている。

スロットルポジションセンサ６２は、吸気管４１における、スロットル弁４３に対応する位置に装着されている。スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁４３の回転位相（スロットル弁開度ＴＡ）に対応する信号を出力するように構成されている。

カムポジションセンサ６３は、シリンダヘッド部３に装着されている。このカムポジションセンサ６３は、可変吸気タイミング装置３３に備えられている上述の図示しないインテークカムシャフトが９０°回転する毎に（即ち、クランクシャフト２３が１８０°回転する毎に）、一つのパルスを有する信号（Ｇ２信号）を発生するように構成されている。

クランクポジションセンサ６４は、クランクシャフト２３と対向するように配置されている。このクランクポジションセンサ６４は、クランクシャフト２３の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するように構成されている。具体的には、クランクポジションセンサ６４は、クランクシャフト２３が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに、クランクシャフト２３が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するように構成されている。すなわち、クランクポジションセンサ６４の出力信号に基づいて、機関回転数（エンジン回転数Ｎｅ）が取得されるようになっている。また、このエンジン回転数Ｎｅと上述の吸入空気流量Ｇａとからマップ等を用いて取得される筒内吸入空気量Ｍｃに基づいて、機関負荷率ＫＬが取得されるようになっている。

冷却水温センサ６５は、シリンダブロック部２に装着されている。この冷却水温センサ６５は、シリンダブロック部２の内部に設けられたウォータージャケット内の冷却水の温度（冷却水温THW）に対応する信号を出力するように構成されている。

空燃比センサ６６は、触媒コンバータ５３よりも下流側の排気通路（具体的にはエキゾーストマニホールド５１における末端部であって排気管５２との接続部の近傍）に装着されている。この空燃比センサ６６は、排気ポート３４を介して燃焼室２５から排出された排気ガスの酸素濃度に対応する電圧を出力するように構成されている。

＜実施形態の燃料噴射制御の概要＞
図２は、図１に示されている内燃機関１の冷間（ピストン２２及び吸気弁３２の温度が低温）時における、筒内インジェクタ３９Ｃによる筒内直噴時期とＰＭ粒子数との関係を示すグラフである。図３Ａは、図１に示されている内燃機関１の冷間・低回転・低負荷時における、ポート噴射比率（ＰＦＩ比率）と単位堆積あたりのＰＭ粒子数との関係を示すグラフである。図３Ｂは、図１に示されている内燃機関１の冷間・低回転・高負荷時における、ポート噴射比率と単位堆積あたりのＰＭ粒子数との関係を示すグラフである。なお、図３Ａ及び図３Ｂにおけるピストン２２及び吸気弁３２の温度は、概ね８０〜１４０℃程度（冷却水温THW＝約４０℃、ピストン温度Ｔｐ＜吸気弁温度Ｔｖ）である。

ピストン２２や吸気弁３２の温度が低い場合、これらに付着した燃料の蒸発速度が小さくなる。このため、いったんピストン２２等に燃料が付着すると、付着量が大きくなる傾向がある。このようにして（比較的多量に）付着した燃料は、ＰＭ発生の主要因となる。

ここで、図２に示されているように、筒内インジェクタ３９Ｃによる筒内直噴時期（直噴時期）が早すぎると、燃料噴霧のピストン２２との干渉（ピストン２２への燃料付着）により、ＰＭ粒子数が多くなる。そして、この直噴時期を進角すればするほどＰＭ粒子数が増加する。また、ピストン２２の温度が低温であればあるほどＰＭ粒子数が増加する。内燃機関１の暖機後、すなわち、ピストン２２の温度が高温となっても、噴射時期の（過度の）進角によるＰＭ粒子数の増加傾向は同様である。一方、直噴時期が遅すぎると、燃料噴霧の吸気弁３２との干渉（吸気弁３２への燃料付着）により、冷間時にはＰＭ粒子数が多くなる（なお、暖機後は、この吸気弁３２との干渉によるＰＭ粒子数の増加はほとんどなくなる。）。

このように、筒内インジェクタ３９Ｃによる筒内直接燃料噴射については、冷間時にて、噴射時期によるＰＭ発生量の影響が大きい。この傾向は、ピストン２２や吸気弁３２の温度が低いほど顕著である。一方、ポートインジェクタ３９Ｐによる燃料噴射の時期に関しては、ＰＭ発生量に与える影響は小さい。また、図３Ａに示されているように、冷間時（但し低負荷）においては、ポート噴射比率を増加させるほどＰＭ発生が抑制される。そして、或る程度（例えば５０％程度）以上のポート噴射比率では、発生ＰＭ粒子数がほぼ一定となる。

そこで、本実施形態においては、冷間時（すなわちピストン２２や吸気弁３２が低温である場合）は、暖機後（これらの温度が高温である場合）よりも、ポート噴射比率を増加させる。また、冷間・低回転・低負荷時においては、ポート噴射比率の設定上限値を１００％として、運転条件に応じて、ポート噴射比率が適宜設定されるようにする。

一方、図３Ｂに示されているように、冷間・低回転・高負荷時においては、ＰＭ粒子数が極小値を示すような所定のポート噴射比率（の範囲）が存在する。すなわち、図３Ａに示されているような冷間・低回転・低負荷時とは異なり、或るポート噴射比率以上となると、ポート噴射比率を増加させるとかえって発生ＰＭ粒子数が増加してしまう。また、図３Ｂに示されているような、ＰＭ粒子数が極小値を示す所定のポート噴射比率は、機関負荷に応じて変動する。具体的には、機関負荷が高くなるほど、このような所定のポート噴射比率は低下する。

これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、ポート噴射比率が同じであっても、負荷が高くなることによる総噴射量の増大に伴って、ポート噴射量が増大する。このようにポート噴射量が増大すると、冷間時における吸気弁３２への燃料付着量が増大し、この燃料付着によるＰＭ発生量も増大する。よって、冷間時にてポート噴射比率を大きくしすぎると、このポート噴射による吸気弁３２への付着燃料に起因するＰＭの発生が、かえって増大してしまう。

そこで、冷間・低回転・高負荷時の場合は、冷間・低回転・低負荷時とは異なり、ポート噴射比率の設定上限値が１００％よりも低くされる。そして、冷間・低回転・高負荷時の場合は、（ポート噴射量が所定量を超えて吸気弁３２への燃料付着量が過大となることによるＰＭの多量発生が抑制されるように）機関負荷の増大に応じてポート噴射比率が低く設定される。

＜実施形態の動作の具体例＞
以下、上述した動作の具体例について、フローチャートを用いて説明する。なお、以下のフローチャートの説明、及び、当該フローチャートを示す図面においては、「ステップ」は“Ｓ”と略称されている。

ＣＰＵ６０ａは、図４に示されている噴射比率決定ルーチン４００を、クランク角が所定値（例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ）となる毎に、繰り返し実行する。本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ４１０にて、吸気弁温度Ｔｖが、筒内吸入空気量Ｍｃ、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温THW、空燃比Ａ／Ｆ、バルブタイミング（吸気弁３２の開閉タイミング）ＶＴ、等をパラメータとして、マップや関数等を用いて取得される。次に、Ｓ４２０にて、ピストン温度Ｔｐが、筒内吸入空気量Ｍｃ、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温THW、空燃比Ａ／Ｆ、等をパラメータとして、マップや関数等を用いて取得される。続いて、Ｓ４３０にて、吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｖ０（例えば２００℃）より低いか否かが判定されるとともに、引き続くＳ４４０にて、ピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０（例えば１８０℃）より低いか否かが判定される。

吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｖ０以上であるか（Ｓ４３０＝Ｎｏ）、ピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０以上である（Ｓ４４０＝Ｎｏ）場合、処理がＳ４５０に進行し、今回の燃料噴射におけるポート噴射比率ＰＦＩｒが、図５Ａに示されている通常用マップＰＦＩｒ_Ｈｉｇｈを用いて、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷率ＫＬをパラメータとして取得され、本ルーチンがいったん終了する。なお、図５Ａにおいては、ポート噴射比率ＰＦＩｒが最も高いものが「６」、最も低いものが「１」として示されている（図５Ｂにおいても同様である）。

一方、吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｖ０より低く（Ｓ４３０＝Ｙｅｓ）、且つピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０より低い（Ｓ４４０＝Ｙｅｓ）場合、処理がＳ４６０に進行し、今回の燃料噴射におけるポート噴射比率ＰＦＩｒが、図５Ｂに示されている冷間用マップＰＦＩｒ_Ｌｏｗを用いて、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷率ＫＬをパラメータとして取得され、本ルーチンがいったん終了する。

ここで、図５Ａと図５Ｂとの対比から明らかなように、吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｖ０より低く（Ｓ４３０＝Ｙｅｓ）且つピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０より低い（Ｓ４４０＝Ｙｅｓ）場合は、吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｖ０以上であるか（Ｓ４３０＝Ｎｏ）ピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０以上である（Ｓ４４０＝Ｎｏ）場合と比べて、エンジン回転数Ｎｅが所定の基準回転数Ｎｅ０より低い低回転時におけるポート噴射比率ＰＦＩｒが、ほぼ低くなるようになっている。

また、図５Ｂに示されているように、この冷間用マップＰＦＩ_Ｌｏｗにおいては、エンジン回転数Ｎｅが所定の基準回転数Ｎｅ０より低い冷間・低回転時にて、機関負荷（負荷率ＫＬ）の上昇に応じてポート噴射比率ＰＦＩｒが低くなるようになっている。さらに、この冷間用マップＰＦＩ_Ｌｏｗにおいては、エンジン回転数Ｎｅが所定の基準回転数Ｎｅ０より低い冷間・低回転時で、所定の低負荷側基準負荷率ＫＬ０と所定の高負荷側基準負荷率ＫＬ１との間の負荷率ＫＬにて、エンジン回転数Ｎｅの低下に応じてポート噴射比率ＰＦＩｒが低くなるようになっている。

＜実施形態による効果＞
・本実施形態においては、ピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０（ピストン基準温度）よりも低く且つ吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｐ０（吸気弁基準温度）よりも低い場合、ポート噴射比率ＰＦＩｒが高く設定される。これにより、筒内インジェクタ３９Ｃからの噴射燃料の付着に起因するＰＭの発生（重量及び粒子数）が、効果的に抑制され得る。

・本実施形態においては、ピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０よりも低く且つ吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｐ０よりも低い場合、エンジン回転数Ｎｅが所定のエンジン回転数Ｎｅ０（基準回転数）よりも低い領域にて、機関負荷（負荷率ＫＬ）の上昇に応じてポート噴射比率ＰＦＩｒが低下させられる。また、機関負荷が高い（負荷率ＫＬが所定値ＫＬ０より高い）領域にて、エンジン回転数Ｎｅの低下に応じてポート噴射比率ＰＦＩｒが低下させられる。これにより、吸気弁３２への付着燃料に起因するＰＭの発生が、効果的に抑制され得る。

＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態やその具体例は、上述した通り、出願人が本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体化の例を単に示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の実施形態等によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の実施形態等に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。

以下、変形例について幾つか例示する。ここで、以下の変形例の説明において、上述の実施形態における各構成要素と同様の構成・機能を有する構成要素については、当該変形例においても同一の名称及び同一の符号が付されているものとする。そして、当該構成要素の説明については、上述の実施形態における説明が、矛盾しない範囲で適宜援用され得るものとする。

もっとも、変形例とて、下記のものに限定されるものではないことは、いうまでもない。本発明を、上述の実施形態や下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、（特に先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。

また、上述の実施形態（各具体例を含む）や、下記の各変形例に記載された事項は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜組み合わせて適用され得ることも、いうまでもない。

（１）本発明は、上述した実施形態にて開示された装置構成に限定されない。例えば、気筒数、気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）、等については、特に限定はない。

（２）また、本発明は、上述した具体例のような具体的動作に限定されない。すなわち、上述の具体例における各処理は、本発明の範囲内で、適宜変更され得る。

例えば、図４のフローチャートは、ピストン温度Ｔｐが所定温度Ｔｐ０以上であり且つ吸気弁温度Ｔｖが所定温度Ｔｐ０以上である場合に通常用マップＰＦＩｒ_Ｈｉｇｈが用いられ、それ以外の場合（すなわちピストン２２と吸気弁３２とのいずれかが低温である場合）に冷間用マップＰＦＩｒ_Ｌｏｗが用いられるようになっていてもよい。

また、各ステップにて用いられるパラメータやマップ等は、適宜変更され得る。例えば、Ｓ４１０やＳ４２０における上述のパラメータのうちの一部は省略され得る。あるいは、他のパラメータも用いられ得る。具体的には、空燃比Ａ／Ｆに代えて、燃料噴射量（フィードバック補正前の基本燃料噴射量Ｆbase等）が用いられ得る。また、吸気弁３２における燃料の付着状態及びその蒸発状態に応じて吸気弁３２の温度が変わり得るので、Ｓ４１０における吸気弁温度Ｔｖの推定の際に、空燃比Ａ／Ｆ（あるいは燃料噴射量）だけでなく、前回（まで）のポート噴射比率ＰＦＩｒもパラメータとして用いられ得る。さらに、ポート噴射比率ＰＦＩｒの決定のためのマップも、図５Ａや図５Ｂに示された具体例に限定されない。

機関負荷（負荷率ＫＬ）の取得も、エアフローメータ６１及びクランクポジションセンサ６４の出力（吸入空気流量Ｇａ、エンジン回転数Ｎｅ、筒内吸入空気量Ｍｃ）に基づくものに限定されない。例えば、スロットル弁開度ＴＡや、アクセル開度センサによるアクセル操作量Ａccpに基づいて、機関負荷が取得され得る。

（３）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。

さらに、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されているものは、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。

本発明の一実施形態が適用された内燃機関の概略構成図である。 図１に示されている内燃機関の冷間（ピストン及び吸気弁の温度が低温）時における、筒内インジェクタによる筒内直噴時期とＰＭ粒子数との関係を示すグラフである。 図１に示されている内燃機関の冷間・低回転・低負荷時における、ポート噴射比率と単位堆積あたりのＰＭ粒子数との関係を示すグラフである。 図１に示されている内燃機関の冷間・低回転・高負荷時における、ポート噴射比率と単位堆積あたりのＰＭ粒子数との関係を示すグラフである。 図１に示されている実施形態の燃料噴射制御装置の動作（ポート噴射比率決定）の具体例を示すフローチャートである。 図４に示されているフローチャートに用いられる、暖機後のポート噴射比率決定用マップの一例である。 図４に示されているフローチャートに用いられる、冷間時のポート噴射比率決定用マップの一例である。

符号の説明

１…内燃機関 ２…シリンダブロック部 ２１…シリンダ
２２…ピストン ２３…クランクシャフト ２５…燃焼室
３…シリンダヘッド部 ３１…吸気ポート ３２…吸気弁
３９Ｃ…筒内インジェクタ ３９Ｐ…ポートインジェクタ
４…吸気系統 ４１…吸気管 ５…排気系統
６…制御装置 ６０…ＥＣＵ ６１…エアフローメータ
６４…クランクポジションセンサ ６５…冷却水温センサ

Claims (6)

1. 気筒内に燃料を噴射する筒内噴射手段と、前記気筒と連通する吸気ポートを含む吸気通路内に前記燃料を噴射する通路内噴射手段と、を備えた内燃機関の、燃料噴射制御装置において、
   前記気筒内に往復移動可能に配置されたピストンの温度を取得する、ピストン温度取得手段と、
   前記吸気ポートを開閉する吸気弁の温度を取得する、吸気弁温度取得手段と、
   前記内燃機関の負荷を取得する、機関負荷取得手段と、
   前記内燃機関の回転数を取得する、機関回転数取得手段と、
   前記ピストン温度取得手段、前記吸気弁温度取得手段、前記機関負荷取得手段、及び前記機関回転数取得手段による取得結果に基づいて、前記通路内噴射手段と前記筒内噴射手段との燃料噴射量の比率を決定する、噴射比率決定手段と、
   を備え、
   前記噴射比率決定手段は、前記ピストンの温度が所定のピストン基準温度よりも低く前記吸気弁の温度が所定の吸気弁基準温度よりも低い場合、前記ピストンの温度が前記ピストン基準温度よりも高く前記吸気弁の温度が前記吸気弁基準温度よりも高い場合よりも、前記通路内噴射手段の噴射比率を高くすることを特徴とする、燃料噴射制御装置。
2. 請求項１に記載の、燃料噴射制御装置であって、
   前記噴射比率決定手段は、
   前記ピストンの温度が所定のピストン基準温度よりも低く前記吸気弁の温度が所定の吸気弁基準温度よりも低い場合、前記負荷の上昇に応じて前記通路内噴射手段の噴射比率を低下させることを特徴とする、燃料噴射制御装置。
3. 請求項２に記載の、燃料噴射御装置において、
   前記噴射比率決定手段は、
   前記ピストンの温度が前記ピストン基準温度よりも低く前記吸気弁の温度が前記吸気弁基準温度よりも低い場合、前記回転数の低下に応じて前記通路内噴射手段の噴射比率を低下させることを特徴とする、燃料噴射制御装置。
4. 気筒内に燃料を噴射する筒内噴射手段と、前記気筒と連通する吸気ポートを含む吸気通路内に前記燃料を噴射する通路内噴射手段と、を備えた内燃機関の、燃料噴射制御装置において、
   前記気筒内に往復移動可能に配置されたピストンの温度を取得する、ピストン温度取得手段と、
   前記吸気ポートを開閉する吸気弁の温度を取得する、吸気弁温度取得手段と、
   前記ピストン温度取得手段及び前記吸気弁温度取得手段による取得結果に基づいて、前記通路内噴射手段と前記筒内噴射手段との燃料噴射量の比率を決定する、噴射比率決定手段と、
   を備え、
   前記噴射比率決定手段は、前記ピストンの温度が所定のピストン基準温度よりも低く前記吸気弁の温度が所定の吸気弁基準温度よりも低い場合、前記ピストンの温度が前記ピストン基準温度よりも高く前記吸気弁の温度が前記吸気弁基準温度よりも高い場合よりも、前記通路内噴射手段の噴射比率を高くすることを特徴とする、燃料噴射制御装置。
5. 請求項４に記載の、燃料噴射制御装置であって、
   前記噴射比率決定手段は、
   前記ピストンの温度が所定のピストン基準温度よりも低く前記吸気弁の温度が所定の吸気弁基準温度よりも低い場合、機関負荷の上昇に応じて前記通路内噴射手段の噴射比率を低下させることを特徴とする、燃料噴射制御装置。
6. 請求項５に記載の、燃料噴射御装置において、
   前記噴射比率決定手段は、
   前記ピストンの温度が前記ピストン基準温度よりも低く前記吸気弁の温度が前記吸気弁基準温度よりも低い場合、機関回転数の低下に応じて前記通路内噴射手段の噴射比率を低下させることを特徴とする、燃料噴射制御装置。

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