JP2010261403A

JP2010261403A - 内燃機関の燃料噴射制御装置

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Publication number: JP2010261403A
Application number: JP2009114002A
Authority: JP
Inventors: Susumu Araki; 進荒木; Takeshi Tokuda; 剛徳田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2029-05-08
Also published as: JP5141636B2

Abstract

【課題】燃料噴射形態を直噴インジェクタによる燃料噴射から吸気通路インジェクタによる燃料噴射へと切り替える際、燃料供給系にベーパが発生している場合であっても適切な量の燃料を供給することのできる燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】
内燃機関の高温始動時において、機関始動が完了して機関運転がアイドル運転に移行したことを条件として、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射比率を徐々に増加することにより燃料噴射形態を直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射から吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射へと切り替える。この際、燃料に含まれるベーパ量を推定し、同ベーパ量が多いと推定されるときほど、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射比率を増加させる際の増加度合が小さくなるように設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。

従来、燃焼室に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタとを備え、それら各インジェクタによる燃料噴射形態を機関運転状態に基づいて適宜切り替えるようにした内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような内燃機関においては、直噴インジェクタから燃料噴射を実行するにあたって、高圧となる燃焼室に燃料を噴射する必要があるため、直噴インジェクタの燃料噴射圧（燃料圧）は、吸気通路インジェクタのそれと比較して高圧に設定されている。

ところで、内燃機関の停止中は、燃料供給系内で燃料の流れが生じないこと、及び、燃料供給系内の燃料が内燃機関からの熱を受けることから、燃料中に燃料が気化したベーパ（気化燃料）が発生する可能性がある。そして、機関始動時にこのようなベーパを含有する燃料が噴射されると、密度の低い燃料が燃焼室に供給されることとなり、必要な燃料供給量が確保できなくなるおそれがある。

このようなベーパの燃料噴射量に与える影響は、吸気通路インジェクタにより燃料を噴射するときの方が、直噴インジェクタにより燃料を噴射するときと比較して大きいものとなる。すなわち、直噴インジェクタから燃料噴射を実行する際は、燃料供給系の燃料圧は高圧に維持されるので、ベーパの燃料中に占める割合は小さいものとなり、その影響が小さいものとなる。このため、ベーパが発生している可能性の大きい高温始動時には、良好な始動性を確保するため、直噴インジェクタから燃料噴射を実行するようにしている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、このように直噴インジェクタの燃料圧を高圧となるように昇圧する際には、燃料圧の昇圧動作に伴い燃料供給系から異音が発生する場合がある。このため、運転状態がアイドル運転に移行すると、直噴インジェクタによる燃料噴射にかえて、吸気通路インジェクタによる燃料噴射を実行することにより、このような異音の発生を抑制するようにしている（例えば、特許文献３参照）。

またこのように、燃料噴射形態が直噴インジェクタによる燃料噴射から吸気通路インジェクタによる燃料噴射に切り替えられると、燃料に含まれるベーパに起因して、燃焼室に供給される燃料量が不足するおそれがある。そこで、このような燃料噴射形態の変更の際には、吸気通路インジェクタの燃料噴射量を所定量増量させるようにしている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００２−３６４４０９号公報特開平１１−４４２３６号公報特開２００７−９８１５号公報特開２００７−３２３１５号公報

しかしながら、ベーパの発生量は機関運転が停止されてから再始動されるまでの期間などにより、都度異なる。このため、必要となる燃料の増量値も異なるようになる。そして、燃料噴射量が必要以上に増量されると、機関回転速度が過度に上昇するおそれがある一方、燃料噴射量が不足すると、空燃比がリーンとなり、排気性状の悪化や失火の発生を招くおそれがある。したがって、燃料噴射形態を直噴インジェクタによる燃料噴射から吸気通路インジェクタによる燃料噴射へと切り替える際には、上述した増量値の設定態様を含め、適切な量の燃料を内燃機関に供給する上でなお改善の余地を残すものとなっている。

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、機関始動後に燃料噴射形態を直噴インジェクタによる燃料噴射から吸気通路インジェクタによる燃料噴射へと切り替える際、燃料供給系にベーパが発生している場合であっても適切な量の燃料を供給することのできる燃料噴射制御装置を提供することにある。

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、気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタとを有し、総燃料噴射量に対するこれらインジェクタの燃料噴射比率を機関運転状態に基づいて設定する内燃機関に適用され、同内燃機関の高温始動時には前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を禁止して前記直噴インジェクタによる燃料噴射を実行する内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料に含まれるベーパ量を推定する推定手段と、燃料噴射形態切替条件の成立に基づいて前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を開始する燃料噴射制御手段とを有し、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始された後に同吸気通路インジェクタの燃料噴射比率を徐々に増加させるとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記吸気通路インジェクタの燃料噴射比率を増加させる際の増加度合が小さくなるようにこれを設定することを要旨とする。

同構成によれば、推定されるベーパ量が多いときほど、吸気通路インジェクタの燃料噴射比率の増加度合を小さくするようにしている。このため、吸気通路インジェクタの噴射燃料に含まれるベーパ量が多いときには、吸気通路インジェクタの燃料噴射比率が長い期間にわたって徐々に増大するようになる。その結果、多量のベーパを含む燃料が短期間の間に吸気通路インジェクタから噴射されてしまうといった事態を回避することができ、内燃機関に対して適切な量の燃料を供給することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始されてから所定の増量期間が経過するまで同吸気通路インジェクタの燃料噴射量を所定の増量度合をもって増量するとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記増量期間における燃料噴射量の増量積算値が多くなるように前記増量期間及び前記増量度合の少なくとも一方を可変設定することを要旨とする。

同構成によれば、推定されるベーパ量が多いときほど、吸気通路インジェクタの燃料噴射量の増量積算値が多くなるように、燃料噴射量を増量する際の増量期間や増量度合を可変設定するようにしている。このため、吸気通路インジェクタの噴射燃料に含まれるベーパ量が多く、燃料噴射量が不足する傾向が強いときほど燃料噴射量を増量する期間が長くされ、あるいは増量度合が大きくされる。その結果、吸気通路インジェクタから多量のベーパを含む燃料が噴射されてしまうことによる燃料噴射量の不足を回避して、内燃機関に対して適切な量の燃料を供給することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始されたときから所定期間が経過するまで前記吸気通路インジェクタにより吸気行程同期噴射を実行しその後に吸気行程非同期噴射を実行するとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記所定期間が長くなるようにこれを設定することを要旨とする。

直噴インジェクタから燃料が噴射されている期間は、吸気通路の内壁や吸気バルブの傘部における燃料付着量は少なくなる。このため、吸気通路インジェクタによる燃料噴射を開始する際には、吸気通路インジェクタから噴射された燃料が吸気通路の内壁等に付着しやすいため、燃焼室に導入される燃料量が不足するおそれがある。加えて、吸気通路インジェクタからベーパを含む燃料が噴射されると、燃焼室に供給される燃料量はさらに減少してしまうことが懸念される。ここで、吸気通路インジェクタによる燃料噴射を吸気行程の開始と同期して実行すると、すなわち吸気行程同期噴射を実行すると、噴射された燃料は吸気の流れにしたがって直接燃焼室に導入されるため、吸気通路の内壁等への燃料付着が抑制されるようになる。このため、同構成によれば、推定されるベーパ量が多いときほど、吸気行程同期噴射を実行する期間が長くなるようにしている。したがって、燃焼室内に供給される燃料の減少を抑制して、内燃機関に対して適切な量の燃料を供給することができるようになる。なお、こうした吸気行程同期噴射を終了すると、吸気行程の開始より前に燃料を噴射する吸気非同期噴射が実行されるため、噴射燃料と吸気との混合が促進されるようになり、良好な機関燃焼を行うことができるようになる。

請求項４に記載の発明は、気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタとを有し、総燃料噴射量に対するこれらインジェクタの燃料噴射比率を機関運転状態に基づいて設定する内燃機関に適用され、同内燃機関の高温始動時には前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を禁止して前記直噴インジェクタによる燃料噴射を実行する内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料に含まれるベーパ量を推定する推定手段と、燃料噴射形態切替条件の成立に基づいて前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を開始する燃料噴射制御手段とを有し、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始されてから所定の増量期間が経過するまで同吸気通路インジェクタの燃料噴射量を所定の増量度合をもって増量するとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記増量期間における燃料噴射量の増量積算値が多くなるように前記増量期間及び前記増量度合の少なくとも一方を可変設定することを要旨とする。

同構成によれば、推定されるベーパ量が多いときほど、吸気通路インジェクタの燃料噴射量の増量積算量が多くなるように、燃料噴射量を増量する際の所定期間や増量値を可変設定するようにしている。このため、吸気通路インジェクタの噴射燃料に含まれるベーパ量が多く、燃料噴射量が不足する傾向が強いときほど燃料噴射量をより大きく増量することができるようになる。その結果、吸気通路インジェクタから多量のベーパを含む燃料が噴射されてしまうことによる燃料噴射量の不足を回避して、内燃機関に対して適切な量の燃料を供給することができるようになる。

請求項５に記載の発明は、気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタとを有し、総燃料噴射量に対するこれらインジェクタの燃料噴射比率を機関運転状態に基づいて設定する内燃機関に適用され、同内燃機関の高温始動時には前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を禁止して前記直噴インジェクタによる燃料噴射を実行する内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料に含まれるベーパ量を推定する推定手段と、燃料噴射形態切替条件の成立に基づいて前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を開始する燃料噴射制御手段とを有し、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始されたときから所定期間が経過するまで前記吸気通路インジェクタにより吸気行程同期噴射を実行しその後に吸気行程非同期噴射を実行するとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記所定期間が長くなるようにこれを設定することを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御手段は機関始動が完了して機関運転状態がアイドル運転に移行したことをもって前記燃料噴射形態切替条件が成立したと判断することを要旨とする。

同構成によれば、機関運転状態がアイドル運転に移行したことをもって、吸気通路インジェクタによる燃料噴射を開始するようにしている。このため、機関運転状態がアイドル運転に移行した後において異音の発生を抑制することができるようになる。

なお、ベーパ量の推定手段の具体例としては、請求項７に記載されるように、機関停止時の機関温度が高いときほど、燃料に含まれるベーパ量が多いと推定する構成や、請求項８に記載の発明によるように、燃料噴射形態切替条件成立時の機関温度が高いときほど、燃料に含まれるベーパ量が多いと推定する構成を採用することができる。

本実施の形態にかかる内燃機関及びその制御装置についての全体構成を示した模式図。本実施の形態にかかる燃料噴射形態切替処理についてその処理手順を示すフローチャート。本実施の形態にかかる水温から燃料に含まれるベーパ量を推定するためのマップ。本実施の形態にかかる燃料に含まれるベーパ量から吸気通路インジェクタの燃料噴射比率の増加度合を設定するためのマップ。本実施の形態にかかる吸気通路インジェクタの燃料噴射比率、吸気通路インジェクタの燃料噴射量の増量率及び燃料噴射時期の時間変化を示すタイミングチャート。

以下、この発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御装置を具体化した一実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に本実施の形態にかかる内燃機関及びその制御装置についての全体構成を示す。同図１に示されるように、各気筒１７の内部には、ピストン１４が往復動可能に設けられており、このピストン１４の頂面と気筒１７の内周面とにより燃焼室１２が区画形成されている。

この燃焼室１２には、吸気通路１１及び排気通路１３がそれぞれ接続されている。そして、この吸気通路１１の途中にはスロットルバルブ１９が設けられており、このスロットルバルブ１９により燃焼室１２に導入される吸入空気が調量される。

また、同内燃機関には、燃焼室１２に向けて燃料を直接噴射するための直噴インジェクタ２０Ａと、吸気通路１１におけるスロットルバルブ１９よりも下流側に燃料噴射を行う吸気通路インジェクタ２０Ｂとが設けられている。直噴インジェクタ２０Ａから噴射される燃料は、吸気バルブ１６の開弁時に燃焼室１２に導入された吸入空気と混合されて混合気となる。一方、吸気通路インジェクタ２０Ｂから噴射される燃料は、吸気通路１１内の吸入空気と混合されて混合気となった状態で吸気バルブ１６の開弁時に燃焼室１２へと導入される。この混合気は点火プラグ１５によって点火されて爆発燃焼した後、排気バルブ１８が開弁するときに排気通路１３を通じて排出される。

これら各インジェクタ２０Ａ，２０Ｂはそれぞれデリバリパイプ２４Ａ，２４Ｂに接続されており、これら各デリバリパイプ２４Ａ，２４Ｂから燃料がそれぞれ所定の圧力をもって供給される。吸気通路インジェクタ２０Ｂに燃料を供給するためのデリバリパイプ２４Ｂには、フィードポンプ２５を通じて所定圧の燃料が燃料タンク２６から供給されている。また、直噴インジェクタ２０Ａに燃料を供給するためのデリバリパイプ２４Ａには、フィードポンプ２５によって昇圧された燃料の圧力を更に高圧とするための高圧燃料ポンプ２８が接続され、同高圧燃料ポンプ２８を通じて所定圧（デリバリパイプ２４Ｂの燃料圧力よりも高い圧力）にまで昇圧された燃料が供給されるようになっている。これら各インジェクタ２０Ａ，２０Ｂ、デリバリパイプ２４Ａ，２４Ｂ及び燃料タンク２６は燃料供給系２７を構成する。

また、本実施の形態にかかる内燃機関には、その運転状態を検出するための各種サンサが設けられている。例えば、クランクシャフト（図示略）の回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出するためのクランク角センサ４３や、シリンダブロック（図示略）等に形成されたウォータジャケット（図示略）内を流通する冷却水の水温ＴｈＷを機関温度と相関を有するパラメータとして検出するための水温センサ４２が取り付けられている。

これら各センサの検出結果は、電子制御装置５０に取り込まれる。そして、電子制御装置５０は、これら検出結果に基づいて各インジェクタ２０Ａ，２０Ｂの燃料噴射量やその噴射時期を調整する燃料噴射制御をはじめとする各種制御を機関運転状態に応じて実行する。また、電子制御装置５０は、イグニションスイッチ（図示せず）がスタート位置に操作されると、燃料噴射及び点火プラグ１５による点火を実行することにより、内燃機関を始動する。

ところで、内燃機関の停止中には、燃料供給系２７内で燃料の流れが生じないこと、及び、燃料供給系２７内の燃料が内燃機関からの熱を受けることから、燃料中にベーパが発生することがある。このようなベーパは、機関温度が低下すると消滅するものの、機関温度が所定温度より高い状態に維持されると燃料中に存在し続けることとなる。また、デリバリパイプ２４Ａ内においては、燃料圧が高圧となるため、ベーパ量は機関温度に関わらずほぼ「０」となる一方、デリバリパイプ２４Ｂ内の燃料に含まれるベーパは、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射に際して燃焼室１２に排出されてしまう。このため、内燃機関の高温始動時には、このようなベーパによる燃料噴射量の不足を抑制すべく、高圧燃料ポンプ２８を通じて燃料圧が高圧に維持される直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射を実行するようにしている。

そして、電子制御装置５０は、機関始動が完了して機関運転状態がアイドル運転に移行したとき、直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射にかえて、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を実行するようにしている。このような燃料噴射形態の切り替えは、直噴インジェクタ２０Ａの燃料噴射比率を徐々に減少させる一方、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率を徐々に増加することによって行われる。

次に、高温再始動時における燃料噴射形態の切り替える際の処理手順について図２を参照して説明する。
同図２の処理が開始されると、まず、燃料噴射形態切替条件が成立したか否かが判断される（ステップＳ１００）。本実施の形態においては、機関始動が完了した後に、機関回転速度ＮＥが所定の回転速度ＮＥになったことをもって、機関運転状態がアイドル運転に移行したと判断し、燃料噴射形態切替条件が成立したと判断するようにしている。

ここで、燃料噴射形態切替条件が成立していないと判断されたとき（ステップＳ１００：ＮＯ）は、この処理は一旦終了される。すなわちこの場合、直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射が継続して実行される。一方、機関運転状態がアイドル運転に移行したと判断されたとき（ステップＳ１００：ＹＥＳ）は、次に燃料供給系２７内の燃料に含まれるベーパ量を図３に示されるマップに基づいて推定する（ステップＳ１０１）。

図３は、運転状態が前回停止状態に移行したときの水温ＴｈＷと、燃料噴射形態切替条件成立時の水温ＴｈＷとをパラメータとして、燃料噴射形態切替条件成立時に燃料供給系２７中の燃料に含まれるベーパ量を推定するマップである。同図３に示されるように、燃料噴射形態切替条件成立時の水温ＴｈＷが高いときほど、また前回停止状態に移行したときの水温ＴｈＷが高いときほど、燃料供給系２７の燃料に含まれるベーパ量は多くなると推定される。なお、燃料噴射形態切替条件成立時の水温ＴｈＷが閾値α未満であるとき、もしくは前回の停止状態に移行した時の水温ＴｈＷが閾値β未満であるときには、いずれも燃料中のベーパ量は「０」であると推定される。

このように図３に示されるマップに基づいて燃料に含まれるベーパ量を推定した後、次に、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率の増加度合Ｘが設定される（ステップＳ１０２）。具体的には、図４に示されるように、燃料噴射形態切替条件成立時において、燃料に含まれるベーパ量が多いと推定されるときほど、この増加度合Ｘは小さくなるように設定される。吸気通路インジェクタ２０Ｂの噴射燃料に含まれるベーパ量が多いときには、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率を長い期間にわたって徐々に増大するようにして、多量のベーパを含む燃料が短期間の間に吸気通路インジェクタ２０Ｂから噴射されてしまうことを抑制するためである。そして、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率をステップＳ１０２にて設定した増加度合Ｘをもって増加させる（ステップＳ１０３）。

次に、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量に予め定められた所定の増量率Ｙ（＞１．０）を積算する。これにより、総燃料噴射量すなわち、直噴インジェクタ２０Ａ及び吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量が増量補正される（ステップＳ１０４）。そして、このように増量補正された燃料噴射量を目標燃料噴射量として吸気通路インジェクタ２０Ｂによる吸気行程同期噴射が実行される（ステップＳ１０５）。吸気行程同期噴射では、吸気行程の開始と同時に燃料噴射が実行される。すなわち、吸気行程が開始されてピストン１４の下降が開始され、吸気バルブ１６が開弁されるとともに吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射が実行される。このような吸気行程同期噴射によると、吸気通路インジェクタ２０Ｂの噴射燃料は吸気の流れにしたがって直接燃焼室１２に導入されるため、吸気通路１１の内壁等への燃料付着が抑制されるようになる。

次に、燃料噴射形態の吸気通路インジェクタ２０Ｂへの切り替えが終了したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。すなわち、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率が「１００％」になったか否かが判断される。ここで、吸気通路インジェクタ２０Ｂへの切り替えが完了していないと判断されたとき（ステップＳ１０６：ＮＯ）は、ステップＳ１０１以降の処理を再度実行する。

一方、吸気通路インジェクタ２０Ｂへの切り替えが終了したと判断されると（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、燃料噴射量の増量率Ｙを徐々に減少させ（ステップＳ１０７）、この増量率Ｙを燃料噴射量に積算することにより吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量が増量補正される（ステップＳ１０８）。

そして、このように増量補正された燃料噴射量を目標燃料噴射量として吸気通路インジェクタ２０Ｂによる吸気行程非同期噴射が実行される（ステップＳ１０９）。吸気行程非同期噴射では、吸気行程以前、すなわち吸気バルブ１６が閉弁しているときに燃料噴射が実行される。次に増量率Ｙが「１．０」であるか否かが判断される（ステップＳ１１０）。増量率Ｙが「１．０」でないと判断されたとき（ステップＳ１１０：ＮＯ）は、ステップＳ１０７以降の処理を再度実行する。そして増量率Ｙが「１．０」となったと判断されたとき（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）には本処理は終了される。このように、吸気通路インジェクタ２０Ｂへの切り替えが終了したと判断された後、総燃料噴射量の増量率Ｙを徐々に減少させることにより、機関運転状態を急変させることなく、機関運転状態に応じた量の燃料噴射が実行されるようになる。また、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を吸気行程非同期噴射とすることにより、吸気と噴射燃料の混合が促進されるようになり、良好な機関燃焼を行うことができるようになる。

図５は、図２のフローチャートに示される機関始動時の燃料噴射形態切替処理が実行された場合について、（ａ）吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率の推移、（ｂ）総燃料噴射量の増量率Ｙの推移、（ｃ）吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射時期の推移、（ｄ）空燃比：ストイキでの燃料噴射量に対する吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量の増量値の推移をそれぞれ示している。なお、実線、１点鎖線、２点鎖線はその順に燃料噴射形態切替条件成立時の燃料中のベーパ量が多いと推定された場合の各推移を示している。すなわち、ベーパ量が最も少ない場合の各推移は実線で示され、ベーパ量が最も多い場合の各推移は二点鎖線で示されている。

図５の実線に示されるように、燃料噴射形態切替条件が成立すると（タイミングｔ１）、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率が増加度合Ｘをもって増量される。そして、総燃料噴射量にはベーパ量に応じて設定される増量率Ｙが積算される。これによって、吸気通路インジェクタ２０Ｂの空燃比：ストイキでの燃料噴射量に対する燃料噴射量は徐々に増加する。また、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射時期は、吸気行程同期噴射となるように設定される（タイミングｔ１〜ｔ２）。そして、燃料噴射形態が直噴インジェクタ２０Ａから吸気通路インジェクタ２０Ｂへと切り替えられると（タイミングｔ２）、増量率Ｙは徐々に減少して「１．０」となり、機関運転状態に応じた量の燃料噴射量が設定されるようになる。この増量率Ｙの減少に伴って、吸気通路インジェクタ２０Ｂの空燃比：ストイキでの燃料噴射量に対する燃料噴射量の増量値は徐々に減少する。また、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射は、吸気行程非同期噴射となるよう設定される（タイミングｔ２）。なお、１点鎖線及び２点鎖線にて示されるように、燃料噴射形態切替条件成立時の燃料に含まれるベーパ量が多いときほど、この吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率の増加度合Ｘは小さくなる。また、総燃料噴射量の増量率Ｙは小さくなる。また、燃料噴射形態切替条件成立時の燃料に含まれるベーパ量が多いときほど、総燃料噴射量を増量率Ｙをもって増量する期間は長くなるとともに、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を吸気行程同期とする期間も長くなる（タイミングｔ２〜ｔ３）。

以上説明したように、本実施の形態にかかる燃料噴射制御装置によれば以下の作用効果を奏することができる。
（１）推定されるベーパ量が多いときほど、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率の増加度合Ｘを小さくするようにしている。このため、吸気通路インジェクタ２０Ｂの噴射燃料に含まれるベーパ量が多いときには、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率が長い期間にわたって徐々に増大するようになる。その結果、多量のベーパを含む燃料が短期間の間に吸気通路インジェクタ２０Ｂから噴射されてしまうといった事態を回避することができ、燃焼室１２に対して適切な量の燃料を供給することができるようになる。

（２）推定されるベーパ量が多いときほど、総燃料噴射量を増量率Ｙをもって増量補正する期間を長くするようにしている。このため、吸気通路インジェクタ２０Ｂの噴射燃料に含まれるベーパ量が多く、燃料噴射量の不足が長期間にわたって継続するおそれのあるときほど燃料噴射量の増量期間が長くなる。その結果、吸気通路インジェクタ２０Ｂから多量のベーパを含む燃料が噴射されてしまうことによる燃料噴射量の不足を回避して、燃焼室１２に対して適切な量の燃料を供給することができるようになる。

（３）直噴インジェクタ２０Ａから燃料が噴射されている期間は、吸気通路１１の内壁や吸気バルブ１６の傘部における燃料付着量は少なくなる。このため、直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射にかえて、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を実行する際には、その初期の段階において吸気通路インジェクタ２０Ｂから噴射された燃料が吸気通路１１の内壁等に付着しやすいため、燃焼室１２に導入される燃料量が不足するおそれがある。加えて、吸気通路インジェクタ２０Ｂからベーパを含有する燃料が噴射されると、燃焼室１２に供給される燃料量はさらに減少してしまうことが懸念される。ここで、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を吸気行程の開始と同期して実行すると、すなわち吸気行程同期噴射を実行すると、噴射された燃料は吸気の流れにしたがって直接燃焼室１２に導入されるため、吸気通路１１の内壁等への燃料付着が抑制されるようになる。このため、同構成によれば、推定されるベーパ量が多いときほど、吸気行程同期噴射を実行する期間が長くなるようにしている。したがって、燃焼室１２内に供給される燃料の減少を抑制して、内燃機関に対して適切な量の燃料を供給することができるようになる。なお、こうした吸気行程同期噴射を終了すると、吸気行程の開始より前に燃料を噴射する吸気非同期噴射が実行されるため、噴射燃料と吸気との混合が促進されるようになり、良好な機関燃焼を行うことができるようになる。

（４）機関運転状態がアイドル運転に移行したことをもって、直噴インジェクタ２０Ａによる燃料噴射にかえて、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を実行するようにしている。このため、機関運転状態がアイドル運転に移行した後において異音の発生を抑制することができるようになる。

なお、以上説明した実施形態は次のようにその形態を適宜変更して実施することができる。
・上記実施の形態では、総燃料噴射量を増量率Ｙに基づいて増量する際、その増量期間を燃料に含まれるベーパ量が多いときほど長くなるようにしたが、これに換えて、あるいはこれと併せて燃料に含まれるベーパ量が多いときほど、増量率Ｙを大きな値に設定するようにしてもよい。本実施の形態においても、吸気通路インジェクタ２０Ｂから多量のベーパを含む燃料が噴射されてしまうことによる燃料噴射量の不足を回避して、燃焼室１２に対して適切な量の燃料を供給することができるようになる。

・上記実施の形態では、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率を徐々に増量する期間において、燃料噴射量を増量するようにしたが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、総燃料噴射量を増量する期間を、燃料に含まれるベーパ量との関係において直接設定することもできる。すなわち、燃料に含まれるベーパ量が多いと推定されるときほど吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量を増量する期間を長い期間に設定するようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（２）に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施の形態では吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射比率を徐々に増量する期間において、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を吸気行程同期噴射とするようにしたが、本実施の形態はこれに限られるものではない。例えば、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を吸気行程同期噴射とする期間を、燃料に含まれるベーパ量との関係において直接設定することもできる。すなわち、燃料に含まれるベーパ量が多いと推定されるときほど、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を吸気行程同期噴射とする期間が長くなるように設定する。本実施の形態よっても、上記（３）に準じた作用効果を奏することができるようになる。またこの場合において、燃料噴射形態切替条件が成立してからベーパの推定量に基づいて設定される所定期間が経過するまで吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量を増量するようにしてもよい。本実施の形態においては、上記（２）及び（３）に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施の形態では、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射率を徐々に増大するにあたって、総燃料噴射量を増量するとともに、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を吸気行程同期噴射とするようにしたが、本実施の形態はこれに限られない。総燃料噴射量を増量する構成を省略するようにしてもよい。また、吸気行程同期噴射とする構成を省略するようにしてもよい。本実施の形態においても、上記（１）に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施の形態では、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射率を徐々に増大させるようにしたが、燃料噴射形態切替条件が成立したときに、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射率を「１００％」とするとともに、ベーパの推定量に基づいて吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射量を増量する若しくは増量する期間を長くするといった形態にて実施することもできる。実施の形態においても、上記（２）に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施の形態では、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射率を徐々に増大させるようにしたが、燃料噴射形態切替条件が成立したときに、吸気通路インジェクタ２０Ｂの燃料噴射率を「１００％」とするとともに、ベーパの推定量に基づいて設定される所定期間が経過するまで吸気行程同期噴射を実行した後、吸気行程非同期噴射を実行するといった形態にて実施することもできる。実施の形態においても、上記（３）に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施の形態では、機関運転状態がアイドル運転に移行したことをもって、吸気通路インジェクタ２０Ｂによる燃料噴射を開始するようにしているが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、機関回転速度ＮＥが所定の回転数になったことをもって、燃料噴射形態切替条件が成立したと判断するようにしてもよい。本実施の形態においても、上記作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施の形態では、燃料噴射形態切替条件の成立時における水温ＴｈＷと前回停止状態に移行した時の水温ＴｈＷとをパラメータとして、燃料に含まれるベーパ量を推定するようにしたが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、機関始動時の水温ＴｈＷと前回機関運転状態が停止状態に移行した時の水温ＴｈＷとをパラメータとして、燃料に含まれるベーパ量を推定するようにしてもよい。本実施の形態においても、上記作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。

・上記実施の形態では、機関温度として水温ＴｈＷを検出し、この水温ＴｈＷに基づいてベーパ量を推定するようにしたが、本実施の形態はこれに限られるものではなく、燃料供給系２７内に存在するベーパの量を適切に推定することができれば、他のパラメータに基づいてベーパ量を推定するようにしてもよい。

１１…吸気通路、１２…燃焼室、１３…排気通路、１４…ピストン、１５…点火プラグ、１６…吸気バルブ、１７…気筒、１８…排気バルブ、１９…スロットルバルブ、２０Ａ…直噴インジェクタ、２０Ｂ…吸気通路インジェクタ、２４Ａ…デリバリパイプ、２４Ｂ…デリバリパイプ、２５…フィードポンプ、２６…燃料タンク、２７…燃料供給系、２８…高圧燃料ポンプ、４２…水温センサ、４３…クランク角センサ、５０…電子制御装置。

Claims

気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタとを有し、総燃料噴射量に対するこれらインジェクタの燃料噴射比率を機関運転状態に基づいて設定する内燃機関に適用され、同内燃機関の高温始動時には前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を禁止して前記直噴インジェクタによる燃料噴射を実行する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
燃料に含まれるベーパ量を推定する推定手段と、燃料噴射形態切替条件の成立に基づいて前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を開始する燃料噴射制御手段とを有し、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始された後に同吸気通路インジェクタの燃料噴射比率を徐々に増加させるとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記吸気通路インジェクタの燃料噴射比率を増加させる際の増加度合が小さくなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始されてから所定の増量期間が経過するまで同吸気通路インジェクタの燃料噴射量を所定の増量度合をもって増量するとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記増量期間における燃料噴射量の増量積算値が多くなるように前記増量期間及び前記増量度合の少なくとも一方を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始されたときから所定期間が経過するまで前記吸気通路インジェクタにより吸気行程同期噴射を実行しその後に吸気行程非同期噴射を実行するとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記所定期間が長くなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタとを有し、総燃料噴射量に対するこれらインジェクタの燃料噴射比率を機関運転状態に基づいて設定する内燃機関に適用され、同内燃機関の高温始動時には前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を禁止して前記直噴インジェクタによる燃料噴射を実行する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
燃料に含まれるベーパ量を推定する推定手段と、燃料噴射形態切替条件の成立に基づいて前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を開始する燃料噴射制御手段とを有し、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始されてから所定の増量期間が経過するまで同吸気通路インジェクタの燃料噴射量を所定の増量度合をもって増量するとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記増量期間における燃料噴射量の増量積算値が多くなるように前記増量期間及び前記増量度合の少なくとも一方を可変設定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
気筒内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタと吸気通路に燃料を噴射する吸気通路インジェクタとを有し、総燃料噴射量に対するこれらインジェクタの燃料噴射比率を機関運転状態に基づいて設定する内燃機関に適用され、同内燃機関の高温始動時には前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を禁止して前記直噴インジェクタによる燃料噴射を実行する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
燃料に含まれるベーパ量を推定する推定手段と、燃料噴射形態切替条件の成立に基づいて前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射を開始する燃料噴射制御手段とを有し、前記燃料噴射制御手段は、前記吸気通路インジェクタによる燃料噴射が開始されたときから所定期間が経過するまで前記吸気通路インジェクタにより吸気行程同期噴射を実行しその後に吸気行程非同期噴射を実行するとともに、前記推定手段により推定されるベーパ量が多いときほど前記所定期間が長くなるようにこれを設定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射制御手段は機関始動が完了して機関運転状態がアイドル運転に移行したことをもって前記燃料噴射形態切替条件が成立したと判断する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記ベーパ量の推定手段は、機関停止時の機関温度が高いときほど、燃料に含まれるベーパ量が多いと推定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記ベーパ量の推定手段は、前記燃料噴射形態切替条件成立時の機関温度が高いときほど、燃料に含まれるベーパ量が多いと推定する
ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。