JP4285224B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

一般に、内燃機関の燃料噴射制御では機関運転状態に応じて燃料噴射量の要求値が決定され、当該要求値に応じた噴射量（即ち、目標噴射量）の燃料が燃料噴射弁から噴射される。この場合、燃料噴射弁は、閉弁方向へ付勢されたニードルが目標噴射量に応じて設定される燃料噴射時間だけ開弁方向へリフト動作するように制御される。しかし、こうした燃料噴射弁では、前記目標噴射量が極めて少なくなり燃料噴射時間が過度に短くなると、ニードルがフルリフトするまでの時間を確保できなくなって安定した燃料噴射を行えなくなることがある。即ち、燃料噴射弁には、前記ニードルの応答性との関連で、当該燃料噴射弁において安定した燃料噴射を行うことができる下限値となる許容最小噴射時間（許容最小噴射量）というものがある。

特に、その燃料噴射弁が、内燃機関の燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射弁である場合は、燃焼室内の圧力に抗して燃料を噴霧状に噴射する必要があることから、予め昇圧された高圧燃料（つまり燃圧の高い燃料）を噴射する高圧仕様の特性とされている。そのため、前記筒内噴射弁の場合は、その燃圧で前記ニードルの閉弁方向への付勢力が大きくなり、その分だけ、当該ニードルの開弁方向へのリフト動作も遅くなるので、吸気管等の吸気系へ通常の燃圧で燃料を噴射する筒外噴射弁の場合よりも、許容最小噴射時間（許容最小噴射量）の値が大きなものになっている。

従って、前記筒内噴射弁による燃料噴射を実行している場合において、例えば降坂時や減速時等でトルク抑制がなされると、目標噴射量が少なくなって燃料噴射時間も短くなるため、その燃料噴射時間（燃料噴射量＝目標噴射量）が当該筒内噴射弁における許容最小噴射時間（許容最小噴射量）を下回る状態となることもあり得る。そして、そうした状態となった場合には、前記ニードルがフルリフトするまでの時間を確保できなくなるため、目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射を行えないという状況を招いていた。そこで、そのような場合に対処する燃料噴射制御装置として、近時、例えば特許文献１に記載されるような内燃機関の燃料噴射制御装置（以下、「従来の装置」という）が提案されている。

即ち、この従来の装置では、機関運転状態に応じた目標噴射量の高圧燃料が燃料噴射弁（この場合は、筒内噴射弁）から燃焼室へ直接噴射される前提の下で、前記目標噴射量が極めて少なくなり燃料噴射時間が過度に短くなった場合には、当該燃料噴射弁（筒内噴射弁）から噴射される前記高圧燃料の燃圧を下げるようにしている。つまり、この従来の装置では、その目標噴射量の燃料噴射を行うに際して、燃圧を低くした場合には燃圧が高い場合よりも燃料噴射時間を長くできるという点、及び、そのように燃圧を下げたときにはニードルがフルリフトするまでの時間を確保できるという点に着目し、燃料噴射弁（筒内噴射弁）から噴射される高圧燃料の燃圧を下げるようにしている。従って、この従来の装置によれば、燃圧を下げることにより燃料噴射時間を許容最小噴射時間よりも長くできると共にニードルがフルリフトするまでの時間も確保できるので、目標噴射量＜許容最小噴射量の状態になった場合でも、目標噴射量に相当する噴射量の燃料を前記燃料噴射弁（筒内噴射弁）から安定した状態で噴射供給できるとしている。
特開平９−２１３６９号公報（請求項１，２、段落番号［００２５］、図３）

ところが、前記燃料噴射弁（筒内噴射弁）から噴射される高圧燃料の燃圧を下げることとした場合は、噴射される燃料の噴霧の粒径が大きくなってしまい、燃焼特性が悪化するため、失火やエンジンストールを起こす虞があった。即ち、燃焼室へ噴射供給される燃料が安定した燃焼状態を実現できる良好な噴霧状態にはなっていなかった。また、実際問題として、高圧燃料の燃圧を下げるには時間も掛かってしまうことから、特許文献１が開示する従来の装置は、必ずしも、目標噴射量＜許容最小噴射量の状態となった場合における実用的な対処をしているとは言い難かった。なお、前記目標噴射量を燃圧に基づいて目標噴射時間に換算した場合には、目標噴射時間＜許容最小噴射時間の状態となった場合での対処が問題となるが、この場合にも、特許文献１が開示する従来の装置は、目標噴射量と許容最小噴射量との関連で述べた理由と同様の理由により、良好な噴霧状態を提供できず実用的な対処はできないものであった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関運転状態に応じて設定される目標噴射量（目標噴射時間）が筒内噴射弁における許容最小噴射量（許容最小噴射時間）を下回ることになった場合でも、良好な噴霧状態での安定した燃料噴射供給を実現することができる内燃機関の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説明する。
（１）請求項１に記載の発明は、燃焼室内に燃料を噴射供給する筒内噴射弁と機関吸気系に燃料を噴射供給する筒外噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記筒外噴射弁として、その許容最小噴射量が前記筒内噴射弁の許容最小噴射量よりも小さく設定されるものを備え、さらに、機関運転状態に応じて設定される目標噴射量のうちの前記筒内噴射弁の負担分が同噴射弁の許容最小噴射量よりも小さいか否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記筒内噴射弁の負担分が同噴射弁の許容最小噴射量よりも小さい旨判定されることに基づいて、前記目標噴射量に相当する量の燃料噴射を前記筒外噴射弁により行う制御手段とを備えることを要旨としている。

さて、機関運転状態に応じて目標噴射量が設定されると、その目標噴射量の燃料噴射が燃料噴射手段の備える筒内噴射弁及び筒外噴射弁のうち少なくとも何れか一方を使用して行われる。いま、燃焼室内へ燃料を直接噴射供給する筒内噴射弁が燃料噴射を行うとした場合、前記目標噴射量のうち筒内噴射弁から噴射されることになる燃料噴射量が、当該筒内噴射弁の許容最小噴射量よりも少ない場合には、前記目標噴射量の燃料噴射を安定した状態で行えないことになる。しかし、そのような場合には、前記筒内噴射弁に代えて、前記燃焼室内へ空気を供給する吸気系へ燃料を噴射供給する筒外噴射弁により前記目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射が実行されるようにした。そのため、筒外噴射弁から燃料噴射を行うとした場合には、燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射弁により燃料噴射を行うとした場合よりも、燃焼室へ至るまでの間に燃料の霧化状態を促進できる。従って、機関運転状態に応じて設定される目標噴射量が筒内噴射弁における許容最小噴射量を下回ることになった場合でも、良好な噴霧状態での安定した燃料噴射供給を実現できる。

（２）請求項２に記載の発明は、燃焼室内に燃料を噴射供給する筒内噴射弁と機関吸気系に燃料を噴射供給する筒外噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記筒外噴射弁として、その許容最小噴射時間が前記筒内噴射弁の許容最小噴射時間よりも小さく設定されるものを備え、さらに、機関運転状態に応じて設定される目標噴射量のうちの前記筒内噴射弁の負担分について、これを換算して得られる燃料噴射時間が同噴射弁の許容最小噴射時間よりも小さいか否かを判定する判定手段と、この判定手段により前記換算して得られる燃料噴射時間が同噴射弁の許容最小噴射時間よりも小さい旨判定されることに基づいて、前記目標噴射量に相当する量の燃料噴射を前記筒外噴射弁により行う制御手段とを備えることを要旨としている。

前述したように、機関運転状態に応じて目標噴射量が設定されると、その目標噴射量の燃料噴射が燃料噴射手段の備える筒内噴射弁及び筒外噴射弁のうち少なくとも何れか一方を使用して行われる。いま、燃焼室内へ燃料を直接噴射供給する筒内噴射弁が燃料噴射を行うとした場合、前記目標噴射量のうち筒内噴射弁から噴射されることになる燃料噴射量に基づき換算した燃料噴射時間が、当該筒内噴射弁の許容最小噴射時間よりも短いと、前記目標噴射量の燃料噴射を安定した状態で行えなくなる。しかし、そのような場合には、前記筒内噴射弁に代えて、前記燃焼室内へ空気を供給する吸気系へ燃料を噴射供給する筒外噴射弁により前記目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射が実行されるようにした。そのため、筒外噴射弁から燃料噴射を行うとした場合には、燃焼室内へ燃料を直接噴射する筒内噴射弁により燃料噴射を行うとした場合よりも、燃焼室へ至るまでの間に燃料の霧化状態を促進できる。従って、機関運転状態に応じて設定される目標噴射時間が筒内噴射弁における許容最小噴射時間を下回ることになった場合でも、良好な噴霧状態での安定した燃料噴射供給を実現できる。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記筒内噴射弁は、予め昇圧された高圧の燃料を噴射する高圧仕様の燃料噴射弁であり、前記筒外噴射弁は、前記筒内噴射弁よりも低圧の燃料を噴射する低圧仕様の燃料噴射弁であることを要旨としている。
そのため、前記筒内噴射弁からの燃料噴射を前記筒外噴射弁からの燃料噴射に切り替えた場合でも、当該筒外噴射弁は低圧仕様であることから、同じ噴射量の燃料を噴射する場合でも燃料噴射時間が長くなり、目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射を良好に行うことができる。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３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、前記筒外噴射弁の許容最小噴射時間が前記筒内噴射弁の許容最小噴射時間よりも短く、且つ前記筒外噴射弁の許容最小噴射量が前記筒内噴射弁の許容最小噴射量よりも小さく、且つ前記筒外噴射弁の噴射時間に対する燃料噴射量の傾きが前記筒内噴射弁の噴射時間に対する燃料噴射量の傾きよりも小さいことを要旨としている。

（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜４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、当該制御装置は、機関回転速度及び機関負荷に基づいて前記筒内噴射弁及び前記筒外噴射弁の燃料噴射態様を選択するものであり、同一の機関回転速度のもと、機関負荷が相対的に小さい低負荷領域では前記筒外噴射弁のみを用いる燃料噴射態様を選択し、機関負荷が相対的に大きい高負荷領域では前記筒内噴射弁のみを用いる燃料噴射態様を選択し、機関負荷がこれら低負荷領域及び高負荷領域の間にある中負荷領域では前記筒内噴射弁及び前記筒外噴射弁を用いる燃料噴射態様を選択するものであることを要旨としている。

（６）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、前記判定手段は、前記筒内噴射弁を用いる燃料噴射態様が選択されていることに基づいて前記判定を行うことを要旨としている。
そのため、前記筒内噴射弁が燃料噴射を実行中において、機関運転状態が例えば減速時等のトルク抑制で変化し、そのトルク抑制の結果として目標噴射量（目標噴射時間）が筒内噴射弁における許容最小噴射量（許容最小噴射時間）を下回る状況になった場合には、燃料噴射を実行する燃料噴射弁が筒外噴射弁に切り替わる。そして、当該筒外噴射弁により前記目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射が行われる。従って、燃料噴射弁の適切な切り替え制御により機関運転中における安定した燃料噴射を保証することができる。

以下、本発明を内燃機関がＶ型６気筒エンジンの燃料噴射制御装置に具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の内燃機関１０は、第１〜第６の気筒＃１〜＃６を備えており、各気筒＃１〜＃６の燃焼室１１には、吸気通路２０及び吸気ポート１２を介して空気が供給されるようになっている。また、各気筒＃１〜＃６の各吸気ポート１２には、これら各吸気ポート１２に燃料を噴射する吸気系噴射弁（筒外噴射弁、燃料噴射手段）１３がそれぞれ設けられている。一方、前記各気筒＃１〜＃６には、これらの燃焼室１１に燃料を直接噴射する筒内噴射弁（燃料噴射手段）１４がそれぞれ設けられている。このように、本実施形態の内燃機関１０は、各気筒＃１〜＃６の燃焼室１１に燃料を供給するための燃料噴射手段に、吸気系噴射弁１３及び筒内噴射弁１４という２種類の燃料噴射弁を備えている。

そして、上記吸気系噴射弁１３及び筒内噴射弁１４のうち少なくとも何れか一方を介して燃焼室１１に供給された燃料は、前記吸気通路２０及び吸気ポート１２を介して供給された空気と燃焼室１１内で混合され、その混合気は点火プラグによる点火により燃焼した後、排気ガスとして排気通路３０へ排出されるようになっている。また、前記排気通路３０には、三元触媒を備える触媒コンバータ３１が設けられており、この触媒コンバータ３１により前記排気ガスは浄化されるようになっている。さらに、前記排気通路３０のうち触媒コンバータ３１よりも上流側には、空燃比センサ３２が備えられており、この空燃比センサ３２により混合気の空燃比が検出されるようになっている。

こうした構成を有する内燃機関１０は、燃料噴射制御装置として機能する電子制御装置（判定手段、制御手段）４０により制御される。この電子制御装置４０には、上記空燃比センサ３２をはじめ、機関出力軸の回転速度を検出するクランク角センサ、吸気通路２０内の吸入空気の流量を検出するエアフローメータ等、内燃機関１０の運転状態を検出する各種センサの検出信号が入力されるようになっている。そして、電子制御装置４０では、こうした各種センサの検出信号に基づき、上記吸気系噴射弁１３及び上記筒内噴射弁１４等、内燃機関１０における各箇所を機関運転状態に応じて制御するようになっている。例えば、燃料噴射制御に関して、本実施形態では、機関運転状態を示す内燃機関１０の回転速度及び負荷に基づき、その機関運転状態に応じて噴射されるべき燃料噴射量（即ち、目標噴射量）が電子制御装置４０により設定される。そして、その目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射を実行する燃料噴射弁として、吸気系噴射弁１３を用いるか、筒内噴射弁１４を用いるか、あるいはこれら双方を用いるかが電子制御装置４０により設定される。なお、「内燃機関１０の負荷」とは、例えば内燃機関１０の１回転あたりの吸入空気量等によって定義される量である。

本実施形態の燃料噴射制御では、図２に示すように、内燃機関１０の各回転速度において、スロットルバルブを全開〜略全開としたときの負荷である最大の負荷（最大の吸入空気量）の運転領域（筒内噴射領域）では、上記筒内噴射弁１４のみが燃料噴射を実行するように設定される。また、スロットルバルブの開度が全閉から中間の開度となるときの負荷である低負荷から中負荷の運転領域（ポート噴射領域）では、上記吸気系噴射弁１３のみが燃焼噴射を実行するように設定される。そして、これらの間の運転領域（ポート＋筒内噴射領域）においては、上記筒内噴射弁１４及び吸気系噴射弁１３の双方が併用されて燃料噴射を実行するように設定される。なお、吸気系噴射弁１３のみが燃料噴射を実行する「ポート噴射領域」や吸気系噴射弁１３及び筒内噴射弁１４の双方が燃料噴射を実行する「ポート＋筒内噴射領域」では、理論空燃比にて燃焼を行うようになっている。一方、筒内噴射弁１４のみが燃料噴射を実行する「筒内噴射領域」では、内燃機関１０のトルクが最大となるときの空燃比である出力空燃比にて燃焼を行うようになっている。

また、本実施形態では、前記吸気系噴射弁１３と筒内噴射弁１４とが次のような仕様に構成されている。即ち、筒内噴射弁１４の場合は、燃焼室１１内の圧力に抗して燃料噴射をする必要があるため、所定の燃料ポンプ（図示略）により予め昇圧された高圧燃料（燃圧の高い燃料）を噴射する高圧仕様の燃料噴射弁とされている。一方、筒外噴射弁である吸気系噴射弁１３の場合は、燃焼室１１に空気を供給する吸気ポート１２に燃料噴射するものであるため、筒内噴射弁１４が噴射する高圧の燃料よりも低圧（通常の燃圧）の燃料を噴射する低圧仕様の燃料噴射弁とされている。そのため、燃料噴射時の燃圧が低い方が燃圧が高い場合よりも単位時間当りの噴射量は少なくなるので、同じ噴射量の燃料噴射を行うとした場合には、吸気系噴射弁１３の方が噴射時間は長くなり、また、同じ噴射時間で燃料噴射を行うとした場合には、吸気系噴射弁１３の方が燃料噴射量は少なくなる。

従って、このことから、前記吸気系噴射弁１３と筒内噴射弁１４とは、燃料噴射に係る噴射特性上で噴射時間−噴射量の関係において直線性が保たれなくなる許容最小噴射時間（及び許容最小噴射量）において両者を対比してみると、図３に示すような相違を有することになる。即ち、噴射特性上、筒内噴射弁１４における許容最小噴射時間ａ（及び許容最小噴射量ａ’）の値よりも、吸気系噴射弁１３における許容最小噴射時間ｂ（及び許容最小噴射量ｂ’）の値の方が小さくなっている。そのため、機関運転状態に応じて噴射されるべき燃料噴射量として設定される目標噴射量が例えば減速時等のトルク抑制によって極めて少なくなった場合には、筒内噴射弁１４により燃料噴射を実行するよりも吸気系噴射弁１３により燃料噴射を実行する方が、その目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射をより高い確実性をもってなし得ることになる。

そこで次に、上記のように構成された本実施形態の内燃機関１０において電子制御装置４０が実行する燃料噴射制御処理ルーチンについて図４を参照しながら説明する。
なお、本処理ルーチンが実行される前提として、前記内燃機関１０では、電子制御装置４０が、所定周期で、前記クランク角センサ等の各種センサからの検出信号入力に基づき機関運転状態に応じて噴射されるべき燃料の噴射量（＝目標噴射量）を設定しているものとする。即ち、その機関運転状態（内燃機関１０の運転領域）が、「ポート噴射領域」や「ポート＋筒内噴射領域」である場合には、理論空燃比となるような目標噴射量が設定され、一方、「筒内噴射領域」である場合には、出力空燃比となるような目標噴射量が設定される。また、図２に示した各噴射領域との対応関係で燃料噴射に使用する燃料噴射弁を予め設定記憶したマップ情報に基づき、電子制御装置４０が、その機関運転状態に応じた燃料噴射に使用する燃料噴射弁として吸気系噴射弁１３及び筒内噴射弁１４のうち少なくとも何れか一つを選択し、当該選択された燃料噴射弁が燃料噴射を実行中であるものとする。

さて、以上のような前提の下、図４に示す処理ルーチンが始まると、電子制御装置４０は、ステップＳ１００において、筒内噴射中であるか否か、即ち、筒内噴射弁１４が燃料噴射を実行中であるか否かを判定する。具体的には、その判定時点における機関運転状態（内燃機関１０の運転領域＝噴射領域）が、図２に示す各領域のうち「筒内噴射領域」又は「ポート＋筒内噴射領域」の何れかであるか否かを判定する。そして、その判定結果が否定的判定の場合には、一旦、本処理ルーチンを終了する。その一方、前記ステップＳ１００での判定結果が肯定的判定の場合には、処理を次のステップＳ１１０に移行する。

そして、次のステップＳ１１０において、電子制御装置４０は、燃料噴射量が少ないか否か、即ち、前記目標噴射量のうち筒内噴射弁１４から噴射されることになる燃料噴射量が当該筒内噴射弁１４における前記許容最小噴射量ａ’よりも少ないか否かを判定する。そして、その判定結果が否定的判定の場合には、一旦、本処理ルーチンを終了する。その一方、前記ステップＳ１１０での判定結果が肯定的判定の場合には、処理を次のステップＳ１２０に移行する。

そして、次のステップＳ１２０において、電子制御装置４０は、前記目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射を実行する燃料噴射弁として吸気系噴射弁１３を設定し、その燃料噴射に際しての燃料噴射制御領域を「ポート噴射領域」となるように切り替える。即ち、前記目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射が吸気系噴射弁１３のみにより実行されるようにする。そして、このステップＳ１２０にてポート噴射領域への切り替え処理が行われると、その後、本処理ルーチンは終了する。

以上説明した本実施形態の内燃機関１０の電子制御装置（燃料噴射制御装置）４０によれば、以下の効果が得ることができる。
（１）機関運転状態に応じて設定される目標噴射量の燃料噴射に筒内噴射弁１４が使用される場合において、その目標噴射量のうち筒内噴射弁１４から噴射することになる燃料噴射量が、当該筒内噴射弁１４の許容最小噴射量ａ’よりも少ない場合には燃料噴射不足の状況を招いてしまい、安定した燃焼状態を実現できないことになる。しかし、そのような場合は、筒内噴射弁１４に代えて、吸気系噴射弁１３により前記目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射が実行されるようにした。そのため、吸気系噴射弁１３からの燃料噴射の場合には、筒内噴射弁１４から燃焼室１１内へ燃料を直接噴射供給する場合と異なり、燃焼室１１へ至るまでの間に燃料の霧化状態を促進できる。従って、機関運転状態に応じて設定される目標噴射量が、筒内噴射弁１４における許容最小噴射量ａ’を下回ることになった場合でも、良好な噴霧状態での安定した燃料噴射供給を実現することができる。

（２）内燃機関１０においては、その機関運転状態が「筒内噴射領域」や「ポート＋筒内噴射領域」での燃料噴射を筒内噴射弁１４が実行中に減速時等のトルク抑制で変化し、そのトルク抑制の結果として目標噴射量が筒内噴射弁１４における許容最小噴射量ａ’を下回る状況になることがある。しかし、そのような場合は、燃料噴射を実行する燃料噴射弁が筒内噴射弁１４から吸気系噴射弁１３に切り替わり、当該吸気系噴射弁１３が目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射を実行するようにした。従って、筒内噴射弁１４から吸気系噴射弁１３への燃料噴射弁の適切な切り替え制御により機関運転中における安定した燃料噴射を保証することができる。

（３）筒内噴射弁１４からの燃料噴射を吸気系噴射弁１３からの燃料噴射に切り替えた場合、当該吸気系噴射弁１３は燃料を低い燃料圧力でもって噴射する低圧仕様であることから、同じ噴射量の燃料を噴射する場合でも燃料噴射時間が長くなり、高圧燃料を噴射する高圧仕様の筒内噴射弁１４に比して、燃料噴射不足を起こす可能性が低くなる。そのため、燃料噴射に使用する燃料噴射弁を筒内噴射弁１４から吸気系噴射弁１３に切り替えた場合には、目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射を良好に行うことができる。

（４）また、吸気系噴射弁１３における許容最小噴射量ｂ’は筒内噴射弁１４における許容最小噴射量ａ’よりも小さいものとされている。そのため、例えば目標噴射量が筒内噴射弁１４の許容最小噴射量ａ’よりも少なくて吸気系噴射弁１３の許容最小噴射量ｂ’よりも多い場合には、筒内噴射弁１４からの燃料噴射を吸気系噴射弁１３からの燃料噴射に切り替えたことにより、確実に前記目標噴射量に相当する噴射量の燃料噴射を実行できる。

（５）しかも、上記（１）〜（４）の効果を得るための部材構成としては、何ら新たな燃料噴射弁を開発導入する必要もなく、既設の吸気系噴射弁１３を利用できるため、燃料噴射制御に係る装置コストを増大させることもない。

なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・ 前記実施形態では、図４に示す燃料噴射制御処理ルーチンのステップＳ１１０において、電子制御装置４０は、目標噴射量のうち筒内噴射弁１４から噴射されることになる燃料噴射量が当該筒内噴射弁１４における許容最小噴射量ａ’よりも少ないか否かを判定したが、このステップＳ１１０での判定を噴射時間の対比に基づき行ってもよい。即ち、前記目標噴射量のうち筒内噴射弁１４から噴射されることになる燃料噴射量に基づき換算した燃料噴射時間が当該筒内噴射弁１４における許容最小噴射時間ａよりも短いか否かを判定するようにしてもよい。なお、燃料噴射時間は燃料噴射量を燃圧に基づき換算する。そして、そのステップＳ１１０での判定結果が肯定的判定である場合に、次のステップＳ１２０において、前記実施形態の場合と同様に、燃料噴射に使用する燃料噴射弁を筒内噴射弁１４から吸気系噴射弁１３に切り替えて「ポート噴射領域」での燃料噴射が実行されるようにすれば、前記実施形態における（１）〜（５）と実質同様の効果を得られる。

・ 前記実施形態では、筒外噴射弁たる吸気系噴射弁１３における許容最小噴射時間ｂ（許容最小噴射量ｂ’）を筒内噴射弁１４における許容最小噴射時間ａ（許容最小噴射量ａ’）よりも小さな値に設定されているものとしたが、必ずしもそのような構成でなくてよい。例えば、両者の許容最小噴射時間（許容最小噴射量）は同じ値に設定されているものであってもよい。

・ 前記実施形態では、筒内噴射弁１４を、燃料圧力が予め昇圧された高圧の燃料を噴射する高圧仕様の燃料噴射弁に構成する一方、吸気系噴射弁（筒外噴射弁）１３を、筒内噴射弁１４が噴射する高圧の燃料よりも燃料圧力が低い低圧の燃料を噴射する低圧仕様の燃料噴射弁に構成した。しかし、必ずしもそのような構成に限定されるものではない。例えば、両者が互いに同じ燃圧で燃料噴射を実行するものであってもよい。

・ 前記実施形態では、図４に示す燃料噴射制御処理ルーチンのステップＳ１００において、電子制御装置４０は、その判定時点における機関運転状態（内燃機関１０の運転領域＝噴射領域）が「筒内噴射領域」又は「ポート＋筒内噴射領域」の何れかであるか否かを判定するようにした。しかし、その判定時点において筒内噴射弁１４が燃料噴射を実行中であるか否かを判定するのではなく、前もって目標噴射量として設定された燃料噴射量の燃料噴射に用いられる燃料噴射弁の中に筒内噴射弁１４が含まれているか否かを判定するようにしてもよい。

・ 前記実施形態では、「筒外噴射弁」として吸気ポート１２に燃料を噴射する吸気系噴射弁１３を具体化したが、例えば、図示しないサージタンクに設けられて、当該サージタンク内へ内燃機関１０の始動時に燃料を噴射供給するコールドスタートインジェクタに具体化してもよい。

・ 前記実施形態では、内燃機関１０がＶ型６気筒のものに具体化したが内燃機関１０はＶ型６気筒のものに限定されるものではない。

本実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の全体構成を示す図。 機関運転状態との対応関係で用いられる燃料噴射弁による噴射領域を示す図。 本実施形態における各燃料噴射弁の噴射特性を示す図。 本実施形態における燃料噴射制御処理ルーチンのフローチャート。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…吸気ポート（吸気系）、１３…吸気系噴射弁（筒外噴射弁、燃料噴射手段）、１４…筒内噴射弁（燃料噴射手段）、４０…電子制御装置（判定手段、制御手段、燃料噴射制御装置）、ａ，ｂ…許容最小噴射時間、ａ’，ｂ’…許容最小噴射量。

Claims (6)

1. 燃焼室内に燃料を噴射供給する筒内噴射弁と機関吸気系に燃料を噴射供給する筒外噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記筒外噴射弁として、その許容最小噴射量が前記筒内噴射弁の許容最小噴射量よりも小さく設定されるものを備え、さらに、
   機関運転状態に応じて設定される目標噴射量のうちの前記筒内噴射弁の負担分が同噴射弁の許容最小噴射量よりも小さいか否かを判定する判定手段と、
   この判定手段により前記筒内噴射弁の負担分が同噴射弁の許容最小噴射量よりも小さい旨判定されることに基づいて、前記目標噴射量に相当する量の燃料噴射を前記筒外噴射弁により行う制御手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 燃焼室内に燃料を噴射供給する筒内噴射弁と機関吸気系に燃料を噴射供給する筒外噴射弁とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記筒外噴射弁として、その許容最小噴射時間が前記筒内噴射弁の許容最小噴射時間よりも小さく設定されるものを備え、さらに、
   機関運転状態に応じて設定される目標噴射量のうちの前記筒内噴射弁の負担分について、これを換算して得られる燃料噴射時間が同噴射弁の許容最小噴射時間よりも小さいか否かを判定する判定手段と、
   この判定手段により前記換算して得られる燃料噴射時間が同噴射弁の許容最小噴射時間よりも小さい旨判定されることに基づいて、前記目標噴射量に相当する量の燃料噴射を前記筒外噴射弁により行う制御手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記筒内噴射弁は、予め昇圧された高圧の燃料を噴射する高圧仕様の燃料噴射弁であり、前記筒外噴射弁は、前記筒内噴射弁よりも低圧の燃料を噴射する低圧仕様の燃料噴射弁である
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 請求項１〜３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、
   前記筒外噴射弁の許容最小噴射時間が前記筒内噴射弁の許容最小噴射時間よりも短く、且つ前記筒外噴射弁の許容最小噴射量が前記筒内噴射弁の許容最小噴射量よりも小さく、且つ前記筒外噴射弁の噴射時間に対する燃料噴射量の傾きが前記筒内噴射弁の噴射時間に対する燃料噴射量の傾きよりも小さい
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 請求項１〜４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、
   当該制御装置は、機関回転速度及び機関負荷に基づいて前記筒内噴射弁及び前記筒外噴射弁の燃料噴射態様を選択するものであり、同一の機関回転速度のもと、機関負荷が相対的に小さい低負荷領域では前記筒外噴射弁のみを用いる燃料噴射態様を選択し、機関負荷が相対的に大きい高負荷領域では前記筒内噴射弁のみを用いる燃料噴射態様を選択し、機関負荷がこれら低負荷領域及び高負荷領域の間にある中負荷領域では前記筒内噴射弁及び前記筒外噴射弁を用いる燃料噴射態様を選択するものである
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 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、
   前記判定手段は、前記筒内噴射弁を用いる燃料噴射態様が選択されていることに基づいて前記判定を行う
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。

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