JP4369514B2 - ２系統燃料噴射式内燃機関 - Google Patents

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Description

本発明は、吸気管噴射方式（Port Fuel Injection system）のインジェクタと筒内噴射方式（Direct Injection System）のインジェクタとの２つを備えた２系統燃料噴射式内燃機関に関する。
自動車の内燃機関においては、自動車を低速走行状態から急加速した場合などにノッキングが発生することがある。
ノッキングは、エンジン負荷と点火時期の不適合などにより、伝播火炎前方の未燃混合気が圧縮され高温になって自己着火し、燃焼時に生じる燃焼室内の大きな圧力波が燃焼室壁を加振する現象である。ノッキングの発生により、燃焼室内の温度や圧力の異常上昇が生じ、燃焼室が破損する恐れがある。そのため、従来より、ノッキング防止のためのさまざまな方策が講じられている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１においては、内燃機関の点火時期を制御する制御手段において、ノッキングの発生する恐れのない低負荷範囲では点火時期を最大トルク発生時期（ＭＢＴ:Minimum Spark Advance for Best Torque）に設定し、ノッキングの発生するおそれのある高負荷範囲では点火時期をノッキング検出に基づいてノッキング限界トルク発生時期（ＴＫ）に設定している。なお、ノッキング限界とは、点火時期を次第に進めてノック音（トレースノック）の聞こえ始めるときをいう。
特開平１０−１４１１９４号公報
しかし、上記特許文献１に記載された発明は、１気筒にひとつの燃料供給装置のみを用いる内燃機関において点火時期の制御を行う場合に適用するものである。
一方、燃料噴射方式としては、各気筒ごとの吸気管にインジェクタから燃料を噴射する吸気管噴射方式（Port Fuel Injection system,以下「PFI方式」と称する。）と、各気筒ごとのシリンダ内部に直接インジェクタから燃料を噴射する筒内噴射方式（Direct Injection System, 以下「DI方式」と称する。）とが存在する。ＰＦＩ方式は燃料と空気が均一に混合した状態を形成し易く、低回転時でもエンジンの性能を十分に発揮させることができる利点を持つ。一方、ＤＩ方式はシリンダ内部により多くの空気を吸入できるため、高回転時に高い性能を発揮させられる利点を持つ。そして、両方式の利点を活用して内燃機関の燃焼効率を高めるため、１気筒にＰＦＩ方式のインジェクタとＤＩ方式のインジェクタを並存させ、エンジンの回転数や負荷状態に応じて双方のインジェクタの燃料の噴出率を変化させる方式が考えられる。
しかし、ＤＩ方式とＰＦＩ方式とでは、最大トルク発生時期やノッキング限界トルク発生時期などのタイミングが異なる。そのため、両方式のインジェクタを並存させた場合に上記特許文献１に記載された発明を用いても最適な点火時期に合わせられないという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＦＩ方式およびＤＩ方式という２系統の燃料噴射方式を有する２系統燃料噴射式内燃機関において、簡易な演算処理によりノッキングの発生を回避し、最適な点火時期制御を可能とすることにある。
請求項１に記載の発明は、筒内噴射用インジェクタおよび吸気管噴射用インジェクタと、内燃機関の運転状態を検知する運転状態検知手段と、前記運転状態を監視するとともに前記運転状態に依存して前記筒内噴射用インジェクタおよび前記吸気管噴射用インジェクタのそれぞれの燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、前記筒内噴射用インジェクタのみを用いて燃料噴射をした場合の前記内燃機関の点火時期を筒内噴射最大トルク発生時期に略一致するよう前記内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第１点火時期マップ、および前記筒内噴射用インジェクタのみを用いて燃料噴射をした場合の前記内燃機関の点火時期を筒内噴射ノッキング限界トルク発生時期に略一致するよう前記内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第２点火時期マップ、および前記吸気管噴射用インジェクタのみを用いて燃料噴射をした場合の前記内燃機関の点火時期を吸気管噴射最大トルク発生時期に略一致するよう前記内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第３点火時期マップ、および前記吸気管噴射用インジェクタのみを用いて燃料噴射をした場合の前記内燃機関の点火時期を吸気管噴射ノッキング限界トルク発生時期に略一致するよう前記内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第４点火時期マップを備えた記憶手段と、前記筒内噴射用インジェクタおよび前記吸気管噴射用インジェクタがそれぞれ噴射する前記燃料噴射量の比率と前記４種類の点火時期マップの全てとを用いて行った演算の結果に基づいて、前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えたことを特徴とする２系統燃料噴射式内燃機関である。
請求項２に記載の発明は、前記運転状態検知手段が検知した運転状態において、前記第１ないし第４点火時期マップ中に割り付けられた値を参照して基本点火時期を算出し、前記燃料噴射量の比率に依存して前記第１点火時期マップの前記基本点火時期および前記第３点火時期マップの前記基本点火時期を補間演算した第１の補間値を算出するとともに、前記燃料噴射量の比率に依存して前記第２点火時期マップの前記基本点火時期および前記第４点火時期マップの前記基本点火時期を補間演算した第２の補間値を算出する点火時期算出手段を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の２系統燃料噴射式内燃機関である。
請求項３に記載の発明は、前記点火時期算出手段が、前記第１の補間値と前記第２の補間値とを比較していずれか遅角側の前記補間値を前記内燃機関の点火時期とすることを特徴とする、請求項２に記載の２系統燃料噴射式内燃機関である。
請求項４に記載の発明は、前記運転状態検知手段は、前記内燃機関の冷却水の水温を検知する水温検知手段を備え、前記点火時期算出手段は、前記冷却水の水温に依存して前記内燃機関の点火時期の補正量を算出することを特徴とする、請求項３に記載の２系統燃料噴射式内燃機関である。
請求項５に記載の発明は、前記運転状態検知手段は、内燃機関回転数検知手段と、内燃機関負荷検知手段とを備えたことを特徴とする、請求項１に記載の２系統燃料噴射式内燃機関である。
請求項６に記載の発明は、前記内燃機関負荷検知手段は、吸入空気量検知手段と、アクセル開度検知手段と、吸気管負圧検知手段とのうち少なくともいずれかを備えたことを特徴とする、請求項５に記載の２系統燃料噴射式内燃機関である。
請求項１に記載の発明によれば、筒内噴射用インジェクタおよび吸気管噴射用インジェクタがそれぞれ噴射する前記燃料噴射量の比率と第１〜第４の点火時期マップの全てとを用いて点火時期を制御することにより、簡易な演算処理によって、点火時期を最大トルク発生時期やノッキング限界トルク発生時期が異なるＤＩ方式とＰＦＩ方式にそれぞれ対応させることが可能になり、ＰＦＩ方式およびＤＩ方式という２系統の燃料噴射方式を有する２系統燃料噴射式内燃機関において簡易な演算処理によりノッキングの発生を回避し、最適な点火時期を設定することが可能となる。
請求項２および３に記載の発明によれば、ＰＦＩ方式およびＤＩ方式という２系統の燃料噴射方式を有する２系統燃料噴射式内燃機関において、内燃機関の運転状態に応じて筒内噴射用インジェクタと吸気管噴射用インジェクタとの燃料噴射量を調整しながら駆動させる場合であっても、前記４枚の点火時期マップを使用するのみで、複雑な演算処理を行うことなく、点火時期を常時内燃機関の運転状態に適した状態に維持し、ノッキングの発生を回避し、最適な点火時期に設定することが可能となる。
請求項４に記載の発明によれば、水温検知手段によって内燃機関の冷却水の水温を検知し、水温に依存して点火時期の補正量を算出することにより、点火時期に影響を及ぼしやすい内燃機関の暖気状態に基づいた点火時期の調整が可能になり、点火時期制御の精度をより高められる。
請求項５に記載の発明によれば、内燃機関の運転状態は、内燃機関回転数検知手段と内燃機関負荷検知手段によって検知でき、内燃機関の回転数と負荷をパラメータとした点火時期の制御を実現することができ、精度の高い最適な点火時期制御を実現できる。
請求項６に記載の発明によれば、吸入空気量検知手段、アクセル開度検知手段、吸気管負圧検知手段のうち少なくともいずれかを内燃機関負荷検知手段として備えることにより、内燃機関にかかった負荷量の正確な検知を実現し、点火時期制御を高い精度で行うことができる。
この発明の実施の形態に係るエンジンを示す断面図である。 同実施の形態に係るＰＦＩインジェクタが配設されたブロックの平面図である。 同実施の形態に係る図２の正面図である。 同実施の形態に係るエンジンにおける、制御ブロック図である。 同実施の形態に係るエンジンにおける、点火時期マップの模式図である。 同実施の形態に係るエンジンにおける、補正量マップの模式図である。 同実施の形態に係るエンジンにおける、点火時期制御の原理を示す模式図である。 同実施の形態に係るエンジンにおける、点火時期制御手順を示すフローチャートである。
以下、この発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図８には、この発明の実施の形態を示す。
まず構成を説明すると、図１中符号１１は「内燃機関」であるＶ型６気筒エンジンで、各気筒１２毎に、吸気ポート１３及び排気ポート１４が形成されると共に、各気筒１２毎に筒内噴射インジェクタ（以下「ＤＩインジェクタ」という）１５と吸気管噴射インジェクタ（以下「ＰＦＩインジェクタ」という）１６とが配設されている。このＤＩインジェクタ１５から気筒１２内（燃焼室内）に直接燃料が噴射されて気筒１２内で空気と混合されると共に、ＰＦＩインジェクタ１６から吸気ポート１３内に燃料が噴射され、吸気ポート１３内を流れる空気と混合されて気筒１２内に吸い込まれ、所定の時期で点火プラグ１４ａが点火されることにより、燃焼されるように構成されている。
また、各気筒１２毎に、吸気ポートを開閉する吸気バルブ１８及び排気ポートを開閉する排気バルブ１９が配設され、吸気バルブ１８が開かれることにより、サージタンク２０から吸気ポート１３を介して気筒１２内（燃焼室内）に清浄な空気が吸入されるようになっている。
そして、各気筒１２毎に設けられた各ＤＩインジェクタ１５はＤＩデリバリパイプ２３で、各ＰＦＩインジェクタ１６はＰＦＩデリバリパイプ２４で連結され、そのＤＩデリバリパイプ２３は、筒内噴射系配管（以下「ＤＩ配管」という）２６により燃料タンク２８に環流するように接続され、ＰＦＩデリバリパイプ２４も吸気管噴射系配管（以下「ＰＦＩ配管」という）２７により燃料タンク２８に接続されている（図１乃至図４参照）。
そのＤＩデリバリパイプ２３には、図４に示すように、フューエルポンプ３１及び高圧ポンプ３２にて燃料が所定の高い圧力で送られ、ＰＦＩデリバリパイプ２４には、フューエルポンプ３１にて燃料がＤＩデリバリパイプ２３側より低い圧力で送られるようになっている。ＤＩインジェクタ１５は、高圧の気筒１２内に直接燃料を噴射するため、高い圧力が必要となる。
これら各インジェクタ１５，１６は、各ポンプ３１，３２により、所望の燃料圧力で送られてきた燃料を図示省略のソレノイドバルブが所定時間（噴射時間）開くことにより、所望の量の燃料を噴射できるように構成されている。
これら各インジェクタ１５，１６は、「制御手段」としてのエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）３５に接続され、ソレノイドバルブの開閉時期及び開閉時間が制御されるようになっている。
また、このＥＣＵ３５には、そのＤＩデリバリパイプ２３に配設された燃料圧力センサ３６及び燃料温度センサ３７が接続されると共に、このＥＣＵ３５には、内燃機関回転数検知手段としてのエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３８及び、内燃機関負荷検知手段としてのエンジン負荷を検出するエンジン負荷センサ３９、水温検知手段としてのエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ４１が接続されている。エンジン回転数センサ３８、エンジン負荷センサ３９により、エンジン運転状態が検知され、水温センサ４１によりエンジン温度状態が検知されるようになっている。
内燃機関の運転状態を検知する運転状態検知手段は、前記内燃機関回転数検知手段、前記内燃機関負荷検知手段、前記水温検知手段等からなる。
そのエンジン負荷センサ３９としては、例えば吸入空気量を検出する吸入空気量検知手段としての吸入空気量検知センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度検知手段としてのアクセル開度検知センサ、又は吸気管負圧を検出する吸気管負圧検知手段としての吸気管負圧検知センサ等の何れかを用いることができる。
このＥＣＵ３５には、各種のアクチュエータ４０が接続され、このアクチュエータ４０がＥＣＵ３５からの信号により制御されるように構成されている。ＥＣＵ３５は、エンジン回転数センサ３８及び、エンジン負荷センサ３９、水温センサ４１からの情報を所定のサンプリング時間ごとに取得し、ＤＩインジェクタ１５およびＰＦＩインジェクタ１６がそれぞれ気筒１２内に燃料を噴射するのに必要とされる要求噴射量を求める。
そして、このＥＣＵ３５により、燃焼室内の混合気に点火する点火時期が制御されるように構成されている。
詳しくは、ＥＣＵ３５の備える記憶手段（記憶部３５ａ）には内燃機関の運転状態に応じた点火時期マップが記憶され、ＥＣＵ３５の中央演算手段（中央演算部３５ｂ）はこれらのマップの値を用い、実装されたソフトウェアなどに基づいて演算を行うことで内燃機関の運転状態に応じた点火時期の制御を行う。
また、ＥＣＵ３５の中央演算手段３５ｂは、記憶部３５ａに記憶された各種プログラム等と協働し、ＤＩインジェクタ１５やＰＦＩインジェクタ１６の燃料噴射量を制御する噴射量制御手段（噴射量制御部３５ｃ）や、気筒１２の点火時期を制御する点火時期制御手段（点火時期制御部３５ｄ）や、気筒１２の点火時期を算出する点火時期算出手段（点火時期算出部３５ｅ）などの機能を実現する。
ＥＣＵ３５は、点火時期マップとして４枚の点火時期マップと補正量マップとを備えている。
図５に、ＥＣＵ３５の備える４枚の点火時期マップの模式図を示す。４枚の点火時期マップとしては、（１）ＤＩインジェクタ１５のみを用いて燃料噴射をした場合の内燃機関の点火時期を最大トルク発生時期（Minimum Spark Advance for Best Torque 以下「ＭＢＴ」と称する。）に略一致するよう内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第１点火時期マップ（Ａ）、（２）ＤＩインジェクタ１５のみを用いて燃料噴射をした場合の内燃機関の点火時期をノッキング限界トルク発生時期（以下「ＴＫ」と称する。）に略一致するよう内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第２点火時期マップ（Ｂ）、（３）ＰＦＩインジェクタ１６のみを用いて燃料噴射をした場合の内燃機関の点火時期をＭＢＴに略一致するよう内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第３点火時期マップ（Ｃ）、（４）ＰＦＩインジェクタ１６のみを用いて燃料噴射をした場合の内燃機関の点火時期をＴＫに略一致するよう内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第４点火時期マップ（Ｄ）、の４枚が備えられている。各点火時期マップは、エンジン回転数（ｒｐｍ）とエンジン負荷とをパラメータとし、ＷＯＴ(Wide Open Throttle)までの値について、一定間隔ごとに点火時期の値が割り付けられている。
図６に、補正量マップの模式図を示す。補正量マップは、エンジン冷却水の水温をパラメータとし、Ａ℃、Ｂ℃、・・・Ｎ℃（Ａ、Ｂ、・・・Ｎは所定の値）について、点火時期を補正する補正量（補正角の値）が割り付けられている。
ＥＣＵ３５は、４枚の点火時期マップの値と、補正量マップの値とを用いて気筒１２における点火時期を算出する点火時期算出手段としての機能や、点火時期に点火プラグ１４ａを発火させる指令を出す点火時期制御手段としての機能を有する。
図７は、この実施の形態におけるＥＣＵ３５の点火時期制御の原理を示す模式図である。同図において、横軸は点火時期Ｉｇ．Ｔ（右方向が進角側、左方向が遅角側）を示し、縦軸はトルクを示す。
エンジン点火時期に対するトルクの値を図示した場合、山型の曲線（以下この曲線を「点火時期−トルク曲線」と称する。）を描くことになり、点火時期−トルク曲線の頂点がＭＢＴを示し、頂点の一方側にＴＫがくる。点火時期−トルク曲線の形状や、曲線の頂点、曲線上のＴＫの位置は、ＤＩインジェクタ１５を用いた場合とＰＦＩインジェクタ１６を用いた場合で相違する。従って、例えば、エンジン回転数センサ３８およびエンジン負荷センサ３９がひとつのサンプリング時間においてひとつの値を取得し、このときの値を図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す点ｒ１〜ｒ４（すべて図上の同一の点）とすると、図７に示すとおり、ｒ１およびｒ２はひとつの点火時期−トルク曲線（図７のＤＩ＝１００％の曲線）上の点となり、ｒ３およびｒ４は他の点火時期−トルク曲線（図７のＰＦＩ＝１００％の曲線）上の点となる。
エンジンの運転状態に応じてＤＩインジェクタ１５とＰＦＩインジェクタ１６との燃料噴射量を調整しながら駆動させる場合には、両インジェクタ１５、１６の燃料噴射量の比率に依存して補間した値をとると、図７に示すとおり、ひとつの点火時期−トルク曲線（ＤＩ＝１００％の曲線）と他の点火時期−トルク曲線（ＰＦＩ＝１００％の曲線）との間に補間値の点火時期−トルク曲線（中間の曲線）が形成される。補間値の点火時期−トルク曲線上において、ｒ１とｒ３とを結ぶ直線との交点には第１の補間値ｒ５が形成され、ｒ２とｒ４とを結ぶ直線との交点には第２の補間値ｒ６が形成される。
第１の補間値ｒ５と第２の補間値ｒ６とのうち、遅角側に位置する値を気筒１２の点火時期とすれば、ＤＩインジェクタ１５およびＰＦＩインジェクタ１６をいかなる燃料噴射量の比率で用いても、気筒１２にノッキングの発生を回避し、最適な点火時期制御を行うことができる。したがって、図７に示す場合は、第２の補間値ｒ６を気筒１２の点火時期として適用する。
図８は、この実施の形態のエンジンの点火時期制御手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに即してこの実施形態の作用を説明する。
ＥＣＵ３５は、所定のサンプリング時間ごとにエンジン回転数センサ３８、エンジン負荷センサ３９、水温センサ４１の値を読み込む（ステップＳ１）。ＥＣＵ３５は、ステップＳ１で読み込んだエンジン回転数の値とエンジン負荷の値よりＤＩインジェクタ１５およびＰＦＩインジェクタ１６の燃料噴射量の比率（燃料噴射比率）を設定する（ステップＳ２）。なお、算出の結果により、ＤＩインジェクタ１５のみ燃料を噴射する場合、およびＰＦＩインジェクタ１６のみ燃料を噴射する場合、ＤＩインジェクタ１５およびＰＦＩインジェクタ１６の双方が燃料を噴射する場合、という３通りの場合が生ずる。
ＥＣＵ３５は、第１〜第４点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）を読み込む（ステップＳ３）。
ＥＣＵ３５は、さらに、読み込んだ水温センサ４１の値をもとに補正量マップを読み込む（ステップＳ４）。
ＥＣＵ３５は、以下（１）〜（４）の演算を行い、点火時期を算出する（ステップＳ５）。
（１） ＥＣＵ３５は、ステップＳ１で読み込んだエンジン回転数と吸入空気量の値、およびステップＳ３で読み込んだ４枚の点火時期マップに基づき、
（ａ）第１点火時期マップ（Ａ）に基づく、ＤＩインジェクタ１５の燃料噴射量の比率が１００％のときのＭＢＴにおける点火時期
（ｂ）第２点火時期マップ（Ｂ）に基づく、ＤＩインジェクタ１５の燃料噴射量の比率が１００％のときのＴＫにおける点火時期
（ｃ）第３点火時期マップ（Ｃ）に基づく、ＰＦＩインジェクタ１６の燃料噴射量の比率が１００％のときのＭＢＴにおける点火時期
（ｄ）第４点火時期マップ（Ｄ）に基づく、ＰＦＩインジェクタ１６の燃料噴射量の比率が１００％のときのＴＫにおける点火時期
の値をそれぞれ基本点火時期として算出する。
読み込んだエンジン回転数の値とエンジン負荷の値とが、第１〜第４点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）上に割り付けられた値に一致する場合には、各点火時期マップ上の値を（ａ）〜（ｄ）の点火時期とする。
読み込んだエンジン回転数の値とエンジン負荷の値とが第１〜第４点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）上に割り付けられた値に一致しない場合には、各点火時期マップ上の近傍の値をもとに値を算出する。たとえば、図５に示すように、エンジン回転数の値とエンジン負荷の値とが、点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）において、割り付けられていない点である点Ｐを示す場合、点Ｐと、点Ｐの周囲４近傍における割り付けられた値である点ｑ1〜ｑ4との距離をそれぞれ算出し、点ｑ1〜ｑ4の値に、点ｑ1から点Ｐまでの距離、・・・点ｑ4から点Ｐまでの距離、にそれぞれ依存した値を乗じ、乗じた結果得た値を点Ｐの点火時期の値とする。
（２） （１）で算出した（ａ）の値と（ｃ）の値を補間演算した値を第１の補間値Ｉｇ．Ｔ（ＭＢＴ）とする。補間演算は、（ａ）の値と（ｃ）の値からステップＳ２で算出したＤＩインジェクタ１５とＰＦＩインジェクタ１６の燃料噴射量の比率に依存した値を算出する。たとえば、燃料噴射量の比率がＤＩインジェクタ１５が６０％、ＰＦＩインジェクタ１６が４０％の場合、（ａ）×０．６＋（ｃ）×０．４のような演算により値を算出する。
（３） （１）で算出した（ｂ）の値と（ｄ）の値を補間演算した値を第２の補間値Ｉｇ．Ｔ（ＴＫ）とする。補間演算は、上記（２）と同様に行う。
（４） 第１の補間値Ｉｇ．Ｔ（ＭＢＴ）と第２の補間値Ｉｇ．Ｔ（ＴＫ）とを比較し、これらのうちいずれか遅角側の値に、ステップＳ４で読み込んだ補正量を加えた値を点火時期Ｉｇ．Ｔとして算出する。
ステップＳ５の手順ののち、ＥＣＵ３５は、ステップＳ５で算出した点火時期において気筒１２内の燃料に点火を行う（ステップＳ６）。
以上の手順はエンジン停止まで繰り返される（ステップＳ７）。
以上、この実施の形態においては、ＥＣＵ３５がＤＩ方式における第１および第２点火時期マップと、ＰＦＩ方式における第３および第４時期マップとを用いて気筒１２の点火時期を制御することにより、簡易な制御によって、気筒１２の点火時期をＭＢＴやＴＫにそれぞれ対応させることが可能になる。
この実施の形態によれば、第１ないし第４点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）中に割り付けられた値を参照して点火時期（ａ）〜（ｄ）を算出することにより、各点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）の領域内において値の割り付けが存在しない箇所も、各点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）をもとに値を簡易に算出することが可能になる。
また、この実施の形態によれば、第１ないし第４点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）をＤＩインジェクタ１５のみ、またはＰＦＩインジェクタ１６のみを用いて燃料噴射した場合の点火時期のみを割り付けることにより、マップを作成する際に両インジェクタ１５、１６を併用し燃料噴射量を調整しながら実験を繰り返す手間が省け、少ない工程で正確な点火時期マップ（Ａ）〜（Ｄ）を作成できる。
また、この実施の形態によれば、ＤＩ方式およびＰＦＩ方式の最大トルク発生時期の点火時期マップ（Ａ）（Ｃ）を用い、燃料噴射量の比率に依存して補間演算して第１の補間値を算出し、同様に、ＤＩ方式およびＰＦＩ方式のノッキング限界トルク発生時期の点火時期マップ（Ｂ）（Ｄ）を用い、燃料噴射量の比率に依存して補間演算して第２の補間値を算出し、第１の補間値と第２の補間値とのいずれか遅角側を気筒の点火時期とすることにより、ＰＦＩ方式およびＤＩ方式という2系統の燃料噴射方式を併有する内燃機関において、エンジンの運転状態に応じてＤＩインジェクタ１５とＰＦＩインジェクタ１６との燃料噴射量を調整しながら駆動させる場合であっても、４枚の点火時期マップを使用するのみで、複雑な演算処理を行うことなく、点火時期を常時エンジンの運転状態に適した状態に維持することができる。
この実施の形態によれば、エンジン回転数センサ３８とエンジン負荷センサ３９によって、エンジンの回転数と負荷を検知でき、エンジンの回転数とエンジンの負荷とをパラメータとした点火時期の制御を実現できる。
この実施の形態によれば、吸入空気量検知センサ、アクセル開度検知センサ、吸気管負圧検知センサのうち少なくともいずれかを内燃機関負荷検知手段として備えることにより、エンジンにかかった負荷量を正確に検知できる。
この実施の形態によれば、水温センサ４１によってエンジンの冷却水の水温を検知し、水温に依存して点火時期の補正量を算出することにより、点火時期に影響を及ぼしやすいエンジンの暖気状態に基づいて点火時期を調整できる。
なお、上記実施の形態においては、エンジンの冷却水の水温に基づいて補正量を算出したが、エンジンの運転状態を反映し、定常的に値を検知できるものであればどのようなものを用いてもよい。
また、上記実施の形態においては、各気筒１２ごとにＤＩインジェクタ１５とＰＦＩインジェクタ１６とを設けたが、両インジェクタ１５、１６の設置個数は各気筒ごとに１個づつでなくてもよい。上記実施の形態以外の両インジェクタ１５、１６の設置形態としては、例えば、各気筒１２ごとにＤＩインジェクタ１５を設け、各気筒１２の吸気ポート１３に配設される吸気管の上流側を１本に束ね、束ねられた吸気管部分にひとつのＰＦＩインジェクタ１６を設ける構成などが考えられる。
上記実施の形態は本発明の実施の態様の一例を示すものであり、本発明がこの実施の形態のみに限定されることを示すものではないことは、いうまでもない。
 符号の説明
１１・・・エンジン
１２・・・気筒
１５・・・ＤＩインジェクタ
１６・・・ＰＦＩインジェクタ
３５・・・ＥＣＵ
３８・・・エンジン回転数センサ
３９・・・エンジン負荷センサ
４０・・・アクチュエータ
４１・・・水温センサ

Claims (6)

  1. 筒内噴射用インジェクタおよび吸気管噴射用インジェクタと、
    内燃機関の運転状態を検知する運転状態検知手段と、
    前記運転状態を監視するとともに前記運転状態に依存して前記筒内噴射用インジェクタおよび前記吸気管噴射用インジェクタのそれぞれの燃料噴射量を制御する噴射量制御手段と、
    前記筒内噴射用インジェクタのみを用いて燃料噴射をした場合の前記内燃機関の点火時期を筒内噴射最大トルク発生時期に略一致するよう前記内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第１点火時期マップ、および前記筒内噴射用インジェクタのみを用いて燃料噴射をした場合の前記内燃機関の点火時期を筒内噴射ノッキング限界トルク発生時期に略一致するよう前記内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第２点火時期マップ、および前記吸気管噴射用インジェクタのみを用いて燃料噴射をした場合の前記内燃機関の点火時期を吸気管噴射最大トルク発生時期に略一致するよう前記内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第３点火時期マップ、および前記吸気管噴射用インジェクタのみを用いて燃料噴射をした場合の前記内燃機関の点火時期を吸気管噴射ノッキング限界トルク発生時期に略一致するよう前記内燃機関の運転状態に基づいて割り付けた第４点火時期マップを備えた記憶手段と、
    前記筒内噴射用インジェクタおよび前記吸気管噴射用インジェクタがそれぞれ噴射する前記燃料噴射量の比率と前記４種類の点火時期マップの全てとを用いて行った演算の結果に基づいて、前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御手段と
    を備えたことを特徴とする2系統燃料噴射式内燃機関。
  2. 前記運転状態検知手段が検知した運転状態において、前記第１ないし第４点火時期マップ中に割り付けられた値を参照して基本点火時期を算出し、前記燃料噴射量の比率に依存して前記第１点火時期マップの前記基本点火時期および前記第３点火時期マップの前記基本点火時期を補間演算した第１の補間値を算出するとともに、前記燃料噴射量の比率に依存して前記第２点火時期マップの前記基本点火時期および前記第４点火時期マップの前記基本点火時期を補間演算した第２の補間値を算出する点火時期算出手段を備えた
    ことを特徴とする、請求項１に記載の２系統燃料噴射式内燃機関。
  3. 前記点火時期算出手段が、前記第１の補間値と前記第２の補間値とを比較していずれか遅角側の前記補間値を前記内燃機関の点火時期とすることを特徴とする、請求項２に記載の２系統燃料噴射式内燃機関。
  4. 前記運転状態検知手段は、前記内燃機関の冷却水の水温を検知する水温検知手段を備え、
    前記点火時期算出手段は、前記冷却水の水温に依存して前記内燃機関の点火時期の補正量を算出する
    ことを特徴とする、請求項３に記載の２系統燃料噴射式内燃機関。
  5. 前記運転状態検知手段は、
    内燃機関回転数検知手段と、
    内燃機関負荷検知手段と
    を備えたことを特徴とする、請求項１に記載の2系統燃料噴射式内燃機関。
  6. 前記内燃機関負荷検知手段は、
    吸入空気量検知手段と、
    アクセル開度検知手段と、
    吸気管負圧検知手段と
    のうち少なくともいずれかを備えたことを特徴とする、請求項５に記載の２系統燃料噴射式内燃機関。
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