JP5141435B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射制御装置に関し、更に詳しくは、内燃機関の吸気経路に燃料を噴射する吸気経路燃料噴射弁および内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁を備える燃料噴射制御装置に関する。

内燃機関の燃料噴射制御装置には、吸気経路に燃料を噴射する吸気経路燃料噴射弁および筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁の２つの燃料噴射弁を備えるものがある。このような燃料噴射制御装置では、内燃機関の１サイクル当たりの燃料噴射量の燃料を吸気経路燃料噴射弁、あるいは筒内燃料噴射弁の少なくともいずれか一方により噴射し、内燃機関に供給する。ここで、内燃機関の始動時における吸気経路燃料噴射弁および筒内燃料噴射弁による燃料の噴射制御には、吸気経路燃料噴射弁のみにより設定された燃料噴射量の燃料を噴射する始動時吸気経路噴射制御と、筒内燃料噴射弁のみにより設定された燃料噴射量の燃料を圧縮行程において１回で噴射する始動時筒内噴射制御とが考えられる。

従来では、特許文献１に示すように、内燃機関の始動時に第１回目または数回目までは始動時筒内噴射制御を行い、それ以降は始動時吸気経路噴射制御および始動時筒内噴射制御を行う燃料噴射制御装置が提案されている。特許文献１に示す燃料噴射制御装置は、冷間始動時におけるＨＣ排出量と燃焼安定性とを最適に両立させることができるものである。

特開２００６−２７４９４９号公報

ところで、内燃機関の始動時では、始動時における内燃機関を循環する冷却水の温度や機関回転数に基づいて固定された燃料噴射量が設定される。これは、始動時では、回転数が急変するため吸入空気量に基づいて内燃機関の始動時に筒内に充填される空気量である筒内充填空気量を設定することができず、排気経路に設けられたＡ／Ｆセンサが未活性なためＡ／Ｆセンサにより検出された空燃比に基づいた燃料噴射量のフィードバック制御を行うことができないためである。

ここで、筒内燃料噴射弁による燃料噴射、特に設定された燃料噴射量の燃料を筒内燃料噴射弁により圧縮行程において１回で噴射する場合においては、成層燃焼となるため筒内に、点火プラグ近傍領域の混合気が筒内の他の領域の混合気よりもリッチ側となる成層混合気が形成されるので、点火プラグ近傍領域の混合気が可燃範囲を超えてリッチとならないように、筒内全体がリーンとなるように燃料噴射量が設定される。つまり、始動時筒内噴射制御を行う場合は、リッチ側となると燃焼が悪化する虞がある。

従って、前記内燃機関の始動開始直後に、始動時筒内噴射制御を行う場合、内燃機関の始動時に筒内に充填される空気量である筒内充填空気量が内燃機関の始動時に通常の筒内充填空気量よりも少なくなる筒内充填空気量減少状態となると、内燃機関の始動時における燃焼が悪化する虞がある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の始動時における燃焼が悪化することを抑制することができる燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明では、内燃機関の吸気経路に燃料を噴射する吸気経路燃料噴射弁および前記内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁による前記燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御装置において、前記内燃機関の１サイクル当たりの燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段、を備え、前記内燃機関の始動時に吸気バルブの閉タイミングが、ピストンの下死点から遅角側である基準閉タイミングに対して所定値以上遅角側でない場合は、前記内燃機関の始動開始直後に、前記設定された燃料噴射量の燃料を前記筒内燃料噴射弁による噴射により、前記内燃機関に供給する始動時筒内噴射制御を行うとともに、前記始動時筒内噴射制御後に、吸気経路の吸気圧力あるいは吸気圧力に影響を与える物理量の少なくともいずれかに基づいて設定された切替条件が成立すると、前記設定された燃料噴射量の燃料を前記吸気経路燃料噴射弁による噴射、および当該内燃機関の圧縮行程における前記筒内燃料噴射弁による噴射により前記内燃機関に供給する始動時分割噴射制御を行い、前記閉タイミングが基準閉タイミングに対して前記所定値以上遅角側である場合は、前記内燃機関の始動開始直後に、前記設定された燃料噴射量の燃料を前記吸気経路燃料噴射弁による噴射により、前記内燃機関に供給する始動時吸気経路噴射制御を行うことを特徴とする。

また、上記燃料噴射制御装置において、前記設定された燃料噴射量を補正する噴射量補正手段をさらに備え、前記噴射量補正手段は、前記始動時筒内噴射制御時および前記始動時分割噴射制御時に、前記内燃機関の始動時における大気圧が基準大気圧に対して減少、あるいは前記内燃機関の始動時に吸気バルブの閉タイミングが前記基準閉タイミングに対して前記所定値未満遅角側のいずれか１つに応じて前記燃料噴射量を減少補正することが好ましい。

本発明にかかる燃料噴射制御装置は、内燃機関の始動開始直後に始動時筒内噴射制御を行う場合に、筒内充填空気量減少状態となると、始動時吸気経路噴射制御に切り替える。従って、前記内燃機関の始動開始直後に、始動時筒内噴射制御を行う場合であっても、吸気バルブの閉タイミングが基準閉タイミングに対して所定値以上遅角側でない場合は、筒内の空気充填効率が通常の筒内の空気充填効率よりも低く、筒内の空燃比がリッチ側となり、始動時筒内噴射制御により点火プラグ近傍領域の混合気が可燃範囲を超えてリッチとなる虞がある場合には、始動時筒内噴射制御を禁止するので、内燃機関の始動時における燃焼が悪化することを抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明にかかる燃料噴射制御装置は、始動時筒内噴射制御後に始動時分割噴射制御を行うので、内燃機関の始動時にまず始動時筒内噴射制御を行うことで機関回転数を上昇し、吸気圧力が低下した後に、始動時分割噴射制御を行うので、吸気経路燃料噴射弁により噴射された燃料が筒内に確実に導入され、内燃機関の始動時における燃焼形態が成層燃焼から弱成層燃焼に切り替わる。従って、始動性を確保しつつ、燃費の向上およびエミッションの悪化の抑制を図ることができるという効果を奏する。

また、本発明にかかる燃料噴射制御装置は、噴射量補正手段により始動時筒内噴射制御および始動時分割噴射制御における燃料噴射量が筒内充填空気量の減少に応じて減少するので、筒内燃料噴射弁により筒内に噴射される燃料が減少する。従って、筒内の空気充填効率が通常の筒内の空気充填効率よりも低く、筒内の空燃比がリッチ側となる場合に、筒内燃料噴射弁により筒内に噴射される燃料を減少することができ、始動時筒内噴射制御および始動時分割噴射制御により点火プラグ近傍領域の混合気が可燃範囲を超えてリッチとなることを抑制することができ、内燃機関の始動時における燃焼が悪化することを抑制することができるという効果を奏する。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施の形態１］
図１は、本発明にかかる内燃機関の構成例を示す図である。同図に示すように、実施の形態１にかかる内燃機関１−１は、燃料供給装置２と、複数の気筒３０ａ〜３０ｄ（実施の形態１では、直列４気筒）により構成される内燃機関本体３と、バルブ装置４と、内燃機関本体３に接続される吸気経路５と、内燃機関本体３に接続される排気経路６と、内燃機関１−１の運転を制御する制御装置であるＥＣＵ７とにより構成されている。なお、８は、図示しない運転者が操作するアクセルペダルの開度であるアクセル開度を検出し、ＥＣＵ７に出力するアクセル開度センサである。

燃料供給装置２は、燃料タンク２３内に貯留されている燃料、例えばガソリンを内燃機関１−１に供給するものである。燃料供給装置２は、吸気経路燃料噴射弁２１と、筒内燃料噴射弁２２と、燃料タンク２３と、低圧燃料ポンプであるＰＦＩ燃料ポンプ２４と、高圧燃料ポンプであるＤＩ燃料ポンプ２５と、ＰＦＩ燃料ポンプ２４と吸気経路燃料噴射弁２１とを接続するＰＦＩ燃料配管２６と、ＰＦＩ燃料配管２６とＤＩ燃料ポンプ２５とを接続する分岐配管２７と、ＤＩ燃料ポンプ２５と筒内燃料噴射弁２２とを接続するＤＩ燃料配管２８と、ＤＩ燃料圧力センサ２９とにより構成されている。

筒内燃料噴射弁２２（以下、単に「ＤＩ２２」と称することがある。）は、内燃機関本体３の各気筒３０ａ〜３０ｄにそれぞれ対応して設けられており、各気筒３０ａ〜３０ｄの筒内、すなわち燃焼室ＡにＰＦＩ燃料ポンプ２４およびＤＩ燃料ポンプ２５により加圧された燃料タンク２３の燃料をそれぞれ噴射することで、内燃機関１−１に燃料を供給するものである。各ＤＩ２２は、ＥＣＵ７とそれぞれ接続されており、ＤＩ２２による燃料噴射量や噴射時期などの制御、すなわち噴射制御がＥＣＵ７により行われる。

吸気経路燃料噴射弁２１（以下、単に「ＰＦＩ２１」と称することがある。）は、内燃機関本体３の各気筒３０ａ〜３０ｄにそれぞれ対応して設けられており、内燃機関１−１の吸気経路５、ここでは、各気筒３０ａ〜３０ｄにそれぞれ対応してシリンダヘッド３２に形成された吸気ポート３７にＰＦＩ燃料ポンプ２４により加圧された燃料タンク２３の燃料をそれぞれ噴射することで、内燃機関１−１に燃料を供給するものである。各ＰＦＩ２１は、ＥＣＵ７とそれぞれ接続されており、ＰＦＩ２１による燃料噴射量や噴射時期などの制御、すなわち噴射制御がＥＣＵ７により行われる。

燃料タンク２３は、燃料を貯留するものである。燃料タンク２３に貯留されている燃料は、ＰＦＩ燃料ポンプ２４により加圧され、ＰＦＩ燃料としてＰＦＩ燃料配管２６に吐出される。従って、ＰＦＩ燃料は、ＰＦＩ燃料配管２６を介して各ＰＦＩ２１に供給され、ＰＦＩ燃料配管２６および分岐配管２７を介してＤＩ燃料ポンプ２５に供給される。

ＤＩ燃料ポンプ２５は、ＰＦＩ燃料をさらに加圧するものである。ＤＩ燃料ポンプ２５は、例えばバルブ装置４のインテークカムシャフト４３に取り付けられた図示しないポンプ用駆動カムが回転することによって駆動するものである。インテークカムシャフト４３は、クランクシャフト３５の回転に連動して回転するものである。つまり、ＤＩ燃料ポンプ２５は、内燃機関１−１の出力によって駆動するものである。

ＤＩ燃料ポンプ２５には、図示しない電磁スピル弁が備えられており、電磁スピル弁により、ＤＩ燃料ポンプ２５に流入するＰＦＩ燃料の流入量を調整し、ＤＩ燃料ポンプ２５により加圧され、ＤＩ燃料としてＤＩ燃料配管２８に吐出されるＤＩ燃料の圧力を調整するものである。ここで、電磁スピル弁は、ＥＣＵ７と接続されており、ＥＣＵ７によりデューディ比が制御される。従って、ＤＩ燃料ポンプ２５から吐出されるＤＩ燃料の圧力などの制御、すなわち圧力制御は、図示しない電磁スピル弁を用いてＥＣＵ７により行われる。

ＤＩ燃料圧力センサ２９は、圧力検出手段であり、ＤＩ燃料の圧力であるＤＩ燃料圧力Ｐを検出するものである。ＤＩ燃料圧力センサ２９は、ＤＩ燃料配管２８に設けられており、ＤＩ燃料配管２８を介してＤＩ燃料ポンプ２５により加圧され各ＤＩ２２に供給されるＤＩ燃料を検出することができる。ＤＩ燃料圧力センサ２９は、ＥＣＵ７と接続されており、検出されたＤＩ燃料圧力ＰがＥＣＵ７に出力される。

内燃機関本体３は、シリンダブロック３１と、シリンダブロック３１に固定されたシリンダヘッド３２と、各気筒３０ａ〜３０ｄにそれぞれ対応して設けられたピストン３３および連結するコンロッド３４と、クランクシャフト３５と、気筒３０ａ〜３０ｄごとに設けられる点火プラグ３６とにより構成されている。ここで、内燃機関本体３の各気筒３０ａ〜３０ｄには、ピストン３３と、シリンダブロック３１と、シリンダヘッド３２とにより燃焼室Ａがそれぞれ形成されている。シリンダヘッド３２には、各気筒３０ａ〜３０ｄにそれぞれ対応して吸気ポート３７および排気ポート３８が形成されており、それぞれ吸気経路５および排気経路６に接続されている。各ピストン３３は、コンロッド３４に回転自在に支持されており、各コンロッド３４は、クランクシャフト３５に回転自在に支持されている。つまり、クランクシャフト３５は、各ピストン３３が筒内、すなわち燃焼室Ａ内の吸入空気と燃料とからなる混合気が燃焼することにより、シリンダブロック３１内を往復運動することで、回転するものである。なお、各吸気ポート３７は吸気経路５の一部を構成し、各排気ポート３８は排気経路６の一部を構成する。

点火プラグ３６は、各気筒３０ａ〜３０ｄに対応してそれぞれ設けられており、点火し、各気筒３０ａ〜３０ｄの燃焼室Ａ内の混合気を着火させるものである。各点火プラグ３６は、ＥＣＵ７にそれぞれ接続されており、点火時期などの制御、すなわち点火制御がＥＣＵ７により行われる。なお、３９は、クランクシャフト３５の角度であるクランク角度（ＣＡ）を検出し、ＥＣＵ７に出力するクランク角度センサである。なお、ＥＣＵ７は、クランク角度センサ３９により検出されたクランク角度から内燃機関１−１の機関回転数の算出や各気筒３０ａ〜３０ｄの気筒の判別を行う。

バルブ装置４は、吸気バルブ４１および排気バルブ４２の開閉を行うものである。バルブ装置４は、各気筒３０ａ〜３０ｄにそれぞれ対応して設けられた吸気バルブ４１および排気バルブ４２と、インテークカムシャフト４３と、エキゾーストカムシャフト４４と、吸気バルブタイミング機構４５とにより構成されている。各吸気バルブ４１は、吸気ポート３７と燃焼室Ａとの間に配置され、インテークカムシャフト４３が回転することにより開閉が行われる。また、各排気バルブ４２は、排気ポート３８と燃焼室Ａとの間に配置され、エキゾーストカムシャフト４４が回転することにより開閉が行われる。インテークカムシャフト４３およびエキゾーストカムシャフト４４は、タイミングチェーンなどの伝達手段を介してクランクシャフト３５に連結されており、このクランクシャフト３５の回転に連動して回転するものである。

吸気バルブタイミング機構４５は、インテークカムシャフト４３とクランクシャフト３５との間に配置されている。吸気バルブタイミング機構４５は、連続可変バルブタイミング機構であり、インテークカムシャフト４３の位相を連続的に変化させるものである。吸気バルブタイミング機構４５は、ＥＣＵ７に接続されており、吸気バルブ４１の開閉タイミングの制御、すなわちバルブ開閉タイミング制御がＥＣＵ７により行われる。また、バルブ装置４には、インテークカムポジションセンサ４６が備えられており、インテークカムシャフト４３の回転位置を検出し、ＥＣＵ７に出力する。また、このバルブ装置４は、吸気バルブタイミング機構４５により、吸気バルブ４１の開閉時期を調整するが、これに限定されるものではなく、例えば排気バルブ４２の開閉時期を調整する排気バルブタイミング機構をも備えても良い。

吸気経路５は、外部から空気を吸気し、吸入された空気を内燃機関本体３の各気筒３０ａ〜３０ｄの燃焼室Ａに導入するものである。吸気経路５は、エアクリーナ５１と、エアフロメータ５２と、スロットルバルブ５３と、エアクリーナ５１から各気筒３０ａ〜３０ｄの吸気ポート３７までを連通する吸気通路５４とにより構成されている。エアクリーナ５１により粉塵が除去された吸入空気は、吸気通路５４および各吸気ポート３７を介して、各気筒３０ａ〜３０ｄの各燃焼室Ａに導入される。エアフロメータ５２は、吸入空気量検出手段であり各気筒３０ａ〜３０ｄに導入、すなわち吸気経路５から吸入される吸入空気量を検出し、ＥＣＵ７に出力するものである。スロットルバルブ５３は、上記吸気経路５から吸気される吸入空気量を調整するものである。スロットルバルブ５３は、ステッピングモータなどのアクチュエータ５３ａにより駆動されるものである。アクチュエータ５３ａは、ＥＣＵ７と接続されており、スロットルバルブ５３のバルブ開度の制御、すなわちバルブ開度制御は、ＥＣＵ７により行われる。

また、排気経路６は、触媒６１と、図示しない消音装置と、各気筒３０ａ〜３０ｄの排気ポート３８から触媒６１を介して消音装置までを連通する排気通路６２と、Ａ／Ｆセンサ６３とにより構成されている。触媒６１は、排気通路６２を介して吸入された排気ガスに含まれる有害物質、例えば窒化酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を浄化するものである。また、触媒６１は、排気ガスに含まれる硫黄（Ｓ）を吸着することができるものである。触媒６１の硫黄吸着能力、すなわち最大硫黄吸着量は、触媒温度Ｔの上昇によって低下するものである。なお、有害物質が浄化された排気ガスは、触媒６１から排気通路および図示しない消音装置を介して外部に排気される。

Ａ／Ｆセンサ６３は、空燃比検出手段であり、排気通路６２のうち触媒６１の上流側に配置されるものである。Ａ／Ｆセンサ６３は、各燃焼室Ａから排気経路６に排気された排気ガスのうち、触媒６１に吸入される前の排気ガスの排気ガス空燃比を検出し、ＥＣＵ７に出力するものである。なお、ＥＣＵ７は、Ａ／Ｆセンサ６３により検出された排気ガス空燃比に基づいて、内燃機関１−１の空燃比、すなわち燃焼室Ａ内の混合気における空気と燃料との比を算出する。つまり、Ａ／Ｆセンサ６３は、内燃機関１−１の空燃比を検出することができるものである。

ＥＣＵ７は、内燃機関１−１を運転制御することで、内燃機関１−１を運転するものである。また、ＥＣＵ７は、燃料噴射制御装置でもあり、後述する燃料噴射制御方法を実行するものである。ＥＣＵ７は、内燃機関１−１が搭載された車両の各所に取り付けられたセンサから、各種入力信号が入力される。具体的には、ＤＩ燃料圧力センサ２９により検出されたＤＩ燃料圧力Ｐ、クランク角度センサ３９により検出されたクランク角度、インテークカムポジションセンサ４６により検出されたインテークカムシャフト４３の回転位置、エアフロメータ５２により検出された吸入空気量、アクセル開度センサ８により検出されたアクセル開度、Ａ／Ｆセンサ６３により検出された排気ガス空燃比、などがある。

ＥＣＵ７は、これら入力信号および記憶部７３に格納されている吸入空気量およびアクセル開度に基づいた燃料噴射量マップなどの各種マップに基づいて各種出力信号を出力する。具体的には、各ＰＦＩ２１および各ＤＩ２２の噴射制御を行う噴射信号、各点火プラグ３６の点火制御を行う点火信号、吸気バルブタイミング機構４５のバルブ開閉タイミング制御を行う開閉タイミング信号、スロットルバルブ５３のバルブ開度制御を行うバルブ開度信号などである。

また、ＥＣＵ７は、上記入力信号や出力信号の入出力を行う入出力部（Ｉ／Ｏ）７１と、処理部７２と、燃料噴射量マップなどの各種マップなどを格納する記憶部７３とにより構成されている。処理部７２は、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されている。処理部７２は、少なくとも燃料噴射量設定部７４と、始動時筒内噴射制御部７５と、始動時吸気経路噴射制御部７６と、始動時分割噴射制御部７７と、筒内充填空気量減少判定部７８と、としての機能を有している。処理部７２は、内燃機関１−１の運転方法、特にＥＣＵ７による燃料噴射制御方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、ＥＣＵ７による燃料噴射制御方法などを実現させるものであっても良い。また、記憶部７３は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能なメモリ、あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能なメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。

燃料噴射量設定部７４は、燃料噴射量設定手段であり、内燃機関１−１の１サイクル当たりの燃料噴射量、実施の形態１では気筒３０ａ〜３０ｄごとに燃料噴射量Ｑを設定するものである。つまり、燃料噴射量設定部７４は、各気筒３０ａ〜３０ｄにそれぞれ対応するＰＦＩ２１あるいはＤＩ２２の少なくともいずれかによる燃料噴射量Ｑを設定する。燃料噴射量設定部７４は、基本的には、検出されたクランク角度に基づいて機関回転数Ｎｅおよび検出されたアクセル開度に基づいて設定されるものである。

始動時筒内噴射制御部７５は、内燃機関１−１の始動開始直後に、内燃機関１−１の圧縮行程において各ＤＩ２２のみを噴射させることで、燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量Ｑの燃料を内燃機関１−１に供給する噴射制御である始動時筒内噴射制御を行うものである。実施の形態１では、始動時筒内噴射制御は、設定された燃料噴射量ＱであるＤＩ噴射量Ｑ２の燃料をＤＩ２２による１回噴射で内燃機関１−１に供給する噴射制御である。始動時筒内噴射制御部７５は、各点火プラグ３６の点火制御を行うものでもあり、始動時筒内噴射制御時に、点火時期が通常時に対して進角するように点火制御を行う。始動時筒内噴射制御部７５は、スロットルバルブ５３のバルブ開度制御を行うものでもあり、始動時筒内噴射制御時に、バルブ開度が始動時筒内噴射制御に最適なバルブ開度となるようにバルブ開度制御を行うものである。なお、始動時筒内噴射制御部７５は、内燃機関１−１の圧縮行程においてＤＩ２２のみにより設定された燃料噴射量Ｑの燃料が噴射できるように、ＤＩ２２の噴射時期を設定する。

ここで、実施の形態１では、始動時筒内噴射制御部７５は、ＤＩ燃料圧力センサ２９により検出されたＤＩ燃料圧力Ｐが予め設定された所定圧力Ｐ１以上となると、始動時筒内噴射制御を行う。ここで、所定圧力Ｐ１は、始動時筒内噴射制御時において、少なくとも設定された燃料噴射量Ｑの燃料を各ＤＩ２２により噴射することができる圧力以上である。つまり、始動時筒内噴射制御部７５は、始動時筒内噴射制御時において設定された燃料噴射量Ｑの燃料を各ＤＩ２２により噴射することができるようになると、内燃機関１−１の始動開始直後であるとして、始動時筒内噴射制御を行う。

始動時吸気経路噴射制御部７６は、内燃機関１−１の始動開始直後に、各ＰＦＩ２１のみを噴射させることで、燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量Ｑの燃料を内燃機関１−１に供給する噴射制御である始動時吸気経路噴射制御を行うものである。実施の形態１では、始動時吸気経路噴射制御は、設定された燃料噴射量ＱであるＰＦＩ噴射量Ｑ１の燃料を、ＰＦＩ２１による１回噴射で内燃機関１−１に供給する噴射制御である。始動時吸気経路噴射制御部７６は、各点火プラグ３６の点火制御を行うものでもある。始動時吸気経路噴射制御部７６は、スロットルバルブ５３のバルブ開度制御を行うものでもあり、始動時吸気経路噴射制御時に、バルブ開度が始動時筒内噴射制御に最適なバルブ開度となるようにバルブ開度制御を行うものである。なお、始動時吸気経路噴射制御部７６は、ＰＦＩ２１のみにより設定された燃料噴射量Ｑの燃料が噴射できるように、ＰＦＩ２１の噴射時期を設定する。また、各ＰＦＩ２１は、例えば内燃機関１−１の吸気行程において噴射するものである。

始動時分割噴射制御部７７は、上記始動時筒内噴射制御部７５による始動時筒内噴射制御後に、内燃機関１−１の例えば吸気行程において各ＰＦＩ２１を、圧縮行程において各ＤＩ２２を噴射させることで、燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量Ｑの燃料を内燃機関１−１に供給する噴射制御である始動時分割噴射制御を行うものである。つまり、始動時分割噴射制御は、設定された燃料噴射量Ｑの燃料をＰＦＩ２１とＤＩ２２とにより分割して噴射させる噴射制御である。実施の形態１では、始動時分割噴射制御は、設定された燃料噴射量ＱのうちＰＦＩ２１に対応する燃料噴射量であるＰＦＩ噴射量Ｑ１の燃料を、ＰＦＩ２１による１回噴射で内燃機関１−１に供給するとともに、設定された燃料噴射量ＱのうちＤＩ２２に対応する燃料噴射量であるＤＩ噴射量Ｑ２の燃料をＤＩ２２による１回噴射で内燃機関１−１に供給する噴射制御である。始動時分割噴射制御部７７は、各点火プラグ３６の点火制御を行うものでもあり、始動時分割噴射制御時に、点火時期が通常時に対して進角するように点火制御を行う。始動時分割噴射制御部７７は、スロットルバルブ５３のバルブ開度制御を行うものでもあり、始動時分割噴射制御時に、バルブ開度が始動時分割噴射制御に最適なバルブ開度となるようにバルブ開度制御を行うものである。なお、始動時分割噴射制御部７７は、内燃機関１−１の吸気行程においてＰＦＩ２１によりＰＦＩ噴射量Ｑ１の燃料が各燃焼室Ａに到達できるように各ＰＦＩ２１の噴射時期を設定するとともに、内燃機関１−１の圧縮行程においてＤＩ２２によりＤＩ噴射量Ｑ２の燃料が噴射できるように、ＤＩ２２の噴射時期を設定する。

ここで、実施の形態１では、始動時分割噴射制御部７７は、切替条件が成立すると、始動時筒内噴射制御から始動時分割噴射制御に切り替え、始動時分割噴射制御を行う。ここで、切替条件は、吸気経路５の吸気圧力（各燃焼室Ａ内の筒内圧力）あるいは吸気圧力に影響を与える物理量の少なくともいずれかに基づいて設定されるものである。実施の形態１では、切替条件として、吸気圧力に影響を与える物理量である内燃機関１−１の機関回転数を用い、検出された機関回転数Ｎｅが第１所定回転数Ｎｅ１以上であると切替条件が成立したとする。なお、吸気圧力に影響を与える物理量は、機関回転数に限定されるものではなく、ＤＩ２２の燃料の噴射回数（噴射回数の増加により機関回転数が上昇し、吸気圧力が低下）や、ＤＩ２２による燃料の噴射開始からの経過時間（時間経過により、噴射回数が増加し、機関回転数が上昇し、吸気圧力が低下）であっても良い。この場合は、噴射回数が第１所定噴射回数以上であると、あるいはＤＩ２２による燃料の噴射開始から第１所定時間以上経過すると、切替条件が成立したとする。ここで、第１所定回転数、第１所定噴射回数、第１所定時間は、吸気経路５に十分に負圧が発生しており、各ＰＦＩ２１により噴射された燃料が各燃焼室Ａ内に流入することができる値に設定されている。また、切替条件は、上記複数の条件が成立した場合に成立したとしても良い。

筒内充填空気量減少判定部７８は、内燃機関１−１の始動時に筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定するものである。筒内充填空気量減少判定部７８は、内燃機関１−１の始動時に筒内、すなわち燃焼室Ａに充填される空気量である筒内充填空気量が内燃機関１−１の始動時に通常の筒内充填空気量よりも少なくなる筒内充填空気量減少状態であるか否かにより、内燃機関１−１の始動時に筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定するものである。筒内充填空気量減少判定部７８は、実施の形態１では、検出されたインテークカムシャフト４３の回転位置に基づく吸気バルブ４１の開閉タイミング、特に閉タイミングに基づいて、内燃機関１−１の始動時に筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定する。ここで、内燃機関１−１の始動時における吸気バルブ４１の通常の閉タイミングは、ピストン３３の下死点から遅角側（吸気バルブタイミング機構４５の最遅角（吸気バルブが最も遅く開弁し、最も遅く閉弁する）まで）に設定されているので、吸気バルブ４１の閉タイミングが通常の閉タイミングよりも遅角側であると筒内の空気充填効率が通常の筒内の空気充填効率よりも低くなる。つまり、内燃機関１−１の始動時に吸気バルブ４１の閉タイミングが通常の閉タイミングである基準閉タイミングに対して遅角側であると、内燃機関１−１の始動時に筒内充填空気量が内燃機関１−１の始動時に通常の筒内充填空気量よりも少なくなることとなる。従って、筒内充填空気量減少判定部７８は、内燃機関１−１の始動時において検出されたインテークカムシャフト４３の回転位置に基づく吸気バルブ４１の閉タイミングが基準閉タイミングに対して所定値以上遅角側であると、内燃機関１−１が筒内充填空気量減少状態であると判定する。ここで、所定値とは、内燃機関１−１の始動直後における始動時筒内噴射制御では、内燃機関１−１を始動することができない虞がある値である。

次に、実施の形態１にかかる内燃機関１−１の運転方法、すなわち燃料噴射制御装置であるＥＣＵ７による燃料噴射制御方法について説明する。図２は、実施の形態１にかかる燃料噴射制御装置の動作フローを示す図である。なお、ＥＣＵ７による燃料噴射制御方法は、ＥＣＵ７の制御周期ごとに行われるものである。

まず、図２に示すように、ＥＣＵ７の処理部７２は、内燃機関１−１の始動要求があるか否かを判定する（ステップＳＴ１０１）。ここでは、処理部７２は、例えば、運転者により図示しないイグニッション（スタートスイッチ）のＯＮ／ＯＦＦで内燃機関１−１の始動要求があるか否かを判定する。

次に、処理部７２は、内燃機関１−１の始動要求があると判定する（ステップＳＴ１０１肯定）と、ＤＩ燃料の昇圧を開始する（ステップＳＴ１０２）。ここで、処理部７２は、まず図示しないスタータ（ハイブリッド車両の場合電動機）を駆動制御して、スタータとクランクシャフト３５が連結している内燃機関１−１を強制的に回転させる。これにより、ＤＩ燃料ポンプ２５が駆動する。次に、処理部７２は、駆動するＤＩ燃料ポンプ２５の圧力制御（一定のデューディ比で図示しない電磁スピル弁を制御）を行い、ＤＩ燃料ポンプ２５によりＰＦＩ燃料を加圧し、ＤＩ燃料配管２８に吐出し、ＤＩ燃料を昇圧する。ここで、ＤＩ燃料の昇圧は、クランク角度センサ３９により検出され、内燃機関１−１のクランク角度が確定する前から行い、始動のために内燃機関１−１のスタータにより回転開始から素早くＤＩ燃料圧力を上昇させる。なお、処理部７２は、内燃機関１−１の始動要求がないと判定する（ステップＳＴ１０１否定）と、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

次に、筒内充填空気量減少判定部７８は、筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０３）。ここでは、筒内充填空気量減少判定部７８は、インテークカムポジションセンサ４６により検出され、ＥＣＵ７により取得されたインテークカムシャフト４３の回転位置に基づいて、ＥＣＵ７に取得された吸気バルブ４１の閉タイミングが基準閉タイミングに対して所定値以上遅角側であるか否かを判定することにより、内燃機関１−１の始動時において筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定する。

次に、始動時吸気経路噴射制御部７６は、筒内充填空気量減少判定部７８により筒内充填空気量減少状態であると判定される（ステップＳＴ１０３肯定）と、始動時吸気経路噴射制御を行う（ステップＳＴ１０４）。ここでは、始動時吸気経路噴射制御部７６は、燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量ＱであるＰＦＩ噴射量Ｑ１の燃料を各ＰＦＩ２１による１回噴射で内燃機関１−１に供給する噴射制御を行う。従って、各燃焼室Ａに均質混合気が生成され、均質燃焼が行われ、各燃焼室Ａ内での爆発により内燃機関１−１の機関回転数Ｎｅが増加する。なお、処理部７２は、始動時吸気経路噴射制御部７６が始動時吸気経路噴射制御を行うと、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

また、処理部７２は、筒内充填空気量減少判定部７８により筒内充填空気量減少状態でないと判定すると（ステップＳＴＳＴ１０３否定）、ＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０５）。ここでは、処理部７２は、ＤＩ燃料圧力センサ２９により検出され、ＥＣＵ７により取得されたＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上であるか否かを判定することで、内燃機関１−１の始動開始直後であるか否かを判定する。なお、処理部７２は、ＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１未満であると判定する（ステップＳＴ１０５否定）と、ＤＩ燃料ポンプ２５によりＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上となるまで、ＤＩ燃料を昇圧する。

次に、処理部７２は、ＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上であると判定する（ステップＳＴ１０５肯定）と、切替条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳＴ１０６）。ここでは、処理部７２は、検出された機関回転数Ｎｅが第１所定回転数Ｎｅ１以上であるか否かを判定することで切替条件が成立しているか否かを判定する。

次に、始動時筒内噴射制御部７５は、切替条件が成立していないと判定される（ステップＳＴ１０６否定）と、始動時筒内噴射制御を行う（ステップＳＴ１０７）。ここでは、始動時筒内噴射制御部７５は、筒内充填空気量減少判定部７８により筒内充填空気量減少状態でないと判定されると、内燃機関１−１の始動開始直後に始動時筒内噴射制御を行う。始動時筒内噴射制御部７５は、ＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上であり、切替条件が成立していない、すなわち検出された機関回転数Ｎｅが第１所定回転数Ｎｅ１未満であると、始動時筒内噴射制御を行う。つまり、始動時筒内噴射制御部７５は、燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量ＱであるＤＩ噴射量Ｑ２の燃料を内燃機関１−１の圧縮行程における各ＤＩ２２による１回噴射で内燃機関１−１に供給する噴射制御を行う。従って、各燃焼室Ａに成層混合気が生成され、成層燃焼が行われ、各燃焼室Ａ内での爆発により内燃機関１−１の機関回転数Ｎｅが増加する。なお、処理部７２は、始動時筒内噴射制御部７５が始動時筒内噴射制御を行うと、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

また、始動時分割噴射制御部７７は、切替条件が成立していると判定される（ステップＳＴ１０６肯定）と、始動時分割噴射制御を行う（ステップＳＴ１０８）。ここでは、始動時分割噴射制御部７７は、ＰＦＩ噴射量Ｑ１の燃料を各ＰＦＩ２１による１回噴射で内燃機関１−１に供給するとともに、ＤＩ噴射量Ｑ２の燃料を内燃機関１−１の圧縮行程における各ＤＩ２２による１回噴射で内燃機関１−１に供給する噴射制御を行う。従って、各燃焼室Ａ内には、ＰＦＩ２１により噴射された燃料と、ＤＩ２２により噴射された燃料とにより、点火プラグ３６近傍領域の混合気を燃焼室Ａ内の他の領域混合気よりもリッチ側としつつ、燃焼室Ａ全体で弱リーンな弱成層混合気（均質混合気よりも点火プラグ３６近傍領域の混合気がリッチ側であり、成層混合気よりも燃焼室Ａ内の他の領域の混合気がリーン側である）が生成され、弱成層燃焼が行われ、各燃焼室Ａ内での爆発により内燃機関１−１の機関回転数Ｎｅが増加する。なお、処理部７２は、始動時分割噴射制御部７７が始動時分割噴射制御を行うと、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

以上のように、実施の形態１にかかる燃料噴射制御装置であるＥＣＵ７では、内燃機関１−１の始動開始直後に始動時筒内噴射制御部７５による始動時筒内噴射制御を行う場合に、内燃機関１−１の始動時において筒内充填空気量減少状態となると、始動時吸気経路噴射制御部７６による始動時吸気経路噴射制御に切り替える。従って、内燃機関１−１の始動開始直後に、始動時筒内噴射制御部７５による始動時筒内噴射制御を行う場合であっても、筒内充填空気量減少状態となり、筒内の空気充填効率が通常の筒内の空気充填効率よりも低く、筒内の空燃比がリッチ側となり、始動時筒内噴射制御により点火プラグ近傍領域の混合気が可燃範囲を超えてリッチとなる虞がある場合には、始動時筒内噴射制御を禁止するので、内燃機関１−１の始動時における燃焼が悪化することを抑制することができる。

また、内燃機関１−１の始動時において筒内充填空気量減少状態でないと、内燃機関１−１の始動時にまず始動時筒内噴射制御を行うことで機関回転数Ｎｅを上昇し、吸気圧力が低下、すなわち筒内負圧が上昇した後に、始動時分割噴射制御を行うので、ＰＦＩ２１により噴射された燃料が燃焼室Ａ内に確実にそれぞれ導入され、ＤＩ２２により噴射された燃料とともに、燃焼室Ａ内に弱成層混合気を生成することができ、内燃機関１−１の始動時における燃焼形態が成層燃焼から弱成層燃焼に切り替わる。従って、点火プラグ３６の点火時には、点火プラグ３６近傍領域の混合気が確実に着火し、燃焼室Ａ内全体の混合気を確実に燃焼させることができる。これにより、点火プラグ３６近傍領域の混合気が可燃範囲を超えてリッチ側となることを抑制できるので、燃焼室Ａ内全体の混合気がリーン側となることを抑制でき、ＨＣ（炭化水素）の排出の増加を抑制することができる。また、設定された燃料噴射量の燃料を各ＰＦＩ２１とＤＩ２２とで分割して噴射するので、始動時筒内噴射制御のみの場合と比較して、ピストンウェットの増加を抑制でき、エミッションが悪化、ここではスモーク（黒煙）の排出の増加を抑制することができる。また、始動時筒内噴射制御のみの場合と比較して、ＤＩ２２に供給される燃料の圧力の低下を抑制することができ、始動時分割噴射制御時においてＤＩ噴射量Ｑ２の燃料をＤＩ２２により確実に噴射することができる。また、始動時分割噴射制御時には、設定された燃料噴射量Ｑの燃料をＰＦＩ２１とＤＩ２２とで分割して噴射するので、始動時吸気経路噴射制御のみの場合と比較して、重質燃料における霧化・気化性の悪化による影響を抑制でき、ポートウェットの増加を抑制することができる。これらにより、始動性を確保しつつ、燃費の向上およびエミッションの悪化の抑制を図ることができる。

また、始動時分割噴射制御によりＰＦＩ２１とＤＩ２２とで分割して燃料を噴射する場合は、始動時筒内噴射制御後に始動時分割噴射制御を行う代わりに始動時筒内噴射制御によりＤＩ２２のみにより燃料を噴射する場合と比較して、実際の燃料噴射量が設定された燃料噴射量Ｑに対して変動（例えば±２０％程度）しても、燃料噴射量に対する内燃機関１−１で発生するトルクの変動を抑制でき、ＨＣ（炭化水素）の排出の増加を抑制することができる。従って、ロバスト性を向上することができる。

［実施の形態２］
次に、実施の形態２にかかる内燃機関１−２について説明する。図３は、実施の形態２にかかる内燃機関の構成例を示す図である。図３に示す実施の形態２にかかる内燃機関１−２が、図１に示す実施の形態１にかかる内燃機関１−１と異なる点は、始動時筒内噴射制御時および前記始動時分割噴射制御時に、筒内充填空気量の減少に伴い燃料噴射量Ｑを減少補正する点である。ここで、実施の形態２にかかる内燃機関１−２の基本的構成において、図１に示す実施の形態１にかかる内燃機関１−１の基本的構成と同一部分は、その説明を省略する。

図３に示すように、噴射量補正部７９は、噴射量補正手段である。噴射量補正部７９は、上記燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量Ｑを減少補正するものである。噴射量補正部７９は、実施の形態２では、始動時筒内噴射制御部７５による始動時筒内噴射制御時および始動時分割噴射制御部７７による始動時分割噴射制御時に、内燃機関１−２の始動時における大気圧あるいは吸気バルブ４１の開閉タイミングの少なくともいずれか１つに基づいて、設定された燃料噴射量Ｑを減少補正する。ここで、内燃機関１−１の始動時における大気圧が低下すると、内燃機関１−２が同一始動条件であっても、筒内充填空気量が減少することとなる。また、内燃機関１−２の始動時に吸気バルブ４１の閉タイミングが通常の閉タイミングである基準閉タイミングに対して遅角側であると、上述のように筒内充填空気量が減少することとなる。従って、例えば、噴射量補正部７９は、低地での大気圧を基準大気圧として、内燃機関１−２の始動時における大気圧が基準大気圧に対して減少、あるいは内燃機関１−２の始動時に吸気バルブ４１の閉タイミングが上記基準閉タイミングに対して所定値未満遅角側のいずれか１つに応じて、燃料噴射量Ｑが減少するように設定された燃料噴射量Ｑを減少補正する。なお、ＥＣＵ７は、例えば、内燃機関１−２の外部に設けられ、大気圧を検出する圧力センサにより検出され、ＥＣＵ７に出力されることで大気圧を取得する。

次に、実施の形態２にかかる内燃機関１−２の運転方法、特に燃料噴射制御装置であるＥＣＵ７による燃料噴射制御方法について説明する。図４は、実施の形態２にかかる燃料噴射制御装置の動作フローを示す図である。なお、図４に示す実施の形態２にかかる燃料噴射制御方法のうち、図２に示す実施の形態１にかかる燃料噴射制御方法と、同一部分あるいはほぼ同一部分については簡略化して説明する。

まず、図４に示すように、ＥＣＵ７の処理部７２は、内燃機関１−２の始動要求があるか否かを判定する（ステップＳＴ２０１）。

次に、処理部７２は、内燃機関１−２の始動要求があると判定する（ステップＳＴ２０１肯定）と、ＤＩ燃料の昇圧を開始する（ステップＳＴ２０２）。なお、処理部７２は、内燃機関１−２の始動要求がないと判定する（ステップＳＴ２０１否定）と、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

次に、筒内充填空気量減少判定部７８は、筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０３）。

次に、始動時吸気経路噴射制御部７６は、筒内充填空気量減少判定部７８により筒内充填空気量減少状態であると判定される（ステップＳＴ２０３肯定）と、始動時吸気経路噴射制御を行う（ステップＳＴ２０４）。なお、処理部７２は、始動時吸気経路噴射制御部７６が始動時吸気経路噴射制御を行うと、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

また、処理部７２は、筒内充填空気量減少判定部７８により筒内充填空気量減少状態でないと判定すると（ステップＳＴ２０３否定）、ＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２０５）。なお、処理部７２は、ＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１未満であると判定する（ステップＳＴ２０５否定）と、ＤＩ燃料ポンプ２５によりＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上となるまで、ＤＩ燃料を昇圧する。

次に、処理部７２は、ＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上であると判定する（ステップＳＴ２０５肯定）と、切替条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳＴ２０６）。

次に、噴射量補正部７９は、切替条件が成立していないと判定される（ステップＳＴ２０５否定）と、筒内充填空気量に基づいて燃料噴射量Ｑを補正する（ステップＳＴ２０７）。ここでは、噴射量補正部７９は、上述のように、内燃機関１−２の始動時における大気圧あるいは吸気バルブ４１の開閉タイミングの少なくともいずれか１つに基づいて、設定された燃料噴射量Ｑを減少補正する。

次に、始動時筒内噴射制御部７５は、始動時筒内噴射制御を行う（ステップＳＴ２０８）。ここでは、始動時筒内噴射制御部７５は、筒内充填空気量減少判定部７８により筒内充填空気量減少状態でないと判定されると、内燃機関１−２の始動開始直後に始動時筒内噴射制御を行う。始動時筒内噴射制御部７５は、ＤＩ燃料圧力Ｐが所定圧力Ｐ１以上であり、切替条件が成立していない、すなわち検出された機関回転数Ｎｅが第１所定回転数Ｎｅ１未満であると、始動時筒内噴射制御を行う。つまり、始動時筒内噴射制御部７５は、噴射量補正部７９により減少補正された燃料噴射量Ｑ（燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量Ｑ以下の燃料噴射量）であるＤＩ噴射量Ｑ２の燃料を内燃機関１−２の圧縮行程における各ＤＩ２２による１回噴射で内燃機関１−２に供給する噴射制御を行う。従って、始動時筒内噴射制御時にＤＩ２２により筒内、すなわち燃料室Ａに噴射される燃料が筒内充填空気量の減少に応じて減少する。なお、処理部７２は、始動時筒内噴射制御部７５が始動時筒内噴射制御を行うと、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

また、噴射量補正部７９は、切替条件が成立していると判定される（ステップＳＴ２０６肯定）と、筒内充填空気量に基づいて燃料噴射量Ｑを補正する（ステップＳＴ２０９）。ここでは、噴射量補正部７９は、上述のように、内燃機関１−２の始動時における大気圧あるいは吸気バルブ４１の開閉タイミングの少なくともいずれか１つに基づいて、設定された燃料噴射量Ｑを減少補正する。

また、始動時分割噴射制御部７７は、始動時分割噴射制御を行う（ステップＳＴ２１０）。ここでは、始動時分割噴射制御部７７は、筒内充填空気量減少判定部７８により筒内充填空気量減少状態でないと判定されると、始動時筒内噴射制御後に始動時分割噴射制御を行う。始動時分割噴射制御部７７は、減少補正された燃料噴射量ＱのうちＰＦＩ噴射量Ｑ１の燃料を各ＰＦＩ２１による１回噴射で内燃機関１−２に供給するとともに、補正された燃料噴射量ＱのうちＤＩ噴射量Ｑ２の燃料を内燃機関１−２の圧縮行程における各ＤＩ２２による１回噴射で内燃機関１−２に供給する噴射制御を行う。従って、始動時分割噴射制御時にＤＩ２２により筒内、すなわち燃料室Ａに噴射される燃料が筒内充填空気量の減少に応じて減少する。なお、処理部７２は、始動時分割噴射制御部７７が始動時分割噴射制御を行うと、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。

以上のように、実施の形態２にかかる燃料噴射制御装置であるＥＣＵ７では、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、噴射量補正部７９により、始動時筒内噴射制御および始動時分割噴射制御における燃料噴射量Ｑが筒内充填空気量の減少に応じて減少するので、ＤＩ２２により筒内、すなわち燃料室Ａに噴射される燃料が減少する。従って、筒内、すなわち燃焼室Ａの空気充填効率が通常の筒内の空気充填効率よりも低く、筒内の空燃比がリッチ側となる場合に、ＤＩ２２により燃焼室Ａに噴射される燃料を減少することができ、始動時筒内噴射制御および始動時分割噴射制御により点火プラグ近傍領域の混合気が可燃範囲を超えてリッチとなることを抑制することができ、内燃機関１−２の始動時における燃焼が悪化することを抑制することができる。

なお、実施の形態２では、噴射量補正部７９は、設定された燃料噴射量Ｑを減少補正するが本発明はこれに限定されるものではなく、設定された燃料噴射量ＱのうちＤＩ噴射量Ｑ２のみを減少補正しても良い。つまり、噴射量補正部７９は、始動時分割噴射制御部７７による始動時分割噴射制御時に、筒内充填空気量の減少に応じてＤＩ噴射量Ｑ２のみが減少するように設定された燃料噴射量ＱのうちＤＩ噴射量Ｑ２のみを補正しても良い。

なお、実施の形態１，２では、処理部７２は、終了条件が成立すると、始動時分割噴射制御を終了し、噴射制御として通常制御を行うようにしても良い。通常制御は、例えば始動が完了した内燃機関１−１，１−２の運転を維持できる燃料噴射量の燃料を内燃機関１−１，１−２に供給することができる噴射制御である。ここで、終了条件は、内燃機関１−１，１−２の始動が完了したと判断できる物理量あるいは始動時分割噴射制御を行うことができないと判断できる物理量の少なくともいずれかに基づいて設定されるものである。実施の形態１，２では、終了条件として、例えば、内燃機関１−１，１−２の始動が完了したと判断できる物理量である内燃機関１−１，１−２の機関回転数を用い、検出された機関回転数Ｎｅが第２所定回転Ｎｅ２（上記第１所定回転数Ｎｅ１よりも高い値）以上であると終了条件が成立したとする。内燃機関１−１，１−２の始動が完了したと判断できる物理量は、機関回転数に限定されるものではなく、ＤＩ２２の燃料の噴射回数（噴射回数の増加により機関回転数が上昇し、内燃機関１−１，１−２の始動が完了したと判断できる）や、ＤＩ２２による燃料の噴射開始からの経過時間（時間経過により、噴射回数が増加し、機関回転数が上昇し、内燃機関１−１，１−２の始動が完了したと判断できる）であっても良い。この場合は、噴射回数が第２所定噴射回数（上記第１所定噴射回数よりも高い値）以上であると、あるいはＤＩ２２による燃料の噴射開始から第２所定時間（上記第１所定時間よりも高い値）以上経過すると、終了条件が成立したとする。ここで、第２所定回転数Ｎｅ２、第２所定噴射回数および第２所定時間は、内燃機関１−１，１−２の始動が完了したと判断できる値に設定されている。また、終了条件として、始動時分割噴射制御を行うことができないと判断できる物理量である負荷率、すなわち筒内充填効率を用い、例えば検出された機関回転数Ｎｅおよび検出された吸入空気量に基づいて推定された負荷率が所定値以下であると終了条件が成立したとしても良い。始動時分割噴射制御を行うことができないと判断できる物理量は、負荷率に限定されるものではなく、燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量Ｑのうち、ＤＩ２２に対応する燃料噴射量であるＤＩ噴射量Ｑ２、あるいは燃料噴射量設定部７４により設定された燃料噴射量Ｑのうち、ＰＦＩ２１に対応する燃料噴射量であるＰＦＩ噴射量Ｑ１であっても良い。この場合は、ＤＩ噴射量Ｑ２がＤＩ２２の最低噴射量未満であると、あるいはＰＦＩ噴射量Ｑ１がＰＦＩ２１の最低噴射量未満であると、終了条件が成立したとしても良い。また、終了条件は、上記複数の条件が成立した場合に成立したとしても良い。

また、上記実施の形態２では、噴射量補正部７９は、始動時吸気経路噴射制御時および始動時分割噴射制御時に、設定された燃料噴射量Ｑのうち、各ＰＦＩ２１に対応する燃料噴射量であるＰＦＩ噴射量Ｑ１の増量補正を行っても良い。ここで、補正量は、各ＰＦＩ２１の初回噴射時に、吸気経路５に付着する燃料、すなわちポートウェットに基づいて設定される。また、噴射量補正部７９は、補正量を始動時吸気経路噴射制御時および始動時分割噴射制御開始時に設定された基準補正量から時間経過に応じて減少させて設定する。なお、噴射量補正部７９は、増量条件が成立すると、増量補正を開始するようにしても良い。ここで、増量条件として、各ＰＦＩ２１の噴射回数が第３所定噴射回数(例えば３回)以下であると増量条件が成立したとする。なお、増量条件として、内燃機関１−１，１−２の冷却水の水温を用い、例えば図示しない水温センサにより検出され、ＥＣＵ７に出力された水温が所定温度以下である、あるいは各ＤＩ２２による燃料の噴射開始からの経過時間を用い、各ＤＩ２２による燃料の噴射開始から第３所定時間以上経過すると、増量条件が成立したとする。また、増量条件は、上記複数の条件が成立した場合に成立したとしても良い。

また、上記実施の形態１，２では、筒内充填空気量減少判定部７８は、吸気バルブタイミング機構４５の異常を判定することで、内燃機関１−１，１−２の始動時に筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定するが本発明はこれに限定されるものではなく、筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定できるものであればいずれであってもよい。

例えば、筒内充填空気量減少判定部７８は、吸気バルブタイミング機構４５の位置学習状態に基づいて筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定しても良い。吸気バルブタイミング機構４５は、吸気バルブ４１の閉タイミングにズレが発生しないように、例えば定期的に始動時において吸気バルブ４１の閉タイミングを一度最遅角とし、位置学習を行う。従って、位置未学習の場合は、吸気バルブ４１の閉タイミングが基準閉タイミングに対して遅角側となる。筒内充填空気量減少判定部７８は、吸気バルブタイミング機構４５の位置未学習である場合に、筒内充填空気量減少状態であると判定しても良い。

また、例えば、筒内充填空気量減少判定部７８は、内燃機関１−１，１−２の各学習値に基づいて筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定しても良い。内燃機関１−１，１−２は、ＥＣＵ７とバッテリとの電気的接続を遮断し、ＥＣＵ７に記憶されていた各学習値を消去する、いわゆるバッテリクリアなどが行われると、吸気バルブタイミング機構４５の位置学習値などが消去されるので、上記筒内充填空気量減少状態となる虞がある。従って、筒内充填空気量減少判定部７８は、バッテリクリアなどが行われ内燃機関１−１，１−２の各学習値が消去された場合に、吸気バルブ４１の筒内充填空気量減少状態となる虞があるとして筒内充填空気量減少状態であると判定しても良い。

また、例えば、筒内充填空気量減少判定部７８は、吸気経路５の吸気状態に基づいて筒内充填空気量減少状態であるか否かを判定しても良い。吸気経路５にデポジットなどが付着すると、内燃機関１−１，１−２が同一始動条件であっても、筒内充填空気量が減少する虞がある。筒内充填空気量減少判定部７８は、吸気経路５の吸気状態が悪化した場合に、吸気バルブ４１の筒内充填空気量減少状態となる虞があるとして筒内充填空気量減少状態であると判定しても良い。ここで、吸気経路５の吸気状態の悪化は、例えば、ＥＣＵ７に記憶されている内燃機関１−１，１−２の運転条件の履歴など過去のデータから推定する。例えば、筒内充填空気量減少判定部７８は、内燃機関１−１，１−２の始動後の通常運転時において、Ａ／Ｆセンサ６３により検出された空燃比に基づいたフィードバック制御により通常時に設定される燃料噴射量Ｑに対して燃料噴射量Ｑが少なく設定される場合に、吸気経路５の吸気状態が悪化したと判定し、吸気バルブ４１の筒内充填空気量減少状態となる虞があるとして筒内充填空気量減少状態であると判定しても良い。

以上のように、本発明にかかる燃料噴射制御装置は、内燃機関の吸気経路に燃料を噴射する吸気経路燃料噴射弁および内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁を備える燃料噴射制御装置に有用であり、特に、内燃機関の始動時における燃焼が悪化することを抑制するのに適している。

実施の形態１にかかる内燃機関の構成例を示す図である。 実施の形態１にかかる燃料噴射制御装置の動作フローを示す図である。 実施の形態２にかかる内燃機関の構成例を示す図である。 実施の形態２にかかる燃料噴射制御装置の動作フローを示す図である。

符号の説明

１−１，１−２ 内燃機関
２ 燃料供給装置
２１ 吸気経路燃料噴射弁
２２ 筒内燃料噴射弁
３ 内燃機関本体
４ バルブ装置
５ 吸気経路
６ 排気経路
７ ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）
７４ 燃料噴射量設定部（燃料噴射量設定手段）
７５ 始動時筒内噴射制御部
７６ 始動時吸気経路噴射制御部
７７ 始動時分割噴射制御部
７８ 筒内充填空気量減少判定部
７９ 噴射量補正部
８ アクセル開度センサ

Claims (2)

1. 内燃機関の吸気経路に燃料を噴射する吸気経路燃料噴射弁および前記内燃機関の筒内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁による前記燃料の噴射制御を行う燃料噴射制御装置において、
   前記内燃機関の１サイクル当たりの燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段、
   を備え、
   前記内燃機関の始動時に吸気バルブの閉タイミングが、ピストンの下死点から遅角側である基準閉タイミングに対して所定値以上遅角側でない場合は、前記内燃機関の始動開始直後に、前記設定された燃料噴射量の燃料を前記筒内燃料噴射弁による噴射により、前記内燃機関に供給する始動時筒内噴射制御を行うとともに、前記始動時筒内噴射制御後に、吸気経路の吸気圧力あるいは吸気圧力に影響を与える物理量の少なくともいずれかに基づいて設定された切替条件が成立すると、前記設定された燃料噴射量の燃料を前記吸気経路燃料噴射弁による噴射、および当該内燃機関の圧縮行程における前記筒内燃料噴射弁による噴射により前記内燃機関に供給する始動時分割噴射制御を行い、
   前記閉タイミングが基準閉タイミングに対して前記所定値以上遅角側である場合は、前記内燃機関の始動開始直後に、前記設定された燃料噴射量の燃料を前記吸気経路燃料噴射弁による噴射により、前記内燃機関に供給する始動時吸気経路噴射制御を行うことを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記設定された燃料噴射量を補正する噴射量補正手段をさらに備え、
   前記噴射量補正手段は、前記始動時筒内噴射制御時および前記始動時分割噴射制御時に、前記内燃機関の始動時における大気圧が基準大気圧に対して減少、あるいは前記内燃機関の始動時に吸気バルブの閉タイミングが前記基準閉タイミングに対して前記所定値未満遅角側のいずれか１つに応じて前記燃料噴射量を減少補正することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。

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