JP5994987B2 - 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し、特に冷態始動直後の圧縮スライトリーン運転における燃料噴射制御に関する。

自動車に搭載されるエンジンには、高圧の燃料を筒内に噴射する筒内噴射用インジェクタと、筒内噴射よりも相対的に低圧の燃料を吸気ポート等の吸気通路に噴射する吸気通路噴射用インジェクタとを備え、エンジンの運転状態に応じて筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを使い分けて、エンジンの全運転領域で良好に燃料供給を行うデュアル噴射型エンジンが知られている。

ところで、自動車用のエンジンは、排ガス浄化のため、エンジン始動直後から排気浄化触媒による排ガスの浄化が求められる。
ところが、冷態始動時には、排気浄化触媒は活性温度域まで昇温されていないので、排ガスが排気浄化触媒で浄化されにくい。このため、デュアル噴射型エンジンでは、燃料を筒内噴射用インジェクタからのみ噴射するのではなく、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの双方に分けて噴射することで、燃焼しやすい混合気を形成し、当該混合気を燃焼室で安定して燃焼させる冷態始動直後の触媒昇温モード、即ち圧縮スライトリーン運転を行っている。具体的には、圧縮スライトリーン運転では、吸気通路噴射用インジェクタから通常モードの噴射時期(膨張〜吸入行程)に燃料を吸気通路へ噴射（ポート噴射）するとともに、筒内噴射用インジェクタから圧縮行程、例えば圧縮行程後半に燃料を筒内へ噴射（筒内噴射）している。

しかしながら、吸気通路噴射用インジェクタより噴射され吸気ポートの壁面に付着した燃料は、通常時にはポート壁面の温度により気化するが、外気温度が極低温であるような場合や重質燃料を使用しているような場合には、ポート壁面の温度による気化が十分に行われない。このように吸気通路噴射用インジェクタより噴射され吸気ポートの壁面に付着した燃料の気化が十分に行われないと、筒内に導入される混合気が過剰なリーン空燃比となり燃焼が不安定となることがある。

そこで、特許文献１では、燃焼状態の悪化が検出、即ち燃焼状態が不安定になると、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量の比率を増大し、点火プラグ近傍に空燃比がリッチである混合気を形成して、燃焼を安定するようにしている。そして燃焼状態の悪化が解消、即ち燃焼状態が安定すると、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射量の比率を１００％としている。

また、特許文献２では、燃焼状態の悪化が検出、即ち燃焼状態が不安定になると、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量を増量し、点火プラグ近傍に空燃比がリッチである混合気を形成して、燃焼状態の悪化が解消、即ち燃焼状態が安定するようにしている。

特開２００５−３２５８２５号公報 特開２０１０−１４４５７３号公報

このように、上記特許文献１及び特許文献２の内燃機関の燃料噴射制御装置では、燃焼状態の悪化が検出、即ち燃焼状態が不安定になると、筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量の比率を増大、或いは筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量を増量するようにしている。
しかしながら、筒内噴射用インジェクタからの筒内に噴射する燃料噴射量が増加すると、燃焼状態の悪化が解消、即ち燃焼状態は安定するが、筒内に噴射される燃料の気化時間の短縮による排ガス中の微粒子状物質（ＰＭ）の排出粒子数（ＰＮ）や炭化水素（ＨＣ）が増加する虞がある。また、筒内噴射用インジェクタからの筒内に噴射する燃料噴射量を増加することで、筒内の壁面に付着する燃料が増加し、付着した燃料により潤滑油が希釈される燃料希釈、即ちオイルダイリューションが増大する虞がある。

このように、排出粒子数の増加は排気性状の悪化、オイルダイリューションの増大は、潤滑性能の低下に繋がり好ましいことではない。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、触媒昇温モード運転中における燃焼状態を安定させつつ、排気性状を良好にし、更にオイルダイリューションを低減することの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。

上記の目的を達成するために、請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置では、内燃機関の筒内に燃料を噴射する第１燃料噴射手段と、吸気通路に燃料を噴射する第２燃料噴射手段と、前記内燃機関の排気通路に設けられ排ガスを浄化する排気浄化手段と、前記内燃機関の冷態始動時において前記第１燃料噴射手段と前記第２燃料噴射手段とを制御して前記排気浄化手段を昇温させる触媒昇温制御を行う制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記内燃機関の燃焼状態を所定間隔毎に検出する燃焼状態検出手段を備え、前記制御手段は、前記触媒昇温制御時に前記内燃機関の燃焼状態を検出する毎に前記燃焼状態検出手段の検出結果に基づいて、前記内燃機関に供給される総燃料量に対する前記第１燃料噴射手段と前記第２燃料噴射手段とから噴射される各燃料量の比率である噴射比率を徐々に増減させるものであり、前記内燃機関において、空燃比がストイキよりもリーン側に設定される圧縮スライトリーン運転が可能である前記第２燃料噴射手段の最大の前記噴射比率が所定限界比率として設定され、前記制御手段は、前記触媒昇温制御を前記圧縮スライトリーン運転によって実施し、前記触媒昇温制御時に前記燃焼状態が不安定となると前記第１燃料噴射手段の前記噴射比率を前記燃焼状態が安定するまで徐々に増加させ、前記燃焼状態が安定すると前記第２燃料噴射手段の前記噴射比率を徐々に前記所定限界比率まで増加させることを特徴とする。

また、請求項２の内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項１において、前記第１燃料噴射手段に供給される前記燃料の圧力を変更可能な圧力可変手段を備え、前記制御手段は、前記触媒昇温制御時に前記第１燃料噴射手段の前記噴射比率が１００％であって、且つ前記燃焼状態が不安定である時に、前記第１燃料噴射手段に供給される前記燃料の圧力が昇圧するように前記圧力可変手段を制御すること特徴とする。

また、請求項３の内燃機関の燃料噴射制御装置では、請求項１または２において、前記制御手段は、前記触媒昇温制御の終了時に、前記第１燃料噴射手段及び前記第２燃料噴射手段の前記噴射比率を記憶し、次回の前記触媒昇温制御時に、前記記憶した前記第１燃料噴射手段の前記噴射比率に対し、前記第１燃料噴射手段の前記噴射比率を所定比率増加させ、前記第１燃料噴射手段及び第２燃料噴射手段の前記噴射比率とすることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、内燃機関の冷態始動時の始動直後の触媒昇温制御において、燃焼状態検出手段の検出結果に基づいて、第１燃料噴射手段と第２燃料噴射手段との噴射比率を徐々に増減するようにしており、燃焼状態が悪化、即ち燃焼状態が不安定である時には、燃焼状態が安定するまで第１燃料噴射手段の噴射比率を徐々に増加させることで、燃焼状態を安定させるために第１燃料噴射手段から筒内へ過剰な燃料量を噴射することなく適正な燃料量を噴射、即ち筒内への燃料噴射を最小限の燃料噴射量とすることができる。

したがって、筒内への燃料噴射を最小限の燃料噴射量とすることができるので、触媒昇温制御における燃焼状態を安定させつつ、第１燃料噴射手段から筒内への噴射での混合改善による排ガス中の微粒子状物質（ＰＭ）の排出粒子数（ＰＮ）や炭化水素（ＨＣ）の増加を抑制して排気性状を良好にし、更に筒内の壁面に燃料が付着することによるオイルダイリューションを低減することができる。

また、燃焼状態が安定している時に、第２燃料噴射手段の噴射比率を徐々に増加させることで、第２燃料噴射手段の噴射比率を急増させることによる燃焼状態の悪化、即ち燃焼状態が不安定となることを防止することができる。

特に、燃焼状態が安定すると第２燃料噴射手段の噴射比率を徐々に圧縮スライトリーン運転が可能となる最大の噴射比率である所定限界比率まで増加させることにより、触媒昇温制御中に常に圧縮スライトリーン運転を行えるように噴射比率が制御されるので、排気浄化手段の昇温を有利に進めることができる。

また、請求項２の発明によれば、触媒昇温制御時に第１燃料噴射手段の噴射比率が１００％であって、且つ燃焼状態が不安定である時に、第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を昇圧するように圧力可変手段を制御している。
このように、第１燃料噴射手段に供給される燃料の圧力を昇圧することで、第１燃料噴射手段より筒内へ噴射される燃料量を増加させることが可能となる。

したがって、筒内へ供給される燃料量を増加することで、燃焼状態を安定させることができる。
また、請求項３の発明によれば、触媒昇温制御の終了時に、第１燃料噴射手段及び第２燃料噴射手段の噴射比率を記憶し、次回の触媒昇温制御時に記憶した第１燃料噴射手段の噴射比率に対し、第１燃料噴射手段の噴射比率を所定比率増加させた噴射比率を第１燃料噴射手段の噴射比率としている。

前回の触媒昇温制御の終了時の第１燃料噴射手段及び第２燃料噴射手段の噴射比率は、内燃機関が温態状態となっており、内燃機関の温態状態に適した第１燃料噴射手段及び第２燃料噴射手段の噴射比率となっている。
したがって、次回の触媒昇温制御時の第１燃料噴射手段の噴射比率を触媒昇温制御の終了時に記憶した第１燃料噴射手段に対して所定比率増加させた噴射比率とすることで、内燃機関が冷態状態である次回の触媒昇温制御時に適した第１燃料噴射手段の噴射比率とし、次回の触媒昇温制御時の第１燃料噴射手段から筒内への燃料噴射量を前回の触媒昇温制御終了時の第１燃料噴射手段から筒内への燃料噴射量に対して増加させることができる。

したがって、第１燃料噴射手段から筒内への燃料噴射量を増加させることで次回の触媒昇温制御開始時に燃焼を安定させることができる。

本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。 本発明に係る電子コントロールユニットが実行する圧縮スライトリーン運転制御のフローチャートの一部である。 本発明に係る電子コントロールユニットが実行する圧縮スライトリーン運転制御のフローチャートの残部である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、内燃機関の燃料噴射制御装置が適用されたエンジンの概略構成図である。
図１に示すように、エンジン（内燃機関）１は、シリンダヘッド３とピストン６とで形成される燃焼室１０に臨むようにシリンダヘッド３に配設された筒内噴射用インジェクタ（第１燃料噴射手段）２１より燃焼室１０内（本発明の筒内に相当）へ燃料を直接噴射する筒内噴射と、更に吸気ポート（吸気通路）１２に臨むようにシリンダヘッド３に配設された吸気通路噴射用インジェクタ２２より吸気ポート１２内へ燃料を噴射するポート噴射とを行う４サイクル直列４気筒型ガソリンエンジンである。

図１にはエンジン１の１つの気筒についての縦断面が示されている。なお、他の気筒についても同様の構成をしているものとして図示及び説明を省略する。
図１に示すように、エンジン１はシリンダブロック２にシリンダヘッド３が載置されて構成されている。
シリンダブロック２には、エンジン１を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ４が設けられている。また、シリンダブロック２に形成されているシリンダ５内には上下摺動可能にピストン６が設けられている。当該ピストン６はコンロッド７を介してクランクシャフト８に連結されている。また、シリンダブロック２には、当該エンジン１の回転速度及びクランクシャフト８の位相を検出するクランク角センサ（燃焼状態検出手段）９が設けられている。また、シリンダヘッド３とシリンダ５とピストン６で燃焼室１０が形成されている。

シリンダヘッド３には、燃焼室１０に臨むようにして点火プラグ１１が設けられている。また、シリンダヘッド３には、燃焼室１０からシリンダヘッド３の一側面に向かって吸気ポート１２が形成されており、燃焼室１０からシリンダヘッド３の他側面に向かって排気ポート１３が形成されている。そして、シリンダヘッド３には、燃焼室１０と吸気ポート１２との連通及び遮断を行う吸気バルブ１４と、燃焼室１０と排気ポート１３との連通及び遮断を行う排気バルブ１５が設けられている。また、シリンダヘッド３上部には吸気バルブ１４を駆動する吸気カム１６を有した吸気カムシャフト１８と、排気バルブ１５を駆動する排気カム１７を有した排気カムシャフト１９とがそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド３の一側面には吸気ポート１２と連通するように吸気マニホールド２０が接続されている。更にシリンダヘッド３の吸気マニホールド２０が接続された側面には、燃焼室１０内（本発明の筒内に相当）に臨むように筒内噴射用インジェクタ２１と、吸気ポート（吸気通路）１２内に臨むように吸気通路噴射用インジェクタ２２が設けられている。一方、シリンダヘッド３の吸気マニホールド２が接続された側面とは反対側の側面には、排気ポート１３と連通するように排気マニホールド２３が接続されている。

筒内噴射用インジェクタ２１には、燃料配管２４を介して燃料の供給圧力を可変可能（例えば１５ＭＰａと２０ＭＰａ）であって、高圧の燃料を供給する高圧ポンプ（圧力可変手段）２５と高圧ポンプ２５に燃料タンク２６内の燃料を供給するフィードポンプ２７が接続されている。そして、筒内噴射用インジェクタ２１は、燃焼室１０内（本発明の筒内に相当）に高圧（例えば１５ＭＰａ或いは２０ＭＰａ）の燃料を噴射するものである。

吸気通路噴射用インジェクタ２２には、燃料配管２４を介して燃料タンク２６内の燃料を供給するフィードポンプ２７が接続されている。そして、吸気通路噴射用インジェクタ２２は、吸気ポート（吸気通路）１２内に筒内噴射用インジェクタ２１から噴射される燃料と比べ比較的低圧な燃料を噴射するものである。
吸気マニホールド２０の吸気上流端には図示しない吸気管、吸入空気流量を調節する図示しない電子制御スロットルバルブが設けられている。そして、電子制御スロットルバルブには、スロットルバルブの開き度合を検出する図示しないスロットルポジションセンサが備えられている。また、電子制御スロットルバルブの上流側の吸気管には吸入空気流量を検出する図示しないエアフローセンサが設けられているとともに、吸気管の吸気上流端には図示しないエアクリーナが設けられている。

また、排気マニホールド２３の排気下流端には、図示しない排気管（排気通路）２８を介して三元触媒等の排気浄化触媒（排気浄化手段）２９が備えられている。
そして、上記水温センサ４、クランク角センサ９、吸気圧センサ、スロットルポジションセンサ、エアフローセンサ及び車両の車速を検出する図示しない車速センサ等の各種センサ類は、車両に搭載されている電子コントロールユニット（制御手段）３０の入力側に電気的に接続されており、これらセンサ類からの検出情報が電子コントロールユニット３０に入力される。

一方、電子コントロールユニット３０の出力側には、上記点火プラグ１１、筒内噴射用インジェクタ２１、吸気通路噴射用インジェクタ２２、電子制御スロットルバルブ等の各種装置が電気的に接続されており、これら各種装置には各種センサ類からの検出情報に基づき演算された点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等がそれぞれ出力される。

電子コントロールユニット３０は、エンジン１の冷態始動時に、排気浄化触媒２９を早期に昇温させ早期に排ガスを浄化させるために、燃焼室１０内に供給する総燃料量を筒内噴射用インジェクタ２１と吸気通路噴射用インジェクタ２２とに分けて、噴射することで、燃焼しやすい混合気を確保し、当該混合気を燃焼室１０で安定して燃焼させる冷態始動直後の触媒昇温モード、即ち圧縮スライトリーン運転制御（本発明の触媒昇温制御に相当）を行っている。この制御においては、全体空燃比はストイキオよりもややリーン空燃比寄りに設定され、燃料は吸気通路噴射用インジェクタ２２に加えて圧縮行程後半に筒内噴射用インジェクタ２１から燃焼室１０内に噴射されて、遅延させた点火時期で点火が行われる。具体的には、圧縮スライトリーン運転制御では、クランク角センサ９にて検出されるエンジン回転速度より燃焼状態を検出し、当該燃焼状態に基づき、燃焼室１０内に供給する総燃料量に対する筒内噴射用インジェクタ２１と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を決定する。そして、当該噴射比率に基づいた燃焼噴射量を吸気通路噴射用インジェクタ２２から通常モードの噴射時期(膨張〜吸入行程)に燃料を吸気ポート１２内へ噴射（ポート噴射）するとともに、当該噴射比率に基づいた燃焼噴射量を筒内噴射用インジェクタ２１から圧縮行程、例えば圧縮行程後半に燃料を燃焼室１０、即ち筒内へ噴射（筒内噴射）する。

次に電子コントロールユニット３０での圧縮スライトリーン運転制御について説明する。
図２は、本発明に係る電子コントロールユニットが実行する圧縮スライトリーン運転制御のフローチャートの一部であり、図３は、本発明に係る電子コントロールユニットが実行する圧縮スライトリーン運転制御のフローチャートの残部である。

図２及び３に示すルーチンは、エンジン１の始動時に繰り返し行なわれる。
図２及び図３に示すように、ステップＳ１０では、車両が停車中か、否かを判定する。詳しくは、車両の車速センサの検出情報である車速に基づいて、車速が０（ゼロ）で停車中であるか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で車両が停車中であれば、ステップＳ１２に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で車両が停車中でなければ、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ１２では、エンジン１がアイドル運転中か、否かを判別する。詳しくは、図示しないアクセルポジションセンサの検出情報であるアクセル開度等に基づいて、エンジン１がアイドル運転中か、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でエンジン１がアイドル運転中であれば、ステップＳ１４に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）でエンジン１がアイドル運転中でなければ、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ１４では、水温が所定水温以下であるか、否かを判別する。詳しくは、水温センサ４にて検出されるエンジン１の冷却水温が所定水温以下、即ちエンジン１が冷態状態であるか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でエンジン１の冷却水温が所定水温以下でエンジン１が冷態状態であれば、ステップＳ１６に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）でエンジン１の冷却水温が所定水温より高くエンジン１が冷態状態でなければ、ステップＳ４２に進む。なお、所定水温は、エンジン１が冷態状態と判定することのできる温度に設定される。

ステップＳ１６では、圧縮スライトリーン運転を開始する。詳しくは、排気浄化触媒２９に導入される排ガスの温度を昇温させるために、Ａ／Ｆが所定のリーン度合いとなるように燃焼室１０内に供給する総燃料量を決定し、吸気通路噴射用インジェクタ２２から吸気ポート１２への燃料噴射に加え、筒内噴射用インジェクタ２１から燃焼室１０内へ燃料噴射を開始し、そして点火時期をリタードさせる。なお、この時の総燃料量に対する筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率は、前回の圧縮スライトリーン運転制御でのそれぞれの噴射比率が記憶されていない場合には、予め設定され記憶された噴射比率とする。また、前回の圧縮スライトリーン運転制御でのそれぞれの噴射比率が記憶されている場合の総燃料量に対する筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率は、記憶された前回の圧縮スライトリーン運転制御での筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率に対して、第２所定比率（所定比率）だけ増加させた筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率とし、記憶された前回の圧縮スライトリーン運転制御での吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率に対して、第２所定比率だけ減少させた吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率とする。また、筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃料の圧力、即ち燃圧を第１所定圧力（例えば１５ＭＰａ）に設定する。そして、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、モード継続条件が成立しているか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でモード継続条件が成立していれば、ステップＳ２０に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）でモード継続条件が成立していなければ、ステップＳ４２に進む。なお、モード継続条件の成立は、車両が停車中で、エンジン１がアイドル運転中で、エンジン１の冷却水温度が所定水温以下で、圧縮スライトリーン運転開始から第１の所定時間以内で、排気浄化触媒２９の温度が所定触媒温度以下である場合に成立する。また、第１の所定時間は、冷態始動時において排気浄化触媒２９での浄化効率が十分に確保されるのに必要な時間に設定される。また、所定触媒温度は、排気浄化触媒２９での浄化効率が十分に確保されるのに必要な温度、即ち触媒の活性温度に設定される。

ステップＳ２０では、第２所定時間経過したか、否かを判別する。詳しくは、圧縮スライトリーン運転の開始と筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率の変更の双方から第２所定時間経過したか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で圧縮スライトリーン運転の開始と筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率の変更の双方から第２所定時間経過していれば、ステップＳ２２に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で圧縮スライトリーン運転の開始と筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率の変更の双方から第２所定時間経過していなければ、ステップＳ１８へ戻る。なお、第２の所定時間は、噴射比率を変更し、空気量や点火時期が安定する期間に設定される。

ステップＳ２２では、所定燃焼指標以内であるか、否かを判別する。即ち、エンジン１の燃焼状態が安定しているか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で所定燃焼指標以内でエンジン１の燃焼状態が安定していれば、ステップＳ２４に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で所定燃焼指標以外でエンジン１の燃焼状態が安定していなければ、ステップＳ２８に進む。なお、所定燃焼指標は、クランク角センサ９にて検出されるエンジン回転速度の変動、即ちエンジン１の回転変動により判定される。そして、エンジン１の回転変動が予め設定された所定回転変動よりも大きければ、所定燃焼指標以外、即ちエンジン１の燃焼状態が安定していないと判定し、エンジン１の回転変動が予め設定された所定回転変動よりも小さければ、所定燃焼指標以内、即ちエンジン１の燃焼状態が安定していると判定される。

ステップＳ２４では、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率が所定限界比率未満であるか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率が所定限界比率未満であれば、ステップＳ２６に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率が所定限界比率未満でなければ、ステップＳ１８へ戻る。なお、所定限界比率は、圧縮スライトリーン運転が可能となる最大の噴射比率に設定される。

ステップＳ２６では、噴射比率を変更する。詳しくは、筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を第１所定比率だけ減少し、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第１所定比率だけ増加する。そして、ステップＳ１８へ戻る。
また、ステップＳ２８では、噴射比率を変更する。詳しくは、筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を第２所定比率だけ増加し、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第２所定比率だけ減少する。そして、ステップＳ３０に進む。なお、第２所定比率は、第１所定比率に対して大きな値に設定され、第２所定比率を第１所定比率より大きな値に設定することで、燃焼状態が悪化した場合に早期に燃焼状態を安定させることが可能となる。

ステップＳ３０では、第２所定時間経過したか、否かを判別する。詳しくは、筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率の変更から第２の所定時間経過したか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率の変更から第２の所定時間経過していれば、ステップＳ３２に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率の変更から第２所定時間経過していなければ、ステップＳ３０の処理を再度実施する。

ステップＳ３２では、所定燃焼指標以内であるか、否かを判別する。即ち、エンジン１の燃焼状態が安定しているか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で所定燃焼指標以内でエンジン１の燃焼状態が安定していれば、ステップＳ１８へ戻る。また、判別結果が否（Ｎｏ）で所定燃焼指標以外でエンジン１の燃焼状態が安定していなければ、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、モード継続条件が成立しているか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でモード継続条件が成立していれば、ステップＳ３６に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）でモード継続条件が成立していなければ、ステップＳ４２に進む。
ステップＳ３６では、筒内噴射比率が１００％か、否かを判別する。即ち、筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率が１００％で、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率が０％であるか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率が１００％で、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率が０％であれば、ステップＳ３８に進む。また、判別結果が否（Ｎｏ）で筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率が１００％で、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率が０％でなければ、ステップＳ２８へ戻る。

ステップＳ３８では、燃圧を第２所定圧力にする。詳しくは、筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃料の圧力、即ち燃圧を第２所定圧力（例えば２０ＭＰａ）にする。そして、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ４０では、モード継続条件が成立しているか、否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でモード継続条件が成立していれば、ステップＳ３８へ戻る。また、判別結果が否（Ｎｏ）でモード継続条件が成立していなければ、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２では、圧縮スライドリーン運転を終了する。詳しくは、排気浄化触媒２９での浄化効率が十分に確保できたとして、現在の筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率と、筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃料の圧力を記憶し、圧縮スライドリーン運転を終了し、エンジン１の運転状態を通常のアイドル運転とする。そして、本ルーチンをリターンする。

このように本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置では、アイドル運転中で、水温センサ４にて検出されるエンジン１の冷却水温が所定水温以下であれば、総燃料量に対する筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を設定し、圧縮スライトリーン運転を開始する。ここで、圧縮スライトリーン運転開始時の総燃料量に対する筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率は、前回の圧縮スライトリーン運転制御での総燃料量に対する筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率が記憶されていない場合には、予め設定され記憶された噴射比率を総燃料量に対する筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率としている。また、前回の圧縮スライトリーン運転制御でのそれぞれの噴射比率が記憶されている場合には、記憶された前回の圧縮スライトリーン運転制御での筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率に対して、第２所定比率だけ増加させた噴射比率を筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率とし、記憶された前回の圧縮スライトリーン運転制御での吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率に対して、第２所定比率だけ減少させた噴射比率を吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率としている。そして、クランク角センサ９にて検出されるエンジン回転速度の変動、即ちエンジン１の回転変動が所定回転変動よりも小さく、エンジン１の燃焼状態が安定しており、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率が所定限界比率未満であれば、エンジン２の燃焼状態が不安定となるまで筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を第１所定比率だけ徐々に減少させ、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第１所定比率だけ徐々に増加させる。そして、クランク角センサ９にて検出されるエンジン回転速度の変動、即ちエンジン１の回転変動が所定回転変動よりも大きくなると、エンジン１の燃焼状態が不安定となっているとして筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を第２所定比率だけ徐々に増加させ、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第２所定比率だけ徐々に減少させ、エンジン１の燃焼状態が安定するまで筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を増加する。そして、筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を１００％としてもエンジン１の燃焼状態が不安定となっていると筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃圧を第２所定圧力（例えば２０ＭＰａ）にする。そして、モード継続条件が成立しなければ、現在の筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率と、筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃料の圧力を記憶し、圧縮スライドリーン運転を終了する。

したがって、エンジン１の燃焼状態が不安定となると筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を燃焼状態が安定するまで第１噴射比率ずつ徐々に増加することで、燃焼状態を安定させるために筒内噴射用インジェクタ２１から燃焼室１０内へ過剰な燃料量を噴射することなく適正な燃料量を噴射、即ち燃焼室１０内への燃料噴射を最小限の燃料噴射量とすることができる。

よって、燃焼室１０内への燃料噴射を最小限の燃料噴射量とすることができるので、圧縮スライトリーン運転における燃焼状態を安定させつつ、筒内噴射用インジェクタ２１から燃焼室１０内への噴射での混合改善による排ガス中の微粒子状物質（ＰＭ）の排出粒子数（ＰＮ）や炭化水素（ＨＣ）の増加を抑制して排気性状を良好にし、更に燃焼室１０内の壁面に燃料が付着することによるオイルダイリューションを低減することができる。

また、燃焼状態が安定している時に、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第１噴射比率ずつ徐々に増加させることで、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を急増させることによる燃焼状態の悪化、即ち燃焼状態が不安定となることを防止することができる。
また、圧縮スライトリーン運転制御時に、筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率が１００％であって、且つ燃焼状態が不安定である時に、筒内噴射用インジェクタ２１に供給される燃料の圧力、即ち燃圧を第２所定圧力とすることで、筒内噴射用インジェクタ２１より燃焼室１０内へ噴射される燃料量を増加させることが可能となる。

したがって、燃焼室１０内へ供給される燃料量を増加することで、燃焼状態を安定させることができる。
また、圧縮スライトリーン運転制御の終了時に、現在の筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率と、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率とを記憶し、次回の圧縮スライトリーン運転制御時に記憶した前回の圧縮スライトリーン運転での筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率に対して、第２所定比率だけ増加させた噴射比率を筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率とし、記憶した前回の圧縮スライトリーン運転での吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率に対して、第２所定比率だけ減少させた噴射比率を吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率としている。

前回の圧縮スライトリーン運転制御の終了時の筒内噴射用インジェクタ２１及び吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率は、エンジン１が温態状態となっており、エンジン１が温態状態に適した筒内噴射用インジェクタ２１及び吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率となっている。
したがって、次回の圧縮スライトリーン運転制御時の筒内噴射用インジェクタ２１及び吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を圧縮スライトリーン運転制御の終了時に記憶した筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率に対して第２所定比率増加させ、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第２所定比率だけ減少させることで、エンジン１が冷態状態である次回の圧縮スライトリーン運転制御時に適した筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率とし、次回の圧縮スライトリーン運転制御時の筒内噴射用インジェクタ２１から燃焼室１０内への燃料噴射量を前回の圧縮スライトリーン運転終了制御時の筒内噴射用インジェクタ２１から燃焼室１０内への燃料噴射量に対して増加させることができる。

よって、筒内噴射用インジェクタ２１の燃料噴射量を増加させることで、次回の圧縮スライトリーン運転制御開始時に燃焼を安定させることができる。
また、エンジン１の燃焼状態が安定している場合には、筒内噴射用インジェクタ２１及び吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第１所定比率だけ減少或いは増加し、エンジン１の燃焼状態が不安定となると、筒内噴射用インジェクタ２１及び吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第１所定比率より大きな値に設定される第２所定比率だけ増加或いは減少しているので、燃焼状態が不安定である場合には、早期に燃焼状態を安定させることができる。

また、吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率の増加を、圧縮スライトリーン運転が可能となる最大の噴射比率である所定限界比率までとしており、常に圧縮スライトリーン運転を行えるように噴射比率が制御されるので、排気浄化触媒２９の昇温を有利に進めることができる。
以上で発明の実施形態の説明を終えるが、発明の形態は本実施形態に限定されるものではない。

本実施形態では、エンジン１の燃焼状態をクランク角センサ９の検出結果に基づくエンジン１の回転変動より判別するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、燃焼室１０内に臨むように圧力センサ（燃焼状態検出手段）を設け、燃焼圧力を検出し当該燃焼圧力に基づいてエンジン１の燃焼状態を判別してもよい。
また、筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を１００％とした後に、エンジン１の燃焼状態が不安定であると、筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃圧を第２所定圧力とした後に、モード継続条件の成立或いは不成立を判別するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃圧を第２所定圧力とし第２所定時間経過後に、ステップＳ２４及びステップＳ３２と同様に、所定燃焼指標以内にあるかを判別し、判別結果に基づいて燃焼状態が安定していれば、筒内噴射用インジェクタ２１の噴射比率を１００％に維持しつつ、筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃圧を第１所定圧力としたり、さらには筒内噴射用インジェクタ２１へ供給する燃圧を第１所定圧力とした上で筒内噴射用インジェクタ２１及び吸気通路噴射用インジェクタ２２の噴射比率を第１所定比率だけ減少或いは増加したりしてもよい。

１ エンジン（内燃機関）
９ クランク角センサ（燃焼状態検出手段）
２１ 筒内噴射用インジェクタ（第１燃料噴射手段）
２２ 吸気通路噴射用インジェクタ（第２燃料噴射手段）
２５ 高圧ポンプ（圧力可変手段）
２９ 排気浄化触媒（排気浄化手段）
３０ 電子コントロールユニット（制御手段）

Claims (3)

1. 内燃機関の筒内に燃料を噴射する第１燃料噴射手段と、吸気通路に燃料を噴射する第２燃料噴射手段と、前記内燃機関の排気通路に設けられ排ガスを浄化する排気浄化手段と、前記内燃機関の冷態始動時において前記第１燃料噴射手段と前記第２燃料噴射手段とを制御して前記排気浄化手段を昇温させる触媒昇温制御を行う制御手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記内燃機関の燃焼状態を所定間隔毎に検出する燃焼状態検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記触媒昇温制御時に前記内燃機関の燃焼状態を検出する毎に前記燃焼状態検出手段の検出結果に基づいて、前記内燃機関に供給される総燃料量に対する前記第１燃料噴射手段と前記第２燃料噴射手段とから噴射される各燃料量の比率である噴射比率を徐々に増減させるものであり、
   前記内燃機関において、空燃比がストイキよりもリーン側に設定される圧縮スライトリーン運転が可能である前記第２燃料噴射手段の最大の前記噴射比率が所定限界比率として設定され、
   前記制御手段は、前記触媒昇温制御を前記圧縮スライトリーン運転によって実施し、前記触媒昇温制御時に前記燃焼状態が不安定となると前記第１燃料噴射手段の前記噴射比率を前記燃焼状態が安定するまで徐々に増加させ、前記燃焼状態が安定すると前記第２燃料噴射手段の前記噴射比率を徐々に前記所定限界比率まで増加させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記第１燃料噴射手段に供給される前記燃料の圧力を変更可能な圧力可変手段を備え、
   前記制御手段は、前記触媒昇温制御時に前記第１燃料噴射手段の前記噴射比率が１００％であって、且つ前記燃焼状態が不安定である時に、前記第１燃料噴射手段に供給される前記燃料の圧力が昇圧するように前記圧力可変手段を制御すること特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記制御手段は、
   前記触媒昇温制御の終了時に、前記第１燃料噴射手段及び前記第２燃料噴射手段の前記噴射比率を記憶し、
   次回の前記触媒昇温制御時に、前記記憶した前記第１燃料噴射手段の前記噴射比率に対し、前記第１燃料噴射手段の前記噴射比率を所定比率増加させ、前記第１燃料噴射手段及び第２燃料噴射手段の前記噴射比率とすることを特徴とする、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。

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