JP6149477B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置、及び、内燃機関の燃料噴射制御方法に関するものである。

従来から、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁（以下、筒内噴射を「直噴」、筒内噴射弁を「直噴弁」と称する。）と、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁とを備えた内燃機関が知られている。

この種の内燃機関では、ポート噴射弁のみによる燃料噴射、直噴弁のみによる燃料噴射、あるいは、両方を用いた燃料噴射というように、運転状態に応じて、直噴弁とポート噴射弁とを選択的に又は組み合わせて用いる制御装置及び制御方法を採用している。

しかし、直噴弁は燃焼室に直接臨んでいるため、常に、高温の燃焼ガスに晒された状態となる。このため、直噴弁の弁孔周囲には、デポジットと呼ばれる付着物が蓄積し易いという問題がある。デポジットは、主として、燃料の燃えかす、酸化物等である。

直噴弁とポート噴射弁とを併用した場合、ポート噴射弁のみによる燃料噴射が長時間継続すると、直噴弁の弁孔周囲の温度が上昇するので、付着物がさらに多くなる傾向がある。付着物が多くなると、直噴弁による適正な燃料噴射の妨げとなるので、好ましくない。

そこで、ポート噴射弁のみによる燃料噴射が継続し、直噴弁への付着物が多くなった場合に、強制的に直噴を行うことでデポジットを除去する技術が開示されている。

例えば、特許文献１は、機関がアイドリング運転中においては、ポート噴射弁による燃料噴射が行われ、ポート噴射弁のみによる燃料噴射が第一の所定時間に亘って継続した場合には、直噴弁に付着したデポジットを除去するために、直噴弁による燃料噴射を、第二の所定時間に亘って行うものである。

特許文献２は、ポート噴射弁のみによる燃料噴射の実施時間が、直噴弁の油密によるデポジット生成が発生する予想時間を超える場合に、直噴弁を強制的に駆動させるものである。

特開２０１０−３７９５９号公報 特開２０１０−１３３３５１号公報

上記特許文献１，２の技術では、直噴弁による強制的な燃料噴射を行うか否かを、ポート噴射弁のみによる燃料噴射の実施時間に基づいて決定している。

しかし、直噴弁への付着物の量は、必ずしも、ポート噴射弁のみによる燃料噴射の実施時間のみに依存して増減するものではない。すなわち、ポート噴射弁のみによる燃料噴射の実施時間が短くても、直噴弁への付着物が多い場合もある。逆に、ポート噴射弁のみによる燃料噴射の実施時間が長くても、直噴弁への付着物が少ない場合もあるのが実態である。このため、これらの技術は、直噴弁へのデポジット等の付着物を、確実に除去できるものではない。

そこで、この発明は、直噴弁へのデポジット等の付着物を、タイミングよく確実に除去できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する直噴弁と、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁とを備えた内燃機関において、前記ポート噴射弁のみによる燃料噴射の継続時間であるポート噴射継続時間、及び、前記ポート噴射弁による燃料の総噴射量であるポート噴射総噴射量の情報に基づいて、前記直噴弁への付着物の状態を判断する付着状態推定手段と、前記付着状態推定手段の推定結果に基づいて、前記直噴弁による燃料噴射を指令する直噴実行手段から成る燃料噴射制御装置を採用したのである。

この発明では、直噴弁への付着物の状態は、ポート噴射弁のみによる燃料噴射の実施時間（前記ポート噴射継続時間）と、ポート噴射弁のみによる燃料噴射の燃料の総噴射量（前記ポート噴射総噴射量）の二つの要素に依存している点に着目したのである。

つまり、同じポート噴射継続時間であっても、あるいは、同じポート噴射総噴射量であっても、低負荷・低回転の状態で運転されているか高負荷・高回転の状態で運転されているかで直噴弁への付着物の量が変わってくる。

機関が、どのような負荷・回転の状態で運転されていたかは、ポート噴射継続時間とポート噴射総噴射量をもとに推測できる。
例えば、一般に、一定のポート噴射総噴射量において、ポート噴射継続時間が相対的に長いほど、その間、比較的、低負荷・低回転の状態で運転されており、付着物は少なくなると推測できる。また、一定のポート噴射総噴射量において、ポート噴射継続時間が相対的に短いほど、比較的、高負荷・高回転の状態で運転されており、付着物は多くなると推測できる。

このため、予め実験等によって、ポート噴射継続時間とポート噴射総噴射量の各情報と、直噴弁への付着物の状態との関係を求めておくことにより、付着状態推定手段は、直噴弁への付着物がどの程度に達しているかを判断することができる。
すなわち、付着状態推定手段は、ポート噴射継続時間とポート噴射総噴射量の二つの要素によって、予め取得された実験データ等に基づいて、直噴弁への付着物がどのような状態であるかを判断し、付着物の除去に必要な直噴弁による燃料の噴射量、あるいは、噴射時間を決定することができる。

直噴実行手段は、付着状態推定手段の判断結果に基づいて、直噴弁による強制的な燃料噴射を指令し実行させるので、これにより、直噴弁へのデポジット等の付着物を、タイミングよく確実に除去できるようになる。

ここで、例えば、前記付着状態推定手段は、前記ポート噴射総噴射量と前記ポート噴射継続時間のどちらか一方が第一の所定値以上である場合に、付着物を除去するために必要な前記直噴弁による燃料を制御する第二の所定値を、前記ポート噴射総噴射量と前記ポート噴射継続時間のどちらか他方の値により変更する構成を用いることができる。
このため、ポート噴射総噴射量とポート噴射継続時間の二つの要素を確実に付着物の除去に必要な直噴弁の制御に反映することができる。

例えば、前記付着状態推定手段は、前記ポート噴射総噴射量が前記第一の所定値以上である場合に、前記第二の所定値として前記直噴弁による燃料噴射量を設定するものであって、前記燃料噴射量は、前記ポート噴射総噴射量が前記第一の所定値に達するまでの前記ポート噴射継続時間により変更する構成とすることができる。

あるいは、前記付着状態推定手段は、前記ポート噴射継続時間が前記第一の所定値以上である場合に、前記第二の所定値として前記直噴弁による燃料噴射時間を設定するものであって、前記燃料噴射時間は、前記ポート噴射継続時間が前記第一の所定値に達するまでの前記ポート噴射総噴射量により変更する構成とすることができる。

ところで、ポート噴射弁のみによる燃料噴射が継続しているアイドリング中に、直噴弁による燃料噴射を行うと、機関の回転が不安定になり、状況によってはエンスト（機関停止）する可能性がある。このため、直噴弁による強制的な燃料噴射は、内燃機関のアイドリング中は行わないことが望ましい場合もある。

そこで、前記付着状態推定手段が、アイドリング中に前記直噴弁による燃料噴射が必要と判断した場合に、前記直噴実行手段は、前記直噴弁による燃料噴射をアイドリング終了後に実施するように指令する構成とすることができる。

この発明においては、付着状態推定手段が、ポート噴射継続時間とポート噴射総噴射量の二つの要素によって、直噴弁への付着物の状態を推定するので、直噴実行手段は、的確な時期に直噴弁による強制的な燃料噴射を指令し実行させ、直噴弁へのデポジット等の付着物を確実に除去できるようになる。

本発明のエンジンの燃料噴射制御装置の概略を示すダイヤグラムである。 第一の実施形態を示す内燃機関の燃料噴射制御装置の制御フローチャートである。 第二の実施形態を示す内燃機関の燃料噴射制御装置の制御フローチャートである。 エンジンの回転数と負荷との関係を示すグラフ図である。 （ａ）（ｂ）は、直噴弁による燃料の噴射量を算定するためのグラフ図である。

この発明の第一の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の内燃機関の燃料噴射制御装置として、自動車用の４サイクルガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」と称する。）１の構成を示している。

エンジン１は、シリンダ２の気筒上部に、燃焼室３内の燃料に点火するための点火プラグ５が設けられている。また、気筒上部のやや側方には、燃焼室３内に燃料を直接噴射する直噴弁２０が設けられている。

点火プラグ５の側方には、燃料室３内に燃料を送り込むための吸気ポート６が設けられている。吸気ポート６には、燃料を噴射するポート噴射弁１０と、燃焼室３側の出口を開閉する吸気弁８とが設けられている。

吸気ポート６からの燃料の供給は、ピストン４が下降して気筒内が負圧になることによって行われる。ポート噴射弁１０から燃料が噴射されると、吸気弁８が開放した状態で、燃料及び空気が燃焼室３内に送り込まれる。ポート噴射弁１０による燃料の噴射は、吸気行程のやや前段、機関が膨張行程から排気行程へ移行するタイミングで行われる。また、直噴弁２０からの燃料の噴射は、ピストン４が下降する吸気行程中のタイミングで行われる。

ポート噴射弁１０と直噴弁２０への燃料の送り込みは、燃料タンク１１に設けられたポンプ１２を用いて行われる。ポンプ１２は、燃料タンク１１内の燃料をポート噴射弁１０及び直噴弁２０へ向かって送り出す。ここで、直噴弁２０はポート噴射弁１０より燃料噴射圧が高いため、直噴弁２０に至る供給ルートの途中に、高圧の直噴用ポンプ２１が用いられている。

ポート噴射弁１０と直噴弁２０からの燃料の噴射は、ポート噴射弁１０と直噴弁２０のそれぞれが備える電磁弁が開閉することにより、燃料の噴射、噴射の停止が切り替えられ、また、噴射量の増減の調整が行われる。

燃料噴射制御装置は、図１に示すように、エンジン１を制御する電子制御ユニット３０に設けられた噴射弁制御手段３１、付着状態推定手段３２、直噴実行手段３３、噴射量算出手段３４、噴射時間計測手段３５から成る。

ポート噴射弁１０及び直噴弁２０による燃料噴射に関する通常の制御は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０が備える噴射弁制御手段３１によって、運転状況に応じて行われる。

付着状態推定手段３２は、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が継続した際に、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射の継続時間であるポート噴射継続時間Ｔ、及び、ポート噴射継続時間Ｔ内におけるポート噴射弁１０による燃料の総噴射量であるポート噴射総噴射量Ｑの情報に基づいて、直噴弁２０へのデポジット等の付着物の状態を推定する機能を有する。

直噴実行手段３３は、付着状態推定手段３２の推定結果に基づいて、直噴弁２０への付着物を除去するために、直噴弁２０による強制的な燃料噴射を指令する機能を有する。指令は、ポンプ１２、直噴用ポンプ２１、電磁弁等に対して出される。

噴射量算出手段３４は、指定された期間内における燃料噴射量の積算値ΣＱを算出する機能を有する。燃料噴射量の積算値ΣＱを求めることで、ポート噴射弁１０による燃料の総噴射量であるポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍや、直噴弁２０による燃料の総噴射量である直噴総噴射量Ｑ_Ｄを算出することができる。積算値ΣＱは、電子制御ユニット３０から各インジェクタ（ポート噴射弁１０、直噴弁２０）への燃料噴射の指令値の積算によって求めることができる。

噴射時間計測手段３５は、指定された期間内における燃料噴射の継続時間Ｔを算出する機能を有する。ポート噴射弁１０による燃料噴射の継続時間Ｔ_Ｍや、直噴弁２０による燃料噴射の継続時間Ｔ_Ｄを算出することができる。継続時間Ｔは、電子制御ユニット３０が備えるタイマーの値の積算によって求めることができる。

また、電子制御ユニット３０は、エンジン１が備える回転数検出手段４１や負荷検出手段４２の情報が取得できるようになっている。回転数検出手段４１は、クランク角センサ等からの情報に基づいて、エンジンの回転数の情報を取得する。また、負荷検出手段４２は、アクセルペダルに連動するスロットルバルブの開度や、燃料噴射量、エンジンの回転数、車速等の情報に基づいて、エンジンへの負荷の情報を取得する。

図２は、第一の実施形態のエンジンの燃料噴射制御装置を用いた制御方法を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、燃料噴射の制御状態を判別する。すなわち、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が行われている状態、直噴弁２０のみによる燃料噴射が行われている状態、ポート噴射弁１０と直噴弁２０の両方を用いた燃料噴射が行われている状態、あるいは、燃料がカットされている状態等を判別する。
燃料噴射の制御状態は、電子制御ユニット３０から各インジェクタへの指令を読み取って判別してもよいし、回転数検出手段４１からのエンジン回転数の情報と負荷検出手段４２からのエンジン負荷の情報に基づいて判別してもよい。

図４は、エンジン回転数とエンジン負荷の数値に基いて決定される燃料噴射の制御状態の一例を示している。比較的低回転、低負荷の領域では、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が行われる（図中の「ポート噴射オンリー」運転領域参照）。また、高負荷の領域では、ポート噴射弁１０による燃料噴射と、直噴弁２０による燃料噴射の両方が行われる（図中の「直噴＋ポート噴射」運転領域参照）。

燃料噴射がポート噴射弁１０のみではない場合、例えば、ポート噴射弁１０と直噴弁２０の両方による燃料噴射が行われている場合、そのままの制御状態が継続される。ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が行われている場合、すなわち、ポート噴射オンリー運転領域である場合、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２において、既に、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が、ある程度の時間継続している。ここで、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が継続している間に、ポート噴射弁１０から供給される燃料の総噴射量であるポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍを算出する。ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの算出は噴射量算出手段３４が行い、付着状態推定手段３２が情報を取得する。

ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍが、予め定められた第一の所定値（以下、「所定値Ｑ１」と称する。）未満であれば、付着状態推定手段３２は、直噴弁２０への付着物が許容限度を超えていないと判断し、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射の状態を継続させる（ステップＳ１３参照）。以後、ステップＳ１４でのポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの積算、ステップＳ１５のタイマー数値積算を経て、再度、ステップＳ１に復帰する。

ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍが、所定値Ｑ１以上であれば、付着状態推定手段３２は、直噴弁２０への付着物が許容限度を超えていると判断し、直噴実行手段３３に対し、直噴弁２０による燃料噴射を指令するために、ステップＳ３へ移行する。

なお、所定値Ｑ１は、予め実験データ等に基づいて算定されており、その値が付着状態推定手段３２に記憶されている。

ステップＳ３において、付着状態推定手段３２は、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍが所定値Ｑ１以上であることを前提に、その時点でのポート噴射継続時間Ｔ_Ｍ及びポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの情報に基づいて、付着物を除去するために必要な直噴弁２０による燃料の総噴射量である第二の所定値（以下、「所定値Ｑ２」と称する。）を設定する。

所定値Ｑ２は、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍの値によって、設定される。例えば、図５（ａ）は、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍが所定値Ｑ１になるまでのポート噴射継続時間Ｔ_Ｍ（横軸）と、必要な直噴噴射量（縦軸）との関係を示すグラフ図である。つまり、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍが所定値Ｑ１になるまでの時間が短いと単位時間あたりの噴射量すなわち燃焼が多いため燃焼室が高温となり易く付着物の生成が多くなり、逆にポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍが所定値Ｑ１になるまでの時間が長いと単位時間あたりの噴射量すなわち燃焼が少ないため燃焼室が高温となり難く付着物の生成が抑制される傾向がある。したがって、同じポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍであってもポート噴射継続時間Ｔ_Ｍにより付着量に差異が生じるため、付着物を除去するために必要な直噴弁２０による燃料の総噴射量である所定値Ｑ２（燃料噴射量）も変更する必要がある。このような関係は、予め実験等によって、直噴弁２０への付着物の状態との関係を求めておくことで得ることができる。

必要な直噴噴射量に関する所定値Ｑ２は、このようなグラフ等を用い、ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍとポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの各情報から求めることができる。

ステップＳ４では、付着状態推定手段３２からの所定値Ｑ２の指令に基づいて、直噴総噴射量Ｑ_Ｄが所定値Ｑ２未満である限り、直噴実行手段３３が直噴弁２０による燃料噴射を実行する。

ここで、アイドリング中に、直噴弁２０による燃料噴射を行うと、機関の回転が不安定になり、状況によってはエンスト（機関停止）する可能性がある。このため、直噴弁２０による強制的な燃料噴射は、エンジン１のアイドリング中は行わないことが望ましい。

そこで、ステップＳ４において、直噴弁２０による燃料噴射が必要と判断した際には、ステップＳ７へ移行し、エンジン１がアイドリング中であるか否かを判断する。アイドリング中であるか否かは、エンジン回転数やエンジン負荷、あるいは、このエンジン１を搭載する自動車が備える車速センサ等からの情報を基に、電子制御ユニット３０が判断できる。

ステップＳ７において、エンジン１がアイドリング中である場合には、直噴実行手段３３は、直噴弁２０による燃料噴射を実行する指令を出さない。そして、ステップＳ８でのポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの積算、ステップＳ９でのタイマー数値積算を経てステップＳ１に復帰する。この場合、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射の状態が継続するため、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍは前回値より増加することになる。つまり、前回値のポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍと同様に、予め実験等によって求められた増加したポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍに基づいたポート噴射継続時間Ｔ_Ｍのグラフから求めればよい。なお、ポート噴射の継続による付着物の増加分を、増加分のポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍと増加分のポート噴射継続時間Ｔ_Ｍにより求め、前回の所定値Ｑ２に加えても良い。したがって、ステップＳ３で新たな所定値Ｑ２が更新されてステップＳ４まで再び進む。
エンジン１がアイドリング中でない場合には、ステップＳ１０において、直噴実行手段３３は、直噴弁２０による燃料噴射を実行する指令を出す。このとき、運転状況に応じて、直噴弁２０のみによる燃料噴射としてもよいし、ポート噴射弁１０と直噴弁２０の両方による燃料噴射としてもよい。以後、ステップＳ１１での直噴総噴射量Ｑ_Ｄの積算、ステップＳ１２のタイマー数値積算を経て、再度、ステップＳ１に復帰する。

この過程を繰り返し、ステップＳ４において、直噴総噴射量Ｑ_Ｄが所定値Ｑ２以上となれば、直噴弁２０による燃料噴射を終了する。以後、ステップ６において、図４のエンジン回転数とエンジン負荷の数値に基づいて決定される燃料噴射の制御状態に移行して、ステップＳ１に復帰する。
なお、アイドリング中に直噴弁２０による燃料噴射を実行することが許されるエンジン１の仕様である場合には、ステップＳ７を省略し、ステップＳ４で直噴総噴射量Ｑ_Ｄが所定値Ｑ２以上になるまでステップＳ１０の直噴弁２０による燃料噴射を採用することができる。この場合、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍは増加しないためステップＳ３で所定値Ｑ２は更新されない。

図３に、第二の実施形態を示す。この実施形態は、ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍが第一の所定値（以下、「所定値Ｔ１」と称する。）以上である場合に、ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍ及びポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの情報に基づいて、付着状態推定手段３２が、付着物を除去するために必要な直噴弁２０による燃料噴射の継続時間である第二の所定値（以下、「所定値Ｔ２」と称する。）を設定するものである。

ステップＳ２１において、燃料噴射の制御状態を判別する。すなわち、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が行われている状態、直噴弁２０のみによる燃料噴射が行われている状態、ポート噴射弁１０と直噴弁２０の両方を用いた燃料噴射が行われている状態、あるいは、燃料がカットされている状態等を判別する。判別方法は、前述の実施形態と同様である。

燃料噴射がポート噴射弁１０のみではない場合、ステップＳ３４のタイマーリセットを経て、そのままの制御状態が継続される。ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が行われている場合、すなわち、ポート噴射オンリー運転領域である場合、ステップＳ２２へ移行する。

ステップＳ２２において、既に、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が、ある程度の時間継続している。ここで、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射の継続時間であるポート噴射継続時間Ｔ_Ｍを算出する。ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍの算出は噴射時間計測手段３５が行い、付着状態推定手段３２が情報を取得する。

ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍが、予め定められた所定値Ｔ１未満であれば、付着状態推定手段３２は、直噴弁２０への付着物が許容限度を超えていないと判断し、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射の状態を継続させる（ステップＳ３２参照）。以後、ステップＳ３３のタイマー数値積算を経て、再度、ステップＳ２１に復帰する。

ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍが、所定値Ｔ１以上であれば、付着状態推定手段３２は、直噴弁２０への付着物が許容限度を超えていると判断し、直噴実行手段３３に対し、直噴弁２０による燃料噴射を指令するために、ステップＳ２３へ移行する。

なお、所定値Ｔ１は、予め実験データ等に基づいて算定されており、その値が付着状態推定手段３２に記憶されている。

ステップＳ２３において、付着状態推定手段３２は、ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍが所定値Ｔ１以上であることを前提に、その時点でのポート噴射継続時間Ｔ_Ｍ及びポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの情報に基づいて、付着物を除去するために必要な直噴弁２０による燃料の継続時間である所定値Ｔ２を設定する。

所定値Ｔ２は、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍの値によって、設定される。例えば、図５（ｂ）は、ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍが所定値Ｔ１になるまでのポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍ（横軸）と、必要な直噴噴射時間（縦軸）との関係を示すグラフ図である。つまり、ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍが所定値Ｔ１になるまでの噴射量が多いと、その分燃焼が多いため燃焼室が高温となり易く付着物の生成が多くなり、逆に、ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍが所定値Ｔ１になるまでの噴射量が少ないと、その分燃焼が少ないため燃焼室が高温となり難く付着物の生成が抑制される傾向がある。したがって、同じポート噴射継続時間Ｔ_Ｍであってもポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍにより付着量に差異が生じるため、付着物を除去するために必要な直噴弁２０による燃料噴射時間である所定値Ｔ２も変更する必要がある。このような関係は、予め実験等によって、直噴弁２０への付着物の状態との関係を求めておくことで得ることができる。

必要な直噴噴射時間に関する所定値Ｔ２は、このようなグラフ等を用い、ポート噴射継続時間Ｔ_Ｍとポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの各情報から、直噴継続時間Ｔ_Ｄを算定できる。

ステップＳ２４では、付着状態推定手段３２からの所定値Ｔ２の指令に基づいて、直噴継続時間Ｔ_Ｄが所定値Ｔ２未満である限り、直噴実行手段３３が直噴弁２０による燃料噴射を実行する。

ここで、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射が継続しているアイドリング中に、直噴弁２０による燃料噴射を行うと、機関の回転が不安定になり、状況によってはエンスト（機関停止）する可能性がある。このため、直噴弁２０による強制的な燃料噴射は、エンジン１のアイドリング中は行わないことが望ましい。

そこで、ステップＳ２４において、直噴弁２０による燃料噴射が必要と判断した際には、ステップＳ２７へ移行し、エンジン１がアイドリング中であるか否かを判断する。

ステップＳ２７において、エンジン１がアイドリング中である場合には、直噴実行手段３３は、直噴弁２０による燃料噴射を実行する指令を出さない。そして、ステップＳ２８でのポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍの積算、ステップＳ２９のタイマー数値積算を経てステップＳ１に復帰する。この場合、ポート噴射弁１０のみによる燃料噴射の状態が継続するため、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍは前回値より増加することになる。つまり、前回値のポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍと同様に、予め実験等によって求められた増加したポート噴射継続時間Ｔ_Ｍに基づいたポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍのグラフから求めればよい。なお、ポート噴射の継続による付着物の増加分を増加分のポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍと増加分のポート噴射継続時間Ｔ_Ｍにより求め、前回の所定値Ｔ２に加えても良い。したがって、ステップＳ２３で新たな所定値Ｔ２が更新されてステップＳ２４まで再び進む。
エンジン１がアイドリング中でない場合には、ステップＳ３０において、直噴実行手段３３は、直噴弁２０による燃料噴射を実行する指令を出す。このとき、直噴弁２０のみによる燃料噴射としてもよいし、ポート噴射弁１０と直噴弁２０の両方による燃料噴射としてもよい。以後、ステップＳ３１のタイマー数値積算を経て、再度、ステップＳ１に復帰する。

この過程を繰り返し、ステップＳ２４において、直噴継続時間Ｔ_Ｄが所定値Ｔ２以上となれば、直噴弁２０による燃料噴射を終了する。以後、ステップＳ２５でのタイマー数値のリセットを経て、ステップＳ２６において、図４のエンジン回転数とエンジン負荷の数値に基づいて決定される燃料噴射の制御状態に移行して、ステップＳ１に復帰する。
なお、アイドリング中に直噴弁２０による燃料噴射を実行することが許されるエンジン１の仕様である場合には、ステップＳ２７を省略しステップＳ２４で経過時間Ｔ_Ｄが所定値Ｔ２以上になるまで、ステップＳ３０の直噴弁２０による燃料噴射を採用することができる。

上記の各実施形態では、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍ又はポート噴射継続時間Ｔ_Ｍのいずれかの要素に着目し、着目した要素が一定の値以上である場合に、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍの両方の要素に基づいて、必要な直噴総噴射量Ｑ_Ｄや直噴継続時間Ｔ_Ｄを算定した。

予め取得された実験データ等に基づいて、ポート噴射総噴射量Ｑ_Ｍとポート噴射継続時間Ｔ_Ｍの二つの要素によって、直噴弁２０への付着物の多少を予測し強制的な直噴の際に噴射すべき燃料の量を、あるいは、強制的な直噴を行うべき時間を指示することができるので、直噴弁２０への付着物の除去は的確なものとなる。

また、上記の各実施形態では、自動車用の４サイクルガソリンエンジンを例に説明したが、この実施形態には限定されず、この発明は、例えば、２サイクルガソリンエンジンにも適用できる。また、自動車以外の各種輸送機器、産業機械に用いられるレシプロエンジンにも、この発明を適用することができる。

１ 内燃機関（エンジン）
２ シリンダ
３ 燃焼室
４ ピストン
５ 点火プラグ
６ 吸気ポート
７ 排気ポート
１０ ポート噴射弁
１１ 燃料タンク
１２ ポンプ
２０ 筒内噴射弁（直噴弁）
２１ 直噴用ポンプ
３０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３１ 噴射弁制御手段
３２ 付着状態推定手段
３３ 直噴実行手段
３４ 噴射量算出手段
３５ 噴射時間計測手段
４１ 回転数検出手段
４２ 負荷検出手段

Claims (4)

1. 内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する直噴弁と、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記ポート噴射弁のみによる燃料噴射の継続時間であるポート噴射継続時間、及び、前記ポート噴射継続時間内における前記ポート噴射弁による燃料の総噴射量であるポート噴射総噴射量の情報に基づいて、前記直噴弁への付着物の状態を判断する付着状態推定手段と、前記付着状態推定手段の推定結果に基づいて、前記直噴弁による燃料噴射を指令する直噴実行手段とを備え、
   前記付着状態推定手段は、前記ポート噴射総噴射量と前記ポート噴射継続時間のどちらか一方が第一の所定値以上である場合に、付着物を除去するために必要な前記直噴弁による燃料の総噴射量又は燃料噴射の継続時間である第二の所定値を設定するものであって、
   前記第二の所定値は、前記ポート噴射総噴射量と前記ポート噴射継続時間のどちらか他方の値により変更することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記付着状態推定手段は、前記ポート噴射総噴射量が前記第一の所定値以上である場合に、前記第二の所定値として前記直噴弁による燃料の総噴射量を設定するものであって、
   前記燃料の総噴射量は、前記ポート噴射総噴射量が前記第一の所定値に達するまでの前記ポート噴射継続時間により変更することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記付着状態推定手段は、前記ポート噴射継続時間が前記第一の所定値以上である場合に、前記第二の所定値として前記直噴弁による燃料噴射の継続時間を設定するものであって、
   前記燃料噴射の継続時間は、前記ポート噴射継続時間が前記第一の所定値に達するまでの前記ポート噴射総噴射量により変更することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記付着状態推定手段が、アイドリング中に前記直噴弁による燃料噴射が必要と判断した場合に、前記直噴実行手段は、前記直噴弁による燃料噴射をアイドリング終了後に実施するように指令することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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