JP6977647B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関を制御対象とする内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、吸入空気量に基づき要求される燃料量に相当するパルス幅τａを算出し、これに基づき燃料噴射弁を操作する燃料噴射制御装置が記載されている。

特開平５−２５６１７２号公報

発明者は、内燃機関の温度が低いときには、要求される燃料量の全てを吸気行程前に噴射すると、負荷によっては粒子状物質（ＰＭ）の数（ＰＮ）が多くなるおそれがあることを見出した。ちなみに、上記特許文献１に記載の制御装置では、吸気行程に燃料を噴射する吸気行程噴射と、その後の燃焼行程において燃料を噴射する燃焼行程噴射とに分割して燃料を噴射し、吸気行程噴射と燃焼行程噴射とに分割する分割比Ｒを、回転速度に応じて設定している。ただし、内燃機関の温度が低いときには、上記のように回転速度に応じて分割比Ｒを定めて燃料を２回に分けて噴射することによっては、ＰＮを十分に抑制できないおそれがある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．内燃機関の燃料噴射制御装置において、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関を制御対象とし、前記内燃機関の気筒内に充填される空気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための要求噴射量を算出する要求噴射量算出処理と、前記要求噴射量の燃料を噴射すべく前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、前記操作処理は、前記充填される空気量と相関を有する物理量である負荷と前記内燃機関の温度との２つのうちの少なくとも１つに応じて、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記要求噴射量の燃料を分割して前記吸気非同期噴射、前記吸気同期噴射の順に燃料を噴射するマルチ噴射処理を含む。

内燃機関の温度が低いときに、要求噴射量の燃料を全て吸気非同期噴射によって噴射する場合、負荷によってはＰＮが多くなるおそれがある。これは、吸気通路に付着する燃料量が多くなり、付着した燃料のせん断によって、一部が液滴のまま燃焼室に流入することによってＰＭが発生するためであると推察される。そこで上記構成では、要求噴射量の一部を吸気同期噴射によって噴射することにより、非同期噴射量を低減し、ひいては吸気通路に付着する燃料量を低減する。これにより、付着した燃料のせん断によって液滴のまま燃料が燃焼室に流入することを抑制できる。ただし、同期噴射量が多くなる場合、かえってＰＮが多くなることを発明者が見出した。そこで上記構成では、ＰＮと強い相関を有する負荷と、吸気通路に付着する燃料量と強い相関を有する温度との２つのうちの少なくとも１つに応じて、要求噴射量の非同期噴射量と同期噴射量とへの分割の仕方を定める。負荷や温度は、非同期噴射量をいかに低減すべきかを定めるための情報を有したパラメータであるため、これにより、同期噴射量が増加することによるＰＮの増加を抑制しつつも吸気通路への燃料の付着量を低減できるように非同期噴射量を適切に低減することができ、ひいてはＰＭの発生を抑制できる。

２．上記１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記操作処理は、前記内燃機関の温度が所定温度以下であることを条件に前記マルチ噴射処理を実行し、前記内燃機関の温度が前記所定温度を超える場合、前記吸気バルブの開弁タイミングよりも進角側のタイミングにて噴射を開始する単一の燃料噴射によって前記要求噴射量の燃料を噴射する。

上記構成では、内燃機関の温度が所定温度を超える場合、マルチ噴射処理を実行しないため、マルチ噴射処理を継続する場合と比較して、ポート噴射弁の駆動頻度を低減できることからポート噴射弁の劣化の進行を遅らせることができる。このため、所定温度を、非同期噴射のみを実行する場合にＰＭの発生が顕著となる温度の上限値以上とするなら、ＰＭの発生を抑制することとポート噴射弁の劣化を抑制することとの好適な両立を図ることができる。

３．上記１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記操作処理は、前記負荷が所定値以上であることを条件に前記マルチ噴射処理を実行し、前記負荷が前記所定値未満である場合、前記吸気バルブの開弁タイミングよりも進角側のタイミングにて噴射を開始する単一の燃料噴射によって前記要求噴射量の燃料を噴射する処理を含む。

ポート噴射弁には燃料噴射が可能な最小噴射量が存在する。このため、上記所定値を、要求噴射量を分割しても最小噴射量以下とならない下限値以上とするなら、マルチ噴射処理を実行することによって最小噴射量未満となることを回避することができる。また、ＰＮは負荷がある程度高くなることによって増加する傾向がある。このため、上記所定値を、ＰＮが多くなる下限値未満に設定するなら、ＰＭの発生が顕著となる事態を好適に抑制することができる。

４．上記１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記吸気非同期噴射の噴射開始時期を前記内燃機関の温度に基づき可変設定する可変設定処理を実行し、前記内燃機関の温度が第１温度であるときと該第１温度よりも高い第２温度であるときとのそれぞれにおける前記吸気非同期噴射の噴射開始時期同士の差が、前記吸気同期噴射の噴射開始時期同士の差よりも大きい。

マルチ噴射処理によってＰＮを抑制する上では、同期噴射の噴射開始時期を適合することが特に重要であることを発明者が見出した。一方、マルチ噴射を実行する場合、ポート噴射弁の構造上、非同期噴射の噴射終了時期と同期噴射の噴射開始時期との間の時間間隔を所定以上とする必要がある。一方、非同期噴射量は、内燃機関の温度が低いほど多くなる傾向がある。このため、同期噴射の開始時期を適切な値とするうえでは、内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも非同期噴射の噴射開始時期を進角させるなどして、内燃機関の温度に応じて非同期噴射の開始時期を大きく変動させる必要が生じうる。このため、上記構成では、非同期噴射の噴射開始時期同士の上記差を大きくした。

５．上記１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記操作処理は、前記内燃機関の始動時、前記気筒内に充填される空気量によらずに前記内燃機関の温度に基づき前記同期噴射量および前記非同期噴射量を算出し、前記非同期噴射量の燃料を前記吸気非同期噴射によって噴射した後、前記同期噴射量の燃料を前記吸気同期噴射によって噴射する処理を含み、前記内燃機関の始動時、前記吸気非同期噴射の噴射開始時期を前記内燃機関の温度に基づき可変設定する可変設定処理を実行する。

始動時においては、充填される空気量に基づき精度よく要求噴射量を算出することが困難である。そこで上記構成では、内燃機関の温度に基づき、同期噴射量および非同期噴射量を算出する。ところで、マルチ噴射を実行する場合、ポート噴射弁の構造上、非同期噴射の噴射終了時期と同期噴射の噴射開始時期との間の時間間隔を所定以上とする必要がある。一方、非同期噴射量は、内燃機関の温度が低いほど多くなる傾向がある。このため、上記構成では、吸気非同期噴射の噴射開始時期を内燃機関の温度に基づき可変設定することにより、温度に応じて非同期噴射量が変動したとしても、上記時間間隔を適切に確保することができる。

一実施形態にかかる燃料噴射制御装置および内燃機関を示す図。 同実施形態にかかる制御装置の処理の一部を示すブロック図。 本実施形態にかかる燃料噴射を例示するタイムチャートであり、（ａ）および（ｂ）は、２つのパターンのそれぞれを示す。 同実施形態の解決する課題を示すタイムチャート。 同実施形態にかかるスタータＯＮ直後の燃料噴射に関する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるスタータＯＮから所定期間経過後の燃料噴射に関する処理の手順を示す流れ図。 （ａ）および（ｂ）は、負荷率と、ＰＮおよび吸気通路の内壁面への燃料の付着量との関係を示す図。 （ａ）および（ｂ）は、マルチ噴射処理の噴射開始時期と、ＰＮおよびＨＣの発生量との関係を示す図。 （ａ）および（ｂ）は、マルチ噴射処理の到達終了時期と、ＰＮおよびＨＣの発生量との関係を示す図。

以下、内燃機関の制御装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に示す内燃機関１０の吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が設けられており、スロットルバルブ１４の下流には、ポート噴射弁１６が設けられている。吸気通路１２に吸入された空気とポート噴射弁１６から噴射された燃料とは、吸気バルブ１８の開弁に伴って、シリンダ２０およびピストン２２によって区画された燃焼室２４に流入する。燃焼室２４において、燃料と空気との混合気は、点火装置２６の火花放電によって燃焼に供され、その際生成される燃焼エネルギは、ピストン２２を介してクランク軸２８の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気バルブ３０の開弁に伴って、排気として排気通路３２に排出される。排気通路３２には、触媒３４が設けられている。

クランク軸２８には、クランク軸２８に初期回転を付与するスタータモータ３６が機械的に接続されている。また、クランク軸２８の回転動力は、タイミングチェーン３８を介して、吸気側カム軸４０および排気側カム軸４２に伝達される。なお、本実施形態では、吸気側カム軸４０には、吸気側バルブタイミング調整装置４４を介してタイミングチェーンの動力が伝達される。吸気側バルブタイミング調整装置４４は、クランク軸２８と吸気側カム軸４０との回転位相差を調整することによって、吸気バルブ１８の開弁タイミングを調整するアクチュエータである。

制御装置５０は、内燃機関１０を制御対象とし、その制御量（トルク、排気成分等）を制御するために、上記スロットルバルブ１４や、ポート噴射弁１６、点火装置２６、吸気側バルブタイミング調整装置４４等の内燃機関１０の操作部や、スタータモータ３６を操作する。この際、制御装置５０は、クランク角センサ６０の出力信号Ｓｃｒや、エアフローメータ６２によって検出される吸入空気量Ｇａ、触媒３４の上流側に設けられた上流側空燃比センサ６４によって検出される上流側空燃比Ａｆｕ、触媒３４の下流側に設けられた下流側空燃比センサ６６によって検出される下流側空燃比Ａｆｄを参照する。また、制御装置５０は、水温センサ６８によって検出される内燃機関１０の冷却水の温度（水温ＴＨＷ）や、吸気側カム角センサ７０の出力信号Ｓｃａを参照する。

制御装置５０は、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５４およびＲＡＭ５６を備えており、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２が実行することにより、上記制御量の制御を実行する。

図２に、制御装置５０が実行する処理の一部を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２が実行することにより実現される。
吸気位相差算出処理部Ｍ１０は、クランク角センサ６０の出力信号Ｓｃｒと吸気側カム角センサ７０の出力信号Ｓｃａとに基づき、クランク軸２８の回転角度に対する吸気側カム軸４０の回転角度の位相差である吸気位相差ＤＩＮを算出する。目標吸気位相差算出処理部Ｍ１２は、内燃機関１０の動作点に基づき、目標吸気位相差ＤＩＮ＊を可変設定する。なお、本実施形態では、回転速度ＮＥと負荷率ＫＬとによって動作点を定義している。ここで、ＣＰＵ５２は、回転速度ＮＥを、クランク角センサ６０の出力信号Ｓｃｒに基づき算出し、負荷率ＫＬを回転速度ＮＥおよび吸入空気量Ｇａに基づき算出する。負荷率ＫＬは、基準流入空気量に対する、１気筒の１燃焼サイクル当たりの流入空気量の比である。ここで、基準流入空気量は、スロットルバルブ１４の開口度を最大としたときの１気筒の１燃焼サイクル当たりの流入空気量である。ちなみに、基準流入空気量は、回転速度ＮＥに応じて可変設定される量としてもよい。

吸気位相差制御処理部Ｍ１４は、吸気位相差ＤＩＮを目標吸気位相差ＤＩＮ＊に制御するために吸気側バルブタイミング調整装置４４を操作すべく、操作信号ＭＳ５を出力する。

ベース噴射量算出処理部Ｍ１６は、回転速度ＮＥおよび吸入空気量Ｇａに基づき、燃焼室２４内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための燃料量のベース値であるベース噴射量Ｑｂを算出する。なお、回転速度ＮＥおよび吸入空気量Ｇａは、気筒内に充填される空気量を定めるパラメータであり、ベース噴射量Ｑｂは、筒内に充填される空気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するために算出された燃料量である。ちなみに、本実施形態においては、目標空燃比として、理論空燃比を例示する。

目標値設定処理部Ｍ１８は、上流側空燃比Ａｆｕをフィードバック制御量とし、燃焼室２４内の混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するための目標値Ａｆ＊を設定する。ただし、目標値設定処理部Ｍ１８は、下流側空燃比Ａｆｄの値に応じて、触媒３４の酸素吸蔵量を所定量に制御すべく、上流側空燃比Ａｆｕが目標空燃比となるときの値に対して、目標値Ａｆ＊を微小に変化させることもある。これは、たとえば下流側空燃比Ａｆｄを下流側目標値にフィードバック制御するための操作量によって、上流側空燃比Ａｆｕが目標空燃比となるときの値を補正することによって実現してもよい。

フィードバック処理部Ｍ２０は、上流側空燃比Ａｆｕを目標値Ａｆ＊にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量ＫＡＦを算出する。詳しくは、フィードバック処理部Ｍ２０は、上流側空燃比Ａｆｕと目標値Ａｆ＊との差を入力とする比例要素、積分要素および微分要素の各出力値の和を、フィードバック操作量ＫＡＦとする。

補正処理部Ｍ２２は、ベース噴射量Ｑｂにフィードバック操作量ＫＡＦを乗算することによって、要求噴射量Ｑｄを算出する。
増量係数算出処理部Ｍ２４は、水温ＴＨＷが所定温度Ｔｔｈ（たとえば６０°Ｃ）以下の場合、要求噴射量Ｑｄよりも実際の噴射量を増量するための増量係数を「１」よりも大きい値として出力する。本実施形態では、増量係数は、ポート噴射弁１６から噴射する燃料が仮に重質燃料であった場合であっても失火を十分に抑制することができる値に設定されている。これは、重質燃料であった場合を想定しない場合と比較して噴射量を増量する値とする設定である。

操作処理部Ｍ２６は、スタータモータ３６を起動した後所定期間が経過した後においては、要求噴射量Ｑｄおよび増量係数算出処理部Ｍ２４の出力値に基づき、ポート噴射弁１６を操作すべく、ポート噴射弁１６に操作信号ＭＳ２を出力する。

本実施形態では、燃料噴射のパターンとして、図３の（ａ）に例示するパターンと、図３の（ｂ）に例示するパターンとの２通りのパターンを有する。
図３の（ａ）は、吸気バルブ１８の開弁前に燃料の噴射を開始し、噴射量が過度に多くならない限り、吸気バルブ１８の開弁前に燃料の噴射を終了させる単一の噴射を実行するパターンである。

図３の（ｂ）は、吸気バルブ１８の開弁タイミングに同期して噴射開始時期Ｉｓに燃料の噴射を開始する吸気同期噴射と、吸気同期噴射よりも進角側の噴射開始時期Ｉｎｓにて燃料の噴射を開始する吸気非同期噴射との２つの燃料噴射を実行するマルチ噴射処理のパターンである。本実施形態において、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓは、吸気バルブ１８の開弁タイミングよりも微小時間δだけ進角側に設定されている。ここで、微小時間δは、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の開弁前の位置に到達するのに要する時間に設定されている。これは、噴射された燃料を、吸気バルブ１８の開弁に伴って極力早期に燃焼室２４に流入させる設定である。なお、図３の（ａ）に示したパターンは、吸気非同期噴射のみを実行するパターンであるため、噴射開始時期を「噴射開始時期Ｉｎｓ」と記載している。

操作処理部Ｍ２６は、スタータモータ３６を起動した後所定期間内には、要求噴射量Ｑｄによらずにポート噴射弁１６を操作する。ここで、所定期間とは、スタータモータ３６によってクランク軸２８に初期回転が付与された直後であって要求噴射量Ｑｄを適切に算出することができない期間のこととする。本実施形態では、所定期間内においても、マルチ噴射処理を実行する。

本実施形態においてマルチ噴射処理は、ＰＮを低減することを狙って実行される。図４に、図３（ａ）に例示した吸気非同期噴射のみを実行する場合の、車速、回転速度ＮＥ、負荷率ＫＬ、噴射量、水温ＴＨＷおよびＰＮの推移を示す。

図４に示すように、水温ＴＨＷがある程度低く、始動時および負荷率ＫＬがある程度高い領域において、ＰＮが増加している。
以下、ＰＮの低減を狙った本実施形態における内燃機関１０の燃料噴射制御について詳述する。

図５に、内燃機関１０の始動時における処理の手順を示す。図５に示す処理は、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」を付与した数字によってステップ番号を表現する。

図５に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、まず、スタータモータ３６が起動されてから所定期間内であるか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで所定期間とは、燃焼室２４内に充填される空気量を精度よく把握することができず、要求噴射量Ｑｄを精度よく算出することができない期間とする。ＣＰＵ５２は、所定期間内であると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、クランク角センサ６０の出力信号Ｓｃｒから算出されるクランク角θを取得する（Ｓ１２）。そしてＣＰＵ５２は、クランク角θに基づき、噴射量を確定させる時期であるか否かを判定する（Ｓ１４）。噴射量を確定させる時期は、１つの気筒につき、１燃焼サイクルに１度設定されている。ＣＰＵ５２は、確定させる時期であると判定する場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、水温ＴＨＷを取得する（Ｓ１６）。次にＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷに基づき、吸気非同期噴射と吸気同期噴射とのそれぞれから噴射される燃料量の合計である総噴射量Ｑｔｏｔａｌを算出する（Ｓ１８）。総噴射量Ｑｔｏｔａｌは、水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも多い量とされる。これは、たとえば、ＲＯＭ５４に、水温ＴＨＷを入力変数とし、総噴射量Ｑｔｏｔａｌを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ５２により総噴射量Ｑｔｏｔａｌをマップ演算することにより実現すればよい。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。

次にＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷに応じて、吸気非同期噴射と吸気同期噴射との噴射割合Ｋｍを設定する（Ｓ２０）。これは、たとえば、ＲＯＭ５４に、水温ＴＨＷを入力変数とし、噴射割合Ｋｍを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ５２により噴射割合Ｋｍをマップ演算することにより実現すればよい。そしてＣＰＵ５２は、総噴射量Ｑｔｏｔａｌに噴射割合Ｋｍを乗算した値を、吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量Ｑｎｓに代入する（Ｓ２２）。次に、ＣＰＵ５２は、総噴射量Ｑｔｏｔａｌから非同期噴射量Ｑｎｓを減算した値を、吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量Ｑｓに代入する（Ｓ２４）。

次にＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷに基づき、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓを算出する（Ｓ２６）。これは、たとえば、ＲＯＭ５４に、水温ＴＨＷを入力変数とし、噴射開始時期Ｉｎｓを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ５２により噴射開始時期Ｉｎｓをマップ演算することにより実現すればよい。

次にＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷに基づき、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓを算出する（Ｓ２８）。これは、たとえば、ＲＯＭ５４に、水温ＴＨＷを入力変数とし、噴射開始時期Ｉｓを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ５２により噴射開始時期Ｉｓをマップ演算することにより実現すればよい。

そしてＣＰＵ５２は、噴射開始時期Ｉｎｓに非同期噴射量Ｑｎｓに応じた燃料を噴射すべく操作信号ＭＳ２を出力し、噴射開始時期Ｉｓに同期噴射量Ｑｓに応じた燃料を噴射すべく操作信号ＭＳ２を出力する（Ｓ３０）。

なお、ＣＰＵ５２は、Ｓ３０の処理が完了する場合や、Ｓ１０，Ｓ１４の処理において否定判定する場合には、図５に示す一連の処理を一旦終了する。
図６に、スタータモータ３６が起動されてから所定期間が経過した後における処理の手順を示す。図６に示す処理は、所定期間経過後において、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムをＣＰＵ５２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。

図６に示す一連の処理において、ＣＰＵ５２は、図５のＳ１２，Ｓ１４の処理と同様、クランク角θを取得し（Ｓ４０）、図３（ａ）に例示するパターンと図３（ｂ）に例示するパターンとのいずれのパターンを採用するかを確定させる時期であるか否かを判定する（Ｓ４２）。そしてＣＰＵ５２は、確定させる時期であると判定する場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、要求噴射量Ｑｄを取得する（Ｓ４４）。次に、ＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷが所定温度Ｔｔｈ以下であるか否かを判定する（Ｓ４６）。この処理は、マルチ噴射処理を実行する条件の１つが成立するか否かを判定する処理である。すなわち、図４に示したように、ＰＭの発生が顕著となるのは、水温ＴＨＷが低い場合であるため、水温ＴＨＷが所定温度Ｔｔｈ以下であることを、マルチ噴射処理の実行条件の１つとする。

そして、ＣＰＵ５２は、所定温度Ｔｔｈ以下であると判定する場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、要求噴射量Ｑｄが所定値Ｑｄｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ４８）。この処理は、マルチ噴射処理を実行する条件の１つが成立するか否かを判定する処理である。すなわち、ポート噴射弁１６には、燃料噴射が可能な最小噴射量が存在する。このため、要求噴射量Ｑｄが過度に小さい場合、マルチ噴射処理をすべく要求噴射量Ｑｄを分割すると、非同期噴射量Ｑｎｓや同期噴射量Ｑｓが最小噴射量を下回るおそれがある。このため、本実施形態では、所定値Ｑｄｔｈを、マルチ噴射処理を実行しても、非同期噴射量Ｑｎｓおよび同期噴射量Ｑｓが最小噴射量以上となる噴射量の下限値以上に設定する。

ＣＰＵ５２は、所定値Ｑｄｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ４８：ＹＥＳ）、回転速度ＮＥが所定速度ＮＥｔｈ以下であるか否かを判定する（Ｓ５０）。この処理は、マルチ噴射処理を実行する条件の１つが成立するか否かを判定する処理である。これは、回転速度ＮＥが大きいほど単位クランク角度の回転に要する時間が短くなるために、回転速度ＮＥが過度に大きい場合、マルチ噴射によって要求噴射量Ｑｄの燃料を所定のクランク角度領域の回転に要する時間内に噴射することができなくなるおそれがあることに鑑みたものである。上記所定速度ＮＥｔｈは、マルチ噴射によって要求噴射量Ｑｄの燃料を所定のクランク角度領域の回転に要する時間内に噴射することができなくなるおそれがある下限速度未満に設定されている。

ＣＰＵ５２は、所定速度ＮＥｔｈ以下であると判定する場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、水温ＴＨＷ、回転速度ＮＥ、負荷率ＫＬおよび吸気位相差ＤＩＮに基づき、非同期噴射量Ｑｎｓと同期噴射量Ｑｓとの割合（噴射割合Ｋｍ）を算出する（Ｓ５２）。ここで、負荷率ＫＬは、ＰＮと強い相関を有するパラメータである。図７（ａ）に、負荷率ＫＬとＰＮとの関係を示し、図７（ｂ）に、負荷率ＫＬと吸気通路１２への燃料の付着量との関係を示す。図７に示すように、負荷率ＫＬが大きいほど吸気通路１２への燃料の付着量が多くなり、また、負荷率ＫＬが所定以上となることによりＰＮが急激に増加している。これは、吸気通路１２への燃料の付着量がある程度多くなると、付着した燃料のせん断によって、付着した燃料の一部が液滴のまま燃焼室２４に流入するためと推察される。吸気通路１２への燃料の付着量は、非同期噴射量Ｑｎｓを低減することにより低減できる一方、同期噴射量Ｑｓを過度に増加させるとかえってＰＮが増加することが発明者によって見出されている。このため、負荷率ＫＬに応じて最適な噴射割合Ｋｍを適合する。

吸気通路１２への燃料の付着量は、負荷率ＫＬのみならず、水温ＴＨＷにも依存する。特に、水温ＴＨＷが低い場合には高い場合よりも付着量が増加する。このため、水温ＴＨＷは付着量と強い相関を有するパラメータであることから、本実施形態では、負荷率ＫＬに加えて、水温ＴＨＷに応じて噴射割合Ｋｍを適合する。さらに、付着量は、回転速度ＮＥや、吸気位相差ＤＩＮにも依存する。このため、本実施形態では、負荷率ＫＬおよび水温ＴＨＷに加えて、回転速度ＮＥ、および吸気位相差ＤＩＮに応じて噴射割合Ｋｍを適合する。

詳しくは、ＲＯＭ５４に、負荷率ＫＬ、水温ＴＨＷ、回転速度ＮＥ、および吸気位相差ＤＩＮを入力変数とし、噴射割合Ｋｍを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ５２により噴射割合Ｋｍをマップ演算すればよい。

次にＣＰＵ５２は、要求噴射量Ｑｄに、噴射割合Ｋｍと、上記増量係数算出処理部Ｍ２４が出力する非同期用増量係数Ｋｗｎｓを乗算した値を、非同期噴射量Ｑｎｓに代入する（Ｓ５４）。非同期用増量係数Ｋｗｎｓは、「１」以上の値をとり、水温ＴＨＷが所定温度Ｔｔｈ以下である場合、「１」よりも大きい値となって水温ＴＨＷが低いほどより大きい値となる。これは、内燃機関１０の温度が低い場合、噴射された燃料のうちの燃焼に寄与しない燃料量が多くなることに鑑みたものである。

次に、ＣＰＵ５２は、要求噴射量ＱｄからＳ５４の処理にて算出した非同期噴射量Ｑｎｓを減算した値に、上記増量係数算出処理部Ｍ２４が出力する同期用増量係数Ｋｗｓを乗算した値を、同期噴射量Ｑｓに代入する（Ｓ５６）。同期用増量係数Ｋｗｓは、非同期用増量係数Ｋｗｎｓ同様、「１」以上の値をとり、水温ＴＨＷが所定温度Ｔｔｈ以下である場合、「１」より大きい値であって水温ＴＨＷが低いほどより大きい値となる。なお、本実施形態では、同期用増量係数Ｋｗｓは、非同期用増量係数Ｋｗｎｓ以下の値とされている。

次に、ＣＰＵ５２は、Ｓ５６の処理によって算出した同期噴射量Ｑｓが、同期上限値Ｑｓｔｈを上回るか否かを判定する（Ｓ５８）。この処理は、同期噴射量Ｑｓが多くなることに起因して、気筒内に付着する燃料量が増加し、ひいてはＰＮやＨＣの発生量が多くなるか否かを判定する処理である。ＣＰＵ５２は、同期上限値Ｑｓｔｈを、回転速度ＮＥ、負荷率ＫＬおよび吸気位相差ＤＩＮに応じて可変設定する。これは、たとえばＲＯＭ５４に、回転速度ＮＥ、負荷率ＫＬおよび吸気位相差ＤＩＮを入力変数とし、同期上限値Ｑｓｔｈを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ５２により同期上限値Ｑｓｔｈをマップ演算することにより実現すればよい。

ＣＰＵ５２は、同期上限値Ｑｓｔｈを上回ると判定する場合（Ｓ５８：ＹＥＳ）、同期噴射量Ｑｓに、同期上限値Ｑｓｔｈを代入し、この同期噴射量Ｑｓを要求噴射量Ｑｄから減算した値に非同期用増量係数Ｋｗｎｓを乗算した値を、非同期噴射量Ｑｎｓに代入する（Ｓ６０）。

ＣＰＵ５２は、Ｓ６０の処理が完了する場合や、Ｓ５８の処理において否定判定する場合には、水温ＴＨＷに応じて吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓを算出する（Ｓ６２）。これは、たとえば、ＲＯＭ５４に、水温ＴＨＷを入力変数とし、噴射開始時期Ｉｎｓを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ５２により噴射開始時期Ｉｎｓをマップ演算することにより実現すればよい。

次にＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷに基づき、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓを算出する（Ｓ６４）。これは、たとえば、ＲＯＭ５４に、水温ＴＨＷを入力変数とし、噴射開始時期Ｉｓを出力変数とするマップデータを記憶しておき、ＣＰＵ５２により噴射開始時期Ｉｓをマップ演算することにより実現すればよい。

図３には、水温ＴＨＷが想定される最低値であるとき（第１温度）と所定温度Ｔｔｈ（第２温度）であるときとのそれぞれにおける噴射開始時期Ｉｎｓ同士の差Δｎｓと、噴射開始時期Ｉｓ同士の差Δｓとを示している。図３に示すように、本実施形態では、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓ同士の差Δｎｓの方が、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓ同士の差Δｓよりも大きくなっている。これは、以下のように、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓの設定が、排気成分に敏感に反応することに鑑みたものである。

図８（ａ）には、噴射開始時期Ｉｎｓ，Ｉｓを変化させたときのＰＮを示し、図８（ｂ）は、噴射開始時期Ｉｎｓ，Ｉｓを変化させたときのＨＣ発生量を示す。ここで、白抜きのプロットは、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓを固定し、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓを変化させたときのものであり、黒塗りのプロットは、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓを固定し、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓを変化させたときのものである。また、○印、ひし形、四角、三角のプロットのそれぞれは、非同期噴射量Ｑｎｓと同期噴射量Ｑｓとの割合が、「８：２」，「７：３」，「６：４」，「５：５」のそれぞれに対応する。

図８に示すように、同期噴射量Ｑｓの割合が大きい場合、ＰＮやＨＣの発生量を低減しにくくなる。また、図８に示すように、同期噴射量Ｑｓの割合をある程度小さくした場合であっても、同期噴射の噴射開始時期Ｉｓの変化によって、ＰＮやＨＣの発生量が大きく変化する。このため、本実施形態では、同期噴射の噴射開始時期Ｉｓを、ＰＮやＨＣの発生量を低減できる適切な値に設定する。そして、非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓについては、非同期噴射の噴射終了時期から同期噴射の噴射開始時期Ｉｓまでの間隔が、ポート噴射弁１６の構造上必要な値以上となるように設定する。ここで、水温ＴＨＷが低いほど非同期用増量係数Ｋｗｎｓが大きくなることから、非同期噴射の噴射時間が長くなる。このため、非同期噴射の噴射終了時期から同期噴射の噴射開始時期Ｉｓまでの間隔を確保するためには、たとえば水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも噴射開始時期Ｉｎｓを進角させるなどして、非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓを水温ＴＨＷに応じて大きく変動させる必要がある。

図６に戻り、ＣＰＵ５２は、噴射開始時期Ｉｎｓに非同期噴射量Ｑｎｓに応じた燃料の噴射を開始すべく操作信号ＭＳ２を出力し、噴射開始時期Ｉｓに同期噴射量Ｑｓに応じた燃料の噴射を開始すべく操作信号ＭＳ２を出力する（Ｓ６６）。

これに対し、ＣＰＵ５２は、Ｓ４６，Ｓ４８，Ｓ５０の処理において否定判定する場合、要求噴射量Ｑｄに、上記増量係数算出処理部Ｍ２４が出力する増量係数Ｋｗを乗算した値を、図３（ａ）の燃料噴射の噴射量として算出する（Ｓ６８）。増量係数Ｋｗは、非同期用増量係数Ｋｗｎｓ同様、「１」以上の値をとり、水温ＴＨＷが所定温度Ｔｔｈ以下である場合、「１」より大きい値であって水温ＴＨＷが低いほどより大きい値となる。そして、ＣＰＵ５２は、図３（ａ）に示した噴射開始時期Ｉｎｓを水温ＴＨＷに応じて算出する（Ｓ７０）。そして、ＣＰＵ５２は、噴射開始時期Ｉｎｓに、Ｓ６８の処理にて算出した噴射量に応じた燃料の噴射を開始すべく操作信号ＭＳ２を出力する（Ｓ６６）。

なお、ＣＰＵ５２は、Ｓ６６の処理が完了する場合や、Ｓ４２の処理において否定判定する場合には、図６に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで本実施形態の作用を説明する。

ＣＰＵ５２は、水温ＴＨＷが低いために吸気通路１２に付着する燃料量が多くなりやすいとき、原則、吸気非同期噴射と吸気同期噴射とからなるマルチ噴射処理を実行する。しかもその際、噴射割合Ｋｍを、負荷率ＫＬに応じて可変設定する。これにより、吸気非同期噴射の噴射量が多くなって吸気通路１２に付着する燃料が多くなることに起因してＰＮが多くなることと、同期噴射量Ｑｓが多くなることに起因してＰＮが多くなることとを好適に抑制することができる。なお、マルチ噴射処理によれば、要求噴射量Ｑｄのうち同期噴射の噴射量に割り当てた量以上に吸気非同期噴射の噴射量の低減量が多くなる。これは、要求噴射量Ｑｄのうち非同期噴射に割り当てられた噴射量に非同期用増量係数Ｋｗｎｓを乗算した値が非同期噴射量Ｑｎｓとなるからである。このため、マルチ噴射処理を実行する場合には、重質燃料の場合にも失火が生じないように余裕を持って設定されている非同期用増量係数Ｋｗｎｓによる噴射量の増量分をも低減することができ、ひいては吸気通路１２に付着する燃料量をいっそう低減できる。

ちなみに、本実施形態では、水温ＴＨＷがある程度低い状態で始動する場合、水温ＴＨＷが所定温度Ｔｔｈに達する前に触媒３４が活性状態となることを想定している。すなわち、触媒３４を暖機するための処理が終了した後であってもマルチ噴射処理を実行している。触媒３４を早期に暖機するうえでは、点火時期の遅角制御や、空燃比が理論空燃比よりもリッチな気筒とリーンな気筒とを設けるディザ制御等の周知技術を採用することができる。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。
（１）水温ＴＨＷが所定温度Ｔｔｈを超える場合、マルチ噴射処理を実行しないこととした。これにより、たとえば水温ＴＨＷが「４０°Ｃ」の場合には、マルチ噴射処理が実行され、水温ＴＨＷが「８０°Ｃ」の場合には、マルチ噴射が実行されない。このため、マルチ噴射処理を継続する場合と比較して、ポート噴射弁１６の駆動頻度を低減できることから、ポート噴射弁１６の劣化の進行を遅らせることができる。さらに、その際、吸気非同期噴射を採用することにより、吸気同期噴射を採用する場合と比較して、ＨＣの発生を抑制したり、燃料と空気との均一度を向上させたりすることができる。

（２）要求噴射量Ｑｄが所定値Ｑｄｔｈ未満である場合、マルチ噴射を実行することなく、吸気非同期噴射のみを実行した。これにより、ポート噴射弁１６による１回の噴射量が最小噴射量未満となることを抑制することができる。

（３）吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓ同士の上記差Δｎｓを、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓ同士の上記差Δｓよりも大きくした。これにより、吸気非同期噴射の噴射終了時期と吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓとの間隔を確保しつつも、吸気同期噴射の噴射開始時期ＩｓをＰＮを低減する上で適切な値とすることができる。

＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１］要求噴射量算出処理は、ベース噴射量算出処理部Ｍ１６、目標値設定処理部Ｍ１８、フィードバック処理部Ｍ２０、および補正処理部Ｍ２２の処理に対応する。操作処理は、Ｓ６６の処理に対応する。マルチ噴射処理は、Ｓ５０の処理において肯定判定される場合のＳ６６の処理に対応する。燃料噴射制御装置は、制御装置５０に対応する。［２］Ｓ４６の処理において肯定判定される場合と否定判定される場合との処理に対応する。［３］Ｓ４８の処理において肯定判定される場合と否定判定される場合との処理に対応する。［４］可変設定処理は、Ｓ６２の処理に対応し、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓ同士の差Δｎｓと吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓ同士の差Δｓとの大小関係は、図３に示してある。［５］操作処理は、Ｓ３０の処理に対応し、可変設定処理は、Ｓ２６の処理に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「要求噴射量Ｑｄについて」
ベース噴射量Ｑｂがフィードバック操作量ＫＡＦによって補正されたものであることは必須ではない。またたとえば、パージ制御を実行する場合には、要求噴射量Ｑｄを、各気筒にパージされる燃料量を減算した値としてもよい。さらに、要求噴射量Ｑｄを、ベース噴射量Ｑｂがフィードバック操作量ＫＡＦと、学習値ＬＡＦとによって補正されたものとしてもよい。ちなみに、学習値ＬＡＦの算出処理は、フィードバック操作量ＫＡＦを入力とし、フィードバック操作量ＫＡＦによるベース噴射量Ｑｂの補正率が小さくなるように学習値ＬＡＦを更新する処理である。なお、学習値ＬＡＦは、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されることが望ましい。

また、要求噴射量Ｑｄを、増量係数Ｋｗによってベース噴射量Ｑｂが補正されたものとしてもよい。この場合、図６のＳ５４，Ｓ５６，Ｓ６０の処理から増量係数の乗算処理を削除する。

・「吸気同期噴射について」
上記実施形態では、吸気同期噴射として、吸気バルブ１８が開弁する直前に噴射開始時期Ｉｓが設定されるものを例示したがこれに限らず、吸気バルブ１８の開弁開始時期後であって吸気バルブ１８が開弁しているときに噴射開始時期Ｉｓが設定されるものであってもよい。

吸気同期噴射としては、噴射開始時期Ｉｓによって噴射終了時期が定まる処理によって実現されるものにも限らない。たとえば、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の閉弁期間における位置に到達する期間の終点の目標値である到達終了時期を算出し、到達終了時期と同期噴射量Ｑｓと回転速度ＮＥとに基づき、噴射開始時期Ｉｓを算出してもよい。ここで、「期間の終点」とは、ポート噴射弁１６から噴射された燃料のうち最も遅いタイミングで噴射された燃料が吸気バルブ１８の閉弁期間における位置に到達するタイミングである。この場合であっても、吸気同期噴射は、吸気バルブ１８の開弁期間に同期して燃料を噴射するものであることが望ましい。詳しくは、吸気同期噴射は、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ１８の開弁期間となるように燃料を噴射するものである。これに対し、吸気非同期噴射は、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ１８の閉弁期間となるように燃料を噴射するものである。

なお、図９（ａ）には、吸気非同期噴射や吸気同期噴射の上記到達終了時期を変化させたときのＰＮを示し、図９（ｂ）は、吸気非同期噴射や吸気同期噴射の上記到達終了時期を変化させたときのＨＣ発生量を示す。ここで、白抜きのプロットは、吸気非同期噴射の到達終了時期を固定し、吸気同期噴射の到達終了時期を変化させたときのものであり、黒塗りのプロットは、吸気同期噴射の到達終了時期を固定し、吸気非同期噴射の到達終了時期を変化させたときのものである。また、○印、ひし形、四角、三角のプロットのそれぞれは、非同期噴射量Ｑｎｓと同期噴射量Ｑｓとの割合が、「８：２」，「７：３」，「６：４」，「５：５」のそれぞれに対応する。

図９の白抜きのプロットに示されるように、吸気同期噴射の到達終了時期の変化によって、ＰＮやＨＣの発生量が大きく変化する。
・「マルチ噴射処理の実行条件について」
上記実施形態では、増量係数（Ｋｗ，Ｋｗｎｓ，Ｋｗｓ）が「１」よりも大きい値とされる温度と、マルチ噴射処理の実行条件となる所定温度Ｔｔｈとを等しい値としたが、これに限らない。また、マルチ噴射処理の実行条件となる所定温度Ｔｔｈは、「６０°Ｃ」に限らない。

なお、マルチ噴射処理の実行条件に、内燃機関１０の温度が低い旨の条件を含めることは必須ではない。
上記実施形態では、マルチ噴射処理の実行条件を定めるための負荷パラメータとして、要求噴射量Ｑｄを用いたがこれに限らない。たとえば、負荷率ＫＬを用いてもよい。この場合であっても、ポート噴射弁１６の噴射量が最小噴射量を下回るおそれがあるか否かを判定することは可能である。

上記実施形態では、要求噴射量Ｑｄが所定値Ｑｄｔｈ以上であることをマルチ噴射の実行条件として且つ、所定値Ｑｄｔｈを固定値としたが、これに限らず、ポート噴射弁１６から噴射される燃料の圧力が高い場合に低い場合よりも多い値としてもよい。

ポート噴射弁１６から噴射される燃料量が最小噴射量未満とならないことを条件とする処理としては、非同期噴射量Ｑｎｓおよび同期噴射量Ｑｓの算出前に行う処理に限らない。たとえば、非同期噴射量Ｑｎｓおよび同期噴射量Ｑｓの算出後、それらが最小噴射量未満であるなら、マルチ噴射処理を禁止する処理としてもよい。

マルチ噴射処理の実行条件を負荷に応じて定めるものとしては、ポート噴射弁１６の噴射量が最小噴射量を下回ることを抑制することを狙ったものに限らない。たとえば、スタータモータ３６の起動後所定期間が経過した後において負荷が小さい場合には、図７に示したようにＰＮが少なくなることから、所定期間経過後であって負荷が小さい場合には、マルチ噴射を実行しないようにすることを狙ってもよい。

なお、マルチ噴射の実行条件に、負荷が所定以上である旨の条件を含めることは必須ではない。
・「非同期噴射量Ｑｎｓおよび同期噴射量Ｑｓについて」
Ｓ５６の処理において、要求噴射量Ｑｄから「Ｋｍ・Ｑｄ」を減算した値に、同期用増量係数Ｋｗｓを乗算した値を、同期噴射量Ｑｓとしてもよい。

上記実施形態では、吸気通路１２に付着する燃料量が、負荷率ＫＬや回転速度ＮＥの変化によって変化することを補償するフィードフォワード制御の噴射量補正量（ウェット補正量）については特に記載しなかったが、これを用いてもよい。すなわち、たとえばＳ５４の処理に代えて、要求噴射量Ｑｄに、噴射割合Ｋｍと、上記増量係数算出処理部Ｍ２４が出力する非同期用増量係数Ｋｗｎｓとを乗算した値に、ウェット補正量を加算した値を、非同期噴射量Ｑｎｓに代入する処理を採用してもよい。この場合、Ｓ５６の処理は、要求噴射量Ｑｄから「Ｋｍ・Ｑｄ」を減算した値に、同期用増量係数Ｋｗｓを乗算した値を、同期噴射量Ｑｓとすることが望ましい。また、Ｓ６０の処理における非同期噴射量Ｑｎｓについても、同期噴射量Ｑｓを要求噴射量Ｑｄから減算した値に非同期用増量係数Ｋｗｎｓを乗算した値に、ウェット補正量を加算した値を代入してもよい。

・「要求噴射量Ｑｄの分割手法について」
上記実施形態では、回転速度ＮＥ、負荷率ＫＬ、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮに基づき噴射割合Ｋｍを可変設定したが、これに限らない。たとえば、負荷を示すパラメータである負荷パラメータとして、負荷率ＫＬに代えて、要求噴射量Ｑｄを用いてもよい。また、負荷パラメータと回転速度ＮＥとの２つのパラメータに基づき可変設定したり、負荷パラメータと水温ＴＨＷの２つのパラメータに基づき可変設定したり、負荷パラメータと吸気位相差ＤＩＮとの２つのパラメータに基づき可変設定したり、してもよい。また、負荷パラメータと回転速度ＮＥと水温ＴＨＷとの３つのパラメータに基づき可変設定したり、負荷パラメータと回転速度ＮＥと吸気位相差ＤＩＮとの３つのパラメータに基づき可変設定したり、負荷パラメータと水温ＴＨＷと吸気位相差ＤＩＮの３つのパラメータに基づき可変設定したり、してもよい。さらに、少なくとも負荷パラメータ、回転速度ＮＥ、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮの４つのパラメータのなかでは、負荷パラメータのみを用いて可変設定したり、水温ＴＨＷのみを用いて可変設定したりしてもよい。なお、上記４つのパラメータ以外にたとえば、吸気圧や、吸入空気の流速を用いてもよい。ただし、上記４つのパラメータによれば、吸気圧や吸入空気の流速を把握することができる。

噴射割合Ｋｍを用いることは必須ではない。たとえば、噴射割合Ｋｍを設定するうえで例示した上記パラメータによって同期噴射量Ｑｓを算出し、非同期噴射量Ｑｎｓを、要求噴射量Ｑｄから同期噴射量Ｑｓを減算した値としてもよい。

・「内燃機関の温度について」
上記実施形態では、噴射割合Ｋｍや、噴射開始時期Ｉｓ，Ｉｎｓ、増量係数（Ｋｗ，Ｋｗｎｓ，Ｋｗｓ）、マルチ噴射の実行条件のそれぞれを定めるパラメータである内燃機関１０の温度として、水温ＴＨＷを採用したが、これに限らない。たとえば、吸気通路１２の壁面温度の情報を取得できる場合、壁面温度を採用してもよい。

・「噴射開始時期の可変設定処理について」
図５の処理や図６の処理においては、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓと、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓとの双方を、水温ＴＨＷに応じて可変設定したがこれに限らない。たとえば、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓについては固定値としてもよい。

要求噴射量Ｑｄを分割する場合において、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓを、水温ＴＨＷのみに応じて可変設定する代わりに、水温ＴＨＷと、たとえば回転速度ＮＥや非同期噴射量Ｑｎｓ、吸気位相差ＤＩＮ等の他のパラメータに応じて可変設定してもよい。さらに、水温ＴＨＷを用いることなく、たとえば非同期噴射量Ｑｎｓに応じて可変設定してもよい。

要求噴射量Ｑｄを分割する場合において、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓを、水温ＴＨＷのみに応じて可変設定する代わりに、水温ＴＨＷと、たとえば回転速度ＮＥや同期噴射量Ｑｓ、吸気位相差ＤＩＮ等の他のパラメータに応じて可変設定してもよい。

なお、要求噴射量Ｑｄを分割する場合において、吸気非同期噴射の噴射開始時期Ｉｎｓ同士の上記差Δｎｓが、吸気同期噴射の噴射開始時期Ｉｓ同士の上記差Δｓよりも大きいことは必須ではない。

・「吸気バルブの特性可変装置について」
吸気バルブ１８の特性を変更する特性可変装置としては、吸気側バルブタイミング調整装置４４に限らない。たとえば、吸気バルブ１８のリフト量を変更するものであってもよい。この場合、吸気バルブ１８のバルブ特性を示すパラメータは、吸気位相差ＤＩＮに代えて、リフト量等となる。

・「燃料噴射制御装置について」
燃料噴射制御装置がＣＰＵ５２とＲＯＭ５４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、燃料噴射制御装置は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

・「そのほか」
内燃機関１０が吸気側バルブタイミング調整装置４４を備えることは必須ではない。内燃機関１０がスロットルバルブ１４を備えることは必須ではない。なお、スロットルバルブ１４を備えない場合の負荷率ＫＬの定義は、スロットルバルブ１４の開口度とは無関係に上記基準空気量を定義することにより可能である。

１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、１６…ポート噴射弁、１８…吸気バルブ、２０…シリンダ、２２…ピストン、２４…燃焼室、２６…点火装置、２８…クランク軸、３０…排気バルブ、３２…排気通路、３４…触媒、３６…スタータモータ、３８…タイミングチェーン、４０…吸気側カム軸、４２…排気側カム軸、４４…吸気側バルブタイミング調整装置、５０…制御装置、５２…ＣＰＵ、５４…ＲＯＭ、５６…ＲＡＭ、６０…クランク角センサ、６２…エアフローメータ、６４…上流側空燃比センサ、６６…下流側空燃比センサ、６８…水温センサ、７０…吸気側カム角センサ。

Claims (4)

1. 吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関を制御対象とし、
   前記内燃機関の気筒内に充填される空気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための要求噴射量を算出する要求噴射量算出処理と、
   前記要求噴射量の燃料を噴射すべく前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、
   前記操作処理は、前記充填される空気量と相関を有する物理量である負荷と前記内燃機関の温度との２つのうちの少なくとも１つに応じて、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記要求噴射量の燃料を分割して前記吸気非同期噴射、前記吸気同期噴射の順に燃料を噴射するマルチ噴射処理を含んで、且つ前記内燃機関の温度が所定温度以下であることを条件に前記マルチ噴射処理を実行し、前記内燃機関の温度が前記所定温度を超える場合、前記吸気バルブの開弁タイミングよりも進角側のタイミングにて噴射を開始する単一の燃料噴射によって前記要求噴射量の燃料を噴射する処理である内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記操作処理は、前記負荷が所定値以上であることを条件に前記マルチ噴射処理を実行し、前記負荷が前記所定値未満である場合、前記吸気バルブの開弁タイミングよりも進角側のタイミングにて噴射を開始する単一の燃料噴射によって前記要求噴射量の燃料を噴射する処理を含む請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記吸気非同期噴射の噴射開始時期を前記内燃機関の温度に基づき可変設定する可変設定処理を実行し、
   前記内燃機関の温度が第１温度であるときと該第１温度よりも高い第２温度であるときとのそれぞれにおける前記吸気非同期噴射の噴射開始時期同士の差が、前記吸気同期噴射の噴射開始時期同士の差よりも大きい請求項１または２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記操作処理は、前記内燃機関の始動時、前記気筒内に充填される空気量によらずに前記内燃機関の温度に基づき前記同期噴射量および前記非同期噴射量を算出し、前記非同期噴射量の燃料を前記吸気非同期噴射によって噴射した後、前記同期噴射量の燃料を前記吸気同期噴射によって噴射する処理を含み、
   前記内燃機関の始動時、前記吸気非同期噴射の噴射開始時期を前記内燃機関の温度に基づき可変設定する可変設定処理を実行する請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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