WO1996037694A1

WO1996037694A1 - Fuel injection control apparatus for cylinder injection type internal combustion engines

Info

Publication number: WO1996037694A1
Application number: PCT/JP1996/001391
Authority: WO
Inventors: Hideyuki Oda; Kenji Goto; Nobuaki Murakami; Kazuchika Tashima; Hiroki Tamura
Original assignee: Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1996-11-28
Also published as: DE69627273D1; US5794586A; EP1260692B1; DE69627273T2; JP3736261B2; DE69633032T2; CN1157022A; MY120203A; EP0777042B1; JPH08319865A; EP0777042A4; EP1260692A3; DE69633032D1; JP2001027142A; CN1072306C; EP1260692A2; JP3262335B2; EP0777042A1; TW318874B; KR100234443B1

Description

筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置

技術分野

本発明は、筒内噴射式内燃機関の低温始動特性を向上させるベく配慮された、筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置に関する。

明背景技術田

燃料をシリンダ内で噴射する方式の筒内噴射式内燃機関としては、デイーゼルエンジンが広く知られている力、近年、ガソリンエンジンにおいても筒内噴射式のものが提供されている。

そして、筒内噴射式内燃機関により、機関の性能向上や排出ガスの低減のため、希薄燃焼（リーンバーン）運転を行なわせるように構成されたものが提供されている。

ところで、このような筒内噴射エンジンにおける燃料噴射は、 F I G . 1 1の線図に示すタイミングで行なわれる。

すなわち、超リーン運転時においては、圧縮行程における所要夕イミングで、高圧燃料ポンプによる高圧燃料噴射が行なわれ、超リーン運転時以外においては吸気行程における所要タイミングで、高圧燃料ポンプによる高圧燃料噴射が行なわれる。

ところが、高圧燃料ポンプとしてエンジンにより駆動されるポンプを用いる場合には、内燃機関の始動時にエンジン回転数が低く十分な吐出圧力が得られないため、始動時燃料噴射のために低圧燃料ポンプからの吐出圧力に基づく低圧燃料噴射が行われる。

そして、このように通常運転時の高圧噴射と始動時の低圧噴射とを共通のィンジェクタにより成立させることを考えた場合には、通常運転移行後のアイドル時のように高圧下での要求燃料が少ない場合にもィンジ二クタの開弁時間制御により正確な燃料流量設定を行う必要があるため、インジェクタのソレノィドの応答性を考慮した最小開弁時間でアイドル時等の低流量設定が行われるよう、インジュクタでの噴射量ゲイン（絞り状態）設定を行う必要がある。そして、このような最小流量に適したィンジクタの噴射量ゲイン設定を行うと、その分単位時間当たりの噴射が制限される。この結果、始動時のように低圧で噴射した場合には、低圧噴射故に単位時間あたりの噴射量が元来少ないことに基づき、パルス幅に応じた噴射量が制限され、例えば、 F I G . 1 1に示すような吸気行程の全期間にわたる噴射によっても所要量を達成することができない場合が発生する。

すなわち、低温時のクランキング回転を 1 0 0 r p mであるとすると、吸気行程期間は 3 0 0 m sであるのに対し、所要量の燃料噴射を行なうために必要な噴射時間は 4 2 O m s以上であり、噴射量が不足することが考察される。

これは、 F I G . 1 0の線図によっても考察される。

同図は、横軸のエンジン回転数に対し、縦軸に供給空燃比あるいは燃料噴射パルス幅 P w (m s ) をとつて、下方に燃料の供給限界を示し、上方に所要の噴射時間を示している。

これによれば、 2 5 0 r p m付近以下のエンジン回転数では、供給限界が所要空燃比を下回り、燃料噴射量が不足することが考察される。

この点について、より一般的に考察を行うと、エンジンの要求燃料量は、冷却水温等で代表されるエンジン温度が低い程多くなり、一方において、エンジン回転数が高い程、 1行程の時間が短くなる。このため、始動時低圧噴射を行う場合には、極低温クランキング時や低温始動直後の回転数上昇時等に、 1行程期間内の噴射期間では燃料噴射量が不足するといった事態を生じる。

ところで、筒内燃噴射型内燃機関の燃料噴射制御においては、上述のように、エンジンが要求する燃料量を 1回の燃焼サイクル毎に確実に供給できるようにすることが最重要課題であるが、この要求燃料量が満足されたときには、次に、要求燃料量をいかなる時期に筒内に供給するかが重要な課題となる。即ち、低燃費を追求する場合には、燃料を圧縮行程後期に点火プラグ近傍に噴射し、点火プラグ近傍での局所空燃比を燃焼可能な状態として総合空燃比が極めて大きい状態で層状燃焼させることが好ましく、一方、高出力ゃ暖機促進の観点から多めの燃料が必要な場合には、吸気行程前期に燃料を供給して燃焼室内での燃料の分散化や霧化を促進し、予混合燃焼に適した状態を生み出すことが好ましい。そして、始動時低圧噴射を行なう筒内噴射式内燃機関においては、機関温度が高いときの始動時やその直後の要求噴射期間が一行程期間内に収まる場合も当然存在し、このような場合、通常吸気行程中に噴射を行うことが考えられるが、この吸気行程内の如何なる位相で噴射を行うかを検討することが 1つの課題となる。特に、始動が完了してエンジン回転数が上昇し始動時低圧噴射から高圧噴射へ切り替える際に低圧噴射時の噴射時期と高圧噴射時の噴射時期が大きくずれていると、筒内での霧化状態が急変し、エンジン回転の落ち込みを生じる場合があり、このような状況にも対応できるようにすることが好ましい。また、低温始動時のように 1行程内での（特に低圧噴射による）噴射期間では、要求燃料量が満足できない場合に対処する際にも、その噴射をいかなる時期に実行すべきかが筒内噴射式内燃機関の噴射制御においては重要な課題となる。

さらに、始動後エンジン回転数が急上昇すると、クランク 1行程期間の時間間隔が急に短縮されるため、このような状況下においても極力ェンジンから要求される燃料量が確保できるように噴射時期を設定することも重要な課題となる。ざらにまた、各要求を満足できる噴射装置を安価に提供することも副次的な課題となる。

本発明は、このように、始動時に低圧噴射を行なう筒内噴射式内燃機関において、始動性能を確保し、自動車用等に適用した場合の実用性に富む燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。発明の開示

本発明の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置は、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、上記特定運転状態時において、上記燃料噴射弁の噴射期間を内燃機関の作動サイクルにおける 1行程期間を越える期間に設定しうる燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴としている。このような構成によれば、低圧噴射時に、 1行程期間より長い噴射期間が設定可能となるように燃料噴射制御を行うため、要求燃料の確保が図られる。特に、高圧時に少量の噴射量設定が行われるものに対応させてィンジェクタゲインを設定したシステムにおいては意義が大きい。

また、燃料噴射制御手段が、 1行程期間より長い噴射期間を設定するるときの噴射時期を、排気行程から吸気行程にかけて設定するように構成してもよい。この場合において、噴射時期は、排気系への未燃燃料の放出を避ける観点から、極力吸気行程中を主に設定することが好ましいしたがって、 1行程期間より長い噴射期間が設定されるときの噴射終了時期を圧縮行程開始時近傍に設定することが最も好ましい。また、本発明の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置は、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、上記特定運転状態において、第 1運転状態では上記燃料噴射弁の噴射期間が内燃機関の作動サイクルにおける 1行程期間を越える期間となり、上記第 1運転状態以外の運転状態では上記燃料噴射弁の噴射期間が上記第 1行程期間以内の期間となるように、少なくとも機関温度をむ機関運転パラメ一タに応じて噴射期間を設定する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴としている。このような構成によれば、低圧噴射時にその噴射期間が、少なくとも機関温度を含む運転パラメータに応じて可変設定され、その際の噴射期間は、あるときは 1行程期間より長く、またあるときは 1行程期間より短く設定され、始動時およびその直後の燃料噴射量が適切に設定される。

また、上述の構成に加えて、低圧噴射時の噴射期間が 1行程期間より長いときには排気行程から吸気行程にかけて噴射が行われ、同噴射期間が 1行程期間より短いときには吸気行程中に射が行われるように噴射時期を設定するように構成してもよい。そして、このような構成によれば、低圧噴射時の噴射時期として最も好適な吸気行程が有効に使用され且つ適切さに欠ける圧縮行程噴射の実行が抑えられる。

また、上述の構成において、上記燃料噴射制御手段は、上記第 1運転状態における上記燃料噴射弁の噴射終了時期を圧縮行程開始時近傍に設定し、上記第 1運転状態以外の運転状態における上記燃料噴射弁の噴射開始時期を吸気行程開始時期近傍または吸気行程中に設定するように構成してもよい。この場合、低圧噴射時の噴射期間が 1行程期間より長いときには、噴射終了時期が圧縮行程開始近傍に設定され、低圧噴射時の噴射期間が 1行程期間より短いときには、噴射開始時期が吸気行程開始時近傍または吸気行程中に設定される。これにより、噴射時期が相対的に長い場合には、吸気行程の全期間と排気行程の少なくとも一部の期間とが噴射期間として使用され、噴射期間が相対的に短い場合には、吸気行程内のみで噴射を完了する。特に、噴射期間が 1行程期間に対して相対的に短い場合においては、常時吸気行程開始近傍から噴射を開始させられることも考えられ、また、その代替として、噴射期間が 1行程期間に対して相対的に短い場合であってその中でも特に噴射間が相対的に短い場合には、吸気行程開始近傍より遅い時期に噴射を開始し、そうでない場合には、吸気行程開始近傍から噴射を開始するという噴射開始時期の変更制御も考えられる。

さらに、好ましくは、上記燃料噴射制御手段は、第 1運転状態以外の運転状態において、高圧噴射時の噴射終了時期として吸気行程前半に設定される設定位相までに噴射が完了するときには、噴射終了時期を上記設定位相近傍に設定し、上記設定位相までに噴射が完了しないときには噴射開始時期を吸気行程開始時近傍に設定する。

この場合には、噴射期間が 1行程期間に対'して相対的に短い場合であつて、その中でも特に高圧吸気行程噴射時の噴射終了時期である吸気行程前半の設定位相において噴射を終了することで要求燃料量が満足されるときには、噴射終了時期を当該設定位相とし、噴射期間が 1行程期間に対して相対的に短い場合であって、それ以外のときには、噴射開始時期を吸気行程開始近傍に設定することで、低圧噴射から高圧噴射への切替時の燃焼変化による出力変化を小さくすることができる。

また、本発明の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置は、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、上記特定運転状態における上記燃料噴射弁の噴射期間を少なくとも機関温度を含む機関運転パラメータに応じて設定するとともに、当該噴射期間が内燃機関の作動サイクルにおける 1行程期間を越える場合には排気行程に噴射が開始され圧縮行程開始近傍で噴射が終了するように噴射時期を設定し、当該噴射期間が内燃期間の作動サイクルにおける 1行程期間以内の場合には吸気行程中に噴射が行われるように噴射時期を設定する燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、低圧噴射時の噴射期間が機関温度を含む運転パラメータに応じて設定され、低圧噴射時の行程周期に対する噴射期間の相対的な長短に応じて、排気 ·吸気行程噴射または吸気行程噴射が実施される。これにより、低圧噴射時の燃料噴射量と燃料噴射時期の適正化が図られる。

また、本発明の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置は、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、上記特定運転状態では、少なくとも機関温度を含む機関運転パラメータに応じて上記燃料噴射弁の噴射期間を設定し、排気行程から吸気行程にかけてあるいは吸気行程中に燃料噴射が行われるように少なくとも機関温度と機関回転数とに応じて燃料噴射時期を設定するとともに、上記特定運転状態以外の運転状態では、少なくとも機関負荷状態を含む機関運転パラメータに応じて上記噴射期間を設定し、吸気行程中あるいは圧縮行程中に燃料噴射が行われるように少なくとも機関負荷と回転数とに応じて燃料噴射時期を設定する燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴としている。このような構成によれば、低圧噴射時の噴射時期が主として機関温度と機関回転数に応じて設定される一方、高圧噴射時の噴射時期が主として機関負荷状態と機関回転数とに応じて設定される。これにより、温度依存度の高い低圧噴射時の噴射期間と負荷依存度の高い高圧噴射時の噴射期間に対応して噴射時期の適切設定が図られる。

また、本発明の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置は、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、内燃機関の始動時には、機関温度が低いほど噴射期間が延長されるように、少なくとも機関温度を含む機関運転パラメータに応じて上記燃料噴射弁の噴射期間を設定するとともに、低温始動時には、排気行程中で燃料噴射が開始され圧縮行程開始近傍までに燃料噴射が終了するように、上記燃料噴射弁の噴射時期を設定する燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴としている。そして、このような構成によれば、噴射期間が長く設定される低温始動低圧噴射時において、噴射期間が排気行程中から圧縮行程開始近傍までの期間に設定される。これにより、低圧噴射が実施される低温始動時における燃料噴射量 ·燃料噴射時期の適正化が図られる。また、本発明の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置は、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、上記特定運転状態における上記燃料噴射弁の噴射終了時期が上記特定運転状態からそれ以外の運転伏態への切替り直後における上記燃料噴射弁の噴射終了時期にほぼ一致するように、噴射終了時期を設定する燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴としている。このような構成によれば、低圧噴射時の噴射終了時期が高圧切替り直後の噴射終了時期にほぼ近づくように制御される。これにより、噴射モード切替り時の燃焼状態の変化が抑えられ、低圧噴射から高圧噴射への切換がスムーズに行われる。また、このような構成において、上記切替り直後における噴射終了時期が吸気行程前半の設定位相に設定され、上記燃料噴射制御手段は、上記特定運転状態における噴射期間が吸気行程開始近傍から上記設定位相までの行程期間より短いときには、噴射終了時期を上記設定位相近傍に設定し、上記行程期間より噴射期間が長いときには、噴射終了時期を上記設定位相より遅らせるように構成してもよい。このような構成によれば、低圧噴射時の噴射終了時期を高圧切替り直後の噴射終了時期に一致させることを低圧噴射時の噴射機関が相対的に短いときに実施させ、低圧噴射時の噴射機関が相対的に長いときには、噴射終了時期を遅らせることで、噴射時期の適正化が図られる。

また、本発明の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置は、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、上記特定運転状態では、圧縮行程開始前に上記燃料噴射弁からの噴射が終了するように噴射時期を設定し、上記特定運転状態以外の運転状態では、吸気行程中あるいは圧縮行程中に燃料噴射が行われるように少なくとも機関負荷状態を含む運転パラメータに応じて上記噴射時期を設定するとともに、上記特定運転状態から特定運転状態以外の運転状態への切換直後には吸気行程中の燃料噴射が行われるように上記噴射時期を設定する燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴としている。このような構成によれば、低圧噴射から高圧噴射への切替り直後は、低圧噴射時と同様に吸気行程噴射が実行される。このため、切換前後での燃焼状態の変化を極力少なくすることができ、燃圧切換時のスムーズな移行が可能となる ₍ また、このような構成において、上記燃料噴射制御手段は、上記特定運転状態において上記燃料噴射弁が吸気行程開始近傍またはそれ以前に噴射を開始するように同噴射弁を制御するように構成してもよい。これにより、低圧噴射時において上記燃料噴射弁が吸気行程開始近傍またはそれ以前に燃料噴射を開始するように制御される。このため、低圧噴射時の噴射期間の不足が抑制される。

また、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、上記気筒に関連してその吸気行程開始近傍とそれ以前の特定行程位相とにおいてそれぞれ第 1 トリガ信号、第 2 トリガ信号を発生する信号発生手段と、上記特定運転状態では、上記燃料噴射弁の噴射開始時期が排気行程から吸気行程にかけての所望時期となるように上記第 2 トリガ信号に同期して上記燃料噴射弁の燃料噴射時期を演算し、上記燃料噴射弁が上記所望時期に開放されるように上記第 2 トリガ信号からの経過時間を計測して上記燃料噴射弁の駆動を制御するとともに、上記第 1 トリガ信号の発生時に上記燃料噴射弁が未解放のときに上記計測結果に優先して上記燃料噴射弁を開放せしめる燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、低圧噴射時に、吸気行程以前例えば排気行程開始近傍において、燃料噴射時期を演算し、噴射弁が排気行程から吸気行程にかけての所望時期に開放されるようにするとともに、吸気行程開始近傍においても噴射が開始させないときには、強制的に噴射を開始させる。これにより、低圧噴射時の燃料噴射が最も遅いときでも吸気行程開始近傍で開始され、したがって、その後の回転数の急増等があった場合でも、燃料噴射期間が確保され、実際の燃料量を要求燃料量に近づけることができる。

また、このような構成において、上記内燃機関の気筒数は、 4 N ( N は自然数）であり、特定気筒に係る第 2 トリガ信号は他の気筒の第 1 卜リガ信号と共通に構成してもよい。このような構成によれば、 4の倍数の気筒数を有する内燃機関（4気筒内燃機関も含む）を対象とし、燃料噴射時期の演算を行う時期を規定するための卜リガ信号を発生させるパルザと、強制的に噴射を開始するためのトリガ信号を発生させるパルサとを各気筒間で共用化することができる。これにより、装置の安価形成が可能となる。

また、本発明の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置は、気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁と、上記燃料噴射弁からの噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段と、上記特定運転状態時において、上記燃料噴射弁の噴射開始時期を吸気行程開始近傍または排気行程中に設定する燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴としている。このような構成によれば、圧縮行程噴射が不適な低圧噴射時に、噴射開始時期が吸気行程開始近傍または排気行程中に設定される。これにより、圧縮行程噴射が不適であって噴射期間の確保に限界があり、しかも低圧噴射故要求燃料量確保の観点で長めの噴射期間が必要な低圧噴射時の噴射期間を極力長くすることができるため、回転数の急激な上昇があるような場合であっても、筒内に供給できる燃料噴射量を極力要求値に近づけることができる。図面の簡単な説明

F I G . 1は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の要部構成を示す原理プロック図である。 F I G. 2は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の要部のハード構成を示す模式図である。

F I G. 3は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の模式的な燃料系の構成図である。

F I G. 4は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の燃料ポンプの出力（吐出流量）の特性を示すグラフである。

F I G. 5は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の動作を説明するプロック図である。

F I G. 6は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の動作を説明するフローチャートである。

F I G. 7は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の動作を説明するためのグラフである。

F I G. 8は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

F I G. 9は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の動作を説明するためのグラフである。

F I G. 1 0は本発明の第 1実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の動作特性を示すグラフである。

F I G. 1 1は従来の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の燃料噴射時期及び噴射時間を説明するための線図である。

F I G. 1 2は本発明の第 2実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置の要部構成を示す模式図である。

F I G. 1 3は本発明の第 2実施形態及びその変形例としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置において使用されるインジェク夕ドライバ及びコントローラを示す模式図である。 F I G. 1 4， F I G. 1 5はいずれも本発明の第 2実施形態及びその変形例としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置のコントローラでのメインル一チン処理内容を示すフローチヤ一卜である。

F I G. 1 6， F I G. 1 7はいずれも本発明の第 2実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置のコントローラでのクランク割り込みルーチン処理内容を示すフローチヤ一卜である。

F I G. 1 8は本発明の第 2実施形態としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置のィンジクタ開弁制御特性を示す図である。

F I G. 1 9， F I G. 2 0はいずれも本発明の変形例としての筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置のコン卜ローラでのクランク割り込みルーチン処理内容を示すフローチヤ一卜である。発明を実施するための最良の形態

(a) 第 1実施形態の説明

まず、本実施形態の装置は、内燃機関としてのガソリン 4サイクルエンジン、特に、燃料をシリンダ内に直接噴射する、 F I G. 2, F I G. 3に示すような筒内噴射式ガソリンエンジンにそなえられるものであるが、図中 1は燃料噴射弁、 2は燃料タンク、 3は燃料噴射弁 1と燃料夕ンク 2との間に設けられた燃料通路であり、 4は燃料通路 3の燃料タンク 2側の上流部に設けられた低圧燃料ポンプ、 5は低圧燃料ポンプと燃料噴射弁 1との間に設けられた高圧燃料ポンプである。また、 6， 7は燃料通路の入口部分に設けられた燃料フィルタ、 8は逆止弁、 9は低圧制御手段としての低圧制御弁、 1 0は高圧制御手段としての高圧制御弁である。また、 2 1はシリンダ、 2 2はピストン、 2 2 Aはピストン口ッド、 2 3はクランクシャフト、 2 4は燃焼室、 2 5はシリンダへッド、 2 6は吸気通路、 2 7は点火プラグ、 2 8は排気通路である。すなわち、燃料噴射弁（インジェクタ） 1 と燃料夕ンク 2 との間を連絡する燃料通路 3に、低圧燃料ポンプ（フィ一ドポンプ） 4と、高圧燃料ポンプ 5 とがそなえられている。

燃料通路 3は、燃料タンク 2から燃料噴射弁 1へ燃料を送給する送給路 3 Aと、燃料噴射弁 1で噴射されなかった燃料を燃料タンク 2に戻す返送路 3 Bとから構成されている。

そして、燃料噴射弁 1は、デリバリパイプ 1 Aを通じて燃料を供給されるが、ここでは、デリバリパイプ 1 A自体も燃料通路 3の一部を構成している。

燃料噴射弁 1は、コントローラ 3 0によって、その作動をコンビュ一夕制御されるようになっており、コントローラ 3 0では、エンジン回転数や吸入空気量等の情報に応じて、所要のタイミングで且つ所要の燃料噴射量が得られるように、燃料噴射弁 1をパルス電流で励磁して燃料噴射を行なわせる。

この燃料噴射のタイミングは、後述のようにクランク角に基づいて与えられるが、実際には、燃料噴射弁 1を励磁してから実際に燃料噴射が行なわれるまでの応答遅れ（これを、インジクタ無駄時間という）があるので、これを考慮して設定される。

また、燃料噴射量は、上記パルス電流のパルス幅 P wで設定されるが、このパルス幅 P wは目標とする燃料噴射量に対応したインジヱクタゲインとして、予め記憶されたマップから読み出されて設定される。

このような燃料供給装置では、低圧燃料ポンプ 4である程度加圧された燃料を、高圧燃料ポンプ 5でさらに加圧することで、燃料の圧力を所定圧まで高めている。この際、低圧燃料ポンプ 4からの吐出圧は低圧制御弁 9により所定範囲に制御され、さらに、高圧燃料ポンプ 5からの吐出圧は高圧制御弁 1 0により所定範囲に制御されるように構成されている o

このような低圧燃料ポンプ加圧された燃料を高圧燃料ポンプでさらに加圧して燃料噴射弁に供給するものとして、例えば特開昭 6 2 - 2 3 7 0 5 7号公報に開示された技術があり、この技術では、吸気圧が高い運転領域では高い燃料噴射圧力が与えられるが、吸気圧が低い運転領域では燃料噴射圧力が低く保持されるようにして、高圧燃料ポンプの負荷を低減するようにしている。

そして、上述のような燃料ポンプとして、エンジン駆動式ポンプ又は電動式ポンプのいずれかを採用することが考えられるが、電動式ポンプを高圧ポンプに採用すると、ポンプ効率が低くなり且つ高コストになるので、高圧ポンプはエンジン駆動式のもので構成され、低圧燃料ポンプ 4は電動式ポンプで構成されている。

ところで、低圧燃料ポンプ 4は、作動時には、燃料フィルタ 6で濾過しながら燃料タンク 2内の燃料を送給路 3 Aの下流側へ流通させるようになっており、この時の低圧燃料ポンプ 4による燃料の加圧は、大気圧の状態から数気圧程度まで行なわれるようになつている。

高圧燃料ポンプ 5は、この低圧燃料ポンプ 4から吐出された燃料を数十気圧程度まで加圧するもので、低圧燃料ポンプ 4から高圧燃料ポンプ 5までの送給路 3 Aの途中には、逆止弁 8及び燃料フィルタ 7が介装されており、逆止弁 8により低圧燃料ポンプ 4から吐出圧が維持され、また、燃料フィルタ 7により燃料が更に濾過されるようになっている。この高圧燃料ポンプ 5には、ポンプ効率ゃコス卜の面で高圧ポンプとして電動式ポンプよりも有利な例えば往復動型圧縮ポンプなどの機関駆動式ポンプ（以下、エンジン駆動ポンプという）が用いられており、当然ながら、エンジンの作動と直接連動して作動し、エンジンの回転速度に応じて吐出圧を発生するようになっている。すなわち、 F I G . 4は、吐出圧を一定とする条件下での燃料ポンプ 4 , 5の出力特性（吐出流量）の一例を示すものであり、直線 A , Bは高圧燃料ポンプ 5の吐出流量特性を示し、直線 Cは低圧燃料ポンプ 4の吐出流量特性を示す。また、直線 A， Bの各場合では、高圧燃料ポンプ 5の駆動にかかるリフトカム量の設定が異なっており、 Bの場合は Aの場合に比べて、リフトカム量が大きく、ポンプ出力も大きくなつている実際の燃料ポンプ 4 , 5の吐出圧は、このような吐出流量特性と後述する低圧制御手段としての低圧制御弁 9や高圧制御手段としての高圧制御弁 1 0等の流通抵抗とから決まるので、この場合の吐出流量特性をそのまま吐出圧特性と読み代えるわけにはいかないが、吐出圧特性は、この吐出流量特性にほぼ対応するようなものになる。したがって、低圧燃料ポンプ 4は所定の吐出圧（吐出流量）を発生し、エンジン駆動式の高圧燃料ポンプ 5はエンジンの回転速度に比例するように吐出圧（吐出流量 ) を発生するように構成されている。

また、燃料通路 3において、送給路 3 Aの高圧燃料ポンプ 5よりも上流側の部分と、返送路 3 Bの最下流部分との間には、低圧燃料ポンプ 4 からの吐出圧を設定圧（例えば 3気圧）に調整する低圧制御弁（低圧レギユレ一夕） 9が設けられている。この低圧制御弁 9は、低圧燃料ボンプ 4からの吐出圧が設定圧（例えば 3気圧）を超えるまでは閉鎖しており、吐出圧が設定圧を超えると、この超えた圧力分の燃料を燃料タンク 2側へ分流させて返送しうる所要程度に開き、高圧燃料ポンプ 5へ送給する燃料圧力を設定圧付近に調整するように構成されている。

また、燃料噴射弁 1の直下流部分と、返送路 3 Bとの間には、高圧燃料ポンプ 5からの吐出圧を設定圧（例えば 5 0気圧）に調整する高圧制御弁（高圧レギユレ一タ） 1 0が設けられている。この高圧制御弁 1 0 は、高圧燃料ポンプ 5からの吐出圧が設定圧（例えば 5 0気圧）を超えるまでは閉鎖しており、吐出圧が設定圧を超えると、この超えた圧力分の燃料を燃料タンク 2側へ返送すべく所要量開いて、燃料噴射弁 1における燃料圧力を所定圧に調整するように構成されている。

一方、送給路 3 Aの燃料を、高圧燃料ポンプ 5を迂回させて燃料噴射弁 1へ送給できるように、高圧燃料ポンプ 5の上流側部分と下流側部分とを接続するバイパス通路（以下、第 1バイパス通路という） 1 1が設けられており、この第 1バイパス通路 1 1には、送給路 3 Aの上流側から下流側へのみ燃料を通過させる逆止弁 1 2が設けられている。この逆止弁 1 2は、高圧燃料ポンプ 5が十分に作動しない場合において、高圧燃料ポンプ 5の下流側から上流側への逆流を防止できるように装備されている。

さらに、燃料噴射弁 1部分の燃料を、高圧制御弁 1 0を迂回させて燃料タンク 2側へ排出させることができるように、高圧制御弁 1 0の上流側部分と下流側部分とを接続するバイパス通路（以下、第 2バイパス通路という） 1 3が設けられている。この第 2バイパス通路 1 3は、燃料通路 3内の燃料噴射弁 1近傍に含有したベーパ（気泡）をエンジン始動初期に排出するとともに、特定運転状態において燃料噴射弁 1部分での燃圧を低い所定値に設定するために設けられており、第 2バイパス通路 1 3には、第 2バイパス通路 1 3を開閉する電磁切換弁 1 4と、燃料噴射弁 1部分の燃料圧力を所定圧に保持しうる燃料圧力保持機構 1 5が設けられている。

すなわち、電磁切換弁 1 4は、励磁作動時に第 2バイパス通路 1 3を開放し、非励磁作動時には第 2バイパス通路 1 3を閉鎖するようになつており、コントローラ 3 0により、電磁切換弁 1 4の開閉が制御されるようになつている。

コントローラ 3 0は、特定運転状態で電磁切換弁 1 4を開放し、通常運転状態で電磁切換弁 1 4を閉鎖すべく制御するように構成されている c この場合の特定運転状態とは、エンジン始動時、即ちィグニッシヨンスイッチ 1 6がスター卜位置にあってエンジン回転数が始動用設定回転数以下の場合と、この始動直後の状態、即ちエンジン回転数が始動用設定回転数を上回り、しかも高圧燃料ポンプ 5が十分な作動を行なうようになるまでの間とに対応する。

したがって、通常運転状態とは、高圧燃料ポンプ 5が十分に作動を行いうるようになつた状態が対応する。なお、ィグニッシヨンスイツチ 16 がスタート位置となってからこの通常運転状態に達するまでの経過時間がべーパ除去に必要な所定時間を上回る。また、エンジンの停止時にも電磁切替弁 1 4は閉鎖される。

つまり、コントローラ 3 0は、ィグニッシヨンスィッチ 1 6及びェンジン回転数センサ（図示省略）からの信号を受けて、ィグニッシヨンスイッチ 1 6がスタート位置にあってェンジン回転数がエンスト回転数 N es ( < 1 0 0 r p m ) を超えたときには、電磁切換弁 1 4に励磁電力を供給し第 2バイパス通路 1 3を開放し、エンジン回転数が始動モ一ドを設定するための始動回転数 N st C N es < N st < N id (アイドル回転数）〕をより高い設定回転数を超えて設定時間が経過したときには電磁切換弁 1 4への電力供給を断ち第 2バイパス通路 1 3を閉鎖するようになつている。また、エンジンがストールしてエンジン回転数がエンス卜回転数 N es以下となったときや、ィグニッシヨンスィッチ 1 6がオフされてエンジンが作動停止となったときにも、電磁切替弁 1 4への電力供給は遮断されて、電磁切替弁 1 4は閉鎖される。

そして、エンジンの始動に伴い一定時間以上電磁切替弁 1 4が開放されることにより、デリバリパイプ 1 A部分から燃料べーパが除去されるのである。コントローラ 3 0では、前述のように燃料噴射弁 1の駆動制御を行なうが、この制御は第 2バイパス通路 1 3の開閉制御と連動しており、特定運転状態（即ち、上述のエンジンの始動時）では特定運転モードで燃料噴射弁 1の駆動制御を行ない、通常運転状態（即ち、上述のエンジンの始動時以後）では通常運転モードで燃料噴射弁 1の駆動制御を行なうようになつている。

すなわち、特定運転モードと通常運転モードとでは、燃料圧力が、電磁切換弁 1 4の開放時には低圧制御弁に応じた低圧値になり、電磁切換弁 1 4の閉鎖時には高圧制御弁に応じた高圧値になるというように、電磁切換弁 1 4の開閉によって燃料圧力が変化する。

一方、燃料噴射量は燃料圧力と噴射時間で決まり、噴射時間が一定でも燃料圧力が高ければ燃料噴射量は多くなる。また、インジュクタ無駄時間はバッテリ電圧により変化するほか、燃料圧力に応じても変化することが知られている。

そこで、噴射時間、即ち前述のパルス幅を規定するインジェクタゲインと、インジェクタ無駄時間とを、燃料圧力が高いときは高圧モード（つまり、通常運転モード）に、低いときは低圧モード（つまり、特定運転モ一ド）にというように、異なるモ一ドに設定している。

ところで、燃料圧力保持機構 1 5は、エンジンの始動直後、第 2バイパス通路 1 3が開放していても、少なくとも低圧制御弁 9で制御される設定圧に近い程度の燃料圧力が得られるようにするためのもので、この実施形態では、燃料圧力保持機構 1 5として、燃料通路 3の内径を絞つた、固定絞りが設けられている。

本実施形態に装備される内燃機関用燃料供給装置は、上述のように構成されており、 F I G . 6に示すような手順で、燃料の供給制御が行なわれる。まず、エンジンストール状態であるか否かが判断されて（ステップ s

1 ) 、エンスト状態でなければ、始動モードであるか否か（ステップ S

2 ) および高圧燃料ポンプ 5が十分に作動しうる運転状態であるか（ステツプ S 7 ) が判断される。始動モードや高圧ポンプ 5の作動が不十分な場合（例えば、始動後エンジン回転数が所定回転数まで上昇しない過渡的な状態等であり、エンジン回転数の状態や始動完了後経過時間ゃェンジン回転数が設定回転数に達してからの経過時間等をパラメ一タとして判定する）であれば、コントローラ 3 0が電磁切換弁 1 4を開放して (ステップ S 4 ) 、燃料噴射弁 1が特定運転モードで駆動制御される。したがって、低圧モードのインジヱクタゲインを選択し（ステップ S 5 ) 、低圧モードのィンジェクタ無駄時間を選択した（ステップ S 6 ) 駆動制御が行なわれる。

この状態では、 F I G . 5の（B ) に示すように、低圧燃料ポンプ（フィードポンプ） 4から吐出され、下流の低圧制御弁（低圧レギユレ一夕） 9で所定の低圧値に調圧された燃料が、燃料噴射弁（インジュクタ ) 1に供給され、余った燃料は、燃料タンクにリターンされる状態となる。

このときには、低圧燃料ポンプ 4は、始動後速やかに所定圧（数気圧 ) の吐出圧状態になるが、エンジン始動直後は、エンジンの回転も上がらないので、高圧燃料ポンプ 5では十分な吐出圧が発生しない。

このため、エンジン始動直後には、高圧燃料ポンプ 5と並列に設けられた第 1バイパス通路 1 1を通じて、燃料噴射弁 1側へ燃料が供給され、燃料噴射弁 1からは、低圧制御弁 9で調整される圧力程度の燃料圧力での燃料噴射が行なわれる。

これは、第 1バイパス通路 1 1の逆止弁 1 2が、高圧燃料ポンプ 5の上流側よりも下流側の方が燃料圧力が低い場合に開状態になることにより行なわれる。

一方、燃料供給装置の始動により、電磁切換弁 1 4が開放されて、燃料通路 3内を燃料が流通するようになるので、燃料噴射弁 1の付近に存在するべ一パは、燃料通路 3の返送路 3 Bを流通する燃料とともに排出されていく。

また、このように、第 2バイパス通路 1 3が開放していても、燃料圧力保持機構としての固定絞り 1 5が、燃料噴射弁 1の付近の燃料圧力を少なくとも低圧制御弁 9で制御される設定圧に近い程度に保持するので、ベーパを排出しながらも、燃料噴射弁 1からの燃料噴射圧力は、ェンジン始動時における所要程度に保たれる。

したがって、ェンジンの始動直後にベ一パにより生じる燃料圧力の立ち上がりの遅れやばらつき又空噴射等の現象を招かないようにしながら、且つ、ある程度の燃料噴射圧力を得ることができ、エンジン始動直後から良好なエンジン燃焼を保持しつつ滑らかにエンジン回転速度が高められ、筒内噴射式のエンジンの実用性が大幅に向上する。

このようにべーパが排出され高圧燃料ポンプ 5がある程度作動し始めると、これとほぼ呼応するように、所定の時間が経過することになり、ステップ S 7から「Y E S」ルートをとるようになって、ステップ S 8 以下が実行される。

ステップ S 8以下では、コントローラ 3 0力^ 電磁切換弁 1 4を閉鎖するとともに、燃料噴射弁 1を通常運転モードでの駆動制御が行なわれる。

すなわち、高圧モードのィンジヱクタゲインが選択され（ステップ S 9 ) 、高圧モードのインジヱクタ無駄時間が選択される（ステップ S 1 0 ) o

この後、エンジンが停止するまで、ステップ S 1 , S 2 , ステップ S 7の判断を経て、ステップ S 8〜S 1 0の動作が続行される。

この結果、 F I G . 5の（A ) に示すように、低圧燃料ポンプ（フィ —ドポンプ） 4から吐出された燃料が、高圧燃料ポンプ 1 2で高圧に加圧されるとともに、高圧制御弁（高圧レギユレ一夕） 1 0で所定の高圧値に調圧され、燃料噴射弁（インジェクタ） 1に供給されて、余った燃料は、燃料タンクにリターンされる状態となる。.

これにより、高圧燃料ポンプ 5の吐出圧はロスすることなく高圧燃料ポンプ 5の下流側の燃料圧力を高めていき、高圧制御弁 1 0の調整圧以上に燃料圧力を高めるようになる。また、高圧モードのインジクタゲインと高圧モードのインジクタ無駄時間とが選択され、この結果、高圧燃料ポンプ 5の吐出圧が十分なレベルに上昇して、高圧制御弁 1 0により調圧された燃料の燃料噴射弁 1からの燃料噴射が行なわれる。ところで、燃料噴射制御に関しては、 F I G . 1に示すような構成により所要の制御を行なうべく各手段が設けられており、燃料噴射弁 1が制御されて、所要の燃料噴射制御が行なわれるようになつている。すなわち、複数の気筒内の燃焼室 2 4に順次燃料を噴射して供給する 4サイクルの筒内噴射式内燃機関としてのガソリンエンジンにおいて、各気筒ごとに配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射手段 1 0 1が設けられ、燃料噴射手段 1 0 1は、前述した燃料噴射弁 1と、燃料噴射弁 1への燃料供給系とをそなえている。

そして、内燃機関の温度状態を検出する温度検出手段 1 0 2と、内燃機関の始動を検出する始動検出手段 1 0 3とが設けられており、これらの温度検出手段 1 0 2および始動検出手段 1 0 3の各出力に応じて燃料の噴射期間を設定する噴射期間設定手段 1 0 4が設けられている。噴射期間設定手段 1 0 4は、前述のコントローラ（制御手段） 3 0に設けられているが、この噴射期間設定手段 1 0 4の出力に応じて燃料噴射手段 1 0 1を駆動する燃料噴射駆動手段 1 0 5が設けられ、コント口ーラ（制御手段） 3 0での算出結果による所要のタイミングで燃料噴射弁 1が開閉されて、当該運転状態における最適の燃料噴射制御が行なわれるようになっている。そして、噴射期間設定手段 1 0 4と燃料噴射駆動手段 1 0 5とにより燃料噴射制御手段 1 2 0が構成されている。そして、噴射期間設定手段 1 0 4は、内燃機関の所定温度以下を温度検出手段 1 0 2が検出し、且つ内燃機関の始動状態を始動検出手段 1 0 3が検出したとき、燃料噴射期間を 2つの行程におよぶ長期間に設定するように構成されるとともに、内燃機関の所定温度以上を'温度検出手段 1 0 2が検出した場合と、内燃機関が始動状態にないことを始動検出手段 1 0 3が検出した場合とにおいて、燃料噴射期間を 1つの行程内の短期間に設定するように構成されており、これらの作動が、 F I G. 8のフローチャートに沿う動作により実現されるようになっている。

また、上記の長期間は、吸気行程のほぼ全期間と排気行程の一部とで構成されており、その算出が以下のようにして行なわれるようになっている。

すなわち、 F I G. 7の線図に示すように、クランク角が 5 4 5 ° B の時点 T 1において、空気量の演算が行なわれるとともに、噴射終了時期の演算が次式により行なわれる。

T o f f =T 5 4 5 + CT 5 4 5 X (3 6 5 - 0) / 1 8 0) この T 0 f は、燃料噴射を終了させる時刻 T 3であり、当該時 T 3 に噴射を終了させることとなるが、上式における 0は運転伏態に対応して決定されるマップ値であり、 F I G. 7では圧縮行程の初期に噴射を終了させる例が示されている。

そして、燃料噴射時間としての燃焼噴射パルス幅 Pwが、エンジンの運転状態に対応させるようにして他のシステムにより算出されるように構成されており、噴射終了時期 T o f f から燃焼噴射パルス幅 P wの時間分遡った期間 T 2が燃料噴射の開始時期 T o nとして設定される。

T 0 n = T o r r — P w

この開始期間 T 2として、 F I G . 7では排気行程の後期に設定された場合を示しており、低温始動時には、同図におけるように、排気行程の後期における一部と、吸気行程の全部とが燃料噴射期間として設定されるように構成されている。

そして、吸気行程終了後の、圧縮行程における時刻 T 3までの間は、 F I G . 9におけるように、噴射を強制的に停止させる動作が、 F I G . 8のフローチヤ一卜に沿う動作により実現されるように構成されている c さらに、燃料タンク 2内の燃料を燃料噴射手段 1 0 1に低圧で供給する燃料低圧供給手段 1 0 6と、燃料タンク 2内の燃料を燃料噴射手段 1 0 1に高圧で供給する燃料高圧供給手段 1 0 7とが設けられている。燃料低圧供給手段 1 0 6は、前述した低圧燃料ポンプ 4および第 1バィパス通路 1 1を主とする供給系で構成され、燃料高圧供給手段 1 0 7 は、前述した高圧燃料ポンプ 5、制御弁 9， 1 0を主とする供給系で構成されている。

そして、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段 1 0 8 (この運転状態検出手段 1 0 8は始動検出手段 1 0 3の機能も有する）が設けられており、温度検出手段 1 0 2および運転状態検出手段 1 0 8の各出力に応じて、噴射期間設定手段 1 0 4による燃料の噴射期間設定が行なわれるように構成されている。

また、運転伏態検出手段 1 0 8の出力に応じて燃料供給圧を判別する燃料圧判別手段 1 0 9と、燃料圧判別手段 1 0 9の出力に応じて燃料噴射手段 1 0 1への燃料供給圧を、燃料低圧供給手段 1 0 6による低圧と、燃料高圧供給手段 1 0 7による高圧とで切り換える燃料圧切換手段 1 1 0とが設けられている。

そして、 F I G . 1に示すように、これらの燃料低圧手段 1 0 6 , 燃料高圧供給手段 1 0 7 , 燃料圧判別手段 1 0 9及び燃料圧切換手段 1 1 0により、燃料供給圧力設定手段 1 2 1が構成されている。

ここで、燃料圧判別手段 1 0 9はコントローラ（制御手段） 3 0内に設けられ、燃料圧切換手段 1 1 0は前述の電磁切換弁 1 4を主として構成されている。

このような構成により、コントローラ（制御手段） 3 0から所要の制御信号が出力され、燃料噴射弁 1から噴射される燃料圧が低圧と高圧とで切り換えられて、前述の燃料噴射期間制御に呼応した燃料圧による燃料噴射が行なわれる。

すなわち、低温始動時においては、低圧による燃料噴射が排気行程の一部から吸気行程の全部にわたる長期間において行なわれるように構成され、低温始動時以外においては、高圧による燃料噴射が、吸気行程と圧縮行程との何れかに設定された短期間において行なわれるように構成されている。

上述のような構成により、低温始動時を含めた燃料噴射制御が行なわれるが、特に低温始動に関する動作について、 F I G . 8のフローチヤ一卜に沿い説明すると、まずステップ A 1において低圧噴射モ一ドであるかどうかが判断され、低温始動時等の低圧噴射モードである場合には「Y E S」ルートを通じ、ステップ A 2〜ステップ A 5が実行される。一方、低圧噴射モードでない場合は、「N O」ルートを通じステップ A 6が実行され、排気行程における燃料噴射が禁止される。

すなわち、低圧噴射モードでない場合は、高圧で燃料噴射が行なわれる場合であり、排気行程において高圧の噴射を行なうと、燃料が燃焼しないで排出される可能性があるため、その禁止が行なわれる。そして、低圧噴射モードにおけるステップ A 2においては、ステップ A 6で禁止された排気行程の噴射を、許可する動作が行なわれる。

すなわち、前回の運転時においては、高圧噴射モードによる運転状態から運転の停止が行なわれるため、排気行程の噴射が禁止される状態で今回の運転が始動されるが、ステップ A 2において排気行程の噴射を許可することにより、燃料噴射制御において設定された低温始動時の長期間の燃料噴射が実現されることになる。

この制御に際し、前述した燃料噴射の終了時期の算出および開始時期の算出が行なわれ、 F I G . 7の線図に示すような排気行程中の時点 T 2から吸気行程終了時点 T 3に至る燃料噴射が行なわれることになる。したがって、低圧による燃料噴射により、不足のない所要量の燃料供給が行なわれて、円滑な低温時始動が行なわれることとなる。

すなわち、上述のような排気行程からの燃料噴射により、 F I G . 1 0のグラフに示されるような、燃料の供給限界を下方の 3 6 0 ° C A ( クランク角）で示される位置まで低下させた特性が得られる。

したがって、 7 0 0 r p m程度までの燃料供給が可能になり、この特性からも、十分な燃料供給が可能になることが考察される。

ところで、ステップ A 3では、圧縮行程中の気筒ナンバーをメモリ M に記憶する動作が行なわれ、ステップ A 4において、当該気筒ナンバーのィンジヱクタが開いているかどうかが判断される。

そして、開いている場合は、「Y E S」ルー卜を通じステップ A 5が実行され、当該気筒のインジクタを閉じる動作が行なわれる。

したがって、 F I G . 9に示すように、算出された燃料噴射パルス幅 P wが、排気行程から圧縮行程に至るような場合であっても、圧縮行程における燃料噴射が強制的に停止され、筒内ガスのインジュクタへの逆流が防止され、ガス侵入による噴霧不良ゃィンジニクタ内部汚損などの不具合を防止できる。

すなわち、始動時は回転速度が上昇する期間であるため、噴射終了期間を吸気行程中に設定しても、噴射期間は圧縮行程に突入する可能性があるということを考慮しているもので、ステップ A 5によりその悪影響が回避される。

そして、ステップ A 4において当該気筒ナンバーのィンジェクタが開いていないと判断されると、ステップ A 5を実行することなく、次の演算サイクルスター卜に待機することとなる。

このようにして、始動時には排気行程中でも燃料噴射が可能となり、低温始動時に必要な噴射量が確保される。

また、低圧噴射を行なっている時は、圧縮行程での噴射を禁止し、筒内ガスのィンジュクタへの逆流が防止され、ガス侵入による噴霧不良やインジェクタ内部汚損などの不具合を防止できる。

( b ) 第 2実施形態の説明

さて、上述した第 1実施形態では、始動時に行われる低圧噴射時における噴射パルス幅を吸気行程のみならず排気行程にまで延長して筒内に低圧で噴射する点を中心に説明したが、このように、 2行程に直る噴射が必要となるのは、低温時のようにェンジンの要求燃料量が多い場合のみならず、ェンジン駆動式高圧燃料ポンプの作動が不十分なため低圧噴射を選択しなければならない始動完了後において、エンジン回転数がある程度上昇したため、 1行程に要する時間が短くなり、要求燃料量が 1 行程期間内で噴射不能な場合にも発生する。

また、低圧噴射時の噴射時間は、 2行程期間に亘る場合のみならず、ェンジンの要求燃料量が比較的少なく且つェンジン回転数が比較的低いい場合には、 1行程期間内で終了する。

そして、これらの各状況下において、燃料噴射時期をいかに的確に設定するかということは、始動低圧噴射時やそれに続く高圧噴射への移行時のエンジン性能を高く維持する上で、筒内噴射式内燃機関においてはきわめて重要なこととなる。

そこで、このような点に鑑み、以下においては、上述した第 1実施形態をさらに具体化し、且つ発展させた第 2実施形態について説明する。なお、以下の第 2実施形態においては、上述した第 1実施形態と同一の装置、部品について同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

まず、上述した第 1実施形態では説明を省略した燃料噴射弁 1の駆動回路について、本実施形態で説明する。

F I G. 1 3において、コントローラ 3 0には、内部に時計 2 0 2力 < 設けられており、この時計 2 0 2により現在時刻が入力される。またコントロ一ラ 3 0には、各気筒の燃料噴射弁 1の開弁時刻情報を格納する開弁レジスタ 2 0 4 (A 1, B 1， C 1 , D 1 ) と閉弁時刻情報を格納する閉弁レジスタ 2 0 4 (A 2, B 2 , C 2 , D 2 ) とが設けられている。各レジスタ 2 0 4 (A 1 , A 2 , B 1 , B 2 , C l， C 2 , D l， D 2 ) の時刻情報は各比較器 2 0 6 (A 1 , A 2 , B 1 , B 2 , C l， C 2， D l， D 2 ) において時計 2 0 2からの現在時刻と比較されるように構成され、この比較結果に基づく出力は、各燃料噴射弁のインジュクタソレノイド（A, B, C， D) をオンオフするスィッチ用のフリツプフロップ 2 0 8に入力される。この結果、例えば第 1気筒用のレジス夕 2 0 4 (A 1 ) に保管された開弁時刻と時計 2 0 2からの現在時刻とがー致したときに比較器 2 0 6 (A 1 ) からフリップフロップ 2 0 8 ( A) にセット信号が出力され、これにより、第 1気筒用のインジヱクタソレノィド Aが励磁伏態になり、第 1気筒の燃料噴射弁の噴射が開始され、第 1気筒用のレジスタ 2 0 4 (A 2 ) に保管された閉弁時刻と時計 2 0 2からの現在時刻とがー致したときに比較器 2 0 6 (A 2) からフリップフロップ 2 0 8 ( A ) にリセット信号が出力され、これにより、 1気筒用のインジクタソレノイド Aが消磁状態になり、第 1気筒の燃料噴射弁の噴射が終了する。即ち、コントローラ 3 0力各気筒のレジス夕に噴射開始時刻デ一タおよび噴射終了時刻デ一タをセットすることにより、各気筒の燃料噴射弁の開弁時期と閉弁時期とが決定される。また、燃料噴射制御手段 1 2 0および燃料供給圧力設定手段 1 2 1 としての機能を果たすコントロ一ラ 3 0には、エンジンの負荷情報や水温情報やスタータスィツチ情報等の運転状態情報に加えて、各フリップフロップ 2 0 8の出力状態およびクランク角センサの検出出力および気筒判別信号（特定気筒が特定位相となったときに信号を発するセンサの出力）が入力される。各フリップフロップ 2 0 8の出力状態は、各インジェクタソレノイド、即ち各燃料噴射弁の作動状態を表している。また、クランク角センサは各気筒の圧縮上死点前 5 ° ( B T D C 5 ) の信号を検出してコントローラ 3 0に送出する。したがって、本実施形態のように 4サイクル 4気筒エンジンの場合には、クランク角 1 8 0 ° 毎にクランク信号がコントローラ 3 0に取り込まれる。このため、特定気筒について B T D C 5の位相を示すクランク信号が発せられた場合には、次に爆発行程（膨張行程）を迎える気筒については B T D C 1 8 5の位相が検出されたことになり、さらに次に爆発行程を迎える気筒については B T D C 3 6 5の位相が検出されたことになり、さらに次に爆発行程を迎える気筒については B T D C 5 4 5の位相が検出されたことになる。そして、コントローラ 3 0は、このクランク角信号の発生間隔を計測することにより、運転状態情報としてのェンジン回転数情報を算出するとともに、このクランク角信号をトリガとして、インジェクタ駆動用の割り込み処理や点火時期ドライバ駆動用の割り込み処理を実行する。なお、このようなトリガ信号は、 F I G . 1 2に示すような信号発生手段 1 3 0により発せられる。以下の説明では、ィンジクタ駆動用割り込み処理を取り上げ、点火時期に関する処理は省略する。また、コント口 —ラ 3 0では、割り込み処理の合間にメインルーチンが実行されるようになっており、このメインルーチンにおいては、運転モードの判定や比較的変化の緩慢な入出力パラメータ情報の演算等が実行される。

次に、メインルーチンの処理内容について説明する。

F I G. 1 4， F I G. 1 5において、まず、エンジン水温を含むェンジン運転状態情報を検出 ·算出し（ステップ Ml, M2) 、水温補正係数をはじめとする各種燃料補正係数を算出する（ステップ M3) 。次に、エンジンがストール状態であるか否かを、エンジン回転数がェンスト回転数（例えば 1 0 0 r pm) 以下であるか否かを判定することで判断し（ステップ M 4) 、エンス卜でないと判定されたときに、始動中であるか否かを判定する（ステップ M 5) 。

そして、スタータスィツチがオンで且つエンジン回転数が始動完了回転数（例えば 500 r pm) 以下のときに始動中であると判定し、始動フラグをセッ卜し（ステップ M 6) 、水温に応じた基本燃料パルス幅を記憶装置 ROMのマップから読み出して設定する（ステップ M7) 。なお、この始動時用基本パルス幅は、燃料噴射弁が低圧で噴射することを前提として設定される。

そして、後述する高圧設定フラグをリセットしたのち（ステップ M 8 ) 、第 1実施形態と同様に電磁切換弁 14を開放し（ステップ M 9) 、低圧モードのィンジェクタゲインを設定し（ステツプ M 1 0 ) 、低圧モ ―ドのィンジュクタ無駄時間を選択して（ステツプ M 1 1 ) 、さらには、噴射モードフラグを低圧噴射モードにセッ卜する（ステップ M 1 2) 。一方、ステップ M 5において、始動完了であることが判定された場合には、始動フラグをリセットし（ステップ Ml 3 ) 、高圧設定フラグがセッ卜されているかを判定する（ステップ M l 4 ) 。このフラグは、ステツプ M l 5〜M 1 7のいずれかのステップにおいて、条件が 1つでも満足された場合には、高圧燃料ポンプ 5の作動が正規の状態になったと判定して、ステップ M 1 8でセットされるものであり、このフラグがセッ卜されることで、高圧噴射が実行可能であることが意味される。

そして、高圧噴射が実行可能であることを示す条件とは、まず、「始動後のエンジン回転数が例えば 1 0 0 0 r p m以上に設定された第 3設定回転数 N 3 に一回でも到達したこと」が対応し（ステップ M l 5 ) 、次に、「始動後のエンジン回転数が、温態時のアイドル回転数より高く且つ第 3設定回転数 N 3 より低い値に設定された第 2設定回転数 N 2 に達した後、第 2の所定時間 T 2 が経過したこと」が対応し（ステップ M 1 6 ) 、さらには、「始動後のエンジン回転数が始動判定回転数 N stと同程度の値、または始動判定回転数 N stより高く且つ温態時のアイドル回転数より低く設定された第 1設定回転数 N 1 に達した後、第 2の所定時間 T 2 より長い第 1の所定時間 T 1 が経過したこと」が対応する（ステツプ M 1 7 ) 。

そして、これらのいずれもが満足されない場合には、未だ高圧燃料ポンプ 5の作動が正規状態となっていないと判断して、ステップ M 9以下で低圧燃料噴射モードの設定を行う。

—方、ステップ M 1 5〜M 1 7のうちのいずれかが Y E Sと判定された場合には、高圧設定フラグをセットし（ステップ M 1 8 ) 、ステップ M l 9以下で高圧燃料噴射モードの設定を行う。また、高圧設定フラグがセッ卜された後は、（特定のフュール状態が発生しない限り）ィグニッションキ一オフまで基本的にステツプ M 1 4での Y E S判定に基づき、高圧燃料噴射モ一ドが維持される。

そして、高圧燃料噴射モードの設定では、第 1実施形態と同様に、電磁切換弁 1 4の閉鎖（ステツプ M 1 9 ) 、高圧モ一ドィンジヱクタゲインの選択（ステップ M 2 0) 、高圧モード用ィンジヱクタ無駄時間の選択（ステップ M 2 1) が実行され、さらに、ステップ M 2 2において、圧縮行程噴射が許容される運転状態であるか否かが判定される。この圧縮行程噴射が許容される運転状態とは、暖機完了後の低負荷運転領域が対応し、この運転状態においては、空燃比が 3 0〜4 0ときわめて希薄な状態で燃焼が行なわれる。そして、圧縮行程噴射が許容される運転状態であることが判定された場合には、噴射モードフラグを高圧圧縮行程噴射モードにセットし（ステップ M2 4) 、そうでない場合には、噴射モードフラグが高圧吸気行程噴射モードにセットされる（ステップ M 2 3) 。なお、ステップ M 2 2では、高圧設定フラグがセッ卜された直後 (低圧噴射モードからの切り替わり直後）は一定期間吸気行程噴射モードが優先的に選択される。

次に、インジヱクタ駆動用割り込み処理について説明する。

F I G. 1 6, F I G. 1 7において、特定気筒 Iの B T D C 5においてクランク角信号が発せられると、まず、時計 2 0 2から現在時刻を読み込み（ステップ P 1) 、前回のクランク割り込み処理時に読み込んだ前回時刻データとの間隔を計算して、クランク周期 PD (クランク軸が 1 8 0° 回転するのに要する時間）を求め（ステップ P 2) 、現在時刻を所定のアドレスに記憶して、次回のクランク割り込み処理時のクランク周期計測に備える（ステップ P 3) 。なお、エンジン回転数情報はこのクランク周期 P Dに基づいて算出される。

次に、メインルーチンにおいて制御される始動フラグがセッ卜されているか否かが判定され（ステップ P 4 ) 、セットされている（即ち始動中である）ときには、始動時の燃料噴射パルス幅 PW設定が行われる（ステップ P 5) 。この設定に際しては、メインルーチンで求めた始動時用基本パルス幅データ PWOに燃料補正係数 KXを乗じ、さらにメインルーチンで低圧用の値を選択した無駄時間データ TDを加算する。

一方、始動フラグがリセッ卜の場合には、運転状態、特に負荷状態に応じて基本要求燃料量 F Rの設定が行われたのち（ステップ P 1 9) 、通常運転時の燃料噴射パルス幅 PW設定が行われる（ステップ Ρ 2 0) c この設定には、基本要求燃料量 FRとメインルーチンで選択したィンジェクタゲイン G、ィンジヱクタ無駄時間 TDとメインル一チンで設定した補正係数 KTW， KXが用いられる。なお、エンス卜判定時や減速時等の燃料カツトモ一ドのときには、燃料噴射パルス幅 PWは 0に設定される。次に、現在が低圧噴射モードであるか否かが判定される（ステツプ P 2 1 ) 。

そして、始動モード判定がなされて始動時噴射パルス幅設定が行われたときと、ステップ P 2 1で低圧噴射モードと判定されたときには、特定気筒 Iの次に燃料行程を迎える気筒 J (BTDC 1 8 5の気筒）の燃料噴射弁 1が噴射中であるかを判定し（ステップ P 6) 、噴射中であれば、当該噴射弁 1を強制的に閉鎖する（ステップ P 7) 。これは、当該気筒 Jが圧縮行程に至り筒内圧が上昇する前に噴射弁 1を閉塞するためである。なお、この閉塞動作は、気筒 J用の閉弁レジスタ 2 0 4に現在時刻直後の時刻データを格納することにより実行される。

次に、燃料噴射パルス幅 PWがクランク周期 P Dの 1 0 0 X α %以下か否かを判定する。これは、燃料噴射パルス幅 PWが吸気行程のみの噴射において、所定位相（例えば BTDC 3 0 0 ) で噴射が可能かどうかを判定している。即ち、燃料噴射パルス幅 PWが、クランク周期 P Dに比べある程度以上短ければ、吸気行程開始（実際には BTDC 3 6 5 ) 以降に噴射を開始して、上記所定位相にて噴射を終了することが可能となる。吸気行程で噴射を行う場合には、燃料噴霧を燃焼室内である程度 (一定範囲内で）分散させることが燃焼を良好にする上で必要となるため、吸気行程の前半の所定位相（例えば BTD C 3 0 0あたり）で噴射を終了することが最も好ましく、したがって、基本的に吸気行程前半のみで全量噴射が可能な高圧吸気行程噴射においては、この所定位相近傍を噴射終了時期と設定することが行われる。

そして、低圧噴射においても、その後の高圧噴射への移行を考慮すると、移行前後での霧化状態の変化による出力変化等が生じないようにするために、極力高圧移行後と同様の噴射終了時期を設定することが好ましい。したがって、燃料噴射パルス幅 PWがクランク周期 P Dに比べて一定比率以下となり、吸気行程開始（実際には BTDC 3 6 5 ) 以降に噴射を開始し、上記所定位相近傍で噴射終了が可能な場合には、噴射終了時期を上記所定位相に優先的に設定する。そこで、この所定位相での噴射終了が設定可能な燃料噴射パルス幅であるか否かを判定するために、ステップ P 8の判定が行われる。なお、噴射終了用の所定位相を BTD C 3 0 0とする場合には αは 0. 3 6 ( 6 5 1 8 0 ) 程度に設定される。

そして、ステップ Ρ 8で YE S、即ち所定位相での噴射終了設定が可能であると判定された場合には、気筒 J (BTDC 1 8 5の気筒）の次に燃焼行程を迎える気筒 K (BTDC 3 6 5の気筒）の燃料噴射弁 1が噴射停止中か否かを判定し（ステップ P 9) 、噴射停止中である場合には、当該気筒 Kの開弁レジスタに T S1 (現在時刻 + P D X α _ PW) なるデータを入力し、同気筒 Κの閉弁レジスタに T E1 (現在時刻 + P D X α) なるデータを入力する。

これにより、気筒 Κの燃料噴射弁は、現在から（PDxひ一 PW) だけ時間経過したのち開弁し、現在から（PDx a) だけ時間経過してから閉弁する。したがって、気筒 Kの燃料噴射弁の噴射期間は PWに設定され、噴射終了時期は当該気筒 Kの所定位相（例えば B T D C 3 0 0 ) 近傍に設定される。なお、気筒 Κの開弁レジスタ、閉弁レジスタには前回のクランク割り込みルーチンのステップ Ρ 1 2 (または Ρ 1 7， Ρ 1 8 ) において既に噴射開始時刻データ、噴射終了時刻データが保管されているため、このステップ Ρ 1 0では、これら既入力データを最新の運転状態情報から求めた各データに書き換えることが行なわれることになる。

なお、このように噴射パルス幅が相対的に短いときは、本来の噴射開始時期を基準クランクパルス信号からの遅れ時間として設定することで、仮にエンジン始動完了等に伴いエンジン回転数が急増した場合であつても、要求燃料量の全量を吸気行程中に噴射することが可能である。一方、ステップ Ρ 9で気筒 Κの噴射弁が作動中であることが判定された場合には、ェンジンが要求する噴射量の適切な設定を最優先する観点から、当該噴射の噴射時期を再設定することなく（再設定する場合には、一旦噴射弁を閉弁させて再噴射させることになるため、噴射量が適正値からずれたり、弁の開閉に伴う遅れ時間等から噴射時期事態も最適値からずれることもある）、噴射量のみを最新の運転状態情報に基づく値に変更すべく、気筒 Κの閉弁レジスタのデータのみを書き換える。

この書換えは、気筒 Κの開弁レジスタに保管された開弁時刻データに今回求めた燃料噴射パルス幅データ P Wを加算して閉弁時刻設定用の書き換えデータを算出したり、あるいは、前回のクランク割り込みルーチンで求めた燃料噴射パルス幅データ R P Wと今回のパルス幅データ P W との差 Δ P Wにより閉弁レジス夕に格納中の閉弁時刻データ R T E 1 を修正することにより行われる。なお、修正された閉弁時刻データ T E 1 が現在時刻より過去の場合には、即座に噴射弁を閉弁すべく、現在時刻直後の時刻データを閉弁レジスタに入力する。ステップ P 9， P 1 0 , P 1 1で排気上死点近傍にある気筒 Kのついての処理が終了したあとは、爆発下死点近傍 BTD C 5 4 5にある気筒 Μ (即ち気筒 Κの次に燃焼行程を迎える気筒）の燃焼噴射弁の開弁レジスタに（現在時刻 + P D + P D X α— PW) なるデータを入力し、同気筒 Μの閉弁レジスタに（現在時刻 + P D + P D X α) なるデータを入力して（ステップ P 1 2) 、今回のクランク割り込みルーチンを終了する _c これにより、気筒 Mの燃料噴射弁は、現在から（PD + PD x a— P W) だけ時間経過したのち（その吸気行程中に）開弁し、現在から（P D + PD x α) だけ時間経過すると閉弁するように燃料噴射弁の開閉夕イミングが仮設定される。したがって、気筒 Μの燃料噴射弁の噴射期間は PWに仮設定され、噴射終了時期は当該気筒 Μの吸気行程中における所定位相（例えば B TD C 3 0 0 ) 近傍に仮設定される。なお、気筒 Μ の開弁レジスタ、閉弁レジスタは次回のクランク割り込みルーチンのステツプ P 1 0 (または Ρ 1 4， Ρ 1 1 , Ρ 1 5 ) において書き換えられるが、次回のクランク割り込みルーチンの実行前に開弁レジスタの仮設定噴射開始時刻に達した場合には、この仮設定データに基づき気筒 Μの噴射が開始される。

一方、ステップ Ρ 8で ΝΟ、即ち燃料噴射パルス幅 PWがクランク周期 P Dに対して一定割合以上を占め、吸気行程期間のみの噴射では所定位相（例えば BTDC 3 0 0 ) での噴射終了設定が不可能であると判定された場合には、気筒 (BTDC 3 6 5気筒）の燃料噴射弁 1が噴射停止中か否かを判定し（ステップ P 1 3) 、噴射停止中である場合には、即座に噴射を開始すべく当該気筒 Kの開弁レジスタに現在時刻直後に対応するデータを入力し、同気筒 Kの閉弁レジスタに（同直後データ + P W) なるデータを入力する。

これにより、気筒 Kの燃料噴射弁は即座に開弁し、現在から（PW) だけの時間経過にて閉弁し、したがって、気筒 Kの燃料噴射弁の噴射期間は PWに設定され、噴射終了時期は当該気筒 Kの所定位相（例えば B

TDC 3 0 0 ) より遅れた位相に設定される。なお、気筒 Kの開弁レジス夕、閉弁レジスタには前回のクランク割り込みルーチンのステップ P 1 2 (または P 1 7， P 1 8) において既に噴射開始時刻データ、噴射終了時刻データが保管されているため、このステップ P 1 4では、これらを書き換えることが行われる。

このように、燃料噴射パルス幅がある程度以上長いときには、噴射開始後ェンジン回転数が急増して一行程期間の時間間隔が短くなるような場合においても、 BTDC 3 6 5の基準信号に同期して噴射を開始することにより、当該一行程期間に相当する時間の噴射量は確保されるため、

BTDC 1 8 5でステップ P 7の強制閉弁が実施されたとしても、要求燃料量に近い燃料量の噴射が可能となる。

一方、ステップ P 1 3で気筒 Kの噴射弁が作動中であることが判定された場合には、噴射量のみを最新の運転状態情報に基づく値に変更すベく、気筒 Kの閉弁レジスタのデータのみをステップ P 1 1と同様に書き換える（ステップ P 1 5) 。

そして、ステップ P 1 4やステップ P 1 5でのレジスタ格納データの再設定が行われて、排気上死点近傍にある気筒 Kについての処理が終了したあとは、燃料噴射パルス幅 PWがクランク周期 PD (即ち 1行程に要する時間）より小さいか否かが判定され（ステップ P 1 6) 、この大小関係に基づき爆発下死点近傍にある気筒 Mの噴射開始時期の設定が行われる。

即ち、ステップ P 1 6で YE Sの判定がなされるということは、 1行程中のみで、全量の噴射を行うことができることを意味し、この場合には、その全量が吸気行程中で噴射されしかも噴射終了時期が極力圧縮下死点から離れるように、噴射時期が設定される。

これは、排気行程を利用することなく吸気行程中のみで噴射を行うことが燃料の排気系への吹き抜けを抑制する上でメリッ卜があり、しかも吸気行程内で噴射を行う場合には、極力噴射時期を早めることで、点火が行われるまでの時間を稼ぐことができ、燃料の分散 ·霧下 ·均質混合等で有利なためである。

そして、具体的には、 P D X a PWく P Dのときには、気筒 Μの噴射開始時期が排気上死点近傍（例えば BTDC 3 6 5 ) に設定されるように、気筒 Μの噴射弁の開弁レジスタに（現在時刻 + PD) なる時刻デ —夕をセッ卜し、閉弁レジスタに（現在時刻 + PD+ PW) なる時刻デ一夕をセッ卜する（ステップ Ρ 1 8) 。

一方、ステップ S 1 6で NOの判定がなされるということは、 1行程中のみでは、全量の噴射を行うことができないことを意味し、この場合には、吸気行程の全期間と排気行程の一部とを用いて噴射時期が設定される。これは、噴射期間に圧縮行程を用いることは、低圧噴射の場合、筒内圧の上昇に基づき燃料噴射弁への筒内ガスの逆流が生じるため、好ましくなく、吸気行程の全期間を用いても賄いきれない噴射期間については排気行程側に延長する方が好ましいことによる。

そして、具体的には、 PD≤PWのときには、気筒 Mの噴射終了時期が吸気下死点近傍（例えば BTDC 1 8 5) に設定されるように、気筒 Mの噴射弁の閉弁レジスタに（現在時刻 + 2 X PD) なる時刻データをセッ卜し、開弁レジスタに（現在時刻 + 2 X P D— P W) なる時刻デ一夕をセッ卜する（ステップ P 1 7) 。なお、このステップ P 1 7で設定される開弁時刻データは次回のクランク割り込みルーチンの実行に先立つ値となるため、 PD PWのときには、クランク角速度が大きく増大しない限り、クランク割り込みルーチンのステップ P 1 3の判定が NO となり、噴射開始時期が再設定される（即ちステップ P 1 4が実行される）ことはない。

ここで、低圧噴射モード時における噴射時期を図示すると F I G. 1 8のようになる。 F I G. 1 8には、横軸に水温（図中、右に向かうほど低温）、縦軸に時間経過をとつた場合の第 1特定回転速度（低回転）における噴射開始時期が実線 A1 で、また噴射終了時期が実線 B1 で表されている。したがって、両実線間に引かれた各細線が各水温における燃料噴射パルス幅 PWに相当する。即ち、燃料噴射パルス幅は水温が低いほど延長されている。

そして、横軸に沿って延びる破線 ΙΠは、基準時刻としての吸気行程中の所定位相（BTDC 3 0 0 ) を表し、実線 I 1 は上記第 1特定回転速度における排気上死点時刻、実線 Π1 は上記第 1特定回転速度における吸気下死点時刻を表している。したがって、実線 I I と Π2 との間隔は上記第 1特定回転速度におけるクランク周期 P Dに相当する。この図からわかるように、第 1特定回転速度においては、水温が TW2以上の温度範囲（即ち区間 XI ) において、燃料噴射パルス幅 PWが排気上死点と吸気行程の所定位相との間に収まるため（即ち PWく PDx a) 、この温度範囲において、 B1 で示される噴射終了時期が、所定位相 BTD C 300に優先的に設定され、噴射パルス幅 PWが長くなるほど噴射開始時期 A1 が排気上死点 BTDC 365に近づくように設定される。また、水温が TW2未満で且つ TW4以上の範囲（区間 Y1 ) にあつては、燃料噴射パルス PWが 1行程中に収まるため（即ち？0 0： ≤ ? W< PD) 、この温度範囲においては、 A1 で示される噴射開始時期が排気上死点近傍 BTDC 3 6 5に優先的に設定され、噴射パルス幅 PW が長くなるほど噴射終了時期 B1 が吸気下死点 BTDC 1 85に近づくように設定される。さらに、水温が TW4未満の範囲（区間 Z1 ) にあつては、燃料噴射パルス PWが 1行程中に収まらないため（即ち、 PD ≤PW) 、噴射終了時期 B1 、吸気下死点 BTDC 1 8 5に優先的に設定され、噴射パルス幅 PWが長くなるほど噴射開始時期 A1 が排気行程内で延長されるように設定される。

一方、エンジン回転数が第 2回転速度（第 1回転速度より大）のときには、吸気行程中の所定位相 BTDC 3 0 0を基準とした場合、排気上死点 B T D C 36 5がー点鎖線 I 2 で、吸気上死点 B T D C 1 8 5がー点鎖線 Π2 で表されるため、噴射終了時期が所定位相 BTDC 3 00に優先的に設定される温度範囲が TW1 OTW2 ) 以上に、噴射開始時期が排気上死点 BTDC 3 6 5に優先的に設定される温度範囲が TW1 と TW3 OTW4 ) との間に、噴射終了時期が吸気下死点 BTDC 1 8 5に優先的に設定される温度範囲が TW3未満にそれぞれ変化する。即ち、本実施形態においては、エンジン回転数と冷却水温とで代表されるエンジン運転状態に応じて低圧噴射時の噴射時期が制御されていることが理解されよう。

さて、ここで、 F I G. 1 6， F I G. 1 7に戻り、高圧噴射が行われる場合について、簡単に説明する。ステップ P 2 1で低圧噴射モードでないことが判定されたときには、ステップ P 22で圧縮上死点気筒即ち特定気筒 Iが噴射中であるかを判定し、当該気筒が噴射中であれば、強制的に噴射を終了させ（ステップ P 23) 、ついで、噴射モードが吸気行程噴射モードであるか圧縮行程噴射モードであるかが判定される（ステップ P 2 4 ) 。

そして、吸気行程噴射モードであることが判定された場合には、ェンジン回転数とエンジン負荷状態に応じて予め記憶装置内に記憶されている高圧吸気行程噴射用の噴射時期マップから現在の運転状態に対応した噴射時期情報（例えば噴射終了時期情報）を読み出し、この情報を、クランク周期 PDを用いて、気筒， Mにおける現在時刻からの遅れ時間情報にそれぞれ変換し、この遅れ時間情報と噴射パルス幅 PWとからそれぞれの気筒の噴射開始時刻データを現在時刻からの遅れ時間情報として求め、これらを各気筒 K， Mの閉弁レジスタ、開弁レジスタに入力する（ステップ P 2 5) 。これにより、気筒 Kでは、次のクランク割り込みパルスが生じる以前において、噴射時期マツプで指定された時期に燃料噴射が実行される。なお、この高圧吸気行程噴射における低回転時の噴射終了時期は、低圧噴射からの切換前後での変化が少ないように特に低中負荷時を中心に前述した所定位相（即ち吸気行程の前半に設定される所定位相、例えば BTDC 3 00 ) の近傍に設定されている（ェンジン低回転時には排気上死点から上記所定位相までの時間間隔ある程度以上大きくなるため、上記所定位相近傍を噴射終了時期として設定したとしても、噴射を吸気行程のみで完了できるパルス幅がかなり大きくなる

) o

また、ステップ P 24で圧縮行程噴射モードであることが判定された場合には、ェンジン回転数とェンジン負荷状態に応じて予め記憶装置内に記憶されている高圧圧縮行程噴射用の噴射時期マップから現在の運転状態に対応した噴射時期情報（例えば噴射終了時期情報）を読み出し、この情報を、クランク周期 PDを用いて、気筒 Jにおける現在時刻からの遅れ時間情報に変換し、この遅れ時間情報と噴射パルス幅 PWとから気筒 Jの噴射開始時期データを現在時刻からの遅れ時間情報として求め、これを気筒 Jの閉弁レジスタ、開弁レジスタに入力する（ステップ P 2 6) 。これにより、気筒 Jでは、噴射時期マップで指定された時期に燃料噴射が実行される。

次に、 F I G. 1 6, F I G. 1 7を中心に説明した第 2実施形態の変形例について、 F I G. 1 9, F I G. 2 0を用いて説明する。第 2 実施形態では、低圧噴射時の噴射時期を、クランク周期データ PDに対する燃料噴射パルス幅 PWの割合に応じて、低割合のときに噴射終了時期を吸気行程前半の所定位相に優先的に設定し、中割合のときに噴射開始時期を排気上死点近傍に優先的に設定し、高割合のときに噴射終了時期を吸気下死点近傍に優先的に設定するようにしたが、この設定は換言すれば、 F I G. 1 8を用いて説明したように、'噴射時期が水温と回転数に応じて変化する特性を有していることになる。したがって、第 2実施形態の代替手段として、低圧噴射モード時の噴射時期を水温で代表されるェンジン温度とエンジン回転数とを入力パラメータとするデータマップの形でコントローラの記憶装置に予め記憶せしめ、実際のエンジン回転数とエンジン水温の検出結果に基づきこの記憶値を記憶装置から読み出して噴射時期（例えば噴射終了時期）を設定することが考えられる F I G. 1 9， F I G. 2 0に示す変形例は、エンジン回転数とェンジン水温とでデータマップ化された噴射終了時期データに基づき低圧噴射モード時の噴射時期を設定するものである。そして、 F I G. 1 9, F I G. 2 0の変形例では、 F I G. 1 6， F I G. 1 7の第 2実施形態と同様に、エンジン回転数とエンジン負荷情報とにてデータマップ化された噴射終了時期情報に基づき、高圧噴射モード時の噴射時期が設定されており、したがって、この変形例では、低圧噴射モード時には少なくともエンジン回転数とエンジン水温とに基づき噴射時期が設定され、高圧噴射モ一ド時には少なくともエンジン回転数とエンジン負荷情報とに基づき噴射時期が設定されていることになる。なお、コントローラ 3 0 に保管する噴射時期情報は、噴射終了時期情報に代えて噴射開始時期情報であってもよいことは言うまでもない。また、 F I G. 1 9, F I G. 2 0の変形例では、 F I G. 1 6， F I G. 1 7の実施形態と同一の機能を果たすステップについては、同一の符号を付し、詳細説明を省略する o

F I G. 1 9， F I G. 2 0において、ステップ P 5や P 2 1を経由して低圧噴射が指示されたときには、ステップ 3 0において、コント口 —ラ 3 0の記憶装置（ROM) に記憶された低圧時用目標噴射終了時期位相情報を実際のェンジン水温とェンジン回転数とに応じて読み出し、 CTRとして設定する。そして、ステップ P 3 1において、排気上死点気筒 Kの噴射弁が作動停止中か否かを判定し、作動中のときには、 F I G. 1 6， F I G. 1 7のステップ P 1 1と同様にして、噴射終了時刻の修正が行われ（ステップ P 3 4) 、気筒 Kの噴射弁が作動停止中のときには、気筒 Kの開弁レジスタ、閉弁レジスタに入力すべき噴射開始時刻データ T S1 および噴射終了時刻データ TE1 が目標噴射終了時期位相 CTE、噴射パルス幅 PW、現在時刻 TM、クランク周期 PDに基づき以下の演算式で算出される（ステップ P 3 2) 。

TS1 =TM+ P D ( 3 6 5—CTE) / 1 8 0 - PW

TE1 =TM+ PDX (3 6 5 - CTE) X I 8 0

そして、算出結果を気筒 Kの噴射弁用の各レジスタにセッ卜したのち (ステップ Ρ 3 3) 、爆発下死点近傍の気筒 Μについても以下の演算式に基づき噴射開始時刻データ TS2 および噴射終了時刻データ ΤΕ2 を算出し（ステップ Ρ 3 5) 、算出結果を気筒 Μ用の各レジスタにセットする（ステップ Ρ 3 6) 。

T S2 =TM+ P D X ( 5 4 5—CTE) / 1 8 0 - PW

TE2 =TM+PDx (5 4 5 -CTE) / 1 8 0

一方、ステップ P 2 1の判定で高圧噴射モードであることが判定された場合には、ステップ P 3 7において、コン卜口一ラ 3 0の記憶装置（ ROM) に記憶された高圧噴射用目標噴射終了時期位相情報を実際のェンジン負荷とエンジン回転数とに応じて読み出し、 C TEとして設定する。なお、この高圧時用目標噴射終了時期位相情報は、圧縮行程噴射用と吸気行程噴射用とで個別に記憶装置内にデータマップ化されて保管されており、噴射モードが吸気行程（噴射モードフラグ =B) のときには、吸気行程噴射用のデータマップが選択使用され、噴射モ一ドが圧縮行程 (噴射モードマップ =C) のときには、圧縮行程噴射用のデータマップが選択使用される。

そして、噴射モードが吸気行程である場合には、低圧噴射時と同様にステップ P 3 1以下の処理が指示され、圧縮行程噴射モード時には、ステツプ P 3 9の処理が指示される（ステップ P 3 8) 。そして、ステツプ P 3 9においては、圧縮下死点近傍にある気筒 Jの開弁レジスタ、閉弁レジスタに入力すべき噴射開始時刻データ T S3 および噴射終了時刻データ TE3 が目標噴射終了時期位相 CTE、噴射パルス幅 PW、現在時刻 TM、クランク周期 PDに基づき以下の演算式で算出される。

T S3 =TM+ P D X ( 1 8 5— CTE) / 1 8 0— PW

TE3 = TM+PD X ( 1 8 5 -CTE) / I 8 0

そして、算出結果が気筒 Jの噴射弁用の各レジスタにセッ卜される（ステップ P 4 0 ) 。

なお、 F I G. 1 9， F I G. 2 0の変形例において、始動直後等のエンジン回転数急増時の燃料噴射量を確保するためには、ステップ P 3 2 , P 3 3のかわりに F I G. 1 6， F I G. 1 7で示したステップ P 1 4を実行し、低圧噴射時には BTDC 3 6 5で噴射が開始されていないときには、強制的に（開弁レジスタに格納された開弁時期データにかからわらず） B TD C 3 6 5において噴射が開始されるようにすればよい。

上記各実施形態及び変形例は 4気筒エンジンについて説明したが、本発明が適用できる内燃機関の気筒数は任意である。なお、特定の気筒についての卜リガ信号として排気行程開始近傍（B T D C 5 4 5 =第 2 トリガ信号）、吸気行程開始近傍（B T D C 3 6 5 =第 1 トリガ信号）、圧縮行程開始近傍（ B T D C 1 8 5 ) 、爆発行程開始近傍（ B T D C 5 ) を用いる場合には、 4気筒、 8気筒、 12気筒のエンジンにおいては各気筒についての特定位相（排気行程開始近傍、吸気行程開始近傍、圧縮行程開始近傍、爆発行程開始近傍のいずれか）を示すトリガ信号により上記特定気筒要の全てのトリガ信号が形成できるため、シンプルな構成となる。

また、上記各実施形態及び変形例では、コントローラ 3 0、電磁切換弁 1 4、低圧制御弁 9、高圧制御弁 1 0、固定絞り 1 5等により燃料供給圧力設定手段 1 2 1を構成し、始動時等と通常運転時等とで燃圧を 2 段に切り替えるものを示したが、燃料供給圧力設定手段としては、燃圧を運転状態に応じて連続的に設定し、始動時を含む特定運転状態において、燃圧を低めに設定するようなものであってもよい。産業上の利用可能性

本発明によれば、火花点火式であって燃焼室内に直接燃料噴射を行なう筒内噴射型内燃機関に用いられるのに適しており、きめこまかな燃料噴射制御が実現できるようになる。特に、低温始動時においても所要量の燃料を供給できるようになり、円滑な始動が行なわれるようになる。

Claims

補正書の請求の範囲 [ 1996年 10月 28日（28. 10. 96 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 3 , 7及び 8 は補正された；他の請求の範囲は変更なし。（6頁） ]

1. 気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁（ 1 ) と、

上記燃料噴射弁（ 1 ) の燃料噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段（ 1 2 1 ) と、

上記特定運転伏態時において上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射期間を内燃機関の作動サイクルにおける 1行程期間を越える期間に設定しうる燃料噴射制御手段（ 1 2 0) と、

をそなえていることを特徴とする、筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

2. 上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0) は、上記 1行程期間を越える噴射期間設定を行うときに、噴射時期を排気行程から吸気行程にかけて設定するように構成されていることを特徴とする、請求の範囲第 1項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

3. (補正後）上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0) カ^ 上記特定運転状態において第 1運転状態では上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射期間が内燃機関の作動サイクルにおける 1行程期間を越える期間となり、上記第 1運転状態以外の運転伏態では上記燃料噴射弁（ 1) の噴射期間が上記 1行程期間以内の期間となるように、少なくとも機関温度を含む機関運転パラメータに応じて噴射期間を設定するいることを特徴とする、請求の範囲第 1項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

4. 上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0) は、上記第 1運転状態においては

53

捕正された用紙 (条約第 19条）排気行程から吸気行程にかけて噴射が行われ、上記第 1運転状態以外の運転状態においては吸気行程中に噴射が行われるように噴射時期を設定するように構成されていることを特徴とする、請求の範囲第 3項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

5 . 上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0 ) は、上記第 1運転状態における上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射終了時期を圧縮行程開始時近傍に設定し、上記第 1運転状態以外の運転状態における上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射開始時期を吸気行程開始時期近傍または吸気行程中に設定するように構成されていることを特徴とする、請求の範囲第 4項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

6 . 上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0 ) は、第 1運転状態以外の運転状態において、高圧噴射時の噴射終了時期として吸気行程前半に設定される設定位相までに噴射が完了するときには、噴射終了時期を上記設定位相近傍に設定し、上記設定位相までには噴射が完了しないときには噴射開始時期を吸気行程開始時近傍に設定するように構成されていることを特徵とする、請求の範囲第 5項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

7 . (補正後）上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0 ) 力上記特定運転状態における上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射期間を少なくとも機関温度を含む機関運転パラメータ応じて設定するとともに、当該噴射期間が内燃機関の作動サイクルにおける 1行程期間を越える場合には排気行程に噴射が開始され圧縮行程開始近傍で噴射が終了するように噴射時期を設定し、当該噴射期間が内燃機関の作動サイクルにおける 1行程期間以内の場合

54 補正された (条約第 19条）には吸気行程中に噴射が行われるように噴射時期を設定することを特徵とする、請求の範囲第 1項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

8 . (補正後）上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0 ) 力上記特定運転状態では、少なくとも機関温度を含む機関運転パラメータに応じて上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射期間を設定し、排気行程から吸気行程にかけてあるいは吸気行程中に燃料噴射が行われるように少なくとも機関温度と機関回転数とに応じて燃料噴射時期を設定するとともに、上記特定運転状態以外の運転状態では、少なくとも機関負荷状態を含む機関運転パラメ一夕に応じて上記噴射期間を設定し、吸気行程中あるいは圧縮行程中に燃料噴射が行われるように少なくとも機関負荷と回転数とに応じて燃料噴射時期を設定することを特徴とする、請求の範囲第 1項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

9 . 気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁（ 1 ) と、上記燃料噴射弁（ 1 ) の燃料噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段（ 1 2 1 ) と、

内燃機関の始動時には、機関温度が低いほど噴射期間が延長されるように、少なくとも機関温度を含む機関運転パラメータに応じて上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射期間を設定するとともに、低温始動時には、排気行程中で燃料噴射が開始され圧縮行程開始近傍までに燃料噴射が終了するように、上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射時期を設定する燃料噴射制御手段 ( 1 2 0 ) と、

をそなえていることを特徴とする、筒内噴射式内燃機関における燃料噴

55 铺正された fl 条約第 19条）射制御装置。

1 0. 気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁（ 1 ) と、上記燃料噴射弁（ 1 ) の燃料噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段（ 1 2 1 ) と、

上記特定運転状態における上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射終了時期が上記特定運転状態からそれ以外の運転状態への切替り直後における上記燃料噴射弁（ 1 ) の噴射終了時期にほぼ一致するように、噴射終了時期を設定する燃料噴射制御手段（ 1 2 0) と、

1 1. 上記切替り直後における噴射終了時期が、吸気行程前半の設定位相に設定され、上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0) は、上記特定運転状態における噴射期間が吸気行程開始近傍から上記設定位相までの行程期間より短いときには噴射終了時期を上記設定位相近傍に設定し、上記行程期間より噴射期間が長いときには噴射終了時期を上記設定位相より遅らせるように構成されていることを特徴とする、請求の範囲第 1 0項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

1 2. 気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁（ 1 ) と、上記燃料噴射弁（ 1 ) の燃料噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段（ 1 2 1 ) と、

上記特定運転状態では、圧縮行程開始以前に上記燃料噴射弁（ 1 ) の

56 補正された用^条約第 19条）燃料噴射が終了するように噴射時期を設定し、上記特定運転状態以外の運転状態では、吸気行程中あるいは圧縮行程中に燃料噴射が行われるように少なくとも機関負荷状態を含む運転パラメータに応じて上記噴射時期を設定するとともに、上記特定運転状態から特定運転状態以外の運転状態への切替直後には吸気行程中の燃料噴射が行われるように上記噴射時期を設定する燃料噴射制御手段（ 1 2 0) と、

1 3. 上記燃料噴射制御手段（ 1 2 0) は、上記特定運転状態において上記燃料噴射弁（ 1 ) が吸気行程開始近傍またはそれ以前に噴射を開始するように同噴射弁を制御することを特徴とする、請求の範囲第 1 2項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

1 4. 気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁（ 1) と、上記燃料噴射弁（ 1 ) の燃料噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段（ 1 2 1) と、

上記気筒に関連してその吸気行程開始近傍とそれ以前の特定行程位相とにおいてそれぞれ第 1 トリガ信号、第 2 卜リガ信号を発生する信号発生手段（ 1 3 0) と、

上記特定運転状態では、上記燃料噴射弁（ 1) の噴射開始時期が排気行程から吸気行程にかけての所望時期となるように上記第 2 卜リガ信号に同期して上記燃料噴射弁（ 1 ) の燃料噴射時期を演算し、上記燃料噴射弁（ 1 ) が上記所望時期に開放されるように上記第 2 トリガ信号からの経過時間を計測して上記燃料噴射弁（ 1 ) の駆動を制御するとともに、

57 補正された用紙 (条約第 19条）上記第 1 卜リガ信号の発生時に上記燃料噴射弁（ 1 ) が未解放のときに上記計測結果に優先して上記燃料噴射弁（ 1 ) を開放せしめる燃料噴射制御手段（ 1 2 0) と、

1 5. 上記内燃機関の気筒数は、 4 N (Nは自然数）であり、特定気筒に係る第 2 トリガ信号は他の気筒の第 1 トリガ信号と共通に構成されることを特徴とする、請求の範囲第 1 4項記載の筒内噴射式内燃機関における燃料噴射制御装置。

1 6. 気筒に配設され燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁（ 1 ) と、上記燃料噴射弁（ 1) の燃料噴射圧力を内燃機関の始動時を含む特定運転状態では低圧に設定し、特定運転状態以外では高圧に設定する燃料供給圧力設定手段（ 1 2 1) と、

上記特定運転状態時において、上記燃料噴射弁（ 1) の噴射開始時期を吸気開始近傍または排気行程中に設定する燃料噴射制御手段（ 1 2 0 ) と、

58

補正された用紙 (条約第 19条) 条約 1 9条に基づく説明書この補正は、請求の範囲第 3, 7 , 8項を第 1項の従属項（従属クレーム）とし、請求の範囲の記載を簡潔なものとした。