JP2009235920A - 過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過給機付き筒内噴射式内燃機関の加速応答性を高める。
【解決手段】吸気上死点付近のバルブオーバーラップ中に吸入空気を吹き抜けさせて排気管２２内の酸素量を増加させて再燃焼に必要な酸素量を確保してから、主噴射をバルブオーバーラップ後の吸気行程から圧縮行程の初期（例えばＢＴＤＣ３００℃Ａ〜ＢＴＤＣ１６０℃Ａ）に実行した後、追加噴射を圧縮行程の中期から後期（例えばＢＴＤＣ１００℃Ａ〜ＢＴＤＣ０℃Ａ）に実行することで、追加噴射で筒内に噴射した燃料の一部を燃焼させて排気温度を上昇させながら、未燃ＨＣを含む可燃ガス成分を排気管２２内に排出する。これにより、排気管２２内で可燃ガス成分を確実に再燃焼させて排出ガスのエネルギを増大させて排気タービン２６の回転速度を上昇させることができ、過給機２５の過給圧を上昇させて加速応答性を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気タービン式の過給機を装着した筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置に関する発明である。

近年、車両に搭載される内燃機関（エンジン）においては、省燃費と高出力化とを両立させるために、筒内噴射式内燃機関に排気タービン式過給機（いわゆるターボチャージャ）を搭載したものがある。このものは、内燃機関の排気通路に設けた排気タービンと吸気通路に設けたコンプレッサとを連結し、排出ガスのエネルギで排気タービンを回転駆動することでコンプレッサを回転駆動して吸入空気を過給するようにしている。

このような過給機付き筒内噴射式内燃機関においては、特許文献１（特開２０００−３４５８８９号公報）に記載されているように、低回転・低負荷域での加速応答性を向上させるために、低回転・低負荷域において、圧縮行程で主噴射を実行した後に、膨張行程の再燃焼可能な時期に追加噴射を実行することで、排気通路内で可燃ガス成分を再燃焼させて排出ガスのエネルギを増大させることで、排気タービンの回転速度を上昇させて過給圧を上昇させるようにしたものがある。
特開平１０−３２２０９９号公報（第４頁〜第５頁等）

上記特許文献１の技術は、低回転・低負荷域において、膨張行程で追加噴射を実行して排気通路内で可燃ガス成分を再燃焼させて過給圧を上昇させるものである。この特許文献１の技術を高負荷域に適用すると、再燃焼に必要な酸素量よりも排出ガス中の酸素量が不足して、十分に再燃焼を生じさせることが困難となる。この理由は、低負荷域では、リーン空燃比で運転されるため、排出ガス中の酸素濃度が高く、再燃焼に必要な酸素量を確保できるが、高負荷域では、出力トルクを高めるためにストイキ付近の空燃比で運転されるため、排出ガス中の酸素濃度が低くなるためである。

また、特許文献１の技術では、膨張行程で追加噴射を実行するため、排出ガスの熱エネルギが追加噴射の燃料の気化熱に奪われてしまい、その分、排気温度が低下して、排気温度を再燃焼に必要な高温域まで上昇せることが困難となり、これも再燃焼を生じさせにくくする要因となる。

この対策として、点火時期を遅角させて排気温度を上昇させることが考えられるが、点火時期を遅角させると、出力が低下して加速応答性が損なわれてしまう欠点がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、排気通路内で可燃ガス成分を確実に再燃焼させて、過給機の排気タービンを駆動する排出ガスのエネルギを上昇させることができ、過給機の過給圧を上昇させて加速応答性を高めることができる過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、排出ガスのエネルギで排気タービンを回転させて吸入空気を過給する過給機と、前記燃料噴射弁の燃料噴射動作を制御する燃料噴射制御手段とを備えた過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、筒内で混合気の主燃焼を生じさせるための第１の燃料噴射（主噴射）を、吸気上死点付近のバルブオーバーラップ後の吸気行程から圧縮行程の初期に実行し、その後、排気通路内に可燃ガス成分を排出して該排気通路内で再燃焼させるための第２の燃料噴射（追加噴射）を圧縮行程の中期から後期に実行するようにしたものである。

この構成では、吸気上死点付近のバルブオーバーラップ中（吸気バルブと排気バルブの両方が開いている期間）に吸入空気を吹き抜けさせて排気通路内の酸素量を増加させて再燃焼に必要な酸素量を確保してから、筒内で混合気の主燃焼を生じさせるための第１の燃料噴射を吸気行程から圧縮行程の初期に実行した後、第２の燃料噴射を圧縮行程の中期から後期に実行することで、第２の燃料噴射で筒内に噴射した燃料の一部を燃焼させて排気温度を上昇させながら、未燃ＨＣを含む可燃ガス成分を排気通路内に排出することができる。これにより、排気通路内で再燃焼に必要な酸素量を確保し且つ排気温度を再燃焼に必要な高温域まで上昇させながら、再燃焼に必要な量の可燃ガス成分を排気通路内に排出することができるため、排気通路内で可燃ガス成分を確実に再燃焼させて排出ガスのエネルギを増大させて排気タービンの回転速度を上昇させることができ、過給機の過給圧を上昇させて加速応答性を高めることができる。

この場合、請求項２のように、第２の燃料噴射を実行する運転領域を、所定負荷以上で且つ所定機関回転速度以下の領域に限定すると共に、第２の燃料噴射の実行と停止の切り替えにヒステリシスを持たせるようにすると良い。ここで、第２の燃料噴射を実行する運転領域を所定負荷以上とする理由は、ストイキ付近の空燃比で運転される高負荷域で第２の燃料噴射を実行するためであり、また、第２の燃料噴射を実行する運転領域を所定機関回転速度以下とする理由は、機関回転速度が高くなるほど、排気圧が高くなるため、機関回転速度が高くなれば、排気圧が吸気圧よりも高くなってバルブオーバーラップ中に吸入空気の吹き抜けが発生しなくなるためである。機関回転速度が低くなれば、排気圧が吸気圧よりも低くなって、バルブオーバーラップ中に吸入空気の吹き抜けを生じさせることができる。また、第２の燃料噴射の実行と停止の切り替えにヒステリシスを持たせれば、第２の燃料噴射を実行する運転領域の境界線付近で第２の燃料噴射の実行と停止とが頻繁に切り替えられるハンチング現象を防止することができる。

また、請求項３のように、排気通路のうちの排気タービンの下流側に設けられた排出ガス浄化用の触媒と、該触媒の上流側又はその下流側又は前記排気タービンの上流側のいずれかの位置の排気温度を検出又は推定する排気温度判定手段とを備え、前記排気温度判定手段で検出又は推定した排気温度が所定温度以上となる場合に前記第２の燃料噴射（再燃焼）を禁止するようにすると良い。このようにすれば、排気通路に設置した触媒や空燃比センサ等の排気系部品が排気熱で損傷する可能性のある高温領域で、第２の燃料噴射（再燃焼）を禁止して排気温度を低下させることができ、排気系部品が排気熱で損傷することを防止できる。

また、第１の燃料噴射の噴射量と第２の燃料噴射の噴射量の設定方法としては、例えば、請求項４のように、第１の燃料噴射の噴射量を主燃焼を生じさせるのに最適な噴射量に設定し、第２の燃料噴射の噴射量を排気通路内で再燃焼を生じさせるのに必要最小限の噴射量に設定したり、或は、請求項５のように、第１の燃料噴射の噴射量に内燃機関の運転条件に応じた係数を乗算して第２の燃料噴射の噴射量を設定したり、或は、請求項６のように、第１の燃料噴射と第２の燃料噴射との合計噴射量を内燃機関の運転条件に応じて設定し、該合計噴射量を該内燃機関の運転条件に応じた比率で第１の燃料噴射の噴射量と第２の燃料噴射の噴射量に分配するようにしても良い。いずれの方法でも、燃費の悪化を抑えながら、第２の燃料噴射の噴射量を排気通路内で再燃焼を生じさせるのに必要な噴射量に設定することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、後述する排気タービン式過給機２５のコンプレッサ２７と、このコンプレッサ２７で加圧された吸入空気を冷却するインタークーラー３１が設けられている。このインタークーラー３１の下流側には、モータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１５と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７には、スロットルバルブ１５の下流側圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の上部には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。

また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１の火花放電によって各気筒の混合気に着火される。更に、エンジン１１には、吸気バルブ４１と排気バルブ４２の開閉タイミング（バルブタイミング）をエンジン運転状態に応じて変化させる可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）４３，４４が搭載されている。尚、吸気側の可変バルブタイミング装置４３のみを設け、排気側の可変バルブタイミング装置４４を省略した構成としても良い。

一方、エンジン１１の排気管２２（排気通路）には、排出ガスの空燃比（又はリッチ／リーン）を検出する空燃比センサ２４（又は酸素センサ）が設けられ、この空燃比センサ２４の下流側（本実施例では排気タービン２６の下流側）には、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２３が設けられている。

このエンジン１１には、排気タービン式の過給機２５が搭載されている。この過給機２５は、排気管２２に排気タービン２６が設けられ、該排気タービン２６とその下流側の触媒２３との間に空燃比センサ２４が配置され、吸気管１２のうちのエアフローメータ１４とスロットルバルブ１５との間にコンプレッサ２７が配置されている。過給機２５は、排気タービン２６とコンプレッサ２７とが連結され、排出ガスのエネルギで排気タービン２６を回転駆動することでコンプレッサ２７を回転駆動して吸入空気を過給するようになっている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ３６や、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３７が取り付けられている。このクランク角センサ３７の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３８に入力される。このＥＣＵ３８は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶手段）に記憶された図２乃至図４の各ルーチンを実行することで、筒内で混合気の主燃焼を生じさせるための第１の燃料噴射（以下「主噴射」という）を、吸気上死点付近のバルブオーバーラップ後の吸気行程から圧縮行程の初期（例えばＢＴＤＣ３００℃Ａ〜ＢＴＤＣ１６０℃Ａ）に実行し、その後、排気管２２内に可燃ガス成分を排出して該排気管２２内で再燃焼させるための第２の燃料噴射（以下「追加噴射」という）を圧縮行程の中期から後期（例えばＢＴＤＣ１００℃Ａ〜ＢＴＤＣ０℃Ａ）に実行するようにしている。以下、図２〜図４の各ルーチンの処理内容を説明する。

［燃料噴射制御ルーチン］
図２の燃料噴射制御ルーチンは、各気筒の主噴射タイミングをセットする直前に実行され、特許請求の範囲でいう燃料噴射制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１００で、後述する図３の主噴射制御ルーチンを実行し、次のステップ２００で、後述する図４の追加噴射制御ルーチンを実行する。

［主噴射制御ルーチン］
図２の燃料噴射制御ルーチンのステップ１００で、図３の主噴射制御ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、筒内で混合気の主燃焼を生じさせるのに最適な主噴射量をエンジン運転条件や要求トルク等に応じてマップ等により算出する。

この後、ステップ１０２に進み、主噴射タイミング（主噴射を実行するタイミング）をマップ等により算出する。この場合、主噴射タイミングは、吸気上死点付近のバルブオーバーラップ後の吸気行程から圧縮行程の初期（例えばＢＴＤＣ３００℃Ａ〜ＢＴＤＣ１６０℃Ａ）の範囲で現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じて設定される。
この後、ステップ１０３に進み、上記ステップ１０２で算出した主噴射タイミングで主噴射を実行する。

［追加噴射制御ルーチン］
図２の燃料噴射制御ルーチンのステップ２００で、図４の追加噴射制御ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、冷却水温センサ３６で検出した冷却水温が所定水温以上であるか否か（つまりエンジン１１の暖機が完了したか否か）を判定し、所定水温未満であれば、追加噴射の実行条件が成立しない未暖機状態であると判断して、そのまま本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ２０１で、冷却水温が所定水温以上（暖機完了）と判定されれば、ステップ２０２に進み、吸排気の可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）４３，４４が作動可能な状態であるか否かを判定し、吸排気の可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）４３，４４が作動可能な状態でなければ、追加噴射の実行条件が成立しないと判断して、そのまま本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ２０３で、吸排気の可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）４３，４４が作動可能な状態であると判定されれば、ステップ２０３に進み、現在のエンジン運転領域が追加噴射領域内であるか否かを判定する。この際、追加噴射領域の境界線を定める判定値Ｎeth ，Ｐmth は、図５に示すように、エンジン回転速度Ｎeth と負荷Ｐmth （例えば吸気管圧力、スロットル開度等）で設定され、負荷が判定値Ｐmth 以上で且つエンジン回転速度が判定値Ｎeth 以下の領域が追加噴射領域となる。

ここで、追加噴射を実行する負荷領域を判定値Ｐmth 以上とする理由は、ストイキ付近の空燃比で運転される高負荷域で追加噴射を実行するためであり、また、追加噴射を実行するエンジン回転速度領域を判定値Ｎeth 以下とする理由は、エンジン回転速度が高くなるほど、排気圧が高くなるため、エンジン回転速度が高くなれば、排気圧が吸気圧よりも高くなってバルブオーバーラップ中（吸気バルブ４１と排気バルブ４２の両方が開いている期間）に吸入空気の吹き抜けが発生しなくなるためである。エンジン回転速度が低くなれば、排気圧が吸気圧よりも低くなって、バルブオーバーラップ中に吸入空気の吹き抜けを発生させることができる。

更に、本実施例では、追加噴射の実行と停止の切り替えにヒステリシスを持たせるようにしている。これにより、追加噴射を実行する運転領域の境界線付近で追加噴射の実行と停止とが頻繁に切り替えられるハンチング現象を防止することができる。この場合、ハンチング防止効果を更に高めるために、追加噴射の実行と停止の切り替え後の経過時間を計測して、この経過時間が所定の切り替え禁止時間を越えるまで、追加噴射の実行と停止の切り替えを禁止するようにしても良い。

上記ステップ２０３で、現在のエンジン運転領域が追加噴射領域内でないと判定されれば、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了するが、現在のエンジン運転領域が追加噴射領域内であると判定されれば、ステップ２０４に進み、触媒２３の上流側又はその下流側又は排気タービン２６の上流側のいずれかの位置の排気温度が所定温度範囲内（Ｔlow ＜排気温度＜Ｔhigh）内であるか否かを判定する。ここで、所定温度範囲の下限温度Ｔlow は、再燃焼に必要最低限の排気温度に相当し、上限温度Ｔhighは、触媒２３や空燃比センサ２４等の排気系部品が排気熱で損傷することを防止できる上限の排気温度に相当する。

所定温度範囲の下限温度Ｔlow と上限温度Ｔhighは、予め設定した一定温度としても良いが、図６及び図７に示すように、エンジン回転速度等のエンジン運転条件に応じて設定しても良い。また、所定温度範囲の下限温度Ｔlow と上限温度Ｔhigh付近で追加噴射の実行と停止とが頻繁に切り替えられるハンチング現象を防止するために、所定温度範囲の下限温度Ｔlow と上限温度Ｔhighにヒステリシスを持たせるようにしても良い。更に、ハンチング防止効果を高めるために、追加噴射の実行と停止の切り替え後の経過時間を計測して、この経過時間が所定の切り替え禁止時間を越えるまで、追加噴射の実行と停止の切り替えを禁止するようにしても良い。この切り替え禁止時間は、予め設定した一定時間としても良いが、図８に示すように、エンジン回転速度等のエンジン運転条件に応じて設定しても良い。

この際、排気温度は、排気温度センサ（図示せず）で検出するようにしても良いし、エンジン運転条件等に基づいて推定するようにしても良い。この機能が特許請求の範囲でいう排気温度判定手段としての役割を果たす。

上述したステップ２０４で、排気温度が所定温度範囲の下限温度Ｔlow 以下（排気温度≦Ｔlow ）又は上限温度Ｔhigh以上（排気温度≧Ｔhigh）と判定されれば、追加噴射が禁止され、そのまま本ルーチンを終了する。

一方、ステップ２０４で、排気温度が所定温度範囲内（Ｔlow ＜排気温度＜Ｔhigh）内であると判定されれば、ステップ２０５に進み、追加噴射量を次のいずれかの方法で算出する。

［追加噴射量の算出方法（その１）］
追加噴射量を排気管２２内で再燃焼を生じさせるのに必要最小限の噴射量に設定する。この追加噴射量は、予め設定した一定量であっても良いし、現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じてマップ等により算出しても良い。

［追加噴射量の算出方法（その２）］
主噴射量に現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じた係数（比率）を乗算して追加噴射量を算出する。この係数は、予め設定した一定値であっても良いし、現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じて図９のマップにより係数を算出しても良い。

［追加噴射量の算出方法（その３）］
主噴射と追加噴射との合計噴射量を現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じてマップ等により算出し、該合計噴射量を現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じた比率で主噴射量と追加噴射量に分配する。

追加噴射量の算出後、ステップ２０６に進み、現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じて図１０のマップにより追加噴射タイミングを算出する。図１０のマップは、追加噴射タイミングをＢＴＤＣ（圧縮上死点前のクランク角）で表しているが、ＡＴＤＣ（吸気上死点後のクランク角）で表しても良い。或は、主噴射タイミングに、現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じた所定値を加算して追加噴射タイミングを求めるようにしても良い。要は、追加噴射タイミングを圧縮行程の中期から後期（例えばＢＴＤＣ１００℃Ａ〜ＢＴＤＣ０℃Ａ）の範囲で現在のエンジン運転条件に応じて設定すれば良い。

追加噴射タイミングの算出後、ステップ２０７に進み、追加噴射用の点火時期を現在のエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じて図１１のマップにより算出する。この際、追加噴射用の点火時期は、エンジン回転速度が低くなるほど圧縮上死点（ＢＴＤＣ０℃Ａ）に近付いていき、例えば１０００ｒｐｍ以下では、追加噴射用の点火時期が圧縮上死点（ＢＴＤＣ０℃Ａ）に設定される。また、例えば１５００ｒｐｍ以上の領域では、負荷が大きくなるほど、追加噴射用の点火時期が圧縮上死点側に近付くように設定される。

この後、ステップ２０８に進み、上記ステップ２０６で設定した追加噴射タイミングで追加噴射を実行する。
追加噴射を実行する場合は、吸排気の可変バルブタイミング装置（ＶＶＴ）４３，４４によって吸気上死点付近のバルブオーバーラップ量が適量の吸入空気の吹き抜けを生じさせるように調整される。

以上説明した本実施例では、吸気上死点付近のバルブオーバーラップ中に吸入空気を吹き抜けさせて排気管２２内の酸素量を増加させて再燃焼に必要な酸素量を確保してから、主噴射を吸気行程から圧縮行程の初期（例えばＢＴＤＣ３００℃Ａ〜ＢＴＤＣ１６０℃Ａ）に実行した後、追加噴射を圧縮行程の中期から後期（例えばＢＴＤＣ１００℃Ａ〜ＢＴＤＣ０℃Ａ）に実行することで、追加噴射で筒内に噴射した燃料の一部を燃焼させて排気温度を上昇させながら、未燃ＨＣを含む可燃ガス成分を排気管２２内に排出することができる。これにより、排気管２２内で再燃焼に必要な酸素量を確保し且つ排気温度を再燃焼に必要な高温域まで上昇させながら、再燃焼に必要な量の可燃ガス成分を排気管２２内に排出することができるため、排気管２２内で可燃ガス成分を確実に再燃焼させて排出ガスのエネルギを増大させて排気タービン２６の回転速度を上昇させることができ、過給機２５の過給圧を上昇させて加速応答性を高めることができる。

図１２は、本実施例の追加噴射による効果を追加噴射を行わない場合と対比して示すタイムチャートである。追加噴射なしの場合と比較すると、本実施例の追加噴射を行うことで過給圧が大幅に上昇してトルクが大幅に上昇する効果が得られる。また、本実施例のように圧縮行程の中期から後期に追加噴射を行うと、追加噴射の燃料の一部が筒内で燃焼するため、その分、主噴射量（主噴射時間）を追加噴射なしの場合よりも低減することができ、燃費の悪化を最小限にとどめることができる。また、本実施例のように圧縮行程の中期から後期に追加噴射を行うと、排気バルブ４２の出口の排気温度が追加噴射なしの場合よりも少し上昇し、更に、追加噴射によって生成した可燃ガスを排気管２２内で再燃焼させることで、排気タービン２６の入口の排気温度が大幅に上昇して、過給圧とトルクが大幅に上昇する効果が得られる。

しかも、本実施例では、排気温度が所定温度以上となる場合に追加噴射（再燃焼）を禁止するようにしたので、排気管２２に設置した触媒２３や空燃比センサ２４等の排気系部品が排気熱で損傷する可能性のある高温領域で、追加噴射（再燃焼）を禁止して排気温度を低下させることができ、排気系部品が排気熱で損傷することを防止できる。

尚、本発明は、過給機２５の構成を適宜変更しても良く、例えば、排気タービン２６の上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス通路を設けて、この排気バイパス通路の途中に、当該排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブを設けたり、或は、コンプレッサ２７の上流側と下流側とをバイパスさせる吸気バイパス通路を設け、この吸気バイパス通路の途中に、当該吸気バイパス通路を開閉するエアバイパスバルブを設けた構成としても良い。

本発明の一実施例を示すエンジン制御システム全体の概略構成図である。 燃料噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 主噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 追加噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 追加噴射領域の境界線を設定するエンジン回転速度Ｎeth と負荷Ｐmth のマップの一例を示す図である。 追加噴射を実行する排気温度範囲の下限温度Ｔlow をエンジン回転速度に応じて設定するマップの一例を示す図である。 追加噴射を実行する排気温度範囲の上限温度Ｔhighをエンジン回転速度に応じて設定するマップの一例を示す図である。 追加噴射の実行と停止の切り替え後の切り替え禁止時間をエンジン回転速度に応じて設定するマップの一例を示す図である。 主噴射量に対する追加噴射量の比率である係数をエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷）に応じて設定するマップの一例を示す図である。 追加噴射タイミングをエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷）に応じて設定するマップの一例を示す図である。 追加噴射用の点火時期をエンジン運転条件（エンジン回転速度、負荷）に応じて設定するマップの一例を示す図である。 追加噴射による効果を追加噴射なしの場合と対比して示すタイムチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１４…エアフローメータ、１５…スロットルバルブ、１８…吸気圧センサ、２０…燃料噴射弁、２１…点火プラグ、２２…排気管（排気通路）、２４…空燃比センサ、２５…過給機、２６…排気タービン、２７…コンプレッサ、３８…ＥＣＵ（燃料噴射制御手段，排気温度判定手段）

Claims (6)

1. 筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、排出ガスのエネルギで排気タービンを回転させて吸入空気を過給する過給機と、前記燃料噴射弁の燃料噴射動作を制御する燃料噴射制御手段とを備えた過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   前記燃料噴射制御手段は、筒内で混合気の主燃焼を生じさせるための第１の燃料噴射を吸気上死点付近のバルブオーバーラップ後の吸気行程から圧縮行程の初期に実行し、その後、排気通路内に可燃ガス成分を排出して該排気通路内で再燃焼させるための第２の燃料噴射を圧縮行程の中期から後期に実行することを特徴とする過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記燃料噴射制御手段は、前記第２の燃料噴射を実行する運転領域を、所定負荷以上で且つ所定機関回転速度以下の領域に限定すると共に、前記第２の燃料噴射の実行と停止の切り替えにヒステリシスを持たせることを特徴とする請求項１に記載の過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記排気通路のうちの前記排気タービンの下流側に設けられた排出ガス浄化用の触媒と、
   前記触媒の上流側又はその下流側又は前記排気タービンの上流側のいずれかの位置の排気温度を検出又は推定する排気温度判定手段とを備え、
   前記燃料噴射制御手段は、前記排気温度判定手段で検出又は推定した排気温度が所定温度以上となる場合に前記第２の燃料噴射を禁止する手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記燃料噴射制御手段は、前記第１の燃料噴射の噴射量を主燃焼を生じさせるのに最適な噴射量に設定し、前記第２の燃料噴射の噴射量を前記排気通路内で再燃焼を生じさせるのに必要最小限の噴射量に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記燃料噴射制御手段は、前記第１の燃料噴射の噴射量を主燃焼を生じさせるのに最適な噴射量に設定し、前記第１の燃料噴射の噴射量に内燃機関の運転条件に応じた係数を乗算して前記第２の燃料噴射の噴射量を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 前記燃料噴射制御手段は、前記第１の燃料噴射と前記第２の燃料噴射との合計噴射量を内燃機関の運転条件に応じて設定し、該合計噴射量を該内燃機関の運転条件に応じた比率で前記第１の燃料噴射の噴射量と前記第２の燃料噴射の噴射量に分配する手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の過給機付き筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置。

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