JP2004211664A - 筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒内噴射型エンジンにおいて圧縮行程燃料噴射時にスモーク量やスモーク汚損を有効に抑制し、又、圧縮行程及び吸気行程のいずれの燃料噴射時にても適切に吸気系のスモーク汚損を抑制する。
【解決手段】エンジン運転状態に基づいて吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔを算出し（Ｓ１０８）、このＳｍｒｅｔが許容量Ａｒｅｔを越えていれば（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、圧縮行程燃料噴射時では燃料噴射時期を進角補正する（Ｓ１１４〜Ｓ１１８）。このことにより燃料噴射時に燃料噴射弁とピストン頂面との距離が長くなり、ピストン頂面への液体燃料の付着量が少なくなる。このため既燃ガス中のスモーク濃度が抑制され、この結果として、吹き返す既燃ガスに乗って吸気系に侵入する吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔも少なくなる。このため吸気系のスモーク汚損を効果的に抑制できる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内噴射型エンジンは燃焼室内に燃料を噴射するため、エンジンの運転状態やピストン位置によっては、燃料噴射弁から噴射された燃料がピストンの頂面に液状で到達して、ピストン頂面に液膜状に付着する場合がある。このような液体燃料の付着が生じるとピストン頂面にて燃料の不完全燃焼が生じて、既燃ガス（燃焼後のガスを意味する）中のスモーク量が増加するおそれがある。
【０００３】
更に、スモーク量が増加すると次の吸気行程において吸気バルブが開弁した時に、既燃ガスの吹き返しの程度によっては、吸気系がスモークにより汚損されるおそれがある。
【０００４】
このようなスモーク量の抑制や吸気系のスモーク汚損を防止する技術として、機関冷間時に吸気行程時での燃料噴射時期を遅角してスモーク発生を抑制する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１７６５６２号公報（第５頁、図５）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術では、吸気行程での燃料噴射時期の補正に限られ、筒内噴射型エンジンの圧縮行程での燃料噴射によるスモーク量やスモーク汚損に関しては対策がなされていない。このためスモーク量やスモーク汚損の抑制に関しては、筒内噴射型エンジンの圧縮行程では燃料噴射に対していかなる手法が有効かは不明である。
【０００７】
本発明は、筒内噴射型エンジンにおいて圧縮行程での燃料噴射に対してスモーク量やスモーク汚損を有効に抑制し、又、圧縮行程と吸気行程とのいずれの燃料噴射時においても適切に吸気系のスモーク汚損を抑制することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、エンジンの運転状態に基づいて燃焼室内から吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出する吹き返し量算出手段と、該吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
燃焼室内から吸気系への既燃ガスの吹き返し量が多くなれば、既燃ガス中に存在するスモークも吸気系への吹き返し量が多くなり、吸気系を汚損させるおそれがある。したがって燃料噴射時期補正手段が既燃ガスの吹き返し量に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正している。この圧縮行程時での燃料噴射時期の進角補正により、燃料噴射時に燃料噴射弁とピストン頂面との距離が長くなり、ピストン頂面への液体燃料の付着量が少なくなる。このため不完全燃焼する燃料量が少なくなることで既燃ガス中のスモーク濃度が抑制され、この結果として、吹き返す既燃ガスに乗って吸気系に侵入するスモーク量も少なくなる。このため、吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
【００１０】
請求項２に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする。
【００１１】
尚、燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程噴射時の進角補正に加えて、更に吸気行程期間での燃料噴射については燃料噴射時期を遅角補正しても良い。このことにより、吸気行程の燃料噴射時にも燃料噴射弁とピストン頂面との距離が長くなり、ピストン頂面への液体燃料の付着量が少なくなる。このため不完全燃焼する燃料量が少なくなることで既燃ガス中のスモーク濃度が抑制され、この結果として、吹き返す既燃ガスに乗って吸気系に侵入するスモーク量も少なくなり、吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
【００１２】
したがって圧縮行程噴射時の進角補正と吸気行程噴射時の遅角補正とを共に実行することにより、更に効果的に吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
請求項３に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、エンジンの運転状態に基づいて燃焼室内から吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出する吹き返し量算出手段と、該吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量に基づいて、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正する燃料噴射時期補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
燃料噴射時期補正手段は既燃ガスの吹き返し量に基づいて、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正している。この吸気行程時での燃料噴射時期の遅角補正により、燃料噴射時に燃料噴射弁とピストン頂面との距離が長くなり、ピストン頂面への液体燃料の付着量が少なくなる。このため不完全燃焼する燃料量が少なくなることで既燃ガス中のスモーク濃度が抑制され、この結果として、吹き返す既燃ガスに乗って吸気系に侵入するスモーク量も少なくなり、吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
【００１４】
請求項４に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジンの運転状態に基づいて既燃ガスのスモーク濃度を求め、該スモーク濃度と、前記吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量とに基づいて燃料噴射時期を補正することを特徴とする。
【００１５】
吸気系に吹き返すスモーク量は、既燃ガス中のスモーク濃度と既燃ガスの吹き返し量とから決定できる。このため燃料噴射時期補正手段は、スモーク濃度と既燃ガスの吹き返し量とに基づいて燃料噴射時期を補正することにより、吸気系の汚損に対して噴射時期補正により、より適切に対処できるようになり、効果的に吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
【００１６】
請求項５に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項４において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記スモーク濃度と、前記吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量とに基づいて吸気系へのスモークの吹き返し量を求め、該スモークの吹き返し量が基準範囲となるように燃料噴射時期を補正することを特徴とする。
【００１７】
このようにスモークの吹き返し量が基準範囲となるように燃料噴射時期を補正することによっても、吸気系の汚損に対して噴射時期補正により、より適切に対処できるようになり効果的に吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
【００１８】
請求項６に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする。
【００１９】
バルブオーバラップ期間によっては既燃ガスの吸気系への流れ込み易さは異なる。このため吹き返し量の算出のためにバルブオーバラップ期間のパラメータを用いることにより、より正確に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００２０】
請求項７に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、吸気圧に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする。
【００２１】
吸気圧の程度によっては既燃ガスの吸気系への流れ込み易さが異なる。このため吹き返し量の算出のために吸気圧のパラメータを用いることにより、より正確に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００２２】
請求項８に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、排気バルブの閉弁時期及び吸気バルブの開弁時期に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする。
【００２３】
排気バルブの閉弁時期及び吸気バルブの開弁時期によりバルブオーバラップ期間の程度も決定され、排気バルブの閉弁時期によっても、吸気バルブの開弁時期によっても、既燃ガスの吸気系への流れ込み易さも異なる。このため吹き返し量の算出のために排気バルブの閉弁時期及び吸気バルブの開弁時期のパラメータを用いることにより、より正確に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００２４】
請求項９に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、エンジン回転数に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする。
【００２５】
エンジン回転数によっては既燃ガスの吸気系への流れ込み易さは異なる。このため吹き返し量の算出のためにエンジン回転数のパラメータを用いることにより、より正確に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００２６】
請求項１０に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間及び吸気圧に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする。
【００２７】
このように吹き返し量算出手段がバルブオーバラップ期間及び吸気圧に応じて吹き返し量を算出するようにすることにより、より正確に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００２８】
請求項１１に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間、吸気圧及びエンジン回転数に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする。
【００２９】
このように吹き返し量算出手段がバルブオーバラップ期間、吸気圧及びエンジン回転数に応じて吹き返し量を算出するようにすることにより、より正確に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００３０】
請求項１２に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、排気バルブの閉弁時期、吸気バルブの開弁時期及び吸気圧に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする。
【００３１】
このように吹き返し量算出手段が排気バルブの閉弁時期、吸気バルブの開弁時期及び吸気圧に応じて吹き返し量を算出するようにすることにより、より正確に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００３２】
請求項１３に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、排気バルブの閉弁時期、吸気バルブの開弁時期、吸気圧及びエンジン回転数に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする。
【００３３】
このように吹き返し量算出手段が排気バルブの閉弁時期、吸気バルブの開弁時期、吸気圧及びエンジン回転数に応じて吹き返し量を算出するようにすることにより、より正確に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００３４】
請求項１４に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項６，８，１０〜１３のいずれかにおいて 前記吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間が長くなるほど前記吹き返し量を大きく算出することを特徴とする。
【００３５】
バルブオーバラップ期間が長くなれば、排気系に流れ出した既燃ガスが再度、吸気系側に流入する程度が高まるので、吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間が長くなるほど吹き返し量を大きく算出する。このことにより、より適切に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００３６】
請求項１５に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項７，１０〜１３のいずれかにおいて 前記吹き返し量算出手段は、吸気圧が低くなるほど前記吹き返し量を大きく算出することを特徴とする。
【００３７】
吸気圧が低くなれば、吸気系の圧力に対抗して既燃ガスが流入し易くなるので、吹き返し量算出手段は、吸気圧が低くなるほど吹き返し量を大きく算出する。このことにより、より適切に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００３８】
請求項１６に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項９，１１，１３のいずれかにおいて 前記吹き返し量算出手段は、エンジン回転数が低くなるほど前記吹き返し量を大きく算出することを特徴とする。
【００３９】
エンジン回転数が低くなれば、吸気バルブが開弁している時間やバルブオーバラップ期間の時間的な長さが長くなり、既燃ガスが再度、吸気系側に流入する程度が高まるので、吹き返し量算出手段は、エンジン回転数が低くなるほど吹き返し量を大きく算出する。このことにより、より適切に吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【００４０】
請求項１７に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、エンジンの運転状態に基づいて既燃ガス中のスモーク量を表す物理量あるいは該スモーク量を反映する物理量を算出するスモーク物理量算出手段と、圧縮行程期間に燃料噴射時期が存在する場合には、前記スモーク物理量算出手段にて算出された物理量に基づいて燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００４１】
既燃ガス中のスモークはピストン頂面への液体燃料の付着によって生じる。圧縮行程でのピストン頂面位置は早期であればあるほど、燃料噴射弁から離れた位置に存在する。したがって燃料噴射時期補正手段は、既燃ガス中のスモーク量を表す物理量あるいは該スモーク量を反映する物理量に基づいて燃料噴射時期を進角補正することにより、燃料噴射時期においてピストン頂面を燃料噴射弁から離すことができ、ピストン頂面への液体燃料の付着を抑制できる。このことにより排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００４２】
請求項１８に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１７において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記スモーク物理量算出手段にて算出された物理量に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする。
【００４３】
尚、燃料噴射時期補正手段は、前記物理量に基づく圧縮行程噴射時の進角補正に加えて、更に吸気行程期間での燃料噴射については前記物理量に基づいて燃料噴射時期を遅角補正しても良い。このことにより、吸気行程の燃料噴射時にも燃料噴射弁とピストン頂面との距離が長くなり、ピストン頂面への液体燃料の付着量が少なくなる。このように圧縮行程噴射時の進角補正と、吸気行程噴射時の遅角補正とを共に実行することにより、より効果的に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００４４】
請求項１９に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１７又は１８において、前記スモーク物理量算出手段は、前記物理量として、エンジンの運転状態に基づいて燃料噴射に伴うピストン頂面への燃料付着量を算出することを特徴とする。
【００４５】
このように物理量としてピストン頂面への燃料付着量を算出しても良い。このことにより適切にスモークの発生程度を判断できる物理量が得られ、この物理量に基づいて燃料噴射時期を補正することで、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００４６】
請求項２０に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１７〜１９のいずれかにおいて、前記スモーク物理量算出手段は、燃料噴射圧力に応じて前記物理量を算出することを特徴とする。
【００４７】
燃料噴射圧力は、燃料噴射速度に影響することから、ピストン頂面への液体燃料付着量に影響する。したがって燃料噴射圧力を前記物理量を算出するためのパラメータとすることにより、適切にスモークの発生程度を判断できる物理量が得られ、この物理量に基づいて燃料噴射時期を補正することで、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００４８】
請求項２１に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２０において、前記スモーク物理量算出手段は、燃料噴射圧力が高いほど前記物理量を大きく算出することを特徴とする。
【００４９】
燃料噴射圧力が高いほど燃料噴射速度は速くなり、液体燃料の到達距離も長くなり、ピストン頂面に液体燃料が付着しやすくなって、スモーク濃度が高くなりやすくなる。したがって燃料噴射圧力が高いほど前記物理量を大きくすることにより、適切にスモークの発生程度を判断できる物理量が設定でき、この物理量に基づいて燃料噴射時期を補正することで、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００５０】
請求項２２に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項１７〜１９のいずれかにおいて、前記スモーク物理量算出手段は、エンジン回転数に応じて前記物理量を算出することを特徴とする。
【００５１】
エンジン回転数は、ピストンの移動速度を表すことから、ピストン頂面への液体燃料付着量に影響する。したがってエンジン回転数を前記物理量を算出するためのパラメータとすることにより、適切にスモークの発生程度を判断できる物理量が得られ、この物理量に基づいて燃料噴射時期を補正することで、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００５２】
請求項２３に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２２において、前記スモーク物理量算出手段は、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には、エンジン回転数が高いほど前記物理量を大きく算出することを特徴とする。
【００５３】
圧縮行程噴射時には、ピストン頂面は燃料噴射弁に近づきつつあるので、エンジン回転数が高いほど迅速に近づいて、液体燃料が付着しやすくなる。このためスモーク物理量算出手段は、圧縮行程噴射時には、エンジン回転数が高いほど前記物理量を大きく算出することで、適切にスモークの発生程度を判断できる物理量が得られる。したがって、この物理量に基づいて燃料噴射時期を補正することで、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００５４】
請求項２４に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２２において、前記スモーク物理量算出手段は、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には、エンジン回転数が低いほど前記物理量を大きく算出することを特徴とする。
【００５５】
吸気行程噴射時には、ピストン頂面は燃料噴射弁から遠ざかりつつあるので、エンジン回転数が低いほど遠ざかるのが遅くなり、液体燃料が付着しやすくなる。このためスモーク物理量算出手段は、吸気行程噴射時には、エンジン回転数が低いほど前記物理量を大きく算出することで、適切にスモークの発生程度を判断できる物理量が得られる。したがって、この物理量に基づいて燃料噴射時期を補正することで、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００５６】
請求項２５に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、請求項１７〜１９のいずれかにおいて、前記スモーク物理量算出手段は、エンジン温度に応じて前記物理量を算出することを特徴とする。
【００５７】
エンジン温度は、液体燃料の気化に影響することから、ピストン頂面への液体燃料付着量に影響する。したがってエンジン温度を前記物理量を算出するためのパラメータとすることにより、適切にスモークの発生程度を判断できる物理量が得られ、この物理量に基づいて燃料噴射時期を補正することで、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００５８】
請求項２６に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２５において、前記スモーク物理量算出手段は、エンジン温度が低いほど前記物理量を大きく算出することを特徴とする。
【００５９】
エンジン温度が低いほど液体燃料がピストン頂面に到達しやすく、かつピストン頂面での液体燃料は気化しにくくなるので、ピストン頂面への液体燃料は蓄積しやすくなる。このためスモーク物理量算出手段は、エンジン温度が低いほど前記物理量を大きく算出することで、適切にスモークの発生程度を判断できる物理量が得られる。したがって、この物理量に基づいて燃料噴射時期を補正することで、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００６０】
請求項２７に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、圧縮行程期間に燃料噴射時期が存在する場合には、エンジン温度に基づいて燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段を備えたことを特徴とする。
【００６１】
エンジン温度は、噴射された燃料の気化及びピストン頂面での液体燃料の気化に影響することからピストン頂面への液体燃料付着量に影響する。このことによりスモークの発生程度に影響する。したがって燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程噴射時にエンジン温度に基づいて燃料噴射時期を進角補正することにより、燃料噴射時の燃料噴射弁とピストン頂面との距離を長くしている。このことから、ピストン頂面への液体燃料付着量が抑制されて、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００６２】
請求項２８に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２７において、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする。
【００６３】
尚、燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程噴射時の進角補正に加えて、更に吸気行程期間での燃料噴射については燃料噴射時期を遅角補正しても良い。このことにより、吸気行程の燃料噴射時にも燃料噴射弁とピストン頂面との距離が調節でき、ピストン頂面への液体燃料の付着量を少なくできる。このことから圧縮行程噴射時の進角補正と吸気行程噴射時の遅角補正とを共に実行することにより、更に効果的にピストン頂面への液体燃料付着量が抑制されて、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００６４】
請求項２９に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、圧縮行程期間に燃料噴射時期が存在する場合には、エンジン温度及びエンジン回転数に基づいて燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段を備えたことを特徴とする。
【００６５】
エンジン回転数はピストンの移動速度に影響するので、ピストン頂面への液体燃料付着量に影響する。このことから燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程噴射時にはエンジン温度とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射時期を進角補正している。このことによりピストン頂面への液体燃料付着量が抑制されて、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００６６】
請求項３０に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２９において、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度及びエンジン回転数に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする。
【００６７】
尚、エンジン温度とエンジン回転数とに基づく場合も、燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程噴射時の進角補正に加えて、更に吸気行程期間での燃料噴射について燃料噴射時期を遅角補正しても良い。このことにより、吸気行程の燃料噴射時にも燃料噴射弁とピストン頂面との距離が調節でき、ピストン頂面への液体燃料の付着量を少なくできる。このことから圧縮行程噴射時の進角補正と吸気行程噴射時の遅角補正とを共に実行することにより、更に効果的にピストン頂面への液体燃料付着量が抑制されて、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００６８】
請求項３１に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２７〜３０のいずれかにおいて、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度が低いほど燃料噴射時期を大きく補正することを特徴とする。
【００６９】
エンジン温度が低いほど噴射後に燃料は気化しにくく、更にピストン頂面での液体燃料も気化しにくいので、ピストン頂面への液体燃料は蓄積しやすくなり、スモークを発生しやすくなる。このため燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度が低いほど燃料噴射時期を大きく補正することで、燃料噴射タイミングで燃料噴射弁とピストン頂面とを離している。このことにより燃料付着量が減少できるので、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００７０】
請求項３２に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２７〜３１のいずれかにおいて、前記燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には、エンジン回転数が高いほど燃料噴射時期を大きく進角補正することを特徴とする。
【００７１】
圧縮行程噴射時には、ピストン頂面は燃料噴射弁に近づきつつあるので、エンジン回転数が高いほど迅速に近づいて、液体燃料が付着しやすくなる。このため燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程噴射時には、エンジン回転数が高いほど燃料噴射時期を大きく進角補正することで、燃料付着量が減少できるので、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００７２】
請求項３３に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項２７〜３１のいずれかにおいて、前記燃料噴射時期補正手段は、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には、エンジン回転数が低いほど燃料噴射時期を大きく遅角補正することを特徴とする。
【００７３】
吸気行程噴射時には、ピストン頂面は燃料噴射弁から遠ざかりつつあるので、エンジン回転数が低いほど遠ざかるのが遅くなり、液体燃料が付着しやすくなる。このため燃料噴射時期補正手段は、吸気行程噴射時には、エンジン回転数が低いほど燃料噴射時期を大きく遅角補正することで、燃料付着量が減少できるので、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【００７４】
請求項３４に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、エンジンの運転状態に応じてバルブタイミングを調節する可変動弁系を備えるとともに燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、バルブオーバラップ期間を検出するバルブオーバラップ検出手段と、吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態か否かを判定するスモーク吹き返し状態判定手段と、圧縮行程期間に燃料噴射時期が存在する時に、前記スモーク吹き返し状態判定手段にて吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合には、前記バルブオーバラップ検出手段にて検出されたバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００７５】
可変動弁系を備えることによりエンジンの運転状態に応じてバルブタイミングを調節している場合においては、バルブオーバラップ期間が長くても常に吸気系のスモーク汚損のおそれがあるとは限らず、スモークの吹き返し量が多い場合にバルブオーバラップ期間による影響が生じる。したがって燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程噴射時に、スモーク吹き返し状態判定手段にて吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合にはバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を進角補正している。このことにより的確に吸気系の汚損を抑制できるとともに、限定された条件下に吸気系の汚損抑制のための進角補正をしているので、エンジン性能を高い状態に維持し易くなる。
【００７６】
請求項３５に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項３４において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記スモーク吹き返し状態判定手段にて吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合には、前記バルブオーバラップ検出手段にて検出されたバルブオーバラップ期間に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する時には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する時には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする。
【００７７】
尚、燃料噴射時期補正手段は、前記圧縮行程噴射時の進角補正に加えて、更に吸気行程噴射時は、吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合にバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を遅角補正している。このことにより吸気行程噴射時も的確に吸気系の汚損を抑制できるとともに、限定された条件下に吸気系の汚損抑制のための遅角補正をしているので、エンジン性能を高い状態に維持し易くなる。
【００７８】
請求項３６に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、エンジンの運転状態に応じてバルブタイミングを調節する可変動弁系を備えるとともに燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、バルブオーバラップ期間を検出するバルブオーバラップ検出手段と、吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態か否かを判定するスモーク吹き返し状態判定手段と、吸気行程期間に燃料噴射時期が存在する時に、前記スモーク吹き返し状態判定手段にて吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合には、前記バルブオーバラップ検出手段にて検出されたバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を遅角補正する燃料噴射時期補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００７９】
このように燃料噴射時期補正手段は、吸気行程噴射時に、スモーク吹き返し状態判定手段にて吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合にはバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を遅角補正するようにしても良い。このことにより吸気行程噴射時に的確に吸気系の汚損を抑制できるとともに、限定された条件下に吸気系の汚損抑制のための遅角補正をしているので、エンジン性能を高い状態に維持し易くなる。
【００８０】
請求項３７に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項３４〜３６のいずれかにおいて 前記燃料噴射時期補正手段は、バルブオーバラップ期間が長くなるほど燃料噴射時期を大きく補正することを特徴とする。
【００８１】
吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態では、バルブオーバラップ期間が長くなるほど、吸気系への既燃ガスの吹き返し量が大きくなり、連動して既燃ガス中のスモークの吹き返し量も多くなる。したがって燃料噴射時期補正手段はバルブオーバラップ期間が長くなるほど燃料噴射時期を大きく補正することで、的確に吸気系の汚損を抑制できる。
【００８２】
請求項３８に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項３４〜３７のいずれかにおいて、前記スモーク吹き返し状態判定手段は、低回転、低吸気圧及び低エンジン温度の内の１つ又は２つ以上の条件が成立した場合に、吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定することを特徴とする。
【００８３】
エンジン回転数が低くなれば、吸気バルブが開弁している時間やバルブオーバラップ期間の時間的な長さが長くなり、既燃ガスが再度、吸気系側に流入する程度が高まるので吹き返し量が多くなる。吸気圧が低くなれば、吸気系の圧力に対抗して既燃ガスが流入し易くなるので吹き返し量が多くなる。そしてエンジン温度が低くなれば噴射された液体燃料やピストン頂面での液体燃料の気化が遅れ、ピストン頂面への液体燃料付着量が増加して、スモーク濃度が大きくなる。これら低回転、低吸気圧及び低エンジン温度のいかずか１つ又は２つ以上の条件が成立した場合には、スモークの吹き返し量としては悪い条件となる。このような条件下において燃料噴射時期補正手段がバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を補正することにより、的確に吸気系の汚損を抑制できるとともに、限定された条件下に吸気系の汚損抑制のための噴射時期補正をしているので、エンジン性能を高い状態に維持し易くなる。
【００８４】
請求項３９に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項３８において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記スモーク吹き返し状態判定手段にて低エンジン温度の条件成立により吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定されたことで燃料噴射時期を補正した時には、エンジン温度の上昇に応じて燃料噴射時期に対する補正を徐々に小さくすることを特徴とする。
【００８５】
低エンジン温度の条件が成立した場合に吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定してバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を補正した場合には、燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度の上昇に応じて燃料噴射時期に対する補正を徐々に小さくするようにしても良い。このことにより燃料噴射時期を通常の燃料噴射時期に戻す際のエンジンに生じるショックを防止できる。
【００８６】
請求項４０に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置では、請求項３８又は３９において、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度の上昇に応じてバルブオーバラップ期間が増加した場合には該バルブオーバラップ期間の増加に応じて前記補正を大きくする処理を加えることを特徴とする。
【００８７】
尚、エンジン制御によってはエンジン温度の上昇に応じてバルブオーバラップ期間を増加する場合がある。このようなエンジン温度上昇に伴うバルブオーバラップ期間の増加が行われた場合には、既燃ガスの吹き返しが大量になることから、このバルブオーバラップ期間の増加に応じて吸気系の汚損抑制のための噴射時期補正を大きくする処理を加えても良い。このことにより的確に吸気系の汚損を抑制できる。
【００８８】
請求項４１に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、請求項１〜１６のいずれかにおける前記吹き返し量算出手段と前記燃料噴射時期補正手段との処理を予め実行することによって得られているエンジンの運転状態をパラメータとする燃料噴射時期の補正値あるいは補正後の燃料噴射時期のマップを用いて、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御することを特徴とする。
【００８９】
このように予め前記吹き返し量算出手段と前記燃料噴射時期補正手段との処理を実行することにより得られている上記マップを用いることで、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御する際には、請求項１〜１６のいずれかの作用効果と共に燃料噴射時期制御装置に対する負荷を抑制できる。このため演算装置に安価なものを利用できたり、処理を迅速化することができる。
【００９０】
請求項４２に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、請求項１７〜２６のいずれかにおける前記スモーク物理量算出手段と前記燃料噴射時期補正手段との処理を予め実行することによって得られているエンジンの運転状態をパラメータとする燃料噴射時期の補正値あるいは補正後の燃料噴射時期のマップを用いて、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御することを特徴とする。
【００９１】
このように予め前記スモーク物理量算出手段と前記燃料噴射時期補正手段との処理を実行することにより得られている上記マップを用いることで、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御する際には、請求項１７〜２６のいずれかの作用効果と共に燃料噴射時期制御装置に対する負荷を抑制できる。このため演算装置に安価なものを利用できたり、処理を迅速化することができる。
【００９２】
請求項４３に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、請求項２７〜３３のいずれかにおける前記燃料噴射時期補正手段の処理を予め実行することによって得られているエンジンの運転状態をパラメータとする燃料噴射時期の補正値あるいは補正後の燃料噴射時期のマップを用いて、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御することを特徴とする。
【００９３】
このように予め前記燃料噴射時期補正手段の処理を実行することにより得られている上記マップを用いることで、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御する際には、請求項２７〜３３のいずれかの作用効果と共に燃料噴射時期制御装置に対する負荷を抑制できる。このため演算装置に安価なものを利用できたり、処理を迅速化することができる。
【００９４】
請求項４４に記載の筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置は、請求項３４〜４０のいずれかにおける前記バルブオーバラップ検出手段、前記スモーク吹き返し状態判定手段及び前記燃料噴射時期補正手段の処理を予め実行することによって得られているエンジンの運転状態をパラメータとする燃料噴射時期の補正値あるいは補正後の燃料噴射時期のマップを用いて、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御することを特徴とする。
【００９５】
このように予め前記バルブオーバラップ検出手段、前記スモーク吹き返し状態判定手段及び前記燃料噴射時期補正手段の処理を実行することにより得られている上記マップを用いることで、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御する際には、請求項３４〜４０のいずれかの作用効果を生じる。そしてこれと共に燃料噴射時期制御装置に対する負荷を抑制できる。このため演算装置に安価なものを利用できたり、処理を迅速化することができる。
【００９６】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、車両に搭載された筒内噴射式エンジンに相当するガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２、及び燃料噴射制御装置に相当する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略系統図を示している。エンジン２は４気筒の内燃機関であるが、図１では１気筒のみを縦断面図にて示している。更に、各気筒には吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂとはそれぞれ２つ設けられた４バルブエンジンである。尚、気筒数は６気筒でも８気筒でも良く、更に２バルブエンジンでも５バルブエンジンでも良い。
【００９７】
エンジン２の出力は変速機を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、燃焼室１０内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１２と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ１４とがそれぞれ設けられている。燃焼室１０に接続している吸気ポート１６は吸気バルブ２ａが駆動されることにより開閉される。吸気ポート１６に接続された吸気通路２０の途中にはサージタンク２２が設けられ、サージタンク２２の上流側にはモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。このスロットルバルブ２６の開度（スロットル開度ＴＡ）により吸気量が調節される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出され、エンジン２の吸入空気量Ｇａは吸気通路２０に設けられた吸入空気量センサ３０により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。
【００９８】
燃焼室１０に接続している排気ポート３２は排気バルブ２ｂが駆動されることにより開閉される。排気ポート３２に接続された排気通路３６の途中には三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒３８が配置されている。
【００９９】
燃料噴射弁１２は、高圧燃料経路を構成しているデリバリパイプに接続し、デリバリパイプを介して高圧燃料ポンプから高圧燃料を供給されている。デリバリパイプにおいては、燃料圧力センサ４０により検出される燃料圧力Ｐｆ（燃料噴射圧力に相当）がエンジン運転状態に応じた目標燃料圧力となるように、ＥＣＵ４により、高圧燃料ポンプからデリバリパイプ側への吐出量を調節することにより行われている。
【０１００】
ここで吸気バルブ２ａ及び排気バルブ２ｂは可変動弁系の吸排気バルブとして構成されている。すなわち吸気カム４２は吸気用可変動弁機構４３を介して吸気バルブ２ａを開閉駆動する。排気カム４４は排気用可変動弁機構４５を介して排気バルブ２ｂを開閉駆動する。各可変動弁機構４３，４５は、例えば特開２００１−２６３０１５号公報に記載の可変動弁機構を用いることができるが、これ以外の構成の可変動弁機構を用いても良い。各可変動弁機構４３，４５はＥＣＵ４からの指令により吸気バルブ２ａ及び排気バルブ２ｂのバルブタイミングを変更することができる。このことにより吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂとの開弁時期の重なりであるバルブオーバラップ期間の長さやクランク角位相位置を調節することが可能である。尚、各可変動弁機構４３，４５は、コントロールシャフトのストローク量にてバルブタイミングが調節される構成であり、このストローク量を各ストロークセンサ４３ａ，４５ａが検出してＥＣＵ４に出力している。
【０１０１】
ＥＣＵ４はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路であり、上述したスロットル開度センサ２８、吸入空気量センサ３０、燃料圧力センサ４０、ストロークセンサ４３ａ，４５ａ以外にも各種センサ類より信号を入力している。すなわちアクセルペダル４６の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ４８、クランクシャフト回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ５０、吸気カムシャフト回転から基準クランク角を決定する基準クランク角センサ５２より信号を入力している。更に、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ５４、排気通路において排気成分から混合気の空燃比を検出する空燃比センサ５６、及び走行距離メータ５８より信号を入力している。
【０１０２】
ＥＣＵ４は、上述した各センサ類からの検出内容に基づいて、エンジン２の燃料噴射時期、燃料噴射量、スロットル開度、吸排気バルブ２ａ，２ｂのバルブタイミング等を適宜制御する。このことにより、燃焼形態が、圧縮行程噴射による成層燃焼と、吸気行程噴射による均質燃焼との間で切り換えられる。本実施の形態１では、例えば、始動時には吸気行程噴射が実行され、始動後にエンジン回転数ＮＥが安定化すると圧縮行程噴射に切り換え、その後、エンジン回転数ＮＥと負荷率ｅｋｌｑとのマップに基づいて燃焼形態が決定される。ここで負荷率ｅｋｌｑは、アクセル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて、最大機関負荷に対する現在の負荷の割合を示すものとして、例えばアクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップから求められる値である。
【０１０３】
又、始動時及び冷間時には、吸排気バルブ２ａ，２ｂのバルブタイミング制御により、バルブオーバラップ期間が「０」（吸排気バルブ２ａ，２ｂの開弁時期が重複しない状態）あるいは「０」に近い小さいクランク幅にされる。そして暖機後のエンジン運転においては、エンジン回転数ＮＥと負荷率ｅｋｌｑとのマップに基づいてバルブオーバラップ期間が決定される。
【０１０４】
次にＥＣＵ４により実行される制御の内、燃料噴射時期制御処理について説明する。本処理のフローチャートを図２に示す。本処理は気筒数に対応したクランク角周期、ここでは４気筒であるので１８０°ＣＡ（ＣＡ：クランク角）周期で繰り返し実行される処理である。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【０１０５】
本処理が開始されると、まず現在検出されている吸入空気量Ｇａ、エンジン回転数ＮＥ、負荷率ｅｋｌｑ、ストロークセンサ４３ａ，４５ａの検出値から算出されている吸気バルブ２ａ及び排気バルブ２ｂのバルブタイミングが、ＥＣＵ４内に設けられたＲＡＭの作業領域に読み込まれる（Ｓ１０２）。そして負荷率ｅｋｌｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいて、予め実験により作成してある基本燃料噴射時期マップにより基本燃料噴射時期θａｉｎｊを算出する（Ｓ１０４）。
【０１０６】
次に吸入空気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥとから、吸気ポート１６における吸気圧Ｐｉを算出する（Ｓ１０６）。吸気圧Ｐｉの算出は演算式から求めても良く、又、予め実験により作成してあるマップにより求めても良い。
【０１０７】
次に吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔ（ｍｇ）を算出する（Ｓ１０８）。この吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔは燃焼室１０側から吸気系へ吹き返されるスモーク量を表している。吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔは次のように算出される。
【０１０８】
まず吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔ（ｍｇ）が、吸気バルブ２ａの開弁タイミングと排気バルブ２ｂの閉弁タイミングとから算出されるクランク角幅にて表されるバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒ、吸気圧Ｐｉ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて、予め実験により作成してあるマップにより求められる。
【０１０９】
この吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔを求めるマップは、バルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒについては長くなるほど吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔが大きくなるように設定されている。バルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが長くなれば、排気系（排気ポート３２や排気通路３６）に流れ出した既燃ガスが燃焼室１０を介して再度、吸気系（吸気ポート１６や吸気通路２０）側に流入する程度が高まるからである。
【０１１０】
吸気圧Ｐｉについては低くなるほど吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔが大きくなるように設定されている。吸気圧Ｐｉが低くなれば、燃焼室１０側から吸気系に既燃ガスが吸い込まれやすくなるからである。
【０１１１】
エンジン回転数ＮＥについては低くなるほど吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔが大きくなるように設定されている。エンジン回転数ＮＥが低くなれば、吸気バルブ２ａが開弁している時間やバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが時間的に長くなり、既燃ガスが再度、吸気系側に流入する程度が高まるからである。
【０１１２】
次にエンジン２の運転状態に応じて発生するスモーク濃度Ｓｍｄｔｙ（重量％）を算出する。スモーク濃度Ｓｍｄｔｙは、ここでは、負荷率ｅｋｌｑ、エンジン回転数ＮＥ、吸気行程噴射か圧縮行程噴射かの燃料噴射モードに基づいて、予め実験にて作成されているマップにより算出される。尚、後述する実施の形態において算出されるようなピストン頂面６ａへの液体燃料付着量もパラメータに含めても良い。
【０１１３】
そして、吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔとスモーク濃度Ｓｍｄｔｙとの積により、吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔを求める。
次に吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔが吸気ポート吹き返しスモーク許容量Ａｒｅｔよりも大きいか否かが判定される（Ｓ１１０）。Ｓｍｒｅｔ≦Ａｒｅｔであれば（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、燃料噴射時期θｉｎｊにステップＳ１０４にて求められている基本燃料噴射時期θａｉｎｊを設定する（Ｓ１１２）。そしてこの燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされ（Ｓ１１８）、一旦本処理を終了する。尚、燃料噴射時期θｉｎｊは基準クランク角に対する進角値として設定される。このため、燃料噴射時期θｉｎｊが大きくなると、これに対応して実際の燃料噴射時期も進角されることになる。
【０１１４】
一方、Ｓｍｒｅｔ＞Ａｒｅｔであれば（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、吸気ポート吹き返しスモーク量を抑制するために、燃料噴射モード及び吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔの値に応じた補正値θｓｍが算出される（Ｓ１１４）。尚、補正値θｓｍは進角補正値として表され、進角側に補正する場合にはθｓｍ＞０、遅角側に補正する場合にはθｓｍ＜０となる。したがって進角側に補正する場合も遅角側に補正する場合も、補正値θｓｍの絶対値が大きくなれば、大きく補正されることになる。
【０１１５】
ここで図３に燃料噴射時期とスモーク濃度Ｓｍｄｔｙとの関係を示す。すなわちスモーク濃度Ｓｍｄｔｙが小さい燃料噴射時期領域が存在し、この燃料噴射時期領域を吸気行程において進角側に外れた場合、あるいは圧縮行程において遅角側に外れた場合には、スモーク濃度Ｓｍｄｔｙは急激に上昇する。これは吸気行程での燃料噴射ではピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２から離れる方向に移動しているので、燃料噴射時期を進角させるとピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２に近い位置で燃料が噴射される。このことにより液体燃料がピストン頂面６ａに付着しやすくなり不完全燃焼によりスモークを生じやすくなるからである。又、圧縮行程での燃料噴射ではピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２に近づく方向に移動しているので、燃料噴射時期を遅角させるとピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２に近い位置で燃料が噴射される。このことにより液体燃料がピストン頂面６ａに付着しやすくなり不完全燃焼によりスモークを生じやすくなるからである。
【０１１６】
燃料噴射モードが吸気行程噴射である場合には、図３において、Ｓｍｒｅｔ＞Ａｒｅｔであるスモーク濃度Ｓｍｄｔｙ＝Ｓａであるとすると、このスモーク濃度Ｓａに対応する現在の燃料噴射時期θｓａは、Ｓｍｒｅｔ＝Ａｒｅｔとなる燃料噴射時期θａｘよりもΔθａｘ分進角側にある。したがって、吸気行程噴射時では、吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔを小さくするためには、補正値θｓｍには「−Δθａｘ」の値あるいは「−Δθａｘ」よりも更に小さい値（絶対値として大きい値）が設定されることになる。
【０１１７】
燃料噴射モードが圧縮行程噴射である場合には、図３において、Ｓｍｒｅｔ＞Ａｒｅｔであるスモーク濃度Ｓｍｄｔｙ＝Ｓｂであるとすると、このスモーク濃度Ｓｂに対応する現在の燃料噴射時期θｓｂは、Ｓｍｒｅｔ＝Ａｒｅｔとなる燃料噴射時期θｂｘよりもΔθｂｘ分遅角側にある。したがって、圧縮行程噴射時では、吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔを小さくするためには、補正値θｓｍには「Δθｂｘ」の値あるいは「Δθｂｘ」よりも更に大きい値が設定されることになる。
【０１１８】
このようにして補正値θｓｍが設定されると、次式１により燃料噴射時期θｉｎｊが設定される（Ｓ１１６）。
【０１１９】
【数１】
θｉｎｊ ← θａｉｎｊ ＋ θｓｍ … ［式１］
上記式１により、吸気行程噴射時にはθｓｍ≦−Δθａｘであるので、燃料噴射時期θｉｎｊは基本燃料噴射時期θａｉｎｊよりも小さくなる。このためステップＳ１１８にて燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて設定される実際の燃料噴射時期は基本燃料噴射時期θａｉｎｊよりも遅角されて、Ｓｍｄｔｙ≦「Ａｒｅｔ／Ｅｘｒｅｔ」となる。この結果、実際の吸気ポート吹き返しスモーク量は吸気ポート吹き返しスモーク許容量Ａｒｅｔ以下に抑制される。
【０１２０】
又、圧縮行程噴射時にはθｓｍ≧Δθｂｘであるので、燃料噴射時期θｉｎｊは基本燃料噴射時期θａｉｎｊよりも大きくなる。このためステップＳ１１８にて燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて設定される実際の燃料噴射時期は基本燃料噴射時期θａｉｎｊよりも進角されて、Ｓｍｄｔｙ≦「Ａｒｅｔ／Ｅｘｒｅｔ」となる。この結果、実際の吸気ポート吹き返しスモーク量は吸気ポート吹き返しスモーク許容量Ａｒｅｔ以下に抑制される。
【０１２１】
上述した構成において、燃料噴射時期制御処理（図２）が吹き返し量算出手段及び燃料噴射時期補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
【０１２２】
（イ）．燃焼室１０内から吸気系への既燃ガスの吹き返し量が多くなれば、既燃ガス中に存在するスモークについても吸気系への吹き返し量が多くなり、吸気系を汚損させるおそれがある。したがって燃料噴射時期制御処理（図２）では、吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔに基づいて吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔを算出している。実際には吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔとスモーク濃度Ｓｍｄｔｙとの積により吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔを算出している。
【０１２３】
そしてこの吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔにより、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正している。この圧縮行程時での燃料噴射時期の進角補正により、燃料噴射時に燃料噴射弁１２とピストン頂面６ａとの距離が長くなり、ピストン頂面６ａへの液体燃料の付着量が少なくなる。このため既燃ガス中のスモーク濃度Ｓｍｄｔｙが抑制され、この結果として、吹き返す既燃ガスに乗って吸気系に侵入する吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔも少なくなる。このため吸気系のスモーク汚損を効果的に抑制できる。
【０１２４】
更に、燃料噴射時期制御処理（図２）では、圧縮行程噴射時の進角補正に加えて、更に吸気行程期間での燃料噴射については、吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔにより燃料噴射時期を遅角補正している。このことにより、吸気行程の燃料噴射時にも燃料噴射弁１２とピストン頂面６ａとの距離が長くなり、ピストン頂面６ａへの液体燃料の付着量が少なくなる。このため既燃ガス中のスモーク濃度Ｓｍｄｔｙが抑制され、この結果として、吹き返す既燃ガスに乗って吸気系に侵入する吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔも少なくなり、吸気系のスモーク汚損を効果的に抑制できる。
【０１２５】
このように圧縮行程噴射時の進角補正と吸気行程噴射時の遅角補正とを共に実行することにより、更に効果的に吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
（ロ）．特に吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔが、吸気ポート吹き返しスモーク許容量Ａｒｅｔ以下となるように、燃料噴射時期を補正しているので、吸気系の汚損に対して噴射時期補正により適切に対処できるようになり効果的に吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
【０１２６】
（ハ）．燃料噴射時期の補正は、排気バルブの閉弁時期及び吸気バルブの開弁時期から求められるバルブオーバラップ期間が長いほど、吸気圧Ｐｉが低いほど、エンジン回転数ＮＥが低いほど、吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔを大きく設定している。このようにバルブオーバラップ期間、吸気圧Ｐｉ及びエンジン回転数ＮＥに応じて吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔを算出している。このことにより、より正確に吸気系への吸気ポート吹き返し既燃ガス量Ｅｘｒｅｔ及び吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔを算出でき、吸気系の汚損の程度をより適切に判断できる。
【０１２７】
［実施の形態２］
本実施の形態では、既燃ガス中のスモーク量Ｓｍｐｔｎ（スモーク量を表す物理量に相当）を算出して、このスモーク量Ｓｍｐｔｎ（ｍｇ）に基づいて、燃料噴射時期を補正する処理を行う。本実施の形態では、前記実施の形態１の燃料噴射時期制御処理（図２）の代わりに図４に示す燃料噴射時期制御処理を実行する。これ以外の構成は前記実施の形態１と同じである。
【０１２８】
燃料噴射時期制御処理（図４）について説明する。本処理は燃料噴射時期制御処理（図２）と同じクランク角周期で繰り返し実行される。本処理が開始されると、まず現在検出されているエンジン回転数ＮＥ、燃料圧力Ｐｆ、エンジン冷却水温ＴＨＷ、負荷率ｅｋｌｑ、燃料噴射時間Ｔｉｎｊ及び走行距離Ｌｄが読み込まれる（Ｓ２０２）。ここで燃料噴射時間ＴｉｎｊはＥＣＵ４にて別途実行している燃料噴射量算出処理にて、負荷率ｅｋｌｑ、エンジン回転数ＮＥ及び燃料圧力Ｐｆから求められている値である。
【０１２９】
次に前記ステップＳ１０４と同様にして、負荷率ｅｋｌｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本燃料噴射時期マップにより基本燃料噴射時期θａｉｎｊが算出される（Ｓ２０４）。
【０１３０】
次にピストン付着燃料量Ｆｐｔｎ（ｍｇ）を算出する（Ｓ２０６）。このピストン付着燃料量Ｆｐｔｎは、ステップＳ２０４にて求められた基本燃料噴射時期θａｉｎｊにて燃料噴射弁１２から噴射された燃料により、点火時期までにピストン頂面６ａに液状で付着している推定燃料量を表している。ピストン付着燃料量Ｆｐｔｎは次のように算出される。
【０１３１】
ピストン付着燃料量Ｆｐｔｎは、点火タイミングまでのピストン頂面６ａへの液体燃料到達量Ｆｉｎとピストン頂面６ａからの燃料気化量Ｆｏｕｔにより次式２のごとく決定される。
【０１３２】
【数２】
Ｆｐｔｎ ← Ｆｉｎ − Ｆｏｕｔ … ［式２］
図５に実線に黒丸で示すごとく、燃料噴射弁１２からの燃料噴射速度Ｖｓに応じて液体燃料が到達する距離が長くなる。このため吸気行程噴射時も圧縮行程噴射時も、燃料圧力Ｐｆが高くなるほど燃焼室１０内の圧力との差が大きくなって燃料噴射速度Ｖｓが増加し、ピストン頂面６ａ（一点鎖線）への液体燃料到達量Ｆｉｎは大きくなる。
【０１３３】
液体燃料は飛翔の途中で気化するので、図６に実線に黒丸で示すごとく、吸気行程噴射時も圧縮行程噴射時も、エンジン温度、ここではエンジン冷却水温ＴＨＷが高くなるほど液体燃料到達量Ｆｉｎは小さくなる。
【０１３４】
そして吸気行程噴射時も圧縮行程噴射時も、燃料噴射時間Ｔｉｎｊが長くなるほど、燃料噴射量が増加して液体燃料到達量Ｆｉｎは大きくなる。
吸気行程噴射時は、ピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２から離れる方向に移動しているので、図７の左側に実線で示すごとく、エンジン回転数ＮＥが高くなるほど液体燃料到達量Ｆｉｎは小さくなる。圧縮行程噴射時は、ピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２に近づく方向に移動しているので、図７の右側に実線で示すごとく、エンジン回転数ＮＥが高くなるほど液体燃料到達量Ｆｉｎは大きくなる。
【０１３５】
又、図５〜７から判るように、各図の左側で示す吸気行程噴射時では、遅角するほどピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２の噴射口から離れて、液体燃料到達量Ｆｉｎは小さくなる。各図の右側で示す圧縮行程噴射時では、進角するほどピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２の噴射口から離れて、液体燃料到達量Ｆｉｎは小さくなる。
【０１３６】
これらのことから予め実験や上述したモデルに基づく計算により、図８に示すごとく、基本燃料噴射時期θａｉｎｊと燃料圧力Ｐｆ（あるいは燃料圧力Ｐｆと燃焼室内圧との差圧）とをパラメータとして基本到達量Ｆ０を求めるマップを燃料噴射モード毎に作成しておく。燃料圧力Ｐｆと燃焼室内圧との差圧を用いる場合には、クランク角により燃焼室内圧を推定して、燃料圧力Ｐｆとの差圧を算出する。尚、図８のマップにおいて破線は、基本到達量Ｆ０の値変化の概略を等高線的に示すものである。他のマップにおいても同様である。
【０１３７】
更に、図９に示すごとく、基本燃料噴射時期θａｉｎｊとエンジン冷却水温ＴＨＷとをパラメータとして温度補正係数ｋｔｈｗを求めるマップを燃料噴射モード毎に作成しておく。更に、図１０に示すごとく、基本燃料噴射時期θａｉｎｊとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとして回転数補正係数ｋｎｅを求めるマップを燃料噴射モード毎に作成しておく。更に、図１１に示すごとく、燃料噴射時間Ｔｉｎｊをパラメータとして噴射時間補正係数ｋｉｎｊを求めるマップを両燃料噴射モード共通で作成しておく。
【０１３８】
そしてステップＳ２０２，Ｓ２０４にて得られたデータに基づいて各マップから該当する数値を算出して、次式３のごとくに、液体燃料到達量Ｆｉｎを算出する。
【０１３９】
【数３】
Ｆｉｎ ← Ｆ０×ｋｔｈｗ×ｋｎｅ×ｋｉｎｊ … ［式３］
ピストン頂面６ａからの燃料気化量Ｆｏｕｔは、燃料噴射時期から点火までのエンジン温度と時間とにより決定される。このため、ここではエンジン冷却水温ＴＨＷ、基本燃料噴射時期θａｉｎｊ、エンジン回転数ＮＥ及び点火時期に基づいて燃料気化量Ｆｏｕｔを求めるマップを予め実験やモデル計算により作成しておく。例えば点火時期が一定であるとすると図１２に示すごとくである。そしてこのマップから燃料気化量Ｆｏｕｔを求める。
【０１４０】
このことにより液体燃料到達量Ｆｉｎと燃料気化量Ｆｏｕｔとが求められるので、前記式２の計算によりピストン付着燃料量Ｆｐｔｎを推定することができる。
【０１４１】
こうしてステップＳ２０６にて基本燃料噴射時期θａｉｎｊでの燃料噴射によるピストン付着燃料量Ｆｐｔｎが推定されると、次にピストン付着燃料量Ｆｐｔｎの値に基づいてスモーク量Ｓｍｐｔｎが推定される（Ｓ２０８）。尚、推定式ｆｓｍ（）は、燃料噴射モード毎に決定されるが、スモーク量Ｓｍｐｔｎの大きさは、ピストン付着燃料量Ｆｐｔｎの大きさに対応しているので、ピストン付着燃料量Ｆｐｔｎの値をそのままスモーク量Ｓｍｐｔｎとして設定しても良い。すなわち、ピストン付着燃料量Ｆｐｔｎをスモーク量を反映する物理量として用いても良い。
【０１４２】
次にスモーク量Ｓｍｐｔｎがスモーク許容量ｓｍａｘを越えているか否かが判定される（Ｓ２１０）。Ｓｍｐｔｎ≦ｓｍａｘであれば（Ｓ２１０で「ＮＯ」）、燃料噴射時期θｉｎｊにステップＳ２０４にて求められている基本燃料噴射時期θａｉｎｊを設定する（Ｓ２１２）。
【０１４３】
そしてこの燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされ（Ｓ２１８）、一旦本処理を終了する。
一方、Ｓｍｐｔｎ＞ｓｍａｘであれば（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）、燃料噴射モード及びスモーク量Ｓｍｐｔｎの値に応じた補正値θｐｔｎが算出される（Ｓ２１４）。尚、補正値θｐｔｎは進角補正値として表されている。
【０１４４】
ここで図１３に燃料噴射時期θｉｎｊとスモーク量Ｓｍｐｔｎとの関係を実線で示す。すなわちスモーク量Ｓｍｐｔｎが小さい燃料噴射時期領域が存在し、この燃料噴射時期領域を吸気行程において進角側に外れた場合、あるいは圧縮行程において遅角側に外れた場合には、スモーク量Ｓｍｐｔｎは急激に上昇する。これは吸気行程噴射時ではピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２から離れる方向に移動しているので、燃料噴射時期を進角させるとピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２に近い位置で燃料が噴射され、液体燃料がピストン頂面６ａに付着しやすくなるからである。又、圧縮行程噴射時ではピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２に近づく方向に移動しているので、燃料噴射時期を遅角させるとピストン頂面６ａが燃料噴射弁１２に近い位置で燃料が噴射され、液体燃料がピストン頂面６ａに付着しやすくなるからである。
【０１４５】
吸気行程噴射時では、図１３において、Ｓｍｐｔｎ＞ｓｍａｘであるスモーク量Ｓｍｐｔｎ＝Ｓａ１であるとすると、このスモーク量Ｓａ１に対応する現在の燃料噴射時期θｓａ１は、Ｓｍｐｔｎ＝ｓｍａｘとなる燃料噴射時期θａｘ１よりもΔθａｘ１分進角側にある。したがって、燃料噴射モードが吸気行程噴射である場合には、スモーク量Ｓｍｐｔｎを小さくするために補正値θｐｔｎには「−Δθａｘ１」の値あるいは「−Δθａｘ１」よりも更に小さい値（絶対量としては大きい値）が設定されることになる。
【０１４６】
圧縮行程噴射時では、図１３において、Ｓｍｐｔｎ＞ｓｍａｘであるスモーク量Ｓｍｐｔｎ＝Ｓｂ１であるとすると、このスモーク量Ｓｂ１に対応する現在の燃料噴射時期θｓｂ１は、Ｓｍｐｔｎ＝ｓｍａｘとなる燃料噴射時期θｂｘ１よりもΔθｂｘ１分遅角側にある。したがって、燃料噴射モードが圧縮行程噴射である場合には、スモーク量Ｓｍｐｔｎを小さくするために補正値θｐｔｎには「Δθｂｘ１」の値あるいは「Δθｂｘ１」よりも更に大きい値が設定されることになる。
【０１４７】
このようにして補正値θｐｔｎが設定されると、次に走行距離Ｌｄに応じた補正値θｌｄが算出される（Ｓ２１５）。尚、補正値θｌｄは進角補正値として表されている。
【０１４８】
図１３にて実線で示すスモーク量Ｓｍｐｔｎは、エンジン２が新品の場合の燃料噴射時期とスモーク量Ｓｍｐｔｎとの関係を示している。エンジン２が運転されることにより、ピストン頂面６ａの表面状態はスモークに汚損されたりして、新品の場合よりも液体燃料を保持しやすくなるため、付着している液体燃料を気化により放出しにくくなる。このため同じエンジン運転状態であってもピストン付着燃料量Ｆｐｔｎが上昇することで、一点鎖線で示すごとく全体にスモーク量Ｓｍｐｔｎが増加する。
【０１４９】
このため吸気行程噴射時では、スモーク量Ｓａ１をスモーク許容量ｓｍａｘ以下に納めるには、更にΔθａｘ２分遅角させることが必要となる。圧縮行程噴射時では、スモーク量Ｓｂ１をスモーク許容量ｓｍａｘ以下に納めるには、更にΔθｂｘ２分進角させることが必要となる。したがって予め実験やモデル計算にて、図１４に示すごとく、走行距離Ｌｄに基づいて補正値θｌｄを算出するマップを求めておき、このマップを用いて走行距離Ｌｄから補正値θｌｄを算出する。
【０１５０】
このようにして２つの補正値θｐｔｎ，θｌｄが設定されると、次式４により燃料噴射時期θｉｎｊが設定される（Ｓ２１６）。
【０１５１】
【数４】
θｉｎｊ ← θａｉｎｊ ＋ θｐｔｎ ＋ θｌｄ … ［式４］
上記式４により、吸気行程噴射時にはθｐｔｎ≦−Δθａｘ１で、θｌｄ≦０であるので、燃料噴射時期θｉｎｊは基本燃料噴射時期θａｉｎｊよりも小さくなる。このためステップＳ２１８にて燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて設定される実際の燃料噴射時期は基本燃料噴射時期θａｉｎｊよりも遅角されて、スモーク量Ｓｍｐｔｎはスモーク許容量ｓｍａｘ以下に抑制される。
【０１５２】
又、圧縮行程噴射時にはθｐｔｎ≧Δθｂｘ１で、θｌｄ≧０であるので、燃料噴射時期θｉｎｊは基本燃料噴射時期θａｉｎｊよりも大きくなる。このためステップＳ２１８にて燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて設定される実際の燃料噴射時期は基本燃料噴射時期θａｉｎｊよりも進角されて、スモーク量Ｓｍｐｔｎはスモーク許容量ｓｍａｘ以下に抑制される。
【０１５３】
上述した構成において、燃料噴射時期制御処理（図４）がスモーク物理量算出手段及び燃料噴射時期補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
【０１５４】
（イ）．既燃ガス中のスモークはピストン頂面６ａへの液体燃料の付着によって生じる。圧縮行程噴射時でのピストン頂面６ａ位置は噴射時期が早期であればあるほど、燃料噴射弁１２から離れた位置に存在する。したがって既燃ガス中のスモーク量Ｓｍｐｔｎに基づいて基本燃料噴射時期θａｉｎｊを進角補正することにより、燃料噴射時期θｉｎｊにおいてピストン頂面６ａを燃料噴射弁１２から離すことができ、ピストン頂面６ａへの液体燃料の付着を抑制できる。このことにより排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【０１５５】
更に吸気行程噴射時についても、スモーク量Ｓｍｐｔｎに基づいて基本燃料噴射時期θａｉｎｊを遅角補正している。このことにより、吸気行程噴射時にも燃料噴射弁１２とピストン頂面６ａとの距離が長くなり、ピストン頂面６ａへの液体燃料の付着量が少なくなる。このように圧縮行程噴射時の進角補正と、吸気行程噴射時の遅角補正とを実行することにより、より効果的に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【０１５６】
（ロ）．ピストン頂面６ａのピストン付着燃料量Ｆｐｔｎの変化要因である燃料圧力Ｐｆ、エンジン冷却水温ＴＨＷ及びエンジン回転数ＮＥのデータを前述したごとく用いることにより、ピストン付着燃料量Ｆｐｔｎを正確に推定している。このためピストン付着燃料量Ｆｐｔｎに対応して生じるスモーク量Ｓｍｐｔｎについても正確に推定でき、燃料噴射時期を適切に補正することができる。したがって、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【０１５７】
（ハ）．エンジン２が新品状態である時点からの走行距離Ｌｄに応じてピストン付着燃料量Ｆｐｔｎが大きくなっているものとして、補正値θｌｄを求め、スモーク量Ｓｍｐｔｎに対応する補正値θｐｔｎとともに基本燃料噴射時期θａｉｎｊを補正している。
【０１５８】
この走行距離Ｌｄはエンジン２の累積の運転時間に対応する。エンジン２の累積運転時間が長くなると、前述したごとくピストン頂面６ａにはスモークに汚損されて表面性状が変化しピストン付着燃料量Ｆｐｔｎも大きくなる。したがってこの変化を反映させた補正値θｌｄを補正に加えていることにより、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【０１５９】
［実施の形態３］
本実施の形態では、エンジン温度がピストン付着燃料量に大きく影響することを考慮して、エンジン温度に基づいて、燃料噴射時期を補正する処理を行う。本実施の形態では、前記実施の形態１の燃料噴射時期制御処理（図２）の代わりに図１５に示す燃料噴射時期制御処理を実行する。これ以外の構成は前記実施の形態１と同じである。
【０１６０】
燃料噴射時期制御処理（図１５）について説明する。本処理は燃料噴射時期制御処理（図２）と同じクランク角周期で繰り返し実行される。本処理が開始されると、まず現在検出されているエンジン回転数ＮＥ、負荷率ｅｋｌｑ及びエンジン冷却水温ＴＨＷが読み込まれる（Ｓ３０２）。
【０１６１】
次に前記ステップＳ１０４（図２）と同様にして、負荷率ｅｋｌｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本燃料噴射時期マップにより基本燃料噴射時期θａｉｎｊを算出する（Ｓ３０４）。
【０１６２】
次にエンジン２が冷間時か否かが判定される（Ｓ３０６）。この判定は、エンジン冷却水温ＴＨＷが暖機を判定するための基準温度Ｔｈｏｔ未満であれば冷間時、基準温度Ｔｈｏｔ以上であれば冷間時でなく暖機後であると判定する。
【０１６３】
ここでエンジン２が冷間時ではない場合には（Ｓ３０６で「ＮＯ」）、燃料噴射時期θｉｎｊにステップＳ３０４にて求められている基本燃料噴射時期θａｉｎｊを設定する（Ｓ３０８）。そしてこの燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされ（Ｓ３１６）、一旦本処理を終了する。
【０１６４】
一方、冷間時であれば（Ｓ３０６で「ＹＥＳ」）、燃料噴射モード及びエンジン冷却水温ＴＨＷの値に応じた補正値θｔｈｗが算出される（Ｓ３１０）。尚、補正値θｔｈｗは進角補正値として表されている。
【０１６５】
ここで暖機後のエンジン２における燃料噴射時期とスモーク濃度Ｓｍｄｔｙとの関係を図１８に実線で示す。この関係は図３にて説明したごとく、スモーク濃度Ｓｍｄｔｙが小さい燃料噴射時期領域が存在し、この燃料噴射時期領域を吸気行程において進角側に外れた場合、あるいは圧縮行程において遅角側に外れた場合には、スモーク濃度Ｓｍｄｔｙは急激に上昇する。そして冷間時においては図１８に一点鎖線にて示すごとく全体にスモーク濃度Ｓｍｄｔｙが上昇する。
【０１６６】
ステップＳ３０４にて求められている基本燃料噴射時期θａｉｎｊは、暖機後においてスモーク濃度Ｓｍｄｔｙがスモーク許容濃度ｓｍｄｍａｘ以下となる範囲で設定されている。ここで基本燃料噴射時期θａｉｎｊが吸気行程にある場合に、暖機後のスモーク濃度Ｓｍｄｔｙがスモーク許容濃度ｓｍｄｍａｘ以下（＝Ｓａ３）となる燃料噴射時期θｓａ３に設定されたものとする。この時、実際にはスモーク濃度Ｓｍｄｔｙが一点鎖線にて示すごとくの冷間時であるとすると、実際のスモーク濃度Ｓｍｄｔｙ＝Ｓａａ３＞ｓｍｄｍａｘとなってしまう。又、基本燃料噴射時期θａｉｎｊが圧縮行程にある場合に、暖機後のスモーク濃度Ｓｍｄｔｙがスモーク許容濃度ｓｍｄｍａｘ以下（＝Ｓｂ３）となる燃料噴射時期θｓｂ３に設定されたものとする。この時、実際にはスモーク濃度Ｓｍｄｔｙが一点鎖線にて示すごとくの冷間時であるとすると、実際のスモーク濃度Ｓｍｄｔｙ＝Ｓｂｂ３＞ｓｍｄｍａｘとなってしまう。
【０１６７】
したがって暖機後と同じレベルのスモーク濃度Ｓｍｄｔｙとするには、基本燃料噴射時期θａｉｎｊに対して、吸気行程噴射時にはΔθｓａｘ３の幅の遅角補正をする必要があり、圧縮行程噴射時にはΔθｓｂｘ３の幅の進角補正をする必要がある。
【０１６８】
このためステップＳ３１０では実験あるいはモデル計算により作成しておいた図１６に示すごとくのエンジン冷却水温ＴＨＷと基本燃料噴射時期θａｉｎｊとをパラメータとする補正値θｔｈｗマップを用いて、エンジン冷却水温ＴＨＷ及び基本燃料噴射時期θａｉｎｊに基づいて補正値θｔｈｗを算出する。尚、冷間時でもスモーク濃度Ｓｍｄｔｙに影響しない範囲の基本燃料噴射時期θａｉｎｊについては補正値θｔｈｗ＝「０」とされている。
【０１６９】
次に燃料噴射モード及びエンジン回転数ＮＥの値に応じた補正値θｎｅが算出される（Ｓ３１２）。尚、補正値θｎｅは進角補正値として表されている。補正値θｎｅは、図１７に示す燃料噴射モード及びエンジン回転数ＮＥをパラメータとする補正値θｎｅマップから、燃料噴射モードとエンジン回転数ＮＥとに基づいて算出される。尚、図１７の補正値θｎｅの傾向については、前記実施の形態２の図１０において説明したごとくである。ただし、尚、冷間時でもスモーク濃度Ｓｍｄｔｙに影響しない範囲の基本燃料噴射時期θａｉｎｊについては補正値θｎｅ＝「０」とされている。
【０１７０】
このようにして２つの補正値θｔｈｗ，θｎｅが設定されると、次式５により燃料噴射時期θｉｎｊが設定される（Ｓ３１４）。
【０１７１】
【数５】
θｉｎｊ ← θａｉｎｊ ＋ θｔｈｗ ＋ θｎｅ … ［式５］
上記式５により、吸気行程噴射時にはθｔｈｗ≦０で、θｎｅ≦０であるので、燃料噴射時期θｉｎｊは基本燃料噴射時期θａｉｎｊ以下となる。このためステップＳ３１６にて燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて設定される実際の燃料噴射時期は基本燃料噴射時期θａｉｎｊと同一あるいは遅角されて、スモーク濃度Ｓｍｄｔｙはスモーク許容濃度ｓｍｄｍａｘ以下となるように抑制される。
【０１７２】
又、圧縮行程噴射時にはθｔｈｗ≧０で、θｎｅ≧０であるので、燃料噴射時期θｉｎｊは基本燃料噴射時期θａｉｎｊ以上となる。このためステップＳ３１６にて燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて設定される実際の燃料噴射時期は基本燃料噴射時期θａｉｎｊと同一あるいは進角されて、スモーク濃度Ｓｍｄｔｙはスモーク許容濃度ｓｍｄｍａｘ以下となるように抑制される。
【０１７３】
上述した構成において、燃料噴射時期制御処理（図１５）が燃料噴射時期補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
【０１７４】
（イ）．エンジン温度（ここではエンジン冷却水温ＴＨＷ）は、噴射された燃料の気化及びピストン頂面６ａでの液体燃料の気化に影響することからピストン頂面６ａへの液体燃料付着量に影響する。このことによりスモークの発生程度に影響する。したがって圧縮行程噴射時にはエンジン温度に基づいて燃料噴射時期を進角補正することにより、燃料噴射時の燃料噴射弁１２とピストン頂面６ａとの距離を長くしている。このことからピストン頂面６ａへの液体燃料付着量が抑制されて、スモーク濃度の上昇が抑制でき、適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【０１７５】
更に、エンジン温度に基づく圧縮行程噴射時の進角補正に加えて、エンジン温度に基づいて吸気行程噴射時の遅角補正をしている。このことにより吸気行程噴射時にも燃料噴射弁１２とピストン頂面６ａとの距離が調節でき、ピストン頂面６ａへの液体燃料の付着量を少なくできる。このようにしてエンジン温度に基づいて圧縮行程噴射時の進角補正と吸気行程噴射時の遅角補正とを共に実行することにより、効果的にピストン頂面６ａへの液体燃料付着量が抑制されて、スモーク濃度の上昇が抑制でき、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【０１７６】
（ロ）．前記実施の形態２にて述べたごとくエンジン回転数ＮＥはピストン６の移動速度に影響するので、ピストン頂面６ａへの液体燃料付着量に影響する。したがってエンジン回転数ＮＥに基づいても前述したごとく燃料噴射時期を補正している。このことによりピストン頂面６ａへの液体燃料付着量が抑制されて、スモーク濃度の上昇が抑制でき、より適切に排気中のスモーク量や吸気系のスモーク汚損を抑制することができる。
【０１７７】
［実施の形態４］
本実施の形態では、吸気ポート吹き返しスモーク量が大きい運転状態であると判定される場合にはバルブオーバラップ期間に基づいて、燃料噴射時期を補正している。本実施の形態では、前記実施の形態１の燃料噴射時期制御処理（図２）の代わりに図１９，２０に示す燃料噴射時期制御処理を実行する。これ以外の構成は前記実施の形態１と同じである。
【０１７８】
燃料噴射時期制御処理（図１９，２０）について説明する。本処理は燃料噴射時期制御処理（図２）と同じクランク角周期で繰り返し実行される。本処理が開始されると、まず現在検出されているエンジン回転数ＮＥ、負荷率ｅｋｌｑ、吸入空気量Ｇａ、エンジン冷却水温ＴＨＷ及びバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒ（クランク角幅で表される）が読み込まれる（Ｓ４０２）。尚、バルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒは、ＥＣＵが別途、吸排気バルブ２ａ，２ｂのバルブタイミングを読み込んで常時計算しているので、この値を読み込んでいる。バルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが常に計算されていない場合には吸排気バルブ２ａ，２ｂのバルブタイミングを読み込んで、本処理の中でバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒを算出しても良い。
【０１７９】
次に、前記実施の形態１のステップＳ１０４（図２）と同様にして、負荷率ｅｋｌｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本燃料噴射時期マップにより基本燃料噴射時期θａｉｎｊを算出する（Ｓ４０４）。そして前記ステップＳ１０６（図２）と同様にして吸入空気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥとから吸気ポート１６における吸気圧Ｐｉを算出する（Ｓ４０６）。
【０１８０】
次にエンジン冷却水温ＴＨＷが低温基準値ＴＨＷＬ以下か否かが判定される（Ｓ４０８）。この低温基準値ＴＨＷＬは、エンジン温度が低いことにより既燃ガス中のスモーク量が多くなって、吸気系に既燃ガスの吹き返しがあった場合に、吸気ポート吹き返しスモーク量が大きくなる程度を判定するために設けた判定値である。
【０１８１】
ここでＴＨＷ＞ＴＨＷＬであれば（Ｓ４０８で「ＮＯ」）、次に燃料噴射時期制御処理の一部である燃料噴射時期減衰処理（Ｓ４５０：図２０）が実行される。
【０１８２】
燃料噴射時期減衰処理（図２０）では、まず噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ４５２）。噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊはスモーク量抑制のために噴射時期補正が実行されていることを示すフラグであるが、初期設定においてはＦｉｎｊ＝「ＯＦＦ」である。このことから（Ｓ４５２で「ＮＯ」）、図１９の処理に戻り、燃料噴射時期θｉｎｊにステップＳ４０４にて求められている基本燃料噴射時期θａｉｎｊを設定する（Ｓ４２４）。そしてこの燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされ（Ｓ４２０）、一旦本処理を終了する。
【０１８３】
一方、ＴＨＷ≦ＴＨＷＬであれば（Ｓ４０８で「ＹＥＳ」）、吸気圧Ｐｉが低吸気圧基準値ＰＬ以下か否かが判定される（Ｓ４１０）。この低吸気圧基準値ＰＬは、吸気圧Ｐｉが低いことにより吸気系への既燃ガスの吹き返し量が大きくなる程度を判定するために設けた判定値である。
【０１８４】
ここでＰｉ＞ＰＬであれば（Ｓ４１０で「ＮＯ」）、次に噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４２２）、燃料噴射時期θｉｎｊに基本燃料噴射時期θａｉｎｊを設定する（Ｓ４２４）。そしてこの燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされ（Ｓ４２０）、一旦本処理を終了する。
【０１８５】
一方、Ｐｉ≦ＰＬであれば（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、次にエンジン回転数ＮＥが低回転数基準値ＮＥＬ以下か否かが判定される（Ｓ４１２）。この低回転数基準値ＮＥＬは、エンジン回転数ＮＥが低いことにより吸気系への既燃ガスの吹き返し量が大きくなる程度を判定するために設けた判定値である。
【０１８６】
ここでＮＥ＞ＮＥＬであれば（Ｓ４１２で「ＮＯ」）、噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４２２）、燃料噴射時期θｉｎｊに基本燃料噴射時期θａｉｎｊを設定し（Ｓ４２４）、燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされ（Ｓ４２０）、一旦本処理を終了する。
【０１８７】
上述のごとく、Ｆｉｎｊ＝「ＯＦＦ」の状態で、ＴＨＷ＞ＴＨＷＬ（Ｓ４０８で「ＮＯ」）、Ｐｉ＞ＰＬ（Ｓ４１０で「ＮＯ」）、又はＮＥ＞ＮＥＬであれば（Ｓ４１２で「ＮＯ」）、吸気ポート吹き返しスモーク量を抑制するための噴射時期補正は実行されない。
【０１８８】
ＮＥ≦ＮＥＬと判定された場合、すなわちＴＨＷ≦ＴＨＷＬ（Ｓ４０８で「ＹＥＳ」）、Ｐｉ≦ＰＬ（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、及びＮＥ≦ＮＥＬであった場合には（Ｓ４１２で「ＹＥＳ」）、次に噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊに「ＯＮ」を設定する（Ｓ４１４）。
【０１８９】
そして燃料噴射モード、基本燃料噴射時期θａｉｎｊ及びバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒに基づいて、予め実験により作成してあるマップにより燃料噴射時期補正値θｏｖｒが求められる（Ｓ４１６）。この燃料噴射時期補正値θｏｖｒのマップは図２１に傾向を示すごとくである。すなわち吸気行程噴射時にはバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが長くなるほど大きく遅角補正（θｏｖｒ≦０）されるように、圧縮行程噴射時にはバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが長くなるほど大きく進角補正（θｏｖｒ≧０）されるように、予め実験やモデル計算にて設定されている。これはバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが長くなれば、燃焼室１０を介して排気系（排気ポート３２や排気通路３６）に流れ出した既燃ガスが再度、吸気系（吸気ポート１６や吸気通路２０）側に流入する程度が高まるからである。そして、これをピストン頂面６ａの液体燃料付着量の低下によってスモーク量を抑制することにより対処するものである。
【０１９０】
このように燃料噴射時期補正値θｏｖｒが算出されると、次式６に示すごとく、基本燃料噴射時期θａｉｎｊを燃料噴射時期補正値θｏｖｒにより補正することで、燃料噴射時期θｉｎｊが算出される（Ｓ４１８）。
【０１９１】
【数６】
θｉｎｊ ← θａｉｎｊ ＋ θｏｖｒ … ［式６］
そしてこの燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされ（Ｓ４２０）、一旦本処理を終了する。この結果として、吹き返す既燃ガスに乗って吸気系に侵入するスモーク量は少なくなり、吸気系のスモーク汚損を効果的に抑制できる。
【０１９２】
このようにして燃料噴射時期補正値θｏｖｒにより基本燃料噴射時期θａｉｎｊが補正されている状態からステップＳ４０８，Ｓ４１０，Ｓ４１２のいずれかの条件が満足されなくなった場合を説明する。ここでＰｉ＞ＰＬ（Ｓ４１０で「ＮＯ」）あるいはＮＥ＞ＮＥＬ（Ｓ４１２で「ＮＯ」）となった場合には、噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊは「ＯＦＦ」に戻される（Ｓ４２２）。そして燃料噴射時期θｉｎｊに基本燃料噴射時期θａｉｎｊを設定し（Ｓ４２４）、燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされて（Ｓ４２０）、一旦本処理を終了する。このことにより燃料噴射時期補正値θｏｖｒによる補正はなされなくなる。
【０１９３】
燃料噴射時期補正値θｏｖｒにより基本燃料噴射時期θａｉｎｊが補正されている状態から、ＴＨＷ＞ＴＨＷＬ（Ｓ４０８で「ＮＯ」）となった場合には、燃料噴射時期補正減衰処理（図２０）にては、最初はＦｉｎｊ＝「ＯＮ」である（Ｓ４５２で「ＹＥＳ」）。したがって次に燃料噴射時期補正値θｏｖｒの絶対値に対して減衰値ｄθ分の減少が行われる（Ｓ４５４）。すなわち吸気行程噴射時であってθｏｖｒ≦０である場合には、次式７に示すごとく減衰値ｄθが加算される。
【０１９４】
【数７】
θｏｖｒ ← θｏｖｒ ＋ ｄθ … ［式７］
圧縮行程噴射時であってθｏｖｒ≧０である場合には、次式８に示すごとく減衰値ｄθが減算される。
【０１９５】
【数８】
θｏｖｒ ← θｏｖｒ − ｄθ … ［式８］
ここで減衰値ｄθは、燃料噴射時期補正値θｏｖｒを制御周期毎に徐々に減衰させて消滅させるための値である。尚、燃料噴射時期補正値θｏｖｒの絶対値がｄθより小さい場合には、燃料噴射時期補正値θｏｖｒには「０」を設定する。
【０１９６】
前記式７又は前記式８にて燃料噴射時期補正値θｏｖｒの絶対値が減少されると、次に燃料噴射時期補正値θｏｖｒが「０」か否かが判定される（Ｓ４５６）。θｏｖｒ≠「０」であれば（Ｓ４５６で「ＮＯ」）、前記式６と同じ処理にて基本燃料噴射時期θａｉｎｊを燃料噴射時期補正値θｏｖｒにより補正することで、燃料噴射時期θｉｎｊが算出される（Ｓ４６０）。
【０１９７】
そして図１９のステップＳ４２０にて燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされて、一旦本処理を終了する。このことにより減衰された燃料噴射時期補正値θｏｖｒにより補正された燃料噴射時期θｉｎｊによる燃料噴射が実行される。
【０１９８】
以後、ＴＨＷ＞ＴＨＷＬ（Ｓ４０８で「ＮＯ」）であって、ステップＳ４５４の計算にて燃料噴射時期補正値θｏｖｒ≠０である限りは（Ｓ４５６で「ＮＯ」）、次第に減衰される燃料噴射時期補正値θｏｖｒにより補正された燃料噴射時期θｉｎｊにて燃料噴射が実行される。
【０１９９】
そしてθｏｖｒ＝０となると（Ｓ４５６にて「ＹＥＳ」）、噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊが「ＯＦＦ」に戻される（Ｓ４５８）。したがって、次の制御周期では、ステップＳ４０８で「ＮＯ」、そしてステップＳ４５２では「ＮＯ」と判定されて、ステップＳ４２４が実行されるようになる。このため吸気ポート吹き返しスモーク量抑制のための燃料噴射時期補正はされなくなる。
【０２００】
上述した構成において、吸排気バルブ２ａ，２ｂのバルブタイミングを読み込んでバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒを計算している処理がバルブオーバラップ検出手段としての処理に相当する。燃料噴射時期制御処理（図１９，２０）がスモーク吹き返し状態判定手段及び燃料噴射時期補正手段としての処理に相当する。
【０２０１】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１にて述べたごとく、吸気バルブ２ａ及び排気バルブ２ｂが可変動弁系として構成されていることによりエンジン運転状態に応じてバルブタイミングを調節している場合においては、バルブオーバラップ期間が長くても常に吸気系のスモーク汚損のおそれがあるとは限らない。すなわち吸気系に吹き返すスモーク量が少ない時には、バルブオーバラップ期間によらず吸気系のスモーク汚損は問題ないが、吸気系に吹き返すスモーク量が多い運転状態となるとバルブオーバラップ期間に応じて吸気系のスモーク汚損のおそれが出てくる。
【０２０２】
したがって圧縮行程噴射時に、低エンジン温度、低吸気圧、低エンジン回転数（Ｓ４０８、Ｓ４１０、Ｓ４１２で「ＹＥＳ」）である場合に吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定し、バルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが長くなるほど燃料噴射時期を大きく進角補正している。このことにより的確に吸気系のスモーク汚損を抑制できるとともに、限定された条件下に吸気系の汚損抑制のための進角補正をしているのでエンジン性能を高い状態に維持し易くなる。
【０２０３】
更に吸気行程噴射時についても、低エンジン温度、低吸気圧、低エンジン回転数（Ｓ４０８、Ｓ４１０、Ｓ４１２で「ＹＥＳ」）では、バルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが長くなるほど燃料噴射時期を大きく遅角補正している。このことにより吸気行程噴射時においても、的確に吸気系のスモーク汚損を抑制できるとともに、限定された条件下に吸気系の汚損抑制のための遅角補正をしているので、エンジン性能を高い状態に維持し易くなる。
【０２０４】
（ロ）．エンジン冷却水温ＴＨＷが上昇して低温基準値ＴＨＷＬより高くなった場合には、燃料噴射時期の補正を直ちに停止するのではなく、徐々に補正量を減衰している。このため冷間時からエンジン温度上昇により燃料噴射時期の補正を停止する状態となった時の燃料噴射時期急変によるショックを防止することができる。
【０２０５】
［実施の形態５］
本実施の形態では、燃料噴射時期補正減衰処理（図２０）の代わりに、図２２に示す燃料噴射時期補正減衰処理を実行する点が前記実施の形態４と異なる。他の構成は前記実施の形態４と同じである。
【０２０６】
燃料噴射時期補正減衰処理（図２２）について説明する。本処理は前記実施の形態４にて説明したごとく、燃料噴射時期制御処理（図１９）にてエンジン冷却水温ＴＨＷ＞低温基準値ＴＨＷＬ（Ｓ４０８で「ＮＯ」）と判定された場合に実行される。
【０２０７】
まず噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ５０２）。初期設定においてはＦｉｎｊ＝「ＯＦＦ」であることから（Ｓ５０２で「ＮＯ」）、図１９の処理に戻り、燃料噴射時期θｉｎｊにステップＳ４０４にて求められている基本燃料噴射時期θａｉｎｊを設定する（Ｓ４２４）。そして、この燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされ（Ｓ４２０）、一旦本処理を終了する。
【０２０８】
燃料噴射時期補正値θｏｖｒによる燃料噴射時期補正がなされている状態から、ＴＨＷ＞ＴＨＷＬ（Ｓ４０８で「ＮＯ」）となった場合には、燃料噴射時期補正減衰処理（図２２）にては、最初はＦｉｎｊ＝「ＯＮ」であるので（Ｓ５０２で「ＹＥＳ」）、次式９により減衰補正値θｘが算出される（Ｓ５０４）。
【０２０９】
【数９】
θｘ ← θｏｖｒ×（ＴＨＷｈ−ＴＨＷ）／（ＴＨＷｈ−ＴＨＷＬ） … ［式９］
ここで高温判定温度ＴＨＷｈは、低温基準値ＴＨＷＬよりも高いエンジン冷却水温度として設定され、燃料噴射弁１２からの噴射燃料の気化、及びピストン頂面６ａの付着燃料の気化が迅速に行われることにより吸気系への吹き返しスモーク量が問題なくなるエンジン冷却水温である。尚、前記式９は、ＴＨＷ≧ＴＨＷｈとなると、以後、減衰補正値θｘには「０」を設定する。
【０２１０】
当初は、エンジン冷却水温ＴＨＷは低温基準値ＴＨＷＬよりわずかに高くなった状態であるので、前記式９により、減衰補正値θｘは燃料噴射時期補正値θｏｖｒより絶対値としてわずかに小さい値に設定される。
【０２１１】
次にθｘ＝「０」か否かが判定される（Ｓ５０６）。θｘ≠「０」であれば（Ｓ５０６で「ＮＯ」）、次式１０により基本燃料噴射時期θａｉｎｊを減衰補正値θｘにより補正することで、燃料噴射時期θｉｎｊが算出される（Ｓ５１０）。
【０２１２】
【数１０】
θｉｎｊ ← θａｉｎｊ ＋ θｘ … ［式１０］
そして図１９のステップＳ４２０にて燃料噴射時期θｉｎｊに基づいて実際の燃料噴射時期の設定がなされて、一旦本処理を終了する。このことによりエンジン冷却水温ＴＨＷの上昇に対応して減衰された減衰補正値θｘによる燃料噴射時期補正がなされる。
【０２１３】
以後の制御周期では、エンジン冷却水温ＴＨＷが上昇する毎に、前記式９にて算出される減衰補正値θｘの絶対値は小さくなるので、減衰補正値θｘ≠０である限りは（Ｓ５０６で「ＮＯ」）、次第に減衰される減衰補正値θｘにより燃料噴射時期補正がなされる。
【０２１４】
そしてステップＳ５０４の処理にてθｘ＝０となると（Ｓ５０６にて「ＹＥＳ」）、噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊが「ＯＦＦ」に戻される（Ｓ５０８）。したがって、次の制御周期では、ステップＳ５０２では「ＮＯ」と判定されて、図１８のステップＳ４２４が実行されるようになる。このため吸気ポート吹き返しスモーク量抑制のための燃料噴射時期補正はなされなくなる。
【０２１５】
上述した構成において、燃料噴射時期制御処理（図１９，２２）がスモーク吹き返し状態判定手段及び燃料噴射時期補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態５によれば、以下の効果が得られる。
【０２１６】
（イ）．前記実施の形態４の（イ）の効果を生じる。
（ロ）．エンジン冷却水温ＴＨＷの上昇に応じて燃料噴射時期の補正も減衰させているので、燃料噴射時期をよりエンジン運転状態に適合するものとでき、エンジンショックを防止することができる。
【０２１７】
［実施の形態６］
本実施の形態では、燃料噴射時期制御処理（図１９，２２）の代わりに、図２３，２４に示す燃料噴射時期制御処理を実行する点が前記実施の形態５と異なる。他の構成は前記実施の形態５と同じである。又、図２３におけるステップＳ６０２〜Ｓ６２２までは、図１９におけるステップＳ４０２〜Ｓ４２２と同じ処理である。異なるのは、ステップＳ６２２の直後に後述する補正量θｙに「０」を設定する処理（Ｓ６２３）が実行される点である。そして、図１９のステップＳ４２４の処理の代わりにステップＳ６２４では次式１１の処理にて燃料噴射時期θｉｎｊが算出される点である。
【０２１８】
【数１１】
θｉｎｊ ← θａｉｎｊ ＋ θｙ … ［式１１］
燃料噴射時期補正減衰処理（図２４）が図２２と異なる点は、最初に燃料噴射モード及び低温基準値ＴＨＷＬからのエンジン冷却水温ＴＨＷの上昇に対応するバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒの増加に応じた補正量θｙの算出が行われる点である。又、図２２のステップＳ５１０の燃料噴射時期θｉｎｊ算出の代わりに、次式１２の処理にて燃料噴射時期θｉｎｊが算出される点である。
【０２１９】
【数１２】
θｉｎｊ ← θａｉｎｊ ＋ θｘ ＋ θｙ … ［式１２］
尚、ＥＣＵにて実行されているバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒの設定は、冷間時においては暖機後よりは小さくされている。そしてエンジン冷却水温ＴＨＷの上昇と共にバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒは通常の大きさまで増加されることになる。
【０２２０】
したがってＴＨＷ≦ＴＨＷＬでのバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒでは吸気系への吹き返しスモーク量は問題ない状態でも、エンジン冷却水温ＴＨＷが低温基準値ＴＨＷＬよりも高くなることによりバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒが増加するので、吹き返しスモーク量が問題化するおそれがある。このバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒの増大に対処するために補正量θｙが設けられている。
【０２２１】
したがってステップＳ６１８の処理にて燃料噴射時期補正値θｏｖｒにより燃料噴射時期補正がなされていた状態から、ＴＨＷ＞ＴＨＷＬとなることにより（Ｓ６０８で「ＮＯ」）、燃料噴射時期補正減衰処理（図２４）が実行されると補正量θｙが機能することになる。
【０２２２】
すなわち、まず低温基準値ＴＨＷＬからのエンジン冷却水温ＴＨＷの上昇に対応するバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒの増加に応じた補正量θｙの算出が行われる（Ｓ６５１）。この補正量θｙは、燃料噴射モード及びＴＨＷ＞ＴＨＷＬとなった後のバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒに基づいて、実験やモデル計算により作成している図２５に示すごとくのマップから算出される。
【０２２３】
この時、Ｆｉｎｊ＝「ＯＮ」であるので（Ｓ６５２で「ＹＥＳ」）、次に前記式９に示したごとく減衰補正値θｘを算出し（Ｓ６５４）、減衰補正値θｘ≠「０」であれば（Ｓ６５６で「ＮＯ」）、前記式１２の計算が実行される（Ｓ６６０）。したがって、燃料噴射時期θｉｎｊには減衰補正値θｘとバルブオーバラップ期間増加に伴う補正量θｙとによる補正が加えられることになる。
【０２２４】
以後、エンジン冷却水温ＴＨＷの上昇と共に、減衰補正値θｘは減衰してゆくが、補正量θｙは増加してゆく。そして減衰補正値θｘ＝「０」となると（Ｓ６５６で「ＹＥＳ」）、噴射時期補正実行フラグＦｉｎｊには「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ６５８）。そして次に行われる前記式１２の計算ではθｘ＝「０」であるので実質的に補正量θｙのみの燃料噴射時期補正となる（Ｓ６６０）。
【０２２５】
次の制御周期では、ステップＳ６０８で「ＮＯ」、そして補正量θｙが算出された（Ｓ６５１）後に、ステップＳ６５２で「ＮＯ」と判定され、ステップＳ６２４が実行される。ここでは前記式１１により、補正量θｙのみの燃料噴射時期補正がなされる。したがって以後も、エンジン冷却水温ＴＨＷの上昇に応じた分のバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒに対応する補正量θｙは、燃料噴射時期θｉｎｊに反映されることになる。
【０２２６】
上述した構成において、燃料噴射時期制御処理（図２３，２４）がスモーク吹き返し状態判定手段及び燃料噴射時期補正手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態６によれば、以下の効果が得られる。
【０２２７】
（イ）．前記実施の形態５の（イ）、（ロ）の効果を生じる。
（ロ）．ここではエンジン冷却水温ＴＨＷの上昇に応じてバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒを増加しているため、エンジン冷却水温ＴＨＷの上昇後に大量の既燃ガスが吸気系に吹き込むおそれがある。したがってエンジン冷却水温ＴＨＷの上昇に伴うバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒの増加に対応して燃料噴射時期を補正することで、より的確に吸気系のスモーク汚損を抑制できる。
【０２２８】
［その他の実施の形態］
（ａ）．図１のエンジン２は、吸気用可変動弁機構４３と排気用可変動弁機構４５とを用いたが、いずれか一方を用いて、バルブオーバラップ期間を調節するシステムとして構成したエンジンでも良い。
【０２２９】
（ｂ）．前記各実施の形態ではエンジン温度として、エンジン冷却水温ＴＨＷを用いたが、この代わりにエンジンオイルの温度を用いても良い。又、エンジンの燃焼室内温度やピストン頂面温度をエンジンの運転状態から推定計算して用いても良い。
【０２３０】
（ｃ）．図１におけるエンジン２は４気筒エンジンであったが、他の気筒数のエンジンである場合には、各制御処理の割り込み周期が異なる。例えば６気筒エンジンの場合は、前記各制御処理は１２０°ＣＡ毎に実行される。
【０２３１】
（ｄ）．前記実施の形態２では補正値θｌｄを車両の走行距離Ｌｄに応じて求めたが、エンジン２のトータルの運転時間に応じて、あるいはエンジン２のトータルの回転回数に応じて補正値θｌｄを求めても良い。
【０２３２】
（ｅ）．前記図１９の処理では、ＴＨＷ＞ＴＨＷＬの場合（Ｓ４０８で「ＮＯ」）のみでなく、更に、Ｐｉ＞ＰＬ（Ｓ４１０で「ＮＯ」）あるいはＮＥ＞ＮＥＬ（Ｓ４１２で「ＮＯ」）の場合にも、ステップＳ４２２の代わりに、燃料噴射時期補正減衰処理（図２０）を実行しても良い。
【０２３３】
（ｆ）．前記実施の形態４〜６においては、ＴＨＷ≦ＴＨＷＬ、Ｐｉ≦ＰＬ及びＮＥ≦ＮＥＬの全ての条件でなく、いずれか１つ又は２つの条件が満足された場合に、燃料噴射モードとバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒとに応じた燃料噴射時期補正値θｏｖｒにより燃料噴射時期を補正するようにしても良い。ただし、図２２，２４の燃料噴射時期補正減衰処理は、少なくもとＴＨＷ≦ＴＨＷＬが満足されることで燃料噴射時期が補正された場合に実行する。
【０２３４】
（ｇ）．ピストン付着燃料量Ｆｐｔｎを求める前記式２の内、液体燃料到達量Ｆｉｎについては、マップで求める代わりに次式１３の関係に基づいて求めても良い。すなわち次式１３の左辺（ピストン頂面６ａの移動距離）と右辺（ピストン方向の液体燃料到達距離）との大小関係を、噴射燃料気化必要時間ｔｖの間、短時間間隔で繰り返し算出し、式１３の関係を満足している時間の長さにより液体燃料到達量Ｆｉｎを求めても良い。
【０２３５】
【数１３】

この式１３は、液体燃料がピストン頂面６ａに到達している時の関係を表している。尚、θ（ｔ）はクランク角の時間変化、Ｖｐ（ＮＥ，θ（ｔ））はピストン６の移動速度、Ｖｓは噴射燃料先端速度、αは噴射角（図１）である。又、噴射燃料気化必要時間（燃料噴射時から液体燃料が完全に気化するまでの時間）ｔｖはエンジン冷却水温ＴＨＷの関数で与えられる。
【０２３６】
（ｈ）．前記実施の形態１では、ＥＣＵ４は、ステップＳ１０２にて読み込んだデータから最終的に補正値θｓｍを求める計算を順次実行した。この代わりに、補正値θｓｍを求めるために用いられている上記データをパラメータとするマップを、予め実施の形態１にて説明した計算により求めてＥＣＵ４内のＲＯＭなどのメモリに格納しておいても良い。したがって補正値θｓｍが必要な場合には、ステップＳ１０２で読み込んだデータに基づいて上記マップから補正値θｓｍを求めることになる。吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔについても同様に実施の形態１にて説明した計算によりマップとして予め構成してＲＯＭなどのメモリに格納しておき、このマップからステップＳ１０２にて読み込んだデータに基づいて吸気ポート吹き返しスモーク量Ｓｍｒｅｔを求めても良い。
【０２３７】
又、「θａｉｎｊ＋θｓｍ」の値自体を、ステップＳ１０２にて読み込んだデータをパラメータとするマップとして予め実施の形態１にて説明した計算にて求めてＥＣＵ４内のＲＯＭなどのメモリに格納しておいても良い。したがって燃料噴射時期θｉｎｊが必要な場合には、ステップＳ１０２で読み込んだデータに基づいて上記マップから燃料噴射時期θｉｎｊを求めることになる。
【０２３８】
前記実施の形態２においても、上述したごとく補正値θｐｔｎ、スモーク量Ｓｍｐｔｎあるいは燃料噴射時期θｉｎｊを実施の形態２にて説明した計算によりマップ化して、このマップからステップＳ２０２にて読み込んだデータに基づいて求めても良い。同様に補正値θｐｔｎと補正値θｌｄとを一つにした補正値マップを、予め補正値θｐｔｎ及び補正値θｌｄを求めるために用いられている各データをパラメータとして実施の形態２にて説明した計算により求めてＥＣＵ４内のＲＯＭなどのメモリに格納しておいても良い。そして必要時にステップＳ２０２にて読み込んだデータに基づいて補正値θｐｔｎと補正値θｌｄとを一つにした補正値を上記マップから求めて用いても良い。
【０２３９】
前記実施の形態３においても、上述したごとく補正値θｔｈｗ、θｎｅ、θｔｈｗ＋θｎｅ、あるいは燃料噴射時期θｉｎｊを実施の形態３にて説明した計算によりマップ化して、このマップからステップＳ３０２にて読み込んだデータに基づいて求めても良い。
【０２４０】
前記実施の形態４，５，６においても、上述したごとく補正値θｏｖｒあるいは燃料噴射時期θｉｎｊを実施の形態４，５，６にて説明した計算によりマップ化して、このマップからステップＳ４０２，Ｓ６０２にて読み込んだデータに基づいて求めても良い。
【０２４１】
上述したごとくマップ処理により各実施の形態を構成することで、ＥＣＵに対する負荷を抑制できる。このためＥＣＵに用いるＣＰＵなどの演算装置に安価なものを利用できたり、処理を迅速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の筒内噴射式エンジン及びＥＣＵの概略系統図。
【図２】上記ＥＣＵが実行する燃料噴射時期制御処理のフローチャート。
【図３】実施の形態１の燃料噴射時期補正処理を説明するための燃料噴射時期とスモーク濃度Ｓｍｄｔｙとの関係を示すグラフ。
【図４】実施の形態２の燃料噴射時期制御処理のフローチャート。
【図５】燃料圧力Ｐｆの違いによる噴射燃料とピストン頂面との位置関係を示すタイミングチャート。
【図６】エンジン冷却水温ＴＨＷの違いによる噴射燃料とピストン頂面との位置関係を示すタイミングチャート。
【図７】エンジン回転数ＮＥの違いによる噴射燃料とピストン頂面との位置関係を示すタイミングチャート。
【図８】燃料噴射モード毎に基本燃料噴射時期θａｉｎｊと燃料圧力Ｐｆとに基づいて基本到達量Ｆ０を求めるマップの構成説明図。
【図９】燃料噴射モード毎に基本燃料噴射時期θａｉｎｊとエンジン冷却水温ＴＨＷとに基づいて温度補正係数ｋｔｈｗを求めるマップの構成説明図。
【図１０】燃料噴射モード毎に基本燃料噴射時期θａｉｎｊとエンジン回転数ＮＥとに基づいて回転数補正係数ｋｎｅを求めるマップの構成説明図。
【図１１】燃料噴射時間Ｔｉｎｊから噴射時間補正係数ｋｉｎｊを求めるマップの構成説明図。
【図１２】基本燃料噴射時期θａｉｎｊとエンジン冷却水温ＴＨＷとに基づいて燃料気化量Ｆｏｕｔを求めるマップの構成説明図。
【図１３】実施の形態２の燃料噴射時期補正処理を説明するための燃料噴射時期とスモーク量Ｓｍｐｔｎとの関係を示すグラフ。
【図１４】走行距離Ｌｄに基づいて補正値θｌｄを算出するマップの構成説明図。
【図１５】実施の形態３の燃料噴射時期制御処理のフローチャート。
【図１６】燃料噴射モード毎に基本燃料噴射時期θａｉｎｊとエンジン冷却水温ＴＨＷとに基づいて補正値θｔｈｗを求めるマップの構成説明図。
【図１７】燃料噴射モード毎に基本燃料噴射時期θａｉｎｊとエンジン回転数ＮＥとに基づいて補正値θｎｅを求めるマップの構成説明図。
【図１８】実施の形態３の燃料噴射時期補正処理を説明するための燃料噴射時期とスモーク濃度Ｓｍｄｔｙとの関係を示すグラフ。
【図１９】実施の形態４の燃料噴射時期制御処理のフローチャート。
【図２０】実施の形態４の燃料噴射時期補正減衰処理のフローチャート。
【図２１】燃料噴射モード毎に基本燃料噴射時期θａｉｎｊとバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒとに基づいて燃料噴射時期補正値θｏｖｒを求めるマップの構成説明図。
【図２２】実施の形態５の燃料噴射時期補正減衰処理のフローチャート。
【図２３】実施の形態６の燃料噴射時期制御処理のフローチャート。
【図２４】実施の形態６の燃料噴射時期補正減衰処理のフローチャート。
【図２５】燃料噴射モード毎に基本燃料噴射時期θａｉｎｊとバルブオーバラップ期間Ｌｏｖｒとに基づいて補正量θｙを求めるマップの構成説明図。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…吸気バルブ、２ｂ…排気バルブ、４…ＥＣＵ、６…ピストン、６ａ…ピストン頂面、１０…燃焼室、１２…燃料噴射弁、１４…点火プラグ、１６…吸気ポート、２０…吸気通路、２２…サージタンク、２４…モータ、２６…スロットルバルブ、２８…スロットル開度センサ、３０…吸入空気量センサ、３２…排気ポート、３６…排気通路、３８…排気浄化触媒、４０…燃料圧力センサ、４２…吸気カム、４３…吸気用可変動弁機構、４３ａ…ストロークセンサ、４４…排気カム、４５…排気用可変動弁機構、４５ａ…ストロークセンサ、４６…アクセルペダル、４８…アクセル開度センサ、５０…エンジン回転数センサ、５２…基準クランク角センサ、５４…冷却水温センサ、５６…空燃比センサ、５８…走行距離メータ。

Claims (44)

1. 燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、
   エンジンの運転状態に基づいて燃焼室内から吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出する吹き返し量算出手段と、
   該吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段と、
   を備えたことを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
2. 請求項１において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
3. 燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、
   エンジンの運転状態に基づいて燃焼室内から吸気系への既燃ガスの吹き返し量を算出する吹き返し量算出手段と、
   該吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量に基づいて、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正する燃料噴射時期補正手段と、
   を備えたことを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジンの運転状態に基づいて既燃ガスのスモーク濃度を求め、該スモーク濃度と、前記吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量とに基づいて燃料噴射時期を補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
5. 請求項４において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記スモーク濃度と、前記吹き返し量算出手段にて算出された既燃ガスの吹き返し量とに基づいて吸気系へのスモークの吹き返し量を求め、該スモークの吹き返し量が基準範囲となるように燃料噴射時期を補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
7. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、吸気圧に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
8. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、排気バルブの閉弁時期及び吸気バルブの開弁時期に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
9. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、エンジン回転数に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
10. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間及び吸気圧に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
11. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間、吸気圧及びエンジン回転数に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
12. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、排気バルブの閉弁時期、吸気バルブの開弁時期及び吸気圧に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
13. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記吹き返し量算出手段は、排気バルブの閉弁時期、吸気バルブの開弁時期、吸気圧及びエンジン回転数に応じて前記吹き返し量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
14. 請求項６，８，１０〜１３のいずれかにおいて 前記吹き返し量算出手段は、バルブオーバラップ期間が長くなるほど前記吹き返し量を大きく算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
15. 請求項７，１０〜１３のいずれかにおいて 前記吹き返し量算出手段は、吸気圧が低くなるほど前記吹き返し量を大きく算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
16. 請求項９，１１，１３のいずれかにおいて 前記吹き返し量算出手段は、エンジン回転数が低くなるほど前記吹き返し量を大きく算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
17. 燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、
    エンジンの運転状態に基づいて既燃ガス中のスモーク量を表す物理量あるいは該スモーク量を反映する物理量を算出するスモーク物理量算出手段と、
    圧縮行程期間に燃料噴射時期が存在する場合には、前記スモーク物理量算出手段にて算出された物理量に基づいて燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段と、
    を備えたことを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
18. 請求項１７において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記スモーク物理量算出手段にて算出された物理量に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
19. 請求項１７又は１８において、前記スモーク物理量算出手段は、前記物理量として、エンジンの運転状態に基づいて燃料噴射に伴うピストン頂面への燃料付着量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
20. 請求項１７〜１９のいずれかにおいて、前記スモーク物理量算出手段は、燃料噴射圧力に応じて前記物理量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
21. 請求項２０において、前記スモーク物理量算出手段は、燃料噴射圧力が高いほど前記物理量を大きく算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
22. 請求項１７〜１９のいずれかにおいて、前記スモーク物理量算出手段は、エンジン回転数に応じて前記物理量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
23. 請求項２２において、前記スモーク物理量算出手段は、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には、エンジン回転数が高いほど前記物理量を大きく算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
24. 請求項２２において、前記スモーク物理量算出手段は、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には、エンジン回転数が低いほど前記物理量を大きく算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
25. 請求項１７〜１９のいずれかにおいて、前記スモーク物理量算出手段は、エンジン温度に応じて前記物理量を算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
26. 請求項２５において、前記スモーク物理量算出手段は、エンジン温度が低いほど前記物理量を大きく算出することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
27. 燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、
    圧縮行程期間に燃料噴射時期が存在する場合には、エンジン温度に基づいて燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段を備えたことを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
28. 請求項２７において、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
29. 燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、
    圧縮行程期間に燃料噴射時期が存在する場合には、エンジン温度及びエンジン回転数に基づいて燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段を備えたことを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
30. 請求項２９において、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度及びエンジン回転数に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
31. 請求項２７〜３０のいずれかにおいて、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度が低いほど燃料噴射時期を大きく補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
32. 請求項２７〜３１のいずれかにおいて、前記燃料噴射時期補正手段は、圧縮行程期間に噴射時期が存在する場合には、エンジン回転数が高いほど燃料噴射時期を大きく進角補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
33. 請求項２７〜３１のいずれかにおいて、前記燃料噴射時期補正手段は、吸気行程期間に噴射時期が存在する場合には、エンジン回転数が低いほど燃料噴射時期を大きく遅角補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
34. エンジンの運転状態に応じてバルブタイミングを調節する可変動弁系を備えるとともに燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、
    バルブオーバラップ期間を検出するバルブオーバラップ検出手段と、
    吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態か否かを判定するスモーク吹き返し状態判定手段と、
    圧縮行程期間に燃料噴射時期が存在する時に、前記スモーク吹き返し状態判定手段にて吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合には、前記バルブオーバラップ検出手段にて検出されたバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を進角補正する燃料噴射時期補正手段と、
    を備えたことを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
35. 請求項３４において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記スモーク吹き返し状態判定手段にて吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合には、前記バルブオーバラップ検出手段にて検出されたバルブオーバラップ期間に基づいて、圧縮行程期間に噴射時期が存在する時には燃料噴射時期を進角補正するとともに、吸気行程期間に噴射時期が存在する時には燃料噴射時期を遅角補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
36. エンジンの運転状態に応じてバルブタイミングを調節する可変動弁系を備えるとともに燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置であって、
    バルブオーバラップ期間を検出するバルブオーバラップ検出手段と、
    吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態か否かを判定するスモーク吹き返し状態判定手段と、
    吸気行程期間に燃料噴射時期が存在する時に、前記スモーク吹き返し状態判定手段にて吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定された場合には、前記バルブオーバラップ検出手段にて検出されたバルブオーバラップ期間に基づいて燃料噴射時期を遅角補正する燃料噴射時期補正手段と、
    を備えたことを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
37. 請求項３４〜３６のいずれかにおいて 前記燃料噴射時期補正手段は、バルブオーバラップ期間が長くなるほど燃料噴射時期を大きく補正することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
38. 請求項３４〜３７のいずれかにおいて、前記スモーク吹き返し状態判定手段は、低回転、低吸気圧及び低エンジン温度の内の１つ又は２つ以上の条件が成立した場合に、吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
39. 請求項３８において、前記燃料噴射時期補正手段は、前記スモーク吹き返し状態判定手段にて低エンジン温度の条件成立により吸気系へのスモークの吹き返し量が多くなるエンジン運転状態であると判定されたことで燃料噴射時期を補正した時には、エンジン温度の上昇に応じて燃料噴射時期に対する補正を徐々に小さくすることを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
40. 請求項３８又は３９において、前記燃料噴射時期補正手段は、エンジン温度の上昇に応じてバルブオーバラップ期間が増加した場合には該バルブオーバラップ期間の増加に応じて前記補正を大きくする処理を加えることを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
41. 請求項１〜１６のいずれかにおける前記吹き返し量算出手段と前記燃料噴射時期補正手段との処理を予め実行することによって得られているエンジンの運転状態をパラメータとする燃料噴射時期の補正値あるいは補正後の燃料噴射時期のマップを用いて、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
42. 請求項１７〜２６のいずれかにおける前記スモーク物理量算出手段と前記燃料噴射時期補正手段との処理を予め実行することによって得られているエンジンの運転状態をパラメータとする燃料噴射時期の補正値あるいは補正後の燃料噴射時期のマップを用いて、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
43. 請求項２７〜３３のいずれかにおける前記燃料噴射時期補正手段の処理を予め実行することによって得られているエンジンの運転状態をパラメータとする燃料噴射時期の補正値あるいは補正後の燃料噴射時期のマップを用いて、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。
44. 請求項３４〜４０のいずれかにおける前記バルブオーバラップ検出手段、前記スモーク吹き返し状態判定手段及び前記燃料噴射時期補正手段の処理を予め実行することによって得られているエンジンの運転状態をパラメータとする燃料噴射時期の補正値あるいは補正後の燃料噴射時期のマップを用いて、筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期を制御することを特徴とする筒内噴射型エンジンの燃料噴射時期制御装置。

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