JP2006299917A - 内燃機関の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタおよび少なくとも吸気バルブの開閉タイミングが変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関において、デポジットの付着を低減することのできる内燃機関の制御方法を提供する。
【解決手段】 筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２、および少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構７０を備えた内燃機関において、吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射比率または燃料噴射量が所定値未満のときは、吸気バルブ６５の開きタイミングを上死点近傍に制限するように、要求進角度に対して所定角度遅角させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関の制御方法に関し、より詳しくは、筒内に向けて燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタおよび少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構を備えたデュアル噴射型内燃機関の制御方法に関する。

一般に、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタと吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタとを備え，機関の運転状態に応じてこれらのインジェクタを切替え使用することにより、例えば低負荷運転領域での成層燃焼と高負荷運転領域での均質燃焼を実現させたり、両者を噴射比率を変えつつ同時に使用して、燃費特性や出力特性の改善を図った、いわゆるデュアル噴射型内燃機関が知られている。

また、内燃機関では種々の運転条件に対応して出力特性や排気特性、さらにはドライバビリティ等の各種性能を適正化させるために、機関の吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構を備えているものもある。

ところで、このような筒内噴射用インジェクタを備えた機関では、インジェクタから噴射された燃料の一部がピストンに付着し、そのピストン付着燃料が燃焼する際に、その燃料の中心部分の燃料が蒸し焼き状態となって粒子状物質が生成され易いことが知られている。このように燃焼室で生成された粒子状物質は、例えば、バルブオーバラップが大きい運転状態における既燃ガスの吸気系への吹き返しにより、吸気ポート内のブローバイガス等によるオイル成分と結びつき、吸気通路噴射用インジェクタより下流の吸気ポート壁面や吸気バルブにデポジットとして付着し堆積し易い。このようなデポジットの堆積が大量になると、インジェクタから噴射された燃料が吸着されることから、機関性能の低下やドライバビリティの悪化を引起し、最悪の場合には機関停止に繋がることも起こり得る。

そこで、非特許文献１に記載の技術が提案されている。この非特許文献１に記載の技術は、ポート噴射インジェクタと直噴インジェクタとを備えたエンジンにおいて、ポートデポジットの付着を排気温度センサの検出による温度の変化により推測し、ポートデポジットの付着ありと推測された際には、ポート噴射に切り替えるか、またはポート噴射比率を増大して、ポートデポジットを洗浄するようにしている。

発明協会公開技報、公技番号２００４−５００５１１、発行日２００４−０１−３０

しかしながら、かかる特許文献１に記載の技術は、ポートデポジットの付着を排気温度センサの検出による温度の変化により推測するものであり、デポジットの付着そのものを予防することは困難である。しかも、吸気バルブの開閉タイミングが固定された機関に関するものであり、かかる技術を吸気バルブの開閉タイミングが変更可能な可変動弁機構を備えたデュアル噴射型内燃機関にそのまま適用したとしても、付着したデポジットの洗浄効果を充分に得るのは困難である。すなわち、少なくとも吸気バルブの開閉タイミングが変更可能な可変動弁機構を備えたデュアル噴射型内燃機関にあっては、両インジェクタからの噴射比率または噴射量と吸気バルブの開きタイミングとの関係で、デポジットの洗浄効果の程度が異なり，機関の運転性を損なわずに制御するのは困難であるからである。

そこで、本発明の目的は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタおよび少なくとも吸気バルブの開閉タイミングが変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関において、デポジットの付着を低減することのできる内燃機関の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の一形態に係る内燃機関の制御方法は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタ、および少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関において、前記吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量が所定値未満のときは、前記吸気バルブの開きタイミングを上死点近傍に制限するように、要求進角度に対して所定角度遅角させることを特徴とする。

また、前記内燃機関が排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構をさらに備えるときは、前記排気バルブの閉じタイミングを、前記吸気バルブの遅角に合わせ前記所定角度分遅角させることが好ましい。

上記目的を達成する本発明の他の形態に係る内燃機関の制御方法は、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタ、および少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関において、前記吸気バルブの開きタイミングが少なくとも上死点より前のときには、上死点より後のときに比べ、前記吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量を増大させるように制御することを特徴とする。

ここで、前記吸気バルブの開きタイミングの上死点からの進角量に応じて、前記吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量を増大させるように制御することが好ましい。

本発明の一形態に係る内燃機関の制御方法によれば、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量が所定値未満のときは、吸気バルブの開きタイミングを上死点近傍に制限するように、要求進角度に対して所定角度遅角されるので、燃焼ガスの吸気ポートへの吹き返しが防止される。その結果、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量が所定値未満で少なく、洗浄作用が見込めないときでも、吸気ポート壁面や吸気バルブにデポジットとしての付着が防止される。

ここで、前記内燃機関が排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構をさらに備えるとき、前記排気バルブの閉じタイミングを、前記吸気バルブの遅角に合わせ前記所定角度分遅角させる形態によれば、バルブオーバラップが確保されて内部ＥＧＲが減少するのが防止され、上記の効果に加え、ポンピングロス増大を最小限度に抑えることができ、燃費が低下するのを防止することが可能となる。

また、本発明の他の形態に係る内燃機関の制御方法によれば、吸気バルブの開きタイミングが少なくとも上死点より前のときには、上死点より後のときに比べ、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量が増大するように制御されるので、吸気バルブが上死点より前に開くことにより燃焼ガスが吸気ポートへ吹き返したとしても、吸気通路噴射用インジェクタから増大された燃料噴射比率または燃料噴射量により燃料が噴射されて、デポジットとして付着する前に洗浄され、デポジットの付着が防止される。

また、前記吸気バルブの開きタイミングの上死点からの進角量に応じて、前記吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量が増大される形態によれば、吸気バルブの開きタイミングの上死点からの進角量が大きくなる程、燃焼ガスの吸気ポートへ吹き返し量が多くなるが、その分吸気通路噴射用インジェクタから増大された燃料噴射比率または燃料噴射量により燃料が噴射されるので、より確実にデポジットとして付着する前に洗浄され、デポジットの付着が防止される。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

まず、本発明に係る内燃機関の制御方法が適用されるデュアル噴射型内燃機関の概略構成が示されている図１を参照するに、機関（以下、エンジンとも称す）１は４つの気筒１ａを備えている。各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気マニホルド２を介して共通のサージタンク３に連通されている。サージタンク３は吸気ダクト４を介してエアクリーナ５に連通されている。吸気ダクト４内にはエアフローメータ４ａおよび電動モータ６によって駆動されるスロットル弁７が配置されている。このスロットル弁７はアクセルペダル１０の踏み込みとは独立して吸気ダクト４を開閉制御可能ないわゆる電子制御スロットルである。一方、各気筒１ａは共通の排気マニホルド８を介して排気管に連通され、この排気管には三元触媒コンバータ９が配設されている。

各気筒１ａには、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１と吸気ポートまたは吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２とがそれぞれ設けられている。これらのインジェクタ１１、１２は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各筒内噴射用インジェクタ１１は共通の燃料分配管１３に接続されており、この燃料分配管１３は燃料分配管１３に向けて流通可能な逆止弁１４を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５に接続されている。

図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５の吐出側はスピル電磁弁１５ａを介して高圧燃料ポンプ１５の吸入側に連結されており、このスピル電磁弁１５ａの開度が小さいとき程、高圧燃料ポンプ１５から燃料分配管１３内に供給される燃料量が増大され、スピル電磁弁１５ａが全開にされると、高圧燃料ポンプ１５から燃料分配管１３への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、スピル電磁弁１５ａは電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御される。

一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２は共通の燃料分配管１６に接続されており、燃料分配管１６および高圧燃料ポンプ１５は共通の燃料圧レギュレータ１７を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８は燃料フィルタ１９を介して燃料タンク２０に接続されている。燃料圧レギュレータ１７は低圧燃料ポンプ１８から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８から吐出された燃料の一部を燃料タンク２０に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ１５に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。さらに、図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５と燃料圧レギュレータ１７との間には流通弁２１が設けられている。この流通弁２１は通常開弁されており、この流通弁２１が閉弁されると低圧燃料ポンプ１８から高圧燃料ポンプ１５への燃料供給が停止される。なお、この流通弁２１の開閉は電子制御ユニット３０の出力信号に基づいて制御される。

また、電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備している。エアフローメータ４ａは吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４ａの出力電圧はＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。エンジン１には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８が取付けられ、この水温センサ３８の出力電圧はＡＤ変換器３９を介して入力ポート３５に入力される。

燃料分配管１３には燃料分配管１３内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４０が取付けられ、この燃料圧センサ４０の出力電圧はＡＤ変換器４１を介して入力ポート３５に入力される。触媒９上流の排気マニホルド８には燃焼ガスの空燃比に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２が取付けられ、この空燃比センサ４２の出力電圧はＡＤ変換器４３を介して入力ポート３５に入力される。アクセルペダル１０はその踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４に連係され、アクセル開度センサ４４の出力電圧はＡＤ変換器４５を介して入力ポート３５に入力される。また、入力ポート３５には機関回転数を表す出力パルスを発生する回転数センサ４６が接続されている。電子制御ユニット３０のＲＯＭ３２には、上述のエアフローメータ４ａやアクセル開度センサ４４および回転数センサ４６により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射比率および燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値等が予めマップ化されて記憶されている。

さらに、図２には気筒１ａの側断面図が示されている。図２を参照するに、６１はシリンダブロック、６２は頂面上に凹部６２ａが形成されたピストン、６３はシリンダブロック６１上に固締されたシリンダヘッド、６４はピストン６２とシリンダヘッド６３間に形成された燃焼室、６５は吸気バルブ、６６は排気バルブ、６７は吸気ポート、６８は排気ポート、６９は点火プラグをそれぞれ示している。吸気ポート６７は燃焼室６４内に流入した空気がシリンダ軸線周りの旋回流を発生するように形成されている。凹部６２ａは筒内噴射用インジェクタ１１側に位置するピストン６２の周縁部からピストン６２中央部に向かって延び、また点火プラグ６９の下方において上方に延びるように形成されている。

また、吸気バルブ６５および排気バルブ６６は、それぞれ、吸気バルブ可変動弁機構７０および排気バルブ可変動弁機構７１に連係されている。吸気バルブ可変動弁機構７０および排気バルブ可変動弁機構７１は、吸気バルブ６５、排気バルブ６６をそれぞれ進退駆動する吸気カム、排気カムが形成された吸気カムシャフト、排気カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を不図示の油圧駆動機構により変更可能に構成され、電子制御ユニット３０の信号に基づき、吸気バルブ６５、排気バルブ６６の開閉のタイミングが任意に制御可能に構成されている。従って、例えば電子制御ユニット３０からの信号に基づいて吸気バルブ可変動弁機構７０および／または排気バルブ可変動弁機構７１が作動されると、吸気バルブ６５および／または排気バルブ６６の開閉タイミングが基準角位置から進角および／または遅角制御されることになる。なお、吸気バルブ可変動弁機構７０および排気バルブ可変動弁機構７１の構造は周知であるので、その詳細な説明は省略する。ここで、油圧駆動機構は、油圧が供給されていない初期状態において、吸気バルブ６５では最遅角位置および排気バルブ６６では最進角位置でロックピンにより固定されており、この位置が初期基準角位置として油圧駆動機構が構成されている。なお、このようにすれば、構造および制御が簡略化される。そして、この吸気バルブ可変動弁機構７０および排気バルブ可変動弁機構７１についても、運転状態に応じて適正な進角度や遅角度が上述のＲＯＭ３２に予めマップ化されて保管されている。

ここで、電子制御ユニット３０の出力３６は対応する駆動回路４７を介して、電動モータ６、各筒内噴射用インジェクタ１１、各吸気通路噴射用インジェクタ１２、スピル電磁弁１５ａ、流通弁２１や、吸気バルブ可変動弁機構７０および排気バルブ可変動弁機構７１の油圧駆動機構などに接続されている。

さらに、本実施の形態におけるエンジン１では、例えば、図３に示すようなに運転領域ないしは条件に対応して、筒内噴射用インジェクタ１１と吸気通路噴射用インジェクタ１２とによる噴射比率が定められている。図３において、直噴「１００」％とは、筒内噴射用インジェクタ１１のみから噴射が行なわれる領域であることを意味し、直噴「１００−α」％とは、筒内噴射用インジェクタ１１からの噴射比率（以下、直噴比率と称す）が「１００−α」％、すなわち、吸気通路噴射用インジェクタ１２からの噴射比率が「α」％の領域であることを意味している。本実施の形態におけるエンジン１では、この吸気通路噴射用インジェクタ１２からの噴射比率（以下、ポート噴射比率と称す）「α」は、低・中負荷運転領域の直噴「１００」％のときの「０」％から、全開（ＷＯＴ）に向けて除々に増大する（例えば、「３５」％）ように設定されている。そして、この燃料噴射比率およびそれに対応する燃料噴射量が上述のように運転状態に対応されてマップに保存されている。

次に、上記電子制御ユニット３０により実行される各種制御のうち、燃料噴射制御と共に行われる本発明の第１実施形態に係る吸気バルブの開閉タイミング制御について、以下、図４に示すフローチャートおよび図６（Ａ）のタイミングチャートを参照して説明する。図４は、吸気バルブの開閉タイミング制御の一環として実行される吸気バルブ６５の目標進角度（以下、ＩｎＶＶＴ目標進角度とも称す）の算出ルーチンを示している。このルーチンは、例えばクランク角度が所定角度進む毎に実行される。

まず、このＩｎＶＶＴ目標進角度算出ルーチンにおけるステップＳ４０１では、運転状態に対応して要求されるＩｎＶＶＴ要求進角度の値が読取りないしは演算により取得される。より詳しくは、回転数センサ４６からの算出値であるエンジン回転数、およびエアフローメータ４ａやアクセル開度センサ４４により得られる機関負荷率等のパラメータの検出値からエンジン１の運転状態が把握され、これらに基づき、予め実験等により求められてマップに保存されている最適なＩｎＶＶＴ進角度が、ＩｎＶＶＴ要求進角度（図６に一例として示す最遅角位置の基準角位置ＩｎＲからの進角量である）として取得される。

そして、次のステップＳ４０２において、このＩｎＶＶＴ要求進角度から吸気バルブ６５の開きタイミング（以下、ＩＶＯタイミングとも称し、図６（Ａ）にＩｎＤとして示されている）が演算により求められる。さらに、ステップＳ４０３に進み、上記ステップＳ４０１にて取得された運転状態を示すパラメータの回転数および負荷率に基づき、この運転状態で要求されるポート噴射比率αがマップから取得されると共に、これに対応させて吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射量（以下、吸気ポート噴射量Ｑpfiとも称す）が求められる。そして、ステップＳ４０４において、この吸気ポート噴射量Ｑpfiが所定値「Ａ」未満であるか否かが判定される。ここで、この所定値「Ａ」は、例えば、実験などにより予め求められ、洗浄作用を奏し得る最小燃料噴射量として設定され得る。

このステップＳ４０４の判定で吸気ポート噴射量Ｑpfiが所定値「Ａ」以上のときは、すなわち「Ｎｏ」の場合には、ＩｎＶＶＴ進角度算出ルーチンは一旦終了される。換言すると、ステップＳ４０１で取得されたＩｎＶＶＴ要求進角度の値を補正することなく、制御目標値となるＩｎＶＶＴ目標進角度としてそのまま用いられる。燃焼ガスの吸気ポート６７への吹き返しがあったとしても、吸気通路噴射用インジェクタ１２から噴射される所定値以上の燃料により洗い流され得るからである。

一方、ステップＳ４０４の判定で吸気ポート噴射量Ｑpfiが所定値「Ａ」未満である、すなわち「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０５に進み、ＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より前側であるか否かが判定される。上死点（ＴＤＣ）より前でないとき、すなわち「Ｎｏ」の場合には、ステップＳ４０４で「Ｎｏ」である場合と同様に、ＩｎＶＶＴ進角算出ルーチンは一旦終了される。燃焼ガスの吹き返しがないからである。

ところで、ステップＳ４０５の判定でＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より前側である、すなわち「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０６に進み、吸気バルブ６５の開きタイミング（ＩＶＯタイミング）が上死点近傍に制限されてＩｎＶＶＴ目標進角度が設定される。より詳しくは、ステップＳ４０１で取得されたＩｎＶＶＴ要求進角度に対して、例えば、ＩＶＯタイミングと上死点との差である所定角度θだけ遅角させる形態でＩｎＶＶＴ目標進角度（図６（Ａ）にＩｎＴとして示されている）が設定されるのである。本実施の形態によれば、燃焼ガスの吸気ポート６７への吹き返しがほぼ完全に防止されるので、吸気ポート６７の壁面や吸気バルブ６５にデポジットとしての付着が防止される。なお、このＩＶＯタイミングは、正確に上死点で制限させてもよいが、例えば上死点より若干前程度となるようにＩｎＶＶＴ目標進角度を設定したとしても、燃焼ガスの吹き返しが急増するわけではないので、上死点前側に若干入った、換言すると、上死点近傍でもよい。

次に、本発明を吸気バルブの開閉タイミングのみならず排気バルブの開閉タイミングをも変更可能な可変動弁機構をさらに備える内燃機関に適用した第２実施形態に係る吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミング制御について、以下、図５に示すフローチャートおよび図６（Ｂ）のタイミングチャートを参照して説明する。図５は吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミング制御の一環として実行される吸気バルブ６５の目標進角度（ＩｎＶＶＴ目標進角度）および排気バルブ６６の目標遅角度（以下、ＥｘＶＶＴ目標遅角度とも称す）の算出ルーチンを示している。このルーチンは、例えばクランク角度が所定角度進む毎に実行される。

まず、このＩｎＶＶＴ目標進角度およびＥｘＶＶＴ目標遅角度算出ルーチンにおけるステップＳ５０１では、運転状態に対応して要求されるＩｎＶＶＴ要求進角度の値（前述の図６（Ａ）のＩｎＤ）およびＥｘＶＶＴ目標遅角度の値（図６（Ｂ）のＥｘＤ）が読取りないしは演算により取得される。より詳しくは、回転数センサ４６からの算出値であるエンジン回転数、およびエアフローメータ４ａやアクセル開度センサ４４により得られる機関負荷率等のパラメータの検出値から運転状態が把握され、これらに基づき、予め実験等により求められてマップに保存されている最適なＩｎＶＶＴ進角度の値およびＥｘＶＶＴ遅角度の値がＩｎＶＶＴ要求進角度およびＥｘＶＶＴ要求遅角度として取得されるのである。

そして、次のステップＳ５０２において、このＩｎＶＶＴ要求進角度から吸気バルブ６５の開きタイミング（ＩＶＯタイミング）が演算により求められる。さらに、ステップＳ５０３に進み、上記ステップＳ５０１にて取得された運転状態を示すパラメータの回転数および負荷率に基づき、マップからのポート噴射比率αが取得されると共に、これに対応させて吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射量（吸気ポート噴射量Ｑpfi）が求められる。そして、ステップＳ５０４において、この吸気ポート噴射量Ｑpfiが洗浄作用を奏し得る最小燃料噴射量として設定されている所定値「Ａ」未満であるか否かが判定される。

このステップＳ５０４の判定で吸気ポート噴射量Ｑpfiが所定値「Ａ」以上のときは、すなわち「Ｎｏ」の場合には、ＩｎＶＶＴ進角度およびＥｘＶＶＴ遅角度算出ルーチンは一旦終了される。換言すると、燃焼ガスの吸気ポートへの吹き返しがあったとしても、吸気通路噴射用インジェクタ１２から噴射される所定値以上の燃料により洗い流され得るので、ステップＳ５０１で取得されたＩｎＶＶＴ要求進角度およびＥｘＶＶＴ要求遅角度の値を補正することなく、制御目標値となるＩｎＶＶＴ目標進角度およびＥｘＶＶＴ目標遅角値としてそのまま用いられる。

一方、ステップＳ５０４の判定で吸気ポート噴射量Ｑpfiが所定値「Ａ」未満である、すなわち「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ５０５に進み、ＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より前側であるか否かが判定される。上死点（ＴＤＣ）より前でないとき、すなわち「Ｎｏ」の場合には、ステップＳ５０４で「Ｎｏ」である場合と同様に、ＩｎＶＶＴ進角度およびＥｘＶＶＴ遅角度算出ルーチンは一旦終了される。燃焼ガスの吹き返しがないからである。

ところで、ステップＳ５０５の判定でＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より前側である、すなわち「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ５０６に進み、吸気バルブ６５の開きタイミング（ＩＶＯタイミング）が上死点近傍に制限されてＩｎＶＶＴ目標進角度（ＩｎＴ）が設定される。より詳しくは、ステップＳ５０１で取得されたＩｎＶＶＴ要求進角度に対して、例えば、ＩＶＯタイミングと上死点との差である所定角度θだけ遅角させる形態でＩｎＶＶＴ目標進角度が設定される。そして次のステップＳ５０７において、ステップＳ５０６で用いた上記ＩＶＯタイミングと上死点との差の所定角度θをガード量「Ｘ」として記憶する。さらに、ステップＳ５０８においては、このガード量「Ｘ」を用いてＥｘＶＶＴ目標遅角度が設定される。より詳しくは、ステップＳ５０１で取得されたＩｎＶＶＴ要求遅角度（図６（Ｂ）のＥｘＤ）に対して、例えば、ガード量「Ｘ」だけ遅角させる形態でＥｘＶＶＴ目標遅角値（図６（Ｂ）のＥｘＴ）が設定されるのである。なお、このガード量「Ｘ」は、その値の通りに用いてもよいが、燃費低減作用を効果的に行わせるべく、必要に応じて感度係数ｋ（＝０．９〜１．２）を乗じてもよい。この結果、本実施形態によれば、燃焼ガスの吸気ポート６７への吹き返しが防止され、吸気ポート６７の壁面や吸気バルブ６５にデポジットとしての付着が防止されると共に、バルブオーバラップが要求通りに確保されて内部ＥＧＲが減少するのが防止され、ポンピングロス増大を最小限度に抑えることができ、燃費が低下するのを防止することが可能となる。

さらに、上記電子制御ユニット３０により実行される各種制御のうち、燃料噴射制御の一環として行われる本発明の第３実施形態に係る燃料噴射量算出ルーチンについて、以下、図７に示すフローチャートを参照して説明する。この第３実施形態では、吸気バルブの開きタイミングが少なくとも上死点より前のときには、上死点より後のときに比べ、吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射比率または燃料噴射量が増大されて制御される。なお、このルーチンは例えばクランク角度が所定角度進む毎に実行される。

まず、この燃料噴射量算出ルーチンにおけるステップＳ７０１では、前実施の形態と同様に、エンジン回転数および機関負荷率等のパラメータの検出値から把握される運転状態に対応して、ＩｎＶＶＴ要求進角度が読取りないしは演算により取得され、そして、このＩｎＶＶＴ要求進角度から吸気バルブ６５の開きタイミング（ＩＶＯタイミング）が演算により求められる。さらに、ステップＳ７０２に進み、上記ステップＳ７０１にて取得された運転状態を示すパラメータの回転数および負荷率に基づき要求燃料噴射量として全燃料噴射量Ｑが求められる。

そして、次のステップＳ７０３に進み、ステップＳ７０１で求めたＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より前か否かが判定される。ＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より前であるときはステップＳ７０４に進み、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射量（以下、直噴量Ｑdiとも称す）を最低限の値（以下、Ｍｉｎガード値と称す）に若干の余裕代βを加えた量に設定する。ここで、Ｍｉｎガード値とは、筒内噴射用インジェクタ１１の開弁（噴射）時間と噴射量との関係が比例関係（リニアリティ）を維持し得る最低限の噴射量である。さらに、次のステップＳ７０５では、この直噴量Ｑdi以外の残りの燃料噴射量を吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射量（吸気ポート噴射量Ｑpfi）として設定する。すなわち、Ｑpfi＝Ｑ−Ｑdiとされるのである。

一方、ステップＳ７０３においてＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より後と判定されると、ステップＳ７０６に進み、本実施の形態では、上述の要求燃料噴射量としての全燃料噴射量Ｑが筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射量（直噴量Ｑdi）とされる。そして、ステップＳ７０７において、吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射量（吸気ポート噴射量Ｑpfi）は当然に０とされる。

そして、ステップＳ７０５およびステップＳ７０７の後は、ステップＳ７０８に進み、それぞれの燃料噴射量（吸気ポート噴射量Ｑpfiおよび直噴量Ｑdi）を噴射時間に換算し、次のステップＳ７０９で噴射信号が出力される。

このように、ＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より前である場合には、前述のように、デポジットが吸気ポート壁面および吸気バルブに付着するおそれがあるので、吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射量を出来るだけ多くして、デポジットが付着して固まらないうちに洗い流してしまう。一方、ＩＶＯタイミングが上死点（ＴＤＣ）より後である場合には、既燃ガスの吹き返しのおそれがないので、本実施の形態では吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射量（吸気ポート噴射量Ｑpfi）が０とされ、要求燃料噴射量が全量、筒内噴射用インジェクタ１１から噴射されている。但し、これはエンジン１の要求特性に応じ、前実施の形態のように、運転状態に対応して筒内噴射用インジェクタ１１および吸気通路噴射用インジェクタ１２からの噴射比率が設定されているときは、その設定通りに行えばよい。

次に、本発明の第４の実施形態に係る燃料噴射量算出ルーチンについて、以下、図８および図９を参照して説明する。この第４の実施形態では、吸気バルブ６５の開きタイミングの上死点からの進角量に応じて、吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量が増大される。なお、図８のフローチャートに示すルーチンも、例えばクランク角度が所定角度進む毎に実行される。そこで、この燃料噴射量算出ルーチンにおけるステップＳ８０１では、前実施の形態と同様に、エンジン回転数および機関負荷率等のパラメータの検出値から把握される運転状態に対応して、ＩｎＶＶＴ要求進角度が読取りないしは演算により取得され、そして、このＩｎＶＶＴ要求進角度から吸気バルブ６５の開きタイミング（ＩＶＯタイミング）が演算により求められる。さらに、ステップＳ８０２に進み、上記ステップＳ８０１にて取得された運転状態を示すパラメータの回転数および負荷率に基づき、要求燃料噴射量として全燃料噴射量Ｑが求められる。そして、次のステップＳ８０３においてポート噴射比率α延いては燃料噴射量が、吸気バルブ６５の開きタイミングの上死点からの進角量に応じて増大されている図９に示すマップから取得される。

図９（Ａ）に示すマップでは、吸気バルブ６５の開きタイミングが上死点より後のときは、ポート噴射比率αが０、すなわち吸気ポート噴射量Ｑpfiが０で、直噴量Ｑdiのみとされている。そして、吸気バルブ６５の開きタイミングが上死点のときには、吸気通路噴射用インジェクタ１２の開弁（噴射）時間と噴射量との関係が比例関係（リニアリティ）を維持し得る最低限の噴射量に対応する最低ポート噴射比率α０とされ、さらに、この最低ポート噴射比率α０を基点に吸気バルブ６５の開きタイミングの上死点からの進角量が大きくなる程、ポート噴射比率αが正比例的に増大されている。

一方、図９（Ｂ）に示すマップでは、吸気バルブ６５の開きタイミングが上死点より後でも、直噴量Ｑdiが０となることなく、ポート噴射比率α分をいくらか持たせ、そして、吸気バルブ６５の開きタイミングの上死点からの進角量が大きくなる程、ポート噴射比率αが二次曲線的に増大されている。

次に、ステップＳ８０４において、上記ポート噴射比率αから直噴比率「１００−α」が求められ、次のステップＳ８０５で、ステップＳ８０２で求めた全燃料噴射量Ｑとから、筒内噴射用インジェクタ１１からの燃料噴射量（直噴量Ｑdi）が設定される。なお、この直噴量Ｑdiは前述のＭｉｎガード値より大きくされている。さらに、ステップＳ８０６において、全燃料噴射量Ｑと直噴量Ｑdiとから、吸気通路噴射用インジェクタ１２からの燃料噴射量（吸気ポート噴射量Ｑpfi）が求められる。

そして、ステップＳ８０７に進み、それぞれの燃料噴射量（吸気ポート噴射量Ｑpfiおよび直噴量Ｑdi）を噴射時間に換算し、次のステップＳ８０８で噴射信号が出力される。

吸気バルブ６５の開きタイミングの上死点よりの進角量に応じて、燃焼ガスの吸気ポート６７へ吹き返し量が多くなるが、本実施の形態によれば、その分吸気通路噴射用インジェクタ１２から増大された燃料噴射比率または燃料噴射量により燃料が噴射されるので、より確実にデポジットとして付着する前に洗浄され、デポジットの付着が防止される。

本発明に係る制御方法が実施されるデュアル噴射型の内燃機関の概略構成を示す模式図である。 図１に示す機関の側断面図である。 本発明が適用されるエンジンにおいて、運転状態に対応して定められている、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとによる噴射比率の一例を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態におけるＩｎＶＶＴ目標進角算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるＩｎＶＶＴ目標進角およびＥｘＶＶＴ目標遅角算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における吸気バルブの開タイミングおよび排気バルブの閉タイミングを説明するためのタイミングチャートであり、（Ａ）は吸気バルブの可変動弁機構のみを備えた場合、（Ｂ）は吸気バルブおよび排気バルブの可変動弁機構を備える場合を示す。 本発明の第３の実施形態における燃料噴射量算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態における燃料噴射量算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態における燃料噴射量算出ルーチンで求められるポート噴射比率の例（Ａ）および（Ｂ）を示すマップである。

符号の説明

１１ 筒内噴射用インジェクタ
１２ 吸気通路噴射用インジェクタ
３０ 電子制御ユニット
４４ アクセル開度センサ（負荷センサ）
４６ 回転数センサ
６５ 吸気バルブ
６６ 排気バルブ
７０ 吸気バルブ可変動弁機構
７１ 排気バルブ可変動弁機構

Claims (4)

1. 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタ、および少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関において、前記吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量が所定値未満のときは、前記吸気バルブの開きタイミングを上死点近傍に制限するように、要求進角度に対して所定角度遅角させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
2. 前記内燃機関は排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構をさらに備え、
   前記排気バルブの閉じタイミングを、前記吸気バルブの遅角に合わせ前記所定角度分遅角させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
3. 筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタ、および少なくとも吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関において、
   前記吸気バルブの開きタイミングが少なくとも上死点より前のときには、上死点より後のときに比べ、前記吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量を増大させるように制御することを特徴とする内燃機関の制御方法。
4. 前記吸気バルブの開きタイミングの上死点からの進角量に応じて、前記吸気通路噴射用インジェクタからの燃料噴射比率または燃料噴射量を増大させるように制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御方法。
   

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