JP2007278137A - 内燃機関の燃料噴射割合制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポート噴射弁と筒内噴射弁とを気筒毎に備えたデュアルインジェクションシステムと、吸気弁の開弁期間が変更され得る可変バルブタイミング装置とを備えた内燃機関において、吸気弁燃料付着量が過度に大きくなることを回避すること。
【解決手段】 この燃料噴射割合制御装置は、「吸気弁の開弁期間VLが短くなるほど吸気弁の温度が低下して吸気弁燃料付着量が大きくなる傾向」があることを考慮して、ポート噴射割合αを決定する。燃焼室を構成する部材の温度Twcと、吸気弁の開弁期間VLに基づく吸気弁温度Twvとの差ΔTに基づいて補正係数γ（０≦γ≦１）が決定され、ポート噴射割合αが、ポート噴射割合の基準値α１を小さくなる方向に補正した値（＝α１・γ）に決定される。この結果、ポート噴射弁から噴射される燃料の量が小さくされて、吸気弁の開弁期間VLが短いことに起因する吸気弁燃料付着量の過度の増大が回避され得る。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射割合制御装置に関する。

内燃機関（以下、「機関」と称呼することもある。）の吸気弁よりも上流の吸気通路に備えられた燃料噴射弁（以下、「ポート噴射弁」と称呼する。）から吸気ポートに噴射された燃料は、その一部が吸気弁に付着する。従って、機関に供給される混合気の空燃比（以下、単に「空燃比」と称呼するときもある。）を狙いとする空燃比である目標空燃比に一致させるためには、係る吸気弁における燃料の付着挙動を推定し、燃料の付着を考慮しながら吸気ポートに噴射される燃料の量（以下、「ポート噴射量」と称呼する。）を決定する必要がある。

このため、例えば、下記特許文献１に記載されている内燃機関の制御装置では、吸気弁に付着する燃料の付着率、及び付着している燃料の残留率等、吸気弁における燃料の挙動を表すパラメータを用いた燃料挙動シミュレーションモデル（燃料挙動モデル）を利用して吸気弁に付着する燃料の量（以下、「吸気弁燃料付着量」と称呼する。）が推定される。そして、推定された吸気弁燃料付着量に基づいて上記ポート噴射量が決定されるようになっている。
特開平９−３０３１７３号公報

ところで、近年、燃焼効率の向上、低燃費化、機関始動時の始動性の確保等のために、上記ポート噴射弁と、燃焼室内（以下、「筒内」と称呼することもある。）に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（以下、「筒内噴射弁」と称呼する。）とを共に備えた内燃機関が開発されてきている。以下、このように、気筒毎にポート噴射弁と筒内噴射弁の２つの燃料噴射弁を備えたシステムを「デュアルインジェクションシステム」と呼ぶ。また、筒内噴射弁から噴射される燃料の量を「筒内噴射量」と呼ぶことにする。

係るデュアルインジェクションシステムでは、上記ポート噴射弁から吸気ポートに噴射された燃料の一部が吸気弁に付着するのと同様に、上記筒内噴射弁から筒内に噴射された燃料の一部が燃焼室内の内壁（具体的には、シリンダの内壁、ピストン上面部等。以下、「燃焼室構成部材」と総称する。）に付着する。

従って、係るデュアルインジェクションシステムでは、筒内に噴射された燃料についても、上述した燃料挙動モデルと同様のモデル、即ち、上記燃焼室内における燃料の挙動を表すパラメータを用いた燃料挙動モデルを利用して燃焼室構成部材に付着する燃料の量（以下、「燃焼室構成部材燃料付着量」と称呼する。）を推定し、推定した燃焼室構成部材燃料付着量に応じて上記筒内噴射量を決定することが好ましい。これにより、筒内で燃焼する燃料の総量を、空燃比を目標空燃比に一致させるために筒内で燃焼させるべき燃料の量（以下、「基本燃料噴射量」と称呼する。）と一致させることができ、この結果、空燃比を目標空燃比に一致させ得ることが期待できる。

ところで、係るデュアルインジェクションシステムでは、ポート噴射量と筒内噴射量の割合（以下、「噴射割合」と称呼する。）を変更することにより、筒内で燃焼する燃料の総量を変えることなくポート噴射量、及び筒内噴射量を変更できる。以下、ポート噴射量と筒内噴射量の和に対するポート噴射量の割合を「ポート噴射割合」と称呼する。

ここで、ポート噴射割合を大きくするとポート噴射量が大きくなる。ポート噴射量が大きくなると吸気弁燃料付着量が大きくなる。加えて、吸気弁燃料付着量が大きくなるほど、同吸気弁燃料付着量に基づいて決定されるポート噴射量が空燃比を目標空燃比に一致させるためにポート噴射弁から噴射すべき燃料の量からずれる量（以下、「ポート噴射量の誤差」と称呼する。）が大きくなる傾向がある（詳細は後述する）。

同様の理由により、ポート噴射割合を小さくすると、燃焼室構成部材燃料付着量に基づいて決定される筒内噴射量が空燃比を目標空燃比に一致させるために筒内噴射弁から噴射すべき燃料の量からずれる量（以下、「筒内噴射量の誤差」と称呼する。）が大きくなる傾向がある（詳細は後述する）。以上、空燃比を目標空燃比に一致させる観点から、噴射割合は、吸気弁燃料付着量、及び燃焼室構成部材燃料付着量が過度に大きくならないように決定される必要がある。

そこで、例えば、上記観点を考慮に含め適合・作製された、筒内に吸入される空気量、機関の運転速度、吸気弁の開閉タイミング等の燃料の付着挙動に影響を及ぼす所定の因子（以下、「基本因子」と称呼する。）と噴射割合との関係を規定する基本テーブルを用いて、基本因子を引数とする基本テーブルの検索によって噴射割合が決定されることが好ましい。

ところで、近年、トルク特性の向上等のために、吸気弁の開弁期間が機関の運転状態に応じて変更され得る可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関が開発されてきている。この機構を備えた機関においては、吸気弁の開弁期間が短くなるほど、吸気弁とバルブシートとが接触する期間が長くなる。一般に、バルブシートの温度は吸気弁の温度より低いから、吸気弁とバルブシートとが接触する期間が長いほど、吸気弁からバルブシートへ伝わる熱量は大きくなる。従って、吸気弁の開弁期間が短いほど吸気弁からバルブシートへ伝わる熱量が大きくなり、吸気弁の温度が低くなるという傾向がある。

吸気弁の温度が低くなると、吸気弁に付着している燃料の蒸発速度が小さくなることで吸気弁燃料付着量が大きくなる。以上より、吸気弁の開弁期間が短くなるほど吸気弁燃料付着量が大きくなる傾向がある。以下、この傾向を「基本傾向」と称呼する。

係る可変バルブタイミング装置を備えた機関では、上記基本因子の組み合わせが一定であっても吸気弁の開弁期間が変動し得る。従って、吸気弁の開弁期間が或る一定の期間（以下、「基準開弁期間」と称呼する。）に維持された状態で適合・作製された上記基本テーブルを用いて噴射割合を決定すると、吸気弁の開弁期間が基準開弁期間よりも短くなった場合に上記基本傾向により吸気弁燃料付着量が過度に大きくなる事態が発生し得る。この結果、吸気弁燃料付着量に基づいて決定されるポート噴射量の誤差が大きくなって、空燃比が目標空燃比に一致し得なくなるという問題があった。

本発明の目的は、デュアルインジェクションシステムと、可変バルブタイミング装置（開弁期間変更手段）を備えた機関に適用される内燃機関の燃料噴射割合制御装置において、機関の運転状態に応じて変更され得る吸気弁の開弁期間を考慮して噴射割合を決定することで、吸気弁燃料付着量が過度に大きくなることを回避し得るものを提供することにある。

本発明に係る燃料噴射割合制御装置は、前記噴射割合を決定する噴射割合決定手段と、前記吸気弁燃料付着量を推定する吸気弁燃料付着量推定手段と、前記決定された噴射割合と、前記推定された吸気弁燃料付着量とに基づいて前記ポート噴射量を決定するポート噴射量決定手段と、前記決定された噴射割合に基づいて前記筒内噴射量を決定する筒内噴射量決定手段とを備える。

本発明に係る燃料噴射割合制御装置の特徴は、前記内燃機関の運転状態に応じて変更される吸気弁の開弁期間を表す値を取得する開弁期間取得手段を更に備え、前記噴射割合決定手段が、前記内燃機関を制御するための機関制御パラメータのうち少なくとも前記吸気弁の開弁期間を表す値に基づいて前記噴射割合を決定するように構成されたことにある。

ここにおいて、吸気弁の開弁期間を表す値は、例えば、吸気弁の開弁期間そのもの、吸気弁の（最大）リフト量と吸気弁の開弁期間との間に所定の関係があるように（例えば、吸気弁のリフト量が大きくなるほど吸気弁の開弁期間が長くなるように）前記開弁期間変更手段が構成された場合における吸気弁のリフト量等であって、これらに限定されない。また、前記開弁期間取得手段は、吸気弁の開弁期間を表す値として、目標値（制御目標値）を使用してもよいし、吸気弁の開弁期間を表す値を検出するセンサにより物理的に検出された値を使用してもよい。

上記構成によれば、噴射割合が少なくとも吸気弁の開弁期間に基づいて決定される。従って、例えば、吸気弁の開弁期間が短くなるほど、ポート噴射割合が小さくなるように噴射割合を決定することができる。この結果、上記基本傾向により吸気弁燃料付着量が過度に大きくなることが回避され得、ポート噴射量の誤差の増大により空燃比が目標空燃比に一致し得なくなる事態の発生を抑制することができる。

具体的には、例えば、前記噴射割合決定手段は、前記吸気弁の開弁期間を表す値を含まない所定の機関制御パラメータに基づいて決定される噴射割合である基本噴射割合を決定する基本噴射割合決定手段を備え、前記噴射割合を、前記決定された基本噴射割合を前記吸気弁の開弁期間を表す値に基づいて補正した値に決定するように構成されることが好適である。

ここにおいて、前記基本噴射割合決定手段は、例えば、「吸気弁の開弁期間を表す値を含まない所定の機関制御パラメータ」に相当する上記基本因子を引数とする上記基本テーブルに対応している。上記構成によれば、例えば、吸気弁の開弁期間が上記基準開弁期間より短くなった場合に、噴射割合を、基本噴射割合をポート噴射割合が小さくなる方向に補正した値に決定され得る。この結果、上記基本傾向により吸気弁燃料付着量が過度に大きくなることを回避し得る。この場合、例えば、前記吸気弁の開弁期間を表す値が小さいほど、前記基本噴射割合を前記ポート噴射量が小さくなる方向に補正する程度が大きくなるように前記噴射割合を決定することが好ましい。

上記本発明に係る燃料噴射割合制御装置においては、前記噴射割合決定手段は、前記吸気弁の温度を少なくとも前記吸気弁の開弁期間を表す値に基づいて取得する吸気弁温度取得手段を備え、前記取得された吸気弁の温度に応じて前記基本噴射割合を補正する程度を変更するように構成されることが好適である。

これによれば、吸気弁の温度と相関の強い吸気弁の開弁期間に基づいて吸気弁の温度が精度良く取得され得る。従って、吸気弁燃料付着量に直接影響を及ぼす吸気弁の温度であって精度良く取得された値そのものに応じて基本噴射割合を補正する程度が変更され得る。この結果、噴射割合が、吸気弁燃料付着量が過度に大きくなることを回避できる適切な値となるように、基本噴射割合を補正する程度が適切に決定され得る。

この場合、例えば、前記取得された吸気弁の温度が低くなるほど、前記基本噴射割合を前記ポート噴射量が小さくなる方向に補正する程度が大きくなるように前記噴射割合が決定され得る。ここにおいて、吸気弁の温度は、例えば、吸気弁の温度と少なくとも吸気弁の開弁期間を表す値を含む所定の機関制御パラメータとの関係を規定するテーブルに基づいて決定することもできるし、吸気弁の温度を推定するための公知のモデル等を用いて推定することもできる。

上記本発明に係る燃料噴射割合制御装置は、前記燃焼室構成部材燃料付着量を推定する燃焼室構成部材燃料付着量推定手段を更に備え、前記筒内噴射量決定手段が、前記決定された噴射割合と、前記推定された燃焼室構成部材燃料付着量とに基づいて前記筒内噴射量を決定するように構成され、前記噴射割合決定手段は、前記燃焼室を構成する部材の温度である燃焼室構成部材温度を取得する燃焼室構成部材温度取得手段を備え、前記取得された吸気弁の温度と前記取得された燃焼室構成部材温度との比較結果に応じて前記基本噴射割合を補正する程度を変更するように構成されることが好適である。

この場合、具体的には、例えば、前記噴射割合決定手段が、前記燃焼室構成部材温度が前記吸気弁の温度に対してより高いほど前記基本噴射割合を前記ポート噴射量が小さくなる方向に補正する程度を大きくするように構成されることが好適である。

以上、説明した本発明に係る燃料噴射割合制御装置では、吸気弁燃料付着量が過度に大きくなること（従って、上記「ポート噴射量の誤差」が大きくなること）を防止する観点から噴射割合が決定されている。

上述のように吸気弁の温度の低下によりポート噴射割合を小さくすることは、筒内噴射量が増大して燃焼室構成部材燃料付着量が増大することを意味する。燃焼室構成部材燃料付着量が増大すると、上述したように、燃焼室構成部材燃料付着量に基づいて決定される筒内噴射量について上記「筒内噴射量の誤差」が増大する。即ち、空燃比を目標空燃比に一致させるためには、ポート噴射量の誤差の増大のみならず筒内噴射量の誤差の増大をも防止する観点から噴射割合が総合的に決定されることがより好ましいと考えられる。

通常、燃焼室構成部材温度は吸気弁の温度よりも高い。ここで、燃焼室構成部材温度から吸気弁の温度を減じて得られる温度差が大きいほど、吸気弁燃料付着量に比して燃焼室構成部材燃料付着量が増大し難くなる。即ち、上記温度差は、ポート噴射量の誤差及び筒内噴射量の誤差の増大防止を総合的に考慮してポート噴射割合を小さくできる余裕度を表す値となり得る。

以上より、上記構成によれば、ポート噴射量の誤差及び筒内噴射量の誤差の増大防止が総合的に考慮されて噴射割合が決定されるから、空燃比を目標空燃比により一層精度良く一致させることができる。ここにおいて、燃焼室構成部材温度は、例えば、燃焼室構成部材温度と所定の機関制御パラメータとの関係を規定するテーブルに基づいて決定することもできるし、燃焼室構成部材温度を検出するセンサを用いて物理的に検出することもできる。

上記本発明に係る燃料噴射割合制御装置においては、前記噴射割合決定手段が、前記吸気弁の開弁期間を表す値が所定値以上の場合、前記噴射割合を、前記基本噴射割合を前記吸気弁の開弁期間を表す値に基づいて補正した値に代えて、前記基本噴射割合に決定するように構成されることが好適である。

ここにおいて、前記所定値としては、例えば、上記基準開弁期間が使用され得る。吸気弁の開弁期間が上記基準開弁期間よりも長くなる場合、噴射割合が基本噴射割合（即ち、上記基本テーブルの検索により決定される値）と等しい値に決定されても吸気弁燃料付着量が過度に大きくなることはない。即ち、上記構成によれば、不要な基本噴射割合の補正の実行を回避でき、この結果、ＣＰＵの計算負荷を軽減することができる。

上記本発明に係る燃料噴射割合制御装置においては、前記噴射割合決定手段は、前記吸気弁の開弁期間を表す値を含む所定の機関制御パラメータと前記噴射割合との関係を規定するデータを予め記憶している記憶手段を備え、前記所定の機関制御パラメータと、前記データとに基づいて前記噴射割合を、前記吸気弁の開弁期間を表す値が小さいほど前記ポート噴射量が小さくなる値に決定するように構成されてもよい。

この場合、前記燃焼室構成部材燃料付着量を推定する燃焼室構成部材燃料付着量推定手段を更に備え、前記筒内噴射量決定手段が、前記決定された噴射割合と、前記推定された燃焼室構成部材燃料付着量とに基づいて前記筒内噴射量を決定するように構成されると好適である。

ここにおいて、前記記憶手段は、例えば、吸気弁の開弁期間を表す値を含む所定の機関制御パラメータ（例えば、上記基本因子と、吸気弁の開弁期間を表す値）を引数とする噴射割合を決定するためのテーブル等に係わるデータが記憶された手段である。上記構成によれば、上記基本傾向により吸気弁燃料付着量が過度に大きくなることを回避するために必要な噴射割合が前記記憶手段から直接決定され得る。これによっても、ポート噴射量の誤差の増大により空燃比が目標空燃比に一致し得なくなる事態の発生が抑制され得る。

以下、本発明による内燃機関の燃料噴射割合制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料噴射割合制御装置をデュアルインジェクションシステムを備えた火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース、及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排気ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。

シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３、及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。

シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角、及び吸気弁３２のリフト量を連続的に変更する可変バルブタイミング装置３３（開弁期間変更手段の一部）、可変バルブタイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８、燃料を吸気ポート３１内に噴射するポート噴射弁３９Ｐ（ポート噴射手段の一部）、燃料を燃焼室２５内に直接噴射する筒内噴射弁３９Ｃ（筒内噴射手段の一部）を備えている。

可変バルブタイミング装置３３（のアクチュエータ３３ａ）により、インテークカムシャフトの位相角、及び吸気弁３２のリフト量が変更されることで、吸気弁３２の開閉タイミング、及び吸気弁３２の開弁期間が、機関の運転状態に応じて変更され得るようになっている。

吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し同吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁４３、及びＤＣモータからなるスロットル弁アクチュエータ４３ａを備えている。

排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１（実際には、各排気ポート３４に連通したそれぞれのエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、エキゾーストパイプ５２に配設（介装）された三元触媒５３を備えている。排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１、及びエキゾーストパイプ５２は、排気通路を構成している。

一方、このシステムは、スロットルポジションセンサ６１、カムポジションセンサ６２、クランクポジションセンサ６３、水温センサ６４、三元触媒５３の上流の排気通路（本例では、上記各々のエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に配設された空燃比センサ６５を備えている。

スロットルポジションセンサ６１は、スロットル弁４３の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ６２は、インテークカムシャフトが９０°回転する毎に（即ち、クランク軸２４が１８０°回転する毎に）一つのパルスを有する信号（Ｇ２信号）を発生するようになっている。この信号は、吸気弁３２の開閉タイミングを表す。クランクポジションセンサ６３は、クランク軸２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、運転速度NEを表す。水温センサ６４は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。空燃比センサ６５は、排ガスの空燃比に応じた電流を出力し、この電流に応じた電圧を出力するようになっている。この出力から排ガスの空燃比が算出される。

電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、及び定数等を予め記憶したＲＯＭ７２（後述する第２実施形態においては記憶手段）、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４、並びにＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。

インターフェース７５は、前記センサ６１〜６５に接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６５からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じて可変バルブタイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、ポート噴射弁３９Ｐ、筒内噴射弁３９Ｃ、及びスロットル弁アクチュエータ４３ａへ駆動信号を送出するようになっている。

（燃料挙動(付着)モデル）
上記のように構成された燃料噴射割合制御装置（以下、「本装置」と称呼することもある。）は、ポート噴射割合αを、後述するように、基本噴射割合α１に補正係数γを乗じた値に設定する。本装置は、ポート噴射割合αを用いてポート噴射量fip、及び筒内噴射量ficを決定するに際し、燃料挙動（付着）モデルを利用する。以下、燃料挙動（付着）モデルについて簡単に説明する。

図２に概念的に示したように、燃料が噴射される気筒のポート噴射弁３９Ｐから噴射された燃料は、その一部が吸気弁３２の傘部に付着する。以下、吸気弁３２の傘部に付着している燃料の量を「吸気弁燃料付着量fwv」、ポート噴射弁３９Ｐによる噴射を「ポート噴射」とそれぞれ称呼する。一方、燃料が噴射される気筒の筒内噴射弁３９Ｃから噴射された燃料は、その一部がピストン２２の上面部、及びシリンダ２１の壁面からなる燃焼室構成部材に付着する。以下、これらに付着している燃料の量を「燃焼室構成部材燃料付着量fwc」、筒内噴射弁３９Ｃによる噴射を「筒内噴射」とそれぞれ称呼する。

より具体的に述べると、ポート噴射される気筒に着目した図３(Ａ)に示したように、fipをポート噴射弁３９Ｐから今回の吸気行程に対してポート噴射される燃料の量であるポート噴射量、fwv（fwv(k)）を前回のポート噴射後であって、今回のポート噴射直前における吸気弁燃料付着量、Pv（０≦Pv＜１）を吸気弁燃料付着量fwv(k)のうち吸気弁３２に付着したまま残留する燃料の量の割合（吸気弁残留率）、Rv（０≦Rv＜１）をポート噴射量fipのうち吸気弁３２に付着する燃料の量の割合（吸気弁付着率）とすると、吸気弁燃料付着量fwv(k)のうち今回のポート噴射後であって、次回のポート噴射直前において、吸気弁に残留する燃料の量はPv・fwv(k)となり、ポート噴射量fipの燃料のうち吸気弁３２に新たに付着する燃料の量はRv・fipとなる。従って、今回のポート噴射後であって、次回のポート噴射直前において吸気弁３２に付着している燃料の量である吸気弁燃料付着量fwv(k＋1)について下記(1)式が成立する。漸化式である下記(1)式は、吸気弁３２における燃料挙動モデルを記述したものである。
fwv(k＋1)＝Pv・fwv(k)＋Rv・fip ・・・(1)

同様に、上記ポート噴射量fip、吸気弁燃料付着量fwv、吸気弁残留率Pv、及び吸気弁付着率Rvをそれぞれ、筒内噴射量fic、燃焼室構成部材燃料付着量fwc、燃焼室構成部材残留率Pc、及び燃焼室構成部材付着率Rcに置き換えることで（図３（Ｂ）を参照）、今回の筒内噴射後であって、次回の筒内噴射直前において燃焼室構成部材に付着している燃料の量である燃焼室構成部材燃料付着量fwc(k＋1)について下記(2)式が成立する。この(2)式は、燃焼室構成部材における燃料挙動モデルを記述したものである。
fwc(k＋1)＝Pc・fwc(k)＋Rc・fic ・・・(2)

なお、背景技術の欄では、「ポート噴射割合」を、ポート噴射量fipと筒内噴射量ficの和に対するポート噴射量fipの割合（＝fip/（fip＋fic））と定義していたが、(1)式、及び(2)式で記述された燃料挙動モデルを使用する本例では、「ポート噴射割合」を、ポート噴射により吸気通路から筒内に流入すべき燃料の総量である筒内流入燃料量Fcp（図３（Ａ）を参照）と筒内噴射により筒内で燃焼すべき燃料の総量である筒内燃焼燃料量Fcc（図３（Ｂ）を参照）の和（即ち、後述する基本燃料噴射量Fbase）に対する筒内流入燃料量Fcpの割合（＝Fcp/(Fcp＋Fcc)）と定義する。

（実際の作動）
次に、本装置の実際の作動について、図４、及び図５に示した一連のフローチャートを参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、「MapX(a1,a2,…)」は、a1,a2,…を引数とする値Xを決定するためのテーブルを表すものとする。また、引数の値がセンサの検出値である場合、現在値が使用される。

ＣＰＵ７１は、図４、及び図５にフローチャートにより示したポート噴射割合αの決定及びポート噴射量fip、筒内噴射量ficの燃料噴射指令を行う一連のルーチンを、各気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ）となる毎に、気筒毎に、繰り返し実行するようになっている。任意の気筒のクランク角度が上記所定クランク角度になると、ＣＰＵ７１は図４のステップ４００から処理を開始してステップ４０２に進み、機関の運転状態に基づいて目標吸気弁開弁期間VL（吸気弁の開弁期間を表す値）、及び目標吸気弁開閉タイミングVTを決定する。このステップ４０２が開弁期間取得手段の一部に対応する。

これを受けて、ＣＰＵ７１による図示しないルーチンの実行により可変バルブタイミング装置３３のアクチュエータ３３ａが制御されることで、実際の吸気弁開弁期間、及び実際の吸気弁開閉タイミングが、目標吸気弁開弁期間VL、及び目標吸気弁開閉タイミングVTにそれぞれ一致するようにフィードバック制御されるようになっている。

次に、ＣＰＵ７１はステップ４０４に進んで、テーブルMapMc(NE,TA,VL,VT)に基づいて吸気行程を迎える気筒の吸入空気量である筒内吸入空気量Mcを決定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ４０６に進み、上記決定された筒内吸入空気量Mcを現時点での目標空燃比abyfrで除した値に係数Kを乗じることで、空燃比を目標空燃比abyfrとするための基本燃料噴射量Fbaseを求める。ここで、係数Kは、空燃比センサ６５の出力に基づく空燃比フィードバック制御等により適宜変更される係数である。

続いて、ＣＰＵ７１はステップ４０８に進んで、テーブルMapα１(Mc,NE,VT)に基づいて基本噴射割合α１（０≦α１≦１）を決定する。テーブルMapα１(Mc,NE,VT)は、上記基本テーブルに相当し、このテーブルの引数である筒内吸入空気量Mc、運転速度NE、及び目標吸気弁開閉タイミングVTは、上記基本因子に相当する。

テーブルMapα１(Mc,NE,VT)は、目標吸気弁開弁期間VLが所定値βに維持された状態で、吸気弁燃料付着量fwv、及び燃焼室構成部材燃料付着量fwcが過度に大きくならないように（即ち、「ポート噴射量の誤差」、及び「筒内噴射量の誤差」が大きくならないように）ポート噴射割合（＝基本噴射割合α１）を適合する実験結果に基づいて作製されたテーブルである。この所定値βは、上記基準開弁期間に相当する。

これにより、基本噴射割合α１は、筒内吸入空気量Mcが大きいほど小さい値に、運転速度NEが大きいほど小さい値に、目標吸気弁開閉タイミングVTが進角側であるほど小さい値に決定される。このステップ４０８が基本噴射割合決定手段の一部に対応する。

なお、このテーブルMapα１により決定される基本噴射割合α１そのものをポート噴射割合αとして使用した場合、目標吸気弁開弁期間VLが上記所定値β未満となった場合に上記「基本傾向」により吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなる事態が発生し得る。一方、目標吸気弁開弁期間VLが上記所定値β以上となった場合は、吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなる事態が発生しない。

次に、ＣＰＵ７１はステップ４１０に進んで、目標吸気弁開弁期間VLが上記所定値β未満か否かを判定する。先ず、目標吸気弁開弁期間VLが所定値β未満である場合について説明する。この場合、ＣＰＵ７１はステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１２に進み、テーブルMapTwv(Mc,NE,THW,VL,VT)に基づいて吸気弁３２の温度Twvを決定する。既往の研究により、閉弁時における吸気弁３２からバルブシート４１ａ（図２を参照）への放熱速度は、吸気弁３２から吸入される空気への放熱速度の略１０倍になるという結果が得られている。即ち、吸気弁３２の温度Twvは、吸気弁３２とバルブシート４１ａとが接触する期間、従って、目標吸気弁開弁期間VLに大きく依存する。

従って、本例では、吸気弁３２の温度Twvを精度良く取得するため、吸気弁３２の温度Twvを決定するためのテーブルMapTwvの引数に目標吸気弁開弁期間VLが含まれている。これにより、吸気弁３２の温度Twvは、目標吸気弁開弁期間VLが短いほど低い値に決定される。このステップ４１２が、吸気弁温度取得手段の一部に対応する。

次いで、ＣＰＵ７１はステップ４１４に進み、テーブルMapTwc(Mc,NE,THW,VT)に基づいて燃焼室構成部材温度Twcを決定する。このステップ４１４が、燃焼室構成部材温度取得手段の一部に対応する。

続いて、ＣＰＵ７１はステップ４１６に進んで、上記決定された燃焼室構成部材温度Twcから上記決定された吸気弁３２の温度Twvを減じることで温度偏差ΔTを求める。次に、ＣＰＵ７１はステップ４１８に進んで、図６にグラフにより示したテーブルMapγ（ΔT）に基づいて補正係数γ（０≦γ≦１）を決定し、続くステップ４２０にて、上記決定された基本噴射割合α１に上記決定された補正係数γを乗じることで、ポート噴射割合αを求める。

上述したように、通常、燃焼室構成部材温度Twcは吸気弁３２の温度Twvよりも高いから、温度偏差ΔTが「０」より大きくなる。テーブルMapγによれば、温度偏差ΔTが「０」より大きい場合、温度偏差ΔTが大きいほど補正係数γがより小さい値に決定される。これにより、温度偏差ΔTが大きいほどポート噴射割合αは基本噴射割合α１に対してより小さい値に決定される。

一方、機関が暖機運転状態にある場合等、吸気弁３２の熱容量が燃焼室構成部材の熱容量よりも小さいことに起因して吸気弁３２の温度Twvが燃焼室構成部材温度Twc以上となる場合がある。テーブルMapγによれば、このように温度偏差ΔTが「０」以下の場合、補正係数γは「１」に維持される。これにより、ポート噴射割合αは基本噴射割合α１と等しい値に決定される。

次に、目標吸気弁開弁期間VLが所定値β以上である場合について説明する。この場合、ＣＰＵ７１はステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４３８に進んで、常に、ポート噴射割合αを基本噴射割合α１と等しい値に決定する。以上、ステップ４２０,４３８が噴射割合決定手段の一部に対応する。

続いて、ＣＰＵ７１は図５のステップ４２２に進んで、ステップ４２２内に記載の式に基づいて上記筒内流入燃料量Fcpを求め、続くステップ４２４にて、ステップ４２４内に記載の式に基づいて上記筒内燃焼燃料量Fccを求める。ここにおいて、「Fcp＋Fcc＝Fbase」なる関係がある。

次に、ＣＰＵ７１はステップ４２６に進んで、テーブルMapPv(Mc,NE,THW,VT,Twv)、テーブルMapRv(Mc,NE,THW,VT,Twv)、テーブルMapPc(Mc,NE,THW,VT,Twc)、及びテーブルMapRc(Mc,NE,THW,VT,Twc)、に基づいて上記吸気弁残留率Pv、上記吸気弁付着率Rv、上記燃焼室構成部材残留率Pc、及び上記燃焼室構成部材付着率Rcをそれぞれ決定する。

次いで、ＣＰＵ７１はステップ４２８に進み、ステップ４２８内に記載の式に基づいてポート噴射量fipを求め、続くステップ４３０にて、同様に筒内噴射量ficを求める。ポート噴射量fip、又は筒内噴射量ficが負の値となる場合、ポート噴射量fip、又は筒内噴射量ficは「０」とされる。ここで、吸気弁燃料付着量fwv(k)、及び燃焼室構成部材燃料付着量fwc(k)としては、前回の本ルーチン実行時において後述するステップ４３６にて既に更新されている最新値を使用する。

ステップ４２８,４３０内に記載の式は、上記燃料挙動モデルの逆モデルを表す式である。吸気弁３２における燃料挙動モデルの逆モデルは、今回の吸気行程に対してポート噴射により筒内に直接流入する燃料の量(1−Rv)・fip、及び吸気弁３２から脱離して筒内に間接的に流入する燃料の量(1−Pv)・fwv(k)を考慮して、ステップ４２２にて求められる筒内流入燃料量Fcpの燃料を筒内に流入させるために必要とされるポート噴射量fipを算出するモデルである（図３（Ａ）を参照）。他方、燃焼室構成部材における燃料挙動モデルの逆モデルは、今回の燃焼サイクルに対して筒内噴射により筒内で直接燃焼する燃料の量(1−Rc)・fic、及び燃焼室構成部材から脱離して筒内で間接的に燃焼する燃料の量(1−Pc)・fwc(k)を考慮して、ステップ４２４にて求められる筒内燃焼燃料量Fccの燃料を筒内で燃焼させるために必要とされる筒内噴射量ficを算出するモデルである（図３（Ｂ）を参照）。これらのステップ４２８,４３０はそれぞれポート噴射量決定手段、及び筒内噴射量決定手段の一部に対応する。

続いて、ＣＰＵ７１はステップ４３２に進んで、上記求めたポート噴射量fip、及び筒内噴射量ficの燃料を所定の時期に噴射するための指令を、吸気行程を迎える気筒のポート噴射弁３９Ｐ、及び筒内噴射弁３９Ｃに対してそれぞれ行う。

次に、ＣＰＵ７１はステップ４３４に進んで、上記(1),(2)式に対応するステップ４３４内に記載の式に基づいて上記吸気弁燃料付着量fwv(k＋1)、及び上記燃焼室構成部材燃料付着量fwc(k＋1)を更新する。このステップ４３４が吸気弁燃料付着量推定手段、及び燃焼室構成部材燃料付着量推定手段の一部に対応する。

ここで、吸気弁燃料付着量fwv(k)、及び燃焼室構成部材燃料付着量fwc(k)としては、上記ステップ４２８,４３０と同様、前回の本ルーチン実行時において次のステップ４３６にて既に更新されている最新値を使用する。即ち、ＣＰＵ７１はステップ４３６に進むと、fwv(k),fwc(k)の値を、今回の本ルーチン実行時において上記ステップ４３４で更新されたfwv(k＋1),fwc(k＋1)の値に更新する。そして、ＣＰＵ７１はステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本発明による内燃機関の燃料噴射割合制御装置の第１実施形態によれば、目標吸気弁開弁期間VLが上記所定値βよりも短い場合（即ち、ポート噴射割合αが基本噴射割合α１と等しい値に設定されると上記「基本傾向」により吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなる事態が発生し得る場合）、ステップ４１６〜４２０にて、ポート噴射割合αは、温度偏差ΔT（＞０）に基づいて基本噴射割合α１を小さくなる方向に補正した値（＝α１・γ）に決定される。

これにより、ポート噴射割合αが基本噴射割合α１と等しい値に決定される場合に比して、ステップ４２２にて筒内流入燃料量Fcpが小さい値に決定され、従って、ステップ４２８にてポート噴射量fipが小さい値に決定される。（更には、ステップ４３４にて吸気弁燃料付着量fwvが小さい値に決定される）。この結果、上記「基本傾向」により吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなることが回避され得る。

ここで、吸気弁燃料付着量fwvと上記「ポート噴射量fipの誤差」の関係について説明する。上述したようにポート噴射量fipは、「吸気通路から筒内に流入する燃料の総量(1−Rv)・fip＋(1−Pv)・fwv」が上記筒内流入燃料量Fcpに一致するように、吸気弁３２における燃料挙動モデルの逆モデルを利用して決定される（ステップ４２８を参照）。吸気弁燃料付着量fwvが増大すると、上記「吸気通路から筒内に流入する燃料の総量(1−Rv)・fip＋(1−Pv)・fwv」における「吸気弁３２から脱離して筒内に間接的に流入する燃料の量(1−Pv)・fwv」の割合が増大していく（図３（Ａ）を参照）。

また、上記「吸気弁３２から脱離して筒内に間接的に流入する燃料の量(1−Pv)・fwv」は、「ポート噴射により筒内に直接流入する燃料の量(1−Rv)・fip」に比してより大きな推定誤差を含んでいると考えられる。従って、吸気弁燃料付着量fwvが大きくなるほど、ポート噴射量fipが、「吸気通路から筒内に流入する燃料の総量」を上記筒内流入燃料量Fcpに一致させるためにポート噴射弁３９Ｐから噴射されるべき燃料の量からずれる量、即ち、「ポート噴射量fip」の誤差が大きくなる。

以上より、上述のように吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなることが回避と、ポート噴射量fipの誤差の増大が回避される。この結果、空燃比が目標空燃比abyfrに一致し得なくなる事態の発生を抑制することができる。

また、上記第１実施形態によれば、温度偏差ΔT（＞０）が大きいほど基本噴射割合α１を小さくなる方向に補正する程度が大きくされる。ここで、上述したように、温度偏差ΔTは、吸気弁燃料付着量fwv及び燃焼室構成部材燃料付着量fwcの過度な増大の回避を総合的に考慮してポート噴射割合αを小さくできる余裕度を表す値となり得る。即ち、上記第１実施形態では、上記余裕度が考慮されてポート噴射割合αを小さくする程度が決定される。

これにより、吸気弁燃料付着量fwvの過度な増大のみならず燃焼室構成部材燃料付着量fwcの過度な増大をも回避する観点からポート噴射割合αが決定され得る。ここで、上述した「吸気弁燃料付着量fwvとポート噴射量fipの誤差の関係」の場合と同様の理由により、燃焼室構成部材燃料付着量fwcが大きくなるほど上記「筒内噴射量ficの誤差」が大きくなる傾向がある。従って、燃焼室構成部材燃料付着量fwcが過度に大きくなることが回避されると、筒内噴射量ficの誤差の増大も回避される。以上より、上記第１実施形態によれば、ポート噴射量fipの誤差及び筒内噴射量ficの誤差の増大防止が総合的に考慮されてポート噴射割合αが決定されるから、空燃比を目標空燃比abyfrにより一層精度良く一致させることができる。

加えて、上記第１実施形態によれば、目標吸気弁開弁期間VLが上記所定値β以上となる場合（即ち、ポート噴射割合αが、基本噴射割合α１と等しい値に設定されても吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなる事態が発生しない場合）、ＣＰＵ７１はステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４３８に進み、ポート噴射割合αが基本噴射割合α１と等しい値に設定される。この場合、ポート噴射割合α（＝α１）に基づいて筒内流入燃料量Fcp（従って、ポート噴射量fip）が決定されても、吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなることはない。即ち、不要な基本噴射割合α１の補正の実行が回避され得、この結果、ＣＰＵ７１の計算負荷が軽減される。

本発明は、上記第１実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第１実施形態においては、補正係数γを用いて基本噴射割合α１を補正しているが、これに代えて、目標吸気弁開弁期間VL、又は吸気弁３２の温度Twvを用いて基本噴射割合α１を補正するように構成されてもよい。この場合、目標吸気弁開弁期間VLが短いほど、又は吸気弁３２の温度Twvが低いほど、基本噴射割合α１を、筒内流入燃料量Fcp（従って、ポート噴射量fip）が小さくなる方向に補正する程度が大きくされる。

また、上記第１実施形態においては、燃焼室構成部材温度Twcから吸気弁３２の温度Twvを減じることで求められる温度偏差ΔTに基づいて補正係数γを決定しているが、これに代えて、燃焼室構成部材温度Twcと吸気弁３２の温度Twvの比である温度比Twc/Twvに基づいて補正係数γを決定するように構成されてもよい。この場合、例えば、テーブルMapγ（Twc/Twv）に基づいて、温度比Twc/Twvが「１」より大きい場合、温度比Twc/Twvが大きいほど補正係数γが小さい値に決定され、温度比Twc/Twvが「１」以下である場合、補正係数γが「１」に維持される。

また、上記第１実施形態においては、基本噴射割合α１に補正係数γを乗じることでポート噴射割合αを求めているが、これに代えて、基本噴射割合α１から補正定数dα（０≦dα≦α１）を減じることでポート噴射割合αを求めるように構成されてもよい。この場合、例えば、テーブルMapdα（ΔT）に基づいて、温度偏差ΔTが「０」より大きい場合、温度偏差ΔTが大きいほど補正定数dαがより大きい値に決定され、温度偏差ΔTが「０」以下である場合、補正定数dαが「０」に維持される。

加えて、上記第１実施形態においては、温度偏差ΔTに基づいて補正係数γを決定しているが、これに代えて、補正係数γを、吸気弁３２の温度Twvに基づいて決定される基本補正係数γ１に温度偏差ΔTに基づいて決定される補正係数ｃを乗じた値（＝γ１・ｃ）に決定するように構成されてもよい。この場合、例えば、吸気弁３２の温度Twvが低いほど基本補正係数γ１がより小さい値に決定され、温度偏差ΔTが大きいほど補正係数ｃがより小さい値に決定される。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の燃料噴射割合制御装置について説明する。この第２実施形態は、引数に目標吸気弁開弁期間VLを含むポート噴射割合αを決定するテーブルを作製し、このテーブルの検索に基づいてポート噴射割合αを直接決定する点においてのみ、上記基本噴射割合α１を決定した後、同基本噴射割合α１を上記補正係数γによって補正することでポート噴射割合αを決定する上記第１実施形態と異なる。

以下、第２実施形態に係る燃料噴射割合制御装置の実際の作動について説明する。この装置のＣＰＵ７１は、第１実施形態のＣＰＵ７１が実行する図４、及び図５に示した一連のルーチンの前半部である図４のルーチンを図７にフローチャートにより示したルーチンに置き換えた一連のルーチンを実行する。なお、図７において、図４に示したステップと同一のステップについては図４のステップ番号と同一のステップ番号を付している。以下、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

図７に示したルーチンは、図４のステップ４０８をステップ７０２に置き換えた点、並びに、図４のステップ４１０,４１６〜４２０,４３８を省いた点においてのみ図４に示したルーチンと異なる。ステップ７０２におけるテーブルMapα（Mc,NE,VT,VL）（吸気弁の開弁期間を表す値を含む所定の機関制御パラメータと噴射割合との関係を規定するデータ）は、上記基本因子Mc,NE,VTに更に目標吸気弁開弁期間VLを追加したものを引数として、ポート噴射割合αが、上記「基本傾向」により吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなることを回避し得る値に直接決定されるように適合・作製されたテーブルである。

図８は上記基本因子Mc,NE,VTの組み合わせが一定である場合における、テーブルMapα（Mc,NE,VT,VL）に基づいて決定されるポート噴射割合αと目標吸気弁開弁期間VLの関係を示す。図８に示すように、目標吸気弁開弁期間VLが上記所定値βより短い場合、ポート噴射割合αは、上記基本噴射割合α１より小さい値であって、目標吸気弁開弁期間VLが短いほど小さい値に決定される。一方、目標吸気弁開弁期間VLが上記所定値β以上である場合、ポート噴射割合αは、目標吸気弁開弁期間VLにかかわらず基本噴射割合α１と等しい値に決定される。

また、上記第１実施形態における基本噴射割合α１と同様、ポート噴射割合αは、テーブルMapα(Mc,NE,VT,VL)に基づいて、筒内吸入空気量Mcが大きいほど小さい値に、運転速度NEが大きいほど小さい値に、目標吸気弁開閉タイミングVTが進角側であるほど小さい値に決定される。

以上、説明したように、本発明による内燃機関の燃料噴射割合制御装置の第２実施形態によれば、上記テーブルMapα（Mc,NE,VT,VL）に基づいてポート噴射割合αが直接的に決定される。このポート噴射割合αは、運転状態に応じて変化する目標吸気弁開弁期間VLが考慮されて上記「基本傾向」により吸気弁燃料付着量fwvが過度に大きくなることを回避し得る値となる。従って、ポート噴射量fipの誤差の増大が回避され得、この結果、第１実施形態と同様、空燃比が目標空燃比に一致し得なくなる事態の発生を抑制することができる。また、補正が実行されることなくポート噴射割合αが決定できるから、ＣＵＰ７１の計算負荷が軽減される。

本発明は、上記第各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態においては、テーブルMapTwv(Mc,NE,THW,VL,VT)に基づいて吸気弁３２の温度Twvを決定しているが、これに代えて、吸気弁３２の熱収支に基づいて吸気弁３２の温度Twvを算出するように構成されてもよい。この場合、例えば、吸気弁３２の熱収支において、少なくとも吸気弁３２からバルブシート４１ａへの放熱量を考慮して吸気弁３２の温度Twvが算出される。この放熱量は、目標吸気弁開弁期間VLが短いほど大きい値となるように算出される。

加えて、上記各実施形態においては、噴射割合として、ポート噴射割合α（＝Fcp/(Fcp＋Fcc)）を採用するように構成されているが、筒内噴射割合（＝Fcc/(Fcp＋Fcc)）を採用するように構成してもよい。この場合、筒内噴射割合は、目標吸気弁開弁期間VLが短くなるほど大きい値に決定する。また、噴射割合として、値「Fcp/Fcc」、或いは、値「Fcc/Fcp」を採用するように構成してもよい。

本発明の第１実施形態に係る燃料噴射割合制御装置を火花点火式多気筒内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。 ポート噴射により燃料が吸気弁の傘部に付着する様子と、筒内噴射により燃料が燃焼室構成部材に付着する様子とを概念的に示した図である。 ポート噴射される燃料の量（ポート噴射量）と吸気弁の傘部に付着する燃料の量（吸気弁燃料付着量）との関係、及び筒内噴射される燃料の量（筒内噴射量）と燃焼室構成部材に付着する燃料の量（燃焼室構成部材燃料付着量）との関係を説明するための図である。 図１に示したＣＰＵが実行する、ポート噴射割合の決定、ポート噴射量及び筒内噴射量の決定、並びに、ポート噴射及び筒内噴射の実行のためのプログラムの前半部を示したフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行する、ポート噴射割合の決定、ポート噴射量及び筒内噴射量の決定、並びに、ポート噴射及び筒内噴射の実行のためのプログラムの後半部を示したフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが参照する、補正係数と温度偏差との関係を規定するテーブルを示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係る燃料噴射割合制御装置のＣＰＵが実行する、ポート噴射割合の決定、ポート噴射量及び筒内噴射量の決定、並びに、ポート噴射及び筒内噴射の実行のためのプログラムの前半部を示したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る燃料噴射割合制御装置が適用された場合における、基本因子の組み合わせが一定の場合におけるポート噴射割合と目標吸気弁開弁期間との関係を示したグラフである。

符号の説明

１０…火花点火式多気筒内燃機関、２１…シリンダ、２２…ピストン、２５…燃焼室、３２…吸気弁、３３…可変バルブタイミング装置、３９Ｃ…筒内噴射弁、３９Ｐ…ポート噴射弁、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ

Claims (8)

1. 内燃機関の吸気弁よりも上流の吸気通路に燃料を噴射するポート噴射手段と、
   燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射手段と、
   前記吸気弁の開弁期間を前記内燃機関の運転状態に応じて変更する開弁期間変更手段と、
   を備えた内燃機関に適用される内燃機関の燃料噴射割合制御装置であって、
   前記ポート噴射手段から噴射される燃料の量であるポート噴射量と前記筒内噴射手段から噴射される燃料の量である筒内噴射量の割合である噴射割合を決定する噴射割合決定手段と、
   前記吸気弁に付着している燃料の量である吸気弁燃料付着量を推定する吸気弁燃料付着量推定手段と、
   前記決定された噴射割合と、前記推定された吸気弁燃料付着量とに基づいて前記ポート噴射量を決定するポート噴射量決定手段と、
   前記決定された噴射割合に基づいて前記筒内噴射量を決定する筒内噴射量決定手段と、
   を備えた内燃機関の燃料噴射割合制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態に応じて変更される吸気弁の開弁期間を表す値を取得する開弁期間取得手段を更に備え、
   前記噴射割合決定手段は、
   前記内燃機関を制御するための機関制御パラメータのうち少なくとも前記吸気弁の開弁期間を表す値に基づいて前記噴射割合を決定するように構成された内燃機関の燃料噴射割合制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射割合制御装置において、
   前記噴射割合決定手段は、
   前記吸気弁の開弁期間を表す値を含まない所定の機関制御パラメータに基づいて決定される噴射割合である基本噴射割合を決定する基本噴射割合決定手段を備え、前記噴射割合を、前記決定された基本噴射割合を前記吸気弁の開弁期間を表す値に基づいて補正した値に決定するように構成された内燃機関の燃料噴射割合制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射割合制御装置において、
   前記噴射割合決定手段は、
   前記吸気弁の温度を少なくとも前記吸気弁の開弁期間を表す値に基づいて取得する吸気弁温度取得手段を備え、前記取得された吸気弁の温度に応じて前記基本噴射割合を補正する程度を変更するように構成された内燃機関の燃料噴射割合制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射割合制御装置であって、
   前記燃焼室を構成する部材に付着している燃料の量である燃焼室構成部材燃料付着量を推定する燃焼室構成部材燃料付着量推定手段を更に備え、
   前記筒内噴射量決定手段は、
   前記決定された噴射割合と、前記推定された燃焼室構成部材燃料付着量とに基づいて前記筒内噴射量を決定するように構成され、
   前記噴射割合決定手段は、
   前記燃焼室を構成する部材の温度である燃焼室構成部材温度を取得する燃焼室構成部材温度取得手段を備え、前記取得された吸気弁の温度と前記取得された燃焼室構成部材温度との比較結果に応じて前記基本噴射割合を補正する程度を変更するように構成された内燃機関の燃料噴射割合制御装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射割合制御装置において、
   前記噴射割合決定手段は、
   前記燃焼室構成部材温度が前記吸気弁の温度に対してより高いほど前記基本噴射割合を前記ポート噴射量が小さくなる方向に補正する程度を大きくするように構成された内燃機関の燃料噴射割合制御装置。
6. 請求項２乃至請求項５の何れか一項に記載の内燃機関の燃料噴射割合制御装置において、
   前記噴射割合決定手段は、
   前記吸気弁の開弁期間を表す値が所定値以上の場合、前記噴射割合を、前記基本噴射割合を前記吸気弁の開弁期間を表す値に基づいて補正した値に代えて、前記基本噴射割合に決定するように構成された内燃機関の燃料噴射割合制御装置。
7. 請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射割合制御装置であって、
   前記噴射割合決定手段は、
   前記吸気弁の開弁期間を表す値を含む所定の機関制御パラメータと前記噴射割合との関係を規定するデータを予め記憶している記憶手段を備え、前記所定の機関制御パラメータと、前記データとに基づいて前記噴射割合を、前記吸気弁の開弁期間を表す値が小さいほど前記ポート噴射量が小さくなる値に決定するように構成された内燃機関の燃料噴射割合制御装置。
8. 請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射割合制御装置であって、
   前記燃焼室を構成する部材に付着している燃料の量である燃焼室構成部材燃料付着量を推定する燃焼室構成部材燃料付着量推定手段を更に備え、
   前記筒内噴射量決定手段は、
   前記決定された噴射割合と、前記推定された燃焼室構成部材燃料付着量とに基づいて前記筒内噴射量を決定するように構成された内燃機関の燃料噴射割合制御装置。
   

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