JP2010261364A

JP2010261364A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2010261364A
Application number: JP2009112775A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hoshi; 賢児星
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-05-07
Filing date: 2009-05-07
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】燃料噴射時期の設定の自由度を高めつつ、気筒内面への燃料の付着を十分に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】気筒２内に燃料を噴射する第１インジェクタ１３と、吸気ポート３ａ内に燃料を噴射する第２インジェクタ１４とを備え、燃料のアルコール濃度に応じて各インジェクタ１３、１４の噴射量の噴き分け比率が制御される制御装置において、ピストン５の裏面に向けてオイルを噴射するオイルジェット装置１１をさらに備え、内燃機関１の温度が所定温度以下であり、かつ第１インジェクタ１３の噴射量が最小噴射量以下になるように噴き分け比率が制御された場合、燃料のアルコール濃度に基づいて停止期間を設定し、設定した停止期間の間オイルジェット装置１１からのオイルの噴射を停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタ及び吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用インジェクタを備え、アルコールを含んだ燃料で運転可能な内燃機関の制御装置に関する。

気筒内に燃料を噴射する筒内噴射用インジェクタ及び吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射用インジェクタの両方を備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関において、内燃機関の温度及び燃料に含まれるアルコールの濃度等に応じて各インジェクタの動作が制御されるものが知られている。例えば、気筒内にて燃料を十分に気化させるべく内燃機関の温度が低いほどポート噴射用インジェクタのみが燃料を噴射するポート噴射運転領域を拡大し、また温度条件を一定として考えたときには燃料のアルコール濃度が高くなるほどそのポート噴射運転領域を拡大する内燃機関が知られている（特許文献１参照）。また、内燃機関の運転状態に応じて２つのインジェクタの噴射量の比率を変更するものが知られている（特許文献２参照）。

特許文献１の内燃機関ではポート噴射運転領域を拡大して気筒内での燃料の気化を促進させているが、この他ピストンの温度を調整して燃料の気化を促進させる内燃機関が知られている。例えば、内燃機関の温度が低い場合は、ピストンの裏面にオイルを噴射するオイルジェット装置を停止させる内燃機関が知られている（特許文献３参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献４〜８が存在する。

特開２００８−３０９００２号公報特開２００８−１４１９８号公報特開２００５−３２５６９４号公報特開平６−２００８３７号公報特開２００８−２６７３０８号公報特開２００６−２９１２７号公報特開２００４−１９７５９１号公報特開２００４−１３７９５３号公報

特許文献１の内燃機関では、内燃機関の温度が低い場合はポート噴射用インジェクタのみから燃料を噴射させて燃料の気化を促進させているが、ポート噴射用インジェクタのみを使用する場合は吸気弁の閉弁後に気筒内に燃料を供給することができない。そのため、燃料の噴射時期が制限される。一部の燃料を筒内噴射用インジェクタから噴射させてもよいが、内燃機関の温度が低いと気筒内に直接噴射した燃料が十分に気化しないおそれがある。この場合、気筒の内面に付着する燃料が増加するので、オイルに混入する燃料が増加するおそれがある。

そこで、本発明は、燃料噴射時期の設定の自由度を高めつつ、気筒内面への燃料の付着を十分に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁と、前記筒内噴射弁及び前記ポート噴射弁のそれぞれに供給される燃料のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて一回の燃焼行程に対応する前記筒内噴射弁の噴射量と前記ポート噴射弁の噴射量との間の噴き分け比率を制御する噴き分け比率制御手段と、を備え、前記噴き分け比率制御手段は、前記内燃機関の温度が所定温度以下の場合、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度が高いほど前記筒内噴射弁の噴射量が低減するように前記噴き分け比率を制御する内燃機関の制御装置において、前記気筒に挿入されているピストンの頂部の裏面に向けてオイルを噴射するオイル噴射手段と、前記内燃機関の温度が所定温度以下であり、かつ前記噴き分け比率制御手段にて前記筒内噴射弁の噴射量が所定の最小噴射量以下になるように前記噴き分け比率が制御される場合、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて停止期間を設定し、設定した停止期間の間前記ピストンへのオイルの噴射が停止されるように前記オイル噴射手段を制御する冷却制御手段と、を備えている（請求項１）。

本発明の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の温度が所定温度以下であり、かつ筒内噴射弁の噴射量が最小噴射量以下の場合には、ピストンへのオイル噴射が停止されるので、気筒内の温度を高めることができる。これにより気筒内で燃料を十分に気化することができるので、気筒の内面への燃料の付着を十分に抑制することができる。また、本発明の制御装置では、オイル噴射を停止する停止期間がアルコール濃度に応じて設定される。周知のように燃料の気化し易さは含まれるアルコール濃度に応じて変化する。そのため、このように停止期間をアルコール濃度に応じて設定することにより、ピストンの冷却を適切に行いつつ燃料を十分に気化することができる。さらに、本発明の制御装置では、内燃機関の温度が所定温度以下でも筒内噴射弁から燃料が噴射されるので、燃料噴射時期の設定の自由度を高めることができる。

本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示す図。第１の形態のインジェクタ制御ルーチンを示すフローチャート。アルコール濃度が異なる燃料の燃料留出量と燃料温度との関係の一例を示す図。冷却水温及び燃料のアルコール濃度とポート噴射割合との関係の一例を示す図。燃料のアルコール濃度と停止期間との関係の一例を示す図。オイル制御弁に出力する信号の時間変化の一例を示す図。第２の形態のインジェクタ制御ルーチンを示すフローチャート。燃料のアルコール濃度と噴射開始時期との関係の一例を示す図。第３の形態のインジェクタ制御ルーチンを示すフローチャート。燃料のアルコール濃度と燃料噴射期間との関係の一例を示す図。衝突噴射制御を実行したときの第１インジェクタへの制御信号及び吸気弁のバルブリフト量のそれぞれ時間変化の一例を示す図。排気弁制御ルーチンを示すフローチャート。冷却水温及び燃料のアルコール濃度と排気弁の進角量との関係の一例を示す図。

（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示している。内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるものであり、複数の気筒２が適宜のレイアウトで並べられた火花点火式内燃機関として構成されている。なお、図１では一つの気筒２のみを示している。エンジン１は、ガソリンのみ、エタノールのみ、及びエタノールとガソリンとが混合された燃料のいずれの燃料でも運転可能に構成されている。各気筒２には、吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ接続されている。また、各気筒２には、ピストン５が往復動自在に挿入されている。ピストン５は、コンロッド６を介して不図示のクランク軸に連結されている。各気筒２には、不図示の点火プラグがその電極部を突出させるようにして気筒２の略中心線上に設けられている。

吸気通路３は気筒２毎に設けられた吸気ポート３ａを含み、排気通路４は気筒２毎に設けられた排気ポート４ａを含んでいる。吸気ポート３ａ及び排気ポート４ａは燃焼室７に通じている。吸気ポート３ａと燃焼室７との間は吸気弁８にて開閉され、排気ポート４ａと燃焼室７との間は排気弁９にて開閉される。吸気弁８及び排気弁９の開閉駆動は可変動弁機構１０にて実行される。可変動弁機構１０は、吸気弁８及び排気弁９の開閉時期等を変更可能な周知のものである。そのため、詳細な説明は省略する。エンジン１には、オイル噴射手段としてのオイルジェット装置１１が設けられている。オイルジェット装置１１は、ピストン５の頂部５ａの裏面側に向かってオイルを噴射する周知の装置である。なお、オイルジェット装置１１は、コンロッド６及びクランク軸と干渉しないようにクランク室Ｃに配置されている。オイルジェット装置１１には、不図示のオイルポンプからオイルが供給される。オイルジェット装置１１には、供給されるオイルを制御するためのオイル制御弁１２が設けられている。

各気筒２に対して燃料を供給するため、エンジン１には筒内噴射弁としての第１インジェクタ１３及びポート噴射弁としての第２インジェクタ１４が設けられている。第１インジェクタ１３は、気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁である。第１インジェクタ１３は、開弁中の吸気弁８に噴射している燃料が衝突するように配置されている。第２インジェクタ１４は、吸気ポート３ａ（吸気通路３）内に燃料を噴射する燃料噴射弁である。各インジェクタ１３、１４には、共通の燃料タンク１５から燃料が供給される。

インジェクタ１３、１４の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にて制御される。ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成され、エンジン１に設けられた各種のセンサの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のものである。ＥＣＵ２０は、例えばエンジン１の運転状態に応じて吸気弁８及び排気弁９の開閉時期が変更されるように可変動弁機構１０を制御する。また、ＥＣＵ２０は、エンジン１の運転状態に応じてオイル制御弁１２の動作を制御する。ＥＣＵ２０には、エンジン１の機関回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ２１、内燃機関１の冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ２２、燃料タンク１５内の燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ２３、及び吸入空気量を検出するエアフローメータ２４等が接続されている。この他にもＥＣＵ２０には各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。

図２は、ＥＣＵ２０が各インジェクタ１３、１４の動作を制御すべくエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行するインジェクタ制御ルーチンを示している。この制御ルーチンにおいてＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えば燃料のアルコール濃度、エンジン１の回転数、冷却水温度、及び吸入空気量等が取得される。このように燃料のアルコール濃度を取得することにより、ＥＣＵ２０及びアルコール濃度センサ２３が本発明のアルコール濃度取得手段として機能する。続くステップＳ１２においてＥＣＵ２０は、一回の燃焼行程で気筒２に供給すべき燃料量（以下、基本燃料量と称することがある。）を算出する。これは、エンジン１の回転数及び吸入空気量に基づいて算出する周知の方法で行えばよいため、詳細な説明は省略する。

次のステップＳ１３においてＥＣＵ２０は、第１インジェクタ１３から噴射すべき燃料量（以下、筒内噴射量と称することがある。）及び第２インジェクタ１４から噴射すべき燃料量（以下、ポート噴射量と称することがある。）を算出する。この算出方法を説明する前に、燃料のアルコール濃度及び温度と燃料の気化し易さについて説明する。図３は、アルコール濃度が異なる燃料の燃料留出量と燃料温度との関係の一例を示している。なお、図３の線Ｅ０はアルコール濃度が０％、すなわちガソリン１００％の燃料の燃料留出量と燃料温度との関係を示している。同様に、線Ｅ２０はアルコール濃度が２０％の燃料、線Ｅ８５はアルコール濃度が８５％の燃料、線Ｅ１００はアルコール濃度が１００％の燃料の燃料留出量と燃料温度との関係を示している。この図に示したように、燃料温度が温度Ｔ１以下では、アルコール濃度０％の燃料やアルコール濃度２０％の燃料は一部が気化するが、アルコール濃度８５％の燃料やアルコール濃度１００％の燃料は殆ど気化しない。そのため、燃料温度が温度Ｔ１以下では、アルコール濃度が高いほど燃料が気化し難くなる。一方、燃料温度が温度Ｔ２になると、アルコール濃度８５％の燃料やアルコール濃度１００％の燃料は殆ど気化するが、アルコール濃度０％の燃料やアルコール濃度２０％の燃料は半分程度しか気化しない。そのため、温度Ｔ１〜Ｔ２の燃料温度範囲では、アルコール濃度が高いほど気化し易くなる。そこで、燃料温度が低いほど、またアルコール濃度が高いほどポート噴射量を増加させるとともに筒内噴射量を減少させる。これにより気筒２の内面への燃料の付着を抑制できる。

図２に戻って筒内噴射量及びポート噴射量の算出方法の説明を続ける。これら燃料量は、基本燃料量に対するポート噴射量の割合（ポート噴射割合）に基づいて算出される。ポート噴射割合は、図４に示したマップに基づいて算出される。この図は、冷却水温及び燃料のアルコール濃度とポート噴射割合との関係の一例を示している。また、この図は、予め実験等により求められ、ＥＣＵ２０のＲＯＭにマップとして記憶されている。上述したように燃料温度が温度Ｔ１以下の場合はアルコール濃度が高いほど燃料が気化し難くなる。周知のように燃料温度は冷却水温と相関し、図４の冷却水温Ｔｗ１、Ｔｗ２、Ｔｗ３が図３の温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３にそれぞれ対応している。この図４に示したようにポート噴射割合は、冷却水温が温度Ｔｗ以下の場合にアルコール濃度が高いほど大きくなるように設定される。なお、ポート噴射割合を算出する際、ＥＣＵ２０はまず燃料のアルコール濃度に基づいて図４に線Ｌ１〜Ｌ３で示した関係のいずれを使用するか設定する。その後、ＥＣＵ２０は設定した関係及び冷却水温に基づいてポート噴射割合を算出する。ポート噴射量は基本燃料量にポート噴射割合を掛けることにより算出される。そして、筒内噴射量は基本燃料量からポート噴射量を減ずることにより算出される。

続くステップＳ１４においてＥＣＵ２０は、算出した筒内噴射量が予め設定した所定の最小噴射量以下か否か判断する。周知のようにインジェクタには、弁体の開弁期間にて噴射量を調整している。そして、弁体の開弁期間には下限値が設けられており、開弁期間がこの下限値以下になると噴射量を適切に制御することができないおそれがある。そこで、最小噴射量には、例えば開弁期間が下限値となる噴射量が設定される。筒内噴射量が最小噴射量より大きいと判断した場合はステップＳ１５に進み、オイルジェット装置１１からのオイルの噴射を停止する停止期間に０を代入する。その後、ステップＳ１８に進む。

一方、筒内噴射量が最小噴射量以下と判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ２０は筒内噴射量を最小噴射量に変更するとともに、ポート噴射量を基本燃料量から最小噴射量を減じた値に変更する。続くステップＳ１７においてＥＣＵ２０は、オイルジェット装置１１からのオイルの噴射を停止する停止期間を算出する。停止期間は、燃料のアルコール濃度に基づいて算出される。図５は、燃料のアルコール濃度と停止期間との関係の一例を示している。図３に示したように冷却水温が温度Ｔｗ以下の場合はアルコール濃度が高くなるほど燃料が気化し難くなる。そこで、停止期間は、アルコール濃度が高いほど長くなるように設定される。停止期間の算出は、例えば図５に示した関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ２０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップを参照して行えばよい。

次のステップＳ１８においてＥＣＵ２０は、燃料噴射制御を実行する。この燃料噴射制御では、吸気行程時に算出した各噴射量の燃料が各インジェクタ１３、１４からそれぞれ噴射されるようにこれらインジェクタ１３、１４が制御される。また、この吸気行程中に算出した停止期間の間、オイルジェット装置１１からのオイルの噴射が停止されるようにオイル制御弁１２が制御される。具体的には、図６に示したように停止期間の間、ＥＣＵ２０からオイル制御弁１２に閉信号が出力される。なお、図６の実線Ｔｃ１がアルコール濃度が高い場合の信号の時間変化を、破線Ｔｃ２がアルコール濃度が低い場合の信号の時間変化を示している。この図に示したようにアルコール濃度が高い場合は停止期間が長くなり、アルコール濃度が低い場合は停止期間が短くなるようにオイル制御弁１２が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

第１の形態の制御装置によれば、冷却水温が温度Ｔｗ以下、すなわちエンジン１の温度が所定温度以下であり、かつ筒内噴射量が最小噴射量以下の場合には、ピストン５へのオイルの噴射が停止される。そのため、気筒２内の温度を高めて燃料を十分に気化することができる。これにより、気筒２の内面への燃料の付着を十分に抑制できるので、オイルに燃料が混入してオイルが希釈されることを十分に抑制できる。オイルの噴射を停止する停止期間はアルコール濃度に応じて設定されるので、燃料を十分に気化させつつピストン５を適切に冷却することができる。また、この制御装置では、エンジン１の温度が所定温度以下でも第１インジェクタ１３から燃料を噴射するので、吸気弁８が閉弁した後でも気筒２内に燃料を供給することができる。そのため、燃料噴射時期の設定の自由度を高めることができる。

なお、ＥＣＵ２０は、図２のステップＳ１２、Ｓ１３を実行することで噴き分け比率制御手段として、図２のＳ１４〜Ｓ１８を実行することで冷却制御手段としてそれぞれ機能する。

（第２の形態）
次に図７及び図８を参照して本発明の第２の形態に係る制御装置を説明する。なお、この形態においてもエンジン１については図１が参照される。図７は、第２の形態においてＥＣＵ２０が実行するインジェクタ制御ルーチンを示している。図７において図２と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。

図７においてＥＣＵ２０は、ステップＳ１２まで図２の制御ルーチンと同様に処理を進める。次のステップＳ２１においてＥＣＵ２０は、第２インジェクタ１４が故障していることを示す故障フラグがオンの状態か否か判断する。この故障フラグはこの制御ルーチンが前回実行されたときの値がＥＣＵ２０のＲＡＭに記憶されている。そして、この判断は、ＥＣＵ２０に記憶されている値に基づいて行われる。なお、故障フラグは、ＥＣＵ２０の起動時にオフの状態にリセットされる。

故障フラグがオフの状態と判断した場合はステップＳ１３に進み、以降ステップＳ１８まで図２と同様に処理を進める。燃料噴射制御の実行後はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ２０は第２インジェクタ１４の異常の有無を診断する。異常診断方法としては、公知の種々の方法で行えばよい。例えば、第２インジェクタ１４にその内部の燃料の圧力を検出する圧力センサを設け、第２インジェクタ１４の開弁制御を行ったときの圧力センサの検出値の変動に基づいて診断すればよい。次のステップＳ２３においてＥＣＵ２０は、第２インジェクタ１４に異常があったか否か判断する。第２インジェクタ１４に異常が有った場合はステップＳ２４に進み、故障フラグをオンの状態に切り替える。上述したようにこの値はＥＣＵ２０のＲＡＭに記憶され、今回の制御ルーチンが終了してもリセットされることはない。なお、この処理では故障フラグの切り替えを行うとともに、インパネの故障ランプを点灯させるなど所定の異常対応処理を行ってもよい。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、第２インジェクタ１４に異常が無かった場合はステップＳ２５に進み、故障フラグをオフに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２１で故障フラグがオンの状態と判断した場合はステップＳ２６に進み、ＥＣＵ２０は第１インジェクタ１３から燃料の噴射を開始すべき噴射開始時期を算出する。図８は、燃料のアルコール濃度と噴射開始時期との関係の一例を示している。この図に示したように、噴射開始時期はアルコール濃度が高いほど進角される。周知のようにエタノールはガソリンと比較して単位量当たりに含まれる芳香族炭化水素が多い。そのため、ピストン５等に付着した燃料が燃焼したときに発生する粒子状物質（ＰＭ）の量は、アルコール濃度が高いほど少なくなる。そのため、このように燃料のアルコール濃度に応じて噴射開始時期を進角させることにより、ＰＭの発生を抑制しつつ気筒２の内面に付着する燃料量を減少させることができる。次のステップＳ２７においてＥＣＵ２０は、筒内噴射制御を実行する。この筒内噴射制御では、基本燃料量の燃料が全て第１インジェクタ１３から噴射される。また、この第１インジェクタ１３からの燃料の噴射は、算出した噴射開始時期から行われる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

第２の形態の制御装置によれば、第２インジェクタ１４に異常があってもエンジン１の運転に必要な燃料が第１インジェクタ１３から噴射されるので、エンジン１の停止を回避できる。この際の第１インジェクタ１３の噴射開始時期は、アルコール濃度に応じて設定されるので、ＰＭの発生を抑制しつつ気筒２の内面に付着する燃料量を減少させることができる。

（第３の形態）
図９〜図１１を参照して第３の形態に係る制御装置について説明する。この形態においてもエンジン１については図１が参照される。図９は、第３の形態においてＥＣＵ２０が実行するインジェクタ制御ルーチンを示している。この形態では、図７と比較してステップＳ２６及びＳ２７の代わりにステップＳ３１及びＳ３２が設けられる点が異なる。それ以外は図７と同じであるため、図９において図２又は図７と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。

図９の制御ルーチンにおいてステップＳ２１で故障フラグがオンの状態と判断した場合はステップＳ３１に進み、ＥＣＵ２０は燃料のアルコール濃度に基づいて燃料噴射期間を算出する。図１０は、燃料のアルコール濃度と燃料噴射期間との関係の一例を示している。この図に示したように燃料噴射期間は、アルコール濃度が高いほど長くなるように設定される。次のステップＳ３２においてＥＣＵ２０は、衝突噴射制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。衝突噴射制御では、基本燃料量の燃料が全て第１インジェクタ１３から噴射される。また、この第１インジェクタ１３からの燃料の噴射は、吸気弁８の開弁中にその吸気弁８に噴射した燃料が衝突するように行われる。図１１は、衝突噴射制御を実行したときの第１インジェクタ１３への制御信号及び吸気弁８のバルブリフト量のそれぞれ時間変化の一例を示している。なお、図１１の線Ａ１がアルコール濃度が高い場合の制御信号の時間変化を、線Ａ２がアルコール濃度が低い場合の制御信号の時間変化を示している。この図に示したように燃料噴射期間は、バルブリフト量が最大になる時点が略中間になるように設定される。このように燃料噴射期間を設定することにより、燃料を吸気弁８に衝突させることができる。

第３の形態の制御装置によれば、第２の形態と同様に第２インジェクタ１４に異常があってもエンジン１の停止を回避できる。また、第１インジェクタ１３から噴射された燃料を吸気弁８に当てるので、気流によって燃料の霧化を促進させることができる。そのため、燃焼状態を改善することができる。さらに、燃料が排気側に流れることを抑制できるので、未燃燃料の排出を抑制することができる。これにより、排気エミッションを低減できる。図３に示したように燃料のアルコール濃度が高くなるほど、全量が気化する温度が低下する。そのため、燃料のアルコール濃度が高ければ吸気弁８に衝突する燃料量を増加させても吸気弁８に付着した燃料を十分に気化させることができるので、スモークの発生を抑制することができる。この形態では、燃料のアルコール濃度が高いほど燃料噴射期間を長くするので、スモークの発生を抑制しつつ燃焼状態を改善したり未燃燃料の排出を抑制したりすることができる。

（第４の形態）
図１２及び図１３を参照して本発明の第４の形態について説明する。この形態においてもエンジン１については図１が参照される。また、この形態においてもＥＣＵ２０は図２のインジェクタ制御ルーチンを繰り返し実行する。図１２は、この形態のＥＣＵ２０がエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する排気弁制御ルーチンを示している。この排気弁制御ルーチンは、インジェクタ制御ルーチンと並行に実行される。なお、図１２において図２と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。

図１２の排気弁制御ルーチンにおいてＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。続くステップＳ４１においてＥＣＵ２０は、冷却水温及び燃料のアルコール濃度に基づいて排気弁９の進角量を算出する。図１３は、冷却水温及び燃料のアルコール濃度と排気弁９の進角量との関係の一例を示している。なお、この関係は予め実験等により求められてＥＣＵ２０のＲＯＭにマップとして記憶されている。この図に示したように排気弁９の進角量は、冷却水温が低いほど、またアルコール濃度が高いほど大きくなるように算出される。これにより冷却水温が低いほど、またアルコール濃度が高いほど排気弁９の閉弁時期が遅くなるので、気筒２内に残留する排気、いわゆる内部ＥＧＲガスの量を増加させることができる。そのため、この内部ＥＧＲガスで気筒２の温度を上昇させることができる。

次のステップＳ４２においてＥＣＵ２０は、算出した進角量に基づいて排気弁９の進角制御を実行する。この進角制御は、可変動弁機構１０を制御することにより行われる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

第４の形態の制御装置では、冷却水温及び燃料のアルコール濃度に応じて排気弁９の進角量が変更されるので、気筒２内の温度を上昇させて燃料を十分に気化させることができる。また、気筒２内の温度を上昇させることにより、燃料の霧化を促進させることができる。そのため、気筒２の内面への燃料の付着をさらに抑制することができる。そして、このように気筒２内の温度を上昇させることにより、ＰＭの発生を抑制することができる。

本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明は、内燃機関の燃料として使用可能な種々のアルコールを含む燃料で運転される内燃機関に適用してよい。

１内燃機関
２気筒
３ａ吸気ポート
５ピストン
５ａ頂部
１１オイルジェット装置（オイル噴射手段）
１３第１インジェクタ（筒内噴射弁）
１４第２インジェクタ（ポート噴射弁）
２０エンジンコントロールユニット（噴き分け比率制御手段、冷却制御手段、アルコール濃度取得手段）
２３アルコール濃度センサ（アルコール濃度取得手段）

Claims

内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁と、前記筒内噴射弁及び前記ポート噴射弁のそれぞれに供給される燃料のアルコール濃度を取得するアルコール濃度取得手段と、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて一回の燃焼行程に対応する前記筒内噴射弁の噴射量と前記ポート噴射弁の噴射量との間の噴き分け比率を制御する噴き分け比率制御手段と、を備え、前記噴き分け比率制御手段は、前記内燃機関の温度が所定温度以下の場合、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度が高いほど前記筒内噴射弁の噴射量が低減するように前記噴き分け比率を制御する内燃機関の制御装置において、
前記気筒に挿入されているピストンの頂部の裏面に向けてオイルを噴射するオイル噴射手段と、前記内燃機関の温度が所定温度以下であり、かつ前記噴き分け比率制御手段にて前記筒内噴射弁の噴射量が所定の最小噴射量以下になるように前記噴き分け比率が制御される場合、前記アルコール濃度取得手段により取得されたアルコール濃度に基づいて停止期間を設定し、設定した停止期間の間前記ピストンへのオイルの噴射が停止されるように前記オイル噴射手段を制御する冷却制御手段と、を備えている内燃機関の制御装置。