JP2010281222A

JP2010281222A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2010281222A
Application number: JP2009133303A
Authority: JP
Inventors: Eiji Murase; 栄二村瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-02
Also published as: JP5267947B2

Abstract

【課題】筒内噴射弁のデポジット除去を実行可能にする。
【解決手段】本発明による内燃機関の制御装置は、筒内噴射弁４８からの燃料噴射を制御するための燃料噴射制御手段を備えた内燃機関１０に適用される。内燃機関１０の制御装置は、筒内噴射弁４８に所定量以上のデポジットが形成されたとき、燃料噴射制御手段に対して、負のバルブオーバーラップ期間中の筒内噴射弁４８からの燃料噴射を禁止する禁止手段を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸気弁と排気弁とが同時に閉じる負のバルブオーバーラップ期間中に燃料を気筒内に直接噴射可能な内燃機関の制御装置に関する。

気筒内に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁（筒内噴射弁）を備えた内燃機関が周知である。そのような筒内噴射弁は、その先端部が燃焼室に露出していることから、燃焼室の燃焼ガスに曝される。したがって、燃料に由来するデポジットが、筒内噴射弁の噴孔内やその近傍に形成され得る。こうしたデポジットは、燃料噴射量の減少や燃料噴霧形状の変化等の悪影響をもたらすことがある。

例えば、特許文献１に、筒内噴射弁に付着したデポジットを除去することを可能にする内燃機関の制御装置が開示されている。この装置では、筒内噴射弁を用いた燃料噴射時に、筒内噴射弁の噴射孔にデポジット付着が検出されると、噴射モードが筒内噴射から吸気通路噴射に切り換えられると共に高温化処理が実行される。そして、この高温化処理として、例えば、バルブオーバーラップ量を、そのときの機関運転状況に応じて設定された実バルブオーバーラップ量から所定量減少させる制御が実行される。

特開２００５−２０１１１３号公報

しかし、そのような上記特許文献１の内燃機関の制御装置では、吸気通路に燃料を噴射するための燃料噴射弁を備えることが必要とされている。それ故、それが適用できる内燃機関は限定される。

そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、吸気通路に燃料を噴射するための燃料噴射弁の有無に拘らず、筒内噴射弁のデポジットの除去を実行可能にすることにある。

本発明による内燃機関の制御装置は、筒内噴射弁からの燃料噴射を制御するための燃料噴射制御手段を備えた内燃機関の制御装置において、筒内噴射弁に所定量以上のデポジットが形成されたとき、燃料噴射制御手段に対して、吸気弁と排気弁とが同時に閉じる負のバルブオーバーラップ期間中の筒内噴射弁からの燃料噴射を禁止する禁止手段を備えたことを特徴とする。

本発明に係る第１実施形態が適用された内燃機関を示す概略構成図である。第１実施形態のフローチャートである。第２実施形態のフローチャートである。第３実施形態のフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。まず、第１実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る第１実施形態が適用された内燃機関１０を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関１０は、シリンダブロック１２に形成された燃焼室１４の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、気筒１６内でピストン１８を往復移動させることにより動力を発生する。ただし、内燃機関１０は、４サイクル機関（４ストローク機関）である。なお、内燃機関１０は、直列４気筒機関として構成されている。

各燃焼室１４に臨む吸気ポートは、吸気弁Ｖｉにより開閉され、吸気マニホールド２０に接続されている。この吸気マニホールド２０上流側には、順に、サージタンク２２および吸気管２４が接続されている。吸気管２４は、エアクリーナ２６を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、吸気管２４の中途（サージタンク２２とエアクリーナ２６との間）には、電子制御式スロットルバルブ２８が組み込まれている。それら、例えば、吸気ポート、吸気マニホールド２０、サージタンク２２、吸気管２４のそれぞれは、吸気通路３０の一部を区画形成する。

他方、各燃焼室１４に臨む排気ポートは、排気弁Ｖｅにより開閉され、排気マニホールド３２に接続され、この排気マニホールド３２には下流側に排気管３４が接続されている。排気管３４には、三元触媒を含む前段触媒装置３６およびＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置３８が接続されている。それら、例えば、排気ポート、排気マニホールド３２、排気管３４のそれぞれは、排気通路４０の一部を区画形成する。

上記吸気弁Ｖｉおよび上記排気弁Ｖｅは、それぞれ、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構４１によって開閉させられる。上記吸気弁Ｖｉの駆動機構４２および上記排気弁Ｖｅの駆動機構４４を含む動弁機構４１は、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅを、コンロッドを介してピストン１８が連結されているクランクシャフトの回転に同期して、個別に任意の開度およびタイミングで制御することが可能な機構である。具体的には、吸気弁Ｖｉの駆動機構４２および排気弁Ｖｅの駆動機構４４は、それぞれ、個別に設けられたソレノイドを含んでいる。つまり、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅはそれぞれ電磁駆動弁とされている。そして、吸気弁Ｖｉと排気弁Ｖｅとが同時に開く正のバルブオーバーラップや、吸気弁Ｖｉと排気弁Ｖｅとが同時に閉じる負のバルブオーバーラップを可能にしている。ただし、このような構成に代えて、例えば単一の弁に適用される複数種類のカムを油圧によって切り替えることによってバルブタイミングおよびカムプロフィールを任意に変更できる可変バルブタイミング機構（VVT; Variable Valve Timing mechanism）を用いることもできる。このような可変バルブタイミング機構は、吸気弁Ｖｉのみ、排気弁Ｖｅのみ、あるいは吸排気弁Ｖｉ、Ｖｅに対して適用することができる。

更に、内燃機関１０の各気筒１６は、点火プラグ４６を有する。点火プラグ４６は、対応する燃焼室１４に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。

更に、内燃機関１０は、図１に示されるように、筒内噴射弁であるインジェクタ４８を有する。つまり、各インジェクタ４８は、対応する燃焼室１４に臨むように配設されている。そして、内燃機関１０では、各インジェクタ４８から各燃焼室１４に向けてガソリン等の燃料が直接噴射される。

上述のスロットルバルブ２８、動弁機構４１に含まれる各駆動機構４２、４４、各点火プラグ４６、各インジェクタ４８等は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を含む。ＥＣＵ５０には、各種センサ類がＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されていて、例えば吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５２が接続されている。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサ類を用いて得られる検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、スロットルバルブ２８、各駆動機構４２、４４、各点火プラグ４６、各インジェクタ４８等の作動を制御する。なお、ＥＣＵ５０の一部を含んで燃料噴射制御手段が構成され、またＥＣＵ５０の一部を含んで負のバルブオーバーラップ期間中のインジェクタ４８からの燃料噴射を禁止する禁止手段が構成される。

ＥＣＵ５０に接続されるセンサ類には、次のようなセンサが含まれる。例えば、クランクポジションセンサ５４が設けられている。クランクポジションセンサ５４は、クランクシャフトに固定されるロータプレート（シグナルプレート）等を含む磁気センサまたは光電式センサ等であり、クランクシャフトの回転角度を示すパルス信号を微小時間ごとにＥＣＵ５０に与える。また、内燃機関１０は、筒内圧センサ５６を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ５６は、対応する燃焼室１４に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、それぞれ、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている。さらに、吸気通路３０の圧力すなわち吸気圧を検出するために吸気圧センサ５８が設けられている。さらに、内燃機関１０でのノッキング発生を検出するためのノックセンサ６０や、アクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するためのアクセルポジションセンサ（不図示）が設けられている。また、内燃機関１０が搭載された車両の速度（車速）を検出するための車速センサも設けられている。さらに、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）６２が排気通路４０に設けられている。Ａ／Ｆセンサ６２は、排気通路の排気ガス中の空燃比に応じた電気信号をＥＣＵ５０に出力する。また、排気通路４０に、Ｏ₂センサ６４が設けられている。Ｏ₂センサ６４は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号をＥＣＵ５０に出力する。

ＥＣＵ５０のＲＯＭは、燃料噴射制御用のルーチン、吸気弁Ｖｉや排気弁Ｖｅの開閉タイミングを決定してそれらを制御するためのルーチン、点火時期制御用のルーチン、スロットルバルブ制御用のルーチン等やそれらに用いられるマップ等のデータを記憶している。そして、ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ等に記憶された上記種々のルーチン等のアプリケーションプログラムに従って、燃料噴射制御、点火制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉制御、スロットル制御等を実行する。

ＥＣＵ５０は、機関負荷（例えば、吸気圧、アクセル開度）および機関回転速度に基づく運転状態に応じて、吸気弁Ｖｉの開閉や排気弁Ｖｅの開閉を制御する。具体的には、運転状態が所定の運転領域である軽中負荷運転領域に属するとき、吸気弁Ｖｉや排気弁Ｖｅが同時に閉じる負のバルブオーバーラップが生じるように、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅの作動が制御される。これは、例えば、内部ＥＧＲ率を高めて、ＮＯｘ低減を図るためである。なお、負のバルブオーバーラップが、他の運転領域で生じさせられてもよい。

そして、ＥＣＵ５０は、運転状態が負のバルブオーバーラップを実現する上記所定の運転領域にあるとき、負のバルブオーバーラップ期間中に、インジェクタ４８から燃料を噴射させることができる。具体的には、１燃焼サイクルあたりインジェクタ４８から噴射供給される全燃料あるいはその全燃料の一部が、負のバルブオーバーラップ期間の間、好ましくは、その期間の間であってピストン１８が上死点に至る前に噴射され得る。そして、全燃料に対する残りの燃料が、吸気行程あるいは圧縮行程中に、インジェクタ４８から噴射され得る。このようなインジェクタ４８からの燃料の噴射供給は、機関負荷や機関回転速度、つまり機関運転状態に基づいて制御される。

ところで、インジェクタ４８は、その先端部が燃焼室１４に露出していることから、燃焼室の燃焼ガスに曝される。したがって、インジェクタ４８に燃料が付着していたり、インジェクタ４８周囲に未燃燃料があったりすると、それら燃料に由来するデポジットがインジェクタ４８に形成され得る。このようなデポジットは、インジェクタ４８の噴射孔の開口面積の縮小をもたらしたり、燃料噴射方向をずらしたりするなど、インジェクタ４８からの燃料噴射に悪影響を与えることがある。そこで、そのようなデポジットの量がその燃料噴射に確実に悪影響を及ぼす量に達する前に、そのようなデポジットの除去を実行することが望まれる。そこで、ここでは、インジェクタ４８のデポジットの量がその燃料噴射に確実に悪影響を及ぼす量未満の所定デポジット量に達したとき、インジェクタ４８のデポジットを除去するために、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射を禁止する。以下に、これを、図２のフローチャートに基づいて説明する。

なお、図２のフローは、所定時期に行われ、繰り返される（必要に応じて繰り返される）。この所定時期は、ここでは、内燃機関１０の運転状態が負のバルブオーバーラップを実現する上記所定の運転領域に移った（入った）ときである。ＥＣＵ５０は、メインルーチンにしたがって機関制御を行っているときに、当該所定時期になったことを検知あるいは判断すると、図２のルーチンに進むことができる。しかし、図２のフローが、他の時期に行われたり、種々の期間の間、繰り返されたりしてもよい。

ステップＳ２０１で、ＥＣＵ５０は、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射を禁止しているときか否かを判定する。ここでは、ステップＳ２０１での判定が図２のルーチンに進んで初めて実行されるので、そのような燃料噴射禁止は実行されていない。そこで、ここでは、否定判定される。

ステップＳ２０１で否定判定されると、ステップＳ２０３が実行される。ステップＳ２０３では、インジェクタ４８に付着したデポジットの量が、所定デポジット量以上か否かが判定される。インジェクタ４８に付着したデポジットの量は、ここでは、燃料噴射量の学習値履歴に基づいて評価される。この学習値履歴とは、例えば、最終的に算出される目標燃料噴射量と基本燃料噴射量との差分の履歴であり、排気ガス中のＮＯｘ濃度等に基づいて変化する燃料噴射補正量の変動履歴である。例えば、所定時間の間、継続して、燃料噴射補正量が正の値である場合（燃料噴射量がリッチ側に補正される場合）、インジェクタ４８にデポジットが付着してインジェクタ４８からの燃料噴射が妨げられているとみなすことができる。そこで、そのようなとき、インジェクタ４８に付着したデポジットの量が、所定デポジット量以上であると判定される、すなわち肯定判定される。ただし、所定時間は、ＥＣＵ５０が内蔵するタイマ手段により計測され得、所定デポジット量と対応付けられている。なお、ステップＳ２０３で否定判定されるとき、該ルーチンは終了する。

なお、インジェクタ４８に付着したデポジットの量が所定デポジット量以上か否かを判定するために、吸入空気量が用いられてもよい。燃焼室１４内の空燃比は、燃料噴射量や吸入空気量を用いて目標空燃比に設定される。このため、インジェクタ４８にデポジットが生成して、実燃料噴射量と目標燃料噴射量との間に差が生じると、空燃比を目標空燃比に合わせるために吸入空気量もそれに合わせて減少する。したがって、この減少量に基づいて、例えば、その減少量が所定量以上になったとき、デポジットの量が所定デポジット量以上になったと判断することができる。

ステップＳ２０３で肯定判定されると、ステップＳ２０５で負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射が禁止される。これにより、１燃焼サイクルあたりの全燃料は、その全部あるいは一部が負のバルブオーバーラップ期間中に噴射されることなく、負のバルブオーバーラップ期間経過後の吸気行程中あるいは圧縮行程中に噴射供給されるようになる。

負のバルブオーバーラップにより、残留ガスつまり内部ＥＧＲガスが気筒１６内に閉じ込められる。その内部ＥＧＲガスは、高温であり、負のバルブオーバーラップ期間中のピストンの上昇により圧縮されてさらに高温になる。また、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射がない（禁止される）ので、そのＥＧＲガスの温度上昇が妨げられることはない。それ故、燃焼室１４の温度はデポジットを焼き切ることを可能にする温度にまで適切に達することができる。したがって、インジェクタ４８のデポジットの除去が可能になる。

ステップＳ２０５を経たルーチンの次のルーチンのステップＳ２０１では、肯定判定される。ステップＳ２０１で肯定判定されると、ステップＳ２０７で、インジェクタ４８に付着したデポジットの量が、所定デポジット量未満か否かが判定される。これは、インジェクタ４８に付着したデポジットの量が減少したか否かを判定するものである。ここでの、所定デポジット量は、上記ステップＳ２０３での所定デポジット量と同じであるが、ステップＳ２０３での所定デポジット量よりも少ない量であってもよい。インジェクタ４８に付着したデポジットの量は、上記ステップＳ２０３に関して述べたように燃料噴射量の学習値履歴に基づいて評価される。そして、上記ステップＳ２０３と同様にして、インジェクタ４８に付着したデポジットの量が、所定デポジット量未満か否かが判定される。ただし、好ましくは、機関回転速度、機関負荷、負のバルブオーバーラップ量に基づいて、気筒１６内の温度を推定し、その温度履歴にも基づいて、インジェクタ４８に付着したデポジットの減少が評価されるとよい。なお、気筒１６内の温度は、筒内圧センサ５６からの出力信号に基づいて検出される筒内圧に基づいて推定されてもよい。

そして、インジェクタ４８に付着したデポジットの量が所定デポジット量未満であるとしてステップＳ２０７で肯定判定されると、ステップＳ２０９が実行される。ステップＳ２０９では、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射の禁止が解除される。

なお、図２のフローチャートが繰り返されている間、具体的には、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射が禁止されている間に、運転状態が、負のバルブオーバーラップを実行する運転領域から逸脱した場合にも、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射の禁止が解除される。しかし、このような解除は行われなくてもよい。

次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態が適用された内燃機関の構成は、上記第１実施形態が適用された内燃機関１０の構成と概ね同じであるので、その重複説明は省略される。以下では、本第２実施形態の内燃機関の制御に関して、上記第１実施形態のそれとの相違点を主として説明する。

本第２実施形態では、インジェクタ４８のデポジットの量が上記所定デポジット量に達したとき、インジェクタ４８のデポジットを除去するように、負のバルブオーバーラップ期間を長くすると共に、その負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射を禁止する。以下に、これを、図３のフローチャートに基づいて説明する。図３のフローの実行時期等は、上記図２のフローのそれらと同じであり、同様の変更が適用され得る。

図３のステップＳ３０１〜Ｓ３０３、Ｓ３１５〜Ｓ３１９は、図２のステップＳ２０１〜Ｓ２０３、Ｓ２０５〜Ｓ２０９に対応する。それ故、それらの重複説明を省略する。

ステップＳ３０３でインジェクタ４８に形成されたデポジットの量が所定デポジット量以上であるとして肯定判定されると、ステップＳ３０５が実行される。ステップＳ３０５では、インジェクタ４８のデポジットを除去するために要求される負のバルブオーバーラップ量（要求オーバーラップ量）Ｎ１が算出される。要求オーバーラップ量Ｎ１は、燃料噴射量の学習値履歴に基づいて、予め実験に基づいて定められているデータを検索したり、所定の演算を行ったりすることで、算出される（推定される）。

そして、次のステップＳ３０７では、内燃機関１０の作動安定性と燃費性能とから、運転可能な最大の負のバルブオーバーラップ量（運転可能最大オーバーラップ量）Ｎ２が算出される。運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２は、内燃機関１０の作動安定性と燃費性能とに基づいて予め実験により定められたデータを、機関回転速度と機関負荷とで検索することで、算出される。なお、運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２は、機関回転速度や機関負荷に基づいて所定の演算を行うことで算出されてもよい。

そして、次ぐ、ステップＳ３０９で、ステップＳ３０５で算出された要求オーバーラップ量Ｎ１と、ステップＳ３０７で算出された運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２とが比較される。ステップＳ３０９で要求オーバーラップ量Ｎ１が運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２よりも大きいので肯定判定されると、ステップＳ３１１で運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２が負のバルブオーバーラップ量として設定される。他方、ステップＳ３０９で要求オーバーラップ量Ｎ１が運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２よりも大きくないので否定判定されると、ステップＳ３１３で要求オーバーラップ量Ｎ１が負のバルブオーバーラップ量として設定される。そして、ステップＳ３１１あるいはステップＳ３１３で設定された負のオーバーラップ量になるように、駆動機構４２、４４が制御される。なお、このように設定された負のオーバーラップ量は、排気弁Ｖｅの閉弁タイミングと吸気弁Ｖｉの開弁タイミングとの中間のタイミングがピストン１８が上死点に位置するタイミングに一致するようにしつつ、実現されるとよい。なお、通常、要求オーバーラップ量Ｎ１および運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２のそれぞれは、運転状態に基づいて定められる負のオーバーラップ量よりも大きい。

ステップＳ３１１あるいはステップＳ３１３を経て至ったステップＳ３１５で、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射が禁止される。

他方、ステップＳ３１７でインジェクタ４８のデポジットの量が、所定デポジット量未満であるとして肯定判定されると、ステップＳ３１９で負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射の禁止が解除される。そして、ステップＳ３２１で、ステップＳ３１１あるいはステップＳ３１３での負のバルブオーバーラップの設定が解除されて、通常の吸排気弁Ｖｉ、Ｖｅの制御が実行されるようになる。

このように、インジェクタ４８のデポジットの量が所定デポジット量以上になったときであって、運転状態が負のバルブオーバーラップを実行する運転領域にあるとき、負のバルブオーバーラップ量が大きくされて、かつ、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射が禁止される。したがって、負のバルブオーバーラップ期間中の燃焼室１４の温度を非常に高温にでき、インジェクタ４８のデポジットをより確実にかつ短期間のうちに除去することが可能になる。また、負のバルブオーバーラップ期間を長くするために、要求オーバーラップ量Ｎ１と、運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２とのうちで最小のバルブオーバーラップ量が用いられる。したがって、負のバルブオーバーラップ期間の拡大により、内燃機関１０の運転が悪影響を受けることを防ぐことが可能になる。

次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。第３実施形態が適用された内燃機関の構成は、上記第１実施形態が適用された内燃機関１０の構成と概ね同じであるので、その重複説明は省略される。以下では、本第３実施形態の内燃機関の制御に関して、上記第１実施形態および上記第２実施形態でのそれらとの相違点を主として説明する。

本第３実施形態でも、インジェクタ４８のデポジットの量が上記所定デポジット量に達したとき、インジェクタ４８のデポジットを除去するように、負のバルブオーバーラップ期間を長くすると共に、その負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射を禁止する。以下に、これを、図４のフローチャートに基づいて説明する。図４のフローの実行時期等は、上記図２のフローのそれらと同じであり、同様の変更が適用され得る。

図４のステップＳ４０１〜Ｓ４０３、Ｓ４１５〜Ｓ４１９は、図２のステップＳ２０１〜Ｓ２０３、Ｓ２０５〜Ｓ２０９に対応する。また、ステップＳ４２１は、上記ステップＳ３２１に対応する。それ故、それらの重複説明を省略する。

ステップＳ４０３でインジェクタ４８のデポジットの量が所定デポジット量以上であるとして肯定判定されると、ステップＳ４０５が実行される。ステップＳ４０５では、上記ステップＳ３０７と同様にして、内燃機関１０の作動安定性と燃費性能とから、運転可能な最大の負のバルブオーバーラップ量である、運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２が算出される。

そして、次ぐステップＳ４０７で、所定期間内で、インジェクタ４８のデポジットが除去可能か否かが判定される。インジェクタ４８のデポジットの量は、燃料噴射量の学習値履歴に基づいて、予め実験に基づいて定められているデータを検索したり、所定の演算を行ったりすることで、算出することができる（推定することができる）。それ故、燃料噴射量の学習値履歴に基づいて、予め実験に基づいて定められているデータを検索したり、所定の演算を行ったりすることで、所定期間内で、インジェクタ４８上のデポジットが除去可能か否かが判定される。なお、所定期間は、燃焼サイクル数回分程度の時間であるとよい。

そして、ステップＳ４０７で肯定判定されると、ステップＳ４０９で、運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２が負のバルブオーバーラップ量として設定される。そして、このように設定された負のオーバーラップ量は、排気弁Ｖｅの閉弁タイミングと吸気弁Ｖｉの開弁タイミングとの中間のタイミングがピストン１８が上死点（ＴＤＣ）に位置するタイミングに一致するように（ＴＤＣに対して負のバルブオーバーラップ期間が略対称に実現されるように）しつつ、吸排気弁Ｖｉ、Ｖｅを制御することで、実現される。

他方、ステップＳ４０７で否定判定されると、ステップＳ４１１で排気弁Ｖｅの閉弁タイミング（ＥＶＣ）に要求される進角量（要求ＥＶＣ進角量）が算出される。要求ＥＶＣ進角量は、インジェクタ４８のデポジットの量と関係付けられている。そこで、要求ＥＶＣ進角量は、燃料噴射量の学習値履歴に基づいて、予め実験に基づいて定められているデータを検索したり、所定の演算を行ったりすることで、算出される。

そして、次ぐステップＳ４１３で、ステップＳ４０５で算出された運転可能最大オーバーラップ量Ｎ２が負のバルブオーバーラップ量として設定され、このように設定された負のバルブオーバーラップ量（期間）が、ステップＳ４１１で算出した要求ＥＶＣ量を用いて、進角側にずらされる。つまり、このように設定された負のバルブオーバーラップ量は、排気弁Ｖｅの閉弁タイミングと吸気弁Ｖｉの開弁タイミングとが吸気上死点（ＴＤＣ）を挟んで略対称である状態から、要求ＥＶＣ量分、進角側にずれるように、吸排気弁Ｖｉ、Ｖｅを制御することで、実現される。

ステップＳ４０９あるいはステップＳ４１３を経て至ったステップＳ４１５で、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射が禁止される。

このように、インジェクタ４８のデポジットの量が所定デポジット量以上になったときであって、運転状態が負のバルブオーバーラップを実行する所定の運転領域にあるとき、負のバルブオーバーラップ量が大きくされて、かつ、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射が禁止される。したがって、負のバルブオーバーラップ期間中の燃焼室１４の温度を非常に高温にでき、インジェクタ４８のデポジットをより確実に除去することが可能になる。また、インジェクタ４８のデポジットの量が多いとき、負のバルブオーバーラップ期間が進角側に要求ＥＶＣ量分ずらされるので、燃焼室１４の温度をその量に適した所望の温度にまで適切に高めることができる。

次に、本発明に係る第４実施形態について説明する。第４実施形態が適用された内燃機関の構成は、上記第１実施形態が適用された内燃機関の構成と概ね同じであるので、その重複説明は省略される。以下では、本第４実施形態の内燃機関の制御に関して、上記第１から３実施形態でのそれらとの相違点を主として説明する。なお、フローチャートの図示は省略される。

本第４実施形態の内燃機関では、アルコール含有燃料、ここではアルコール含有ガソリン燃料が用いられ得る。アルコール含有ガソリン燃料では、アルコール含有量増大に伴ってその燃焼速度が増し、また、その蒸発潜熱が増す。そこで、ここでは、アルコール含有量に応じて、負のバルブオーバーラップ量を変化させる。具体的には、インジェクタ４８のデポジットの量が上記所定デポジット量に達したとき、インジェクタ４８上のデポジットを除去するように、負のバルブオーバーラップ期間中の燃料噴射が禁止される。そして、その負のバルブオーバーラップ期間は、アルコール含有量が零であるガソリン燃料を用いたときの負のバルブオーバーラップ期間を基準に、アルコール含有量が増すほど、負のオーバーラップ期間が長くなるように、補正される。つまり、その補正された負のバルブオーバーラップを実現するように、排気弁Ｖｅの閉弁および吸気弁Ｖｉの開弁が制御される。なお、燃料のアルコール含有量を検出（推定を含む。）するために、公知の種々のセンサが設けられ得る。

以上、本発明を４つの実施形態およびその変形例に基づいて説明したが、本発明は、他の実施形態を許容する。例えば、上記４つの実施形態の任意の部分的な組み合わせは、許容される。

なお、上記実施形態では、内燃機関は、火花点火形式の内燃機関であったが、圧縮着火形式の内燃機関であってもよい。また、内燃機関の気筒数や気筒配列等は、任意である。

なお、上記実施形態およびその変形例等では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれらに限定されず、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。

１０内燃機関
１４燃焼室
４６点火プラグ
４８インジェクタ
Ｖｉ吸気弁
Ｖｅ排気弁

Claims

筒内噴射弁からの燃料噴射を制御するための燃料噴射制御手段を備えた内燃機関の制御装置において、
前記筒内噴射弁に所定量以上のデポジットが形成されたとき、前記燃料噴射制御手段に対して、吸気弁と排気弁とが同時に閉じる負のバルブオーバーラップ期間中の前記筒内噴射弁からの燃料噴射を禁止する禁止手段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。