JP4788647B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の低温始動状態において未燃ＨＣの排出量を低減するＨＣ低減制御を行う火花点火式内燃機関の制御装置に係わり、特に、ＨＣ低減制御の実行に伴うＰＭ（パティキュレート・マター、粒子状物質）の排出量の増大の抑制に関する。

従来より、火花点火式の内燃機関において、低温始動時（冷間始動時）において、点火時期をＭＢＴ（Minimum spark advance for Best Torque、最大トルクが得られる点火時期）より進角させる制御（以下、「過進角点火制御」と称呼する。）を行う技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。過進角点火制御によれば、点火時期がＭＢＴに設定される場合（以下、「ＭＢＴ制御」と称呼する。）に比して、燃焼室内の温度（ピーク温度）が上昇することで冷却水の温度上昇が促進され、機関始動時の暖機性を向上することができる。
特開２０００−２４０５４７号公報

低温始動時では、燃焼室内の温度（以下、「筒内温度」と称呼する。）が低い。従って、吸気弁よりも上流の吸気通路内にて噴射された燃料は燃焼室の壁面に付着し易い。このように燃焼室の壁面に付着した燃料（以下、「筒内付着燃料」と称呼する。）の大部分は、燃焼に供されることなく未燃ＨＣとして燃焼室から排出され得る。このとき、内燃機関の排気系に配設された触媒の温度が低いと、触媒が未活性状態にあり、上記未燃ＨＣが触媒で浄化され得ずに大気中に放出され得る。

本出願人は、このような低温始動時（且つリッチ雰囲気）において過進角点火制御を実行すれば、燃焼室から排出される未燃ＨＣの排出量が著しく減少することを既に見出している（特願２００６−３２２３３６を参照）。これは、以下の理由に基づくものと推定される。

即ち、過進角点火制御が実行されると、ＭＢＴ制御の場合に比して、圧縮・膨張行程における燃焼室内の圧力（以下、「筒内圧力」と称呼する。）のピークが増加し、この結果、筒内温度のピークが増加する（後述する図３を参照）。

所謂「始動増量」により若干リッチの空燃比に調整されている燃焼室内雰囲気において、このように筒内温度のピークが増加すると、不足傾向にある酸素と筒内付着燃料との間で「部分酸化反応」（不完全燃焼）が促進される。係る部分酸化反応が行われると、筒内付着燃料に基づく未燃ＨＣはＣＯに変換されて燃焼室から排出される。以上より、低温始動時において過進角点火制御を実行すれば、未燃ＨＣの排出量が著しく減少する。

更に、本出願人は、低温始動時において過進角点火制御に加えて、吸気弁よりも上流の吸気通路内（吸気ポート）にて噴射される燃料の全量が吸気弁開弁期間内にて噴射されるように燃料噴射期間を設定する制御（以下、「吸気同期噴射制御」と称呼する。）を行うことで、未燃ＨＣの排出量がより一層減少することをも見出している。これは以下の理由に基づくものと推定される。なお、以下、吸気弁開弁期間内の燃料噴射を「吸気同期噴射」と称呼し、吸気弁開弁時よりも前の燃料噴射を「吸気非同期噴射」と称呼する。

低温始動時では、筒内温度に加えて吸気ポートの温度も低い。従って、噴射された燃料は、燃焼室の壁面に加えて吸気ポートの壁面にも付着し易い。このように吸気ポートの壁面に付着した燃料（以下、「ポート付着燃料」と称呼する。）も、燃焼に供されることなく未燃ＨＣとして燃焼室から排出され得る。

ここで、吸気同期噴射が実行されると、吸気通路内の空気が吸気ポートを介して燃焼室へ流入している状態（即ち、空気の流れが存在している状態）で燃料が噴射される。従って、吸気非同期噴射が実行される場合に比して、ポート付着燃料の量を格段に減少させることができる。この結果、ポート付着燃料に基づく未燃ＨＣの排出量が格段に減少する。

他方、吸気同期噴射の実行により、筒内付着燃料の量は増加する傾向にあり、この結果、筒内付着燃料に基づく未燃ＨＣの排出量は増加し得る。しかしながら、係る「筒内付着燃料に基づく未燃ＨＣの排出量」の増大量よりも、上述した「ポート付着燃料に基づく未燃ＨＣの排出量」の減少量の方が格段に大きい。以上より、低温始動時において過進角点火制御に加えて吸気同期噴射制御をも実行すれば、全体として、未燃ＨＣの排出量がより一層減少する。

ところで、上述のように、空燃比が若干リッチで酸素が不足している燃焼室内雰囲気において筒内付着燃料の上記部分酸化反応（不完全燃焼）が行われると、背反として、ＰＭ（パティキュレート・マター、粒子状物質、スートとＳＯＦ等から構成される。）が生成されることが判明した。従って、過進角点火制御により筒内付着燃料の上記部分酸化反応が促進されると、上述したように未燃ＨＣの排出量が格段に減少する一方で、ＰＭの排出量が増加してしまう。

このようにＰＭの排出量が増加する傾向は、過進角点火制御に加えて吸気同期噴射制御をも実行した場合に特に顕著となる。これは、吸気同期噴射により上記部分酸化反応の対象である筒内付着燃料の量が増加したことより部分酸化反応が促進されることに基づくと推定される。

以上、過進角点火制御（及び、吸気同期噴射制御）（以下、「ＨＣ低減制御」とも称呼する。）を実行すると、ＰＭの排出量が増大するという問題が発生する。ＨＣ低減制御の実行に伴うＰＭの排出量の増大を抑制することが望まれているところである。

従って、本発明の目的は、所定の低温始動状態においてＨＣ低減制御を行う火花点火式内燃機関の制御装置において、ＨＣ低減制御の実行に伴うＰＭ排出量の増大を抑制し得るものを提供することにある。

本発明に係る火花点火式内燃機関の制御装置は、内燃機関が所定の低温始動状態にあるか否かを判定する判定手段と、前記内燃機関が所定の低温始動状態にあると判定された場合、所定の機関制御パラメータの調整により前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させて未燃ＨＣの排出量を低減するＨＣ低減制御を行うＨＣ低減手段とを備える。

前記ＨＣ低減制御としては、例えば、前記過進角点火制御のみ、或いは、前記過進角点火制御及び前記吸気同期噴射制御等、が挙げられる。なお、前記所定の低温始動状態では、通常、失火を抑制して燃焼を安定化するため、空燃比が理論空燃比よりも若干リッチの空燃比に調整される（所謂、始動増量）。

本発明に係る火花点火式内燃機関の制御装置の特徴は、ＰＭの排出量に相当する値の許容値を取得する許容値取得手段と、前記ＰＭ排出量相当許容値に基づいて前記ＨＣ低減制御の実行を制限する制限制御を行う制限手段とを備えたことにある。

これによれば、ＰＭ排出量相当許容値に基づいてＨＣ低減制御の実行が制限されるから、ＰＭの排出量が許容値を超えない範囲内でＨＣ低減制御が実行され得る。即ち、ＨＣ低減制御の実行に伴うＰＭ排出量の増大を抑制することができる。

具体的には、例えば、前記ＨＣ低減制御として、前記過進角点火制御のみが実行される場合や前記過進角点火制御及び前記吸気同期噴射制御等が共に実行される場合、前記制限制御として、前記点火時期の前記ＭＢＴからの進角量が、前記過進角点火制御による進角量よりも小さめに設定され得る。

点火時期のＭＢＴからの進角量（以下、単に「進角量」とも称呼する。）が大きいほど、筒内圧力のピーク（従って、筒内温度のピーク）が増加して上記部分酸化反応がより促進される。この結果、未燃ＨＣの排出量が減少する一方で、ＰＭの排出量が増加する。換言すれば、進角量を減少すれば、ＰＭの排出量を減少できる。

従って、過進角点火制御による進角量の増大によりＰＭの排出量が許容値を超えそうな場合、進角量を小さめに設定すれば、筒内温度のピークの増加に起因する上記部分酸化反応の促進が抑制されてＰＭの排出量が許容値を超えることを抑制することができる。上記構成は、係る知見に基づく。

また、例えば、前記制限制御として、前記過進角点火制御及び前記吸気同期噴射制御が共に実行される場合、前記制限制御として、前記吸気同期噴射制御に代えて、前記噴射燃料の一部（又は全量）が前記吸気弁の開弁時よりも前に噴射されるように前記燃料噴射期間が設定され得る。

上述したように、吸気同期噴射が実行されると、上記部分酸化反応の対象である筒内付着燃料量が増加することで部分酸化反応が促進され、この結果、ＰＭの排出量が増加する。換言すれば、吸気同期噴射の対象となる燃料の量を減少すれば、ＰＭの発生量を減少できる。

従って、過進角点火制御＋吸気同期噴射制御によりＰＭの排出量が許容値を超えそうな場合、噴射燃料の一部又は全量を吸気非同期噴射の対象とすることで吸気同期噴射の対象となる燃料の量を小さめに設定すれば、筒内付着燃料量の増加に起因する上記部分酸化反応の促進が抑制されてＰＭの排出量が許容値を超えることを抑制することができる。上記構成は、係る知見に基づく。

この場合、前記許容値取得手段は、前記過進角点火制御による前記ＭＢＴからの進角量に基づいて、前記ＰＭ排出量相当許容値として、前記燃焼室の壁面に付着する筒内付着燃料の量の許容値を取得するように構成され、前記制限手段は、前記所定の低温始動状態において前記吸気同期噴射制御が実行された場合における予め取得されている前記噴射燃料の量と前記筒内付着燃料量との関係と、前記取得された筒内付着燃料量許容値とに基づいて、前記筒内付着燃料量が前記筒内付着燃料量許容値と等しくなる場合に対応する前記吸気弁開弁期間内に噴射される燃料の量を吸気同期噴射量許容値として決定し、前記噴射燃料の全量が前記吸気同期噴射量許容値よりも大きい場合、前記噴射燃料の全量から前記吸気同期噴射量許容値を除いた量の燃料が前記吸気弁の開弁時よりも前に噴射され且つ前記吸気同期噴射量許容値と等しい量の燃料が前記吸気弁開弁期間内に噴射されるように前記燃料噴射期間を設定するよう構成されることが好適である。

上述したように、ＰＭの生成は筒内付着燃料の部分酸化反応に起因するから、ＰＭの排出量は、筒内付着燃料量が大きいほど大きくなる。従って、ＰＭの排出量を許容値以内に抑えるためには、筒内付着燃料の量を或る許容値以内に抑えればよい。即ち、前記ＰＭ排出量相当許容値として、筒内付着燃料量の許容値を使用することができる。ここで、筒内付着燃料の部分酸化反応が、筒内温度が高いほど（従って、進角量が大きいほど）促進されることを考慮すると、この筒内付着燃料量の許容値は、進角量に基づいて決定され得、進角量が大きいほどより小さい値に決定され得る。

他方、低温始動時において吸気同期噴射制御（噴射燃料の全量が吸気同期噴射の対象となる）が実行された場合における、噴射燃料の量と筒内付着燃料量との関係は、実験、シミュレーション等を通して予め取得することができる。従って、この関係と、上記筒内付着燃料量の許容値とに基づいて、筒内付着燃料量がその許容値と等しくなる場合に対応する、吸気同期噴射の対象となる燃料の量（＝吸気同期噴射量許容値）を決定することができる。

よって、噴射燃料の全量が前記吸気同期噴射量許容値を超える場合、上記吸気同期噴射制御に代えて、上記構成のように、噴射燃料の全量から吸気同期噴射量許容値を除いた量の燃料を吸気非同期噴射の対象とし、吸気同期噴射量許容値と等しい量の燃料を吸気同期噴射の対象とすることで、筒内付着燃料がその許容値から増加することが抑制されて、ＰＭの排出量が許容値を超えることが抑制され得る。

このように、進角量に基づいてＰＭ排出量相当許容値としての筒内付着燃料量許容値が取得される場合、具体的には、例えば、前記筒内付着燃料量許容値は、前記内燃機関の冷却水の温度に基づいて得られる「点火時期がＭＢＴの場合（進角量＝０）に対応する前記筒内付着燃料量許容値の基本値」と、進角量に基づいて得られる「前記筒内付着燃料量許容値の第１補正値」とに基づいて取得され得る。

ここで、前記筒内付着燃料量許容値の基本値は、例えば、前記冷却水の温度が高いほどより大きい値に設定される。これは、冷却水の温度が高いほど、筒内付着燃料のうちで蒸発して燃焼に供される割合が大きくなって筒内付着燃料において実質的に前記部分酸化反応の対象となる割合が小さくなる（即ち、ＰＭの発生量が小さくなる）ことに基づく。

また、前記第１補正値は、例えば、進角量が大きいほど筒内付着燃料量許容値がより小さくなるように設定される。これは、進角量が大きいほど、筒内温度のピークが高くなって前記部分酸化反応が促進される（即ち、ＰＭの発生量が大きくなる）ことに基づく。

更に、前記筒内付着燃料量許容値の基本値が、前記点火時期が前記ＭＢＴの場合であって且つ空燃比が理論空燃比の場合に対応する値に決定される場合、前記筒内付着燃料量許容値は、前記筒内付着燃料量許容値の基本値、及び前記第１補正値に加えて、前記空燃比に基づいて得られる「前記筒内付着燃料量許容値の第２補正値」にも基づいて取得され得る。

ここで、前記第２補正値は、例えば、空燃比の理論空燃比からのリッチ方向への偏移量が大きいほど筒内付着燃料量許容値がより小さくなるように設定される。これは、空燃比の理論空燃比からのリッチ方向への偏移量が大きいほど、筒内付着燃料量が増加して前記部分酸化反応が促進される（即ち、ＰＭの発生量が大きくなる）ことに基づく。

以下、本発明による内燃機関の制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施形態による制御装置を火花点火式多気筒（４気筒）４サイクル内燃機関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を開閉駆動する吸気弁制御装置３３、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、及び燃料を吸気ポート３１内に噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）３９を備えている。

吸気弁制御装置３３は、インテークカムシャフトとインテークカム（図示せず）との相対回転角度（位相角度）を油圧を用いて調整・制御する周知の構成の１つから構成されていて、吸気弁３２の開弁タイミングVVT（開閉タイミング）を調整可能となっている。

吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し吸気ポート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、及びスロットル弁駆動手段を構成する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）された上流側の三元触媒５３、及びこの第１触媒５３の下流のエキゾーストパイプ５２に配設（介装）された下流側の三元触媒５４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、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、インテークカム回転角度センサ６３、クランクポジションセンサ６４、水温センサ６５、第１触媒５３の上流の排気通路に配設された空燃比センサ６６、及びアクセル開度センサ６７を備えている。

熱線式エアフローメータ６１は、吸気管４１内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量を検出し、質量流量（吸入空気流量）Gaを表す信号を出力するようになっている。スロットルポジションセンサ６２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。インテークカム回転角度センサ６３は、インテークカムの回転角度を検出し、吸気弁３２の開弁タイミングVVTを表す信号を出力するようになっている。クランクポジションセンサ６４は、クランク軸２４の回転角度を検出し、エンジン回転速度NEを表す信号を出力するようになっている。水温センサ６５は、冷却水温を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。

上流側空燃比センサ６６は、第１触媒５３の上流の空燃比を検出し、その空燃比を表す信号をそれぞれ出力するようになっている。アクセル開度センサ６７は、運転者によって操作されるアクセルペダル８１の操作量を検出し、アクセルペダル８１の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。

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、ＲＡＭ７３、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６１〜６７と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６７からの信号を供給するとともに、ＣＰＵ７１の指示に応じて吸気弁制御装置３３、イグナイタ３８、インジェクタ３９、及びスロットル弁アクチュエータ４３ａに駆動信号を送出するようになっている。
（ＨＣ低減制御）

次に、上記のように構成された内燃機関１０の制御装置（以下、「本装置」と称呼する。）により行われる、未燃ＨＣの排出量を低減する制御（ＨＣ低減制御）について簡単に説明する。なお、このＨＣ低減制御については、特願２００６−３２２３３６に詳細に記載されている。

低温始動時では、燃焼室内の温度（筒内温度）が低い。従って、インジェクタ３９から吸気ポート３１に向けて噴射された燃料は燃焼室２５の壁面に付着し易い。このように燃焼室２５の壁面に付着した燃料（筒内付着燃料）の大部分は、燃焼に供されることなく未燃ＨＣとして燃焼室２５から排出され得る。加えて、低温始動時では、三元触媒５３，５４の温度が低くて三元触媒５３，５４が未活性状態にある。従って、上記のように燃焼室２５から排出された未燃ＨＣは、三元触媒５３，５４で浄化され得ずに大気中に放出され得る。

本装置は、所定の低温始動状態（後述）において、未燃ＨＣの排出量（以下、「ＨＣ排出量」とも称呼する。）を低減するため、ＨＣ低減制御として、過進角点火制御、及び吸気同期噴射制御を実行する。先ず、過進角点火制御について説明する。
〈過進角点火制御〉

本出願人は、低温始動時（且つ、リッチ雰囲気）において、点火時期をＭＢＴより進角させる制御（過進角点火制御）を実行することで、未燃ＨＣの排出量（以下、「ＨＣ排出量」とも称呼する。）が著しく減少することを既に見出している。以下、このことについて、図２、及び図３を参照しながら説明する。

図２の上のグラフは、低温始動時且つ空燃比がリッチの場合における、点火時期とＨＣ排出量との関係の一例を示している。図２の上のグラフから明らかなように、点火時期を進角させるほど、ＨＣ排出量は小さくなる。即ち、点火時期をＭＢＴとする場合（ＭＢＴ制御）に比して過進角点火制御を実行すると、ＨＣ排出量が小さくなる。これは、以下の理由に基づくものと推定される。

図３は、圧縮・膨張行程におけるクランク角度に対する、筒内圧力及び筒内温度の変化を示したグラフである。図３の上のグラフから明らかなように、点火時期を進角させるほど（ｃ→ｂ→ａ）、筒内圧力のピークは増加する。これは、点火時期を進角させるほど、圧縮上死点前に燃焼する燃料の量が増加し、「ピストン２２の上昇動作（下死点から上死点へと向かう動作）による昇圧作用」に重畳される「燃料の燃焼による昇圧作用」の程度が増加することに基づく。この結果、図３の下のグラフから明らかなように、点火時期を進角させるほど（ｃ→ｂ→ａ）、筒内圧力のピークの増加に伴って筒内温度のピークも増加する。

他方、低温始動時では、失火を抑制して燃焼を安定化するため、空燃比が理論空燃比よりも若干リッチの空燃比に調整される（所謂、始動増量）。このように、若干リッチの空燃比に調整されている燃焼室内雰囲気において、筒内温度のピークが増加すると、不足傾向にある酸素と筒内付着燃料との間で「部分酸化反応」（不完全燃焼）が促進される。

係る部分酸化反応が行われると、筒内付着燃料に基づく未燃ＨＣは、ＣＯに変換されて燃焼室２５から排出される。以上のことから、点火時期を進角させるほど（従って、筒内温度のピークが増加するほど）、上記部分酸化反応がより促進されて、ＨＣ排出量が小さくなる。

そこで、本装置は、所定の低温始動状態において、ＨＣ低減制御の１つとして、過進角点火制御を実行する。過進角点火制御実行中における点火時期のＭＢＴからの進角量の設定については、後にフローチャートの説明を行う際に併せて説明する。
〈吸気同期噴射制御〉

次に、吸気同期噴射制御について説明する。本出願人は、低温始動時において、上記過進角点火制御に加えて、インジェクタ３９から噴射される燃料の全量が吸気弁開弁期間内にて噴射されるように燃料噴射期間を設定する制御（吸気同期噴射制御）を行うことで、ＨＣ排出量がより一層減少することをも見出している。これは以下の理由に基づくものと推定される。なお、以下において、説明の便宜上、吸気弁開弁期間内の燃料噴射を「吸気同期噴射」と称呼し、吸気弁開弁時よりも前の燃料噴射を「吸気非同期噴射」と称呼する。

低温始動時では、筒内温度に加えて吸気ポート３１の温度も低い。従って、噴射燃料は、燃焼室２５の壁面に加えて吸気ポート３１の壁面にも付着し易い。このように吸気ポート３１の壁面に付着した燃料（ポート付着燃料）も、燃焼に供されることなく未燃ＨＣとして燃焼室２５から排出され得る。

ここで、吸気非同期噴射では、吸気弁３２が閉じている状態（即ち、吸気の流れが存在しない状態）で燃料が噴射されるから、噴射燃料が吸気ポート３１の壁面に比較的付着し易い。これに対し、吸気同期噴射では、吸気弁３２が開いている状態（即ち、吸気ポート３１から燃焼室２５内への吸気の流れが存在している状態）で燃料が噴射されるから、噴射燃料が吸気ポート３１の壁面に比較的付着し難い。

従って、吸気同期噴射を実行すると、吸気非同期噴射が実行される場合に比して、ポート付着燃料の量を格段に減少させることができる。この結果、ポート付着燃料に基づくＨＣ排出量が格段に減少する。

他方、吸気同期噴射の実行により、筒内付着燃料量が増加する傾向にある。この結果、筒内付着燃料に基づくＨＣ排出量が増加する傾向にある。しかしながら、係る「筒内付着燃料に基づくＨＣ排出量」の増大量よりも、上述した「ポート付着燃料に基づくＨＣ排出量」の減少量の方が格段に大きい。

以上より、図２の上のグラフに示すように、吸気同期噴射が実行された場合（２点鎖線を参照）、吸気非同期噴射が実行された場合（１点鎖線を参照）に比して、全体として、ＨＣ排出量がより一層減少する。

そこで、本装置は、所定の低温始動状態において、ＨＣ低減制御の１つとして、過進角点火制御に加えて吸気同期噴射制御を原則的に実行する。本例では、吸気同期噴射制御時において、燃料噴射期間の始期が、吸気弁３２の開弁時（閉状態から開状態へと変化する時点）と等しい時期に設定される。
（ＰＭ排出の抑制）

低温始動時において、若干のリッチ雰囲気にて過進角点火制御により点火時期を進角させていくと、筒内温度のピークの増加に起因して筒内付着燃料の上記部分酸化反応が促進され、この結果、ＨＣ排出量が減少していくことは説明した。しかしながら、この筒内付着燃料の部分酸化反応により、背反として、ＰＭが生成されることが判明した。

即ち、図２の下のグラフに示すように、点火時期を進角させていくと、筒内温度のピークの増加に起因して筒内付着燃料の部分酸化反応が促進されていき（部分酸化反応量が増加していき）、この結果、ＰＭの排出量（以下、単に「ＰＭ排出量」とも称呼する。）が増加していく。

加えて、ＰＭ排出量は、吸気非同期噴射が実行された場合（１点鎖線を参照）よりも吸気同期噴射が実行された場合（２点鎖線を参照）の方が大きくなる傾向がある。これは、吸気同期噴射の実行により上記部分酸化反応の対象である筒内付着燃料の量が増加することで部分酸化反応がより促進される（部分酸化反応量が増加する）ことに基づくと推定される。

このようにＨＣ低減制御（過進角点火制御＋吸気同期噴射制御）を行うと、背反として、ＰＭ排出量が増大する。このＰＭ排出量が所定の許容値（ＰＭ許容量、図２の下のグラフを参照）を超えないようにＰＭ排出量の増大を抑制する必要がある。ＰＭ排出量の増大を抑制するためには、筒内付着燃料の部分酸化反応を抑制すればよい（部分酸化反応量を減少させればよい）。

筒内付着燃料の部分酸化反応を抑制するための１手法としては、筒内付着燃料量の増大を抑制することが考えられる。このためには、吸気同期噴射の対象となる燃料の量を制限すればよい。

そこで、本装置は、過進角点火制御＋吸気同期噴射制御によりＰＭ排出量がＰＭ許容量を超えそうな場合（図２において、点火時期が点Ａよりも進角している領域に対応）、吸気同期噴射制御（即ち、噴射燃料の全量を吸気同期噴射の対象とする制御）に代えて、噴射燃料の一部を吸気同期噴射の対象から吸気非同期噴射の対象へと変更し、吸気同期噴射の対象となる燃料の量を小さめに設定する処理を行う。以下、このような処理を「ＰＭ抑制処理」と称呼する。

係るＰＭ抑制処理の実行により、図２に実線で示したように、点火時期が点Ａより進角される場合であっても、ＰＭ排出量をＰＭ許容量に抑制することができる（図２の下のグラフを参照）。なお、ＰＭ抑制処理の実行により、吸気同期噴射制御実行時に比してＨＣ排出量が若干増大する（図２の上のグラフを参照）。これは、ＰＭ抑制処理により筒内付着燃料量が減少しポート付着燃料量が増加するが、「筒内付着燃料に基づくＨＣ排出量」の減少量よりも、「ポート付着燃料に基づくＨＣ排出量」の増大量の方が格段に大きいことに基づく。

以下、ＰＭ抑制処理を含むＨＣ低減制御についてのＣＰＵ７１の実際の作動について、図４に示したフローチャートを参照しながら説明する。
（実際の作動）

ＣＰＵ７１は、図４に示したＰＭ抑制処理を含むＨＣ低減制御を実行するためのルーチンを、所定の低温始動状態が成立している期間においてのみ、排気行程中の所定のタイミングが到来する毎に、気筒毎に、繰り返し実行するようになっている。

所定の低温始動状態の開始条件は、本例では、機関始動直後において、冷却水温THWが所定値以下であって、且つエンジン回転速度NEが第１回転速度を超えた時点（所謂、完爆に対応）で成立する。なお、エンジン回転速度NEが第１回転速度よりも大きい第２回転速度を超えたことを条件としてもよい。これにより、過進角点火制御に伴って機関が逆回転する事態の発生を確実に抑制できる。

また、所定の低温始動状態の終了条件は、本例では、機関始動からの吸入空気流量Gaの積算値ΣGaが所定値を超えた時点で成立する。このように、所定の低温始動状態が成立しているか否かを判定する手段が前記「判定手段」に対応する。

機関始動直後であって、且つ、所定の低温始動状態の開始条件成立前の段階では、例えば、冷却水温THWのみに基づいて、点火プラグ３７の点火時期、燃料噴射開始タイミング（インジェクタ３９の開弁開始時期）、及び燃料噴射量（インジェクタ３９の開弁時間）が決定される。

所定の低温始動状態の開始条件が成立すると、ＣＰＵ７１はステップ４０５に進み、燃料噴射の対象となる気筒(燃料噴射気筒)について、水温センサ６５から冷却水温THWを、クランクポジションセンサ６４からエンジン回転速度NEを、エアフローメータ６１から得られる吸入空気流量Gaとエンジン回転速度NEとから負荷率KLを、それぞれ取得する。

次いで、ＣＰＵ７１はステップ４１０に進み、上記取得した負荷率KL及び冷却水温THWと、KL,THWを引数とするテーブルMapTAUinsとに基づいて、インジェクタ３９の指示開弁時間TAUins（前記「噴射燃料の全量」に相当）を決定する。これにより、指示開弁時間TAUinsは、負荷率KLが大きいほどより大きい値に、冷却水温THWが低いほどより大きい値に設定される。

ここで、指示開弁時間TAUinsの決定に際し、負荷率KLは、空燃比を理論空燃比とするために必要な燃料量を算出するために使用され、冷却水温THWは、空燃比をリッチとするために追加すべき燃料量（所謂、始動増量分）を算出するために使用される。冷却水温THWが低いほど始動増量分がより大きい値に設定される（即ち、空燃比がよりリッチとされる）。

続いて、ＣＰＵ７１はステップ４１５に進んで、上記取得したエンジン回転速度NE及び負荷率KLと、NE,KLを引数とするテーブルMapMBTとに基づいて、ＭＢＴを決定し、続くステップ４２０にて、上記取得したエンジン回転速度NE、負荷率KL、及び冷却水温THWと、NE,KL,THWを引数とするテーブルMapADVとに基づいて、点火時期のＭＢＴからの進角量ＡＤＶを決定する。

これにより、進角量ＡＤＶは、図５〜図７に示した特性をもって決定される。即ち、図５に示すように、進角量ＡＤＶは、エンジン回転速度NEが小さいほどより小さい値に設定される。これは、エンジン回転速度NEが小さいほど、筒内付着燃料の部分酸化反応が進行し得る時間がより長くなるから、点火時期を遅らせることができることに基づく。

また、図６に示すように、進角量ＡＤＶは、負荷率KLが大きいほどより小さい値に設定される。これは、負荷率KLが大きくなるほど、運転者が過進角点火制御による機関の出力トルクの低減を気づき易くなることに基づく。

また、図７に示すように、進角量ＡＤＶは、冷却水温THWが低いほどより大きい値に設定される。これは、冷却水温THWが低くなるほど、上述したように空燃比がよりリッチとされて筒内付着燃料量が増大することに基づく。

次に、ＣＰＵ７１はステップ４２５に進み、上記取得した冷却水温THWと、THWを引数とするテーブルMapWETlimとに基づいて、筒内付着燃料量許容値WETlimの基本値WETlimbaseを決定する。この基本値WETlimbaseは、点火時期がＭＢＴの場合（ＡＤＶ＝０）であって且つ空燃比が理論空燃比（ストイキ）の場合に対応する筒内付着燃料量許容値WETlimである。

ここで、筒内付着燃料量許容値WETlimは、前記「ＰＭ排出量相当許容値」に対応する。即ち、上述のごとく、筒内付着燃料量が大きいほどＰＭ排出量が大きくなる。従って、ＰＭ排出量をＰＭ許容量以内に抑えるためには、筒内付着燃料量を或る許容値以内に抑えればよい。以上のことから、前記「ＰＭ排出量相当許容値」として、筒内付着燃料量許容値WETlimを使用することができる。

筒内付着燃料量許容値の基本値WETlimbaseは、図８に示した特性をもって決定される。即ち、基本値WETlimbaseは、冷却水温THWが高いほどより大きい値に設定される。これは、冷却水温THWが高いほど、筒内付着燃料のうちで蒸発して燃焼に供される割合が大きくなって筒内付着燃料において実質的に部分酸化反応の対象となる割合が小さくなる（即ち、ＰＭ発生量が小さくなる）ことに基づく。

続いて、ＣＰＵ７１はステップ４３０に進んで、上記決定された進角量ＡＤＶと、ＡＤＶを引数とするテーブルMapαとに基づいて、筒内付着燃料量許容値WETlimを基本値WETlimbaseから補正するために基本値WETlimbaseに乗算される第１補正係数α（前記「第１補正値」に対応）を決定する。

この第１補正係数αは、図９に示した特性をもって決定される。即ち、第１補正係数αは、進角量ＡＤＶが「０」のときに「１」となり、進角量ＡＤＶが大きいほどより小さい値に設定される。これは、進角量ＡＤＶが大きいほど、筒内温度のピークが高くなって筒内付着燃料の部分酸化反応が促進される（即ち、ＰＭ発生量が大きくなる）ことに基づく。

次いで、ＣＰＵ７１はステップ４３５に進んで、空燃比Ａ／Ｆと、Ａ／Ｆを引数とするテーブルMapβとに基づいて、筒内付着燃料量許容値WETlimを基本値WETlimbaseから補正するために基本値WETlimbaseに乗算される第２補正係数β（前記「第２補正値」に対応）を決定する。空燃比Ａ／Ｆとしては、上記決定された指示開弁時間TAUinsの決定に際して考慮された始動増量分だけ理論空燃比（ストイキ）からリッチ方向へ偏移した値が使用される。

この第２補正係数βは、図１０に示した特性をもって決定される。即ち、第２補正係数βは、空燃比Ａ／Ｆがストイキのときに「１」となり、空燃比Ａ／Ｆのストイキからのリッチ方向への偏移量が大きいほどより小さい値に設定される。これは、空燃比Ａ／Ｆのストイキからのリッチ方向への偏移量が大きいほど、筒内付着燃料量が増加して筒内付着燃料の部分酸化反応が促進される（即ち、ＰＭの発生量が大きくなる）ことに基づく。

次に、ＣＰＵ７１はステップ４４０に進み、筒内付着燃料量許容値WETlimの基本値WETlimbaseに第１、第２補正係数α，βを乗じることで筒内付着燃料量許容値WETlimを決定する。これにより、筒内付着燃料量許容値WETlimは、進角量ＡＤＶが「０」から増大するほど、空燃比Ａ／Ｆのストイキからのリッチ方向への偏移量が大きいほど、基本値WETlimbaseに対してより小さい方向へ補正された値に設定される。

次いで、ＣＰＵ７１はステップ４４５に進んで、上記決定された筒内付着燃料量許容値WETlim、及び冷却水温THWと、WETlim,THWを引数とするテーブルMapTAUlimとに基づいて、許容開弁時間TAUlimを決定する。許容開弁時間TAUlimは、上記所定の低温始動状態において吸気同期噴射制御が実行された場合において筒内付着燃料量が上記決定された筒内付着燃料量許容値WETlimと等しくなる場合に対応する噴射燃料の量（＝前記「吸気同期噴射量許容値」）に相当するインジェクタ３９の開弁時間である。

許容開弁時間TAUlimは、図１１に示した特性をもって決定される。この特性は、上記所定の低温始動状態において吸気同期噴射制御が実行された場合における、噴射燃料量及び冷却水温と、筒内付着燃料量との関係を表す。この関係は、実験、シミュレーション等を通して予め取得することができる。これにより、許容開弁時間TAUlimは、筒内付着燃料量許容値WETlimが大きいほど、冷却水温THWが高いほど、より長い時間に設定される。

次に、ＣＰＵ７１はステップ４５０に進み、開弁時間偏差ΔTAUを、指示開弁時間TAUinsから許容開弁時間TAUlimを減じて得られる時間に決定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ４５５に進んで、開弁時間偏差ΔTAUが正であるか否かを判定する。先ず、「Ｎｏ」と判定される場合（ΔTAU≦０）について説明する。

この場合は、噴射燃料の全量が上記吸気同期噴射量許容値以下の場合に対応する。このことは、噴射燃料の全量を吸気同期噴射の対象としても、筒内付着燃料量が筒内付着燃料量許容値WETlim以下となり、従って、ＰＭ排出量がＰＭ許容量を超えないことを意味する。

この場合、ＣＰＵ７１はステップ４６０に進んで、インジェクタ３９の開弁期間の始期INJsを、吸気弁３２の開弁時期IVOと同時期に設定し、本ルーチンの処理を終了する。即ち、噴射燃料の全量が吸気同期噴射の対象とされる。これにより、ＰＭ排出量がＰＭ許容量を超えない範囲内でＨＣ排出量を極力低減することができる。

次に、ステップ４５５にて「Ｙｅｓ」と判定される場合（ΔTAU＞０）について説明する。この場合は、噴射燃料の全量が上記吸気同期噴射量許容値よりも大きい場合に対応する。このことは、噴射燃料の全量を吸気同期噴射の対象とすると、筒内付着燃料量が筒内付着燃料量許容値WETlimを超えて、ＰＭ排出量がＰＭ許容量を超えることを意味する。

この場合、ＣＰＵ７１はステップ４６５に進んで、インジェクタ３９の開弁期間の始期INJsを、吸気弁３２の開弁時期IVOより開弁時間偏差ΔTAUだけ進角した時期に設定し、本ルーチンの処理を終了する。即ち、噴射燃料の全量から上記吸気同期噴射量許容値を除いた量の燃料が吸気非同期噴射の対象とされ、吸気同期噴射量許容値と等しい量の燃料が吸気同期噴射の対象とされる。これにより、ＰＭ排出量がＰＭ許容量に維持されつつ、ＨＣ排出量を極力低減することができる。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ４６０又は４６５にて設定された開弁期間の始期INJsが到来すると、前記燃料噴射気筒のインジェクタ３９に対して、ステップ４１０にて決定された指示開弁時間TAUinsだけ開弁状態を維持する指示を行う。また、その後において、ステップ４１５にて決定されたＭＢＴよりステップ４２０にて決定された進角量ＡＤＶだけ進角した時期が到来すると、前記燃料噴射気筒の点火プラグ３７に対して点火指示を行う。

これにより、ステップ４５５にて「Ｎｏ」と判定される場合（即ち、噴射燃料の全量が上記吸気同期噴射量許容値以下の場合）、過進角点火制御に加えて吸気同期噴射制御が実行される。一方、ステップ４５５にて「Ｙｅｓ」と判定される場合（即ち、噴射燃料の全量が上記吸気同期噴射量許容値を超える場合）、過進角点火制御が継続される一方で、吸気同期噴射制御に代えて、上記「ＰＭ抑制処理」（即ち、噴射燃料の一部が吸気非同期噴射の対象とされ、残りの燃料が吸気同期噴射の対象とされる処理）が実行される。

以上に説明した処理は、上記所定の低温始動状態が成立している限りにおいてのみ実行される。従って、上記「所定の低温始動状態の終了条件」が成立すると、本装置は、通常の燃料噴射制御、及び通常の点火時期制御を開始・実行する。通常の燃料噴射制御では、例えば、噴射燃料の全量が吸気非同期噴射の対象とされ、且つ、空燃比がストイキと一致するように噴射燃料量が調整される。また、通常の点火時期制御では、例えば、ＭＢＴ制御（即ち、点火時期をＭＢＴとする制御）が実行される。

更には、「所定の低温始動状態の終了条件」の成立時点にて三元触媒５３，５４の温度（特に、三元触媒５３の温度）が触媒の活性状態に対応する温度に未だ達していない場合、所定の短期間だけ、点火時期をＭＢＴよりも遅角させてもよい。これにより、多量の未燃ＨＣが触媒に流入して発熱反応である酸化反応を受けることで、触媒を意図的に加熱することができる。

上記実施形態において、図４のステップ４１５、４２０、４６０が前記ＨＣ低減手段に対応し、図４のステップ４２５、４３０、４３５、４４０が前記許容値取得手段に対応し、図４のステップ４５５、４６５が前記制限手段に対応する。

以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の実施形態によれば、所定の低温始動状態（リッチ雰囲気）において、点火時期をＭＢＴよりも進角させる過進角点火制御、且つ、噴射燃料の全量を吸気同期噴射の対象とする吸気同期噴射制御が原則的に実行される。これにより、筒内温度のピークが増加し、且つ、ポート付着燃料量が減少することで、未燃ＨＣの排出量が低減され得る。一方、ＰＭ排出量がＰＭ許容量を超える場合、吸気同期噴射制御に代えて、ＰＭ抑制処理（噴射燃料の一部が吸気非同期噴射の対象とされ、残りの燃料が吸気同期噴射の対象とされる処理）が実行される。これにより、筒内付着燃料量が減少し、ＰＭ生成の原因とされる筒内付着燃料の部分酸化反応が抑制される。この結果、ＰＭ排出量が減少し、ＰＭ排出量をＰＭ許容量に抑えることができる。

本発明は上記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、上記実施形態においては、ＰＭ排出量がＰＭ許容量を超える場合、過進角点火制御が継続される一方で、吸気同期噴射制御に代えて、噴射燃料の一部が吸気非同期噴射の対象とされ残りの燃料が吸気同期噴射の対象とされる処理が実行されているが、吸気同期噴射制御を継続する一方で、点火時期のＭＢＴからの進角量を過進角点火制御による進角量ＡＤＶ（図４のステップ４２０を参照）よりも小さめに設定する処理が実行されてもよい。

これにより、筒内温度のピークの増加が抑制されることで筒内付着燃料の部分酸化反応が抑制される。この結果、ＰＭの排出量がＰＭ許容量を超えることを抑制することができる。この場合、例えば、許容開弁時間TAUlimが指示開弁時間TAUinsと一致するように、指示開弁時間TAUins、冷却水温THW、及びテーブルTAUlim（図１１を参照）に基づいて筒内付着燃料量許容値WETlim’が求められ、「WETlim’＝WETlimbase・α’・β」の関係、基本値WETlimbase、及び第２補正係数βに基づいて第１補正係数α’が求められる。そして、点火時期のＭＢＴからの進角量は、この第１補正係数α’とテーブルMapα（図９を参照）から得られる進角量ＡＤＶ’に決定され得る。

また、ＰＭ排出量がＰＭ許容量を超える場合、噴射燃料の一部が吸気非同期噴射の対象とされ残りの燃料が吸気同期噴射の対象とされる処理を行い、且つ、点火時期のＭＢＴからの進角量を過進角点火制御による進角量ＡＤＶよりも小さめに設定する処理をも実行してもよい。

また、上記実施形態においては、ＨＣ低減制御として、過進角点火制御と吸気同期噴射制御とが実行されているが、過進角点火制御のみを実行してもよい。この場合、ＰＭ排出量がＰＭ許容量を超える場合に、点火時期のＭＢＴからの進角量を過進角点火制御による進角量ＡＤＶよりも小さめに設定する処理が実行され得る。

また、上記実施形態においては、ＰＭ抑制処理（噴射燃料の一部が吸気非同期噴射の対象とされ残りの燃料が吸気同期噴射の対象とされる処理）を実行する際、吸気非同期噴射の対象となる燃料と吸気同期噴射の対象となる燃料とが吸気弁３２の開弁時期の前後に亘って連続して噴射されているが、吸気非同期噴射の対象となる燃料と吸気同期噴射の対象となる燃料とを分けて噴射（分割噴射）してもよい。この場合、例えば、吸気非同期噴射の開弁期間の終期が吸気弁３２の開弁時期より前に設定され、吸気同期噴射の開弁期間の始期が吸気弁３２の開弁時期と同時期、又はそれよりも後に設定される。

また、上記実施形態においては、進角量ＡＤＶが、エンジン回転速度NE、負荷率KL、及び冷却水温THWに基づいて決定されているが（図４のステップ４２０を参照）、冷却水温THWに代えて、ステップ４１０にて冷却水温THWに基づいて算出される燃料の始動増量分を使用して進角量ＡＤＶを決定してもよい。

同様に、第２補正係数βが、空燃比Ａ／Ｆに基づいて決定されているが（図４のステップ４３５を参照）、空燃比Ａ／Ｆに代えて、ステップ４１０にて冷却水温THWに基づいて算出される燃料の始動増量分を使用して第２補正係数βを決定してもよい。

加えて、上記実施形態においては、筒内付着燃料量許容値WETlimの基本値WETlimbaseに第１、第２補正係数α，βを乗じることで筒内付着燃料量許容値WETlimが決定されているが、第１、第２補正係数α，βに相当する燃料量の次元を有する第１、第２補正値γ、ηをそれぞれ求め、筒内付着燃料量許容値WETlimの基本値WETlimbaseに第１、第２補正値γ，ηを加えることで筒内付着燃料量許容値WETlimが決定されてもよい。

本発明の実施形態に係る火花点火式内燃機関の制御装置を適用した内燃機関の概略図である。 低温始動時且つ空燃比がリッチの場合における、点火時期と、ＨＣ排出量及びＰＭ排出量との関係の一例を示したグラフである。 圧縮・膨張行程におけるクランク角度に対する、筒内圧力及び筒内温度の変化を示したグラフである。 図１に示したＣＰＵが実行する、ＰＭ抑制処理を含むＨＣ低減制御を実行するためのルーチン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、エンジン回転速度と点火時期のＭＢＴからの進角量との関係を規定するテーブルを示したグラフである。 図１に示したＣＰＵが参照する、負荷率と点火時期のＭＢＴからの進角量との関係を規定するテーブルを示したグラフである。 図１に示したＣＰＵが参照する、冷却水温と点火時期のＭＢＴからの進角量との関係を規定するテーブルを示したグラフである。 図１に示したＣＰＵが参照する、冷却水温と筒内付着燃料量許容値の基本値との関係を規定するテーブルを示したグラフである。 図１に示したＣＰＵが参照する、進角量と第１補正係数との関係を規定するテーブルを示したグラフである。 図１に示したＣＰＵが参照する、空燃比と第２補正係数との関係を規定するテーブルを示したグラフである。 図１に示したＣＰＵが参照する、筒内付着燃料量許容値と、吸気同期噴射量許容値に相当するインジェクタの開弁時間との関係を規定するテーブルを示したグラフである。

符号の説明

１０…内燃機関、２５…燃焼室、３２…吸気弁、３７…点火プラグ、３９…インジェクタ、６１…エアフローメータ、６５…水温センサ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ

Claims (7)

1. 内燃機関が所定の低温始動状態にあるか否かを判定する判定手段と、
   前記内燃機関が前記所定の低温始動状態にあると判定された場合、所定の機関制御パラメータの調整により前記内燃機関の燃焼室内の温度を上昇させて未燃ＨＣの排出量を低減するＨＣ低減制御を行うＨＣ低減手段と、
   ＰＭの排出量に相当する値の許容値を取得する許容値取得手段と、
   前記ＰＭ排出量相当許容値に基づいて前記ＨＣ低減制御の実行を制限する制限制御を行う制限手段と、
   を備えた火花点火式内燃機関の制御装置であって、
   前記ＨＣ低減手段は、前記ＨＣ低減制御として、
   点火時期を最大トルクが得られる点火時期であるＭＢＴよりも進角した時期に設定する過進角点火制御を行うように構成された火花点火式内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の火花点火式内燃機関の制御装置において、
   前記ＨＣ低減手段は、前記ＨＣ低減制御として、前記過進角点火制御に加えて、
   吸気弁よりも上流の吸気通路内にて噴射される燃料の全量が前記吸気弁が開弁している期間内にて噴射されるように燃料噴射期間を設定する吸気同期噴射制御をも行うように構成された火花点火式内燃機関の制御装置。
3. 請求項２に記載の火花点火式内燃機関の制御装置において、
   前記制限手段は、前記制限制御として、
   前記吸気同期噴射制御に代えて、前記噴射燃料の一部が前記吸気弁の開弁時よりも前に噴射されるように前記燃料噴射期間を設定するよう構成された火花点火式内燃機関の制御装置。
4. 請求項３に記載の火花点火式内燃機関の制御装置において、
   前記許容値取得手段は、
   前記過進角点火制御による前記ＭＢＴからの進角量に基づいて、前記ＰＭ排出量相当許容値として、前記燃焼室の壁面に付着する筒内付着燃料の量の許容値を取得するように構成され、
   前記制限手段は、
   前記所定の低温始動状態において前記吸気同期噴射制御が実行された場合における予め取得されている前記噴射燃料の量と前記筒内付着燃料量との関係と、前記取得された筒内付着燃料量許容値とに基づいて、前記筒内付着燃料量が前記筒内付着燃料量許容値と等しくなる場合に対応する前記吸気弁開弁期間内に噴射される燃料の量を吸気同期噴射量許容値として決定し、前記噴射燃料の全量が前記吸気同期噴射量許容値よりも大きい場合、前記噴射燃料の全量から前記吸気同期噴射量許容値を除いた量の燃料が前記吸気弁の開弁時よりも前に噴射され且つ前記吸気同期噴射量許容値と等しい量の燃料が前記吸気弁開弁期間内に噴射されるように前記燃料噴射期間を設定するよう構成された火花点火式内燃機関の制御装置。
5. 請求項４に記載の火花点火式内燃機関の制御装置において、
   前記許容値取得手段は、
   前記内燃機関の冷却水の温度に基づいて、前記点火時期が前記ＭＢＴの場合に対応する前記筒内付着燃料量許容値の基本値を決定するとともに、前記過進角点火制御による前記ＭＢＴからの進角量に基づいて前記筒内付着燃料量許容値の第１補正値を決定し、前記筒内付着燃料量許容値の基本値と前記第１補正値とに基づいて前記筒内付着燃料量許容値を取得するように構成された火花点火式内燃機関の制御装置。
6. 請求項５に記載の火花点火式内燃機関の制御装置において、
   前記許容値取得手段は、
   前記筒内付着燃料量許容値の基本値を、前記点火時期が前記ＭＢＴの場合であって且つ空燃比が理論空燃比の場合に対応する値に決定するとともに、前記空燃比に基づいて前記筒内付着燃料量許容値の第２補正値を決定し、前記筒内付着燃料量許容値の基本値と前記第１補正値と前記第２補正値とに基づいて前記筒内付着燃料量許容値を取得するように構成された火花点火式内燃機関の制御装置。
7. 請求項１に記載の火花点火式内燃機関の制御装置において、
   前記制限手段は、前記制限制御として、
   前記点火時期の前記ＭＢＴからの進角量を、前記過進角点火制御による進角量よりも小さめに設定するように構成された火花点火式内燃機関の制御装置。

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