JP6304189B2 - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エタノールを含む燃料が気筒内に供給されるエンジンに適用されるエンジンの燃料噴射制御装置に関する。

特許文献１には、エタノール及びガソリンの双方を含む混合燃料を用いるエンジンの一例が記載されている。このようなエンジンには、排気バルブの傘部が接触する排気バルブシートが設けられている。そして、この排気バルブシートに酸化皮膜をコーティングすることにより、同排気バルブシートの耐摩耗性を高めている。

特開２００８−８２３２９号公報

ところで、エタノールを含む燃料を燃焼室で燃焼させると、アセトアルデヒドが生成される。そして、燃焼室の温度が高く、排気バルブシートが高温である状況下では、このようにアセトアルデヒドが生成されることにより、同排気バルブシートの酸化被膜が剥離しやすくなる。

本発明の目的は、排気バルブシートにコーティングされている酸化皮膜の剥離を抑えることにより、同排気バルブシートの耐摩耗性の低下を抑制することができるエンジンの燃料噴射制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するためのエンジンの燃料噴射制御装置は、エタノールを含む燃料を用いて運転することのできるエンジンであって、且つ、酸化皮膜を有する排気バルブシートが設けられているエンジンに適用される装置を前提としている。エンジンの燃料噴射制御装置は、排気バルブシートの模擬温度を、エンジン回転速度が大きいほど高くし、エンジン負荷率が大きいほど高くするシート温度導出部と、シート温度導出部によって導出された排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になったときに、同排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になる以前よりも気筒内への燃料供給量の下限を大きくする燃料増量制御を開始する供給量制御部と、燃料のエタノール濃度を取得する濃度取得部と、を備える。そして、供給量制御部は、燃料増量制御では、濃度取得部によって取得された燃料のエタノール濃度が高いほど、排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量を大きくする。

排気バルブシートの温度が高いときには、気筒内での燃料の燃焼によって生成されたアセトアルデヒドによって排気バルブシートの酸化皮膜が剥離しやすくなる可能性がある。しかも、気筒内でのアセトアルデヒドの生成量が多いほど、排気バルブシートの酸化皮膜が剥離しやすい。

また、気筒内への燃料供給量が多いほど、吸気行程では、同燃料の気化潜熱に伴って燃焼室内の温度が低くなり、排気バルブシートの温度の低い状態を確保しやすくなる。そして、このように排気バルブシートの温度の低い状態を確保することで、気筒内でアセトアルデヒドが生成されたとしても排気バルブシートから酸化皮膜が剥離しやすくなることを抑制することができる。

そこで、上記構成では、排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になると、同排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になる以前よりも気筒内への燃料供給量の下限を大きくする燃料増量制御が開始される。しかも、気筒内への燃料供給量の下限の増大量は、燃料のエタノール濃度が高いほど大きくされる。このように燃料増量制御の実施によって気筒内への燃料供給量の下限を大きくすることで、同燃料供給量の下限を大きくしない場合と比較し、気筒内への実際の燃料供給量が少なくなりにくくなる。そのため、吸気行程時では、気筒内の燃焼室の温度が低い状態が確保され、排気バルブシートの実温度の低い状態が確保される。その結果、排気バルブシートから酸化皮膜が剥離しやすくなることが抑制される。したがって、このように排気バルブシートにコーティングされている酸化皮膜の剥離を抑えることにより、同排気バルブシートの耐摩耗性の低下を抑制することができるようになる。

なお、上記エンジンの燃料噴射制御装置において、供給量制御部は、燃料増量制御を実施している状況下でシート温度導出部によって導出された排気バルブシートの模擬温度が判定温度未満になったときに、同燃料増量制御の実施を終了することが好ましい。この構成によれば、排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になって燃料増量制御が実施されている状況下で、エンジン回転速度及びエンジン負荷率の少なくとも一方が小さくなり、模擬温度が判定温度未満になったときに燃料増量制御の実施が終了される。すなわち、気筒内への燃料供給量の下限が、模擬温度が判定温度未満になる以前よりも小さくされる。これにより、気筒内への実際の燃料供給量が多い状態が維持されにくくなる。このように模擬温度が判定温度未満になっても燃料増量制御が実施される場合と比較し、気筒内への実際の燃料供給量が不要に増大されにくくなる分、排気のエミッションの悪化を抑制することができるようになる。

ところで、エンジン回転速度が大きいほど、燃焼室の温度が高くなるため、排気バルブシートの温度が高くなりやすい。そして、排気バルブシートの温度が高い場合ほど、同排気バルブシートから酸化皮膜が剥離しやすくなる。そこで、上記エンジンの燃料噴射制御装置において、供給量制御部は、上記燃料増量制御では、エンジン回転速度が大きいほど、排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量を大きくすることが好ましい。

上記構成によれば、エンジン回転速度が大きく、排気バルブシートから酸化皮膜が剥離しやすいときほど、当該燃料増量制御の実施によって燃料供給量の下限をより大きくすることができる。これにより、気筒内への実際の燃料供給量がより多い状態を確保し、燃焼室の温度がより低い状態を確保することができる。その結果、燃料増量制御の実施中にあっては、排気バルブシートの実温度が低い状態が確保されることとなり、同排気バルブシートから酸化皮膜が剥離しやすくなることの抑制効果を高めることができるようになる。

また、エンジン負荷率が大きいほど、燃焼室の温度が高くなるため、排気バルブシートの温度が高くなりやすい。そして、排気バルブシートの温度が高い場合ほど、同排気バルブシートから酸化皮膜が剥離しやすくなる。そこで、上記エンジンの燃料噴射制御装置において、供給量制御部は、上記燃料増量制御では、エンジン負荷率が大きいほど、排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量を大きくすることが好ましい。

上記構成によれば、エンジン負荷率が大きく、排気バルブシートから酸化皮膜が剥離しやすいときほど、当該燃料増量制御の実施によって燃料供給量の下限をより大きくすることができる。これにより、気筒内への実際の燃料供給量がより多い状態を確保し、燃焼室の温度がより低い状態を確保することができる。その結果、燃料増量制御の実施中にあっては、排気バルブシートの実温度が低い状態が確保されることとなり、同排気バルブシートから酸化皮膜が剥離しやすくなることの抑制効果を高めることができるようになる。

エンジンの燃料噴射制御装置の一実施形態である制御装置の機能構成と、同制御装置によって制御されるエンジンとの概略を示す構成図。 同制御装置で用いられるマップであって、エンジン回転速度とエンジン負荷率との関係から排気バルブシートの模擬温度を導出するためのマップ。 同制御装置の供給量制御部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。 排気バルブシートの温度と同排気バルブシートの酸化皮膜の剥離速度との関係を示すグラフ。

以下、エンジンの燃料噴射制御装置の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１には、本実施形態のエンジンの燃料噴射制御装置である制御装置１００と、この制御装置１００によって制御されるエンジン１１とが図示されている。このエンジン１１は、ガソリンの他、ガソリンとエタノールとを混合したエタノール混合燃料、及びガソリンを含まないエタノールを燃料として使用可能なエンジンである。

図１に示すように、エンジン１１の気筒１２内には、図中上下方向に往復移動するピストン１３が設けられている。ピストン１３は、エンジン１１の出力軸であるクランク軸１４にコネクティングロッド１５を介して連結されており、ピストン１３の往復運動がクランク軸１４の回転運動に変換される。

気筒１２内におけるピストン１３よりも上方域は燃焼室１６となっており、エンジン１１には燃焼室１６に接続される吸気通路１７及び排気通路１８が設けられている。そして、エンジン１１には、吸気通路１７を構成する吸気ポート１７１を燃焼室１６に連通させたり遮断させたりすべく開閉する吸気バルブ１９と、排気通路１８を構成する排気ポート１８１を燃焼室１６に連通させたり遮断させたりすべく開閉する排気バルブ２０とが設けられている。

なお、吸気ポート１７１の下流端には、吸気バルブ１９の傘部１９１が当接するリング状の吸気バルブシート２１が設けられているとともに、排気ポート１８１の上流端には、排気バルブ２０の傘部２０１が当接するリング状の排気バルブシート２２が設けられている。そして、これらバルブシート２１，２２には、酸化皮膜がコーティングされている。これにより、バルブシート２１，２２の耐摩耗性が高められている。

エンジン１１にはスロットル機構２５が設けられており、このスロットル機構２５は、吸気通路１７内に配置されるスロットルバルブ２５１と、スロットルバルブ２５１の動力源であるスロットルモータ２５２とを有している。そして、スロットルモータ２５２の駆動によってスロットルバルブ２５１の開度を制御することにより、吸気通路１７を通じて燃焼室１６内に導入される吸入空気の量が調整されるようになっている。

また、エンジン１１は、吸気通路１７を構成する吸気ポート１７１内に燃料を噴射するポート噴射弁２６と、燃焼室１６内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁２７と、各噴射弁２６，２７のうち少なくとも一方の噴射弁から噴射された燃料と吸入空気とを含む混合気に対して点火を行う点火プラグ２８とを備えている。

なお、燃焼室１６内での混合気の燃焼によって生成された排気は、排気ポート１８１を通じて排気通路１８内に排出される。そして、排気通路１８内には、排気通路１８内を流れる排気を浄化するための排気浄化触媒２９が設けられている。

本エンジン１１の燃料供給系４０は、燃料を貯留する燃料タンク４１と、燃料タンク４１に接続されている共通路４２とを備えており、この共通路４２にはフィードポンプ４３が設けられている。共通路４２の下流端には、第１の燃料通路４４と第２の燃料通路４５とが接続されている。そして、第１の燃料通路４４の下流端は、ポート噴射弁２６が接続されている第１のデリバリパイプ４４１となっている一方、第２の燃料通路４５の下流端は、筒内噴射弁２７が接続されている第２のデリバリパイプ４５１となっている。この第２の燃料通路４５には、第２のデリバリパイプ４５１内の燃料圧力を第１のデリバリパイプ４４１内の燃料圧力よりも高圧にする高圧ポンプ４６が設けられている。

図１に示すように、エンジン１１の制御装置１００には、クランクポジションセンサ１１１、アクセルセンサ１１２、スロットルセンサ１１３、エアフローメータ１１４及び濃度センサ１１５などの各種の検出系が電気的に接続されている。クランクポジションセンサ１１１はクランク軸１４の回転速度であるエンジン回転速度Ｎｅを検出し、アクセルセンサ１１２はアクセルペダル５０の操作量であるアクセル操作量ＡＣＣを検出する。また、スロットルセンサ１１３はスロットルバルブ２５１の開度であるスロットル開度ＴＡを検出し、エアフローメータ１１４は吸入空気量ＧＡを検出する。また、濃度センサ１１５は、燃料供給系４０の共通路４２に設けられており、この共通路４２内の燃料のエタノール濃度ＡＬを検出する。

そして、制御装置１００は、こうした各種の検出系によって検出された情報に基づき、スロットル開度ＴＡを調整するスロットル制御、及び、各噴射弁２６，２７の燃料噴射量を制御する燃料噴射制御などを行っている。

ここで、燃料噴射制御について説明する。燃料噴射制御では、吸入空気量ＧＡに対して燃焼室１６内での燃焼に供される混合気の空燃比が目標空燃比と等しくなるような燃料供給量である基準供給量ＸＢが算出される。そして、このように算出された基準供給量ＸＢに対して各種の補正処理を実施することにより、要求供給量ＸＲが算出される。

また、燃料噴射制御では、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷率及びエタノール濃度ＡＬに基づいて噴き分け率が算出される。なお、エンジン負荷率は、エンジン回転速度Ｎｅと吸入空気量ＧＡとに基づいて算出することができる。この噴き分け率は、要求供給量ＸＲに対するポート噴射弁２６の燃料噴射量の比率である。そして、要求供給量ＸＲと噴き分け率とに基づき、ポート噴射弁２６の燃料噴射量が算出される。また、要求供給量ＸＲからポート噴射弁２６の燃料噴射量を減じた差が、筒内噴射弁２７の燃料噴射量として求められる。こうした算出結果に基づき、ポート噴射弁２６の駆動及び筒内噴射弁２７の駆動が制御される。

次に、図１を参照し、制御装置１００の機能構成の一部について説明する。
図１に示すように、制御装置１００は、ソフトウェア及びハードウエアのうち少なくとも一方で構成される機能部として、シート温度導出部１０１、濃度取得部１０２及び供給量制御部１０３を有している。

シート温度導出部１０１は、エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷率との関係に基づいて排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢを導出する。そして、シート温度導出部１０１は、導出した模擬温度ＴＭＰＢに関する情報を供給量制御部１０３に出力する。なお、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢは、導出に用いたエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷率を維持するような運転がエンジン１１で継続されたときに、排気バルブシート２２の実温度が到達しうる温度の収束値のことである。

なお、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢは、図２に示すマップを用いて算出することができる。このマップは、エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷率との関係に基づき、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢを導出するためのマップである。すなわち、図２に示すように、このマップを用いて導出される模擬温度ＴＭＰＢは、エンジン回転速度Ｎｅが大きいほど高くなり、エンジン負荷率が大きいほど高くなる。

図１に戻り、濃度取得部１０２は、濃度センサ１１５から出力された情報に基づき、燃料供給系４０の共通路４２内の燃料のエタノール濃度ＡＬを取得する。そして、濃度取得部１０２は、取得した燃料のエタノール濃度ＡＬに関する情報を供給量制御部１０３に出力する。

供給量制御部１０３は、シート温度導出部１０１で導出された排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢを用い、後述する燃料増量制御の実施が必要であるか否かを判断する。そして、燃料増量制御の実施が必要であると判断した場合、供給量制御部１０３は、燃料増量制御を実施した上で要求供給量ＸＲを算出する。一方、燃料増量制御の実施が必要ではないと判断した場合、供給量制御部１０３は、燃料増量制御を実施することなく、要求供給量ＸＲを算出する。

このように供給量制御部１０３によって要求供給量ＸＲが算出されると、制御装置１００は、同要求供給量ＸＲと上記の噴き分け率とに基づき、ポート噴射弁２６及び筒内噴射弁２７のうち少なくとも一方の噴射弁の駆動を制御する。

次に、図３に示すフローチャートと図４に示すグラフとを参照し、供給量制御部１０３が実行する処理ルーチンについて説明する。この処理ルーチンは、要求供給量ＸＲを算出するための処理であり、予め設定された制御サイクル毎に実行される処理ルーチンである。

図３に示すように、供給量制御部１０３は、シート温度導出部１０１によって導出された排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが予め設定された判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

ここで、図４を参照し、判定温度ＴＭＰＢＴＨの決定方法について説明する。図４に示すグラフは、排気バルブシート２２の温度と、排気バルブシート２２の酸化皮膜の剥離速度との関係を示している。図４に示すように、排気バルブシート２２の温度が比較的低い場合、酸化皮膜の剥離速度は極めて遅い。しかし、排気バルブシート２２の温度がある程度高くなると、排気バルブシート２２の温度の上昇量に対する、酸化皮膜の剥離速度の変化量の比率が急激に高くなる。そのため、本実施形態では、判定温度ＴＭＰＢＴＨが、当該比率が急激に高くなる手前の排気バルブシート２２の温度に設定されている。

そのため、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ未満であるときには、排気バルブシート２２から酸化皮膜が剥離しやすい状況ではないと判断することができる。一方、模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上であるときには、排気バルブシート２２から酸化皮膜が剥離しやすい状況であると判断することができる。

そして、図３に戻り、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、供給量制御部１０３は、噴射する燃料のエタノール濃度ＡＬ、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷率に基づいて増大補正値ΔＸを導出する（ステップＳ１２）。このとき、供給量制御部１０３は、燃料のエタノール濃度ＡＬが高いほど増大補正値ΔＸを大きくする。また、供給量制御部１０３は、エンジン回転速度Ｎｅが大きいほど増大補正値ΔＸを大きくし、エンジン負荷率が大きいほど増大補正値ΔＸを大きくする。

そして、供給量制御部１０３は、上記の基準供給量ＸＢに増大補正値ΔＸを加算し、その和を燃料供給量の下限Ｘｍｉｎとする（ステップＳ１３）。続いて、供給量制御部１０３は、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎを下回らないように要求供給量ＸＲを算出し（ステップＳ１４）、その後、本処理ルーチンを一旦終了する。

ここで、燃焼室１６への燃料供給量を基準供給量ＸＢよりも多くする増大補正は、排気バルブシート２２の実温度を低下させる目的以外でも行われることがある。こうした他の増大補正として、例えば、エンジン１１を早期暖気させるための増大補正を挙げることができる。そして、他の増大補正が行われている状況下で排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上になった場合、要求供給量ＸＲは、ステップＳ１３で算出した燃料供給量の下限Ｘｍｉｎよりも大きいことがある。一方、他の増大補正が行われていない状況下で排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上になった場合、要求供給量ＸＲは、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎと等しくなる。

その一方で、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ未満である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、供給量制御部１０３は、増大補正値ΔＸに「０（零）」を代入し（ステップＳ１５）、その処理を前述したステップＳ１３に移行する。この場合、増大補正値ΔＸが「０（零）」であるため、ステップＳ１３では、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎが基準供給量ＸＢと等しい値とされ、次のステップＳ１４では、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎ（＝ＸＢ）を下回らないように要求供給量ＸＲが算出される。例えば、上記の他の増大補正が行われている状況下でステップＳ１２ではなくステップＳ１５が実行される場合、要求供給量ＸＲは、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎ（＝ＸＢ）よりも大きくなる。一方、上記の他の増大補正が行われていない状況下では、要求供給量ＸＲは、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎ（＝ＸＢ）と等しくなる。

すなわち、機関運転の状態が変化して排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ未満の状態から模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上の状態になると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎが、模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上となる以前よりも増大される（ステップＳ１２，Ｓ１３）。したがって、本実施形態では、ステップＳ１２の処理とステップＳ１３の処理とを実行することにより、「燃料増量制御」の実施を実現することができる。そして、こうした燃料増量制御が開始されると、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎは、燃料増量制御の実施前よりも増大補正値ΔＸだけ大きくなる。したがって、この増大補正値ΔＸが、「排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量」に相当する。

なお、燃料増量制御を実施している状況下で機関運転の状態が変化し、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ未満になった場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、増大補正値ΔＸが「０（零）」にされ（ステップＳ１５）、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎが基準供給量ＸＢと等しくされる（ステップＳ１３）。すなわち、ステップＳ１２ではなくステップＳ１５を実行することで、燃料増量制御の実施が終了される。

次に、図４を参照し、本実施形態の作用について説明する。
エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷率との関係に基づき導出される排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ未満である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、燃料増量制御が実施されない。この場合、増大補正値ΔＸが「０（零）」となるため（ステップＳ１５）、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎが基準供給量ＸＢと等しくされる（ステップＳ１３）。こうした状況下で、排気バルブシート２２の温度を低下させる目的以外の他の増量補正が行われていない場合、燃焼室１６内への実際の燃料供給量が燃料供給量の下限Ｘｍｉｎ（すなわち、基準供給量ＸＢ）と等しくなる。

そして、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷率のうち少なくとも一方が大きくなり、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上になると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、燃料増量制御が開始される（ステップＳ１２，Ｓ１３）。すなわち、燃料のエタノール濃度ＡＬ、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷率に基づいて増大補正値ΔＸが設定され、同増大補正値ΔＸと基準供給量ＸＢとの和が、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎとされる。そして、この燃料供給量の下限Ｘｍｉｎに基づいて要求供給量ＸＲが算出される。

このとき、上記他の増大補正が行われていない場合、燃料増量制御の実施に伴う燃料供給量の下限Ｘｍｉｎの増大によって、要求供給量ＸＲが、燃料増量制御の開始以前よりも多くなる。すなわち、燃料増量制御の実施によって、燃焼室１６内への実際の燃料供給量が多い状態を確保することができる。

例えば、上記噴き分け率が変わらない場合、ポート噴射弁２６から燃料が噴射されている状況下で燃料増量制御が実施され、ポート噴射弁２６の燃料噴射量が増大されたものとする。この場合、ポート噴射弁２６から噴射された燃料の大部分は吸気ポート１７１内で気化することとなるため、吸気ポート１７１から燃焼室１６内に導入される混合気の温度が低くなる。すなわち、比較的低温の混合気が燃焼室１６内に導入されることとなる。そのため、燃料増量制御が実施されていない場合、すなわち燃料供給量の下限Ｘｍｉｎを基準供給量ＸＢよりも大きくしない場合と比較し、吸気行程時における燃焼室１６の温度が低くなる。

また、例えば、上記噴き分け率が変わらない場合、筒内噴射弁２７から燃料が噴射されている状況下で燃料増量制御が実施され、筒内噴射弁２７の燃料噴射量が増大されたものとする。この場合、筒内噴射弁２７から噴射された燃料は燃焼室１６内で気化することとなるため、当該燃料と吸入空気とを含む混合気の温度は燃焼室１６内で低くなる。そのため、燃料増量制御が実施されていない場合、すなわち燃料供給量の下限Ｘｍｉｎを基準供給量ＸＢよりも大きくしない場合と比較し、吸気行程時における燃焼室１６内の温度が低くなる。

そして、このように吸気行程時における燃焼室１６内の温度が低い状態を確保することで、燃料増量制御を実施しない場合と比較し、吸気行程時における排気バルブシート２２の実温度が低い状態を確保することができる。つまり、図４に示すように、このように排気バルブシート２２の実温度の低い状態を確保することで、すなわち排気バルブシート２２の実温度を高くなりにくくすることで、排気バルブシート２２からの酸化皮膜の剥離速度が大きくならない。そのため、燃料増量制御の実施によって燃焼室１６内への実際の燃料供給量が増大され、燃焼室１６内でのアセトアルデヒドの生成量が増大したとしても、排気バルブシート２２の実温度の低い状態が確保される分、排気バルブシート２２から酸化皮膜が剥離しやすくなることが抑制される。

一方、排気バルブシート２２の実温度を低下させる目的以外の他の増大補正が行われている場合、要求供給量ＸＲは、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ未満である段階から燃料供給量の下限Ｘｍｉｎよりも多くなっている。そして、このように他の増大補正が行われている状況下でも、模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上になると、燃料増量制御の実施によって、模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上になる以前よりも燃料供給量の下限Ｘｍｉｎが大きくなる。

しかし、他の増大補正が行われている状況下では、燃料増量制御の開始以前からの燃焼室１６内への実際の燃料供給量（＝ＸＲ）が、燃料増量制御の実施によって大きくなった燃料供給量の下限Ｘｍｉｎよりも既に多いことがある。本実施形態では、このように燃料増量制御の開始以前から燃焼室１６内への実際の燃料供給量が十分に多い場合、燃料増量制御が開始されても、燃焼室１６内への実際の燃料供給量は増大されない。この場合、排気バルブシート２２の実温度の低い状態が、燃料増量制御の開始以前から確保されているため、このように燃焼室１６内への実際の燃料供給量が増大されなくても排気バルブシート２２から酸化皮膜が剥離しやすくなることが抑制される。

以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）排気バルブシート２２の温度が高くなると予測されるときには、燃料増量制御の実施によって燃料供給量の下限Ｘｍｉｎが大きくされるため、燃焼室１６内への実際の燃料供給量が多い状態を確保することができる。その結果、排気バルブシート２２の実温度の低い状態を確保できるため、排気バルブシート２２から酸化皮膜が剥離しやすくなることが抑制される。そして、このように排気バルブシート２２からの酸化皮膜の剥離を抑えることにより、排気バルブシート２２の耐摩耗性の低下を抑制することができる。

（２）上述したように、吸気バルブシート２１にも酸化皮膜がコーティングされており、吸気バルブシート２１の温度が高くなると、吸気バルブシート２１の酸化皮膜が剥離しやすくなる。この点、本実施形態では、燃料増量制御の実施によって燃焼室１６内への実際の燃料供給量が多い状態を確保することにより、吸気バルブシート２１の実温度の低い状態をも確保することができる。したがって、吸気バルブシート２１からの酸化皮膜の剥離もまた抑えることができ、ひいては吸気バルブシート２１の耐摩耗性の低下もまた抑制することができる。

（３）本実施形態では、燃料のエタノール濃度が高く、燃焼室１６内でのアセトアルデヒドの生成量が多い場合ほど、燃料増量制御の実施によって、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎをより大きくすることができる。そのため、燃焼室１６内でのアセトアルデヒドの生成量が多い場合であっても、排気バルブシート２２の実温度がより低い状態を確保することができるため、排気バルブシート２２から酸化皮膜が剥離しやすくなることを抑制することができる。

（４）燃料増量制御が実施されている状況下であっても、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷率のうち少なくとも一方が低下すると、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが小さくなる。そして、当該模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ未満になると、燃料増量制御の実施が終了され、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎが小さくされる。その結果、酸化皮膜の剥離の抑制を目的とした燃焼室１６内への燃料供給量の増量が終了される。したがって、燃焼室１６内への燃料供給量が不要に増大されにくくなる分、排気のエミッションの悪化を抑制することができる。

（５）本実施形態では、排気バルブシート２２の実温度が高くなるような運転がエンジン１１でなされている場合ほど、燃料増量制御の実施によって、燃料供給量の下限Ｘｍｉｎをより大きくすることができる。そのため、吸気行程時では、排気バルブシート２２の実温度がより低い状態を確保することができるため、排気バルブシート２２から酸化皮膜が剥離しやすくなることの抑制効果を高めることができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記エンジンの燃料噴射制御装置が適用されるエンジンには、エタノール混合燃料だけではなく、エタノールを含まない燃料（すなわち、ガソリンのみ）が供給されることがある。こうしたエタノールを含まない燃料を用いた運転をエンジンが行っているときには、燃焼室１６内でアセトアルデヒドが生成されないと判断できるため、排気バルブシート２２の模擬温度ＴＭＰＢが判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上であるか否かに拘わらず、増大補正値ΔＸを「０（零）」とするようにしてもよい。

・増大補正値ΔＸを、燃料のエタノール濃度ＡＬに応じて可変させるのであれば、エンジン回転速度Ｎｅに応じて可変させなくてもよい。この場合であっても、上記（１）〜（４）と同等の効果を得ることができる。

・増大補正値ΔＸを、燃料のエタノール濃度ＡＬに応じて可変させるのであれば、エンジン負荷率に応じて可変させなくてもよい。この場合であっても、上記（１）〜（４）と同等の効果を得ることができる。

・シート温度導出部１０１では、排気バルブシート２２の模擬温度を、上記実施形態で説明した方法以外の方法で算出するようにしてもよい。例えば、模擬温度を、エンジン回転速度Ｎｅとエンジン負荷率とに加え、エンジン１１を冷却するための冷却水の温度を用いて算出するようにしてもよい。この場合、上記実施形態で説明した方法よりも、排気バルブシート２２の実温度に近い模擬温度を算出することができるようになる。

・エンジン１１の運転状態の変化に対して模擬温度が機敏に変動するような方法で模擬温度を算出するようにした場合、燃料増量制御の開始と終了とを短期間に繰り返すハンチングの発生が生じるおそれがある。そこで、燃料増量制御の開始用の閾値である判定温度ＴＭＰＢＴＨの他、同判定温度ＴＭＰＢＴＨよりも小さい終了判定温度を、燃料増量制御の終了用の閾値として別途設けてもよい。この場合、供給量制御部１０３では、燃料増量制御を実施していない状況下で導出された模擬温度が判定温度ＴＭＰＢＴＨ以上になったときに燃料増量制御が開始され、燃料増量制御を実施している状況下で導出された模擬温度が終了判定温度未満になったときに燃料増量制御の実施が終了されることとなる。この場合、判定温度ＴＭＰＢＴＨと終了判定温度とを適切な値に設定することにより、燃料増量制御の開始と終了とを短期間に繰り返すハンチングの発生を抑制することができる。

・燃料増量制御を、排気バルブシート２２の模擬温度が判定温度以上となった時点から規定時間だけ経過したタイミングで終了させるようにしてもよい。なお、規定時間は、予め設定された値に固定してもよいし、燃料のエタノール濃度、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷率によって可変させるようにしてもよい。

・上述したように、燃焼室１６内への実際の燃料供給量は、基準供給量ＸＢに対して様々な補正を行うことによって決定される。すなわち、排気バルブシート２２の温度を低下させる目的とは異なる他の目的で、燃料供給量に対する補正が行われることがある。

そこで、供給量制御部１０３では、排気バルブシート２２の模擬温度が判定温度未満である場合、すなわち燃料増量制御を実施していない場合、基準供給量ＸＢと上記他の目的のための補正量ΔＹとの和を燃料供給量の下限Ｘｍｉｎとしてもよい。また、模擬温度が判定温度以上になった場合、燃料増量制御の実施によって、基準供給量ＸＢと上記他の目的のための補正量ΔＹとの和に、増大補正値ΔＸをさらに加算し、その和（＝ＸＢ＋ΔＹ＋ΔＸ）を燃料供給量の下限Ｘｍｉｎとするようにしてもよい。この場合であっても、燃料増量制御の実施中における燃料供給量の下限Ｘｍｉｎ（＝ＸＢ＋ΔＹ＋ΔＸ）を、燃料増量制御の開始前の燃料供給量の下限（＝ＸＢ＋ΔＹ）よりも大きくすることができる。

この構成によれば、排気バルブシート２２の模擬温度が判定温度以上となり、燃料増量制御が開始されると、燃焼室１６内への実際の燃料供給量が、排気バルブシート２２の模擬温度が判定温度以上となる以前よりも増大される。一方、燃料増量制御が実施されている状況下で同燃料増量制御の終了条件が成立し、同燃料増量制御の実施が終了されると、燃焼室１６内への実際の燃料供給量が減少される。

・給油などによって燃料供給系４０内に貯留されている燃料のエタノール濃度が変わると、空燃比が変化する。すなわち、こうした空燃比の変化を監視することで、燃焼室１６内に供給される燃料のエタノール濃度を推定することができる。そこで、濃度取得部１０２は、空燃比の変化に基づいて燃料のエタノール濃度を推定することで、同燃料のエタノール濃度を取得する構成であってもよい。

・エンジンの燃料噴射制御装置を備えるエンジンは、エタノールを含む燃料で運転可能なエンジンであれば、ポート噴射弁２６のみを備えるエンジンであってもよいし、筒内噴射弁２７のみを備えるエンジンであってもよい。

１１…エンジン、１２…気筒、２２…排気バルブシート、１００…制御装置、１０１…シート温度導出部、１０２…濃度取得部、１０３…供給量制御部。

Claims (4)

1. エタノールを含む燃料を用いて運転することのできるエンジンであって、且つ、酸化皮膜を有する排気バルブシートが設けられているエンジンに適用されるエンジンの燃料噴射制御装置において、
   前記排気バルブシートの模擬温度を、エンジン回転速度が大きいほど高くし、エンジン負荷率が大きいほど高くするシート温度導出部と、
   前記シート温度導出部によって導出された前記排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になったときに、同排気バルブシートの模擬温度が前記判定温度以上になる以前よりも気筒内への燃料供給量の下限を大きくする燃料増量制御を開始する供給量制御部と、
   燃料のエタノール濃度を取得する濃度取得部と、を備え、
   前記供給量制御部は、前記燃料増量制御では、前記濃度取得部によって取得された燃料のエタノール濃度が高いほど、前記排気バルブシートの模擬温度が前記判定温度以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量を大きくし、エンジン回転速度が大きいほど、前記排気バルブシートの模擬温度が前記判定温度以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量を大きくする
   ことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
2. 前記供給量制御部は、前記燃料増量制御では、エンジン負荷率が大きいほど、前記排気バルブシートの模擬温度が前記判定温度以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量を大きくする
   請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
3. エタノールを含む燃料を用いて運転することのできるエンジンであって、且つ、酸化皮膜を有する排気バルブシートが設けられているエンジンに適用されるエンジンの燃料噴射制御装置において、
   前記排気バルブシートの模擬温度を、エンジン回転速度が大きいほど高くし、エンジン負荷率が大きいほど高くするシート温度導出部と、
   前記シート温度導出部によって導出された前記排気バルブシートの模擬温度が判定温度以上になったときに、同排気バルブシートの模擬温度が前記判定温度以上になる以前よりも気筒内への燃料供給量の下限を大きくする燃料増量制御を開始する供給量制御部と、
   燃料のエタノール濃度を取得する濃度取得部と、を備え、
   前記供給量制御部は、前記燃料増量制御では、前記濃度取得部によって取得された燃料のエタノール濃度が高いほど、前記排気バルブシートの模擬温度が前記判定温度以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量を大きくし、エンジン負荷率が大きいほど、前記排気バルブシートの模擬温度が前記判定温度以上になったことに伴う燃料供給量の下限の増大量を大きくする
   ことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
4. 前記供給量制御部は、前記燃料増量制御を実施している状況下で前記シート温度導出部によって導出された前記排気バルブシートの模擬温度が前記判定温度未満になったときに、同燃料増量制御の実施を終了する
   請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。