(57)【要約】【課題】この発明は、吸気弁と噴霧との干渉を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】点火プラグ１４の要求電圧を取得する。要求電圧は、点火のために点火プラグ１４に供給することが求められる電圧である。要求電圧が基準量α以上に低下した場合に、吸気弁１２のリフト量低減を開始する。リフト量低減の開始後に、要求電圧が元の電圧に回復したら、リフト量低減を終了する。【選択図】図２
2010209896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートと燃焼室との間を開閉する吸気弁と、
前記吸気弁のリフト量の変更が可能なリフト量可変機構と、
前記燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
電圧の供給を受けて前記燃焼室に火花を発する点火プラグと、
点火のために前記点火プラグに供給することが求められる電圧である要求電圧を取得する要求電圧取得手段と、
前記要求電圧が予め定めた第１電圧を下回った場合に、前記吸気弁のリフト量低減を開始する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記リフト量低減の開始後に、前記要求電圧が予め定めた第２電圧まで上昇した場合に前記リフト量低減を終了することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第２電圧は、前記要求電圧が前記第１電圧を下回った場合にその要求電圧低下の開始直前に前記点火プラグが要求していた要求電圧と同じまたはそれ以上の大きさの電圧であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記筒内噴射弁が噴射する燃料のアルコール濃度またはエーテル濃度を、検知または推定により取得する濃度取得手段と、
前記濃度取得手段が取得したアルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど前記第２電圧を低く設定する第２電圧設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第２電圧設定手段が、
前記要求電圧が前記第１電圧を下回った場合に、その要求電圧低下の開始直前に前記点火プラグが要求していた要求電圧である直前要求電圧を取得する手段と、
アルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど小さく定められた所定の係数を、前記直前要求電圧に乗じて得た値を、前記第２電圧として設定する手段と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記筒内噴射弁が噴射する燃料のアルコール濃度またはエーテル濃度を、検知または推定により取得する濃度取得手段と、
前記濃度取得手段が取得したアルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど、前記筒内噴射弁の燃料噴射量を多くする噴射量調整手段と、
前記濃度取得手段が取得したアルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど前記第１電圧を高く設定する第１電圧設定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関の空燃比がリッチなほど前記第１電圧を低く設定する第１電圧設定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記吸気弁の閉弁時期を変更できる機構と、
前記制御手段が前記吸気弁のリフト量を低減した場合に、前記吸気弁の閉弁時期を遅らせる閉弁時期制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記制御手段が、前記内燃機関が所定の低温状態にある場合に、前記リフト量低減を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記筒内噴射弁と接続する燃料タンクと、
前記筒内噴射弁と前記燃料タンクとの間の燃料の経路に備えられたアルコール濃度センサまたはエーテル濃度センサと、を備え、
前記濃度取得手段が、前記燃料配管に備えられたアルコール濃度センサまたはエーテル濃度センサの出力と、前記要求電圧の大きさと、に基づいてアルコール濃度またはエーテル濃度を算出する手段を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
内燃機関に燃料を供給するための燃料噴射弁と、
前記内燃機関の燃焼室に設けられ、電圧の供給を受けて火花を発する点火プラグと、
点火のために前記点火プラグに供給することが求められる電圧である要求電圧を取得する要求電圧取得手段と、
前記要求電圧の大きさに基づいて、前記燃料噴射弁が噴射している燃料中のアルコール濃度またはエーテル濃度を取得する濃度取得手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の濃度取得装置。
【請求項１２】
前記燃料噴射弁と接続する燃料タンクと、
前記燃料噴射弁と前記燃料タンクとの間の燃料の経路に備えられたアルコール濃度センサまたはエーテル濃度センサと、
をさらに備え、
前記濃度取得手段が、前記アルコール濃度センサまたはエーテル濃度センサの出力を前記要求電圧の大きさに基づいて補正することにより、アルコール濃度またはエーテル濃度を取得することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の濃度取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置および内燃機関の濃度取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開２００４−２１８６０３号公報に開示されているように、吸気弁のリフト量を適切な量に調節する内燃機関が知られている。従来の内燃機関において、燃料噴射弁の噴霧と吸気弁との干渉が問題になるケースがある。この点に関し、上記従来の内燃機関では、機関の冷却水温が低いほど、吸気弁のリフト量を小さめにしている。これにより、吸気弁の付着燃料が蒸発し難い機関低温環境下で、吸気弁に対する燃料付着を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１８６０３号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５３５５号公報
【特許文献３】特開２００８−０３８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、燃料噴射弁の噴霧と吸気弁との干渉による問題について鋭意研究を進めた結果、下記の知見を得た。火花点火式内燃機関は、燃焼室に火花を発するための点火プラグを備えている。点火プラグが電圧の供給を受けて火花を発する場合、点火のために必要な電圧（要求電圧）が存在する。燃焼室内の点火プラグ周辺の雰囲気は、吸気弁と噴霧との干渉によりリッチ雰囲気となる。点火プラグ周辺雰囲気のリッチ化は、点火プラグの要求電圧を低下させる。本願発明者は、この一連の現象について理解を深め、吸気弁と噴霧との干渉を抑制することができる装置を見出した。
【０００５】
この発明は、吸気弁と噴霧との干渉を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、アルコール燃料やエーテル燃料といった代替燃料を使用する内燃機関では、燃料中のアルコール濃度やエーテル濃度に応じて運転条件を変更する場合が多い。この場合、燃料噴射弁が実際に噴射している燃料のアルコール濃度やエーテル濃度を、精度良く知ることが好ましい。そこで、本願発明者は、上述した知見に基づいて、燃料噴射弁が実際に噴射している燃料中のアルコール濃度やエーテル濃度を、精度よく知ることができる装置を見出した。
【０００７】
この発明の他の目的は、燃料噴射弁が実際に噴射している燃料のアルコール濃度またはエーテル濃度を知ることができる内燃機関の濃度取得装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
吸気ポートと燃焼室との間を開閉する吸気弁と、
前記吸気弁のリフト量の変更が可能なリフト量可変機構と、
前記燃焼室内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
電圧の供給を受けて前記燃焼室に火花を発する点火プラグと、
点火のために前記点火プラグに供給することが求められる電圧である要求電圧を取得する要求電圧取得手段と、
前記要求電圧が予め定めた第１電圧を下回った場合に、前記吸気弁のリフト量低減を開始する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記制御手段が、前記リフト量低減の開始後に、前記要求電圧が予め定めた第２電圧まで上昇した場合に前記リフト量低減を終了することを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記第２電圧は、前記要求電圧が前記第１電圧を下回った場合にその要求電圧低下の開始直前に前記点火プラグが要求していた要求電圧と同じまたはそれ以上の大きさの電圧であることを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第２の発明において、
前記筒内噴射弁が噴射する燃料のアルコール濃度またはエーテル濃度を、検知または推定により取得する濃度取得手段と、
前記濃度取得手段が取得したアルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど前記第２電圧を低く設定する第２電圧設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第４の発明において、
前記第２電圧設定手段が、
前記要求電圧が前記第１電圧を下回った場合に、その要求電圧低下の開始直前に前記点火プラグが要求していた要求電圧である直前要求電圧を取得する手段と、
アルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど小さく定められた所定の係数を、前記直前要求電圧に乗じて得た値を、前記第２電圧として設定する手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第１乃至５の発明のいずれか１つの発明において、
前記筒内噴射弁が噴射する燃料のアルコール濃度またはエーテル濃度を、検知または推定により取得する濃度取得手段と、
前記濃度取得手段が取得したアルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど、前記筒内噴射弁の燃料噴射量を多くする噴射量調整手段と、
前記濃度取得手段が取得したアルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど前記第１電圧を高く設定する第１電圧設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第７の発明は、第１乃至６の発明のいずれか１つの発明において、
前記内燃機関の空燃比がリッチなほど前記第１電圧を低く設定する第１電圧設定手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第８の発明は、第１乃至７の発明のいずれか１つの発明において、
前記吸気弁の閉弁時期を変更できる機構と、
前記制御手段が前記吸気弁のリフト量を低減した場合に、前記吸気弁の閉弁時期を遅らせる閉弁時期制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第９の発明は、第１乃至８の発明のいずれか１つの発明において、
前記制御手段が、前記内燃機関が所定の低温状態にある場合に、前記リフト量低減を行うことを特徴とする。
【００１７】
第１０の発明は、第４乃至６の発明のいずれか１つの発明において、
前記筒内噴射弁と接続する燃料タンクと、
前記筒内噴射弁と前記燃料タンクとの間の燃料の経路に備えられたアルコール濃度センサまたはエーテル濃度センサと、を備え、
前記濃度取得手段が、前記燃料配管に備えられたアルコール濃度センサまたはエーテル濃度センサの出力と、前記要求電圧の大きさと、に基づいてアルコール濃度またはエーテル濃度を算出する手段を含むことを特徴とする。
【００１８】
第１１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の濃度取得装置であって、
内燃機関に燃料を供給するための燃料噴射弁と、
前記内燃機関の燃焼室に設けられ、電圧の供給を受けて火花を発する点火プラグと、
点火のために前記点火プラグに供給することが求められる電圧である要求電圧を取得する要求電圧取得手段と、
前記要求電圧の大きさに基づいて、前記燃料噴射弁が噴射している燃料中のアルコール濃度またはエーテル濃度を取得する濃度取得手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１９】
第１２の発明は、第１１の発明において、
前記燃料噴射弁と接続する燃料タンクと、
前記燃料噴射弁と前記燃料タンクとの間の燃料の経路に備えられたアルコール濃度センサまたはエーテル濃度センサと、
をさらに備え、
前記濃度取得手段が、前記アルコール濃度センサまたはエーテル濃度センサの出力を前記要求電圧の大きさに基づいて補正することにより、アルコール濃度またはエーテル濃度を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明によれば、吸気弁と噴霧との干渉を抑制することができる。吸気弁と噴霧との干渉が大きいと、点火プラグ周辺雰囲気はリッチ化する。点火プラグ周辺のリッチ化は要求電圧を低下させるので、要求電圧の低下量に基づいて吸気弁と噴霧の干渉の有無や度合いを推測できる。第１の発明によれば、要求電圧が所定の第１電圧を下回った場合に、リフト量低減により吸気弁と噴霧の干渉を小さくすることができる。
【００２１】
第２の発明によれば、リフト量低減開始後に、所定の程度まで干渉が小さくなった段階で、リフト量低減を終了することができる。これにより、吸気弁と噴霧の干渉が抑制された好適なリフト量で、吸気弁を駆動することができる。
【００２２】
第３の発明によれば、吸気弁と噴霧の干渉により要求電圧が低下した場合に、少なくとも要求電圧低下開始前の水準まで、吸気弁と噴霧の干渉度合いを小さくする（戻す）ことができる。
【００２３】
第４の発明によれば、燃料のアルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど、リフト量の低減量を少なくすることができる。これにより、アルコール濃度またはエーテル濃度が高いほど、筒内流動を大きめに確保することができる。
【００２４】
第５の発明によれば、直前要求電圧に対し、アルコール濃度またはエーテル濃度に応じた所定係数を乗じて得た値が、第２電圧として設定される。これにより、直前要求電圧と、リフト量低減後の要求電圧と、の比率を、所定の比率に維持することができる。
【００２５】
第６の発明によれば、アルコール濃度またはエーテル濃度が高くなり燃料噴射量が増量されるほど、干渉を避けるためのリフト量低減を早期に開始することができる。
【００２６】
第７の発明によれば、空燃比がリッチなほど、リフト量低減を開始するしきい値となる第１電圧を、低めの電圧に設定することができる。これにより、吸気弁と噴霧との干渉度合いを要求電圧に基づいて判断する場合に、空燃比リッチによる影響を取り除くことができる。
【００２７】
第８の発明によれば、リフト量低減による吸入空気量減少分を、閉弁時期を遅らせることにより補うことができる。
【００２８】
第９の発明によれば、機関低温時に、吸気弁と噴霧との干渉抑制を行うことができる。機関低温時は、ＰＭ（パティキュレートマター）粒子数が多くなる傾向がある。機関低温時に吸気弁と噴霧の干渉が起きると、ＰＭ量が過多になることが心配される。第９の発明によれば、ＰＭ量過多の心配がある機関冷間時に、ＰＭ増大の要因となる吸気弁と噴霧との干渉抑制を行うことができる。
【００２９】
第１０の発明によれば、燃料噴射弁が実際に噴射している燃料中のアルコール濃度またはエーテル濃度（以下、「実噴射燃料中のアルコール濃度」または「実噴射燃料中のエーテル濃度」とも称す）を、精度よく知ることができる。高精度なアルコール濃度情報またはエーテル濃度情報に基づいて、第４乃至６の発明を、高精度に行うことができる。
【００３０】
第１１の発明によれば、燃料噴射弁が実際に噴射している燃料中のアルコール濃度またはエーテル濃度（以下、「実噴射燃料中のアルコール濃度」または「実噴射燃料中のエーテル濃度」とも称す）を、知ることができる。一般に、アルコール濃度やエーテル濃度が高いほど、点火プラグの要求電圧は高くなる。燃料噴射弁で燃料が噴射され、燃焼が行われることにより、アルコール濃度やエーテル濃度に応じて要求電圧が変化する。従って、要求電圧の大きさから、実噴射燃料中のアルコール濃度またはエーテル濃度を推測することができる。
【００３１】
第１２の発明によれば、実噴射燃料中のアルコール濃度またはエーテル濃度を、精度よく知ることができる。アルコール濃度センサやエーテル濃度センサの出力値は、燃料噴射弁の上流における燃料のアルコール濃度またはエーテル濃度を示している。従って、それらの濃度センサの出力値のみでは、実噴射燃料中のアルコール濃度またはエーテル濃度を高精度に知ることが難しい。一方、燃料噴射弁で燃料が噴射され、燃焼が行われることにより、アルコール濃度またはエーテル濃度に応じて要求電圧が変化する。そこで、それらの濃度センサ出力値を点火プラグの要求電圧で補正することにより、センサ出力値をより高精度な値に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１の内燃機関の制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】実施の形態２の内燃機関の制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の実施の形態３にかかる内燃機関の制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態３におけるアルコール濃度と要求電圧の関係を示す図である。
【図６】実施の形態３の構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】実施の形態４にかかる、燃料のアルコール濃度と燃料噴射量との関係を模式的に示す図である。
【図８】実施の形態４にかかる、燃料噴射量と付着量との関係を模式的に示す図である。
【図９】実施の形態４にかかる、基準量αと燃料のアルコール濃度との関係を模式的に示す図である。
【図１０】実施の形態４の内燃機関の制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】実施の形態５にかかる、アルコール濃度が高いほどＰＭ粒子数が少なくなる傾向を示す図である。
【図１２】図２の時刻ａの要求電圧をＶｒとし、リフト量低減を終了すべき要求電圧をＶｒ´とした場合に、これらの比β（β＝Ｖｒ´／Ｖｒ）をアルコール濃度に応じて定めたマップの一例である。
【図１３】実施の形態５の内燃機関の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】実施の形態５にかかる、アルコール濃度と制御後リフト量との関係を示す図である。
【図１５】実施の形態５にかかる、吸気弁リフト量と筒内流動との関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態６の説明のための、空燃比と要求電圧との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
実施の形態１． 
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置の構成を模式的に示す。実施の形態１の内燃機関の制御装置は、車両等の移動体に好適である。エンジン本体１０には、吸気通路２０および排気通路３０が接続している。吸気通路２０は、エンジン本体１０の吸気ポートに、排気通路３０は、エンジン本体１０の排気ポートにそれぞれ連通する。エンジン本体１０には、吸気ポートを開閉する吸気弁１２、および、排気ポートを開閉する排気弁１８を備えている。吸気弁１２、排気弁１８を駆動する動弁機構１９は、リフト量および作用角を変更可能な可変動弁機構である。なお、この動弁機構１９は、カム駆動等による一般的な機械式の機構でもよいし、電磁駆動弁システムでもよい。
【００３４】
エンジン本体１０は、図示しない燃焼室内に火花を発する点火プラグ１４を備えている。点火プラグ１４には、図示しない点火系の構成が接続されている。点火プラグ１４には、燃焼室内の混合気に着火するために点火系から電圧が供給される。エンジン本体１０は、筒内噴射弁１６を備えている。筒内噴射弁１６は、燃焼室内に直接燃料を噴射する。排気通路３０には、空燃比センサ３２が備えられている。
【００３５】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０には、筒内噴射弁１６、空燃比センサ３２が接続している。ＥＣＵ５０は、エンジン本体１０のエンジン水温センサ５２とも接続している。ＥＣＵ５０は動弁機構１９にも接続しており、ＥＣＵ５０からの制御信号に応じて吸気弁１２のリフト量や作用角が変更される。
【００３６】
ＥＣＵ５０が図示しない点火系に対して点火信号を発することにより、点火プラグ１４が点火して混合気への着火がなされる。このとき、点火プラグ１４には、点火のために必要な電圧（以下、「要求電圧」とも称す）が存在する。ＥＣＵ５０は、現在の要求電圧の大きさを取得する処理を実行可能である。この処理には、要求電圧を特定するための各種公知技術を利用すればよい。なお、具体例として、ＥＣＵ５０に、前回の燃焼行程における点火プラグ１４の点火時の電圧を記憶する処理を実行させることにより、要求電圧を取得してもよい。また、例えば特開２００８−３８６７２号公報に開示されるように、要求電圧値の計算処理をＥＣＵ５０に実行させることにより、要求電圧値を算出してもよい。なお、点火プラグの要求電圧の詳細に関しては、例えば特開２００８−３００２７８号公報など多数の公知文献があるため、これ以上の説明は省略する。
【００３７】
なお、上記の説明では、便宜上、エンジン本体１０の１つの気筒のみについて説明したが、エンジン本体１０の気筒数や気筒配列方式には特に限定は無い。即ち、エンジン本体１０を、個々の気筒に吸気弁、排気弁、点火プラグおよび筒内噴射弁を備えた多気筒内燃機関としてもよい。
【００３８】
［実施の形態１の動作］
以下、図２を用いて、実施の形態１の内燃機関の制御装置の動作を説明する。図２は、実施の形態１の内燃機関の制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。時間経過に応じて複数の燃焼サイクルが実行されているものとする。図２において、区間Ａは吸気弁１２と筒内噴射弁１６の噴霧とが干渉していない時間帯を示している。ここで、吸気弁１２と噴霧とが干渉し始める場合がある。つまり、噴霧が吸気弁１２に衝突し始める。干渉は、例えば、運転条件（リフト量、バルブタイミング、燃料噴射量、噴射時期など）の変更がなされた結果として発生することが考えられる。干渉が発生した場合、点火プラグ１４周辺の雰囲気がリッチになる。点火プラグ１４周辺雰囲気のリッチ化は、点火プラグ１４の要求電圧を低下させる。その結果、図２の時刻ａから、要求電圧の低下が表れている。区間Ｂは、吸気弁１２と筒内噴射弁１６の噴霧とが干渉して要求電圧が低下している時間帯を示している。
【００３９】
実施の形態１では、要求電圧の低下量が基準量αに達したら、吸気弁１２のリフト量を低減する。つまり、現在の要求電圧が、区間Ａの要求電圧から基準量αを減算した電圧（図２のＶｒ−α）を下回ったタイミングで、ＥＣＵ５０が、動弁機構１９を制御することにより吸気弁１２のリフト量低減を開始する。図２では、時刻ｂに、要求電圧の低下量が基準量αを超えてリフト量低減が開始されている。
【００４０】
時刻ｂ以降の区間Ｃでは、リフト量低減により、吸気弁１２と噴霧の干渉は小さくなっていく。これにより、干渉に起因する点火プラグ１４周辺のリッチ雰囲気が解消されていき、点火プラグ１４の要求電圧も回復する。その結果、図２に示すように、区間Ｃでは、減少していた要求電圧が、その後上昇に転じている。実施の形態１では、上昇に転じた要求電圧が、区間Ａと同じ水準まで戻ったら（具体的には時刻ａのときの要求電圧まで戻ったら）、リフト量の低減を終了する（時刻ｃ）。その後、時刻ｃのリフト量にて、吸気弁１２が駆動される。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態１によれば、要求電圧が基準となる電圧（区間Ａの要求電圧から基準量αを減算した電圧）を下回った場合に、リフト量低減により吸気弁１２と噴霧の干渉を小さくすることができる。更に、実施の形態１によれば、干渉の回避によって要求電圧が回復した段階（時刻ｃ）で、リフト量低減を終了することができる。これにより、吸気弁１２と噴霧の干渉が抑制された好適なリフト量で、吸気弁１２を駆動することができる。しかも、実施の形態１によれば、少なくとも要求電圧低下開始前の水準（区間Ａの水準）まで、吸気弁１２と噴霧の干渉度合いを小さくすることができる。
【００４２】
また、実施の形態１によれば、吸気弁１２と噴霧の干渉の有無や度合いを、要求電圧に基づいて簡単に判断、推測することができる。その結果、内燃機関のシステム構成が複雑化するのを避けることができる。
【００４３】
なお、上述した実施の形態１では、動弁機構１９が、前記第１の発明における「リフト量可変機構」に、筒内噴射弁１６が、前記第１の発明における「筒内噴射弁」に、点火プラグ１４が、前記第１の発明における「点火プラグ」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０により実行される要求電圧取得用の処理が、前記第１の発明における「要求電圧取得手段」に相当し、図２の時刻ａにおけるリフト量低減開始により、前記第１の発明における「制御手段」が実現されている。また、実施の形態１では、Ｖｒ−αが、前記第１の発明における「第１電圧」に相当している。
【００４４】
また、上述した実施の形態１では、図２の時刻ａの要求電圧が、前記第２の発明における「第２電圧」に相当し、図２の時刻ｃにおけるリフト量低減終了により、前記第２の発明における「制御手段」が実現されている。また、実施の形態１では、区間Ａにおける要求電圧が、前記第３の発明における「前記要求電圧が前記第１電圧を下回った場合にその要求電圧低下の開始直前に前記点火プラグが要求していた要求電圧」に相当している。
【００４５】
［実施の形態１の変形例］
（第１変形例）
実施の形態１の制御は、冷間始動時といった内燃機関の低温時に実行されることにより、ＰＭ（Particulate matter：パティキュレートマター）粒子数や排気エミッションの大幅な低減が見込める。吸気弁と噴霧の干渉は、ＰＭを増加させる要因となる。冷間時には、ＰＭ粒子数が多くなる傾向がある。機関低温時に吸気弁と噴霧の干渉が起きると、ＰＭ量が過多になることが心配される。そこで、第１変形例では、エンジン水温センサ５２により取得されるエンジン水温が所定値Ｗｏ以下の場合に、上述したリフト量低減を実行させる。これにより、ＰＭ量過多の心配がある機関冷間時に、ＰＭ増大の要因となる吸気弁と噴霧との干渉抑制を行うことができる。なお、外気温センサなど各種の温度取得用の構成を用いて温度雰囲気を特定しても良い。
【００４６】
なお、実施の形態１で内燃機関温度の限定を付していないように、本発明は、機関低温時以外つまり暖機完了後においても用いることができる。機関低温時以外でも、吸気弁と噴霧との干渉抑制という効果は得られ、ＰＭ抑制の効果も得られる。
【００４７】
（第２変形例）
実施の形態１では、吸気弁１２のリフト量低減を、要求電圧が時刻ａのときの電圧に回復するまで継続した。しかしながら、本発明はこれに限られない。リフト量低減終了のしきい値となる電圧は、様々な変形が可能である。
【００４８】
本願発明者は、更なる鋭意研究により、次の知見も得ている。リフト量の低減後、吸気弁１２と噴霧との干渉が少なくなることで、要求電圧は低下から上昇に転ずる（図２の区間Ｃ参照）。その後、更なるリフト量低減に応じて、吸気弁１２と噴霧の干渉低減もより一層進み、これに追従して点火プラグ１４周辺のリッチ雰囲気解消ならびに要求電圧回復が進む。このとき、リフト量低減と要求電圧回復との間に、遅れがある場合が考えられる。つまり、リフト量低減による干渉抑制は実現されているものの、その結果が要求電圧に表れるまでに遅れ時間がある場合が考えられる。そこで、時刻ａのときの要求電圧よりもある程度低い電圧を、リフト量低減終了のためのしきい値としてもよい。
【００４９】
また、必ずしも、区間Ａの水準まで要求電圧を回復させなくともよい。例えば、リフト量低減を終了させる電圧は、Ｖｒ−α以上の大きさの所定の電圧とすることもできる。この場合には、吸気弁１２と噴霧の干渉を、少なくとも要求電圧がＶｒ−αと一致しているときの干渉度合いまで小さくすることができる。
【００５０】
実施の形態２．
実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成と同様とする。以下、重複を避けるために、適宜に説明を省略ないしは簡略化する。図３は、実施の形態２の内燃機関の制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。実施の形態２では、時刻ｂで、吸気弁１２のリフト量低減を開始するとともに、吸気弁１２の閉じ時期を遅らせる。その後、要求電圧が時刻ａのときと同じ電圧になったら、リフト量低減および閉じ時期変更を終了し、リフト量および閉じ時期を終了時点の量および時期に固定する。これにより、吸気弁１２のリフト量を減じた分の吸入空気量を確保することができる。なお、等トルク維持の観点からは、閉じ時期を遅らせた結果として増加する吸入空気量と、リフト量低減により減少する吸入空気量とを一致させることが好ましい。
【００５１】
なお、実施の形態２も、実施の形態１の変形例と同様の変形が可能である。
【００５２】
実施の形態３．
［実施の形態３の構成］
図４は、本発明の実施の形態３にかかる内燃機関の制御装置の構成を模式的に示す。実施の形態３にかかる内燃機関は、アルコールを含む燃料を使用可能な内燃機関とする。実施の形態３は、所謂ＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）に搭載する車両搭載用内燃機関に好適である。図４の構成は、燃料タンク６０、アルコール濃度センサ６２、燃料配管６４を図示している点を除き、図１の構成と同じである。以下、実施の形態１との重複説明を避けるために、適宜に説明を省略ないしは簡略化する。
【００５３】
実施の形態３では、下記の構成により、要求電圧の変化量を、アルコール濃度推定のための情報として利用する。図５は、アルコール濃度と要求電圧の関係を示す。図５に示すように、一般に、アルコール濃度が高いほど、要求電圧が高くなる。そこで、実施の形態３では、図６のブロック図に示すように、アルコール濃度センサ６２の出力を、要求電圧の増減量に基づいて補正する。その結果得た値を、制御用アルコール濃度として使用する。なお、要求電圧に基づく補正処理は、例えば、図５に示すような傾向を予め特定しておき、要求電圧に応じた補正係数を予めマップ化しておくなどして行えばよい。
【００５４】
筒内噴射弁１６で実際に燃料が噴射され、燃焼が行われることにより、アルコール濃度に応じて要求電圧が変化する。従って、要求電圧の大きさから、燃料噴射弁が実際に噴射している燃料中のアルコール濃度（以下、「実噴射燃料中のアルコール濃度」とも称す）を、精度よく知ることができる。
【００５５】
アルコール濃度センサ６２の出力は、筒内噴射弁１６の上流における燃料のアルコール濃度を示している。従って、アルコール濃度センサ６２の出力値のみでは、実噴射燃料中のアルコール濃度を高精度に知ることが難しい。一方、点火プラグ１４の要求電圧は、筒内噴射弁１６で実際に燃料が噴射され燃焼が行われることにより、アルコール濃度に応じて変化する。そこで、アルコール濃度センサ６２の出力値を要求電圧で補正することにより、センサ出力値をより高精度な値に補正することができる。
【００５６】
なお、実施の形態３は、実施の形態１にかかる内燃機関の制御装置を前提とした。しかしながら、実施の形態３の構成を、内燃機関のアルコール濃度取得装置として提供することができる。この場合には、実施の形態３では、筒内噴射弁１６が、前記第１１の発明における「燃料噴射弁」に、点火プラグ１４が、前記第１１の発明における「点火プラグ」に、実施の形態１で説明した要求電圧取得用の構成が、前記第１１の発明における「要求電圧取得手段」に、図６にブロック図として示した構成が、前記第１１の発明における「アルコール濃度取得手段」に、相当している。
【００５７】
また、実施の形態３における燃料タンク６０が、前記第１２の発明における「燃料タンク」に、アルコール濃度センサ６２が、前記第１２の発明における「アルコール濃度センサ」に、それぞれ相当している。
【００５８】
実施の形態４．
実施の形態４の内燃機関の制御装置は、図４に示した実施の形態３の構成と同じハードウェア構成を備える。実施の形態４では、ＥＣＵ５０が、等トルクを維持するように、アルコール濃度が高いほど燃料噴射量を増量する。重複説明を避けるため、以下、ハードウェア構成については説明を適宜省略ないしは簡略化する。
【００５９】
以下、図７乃至図１０を用いて、実施の形態４の動作を説明する。アルコール混合燃料では、アルコール濃度が高いほど、発熱量が低い。これに起因して、図７に示すように、燃料のアルコール濃度が高いほど、等トルクを維持しようとする場合に噴射すべき燃料噴射量が多くなる。燃料噴射量が多いほど吸気弁と噴霧とが干渉し易く、図８に示すように、吸気弁への燃料付着量が多くなる傾向がある。
【００６０】
そこで、実施の形態４では、図９に示すように、燃料のアルコール濃度が高いほど、基準量αを小さめに設定することにした。例えば、図９に示すようなアルコール濃度と基準量αのマップを予め作成してＥＣＵ５０に記憶させておき、アルコール濃度センサ６２の出力に基づいてＥＣＵ５０に今回の基準量αを取得させればよい。より好ましくは、実施の形態３の構成を用いて、アルコール濃度をより高精度に取得してもよい。これにより、アルコール濃度が高いほど、リフト量低減を開始する要求電圧を、相対的に高くすることができる。その結果、燃料噴射量が多いほど、干渉を避けるためのリフト量低減を早期に開始することができる。
【００６１】
図１０は、実施の形態４の内燃機関の制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。図１０には、例として、燃料のアルコール濃度が０％の場合の動作（図１０の破線）と、燃料のアルコール濃度が１００％の場合の動作（図１０の実線）とが、それぞれ図示されている。アルコール濃度０％の場合は、基準量α０で、リフト量低減を開始すべき要求電圧低下を切り分けている。その結果、時刻ｂでリフト量低減を開始し、時刻ｃでリフト量低減が終了している。一方、アルコール濃度１００％の場合は、基準量α０に比して小さいα１００を用いる。これにより、アルコール濃度１００％の場合は、時刻ｂよりも早い時刻ｂ´でリフト量低減が開始され、時刻ｃよりも早い時刻ｃ´でリフト量低減が終了している。なお、図示しないが、他にも、０％〜１００％の各種アルコール濃度に応じてα０、α１０、α２０、・・・、α８５、α９０、α１００などと適宜に基準量αを作成して、現在の燃料のアルコール濃度に応じてそれらの基準量を選択的に使用すればよい。
【００６２】
以上説明したように、燃料のアルコール濃度が高いほど、リフト量低減を開始するしきい値となる電圧を、低めに設定することができる。なお、実施の形態３で図６を用いて述べたアルコール濃度補正用の構成は、実施の形態４に対して組み合わせても良いが、必須ではない。また、アルコール濃度は、センサによる検知に限らず、公知となっている各種の推定技術を使用することにより取得しても良い。
【００６３】
なお、実施の形態４では、アルコール濃度センサ６２が、前記第６の発明における「アルコール濃度取得手段」に相当する。また、ＥＣＵ５０が等トルクを維持するようにアルコール濃度が高いほど燃料噴射量を増量することにより、前記第６の発明における「噴射量調整手段」が、基準量αの変更により、前記第６の発明における「第１電圧設定手段」が、それぞれ実現されている。
【００６４】
実施の形態５．
実施の形態５の内燃機関の制御装置は、実施の形態４と同じハードウェア構成を備える。重複説明を避けるため、以下、説明を適宜省略ないしは簡略化する。なお、実施の形態５は、実施の形態４の制御動作（アルコール濃度に応じた基準量αの変更）も備える。
【００６５】
図１１に示すように、アルコール混合燃料では、アルコール濃度が高いほどＰＭ粒子数が少なくなる傾向がある。これは、アルコール燃料中の含酸素の影響による。一方、既に図７を用いて説明したように、燃料のアルコール濃度が高いほど、等トルクを維持しようとする場合に噴射すべき燃料噴射量が多くなる傾向がある。
【００６６】
そこで、実施の形態５では、実施の形態１のリフト量低減の終了時におけるリフト量（以下、「制御後リフト量」とも称す）を、アルコール濃度が高いほど、大きくすることにした。吸気弁１２のリフト量が大きければ、これに応じて気筒内の混合気の流動（筒内流動）も大きくなる。燃料噴射量が多い場合には、燃焼性を良好に保つために、混合気のミキシングを良好にすべく筒内流動を大きめにしたい。実施の形態５によれば、アルコール濃度が高いほど筒内流動を大きくできるので、アルコール燃料に応じて燃料噴射量が増量された場合にも良好な燃焼性を維持することができる。また、既述したように、アルコール濃度が高いほどＰＭ粒子数が少なくなる傾向がある。リフト量を低減すればするほど、吸気弁１２と噴霧との干渉は大きく避けることができる。その反対に、リフト量の低減を抑えるほど、つまり制御後リフト量が大きいほど、吸気弁１２と噴霧との干渉回避効果は小さい。この点、実施の形態５によれば、燃料のアルコール濃度が高いほど制御後リフト量を大きめにするため、ＰＭ粒子数が多い低濃度アルコール燃料では相対的に大きくリフト量を低減し、ＰＭ粒子数が少ない高濃度アルコール燃料では相対的に小さくリフト量を低減することができる。その結果、ＰＭ発生抑制効果と、良好な燃焼性確保とを、両立することができる。
【００６７】
以下、図１２乃至１５を用いて、実施の形態５の動作を更に詳細に説明する。図１２は、電圧低下が表れ始めたときの要求電圧（図２における時刻ａの要求電圧）をＶｒとし、リフト量低減を終了すべき要求電圧をＶｒ´とした場合に、これらの比β（β＝Ｖｒ´／Ｖｒ）をアルコール濃度に応じて定めたマップの一例である。アルコール濃度が高いほど、βは小さめに定められる。
【００６８】
図１３は、実施の形態５の内燃機関の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態５では、ＥＣＵ５０が、必要に応じてＶｒを取得できる機能（例えば履歴を記憶しておき適宜に読み出すなど）を備える。実施の形態５では、ＥＣＵ５０が予め図１２のマップを記憶しており、燃料のアルコール濃度に応じてβを取得する。今回取得されたＶｒに、今回取得されたβを乗じた値が、Ｖｒ´に設定される。ＥＣＵ５０は、時刻ｂ或いは時刻ｂ´においてリフト量低減を開始した後に、要求電圧が今回のＶｒ´と等しくなったらリフト量低減を終了させる。その結果、図１３に示すように、アルコール濃度１００％の場合には、時刻ｃ´´でリフト量低減が終了され、制御後リフト量はＬ１００となる。一方、アルコール濃度０％の場合には、時刻ｃでリフト量低減が終了され、制御後リフト量はＬ１００よりも小さいＬ０となる。他のアルコール濃度でも同様に、係数βの積算により、アルコール濃度が高いほど、Ｖｒ´が低い電圧に設定される。その結果、時刻ｃと時刻ｃ´´の間のいずれかの時刻（例えば時刻ｃ´）に、ＥＣＵ５０がリフト量低減を終了する。
【００６９】
以上の動作により、図１４に示すように、アルコール濃度が高いほど制御後リフト量を大きくすることができる。吸気弁１２のリフト量を大きめにすることにより、図１５に示すように気筒内の混合気の流動（筒内流動）を大きくすることができる。
【００７０】
尚、実施の形態５は、実施の形態４の制御動作も備える。しかしながら、本発明はこれに限られず、必ずしも実施の形態５に実施の形態４の制御動作（アルコール濃度に応じた基準量αの変更）を組み合わせなくとも良い。また、アルコール濃度の取得は、センサによる検知に限らず、公知となっている各種の推定技術を使用しても良い。なお、実施の形態３で図６を用いて述べたアルコール濃度補正用の構成を、実施の形態５に適用しても良い。
【００７１】
なお、実施の形態５では、アルコール濃度センサ６２が、前記第４の発明における「アルコール濃度取得手段」に相当し、図１５で述べたようにＶｒにβを乗じて得た電圧をＶｒに設定することにより、前記第４の発明における「第２電圧設定手段」が実現されている。また、実施の形態５では、Ｖｒが、前記第５の発明における「直前要求電圧」に、βが、前記第５の発明における「所定の係数」に、それぞれ相当している。
【００７２】
実施の形態６．
実施の形態６にかかる内燃機関の制御装置は、実施の形態１と同じハードウェア構成（図１参照）を備える。図１６は、実施の形態６にかかる空燃比と要求電圧との関係を示す。図１６に示すように、一般に、空燃比がリッチであれば、これに応じて要求電圧も低下する。そこで、実施の形態６では、実施の形態１の基準量αに代えて、下記の式により算出した基準量α´を用いる。
α´＝α＋γＡ／Ｆ
γＡ／Ｆは、空燃比に応じた補正係数である。
【００７３】
γＡ／Ｆは、リーンほど小さな数値に且つリッチほど大きな数値に、定めるものとする。実施の形態６では、現在の空燃比に応じたγＡ／Ｆをαに加算して、基準量α´を算出する。空燃比は、空燃比センサ３２の出力に基づいて特定すればよい。これに限られず、空燃比の特定は公知技術を利用すれば良い。例えば、現在の目標空燃比を参照したり、筒内空燃比の算出を行いこの算出結果を参照したりしてもよい。
【００７４】
実施の形態６によれば、空燃比がリッチなほど、α´が大きな値となる。その結果、空燃比がリッチなほど、リフト量低減を開始するしきい値となる電圧（つまり図２のＶｒ-α）を、低めの電圧に設定することができる。これにより、空燃比がリッチ化したことによる要求電圧低下分を、基準量αに反映させることができる。これにより、吸気弁１２と噴霧との干渉度合いを要求電圧に基づいて判断する場合に、空燃比リッチによる影響を取り除くことができる。
【００７５】
なお、これまで説明した実施の形態のうち、アルコール燃料に関する実施の形態は、「アルコール燃料」を「エーテル燃料」に読み替えて実施してもよい。つまり、ＭＴＢＥなどのエーテル燃料に対しても、上述したアルコール燃料に関する実施の形態を同様に用いることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０  エンジン本体
１２  吸気弁
１４  点火プラグ
１６  筒内噴射弁
１８  排気弁
１９  動弁機構
２０  吸気通路
３０  排気通路
３２  空燃比センサ
５２  エンジン水温センサ
６０  燃料タンク
６２  アルコール濃度センサ
６４  燃料配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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