(57)【要約】【課題】デポジットの除去作用を向上する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、エンジン回転数ＮＥ、スロットル開度ＴＨＡおよび吸入空気量ＧＡを検出するステップ（Ｓ１００）と、エンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＨＡに基づいて、吸入空気量ＧＡＩＮＩを推定するステップ（Ｓ１０２）と、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が予め定められた偏差ΔＧＡ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、排気行程において吸気バルブが閉じたタイミングおよび吸気行程において吸気バルブが開き、排気バルブが閉じたタイミングにおいて、吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射するデポジット浄化制御を実行するステップ（Ｓ１０６）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図５
2006194153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも吸気通路内に燃料を噴射するための吸気通路噴射手段を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記吸気通路に付着する堆積物に関する情報を検出するための検出手段と、
前記堆積物に関する予め定められた条件が満たされた場合、吸気バルブが閉じたタイミングおよび前記吸気バルブが開いたタイミングにおいて燃料を噴射する噴射制御を実行するように、前記吸気通路噴射手段を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、連続する排気行程および吸気行程において、前記噴射制御を実行するように、前記吸気通路噴射手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記吸気バルブおよび排気バルブが開いたタイミングである場合、前記吸気通路噴射手段からの燃料の噴射を禁止するための手段をさらに含む、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、筒内に燃料を噴射するための筒内噴射手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記堆積物に関する予め定められた条件が満たされた場合、前記吸気通路噴射手段から噴射される燃料の比率を高くするための手段をさらに含む、請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記吸気通路噴射手段は、吸気通路用インジェクタであって、
前記筒内噴射手段は、筒内噴射用インジェクタである、請求項４〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記堆積物に関する情報は、前記堆積物の量であって、
前記予め定められた条件は、前記堆積物の量が予め定められた量よりも多いという条件である、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記噴射制御を実行することにより、前記堆積物の量が前記予め定められた量よりも減少した場合、前記噴射制御を中止するための手段をさらに含む、請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記内燃機関に吸入される空気の量を検出するための手段と、
前記内燃機関に吸入される空気の量を調整するスロットルバルブの開度を検出するための手段と、
前記スロットルバルブの開度に基づいて、前記内燃機関に吸入される空気の量を推定するための手段とをさらに含み、
前記検出手段は、前記検出された空気の量および前記推定された空気の量を比較して、前記堆積物の量を検出するための手段を含む、請求項７または８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記堆積物に関する情報は、前記内燃機関のクランクケースから筒内に導入されるブローバイガス量、排気ガスが前記筒内に戻される量、前記内燃機関の負荷、前記内燃機関に吸入される空気の圧力、および吸気バルブと排気バルブとがともに開いた状態となっている時間のうちの少なくともいずれか１つである、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、吸気ポートに付着したデポジット（堆積物）を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、筒内における空気と燃料との混合気を燃焼させて動力を得ている。気筒には、吸気バルブと排気バルブとが設けられる。吸気行程において、吸気バルブが開いたタイミングで空気（または混合気）が筒内に導入され、排気行程において、排気バルブが開いたタイミングで燃焼後の混合気（排気ガス）が筒外に排出される。ところで、内燃機関においては効率良く筒内に空気を導入するため、排気行程においてピストンが上死点に到達する少し前から吸気バルブが開かれる。このとき、排気ガスが吸気管内に吹き返す場合がある。排気ガスが吸気管内に吹き返すと、排気ガス内のＰＭ（Particulate Matter）が吸気ポートにデポジットとして堆積する。そのため、このデポジットを除去する必要がある。
【０００３】
特開２００３−１２９９２３号公報（特許文献１）は、デポジットの抑制および除去を行なうことができる燃料噴射装置を開示する。特許文献１に記載の燃料噴射装置は、燃料高圧ポンプと、制御装置と、内燃機関の各シリンダごとに１つの第１の噴射弁と、少なくとも１つの第２の噴射弁と含む。第２の噴射弁によって燃料が吸気管内に噴射可能である。
【０００４】
この公報に記載の燃料噴射装置によれば、燃料を吸気管内に第２の噴射弁を用いて一時的に噴射することにより、デポジットの生成を抑制することができる。または生成されてしまった堆積物を除去することが可能である。
【特許文献１】特開２００３−１２９９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸気ポート内における燃料の噴霧の状態は、吸気ポート内における気流の影響を受ける。しかしながら、特開２００３−１２９９２３号公報に記載の燃料噴射装置においては、吸気ポート内の気流が考慮されておらず、デポジットの除去作用が低下するおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、堆積物（デポジット）の除去作用を向上することができる内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置においては、少なくとも吸気通路内に燃料を噴射するための吸気通路噴射手段を備えた内燃機関を制御する。この制御装置は、吸気通路に付着する堆積物に関する情報を検出するための検出手段と、堆積物に関する予め定められた条件が満たされた場合、吸気バルブが閉じたタイミングおよび吸気バルブが開いたタイミングにおいて燃料を噴射する噴射制御を実行するように、吸気通路噴射手段を制御するための制御手段とを含む。
【０００８】
第１の発明によると、吸気バルブが閉じたタイミングおよび吸気バルブが開いたタイミングにおいて、吸気通路内に燃料が噴射される。吸気バルブが閉じたタイミングでは、吸気通路内における気流が弱い。そのため、噴射された燃料が、吸気通路内において吸気バルブ周辺の広い範囲に衝突し、堆積物を広い範囲で除去することができる。吸気バルブが開いたタイミングでは、吸気通路内において気筒に向かう気流が強い。そのため、噴射された燃料を気流に乗せて吸気通路に勢い良く衝突させ、堆積物を十分に除去することができる。その結果、堆積物の除去作用を向上することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制御手段は、連続する排気行程および吸気行程において、噴射制御を実行するように、吸気通路噴射手段を制御するための手段を含む。
【００１０】
第２の発明によると、連続する排気行程および吸気行程において堆積物が除去される。これにより、速やかに堆積物を除去することができる。
【００１１】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置は、第１または２の発明の構成に加え、制御装置は、吸気バルブおよび排気バルブが開いたタイミングである場合、吸気通路噴射手段からの燃料の噴射を禁止するための手段をさらに含む。
【００１２】
第３の発明によると、バルブのオーバーラップ期間は、吸気通路内に排気ガスが逆流する場合がある。したがって、オーバーラップ期間に燃料を噴射した場合は、噴射した燃料が押し戻され、吸気バルブ付近の堆積物の除去作用が弱まる。そのため、オーバーラップ期間は、吸気通路噴射手段からの燃料の噴射が禁止される。これにより、不必要に燃料が噴射されることを抑制することができる。
【００１３】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、筒内に燃料を噴射するための筒内噴射手段をさらに含む。
【００１４】
第４の発明によると、筒内に燃料を直接噴射することで、筒内の温度を下げることができる。これにより、筒内により多くの空気を導入して、混合気の燃焼状態をより適切にすることができる。
【００１５】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置は、第４の発明の構成に加え、前記堆積物に関する予め定められた条件が満たされた場合、吸気通路噴射手段から噴射される燃料の比率を高くするための手段をさらに含む。
【００１６】
第５の発明によると、堆積物の除去作用を増強することができる。
【００１７】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第４〜６のいずれかの発明の構成に加え、吸気通路噴射手段は、吸気通路用インジェクタである。筒内噴射手段は、筒内噴射用インジェクタである。
【００１８】
第６の発明によると、筒内噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとを別個に設けて噴射燃料を分担する内燃機関において、堆積物を除去することができる。
【００１９】
第７の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加え、堆積物に関する情報は、堆積物の量である。予め定められた条件は、堆積物の量が予め定められた量よりも多いという条件である。
【００２０】
第７の発明によると、堆積物の量が予め定められた量よりも多くなった場合に、堆積物の抑制および除去を行なう噴射制御が実行される。これにより、必要以上に噴射制御が実行されることを抑制できる。
【００２１】
第８の発明に係る内燃機関の制御装置は、第７の発明の構成に加え、噴射制御を実行することにより、堆積物の量が予め定められた量よりも減少した場合、噴射制御を中止するための手段をさらに含む。
【００２２】
第８の発明によると、必要以上に噴射制御が実行されることを抑制できる。
【００２３】
第９の発明に係る内燃機関の制御装置は、第７または８の発明の構成に加え、内燃機関に吸入される空気の量を検出するための手段と、内燃機関に吸入される空気の量を調整するスロットルバルブの開度を検出するための手段と、スロットルバルブの開度に基づいて、内燃機関に吸入される空気の量を推定するための手段とをさらに含む。検出手段は、検出された空気の量および推定された空気の量を比較して、堆積物の量を検出するための手段を含む。
【００２４】
第９の発明によると、堆積物が吸気通路に堆積した場合は、吸気通路の断面積が小さくなる。そのため、実際に吸入される空気量が減少する。したがって、スロットルバルブの開度から推定される空気量と実測された空気量とを比較することにより、堆積物の量を検出することができる。
【００２５】
第１０の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加え、堆積物に関する情報は、内燃機関のクランクケースから筒内に導入されるブローバイガス量、排気ガスが筒内に戻される量、内燃機関の負荷、内燃機関に吸入される空気の圧力、および吸気バルブと排気バルブとがともに開いた状態となっている時間のうちの少なくともいずれか１つである。
【００２６】
第１０の発明によると、堆積物が生成される要因となり得るパラメータに基づいて、堆積物の除去を行なう噴射制御を実行するか否かを判別することができる。これにより、堆積物が吸気通路に付着し得るような状態あるいは堆積物が吸気通路に付着したとみなせる状態において噴射制御を実行し、堆積物を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
図１に、本実施の第１の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）で制御されるエンジンシステムの概略構成図を示す。なお、図１には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではない。
【００２９】
図１に示すように、エンジン１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続され、吸気ダクト４０内にはエアフローメータ４２が配置されるとともに、電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置されている。このスロットルバルブ７０は、アクセルペダル１００とは独立してエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。
【００３０】
各気筒１１２に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２０とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ１１０、１２０はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各気筒内噴射用インジェクタ１１０は共通の燃料分配管１３０に接続されており、この燃料分配管１３０は燃料分配管１３０に向けて流通可能な逆止弁１４０を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５０に接続されている。なお、本実施の形態においては、２つのインジェクタが別個に設けられた内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。たとえば、筒内噴射機能と吸気通路噴射機能とを併せ持つような１個のインジェクタを有する内燃機関であってもよい。
【００３１】
図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５０の吐出側は電磁スピル弁１５２を介して高圧燃料ポンプ１５０の吸入側に連結されており、この電磁スピル弁１５２の開度が小さいときほど、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０内に供給される燃料量が増大され、電磁スピル弁１５２が全開にされると、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、電磁スピル弁１５２はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいて制御される。
【００３２】
一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、共通する低圧側の燃料分配管１６０に接続されており、燃料分配管１６０および高圧燃料ポンプ１５０は共通の燃料圧レギュレータ１７０を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８０に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８０は燃料フィルタ１９０を介して燃料タンク２００に接続されている。燃料圧レギュレータ１７０は低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の一部を燃料タンク２００に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２０に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ１５０に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。
【００３３】
エンジンＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１０を介して相互に接続されたＲＯＭ(Read Only Memory)３２０、ＲＡＭ(Random Access Memory)３３０、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３４０、入力ポート３５０および出力ポー
ト３６０を備えている。
【００３４】
エアフローメータ４２は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換器３７０を介して入力ポート３５０に入力される。エンジン１０には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８０が取付けられ、この水温センサ３８０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３９０を介して入力ポート３５０に入力される。
【００３５】
燃料分配管１３０には燃料分配管１３０内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４００が取付けられ、この燃料圧センサ４００の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４１０を介して入力ポート３５０に入力される。三元触媒コンバータ９０上流のエキゾーストマニホールド８０には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２０が取付けられ、この空燃比センサ４２０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４３０を介して入力ポート３５０に入力される。
【００３６】
本実施の形態に係るエンジンシステムにおける空燃比センサ４２０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ2センサを用いてもよい。
【００３７】
アクセルペダル１００は、アクセルペダル１００の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４０に接続され、アクセル開度センサ４４０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４５０を介して入力ポート３５０に入力される。また、入力ポート３５０には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ４６０が接続されている。エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０には、上述のアクセル開度センサ４４０および回転数センサ４６０により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。
【００３８】
また、スロットルバルブ７０の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ４７０により検出される。スロットル開度センサ４７０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４８０を介して入力ポート３５０に入力される。
【００３９】
図２を参照して、エンジン１００についてさらに説明する。吸気ダクト４０には、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブ２１０を介してブローバイガスが還元される。また、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブ２１２を介して、排気ガスの一部が戻される。
【００４０】
吸気ダクト４０に還元されるブローバイガスの量は、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン１０の負荷などに基づいて、ＰＣＶバルブ２１０により制御される。同様に、吸気ダクト４０に戻される排気ガスの量は、エンジン回転数ＮＥおよびエンジン１０の負荷などに基づいて、ＥＧＲバルブ２１２により制御される。なお、吸気ダクト４０に還元されるブローバイガスの量および戻される排気ガスの量を決定する方法は、公知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００４１】
気筒１１２の頭頂部には、吸気バルブ２２０および排気バルブ２２２が設けられる。吸気バルブ２２０および排気バルブ２２２の開閉タイミングは、カムからなる可変バルブタイミング機構２２４により制御される。この可変バルブタイミング機構２２４は、エンジンＥＣＵ３００により制御される。吸気バルブ２２０および排気バルブ２２２の開閉タイミングを決定する方法、すなわち、可変バルブタイミング機構２２４を制御する方法については、公知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００４２】
効率良く筒内に空気を導入するため、吸気バルブ２２０は、ピストンが上死点に到達する少し前から開かれる場合がある。このとき、図３に示すように、排気ガスが吸気ポートに吹き返す。排気ガスが吸気ポートに吹き返すと、吸気ポートに還元されたブローバイガス中のオイルがバインダとなって、排気ガス内のＰＭが吸気ポートにデポジットとして堆積する。図４に示すように、吹き返した排気ガスにおけるＰＭの濃度が高いほど、デポジットの生成量が多くなる。本実施の形態においては、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料により、デポジットの抑制および堆積したデポジットの除去を行なう。
【００４３】
図５を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵ３００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００４４】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、回転数センサ４６０から送信された信号に基づいて、エンジン回転数ＮＥを、スロットル開度センサ４７０から送信された信号に基づいて、スロットル開度ＴＨＡを、エアフローメータ４２から送信された信号に基づいて、吸入空気量ＧＡを検出する。
【００４５】
Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＨＡに基づいて、吸入空気量ＧＡＩＮＩを推定する。吸入空気量ＧＡＩＮＩは、メモリ（図示せず）に記憶されたマップに従って推定される。
【００４６】
Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ３００は、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が、予め定められた偏差ΔＧＡ（０）よりも小さいか否かを判別する。すなわち、検出された吸入空気量ＧＡと推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩとを比較することにより、吸気ポートに堆積したデポジットの量が予め定められた量よりも多いか否かを間接的に判別している。
【００４７】
推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が、予め定められた偏差ΔＧＡ（０）よりも小さい場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００４８】
Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ３００は、排気行程において吸気バルブ２２０が閉じたタイミングおよび吸気行程において吸気バルブ２２０が開き、排気バルブ２２２が閉じたタイミングにおいて、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射するデポジット浄化制御を実行する。デポジット浄化制御は、連続する排気行程および吸気行程において実行される。その後、処理はＳ１００に戻される。
【００４９】
Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ３００は、通常噴射制御を実行する。通常噴射制御では、排気行程において吸気バルブ２２０および排気バルブ２２２が共に開いたタイミング（オーバーラップしているタイミング）や吸気行程において吸気バルブ２２０が開き、排気バルブ２２２が閉じたタイミングにおいて、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料が噴射される。
【００５０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵ３００の動作について説明する。
【００５１】
エンジン１０の運転中において、エンジン回転数ＮＥ、スロットル開度ＴＨＡおよび吸入空気量ＧＡが検出され（Ｓ１００）、エンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＨＡに基づいて、吸入空気量ＧＡＩＮＩが推定される（Ｓ１０２）。
【００５２】
推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が予め定められた偏差ΔＧＡ（０）よりも小さい場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、吸気ポートに予め定められた量より多い量のデポジットが堆積したため、吸気ポートの断面積が減少した状態であるといえる。
【００５３】
この場合、図６において実線で示すように、排気行程において吸気バルブ２２０が閉じたタイミングおよび吸気行程において吸気バルブ２２０が開き、排気バルブ２２２が閉じたタイミングにおいて、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射するデポジット浄化制御が実行される（Ｓ１０６）。
【００５４】
排気行程において吸気バルブ２２０が閉じたタイミングで吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料が噴射されると、図７に示すように、噴射された燃料が吸気バルブ２２０周辺に広い範囲で衝突する。これにより、デポジットが除去される。
【００５５】
吸気行程において吸気バルブ２２０が開き、排気バルブ２２２が閉じたタイミングで吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料が噴射されると、図８に示すように、噴射された燃料が吸気流に乗って、特に、吸気バルブ２２０の傘部や吸気ポートのバルブシート周辺に勢い良く衝突する。そのため、デポジットの浄化作用を向上することができる。
【００５６】
一方、排気行程において、吸気バルブ２２０および排気バルブ２２２がともに開いたタイミング（オーバーラップしているタイミング）で、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射したとすると、図９に示すように、噴射された燃料は、吸気ポートに吹き返した排気ガスにより、上流側に押し戻される。そのため、吸気ポート周辺で噴射された燃料が衝突せず、デポジットの浄化作用が抑制される。したがって、本実施の形態においては、オーバーラップ期間は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料の噴射が禁止される。なお、吸気ポート上流で堆積したデポジットを除去する場合は、オーバーラップ期間において、吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料を噴射してもよい。
【００５７】
図１０において実線で示すように、デポジット浄化制御を実行した場合は、デポジット浄化制御を実行しない場合（破線）に比べて、デポジットの生成量が抑制される。これにより、効率よく空気を気筒１１２内に導入して出力の悪化を抑制し、最終的には燃費の悪化を抑制することができる。
【００５８】
デポジット浄化制御が実行されたことにより、デポジットが除去されて、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が偏差ΔＧＡ（０）が以下になると（Ｓ１０４にてＮＯ）、デポジット浄化制御が中止され、通常噴射制御が実行される（Ｓ１０８）。
【００５９】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵによれば、デポジットの生成量が多くなり、検出された吸入空気量ＧＡが推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩよりも小さい場合、デポジット浄化制御が実行される。デポジット浄化制御では、排気行程において吸気バルブが閉じたタイミングおよび吸気行程において吸気バルブが開いたタイミングにおいて、吸気通路噴射用インジェクタから燃料が噴射される。これにより、吸気ポートに噴射された燃料を衝突させ、デポジットの抑制と堆積したデポジットの除去を行なうことができる。
【００６０】
＜第２の実施の形態＞
図１１を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。前述の第１の実施の形態においては、デポジット浄化制御によりデポジットを除去していたが、本実施の形態においては、デポジット浄化制御に加え、吸気通路噴射用インジェクタからの噴射量を増加する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６１】
図１１を参照して、本実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵ３００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、前述の第１の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については、同じステップ番号を付してある。それらの処理の内容についても同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６２】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ３００は、カウンタＣに「１」を加算する。エンジンＥＣＵ３００は、カウンタＣにより、デポジット浄化制御が実行されてからの経過時間を間接的に計測する。
【００６３】
Ｓ２０２にて、エンジンＥＣＵ３００は、カウンタＣが、予め定められた値Ｃ（０）よりも大きいか否かを判別する。これにより、エンジンＥＣＵ３００は、デポジット浄化制御が実行されてからの経過時間が予め定められた時間を経過したか否かを判別する。カウンタＣがＣ（０）よりも大きい場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。そうでない場合（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。
【００６４】
Ｓ２０４にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料の総噴射量における筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射される燃料の比率（直噴比率）を低減する。すなわち、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射量を増加する。Ｓ２０６にて、エンジンＥＣＵ３００は、カウンタＣをリセットする。
【００６５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵ３００の動作について説明する。
【００６６】
筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料が噴射されている運転状態において、エンジン回転数ＮＥ、スロットル開度ＴＨＡおよび吸入空気量ＧＡが検出され（Ｓ１００）、エンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＨＡに基づいて、吸入空気量ＧＡＩＮＩが推定される（Ｓ１０２）。
【００６７】
推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が予め定められた偏差ΔＧＡ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、吸気ポートに予め定められた量より多い量のデポジットが堆積したため、吸気ポートの断面積が減少した状態であるといえる。
【００６８】
この場合、デポジット浄化制御が実行され（Ｓ１０６）、カウンタＣに「１」が加算される（Ｓ２００）。カウンタＣが、Ｃ（０）より小さい場合（Ｓ２０２にてＮＯ）は、デポジット浄化制御が実行されてからの経過時間が短い状態であるといえる。この場合、Ｓ１００〜Ｓ２０２の処理が再び繰返される。
【００６９】
一方、カウンタＣが、Ｃ（０）より大きい場合（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、デポジット浄化制御を実行してからの経過時間が長い状態であるといえる。この場合、直噴比率が低減され（Ｓ２０４）、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射量が増加される。これにより、デポジットの除去作用が増強される。
【００７０】
その後、デポジットが除去され、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が予め定められた偏差ΔＧＡ（０）以下になった場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、通常噴射制御に戻され（Ｓ１０８）、カウンタＣがリセットされる（Ｓ２０６）。
【００７１】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵによれば、カウンタＣがＣ（０）より大きい場合、すなわちデポジット浄化制御の実行後の経過時間が予め定められた時間よりも長い場合、直噴比率が低減され、吸気通路用インジェクタからの噴射量が増加される。これにより、デポジットの除去作用を向上することができる。
【００７２】
＜第３の実施の形態＞
図１２を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。前述の第１の実施の形態においては、デポジット浄化制御によりデポジットを除去していたが、本実施の形態においては、デポジット浄化制御に加え、吸気通路噴射用インジェクタからの噴射量を増加する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７３】
図１２を参照して、本実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵ３００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、前述の第１の実施の形態におけるプログラムと同じ処理については、同じステップ番号を付してある。それらの処理の内容についても同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７４】
Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ３００は、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が、予め定められた偏差ΔＧＡ（１）よりも大きいか否かを判別する。推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が、予め定められた偏差ΔＧＡ（１）よりも大きい場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３０２に移される。そうでない場合（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００７５】
Ｓ３０２にて、エンジンＥＣＵ３００は、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が、予め定められた偏差ΔＧＡ（２）（ΔＧＡ（２）＞ΔＧＡ（１））よりも大きいか否かを判別する。推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が、予め定められた偏差ΔＧＡ（２）よりも大きい場合（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、処理はＳ３０４に移される。そうでない場合（Ｓ３０２にてＮＯ）、処理はＳ１０６に移される。
【００７６】
Ｓ３０４にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの燃料の総噴射量における筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射される燃料の比率（直噴比率）を低減する。すなわち、エンジンＥＣＵ３００は、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からの噴射量を増加する。
【００７７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵ３００の動作について説明する。
【００７８】
筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料が噴射されている運転状態において、エンジン回転数ＮＥ、スロットル開度ＴＨＡおよび吸入空気量ＧＡが検出され（Ｓ１００）、エンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＨＡに基づいて、吸入空気量ＧＡＩＮＩが推定される（Ｓ１０２）。
【００７９】
推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値がΔＧＡ（１）よりも大きい場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）、吸気ポートに予め定められた量より多い量のデポジットが堆積したため、吸気ポートの断面積が減少した状態であるといえる。
【００８０】
このとき、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値がΔＧＡ（２）よりも大きい場合（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、吸気ポートに堆積したデポジットの量が過多である状態といえる。
【００８１】
この場合、直噴比率が低減されて（Ｓ３０４）、デポジット浄化制御が実行される（Ｓ１０６）。これにより、デポジットの除去作用を向上して、デポジット浄化制御を実行することができる。
【００８２】
一方、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値がΔＧＡ（２）よりも小さい場合（Ｓ３０２にてＮＯ）、吸気ポートに堆積したデポジットの量は過多ではない状態といえる。この場合、直噴比率は低減されずにデポジット浄化制御が実行される（Ｓ１０６）。
【００８３】
デポジットが除去され、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が偏差ΔＧＡ（１）以下になった場合（Ｓ３００にてＮＯ）、通常噴射制御に戻される（Ｓ１０８）。
【００８４】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置のエンジンＥＣＵによれば、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値がΔＧＡ（２）よりも大きい場合、直噴比率を低減して吸気通路用インジェクタからの噴射量を増加した状態で、デポジット浄化制御が実行される。すなわち、デポジットの堆積量に応じて、直噴比率が低減される。これにより、デポジットの除去作用を向上することができる。
【００８５】
＜その他の実施の形態＞
前述の第１の実施の形態においては、検出された吸入空気量ＧＡが推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩよりも小さい場合にデポジット浄化制御を実行していたが、還元されるブローバイガスの量が予め定められた量よりも多い場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。また、還元されるブローバイガスの量が予め定められた量よりも多い状態になった時間や回数を積算し、積算された時間や回数が予め定められた時間や回数を超えた場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。さらに、還元されるブローバイガスの量を積算し、積算された量が予め定められた量よりも多くなった場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。
【００８６】
さらに、ＥＧＲ量が予め定められた量よりも多い場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。さらに、ＥＧＲ量が予め定められた量よりも多い状態になった時間や回数を積算し、積算された時間や回数が予め定められた時間や回数を超えた場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。さらに、ＥＧＲ量を積算し、積算された量が予め定められた量よりも多くなった場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。
【００８７】
さらに、エンジン１０の負荷が予め定められた負荷よりも小さい場合、すなわち、吸入空気圧が予め定められた圧力よりも低い場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。さらに、エンジン１０の負荷が予め定められた負荷よりも小さい状態（吸入空気圧が予め定められた圧力よりも低い状態）になった時間や回数を積算し、積算した時間や回数が予め定められた時間や回数を超えた場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。
【００８８】
さらに、吸気バルブ２２０と排気バルブ２２２とのオーバーラップ期間が予め定められた期間よりも長い場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。さらに、オーバーラップ期間が予め定められた期間よりも長くなった時間や回数を積算し、積算した時間や回数が予め定められた時間や回数を超えた場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。さらに、オーバーラップ期間を積算し、積算された期間が予め定められた期間よりも長くなった場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。
【００８９】
さらに、ブローバイガスの還元量、ＥＧＲ量、エンジン１０の負荷、吸入空気圧およびオーバーラップ期間などに関する予め定められた運転条件が成立した時間や回数を積算し、積算した時間や回数が予め定められた時間や回数を超えた場合に、デポジット浄化制御を実行するようにしてもよい。
【００９０】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジンについて説明する。図１３を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率（以下、ＤＩ比率（r）とも記載する。）を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。
【００９１】
図１３に示すように、これらのマップは、エンジン１０の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ１１０の分担比率がＤＩ比率ｒとして百分率で示されている。「ＤＩ比率ｒ＝１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味する。「０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料噴射が分担して行なわれる領域であることを意味する。
【００９２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンシステムの概略構成図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンシステムの概略構成図（その２）である。
【図３】デポジットが生成された状態を示す図である。
【図４】吸気ポートへの吹き返しＰＭ濃度とデポジットの生成量との関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートを示す図である。
【図６】バルブタイミングと噴射時期との関係を示す図である。
【図７】吸気バルブが閉じた状態である場合に吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射した状態を示す図である。
【図８】吸気バルブが開き、排気バルブが閉じた状態である場合に吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射した状態を示す図である。
【図９】吸気バルブおよび排気バルブが開いた状態である場合に吸気通路噴射用インジェクタから燃料を噴射した状態を示す図である。
【図１０】デポジットの生成量の推移を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートを示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンのＤＩ比率マップを表わす図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  エンジン、２０  インテークマニホールド、３０  サージタンク、４０  吸気ダクト、４２  エアフローメータ、５０  エアクリーナ、６０  電動モータ、７０  スロットルバルブ、８０  エキゾーストマニホールド、９０  三元触媒コンバータ、１００  アクセルペダル、１１０  筒内噴射用インジェクタ、１１２  気筒、１２０  吸気通路噴射用インジェクタ、１３０  燃料分配管、１４０  逆止弁、１５０  高圧燃料ポンプ、１５２  電磁スピル弁、１６０  燃料分配管（低圧側）、１７０  燃料圧レギュレータ、１８０  低圧燃料ポンプ、１９０  燃料フィルタ、２００  燃料タンク、２１０  ＰＣＶバルブ、２１２  ＥＧＲバルブ、２２０  吸気バルブ、２２２  排気バルブ、２２４  可変バルブタイミング機構、３００  エンジンＥＣＵ、３１０  双方向性バス、３２０  ＲＯＭ、３３０  ＲＡＭ、３４０  ＣＰＵ、３５０  入力ポート、３６０  出力ポート、３７０，３９０，４１０，４３０，４５０  Ａ／Ｄ変換器、３８０  水温センサ、４００  燃料圧センサ、４２０  空燃比センサ、４４０  アクセル開度センサ、４６０  回転数センサ、４７０  スロットル開度センサ。
【図１】
2006194153.tif 000003
【図２】
2006194153.tif 000004
【図３】
2006194153.tif 000005
【図４】
2006194153.tif 000006
【図５】
2006194153.tif 000007
【図６】
2006194153.tif 000008
【図７】
2006194153.tif 000009
【図８】
2006194153.tif 000010
【図９】
2006194153.tif 000011
【図１０】
2006194153.tif 000012
【図１１】
2006194153.tif 000013
【図１２】
2006194153.tif 000014
【図１３】
2006194153.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月28日(2005.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記吸気通路噴射手段は、吸気通路用インジェクタであって、
前記筒内噴射手段は、筒内噴射用インジェクタである、請求項４または５に記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第４または５の発明の構成に加え、吸気通路噴射手段は、吸気通路用インジェクタである。筒内噴射手段は、筒内噴射用インジェクタである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ３００は、推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が、予め定められた偏差ΔＧＡ（０）よりも大きいか否かを判別する。すなわち、検出された吸入空気量ＧＡと推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩとを比較することにより、吸気ポートに堆積したデポジットの量が予め定められた量よりも多いか否かを間接的に判別している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が、予め定められた偏差ΔＧＡ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
推定された吸入空気量ＧＡＩＮＩから検出された吸入空気量ＧＡを減算した値が予め定められた偏差ΔＧＡ（０）よりも大きい場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、吸気ポートに予め定められた量より多い量のデポジットが堆積したため、吸気ポートの断面積が減少した状態であるといえる。