(57)【要約】【課題】ポート噴射によって燃料供給を行うことが可能なエンジンの噴射制御装置であって、吹き抜け現象によるエミッションの悪化を抑制することが可能な噴射制御装置を提供する。【解決手段】吸気圧が予め定められた閾値吸気圧以上である場合に、吸気圧が閾値吸気圧未満である場合に比較して、１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やすことで噴射調整制御を実行する。【選択図】図６
2018119470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射制御装置であって、
ポート噴射によって燃料供給することが可能であり且つ過給機が設けられているエンジンの吸気圧に基づいて、燃料噴射弁から吸気ポートに対する燃料噴射の量及び時期を調整する噴射調整制御が必要か否かを判定する要否判定部（１０１）と、
前記要否判定部の判定結果に基づいて、前記噴射調整制御を実行する噴射調整部（１０２，１０３，１０４）と、を備え、
前記吸気圧が予め定められた閾値吸気圧以上である場合に、前記吸気圧が前記閾値吸気圧未満である場合に比較して、前記噴射調整部は、１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やすことで前記噴射調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の噴射制御装置であって、
前記噴射調整部は、前記噴射調整制御において、吸気行程中の前半における燃料噴射量を吸気行程中の後半における燃料噴射量よりも多くする、噴射制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の噴射制御装置であって、
前記噴射調整部は、燃料噴射期間において、前記エンジンの吸気弁と排気弁とが両方共開くバルブオーバーラップ期間における前記吸気弁及び前記排気弁の開口面積和が閾値面積よりも小さくなるように、前記噴射調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の噴射制御装置であって、
前記要否判定部は、前記エンジンの温度に基づいて前記噴射調整制御が必要か否かを判定し、
前記噴射調整部は、前記エンジンの温度が予め定められた閾値温度未満である場合に前記噴射調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の噴射制御装置であって、
前記噴射調整部は、所定時間内における燃料噴射量を増やすことで前記噴射調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の噴射制御装置であって、
前記噴射調整部は、燃圧を上昇させることで前記噴射調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項７】
請求項５に記載の噴射制御装置であって、
前記エンジンには、前記燃料噴射弁が１気筒あたり複数設けられており、
前記噴射調整部は、駆動する前記燃料噴射弁の数を増やすことで前記噴射調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか１項に記載の噴射制御装置であって、
更に、前記エンジンの気筒への吸気量を制限する制限部（１０５，１０６）を備え、
前記制限部は、前記噴射調整制御と並行して吸気量を制限する吹き抜け調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の噴射制御装置であって、
前記エンジンは、吸気弁及び／又は排気弁の動作タイミング及び／又は動作量が変更可能なように構成されており、
前記制限部は、前記吸気弁と前記排気弁とが両方共開くバルブオーバーラップ期間及び／又は前記吸気弁及び／又は前記排気弁の開口面積を減らすことで前記吹き抜け調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の噴射制御装置であって、
前記制限部は、前記過給機による吸気圧を抑制することで前記吹き抜け調整制御を実行する、噴射制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の噴射制御装置であって、
更に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を終了させる噴射終了時期を演算する噴射演算部（１０２）を備え、
前記噴射演算部は、燃料噴射時期を排気行程中に設定し、
前記噴射調整部は、前記噴射演算部により設定された燃料噴射終了時期を遅角させることにより１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やす、噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポート噴射を使用するエンジンでは、吸気弁の開弁状態と排気弁の開弁状態とが重複するバルブオーバーラップ期間を設け、燃焼ガスの掃気効率や吸気の体積効率を改善させることが知られている。しかしながら、バルブオーバーラップ期間を大きく設定するほど、吸気通路から流入した吸気が直接排気通路側へと通り抜ける、いわゆる吹き抜けが発生する恐れがある。
【０００３】
そこで、下記特許文献１に記載されている制御装置は、筒内噴射とポート噴射とを併用するエンジンに用いられるものであって、吹き抜けの発生を抑制することを目的としている。上記したように、バルブタイミングを調整することが可能なエンジンでは、吸気弁の開弁状態と排気弁の開弁状態とが重複するバルブオーバーラップ期間を設けることで、吸気効率の向上や内部ＥＧＲ量の調整を行う。特に、吸排気系に過給機を搭載したエンジンにおいては、吸気圧が大気圧以上となる過給域でバルブオーバーラップ期間を設けることで、高圧の吸気圧によって排気ガスの掃気が促進され、体積効率を向上することが可能になり、エンジン出力が増大する。
【０００４】
しかしながら、バルブオーバーラップ期間を大きく取ると、上記したように吸気通路から流入した混合気が燃焼せずに直接排気通路に通り抜けてしまう吹き抜け現象が発生する恐れがある。吹き抜け現象が発生すると、混合気の一部が燃焼しないためエンジン出力が低下すると共に、エミッションが悪化する。
【０００５】
下記特許文献１においては、エンジン回転速度に応じて筒内噴射弁からの燃料噴射とポート噴射弁からの燃料噴射とを調整すると共に、エンジン回転速度に応じてバルブ開閉タイミングを調整することで吹き抜け現象を抑制するものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１０５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、制御対象となるエンジンが筒内噴射とポート噴射とを併用するものであることが前提となっている。従って、ポート噴射のみのエンジンの吹き抜け現象を抑制することができない。また、筒内噴射とポート噴射とを併用するエンジンであっても、ポート噴射側やその他の筒内噴射ではない要素の調整で吹き抜け現象を抑制することができれば、例えば何らかの理由で筒内噴射が行えない場合等に対応することができる。
【０００８】
本開示は、ポート噴射によって燃料供給を行うことが可能なエンジンの噴射制御装置であって、吹き抜け現象によるエミッションの悪化を抑制することが可能な噴射制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、噴射制御装置であって、ポート噴射によって燃料供給することが可能であり且つ過給機が設けられているエンジンの吸気圧に基づいて、燃料噴射弁から吸気ポートに対する燃料噴射の量及び時期を調整する噴射調整制御が必要か否かを判定する要否判定部（１０１）と、要否判定部の判定結果に基づいて、噴射調整制御を実行する噴射調整部（１０２，１０３，１０４）と、を備え、吸気圧が予め定められた閾値吸気圧以上である場合に、吸気圧が閾値吸気圧未満である場合に比較して、噴射調整部は、１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やすことで噴射調整制御を実行する。
【００１０】
吸気圧が低いと吹き抜け現象は起きにくく、吸気圧が高いと吹き抜け現象は起きやすくなる。そこで本開示では、閾値吸気圧以上に吸気圧がなった場合に、噴射調整制御を実行するものとしている。噴射調整制御としては、１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やすことで、バルブオーバーラップ期間における燃料噴射量を極力減らし、燃料を含む混合気がそのまま流出する吹き抜け現象の発生を抑制している。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、ポート噴射によって燃料供給を行うことが可能なエンジンの噴射制御装置であって、吹き抜け現象によるエミッションの悪化を抑制することが可能な噴射制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態であるＥＣＵ及びその制御対象としてのエンジンの構成を説明するための図である。
【図２】図２は、ＥＣＵの機能的な構成の一部を説明するための図である。
【図３】図３は、ＥＣＵにおける処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は、図３における噴射補正処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、図３における噴射補正処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、ＥＣＵの処理における燃料噴射タイミングの調整について説明するための図である。
【図７】図７は、噴射終了時期調整の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、噴射終了時期調整の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１に示されるように、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０はエンジン２０の燃料噴射やバルブタイミングや点火時期や吸気圧を制御するものである。エンジン２０には、吸気通路４０と排気通路５０とが設けられている。
【００１５】
吸気通路４０と排気通路５０に渡って、過給機３０が設けられている。過給機３０は、タービン３０１と、コンプレッサ３０２と、ウェイストゲートバルブ３０３とを備えている。タービン３０１は、排気通路５０に設けられている。コンプレッサ３０２は、吸気通路４０に設けられている。
【００１６】
吸気通路４０は、吸気ポート４０ａを有している。吸気ポート４０ａは、エンジン２０のピストン２０１によって形成される燃焼室に繋がっている。ピストン２０１は、シリンダ内を自在に摺動するように設けられている。ピストン２０１の往復運動はコネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換される。
【００１７】
吸気ポート４０ａの燃焼室に繋がる開口部には、吸気弁２０３が設けられている。吸気ポート４０ａには、燃料噴射弁２０５が設けられている。燃料噴射弁２０５に燃料を供給するため、燃料ポンプ６０及び燃料ポンプ制御装置６１が設けられている。燃料ポンプ制御装置６１は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、燃料ポンプ６０を駆動する。吸気ポート４０ａよりも上流側の吸気通路４０には、スロットル２０８が設けられている。
【００１８】
排気通路５０は、排気ポート５０ａを有している。排気ポート５０ａは、エンジン２０のピストン２０１によって形成される燃焼室に繋がっている。排気ポート５０ａの燃焼室に繋がる開口部には、排気弁２０４が設けられている。
【００１９】
ピストン２０１の上昇に圧縮される混合気に点火するため、点火プラグ２０２が設けられている。吸気弁２０３の動作タイミングを遅角側又は進角側に調整するため、吸気側動弁機構２０６が設けられている。排気弁２０４の動作タイミングを遅角側又は進角側に調整するため、排気側動弁機構２０７が設けられている。吸気側動弁機構２０６及び排気側動弁機構２０７は、バルブタイミングではなく、吸気弁２０３及び排気弁２０４のバルブリフト量や作用角を可変するように構成してもよい。
【００２０】
吸気通路４０には、エアフロメータ４０１と、吸気圧センサ４０３とが設けられている。排気通路５０には、Ａ／Ｆセンサ４０２と、Ｏ2センサ４０７とが設けられている。エンジン２０には、水温センサ４０４と、油温センサ４０５，４０８と、クランク角センサ４０６とが設けられている。
【００２１】
各センサの出力信号は、ＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０には、スロットル２０８から出力されるアクセル開度信号も入力される。ＥＣＵ１０は、マイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワークの通信ラインに接続されている。
【００２２】
続いて、図２を参照しながら、ＥＣＵ１０の機能的な構成要素の一部について説明する。ＥＣＵ１０の機能はエンジン２０の動作を制御するため多岐に渡っており、図２に例示した機能的な構成要素以外にも機能的な構成要素を含むものである。ＥＣＵ１０は、機能的な構成要素として、要否判定部１０１と、噴射演算部１０２と、噴射制御部１０３と、補正部１０４と、制限演算部１０５と、制限制御部１０６と、を備えている。
【００２３】
要否判定部１０１は、エンジン２０の吸気圧に基づいて、燃料噴射弁２０５から吸気ポート４０ａに対する燃料噴射の量及び時期を調整する噴射調整制御が必要か否かを判定する部分である。燃料噴射の量及び時期を調整するとは、負荷や空燃比に基づいて演算される燃料噴射の量及び時期に対して、吹き抜け現象を抑制するための調整を行うものである。吹き抜け現象とは、吸気ポート４０ａから流入した混合気が直接的に排気ポート５０ａへと通り抜ける現象である。
【００２４】
要否判定部１０１は、吸気圧が予め定められた閾値吸気圧以上となると、燃料噴射弁２０５から吸気ポート４０ａに対する燃料噴射の量及び時期を調整する噴射調整制御が必要であると判定する。
【００２５】
要否判定部１０１は、エンジン２０の温度に基づいて、噴射調整制御が必要か否かを判定することもできる。要否判定部は、温度が予め定められた閾値温度未満であると、噴射調整制御が必要であると判定する。
【００２６】
噴射演算部１０２は、燃料噴射弁２０５から吸気ポート４０ａに対する燃料噴射の量及び時期を演算する部分である。噴射演算部１０２は、負荷や空燃比といった通常の要件に基づいて燃料噴射の量及び時期を演算する。噴射演算部１０２は、補正部１０４から燃料噴射の量及び時期の補正量が出力されると、その補正量を反映させて燃料噴射の量及び時期を演算する。
【００２７】
噴射制御部１０３は、噴射演算部１０２から出力される燃料噴射の量及び時期に基づいて、燃料噴射弁２０５を制御する部分である。
【００２８】
補正部１０４は、要否判定部１０１の判定結果に基づいて、燃料噴射弁２０５から吸気ポート４０ａに対する燃料噴射の量及び時期の補正量を演算する部分である。要否判定部１０１の判定結果が、噴射調整制御が必要ないとのものであれば、補正部１０４は補正量をゼロとして演算する。噴射演算部１０２は、この演算結果に基づいて、負荷や空燃比といった通常の要件に基づいて燃料噴射の量及び時期を演算する。
【００２９】
一方、要否判定部１０１の判定結果が、噴射調整制御が必要であるとのものであれば、補正部１０４は、１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やすように燃料噴射の量及び時期の補正量を演算する。補正部１０４は、噴射調整制御において、吸気行程中の前半における燃料噴射量を吸気行程中の後半における燃料噴射量よりも多くなるように補正量を算出する。噴射演算部１０２は、補正部１０４により算出された補正量と、負荷や空燃比といった通常の要件に基づいて燃料噴射の量及び時期を演算する。
【００３０】
補正部１０４は、燃料噴射期間において、エンジン２０の吸気弁２０３と排気弁２０４とが両方共開くバルブオーバーラップ期間における吸気弁２０３及び排気弁２０４の開口面積和が閾値面積よりも小さくなるように、燃料噴射のタイミングを調整する補正量を決定する。開口面積和とは、吸気弁２０３及び排気弁２０４を混合気や排ガスが通ることのできる開口面積を所定期間に渡って時間積分したものである。
【００３１】
補正部１０４は、所定時間内における燃料噴射量を増やすように補正量を決定する。所定時間内における燃料噴射量を増やす手段としては様々なものが用いられる。一例として、補正部１０４は、燃圧を上昇させることで所定時間内における燃料噴射量を増やす。補正部１０４は、燃料噴射弁２０５が１気筒あたり複数設けられていれば、燃料噴射弁２０５の駆動数を増やすことで所定時間内における燃料噴射量を増やすこともできる。
【００３２】
制限演算部１０５は、噴射調整制御と並行して吸気量を制限する吹き抜け調整制御を実行する部分であり、吹き抜け調整制御の制御量を演算する部分である。制限演算部１０５は、吸気弁２０３と排気弁２０４とが両方開くバルブオーバーラップ期間を減らし、吹き抜け量が減るように制限量を演算する。制限演算部１０５は、吸気弁２０３及び／又は排気弁２０４の開口面積が減るように動作量を減らし、吹き抜け量が減るように制限量を演算する。制限演算部１０５は、過給機３０による吸気圧を抑制するようにウェイストゲートバルブ３０３を駆動するための制限量を演算する。制限演算部１０５は、演算した制限量を制限制御部１０６に出力する。
【００３３】
制限制御部１０６は、制限制御部１０６から出力された制限量に基づいて、吸気側動弁機構２０６、排気側動弁機構２０７、過給機３０のウェイストゲートバルブ３０３を制限駆動し、吹き抜け調整制御を実行する部分である。
【００３４】
続いて、図３を参照しながら、ＥＣＵ１０の具体的な制御内容について説明する。ステップＳ１０１では、要否判定部１０１が、エンジン２０の温度が閾値温度未満であるか否かを判定する。エンジン２０の温度は、水温センサ４０４が検出する水温で把握する。
【００３５】
要否判定部１０１は、水温Ｔｗが閾値水温Ｔｔｈ未満であるか否かを判定する。閾値水温Ｔｔｈの一例としては、６０℃である。水温Ｔｗが閾値水温Ｔｔｈ未満であれば、ステップＳ１０２の処理に進む。水温Ｔｗが閾値水温Ｔｔｈ未満でなければ、ステップＳ１１０の処理に進む。尚、ステップＳ１０１の処理を省略し、エンジン２０の温度に関わらずステップＳ１０２の処理から開始してもよい。
【００３６】
ステップＳ１０２では、要否判定部１０１が、吸気圧が閾値吸気圧以上であるか否かを判定する。吸気圧は、吸気圧センサ４０３が検出する圧力で把握する。吸気圧センサ４０３を有しない場合は、エアフロメータ４０１およびエンジン２０の運転状態から吸気圧を推定してもよい。要否判定部１０１は、吸気圧Ｐａが閾値吸気圧Ｐｔｈ以上であるか否かを判定する。閾値吸気圧Ｐｔｈの一例としては、１３０ｋＰａである。吸気圧Ｐａが閾値吸気圧Ｐｔｈ以上であれば、ステップＳ１０３の処理に進む。吸気圧Ｐａが閾値吸気圧Ｐｔｈ以上でなければ、ステップＳ１１０の処理に進む。
【００３７】
ステップＳ１１０では、噴射演算部１０２が補正無しで噴射制御設定を行い、制御値を噴射制御部１０３に出力する。補正無しの噴射制御設定の場合、吸気弁２０３が閉弁している期間である排気行程中において燃料を噴射している。従って、吸気行程における燃料噴射割合は０％となる。
【００３８】
ステップＳ１０３では、噴射演算部１０２が燃料噴射量を演算する。ステップＳ１０３に続くステップＳ１０４では、補正部１０４が、噴射終了時期を設定する。
【００３９】
図６を参照しながら、噴射終了時期について説明する。吹き抜け現象を抑制するためには、燃料噴射の開始から終了までの全期間が、吸気行程期間前半に収まり、且つバルブオーバーラップ期間中の吸気弁２０３及び排気弁２０４の開口面積和が所定値以下であることが好ましい。噴射時期が吸気行程であることが好ましい理由は、噴射期間全体に占める吸気行程前の噴射期間の割合が多いほど、吸気弁２０３が閉弁中に噴射される燃料の割合が増え、それがポートウェットとなり、エミッションの悪化を招くためである。さらに、吸気行程はピストン２０１がＴＤＣからＢＤＣに向けて下降している期間であり、そのため燃焼室の圧力が吸気ポート４０ａおよび排気ポート５０ａの圧力に比べ低くなり、吹き抜けを抑制する効果もある。
【００４０】
また噴射終了時期が吸気行程前半であることが好ましい理由は、吸気行程後半になればなるほど、噴射から点火までの時間が短くなるため、燃料が気化する時間および空気と燃料との混合時間が不十分になり、エミッションが悪化するためである。噴射期間全体を吸気行程期間に行うことが困難な運転条件においては、燃料噴射量全体に占める吸気行程前半に噴射される燃料量が多くなるように噴射時期を設定することが好ましい。また、バルブオーバーラップ期間における吸気弁２０３及び排気弁２０４の開口面積和を所定値以内に収めることが好ましい理由は、吹き抜け量と開口面積和には正の相関があるため、開口面積和を小さくすることで、吹き抜け現象を抑制することができるためである。
【００４１】
この観点から図６に示されるような「理想的な噴射期間」を求めることができる。図６においては、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を時系列に沿って示している。吸気ＴＤＣとは、吸気行程における上死点である。吸気ＢＤＣとは、吸気行程における下死点である。排気行程においては主に排気弁２０４が開かれ、吸気行程においては主に吸気弁２０３が開かれるが、吸気弁２０３及び排気弁２０４が共に開かれるバルブオーバーラップ期間が設けられている。噴射終了時期は、燃料噴射量全体に占める吸気行程前半の噴射量の割合が多くなるよう、燃料と空気との混合状態が悪化せず、エミッションが増加しない範囲で遅角側に設定される。例えば吸気ＴＤＣ後１２０°より遅角側で噴射を行うとエミッションの悪化が顕著になるエンジンにおいては、吸気ＴＤＣ後１２０°を噴射終了時期の遅角限界とし、遅角限界を超えない範囲で噴射終了時期を遅角側に設定する。本実施形態では、多くの運転条件で「理想的な噴射期間」に燃料を噴射できる遅角限界に噴射終了時期を設定している。
【００４２】
ステップＳ１０４に続くステップＳ１０５では、補正部１０４が、噴射開始時期を演算する。噴射開始時期は、ステップＳ１０４で算出した噴射終了時期に燃料噴射に必要な時間を反映させることで求められる。
【００４３】
ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６では、補正部１０４が、噴射完了可能か否かを判断する。より具体的には、図６に示した「理想的な噴射期間」に燃料噴射期間が収まるか否かを判断する。燃料噴射可能と判断すれば、ステップＳ１０８の処理に進む。燃料噴射可能ではないと判断すれば、ステップＳ１０７の処理に進む。
【００４４】
ステップＳ１０７の噴射補正処理について、その一例を図４及び図５を参照しながら説明する。図４に示す例では、補正部１０４が、噴射率向上演算を実行する。補正部１０４は、噴射率向上の一例として、燃圧の上昇を図る。例えば、燃圧を３００ｋＰａから６００ｋＰａに上昇させ、所定時間内における燃料噴射量を増加させる。燃圧上昇制御は、ＥＣＵ１０から燃圧を上昇させるための制御信号が燃料ポンプ制御装置６１に出力され実行される。また、補正部１０４は、噴射率向上の一例として、１気筒当たり複数の燃料噴射弁２０５が設けられている場合、燃料噴射弁２０５の駆動数を増加させる。
【００４５】
ステップＳ２０１に続くステップＳ２０２では、補正部１０４が、ステップＳ２０１で選択した噴射率向上を反映させ、図６に示した「理想的な噴射期間」に燃料噴射期間が収まるか否かを判断する。燃料噴射可能と判断すれば、噴射補正処理を終了し、図３のステップＳ１０８の処理に進む。燃料噴射可能ではないと判断すれば、ステップＳ２０４の処理に進む。
【００４６】
ステップＳ２０４では、制限演算部１０５が、バルブオーバーラップ量を制限するための制限量を設定する制限演算を実行する。一例としては、バルブオーバーラップ量を２０°ＣＡから１０°ＣＡ未満に制限するように制限量を演算する。別例としては、バルブリフト量又は作用角を制限するように制限演算を実行してもよい。
【００４７】
ステップＳ２０４に続くステップＳ２０５では、制限制御部１０６が、制限制御部１０６から出力された制限量に基づいて、吸気側動弁機構２０６及び／又は排気側動弁機構２０７における進角量及び／又は遅角量を制限するように制御を実行する。バルブリフト量又は作用角を調整できる機構を備える場合は、制限制御部１０６は、それらを制限するように制御を実行する。ステップＳ２０５の処理を終了すると、図３のステップＳ１０８の処理に進む。
【００４８】
続いて、図５を参照しながら、噴射補正処理の別例について説明する。ステップＳ２０１からステップＳ２０３までは、図４を参照しながら説明したものと同様であるので説明を省略する。ステップＳ２０３において、燃料噴射可能ではないと判断すれば、ステップＳ３０４の処理に進む。
【００４９】
ステップＳ３０４では、制限演算部１０５が吸気圧を制限するための制限演算を実行する。一例としては、吸気圧を制限するため、ウェイストゲートバルブ３０３がより低い背圧で開くように制限量を設定する制限演算を実行する。一例としては、１２０ｋＰａ未満でウェイストゲートバルブ３０３が開くように制限量を演算する。
【００５０】
吸気圧を制限することができれば、スロットル２０８の開度を制限するように制限量を設定してもよい。尚、吸気圧を制限することは、吹き抜けを直接的に抑制する効果の他、要求噴射量を抑制することから噴射期間そのものを短くする効果もあるので、結果として図６に示した「理想的な噴射期間」に燃料噴射期間が収まりやすくなる。
【００５１】
ステップＳ３０４に続くステップＳ３０５では、制限制御部１０６が、制限制御部１０６から出力された制限量に基づいて、ウェイストゲートバルブ３０３がより低い背圧で開くように制御を実行する。スロットル２０８の開度を制限する場合は、スロットル２０８の開度を制限する制御を実行する。ステップＳ３０５の処理を終了すると、図３のステップＳ１０８の処理に進む。
【００５２】
図３に戻って説明を続ける。ステップＳ１０８では、噴射演算部１０２が演算する補正無しでの噴射制御設定若しくは、補正部１０４が演算する噴射率向上を反映させた補正有りでの噴射制御設定に基づいて、噴射制御部１０３が燃料噴射を実行する。
【００５３】
上記したように本実施形態は、噴射制御装置であるＥＣＵ１０が、ポート噴射によって燃料供給することが可能であり且つ過給機が設けられているエンジン２０の吸気圧に基づいて、燃料噴射弁２０５から吸気ポート４０ａに対する燃料噴射の量及び時期を調整する噴射調整制御が必要か否かを判定する要否判定部１０１と、要否判定部１０１の判定結果に基づいて、噴射調整制御を実行する噴射調整部としての噴射演算部１０２，噴射制御部１０３，補正部１０４と、を備えている。吸気圧が予め定められた閾値吸気圧以上である場合に、吸気圧が閾値吸気圧未満である場合に比較して、噴射演算部１０２，噴射制御部１０３，補正部１０４は、１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やすことで噴射調整制御を実行する。
【００５４】
吸気圧が低いと吹き抜け現象は起きにくく、吸気圧が高いと吹き抜け現象は起きやすくなる。そこで本実施形態では、閾値吸気圧以上に吸気圧がなった場合に、噴射調整制御を実行するものとしている。噴射調整制御としては、１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やすことで、バルブオーバーラップ期間における燃料噴射量を極力減らし、燃料を含む混合気がそのまま排気ポート５０ａに流れる吹き抜け現象の発生を抑制している。
【００５５】
また本実施形態では、噴射演算部１０２，噴射制御部１０３，補正部１０４は、噴射調整制御において、吸気行程中の前半における燃料噴射量を吸気行程中の後半における燃料噴射量よりも多くする。吸気行程中の後半に燃料噴射を実行すると、燃料と空気との混合が不十分になりやすく、エミッションが悪化するためである。
【００５６】
また本実施形態では、噴射演算部１０２，噴射制御部１０３，補正部１０４は、燃料噴射期間において、エンジン２０の吸気弁２０３と排気弁２０４とが両方共開くバルブオーバーラップ期間における吸気弁２０３及び排気弁２０４の開口面積和が閾値面積よりも小さくなるように、噴射調整制御を実行する。バルブオーバーラップ期間を設けるメリットを活かしつつ、吹き抜け現象を抑制するためである。
【００５７】
また本実施形態では、要否判定部１０１は、エンジン２０の温度に基づいて噴射調整制御が必要か否かを判定し、噴射演算部１０２，噴射制御部１０３，補正部１０４は、エンジン２０の温度が予め定められた閾値温度未満である場合に噴射調整制御を実行する。エンジン２０の温度が低いと燃料が気化しにくく、液体のまま排気ポート５０aに吹き抜ける燃料量が多くなり、エミッション悪化がより顕著になるためである。
【００５８】
また本実施異形態では、噴射演算部１０２，噴射制御部１０３，補正部１０４は、所定時間内における燃料噴射量を増やすことで噴射調整制御を実行する。所定時間内における燃料噴射量を増やすことで燃料噴射期間を短くできるので、エミッションの悪化を抑制できる理想的な噴射期間において燃料噴射を完了させることができる。
【００５９】
また本実施形態では、噴射演算部１０２，噴射制御部１０３，補正部１０４は、燃圧を上昇させることで噴射調整制御を実行する。燃圧を上昇させることで、所定時間内における燃料噴射量を増やすことができる。
【００６０】
また本実施形態では、エンジン２０には、燃料噴射弁２０５が１気筒あたり複数設けることも可能であり、その場合、噴射演算部１０２，噴射制御部１０３，補正部１０４は、駆動する燃料噴射弁２０５の数を増やすことで噴射調整制御を実行する。駆動する燃料噴射弁２０５の数を増やすことで、所定時間内における燃料噴射量を増やすことができる。
【００６１】
また本実施形態では、エンジン２０の気筒への吸気量を制限する制限部としての制限演算部１０５，制限制御部１０６を備え、制限演算部１０５，制限制御部１０６は、噴射調整制御と並行して吸気量を制限する吹き抜け調整制御を実行する。
【００６２】
噴射調整制御のみで燃料噴射時期を調整し、エミッションを悪化させないように吹き抜け現象を抑制することができることが理想的である。しかしながら、エンジン回転数が高い場合や、燃料要求噴射量が多い場合は、噴射調整制御のみでは対応しきれない場合も想定される。そこで本実施形態では、吸気量の調整を併用することで、吹き抜け現象を抑制している。
【００６３】
また本実施形態では、エンジン２０は、吸気弁２０３及び／又は排気弁２０４の動作タイミング及び／又は動作リフト量が変更可能なように構成されており、制限演算部１０５，制限制御部１０６は、吸気弁２０３と排気弁２０４とが両方共開くバルブオーバーラップ期間及び／又は吸気弁２０３及び／又は排気弁２０４の開口面積を減らすことで吹き抜け調整制御を実行する。
また本実施形態では、制限演算部１０５，制限制御部１０６は、過給機３０による吸気圧を抑制することで吹き抜け調整制御を実行する。
【００６４】
また本実施形態では、噴射演算部１０２は、燃料噴射時期を排気行程中に設定し、噴射調整部である噴射制御部１０３は、噴射演算部１０２により設定された燃料噴射終了時期を遅角させることにより１サイクル中の全燃料噴射量に対する吸気行程中の燃料噴射量の割合を増やしている。
【００６５】
尚、本開示と各具体例との対応関係は次の通りである。本開示における噴射制御装置の一例が、ＥＣＵ１０である。本開示における噴射調整部の一例が、噴射演算部１０２、噴射制御部１０３、補正部１０４である。本開示における制限部の一例が、制限演算部１０５、制限制御部１０６である。
【００６６】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【００６７】
尚、複数の制限手段を備える場合は、エンジン出力が変化しにくい制限方法を優先的に行うことが好ましい。本実施形態で噴射率向上を優先的に実行する理由は、噴射率の変更がエンジン出力に与える影響が、他の制限に比べて小さいからである。例えば噴射率の変更機構に加え、オーバーラップ制限機構と吸気圧制限機構をともに備える場合は、まず噴射率を向上させる。それでも「理想的な噴射期間」内に燃料噴射が行えない場合に、吸気圧制限よりエンジン出力の低下を招きにくいオーバーラップ制限を選択する。さらに吸気圧制限も併用しなければ「理想的な噴射期間」内に燃料噴射が行えない場合に限り、吸気圧制限を行うとよい。
【００６８】
また、本実施形態では、補正部１０４において、補正量を演算しているが、噴射終了時期を演算するようにしてもよい。噴射終了時期演算の一例について、図７を参照しながら説明する。
【００６９】
ポート噴射エンジンでは、エミッション対策として、点火までに燃料が気化する時間を確保することを目的に、通常は過渡運転時の空燃比制御性に影響のない範囲で吸気行程より前に噴射終了時期を設定する。この噴射終了時期の一例としては、ＢＴＤＣ３０°である。
【００７０】
しかしながら、過給状態かつＴＤＣ付近で吸気弁２０３と排気弁２０４とが共に開弁しているオーバーラップ状態が生じると、高い吸気圧に押されて吸気ポートの燃料がそのまま排気ポートに吹き抜けてしまい、かえってエミッションが悪化する。
【００７１】
そこで、過給状態では、噴射終了時期が吸気行程になるように設定する。吸気行程中は、ピストン下降により筒内の圧力が低下することで、筒内に吸引された燃料が排気ポートに抜けてしまうことを抑制することができる。ただし、吸気行程中であればいつでも好ましいわけではなく、可能な限り気化時間を確保するため、吸気行程前半で燃料噴射が終了することが好ましい。
【００７２】
図７に示される例では、吸気圧がＰａまでは、噴射終了時期をｔａとしている。上記したように、一例として、ｔａはＢＴＤＣ３０°である。吸気圧がＰｂに達すると、噴射終了時期をｔｂとする。噴射終了時期をＡＴＤＣ１２０°よりも遅角するとエミッションが悪化するエンジンにおいては、ｔｂとＡＴＤＣ１２０°に設定する。吸気圧Ｐｂの一例としては、１３０ｋＰａである。吸気圧がＰａからＰｂまで変化する間においては、噴射終了時期がｔａからｔｂまでリニアに変化するように設定する。
【００７３】
続いて、噴射終了時期演算の別な一例について、図８を参照しながら説明する。吹き抜け現象自体は、過給状態であれば温度によらずに発生し得る。しかしながら、温度が低いほど燃料は気化しにくいため、液滴状態の燃料が排気ポートに抜けやすく、エミッション悪化の懸念が高まる。
【００７４】
そこで、吸気圧と温度条件に基づいて噴射終了時期を設定することもできる。図８に示される例では、吸気圧がＰａまではエンジン冷却水温度によらず噴射終了時期をｔａとし、排気行程で燃料噴射を行っている。吸気圧がＰｂ以上且つエンジン冷却水温度がＴｂよりも低い場合は、噴射終了時期をｔｂとし、吸気行程で燃料噴射を行っている。一例としては、エンジン冷却水温度が６０℃以下且つ吸気圧が１３０ｋＰａ以上の場合に吸気行程において燃料噴射を行っている。図８中の双方の境界線の間の条件の場合、すなわち、吸気圧がＰａからＰｂの間でエンジン冷却水温度がＴａ以下の場合と、吸気圧がＰａ以上でエンジン冷却水温度がＴｂからＴａの間の場合には、噴射終了時期がｔａからｔｂにリニアに変化するように設定する。
【００７５】
尚、吸気圧の代わりに吸気圧を相関のあるパラメータ、例えば吸入吸気量を用いてもよい。また、吸気圧と排気圧（排気ポート圧力）の差圧を実測又は推測してもよい。また、エンジン冷却水温の代わりに、吸気温や潤滑油の温度を用いてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０１：要否判定部
１０２：噴射演算部（噴射調整部）
１０３：噴射制御部（噴射調整部）
１０４：補正部（噴射調整部）
【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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