(57)【要約】    【課題】  低温始動時における吸気弁リフト量及び燃料噴射時期を適切に制御し、燃料の霧化を促進して始動性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供する。    【解決手段】  燃料圧ＰＦが所定圧ＰＦＩＶＣより低く、かつエンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＶＣより低い低温始動時においては、吸気弁閉弁時期指令値ＩＶＣＣＭＤが所定閉弁時期ＩＶＣＬに設定されるとともに、燃料噴射時期θｉｎｊが吸気弁が開弁されている期間中の所定噴射時期θｉｎｊＬに設定される。所定閉弁時期ＩＶＣＬに対応する吸気弁リフト量ＬＦＴＬは、エンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＶＣ以上である常温始動時より大きな値に設定される。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁リフト量可変手段と、前記機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の制御装置において、
前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を検出する燃料圧検出手段と、
前記機関の温度を検出する機関温度検出手段と、
前記機関の運転状態に応じて前記弁リフト量可変手段を制御する弁リフト量制御手段と、
前記機関の運転状態に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御手段とを備え、
前記燃料圧が所定燃料圧より低い所定低負荷運転状態において、前記機関温度が所定温度より低いときは、前記弁リフト量制御手段は、前記吸気弁のリフト量を、前記機関温度が前記所定温度以上であるときのリフト量より大きい低温用リフト量に設定し、前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃料噴射時期を、燃料噴射を実行する気筒の吸気行程において前記吸気弁が開弁されている期間に設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記低温用リフト量は、前記気筒の吸気弁と排気弁の開弁期間が重複するオーバラップ期間が「０」近傍の所定期間となるリフト量に設定され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】
前記気筒内の圧力を推定する筒内圧推定手段を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記燃料圧と前記推定筒内圧との差分に基づいて前記燃料噴射弁の開弁期間を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記筒内圧推定手段は、前記弁リフト量制御手段により算出される前記弁リフト量可変手段の制御量に基づいて前記推定筒内圧を算出することを特徴とする請求項３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、吸気弁のリフト量を連続的に変更する動弁機構と、燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸気弁のリフト量を連続的に変更する動弁機構と、燃料を気筒内に噴射する燃料噴射弁とを備える内燃機関の制御装置が示されている。この制御装置によれば、機関の低温始動時において、噴射された燃料の気化を促進するために、吸気弁の開弁期間が短縮され、吸気行程中において吸気弁が閉弁しているときに、複数回に分けて燃料噴射が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気行程中において吸気弁が閉弁しているときは、気筒内の空気が断熱膨張するため、筒内温度が低下する。そのため、低温始動時において上記従来の制御装置を用いると、筒内温度が著しく低下してしまい、燃料霧化の促進が妨げられ、始動性がかえって悪化する可能性がある。
【０００５】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、低温始動時及び始動直後のアイドル状態における吸気弁リフト量及び燃料噴射時期を適切に制御し、燃料の霧化を促進して始動性を向上させ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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気弁のリフト量（ＬＦＴ）を連続的に変更する弁リフト量可変手段（４１）と、前記機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁（６）とを備える内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射弁（６）に供給される燃料の圧力（ＰＦ）を検出する燃料圧検出手段と、前記機関の温度（ＴＷ）を検出する機関温度検出手段と、前記機関の運転状態に応じて前記弁リフト量可変手段（４１）を制御する弁リフト量制御手段と、前記機関の運転状態に応じて前記燃料噴射弁（６）による燃料噴射時期（θｉｎｊ）を制御する燃料噴射制御手段とを備え、前記燃料圧（ＰＦ）が所定燃料圧（ＰＦＩＶＣ）より低い所定低負荷運転状態において、前記機関温度（ＴＷ）が所定温度（ＴＷＩＶＣ）より低いときは、前記弁リフト量制御手段は、前記吸気弁のリフト量を、前記機関温度（ＴＷ）が前記所定温度（ＴＷＩＶＣ）以上であるときのリフト量より大きい低温用リフト量（ＬＦＴＬ）に設定し、前記燃料噴射時期制御手段は、前記燃料噴射時期（θｉｎｊ）を、燃料噴射を実行する気筒の吸気行程において前記吸気弁が開弁されている期間に設定することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記低温用リフト量（ＬＦＴＬ）は、前記気筒の吸気弁と排気弁の開弁期間が重複するオーバラップ期間（ＣＡＯＬ）が「０」近傍の所定期間（ＣＡＯＬＳ）となるリフト量に設定されることを特徴とする。
ここで「０」近傍の所定期間とは、「０」または排気弁の開弁による影響が無視できる程度に短い期間を意味する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記気筒内の圧力を推定する筒内圧推定手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、前記燃料圧（ＰＦ）と前記推定筒内圧（ＰＣＹＬＥ）との差分に基づいて前記燃料噴射弁の開弁期間（ＴＯＵＴ）を補正することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記筒内圧推定手段は、前記弁リフト量制御手段により算出される前記弁リフト量可変手段の制御量（ＡＬＩＦＴ，ＩＶＣ）に基づいて前記推定筒内圧（ＰＣＹＬＥ）を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、燃料圧が所定燃料圧より低い所定低負荷運転状態において、機関温度が所定温度より低いときは、記吸気弁のリフト量が、機関温度が所定温度以上であるときのリフト量より大きい低温用リフト量に設定され、燃料噴射時期が、燃料噴射を実行する気筒の吸気行程において吸気弁が開弁されている期間に設定される。これにより、筒内温度を下げることなく、噴射された燃料の霧化を促進することができるとともに、吸気通路からの空気の流動により噴射燃料を、筒内に均一に分散させることができる。そのため、所定低負荷運転状態において機関温度が低いときの燃焼安定性が向上し、粗悪な燃料が使用されたときでも始動が可能となる、排気特性の悪化を防止できるといった効果が得られる。また、低温用リフト量への設定は、低燃料圧時に限定して行われるので、比較的大きい低温用リフト量での運転期間を最小限に抑え、排気特性や燃費の悪化を防ぐことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、低温リフト量は、オーバーラップ期間が「０」近傍の所定期間となるリフト量に設定されるので、吸気弁の開弁期間においては、排気弁がほぼ確実に閉じた状態とすることができ、燃料の霧化を促進させることができる。その結果、低温始動時やその直後のアイドル運転状態における燃焼安定性をより向上させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、筒内圧が推定され、燃料圧と推定筒内圧との差分に基づいて燃料噴射弁の開弁期間が補正されるので、燃料圧と筒内圧の差が小さい場合であっても、必要な燃料量が正確に噴射され、空燃比の制御精度を高めることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、弁リフト量可変手段の制御量に基づいて推定筒内圧が算出される。弁リフト量可変手段を有する直噴内燃機関では、吸気弁のリフト量が変化すると、燃料圧が同一でも筒内圧が変化する。したがって、弁リフト量可変手段の制御量に基づいて推定筒内圧を算出することにより、正確な推定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す弁作動特性可変装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す第１弁作動特性可変機構の概略構成を説明するための図である。
【図４】吸気弁及び排気弁の作動特性を示す図である。
【図５】燃料噴射弁に供給する燃料の圧力（ＰＦ）の制御を説明するための図である。
【図６】弁作動制御及び燃料噴射時期制御を行う処理のフローチャートである。
【図７】図６の処理で参照されるテーブルを示す図である。
【図８】燃料噴射弁による燃料噴射時間を補正する燃料圧補正係数を算出する処理のフローチャートである。
【図９】図８の処理で参照されるマップ及びテーブルを示す図である。
【図１０】図８の処理で参照されるマップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関とその制御装置の構成を示す図であり、図２は弁作動特性可変装置の構成を示す図である。図１において、例えば４気筒を有する内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、吸気弁及び排気弁と、これらを駆動するカムを備えるとともに、弁作動特性可変装置４０を備えている。弁作動特性可変装置４０は、吸気弁の弁リフト量（最大リフト量）及び開角（開弁期間）を連続的に変更する第１弁作動特性可変機構４１と、吸気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更するカム位相可変機構としての第２弁作動特性可変機構４２と、排気弁のリフト量及び開角（開弁機関）を２段階に切り換える第３弁作動特性可変機構４７とを有する。第２弁作動特性可変機構４２により吸気弁を駆動するカムの作動位相が変更され、吸気弁の作動位相が変更される。
【００１６】
エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。また、スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット（以下（ＥＣＵ）という）５に供給する。スロットル弁３には、スロットル弁３を駆動するアクチュエータ７が接続されており、アクチュエータ７は、ＥＣＵ５によりその作動が制御される。吸気管２のスロットル弁３の上流側には、吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ１３が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。
【００１７】
エンジン１の各気筒には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁６が設けられている。燃料噴射弁６は燃料供給管１７を介してデリバリパイプ２１に接続され、デリバリパイプ２１は、燃料パイプ２０を介して燃料タンク１９内の燃料ポンプユニット１８に接続されている。燃料ポンプユニット１８は、、燃料ポンプ１８ａと、燃料ストレーナ１８ｂと、基準圧力を燃料タンク内圧としたプレッシャーレギュレータ１８ｃとが一体に構成されたものである。燃料パイプ２０の途中には高圧ポンプ２３が設けられており、高圧ポンプ２３によりデリバリパイプ２１内の燃料圧が、燃料を燃焼室内に噴射可能な圧力まで高められる。
【００１８】
デリバリパイプ２１には、燃料圧ＰＦを検出する燃料圧センサ２２が設けられている。燃料圧センサ２２の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。
燃料噴射弁６はＥＣＵ５に電気的に接続され、該ＥＣＵ５からの駆動信号により開弁時期（燃料噴射時期）及び開弁時間（燃料噴射時間）が制御される。
【００１９】
エンジン１の各気筒の点火プラグ１５は、ＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ５は点火プラグ１５に点火信号を供給し、点火時期制御を行う。
スロットル弁３の下流には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ８及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ９が取付けられている。またエンジン１の本体には、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン冷却水温センサ１０が取り付けられている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。
【００２０】
ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１１及び、エンジン１の吸気弁を駆動するカムが固定されたカム軸の回転角度を検出するカム角度位置センサ１２が接続されており、クランク軸の回転角度及びカム軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、一定クランク角周期毎（例えば６度周期）に１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）と、クランク軸の所定角度位置を特定するパルスを発生する。また、カム角度位置センサ１２は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）と、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）でパルス（以下「ＴＤＣパルス」という）を発生する。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。なお、カム角度位置センサ１２より出力されるＴＤＣパルスと、クランク角度位置センサ１１より出力されるＣＲＫパルスとの相対関係からカム軸の実際の作動位相ＣＡＩＮが検出される。
【００２１】
ＥＣＵ５には、エンジン１によって駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ３１、当該車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ３２、及び大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ３３が接続されている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。
【００２２】
弁作動特性可変装置４０は、図２に示すように、吸気弁の最大リフト量及び開角（以下単に「リフト量」という）を連続的に変更する第１弁作動特性可変機構４１と、吸気弁の作動位相を連続的に変更する第２弁作動特性可変機構４２と、吸気弁のリフト量を連続的に変更するためのモータ４３と、吸気弁の作動位相を連続的に変更するために、その開度が連続的に変更可能な電磁弁４４と、排気弁のリフト量及び開角（開弁期間）を２段階に切り換える第３弁作動特性可変機構４７と、排気弁のリフト量及び開角を２段階に切り換えるための電磁弁４８とを備えている。吸気弁の作動位相を示すパラメータとして、上記カム軸の作動位相ＣＡＩＮが用いられる。電磁弁４４及び４８には、オイルパン４６の潤滑油がオイルポンプ４５により、加圧されて供給される。なお、第２弁作動特性可変機構４２の具体的な構成は、例えば特開２０００−２２７０１３号公報に示されている。また第３弁作動特性可変機構４７は、市販車に採用されており、その構成は周知である。
【００２３】
第１弁作動特性可変機構４１は、図３（ａ）に示すように、カム５２が設けられたカム軸５１と、シリンダヘッドに軸５５ａを中心として揺動可能に支持されるコントロールアーム５５と、コントロールアーム５５を揺動させるコントロールカム５７が設けられたコントロール軸５６と、コントロールアーム５５に支軸５３ｂを介して揺動可能に支持されるとともに、カム５２に従動して揺動するサブカム５３と、サブカム５３に従動し、吸気弁６０を駆動するロッカアーム５４とを備えている。ロッカアーム５４は、コントロールアーム５５内に揺動可能に支持されている。
【００２４】
サブカム５３は、カム５２に当接するローラ５３ａを有し、カム軸５１の回転により、軸５３ｂを中心として揺動する。ロッカアーム５４は、サブカム５３に当接するローラ５４ａを有し、サブカム５３の動きが、ローラ５４ａを介して、ロッカアーム５４に伝達される。
【００２５】
コントロールアーム５５は、コントロールカム５７に当接するローラ５５ｂを有し、コントロール軸５６の回動により軸５５ａを中心として揺動する。図３（ａ）に示す状態では、サブカム５３の動きはロッカアーム５４にほとんど伝達されないため、吸気弁６０はほぼ全閉の状態を維持する。一方同図（ｂ）に示す状態では、サブカム５３の動きがロッカアーム５４を介して吸気弁６０に伝達され、吸気弁６０は上限リフト量ＬＦＴＭＡＸ（例えば１２ｍｍ）まで開弁する。
【００２６】
したがって、モータ４３によりコントロール軸５６を回動させることにより、吸気弁６０のリフト量ＬＦＴを連続的に変更することがきる。本実施形態では、第１弁作動特性可変機構４１に、コントロール軸５６の回転角度（以下「ＣＳ角度」という）ＣＳＡを検出するコントロール軸回転角度センサ（以下「ＣＳ角度センサ」という）１４が設けられており、検出されるＣＳ角度ＣＳＡがリフト量ＬＦＴを示すパラメータとして使用される。
なお、第１弁作動特性可変機構４１の詳細な構成は、特開２００８−２５４１８号公報に示されている。
【００２７】
第１弁作動特性可変機構４１により、図４（ａ）に実線で示すように吸気弁のリフト量ＬＦＴ（及び開角）が変更される。また第３弁作動特性可変機構４７により、図４（ａ）に破線で示すように排気弁のリフト量（及び開角）が２段階に変更される。エンジン回転数ＮＥが比較的低い運転状態（エンジンの始動時及びアイドル運転状態（以下「所定低負荷運転状態」という）を含む）では、低リフト量の特性（破線Ｌ１）が選択される。エンジンの所定低負荷運転状態において、エンジン温度が低いときは、吸気弁の作動特性としては、実線Ｌ２で示される特性（以下「所定リフト特性」という）が選択される。所定リフト特性は、吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期とが一致し（図４（ａ）のＩＶＯＬ参照）、排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間のオーバラップ期間が「０」となる作動特性である。換言すれば、所定リフト特性は、オーバラップ期間が「０」の条件のもとで吸気弁のリフト量ＬＦＴが最大となる特性である。
【００２８】
第２弁作動特性可変機構４２により、吸気弁は、同図（ｂ）に実線Ｌ１３及びＬ１４で示す特性を中心として、カムの作動位相ＣＡＩＮの変化に伴って破線Ｌ１１，Ｌ１２で示す最進角位相から、一点鎖線Ｌ１５，Ｌ１６で示す最遅角位相までの間の位相で駆動される。
【００２９】
ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路のほか、アクチュエータ７、燃料噴射弁６、モータ４３、電磁弁４４、４８に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
【００３０】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記センサの検出信号に応じて、スロットル弁３の開度制御、燃料噴射制御（燃料噴射弁６による燃料噴射時期及び燃料噴射時間の制御）、モータ４３、電磁弁４４、４８による弁作動特性の制御、並びに高圧ポンプ１３による燃料圧ＰＦの制御を行う。
【００３１】
図５は、燃料圧ＰＦの制御を説明するための図であり、燃料圧ＰＦは、基本的にはエンジン負荷ＥＬが増加するほど、高くなるように制御される。図５に示す負荷範囲Ｒ１はエンジン始動時に対応し、負荷範囲Ｒ２はアイドル運転状態に対応し、負荷範囲Ｒ３が通常運転状態に対応し、負荷範囲Ｒ４が吸気弁リフト量ＬＦＴが最大となるような高負荷運転状態に対応する。所定低負荷運転状態（エンジン始動時及びアイドル運転状態）では、燃料圧ＰＦは所定圧ＰＦＩＶＣ（例えば４ＭＰａ）より小さい値に設定される。
【００３２】
図６は、弁作動制御及び燃料噴射時期制御を行う処理のフローチャートであり、この処理は所定時間毎にＥＣＵ５のＣＰＵで実行される。
ステップＳ１１では、燃料圧ＰＦが所定圧ＰＦＩＶＣ以上であるか否かを判別し、この答が否定（ＮＯ）であるときは、エンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＶＣ（例えば０℃）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１１またはＳ１２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、エンジン回転数ＮＥ及び目標吸入空気量ＧＡＩＲＣＭＤ（アクセルペダル操作量ＡＰに応じて算出される）に応じて、ＣＡＩＮＣＭＤマップ（図示せず）を検索し、カム作動位相指令値ＣＡＩＮＣＭＤを算出する（ステップＳ１７）。ステップＳ１８では、エンジン回転数ＮＥ及び目標吸入空気量ＧＡＩＲＣＭＤに応じてＡＬＩＦＴＣＭＤマップ（図示せず）を検索し、吸気弁のリフト量指令値ＡＬＩＦＴを算出する。そして、算出したカム作動位相指令値ＣＡＩＮＣＭＤ及びリフト量指令値ＡＬＩＦＴと、エンジン運転状態に応じて算出される他の制御パラメータに応じて通常の弁作動制御（モータ４３，電磁弁４４，４８の制御）を行うとともに（ステップＳ１９）、エンジン運転状態に応じた通常の燃料噴射時期制御を行う（ステップＳ２０）。
【００３３】
ステップＳ１２の答が否定（ＮＯ）であるとき、すなわち燃料圧ＰＦが所定圧ＰＦＩＶＣより低く、且つエンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＶＣより低いときは、吸気弁の閉弁時期指令値ＩＶＣＣＭＤを所定閉弁時期ＩＶＣＬ（図４参照）に設定する（ステップＳ１３）とともに、カム作動位相指令値ＣＡＩＣＭＤを「０」（最遅角位相に対応する値）に設定する（ステップＳ１４）。
【００３４】
ステップＳ１５では、閉弁時期指令値ＩＶＣＣＭＤに応じて図７に示すＡＬＩＦＴテーブルを検索し、リフト量指令値ＡＬＩＦＴを算出する。図７のＡＬＩＦＴテーブルは、カム作動位相ＣＡＩＮが０ｄｅｇである状態に対応するものである。ステップＳ１６では、燃料噴射時期θｉｎｊを所定噴射時期θｉｎｊＬに設定する。所定噴射時期θｉｎｊＬは、吸気行程中の吸気弁が開弁している期間内の例えば１００ｄｅｇ（吸気行程の開始時期を０ｄｅｇとする）に設定される。上述したようにこのとき排気弁の弁作動特性は、図４（ａ）の破線Ｌ１で示す特性に設定される。
【００３５】
所定低負荷運転状態においてエンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＶＣより低いときは、吸気弁の作動位相を示すカム作動位相ＣＡＩＮは０ｄｅｇに固定されるので、閉弁時期指令値ＩＶＣＣＭＤを所定閉弁時期ＩＶＣＬに設定することにより、吸気弁の弁作動特性は、図４（ａ）に実線Ｌ２で示す所定リフト特性となり、リフト量ＬＦＴは実線Ｌ２に対応した値ＬＦＴＬとなる。所定閉弁時期ＩＶＣＬは、所定リフト量ＬＦＴＬに対応し、この所定リフト量ＬＦＴＬは、所定低負荷運転状態において、エンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＶＣより高いときに適用されるリフト量ＬＦＴＳＨより大きい。
【００３６】
図６の処理によれば、所定低負荷運転状態においてエンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＶＣより低いときは、吸気弁のリフト量ＬＦＴが、エンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＩＶＣ以上であるときより大きな値に設定され、しかも吸気弁が開弁している期間に燃料が噴射されるので、筒内温度（燃焼室内温度）を下げることなく、噴射された燃料の霧化を促進することができるとともに、吸気管２からの空気の流動により噴射燃料を、筒内（燃焼室内）に均一に分散させることができる。そのため、燃焼安定性が向上し、粗悪な燃料が使用されたときでも始動が可能となる。また排気特性の悪化を防止できるという効果も得られる。また、低温用リフト量ＬＦＴＬへの設定は、低燃料圧時（ＰＦ＜ＰＦＩＶＣ）に限定して行われるので、比較的大きいリフト量（ＬＦＴＬ）が適用される運転期間を最小限に抑え、排気特性や燃費の悪化を防ぐことができる。
【００３７】
また排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間が重複するオーバーラップ期間が「０」となる吸気弁作動特性に設定されるので、吸気弁の開弁期間においては、排気弁が確実に閉弁しており、燃料の霧化を促進させることができる。その結果、燃焼安定性をより向上させることができる。
【００３８】
図８は、燃料圧補正係数ＫＰＦを算出する処理のフローチャートであり、この処理はＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間毎に実行される。燃料圧補正係数ＫＰＦは、燃料噴射弁６による燃料噴射時間ＴＯＵＴの算出に適用される補正係数である。
【００３９】
ステップＳ２１では、吸気弁のリフト量指令値ＡＬＩＦＴ及びカム作動位相指令値ＣＡＩＮＣＭＤに応じて図９（ａ）に示すＩＶＣマップを検索し、吸気弁閉弁時期ＩＶＣを算出する。本実施形態では、カム作動位相指令値ＣＡＩＮＣＭＤの増加は進角に相当し、吸気弁閉弁時期ＩＶＣの増加は遅角に相当するように定義されており、ＩＶＣマップは、カム作動位相指令値ＣＡＩＮＣＭＤが増加（進角）するほど、吸気弁閉弁時期ＩＶＣが減少（進角）し、かつリフト量指令値ＡＬＩＦＴが増加するほど吸気弁閉弁時期ＩＶＣが増加（遅角）するように設定されている。すなわち、図９（ａ）に示すラインＬ２１〜Ｌ２５は、所定リフト量ＡＬＩＦＴ１〜ＡＬＩＦＴ５に対応し、所定リフト量ＡＬＩＦＴ１〜ＡＬＩＦＴ５は、ＡＬＩＦＴ１＜ＡＬＩＦＴ２＜ＡＬＩＦＴ３＜ＡＬＩＦＴ４＜ＡＬＩＦＴ５なる関係を満たす。
【００４０】
ステップＳ２２では、エンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢＡに応じて図９（ｂ）に示すθｉｎｊマップを検索し、燃料噴射時期θｉｎｊを算出する。本実施形態では、燃料噴射時期θｉｎｊは、吸気行程の開始時期を「０」として遅角方向に増加するように設定される。θｉｎｊマップは、吸気圧ＰＢＡが増加するほど、燃料噴射時期θｉｎｊが減少（進角）し、かつエンジン回転数ＮＥが増加するほど燃料噴射時期θｉｎｊが減少（進角）するように設定されている。すなわち、図９（ｂ）に示すラインＬ３１〜Ｌ３５は、所定回転数ＮＥ１〜ＮＥ５に対応し、所定回転数ＮＥ１〜ＮＥ５は、ＮＥ１＜ＮＥ２＜ＮＥ３＜ＮＥ４＜ＮＥ５なる関係を満たす。
【００４１】
ステップＳ２３では、燃料噴射時期θｉｎｊが所定噴射時期θｉｎｊｄｉｓｃ（例えば１８０度）より大きいか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるとき、すなわち燃料噴射時期θｉｎｊが圧縮行程中にあるときは、ステップＳ２４に進み、吸気圧ＰＢＡに応じて図９（ｃ）に示すＫＰＣＹＬ１テーブルを検索し、第１係数値ＫＰＣＹＬ１を算出する。ＫＰＣＹＬ１テーブルは、吸気圧ＰＢＡが高くなるほど第１係数値ＫＰＣＹＬ１が増加するように設定されている。
【００４２】
ステップＳ２５では、吸気弁閉弁時期ＩＶＣ及び燃料噴射時期θｉｎｊに応じて図１０（ａ）に示すＰＣＹＬＳＴＤ１マップを検索し、第１基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤ１を算出する。ＰＣＹＬＳＴＤ１マップは、吸気弁閉弁時期ＩＶＣが増加（遅角）するほど、第１基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤ１が減少し、かつ燃料噴射時期θｉｎｊが増加（遅角）するほど第１基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤ１が増加するように設定されている。すなわち、図１０（ａ）に示すラインＬ４１〜Ｌ４５は、所定噴射時期θｉｎｊ１〜θｉｎｊ５に対応し、所定噴射時期θｉｎｊ１〜θｉｎｊ５は、θｉｎｊ１＜θｉｎｊ２＜θｉｎｊ３＜θｉｎｊ４＜θｉｎｊ５なる関係を満たす。
【００４３】
ステップＳ２６では、筒内圧補正係数ＫＰＣＹＬを第１係数値ＫＰＣＹＬ１に設定するとともに、基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤを第１基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤ１に設定する。
【００４４】
ステップＳ３０では、下記式（１）に筒内圧補正係数ＫＰＣＹＬ及び基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤを適用し、燃料噴射時期θｉｎｊにおける筒内圧の推定値である推定筒内圧ＰＣＹＬＥを算出する。
ＰＣＹＬＥ＝ＫＰＣＹＬ×ＰＣＹＬＳＴＤ                （１）
【００４５】
ステップＳ３１では、下記式（２）に検出される燃料圧ＰＦ及び推定筒内圧ＰＣＹＬＥを適用し、燃料圧補正係数ＫＰＦを算出する。式（２）のＰＦＢＡＳＥは、基準燃料圧であり、予め決められた値に設定される。
【数１】
2011012616.tif 000003
【００４６】
一方ステップＳ２３でθｉｎｊ≦θｉｎｊｄｉｓｃであって、燃料噴射時期θｉｎｊが吸気行程にあるときは、ステップＳ２７に進み、吸気圧ＰＢＡに応じて図９（ｃ）に示すＫＰＣＹＬ２テーブルを検索し、第２係数値ＫＰＣＹＬ２を算出する。ＫＰＣＹＬ２テーブルは、吸気圧ＰＢＡが高くなるほど第２係数値ＫＰＣＹＬ２が増加するように設定され、かつ同一の吸気圧においては、第２係数値ＫＰＣＹＬ２は第１係数値ＫＰＣＹＬ１より小さな値に設定されている。
【００４７】
ステップＳ２８では、リフト量指令値ＡＬＩＦＴ及び燃料噴射時期θｉｎｊに応じて図１０（ｂ）に示すＰＣＹＬＳＴＤ２マップを検索し、第２基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤ２を算出する。ＰＣＹＬＳＴＤ２マップは、リフト量指令値ＡＬＩＦＴが増加（遅角）するほど、第２基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤ２が減少し、かつ燃料噴射時期θｉｎｊが増加するほど第２基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤ２が減少するように設定されている。すなわち、図１０（ｂ）に示すラインＬ５１〜Ｌ５５は、所定噴射時期θｉｎｊ１１〜θｉｎｊ１５に対応し、所定噴射時期θｉｎｊ１１〜θｉｎｊ１５は、θｉｎｊ１１＜θｉｎｊ１２＜θｉｎｊ１３＜θｉｎｊ１４＜θｉｎｊ１５なる関係を満たす。
【００４８】
ステップＳ２９では、筒内圧補正係数ＫＰＣＹＬを第２係数値ＫＰＣＹＬ２に設定するとともに、基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤを第２基準筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤ２に設定する。次いで前記ステップＳ３０に進む。
【００４９】
図８の処理では、燃料噴射時期θｉｎｊが吸気行程中あるか圧縮行程中にあるかに応じて推定筒内圧ＰＣＹＬＥの算出手法が変更される。これは以下に理由に基づくものである。圧縮行程では燃焼室内のガスは断熱圧縮される一方、吸気行程では燃焼室内に新気が導入されるため、等温膨張に近い状態となる。よって、圧縮行程では吸気弁閉弁時期ＩＶＣに応じて基本筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤを算出する一方、吸気行程ではリフト量指令値ＡＬＩＦＴに応じて基本筒内圧ＰＣＹＬＳＴＤを算出することにより、それぞれの行程におけるガス状態に応じた正確な筒内圧の推定を行うことができる。
【００５０】
燃料噴射時間ＴＯＵＴは、下記式（３）に燃料圧補正係数ＫＰＦを適用して算出される。式（３）のＴＩは、吸入空気流量ＧＡＩＲに応じて燃焼室内の混合気が所定空燃比となるように算出される基本燃料噴射時間であり、ＫＣＲはエンジン冷却水温ＴＷ、吸気温ＴＡなどに応じて設定される各種補正係数の積である。
ＴＯＵＴ＝ＴＩ×ＫＰＦ×ＫＣＲ                      （３）
【００５１】
式（３）により、基本燃料噴射時間ＴＩが燃料圧補正係数ＫＰＦにより補正され、燃料噴射時間ＴＯＵＴが算出されるので、例えば燃料圧と燃料噴射時期における筒内圧との差が小さい場合であっても、必要な燃料量が正確に噴射され、空燃比の制御精度を高めることができる。
【００５２】
また図８の処理では、第１弁作動特性可変機構４１の制御量であるリフト量指令値ＡＬＩＦＴまたは吸気弁閉弁時期ＩＶＣに基づいて推定筒内圧ＰＣＹＬＥが算出される。吸気弁のリフト量を変更する動弁機構を有する直噴内燃機関では、吸気弁のリフト量が変化すると、燃料圧が同一でも筒内圧が変化するので、リフト量指令値ＡＬＩＦＴまたは吸気弁閉弁時期ＩＶＣに基づいて推定筒内圧ＰＣＹＬＥを算出することにより、正確な推定筒内圧を得ることができる。
【００５３】
本実施形態では、第１弁作動特性可変機構４１が弁リフト量可変手段に相当し、燃料圧センサ２２及びエンジン冷却水温センサ１０がそれぞれ燃料圧検出手段及び機関温度検出手段に相当する。またＥＣＵ５が弁リフト量制御手段、燃料噴射制御手段、及び筒内圧推定手段を構成する。具体的には、図６の処理が弁リフト量制御手段及び燃料噴射制御手段に相当し、図８のステップＳ２１〜Ｓ３０が筒内圧推定手段に相当し、ステップＳ３１が燃料噴射制御手段の一部に相当する。
【００５４】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、低温用リフト量を、吸気弁と排気弁の開弁期間が重複するオーバラップ期間ＣＡＯＬが「０」なるリフト量ＬＦＴＬに設定したが、オーバラップ期間が比較的短いときは、吸気弁とともに排気弁が開弁していることの影響がほとんどないので、低温用リフト量を、オーバラップ期間ＣＡＯＬが微少所定期間ＣＡＯＬＳ（例えば５ｄｅｇ）以下となるような吸気弁リフト量に設定するようにしてもよい。
【００５５】
また上述した実施形態では、エンジン冷却水温センサ１０を機関温度検出手段として使用したが、例えばエンジンオイルの温度を検出するオイル温度センサを設け、オイル温度センサを機関温度検出手段として使用するようにしてもよい。
【００５６】
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  内燃機関
５  電子制御ユニット（弁リフト量制御手段、燃料噴射制御手段、筒内圧推定手段）
６  燃料噴射弁
１０  エンジン冷却水温センサ（機関温度検出手段）
２２  燃料圧センサ（燃料圧検出手段）
２３  高圧ポンプ
４１  第１弁作動特性可変機構（弁リフト量可変手段）
【図１】
2011012616.tif 000004
【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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