(57)【要約】【課題】アルコール含有燃料が用いられる内燃機関において、吸気ポートの腐食を抑制する。【解決手段】制御装置１０が適用される内燃機関２０は、アルコール含有燃料を吸気ポート２１Ａに噴射するポート噴射弁２３と、吸気側可変動弁機構３３とを備えている。制御装置１０は、吸気側可変動弁機構３３によって変更される吸気バルブ３４の閉弁時期に関して、最遅角位置に対する進角量が吸気下死点に到る進角量以下の規定量よりも小さいときには、最遅角位置に対する進角量が規定量以上であるときよりもポート噴射弁２３からの燃料噴射量を少なくする。【選択図】図１
2019210918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコール含有燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射弁と、
吸気バルブの開閉時期を変更可能であり、前記吸気バルブの閉弁時期の最遅角位置が吸気下死点よりも遅角側に設定されている可変動弁機構と、を有する内燃機関に適用され、
前記可変動弁機構によって変更される前記吸気バルブの閉弁時期に関して、前記最遅角位置に対する進角量が吸気下死点に到る進角量以下の規定量よりも小さいときには、前記最遅角位置に対する進角量が前記規定量以上であるときよりも前記ポート噴射弁からの燃料噴射量を少なくする
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する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アルコール含有燃料が使用される内燃機関に関して、アルコール含有燃料は気化しにくいため、気化しなかった燃料が吸気ポートに付着することがあると記載されている。
【０００３】
また、特許文献１に開示されているように、吸気バルブの開閉時期を変更可能な可変動弁機構が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９‐１２１３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
可変動弁機構を備える内燃機関において、吸気バルブの閉弁時期が吸気下死点よりも遅角されると、吸気バルブは圧縮行程において閉弁される。このとき、燃焼室から吸気ポートへの混合気の吹き返しが発生する。当該内燃機関にアルコール燃料が使用される場合、燃焼室から吹き返される混合気にアルコール由来の有機酸が含まれることがある。
【０００６】
本件の発明者らは、燃焼室から吹き返される混合気に含有される有機酸と、吸気ポートにおいて気化せずに滞留しているアルコール燃料と、に着目した。発明者らは、混合気に含有される有機酸が吸気ポートに滞留しているアルコール燃料に溶解して有機酸溶液が生成され、この有機酸溶液の生成量に応じて吸気ポート及び吸気バルブの腐食が発生することを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、アルコール含有燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射弁と、吸気バルブの開閉時期を変更可能であり、前記吸気バルブの閉弁時期の最遅角位置が吸気下死点よりも遅角側に設定されている可変動弁機構と、を有する内燃機関に適用され、前記可変動弁機構によって変更される前記吸気バルブの閉弁時期に関して、前記最遅角位置に対する進角量が吸気下死点に到る進角量以下の規定量よりも小さいときには、前記最遅角位置に対する進角量が前記規定量以上であるときよりも前記ポート噴射弁からの燃料噴射量を少なくすることをその要旨とする。
【０００８】
上記構成では、可変動弁機構による進角量が吸気下死点に到る進角量よりも小さい場合には、吸気バルブの閉弁時期が吸気下死点よりも遅角されて吸気バルブが圧縮行程において閉弁される。すなわち、進角量が吸気下死点に到る進角量よりも小さい場合には、進角量が小さいほど燃焼室から吸気ポートへの吹き返しが多くなりやすい。上記構成によれば、混合気の吹き返しが多くなる虞のあるときには、ポート噴射弁からの燃料噴射量が少なくされる。これによって、吹き返しが多くなる虞のあるときに、吸気ポートにおいて気化せずに滞留している滞留燃料が増加することを抑制できる。滞留燃料の増加を抑制することができるため、吹き返しに含まれる有機酸が滞留燃料に溶解することによって生成される有機酸溶液の量を少なくすることができる。すなわち、有機酸溶液が引き起こす吸気ポート及び吸気バルブの腐食を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の内燃機関の制御装置と、同制御装置が適用される内燃機関を示す概略図。
【図２】同実施形態にかかる制御装置が実行する噴射量調節処理の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図３】同実施形態にかかる制御装置によって噴射量調節処理が実行されるときの噴射量の変化を示すタイミングチャート。
【図４】第２の実施形態にかかる制御装置が実行する噴射量調節処理の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図５】第２の実施形態にかかる制御装置によって噴射量調節処理が実行されるときの噴射量の変化を示すタイミングチャート。
【図６】第３の実施形態にかかる制御装置が実行する噴射量調節処理の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図７】第３の実施形態にかかる制御装置によって噴射量調節処理が実行されるときの噴射量の変化を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、内燃機関の制御装置の第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１１】
図１には、制御装置１０と、制御装置１０が適用される内燃機関２０と、を示している。内燃機関２０は、アルコール含有燃料が燃料として採用されている内燃機関である。
内燃機関２０の吸気通路２１には、スロットルバルブ２２が設けられている。内燃機関２０は、スロットルバルブ２２の開度を検出するスロットル開度センサ５４を備えている。また、吸気通路２１においてスロットルバルブ２２よりも上流には、エアフロメータ５３が設けられている。吸気通路２１においてスロットルバルブ２２の下流側には、ポート噴射弁２３が設けられている。吸気通路２１は、燃焼室２４に接続されている。ポート噴射弁２３は、吸気通路２１における燃焼室２４との接続部分である吸気ポート２１Ａに燃料を噴射する。
【００１２】
内燃機関２０の燃焼室２４は、気筒と気筒内に配置されているピストン２５とによって区画されている。ピストン２５が気筒内で往復移動することによって燃焼室２４の容積が変動する。ピストン２５は、内燃機関２０の駆動軸であるクランクシャフト２９と接続されている。ピストン２５の往復移動とクランクシャフト２９の回転とが連動する。
【００１３】
内燃機関２０は、燃焼室２４内に電極が配置されている点火プラグ２７を備えている。内燃機関２０は、燃焼室２４内に燃料を噴射する筒内噴射弁２６を備えている。内燃機関２０は、内燃機関２０のウォータージャケットを循環する冷却水の温度を検出する水温センサ５２を備えている。
【００１４】
内燃機関２０は、燃焼室２４に対する吸気通路２１の開閉を行う吸気バルブ３４を備えている。吸気バルブ３４は、吸気カムシャフト３１が有する吸気側カム３２によって開閉駆動される。内燃機関２０は、クランクシャフト２９の回転角度に対する吸気カムシャフト３１の相対的な回転角度を変更する吸気側可変動弁機構３３を備えている。吸気側可変動弁機構３３では、吸気側オイルコントロールバルブ３５の作動を通じてオイルの給排が切り換えられることによって、吸気カムシャフト３１の相対的な回転角度が変更される。吸気カムシャフト３１には、タイミングチェーン３９と吸気側可変動弁機構３３とを介してクランクシャフト２９の回転動力が伝達される。吸気側可変動弁機構３３によって、吸気バルブ３４の開閉時期が変更可能となっている。
【００１５】
内燃機関２０は、燃焼室２４に接続されている排気通路２８を備えている。排気通路２８には、空燃比センサ５５が設けられている。内燃機関２０は、燃焼室２４に対する排気通路２８の開閉を行う排気バルブ４４を備えている。排気バルブ４４は、排気カムシャフト４１が有する排気側カム４２によって開閉駆動される。内燃機関２０は、吸気バルブ３４側と同様に、排気バルブ４４の開閉時期が変更可能な排気側可変動弁機構４３を備えている。排気側可変動弁機構４３では、排気側オイルコントロールバルブ４５の作動を通じてオイルの給排が切り換えられる。
【００１６】
制御装置１０は、機能部として、噴射制御部１１とバルブ制御部１２と検出部１３とを備えている。
制御装置１０には、内燃機関２０が備える各種センサからの検出信号が入力される。検出部１３は、エアフロメータ５３からの検出信号に基づいて吸入空気量Ｇａを算出する。検出部１３は、クランク角センサ５１からの検出信号に基づいて機関回転数ＮＥを算出する。検出部１３は、水温センサ５２からの検出信号に基づいて冷却水温ＴＷを算出する。また、検出部１３は、吸気ポート２１Ａに噴射された燃料のうち気化することなく吸気ポート２１Ａ内に滞留している燃料の量を滞留燃料量Ｗとして算出する。滞留燃料量Ｗは、ポート噴射量ＱＰ及び冷却水温ＴＷから推定した値として算出される。
【００１７】
噴射制御部１１は、規定期間にポート噴射弁２３及び筒内噴射弁２６から噴射する燃料の総量として要求噴射量Ｑを算出する。要求噴射量Ｑは、機関回転数ＮＥと吸入空気量Ｇａとに基づいて算出される。
【００１８】
噴射制御部１１は、内燃機関２０の運転状態に基づいて、要求噴射量Ｑを、ポート噴射弁２３から噴射するポート噴射量ＱＰと、筒内噴射弁２６から噴射する筒内噴射量ＱＤと、に分割する。噴射制御部１１は、ポート噴射量ＱＰ及び筒内噴射量ＱＤに基づいて、各噴射量の目標値を設定する。噴射制御部１１は、目標値に基づいてポート噴射弁２３及び筒内噴射弁２６を駆動する。
【００１９】
また、噴射制御部１１は、ポート噴射量ＱＰの最大値を制限するとともに、制限されたポート噴射量ＱＰに基づいて筒内噴射量ＱＤを調節する処理である噴射量調節処理を実行する。噴射量調節処理の詳細については後述する。
【００２０】
バルブ制御部１２は、吸気側オイルコントロールバルブ３５及び排気側オイルコントロールバルブ４５の作動を制御する。すなわち、バルブ制御部１２は、吸気側オイルコントロールバルブ３５及び排気側オイルコントロールバルブ４５を通じて、吸気バルブ３４及び排気バルブ４４の開閉時期を変更する。
【００２１】
バルブ制御部１２は、吸気バルブ３４の閉弁時期に関して最遅角位置を基準とした進角量として吸気バルブ進角量ＡＤを設定する。バルブ制御部１２は、吸気バルブ進角量ＡＤに基づいて吸気バルブ３４の閉弁時期を変更するように吸気側オイルコントロールバルブ３５を作動させる。なお、吸気側可変動弁機構３３における最遅角位置は、吸気下死点よりも遅角側に位置している。このため、吸気バルブ３４の閉弁時期が最遅角位置に設定されているときには、吸気バルブ３４は圧縮行程において閉弁される。
【００２２】
図２を参照して、噴射制御部１１が実行する噴射量調節処理について説明する。本処理は、内燃機関２０の運転中に所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンの実行が開始されると、まず、ステップＳ１０１において、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さいか否かが噴射制御部１１によって判定される。判定進角量ＡＤＴｈは、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈと等しい場合には吸気バルブ３４の閉弁時期が吸気下死点よりも遅角側に設定される値である。さらに判定進角量ＡＤＴｈは、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さい場合には、燃焼室２４から吸気ポート２１Ａに吹き返される混合気の流量が許容量を上回り吸気ポート２１Ａ及び吸気バルブ３４の腐食が引き起こされる虞のある値として、予め実験等によって求められている。
【００２３】
ステップＳ１０１では、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈ以上である場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理がステップＳ１０４に移行される。ステップＳ１０４で実行される処理については後述する。一方、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さい場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、すなわち混合気の吹き返しが多いと判定されると、処理がステップＳ１０２に移行される。
【００２４】
ステップＳ１０２では、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きいか否かが噴射制御部１１によって判定される。制限噴射量ＱＰＭは、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭ以下の量であれば、滞留燃料量Ｗを許容滞留量Ｗ１以下の量に抑えることのできる噴射量として設定されている。制限噴射量ＱＰＭは、予め実験等によって求められている。なお、許容滞留量Ｗ１は、滞留燃料量Ｗが許容滞留量Ｗ１よりも多いと吸気ポート２１Ａ及び吸気バルブ３４の腐食が引き起こされる虞のある値として、予め実験等によって求められている。
【００２５】
ステップＳ１０２では、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭ以下である場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きい場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、すなわち滞留燃料量Ｗが多いと判定されると、処理がステップＳ１０３に移行される。
【００２６】
ステップＳ１０３では、噴射制御部１１がポート噴射量制限を実施する。具体的には、ポート噴射量ＱＰの最大値が制限噴射量ＱＰＭとなるように、ポート噴射量ＱＰの目標値を噴射制御部１１が再設定する。そして、再設定されたポート噴射量ＱＰの目標値と要求噴射量Ｑとに基づいて筒内噴射量ＱＤの目標値を噴射制御部１１が再設定する。すなわち、ポート噴射量制限では、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈ以上であるときよりも、ポート噴射量ＱＰが少なくされるとともに筒内噴射量ＱＤが多くされるように各噴射量の目標値が調節される。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。
【００２７】
ステップＳ１０１において吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈ以上であると判定される場合に処理が移行されるステップＳ１０４では、噴射制御部１１によってポート噴射量制限が解除される。すなわち、ポート噴射量ＱＰの最大値が制限噴射量ＱＰＭにされているステップＳ１０３の処理による制限が解除される。具体的には、ポート噴射量ＱＰ及び筒内噴射量ＱＤの目標値が、内燃機関２０の運転状態に基づいて設定される比率に従った値に再設定される。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。なお、ポート噴射量制限が実施されていない場合には、ステップＳ１０４の処理がスキップされて本処理ルーチンが一旦終了される。
【００２８】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
図３を参照して、噴射量調節処理が実行される場合について説明する。図３に示す例では、図３の（ａ）に示すように、タイミングｔ１１以前では吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも大きく設定された状態で内燃機関２０が運転されている。そして、タイミングｔ１１において、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さく変更される。また、図３の（ｂ）に示すように、タイミングｔ１１以前では、制限噴射量ＱＰＭよりも大きい値がポート噴射量ＱＰの目標値とされている。
【００２９】
噴射量調節処理では、タイミングｔ１１において吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さく変更されると、図２のステップＳ１０１に示したように、処理がステップＳ１０２に移行されて、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きいか否かの判定が実行される。タイミングｔ１１時点ではポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きい値であるため、処理がステップＳ１０３に移行されてポート噴射量制限が実施される。ポート噴射量制限によって、タイミングｔ１１以降においては、図３の（ｂ）に示すように制限噴射量ＱＰＭがポート噴射量ＱＰの上限値とされることによって、ポート噴射量ＱＰが減少する。そして、図３の（ｃ）に示すように、ポート噴射量制限に伴ってポート噴射量ＱＰが減少された分だけ筒内噴射量ＱＤが増加される。
【００３０】
ポート噴射量制限の実施によってポート噴射量ＱＰが減少するため、図３の（ｄ）に示すように滞留燃料量Ｗがタイミングｔ１１以降において徐々に減少する。これによって、滞留燃料量Ｗを許容滞留量Ｗ１よりも少なくすることができる。
【００３１】
制御装置１０が適用される内燃機関２０では、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さい場合には、吸気バルブ３４の閉弁時期が吸気下死点よりも遅角されて吸気バルブ３４が圧縮行程において閉弁される。すなわち、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さい場合には、吸気バルブ進角量ＡＤが小さいほど燃焼室２４から吸気ポート２１Ａへの吹き返しが多くなりやすい。この点、制御装置１０によれば、噴射量調節処理が実行されることによって、混合気の吹き返しが多くなる虞のあるときには、ポート噴射量ＱＰが少なくされる。ポート噴射量ＱＰを少なくすることによって、滞留燃料量Ｗを減少させることができる。
【００３２】
このように、制御装置１０では、噴射量調節処理の実行によって、滞留燃料量Ｗを減少させることができる。これによって、吹き返しが多くなる虞のあるときに、吸気ポート２１Ａにおいて気化せずに滞留している滞留燃料が増加することを抑制できる。滞留燃料の増加を抑制することができるため、吹き返しに含まれる有機酸が滞留燃料に溶解することによって生成される有機酸溶液の量を少なくすることができる。すなわち、有機酸溶液が引き起こす吸気ポート２１Ａ及び吸気バルブ３４の腐食を抑制することができる。
【００３３】
以下、上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係を記載する。
「吸気バルブの開閉時期を変更可能であり、前記吸気バルブの閉弁時期の最遅角位置が吸気下死点よりも遅角側に設定されている可変動弁機構」は、吸気側可変動弁機構３３に対応する。「最遅角位置に対する進角量」は、吸気バルブ進角量ＡＤに対応する。「最遅角位置に対する進角量が吸気下死点に到る進角量以下の規定量」は、判定進角量ＡＤＴｈに対応する。「ポート噴射弁からの燃料噴射量」は、ポート噴射量ＱＰに対応する。
【００３４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、噴射制御部１１が実行する噴射量調節処理に関して、図４に示す処理ルーチンに従って実行される点が第１の実施形態と異なる。その他の構成については、第１の実施形態と共通であるため、説明を省略する。
【００３５】
図４を参照して第２の実施形態における噴射量調節処理について説明する。本処理は、内燃機関２０の運転中に所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンの実行が開始されると、まず、ステップＳ２０１において、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さいか否かが噴射制御部１１によって判定される。吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈ以上である場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、処理がステップＳ２１２に移行される。ステップＳ２１２以降に実行される処理については後述する。一方、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さい場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、すなわち混合気の吹き返しが多いと判定されると、処理がステップＳ２０２に移行される。
【００３６】
ステップＳ２０２では、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きいか否かが噴射制御部１１によって判定される。ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭ以下である場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、処理がステップＳ２１３に移行される。後述するステップＳ２１３の処理が実行された後、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きい場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、すなわち滞留燃料量Ｗが多いと判定されると、処理がステップＳ２０３に移行される。
【００３７】
ステップＳ２０３では、第１経過時間Ｔ１が「０」であるか否かが噴射制御部１１によって判定される。第１経過時間Ｔ１が「０」である場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０４に移行される。ステップＳ２０４では、噴射制御部１１によって第１経過時間Ｔ１のカウントが開始され、その後処理がステップＳ２０５に移行される。一方、ステップＳ２０３において第１経過時間Ｔ１が「０」ではないと判定される場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、処理がステップＳ２０５に移行される。
【００３８】
第１経過時間Ｔ１は、初期値が「０」として設定されている。第１経過時間Ｔ１は、噴射制御部１１が実行する噴射量調節処理におけるステップＳ２０４の処理が実行された時点から時間経過に従って増加される。すなわち、第１経過時間Ｔ１は、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さく、且つポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きい状態が継続されている時間を示している。
【００３９】
ステップＳ２０５では、第１経過時間Ｔ１が許容時間Ｔ１Ｔｈ以上であるか否かが噴射制御部１１によって判定される。許容時間Ｔ１Ｔｈは、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きくなって第１経過時間Ｔ１のカウントが開始されてからポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭ以上である状態が継続し、滞留燃料量Ｗが許容滞留量Ｗ１に達するまでの経過時間として予め実験等によって求められている。
【００４０】
第１経過時間Ｔ１が許容時間Ｔ１Ｔｈよりも短い場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、第１経過時間Ｔ１が許容時間Ｔ１Ｔｈ以上である場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０６に移行される。
【００４１】
ステップＳ２０６では、噴射制御部１１がポート噴射量制限を実施する。具体的には、ポート噴射量ＱＰの最大値が制限噴射量ＱＰＭとなるように、ポート噴射量ＱＰの目標値を噴射制御部１１が再設定する。そして、再設定されたポート噴射量ＱＰの目標値と要求噴射量Ｑとに基づいて筒内噴射量ＱＤの目標値を噴射制御部１１が再設定する。すなわち、ここでは、ポート噴射量ＱＰが減量され筒内噴射量ＱＤが増量されるように各噴射量の目標値が調節される。その後、処理がステップＳ２０７に移行される。
【００４２】
ステップＳ２０７では、噴射制御部１１によって第１経過時間Ｔ１が初期値である「０」にリセットされる。その後、処理がステップＳ２０８に移行される。
ステップＳ２０８では、噴射制御部１１によって第２経過時間Ｔ２のカウントが開始される。第２経過時間Ｔ２は、初期値が「０」として設定されている。ステップＳ２０６の処理に続いて実行されるステップＳ２０８においてカウントが開始される第２経過時間Ｔ２は、ポート噴射量制限が実施されている時間を示している。第２経過時間Ｔ２のカウントが開始されると、処理がステップＳ２０９に移行される。
【００４３】
ステップＳ２０９では、第２経過時間Ｔ２が制限時間Ｔ２Ｔｈ以上であるか否かが噴射制御部１１によって判定される。制限時間Ｔ２Ｔｈは、ポート噴射量制限が実施されてポート噴射量ＱＰの制限が開始されてから滞留燃料量Ｗが所定量まで減少するのに要する時間として、予め実験等によって求められた値が設定されている。当該所定量とは、吸気ポート２１Ａ及び吸気バルブ３４の腐食が引き起こされにくい滞留燃料量Ｗの値として設定されている。
【００４４】
第２経過時間Ｔ２が制限時間Ｔ２Ｔｈ以上である場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、すなわちポート噴射量制限の実施によって滞留燃料量Ｗが減少していると判定されると、処理がステップＳ２１０に移行される。一方、第２経過時間Ｔ２が制限時間Ｔ２Ｔｈよりも短い場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、第２経過時間Ｔ２が制限時間Ｔ２Ｔｈ以上になるまで、ステップＳ２０９における判定が繰り返し実行される。
【００４５】
ステップＳ２１０では、噴射制御部１１によってポート噴射量制限が解除される。すなわち、ポート噴射量ＱＰの最大値が制限噴射量ＱＰＭにされているステップＳ２０６の処理による制限が解除される。具体的には、ポート噴射量ＱＰ及び筒内噴射量ＱＤの目標値が、内燃機関２０の運転状態に基づいて設定される比率に従った値に再設定される。その後、処理がステップＳ２１１に移行される。
【００４６】
ステップＳ２１１では、噴射制御部１１によって第２経過時間Ｔ２が初期値である「０」にリセットされる。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。
ステップＳ２０１において、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈ以上であると判定される場合に処理が移行されるステップＳ２１２では、噴射制御部１１によってポート噴射量制限が解除される。その後、処理がステップＳ２１３に移行される。なお、ポート噴射量制限が実施されていない場合には、ステップＳ２１２の処理がスキップされて処理がステップＳ２１３に移行される。
【００４７】
ステップＳ２１３では、噴射制御部１１によって第１経過時間Ｔ１が初期値である「０」にリセットされる。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００４８】
図５を参照して、第２の実施形態における噴射量調節処理が実行される場合について説明する。図５に示す例では、図５の（ａ）に示すように、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さく設定された状態で内燃機関２０が運転されている。また、図５の（ｂ）に示すように、タイミングｔ２１以前では、ポート噴射量ＱＰの目標値が制限噴射量ＱＰＭよりも小さい値に設定されている。そして、タイミングｔ２１では、図５の（ｂ）に示すようにポート噴射量ＱＰの目標値が制限噴射量ＱＰＭよりも大きい値に変更されるとともに、図５の（ｃ）に示すように筒内噴射量ＱＤが減少されるように筒内噴射量ＱＤの目標値が変更されている。
【００４９】
タイミングｔ２１以降においてポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きくなると、ステップＳ２０２において実行される判定処理によって処理がステップＳ２０４に移行されて、図５の（ｅ）に示すように第１経過時間Ｔ１のカウントが開始される。タイミングｔ２１からカウントが開始された第１経過時間Ｔ１は、タイミングｔ２２において許容時間Ｔ１Ｔｈに達する。第１経過時間Ｔ１が許容時間Ｔ１Ｔｈ以上になったことによって、ステップＳ２０５において実行される判定処理によって処理がステップＳ２０６に移行されて、ポート噴射量制限が実施される。ポート噴射量制限によって、タイミングｔ２２以降では、図５の（ｂ）に示すように制限噴射量ＱＰＭがポート噴射量ＱＰの上限値とされる。これに伴って、図５の（ｃ）に示すように、ポート噴射量ＱＰがポート噴射量制限によって減少した分だけ筒内噴射量ＱＤが増加されるように筒内噴射量ＱＤの目標値が変更される。ポート噴射量ＱＰの上限値が制限噴射量ＱＰＭに制限されたことによって、図５の（ｄ）に示すように、滞留燃料量Ｗがタイミングｔ２２時点から減少し始める。
【００５０】
第２の実施形態における噴射量調節処理によれば、第１経過時間Ｔ１が許容時間Ｔ１Ｔｈに達していないときには、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さく且つポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きい状態でも、ポート噴射量制限が実施されない。換言すれば、第１経過時間Ｔ１のカウントが開始されてから許容時間Ｔ１Ｔｈが経過するまでは、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さく且つポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きい状態を許容している。これによって、内燃機関２０の運転状態に基づいて設定されたポート噴射量ＱＰと筒内噴射量ＱＤとの比率を維持した状態での運転を滞留燃料量Ｗが許容滞留量Ｗ１に達するまでの期間に行うことができる。
【００５１】
そして、第１経過時間Ｔ１が許容時間Ｔ１Ｔｈに達するとポート噴射量制限が実行されることによって、第１の実施形態と同様にポート噴射量ＱＰが少なくされる。すなわち、混合気の吹き返しが多くなる虞のあるときに、吸気ポート２１Ａにおいて気化せずに滞留している滞留燃料が増加することを抑制することによって、吸気ポート２１Ａ及び吸気バルブ３４の腐食を抑制できる。
【００５２】
また、第２の実施形態における噴射量調節処理によれば、図５の（ｆ）に示すように、ポート噴射量制限が実施されるタイミングｔ２２から第２経過時間Ｔ２のカウントが開始される（Ｓ２０８）。タイミングｔ２３において第２経過時間Ｔ２が制限時間Ｔ２Ｔｈに達すると、ステップＳ２０９において実行される判定処理によって処理がステップＳ２１０に移行されて、ポート噴射量制限が解除される。このため、タイミングｔ２３以降では、図５の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ポート噴射量ＱＰ及び筒内噴射量ＱＤの目標値が、ポート噴射量制限の実施前に設定されていた目標値に変更される。すなわち、タイミングｔ２３以降ではポート噴射量ＱＰが増加されるため、図５の（ｄ）に示すように、滞留燃料量Ｗがタイミングｔ２３時点から増加し始める。
【００５３】
このようにポート噴射量制限を実施する期間を設定していることによって、滞留燃料量Ｗを減少させた後には、再び内燃機関２０の運転状態に基づいて設定されたポート噴射量ＱＰと筒内噴射量ＱＤとの比率を維持した状態で運転することができる。これによって、滞留燃料の増加を抑制して吸気ポート２１Ａ及び吸気バルブ３４の腐食を抑制しつつ、ポート噴射量ＱＰが過度に少なくされることを抑制できる。
【００５４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、噴射制御部１１が実行する噴射量調節処理に関して、図６に示す処理ルーチンに従って噴射量調節処理が実行される点が第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる。その他の構成については、第１の実施形態と共通であるため、説明を省略する。
【００５５】
図６を参照して第３の実施形態における噴射量調節処理について説明する。本処理は、内燃機関２０の運転中に所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンの実行が開始されると、まず、ステップＳ３０１において、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さいか否かが噴射制御部１１によって判定される。
【００５６】
ステップＳ３０１では、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈ以上である場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、処理がステップＳ３０７に移行される。ステップＳ３０７では、噴射制御部１１によってポート噴射量制限が解除される。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。なお、ポート噴射量制限が実施されていない場合には、ステップＳ３０７の処理がスキップされて本処理ルーチンが一旦終了される。
【００５７】
一方、ステップＳ３０１の処理において、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さいと判定される場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、すなわち混合気の吹き返しが多いと判定されると、処理がステップＳ３０２に移行される。
【００５８】
ステップＳ３０２では、冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈ以上であるか否かが判定される。判定値ＴＷＴｈは、冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈよりも低い場合にはポート噴射弁２３から噴射されるアルコール含有燃料が、より気化しにくい環境にあると判定するための値として、予め実験等によって求められている。
【００５９】
冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈ以上である場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０３に移行される。
ステップＳ３０３では、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きいか否かが噴射制御部１１によって判定される。ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭ以下である場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、ポート噴射量ＱＰが制限噴射量ＱＰＭよりも大きい場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、すなわち滞留燃料量Ｗが多いと判定されると、処理がステップＳ３０４に移行される。
【００６０】
ステップＳ３０４では、噴射制御部１１がポート噴射量制限を実施する。具体的には、ポート噴射量ＱＰの最大値が制限噴射量ＱＰＭとなるように、ポート噴射量ＱＰの目標値を噴射制御部１１が再設定する。そして、再設定されたポート噴射量ＱＰの目標値と要求噴射量Ｑとに基づいて筒内噴射量ＱＤの目標値を噴射制御部１１が再設定する。すなわち、ここでは、ポート噴射量ＱＰが減量され筒内噴射量ＱＤが増量されるように各噴射量の目標値が調節される。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。
【００６１】
一方、ステップＳ３０２において、冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈよりも小さいと判定される場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、すなわちアルコール含有燃料が気化しにくいと判定されると、処理がステップＳ３０５に移行される。
【００６２】
ステップＳ３０５では、ポート噴射量ＱＰが低温時制限噴射量ＱＰＭＬよりも大きいか否かが噴射制御部１１によって判定される。低温時制限噴射量ＱＰＭＬは、制限噴射量ＱＰＭよりも小さい値として設定されている。低温時制限噴射量ＱＰＭＬは、冷却水温ＴＷが低くアルコール含有燃料がより気化しにくい環境において滞留燃料量Ｗの増加を抑えることのできる値として、予め実験等によって求められている。
【００６３】
ポート噴射量ＱＰが低温時制限噴射量ＱＰＭＬ以下である場合（Ｓ３０５：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、ポート噴射量ＱＰが低温時制限噴射量ＱＰＭＬよりも大きい場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、すなわち滞留燃料量Ｗが多いと判定されると、処理がステップＳ３０６に移行される。
【００６４】
ステップＳ３０６では、噴射制御部１１が低温時制限を実施する。具体的には、ポート噴射量ＱＰの最大値が低温時制限噴射量ＱＰＭＬとなるように、ポート噴射量ＱＰの目標値を噴射制御部１１が再設定する。そして、再設定されたポート噴射量ＱＰの目標値と要求噴射量Ｑとに基づいて筒内噴射量ＱＤの目標値を噴射制御部１１が再設定する。すなわち、ここでは、ポート噴射量ＱＰが減量され筒内噴射量ＱＤが増量されるように各噴射量の目標値が調節される。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。
【００６５】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
図７を参照して、第３の実施形態における噴射量調節処理が実行される場合について説明する。図７には、冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈよりも低く、図６のステップＳ３０６に示した低温時制限が実施される場合の例を実線で示している。また、比較例として、冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈよりも低いがポート噴射量制限が実施される場合の例を二点鎖線で示している。図７に示す例では、図７の（ａ）に示すように、タイミングｔ３１以前では吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも大きく設定された状態で内燃機関２０が運転されている。そして、タイミングｔ３１において、吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さく変更される。また、図７の（ｂ）に示すように、タイミングｔ３１以前では、制限噴射量ＱＰＭよりも大きい値がポート噴射量ＱＰの目標値とされている。
【００６６】
噴射量調節処理では、タイミングｔ３１において吸気バルブ進角量ＡＤが判定進角量ＡＤＴｈよりも小さく変更されると、図６のステップＳ３０１に示したように、処理がステップＳ３０２に移行されて、冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈ以上であるか否かの判定が実行される。冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈよりも低い場合には、低温時制限によって、図７の（ｂ）に実線で示すようにポート噴射量ＱＰの上限値が低温時制限噴射量ＱＰＭＬに制限される（Ｓ３０６）。
【００６７】
一方、ポート噴射量制限が実施される二点鎖線で示す例では、図７の（ｂ）に示すようにポート噴射量ＱＰの上限値が制限噴射量ＱＰＭに制限される。
ここで、冷却水温ＴＷ、すなわち内燃機関２０のウォータージャケットを循環する冷却水の水温が低い状況では、吸気ポート２１Ａに噴射された燃料が気化しにくいため、冷却水温ＴＷが高いときと比較して滞留燃料量Ｗが増加しやすい。この点、第３の実施形態における噴射量調節処理によれば、冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈよりも低い場合に、制限噴射量ＱＰＭよりも小さい値である低温時制限噴射量ＱＰＭＬにポート噴射量ＱＰを制限する。これによって、図７の（ｄ）に実線で示すように、ポート噴射量ＱＰの上限値を制限噴射量ＱＰＭに制限した場合（二点鎖線）と比較して、滞留燃料量Ｗをより減少させることができる。
【００６８】
第３の実施形態によれば、冷却水温ＴＷが低い場合でも、滞留燃料が増加することを抑制でき、吸気ポート２１Ａ及び吸気バルブ３４の腐食を抑制できる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００６９】
・上記実施形態では、低温時制限噴射量ＱＰＭＬとして予め定められた値を採用したが、冷却水温ＴＷが低いほど低温時制限噴射量ＱＰＭＬが低い値となるように低温時制限噴射量ＱＰＭＬを算出するようにしてもよい。
【００７０】
・冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈ以上である場合にポート噴射量制限を実施し、冷却水温ＴＷが判定値ＴＷＴｈよりも低い場合に低温時制限を実施する構成を、第２の実施形態に適用してもよい。
【００７１】
その他、上記各実施形態に共通して変更可能な要素としては次のようなものがある。
・燃料のアルコール濃度を検出するセンサを設け、アルコール濃度に基づいて制限噴射量ＱＰＭ等の噴射量調節処理における判定に用いる値を変更してもよい。例えば、アルコール濃度が高いほど制限噴射量ＱＰＭを小さくするとよい。また、アルコール濃度が高いほど判定進角量ＡＤＴｈを小さくしてもよい。このように燃料のアルコール濃度に基づいて制限噴射量ＱＰＭ等を設定することによって、アルコール濃度が高く気化しにくい燃料を使用している場合に、生成される有機酸溶液の量を少なくすることができる。
【００７２】
なお、燃料のアルコール濃度は、例えば、要求噴射量Ｑ、吸入空気量Ｇａ、機関回転数ＮＥ、排気空燃比等に基づいて推定することもできる。
【符号の説明】
【００７３】
１０…制御装置、１１…噴射制御部、１２…バルブ制御部、１３…検出部、２０…内燃機関、２１…吸気通路、２１Ａ…吸気ポート、２２…スロットルバルブ、２３…ポート噴射弁、２４…燃焼室、２５…ピストン、２６…筒内噴射弁、２７…点火プラグ、２８…排気通路、２９…クランクシャフト、３１…吸気カムシャフト、３２…吸気側カム、３３…吸気側可変動弁機構、３４…吸気バルブ、３５…吸気側オイルコントロールバルブ、３９…タイミングチェーン、４１…排気カムシャフト、４２…排気側カム、４３…排気側可変動弁機構、４４…排気バルブ、４５…排気側オイルコントロールバルブ、５１…クランク角センサ、５２…水温センサ、５３…エアフロメータ、５４…スロットル開度センサ、５５…空燃比センサ。
【図１】
2019210918.tif 000003
【図２】
2019210918.tif 000004
【図３】
2019210918.tif 000005
【図４】
2019210918.tif 000006
【図５】
2019210918.tif 000007
【図６】
2019210918.tif 000008
【図７】
2019210918.tif 000009