(57)【要約】【課題】充填される新気量に比例して定まる燃料量に対して実際の噴射量が補正される場合であっても、ＰＮを低減することができるようにした内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ＣＰＵ７２は、燃焼室２４内に充填される新気量に基づき、ベース噴射量を算出し、ベース噴射量を、吸気バルブ１８の開弁前に燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量と、吸気バルブ１８の開弁に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量とに分割する。ＣＰＵ７２は、水温ＴＨＷ等に応じてベース噴射量を補正する際、非同期噴射量のみを補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、
前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に比例した噴射量であるベース噴射量を算出するベース噴射量算出処理と、
吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記ベース噴射量を分割する分割処理と、
前記ベース噴射量の補正要求量を出力する補正要求量出力処理と、
前記補正要求量に応じて前記非同期噴射量を補正し、前記同期噴射量を補正しない選択的補正処理と、
前記同期噴射量および前記補正のなされた非同期噴射量に応じて前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記補正要求量は、１燃焼サイクル内において前記内燃機関の燃焼室に流入する燃料量のうちの前記ポート噴射弁から噴射される燃料以外に前記燃焼室に流入する燃料量の割合である外乱燃料割合に基づくフィードフォワード制御によって、前記外乱燃料割合が大きい場合に小さい場合よりも前記ベース噴射量の減量量を大きくするための要求量を含む請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、前記ポート噴射弁から噴射される燃料を貯蔵する燃料タンクからの燃料蒸気を捕集するキャニスタと、前記キャニスタ内の流体の前記吸気通路への流入量を調整する調整装置と、を備え、
前記調整装置を操作して、前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量を制御する流量制御処理を実行し、
前記補正要求量は、前記外乱燃料割合としての前記吸気通路内の流体に占める燃料蒸気の流量の割合である蒸気割合が大きい場合に小さい場合よりも前記ベース噴射量の減量量を大きくするための要求量を含む請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記補正要求量は、前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも前記ベース噴射量の増量量を大きくするための要求量を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記補正要求量は、前記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの検出値を目標値にフィードバック制御するための操作量に応じて前記ベース噴射量を補正するための要求量を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記補正要求量は、前記充填される新気量が変化する過渡時において、前記新気量の変化に応じて前記ベース噴射量を補正するための要求量を含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、
前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための要求噴射量を設定する要求噴射量設定処理と、
吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記要求噴射量を分割し、前記非同期噴射量の燃料および前記同期噴射量の燃料を順次噴射すべく前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、
前記操作処理は、前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも前記要求噴射量を増量し、前記内燃機関の温度が高い場合に対して低い場合の前記非同期噴射量の増量比率よりも前記内燃機関の温度が高い場合に対して低い場合の前記同期噴射量の増量比率を小さくする処理を含む内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記操作処理は、１燃焼サイクル内において前記内燃機関の燃焼室に流入する燃料量のうちの前記ポート噴射弁から噴射される燃料以外に前記燃焼室に流入する燃料量の割合である外乱燃料割合が大きい場合に小さい場合よりも前記要求噴射量を減量し、前記外乱燃料割合が小さい場合に対する大きい場合の前記非同期噴射量の減量比率よりも前記外乱燃料割合が小さい場合に対する大きい場合の前記同期噴射量の減量比率を小さくする処理を含む請求項７記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関は、前記ポート噴射弁から噴射される燃料を貯蔵する燃料タンクからの燃料蒸気を捕集するキャニスタと、前記キャニスタ内の流体の前記吸気通路への流入量を調整する調整装置と、を備え、
前記調整装置を操作して、前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量を制御する流量制御処理を実行し、
前記操作処理は、前記外乱燃料割合としての前記吸気通路内の流体の流量に占める燃料蒸気の流量の割合である蒸気割合が大きい場合に小さい場合よりも前記要求噴射量を減量し、前記蒸気割合が小さい場合に対する大きい場合の前記非同期噴射量の減量比率よりも前記蒸気割合が小さい場合に対する大きい場合の前記同期噴射量の減量比率を小さくする処理を含む請求項８記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、
前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための要求噴射量を設定する要求噴射量設定処理と、
吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記要求噴射量を分割し、前記非同期噴射量の燃料および前記同期噴射量の燃料を順次噴射すべく前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、
前記操作処理は、１燃焼サイクル内において前記ポート噴射弁から噴射される燃料以外に前記内燃機関の燃焼室に流入する燃料量の割合である外乱燃料割合が大きい場合に小さい場合よりも前記要求噴射量を減量し、前記外乱燃料割合が小さい場合に対する大きい場合の前記非同期噴射量の減量比率よりも前記外乱燃料割合が小さい場合に対する大きい場合の前記同期噴射量の減量比率を小さくする処理を含む内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記操作処理は、前記充填される新気量が変化する過渡時において前記要求噴射量を補正し、前記過渡時における前記非同期噴射量の補正比率の絶対値よりも前記過渡時における前記同期噴射量の補正比率の絶対値を小さくする処理を含む請求項７〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、
前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための要求噴射量を設定する要求噴射量設定処理と、
吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記要求噴射量を分割し、前記非同期噴射量の燃料および前記同期噴射量の燃料を順次噴射すべく前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、
前記操作処理は、前記充填される新気量が変化する過渡時において前記要求噴射量を補正し、前記過渡時における前記非同期噴射量の補正比率の絶対値よりも前記過渡時における前記同期噴射量の補正比率の絶対値を小さくする処理を含む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、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき定まる要求噴射量を、吸気行程における噴射であるリーディング噴射と、その後の燃焼行程における噴射であるトレーディング噴射とに分割する制御装置が記載されている。詳しくは、同制御装置は、充填される新気量に応じた噴射量を水温補正することによって要求噴射量を算出しており、また要求噴射量を分割比によって分割した後、補正処理を施したものを最終的なリーディング噴射の噴射量としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２５６１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）の数であるＰＮを減少させるべく、要求噴射量の燃料を全て吸気行程よりも前に噴射する吸気非同期噴射によって噴射する代わりに、要求噴射量の一部を、吸気バルブの開弁タイミングに同期して噴射する吸気同期噴射によって噴射することを検討した。そして、充填される新気量に応じた噴射量が様々な要因によって補正されることに起因して吸気同期噴射の噴射量が変化すると、ＰＮを十分に減少させることが困難となるおそれがあることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．内燃機関の制御装置は、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に比例した噴射量であるベース噴射量を算出するベース噴射量算出処理と、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記ベース噴射量を分割する分割処理と、前記ベース噴射量の補正要求量を出力する補正要求量出力処理と、前記補正要求量に応じて前記非同期噴射量を補正し、前記同期噴射量を補正しない選択的補正処理と、前記同期噴射量および前記補正のなされた非同期噴射量に応じて前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行する。
【０００６】
上記構成では、補正要求量に応じて非同期噴射量を補正するものの、同期噴射量については補正しない。このため、補正要求量に応じて非同期噴射量とともに同期噴射量を補正する場合と比較すると、同期噴射量を、ＰＮを低減する上で適切な値に維持しやすい。
【０００７】
２．上記１記載の内燃機関の制御装置において、前記補正要求量は、１燃焼サイクル内において前記内燃機関の燃焼室に流入する燃料量のうちの前記ポート噴射弁から噴射される燃料以外に前記燃焼室に流入する燃料量の割合である外乱燃料割合に基づくフィードフォワード制御によって、前記外乱燃料割合が大きい場合に小さい場合よりも前記ベース噴射量の減量量を大きくするための要求量を含む。
【０００８】
ポート噴射弁から噴射される燃料以外に燃焼室に流入する燃料が存在する場合、その燃料に起因して、燃焼室内に供給される燃料量が燃焼室内に充填される新気量にとって過剰となるおそれがある。そこで上記構成では、外乱燃料割合に応じてベース噴射量を減量する補正要求量を出力することにより、ポート噴射弁から噴射される燃料以外に燃焼室に流入する燃料の影響をフィードフォワード制御によって補償することができる。特に、上記構成では、フィードフォワード制御によって非同期噴射量が補正されるため、同期噴射量が上記フィードフォワード制御によって変動することを抑制できる。
【０００９】
３．上記２記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は、前記ポート噴射弁から噴射される燃料を貯蔵する燃料タンクからの燃料蒸気を捕集するキャニスタと、前記キャニスタ内の流体の前記吸気通路への流入量を調整する調整装置と、を備え、前記調整装置を操作して、前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量を制御する流量制御処理を実行し、前記補正要求量は、前記外乱燃料割合としての前記吸気通路内の流体に占める燃料蒸気の流量の割合である蒸気割合が大きい場合に小さい場合よりも前記ベース噴射量の減量量を大きくするための要求量を含む。
【００１０】
キャニスタから吸気通路に流入する燃料蒸気は、燃焼室に流入する燃料量が、ベース噴射量に対して過剰となる要因となる。このため、上記構成では、フィードフォワード制御によって、蒸気割合に応じてベース噴射量を減量する。特に、上記構成では、フィードフォワード制御によって非同期噴射量が補正されるため、同期噴射量が上記フィードフォワード制御によって変動することを抑制できる。
【００１１】
４．上記１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記補正要求量は、前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも前記ベース噴射量の増量量を大きくするための要求量を含む。
【００１２】
ポート噴射弁から噴射される燃料量が同一であっても、内燃機関の温度が低い場合には高い場合と比較して、燃焼室内において実際に燃焼に供される燃料量が少なくなる。このため、上記構成では、温度が低い場合にフィードフォワード制御によって噴射量を増量すべく、ベース噴射量の増量量を大きくする補正要求量を出力する。特に、上記構成では、フィードフォワード制御によって非同期噴射量が補正されるため、同期噴射量が上記フィードフォワード制御によって変動することを抑制できる。
【００１３】
５．上記１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記補正要求量は、前記内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの検出値を目標値にフィードバック制御するための操作量に応じて前記ベース噴射量を補正するための要求量を含む。
【００１４】
上記構成では、フィードバック補正量によって非同期噴射量のみが補正されるため、同期噴射量がフィードバック制御によって変動することを抑制できる。
６．上記１〜５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記補正要求量は、前記充填される新気量が変化する過渡時において、前記新気量の変化に応じて前記ベース噴射量を補正するための要求量を含む。
【００１５】
充填される新気量が変化する場合には、吸気通路に付着する燃料量が変化することに起因して燃焼室内に流入する燃料量がベース噴射量に対してずれを生じる。そこで、上記構成では、過渡時においてはこのずれをフィードフォワード制御によって補償する。特に、上記構成では、フィードフォワード制御によって非同期噴射量が補正されるため、同期噴射量が上記フィードフォワード制御によって変動することを抑制できる。
【００１６】
７．内燃機関の制御装置は、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための要求噴射量を設定する要求噴射量設定処理と、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記要求噴射量を分割し、前記非同期噴射量の燃料および前記同期噴射量の燃料を順次噴射すべく前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、前記操作処理は、前記内燃機関の温度が低い場合に高い場合よりも前記要求噴射量を増量し、前記内燃機関の温度が高い場合に対して低い場合の前記非同期噴射量の増量比率よりも前記内燃機関の温度が高い場合に対して低い場合の前記同期噴射量の増量比率を小さくする処理を含む。
【００１７】
ポート噴射弁から噴射される燃料量が同一であっても、内燃機関の温度が低い場合には高い場合と比較して、燃焼室内において実際に燃焼に供される燃料量が少なくなる。このため、上記構成では、温度が低い場合に要求噴射量を増量することにより、実際に燃焼に供される燃料量が不足することを抑制する。その際、上記構成では、同期噴射量の増量比率を非同期噴射量の増量比率よりも小さくする。これにより、内燃機関の温度が低いことに起因して要求噴射量を増量する場合であっても、同期噴射量の変化を抑制することができ、ひいては同期噴射量をＰＮを低減する狙いにとって適切な値に設定しやすい。
【００１８】
８．上記７記載の内燃機関の制御装置において、前記操作処理は、１燃焼サイクル内において前記内燃機関の燃焼室に流入する燃料量のうちの前記ポート噴射弁から噴射される燃料以外に前記燃焼室に流入する燃料量の割合である外乱燃料割合が大きい場合に小さい場合よりも前記要求噴射量を減量し、前記外乱燃料割合が小さい場合に対する大きい場合の前記非同期噴射量の減量比率よりも前記外乱燃料割合が小さい場合に対する大きい場合の前記同期噴射量の減量比率を小さくする処理を含む。
【００１９】
ポート噴射弁から噴射される燃料以外に燃焼室に流入する燃料が存在する場合、その燃料に起因して、燃焼室内に供給される燃料量が燃焼室内に充填される新気量にとって過剰となるおそれがある。そこで上記構成では、外乱燃料割合に応じて要求噴射量を減量することにより、ポート噴射弁から噴射される燃料以外に燃焼室に流入する燃料の影響を補償することができる。その際、同期噴射量を非同期噴射量の減量比率よりも小さくすることによって、要求噴射量を減量する場合であっても、同期噴射量の変化を抑制することができ、ひいては同期噴射量をＰＮを低減する狙いにとって適切な値に設定しやすい。
【００２０】
９．上記８記載の内燃機関の制御装置において、前記ポート噴射弁から噴射される燃料を貯蔵する燃料タンクからの燃料蒸気を捕集するキャニスタと、前記キャニスタ内の流体の前記吸気通路への流入量を調整する調整装置と、を備える内燃機関に適用され、前記調整装置を操作して、前記キャニスタから前記吸気通路に流入する燃料蒸気の流量を制御する流量制御処理を実行し、前記操作処理は、前記外乱燃料割合としての前記吸気通路内の流体の流量に占める燃料蒸気の流量の割合である蒸気割合が大きい場合に小さい場合よりも前記要求噴射量を減量し、前記蒸気割合が小さい場合に対する大きい場合の前記非同期噴射量の減量比率よりも前記蒸気割合が小さい場合に対する大きい場合の前記同期噴射量の減量比率を小さくする処理を含む。
【００２１】
キャニスタから吸気通路に流入する燃料蒸気は、燃焼室に流入する燃料量が、要求噴射量に対して過剰となる要因となる。このため、上記構成では、蒸気割合に応じて要求噴射量を減量する。特に、上記構成では、非同期噴射量の減量比率よりも同期噴射量の減量比率を小さくすることにより、要求噴射量を減量する場合であっても、同期噴射量の変化を抑制することができ、ひいては同期噴射量をＰＮを低減する狙いにとって適切な値に設定しやすい。
【００２２】
１０．内燃機関の制御装置は、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための要求噴射量を設定する要求噴射量設定処理と、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記要求噴射量を分割し、前記非同期噴射量の燃料および前記同期噴射量の燃料を順次噴射すべく前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、前記操作処理は、１燃焼サイクル内において前記ポート噴射弁から噴射される燃料以外に前記内燃機関の燃焼室に流入する燃料量の割合である外乱燃料割合が大きい場合に小さい場合よりも前記要求噴射量を減量し、前記外乱燃料割合が小さい場合に対する大きい場合の前記非同期噴射量の減量比率よりも前記外乱燃料割合が小さい場合に対する大きい場合の前記同期噴射量の減量比率を小さくする処理を含む。
【００２３】
ポート噴射弁から噴射される燃料以外に燃焼室に流入する外乱燃料は、燃焼室に流入する燃料量が、要求噴射量に対して過剰となる要因となる。このため、上記構成では、外乱燃料割合に応じて要求噴射量を減量する。特に、上記構成では、非同期噴射量の減量比率よりも同期噴射量の減量比率を小さくすることにより、要求噴射量を減量する場合であっても、同期噴射量の変化を抑制することができ、ひいては同期噴射量をＰＮを低減する狙いにとって適切な値に設定しやすい。
【００２４】
１１．上記７〜９のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置は、前記操作処理は、前記充填される新気量が変化する過渡時において前記要求噴射量を補正し、前記過渡時における前記非同期噴射量の補正比率の絶対値よりも前記過渡時における前記同期噴射量の補正比率の絶対値を小さくする処理を含む。
【００２５】
１２．上記内燃機関の制御装置において、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁を備える内燃機関に適用され、前記内燃機関の気筒内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するための要求噴射量を設定する要求噴射量設定処理と、吸気バルブの開弁期間に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射の噴射量である同期噴射量と、前記吸気同期噴射よりも進角側のタイミングにて燃料を噴射する吸気非同期噴射の噴射量である非同期噴射量とに、前記要求噴射量を分割し、前記非同期噴射量の燃料および前記同期噴射量の燃料を順次噴射すべく前記ポート噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、前記操作処理は、前記充填される新気量が変化する過渡時において前記要求噴射量を補正し、前記過渡時における前記非同期噴射量の補正比率の絶対値よりも前記過渡時における前記同期噴射量の補正比率の絶対値を小さくする処理を含む。
【００２６】
充填される新気量が変化する場合には、吸気通路に付着する燃料量が変化することに起因して燃焼室内に流入する燃料量が過剰または不足するおそれがある。そこで、上記１１および１２の構成では、過渡時においてはこのずれを補償すべく要求噴射量を補正する。特に、上記１１および１２の構成では、非同期噴射量の補正比率の絶対値よりも同期噴射量の補正比率の絶対値を小さくすることにより、要求噴射量を補正する場合であっても、同期噴射量の変化を抑制することができ、ひいては同期噴射量をＰＮを低減する狙いにとって適切な値に設定しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態にかかる内燃機関の制御装置および内燃機関を示す図。
【図２】同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の一部を示すブロック図。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかるシングル噴射処理とマルチ噴射処理とを示すタイムチャート。
【図４】同実施形態にかかる噴射弁操作処理の手順を示す流れ図。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる到達終了時期の設定手法を示す図。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、同実施形態の効果を示す図。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、同実施形態の効果を示すタイムチャート。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、同実施形態の効果を示すタイムチャート。
【図９】同実施形態の効果を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示す内燃機関１０の吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が設けられており、スロットルバルブ１４の下流には、ポート噴射弁１６が設けられている。吸気通路１２に吸入された空気とポート噴射弁１６から噴射された燃料とは、吸気バルブ１８の開弁に伴って、シリンダ２０およびピストン２２によって区画された燃焼室２４に流入する。燃焼室２４において、燃料と空気との混合気は、点火装置２６の火花放電によって燃焼に供され、その際生成される燃焼エネルギは、ピストン２２を介してクランク軸２８の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気バルブ３０の開弁に伴って、排気として排気通路３２に排出される。排気通路３２には、触媒３４が設けられている。
【００２９】
クランク軸２８の回転動力は、タイミングチェーン３８を介して、吸気側カム軸４０および排気側カム軸４２に伝達される。なお、本実施形態では、吸気側カム軸４０には、吸気側バルブタイミング調整装置４４を介してタイミングチェーン３８の動力が伝達される。吸気側バルブタイミング調整装置４４は、クランク軸２８と吸気側カム軸４０との回転位相差を調整することによって、吸気バルブ１８の開弁タイミングを調整するアクチュエータである。
【００３０】
クランクケース５０は、ブローバイガス通路５２を介して吸気通路１２に接続されている。ブローバイガス通路５２には、その流路断面積を調整するＰＣＶバルブ５４が設けられている。ＰＣＶバルブ５４は、クランクケース５０側の圧力が吸気通路１２側の圧力よりも所定圧以上高くなることにより開弁する機械式の弁体である。
【００３１】
ポート噴射弁１６により噴射される燃料は、燃料タンク６０に貯蔵されており、燃料タンク６０に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ６２によって汲み上げられてポート噴射弁１６に向けて吐出される。燃料タンク６０内で生じた燃料蒸気は、キャニスタ６４に捕集される。キャニスタ６４と吸気通路１２とはパージ通路６８によって接続されており、パージ通路６８における流体の流路断面積は、パージバルブ６６によって調節可能となっている。
【００３２】
制御装置７０は、内燃機関１０を制御対象とし、その制御量（トルク、排気成分等）を制御するために、上記スロットルバルブ１４や、ポート噴射弁１６、点火装置２６、吸気側バルブタイミング調整装置４４等の内燃機関１０の操作部を操作する。この際、制御装置７０は、クランク角センサ８０の出力信号Ｓｃｒや、触媒３４の上流側に設けられた空燃比センサ８２によって検出される空燃比Ａｆ、吸気側カム角センサ８４の出力信号Ｓｃａを参照する。また、制御装置７０は、エアフローメータ８６によって検出される吸入空気量Ｇａや、水温センサ８８によって検出される内燃機関１０の冷却水の温度（水温ＴＨＷ）を参照する。
【００３３】
制御装置７０は、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７４、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ７６、および制御装置７０内の各箇所に電力を供給する電源回路７８を備えており、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより、上記制御量の制御を実行する。
【００３４】
図２に、制御装置７０が実行する処理の一部を示す。図２に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより実現される。
吸気位相差算出処理Ｍ１０は、クランク角センサ８０の出力信号Ｓｃｒと吸気側カム角センサ８４の出力信号Ｓｃａとに基づき、クランク軸２８の回転角度に対する吸気側カム軸４０の回転角度の位相差である吸気位相差ＤＩＮを算出する処理である。目標吸気位相差算出処理Ｍ１２は、内燃機関１０の動作点に基づき、目標吸気位相差ＤＩＮ＊を可変設定する処理である。なお、本実施形態では、回転速度ＮＥと充填効率ηとによって動作点を定義している。ここで、ＣＰＵ７２は、回転速度ＮＥを、クランク角センサ８０の出力信号Ｓｃｒに基づき算出し、充填効率ηを回転速度ＮＥおよび吸入空気量Ｇａに基づき算出する。なお、充填効率ηは、燃焼室２４内に充填される新気量を定めるパラメータである。
【００３５】
吸気位相差制御処理Ｍ１４は、吸気位相差ＤＩＮを目標吸気位相差ＤＩＮ＊に制御するために吸気側バルブタイミング調整装置４４を操作すべく、操作信号ＭＳ４を出力する処理である。
【００３６】
目標パージ率算出処理Ｍ１６は、充填効率ηや後述のパージ濃度学習値Ｌｐに基づき、目標パージ率Ｒｐを算出する処理である。ここで、パージ率とは、キャニスタ６４から吸気通路１２に流入する流体の流量を吸入空気量Ｇａで割った値であり、目標パージ率Ｒｐは、制御上のパージ率の目標値である。
【００３７】
パージバルブ操作処理Ｍ１８は、吸入空気量Ｇａに基づき、パージ率が目標パージ率Ｒｐになるように、パージバルブ６６を操作すべく、パージバルブ６６に操作信号ＭＳ５を出力する処理である。ここで、パージバルブ操作処理Ｍ１８は、目標パージ率Ｒｐが同一である場合、吸入空気量Ｇａが小さいほど、パージバルブ６６の開口度を小さい値とする処理となっている。これは、吸入空気量Ｇａが小さいほど、吸気通路１２内の圧力がキャニスタ６４内の圧力よりも低くなるため、キャニスタ６４から吸気通路１２に流体が流動しやすいためである。
【００３８】
吸気圧推定処理Ｍ２０は、回転速度ＮＥおよび吸入空気量Ｇａに基づき、吸気通路１２のうちのスロットルバルブ１４の下流の圧力である吸気圧Ｐｍを算出する処理である。吸気圧推定処理Ｍ２０は、たとえば、インマニモデルおよび吸気弁モデルを用いて吸気圧Ｐｍを算出する処理とすればよい。ここで、インマニモデルは、閉弁時流入空気量と、吸入空気量Ｇａとに基づき、吸気圧Ｐｍを算出する。閉弁時流入空気量は、１燃焼サイクルにおける燃焼室２４への流入空気量のうち吸気バルブ１８の閉弁時期までに吸気通路１２に吹き戻された量を除いた値である。具体的には、インマニモデルは、吸入空気量Ｇａを１気筒当たりの量に換算した量から閉弁時流入空気量を減算した値が大きい場合に小さい場合よりも吸気圧Ｐｍの増加速度が大きくなるように上記吸気圧Ｐｍを算出する。一方、吸気弁モデルは、吸気圧Ｐｍと、回転速度ＮＥとに基づき、上記閉弁時流入空気量を算出する。吸気弁モデルは、吸気圧Ｐｍが高い場合に低い場合よりも閉弁時流入空気量を大きい値に算出する。
【００３９】
予測パージ率算出処理Ｍ２２は、目標パージ率Ｒｐと、吸気圧Ｐｍと、回転速度ＮＥと、に基づき、予測パージ率Ｒｐｅを算出する処理である。ここで、予測パージ率Ｒｐｅは、ポート噴射弁１６の付近における流体に関するパージ率である。すなわち、パージバルブ６６によってパージ率を制御したとしても、ポート噴射弁１６付近の流体のパージ率は、直ちに変化せず応答遅れを生じる。この応答遅れを考慮したものが予測パージ率Ｒｐｅである。なお、応答遅れ時間は、吸気圧Ｐｍや回転速度ＮＥに基づき設定される。
【００４０】
ベース噴射量算出処理Ｍ３０は、充填効率ηに基づき、燃焼室２４内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための燃料量のベース値であるベース噴射量Ｑｂを算出する処理である。詳しくは、ベース噴射量算出処理Ｍ３０は、たとえば充填効率ηが百分率で表現される場合、充填効率ηの１％当たりの空燃比を目標空燃比とするための燃料量ＱＴＨに、充填効率ηを乗算することによりベース噴射量Ｑｂを算出する処理とすればよい。ベース噴射量Ｑｂは、燃焼室２４内に充填される新気量に基づき、空燃比を目標空燃比に制御するために算出された燃料量である。ちなみに、目標空燃比は、たとえば理論空燃比とすればよい。
【００４１】
フィードバック処理Ｍ３２は、空燃比Ａｆを目標値Ａｆ＊にフィードバック制御するための操作量であるフィードバック操作量としてのベース噴射量Ｑｂの補正比率δに「１」を加算したフィードバック補正係数ＫＡＦを算出して出力する処理である。詳しくは、フィードバック処理Ｍ３２は、空燃比Ａｆと目標値Ａｆ＊との差を入力とする比例要素および微分要素の各出力値と、同差に応じた値の積算値を保持し出力する積分要素の出力値との和を補正比率δとする。
【００４２】
空燃比学習処理Ｍ３４は、目標パージ率Ｒｐがゼロである等の空燃比学習条件が成立する場合、フィードバック補正係数ＫＡＦの「１」に対するずれが小さくなるように、不揮発性メモリ７６に記憶される空燃比学習値ＬＡＦを更新する処理である。なお、空燃比学習処理Ｍ３４は、空燃比学習値ＬＡＦの更新処理によって補正比率δの絶対値が所定値以下となる場合、空燃比学習値ＬＡＦが収束したと判定する処理を含む。
【００４３】
パージ濃度学習処理Ｍ３６は、空燃比学習値ＬＡＦが収束した旨の判定がなされている場合、上記補正比率δに基づき、パージ濃度学習値Ｌｐを算出する処理である。パージ濃度学習値Ｌｐは、キャニスタ６４から燃焼室２４への燃料蒸気の流入に起因した、目標空燃比に制御する上で必要な噴射量に対するベース噴射量Ｑｂのずれを補正する補正比率を、パージ率の１％当たりに換算した値である。ここで、本実施形態では、目標パージ率Ｒｐが「０」よりも大きい値に制御されているときのフィードバック補正係数ＫＡＦが「１」からずれる要因を、すべてキャニスタ６４から燃焼室２４に流入した燃料蒸気によるものとみなす。すなわち、補正比率δを、キャニスタ６４から吸気通路１２への燃料蒸気の流入に起因した、目標空燃比に制御する上で必要な噴射量に対するベース噴射量Ｑｂのずれを補正する補正比率とみなす。しかし、補正比率δは、パージ率に依存するものであることから、本実施形態では、パージ濃度学習値Ｌｐをパージ率の１％当たりの値「δ／Ｒｐ」とする。
【００４４】
具体的には、前回のパージ濃度学習値Ｌｐ（ｎ−１）と、パージ率の１％当たりの補正比率「δ／Ｒｐ」との指数移動平均処理値を、今回のパージ濃度学習値Ｌｐ（ｎ）とする。図２には、前回のパージ濃度学習値Ｌｐ（ｎ−１）と、パージ率の１％当たりの値「δ／Ｒｐ」とのそれぞれの重み係数α，βを図示している。ここで、「α＋β＝１」である。
【００４５】
パージ補正比率算出処理Ｍ３８は、パージ濃度学習値Ｌｐに予測パージ率Ｒｐｅを乗算することによって、パージ補正比率Ｄｐを算出する処理である。パージ補正比率Ｄｐは、燃料蒸気の量だけベース噴射量Ｑｂを減量補正する上で要求される補正比率であり、負の値を有する。
【００４６】
反映率設定処理Ｍ４０は、吸入空気量Ｇａを入力とし、吸気通路１２内のブローバイガスの流量に応じた値を有する反映率ＲＥＦを算出する処理である。吸入空気量Ｇａが少ない場合に多い場合よりも吸気通路１２内のブローバイガスの流量が大きくなることに鑑み、反映率設定処理Ｍ４０により、吸入空気量Ｇａが少ない場合に多い場合よりも反映率ＲＥＦが大きい値に算出される。
【００４７】
希釈学習処理Ｍ４２は、空燃比学習値ＬＡＦが収束した旨の判定がなされていて且つ目標パージ率Ｒｐがゼロであるときに、上記補正比率δに基づき、希釈濃度学習値Ｌｄを算出する処理である。希釈濃度学習値Ｌｄは、ブローバイガス通路５２から燃焼室２４への燃料蒸気の流入に起因した、目標空燃比に制御する上で必要な噴射量に対するベース噴射量Ｑｂのずれを補正する補正比率を、反映率ＲＥＦの１％当たりに換算した値である。ここで、本実施形態では、目標パージ率Ｒｐが「０」であるときに、フィードバック補正係数ＫＡＦが「１」からずれる要因を、ブローバイガス通路５２から燃焼室２４に流入した燃料蒸気によるものとみなす。すなわち、補正比率δを、ブローバイガス通路５２から吸気通路１２への燃料蒸気の流入に起因した、目標空燃比に制御する上で必要な噴射量に対するベース噴射量Ｑｂのずれを補正する補正比率とみなす。しかし、補正比率δは、ブローバイガス通路５２から吸気通路１２に流入するブローバイガスの流量に依存するものであることから、本実施形態では、希釈濃度学習値Ｌｄを反映率ＲＥＦの１％当たりの値「δ／ＲＥＦ」とする。
【００４８】
具体的には、前回の希釈濃度学習値Ｌｄ（ｎ−１）と、反映率ＲＥＦの１％当たりの補正比率「δ／ＲＥＦ」との指数移動平均処理値を、今回の希釈濃度学習値Ｌｄ（ｎ）とする。
【００４９】
希釈補正比率算出処理Ｍ４４は、希釈濃度学習値Ｌｄに、反映率ＲＥＦを乗算することによって、希釈補正比率Ｄｄを算出する処理である。希釈補正比率Ｄｄは、燃料蒸気の量だけベース噴射量Ｑｂを減量補正する上で要求される補正比率であり、負の値を有する。
【００５０】
減量係数算出処理Ｍ４６は、パージ補正比率Ｄｐと希釈補正比率Ｄｄと「１」とを加算した値を、減量係数Ｋｄとして出力する処理である。
乗算処理Ｍ４８は、フィードバック補正係数ＫＡＦと空燃比学習値ＬＡＦと減量係数Ｋｄとを乗算することによって、補正係数Ｋｃを算出する処理である。
【００５１】
低温補正処理Ｍ５０は、水温ＴＨＷが規定温度（たとえば７０℃）未満の場合、ベース噴射量Ｑｂを増量すべく、低温増量係数Ｋｗを「１」よりも大きい値に算出する処理である。詳しくは、低温増量係数Ｋｗは、水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも大きい値に算出される。
【００５２】
過渡補正処理Ｍ５２は、充填効率ηが変化する過渡時において、吸気通路１２に付着する燃料量の変化によって燃焼室２４内に流入する燃料量が変化することを抑制するフィードフォワード補正量としての過渡補正量ΔＱを算出する処理である。過渡補正量ΔＱは、充填効率ηが減少する場合、吸気通路１２に付着する燃料量が減少することに起因して燃焼室２４内に流入する燃料量がベース噴射量Ｑｂに対して過剰となることから、負の値に算出される。また、過渡補正量ΔＱは、充填効率ηが増加する場合、吸気通路１２に付着する燃料量が増加することに起因して燃焼室２４内に流入する燃料量がベース噴射量Ｑｂに対して不足することから、正の値に算出される。詳しくは、過渡補正処理Ｍ５２は、充填効率η、水温ＴＨＷ、回転速度ＮＥおよび吸気位相差ＤＩＮと、後述するマルチ噴射処理であるかシングル噴射処理であるかに基づき、過渡補正量ΔＱを算出する処理である。詳しくは、吸気通路１２に付着する燃料量が水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも多くなることから、過渡補正量ΔＱは、水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも絶対値が大きくなる。なお、過渡補正量ΔＱは、定常時にはゼロとなる。
【００５３】
噴射弁操作処理Ｍ５４は、ベース噴射量Ｑｂ、補正係数Ｋｃ、低温増量係数Ｋｗおよび過渡補正量ΔＱに基づき、ポート噴射弁１６を操作すべく、ポート噴射弁１６に操作信号ＭＳ２を出力する処理である。詳しくは、ポート噴射弁１６から１燃焼サイクル内に１つの気筒に供給することが要求される燃料量である要求噴射量Ｑｄをポート噴射弁１６から噴射させる処理である。ここで、要求噴射量Ｑｄは、「Ｋｃ・Ｋｗ・Ｑｂ＋ΔＱ」である。
【００５４】
本実施形態では、燃料噴射処理として、図３（ａ）に例示する処理と、図３（ｂ）に例示する処理との２通りの処理を有する。
図３（ａ）は、吸気バルブ１８の開弁前に燃料の噴射を開始し、吸気バルブ１８の開弁前に燃料の噴射を終了させる単一の噴射を実行するシングル噴射処理である。
【００５５】
図３（ｂ）は、吸気バルブ１８の開弁期間に同期して同期噴射開始時期Ｉｓに燃料の噴射を開始する吸気同期噴射と、吸気同期噴射よりも進角側の非同期噴射開始時期Ｉｎｓに燃料の噴射を開始する吸気非同期噴射との２つの燃料噴射を実行するマルチ噴射処理である。詳しくは、吸気同期噴射は、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ１８の開弁期間となるように燃料を噴射するものである。これに対し、吸気非同期噴射は、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ１８の閉弁期間となるように燃料を噴射するものである。なお、図３（ａ）に示した処理は、吸気非同期噴射のみを実行する処理であるため、噴射開始時期を「Ｉｎｓ」と記載している。
【００５６】
本実施形態においてマルチ噴射処理は、ＰＮを低減することを狙って実行される。すなわち、水温ＴＨＷがある程度低い場合、充填効率ηがある程度大きい領域においてシングル噴射処理を実行すると、ＰＮが増加する傾向がある。これは、充填効率ηが大きい場合には小さい場合よりも要求噴射量Ｑｄが大きい値となり、結果、吸気通路１２に付着する燃料量が多くなることに起因していると考えられる。詳しくは、吸気通路１２に付着した燃料量がある程度多くなる場合、付着した燃料のせん断によって、付着した燃料の一部が液滴のまま燃焼室２４に流入するためであると推察される。そこで本実施形態では、充填効率ηがある程度大きい領域においては、要求噴射量Ｑｄの一部を、吸気同期噴射によって噴射することにより吸気通路１２に付着する燃料量を要求噴射量Ｑｄが多い割に少なくなり、ひいてはＰＮの低減を図る。
【００５７】
図４に、噴射弁操作処理Ｍ５４の処理の手順を示す。図４に示す処理は、ＲＯＭ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって各処理のステップ番号を表現する。
【００５８】
図４に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まずマルチ噴射処理を実行する要求があるか否かを判定する（Ｓ１０）。ここでＣＰＵ７２は、充填効率ηが所定値以上である旨の条件（ア）と、充填効率ηが所定値よりも大きい規定値であって回転速度ＮＥが高い場合に低い場合よりも大きい値になる規定値未満である旨の条件（イ）と、水温ＴＨＷが上記規定温度以下である旨の条件（ウ）との論理積が真である場合、マルチ噴射処理を実行する要求があると判定する。ここで条件（イ）は、吸気非同期噴射の終了タイミングと同期噴射開始時期Ｉｓとの時間間隔をポート噴射弁１６の構造から定まる所定時間以上に確保できる旨の条件である。そして、ＣＰＵ７２は、要求がないと判定する場合（Ｓ１０：ＮＯ）、シングル噴射処理を実行することとして要求噴射量Ｑｄを算出する（Ｓ１２）。次にＣＰＵ７２は、図３（ａ）に示した非同期噴射開始時期Ｉｎｓを算出する（Ｓ１４）。そして、ＣＰＵ７２は、非同期噴射開始時期Ｉｎｓにおいて要求噴射量Ｑｄの燃料を噴射すべくポート噴射弁１６に操作信号ＭＳ２を出力してポート噴射弁１６を操作する（Ｓ１６）。
【００５９】
一方、ＣＰＵ７２は、マルチ噴射処理の実行要求があると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、ベース噴射量Ｑｂに占める同期噴射量Ｑｓの割合である同期噴射割合Ｋｓを算出する（Ｓ１８）。ここで、ＣＰＵ７２は、回転速度ＮＥ、充填効率η、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮに応じて、同期噴射割合Ｋｓを算出する。詳しくは、回転速度ＮＥ、充填効率η、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮを入力変数とし、同期噴射割合Ｋｓを出力変数とするマップデータが予めＲＯＭ７４に記憶された状態で、ＣＰＵ７２により同期噴射割合Ｋｓがマップ演算される。
【００６０】
なお、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。
【００６１】
次にＣＰＵ７２は、要求噴射量Ｑｄから過渡補正量ΔＱを除いたものに対する同期噴射量Ｑｓの割合として非同期噴射割合Ｋｎｓを算出する（Ｓ２０）。詳しくは、ＣＰＵ７２は、「１」から「Ｋｓ／（Ｋｃ・Ｋｗ）」を減算することによって、非同期噴射割合Ｋｎｓを算出する。次に、ＣＰＵ７２は、ベース噴射量Ｑｂに同期噴射割合Ｋｓを乗算した値を、同期噴射量Ｑｓに代入する（Ｓ２２）。次にＣＰＵ７２は、要求噴射量Ｑｄから過渡補正量ΔＱを除いた値「Ｋｃ・Ｋｗ・Ｑｂ」に非同期噴射割合Ｋｎｓを乗算した値と過渡補正量ΔＱとの和を、非同期噴射量Ｑｎｓに代入する（Ｓ２４）。
【００６２】
これにより、非同期噴射量Ｑｎｓは、以下の値となる。
Ｋｓｎ・Ｋｃ・Ｋｗ・Ｑｂ＋ΔＱ＝Ｋｃ・Ｋｗ・Ｑｂ−Ｋｓ・Ｑｂ＋ΔＱ
このため、非同期噴射量Ｑｎｓと同期噴射量Ｑｓとの和は、「Ｋｃ・Ｋｗ・Ｑｂ＋ΔＱ」となり、これは要求噴射量Ｑｄに等しい。
【００６３】
次にＣＰＵ７２は、回転速度ＮＥ、充填効率η、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮに基づき同期噴射開始時期Ｉｓを算出する（Ｓ２６）。詳しくは、ＣＰＵ７２は、まず、回転速度ＮＥ、充填効率η、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮに基づき、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の閉弁期間における位置に到達する期間の終点の目標値である到達終了時期を算出する。ここで、「期間の終点」とは、ポート噴射弁１６から噴射された燃料のうち最も遅いタイミングで噴射された燃料が吸気バルブ１８の閉弁期間における位置に到達するタイミングである。そしてＣＰＵ７２は、到達終了時期と同期噴射量Ｑｓと回転速度ＮＥとに基づき、同期噴射開始時期Ｉｓを算出する。ここで、ＣＰＵ７２は、同期噴射量Ｑｓが大きい場合に小さい場合よりも同期噴射開始時期Ｉｓをより進角側の値に算出する。また、ＣＰＵ７２は、回転速度ＮＥが大きい場合に小さい場合よりも同期噴射開始時期Ｉｓをより進角側の値とする。次にＣＰＵ７２は、同期噴射開始時期Ｉｓに基づき、非同期噴射開始時期Ｉｎｓを算出する（Ｓ２８）。ここでは、吸気非同期噴射の噴射終了時期と同期噴射開始時期Ｉｓとの時間間隔が上記所定時間以上となるようにする。
【００６４】
上記処理により、同期噴射開始時期Ｉｓが、非同期噴射開始時期Ｉｎｓとは独立に設定される。これは、吸気同期噴射の上記到達終了時期が排気中のＰＮやＨＣに特に影響されやすいためである。
【００６５】
図５（ａ）には、吸気非同期噴射や吸気同期噴射の上記到達終了時期を変化させたときのＰＮを示し、図５（ｂ）は、吸気非同期噴射や吸気同期噴射の上記到達終了時期を変化させたときのＨＣ発生量を示す。ここで、白抜きのプロットは、吸気非同期噴射の到達終了時期を固定し、吸気同期噴射の到達終了時期を変化させたときのものであり、黒塗りのプロットは、吸気同期噴射の到達終了時期を固定し、吸気非同期噴射の到達終了時期を変化させたときのものである。また、○印、ひし形、四角、三角のプロットのそれぞれは、非同期噴射量Ｑｎｓと同期噴射量Ｑｓとの割合が、「８：２」，「７：３」，「６：４」，「５：５」のそれぞれに対応する。
【００６６】
図５の白抜きのプロットに示されるように、吸気同期噴射の到達終了時期の変化によって、ＰＮやＨＣの発生量が大きく変化する。このため、本実施形態では、吸気同期噴射の到達終了時期を、ＰＮやＨＣの発生量を低減できる適切な値に設定する。
【００６７】
図４に戻り、ＣＰＵ７２は、同期噴射開始時期Ｉｓにおいて同期噴射量Ｑｓの燃料を噴射し、非同期噴射開始時期Ｉｎｓにおいて非同期噴射量Ｑｎｓの燃料を噴射すべく、ポート噴射弁１６に操作信号ＭＳ２を出力してポート噴射弁１６を操作する（Ｓ１６）。
【００６８】
なお、ＣＰＵ７２は、Ｓ１６の処理が完了する場合、図７に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用および効果について説明する。
【００６９】
ＣＰＵ７２は、同期噴射割合Ｋｓにベース噴射量Ｑｂを乗算することによって、同期噴射量Ｑｓを算出する。このため、同期噴射量Ｑｓは、補正係数Ｋｃや低温増量係数Ｋｗ、過渡補正量ΔＱによって変動することがない。
【００７０】
図６（ａ）に、本実施形態にかかる同期噴射量Ｑｓと非同期噴射量Ｑｎｓとを示す。図６（ａ）に示すように、本実施形態において、ベース噴射量Ｑｂに対する補正量「Ｑｂ・（Ｋｃ・Ｋｗ−１）＋ΔＱ」は、その値によらずに全て非同期噴射量Ｑｎｓに含められる。このため、補正量「Ｑｂ・（Ｋｃ・Ｋｗ−１）＋ΔＱ」がいかなる値となるかに応じて、同期噴射量Ｑｓの値が変動することがない。このため、同期噴射量Ｑｓを、ＰＮの低減を狙った値とすることが容易である。
【００７１】
図６（ｂ）には、本実施形態の比較例として、上記同期噴射割合Ｋｓを、要求噴射量Ｑｄの分割比とした場合を示す。この場合、補正量「Ｑｂ・（Ｋｃ・Ｋｗ−１）＋ΔＱ」のうち同期噴射割合Ｋｓの分だけ、同期噴射量Ｑｓが補正されることとなる。
【００７２】
本実施形態によれば、ＣＰＵ７２は、図７（ａ）に示す水温ＴＨＷが高い場合に対して図７（ｂ）に示す水温ＴＨＷが低い場合には、低温増量係数Ｋｗに応じて、吸気非同期噴射Ｑ１の噴射量である非同期噴射量Ｑｎｓを増量させることとなる。また、ＣＰＵ７２は、図８（ａ）に示すパージ補正比率Ｄｐの絶対値が小さい場合に対して図８（ｂ）に示すパージ補正比率Ｄｐの絶対値が大きい場合には、パージ補正比率Ｄｐに応じて、吸気非同期噴射Ｑ１の噴射量である非同期噴射量Ｑｎｓを減量させることとなる。さらに、ＣＰＵ７２は、充填効率ηが大きく変化する過渡時においては、過渡補正量ΔＱに応じて、定常時に対して吸気非同期噴射Ｑ１の噴射量である非同期噴射量Ｑｎｓを変化させることとなる。特に、この変化量の絶対値は、水温ＴＨＷが低い場合に高い場合よりも大きくなる。
【００７３】
＜対応関係＞
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は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１］分割処理は、Ｓ１８の処理に対応する。補正要求量は、フィードバック補正係数ＫＡＦ、パージ補正比率Ｄｐ、希釈補正比率Ｄｄ、空燃比学習値ＬＡＦ、過渡補正量ΔＱに対応する。補正要求量出力処理は、パージ補正比率算出処理Ｍ３８、希釈補正比率算出処理Ｍ４４、減量係数算出処理Ｍ４６、フィードバック処理Ｍ３２、空燃比学習処理Ｍ３４、乗算処理Ｍ４８、低温補正処理Ｍ５０および過渡補正処理Ｍ５２に対応する。選択的補正処理は、Ｓ２０，Ｓ２４の処理に対応する。操作処理は、Ｓ２８の処理から移行したＳ１６の処理に対応する。［２］パージ補正比率算出処理Ｍ３８、希釈補正比率算出処理Ｍ４４、および減量係数算出処理Ｍ４６に対応する。［３］調整装置は、パージバルブ６６に対応し、流量制御処理は、目標パージ率算出処理Ｍ１６およびパージバルブ操作処理Ｍ１８の処理に対応する。蒸気割合は、パージ補正比率Ｄｐに対応する。なお、パージ補正比率Ｄｐと蒸気割合とは同一ではないが、１対１対応の関係を有し、パージ補正比率Ｄｐに応じた補正要求は、キャニスタからの蒸気割合に応じた補正要求とみなせる。［７］要求噴射量設定処理は、ベース噴射量算出処理Ｍ３０、パージ補正比率算出処理Ｍ３８、希釈補正比率算出処理Ｍ４４、減量係数算出処理Ｍ４６、フィードバック処理Ｍ３２、空燃比学習処理Ｍ３４、乗算処理Ｍ４８、低温補正処理Ｍ５０および過渡補正処理Ｍ５２に対応する。すなわち、要求噴射量は、「Ｋｃ・Ｋｗ・Ｑｂ＋ΔＱ」であり、これは、ベース噴射量Ｑｂ、補正係数Ｋｃ、低温増量係数Ｋｗ、および過渡補正量ΔＱを算出することによって設定されたとみなせる。操作処理は、Ｓ２８の処理から移行したＳ１６の処理とＳ２４の処理とに対応し、また、図７の処理に対応する。［８，９］図８の処理に対応する。なお、蒸気割合は、パージ補正比率Ｄｐに対応する。ここで、パージ補正比率Ｄｐとキャニスタからの蒸気割合とは同一ではないが、１対１対応の関係を有する。［１０］要求噴射量設定処理は、ベース噴射量算出処理Ｍ３０、パージ補正比率算出処理Ｍ３８、希釈補正比率算出処理Ｍ４４、減量係数算出処理Ｍ４６、フィードバック処理Ｍ３２、空燃比学習処理Ｍ３４、乗算処理Ｍ４８、低温補正処理Ｍ５０および過渡補正処理Ｍ５２に対応する。すなわち、要求噴射量は、「Ｋｃ・Ｋｗ・Ｑｂ＋ΔＱ」であり、これは、ベース噴射量Ｑｂ、補正係数Ｋｃ、低温増量係数Ｋｗ、および過渡補正量ΔＱを算出することによって設定されたとみなせる。操作処理は、Ｓ２８の処理から移行したＳ１６の処理とＳ２４の処理とに対応し、また、図８の処理に対応する。［１１，１２］要求噴射量設定処理は、ベース噴射量算出処理Ｍ３０、パージ補正比率算出処理Ｍ３８、希釈補正比率算出処理Ｍ４４、減量係数算出処理Ｍ４６、フィードバック処理Ｍ３２、空燃比学習処理Ｍ３４、乗算処理Ｍ４８、低温補正処理Ｍ５０および過渡補正処理Ｍ５２に対応する。すなわち、要求噴射量は、「Ｋｃ・Ｋｗ・Ｑｂ＋ΔＱ」であり、これは、ベース噴射量Ｑｂ、補正係数Ｋｃ、低温増量係数Ｋｗ、および過渡補正量ΔＱを算出することによって設定されたとみなせる。操作処理は、Ｓ２８の処理から移行したＳ１６の処理とＳ２４の処理とに対応し、また、図９の処理に対応する。
【００７４】
＜その他の実施形態＞
なお、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。本実施形態および以下の変更例は、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。
【００７５】
・「補正要求量出力処理について」
上記実施形態では、パージ補正比率Ｄｐ、希釈補正比率Ｄｄ、フィードバック補正係数ＫＡＦ、空燃比学習値ＬＡＦ、低温増量係数Ｋｗ、および過渡補正量ΔＱを、ベース噴射量Ｑｂの補正要求量としたが、これに限らない。たとえば、それら６つのパラメータに関しては、それらのうちの５つのみを補正要求量としてもよく、またたとえば４つのみを補正要求量としてもよい。またたとえば、３つのみを補正要求量としてもよく、またたとえば、２つのみを補正要求量としてもよく、さらにたとえば、１つのみを補正要求量としてもよい。
【００７６】
・「吸気非同期噴射について」
上記実施形態では、吸気非同期噴射を、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の開弁前の位置に到達する期間が吸気バルブ１８の閉弁期間となるように燃料を噴射するものとしたが、これに限らない。たとえば非同期噴射量Ｑｎｓが過度に多い場合、ポート噴射弁１６から噴射された燃料が吸気バルブ１８の開弁前の位置に到達する期間の一部が吸気バルブ１８の開弁期間と重複してもよい。
【００７７】
・「吸気同期噴射について」
上記実施形態では、回転速度ＮＥ、充填効率η、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮに基づき、到達終了時期を設定したが、これに限らない。たとえば、回転速度ＮＥ、充填効率η、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮに基づき同期噴射開始時期Ｉｓを設定してもよい。また、負荷を示すパラメータとして、充填効率ηに代えて、たとえばベース噴射量Ｑｂを用いてもよい。また、回転速度ＮＥ、負荷、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮの４つのパラメータに関しては、そのうちの３つのパラメータのみに基づき、到達終了時期や同期噴射開始時期Ｉｓを可変設定したり、２つのパラメータのみに基づき可変設定したり、１つのパラメータのみに基づき可変設定したりしてもよい。
【００７８】
・「シングル噴射処理について」
上記実施形態では、シングル噴射処理を、吸気バルブ１８の開弁前にすべての燃料の噴射を終了するものとしたがこれに限らない。たとえば、要求噴射量Ｑｄが大きい場合には、噴射の終了タイミングが吸気バルブ１８の開弁タイミングよりも遅角側となることがあってもよい。なお、シングル噴射処理を実行することは必須ではない。
【００７９】
・「要求噴射量の分割手法について」
上記実施形態では、回転速度ＮＥ、充填効率η、水温ＴＨＷおよび吸気位相差ＤＩＮに基づき、ベース噴射量Ｑｂのうちの同期噴射量Ｑｓの占める割合を示す同期噴射割合Ｋｓを可変設定したが、これに限らない。たとえば、燃焼室２４内に充填される新気量を示すパラメータである負荷パラメータとして、充填効率ηに代えて、要求噴射量Ｑｄを用いてもよい。また、負荷パラメータと回転速度ＮＥと水温ＴＨＷと吸気位相差ＤＩＮとの４つのパラメータについては、それらのうちの３つパラメータのみに基づき可変設定したり、２つのパラメータのみに基づき可変設定したり、１つのパラメータのみに基づき可変設定したりしてもよい。なお、この際、負荷パラメータおよび水温ＴＨＷのうちの少なくとも１つを極力用いて可変設定することが望ましい。また、上記４つのパラメータ以外にたとえば、吸気圧や、吸入空気の流速を用いてもよい。ただし、上記４つのパラメータによれば、吸気圧や吸入空気の流速を把握することができる。
【００８０】
また、非同期噴射割合Ｋｎｓを、要求噴射量から過渡補正量ΔＱを除いた値のうちの非同期噴射量Ｑｎｓが占める割合を示す量とすること自体必須ではない。たとえば、非同期噴射割合Ｋｎｓを、ベース噴射量Ｑｂのうちの非同期噴射量Ｑｎｓが占める割合を示す量としてもよい。この場合、「Ｋｎｓ＋Ｋｓ＝１」が成立する。なお、この場合、最終的な非同期噴射量Ｑｎｓは、「Ｑｂ・Ｋｎｓ＋Ｑｂ・（Ｋｃ・Ｋｗ−１）＋ΔＱ」とすればよい。
【００８１】
また、同期噴射割合Ｋｓを定めること自体、必須ではない。たとえば上記実施形態やその変形例において同期噴射割合Ｋｓを定めたパラメータに基づき、同期噴射量Ｑｓを算出してもよい。この場合、非同期噴射量Ｑｎｓは、「Ｑｂ・Ｋｃ・Ｋｗ＋ΔＱ−Ｑｓ」とすればよい。
【００８２】
・「外乱燃料割合、蒸気割合」
たとえば、パージ濃度学習値Ｌｐや希釈濃度学習値Ｌｄを算出する代わりに、パージ通路６８およびブローバイガス通路５２の少なくとも一方に、流量センサとＨＣセンサとを備えて、それら一対のセンサの検出値に基づき、燃料蒸気の流量を算出し、これに基づき、燃焼室２４内に流入する燃料量に対する燃料蒸気の割合を算出してもよい。この場合であっても、燃料蒸気の割合に応じて、ベース噴射量Ｑｂの減量補正係数や減量補正比率、減量補正量を算出することができる。
【００８３】
・「操作処理について」
図７には、水温ＴＨＷが高い場合に対する低い場合の非同期噴射量Ｑｎｓの増量比率がゼロよりも大きく、且つ同期噴射量Ｑｓの増量比率がゼロである場合を例示したがこれに限らない。たとえば、低温増量係数Ｋｗによる増量量「（Ｋｗ−１）・Ｋｃ・Ｑｂ」のうちの１パーセントに限って、同期噴射量Ｑｓに割り振ってもよい。
【００８４】
図８には、キャニスタ６４から燃焼室２４内に流入した燃料蒸気の割合が小さい場合に対する大きい場合の非同期噴射量Ｑｎｓの減量比率がゼロよりも大きく、同期噴射量Ｑｓの減量比率がゼロである場合を例示したが、これに限らない。たとえば、パージ補正比率Ｄｐのうちの１パーセントに限って、同期噴射量Ｑｓに割り振ってもよい。
【００８５】
図９には、定常時に対する過渡時の非同期噴射量Ｑｎｓの補正比率の絶対値をゼロよりも大きくし、同期噴射量Ｑｓの補正比率の絶対値をゼロとしたが、これに限らない。たとえば過渡補正量ΔＱの１パーセントに限って、同期噴射量Ｑｓに割り振ってもよい。
【００８６】
・「パージ制御処理について」
上記実施形態では、目標パージ率Ｒｐを、充填効率ηに応じて可変設定したが、目標パージ率Ｒｐを可変設定するパラメータとしては、充填効率ηに限らない。また、目標パージ率Ｒｐを固定値としてもよい。また、パージバルブ６６の開口度を全閉または所定の開口度に２値的に制御するものであってもよい。
【００８７】
・「調整装置について」
キャニスタから吸気通路への流体の流量を調節する調節装置としては、パージバルブ６６に限らない。たとえば、キャニスタ６４内の流体を吸引して吸気通路１２に吐出するポンプを備えて調節装置を構成してもよい。ポンプを備える構成は、内燃機関１０が過給機を備える場合に特に有効である。
【００８８】
・「吸気バルブの特性可変装置について」
吸気バルブ１８の特性を変更する特性可変装置としては、吸気側バルブタイミング調整装置４４に限らない。たとえば、吸気バルブ１８のリフト量を変更するものであってもよい。この場合、吸気バルブ１８のバルブ特性を示すパラメータは、吸気位相差ＤＩＮに代えて、リフト量等となる。
【００８９】
・「制御装置について」
制御装置がＣＰＵ７２とＲＯＭ７４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
【００９０】
・「そのほか」
内燃機関１０が吸気バルブ１８の特性を変更する特性可変装置を備えることは必須ではない。内燃機関１０がスロットルバルブ１４を備えることは必須ではない。
【符号の説明】
【００９１】
１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、１６…ポート噴射弁、１８…吸気バルブ、２０…シリンダ、２２…ピストン、２４…燃焼室、２６…点火装置、２８…クランク軸、３０…排気バルブ、３２…排気通路、３４…触媒、３８…タイミングチェーン、４０…吸気側カム軸、４２…排気側カム軸、４４…吸気側バルブタイミング調整装置、５０…クランクケース、５２…ブローバイガス通路、５４…ＰＣＶバルブ、６０…燃料タンク、６２…燃料ポンプ、６４…キャニスタ、６６…パージバルブ、６８…パージ通路、７０…制御装置、７２…ＣＰＵ、７４…ＲＯＭ、７６…不揮発性メモリ、７８…電源回路、８０…クランク角センサ、８２…空燃比センサ、８４…吸気側カム角センサ、８６…エアフローメータ、８８…水温センサ。
【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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