(57)【要約】【課題】燃費や排気エミッションの改善を実現する。【解決手段】エンジン１０は筒内噴射エンジンであり、燃焼室２３内に燃料を直接噴射するインジェクタ２１と、吸入ポートに設けられた吸気弁３１の開閉時期を可変にする可変動弁機構３１Ａとを備えている。ＥＣＵ４０は、吸気弁３１の開弁タイミングが吸気ＴＤＣよりも遅くなる遅開き状態であることを判定する。また、ＥＣＵ４０は、前記遅開き状態であると判定された場合に、吸気弁３１の遅開きにより燃焼室３１内の気流の強化がなされた所定期間に燃料噴射が開始されるようにインジェクタ２１の駆動を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（２３）内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（２１）と、吸気ポートに設けられた吸気弁（３１）の開閉時期を可変にする可変動弁手段（３１Ａ）とを備える筒内噴射エンジン（１０）の制御装置（４０）であって、
前記吸気弁の開弁タイミングが吸気上死点よりも遅くなる遅開き状態であることを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記遅開き状態であると判定された場合に、前記吸気弁の開弁後であって当該吸気弁の遅開きにより前記燃焼室内の気流の強化がなされた所定期間に燃料噴射が開始されるように前記燃料噴射弁の駆動を制御する燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする筒内噴射エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記所定期間は、前記遅開き状態である場合に前記吸気弁の開弁後であって当該吸気弁の遅開きにより筒内負圧が大きくなっている所定の負圧発生期間であり、
前記燃料噴射制御手段は、前記負圧発生期間を、前記燃料噴射弁による燃料噴射の開始を可能とする噴射開始可能時期とし、その噴射開始可能時期にて燃料噴射が開始されるように前記燃料噴射弁の駆動を制御する請求項１に記載の筒内噴射エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記吸気弁の開弁直後の燃料噴射について、その燃料噴射の前記噴射開始可能時期を、前記吸気弁の開弁タイミングに基づいて可変に設定する手段を備える請求項２に記載の筒内噴射エンジンの制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射制御手段は、次の燃焼用に供給される燃料が吸気下死点までに噴き終わるように前記燃料噴射弁による燃料噴射を実施する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の筒内噴射エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射制御手段は、前記燃料噴射弁による燃料噴射を複数回に分ける分割噴射を実施するものであり、その分割噴射の最後となる燃料噴射について吸気下死点までに燃料を噴き終えるようにした請求項４に記載の筒内噴射エンジンの制御装置。
【請求項６】
燃料を高圧状態で蓄圧可能な蓄圧室（２７）と、低圧側から供給される燃料を高圧化して前記蓄圧室に供給する燃料ポンプ（２６）と、を備え、前記蓄圧室内の高圧燃料を前記燃料噴射弁により前記燃焼室に直接噴射する燃料噴射システムに適用され、
前記燃料ポンプの駆動を制御することにより、前記蓄圧室内の燃料圧力を可変に制御する燃圧制御手段を備え、
前記燃圧制御手段は、前記判定手段により前記遅開き状態であると判定された場合に、その遅開き状態でなく前記吸気弁の開弁タイミングが前記吸気上死点以前となる状態に比べて、前記燃料圧力を高い圧力で制御する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の筒内噴射エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内噴射エンジンの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、筒内に直接燃料を供給する筒内噴射エンジンにおいて、筒内の混合気形成を均質にしたり、ＰＭや排気エミッションなどの有害物質の排出を抑制したりするために燃料噴射時期の設定が重要であることが知られている。燃料噴射時期の設定に関しては、例えば吸気弁の閉弁タイミングを遅くしたアトキンソンサイクル運転を行う筒内噴射エンジンにおいて、吸気下死点から吸気弁閉弁までの間に吸気弁を介して流出する吸気により加速させられる気筒内のタンブル流をさらに強めるようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５５２９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ポンプロス低減を図るべくアトキンソンサイクルを活用する場合において、例えば位相調整により吸気弁の開閉時期を遅らせる構成では、吸気弁の閉弁タイミングだけでなく開弁タイミングも遅角され、吸気弁の開弁タイミングが吸気上死点（吸気ＴＤＣ）よりも遅くなることが考えられる。この場合、吸気弁が開弁するよりも前に燃料噴射が実施されることが生じ得ると考えられる。例えば一般には燃料噴射時期は吸気ＴＤＣ後４０〜６０°ＣＡとされるが、吸気弁の開弁タイミングが吸気ＴＤＣ後６０°ＣＡ以降になると、吸気弁の開弁前に燃料噴射が実施されることになる。このように吸気弁の開弁前に燃料噴射が実施される場合には、吸気の流れに燃料を乗せることができず混合気形成が悪化し、それに伴い燃焼状態の悪化が生じることが懸念される。
【０００５】
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、燃費や排気エミッションの改善を実現することができる筒内噴射エンジンの制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
【０００７】
本発明は、筒内噴射エンジンの制御装置であって、吸気弁の開弁タイミングが吸気上死点よりも遅くなる遅開き状態であることを判定する判定手段と、前記判定手段により前記遅開き状態であると判定された場合に、前記吸気弁の遅開きにより燃焼室内の気流の強化がなされた所定期間に燃料噴射が開始されるように燃料噴射弁の駆動を制御する燃料噴射制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成では、吸気弁の開弁タイミングを吸気上死点よりも遅くしたため、吸気上死点後であって吸気弁が開弁する際には燃焼室内（筒内）に負圧が発生し、その負圧を利用して燃焼室内に強力な気流を生じさせることができる。そして、その気流の強化がなされた状態下で燃料噴射を開始することにより、燃焼室内における燃料霧化や混合気の均質化を適正に実現できる。その結果、燃費や排気エミッションの改善を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図。
【図２】吸気弁及び排気弁の開閉時期を示すタイムチャート。
【図３】吸気弁の開弁タイミングとエンジン負荷との関係を示す図。
【図４】吸気弁を遅開きとした場合の筒内圧の変化を示すタイムチャート。
【図５】燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャート。
【図６】燃料噴射の回数を求めるための図。
【図７】１回目噴射及び２回目噴射の各噴射時期の設定手順を示す機能ブロック図。
【図８】噴射時期のガード処理を説明するための図。
【図９】燃圧制御の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】吸気弁の開弁タイミングと目標燃圧との関係を示す図。
【図１１】燃料噴射時期制御による効果を説明するための図。
【図１２】別例において燃料噴射の噴射開始可能時期を示す図。
【図１３】別例において燃料噴射の噴射開始可能時期を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両に搭載される筒内噴射式の多気筒４サイクルガソリンエンジン（内燃機関）を制御対象とし、当該エンジンにおける各種アクチュエータの電子制御を実施するものとしている。まず、図１によりエンジン制御システムの全体概略構成を説明する。
【００１１】
図１に示す筒内噴射エンジン（以下、エンジン１０という）において、吸気管１１の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１２が設けられている。エアフロメータ１２の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられており、該スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）はスロットルアクチュエータ１３に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されている。
【００１２】
シリンダブロック２０には気筒ごとに電磁駆動式のインジェクタ２１が設けられており、シリンダ内壁とピストン２２の上面（頂部）とにより区画形成される燃焼室２３内にはインジェクタ２１から燃料が直接噴射される。インジェクタ２１が筒内噴射用の燃料噴射弁に相当する。インジェクタ２１に対しては、高圧ポンプを有してなる高圧燃料システムから高圧燃料が供給されるようになっている。
【００１３】
高圧燃料システムについて簡単に説明する。本システムは、主たる構成として、燃料タンク２４内の燃料をくみ上げる低圧ポンプ２５と、この低圧ポンプ２５にてくみ上げられた低圧燃料を高圧化する高圧ポンプ２６と、高圧ポンプ２６から吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧室を構成するデリバリパイプ２７とを有しており、デリバリパイプ２７に各気筒のインジェクタ２１がそれぞれ接続されている。高圧ポンプ２６により高圧化されデリバリパイプ２７内に蓄えられた高圧燃料はインジェクタ２１により燃焼室２３内（気筒内）に噴射される。また、高圧ポンプ２６とデリバリパイプ２７とを接続する高圧燃料配管２８、又はデリバリパイプ２７には、燃料圧力（燃圧）を検出する燃圧検出手段としての燃圧センサ２９が設けられている。
【００１４】
高圧ポンプ２６は、機械式の燃料ポンプであり、エンジン１０のカム軸の回転により駆動される。高圧ポンプ２６の燃料吐出量は、同ポンプ２６に設けられた燃圧制御弁２６ａの開度により制御され、デリバリパイプ２７内の燃圧が例えば最大２０ＭＰａ程度に高圧化される。燃圧制御弁２６ａは、高圧ポンプ２６の燃料加圧室に吸入される燃料の量を調整する吸入調量弁、又は燃料加圧室から吐出される燃料の量を調節する吐出調量弁よりなり、燃圧制御弁２６ａの開度調整によりデリバリパイプ２７内の燃圧が可変に制御される。
【００１５】
また、エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ図示しないカム軸の回転に応じて開閉動作する吸気弁３１及び排気弁３２が設けられている。吸気弁３１の開動作により吸入空気が燃焼室２３内に導入され、排気弁３２の開動作により燃焼後の排気が排気管３３に排出される。吸気弁３１及び排気弁３２には、それら各弁の開閉タイミングを可変とする可変動弁機構３１Ａ，３２Ａが設けられている。可変動弁機構３１Ａ，３２Ａは、エンジン１０のクランク軸と吸気カム軸との相対回転位相を調整するものであり、所定の基準位置に対して進角側及び遅角側への位相調整が可能となっている。可変動弁機構３１Ａ，３２Ａとしては、油圧駆動式又は電動式の可変動弁機構が用いられる。
【００１６】
エンジン１０のシリンダヘッドには各気筒に点火プラグ３４が取り付けられており、点火プラグ３４には、図示しない点火コイル等を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ３４の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内において燃料が着火されて燃焼に供される。
【００１７】
排気管３３には、排気を浄化するための触媒３５が設けられている。触媒３５は、例えば排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを浄化する三元触媒である。また、排気管３３において触媒３５の上流側には、排気を検出対象として混合気の空燃比を検出する空燃比センサ３６が設けられている。
【００１８】
その他に、シリンダブロック２０には、エンジン水温（エンジン温度に相当）を検出する水温センサ３７や、エンジンの所定クランク角ごとに（例えば１０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ３８が取り付けられている。
【００１９】
上述した各種センサの出力は、エンジン制御を司る電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ４０という）に入力される。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを有して構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてインジェクタ２１の燃料噴射量を制御したり、点火プラグ３４の点火時期等を制御したりする。ＥＣＵ４０は、判定手段、燃料噴射制御手段及び燃圧制御手段を構成する。
【００２０】
燃料噴射の基本制御について具体的には、ＥＣＵ４０は、エンジン負荷（例えば吸入空気量）とエンジン回転速度とをパラメータとしてこれらに基づいて基本噴射量を算出するとともに、その基本噴射量に対して水温補正や空燃比補正等を適宜実施して最終の燃料噴射量（全噴射量）を算出する。また、エンジン運転状態に応じて噴射時期を決定するとともに、噴射信号を生成し、その噴射信号によりインジェクタ２１を駆動する。
【００２１】
また、ＥＣＵ４０は、高圧ポンプ２６の駆動を制御することで、デリバリパイプ２７内の燃圧、すなわち噴射圧を所望の圧力に維持するよう燃圧制御を実施する。具体的には、ＥＣＵ４０は、都度のエンジン運転状態に基づいて目標燃圧を設定するとともに、その目標燃圧と燃圧センサ２９により検出される実燃圧との偏差に基づいて燃圧フィードバック制御を実施する。
【００２２】
また、ＥＣＵ４０は、エンジン１０のポンプロス低減等を図るべく、吸気弁３１及び排気弁３２について開閉時期の遅角制御を実施する。本実施形態では、エンジン１０の中負荷域において可変動弁機構３１Ａの駆動により吸気弁３１の閉弁タイミングを遅くし（吸気弁３１を遅閉じとし）、それによりいわゆるアトキンソンサイクルを実現するようにしている。その具体的な構成を以下に説明する。
【００２３】
図２は、吸気弁３１及び排気弁３２の開閉時期を示すタイムチャートであり、これら各弁３１，３２はエンジン１０の排気行程及び吸気行程に合わせて開閉されるようになっている。まず吸気弁３１について説明すると、通常状態では吸気弁３１は吸気ＴＤＣ（吸気上死点）直前に開弁し、吸気ＢＤＣ（吸気下死点）直後に閉弁する。これに対し、遅角制御が行われた状態では、吸気弁３１の開弁タイミング及び閉弁タイミングが各々遅角され、吸気弁３１は吸気ＴＤＣ後に開弁し、圧縮ＴＤＣ前（圧縮行程後半）に閉弁する。このとき、吸気弁３１の閉弁タイミングは圧縮ＴＤＣ前９０°ＣＡ以降となっている。
【００２４】
また、排気弁３２は、吸気弁３１が開弁状態となる開弁時期と一部重複するように、すなわちバルブオーバーラップ期間が存在するようにして開閉する。つまり、通常状態では排気弁３２は排気ＢＤＣ直前に開弁し、吸気ＴＤＣ直後に閉弁する。これに対し、遅角制御が行われた状態では、排気弁３２の開弁タイミング及び閉弁タイミングが各々遅角され、排気弁３２は排気ＢＤＣ後に開弁し、吸気行程において吸気弁３１の開弁直後に閉弁する。
【００２５】
図３は、吸気弁３１の開弁タイミングとエンジン負荷との関係を示す図である。エンジン負荷はアイドル運転状態を含む低負荷領域（負荷０〜２０％）と、中負荷領域（負荷２０〜６０％）と、高負荷領域（負荷６０〜１００％）とに大別でき、図３には低負荷領域での吸気弁３１の開弁タイミングを基準（進角／遅角量＝０）として、その基準タイミングからの遅角量及び進角量を示している。
【００２６】
図３において、中負荷領域では、吸気弁３１の開弁タイミングを遅角側にシフトさせるようにしている。つまり、吸気弁３１の開弁タイミング及び閉弁タイミングの両方が遅角側にシフトすることで、吸気弁３１が遅開き及び遅閉じで制御される。なお、吸気弁３１の開弁タイミングを遅角させる遅角量は、エンジン回転速度に応じて可変であるとよく、高回転であるほど遅角量を小さくするとよい。また、高負荷領域では、全負荷（負荷１００％）及びその付近で吸気弁３１の開弁タイミングを進角側にシフトさせるようにしている。つまり、吸気弁３１の開弁タイミング及び閉弁タイミングの両方が進角側にシフトすることで、吸気弁３１が早開き及び早閉じで制御される。
【００２７】
ここで、本発明者によれば、吸気弁３１が遅開きで制御される場合には、吸気弁３１の開弁直前に筒内に負圧が発生し、吸気弁３１が開弁した直後には吸気ポートに強力な気流が発生することが確認された。そこで本実施形態では、吸気弁３１が遅開きで制御される場合にその開弁タイミング以後に燃料噴射を行うことで、筒内における燃料の霧化（蒸発）や燃料と空気との混合を促し、燃費や排気エミッションの改善を図るようにしている。
【００２８】
また、吸気弁３１の開弁時における強力な気流を有効に活用するには、気流の勢いが減衰する前に多くの燃料を噴射することが望ましく、つまり噴射率を高めておくことが望ましいと考えられる。そこで、吸気弁３１が遅開きで制御される際にはデリバリパイプ２７内の燃圧を高圧にし、その状態で燃料噴射を実施するようにしている。
【００２９】
図４は、吸気弁３１を遅開きとした場合の筒内圧の変化を示すタイムチャートであり、例えば吸気弁３１の開弁タイミングを吸気ＴＤＣ後６０°ＣＡ付近としている。筒内圧は、吸気ＴＤＣ後において排気弁３２の開度が微小になった時点で負圧側に変化し始め、その負圧発生の状況下で吸気弁３１が開弁する。その後、筒内容積の拡大に伴い負圧レベルが更に大きくなるが、吸気弁３１の開度が大きくなることに伴い筒内圧の負圧レベルが次第に小さくなる。そして、吸気ＢＤＣを超えることで負圧が小さくなり、その後、吸気弁３１の開度が微小となりさらに閉弁することで筒内圧が正圧に変化する。図４では、吸気弁３１の開弁から開弁後６０°ＣＡまでの期間で、筒内の負圧レベルが特に大きくなり、同期間で筒内気流の強化がなされるようになっている。
【００３０】
上記のような筒内圧の変化を想定し、吸気弁３１の開弁直後に燃料噴射を行うことで吸気ポートにおける強力な気流を利用する。これにより、燃料霧化の促進や混合促進を図ることが可能となる。
【００３１】
次に、ＥＣＵ４０により実施される燃料噴射制御と燃圧制御とについて詳しく説明する。図５は、燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ４０により所定周期で繰り返し実施される。
【００３２】
図５において、ステップＳ１１では、各種センサの検出や演算により求められたエンジン運転状態（エンジン回転速度、エンジン負荷、水温、吸排気弁の開弁タイミング等）を読み込む。なお、吸排気弁の開弁タイミングは、可変動弁機構３１Ａ，３２Ａに対する制御指令値を取得してもよいし、可変動弁機構３１Ａ，３２Ａにタイミング検出手段（位置検出センサ）を設けておき、その検出値を取得してもよい。
【００３３】
その後、ステップＳ１２では、エンジン運転状態（エンジン回転速度やエンジン負荷等）に基づいて今回の燃料噴射での全噴射量を算出する。続くステップＳ１３では、今現在の吸気弁３１の開弁タイミングが吸気ＴＤＣ以後になっているか否か、すなわち吸気遅開き状態であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１３がＮＯであればステップＳ１４に進み、ＹＥＳであればステップＳ１５に進む。ステップＳ１４では、燃料噴射時期の制御として通常処理を実施する。このとき、エンジン運転状態（エンジン回転速度やエンジン負荷等）に基づいて、燃料噴射を開始する時期である噴射時期を設定する。
【００３４】
また、ステップＳ１５では、エンジン回転速度やエンジン負荷に基づいて分割噴射を実施するか否かを判定する。このとき、例えば図６の関係を用いて燃料噴射の回数を求めるとよい。図６の関係によれば、中高負荷かつ所定回転速度以下のエンジン運転状態で分割噴射（噴射回数＝２回）が実施されるようになっている。
【００３５】
分割噴射を実施する場合、ステップＳ１６では、ステップＳ１２で算出した全噴射量から分割の各噴射量（例えば１回目噴射量及び２回目噴射量）を算出する。例えば、全噴射量をあらかじめ定めた所定比率で分割し、１回目噴射量及び２回目噴射量を算出するとよい。
【００３６】
その後、ステップＳ１７では、１回目噴射の噴射時期について設定処理を実施し、続くステップＳ１８では、２回目噴射の噴射時期について設定処理を実施する。ここで、１回目噴射及び２回目噴射の各噴射時期の設定手順を図７の機能ブロック図を用いて説明する。図７に示す各機能はＥＣＵ４０の演算機能として実現される。
【００３７】
図７においては、１回目噴射用の噴射時期設定部Ｍ１０と、２回目噴射用の噴射時期設定部Ｍ２０とが設けられている。１回目噴射用の噴射時期設定部Ｍ１０では、基本噴射時期設定部Ｍ１１で、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷とに基づいて１回目噴射の基本噴射時期が算出され、補正部Ｍ１２で、エンジン水温に基づいて基本噴射時期が補正される。具体的には、基本噴射時期設定部Ｍ１１では、例えば、適合により定められたマップを用い、高回転、高負荷であるほど基本噴射時期が進角側の時期として算出される。また、補正部Ｍ１２では、エンジン水温が低いほど基本噴射時期が進角側に移行するよう補正が行われる。なお水温補正によれば、低温時において燃料霧化に要する時間が拡張される。
【００３８】
そして、ガード処理部Ｍ１３では、水温補正後の基本噴射時期が所定範囲でガードされ、そのガード処理により本噴射での噴射時期が算出される。具体的には、図８（ａ）に示す関係を用い、吸気弁３１の開弁タイミングに基づいて噴射時期のガード処理が行われる。図８（ａ）では、進角側ガード値と遅角側ガード値とが定められ、その間が噴射開始可能時期（燃料噴射の開始を可能とする期間）となっている。本実施形態は、その都度の吸気弁３１の開弁タイミングを進角側ガード値とし、開弁タイミング＋６０°ＣＡを遅角側ガード値としている。これにより、１回目の噴射時期は、吸気弁３１の開弁後の０〜６０°ＣＡの範囲内で設定されるようになっている。このとき、噴射開始可能時期は、吸気弁３１の開弁後であって当該吸気弁３１の遅開きにより筒内負圧が大きくなっている所定の負圧発生期間として定められている。
【００３９】
また、２回目噴射用の噴射時期設定部Ｍ２０では、基本噴射時期設定部Ｍ２１で、エンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷とに基づいて２回目噴射の基本噴射時期が算出され、補正部Ｍ２２で、エンジン水温に基づいて基本噴射時期が補正される。具体的には、基本噴射時期設定部Ｍ２１では、例えば、適合により定められたマップを用い、高回転、高負荷であるほど基本噴射時期が進角側の時期として算出される。また、補正部Ｍ２２では、エンジン水温が低いほど基本噴射時期が進角側に移行するよう補正が行われる。
【００４０】
そして、ガード処理部Ｍ２３では、水温補正後の基本噴射時期が所定範囲でガードされ、そのガード処理により本噴射での噴射時期が算出される。具体的には、図８（ｂ）に示す関係を用いて噴射時期のガード処理が行われる。図８（ｂ）では、進角側ガード値と遅角側ガード値とが定められ、その間が噴射開始可能時期となっている。本実施形態は、１回目噴射の噴射終了時期を進角側ガード値とし、吸気ＢＤＣ（吸気ＴＤＣ後１８０°ＣＡ）に対して噴射期間分を進角させた角度位置を遅角側ガード値としている。これにより、２回目の燃料噴射は、１回目噴射の噴射終了時期以降に開始され、吸気ＴＤＣ以前に終了するようになっている。
【００４１】
上記は分割噴射の回数を２回とした例を説明したが、分割噴射の回数は３回以上であってもよい。ただし、いずれにしても分割噴射の最後となる燃料噴射は吸気ＴＤＣまでに燃料を噴き終えるものとなっている。なお、分割噴射の回数を３回以上にする場合には、最初の燃料噴射について、吸気弁３１の開弁後の気流強化された期間に燃料噴射が開始されるように噴射時期を設定し、最後の燃料噴射について、吸気ＴＤＣまでに燃料を噴き終えるように噴射時期を設定する。また、中間の燃料噴射についてはその前後の燃料噴射の期間に重複しないように噴射時期を設定するとよい。
【００４２】
一方、分割噴射を実施しない場合、ステップＳ１９に進み、燃料噴射時期の設定処理を実施する。当該設定は、分割噴射での１回目噴射用の設定処理に準じて行われるとよく、その具体的内容は図７の「１回目噴射用の噴射時期設定部Ｍ１０」を参照されたい。この場合、燃料噴射の開始時期は、吸気弁３１の開弁タイミングに基づき定められる所定範囲で制限される。
【００４３】
ステップＳ１４，Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９で噴射時期が設定された後は、その噴射時期に応じて生成された噴射信号をセットする（ステップＳ２０）。これにより、所望のタイミングでインジェクタ２１が駆動されて燃料噴射が実施される。
【００４４】
図９は、燃圧制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ４０により所定周期で繰り返し実施される。
【００４５】
図９において、ステップＳ３１では、エンジン運転状態（エンジン回転速度やエンジン負荷）に基づいて目標燃圧を設定する。続くステップＳ３２では、今現在の吸気弁３１の開弁タイミングが吸気ＴＤＣ以後になっているか否か、すなわち吸気遅開き状態であるか否かを判定する。そして、ステップＳ３２がＹＥＳであればステップＳ３３に進む。ステップＳ３３では、目標燃圧を高圧側に補正する。この補正は、例えば図１０の関係を用い、吸気弁３１の開弁タイミングに基づいて実施されるとよい。図１０では、吸気弁３１の開弁タイミングが遅くなるほど、目標燃圧を大きくしている。ただし、吸気遅開き状態である場合に、目標燃圧を一定圧力だけ大きくして補正を行う構成であってもよい。
【００４６】
その後、ステップＳ３４では、目標燃圧と燃圧センサ２９により検出される実燃圧との偏差に基づいて燃圧フィードバック制御を実施する。本燃圧制御によれば、吸気遅開き状態において、遅開き状態でない状態（吸気弁３１の開弁タイミングが吸気ＴＤＣ以前となる状態）に比べて燃圧が高い圧力で制御される。
【００４７】
なお、吸気弁３１が遅開きで制御される際にデリバリパイプ２７内の燃圧を高圧にする手段としては、上記のごとく目標燃圧を補正する以外に、一時的に燃圧フィードバック制御を停止して高圧ポンプ２６の燃料吐出量を増やす（燃圧制御弁２６ａの制御デューティ比を大きくする）ようにしてもよい。
【００４８】
図１１は、本実施形態の燃料噴射時期制御により得られる効果を燃費を指標として示す図である。図１１には、燃料噴射の開始時期をＡＴＤＣ２０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１６０°ＣＡの範囲内で変更した場合における燃費を示している。図中の実線は吸気弁３１を遅開きとした場合（吸気弁３１の開弁タイミング＝ＡＴＤＣ４０°ＣＡとした場合）の結果を、一点鎖線は吸気弁３１を遅開きとしない場合（吸気弁３１の開弁タイミング＝吸気ＴＤＣ前とした場合）の結果を、それぞれ示している。
【００４９】
吸気遅開きでない場合（一点鎖線）、ＡＴＤＣ６０°ＣＡで燃費が最良となり（図のＡ１）、吸気遅開きとした場合（実線）、ＡＴＤＣ８０°ＣＡで燃費が最良となっている（図のＡ２）。これら両者を比較すると、後者の場合の方が燃費が良好であることが分かる。これは、アトキンソンサイクルの活用と燃料噴射時期の適正化との双方によるものだと推測される。
【００５０】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５１】
上記構成では、吸気弁３１の開弁タイミングを吸気ＴＤＣよりも遅くしたため、吸気ＴＤＣ後であって吸気弁３１が開弁する際には筒内に負圧が発生し、その負圧を利用して筒内に強力な気流を生じさせることができる。そして、その気流の強化がなされた状態下で燃料噴射を開始することにより、筒内における燃料霧化や混合気の均質化を適正に実現できる。その結果、燃費や排気エミッションの改善を実現できる。
【００５２】
吸気遅開き状態である場合に吸気弁３１の開弁後であって当該吸気弁３１の遅開きにより筒内負圧が大きくなっている所定の負圧発生期間を噴射開始可能時期としたため、吸気弁３１の開弁後において気流が最も強くなる時期に燃料噴射を実施することができる。これにより、燃焼状態の改善を実現できる。
【００５３】
ピストン位置が吸気ＴＤＣになる前にインジェクタ２１が燃料（次の燃焼用に供給される燃料）を噴き終える構成としたため、筒内圧力が正圧に転じる前、すなわち負圧状態で燃料噴射が行われる。この場合、燃料の霧化や混合気形成を促進する上で有利な構成を実現できる。
【００５４】
吸気遅開き状態において、遅開き状態でない状態に比べて燃圧を高い圧力で制御する構成としたため、吸気弁３１の開弁後に生じた強い気流が減衰する前に、貫徹力の強い燃料噴射を実施でき、燃焼状態を改善する上で有利な構成を実現できる。
【００５５】
（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
【００５６】
・吸気弁３１の開弁直後の燃料噴射（分割噴射の場合は１回目噴射）について、その燃料噴射の噴射開始可能時期を図１２のように定めてもよい。図１２では、噴射開始可能時期の進角側ガード値を、吸気弁３１の開弁タイミングに対して所定角度だけ遅角させるようにしている。
【００５７】
・吸気遅開き状態である場合において筒内負圧の変化の状況は、吸気弁３１の開弁タイミングに応じて相違すると考えられる。換言すると、気流強化がなされる期間が変化すると考えられる。そこで、吸気弁３１の開弁直後の燃料噴射（分割噴射の場合は１回目噴射）について、その燃料噴射の噴射開始可能時期を、吸気弁３１の開弁タイミングに基づいて可変に設定するとよい。
【００５８】
具体的には、図１３に示すように噴射開始可能範囲が定められるとよく、同図では吸気弁３１の開弁タイミングが遅角側になるほど噴射開始可能時期の幅を大きくしている。特に図１３では、吸気弁３１の開弁タイミングが遅角側になるほど、遅角側ガード値を吸気弁３１の開弁タイミングに対して遠ざけて噴射開始可能時期の幅を大きくしている。また言い換えると、吸気弁３１の開弁タイミングが進角側になるほど、遅角側ガード値を吸気弁３１の開弁タイミングに対して近づけて噴射開始可能時期の幅を小さくしている。つまり、吸気弁３１の開弁タイミングが吸気ＴＤＣに近い場合と遠い場合とを比べると、遠い場合（吸気ＴＤＣに対して遅角量が大きい場合）の方が筒内負圧が大きくなると考えられる。そしてこの場合には気流強化がなされた期間が比較的長くなると考えられる。そこでこの点を考慮して、図１３の関係が定められている。
【００５９】
吸気弁３１の開弁タイミングに応じて噴射開始可能時期（詳しくは１回目噴射時期の遅角側ガード値）を可変に設定する構成にすることで、吸気弁３１の開弁タイミングに応じて筒内負圧の変化状況が変わっても、それに追従させて適正時期に燃料噴射を行うことができる。
【００６０】
なお、図１３の関係において、図１２に示すように噴射開始可能時期の進角側ガード値を、吸気弁３１の開弁タイミングに対して所定角度だけ遅角させるようにすることも可能である。
【００６１】
・上記実施形態では、吸気弁３１及び排気弁３２の両方について開弁時期を可変とする構成としたが、これに代えて、吸気弁３１のみについて開弁時期を可変とする構成であってもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、可変動弁手段として位相調整式の可変動弁機構３１Ａ，３２Ａを用いたが、これ以外に、カム切り替え式の可変動弁機構や、電動アクチュエータにより吸排気弁を開閉させる可変動弁機構を用いることも可能である。これらの可変動弁機構では、開閉のタイミングの変更だけでなく、開弁から閉弁までの開弁時期を広角又は狭角に変更することが可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
１０…エンジン、２１…インジェクタ（燃料噴射弁）、２３…燃焼室、３１…吸気弁、３１Ａ…可変動弁機構（可変動弁手段）、４０…ＥＣＵ（判定手段、燃料噴射制御手段）。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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