(57)【要約】【課題】  吸気ポート、吸気弁等へのデポジットの発生を抑制することができる筒内噴射式火花点火内燃機関を提供する。【解決手段】  筒内噴射式火花点火内燃機関（１００）は、燃料噴射弁（４０）と、可変動弁機構（４８）と、可変動弁機構の動作を制御する可変動弁制御手段（６２）と、燃料が気筒（１０）内に噴射された場合に、噴射された燃料が気筒内に配置されたピストン（１６）に衝突しないピストン非衝突噴射時期を取得するピストン非衝突噴射時期取得手段（６６）と、排気工程において気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管（２８）内へ吹き返されるとともに、吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒内へ吹き戻されるように可変動弁機構が制御された場合に、ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段（６８）と、を備えることを特徴とするものである。【選択図】        図１
2008303799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
吸気弁および排気弁の開閉時期を任意の時期に変更可能な可変動弁機構と、
前記可変動弁機構の動作を制御する可変動弁制御手段と、
燃料が前記気筒内に噴射された場合に、噴射された燃料が前記気筒内に配置されたピストンに衝突しないピストン非衝突噴射時期を取得するピストン非衝突噴射時期取得手段と、
排気工程において前記気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、前記吹き返された残留ガスが吸気工程において再び前記気筒内へ吹き戻されるように前記可変動弁機構が制御された場合に、前記ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁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式火花点火内燃機関。
【請求項２】
気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、
吸気弁および排気弁の開閉時期を任意の時期に変更可能な可変動弁機構と、
前記可変動弁機構の動作を制御する可変動弁制御手段と、
燃料が前記気筒内に噴射された場合に、噴射された燃料が前記吸気弁に衝突しない吸気弁非衝突噴射時期を取得する吸気弁非衝突噴射時期取得手段と、
排気工程において前記気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、前記吹き返された残留ガスが吸気工程において再び前記気筒内へ吹き戻されるように前記可変動弁機構が制御された場合に、前記吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁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式火花点火内燃機関。
【請求項３】
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力を調整する燃料噴射圧調整手段をさらに備え、
前記燃料噴射制御手段は、排気工程において前記気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、前記吹き返された残留ガスが吸気工程において再び前記気筒内へ吹き戻されるように前記可変動弁機構が制御された場合に、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力が増圧されるように前記燃料噴射圧調整手段をさらに制御することを特徴とする請求項１または２記載の筒内噴射式火花点火内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筒内噴射式火花点火内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に燃料を燃料噴射弁から直接噴射する筒内噴射式火花点火内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、吸気ポートに配置された吸気弁（吸気バルブ）および排気ポートに配置された排気弁（排気バルブ）の開閉時期を任意の時期に変更可能な可変動弁機構を備えた筒内噴射式火花点火内燃機関が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
可変動弁機構を備えた筒内噴射式火花点火内燃機関においては、例えば、可変動弁機構によりバルブオーバーラップ量や吸気弁の閉じ時期を調整することによって、筒内噴射式火花点火内燃機関の低燃費の実現、低エミッション化等を図っている。具体的には、バルブオーバーラップ量を拡大させる、あるいは吸気弁の閉じ時期を遅らせることにより、排気工程において気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内に吹き返されるとともに、その吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒内へ吹き戻される。この場合、残留ガスによる内部ＥＧＲ効果が生じるため、筒内噴射式火花点火内燃機関の低燃費の実現、低エミッション化等が期待できる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２２０４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１４４６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような筒内噴射式火花点火内燃機関においては、燃料噴射弁から噴射された燃料がピストン頂面あるいは吸気弁に衝突する場合がある。燃料がピストン頂面あるいは吸気弁に衝突すると、ピストン頂面あるいは吸気弁に付着した燃料が燃焼時にスートになると考えられる。この場合、内部ＥＧＲ効果を期待して、例えばバルブオーバーラップ量を拡大させようとすると、ピストン頂面あるいは吸気弁に付着したスート（すす）が残留ガスと共に吸気管内に吹き返されて、吸気ポート、吸気弁等に堆積してデポジットとなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、吸気ポート、吸気弁等へのデポジットの発生を抑制することができる筒内噴射式火花点火内燃機関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】
【０００７】
本発明に係る筒内噴射式火花点火内燃機関は、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、吸気弁および排気弁の開閉時期を任意の時期に変更可能な可変動弁機構と、可変動弁機構の動作を制御する可変動弁制御手段と、燃料が気筒内に噴射された場合に、噴射された燃料が気筒内に配置されたピストンに衝突しないピストン非衝突噴射時期を取得するピストン非衝突噴射時期取得手段と、排気工程において気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒内へ吹き戻されるように可変動弁機構が制御された場合に、ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように燃料噴射弁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ものである。
【０００８】
本発明に係る筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、排気工程において気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒内へ吹き戻されるように可変動弁機構が制御された場合には、ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射される。この場合、ピストンの頂面に付着したスートが残留ガスと共に吸気管内に吹き返されることが抑制される。それにより、吸気ポート、吸気弁等へのデポジットの発生が抑制される。
【０００９】
本発明に係る筒内噴射式火花点火内燃機関は、気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、吸気弁および排気弁の開閉時期を任意の時期に変更可能な可変動弁機構と、可変動弁機構の動作を制御する可変動弁制御手段と、燃料が気筒内に噴射された場合に、噴射された燃料が吸気弁に衝突しない吸気弁非衝突噴射時期を取得する吸気弁非衝突噴射時期取得手段と、排気工程において気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒内へ吹き戻されるように可変動弁機構が制御された場合に、吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように燃料噴射弁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ものである。
【００１０】
本発明に係る筒内噴射式火花点火内燃機関によれば、排気工程において気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒内へ吹き戻されるように可変動弁機構が制御された場合には、吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射される。この場合、吸気弁に付着したスートが残留ガスと共に吸気管内に吹き返されることが抑制される。それにより、吸気ポート、吸気弁等へのデポジットの発生が抑制される。
【００１１】
上記構成において、燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力を調整する燃料噴射圧調整手段をさらに備え、燃料噴射制御手段は、排気工程において気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒内へ吹き戻されるように可変動弁機構が制御された場合に、燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力が増圧されるように燃料噴射圧調整手段をさらに制御してもよい。
【００１２】
この構成によれば、排気工程において気筒内から排出されなかった残留ガスが吸気管内へ吹き返されるとともに、吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒内へ吹き戻されるように可変動弁機構が制御された場合には、噴射される燃料の圧力が通常の噴射圧力よりも増圧される。それにより、噴射される燃料の微粒子化が促進されることから、吸気ポート、吸気弁等へのデポジットの発生がさらに抑制される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、吸気ポート、吸気弁等へのデポジットの発生を抑制することができる筒内噴射式火花点火内燃機関を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関１００について説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関１００の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、筒内噴射式火花点火内燃機関１００は、複数の気筒１０（図１では１つのみ図示）を有するシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２上に配置されたシリンダヘッド１４と、気筒１０内を往復運動するピストン１６と、を備えている。ピストン１６の頂面とシリンダヘッド１４の下面とで区画された領域には、燃焼室１８が形成されている。
【００１６】
シリンダヘッド１４は、各燃焼室１８毎に吸気ポート２０および排気ポート２２を有している。吸気ポート２０には、吸気弁２４が配置されている。排気ポート２２には、排気弁２６が配置されている。吸気ポート２０には、吸気管２８が連結されている。排気ポート２２には、排気管３０が連結されている。吸気管２８の途中には、スロットルバルブ（図示せず）が設けられており、このスロットルバルブにより燃焼室１８に導入される吸入空気量が調整される。
【００１７】
吸気弁２４および排気弁２６はそれぞれ、吸気カムシャフト３２および排気カムシャフト３４によって作動される。この作動により、吸気弁２４は吸気ポート２０を開閉し、排気弁２６は排気ポート２２を開閉する。
【００１８】
吸気カムシャフト３２および排気カムシャフト３４には、カムシャフト位置検出手段３６が配置されている。カムシャフト位置検出手段３６は、吸気カムシャフト３２の回転位置および排気カムシャフト３４の回転位置を検出し、ＥＣＵ６０に検出結果を伝える。カムシャフト位置検出手段３６としては、特に限定されないが、例えば、カム角センサ等を用いることができる。
【００１９】
燃焼室１８の上部の略中心位置には、火花点火のための点火プラグ３８が配置されている。点火プラグ３８は、ＥＣＵ６０の指示により火花を点火する。また、燃焼室１８の吸気ポート２０の近傍の内壁面には、燃料タンク５０から送付されてくる燃料を燃焼室１８に直接噴射するための燃料噴射弁４０が配置されている。燃料噴射弁４０は、ＥＣＵ６０の指示に従って燃料を噴射する。
【００２０】
ピストン１６は、コネクティングロッド４２を介して、クランクシャフト（図示せず）と連結されている。筒内噴射式火花点火内燃機関１００のクラックシャフトの近傍には、クランク角度検出手段４４と、回転数検出手段４６と、が配置されている。クランク角度検出手段４４は、クランク角度を検出し、ＥＣＵ６０に検出結果を伝える。クランク角度検出手段４４としては、例えばクランク角度センサ等を用いることができる。回転数検出手段４６は、クランクシャフトの回転数を検出し、ＥＣＵ６０に検出結果を伝える。回転数検出手段４６としては、例えば回転数センサ等を用いることができる。
【００２１】
可変動弁機構４８は、ＥＣＵ６０からの指示により、吸気弁２４および排気弁２６の開閉時期を任意の時期に変更する。可変動弁機構４８としては、特に限定されないが、例えば油圧式の可変動弁機構等を用いることができる。この場合、可変動弁機構４８は、筒内噴射式火花点火内燃機関１００の回転に基づき駆動されるオイルポンプ（図示せず）からの油圧供給を受け、ＥＣＵ６０からの指示により吸気カムシャフト３２および排気カムシャフト３４を進角方向あるいは遅角方向へ回転させる。これにより、吸気弁２４および排気弁２６の開閉時期を任意の時期に変更することができる。
【００２２】
燃料タンク５０には、主燃料であるガソリンが貯留されている。燃料タンク５０は配管（図示せず）によって燃料噴射弁４０に連通されている。燃料タンク５０と燃料噴射弁４０との間には、燃料噴射圧調整手段５２が介挿されている。燃料噴射圧調整手段５２は、ＥＣＵ６０からの指示により、燃料噴射弁４０から噴射される燃料の圧力を調整する。燃料噴射圧調整手段５２としては、例えば高圧ポンプ、プレッシャレギュレータ等を用いることができる。燃料噴射圧調整手段５２には、燃料圧力検出手段５４が配置されている。燃料圧力検出手段５４は、噴射される燃料の圧力を検出してＥＣＵ６０に伝える。燃料圧力検出手段５４としては、例えば、圧力センサ等を用いることができる。
【００２３】
ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成される。ＥＣＵ６０は、可変動弁制御手段６２と、バルブオーバーラップ量算出手段６４と、ピストン非衝突噴射時期取得手段６６と、燃料噴射制御手段６８と、を備える。可変動弁制御手段６２は、可変動弁機構４８の動作を制御する。本実施例においては、可変動弁制御手段６２は、バルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８を制御する。この場合、排気工程において、気筒１０内から排出されなかった残留ガスが吸気管２８内へ吹き返されるとともに、吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒１０内へ吹き戻される。
【００２４】
バルブオーバーラップ量算出手段６４は、吸気弁２４および排気弁２６のバルブオーバーラップ量を算出し、算出したバルブオーバーラップ量が所定値より大きいか否かを判定する。例えば、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、カムシャフト位置検出手段３６の検出結果とクランク角度検出手段４４の検出結果とを読み込む。それにより、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト３２および排気カムシャフト３４の相対位置を算出することができる。それにより、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、吸気弁２４および排気弁２６のバルブオーバーラップ量を算出することができる。
【００２５】
ピストン非衝突噴射時期取得手段６６は、燃料が燃料噴射弁４０から気筒１０内に噴射された場合に、噴射された燃料が気筒１０内に配置されたピストン１６に衝突しない時期（以下、ピストン非衝突噴射時期と称する）を取得する。図２に、ピストン非衝突噴射時期のマップの一例を示す。図２において、縦軸は燃料の噴射時期（ＢＴＤＣ）を示し、横軸は筒内噴射式火花点火内燃機関１００の回転数を示す。図２において、境界線７０より噴射時期が早い領域が、噴射された燃料がピストン１６に衝突しない噴射時期（ピストン非衝突噴射時期）を示している。図２に示すように、ピストン非衝突噴射時期は筒内噴射式火花点火内燃機関１００の回転数によって変化する。具体的には、筒内噴射式火花点火内燃機関１００の回転数が高くなる程、ピストン１６が速く動くため、ピストン非衝突噴射時期は拡大する。
【００２６】
ピストン非衝突噴射時期取得手段６６は、図２に示すマップをあらかじめ記憶しておく。そして、回転数検出手段４６の検出結果とクランク角度検出手段４４の検出結果とを基に、図２に示すマップを参照して、ピストン非衝突噴射時期を取得する。
【００２７】
再び図１を参照して、燃料噴射制御手段６８は、燃料噴射圧調整手段５２の動作と燃料噴射弁４０の動作とを制御する。具体的には、燃料噴射制御手段６８は、燃料圧力検出手段５４の検出結果を読み込み、噴射される燃料が所定の圧力で噴射されるように燃料噴射圧調整手段５２を制御する。それとともに、燃料噴射制御手段６８は、燃料が所定の時期に噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する。
【００２８】
ここで、燃料が噴射される場合における所定の圧力については、あらかじめ燃料噴射制御手段６８が記憶しておけばよい。具体的には、燃料噴射制御手段６８は、通常の噴射圧力（以下、通常噴射圧力と称する）と通常噴射圧力よりも高い圧力とを記憶しておく。なお、燃料の噴射圧力が高い程、噴射される燃料の微粒子化が促進される。
【００２９】
また、燃料が噴射される時期については、可変動弁機構４８が可変動弁制御手段６２により制御された場合と制御されない場合とにおいて、異なる。可変動弁制御手段６２によりバルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８が制御された場合には、燃料噴射制御手段６８は、ピストン非衝突噴射時期取得手段６６が取得したピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する。一方、可変動弁制御手段６２によりオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８が制御されない場合には、燃料噴射制御手段６８は、あらかじめ燃料噴射制御手段６８が記憶しておいた噴射時期（以下、通常噴射時期と称する）に燃料が噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する。
【００３０】
図３は、ＥＣＵ６０の可変動弁機構４８が制御された際における動作の一例を示すフローチャートである。可変動弁制御手段６２によりバルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８が制御された場合、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、バルブオーバーラップ量（Ｖｏ）を算出する（ステップＳ１）。次いで、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、ステップＳ１において算出したバルブオーバーラップ量（Ｖｏ）が所定値（α）より大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。なお、所定値（α）については、あらかじめバルブオーバーラップ量算出手段６４が記憶しておけばよい。例えば、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、デポジットが許容されるバルブオーバーラップ量を所定値（α）として記憶しておけばよい。
【００３１】
ステップＳ２においてバルブオーバーラップ量（Ｖｏ）が所定値（α）より大きいと判定された場合には、ピストン非衝突噴射時期取得手段６６は、ピストン非衝突噴射時期を取得する（ステップＳ３）。次いで、燃料噴射制御手段６８は、噴射される燃料圧が通常噴射圧力よりも増圧されるように燃料噴射圧調整手段５２を制御するとともに、増圧された燃料がピストン非衝突噴射時期に噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する（ステップＳ４）。次いで、ＥＣＵ６０はフローチャートの実行を終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ２においてバルブオーバーラップ量（Ｖｏ）が所定値（α）より大きいと判定されなかった場合には、燃料噴射制御手段６８は、通常噴射圧力で通常噴射時期に燃料が噴射されるように、燃料噴射圧調整手段５２および燃料噴射弁４０を制御する（ステップＳ５）。次いで、ＥＣＵ６０はフローチャートの実行を終了する。
【００３３】
本実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関１００によれば、バルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８が制御された場合には、ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射される。この場合、ピストン１６の頂面に付着したスートが残留ガスと共に吸気管２８内に吹き返されることが抑制される。それにより、吸気ポート２０、吸気弁２４等へのデポジットの発生が抑制される。また、ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射される場合には、噴射される燃料の圧力が通常噴射圧力よりも増圧される。それにより、噴射される燃料の微粒子化が促進されることから、吸気ポート２０、吸気弁２４等へのデポジットの発生がさらに抑制される。
【００３４】
なお、噴射される燃料の圧力は、可変動弁制御手段６２による可変動弁機構４８の制御度合いに応じて変更されてもよい。具体的には、噴射される燃料の圧力は、バルブオーバーラップ量算出手段６４により算出されたバルブオーバーラップ量（Ｖｏ）に比例するように調整されてもよい。例えば、燃料噴射制御手段６８は、バルブオーバーラップ量（Ｖｏ）に対応した噴射燃料圧力をあらかじめ記憶しておき、バルブオーバーラップ量（Ｖｏ）に対応した燃料圧力になるように燃料噴射圧調整手段５２を制御しつつ、当該燃料圧力で燃料が噴射されるように燃料噴射弁４０を制御してもよい。
【００３５】
（変形例１）
また、可変動弁制御手段６２は、バルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８を制御する代わりに、吸気弁２４の閉じ時期を遅らせるように可変動弁機構４８を制御してもよい。吸気弁２４の閉じ時期を遅らせるように可変動弁機構４８が制御される場合には、排気工程において気筒１０内から排出されなかった残留ガスが吸気管２８内に吹き返されるとともに、その吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒１０内へ吹き戻される。そのため、バルブオーバーラップが拡大する場合と同様にデポジットが発生するおそれがある。
【００３６】
可変動弁制御手段６２が吸気弁２４の閉じ時期を遅らせるように可変動弁機構４８を制御する場合には、ＥＣＵ６０はバルブオーバーラップ量算出手段６４の代わりに吸気弁閉じ時期算出手段（図示せず）を備える。吸気弁閉じ時期算出手段は、吸気弁２４の閉じ時期を算出し、算出された吸気弁閉じ時期が所定値より遅いか否かを判定する。例えば、吸気弁閉じ時期算出手段は、カムシャフト位置検出手段３６の検出結果とクランク角度検出手段４４の検出結果とを読み込む。それにより、吸気弁閉じ時期算出手段は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト３２の相対位置を算出することができる。それにより、吸気弁閉じ時期算出手段は、吸気弁２４の閉じ時期を算出することができる。
【００３７】
図４は、第１実施例の変形例１に係るＥＣＵ６０の可変動弁機構４８が制御された際における動作の一例を示すフローチャートである。可変動弁制御手段６２により吸気弁２４の閉じ時期が遅れるように可変動弁機構４８が制御された場合、吸気弁閉じ時期算出手段は、吸気弁閉じ時期（Ｖｂ）を算出する（ステップＳ１ａ）。次いで、吸気弁閉じ時期算出手段は、ステップＳ１ａにおいて算出した吸気弁閉じ時期（Ｖｂ）が所定値（β）より大きいか否か（遅いか否か）を判定する（ステップＳ２ａ）。なお、所定値（β）については、あらかじめ吸気弁閉じ時期算出手段が記憶しておけばよい。例えば、吸気弁閉じ時期算出手段は、デポジットが許容される吸気弁閉じ時期を所定値（β）として記憶しておけばよい。
【００３８】
ステップＳ２ａにおいて吸気弁閉じ時期（Ｖｂ）が所定値（β）より大きい（遅い）と判定された場合には、ピストン非衝突噴射時期取得手段６６は、ピストン非衝突噴射時期を取得する（ステップＳ３）。次いで、燃料噴射制御手段６８は、噴射される燃料圧が通常噴射圧力よりも増圧されるように燃料噴射圧調整手段５２を制御するとともに、増圧された燃料がピストン非衝突噴射時期に噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する（ステップＳ４）。次いで、ＥＣＵ６０はフローチャートの実行を終了する。
【００３９】
一方、ステップＳ２ａにおいて吸気弁閉じ時期（Ｖｂ）が所定値（β）より大きいと判定されなかった場合には、燃料噴射制御手段６８は、通常噴射圧力で通常噴射時期に燃料が噴射されるように、燃料噴射圧調整手段５２および燃料噴射弁４０を制御する（ステップＳ５）。次いで、ＥＣＵ６０はフローチャートの実行を終了する。
【００４０】
第１実施例の変形例１に係る筒内噴射式火花点火内燃機関１００によれば、吸気弁閉じ時期が遅くなるように可変動弁機構４８が制御された場合には、ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射される。この場合、ピストン１６の頂面に付着したスートが残留ガスと共に吸気管２８内に吹き返されることが抑制される。それにより、吸気ポート２０、吸気弁２４等へのデポジットの発生が抑制される。また、ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射される場合には、噴射される燃料の圧力が通常噴射圧力よりも増圧される。それにより、噴射される燃料の微粒子化が促進されることから、吸気ポート２０、吸気弁２４等へのデポジットの発生がさらに抑制される。
【実施例２】
【００４１】
続いて、本発明の第２実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関１００ａについて説明する。図５は、第２実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関１００ａの全体構成を示す模式図である。図５に示す筒内噴射式火花点火内燃機関１００ａは、ＥＣＵ６０の代わりにＥＣＵ６０ａを備えている点において、図１に示す筒内噴射式火花点火内燃機関１００と異なる。図５に示すＥＣＵ６０ａは、ピストン非衝突噴射時期取得手段６６の代わりに吸気弁非衝突噴射時期取得手段６６ａを備える点と、燃料噴射制御手段６８の代わりに燃料噴射制御手段６８ａを備える点と、において、図１に示すＥＣＵ６０と異なる。その他の構成は、図１に示す筒内噴射式火花点火内燃機関１００と同様のため説明を省略する。
【００４２】
吸気弁非衝突噴射時期取得手段６６ａは、燃料が燃料噴射弁４０から気筒１０内に噴射された場合に、噴射された燃料が吸気弁２４に衝突しない時期（以下、吸気弁非衝突噴射時期と称する）を取得する。図６に、吸気弁非衝突噴射時期のマップの一例を示す。図６において、縦軸は燃料の噴射時期（ＢＴＤＣ）を示し、横軸は筒内噴射式火花点火内燃機関１００ａの回転数を示す。図６において、境界線７２と境界線７４とによって挟まれた領域は、吸気弁２４がリフトしている領域を示している。つまり、境界線７２と境界線７４とによって挟まれた領域は、噴射された燃料が吸気弁２４に衝突する領域を示している。よって、境界線７２と境界線７４とによって挟まれた領域を除く領域が、噴射された燃料が吸気弁２４に衝突しない領域（吸気弁非衝突噴射時期）を示している。
【００４３】
吸気弁非衝突噴射時期取得手段６６ａは、図６に示すマップをあらかじめ記憶しておく。そして、回転数検出手段４６の検出結果とクランク角度検出手段４４の検出結果とを基に、図６に示すマップを参照して、吸気弁非衝突噴射時期を取得する。
【００４４】
再び図５を参照して、燃料噴射制御手段６８ａは、ピストン非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する代わりに、吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する点において、図１に示す燃料噴射制御手段６８と異なる。具体的には、燃料噴射制御手段６８ａは、燃料圧力検出手段５４の検出結果を読み込み、噴射される燃料が所定の圧力で噴射されるように燃料噴射圧調整手段５２を制御する。それとともに、燃料噴射制御手段６８ａは、燃料が所定の時期に噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する。
【００４５】
ここで、燃料が噴射される場合における所定の圧力については、あらかじめ燃料噴射制御手段６８ａが記憶しておけばよい。具体的には、燃料噴射制御手段６８ａは、通常噴射圧力と通常噴射圧力よりも高い圧力とを記憶しておく。なお、燃料の噴射圧力が高い程、噴射される燃料の微粒子化が促進される。
【００４６】
また、燃料が噴射される時期については、可変動弁機構４８が可変動弁制御手段６２により制御された場合と制御されない場合とにおいて、異なる。可変動弁制御手段６２によりバルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８が制御された場合には、燃料噴射制御手段６８ａは、吸気弁非衝突噴射時期取得手段６６ａが取得した吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する。一方、可変動弁制御手段６２によりオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８が制御されない場合には、燃料噴射制御手段６８ａは、あらかじめ燃料噴射制御手段６８ａが記憶しておいた噴射時期（通常噴射時期）に燃料が噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する。
【００４７】
図７は、ＥＣＵ６０ａの可変動弁機構４８が制御された際における動作の一例を示すフローチャートである。可変動弁制御手段６２によりバルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８が制御された場合、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、バルブオーバーラップ量（Ｖｏ）を算出する（ステップＳ６）。次いで、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、ステップＳ６において算出したバルブオーバーラップ量（Ｖｏ）が所定値（α）より大きいか否かを判定する（ステップＳ７）。なお、所定値（α）については、あらかじめバルブオーバーラップ量算出手段６４が記憶しておけばよい。例えば、バルブオーバーラップ量算出手段６４は、デポジットが許容されるバルブオーバーラップ量を所定値（α）として記憶しておけばよい。
【００４８】
ステップＳ７においてバルブオーバーラップ量（Ｖｏ）が所定値（α）より大きいと判定された場合には、吸気弁非衝突噴射時期取得手段６６ａは、吸気弁非衝突噴射時期を取得する（ステップＳ８）。次いで、燃料噴射制御手段６８ａは、噴射される燃料圧が通常噴射圧力よりも増圧されるように燃料噴射圧調整手段５２を制御するとともに、増圧された燃料が吸気弁非衝突噴射時期に噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する（ステップＳ９）。次いで、ＥＣＵ６０ａはフローチャートの実行を終了する。
【００４９】
一方、ステップＳ７においてバルブオーバーラップ量（Ｖｏ）が所定値（α）より大きいと判定されなかった場合には、燃料噴射制御手段６８ａは、通常噴射圧力で通常噴射時期に燃料が噴射されるように、燃料噴射圧調整手段５２および燃料噴射弁４０を制御する（ステップＳ１０）。次いで、ＥＣＵ６０ａはフローチャートの実行を終了する。
【００５０】
本実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関１００ａによれば、バルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８が制御された場合には、吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射される。この場合、吸気弁２４に付着したスートが残留ガスと共に吸気管２８内に吹き返されることが抑制される。それにより、吸気ポート２０、吸気弁２４等へのデポジットの発生が抑制される。また、吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射される場合には、噴射される燃料の圧力が通常噴射圧力よりも増圧される。それにより、噴射される燃料の微粒子化が促進されることから、吸気ポート２０、吸気弁２４等へのデポジットの発生がさらに抑制される。
【００５１】
なお、噴射される燃料の圧力は、可変動弁制御手段６２による可変動弁機構４８の制御度合いに応じて変更されてもよい。具体的には、噴射される燃料の圧力は、バルブオーバーラップ量算出手段６４により算出されたバルブオーバーラップ量（Ｖｏ）に比例するように調整されてもよい。例えば、燃料噴射制御手段６８ａは、バルブオーバーラップ量（Ｖｏ）に対応した噴射燃料圧力をあらかじめ記憶しておき、バルブオーバーラップ量（Ｖｏ）に対応した燃料圧力になるように燃料噴射圧調整手段５２を制御しつつ、当該燃料圧力で燃料が噴射されるように燃料噴射弁４０を制御してもよい。
【００５２】
（変形例１）
また、可変動弁制御手段６２は、バルブオーバーラップ量が拡大するように可変動弁機構４８を制御する代わりに、吸気弁２４の閉じ時期を遅らせるように可変動弁機構４８を制御してもよい。吸気弁２４の閉じ時期を遅らせるように可変動弁機構４８が制御される場合には、排気工程において気筒１０内から排出されなかった残留ガスが吸気管２８内に吹き返されるとともに、その吹き返された残留ガスが吸気工程において再び気筒１０内へ吹き戻される。そのため、バルブオーバーラップが拡大する場合と同様にデポジットが発生するおそれがある。
【００５３】
可変動弁制御手段６２が吸気弁２４の閉じ時期を遅らせるように可変動弁機構４８を制御する場合には、ＥＣＵ６０ａはバルブオーバーラップ量算出手段６４の代わりに吸気弁閉じ時期算出手段（図示せず）を備える。吸気弁閉じ時期算出手段は、吸気弁２４の閉じ時期を算出し、算出した吸気弁閉じ時期が所定値より遅いか否かを判定する。例えば、吸気弁閉じ時期算出手段は、カムシャフト位置検出手段３６の検出結果とクランク角度検出手段４４の検出結果とを読み込む。それにより、吸気弁閉じ時期算出手段は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト３２の相対位置を算出することができる。それにより、吸気弁閉じ時期算出手段は、吸気弁２４の閉じ時期を算出することができる。
【００５４】
図８は、第２実施例の変形例１に係るＥＣＵ６０ａの可変動弁機構４８が制御された際における動作の一例を示すフローチャートである。可変動弁制御手段６２により吸気弁２４の閉じ時期が遅れるように可変動弁機構４８が制御された場合、吸気弁閉じ時期算出手段は、吸気弁閉じ時期（Ｖｂ）を算出する（ステップＳ６ａ）。次いで、吸気弁閉じ時期算出手段は、ステップＳ６ａにおいて算出した吸気弁閉じ時期（Ｖｂ）が所定値（β）より大きいか否か（遅いか否か）を判定する（ステップＳ７ａ）。なお、所定値（β）については、あらかじめ吸気弁閉じ時期算出手段が記憶しておけばよい。例えば、吸気弁閉じ時期算出手段は、デポジットが許容される吸気弁閉じ時期を所定値（β）として記憶しておけばよい。
【００５５】
ステップＳ７ａにおいて吸気弁閉じ時期（Ｖｂ）が所定値（β）より大きい（遅い）と判定された場合には、吸気弁非衝突噴射時期取得手段６６ａは、吸気弁非衝突噴射時期を取得する（ステップＳ８）。次いで、燃料噴射制御手段６８ａは、噴射される燃料圧が通常噴射圧力よりも増圧されるように燃料噴射圧調整手段５２を制御するとともに、増圧された燃料が吸気弁非衝突噴射時期に噴射されるように燃料噴射弁４０を制御する（ステップＳ９）。次いで、ＥＣＵ６０ａはフローチャートの実行を終了する。
【００５６】
一方、ステップＳ７ａにおいて吸気弁閉じ時期（Ｖｂ）が所定値（β）より大きいと判定されなかった場合には、燃料噴射制御手段６８ａは、通常噴射圧力で通常噴射時期に燃料が噴射されるように、燃料噴射圧調整手段５２および燃料噴射弁４０を制御する（ステップＳ１０）。次いで、ＥＣＵ６０ａはフローチャートの実行を終了する。
【００５７】
第２実施例の変形例１に係る筒内噴射式火花点火内燃機関１００ａによれば、吸気弁閉じ時期が遅くなるように可変動弁機構４８が制御された場合には、吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射される。この場合、吸気弁２４に付着したスートが残留ガスと共に吸気管２８内に吹き返されることが抑制される。それにより、吸気ポート２０、吸気弁２４等へのデポジットの発生が抑制される。また、吸気弁非衝突噴射時期に燃料が噴射される場合には、噴射される燃料の圧力が通常噴射圧力よりも増圧される。それにより、噴射される燃料の微粒子化が促進されることから、吸気ポート２０、吸気弁２４等へのデポジットの発生がさらに抑制される。
【００５８】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関の全体構成を示す模式図である。
【図２】ピストン非衝突噴射時期のマップの一例である。
【図３】第１実施例に係るＥＣＵの可変動弁機構が制御された際における動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】第１実施例の変形例１に係るＥＣＵの可変動弁機構が制御された際における動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】第２実施例に係る筒内噴射式火花点火内燃機関の全体構成を示す模式図である。
【図６】吸気弁非衝突噴射時期のマップの一例である。
【図７】第２実施例に係るＥＣＵの可変動弁機構が制御された際における動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】第２実施例の変形例１に係るＥＣＵの可変動弁機構が制御された際における動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１０  気筒
１６  ピストン
１８  燃焼室
２０  吸気ポート
２２  排気ポート
２４  吸気弁
２６  排気弁
２８  吸気管
３０  排気管
３２  吸気カムシャフト
３４  排気カムシャフト
３６  カムシャフト位置検出手段
４０  燃料噴射弁
４４  クランク角度検出手段
４６  回転数検出手段
５０  燃料タンク
５２  燃料噴射圧調整手段
５４  燃料圧力検出手段
６０，６０ａ  ＥＣＵ
６２  可変動弁制御手段
６４  バルブオーバーラップ量算出手段
６６  ピストン非衝突噴射時期取得手段
６６ａ  吸気弁非衝突噴射時期取得手段
６８，６８ａ  燃料噴射制御手段
１００，１００ａ  筒内噴射式火花点火内燃機関
【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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