(57)【要約】【課題】内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、効率よく燃料を吸気ポートに吹き戻すことができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、燃焼室９に開口する吸気ポート１０と、吸気ポート１０を開閉する吸気バルブ１５と、燃焼室９を形成する気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁７と、開弁特性を変更可能なように吸気バルブ１５を駆動する動弁機構１７と、を備えている。そして、燃料噴射弁７の制御又は動弁機構１７の制御を通じて、燃料噴射弁７が噴射する燃料と吸気バルブ１５との間の衝突を避けるように、燃料噴射弁７の噴射条件及び、吸気バルブ１５の開弁特性の少なくともいずれか一方を設定する一方で、内燃機関１が冷間時であって始動時の場合には、燃料噴射弁７が噴射する燃料と吸気バルブ１５とが衝突するように、噴射条件及び開弁特性の少なくともいずれか一方の設定を変更する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に開口する吸気ポートと、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、前記燃焼室を形成する気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、開弁特性を変更可能なように前記吸気バルブを駆動する動弁機構と、を備えた内燃機関に適用され、
前記燃料噴射弁の制御又は前記動弁機構の制御を通じて、前記燃料噴射弁が噴射する燃料と前記吸気バルブとの間の衝突を避けるように、前記燃料噴射弁の噴射条件及び、前記吸気バルブの開弁特性の少なくともいずれか一方を設定する衝突回避設定手段と、前記内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、前記燃料噴射弁が噴射する燃料と前記吸気バルブとが衝突するように、前記衝突回避設定手段が設定した前記噴射条件及び前記開弁特性の少なくともいずれか一方を変更する回避設定変更手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記回避設定変更手段は、前記内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、前記内燃機関のピストンが吸気工程の下死点に位置する前で前記燃料噴射弁が噴射する燃料と前記吸気バルブとが衝突するように、前記衝突回避設定手段が設定した前記噴射条件及び前記開弁特性の少なくともいずれか一方を変更する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記回避設定変更手段は、前記内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、前記吸気バルブの状態が最大リフト量の状態から閉弁状態に到るまでの期間に前記燃料噴射弁の燃料噴射時期が設定されるように、前記衝突回避設定手段が設定した前記噴射条件及び前記開弁特性の少なくともいずれか一方を変更する、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記吸気バルブは、前記吸気ポートを開閉できる傘部と、前記傘部の上面側から延びるステム部と、を有し、
前記回避設定変更手段は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料が前記傘部の上面側と衝突するように、前記衝突回避設定手段が設定した前記噴射条件及び前記開弁特性の少なくともいずれか一方を変更する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射弁から噴射された燃料のうち前記吸気ポートに吹き戻される吹き戻し量を算出する吹き戻し量算出手段と、前記吹き戻し量算出手段の算出結果に基づいて、次回に前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を補正する噴射量補正手段と、を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
燃焼室に開口する吸気ポートと、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、前記燃焼室を形成する気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた内燃機関に適用され、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料と前記吸気バルブとの間の衝突を避けるように、前記燃料噴射弁の噴射条件を設定する噴射条件設定手段を備え、
前記噴射条件設定手段は、前記内燃機関が冷間時であって始動時の場合には、前記燃料噴射弁から噴射される燃料と前記吸気バルブとが衝突するように、前記燃料噴射弁の噴射条件を変更する、ことを特徴と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、燃料噴射弁が気筒内に燃料を噴射する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気バルブの開閉時期を変更する可変バルブ機構を備えた筒内噴射式内燃機関に適用され、吸気バルブの閉時期がピストンの下死点よりも遅くなるように設定されている内燃機関の制御装置が存在する。このような内燃機関の制御装置であって、吸気バルブの閉時期をピストンの下死点を超えて所定時間後となるように制御する際には、複数回に分けて行われる燃料噴射の最後の燃料噴射を吸気バルブの閉時期に対して所定時間前から閉時期直前まで行うように制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７４３４５号公報
【特許文献２】特開２００４−０１９５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸気バルブの閉時期がピストンの下死点よりも遅い場合には、ピストンの上昇により燃焼室内の混合気が吸気ポートへ逆流する吹き戻しが生じ易い。吸気ポートに戻された混合気は、少なくとも次に吸気バルブが開かれるまで燃焼に利用されない。このため、気化期間を長く確保することができる。特許文献１の制御装置では、このような吹き戻しを利用して燃料の気化を促進することにより、筒内噴射式内燃機関の弊害の抑制を図っている。しかし、特許文献１の制御装置では、燃料噴射弁から噴射された噴霧は、その貫通力により、多くが排気側に飛散してしまう。従って、吸気ポートに吹き戻される燃料量が少なくなる傾向にある。特に、吸気バルブが閉じられる直前などは、その傾向が強い。吹き戻される燃料量が少ない場合、混合気の形成が不均質になってしまう。これにより、スモークや炭化水素（ＨＣ）の発生といった排気エミッションの悪化につながる可能性がある。一方、燃料は、遅角側（圧縮工程側）で噴射されている。この場合、吸気ポートに吹き戻されずに燃焼室内に残った燃料は、気化のための十分な時間が確保されず、気化し辛い。これにより、やはり排気エミッションの悪化や始動性の悪化につながる可能性がある。
【０００５】
また、一般的に、内燃機関の冷間時の始動は、燃料が気化し難い。このため、燃料の噴射量を増加して燃焼に寄与する気化燃料を増やすことにより、始動性の確保が図られる傾向にある。しかし、噴射量が増加されることより、燃費の悪化、スモークやＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）の生成、未燃炭化水素の排出といったエミッションの悪化を招いてしまう。また、環境対応のために、アルコール燃料の利用が検討されているが、気化し辛く、始動性の悪化を招きやすい。
【０００６】
そこで、本発明は、内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、効率よく燃料を吸気ポートに吹き戻す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】
【０００７】
本発明の第１の内燃機関の制御装置は、燃焼室に開口する吸気ポートと、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、前記燃焼室を形成する気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、開弁特性を変更可能なように前記吸気バルブを駆動する動弁機構と、を備えた内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁の制御又は前記動弁機構の制御を通じて、前記燃料噴射弁が噴射する燃料と前記吸気バルブとの間の衝突を避けるように、前記燃料噴射弁の噴射条件及び、前記吸気バルブの開弁特性の少なくともいずれか一方を設定する衝突回避設定手段と、前記内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、前記燃料噴射弁が噴射する燃料と前記吸気バルブとが衝突するように、前記衝突回避設定手段が設定した前記噴射条件及び前記開弁特性の少なくともいずれか一方を変更する回避設定変更手段と、を備えている（請求項１）。
【０００８】
本発明の第１の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関が冷間時であって始動時の場合には、燃料噴射弁から噴射される燃料と吸気バルブとが衝突する。この衝突により、燃料噴射弁から噴射された燃料の貫通力が打ち消される。つまり、燃料と吸気バルブとの衝突を利用して、燃料が排気側に流れることを抑制することができる。これにより、噴射された燃料を吸気バルブ付近に滞留させることができるので、内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、効率よく燃料を吸気ポートに吹き戻すことができる。吸気ポート内は、負圧場なので、燃料が気化し易い。このため、冷間時であっても燃料の気化を促進することができる。また、吸気ポートに吹き戻された燃料は、少なくとも次回の開弁時期まで燃焼に利用されない。このため、気化のための時間を長く確保することができる。これらにより、燃料の気化を促し、燃焼を促進することができるので、冷間時の始動性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第１の内燃機関の制御装置の一態様において、前記回避設定変更手段は、前記内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、前記内燃機関のピストンが吸気工程の下死点に位置する前で前記燃料噴射弁が噴射する燃料と前記吸気バルブとが衝突するように、前記衝突回避設定手段が設定した前記噴射条件及び前記開弁特性の少なくともいずれか一方を変更してもよい（請求項２）。この場合、より効率的に燃料を吸気ポートに吹き戻すことができる。
【００１０】
本発明の第１の内燃機関の制御装置の一態様において、前記回避設定変更手段は、前記内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、前記吸気バルブの状態が最大リフト量の状態から閉弁状態に到るまでの期間に前記燃料噴射弁の燃料噴射時期が設定されるように、前記衝突回避設定手段が設定した前記噴射条件及び前記開弁特性の少なくともいずれか一方を変更してもよい（請求項３）。燃料の吹き戻しは、吸気バルブが最大リフト量の状態から閉弁状態に到るまでの期間に多くなる傾向にある。従って、この場合、吸気ポートに吹き戻される燃料の量を増やすことができる。
【００１１】
本発明の第１の内燃機関の制御装置の一態様において、前記吸気バルブは、前記吸気ポートを開閉できる傘部と、前記傘部の上面側から延びるステム部と、を有し、前記回避設定変更手段は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料が前記傘部の上面側と衝突するように、前記衝突回避設定手段が設定した前記噴射条件及び前記開弁特性の少なくともいずれか一方を変更してもよい（請求項４）。この場合、燃料が傘部の上面側に衝突するので、より噴射された燃料の貫通力を打ち消すことができる。これにより、吸気バルブの吸気ポート側に滞留する燃料を増やすことができるので、更に吸気ポートへの吹き戻し効率を向上させることができる。
【００１２】
本発明の第１の内燃機関の制御装置の一態様において、前記燃料噴射弁から噴射された燃料のうち前記吸気ポートに吹き戻される吹き戻し量を算出する吹き戻し量算出手段と、前記吹き戻し量算出手段の算出結果に基づいて、次回に前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量を補正する噴射量補正手段と、を更に備えていてもよい（請求項５）。この場合、次回の燃料噴射量に吹き戻し量を反映することができる。
【００１３】
本発明の第２の内燃機関の制御装置は、燃焼室に開口する吸気ポートと、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、前記燃焼室を形成する気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えた内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁が噴射する燃料と前記吸気バルブとの間の衝突を避けるように、前記燃料噴射弁の噴射条件を設定する噴射条件設定手段を備え、噴射条件設定手段は、前記内燃機関が冷間時であって始動時の場合には、前記燃料噴射弁から噴射される燃料と前記吸気バルブとが衝突するように、前記燃料噴射弁の噴射条件を変更してもよい（請求項６）。
【００１４】
本発明の第２の内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射弁の噴射時期の変更により、吸気バルブと燃料とを衝突させることができるので、動弁機構等、吸気バルブの開弁特性を変更するための部品を省略することができる。これにより、少ない部品点数で効率的な吹き戻しを実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、本発明によれば、内燃機関が冷間時であって始動時の場合には、燃料と吸気バルブとの衝突を利用して、燃料が排気側に流れることを抑制することができる。これにより、噴射された燃料を吸気バルブ付近に滞留させることができるので、内燃機関が冷間時であって始動時の場合に、効率よく燃料を吸気ポートに吹き戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した図。
【図２】内燃機関の冷間時であって始動時の場合の燃料室内を模式的に示す図。
【図３】ＥＣＵが実行する第１の形態に係る設定変更処理ルーチンのフローチャートを示す図。
【図４】図３のルーチンにより変更された後の吸気バルブの開弁時期と燃料噴射弁の燃料噴射時期との関係を示す図。
【図５】従来の吸気バルブの開弁時期と燃料噴射弁の燃料噴射時期との関係を示す図。
【図６】ＥＣＵが実行する第２の形態に係る設定変更処理ルーチンのフローチャートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一形態に係る制御装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した図である。内燃機関（以下、エンジンと呼ぶことがある）１は、車両の走行用動力源として搭載され、筒内噴射式内燃機関として構成されている。図１に示すように、内燃機関１は、複数の気筒２（図１では１つのみを示す）が形成されたシリンダブロック３と、各気筒２の上部を塞ぐように配置されるシリンダヘッド６と、気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁７と、を備えている。各気筒２には、ピストン８が往復運動可能なようにそれぞれ挿入され、ピストン８と気筒２の側面とシリンダヘッド６とによって燃焼室９がそれぞれ形成されている。
【００１８】
シリンダヘッド６には、燃焼室９に開口する吸気ポート１０及び、排気ポート１１が気筒２毎に設けられている。吸気ポート１０には吸気通路１２が、排気ポート１１には排気通路１３が、それぞれ接続されている。また、シリンダヘッド６には、吸気ポート１０毎に各吸気ポート１０をそれぞれ開閉する吸気バルブ１５と、排気ポート１１毎に各排気ポート１１をそれぞれ開閉する排気バルブ１６とが設けられている。吸気バルブ１５は、動弁機構１７により開閉駆動される。
【００１９】
動弁機構１７は、吸気バルブ１５の開弁期間を進角側及び遅角側に変更可能な位相変更機構と、最大リフト量を作用角とともに変更可能なリフト量変更機構と、を含んでいる。例えば、位相変更機構として可変バルブタイミング機構と呼ばれる周知の機構を、リフト量変更機構としてバルブマチック機構と呼ばれる周知の機構を、それぞれ適用可能である。このように動弁機構１７は、周知な技術により実現可能なため、詳細な説明は省略する。動弁機構１７は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０により制御される。
【００２０】
ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ、及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ２０には、冷却水の水温を検出する水温検出センサ２３、クランクシャフト２４の回転数を検出する回転数検出センサ２５、クランク角センサ（不図示）といった各種センサの出力信号が入力される。ＥＣＵ２０は、これらの各種センサ等の出力信号を参照して、燃料噴射弁７、動弁機構１７等に対して内燃機関１に必要な制御を実行する。
【００２１】
次に、燃料噴射弁７の噴射時期と吸気バルブ１５の開弁特性との関係を説明する。ＥＣＵ２０は、動弁機構１７の制御を通じて、開弁期間の位相、作用角及びリフト量といった開弁特性を吸気バルブ１５に設定する。一方、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁７の制御を通じて、燃料噴射時期、燃料噴射量といった噴射条件を燃料噴射弁７に設定する。そして、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁７から噴射される燃料と吸気バルブ１５とが衝突しないように、噴射条件及び、開弁特性を設定する。
【００２２】
一方、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の冷間時であって始動時の場合には、噴射条件及び、開弁特性の設定を変更する。図２は、内燃機関１の冷間時であって始動時の場合の燃焼室９内を模式的に示す図である。図２に示すように、内燃機関１が暖機完了前の冷間時であって始動時の場合には、吸気バルブ１５のステム部１５ｂが接続されている傘部１５ａの上面側（バルブフェース）１５ｃに燃料Ｎが噴射される。つまり、この場合、燃料噴射弁７が噴射した燃料Ｎと吸気バルブ１５の上面側１５ｃとが衝突するように、噴射条件及び、開弁特性の設定が変更される。
【００２３】
次に、ＥＣＵ２０が実行する制御について説明する。ＥＣＵ２０は、内燃機関１の冷間時であって始動時の場合に、燃料噴射弁７が噴射した燃料と吸気バルブ１５とを衝突させるための処理として、設定変更処理ルーチンを実行する。ＥＣＵ２０は、このルーチンを所定の周期で繰り返し実行する。設定変更処理ルーチンとして、各種の形態が採用可能である。採用可能な形態の一部を以下に形態毎に説明する。
【００２４】
（設定変更処理ルーチンの第１の形態）
図３を参照して、第１の形態に係る設定変更処理ルーチンについて説明する。第１の形態に係るルーチンは、燃料噴射弁７が噴射した燃料と吸気バルブ１５とが衝突するように、ＥＣＵ２０が燃料噴射弁７の噴射時期を変更するための処理である。図３は、第１の形態に係る設定変更処理ルーチンのフローチャートを示す図である。図３のルーチンにおいて、ＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１で、内燃機関１の運転状態を示す各種機関情報を取得する。機関情報には、例えば、水温検出センサ２３等からの出力信号が含まれる。なお、機関情報には、始動性に影響を与える燃料性状の情報が含まれていてもよい。
【００２５】
続くステップＳ１２において、ＥＣＵ２０は、所定の出力信号を参照して、始動条件が成立するか否か判断する。例えば、所定の出力信号としてイグニッションスイッチの状態を示す信号が参照され、イグニッションスイッチがオン状態に切り替えられた場合に、この始動条件が満たされたと判断される。ステップＳ１２の判断結果が否定的結果の場合、つまり始動条件が成立していないと判断した場合には、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９において、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁７から噴射される燃料と吸気バルブ１５との衝突を避けるように、燃料噴射時期を設定する通常設定処理を実行して、今回のルーチンを終了する。ＥＣＵ２０が通常設定処理を実行することにより、本発明の衝突回避設定手段として機能する。なお、通常設定処理として周知な処理を適用可能なため、詳細な説明を省略する。
【００２６】
一方、ステップＳ１２の判断結果が肯定的結果の場合、つまり始動条件が成立していると判断した場合、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１１で取得した機関情報に基づいて、内燃機関１の運転状態が冷間か否か判断する。冷間か否かは、内燃機関１の暖機が完了しているか否かに基づいて判断する。この判断は、例えば、水温検出センサ２３からの出力信号を利用して、実現される。ステップＳ１３の判断結果が否定的結果の場合、つまり冷間ではないと判断した場合、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９において、ＥＣＵ２０は、通常設定処理を実行して、今回のルーチンを終了する。
【００２７】
一方、ステップＳ１３の判断結果が肯定的結果の場合、つまり冷間であると破断した場合、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、ＥＣＵ２０は、吸気バルブ１５の制御情報を取得する。具体的には、制御情報として、ＥＣＵ２０は、吸気バルブ１５に設定された開弁期間の位相、作用角及びリフト量の情報を取得する。続くステップＳ１５において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１４で取得した吸気バルブ１５の制御情報を基準に、ピストン８が下死点に位置する前に燃料噴射弁７から噴射された燃料が吸気バルブ１５と衝突するように、燃料噴射弁７の燃料噴射時期を変更する。ＥＣＵ２０は、図３のルーチンのステップＳ１１〜ステップＳ１５を実行することにより、本発明の回避設定変更手段として機能する。
【００２８】
次のステップＳ１６において、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁７から噴射された燃料のうちの吸気ポート１０に吹き戻された燃料の量、つまり吹き戻し量を算出する。この算出は、一例として、以下のように実行される。まず、ＥＣＵ２０は、気筒２内の燃料噴射弁７の配置位置、燃料噴射弁７の特性、燃焼室９の形状といった機関情報、機関温度（例えば、水温）、燃料性状、燃料噴射時期、吸気バルブ１５の開閉時期及び、リフト量等の各種情報を取得する。次に、ＥＣＵ２０は、これら各種情報に基づいて吹き戻し量が得られるマップを参照する。このマップは、予め用意されていればよい。そして、ＥＣＵ２０は、このマップと取得した各種情報とを比較して、吹き戻し量を得る。このようにして、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１６にて、吹き戻し量を算出する。ＥＣＵ２０は、このステップＳ１６を実行することにより、吹き戻し量算出手段として機能する。
【００２９】
続くステップＳ１７において、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁７に次回に要求される燃料噴射量を取得する。次のステップＳ１８において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１７で算出した吹き戻し量を利用して、吹き戻し量が考慮された補正後の次回の燃料噴射量を算出する。具体的には、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１６で算出した吹き戻し量を考慮して、ステップＳ１７で取得した次回に要求される燃料噴射量を減算するように、燃料噴射量を補正する。そして、この補正された燃料噴射量を補正後の次回燃料噴射量として利用する。ステップＳ１８の処理後、ＥＣＵ２０は、今回のルーチンを終了する。補正後の次回燃料噴射量は、次回の燃料噴射弁７の制御の際に利用される。ＥＣＵ２０は、図３のルーチンのステップＳ１７及び、ステップＳ１８が実行されることにより、本発明の噴射量補正手段として機能する。
【００３０】
図３のルーチンが実行されることにより、内燃機関１の冷間時であって始動時の場合には、燃料が吸気バルブ１５と衝突するように燃料噴射弁７の燃料噴射時期が変更される。また、次回に燃料噴射弁７から噴射される噴射量には、吹き戻し量が考慮される。図４は、図３のルーチンにより変更された後の吸気バルブ１５の開弁時期と燃料噴射弁７の燃料噴射時期との関係を示す図である。図４の横軸は、膨張工程、排気工程、吸気工程及び、圧縮工程の一連の工程毎の時間経過を示しいている。また、図４の縦軸は、吸気バルブ１５（及び、排気バルブ１６）の開度を示している。縦軸は、上方ほど開度が大きい。一方、帯状に斜線で示す期間は、燃料噴射弁７が燃料を噴射する燃料噴射期間ＦＫを示している。
【００３１】
図４に示すように、吸気バルブ１５は、吸気工程の半ば付近で最大リフト量となるように、上死点の直前から下死点の直後に亘って開弁される。また、燃料噴射弁７の燃料噴射期間ＦＫは、吸気バルブ１５の開度が最大となる時期の直後に開始され、下死点前に終了するように、設定される。
【００３２】
この形態によれば、内燃機関１の冷間時であって始動時の場合には、燃料噴射弁７から噴射される燃料が吸気バルブ１５の上面側１５ｃと衝突する。このため、噴射された燃料のもつ貫通力を吸気バルブ１５への衝突を利用して、打ち消すことができる。これにより、燃料の排気側への飛散を抑制し、燃料を傘部１５ａの上面側１５ｃ付近に滞留させることができるので、内燃機関１の冷間時であって始動時の場合に、燃料をより効率的に吸気ポート１０への吹き戻すことができる。吸気ポート１０内は、負圧場なので、燃料が気化し易い。このため、冷間時であっても燃料の気化を促進することができる。また、吸気ポート１０に吹き戻された燃料が燃焼室９内に流入するのは、次回の開弁時期である。従って、気化時間を約２倍近く確保することができる。これらにより、燃料の気化を促し、燃焼を促進することができるので、始動時間を短縮することができる。
【００３３】
燃料の吹き戻しは、吸気バルブが最大リフト量の状態から閉弁状態に到るまでの期間に多くなる傾向にある。また、吸気バルブが閉弁される時期が遅角するほど多くなる傾向にもある。この形態によれば、吸気バルブ１５が最大リフト量に到った直後から下死点前まで燃料が噴射される。また、吸気バルブ１５は、下死点の直後まで開弁状態にある。このため、燃料の吹き戻し効率をより向上させることができる。
【００３４】
一方、図５は、従来の吸気バルブの開弁時期と燃料噴射弁の燃料噴射時期との関係を示す図である。図５の縦軸及び横軸は、図４の縦軸及び横軸と共通する。図５に示すように、従来の吸気バルブは、吸気工程の半ばよりも遅れて最大リフト量となるように、上死点の直前から下死点を超えて圧縮工程の半ば付近まで開弁される。また、燃料噴射弁の燃料噴射期間ＦＫは、下死点後から吸気バルブの閉弁直前に亘って設定される。この場合、噴射された燃料は、その貫通力により、排気側に飛散する。このため、吸気ポートへの吹き戻しが少ない。更に、燃料噴射時期が圧縮工程に設定されているため、吹き戻されずに燃料室内にとどまった燃料が気化するための十分な時間がない。このため、エミッションの悪化、始動性の悪化を招いてしまう。
【００３５】
（設定変更処理ルーチンの第２の形態）
次に、図６を参照して、第２の形態に係る設定変更処理ルーチンについて説明する。第２の形態に係るルーチンは、燃料噴射弁７が噴射した燃料と吸気バルブ１５とが衝突するように、ＥＣＵ２０が吸気バルブ１５の開弁特性を変更するための処理である。図６は、第２の形態に係る設定変更処理ルーチンのフローチャートを示す図である。図６のルーチンでは、ステップＳ１４及びステップＳ１５の替わりにステップＳ２４及びステップＳ２５が実行される。図３のルーチンと共通する処理には、図６に共通のステップを示す符号を付して説明を省略する。
【００３６】
ＥＣＵ２０は、ステップＳ１３に続くステップＳ２４において、燃料噴射弁７の制御情報を取得する。具体的には、制御情報として、ＥＣＵ２０は、燃料噴射弁７の噴射時期、噴射量（或いは噴射期間）といった情報を取得する。次のステップＳ２５において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２４で取得した制御情報を基準に、燃料噴射弁７から噴射された燃料と吸気バルブ１５とが衝突するように、吸気バルブ１５の開弁特性を変更する。具体的には、燃料噴射弁７から燃料が噴射される燃料噴射時期に合わせて吸気バルブ１５が開弁されるように、開弁期間の位相、作用角及びリフト量の少なくともいずれか一つを変更する。このように、図６のルーチンでは、燃料噴射弁７の燃料噴射時期に吸気バルブ１５の開弁期間等を合わせることにより、噴射された燃料と吸気バルブ１５との衝突が実現される。
【００３７】
この形態の場合にも、内燃機関１の冷間時であって始動時の場合には、燃料噴射弁７から噴射される燃料と吸気バルブ１５との衝突を利用して、噴射された燃料のもつ貫通力を打ち消すことができる。これにより、燃料の排気側への飛散を抑制し、傘部１５ａの上面側１５ｃ付近に燃料を滞留させることができるので、内燃機関１の冷間時であって始動時の場合に、燃料をより効率的に吸気ポート１０への吹き戻すことができる。
【００３８】
本発明は、上述の各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。上述の各形態では、燃料噴射弁７の燃料噴射時期或いは吸気バルブ１５の開弁特性が変更されることにより、燃料と吸気バルブ１５との衝突が実現されているが、このような形態に限定されない。例えば、燃料噴射期間が変更されてもよいし、燃料噴射時期及び開弁特性の両方が変更されてもよい。
【００３９】
また、上述の各形態では、動弁機構１７を利用して、吸気バルブ１５の開弁特性が変更可能に構成されているが、このような形態に限定されない。例えば、動弁機構１７が省略され、吸気バルブ１５の開弁特性が変更できなくてもよい。この場合、噴射条件設定手段としてのＥＣＵが、燃料と吸気バルブとの間の衝突を回避するように燃料噴射弁の噴射条件を設定する一方で、内燃機関が冷間時であって始動時の場合には、噴射条件の設定を変更することにより、燃料と吸気バルブとの衝突が実現されればよい。
【００４０】
また、内燃機関が冷間時であって始動時の場合の燃料噴射期間は、ピストンが下死点に位置する前に終了するように設定される形態及び、吸気バルブが最大リフト量の状態から閉弁状態に到るまでの期間に設定される形態に限定されない。燃料噴射期間は、吸気ポートへの燃料の吹き戻しが可能な限り、その他の任意の時期に設定されてもよい。
【００４１】
また、燃料と吸気バルブ１５との衝突の位置は、傘部１５ａに限定されない。燃料の貫通力を打ち消すことが可能な限り、例えば、ステム部１５ｂに燃料が衝突してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  内燃機関
２  気筒
７  燃料噴射弁
８  ピストン
９  燃料室
１０  吸気ポート
１５  吸気バルブ
１７  動弁機構
２０  エンジンコントロールユニット（衝突回避設定手段、回避設定変更手段、吹き戻し量算出手段、噴射量補正手段、噴射条件設定手段）
【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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