(57)【要約】【課題】筒内噴射式エンジンの始動時や冷間時（暖機完了前）の燃焼安定性を確保しながらＨＣ排出量を低減する。【解決手段】筒内噴射式エンジンの始動時や冷間時に、排気バルブの閉じ時期を吸気上死点前に制御する排気バルブ早閉じ制御を実行して、排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までのピストンの上昇によって筒内の排気残留ガスを圧縮してその圧縮熱で筒内ガスの温度を上昇させ、この排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までの間にプレ燃料噴射を実行して、プレ燃料噴射の噴射燃料を燃焼させて筒内温度を更に上昇させる。これらの排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射による筒内温度上昇効果によって、プレ燃料噴射後のメイン燃料噴射の噴射燃料の気化を効果的に促進して燃焼安定性を確保しながらウエット量を効果的に低減でき、始動時や冷間時のＨＣ排出量を低減することができる。【選択図】図３
2009019538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の制御装置において、
内燃機関の少なくとも始動時及び／又は冷間時に排気バルブの閉じ時期を吸気上死点前に制御する排気バルブ早閉じ制御を実行して筒内温度を上昇させる排気バルブ制御手段と、
前記排気バルブ早閉じ制御の実行中に前記排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までの間にプレ燃料噴射を実行し、吸気行程及び／又は圧縮行程でメイン燃料噴射を実行する燃料噴射制御手段と
を備えていることを特徴とする筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記プレ燃料噴射に対応してプレ点火を実行し、前記メイン燃料噴射に対応してメイン点火を実行する点火制御手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御手段は、内燃機関の温度と冷却水温と油温と吸気温度のうちの少なくとも１つの温度情報に応じて前記プレ燃料噴射の噴射量を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射制御手段は、前記温度情報が低くなるほど前記プレ燃料噴射の噴射量を増加させることを特徴とする請求項３に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記排気バルブの開閉時期を変化させる可変排気バルブタイミング装置を備え、
前記排気バルブ制御手段は、前記排気バルブの開閉時期を進角させるように前記可変排気バルブタイミング装置を制御することで前記排気バルブ早閉じ制御を実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気バルブのリフト量を変化させる可変排気バルブリフト装置を備え、
前記排気バルブ制御手段は、前記排気バルブのリフト量を小さくして開弁期間を短くするように前記可変排気バルブリフト装置を制御することで前記排気バルブ早閉じ制御を実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記排気バルブ制御手段は、内燃機関の温度と冷却水温と油温と吸気温度のうちの少なくとも１つの温度情報に応じて前記排気バルブ早閉じ制御の排気バルブの閉じ時期を変化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記排気バルブ制御手段は、前記温度情報が低くなるほど前記排気バルブ早閉じ制御の排気バルブの閉じ時期を進角させることを特徴とする請求項７に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記排気バルブ早閉じ制御の実行中に吸気バルブの開き時期を吸気上死点後に制御する吸気バルブ制御手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記排気バルブ早閉じ制御及び前記プレ燃料噴射の実行中に該プレ燃料噴射後のメイン燃料噴射に対応して実行するメイン点火の点火時期を暖機後の点火時期よりも遅角させるメイン点火制御手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の制御装置において、
内燃機関の少なくとも始動時及び／又は冷間時に排気バルブの閉じ時期を吸気上死点前に制御する排気バルブ早閉じ制御を実行して筒内温度を上昇させる排気バルブ制御手段と、
前記排気バルブ早閉じ制御の実行中に前記排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までの間にプレ燃料噴射を実行し、吸気行程及び／又は圧縮行程でメイン燃料噴射を実行する燃料噴射制御手段と、
前記排気バルブ早閉じ制御及び前記プレ燃料噴射の実行中に前記メイン燃料噴射に対応して実行するメイン点火の点火時期を暖機後の点火時期よりも遅角させる点火制御手段と  を備えていることを特徴とする筒内噴射式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、筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される内燃機関として、低燃費、低排気エミッション、高出力の特長を兼ね備えた筒内噴射式内燃機関を採用したものがある。この筒内噴射式内燃機関では、始動時や冷間時（暖機完了前）に、筒内に噴射した燃料のうち気化できずにシリンダ内壁面やピストン上面に付着する燃料量（ウエット量）が多いと、燃焼に寄与する燃料量が減少して燃焼状態が不安定になる。
【０００３】
そこで、始動時や冷間時に、燃料噴射量を増量すれば、燃焼に寄与する燃料量を増加させて燃焼状態を安定化させることができる。しかし、燃料噴射量を増量すると、その分、ウエット量（未燃ＨＣ量）も増加するため、特に触媒の暖機完了前はＨＣ排出量が増加するという問題がある。
【０００４】
筒内噴射式内燃機関の噴射燃料のウエット量を低減する技術としては、特許文献１（特開２００６−３０７７３６号公報）に記載されているように、燃焼状態の悪化を検出又は予測したときに、燃料を複数回に分割して筒内に噴射する分割噴射を行うことで、噴射燃料の霧化を促進してウエット量を低減するようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００６−３０７７３６号公報（第２頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
筒内噴射式内燃機関の始動時や冷間時に、上記特許文献１の技術を利用して、燃料を複数回に分割して筒内に噴射する分割噴射を実行して、噴射燃料の霧化を促進してウエット量を低減することが考えられる。
【０００６】
しかし、筒内温度が低い始動時や冷間時に、単に燃料を複数回に分割して筒内に噴射する分割噴射を実行するだけでは、噴射燃料の霧化を効果的に促進することができず、ウエット量を効果的に低減することができないため、ＨＣ排出量を十分に低減することができず、低排気エミッション化の要求を十分に満たすことができない。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、始動時や冷間時（暖機完了前）の燃焼安定性を確保しながら排気エミッションを低減させることができる筒内噴射式内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の制御装置において、内燃機関の少なくとも始動時及び／又は冷間時に排気バルブの閉じ時期を吸気上死点前に制御する排気バルブ早閉じ制御を実行して筒内温度を上昇させる排気バルブ制御手段と、前記排気バルブ早閉じ制御の実行中に前記排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までの間にプレ燃料噴射を実行し、吸気行程及び／又は圧縮行程でメイン燃料噴射を実行する燃料噴射制御手段とを備えた構成としたものである。
【０００９】
この構成では、内燃機関の始動時や冷間時（暖機完了前）に排気バルブの閉じ時期を吸気上死点前に制御する排気バルブ早閉じ制御を実行することで、排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までの間にピストンの上昇によって筒内の排気残留ガスを圧縮してその圧縮熱で筒内温度を上昇させてシリンダ内壁面やピストン上面の温度を上昇させると共に、この排気バルブ早閉じ制御の実行中に排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までの間にプレ燃料噴射を実行することで、排気バルブ早閉じ制御による筒内温度上昇効果によってプレ燃料噴射の噴射燃料の気化を促進させることができる。そして、プレ燃料噴射後に実行するメイン燃料噴射の噴射燃料を従来の１回の燃料噴射量よりもプレ燃料噴射量分だけ少なくできるため、排気バルブ早閉じ制御による筒内温度上昇効果と相俟って、メイン燃料噴射の噴射燃料の気化を効果的に促進させることができる。これにより、始動時や冷間時に、シリンダ内壁面やピストン上面に付着する燃料量（ウエット量）を効果的に低減することができて、従来より少ない燃料増量補正量で燃焼に寄与する燃料量（燃焼しやすい混合気）を確保することが可能となり、始動時や冷間時の燃焼安定性を確保しながらＨＣ等の排気エミッションを低減させることができる。
【００１０】
本発明は、プレ燃料噴射に対応するプレ点火を実行せずに、メイン燃料噴射に対応するメイン点火のみを実行して、プレ燃料噴射とメイン燃料噴射の両方の噴射燃料をメイン点火で燃焼させるようにしても良いが、請求項２のように、プレ燃料噴射に対応してプレ点火を実行するようにしても良い。このようにすれば、排気バルブ早閉じ制御による筒内ガス温度上昇効果によってプレ燃料噴射の噴射燃料の気化を促進して燃焼しやすい混合気を形成しながら、このプレ燃料噴射の混合気をプレ点火で確実に燃焼させて筒内温度を更に上昇させてウエット量をより一層少なくすることができる。
【００１１】
一般に、内燃機関の温度や吸気温度が低下するほどウエット量が増加するため、請求項３のように、内燃機関の温度とその代用情報（冷却水温や油温）と吸気温度のうちの少なくとも１つの温度情報に応じてプレ燃料噴射の噴射量を変化させるようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の温度や吸気温度に応じてプレ燃料噴射の噴射量を変化させて、プレ燃料噴射による筒内温度上昇効果（ウエット量の低減効果）を変化させることができ、低温時のウエット量の増加を防止することができる。
【００１２】
具体的には、請求項４のように、温度情報が低くなるほどプレ燃料噴射の噴射量を増加させるようにすると良い。このようにすれば、内燃機関の温度や吸気温度が低くなるほどプレ燃料噴射の噴射量を増加させて、プレ燃料噴射による筒内温度上昇効果（ウエット量の低減効果）を高めることができ、低温時のウエット量の増加を確実に防止することができる。
【００１３】
また、請求項５のように、排気バルブの開閉時期を変化させる可変排気バルブタイミング装置を備えたシステムでは、排気バルブの開閉時期を進角させるように可変排気バルブタイミング装置を制御することで排気バルブ早閉じ制御を実行するようにすると良い。このようにすれば、排気バルブ早閉じ制御を簡単に実行することができる。
【００１４】
更に、請求項６のように、排気バルブのリフト量を変化させる可変排気バルブリフト装置を備えたシステムでは、排気バルブのリフト量を小さくして開弁期間を短くするように可変排気バルブリフト装置を制御することで排気バルブ早閉じ制御を実行するようにしても良い。このようにしても、排気バルブ早閉じ制御を簡単に実行することができる。
【００１５】
また、排気バルブ早閉じ制御の排気バルブの閉じ時期を変化させると、排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までの筒内ガスの圧縮量が変化して筒内ガス温度の上昇量が変化するため、請求項７のように、内燃機関の温度とその代用情報（冷却水温や油温）と吸気温度のうちの少なくとも１つの温度情報に応じて前記排気バルブ早閉じ制御の排気バルブの閉じ時期を変化させるようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の温度や吸気温度に応じて排気バルブ早閉じ制御の排気バルブの閉じ時期を変化させて筒内ガス温度の上昇量を変化させることができる。
【００１６】
具体的には、請求項８のように、温度情報が低くなるほど排気バルブ早閉じ制御の排気バルブの閉じ時期を進角させるようにすると良い。このようにすれば、内燃機関の温度や吸気温度が低くなるほど筒内温度が低くなるのに対応して、排気バルブ早閉じ制御の排気バルブの閉じ時期を進角させて筒内ガス温度の上昇量を増加させることができる。
【００１７】
ところで、排気バルブ早閉じ制御を実行して、排気バルブの閉じ時期から吸気上死点までの間にピストンの上昇によって筒内ガスを圧縮して筒内ガス温度を上昇させる制御を行っているときに、吸気バルブの開き時期を吸気上死点前に制御すると、吸気上死点に達する前に吸気バルブが開いて筒内の圧縮圧が吸気系に抜けてしまうため、吸気バルブの開き時期を早くしすぎると、排気バルブ早閉じ制御による筒内ガス温度上昇効果が低下してしまう。
【００１８】
この対策として、請求項９のように、排気バルブ早閉じ制御の実行中に吸気バルブの開き時期を吸気上死点後に制御するようにしても良い。このようにすれば、排気バルブ早閉じ制御の実行中に、吸気上死点に達する前に筒内の圧縮圧が吸気系に抜けてしまうことを防止できて、排気バルブ早閉じ制御による筒内ガス温度上昇効果が低下することを防止できる。
【００１９】
しかしながら、本発明は、排気バルブ早閉じ制御の実行中に吸気バルブの開き時期を吸気上死点後に制御する構成に限定されず、排気バルブ早閉じ制御の実行中に吸気バルブの開き時期をエンジン運転状態等に応じたタイミング（吸気上死点以前や吸気上死点以後）に設定するようにしても良い。
【００２０】
また、請求項１０，１１のように、排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射の実行中に該プレ燃料噴射後のメイン燃料噴射に対応して実行するメイン点火の点火時期を暖機後の点火時期（通常の点火時期）よりも遅角させるようにしても良い。このようにすれば、排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射によって燃焼安定性・ウエット低減を確保しながら、メイン点火の点火時期を遅角させて排気温度を上昇させて触媒の暖機を促進することができる。
【００２１】
尚、請求項１１は、請求項１に従属する請求項１０の技術思想を独立形式で記載した請求項である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００２３】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、エンジン１１の各気筒には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００２４】
また、エンジン１１には、吸気バルブ２９のバルブタイミング（開閉時期）を変化させる可変吸気バルブタイミング装置３１と、排気バルブ３０のバルブタイミングを変化させる可変排気バルブタイミング装置３２とが設けられている。
【００２５】
一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００２６】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６と、ノッキングを検出するノックセンサ２７と、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられている。このクランク角センサ２８の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２７】
これら各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３３に入力される。このＥＣＵ３３は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン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燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。
【００２８】
また、ＥＣＵ３３は、後述する図５の冷間時制御ルーチンを実行することで、エンジン１１の始動時から暖機完了前の冷間時に次のような制御を行う。
【００２９】
図２のタイムチャートに示すように、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後、冷却水温が所定温度αよりも低い冷間時には、排気バルブタイミング（排気バルブ３０の開閉時期）を進角させるように可変排気バルブタイミング装置３２を制御して、排気バルブ３０の閉じ時期を吸気上死点前に制御する排気バルブ早閉じ制御（図３参照）を実行することで、排気バルブ３０の閉じ時期から吸気上死点までの間にピストン３４の上昇によって筒内の排気残留ガスを圧縮してその圧縮熱で筒内ガスの温度を上昇させて（図４参照）、シリンダ３５内壁面やピストン３４上面の温度を上昇させることができる。
【００３０】
この排気バルブ早閉じ制御の実行中に排気バルブ３０の閉じ時期から吸気上死点までの間に燃料噴射弁２１から筒内に燃料を噴射するプレ燃料噴射（図３参照）を実行することで、排気バルブ早閉じ制御による筒内ガス温度上昇効果によってプレ燃料噴射の燃料の気化を促進して燃焼しやすい混合気を形成しながら、このプレ燃料噴射の混合気をプレ点火で確実に燃焼させて筒内温度を更に上昇させることができて、シリンダ３５内壁面やピストン３４上面の温度を更に上昇させることができる。これらの排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射の燃焼による筒内温度上昇効果によって、プレ燃料噴射後のメイン燃料噴射の噴射燃料の気化を効果的に促進して、始動時や冷間時の燃焼安定性を確保しながらウエット量を効果的に低減することができる。
【００３１】
また、排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射の実行中に、メイン燃料噴射に対応して実行するメイン点火の点火時期を暖機後の点火時期（通常の点火時期）よりも遅角させる点火時期遅角制御を実行することで、排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射による筒内温度上昇効果によってメイン燃料噴射の噴射燃料の気化を促進して燃焼安定性を確保しながら、メイン点火の点火時期を遅角させて排気温度を上昇させて触媒２５の暖機を促進する。
【００３２】
以下、ＥＣＵ３３が実行する図５の冷間時制御ルーチンの処理内容を説明する。
図５に示す冷間時制御ルーチンは、ＥＣＵ３３の電源オン中（例えばイグニッションスイッチのオン後）に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、冷却水温センサ２６で検出した冷却水温が所定温度α（例えば６０℃）よりも低い冷間時であるか否かを判定する。
【００３３】
このステップ１０１で、冷却水温が所定温度αよりも低い冷間時であると判定された場合には、ステップ１０２に進み、図６の目標進角量Ａのマップを参照して、現在の冷却水温に応じた目標進角量Ａを算出する。
【００３４】
排気バルブ早閉じ制御の排気バルブ３０の閉じ時期を変化させると、排気バルブ３０の閉じ時期から吸気上死点までの筒内ガスの圧縮量が変化して筒内ガス温度の上昇量が変化する。そこで、図６の目標進角量Ａのマップは、冷却水温（エンジン温度の代用情報）が低くなるほど目標進角量Ａが大きくなって排気バルブ早閉じ制御の排気バルブ３０の閉じ時期を進角させるように設定されている。これにより、エンジン温度が低くなるほど筒内温度が低くなるのに対応して、排気バルブ早閉じ制御の排気バルブ３０の閉じ時期を進角させて筒内ガス温度の上昇量を増加させる。
【００３５】
尚、冷却水温以外のエンジン温度代用情報（例えば油温等）やエンジン温度に応じて目標進角量Ａを算出するようにしても良い。或は、吸気温度に応じて目標進角量Ａを算出するようにしても良い。
【００３６】
この後、ステップ１０３に進み、排気バルブタイミングを中間位置（例えば排気バルブ３０の閉じ時期がほぼ吸気上死点となる位置）から目標進角量Ａだけ進角した位置まで進角させるように可変排気バルブタイミング装置３２を制御して、排気バルブ３０の閉じ時期を吸気上死点前に制御する排気バルブ早閉じ制御を実行する。これにより、排気バルブ３０の閉じ時期から吸気上死点までの間にピストン３４の上昇によって筒内の排気残留ガスを圧縮して筒内ガスの温度を上昇させる。これらのステップ１０２、１０３の処理が特許請求の範囲でいう排気バルブ制御手段としての役割を果たす。
【００３７】
この後、ステップ１０４に進み、排気バルブ３０の閉じ時期が吸気上死点前になったか否かを、例えば、クランク角センサ２８や排気側カム角センサ（図示せず）の出力に基づいて検出した排気バルブタイミングの実進角量が目標進角量Ａに達したか否かによって判定し、排気バルブ３０の閉じ時期が吸気上死点前になったと判定されたときに、ステップ１０５に進み、図７のプレ燃料噴射量Ｑp のマップを参照して、現在の冷却水温に応じたプレ燃料噴射量Ｑp を算出する。
【００３８】
一般に、エンジン温度が低下するほどウエット量が増加するため、図７のプレ燃料噴射量Ｑp のマップは、冷却水温（エンジン温度の代用情報）が低くなるほどプレ燃料噴射量Ｑp が増加するように設定されている。これにより、エンジン温度が低くなるほどプレ燃料噴射量を増加させて、プレ燃料噴射による筒内温度上昇効果（ウエット量の低減効果）を高めて、ウエット量の増加を確実に防止する。
【００３９】
尚、冷却水温以外のエンジン温度代用情報（例えば油温等）やエンジン温度に応じてプレ燃料噴射量Ｑp を算出するようにしても良い。或は、吸気温度に応じてプレ燃料噴射量Ｑp を算出するようにしても良い。
【００４０】
この後、ステップ１０６に進み、排気バルブ３０の閉じ時期から吸気上死点までの間にプレ燃料噴射量Ｑp だけ燃料噴射弁２１から筒内に燃料を噴射するプレ燃料噴射を実行することで、排気バルブ早閉じ制御による筒内ガス温度上昇効果によってプレ燃料噴射の燃料の気化を促進する。これらのステップ１０５、１０６の処理が特許請求の範囲でいう燃料噴射制御手段としての役割を果たす。
【００４１】
この後、ステップ１０７に進み、プレ燃料噴射に対応するプレ点火を実行して、プレ燃料噴射の噴射燃料をプレ点火で確実に燃焼させて筒内温度を更に上昇させる。このステップ１０７の処理が特許請求の範囲でいう点火制御手段としての役割を果たす。
【００４２】
この後、ステップ１０８に進み、エンジン運転状態（例えば、冷却水温、吸入空気量、エンジン回転速度等）とプレ燃料噴射量Ｑp とに基づいてメイン燃料噴射量Ｑm を算出した後、ステップ１０９に進み、現在の燃焼モードに応じた噴射時期（例えば均質燃焼モードの場合は吸気行程、成層燃焼モードの場合は圧縮行程）でメイン燃料噴射量Ｑm だけ燃料噴射弁２１から筒内に燃料を噴射するメイン燃料噴射を実行する。尚、メイン燃料噴射量Ｑm を吸気行程と圧縮行程に分割して噴射するようにしても良い。
【００４３】
この後、ステップ１１０に進み、メイン燃料噴射に対応するメイン点火を実行して、メイン燃料噴射の噴射燃料をメイン点火で燃焼させる。排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射の実行中は、メイン燃料噴射に対応して実行するメイン点火の点火時期を暖機後の点火時期（通常の点火時期）よりも遅角させる点火時期遅角制御を実行することで、排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射による筒内ガス温度上昇効果によってメイン燃料噴射の噴射燃料の気化を促進して燃焼状態を安定化させると共に、メイン点火の点火時期を遅角させて排気温度を上昇させて触媒２５の暖機を促進する。このステップ１０７の処理が特許請求の範囲でいう点火制御手段としての役割を果たす。
【００４４】
以上説明した本実施例では、冷却水温が所定温度αよりも低い冷間時に、排気バルブ３０の閉じ時期を吸気上死点前に制御する排気バルブ早閉じ制御を実行するようにしたので、排気バルブ３０の閉じ時期から吸気上死点までの間にピストン３４の上昇によって筒内の排気残留ガスを圧縮して筒内ガスの温度を上昇させることができる。更に、この排気バルブ早閉じ制御の実行中に排気バルブ３０の閉じ時期から吸気上死点までの間にプレ燃料噴射を実行するようにしたので、排気バルブ早閉じ制御による筒内ガス温度上昇効果によってプレ燃料噴射の噴射燃料の気化を促進して燃焼しやすい混合気を形成しながら、このプレ燃料噴射の混合気をプレ点火で確実に燃焼させて筒内温度を更に上昇させることができ、シリンダ３５内壁面やピストン３４上面の温度を確実に上昇させることができる。
【００４５】
これらの排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射による筒内温度上昇効果によって、プレ燃料噴射後のメイン燃料噴射の噴射燃料の気化を効果的に促進してウエット量を効果的に低減することができるため、筒内噴射エンジン１１の冷間時に、従来より少ない燃料増量補正量で燃焼に寄与する燃料量を確保することが可能となり、冷間時の燃焼安定性を確保しながらＨＣ等の排気エミッションを低減させることができる。
【００４６】
更に、本実施例では、排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射の実行中に、メイン燃料噴射に対応して実行するメイン点火の点火時期を暖機後の点火時期（通常の点火時期）よりも遅角させる点火時期遅角制御を実行するようにしたので、排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射によってメイン燃料噴射の噴射燃料の霧化を促進して燃焼安定性・ウエット低減を確保しながら、メイン点火の点火時期を遅角させて排気温度を上昇させて触媒２５の暖機を促進することができる。
【００４７】
また、本実施例では、プレ燃料噴射の噴射燃料をプレ点火で燃焼させるようにしたが、本発明は、必ずしもプレ燃料噴射に対応するプレ点火を実行する必要はなく、プレ点火を実行せずにメイン点火のみを実行して、プレ燃料噴射とメイン燃料噴射の両方の噴射燃料をメイン点火で燃焼させるようにしても良い。
【００４８】
ところで、排気バルブ早閉じ制御を実行して、排気バルブ３０の閉じ時期から吸気上死点までの間にピストン３４の上昇によって筒内ガスを圧縮して筒内ガス温度を上昇させる制御を行っているときに、吸気バルブ２９の開き時期を吸気上死点前に制御すると、吸気上死点に達する前に吸気バルブ２９が開いて筒内の圧縮圧が吸気系に抜けてしまうため、吸気バルブ２９の開き時期を早くしすぎると、排気バルブ早閉じ制御による筒内ガス温度上昇効果が低下する。
【００４９】
この対策として、排気バルブ早閉じ制御の実行中に吸気バルブ２９の開き時期を吸気上死点後に制御するようにしても良い。このようにすれば、排気バルブ早閉じ制御の実行中に、吸気上死点に達する前に筒内の圧縮圧が吸気系に抜けてしまうことを防止して、排気バルブ早閉じ制御による筒内ガス温度上昇効果が低減してしまうことを防止できる。
【００５０】
しかしながら、本発明は、排気バルブ早閉じ制御の実行中に吸気バルブ２９の開き時期を吸気上死点後に制御する構成に限定されず、排気バルブ早閉じ制御の実行中に吸気バルブ２９の開き時期をエンジン運転状態等に応じたタイミング（吸気上死点以前や吸気上死点以後）に設定するようにしても良い。
【００５１】
また、上記実施例では、排気バルブタイミングを進角させるように可変排気バルブタイミング装置３２を制御することで排気バルブ早閉じ制御を実行するようにしたが、排気バルブ３０のリフト量を変化させる可変排気バルブリフト装置を備えたシステムの場合には、排気バルブ３０のリフト量を小さくして開弁期間を短くするように可変排気バルブリフト装置を制御することで排気バルブ早閉じ制御を実行するようにしても良い。更に、可変排気バルブタイミング装置３２と可変排気バルブリフト装置の両方を制御して排気バルブ早閉じ制御を実行するようにしても良い。
【００５２】
また、上記実施例では、冷却水温が所定温度αよりも低い冷間時（始動時から暖機完了前までの冷間時）に排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射を実行するようにしたが、始動時のみに排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射を実行するようにしても良い。或は、始動完了後の冷間時に排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射を実行するようにしても良い。また、始動時や冷間時以外でも、例えば燃焼状態が悪化したとき等に排気バルブ早閉じ制御及びプレ燃料噴射を実行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。
【図２】冷間時制御の実行例を説明するタイムチャートである。
【図３】排気バルブ早閉じ制御とプレ燃料噴射を説明する図である。
【図４】筒内ガスの圧縮による温度上昇を説明する図である。
【図５】実施例１の冷間時制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】目標進角量Ａのマップの一例を概念的に示す図である。
【図７】プレ燃料噴射量Ｑp のマップの一例を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１…筒内噴射式エンジン（筒内噴射式内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２６…冷却水温センサ、２９…吸気バルブ、３０…排気バルブ、３１…可変吸気バルブタイミング装置、３２…可変排気バルブタイミング装置、３３…ＥＣＵ（排気バルブ制御手段，燃料噴射制御手段，点火制御手段，吸気バルブ制御手段）
【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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