JP2017078344A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アトキンソンサイクルを実現する内燃機関において、燃料カット時に未燃ガスが排気通路に吹き抜けることを抑制する制御装置を提供する。【解決手段】機関が、アトキンソンサイクルを行っているときに燃料カット制御を行う実行条件が成立した場合、筒内噴射弁の燃料の噴射時期を吸気下死点後に遅角し、噴射してから燃料カット制御を実行する。吸気下死点以降に吸気バルブが開いている期間に吸気通路内に吹き戻される燃料量が減少することにより、燃料カット制御を実行した場合に未燃ガスとして排気通路に流れる燃料の量を低減することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、吸気バルブの閉弁時期を変更可能な吸気バルブ駆動装置を備える内燃機関の制御装置に関する。

従来から、吸気ポート内に燃料を噴射する吸気ポート噴射弁と、吸気バルブの閉弁時期を変更可能な吸気バルブ駆動装置とを備え、圧縮比に比べて膨張比を大きくすることにより機関効率を向上するアトキンソンサイクルを行う火花点火式内燃機関の制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特許文献１に開示された装置（以下、「従来装置」と称呼する。）は、吸気バルブの閉弁時期を下死点以降とし、一旦気筒内へ吸入された空気の一部を吸気ポート内へ押し返すことにより、圧縮開始時期を遅らせる構成としている。従って、従来装置は、圧縮開始時期を遅らせることにより、圧縮比に比べて膨張比を大きくするアトキンソンサイクルを実現し、機関効率を向上させている。

特開２０００−０７３９０１号公報

しかしながら、従来装置においては、アトキンソンサイクルを行うために吸気バルブの閉弁時期が吸気下死点以降となる場合には、吸気行程中に噴射された燃料が一度筒内に流入した後で、吸気下死点後の吸気バルブが開弁している期間において吸気ポート内に吹き戻される。このとき、吸気ポート噴射弁からの燃料噴射を停止する燃料カット制御が実行された場合、燃料カット制御の実行前に吸気ポート内に吹き戻された燃料が燃料カット制御の実行中に筒内に再度流入する。その結果、燃料カット制御の実行中に筒内に再度流入した燃料を含む混合気は、燃料カット制御中に完全燃焼せずに未燃ガスとして排気通路中に吹き抜けてしまう虞がある。

本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、アトキンソンサイクルを実現する内燃機関に適用され、燃料カット制御を行う場合に未燃ガスが排気通路に吹き抜けることを抑制する「内燃機関の制御装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）」を提供することにある。

本発明装置は、点火プラグと、吸気バルブと、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、前記吸気バルブを吸気下死点以降に閉弁するように駆動する吸気バルブ駆動装置と、を備える内燃機関に適用される。

更に本発明装置は、点火プラグ制御手段と、噴射制御手段と、燃料カット制御手段とを備える。点火プラグ制御手段は、前記点火プラグの点火を制御するように構成されている。

噴射制御手段は、前記筒内噴射弁の燃料の噴射時期を吸気下死点前の期間とする第１噴射時期と吸気下死点以降の期間とする第２噴射時期とに切り替えるように構成されている。

燃料カット制御手段は、所定の実行条件が成立した場合に前記筒内噴射弁の燃料噴射を停止する燃料カット制御を実行するように構成されている。

更に本発明装置は、前記筒内噴射弁の燃料の噴射時期が前記第１噴射時期であるサイクルで前記実行条件が成立した場合、前記第２噴射時期で燃料を噴射するとともに点火を実行した後に前記燃料カット制御を実行するように構成されている。

これによれば、筒内噴射弁の燃料噴射時期が吸気下死点後に遅角されるため吸気下死点後に吸気バルブが開いている期間に吸気通路内に吹き戻される燃料量が減少する。その結果、燃料カット制御が行われた場合に未燃ガスとして排気通路に流れる燃料の量を低減することができる。

更に、本発明装置の一態様においては、前記第２噴射時期における噴射時期は、前記吸気バルブの閉弁後であるように構成されている。

これによれば、第２噴射時期は、前記吸気バルブの閉弁後とされるため、吸気通路内に吹き戻される燃料の量がゼロになる。従って、吸気通路内に吹き戻される燃料の量を吸気下死点後の吸気バルブが開いている時期に燃料が噴射される場合に比べて減少させることができる。その結果、燃料カット制御が行われた場合に、吸気下死点後の吸気バルブが開いている時期に燃料が噴射される場合に比べて未燃ガスとして排気通路に流れる燃料の量を低減することができる。

更に、本発明装置の別の一態様においては、前記第２噴射期間における噴射時期は、前記吸気バルブの閉弁前であって、気筒内の圧力が単位クランク角度あたりに上昇する時期であるように構成されている。

これによれば、吸気下死点前に燃料が噴射される場合に比べて吸気通路内に吹き戻される燃料の量を減少させることができる。その結果、燃料カット制御が行われた場合に、吸気下死点後の吸気バルブが開いている時期に燃料が噴射される場合に比べて未燃ガスとして排気通路に流れる燃料の量を低減することができる。加えて、筒内噴射弁からの燃料噴射時期を吸気バルブの閉弁後にする場合に比べて、燃料を霧化させる時間を長くすることができる。その結果、筒内噴射弁からの燃料噴射時期を吸気バルブの閉弁後にする場合に比べて、燃焼の悪化を抑制することができる。

ところで、内燃機関が多気筒内燃機関である場合に、燃料カット制御の実行中に点火プラグによる点火が実行されると、一部の気筒においては、吸気通路内に吹き戻されてから筒内に再度流入した燃料を含む混合気が筒内で燃焼し、高温の排気ガスが排気通路に流れる。このとき、他の気筒において完全燃焼せずに排気通路に流れた混合気が高温の排気ガスによって排気通路中で着火してしまい、アフターファイアを起こす虞がある。

このため、本発明装置の一態様においては、内燃機関が複数の気筒を有する場合、前記点火プラグ制御手段は、前記燃料カット制御の実行中においては、点火を行わないように前記点火プラグを制御するように構成されている。

これによれば、一部の気筒で吸気通路内に吹き戻されてから筒内に再度流入した燃料を含む混合気が筒内で燃焼することが抑制される。その結果、高温の排気ガスが排気通路に流れることが抑制されるので、完全燃焼せずに排気通路に流れた混合気によるアフターファイアの発生を抑制することができる。

本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

本発明の実施形態に係る内燃機関の概略図である。 本発明の実施形態に係る吸気バルブのバルブ特性の図である。 本発明の実施形態に係る燃料カット制御のタイムチャートである。 発明の実施形態に係るＣＰＵが実行する燃料カット制御のルーチンを示したフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例に係るＣＰＵが実行する筒内噴射弁の燃料噴射時期を示す図である。

以下、本発明に係る「内燃機関の制御装置（以下、「本制御装置」と称呼する場合がある。）」について図面を参照しながら説明する。
（概略構成）
本発明の実施形態に係る制御装置（以下、「本制御装置」と称呼する。）は、図１に示した火花点火式多気筒内燃機関１０（以下、「機関」と称呼する。）に適用される。なお、図１は、特定の気筒の断面のみを図示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。

この機関１０は、シリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド３０と、シリンダブロック部２０に空気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。

シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これによりクランク軸２４が回転する。ピストン２２の頂面、シリンダ２１の壁面及びシリンダヘッド３０の下面は、燃焼室（気筒）２５を画定している。

シリンダヘッド３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気バルブ３２、吸気バルブ３２を駆動するとともに吸気バルブ３２のバルブ特性を変更可能な吸気バルブ駆動装置３３、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気バルブ３５、排気バルブ３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８及び燃料を気筒２５内に噴射する筒内噴射弁３９を備えている。筒内噴射弁３９は、吸気ポート３１が開弁している時期において、燃焼室２５内に燃料が供給されるように燃料の噴射が制御される。

吸気バルブ駆動装置３３は、吸気バルブ３２のバルブ特性を、２種類のバルブ特性に切り替える機能を有する可変動弁機構である。図２のＡは、吸気バルブ３２のバルブ特性が第１のバルブ特性となる場合を表している。第１のバルブ特性は、大作用角３２ａのバルブ特性であり、吸気開弁時期ＩＶＯは吸気上死点ＴＤＣの時期、吸気閉弁時期ＩＶＣは吸気下死点ＢＤＣ後の時期（例えば下死点後ＡＢＤＣ６０〜７０°）である。図２のＢは第２のバルブ特性を表している。第２のバルブ特性は小作用角３２ｂのバルブ特性であり、吸気開弁時期ＩＶＯは吸気上死点ＴＤＣの時期、吸気閉弁時期ＩＶＣは下死点ＢＤＣの時期である。

吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁４３及びスロットル弁駆動手段を構成するスロットル弁アクチュエータ４３ａを備えている。

排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、エキゾーストパイプ５２上に、三元触媒５３が配置されている。

一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、クランクポジションセンサ６３、アクセル開度センサ６４、筒内圧センサ６５を備えている。

熱線式エアフローメータ６１は、吸気管４１内を流れる吸入空気の単位単位クランク角度あたりの質量流量を検出し、質量流量Ｇａを表す信号を出力するようになっている。

スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁４３の開度を検出し、スロットル弁開度ΘＡを表す信号を出力するようになっている。

クランクポジションセンサ６３は、クランク軸２４が１０度回転する毎にパルスを出力するようになっている。クランクポジションセンサ６３から出力されるパルスは後述する電気制御装置７０によって機関回転速度ＮＥを表す信号に変換される。更に、電気制御装置７０は、クランクポジションセンサ６４からの信号に基づいて、機関１０のクランク角度（絶対クランク角θ）を求める。

アクセル開度センサ６４は、運転者によって操作されるアクセルペダル８１のアクセル開度を検出し、アクセルペダル８１のアクセル開度Ａｃｃｐを表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル８１のアクセル開度Ａｃｃｐは機関１０の負荷の大きさを表す一つのパラメータである。

筒内圧センサ６５は、複数の気筒のそれぞれに一つずつ設けられている。筒内圧センサ６５は、対応する燃焼室２５内の圧力である筒内圧を検出するようになっている。各気筒の筒内圧は、クランク角が微小角度Δθだけ変化する毎に電気制御装置７０によって取得される。更に、その取得された筒内圧Ｐは、対応する気筒のクランク角θと関連付けられて筒内圧Ｐ（θ）の形式にて後述するＲＡＭ７３に格納されて行く。

電気制御装置７０は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、バックアップＲＡＭ７４、及び、ＡＤコンバータを含むインターフェース７５等を含む周知のマイクロコンピュータである。

インターフェース７５は、上記センサ６１〜６４と接続され、ＣＰＵ７１にこれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、インターフェース７５は、ＣＰＵ７１の指示に応じて、吸気バルブ駆動装置３３、スロットル弁アクチュエータ４３ａに駆動信号を出力し、各気筒の筒内噴射弁３９に噴射指示信号を出力し、各気筒のイグナイタ３８に点火信号を出力するようになっている。

本制御装置は、吸気バルブ３２のバルブ特性を切り替えることにより「アトキンソンサイクル」を行う。更に、本制御装置は、筒内噴射弁３９からの燃料噴射を停止する「燃料カット制御」を行う。更に本制御装置は、アトキンソンサイクルが行われているときに、後述する実行条件が成立した場合、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期を吸気下死点以降に切り替えるとともに点火プラグ３７から点火を行ってから燃料カット制御を実行する。そのため、以下、アトキンソンサイクル、燃料カット制御について順に説明する。
（アトキンソンサイクル）
アトキンソンサイクルは、機関１０における膨張比を圧縮比に比べて大きくするサイクルである。本制御装置においては、吸気バルブ３２の閉弁時期を吸気下死点以降とすることにより、実現される。具体的には、本制御装置は、吸気バルブ駆動装置３３により、吸気バルブ３２のバルブ特性を第１のバルブ特性とする。これによれば、吸気バルブ３２の閉弁時期が吸気下死点以降となることにより、圧縮比に比べて膨張比を大きくすることができるので、機関１０の機関効率を向上することができる。
（燃料カット制御）
本制御装置の電気制御装置７０が備えるＣＰＵ７１は、機関１０が所定の運転条件となる場合に、筒内噴射弁３９による燃料噴射を停止する燃料カット制御を行う。所定の運転条件（以下、「実行条件」と称呼する。）は、例えば、機関１０の出力トルクを低減する場合である。具体的には、本制御装置は、アクセルペダル８１のアクセル開度Ａｃｃｐが所定量以下（例えば、アクセル開度がゼロとなるＡｃｃｐｏｆｆ）となる場合に、実行条件が成立したと判定し、燃料カット制御を行う。ＣＰＵ７１は、燃料カット制御を実行することにより、機関１０の出力トルクを速やかに低減できるとともに、余計な燃料消費を抑制することにより、燃費を向上させることができる。

更にＣＰＵ７１は、吸気バルブ３２が第１バルブ特性であって、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期が吸気下死点前であるときに実行条件が成立した場合、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期を吸気バルブ３２の閉弁後に切り替えるとともに点火プラグ３７から点火を行ってから燃料カット制御を実行するように構成されている。更にＣＰＵ７１は、燃料カット制御が実行される場合に点火プラグ３７から点火が行われないように構成されている。

具体的に述べると、吸気バルブ３２が第１バルブ特性であって筒内噴射弁３９の燃料噴射時期が吸気下死点前であるときに、アクセルペダル８１のアクセル開度Ａｃｃｐがアクセル開度がゼロとなるＡｃｃｐｏｆｆとなった場合に、ＥＣＵ７１は、実行条件が成立したと判定する。次にＥＣＵ７１は、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期を吸気バルブ３２の閉弁後に設定するととともに、点火プラグ３７から点火させるように制御する。次にＥＣＵ７１は、筒内噴射弁３９から燃料が吸気バルブ３２の閉弁後に噴射するととともに点火プラグ３７から点火が行われた後に筒内噴射弁３９からの燃料噴射を停止（即ち、燃料カット制御を実行）する。更に、燃料カット制御を実行するとともに点火プラグ３７からの点火を停止する。

これによれば、筒内噴射弁の燃料噴射時期が吸気バルブ３２の閉弁後に遅角されることにより、吸気下死点後に吸気バルブが開いている期間に吸気通路内に吹き戻される燃料量がゼロになる。その結果、燃料カット制御が行われた場合に未燃ガスとして排気通路に流れる燃料の量を低減することができる。加えて、本制御装置は、燃料カット制御の実行中に点火プラグ３７からの点火を停止するように構成されるので、一部の気筒で吸気通路内に吹き戻されてから筒内に再度流入した燃料を含む混合気が筒内で燃焼することが抑制される。その結果、高温の排気ガスが排気通路に流れることが抑制されるので、完全燃焼せずに排気通路に流れた混合気によるアフターファイアの発生を抑制することができる。

次に本制御装置の電気制御装置７０が実際に行う燃料カット制御について図３のタイムチャートを参照しながら、説明する。なお、図３に示すタイムチャートは、吸気バルブ３２のバルブ特性が第１のバルブ特性である場合を示している。図３には、吸気通路内に燃料が吹き戻される燃料の量の時間による変化及び吸気バルブ３２の閉弁時期の単位クランク角度による変化が示されている。更に図３には、筒内噴射弁３９からの燃料噴射量の時間による変化、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期の時間による変化、及びアクセルペダル８１のアクセル開度Ａｃｃｐの時間による変化が示されている。

時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は、アクセルペダル８１のアクセル開度Ａｃｃｐは、アクセル開度がゼロとなるＡｃｃｐｏｆｆよりも大きくなっており、実行条件が成立していない。クランク角度θ２において、アクセルペダル８１のアクセル開度Ａｃｃｐが、アクセルオフとなるＡｃｃｐｏｆｆとなることにより、実行条件が成立したと判定される。その後、時刻ｔ３において、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期が吸気下死点前から吸気バルブ３２の閉弁後に切り替えられるとともに点火プラグ３９からの点火が継続される。更に筒内噴射弁３９の燃料噴射時期に変更に伴い、吸気通路内に吹き戻される燃料量が減少する。その後、時刻ｔ４において燃料カット制御が実行されることにより、筒内噴射弁３９からの燃料噴射量はゼロとなる。更に時刻ｔ４において点火プラグ３９の点火がオフとされ、点火プラグ３９の点火が行われなくなる。
（実際の作動）
次に、本制御装置の実際の作動について説明する。

本制御装置のＣＰＵ７１（以下、「ＣＰＵ」と称呼する。）は、図４のフローチャートに示した燃料カット制御ルーチンを機関の始動後から所定のタイミング毎に実行するようになっている。従って、ＣＰＵは、適当なタイミングにてステップ１００の処理を開始して、実行条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、まず実行条件が成立しない場合について説明する。

実行条件が成立しない場合、ステップ１００で、ＣＰＵは「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１０に進み、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期を吸気下死点前から吸気バルブ３２の閉弁後に切り替えたことを示す「噴射時期切り替えフラグ」をＯＦＦに設定する。

ステップ１１０の処理実行後、ＣＰＵは、ステップ１２０に進み、点火プラグ３７から点火を行うように設定する。

ステップ１２０の処理実行後、ＣＰＵは、ステップ１３０に進み、筒内噴射弁３９から燃料の噴射を行うように設定し、本ルーチンを終了する。

次に実行条件が成立しており、吸気バルブ３２のバルブ特性が第２バルブ特性である場合について説明する。ＣＰＵは、ステップ１００で実行条件が成立しているため、「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１４０の処理を実行する。ＣＰＵは、ステップ１４０の処理を実行することにより、吸気バルブ３２のバルブ特性が第１バルブ特性であるか否かを判定する。

ＣＰＵは、吸気バルブ３２のバルブ特性が第２バルブ特性であるため、ＣＰＵはステップ１４０で「Ｎｏ」と判定し、ステップ１５０に進み、点火プラグ３７からの点火を停止するように設定する。

ＣＰＵは、ステップ１５０の処理実行後、ステップ１６０に進み、噴射時期切り替えフラグがＯＮであれば、ＯＦＦに設定する。

ＣＰＵは、ステップ１６０の処理実行後、ステップ１７０に進み、筒内噴射弁３９から燃料の噴射を停止するように設定することにより、燃料カット制御を実行し、本ルーチンを終了する。

次に実行条件が成立しているとともに、吸気バルブ３２のバルブ特性が第１バルブ特性であり、筒内噴射弁３９の燃料噴射時期が吸気下死点前である場合について説明する。ＣＰＵは、ステップ１００と１４０の処理を順に実行する。ＣＰＵは、吸気バルブ３２のバルブ特性が第１バルブ特性であるため、ステップ１４０の処理を「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ１８０に進む。

ＣＰＵは、ステップ１８０にて、筒内噴射弁３９の燃料噴射時期が吸気下死点前であるか否かを判定する。ＣＰＵは、筒内噴射弁３９の燃料噴射時期が吸気下死点前であるため、ステップ１８０の処理を「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１９０に進む。

ＣＰＵは、ステップ１９０にて、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期を吸気下死点前から吸気バルブ３２の閉弁後に変更するとともに、噴射時期切り替えフラグをＯＮに設定する。

ＣＰＵは、ステップ１９０の処理を実行後、上述したステップ１２０及びステップ１３０の処理を順に実行し、本ルーチンを終了する。

次に実行条件が成立しているとともに、吸気バルブ３２のバルブ特性が第１バルブ特性であり筒内噴射弁３９の燃料噴射時期が吸気下死点前でない場合について説明する。。ＣＰＵは、ステップ１００、ステップ１４０、ステップ１８０及びステップ２００の処理を順に実行する。ＣＰＵは、ステップ２００にて噴射時期切り替えフラグがＯＮであるか否かを判定する。ＣＰＵは、噴射時期切り替えフラグがＯＦＦである場合には、ステップ２００の処理を「Ｎｏ」と判定して、上述したステップ１５０、ステップ１６０及びステップ１７０の処理を順に実行し、本ルーチンを終了する。

ＣＰＵは、ステップ２００にて、噴射時期切り替えフラグがＯＮである場合にステップ２００を「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ２１０に進む。ＣＰＵは、ステップ２１０にて、噴射時期切り替えフラグＯＮ後に筒内噴射弁３９から燃料の噴射が実行されたか否かを判定する。換言すれば、ＣＰＵは、ステップ２１０にて、筒内噴射弁３９の燃料の噴射時期が吸気下死点前から吸気バルブ３２の閉弁後に切り替えられてから燃料噴射が実行されたか否かを判定する。ＣＰＵは、噴射時期切り替えフラグＯＮ後に筒内噴射弁３９から燃料の噴射が実行されていない場合、ステップ２１０の処理を「Ｎｏ」と判定して、本ルーチンを終了する。

ＣＰＵは、噴射時期切り替えフラグＯＮ後に筒内噴射弁３９から燃料の噴射が実行されていた場合、ステップ２１０の処理を「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ２２０に進む。ＣＰＩは、ステップ２２０にて、噴射時期切り替えフラグＯＮ後に点火プラグ３７から点火が行われたか否かを判定する。ＣＰＵは、噴射時期切り替えフラグＯＮ後に点火プラグ３７から点火がが実行されていない場合、ステップ２２０の処理を「Ｎｏ」と判定して、本ルーチンを終了する。

ＣＰＵは、噴射時期切り替えフラグＯＮ後に点火プラグ３７から点火が実行されていた場合、ステップ２２０の処理を「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ１５０に進む。ＣＰＵは、ステップ１５０にて、点火プラグ３７からの点火を停止するように設定する。

ＣＰＵは、ステップ１５０の処理実行後、ステップ１６０にて、噴射時期切り替えフラグをＯＦＦに設定する。

ＣＰＵは、ステップ１６０の処理実行後、ステップ１７０にて筒内噴射弁３９からの燃料の噴射を停止するように設定して、燃料カット制御を実行し、本ルーチンを終了する。

以上、説明したように、この本制御装置によれば、筒内噴射弁３９の燃料噴射時期が吸気バルブ３２の閉弁後に遅角されるため吸気下死点後に吸気バルブが開いている期間に吸気通路内に吹き戻される燃料量がゼロになる。その結果、燃料カット制御が行われた場合に未燃ガスとして排気通路に流れる燃料の量を低減することができる。加えて、本制御装置は、燃料カット制御を実行中に点火プラグ３７からの点火を停止するように構成されるので、一部の気筒で吸気通路内に吹き戻されてから筒内に再度流入した燃料を含む混合気が筒内で燃焼することが抑制される。その結果、高温の排気ガスが排気通路に流れることが抑制されるので、完全燃焼せずに排気通路に流れた混合気によるアフターファイアの発生を抑制することができる。
（本制御装置の変形例）
変形例のＣＰＵは、本制御装置における図４に示した「燃料カット制御」ルーチンのステップ１９０において、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期を吸気下死点前の時期から吸気バルブ３２の閉弁前であって、筒内圧が単位単位クランク角度あたりに上昇する時期に変更する点のみが相違する。

具体的には、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期について図５を参照しながら説明する。図５には、単位クランク角度における筒内圧の変化、単位クランク角度における吸気バルブ３２のバルブ開度の変化及び単位クランク角度における吸気通路内に吹き戻す空気量の変化が示されている。吸気下死点ＢＤＣとなるクランク角度θ５から吸気下死点ＢＤＣ以降のθ６の期間においては、ピストン２２の速度が大きく、また吸気バルブ３２の開度も大きいため、吸気通路内に吹き戻される空気量が増加する。このため、クランク角度θ５からθ６の期間においては、吸気通路内に吹き戻される空気量が増加するのに伴い、吸気通路内に吹き戻される燃料量が増加する。クランク角度θ６からθ７の期間においては、吸気バルブ３２のバルブ開度が減少するのに伴い、吸気通路に吹き戻される空気量が減少するため筒内圧が上昇する。更にクランク角度θ６からθ７の期間においては、吹き戻される空気量が減少するのに伴い、吸気通路内に吹き戻される燃料量が減少する。このため、ＣＰＵは、ステップ１９０にて筒内噴射弁３９の燃料の噴射時期を図５のタイムチャートに示す筒内圧センサ６５より検出される筒内圧が単位クランク角度あたりに上昇する期間であって、吸気バルブ３２のバルブ開度が小さくなる期間となるクランク角度θ６からθ７の間の時期に設定する。

これによれば、吸気通路内に吹き戻される燃料の量を減少させることができる。加えて、筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期を吸気バルブ３２の閉弁後にする場合に比べて、燃料を霧化させる時間を長くすることができるので、燃焼の悪化を抑制することができる。

なお、この変形例のＣＰＵは、筒内圧センサ６５より検出される筒内圧を用いることなく、吸気バルブ３２のバルブ開度と筒内圧との関係を示すマップを予め設定しておくことにより、このマップに基づいて筒内噴射弁３９からの燃料噴射時期を設定する構成としてもよい。

以上、説明したように、本発明の実施形態及び変形例に係る制御装置によれば、筒内噴射弁３９の燃料噴射時期が吸気下死点以降に遅角されるため吸気下死点以降に吸気バルブが開いている期間に吸気通路内に吹き戻される燃料の量を減少させることができる。その結果、燃料カット制御が行われた場合に未燃ガスとして排気通路に流れる燃料の量を低減することができる。

なお、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、内燃機関は、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であってもよい。可変圧縮比内燃機関においては、機械圧縮比を変更することにより、吸気バルブの閉弁時期の遅角量を大きくすることができるため、吸気通路内へ吹き戻される燃料の量が多くなる。従って、可変圧縮比内燃機関に本発明を適用することにより、更に吸気通路内に吹き戻される燃料の量を低減することができる。

更に本実施形態及び変形例においては、、吸気バルブ３２の閉弁時期を変更できる構成である必要はなく、例えば、吸気バルブの特性が第１のバルブ特性のみを備える構成であってもよい。更に、吸気バルブ３２の閉弁時期を変更できる構成である場合、例えばＶＶΘのようにカムの位相を変更する構成であってもよい。

更に本実施形態及び変形例においては、第２噴射時期における筒内噴射弁３９からの燃料の噴射時期は、吸気下死点後であればよい

１０…内燃機関、３２…吸気バルブ、３３…吸気バルブ駆動装置、点火プラグ３７、３９…筒内噴射弁、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ。

Claims (4)

1. 点火プラグと、
   吸気バルブと、
   気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と、
   前記吸気バルブを吸気下死点以降に閉弁するように駆動する吸気バルブ駆動装置と、
   を備える内燃機関の制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記点火プラグの点火を制御する点火制御手段と、
   前記筒内噴射弁の燃料の噴射時期を吸気下死点前である第１噴射時期と吸気下死点以降である第２噴射時期とに切替え可能な噴射制御手段と、
   所定の実行条件が成立した場合に前記筒内噴射弁からの燃料の噴射を停止する燃料カット制御を実行する燃料カット制御手段と、を備え、
   前記筒内噴射弁の燃料の噴射時期が前記第１噴射時期であるサイクルで前記実行条件が成立した場合、前記第２噴射時期で燃料を噴射するとともに点火を実行するサイクルの後に前記燃料カット制御を実行するように構成された内燃機関の制御装置。
   
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記第２噴射時期は、前記吸気バルブの閉弁後であるように構成された内燃機関の制御装置。
   
3. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記第２噴射時期は、前記吸気バルブの閉弁前であって、前記気筒内の圧力が単位クランク角度あたりに上昇する期間であるように構成された内燃機関の制御装置。
   
4. 請求項１から３いずれかの内燃機関の制御装置において、
   前記内燃機関は、前記気筒を複数有し、
   前記点火プラグ制御手段は、
   前記燃料カット制御の実行中に点火を実行しないように前記点火プラグを制御するように構成された内燃機関の制御装置。