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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-15
(45)【発行日】2024-10-23
(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置
(51)【国際特許分類】
F02D 41/34 20060101AFI20241016BHJP
F02B 37/00 20060101ALI20241016BHJP
F02D 23/02 20060101ALI20241016BHJP
F02D 41/04 20060101ALI20241016BHJP
F02D 45/00 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
F02D41/34 100
F02B37/00 302G
F02D23/02 K
F02D41/04
F02D45/00 360E
F02D45/00 364E
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2022039003
(22)【出願日】2022-03-14
(65)【公開番号】P2023133802
(43)【公開日】2023-09-27
【審査請求日】2023-12-19
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】井戸側 正直
(72)【発明者】
【氏名】金子 理人
(72)【発明者】
【氏名】杉本 元浩
(72)【発明者】
【氏名】内田 孝宏
【審査官】戸田 耕太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０１０５４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２５５３８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１３７４７０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－２２４４６１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｄ ４１／３４
Ｆ０２Ｂ ３７／００
Ｆ０２Ｄ ２３／０２
Ｆ０２Ｄ ４１／０４
Ｆ０２Ｄ ４５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁と、前記吸気通路を介さずに気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁と、
吸気を過給する過給機と、
大気圧を検出する大気圧センサと、
前記ポート噴射弁に供給される燃料の圧力であるポート用燃圧を検出する燃圧センサと、
を有する内燃機関に適用され、
前記気筒で１回の燃料の燃焼に供される総燃料量に対する、前記ポート噴射弁から噴射される燃料量の比率をポート噴射比率としたとき、
前記過給機が過給を行う運転状態であり、且つバルブオーバーラップ期間がゼロよりも大きい機関運転領域である、という条件を満たす場合には、同条件を満たさない場合に比較して、前記ポート噴射比率を小さく設定し、且つ前記ポート噴射弁からの燃料噴射の開始タイミングを遅くする特定噴射制御を実行し、
前記特定噴射制御では、
前記バルブオーバーラップ期間よりも後のタイミングを前記開始タイミングとし、且つ前記大気圧センサが検出した最新の前記大気圧が低いほど前記ポート噴射比率を小さくする幅を大きく設定して当該ポート噴射比率を算出する処置を行い、
前記燃圧センサが検出した最新の前記ポート用燃圧の下で前記開始タイミングから吸気バルブの閉弁タイミングまでの期間を対象に前記ポート噴射弁から燃料噴射を行ったと仮定した場合に前記ポート噴射弁が噴射する燃料量を許容ポート噴射量としたとき、
前記許容ポート噴射量が、前記処置で算出した前記ポート噴射比率に応じた前記ポート噴射弁の燃料噴射量未満である場合には、前記処置で算出した前記ポート噴射比率に代えて、前記ポート噴射弁から噴射される燃料量が前記許容ポート噴射量になるように、前記ポート噴射比率を設定し直す
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に開示された内燃機関は、ポート噴射弁、筒内噴射弁、及び過給機を有する。ポート噴射弁は、吸気通路に燃料を噴射する。筒内噴射弁は、吸気通路を介すことなく気筒内に直接燃料を噴射する。ポート噴射弁と筒内噴射弁とは、機関運転領域毎に定められた噴射比率で燃料噴射を行う。過給機は、吸気を過給する。過給機による過給が行われているときは、吸気通路の圧力が排気通路の圧力よりも高くなる。また、内燃機関は、吸気バルブ及び排気バルブを有する。そして、内燃機関には、吸気バルブと排気バルブとが同時に開弁状態となるバルブオーバーラップ期間が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－１３４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載のような内燃機関において、過給機による過給が行われているときにバルブオーバーラップ期間を迎えたとする。この場合、上記のとおり吸気通路の圧力が排気通路の圧力よりも高いことから、吸気通路から気筒に流入した吸気がそのまま排気通路に吹き抜ける。こうした状況下でポート噴射弁が噴射タイミングを迎えて吸気通路に燃料を噴射すると、その燃料は吸気と一緒に排気通路に吹き抜けてしまう。
【0005】
ここで、燃料の吹き抜けを防止するための対策として、バルブオーバーラップ期間の終了後にポート噴射弁による燃料噴射を開始することが考えられる。しかし、ポート噴射弁からの噴射比率が多い場合、次の懸念がある。すなわち、バルブオーバーラップ期間の終了後にポート噴射弁からの燃料噴射を開始すると、ポート噴射弁は要求される燃料量を吸気バルブが閉弁するまでに噴射しきれないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、吸気通路に燃料を噴射するポート噴射弁と、前記吸気通路を介さずに気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁と、吸気を過給する過給機と、大気圧を検出する大気圧センサと、前記ポート噴射弁に供給される燃料の圧力であるポート用燃圧を検出する燃圧センサと、を有する内燃機関に適用され、前記気筒で１回の燃料の燃焼に供される総燃料量に対する、前記ポート噴射弁から噴射される燃料量の比率をポート噴射比率としたとき、前記過給機が過給を行う運転状態であり、且つバルブオーバーラップ期間がゼロよりも大きい機関運転領域である、という条件を満たす場合には、同条件を満たさない場合に比較して、前記ポート噴射比率を小さく設定し、且つ前記ポート噴射弁からの燃料噴射の開始タイミングを遅くする特定噴射制御を実行し、前記特定噴射制御では、前記バルブオーバーラップ期間よりも後のタイミングを前記開始タイミングとし、且つ前記大気圧センサが検出した最新の前記大気圧が低いほど前記ポート噴射比率を小さくする幅を大きく設定して当該ポート噴射比率を算出する処置を行い、前記燃圧センサが検出した最新の前記ポート用燃圧の下で前記開始タイミングから吸気バルブの閉弁タイミングまでの期間を対象に前記ポート噴射弁から燃料噴射を行ったと仮定し場合に前記ポート噴射弁が噴射する燃料量を許容ポート噴射量としたとき、前記許容ポート噴射量が、前記処置で算出した前記ポート噴射比率に応じた前記ポート噴射弁の燃料噴射量未満である場合には、前記処置で算出した前記ポート噴射比率に代えて、前記ポート噴射弁から噴射される燃料量が前記許容ポート噴射量になるように、前記ポート噴射比率を設定し直す。
【0007】
上記構成によれば、吸気通路から気筒に流入した吸気がそのまま排気通路に吹き抜けるという現象が起き得る状況下では、ポート噴射弁からの燃料噴射の開始タイミングを遅くする。そのため、バルブオーバーラップ期間の範囲でポート噴射弁から噴射される燃料量を低減できる。したがって、バルブオーバーラップ期間に排気通路に吹き抜ける燃料量も低減できる。なお、上記構成においてポート噴射比率が小さく設定された場合でも、１回の燃料の燃焼に供される総燃料量は変化しない。したがって、上記の制御に伴う内燃機関のトルクの変動等の影響は最小限に留められる。
【0009】
上記構成において、大気圧が低いときには、内燃機関が比較的に低負荷であっても過給機が過給を行う。また、内燃機関が低負荷である場合には、ポート噴射比率が大きく設定される傾向がある。つまり、内燃機関が低負荷であるときには、過給機が過給を行いつつポート噴射比率が大きいという状況が生じ得る。この場合、バルブオーバーラップ期間に多くの燃料が排気通路へと吹き抜けるおそれがある。この点、上記構成によれば、大気圧が低いときには、ポート噴射比率を小さくする幅が大きい。そのため、その分、排気通路へと吹き抜ける燃料量も大きく低減できる。
【0011】
上記構成によれば、バルブオーバーラップ期間にはポート噴射弁から燃料が噴射されない。したがって、バルブオーバーラップ期間において、ポート噴射弁から噴射された燃料が排気通路へと吹き抜ける現象は生じない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
＜内燃機関の概略構成＞
図１に示すように、車両３００は、内燃機関１を有する。内燃機関１は、車両３００の駆動源である。内燃機関１は、４の気筒１８、４つのピストン６、４つのコネクティングロッド１９、及びクランクシャフト７を有する。なお、図１では、４つの気筒１８のうちの１つのみを示している。ピストン６及びコネクティングロッド１９についても同様である。
＜内燃機関の概略構成＞
図１に示すように、車両３００は、内燃機関１を有する。内燃機関１は、車両３００の駆動源である。内燃機関１は、４の気筒１８、４つのピストン６、４つのコネクティングロッド１９、及びクランクシャフト７を有する。なお、図１では、４つの気筒１８のうちの１つのみを示している。ピストン６及びコネクティングロッド１９についても同様である。
【0014】
気筒１８は、燃料と吸入空気（以下、吸気と記す。）との混合気を燃焼させるための空間である。ピストン６は、気筒１８毎に設けられている。ピストン６は、気筒１８内に位置している。ピストン６は、気筒１８内を往復動する。ピストン６は、コネクティングロッド１９を介してクランクシャフト７に連結している。ピストン６の動作に応じてクランクシャフト７は回転する。
【0015】
内燃機関１は、４つの点火プラグ５を有する。なお、図１では、４つの点火プラグ５のうちの１つのみを示している。点火プラグ５は、気筒１８毎に設けられている。点火プラグ５の先端は、気筒１８内に位置している。点火プラグ５は、気筒１８内の混合気に点火を行う。
【0016】
内燃機関１は、４つの筒内噴射弁２０、及び第１燃料通路２４を有する。なお、図１では、４つの筒内噴射弁２０のうちの１つのみを示している。筒内噴射弁２０は、気筒１８毎に設けられている。筒内噴射弁２０は、後述の吸気通路３を介さずに気筒１８内に直接燃料を噴射する。第１燃料通路２４は、各筒内噴射弁２０と燃料タンクとを接続している。第１燃料通路２４は、各筒内噴射弁２０に燃料を供給する。燃料タンクは燃料を貯留している。なお、図１では燃料タンクの図示を省略している。
【0017】
内燃機関１は、吸気通路３、インタークーラ６０、スロットルバルブ２９、４つのポート噴射弁４、及び第２燃料通路２５を有する。なお、図１では、４つのポート噴射弁４のうちの１つのみを示している。吸気通路３は、各気筒１８に吸気を導入するための通路である。吸気通路３は、各気筒１８に接続している。インタークーラ６０は、吸気通路３の途中に位置している。インタークーラ６０は、吸気を冷却する。スロットルバルブ２９は、吸気通路３における、インタークーラ６０から視て下流側に位置している。スロットルバルブ２９は、開度調整が可能である。スロットルバルブ２９の開度が変わると、吸気通路３を流れる吸気の量ＧＡが変わる。すなわち、スロットルバルブ２９は、吸気通路３を流れる吸気の量ＧＡを調節する。ポート噴射弁４は、吸気通路３における、スロットルバルブ２９から視て下流側に位置している。ポート噴射弁４は、気筒１８毎に設けられている。ポート噴射弁４は、吸気通路３に燃料を噴射する。第２燃料通路２５は、第１燃料通路２４から分岐して各ポート噴射弁４に接続している。第２燃料通路２５は、各ポート噴射弁４に燃料を供給する。ポート噴射弁４に供給される燃料の圧力（以下、ポート用燃圧と記す。）ＰＰは、筒内噴射弁２０に供給される燃料の圧力（以下、筒内用燃圧と記す。）ＰＤとは異なっている。
【0018】
内燃機関１は、排気通路８、及び触媒７０を有する。排気通路８は、気筒１８から排気を排出するための通路である。排気通路８は、各気筒１８に接続している。触媒７０は、排気通路８の途中に位置している。触媒７０は、排気通路８を流れる排気を浄化する。
【0019】
内燃機関１は、過給機５０を有する。過給機５０は、吸気通路３と排気通路８とを跨いで設けられている。過給機５０は、コンプレッサホイール５１、タービンホイール５２、バイパス通路２１、及びをウェイストゲートバルブ（以下、ＷＧＶと記す。）２２を有する。コンプレッサホイール５１は、吸気通路３における、インタークーラ６０から視て上流側に位置している。タービンホイール５２は、排気通路８における、触媒７０から視て上流側に位置している。タービンホイール５２は、排気の流れに応じて回転する。コンプレッサホイール５１は、タービンホイール５２と一体回転する。このときコンプレッサホイール５１は吸気を圧縮して送り出す。すなわち、コンプレッサホイール５１が回転することにより吸気が過給される。バイパス通路２１は、排気通路８における、タービンホイール５２から視て上流側の部分と下流側の部分とを接続している。すなわち、バイパス通路２１は、タービンホイール５２を迂回する通路である。ＷＧＶ２２は、バイパス通路２１の下流端に位置している。ＷＧＶ２２は、開度調整が可能である。ＷＧＶ２２の開度ＷＶが変わると、バイパス通路２１を流れる排気の量が変わる。すなわち、ＷＧＶ２２は、バイパス通路２１を流れる排気の量を調整する。ＷＧＶ２２の開度ＷＶが小さくなるほどバイパス通路２１を流れる排気の量は少なくなる。この場合、タービンホイール５２を通過する排気の量が多くなることから、タービンホイール５２及びコンプレッサホイール５１の回転速度が上昇する。そして過給圧が高くなる。
【0020】
内燃機関１は、複数の吸気バルブ９、複数の吸気ロッカアーム１５、吸気カム軸１１、及び吸気バルブ可変装置１３を有する。なお、図１では、複数の吸気バルブ９のうちの１つのみを示している。吸気ロッカアーム１５についても同様である。吸気バルブ９は、気筒１８毎に設けられている。吸気バルブ９は、吸気通路３における、気筒１８との接続口に位置している。吸気バルブ９は、吸気ロッカアーム１５を介して吸気カム軸１１と連結している。吸気バルブ９は、吸気カム軸１１が回転することに応じて動作する。その動作によって、吸気バルブ９は、吸気通路３の上記接続口を開閉する。吸気カム軸１１には、クランクシャフト７の回転が伝達される。すなわち、吸気カム軸１１は、クランクシャフト７と連動して回転する。吸気バルブ可変装置１３は、クランクシャフト７の回転位置（以下、クランク位置と記す。）Ｓｃｒに対する吸気カム軸１１の相対的な回転位置を変更する。その結果として、クランク位置Ｓｃｒに対して吸気バルブ９の開閉タイミングが変わる。吸気バルブ可変装置１３は、電動モータによって駆動される電動式である。
【0021】
内燃機関１は、複数の排気バルブ１０、複数の排気ロッカアーム１６、排気カム軸１２、及び排気バルブ可変装置１４を有する。なお、図１では、複数の排気バルブ１０のうちの１つのみを示している。排気ロッカアーム１６についても同様である。排気バルブ１０は、気筒１８毎に設けられている。排気バルブ１０は、排気通路８における、気筒１８との接続口に位置している。排気バルブ１０は、排気ロッカアーム１６を介して排気カム軸１２と連結している。排気バルブ１０は、排気カム軸１２が回転することに応じて動作する。その動作によって、排気バルブ１０は、排気通路８の上記接続口を開閉する。排気カム軸１２は、吸気カム軸１１と同様、クランクシャフト７と連動して回転する。排気バルブ可変装置１４は、クランク位置Ｓｃｒに対する排気カム軸１２の相対的な回転位置を変更する。その結果として、クランク位置Ｓｃｒに対して排気バルブ１０の開閉タイミングが変わる。排気バルブ可変装置１４は、電動モータによって駆動される電気式である。
【0022】
内燃機関１は、クランクポジションセンサ３４、エアフロメータ３１、第１燃圧センサ３２、第２燃圧センサ３３を有する。また、内燃機関１は、吸気カムポジションセンサ３５、排気カムポジションセンサ３６、開度センサ３７、及び大気圧センサ３０を有する。クランクポジションセンサ３４は、クランク位置Ｓｃｒを検出する。エアフロメータ３１は、外部から吸気通路３に流入する吸気の量ＧＡを検出する。第１燃圧センサ３２は、ポート用燃圧ＰＰを検出する。第２燃圧センサ３３は、筒内用燃圧ＰＤを検出する。吸気カムポジションセンサ３５は、吸気カム軸１１の回転位置ＣＧを検出する。排気カムポジションセンサ３６は、排気カム軸１２の回転位置ＣＥを検出する。開度センサ３７は、ＷＧＶ２２の開度ＷＶを検出する。大気圧センサ３０は、内燃機関１が位置している標高での大気圧Ｌを検出する。これらの各センサは、自身が検出した情報に応じた信号を後述の制御装置１００に繰り返し出力する。
【0023】
車両３００は、アクセルペダル２７、アクセルセンサ２８、及び車速センサ３８を有する。アクセルペダル２７は、乗員が踏み込むフットペダルである。アクセルセンサ２８は、アクセルペダル２７の踏み込み量をアクセル操作量ＡＣＣＰとして検出する。車速センサ３８は、車両３００の走行速度を車速ＳＰとして検出する。これらの各センサは、自身が検出した情報に応じた信号を後述の制御装置１００に繰り返し出力する。
【0024】
＜制御装置の概略構成＞
図１に示すように、車両３００は、制御装置１００を有する。制御装置１００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置１００は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ１１０及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリ１２０を含む。メモリ１２０は、処理をＣＰＵ１１０に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ１２０すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
図１に示すように、車両３００は、制御装置１００を有する。制御装置１００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置１００は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ１１０及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリ１２０を含む。メモリ１２０は、処理をＣＰＵ１１０に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ１２０すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
【0025】
制御装置１００は、各種センサから受信した検出信号に基づいて、以下のパラメータを随時算出する。制御装置１００は、クランクポジションセンサ３４が検出するクランク位置Ｓｃｒに基づいて、クランクシャフト７の回転速度である機関回転速度ＮＥを算出する。また、制御装置１００は、機関回転速度ＮＥ、及びエアフロメータ３１が検出する吸気の量ＧＡに基づいて機関負荷率ＫＬを算出する。機関負荷率ＫＬは、現状の機関回転速度ＮＥにおいてスロットルバルブ２９を全開とした状態で内燃機関１を定常運転したときの気筒流入吸気量に対する、現状の気筒流入吸気量の比率を表している。なお、気筒流入吸気量は、吸気行程において各気筒１８のそれぞれに流入する吸気の量ＧＡである。
【0026】
＜ＷＧＶの制御について＞
制御装置１００は、上記各種センサから受信する検出信号、及びそれに基づいて算出した上記の各パラメータ等に基づいて内燃機関１の各種部位を制御する。例えば、制御装置１００は、アクセル操作量ＡＣＣＰ等に基づいて機関負荷率ＫＬの目標値である目標負荷率を算出する。そして、制御装置１００は、目標負荷率を実現できるようにスロットルバルブ２９及びＷＧＶ２２を制御する。制御装置１００は、ＷＧＶ２２を制御するにあたっては、予め記憶している過給マップを参照する。過給マップは、機関負荷率ＫＬとＷＧＶ２２の開度ＷＶと大気圧Ｌとの関係を表したものである。過給マップは、例えば実験又はシミュレーションを基に作成したものである。過給マップは、次のような内容になっている。同一の大気圧Ｌでみると、機関負荷率ＫＬがある閾値よりも小さい場合にＷＧＶ２２は全開であり、機関負荷率ＫＬがある閾値以上の場合にＷＧＶ２２の開度ＷＶは全開よりも小さくなる。詳細には、機関負荷率ＫＬが上記の閾値以上の場合、機関負荷率ＫＬが上記の閾値よりも大きくなるほどＷＧＶ２２の開度ＷＶは小さくなる。過給マップにおいてＷＧＶ２２が全開から全開よりも小さい開度に切り替わる上記の閾値を過給開始負荷率ＫＬＡと呼称する。機関負荷率ＫＬがこの過給開始負荷率ＫＬＡ以上の機関運転状態になると、過給機５０が過給を行うことになる。過給マップにおいて、過給開始負荷率ＫＬＡは、大気圧Ｌが低いほど小さくなっている。このことにより、大気圧Ｌが低いほど過給状態に切り替わるアクセル操作量ＡＣＣＰは小さくなる。つまり、酸素密度が低くなることで機関出力が小さくなりがちな大気圧Ｌの低い環境下でも、ドライバが指示するアクセル操作量ＡＣＣＰに対して機関出力の応答性が低下しないように各パラメータの関係が定めてある。制御装置１００は、上記過給マップに基づいて、目標負荷率に対応するＷＧＶ２２の開度ＷＶを目標開度として算出する。そして、制御装置１００は、実際のＷＧＶ２２の開度ＷＶが目標開度と一致するようにＷＧＶ２２を制御する。
制御装置１００は、上記各種センサから受信する検出信号、及びそれに基づいて算出した上記の各パラメータ等に基づいて内燃機関１の各種部位を制御する。例えば、制御装置１００は、アクセル操作量ＡＣＣＰ等に基づいて機関負荷率ＫＬの目標値である目標負荷率を算出する。そして、制御装置１００は、目標負荷率を実現できるようにスロットルバルブ２９及びＷＧＶ２２を制御する。制御装置１００は、ＷＧＶ２２を制御するにあたっては、予め記憶している過給マップを参照する。過給マップは、機関負荷率ＫＬとＷＧＶ２２の開度ＷＶと大気圧Ｌとの関係を表したものである。過給マップは、例えば実験又はシミュレーションを基に作成したものである。過給マップは、次のような内容になっている。同一の大気圧Ｌでみると、機関負荷率ＫＬがある閾値よりも小さい場合にＷＧＶ２２は全開であり、機関負荷率ＫＬがある閾値以上の場合にＷＧＶ２２の開度ＷＶは全開よりも小さくなる。詳細には、機関負荷率ＫＬが上記の閾値以上の場合、機関負荷率ＫＬが上記の閾値よりも大きくなるほどＷＧＶ２２の開度ＷＶは小さくなる。過給マップにおいてＷＧＶ２２が全開から全開よりも小さい開度に切り替わる上記の閾値を過給開始負荷率ＫＬＡと呼称する。機関負荷率ＫＬがこの過給開始負荷率ＫＬＡ以上の機関運転状態になると、過給機５０が過給を行うことになる。過給マップにおいて、過給開始負荷率ＫＬＡは、大気圧Ｌが低いほど小さくなっている。このことにより、大気圧Ｌが低いほど過給状態に切り替わるアクセル操作量ＡＣＣＰは小さくなる。つまり、酸素密度が低くなることで機関出力が小さくなりがちな大気圧Ｌの低い環境下でも、ドライバが指示するアクセル操作量ＡＣＣＰに対して機関出力の応答性が低下しないように各パラメータの関係が定めてある。制御装置１００は、上記過給マップに基づいて、目標負荷率に対応するＷＧＶ２２の開度ＷＶを目標開度として算出する。そして、制御装置１００は、実際のＷＧＶ２２の開度ＷＶが目標開度と一致するようにＷＧＶ２２を制御する。
【0027】
＜燃料噴射について＞
制御装置１００は、ポート噴射弁４及び筒内噴射弁２０を制御する。制御装置１００は、ポート噴射弁４及び筒内噴射弁２０の双方から燃料噴射を行ったり、これらの一方のみから燃料噴射を行ったりする。制御装置１００は、１つの気筒１８で１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌに対する、ポート噴射弁４から噴射される燃料量の比率であるポート噴射比率Ｒを機関運転状態に応じて変える。ポート噴射比率Ｒは「０」以上で「１」以下の値をとる。ポート噴射比率Ｒが「１」であることは、総燃料量Ｆａｌｌを全てポート噴射弁４によって噴射することを意味する。ポート噴射比率Ｒが「０」であることは、総燃料量Ｆａｌｌを全て筒内噴射弁２０によって噴射することを意味する。ポート噴射比率Ｒが「０」よりも大きく且つ「１」未満であることは、ポート噴射弁４及び筒内噴射弁２０の双方で燃料噴射を行うことを意味する。なお、１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌは、内燃機関１の１サイクルで１つの気筒１８に供給する総燃料量である。内燃機関１の１サイクルは、１つの気筒１８で、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、及び排気行程を１度ずつ迎える一連の期間である。
制御装置１００は、ポート噴射弁４及び筒内噴射弁２０を制御する。制御装置１００は、ポート噴射弁４及び筒内噴射弁２０の双方から燃料噴射を行ったり、これらの一方のみから燃料噴射を行ったりする。制御装置１００は、１つの気筒１８で１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌに対する、ポート噴射弁４から噴射される燃料量の比率であるポート噴射比率Ｒを機関運転状態に応じて変える。ポート噴射比率Ｒは「０」以上で「１」以下の値をとる。ポート噴射比率Ｒが「１」であることは、総燃料量Ｆａｌｌを全てポート噴射弁４によって噴射することを意味する。ポート噴射比率Ｒが「０」であることは、総燃料量Ｆａｌｌを全て筒内噴射弁２０によって噴射することを意味する。ポート噴射比率Ｒが「０」よりも大きく且つ「１」未満であることは、ポート噴射弁４及び筒内噴射弁２０の双方で燃料噴射を行うことを意味する。なお、１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌは、内燃機関１の１サイクルで１つの気筒１８に供給する総燃料量である。内燃機関１の１サイクルは、１つの気筒１８で、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、及び排気行程を１度ずつ迎える一連の期間である。
【0028】
制御装置１００は、比率マップを予め記憶している。比率マップは、ポート噴射比率Ｒのベース値である基本ポート噴射比率ＲＢを、機関回転速度ＮＥと機関負荷率ＫＬとで規定される機関運転領域毎に定めたものである。基本ポート噴射比率ＲＢは、標準大気圧下での最適なポート噴射比率Ｒである。比率マップは、例えば実験又はシミュレーションを基に作成してある。比率マップは次のようになっている。図２に示すように、機関回転速度ＮＥが第１値ＮＥ１以上の高回転の機関運転領域では、機関負荷率ＫＬの大小に拘わらず基本ポート噴射比率ＲＢは「０」である。すなわち、この機関運転領域では、筒内噴射弁２０のみから燃料噴射を行うことになる。一方、機関回転速度ＮＥが第１値ＮＥ１未満である低回転又は中回転の機関運転領域（以下、規定回転領域と記す。）では、機関負荷率ＫＬの大小に応じて基本ポート噴射比率ＲＢは変わる。以下、規定回転領域での基本ポート噴射比率ＲＢの設定について説明する。この規定回転領域のうち、機関負荷率ＫＬが第１負荷率ＫＬ１未満の低負荷の機関運転領域では、基本ポート噴射比率ＲＢは「０」である。機関負荷率ＫＬが第２負荷率ＫＬ２以上の高負荷の機関運転領域でも、基本ポート噴射比率ＲＢは「０」である。すなわち、これら低負荷又は高負荷の機関運転領域では、高回転の機関運転領域と同様、筒内噴射弁２０のみから燃料噴射を行うことになる。一方、規定回転領域のうち、機関負荷率ＫＬが第１負荷率ＫＬ１以上且つ第２負荷率ＫＬ２未満の中負荷の機関運転領域では、基本ポート噴射比率ＲＢは「０」よりも大きい。詳細には、上記中負荷の機関運転領域のうち、機関負荷率ＫＬが特定負荷率ＫＬＹ未満の第１中負荷領域Ｙ１では、基本ポート噴射比率ＲＢは「０」よりも大きく「０．５」未満となっている。すなわち、この第１中負荷領域Ｙ１では、ポート噴射弁４と筒内噴射弁２０との双方から燃料噴射を行うとともに、ポート噴射弁４に比べて筒内噴射弁２０から噴射する燃料量が多くなる。一方、上記中負荷の機関運転領域のうち、機関負荷率ＫＬが特定負荷率ＫＬＹ以上である第２中負荷領域Ｙ２では、基本ポート噴射比率ＲＢは「０．５」以上且つ「１」未満となっている。すなわち、この第２中負荷領域Ｙ２では、ポート噴射弁４と筒内噴射弁２０との双方から燃料噴射を行うとともに、筒内噴射弁２０に比べてポート噴射弁４から噴射する燃料量が多くなる。
【0029】
なお、比率マップにおける、上記中負荷、高負荷といった機関運転領域と、過給開始負荷率ＫＬＡとは次のような関係にある。大気圧Ｌが標準大気圧に近い場合の過給開始負荷率ＫＬＡ２は、第２負荷率ＫＬ２よりもやや小さい。つまり、大気圧Ｌが標準大気圧に近いような標高の低い地域では、全体としては、ポート噴射比率Ｒが「０」となる高負荷の機関運転領域で過給を行う機会が多い。なお、図２では、標高の低い地域において過給を行う機関運転領域をＢで示している。さて、上記過給マップで説明したとおり、過給開始負荷率ＫＬＡは、大気圧Ｌが低いほど小さくなる。したがって、大気圧Ｌが標準大気圧よりも低いほど、過給開始負荷率ＫＬＡは第２負荷率ＫＬ２に比べて小さくなる。そして、道路が存在し得る標高範囲のうち、例えば標高１０００ｍといったある程度標高が高い地域での過給開始負荷率ＫＬＡ１は、特定負荷率ＫＬＹよりもやや小さい。したがって、図２のＡの範囲で示すように、標高が高い地域では、標高の低い地域に比べ、過給を行う機関運転領域が低負荷の機関運転領域に向けて拡大する。そして、標高が高い地域では、基本ポート噴射比率ＲＢが「０」となる高負荷の機関運転領域のみならず、基本ポート噴射比率ＲＢが「０．５」以上且つ「１」未満となる第２中負荷領域Ｙ２で過給を行う機会も多くなる。なお、以下の記載において、小負荷、中負荷、高負荷といった機関運転領域は、全て比率マップを基準としたものである。
【0030】
＜吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングについて＞
制御装置１００は、吸気バルブ可変装置１３を制御する。そのことによって、制御装置１００は、吸気バルブ９の開閉タイミングである吸気バルブタイミングを調整する。本実施形態において、制御装置１００は、吸気バルブタイミングが最も遅角側のタイミングになっている状態を初期値の「０」として取り扱う。そして、制御装置１００は、この初期値からの吸気バルブタイミングの進角量を調整することによって吸気バルブタイミングを調整する。制御装置１００は、吸気バルブタイミングを調整するにあたり、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬ等に基いて、吸気バルブタイミングの進角量の目標値である目標進角量を算出する。そして、制御装置１００は、実際の吸気バルブタイミングの進角量が目標進角量と一致するように、吸気バルブ可変装置１３を制御する。４つの気筒１８のうちの特定の１つを基準気筒と呼称する。制御装置１００は、吸気バルブタイミングが初期値となっているときに基準気筒の吸気バルブ９が開弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを予め記憶している。したがって、制御装置１００は、このクランク位置Ｓｃｒに対して目標進角量だけ進角したクランク位置Ｓｃｒを算出することで、現状において基準気筒の吸気バルブ９が開弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを把握できる。同様に、制御装置１００は、吸気バルブタイミングが初期値となっているときに基準気筒の吸気バルブ９が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを予め記憶している。したがって、制御装置１００は、現状において基準気筒の吸気バルブ９が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを把握できる。
制御装置１００は、吸気バルブ可変装置１３を制御する。そのことによって、制御装置１００は、吸気バルブ９の開閉タイミングである吸気バルブタイミングを調整する。本実施形態において、制御装置１００は、吸気バルブタイミングが最も遅角側のタイミングになっている状態を初期値の「０」として取り扱う。そして、制御装置１００は、この初期値からの吸気バルブタイミングの進角量を調整することによって吸気バルブタイミングを調整する。制御装置１００は、吸気バルブタイミングを調整するにあたり、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬ等に基いて、吸気バルブタイミングの進角量の目標値である目標進角量を算出する。そして、制御装置１００は、実際の吸気バルブタイミングの進角量が目標進角量と一致するように、吸気バルブ可変装置１３を制御する。４つの気筒１８のうちの特定の１つを基準気筒と呼称する。制御装置１００は、吸気バルブタイミングが初期値となっているときに基準気筒の吸気バルブ９が開弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを予め記憶している。したがって、制御装置１００は、このクランク位置Ｓｃｒに対して目標進角量だけ進角したクランク位置Ｓｃｒを算出することで、現状において基準気筒の吸気バルブ９が開弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを把握できる。同様に、制御装置１００は、吸気バルブタイミングが初期値となっているときに基準気筒の吸気バルブ９が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを予め記憶している。したがって、制御装置１００は、現状において基準気筒の吸気バルブ９が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを把握できる。
【0031】
また、制御装置１００は、排気バルブ可変装置１４を制御する。そのことによって、制御装置１００は、排気バルブ１０の開閉タイミングである排気バルブタイミングを調整する。本実施形態において、制御装置１００は、排気バルブタイミングが最も進角側のタイミングになっている状態を初期値の「０」として取り扱う。そして、制御装置１００は、この初期値からの排気バルブタイミングの遅角量を調整することによって排気バルブタイミングを調整する。制御装置１００は、排気バルブタイミングを調整するにあたり、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬ等に基いて、排気バルブタイミングの遅角量の目標値である目標遅角量を算出する。そして、制御装置１００は、実際の排気バルブタイミングの遅角量が目標遅角量と一致するように、排気バルブ可変装置１４を制御する。なお、制御装置１００は、排気バルブタイミングが初期値となっているときに基準気筒の排気バルブ１０が開弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒ及び閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを予め記憶している。したがって、制御装置１００は、吸気バルブ９の場合と同様、現状において基準気筒の排気バルブ１０が開弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒ及び閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを把握できる。
【0032】
制御装置１００は、吸気バルブタイミングの進角量、及び排気バルブタイミングの遅角量を調整することによって、吸気バルブ９及び排気バルブ１０の双方が開弁状態となるバルブオーバーラップ期間ＶＯを機関運転領域に応じて変える。具体的には、制御装置１００は、中負荷及び高負荷の機関運転領域では、小負荷の機関運転領域に比べて、吸気バルブタイミングの進角量を大きくする。また、制御装置１００は、中負荷及び高負荷の機関運転領域では、小負荷の機関運転領域に比べて、排気バルブタイミングの遅角量を大きくする。これらのことによって、制御装置１００は、中負荷及び高負荷の機関運転領域では、小負荷の機関運転領域に比べてバルブオーバーラップ期間ＶＯを長くするとともに、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥを遅くする。バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥは、排気バルブ１０の閉弁タイミングである。なお、制御装置１００は、基本的には各機関運転領域でバルブオーバーラップ期間ＶＯを「０」よりも大きくするが、小負荷の機関運転領域ではバルブオーバーラップ期間ＶＯを「０」にすることもある。
【0033】
ここで、上記のとおり、中負荷及び高負荷の機関運転領域は、過給機５０による過給を行う機関運転領域である。つまり、制御装置１００は、過給を行う機関運転領域でバルブオーバーラップ期間ＶＯを相応に長くすることになる。過給機５０による過給が行われているときは、吸気通路３の圧力が排気通路８の圧力よりも高くなる。このときに吸気バルブ９及び排気バルブ１０の双方が開弁状態になると、気筒１８内に吸気を引き込むとともに気筒１８内から排気を掃気するスカベンジングが行われることにより機関出力が高まる。こうした観点において、過給機５０による過給を行っているときにバルブオーバーラップ期間ＶＯを長くすることは有効である。なお、制御装置１００は、例えば標高の低い地域における中負荷の機関運転領域のように、過給機５０による過給を行っていないときにバルブオーバーラップ期間ＶＯを長くすることもある。これは、いわゆる内部排気再循環の効果を高めることでＮＯｘの低減、及び燃費の向上を狙ったものである。
【0034】
＜通常噴射制御について＞
制御装置１００は、内燃機関１の運転中、後述の特定条件が成立していない場合、通常噴射制御を行う。制御装置１００は、通常噴射制御では、先ず、１つの気筒１８で１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌを現状の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬ等に基づいて算出する。次に、制御装置１００は、比率マップにおいて現状の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに対応する基本ポート噴射比率ＲＢを算出する。そして、制御装置１００は、総燃料量Ｆａｌｌと基本ポート噴射比率ＲＢとに基づいて、基本ポート噴射比率ＲＢに応じたポート噴射弁４の燃料噴射量である基本ポート噴射量ＦＰＢを算出する。また、制御装置１００は、総燃料量Ｆａｌｌと基本ポート噴射比率ＲＢとに基づいて、基本ポート噴射比率ＲＢに応じた筒内噴射弁２０の燃料噴射量である基本筒内噴射量ＦＤＢを算出する。そして、制御装置１００は、ポート噴射弁４から基本ポート噴射量ＦＰＢ分の燃料を噴射させる。また、制御装置１００は、筒内噴射弁２０から基本筒内噴射量ＦＤＢ分の燃料を噴射させる。制御装置１００は、こうした燃料噴射を４つの気筒１８で順に行う。以上の一連の処理からなる通常噴射制御を制御装置１００は繰り返す。なお、制御装置１００は、通常噴射制御では、ポート噴射弁４の燃料噴射の開始タイミング（以下、ポート噴射タイミングと記す。）ＦＰＳを、吸気バルブ９の開弁後の速やかなタイミングとする。また、制御装置１００は、通常噴射制御では、筒内噴射弁２０の燃料噴射の開始タイミング（以下、筒内噴射タイミングと記す。）ＦＤＳを、基本筒内噴射量ＦＤＢに見合った適切なタイミングとする。
制御装置１００は、内燃機関１の運転中、後述の特定条件が成立していない場合、通常噴射制御を行う。制御装置１００は、通常噴射制御では、先ず、１つの気筒１８で１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌを現状の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬ等に基づいて算出する。次に、制御装置１００は、比率マップにおいて現状の機関回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬに対応する基本ポート噴射比率ＲＢを算出する。そして、制御装置１００は、総燃料量Ｆａｌｌと基本ポート噴射比率ＲＢとに基づいて、基本ポート噴射比率ＲＢに応じたポート噴射弁４の燃料噴射量である基本ポート噴射量ＦＰＢを算出する。また、制御装置１００は、総燃料量Ｆａｌｌと基本ポート噴射比率ＲＢとに基づいて、基本ポート噴射比率ＲＢに応じた筒内噴射弁２０の燃料噴射量である基本筒内噴射量ＦＤＢを算出する。そして、制御装置１００は、ポート噴射弁４から基本ポート噴射量ＦＰＢ分の燃料を噴射させる。また、制御装置１００は、筒内噴射弁２０から基本筒内噴射量ＦＤＢ分の燃料を噴射させる。制御装置１００は、こうした燃料噴射を４つの気筒１８で順に行う。以上の一連の処理からなる通常噴射制御を制御装置１００は繰り返す。なお、制御装置１００は、通常噴射制御では、ポート噴射弁４の燃料噴射の開始タイミング（以下、ポート噴射タイミングと記す。）ＦＰＳを、吸気バルブ９の開弁後の速やかなタイミングとする。また、制御装置１００は、通常噴射制御では、筒内噴射弁２０の燃料噴射の開始タイミング（以下、筒内噴射タイミングと記す。）ＦＤＳを、基本筒内噴射量ＦＤＢに見合った適切なタイミングとする。
【0035】
＜特定噴射制御の概要＞
制御装置１００は、特定条件が成立している場合、特定噴射制御を行う。特定条件は、次の２つの項目の双方が満たされていることである。
（イ）過給機５０が過給を行う機関運転状態である。
（ロ）バルブオーバーラップ期間ＶＯが「０」よりも大きい機関運転領域である。
制御装置１００は、特定条件が成立している場合、特定噴射制御を行う。特定条件は、次の２つの項目の双方が満たされていることである。
（イ）過給機５０が過給を行う機関運転状態である。
（ロ）バルブオーバーラップ期間ＶＯが「０」よりも大きい機関運転領域である。
【0036】
項目（イ）は、機関負荷率ＫＬが過給開始負荷率ＫＬＡ以上になっている状態のことである。また、項目（ロ）に関して、上記のとおり、過給機５０が過給を行う機関運転領域である、中負荷、高負荷の機関運転領域では、バルブオーバーラップ期間ＶＯが「０」よりも大きい。そのため、項目（ロ）は、項目（イ）が満たされれば必然的に満たされる。
【0037】
さて、過給機５０による過給を行っているときにバルブオーバーラップ期間ＶＯを迎えるとスカベンジングが促進される一方で、次の現象も生じる。すなわち、吸気通路３から気筒１８に流入した吸気がそのまま排気通路８に吹き抜ける。このとき、ポート噴射弁４が噴射タイミングを迎えて吸気通路３に燃料を噴射すると、その燃料は吸気と一緒に排気通路８に吹き抜ける。特定噴射制御は、こうした燃料の吹き抜けを防止する専用の燃料噴射制御である。特定噴射制御では、具体的には、通常噴射制御に比較して、ポート噴射比率Ｒを小さく設定し、且つポート噴射弁４からの燃料噴射の開始タイミングを遅くする。
【0038】
制御装置１００は、特定噴射制御では、ポート噴射比率Ｒを小さく設定する上で２段階の処置を行う。制御装置１００は、第１処置では、車両３００が位置している地点の大気圧Ｌに応じて基本ポート噴射比率ＲＢを補正する。なお、大気圧Ｌを考慮した補正を行う理由については、後述の作用の欄で記載する。制御装置１００は、大気圧Ｌに応じた補正を行うための情報として補正マップを予め記憶している。補正マップは、大気圧Ｌと、ポート噴射比率Ｒを補正するための補正値Ｈとの関係を表したものである。補正マップは、例えば実験又はシミュレーションを基に作成したものである。補正マップでは、大気圧Ｌが低いほど補正値Ｈは小さくなっている。なお、補正値Ｈは、「１」以下の値である。制御装置１００は、この補正値Ｈを基本ポート噴射比率ＲＢに乗算した値を補正ポート噴射比率ＲＭとして算出する。したがって、同一の基本ポート噴射比率ＲＢを対象としたとき、補正ポート噴射比率ＲＭは、大気圧Ｌが低いほど小さくなる。換言すると、補正ポート噴射比率ＲＭは、大気圧Ｌが低いほど基本ポート噴射比率ＲＢからの低下幅が大きくなる。第１処置は、このような、大気圧Ｌが低いほど基本ポート噴射比率ＲＢに対して小さくする幅が大きく設定された補正ポート噴射比率ＲＭへとポート噴射比率Ｒを設定し直すものである。
【0039】
制御装置１００は、第１処置を行った場合でも依然として燃料の吹き抜けを防止しきれない場合に限って第２処置を行う。補正ポート噴射比率ＲＭに応じたポート噴射弁４の燃料噴射量を設定ポート噴射量ＦＰＵと呼称する。また、ポート噴射弁４の燃料噴射の開始タイミングであるポート噴射タイミングＦＰＳから、吸気バルブ９が閉弁するまでの期間にポート噴射弁４から噴射させることができる燃料量を許容ポート噴射量ＦＰＡと呼称する。制御装置１００は、第２処置では、設定ポート噴射量ＦＰＵに代えて、許容ポート噴射量ＦＰＡをポート噴射弁４から噴射させる。そして、制御装置１００は、許容ポート噴射量ＦＰＡと設定ポート噴射量ＦＰＵとの差分を筒内噴射弁２０からの噴射で賄うようにする。すなわち、制御装置１００は、第２処置では、第１処置で算出した補正ポート噴射比率ＲＭに代えて、ポート噴射弁４から噴射される燃料量が許容ポート噴射量ＦＰＡになるように、ポート噴射比率Ｒを設定し直す。
【0040】
制御装置１００は、許容ポート噴射量ＦＰＡを算出する上で必要な情報として、ポート用噴射マップを予め記憶している。一定のポート用燃圧ＰＰの下で一定の噴射期間だけポート噴射弁４から燃料噴射を行ったとする。このとき、ポート噴射弁４が噴射する燃料量を可能噴射量と呼称する。可能噴射量は噴射期間に応じて変わる。ポート用噴射マップは、噴射期間と可能噴射量との関係を、ポート用燃圧ＰＰ毎に表したものである。ポート用噴射マップにおいて噴射期間と可能噴射量とポート用燃圧ＰＰとは次のような関係になっている。あるポート用燃圧ＰＰでみたとき、噴射期間が長いほど可能噴射量は多くなる。また、噴射期間が同じであれば、ポート用燃圧ＰＰが高いほど可能噴射量は多くなる。ポート用噴射マップは、例えば実験又はシミュレーションを基に作成したものである。
【0041】
制御装置１００は、特定噴射制御では、当該特定噴射制御専用のポート噴射タイミングＦＰＳを算出する。本実施形態において、制御装置１００は、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥ、すなわちバルブオーバーラップ期間ＶＯ内よりも後のタイミングをポート噴射タイミングＦＰＳとする。バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥは、排気バルブ１０の閉弁タイミングである。制御装置１００が特定噴射制御で決定するポート噴射タイミングＦＰＳは、通常噴射制御のポート噴射タイミングＦＰＳよりも遅いタイミングである。なお、ここで比較対象としている通常噴射制御のポート噴射タイミングＦＰＳは、項目（イ）（ロ）のうち（ロ）のみが満たされている状況で通常噴射制御を行うときのポート噴射タイミングＦＰＳである。（ロ）のみが満たされている状況での通常噴射制御を特定噴射制御との比較対象として挙げている理由は後述する。さて、項目（イ）（ロ）のうち（ロ）のみが満たされている状況は、次のような状況である。例えば、車両３００が低地のような標準大気圧に近い地点に位置しているときであって且つ機関運転領域が第２中負荷領域Ｙ２にある状況である。又は、車両３００が位置している大気圧Ｌに拘わらず機関運転領域が第１中負荷領域Ｙ１にある状況である。これらの場合、（イ）が満たされないことから特定条件は成立しない。しかし、機関運転領域から定まるバルブオーバーラップ期間ＶＯの長さ及び終了タイミングＶＯＥは、特定条件が成立している状況、つまり高地且つ第２中負荷領域Ｙ２での過給中と概ね同じである。ここで、特定条件が成立していない場合には、燃料の吹き抜けの問題は生じないため、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥを待つことなくポート噴射弁４の燃料噴射を開始できる。そのため、（ロ）のみが満たされている状況での通常噴射制御のポート噴射タイミングＦＰＳは、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥよりも前に設定される。これに対して、制御装置１００は、特定噴射制御では、燃料の吹き抜けを避けるために、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥをポート噴射タイミングＦＰＳとする。つまり、特定噴射制御では、バルブオーバーラップ期間ＶＯの長さ及び終了タイミングＶＯＥが同じ条件下であるときの通常噴射制御に比べて、ポート噴射タイミングＦＰＳを遅くする。
【0042】
なお、特定噴射制御のポート噴射タイミングＦＰＳとの比較対象として、（ロ）のみが満たされている状況で行われる通常噴射処理のポート噴射タイミングＦＰＳを挙げているのは次の理由に因る。通常噴射処理を実行する状況は、特定処理が成立していない状況である。すなわち、項目（イ）（ロ）のいずれか一方しか満たされていない状況である第１状況、又は項目（イ）（ロ）の双方が満たされていない状況である第２状況である。ここで、第１状況に関して、本実施形態のバルブオーバーラップ期間ＶＯの設定上、項目（イ）のみが満たされる状況は生じない。そのため、第１状況は、事実上、（ロ）のみが満たされている状況しか存在しない。また、第２状況に関して、項目（イ）（ロ）の双方が満たされていない状況とは、内燃機関１が小負荷の機関運転領域にある状況である。ここで、図２に示すように、小負荷の機関運転領域ではポート噴射比率Ｒが「０」であり、ポート噴射弁４からの燃料噴射が行われない。つまり、項目（イ）（ロ）の双方が満たされていない状況では、ポート噴射タイミングＦＰＳが存在しない。こうした事情から、特定制御処理のポート噴射タイミングＦＰＳとの比較対象として、（ロ）のみが満たされている状況での通常噴射処理のポート噴射タイミングＦＰＳを挙げている。
【0043】
制御装置１００は、特定噴射制御では、当該特定噴射制御専用の筒内噴射タイミングＦＤＳを算出する。筒内噴射タイミングＦＤＳは、上記のとおり、筒内噴射弁２０の燃料噴射の開始タイミングである。ここで、第１処置で算出する補正ポート噴射比率ＲＭに応じた筒内噴射弁２０の燃料噴射量を設定筒内噴射量ＦＤＵと呼称する。制御装置１００は、第１処置の後に第２処置を行う場合でも行わない場合でも、この設定筒内噴射量ＦＤＵに基づいて筒内噴射タイミングＦＤＳを決定する。制御装置１００は、次のような点を考慮したタイミングとして筒内噴射タイミングＦＤＳを決定する。筒内噴射弁２０が気筒１８内に噴射した燃料は、気筒１８内で霧化する。このときの気化熱は、点火プラグ５周辺を冷却する。そのため、圧縮上死点近傍に設定される点火時期に筒内噴射タイミングＦＤＳを極力近づけると、上記の気化熱で点火プラグ５周辺を比較的低温にした状況下で点火を行うことができる。このことは、点火プラグ５の損傷を抑える上で有効である。一方、ピストン６が上死点に近い位置にあるときに筒内噴射弁２０から燃料を噴射すると、燃料がピストン６の頂面に付着して燃料が霧化し難くなる。この場合、未燃のまま排気通路８に排出される燃料の増加を招く。したがって、排気エミッションの観点からいうと、ピストン６が例えば下死点近傍に位置するときのような、圧縮上死点から極力遡ったタイミングを筒内噴射タイミングＦＤＳとすることが好ましい。制御装置１００は、これら点火プラグ５の保護、排気エミッション等を考慮したとき、設定筒内噴射量ＦＤＵを筒内噴射弁２０から噴射する上で最適なタイミングを筒内噴射タイミングＦＤＳとして決定する。ここで、設定筒内噴射量ＦＤＵを筒内噴射弁２０から噴射するのに要する期間を必要期間と呼称する。本実施形態において、制御装置１００は、予め定められた規定クランク位置から必要期間だけ遡ったクランク位置Ｓｃｒを筒内噴射タイミングＦＤＳとする。規定クランク位置は、圧縮行程でピストン６が下死点から上死点に至る間のクランク位置Ｓｃｒのうち、上記観点で筒内噴射タイミングＦＤＳを定める上での基準として最適なクランク位置Ｓｃｒとして、例えば実験又はシミュレーションを基に定めてある。制御装置１００は、基準気筒についての規定クランク位置を予め記憶している。筒内噴射タイミングＦＤＳの決定方法の更なる詳細は後述する。なお、制御装置１００が設定する筒内噴射タイミングＦＤＳは、次の事項との関連で、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥ以後のタイミングである。上記事項は、必要期間の算出基である設定筒内噴射量ＦＤＵが過度に多くならないように補正マップの補正値Ｈが調整されていることである。
【0044】
制御装置１００は、上記の必要期間を算出する上で必要な情報として、筒内用噴射マップを予め記憶している。筒内用噴射マップは、ポート用噴射マップと同様のものを、筒内噴射弁２０用に作成したものである。すなわち、筒内用噴射マップは、噴射期間と可能噴射量との関係を、筒内用燃圧ＰＤ毎に表したものである。ここでの可能噴射量は、一定の筒内用燃圧ＰＤの下で一定の噴射期間に筒内噴射弁２０が噴射する燃料量である。筒内用噴射マップにおける各パラメータの基本的な関係は、ポート用噴射マップのものと同じである。筒内用噴射マップは、例えば実験又はシミュレーションを基に作成したものである。
【0045】
＜特定噴射制御の具体的な処理内容＞
制御装置１００は、内燃機関１の運転中、特定条件が成立しているか否かを繰り返し判定する。そして、制御装置１００は、特定条件が成立している場合、通常噴射制御をキャンセルし、特定噴射制御を行う。制御装置１００は、特定条件が成立している状況下が続く間は特定噴射制御を繰り返す。このとき、制御装置１００は、内燃機関１の１サイクルにつき１度、特定噴射制御を行う。この特定噴射制御において、上記基準気筒は、４つの気筒１８のうち最初に燃料噴射を行う気筒１８に設定してある。
制御装置１００は、内燃機関１の運転中、特定条件が成立しているか否かを繰り返し判定する。そして、制御装置１００は、特定条件が成立している場合、通常噴射制御をキャンセルし、特定噴射制御を行う。制御装置１００は、特定条件が成立している状況下が続く間は特定噴射制御を繰り返す。このとき、制御装置１００は、内燃機関１の１サイクルにつき１度、特定噴射制御を行う。この特定噴射制御において、上記基準気筒は、４つの気筒１８のうち最初に燃料噴射を行う気筒１８に設定してある。
【0046】
図５に示すように、制御装置１００は、特定噴射制御を開始すると、先ずステップＳ１１０の処理を行う。ステップＳ１１０において、制御装置１００は、１つの気筒１８で１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌを算出する。制御装置１００は、最新の機関回転速度ＮＥ及び最新の機関負荷率ＫＬ等を参照する。そして、制御装置１００は、これらに基づいて総燃料量Ｆａｌｌを算出する。例えば、制御装置１００は、機関回転速度ＮＥと機関負荷率ＫＬと総燃料量Ｆａｌｌとの関係を表したマップを記憶している。制御装置１００はこうしたマップに基づいて総燃料量Ｆａｌｌを算出する。制御装置１００は、総燃料量Ｆａｌｌを算出すると、処理をステップＳ１２０に進める。
【0047】
ステップＳ１２０において、制御装置１００は、補正ポート噴射比率ＲＭを算出する。具体的には、制御装置１００は、最新の機関回転速度ＮＥ、最新の機関負荷率ＫＬ、及び比率マップを参照する。そして、制御装置１００は、比率マップに基づいて、最新の機関回転速度ＮＥ及び最新の機関負荷率ＫＬに対応する基本ポート噴射比率ＲＢを算出する。次に、制御装置１００は、最新の大気圧Ｌ及び補正マップを参照する。そして、制御装置１００は、補正マップに基づいて、最新の大気圧Ｌに対応する補正値Ｈを算出する。この後、制御装置１００は、比率マップから算出した基本ポート噴射比率ＲＢと補正マップから算出した補正値Ｈとを乗算する。そして、制御装置１００は、得られた値を補正ポート噴射比率ＲＭとする。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ１３０に進める。
【0048】
ステップＳ１３０において、制御装置１００は、設定ポート噴射量ＦＰＵを算出する。設定ポート噴射量ＦＰＵは、上記のとおり、補正ポート噴射比率ＲＭに応じたポート噴射弁４の燃料噴射量である。ステップＳ１３０の具体的な処理として、制御装置１００は、ステップＳ１１０で算出した総燃料量Ｆａｌｌと、ステップＳ１２０で算出した補正ポート噴射比率ＲＭとを乗算する。そして、制御装置１００は、得られた値を設定ポート噴射量ＦＰＵとする。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ１４０に進める。
【0049】
ステップＳ１４０において、制御装置１００は、設定筒内噴射量ＦＤＵを算出する。設定筒内噴射量ＦＤＵは、上記のとおり、補正ポート噴射比率ＲＭに応じた筒内噴射弁２０の燃料噴射量である。ステップＳ１４０の具体的な処理として、制御装置１００は、ステップＳ１１０で算出した総燃料量ＦａｌｌからステップＳ１３０で算出した設定ポート噴射量ＦＰＵを減算する。そして、制御装置１００は、得られた値を設定筒内噴射量ＦＤＵとする。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ１５０に進める。なお、ステップＳ１２０、ステップＳ１３０、及びステップＳ１４０の処理は、特定噴射制御の第１処置である。
【0050】
ステップＳ１５０において、制御装置１００は、ポート噴射弁４の燃料噴射の開始タイミングであるポート噴射タイミングＦＰＳを算出する。制御装置１００は、先ず、基準気筒についてのポート噴射タイミングＦＰＳを算出する。具体的には、制御装置１００は、排気バルブタイミングの遅角量を調整するための目標遅角量の最新値を参照する。また、制御装置１００は、排気バルブタイミングが初期値であるときに基準気筒の排気バルブ１０が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを参照する。そして、制御装置１００は、このクランク位置Ｓｃｒから目標遅角量だけ遅角したクランク位置Ｓｃｒを、現状において基準気筒の排気バルブ１０が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒとして算出する。そして、制御装置１００は、算出したクランク位置Ｓｃｒを、基準気筒におけるポート噴射タイミングＦＰＳのクランク位置Ｓｃｒとする。この後、制御装置１００は、基準気筒以外の３つの気筒１８についてのポート噴射タイミングＦＰＳを算出する。具体的には、制御装置１００は、燃焼行程を迎える気筒１８の順に、基準気筒のポート噴射タイミングＦＰＳから１８０度ずつ進んだクランク位置Ｓｃｒを、各気筒１８に対するポート噴射タイミングＦＰＳのクランク位置Ｓｃｒとする。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ１６０に進める。
【0051】
ステップＳ１６０において、制御装置１００は、筒内噴射弁２０の燃料噴射の開始タイミングである筒内噴射タイミングＦＤＳを算出する。制御装置１００は、先ず、基準気筒についての筒内噴射タイミングＦＤＳを算出する。具体的には、制御装置１００は、最新の筒内用燃圧ＰＤ、ステップＳ１４０で算出した設定筒内噴射量ＦＤＵ、及び筒内用噴射マップを参照する。そして、制御装置１００は、筒内用噴射マップに基づいて、最新の筒内用燃圧ＰＤ及び設定筒内噴射量ＦＤＵに対応する噴射期間を必要期間として算出する。このとき、制御装置１００は、筒内用噴射マップにおける可能噴射量に設定筒内噴射量ＦＤＵを当てはめればよい。なお、必要期間は、上記のとおり、設定筒内噴射量ＦＤＵを筒内噴射弁２０から噴射するのに要する期間である。制御装置１００は、必要期間を算出すると、当該必要期間をクランクシャフト７の回転量に換算した必要クランク量を算出する。制御装置１００は、必要期間と最新の機関回転速度ＮＥとに基づいて必要クランク量を算出する。この後、制御装置１００は、予め記憶している基準気筒の上記規定クランク位置を参照する。そして、制御装置１００は、規定クランク位置から必要クランク量だけ遡ったクランク位置Ｓｃｒを、基準気筒における筒内噴射タイミングＦＤＳのクランク位置Ｓｃｒとして算出する。この後、制御装置１００は、基準気筒以外の３つの気筒１８についての筒内噴射タイミングＦＤＳを算出する。具体的には、制御装置１００は、燃焼行程を迎える気筒１８の順に、基準気筒の筒内噴射タイミングＦＤＳから１８０度ずつ進んだクランク位置Ｓｃｒを、各気筒１８に対する筒内噴射タイミングＦＤＳのクランク位置Ｓｃｒとする。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ１７０に進める。
【0052】
ステップＳ１７０において、制御装置１００は、許容ポート噴射量ＦＰＡを算出する。上記のとおり、許容ポート噴射量ＦＰＡは、ポート噴射タイミングＦＰＳから吸気バルブ９の閉弁タイミングまでの期間にポート噴射弁４から噴射させることができる燃料量である。ステップＳ１７０の具体的な処理として、制御装置１００は、先ず、基準気筒の吸気バルブ９の閉弁タイミングを算出する。具体的には、制御装置１００は、吸気バルブタイミングの進角量を調整するための目標進角量の最新値を参照する。また、制御装置１００は、吸気バルブタイミングが初期値であるときに基準気筒の吸気バルブ９が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒを参照する。そして、制御装置１００は、このクランク位置Ｓｃｒから目標進角量だけ進角したクランク位置Ｓｃｒを、基準気筒の吸気バルブ９が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒとして算出する。この後、制御装置１００は、許容回転量を算出する。許容回転量は、ステップＳ１５０で算出した基準気筒のポート噴射タイミングＦＰＳのクランク位置Ｓｃｒから、基準気筒の吸気バルブ９の閉弁タイミングのクランク位置Ｓｃｒまでの間にクランクシャフト７が回転する回転角度の大きさである。制御装置１００は、許容回転量を算出すると、当該許容回転量と最新の機関回転速度ＮＥとに基づいて、許容回転量を時間の単位に換算する。そして、制御装置１００は、得られた値を許容期間とする。この後、制御装置１００は、最新のポート用燃圧ＰＰと、ポート用噴射マップとを参照する。そして、制御装置１００は、ポート用噴射マップに基づいて、最新のポート用燃圧ＰＰと、許容期間とに対応する可能噴射量を算出する。このとき、制御装置１００は、ポート用噴射マップにおける噴射期間に上記の許容期間を当てはめればよい。制御装置１００は、ポート用噴射マップから可能噴射量を算出すると、算出した値を許容ポート噴射量ＦＰＡとする。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ１８０に進める。
【0053】
ステップＳ１８０において、制御装置１００は、ステップＳ１７０で算出した許容ポート噴射量ＦＰＡが、ステップＳ１３０で算出した設定ポート噴射量ＦＰＵ以上であるか否かを判定する。制御装置１００は、許容ポート噴射量ＦＰＡが設定ポート噴射量ＦＰＵ以上である場合（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１９０に進める。
【0054】
ステップＳ１９０において、制御装置１００は、目標ポート噴射量ＦＰＦを算出する。目標ポート噴射量ＦＰＦは、ポート噴射弁４から噴射させる燃料量の目標値である。ステップＳ１９０の具体的な処理として、制御装置１００は、ステップＳ１３０で算出した設定ポート噴射量ＦＰＵをそのまま目標ポート噴射量ＦＰＦとして算出する。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ２００に進める。
【0055】
ステップＳ２００において、制御装置１００は、目標筒内噴射量ＦＤＦを算出する。目標筒内噴射量ＦＤＦは、筒内噴射弁２０から噴射させる燃料量の目標値である。ステップＳ２００の具体的な処理として、制御装置１００は、ステップＳ１４０で算出した設定筒内噴射量ＦＤＵをそのまま目標筒内噴射量ＦＤＦとして算出する。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ３００に進める。
【0056】
一方、ステップＳ１８０において、制御装置１００は、許容ポート噴射量ＦＰＡが設定ポート噴射量ＦＰＵ未満である場合（ステップＳ１８０：ＮＯ）、処理をステップＳ２１０に進める。そして、ステップＳ２１０において、制御装置１００は、目標ポート噴射量ＦＰＦを算出する。具体的には、制御装置１００は、ステップＳ１７０で算出した許容ポート噴射量ＦＰＡを目標ポート噴射量ＦＰＦとして算出する。この後、制御装置１００は、ステップＳ２２０に処理を進める。なお、ステップＳ２１０及びステップＳ２２０の処理は、特定噴射制御の第２処置である。
【0057】
ステップＳ２２０において、制御装置１００は、目標筒内噴射量ＦＤＦを算出する。具体的には、制御装置１００は、ステップＳ１３０で算出した設定ポート噴射量ＦＰＵから、ステップＳ１７０で算出した許容ポート噴射量ＦＰＡを減算した値を差分値Ｎとして算出する。そして、制御装置１００は、差分値Ｎと、ステップＳ１４０で算出した設定筒内噴射量ＦＤＵとを加算した値を目標筒内噴射量ＦＤＦとして算出する。この後、制御装置１００は、処理をステップＳ３００に進める。なお、制御装置１００は、以上に説明したステップＳ１１０からステップＳ２２０までの一連の処理を、基準気筒に対する燃料噴射の開始前までに速やかに行う。
【0058】
ステップＳ３００において、各ポート噴射弁４及び各筒内噴射弁２０からの燃料噴射を実行する。具体的には、制御装置１００は、ステップＳ１５０で算出した気筒１８毎のポート噴射タイミングＦＰＳで、各ポート噴射弁４から燃料噴射を開始させる。その際、制御装置１００は、各ポート噴射弁４から目標ポート噴射量ＦＰＦ分の燃料を噴射させる。また、制御装置１００は、ステップＳ１６０で算出した気筒１８毎の筒内噴射タイミングＦＤＳで、各筒内噴射弁２０から燃料噴射を開始させる。その際、制御装置１００は、各筒内噴射弁２０から目標筒内噴射量ＦＤＦ分の燃料を噴射させる。制御装置１００は、４つの気筒１８への燃料噴射を完了すると、特定噴射制御の一連の処理を一旦終了する。そして、制御装置１００は、再度ステップＳ１１０の処理を行う。
【0059】
＜実施形態の作用＞
図２を用いて既に説明したように、大気圧Ｌが低くなると過給機５０が過給を行う機関運転領域が低負荷の機関運転領域へ向けて拡大する。その結果として、基本ポート噴射比率ＲＢが大きく設定されている第２中負荷領域Ｙ２で過給を行う機会も多くなる。一方、過給機５０が過給を行う機関運転領域では、バルブオーバーラップ期間ＶＯが長く設定されている。したがって、大気圧Ｌが低い環境下で過給機５０が過給を行う場合であって且つ基本ポート噴射比率ＲＢをそのまま利用して燃料噴射を行う場合、次のような問題が生じる。すなわち、図３の（ａ）に示すように、基本ポート噴射比率ＲＢに応じたポート噴射弁４の燃料噴射量である基本ポート噴射量ＦＰＢは相当に多い。このことから、この基本ポート噴射量ＦＰＢを吸気バルブ９の閉弁タイミングＧＶＥの前までにポート噴射弁４から噴射しきる上では次のようにする必要がある。すなわち、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥよりも前からポート噴射弁４の燃料噴射を開始する必要がある。この場合、バルブオーバーラップ期間ＶＯにポート噴射弁４から噴射した燃料は、排気通路８へと吹き抜けてしまう。
図２を用いて既に説明したように、大気圧Ｌが低くなると過給機５０が過給を行う機関運転領域が低負荷の機関運転領域へ向けて拡大する。その結果として、基本ポート噴射比率ＲＢが大きく設定されている第２中負荷領域Ｙ２で過給を行う機会も多くなる。一方、過給機５０が過給を行う機関運転領域では、バルブオーバーラップ期間ＶＯが長く設定されている。したがって、大気圧Ｌが低い環境下で過給機５０が過給を行う場合であって且つ基本ポート噴射比率ＲＢをそのまま利用して燃料噴射を行う場合、次のような問題が生じる。すなわち、図３の（ａ）に示すように、基本ポート噴射比率ＲＢに応じたポート噴射弁４の燃料噴射量である基本ポート噴射量ＦＰＢは相当に多い。このことから、この基本ポート噴射量ＦＰＢを吸気バルブ９の閉弁タイミングＧＶＥの前までにポート噴射弁４から噴射しきる上では次のようにする必要がある。すなわち、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥよりも前からポート噴射弁４の燃料噴射を開始する必要がある。この場合、バルブオーバーラップ期間ＶＯにポート噴射弁４から噴射した燃料は、排気通路８へと吹き抜けてしまう。
【0060】
そこで、特定噴射制御の第１処置では、大気圧Ｌに応じてポート噴射比率Ｒを設定し直す。すなわち、制御装置１００は、大気圧Ｌが低いほど基本ポート噴射比率ＲＢからの低下幅が大きくなる補正ポート噴射比率ＲＭを算出する（ステップＳ１２０）。図３の（ｂ）に示すように、この補正ポート噴射比率ＲＭに応じたポート噴射弁４からの燃料噴射量である設定ポート噴射量ＦＰＵが、図３の（ｃ）に示す許容ポート噴射量ＦＰＡ以下であれば次のことが可能になる。すなわち、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥからポート噴射弁４による燃料噴射を開始した場合でも、吸気バルブ９の閉弁タイミングＧＶＥの前までにポート噴射弁４は設定ポート噴射量ＦＰＵを噴射しきることができる。そこで、制御装置１００は、設定ポート噴射量ＦＰＵが許容ポート噴射量ＦＰＡ以下である場合（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、設定ポート噴射量ＦＰＵを最終的な目標ポート噴射量ＦＰＦとする（ステップＳ１９０）。そして、制御装置１００は、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥからポート噴射弁４に燃料噴射を開始させる。一方で、制御装置１００は、ポート噴射弁４からの燃料噴射量を減らした分を筒内噴射弁２０からの燃料噴射で賄う。すなわち、制御装置１００は、補正ポート噴射比率ＲＭに応じた筒内噴射弁２０からの燃料噴射量である設定筒内噴射量ＦＤＵを目標筒内噴射量ＦＤＦとする（ステップＳ２００）。そして、制御装置１００は、最適なタイミングで筒内噴射弁２０に燃料噴射を開始させる。
【0061】
さて、上記のとおり、第１処置では、大気圧Ｌに応じてポート噴射比率Ｒを補正する。この補正に伴い、図４の（ａ）に示す基本ポート噴射量ＦＰＢが、図４の（ｂ）に示す設定ポート噴射量ＦＰＵへと減少したとしる。しかし、図４の（ｂ）に示すように、設定ポート噴射量ＦＰＵが、図４の（ｃ）に示す許容ポート噴射量ＦＰＡよりも多いこともあり得る。こうした状況は、例えば、総燃料量Ｆａｌｌが多かったり、機関回転速度ＮＥが高いことに伴ってバルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥから吸気バルブ９の閉弁タイミングＧＶＥまでの期間が短かかったりする場合等に生じ得る。設定ポート噴射量ＦＰＵが許容ポート噴射量ＦＰＡよりも多い場合、次のような問題が生じる。すなわち、図４の（ｂ）に示すように、設定ポート噴射量ＦＰＵを吸気バルブ９の閉弁タイミングＧＶＥの前までに噴射しきる上では、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥよりも前からポート噴射弁４の燃料噴射を開始する必要がある。この場合、バルブオーバーラップ期間ＶＯにポート噴射弁４から噴射した燃料は、排気通路８へと吹き抜けてしまう。つまり、依然として燃料の吹き抜けの問題が生じる。
【0062】
そこで、制御装置１００は、設定ポート噴射量ＦＰＵが許容ポート噴射量ＦＰＡより多い場合（ステップＳ１８０：ＮＯ）、第２処置を行う。すなわち、図４の（ｃ）に示すように、制御装置１００は、設定ポート噴射量ＦＰＵではなく、許容ポート噴射量ＦＰＡを最終的な目標ポート噴射量ＦＰＦとする（ステップＳ２１０）。そして、制御装置１００は、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥからポート噴射弁４に燃料噴射を開始させる。これにより、ポート噴射弁４は、要求される量の燃料を吸気バルブ９の閉弁タイミングＧＶＥの前までに噴射しきることができる。一方、制御装置１００は、設定ポート噴射量ＦＰＵと許容ポート噴射量ＦＰＡとの差分値Ｎを筒内噴射弁２０で賄う。すなわち、制御装置１００は、上記の差分値Ｎを設定筒内噴射量ＦＤＵに加算した値を目標筒内噴射量ＦＤＦとする（ステップＳ２２０）。そして、制御装置１００は、この目標筒内噴射量ＦＤＦを筒内噴射弁２０から噴射させる。このときの筒内噴射タイミングＦＤＳは、第１処置の場合と同じである。すなわち、制御装置１００は、上記の差分値Ｎを筒内噴射弁２０で賄う場合でも、筒内噴射タイミングＦＤＳを算出し直すことなく、設定筒内噴射量ＦＤＵに合わせて算出した筒内噴射タイミングＦＤＳを利用する。
【0063】
なお、図４では、筒内噴射タイミングＦＤＳを吸気バルブ９の閉弁タイミングＧＶＥよりも後のタイミングに設定した場合の例を示しているが、筒内噴射タイミングＦＤＳが吸気バルブ９の閉弁タイミングＧＶＥよりも前に設定されることもあり得る。また、図４は、特定噴射制御を行った場合の作用をわかり易く説明するために各噴射弁の噴射量、噴射タイミング、各バルブの開閉タイミング等をあくまでも模式的に描いたものであり、これらは実際のものとは必ずしも一致しない。
【0064】
＜実施形態の効果＞
（１）上記作用に記載したとおり、制御装置１００は、燃料の吹き抜けが生じ得る機関運転領域で内燃機関１を運転する場合、２段階の処置を行うことによってポート噴射比率Ｒを小さくする。そしてそのことによって目標ポート噴射量ＦＰＦを許容ポート噴射量ＦＰＡ以下の値に設定する。この場合、ポート噴射タイミングＦＰＳをバルブオーバーラップ期間ＶＯの終了後に設定した場合でも、吸気バルブ９の閉弁タイミングまでにポート噴射弁４から目標ポート噴射量ＦＰＦを噴射しきることができる。こうした本実施形態の構成では、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥからポート噴射弁４による燃料噴射を開始することで燃料吹き抜けを防止できる。その上、制御装置１００は、ポート噴射弁４からの燃料噴射量を減らした分を全て筒内噴射弁２０からの燃料噴射で賄う。したがって、気筒１８での１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌは変化しない。そのため、ポート噴射比率Ｒを小さくすることに伴う内燃機関１のトルクの変動等の影響は最小限に留められる。
（１）上記作用に記載したとおり、制御装置１００は、燃料の吹き抜けが生じ得る機関運転領域で内燃機関１を運転する場合、２段階の処置を行うことによってポート噴射比率Ｒを小さくする。そしてそのことによって目標ポート噴射量ＦＰＦを許容ポート噴射量ＦＰＡ以下の値に設定する。この場合、ポート噴射タイミングＦＰＳをバルブオーバーラップ期間ＶＯの終了後に設定した場合でも、吸気バルブ９の閉弁タイミングまでにポート噴射弁４から目標ポート噴射量ＦＰＦを噴射しきることができる。こうした本実施形態の構成では、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥからポート噴射弁４による燃料噴射を開始することで燃料吹き抜けを防止できる。その上、制御装置１００は、ポート噴射弁４からの燃料噴射量を減らした分を全て筒内噴射弁２０からの燃料噴射で賄う。したがって、気筒１８での１回の燃料の燃焼に供される総燃料量Ｆａｌｌは変化しない。そのため、ポート噴射比率Ｒを小さくすることに伴う内燃機関１のトルクの変動等の影響は最小限に留められる。
【0065】
（２）筒内噴射弁２０から噴射する燃料量が多い場合、次の懸念がある。すなわち、要求される燃料量を筒内噴射弁２０から噴射しきるのに要する期間が長くなる。それに伴い、筒内噴射タイミングＦＤＳは、規定クランク位置から相当に遡ったクランク位置Ｓｃｒに設定される。この場合、筒内噴射タイミングＦＤＳは、例えば、ピストン６が圧縮行程の下死点に位置しているときから相応に遡ったタイミング、つまりピストン６が上死点に近い位置にあるときになり得る。このタイミングで燃料噴射を開始すると、ピストン６の頂面に付着する燃料量が多くなり得る。そして、燃料が霧化し難くなる。このように、筒内噴射弁２０からの燃料噴射量を過度に増やすことは好ましくない。こうした事情もあり、特定噴射制御の第１処置でポート噴射比率Ｒを減らす際に利用する補正値Ｈは、筒内噴射弁２０からの燃料噴射量がさほど多くならないような値になっている。したがって、第１処置で減らすポート噴射弁４の燃料噴射量もある程度に限られる。第１処置にこうした制約があっても、特定噴射処理では、第２処置において目標ポート噴射量ＦＰＦが許容ポート噴射量ＦＰＡになるようにポート噴射比率Ｒを設定し直す。したがって、燃料の吹き抜けを確実に防止できる。
【0066】
ここで、特定噴射処理のステップＳ１６０で説明したとおり、筒内噴射タイミングＦＤＳを算出する上では相応に複雑な処理が必要である。第２処置においてポート噴射比率Ｒを設定し直す際、最終的な目標筒内噴射量ＦＤＦに合わせて筒内噴射タイミングＦＤＳを再度算出し直すと、制御装置１００の処理の負担が増える。この点、本実施形態は、第２処置においてポート噴射比率Ｒを設定し直す場合でも、筒内噴射タイミングＦＤＳについては算出し直すことなく、設定筒内噴射量ＦＤＵに基づいて既に算出した既存の筒内噴射タイミングＦＤＳを利用する。したがって、上記のような２段階の処置を行いつつも、制御装置１００の処理負担を最低限に抑えることができる。
【0067】
＜変更例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0068】
・特定噴射制御の第２処置の態様は上記実施形態の例に限定されない。すなわち、ステップＳ２１０において、許容ポート噴射量ＦＰＡをそのまま目標ポート噴射量ＦＰＦに設定するのではなく、許容ポート噴射量ＦＰＡよりも少ない燃料量を目標ポート噴射量ＦＰＦに設定してもよい。この場合でも、総燃料量Ｆａｌｌと上記の目標ポート噴射量ＦＰＦとの差分を筒内噴射弁２０からの燃料噴射で賄うようにすれば、総燃料量Ｆａｌｌを気筒１８に供給できる。
【0069】
・特定噴射制御における筒内噴射タイミングＦＤＳの算出方法は、上記実施形態の例に限定されない。筒内噴射タイミングＦＤＳの算出方法は、点火プラグ５の保護、排気エミッション等を踏まえた上で、適切なタイミングを設定できる手法であればよい。筒内噴射タイミングＦＤＳの算出方法を変更することに伴って、上記実施形態の態様で算出する筒内噴射タイミングＦＤＳとは異なるタイミングが筒内噴射タイミングＦＤＳに設定されてもよい。
【0070】
・特定噴射制御の第２処置を行う場合の筒内噴射タイミングＦＤＳを、第２処置で算出した目標筒内噴射量ＦＤＦに合わせて算出し直してもよい。この場合、第２処置で算出した目標筒内噴射量ＦＤＦを噴射するのに最適なタイミングから筒内噴射弁２０による燃料噴射を開始できる。
【0071】
・特定噴射制御で設定するポート噴射タイミングＦＰＳは、上記実施形態の例に限定されない。ポート噴射タイミングＦＰＳは、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥよりも後のタイミングに設定してもよい。例えば、設定ポート噴射量ＦＰＵが許容ポート噴射量ＦＰＡよりも少ないとする。この場合、バルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥよりも後のタイミングにポート噴射タイミングＦＰＳを設定しても、吸気バルブ９の閉弁タイミングの前までに設定ポート噴射量ＦＰＵをポート噴射弁４から噴射しきることができる。さらに、後述の変更例のように、第２処置を廃止する場合等では、ポート噴射タイミングＦＰＳをバルブオーバーラップ期間ＶＯの途中に設定してもよい。この場合でも、バルブオーバーラップ期間ＶＯのうちの極力遅いタイミングであれば、燃料が排気通路８に吹き抜ける燃料量を少なからず低減できる。特定噴射制御で設定するポート噴射タイミングＦＰＳは、通常噴射制御で設定するポート噴射タイミングＦＰＳよりも遅ければよい。
【0072】
・特定噴射制御の第１処置に関して、ポート噴射比率Ｒの補正の手法は上記実施形態の例に限定されない。ポート噴射比率Ｒを補正する上で、補正値Ｈを乗算するのではなく、補正値Ｈを加算したり減算したりしてもよい。補正の仕方に合わせて適切な補正値Ｈを補正マップに設定しておけばよい。大気圧Ｌが低いほど基本ポート噴射比率ＲＢに対して小さくする幅が大きく設定された補正ポート噴射比率ＲＭを算出できるのであれば、補正の手法は問わない。
【0073】
・上記実施形態では、筒内噴射弁２０とポート噴射弁４のうち、ポート噴射弁４に焦点を当てて補正値Ｈを定めていた。これに代えて、筒内噴射弁２０に焦点をあてて補正値Ｈを定めておいてもよい。具体的には、ステップＳ１２０において、「１」から基本ポート噴射比率ＲＢを減算した値を基本筒内噴射比率として算出する。そして、その基本筒内噴射比率に補正値Ｈを乗算して補正筒内噴射比率を算出する。そして、ステップＳ１３０及びステップＳ１４０では、その補正筒内噴射比率に応じてそれぞれの噴射弁からの燃料噴射量を決定する。こういった態様を実現できるように補正値Ｈを定めてもよい。この場合、補正マップは、大気圧Ｌが低くなるほど補正値Ｈが大きくなるような内容にしておけばよい。その際、乗算によって補正を行う上での補正値Ｈは、「１」以上の値にすればよい。また、乗算によって補正を行う上での補正値Ｈとして、例えば、標準大気圧を、車両３００が位置している地点の大気圧Ｌで除算した値を採用してもよい。これらの場合でも、大気圧Ｌが低いほどポート噴射比率Ｒを小さくする幅が大きく設定されることになる。
【0074】
・特定噴射制御の第２処置を廃止し、第１処置のみを行ってもよい。第１処置を行えば、大気圧Ｌに応じてポート噴射比率Ｒを相応に減らすことができる。ここで、第１処置によって得られた設定ポート噴射量ＦＰＵが許容ポート噴射量ＦＰＡよりも多いこともある。この場合、上記変更例に記載したとおり、ポート噴射タイミングＦＰＳをバルブオーバーラップ期間ＶＯ内に設定してもよい。この場合でも、第１処置を行わない場合に比べれば、第１処置によってポート噴射比率Ｒが小さくなっていることから、排気通路８に吹き抜ける燃料量を少なからず低減できる。
【0075】
・特定噴射制御の第１処置を廃止し、第２処置のみを行ってもよい。つまり、大気圧Ｌに応じた補正を行わなくてもよい。例えば、ステップＳ１２０において補正値Ｈを１として取り扱えば、そういった態様を実現できる。具体的には、補正値Ｈを１とした場合、ステップＳ１８０において、基本ポート噴射比率ＲＢに応じたポート噴射弁４からの燃料噴射量である基本ポート噴射量ＦＰＢと、許容ポート噴射量ＦＰＡとを比較する。そして、前者が後者よりも多い場合に（ステップＳ１８０：ＮＯ）、第２処置を行う。そして、ステップＳ２１０では、目標ポート噴射量ＦＰＦとして許容ポート噴射量ＦＰＡを設定する。また、ステップＳ２２０では、基本ポート噴射量ＦＰＢと許容ポート噴射量ＦＰＡとの差分を目標筒内噴射量ＦＤＦに含める。こうした態様を採用してもよい。
【0076】
・特定噴射制御の第１処置を廃止し、第２処置のみを行う場合に関して、上記変更例と同様、許容ポート噴射量ＦＰＡよりも少ない噴射量を目標ポート噴射量ＦＰＦに設定してもよい。そしてその少なくした分を目標筒内噴射量ＦＤＦに含めてもよい。
【0077】
・特定噴射制御の第１処置を廃止し、第２処置のみを行う場合に関して、筒内噴射タイミングＦＤＳは、次のいずれとしてもよい。すなわち、基本ポート噴射比率ＲＢに応じた筒内噴射弁２０からの燃料噴射量である基本筒内噴射量ＦＤＢに合わせて算出した筒内噴射タイミングＦＤＳでもよい。また、第２処置で算出した目標筒内噴射量ＦＤＦに合わせて算出した筒内噴射タイミングＦＤＳでもよい。ポート噴射タイミングＦＰＳは、吸気バルブ９の閉弁タイミングの前までに目標ポート噴射量ＦＰＦを噴射しきれるように設定すればよい。
【0078】
・特定噴射制御では、第１処置及び第２処置とは異なる手法によってポート噴射比率Ｒを小さく設定してもよい。例えば、特定噴射制御では、車両３００が位置している地点の大気圧Ｌに拘わらず、予め定められた固定値分だけ基本ポート噴射比率ＲＢを小さくした値を補正ポート噴射比率ＲＭとして算出してもよい。そして、この補正ポート噴射比率ＲＭに応じた燃料を各噴射弁から噴射させてもよい。特定噴射制御は、通常噴射制御に比べて、ポート噴射比率Ｒを小さく設定し、且つポート噴射タイミングＦＰＳを遅くする内容になっていればよい。
【0079】
・特定噴射制御の処理の中で算出する各バルブタイミングの算出手法は、上記実施形態の例に限定されない。例えば次の各センサの検出値を利用して各バルブタイミングを算出してもよい。各センサは、クランクポジションセンサ３４、吸気カムポジションセンサ３５、及び排気カムポジションセンサ３６である。各バルブタイミングを適切に算出できるのであれば、その手法は問わない。
【0080】
・各マップは、表やグラフではなく数式でもよい。各マップは、それぞれで規定されるパラメータ間の関係性を適切に表したものであればよい。
・機関運転領域に応じた各バルブタイミングの調整態様は、上記実施形態の例に限定されない。各バルブタイミングの調整態様に拘わらず、バルブオーバーラップ期間ＶＯが「０」よりも大きいときに過給機５０による過給が行われ、且つそのときにポート噴射比率Ｒが大きいと燃料の吹き抜けが生じ得る。その燃料の吹き抜けを防止すべく特定噴射制御を行えばよい。
・機関運転領域に応じた各バルブタイミングの調整態様は、上記実施形態の例に限定されない。各バルブタイミングの調整態様に拘わらず、バルブオーバーラップ期間ＶＯが「０」よりも大きいときに過給機５０による過給が行われ、且つそのときにポート噴射比率Ｒが大きいと燃料の吹き抜けが生じ得る。その燃料の吹き抜けを防止すべく特定噴射制御を行えばよい。
【0081】
・比率マップの内容、過給マップの内容、及びバルブオーバーラップ期間ＶＯの設定の仕方が上記実施形態の例とは異なっていることもあり得る。そしてそれに付随して、過給開始負荷率ＫＬＡ、基本ポート噴射比率ＲＢ、及びバルブオーバーラップ期間ＶＯの長さの関係が、上記実施形態の例とは異なっていることもあり得る。この場合でも、特定噴射制御は、通常噴射制御に比べて、ポート噴射比率Ｒを小さく設定し、且つポート噴射タイミングＦＰＳを遅くする内容になっていればよい。
【0082】
ここで、吸気バルブタイミング及び排気バルブタイミングの初期値を上記実施形態と同じ態様に設定するものとする。この場合、基準気筒に関して、吸気バルブ可変装置１３によって設定される吸気バルブタイミングと、排気バルブ可変装置１４によって設定される排気バルブタイミングとにはつぎのような関係がある。すなわち、排気バルブタイミングの遅角量を最大にしたときに排気バルブ１０が閉弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒは、吸気バルブタイミングが初期値であるときに吸気バルブ９が開弁タイミングとなるクランク位置Ｓｃｒよりも遅角側である。さて、排気バルブタイミングの遅角量を最大にしてバルブオーバーラップを行っている状況下で特定噴射制御を行うとする。そして、このときのポート噴射タイミングＦＰＳをバルブオーバーラップ期間ＶＯの終了タイミングＶＯＥ、すなわち排気バルブ１０の閉弁タイミングにしたとする。この態様を規定態様と呼称する。ここで、通常噴射制御では、基本的には、吸気バルブ９の開弁タイミング後の速やかなタイミングがポート噴射タイミングＦＰＳとされる。例えば吸気バルブ９の開弁タイミングと、通常噴射制御のポート噴射タイミングＦＰＳとが概ね同じであるとする。この場合、吸気バルブタイミングが初期値であるときに通常噴射制御を行う場合のポート噴射タイミングＦＰＳは、通常噴射制御を行う場合のうちで最も遅角したタイミングになる。このときのポート噴射タイミングＦＰＳに比べて、上記規定態様で特定噴射制御を行う場合のポート噴射タイミングＦＰＳ、すなわち排気バルブタイミングの遅角量を最大にしたときの排気バルブ１０の閉弁タイミングは、さらに遅角側である。したがって、吸気バルブ９の開弁タイミングと通常噴射制御のポート噴射タイミングＦＰＳとが概ね同じあるという前提が成立していれば、次のことがいえる。すなわち、規定態様で特定噴射制御を行う場合であれば、当該特定噴射制御のポート噴射タイミングＦＰＳは通常噴射制御のポート噴射タイミングＦＰＳに比べて遅くなる。
【0083】
・内燃機関１の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、気筒１８の数を変更してもよい。吸気バルブ可変装置１３は、油圧によって駆動されるタイプのものでもよい。排気バルブ可変装置１４についても同様である。また、例えば第１処置を行わないのであれば、大気圧センサ３０を廃止してもよい。内燃機関１は、ポート噴射弁４と、筒内噴射弁２０と、過給機５０とを有していればよい。
【0084】
・車両３００の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。車両３００は、例えば、当該車両３００の駆動源として内燃機関１のみならず発電電動機を有していてもよい。
【符号の説明】
【0085】
１…内燃機関
３…吸気通路
４…ポート噴射弁
８…排気通路
９…吸気バルブ
１０…排気バルブ
１３…吸気バルブ可変装置
１４…排気バルブ可変装置
１８…気筒
２０…筒内噴射弁
３０…大気圧センサ
５０…過給機
１００…制御装置
３…吸気通路
４…ポート噴射弁
８…排気通路
９…吸気バルブ
１０…排気バルブ
１３…吸気バルブ可変装置
１４…排気バルブ可変装置
１８…気筒
２０…筒内噴射弁
３０…大気圧センサ
５０…過給機
１００…制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】