JP2011247156A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、微粒子数計測手段に付着するＰＭを良好に除去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。
【解決手段】本実施形態のシステムは、ポート噴射弁２８と、筒内噴射弁２２とを備える。また、吸気ポート２６に付着したＰＭ粒子数を計測するための光学式センサ５６を備える。計測したＰＭ粒子数が所定値を超えた場合に、光学式センサ５６のセンサ面が汚染状態にあると判断する。光学式センサ５６のセンサ面が汚染状態にあると判断した場合には、ポート噴射弁２８からの噴射量比率を一時的に高くして、光学式センサ５６のセンサ面に付着したＰＭ粒子を洗い流す。
【選択図】図５

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、吸気ポート部に付着した含炭素微粒子数を計測可能な微粒子数計測手段を設けた内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、排気通路に設けられたカーボンを主成分とする微粒子（ＰＭ：particulate matter）センサと、上記ＰＭセンサの上流側の排気通路に設けられたエアポンプと、上記エアポンプの上流側の排気通路から分岐して、上記ＰＭセンサの下流側の排気通路に合流する迂回経路と、上記排気通路と上記迂回通路との分岐部及び合流部にそれぞれ設けられた２つの切換弁と、を備え、上記２つの切換弁を制御して排気ガスを迂回経路側に流す間、上記エアポンプから酸素を供給する制御を実行する内燃機関の制御装置が開示されている。このＰＭセンサは、酸化触媒、ヒータ、温度センサを内蔵し、ＰＭ量を間接的に推定するセンサである。具体的に、酸化触媒に堆積したＰＭをヒータで加熱しつつ排気ガス中の酸素で燃焼させ、その際の酸化触媒の温度上昇に基づいて、排気ガス中のＰＭ量を推定している。

ＰＭセンサの設置箇所の都合上、ＰＭ量の推定時に排気ガスが流れてくると、センサ推定精度が低下する。そのため、上記特許文献１では、上記２つの切換弁を制御して排気ガスを迂回経路側に流し、ＰＭ量の推定時には、排気ガスを遮断する。しかしながら、排気ガスを遮断すると、排ガス中の酸素を利用できなくなる。そこで、エアポンプから酸素を供給し、酸化触媒に堆積したＰＭを燃焼させている。

特開２００８−２６１３２２号公報 特開２００８−１３３７３７号公報 特開２００７−１５４６７６号公報

ところで、内燃機関においては、吸気系のブローバイガスやバルブオーバーラップ時の吹き戻しガス、外部ＥＧＲなどの要因により、吸気ポート部に吸気デポジットが発生する。吸気デポジットが発生すると、燃料の壁流量が変化したり吸気弁を通過する気流が変化してしまう。そのため、吸気デポジットの発生は精度高く検知できることが望ましい。

吸気デポジットの発生を精度高く検知する手段の一つとして、ＰＭセンサがある。ＰＭセンサによれば、吸気デポジットの原因となるＰＭの量が検知できる。しかしながら、吸気ポート部に付着するＰＭは、センサ検出部にも付着するので、それらが堆積した場合にはセンサ精度が低下してしまう。

上記特許文献１のＰＭセンサによれば、酸化触媒に堆積したＰＭを燃焼させることができる。そのため、上記特許文献１のＰＭセンサを吸気通路に設ければ、センサ検出部に付着するＰＭを燃焼させて好適に除去できるとも考えられる。しかしながら、吸気通路には本来、未燃成分や混合ガスが存在するので、意図したタイミング以外に燃焼させることはできない。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、微粒子数計測手段に付着するＰＭを良好に除去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。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の吸気通路に設けられ、吸気ポート部に付着した含炭素微粒子数を計測可能な微粒子数計測手段と、
前記含炭素微粒子数が基準値を超えたか否かを判定する微粒子数判定手段と、
前記含炭素微粒子数が前記基準値を超えた場合に、前記微粒子数計測手段が汚染状態にあると判断して前記微粒子数計測手段を洗浄する洗浄手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記微粒子数計測手段よりも上流側の吸気通路に設けられ、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁と、
前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁と、を備え、
前記洗浄手段は、
前記含炭素微粒子数が前記基準値を超えた場合に、総噴射量に対する前記ポート噴射弁からの噴射量の割合が高くなるように前記ポート噴射弁と前記筒内噴射弁との噴射量比率を補正する噴射比率補正手段を備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁と、
前記筒内噴射弁からの燃料噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
前記各気筒に設けられた吸気弁の開閉時期を制御する吸気時期制御手段と、
前記各気筒に設けられた排気弁の開閉時期を制御する排気時期制御手段と、を備え、
前記洗浄手段は、
前記含炭素微粒子数が前記基準値を超えた場合に、前記内燃機関の排気行程中において前記排気弁が閉じ、前記吸気弁が開き始めるように前記排気弁の閉弁時期及び前記吸気弁の開弁時期をそれぞれ進角する開閉時期補正手段と、
前記含炭素微粒子数が前記基準値を超えた場合に、前記内燃機関の排気工程中において前記気筒内に燃料が噴射されるように前記燃料噴射時期を進角する噴射時期補正手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３何れか１つの発明において、
吸気弁の開弁時期と排気弁の開弁時期とが非重複状態であるか否かを判定する重複判定手段を更に備え、
前記洗浄手段は、前記吸気弁の開弁時期と排気弁の開弁時期とが非重複状態である場合に、前記微粒子数計測手段を洗浄することを特徴とする。

また、第５の発明は、第１乃至第４何れか１つの発明において、
内燃機関の排気通路と、前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に設けられ、開度を変更することにより前記吸気通路に流す排気ガス量を調整するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ弁の開度が予め定めた基準開度よりも小さいか否かを判定する開度判定手段と、を備え、
前記洗浄手段は、前記ＥＧＲ弁の開度が前記基準開度よりも小さい場合に、前記微粒子数計測手段を洗浄することを特徴とする。

第１の発明によれば、微粒子数計測手段が汚染状態にあるか否かを吸気ポート部に付着した含炭素微粒子数から判定できるので、汚染状態を簡便に判定できる。また、含炭素微粒子数が基準値を超えた場合に、前記微粒子数計測手段を洗浄することができるので、この基準値を予め低めに設定しておくことで、微粒子数計測手段を常時清潔な状態に保つことが可能となる。従って、吸気ポート部に付着した含炭素微粒子数を計測し続けることが可能となる。

第２の発明によれば、ポート噴射弁と筒内噴射弁との双方を備えた内燃機関において、含炭素微粒子数が基準値を超えた場合に、総噴射量に対するポート噴射弁からの噴射量の割合を高くすることができる。ポート噴射弁は、微粒子数計測手段よりも上流側の吸気通路に設けられている。そのため、含炭素微粒子数が基準値を超えた場合に、ポート噴射弁から多くの燃料を噴射すれば、微粒子数計測手段に付着したＰＭを良好に洗浄除去できる。

第３の発明によれば、筒内噴射弁を備えた内燃機関において、含炭素微粒子数が基準値を超えた場合に、内燃機関の排気行程中に排気弁が閉じ、吸気弁が開き始めるように排気弁の閉弁時期及び吸気弁の開弁時期をそれぞれ進角し、更に、筒内に燃料が噴射されるように筒内噴射弁の燃料噴射時期を進角することができる。このように、内燃機関の排気行程中において、排気弁を早閉し、吸気弁を早開きし、燃料噴射することで、燃料を含んだ排気ガスを吸気系に戻し、微粒子数計測手段に付着したＰＭを良好に洗浄除去することができる。

第４の発明によれば、吸気弁の開弁時期と排気弁の開弁時期とが重複しない場合に、微粒子数計測手段を洗浄することができる。従って、微粒子数計測手段の洗浄中に、バルブオーバーラップ時の吹き戻しガスに由来するＰＭが、微粒子数計測手段に付着することを良好に防止できる。

第５の発明によれば、ＥＧＲ弁の開度が基準開度よりも小さい場合に、微粒子数計測手段を洗浄することができる。従って、基準開度を小さめに設定することで、外部ＥＧＲを実行していないときに微粒子数計測手段を洗浄できる。従って、微粒子数計測手段の洗浄中に、外部ＥＧＲガスに由来するＰＭが、微粒子数計測手段に付着することを良好に防止できる。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 ポート噴射と筒内噴射との噴射量比率を、エンジン１０の負荷に応じて規定した噴射量比率マップの一例を示す図である。 バルブオーバーラップ量と吸気吹き返し量との関係を示した図である。 センサ汚染時におけるポート噴射と筒内噴射との噴射量比率を、エンジン１０の負荷に応じて規定した噴射量比率マップの一例を示す図である。 実施の形態１においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。 通常のバルブタイミング制御時におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示している。 センサ汚染の際のバルブタイミング制御時におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示している。 実施の形態２においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関としてのエンジン１０を備えている。エンジン１０の気筒数および気筒配置は特に限定されるものではない。

エンジン１０は、内部にピストン１２を有するシリンダブロック１４を備えている。シリンダブロック１４の上部にはシリンダヘッド１６が組み付けられている。シリンダヘッド１６は、シリンダヘッドカバー１８により覆われている。ピストン１２上面からシリンダヘッド１６までの空間は燃焼室２０を形成している。

シリンダヘッド１６には、燃焼室２０内（以下、「筒内」ともいう。）に直接燃料を噴射する筒内噴射弁２２が設けられている。また、シリンダヘッド１６には、燃焼室２０内の混合気に点火する点火プラグ２４が設けられている。シリンダヘッド１６は、燃焼室２０と連通する吸気ポート２６を備えている。吸気ポート２６には、吸気ポート２６内に燃料を噴射するポート噴射弁２８が設けられている。

また、吸気ポート２６と燃焼室２０との接続部には吸気弁３０が設けられている。吸気弁３０は、可変動弁機構３２に接続されている。可変動弁機構３２は、後述のＥＣＵ６０から入力される指令信号に応じて吸気弁３０の位相（開弁タイミング及び閉弁タイミング）を進角または遅角させる。

シリンダヘッド１６は、燃焼室２０と連通する排気ポート３４を備えている。また、排気ポート３４と燃焼室２０との接続部には排気弁３６が設けられている。排気弁３６は、可変動弁機構３８に接続されている。可変動弁機構３８は、後述のＥＣＵ６０から入力される指令信号に応じて排気弁３６の位相（開弁タイミング及び閉弁タイミング）を進角または遅角させる。

また、本実施の形態のシステムは、排気通路４０内の排気ガスの一部を吸気通路４２に還流させる、いわゆる外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うためのＥＧＲ通路４４を備えている。ＥＧＲ通路４４には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４６と、ＥＧＲガス量（ＥＧＲ率）を制御するためのＥＧＲ弁４８とが設けられている。

また、本実施の形態のシステムは、ブローバイガスを還元するブローバイガス還元機構を備えている。このブローバイガス還元機構は、ブローバイガス通路５０を備えている。ブローバイガス通路５０は、シリンダヘッドカバー１８の内部とクランクケースの内部とを連通するように形成されている。シリンダヘッドカバー１８には、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）弁５２が設けられている。ＰＣＶ弁５２は、吸気負圧の変化に合わせてブローバイガスの吸気量を調節可能に構成されている。ＰＣＶ弁５２には、ＰＣＶ通路５４の一端が接続されている。ＰＣＶ通路５４の他端は、吸気通路４２と連通している。

また、本実施形態のシステムは、吸気ポート２６に付着したＰＭ粒子数を計測するための光学式センサ５６を備えている。光学式センサ５６は、吸気ポート２６に照射光を発光する発光部と、光を受光する受光部と、受光部の受光した光量の変化によりＰＭ粒子数を計測する計測部とを備え、所定の径以上の粒子数を計測可能に構成されている。

また、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)６０を備えている。ＥＣＵ６０の入力側には、上記光学式センサ５６、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ５８、その他車両やエンジン１０の制御に必要な各種のセンサ（例えば排気空燃比を検出する空燃比センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ等）が接続されている。

一方、ＥＣＵ６０の出力側には、筒内噴射弁２２、点火プラグ２４、ポート噴射弁２８、ＥＧＲ弁４８、可変動弁機構３２，３８、ＰＣＶ弁５２等を含む各種のアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ６０は、上述した各種のセンサによりエンジン１０の運転情報を検出し、その検出結果に基づいて各アクチュエータを駆動することにより、エンジン１０の運転制御を行う。

［実施の形態１の特徴］
ＥＣＵ６０によるエンジン１０の運転制御には、噴射量比率制御が含まれる。上述したように、本実施形態のシステムは、ポート噴射弁２８と、筒内噴射弁２２とを備えている。そのため、このシステムでは、必要な燃料量をポート噴射弁２８と筒内噴射弁２２とで分担し噴射する制御を実行している。

（通常時の噴射量比率制御）
図２は、ポート噴射と筒内噴射との噴射量比率を、エンジン１０の負荷に応じて規定した噴射量比率マップの一例を示す図である。通常時においては、ＥＣＵ６０は図２に示すように、エンジン１０の負荷に応じて噴射量比率を変更する制御を実行する。具体的には、エンジン１０の運転状態が低負荷の場合にはポート噴射弁２８の分担割合を多くし、エンジン１０の運転状態が高負荷となるほど、筒内噴射弁２２の分担割合を多くする制御を実行する。

ところで、シリンダヘッドカバー１８若しくはＰＣＶ通路５４には、ブローバイガス中のエンジンオイルを分離するオイルトラップ機構（図示せず）が設けられているが、完全にオイルを分離することはできない。このため、吸気通路４２に戻されたブローバイガスは、エンジンオイル成分を含んでいる。

また、エンジン１０の運転状態によっては、筒内噴射弁２２やポート噴射弁２８から噴射された燃料が筒内で揮発できずに、液体燃料としてピストン１２やシリンダ壁面に付着する場合がある。この液体燃料は通常、筒内で燃焼して消失するものであるが、例えばこの液状燃料の中心部分まで燃え切らないような場合には、液状燃料が焼き固められてしまい、筒内においてＰＭが生成されてしまう。

仮にＰＭが生成されたとしても、生成されたＰＭは、排気ガスと共に排気通路４０側に流れていく。しかしながら、その一部は、例えば、バルブオーバーラップ期間中に、吸気通路４２に吹き返される場合がある。また、その一部は、例えば、ＥＧＲガスに含まれて、吸気通路４２に流入する場合もある。その結果、吸気ポート２６部にＰＭが浮遊することとなる。

図３は、バルブオーバーラップ量と吸気吹き返し量との関係を示した図である。バルブオーバーラップ時においては、本来排気通路側に流れていく排気ガスが、吸気弁３０の開弁時に燃焼室２０から吸気ポート２６に向けて吹き返す。そのため、図３に示すように、バルブオーバーラップ量が増加するほど吸気吹き返し量も増加してしまう。

このように、吸気ポート２６にＰＭが多く存在すると、このＰＭがブローバイガスに含まれたエンジンオイル成分をバインダーとして、吸気ポート２６や吸気弁３０の傘部に付着することとなる。付着したＰＭがシリンダからの熱により焼き固められると、これらがデポジットとして堆積することとなる。デポジットが発生すると、燃料の壁流量が変化したり吸気弁を通過する気流が変化してしまう。

光学式センサ５６を設けることで、直接的にＰＭの粒子数を計測できる。そのため、計測した粒子数に基づき、エンジン１０の運転制御を行い、デポジット発生に伴うドライバビリティ悪化やエミッション特性悪化等を防止することが可能となる。しかしながら、光学式センサ５６も吸気ポート２６に設けられているので、光学式センサ５６の発光部や受光部（以下、「センサ面」と総称する。）にＰＭが付着する可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、光学式センサ５６で計測したＰＭ粒子数を光学式センサ５６の汚染状態のパラメータとしても用い、このＰＭ粒子数が所定値を超えた場合に、光学式センサ５６のセンサ面が汚染状態にあると判断することとした。更に、光学式センサ５６のセンサ面が汚染状態にあると判断した場合には、ポート噴射弁２８から多量の燃料を噴射して、ＰＭを洗い流す制御を実行することとした。

（センサ汚染時の噴射量比率制御）
図４は、センサ汚染時におけるポート噴射と筒内噴射との噴射量比率を、エンジン１０の負荷に応じて規定した噴射量比率マップの一例を示す図である。光学式センサ５６のセンサ面が汚染状態にあると判断した場合には、図４（Ａ）のマップ（即ち図２のマップ）から図４（Ｂ）のマップに切り換える。これにより、必要な燃料量のうち、ポート噴射弁２８からの噴射量比率を一時的に高くして、光学式センサ５６のセンサ面に付着したＰＭを洗い流すことが可能となる。

［実施の形態１における具体的処理］
次に、図５を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図５は、本実施形態においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。図５に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。

図５に示すルーチンによれば、まず、ＥＣＵ６０は、可変動弁機構３２，３８及びＥＧＲ弁４８に入力されるデューティデータ（デューティ比）をそれぞれ取得する（ステップ１００）。続いて、ステップ１００で取得したＥＧＲ弁４８のデューティデータが、所定値よりも小さいか否かを判定する（ステップ１０２）。ここで、所定値は、ＥＧＲガス量が実質的にゼロとなる開度として予め設定され、予めＥＣＵ６０内に記憶されているものとする。

ＥＧＲ弁４８のデューティデータが、所定値よりも大きいと判定した場合には、ＥＣＵ６０は、本ルーチンを終了する。一方、ＥＧＲ弁４８のデューティデータが、所定値よりも小さいと判定した場合には、ＥＣＵ６０は、吸気弁３０と排気弁３６とがオーバーラップ中か否かを判定する（ステップ１１４）。具体的には、ステップ１００で取得した可変動弁機構３２，３８のデューティデータに基づいて、バルブオーバーラップしているか否かを判定する。

吸気弁３０と排気弁３６とがオーバーラップ中であると判定した場合には、ＥＣＵ６０は、本ルーチンを終了する。一方、吸気弁３０と排気弁３６とがオーバーラップ中にないと判定した場合には、ＥＣＵ６０は、吸気ポート２６に付着したＰＭ粒子数ＰＮｉｍを光学式センサ５６から取得する（ステップ１０６）。続いて、ステップ１０６で取得したＰＮｉｍが、所定値よりも小さいか否かを判定する（ステップ１０２）。ここで、所定値は、予め実験等により求められ、予めＥＣＵ６０内に記憶されているものとする。

ＰＮｉｍが所定値よりも少ないと判定した場合には、ＥＣＵ６０は、光学式センサ５６が汚染状態にないと判断し、本ルーチンを終了する。一方、ＰＮｉｍが所定値よりも多いと判定した場合には、ＥＣＵ６０は、光学式センサ５６が汚染状態であると判断し、上述したセンサ汚染時の噴射量比率制御を実行する（ステップ１１０）。即ち、ポート噴射弁２８からの噴射量比率を高くして、光学式センサ５６のセンサ面に付着したＰＭを洗い流す。

以上、図５に示すルーチンによれば、ＰＭ粒子数が所定値よりも多いと判定した場合に、ポート噴射弁２８からの噴射量比率を高くして、光学式センサ５６のセンサ面に付着したＰＭを洗い流すことができる。従って、光学式センサ５６のセンサ面を常時清潔に維持できるので、計測精度を低下させることなくＰＭ粒子数を継続的に計測できる。

また、図５に示すルーチンによれば、吸気弁３０と排気弁３６とがオーバーラップ中にない場合に、ＰＭ粒子数を計測できる。従って、ＰＭ粒子数の計測中や、その後の洗浄中に、バルブオーバーラップ時の吹き戻しガスに含まれるＰＭが、光学式センサ５６に付着することを良好に防止できる。

また、図５に示すルーチンによれば、ＥＧＲ弁４８のデューティデータが、所定値よりも小さい場合に、ＰＭ粒子数を計測できる。従って、ＰＭ粒子数の計測中や、その後の洗浄中に、外部ＥＧＲガスに含まれるＰＭが、光学式センサ５６に付着することを良好に防止できる。

なお、上述した実施の形態１においては、光学式センサ５６が上記第１の発明における「微粒子数計測手段」に相当している。また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、図５のステップ１０８の処理を実行することにより上記第１の発明における「微粒子数判定手段」が、図５のステップ１１０の処理を実行することにより上記第１の発明における「洗浄手段」が、それぞれ実現されている。

また、上述した実施の形態１においては、図５のステップ１１０の処理を実行することにより上記第２の発明における「洗浄手段」が実現されている。

また、上述した実施の形態１においては、図５のステップ１０４の処理を実行することにより上記第４の発明における「重複判定手段」が実現されている。

また、上述した実施の形態１においては、図５のステップ１０２の処理を実行することにより上記第４の発明における「開度判定手段」が実現されている。

実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
本発明の実施の形態２のシステム構成は、ポート噴射弁２８を備えない点で実施の形態１のシステム構成と異なるが、それ以外は同一である。そのため、本実施の形態のシステム構成の説明は省略する。本実施の形態では、このシステム構成により後述する図８のルーチンを実行することをその特徴とする。

実施の形態１においては、光学式センサ５６のセンサ面が汚染状態にあると判断した場合に、ポート噴射弁２８から多量の燃料を噴射して、ＰＭを洗い流す制御を実行した。本実施の形態においては、光学式センサ５６のセンサ面が汚染状態にあると判断した場合に、ポート噴射弁２８からではなく、筒内噴射弁２２からの燃料によってＰＭを洗い流す制御を実行する。以下、その詳細を説明する。

（通常のバルブタイミング制御及び燃料噴射タイミング制御）
ＥＣＵ６０によるエンジン１０の運転制御には、バルブタイミング制御が含まれる。ＥＣＵ６０は、可変動弁機構３２，３８を用いて通常のバルブタイミング制御を実行する。図６は、通常のバルブタイミング制御時におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示している。図６に示すように、通常は、排気弁３６の閉弁タイミング及び吸気弁３０の開弁タイミングのそれぞれが、吸気上死点の近傍に設定される。
また、図６（Ａ）に示すように、筒内噴射弁２２からの燃料噴射タイミングは、吸気行程の後期から、即ち吸気弁３０が閉じ始めた後のタイミングに設定される。

（センサ汚染時のバルブタイミング制御及び燃料噴射タイミング制御）
図７は、センサ汚染の際のバルブタイミング制御時におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示している。図７に示すように、センサ汚染の際は、排気弁３６の閉弁タイミング及び吸気弁３０の開弁タイミングのそれぞれを進角する。排気弁３６の閉弁タイミングを進角すると、燃焼室２０内に残された排気ガスが、吸気弁３０の開弁と同時に燃焼室２０から吸気ポート２６に向けて吹き返すことになる。
そして、本実施の形態においては、図７（Ａ）に示すように、筒内噴射弁２２からの燃料噴射タイミングを、吸気弁３０の開弁後、閉じ始める前のタイミングまで進角する。これにより、吸気ポート２６に向けて吹き返す残留排気ガスに乗せて、筒内噴射弁２２からの燃料を吸気ポート２６側に送ることができる。従って、筒内噴射弁２２からの燃料によって、光学式センサ５６のＰＭを洗い流すことができる。なお、ＰＭを洗い流した後の燃料は、ピストン１２の下降により生じる負圧によって再び燃焼室２０内に吸引される。

［実施の形態２における具体的処理］
次に、図８を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図８は、本実施形態においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。図８に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰り返し実行されるものとする。

図８に示すルーチンによれば、まず、ステップ１１２〜１２０の処理を実行する。これら一連の処理は、図５のステップ１００〜１０８の処理と同一内容であるため説明を省略する。

ステップ１２０において、ＰＮｉｍが所定値よりも少ないと判定した場合には、ＥＣＵ６０は、光学式センサ５６が汚染状態にないと判断し、本ルーチンを終了する。一方、ステップ１２０において、ＰＮｉｍが所定値よりも多いと判定した場合には、ＥＣＵ６０は、光学式センサ５６が汚染状態であると判断し、上述したセンサ汚染時の制御を実行する（ステップ１２２）。即ち、排気弁３６を早閉じし、吸気弁３０を早開きし、吸気弁３０を早開きしたタイミングで筒内噴射弁２２から燃料を噴射することにより、光学式センサ５６のセンサ面に付着したＰＭを洗い流す。

以上、図８に示すルーチンによれば、ＰＭ粒子数が所定値よりも多いと判定した場合に、排気弁３６を早閉じし、吸気弁３０を早開きし、吸気弁３０を早開きしたタイミングで筒内噴射弁２２から燃料を噴射して、光学式センサ５６のセンサ面に付着したＰＭ粒子を洗い流すことができる。従って、筒内噴射弁２２のみを備えるシステムにおいても、光学式センサ５６のセンサ面を常時清潔に維持できるので、計測精度を低下させることなくＰＭ粒子数を継続的に計測できる。

なお、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が、通常時のバルブタイミング〜燃料噴射制御を実行することにより上記第３の発明における「噴射時期制御手段」、「吸気時期制御手段」及び「排気時期制御手段」が、図８のステップ１２２の処理を実行することにより上記第３の発明における「開閉時期補正手段」及び「噴射時期補正手段」が、それぞれ実現されている。

１０ エンジン
２０ 燃焼室
２２ 筒内噴射弁
２６ 吸気ポート
２８ ポート噴射弁
３０ 吸気弁
３２，３８ 可変動弁機構
３６ 排気弁
４０ 排気通路
４２ 吸気通路
４４ ＥＧＲ通路
４８ ＥＧＲ弁
５６ 光学式センサ
６０ ＥＣＵ

Claims (5)

1. 内燃機関の吸気通路に設けられ、吸気ポート部に付着した含炭素微粒子数を計測可能な微粒子数計測手段と、
   前記含炭素微粒子数が基準値を超えたか否かを判定する微粒子数判定手段と、
   前記含炭素微粒子数が前記基準値を超えた場合に、前記微粒子数計測手段が汚染状態にあると判断して前記微粒子数計測手段を洗浄する洗浄手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記微粒子数計測手段よりも上流側の吸気通路に設けられ、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁と、
   前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁と、を備え、
   前記洗浄手段は、
   前記含炭素微粒子数が前記基準値を超えた場合に、総噴射量に対する前記ポート噴射弁からの噴射量の割合が高くなるように前記ポート噴射弁と前記筒内噴射弁との噴射量比率を補正する噴射比率補正手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関の気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁と、
   前記筒内噴射弁からの燃料噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
   前記各気筒に設けられた吸気弁の開閉時期を制御する吸気時期制御手段と、
   前記各気筒に設けられた排気弁の開閉時期を制御する排気時期制御手段と、を備え、
   前記洗浄手段は、
   前記含炭素微粒子数が前記基準値を超えた場合に、前記内燃機関の排気行程中において前記排気弁が閉じ、前記吸気弁が開き始めるように前記排気弁の閉弁時期及び前記吸気弁の開弁時期をそれぞれ進角する開閉時期補正手段と、
   前記含炭素微粒子数が前記基準値を超えた場合に、前記内燃機関の排気工程中において前記気筒内に燃料が噴射されるように前記燃料噴射時期を進角する噴射時期補正手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 吸気弁の開弁時期と排気弁の開弁時期とが非重複状態であるか否かを判定する重複判定手段を更に備え、
   前記洗浄手段は、前記吸気弁の開弁時期と排気弁の開弁時期とが非重複状態である場合に、前記微粒子数計測手段を洗浄することを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 内燃機関の排気通路と、前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路に設けられ、開度を変更することにより前記吸気通路に流す排気ガス量を調整するＥＧＲ弁と、
   前記ＥＧＲ弁の開度が予め定めた基準開度よりも小さいか否かを判定する開度判定手段と、を備え、
   前記洗浄手段は、前記ＥＧＲ弁の開度が前記基準開度よりも小さい場合に、前記微粒子数計測手段を洗浄することを特徴とする請求項１乃至４何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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