JP6904071B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気バルブの閉弁時期が下死点よりも遅角されうる内燃機関を制御対象とする内燃機関の制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、吸気バルブの閉弁時期を可変設定し、特に、内燃機関の所定の運転状態においては同閉弁時期を下死点よりも遅角する制御を実行する内燃機関の制御装置が記載されている（段落「００３８」）。

特開２０１０−２６５８１７号公報

ところで、上記のように吸気バルブの閉弁時期を下死点よりも遅角側とする場合、燃焼室内の空気と燃料との混合気の一部が吸気バルブの閉弁前に吸気通路に吹き戻される。この場合、吹き戻された混合気は、次の燃焼サイクルにおいて燃焼室に流入するため、吹き戻し燃料量が一定である定常状態においては、燃焼室において燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値に制御する上で必要な燃料量は、燃焼対象となる混合気中の空気量に応じた値となる。しかし、上記閉弁時期の変化等に起因して吹き戻し燃料量が変化する過渡時において上記空気量に応じた燃料量によって空燃比制御を実行する場合には、空燃比の制御性が低下するおそれがある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。なお、特許請求の範囲に記載の発明と下記手段との対応関係は以下となっている。請求項１は、下記１において、操作処理が、「前記吹き戻し空気量が増加することを条件に、前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し前記吹き戻し空気量の増加量に所定の係数を乗算した値に応じて増量した燃料を前記燃料噴射弁により噴射させ、前記吹き戻し空気量が減少することを条件に、前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し前記吹き戻し空気量の減少量に前記所定の係数を乗算した値に応じて減量した燃料を前記燃料噴射弁から噴射させる処理であ」る点、および、所定の係数が、「空気量を、前記目標値を実現するための燃料量に換算する係数である」点を補正するとともに、吹き戻し空気量算出処理をより具体化し、また制御装置の構成を明記する補正をしたものに対応する。請求項２は、下記２において、燃料噴射弁が、「前記燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁を含」む点、および操作処理が、「前記吹き戻し空気量が変化しない場合であっても、当該操作処理によって操作される前記燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が遅角側に変更される場合には変更されない場合と比較して減少補正した燃料量を前記燃料噴射弁から噴射させる処理を含む」点を補正したものに対応する。請求項３，４は、下記３，４に対応する。請求項５は、下記５において、燃料噴射弁が、「前記燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁を含」む点、操作処理が、「前記差が正の場合に前記差がゼロの場合の燃料量に対し前記差の大きさに応じて増量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させ、前記差が負の場合に前記差がゼロの場合の燃料量に対し前記差の大きさに応じて減量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させるように、前記燃料噴射弁を操作する処理」である点、吸気バルブが閉弁するまでに吹き戻される混合気中の燃料量が、「対応する燃料噴射時期が所定以上遅角側である場合、今回の前記吹き戻し空気量に前記所定の係数を乗算した量が減量補正された量とされ」る点、および前回吹き戻された混合気中の燃料量が、「対応する燃料噴射時期が所定以上遅角側である場合、前回の前記吹き戻し空気量に前記所定の係数を乗算した量が減量補正された量とされる」点を補正したものに対応する。請求項６は、下記６において、請求項５との整合をとる補正をしたものに対応する。

１．内燃機関の制御装置は、燃焼室内に燃料を供給するために燃料を噴射する燃料噴射弁を備えて且つ吸気バルブの閉弁時期が下死点よりも遅角されうる内燃機関を制御対象とし、前記燃焼室に流入した空気のうち前記吸気バルブが閉弁する前に吸気通路に吹き戻される空気量である吹き戻し空気量を算出する吹き戻し空気量算出処理と、前記燃焼室内において燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値に制御すべく前記燃料噴射弁を操作する操作処理と、を実行し、前記操作処理は、前記吹き戻し空気量が増加することを条件に、前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し増量した燃料を前記燃料噴射弁により噴射させ、前記吹き戻し空気量が減少することを条件に、前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し減量した燃料を前記燃料噴射弁から噴射させる処理である。

混合気の一部が吸気通路に吹き戻される場合、吹き戻される混合気中の燃料量は、吹き戻される空気量に依存する。すなわち、吹き戻される空気量が増加する場合、吹き戻される混合気中の燃料量も増加する傾向があり、吹き戻される空気量が減少する場合、吹き戻される混合気中の燃料量も減少する傾向がある。そして、吹き戻される混合気中の燃料量が増加する場合に燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値に制御する上で適切な燃料量は、増加しない場合に目標値とするうえで必要な燃料量よりも多くなる傾向がある。また、吹き戻される混合気中の燃料量が減少する場合に燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値に制御する上で適切な燃料量は、減少しない場合に目標値とするうえで必要な燃料量よりも少なくなる傾向がある。このように、吹き戻し空気量が吹き戻される混合気中の燃料量と強い正の相関を有することに鑑み、上記構成では、吹き戻し空気量算出処理を実行し、算出した吹き戻し空気量が増加することを条件に燃料量を増量させ、吹き戻し空気量が減少することを条件に燃料量を減量させる。これにより、吹き戻し燃料量が変化する過渡時における空燃比の制御性の低下を抑制することができる。

２．上記１記載の内燃機関の制御装置において、前記操作処理は、前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対する増量量および減量量を、当該操作処理によって操作される前記燃料噴射弁の燃料噴射開始時期に応じて可変設定する処理である。

吸気通路に吹き戻される混合気中の燃料量は、吹き戻し空気量によっては一義的に定まらず燃料噴射弁からの燃料の噴射開始時期に応じて変動する場合がある。そこで上記構成では、燃料噴射弁の燃料噴射開始時期に応じて上記増量量や減量量を可変設定する。これにより、吹き戻し空気量によって吹き戻される混合気中の燃料量が一義的に定まらない場合において、吹き戻し空気量のみから増量量や減量量を定める場合と比較して燃焼対象となる混合気の空燃比を高精度に制御することができる。

また、上記構成では、吹き戻し空気量を算出しているため、増量量や減量量は、吹き戻し空気量および燃料噴射開始時期によって可変設定されることとなる。このため、吹き戻し空気量を算出するためのパラメータの数が２つ以上である場合には、吹き戻し空気量を算出することなく、吹き戻し空気量を算出するパラメータと、噴射時期開始時期とに基づき増量量や減量量を可変設定する場合と比較すると、減量量および増量量を算出するパラメータ数を低減できることから、適合工数を低減しやすい。

３．上記１または２記載の内燃機関の制御装置において、前記操作処理は、前記吹き戻し空気量が増加することを条件に、増加した燃焼サイクルの次の燃焼サイクル以降においても前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し増量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させ、前記吹き戻し空気量が減少することを条件に、減少した燃焼サイクルの次の燃焼サイクル以降においても前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し減量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させるように、前記燃料噴射弁を操作する処理である。

吹き戻し空気量が変化する過渡時の影響が、変化が生じた燃焼サイクルよりも後の燃焼サイクルにおいても及ぶことがあることを発明者が見出した。そこで、上記構成では、吹き戻し空気量が増加または減少した燃焼サイクルの次の燃焼サイクル以降においても燃料量の増量または減量を行うことにより、過渡時の影響が次の燃焼サイクル以降に及ぶことに対処する。

４．上記１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は、前記吸気バルブの閉弁時期を可変とするバルブ特性可変装置を備え、前記吹き戻し空気量算出処理は、前記閉弁時期を定める前記吸気バルブのバルブ特性を示すパラメータおよび吸気圧を入力とし、前記閉弁時期が遅角側である場合に進角側である場合よりも前記吹き戻し空気量を大きい値に算出し、前記吸気圧が高い場合に低い場合よりも前記吹き戻し空気量を大きい値に算出する処理である。

吸気バルブの閉弁時期が変化する場合、吹き戻し空気量は、閉弁時期と強い相関を有する。また、吹き戻し空気量は、吸気圧とも強い相関を有する。このため、上記構成では、これらのパラメータに基づき吹き戻し空気量を算出する。

また、上記構成では吹き戻し空気量を複数のパラメータに基づき算出している。このため、上記２の構成を有する場合、吹き戻し空気量と噴射開始時期とに基づき燃料の増量量や減量量を定めることは、吹き戻し空気量を算出する複数のパラメータと噴射開始時期とに基づき燃料の増量量や減量量を定めることよりも、増量量や減量量を定めるパラメータ数を低減でき、ひいては適合工数を低減しやすい。

５．上記１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記操作処理は、前記吹き戻し空気量が多い場合に少ない場合よりも多い燃料量であって前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量よりも多くの燃料を前記燃料噴射弁から噴射すると仮定した場合に前記吸気バルブが閉弁するまでに吹き戻される混合気中の燃料量から前回吹き戻された混合気中の燃料量を差し引いた差を算出する過不足算出処理を含み、前記差が正の場合に前記差がゼロの場合の燃料量に対し増量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させ、前記差が負の場合に前記差がゼロの場合の燃料量に対し減量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させるように、前記燃料噴射弁を操作する処理である。

上記構成では、今回の燃焼サイクルにおける吹き戻し燃料量を、吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量の噴射をしたとした場合の吹き戻し燃料量とする代わりに、それよりも多くの燃料を燃料噴射弁から噴射すると仮定した場合の吹き戻し燃料量とする。これにより、上記差がゼロの場合の燃料量に対し増量または減量する処理を実行することに起因して、吹き戻される混合気中の燃料量が過不足算出処理により想定された値からずれることを抑制することができる。

６．上記５記載の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射弁は、前記燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁を含み、前記操作処理は、前記燃焼室内において燃焼対象となる混合気の空燃比を前記目標値に制御するために複数回の燃料噴射を行って且つ最後の燃料噴射を前記筒内噴射弁によって行うべく前記燃料噴射弁を操作する処理と、前記複数回の燃料噴射を実行することを条件に、最初の燃料噴射の噴射量を、前記差がゼロの場合の燃料量に対し増量または減量する処理と、を含む。

筒内噴射弁からの燃料の噴射開始時期が遅い場合には早い場合と比較して吸気通路に吹き戻される燃料量が減少する傾向がある。このため、最初の燃料噴射の噴射量を増量または減量することによって、過不足算出処理によって算出された吹き戻し燃料量の過不足を適切に補償することができる。

一実施形態にかかる内燃機関の制御装置および内燃機関を示す図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の一部を示すブロック図。 同実施形態にかかる噴き分けの設定を示す図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる燃料噴射を例示するタイムチャート。 同実施形態にかかる噴射処理部が実行する処理の手順を示す流れ図。 同実施形態における吹き戻し空気量を定めるマップデータを示す図。 同実施形態における噴射時期補正係数を定めるマップデータを示す図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態の効果を示すタイムチャート。 （ａ）〜（ｃ）は、同実施形態が解決する課題を説明するための図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態の効果を示すタイムチャート。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態の効果を示すタイムチャート。

以下、内燃機関の制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１に示す内燃機関１０の吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が設けられており、吸気通路１２のうちスロットルバルブ１４の下流にはポート噴射弁１６が設けられている。スロットルバルブ１４を介して外部から吸入された空気やポート噴射弁１６から噴射された燃料は、吸気バルブ１８の開動作に伴ってシリンダ２０およびピストン２２によって区画される燃焼室２４に流入する。燃焼室２４には、筒内噴射弁２６や点火装置２８が露出している。燃焼室２４においてスロットルバルブ１４を介して流入した空気と、ポート噴射弁１６や筒内噴射弁２６から噴射された燃料との混合気は、点火装置２８の火花放電によって、燃焼に供され、燃焼エネルギは、ピストン２２を介してクランク軸３０の回転エネルギに変換される。燃焼に供された混合気は、排気バルブ３２の開動作に伴って排気として排気通路３４に排出される。排気通路３４には、排気を浄化するための触媒３６が設けられている。

吸気バルブ１８は、吸気側カム４０によって開閉駆動され、吸気側カム４０は、タイミングチェーン３８を介してクランク軸３０の回転動力を受け取る吸気側カム軸４２の回転に伴って駆動される。詳しくは、吸気側カム軸４２は、吸気側可変バルブタイミング装置（吸気側ＶＶＴ４４）を介してタイミングチェーン３８から回転動力を受け取る。吸気側ＶＶＴ４４は、クランク軸３０の回転角度に対する吸気側カム軸４２の相対的な回転角度を変更するアクチュエータである。また、排気バルブ３２は、排気側カム５０によって駆動され、排気側カム５０は、タイミングチェーン３８を介してクランク軸３０の回転動力を受け取る排気側カム軸５２の回転に伴って駆動される。詳しくは、排気側カム軸５２は、排気側可変バルブタイミング装置（排気側ＶＶＴ５４）を介してタイミングチェーン３８から回転動力を受け取る。排気側ＶＶＴ５４は、クランク軸３０の回転角度に対する排気側カム軸５２の相対的な回転角度を変更するアクチュエータである。

制御装置６０は、内燃機関１０を制御対象とし、スロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２６、点火装置２８、吸気側ＶＶＴ４４および排気側ＶＶＴ５４等の各種操作対象機器を操作することによって、内燃機関１０の制御量（トルク、排気成分等）を制御する。制御装置６０は、制御量を制御する際、エアフローメータ７０によって検出される吸入空気量ＡＦＭや、スロットルセンサ７２によって検出されるスロットルバルブ１４の開口度ＴＡ、クランク角センサ７４の出力信号Ｓｃｒ、排気通路３４に設けられた空燃比センサ７６によって検出される空燃比Ａ／Ｆを参照する。また、制御装置６０は、吸気側カム軸４２の回転角度を検出する吸気側カム角センサ７８の出力信号Ｓｃａや、大気圧センサ８０によって検出される大気圧Ｐａを参照する。制御装置６０は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４およびＲＡＭ６６を備えており、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が実行することにより上記制御量の制御を実行する。
図２に、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が実行することにより実現される処理の一部を示す。

吸気位相差算出処理部Ｍ１０は、クランク角センサ７４の出力信号Ｓｃｒと吸気側カム角センサ７８の出力信号Ｓｃａとに基づき、クランク軸３０の回転角度に対する吸気側カム軸４２の回転角度の位相差である吸気位相差ＤＩＮを算出する。目標吸気位相差算出処理部Ｍ１２は、内燃機関１０の動作点に基づき、目標吸気位相差ＤＩＮ＊を可変設定する。なお、本実施形態では、回転速度ＮＥと負荷率ＫＬとによって動作点を定義している。ここで、ＣＰＵ６２は、回転速度ＮＥを、クランク角センサ７４の出力信号Ｓｃｒに基づき算出し、負荷率ＫＬを吸入空気量ＡＦＭに基づき算出する。負荷率ＫＬは、基準流入空気量に対する、１気筒の１燃焼サイクル当たりの流入空気量の比である。ここで、基準流入空気量は、スロットルバルブ１４の開口度を最大としたときの１気筒の１燃焼サイクル当たりの流入空気量である。ちなみに、基準流入空気量は、回転速度ＮＥに応じて可変設定される量としてもよい。

吸気ＶＶＴ制御処理部Ｍ１４は、吸気位相差ＤＩＮを目標吸気位相差ＤＩＮ＊に制御するために吸気側ＶＶＴ４４を操作すべく、操作信号ＭＳ５を出力する。

開口度目標値設定処理部Ｍ１６は、アクセル操作量ＡＣＣＰに基づき、スロットルバルブ１４の開口度の目標値（目標開口度ＴＡ＊）を設定する。具体的には、開口度目標値設定処理部Ｍ１６は、たとえば、アクセル操作量ＡＣＣＰが大きい場合に小さい場合よりも目標開口度ＴＡ＊を大きい値に設定する。

遅延処理部Ｍ１８は、目標開口度ＴＡ＊を所定時間遅延させた遅延開口度ＴＡｒを算出する。スロットル制御処理部Ｍ２０は、スロットルセンサ７２によって検出される開口度ＴＡを遅延開口度ＴＡｒに制御するために、スロットルバルブ１４を操作すべく、操作信号ＭＳ１を出力する。

ローパスフィルタＭ２１は、実際の開口度ＴＡを目標開口度ＴＡ＊に制御すると仮定した場合、目標開口度ＴＡ＊の変化に対して実際の開口度ＴＡが遅延することに鑑み、目標開口度ＴＡ＊の１次遅れ処理値を予測開口度ＴＡｅとして出力する。

スロットルモデルＭ２２は、後述する処理によって算出される吸気圧Ｐｍ１と、予測開口度ＴＡｅおよび大気圧Ｐａとに基づきスロットルバルブ１４を通過する空気量であるスロットル流量ｍｔ１を算出する。具体的には、スロットルモデルＭ２２は、大気圧Ｐａが高い場合に低い場合よりもスロットル流量ｍｔ１を大きい値に算出し、吸気圧Ｐｍ１が高い場合に低い場合よりもスロットル流量ｍｔ１を小さい値に算出し、予測開口度ＴＡｅが大きい場合に小さい場合よりもスロットル流量ｍｔ１を大きい値に算出する。具体的には、スロットルモデルＭ２２は、入力パラメータである予測開口度ＴＡｅ、大気圧Ｐａおよび吸気圧Ｐｍ１と、出力パラメータであるスロットル流量ｍｔ１とを関係づけるモデル式に基づきスロットル流量ｍｔ１を算出する。なお、モデル式は、上記入力パラメータと出力パラメータとを直接結び付ける式とは限らず、たとえば式の係数が、入力パラメータによって可変設定されるものであってもよい。

インマニモデルＭ２４は、後述する処理によって算出される閉弁時流入空気量Ｍｃ１と、スロットル流量ｍｔ１とに基づき、上記吸気圧Ｐｍ１を算出する。閉弁時流入空気量Ｍｃ１は、１燃焼サイクルにおける燃焼室２４への流入空気量のうち吸気バルブ１８の閉弁時期までに吸気通路１２に吹き戻された量を除いた値である。具体的には、インマニモデルＭ２４は、スロットル流量ｍｔ１から閉弁時流入空気量Ｍｃ１を減算した値が大きい場合に小さい場合よりも吸気圧Ｐｍ１の増加速度が大きくなるように上記吸気圧Ｐｍ１を算出する。

吸気弁モデルＭ２６は、吸気圧Ｐｍ１と、吸気位相差ＤＩＮと、回転速度ＮＥとに基づき、上記閉弁時流入空気量Ｍｃ１を算出する。吸気弁モデルＭ２６は、吸気圧Ｐｍ１が高い場合に低い場合よりも閉弁時流入空気量Ｍｃ１を大きい値に算出する。また、吸気弁モデルＭ２６は、吸気位相差ＤＩＮが、吸気バルブ１８の閉弁時期（吸気閉弁時期ＩＶＣ）をＢＤＣよりも遅角側とする場合、より遅角側であるほど、閉弁時流入空気量Ｍｃ１を小さい値に算出する。

スロットルモデルＭ２８は、後述する処理によって算出される吸気圧Ｐｍ２と、開口度ＴＡおよび大気圧Ｐａとを入力パラメータとし、入力パラメータに基づき出力パラメータとしてのスロットル流量ｍｔ２を算出する。スロットルモデルＭ２８は、スロットルモデルＭ２２とは、入力パラメータが相違するものの、入力パラメータに基づき出力パラメータを算出する処理自体は同様の処理を実行する部分である。

ＡＦＭモデルＭ３０は、スロットル流量ｍｔ２の変化に対して吸入空気量ＡＦＭの変化に遅延が生じることに鑑み、スロットル流量ｍｔ２に基づき吸入空気量ＡＦＭの推定値ＡＦＭｅを算出する。ここで、スロットル流量ｍｔ２の変化に対して吸入空気量ＡＦＭの変化に遅延が生じるのは、吸入空気量ＡＦＭが所定期間（たとえば１吸気行程期間）における吸入空気量の平均値となっているためである。

インマニモデルＭ３２は、後述する処理によって算出される閉弁時流入空気量Ｍｃ２と、推定値ＡＦＭｅとを入力パラメータとし、入力パラメータに基づき、出力パラメータとしての上記吸気圧Ｐｍ２を算出する。インマニモデルＭ３２は、インマニモデルＭ２４とは、入力パラメータが相違するものの、入力パラメータに基づき出力パラメータを算出する処理自体は同様の処理を実行する部分である。

吸気弁モデルＭ３４は、吸気圧Ｐｍ２と、吸気位相差ＤＩＮと、回転速度ＮＥとを入力パラメータとし、入力パラメータに基づき、出力パラメータとしての上記閉弁時流入空気量Ｍｃ２を算出する。吸気弁モデルＭ３４は、吸気弁モデルＭ２６とは、入力パラメータが相違するものの、入力パラメータに基づき出力パラメータを算出する処理自体は同様の処理を実行する部分である。

インマニモデルＭ３６は、後述する処理によって算出される閉弁時流入空気量Ｍｃ３と、吸入空気量ＡＦＭとを入力パラメータとし、入力パラメータに基づき、出力パラメータとしての吸気圧Ｐｍ３を算出する。インマニモデルＭ３６は、インマニモデルＭ２４とは、入力パラメータが相違するものの、入力パラメータに基づき出力パラメータを算出する処理自体は同様の処理を実行する部分である。

吸気弁モデルＭ３８は、吸気圧Ｐｍ３と、吸気位相差ＤＩＮと、回転速度ＮＥとを入力パラメータとし、入力パラメータに基づき、出力パラメータとしての上記閉弁時流入空気量Ｍｃ３を算出する。吸気弁モデルＭ３８は、吸気弁モデルＭ２６とは、入力パラメータが相違するものの、入力パラメータに基づき出力パラメータを算出する処理自体は同様の処理を実行する部分である。

偏差算出処理部Ｍ４０は、吸気圧Ｐｍ２から吸気圧Ｐｍ３を減算した値（補正量ΔＰｍ）を算出する。補正処理部Ｍ４２は、吸気圧Ｐｍ１から補正量ΔＰｍを減算することによって吸気圧Ｐｍを算出する。吸気圧Ｐｍは、定常状態においては吸気圧Ｐｍ３に一致し、過渡状態においては吸気圧Ｐｍ１の応答性を重視した値となっている。すなわち、吸気圧Ｐｍ２は、推定値ＡＦＭｅに基づき算出されているため、補正量ΔＰｍは、定常状態においてはスロットル流量ｍｔ１の吸入空気量ＡＦＭに対する誤差を補償する値となる。一方、過渡時においては、吸気圧Ｐｍ２の応答性は吸気圧Ｐｍ３の応答性に近似するため、過渡時においては、補正量ΔＰｍは、吸気圧Ｐｍ１と吸気圧Ｐｍ３との差を埋める値とはならず、吸気圧Ｐｍに吸気圧Ｐｍ１の変化を顕在化させることができる値となっている。

吸気弁モデルＭ４４は、吸気圧Ｐｍと、吸気位相差ＤＩＮと、回転速度ＮＥとを入力パラメータとし、入力パラメータに基づき、出力パラメータとしての閉弁時流入空気量Ｍｃを算出する。吸気弁モデルＭ４４は、吸気弁モデルＭ２６とは、入力パラメータが相違するものの、入力パラメータに基づき出力パラメータを算出する処理自体は同様の処理を実行する部分である。

閉弁時流入空気量Ｍｃは、所定期間だけ未来において燃焼室２４に吸入されている空気量の予測値となっている。これは、スロットルバルブ１４が遅延開口度ＴＡｒに制御されている一方、閉弁時流入空気量Ｍｃがスロットルバルブ１４の開口度が目標開口度ＴＡ＊から予測される実際の開口度に応じた値であるからである。

噴射処理部Ｍ４６は、閉弁時流入空気量Ｍｃ、吸気位相差ＤＩＮ、回転速度ＮＥおよび吸気圧Ｐｍを取り込み、ポート噴射弁１６や筒内噴射弁２６を操作する。噴射処理部Ｍ４６は、内燃機関１０の動作点に応じて、燃焼室２４において燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値（たとえば理論空燃比）に制御するための燃料量を、ポート噴射弁１６および筒内噴射弁２６に適宜割り振って燃料噴射制御を実行する。

図３に、本実施形態にかかる噴射量の割り振り設定を示す。図３に示すように、本実施形態では、負荷率ＫＬが規定値以下の領域においては、ポート噴射弁１６による燃料噴射であるポート噴射（図中、ＰＳと表記）のみを実行する一方、負荷率ＫＬが上記規定値よりも大きい所定値以上の領域においては、筒内噴射弁２６による燃料噴射である筒内噴射（図中、ＤＳと表記）のみを実行する。ただし、規定値および所定値は、ともに回転速度ＮＥが高いほど小さい値に設定されている。これに対し、負荷率ＫＬが規定値よりも大きく所定値よりも小さい領域においては、ポート噴射と筒内噴射との双方を実行する。

本実施形態では、ポート噴射を、吸気バルブ１８が開弁する前に実行する。これは、燃焼室２４内における混合気中の燃料と空気との混合度合を高めることを狙ったものである。噴射量の割り振り設定は、ポート噴射が混合気の混合度合を高めやすいメリットを有することと、筒内噴射が気化潜熱により燃焼室２４内の冷却効果を高めることによって充填効率を高めやすいメリットを有することとに鑑みて最適化されている。

図４（ａ）に、ポート噴射と筒内噴射とを１度ずつ実行する例を示し、図４（ｂ）に、筒内噴射を３度実行する例を示す。本実施形態では、１燃焼サイクルの間に１つの気筒において最大３回の燃料噴射を実行する。なお、噴射回数や噴射開始時期ａｉｎｊは、内燃機関１０の動作点に基づき可変設定される。また、図４に示すように、本実施形態では、ＣＰＵ６２により、吸気閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣよりも遅角側となり、且つその遅角量が大きく可変設定される。これは、特に負荷率ＫＬが小さい領域において、ポンピングロスを低減すべくスロットルバルブ１４の開口度を極力大きくするための設定である。

図５に、噴射処理部Ｍ４６が実行する燃料噴射制御の処理手順を示す。図５に示す処理は、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムをＣＰＵ６２が実行することにより実現される。なお、図５に示す処理は、内燃機関１０の気筒毎に１燃焼サイクルに１回ずつ、燃料噴射の開始よりも前に実行される。また、以下では、先頭に「Ｓ」を付与した数字によってステップ番号を表現する。

図５に示す一連の処理において、ＣＰＵ６２は、まず後述の吹き戻し補正量ΔＱを用いた噴射量の補正処理の実行条件が成立するか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで、実行条件は、回転速度ＮＥが所定速度以下である旨の条件（ｃｏｎ１）と、燃料噴射が実行されている旨の条件（ｃｏｎ２）との論理積が真である旨の条件とする。ここで、条件（ｃｏｎ１）は、吸気閉弁時期ＩＶＣが下死点ＢＤＣよりも遅角側とされることに起因して吸気バルブ１８が閉弁する前に吸気通路１２に吹き戻される空気量が、回転速度ＮＥが高い場合には低い場合と比較して少なくなることと、演算負荷を低減する狙いとによって設けられたものである。ＣＰＵ６２は、実行条件が成立すると判定する場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、圧縮上死点が１つ前に出現する気筒における図５の処理において実行条件が成立していたか否かを判定する（Ｓ１２）。ＣＰＵ６２は、成立していたと判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、吸気バルブ１８の開弁時に燃焼室２４に一旦流入した空気のうち吸気閉弁時期ＩＶＣよりも前に吸気通路１２に吹き戻された空気の量である吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）を算出する（Ｓ１４）。なお、変数「ｎ」は、図５に示す一連の処理の実行時における最新の燃焼サイクルにおける値であることを示す。これに対し、たとえば変数「ｎ−１」は、１つ前の燃焼サイクルの値であることを示す。

ＣＰＵ６２は、吸気バルブ１８の吸気閉弁時期ＩＶＣと、回転速度ＮＥと、吸気圧Ｐｍとに基づき、吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）を算出する。これは、入力パラメータとしての吸気閉弁時期ＩＶＣ、回転速度ＮＥ、および吸気圧Ｐｍと、出力パラメータとしての吹き戻し空気量Ｇｒとの関係を定めたマップデータを予めＲＯＭ６４に記憶しておき、ＣＰＵ６２がマップ演算を実行することにより実行される。ここで、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。またマップ演算は、たとえば、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とし、一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。

図６に、マップデータが示す傾向を模式的に示す。図６に示すように、吹き戻し空気量Ｇｒは、吸気閉弁時期ＩＶＣが遅角側である場合に進角側である場合と比較して大きい値となる。また、吹き戻し空気量Ｇｒは、回転速度ＮＥが高い場合と比較して低い場合に大きい値となる。さらに、吹き戻し空気量Ｇｒは、吸気圧Ｐｍが高い場合に低い場合よりも大きい値となる。なお、Ｓ１４の処理における入力となる吸気圧Ｐｍは、対象とする気筒において吸気バルブ１８が閉弁するタイミングに最も近いタイミングにおける値とする。これは、図２に示した処理によって吸気圧Ｐｍが所定期間先の値として算出されることにより可能となっている。また、吸気閉弁時期ＩＶＣは、吸気位相差ＤＩＮによって一義的に定まる値であり、ＣＰＵ６２は、吸気位相差ＤＩＮに基づき吸気閉弁時期ＩＶＣを算出する。

図５に戻り、ＣＰＵ６２は、以下の式（ｃ１）を用いて、１燃焼サイクルにおいて燃焼室２４に流入する空気量の最大値である最大空気量Ｇｍ（ｎ）を算出する（Ｓ１６）。
Ｇｍ（ｎ）＝Ｇｒ（ｎ）＋Ｍｃ（ｎ） …（ｃ１）

なお、ここで用いる閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）は、該当する気筒において吸気バルブ１８が閉弁されたときに燃焼室２４に流入したままとなっている空気量の予測値である。これは、図２に示した処理によって閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）が所定期間先の値として算出されることにより可能となっている。
次にＣＰＵ６２は、最大空気量Ｇｍ（ｎ）に基づき、以下の式（ｃ２）を用いて第１燃料量Ｑ１を算出する（Ｓ１８）。
Ｑ１（ｎ）＝Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・Ｋｃ（ｎ） …（ｃ２）

ここで、換算係数Ｋｑは、空気量に乗算することによりその空気量の空気と燃料との混合気の空燃比を目標空燃比とするうえで必要な燃料量に換算するための値である。一方、補正係数Ｋｃは、１燃焼サイクル中に１つの気筒において噴射される燃料の噴射割合ｅｋｆ（ｉ）（ｉ＝１〜３）と、対応する燃料噴射の噴射開始時期ａｉｎｊに応じた補正係数である噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊ（ｉ）との積の和である。ここで、たとえば１燃焼サイクルにおいてポート噴射を１度のみ実行する場合、第１回目の噴射割合ｅｋｆ（１）が「１」であり、第２回目および第３回目の噴射割合ｅｋｆ（２），ｅｋｆ（３）が「０」である。これに対し、図４（ｂ）に例示したように、１燃焼サイクルにおいて筒内噴射が３回実行される場合、第１回目の噴射割合ｅｋｆ（１）、第２回目の噴射割合ｅｋｆ（２）および第３回目の噴射割合ｅｋｆ（３）のそれぞれが、「０」よりも大きく「１」よりも小さい値であって、それぞれの噴射の割合に応じた値となる。なお、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊ（ｉ）については、Ｓ２４の処理の説明に併せて説明する。
次に、ＣＰＵ６２は、閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）に基づき、以下の式（ｃ３）を用いて第２燃料量Ｑ２（ｎ）を算出する（Ｓ２０）。
Ｑ２（ｎ）＝Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ・Ｋｃ（ｎ） …（ｃ３）
次に、ＣＰＵ６２は、以下の式（ｃ４）を用いて吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）を算出する（Ｓ２２）。
Ｑｒ（ｎ）＝Ｑ１（ｎ）・｛Ｇｒ（ｎ）／Ｇｍ（ｎ）｝ …（ｃ４）
そして、ＣＰＵ６２は、以下の式（ｃ５）によって、吹き戻し補正量ΔＱを算出する（Ｓ２４）。
ΔＱ（ｎ）＝Ｑ１（ｎ）−｛Ｑ２（ｎ）＋Ｑｒ（ｎ−１）｝ …（ｃ５）

吹き戻し補正量ΔＱは、閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）の空気と燃料との混合気の空燃比を目標値とするうえで、「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ」の燃料を噴射したのでは吹き戻し現象に起因して過不足が生じる場合に、過不足を低減するための補正量である。ここで、燃料対象となる混合気中の空気量である閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）に応じた燃料量である「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ」の燃料量を吹き戻し補正量ΔＱを用いて補正する技術的意義について詳述する。

本実施形態では、所定の条件下、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御することにより、燃焼室２４内の混合気の一部が吸気閉弁時期ＩＶＣ前に吸気通路１２に吹き戻されたとしても、燃焼室２４内において燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値とすることができることに着目する。この着目点に関する最も簡単な例は、全ての燃料が吸気バルブ１８の開弁前にポート噴射弁１６から一度に噴射され、燃焼室２４内に吸入される混合気において空気と燃料とが均質となっているとみなせる場合である。この場合、ポート噴射弁１６によって燃焼室２４内に一旦は流入する混合気の空燃比を目標値とするように燃料噴射がなされるなら、燃焼室２４内に流入した混合気の一部が吸気閉弁時期ＩＶＣ前に吹き戻されたとしても燃焼室２４内の混合気の空燃比は目標値となっている。この場合、閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値とするうえで「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ」の量の燃料の過不足分を、補正係数Ｋｃを「１」とした場合の吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）によって補正することができる。すなわち、この場合、上記の式（ｃ２）から、第１燃料量Ｑ１（ｎ）が「Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ」となり、上記の式（ｃ３）から、第２燃料量Ｑ２（ｎ）が「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ」となる。このため、吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ−１）がゼロであるなら、吹き戻し補正量ΔＱは、上記の式（ｃ５）より「Ｑ１（ｎ）−Ｑ２（ｎ）」となり、これは、「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ」によっては、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御するうえで必要な燃料に対して不足する量となる。そして、１つ前の燃料サイクルにおいて吸気通路１２に吹き戻された混合気中の燃料量が今回の燃焼サイクルにおいて燃焼室２４に流入することを考慮するなら、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御するうえで必要な燃料を燃焼室２４に供給するうえで必要な補正量は、上記の式（ｃ５）にて求めた値となる。

一方、上述したように、本実施形態では、１燃焼サイクル中に１つの気筒において複数回の燃料噴射を実行することがあり、しかもその場合、図４（ｂ）に例示するように、吸気閉弁時期ＩＶＣ以降に燃料が噴射される場合もありうる。その場合、吸気閉弁時期ＩＶＣ以降に噴射される燃料については、吹き戻しに関係しない。このため、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御するうえで必要な燃料を燃焼室２４に供給するように複数回の燃料噴射の全てを実行する代わりに、吸気閉弁時期ＩＶＣ前に限って、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御する処理と同等の処理を実行すればよい。

ここで、この概念を、吸気バルブ１８の開弁前にポート噴射を１回実行し、吸気閉弁時期ＩＶＣの後に筒内噴射を１回実行する仮想事例を用いて説明する。この場合、第１回目の噴射であるポート噴射の噴射割合ｅｋｆ（１）と、第２回目の噴射である筒内噴射の噴射割合ｅｋｆ（２）とがゼロではなく、第３回目の噴射割合ｅｋｆ（３）は、ゼロである。ここで、まず前回の吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ−１）を無視して議論を進める。この場合、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御するうえで必要な燃料を燃焼室２４に供給するように燃料噴射をするうえでは、第１回目に、「Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）」の燃料を噴射し、第２回目に「Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（２）」の燃料を噴射することとなる。しかし、第１回目の燃料噴射が実行された後の吸気閉弁時期ＩＶＣにおいて、燃焼室２４内の空気量は、閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）となっている。そして、噴射された「Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）」の量の燃料のうち、吸気閉弁時期ＩＶＣにおいて燃焼室２４内に残っている燃料の割合は、「Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）」の量の燃料と最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気とが均一に混ざっているとみなせる場合、「Ｍｃ（ｎ）／Ｇｍ（ｎ）」となる。このため、燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値に制御する上では、吸気閉弁時期ＩＶＣにおいて燃焼室２４内に残っている燃料の量は、「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）」となっている。このため、第２回目の燃料噴射においては、「Ｍｃ（２）・Ｋｑ・ｅｋｆ（２）」の燃料を噴射すればよい。

一方、「Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）」の量の燃料と最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気とが均一に混ざっているとみなせる場合、吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）は、「Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）」の「Ｇｒ（ｎ）／Ｇｍ（ｎ）」倍、すなわち、「｛Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）｝・Ｇｒ（ｎ）／Ｇｍ（ｎ）」となる。ここには、２度目の噴射量に関する情報が用いられていない。これは、Ｓ１８の処理において採用した噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを、ポート噴射については「１」とし、吸気閉弁時期ＩＶＣ以降の筒内噴射については「０」とすることで表現可能である。

次に、図４（ｂ）の第２番目の燃料噴射によって例示したように、吸気バルブ１８の開弁期間のうち下死点よりも遅角側の期間を含むような燃料噴射の場合について考察する。この場合、噴射された燃料のうち吹き戻し燃料量Ｑｒに寄与する割合を、「Ｇｒ（ｎ）／Ｇｍ（ｎ）」としたのでは精度が低下する懸念がある。これは、噴射時期が遅いほど吸気通路１２に吹き戻されにくくなるからである。そこでこうした現象を、Ｓ１８の処理において採用した噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊの値を「０」よりも大きく「１」よりも小さい値として表現する。なお、この場合、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊは、噴射された燃料のうち吹き戻し燃料量Ｑｒに寄与する割合を厳密に定めるものではなく、吹き戻し補正量ΔＱが空燃比を高精度に制御できる値に適合されている。すなわち、この場合には、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御することにより、燃焼室２４内の混合気の一部が吸気閉弁時期ＩＶＣ前に吸気通路１２に吹き戻された場合に燃焼室２４内において燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値とすることができる上記所定の条件が厳密には成立しない。

本実施形態において、ＣＰＵ６２は、筒内噴射の噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを、噴射開始時期ａｉｎｊ、吸気閉弁時期ＩＶＣ、および回転速度ＮＥに基づき算出する。詳しくは、入力パラメータとしての噴射開始時期ａｉｎｊ、吸気閉弁時期ＩＶＣ、および回転速度ＮＥと、出力パラメータとしての噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊとの関係を定めたマップデータをＲＯＭ６４に記憶しておき、ＣＰＵ６２は、マップデータに基づき噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊをマップ演算する。

図７に、本実施形態にかかるマップデータの傾向を模式的に示す。図７に示すように、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊは、噴射開始時期ａｉｎｊが所定量以上進角側である場合に「１」となり、遅角側の値となるほど小さい値となり、ある程度遅角側となることにより「０」となる。また、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊは、回転速度ＮＥが低い場合に高い場合よりも大きい値となる。
なお、上記（ｃ５）は、上記の式（ｃ１）〜（ｃ４）によれば、以下の式（ｃ６）に変形できる。
ΔＱ（ｎ）
＝Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・Ｋｃ（ｎ）−Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ・Ｋｃ（ｎ）−Ｑｒ（ｎ−１）
＝Ｇｒ（ｎ）・Ｋｑ・Ｋｃ（ｎ）−Ｑｒ（ｎ−１）
＝Ｇｍ（ｎ）・Ｋｑ・Ｋｃ（ｎ）・Ｇｒ（ｎ）／Ｇｍ（ｎ）−Ｑｒ（ｎ−１）
＝Ｑｒ（ｎ）−Ｑｒ（ｎ−１） …（ｃ６）

上記の式（ｃ６）によれば、吹き戻し補正量ΔＱは、上記所定の条件下、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御するうえで必要な燃料を燃焼室２４に供給すると仮定した場合に吸気通路１２に吹き戻される混合気中の燃料量の変化量となる。

図５に戻り、ＣＰＵ６２は、Ｓ２４の処理が完了する場合、今回のＳ２４の処理によって算出した吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）と、前回の吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ−１）との指数移動平均処理値を、最終的な吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）として採用する（Ｓ２６）。具体的には、指数移動平均処理値として、今回のＳ２４の処理によって算出した吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）と前回の吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ−１）との和の「１／２」を用いる。これは、上記の式（ｃ４）を満たす吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）が次の燃焼サイクルにおいて全て燃焼室２４に流入することができるのは定常状態であり、過渡時には吹き戻し空気量Ｇｒの変化等に起因した吹き戻し燃料量Ｑｒの変化等が後のサイクルにまで残ると推察されることを考慮したものである。

ＣＰＵ６２は、第１番目の噴射量指令値Ｑ＊（１）、第２番目の噴射量指令値Ｑ＊（２）および第３番目の噴射量指令値Ｑ＊（３）を算出する（Ｓ２８）。ここで、ＣＰＵ６２は、第２番目の噴射量指令値Ｑ＊（２）と第３番目の噴射量指令値Ｑ＊（３）とのそれぞれを、「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（ｊ）：ｊ＝２，３」とする。一方、ＣＰＵ６２は、第１番目の噴射量指令値Ｑ＊（１）を、「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）＋ΔＱ（ｎ）」とする。ここで、第１番目の噴射量指令値Ｑ＊（１）の算出に吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）を用いたのは、吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）が、吸気閉弁時期ＩＶＣ前に限って、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値に制御する処理を実行するうえでの不足量であるからである。

そしてＣＰＵ６２は、噴射量指令値Ｑ＊（１），Ｑ＊（２），Ｑ＊（３）のそれぞれに基づき、ポート噴射弁１６および筒内噴射弁２６のうちの該当するものを操作する（Ｓ３０）。

一方、ＣＰＵ６２は、Ｓ１０において否定判定する場合、吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）をゼロとする（Ｓ３２）。そして、ＣＰＵ６２は、吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ−１）を「０」とし（Ｓ３４）、Ｓ２８の処理に移行する。

また、ＣＰＵ６２は、Ｓ１２の処理において否定判定する場合、Ｓ３６〜Ｓ４４の処理において、Ｓ１４〜Ｓ２２の処理のそれぞれに対応する処理を実行する。そして、ＣＰＵ６２は、この処理を実行している気筒とは別の気筒の前回の燃焼サイクルにおける吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ−１）に、Ｓ４４の処理において算出した値を代入する（Ｓ４４）。この処理は、Ｓ４４の処理によって算出した値を、他の気筒における前回の吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ−１）とみなす処理である。すなわち、Ｓ４４の処理が実行される時点では、いずれの気筒においても、吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）が算出されていないため、次の燃焼サイクルまで吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）を利用できない。しかし、Ｓ４６の処理を実行することによって、実行条件が成立した最初の気筒に限って吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）が利用できないこととなり、それ以降の気筒においては吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）を利用することができる。

ＣＰＵ６２は、Ｓ４６の処理が完了する場合、吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）をゼロとし（Ｓ３４）、Ｓ２８の処理に移行する。なお、ＣＰＵ６２は、Ｓ３０の処理が完了する場合、図５に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、図５に示す一連の処理が一旦終了されることにより、変数ｎが付与されたパラメータは、変数ｎ−１が付与されたパラメータとなる。
ここで本実施形態の作用を説明する。

図８（ａ）は、吹き戻し補正量ΔＱによる補正を実行しない本実施形態の比較例の、また図８（ｂ）は、本実施形態の、回転速度ＮＥ、吸気閉弁時期ＩＶＣ、吸入空気量ＡＦＭ、吹き戻し燃料量Ｑｒ、吹き戻し補正量ΔＱ、および空燃比Ａ／Ｆの推移を示す。なお、図８には、排気閉弁時期ＥＶＣを併記している。図８（ａ）に示すように、比較例においては、吸気閉弁時期ＩＶＣが変化することに起因して空燃比Ａ／Ｆが大きく変動しているが、図８（ｂ）に示すように、本実施形態では、吸気閉弁時期ＩＶＣが変化することに起因した空燃比Ａ／Ｆの変動が抑制されている。なお、図８では、吸気閉弁時期ＩＶＣが変化しても噴射の方式自体はほとんど変化しないものとしている。換言すれば、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊの変化が無視できるものとなっている。

ここで比較例において吸気閉弁時期ＩＶＣが変化することに起因して空燃比Ａ／Ｆが大きく変動する理由を図９を用いて説明する。なお、図９において、ピストン２２は下死点に位置する。

図９（ａ）は、吸気閉弁時期ＩＶＣが変化しない定常状態を示す。この場合、前回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ−１）と今回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）とが一致する。ここで、燃料噴射の仕方にも変化がないならば、吹き戻し空気量Ｇｒが変化しないなら、吹き戻し燃料量も変化しない。このため、吹き戻し補正量ΔＱを用いることなく、閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）に応じた燃料量「Ｍｃ（ｎ）・Ｆｑ」の燃料を噴射するのみで、空燃比を目標値に制御することができる。

図９（ｂ）は、吸気閉弁時期ＩＶＣが遅角することによって、前回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ−１）に対して今回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）が増加した場合を示す。この場合、前回の吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ−１）よりも今回の吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）が増加するため、閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）に応じた燃料量「Ｍｃ（ｎ）・Ｆｑ」の燃料を噴射するのみでは、燃焼対象となる混合気の空燃比がリーンとなる。

図９（ｃ）は、吸気閉弁時期ＩＶＣが進角することによって、前回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ−１）に対して今回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）が減少した場合を示す。この場合、前回の吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ−１）よりも今回の吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）が減少するため、閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）に応じた燃料量「Ｍｃ（ｎ）・Ｆｑ」の燃料を噴射すると、燃焼対象となる混合気の空燃比がリッチとなる。

これに対し、本実施形態により吸気閉弁時期ＩＶＣが変化することに起因した空燃比Ａ／Ｆの変動が抑制される理由は、吹き戻し空気量が増加することを条件に「Ｍｃ（ｎ）・Ｆｑ」に対し増量した燃料を噴射させ、吹き戻し空気量が減少することを条件に、「Ｍｃ（ｎ）・Ｆｑ」に対し減量した燃料を噴射させるためである。すなわち、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊが変化しないとみなせる場合、補正係数Ｋｃが変化しないとみなせることから、「Ｋｃ（ｎ）＝Ｋｃ（ｎ−１）＝Ｋｃ」として、吹き戻し補正量ΔＱは、上記の式（ｃ６）によれば、以下の式（ｃ７）となる。
ΔＱ（ｎ）
＝Ｋｑ・Ｋｃ・Ｇｒ（ｎ）−Ｋｑ・Ｋｃ・Ｇｒ（ｎ−１）
＝Ｋｑ・Ｋｃ・｛Ｇｒ（ｎ）−Ｇｒ（ｎ−１）｝ …（ｃ７）

上記の式（ｃ７）によれば、吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）が前回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ−１）に対して増加する場合に吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）が正となり、吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）が前回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ−１）に対して減少する場合に吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）が負となる。なお、吹き戻し空気量の増加、減少と吹き戻し補正量ΔＱの符号との関係自体は、燃料噴射の仕方が大きく変化しないなら成立し得る。

図１０（ａ）は、吹き戻し補正量ΔＱによる補正を実行しない本実施形態の比較例の、また図１０（ｂ）は、本実施形態の、回転速度ＮＥ、吸気閉弁時期ＩＶＣ、吸入空気量ＡＦＭ、吹き戻し燃料量Ｑｒ、吹き戻し補正量ΔＱ、および空燃比Ａ／Ｆの推移を示す。図１０（ａ）に示すように、比較例においては、吸入空気量ＡＦＭが変化することに起因して空燃比Ａ／Ｆが大きく変動しているが、図１０（ｂ）に示すように、本実施形態では、吸入空気量ＡＦＭが変化することに起因した空燃比Ａ／Ｆの変動が抑制されている。なお、図１０では、吸入空気量ＡＦＭが変化しても噴射の方式自体は変化しないものとしている。

図１０に示す例では、吸気閉弁時期ＩＶＣは変化していないが吸入空気量ＡＦＭが変化することによって、吹き戻し空気量Ｇｒが変化し、これが吹き戻し燃料量Ｑｒの変化となっている。このため、比較例において空燃比Ａ／Ｆが大きく変動する理由や、本実施形態では空燃比Ａ／Ｆの変動が抑制できる理由は、図９を用いて説明した理由と同様である。

図１１（ａ）は、吹き戻し補正量ΔＱによる補正を実行しない本実施形態の比較例の、また図１１（ｂ）は、本実施形態の、回転速度ＮＥ、吸気閉弁時期ＩＶＣ、吸入空気量ＡＦＭ、筒内噴射弁２６の噴射開始時期ａｉｎｊ、吹き戻し燃料量Ｑｒ、吹き戻し補正量ΔＱ、および空燃比Ａ／Ｆの推移を示す。

図１１に示す例では、吸気閉弁時期ＩＶＣおよび吸入空気量ＡＦＭともに変化させず筒内噴射弁２６の噴射開始時期ａｉｎｊを変化させることによって、比較例においては空燃比Ａ／Ｆが大きく変動しているが、本実施形態では空燃比Ａ／Ｆの変動が抑制されている。ここで、筒内噴射弁２６の噴射開始時期ａｉｎｊが変化することによって吹き戻し燃料量Ｑｒが変化している。これは、本実施形態では、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを用いることにより、吹き戻し燃料量Ｑｒの算出に取り入れられている。
すなわち、「Ｇｒ（ｎ）＝Ｇｒ（ｎ−１）」とする場合、吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）は、上記の式（ｃ６）によれば、以下の式（ｃ８）に変形できる。
ΔＱ（ｎ）＝Ｇｒ（ｎ）・Ｋｑ・｛Ｋｃ（ｎ）−Ｋｃ（ｎ−１）｝ …（ｃ８）

ここで、補正係数Ｋｃは、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊに基づき設定されている。たとえば、噴射回数が１回である場合、補正係数Ｋｃは、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊに等しい。そして、噴射開始時期が遅角される場合、図７に示したように噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊが小さくなるため、「Ｋｃ（ｎ）＜Ｋｃ（ｎ−１）」となる。これは、吹き戻し燃料量Ｑｒが減少することを意味する一方、上記の式（ｃ７）によれば、この場合、吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）が負となっている。このため、吹き戻し燃料量Ｑｒの変化を吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）によって補償することができる。

なお、噴射開始時期ａｉｎｊは、吹き戻し空気量Ｇｒの変化量が同一であっても、吹き戻し補正量ΔＱの大きさ（絶対値）を変化させうるパラメータである。すなわち、筒内噴射弁２６の噴射開始時期が遅い場合には早い場合よりも噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊが小さい値となることから、第１燃料量Ｑ１も小さい値となり、吹き戻し燃料量Ｑｒも小さい値となる。このため、上記の式（ｃ７）によれば、吹き戻し空気量Ｇｒの変化量が同一であっても、噴射開始時期が遅い場合には早い場合よりも吹き戻し補正量ΔＱの大きさが小さい値となる。
以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する効果が得られる。

（１）吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）を、指数移動平均処理値とした。これにより、吹き戻し空気量が変化する過渡時の影響が、変化が生じた燃焼サイクルよりも後の燃焼サイクルにおいても及ぶことがあることに対処することができる。

（２）今回の吹き戻し燃料量として、閉弁時流入空気量Ｍｃ（ｎ）に応じた燃料量の燃料を噴射をしたとした場合の吹き戻し燃料量とする代わりに、上記所定の条件下、最大空気量Ｇｍ（ｎ）の空気と燃料との混合気を目標値とすべく燃料を噴射すると仮定した場合の吹き戻し燃料量とした。これにより、吹き戻される混合気中の燃料量が吹き戻し補正量ΔＱの影響で想定した値からずれることを抑制することができる。

（３）筒内噴射弁２６による燃料噴射の噴射開始時期ａｉｎｊに応じて噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを可変設定した。これにより、噴射開始時期ａｉｎｊが遅い場合には早い場合よりも吸気通路１２に吹き戻されることなく燃焼室２４内に留まる燃料量が多くなる傾向を考慮して吹き戻し燃料量Ｑｒを算出することができる。しかも、吹き戻し空気量Ｇｒを算出し、これに基づき吹き戻し燃料量Ｑｒを算出することにより、吹き戻し空気量Ｇｒを算出することなく、吹き戻し空気量Ｇｒを算出するために用いたパラメータと噴射開始時期ａｉｎｊとに基づき吹き戻し燃料量Ｑｒを算出する場合よりも、適合工数を低減しやすい。これは、後者の場合、入力パラメータが、吸気圧Ｐｍ、吸気閉弁時期ＩＶＣ、回転速度ＮＥおよび噴射開始時期ａｉｎｊの４次元となるため、たとえばマップデータを作成する場合、そのデータ量が本実施形態よりも多くなるためである。すなわち、本実施形態では、吹き戻し空気量Ｇｒを算出するマップデータと、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを算出するマップデータとの２つの３次元のマップデータのデータ量となり、これは一般に、４次元のマップデータのデータ量よりも少ない。さらに、吹き戻し空気量Ｇｒが吹き戻し燃料量Ｑｒと強い正の相関を有するパラメータであることから、吹き戻し空気量Ｇｒを用いることにより吹き戻し補正量ΔＱとしていかなる値が得られるかの見通しが立てやすい。

（４）１つの気筒で１燃焼サイクルの間に複数回の燃料噴射がなされる場合、第１番目の噴射量指令値Ｑ＊（１）を、吹き戻し補正量ΔＱに基づき算出した。これにより、吹き戻し燃料量の過不足を適切に補償することができる。
（５）回転速度ＮＥが規定速度以下であることを条件に、吹き戻し補正量ΔＱを利用した燃料噴射を実行した。ここで、回転速度ＮＥが高い場合には低い場合と比較して吹き戻し燃料量が少なくなるため、演算負荷の抑制と空燃比の制御精度の低下の抑制との好適な両立を図ることができる。

（６）吹き戻し補正量ΔＱを用いた燃料噴射を開始する場合、最初に吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）を算出した気筒の次の気筒における前回の吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ−１）として、最初に算出された吹き戻し燃料量Ｑｒ（ｎ）を代用することにより、代用しない場合と比較して、次の気筒の空燃比の制御性を高めることができる。
＜対応関係＞

上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１］吹き戻し空気量算出処理は、Ｓ１４，Ｓ３６の処理に対応し、操作処理は、Ｓ１６〜Ｓ３０の処理に対応する。また、「吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量」は、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊの前回値と今回値とが一致している場合には「Ｍｃ（ｎ）・Ｋｑ・ｅｋｆ（１）」に対応する。［２］「燃料噴射弁の燃料噴射開始時期に応じて可変設定」する処理は、補正係数Ｋｃを、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊに基づき設定する処理に対応する。［３］「次の燃焼サイクルの後においても増量または減量した燃料を噴射させる」処理は、Ｓ２６の処理に対応する。［４］バルブ特性可変装置は、吸気側ＶＶＴ４４に対応する。［５］過不足算出処理は、Ｓ２４の処理に対応する。［６］「最初の燃料噴射の噴射量を増量または減量する処理」は、Ｓ２８の処理のうち、第１番目の噴射量指令値Ｑ＊（１）を吹き戻し補正量ΔＱに基づき算出する処理に対応する。
＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「最大空気量算出処理について」

上記実施形態では、吹き戻し空気量Ｇｒと閉弁時流入空気量Ｍｃとに基づき最大空気量Ｇｍを算出したが、これに限らない。たとえば気体の状態方程式を用いて最大空気量Ｇｍを算出してもよい。すなわち、たとえば、ＢＤＣ時における燃焼室２４内の容積Ｖｍ、気体定数Ｒ、分子量Ｍ（ｇ／ｍｏｌ）、筒内温度Ｔｍを用いて、以下の式（ｃ９）にて算出してもよい。
Ｇｍ＝｛（Ｐｍ・Ｖｍ）／（Ｒ・Ｔｍ）｝・Ｍ・｛ＮＥ／（６０・２）｝ …（ｃ９）

ここで、筒内温度Ｔｍとして、冷却水温を代用することができる。なお、上記において容積Ｖｍを、ＢＤＣ時における燃焼室２４内の容積からＴＤＣ時における燃焼室２４内の容積を引いた値としてもよい。

もっとも、最大空気量Ｇｍを、ＢＤＣ時の空気量とすることは必須ではない。たとえば、吸気バルブ１８の閉弁時における流入空気量の最大値を最大空気量Ｇｍとみなしてもよい。詳しくは、最大値を、たとえば、回転速度ＮＥを様々に設定し、且つ吸気位相差ＤＩＮを様々に設定した際の吸気圧Ｐｍ毎の最大値とすればよい。またたとえば、最大値を、吸気位相差ＤＩＮを様々に設定した際の回転速度および吸気圧Ｐｍ毎の最大値としてもよい。
・「吹き戻し空気量算出処理について」

上記実施形態では、吹き戻し空気量Ｇｒを算出するための入力パラメータのうち閉弁時期を定める吸気バルブのバルブ特性を示すパラメータとして、吸気閉弁時期ＩＶＣを用いたが、これに限らない。たとえば、吸気位相差ＤＩＮを用いてもよい。またたとえば、下記「バルブ特性可変装置について」の欄に記載したように、リフト量を可変とするものにあっては、リフト量を入力パラメータとしてもよい。

たとえば、上記「最大空気量算出処理について」の欄に記載したように、最大空気量Ｇｍを、吹き戻し空気量Ｇｒを用いることなく算出する場合には、吹き戻し空気量Ｇｒを、最大空気量Ｇｍと閉弁時流入空気量Ｍｃとの差としてもよい。

なお、下記「バルブ特性可変装置について」の欄に記載したように、バルブ特性可変装置を備えない場合、吹き戻し空気量Ｇｒの算出に吸気バルブの特性を示すパラメータは必要ない。また、たとえば、シリーズハイブリッド車に搭載される内燃機関等、その回転速度の取りうる領域を制限する制御が可能である等、回転速度ＮＥによる依存性が小さくなる設定がなされる場合においては、回転速度ＮＥを吹き戻し空気量Ｇｒの算出に用いなくてもよい。

吹き戻し空気量算出処理の入力パラメータとしては、吸気圧のみか、吸気圧に、閉弁時期を定める吸気バルブのバルブ特性を示すパラメータおよび回転速度ＮＥの少なくとも一方を含めたものに限らず、たとえばさらに、吸気温を含めてもよい。なお、吸気温は吸気温センサを備えてその検出値を用いればよい。

吹き戻し空気量算出処理としては、吸気圧に基づくものに限らない。たとえば、スロットルバルブ１４の開口度ＴＡまたは予測開口度ＴＡｅと、吸気位相差ＤＩＮと、回転速度ＮＥとに基づき算出してもよい。これは、開口度ＴＡまたは予測開口度ＴＡｅと、吸気位相差ＤＩＮと、回転速度ＮＥとを入力パラメータとし、吹き戻し空気量Ｇｒを出力パラメータとするマップデータをＲＯＭ６４に記憶しておくことにより実現できる。

なお、吹き戻し空気量算出処理としては、ＲＯＭ６４に記憶されたマップデータを用いるものに限らず、たとえば入力パラメータを独立変数とし出力パラメータを従属変数とする関数データをＲＯＭ６４に記憶しておき、この関数データを用いるものであってもよい。
・「過不足算出処理について」

吸気バルブが閉弁するまでに吹き戻される混合気中の燃料量Ｑｒを算出することは必須ではない。たとえば、ポート噴射弁１６のみから燃料を噴射する場合であって吸気バルブ１８が開弁する前に燃料噴射を完了する場合等、上記噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを「１」とみなせる場合には、次のようにしてもよい。すなわち、上記（ｃ７）に基づき、今回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）と前回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ−１）との差に換算係数Ｋｑを乗算した値を、吹き戻し補正量ΔＱとしてもよい。これは、吹き戻し燃料量Ｑｒのみならず、最大空気量Ｇｍや、第１燃料量Ｑ１、第２燃料量Ｑ２についても算出することなく吹き戻し補正量ΔＱを算出する例である。
・「吸気圧の取得手法について」

吹き戻し空気量Ｇｒ等を算出する上で利用する吸気圧としては、図２に例示したモデル（エアモデル）から予測された値に限らない。たとえば、アクセル操作量ＡＣＣＰに応じて閉弁時流入空気量Ｍｃの目標値である目標流入空気量を設定し、目標流入空気量に応じて上記エアモデルの逆モデル（逆エアモデル）から目標開口度ＴＡ＊を算出することとし、逆エアモデルにおいて算出される吸気圧である吸気圧Ｐｍの目標値を用いてもよい。ただし、この場合、応答遅れを考慮して吸気圧Ｐｍの目標値をローパスフィルタ処理にした値とすることが望ましい。またたとえば、吸気圧センサを備えてその検出値を用いてもよい。この場合、検出値にローパスフィルタ処理を施したものを用いてもよく、これにより、脈動成分を抑制した値を用いることが可能となる。
・「燃焼対象となる混合気中の空気量について」

上記実施形態では、１の気筒において１燃焼サイクルに１度、燃焼対象となる混合気中の空気量としての閉弁時流入空気量Ｍｃを算出したが、これに限らない。たとえば、１つの気筒において、「７２０°ＣＡ」よりも短い周期で閉弁時流入空気量Ｍｃを逐次算出してもよい。この場合、たとえば１燃焼サイクルにおいて１つの気筒で複数回の燃料噴射を実行する場合、１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射とで、互いに異なるタイミングにおいて算出された閉弁時流入空気量Ｍｃを用いて噴射量を算出してもよい。

燃焼対象となる混合気中の空気量としては、エアモデルを用いて算出されるものに限らない。たとえば、上記「吸気圧の取得手法について」の欄に記載したように、逆エアモデルを用いるものの場合、目標流入空気量としてもよい。またたとえば吸気圧センサを備えるものにおいて、その検出値と回転速度ＮＥと吸気位相差ＤＩＮとを入力パラメータとし、燃焼対象となる混合気中の空気量を出力パラメータとするマップデータまたは関数データを用いて算出してもよい。
・「噴射時期補正係数について」

上記実施形態では、筒内噴射弁２６を用いる場合に限って、「１」とは異なる噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを設定したが、これに限らない。たとえばポート噴射弁１６を用いる場合であっても、その噴射時期が吸気バルブ１８の開弁期間に重なる場合などには、「１」とは異なる噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを設定してもよい。ただし、この場合、噴射時期が遅角されるほど、噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊを「１」よりも大きい値に設定する。
・「操作処理について」

上記実施形態では、吹き戻し補正量ΔＱによる補正対象を、最初の燃料噴射としたがこれに限らない。たとえば、最初の燃料噴射と２回目以降の燃料噴射とで噴射時期補正係数ｅｋａｉｎｊがゼロよりも大きい同一の値である場合、２回目以降の燃料噴射を補正対象としてもよい。

今回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ）と前回の吹き戻し空気量Ｇｒ（ｎ−１）との差の値に基づき吹き戻し補正量ΔＱ（ｎ）を算出する処理としては、上記「過不足算出処理について」の欄に記載したものに限らない。たとえば、筒内噴射弁２６のみを用いる場合、上記差と、筒内噴射弁２６の噴射開始時期ａｉｎｊの前回値と今回値とを入力パラメータとし、吹き戻し補正量ΔＱを出力パラメータとするマップデータをＲＯＭ６４に記憶しておき、ＣＰＵ６２によりこのマップデータを利用したマップ演算を実行してもよい。ここで、マップデータは、「Ｇｒ（ｎ）−Ｇｒ（ｎ−１）」が大きい場合に小さい場合よりも吹き戻し補正量ΔＱを大きい値とする。また、マップデータは、筒内噴射弁２６の噴射開始時期ａｉｎｊの前回値と今回値とが一致する場合、筒内噴射弁２６の噴射開始時期ａｉｎｊが早い場合に遅い場合よりも吹き戻し補正量ΔＱの絶対値を大きい値とする。なお、ポート噴射弁１６を利用する場合、噴射開始時期ａｉｎｊの前回値および今回値を入力パラメータにさらに含めたり、筒内噴射弁２６の噴射開始時期ａｉｎｊに代えてポート噴射弁１６の噴射開始時期ａｉｎｊを入力パラメータとしてもよい。

吹き戻し空気量Ｇｒが増加することを条件に吹き戻し空気量Ｇｒが変化しない場合の燃料量に対し増量した噴射量を噴射させ、吹き戻し空気量Ｇｒが減少することを条件に吹き戻し空気量Ｇｒが変化しない場合の燃料量に対し減量した噴射量を噴射させる処理としては、吹き戻し補正量ΔＱによって補正された噴射量指令値Ｑ＊を用いるものに限らない。たとえば、吹き戻し補正量ΔＱによる補正のなされていない噴射量指令値Ｑ＊から算出される噴射時間を、吹き戻し空気量Ｇｒが増加することを条件に伸長補正し、吹き戻し空気量Ｇｒが減少することを条件に短縮補正するものであってもよい。
上記実施形態では、吹き戻し補正量ΔＱを用いた補正処理の実行条件に、上記の条件（ｃｏｎ１）を設けたがこれに限らない。
・「増量や減量対象となる燃料量について」

上記実施形態では、燃焼対象となる混合気中の空気量に応じた燃料量である、燃焼対象となる混合気中の空気量に換算係数Ｋｑと噴射割合ｅｋｆを乗算した値を、吹き戻し補正量ΔＱによる増量や減量の対象となる燃料量としたが、これに限らない。たとえば、噴射された燃料の一部が、燃料が噴射された燃焼サイクルにおいては、吸気通路１２やシリンダ２０の内壁面に付着した状態にある場合、その付着に起因した不足分を補償する増量補正量を燃焼対象となる混合気中の空気量に応じた燃料量に加算した値であってもよい。また、空燃比Ａ／Ｆを目標値に制御するためのフィードバック制御の操作量によって燃焼対象となる混合気中の空気量に応じた燃料量が補正された値であってもよい。
・「エアモデルについて」

実際の開口度ＴＡを遅延開口度ＴＡｒに制御することは必須ではない。遅延開口度ＴＡｒに制御しない場合、たとえば、次のようにして所定期間先の閉弁時流入空気量Ｍｃを予測すればよい。すなわち、まず、目標開口度ＴＡ＊が増加した場合には、所定時間ΔＴ先の開口度の予測値ＴＡｆを、現在の開口度ＴＡと予め定められた所定量ΔＴＡとを用いて「ＴＡ＋ΔＴＡ」とし、目標開口度ＴＡ＊が減少した場合には、所定時間ΔＴ先の開口度の予測値ＴＡｆを、「ＴＡ−ΔＴＡ」とする。そして、これに基づき所定時間ΔＴ先の吸気圧Ｐｍを予測すると、次に、同様に「２ΔＴ」先の開口度の予測値を開口度ＴＡに対して「２・ΔＴＡ」だけ変化した値として、「２ΔＴ」先の吸気圧を予測する。このような処理をＮ（＞２）回繰り返すことにより、「Ｎ・ΔＴ」先の吸気圧を予測する。

上記実施形態では、吸気弁モデルＭ２６，Ｍ３８，Ｍ３４の入力パラメータとして、吸気位相差ＤＩＮを用いたがこれに限らない。たとえば、目標吸気位相差ＤＩＮ＊を用いてもよく、またたとえば、目標吸気位相差ＤＩＮ＊をローパスフィルタ処理した値を用いてもよい。
図２の処理において、補正量ΔＰｍを用いることなく、吸気圧Ｐｍ１を用いて閉弁時流入空気量Ｍｃを算出してもよい。

またたとえば下記「そのほか」の欄に記載したように、内燃機関１０がスロットルバルブ１４を備えない場合、上記スロットル流量ｍｔ１，ｍｔ２に代えて、吸入空気量ＡＦＭを用いればよい。
・「制御装置について」

ＣＰＵ６２とＲＯＭ６４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
・「バルブ特性可変装置について」

バルブ特性可変装置としては、吸気バルブ１８の開弁期間および回転角度の変化に対するリフト量の変化を一定に保ちつつ開弁タイミングを変化させる吸気側ＶＶＴ４４に限らない。たとえば、吸気バルブの最大リフト量を変化させるものであってもよい。この場合、たとえば、最大リフト量の変化によって閉弁時期が遅角側となることにより吹き戻し空気量が増加し、最大リフト量の変化によって閉弁時期が進角側となることにより吹き戻し空気量が減少する設定となりうるため、吹き戻し空気量Ｇｒに基づき噴射量を増量または減量することが有効である。

もっとも、バルブ特性可変装置を備えることは必須ではない。これを備えない場合であっても、吸気バルブ１８の閉弁タイミングが下死点よりも遅角側に位置する場合、たとえばスロットルバルブ１４の開口度が増加することにより、吸気バルブ１８の閉弁時の筒内流入空気量が増加しうる。そしてその場合、吹き戻し空気量も増加することから、吹き戻し空気量Ｇｒに基づき噴射量を増量または減量することが有効である。
・「そのほか」

内燃機関１０がスロットルバルブ１４を備えることは必須ではない。内燃機関１０がポート噴射弁１６および筒内噴射弁２６の双方を備えることは必須ではなく、いずれか一方であってもよい。たとえば閉弁時流入空気量Ｍｃ、Ｍｃ１〜Ｍｃ３を負荷率にて定量化し、上記負荷率ＫＬを、閉弁時流入空気量Ｍｃ３としてもよい。

１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、１６…ポート噴射弁、１８…吸気バルブ、２０…シリンダ、２２…ピストン、２４…燃焼室、２６…筒内噴射弁、２８…点火装置、３０…クランク軸、３２…排気バルブ、３４…排気通路、３６…触媒、３８…タイミングチェーン、４０…吸気側カム、４２…吸気側カム軸、４４…吸気側ＶＶＴ、５０…排気側カム、５２…排気側カム軸、６０…制御装置、６２…ＣＰＵ、６４…ＲＯＭ、６６…ＲＡＭ、７０…エアフローメータ、７２…スロットルセンサ、７４…クランク角センサ、７６…空燃比センサ、７８…吸気側カム角センサ、８０…大気圧センサ。

Claims (6)

1. 燃焼室内に燃料を供給するために燃料を噴射する燃料噴射弁を備えて且つ吸気バルブの閉弁時期が下死点よりも遅角されうる内燃機関を制御対象とし、
   マップデータおよび関数データの２つのデータのうちの何れか１つのデータに基づき、前記燃焼室に流入した空気のうち前記吸気バルブが閉弁する前に吸気通路に吹き戻される空気量である吹き戻し空気量を算出する吹き戻し空気量算出処理と、
   前記燃焼室内において燃焼対象となる混合気の空燃比を目標値に制御すべく前記燃料噴射弁を操作する操作処理と、を実行する処理回路と、前記いずれか１つのデータを記憶する手段と、を備え、
   前記いずれか１つのデータは、前記吹き戻し空気量を出力とし、少なくとも吸気圧を入力とするデータであり、
   前記吹き戻し空気量算出処理は、前記いずれか１つのデータと該いずれか１つのデータの前記入力とに基づき、前記吹き戻し空気量を算出する処理であり、
   前記操作処理は、前記吹き戻し空気量が増加することを条件に、前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し前記吹き戻し空気量の増加量に所定の係数を乗算した値に応じて増量した燃料を前記燃料噴射弁により噴射させ、前記吹き戻し空気量が減少することを条件に、前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し前記吹き戻し空気量の減少量に前記所定の係数を乗算した値に応じて減量した燃料を前記燃料噴射弁から噴射させる処理であり、
   前記所定の係数は、空気量を、前記目標値を実現するための燃料量に換算する係数である内燃機関の制御装置。
2. 前記燃料噴射弁は、前記燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁を含み、
   前記操作処理は、前記吹き戻し空気量が変化しない場合であっても、当該操作処理によって操作される前記燃料噴射弁の燃料噴射開始時期が遅角側に変更される場合には変更されない場合と比較して減少補正した燃料量を前記燃料噴射弁から噴射させる処理を含む請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記操作処理は、前記吹き戻し空気量が増加することを条件に、増加した燃焼サイクルの次の燃焼サイクル以降においても前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し増量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させ、前記吹き戻し空気量が減少することを条件に、減少した燃焼サイクルの次の燃焼サイクル以降においても前記吹き戻し空気量が変化しない場合の燃料量に対し減量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させるように、前記燃料噴射弁を操作する処理である請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関は、前記吸気バルブの閉弁時期を可変とするバルブ特性可変装置を備え、
   前記吹き戻し空気量算出処理は、前記閉弁時期を定める前記吸気バルブのバルブ特性を示すパラメータおよび吸気圧を入力とし、前記閉弁時期が遅角側である場合に進角側である場合よりも前記吹き戻し空気量を大きい値に算出し、前記吸気圧が高い場合に低い場合よりも前記吹き戻し空気量を大きい値に算出する処理である請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記燃料噴射弁は、前記燃焼室に燃料を噴射する筒内噴射弁を含み、
   前記操作処理は、
   前記吸気バルブが閉弁するまでに吹き戻される混合気中の燃料量から前回吹き戻された混合気中の燃料量を差し引いた差を算出する過不足算出処理を含み、
   前記差が正の場合に前記差がゼロの場合の燃料量に対し前記差の大きさに応じて増量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させ、前記差が負の場合に前記差がゼロの場合の燃料量に対し前記差の大きさに応じて減量した燃料を前記燃料噴射弁に噴射させるように、前記燃料噴射弁を操作する処理であり、
   前記吸気バルブが閉弁するまでに吹き戻される混合気中の燃料量は、対応する燃料噴射時期が所定以上遅角側である場合、今回の前記吹き戻し空気量に前記所定の係数を乗算した量が減量補正された量とされ、
   前記前回吹き戻された混合気中の燃料量は、対応する燃料噴射時期が所定以上遅角側である場合、前回の前記吹き戻し空気量に前記所定の係数を乗算した量が減量補正された量とされる請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記操作処理は、
   前記燃焼室内において燃焼対象となる混合気の空燃比を前記目標値に制御するために複数回の燃料噴射を行って且つ最後の燃料噴射を前記筒内噴射弁によって行うべく前記燃料噴射弁を操作する処理と、
   前記複数回の燃料噴射を実行することを条件に、最初の燃料噴射の噴射量を、前記差の大きさに応じて増量または減量する処理と、を含む請求項５記載の内燃機関の制御装置。

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