(57)【要約】  ＥＣＵ１Ａは吸気を過給する排気駆動式の過給機３０Ａと、吸気弁５４の開閉時期を変更可能な動弁装置である吸気側ＶＶＴ５７Ａとが設けられたエンジン５０Ａに対して設けられ、エンジン５０Ａの加速中断時に、吸気弁５４の開閉時期の進角制御を行う制御手段を備える。制御手段は具体的には２つの吸気弁５４の開閉時期それぞれを同様に進角制御する。加速中断時は、例えば自動変速機６０のシフトアップ時である。急加速の要求に応じて自動変速機６０をシフトダウンさせる場合、加速中断時はさらに自動変速機６０のシフトダウン時も含む。
2012039052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気を過給する排気駆動式の過給機と、吸気弁の開閉時期を変更可能な動弁装置とが設けられたエンジンに対して設けられ、
前記エンジンの加速中断時に、前記吸気弁の開閉時期の進角制御を行う制御手段を備えたエンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの制御装置であって、
前記過給機が、排気を導入する流路の断面積を可変にする可変ノズルベーンを備えた可変容量型のターボチャージャであり、
前記可変ノズルベーンの開度が所定値よりも小さい場合に、前記制御手段が前記進角制御を行うことを禁止する禁止手段をさらに備えたエンジンの制御装置。
【請求項３】
吸気を過給する排気駆動式の過給機と、燃焼室に対して設けられた第１および第２の吸気弁のうち、一方の吸気弁の開閉時期を他方の吸気弁の開閉時期に対して変更可能な動弁装置と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁とが設けられたエンジンに対して設けられ、
前記燃焼室に形成されるスワール流の強さを算出するスワール強さ算出手段と、
前記エンジンの加速時に、前記スワール強さ算出手段が算出するスワール流の強さが所定の強さよりも強い場合に、前記燃料噴射弁が噴射する燃料を増量する燃料増量手段とを備えたエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンに吸気を過給する排気駆動式の過給機が知られている。また、エンジンの吸気弁や排気弁の開閉時期を変更可能な動弁装置が知られている。これら過給機および動弁装置が設けられたエンジンに関し、過給レスポンス向上のために吸気弁や排気弁の開閉時期を制御する技術が例えば特許文献１から３で開示されている。【０００３】
特許文献４では、１つの燃焼室に対して設けられる同種の機関弁である第１、第２機関弁のバルブタイミングを変更する動弁装置が開示されている。特許文献４は、第１および第２吸気弁のうち、第２吸気弁を基本位相よりも遅角させることで、燃焼室での吸入空気または混合気の流動性が高められることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２５９９４号公報
【特許文献２】特開２００７−２５５３１８号公報
【特許文献３】特開２００３−３８７１号公報
【特許文献４】特開２００９−１４４５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１４は、加速時の機関回転数とトルクの関係を示す図である。図１５は吸気弁の閉弁時期と体積効率の関係を示す図である。図１４で、縦軸はトルク、横軸は機関回転数を示す。図１５で、縦軸は体積効率、横軸は吸気弁の閉弁時期を示す。また、曲線Ｃ１は機関回転数が低回転である場合、曲線Ｃ２は機関回転数が高回転である場合を示す。【０００６】
図１４に示すように、加速時の主なエンジン使用域は低回転となっている。また、図１５に示すように、機関回転数が低回転である場合、体積効率のピークは進角側に寄っている。圧縮行程において、筒内から吸気側に逆流するガスの量が減少するためである。したがって、加速時には吸気弁の閉弁時期を早閉じにすることで、より多くの新気を確保できる。また、より多くの新気を確保できるようにすることで、過給レスポンスの向上を図ることができる。【０００７】
ところが、動弁装置の位相可変速度は、進角させる場合のほうが遅角させる場合よりも遅くなる。カムのトルク反力が作用するためである。このため、加速時に吸気弁の開閉時期を進角させようとする場合には通常、遅れが生じる。したがって、より多くの新気を確保できるようになるタイミングも遅れる。結果、過給レスポンスが改善されないことと相俟って、加速不良が生じることがある。【０００８】
また、過給機には排気を導入する流路の断面積を可変にする可変ノズルベーンを備えた可変容量型のターボチャージャがある。そして、過給機が可変容量型のターボチャージャである場合には、吸気弁の開閉時期を進角させると、逆に加速不良が生じることがある。理由は次の通りである。【０００９】
可変容量型のターボチャージャは、急加速時に可変ノズルベーンを閉じ、流路断面積を小さくすることで、素早く過給圧を高めることができる。ところが、急加速時に可変ノズルベーンを閉じると、排気圧が大幅に高まる結果、吸気圧と比較して非常に高くなる。その一方で、吸気弁の開閉時期を進角させると、吸気弁の開弁時期も早まる。このため、吸気弁の開閉時期を進角させると、排気側から吸気側へ排気が逆流し、新気の量が減少することがある。結果、逆に加速不良が生じることがある。【００１０】
本発明は上記課題に鑑み、吸気を過給する排気駆動式の過給機と、吸気弁の開閉時期を変更可能な動弁装置とが設けられたエンジンの加速性能を改善可能なエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は吸気を過給する排気駆動式の過給機と、吸気弁の開閉時期を変更可能な動弁装置とが設けられたエンジンに対して設けられ、前記エンジンの加速中断時に、前記吸気弁の開閉時期の進角制御を行う制御手段を備えたエンジンの制御装置である。【００１２】
また本発明は前記過給機が、排気を導入する流路の断面積を可変にする可変ノズルベーンを備えた可変容量型のターボチャージャであり、前記可変ノズルベーンの開度が所定値よりも小さい場合に、前記制御手段が前記進角制御を行うことを禁止する禁止手段をさらに備えた構成であることが好ましい。【００１３】
また本発明は吸気を過給する排気駆動式の過給機と、燃焼室に対して設けられた第１および第２の吸気弁のうち、一方の吸気弁の開閉時期を他方の吸気弁の開閉時期に対して変更可能な動弁装置と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁とが設けられたエンジンに対して設けられ、前記燃焼室に形成されるスワール流の強さを算出するスワール強さ算出手段と、前記エンジンの加速時に、前記スワール強さ算出手段が算出するスワール流の強さが所定の強さよりも強い場合に、前記燃料噴射弁が噴射する燃料を増量する燃料増量手段とを備えた構成であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、吸気を過給する排気駆動式の過給機と、吸気弁の開閉時期を変更可能な動弁装置とが設けられたエンジンの加速性能を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】エンジンおよびその周辺の全体構成図である。
【図２】エンジンの概略構成図である。
【図３】エンジンのバルブ配置図である。
【図４】第１のバルブタイミングの変更を示す図である。
【図５】第１の制御動作をフローチャートで示す図である。
【図６】加速中断時の機関回転数、車速の変化を示す図である。
【図７】可変ノズルベーン機構の正面図である。
【図８】可変ノズルベーン機構の背面図である。
【図９】加速時の排気圧の変化を示す図である。
【図１０】第２の制御動作をフローチャートで示す図である。
【図１１】第２のバルブタイミングの変更を示す図である。
【図１２】スワール比と、２つの吸気ポートのうち、遅く閉弁する吸気弁側の吸気ポートの流量係数との関係を示す図である。
【図１３】第３の制御動作をフローチャートで示す図である。
【図１４】加速時の機関回転数とトルクの関係を示す図である。
【図１５】吸気弁の閉弁時期と体積効率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１はエンジン５０Ａおよびその周辺の全体構成図である。図２はエンジン５０Ａの概略構成図である。図３はエンジン５０Ａのバルブ配置図である。図１に示す各構成は車両に搭載されている。図１に示すように、吸気系１０はエアフロメータ１１と、インタークーラ１２と、インテークマニホールド１３とを備えている。エアフロメータ１１は吸入空気量を計測する。インタークーラ１２は吸気を冷却する。インテークマニホールド１３はエンジン５０Ａの各気筒５１ａに吸気を分配する。【００１８】
排気系２０は、エキゾーストマニホールド２１と触媒２２とを備えている。エキゾーストマニホールド２１は各気筒５１ａからの排気を下流側で一つの排気通路に合流させる。触媒２２は排気を浄化する。過給機３０Ａは排気駆動式の過給機であり、エンジン５０Ａに吸気を過給する。過給機３０Ａはコンプレッサ部３１とタービン部３２Ａとを備えている。コンプレッサ部３１は吸気系１０に、タービン部３２Ａは排気系２０にそれぞれ介在するようにして設けられている。【００１９】
エンジン５０Ａは圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。図２に示すように、エンジン５０Ａはシリンダブロック５１と、シリンダヘッド５２と、ピストン５３と、吸気弁５４と、排気弁５５と、燃料噴射弁５６と、吸気側ＶＶＴ（Variable Valve Timing）５７Ａとを備えている。【００２０】
シリンダブロック５１には気筒５１ａが形成されている。気筒５１ａ内にはピストン５３が収容されている。シリンダブロック５１の上面にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室５９はシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３に囲まれた空間として形成されている。【００２１】
シリンダヘッド５２には吸気ポート５２ａと排気ポート５２ｂが形成されている。また、吸気弁５４と排気弁５５が設けられている。吸気ポート５２ａは燃焼室５９に吸気を導き、排気ポート５２ｂは燃焼室５９からガスを排気する。吸気弁５４は吸気ポート５２ａを開閉し、排気弁５５は排気ポート５２ｂを開閉する。【００２２】
図３に示すように、吸気ポート５２ａは具体的には上流側から燃焼室５９に向かって分岐および開口した部分吸気ポートＩｎ１、Ｉｎ２を備えている。また、排気ポート５２ｂは、下流側から燃焼室５９に向かって分岐および開口した部分排気ポートＥｘ１、Ｅｘ２を備えている。そして、２つの吸気弁５４が部分吸気ポートＩｎ１、Ｉｎ２を、２つの排気弁５５が部分排気ポートＥｘ１、Ｅｘ２を開閉する。【００２３】
図２に示すように、シリンダヘッド５２には燃料噴射弁５６が設けられている。燃料噴射弁５６は筒内に直接燃料を噴射する。シリンダヘッド５２には吸気側ＶＶＴ５７Ａが設けられている。吸気側ＶＶＴ５７Ａには、吸気弁５４の開閉時期を変更可能なものを適用する。吸気側ＶＶＴ５７Ａは動弁装置に相当する。【００２４】
図１に示すように、エンジン５０Ａには自動変速機６０が設けられている。自動変速機６０はエンジン５０Ａの出力回転の速度を変速する。自動変速機６０には自動変速機用ＥＣＵ６１が電気的に接続されている。自動変速機用ＥＣＵ６１は自動変速機６０のシフトアップやシフトダウンを制御する。また、自動変速機６０の変速段を検出する。【００２５】
エンジン５０Ａには各種のセンサが設けられている。具体的には例えばクランク角度や機関回転数ＮＥを検出するためのクランク角センサ７１が設けられている。また、吸気弁５４のバルブタイミングを検出するためのバルブタイミングセンサ７２が吸気側ＶＶＴ５７Ａに設けられている。吸気系１０には、過給圧を検出するための過給圧センサ７３が設けられている。排気系２０には、排気圧を検出するための排気圧センサ７４が設けられている。排気圧は例えば過給圧や燃料噴射量に基づき推定することもできる。【００２６】
ＥＣＵ１Ａはエンジンの制御装置に相当する電子制御装置である。ＥＣＵ１ＡはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータや入出力回路を備えている。ＥＣＵ１Ａにはエアフロメータ１１や、前述したセンサ７１から７４が電気的に接続されている。機関負荷ＫＬは、例えばエアフロメータ１１の出力に基づきＥＣＵ１Ａで検出できる。【００２７】
ＥＣＵ１Ａにはこのほか、アクセルペダル８０の踏み込み量を検出するためのアクセル開度センサ７５など各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。アクセルペダル８０はエンジン５０Ａの加速要求を行うための加速要求手段であり、アクセルペダル８０の踏み込み量は加速要求の度合いである。ＥＣＵ１Ａには燃料噴射弁５６や、吸気側ＶＶＴ５７Ａなどの各種の制御対象が電気的に接続されている。ＥＣＵ１Ａには自動変速機用ＥＣＵ６１が互いに通信可能に接続されている。【００２８】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ１Ａでは各種の制御手段や判定手段や検出手段などが機能的に実現される。例えばＥＣＵ１Ａでは、以下に示す制御手段が機能的に実現される。【００２９】
制御手段は、エンジン５０Ａの加速中断時に、吸気弁５４の開閉時期の進角制御を行う。制御手段は具体的には、図４に示すように２つの吸気弁５４の開閉時期それぞれを同様に進角制御する。加速中断時は、例えば自動変速機６０のシフトアップ時である。急加速の要求に応じて自動変速機６０をシフトダウンさせる場合、加速中断時はさらに自動変速機６０のシフトダウン時も含む。急加速の要求は、所定時間内の踏み込み量の変化が所定値よりも大きくなるようにアクセルペダル８０を踏み込むことで行うことができる。【００３０】
次に第１の制御動作であるＥＣＵ１Ａの動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１Ａは加速中断時であるか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、自動変速機６０がシフトアップをするか否かを判定する。また、急加速の要求に基づくシフトダウンをするか否かを判定する。いずれも行われない場合には、ステップＳ１で否定判定される。この場合、本フローチャートを一旦終了する。一方、いずれか一方が行われる場合には、ステップＳ１で肯定判定される。この場合、ＥＣＵ１Ａは吸気弁５４の開閉時期の進角制御を行う（ステップＳ２）。なお、進角制御は吸気弁５４を早閉じにするにあたって、必要な場合に行うようにしてよい。【００３１】
次にＥＣＵ１Ａの作用効果について説明する。図６は加速中断時の機関回転数ＮＥおよび車速の変化を示す図である。縦軸は機関回転数ＮＥと車速を、横軸は機関回転数ＮＥと車速に共通の時間を示す。時間ｔ１以前では加速を行っている。結果、機関回転数ＮＥと車速は時間経過とともに上昇する。一方、時間ｔ１では加速を中断する。結果、機関回転数ＮＥは低下し、車速はほぼ一定となる。そして、時間ｔ２では加速を再開する。結果、機関回転数ＮＥと車速が再び上昇する。【００３２】
このように、加速中断時には再加速時の加速開始までの間に時間的な余裕がある。このため、ＥＣＵ１Ａは加速中断時に吸気弁５４の開閉時期を進角させる。そしてこれにより吸気弁５４を早閉じにすることで、再加速時の加速開始により多くの新気を確保できるようにする。結果、過給レスポンスの改善と相俟って、エンジン５０Ａの加速性能を改善できる。
【実施例２】
【００３３】
本実施例は過給機３０Ａの代わりに過給機３０Ｂを設ける点と、ＥＣＵ１Ａの代わりにＥＣＵ１Ｂを設ける点以外、実施例１の場合と構成が実質的に同一である。このため全体構成等については図示省略する。過給機３０Ｂは可変容量型のターボチャージャであり、タービン部３２Ａの代わりに可変ノズルベーン機構４０を備えたタービン部３２Ｂを備える点と、可変ノズルベーン機構４０の駆動部３５をさらに備える点以外、過給機３０Ａと実質的に同一である。【００３４】
図７は可変ノズルベーン機構４０の正面図、図８は可変ノズルベーン機構４０の背面図である。図８では、駆動部３５も同時に示している。図７に示すように、可変ノズルベーン機構４０は可変ノズルベーン４１とベースプレート４２とピン４３とを備えている。【００３５】
可変ノズルベーン４１は、ベースプレート４２に環状の列をなすようにして複数設けられている。隣り合う可変ノズルベーン４１間には、ベースプレート４２中央に配置されるタービンホイールに排気を導入する流路が形成される。ベースプレート４２は環状のプレート部材であり、可変ノズルベーン機構４０の構造的基盤をなす。ピン４３は可変ノズルベーン４１毎に設けられている。【００３６】
ピン４３は対応する可変ノズルベーン４１に連結されている。ピン４３はベースプレート４２に回転自在に設けられている。したがって、可変ノズルベーン４１はピン４３を介してベースプレート４２に回転自在に設けられている。可変ノズルベーン４１と対応するピン４３とは、ピン４３を軸とした一体回転をする。【００３７】
図７では開いた状態の可変ノズルベーン４１を実線で示している。さらに一部の可変ノズルベーン４１については、最も閉じた状態を破線で示している。これらの状態の間では、隣り合う可変ノズルベーン４１間に形成される流路の断面積が互いに異なる。すなわち、可変ノズルベーン４１は、隣り合う可変ノズルベーン４１間に形成される流路それぞれの断面積を可変にする。可変ノズルベーン４１はこれら流路断面積を互いに同様に変更することができる。【００３８】
図８に示すように、可変ノズルベーン機構４０は操作レバー４４と、駆動ピン４５と、駆動アーム４６と、駆動リング４７と、ベーンアーム４８と、ローラ４９とを備えている。これら４４から４９まではベースプレート４２の背面側に設けられており、可変ノズルベーン４１の操作機構を構成する。この操作機構の仕組みは次の通りである。【００３９】
すなわち、操作レバー４４への駆動入力が、まず駆動ピン４５および駆動アーム４６を介して駆動リング４７に伝わる。そして、駆動リング４７を介してさらに複数のベーンアーム４８に伝わる。ベーンアーム４８は可変ノズルベーン４１毎に設けられている。そして、ベーンアーム４８と対応する可変ノズルベーン４１とは、ベースプレート４２を貫通するピン４３を介して連結されている。【００４０】
このため、駆動入力が伝達されたベーンアーム４８はピン４３を軸にして回転する。そして、これに応じて対応する可変ノズルベーン４１も一体回転する。可変ノズルベーン４１は、駆動リング４７が矢印Ｃ方向に駆動された場合に閉じる方向に回転する。また、矢印Ｏの方向に駆動された場合に開く方向に回転する。【００４１】
駆動部３５はアクチュエータ３５１と動力伝達部３５２とを備えている。アクチュエータ３５１は例えばステップモータである。アクチュエータ３５１は駆動位置を検知するセンサを内蔵している。このセンサはアクチュエータ３５１の駆動位置を検知することで、可変ノズルベーン４１の開度を検出するためのセンサとして機能する。動力伝達部３５２は例えばリンク機構である。動力伝達部３５２は操作レバー４４とアクチュエータ３５１とを連結し、アクチュエータ３５１から操作レバー４４に動力を伝達する。【００４２】
ＥＣＵ１Ｂは、アクチュエータ３５１がさらに電気的に接続される点と、次に示す過給圧制御手段と禁止手段とがさらに機能的に実現される点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一である。過給圧制御手段は、急加速時に可変ノズルベーン４１を所定の開度に閉じるようにアクチュエータ３５１を制御する。禁止手段は可変ノズルベーン４１の開度が所定値αよりも小さい場合に、制御手段が進角制御を行うことを禁止する。所定値αは例えば次のように設定できる。【００４３】
図９は加速時の排気圧の変化を示す図である。図９で縦軸は排気圧、横軸は時間を示す。排気圧Ｅ１は急加速時の排気圧、排気圧Ｅ２は緩加速時の排気圧を示す。図９に示すように、排気圧Ｅ１は排気圧Ｅ２と比較して大きく上昇している。これは、急加速時には過給圧を素早く高めるべく、可変ノズルベーン４１を閉じているためである。【００４４】
これに対し、所定値αは、可変ノズルベーン４１の開度が急加速の要求に応じて設定される所定の開度以下であるか否かを判定可能な値に設定することができる。所定の開度が流路断面積を最小にする最小開度である場合、所定値αは可変ノズルベーン４１の開度が最小開度であるか否かを判定可能な値に設定することができる。【００４５】
次に第２の制御動作であるＥＣＵ１Ｂの動作を図１０に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１Ｂは加速中断時であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１は実施例１で前述したステップＳ１と同じである。肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｂは可変ノズルベーン４１の開度（ＶＮ開度）を検出する（ステップＳ１２）。そして、検出したＶＮ開度が所定値αよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｂは吸気弁５４の進角制御を禁止する（ステップＳ１４）。一方、否定判定であれば、吸気弁５４の開閉時期の進角制御を行う（ステップＳ１５）。【００４６】
次にＥＣＵ１Ｂの作用効果について説明する。ＥＣＵ１Ｂは、可変ノズルベーン４１の開度が所定値αよりも小さい場合に、吸気弁５４の進角制御を禁止する。そしてこれにより、吸気弁５４の進角制御を行った場合に、排気側から吸気側へと排気が逆流する結果、新気の量が減少することを防止する。このためＥＣＵ１Ｂは、吸気弁５４の進角制御を行った場合に、逆に加速不良が生じることを防止できる。そしてこれにより、制御の適正化を図ることで、過給機３０Ｂを設けた場合の加速性能をさらに改善できる。
【実施例３】
【００４７】
本実施例はエンジン５０Ａの代わりにエンジン５０Ｂを設ける点と、ＥＣＵ１Ａの代わりにＥＣＵ１Ｃを設ける点以外、実施例１の場合と構成が実質的に同一である。このため全体構成等については図示省略する。エンジン５０Ｂは吸気側ＶＶＴ５７Ａの代わりに吸気側ＶＶＴ５７Ｂを備える点以外、エンジン５０Ａと実質的に同一である。【００４８】
吸気側ＶＶＴ５７Ｂは、燃焼室５９に対して設けられた２つの吸気弁５４のうち、一方の吸気弁（以下、吸気弁５４Ａと称す）の開閉時期を他方の吸気弁（以下、吸気弁５４Ｂと称す）の開閉時期に対して変更可能な動弁装置である。吸気弁５４Ａ、５４Ｂは第１および第２の吸気弁に相当する。【００４９】
吸気弁５４Ａの開閉時期を吸気弁５４Ｂの開閉時期に対して変更するには、例えば吸気弁５４Ａ、５４Ｂの開閉時期を互いに独立して設定可能な動弁装置を適用できる。かかる動弁装置としては、具体的には例えば前述した特許文献４が開示する動弁装置を適用できる。吸気側ＶＶＴ５７Ｂは、吸気弁５４Ａ，５４Ｂの駆動を電磁駆動化した場合の電磁駆動装置それぞれを有した構成として実現することもできる。【００５０】
ＥＣＵ１Ｃは、吸気側ＶＶＴ５７Ａの代わりに吸気側ＶＶＴ５７Ｂが電気的に接続される点と、制御手段が以下に示すように機能的に実現される点と、スワール強さ算出手段と燃料増量手段とがさらに機能的に実現される点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一である。【００５１】
制御手段は、図１１に示すように吸気弁５４Ａ、５４Ｂのうち、吸気弁５４Ａの開閉時期を遅角させる遅角制御を行う。この遅角制御は、吸気弁５４Ａを遅閉じにするという意味での遅角制御である。したがって、このとき吸気弁５４Ａの閉弁時期は吸気下死点よりも遅角側に設定される。吸気弁５４Ａの開閉時期を遅角させた場合、２つの吸気ポート５２ａの流量バランスは次に示すように変化する。また、これに応じて次に示すようにスワール流が形成される。【００５２】
すなわち、吸気弁５４Ａの開閉時期を遅角させた場合、早く開弁する吸気弁５４Ｂ側のほうが、遅く開弁する吸気弁５４Ａ側よりも流量の割合が大きくなる。結果、燃焼室５９にスワール流が形成される。また、遅く開弁する吸気弁５４Ａの開閉時期を遅角させるほど、早く開弁する吸気弁５４Ｂ側の流量の割合が大きくなる。吸気弁５４Ａ、５４Ｂの位相差が大きくなるためである。結果、形成されるスワール流が強くなる。スワール流の強さは、ピストン５１ａが一往復する間にスワール流が回転する回数（スワール比）で表すことができる。【００５３】
図１２はスワール比と、２つの吸気ポート５２ａのうち、吸気弁５４Ａ側の吸気ポート５２ａの流量係数との関係を示す図である。図１２で縦軸は流量係数、横軸はスワール比を示す。矢印Ｒは吸気弁５４Ａを遅角する場合の変化の方向を示す。図１２から、遅く開弁する吸気弁５４Ａの開閉時期を遅角するほど、すなわち吸気弁５４Ａ、５４Ｂの位相差が大きくなるほど、吸気弁５４Ａ側の流量係数が低下する一方で、スワール比が大きくなることがわかる。【００５４】
スワール強さ算出手段は、燃焼室５９に形成されるスワール流の強さを算出する。この点、スワール比は例えば吸気弁５４Ａ、５４Ｂの所定位相差毎に機関運転状態に応じてマップデータで予め設定し、ＲＯＭに格納しておくことができる。機関運転状態は、例えば機関回転数ＮＥおよび機関負荷ＫＬである。このため、スワール強さ算出手段は、具体的には吸気弁５４Ａ、５４Ｂの位相差と機関運転状態とに基づき、上述したマップデータから対応するスワール比を読み込むことで、スワール流の強さを算出する。【００５５】
燃料増量手段は、エンジン５０Ｂの加速時に、スワール強さ算出手段が算出するスワール流の強さが所定の強さよりも強い場合に、燃料噴射弁５６が噴射する燃料を増量する。具体的にはスワール比が所定値βよりも大きい場合に、燃料噴射弁５６が噴射する燃料を増量する。所定値βは燃料噴射量を増量しても、燃焼の悪化を抑制可能な値に設定することができる。燃料噴射量は燃料噴射弁５６の開弁期間をより長く設定することで、増量することができる。【００５６】
次に第３の制御動作であるＥＣＵ１Ｃの動作を図１３に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１Ｃは加速時であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｃは吸気弁５４Ａのバルブタイミングを検出する（ステップＳ３２）。続いて、ＥＣＵ１Ｃは吸気弁５４Ａが遅角されているか否かを判定する（ステップＳ３３）。否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。【００５７】
ステップＳ３３で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｃは機関運転状態を検出し（ステップＳ３４）、スワール比を算出する（ステップＳ３５）。続いてＥＣＵ１Ｃは、スワール比が所定値βよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３６）。そして、肯定判定であれば、燃料噴射量を増量する（ステップＳ３７）。一方、否定判定であれば、燃料噴射量を制限する（ステップＳ３８）。【００５８】
次にＥＣＵ１Ｃの作用効果について説明する。ここで、吸気側ＶＶＴ５７Ｂでも、進角させる場合のほうが遅角させる場合よりも位相可変速度は遅くなる。このため、通常の加速時に吸気弁５４Ａの開閉時期を進角させようとしても遅れが生じる。一方、エンジン５０Ｂでは、吸気弁５４Ａの遅角によって燃焼室５９にスワール流が形成される。【００５９】
このため、ＥＣＵ１Ｃはスワール比が所定値βよりも大きい場合に、燃料噴射量を増量する。そしてこれにより、スワール流による燃焼改善効果を伴うことで、燃焼の悪化を抑制しつつ、加速性能を改善できる。具体的には例えばスモークの悪化を抑制しつつ、加速性能を改善できる。またこれにより、応答性を維持することを優先しつつ、加速性能を改善できる。【００６０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、エンジンは火花点火式内燃機関であってもよい。
また例えば、可変ノズルベーンは過給機のスクロール部が形成するスクロール流路の入口部断面積を可変にするものであってもよい。
また例えば、燃焼室に対して設けられた第１および第２の吸気弁のうち、一方の吸気弁の開閉時期を他方の吸気弁の開閉時期に対して変更可能な動弁装置を設けた場合、上述した実施例とは異なる態様で第１および第２の吸気弁の開弁時期を変更してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
ＥＣＵ                  １Ａ、１Ｂ、１Ｃ
過給機                  ３０Ａ、３０Ｂ
駆動部                  ３５
アクチュエータ          ３５１
動力伝達部              ３５２
可変ノズルベーン機構    ４０
可変ノズルベーン        ４１
エンジン                ５０Ａ、５０Ｂ
吸気ポート              ５２ａ
吸気弁                  ５４、５４Ａ、５４Ｂ
燃料噴射弁              ５６
吸気側ＶＶＴ            ５７Ａ、５７Ｂ
コモンレール            ５８
燃焼室                  ５９
自動変速機              ６０
自動変速機用ＥＣＵ      ６１
アクセルペダル          ８０
【図１】
2012039052.tif 000003
【図２】
2012039052.tif 000004
【図３】
2012039052.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012039052.tif 000007
【図６】
2012039052.tif 000008
【図７】
2012039052.tif 000009
【図８】
2012039052.tif 000010
【図９】
2012039052.tif 000011
【図１０】
2012039052.tif 000012
【図１１】
2012039052.tif 000013
【図１２】
2012039052.tif 000014
【図１３】
2012039052.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2012039052.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月19日(2012.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気を過給する排気駆動式の過給機と、燃焼室に対して設けられた第１および第２の吸気弁のうち、一方の吸気弁の開閉時期を他方の吸気弁の開閉時期に対して変更可能な動弁装置と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁とが設けられたエンジンに対して設けられ、
前記燃焼室に形成されるスワール流の強さを算出するスワール強さ算出手段と、
前記エンジンの加速時に、前記スワール強さ算出手段が算出するスワール流の強さが所定の強さよりも強い場合に、前記燃料噴射弁が噴射する燃料を増量する燃料増量手段とを備えたエンジンの制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
課題を解決するための手段
［００１１］
本発明は吸気を過給する排気駆動式の過給機と、燃焼室に対して設けられた第１および第２の吸気弁のうち、一方の吸気弁の開閉時期を他方の吸気弁の開閉時期に対して変更可能な動弁装置と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁とが設けられたエンジンに対して設けられ、前記燃焼室に形成されるスワール流の強さを算出するスワール強さ算出手段と、前記エンジンの加速時に、前記スワール強さ算出手段が算出するスワール流の強さが所定の強さよりも強い場合に、前記燃料噴射弁が噴射する燃料を増量する燃料増量手段とを備えたエンジンの制御装置である。
［００１２］
［００１３］
発明の効果
［００１４］
本発明によれば、吸気を過給する排気駆動式の過給機と、吸気弁の開閉時期を変更可能な動弁装置とが設けられたエンジンの加速性能を改善できる。
図面の簡単な説明
［００１５］
［図１］エンジンおよびその周辺の全体構成図である。
［図２］エンジンの概略構成図である。
［図３］エンジンのバルブ配置図である。
［図４］第１のバルブタイミングの変更を示す図である。
［図５］第１の制御動作をフローチャートで示す図である。
［図６］加速中断時の機関回転数、車速の変化を示す図である。
【国際調査報告】
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