(57)【要約】  ＥＣＵ７０Ａは、燃焼室Ｅに燃料を噴射する燃料噴射弁５６と、燃焼室Ｅに対して設けられている吸気弁５４および排気弁５５と、吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせることが可能なＶＶＴ５７、５８と、を備える筒内燃料噴射式の内燃機関５０に対して適用される。ＥＣＵ７０Ａは、ＶＶＴ５７、５８が吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせ、燃焼室Ｅを掃気する場合に、吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせない場合よりも、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を低く設定する噴射圧設定部を備える。
2012098671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室に対して設けられている吸気弁および排気弁と、前記吸気弁と前記排気弁とをバルブオーバラップさせることが可能な動弁装置と、を備える筒内燃料噴射式の内燃機関に対して適用され、
前記動弁装置が前記吸気弁と前記排気弁とをバルブオーバラップさせ、前記燃焼室を掃気する場合に、前記吸気弁と前記排気弁とをバルブオーバラップさせない場合よりも、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を低く設定する噴射圧設定部を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記噴射圧設定部が、前記吸気弁と前記排気弁とのバルブオーバラップ量が大きい場合ほど、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を低く設定する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室に対して設けられている吸気弁と、前記吸気弁の開弁時期を変更可能な動弁装置と、を備えるとともに、前記燃焼室にスワール流を形成する筒内燃料噴射式の内燃機関に対して適用され、
前記動弁装置が前記吸気弁の開弁時期を進角させ、前記燃焼室に形成されるスワール流を強める場合に、前記吸気弁の開弁時期を進角させない場合よりも、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する噴射圧設定部を備える内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記噴射圧設定部が、前記吸気弁の開弁時期の進角量が大きい場合ほど、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射弁がメイン噴射と、前記メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行い、且つ前記動弁装置が前記吸気弁の開弁時期を進角させ、前記燃焼室に形成されるスワール流を強める場合に、前記吸気弁の開弁時期を進角させない場合よりも、前記パイロット噴射で噴射される燃料の噴射量を多く設定する噴射量設定部をさらに備える請求項３または４記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関し、特に筒内燃料噴射式の内燃機関に対して適用される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内燃料噴射式の内燃機関で行われる燃料噴射に関する技術として、本発明と関連性があると考えられ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１では、掃気ポンプで圧縮した空気のシリンダに対する吸気比が小さいときに、燃料噴射圧力を高くする技術が開示されている。特許文献２では、燃料噴射時期が吸気工程時期であり、吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ量が所定値以上である場合に、燃料の噴射圧力を高める技術が開示されている。特許文献３では、スワール比が所定値以上に高くなる高スワール期間に噴射期間が重ならないよう、燃料の噴射時期を設定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２０７５７号公報
【特許文献２】特開２００６−３７８４７号公報
【特許文献３】特開２００９−２１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関では、動弁装置で吸気弁や排気弁のバルブタイミングを変更することで、筒内のガスの流通状態を変化させることができる。例えば内燃機関の加速時に吸排気弁をバルブオーバラップさせることで、燃焼室を掃気するようにガスの流通状態を変化させることができる。また、燃焼室にスワール流を形成する場合には、例えば内燃機関の負荷が部分負荷である場合に吸気弁の開弁時期を進角させることで、スワール流を強めるようにガスの流通状態を変化させることができる。【０００６】
ところが、筒内燃料噴射式の内燃機関では、筒内のガスの流通状態を変化させると、燃料噴霧の配置が所望する配置とは異なってくることがある。具体的には例えば燃焼室を掃気する場合には、燃焼室に残留する燃焼ガスが減少する。このため、筒内温度が低下し、筒内に噴射された燃料が蒸発し難くなる分、燃料噴霧の貫徹力が強くなる。結果、燃料噴霧の配置が所望する配置とは異なってくることがある。また、スワール流を強める場合にも、スワール流の影響を受ける結果、燃料噴霧の配置が所望する配置とは異なってくることがある。燃料噴霧の配置が所望する配置とは異なってくると、例えば燃焼が悪化することがある。【０００７】
本発明は上記課題に鑑み、動弁装置の作動に基づく掃気時、或いは動弁装置の作動に基づくスワール流強化時に燃料噴霧の配置の適正化を図ることが可能な内燃機関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】
【０００８】
本発明は燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室に対して設けられている吸気弁および排気弁と、前記吸気弁と前記排気弁とをバルブオーバラップさせることが可能な動弁装置と、を備える筒内燃料噴射式の内燃機関に対して適用され、前記動弁装置が前記吸気弁と前記排気弁とをバルブオーバラップさせ、前記燃焼室を掃気する場合に、前記吸気弁と前記排気弁とをバルブオーバラップさせない場合よりも、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を低く設定する噴射圧設定部を備える内燃機関の制御装置である。【０００９】
また本発明は前記噴射圧設定部が、前記吸気弁と前記排気弁とのバルブオーバラップ量が大きい場合ほど、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を低く設定する構成とすることができる。【００１０】
また本発明は燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室に対して設けられている吸気弁と、前記吸気弁の開弁時期を変更可能な動弁装置と、を備えるとともに、前記燃焼室にスワール流を形成する筒内燃料噴射式の内燃機関に対して適用され、前記動弁装置が前記吸気弁の開弁時期を進角させ、前記燃焼室に形成されるスワール流を強める場合に、前記吸気弁の開弁時期を進角させない場合よりも、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する噴射圧設定部を備える内燃機関の制御装置である。【００１１】
また本発明は前記噴射圧設定部が、前記吸気弁の開弁時期の進角量が大きい場合ほど、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する構成とすることができる。【００１２】
また本発明は前記燃料噴射弁がメイン噴射と、前記メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行い、且つ前記動弁装置が前記吸気弁の開弁時期を進角させ、前記燃焼室に形成されるスワール流を強める場合に、前記吸気弁の開弁時期を進角させない場合よりも、前記パイロット噴射で噴射される燃料の噴射量を多く設定する噴射量設定部をさらに備える構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、動弁装置の作動に基づく掃気時、或いは動弁装置の作動に基づくスワール流強化時に燃料噴霧の配置の適正化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】内燃機関の概略構成図である。
【図２】内燃機関のバルブ配置図である。
【図３】ＥＣＵの概略構成図である。
【図４】実施例１の噴射圧のマップデータを示す図である。
【図５】第１の動作をフローチャートで示す図である。
【図６】掃気時の燃料噴霧の説明図である。
【図７】実施例２の噴射圧のマップデータを示す図である。
【図８】噴射量のマップデータを示す図である。
【図９】第２の動作をフローチャートで示す図である。
【図１０】スワール流強化時の燃料噴霧の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は内燃機関５０の概略構成図である。内燃機関５０は筒内燃料噴射式の内燃機関であり、具体的には圧縮着火式内燃機関である。但し、必ずしもこれに限られず、内燃機関５０は例えば火花点火式内燃機関であってもよい。内燃機関５０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）５７と、排気側ＶＶＴ５８とを備えている。【００１７】
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Ｅ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。【００１８】
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Ｅに吸気を導き、排気ポート５２ｂは燃焼室Ｅ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。【００１９】
シリンダヘッド５２には、燃料噴射弁５６と吸気側ＶＶＴ５７と排気側ＶＶＴ５８とが設けられている。燃料噴射弁５６は筒内（燃焼室Ｅ）に燃料を直接噴射する。燃料噴射弁５６は放射状に燃料を噴射する。燃料噴射弁５６は必ずしも放射状に燃料を噴射しなくてもよい。吸気側ＶＶＴ５７は吸気弁５４のバルブタイミングを変更する。排気側ＶＶＴ５８は排気弁５５のバルブタイミングを変更する。ＶＶＴ５７、５８は吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせることが可能な動弁装置に相当する。かかる動弁装置はＶＶＴ５７、５８のうち、少なくともいずれか一方であってもよい。【００２０】
図２は内燃機関５０のバルブ配置図である。内燃機関５０は具体的には吸気ポート５２ａとして吸気ポート５２ａＡ、５２ａＢを備えている。吸気ポート５２ａＡ、５２ａＢは例えばタンジェンシャルポートおよびヘリカルポートである。吸気ポート５２ａＡ、５２ａＢは燃焼室Ｅにスワール流を生成するように吸気を導入する吸気導入手段となっている。このため、内燃機関５０は燃焼室Ｅにスワール流を形成する内燃機関となっている。吸気導入手段は例えばスワール流を生成可能な気流制御弁が設けられた吸気ポートであってもよい。【００２１】
図３はＥＣＵ７０Ａの概略構成図である。内燃機関５０に対してはＥＣＵ７０Ａが適用されている。ＥＣＵ７０Ａは電子制御装置であり、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３等からなるマイクロコンピュータと入出力回路７４、７５とを備えている。これらの構成は互いにバス７６を介して接続されている。【００２２】
ＥＣＵ７０Ａには、各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。具体的には例えば内燃機関５０の吸入空気量Ｑを計測するためのエアフロメータ８１や、内燃機関５０のクランク角度や回転数Ｎｅを検出するためのクランク角センサ８２や、内燃機関５０の加速要求をする加速要求手段であるアクセルペダル（図示省略）の踏み込み量を検出するためのアクセル開度センサ８３や、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８４や、排気弁５５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８５が電気的に接続されている。また、ＥＣＵ７０Ａには燃料噴射弁５６やＶＶＴ５７、５８など各種の制御対象が電気的に接続されている。【００２３】
ＲＯＭ７２はＣＰＵ７１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。ＣＰＵ７１がＲＯＭ７２に格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭ７３の一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ７０Ａでは各種の機能部が実現される。【００２４】
例えばＥＣＵ７０Ａでは、ＶＶＴ５７、５８が吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせ、燃焼室Ｅを掃気する場合に、吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせない場合よりも、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を低く設定する噴射圧設定部が実現される。噴射圧設定部は具体的には、共通の噴射圧設定条件が等しく、且つ吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせない場合よりも、燃料の噴射圧を低く設定するように実現される。【００２５】
共通の噴射圧設定条件は、具体的には内燃機関５０の運転状態（ここでは吸入空気量Ｑおよび回転数Ｎｅ）となっている。燃焼室Ｅを掃気するにあたり、ＶＶＴ５７、５８は例えば内燃機関５０の加速時に吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせることができる。【００２６】
図４はＥＣＵ７０Ａが備えるマップデータＭ１、Ｍ２を示す図である。（ａ）は第１のマップデータＭ１を、（ｂ）は第２のマップデータＭ２を示す。噴射圧設定部が設定する噴射圧は、具体的にはマップデータＭ１、Ｍ２で予め設定されている。第１のマップデータＭ１は吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに応じて、ベース噴射圧である噴射圧を設定している。第２のマップデータＭ２は吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに応じて、掃気時の噴射圧を設定している。マップデータＭ１、Ｍ２において、噴射圧は吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとが等しい場合に、第２のマップデータＭ２のほうが第１のマップデータＭ１よりも低くなるように設定されている。【００２７】
これに対し、噴射圧設定部はさらに具体的には以下に示すように実現される。すなわち、噴射圧設定部はＶＶＴ５７、５８が吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせない場合には、吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき、第１のマップデータＭ１を参照する。そして、対応する噴射圧を読み込むとともに、読み込んだ噴射圧を設定する。また、ＶＶＴ５７、５８が吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせる場合には、吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき、第２のマップデータＭ２を参照する。そして、対応する噴射圧を読み込むとともに、読み込んだ噴射圧を設定する。【００２８】
ところで、第２のマップデータＭ２には、例えば吸気弁５４と排気弁５５とのバルブオーバラップ量が所定のバルブオーバラップ量である場合における噴射圧を設定することができる。これに対し、噴射圧設定部はさらに吸気弁５４と排気弁５５とのバルブオーバラップ量が大きい場合ほど、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を低く設定するように実現することができる。このように噴射圧設定部を実現するにあたっては、具体的には例えば以下に示すように噴射圧設定部を実現することができる。【００２９】
すなわち、噴射圧設定部はバルブオーバラップ量が所定のバルブオーバラップ量よりも大きい場合には、バルブオーバラップ量が大きい場合ほど、第２のマップデータＭ２から読み込んだ噴射圧を低く変更した上で噴射圧を設定する。また、バルブオーバラップ量が所定のバルブオーバラップ量よりも小さい場合には、バルブオーバラップ量が小さい場合ほど、第２のマップデータＭ２から読み込んだ噴射圧を高く変更した上で噴射圧を設定する。【００３０】
バルブオーバラップ量が小さい場合ほど、第２のマップデータＭ２から読み込んだ噴射圧を高く変更するにあたっては、同じ吸入空気量Ｑおよび回転数Ｎｅで第１のマップデータＭ１に設定されている噴射圧を超えない範囲内で、噴射圧を高く変更することができる。ＥＣＵ７０Ａは内燃機関の制御装置に相当する。【００３１】
次に第１の動作であるＥＣＵ７０Ａの動作を図５に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ７０Ａは吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅを検出する（ステップＳ１）。続いて、ＥＣＵ７０Ａは掃気が開始されたか否かを判定する（ステップＳ２）。掃気が開始されたか否かは、例えばアクセル開度センサ８３とバルブタイミングセンサ８４、８５との出力に基づき、内燃機関５０の加速時にＶＶＴ５７、５８が吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせたか否かを判定することで判定できる。【００３２】
ステップＳ２で否定判定であれば、ＥＣＵ７０Ａは検出した吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき第１のマップデータＭ１を参照するとともに、対応する噴射圧を読み込む（ステップＳ４）。ステップＳ２で肯定判定であれば、ＥＣＵ７０Ａは検出した吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき第２のマップデータＭ２を参照するとともに、対応する噴射圧を読み込む（ステップＳ３）。ステップＳ３またはＳ４に続き、ＥＣＵ７０ＡはステップＳ３で読み込んだ噴射圧、或いはステップＳ４で読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定する（ステップＳ５）。【００３３】
吸気弁５４と排気弁５５とのバルブオーバラップ量が大きい場合ほど、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を低く設定する場合、ＥＣＵ７０ＡはステップＳ３に続き、バルブオーバラップ量に応じて第２のマップデータＭ２から読み込んだ噴射圧を変更するとともに、変更した噴射圧をステップＳ５で設定することができる。【００３４】
次にＥＣＵ７０Ａの作用効果について説明する。図６は掃気時の燃料噴霧の説明図である。（ａ）は掃気時に第１のマップデータＭ１から読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定した場合の燃料噴霧の様子を示す。（ｂ）は掃気時に第２のマップデータＭ２から読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定した場合の燃料噴霧の様子を示す。【００３５】
ここで、掃気時には筒内残留ガスの減少が筒内温度の低下を招き、筒内温度の低下が燃料の蒸発の遅延を招くことから、燃料噴霧の貫徹力が強くなる。このため（ａ）に示すように、掃気時に第１のマップデータＭ１から読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定した場合には、放射状に噴射された燃料の噴霧の配置が燃焼室Ｅの外周部付近に偏った配置となる。結果、混合気のリッチ化によるスモークの増大や、混合気のクエンチによる冷却損失の増大を招くことになる。【００３６】
これに対し、ＥＣＵ７０ＡはＶＶＴ５７、５８が吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせ、燃焼室Ｅを掃気する場合に、第２のマップデータＭ２から読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定する。そしてこれにより、吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせない場合（第１のマップデータＭ１から読み込んだ噴射圧を設定する場合）よりも、燃料の噴射圧を低く設定する。このためＥＣＵ７０Ａは、（ｂ）に示すようにＶＶＴ５７、５８の作動に基づく掃気時に燃料噴霧の配置の適正化を図ることができる。結果、具体的にはスモークや冷却損失の低減を図ることができる。【００３７】
ＥＣＵ７０Ａは、吸気弁５４と排気弁５５とのバルブオーバラップ量が大きい場合ほど、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を低く設定することで、さらに掃気の度合いに応じて燃料噴霧の配置の適正化を図ることもできる。そしてこれにより、掃気時に燃料噴霧の配置の適正化をさらに好適に図ることもできる。【００３８】
また、内燃機関５０では、加速時にＶＶＴ５７、５８が吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせることで、燃焼室Ｅが大きな度合いで掃気される。これに対し、ＥＣＵ７０Ａは燃焼室Ｅを掃気するにあたり、内燃機関５０の加速時にＶＶＴ５７、５８が吸気弁５４と排気弁５５とをバルブオーバラップさせる場合に適用されることが好適である。
【実施例２】
【００３９】
本実施例にかかるＥＣＵ７０Ｂは、噴射圧設定部が以下に示すように実現される点と、噴射量設定部がさらに実現される点以外、ＥＣＵ７０Ａと実質的に同一である。このため、ＥＣＵ７０Ｂについては図示省略する。ＥＣＵ７０ＢはＥＣＵ７０Ａの代わりに内燃機関５０に適用できる。ＥＣＵ７０Ｂが適用される内燃機関５０では、吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を変更可能な動弁装置に相当する。【００４０】
ＥＣＵ７０Ｂでは、噴射圧設定部が以下に示すように実現される。すなわち、吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させ、燃焼室Ｅに形成されるスワール流を強める場合に、吸気弁５４の開弁時期を進角させない場合よりも、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を高く設定するように実現される。噴射圧設定部は具体的には、共通の噴射圧設定条件が等しく、且つ吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させない場合よりも、燃料の噴射圧を高く設定するように実現される。【００４１】
共通の噴射圧設定条件は、具体的には内燃機関５０の運転状態（ここでは吸入空気量Ｑおよび回転数Ｎｅ）となっている。スワール流を強めるにあたり、吸気側ＶＶＴ５７は例えば内燃機関５０の負荷が少なくとも中負荷を含む部分負荷である場合に、吸気弁５４の開弁時期を進角させることができる。【００４２】
図７はＥＣＵ７０Ｂが備える噴射圧のマップデータＭ１、Ｍ２´を示す図である。（ａ）は第１のマップデータＭ１を、（ｂ）は第２のマップデータＭ２´を示す。噴射圧設定部が設定する噴射圧は、具体的にはマップデータＭ１、Ｍ２´で予め設定されている。第１のマップデータＭ１は実施例１で前述した通りである。第２のマップデータＭ２´は吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに応じて、スワール流強化時の噴射圧を設定している。マップデータＭ１、Ｍ２´において、噴射圧は吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとが等しい場合に、第２のマップデータＭ２´のほうが第１のマップデータＭ１よりも高くなるように設定されている。【００４３】
これに対し、噴射圧設定部はさらに具体的には以下に示すように実現される。すなわち、噴射圧設定部は吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させない場合には、吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき、第１のマップデータＭ１を参照する。そして、対応する噴射圧を読み込むとともに、読み込んだ噴射圧を設定する。また、吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させる場合には、吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき、第２のマップデータＭ２´を参照する。そして、対応する噴射圧を読み込むとともに、読み込んだ噴射圧を設定する。【００４４】
ところで、第２のマップデータＭ２´には、例えば吸気弁５４の開弁時期の進角量が所定の進角量である場合における噴射圧を設定することができる。これに対し、噴射圧設定部はさらに吸気弁５４の開弁時期の進角量が大きい場合ほど、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を高く設定するように実現することができる。このように噴射圧設定部を実現するにあたっては、具体的には例えば以下に示すように噴射圧設定部を実現することができる。【００４５】
すなわち、噴射圧設定部は進角量が所定の進角量よりも大きい場合には、進角量が大きい場合ほど、第２のマップデータＭ２´から読み込んだ噴射圧を高く変更した上で噴射圧を設定する。また、進角量が所定の進角量よりも小さい場合には、進角量が小さい場合ほど、第２のマップデータＭ２´から読み込んだ噴射圧を低く変更した上で噴射圧を設定する。進角量が小さい場合ほど、第２のマップデータＭ２´から読み込んだ噴射圧を低く変更するにあたっては、同じ吸入空気量Ｑおよび回転数Ｎｅで第１のマップデータＭ１に設定されている噴射圧を下回らない範囲内で、噴射圧を低く変更することができる。【００４６】
噴射量設定部は、燃料噴射弁５６がメイン噴射と、メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行い、且つ吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させ、燃焼室Ｅが形成するスワール流を強める場合に、吸気弁５４の開弁時期を進角させない場合よりも、パイロット噴射で噴射される燃料の噴射量を多く設定するように実現される。【００４７】
図８はＥＣＵ７０Ｂが備える噴射量のマップデータＭ３、Ｍ４を示す図である。（ａ）は第３のマップデータＭ３を、（ｂ）は第４のマップデータＭ４を示す。噴射量設定部が設定する噴射量は、具体的にはマップデータＭ３、Ｍ４で予め設定されている。第３のマップデータＭ３は吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに応じて、ベースパイロット噴射量である噴射量を設定している。第４のマップデータＭ４は吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに応じて、スワール流強化時の噴射量を設定している。マップデータＭ３、Ｍ４において、噴射量は吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとが等しい場合に、第４のマップデータＭ４のほうが第３のマップデータＭ３よりも多くなるように設定されている。【００４８】
これに対し、噴射量設定部は具体的には以下に示すように実現される。すなわち、噴射量設定部は吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させない場合には、吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき、第３のマップデータＭ３を参照する。そして、対応する噴射量を読み込むとともに、読み込んだ噴射量を設定する。また、吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させる場合には、吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき、第４のマップデータＭ４を参照する。そして、対応する噴射量を読み込むとともに、読み込んだ噴射量を設定する。【００４９】
次に第２の動作であるＥＣＵ７０Ｂの動作を図９に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ７０Ｂは吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅを検出する（ステップＳ１１）。続いて、ＥＣＵ７０Ｂは吸気側ＶＶＴ５７によってスワール流が強められたか否かを判定する（ステップＳ１２）。スワール流が強められたか否かは、例えば内燃機関５０の負荷が部分負荷である場合に、吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４を進角させたか否かを判定することで判定できる。【００５０】
ステップＳ１２で否定判定であれば、ＥＣＵ７０Ｂは検出した吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき第１のマップデータＭ１を参照するとともに、対応する噴射圧を読み込む（ステップＳ１５）。また、第３のマップデータＭ３を参照するとともに、対応する噴射量を読み込む（ステップＳ１６）。ステップＳ１２で肯定判定であれば、ＥＣＵ７０Ｂは検出した吸入空気量Ｑと回転数Ｎｅとに基づき第２のマップデータＭ２´を参照するとともに、対応する噴射圧を読み込む（ステップＳ１３）。また、第４のマップデータＭ４を参照するとともに、対応する噴射量を読み込む（ステップＳ１４）。【００５１】
ステップＳ１４またはＳ１６に続いて、ＥＣＵ７０ＢはステップＳ１３或いはステップＳ１５で読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定する（ステップＳ１７）。また、ステップＳ１４或いはステップＳ１６で読み込んだ噴射量をパイロット噴射時の燃料の噴射量として設定する（ステップＳ１８）。【００５２】
吸気弁５４の開弁時期の進角量が大きい場合ほど、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する場合、ＥＣＵ７０ＢはステップＳ１３或いはステップＳ１４に続き、進角量に応じて第２のマップデータＭ２´から読み込んだ噴射圧を変更するとともに、変更した噴射圧をステップＳ１７で設定することができる。【００５３】
次にＥＣＵ７０Ｂの作用効果について説明する。図１０はスワール流強化時の燃料噴霧の説明図である。（ａ）はスワール流強化時に第１のマップデータＭ１から読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定した場合の燃料噴霧の様子を示す。（ｂ）はスワール流強化時に第２のマップデータＭ２´から読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定した場合の燃料噴霧の様子を示す。【００５４】
（ａ）に示すように、スワール流強化時に第１のマップデータＭ１から読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定した場合には、放射状に噴射された燃料の噴霧がスワール流によって流される結果、燃料噴霧の配置が燃焼室Ｅの中央付近にまとまった配置となる。このため、燃焼室Ｅ全体の空気を利用できず、スモークの悪化を招くことになる。【００５５】
これに対し、ＥＣＵ７０Ｂは吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させ、スワール流を強める場合に、第２のマップデータＭ２´から読み込んだ噴射圧を燃料の噴射圧として設定する。そしてこれにより、吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させない場合（第１のマップデータＭ１から読み込んだ噴射圧を設定する場合）よりも、燃料の噴射圧を高く設定する。このためＥＣＵ７０Ｂは、（ｂ）に示すように吸気側ＶＶＴ５７の作動に基づくスワール流強化時に燃料噴霧の配置の適正化を図ることができる。結果、具体的にはスモークの低減を図ることができる。【００５６】
ＥＣＵ７０Ｂは、吸気弁５４の開弁時期の進角量が大きい場合ほど、燃料噴射弁５６が噴射する燃料の噴射圧を高く設定することで、さらにスワール流の強さに応じて燃料噴霧の配置の適正化を図ることもできる。そしてこれにより、スワール流強化時に燃料噴霧の配置の適正化をさらに好適に図ることもできる。【００５７】
ＥＣＵ７０Ｂは、吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させる場合に、吸気弁５４の開弁時期を進角させない場合よりも、パイロット噴射で噴射される燃料の噴射量を多く設定する。このため、ＥＣＵ７０Ｂは燃料の噴射圧を高めた結果、燃焼騒音が悪化することも抑制できる。【００５８】
また、内燃機関５０では、負荷が少なくとも中負荷を含む部分負荷である場合に吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させることで、スワール流が大きな度合いで強められる。これに対し、ＥＣＵ７０Ｂはスワール流を強めるにあたり、内燃機関５０の負荷が部分負荷である場合に、吸気側ＶＶＴ５７が吸気弁５４の開弁時期を進角させる場合に適用されることが好適である。【００５９】
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。
例えば動弁装置が吸気弁と排気弁とをバルブオーバラップさせ、燃焼室を掃気する場合は、必ずしも内燃機関の加速時に限られない。また、動弁装置が吸気弁の開弁時期を進角させ、燃焼室に形成されるスワール流を強める場合は、必ずしも内燃機関の負荷が少なくとも中負荷を含む部分負荷である場合に限られない。
【符号の説明】
【００６０】
内燃機関              ５０
吸気弁                ５４
排気弁                ５５
燃料噴射弁            ５６
吸気側ＶＶＴ          ５７
排気側ＶＶＴ          ５８
ＥＣＵ                ７０Ａ、７０Ｂ
【図１】
2012098671.tif 000003
【図２】
2012098671.tif 000004
【図３】
2012098671.tif 000005
【図４】
2012098671.tif 000006
【図５】
2012098671.tif 000007
【図６】
2012098671.tif 000008
【図７】
2012098671.tif 000009
【図８】
2012098671.tif 000010
【図９】
2012098671.tif 000011
【図１０】
2012098671.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月7日(2011.6.7)
【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】
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室に対して設けられている吸気弁と、前記吸気弁の開弁時期を変更可能な動弁装置と、を備えるとともに、前記燃焼室にスワール流を形成する筒内燃料噴射式の内燃機関に対して適用され、
前記動弁装置が前記吸気弁の開弁時期を進角させ、前記燃焼室に形成されるスワール流を強める場合に、前記吸気弁の開弁時期を進角させない場合よりも、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する噴射圧設定部を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記噴射圧設定部が、前記吸気弁の開弁時期の進角量が大きい場合ほど、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射弁がメイン噴射と、前記メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行い、且つ前記動弁装置が前記吸気弁の開弁時期を進角させ、前記燃焼室に形成されるスワール流を強める場合に、前記吸気弁の開弁時期を進角させない場合よりも、前記パイロット噴射で噴射される燃料の噴射量を多く設定する噴射量設定部をさらに備える請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
流を形成する場合には、例えば内燃機関の負荷が部分負荷である場合に吸気弁の開弁時期を進角させることで、スワール流を強めるようにガスの流通状態を変化させることができる。
［０００６］
ところが、筒内燃料噴射式の内燃機関では、筒内のガスの流通状態を変化させると、燃料噴霧の配置が所望する配置とは異なってくることがある。具体的には例えば燃焼室を掃気する場合には、燃焼室に残留する燃焼ガスが減少する。このため、筒内温度が低下し、筒内に噴射された燃料が蒸発し難くなる分、燃料噴霧の貫徹力が強くなる。結果、燃料噴霧の配置が所望する配置とは異なってくることがある。また、スワール流を強める場合にも、スワール流の影響を受ける結果、燃料噴霧の配置が所望する配置とは異なってくることがある。燃料噴霧の配置が所望する配置とは異なってくると、例えば燃焼が悪化することがある。
［０００７］
本発明は上記課題に鑑み、動弁装置の作動に基づく掃気時、或いは動弁装置の作動に基づくスワール流強化時に燃料噴霧の配置の適正化を図ることが可能な内燃機関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
［０００８］
本発明は燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室に対して設けられている吸気弁と、前記吸気弁の開弁時期を変更可能な動弁装置と、を備えるとともに、前記燃焼室にスワール流を形成する筒内燃料噴射式の内燃機関に対して適用され、前記動弁装置が前記吸気弁の開弁時期を進角させ、前記燃焼室に形成されるスワール流を強める場合に、前記吸気弁の開弁時期を進角させない場合よりも、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する噴射圧設定部を備える内燃機関の制御装置である。
［０００９］
また本発明は前記噴射圧設定部が、前記吸気弁の開弁時期の進角量が大きい場合ほど、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の噴射圧を高く設定する構成とすることができる。
［００１０］
また本発明は前記燃料噴射弁がメイン噴射と、前記メイン噴射に先立つパイロット噴射とを行い、且つ前記動弁装置が前記吸気弁の開弁時期を進角さ
【手続補正３】
【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】
せ、前記燃焼室に形成されるスワール流を強める場合に、前記吸気弁の開弁時期を進角させない場合よりも、前記パイロット噴射で噴射される燃料の噴射量を多く設定する噴射量設定部をさらに備える構成とすることができる。
［００１１］
［００１２］
発明の効果
［００１３］
本発明によれば、動弁装置の作動に基づく掃気時、或いは動弁装置の作動に基づくスワール流強化時に燃料噴霧の配置の適正化を図ることができる。
図面の簡単な説明
［００１４］
［図１］内燃機関の概略構成図である。
［図２］内燃機関のバルブ配置図である。
［図３］ＥＣＵの概略構成図である。
［図４］実施例１の噴射圧のマップデータを示す図である。
［図５］第１の動作をフローチャートで示す図である。
［図６］掃気時の燃料噴霧の説明図である。
［図７］実施例２の噴射圧のマップデータを示す図である。
［図８］噴射量のマップデータを示す図である。
［図９］第２の動作をフローチャートで示す図である。
［図１０］スワール流強化時の燃料噴霧の説明図である。
発明を実施するための形態
【国際調査報告】
2012098671.tif 000013
2012098671.tif 000014