(57)【要約】【課題】内燃機関の制御装置において、気筒内に適度の強さの旋回流を発生させることにより未燃燃料の排出を抑制する。【解決手段】吸気バルブのリフト量を変更することで該吸気バルブの開弁特性を変更する動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、吸気バルブの作用角と機関回転数とから気筒内の旋回流の強さを検知する検知手段（Ｓ１０２）と、旋回流の強さの目標値を設定する目標値設定手段（Ｓ１０３）と、吸気バルブの作用角を変更することで、検知手段により検知される旋回流の強さを目標値設定手段により設定される目標値へ近づける変更手段（Ｓ１０６）と、を備える。【選択図】図８
2010185400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブのリフト量を変更することで該吸気バルブの開弁特性を変更する動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記吸気バルブの作用角と機関回転数とから気筒内の旋回流の強さを検知する検知手段と、
前記旋回流の強さの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記吸気バルブの作用角を変更することで、前記検知手段により検知される旋回流の強さを前記目標値設定手段により設定される目標値へ近づける変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
低負荷時に気筒内の旋回流の強さを小さくする場合には、吸気バルブの開時期の変化量よりも閉時期の変化量のほうを大きくしつつ作用角を大きくすることにより旋回流の強さを小さくす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。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
吸気バルブの開閉時期とリフト量とから吸気バルブ近傍のガス流動の強さ及びピストン挙動によるガス流動の強さを推定し、これを燃料噴射制御に反映させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、吸気バルブを通過する吸気流量の変化を捉えきれないため、ガス流動の強さを正確に推定することは困難である。
【０００３】
ここで、内燃機関の低負荷時には、吸気バルブの開時期を遅くすることによりスワール比を低くして燃料の拡散を抑制し、且つ吸気バルブの閉時期を早くすることにより有効圧縮比を高めている。この場合、吸気バルブの開時期を吸気行程上死点に近づけ、吸気バルブの閉時期を吸気行程下死点に近づけている。
【０００４】
このように吸気バルブの作用角を小さくすると、該吸気バルブのリフト量が小さくなる。そのため、吸気バルブを通過するときの吸気の流速が高くなる。これにより、スワール比が高くなってしまう。つまり、スワール比を低くしようとして吸気バルブの開時期を遅くしたのにもかかわらず、これを打ち消すように吸気の流速が高くなってしまう。そのため、スワール比を低くした効果及び有効圧縮比を高くした効果が薄れて、未燃燃料が排出される虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３２７３４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８３６５９号公報
【特許文献３】特開２００８−２５５８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の制御装置において、気筒内に適度の強さの旋回流を発生させることにより未燃燃料の排出を抑制する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の制御装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の制御装置は、
吸気バルブのリフト量を変更することで該吸気バルブの開弁特性を変更する動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記吸気バルブの作用角と機関回転数とから気筒内の旋回流の強さを検知する検知手段と、
前記旋回流の強さの目標値を設定する目標値設定手段と、
前記吸気バルブの作用角を変更することで、前記検知手段により検知される旋回流の強さを前記目標値設定手段により設定される目標値へ近づける変更手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
このような内燃機関では、吸気バルブのリフト量を大きくするほど作用角が大きくなり、リフト量を小さくするほど作用角が小さくなる。ここで、吸気バルブの作用角と機関回
転数と気筒内の旋回流の強さとには相関関係がある。このため、吸気バルブの作用角と機関回転数と旋回流の強さとの関係を予め記憶しておくことで、旋回流の強さを検知することができる。この旋回流の強さは、単位時間当たりの吸気の角速度としても良く、スワール比としても良く、気筒内の吸気の流速としても良い。そして、実際の旋回流の強さは、吸気バルブの開時期を遅らせることによる旋回流の強さの減少分と、リフト量の減少により吸気の流速が高くなることによる旋回流の強さの増加分と、を合わせた値になる。つまり、検知手段は、旋回流の強さの増加分と減少分とを合わせて、最終的にどのような値となるのか推定している。
【０００９】
そして旋回流の強さが目標値に近づくように吸気バルブの作用角を制御すれば、より適切な旋回流の強さとすることができるため、未燃燃料の排出量を低減することができる。これは、フィードバック制御またはフィードフォワード制御の何れであっても可能である。
【００１０】
また、本発明においては、低負荷時に気筒内の旋回流の強さを小さくする場合には、吸気バルブの開時期の変化量よりも閉時期の変化量のほうを大きくしつつ作用角を大きくすることにより旋回流の強さを小さくすることができる。
【００１１】
ここで、吸気バルブの作用角を大きくすることでリフト量が大きくなるため、気筒内の旋回流の強さが小さくなる。低負荷時には旋回流の強さの影響が大きいため、低負荷時に旋回流の強さを小さくすることにより、未燃燃料の排出量を低減することができる。このときに、吸気バルブの開時期を早めると、この影響により旋回流の強さが大きくなる。そのため、吸気バルブの開時期の変化量は小さくする。なお、吸気バルブの開時期は変化させなくてもよい。一方、吸気バルブの閉時期を遅くしても、旋回流の強さ及び有効圧縮比に与える影響は小さい。そのため、吸気バルブの閉時期の変化量を大きくして作用角を変更する。これにより、未燃燃料の排出を抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、気筒内に適度の強さの旋回流を発生させることにより未燃燃料の排出を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すシステムにおいて、可変動弁装置の構成を説明するための斜視図である。
【図３】図２に示す可変動弁装置における可変動弁機構の構成を説明するための図である。
【図４】クランク角に対する吸気バルブのリフト量を示した図である。
【図５】吸気バルブの開時期とスワール比との関係を示した図である。
【図６】吸気バルブの閉時期と有効圧縮比との関係を示した図である。
【図７】吸気バルブの作用角とスワール比との関係を示した図である。
【図８】実施例１に係る低負荷時におけるスワールの制御フローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
［システムの構成］
図１は、実施例１のシステム構成を説明するための図である。本実施例１のシステムは、内燃機関１を備えている。内燃機関１は、複数の気筒２を有している。図１には、複数気筒のうちの１気筒のみを示している。
【００１６】
内燃機関１は、内部にピストン３を有するシリンダブロック４を備えている。ピストン３は、クランク機構を介してクランクシャフト５と接続されている。クランクシャフト５の近傍には、クランク角センサ６が設けられている。クランク角センサ６は、クランクシャフト５の回転角度（すなわち、クランク角）を検出するように構成されている。
【００１７】
シリンダブロック４の上部にはシリンダヘッド８が組み付けられている。シリンダヘッド８は、気筒２に通じる吸気ポート１２を備えている。また、シリンダヘッド８には、吸気通路２６が接続されている。吸気通路２６には、スロットル２７が備わる。吸気ポート１２は、吸気通路２６と気筒２とを連通している。この吸気ポート１２と気筒２との接続部には吸気バルブ１４が設けられている。本実施例１のシステムは、気筒２毎に設けられた複数の吸気ポート１２に対応して複数の吸気バルブ１４を備えている。図１には、吸気ポート１２と吸気バルブ１４とをそれぞれ１つずつ示している。吸気バルブ１４と吸気カム軸１５に設けられた吸気カム１６との間には、可変動弁装置１８が設けられている。可変動弁装置１８は、吸気バルブ１４の開弁特性を機械的に変更可能に構成されている。なお、可変動弁装置１８の詳細については、後述する。
【００１８】
また、吸気カム軸１５の端部には吸気側プーリ３１が設けられている。更に、吸気カム軸１５と吸気側プーリ３１との相対的な回転位相を変更可能とする可変回転位相機構（以下、「吸気側ＶＶＴ」という）３２が設けられている。この吸気側ＶＶＴ３２は、後述するＥＣＵ６０からの指令に従って吸気カム軸１５と吸気側プーリ３１との相対的な回転位相を制御する。そして、吸気カム軸１５の回転駆動は、クランクシャフト５の駆動力によって行われる。
【００１９】
また、シリンダヘッド８は、気筒２に通じる排気ポート２８を備えている。排気ポート２８と気筒２との接続部には排気バルブ２９が設けられている。
【００２０】
また、本実施例のシステムは、電子制御装置としてのＥＣＵ６０を備えている。ＥＣＵ６０の出力側には、可変動弁装置１８やスロットル２７、さらには吸気側ＶＶＴ３２等が接続されている。ＥＣＵ６０の入力側には、クランク角センサ６の他、運転者がアクセルペダル２３を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ２４等が接続されている。ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関１全体の制御を実行する。
【００２１】
また、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ６の出力に基づいて、機関回転数を算出する。さらに、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ２４の出力に基づいて、機関負荷を算出する。
【００２２】
［可変動弁装置の構成］
図２は、図１に示すシステムにおいて、可変動弁装置１８の構成を説明するための斜視図である。
【００２３】
図２に示すように、吸気カム軸１５には、１気筒当たり２つの吸気カム１６，１７が設けられている。そして、主カムである第１吸気カム１６を中心にして、２つの吸気バルブ１４Ｌ，１４Ｒが左右対称に配置されている。第１吸気カム１６と吸気バルブ１４Ｌ，１４Ｒとの間には、第１吸気カム１６の回転運動に各吸気バルブ１４Ｌ，１４Ｒのリフト運動を連動させる可変動弁機構４０Ｌ，４０Ｒがそれぞれ設けられている。一方、第２吸気
カム１７は、第１吸気カム１６との間で、第２吸気バルブ１４Ｒを挟むようにして配置されている。第２吸気カム１７と第２吸気バルブ１４Ｒとの間には、第２吸気カム１７の回転運動に第２吸気バルブ１４Ｒのリフト運動を連動させる固定動弁機構７０が設けられている。本可変動弁装置１８は、第２吸気バルブ１４Ｒのリフト連動の連動先を、可変動弁機構４０Ｒと固定動弁機構７０との間で選択的に切り換えることができるように構成されている。なお、本実施例では、固定動弁機構７０の説明は省略する。
【００２４】
図３は、図２に示す可変動弁装置１８における可変動弁機構４０の構成を説明するための図である。具体的には、図３は、可変動弁機構４０を吸気カム軸１５の軸方向から見た図である。尚、左右の可変動弁機構４０Ｌ，４０Ｒは、基本的には、第１吸気カム１６に対して対称形であるので、ここでは左右の可変動弁機構４０Ｌ，４０Ｒを区別することなくその構成を説明する。また、本明細書および図面では、左右の可変動弁機構４０Ｌ，４０Ｒを区別しないときには、単に可変動弁機構４０と表記する。同様に、可変動弁機構４０Ｌ，４０Ｒの各構成部品や吸気バルブ１４Ｌ，１４Ｒ等の対称に配置されている部品については、特に区別をする必要がある時以外は、左右を区別するＬ、Ｒの記号は付けないものとする。
【００２５】
図３に示すように、ロッカーアーム３５は吸気バルブ１４によって支持されている。可変動弁機構４０は、第１吸気カム１６とロッカーアーム３５との間に介在している。可変動弁機構４０は、第１吸気カム１６の回転運動とロッカーアーム３５の揺動運動との連動状態を連続的に変化させるように構成されている。
【００２６】
可変動弁機構４０は、吸気カム軸１５と平行に配置された制御軸４１を有している。制御軸４１は、回転駆動可能に構成されている。また、図３に示すように、制御軸４１には、制御アーム４２がボルト４３によって固定されている。制御アーム４２の一部は、制御軸４１の径方向に突出している。制御アーム４２の突出部には、中間アーム４４がピン４５によって取り付けられている。ピン４５は、制御軸４１の中心から偏心した位置に配置されている。よって、中間アーム４４は、ピン４５を中心にして揺動するように構成されている。中間アーム４４の先端部には、後述するローラ５２，５３が回転可能に設けられている。
【００２７】
制御軸４１には、揺動カムアーム５０が揺動可能に支持されている。揺動カムアーム５０は、第１吸気カム１６に対向する側に、スライド面５０ａを有している。スライド面５０ａは、第２ローラ５３に接触するように形成されている。スライド面５０ａは、第２ローラ５３が揺動カムアーム５０の先端側から制御軸４１の軸中心側に向かって移動するほど、第１吸気カム１６との間隔が徐々に狭まるような曲面で形成されている。また、揺動カムアーム５０は、スライド面５０ａの反対側に、揺動カム面５１を有している。揺動カム面５１は、揺動カムアーム５０の揺動中心からの距離が一定となるように形成された非作用面５１ａと、非作用面５１ａから離れた位置ほど制御軸４１の軸中心からの距離が遠くなるように形成された作用面５１ｂとで構成されている。
【００２８】
スライド面５０ａと第１吸気カム１６の周面との間には、第１ローラ５２と第２ローラ５３が配置されている。より具体的には、第１ローラ５２は、第１吸気カム１６の周面と接触するように配置されている。また、第２ローラ５３は、揺動カムアーム５０のスライド面５０ａに接触するように配置されている。第１ローラ５２と第２ローラ５３とは、上記中間アーム４４の先端部に固定された連結軸５４によって回転自在に支持されている。中間アーム４４は、ピン４５を支点として揺動するので、これらのローラ５２，５３もピン４５から一定距離を保ちながらスライド面５０ａおよび第１吸気カム１６の周面に沿って揺動する。
【００２９】
また、揺動カムアーム５０には、バネ座５０ｂが形成されている。このバネ座５０ｂには、ロストモーションスプリング３８の一端が掛けられている。ロストモーションスプリング３８の他端は、内燃機関１の静止部位に固定されている。ロストモーションスプリング３８は圧縮バネである。ロストモーションスプリング３８から受ける付勢力により、揺動カムアーム５０のスライド面５０ａが第２ローラ５３に押し当てられ、更に、第１ローラ５２が第１吸気カム１６に押し当てられる。これにより、第１ローラ５２及び第２ローラ５３は、スライド面５０ａと第１吸気カム１６の周面とに両側から挟み込まれた状態で位置決めされる。
【００３０】
揺動カムアーム５０の下方には、上記ロッカーアーム３５が配置されている。ロッカーアーム３５には、揺動カム面５１に対向するようにロッカーローラ３６が設けられている。ロッカーローラ３６は、ロッカーアーム３５の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム３５の一端は、吸気バルブ１４のバルブシャフト１４ａによって支持されており、ロッカーアーム３５の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ３７によって回転自在に支持されている。リフト作動の際、バルブシャフト１４ａは、バルブスプリング１４ｂによって、閉方向、すなわち、ロッカーアーム３５を押し上げる方向に付勢されている。ロッカーローラ３６は、この付勢力と油圧式ラッシュアジャスタ３７によって揺動カムアーム５０の揺動カム面５１に押し当てられている。
【００３１】
上述した可変動弁機構４０の構成によれば、第１吸気カム１６の回転に伴って、第１吸気カム１６の押圧力が第１ローラ５２及び第２ローラ５３を介してスライド面５０ａに伝達される。その結果、揺動カム面５１とロッカーローラ３６との接点が非作用面５１ａから作用面５１ｂにまで及ぶと、ロッカーアーム３５が押し下げられ、吸気バルブ１４が開弁する。
【００３２】
また、可変動弁機構４０の構成によれば、制御軸４１の回転角度を変化させると、スライド面５０ａ上における第２ローラ５３の位置が変化し、リフト動作時の揺動カムアーム５０の揺動範囲が変化する。より具体的には、制御軸４１を図３における反時計回り方向に回転させると、スライド面５０ａ上における第２ローラ５３の位置が揺動カムアーム５０の先端側に移動する。そうすると、第１吸気カム１６の押圧力が伝達されることで揺動カムアーム５０が揺動動作を開始した後に、現実にロッカーアーム３５が押圧され始めるまでに要する揺動カムアーム５０の回転角度は、制御軸４１が図３における反時計回り方向に回転するほど大きくなる。つまり、制御軸４１を図３における反時計回り方向に回転させることにより、吸気バルブ１４の作用角及びリフト量を小さくすることができる。逆に、制御軸４１を時計回り方向に回転させることにより、吸気バルブ１４の作用角及びリフト量を大きくすることができる。制御軸４１の回転は、扇形ギヤ８２を例えば電動モータにより回転させることで行われる。
【００３３】
このように、可変動弁機構４０によれば、吸気バルブ１４のバルブリフト量を変更することで作用角を変更できる。また、吸気側ＶＶＴ３２によれば、吸気バルブ１４の開弁時期及び閉弁時期を同じ角度だけ変更することができる。そして、この可変動弁機構４０及び吸気側ＶＶＴ３２によれば、吸気バルブ１４の作用角及び開閉時期を自由に変更することができる。なお、本実施例では可変動弁装置１８及び吸気側ＶＶＴ３２が、本発明における動弁装置に相当する。
【００３４】
［実施例１の特徴］
本実施例では、内燃機関１の低負荷時においてスワール比を低下させ且つ有効圧縮比を増加させることにより、未燃燃料の排出量を低減する。つまり、吸気バルブ１４の開時期を吸気行程上死点前から吸気行程上死点側へ遅らせることでスワール比を小さくして燃料の過拡散を抑制する。また、吸気バルブ１４の閉時期を吸気行程下死点後から吸気行程下
死点側へ進ませることで有効圧縮比を高くする。
【００３５】
ここで図４は、クランク角に対する吸気バルブ１４のリフト量を示した図である。吸気バルブ１４のリフト量が０よりも大きいときに該吸気バルブ１４は開いている。そして、吸気バルブ１４が開いている間のクランク角が作用角に相当する。図４に示すように、吸気バルブ１４の最大リフト量が小さくなるほど（図４の矢印方向に最大リフト量が移動するほど）、作用角も小さくなる。また、吸気バルブ１４の最大リフト量が小さくなるほど、リフト量の軌跡と横軸とで囲まれた面積、いわゆる時間面積が小さくなる。なお、図４においては、吸気バルブ１４の開時期が変化しないように、吸気側ＶＶＴ３２を制御している。
【００３６】
また、図５は、吸気バルブ１４の開時期とスワール比との関係を示した図である。縦軸はスワール比の平均値である。横軸は吸気バルブ１４の開時期であって、吸気行程上死点からどれだけ前の時期であるのかをクランク角で表している。つまり、図５の矢印方向に向かうと、吸気バルブ１４の開時期が早くなる。そして、吸気バルブ１４の開時期が吸気行程上死点よりも早いほど、スワール比が大きくなる。この場合、吸気バルブ１４の開時期の変化量に対するスワール比の変化量は略一定となる。
【００３７】
次に図６は、吸気バルブ１４の閉時期と有効圧縮比との関係を示した図である。縦軸は有効圧縮比であり、横軸は吸気バルブ１４の閉時期であって吸気行程下死点からどれだけ後の時期であるのかをクランク角で表している。つまり、図６の矢印方向に向かうと、吸気バルブ１４の閉時期が早くなる。そして、吸気バルブ１４の閉時期が吸気行程下死点後から吸気行程下死点に近づくほど、有効圧縮比は大きくなる。この場合、吸気バルブ１４の閉時期の変化量に対する有効圧縮比の変化量は、吸気行程下死点に近づくほど、小さくなる。
【００３８】
ところで、可変動弁機構４０により吸気バルブ１４の作用角を小さくすると、該吸気バルブ１４の最大リフト量が小さくなるため、通路面積が減少する。このため、吸気の流量が一定とすれば、通路面積の減少分だけ吸気の流速は速くなるのでスワール比は高くなる。したがって、スワール比を小さくしようとして吸気バルブ１４の作用角を小さくしすぎると逆効果になる。つまり、吸気バルブ１４の作用角には最適値が存在する。
【００３９】
これに対し本実施例では、吸気バルブ１４の作用角と吸気の流量とから気筒２内でのスワール比を推定し、この推定値が目標値となるように吸気バルブ１４の作用角を変更する。なお、スワール比は旋回流の強さに相当する値であり、代わりに吸気の流速またはタンブル流の強さを用いることもできる。また、作用角は、図４に示したリフト量の軌跡と横軸とで囲まれた面積、いわゆる時間面積で表しても良い。上述のように、作用角が小さくなるほど、時間面積も小さくなる。
【００４０】
ここで図７は、吸気バルブ１４の作用角とスワール比との関係を示した図である。作用角は時間面積としても良い。作用角が大きいほどスワール比は小さくなり、作用角が小さいほどスワール比は大きくなる。また、図７に示した矢印方向に従って機関回転数又は過給圧が高くなり、機関回転数が高いほど又は過給圧が高いほどスワール比は大きくなる。
【００４１】
このようなことから本実施例では、スワール比に関する２つの二次元マップをＥＣＵ６０が記憶している。
【００４２】
ここで、吸気の流速は、吸気の流量を時間面積で除した値に比例する。つまり、吸気の流量が多くなるほど、又は時間面積が小さくなるほど、吸気の流速が速くなり、スワール比が大きくなる。この関係により、作用角が大きいほどスワール比の推定値が小さくなり
、作用角が小さいほどスワール比の推定値が大きくなるマップを備える。このマップによれば、過渡時であっても要求される作用角を算出することが可能となる。
【００４３】
また、吸入空気量が多いほどスワール比は大きくなる。例えば、高回転時や高過給圧時には、吸入空気量がより多くなるため、吸気の流量が多くなる。これにより、スワール比は大きくなる。そこで、吸気の流量が多いほどスワール比の推定値が大きくなるように補正し、吸気の流量が少ないほどスワール比の推定値が小さくなるように補正するマップを備える。吸気の流量は、機関回転数又は過給圧とすることもできる。
【００４４】
なお、作用角及び機関回転数と、スワール比と、の関係を予め実験等により求めてマップ化しておいても良い。
【００４５】
また本実施例では、低負荷時において作用角が小さすぎて実際のスワール比が目標値より大きくなる場合には、吸気バルブ１４の開時期の変化量よりも閉時期の変化量のほうを大きくしつつ作用角を大きくすることによりスワール比を小さくする。この場合、吸気バルブ１４の開時期は変えずに、閉時期を遅くして作用角を大きくしても良い。ここで、吸気行程下死点付近では、クランク角の変化に対するピストン３の変位量が小さいため、図６に示すように、有効圧縮比の変化は小さい。一方、吸気バルブ１４の開時期を変更して作用角を大きくすると、図５に示すように、スワール比が大きくなってしまう。つまり、吸気バルブ１４の閉時期を遅くして作用角を大きくすることにより、スワール比を低下させつつ、有効圧縮比の変化も抑えることができるため、未燃燃料の排出を抑制することができる。
【００４６】
図８は、本実施例に係る低負荷時におけるスワールの制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関１の負荷が閾値よりも低いときに実行される。
【００４７】
ステップＳ１０１では、吸気バルブ１４の作用角が決定される。つまり、吸気バルブ１４の開時期を吸気行程上死点側へ変更し、且つ吸気バルブ１４の閉時期を吸気行程下死点側へ変更するように、吸気バルブ１４の作用角が決定される。例えば、吸気バルブ１４の開時期を吸気行程上死点とし、閉時期を吸気行程下死点とする。これらは、予め実験等により最適値を求めておく。なお、ステップＳ１０１で決定される作用角は、仮の値である。
【００４８】
ステップＳ１０２では、スワール比が推定される。スワール比は、作用角及び機関回転数と、スワール比と、の関係を予め実験等により求めてマップ化しておき、該マップに作用角及び機関回転数を代入することにより得る。なお、本実施例ではステップＳ１０２を処理するＥＣＵ６０が、本発明における検知手段に相当する。
【００４９】
ステップＳ１０３では、スワール比の目標値が取得される。スワール比の目標値は、例えば機関回転数に応じて決定される。目標値と機関回転数との関係は予め実験等により求めてＥＣＵ６０に記憶させておく。なお、本実施例ではステップＳ１０３を処理するＥＣＵ６０が、本発明における目標値設定手段に相当する。
【００５０】
ステップＳ１０４では、推定されるスワール比が、目標値よりも低いか否か判定される。本ステップでは、スワール比が高くなりすぎていないか否か判定される。
【００５１】
ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００５２】
ステップＳ１０５では、現時点で仮決定されている吸気バルブ１４の開時期及び作用角
を、目標値として決定する。この後、本ルーチンを終了させる。そして、吸気バルブ１４の開時期及び作用角が目標値となるように、可変動弁機構４０及び吸気側ＶＶＴ３２が操作される。
【００５３】
ステップＳ１０６では、仮決定されている作用角を大きくする。このときに、吸気バルブ１４の開時期の変化量よりも閉時期の変化量のほうを大きくしつつ作用角を大きくする。吸気バルブ１４の開時期はそのままで閉時期を遅らせることにより、作用角を大きくしても良い。このようにすることで、有効圧縮比の変化を抑制しつつスワール比を小さくできる。なお、吸気バルブ１４の閉時期は、所定量遅らせても良く、スワール比の推定値と目標値との差に応じた値分だけ遅らせても良い。その後、ステップＳ１０２へ戻り、ステップＳ１０６で変更された作用角にしたがってスワール比が再度推定される。この場合、ステップＳ１０２で推定されるスワール比の推定値は、前回よりも小さくなる。なお、本実施例ではステップＳ１０６を処理するＥＣＵ６０が、本発明における変更手段に相当する。
【００５４】
以上説明したように本実施例によれば、作用角と機関回転数とからスワール比を推定することができる。そして、該スワール比の推定値と目標値とを比較することで、作用角を変更することができる。これにより、スワール比を最適値に近づけることができる。つまり、気筒２内に適度の強さの旋回流を発生させることにより未燃燃料の排出を抑制できる。
【符号の説明】
【００５５】
１     内燃機関
２     気筒
３     ピストン
４     シリンダブロック
５     クランクシャフト
６     クランク角センサ
８     シリンダヘッド
１２   吸気ポート
１４   吸気バルブ
１５   吸気カム軸
１６   吸気カム
１８   可変動弁装置
２３   アクセルペダル
２４   アクセル開度センサ
２６   吸気通路
２７   スロットル
２８   排気ポート
２９   排気バルブ
３１   吸気側プーリ
３２   可変回転位相機構（吸気側ＶＶＴ）
４０   可変動弁機構
６０   ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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