(57)【要約】【課題】内燃機関の吸気制御装置において、吸気温度の上昇をより簡便に実現することを可能とする。【解決手段】内燃機関の吸気制御装置（１００等）は、内燃機関の気筒に吸気を導くための吸気通路（２０４等）と、吸気通路に設けられ、開閉状態に応じて吸気の流れの脈動を生成可能な吸気制御弁（２２４等）と、内燃機関の運転状態に応じて開閉状態を開弁状態にするか否かを判定する判定手段（１００等）と、判定手段によって開閉状態を開弁状態にすると判定される場合、吸気通路を流れる吸気の流速が高まる所定期間において、開閉状態を閉弁状態に近付けるように吸気制御弁を制御する制御手段（１００等）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒に吸気を導くための吸気通路と、
前記吸気通路に設けられ、開閉状態に応じて前記吸気の流れの脈動を生成可能な吸気制御弁と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記開閉状態を開弁状態にするか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記開閉状態を開弁状態にすると判定される場合、前記吸気通路を流れる前記吸気の流速が高まる所定期間において、前記開閉状態を閉弁状態に近付けるように前記吸気制御弁を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記所定期間として、前記吸気通路内の圧力の時間軸上の変化に基づいて規定される期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
前記吸気通路内の圧力を検知する圧力検知手段を更に備え、
前記制御手段は、前記所定期間として、前記検知された圧力の時間軸上の変化率が正である期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記所定期間として、前記検知された圧力の時間軸上の変化率が最大となる時点を含む期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記所定期間として、前記検知された圧力が、前記開閉状態を全開状態にさせると仮定した場合における前記吸気通路内の圧力の平均値となる時点を含む期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項６】
前記流速を推定する流速推定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記所定期間として、前記推定された流速が高まる期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御することを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項７】
内燃機関の気筒に吸気を導くための吸気通路と、
前記吸気通路に設けられ、開閉状態に応じて前記吸気の流れの脈動を生成可能な吸気制御弁とを備える内燃機関の吸気制御装置における内燃機関の吸気制御方法であって、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記開閉状態を開弁状態にするか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程によって前記開閉状態を開弁状態にすると判定される場合、前記吸気通路を流れる前記吸気の流速が高まる所定期間において、前記開閉状態を閉弁状態に近付けるように前記吸気制御弁を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気流量を制御する内燃機関の吸気制御装置及び方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、特許文献１等には、吸気制御弁の下流側に温度上昇を防止する手段として、断熱層を設け、吸気流速の上昇による吸気温度の上昇を抑えることで、例えば吸気充填効率の低下を抑える技術について開示されている。
【０００３】
特許文献２等には、吸気制御弁、所謂、パルス過給弁の開閉制御によりポンプロスを発生させて、排気ガス温度を上昇させて排気浄化率を向上させる技術について開示されている。
【０００４】
特許文献３等には、冷間時に吸気制御弁の開弁時期を吸気弁の開弁時期よりも、遅くさせることで吸気流速を増大させて吸気の温度を上昇させる技術について開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７１１２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２４７６１６号公報
【特許文献３】特開２００６−２８３６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１等によれば、吸気温度の上昇を抑えるための、新たな構成として断熱層が必要であり、設計行程及び製造工程が高コストとなってしまい、吸気温度の上昇を簡便に抑えることが技術的に困難となってしまうという技術的な問題点が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、例えば上記の問題点に鑑みなされたものであり、吸気温度の上昇をより簡便に実現することが可能な内燃機関の吸気制御装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関の気筒に吸気を導くための吸気通路と、前記吸気通路に設けられ、開閉状態に応じて前記吸気の流れの脈動を生成可能な吸気制御弁と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記開閉状態を開弁状態にするか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記開閉状態を開弁状態にすると判定される場合、前記吸気通路を流れる前記吸気の流速が高まる所定期間において、前記開閉状態を閉弁状態に近付けるように前記吸気制御弁を制御する制御手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る「内燃機関」とは、一又は複数の気筒を有し、当該気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン、軽油、各種アルコール若しくは各種アルコールとガソリンとの混合燃料等各種の燃料又は当該各種燃料を含む混合気等が爆発或いは燃焼した際に生じる力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的な又は機械的な伝達経路を経て駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。また、この種の内燃機関に係る「内燃機関の吸気制御装置」とは、気筒内部に対する、吸気（即ち、外界から吸入される空気たる吸入空気を少なくとも概念の一部として含み、当該吸入空気そのもの、或いは例えばＥＧＲ装置等の排気再循環装置が備わる場合等には例えばＥＧＲバルブ等の流量調整手段の開閉状態等に応じてＥＧＲガス（即ち、排気の一部）と当該吸入空気の混合体等の各種形態を採り得る）の供給に供される装置である。
【００１０】
本発明に係る内燃機関の吸気装置における「吸気通路」とは、即ち、吸気の通路であって、好適な一形態として、例えばエアクリーナ、エアフローメータ、スロットルバルブ（即ち、吸気絞り弁）及び吸気ポート等を相互に且つ適宜に連結又は連通せしめ得る、例えば単一又は複数の管状部材の形態を採る。特に、本発明に係る内燃機関の吸気装置は、この吸気通路に、例えばターボチャージャ等の過給器（無論、タービン等、排気系に備わるべき一部を除外してなる一部であってもよい）が備わっており、更にその下流側（尚、「下流」とは、吸気の流れる方向を基準とする方向概念の一であり、この場合、即ち気筒側である）に、例えばインタークーラ等の吸気冷却手段を備える。吸気冷却手段は、過給器を介して供給される（過給器による過給が実践上有意に行われているか否かとは無関係であってもよい）吸気を冷却可能な物理的、機械的、機構的、電気的、磁気的又は化学的態様を有する手段であって、少なくとも幾らかなり且つ相対的に吸気が冷却されることによって、吸気の密度は相対的に上昇し、吸気の充填効率は向上し得る。
【００１１】
一方、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、典型的には、吸気通路における吸気冷却手段の下流側に吸気制御弁を備える。この吸気制御弁は、例えば二値的に、段階的に或いは連続的に制御され得る開閉状態に応じて、吸気の脈動を少なくとも生成可能な、且つ当該吸気の量たる吸気量を調整可能な、例えば弁体、或いは当該弁体に加え更に当該弁体を駆動する駆動装置等を適宜に含んでなる動弁機構又は動弁装置等の形態を採り得る手段である。この吸気制御弁は、内燃機関にスロットルバルブ等の所謂吸気絞り弁が備わる場合には、好適な一形態として、この吸気絞り弁の下流側に設置される。
【００１２】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種プロセッサや各種マイコン装置、並びに、メモリ等の記憶装置等を備えて構成される判定手段によって、内燃機関の運転状態に応じて開閉状態を開弁状態にするか否かが判定される。ここに、本発明に係る「運転状態」とは、内燃機関の回転エネルギー状態を意味し、典型的には、内燃機関のエンジン回転数（即ち、回転速度）、回転加速度、又は、内燃機関の出力トルクの大きさなどを意味してよい。この運転状態は、典型的には、将来的に実現される目標となるエンジン回転数、回転加速度又は内燃機関の出力トルクの大きさを意味してよいし、現時点で実現されている、言い換えるとリアルタイムで把握された、エンジン回転数、回転加速度又は内燃機関の出力トルクの大きさを意味してよい。また、ここに、本発明に係る開弁状態とは、吸気制御弁の全開状態を含む、大部分の吸気通路が吸気制御弁によって遮断されていない状態を意味する。
【００１３】
ここで、上述の判定手段によって開閉状態を開弁状態にすると判定される場合、例えばプロセッサやメモリ等を備えて構成される制御手段の制御下で、吸気制御弁によって、吸気通路を流れる吸気の流速が高まる所定期間において、開閉状態が閉弁状態に近付けられる。ここに、本発明に係る所定期間とは、例えば高速回転や高負荷回転等の内燃機関の運転状態に応じて、吸気の脈動を利用した慣性過給を一旦停止させた方が内燃機関の目標となる運転状態を実現させやすいという理由のために吸気制御弁の開閉状態を開弁状態（例えば全開状態）にさせる条件下において、吸気通路を流れる吸気の流速が高まる時間間隔を意味する。典型的には、この所定期間は、上述した理由のために吸気制御弁の開閉状態が全開状態になった条件下において、（i）吸気通路内の圧力の時間軸上の変化率が正であると共に（ii）吸気通路内の圧力が、例えば一サイクルの一部の範囲（例えば、クランク角度の３６０度の間隔毎、或いはクランク角度の１８０度の間隔毎）での平均値となる瞬間を含む時間間隔であることが好ましい。また、本発明に係る「閉弁状態に近付ける」とは、吸気制御弁の開閉状態を閉弁状態にさせることに限定されない。即ち、本発明に係る「閉弁状態に近付ける」とは、吸気制御弁を、少なくともゼロではない所定開度だけ閉弁する方向に動作させることを意味する。典型的には、吸気制御弁を、少なくともゼロではない所定開度だけ閉弁する方向に付勢させることを意味する。
【００１４】
このように吸気の流速を低減させることにより、吸気を構成する気体分子の運動エネルギーを低減させると共に、これに伴い気体分子の圧力エネルギーを低減させ、ひいては、吸気を構成する気体分子が保持するエネルギー総量を効果的に低減することが可能である。この結果、気筒内における圧縮行程の上死点（ＴＤＣ：Top Dead Center）、即ち、クランク角度が３６０°である時点での温度、所謂、圧縮端温度を効果的に低減することが可能である。
【００１５】
このように本発明によれば、例えば高速運転や高負荷運転等の内燃機関の運転状態に応じて吸気制御弁の開閉状態を開弁状態にさせると判定される場合であっても、吸気通路を流れる吸気の流速が高まる所定期間において吸気制御弁の開閉状態を閉弁状態に近付けさせることで、内燃機関の所望となる運転状態の実現に近付けることと、圧縮端温度の効果的な低減とを両立させることが可能である。この結果、例えば高速運転等の内燃機関の運転状態において、ノッキングの発生を効果的に防止することが可能であると共に、吸気充填効率の低下を効果的に防止することが可能であるので、排気エミッションとしてＮＯｘ等の有害物質が多量に発生してしまうのを効果的に防止することが可能である。
【００１６】
仮に、例えば高速運転等の内燃機関の運転状態に応じて吸気制御弁の開閉状態を、一律的に、或いは、常時、開弁状態にさせる場合、吸気の温度が急激に上昇してしまうことに伴い、ノッキングが発生する度合いが増加し、吸気充填効率が低下し、ひいては、排気エミッションとしてＮＯｘ等の有害物質が多量に発生してしまう可能性があるという技術的な問題点が生じる。
【００１７】
本発明の内燃機関の吸気制御装置の一の態様は、前記制御手段は、前記所定期間として、前記吸気通路内の圧力の時間軸上の変化に基づいて規定される期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御する。
【００１８】
この態様によれば、開閉状態を閉弁状態に近付けさせる所定期間を、圧力の時間軸上の変化に基づいて高精度に規定することができるので、吸気の流速をより適切なタイミングで低減することが可能である。
【００１９】
本発明の内燃機関の吸気制御装置の他の態様は、前記吸気通路内の圧力を検知する圧力検知手段（例えば、圧力センサ）を更に備え、前記制御手段は、前記所定期間として、前記検知された圧力の時間軸上の変化率が正である期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御する。
【００２０】
この態様によれば、圧力の時間軸上の変化率が正である、即ち、吸気の流速が上昇中である可能性の高い所定期間において、開閉状態を閉弁状態に近付けさせることができるので、吸気の流速をより効果的に低減することが可能である。
【００２１】
上述した制御手段に係る態様では、前記制御手段は、前記所定期間として、前記検知された圧力の時間軸上の変化率が最大となる時点を含む期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御するようにしてよい。
【００２２】
このように構成すれば、圧力の時間軸上の変化率が最大となる、即ち、吸気の流速が最も高まる可能性のある時点を含む所定期間において、開閉状態を閉弁状態に近付けさせることができるので、吸気の流速をより効果的に低減することが可能である。
【００２３】
上述した制御手段に係る態様では、前記制御手段は、前記所定期間として、前記検知された圧力が、前記開閉状態を全開状態にさせると仮定した場合における前記吸気通路内の圧力の平均値となる時点を含む期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御するようにしてよい。
【００２４】
このように構成すれば、例えば吸気通路内の圧力が周期的に変動している場合において、吸気通路内の圧力の平均値となる、即ち、吸気の流速が最も高まる可能性のある時点を含む所定期間において、開閉状態を閉弁状態に近付けさせることができるので、吸気の流速をより効果的に低減することが可能である。
【００２５】
本発明の内燃機関の吸気制御装置の他の態様は、前記流速を推定する流速推定手段（例えば圧力センサ）を更に備え、前記制御手段は、前記所定期間として、前記推定された流速が（例えば所定閾値より）高まる期間において、前記開閉状態を前記閉弁状態に近付けさせるように前記吸気制御弁を制御する。
【００２６】
この態様によれば、開閉状態を閉弁状態に近付けさせる所定期間を、推定された流速の大小に基づいて高精度に規定することができるので、吸気の流速をリアルタイムで直接的に低減することが可能である。所定期間は、典型的には、推定された流速が所定閾値より高まる期間でよい。ここに、所定閾値は、吸気通路内の圧縮端温度が、内燃機関における許容範囲以下となるように、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等によって定義されてよい。
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の吸気制御方法は、内燃機関の気筒に吸気を導くための吸気通路と、前記吸気通路に設けられ、開閉状態に応じて前記吸気の流れの脈動を生成可能な吸気制御弁とを備える内燃機関の吸気制御装置における内燃機関の吸気制御方法であって、前記内燃機関の運転状態に応じて前記開閉状態を開弁状態にするか否かを判定する判定工程と、前記判定工程によって前記開閉状態を開弁状態にすると判定される場合、前記吸気通路を流れる前記吸気の流速が高まる所定期間において、前記開閉状態を閉弁状態に近付けるように前記吸気制御弁を制御する制御工程とを備える。
【００２８】
本発明に係る内燃機関の吸気制御方法によれば、上述した本発明に係る内燃機関の吸気制御装置が有する各種利益を享受することが可能となる。
【００２９】
尚、上述した本発明に係る内燃機関の吸気制御装置が有する各種態様に対応して、本発明に係る内燃機関の吸気制御方法も各種態様を採ることが可能である。
【００３０】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
【００３２】
（実施形態）  
（基本構成）
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について一部その動作を交えて説明する。ここに、図１は、本発明の実施形態に係るエンジンシステム１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３３】
図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備える。
【００３４】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。このＥＣＵ１００によって、本発明に係る「制御手段」及び「判定手段」の一例が構成されている。加えて、このＥＣＵ１００は、後述される圧力センサーと合わせて本発明に係る「流速推定手段」の一例が構成されている。
【００３５】
エンジン２００は、軽油を燃料とする、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ディーゼルエンジンである。エンジン２００の概略について説明すると、エンジン２００は、シリンダブロック２０１に４本の気筒２０２が並列して配置された構成を有している。そして、各気筒内における圧縮行程において、当該圧縮行程或いは吸気行程に気筒内に直接噴射される燃料と吸入空気との混合気が圧縮され、自発的に着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフト（不図示）の回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフトの回転は、エンジンシステム１０を搭載する車両の駆動輪に伝達され、当該車両の走行が可能となる。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、個々の気筒２０２の構成は相互に等しいため、ここでは一の気筒２０２についてのみ説明することとする。特に、クランクシャフトの回転状態は、時間軸上のクランク角度の変化によって特定される。
【００３６】
図１において、外界から導かれる空気たる吸入空気は、本発明に係る「吸気通路」の一例たる吸気管２０４を介して、その内部が吸気管２０４と連通してなるサージタンク２０５へ供給される構成となっている。
【００３７】
サージタンク２０５の下流側（即ち、気筒２０２側）において、下流側管路２０４ｂは連通管２０６に接続され、その内部において連通管２０６と連通する構成となっている。連通管２０６は、各気筒２０２の吸気ポート（不図示）の各々に連通しており、吸気管２０４に導かれた吸入空気は、連通管２０６を介して、各気筒に対応する吸気ポートに導かれる構成となっている。吸気ポートは、一の気筒２０２について夫々二個ずつ備わっており、夫々が気筒２０２内部に連通可能に構成されている。
【００３８】
吸気ポートと気筒２０２内部との連通状態は、各吸気ポートに設けられた吸気バルブ２０７により制御される。吸気バルブ２０７は、クランクシャフトに連動して回転する吸気カムシャフト２０８に固定された、吸気カムシャフト２０８の伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす吸気カム２０９のカムプロフィール（端的に言えば、形状）に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に吸気ポートと気筒２０２内部とを連通させることが可能に構成されている。このように、エンジン２００では、連通管２０６が、個々の気筒２０２（より具体的には吸気ポート）に対応する部分の上流側において集約され、下流側管路２０４ｂを介してサージタンク２０５と接続される構成となっており、連通管２０６は、吸気管２０４と共に本発明に係る「吸気通路」の一例を構成している。特に、連通管２０６には、連通管２０６内の圧力の値を測定する圧力センサー２０６ｓ（即ち、本発明に係る「圧力検知手段」及び「流速推定手段」の一例）が設けられている。この圧力センサー２０６ｓによって測定された圧力の値によって、吸気ポート内の圧力を直接的に測定することができる、或いは、この圧力センサー２０６ｓによって測定された圧力の値によって、吸気ポート内の圧力を間接的に推定することができる。
【００３９】
気筒２０２の内部には、筒内噴射型のインジェクタ２０３の一部としての燃料噴射弁が露出しており、高温高圧の気筒内部に燃料たる軽油を直接噴射することが可能に構成されている。ここで、燃料は、不図示の燃料タンクに貯留されている。この燃料タンクに貯留される燃料は、不図示のフィードポンプの作用により燃料タンクから汲み出され、不図示の低圧配管を介して不図示の高圧ポンプに圧送される構成となっている。この高圧ポンプは、コモンレール２０３Ａに対し、燃料を供給することが可能に構成されている。尚、高圧ポンプは、公知の各種態様を採り得、ここでは、その詳細については省略することとする。
【００４０】
コモンレール２０３Ａは、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、上流側（即ち、高圧ポンプ側）から供給される高圧燃料をＥＣＵ１００により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール２０３Ａには、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。インジェクタ２０３は、気筒２０２各々について搭載されており、夫々が高圧デリバリ２０３Ｂを介してコモンレール２０３Ａに接続されている。
【００４１】
ここで、インジェクタ２０３の構成について補足すると、インジェクタ２０３は、ＥＣＵ１００から供給される指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル（いずれも不図示）とを備える。当該電磁弁は、コモンレール２０３Ａの高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。
【００４２】
一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール２０３Ａより供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。尚、このような構成は一例であり、例えば、燃料噴射プロセスそのものが電子制御化（即ち、圧力を媒体とすることなく燃料を噴射する）されていてもよい。
【００４３】
ここで、インジェクタ２０３によれば、燃料の噴射量を精細に制御することが可能であり、エンジン２００では、個々のシリンダ２０２において、インジェクタ２０３を介し、目標噴射量に相当する燃料が、燃料と吸気との予混合を促進するための（無論、燃焼室内の急激な温度上昇を防止する目的もある）一又は複数回のパイロット噴射と、目標噴射量とパイロット噴射量との差分に相当するメイン噴射とに分割して噴射される構成となっている。
【００４４】
尚、高圧ポンプ、コモンレール２０３Ａ、高圧デリバリ２０３Ｂ、及びインジェクタ２０３は、一体のコモンレールシステムとして構成されていてもよい。また、高温高圧の気筒内部に燃料を噴射するための態様は、ここに例示するものに限定されず、公知の各種態様を採ってよい。
【００４５】
いずれにせよ気筒２０２内部で形成される混合気は、圧縮行程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ２０７の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１０の開弁時に、不図示の排気ポートを介して排気として排気マニホールド２１３に導かれる構成となっている。排気バルブ２１０は、クランクシャフトに連動して回転する排気カムシャフト２１１に固定された、排気カムシャフト２１１の伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす排気カム２１２のカムプロフィール（端的に言えば、形状）に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に排気ポートと気筒２０２内部とを連通させることが可能に構成されている。排気マニホールド２１３に集約された排気は、排気マニホールド２１３に連通する排気管２１４に供給される。
【００４６】
排気管２１４には、タービンハウジング２１５に収容される形でタービン２１６が設置されている。タービン２１６は、排気管２１４に導かれた排気の圧力（即ち、排気圧）により所定の回転軸を中心として回転可能に構成された、セラミック製の回転翼車である。このタービン２１６の回転軸は、コンプレッサハウジング２１７に収容される形で吸気管２０４に設置されたコンプレッサ２１８と共有されており、タービン２１６が排気圧により回転すると、コンプレッサ２１８も当該回転軸を中心として回転する構成となっている。
【００４７】
コンプレッサ２１８は、エアクリーナ２１９を介して外界から吸気管２０４に吸入される吸入空気を、その回転に伴う圧力により下流側へ圧送供給することが可能に構成された、所謂、「過給器」の一例たる圧送手段である。このコンプレッサ２１８による吸入空気の圧送効果により、所謂過給が実現される構成となっている。即ち、エンジン２００では、タービン２１６とコンプレッサ２１８とにより、一種のターボチャージャが構成されている。尚、これ以降の説明において、タービン２１６及びコンプレッサ２１７を含む包括概念として、適宜「ターボチャージャ」なる言葉を使用することとする。
【００４８】
エアクリーナ２１９とコンプレッサ２１８との間には、吸入空気の質量流量を検出可能なホットワイヤ式のエアフローメータ２２０が設置されている。エアフローメータ２２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気量Ｇａは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。尚、本実施形態において、検出された吸入空気量Ｇａは、気筒２０２に吸入される吸気の量（即ち、吸気量）と一義的な関係を有しており、エンジン２００の実負荷を規定する指標値として扱われる。
【００４９】
吸気管２０４において、コンプレッサ２１８の下流側、且つサージタンク２０５の上流側には、インタークーラ２２１が設置されている。インタークーラ２２１は、その内部に熱交換壁を有しており、過給された吸入空気が（無論、コンプレッサ２１８が実質的にみて有意に作用しない低回転領域においても同様である）通過する際に、係る熱交換壁を介した熱交換により吸入空気を冷却することが可能に構成された、所謂、「吸気冷却手段」の一例である。エンジン２００では、このインタークーラ２２１による冷却によって吸入空気の密度を増大させることが可能となるため、コンプレッサ２１７を介した過給がより効率的になされ得る。
【００５０】
インタークーラ２２１とサージタンク２０５との間には、サージタンク２０５へ供給される吸入空気の量を調節可能なディーゼルスロットルバルブ２２２が配設されている。このディーゼルスロットルバルブ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され且つＥＣＵ１００により上位に制御されるスロットルバルブモータ２２３から供給される駆動力により回転可能に構成された回転弁であり、ディーゼルスロットルバルブ２２２を境にした吸気管２０４の上流部分と下流部分とをほぼ遮断する全閉位置から、ほぼ全面的に連通させる全開位置まで、その回転位置が連続的に制御される構成となっている。このように、エンジン２００では、ディーゼルスロットルバルブ２２２及びスロットルバルブモータ２２３により、一種の電子制御式スロットル装置が構成されている。
【００５１】
尚、エンジン２００は、典型的には、ディーゼルエンジンであり、その出力は、ガソリン等を燃料とするエンジンにおける空燃比制御（吸気量を基準とした燃料噴射制御）と異なり、噴射量の増減制御を介してコントロールされる。従って、ディーゼルスロットルバルブ２２２を介して吸入される吸入空気の量には、少なくともその上限側に実質的な制限はなく、ディーゼルスロットルバルブ２２２は、エンジン２００の動作期間の大部分の領域において、基本的に全開位置に制御される。
【００５２】
エンジン２００の要求負荷は、不図示のアクセルペダルの操作量（即ち、ドライバによる操作量）たるアクセル開度Ａｃｃに応じて決定される。アクセル開度Ａｃｃは、アクセル開度センサ１１により検出され、アクセル開度センサ１１と電気的に接続されたＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。総体的には、アクセル開度が小さい程要求負荷は小さく、アクセル開度が大きい程要求負荷は大きくなる。要求負荷の大小とは、要求出力の大小と相関するから、エンジンシステム１０において、エンジン要求出力は、アクセル開度Ａｃｃに応じて変化する。
【００５３】
一方、連通管２０６の集約部分（即ち、個々の気筒２０２に分岐する分岐部分よりも上流側（サージタンク２０５側）の部分であって、下流側管路２０４ｂとの接続部分）には、単一のインパルス弁２２４が設けられている。インパルス弁２２４は、後述する弁体２２４Ａの位置に応じて規定される開度が、下流側管路２０４ｂ（一義的にサージタンク２０５）と連通管２０６との連通を遮断する全閉開度と、下流側管路２０４ｂ（一義的にサージタンク２０５）と連通管２０６とをほぼ全面的に連通させる全開開度との間で連続的に変化するように構成された、本発明に係る「吸気制御弁」の一例たる電磁制御弁である。尚、インパルス弁２２４は、下流側管路２０４ｂに設けられていてもよい。
【００５４】
このインパルス弁２２４の回転状態に応じて、吸気の脈動を利用した慣性過給（パルス過給又はインパルスチャージ等とも称される）が可能である。ここで、本実施形態に係る「慣性過給」とは、好適な一形態として、例えば吸気弁の開弁に相前後してインパルス弁２２４を閉弁し、例えば吸気弁の開弁後然るべき時間経過を経てインパルス弁２２４を開弁させる（即ち、吸気制御弁の下流側が負圧であり、且つインパルス弁２２４の上流側が大気圧以上である状態で開弁させる）こと等によって正圧波を生成し、この正圧波を開放端とみなし得る各気筒の燃焼室入り口近傍で負圧波として反射させると共に、この負圧波が、例えば連通管２０６や吸気管２０４に対し直列又は並列に配置された、例えばサージタンク２０５等の開口部で再び開放端反射されて生じる、言わば二次的な正圧波等の形態を採り得る吸気の脈動を利用して、自然吸気がなされる場合と比較して多量の吸気を吸気行程で気筒内に取り込む（即ち、過給する）こと等を指す。
【００５５】
この種の慣性過給を実現させるべくなされるインパルス弁２２４の回転状態の制御は、各種の態様を採り得るものであって、例えばインパルス弁２２４の開閉時期、開弁期間又は開度の制御、吸気弁の開閉時期又は開弁期間の制御、或いは更に吸気の充填効率の変化に伴う吸気量の変化に応じた燃料噴射量の補正等を包括する概念であって、例えば吸気弁の閉弁時期と、吸気の脈動波（正圧波）のピークが吸気弁に到達する時期とを同期させる。
【００５６】
（インパルス弁の構成）
ここで、図２を参照し、インパルス弁２２４の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、本発明の実施形態に係るインパルス弁２２４の周辺の模式的な断面図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００５７】
図２において、インパルス弁２２４は、弁体２２４Ａ、ハウジング２２４Ｂ、回転軸２２４Ｃ、駆動モータ２２４Ｄ及び駆動回路２２４Ｅを備えた弁装置として構成されている。
【００５８】
弁体２２４Ａは、図示断面における面内で回転可能に構成された回転体である。
【００５９】
ハウジング２２４Ｂは、吸気通路２０４上に設けられ、内部に弁体２２４Ａが挿入されることで典型的な弁を構成する、所謂バルブハウジングである。ハウジング２２４Ｂは、その内部において弁体２２４Ａが図示断面における面内で回転可能に支持され、該弁体２２４Ａが回転することによって、インパルス弁２２４の開度の調整が行われる。
【００６０】
回転軸２２４Ｃは、弁体２２４Ａの回転中心を規定する軸体であり、駆動モータ２２４Ｄの回転軸に連結されている。
【００６１】
駆動モータ２２４Ｄは、三相交流型の電動機であり、その回転軸には上述した回転軸２２４Ｃが連結されている。駆動モータ２２４Ｄは、当該回転軸に連結され且つ永久磁石が付設されてなる不図示のロータが、駆動回路２２４Ｅにより駆動モータ２２４Ｄ内に形成される磁界の作用によって回転することにより、その回転方向に駆動力を発生する構成となっている。
【００６２】
駆動回路２２４Ｅは、駆動モータ２２４Ｄに形成される磁界の状態を制御することが可能に構成された電力制御回路である。駆動回路２２４Ｅは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作が上位に制御される構成となっている。
【００６３】
詳細には、駆動回路２２４Ｅは、ステータへの通電を介して駆動モータ内部に形成される磁界の状態を制御することが可能に構成された、インバータを含む電流制御回路である。駆動回路２２４Ｅは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作が上位に制御される構成となっている。上述した駆動モータ２２４Ｄは、ＤＣブラシレスモータであり、その駆動電圧は、直流電圧たる駆動電圧Ｖｄｃであるが、その駆動電流は、駆動回路２２４Ｅ内のインバータにより生成される、ｕ相、ｖ相及びｗ相に対応する三相交流電流として制御される構成となっている。
【００６４】
詳細には、図２において、インパルス弁２２４は、吸気管２０４内において、図示する面内で回動可能に構成されている。尚、図示された白抜き矢線は、吸入空気の流れ方向を示している。
【００６５】
特に、本実施形態では、一端部分Ａ１を有する弁体２２４Ａが、回転軸２２４Ｃを軸として図２中の基準位置Ａ０から回転する回転角度θ（以下、適宜、「インパルス弁の角度θ」と称す）によって、インパルス弁２２４における開度等の回動状態を規定する指標値の一例が構成されている。ここで、インパルス弁の角度θ＝０°の場合（太破線で示されるインパルス弁の位置に相当する開度）が、全開位置ＯＰに相当しており、インパルス弁の角度θ＝９０°の場合（一点砂線で示されるインパルス弁の位置に相当する開度）が、全閉位置ＣＬに相当している。
【００６６】
一方、インパルス弁２２４の動作範囲のうち、インパルス弁の角度θが、「１８０−θｔｈ  ≦θ≦  θｔｈ」に相当する領域は、不感帯領域となっている。ここで、不感帯領域について説明すると、不感帯領域において、吸気管２０４は若干拡幅されており、インパルス弁２２４が回動した場合に、吸気管２０４の内壁部分とインパルス弁２２４の端部との間隙が、概略一定に維持される構成となっている。このため、不感帯領域では、インパルス弁２２４がどの位置にあっても、吸入空気の流れは実質的に遮断される。即ち、図中でインパルス弁２２４を境にして右側の領域への吸入空気の流れが遮断される構成となっている。
【００６７】
特に、ＥＣＵ１００の制御下で、駆動回路２２４Ｅ及び駆動モータ２２４Ｄは、弁体２２４Ａの一端部分Ａ１が、図２に示されたインパルス弁２２４の目標開度に相当する目標回転角度が示す方向を追従するように、弁体２２４Ａを回転させる。具体的には、図２中の点線の矢印が示す弁体２２４Ａの回転軸２２４Ｃから一端部分Ａ１へ向かう方向が、目標回転角度が示す方向を追従するように、弁体２２４Ａは回転される。即ち、駆動回路２２４Ｅからの電力の供給を受け、駆動モータ２２４Ｄ内には、駆動モータ２２４Ｄのロータを当該目標回転角度に相当する位置に回転させるための、或いは当該目標回転角度に相当する位置に保持するための磁界が形成され、当該ロータに間接的に固定された弁体２２４Ａの一端部分Ａ１が、目標回転角度が示す方向と殆ど又は完全に一致するようにして、目標回転角度が示す方向を追従する。尚、上述した開角の制御範囲内において、弁体２２４Ａは、時計回り方向にも反時計回り方向にも回転可能でよい。このように、エンジン２００では、ディーゼルスロットルバルブ２２２よりも下流側においてインパルス弁２２４を備えることにより、各気筒２０２への吸入空気の供給の有無が、インパルス弁２２４の開閉状態に応じて制御される構成となっている。一般的に、上述した目標回転角度は、インパルス弁２２４の弁体２２４Ａが、例えばエンジン回転数やエンジンに要求される出力トルク等の車両の運転状態に応じて、例えばクランク角度と共に定義される目標回転角度を意味する。
【００６８】
図１に戻り、連通管２０６におけるインパルス弁２２４の近傍には、回転角センサ２２５が設置されている。回転角センサ２２５は、ロータの２相コイルから出力される電圧の位相が変化することを利用して回転角度を検出することが可能な、所謂、レゾルバであり、インパルス弁２２４の開度（即ち、一義的に弁体２２４Ａの位置）を検出することが可能に構成されている。また、回転角センサ２２５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたインパルス弁２２４の開度は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。尚、インパルス弁２２４の開度を検出する手段は、レゾルバに限定されない。
【００６９】
排気管２１４には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２６が設置されている。ＤＰＦ２２６は、エンジン２００から排出されるＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。また、気筒２０２を収容するシリンダブロック２０１には、水温センサ２２７が配設されている。シリンダブロック２０１内部には、気筒２０２を冷却するための冷却水（例えば、ＬＬＣ）の流路たるウォータジャケットが張り巡らされており、当該ウォータジャケット内部において、冷却水が不図示の循環系の作用により循環供給されている。水温センサ２２７は、このウォータジャケット内部に検出端子の一部が露出しており、冷却水の温度を検出することが可能に構成されている。水温センサ２２７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００７０】
尚、本実施形態に係るエンジンシステム１０では、本発明に係る「内燃機関」の一例として、ディーゼルエンジンたるエンジン２００が採用されているが、本発明に係る内燃機関とはディーゼルエンジンのみを指すものではなく、無論ガソリンエンジンや、アルコール混合燃料を使用するエンジン等であってもよい。また、説明の煩雑化を防ぐ目的から、本実施形態に係るエンジン２００には、ＥＧＲ装置等の排気再循環装置が装着されないが、無論好適な一形態としてエンジン２００に排気再循環装置が装着されていてもよい。ここで、排気再循環装置が装着されない構成に鑑みれば、本実施形態におけるエンジン２００において、各気筒２０２に吸気ポートを介して吸入される吸気は、吸気管２０４を介して導かれる吸入空気のみにより構成される。
【００７１】
このように、本実施形態に係るエンジンシステム１０では、吸気管２０４（上流側管路２０４ａ及び下流側管路２０４ｂを含む）、コンプレッサ２１８、インタークーラ２２１、サージタンク２０５、連通管２０６及びインパルス弁２２４を含む吸気系が、所謂、内燃機関の吸気装置の一例をなしており、特に、サージタンク２０５の下流側に位置するインパルス弁２２４の下流側において連通管２０６が各気筒に対し分岐する、所謂一弁式のインマニレス吸気系として構成されている。但し、本発明に係る内燃機関は、例えばサージタンク２０５に対し相互に独立した吸気マニホールドが接続され、個々の吸気マニホールドを介して各気筒２０２へ吸入空気が導かれる構成を有していてもよい。この場合、複数の吸気マニホールドの一部にインパルス弁が設置されていてもよいし、各吸気マニホールドにインパルス弁が設置されていてもよい。
【００７２】
（動作原理）
次に、図３を参照して、本発明の実施形態に係るインパルス弁の制御装置の動作原理について説明する。ここに、図３は、本発明の実施形態に係るインパルス弁の制御装置を統括制御するＥＣＵにおける制御処理の流れを示したフローチャートである。尚、図３で示された制御処理は、ＥＣＵ１００によって、所定周期で繰り返し実行される。
【００７３】
図３に示されるように、先ず、ＥＣＵ１００の制御下で、エンジン２００の運転状態に応じて、全開状態にする全開側制御を行うか否かが判定される（ステップＳ１０１）。典型的には、エンジン回転数及びエンジンに要求される出力トルクに基づいて、インパルス弁２２４を全開状態にするか否かが判定される。ここで、エンジン２００の運転状態に応じて、全開状態にする全開側制御を行うと判定される場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の制御下で、インパルス弁２２４を閉弁状態させるための所定期間が特定される（ステップＳ１０２）。ここに、本実施形態に係る所定期間とは、例えば高速回転や高負荷回転等のエンジンの運転状態に応じて、吸気の脈動を利用した慣性過給を一旦停止させた方がエンジンの目標となる運転状態を実現させやすいという理由のためにインパルス弁２２４の開閉状態を全開状態にさせる条件下において、吸気ポートを流れる吸気の流速が上昇する時間間隔を意味する。典型的には、この所定期間は、上述した理由のためにインパルス弁２２４の開閉状態が全開状態になった条件下において、（i）吸気ポート内の圧力の時間軸上の変化率が正であると共に（ii）吸気ポート内の圧力が、例えば一サイクルの一部の範囲（例えば、クランク角度の３６０度の間隔毎、或いはクランク角度の１８０度の間隔毎）での平均値となる瞬間を含む時間間隔であることが好ましい。この所定期間は、例えばクランク角度に基づいて、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等によって、予め静的に定義されていてよい。或いは、この所定期間は、例えば、吸気ポート内に設けられた圧力センサーからリアルタイムで取得される圧力の値の大小に応じて、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等によって予め定義された関数やマップに基づいて、動的に決定されてよい。或いは、この所定期間は、例えば、上述したリアルタイムで取得される圧力の値の大小に加えて又は代えて、エンジン２００の機関温度に応じて、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等によって予め定義された関数やマップに基づいて、動的に決定されてよい。更に、この所定期間は、典型的には、圧力センサー２０６ｓによって直接的に測定された圧力の大小に基づいて推定された流速の大小に基づいて高精度に規定してもよい。より具体的には、所定期間は、推定された流速が所定閾値より高まる期間でよい。ここに、所定閾値は、吸気通路内の圧縮端温度が、内燃機関における許容範囲以下となるように、理論的、実験的、経験的、シミュレーション等によって定義されてよい。これにより、吸気の流速をリアルタイムで低減することが可能である。また、本実施形態に係る「閉弁状態にさせる」とは、インパルス弁２２４の開閉状態を全閉弁状態にさせることに限定されない。即ち、本発明に係る「閉弁状態にさせる」とは、インパルス弁２２４を、少なくともゼロではない所定開度だけ閉弁する方向に動作させることを意味する。典型的には、インパルス弁２２４を、少なくともゼロではない所定開度だけ閉弁する方向に付勢させることを意味する。
【００７４】
次に、ＥＣＵ１００の制御下で、特定された所定期間の開始時点、即ち、インパルス弁２２４の閉弁を開始するタイミングであるか否かが判定される（ステップＳ１０３）。ここで、インパルス弁２２４の閉弁を開始するタイミングであると判定される場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の制御下で、インパルス弁２２４の開度が全閉状態になるように、駆動回路２２４Ｅ及び駆動モータ２２４Ｄが駆動される（ステップＳ１０４）。特に、本実施形態では、上述したように、インパルス弁２２４の開度を全閉状態にさせることに限定されない。典型的には、インパルス弁２２４の開度を、少しだけ閉弁側にするようにインパルス弁２２４の開度を変化させてよい。
【００７５】
次に、ＥＣＵ１００の制御下で、所定期間の終了時点、即ち、インパルス弁２２４の開弁を開始するタイミングであるか否かが判定される（ステップＳ１０５）。ここで、インパルス弁２２４の開弁を開始するタイミングであると判定される場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００の制御下で、インパルス弁２２４の開度が全開状態になるように、駆動回路２２４Ｅ及び駆動モータ２２４Ｄが駆動される（ステップＳ１０６）。他方、ステップＳ１０５の判定の結果、インパルス弁２２４の開弁を開始するタイミングであると判定されない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００の制御下で、再度、所定期間の終了時点、即ち、インパルス弁２２４の開弁を開始するタイミングであるか否かが判定される（ステップＳ１０５）。
【００７６】
他方、上述したステップＳ１０１の判定の結果、エンジン２００の運転状態に応じて、全開状態にする全開側制御を行うと判定されない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００の制御下で、エンジン２００の運転状態に応じたインパルス弁２２４の駆動が行われる（ステップＳ１０７）。
【００７７】
（本実施形態に係る作用と効果との検討）
次に、図４乃至図６を参照して、本実施形態に係る作用と効果について検討する。ここに、図４は、本実施形態に係る吸気ポートを含む連通管内の吸気の圧力変化と、インパルス弁の開閉タイミングと、時間の流れを示すクランク角度との関係を示したグラフである。図５は、本実施形態に係る吸気ポートを含む連通管内の吸気の圧力変化と、吸気ポートを含む連通管内の圧力の疎密波と、時間の流れを示すクランク角度との関係を示したグラフである。図６は、本実施形態に係る気筒内の推定温度と、時間の流れを示すクランク角度との関係を示したグラフである。
【００７８】
上述したように、本実施形態では、判定手段によって、エンジン２００の運転状態に応じてインパルス弁２２４の開閉状態を開弁状態（例えば全開状態）にさせると判定される場合、制御手段の制御下で、吸気ポートを含む連通管２０６を流れる吸気の流速が高まる所定期間においてインパルス弁２２４の開閉状態を閉弁状態にさせる。
【００７９】
具体的には、図４に示されるように、エンジン２００の運転状態に応じてインパルス弁２２４の開閉状態を開弁状態にさせると判定される場合、所定期間に相当するクランク角度の角度範囲θ１、θ２及びθ３において、制御手段の制御下で、インパルス弁２２４が、下流側管路２０４ｂと連通管２０６との連通を遮断する全閉開度になるように駆動される。尚、図４のグラフ中の点線は、エンジン２００の運転状態に応じてインパルス弁２２４の開閉状態を開弁状態にさせる制御を単独で行った場合における吸気ポートを含む連通管２０６内の吸気の圧力変化を示している。そして、図４のグラフ中の点線における点Ｐ１ｍｉｎ、点Ｐ１ａ及び点Ｐ１ｍａｘは、気筒（＃１）２０２の吸気行程に起因した吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力変化に代表される、連通管２０６内の圧力変化を示している。概ね同様にして、図４のグラフ中の点線における点Ｐ２ｍｉｎ、点Ｐ２ａ及び点Ｐ２ｍａｘは、気筒（＃２）２０２の吸気行程に起因した吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力変化に代表される、連通管２０６内の圧力変化を示し、図４のグラフ中の点線における点Ｐ３ｍｉｎ、点Ｐ３ａ及び点Ｐ３ｍａｘは、気筒（＃３）２０２の吸気行程に起因した吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力変化に代表される、連通管２０６内の圧力変化を示している。また、図４中の斜線部分に示された、点Ｐ１ａ、点Ｐ２ａ及び点Ｐ３ａを含む領域は、吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力が、例えば一サイクルの間（即ち、クランク角度が０〜７２０度の間）での吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力の平均値の付近を示している。
【００８０】
ここに、本実施形態に係る所定期間とは、上述したように、本実施形態に係る所定期間とは、例えば高速回転や高負荷回転等のエンジンの運転状態に応じて、吸気の脈動を利用した慣性過給を一旦停止させた方がエンジンの目標となる運転状態を実現させやすいという理由のためにインパルス弁２２４の開閉状態を全開状態にさせる条件下において、吸気ポートを含む連通管２０６を流れる吸気の流速が上昇する時間間隔を意味する。典型的には、この所定期間は、上述した理由のためにインパルス弁２２４の開閉状態が全開状態になった条件下において、（i）吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力の時間軸上の変化率が正であると共に（ii）吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力が、例えば一サイクルの一部の範囲（例えば、クランク角度の３６０度の間隔毎、或いはクランク角度の１８０度の間隔毎）での平均値となる瞬間に相当する（言い換えると、平均値となる時点での）クランク角度ａ１、ａ２及びａ３を含む角度範囲θ１、θ２及びθ３であることが好ましい。
【００８１】
何故ならば、本願発明者による研究によれば、吸気ポートを含む連通管２０６内の吸気の圧力変化は、吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力の疎密波と、図５に示されるような定性的且つ定量的な関係を有することが判明している。即ち、本願発明者による研究によれば、吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力の疎密波の速度が最大値に近くなるのは、吸気ポートを含む連通管２０６内の吸気の圧力が上述した平均値の付近になる時点であるからである。言い換えると、吸気ポートを含む連通管２０６内の吸気の圧力の時間軸上の上昇率が最大値の付近である、上述した平均値の付近において、吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力の疎密波の速度が最大値に近くなる。ここで、吸気を構成する気体分子が保持するエネルギー総量は（次の式（１）に示されるように）気体分子の圧力エネルギーと、気体分子が流れることによる気体分子の運動エネルギーとの和であるので、この現象を逆手に取って、吸気ポートを含む連通管２０６内の圧力の疎密波の速度が最大値に近くなる瞬間に相当するクランク角度ａ２を含む角度範囲θ２において、インパルス弁２２４が、下流側管路２０４ｂと連通管２０６との連通を遮断する全閉開度になるように駆動される。
（気体分子が保持するエネルギー総量）
＝（気体分子の圧力エネルギー）＋（気体分子の運動エネルギー）  ・・・  （１）
これにより、上述の式（１）における気体分子の運動エネルギーを低減させると共に、これに伴い気体分子の圧力エネルギーを低減させ、ひいては、吸気を構成する気体分子が保持するエネルギー総量を効果的に低減することが可能である。この結果、各気筒（＃１乃至＃４）内における圧縮行程の上死点（ＴＤＣ：Top Dead Center）、即ち、クランク角度が３６０°である時点での温度、所謂、圧縮端温度を効果的に低減することが可能である。
【００８２】
具体的には、本願発明者による研究によれば、図６に示されるように、制御手段の制御下で、吸気ポートを含む連通管２０６を流れる吸気の流速が高まる所定期間においてインパルス弁の開閉状態を閉弁状態にさせることにより、上述したエンジン２００の運転状態に応じてインパルス弁２２４の開閉状態を開弁状態にさせる制御を単独で行った場合（図６中の比較例を参照）と比較して、上述した圧縮端温度を２０℃乃至３０℃程度も低減できることが判明している（図６中のα（Ｋ）とβ（Ｋ）との間の温度差を参照）。尚、図６に示された気筒内の推定温度は、気筒内の圧力及び気筒内の容積に基づいて、本願発明者による研究による理論的、実験的、経験的、シミュレーション等に基づいて推定されたものである。
【００８３】
このように本実施形態によれば、例えば高速運転や高負荷運転等のエンジン２００の運転状態に応じてインパルス弁２２４の開閉状態を開弁状態にさせると判定される場合であっても、吸気ポートを含む連通管２０６を流れる吸気の流速が高まる所定期間においてインパルス弁２２４の開閉状態を閉弁状態にさせることで、エンジン２００の所望となる運転状態の実現に近付けることと、圧縮端温度の効果的な低減とを両立させることが可能である。この結果、例えば高速運転等のエンジン２００の運転状態において、ノッキングの発生を効果的に防止することが可能であると共に、吸気充填効率の低下を効果的に防止することが可能であるので、排気エミッションとしてＮＯｘ等の有害物質が多量に発生してしまうのを効果的に防止することが可能である。
【００８４】
仮に、例えば高速運転等のエンジン２００の運転状態に応じてインパルス弁２２４の開閉状態を、一律的に、或いは、常時、開弁状態にさせる場合、吸気の温度が急激に上昇してしまうことに伴い、ノッキングが発生する度合いが増加し、吸気充填効率が低下し、ひいては、排気エミッションとしてＮＯｘ等の有害物質が多量に発生してしまう可能性があるという技術的な問題点が生じる。
【００８５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の吸気制御装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本実施形態に係るエンジンシステム１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るインパルス弁２２４の周辺の模式的な断面図である。
【図３】本実施形態に係るインパルス弁の制御装置を統括制御するＥＣＵにおける制御処理の流れを示したフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る吸気ポートを含む連通管内の吸気の圧力変化と、インパルス弁の開閉タイミングと、時間の流れを示すクランク角度との関係を示したグラフである。
【図５】本実施形態に係る吸気ポートを含む連通管内の吸気の圧力変化と、吸気ポートを含む連通管内の圧力の疎密波と、時間の流れを示すクランク角度との関係を示したグラフである。
【図６】本実施形態に係る気筒内の推定温度と、時間の流れを示すクランク角度との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００８７】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０２…気筒、２０４…吸気通路、２０５…サージタンク、２０６…連通管、２０６ｓ…圧力センサー、２０７…吸気バルブ、２１６…タービン、２１８…コンプレッサ、２２１…インタークーラ、２２２…スロットルバルブ、２２４…インパルス弁、２２４Ａ…弁体、２２４Ｂ…ハウジング、２２４Ｃ…回転軸、２２４Ｄ…駆動モータ、２２４Ｅ…駆動回路。
【図１】
2010159645.tif 000003
【図２】
2010159645.tif 000004
【図３】
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【図５】
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【図４】
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【図６】
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