(57)【要約】【課題】内燃機関の負荷性能の低下を抑制しつつ、触媒の劣化を抑制できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】排気通路４の排気の流量を調整可能な排気絞り弁２３が排気通路４に設けられ、吸気弁４０を開閉するタイミングを変更できる吸気可変動弁機構４２又は排気弁４１を開閉するタイミングを変更できる排気弁動弁機構４３を備え、吸気弁４０の開弁期間と排気弁４１の開弁期間とが重なるオーバーラップ期間を設けることができる内燃機関に適用され、前記排気絞り弁２３を制御する弁制御手段６０を備える内燃機関１の制御装置において、弁制御手段６０は、オーバーラップ期間における排気絞り弁２３の開度が、オーバーラップ期間を設けない場合における排気絞り弁２３の開度よりも小さくなるように排気絞り弁を２３制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路の排気の流量を調整可能な排気絞り弁が前記排気通路に設けられ、吸気弁を開閉するタイミングを変更できる吸気可変動弁機構及び排気弁を開閉するタイミングを変更できる排気可変動弁機構の少なくとも１つを備え、前記吸気弁の開弁期間と前記排気弁の開弁期間とが重なるオーバーラップ期間を設けることができる内燃機関に適用され、前記排気絞り弁を制御する弁制御手段を備える内燃機関の制御装置において、
前記弁制御手段は、前記オーバーラップ期間における前記排気絞り弁の開度が、前記オーバーラップ期間が設けられていない場合における前記排気絞り弁の開度よりも小さくなるように前記排気絞り弁を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
吸気通路の吸気圧力を検出する吸気圧検出手段と、前記排気通路の前記排気絞り弁より上流側の排気圧力を検出する排気圧検出手段とを更に備え、
前記弁制御手段は、前記オーバーラップ期間で、かつ前記排気圧力が前記吸気圧力以下の場合に、前記排気絞り弁を閉方向に制御する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
吸気通路の吸気圧力を検出する吸気圧検出手段と、前記排気通路の前記排気絞り弁より上流側の排気圧力を検出する排気圧検出手段とを更に備え、
前記弁制御手段は、前記オーバーラップ期間に、前記排気圧力が前記吸気圧力よりも高くなるように前記排気絞り弁を制御する請求項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、排気通路に排気絞り弁を備える内燃機関に適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁を閉じて排気マニホルドに通じる空間の容積を縮小することによって、排気マニホルド圧力脈動の振幅を拡大し、各気筒の吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるオーバーラップ期間中の排気マニホルド圧力を低下させることができる内燃機関の制御装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０９１９１７号
【特許文献２】特開２００９−１８０２０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関のオーバーラップ期間中に吸気圧力が排気圧力よりも高くなると、吸気が気筒を吹き抜けてしまい、酸素過剰や温度上昇により触媒が劣化し、触媒の浄化効率が低下する。しかし、触媒の劣化を抑制するために、排気弁を閉じるタイミングを早めたり、吸気弁を開けるタイミングを遅くすることによってオーバーラップ期間を短縮又は解消すると、吸気の充填効率が低下する。このため、高負荷時における内燃機関の性能が低下する。
【０００５】
そこで、本発明は、内燃機関の高負荷時の性能低下を抑制しつつ、触媒の劣化を抑制できる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】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、排気通路の排気の流量を調整可能な排気絞り弁が前記排気通路に設けられ、吸気弁を開閉するタイミングを変更できる吸気可変動弁機構及び排気弁を開閉するタイミングを変更できる排気可変動弁機構の少なくとも１つを備え、前記吸気弁の開弁期間と前記排気弁の開弁期間とが重なるオーバーラップ期間を設けることができる内燃機関に適用され、前記排気絞り弁を制御する弁制御手段を備える内燃機関の制御装置において、前記弁制御手段は、前記オーバーラップ期間における前記排気絞り弁の開度が、前記オーバーラップ期間が設けられていない場合における前記排気絞り弁の開度よりも小さくなるように前記排気絞り弁を制御する（請求項１）。
【０００７】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、オーバーラップ期間における排気絞り弁の開度が、オーバーラップ期間を設けない場合における開度よりも小さいため、オーバッラップ期間における排気圧力がオーバーラップ期間を設けない場合よりも高くなる。これにより、吸気の吹き抜けを減少又は解消できるから、触媒の劣化を抑制することができる。
【０００８】
本発明の内燃機関の制御装置の一態様において、吸気通路の吸気圧力を検出する吸気圧検出手段と、前記排気通路の前記排気絞り弁より上流側の排気圧力を検出する排気圧検出手段とを更に備え、前記弁制御手段は、前記オーバーラップ期間で、かつ前記排気圧力が前記吸気圧力以下の場合に、前記排気絞り弁を閉方向に制御してもよい（請求項２）。
【０００９】
この態様によれば、オーバーラップ期間で、かつ排気圧力が吸気圧力以下の場合に、弁制御手段が排気絞り弁を閉方向に制御することによって、オーバーラップ期間において排気圧力と吸気圧力との差を少なくし、又は排気圧力を吸気圧力よりも高くすることができる。これにより、吸気の吹き抜けを減少又は解消できるから、触媒の劣化を抑制することができる。
【００１０】
本発明の内燃機関の制御装置の一態様において、吸気通路の吸気圧力を検出する吸気圧検出手段と、前記排気通路の前記排気絞り弁より上流側の排気圧力を検出する排気圧検出手段とを更に備え、前記弁制御手段は、前記オーバーラップ期間に、前記排気圧力が前記吸気圧力よりも高くなるように前記排気絞り弁を制御してもよい（請求項３）。
【００１１】
この態様によれば、オーバーラップ期間に排気圧力が吸気圧力よりも高くなるため、吸気の気筒の吹き抜けは生じなくなる。そのため、触媒の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の内燃機関の制御装置によれば、オーバーラップ期間に弁制御手段が排気絞り弁を閉方向に制御することによって、オーバーラップ期間における排気圧力が上昇し、吸気の吹き抜けが減少又は解消する。そのため、内燃機関の負荷性能の低下を抑制しつつ、触媒の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一形態に係る内燃機関の制御装置を示した図。
【図２】本発明の一形態に係る制御装置が適用された内燃機関の気筒の中心線に沿った平面で切断した断面図。
【図３】ＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図４】第２の形態においてＥＣＵが実行する制御ルーチンを示したフローチャート。
【図５】第２の形態における排気絞り弁の動作の一例を示したタイミングチャート。
【図６】自然吸気直列３気筒エンジンのスロットル弁全開時の発生トルクを示した図。
【図７】排気絞り弁を全開にしたまま使用した場合の吸気圧力及び排気圧力の変化を示した図。
【図８】第２の形態における吸気圧力及び排気圧力の変化を示した図。
【図９】触媒ストレスについて比較を示した図。
【図１０】スロットル弁全開時の発生トルクについて比較を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１に示した内燃機関１は不図示の車両に走行用動力源として搭載される。内燃機関１は、第１の気筒２ａ、第２の気筒２ｂ及び第３の気筒２ｃが一方向に並べられた直列３気筒型の火花点火内燃機関として構成されている。内燃機関１の点火順序は気筒２ａ→気筒２ｂ→気筒２ｃに設定されている。以下、気筒２ａ、気筒２ｂ及び気筒２ｃを互いに区別する必要がない場合は、気筒２と表記する。各気筒２には、吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ接続されている。
【００１５】
吸気通路３は、スロットル弁１０、サージタンク１１及び分岐管１２を備えている。分岐管１２は気筒２毎に１つずつ合計３つ設けられている。３つの分岐管１２のそれぞれには吸気圧検出手段として吸気圧センサ１３が１つずつ設けられている。内燃機関１は、吸入空気をスロットル弁１０及びサージタンク１１を介して分岐管１２で気筒２毎に分配して各気筒２に充填する。スロットル弁１０は、吸気通路３を流れる吸気の流量を調整することができる。
【００１６】
排気通路４は、排気マニホルド２０、第１の触媒２１、第２の触媒２２、排気絞り弁２３、サブマフラ２４及びメインマフラ２５を備えている。排気マニホルド２０の気筒２毎に分岐した３つの部分のそれぞれには排気圧検出手段として排気圧センサ２６が１つずつ設けられている。各気筒２から排出される排気は排気マニホルド２０で集合され、その集合された排気は触媒２１及び触媒２２にて有害物質が浄化されてから、排気絞り弁２３、サブマフラ２４及びメインマフラ２５を経由して大気に放出される。排気絞り弁２３は、排気通路４を流れる排気の流量を調整することができる。
【００１７】
図２に示すように、内燃機関１は、各気筒２が形成されたシリンダブロック３０と、各気筒２の開口部を塞ぐシリンダヘッド３１とを備える。そして、各気筒２にピストン３２が挿入されることにより、各気筒２のピストン３２とシリンダヘッド３１との間に燃焼室３３が形成されている。シリンダヘッド３１には、気筒２毎に燃焼室３３に向かって開口する吸気ポート３４及び排気ポート３５が形成されている。吸気ポート３４は吸気通路３の一部を、排気ポート３５は排気通路４の一部をそれぞれ構成する。シリンダヘッド３１には、吸気ポート３４内に燃料を噴射する燃料噴射弁３６と、燃焼室３３内で燃料と吸気との混合気を点火する点火プラグ３７が設けられている。吸気ポート３４には吸気弁４０が設けられ、排気ポート３５には排気弁４１が設けられている。
【００１８】
図１に示すように、内燃機関１は、吸気弁４０を開閉するタイミングを変更できる吸気可変動弁機構４２と、排気弁４１を開閉するタイミングを変更できる排気可変動弁機構４３とを備えている。吸気可変動弁機構４２及び排気可変動弁機構４３は、吸気弁４０及び排気弁４１をそれぞれ駆動するカムの位相を連続的に可変とする周知の機構である。なお、これらの機構４２及び４３の代わりに別の構造を持つ機構を採用してもよい。吸気可変動弁機構４２及び排気可変動弁機構４３により、吸気弁４０開弁期間と排気弁４１開弁期間とが重なるオーバーラップ期間の長さを変更することができる。
【００１９】
内燃機関１には排気を吸気系に再循環させるＥＧＲ装置５０が設けられている。ＥＧＲ装置５０は、排気通路４の触媒２１と触媒２２との間から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して各分岐管１２内に導くＥＧＲ通路５１と、ＥＧＲ通路５１に導かれたＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ５２と、ＥＧＲ通路４１を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁５３とを備えている。
【００２０】
内燃機関１の各部の制御は、コンピュータとして構成されたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６０にて制御される。ＥＣＵ６０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含む。ＥＣＵ６０は、排気絞り弁２３、吸気可変動弁機構４２、及び排気可変動弁機構４３等に対して各種の制御を行う。ＥＣＵ６０には、吸気圧センサ１３の出力信号、排気圧センサ２６の出力信号、及びクランク角センサ６１の出力信号等が入力される。クランク角センサ６１の出力により、クランク軸の回転位置や、エンジン回転速度（エンジン回転数）を検出することができる。
【００２１】
図３は、ＥＣＵ６０が実施する制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図３の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ６０に保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。ＥＣＵ６０は、図３の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る弁制御手段として機能する。
【００２２】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ６０は、まずステップＳ１において、クランク角センサ６１から検出したエンジン回転数等に応じて吸気可変動弁機構４２及び排気可変動弁機構４３をそれぞれ進角又は遅角し、吸気弁４０及び排気弁４１を開閉するタイミングを変更する制御を行う。
【００２３】
次のステップＳ２においてＥＣＵ６０は、吸気弁４０開弁期間と排気弁４１開弁期間とが重なるオーバーラップ期間の有無を判定する。吸気弁４０開弁期間は、ＲＯＭ等に記憶させておいた基準となる開弁期間と、ステップＳ１で制御した吸気可変動弁機構４２の進角量又は遅角量とから算出できる。同様に、排気弁４１の開弁期間は、ＲＯＭ等に記憶させておいた基準となる開弁期間と、ステップＳ１で制御した排気可変動弁機構４３の進角量又は遅角量とから算出できる。ＥＣＵ６０は、これらの方法で算出した吸気弁４０開弁期間及び排気弁４１開弁期間から、オーバーラップ期間の有無を判定する。オーバーラップ期間がない場合は、排気絞り弁を動作させることなく、今回のルーチンを終了する。一方、オーバーラップ期間がある場合は、ステップＳ３に進む。ステップＳ３においてＥＣＵ６０は、オーバーラップ期間を算出する。ＥＣＵ６０は、上記の方法で算出した吸気弁４０開弁期間及び排気弁４１開弁期間から、オーバーラップ期間を算出する。
【００２４】
次のステップＳ４において、ＥＣＵ６０は、ｎ番目に点火した気筒２のオーバーラップ期間中の吸気圧力Ｐｉｎと排気圧力Ｐｅｘとの差の最大値Ｍ（ｎ）を算出する。ＥＣＵ６０は、気筒２のオーバーラップ期間中、吸気圧力Ｐｉｎと排気圧力Ｐｅｘとの検出を継続しつつ吸気圧力Ｐｉｎと排気圧力Ｐｅｘの差を算出する。そして、ｎ番目に点火した気筒２のオーバーラップ期間中におけるその差の最大値をＭ（ｎ）として算出する。最大値Ｍ（ｎ）は、次の式１で定義される。
【００２５】
Ｍ（ｎ）＝（（Ｐｉｎ−Ｐｅｘ）ｍａｘ）ｎ  ・・・・・１
【００２６】
吸気圧力Ｐｉｎは、各気筒２に接続する分岐管１２に設けられた吸気圧センサ１３により検出することができる。排気圧力Ｐｅｘは、排気マニホルド２０の気筒２毎に分岐した部分のうち各気筒２に接続する部分に設けられた排気圧センサ２６により検出することができる。ＥＣＵ６０は、これらの検出した吸気圧力Ｐｉｎ及び排気圧力Ｐｅｘにより、最大値Ｍ（ｎ）を算出する。
【００２７】
次のステップＳ５において、ＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を閉方向に動作させるか否か判定する。具体的には最大値Ｍ（ｎ）が０以上であるか否か判定する。最大値Ｍ（ｎ）が０以上の場合つまりＭ（ｎ）≧０の場合は、吸気圧力Ｐｉｎが排気圧力Ｐｅｘ以上となる場合である。最大値Ｍ（ｎ）が０以上の場合は、ステップＳ６に進み、ＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を閉方向に動作させる。そして、今回のルーチンを終了する。一方、最大値Ｍ（ｎ）が０未満の場合は、ステップＳ７に進み、ＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を開方向に動作させる。そして、今回のルーチンを終了する。
【００２８】
図３の制御ルーチンをＥＣＵ６０が実行することにより、オーバーラップ期間中に排気圧力が吸気圧力以下となる状態が発生すれば排気絞り弁２３が閉方向に制御される。この制御によって、オーバーラップ期間において排気圧力と吸気圧力との差を縮小し、又は排気圧力を吸気圧力よりも高くすることができる。これにより、吸気の吹き抜けを減少又は解消できるから、触媒の劣化を抑制することができる。
【００２９】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を説明する。この形態はＥＣＵ６０による排気絞り弁２３の制御方法が第１の形態とは異なることを除き、第１の形態と同一構成を有している。以下、第２の形態の特徴部分を説明し、第１の形態との共通部分については図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００３０】
図４は、ＥＣＵ６０が実施する制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図４の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ６０に保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。ＥＣＵ６０は、図４の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る弁制御手段として機能する。
【００３１】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ６０は、まずステップＳ２１において、図３のステップＳ１と同様に、クランク角センサ６１から検出したエンジン回転数等に応じて吸気可変動弁機構４２及び排気可変動弁機構４３をそれぞれ進角又は遅角し、吸気弁４０及び排気弁４１を開閉するタイミングを変更する制御を行う。
【００３２】
次のステップＳ２２においてＥＣＵ６０は、図３のステップＳ２と同様に、オーバーラップ期間の有無を判定する。そして、オーバーラップ期間がない場合は、排気絞り弁を動作させることなく、今回のルーチンを終了する。一方、オーバーラップ期間がある場合は、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３においてＥＣＵ６０は、図３のステップＳ３と同様に、吸気弁４０開弁期間と排気弁４１開弁期間とが重なるオーバーラップ期間を算出する。
【００３３】
次のステップＳ２４において、ＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を閉方向に制御すべきか否かを判断するための判定基準Ｃ（ｎ）を算出する。この判定基準Ｃ（ｎ）を算出するために、ＥＣＮ６０は最大値Ｍ（ｎ）と変化量ΔＭ（ｎ）とを算出する。ＥＣＵ６０は、図３のステップＳ３と同様に、ｎ番目に点火した気筒２のオーバーラップ期間中の吸気圧力Ｐｉｎと排気圧力Ｐｅｘとの差の最大値Ｍ（ｎ）を算出する。そして、ＥＣＵ６０は、最大値Ｍ（ｎ）の変化量ΔＭ（ｎ）を算出する。変化量ΔＭ（ｎ）は、ｎ番目に点火した気筒２のオーバーラップ期間中の吸気圧力Ｐｉｎと排気圧力Ｐｅｘとの差の最大値Ｍ（ｎ）と、ｎ番目よりも１回前のｎ−１番目に点火した気筒２のオーバーラップ期間中の吸気圧力Ｐｉｎと排気圧力Ｐｅｘとの差の最大値Ｍ（ｎ−１）との差である。変化量ΔＭ（ｎ）は、次の式２で定義される。
【００３４】
ΔＭ（ｎ）＝Ｍ（ｎ）−Ｍ（ｎ−１）  ・・・・・２
【００３５】
その上で、ＥＣＵ６０は、判定基準Ｃ（ｎ）を算出する。判定基準Ｃ（ｎ）は、最大値Ｍ（ｎ）と変化量ΔＭ（ｎ）の和である。判定基準Ｃ（ｎ）は、次の式３で定義される。
【００３６】
Ｃ（ｎ）＝Ｍ（ｎ）＋ΔＭ（ｎ）  ・・・・・３
【００３７】
このように、判定基準Ｃ（ｎ）は、ｎ番目及びｎー１番目に点火した気筒における吸気圧力Ｐｉｎ及び排気圧力Ｐｅｘの値から、ｎ＋１番目の気筒における最大値Ｍ（ｎ＋１）を予測したものである。つまり、たとえｎ番目に点火した気筒における最大値Ｍ（ｎ）が０未満であっても、判定基準Ｃ（ｎ）が０以上になった場合は、次のｎ＋１番目に点火する気筒における最大値Ｍ（ｎ＋１）が０以上になることが推定される。そのため、以下に説明するように、判定基準Ｃ（ｎ）を用いることによって、オーバーラップ期間中に吸気圧力Ｐｉｎが排気圧力Ｐｅｘよりも高くなる前から排気絞り弁２３を閉方向に動作を開始することができる。
【００３８】
次のステップＳ２５において、ＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を閉方向に動作させるか否か判定する。具体的には判定基準Ｃ（ｎ）が０以上であるか否か判定する。判定基準Ｃ（ｎ）が０以上の場合つまりＣ（ｎ）≧０の場合は、ステップＳ２６に進み、ＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を閉方向に動作させる。そして、今回のルーチンを終了する。一方、判定基準Ｃ（ｎ）が０未満の場合は、ステップＳ２７に進み、ＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を開方向に動作させる。そして、今回のルーチンを終了する。
【００３９】
図５は、スロットル弁１０を開方向に動作を開始してから停止させた場合に、Ｍ（ｎ）等がどのように変化し、その変化に応じて排気絞り弁２３がどのように動作するか示したタイミングチャートである。図５は、一番上に気筒２ａ〜２ｃを記載しており、その下の数字は、何番目に点火した気筒２であるかを示している。例えば、２ａの下に１と記載されているのは、１番目に気筒２ａが点火したことを示す。図５では、スロットル弁１０を開方向へ動かし始める直前に点火した気筒２ａを１番目としている。そして、２番目に気筒２ｂが点火し、３番目に気筒２ｃが点火し、４番目以降も同様に、気筒２ａ、気筒２ｂ、気筒２ｃの順番に点火する。図５の縦の点線は、気筒２が点火した後の排気行程が終り、排気弁４１が閉じてオーバーラップ期間が終了した時点を示している。例えば、図５の数字１の下に引かれた縦の点線は、気筒２ａが１番目に点火した後の排気行程が終り、排気弁４１が閉じてオーバーラップ期間が終了した時点を示している。オーバーラップ期間を終了した時点で、Ｍ（ｎ）は更新されるため、Ｍ（ｎ）のグラフは、階段状に上昇又は下降し、次の気筒２のオーバーラップ期間終了時に更新されるまで変化しない。図５に示すように、１番目に点火した気筒２ｂのオーバーラップ期間が終了した時刻ｔ１からスロットル弁１０の開度を開いていくと、サージタンク１１内部の圧力Ｐｓは大気圧Ｐｏに近づき、それにつれて、気筒２のオーバーラップ期間が終了する度に、Ｍ（ｎ）は更新され上昇する。
【００４０】
そして、Ｍ（ｎ）の上昇に伴い、Ｃ（ｎ）も上昇し、図５の場合は、７番目に点火した気筒２ａまでＣ（ｎ）＜０であるが、８番目に点火した気筒２ｂにおいて、Ｃ（８）≧０
となるので、８番目に点火した気筒２ｂのオーバーラップ期間が終了した時刻ｔ２に至るまで排気絞り弁２３は全開であるものの、ｔ２からＥＣＵ６０が排気絞り弁２３を閉方向へ動作を開始している。そして、排気絞り弁２３を閉方向へ動作を開始しても、なお９番目に点火した気筒２ｃにおいて、Ｃ（９）≧０であるため、９番目に点火した気筒２ｃのオーバーラップ期間が終了した時刻ｔ３においてもＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を閉方向へ動作を継続している。そして、１０番目に点火した気筒２ａにおいても、Ｃ（１０）≧０であるため、１０番目に点火した気筒２ａのオーバーラップ期間が終了した時刻ｔ４においてもＥＣＵ６０は排気絞り弁２３を閉方向へ動作を継続している。
【００４１】
このように、Ｃ（ｎ）≧０となった時点で、ＥＣＵ６０が排気絞り弁２３を閉方向へ動作を開始することにより、Ｍ（ｎ）≧０となる前に、排気圧力Ｐｅｘの上昇を開始することができる。そのため、オーバーラップ期間に排気圧力Ｐｉｎが吸気圧力Ｐｅｘよりも高くなるようにＥＣＵ６０は制御できる。
【００４２】
以上説明した図４の制御ルーチンをＥＣＵ６０が実行することにより、オーバーラップ期間に排気圧力が吸気圧力よりも高くなるように制御される。そのため、オーバーラップ期間に吸気の吹き抜けが生じなくなり、触媒の劣化を抑制することができる。
【００４３】
仮にＥＣＵ６０による排気絞り弁２３の制御を行わず、排気絞り弁２３を全開にしたままで使用すると、特に図６の丸で囲んだ領域のように内燃機関１のエンジン回転数が低速域かつ高負荷の条件で使用した場合に、オーバーラップ期間に吸気の吹き抜けが生じる。図７は、このような低速域高負荷の条件で排気絞り弁２３を全開にしたまま使用した場合の吸気圧力及び排気圧力の変化を示したものである。図７の実線Ｌ１は排気弁４１のバルブリフト量を示し、実線Ｌ２は吸気弁４０のバルブリフト量を示している。図７の実線Ｌ３は吸気圧力を示し、点線Ｌ４は排気圧力を示している。図７に示すように、オーバーラップ期間内に、排気圧力が吸気圧力よりも低くなる期間があるため、吸気の吹き抜けが生じる。
【００４４】
一方、図８は、図７と同じ低速域高負荷の条件で、ＥＣＵ６０による本形態の排気絞り弁２３の制御を行った場合の吸気圧力及び排気圧力の変化を示したものである。図８の実線Ｌ１は排気弁４１のバルブリフト量を示し、実線Ｌ２は吸気弁４０のバルブリフト量を示している。図８の実線Ｌ３は吸気圧力を示し、実線Ｌ５は排気圧力を示している。点線Ｌ４は、排気絞り弁２３を全開にしたまま使用した場合の排気圧力を、実線Ｌ５との比較のために示したものである。本形態の排気絞り弁２３の制御を行うことにより、排気圧力が点線Ｌ４から実線Ｌ５に上昇し、オーバーラップ期間において排気圧力は常に吸気圧力よりも高くなるので、吸気の吹き抜けが生じなくなる。
【００４５】
図９及び図１０の比較例１は、吸気可変動弁機構４２の遅角及び排気可変動弁機構４３の進角によってオーバーラップ期間を無くした場合である。図９及び図１０の比較例２は、オーバーラップ期間を維持し、オーバーラップ期間も排気絞り弁２３を全開にしたまま使用し、オーバーラップ期間中に吸気の吹き抜けが生じた場合である。図９は、触媒ストレスの大きさを示しており、触媒ストレスが大きいほど触媒の劣化が早く進む。図９に示すように、本形態は、触媒ストレスについては、比較例２よりも性能が向上し、比較例１と同等の性能を有する。また、図１０は、エンジン回転数が低速域において、スロットル弁１０の全開時の発生トルクを比較したものである。図１０に示すように、本形態は、スロットル弁１０の全開時の発生トルクについて、比較例１よりも性能が向上し、比較例２に近い性能を有する。つまり、本形態は、内燃機関１の高負荷時の性能について、比較例１よりも性能が向上し、比較例２に近い性能を有する。
【００４６】
本発明は、上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において、種々の形態にて実施できる。上記各形態では３気筒の内燃機関に本発明を適用したが、気筒数を問わず、本発明を適用できる。また、上記各形態では過給装置を備えていない自然吸気の内燃機関に適用したが、過給装置を備えた内燃機関にも本発明を適用できる。また、上記各形態ではＥＧＲ装置を備えているが、ＥＧＲ装置の有無や構成を問わず、本発明を適用できる。また、上記各形態では、吸気ポートに燃料を噴射し混合気を燃焼室で点火する内燃機関に適用したが、燃焼室に燃料を直接噴射し混合気を燃焼室で点火する内燃機関にも本発明を適用できる。また、吸気圧力及び排気圧力を検出又は推定することなく、オーバーラップ期間における排気絞り弁の開度を、オーバーラップ期間が設けられていない場合よりも小さくするように排気絞り弁を制御する形態でもよい。この形態によれば、オーバーラップ期間が設けられている状態では排気絞り弁の開度が、オーバーラップ期間が設けられていない場合よりも絞られるため、オーバーラップ期間中に吸気の吹き抜けを減少または解消できる。
【符号の説明】
【００４７】
１  内燃機関
３  吸気通路
４  排気通路
１３  吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
２３  排気絞り弁
２６  排気圧センサ（排気圧検出手段）
４０  吸気弁
４１  排気弁
４２  吸気可変動弁機構
４３  排気可変動弁機構
６０  ＥＣＵ（弁制御手段）
【図１】
2014224508.tif 000003
【図２】
2014224508.tif 000004
【図３】
2014224508.tif 000005
【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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【図９】
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【図１０】
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