(57)【要約】回転式の吸気制御弁を備える内燃機関において、燃焼性能への影響を可及的に回避しつつ慣性過給終了時の好適な位置収束性を担保する。インパルス弁２２４を備えるエンジン２００において、慣性過給の実行を停止してインパルス弁２２４を全開位置ＯＰで維持する旨の要求がなされた場合、ＥＣＵ１００は、インパルス弁２２４の回転位相が不感帯に入るまでインパルス弁２２４に対する制動力の供給を待機し、当該回転位相が不感帯に入り、且つインパルス弁２２４が減速状態にあることを条件として、インパルス弁２２４を停止させるためのＢＲＫモードを実行する。この際、インパルス弁２２４の停止制御中における、インパルス弁２２４の加速用の通電は禁止され、またＢＲＫモードによるインパルス弁２２４の収束位置は、目標に対し予め設定された許容幅の範囲で乖離することが許容される。
2010113300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒、該複数の気筒の各々に対応する吸気弁、該複数の気筒に連通する吸気通路、及び、該吸気通路において回転可能に設置され、所定の回転位相において開弁状態及び閉弁状態となる回転式の吸気制御弁を備え、前記吸気弁の開閉位相に同期して前記吸気制御弁の回転位相が制御されることにより吸気脈動を利用した慣性過給が可能な内燃機関と、該吸気制御弁に対し前記回転位相の変化を促す制駆動力を供給可能な制駆動力供給手段とを備えた車両を制御する装置であって、
前記慣性過給の実行要否に対応付けられた前記車両の運転条件を特定する特定手段と、
前記慣性過給の実行期間において、前記特定された運転条件が、前記吸気制御弁を開弁状態に維持しつつ前記慣性過給を停止させるべき旨の停止要求に該当する場合に、前記制駆動力として前記吸気制御弁の減速を伴う制動力が供給されるように、且つ該制動力の供給が前記閉弁状態に対応する前記回転位相の範囲を表す不感帯内で開始されるように前記制駆動力付与手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記吸気制御弁は、前記慣性過給の実行期間において、前記制駆動力付与手段により、前記制駆動力として、前記不感帯の前半部分に前記制動力が、また前記不感帯の後半部分に前記吸気制御弁の加速を伴う駆動力が夫々供給され、且つ前記不感帯の後半部分に連なる前記開弁状態に対応する前記回転位相の前半部分において前記駆動力が、また前記不感帯の前半部分へと繋がる前記開弁状態に対応する回転位相の後半部分において前記制動力が夫々供給されており、
前記制御手段は、前記特定された運転条件が前記停止要求に該当する場合に、前記不感帯の前半部分において前記制動力の供給が開始されるように前記制駆動力供給手段を制御する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制動力は、前記駆動力の供給を停止するか、又は逆回転方向へ前記駆動力を供給することにより供給される
ことを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記制動力が供給されることによる前記吸気制御弁の停止位置が、前記開弁状態に対応する前記回転位相の範囲で設定された目標停止位置に対し許容範囲に収まるように前記制駆動力付与手段を制御する
ことを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記制動力が供給されることによる前記吸気制御弁の停止位置と、前記開弁状態に対応する前記回転位相の範囲で設定された目標停止位置との偏差に応じて前記内燃機関の燃料噴射量を補正する第１補正手段を更に具備する
ことを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記特定された運転条件が前記停止要求に該当する場合に、前記内燃機関の燃料噴射量を減少側に補正する第２補正手段を更に具備する
ことを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気制御弁の開閉制御による慣性過給が可能に構成された内燃機関を備えた車両を制御する、車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、吸気制御弁のオーバ／アンダーシュートの防止を図るものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関の吸気制御装置によれば、吸気制御弁の回転軸に回動量の異なる第１、第２リンクレバーを設けることにより、目標停止位置に対するオーバ／アンダーシュートを防止可能であるとされている。【０００３】
尚、慣性過給については、例えば特許文献２にも開示されている。【０００４】
また、回動型の吸気制御弁を有し、吸気弁の開弁期間の後半に生じる吸気の逆流を防止するものも提案されている（例えば、特許文献３参照）。【０００５】
【特許文献１】特開平５−７９３３５号公報
【特許文献２】特開平５−１５６９５１号公報
【特許文献３】特開平２−８６９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
吸気制御弁が、吸気通路において一方向に回転する回転式吸気制御弁である場合、慣性過給を終了して吸気制御弁を全開又はそれに類する開弁状態で停止させようとした場合、目標位置に対するオーバーシュートは避けなければならないから、必然的に停止位置の収束に相応の時間を要する。従って、慣性過給を終了するにあたっては、吸気行程への影響が大きくなり易く、内燃機関の燃焼性能を悪化させ易い。【０００７】
一方、このような問題に対して、特許文献１に開示される技術を適用した場合、リンクレバーの設置が不可避となって、コストの増加と車両搭載性の悪化を招くため、実践的な解決策とはなり難い。他方、吸気制御弁に供給し得る制駆動力の容量を増やし、比較的大きな制動力を得ようとすると、高効率である旨の回転式吸気制御弁本来のメリットが消失してしまう。尚、特許文献２及び３には、慣性過給終了時の吸気制御弁の位置制御について、その開示がないため、同様にこの種の問題を回避することが難しい。【０００８】
即ち、上記各種特許文献に例示される従来の技術では、慣性過給を停止するにあたっての燃焼性能への影響を可及的に排除しつつ、吸気制御弁の位置を効率的に収束させることが困難であるといった技術的な問題点がある。本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、回転式の吸気制御弁において、燃焼性能への影響を可及的に回避しつつ慣性過給終了時の好適な位置収束性を担保し得る車両の制御装置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】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の制御装置は、複数の気筒、該複数の気筒の各々に対応する吸気弁、該複数の気筒に連通する吸気通路、及び、該吸気通路において回転可能に設置され、所定の回転位相において開弁状態及び閉弁状態となる回転式の吸気制御弁を備え、前記吸気弁の開閉位相に同期して前記吸気制御弁の回転位相が制御されることにより吸気脈動を利用した慣性過給が可能な内燃機関と、該吸気制御弁に対し前記回転位相の変化を促す制駆動力を供給可能な制駆動力供給手段とを備えた車両を制御する装置であって、前記慣性過給の実行要否に対応付けられた前記車両の運転条件を特定する特定手段と、前記慣性過給の実行期間において、前記特定された運転条件が、前記吸気制御弁を開弁状態に維持しつつ前記慣性過給を停止させるべき旨の停止要求に該当する場合に、前記制駆動力として前記吸気制御弁の減速を伴う制動力が供給されるように、且つ該制動力の供給が前記閉弁状態に対応する前記回転位相の範囲を表す不感帯内で開始されるように前記制駆動力付与手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。【００１０】
本発明に係る車両の制御装置は、例えば、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、各種プロセッサ又は各種コントローラ、或いは更にＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バッファメモリ又はフラッシュメモリ等の各種記憶手段等を適宜に含み得る、単体の或いは複数のＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る。【００１１】
本発明に係る内燃機関は、燃料の燃焼を機械的動力に変換可能な機関であって、燃料種別、燃料の供給態様、燃料の燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、物理的、機械的又は電気的構成は特に限定されないが、本発明においては特に、吸気通路に回転式の吸気制御弁を備える構成となっている。ここで、「吸気通路」とは、吸入空気、吸入空気にＥＧＲガス等の不活性ガスが混合された混合ガス或いは吸入空気又はこの混合ガスに霧化された燃料が混合されてなる混合気等を包括する概念としての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）、サージタンク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り得る。【００１２】
本発明に係る吸気制御弁は、予め設定された一の回転方向に駆動され、例えば二値的に、段階的に或いは連続的に変化する回転位相（端的には回転角である）に応じて、開弁状態又は閉弁状態のいずれかを採る回転弁である。尚、この閉弁状態に対応する回転位相は、回転位相の変化に対する吸気制御弁を介した吸気の流量変化が厳密に又は実質的に生じない、或いは流量変化が生じないものと扱ったところで実践上問題が生じない範囲としての不感帯となっている。【００１３】
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（尚、「下流」とは、ガス流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）に設置される。吸気制御弁の設置態様は、吸気通路の構造や構成等に応じて適宜変化し得る。例えば、吸気通路が、例えばサージタンクと各気筒との間の区間において、例えば各気筒又は気筒群に対応して適宜に分岐する構成を有する場合等には、その分岐位置又はその上流側に複数の気筒に共有される形で単一の吸気制御弁が備わっていてもよいし（この場合、好適な一形態として吸気系は、所謂一弁式のインマニレス吸気系を採り得る）、このような吸気通路の構成においても、各気筒に対応する複数の吸気通路（即ち、分岐位置下流側）に各気筒個別に複数の吸気制御弁が備わっていてもよい（例えば、所謂多弁式のインマニレス吸気系等を含む）。或いは吸気通路の一部が、所謂吸気マニホールド等、例えばサージタンク下流側において気筒毎に独立した構成とされる場合等には、無論これら独立した管路の各々に（或いは一部に）吸気制御弁が備わっていてもよい。尚、この吸気制御弁は、例えば電気駆動式のモータやアクチュエータ等の制駆動力供給手段から、その駆動電圧や駆動電流等に応じて供給される、制動力及び駆動力を含む概念としての制駆動力によって、その回転位相の変化が促される構成となっている。【００１４】
本発明に係る内燃機関は、吸気弁の開閉位相に同期してなされる（尚、本発明に係る「同期」とは、必ずしも一致することのみに限定されず、両者間の対応関係或いは対応関係を規定する基準が定まっていることを意味する）吸気制御弁の回転位相の制御により、吸気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）の実行が可能である。ここで、「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吸気制御弁を閉弁し、例えば吸気弁の開弁後然るべき時間経過（クランク角等により角度概念として規定されてもよい）を経て吸気制御弁を開弁させる（即ち、吸気制御弁の下流側が負圧であり、且つ吸気制御弁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、例えば吸気通路に対し直列又は並列に配置された、例えばサージタンク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脈動を利用して、自然吸気がなされる場合（好適な一形態として、吸気は吸気制御弁の有無にかかわらず基本的に脈動波として気筒内に取り込まれ得るが、吸気制御弁に施される開閉制御により生じる脈動とは、好適な一形態として、この種の脈動よりも強い脈動である）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。【００１５】
この種の慣性過給を実現させるべくなされる吸気制御弁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、例えば吸気制御弁の開閉位相、開閉時期、開弁期間又は開度（即ち、開弁の度合いであり、一義的に開閉状態を規定する）の制御、吸気弁の開閉位相、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（即ち、好適な一形態として燃焼室と吸気通路との連通状態を制御する弁）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を一致又は略一致させる制御等を含む趣旨である。【００１６】
本発明に係る車両の制御装置によれば、その動作時には、特定手段により、慣性過給の実行要否に対応付けられた、例えば機関回転速度の回転情報やアクセル開度等の負荷情報等を含む各種車両の運転条件が特定される。更に、慣性過給の実行期間において、この特定された運転条件が停止要求に該当した場合、吸気制御弁に対し制動力が供給されるように、制御手段により制駆動力供給手段が制御される。尚、「特定」とは、検出、推定、同定、導出、算出或いは取得等を包括する概念であって、その実践的態様は限定されない趣旨である。【００１７】
ここで、「停止要求」とは、吸気制御弁を開弁状態、望ましくは全開状態又はそれに類する略全開状態に維持しつつ慣性過給を停止すべき旨の要求であるが、この停止要求に応じて、何らの指針にも基づくことなく単純に制動力の供給を開始した場合、実際には下記の如くに問題が生じ得る。【００１８】
例えば、慣性過給を行うべく規定された駆動条件に従って吸気制御弁が駆動されている状態から、吸気制御弁が開弁状態で停止するに至るまでの言わば過渡的な制動期間においては、吸気制御弁の回転位相の時間変化が、慣性過給の実行期間におけるそれに対し少なからず乖離する。従って、係る制動期間に吸気行程を迎える気筒では、その吸気量が少なからず変動する。吸気量が変動すると、気筒内の燃焼状態に影響を与えるから、結果として、制動期間に吸気行程を迎えた気筒が多い程、内燃機関の燃焼状態が悪化してしまう。【００１９】
また、吸気制御弁における、開弁状態に対応する回転位相の範囲の大きさと、不感帯に相当する範囲の大きさとが異なる、或いは、吸気制御弁を開弁状態に維持すべき吸気弁の開閉位相の範囲の大きさと、吸気制御弁を閉弁状態に維持すべき吸気弁の開閉位相の範囲の大きさとが異なっている等の事情により、慣性過給の実行期間において、吸気制御弁が等速回転状態を採ることは稀であることが多い。即ち、吸気制御弁は、好適には、一回転期間中に加速と減速とを繰り返す。従って、例えば偶発的に加速期間において制動力の供給が開始された場合には、吸気制御弁の停止に要する時間が長大化しかねない。特に、回転式の吸気制御弁では、回転位相が一方向に変化するからオーバーシュートが生じることは好ましくなく、また、エネルギ消費の面で効率的である回転式の吸気制御弁のメリットを維持するためには、制駆動力供給手段の物理的、機械的又は電気的体格を大きくすることもできないため、そのような問題が顕著である。【００２０】
それに対し、本発明に係る車両の制御装置によれば、制御手段は、停止要求に対し、制動力の供給が、不感帯（即ち、閉弁状態に対応する回転位相の範囲）内で開始されるように制駆動力供給手段を制御する。より具体的には、例えば、吸気制御弁が開弁状態に対応する回転位相にある場合には、回転位相が不感帯に入るまで制動力の供給を延期する等の措置が講じられる。その結果、停止要求が生じた時点で慣性過給を利用して実際に気筒内に吸気を充填している気筒については、慣性過給が正常に実行されることとなり、吸気行程に影響が及ぶ気筒の数量を可及的に減少させることが可能となる。その結果、吸気量の変動が招く燃焼性能の悪化を可及的に抑制することが可能となる。【００２１】
補足すると、吸気制御弁に対し吸気制御弁の減速を伴う制動力が付与された場合、先に述べたように吸気量の変化が生じ得るが、不感帯内で制動力の開始タイミングが設定される場合、制動力が吸気量に影響を与える吸気行程を可及的に長く採ることができる。このため、制動力によって吸気特性に変化が生じる気筒を可及的に少なく抑えることが可能となるのである。吸気制御弁において、閉弁状態に対応する回転位相（即ち、不感帯）と開弁状態に対応する回転位相とが交互に現れる点に鑑みれば、吸気制御弁を開弁状態で停止させようとした場合、制動力の供給を吸気制御弁の開弁期間中に開始したとすれば、少なくとも一回は不感帯を通過する確率が高くなる。言い換えれば、複数の吸気行程に影響を与える可能性が高くなるのである。【００２２】
また、位置収束性の観点から見ても、不感帯内で制動力の供給が開始された方が、望ましくは全開状態又は略全開状態である吸気制御弁の目標状態に対し、位置収束に充当できる時間が増えるから好適である。【００２３】
このように、本発明に係る車両の制御装置によれば、慣性過給を停止するにあたって、燃焼性能への影響を可及的に回避しつつ吸気制御弁の好適な位置収束性を担保することが可能となるのである。【００２４】
本発明に係る車両の制御装置の一の態様では、前記吸気制御弁は、前記慣性過給の実行期間において、前記制駆動力付与手段により、前記制駆動力として、前記不感帯の前半部分に前記制動力が、また前記不感帯の後半部分に前記吸気制御弁の加速を伴う駆動力が夫々供給され、且つ前記不感帯の後半部分に連なる前記開弁状態に対応する前記回転位相の前半部分において前記駆動力が、また前記不感帯の前半部分へと繋がる前記開弁状態に対応する回転位相の後半部分において前記制動力が夫々供給されており、前記制御手段は、前記特定された運転条件が前記停止要求に該当する場合に、前記不感帯の前半部分において前記制動力の供給が開始されるように前記制駆動力供給手段を制御する。【００２５】
この態様によれば、上述したように、吸気制御弁における、開弁状態に対応する回転位相の範囲の大きさと、不感帯に相当する範囲の大きさとが異なる、或いは、吸気制御弁を開弁状態に維持すべき吸気弁の開閉位相の範囲の大きさと、吸気制御弁を閉弁状態に維持すべき吸気弁の開閉位相の範囲の大きさとが異なっている等の事情により、慣性過給の実行期間において、吸気制御弁が加減速を繰り返しつつ駆動される。【００２６】
この態様によれば、不感帯の中でも、元々制動力が供給されている期間に制動力の開始タイミングが設定される。このため、駆動力による加速状態から吸気制御弁を停止させる場合と較べて、より早く吸気制御弁を停止させることができる。【００２７】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記制動力は、前記駆動力の供給を停止するか、又は逆回転方向へ前記駆動力を供給することにより供給される。【００２８】
本発明に係る制動力は、減速を伴う力であるから、このように供給されていた駆動力を停止することによっても、駆動力を逆回転方向へ供給することによっても供給可能である。【００２９】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記制動力が供給されることによる前記吸気制御弁の停止位置が、前記開弁状態に対応する前記回転位相の範囲で設定された目標停止位置に対し許容範囲に収まるように前記制駆動力付与手段を制御する。【００３０】
この態様によれば、目標停止位置に対し許容範囲が設定されることによって、無理なく吸気制御弁を停止させることが可能となる。ここで、「許容範囲」とは、好適には、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、吸気制御弁の停止位置の、目標停止位置に対する偏差が招く内燃機関又は車両の状態変化（例えば、吸気量不足が招くトルク不足又はエミッションの悪化、或いはポンプ損の増大等）が実践的にみて看過し得る程度に収まるものとして設定される。例えば、吸気制御弁の停止位置が不感帯に近い場合、より上流の吸気絞り弁が全開であっても十分な吸気量を得難いが、逆に全開位置近傍の回転位相では、回転位相の変化に対する吸気量の変化は小さくなるから、目標停止位置が全開位置であれば特に、許容範囲として一定の範囲を許容することができるのである。【００３１】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記制動力が供給されることによる前記吸気制御弁の停止位置と、前記開弁状態に対応する前記回転位相の範囲で設定された目標停止位置との偏差に応じて前記内燃機関の燃料噴射量を補正する第１補正手段を更に具備する。【００３２】
この態様によれば、第１補正手段により、目標停止位置と実際の或いは事前に想定された停止位置との偏差に応じて、吸気制御弁に対し吸気制御弁を停止させるための制動力が供給される過渡的期間における燃料噴射量が補正されるため、吸気量変化により惹起されるエミッションの悪化が防止され好適である。【００３３】
本発明に係る車両の制御装置の他の態様では、前記特定された運転条件が前記停止要求に該当する場合に、前記内燃機関の燃料噴射量を減少側に補正する第２補正手段を更に具備する。【００３４】
この態様によれば、第２補正手段により、特定された運転条件が停止要求に該当する場合に燃料噴射量が減少補正されるため、トルクショックを緩和し且つスモーク等の発生を防止することが可能となる。【００３５】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおけるインパルス弁付近における吸気管の模式的な断面図である。
【図３】図１のエンジンシステムにおいて実行されるインパルス弁制御のフローチャートである。
【図４】図３のインパルス弁制御において参照される動作モード選択マップの概念図である。
【図５】図３のインパルス弁制御の実行過程におけるインパルス弁の動作状態の一時間推移を例示する模式図である。
【図６】本実施形態の効果に係り、図５との比較検討に供すべきインパルス弁の動作状態の一時間推移を例示する模式図である。
【図７】図３のインパルス弁制御の実行過程におけるエンジンの動作状態の一時間推移を例示する模式図である。
【図８】本実施形態の効果に係り、図６との比較検討に供すべきエンジンの動作状態の一時間推移を例示する模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０２…気筒、２０４…吸気管、２０５…スロットルバルブ、２０６…連通管、２０７…吸気バルブ、２１６…タービン、２１８…コンプレッサ、２２２…インタークーラ、２２３…サージタンク、２２４…インパルス弁、２２５…アクチュエータ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
＜発明の実施形態＞
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。【００３９】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一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、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。【００４０】
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。【００４１】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ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り、本発明に係る「車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するインパルス弁制御を実行可能に構成されている。【００４２】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「特定手段」、「制御手段」、「第１補正手段」及び「第２補正手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。【００４３】
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工程において燃料を含む混合気が圧縮される過程で係る混合気が自発的に着火する際に生じる力が、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。【００４４】
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。但し、各気筒を区別して表す場合には、これら４本の気筒の各々を適宜「第１気筒」、「第２気筒」、「第３気筒」及び「第４気筒」と表現する。尚、補足すると、エンジン２００では、車両振動を抑制する目的から、各行程が、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順に繰り返し実行される構成となっている。即ち、第１気筒において吸気行程がなされている場合、時系列上相前後して吸気行程を迎える気筒は第３気筒である。【００４５】
図１において、外界から導かれる空気たる吸入空気は、吸気管２０４に導かれる構成となっている。この吸気管２０４には、吸気管２０４に導かれる吸入空気の量を調節可能なスロットルバルブ２０５が配設されている。このスロットルバルブ２０５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（不図示）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、スロットルバルブ２０５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、スロットルバルブ２０５及びスロットルバルブモータにより、一種の電子制御式スロットル装置が構成されている。【００４６】
吸気管２０４は、スロットルバルブ２０５の下流側において連通管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。尚、吸気管２０４及び連通管２０６により、本発明に係る「吸気通路」の一例が構成されている。吸気ポートは、吸気バルブ２０７を介して気筒２０２の燃焼室と連通する構成となっている。【００４７】
燃焼室には、不図示のコモンレールに接続された燃料噴射用の直噴インジェクタ２０３の燃料噴射弁が露出しており、気筒２０２内に軽油を直接噴射可能に構成されている。この直噴インジェクタ２０３の駆動系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００により上位に制御される。即ち、直噴インジェクタ２０３は、ＥＣＵ１００によりその動作が制御される構成となっている。直噴インジェクタ２０３を介して噴射された燃料は、吸気ポートを介して吸入される吸気と混合され、上述した混合気となる。【００４８】
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。【００４９】
一方、燃焼した混合気或いは一部未燃の混合気は、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。【００５０】
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。【００５１】
コンプレッサ２１８は、不図示のエアクリーナ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ており、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。【００５２】
また、排気管２１４には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２１９が設置されている。ＤＰＦ２１９は、排気中のＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕捉可能に構成された所謂ウォールフロー型のフィルタである。尚、ＤＰＦ２１９の上流側又は下流側には、捕捉されたＰＭの酸化燃焼を促す酸化触媒が設置されていてもよい。或いはこの酸化触媒は、ＤＰＦ２１９に担持されていてもよい。【００５３】
気筒２０２を収容するシリンダブロック２０１には、水温センサ２２０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、冷却水としてのＬＬＣ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２２０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た構成を有しており、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２２０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。【００５４】
コンプレッサ２１８の上流側には、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２２１が設置されている。エアフローメータ２２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気量は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照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。【００５５】
また、吸気管２０４において、コンプレッサ２１８の下流側、且つスロットルバルブ２０５の上流側には、インタークーラ２２２が設置されている。インタークーラ２２２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（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ている。エンジン２００は、このインタークーラ２２２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２１８を介した過給がより効率的になされ得る構成となっている。【００５６】
ここで、吸気管２０４における、スロットルバルブ２０５の下流側には、サージタンク２２３が設置されている。サージタンク２２３は、上述したターボチャージャの過給作用を適宜受けつつ供給される吸入空気の不規則な脈動を抑制し、且つ下流側（即ち、気筒２０２側）に安定して吸入空気を供給すると共に、後述する慣性過給制御の実行時において、負圧波の位相を反転させることが可能に構成された貯留手段であり、上述した連通管２０６は、このサージタンク２２３の下流側において吸気管２０４に接続されている。但し、吸入空気は基本的に大なり小なり脈動しつつ気筒２０２側へ供給されるため、サージタンク２２３を通過する吸入空気もまた、一種の脈動波である。【００５７】
吸気管２０４に設置されたサージタンク２２３の下流側における、連通管２０６との接続部位近傍には、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、吸気管２０４内部で一方向に回転可能な、本発明に係る「吸気制御弁」の一例たる回転弁である。尚、インパルス弁２２４の詳細については後述する。【００５８】
インパルス弁２２４の近傍には、インパルス弁２２４に対し、上述した弁体位置の変化に供される駆動力を付与可能なアクチュエータ２２５が設置されている。アクチュエータ２２５は、駆動モータ、モータ駆動回路及び回転角センサ（いずれも不図示）を備える。【００５９】
駆動モータは、インパルス弁２２４の弁体の回転軸に連結され且つ永久磁石が付設されてなる、回転子たる不図示のロータと、固定子であるステータとを備えるＤＣブラシレスモータであり、駆動回路を介したステータへの通電により駆動モータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが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。【００６０】
モータ駆動回路は、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。モータ駆動回路は、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。駆動モータは、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、モータ駆動回路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。【００６１】
回転角センサは、駆動モータにおけるロータの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ロータの回転角を検出することが可能に構成された、所謂レゾルバである。既に述べたように、ロータはインパルス弁２２４の弁体の回転軸と連結されており、回転角センサにより検出されるロータ回転角は、インパルス弁２２４の開度と一義的な関係にある。回転角センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたロータ回転角は、インパルス弁２２４の開度を表す指標値として、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ず、例えば、ホールセンサやロータリエンコーダ等であってもよい。【００６２】
排気マニホールド２１３には、ＥＧＲパイプ２２６の一端部が接続されている。このＥＧＲパイプ２２６の他端部は、吸気管２０４における、連通管２０６とインパルス弁２２４との間に接続されており、排気マニホールド２１３に導かれた排気の一部を、不活性のＥＧＲガスとして連通管２０６に還流可能に構成されている。【００６３】
このＥＧＲパイプ２２６には、ＥＧＲバルブ２２７が設置されている。ＥＧＲバルブ２２７は、ＥＧＲパイプ２２６に導かれるＥＧＲガスの流量を調整可能に構成された電磁開閉弁であり、電気的に接続されたＥＣＵ１００によりその開閉状態が制御される構成となっている。【００６４】
尚、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、所謂一弁式のインマニレス吸気系が実現されているが、吸気系の構成はこれに限定されるものではなく、例えばサージタンク２２３から個々の気筒２０２に対し吸気マニホールドが分岐する構成を有していてもよい。この場合、個々の吸気マニホールドに、インパルス弁２２４が夫々独立して制御可能に設置されていてもよい。【００６５】
尚、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Ｔａに応じて決定される。アクセル開度Ｔａ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参照される構成となっている。【００６６】
ここで、図２を参照し、インパルス弁２２４の詳細について説明する。ここに、図２は、インパルス弁２２４付近における吸気管２０４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。【００６７】
図２において、インパルス弁２２４は、吸気管２２４内において、図示する面内で、図示回転方向に回転可能に構成されている。尚、図示白抜き矢線は、吸入空気の流れ方向を示している。【００６８】
ここで、インパルス弁２２４の回転状態を規定する指標値として、インパルス弁回転角Ａｉｐ（即ち、本発明に係る「回転位相」の一例である）を導入すると、インパルス弁回転角Ａｉｐ＝０°の場合が、全開位置ＯＰに相当しており、インパルス弁回転角ＡｉｐがＡｉｐ１≦Ａｉｐ≦Ａｉｐ２を満たす位相範囲は、本発明に係る「不感帯」の一例たる全閉開度ＣＬに相当している。【００６９】
ここで、不感帯について説明すると、不感帯において、吸気管２０４は若干拡幅されており、インパルス弁２２４が回転した場合に、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。【００７０】
＜実施形態の動作＞
このような構成を有するエンジンシステム１０において、インパルス弁２２４は、ＥＣＵ１００により実行されるインパルス弁制御によって、その駆動状態が制御される。ここで、図３を参照し、インパルス弁制御の詳細について説明する。ここに、図３は、インパルス弁制御のフローチャートである。【００７１】
図３において、ＥＣＵ１００は、車両の運転条件を取得する（ステップＳ１０１）。尚、本実施形態では、係る運転条件として機関回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ｔａが取得される。機関回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ｔａを取得すると、ＥＣＵ１００は、取得した運転条件に基づいてインパルス弁２２４の動作モードを決定し、要求動作モードがＯＰＫＰモードであるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。この際、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに格納された動作モード選択マップを参照する。【００７２】
ここで、図４を参照し、動作モード選択マップの概念について説明する。ここに、図４は、動作モード選択マップを概念図である。【００７３】
図４において、動作モード選択マップは、縦軸及び横軸に夫々アクセル開度Ｔａ及び機関回転速度Ｎｅを配してなる二次元マップである。このマップ上には、図示破線で示す切り替えラインが設定されており、切り替えラインよりも高負荷側又は低回転側の領域が動作モードとしてＯＰＣＬモードを選択すべき領域に、また切り替えラインよりも低負荷側又は高回転側の領域が動作モードとしてＯＰＫＰモードを選択すべき領域に、夫々設定されている。【００７４】
動作モード選択マップ上で選択されるＯＰＣＬ（OPen-CLose）モードは、インパルス弁２２４の回転位相を制御することにより慣性過給を実行する動作モードである。慣性過給制御とは、インパルス弁２２４を回転させることにより吸気脈動を生成し、吸気の充填効率を向上させる一連の制御を指し、その概要は概ね以下のようになる。【００７５】
即ち、一の気筒２０２（例えば、第１気筒）について、吸気行程の開始前に（即ち、好適には他気筒（例えば、第２気筒）の吸気行程終期において）、或いは吸気行程初期においてインパルス弁２２４を閉弁すると、インパルス弁２２４が閉弁しているため、当該気筒２０２のピストンの下降に従って、連通管２０６の管内圧は負圧となり、大気圧又は過給により大気圧以上に維持される吸気管２０４の管内圧との圧力差が拡大する。このように十分に連通管２０６内部に負圧が形成された状態においてインパルス弁２２４を開弁する（即ち、吸気バルブ２０７の開弁タイミング以降の開弁期間において開弁する）と、吸気管２０４と該当する気筒２０２（即ち、ここでは、第１気筒）の内部とが連通し、インパルス弁２２４を介して吸入空気が吸気として一気に気筒２０２内部の燃焼室に流入することとなる。【００７６】
一方、燃焼室との連通部位において連通管２０６は所謂開放端となっており、燃焼室への吸入空気の流入に惹起された正圧波は、燃焼室で反射することによって、位相が反転した負圧波となる。この負圧波は、連通管２０６及びインパルス弁２２４を順次介してサージタンク２２３に到達し、開放端となる連通孔において開放端反射して位相が反転した正圧波として再び燃焼室に到達する。この正圧波のピークが燃焼室に（或いは吸気バルブ２０７に）到達した時点で（必ずしも、当該時点のみに限定されるものではなく、吸気の充填効率を幾らかなり向上させ得る限りにおいて当該時点を含む一定又は不定の期間であってよい）吸気バルブ２０７を閉弁することにより、或いは、吸気バルブ２０７が閉弁するタイミングで、この正圧波が燃焼室に到達するようにインパルス弁２２４の開弁時期を制御することにより、燃焼室内の圧力は上昇し、吸気の充填効率が向上する。インパルス弁２２４を利用した慣性過給は、このように実行される。【００７７】
慣性過給の実行に際しては、ＥＣＵ１００は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて車両の運転条件毎に吸気の充填効率を可及的に向上させ得るように定められた回転位相の変化特性に従ってインパルス弁２２４が回転するように、アクチュエータ２２５の駆動電流を制御する。【００７８】
尚、エンジン２００は、ディーゼルエンジンであるが、ガソリンエンジンに対しこの種の慣性過給を適用する場合には、気筒２０２内部に取り込まれる吸気量の変化に応じて空燃比を所定値に維持すべく燃料噴射量が適宜補正される。燃料噴射量の補正に際しては、予め上述した車両の運転条件とインパルス弁２２４の開閉時期とに対応付けられてマップ化された燃料噴射量の補正量（慣性過給による吸気の充填効率向上に係る効果が生じることが前提である）が参照され、基準となる燃料噴射量が適宜に増量補正される。このため、慣性過給制御の実行に際し、エミッションの悪化を防止することができる。【００７９】
一方、動作モード選択マップ上で選択されるＯＰＫＰ（OPen-KeeP）モードは、インパルス弁２２４の回転角Ａｉｐの目標値たる目標回転角を０°に設定する、即ち、インパルス弁２２４を全開位置ＯＰで停止させる動作モードである。インパルス弁２２４を全開位置ＯＰで停止させた場合、インパルス弁２２４の回転位相変化に惹起された吸気脈動は生成されない。即ち、インパルス弁２２４は、実質的に吸気の流れを妨げることがない。【００８０】
補足すると、相対的にみて軽負荷な領域では、元より吸気の充填量を増大させる必要がないため、慣性過給が必要とされず、また相対的にみて高回転な領域では、各気筒の吸気行程に要する時間が短くなり過ぎてインパルス弁２２４の動作速度が追従し難くなるため、かえって吸気の充填効率が低下することを防止するため、慣性過給が禁止されるのである。【００８１】
動作モード選択マップには、図４に例示される関係が数値化された状態で格納されており、ＥＣＵ１００は、図３のステップＳ１０１において、運転条件の取得と共に、取得した運転条件に基づいて要求動作モードを決定する構成となっている。【００８２】
ここで、取得した運転条件によっては、図示切り替えラインを跨ぐことによりＯＰＣＬモードからＯＰＫＰモードへの動作モードの切り替えが要求される場合がある。この場合、インパルス弁２２４は、迅速に且つ正確に全開位置ＯＰを目標位置として位置制御される必要がある。ＥＣＵ１００は、そのための動作モードとして、ＯＰＣＬモード及びＯＰＫＰモードの他に、ＢＲＫ（Brake）モードを実行可能に構成されている。ＢＲＫモードは、回転位相が連続的に変化しているインパルス弁２２４に制動力を供給することによってインパルス弁２２４を停止させる動作モードである。この際の目標位置は、前述の全開位置ＯＰである。尚、ＯＰＣＬモードからＯＰＫＰモードへの動作モードの切り替え要求は、本発明に係る「吸気制御弁を開弁状態に維持しつつ慣性過給を停止させるべき旨の停止要求」の一例である。【００８３】
図３に戻り、ＥＣＵ１００は、要求動作モードがＯＰＫＰモードである場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、アクティブ動作モード（即ち、実制御に供すべき動作モードであり、要求動作モードと異なる）がＯＰＣＬモードであるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。【００８４】
アクティブ動作モードがＯＰＣＬモードである場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、インパルス弁２２４が開弁状態にないか否かを判別する（ステップＳ１０４）。インパルス弁２２４が開弁状態にない場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、インパルス弁２２４が回転加速中でないか否かを判別する（ステップＳ１０５）。インパルス弁２２４が回転加速中でない場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、即ち、インパルス弁２２４が不感帯にあり且つ減速中である場合、ＥＣＵ１００は、アクティブ動作モードをＢＲＫモードに設定し（ステップＳ１０６）、処理をステップＳ１１１に進める。また、ＯＰＣＬモードの実行期間であって、インパルス弁２２４が開弁状態にあるか（ステップＳ１０４：ＮＯ）、又は回転加速中である場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１１１に進める。【００８５】
一方、ステップＳ１０３において、アクティブ動作モードがＯＰＣＬモードでない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、アクティブ動作モードがＢＲＫモードであるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。アクティブ動作モードがＢＲＫモードである場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、インパルス弁２２４が停止したか否かを判別する（ステップＳ１０８）。【００８６】
インパルス弁２２４の停止が完了している場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、アクティブ動作モードをＯＰＫＰモードに設定し（ステップＳ１０９）、処理をステップＳ１１１に進める。また、インパルス弁２２４が未だ稼動中である場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ１１１に進める。【００８７】
他方、ステップＳ１０２において、要求動作モードがＯＰＫＰモードでない、即ちＯＰＣＬモードである場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、アクティブ動作モードをＯＰＣＬモードに設定し（ステップＳ１１０）、処理をステップＳ１１１に進める。尚、ステップＳ１０７において、アクティブ動作モードがＢＲＫモードでない場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、即ち、アクティブ動作モードがＯＰＣＬモードでもＢＲＫモードでもない場合には、無条件に処理はステップＳ１１１に進められる。【００８８】
ステップＳ１１１においては、アクティブ動作モードがＢＲＫモードであるか否かが判別される。アクティブ動作モードがＢＲＫモードである場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、回転減速制御を実行する（ステップＳ１１２）。尚、回転減速制御とは、インパルス弁２２４に対し、正規の回転方向とは逆方向の駆動力を供給するブレーキ通電の実行を意味する。回転減速制御が実行されると、ＥＣＵ１００は、直噴インジェクタ２０３の駆動制御を介して燃料噴射量を減量する（ステップＳ１１３）。燃料噴射量の減量がなされると、処理はステップＳ１０１に戻される。【００８９】
一方、アクティブ動作モードがＢＲＫモードでない場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は更に、アクティブ動作モードがＯＰＫＰモードであるか否かを判別する（ステップＳ１１４）。アクティブ動作モードがＯＰＫＰモードである場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、インパルス弁２２４を目標位置である全開位置ＯＰへ向けて駆動制御する（ステップＳ１１５）。尚、既に全開位置ＯＰに位置制御されている場合、ＥＣＵ１００はステップＳ１１５をスキップする（即ち、実質的に何もしない）。ステップＳ１１５が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。【００９０】
ここで特に、ＢＲＫモードの終了時におけるインパルス弁２２４の停止位置は、目標位置たる全開位置ＯＰから予め設定された許容値に相当する幅だけ乖離すること（好適には、回転角が増加する側に乖離すること）が許容されており、それによって収束速度の向上が図られている。また、このような許容値を設定することによって、インパルス弁２２４を停止させるにあたって必要となる電力を抑制することが可能となり、アクチュエータ２２５の体格を維持或いは縮小することも可能となる。【００９１】
一方、目標位相に対する回転位相の乖離は、最終的にＯＰＫＰモードにおいて目標位相への合わせ込みがなされるまで実際の吸気量を減少させる。このような過渡期間における吸気量は、例えばエアフローメータ等の検出手段では検出し難いため、何らの措置も講じられることがなければ、必然的に燃料過多となってスモークが発生する。そこで、ＥＣＵ１００は、ＢＲＫモードの実行期間において、燃料噴射量を適宜減少補正する。尚、この際、更に、このＢＲＫモードの実行期間の前後におけるエンジントルクのつながりを円滑にすべく、慣性過給の停止要求が生じた時点で燃料噴射量が減少側に補正されてもよい。【００９２】
ステップＳ１１４において、アクティブ動作モードがＯＰＫＰモードでない場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、即ち、アクティブ動作モードがＯＰＣＬモードである場合、ＥＣＵ１００は、通常制御、即ち、回転位相の変化による吸気脈動を利用した慣性過給を継続する（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。インパルス弁制御は以上のように実行される。【００９３】
このように、インパルス弁制御においては、車両の運転条件から決定される要求動作モードがＯＰＣＬモードであれば慣性過給が即座に開始される一方、慣性過給の実行期間中（即ち、アクティブ動作モードがＯＰＣＬモードである期間中）において要求動作モードがＯＰＫＰモードに切り替わった場合には、インパルス弁２２４が不感帯において減速状態になるまでＢＲＫモードの実行が延期される。このＢＲＫモードの開始タイミングの最適化によって、ＯＰＣＬモードからＯＰＫＰモードへの動作モードの迅速且つ効率的な切り替えが実現される。【００９４】
ここで、図５を参照し、このような本実施形態の効果について説明する。ここに、図５は、図３のインパルス弁制御の実行過程における、インパルス弁２２４の動作状態の一時間推移を例示する模式図である。【００９５】
図５において、上段から順にインパルス弁２２４の開口面積、インパルス弁２２４の回転角Ａｉｐ、インパルス弁２２４の角速度、及びインパルス弁２２４の角加速度の時間推移（夫々実線参照）が示される。尚、時間推移とは言っても、横軸は絶対時間ではなく、エンジン２００のクランク角が示される。機関回転速度Ｎｅを一定とすれば、クランク角は絶対時間と一義的である。【００９６】
インパルス弁２２４の回転角Ａｉｐの時間推移を見ると、回転角Ａｉｐは、０°ＣＡ〜９０°ＣＡ及び３６０°ＣＡ〜４５０°ＣＡの期間において、Ａｉｐ１以上Ａｉｐ２以下となり、インパルス弁２２４の回転位相は、全閉状態に相当する不感帯に入る。同様に、１８０°ＣＡ〜２７０°ＣＡ及び５４０°ＣＡ〜６３０°ＣＡの期間において、−Ａｉｐ２以上―Ａｉｐ１以下となり、同様に不感帯に入る。尚、不感帯は、図中ハッチング領域として示されている。これら不感帯以外の領域においては、インパルス弁２２４は開弁する（図示「ＩＰＶＯ」参照）。【００９７】
一方、不感帯幅が開弁位相幅と較べて小さいことに起因して、インパルス弁２２４は、不感帯においては比較的緩慢に、開弁状態に対応する回転位相の範囲では比較的高速に駆動される。このため、インパルス弁２２４の角速度は、開弁状態に対応する位相範囲の後半部分（図では４５°ＣＡ）とそれに繋がる不感帯の前半部分（図では４５°ＣＡ）において減少し、不感帯の後半部分（図では４５°ＣＡ）とそれに繋がる開弁状態に対応する位相範囲の前半部分（図では４５°ＣＡ）において増加する。その結果、インパルス弁２２４を駆動するアクチュエータ２２５の駆動電流と略比例する角加速度は、周期的なパルス波形を示す。【００９８】
ここで、クランク角にして１３５°ＣＡに相当する時刻Ｔｒｅｑにおいて、要求動作モードがＯＰＣＬモードからＯＰＫＰモードに切り替わったとする。この場合、直近の不感帯は、１８０°ＣＡであり、上記のように、不感帯前半においてインパルス弁２２４は減速状態となるため、ＥＣＵ１００は、クランク角が１８０°ＣＡに到達するまでＯＰＣＬモードに従った慣性過給を継続し、クランク角が１８０°ＣＡに到達した時刻Ｔｓｔａｒｔにおいて、ＢＲＫモードに従った停止制御を開始する。【００９９】
このような停止制御がなされた場合の、インパルス弁２２４の回転角Ａｉｐの時間推移は、図示破線として示される。即ち、回転角Ａｉｐは、第３気筒の吸気バルブの開弁期間（図示ＩＶＯ（＃３）参照）において、目標位置たる全開位置ＯＰ（Ａｉｐ＝０）に略収束する。尚、開口面積、角速度及び角加速度についても、それぞれ停止制御に対応する推移が図示破線で示される。このうち、角速度及び角加速度の推移から明らかなように、ＢＲＫモードの実行期間中は、インパルス弁２２４を加速させるための通電は禁止され、常時一定の（不定であってもよい）制動力が供給される。また、慣性過給実行時における開口面積の時間波形（実線）と、停止制御がなされた場合の開口面積の時間波形とを比較すれば明らかなように、本実施形態が適用された場合に、吸気量が目標に対し変動する気筒は、例えば第１気筒のみとなる。即ち、第２気筒が慣性過給を伴った吸気行程にある期間においてインパルス弁２２４の減速が開始される（不感帯なので、吸気量の変動は生じない）ため、例えば図５を参照すれば、次気筒である第１気筒の吸気行程内で、インパルス弁２２４の位置収束を完了させることが可能となるのである。その結果、エンジン２００の燃焼性能の悪化が可及的に抑制されるのである。【０１００】
一方、インパルス弁２２４への制動力（逆回転方向への駆動力）の供給は、インパルス弁２２４の減速期間に開始される。このため、インパルス弁２２４を停止させるのに要する時間は、可及的に短縮され、アクチュエータ２２５の体格を維持しつつ高効率に且つ迅速にインパルス弁２２４を停止させることが可能となる。特に、
次に、図６を参照し、このような本実施形態の効果の明確化を図ることとする。ここに、図６は、本実施形態との比較検討に供すべきインパルス弁２２４の一時間推移を例示する模式図である。尚、同図において、図５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。尚、図６は、本実施形態に係るインパルス弁制御を適用する代わりに、動作モードをＯＰＣＬモードからＯＰＫＰモードに切り替えるべき旨の停止要求が生じた時点でＢＲＫモードに従ったブレーキ通電が実行された場合に相当する図である。【０１０１】
図６において、インパルス弁２２４の開弁期間（２７０°ＣＡ付近）において、ブレーキ通電が開始されたとする。この場合、インパルス弁角速度は相応に高い領域にあり、一定の制動力を与えた場合にインパルス弁２２４が停止するまでに要する時間は、本実施形態と較べて長くなる。その結果、インパルス弁２２４の収束期間は長くなり、相応の期間にわたって吸気量の変動が生じることとなる。また、ブレーキ通電の開始タイミングが、第１気筒の吸気行程中であるため、第１気筒の吸気行程における吸気量は、本来の値よりも増大し、反対に、次気筒である第３気筒の吸気行程では、インパルス弁２２４が殆ど不感帯にあるために吸気量が大幅に減少する。また、インパルス弁２２４は、成り行きで停止するため、停止位置は、全開位置ＯＰよりも不感帯に近く、収束時点においても十分な吸気量が得られない。この状態は、図３のステップＳ１１５に相当する、全開位置ＯＰへの位置制御がなされるまで暫時継続する。【０１０２】
このように、本実施形態に係るインパルス弁制御が適用されない場合、インパルス弁２２４を停止させる際に吸気量の変動が生じる気筒は複数気筒にわたる可能性が大きくなって、その分エンジン２００の燃焼状態の悪化が生じ得る。また、インパルス弁２２４が減速状態にあろうが加速状態にあろうが、変わりなくブレーキ通電がなされ得るため、インパルス弁２２４の位置収束時間が長くなり、また収束精度が悪くなり易い。即ち、図５に例示した本実施形態に係るインパルス弁制御によれば、ブレーキ通電が不感帯におけるインパルス弁２２４の減速期間に開始されるため、収束精度が担保され、収束時間の短縮化を図ることが可能となり、また吸気量の変動を招来する気筒を減らすことが可能となる点において、ブレーキ通電の開始タイミングについて何ら考慮されない態様に対し圧倒的に優越するのである。【０１０３】
次に、図７及び図８を参照し、本実施形態の更なる効果について説明する。ここに、図７は、図３に示すインパルス弁制御の実行過程におけるエンジン２００の動作状態の一時間推移を例示する模式図であり、図８は、図６と同様に、本実施形態との比較に供すべきエンジン２００の動作状態（比較例）の一時間推移を例示する模式図である。尚、両図において、相互に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。【０１０４】
図７及び図８において、上段から順に、エンジントルクＴｅ、ポンプ仕事Ｗｐ、燃料噴射量Ｑ及び吸気量Ｇの各々の時間推移が例示される。【０１０５】
図７において、時刻Ｔ１以前にインパルス弁２２４の停止要求（全開保持要求）が生じ、時刻Ｔ１において、不感帯且つ減速中である旨の条件が満たされた結果、ＢＲＫモードに従ったブレーキ通電が開始され、また時刻Ｔ２においてインパルス弁２２４が停止し、動作モードがＯＰＫＰモードに切り替わったとする。【０１０６】
上述したように、本実施形態に係るインパルス弁制御によれば、吸気量Ｇの変動が抑制され、エンジントルクＴｅの減少が比較的軽微に留められる（破線参照）。また、ステップＳ１１３の動作により、ＢＲＫモードの実行期間において燃料噴射量Ｑが減少補正される（破線参照）ため、燃料過多によるスモークの発生も抑制される。更に、インパルス弁２２４の停止要求が生じた時点で（即ち、実際のＢＲＫモードの実行以前に）燃料噴射量Ｑが減少補正された場合には、図示実線で示されるように、エンジントルクＴｅの変化がより円滑となり、トルクショックの発生が抑制される。【０１０７】
一方、図８に例示されるように、本実施形態に係るインパルス弁制御が適用されない場合、エンジントルクＴｅの落ち込みは大きくなる。また、この種の過渡期間における吸気量Ｇの実際の減少変化（実線参照）は、エアフローメータ２２１の検出精度を超えるため、見かけ上は、図示鎖線で示されるように吸気量Ｇが変動していないものと扱われる。その結果、燃料噴射量Ｑは維持され、燃料過多によるスモークの発生が避け難い問題として顕在化してしまう。また、インパルス弁２２４の収束精度が悪いため、比較例においては、エンジン２００のポンプ仕事Ｗｐが相対的に大きくなる。【０１０８】
このように、本実施形態に係るインパルス弁制御が適用される場合、エンジントルクＴｅの減少が抑制され、エンジン２００のポンプ仕事Ｗｐが減少し、且つスモークの発生によるエミッションの悪化が抑制されると共に、エンジントルクＴｅの円滑な変化が促進されるといった、比較例では得難い実践上の高い利益が提供されるのである。【０１０９】
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車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、回転式の吸気制御弁による慣性過給が可能な内燃機関を備えた車両の制御に適用可能である。
【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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【国際調査報告】
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