(57)【要約】【課題】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り、且つ、吸気工程時期に燃料を噴射する際の排気エミッションを向上させる。【解決手段】ＥＣＵ１３が、燃料噴射タイミングが吸気工程タイミングであるか否かを判別し、燃料噴射タイミングが吸気工程タイミングである場合、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か否かを判別する。そして、オーバーラップ量が所定値以上である場合、ＥＣＵ１３は、燃料噴射バルブから噴射される燃料の圧力を高める。これにより、燃料噴霧に対するシリンダからの吹き返しの影響を低減させることができるので、燃料の壁流量を低減し、排気エミッションを向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブと排気バルブの開閉時期を制御することにより吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ量を可変制御可能な可変動弁機構を有する内燃機関の制御装置であって、
燃料噴射時期が吸気工程時期であるか否かを判別し、燃料噴射時期が吸気工程時期である場合、前記オーバーラップ量が所定値以上であるか否かを判別し、オーバーラップ量が所定値以上である場合、燃料の噴射圧力を高める制御部を備えること
を特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記オーバーラップ量の大きさに合わせて燃料の噴射圧力を高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。
【請求項３】
前記制御部は、内燃機関温度が所定値以下であるか否かを判別し、内燃機関温度が所定値以下である場合、前記処理を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２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し、より詳しくは、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り、且つ、吸気工程時期に燃料を噴射する際の排気エミッションを向上させるための技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸排気バルブを電磁バルブにより構成し、目標空気量（要求負荷）が所定値以上である場合、吸気バルブと排気バルブの開閉タイミングを制御することにより吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ量を大きくし、吸気工程時期に燃料を噴射する内燃機関の制御装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。そして、このような内燃機関の制御装置によれば、掃気効果を利用して目標空気量を実現することができる。
【特許文献１】特開２００１−１５９３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来までの内燃機関の制御装置は、吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ量を大きくし、吸気工程時期に燃料を噴射する構成となっているために、シリンダからの吹き返しによって燃料噴霧の速度が低下し、噴霧パターンが乱される。そしてこの結果、吸気ポートに付着する燃料噴霧の壁流量が増大し、未燃焼燃料（ＨＣ）の増大等の原因によって排気エミッションが低下する。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、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り、且つ、吸気工程時期に燃料を噴射する際の排気エミッションを向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、燃料噴射時期が吸気工程時期であるか否かを判別し、燃料噴射時期が吸気工程時期である場合、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か否かを判別し、オーバーラップ量が所定値以上である場合、燃料の噴射圧力を高める。そして、このような態様によれば、燃料噴霧に対するシリンダからの吹き返しの影響を低減させることができるので、燃料の壁流量を低減し、排気エミッションを向上させることができる。
【０００６】
なお、燃料の噴射圧力は、オーバーラップ量の大きさに合わせて高くすることが望ましい。一般に、シリンダからの吹き返し量は、吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ量が大きくなるのに従って多くなる。従って、このような態様によれば、シリンダから吹き返し量に合わせて最適な噴射圧力を設定することができる。
【０００７】
また、内燃機関温度が所定値以下であるか否かを判別し、内燃機関温度が所定値以下である場合、上記処理を実行することが望ましい。一般に、内燃機関温度が低い場合には、燃料は霧化され難く、シリンダから吹き返しによる燃料の壁流量が増大する。従って、このような態様によれば、燃料の壁流量を低減し、排気エミッションを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る制御装置は、図１に示すような油圧制御式の可変動弁機構を有する内燃機関に適用することができる。以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる内燃機関の構成及びその制御方法について詳しく説明する。
【０００９】
〔内燃機関の構成〕
本発明の実施形態となる内燃機関１は、図１に示すように、クランク軸２からの動力がタイミングチェーン３により各スプロケット４，５を介して排気側カム軸６と吸気側カム軸７に伝達されるようになっている。また、吸気側カム軸７には、クランク軸２に対する吸気側カム軸７の進角量を調整する油圧駆動式の吸気側可変バルブタイミング機構８と吸気側カム軸センサ９が取り付けられている。また、排気側カム軸６には、クランク軸２に対する排気側カム軸６の進角量を調整する油圧駆動式の排気側可変バルブタイミング機構１０と排気側カム軸センサ１１が取り付けられている。 
一方、クランク軸２には、クランク軸センサ１２が取り付けられている。このクランク軸センサ１２は、クランク軸２の１回転当たりＮ個のクランク軸位相検出パルス信号を発生するのに対し、吸気側／排気側カム軸センサ９，１１は、吸気側／排気側カム軸７，６の１回転当たり２Ｎ個のカム軸位相検出パルス信号を発生する。また、吸気側／排気側カム軸７，６の最大進角量／最大遅角量をθｍａｘ℃Ａとした場合、Ｎ＜３６０／θｍａｘとなるようにクランク軸位相検出パルス信号数Ｎが設定されている。これによって、クランク軸センサ１２からのクランク軸位相検出パルス信号と、これに続いて発生する吸気側／排気側カム軸センサ９，１１からのカム軸位相検出パルス信号との間の相対回転角により吸気バルブと排気バルブ（いずれも図示せず）の実バルブタイミング（吸気側カム軸７の実進角量と排気側カム軸６の実遅角量）が算出される。 
また、クランク軸センサ１２及び吸気側／排気側カム軸センサ９，１１からの各検出パルス信号は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）１３に入力され、このＥＣＵ１３によって吸気バルブと排気バルブの実バルブタイミングが演算されると共に、クランク軸センサ１２からの検出パルス信号の間隔によってエンジン回転数が演算される。また、図示しないが、吸気管圧力センサ、水温センサ、スロットルセンサ等のエンジン運転状態を検出する各種センサの出力もＥＣＵ１３に入力され、これら各種センサ出力に基づいて、目標排気残留割合（目標バルブオーバーラップ量）が演算されると共に、吸気バルブと排気バルブの目標バルブタイミング（吸気側カム軸７の目標進角量と排気側カム軸６の目標遅角量）が演算される。 
また、ＥＣＵ１３は、吸気バルブの実バルブタイミング（吸気側カム軸７の実進角量）を目標進角量に一致させるように吸気側油圧回路１４の油圧制御弁（図示せず）を制御して吸気側可変バルブタイミング機構８をフィードバック制御すると共に、排気バルブの実バルブタイミング（排気側カム軸６の実遅角量）を目標遅角量に一致させるように排気側油圧回路１５の油圧制御弁（図示せず）を制御して排気側可変バルブタイミング機構１０をフィードバック制御する。 
また、ＥＣＵ１３は、燃料噴射バルブから噴射される燃料の圧力（燃圧）とオーバーラップ量の関係をマップ化した燃圧−オーバーラップ量マップを記憶し、このマップを参照して燃圧を制御可能なように構成されている。なお、この実施形態では、燃圧−オーバーラップ量マップは、吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ量が大きくなるのに従って燃圧が増加する特性を示す。
【００１０】
そして、このような構成を有する内燃機関１では、ＥＣＵ１３が以下に示す燃圧制御処理を実行することにより、燃料噴霧に対するシリンダからの吹き返しの影響を低減させる。以下、図２に示すフローチャートを参照して、燃圧制御処理を実行する際のＥＣＵ１３の動作について詳しく説明する。
【００１１】
〔燃圧制御処理〕
図２に示すフローチャートは、車両のイグニッションスイッチがオン状態になるのに応じて開始となり、燃圧制御処理はステップＳ１の処理に進む。
【００１２】
ステップＳ１の処理では、ＥＣＵ１３が、冷却水の温度，内燃機関１の負荷，及び内燃機関１の回転数の情報を読み込む。これにより、このステップＳ１の処理は完了し、燃圧制御処理はステップＳ１の処理からステップＳ２の処理に進む。
【００１３】
ステップＳ２の処理では、ＥＣＵ１３が、冷却水の温度が所定値以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、冷却水の温度が所定値以上である場合、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の温度は高い状態（ＨＯＴ状態）にあると判断し、燃圧制御処理をステップＳ７の処理に進める。一方、冷却水の温度が所定値以下である場合には、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の温度は低い状態（ＣＯＬＤ状態）にあると判断し、燃圧制御処理をステップＳ３の処理に進める。
【００１４】
ステップＳ３の処理では、ＥＣＵ１３が、燃料噴射バルブからの燃料噴霧の噴射タイミングが排気工程タイミングであるか否かを判別する。そして、判別の結果、噴射タイミングが排気工程である場合、ＥＣＵ１３は、燃圧制御処理をステップＳ６の処理に進める。一方、噴射タイミングが、排気工程ではなく、吸気工程である場合には、ＥＣＵ１３は、燃圧制御処理をステップＳ４の処理に進める。
【００１５】
ステップＳ４の処理では、ＥＣＵ１３が、ステップＳ１の処理により読み込まれた内燃機関１の負荷，及び内燃機関１の回転数の情報に従って吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）量を決定し、決定されたオーバーラップ量が所定値以下であるか否かを判別する。そして、判別の結果、オーバーラップ量が所定値以下である場合、ＥＣＵ１３は、燃圧制御処理をステップＳ６の処理に進める。一方、オーバーラップ量が所定値以上である場合には、ＥＣＵ１３は、燃圧制御処理をステップＳ５の処理に進める。
【００１６】
ステップＳ５の処理では、ＥＣＵ１３が、燃圧−オーバーラップ量マップを参照して、ステップＳ４の処理において検出したオーバーラップ量に対応する燃圧を読み出し、燃料噴射バルブが噴射する燃料の圧力を読み出された燃圧の値に設定する。これにより、このステップＳ５の処理は完了し、燃圧制御処理はステップＳ５の処理からステップＳ７の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ６の処理では、ＥＣＵ１３が、燃料噴射バルブが噴射する燃料の圧力を固定値に設定する。これにより、このステップＳ６の処理は完了し、燃圧制御処理はステップＳ６の処理からステップＳ７の処理に進む。
【００１８】
ステップＳ７の処理では、ＥＣＵ１３が、ステップＳ４の処理により決定されたオーバーラップ量になるように吸気バルブと排気バルブの開弁時期を制御すると共に、ステップＳ５又はステップＳ６の処理により設定された燃圧で燃料を噴射するように燃料噴射バルブを制御する。これにより、このステップＳ７の処理は完了し、燃圧制御処理はステップＳ１の処理に戻る。
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる内燃機関１によれば、ＥＣＵ１３が、燃料噴射タイミングが吸気工程タイミングであるか否かを判別し、燃料噴射タイミングが吸気工程タイミングである場合、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か否かを判別し、オーバーラップ量が所定値以上である場合、燃料噴射バルブから噴射される燃料の圧力を高める。そして、このような構成によれば、燃料噴霧に対するシリンダからの吹き返しの影響を低減させることができるので、燃料の壁流量を低減し、排気エミッションを向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の実施形態となる内燃機関１によれば、ＥＣＵ１３が、燃圧−オーバーラップ量マップに従って、オーバーラップ量の大きささに合わせて燃料噴射バルブから噴射される燃料の圧力を高くする。一般に、シリンダからの吹き返し量は吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ量が大きくなるのに従って多くなるので、このような構成によれば、シリンダからの吹き返し量に合わせて最適な燃料圧力を設定することができる。
【００２１】
さらに、本発明の実施形態となる内燃機関１によれば、ＥＣＵ１３が、冷却水の温度が所定値以下であるか否かを判別し、冷却水温度が所定値以下である場合、内燃機関１の温度が低いと判断して、上記処理を実行する。一般に、冷却水温度が低く、内燃機関１の温度が低い場合には、燃料が霧化され難く、シリンダから吹き返しによって燃料の壁流量が増大するので、このような構成によれば、燃料の壁流量を低減し、排気エミッションを向上させることができる。
【００２２】
なお、本実施形態は、本発明に係る制御装置を油圧制御式の可変動弁機構を有する内燃機関に適用したものであるが、本発明に係る制御装置は、バルブリフト量や作動角を変更する方式の可変動弁機構を有する内燃機関や、電磁バルブでバルブオーバーラップ量を変更する内燃機関にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ量を可変制御可能な内燃機関に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態となる内燃機関の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態となる燃圧制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２５】
１：内燃機関
２：クランク軸
３：タイミングチェーン
４，５：スプロケット
６：排気側カム軸
７：吸気側カム軸
８：吸気側可変バルブタイミング機構
９：排気側カム軸センサ
１０：排気側可変バルブタイミング機構
１１：排気側カム軸センサ
１２：クランク軸センサ
１３：エンジン制御回路（ＥＣＵ）
１４：吸気側油圧回路
１５：排気側油圧回路
【図１】
2006037847.tif 000003
【図２】
2006037847.tif 000004