(57)【要約】【課題】従来とは異なる手法でスカベンジの発生を精度よく予測できる過給機付き内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】内燃機関の気筒の吸気弁及び排気弁の双方が開弁状態にあるオーバーラップ期間が仮に第１期間に制御された場合での前記内燃機関への第１吸入空気量を予測する第１予測部と、前記オーバーラップ期間が仮に前記排気弁のバルブタイミングを進角することにより前記第１期間よりも短い第２期間に制御された場合での前記内燃機関への第２吸入空気量を予測する第２予測部と、前記第１吸入空気量が前記第２吸入空気量よりも大きい場合には、前記オーバーラップ期間中に空気が前記吸気弁側から前記気筒内を介して前記排気弁側へ吹き抜けるスカベンジが発生すると予測し、前記第１吸入空気量が前記第２吸入空気量以下の場合には、前記スカベンジは発生しないと予測するスカベンジ予測部と、を備えた過給機付き内燃機関の制御装置。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒の吸気弁及び排気弁の双方が開弁状態にあるオーバーラップ期間が仮に第１期間に制御された場合での前記内燃機関への第１吸入空気量を予測する第１予測部と、
前記オーバーラップ期間が仮に前記排気弁のバルブタイミングを進角することにより前記第１期間よりも短い第２期間に制御された場合での前記内燃機関への第２吸入空気量を予測する第２予測部と、
前記第１吸入空気量が前記第２吸入空気量よりも大きい場合には、前記オーバーラップ期間中に空気が前記吸気弁側から前記気筒内を介して前記排気弁側へ吹き抜けるスカベンジが発生すると予測し、前記第１吸入空気量が前記第２吸入空気量以下の場合には、前記スカベンジは発生しないと予測するスカベンジ予測部と、を備えた過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の運転状態に応じて前記オーバーラップ期間を変更する可変動弁機構と、
前記スカベンジは発生しないと予測された場合に、前記オーバーラップ期間を上限値以下に制限し、前記スカベンジは発生すると予測された場合に、前記上限値による前記オーバーラップ期間の制限を解除する制御部と、を備えた請求項１の過給機付き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、過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機付きの内燃機関では、過給機によって吸気圧が排気圧よりも高くなり、オーバーラップ期間中に吸気側から気筒内を介して排気側へ空気が吹き抜ける、いわゆるスカベンジが発生する場合がある。例えば、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサを設け、筒内圧センサに基づいて吸気圧及び排気圧を推定し、吸気圧が排気圧よりも大きい場合にスカベンジが発生すると予測する技術がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４９５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、筒内圧センサを設けると、内燃機関の製造コストが増大する可能性がある。このため、従来とは異なる手法でスカベンジの発生を精度よく予測することが望まれる。
【０００５】
そこで本発明は、従来とは異なる手法でスカベンジの発生を精度よく予測できる過給機付き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】
上記目的は、内燃機関の気筒の吸気弁及び排気弁の双方が開弁状態にあるオーバーラップ期間が仮に第１期間に制御された場合での前記内燃機関への第１吸入空気量を予測する第１予測部と、前記オーバーラップ期間が仮に前記排気弁のバルブタイミングを進角することにより前記第１期間よりも短い第２期間に制御された場合での前記内燃機関への第２吸入空気量を予測する第２予測部と、前記第１吸入空気量が前記第２吸入空気量よりも大きい場合には、前記オーバーラップ期間中に空気が前記吸気弁側から前記気筒内を介して前記排気弁側へ吹き抜けるスカベンジが発生すると予測し、前記第１吸入空気量が前記第２吸入空気量以下の場合には、前記スカベンジは発生しないと予測するスカベンジ予測部と、を備えた過給機付き内燃機関の制御装置によって達成できる。
【０００７】
第１吸入空気量が第２吸入空気量よりも大きい場合とは、オーバーラップ期間が長くなると吸入空気量も増大することを意味する。ここで、オーバーラップ期間中での吸入空気量は、筒内に導入される筒内空気量とスカベンジによる空気の流量であるスカベンジ流量との合計と考えられる。ここで、排気弁のバルブタイミングの変更によりオーバーラップ期間が変更しても、筒内空気量は変化しないと考えられる。このため、排気弁のバルブタイミングが変更されてオーバーラップ期間が増大されても筒内空気量は変化しないため、上記の吸入空気量の増大分はスカベンジ流量の増大分に相当する。このため、第１吸入空気量が第２吸入空気量よりも大きい場合には、スカベンジは発生すると予測できる。また、第１吸入空気量が第２吸入空気量以下の場合とは、オーバーラップ期間が長くなると吸入空気量が減少することを意味し、オーバーラップ期間中にスカベンジとは逆向きの空気の流れ、即ち、内部ＥＧＲが発生することを意味する。このため、第１吸入空気量が第２吸入空気量以下の場合には、スカベンジは発生しないと予測できる。以上のように、従来とは異なる手法によりスカベンジの発生を精度よく予測できる。
【０００８】
上記構成において、前記内燃機関の運転状態に応じて前記オーバーラップ期間を変更する可変動弁機構と、前記スカベンジは発生しないと予測された場合に、前記オーバーラップ期間を上限値以下に制限し、前記スカベンジは発生すると予測された場合に、前記上限値による前記オーバーラップ期間の制限を解除する制御部と、を備えてもよい
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来とは異なる手法でスカベンジの発生を精度よく予測できる過給機付き内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、エンジンシステムの概略構成図である。
【図２】図２Ａはクランク角に応じた吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを示したグラフであり、図２Ｂはスカベンジによる空気の流れを示した説明図であり、図２Ｃは内部ＥＧＲによる排気の流れを示した説明図である。
【図３】図３は、吸気圧と吸入空気量との関係を示したグラフである。
【図４】図４は、ＥＣＵが実行するスカベンジ予測制御の一例を示したフローチャートである。
【図５】図５は、第１及び第２吸入空気量及びスカベンジ発生フラグを示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、エンジンシステム１の概略構成図である。エンジンシステム１は、エンジン１０の制御装置を含む。制御装置としては、排気ＶＶＴ機構２８、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０等を備える。また、エンジン１０は、過給機２３付きのエンジンである。過給機２３については、後述する。エンジン１０は、シリンダブロックに複数の気筒１１（図１では１つのみ図示）を備えている。気筒１１内に設けられたピストン１２は、クランクシャフト１３にコンロッド１４を介して連結されており、コンロッド１４によりピストン１２の往復運動がクランクシャフト１３の回転運動へと変換される。シリンダブロックの上部には、シリンダヘッドが取り付けられており、シリンダヘッドとピストン１２の上端との間には、点火プラブ１６が配設された燃焼室１５が形成されている。燃焼室１５に対応して設けられた吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ、吸気管１９及び排気管２０が接続されている。
【００１２】
吸気管１９には、その上流側からエアフロメータ２１、スロットル弁２２、及び過給機２３のコンプレッサ２３Ａが配設されている。スロットル弁２２はスロットルアクチュエータ２４によってその開度が変更されることにより、燃焼室１５内へ吸入される空気量が調節される。吸気管１９は、スロットル弁２２の吸気下流側に設けられた吸気マニホールドにおいて分岐されており、この分岐した部分を通じて各燃焼室１５に接続されている。また、吸気管１９には吸入される空気に対して燃料を噴射するインジェクタ２５が配設されている。
【００１３】
排気管２０には、過給機２３の排気タービン２３Ｂが配設されており、各気筒の燃焼室１５での燃焼により生じた排気が排気マニホールドを通じて過給機２３の排気タービン２３Ｂに導入される。導入された排気によって排気タービン２３Ｂが作動すると、吸気管１９側のコンプレッサ２３Ａが連動して、吸気管１９側で空気が圧縮される。空気が圧縮されることにより吸気管１９内の圧力、即ち吸気圧が高められ、その圧力により燃焼室１５内に空気が効率的に充填される。
【００１４】
また、排気管２０には、排気タービン２３Ｂをバイパスするバイパス通路３３が設けられており、バイパス通路３３には、ウェストゲートバルブ（以下、ＷＧＶと称する）３４を備えている。ウェストゲートバルブ３４は、過給機２３の過給圧を調節する機能を担う。ウェストゲートバルブ３４は、例えば、電動式のバルブあるいはバキュームポンプによる負圧調整式のバルブなどの、開閉駆動が可能な外部のアクチュエータを有するバルブ機構である。尚、過給機２３はターボチャージャであるが、これに限定されず、例えばスーパーチャージャであってもよい。
【００１５】
エンジン１０は、吸気管１９及び排気管２０にそれぞれ接続される吸気ポート１７及び排気ポート１８をそれぞれ開閉する吸気弁２６及び排気弁２７を備えている。吸気弁２６及び排気弁２７は、クランクシャフト１３と駆動連結された吸気側カムシャフト及び排気側カムシャフトの回転に伴い開閉動作する。これにより、吸気弁２６及び排気弁２７は、クランクシャフト１３の回転に同期して、すなわち各ピストン１２の往復移動に対応して所定のタイミングで開閉駆動される。エンジン１０は、排気弁２７の開閉時期であるバルブタイミングを可変設定する可変動弁機構である排気ＶＶＴ機構２８を備えている。排気ＶＶＴ機構２８についての詳細は後述する。
【００１６】
エンジンシステム１は、各種センサ類を備えている。具体的には、クランク角センサ３０、カム角センサ３１ａ及び３１ｂ、アクセル開度センサ３１ｃ、大気圧センサ３１ｄ、エアフロメータ２１、スロットル開度センサ３２等である。これらセンサの検出信号は、エンジン１０の各種制御を司るＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０に入力されている。
【００１７】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び記憶装置等を備える。ＥＣＵ４０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによりエンジン１０を制御する。ＥＣＵ４０は、後述するスカベンジ予測制御を実行する。スカベンジ予測制御は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭにより機能的に実現される、第１及び第２予測部、スカベンジ予測部、及び制御部により実行される。詳しくは後述する。
【００１８】
ＥＣＵ４０は、上述した各種センサの検出信号に基づき所定の算出を行う。例えばクランク角センサ３０の検出信号に基づいて、クランクシャフト１３の回転位相、即ちクランク角が算出され、更にエンジン１０の回転速度が算出される。各カム角センサ３１ａ及び３１ｂの検出信号に基づいて、吸気側及び排気側のカムシャフトの回転位相、即ちカム角が算出される。アクセル開度センサ３１ｃの検出信号に基づいて、運転手により操作されるアクセルペダルの開度が算出される。大気圧センサ３１ｄの検出信号に基づいて、エンジンシステム１が搭載された車両周辺の大気圧が算出される。エアフロメータ２１の検出信号に基づいて、吸入空気量が算出される。吸気圧センサ３１ｅの検出信号に基づいて、吸気管１９内の圧力である吸気圧が算出される。
【００１９】
次に、排気ＶＶＴ機構２８について説明する。排気ＶＶＴ機構２８は、クランクシャフト１３に対する排気側カムシャフトの相対回転位相を例えば油圧等により変更することで排気弁２７のバルブタイミングを連続的に変更する。これにより排気弁２７の位相角が進角又は遅角されて、排気弁２７のバルブタイミングが変更される。尚、排気弁２７のバルブタイミングが変更されることにより、吸気弁２６及び排気弁２７が双方とも開弁状態にあるオーバーラップ期間も変更される。
【００２０】
図２Ａは、クランク角に応じた吸気弁２６及び排気弁２７のバルブタイミングを示したグラフである。図２Ａでは、縦軸はバルブリフト量を示し、横軸はクランク角を示している。図２Ａに示すように、排気弁２７のバルブタイミングが進角されることでオーバーラップ期間は縮小する。ＥＣＵ４０は、上記各種センサに基づいて把握されるエンジン１０の運転状態に応じて、オーバーラップ期間の目標値を算出し、実際のオーバーラップ期間が目標値となるように、排気ＶＶＴ機構２８により排気弁２７のバルブタイミングを制御する。
【００２１】
次に、スカベンジについて説明する。過給機２３を備えたエンジン１０では、過給域では吸気圧が排気圧よりも高くなる。この場合、オーバーラップ期間中では、吸気管１９側から気筒１１の燃焼室１５を介して排気管２０へ空気が吹きぬける、いわゆるスカベンジが発生する場合がある。図２Ｂは、スカベンジによる空気の流れを示した説明図である。スカベンジによって気筒１１内を吹き抜ける空気の量（以下、スカベンジ量）が増えれば、排気タービン２３Ｂに流入するガスの総量が増大し、排気タービン２３Ｂの回転速度の上昇によってコンプレッサ２３Ａによる空気の過給が加速され、過給の応答性が向上する。また、気筒１１内に導入される新気の量も増大するため、エンジン１０の出力トルクが向上する。
【００２２】
一方、ＮＡ域（自然吸気域）では、吸気圧は排気圧よりも低くなる。この場合、オーバーラップ期間中では、吸気管１９から燃焼室１５内に新気が導入されるが、排気管２０からも燃焼室１５へ排気の一部が導入される内部ＥＧＲが発生する。図２Ｃは、内部ＥＧＲによる排気の流れを示した説明図である。
【００２３】
図３は、吸気圧と吸入空気量との関係を示したグラフである。横軸は吸気圧［ｋＰａ］を示し、縦軸は吸入空気量［ｇ／ｓ］を示す。
図３では、エンジン１０の回転速度が一定である条件下で吸気圧に応じた、排気ＶＶＴ機構２８によりオーバーラップ期間が第１期間に設定された場合での吸入空気量（以下、第１吸入空気量と称する）と、オーバーラップ期間が第１期間よりも短い第２期間に設定された場合での吸入空気量（以下、第２吸入空気量と称する）とを示している。尚、上記の第２期間には、オーバーラップ期間がゼロとなる期間は含まれない。
【００２４】
図３に示すように、吸気圧が大気圧よりも高い過給域では、第１吸入空気量の方が第２吸入空気量より多い。この理由は、スカベンジが発生する過給域では、排気ＶＶＴ機構２８によりオーバーラップ期間が長いほど、吸気管１９から気筒１１内を介して排気管２０に流れるスカベンジの流量が増大し、この増大分だけ吸入空気量が増大するからである。一方、吸気圧が大気圧よりも低いＮＡ域では、第１吸入空気量の方が第２吸入空気量よりも小さい。この理由は、吸気圧が排気圧よりも低いＮＡ域では、オーバーラップ期間が長くなるほど、スカベンジとは逆向きの空気の流れが発生して、吸入空気量が低下するからである。
【００２５】
以上のように過給域では第１吸入空気量の方が第２吸入空気量より多いのに対し、ＮＡ域では第１吸入空気量の方が第２吸入空気量よりも少ない。本実施例ではＥＣＵ４０は、仮にオーバーラップ期間を上述のように第１及び第２期間にそれぞれ設定され場合での第１及び第２吸入空気量を予測し、その予測結果に基づいて、スカベンジが発生するか否かを予測する。更にＥＣＵ４０は、その予測結果に基づいてオーバーラップ期間が制御する。
【００２６】
図４は、ＥＣＵ４０が実行するスカベンジ予測制御の一例を示したフローチャートである。この制御は、所定期間毎に繰り返し実行される。最初に、第１及び第２吸入空気量を予測するのに用いられる各種パラメータ値が取得される（ステップＳ１）。各種パラメータ値は、具体的には、吸気圧、エンジン１０の回転速度、ウェストゲートバルブ３４の開度、吸気弁２６及び排気弁２７のバルブタイミング、大気圧、及び筒内空気量である。吸気圧、エンジン１０の回転速度、及び大気圧は、上述したように吸気圧センサ３１ｅ、クランク角センサ３０、及び大気圧センサ３１ｄの検出信号に基づいてそれぞれ算出される。ウェストゲートバルブ３４の開度は、ウェストゲートバルブ３４を駆動するアクチュエータへの駆動電流値等に基づいて算出する。吸気弁２６のバルブタイミングは、本実施例では吸気弁２６のバルブタイミングを変更する吸気ＶＶＴ機構は設けられていないため、予め定められた固定値である。排気弁２７のバルブタイミングは、クランク角センサ３０の検出信号と、排気ＶＶＴ機構２８に設けられている排気カム角センサの検出信号とに基づいて算出される。筒内空気量は、吸気圧、吸気弁２６及び排気弁２７のバルブタイミング、エンジン１０の回転速度、及び大気圧に基づいて算出される。
【００２７】
次に、上述の各種パラメータ値に基づいて、オーバーラップ期間が上述した第１期間に仮に設定された場合での第１吸入空気量が予測される（ステップＳ３）。次に、上述の各種パラメータ値に基づいて、仮にオーバーラップ期間が上述した第２期間に設定された場合での第２吸入空気量が予測される（ステップＳ５）。ステップＳ３の処理は、オーバーラップ期間が仮に第１期間に制御された場合でのエンジン１０への第１吸入空気量を予測する第１予測部が実行する処理の一例である。ステップＳ３の処理は、オーバーラップ期間が仮に排気弁２７のバルブタイミングを進角することにより第１期間よりも短い第２期間に制御された場合でのエンジン１０への第２吸入空気量を予測する第２予測部が実行する処理の一例である。尚、ステップＳ３及びＳ５の処理の実行順序は問わず、同時に実行してもよい。
【００２８】
具体的にはＥＣＵ４０は、所定のマップを参照して第１及び第２吸入空気量を予測する。このマップは、予め実験により取得されておりＥＣＵ４０のメモリに記憶されている。このマップでは、上述した吸気圧、エンジン１０の回転速度、ウェストゲートバルブ３４の開度、吸気弁２６及び排気弁２７のバルブタイミング、大気圧、及び筒内空気量に対応した、吸入空気量が規定されている。これら各種パラメータ値と吸入空気量との関係は、原則的に、吸気圧が高いほど、エンジン１０の回転速度が高いほど、ウェストゲートバルブ３４の開度が小さいほど、大気圧が高いほど、筒内空気量が多いほど、吸入空気量は多くなるように規定されている。ここで、上記のマップは、上述したように予め実験により得られた各種パラメータ値に対する吸入吸気量が規定されているため、マップに規定されている吸入空気量には実際に発生し得る吸気脈動や排気脈動の影響も反映されている。このため、このようなマップを参照することにより、第１及び第２吸入空気量を精度よく予測できる。
【００２９】
次に、第１吸入空気量が第２吸入空気量よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ７）。肯定判定の場合には、スカベンジが発生すると予測される（ステップＳ９ａ）。否定判定の場合には、スカベンジは発生しないと予測される（ステップＳ９ｂ）。上述したように第１及び第２吸入空気量を精度よく予測できるため、スカベンジの発生を精度よく予測できる。尚、スカベンジは発生すると予測された場合にはスカベンジ発生フラグがＯＮに設定され、スカベンジは発生しないと予測された場合にはスカベンジ発生フラグはＯＦＦに設定される。ステップＳ７、Ｓ９ａ及びＳ９ｂの処理は、第１吸入空気量が第２吸入空気量よりも大きい場合には、オーバーラップ期間中にスカベンジが発生すると予測し、第１吸入空気量が第２吸入空気量以下の場合には、オーバーラップ期間中にスカベンジは発生しないと予測するスカベンジ予測部が実行する処理の一例である。
【００３０】
スカベンジは発生しないと予測されると、オーバーラップ期間が所定の上限値以下に制限される（ステップＳ１１ｂ）。即ち、エンジン１０への運転状態に応じて定まるオーバーラップ期間の目標値が上限値を超えている場合であっても、実際のオーバーラップ期間が上限値以下に制限される。これにより、スカベンジが発生しないＮＡ域でのオーバーラップ期間の拡大に伴う内部ＥＧＲ量の増大が抑制され、内部ＥＧＲ量の過多に起因する失火の発生を抑制できる。尚、上記の上限値は、内部ＥＧＲ量の過多による失火が発生しない範囲で燃費の向上に寄与する値に設定されている。
【００３１】
スカベンジは発生すると予測されると、上述のオーバーラップ期間の制限は解除される（ステップＳ１１ａ）。これにより、オーバーラップ期間はエンジン１０の運転状態に応じた目標値に制御され、オーバーラップ期間が制限されていた場合よりもスカベンジ量が増大する。これにより、過給の応答性が向上し、エンジン１０の出力トルクも向上する。ステップＳ１１ａ及びＳ１１ｂの処理は、スカベンジは発生しないと予測された場合に、オーバーラップ期間を上限値以下に制限し、スカベンジは発生すると予測された場合に、上限値によるオーバーラップ期間の制限を解除する制御部が実行する処理の一例である。
【００３２】
図５は、第１及び第２吸入空気量及びスカベンジ発生フラグを示したタイミングチャートである。図５では、エンジン１０の運転状態がＮＡ域から過給域に移行し、再びＮＡ域に戻る場合を示している。図５では、第１及び第２吸入空気量及びスカベンジ発生フラグと共に、アクセルペダル開度、排気圧、吸気圧をも示している。尚、排気圧は、排気タービン２３Ｂ前の圧力を示している。
【００３３】
時刻ｔ１でアクセル開度が増大すると吸気圧は徐々に上昇し排気圧は吸気圧ほどではないが緩やかに上昇するが、吸気圧が排気圧よりも低い状態である。このため、第１吸入空気量は第２吸入空気量以下と予測され、現在の運転領域はＮＡ域であるとして、オーバーラップ期間は制限される。時刻ｔ２で吸気圧が排気圧を超えると、第１吸入空気量は第２吸入空気量よりも大きいと予測され、スカベンジ発生フラグがＯＦＦからＯＮに設定される。これにより、オーバーラップ期間の制限は解除される。
【００３４】
時刻ｔ３で、排気圧がアクセル開度に応じた目標値に到達すると、吸気圧が排気圧よりも高い状態で吸気圧及び排気圧はそれぞれほぼ一定となる。時刻ｔ４で、アクセル開度が低下すると、吸気圧は徐々に低下し排気圧は吸気圧ほどではないが緩やかに低下する。時刻ｔ５で、吸気圧が排気圧以下となると、第１吸入空気量が第２吸入空気量以下となり、スカベンジ発生フラグがＯＮからＯＦＦに設定され、オーバーラップ期間が制限される。
【００３５】
以上のようにスカベンジの発生の予測結果に応じて、オーバーラップ期間が制限され又はその制限が解除されるため、ＮＡ域では失火の発生が抑制され、過給域での過給応答性が向上する。
【００３６】
また、実際のオーバーラップ期間がゼロに制御されている場合であっても、予測された第１及び第２吸入空気量に基づいて仮にオーバーラップ期間が設けられるように制御された場合でのスカベンジの発生の有無を予測できる。このため、実際のオーバーラップ期間に依存することなくスカベンジの発生を予測でき、スカベンジの発生の予測の機会を確保できる。
【００３７】
また、気筒１１内の圧力を検出する筒内圧センサを設けて、この筒内圧センサの検出値に基づいてスカベンジの発生を予測することも考えられるが、エンジン１０の製造コストが増大する可能性がある。本実施例ではそのような筒内圧センサは不要であるため、エンジン１０の製造コストの増大が抑制される。
【００３８】
尚、スカベンジの発生の予測において、排気弁２７のバルブタイミングを一定とした条件下で吸気弁２６のバルブタイミングを変更してオーバーラップ期間が仮に第１及び第２期間にそれぞれ設定されたときにそれぞれ予測される吸入空気量に基づいて、上述したスカベンジの発生を予測することも考えられる。しかしながら、吸気弁２６のバルブタイミングを変更すると、気筒１１内の空気の充填効率が変化し、この変化に起因して吸入空気量も変化するため、スカベンジの発生を精度よく予測することができない可能性がある。本実施例では上述したように、吸気弁２６ではなく排気弁２７のバルブタイミングを変更することによってオーバーラップ期間が仮に第１及び第２期間にそれぞれ設定されたときに予測される第１及び第２吸入空気量に基づいてスカベンジの発生が予測される。排気弁２７のバルブタイミングを変更しても気筒１１内の空気の充填効率は略変化しないため、スカベンジの発生を精度よく予測できる。
【００３９】
例えば、種々のパラメータ値に基づいて吸気圧及び排気圧を推定し、吸気圧が排気圧よりも高い場合にスカベンジが発生すると予測することも考えられる。この場合、吸気圧及び排気圧とでその推定方法は異なっていると考えられる。このため、実吸気圧に対する推定吸気圧の誤差の態様と、実排気圧に対する推定排気圧の誤差の態様とも異なっている可能性がある。例えば、推定吸気圧が実吸気圧よりも低く、一方で推定排気圧は実排気圧よりも高い可能性がある。このような場合には、実吸気圧は実排気圧よりも高いにもかかわらず、推定吸気圧は推定排気圧よりも低くなり、実際にはスカベンジが発生しているにもかかわらずに、スカベンジは発生しないものとして予測される可能性がある。これに対して本実施例では、同一の手法により予測される第１及び第２吸入空気量同士を比較するため、仮に予測される第１及び第２吸入空気量に誤差が含まれているとしても、その誤差の態様は同じである場合が多いと考えられる。例えば、予測された第１吸入空気量がこれに対応する実際の吸入空気量に対して小さい場合には、予測された第２吸入空気量がこれに対応する実際の吸入空気量に対しても小さい場合と考えられる。このため、このような誤差であれば、予測された第１及び第２吸入空気量の比較結果には大きな影響を与えないため、スカベンジの発生の予測を精度よく行うことができる。
【００４０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４１】
上記実施例では、排気ＶＶＴ機構２８により実際のオーバーラップ期間を変更したがこれに限定されない。即ち、実際のオーバーラップ期間は、吸気弁２６のバルブタイミングを変更する吸気ＶＶＴ機構によって、又は排気ＶＶＴ機構と吸気ＶＶＴ機構との双方によって、変更してもよい。何れの場合も上述した第１及び第２吸入空気量の予測の際には、排気ＶＶＴ機構が存在すると仮定して、仮に排気弁２７のバルブタイミングを変更することによりオーバーラップ期間が第１及び第２期間にそれぞれ制御される場合での第１及び第２吸入空気量が予測できればよい。
【００４２】
例えば以下のようにしてもよい。排気ＶＶＴ機構が搭載されたエンジンを用いて、上述した第１及び第２吸入空気量を予測するための上述したマップを実験により作成する。次に、このように作成されたマップデータを、吸気ＶＶＴ機構は搭載されているが排気ＶＶＴ機構は搭載されていない点以外マップの作成に用いられたエンジンと同一のエンジンを制御するＥＣＵのメモリに格納してもよい。また、このように作成されたマップデータを、排気ＶＶＴ機構及び吸気ＶＶＴ機構の双方が搭載されている点以外マップの作成に用いられたエンジンと同一のエンジンを制御するＥＣＵのメモリに格納してもよい。これにより、吸気ＶＶＴ機構のみが設けられているエンジンや排気ＶＶＴ機構及び吸気ＶＶＴ機構の双方が設けられているエンジンに対しても、スカベンジの発生を精度よく予測できる。更に、このようなエンジンに対しても、スカベンジの発生の予測結果に応じてオーバーラップ期間を制限又は制限を解除することにより、ＮＡ域で失火の発生を抑制でき、過給域で過給応答性を向上させる。
【符号の説明】
【００４３】
１  エンジンシステム
１０  エンジン（内燃機関）
１１  気筒
４０  ＥＣＵ（第１及び第２予測部、スカベンジ予測部、制御部）
【図１】
2018188962.tif 000003
【図２】
2018188962.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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