(57)【要約】【課題】  燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】  圧力として吸気圧を検知する圧力センサ７１と、筒内に流入する吸気の流入態様を変更するための気流制御弁５９とが吸気系に備えられた内燃機関５０Ａで制御を行うためのＥＣＵ１Ａであって、圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出する特定吸気圧検出手段と、特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように気流制御弁５９を制御する特定旋回気流制御手段とを備える。ＲＯＭが格納する基準マップには、全負荷運転状態にあるときの内燃機関５０Ａの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力として吸気圧を検知する圧力センサと、筒内に流入する吸気の流入態様を変更するための吸気変更手段とが吸気系に備えられた内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、
前記圧力センサの出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出する特定吸気圧検出手段と、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように前記吸気変更手段を制御する特定吸気制御手段と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】
圧力として吸気圧を検知する圧力センサと、加振により吸気圧を変化させる振動手段とが吸気系に備えられた内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、
前記圧力センサの出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出する特定吸気圧検出手段と、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御する特定吸気圧制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
圧力として排気圧を検知する圧力センサと、加振により排気圧を変化させる振動手段とが排気系に備えられた内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、
前記圧力センサの出力に基づき、排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出する特定排気圧検出手段と、該特定排気圧検出手段が検出した排気圧と基準圧力との比較結果に基づき、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御する特定排気圧制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記基準圧力が、燃焼サイクル毎に前記圧力センサで検出される圧力に対応させて、前記内燃機関の運転状態に応じて予め定められた圧力であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記基準圧力が、燃焼サイクル毎に前記圧力センサで検出された所定燃焼サイクル数の圧力の移動平均値であることを特徴とする請求項２または３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、特に燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制するための内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばタンブル（縦渦）やスワール（横渦）といった旋回気流を筒内に生成するために、筒内に流入する吸気の流入態様を変更するための吸気変更手段を吸気系の吸気通路に備えた内燃機関が知られている（例えば特許文献１または２参照）。また吸気圧を検出する技術として、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献３で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４８４８４号公報
【特許文献２】特開２００１−２４８４５０号公報
【特許文献３】特開２０００−１６１１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、火花点火式内燃機関ではノッキングの発生を防止する観点から、一般に全負荷運転時の点火時期の進角度合いが制限されている。この点、ノッキングは吸気の圧力波が燃焼サイクル間で変動することにより、筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル間で変動し、この結果、火炎の伝播態様が燃焼サイクル間で変動することを原因として発生することが知られている。図１１は吸気圧が燃焼サイクル間で変動する様子の一例をクランク角度との関係で示す図であり、吸気圧は燃焼サイクル間で例えば図１１に示すように変動する。また図１２は図１１に示す吸気圧のデータをもとに筒内ガス流動をシミュレーションした結果を示す図であり、吸気圧が燃焼サイクル間で変動すると、筒内ガス流動も燃焼サイクル間で変動することがわかる。このように筒内ガス流動が燃焼サイクル間で変動すると、火炎の伝播態様も燃焼サイクル間で変動することになり、この結果、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生するとともに、全負荷運転時にノッキングが発生し易くなる。
【０００５】
また火花点火式内燃機関にあっては、火炎の伝播態様が燃焼サイクル間で変動すれば燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することから、全負荷運転時にノッキングが発生し易くなるほか、例えば軽負荷運転時には燃焼サイクル間でトルクの変動が発生することになる。また火花点火式内燃機関にあっては、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生する要因を含んだままの状態では、負荷が変化する過渡運転時にスムースなトルク変化も期待できなくなるほか、空燃比が安定せずに排気エミッションが増大し易くなってしまう。また火花点火式内燃機関のうち、燃料直接噴射火花点火式内燃機関にあっては、吸気圧が燃焼サイクル間で変動すれば筒内ガス流動の態様も変動することから、さらに燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生する要因として成層燃焼運転時に失火が発生し易くなったりすることになる。
【０００６】
さらに燃焼サイクル間での燃焼のばらつきは筒内に残留する高温ガスの量が燃焼サイクル間で変動することによっても発生する。この点、火花点火式内燃機関にあっては、筒内に残留する高温ガスの量が燃焼サイクル間で変動した場合にも燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することから、ノッキングや燃焼サイクル間のトルク変動が発生し易くなる。また自着火による燃焼を行う内燃機関にあっては、筒内に残留する高温ガスの量の変動に加えて、さらに筒内に残留する高温ガスの温度が安定しなくなることによっても燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することから、燃焼サイクル間でトルクの変動が発生し易くなる。このため内燃機関においては、火炎の伝播態様が燃焼サイクル間で変動することを抑制することなどによって、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制する必要性が高いといえる。
【０００７】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生すること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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は圧力として吸気圧を検知する圧力センサと、筒内に流入する吸気の流入態様を変更するための吸気変更手段とが吸気系に備えられた内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、前記圧力センサの出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出する特定吸気圧検出手段と、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように前記吸気変更手段を制御する特定吸気制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明は燃焼サイクル間で吸気圧が変動すると、火炎の伝播態様が燃焼サイクル間で変動し、この結果、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生するという相関関係に着目したものである。この点、本発明は吸気圧の変動を燃焼サイクル毎に把握すべく、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出する特定吸気圧検出手段を備えている点に特徴を有している。係る特定吸気圧検出手段を備えた結果、本発明によれば特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力とを比較することにより、吸気圧の変動を燃焼サイクル毎に把握できるようになる。
【００１０】
また本発明は、特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、さらに筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように吸気変更手段を制御する特定吸気制御手段を備えている点に特徴を有している。係る特定吸気制御手段を備えた本発明によれば、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に吸気変更手段を制御することができ、これにより吸気圧が燃焼サイクル間で変動しても筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル間で変動することを抑制できる。このため本発明によれば、燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制でき、以って燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。
【００１１】
また本発明は圧力として吸気圧を検知する圧力センサと、加振により吸気圧を変化させる振動手段とが吸気系に備えられた内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、前記圧力センサの出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出する特定吸気圧検出手段と、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御する特定吸気圧制御手段とを備えることを特徴とする。本発明も燃焼サイクル間で吸気圧が変動すると、火炎の伝播態様が燃焼サイクル間で変動し、この結果、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生するという相関関係に着目したものであり、本発明によれば吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動手段を制御することで、筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル間で変動することを抑制できることから、燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制できる。
【００１２】
また本発明は圧力として排気圧を検知する圧力センサと、加振により排気圧を変化させる振動手段とが排気系に備えられた内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、前記圧力センサの出力に基づき、排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出する特定排気圧検出手段と、該特定排気圧検出手段が検出した排気圧と基準圧力との比較結果に基づき、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御する特定排気圧制御手段とを備えることを特徴とする。本発明は筒内に残留する高温ガスの量や温度が燃焼サイクル間で変動すると、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生するという相関関係に着目したものであり、本発明によれば、燃焼サイクル間で筒内に残留する高温ガスの量や温度を安定させることができることから、以って燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。
【００１３】
また請求項１から３いずれか１項記載の発明にあっては、前記基準圧力が具体的には燃焼サイクル毎に前記圧力センサで検出される圧力に対応させて、前記内燃機関の運転状態に応じて予め定められた圧力であってもよく、請求項２または３記載の発明にあっては、前記基準圧力が具体的には燃焼サイクル毎に前記圧力センサで検出された所定燃焼サイクル数の圧力の移動平均値であってもよい。
【００１４】
また請求項１記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が火花点火式内燃機関であり、該内燃機関が全負荷運転状態にあるときであるときに、前記特定吸気圧検出手段が吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するとともに、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定吸気制御手段が筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように前記吸気変更手段を制御することを特徴とするものであってもよい。
【００１５】
また請求項１記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が燃料直接噴射火花点火式内燃機関であり、該内燃機関の圧縮工程で燃料の噴射が行われるときに、前記特定吸気圧検出手段が吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するとともに、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定吸気制御手段が筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように前記吸気変更手段を制御することを特徴とするものであってもよい。
【００１６】
また請求項２記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が火花点火式内燃機関であり、該内燃機関が全負荷運転状態にあるときに、前記特定吸気圧検出手段が吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するとともに、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定吸気圧制御手段が吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御し、且つ前記特定吸気圧制御手段が、吸気弁が閉じる直前に燃焼室内の圧力が最高になるようにさらに吸気行程後半に前記振動手段をパルス的に制御することを特徴とするものであってもよい。
【００１７】
また請求項２記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が燃料直接噴射火花点火式内燃機関であり、該内燃機関の圧縮工程で燃料の噴射が行われるときに、前記特定吸気圧検出手段が吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するとともに、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定吸気圧制御手段が吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御することを特徴とするものであってもよい。
【００１８】
また請求項２記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が吸気ポートに燃料を噴射するように配置された燃料噴射弁を有する火花点火式内燃機関であり、該内燃機関が軽負荷運転状態にあるときに、前記特定吸気圧検出手段が連続的に、且つ燃焼サイクル毎に吸気圧を検出するとともに、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定吸気圧制御手段が吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御し、且つ前記特定吸気圧制御手段が、吸気弁が閉じる直前に燃焼室へ流入する吸気の速度が最高となるようにさらに吸気行程後半に前記振動手段をパルス的に制御することを特徴とするものであってもよい。
【００１９】
また請求項２記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が火花点火式内燃機関であり、該内燃機関が負荷が変化する過渡運転状態にあるときに、前記特定吸気圧検出手段が吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するとともに、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定吸気圧制御手段が、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度の代わりに、燃焼サイクル間で負荷が滑らかに変化するようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御し、且つ排気空燃比を検出するためのガスセンサの出力に基づき、空燃比が略一定に維持されるようにさらに吸気行程後半に前記振動手段を制御することを特徴とするものであってもよい。
【００２０】
また請求項２記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が火花点火式内燃機関であり、該内燃機関の冷間始動時に、前記特定吸気圧検出手段が吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するとともに、該特定吸気圧検出手段が検出した吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定吸気圧制御手段が吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御し、且つ前記特定吸気圧制御手段が、さらに吸気の圧力波が前記振動手段の近傍に来たときに該振動手段を圧力の振動が最大になるようにパルス的に制御することを特徴とするものであってもよい。
【００２１】
また請求項３記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が火花点火式内燃機関であり、該内燃機関が全負荷運転状態にあるときに、前記特定排気圧検出手段が排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するとともに、該特定排気圧検出手段が検出した排気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定排気圧制御手段が排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御し、且つ前記特定排気圧制御手段が、筒内の残留ガスが少なくなるように、排気弁が閉じる直前の筒内圧が負圧になるタイミングでさらに前記振動手段を制御することを特徴とするものであってもよい。
【００２２】
また請求項３記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が火花点火式内燃機関であり、該内燃機関が軽負荷運転状態にあるときに、前記特定排気圧検出手段が排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するとともに、該特定排気圧検出手段が検出した排気圧と基準圧力との比較結果に基づき、前記特定排気圧制御手段が排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で前記振動手段を制御し、且つ前記特定排気圧制御手段が、筒内の残留ガスが多くなるように、排気弁が閉じる直前の筒内圧が正圧になるタイミングでさらに前記振動手段を制御することを特徴とするものであってもよい。
【００２３】
また請求項３記載の発明はさらも具体的には、前記内燃機関が自着火による燃焼を行う内燃機関であることを特徴とするものであってもよい。
【００２４】
また請求項３記載の発明はさらに具体的には、前記内燃機関が自着火による燃焼を行う内燃機関であり、前記特定排気制御手段が、自着火運転領域内での高負荷運転時には筒内の残留ガスが少なくなるように、排気弁が閉じる直前の筒内圧が負圧になるタイミングでさらに前記振動手段を制御するとともに、自着火運転領域内での軽負荷運転時には筒内の残留ガスが多くなるように、排気弁が閉じる直前の筒内圧が正圧になるタイミングでさらに前記振動手段を制御することを特徴とするものであってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる内燃機関の制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１はＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１Ａで実現されている本実施例に係る内燃機関の制御装置を内燃機関５０Ａの要部とともに模式的に示す図である。なお、内燃機関５０Ａは適宜の気筒数及び気筒配列構造を有していてよい。また内燃機関５０Ａは一気筒につき吸気弁５５及び排気弁５６を２つずつ備えているが、これに限られず一気筒につき適宜の数量の吸排気弁５５、５６を備えていてよい。
【００２８】
内燃機関５０Ａはシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３などを有して構成されている。シリンダブロック５１には略円筒状のシリンダ５１ａが形成されている。シリンダ５１ａ内にはピストン５３が収容されており、ピストン５３の頂面にはタンブル流Ｔを案内するためのキャビティが形成されている。シリンダブロック５１にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室５４はシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３によって囲われた空間として形成されている。シリンダヘッド５２には吸気を筒内に導入するための吸気ポート５２ａと、燃焼したガスを燃焼室５４から排気するための排気ポート５２ｂとが夫々形成されており、さらに吸気ポート５２ａを開閉するための吸気弁５５と、排気ポート５２ｂを開閉するための排気弁５６とが夫々配設されている。
【００２９】
圧力センサ７１は内燃機関５０Ａの吸気系に備えられている。圧力センサ７１には、ＥＣＵ１Ａで圧力を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出できる程度に時間分解能が高い圧力センサが適用されている。この圧力センサ７１は吸気ポート５２ａ毎に或いは気筒毎に吸気圧を検知できるように配設されていればよく、具体的には例えば吸気ポート５２ａの吸気圧を検知できるようにシリンダヘッド５２に配設することや、図示しないインテークマニホールドに配設することができる。この点、シリンダヘッド５２は吸気ポート５２ａを備えていることから吸気系を構成していることとする。
【００３０】
燃料噴射弁５７は燃焼室５４内（以下、単に筒内とも称す）に噴射孔を突出させた状態でシリンダヘッド５２のうち、燃焼室５４上方、且つ中央の部分に配設されている。なお、本実施例において内燃機関５０Ａは火花点火式内燃機関であれば特に限定されない。このため、本実施例において燃料噴射弁５７は例えば吸気ポート５２ａ内やインテークマニホールドが形成する吸気通路内に燃料を噴射できるように構成されていてもよく、またその他の配置で筒内に直接燃料を噴射できるように構成されていてもよい。点火プラグ５８は筒内に電極を突出させた状態でシリンダヘッド５２のうち、燃焼室５４上方、且つ中央の部分に配設されている。
【００３１】
吸気ポート５２ａには気流制御弁（請求項記載の吸気変更手段に相当）５９が配設されている。気流制御弁５９は筒内に流入する吸気の流入態様を変更するための構成となっており、圧力センサ７１よりも下流側で、且つ吸気ポート５２ａのうち、燃焼室５４側開口部の直前の部分に配置されている。これにより、気流制御弁５９の開度変化に対して高い感度で筒内に流入する吸気の流入態様を変更できるようになる。なお、この気流制御弁５９は筒内に旋回気流を生成するための構成としても機能してよく、このとき例えばタンブル流や、スワール流や、タンブル流とスワール流とが合成された斜めタンブル流や、タンブル流とは逆方向に旋回する逆タンブル流などが旋回気流として生成されてもよい。
【００３２】
気流制御弁５９は弁軸を介して気流制御弁５９駆動用のアクチュエータ（図示省略）に連結されている。ＥＣＵ１Ａがこのアクチュエータを制御することにより、気流制御弁５９の開度が変更される。アクチュエータは気流制御弁５９の開度を検出するための気流制御弁開度センサを内蔵している。このアクチュエータには、ＥＣＵ１Ａで燃焼サイクル毎に気流制御弁５９を適宜制御できるように具体的にはステップモータが適用されている。
【００３３】
ＥＣＵ１Ａは図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを有して構成されるマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す）と、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１Ａは主として内燃機関５０Ａを制御するための構成であり、本実施例では気流制御弁５９（より具体的には気流制御弁５９駆動用のアクチュエータ）も制御している。このためＥＣＵ１Ａにはこのアクチュエータが電気的に接続されている。
【００３４】
またＥＣＵ１Ａには気流制御弁開度センサや、圧力センサ７１のほか、内燃機関５０Ａの運転状態を検出するためのセンサとして、内燃機関５０Ａの回転数ＮＥを検出するためのクランク角センサ７２や、内燃機関５０Ａの水温を検出するための水温センサ７３や、排気空燃比を検出するためのガスセンサ（具体的には排気中の酸素濃度に基づき空燃比をリニアに検出するための限界電流式のＡ／Ｆセンサ７４や、排気中の酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーンかを検出するための酸素センサ７５）のほか、図示しないエアフロメータやスロットル開度センサやアクセル開度センサなどが電気的に接続されている。なお、ＥＣＵ１Ａにはこのほか各種の制御対象やセンサ、スイッチ類が電気的に接続されていてよい。
【００３５】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関制御用プログラムのほか以下に示す特定吸気圧検出用プログラムや特定吸気制御用プログラムも格納している。なお、これらのプログラムは一体として構成されていてもよい。特定吸気圧検出用プログラムは、圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。本実施例ではこの特定吸気圧検出用プログラムは、内燃機関５０Ａが全負荷運転状態にあるときに吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。
【００３６】
特定吸気制御用プログラムは、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように気流制御弁５９を制御するよう作成されている。この特定吸気制御用プログラムは、本実施例では内燃機関５０Ａが全負荷運転状態にあるときに、上記のように気流制御弁５９を制御するよう作成されている。また特定吸気制御用プログラムは具体的には、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧をＲＯＭに予め格納された基準圧力マップデータ（以下、単に基準マップと称す）上に設定された基準圧力と比較するとともに、この比較結果に基づき、上記のように気流制御弁５９を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように気流制御弁５９を制御するように作成されている。基準マップには、燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、全負荷運転状態にあるときの内燃機関５０Ａの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。
【００３７】
本実施例ではマイコンと上述のプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にマイコンと特定吸気圧検出用プログラムとで特定吸気圧検出手段が、マイコンと特定吸気制御用プログラムとで特定吸気制御手段が夫々実現されている。
【００３８】
次にＥＣＵ１Ａで行われる処理を図２に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートに示す処理は内燃機関５０Ａが全負荷運転状態にあるときに行われる。ＣＰＵは圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に計測（検出）する処理を実行する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で吸気圧は具体的には図２に示す計測圧力データのように計測される。続いてＣＰＵは計測圧力データを基準マップ上に設定された基準圧力と比較する処理を実行する（ステップＳ１２）。さらにＣＰＵは比較結果に基づき、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように気流制御弁５９を制御するための処理を実行する（ステップＳ１３）。
【００３９】
これにより、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に気流制御弁５９を制御することができ、この結果、吸気圧が燃焼サイクル間で変動しても筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル間で変動することを抑制できる。このため、燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制でき、以って燃焼サイクル間で燃焼がばらつくことを抑制できる。またこれにより、全負荷運転時にノッキングが発生することを抑制できることから、点火時期をより進角させることも可能になり、以って内燃機関５０Ａの出力性能を向上させることもできる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、さらに全負荷運転時にノッキングが発生することも抑制できるＥＣＵ１Ａを実現できる。
【実施例２】
【００４０】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｂは、実施例１で前述した特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気制御用プログラムとをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、本実施例に係る内燃機関５０Ｂは直接燃料噴射火花点火式内燃機関に限定される点以外、内燃機関５０Ａと実質的に同一のものとなっている。本実施例では特定吸気圧検出用プログラムは、内燃機関５０Ｂの圧縮工程で燃料の噴射が行われるときに、圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。なお、内燃機関５０Ｂでは成層燃焼運転時に圧縮工程で燃料の噴射が行われる。
【００４１】
また本実施例では特定吸気制御用プログラムは、内燃機関５０Ｂの圧縮工程で燃料の噴射が行われるときに、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように気流制御弁５９を制御するよう作成されている。なお、この特定吸気制御用プログラムも、具体的には特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように気流制御弁５９を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように気流制御弁５９を制御するように作成されている。またこの基準マップには、燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、圧縮工程で燃料の噴射が行われるときの内燃機関５０Ｂの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。
【００４２】
本実施例ではマイコンと上述の特定吸気圧検出用プログラムとで特定吸気圧検出手段が、マイコンと上述の特定吸気制御用プログラムとで特定吸気制御手段が、ＥＣＵ１Ｂで内燃機関の制御装置が夫々実現されており、ＥＣＵ１Ｂでは、内燃機関５０Ｂの圧縮工程で燃料の噴射が行われるときに図２のフローチャートに従って処理が行われることになる。これにより、筒内に流入する吸気の流入形状が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に気流制御弁５９を制御することができ、この結果、筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル間で変動することを抑制できる。このため、燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制できることから、以って燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。また筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル間で変動することを抑制できることから、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生する要因として、成層燃焼運転時に失火が発生するといった事態も改善できる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、さらに燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生する要因として、成層燃焼運転時に失火が発生することも抑制できるＥＣＵ１Ｂを実現できる。
【実施例３】
【００４３】
図３はＥＣＵ１Ｃを内燃機関５０Ｃの要部とともに模式的に示す図である。内燃機関５０Ｃは気流制御弁５９を備える代わりに、振動子（請求項記載の振動手段に相当）６５をシリンダヘッド５２に備えている点以外、内燃機関５０Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、内燃機関５０Ｃはさらに気流制御弁５９を備えていてもよい。また内燃機関５０Ｃは内燃機関５０Ａと同様に火花点火式内燃機関であれば特に限定されない。振動子６５は加振により吸気圧を変化させるための構成であり、具体的には例えば圧力センサ７１の下流側で且つ、吸気ポート５２ａのうち、燃焼室５４側開口部の直前の部分に対応させて吸気ポート５２ａにフランジ部６５ａを露出させた状態でシリンダヘッド５２に配設することができる。振動子６５はＥＣＵ１Ｃに電気的に接続されており、振動子６５にはＥＣＵ１Ｃで燃焼サイクル毎に適宜制御できるように機関運転時の内燃機関の回転数を考慮した上で、１０ｋＨｚ以上の周波数で振動する振動子が適用されている。
【００４４】
ＥＣＵ１Ｃは実施例１で前述した特定吸気制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定吸気圧制御用プログラムをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、特定吸気圧検出用プログラムは実施例１で前述したものを用いることができる。特定吸気圧制御用プログラムは、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するように作成されている。また特定吸気圧制御用プログラムは、内燃機関５０Ｃが全負荷運転状態にあるときに上記のように振動子６５を制御するよう作成されている。
【００４５】
特定吸気圧制御用プログラムは具体的には、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。なお、この基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、全負荷運転状態にあるときの内燃機関５０Ｃの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。また特定吸気圧制御用プログラムは吸気弁５５が閉じる直前に燃焼室５４内の圧力が最高になるように、さらに吸気行程後半に振動子６５をパルス的に制御するように作成されている。本実施例ではマイコンと上述の特定吸気圧検出用プログラムとで特定吸気圧検出手段が、マイコンと上述の特定吸気圧制御用プログラムとで特定吸気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｃで内燃機関の制御装置が夫々実現されている。
【００４６】
次にＥＣＵ１Ｃで行われる処理を図４に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートに示す処理は内燃機関５０Ｃが全負荷運転状態にあるときに行われる。ＣＰＵは圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に計測する処理を実行する（ステップＳ２１）。続いてＣＰＵはステップＳ２１で計測した結果、取得した計測圧力データを基準マップに設定された基準圧力と比較する処理を実行する（ステップＳ２２）。さらにＣＰＵは、比較結果に基づき、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するとともに（ステップＳ２３）、吸気弁５５が閉じる直前に燃焼室５４内の圧力が最高になるように、さらに吸気行程後半に振動子６５をパルス的に制御するための処理を実行する（ステップＳ２４）。ここでパルス的に制御するとは、図４に示す圧力波形のＰ部のように吸気圧が瞬間的に大きく増大するように制御することをいう。
【００４７】
これにより、筒内に流入する吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動子６５を制御することができ、この結果、筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル間で変動することを抑制できる。このため、燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制できることから、以って燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。またこれにより、ノッキングが発生することを抑制できることから、点火時期をより進角させることも可能になり、以って内燃機関５０Ｃの出力性能の向上を図ることもできる。また吸気行程の後半に振動子６５をパルス的に制御することによって、吸気充填効率を向上させることができることから、これによりさらに内燃機関５０Ｃの出力性能を向上させることができる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、全負荷運転時にノッキングが発生することを抑制でき、さらに吸気充填効率を向上させることで内燃機関５０Ｃの出力性能を向上させることができるＥＣＵ１Ｃを実現できる。
【実施例４】
【００４８】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｄは、実施例３で前述した特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムとをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ｃと実質的に同一のものとなっている。なお、本実施例に係る内燃機関５０Ｄは直接燃料噴射火花点火式内燃機関に限定される点以外、内燃機関５０Ｃと実質的に同一のものとなっている。本実施例では特定吸気圧検出用プログラムは、内燃機関５０Ｄの圧縮工程で燃料の噴射が行われるときに、圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。なお、内燃機関５０Ｄでは成層燃焼運転時に圧縮工程で燃料の噴射が行われる。
【００４９】
また本実施例では特定吸気圧制御用プログラムは、内燃機関５０Ｄの圧縮工程で燃料の噴射が行われるときに、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するよう作成されている。なお、この特定吸気圧制御制御用プログラムも具体的には、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。またこの基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、圧縮工程で燃料の噴射が行われるときの内燃機関５０Ｄの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。本実施例ではマイコンと上述の特定吸気圧検出用プログラムとで特定吸気圧検出手段が、マイコンと上述の特定吸気圧制御用プログラムとで特定吸気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｄで内燃機関の制御装置が夫々実現されている。
【００５０】
次にＥＣＵ１Ｄで行われる処理を図５に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートに示す処理は内燃機関５０Ｄの圧縮工程で燃料の噴射が行われるときに行われる。ＣＰＵは圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に計測する処理を実行する（ステップＳ３１）。続いてＣＰＵはステップＳ３１で計測した結果、取得した計測圧力データを圧力データの基準マップに設定された基準圧力と比較する処理を実行する（ステップＳ３２）。さらにＣＰＵは、比較結果に基づき、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するための処理を実行する（ステップＳ３３）。
【００５１】
これにより、筒内に流入する吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動子６５を制御することができ、この結果、筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル毎に変動することを抑制できる。このため、燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制できることから、以って燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。また筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル毎に変動することを抑制できることから、成層燃焼運転時に失火が発生するといった事態を改善できる。さらに吸気の脈動態様が等しくなれば吸入空気量が一定化されることから、吸気圧の変動に起因してＮＯｘ等のエミッションが多量に発生する燃焼サイクルも減少し、この結果、ＮＯｘ排出量も平均的に低く抑制することができる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生する要因として成層燃焼運転時に失火が発生することを抑制でき、さらにＮＯｘ排出量を低く抑制できるＥＣＵ１Ｄを実現できる。
【実施例５】
【００５２】
図６はＥＣＵ１Ｅを内燃機関５０Ｅの要部とともに模式的に示す図である。内燃機関５０Ｅは吸気ポート５２ａに燃料を噴射するように配置された燃料噴射弁５７を有する火花点火式内燃機関となっている点以外、内燃機関５０Ｃと実質的に同一のものとなっている。ＥＣＵ１Ｅは実施例３で前述した特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムとをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ｃと実質的に同一のものとなっている。本実施例では特定吸気圧検出用プログラムは、内燃機関５０Ｅがアイドル状態を含む軽負荷運転状態にあるときに、圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。
【００５３】
また本実施例では特定吸気圧制御用プログラムは、内燃機関５０Ｅがアイドル状態を含む軽負荷運転状態にあるときに、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するように作成されている。なお、この特定吸気圧制御制御用プログラムも具体的には、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。またこの基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、アイドル状態を含む軽負荷運転状態にあるときの内燃機関５０Ｅの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。
【００５４】
また特定吸気圧制御用プログラムは吸気弁５５が閉じる直前に燃焼室５４へ流入する吸気の速度が最高となるように、さらに吸気行程後半に振動子６５をパルス的に制御するように作成されている。本実施例ではマイコンと上述の特定吸気圧検出用プログラムとで特定吸気圧検出手段が、マイコンと上述の特定吸気圧制御用プログラムとで特定吸気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｅで内燃機関の制御装置が夫々実現されており、ＥＣＵ１Ｅでは内燃機関５０Ｅが軽負荷運転状態にあるときに図４のフローチャートに従って処理が行われることになる。なお、ＥＣＵ１Ｅの場合、ステップＳ２３及びＳ２４でＣＰＵは吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するとともに、吸気弁５５が閉じる直前に燃焼室５４へ流入する吸気の速度が最高となるように、さらに吸気行程後半に振動子６５をパルス的に制御するための処理を実行することになる。
【００５５】
これにより、筒内に流入する吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動子６５を制御することができ、この結果、筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル毎に変動することを抑制できる。このため、燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制できることから、以って燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。またこれにより、アイドル時を含む軽負荷運転時に燃焼サイクル間でトルクが変動することを抑制できる。さらに吸気行程の後半に振動子６５をパルス的に制御することによって、吸気ポート５２ａに燃料が吹き返すことを抑制できることから、これにより吸気弁５５などに燃料が付着し、デポジットが生成されることも抑制できる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、アイドル時を含む軽負荷運転時に燃焼サイクル間でトルクが変動することを抑制でき、さらに燃料の吹き返しによるデポジットの生成を抑制できるＥＣＵ１Ｅを実現できる。
【実施例６】
【００５６】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｆは実施例３で前述した特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムとをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ｃと実質的に同一のものとなっている。なお、内燃機関５０Ｆは内燃機関５０Ｃと実質的に同一のものとなっている。本実施例では特定吸気圧検出用プログラムは、内燃機関５０Ｆが負荷が変化する過渡運転状態にあるときに、圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。
【００５７】
また本実施例では特定吸気圧制御用プログラムは、内燃機関５０Ｆが負荷が変化する過渡運転状態にあるときに、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、燃焼サイクル間で負荷が滑らかに変化するようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するように作成されている。なお、この特定吸気圧制御制御用プログラムも具体的には、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。またこの基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、負荷が変化する過渡運転状態にあるときの内燃機関５０Ｆの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。
【００５８】
また特定吸気圧制御用プログラムはＡ／Ｆセンサ７４や酸素センサ７５の出力に基づき、燃焼サイクル間で空燃比が略一定に維持されるようにさらに吸気行程後半に振動子６５を制御するように作成されている。本実施例ではマイコンと上述の特定吸気圧検出用プログラムとで特定吸気圧検出手段が、マイコンと上述の特定吸気圧制御用プログラムとで特定吸気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｆで内燃機関の制御装置が夫々実現されており、ＥＣＵ１Ｆでは内燃機関５０Ｆが負荷が変化する過渡運転状態にあるときに図４のフローチャートに従って処理が行われることになる。なお、ＥＣＵ１Ｆの場合、ステップＳ２３及びＳ２４でＣＰＵは燃焼サイクル間で負荷が滑らかに変化するようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するとともに、燃焼サイクル間で空燃比が略一定に維持されるようにさらに吸気行程後半に振動子６５を制御するための処理を実行することになる。また、このように制御したときの空燃比の変化の様子を参考として図７に模式的に示す。
【００５９】
これにより、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で発生する燃焼のばらつきの要因を含まないように振動子６５を燃焼サイクル毎に制御することができ、この結果、筒内ガス流動の態様が燃焼のばらつきの要因により燃焼サイクル間で変動することを抑制できる。このため、火炎の伝播態様が燃焼のばらつきの要因によって燃焼サイクル間で変動することを抑制できることから、以って燃焼のばらつきが燃焼サイクル間で発生することを抑制できる。またこれにより、負荷が変化する過渡運転時に燃焼サイクル間でスムースなトルク変化を得ることができる。また吸気行程の後半に振動子６５をパルス的に制御することによって、空燃比を略一定に維持することができ、これによりさらに排気エミッションの低減を図ることができる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、さらに過渡運転時にスムースなトルク変化や排気エミッションの低減を実現できるＥＣＵ１Ｆを実現できる。
【実施例７】
【００６０】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｇは実施例３で前述した特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムとをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ｃと実質的に同一のものとなっている。なお、内燃機関５０Ｇは内燃機関５０Ｃと実質的に同一のものとなっている。本実施例では特定吸気圧検出用プログラムは、内燃機関５０Ｇの冷間始動時、具体的には水温が所定値（例えば７０℃）以下のときに、圧力センサ７１の出力に基づき、吸気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。
【００６１】
また本実施例では特定吸気圧制御用プログラムは、内燃機関５０Ｇの冷間始動時に、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧と基準圧力との比較結果に基づき、吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するように作成されている。なお、特定吸気圧制御制御用プログラムも具体的には、特定吸気圧検出用プログラムに基づき検出された吸気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。またこの基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、冷間始動時の内燃機関５０Ｇの運転状態に応じて実験等により予め定めた基準圧力が設定されている。
【００６２】
また特定吸気圧制御用プログラムは吸気の圧力波が振動子６５の近傍に来たときに、さらに振動子６５を圧力の振動が最大になるようにパルス的に制御するように作成されている。本実施例ではマイコンと上述の特定吸気圧検出用プログラムとで特定吸気圧検出手段が、マイコンと上述の特定吸気圧制御用プログラムとで特定吸気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｇで内燃機関の制御装置が夫々実現されており、ＥＣＵ１Ｇでは内燃機関５０Ｇの始動時に図４のフローチャートに従って処理が行われることになる。なお、ＥＣＵ１Ｇの場合、ステップＳ２３及びＳ２４でＣＰＵは吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するとともに、吸気の圧力波が振動子６５の近傍に来たときに、さらに振動子６５を圧力の振動が最大になるようにパルス的に制御するための処理を実行することになる。
【００６３】
これにより、筒内に流入する吸気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動子６５を制御することができ、この結果、筒内ガス流動の態様が燃焼サイクル間で変動することを抑制できる。このため、燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制できることから、以って燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。またこれにより、冷間始動時に燃焼サイクル間でトルクが変動することを抑制できる。また振動子６５をパルス的に制御することによって強い吸気の圧力波を生成することができ、これによって筒内の壁面温度が低い冷間始動時に燃料の気化を促進できる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、冷間始動時に燃焼サイクル間でトルクが変動することを抑制でき、さらに燃料の気化を促進できるＥＣＵ１Ｇを実現できる。
【実施例８】
【００６４】
図８はＥＣＵ１Ｈを内燃機関５０Ｈの要部とともに模式的に示す図である。内燃機関５０Ｈは圧力センサ７１が排気圧を検知するためにシリンダヘッド５２に配設されている点と、振動子６５が排気ポート５２ｂに対応させてシリンダヘッド５２に配設されている点以外、内燃機関５０Ｃと実質的に同一のものとなっている。すなわち本実施例では圧力センサ７１が排気圧を検知するセンサとなっているとともに、振動子６５が加振により排気圧を変化させるものとなっている。この点、シリンダヘッド５２は排気ポート５２ｂを備えていることから排気系を構成しているとする。振動子６５は具体的には例えば、排気ポート５２ｂのうち、圧力センサ７１よりも下流側の部分に対応させて排気ポート５２ｂにフランジ部６５ａを露出させた状態でシリンダヘッド５２に配設することができる。なお、内燃機関５０Ｈは内燃機関５０Ｃと同様に火花点火式内燃機関であれば特に限定されない。
【００６５】
ＥＣＵ１Ｈは実施例３で前述した特定吸気圧検出用プログラムと特定吸気圧制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定排気圧検出用プログラムと特定排気圧制御用プログラムとをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ｃと実質的に同一のものとなっている。特定排気圧検出用プログラムは、圧力センサ７１の出力に基づき、排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。この特定排気圧検出用プログラムは、さらに内燃機関５０Ｈが全負荷運転状態にあるときに、圧力センサ７１の出力に基づき、排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。
【００６６】
また特定排気圧制御用プログラムは、特定排気圧検出用プログラムに基づき検出された排気圧と基準圧力との比較結果に基づき、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するように作成されている。この特定排気圧制御用プログラムは、さらに内燃機関５０Ｈが全負荷運転状態にあるときに、上記のように振動子６５を制御するように作成されている。また特定排気圧制御用プログラムは具体的には、特定排気圧検出用プログラムに基づき検出された排気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。なお、この基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、全負荷運転状態にあるときの内燃機関５０Ｈの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。
【００６７】
また特定排気圧制御用プログラムは、筒内の残留ガスが少なくなるように、排気弁５６が閉じる直前の筒内圧が負圧になるタイミングで、さらに振動子６５を制御するように作成されている。本実施例ではマイコンと上述の特定排気圧検出用プログラムとで特定排気圧検出手段が、マイコンと上述の特定排気圧制御用プログラムとで特定排気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｈで内燃機関の制御装置が夫々実現されており、ＥＣＵ１Ｈでは内燃機関５０Ｈが全負荷運転状態にあるときに図４のフローチャートに従って処理が行われることになる。なお、ＥＣＵ１Ｈの場合、ステップＳ２３及びＳ２４でＣＰＵは排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するとともに、筒内の残留ガスが少なくなるように、排気弁５６が閉じる直前の筒内圧が負圧になるタイミングで、さらに振動子６５を制御するための処理を実行することになる。
【００６８】
これにより、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動子６５を制御することができ、この結果、筒内に残留する高温ガスの量が変動することを抑制できることから、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。またこれにより、全負荷運転時にノッキングが発生することを抑制できる。また筒内圧が負圧になるタイミングで振動子６５を制御することによって筒内に残留する高温ガスの量を低減することができ、これによってさらにノッキングが発生する虞を低く抑制できるとともに、吸入空気量を増大させることができることから、さらに吸気充填効率を向上させることもできる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、全負荷運転時にノッキングが発生することを抑制でき、さらに吸気充填効率を向上させることができるＥＣＵ１Ｈを実現できる。
【実施例９】
【００６９】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｉは、実施例８で前述した特定排気圧検出用プログラムと特定排気圧制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定排気圧検出用プログラムと特定排気圧制御用プログラムをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ｈと実質的に同一のものとなっている。なお、内燃機関５０Ｉは内燃機関５０Ｈと実質的に同一のものとなっている。特定排気圧検出用プログラムは、内燃機関５０Ｉがアイドル状態を含む軽負荷運転状態にあるときに、圧力センサ７１の出力に基づき、排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。
【００７０】
また特定排気圧制御用プログラムは、内燃機関５０Ｉがアイドル状態を含む軽負荷運転状態にあるときに、特定排気圧検出用プログラムに基づき検出された排気圧と基準圧力との比較結果に基づき、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するように作成されている。なお、この特定排気圧制御用プログラムも具体的には、特定排気圧検出用プログラムに基づき検出された排気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。またこの基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、アイドル状態を含む軽負荷運転状態にあるときの内燃機関５０Ｉの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。
【００７１】
また特定排気圧制御用プログラムは、筒内の残留ガスが多くなるように、排気弁５６が閉じる直前の筒内圧が正圧になるタイミングで、さらに振動子６５を制御するように作成されている。本実施例ではマイコンと上述の特定排気圧検出用プログラムとで特定排気圧検出手段が、マイコンと上述の特定排気圧制御用プログラムとで特定排気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｉで内燃機関の制御装置が夫々実現されており、ＥＣＵ１Ｉでは内燃機関５０Ｈがアイドル状態を含む軽負荷運転状態にあるときに図４のフローチャートに従って処理が行われることになる。なお、ＥＣＵ１Ｉの場合、ステップＳ２３及びＳ２４でＣＰＵは排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するとともに、筒内の残留ガスが多くなるように、排気弁５６が閉じる直前の筒内圧が正圧になるタイミングで、さらに振動子６５を制御するための処理を実行することになる。
【００７２】
これにより、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動子６５を制御することができ、この結果、筒内に残留する高温ガスの量が変動することを抑制できることから、以って燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。またこれにより、アイドル時を含む軽負荷運転時に燃焼サイクル間でトルクが変動することを抑制できる。また筒内圧が正圧になるタイミングで振動子６５を制御することによって筒内に残留する高温ガスの量を増大することができ、これによりアイドル時を含む軽負荷運転時の燃焼状態を改善することもできる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、アイドル時を含む軽負荷運転時に燃焼サイクル間でトルクが変動することを抑制でき、さらに燃焼状態を改善することができるＥＣＵ１Ｈを実現できる。
【実施例１０】
【００７３】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｊは実施例８で前述した特定排気圧検出用プログラムと特定排気圧制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定排気圧検出用プログラムと特定排気圧制御用プログラムをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ｈと実質的に同一のものとなっている。なお、内燃機関５０Ｊは自着火による燃焼を行う内燃機関となっている点以外、実施例８で前述した内燃機関５０Ｈと実質的に同一のものとなっているが、この点、内燃機関５０Ｊはさらに具体的には例えば所定の運転領域で自着火による燃焼を行うＳＩ（Spark Ignition）エンジン（火花点火式内燃機関）のほか、圧縮着火式内燃機関（例えばディーゼルエンジン）であってもよい。特定排気圧検出用プログラムは、圧力センサ７１の出力に基づき、排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。またこの特定排気検出用プログラムは機関運転時に上記のように排気圧を検出するように作成されている。但し、さらに内燃機関５０Ｊが所定の運転状態にあるときに上記のように排気圧を検出するよう特定排気圧検出用プログラムを作成することも可能である。
【００７４】
特定排気圧制御用プログラムは、特定排気圧検出用プログラムに基づき検出された排気圧に基づき、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するように作成されている。またこの特定排気制御用プログラムは機関運転時に上記のように振動子６５を制御するよう作成されている。但し、さらに内燃機関５０Ｊが所定の運転状態にあるときに上記のように振動子６５を制御するよう特定排気圧制御用プログラムを作成することも可能である。なお、この特定排気圧制御用プログラムも特定排気圧検出用プログラムに基づき検出された排気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともに、この比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。またこの基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、機関運転時の内燃機関５０Ｊの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。
【００７５】
本実施例ではマイコンと上述の特定排気圧検出用プログラムとで特定排気圧検出手段が、マイコンと上述の特定排気圧制御用プログラムとで特定排気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｊで内燃機関の制御装置が夫々実現されており、ＥＣＵ１Ｊでは内燃機関５０Ｊ運転時に図５のフローチャートに従って処理が行われることになる。これにより、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動子６５を制御することができ、この結果、筒内に残留する高温ガスの量が燃焼サイクル間で変動することを抑制できることから、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。また筒内に残留する高温ガスの量が燃焼サイクル間で変動することを抑制できることから、筒内に残留する高温ガスの温度が燃焼サイクル間で変動することも抑制でき、これによっても自着火による燃焼を行う運転時に燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、自着火による燃焼を行う運転時に燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるＥＣＵ１Ｊを実現できる。
【実施例１１】
【００７６】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｋは、実施例８で前述した特定排気圧検出用プログラムと特定排気圧制御用プログラムの代わりに、以下に示すように作成された特定排気圧検出用プログラムと特定排気圧制御用プログラムをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ｈと実質的に同一のものとなっている。なお、内燃機関５０Ｋは内燃機関５０Ｊと実質的に同一のものとなっており、自着火による燃焼を行う。特定排気圧検出用プログラムは、実施例１０で前述した特定排気圧検出用プログラムと同様に機関運転時に圧力センサ７１の出力に基づき、排気圧を連続的に、且つ燃焼サイクル毎に検出するように作成されている。但し、さらに内燃機関５０Ｋが所定の運転状態にあるときに上記のように排気圧を検出するよう特定排気圧検出用プログラムを作成することも可能である。
【００７７】
特定排気圧制御用プログラムは、実施例１０で前述した特定排気圧検出用プログラムと同様に特定排気圧検出用プログラムに基づき検出された排気圧に基づき、機関運転時に排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するように作成されている。但し、さらに内燃機関５０Ｋが所定の運転状態にあるときに上記のように振動子６５を制御するよう特定排気圧制御用プログラムを作成することも可能である。なお、この特定排気圧制御用プログラムも特定排気圧検出用プログラムに基づき検出された排気圧をＲＯＭが格納する基準マップ上に設定された基準圧力と比較するとともにこの比較結果に基づき、上記のように振動子６５を制御するよう作成されており、さらに燃焼サイクル毎に上記のように振動子６５を制御するように作成されている。またこの基準マップには燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出される圧力に対応させて、機関運転時の内燃機関５０Ｋの運転状態に応じて実験等により予め定められた基準圧力が設定されている。
【００７８】
また特定排気制御用プログラムは、自着火運転領域内での高負荷運転時には筒内の残留ガスが少なくなるように、排気弁５６が閉じる直前の筒内圧が負圧になるタイミングでさらに振動子６５を制御するとともに、自着火運転領域内での軽負荷運転時には筒内の残留ガスが多くなるように、排気弁５６が閉じる直前の筒内圧が正圧になるタイミングでさらに振動子６５を制御するように作成されている。
【００７９】
本実施例ではマイコンと上述の特定排気圧検出用プログラムとで特定排気圧検出手段が、マイコンと上述の特定排気圧制御用プログラムとで特定排気圧制御手段が、ＥＣＵ１Ｋで内燃機関の制御装置が夫々実現されており、ＥＣＵ１Ｋでは内燃機関５０Ｋ運転時に図４のフローチャートに従って処理が行われることになる。なお、ＥＣＵ１Ｋの場合、ステップＳ２３及びＳ２４でＣＰＵは排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるようなタイミング及び強度で振動子６５を制御するとともに、自着火運転領域内での高負荷時には筒内の残留ガスが少なくなるように、排気弁５６が閉じる直前の筒内圧が負圧になるタイミングでさらに振動子６５を制御し、自着火運転領域内での軽負荷時には筒内の残留ガスが多くなるように、排気弁５６が閉じる直前の筒内圧が正圧になるタイミングでさらに振動子６５を制御するための処理を実行することになる。
【００８０】
これにより、排気の脈動態様が燃焼サイクル間で等しくなるように燃焼サイクル毎に振動子６５を制御することができ、この結果、筒内に残留する高温ガスの量が燃焼サイクル間で変動することを抑制できることから、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できる。また筒内に残留する高温ガスの量が燃焼サイクル間で変動することを抑制できることから、筒内に残留する高温ガスの温度が燃焼サイクル間で変動することも抑制でき、これによっても自着火による燃焼を行う運転時に燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制できる。さらに可変動弁機構を内燃機関５０Ｉに適用すれば、筒内に残留する高温ガスの量をより自由に制御でき、これにより自着火運転領域を拡大することもできる。以上により、燃焼サイクル間で燃焼のばらつきが発生することを抑制できるとともに、自着火による燃焼を行う運転時に燃焼サイクル間で火炎の伝播態様が変動することを抑制でき、さらに自着火運転領域を拡大することができるＥＣＵ１Ｋを実現できる。
【００８１】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。例えば上述した実施例では基準圧力として基準マップに予め設定した基準圧力を適用する例を示したが、実施例３から１１までにおいては燃焼サイクル毎に圧力センサ７１で検出された所定燃焼サイクル数の圧力の移動平均値を基準圧力として適用することもできる。図９は図４に示すフローチャートの変形例を示す図であり、具体的には基準圧力に移動平均値を適用した場合の変形例を示している。また図１０は図５に示すフローチャートの変形例を示す図である。これらの変形例では具体的には所定燃焼サイクル数として過去１０サイクルの圧力の移動平均値を基準圧力として適用している。係る基準圧力との比較によっても燃焼サイクル間の吸気圧や排気圧の変動を把握することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】ＥＣＵ１Ａを内燃機関５０Ａの要部と共に模式的に示す図である。
【図２】ＥＣＵ１Ａで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図３】ＥＣＵ１Ｃを内燃機関５０Ｃの要部と共に模式的に示す図である。
【図４】ＥＣＵ１Ｃで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図５】ＥＣＵ１Ｄで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図６】ＥＣＵ１Ｅを内燃機関５０Ｅの要部と共に模式的に示す図である。
【図７】ＥＣＵ１Ｆで制御が行われたときの空燃比の変化の様子を、制御が行われなかった場合と比較して示す図である。
【図８】ＥＣＵ１Ｈを内燃機関５０Ｈの要部と共に模式的に示す図である。
【図９】図４に示すフローチャートの変形例を示す図である。
【図１０】図５に示すフローチャートの変形例を示す図である。
【図１１】吸気圧が燃焼サイクル間で変動する様子の一例をクランク角度との関係で示す図である。
【図１２】図１１に示す吸気圧のデータをもとに筒内ガス流動をシミュレーションした結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１  ＥＣＵ
５０  内燃機関
５１  シリンダブロック
５２  シリンダヘッド
５５  吸気弁
５６  排気弁
５９  気流制御弁
６５  振動子
７１  圧力センサ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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