(57)【要約】【課題】吸気流制御弁（タンブルコントロールバルブ）を備えた内燃機関において大気圧学習を的確に実行する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、エンジン始動後経過時間ＳＴ、エンジン回転数ＮＥ、車速Ｖ、スロットル開度変動Δα、エンジン冷却すイオンＴＨＷおよびエンジン負荷ＫＬを検出または算出するステップ（Ｓ１０００−Ｓ１５００）と、ＴＣＶ以外の大気圧学習制御条件が成立していると（Ｓ１６００にてＹＥＳ）、ＴＣＶの開度βを検出するステップ（Ｓ１７００）と、ＴＣＶの開度βが６０度以上である時間が５秒以上継続すると（Ｓ１８００にてＹＥＳかつＳ２０００にてＹＥＳ）、大気圧学習許可フラグをセットするステップ（Ｓ２１００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダに吸気ポートが接続され、前記吸気ポートの下流側で吸気弁が開閉し、燃焼室内の渦流を制御する吸気流制御弁が前記吸気弁の上流側に設けられた内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記大気圧学習制御を実行するための制御手段と、
前記吸気流制御弁の状態を検出するための検出手段と、
前記検出された吸気流制御弁の状態に基づいて、前記大気圧学習制御の実行の可否を判断するための判断手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記吸気流制御弁の開度を検出するための手段を含み、
前記判断手段は、前記吸気流制御弁の開度が開き側のしきい値以上である時間が予め定められた時間以上継続していると、前記大気圧学習制御の実行が可能であると判断するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記吸気流制御弁は、タンブルコントロールバルブである、請求項１または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、内燃機関の高負荷領域における吸入空気量に基づき大気圧（すなわち高度）を学習する機能を備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関の吸気側に燃焼室内の渦流の形成を制御する吸気流制御弁を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関の制御装置においては、大気圧センサを設けることなく、高負荷領域における吸入空気量の比（すなわち空気密度の比）に基づき大気圧すなわち高度を学習し、その学習値を燃料噴射量等の制御に利用するものが知られている。このような制御装置においては、Ｏ2 センサによる空燃比フィードバック制御により、基本燃料噴射量に対する要求燃料噴射量のズレをエリア別に学習して、内燃機関の各回転速度でスロットル弁開度の変化に対し吸入空気量の変化が安定する領域における学習値（吸入空気量のズレ）を、空気密度（大気圧、高度）変化分として燃料噴射量演算に反映させる。
【０００３】
内燃機関の吸排気抵抗が変化すると、このような大気圧学習は影響を受ける。すなわち、吸排気抵抗が通常よりも増大した状態では、平地走行時においても、つまり空気密度が低下していない状態においても、吸入空気量は低下する。スロットル全開（ＷＯＴ：Wide Open Throttle）域におけるエンジン回転速度ＮＥとエンジン１回転当たりの吸入空気量ＧＮとの関係を、吸排気抵抗が正常の場合および増加した場合について比較すると、エンジン回転速度ＮＥが高いほど（すなわち高負荷であるほど）、吸排気抵抗の増加による吸入空気量ＧＮの低下の度合いは大きくなる。このような条件下で大気圧（高度）学習を行なうと、誤学習となる可能性がある。また、誤学習された結果、過度の燃料が供給されて、排気エミッションの悪化を招くといった問題が生ずる。
【０００４】
このような吸排気抵抗の増加をもたらす要因としては、次のようなものが考えられる。まず、吸気抵抗の増加は、エアエレメント目詰まりや吸気デポジット付着によってもたらされる。ここで、デポジットとは、主として、エンジンオイルが吸気弁をつたって上方から落ちてきて、それが熱により固体化したものである。吸気系におけるデポジット付着量が多くなると、吸気抵抗が大きくなって、吸入空気量が低下する。なお、吸気抵抗の増加は、直接排気エミッションを悪化させる原因とはならないが、出力の低下を招くものである。また、排気抵抗の増加は、主として触媒溶損によってもたらされる。排気抵抗の増加は、直接排気エミッションを悪化させる原因となる。
【０００５】
特開平９−０８８７０７号公報（特許文献１）は、吸排気抵抗が増加した状態においても、吸入空気量比に基づく大気圧（高度）学習を精度良く実施することが可能な内燃機関の燃料制御装置を開示する。この内燃機関の燃料制御装置は、内燃機関の高負荷領域での吸入空気量比に基づく大気圧学習を実行する燃料制御装置であって、内燃機関の吸排気抵抗が通常よりも増大していることを検出する抵抗検出手段と、抵抗検出手段により吸排気抵抗の増大が検出されたときに、大気圧学習を実行すべき高負荷領域の上限値を低減する上限値低減手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
この内燃機関の燃料制御装置によると、吸排気抵抗の増加に伴う吸入空気量の低下の度合いが大きい領域で、大気圧（高度）学習が抑止されるため、誤学習となる事態が回避される。
【特許文献１】特開平９−０８８７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、火花点火式の内燃機関（以下、内燃機関をエンジンと記載する）における希薄混合気の安定した燃焼の実現のためには、タンブル流（縦渦）もしくはスワール流（横渦）といったシリンダ内のガス流動が非常に重要であり、より広い運転領域でガス流動を強化できることが必要である。
【０００８】
特に、エンジンの運転領域において、スロットル開度が小さく、それに応じて吸入空気量も少ない低負荷領域では、一般に混合気をやや濃く設定して燃焼を安定させるようにしているため、燃費やエミッションが悪化する傾向にある。このような燃費やエミッションの改善策としては、シリンダ内の吸気に旋回流を発生させて強い乱流により燃焼を促進することが有効であり、吸気にタンブル流やスワール流を発生させるようにしている。
【０００９】
ここで、スワール流は、吸気をシリンダの周壁に沿って旋回させるもので、吸気を均一化する効果は高いが、乱流生成による燃焼促進の効果は低い。一方、タンブル流は、吸気をシリンダの軸方向に沿って旋回させるもので、圧縮行程の後半にタンブル流が崩壊して強い乱流が発生することから、エンジン低負荷領域での燃焼改善策として有効である。
【００１０】
このようなシリンダ内のガス流動（スワール流、タンブル流）を強化する方法には、吸気ポートの通路断面の一部を遮へいする吸気流制御弁を用いて、吸気ポート内を流れる吸気流を吸気ポートの一方の側に片寄らせる方法がある。たとえば、タンブル流の生成のためには、吸気ポートの下側に吸気流制御弁を配置して、吸気ポートの上側に片寄って吸気が流れることで、シリンダ内のタンブル流が強化されることになる。
【００１１】
このような吸気流制御弁を閉じた状態（すなわち渦流を強化している状態）や中間開度程度の状態であるときに、大気圧学習制御を実行すると学習値に誤差を生じる。また、このような吸気流制御弁が中間開度よりも大きく全開状態に近い状態まで開かれたときであっても、制御上の無駄時間要素を有するので、応答性は良好ではない。すなわち、このような吸気流制御弁を備えた内燃機関における大気圧学習には特段の条件を加味する必要がある。
【００１２】
しかしながら、上述した特許文献１には、大気圧（高度）学習が抑止して誤学習となる事態を回避することが開示されているに過ぎない。
【００１３】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大気圧学習を的確に実行できる、吸気流制御弁を備えた内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関のシリンダに吸気ポートが接続され、吸気ポートの下流側で吸気弁が開閉し、燃焼室内の渦流を制御する吸気流制御弁が吸気弁の上流側に設けられた内燃機関を制御する。この制御装置は、大気圧学習制御を実行するための制御手段と、吸気流制御弁の状態を検出するための検出手段と、検出された吸気流制御弁の状態に基づいて、大気圧学習制御の実行の可否を判断するための判断手段とを含む。
【００１５】
第１の発明によると、大気圧学習制御を実行する場合において（平地と平地でない場合とで関係が変動する、スロットル開度と吸入空気量との関係を補正する大気圧補正係数を学習する場合において）、吸気流制御弁が閉じ側であると平地であったとしてもスロットル開度と吸入空気量との関係がそもそも変化してしまう。そのため、吸気流制御弁の状態を検出して、吸気流制御弁がスロットル開度と吸入空気量との関係における流体抵抗（管路抵抗）になっていないときに限って大気圧学習制御の実行が可能であると判断されて、大気圧学習制御が実行される。これにより、吸気流制御弁が閉じ側の領域以外であって、スロットル開度と吸入空気量との関係がそもそも変化してしまう領域以外で、大気圧学習制御が実行される。このため、正確に大気圧学習制御が実行できる。その結果、大気圧学習を的確に実行できる、吸気流制御弁を備えた内燃機関の制御装置を提供することができる。
【００１６】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、吸気流制御弁の開度を検出するための手段を含む。判断手段は、吸気流制御弁の開度が開き側のしきい値以上である時間が予め定められた時間以上継続していると、大気圧学習制御の実行が可能であると判断するための手段を含む。
【００１７】
第２の発明によると、吸気流制御弁の開度が開き側のしきい値以上である時間が予め定められた時間以上継続しているという、吸気流制御弁がスロットル開度と吸入空気量との関係における抵抗になっていないときに限って、大気圧学習制御の実行が可能であると判断される。これにより、吸気流制御弁が閉じ側の領域以外であって、スロットル開度と吸入空気量との関係がそもそも変化してしまう領域以外で、大気圧学習制御が実行される。このため、正確に大気圧学習制御が実行できる。
【００１８】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、吸気流制御弁は、タンブルコントロールバルブである。
【００１９】
第３の発明によると、タンブルコントロールバルブを備え、内燃機関の燃焼室における縦渦を強化している内燃機関において、吸気流制御弁が閉じ側の領域以外であって、スロットル開度と吸入空気量との関係がそもそも変化してしまう領域以外で、大気圧学習制御が実行される。このため、タンブルコントロールバルブを備えた内燃機関において、正確に大気圧学習制御が実行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係る制御装置が搭載されたエンジンシステムは、エンジン１５０と、吸気系１５２と、排気系１５４と、エンジンＥＣＵ１００とを含む。また、このエンジン１５０は、ポート噴射型のガソリンエンジンであるが、ポートインジェクタに代えて／加えてシリンダ内に燃料を直接噴射する直噴インジェクタを備えても構わない。
【００２２】
吸気系１５２は、吸気通路１１０と、エアクリーナ１１８と、エアーフローメータ１０４と、スロットルモータ１１４と、スロットルバルブ１１２と、スロットルポジションセンサ１１６とを含む。なお、後述するように、吸気通路１１０には、タンブルコントロールバルブ（ＴＣＶ）が設けられている。
【００２３】
エアクリーナ１１８から吸気された空気は、吸気通路１１０を通り、エンジン１５０に流通する。吸気通路１１０の途中には、スロットルバルブ１１２が設けられる。スロットルバルブ１１２は、スロットルモータ１１４が作動することにより開閉される。このとき、スロットルバルブ１１２の開度は、スロットルポジションセンサ１１６により検出することが可能となる。エアクリーナ１１８とスロットルバルブ１１２との間における吸気通路には、エアーフローメータ１０４が設けられており、吸気された空気量を検出する。エアーフローメータ１０４には、吸入空気量Ｑを表わす吸気量信号をエンジンＥＣＵ１００に送信する。この吸入空気量は体積流量であって、空燃比制御における理論空燃比等の空燃比は質量流量である。体積流量から質量流量への換算においては、空気温度や空気密度が影響する。そして、この空気密度は大気圧により変化する。このような理由により、大気圧を検出することが必要になる（なお、この理由は一例であって他の理由で大気圧を検出することが必要であっても構わない）。
【００２４】
たとえば、山岳路の登坂を高車速で一度に登りきるような運転が行なわれると、短時間に急激な大気圧変化を伴うので、空燃比フィードバック制御の追従遅れや空燃比の学習不足が問題となりやすい。高地による空気密度低下により一時的に過濃な空燃比となりアイドル安定性や運転性が悪化する。本実施の形態に係る制御装置は、このような急激な大気圧変化が発生したとしても十分に正確な大気圧補正を行なうことができる。大気圧補正の一例を示すと、平地走行時にあるときに得られるべき基準吸入空気量ＧＮmaxを、現在のエンジン回転速度ＮＥに応じて求め、現在の吸入空気量ＧＮと基準吸入空気量ＧＮmaxとの比を算出して（ＧＮ／ＧＮmax）、学習値としての大気圧補正係数が算出される。この大気圧補正係数は、不揮発性メモリ等に記憶され、燃料噴射制御等を補正する数値として利用される。
【００２５】
エンジン１５０は、冷却水通路１２２と、シリンダブロック１２４と、インジェクタ１２６と、ピストン１２８と、クランクシャフト１３０と、水温センサ１０６と、クランクポジションセンサ１３２とを含む。
【００２６】
シリンダブロック１２４には特定の数に対応したシリンダが設けられ（特定の数は、気筒の数に対応する）、シリンダにはそれぞれピストン１２８が設けられる。ピストン１２８上部の燃焼室に吸気通路１１０を通って、インジェクタ１２６から噴射された燃料と吸気された空気との混合気が導入されて、点火プラグ（図１には示していない）の点火により燃焼する。燃焼が生じると、ピストン１２８が押し下げられる。このとき、ピストン１２８の上下運動は、クランク機構を介して、クランクシャフト１３０の回転運動に変換される。なお、エンジン１５０の回転数ＮＥは、クランクポジションセンサ１３２により検出された信号に基づいてエンジンＥＣＵ１００が検出する。
【００２７】
シリンダブロック１２４内には、冷却水通路１２２が設けられており、ウォータポンプ（図示せず）の作動により、冷却水が循環する。この冷却水通路１２２内の冷却水は、冷却水通路１２２に接続されたラジエータ（図示せず）へと流通して冷却ファン（図示せず）により放熱される。冷却水通路１２２の通路上には水温センサ１０６が設けられており、冷却水通路１２２内の冷却水の温度（エンジン冷却水温）ＴＨＷを検出する。水温センサ１０６は、検出したエンジン冷却水温ＴＨＷを示す信号をエンジンＥＣＵ１００に送信する。
【００２８】
排気系１５４は、排気通路１０８と、第１の空燃比センサ１０２Ａと、第２の空燃比センサ１０２Ｂと、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａと、第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂとを含む。第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流側に第１の空燃比センサ１０２Ａが設けられ、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの下流側（第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流側）に第２の空燃比センサ１０２Ｂが設けられる。なお、三元触媒コンバータは１個でもよい。
【００２９】
エンジン１５０の排気側に接続された排気通路１０８は、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂに接続される。すなわち、エンジン１５０において燃焼室内の混合気の燃焼により生じる排気ガスは、まず、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入する。第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入した排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯは、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａにおいて酸化される。また、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入した排気ガス中に含まれるＮＯｘは、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａにおいて、還元される。この第１の三元触媒コンバータ１２０Ａは、エンジン１５０の近くに設置され、エンジン１５０の冷間始動時においても速やかに昇温されて触媒機能を発現する。
【００３０】
さらに、排気ガスは、ＮＯｘの浄化を目的として、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａから第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂに送られる。この第１の三元触媒コンバータ１２０Ａと第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂとは、基本的には同じ構造および機能を有するものである。
【００３１】
第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流側に設けられた第１の空燃比センサ１０２Ａ、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの下流側であって第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流側に設けられた第２の空燃比センサ１０２Ｂは、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａまたは第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂを通過した排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出する。酸素の濃度を検出することにより、排気ガス中に含まれる燃料と空気との比、いわゆる空燃比を検出することができる。
【００３２】
第１の空燃比センサ１０２Ａおよび第２の空燃比センサ１０２Ｂは、排気ガス中の酸素濃度に応じた電流を発生させる。この電流は、たとえば電圧に変換されてエンジンＥＣＵ１００に入力される。したがって、第１の空燃比センサ１０２Ａの出力信号から第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流における排気ガスの空燃比を検出することができ、第２の空燃比センサ１０２Ｂの出力信号から第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流における排気ガスの空燃比を検出することができる。これらの第１の空燃比センサ１０２Ａおよび第２の空燃比センサ１０２Ｂは、空燃比がリーンのときには、たとえば０．１Ｖ程度の電圧を発生し、空燃比がリッチのときには０．９Ｖ程度の電圧を発生するものである。これらの値に基づいて空燃比に換算した値と、空燃比のしきい値とを比較して、エンジンＥＣＵ１００による空燃比制御が行なわれる。
【００３３】
第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂは、空燃比がほぼ理論空燃比のときにＨＣ、ＣＯを酸化しつつＮＯｘを還元する機能、すなわちＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを同時に浄化する機能を有する。これらの第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂは、空燃比がリーンであり排気ガス中の酸素量が多いと、酸化作用が活発となるが還元作用が不活発となり、また空燃比がリッチであり排気ガス中の酸素量が少ないと、逆に還元作用が活発となるが酸化作用が不活発となり、前述の三成分をすべて良好に浄化させることができない。
【００３４】
エンジンＥＣＵ１００は、エンジン１５０を制御対象として、目標トルクを実現できるように、点火時期および燃料噴射量を算出して、スロットルバルブ１１２の開度、点火時期およびインジェクタ１２６からの燃料噴射量（より具体的には燃料噴射時間と噴射される燃料量とがリニアな関係が成立する領域（噴射量限界領域）においては、燃料噴射時間をエンジンＥＣＵ１００が制御して燃料噴射量が制御される）を制御する。
【００３５】
図２を参照して、本実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジン１５０の吸気管路に設けられたタンブルコントロールバルブについて説明する。
【００３６】
図２は、図１の部分的な断面図であって、吸気管路１１０に吸気流制御弁としてタンブルコントロールバルブを設け、ガス流動の一例としてタンブル流の強化を図ったものである。なお、吸気流制御弁を用いてスワール流の強化を図る吸気装置であっても構わない。さらに、図２においては、インジェクタを記載していない。
【００３７】
図２に示すように、シリンダブロック１２４に円筒状のシリンダ２００が形成されているとともに、その頂部を覆うシリンダヘッド２５０に、べントルーフ型の燃焼室４００が設けられている。この燃焼室４００の２つの傾斜面にそれぞれ開口するように、吸気ポート５００および排気ポート６００が形成されており、吸気ポート５００の先端を吸気弁７００が開閉し、かつ排気ポート６００の先端を排気弁８００が開閉している。ここで、吸気ポート５００は、先端部が二股状に分岐しており、各気筒に一対設けられた吸気弁７００がそれぞれの先端を開閉している。同様に、排気弁８００も各気筒に一対設けられている。そして、これらの４つの弁に囲まれた燃焼室４００中心部に、点火プラグ９００が配置されている。なお、シリンダ２００内に配置されたピストン１２８は、本発明の要部ではないので、頂面が平坦な単純形状として図示してあるが、必要に応じて成層燃焼等に適した所望の形状に構成される場合もある。
【００３８】
そして、図２に示すように、本実施の形態においては、インテークマニホールドの一部を構成する吸気ポート５００の、２つの吸気弁７００に向かう吸気管路に枝分かれする箇所よりも上流側に、吸気流制御弁３００が設けられている。スワール流を強化するためには、２つの吸気弁７００に向かう２つの吸気管路のいずれか一方に吸気流制御弁（スワールコントロールバルブ）を設けることが行なわれる。本発明は、このようなスワール流を強化する吸気流制御弁であっても適用が可能である。以下の説明においては、吸気流制御弁３００を、単にタンブルコントロールバルブやＴＣＶと記載する場合がある。
【００３９】
なお、当業者には明らかなように、吸気ポート５００や吸気流等についての「上」「下」とは、シリンダ２００の上下を基準とするものであり、空間上の絶対的な上下の意味ではない。また、「吸気ポート」という用語も、必ずしもシリンダヘッド２５０内部の部分のみを意味するのではなく、その上流側の一部が、シリンダヘッド２５０外部の他の部材、たとえば吸気マニホールドの一部として構成される場合も含む。つまり、シリンダヘッド２５０とは別の吸気マニホールド等から構成される部分を含めて「吸気ポート」と呼ぶものとする。
【００４０】
吸気流制御弁３００は、たとえば、一端を支持されて回動する平板から構成される。吸気流制御弁３００は、回転軸３６０に連結され、回転軸３６０は、吸気流制御弁３００が回動自在になるように、回転軸支持部３５０により支持されている。回転軸３６０は、エンジンＥＣＵ１００により制御されるモータ３８０の回転軸に連結され、このモータ３８０により吸気流制御弁３００が回動される。
【００４１】
また、吸気流制御弁３００を収納するための収納部３７０が吸気ポート５００の下側に設けられている。
【００４２】
モータ３８０は、エンジンＥＣＵ１００からの指令により正転（図２において吸気流制御弁３００が反時計回りに回動する方向）して、Ｘ位置からＹ位置（さらにはＺ位置）まで回動する。エンジンＥＣＵ１００は、モータ３８０に、正転側の回転指令信号を出力するだけで、Ｘ位置からＺ位置までの任意の位置（角度）まで吸気流制御弁３００を回動させることができる。なお、以下においては、吸気流制御弁３００は、Ｘ位置（タンブル流強化なし状態）とＺ位置（タンブル流最強化状態）との間で回動するものとして説明する。本発明の適用は、吸気流制御弁３００がＸ位置とＺ位置との間で回動する場合のみならず、Ｘ位置とＹ位置との間で回動する場合、Ｙ位置とＺ位置との間で回動する場合のいずれであっても構わない。吸気流制御弁３００がＺ位置にあるときを全閉状態（このときの吸気流制御弁３００の開度βを０度）と、吸気流制御弁３００がＸ位置にあるときを全開状態（このときの吸気流制御弁３００の開度βは正値であって９０度に近い値になる）という場合もある。
【００４３】
また、モータ３８０は、エンジンＥＣＵ１００からの指令により逆転（図２において吸気流制御弁３００が時計回りに回動する方向）して、Ｚ位置からＸ位置まで回動する。Ｘ位置においては、吸気流制御弁３００が収納部３７０に収納された状態になる。エンジンＥＣＵ１００は、モータ３８０に、逆転指令信号を出力するだけで、Ｚ位置からＸ位置まで吸気流制御弁３００を回動させることができる。
【００４４】
なお、Ｘ位置、Ｙ位置、Ｚ位置で吸気流制御弁３００が停止するように、それぞれの位置にストッパーを設けるようにしても構わない。また、吸気流制御弁３００を回動させるモータ３８０の種類は限定されるものではない。
【００４５】
エンジンＥＣＵ１００には、クランクポジションセンサ１３２により検出された信号に基づくエンジン１５０の回転数ＮＥを表わす信号、図示しない車速センサで検出された車速Ｖを表わす信号、スロットルポジションセンサ１１６により検出された信号に基づくスロットルバルブ１１２の開度αを表わす信号、水温センサ１０６により検出された冷却水通路１２２内のエンジン冷却水温ＴＨＷを表わす信号が入力される。さらに、エンジンＥＣＵ１００には、吸気流制御弁３００の開度βを表わす開度信号が入力される。エンジンＥＣＵ１００により、この吸気流制御弁３００の開度βが目標開度になるようにフィードバック制御されて、モータ３８０に開度指令信号が出力される。なお、このとき、吸気流制御弁３００よりも燃焼室４００側に負圧センサを設けて、目標負圧になるようにフィードバック制御されるようにしても構わない。開度βであっても負圧であっても、また、他の物理量であっても、タンブル流の強度と関連性があれば、どのような物理量でも構わない。
【００４６】
本実施の形態に係る制御装置は、吸気通路１１０（吸気ポート５００）に吸気流制御弁３００（タンブルコントロールバルブ）を備える。このため、大気圧補正係数を学習する際において、この吸気流制御弁３００の状態を考慮して、学習可能か否かを判断する。
【００４７】
このような本実施の形態に係る制御装置（上述したエンジンＥＣＵ１００に相当）は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、エンジンＥＣＵ１００に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御部を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。
【００４８】
図３を参照して、本実施の形態に係る吸気装置を制御するエンジンＥＣＵ１００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイム（たとえば、数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ）で繰返し実行される。
【００４９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン１５０が始動されてからの経過時間ＳＴを算出する。イグニッションスイッチがスタート位置まで回されてスタータでエンジン１５０がクランキングされてエンジン１５０が始動してからの経過時間ＳＴをエンジンＥＣＵ１００がカウントしている。
【００５０】
Ｓ１１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン回転数ＮＥを検出する。上述したように、クランクポジションセンサ１３２により検出された信号に基づき、エンジン１５０の回転数ＮＥが検出される。Ｓ１２００にて、エンジンＥＣＵ１００は、このエンジン１５０が搭載された車両の車速Ｖを検出する。
【００５１】
Ｓ１３００にて、エンジンＥＣＵ１００は、スロットルバルブ１１２の開度αの変動（たとえば、時間微分値）Δαを算出する。Ｓ１４００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する。Ｓ１５００にて、エンジンＥＣＵ１００は、エンジン負荷ＫＬを算出する。なお、エンジン負荷の算出については公知の方法を用いることができるので、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００５２】
Ｓ１６００にて、エンジンＥＣＵ１００は、吸気流制御弁３００（タンブルコントロールバルブ）以外についての大気圧学習条件（大気圧補正係数の学習許可条件）が成立しているか否かを判断する。たとえば、
（１）エンジン１５０が始動してからの経過時間ＳＴが予め設定された時間以上であって、かつ、
（２）エンジン回転数ＮＥが予め設定された範囲内であって、かつ、
（３）車速Ｖが予め設定された車速以上であって、かつ、
（４）スロットルバルブ１１２の開度変動Δαが予め設定された値以下であって（スロットルバルブ１１２の開度が安定していることを示す）、かつ、
（５）エンジン冷却水温ＴＨＷが予め設定された値以上であって（エンジン１５０が十分に暖機されていることを示す）、かつ、
（６）エンジン負荷ＫＬが予め設定された値以上であると、
吸気流制御弁３００以外についての大気圧学習条件（大気圧補正係数の学習許可条件）が成立していると判断される。吸気流制御弁３００以外についての大気圧学習条件（大気圧補正係数の学習許可条件）が成立していると判断されると（Ｓ１６００にてＹＥＳ）、処理はＳ１７００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１６００にてＮＯ）、処理はＳ２２００へ移される。
【００５３】
Ｓ１７００にて、エンジンＥＣＵ１００は、吸気流制御弁３００であるタンブルコントロールバルブの開度βを検出する。
【００５４】
Ｓ１８００にて、エンジンＥＣＵ１００は、吸気流制御弁３００であるタンブルコントロールバルブの開度βが６０度以上であるか否かを判断する。上述したように、図２の吸気流制御弁３００がＺ位置にあるときを全閉状態であって開度βを０度と、吸気流制御弁３００がＸ位置にあるときを全開状態であって開度βは正値であって９０度に近い値になるとしているので、タンブルコントロールバルブの開度βが６０度以上というのは、Ｚ位置から大きくＸ位置側に開いている状態を示す。なお、６０度は一例であって、タンブルコントロールバルブが管路抵抗となっていないことを示す角度であればこの６０度に限定されない。また、開度βが０度である位置をＸ位置であるとすれば、開度βが３０度未満であるか否かを判断することになる（なお、この３０度も一例に過ぎない）。吸気流制御弁３００であるタンブルコントロールバルブの開度βが６０度以上であると（Ｓ１８００にてＹＥＳ）、処理はＳ１９００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１８００にてＮＯ）、処理はＳ２２００へ移される。
【００５５】
Ｓ１９００にて、エンジンＥＣＵ１００は、タンブルコントロールバルブの開度が６０度以上である時間を積算する。Ｓ２０００にて、エンジンＥＣＵ１００は、積算時間が５秒以上になったか否かを判断する。積算時間が５秒以上になると（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０００にてＮＯ）、処理はＳ１７００へ移される。
【００５６】
すなわと、タンブルコントロールバルブの開度が６０度以上になって、その６０度以上の開度が５秒以上継続するとＳ２１００の処理が行なわれ、そうではない場合（６０度に到達していない、６０度に到達したが５秒未満で６０度未満になった）、Ｓ２２００の処理が行なわれる。
【００５７】
Ｓ２１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、大気圧学習許可フラグをセット（許可）する。なお、このＳ２１００の処理においては、大気圧学習許可フラグがリセット（不許可）状態であればセット（許可）し、大気圧学習許可フラグをセット（許可）状態であればそのセット状態を維持することになる。その後、この処理は終了する。
【００５８】
Ｓ２２００にて、エンジンＥＣＵ１００は、大気圧学習許可フラグをリセット（不許可）する。なお、このＳ２２００の処理においては、大気圧学習許可フラグがセット（許可）状態であればリセット（不許可）し、大気圧学習許可フラグをリセット（不許可）状態であればそのリセット状態を維持することになる。
【００５９】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、吸気流制御弁３００を備えた内燃機関の制御装置による大気圧学習許可制御の動作について説明する。なお、以下の説明においては、吸気流制御弁３００（タンブルコントロールバルブ）以外の大気圧学習条件が成立している場合のみについて説明する。なお、大気圧学習フラグはリセットされた状態（不許可状態）を以下の説明の初期状態とする。
【００６０】
吸気流制御弁３００（タンブルコントロールバルブ）の開度βが検出されて（Ｓ１７００）、その開度が６０度よりも小さい場合には（閉じ側である場合には）（Ｓ１８００にてＮＯ）、大気圧学習許可フラグはリセットされたままである（Ｓ２２００）。この状態が図４の時刻Ｔ（０）〜時刻Ｔ（１）の間に対応する。なお、ＴＣＶ全開継続時間（より詳しくは、吸気流制御弁３００の開度βが６０度以上開いている状態を全開状態としてその状態を継続している時間）は、カウンタにより積算される。このカウンタは、吸気流制御弁３００の開度βが一旦６０度未満になってから、その後に吸気流制御弁３００の開度βが６０度以上になった時にリセットされる。
【００６１】
エンジンＥＣＵ１００により、吸気流制御弁３００が開き側に制御されて、吸気流制御弁３００の開度βが６０度以上開くと（Ｓ１８００にてＹＥＳ）、吸気流制御弁３００が６０度以上の時間が積算され始める。この状態が図４の時刻Ｔ（１）に対応する。
【００６２】
吸気流制御弁３００の開度βが６０度以上開いている状態が５秒間継続しないと（Ｓ２０００にてＮＯ）、大気圧学習許可フラグはリセットされたままである（Ｓ２２００）。一方、図４の時刻Ｔ（１）〜時刻Ｔ（２）に示すように、吸気流制御弁３００の開度βが６０度以上開いている状態が５秒以上の間継続すると（Ｓ２０００にてＹＥＳ）、リセット状態の大気圧学習許可フラグがセットされる（Ｓ２１００）。この状態が図４の時刻Ｔ（２）に対応する。
【００６３】
その後、エンジンＥＣＵ１００により、吸気流制御弁３００が閉じ側に制御されて、吸気流制御弁３００の開度βが６０度未満まで閉じると（Ｓ１８００にてＮＯ）、セット状態の大気圧学習許可フラグがリセットされる（Ｓ２２００）。この状態が図４の時刻Ｔ（３）に対応する。
【００６４】
このように、吸気流制御弁３００が管路抵抗にならない全開状態とも言える開度βが６０度以上の領域においてのみ、大気圧補正係数を学習することを許可している。このため、図５に示すように、ＴＣＶ開度が全閉状態である場合に、全開（ここでは６０度以上）状態である場合とで、スロットル開度と吸入空気量との関係において発生する流量差分の影響を受けないようにして、大気圧補正係数を学習することができる。その結果、吸気流制御弁を備えたエンジンの大気圧補正係数を正確に学習することができる。
【００６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンの全体構成図である。
【図２】図２の部分的な詳細断面図である。
【図３】エンジンＥＣＵで実行される大気圧学習制御許可プログラムの処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】大気圧学習制御許可プログラムが実行された場合のタイミングチャートである。
【図５】スロットル開度と吸入空気量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  エンジンＥＣＵ、１０２Ａ  第１の空燃比センサ、１０２Ｂ  第２の空燃比センサ、１０４  エアーフローメータ、１０６  水温センサ、１０８  排気通路、１１０  吸気通路、１１２  スロットルバルブ、１１４  スロットルモータ、１１６  スロットルポジションセンサ、１１８  エアクリーナ、１２０Ａ  第１の三元触媒コンバータ、１２０Ｂ  第２の三元触媒コンバータ、１２２  冷却水通路、１２４  シリンダブロック、１２６  インジェクタ、１２８  ピストン、１３０  クランクシャフト、１５０  エンジン、１５２  吸気系、１５４  排気系、３００  吸気流制御弁、４００  燃焼室、５００  吸気ポート、６００  排気ポート、７００  吸気弁、８００  排気弁、９００  点火プラグ。
【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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