(57)【要約】【課題】本発明は、予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、過渡運転時における予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】定常運転時に、予め、一方の吸気ポート（第１吸気弁が設けられた吸気ポート）における吸気のＥＧＲ率を他方の吸気ポート（第２吸気弁が設けられた吸気ポート）における吸気のＥＧＲ率よりも高くしておき、気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、所定期間、他方の吸気弁（第２吸気弁）のリフト量を小さくする。【選択図】  図３
2004353485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１気筒当たりに複数の吸気ポートを有し、
一方の吸気ポートと他方の吸気ポートとのそれぞれに排気の一部を再循環排気として導入する排気再循環装置と、
該排気再循環装置によって前記一方の吸気ポートと前記他方の吸気ポートとに導入される再循環排気量をそれぞれ変更することで、それぞれの吸気ポートにおける吸気の再循環排気率を制御する吸気再循環排気率制御装置と、
前記一方の吸気ポートの吸気弁と前記他方の吸気ポートの吸気弁とのリフト量および閉弁時期をそれぞれ変更する可変動弁機構と、を備え、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、
該内燃機関の運転状態が定常運転であるときに、前記吸気再循環排気率制御装置によって、予め、前記一方の吸気ポートにおける吸気の再循環排気率を、他方の吸気ポートにおける吸気の再循環排気率よりも高くしておき、前記内燃機関の運転状態が、前記気筒内の再循環排気量の変化が定常運転時よりも大きい過渡運転となったときには、前記可変動弁機構によって、所定期間、前記一方の吸気ポートの吸気弁および／または前記他方の吸気ポートの吸気弁のリフト量および／または閉弁時期を変更することにより前記気筒内の再循環排気量を変化させることを特徴とする予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項２】
１気筒当たりに複数の吸気ポートを有し、
一方の吸気ポートにのみ排気の一部を再循環排気として導入する排気再循環装置と、
前記一方の吸気ポートの吸気弁と他方の吸気ポートの吸気弁とのリフト量および閉弁時期をそれぞれ変更する可変動弁機構と、を備え、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、
該内燃機関の運転状態が、前記気筒内の再循環排気量の変化が定常運転時よりも大きい過渡運転となったときには、前記可変動弁機構によって、所定期間、前記一方の吸気ポートの吸気弁および／または前記他方の吸気ポートの吸気弁のリフト量および／または閉弁時期を変更することにより前記気筒内の再循環排気量を変化させることを特徴とする予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項３】
前記内燃機関の運転状態が前記気筒内の再循環排気量を増加させる過渡運転となったときには、前記所定期間、前記他方の吸気ポートの吸気弁のリフト量を小さくすることを特徴とする請求項１または２記載の予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項４】
前記内燃機関の運転状態が前記気筒内の再循環排気量を減少させる過渡運転となったときには、前記所定期間、前記一方の吸気ポートの吸気弁のリフト量を小さくすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項５】
前記内燃機関は、定常運転時は、前記他方の吸気ポートの吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりも遅い予混合圧縮着火燃焼内燃機関であって、
該内燃機関の運転状態が、低回転領域にあり、且つ前記気筒内の再循環排気量を増加させる過渡運転となったときには、前記所定期間、前記他方の吸気ポートの吸気弁のリフト量を小さくすることに加え、該他方の吸気ポートの吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角することを特徴とする請求項３記載の予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項６】
前記内燃機関は、定常運転時は、前記一方の吸気ポートの吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりも遅い予混合圧縮着火燃焼内燃機関であって、
該内燃機関の運転状態が、低回転領域にあり、且つ前記気筒内の再循環排気量を減少させる過渡運転となったときには、前記所定期間、前記一方の吸気ポートの吸気弁のリフト量を小さくすることに加え、該一方の吸気ポートの吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角することを特徴とする請求項４記載の予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項７】
前記内燃機関は、定常運転時は、前記他方の吸気ポートの吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点以降である予混合圧縮着火燃焼内燃機関であって、
該内燃機関の運転状態が、高回転領域にあり、且つ前記気筒内の再循環排気量を増加させる過渡運転となったときには、前記所定期間、前記他方の吸気ポートの吸気弁のリフト量を小さくするとことに加え、該他方の吸気ポートの吸気弁の閉弁時期を遅角することを特徴とする請求項３記載の予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項８】
前記内燃機関は、定常運転時は、前記一方の吸気ポートの吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点以降である予混合圧縮着火燃焼内燃機関であって、
該内燃機関の運転状態が、高回転領域にあり、且つ前記気筒内の再循環排気量を減少させる過渡運転となったときには、前記所定期間、前記一方の吸気ポートの吸気弁のリフト量を小さくすることに加え、該一方の吸気ポートの吸気弁の閉弁時期を遅角することを特徴とする請求項４記載の予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項９】
吸気ポートに排気の一部を再循環排気として導入する排気再循環装置と、
前記吸気ポートの吸気弁の閉弁時期を変更する可変動弁機構と、を備え、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮着火燃焼内燃機関であって、
定常運転時は、吸気ポートの吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点以降である予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、
該内燃機関の運転状態が前記気筒内の再循環排気量を増加させる過渡運転となったときは、所定期間、前記可変動弁機構によって前記吸気弁の閉弁時期を所定角度以上遅角することを特徴とする予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【請求項１０】
吸気ポートに排気の一部を再循環排気として導入する排気再循環装置と、
前記吸気ポートの吸気弁の閉弁時期を変更する可変動弁機構と、を備え、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮着火燃焼内燃機関であって、
定常運転時は、吸気ポートの吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりも遅い予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、
前記内燃機関の運転状態が、低回転領域にあり、且つ前記気筒内の再循環排気量を減少させる過渡運転となったときは、所定期間、前記可変動弁機構によって前記吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角することを特徴とする予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒内において、燃焼に供される予混合気が形成される予混合圧縮着火燃焼内燃機関に関し、特に、予混合圧縮着火燃焼機関における吸気制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関において、吸気行程中および／または圧縮行程中に気筒内へ燃料を噴射することで、該燃料と吸気（空気）との予混合気を形成し、該予混合気を燃焼に供することによって、ＮＯｘや煙の排出が抑制される予混合圧縮着火燃焼内燃機関の開発が進められている。
【０００３】
このような予混合圧縮着火燃焼内燃機関においては、形成された予混合気が気筒内の圧力や温度上昇により圧縮行程上死点近傍となる前に着火燃焼する、いわゆる過早着火が発生する虞がある。そこで、気筒内に導入される再循環排気（以下、ＥＧＲガスと称する）の量を排気中のＮＯｘ濃度に基づき調節することによって、過早着火の発生を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５２８５３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１２０４５７号公報
【特許文献３】
特開平１０−２７４１０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
予混合圧縮着火燃焼内燃機関では、気筒内における予混合気の再循環排気率（気体中におけるＥＧＲガス量の割合のこと、以下、ＥＧＲ率と称する）を制御することで着火時期を制御している。ＥＧＲ率が上昇すると酸素濃度が低下するため予混合気の着火性が低下し着火時期は遅くなる。一方、ＥＧＲ率が低下すると予混合気の酸素濃度が高くなるため着火性が高くなり着火時期は早くなる。
【０００６】
従来、吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を変更することで気筒内に流入する新気（空気）量を制御したり、ＥＧＲガスを吸気系に導くＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁の開度を変更することで気筒内に流入するＥＧＲガス量を制御したりすることによって、予混合気のＥＧＲ率を制御している。加速時や減速時のような、機関負荷の変化が大きい過渡運転時において、予混合気の着火時期を適切な時期とするためには、気筒内のＥＧＲガス量の変化も定常運転時より大きくする必要がある。ところが、スロットル弁の開度変更による新気量制御やＥＧＲ弁の開度変更によるＥＧＲ量制御は応答遅れが大きいため、予混合気のＥＧＲ率の制御にも応答遅れが発生し、着火時期が適切な時期とならず過早着火や着火遅れ、失火が発生する虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は、予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、過渡運転時における予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが可能な技術を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
即ち、複数の吸気ポートを有する予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、定常運転時に、予め、一方の吸気ポートにおける吸気のＥＧＲ率を他方の吸気ポートにおける吸気のＥＧＲ率よりも高くしておき、内燃機関の運転状態が過渡運転となったときには、それぞれの吸気ポートの吸気弁のリフト量および／または閉弁時期を一時的に変更することで、気筒内のＥＧＲガス量を変化させる。
【０００９】
より詳しくは、本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法は、１気筒当たりに複数の吸気ポートを有し、
一方の吸気ポートと他方の吸気ポートとのそれぞれにＥＧＲガスを導入する排気再循環装置と、
該排気再循環装置によって一方の吸気ポートと他方の吸気ポートとに導入されるＥＧＲガス量をそれぞれ変更することで、それぞれの吸気ポートにおける吸気のＥＧＲ率を制御する吸気再循環排気率制御装置と、
一方の吸気ポートの吸気弁（以下、一方の吸気弁と称する）と他方の吸気ポートの吸気弁（以下、他方の吸気弁と称する）とのリフト量および閉弁時期をそれぞれ変更する可変動弁機構と、を備え、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、
該内燃機関の運転状態が定常運転であるときに、吸気再循環排気率制御装置によって、予め、一方の吸気ポートにおける吸気のＥＧＲ率を、他方の吸気ポートにおける吸気のＥＧＲ率よりも高くしておき、内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量の変化が定常運転時より大きい過渡運転となったときには、可変動弁機構によって、所定期間、一方の吸気弁および／または他方の吸気弁のリフト量および／または閉弁時期を変更することにより気筒内のＥＧＲガス量を変化させることを特徴とする。
【００１０】
スロットル弁の開度変更による新気量制御やＥＧＲ弁の開度変更によるＥＧＲガス量制御よりも、吸気弁のリフト量や閉弁時期の変更による気筒内への吸気導入量制御の方が応答遅れは小さい。そのため、本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法によれば、内燃機関の運転状態が過渡運転となったときは、気筒内のＥＧＲガス量はより速やかに変化する。従って、気筒内における予混合気のＥＧＲ率の応答遅れが抑制され、予混合気のＥＧＲ率を、より速やかに、該予混合気の着火時期が所望の時期となるＥＧＲ率（以下、要求ＥＧＲ率と称する）とすることが出来る。即ち、過渡運転時においても、予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【００１１】
ここで、所定期間とは、内燃機関の運転状態が過渡運転となってから、一方の吸気弁および／または他方の吸気弁のリフト量または／および閉弁時期を変更することによって予混合気の実際のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率となるまでの期間である。一方の吸気弁および／または他方の吸気弁のリフト量または／および閉弁時期を変更した後、この所定期間が経過したときは、これらの吸気弁の制御を定常運転時と同様の制御に戻す。
【００１２】
また、本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法においては、予混合圧縮着火燃焼内燃機関が、１気筒当たりに複数の吸気ポートを有し、一方の吸気ポートにのみＥＧＲガスを導入する排気再循環装置と、一方の吸気弁と他方の吸気弁とのリフト量および閉弁時期をそれぞれ変更する可変動弁機構と、を備えた機関であった場合、該内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量の変化を定常運転時よりも大きくする過渡運転となったときには、可変動弁機構によって、所定期間、一方の吸気弁および／または他方の吸気弁のリフト量および／または閉弁時期を変更することにより前記気筒内のＥＧＲガス量を変化させても良い。
【００１３】
このような予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法によっても、前記と同様、内燃機関の運転状態が過渡運転となったとき、気筒内のＥＧＲガス量はより速やかに変化する。従って、気筒内における予混合気のＥＧＲ率の応答遅れが抑制され、予混合気の実際のＥＧＲ率を、より速やかに要求ＥＧＲ率とすることが出来る。即ち、過渡運転時においても、予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【００１４】
本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、所定期間、他方の吸気弁のリフト量を小さくしても良い。
【００１５】
他方の吸気弁のリフト量を小さくすることによって、ＥＧＲ率が低い吸気の気筒内への導入量が減少し、ＥＧＲ率が高い吸気の気筒内への導入量が増加する。そのため、気筒内のＥＧＲガス量がより速やかに増加する。従って、内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときであっても、予混合気の実際のＥＧＲ率が応答遅れによって要求ＥＧＲ率より低くなることを抑制することが出来、以て過早着火の発生を抑制することが可能となる。
【００１６】
ここで、内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときとしては、機関負荷がより高くなる車両の加速時が例示出来る。
【００１７】
一方、本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときには、所定期間、一方の吸気弁のリフト量を小さくしても良い。
【００１８】
一方の吸気弁のリフト量を小さくすることで、ＥＧＲ率が高い吸気の気筒内への導入量が減少し、ＥＧＲ率が低い吸気の気筒内への導入量が増加する。そのため、気筒内のＥＧＲガス量がより速やかに減少する。従って、内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときであっても、予混合気の実際のＥＧＲ率が応答遅れによって要求ＥＧＲ率より高くなることを抑制することが出来、以て着火遅れや失火の発生を抑制することが出来る。
【００１９】
ここで、内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときとしては、機関負荷がより低くなる車両の減速時が例示出来る。
【００２０】
本発明の方法においては、予混合圧縮着火燃焼内燃機関が、定常運転時は、他方の吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりも遅い機関である場合、該内燃機関の運転状態が、低回転領域にあり、且つ気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、所定期間、他方の吸気弁のリフト量を小さくすることに加え、この他方の吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角しても良い。
【００２１】
内燃機関の運転状態が低回転領域にあるときは、吸気ポートから気筒内に流入する吸気の流速が遅いため、吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりも遅いと気筒内の吸気が吸気ポートへ流出する。そのため、吸気の吸入効率が悪化する。
【００２２】
上記のような制御によれば、他方の吸気弁のリフト量を小さくすることによって過早着火の発生を抑制することが出来ると同時に、他方の吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角することによって、気筒内から他方の吸気ポートへ流出する吸気の流出量が減少するため、吸気の吸入効率を向上させることが出来る。
【００２３】
また、本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法においては、予混合圧縮着火燃焼内燃機関が、定常運転時は、一方の吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりも遅い機関である場合、該内燃機関の運転状態が、低回転領域にあり、且つ気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときには、所定期間、一方の吸気弁のリフト量を小さくすることに加え、この一方の吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角しても良い。
【００２４】
このような制御によれば、一方の吸気弁のリフト量を小さくすることによって失火の発生を抑制することが出来ると同時に、一方の吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角することによって、気筒内から一方の吸気ポートへ流出する吸気の流出量が減少するため、前記と同様、吸気の吸入効率を向上させることが出来る。
【００２５】
尚、上記のような制御において、吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりも早くなると、気筒内の吸気の量が減少するため、吸気弁の閉弁時期を進角する時期は吸気行程下死点までとしても良い。
【００２６】
本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法においては、予混合圧縮着火燃焼内燃機関が、定常運転時は、他方の吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点以降である機関である場合、該内燃機関の運転状態が、高回転領域にあり、且つ気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、所定期間、他方の吸気弁のリフト量を小さくするとことに加え、この他方の吸気弁の閉弁時期を遅角しても良い。
【００２７】
内燃機関の運転状態が高回転領域にあるときは、吸気ポートから気筒内に流入する吸気の流速が速いため、吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりある程度遅くても、吸気行程下死点以降も慣性効果によって吸気は気筒内へ流入する。しかし、内燃機関の運転状態が高回転領域にあっても、吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点より遅くなり過ぎると気筒内の吸気が吸気ポートへ流出する。従って、内燃機関の運転状態が高回転領域にあるときは、吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点より遅角させる遅角度合いによって気筒内の吸気量が変化する。気筒内の吸気量が変化すると、圧縮行程における予混合気の実際の圧縮比である実圧縮比が変化する。予混合気の実圧縮比が変化すると該予混合気の着火時も変化する。
【００２８】
従って、上記のような制御によれば、他方の吸気弁のリフト量を小さくすることによって気筒内のＥＧＲガス量をより速やかに増加させると共に、他方の吸気弁の閉弁時期を遅角するときの遅角度合いを調整することによって予混合気の実圧縮比を制御することで、過渡運転時における予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【００２９】
また、本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法においては、予混合圧縮着火燃焼内燃機関が、定常運転時は、一方の吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点以降である機関である場合、該内燃機関の運転状態が、高回転領域にあり、且つ気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときには、所定期間、一方の吸気弁のリフト量を小さくするとことに加え、この一方の吸気弁の閉弁時期を遅角しても良い。
【００３０】
このような制御によれば、一方の吸気弁のリフト量を小さくすることによって気筒内のＥＧＲガス量をより速やかに減少させると共に、一方の吸気弁の閉弁時期を遅角するときの遅角度合いを調整することによって、予混合気の実圧縮比を制御することで、前記と同様、過渡運転時における予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【００３１】
尚、上記説明したような本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関では、一方の吸気ポートと他方の吸気ポートとは少なくとも１つずつあれば良い。また、一方の吸気ポートの数と他方の吸気ポートの数とは同一であっても異なっていても良い。また、一方の吸気ポートまたは他方の吸気ポートがそれぞれ複数あった場合、上記説明したような制御を全ての吸気ポートに適用しても良く、また一部の吸気ポートに適用しても良い。
【００３２】
また、本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用しても良い。
即ち、予混合圧縮着火内燃機関において、該内燃機関の運転状態が過渡運転となったときに、吸気弁の閉弁時期を一時的に変更することによって、気筒内における予混合気のＥＧＲ率の応答遅れを加味して、予混合気の実圧縮比を制御する。
【００３３】
より詳しくは、本発明に係る予混合圧縮着火内燃機関の吸気制御方法は、
吸気ポートにＥＧＲガスを導入する排気再循環装置と、
吸気ポートの吸気弁の閉弁時期を変更する可変動弁機構と、を備え、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮着火燃焼内燃機関であって、
定常運転時は、吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点以降である予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、
該内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときは、所定期間、可変動弁機構によって吸気弁の閉弁時期を所定角度以上遅角することを特徴とする。
【００３４】
ここでの予混合圧縮着火燃焼内燃機関においては、吸気ポートは１つであっても複数であっても良い。また、吸気ポートが複数の場合、上記のような制御を全ての吸気ポートに適用しても良く、また一部の吸気ポートに適用しても良い。
【００３５】
また、ここでの所定期間とは、内燃機関の運転状態が過渡運転となってから、吸気弁の閉弁時期を変更することによって予混合気の実際のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率となるまでの期間である。内燃機関の運転状態が過渡運転となってから該所定期間が経過したときは、吸気弁の閉弁時期を定常運転時と同様の時期に戻す。
【００３６】
また、所定角度とは、吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点から該所定角度内の範囲で遅角したとしても、吸気行程下死点以降も慣性効果によって吸気ポートから吸気が気筒内に流入する角度である。即ち、吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点から該所定角度以上遅角すると気筒内の吸気が吸気ポートに流出する。
【００３７】
上記のような制御によれば、吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点より所定角度以上遅角されることによって、気筒内の吸気が吸気ポートに流出するため、予混合気の実圧縮比が低下し、該予混合気の着火時期は遅くなる。従って、内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となり、気筒内のＥＧＲ率に応答遅れが発生し、実際の気筒内のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率より低くなった場合であっても、過早着火の発生を抑制することが出来る。
【００３８】
また、本発明に係る予混合圧縮着火内燃機関の吸気制御方法においては、
吸気ポートにＥＧＲガスを導入する排気再循環装置と、
吸気ポートの吸気弁の閉弁時期を変更する可変動弁機構と、を備え、
吸気行程中および／または圧縮行程中に、気筒内に燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される予混合圧縮着火燃焼を行う予混合圧縮着火燃焼内燃機関であって、
定常運転時は、吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点よりも遅い予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、
該内燃機関の運転状態が、低回転領域にあり、且つ気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときは、所定期間、可変動弁機構によって吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角しても良い。
【００３９】
内燃機関の運転状態が低回転領域にあるときは、吸気弁の閉弁時期が吸気行程下死点より遅い場合は気筒内の吸気が吸気ポートへ流出する。上記のような制御によれば、吸気弁の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角することによって、気筒内からの吸気の流出量が減少するため、予混合気の実圧縮比が上昇し、該予混合気の着火時期は早くなる。従って、内燃機関の運転状態が気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となり、気筒内のＥＧＲ率に応答遅れが発生し、実際の気筒内のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率より高くなった場合であっても、着火遅れや失火の発生を抑制することが出来る。
【００４０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００４１】
図１，２は、本実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。  図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２（１つの気筒のみ図示）を有する多気筒ディーゼル機関である。気筒２の略中心部には燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１０が備えられている。また、気筒２には第１吸気ポート３と第２吸気ポート４と２つの排気ポート５が備えられている。
【００４２】
第１吸気ポート３と第２吸気ポート４とはインテークマニホルド１２と連通されており、インテークマニホルド１２は吸気通路１１に接続されている。吸気通路１１には、該吸気通路１１を流れる新気（空気）の流量を調整するスロットル弁１５が設けられている。一方、２つの排気ポート５はエキゾーストマニホルド１３と連通されており、エキゾーストマニホルド１３は排気通路１４に接続されている。
【００４３】
また、第１吸気ポート３と第２吸気ポート４とには、図２に示すとおり、それぞれ第１吸気弁６と第２吸気弁７とが設けられており、２つの排気ポート５には、図示しない排気弁がそれぞれ設けられている。第１吸気弁６と第２吸気弁７とには、各吸気弁６，７のリフト量および開閉時期を制御する第１可変動弁機構８と第２可変動弁機構９とがそれぞれ設けられている。可変動弁機構としては電磁駆動弁等が例示出来る。
【００４４】
また、本実施の形態に係る内燃機関１には、該内燃機関１から排出された排気の一部を吸気系へ再循環させる排気再循環装置２０が備えられている。該排気再循環装置２０は、エキゾーストマニホルド１３と連通する主ＥＧＲ通路２１と、該主ＥＧＲ通路２１と第１吸気ポート３とを連通する第１ＥＧＲ通路２２と、該主ＥＧＲ通路２１と第２吸気ポート４とを連通する第２ＥＧＲ通路２３と、を備えている。また、主ＥＧＲ通路２１と第１ＥＧＲ通路２２と第２ＥＧＲ通路２３とには、電磁弁等からなり印加電圧の大きさに応じて、主ＥＧＲ通路２１もしくは第１ＥＧＲ通路２２もしくは第２ＥＧＲ通路２３内を流れる排気（ＥＧＲガス）の流量を調整する主ＥＧＲ弁２６と第１ＥＧＲ弁２４と第２ＥＧＲ弁２５とがそれぞれ設けられている。
【００４５】
このように構成された排気再循環装置２０では、主ＥＧＲ弁２６と第１ＥＧＲ弁２４と第２ＥＧＲ弁２５とが開弁されると、内燃機関１から排出された排気の一部（ＥＧＲガス）がエキゾーストマニホルド１３を介して主ＥＧＲ通路２１へ流入し、該主ＥＧＲ通路２１を流通するＥＧＲガスが、第１ＥＧＲ通路２２または第２ＥＧＲ通路２３を通って、第１吸気ポート３または第２吸気ポート４へ導入される。各吸気ポート３，４に導入されたＥＧＲガスは新気（空気）と混ざり合って吸気を形成し、該吸気が気筒２内へ導入される。また、第１ＥＧＲ弁２４と第２ＥＧＲ弁２５によって各吸気ポート３，４に導入されるＥＧＲガス量を変更することで、第１吸気ポート３における吸気（以下、第１吸気と称する）と第２吸気ポート４における吸気（以下、第２吸気と称する）とのＥＧＲ率がそれぞれ制御される。
【００４６】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０が併設されている。このＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００４７】
ＥＣＵ３０は、内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ３１や、アクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ３２等の各種センサと電気的に接続されており、これらセンサの出力信号がＥＣＵ３０に入力される。
【００４８】
一方、ＥＣＵ３０は、燃料噴射弁１０、スロットル弁１５、第１可変動弁機構８、第２可変動弁機構９、主ＥＧＲ弁２６、第１ＥＧＲ弁２４、第２ＥＧＲ弁２５等と電気的に接続されており、上記各部がＥＣＵ３０によって制御される。
【００４９】
ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、例えば、クランクポジションセンサ３１がパルス信号を出力する時間的な間隔等に基づき機関回転数を算出し、アクセル開度センサ３２の出力信号等に基づき機関負荷を算出する。
【００５０】
また、本実施の形態に係る内燃機関１は、ＥＣＵ３０からの指令によって吸気行程中または圧縮行程中に燃料噴射弁１０から気筒２内へ燃料を噴射することで、気筒２内において燃料と吸気との予混合気が形成され、該予混合気が燃焼に供される、いわゆる予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関である。
【００５１】
本実施の形態に係る内燃機関１では、ＥＣＵ３０は、該内燃機関１の運転状態に応じて、第１吸気弁６と、第２吸気弁７とのリフト量および開閉弁時期や、主ＥＧＲ弁２６と、スロットル弁１５と、第１ＥＧＲ弁２４と、第２ＥＧＲ弁２５との開度等を調整することで、気筒２内へ導入される吸気の量やＥＧＲ率を制御している。そして、気筒２内へ導入される吸気の量やＥＧＲ率を制御することによって気筒２内における予混合気のＥＧＲ率を制御している。
【００５２】
次に、本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法について図面に基づいて説明する。図３は、本実施の形態に係る内燃機関１の運転状態と、第１および第２吸気弁６，７の制御と、気筒２内のＥＧＲガス量と、予混合気の着火時期との関係を示すタイムチャートである。図４，５は、本実施の形態に係る内燃機関１の運転状態が、機関負荷が高くなる過渡運転となったときの第１および第２吸気弁６，７の制御を示すバルブプロフィールである。図６〜８は、本実施の形態に係る内燃機関１の運転状態が、機関負荷が低くなる過渡運転となったときの第１および第２吸気弁６，７の制御を示すバルブプロフィールである。
【００５３】
本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関１の運転状態が定常運転であるときに、第２ＥＧＲ弁２５の開度は第１ＥＧＲ弁２４の開度よりも大きくなるよう調整され、第２吸気ポート４に導入されるＥＧＲガス量が第１吸気ポート３に導入されるＥＧＲガス量よりも多くなるよう制御される。このため、第２吸気のＥＧＲ率は第１吸気のＥＧＲ率より高くなる。
【００５４】
そして、内燃機関１が備えられた車両が加速され、内燃機関１の運転状態が、機関負荷が高くなる過渡運転となったとき、即ち、気筒２内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときは、主ＥＧＲ弁２６の開度が定常運転時より大きくされ、さらに、図３に示すとおり、第１吸気弁６のリフト量が、所定期間、定常運転時よりも小さくなるよう制御される。
【００５５】
内燃機関１の運転状態が過渡運転となってから所定期間経過したときは、第１吸気弁６のリフト量は定常運転時と同様のリフト量に戻される。
【００５６】
図３において、気筒２内のＥＧＲ量を示す線および予混合気の着火時期を示す線の内、実線は、上記のような第１ＥＧＲ弁６のリフト量の制御を行った場合を示すものであり、点線は、上記のような第１ＥＧＲ弁６のリフト量の制御を行わず、主ＥＧＲ弁２６の開度のみ制御した場合を示すものである。
【００５７】
本実施の形態に係る内燃機関の吸気弁制御方法によれば、内燃機関１の運転状態が、気筒２内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときは、第１吸気弁６のリフト量が一時的に小さくされることによって、ＥＧＲ率が低い第１吸気の気筒２内への導入量が減少し、ＥＧＲ率が高い第２吸気の気筒２内への導入量が増加する。そのため、図３に示すとおり、気筒２内のＥＧＲ量がより速やかに増加するため、予混合気の実際のＥＧＲ率が応答遅れによって要求ＥＧＲ率より低くなることを抑制することが出来る。従って、図３に示すとおり、内燃機関１の運転状態が上記のような過渡運転となったときであっても、予混合気の過早着火の発生を抑制することが可能となる。
【００５８】
ここで、所定期間とは、内燃機関１の運転状態が過渡運転となってから、主ＥＧＲ弁２６と第１吸気弁６とを制御することで、予混合気の実際のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率となるまでの期間である。
【００５９】
また、本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関１の運転状態が定常運転であるときは、第１吸気弁６の閉弁時期を吸気行程下死点よりも遅くした場合、該内燃機関１の運転状態が、低回転領域にあり、且つ気筒２内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、図４に示すとおり、第１吸気弁６のリフト量を小さくすると共に、第１吸気弁６の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角する制御を所定期間行っても良い。図４における一点鎖線は吸気行程下死点に相当する時期を示す。
【００６０】
このような制御によれば、第１吸気弁６のリフト量を小さくすることによって過早着火の発生を抑制することが出来ると同時に、第１吸気弁６の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角することによって、気筒２内から第１吸気ポート３へ流出する吸気の流出量が低減するため、気筒２内への吸気の吸入効率を向上させることが出来る。
【００６１】
また、本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関１の運転状態が定常運転であるときは、第１吸気弁６の閉弁時期を吸気行程下死点以降とした場合、該内燃機関１の運転状態が、高回転領域にあり、且つ気筒２内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、図５に示すとおり、第１吸気弁６のリフト量を一時的に小さくすると共に、第１吸気弁６の閉弁時期を遅角する制御を所定期間行っても良い。図５における一点鎖線は吸気行程下死点に相当する時期を示す。
【００６２】
このような制御によれば、第１吸気弁６のリフト量を小さくすることによって気筒２内のＥＧＲガス量をより速やかに増加させると共に、第１吸気弁６の閉弁時期を遅角するときの遅角度合いを調整することによって圧縮行程における予混合気の実圧縮比を制御することで、上記のような過渡運転時における予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【００６３】
本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法においては、上記説明したとおり、内燃機関１の運転状態が定常運転であるときに、第２吸気のＥＧＲ率を第１吸気のＥＧＲ率より高くしておき、内燃機関１の運転状態が、機関負荷が高くなる過渡運転となったとき、即ち気筒２内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときに、主ＥＧＲ弁２６の開度を大きくすると共に、第１吸気弁６のリフト量を小さくする制御が所定期間行われる。一方、内燃機関１の運転状態が、機関負荷が低くなる過渡運転となったとき、即ち気筒２内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときには、主ＥＧＲ弁２６の開度を小さくすると共に、図６に示すとおり、第２吸気弁７のリフト量を小さくする制御が所定期間行われる。
【００６４】
本実施の形態に係る内燃機関の吸気弁制御方法によれば、内燃機関１の運転状態が、気筒２内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときに、第２吸気弁７のリフト量が一時的に小さくされることによって、ＥＧＲ率が高い第２吸気の気筒２内への導入量が減少し、ＥＧＲ率が低い第１吸気の気筒２内への導入量が増加する。そのため、気筒２内のＥＧＲ量がより速やかに減少するため、予混合気の実際のＥＧＲ率が応答遅れによって要求ＥＧＲ率より高くなることを抑制することが出来る。従って、内燃機関１の運転状態が上記のような過渡運転となったときであっても、予混合気の着火遅れや失火の発生を抑制することが可能となる。
【００６５】
ここでの所定期間とは、内燃機関１の運転状態が過渡運転となってから、主ＥＧＲ弁２６と第２吸気弁７とを制御することで、予混合気の実際のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率となるまでの期間である。
【００６６】
また、本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関１の運転状態が定常運転であるときは、第２吸気弁７の閉弁時期を吸気行程下死点よりも遅くした場合、該内燃機関１の運転状態が、低回転領域にあり、且つ気筒２内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときには、図７に示すとおり、第２吸気弁７のリフト量を小さくすると共に、第２吸気弁７の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角する制御を所定期間行っても良い。図７における一点鎖線は吸気行程下死点に相当する時期を示す。
【００６７】
このような制御によれば、第２吸気弁７のリフト量を小さくすることによって着火遅れや失火の発生を抑制することが出来ると同時に、第２吸気弁７の閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角することによって、気筒２内から第２吸気ポート４へ流出する吸気の流出量が減少するため、気筒２内への吸気の吸入効率を向上させることが出来る。
【００６８】
また、本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関１の運転状態が定常運転であるときは、第２吸気弁７の閉弁時期を吸気行程下死点以降とした場合、該内燃機関１の運転状態が、高回転領域にあり、且つ気筒２内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときには、図８に示すとおり、第２吸気弁７のリフト量を小さくすると共に、第２吸気弁７の閉弁時期を遅角する制御を所定期間行っても良い。図８における一点鎖線は吸気行程下死点に相当する時期を示す。
【００６９】
このような制御によれば、第２吸気弁７のリフト量を小さくすることによって気筒２内のＥＧＲガス量をより速やかに減少させると共に、第２吸気弁７の閉弁時期を遅角するときの遅角度合いを調整することによって圧縮行程における予混合気の実圧縮比を制御することで、上記のような過渡運転時における予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【００７０】
次に、本実施の形態に係る第１および第２吸気弁６，７の制御ルーチンについて図９に示すフローチャートに沿って説明する。
【００７１】
図９に示すフローチャートは、本実施の形態に係る吸気弁の制御ルーチンを示すフローチャートである。この吸気弁制御ルーチンは、ＥＣＵ３０によって所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンであり、ＥＣＵ３０に備えられたＲＯＭに予め記憶されている。
【００７２】
本ルーチンでは、ＥＣＵ３０は、先ずＳ１０１において、機関回転数や機関負荷等に基づき、内燃機関１の運転状態が過渡運転であるか否かを判別する。
【００７３】
Ｓ１０１において、内燃機関１の運転状態が過渡運転ではない、即ち内燃機関１の運転状態が定常運転であると判定された場合、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０９に進み、第１および第２吸気弁６，７に対し定常運転時の吸気弁制御を実行して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００７４】
一方、Ｓ１０１において、内燃機関１の運転状態が過渡運転であると判定された場合、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０２に進み、機関回転数や機関負荷等に基づき、内燃機関１の運転状態が加速状態であるか、もしくは減速状態であるかを判定する。
【００７５】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０３に進み、機関回転数や機関負荷等に基づき、内燃機関１の運転状態が、どの運転領域にあるか（例えば、高回転領域にあるか、もしくは低回転領域にあるか）を判定する。
【００７６】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０４に進み、予混合気のＥＧＲ率を要求ＥＧＲ率とするために必要となる気筒２内のＥＧＲガスの過不足量を算出する。このとき、気筒内のＥＧＲガスの過不足量は、機関回転数と機関負荷とのＭＡＰに基づき算出される。該ＭＡＰは実験的または経験的に予め定められており、ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。
【００７７】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０５に進み、Ｓ１０２における内燃機関１の加減速状態の判定結果と、Ｓ１０３において判定された内燃機関１の運転領域と、Ｓ１０４において算出された気筒２内のＥＧＲガスの過不足量とに基づき、第１吸気弁６または第２吸気弁７のリフト量と閉弁時期との変更量を算出する。
【００７８】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０６に進み、予混合気のＥＧＲ率の応答遅れ時間を、機関回転数と機関負荷とのＭＡＰに基づき算出する。このときの応答遅れ時間は、第１および第２吸気弁６，７の制御を過渡運転時の吸気弁制御としなかった場合に発生する応答遅れ時間であって、前記ＭＡＰは実験的または経験的に予め定められており、ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。
【００７９】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０７に進み、Ｓ１０６において算出されたＥＧＲ率の応答遅れ時間に基づき、Ｓ１０５において算出されたリフト量と閉弁時期との変更量を反映した吸気弁の制御（以下、第１過渡運転時吸気弁制御と称する）を実行する期間を算出する。
【００８０】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０８に進み、第１および第２吸気弁６，７に対し第１過渡運転時吸気弁制御を実行して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００８１】
このような吸気弁制御ルーチンによれば、内燃機関１の運転状態が過渡運転となったときでも、該内燃機関１の運転状態に応じて、第１吸気弁６または第２吸気弁７のリフト量と閉弁時期とが調整されるため、気筒２内のＥＧＲガス量がより速やかに変化し、予混合気のＥＧＲ率の応答遅れが抑制される。従って、予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【００８２】
また、上記に説明した吸気弁制御ルーチンでは、内燃機関１の運転状態が過渡運転となったときは、該内燃機関１の運転領域や気筒２内のＥＧＲガス過不足量とに基づき、第１吸気弁６または第２吸気弁７のリフト量と閉弁時期との変更量を算出するが、本実施の形態に係る吸気弁の制御においては、内燃機関１の運転状態が過渡運転となったときは、第１吸気弁６または第２吸気弁７のリフト量と閉弁時期とを予め定められた所定リフト量と所定閉弁時期とに変更しても良い。
【００８３】
尚、本実施の形態に係る内燃機関１においては、第１吸気ポート３には第１ＥＧＲ通路２２が連通され、第２吸気ポート４には第２ＥＧＲ通路２３が連通されており、内燃機関１の運転状態が定常運転であるときに、第２吸気ポート４に導入されるＥＧＲガス量が第１吸気ポート３に導入されるＥＧＲガス量よりも多くなるよう制御するが、第２吸気ポート４にのみＥＧＲガスが導入されるＥＧＲ通路を設け、第１吸気ポート３にはＥＧＲガスが導入されない構成としても良い。
【００８４】
このような構成であっても、内燃機関１の運転状態が過渡運転となったときに、第１および第２吸気弁６，７を、これまで説明したように制御することによって、気筒２内のＥＧＲガス量がより速やかに変化し、予混合気のＥＧＲ率の応答遅れが抑制される。従って、予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【００８５】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明に係る予混合内燃機関の吸気制御方法の第２の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００８６】
図１０，１１は、本実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【００８７】
本実施の形態に係る内燃機関１の気筒２には、インテークマニホルド１２と連通された吸気ポート１６と、エキゾーストマニホルド１３と連通された排気ポート１７がそれぞれ１つづつ備えられている。吸気ポート１６には、図１１に示すとおり、吸気弁１８が設けられており、排気ポート１７には、図示しない排気弁が設けられている。また、吸気弁１８には、該吸気弁１８のリフト量や閉弁時期を制御する可変動弁機構１９が設けられている。
【００８８】
また、本実施の形態に係る内燃機関１には、該内燃機関１から排出された排気の一部を吸気系へ再循環させる排気再循環装置２７が備えられている。該排気再循環装置２０は、エキゾーストマニホルド１３と吸気ポート１６とに連通するＥＧＲ通路２８を備えており、該ＥＧＲ通路２８には電磁弁等からなり印加電圧の大きさに応じて、該ＥＧＲ通路２８内を流れる排気（ＥＧＲガス）の流量を調整するＥＧＲ弁２９が設けられている。該ＥＧＲ弁２９によって吸気ポート１６に導入されるＥＧＲガス量を変更することで、吸気ポート１６における吸気のＥＧＲ率が制御される。
【００８９】
また、可動弁機構１９とＥＧＲ弁２９とは、ＥＣＵ３０と電気的に接続されており、各部がＥＣＵ３０によって制御される。
【００９０】
これら以外の構成は、上記した第１の実施の形態と同様であるため説明を割愛する。尚、本実施の形態に係る内燃機関１も、上述した第１の実施の形態に係る内燃機関１と同様、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関である。
【００９１】
次に、本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法について図面に基づいて説明する。図１２は、本実施の形態に係る内燃機関１の運転状態が、機関負荷が高くなる過渡運転となったときの吸気弁１８の制御を示すバルブプロフィールである。図１３は、本実施の形態に係る内燃機関１の運転状態が、機関負荷が低くなる過渡運転となったときの吸気弁１８の制御を示すバルブプロフィールである。図１２，１３における一点鎖線は吸気行程下死点に相当する時期を示す。
【００９２】
本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関１の運転状態が定常運転であるときには、吸気弁１８の閉弁時期は吸気行程下死点よりも遅くされる。そして、内燃機関１が備えられた車両が加速され、内燃機関１の運転状態が、機関負荷が高くなる過渡運転となったとき、即ち、気筒２内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、ＥＧＲ弁２９の開度が定常運転時より大きくされると共に、図１２に示すとおり、吸気弁１８の閉弁時期を所定角度以上遅角する制御が所定期間行われる。
【００９３】
ここで、所定角度とは、吸気弁１８の閉弁時期を吸気行程下死点から該所定角度内の範囲で遅角したとしても、吸気行程下死点以降も慣性効果によって、吸気ポート１６から吸気が気筒２内に流入する角度である。即ち、吸気弁１８の閉弁時期を吸気行程下死点から該所定角度以上遅角すると気筒２内の吸気が吸気ポート１６に流出する。
【００９４】
一方、本実施の形態に係る内燃機関の吸気制御方法においては、内燃機関１の運転状態が低回転領域にあるときに、内燃機関１が備えられた車両が加速され、内燃機関１の運転状態が、機関負荷が低くなる過渡運転となったとき、即ち、気筒２内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときには、ＥＧＲ弁２９の開度が定常運転時より小さくされ、さらに、図１３に示すとおり、吸気弁１８のリフト量を小さくすると共に、閉弁時期を吸気行程下死点の方へ進角する制御が所定期間行われる。
【００９５】
内燃機関１の運転状態が過渡運転となってから所定期間経過したときは、吸気弁１６の閉弁時期は定常運転時と同様の時期に戻される。
【００９６】
ここで、所定期間とは、内燃機関１の運転状態が過渡運転となってから、ＥＧＲ弁２９を制御すると共に、吸気弁１８の閉弁時期を制御することによって予混合気の実際のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率となるまでの期間である。
【００９７】
本実施の形態に係る内燃機関の吸気弁制御方法によれば、内燃機関１の運転状態が、気筒２内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときは、吸気弁１８の閉弁時期が所定角度以上遅角されるため、気筒２内の吸気が吸気ポート１６へ流出する。そのため、圧縮行程における予混合気の実際の圧縮比である実圧縮比が低下し、該予混合気の着火時期は遅くなる。従って、気筒２内のＥＧＲ率に応答遅れが発生し、実際の気筒内のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率より低くなった場合であっても、過早着火の発生を抑制することが出来る。
【００９８】
また、本実施の形態に係る内燃機関１の運転状態が低回転領域にあるときは、吸気弁１８の閉弁時期が吸気行程下死点より遅いため、気筒２内の吸気が吸気ポート１６へ流出する。本実施の形態に係る内燃機関の吸気弁制御方法によれば、内燃機関１の運転状態が、低回転領域にあり、且つ気筒２内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときは、吸気弁１８の閉弁時期が吸気行程下死点の方へ進角されるため、気筒２内からの吸気の流出量が減少する。そのため、予混合気の実圧縮比が上昇し、該予混合気の着火時期は早くなる。従って、気筒２内のＥＧＲ率に応答遅れが発生し、実際の気筒内のＥＧＲ率が要求ＥＧＲ率より高くなった場合であっても、着火遅れや失火の発生を抑制することが出来る。
【００９９】
次に、本実施の形態に係る吸気弁１８の制御ルーチンについて図１４に示すフローチャートに沿って説明する。
【０１００】
図１４に示すフローチャートは、本実施の形態に係る吸気弁の制御ルーチンを示すフローチャートである。この吸気弁制御ルーチンは、ＥＣＵ３０によって所定時間毎に繰り返し実行されるルーチンであり、ＥＣＵ３０に備えられたＲＯＭに予め記憶されている。
尚、図１４に示すフローチャートにおける、Ｓ１０１〜Ｓ１０４、およびＳ１０６、Ｓ１０９は、上記第１の実施の形態において説明した図９に示すフローチャートと同様であるため説明を割愛する。
【０１０１】
本ルーチンでは、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０４の次にＳ２０５に進む。Ｓ２０５において、ＥＣＵ３０は、Ｓ１０４において算出された気筒２内のＥＧＲガスの過不足量に基づき、予混合気の着火時期がより好適な時期となる予混合気の実圧縮比である目標実圧縮比を算出する。
【０１０２】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ２０６に進み、Ｓ１０２における内燃機関１の加減速状態の判定結果と、Ｓ１０３において判定された内燃機関１の運転領域と、Ｓ２０５において算出された目標実圧縮比とに基づき、吸気弁１８の閉弁時期の変更量を算出する。
【０１０３】
また、Ｓ１０６の次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ２０７に進み、Ｓ１０６において算出されたＥＧＲ率の応答遅れ時間に基づき、Ｓ２０６において算出された閉弁時期の変更量を反映した吸気弁の制御（以下、第２過渡運転時吸気弁制御と称する）を実行する期間を算出する。
【０１０４】
次に、ＥＣＵ３０は、Ｓ２０８に進み、吸気弁１８に対し第２過渡運転時吸気弁制御を実行して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１０５】
このような吸気弁制御ルーチンによれば、内燃機関１の運転状態が過渡運転となり、予混合気のＥＧＲ率の応答遅れが発生した場合であっても、内燃機関１の運転状態に応じて、吸気弁１８の閉弁時期が調整され、予混合気の実圧縮比が制御されるため、予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【０１０６】
また、上記に説明した吸気弁制御ルーチンでは、内燃機関１の運転状態が過渡運転となったときは、気筒内のＥＧＲガス過不足量に基づき、目標実圧縮比が算出され、該目標実圧縮比や内燃機関１の運転領域に基づき、吸気弁１８の閉弁時期の変更量を算出するが、本実施の形態に係る吸気弁の制御においては、内燃機関１の運転状態が過渡運転となったときは、吸気弁１８の閉弁時期を予め定められた所定閉弁時期に変更しても良い。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関の吸気制御方法によれば、予混合圧縮着火燃焼内燃機関において、該内燃機関の運転状態が過渡運転となったときでも予混合気の着火時期をより好適な時期とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に係る内燃機関の要部の概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に係る内燃機関の運転状態と、吸気弁の制御と、気筒内のＥＧＲガス量と、予混合気の着火時期の関係を示すタイムチャート。
【図４】第１の実施の形態に係る内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときの吸気弁の制御を示す第１のバルブプロフィール。
【図５】第１の実施の形態に係る内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときの吸気弁の制御を示す第２のバルブプロフィール。
【図６】第１の実施の形態に係る内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときの吸気弁の制御を示す第１のバルブプロフィール。
【図７】第１の実施の形態に係る内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときの吸気弁の制御を示す第２のバルブプロフィール。
【図８】第１の実施の形態に係る内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときの吸気弁の制御を示す第３のバルブプロフィール。
【図９】第１の実施の形態に係る吸気弁の制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１０】第２の実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図。
【図１１】第２の実施の形態に係る内燃機関の要部の概略構成を示す図。
【図１２】第２の実施の形態に係る内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときの吸気弁の制御を示すバルブプロフィール。
【図１３】第２の実施の形態に係る内燃機関の運転状態が、気筒内のＥＧＲガス量を減少させる過渡運転となったときの吸気弁の制御を示すバルブプロフィール。
【図１４】第２の実施の形態に係る吸気弁の制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・第１吸気ポート
４・・・第２吸気ポート
５・・・排気ポート
６・・・第１吸気弁
７・・・第２吸気弁
８・・・第１可変動弁機構
９・・・第２可変動弁機構
１０・・燃料噴射弁
１１・・吸気通路
１２・・インテークマニホルド
１３・・エキゾーストマニホルド
１４・・排気通路
１５・・スロットル弁
１６・・吸気ポート
１７・・排気ポート
１８・・吸気弁
１９・・可変動弁機構
２０・・排気再循環装置
２１・・主ＥＧＲ通路
２２・・第１ＥＧＲ通路
２３・・第２ＥＧＲ通路
２４・・第１ＥＧＲ弁
２５・・第２ＥＧＲ弁
２６・・主ＥＧＲ弁
２７・・排気再循環装置
２８・・ＥＧＲ通路
２９・・ＥＧＲ弁
３０・・ＥＣＵ
３１・・クランクポジションセンサ
３２・・アクセル開度センサ
【図１】
2004353485.tif 000003
【図２】
2004353485.tif 000004
【図３】
2004353485.tif 000005
【図４】
2004353485.tif 000006
【図５】
2004353485.tif 000007
【図６】
2004353485.tif 000008
【図７】
2004353485.tif 000009
【図８】
2004353485.tif 000010
【図９】
2004353485.tif 000011
【図１０】
2004353485.tif 000012
【図１１】
2004353485.tif 000013
【図１２】
2004353485.tif 000014
【図１３】
2004353485.tif 000015
【図１４】
2004353485.tif 000016