(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関およびその制御装置に関し、排気エミッションの悪化を付随的に招かずに、実圧縮比の低下による排気エミッションの抑制効果を効果的に得ることを目的とする。【解決手段】排気弁７６の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構７８を備える。排気可変動弁機構７８を用いて、ガス交換のための通常の開閉に加え、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間中に、排気弁７６を開弁させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路を開閉する排気弁を備え、
前記排気弁は、ガス交換のための通常の開閉に加え、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間中の少なくとも一部の期間で開くように設定されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記排気弁の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構と、
前記排気可変動弁機構を用いて、前記少なくとも一部の期間で開くように前記排気弁の開閉時期を制御する排気弁制御手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記排気弁制御手段は、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる前記期間中は、前記排気弁が開くように制御することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記排気弁制御手段によって前記少なくとも一部の期間で開くように前記排気弁の開閉時期が制御される際に、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる前記期間が長くなるように、ガス交換のための通常の前記排気弁の開き時期を変更する排気弁開き時期変更手段を更に備え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。
【請求項５】
前記排気弁制御手段は、前記排気弁開き時期変更手段による前記排気弁の開き時期の変更に伴い、圧縮行程において前記排気弁を開いておく期間を長くする排気弁開期間延長手段を含むことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路と、
前記排気ガス還流通路を通って前記排気通路から前記吸気通路に還流する外部排気ガス再循環量を増減させる外部ＥＧＲ制御手段とを更に備え、
前記外部ＥＧＲ制御手段は、前記排気弁制御手段によって前記少なくとも一部の期間で開くように前記排気弁の開閉時期が制御される際に、外部排気ガス再循環量を減少させる外部ＥＧＲ量低減手段を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項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】
この発明は、内燃機関およびその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、吸気弁の開閉特性を変化させることのできるバルブ開閉特性可変手段を備えるディーゼル機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、ディーゼル機関の運転状態に応じた吸気弁の開閉特性の最適化による機関運転性や排気性能等の改善を図るべく、運転状態に応じて、吸気弁の閉じ時期ＩＶＣの遅角量を変化させている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−０７９０４１号公報
【特許文献２】特開２００６−２１４３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の技術のように、吸気弁の閉じ時期を遅角する（圧縮行程で閉弁する）手法は、実圧縮比（有効圧縮比）が下がることで筒内温度が低減するので、ＮＯｘやスモークの排出量の低減を図るうえで有効である。しかしながら、吸気下死点以降にまで吸気弁が開かれることになるので、背反として、筒内に一旦吸入された新気が吸気マニホールドに逆流する現象が生じてしまう。その結果、新気量の減少により、スモークなどの排気エミッションが逆に悪化してしまう。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気エミッションの悪化を付随的に招かずに、実圧縮比の低下による排気エミッションの抑制効果を効果的に得ることが可能な内燃機関およびそ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】
第１の発明は、内燃機関であって、
内燃機関の排気通路を開閉する排気弁を備え、
前記排気弁は、ガス交換のための通常の開閉に加え、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間中の少なくとも一部の期間で開くように設定されていることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明における内燃機関の制御装置であって、
前記排気弁の開弁特性を変更可能とする排気可変動弁機構と、
前記排気可変動弁機構を用いて、前記少なくとも一部の期間で開くように前記排気弁の開閉時期を制御する排気弁制御手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記排気弁制御手段は、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる前記期間中は、前記排気弁が開くように制御することを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記排気弁制御手段によって前記少なくとも一部の期間で開くように前記排気弁の開閉時期が制御される際に、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる前記期間が長くなるように、ガス交換のための通常の前記排気弁の開き時期を変更する排気弁開き時期変更手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第４の発明において、
前記排気弁制御手段は、前記排気弁開き時期変更手段による前記排気弁の開き時期の変更に伴い、圧縮行程において前記排気弁を開いておく期間を長くする排気弁開期間延長手段を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路と、
前記排気ガス還流通路を通って前記排気通路から前記吸気通路に還流する外部排気ガス再循環量を増減させる外部ＥＧＲ制御手段とを更に備え、
前記外部ＥＧＲ制御手段は、前記排気弁制御手段によって前記少なくとも一部の期間で開くように前記排気弁の開閉時期が制御される際に、外部排気ガス再循環量を減少させる外部ＥＧＲ量低減手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、圧縮行程において、排気弁が閉じられた時点から圧縮が開始することになるので、実圧縮比（有効圧縮比）を下げることができる。また、本発明によれば、圧縮行程において排気弁が開かれる期間が、筒内圧力が排気圧力よりも低い期間のみに制限されるので、吸気ガス（新気）が筒内から流出してしまうのを回避しつつ（つまり、空燃比Ａ／Ｆを維持しつつ）、実圧縮比を低下させることが可能となる。これにより、排気エミッションの悪化を付随的に招かずに、実圧縮比の低下による排気エミッションの抑制効果を効果的に得ることが可能となる。
【００１３】
第２の発明によれば、内燃機関の運転中に、排気可変動弁機構を用いて、吸気ガス（新気）が筒内から流出してしまうのを回避しつつ（つまり、空燃比Ａ／Ｆを維持しつつ）、実圧縮比を低下させることが可能となる。
【００１４】
第３の発明によれば、吸気ガスが筒内から流出してしまうのを回避しつつ、実圧縮比を十分に低下させることが可能となる。
【００１５】
第４の発明によれば、通常のガス交換のための排気弁７６の開き時期の調整によって、排気圧力の脈動の位相を変化させて、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間を長くすることができる。
【００１６】
第５の発明によれば、上記第３の発明によって長くされた上記期間に合わせて、圧縮行程時に排気弁を開いておく期間が延長される。このため、新気量の減少を回避しつつ、実圧縮比を更に効果的に大きく下げることが可能となる。
【００１７】
第６の発明によれば、圧縮行程時に排気弁が開かれることに伴う内部ＥＧＲガス量の増加を見越して、外部ＥＧＲガスが減量されることになり、外部ＥＧＲガスを導入する際のポンプ損失を軽減することができる。このため、同量のＥＧＲガスを導入する際の内燃機関の燃費を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、４サイクルのディーゼル機関（圧縮着火内燃機関）１０を備えている。ディーゼル機関１０は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。本実施形態のディーゼル機関１０は、直列４気筒型であるが、本発明におけるディーゼル機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
【００１９】
ディーゼル機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。コモンレール１４内には、サプライポンプ１６によって加圧された高圧の燃料が貯留されている。そして、このコモンレール１４から各気筒のインジェクタ１２へ燃料が供給される。各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド１８によって集合され、排気通路２０に流入する。
【００２０】
ディーゼル機関１０は、可変ノズル型のターボ過給機２２を備えている。ターボ過給機２２は、排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン２２ａと、タービン２２ａと一体的に連結され、タービン２２ａに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動されるコンプレッサ２２ｂとを有している。更に、ターボ過給機２２は、タービン２２ａに供給される排気ガスの流量を調整するための可変ノズル（ＶＮ）２２ｃを有している。
【００２１】
可変ノズル２２ｃは、図示省略するアクチュエータ（例えば、電動モータ）によって開閉動作可能になっている。可変ノズル２２ｃの開度を小さくすると、タービン２２ａの入口面積が小さくなり、タービン２２ａに吹き付けられる排気ガスの流速を速くすることができる。その結果、コンプレッサ２２ｂおよびタービン２２ａの回転数（以下、「ターボ回転数」と称する）が上昇するので、過給圧を上昇させることができる。逆に、可変ノズル２２ｃの開度を大きくすると、タービン２２ａの入口面積が大きくなり、タービン２２ａに吹き付けられる排気ガスの流速が遅くなる。その結果、ターボ回転数が降下するので、過給圧を低下させることができる。
【００２２】
ターボ過給機２２のタービン２２ａは、排気通路２０の途中に配置されている。タービン２２ａよりも下流側の排気通路２０には、排気ガスを浄化するための排気浄化装置２４が設けられている。
【００２３】
ディーゼル機関１０の吸気通路２６の入口付近には、エアクリーナ２８が設けられている。エアクリーナ２８を通って吸入された空気は、ターボ過給機２２のコンプレッサ２２ｂで圧縮された後、インタークーラ３０で冷却される。インタークーラ３０を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３２により分配されて、各気筒に流入する。
【００２４】
吸気通路２６におけるインタークーラ３０と吸気マニホールド３２との間には、吸気絞り弁３４が設置されている。また、吸気通路２６におけるエアクリーナ２８の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３６が設置されている。
【００２５】
吸気通路２６の吸気マニホールド３２の近傍には、ＥＧＲ通路３８の一端が接続されている。ＥＧＲ通路３８の他端は、排気通路２０の排気マニホールド１８に接続されている。本システムでは、このＥＧＲ通路３８を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路２６に還流させること、つまり外部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）を行うことができる。
【００２６】
ＥＧＲ通路３８の途中には、ＥＧＲ通路３８を通る排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却するためのＥＧＲクーラ４０が設けられている。ＥＧＲ通路３８におけるＥＧＲクーラ４０の下流には、ＥＧＲ弁４２が設けられている。このＥＧＲ弁４２の開度を変えることにより、ＥＧＲ通路３８を通る排気ガス量、すなわち外部ＥＧＲガス量を調整することができる。
【００２７】
また、本実施形態のシステムは、ディーゼル機関１０が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４４と、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ４６と、吸気マニホールド圧力（吸気圧力）を検出する吸気圧センサ４８と、排気マニホールド圧力（排気圧力）を検出する排気圧センサ５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０とを更に備えている。ＥＣＵ６０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼル機関１０の運転状態を制御する。
【００２８】
図２は、図１に示すシステムにおけるディーゼル機関１０の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼル機関１０について更に説明する。図２に示すように、ディーゼル機関１０のクランク軸７０の近傍には、クランク軸７０の回転角度、すなわちクランク角を検出するクランク角センサ７２が取り付けられている。このクランク角センサ７２は、ＥＣＵ６０に接続されている。ＥＣＵ６０は、クランク角センサ７２の検出信号に基づいて、エンジン回転数を算出することもできる。
【００２９】
また、ディーゼル機関１０は、吸気通路２６を開閉するための吸気弁７４と、排気通路２０を開閉するための排気弁７６とを備えている。更に、ディーゼル機関１０は、排気弁７６の開弁特性を可変とする排気可変動弁機構７８を備えている。この排気可変動弁機構７８の具体的な構成は、通常の排気弁７６の開閉とともに圧縮行程において開閉が可能な機構であれば、特に限定されるものではないが、例えば、電磁力によって排気弁を駆動する電磁駆動弁などを用いることができる。
【００３０】
［吸気弁の閉じ時期の遅角化を利用して実圧縮比を低下させた場合の問題点］
ディーゼル機関において、必要に応じて実圧縮比（有効圧縮比）を下げるようにすれば、筒内温度を低下させることができ、ＮＯｘやスモークの排出量を低減させることができる。図３は、本発明の実施の形態１の制御手法との対比のために参照する手法であって、吸気弁の閉じ時期の遅角化を利用して実圧縮比の低下を図る手法を説明するための図である。
【００３１】
吸気側に例えば電磁駆動弁などの閉じ時期を変更可能とする可変動弁機構を備えることとすれば、図３に示すように、閉じ時期が通常時よりも遅くなるように吸気弁の開閉時期（ＩＮバルタイ）を調整することができ、これにより、通常時よりも実圧縮比を低下させることができる。
【００３２】
しかしながら、図３に示すように、吸排気下死点（ＢＤＣ）を経過した後の圧縮行程においては、吸気弁が開いた状態であってもピストンの上昇に伴って上昇し始める筒内圧力よりも吸気圧力の方が低くなるので、筒内に一旦吸入された新気が吸気マニホールドに逆流する現象が生じてしまう。その結果、新気量の減少により（すなわち、空燃比Ａ／Ｆのリッチ化により）、スモークの排出量が逆に増えてしまう。
【００３３】
［実施の形態１の特徴部分］
図４は、本発明の実施の形態１における特徴的な制御を説明するための図である。
本実施形態では、上記の問題点を解消しつつ実圧縮比の低下による排気エミッション低減を効果的に図るべく、図４に示すように、圧縮行程において、筒内圧力よりも排気圧力が低くなる期間中に、排気弁７６を開くようにした。
【００３４】
図５は、上記図４に示す制御の実行時に用いられる吸排気弁７４、７６の開閉時期を表した図である。
上記図４に示す制御の実行時には、図５に示すように、ディーゼル機関１０のガス交換のための排気弁７６の開閉に加え、排気弁７６は、吸排気下死点（ＢＤＣ）において開かれた後に、圧縮行程において筒内圧力よりも排気圧力が低い期間中は開かれた状態に維持される。
【００３５】
図６は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。
図６に示すルーチンでは、先ず、ディーゼル機関１０の運転状態に応じて、実圧縮比を低下させる要求があるか否かが判別される（ステップ１００）。
【００３６】
その結果、実圧縮比の低下要求があると判定された場合には、クランク角センサ７２の検出信号に基づいて、吸排気下死点（ＢＤＣ）が到来したか否かが判別される（ステップ１０２）。その結果、吸排気下死点（ＢＤＣ）が到来したと判定された場合には、排気弁７６が開かれる（ステップ１０４）。
【００３７】
次に、排気圧センサ５０の出力に基づいて、筒内圧力が排気圧力よりも低いか否かが判別される（ステップ１０６）。具体的には、本ステップ１０６の判定は、例えば、排気弁７６が開かれた状態で圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間を、ディーゼル機関１０の負荷やエンジン回転数などとの関係で予めマップ化しておき、当該マップを参照して行うようにすることができる。或いは、排気圧センサ５０に加え筒内圧センサを備えるなどして、筒内圧力と排気圧力をリアルタイムで計測するようにし、本ステップ１０６の判定を行うようにしてもよい。
【００３８】
上記ステップ１０６において、筒内圧力＜排気圧力が成立すると判定される間は、排気弁７６が開かれた状態に維持される（ステップ１０８）。一方、筒内圧力＜排気圧力が不成立であると判定された場合には、排気弁７６が閉じられる（ステップ１１０）。
【００３９】
以上説明した図６に示すルーチンによれば、圧縮行程において、排気弁７６が閉じられた時点から圧縮が開始することになるので、実圧縮比（有効圧縮比）を下げることができる。ところで、圧縮行程において排気弁７６を開いておく期間を長く取り過ぎると、筒内圧力よりも排気圧力が高くなり、吸気弁の遅閉じを行う場合と同様に新気量が減少してしまうことになる。これに対し、上記ルーチンによれば、圧縮行程において排気弁７６が開かれる期間が、筒内圧力が排気圧力よりも低い期間のみに制限される。このため、上記ルーチンの手法によれば、吸気ガス（新気）が筒内から流出してしまうのを回避しつつ（つまり、空燃比Ａ／Ｆを維持しつつ）、実圧縮比を低下させることが可能となる。これにより、排気エミッション（ＮＯｘやスモーク）の排出量を低減させることができ、また、スモークの排出量を低減できる分だけ燃料の噴射時期を進角できるのでディーゼル機関１０の等容度を高めることができる。
【００４０】
また、図４に示すように、排気圧力は基本的に吸気圧力よりも高くなる。このため、排気弁７６を利用した本実施形態の手法は、新気の減少を抑制しつつ実圧縮比を効果的に低下させるうえで有効である。また、圧縮行程において排気弁７６を開いておくようにしたことで、その開き期間中に、排気ガスが筒内に流入し（内部ＥＧＲガス量が増加し）、筒内温度の上昇によってスモーク排出が悪化する可能性があるが、本実施形態の手法によれば、十分に実圧縮比を下げることができるので、そのようなスモーク排出の悪化を回避可能である。付け加えると、実圧縮比の低減によってスモーク排出を大きく改善可能であり、むしろ、実圧縮比の低減を行うと、圧縮端温度／圧力の低下によるＴＨＣ排出の悪化や失火が懸念されるため、ＴＨＣ排出の悪化や失火を抑制に繋がる高温の内部ＥＧＲガス量の増加は好ましいといえる。
【００４１】
ところで、上述した実施の形態１においては、電磁駆動弁を用いた排気可変動弁機構７８を備えるようにして、排気弁７６の開弁特性を必要に応じて変更することで、上記図５に示す排気弁７６のバルブタイミングを実現するようにしている。しかしながら、本発明における圧縮行程での排気弁の開弁特性の設定は、排気可変動弁機構を用いた制御によって適宜もたらされるものに限らず、次のような２段カムによる機械的な設定によるものであってもよい。
【００４２】
すなわち、ガス交換のための通常の排気弁の開閉を担うカムノーズとともに、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間に排気弁を開くためのカムノーズが設けられた２段カムを備えるようにして実現されるものであってもよい。また、排気弁はそのような２段カムによって常時駆動されていなくてもよく、例えば、通常の排気弁の開閉を担うカムノーズのみが設けられた通常用カムと２段カムとが、切り換え機構を介して選択的に使用可能な構成とされていてもよい。
【００４３】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が上記図６に示すルーチンの一連の処理を実行することにより前記第２の発明における「排気弁制御手段」が実現されている。
【００４４】
実施の形態２．
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に図６に示すルーチンとともに後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００４５】
［実施の形態２の特徴部分］
図７は、本発明の実施の形態２における特徴的な制御を説明するための図である。
本実施形態では、上述した実施の形態１と同様に、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低い期間中に、排気弁７６を開くようにしている。そして、本実施形態では、新気量の減少を回避しつつ更に効果的に実圧縮比を下げられるようにすべく、圧縮行程において排気弁７６を開く上記制御を行う際に、次のような排気弁７６の開き時期の制御をも行うようにした。
【００４６】
図７中に太線で示される方の排気圧の波形は、細線で示される方の排気圧の波形に比して、通常のガス交換のための排気弁７６の開き時期が遅角された場合のものである。このように、排気弁７６の開き時期を遅角させることとすれば、排気圧力の脈動の位相を遅らさせることができる。
【００４７】
そこで、本実施形態では、圧縮行程において排気弁７６を開く上記制御を行う際に、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間が長くなるように、通常のガス交換のための排気弁７６の開き時期を変更する（遅らせる）ようにした。そのうえで、排気弁７６の開き時期の変更に伴い、圧縮行程において排気弁７６を開いておく期間を長くするようにした。
【００４８】
図８は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、上述した図６に示すルーチンと並行して実行されるものとする。また、図８において、実施の形態１における図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００４９】
図８に示すルーチンでは、ステップ１００において、実圧縮比の低下要求があると判定された場合には、次いで、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間が長くなるように、通常のガス交換のための排気弁７６の開き時期（ＥＶＯ）が排気可変動弁機構７８を用いて遅角される（ステップ２００）。
【００５０】
ＥＣＵ６０には、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間を長くするために適した排気弁７６の開き時期が、ディーゼル機関１０の負荷やエンジン回転数などの運転状態との関係で予めマップとして記憶されており、本ステップ２００では、そのようなマップを参照して、排気弁７６の開き時期が決定される。
【００５１】
次に、上記ステップ２００において変更された排気弁７６の開き時期（ＥＶＯ）の遅角量に基づいて、圧縮行程において排気弁７６を開いておく期間が長くなるように変更される（ステップ２０２）。
【００５２】
以上説明した図８に示すルーチンによれば、上述した実施の形態１における圧縮行程時の排気弁７６の開弁に加えて、通常のガス交換のための排気弁７６の開き時期が遅らさせられることで、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間を長くすることができる。そして、上記ルーチンによれば、長くされた当該期間に合わせて、圧縮行程時に排気弁７６を開いておく期間が延長される。このため、新気量の減少を回避しつつ、実圧縮比を上述した実施の形態１のシステムに比して更に効果的に大きく下げることが可能となる。
【００５３】
ところで、上述した実施の形態２においては、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間を長くするために、通常のガス交換のための排気弁７６の開き時期を遅角させるようにしているが、当該排気弁７６の開き時期の変更方向は遅角側に限定されるものではなく、排気圧力脈動の波形如何によっては進角側であってもよい。
【００５４】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が上記ステップ１００および２００の処理を実行することにより前記第４の発明における「排気弁開き時期変更手段」が実現されている。
また、ＥＣＵ６０が上記ステップ１００および２０２の処理を実行することにより前記第５の発明における「排気弁開期間延長手段」が実現されている。
【００５５】
実施の形態３．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１および図２に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６０に図６に示すルーチンとともに（より好ましくは図８に示すルーチンをも更に加えて）後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００５６】
［実施の形態３の特徴部分］
上記図１に示すシステムは、既述したように、外部ＥＧＲ制御を行うための構成を備えている。本実施形態では、圧縮行程において筒内圧力が排気圧力よりも低くなる期間中に排気弁７６を開く上記制御を行う際に、外部ＥＧＲガス量を減少させることを特徴としている。
【００５７】
図９は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、上述した図６に示すルーチンおよび図８に示すルーチンと並行して実行されるものとする。また、図９において、実施の形態１における図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５８】
図９に示すルーチンでは、ステップ１００において、実圧縮比の低下要求があると判定された場合には、次いで、外部ＥＧＲガス量を減少させるべく、ＥＧＲ弁４２の開度が閉じ側の開度に変更される（ステップ３００）。上記図６に示すルーチンの実行によって、圧縮行程において排気弁７６が開かれるようになった場合には、当該排気弁７６の開き期間中に排気通路２０から排気ガスが筒内に流入することになり、内部ＥＧＲガス量が増加する。そこで、本ステップ３００では、そのような内部ＥＧＲガス量の増加を見越して、外部ＥＧＲガス量を減少させるようにしている。また、圧縮行程時に増加する当該内部ＥＧＲガス量については、ディーゼル機関１０の運転状態との関係で、予め実験等により求めておくことができる。
【００５９】
以上説明した図９に示すルーチンによれば、圧縮行程時に排気弁７６が開かれることに伴って増加する内部ＥＧＲガス量に応じて、外部ＥＧＲガスが減量されることで、外部ＥＧＲガスを導入する際のポンプ損失（例えば、可変ノズル２２ｃの絞りに伴う背圧上昇や吸気絞り弁３４の絞りに伴う吸気負圧増大による損失分）を軽減することができ、同量のＥＧＲガスを導入する際のディーゼル機関１０の燃費を改善することができる。
【００６０】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ６０が、ＥＧＲ弁４２の開度を調整して外部ＥＧＲガス量を制御することにより前記第６の発明における「外部ＥＧＲ制御手段」が、上記図９に示すルーチンの一連の処理を実行することにより前記第６の発明における「外部ＥＧＲ量低減手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すシステムにおけるディーゼル機関の一つの気筒の断面を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１の制御手法との対比のために参照する手法であって、吸気弁の閉じ時期の遅角化を利用して実圧縮比の低下を図る手法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１における特徴的な制御を説明するための図である。
【図５】図４に示す制御の実行時に用いられる吸排気弁の開閉時期を表した図である。
【図６】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２における特徴的な制御を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ディーゼル機関
１８  排気マニホールド
２０  排気通路
２２  可変ノズル型ターボ過給機（ＶＮＴ）
２２ａ  タービン
２２ｂ  コンプレッサ
２６  吸気通路
３２  吸気マニホールド
３８  ＥＧＲ通路
４２  ＥＧＲ弁
６０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
７４  吸気弁
７６  排気弁
７８  排気可変動弁機構
【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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