(57)【要約】【課題】広範囲の回転領域において十分な吸気充填量を担保する。【解決手段】吸気管２０４に設置されたインパルス弁２２６、並びに吸気管２０４に対し分岐管２２２を介して連通するサージタンク２２３及び当該分岐管２２２に備わるサージタンク弁２２４を備えたエンジンシステム１０において、ＥＣＵ１００は、弁駆動制御を実行する。当該制御において、エンジン２００の機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１未満の第１領域に属する場合にはサージタンク弁２２４を開弁しインパルスチャージを実行する第１制御モードが、第１基準値Ｎｅ１以上第２基準値Ｎｅ２未満の第２領域に属する場合にはサージタンク弁２２４を開弁しつつインパルスチャージを停止する第２制御モードが、また第２基準値Ｎｅ２以上の第３領域に属する場合にはサージタンク弁２２４を閉弁して吸気抵抗の低減を図る第３制御モードが、夫々実行される。【選択図】図２
2009156104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、気筒内部に連通する吸気通路と、前記吸気通路に設置され、所定の開閉制御に従って開閉状態が制御されることにより吸気の脈動を利用した慣性過給を実現可能な吸気制御弁と、少なくとも一つの開口部を有し、前記吸気制御弁の上流側において該開口部を介して前記吸気通路と連通可能に並列配置されるタンクとを備えた内燃機関の吸気制御装置であって、
開弁時に前記タンクと前記吸気通路とを連通させると共に閉弁時に前記タンクと前記吸気通路との連通を遮断する開閉弁と、
前記車両の運転条件に基づいて前記開閉弁の開閉状態を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記車両が、前記内燃機関が所定の低回転領域にある状態から加速する場合に、（i）前記開閉弁を開弁させ且つ前記開閉制御の実行を許可する第１制御モード、（ii）前記開閉弁を開弁させ且つ前記開閉制御の実行を禁止する第２制御モード及び（iii）前記開閉弁を閉弁させ且つ前記開閉制御の実行を禁止する第３制御モードの順で順次一の制御モードを選択的に実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記機関回転速度が夫々第１基準値未満となる第１回転領域、該第１基準値以上の値として規定される第２基準値未満となる第２回転領域及び該第２基準値以上となる第３回転領域に属する場合に、夫々前記第１制御モード、第２制御モード及び第３制御モードを選択する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２制御モードが選択された場合に、前記第２制御モードを所定時間継続して実行する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項５】
前記タンクは、前記吸気通路に沿った方向に複数の前記開口部を有し、
前記開閉弁は、該複数の開口部の各々に対応して備わっており、
前記制御手段は、前記開閉弁を開弁させる場合には、前記内燃機関の機関回転速度の上昇に伴って、前記複数の開閉弁のうち上流側に位置する一の前記開閉弁から順に開弁させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項６】
前記開閉弁が開弁するように制御される期間において前記開閉制御が行われた場合における前記吸気に係る吸気圧に基づいて、前記開弁するように制御された開閉弁の閉故障の有無を判別する判別手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項７】
前記タンクは、前記吸気通路に沿った方向に複数の前記開口部を有し、
前記開閉弁は、該複数の開口部の各々に対応して備わっており、
前記制御手段は、前記開弁するように制御された開閉弁について前記閉故障が有る旨が判別された場合に、該閉故障が有る旨が判別された開閉弁に代えて、該閉故障が有る旨が判別された開閉弁を除く他の前記開閉弁の開閉状態を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項８】
前記他の開閉弁の開閉状態が制御される場合に、前記開閉制御に係る前記吸気制御弁の開閉時期を補正する補正手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項９】
前記開弁するように制御された開閉弁について前記閉故障が有る旨が判別された場合に、前記開閉制御の実行を制限する制限手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインパルスチャージ等の慣性過給が可能な内燃機関の吸気制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、サージタンク下流の吸気通路に吸気制御弁を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関の吸気制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、吸気制御弁を吸気ポート下流の吸気弁の開弁後に開くことにより慣性過給効果を得ることが可能であるとされている。
【０００３】
尚、吸気騒音の低減を図る旨の技術分野においては、吸気通路に接続されるレゾネータチャンバの容量を、機関の運転状態に応じて吸気脈動を抑えるのに適した容量に制御するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、サージタンクと吸気ポートとの間に、制御弁を備えた連通部を介してサブタンクを設け、エンジンが高負荷状態から低負荷状態へ移行して制御弁が開から閉に切り替わる場合に、ＥＧＲ弁の開度を所定の作動遅延時間、切り替え前の開度に維持することによって、適切な点火時期を実現する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１８７２３８号公報
【特許文献２】特開平６−１１７２５７号公報
【特許文献３】特開２００４−２４５０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高回転領域では、元々吸気の脈動が大きいためこの種の慣性過給は必要とされない場合が多いが、従来の技術では、サージタンクが吸気通路を貫く位置に設けられているため、吸気は慣性過給の必要性の有無とは無関係にサージタンクを通過する。従って、高回転領域ではサージタンクが、かえって吸気通路の抵抗を増大させ、吸気の充填効率を低下させてしまう。即ち、従来の技術には、内燃機関の広範な運転領域において十分な吸気充填量を得ることが困難であるという技術的な問題点がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、慣性過給が可能な内燃機関において低回転領域から高回転領域まで十分な吸気充填量を担保し得る内燃機関の吸気制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、車両に搭載され、気筒内部に連通する吸気通路と、前記吸気通路に設置され、所定の開閉制御に従って開閉状態が制御されることにより吸気の脈動を利用した慣性過給を実現可能な吸気制御弁と、少なくとも一つの開口部を有し、前記吸気制御弁の上流側において該開口部を介して前記吸気通路と連通可能に並列配置されるタンクとを備えた内燃機関の吸気制御装置であって、開弁時に前記タンクと前記吸気通路とを連通させると共に閉弁時に前記タンクと前記吸気通路との連通を遮断する開閉弁と、前記車両の運転条件に基づいて前記開閉弁の開閉状態を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る「内燃機関」とは、一又は複数の気筒を有し、当該気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン、軽油、各種アルコール若しくは各種アルコールとガソリンとの混合燃料等各種の燃料が、又は当該各種燃料を含む混合気等が爆発或いは燃焼した際に生じる力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的な又は機械的な伝達経路を経て駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。また、この種の内燃機関に係る「内燃機関の吸気制御装置」とは、気筒内部に対する、吸気（即ち、外界から吸入される空気たる吸入空気を少なくとも概念の一部として含み、当該吸入空気そのもの、或いは例えばＥＧＲ装置等の排気再循環装置が備わる場合等には例えばＥＧＲバルブ等の流量調整手段の開閉状態等に応じてＥＧＲガス（即ち、排気の一部）と当該吸入空気の混合体等の各種形態を採り得る）の供給を制御する装置である。
【００１０】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置における「吸気通路」とは、即ち、上述した吸気の通路であって、好適な一形態として、例えばエアクリーナ、エアフローメータ、スロットルバルブ（即ち、吸気絞り弁）及び吸気ポート等を相互に且つ適宜に連結又は連通せしめ得る、例えば単一又は複数の管状部材の形態を採り得る。また、好適な一形態として、本発明に係る内燃機関は、この吸気通路に、例えばターボチャージャ等の過給器（無論、タービン等、排気系に備わるべき一部を除外してなる一部であってもよい）が備わっていてもよく、その場合、更にその下流側（尚、「下流」及び「上流」とは、吸気の流れる方向を基準とする方向概念の一であり、この場合、下流側とは即ち気筒側である）に、例えばインタークーラ等の吸気冷却手段を備えていてもよい。尚、吸気冷却手段は、過給器を介して供給される（過給器による過給が実践上有意に行われているか否かとは無関係であってもよい）吸気を冷却可能な物理的、機械的、機構的、電気的、磁気的又は化学的態様を有する手段であって、少なくとも幾らかなり且つ相対的に吸気が冷却されることによって、吸気の密度は相対的に上昇し、吸気の充填効率は向上し得る。
【００１１】
一方、本発明に係る内燃機関は、吸気通路に吸気制御弁を備える。この吸気制御弁は、例えば二値的に、段階的に或いは連続的に制御され得る開閉状態に応じて、吸気の量たる吸気量を調整可能な、例えば弁体、或いは当該弁体に加え更に当該弁体を駆動する駆動装置等を適宜に含んでなる動弁機構又は動弁装置等の各種形態を採り得る手段であり、内燃機関にスロットルバルブ等の所謂吸気絞り弁が備わる場合には、好適な一形態として、この吸気絞り弁の下流側に設置される。
【００１２】
吸気制御弁の設置態様は、例えば吸気通路の物理的な構成等に応じて多種多様な形態を採り得る。即ち、吸気通路は、吸気制御弁の下流側において気筒各々に分岐してもよいし（即ち、所謂一弁式の吸気系に類する態様である）、各々に吸気制御弁を備える、気筒各々に対応する連通管又は吸気枝管（それに類するものを含む）を備えていてもよい（即ち、所謂多弁式の吸気系に類する態様である）。
【００１３】
他方、本発明に係る内燃機関は、開口部を介して当該吸気通路に連通可能に併設される、例えばサージタンク等のタンクを備える。ここで、「並列配置」とは、少なくとも開口部を介した連通が遮断された場合であっても吸気通路における吸気の流れが遮断されない位置関係の下で配置されることを包括する概念であって、好適な一形態として、当該開口部と吸気通路とが、吸気通路から分岐する所定の管路（好適な一形態として、吸気通路と略等しい管径であってもよい）等により連結された構成等を含む趣旨である。
【００１４】
ここで、本発明に係る吸気制御弁は、単一であれ複数であれ、その開閉状態を制御すべくなされる所定の開閉制御を介して吸気の脈動を生成可能に構成されており、当該タンクを脈動波の位相を反転させる手段として利用することにより、吸気の脈動を利用した慣性過給（或いはパルス過給又はインパルスチャージ等とも称される）を実現可能に構成される。
【００１５】
ここで、「所定の開閉制御」とは、この種の慣性過給を実現させるべくなされる、例えば吸気制御弁の開閉時期、開弁期間又は開度（即ち、開弁の度合いであり、一義的に開閉状態を規定する）の制御等を包括する概念であって、例えば吸気弁（即ち、好適な一形態として燃焼室と吸気通路との連通状態を制御する弁）の閉弁時期と、吸気の脈動波（正圧波）のピークが吸気弁に到達する時期とを同期させる（必ずしも一致させることのみを表すものではない）旨の制御等を含む趣旨である。
【００１６】
より具体的には、開閉制御とは、例えば吸気弁の開弁後、然るべき時間経過（クランク角等により角度概念として規定されてもよい）を経て吸気制御弁を開弁させる（即ち、吸気制御弁の下流側が負圧であり、且つ吸気制御弁の上流側が大気圧以上である状態で開弁させる）こと等によって正圧波を生成し、この正圧波を開放端とみなし得る各気筒の燃焼室入り口近傍で負圧波として反射させると共に、この負圧波が当該タンクの開口部で再び開放端反射されて生じる言わば二次的な正圧波を利用して、例えば自然吸気がなされる場合（好適な一形態として、吸気は吸気制御弁の有無にかかわらず基本的に脈動波として気筒内に取り込まれ得るが、吸気制御弁に施される開閉制御により生じる脈動とは、好適な一形態として、この種の脈動よりも強い脈動である）と比較して多量の吸気を吸気行程で気筒内に取り込むべくなされる制御等を含む趣旨である。
【００１７】
尚、単数であれ複数であれ、吸気制御弁は、吸気の脈動を利用した慣性過給を実現させることを主たる目的としており（但し、例えばこの種の脈動の生成とは別に、例えばスロットルバルブ等の吸気絞り弁の開閉操作等により好適に行われ得る吸入空気の調量（吸気絞り）を実践上問題無い程度に実践し得る場合には、スロットルバルブ等の吸気絞り弁の作用を本発明に係る吸気制御弁にて代替させてもよい（或いは逆に、吸気絞り弁が、本発明に係る吸気制御弁として、その機能を代替してもよい））、好適な一形態として、その開閉により少なくとも実践上十分な吸気の脈動を生じさせ得る程度に各気筒の吸気弁に近接した位置に設置されてもよい。
【００１８】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、例えば上述した開口部と吸気通路とを繋ぐ管路（無論、そのような管路が存在せずとも成立し得る）に設けられ、開弁時にタンクと吸気通路とを連通させると共に閉弁時にタンクと吸気通路との連通を遮断する、その開閉状態を二値的、段階的又は連続的に可変に制御可能な開閉弁を備える。
【００１９】
ここで、元々の吸気の脈動が、実質的にこの種の慣性過給の有意性を否定し得る程度に（即ち、少なくとも実践的にみてこの種の慣性過給が吸気の充填量の増加（又は充填効率の上昇）に寄与しない旨の判断を下し得る程度に）大きくなり得る高回転領域では、或いは、吸気制御弁を駆動するアクチュエータ等の動作速度等に起因して生じる動作限界を超えた高回転領域（即ち、複数の気筒で吸気制御弁が共有且つ共用される場合等においては、吸気行程内で吸気制御弁の開閉を完結させる必要があるため、吸気行程に要する時間が短くなる高回転領域では、吸気制御弁を駆動するアクチュエータ等の動作速度等に起因して、自ずと動作限界が生じ得る）では、慣性過給の必要が生じなくなる（或いは、その実行が困難となる）。
【００２０】
ここで特に、このように慣性過給の必要性が低下した場合等を含む各種の条件下では、本発明に係るタンクが、吸気の流れを阻害する吸気抵抗となって、吸気の充填量（或いは、充填効率）を低下させる要因となる場合がある。
【００２１】
そこで、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る制御手段により、例えば内燃機関の機関回転速度若しくは要求負荷又はそれらに対応する各種の指標値等を含み得る概念としての車両の運転条件に基づいて、開閉弁の開閉状態が制御される。
【００２２】
この際、開閉弁の開弁時には、タンクは上述した位相反転手段として機能し得、開閉制御の実行時における吸気脈動の生成に寄与すると共に、開閉弁の閉弁時には、タンクは吸気通路と切り離されるため、その効果の大小は別として吸気通路における吸気抵抗は幾らかなり低下して、気筒内部への吸気の充填が少なくとも相対的に促進される。
【００２３】
即ち、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、制御手段により開閉弁の開閉状態が制御されることによって、慣性過給による吸気の充填量の増大（或いは、充填効率の向上）を図り得ると共に、タンクの吸気抵抗に起因する、高回転領域における吸気の充填量の減少（充填効率の低下）を防止することが可能となり、低回転領域から高回転領域まで十分な吸気充填量を担保することが可能となるである。
【００２４】
尚、制御手段に係る開閉弁の制御態様は、少なくともこの種の制御がなされない場合と比較して幾らかなり広範囲な条件で吸気の充填量の増大（充填効率の向上）を図り得る限りにおいて何ら限定されるものではなく、開閉弁が必ずしも全開及び全閉の二値状態を採る必要も無い。例えば、予め実験的に、経験的に若しくは理論的に、或いは慣性過給の効果、タンクが吸気脈動の生成に与える効果、及びタンクが吸気抵抗に与える影響の相互作用等を考慮してなされるシミュレーション等に基づいて、低回転領域から高回転領域（この場合、「高低」とは定性的な概念を指す）まで可及的に広い範囲で吸気の充填量の増大（充填効率の向上）を図り得る制御態様に設定されていてもよい。
【００２５】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記車両が、前記内燃機関が所定の低回転領域にある状態から加速する場合に、（i）前記開閉弁を開弁させ且つ前記開閉制御の実行を許可する第１制御モード、（ii）前記開閉弁を開弁させ且つ前記開閉制御の実行を禁止する第２制御モード及び（iii）前記開閉弁を閉弁させ且つ前記開閉制御の実行を禁止する第３制御モードの順で順次一の制御モードを選択的に実行する。
【００２６】
この態様によれば、低回転領域（車速が低速領域にあることを含む）からの加速時において、第１、第２及び第３制御モードの順に一の制御モードが選択的に実行される（尚、「制御モードを実行する」とは、好適な一形態として、一の制御モードにより規定される要件を満たす範囲で開閉弁及び吸気制御弁が駆動制御されることを意味する）ため、車両の運転条件の変化に対し、吸気充填量（即ち、一義的に出力トルク）の不連続な変化が抑制され、低回転領域から高回転領域まで十分な吸気充填量を担保しつつ、少なくとも体感的な動力性能の低下やドライバビリティの悪化を抑制することが可能となる。
【００２７】
尚、この態様は、その要諦の少なくとも一部が、過渡的な条件（実質的にみて順次選択的に一の制御モードを実行する意味が生じない、或いはそのような時間的余裕がない等の条件）を除けば、第３の制御モードに先んじて第２の制御モードが、第２の制御モードに先んじて第１の制御モードが、夫々幾らかなり実行される点にあり、その点に鑑みれば、この態様における「所定の低回転領域」とは、必ずしも厳密に機関回転速度や車速により規定されずともよい。また、同様に、この種の加速時に必ずこれら三種類の制御モードが実行される必要も無い。
【００２８】
一の制御モードが選択的に実行される本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記機関回転速度が夫々第１基準値未満となる第１回転領域、該第１基準値以上の値として規定される第２基準値未満となる第２回転領域及び該第２基準値以上となる第３回転領域に属する場合に、夫々前記第１制御モード、第２制御モード及び第３制御モードを選択する。
【００２９】
この態様によれば、第１、第２及び第３制御モードの実行条件が、本発明に係る「車両の運転条件」の一として機関回転速度に基づいて規定され、第１、第２及び第３制御モードが夫々第１、第２及び第３回転領域において実行される。吸気制御弁の開閉制御と無関係に生じる吸気の脈動の度合い、タンクに起因する吸気抵抗、慣性過給の理論的、実質的若しくは現実的な効果、又は物理的、機械的、機構的、電気的若しくは電磁気的な理由に起因する慣性過給の実行可否等、開閉弁及び吸気制御弁の駆動条件は、機関回転速度と高い相関があり、このように機関回転速度に基づいてこれら各種制御モードの実行条件が規定される場合には、簡便に且つ効果的に吸気充填量（充填効率）の最適化を図り得て有益である。
【００３０】
尚、本発明において「以上」及び「未満」とは、基準値の設定如何により夫々容易に「より大きい」及び「以下」と置換し得る概念であり、当該基準値を含むか否かは、発明の本質と無関係である。
【００３１】
一の制御モードが選択的に実行される本発明にかかる内燃機関の他の態様では、前記制御手段は、前記第２制御モードが選択された場合に、前記第２制御モードを所定時間継続して実行する。
【００３２】
第２制御モードは、慣性過給を非実行としつつタンクによる吸気の脈動生成を積極的に行わしめる制御モードであって、第１制御モード（慣性過給を実行するモード）と第３制御モード（慣性過給を非実行とし且つタンクと吸気通路が連通することによる吸気抵抗の増大も防止するモード）との中間的な意味合いを有する制御モードである。言い換えれば、第１制御モードから最終的に第３制御モードへ制御モードが遷移する場合に、吸気充填量の急変を緩和する役割を担う制御モードである。
【００３３】
一方、この種の制御モードの切り替えが、単に機関回転速度のみで規定された場合には、第２制御モードが実質的に有意な期間実行されない可能性があり、吸気充填量に比較的急激な変化が生じる可能性が必ずしも排除されない。その点、このように、所定時間第２制御モードが実行される場合、言い換えれば第１制御モードと第３制御モードとの間に時系列的に第２の制御モードが介在する場合には、吸気充填量の急激な或いは大きな変化が生じ難くなり、好適である。
【００３４】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記タンクは、前記吸気通路に沿った方向に複数の前記開口部を有し、前記開閉弁は、該複数の開口部の各々に対応して備わっており、前記制御手段は、前記開閉弁を開弁させる場合には、前記内燃機関の機関回転速度の上昇に伴って、前記複数の開閉弁のうち上流側に位置する一の前記開閉弁から順に開弁させる。
【００３５】
この態様によれば、タンクは吸気通路に沿った方向に複数の開口部を有し、開閉弁が、この複数の開口部の各々に対応して備わっているため、例えば一の開閉弁がタンクと吸気通路とを連通させるべく開弁した場合には、開口部から吸気制御弁（或いは、各気筒の吸気弁でもよい）までの距離が変化することとなる。
【００３６】
一方、この距離は、少なくとも吸気通路（或いは、それに加え、開口部と吸気通路とを繋ぐものとして好適に備わる管路）の管径が不変である場合には、吸気脈動の正圧波の伝播状態（伝播速度や吸気制御弁又は吸気弁到達時点の位相等）と高い相関を有しており、定性的にみれば、より下流側（即ち、気筒側であり、当該距離が短い旨に相当する）の開口部が、より高回転側で慣性過給を生じさせ易い傾向を有する。無論、吸気制御弁における開閉タイミングの制御（即ち、本発明に係る所定の開閉制御）の態様により、慣性過給による吸気充填量増大に係る効果をある程度の機関回転速度の範囲で最適化することは可能であり、また、同様に、吸気制御弁から気筒までの距離の偏差を補償することも可能であるが、いずれにせよ、より下流側の開口部でタンクと吸気通路が連通する方が、高回転側の慣性過給に際し有利である点は変らない。
【００３７】
この態様によれば、機関回転速度の上昇に伴い、複数の開閉弁のうち上流側の開閉弁から順次開弁する（好適には、常に一の開閉弁が開弁する）ように開閉弁が制御されるため、例えば慣性過給を実行する旨が規定された範囲（例えば、上述した第１回転領域）において、より効率的に且つ効果的に慣性過給に係る利益を享受することが可能となる。
【００３８】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記開閉弁が開弁するように制御される期間において前記開閉制御が行われた場合における前記吸気に係る吸気圧に基づいて、前記開弁するように制御された開閉弁の閉故障の有無を判別する判別手段を更に具備する。
【００３９】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る判別手段により、開弁が指示された開閉弁の閉故障（即ち、閉固着等を好適に含む、有意な開弁量を伴って開弁しない旨の故障）の有無が判別される。
【００４０】
ここで、タンクによる負圧波の位相反転が慣性過給において重きをなす点に鑑みれば、吸気制御弁に対し開閉制御がなされるに際して開弁する旨が指示される開閉弁が正常である場合、当該開閉弁が開弁している場合（即ち、端的に言えば慣性過給作用が生じる場合）と閉弁している場合（同じく慣性過給作用が生じない場合）とで、吸気圧には有意な偏差が生じ易い。一方で、当該開閉弁が閉故障を生じている場合、開弁時（即ち、開弁が指示された場合であり、閉弁したままである）における吸気圧と閉弁時における吸気圧との間に実質的な偏差は生じ難い。従って、吸気圧に基づいて開閉弁の閉故障の有無を好適に判別することが可能となるのである。
【００４１】
尚、吸気圧とは、吸気の圧力であり、例えば吸気通路上、何処の部位の圧力であってもよいが、連通管や吸気マニホールド（以下、適宜「インマニ」と称する）等、気筒により近い側の吸気通路における吸気圧は、その脈動のピーク数が相対的に少ないため、誤検出が生じ難い点において、この種の判別に供されて好適である。尚、「吸気圧に基づいて」とは、吸気圧そのものを判別に際しての指標値として利用することのみを表すものでなく、吸気圧と相関する各種の指標値をこの種の判別に供することにより間接的にこの種の判別に役立てることを含む趣旨である。
【００４２】
判別手段を備える本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記タンクは、前記吸気通路に沿った方向に複数の前記開口部を有し、前記開閉弁は、該複数の開口部の各々に対応して備わっており、前記制御手段は、前記開弁するように制御された開閉弁について前記閉故障が有る旨が判別された場合に、該閉故障が有る旨が判別された開閉弁に代えて、該閉故障が有る旨が判別された開閉弁を除く他の前記開閉弁の開閉状態を制御する。
【００４３】
この態様によれば、全ての開閉弁で閉故障が生じていない限り、一の開閉弁を開弁して慣性過給を実行することが可能となるため、慣性過給が実行不能となることによる、好適には低回転領域での吸気充填量の低下が抑制され、低回転領域での動力性能の低下を抑制することが可能となる。
【００４４】
尚、この態様では、前記他の開閉弁の開閉状態が制御される場合に、前記開閉制御に係る前記吸気制御弁の開閉時期を補正する補正手段を更に具備してもよい。
【００４５】
既に述べたように、一の開閉弁を、閉故障を生じた開閉弁に代替する場合、開口部から吸気制御弁或いは対象となる気筒の吸気弁までの距離が相違するため、吸気制御弁の開閉時期を不変とすると、正圧のピークが、燃焼室に相当する位置から乖離し、慣性過給の効果が低下しかねない。この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る補正手段により、吸気制御弁の開閉時期が補正されるため、正常な開閉弁を、閉故障を生じた開閉弁に代替させた場合に、慣性過給に係る吸気充填量の向上に係る効果の低下を防ぐことが可能となる。
【００４６】
判別手段を備える本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記開弁するように制御された開閉弁について前記閉故障が有る旨が判別された場合に、前記開閉制御の実行を制限する制限手段を更に具備する。
【００４７】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る制限手段により、開閉弁が閉故障を生じている旨が判別された場合に、吸気制御弁に対する開閉制御の実行が制限されるため、開閉弁の閉故障により実際には慣性過給が有意に作用していないにもかかわらず燃料の増量が図られること等による燃費及びエミッションの悪化が防止され、好適である。尚、「制限する」とは、好適な一態様として、禁止することを含みつつ、この種の制限がなされない場合と比較して幾らかなり実行が阻害されることを包括する概念である。
【００４８】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について一部その動作を交えて説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００５０】
図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備える。
【００５１】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「制御手段」、「判別手段」及び「制限手段」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する弁駆動制御及び故障対応制御を実行することが可能に構成されている。
【００５２】
エンジン２００は、軽油を燃料とする、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ディーゼルエンジンである。エンジン２００の概略について説明すると、エンジン２００は、シリンダブロック２０１に４本の気筒２０２が並列して配置された構成を有している。そして、各気筒内における圧縮行程において、当該圧縮行程或いは吸気行程に気筒内に直接噴射される燃料と吸入空気との混合気が圧縮され、自発的に着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフト（不図示）の回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフトの回転は、エンジンシステム１０を搭載する車両の駆動輪に伝達され、当該車両の走行が可能となる。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、個々の気筒２０２の構成は相互に等しいため、ここでは一の気筒２０２についてのみ説明することとする。
【００５３】
図１において、外界から導かれる空気たる吸入空気は、本発明に係る「吸気通路」の一例たる吸気管２０４に導かれる構成となっている。この吸気管２０４には、吸気管２０４に導かれる吸入空気の量を調節可能なディーゼルスロットルバルブ２０５が配設されている。このディーゼルスロットルバルブ２０５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され且つＥＣＵ１００により上位に制御されるスロットルバルブモータ（不図示）から供給される駆動力により回転可能に構成された回転弁であり、ディーゼルスロットルバルブ２０５を境にした吸気管２０４の上流部分と下流部分とをほぼ遮断する全閉位置から、ほぼ全面的に連通させる全開位置まで、その回転位置が連続的に制御される構成となっている。このように、エンジン２００では、ディーゼルスロットルバルブ２０５及びスロットルバルブモータにより、一種の電子制御式スロットル装置が構成されている。
【００５４】
尚、エンジン２００は、ディーゼルエンジンであり、その出力は、ガソリン等を燃料とするエンジンにおける空燃比制御（吸気量を基準とした燃料噴射制御）と異なり、噴射量の増減制御を介してコントロールされる。従って、ディーゼルスロットルバルブ２０５を介して吸入される吸入空気の量には、少なくともその上限側に実質的な制限はなく、ディーゼルスロットルバルブ２０５は、エンジン２００の動作期間の大部分の領域において、基本的に全開位置に制御される。
【００５５】
吸気管２０４は、ディーゼルスロットルバルブ２０５の下流側において連通管２０６に接続され、その内部において連通管２０６と連通する構成となっている。連通管２０６は、各気筒２０２の吸気ポート（不図示）の各々に連通しており、吸気管２０４に導かれた吸入空気は、連通管２０６を介して、各気筒に対応する吸気ポートに導かれる構成となっている。吸気ポートは、一の気筒２０２について夫々二個ずつ備わっており、夫々が気筒２０２内部に連通可能に構成されている。尚、吸気管２０４及び連通管２０６により、本発明に係る「吸気通路」の一例が構成されている。
【００５６】
吸気ポートと気筒２０２内部との連通状態は、各吸気ポートに設けられた吸気バルブ２０７により制御される。吸気バルブ２０７は、クランクシャフトに連動して回転する吸気カムシャフト２０８に固定された、吸気カムシャフト２０８の伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす吸気カム２０９のカムプロフィール（端的に言えば、形状）に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に吸気ポートと気筒２０２内部とを連通させることが可能に構成されている。このように、エンジン２００では、連通管２０６が、個々の気筒２０２（より具体的には吸気ポート）に対応する部分の上流側において集約され、所謂一弁式のインマニレス吸気系が実現されている。
【００５７】
気筒２０２の内部には、筒内噴射型のインジェクタ２０３の一部としての燃料噴射弁が露出しており、高温高圧の気筒内部に燃料たる軽油を直接噴射することが可能に構成されている。ここで、燃料は、不図示の燃料タンクに貯留されている。この燃料タンクに貯留される燃料は、不図示のフィードポンプの作用により燃料タンクから汲み出され、不図示の低圧配管を介して不図示の高圧ポンプに圧送される構成となっている。この高圧ポンプは、コモンレール２０３Ａに対し、燃料を供給することが可能に構成されている。尚、高圧ポンプは、公知の各種態様を採り得、ここでは、その詳細については省略することとする。
【００５８】
コモンレール２０３Ａは、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、上流側（即ち、高圧ポンプ側）から供給される高圧燃料をＥＣＵ１００により設定される目標レール圧まで蓄積することが可能に構成された、高圧貯留手段である。尚、コモンレール２０３Ａには、レール圧を検出することが可能なレール圧センサ及びレール圧が上限値を超えないように蓄積される燃料量を制限するプレッシャリミッタ等が配設されるが、ここではその図示を省略することとする。インジェクタ２０３は、気筒２０２各々について搭載されており、夫々が高圧デリバリ２０３Ｂを介してコモンレール２０３Ａに接続されている。
【００５９】
ここで、インジェクタ２０３の構成について補足すると、インジェクタ２０３は、ＥＣＵ１００から供給される指令に基づいて作動する電磁弁と、この電磁弁への通電時に燃料を噴射するノズル（いずれも不図示）とを備える。当該電磁弁は、コモンレール２０３Ａの高圧燃料が印加される圧力室と、当該圧力室に接続された低圧側の低圧通路との間の連通状態を制御することが可能に構成されており、通電時に当該加圧室と低圧通路とを連通させると共に、通電停止時に当該加圧室と低圧通路とを相互に遮断する。
【００６０】
一方、ノズルは、噴孔を開閉するニードルを内蔵し、圧力室の燃料圧力がニードルを閉弁方向（噴孔を閉じる方向）に付勢している。従って、電磁弁への通電により加圧室と低圧通路とが連通し、圧力室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル内を上昇して開弁する（噴孔を開く）ことにより、コモンレール２０３Ａより供給された高圧燃料を噴孔より噴射することが可能に構成される。また、電磁弁への通電停止により加圧室と低圧通路とが相互に遮断されて圧力室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル内を下降して閉弁することにより、噴射が終了する構成となっている。尚、このような構成は一例であり、例えば、燃料噴射プロセスそのものが電子制御化（即ち、圧力を媒体とすることなく燃料を噴射する）されていてもよい。
【００６１】
ここで、インジェクタ２０３によれば、燃料の噴射量を精細に制御することが可能であり、エンジン２００では、個々のシリンダ２０２において、インジェクタ２０３を介し、目標噴射量に相当する燃料が、燃料と吸気との予混合を促進するための（無論、燃焼室内の急激な温度上昇を防止する目的もある）一又は複数回のパイロット噴射と、目標噴射量とパイロット噴射量との差分に相当するメイン噴射とに分割して噴射される構成となっている。
【００６２】
尚、高圧ポンプ、コモンレール２０３Ａ、高圧デリバリ２０３Ｂ、及びインジェクタ２０３は、一体のコモンレールシステムとして構成されていてもよい。また、高温高圧の気筒内部に燃料を噴射するための態様は、ここに例示するものに限定されず、公知の各種態様を採ってよい。
【００６３】
いずれにせよ気筒２０２内部で形成される混合気は、圧縮行程において自着火して燃焼し、燃焼済みガスとして、或いは一部未燃の混合気として、吸気バルブ２０７の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１０の開弁時に、不図示の排気ポートを介して排気として排気マニホールド２１３に導かれる構成となっている。排気バルブ２１０は、クランクシャフトに連動して回転する排気カムシャフト２１１に固定された、排気カムシャフト２１１の伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす排気カム２１２のカムプロフィール（端的に言えば、形状）に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に排気ポートと気筒２０２内部とを連通させることが可能に構成されている。排気マニホールド２１３に集約された排気は、排気マニホールド２１３に連通する排気管２１４に供給される。
【００６４】
排気管２１４には、タービンハウジング２１５に収容される形でタービン２１６が設置されている。タービン２１６は、排気管２１４に導かれた排気の圧力（即ち、排気圧）により所定の回転軸を中心として回転可能に構成された、セラミック製の回転翼車である。このタービン２１６の回転軸は、コンプレッサハウジング２１７に収容される形で吸気管２０４に設置されたコンプレッサ２１８と共有されており、タービン２１６が排気圧により回転すると、コンプレッサ２１８も当該回転軸を中心として回転する構成となっている。
【００６５】
コンプレッサ２１８は、エアクリーナ２１９を介して外界から吸気管２０４に吸入される吸入空気を、その回転に伴う圧力により下流側へ圧送供給することが可能に構成されており、このコンプレッサ２１８による吸入空気の圧送効果により、所謂過給が実現される構成となっている。即ち、エンジン２００では、タービン２１６とコンプレッサ２１８とにより、一種のターボチャージャが構成されている。尚、これ以降の説明において、タービン２１６及びコンプレッサ２１８を含む包括概念として、適宜「ターボチャージャ」なる言葉を使用することとする。
【００６６】
吸入空気を浄化可能に構成されたエアクリーナ２１９とコンプレッサ２１８との間には、吸入空気の質量流量を検出可能なホットワイヤ式のエアフローメータ２２０が設置されている。エアフローメータ２２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気量Ｇａは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。尚、本実施形態において、検出された吸入空気量Ｇａは、気筒２０２に吸入される吸気の量（即ち、吸気量）と一義的な関係を有しており、エンジン２００の実負荷を規定する指標値として扱われる。
【００６７】
吸気管２０４において、コンプレッサ２１８の下流側、且つディーゼルスロットルバルブ２０５の上流側には、インタークーラ２２１が設置されている。インタークーラ２２１は、その内部に熱交換壁を有しており、過給された吸入空気が（コンプレッサ２１８が実質的にみて有意に作用しない低回転領域においても同様である）通過する際に、係る熱交換壁を介した熱交換により吸入空気を冷却することが可能に構成されている。エンジン２００は、このインタークーラ２２１による冷却によって吸入空気の密度を増大させることが可能となるため、コンプレッサ２１８を介した過給がより効率的になされ得る構成となっている。
【００６８】
ここで、吸気管２０４における、ディーゼルスロットルバルブ２０５の下流側では、吸気管２０４との連通が維持された状態で、吸気管２０４と同径の分岐管２２２が分岐している。この分岐管２２２は更に、その内部が連通孔（即ち、本発明に係る「開口部」の一例である）を介して分岐管２２２と連通してなるサージタンク２２３へ接続されている。即ち、サージタンク２２３は、連通孔及び分岐管２２２を介して吸気管２０４と連通する構成となっている。
【００６９】
サージタンク２２３は、上述したターボチャージャの過給作用を適宜受けつつ供給される吸入空気の不規則な脈動を抑制し、且つ下流側（即ち、気筒２０２側）に安定して吸入空気を供給すると共に、後述するインパルスチャージの実行時において、負圧波の位相を反転させることが可能に構成された貯留手段である。但し、吸入空気は基本的に大なり小なり脈動しつつ気筒２０２側へ供給されるため、サージタンク２２３を通過する吸入空気もまた、一種の脈動波である。
【００７０】
一方、分岐管２２２には、サージタンク２２３と吸気管２０４との連通状態を制御可能なサージタンク弁２２４が設置されている。サージタンク弁２２４は、アクチュエータ２２５から供給される駆動力に応じてその開閉状態が制御される、本発明に係る「開閉弁」の一例である。このアクチュエータ２２５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、サージタンク弁２２４の開閉状態は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７１】
尚、サージタンク弁２２４は、その開閉状態を規定する開度が連続的に可変に構成されているが、ここでは、説明の簡略化のため、当該開度が、分岐管２２２を介した吸気管２０４とサージタンク２２３との連通を遮断する全閉開度と、分岐管２２２を介して吸気管２０４とサージタンク２２３とを最大限に連通させる全開開度との間で二値的に切り替わるものとする。
【００７２】
吸気管２０４における、分岐管２２２との分岐位置と連通管２０６との接続位置との区間には、単一のインパルス弁２２６が設けられている。インパルス弁２２６は、弁体の位置により規定される開度が、吸気管２０４と連通管２０６との連通を遮断する全閉開度と、吸気管２０４と連通管２０６とをほぼ全面的に連通させる全開開度との間で連続的に変化するように構成された、本発明に係る「吸気制御弁」の一例たる電磁制御弁である。インパルス弁２２６は、アクチュエータ２２７から供給される駆動力によりその開度が制御される構成となっている。このアクチュエータ２２７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、インパルス弁２２６の開度は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００７３】
排気管２１４には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）２２８が設置されている。ＤＰＦ２２８は、エンジン２００から排出されるＰＭ（Particulate Matter：粒子状物質）を捕集可能且つ浄化可能に構成されている。また、気筒２０２を収容するシリンダブロック２０１には、水温センサ２２９が配設されている。シリンダブロック２０１内部には、気筒２０２を冷却するための冷却水（例えば、ＬＬＣ）の流路たるウォータジャケットが張り巡らされており、当該ウォータジャケット内部において、冷却水が不図示の循環系の作用により循環供給されている。水温センサ２２９は、このウォータジャケット内部にその検出端子の一部を露出させており、冷却水の温度を検出することが可能に構成されている。水温センサ２２９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。更に、連通管２０６には、連通管２０６内部の圧力たるインマニ圧Ｐｉｍを検出可能なインマニ圧センサ２３０が配設されている。インマニ圧センサ２３０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたインマニ圧Ｐｉｍは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００７４】
尚、本実施形態に係るエンジンシステム１０では、本発明に係る「内燃機関」の一例として、ディーゼルエンジンたるエンジン２００が採用されているが、本発明に係る内燃機関とはディーゼルエンジンのみを指すものではなく、無論ガソリンエンジンや、アルコール混合燃料を使用するエンジン等であってもよい。また、説明の煩雑化を防ぐ目的から、本実施形態に係るエンジン２００には、ＥＧＲ装置等の排気再循環装置が装着されないが、無論好適な一形態としてエンジン２００に排気再循環装置が装着されていてもよい。ここで、排気再循環装置が装着されない構成に鑑みれば、本実施形態におけるエンジン２００において、各気筒２０２に吸気ポートを介して吸入される吸気は、吸気管２０４を介して導かれる吸入空気のみにより構成される。
【００７５】
このように、本実施形態に係るエンジン２００は、インパルス弁２２６の下流側において連通管２０６が各気筒に対し分岐する、所謂一弁式のインマニレス吸気系を有している。但し、インパルス弁２２６は、このように各気筒２０２に共有され且つ共用される構成を採らずともよく、連通管２０６における各気筒に対応する部位に、気筒２０２毎に複数備わっていてもよい。
【００７６】
エンジン２００の要求負荷は、不図示のアクセルペダルの操作量（即ち、ドライバによる操作量）たるアクセル開度Ｔａに応じて決定される。アクセル開度Ｔａは、アクセル開度センサ１１により検出され、アクセル開度センサ１１と電気的に接続されたＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。総体的には、アクセル開度が小さい程要求負荷は小さく、アクセル開度が大きい程要求負荷は大きくなる。要求負荷の大小とは、要求出力の大小と相関するから、エンジンシステム１０において、エンジン要求出力は、アクセル開度Ｔａに応じて変化する。
【００７７】
＜実施形態の動作＞
＜インパルスチャージの概要＞
エンジンシステム１０では、ＥＣＵ１００が、インパルス弁２２６に対し所定の開閉制御を実行することにより、インパルスチャージが実行される。ここで、インパルスチャージとは、インパルス弁２２６の開閉により生じる吸気の脈動を利用した慣性過給を指す。より具体的に説明すると、インパルス弁２２６が閉弁した状態で一の気筒２０２が吸気行程を迎えると、当該気筒２０２の吸気バルブ２０７が開弁され、当該気筒２０２のピストンが下降し始める。この際、インパルス弁２２６が閉弁しているため、連通管２０６の管内圧は負圧となり、大気圧又は過給により大気圧以上に維持される吸気管２０４の管内圧との圧力差が拡大する。
【００７８】
このような状態においてインパルス弁２２６を開弁する（即ち、吸気バルブ２０７の開弁タイミング以降の開弁期間において開弁する）と、吸気管２０４と該当する気筒２０２（即ち、その時点で吸気行程にある気筒）の内部とが連通し、インパルス弁２２６を介して吸入空気が吸気として一気に気筒２０２内部の燃焼室に流入することとなる。
【００７９】
一方、燃焼室との連通部位において連通管２０６は所謂開放端となっており、燃焼室への吸入空気の流入に惹起された正圧波は、燃焼室で反射することによって、位相が反転した負圧波となる。この負圧波は、連通管２０６、インパルス弁２２６及び分岐管２２２を順次介してサージタンク２０５に到達し、開放端となる連通孔において開放端反射して位相が反転した正圧波として再び燃焼室に到達する。この正圧波のピークが燃焼室に（或いは吸気バルブ２０７に）到達した時点で（必ずしも、当該時点のみに限定されるものではなく、吸気の充填効率を幾らかなり向上させ得る限りにおいて当該時点を含む一定又は不定の期間であってよい）吸気バルブ２０７を閉弁することにより、或いは、吸気バルブ２０７が閉弁するタイミングで、この正圧波が燃焼室に到達するようにインパルス弁２２６の開弁時期を制御することにより（本実施形態はこちらが採用される）燃焼室内の圧力は上昇し、吸気の充填効率が向上する。インパルス弁２２６を利用したインパルスチャージはこのように実行される。
【００８０】
＜弁駆動制御の詳細＞
エンジン２００にはサージタンク弁２２４が設けられており、サージタンク２２３と吸気管２０４との連通が適宜遮断可能に構成されている。エンジンシステム１０において、このサージタンク弁２２４の開閉は、ＥＣＵ１００により実行される弁駆動制御によりインパルス弁２２６の開閉と相互に協調して制御される構成となっている。ここで、図２を参照し、弁駆動制御の詳細について説明する。ここに、図２は、弁駆動制御のフローチャートである。
【００８１】
図２において、ＥＣＵ１００は、車両の運転条件を取得する（ステップＳ１０１）。尚、本実施形態では、係る運転条件として機関回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ｔａが取得される。機関回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ｔａが取得されると、続いて取得されたアクセル開度Ｔａが基準値Ｔａｔｈよりも大きいか否かが判別される（ステップＳ１０２）。
【００８２】
ここで、アクセル開度Ｔａは、エンジン２００の要求負荷に対応する指標値であり、基準値Ｔａｔｈとは即ち、要求負荷の点から慣性過給が必要である旨の判断を下し得る値である。別言すれば、基準値Ｔａｔｈ以下の低負荷領域においては、元より吸気の充填量を増大させる必要がないため、インパルスチャージの実行が必要とされないのである。
【００８３】
アクセル開度Ｔａが基準値Ｔａｔｈ以下である場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、インパルスチャージの実行可否を規定する実行フラグＦｇ＿ｉｐを、インパルスチャージを実行しない旨を表すオフ状態に設定し（ステップＳ１０９）、またサージタンク弁２２４の開閉状態を規定する開閉フラグＦｇ＿ｓｇを、サージタンク弁２２４を閉弁する旨を表すオフ状態に設定する（ステップＳ１１０）。各フラグの設定以降の制御については後述する。
【００８４】
ステップＳ１０２に係る判別処理において、アクセル開度Ｔａが基準値Ｔａｔｈ以下である旨が判別された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１（例えば、２０００ｒｐｍ前後の値）未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。第１基準値Ｎｅ１は、インパルスチャージの実行可否を規定する機関回転速度の値であり、本発明に係る「第１基準値」の一例である。
【００８５】
機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１未満である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、実行フラグＦｇ＿ｉｐを、インパルスチャージを実行する旨を表すオン状態に設定し（ステップＳ１０４）、また開閉フラグＦｇ＿ｓｇを、サージタンク弁２２４を開弁させる旨を表すオン状態に設定する（ステップＳ１０５）。
【００８６】
一方、機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１以上である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は更に、機関回転速度Ｎｅが第２基準値Ｎｅ２（Ｎｅ２＞Ｎｅ１）未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０６）。ここで、第２基準値Ｎｅ２は、サージタンク弁２２４の開弁可否を規定する機関回転速度の値であり、本発明に係る「第２基準値」の一例である。尚、第２基準値Ｎｅ２の値は、サージタンク弁２２４の開閉に伴う吸気充填量の変化が少なくとも実践上看過し得る程度に小さくなる値に設定されている。
【００８７】
機関回転速度Ｎｅが第２基準値Ｎｅ２未満である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、実行フラグＦｇ＿ｉｐをオフ状態に設定し（ステップＳ１０７）、また開閉フラグＦｇ＿ｓｇをオン状態に設定する（ステップＳ１０８）。機関回転速度Ｎｅが第２基準値Ｎｅ２以上である場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、先に説明したステップＳ１０９及びステップＳ１１０に係る処理を実行する。
【００８８】
ステップＳ１０４及びＳ１０５、ステップＳ１０７及びＳ１０８、或いはステップＳ１０９及びＳ１１０に係る処理が実行されると、ＥＣＵ１００は処理をステップＳ１１１に移行し、実行フラグＦｇ＿ｉｐに従ったインパルス弁制御を実行する（ステップＳ１１１）と共に、開閉フラグＦｇ＿ｓｇに従ったサージタンク弁制御を実行する（ステップＳ１１２）。両制御が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【００８９】
ステップＳ１０４及びＳ１０５に係る処理を経てステップＳ１１１及びステップＳ１１２に係る処理が実行される場合、即ち実行フラグＦｇ＿ｉｐがオン状態且つ開閉フラグＦｇ＿ｓｇがオン状態である場合、ＥＣＵ１００は、サージタンク弁２２４を速やかに開弁し、インパルス弁２２６を上述したインパルスチャージを実現するための開閉タイミングで開閉制御する。即ち、本発明に係る「所定の開閉制御」の一例を実行する。即ち、この場合になされる各弁の制御態様は、本発明に係る「第１制御モード」の一例である（尚、本発明に係る「第１制御モード」の概念には、吸気制御弁に対する開閉制御の実行は必ずしも含まれない）。尚、これ以降、この制御態様を適宜「第１制御モード」と称することとする。
【００９０】
ステップＳ１０７及びＳ１０８に係る処理を経てステップＳ１１１及びステップＳ１１２に係る処理が実行される場合、即ち実行フラグＦｇ＿ｉｐがオフ状態且つ開閉フラグＦｇ＿ｓｇがオン状態である場合、ＥＣＵ１００は、サージタンク弁２２４の開弁状態を維持したまま、インパルス弁２２６の開閉制御を停止し、インパルス弁２２６を開弁状態に固定する。即ち、この場合になされる各弁の制御態様は、本発明に係る「第２制御モード」の一例である（尚、本発明に係る「第２制御モード」の概念には、吸気制御弁に対する開閉制御の停止は必ずしも含まれない）。尚、これ以降、この制御態様を適宜「第２制御モード」と称することとする。
【００９１】
ステップＳ１０９及びＳ１１０に係る処理を経てステップＳ１１１及びＳ１１２に係る処理が実行される場合、即ち実行フラグＦｇ＿ｉｐがオフ状態且つ開閉フラグＦｇ＿ｓｇがオフ状態である場合、ＥＣＵ１００は、インパルス弁２２６を開弁状態に維持したまま、速やかにサージタンク弁２２４を閉弁する。即ち、この場合になされる各弁の制御態様は、本発明に係る「第３制御モード」の一例である（尚、本発明に係る「第３制御モード」の概念には、吸気制御弁に対する開閉制御の停止は必ずしも含まれない）。尚、これ以降、この制御態様を適宜「第３制御モード」と称することとする。
【００９２】
ここで、図３を参照し、上述した各制御モードとエンジン２００の運転条件との関係について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の運転条件に対応付けられた各制御モードの模式図である。
【００９３】
図３において、縦軸及び横軸には夫々エンジン２００のトルクＴｒ及び機関回転速度Ｎｅが表されており、エンジン２００の最大トルク曲線が図示ＰＲＦ＿Ｔｒとして表されている。尚、図３において、エンジン２００の採り得る機関回転速度の範囲を、最低回転速度ＮｅＬ（ＮｅＬ＜Ｎｅ１であり、自立回転可能な最低回転速度である）以上、且つ最高回転速度ＮｅＨ（ＮｅＨ＞Ｎｅ２であり、所謂レブリミットである）以下であるとし、上述したアクセル開度の基準値Ｔａｔｈに対応するトルクが、図示Ｔｒ１であるとする。
【００９４】
この場合、上述した第１制御モードは、トルクＴｒがＴｒ１以上、且つ機関回転速度ＮｅがＮｅＬ以上Ｎｅ１未満となる第１領域（即ち、本発明に係る「第１回転領域」の一例であり、図示ハッチング領域である）において実行され、第２制御モードは、トルクＴｒがＴｒ１以上、且つ機関回転速度ＮｅがＮｅ１以上Ｎｅ２未満となる第２領域（即ち、本発明に係る「第２回転領域」の一例であり、図示白抜き領域である）において実行され、第３制御モードは、トルクＴｒがＴｒ１未満となる領域及び機関回転速度ＮｅがＮｅ２以上ＮｅＨ以下となる領域を含む第３領域（即ち、本発明に係る「第３回転領域」の一例であり、図示斜線領域）において実行される。
【００９５】
ここで、図３から明らかなように、トルクＴｒがＴｒ１未満となる低負荷領域を除けば、第１領域からの加速時（即ち、総体的傾向の好適な一形態として、エンジン２００の動作点が図中左側から右側へ移動していく状況である）において（即ち、第１領域とは、本発明に係る「第１回転領域」の一例であると同時に本発明に係る「低回転領域」の一例である）、第１制御モード→第２制御モード→第３制御モードの順で一の制御モードが順次選択的に実行されることとなる。
【００９６】
ここで特に、第１制御モードによれば、上述したインパルスチャージにより、吸気充填量の増大効果が得られ、第２制御モードによれば、インパルスチャージは非実行としつつもサージタンク２２３による脈動生成効果により吸気充填量の増大効果が得られ、第３制御モードによれば、サージタンク２２３が吸気抵抗として作用することが防止され、元より十分に大きい吸気の脈動により吸気充填量を相対的に増大させる旨の効果が得られる。従って、本実施形態に係る弁駆動制御によれば、低回転領域から高回転領域にかけて、少なくとも実践上何らかの問題を顕在化させる程度の吸気充填量の変化を生じさせることなく、実践上十分な吸気充填量の増大効果を得ることが可能となるのである。
【００９７】
＜故障対応制御の詳細＞
エンジン２００は、吸気通路２０４とサージタンク２２３との連通状態を制御するサージタンク弁２２４を備えるが、このサージタンク弁２２４が閉故障を生じた場合、例えば上述した第１領域においてインパルスチャージを実行しようとしても、サージタンク２２３による負圧波の位相反転作用が得られないため、十分な効果が得られない。一方で、このような閉故障の発生が検出されぬまま上述したインパルス弁２２６の開閉制御がなされると、場合によっては、吸気充填量が増大せぬまま燃料噴射量のみが増量され、燃費及びエミッションの悪化を招きかねない。そこで、ＥＣＵ１００は、故障対応制御を実行することにより、サージタンク弁２２４の閉故障に対応している。ここで、図４を参照し、故障対応制御の詳細について説明する。ここに、図４は、故障対応制御のフローチャートである。
【００９８】
図４において、ＥＣＵ１００は、故障検出処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、図５を参照し、故障検出処理の詳細について説明する。ここに、図５は、故障検出処理のフローチャートである。
【００９９】
図５において、ＥＣＵ１００は、インパルスチャージ領域であるか否かを判別する（ステップＳ３０１）。ここで、本実施形態に係るインパルスチャージ領域とは、上述した第１領域を指し、要求負荷及び機関回転速度により規定される領域である。
【０１００】
尚、インパルスチャージ領域を規定する機関回転速度（即ち、ここではＮｅ１）は、インパルスチャージを少なくとも実践上破綻しない（好適には、全気筒に対し実行できる）程度の余裕をもって実行可能な機関回転速度の領域を規定する値であってよく、インパルス弁２２６の設置態様により変化し得る性質のものである。より具体的には、本実施形態に係るエンジン２００には、所謂一弁式のインマニレス吸気系が採用されており、４本の気筒２０２の全てにおけるインパルスチャージが単一のインパルス弁２２６により賄われる構成となっている。そのため、少なくともエンジン２００では、インパルス弁２２６は、次気筒の吸気行程に備えるため、一の気筒２０２の吸気行程中に閉弁する構成となっている。従って、気筒各々にインパルス弁が備わる場合には、本実施形態よりも高回転側の値を採ってもよい。
【０１０１】
インパルスチャージ領域でない場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理を一時的に待機状態に制御すると共に、インパルスチャージ領域である場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、実行フラグＦｇ＿ｉｐをオン状態に設定し（ステップＳ３０２）、且つ開閉フラグＦｇ＿ｓｇをオン状態に設定する（ステップＳ３０３）。
【０１０２】
各フラグの設定が終了すると、ＥＣＵ１００は、平均インマニ圧算出処理を実行する（ステップＳ４００）。ここで、図６を参照し、平均インマニ圧算出処理の詳細について説明する。ここに、図６は、平均インマニ圧算出処理のフローチャートである。
【０１０３】
図６において、ＥＣＵ１００は、既に設定されているフラグに従ってインパルス弁制御を実行し（ステップＳ４０１）、同様にサージタンク弁制御を実行する（ステップＳ４０２）。即ち、これらの処理は、先に述べた第１制御モードを実行することに相当する。
【０１０４】
一方、第１制御モードを実行して、インパルスチャージを開始すると、ＥＣＵ１００は、カウンタｉをクリアし（ステップＳ４０３）、カウンタｉを「１」インクリメントする（ステップＳ４０４）。このカウンタｉは、インマニ圧Ｐｉｍのサンプル数を表すカウンタである。カウンタｉのインクリメントが終了すると、ＥＣＵ１００は、ｉ番目のサンプルとしてのインマニ圧Ｐｉｍ＿ｉを取得する（ステップＳ４０５）。尚、インマニ圧Ｐｉｍは、連通管２０６の圧力であり、インマニ圧センサ２３０から取得され、ＲＡＭ或いはフラッシュメモリ等書き換え可能な記憶手段に暫定的に書き込まれる。
【０１０５】
第ｉ番目のサンプル値としてのインマニ圧Ｐｉｍ＿ｉを取得すると、ＥＣＵ１００は、カウンタｉをクリアしてからの経過時間（尚、基準時刻はこれに限定されない）Ｔが所定の閾値Ｔｔｈを超えたか否かを判別する（ステップＳ４０６）。尚、閾値Ｔｔｈの値は、後段の処理において得られる平均インマニ圧Ｐｉｍａｖｅの信頼性が少なくとも実践上何らの不具合も生じさせない程度に担保される値として設定されている。
【０１０６】
経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈに満たない場合（ステップＳ４０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をステップＳ４０４に戻し、カウンタｉをインクリメントして一連の処理を繰り返す。このような処理過程を経て経過時間Ｔが閾値Ｔｔｈを越えた場合（ステップＳ４０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、下記（１）式に従って平均インマニ圧Ｐｉｍａｖｅを算出する（ステップＳ４０７）。平均インマニ圧Ｐｉｍａｖｅが算出されると、平均インマニ圧算出処理は終了する。尚、ここで得られた平均インマニ圧Ｐｉｍａｖｅは、インパルスチャージ実行時の平均インマニ圧Ｐｉｍ＿ｏｎとして扱われる。
【０１０７】
Ｐｉｍａｖｅ＝ΣＰｉｍ＿ｉ／ｉ・・・（１）
図５に戻り、インパルスチャージ実行時の平均インマニ圧算出処理が終了すると、続いて、実行フラグＦｇ＿ｉｐがオフ状態に設定され（ステップＳ３０４）、開閉フラグＦｇ＿ｓｇがオン状態に設定される（ステップＳ３０５）。各フラグの設定が終了すると、ＥＣＵ１００は、再び既に述べた平均インマニ圧算出処理を実行する（ステップＳ４００）。尚、ここで得られた平均インマニ圧Ｐｉｍａｖｅは、インパルスチャージ領域におけるインパルスチャージ非実行時の平均インマニ圧Ｐｉｍ＿ｏｆｆとして扱われる。
【０１０８】
インパルスチャージ非実行時の平均インマニ圧算出処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、下記（２）式に従ってインマニ圧偏差ΔＰｉｍを算出する（ステップＳ３０６）。インマニ圧偏差ΔＰｉｍが算出されると、故障検出処理は終了する。
【０１０９】
ΔＰｉｍ＝Ｐｉｍ＿ｏｎ−Ｐｉｍ＿ｏｆｆ・・・（２）
図４に戻り、ＥＣＵ１００は、故障検出処理で得られたインマニ圧偏差ΔＰｉｍが、予め設定された基準値ΔＰｉｍｔｈ未満であるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。ここで、図７を参照し、インマニ圧偏差ΔＰｉｍに基づいた故障判断の原理について説明する。ここに、図７は、インマニ圧Ｐｉｍの一時間特性を表す模式図である。
【０１１０】
図７において、縦軸はインマニ圧Ｐｉｍであり、横軸には時間が表されている。ここで、サージタンク弁２２４が正常である場合のインパルスチャージの実行時におけるインマニ圧Ｐｉｍの特性は、図示Ｐｒｆ＿ＯＮ（実線参照）として表され、同様にインパルスチャージ非実行時におけるインマニ圧Ｐｉｍの特性は、図示Ｐｒｆ＿ＯＦＦ（破線参照）として表される。図示するように、サージタンク弁２２４が正常である場合、平均インマニ圧Ｐｉｍａｖｅは、インパルスチャージ実行時にはＰｉｍａｖｅ１となり、インパルスチャージ非実行時にはＰｉｍａｖｅ２（Ｐｉｍａｖｅ２＜Ｐｉｍａｖｅ１）となり、上述したインマニ圧偏差ΔＰｉｍは相応の値（例えば、１０ｋＰａ程度）となる。
【０１１１】
一方で、サージタンク弁２２４が閉故障を生じている場合、インパルスチャージを実行すべくインパルス弁２２６に対し上述した所定の開閉制御を施したところで、サージタンク２２３と吸気管２０４との連通が遮断されているため慣性過給作用が生じない。その結果、インパルスチャージの実行時及び非実行時相互間における平均インマニ圧Ｐｉｍａｖｅには、偏差が生じないか、或いは生じたところで少なくともサージタンク弁２２４が正常に開閉する場合と較べて小さい値となる。このため、インマニ圧Ｐｉｍに基づいて、サージタンク弁２２４の閉故障を高精度に検出することが可能となるのである。
【０１１２】
図４に戻り、インマニ圧偏差ΔＰｉｍが基準値ΔＰｉｍｔｈ以上である場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、サージタンク弁２２４が閉故障を生じていないものとして、故障対応制御を終了する。一方、インマニ圧偏差ΔＰｉｍが基準値ΔＰｉｍｔｈ未満である場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、サージタンク弁２２４が閉故障を生じているか否かを表すフェイルフラグＦｇ＿ｆａｉｌを、当該閉故障を生じている旨を表すオン状態に設定し（ステップＳ２０２）、且つインパルスチャージの実行が禁止されるか否かを表す禁止フラグＦｇ＿ｓｔｐを、インパルスチャージの実行が禁止される旨を表すオン状態に制御する（ステップＳ２０３）。
【０１１３】
フェイルフラグＦｇ＿ｆａｉｌ及び禁止フラグＦｇ＿ｓｔｐの設定が終了すると、ＥＣＵ１００は、これらフラグの情報を所定の記憶手段（例えば、ＲＡＭ又はフラッシュメモリ等）に書き込み（ステップＳ２０４）、故障対応制御を終了する。このように、サージタンク弁２２４に閉故障が生じている場合、禁止フラグＦｇ＿ｓｔｐがオン状態に設定されるため、それ以降、インパルスチャージの実行要件が満たされたとして、インパルスチャージは実行されない。このため、燃料の不要な増量が生じることは無く、燃費に代表される経済性能及びエミッションに代表される環境性能の悪化が防止される。尚、サージタンク弁２２４の閉故障に関する情報及びインパルスチャージの実行が禁止される旨の情報は、例えば車両に備わるＯＢＤ（On Board Diagnosis）に供されてもよい。
【０１１４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１１５】
＜実施形態の構成＞
初めに、図８を参照し、本発明の第２実施形態に係るエンジンシステム２０の構成について説明する。ここに、図８は、エンジンシステム２０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１１６】
図８において、エンジンシステム２０は、エンジン２００の代わりにエンジン３００を備える点において、第１実施形態に係るエンジンシステム１０と相違している。エンジン３００は、分岐管２２２、サージタンク弁２２４及びアクチュエータ２２５の代わりに、第１分岐管３０１、第１サージタンク弁３０２、第１アクチュエータ３０３、第２分岐管３０４、第２サージタンク弁３０５及び第２アクチュエータ３０６を備える点において、エンジン２００と相違する構成となっている。
【０１１７】
図８において、第１分岐管３０１は、吸気管２０４における、ディーゼルスロットルバルブ２０５の下流側から、吸気管２０４との連通が維持された状態でサージタンク２２３へ分岐する、吸気管２０４と同径の管状部材である。
【０１１８】
第１サージタンク弁３０２は、第１分岐管３０１に設けられた、サージタンク２２３と吸気管２０４との連通状態を制御可能な、第１実施形態に係るサージタンク弁２２４と同様の弁装置である。第１サージタンク弁３０２は、第１アクチュエータ３０３から供給される駆動力に応じてその開閉状態が制御される、本発明に係る「開閉弁」の他の一例である。この第１アクチュエータ３０３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、第１サージタンク弁３０２の開閉状態は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【０１１９】
同様に、第２分岐管３０４は、吸気管２０４における、第１分岐管３０１の分岐位置下流側から、吸気管２０４との連通が維持された状態でサージタンク２２３へ分岐する、吸気管２０４と同径の管状部材である。
【０１２０】
第２サージタンク弁３０５は、第２分岐管３０４に設けられた、サージタンク２２３と吸気管２０４との連通状態を制御可能な、第１サージタンク弁３０２と同様の弁装置である。第２サージタンク弁３０５は、第２アクチュエータ３０６から供給される駆動力に応じてその開閉状態が制御される、本発明に係る「開閉弁」の他の一例である。この第２アクチュエータ３０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、第２サージタンク弁３０５の開閉状態は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【０１２１】
図８において、第１及び第２分岐管は、吸気管２０４に沿った方向に並列して配置されている。従って、サージタンク２２３においてこれら各分岐管と連通する二つの連通孔（即ち、本発明に係る「複数の開口部」の一例である）もまた、吸気管２０４に沿った方向に並列配置されている。このため、各連通孔とインパルス弁２２６との距離は異なり、第１分岐管３０１を介してサージタン２２３に連通する経路の長さ（以下、「Ｌ１」とする）の方が、第２分岐管３０４を介してサージタンク２２３に連通する経路の長さ（以下、「Ｌ２」とする）よりも長くなっている。
【０１２２】
＜実施形態の動作＞
次に、図９を参照し、本実施形態の動作として、第１サージタンク弁３０２、第２サージタンク弁３０５及びインパルス弁２２６の動作状態を制御する弁駆動制御の詳細について説明する。ここに、図９は、弁駆動制御のフローチャートである。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１２３】
図９において、アクセル開度Ｔａが基準値Ｔａｔｈより大きい場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、機関回転速度Ｎｅが第０基準値Ｎｅ０（Ｎｅ０＜Ｎｅ１）であるか否かを判別する（ステップＳ５０１）。ここで、第０基準値Ｎｅ０は、第１サージタンク弁３０２及び第２サージタンク弁３０５のうち開弁すべきサージタンク弁を決定するための値である。
【０１２４】
機関回転速度Ｎｅが第０基準値Ｎｅ０未満である場合（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、実行フラグＦｇ＿ｉｐをオン状態に設定し（ステップＳ５０２）、第１サージタンク弁３０２の開閉状態を規定する開閉フラグＦｇ＿ｓｇ１を、第１サージタンク弁３０２を開弁させる旨を表すオン状態に設定し（ステップＳ５０３）、更に第２サージタンク弁３０５の開閉状態を規定する開閉フラグＦｇ＿ｓｇ２を、第２サージタンク弁３０５を閉弁させる旨を表すオフ状態に制御する（ステップＳ５０４）。
【０１２５】
一方、機関回転速度Ｎｅが第０基準値Ｎｅ０以上である場合（ステップＳ５０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第１実施形態と同様に、機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。機関回転速度Ｎｅが第１基準値未満である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、実行フラグＦｇ＿ｉｐをオン状態に設定した後（ステップＳ１０４）、開閉フラグＦｇ＿ｓｇ１をオフ状態に設定し（ステップＳ５０５）、且つ開閉フラグＦｇ＿ｓｇ２をオン状態に制御する（ステップＳ５０６）。
【０１２６】
一方、機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１以上である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第１実施形態と同様に、機関回転速度Ｎｅが第２基準値Ｎｅ２未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０６）。機関回転速度Ｎｅが第２基準値未満である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、実行フラグＦｇ＿ｉｐをオフ状態に設定した後（ステップＳ１０７）、開閉フラグＦｇ＿ｓｇ１をオフ状態に設定し（ステップＳ５０７）、且つ開閉フラグＦｇ＿ｓｇ２をオフ状態に設定する（ステップＳ５０８）。
【０１２７】
他方、機関回転速度Ｎｅが第２基準値以上である場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第１実施形態と同様に、実行フラグＦｇ＿ｉｐをオフ状態に設定した後（ステップＳ１０９）、開閉フラグＦｇ＿ｓｇ１をオフ状態に設定し（ステップＳ５０９）、且つ開閉フラグＦｇ＿ｓｇ２をオフ状態に設定する（ステップＳ５１０）。
【０１２８】
ステップＳ５０２乃至Ｓ５０４、ステップＳ１０４乃至Ｓ５０６、ステップＳ１０７乃至Ｓ５０８、又はステップＳ１０９乃至Ｓ５１０に係る処理により各フラグが設定されると、ＥＣＵ１００は、設定されたフラグに従ってインパルス弁を制御すると共に（ステップＳ１１１）、第１サージタンク弁３０２を制御し（ステップＳ５１１）、且つ第２サージタンク弁３０５を制御する（ステップＳ５１２）。ステップＳ５１２に係る処理が終了すると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１２９】
ここで、ステップＳ１０７乃至Ｓ５０８に係る処理を経てステップＳ１１１乃至ステップＳ５１２に係る処理が実行される場合、エンジン３００の状態としては、サージタンク２２３と吸気管２０４との連通が保たれた状態でインパルスチャージが停止している状態であり、先に述べた第２制御モードが実行された状態となる。また、ステップＳ１０９乃至Ｓ５１０に係る処理を経てステップＳ１１１乃至ステップＳ５１２に係る処理が実行される場合、エンジン３００の状態としては、サージタンク２２３と吸気管２０４との連通が遮断され、且つインパルスチャージも停止しており、先に述べた第３制御モードが実行された状態と等価となる。
【０１３０】
一方、ステップＳ５０２乃至Ｓ５０４及びステップＳ１０４乃至Ｓ５０６に係る処理を経てステップＳ１１１乃至ステップＳ５１２に係る処理が実行される場合、エンジン３００の状態としては、いずれにせよインパルスチャージが実行される状態であり、先に述べた第１制御モードが実行された状態と等価となる。
【０１３１】
ここで、図１０を参照し、上述した各制御モードとエンジン３００の運転条件との関係について説明する。ここに、図１０は、エンジン３００の運転条件に対応付けられた各制御モードの模式図である。尚、図１０において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１３２】
図１０において、上述した第１制御モードは、トルクＴｒがＴｒ１以上、且つ機関回転速度ＮｅがＮｅＬ以上Ｎｅ０未満となる第４領域（即ち、本発明に係る「第１回転領域」の他の一例であり、図示着色領域である）及びトルクＴｒがＴｒ１以上、且つ機関回転速度ＮｅがＮｅ０以上Ｎｅ１未満となる第５領域（即ち、本発明に係る「第１回転領域」の更に他の一例であり、図示ハッチング領域である）において実行される。この際、第４領域及び第５領域を合わせたものが、第１実施形態に係る第１領域と等価となる。
【０１３３】
ここで特に、第４領域と第５領域とでは、インパルスチャージがなされるに際しての、インパルス弁２２６からサージタンク２２３の連通孔に至る管路の長さが異なっており、より低回転側の第４領域では第１分岐管３０１が利用されることにより当該長さがＬ１に、より高回転側の第５領域では第２分岐管３０４が利用されることにより当該長さがＬ２（先に述べたようにＬ２＜Ｌ１である）に夫々設定される。
【０１３４】
既に述べたように、サージタンク２２３は、負圧波の位相を反転し正圧波として反射する手段であって、この管路の長さが短い程、この正圧波は時間的に早く燃焼室に到達することになる。即ち、インパルス弁２２６の開弁時期が固定されていれば、脈動の生成に供される一の管路の物理構成（端的には、ここで述べた長さ）に応じて、インパルスチャージの効果が最も効率的に現れる機関回転速度は一義的に規定される。従って、本実施形態に係るエンジン３００では、インパルスチャージの効果を最大限に活用し得る機関回転速度の値が二つ存在することとなり（尚、上述した第０基準値Ｎｅ０とは、理想的にはこの二つの値の間で設定される、言い換えれば、第４領域及び第５領域に夫々一のピーク（インパルスチャージの効果のピーク）が現れるように設定される）、第１分岐管３０１を含む管路は比較的低回転領域用の管路として、第２分岐管３０４を含む管路は比較的高回転領域用の管路として利用される。
【０１３５】
本実施形態では、このように選択すべき管路が予め複数（本実施形態では二種類）設定されることによって、インパルスチャージによる吸気充填量増大に係る実践上の利益をより好適に享受することが可能となり、吸気充填量の変化を抑制しつつ、より吸気充填量の増大を図ることが可能となるのである。
【０１３６】
尚、本実施形態では、サージタンク２２３の連通孔は、吸気管２０４に沿って二個形成されているが、少なくとも連通孔の個数及び設置態様等が、例えばサージタンクの肥大化に係る搭載性の低下や制御上の負荷増大等、他の不具合を実践上顕在化させない限りにおいて、望ましくは実践上有意な利益の差として享受され得る範囲で連通孔の個数及び設置態様は自由に規定されてよい。
【０１３７】
尚、上述の各実施形態における制御モードの切り替えに際しては、機関回転速度の基準値が利用される。この際、各基準値にはヒステリシス特性を付与するための補正処理が適宜施されてもよい。即ち、例えばこの補正処理に係る補正値がΔＮｅなる値であるとすると、例えば、機関回転速度の上昇に伴って機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１を超え、第２制御モードが実行された場合、機関回転速度の低下に伴って再び第１制御モードが実行に供される時点は、機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１を下回った時点でなく、Ｎｅ１−ΔＮｅを下回った時点であってもよい。このようにヒステリシス特性が付与されることにより制御上のハンチングが防止される。
【０１３８】
ところで、本実施形態においても、第１実施形態と同様に各サージタンク弁の閉故障に対応する必要があるため、故障対応制御が実行される。ここで、図１１を参照し、本実施形態に係る故障対応制御の詳細について説明する。ここに、図１１は、故障対応制御のフローチャートである。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１３９】
図１１において、既に述べた故障検出処理が第１サージタンク弁３０２について実行される。即ち、機関回転速度Ｎｅが第０基準値Ｎｅ０未満の第４領域に存在する場合に故障検出処理が実行される。第１サージタンク弁３０２について故障検出処理が終了すると、第１サージタンク弁３０２について算出されたインマニ圧偏差を表すインマニ圧偏差ΔＰｉｍ１が、基準値ΔＰｉｍ１ｔｈ（尚、第１実施形態に係る基準値ΔＰｉｍｔｈと同じ値であってもよい）未満であるか否かが判別される（ステップＳ６０１）。
【０１４０】
インマニ圧偏差ΔＰｉｍ１が基準値ΔＰｉｍ１ｔｈ未満である場合（ステップＳ６０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第１サージタンク弁３０２における閉故障の有無を規定するフェイルフラグＦｇ＿ｆａｉｌ１を、第１サージタンク弁３０２が閉故障を生じている旨を表すオン状態に設定し（ステップＳ６０２）、第２サージタンク弁３０５について同様に故障検出処理を実行する。尚、インマニ圧偏差ΔＰｉｍ１が基準値ΔＰｉｍ１ｔｈ以上である場合には（ステップＳ６０１：ＮＯ）、フェイル開閉フラグＦｇ＿ｓｇ１はオフ状態に維持されたまま、第２サージタンク弁３０５についての故障検出処理が実行される。
【０１４１】
第２サージタンク弁３０５について故障検出処理が実行されると、第２サージタンク弁３０５について算出されたインマニ圧偏差を表すインマニ圧偏差ΔＰｉｍ２が、基準値ΔＰｉｍ２ｔｈ（尚、上述したΔＰｉｍ１ｔｈ又は第１実施形態に係るΔＰｉｍｔｈと同じ値であってもよい）未満であるか否かが判別される（ステップＳ６０３）。
【０１４２】
インマニ圧偏差ΔＰｉｍ２が基準値ΔＰｉｍ２ｔｈ未満である場合（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第２サージタンク弁３０５における閉故障の有無を規定するフェイルフラグＦｇ＿ｆａｉｌ２を、第２サージタンク弁３０５が閉故障を生じている旨を表すオン状態に設定し（ステップＳ６０４）、代替処理を実行する（ステップＳ７００）。尚インマニ圧偏差ΔＰｉｍ２が基準値ΔＰｉｍ２ｔｈ以上である場合には（ステップＳ６０３：ＮＯ）、フェイル開閉フラグＦｇ＿ｓｇ２はオフ状態に維持されたまま、代替処理が実行される。尚、代替処理が実行されると、故障対応制御は終了する。
【０１４３】
ここで、図１２を参照し、代替処理の詳細について説明する。ここに、図１２は、代替処理のフローチャートである。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【０１４４】
図１２において、ＥＣＵ１００は、フェイル開閉フラグＦｇ＿ｓｇ１及びフェイル開閉フラグＦｇ＿ｓｇ２の設定状態を参照し、両サージタンク弁が閉故障を生じているか否かを判別する（ステップＳ７０１）。両サージタンク弁が閉故障を生じている場合（ステップＳ７０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、禁止フラグＦｇ＿ｓｔｐをオン状態に設定し（ステップＳ２０３）、これらフラグの情報を所定の記憶手段（例えば、ＲＡＭ又はフラッシュメモリ等）に書き込み（ステップＳ２０４）、代替処理を終了する。
【０１４５】
一方、少なくとも一方のサージタンク弁が正常に動作する（尚、フェイルフラグの性質に鑑みれば、この場合の「正常に動作する」とは、即ち少なくとも開弁指示に応じて開弁することを指す）場合（ステップＳ７０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第１サージタンク弁３０２が閉故障を生じているか否かを判別する（ステップＳ７０２）。第１サージタンク弁３０２のみが閉故障を生じている場合（ステップＳ７０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第２サージタンク弁３０５を第１サージタンク弁３０２に代替させるか否かを規定する代替フラグＦｇ＿ｓｇ１２を、第２サージタンク弁３０５を第１サージタンク弁３０２に代替させる旨を表すオン状態に設定し（ステップＳ７０３）、処理をステップＳ２０４に移行させる。
【０１４６】
また、第１サージタンク弁３０２が正常である場合（ステップＳ７０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第２サージタンク弁３０５が閉故障を生じているか否かを判別する（ステップＳ７０４）。第２サージタンク弁３０５のみが閉故障を生じている場合（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第１サージタンク弁３０２を第２サージタンク弁３０５に代替させるか否かを規定する代替フラグＦｇ＿ｓｇ２１を、第１サージタンク弁３０２を第２サージタンク弁３０５に代替させる旨を表すオン状態に設定し（ステップＳ７０５）、処理をステップＳ２０４に移行させる。また、両サージタンク弁が正常に動作する場合（ステップＳ７０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、いずれの代替フラグもオフ状態に維持し（即ち、代替フラグはデフォルトでオフ状態である）、処理をステップＳ２０４に移行させる。
【０１４７】
代替処理が実行された結果、図９に例示した弁駆動制御において、開閉フラグＦｇ＿ｓｇ１がオン状態に設定され且つ代替フラグＦｇ＿ｓｇ１２がオン状態に設定されている場合には、ステップＳ５１１に係る処理において第１サージタンク弁３０２は閉弁状態に維持され、ステップＳ５１２に係る処理において第１サージタンク弁３０２に代えて第２サージタンク弁３０５が開弁状態に制御される。また、開閉フラグＦｇ＿ｓｇ２がオン状態に設定され且つ代替フラグＦｇ＿ｓｇ２１がオン状態に設定されている場合には、ステップＳ５１２に係る処理において第２サージタンク弁３０５は閉弁状態に維持され、ステップＳ５１１に係る処理において第２サージタンク弁３０５に代えて第１サージタンク弁３０２が開弁状態に制御される。即ち、第４領域において第２分岐管３０４を利用したインパルスチャージが実行され、第５領域において第１分岐管３０１を利用したインパルスチャージが実行される。
【０１４８】
この際、既に説明したように、第１分岐管３０１は比較的低回転領域用であり、第２分岐管３０４は比較的高回転領域用であるから、各々本来開弁すべきサージタンク弁を開弁してインパルスチャージが行われる場合と較べて吸気充填量の増大効果が低下し易い。そこで、ＥＣＵ１００は、この種の代替を行う場合に、インパルス弁２２６の開弁時期を補正する。
【０１４９】
より具体的な一例としては、例えば比較的高回転な領域である第５領域におけるインパルスチャージを比較的低回転領域用の第１分岐管３０１を使用して行う場合、既に述べたインパルス弁２２６に対する開閉制御の制約の範囲内でインパルス弁２２６の開弁タイミングを進角し、正圧波のピークを吸気バルブ２０７の閉弁タイミングに可及的に同期させる。或いは、例えば比較的低回転な領域である第４領域におけるインパルスチャージを比較的高回転領域用の第２分岐管３０４を使用して行う場合、既に述べたインパルス弁２２６に対する開閉制御の制約の範囲内でインパルス弁２２６の開弁タイミングを遅角し、同様に正圧波のピークを吸気バルブ２０７の閉弁タイミングに可及的に同期させる。即ち、この場合、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「補正手段」の一例としても機能する。尚、補正の態様は、補正により吸気充填量の向上を見込み得る限りにおいて如何様にも限定されない。
【０１５０】
このように、本実施形態によれば、いずれか一方のサージタンク弁が正常に動作する場合には、機関回転速度Ｎｅが第１基準値Ｎｅ１未満の領域においてインパルスチャージの実行が禁止されることはなく、燃費及びエミッションの悪化を防止しつつ、吸気充填量増大に係る実践上の利益を可及的に享受することが可能となる。
【０１５１】
尚、本発明の各実施形態において、サージタンク２２３は、吸気管２０４と並列配置されており、連通孔及び各種分岐管を介して連通する構成となっている。従って、吸気通路２０４内を吸気が進行するに際して当該各分岐管の入り口部分を通過した際に、吸気は所定の共振周波数で共振する。
【０１５２】
この共振周波数は、分岐管の断面積、長さ及びサージタンク２２３の容積に応じて可変であるから、例えば車両に対する搭載性を阻害しない範囲で、例えばサージタンク２２３の容積を、例えば吸気音の音圧レベルが相対的に大きくなる周波数に対し共振するように設定すること等によって所謂レゾネータとして機能させ、特定周波数を有する吸気音を低減することも可能である。
【０１５３】
また、本発明に係る吸気制御装置によれば、タンクの設置位置に関する制約は、タンクが吸気通路に直列に配置される場合と較べて明らかに少なく、タンクの設置位置を、より慣性過給の効果を引き出せる位置に設定することが可能となり、慣性過給による吸気充填量の増大（或いは、吸気充填効率の上昇）に係るより高い利益が提供される。
【０１５４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の吸気制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおいてＥＣＵにより実行される弁駆動制御のフローチャートである。
【図３】エンジンの運転条件に対応付けられた各制御モードの模式図である。
【図４】図１のエンジンシステムにおいてＥＣＵにより実行される故障対応制御のフローチャートである。
【図５】図４の故障対応制御において実行される故障検出処理のフローチャートである。
【図６】図５の故障検出処理において実行される平均インマニ圧算出処理のフローチャートである。
【図７】インマニ圧の一時間特性を表す模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るエンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図９】第２実施形態に係る弁駆動制御のフローチャートである。
【図１０】エンジンの運転条件に対応付けられた各制御モードの模式図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る故障対応制御のフローチャートである。
【図１２】図１１の故障対応制御において実行される代替処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５６】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０２…気筒、２０４…吸気管、２０５…ディーゼルスロットルバルブ、２０６…連通管、２０７…吸気バルブ、２１６…タービン、２１８…コンプレッサ、２２１…インタークーラ、２２２…分岐管、２２３…サージタンク、２２４…サージタンク弁、２２５…アクチュエータ、２２６…インパルス弁、２２７…アクチュエータ、２３０…インマニ圧センサ、３００…エンジン、３０１…第１分岐管、３０２…第１サージタンク弁、３０３…第１アクチュエータ、３０４…第２分岐管、３０５…第２サージタンク弁、３０６…第２アクチュエータ。
【図１】
2009156104.tif 000003
【図２】
2009156104.tif 000004
【図３】
2009156104.tif 000005
【図４】
2009156104.tif 000006
【図５】
2009156104.tif 000007
【図６】
2009156104.tif 000008
【図７】
2009156104.tif 000009
【図８】
2009156104.tif 000010
【図９】
2009156104.tif 000011
【図１０】
2009156104.tif 000012
【図１１】
2009156104.tif 000013
【図１２】
2009156104.tif 000014