CN101883919B - 内燃机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内燃机控制装置，在具备能够改变气门重叠期间的可变动阀机构的内燃机中，能够在抑制转矩高低差的同时有效利用扫气效果。在能够有效利用排气压力脉动所带来的扫气效果的扫气效果利用条件已成立的情况下，以与排气压力脉动成为谷底的正时相重叠的方式设定气门重叠期间。此时，对气门重叠期间的设定量进行限制，以使伴随于气门重叠期间的设定的转矩指标值的提高量不超过规定的容许值。

Description

内燃机控制装置
技术领域
本发明涉及一种具备能够改变进气门开阀期间和排气门开阀期间相重叠的气门重叠期间的可变动阀机构的内燃机控制装置。
背景技术
以往，例如在专利文献1中公开了具备可变动阀机构的内燃机气门正时(Valve Timing)控制装置，该可变动阀机构能够通过改变进排气门至少一方的气门正时，来改变进气门开阀期间与排气门开阀期间相重叠的气门重叠期间。在这一现有控制装置中，改变进排气门的气门正时以使得因排气压力脉动而产生的负压波到达排气口的时期与进排气门的气门重叠期间相吻合。通过这种控制，就能够使新空气易于从进气门流入气缸内，并且借助于从进气门流入的新空气将气缸内的已燃气体可靠地赶出至排气门。亦即、能够发挥扫气效果。其结果，就能够使残留气体量减少，提高吸入气缸内的新空气量。也就是说，能够提高进气填充效率。
专利文献1：日本特开平11-22499号公报
可是，例如在车辆加速初期等进气量比较少的状况下，所生成的排气压力脉动比较弱。其结果，就无法利用充分的扫气效果。因此，可以考虑在排气压力脉动变得充分强后设定气门重叠期间以获得扫气效果。但是，伴随于扫气效果所引起的新空气量(转矩)的急激上升，有可能产生转矩高低差。
发明内容
本发明就是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的是提供一种内燃机控制装置，在具备能够改变气门重叠期间的可变动阀机构的内燃机中，能够在抑制转矩高低差的同时有效利用扫气效果。
第1发明提供一种内燃机控制装置，其特征是，具备：
可变动阀机构，使进气门开阀期间和排气门开阀期间相重叠的气门重叠期间可变；
扫气效果判定单元，判定能够有效利用基于排气压力脉动的扫气效果的扫气效果利用条件是否成立；以及
重叠期间设定单元，在上述扫气效果利用条件成立后，控制上述可变动阀机构，以与排气压力脉动成为谷底的正时相重叠的方式来设定气门重叠期间，
上述重叠期间设定单元包括重叠期间限制单元，该重叠期间限制单元用于对上述气门重叠期间的设定量进行限制，以使伴随于气门重叠期间的设定的转矩指标值的提高量不超过规定的容许值。
另外，第2发明的特征是，在第1发明的基础上，
还具备脉动波形取得单元，该脉动波形取得单元用于取得关于上述排气压力脉动和进气压力脉动之中的至少是上述排气压力脉动的脉动波形信息，
上述重叠期间限制单元包括气门控制决定单元，该气门控制决定单元根据上述脉动波形信息决定在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述进气门的打开时期和上述排气门的关闭时期的哪个来进行。
另外，第3发明的特征是，在第2发明的基础上，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点前侧的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述进气门的打开时期来进行。
另外，第4发明的特征是，在第2发明的基础上，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点后侧的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述排气门的关闭时期来进行。
另外，第5发明的特征是，在第2发明的基础上，
上述可变动阀机构包括：使作用角固定或者可变的同时能够改变上述进气门的打开时期的进气可变动阀机构；和使作用角固定的同时能够改变上述排气门的关闭时期的排气可变动阀机构，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述进气门的打开时期来进行。
另外，第6发明的特征是，在第2发明的基础上，
上述可变动阀机构包括：使作用角固定的同时能够改变上述进气门的打开时期的进气可变动阀机构；和使作用角可变的同时能够改变上述排气门的关闭时期的排气可变动阀机构，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时，通过调整上述排气门的关闭时期来进行。
另外，第7发明的特征是，在第2发明的基础上，
上述可变动阀机构包括：使作用角和升程量都可变的同时能够改变上述进气门的打开时期的进气可变动阀机构；和使作用角可变的同时能够改变上述排气门的关闭时期的排气可变动阀机构，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述排气门的关闭时期来进行。
另外，第8发明的特征是，在第1至第7发明的任意一个的基础上，
上述内燃机控制装置包括：
加速要求检测单元，检测有无内燃机的加速要求；
涡轮增压机，具有由内燃机的排气能量驱动的涡轮和用于调整供给到该涡轮的废气的流量的可变喷嘴；
喷嘴开度控制单元，控制上述可变喷嘴的开度；
脉动生成状态取得单元，取得判断为排气压力脉动已提高的判断时间点、或者预测为排气压力脉动已提高的预测时间点，和
重叠期间缩小单元，在从上述检测时间点到上述判断时间点或者上述预测时间点的期间，将气门重叠期间控制成短于上述检测时间点的气门重叠期间，
上述喷嘴开度控制单元包括喷嘴关闭控制执行单元，该喷嘴关闭控制执行单元用于，在从检测到上述加速要求的检测时间点到上述判断时间点或者上述预测时间点的期间，将上述可变喷嘴的开度控制成比上述检测时间点的该可变喷嘴的开度靠关闭侧的规定开度。
根据第1发明，在扫气效果利用条件已成立的情况下，限制气门重叠期间的设定量以使得伴随于气门重叠期间的设定的转矩指标值的提高量不会变得过大。据此，就可以在抑制气门重叠期间设定时的转矩高低差的同时有效利用扫气效果。
若脉动波形不同，则根据是通过进气门的打开时期的调整来调整气门重叠期间、还是通过排气门的关闭时期的调整来调整气门重叠期间，气门重叠期间的调整带给转矩指标值的影响将会变化。根据第2发明，在对气门重叠期间的设定量进行限制之时，根据脉动波形来决定通过调整进气门的打开时期和排气门的关闭时期的哪个来进行。因此，就能够在对气门重叠期间的设定量进行限制之时，提高转矩指标值的控制性。据此，就能够更加减轻转矩高低差。
根据第3或者第4发明，可以通过选择相对于气门重叠期间的调整的转矩指标值的控制性较为优良的一方的气门控制，使相对于气门重叠期间的调整的转矩指标值的变化更加平缓。
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后的情况下，伴随于排气门的关闭时期的改变的打开时期的变化所引起的排气压力脉动的相位变化一方，比伴随于进气门的打开时期的改变的关闭时期的变化对新空气量的变化带来的影响更大。根据第5发明，在具备使作用角固定或者可变的同时能够改变进气门的打开时期的进气可变动阀机构；和使作用角固定的同时能够改变排气门的关闭时期的排气可变动阀机构的情况下，通过进气门的打开时期的调整来进行气门重叠期间的设定量的限制。据此，就可以使相对于气门重叠期间的调整的转矩指标值的变化更加平缓。
在具备使作用角可变的同时能够改变排气门的关闭时期的排气可变动阀机构的情况下，能够使排气门的打开时期恒定的同时对排气门的关闭时期进行调整。据此，可以防止伴随于打开时期的变化的排气压力脉动的变化所引起的新空气量的变化。另外，由于不在进气侧进行气门重叠期间的调整，所以可以防止伴随于进气门的开闭时期的变化的新空气量的变化。因此，根据第6发明，在具备上述排气可变动阀机构的情况下，当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点的前后时，可以使相对于气门重叠期间的调整的转矩指标值的变化更加平缓。
在具备使作用角和升程量都可变的同时能够改变进气门的打开时期的进气可变动阀机构的情况下，在使进气门的关闭时期恒定的同时调整打开时期之时，进气门的升程量就会发生变化。另外，即便排气可变机构具备伴随于升程量变化的作用角可变机构，进气门的升程量变化带给新空气量的影响也要大于排气门的升程量变化带给新空气量的影响。根据第7发明，在具备使作用角可变的同时能够改变排气门的关闭时期的排气可变动阀机构和上述进气可变动阀机构的情况下，当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后时，可以使相对于气门重叠期间的调整的转矩指标值的变化更加平缓。
根据第8发明，能够在抑制扫气效果利用开始时的转矩高低差的同时，在要求加速时提前有效利用扫气效果。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式1的***构成的图。
图2是表示体积效率提高控制执行过程中的进气歧管压力和排气歧管压力与曲轴转角之间的关系的图。
图3是用于说明排气压力脉动的强度带给上述体积效率提高控制的影响的图。
图4是用于说明执行加速时的可变喷嘴的开度控制和气门重叠期间的控制的顺序的时间图。
图5是用于说明扫气效果利用开始时的问题及其解决方法的图。
图6是在本发明的实施方式1中执行的程序的流程图。
图7是用于说明O/L量和新空气量Gn的增加预测量之间的关系的图。
图8是用于说明进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点(TDC)前侧(提前侧)时的控制的图。
图9是在进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点(TDC)前侧(提前侧)的情况下，分成进气侧和排气侧来分别表示O/L量和新空气量之间的关系的图。
图10是用于说明进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点(TDC)后侧(延迟侧)时的控制的图。
图11是在进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点(TDC)后侧(延迟侧)的情况下，分成进气侧和排气侧来分别表示O/L量和新空气量之间的关系的图。
图12是在本发明的实施方式2中执行的程序的流程图。
图13是表示排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点的前后时的脉动波形和气门重叠期间的图。
图14是在进气压力高于排气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点的前后的情况下，分成进气侧和排气侧来分别表示O/L量和新空气量之间的关系的图。
图15是在本发明的实施方式3中执行的程序的流程图。
图16是在本发明的实施方式4中执行的程序的流程图。
附图标记说明
10柴油发动机
12喷射器
18排气歧管
20排气通路
22涡轮增压机
22a涡轮
22b压缩机
22c可变喷嘴
26进气通路
32进气歧管
36空气流量计
44进气可变动阀机构
46排气可变动阀机构
52油门开度传感器
54进气压力传感器
56排气压力传感器
58ECU(Electronic Control Unit)
60曲轴转角传感器
具体实施方式
实施方式1
[实施方式1的***构成]
图1是用于说明本发明的实施方式1的***构成的图。图1所示的***具备4冲程柴油发动机(压缩点火式内燃机)10。柴油发动机10被搭载于车辆并作为其动力源。虽然本实施方式的柴油发动机10是串联4气缸式，但本发明中的柴油发动机的气缸数以及气缸配置并不限定于此。
在柴油发动机10的各气缸上设置有对气缸内直接喷射燃料的喷射器12。各气缸的喷射器12被连接到共同的共轨(common rail)14。在共轨14内存积着由供给泵16加压后的高压燃料。而且，从此共轨14向各气缸的喷射器12供给燃料。从各气缸排出的废气由排气歧管18集合起来流入排气通路20。
柴油发动机10具备可变喷嘴式涡轮增压机22。涡轮增压机22具有：借助于废气的排气能量而作动的涡轮22a；与涡轮22a一体地连结并由输入到涡轮22a的废气的排气能量旋转驱动的压缩机22b。进而，涡轮增压机22具有用于调整供给到涡轮22a的废气的流量的可变喷嘴(VN)22c。
可变喷嘴22c能够通过省略图示的致动器(例如电动机)进行开闭动作。若使可变喷嘴22c的开度减小，则涡轮22a的入口面积变小，可以使吹到涡轮22a上的废气的流速加快。其结果，压缩机22b以及涡轮22a的转速(以下称之为“涡轮转速”)上升，从而可以使增压压力上升。反之，若使可变喷嘴22c的开度加大，则涡轮22a的入口面积变大，吹到涡轮22a上的废气的流速变慢。其结果，涡轮转速降低，从而可以使增压压力下降。
涡轮增压机22的涡轮22a配置于排气通路20的途中。在涡轮22a下游侧的排气通路20中设置有用于捕捉废气中的PM(ParticulateMatter：颗粒物质)的DPF24。此外，除DPF24外还可以在排气通路20中设置用于净化废气中的有害成分的催化剂。或者，还可以在DPF24上担载催化剂成分。
在柴油发动机10的进气通路26的入口附近设有空气滤清器28。通过空气滤清器28而吸入的空气在涡轮增压机22的压缩机22b中被压缩后，在内部冷却器30中被冷却。通过了内部冷却器30的进气在进气歧管32中被分配后流入各气缸。
在进气通路26上的内部冷却器30和进气歧管32之间设置有进气节气门34。另外，在进气通路26上的空气滤清器28的下游附近设置有检测进气量的空气流量计36。
在进气歧管32的附近连接着EGR通路38的一端。EGR通路38的另一端被连接到排气通路20的排气歧管18。在本***中，能够通过此EGR通路38使一部分废气(已燃气体)回流到进气通路26、即能够进行外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)。
在EGR通路38的途中设有用于对通过EGR通路38的废气(EGR气体)进行冷却的EGR冷却器40。在EGR通路38上的EGR冷却器40的下游设有EGR阀42。通过改变此EGR阀42的开度，就可以调整通过EGR通路38的废气量、亦即外部EGR气体量。
另外，柴油发动机10具备：使进气门(省略图示)的开阀特性可变的进气可变动阀机构44；和使排气门(省略图示)的开阀特性可变的排气可变动阀机构46。更具体而言，将这些可变动阀机构44、46设为，通过使相对于曲轴的旋转相位的凸轮轴的旋转相位变化，来使作用角固定的同时，使进气门和排气门的开闭时期连续可变的相位可变机构(VVT机构)。借助于这种进气可变动阀机构44及排气可变动阀机构46，可以使排气门的开阀期间和进气门的开阀期间相重叠的气门重叠期间(以下简称为“气门重叠期间”)的长度变化。
另外，在进气凸轮轴和排气凸轮轴的附近分别配置有用于对各个凸轮轴的旋转角度、亦即进气凸轮转角和排气凸轮转角进行检测的进气凸轮转角传感器48和排气凸轮转角传感器50。
另外，本实施方式的***进一步具备：对搭载了柴油发动机10的车辆的油门踏板踏入量(油门开度)进行检测的油门开度传感器52；对进气歧管压力(进气压力)进行检测的进气压力传感器54；对排气歧管压力(排气压力)进行检测的排气压力传感器56；以及ECU(ElectronicControl Unit)58。另外，上述各种传感器和致动器以及对曲轴转角进行检测的曲轴转角传感器60与ECU58连接。ECU58还能够基于曲轴转角传感器60的检测信号来计算发动机转速。进而，ECU58还能够基于上述凸轮转角传感器48、50的检测信号来计算进气门以及排气门的开闭时期的提前量。ECU58通过基于各传感器的输出按照规定的程序使各致动器作动，来控制柴油发动机10的运行状态。
[利用了排气压力脉动的体积效率提高控制]
本实施方式的***，通过具备上述的进气可变动阀机构44以及排气可变动阀机构46，可以任意地调整气门重叠期间。据此，在本实施方式的***中，能够在规定的运行区域(例如低转速高负载区域)，执行利用排气歧管压力的脉动以使柴油发动机10的体积效率ηV(缸内空气量)提高的体积效率提高控制。图2是表示体积效率提高控制执行过程中的进气歧管压力和排气歧管压力与曲轴转角之间的关系的图。
如图2所示那样，不论曲轴转角如何进气歧管压力都大致恒定。相对于此，排气歧管压力伴随于废气从各气缸的排气门间歇性地排出而有较大的脉动(周期性地变动)。更具体而言，随着排气门的打开时期EVO推迟，废气向排气歧管18内排出的时期推迟，排气歧管压力脉动的波形向图2中的右侧移动。也就是说，通过使排气门的打开时期EVO变化，来使排气歧管压力脉动的波形向图2中的左右移动。另外，排气歧管压力脉动的波形还因伴随于发动机转速的变化在排气歧管内流动的废气的流速变化而发生变化。
图2所示的波形表示，以使排气歧管压力脉动的谷底部分与存在于排气上止点(TDC)附近的气门重叠期间(O/L期间)一致的方式，考虑与发动机转速之间的关系的同时对排气门的打开时期进行了控制的状态。另外，图2所示的波形表示通过在涡轮效率良好的状态下实施增压供气，从而相对于排气压力提高了进气压力(增压压力)的状态。在这种状态下，充分地确保图2中用阴影表示的区域、亦即在气门重叠期间进气压力高于排气压力的区域。其结果，充分地获得使得新空气易于流入气缸内，并且借助于流入的新空气将气缸内的已燃气体迅速地赶出至排气口的效果(所谓扫气效果)。
图2中用阴影所示的区域越大则上述那样的扫气效果就越大。从而，只要以确保该区域较大的方式进行气门重叠期间的调节就能够充分获得扫气效果，其中，气门重叠期间的调节是基于使用了进气可变动阀机构44的进气门打开时期的调整或使用了排气可变动阀机构46的排气门关闭时期的调整进行的。这样一来，通过执行利用扫气效果的体积效率提高控制，就能够使残留气体量充分减少，而相应地能够增加气缸内所填充的新空气的量。也就是说，能够使体积效率(填充效率)ηV增大。其结果，可以很好地提高柴油发动机10的转矩。
[对具备可变喷嘴式涡轮增压机的***适用体积效率提高控制时的优选控制顺序]
图3是用于说明排气压力脉动的强度给上述体积效率提高控制带来的影响的图。
在图3中表示加速初期等进气量较少(换言之，发动机负载较低)，尚未形成强度充分的排气压力脉动的情形。另外，在图3中还表示了进气量变多(换言之，发动机负载变高)，已形成强度充分的排气压力脉动，并且以涡轮效率良好的状态使用了涡轮增压机22，从而，相对于排气压力很好地提高了进气压力的情形。更具体而言，若如图3中下侧所示的波形那样，在加速初期等排气压力脉动较弱的运行条件下，因发出了向高负载侧转移的要求而伴随着增压供气使柴油发动机10的负载提高了，则如图3中上侧所示的波形那样，排气压力脉动增强，并且相对于排气压力很好地提高了进气压力(增压压力)。
如图3中下侧的波形所示那样，在排气压力脉动较弱(脉动的振幅较小)的条件下，在设定了气门重叠期间的排气上止点附近，进气压力高于排气压力的区域变小。因此，在此情况下，扫气效果变小，无法满意地获得上述体积效率提高控制所带来的效果。
本实施方式的***如前文所述具备可变喷嘴式涡轮增压机22。在具备这种涡轮增压机的现有内燃机中，为了在加速时迅速地提高内燃机的转矩而通过将可变喷嘴的开度向全闭附近进行控制来提高增压压力，由此进行增加进气量之类的控制。但是，本实施方式的***除了这种可变喷嘴式涡轮增压机22外还具备能够调整气门重叠期间的可变动阀机构44、46。
在具有上述那种构成的本实施方式的***中，在加速时，若在可变喷嘴22c的开度已被控制到全闭附近的状态下设定了气门重叠期间，则在加速初期因排气压力脉动较弱，故如上述那样无法获得充分的扫气效果。
另外，在加速时，若在可变喷嘴22c的开度已被控制到全闭附近的状态下设定了气门重叠期间，则因可变喷嘴22c的开度已被控制到全闭附近，而在加速过程中导致排气压力的上升，难以获得扫气效果，并且因已设定了气门重叠期间而发生废气向进气口侧吹回的情况。其结果，与在加速时将可变喷嘴的开度向全闭附近进行控制的同时未设定气门重叠期间的情况相比，体积效率ηV将会恶化。
图4是用于说明执行加速时的可变喷嘴22c的开度控制和气门重叠期间的控制的顺序的时间图。
在本实施方式的***中，优选，在具备可变喷嘴式涡轮增压机22，和能够调整气门重叠期间的可变动阀机构44、46的构成的基础上，在发出需要较强的排气压力脉动的要求的加速开始时，进行如下控制以便能够提前利用有效的扫气效果。此外，在图4中，实线所表示的波形对应于本实施方式的控制。另外，虚线所表示的波形对应于在不具有气门重叠期间调整机构的内燃机中，VN开度在加速时被维持于全闭时的控制。进而，单点划线所表示的波形对应于VN开度从加速最初开始就被维持于全闭、且设定了气门重叠期间时的控制。进而，双点划线所表示的波形对应于VN开度从加速最初开始就打开一定量、且设定了气门重叠期间时的控制。
亦即、在检测到来自驾驶者的加速要求的时间点t0，如图4所示那样，控制可变喷嘴22c以使VN开度成为全闭，并且控制可变动阀机构44、46以使气门重叠期间成为零。而且，在直到达到能够判断为排气压力脉动已变强的时间点t1为止的期间、亦即在加速初期阶段，如上述那样持续进行将VN开度设为全闭，并将气门重叠期间设为零的控制。其结果，柴油发动机10的转矩就如图4所示那样逐渐开始上升。
之后，在达到了能够判断为排气压力脉动已变强的上述时间点t1的情况下，将VN开度朝向规定的中间开度(更具体而言就是涡轮效率好的开度)打开。随着之后的时间经过在能够判断为因涡轮效率的提高而使进气压力比排气压力充分高的条件已达到的时间点开始进行另一方的气门重叠期间的调整。更具体而言，就是以与排气压力脉动成为谷底的正时相重叠的方式扩大气门重叠期间。
本实施方式的控制相对于图4所示的其他控制模式，能够得到如以下所示那样的出色效果。
首先，对本实施方式的控制(实线)和虚线所表示的控制进行比较。如图4所示那样，在加速初期阶段，虚线所表示的控制与本实施方式的控制相同，所以两者没有差。但是，在本实施方式的控制中，在判断为排气压力脉动已变强的时间点t1，VN开度被打开、且之后设定气门重叠期间，相对于此，在虚线所表示的控制中，即便在上述时间点t1以后也一直未设定气门重叠期间。因此，在虚线所表示的控制中，对于利用了已变强的排气压力脉动的扫气效果，就无法利用，与此相应，其结果是，相对于本实施方式的控制，转矩上升相应地需要时间。
接着，对本实施方式的控制(实线)和单点划线所表示的控制进行比较。在单点划线所表示的控制中，由于在进气压力因排气压力脉动较弱之类的理由而未变得比排气压力高的加速初期阶段，设定了气门重叠期间，所以体积效率ηV因废气向进气侧吹回而恶化。另外，在单点划线所表示的控制中，即便在排气压力脉动变强的加速中期以后VN开度也维持于全闭而导致涡轮效率的恶化，无法相对于排气压力使进气压力充分升高，所以就难以获得扫气效果，并且体积效率ηV因废气向进气侧吹回而恶化。因此，在单点划线所表示的控制中，结果也是，相对于本实施方式的控制，转矩的上升需要时间，并且转矩的大小本身也无法充分地提高。
接着，对本实施方式的控制(实线)和双点划线所表示的控制进行比较。在双点划线所表示的控制中，在加速初期阶段，由于VN开度被打开一定量，所以相对于本实施方式的控制，直到排气压力脉动变强为止所需要的时间变长。因此，对于双点划线所表示的控制，结果是，相对于本实施方式的控制，与这种排气压力脉动的形成延迟时间相应，转矩的上升需要时间。
如以上所说明那样，根据本实施方式的控制，在加速初期阶段，通过将VN开度缩小以使其成为全闭来促进进气量的增加，据此就能够提前提高排气压力脉动，并能够提前利用扫气效果。进而，通过在加速初期阶段将气门重叠期间设为零，就能够很好地防止废气向进气侧吹回而引起的体积效率ηV的恶化。
另外，根据本实施方式的控制，在排气压力脉动已变强的加速中期以后，通过将VN22c打开至涡轮效率好的开度，就能够使排气压力相对于进气压力(增压压力)降低，能够充分地利用扫气效果。另外，还能够谋求兼顾这种扫气效果的实现和涡轮效率的确保。
进而，根据本实施方式的控制，通过在加速中期将设定气门重叠期间的时刻设为VN开度的打开动作后，就能够在排气上止点附近可靠地确保了进气压力比排气压力高的区域以后，设定气门重叠期间。因此，就能够避免发生废气向进气侧吹回，能够充分地利用扫气效果。
[用于抑制扫气效果利用开始时的转矩高低差的方法]
图5是用于说明扫气效果利用开始时的问题及其解决方法的图。
根据以上所说明的本实施方式的控制，在排气压力脉动充分变强后再设定气门重叠期间以获得扫气效果。其结果，就可以利用扫气效果在加速时较大地提高柴油发动机10的转矩。但是，在已开始气门重叠期间的设定的时刻，扫气效果所引起的新空气量(转矩)将较大地增加，所以伴随于气门重叠期间的设定开始，有可能产生转矩高低差。
更具体而言，如图5的(B)中细线所表示的那样，在一旦能够利用扫气效果就最快地设定了气门重叠期间的情况下，如图5的(A)中细线所表示那样将会产生转矩高低差。另外，若为了避免这种转矩高低差的产生而在排气压力脉动充分变强以前设定了气门重叠期间，就会因气体向进气侧吹回而在加速初期使转矩的上升推迟(参照图4中的单点划线所示的波形)。
因此，在本实施方式中，在判断为能够利用扫气效果的时间点设定气门重叠期间之时，预测伴随于气门重叠期间的设定的新空气量(转矩)的增加，并基于该预测结果使气门重叠期间的设定值最优化(减少)。更具体而言，就是在判断为能够利用扫气效果的情况下，对气门重叠期间的设定量进行限制，以使得伴随于气门重叠期间的设定的新空气量的提高量不超过规定的容许值(GnUPmax)。
如果进行上述控制，在判断为能够利用扫气效果的情况下，如图5的(B)中粗线所表示那样，与最快地进行设定的情况相比，对气门重叠期间的设定量进行限制，以使得伴随于气门重叠期间的设定的新空气量的提高量不会变得过大。据此，能够开始利用所需要的充分的程度的扫气效果，所以如图5的(A)中粗线所表示那样，能够在抑制转矩高低差的产生的同时获得良好的加速特性。
图6是为了实现上述功能，在本实施方式1中由ECU58执行的程序的流程图。
在图6所示的程序中，首先基于油门开度传感器52的输出，来判别是否有来自驾驶者的车辆(柴油发动机10)加速要求(步骤100)。在其结果是判定为有加速要求的情况下，接下来，以使可变喷嘴(VN)22c的开度从当前时间点的开度变成全闭的方式进行控制(步骤102)，并且以使气门重叠期间从当前时间点的期间变成零的方式进行控制(步骤104)。
接着，基于进气压力传感器54以及排气压力传感器56的输出，分别取得进气压力脉动以及排气压力脉动的脉动波形(步骤106)。此外，排气压力脉动如前文所述那样，易于受到排气门的打开时期EVO的变化和发动机转速的变化的影响。因此，还可以取代利用排气压力传感器56的实测，参照在排气门的打开时期EVO和发动机转速之间决定了脉动波形信息的映射(省略图示)来取得与排气压力脉动有关的脉动波形信息。
接着，判别排气压力和进气压力的差值压力是否已成为小于等于规定的判定值的值(步骤108)。此判定值是作为用来判断排气压力脉动是否已充分强的值而预先设定的值。其结果，在该步骤108的判定不成立的期间，分别继续进行将VN开度设为全闭的控制和将气门重叠期间设为零的控制。
另一方面，在因上述步骤108中的判定成立而能够判断为是排气压力脉动已充分强的情况下，接下来，将VN开度打开，以成为涡轮效率优良的中间开度(步骤110)。ECU58存储着根据与发动机转速或进气量等柴油发动机10的运行条件之间的关系决定了涡轮效率良好的VN开度的映射(省略图示)。在本步骤110中，参照这种映射，将VN开度打开，以成为在加速要求后的运行条件下涡轮效率良好的开度。
接着，分别取得当前时间点的进气压力脉动和排气压力脉动(步骤112)。接下来，基于在该步骤112中取得的进气压力脉动和排气压力脉动各自的脉动波形，来判别能够利用扫气效果的压力条件是否已成立(步骤114)。具体而言，就是判断相对于进气压力排气压力是否已充分下降。因在上述步骤110中已经执行了将VN开度打开至涡轮效率良好的开度的控制，故排气压力开始下降。本步骤114中的判定值是作为用来判断排气压力是否已下降至如下的条件的值而预先设定的值，即使用上述图2所说明的充分地获得扫气效果那样的条件。
其结果，在判定为该步骤114的判定成立、亦即能够判断为已满足获得充分的扫气效果那样的压力条件的情况下，接下来，基于决定了O/L量和新空气量Gn之间的关系的映射(省略图示)或者模型式来计算出每规定O/L量的新空气量Gn的增加预测量(步骤116)。
接着，计算满足新空气量Gn的增加预测量和当前的新空气量Gn之差小于等于容许最大值GnUPmax的条件的O/L量(步骤118)。此外，此容许最大值GnUPmax是根据与柴油发动机10的运行状态(转矩及发动机转速等)的关系而预先设定的值。图7是用于说明O/L量和新空气量Gn的增加预测量之间的关系的图。如图7所示那样，在已能够利用扫气效果的时间点所设定的O/L量越大，则相对当前的新空气量Gn的新空气量Gn的增加预测量就越大。根据本步骤118的处理，在新空气量Gn的增加预测量不超过容许最大值GnUPmax的范围内来决定最大的O/L量。接下来，基于计算出的O/L量，以与排气压力脉动成为谷底的正时相重叠的方式来设定正的气门重叠期间(步骤120)。
根据以上说明的图6所示的程序，在判断为能够利用扫气效果的情况下，以伴随于气门重叠期间的设定的新空气量Gn的增加预测量不超过容许最大值GnUPmax的方式，对气门重叠期间的设定值进行限制。据此，能够开始利用所需要的充分程度的扫气效果，从而在抑制转矩高低差的产生的同时获得良好的加速特性。
另外，根据上述程序，在发出作为提高排气压力脉动的要求的一例的加速要求的情况下，首先，在加速初期阶段，将VN开度控制成全闭并且将气门重叠期间控制为零。之后，在能够判断为排气压力脉动已变强的时间点，将VN开度打开至涡轮效率良好的开度。而且，在进行了这种VN22c的打开动作以后，在能够判断为已成为获得充分的扫气效果那样的压力条件的时间点，设定与VN开度相应的气门重叠期间。根据以上处理，能够在抑制扫气效果利用开始时的转矩高低差的同时在要求加速时提前有效利用扫气效果。
然而，在上述实施方式1中，对使用相位可变机构作为能够改变进气门和排气门的开阀特性的可变动阀机构44、46的例子进行了说明。但是，对于在本发明中用于调整气门重叠期间的可变动阀机构，只要是能够对进气门的打开时期IVO和排气门的关闭时期EVC之中的至少一方进行调整的机构，并不限定于上述的可变动阀机构44、46。亦即、例如除上述相位可变机构以外还可以是一并具有能够使进气门和排气门的作用角(以及升程量)连续地改变的作用角可变机构和上述相位可变机构的机械式可变动阀机构(例如在国际公开号WO2006/132059号公报中有记载)，进而还可以是用电动机驱动凸轮的机构或电磁驱动阀等。
此外，在上述实施方式1中，ECU58分别通过执行上述步骤114的处理来实现上述第1发明中的“扫气效果判定单元”，通过执行上述步骤120的处理来实现上述第1发明中的“重叠期间限制单元”，通过执行上述步骤116以及118的处理来实现上述第1发明中的“重叠期间限制单元”。
另外，在上述实施方式1中，ECU58分别通过执行上述步骤100的处理来实现上述第8发明中的“加速要求检测单元”，通过对省略图示的致动器给予指令以控制可变喷嘴22c的开度来实现上述第8发明中的“喷嘴开度控制单元”，通过执行上述步骤108的处理来实现上述第8发明中的“脉动生成状态取得单元”，通过执行上述步骤104的处理来实现上述第8发明中的“重叠期间缩小单元”，通过执行上述步骤102的处理来实现上述第8发明中的“喷嘴关闭控制执行单元”。
实施方式2
接着，参照图8至图12对本发明实施方式2进行说明。
能够通过使用图1所示的硬件构成，并使ECU58执行图6所示的程序和后述的图12所示的程序来实现本实施方式的***。
根据上述实施方式1的***，在判断为能够利用扫气效果的情况下，以使伴随于气门重叠期间的设定的新空气量Gn的提高量不超过容许最大值GnUPmax的方式，对气门重叠期间的设定值进行限制。那么，如前文所述那样，排气压力脉动的相位伴随于排气门的打开时期EVO的变化和发动机转速的变化而变化。本实施方式的***具有如下的特征点：在对气门重叠期间的设定量进行限制之时，根据排气压力脉动的波形来决定优先调整进气门的打开时期IVO和排气门的关闭时期EVC的哪个。
图8是用于说明进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点(TDC)前侧(提前侧)时的控制的图。更具体而言，图8的(A)表示进排气门的升程曲线，图8的(B)是表示进排气压力脉动的波形的图。此外，图8的(B)所示的脉动波形表示进气压力和排气压力的交点P位于进排气上止点的例子。
在图8的(B)所示的脉动波形中，存在于进排气上止点前侧的区域(排气压力＜进气压力的区域)是对扫气起正作用的区域，另一方面，存在于进排气上止点后侧的区域(排气压力＞进气压力的区域)是对扫气起负作用的区域。
图9是在进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点(TDC)前侧(提前侧)的情况下，分成进气侧和排气侧来分别表示O/L量和新空气量之间的关系的图。此外，假设图9所示的关系是排气压力＜进气压力的区域大多存在于进排气上止点前侧的情况，并且是交点P存在于进排气上止点后侧的情况。
在进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点前侧的情况下，若通过提前进气门的打开时期IVO来调整O/L量，则随着O/L量增加，排气压力＜进气压力的区域和气门重叠期间相重叠的范围扩大。因此，如图9中实线所示那样，随着O/L量增加，新空气量单调增加。另外，在同时具备相位可变机构和作用角可变机构的情况下，能够使进气门的关闭时期IVC保持恒定而增加O/L量，所以，可以在防止伴随于该关闭时期IVC变化的新空气量的变化的同时对O/L量进行调整。因此，如图9所示那样，在同时具备相位可变机构和作用角可变机构的情况下(粗线)，与仅仅具备相位可变机构的情况(细线)相比，可以使相对于O/L量的变化的新空气量的变化减少。
另一方面，在通过延迟排气门的关闭时期EVC来调整O/L量的情况下，随着O/L量增加，在到达交点P以前排气压力＜进气压力的区域和气门重叠期间相重叠的范围扩大。因此，如图9中虚线所示那样，随着O/L量增加，新空气量增加。然而，若越过交点P后O/L量增加，则排气压力＞进气压力的区域(也就是说对扫气起负作用的区域)增加，所以新空气量减少。
如以上参照图9所说明的那样，在排气压力＜进气压力的区域大多存在于进排气上止点前侧的情况下，对排气门的关闭时期EVC进行调整的方法与对进气门的打开时期IVO进行调整的方法相比，因预料到相对于O/L量的变化的新空气量的变化并非单调的状况，故可以说控制性不好(难以处理)。
因而，在本实施方式中，如图8的(A)所示那样，在排气压力＜进气压力的区域大多存在于进排气上止点前侧的情况下，选择通过调整进气门的打开时期IVO来对O/L量进行调整的方法。据此，可以提高基于O/L量的调整的新空气量的控制性。
图10是用于说明进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点(TDC)后侧(延迟侧)时的控制的图。更具体而言，图10的(A)表示进排气门的升程曲线，图10的(B)是表示进排气压力脉动的波形的图。此外，图10的(B)所示的脉动波形表示进气压力和排气压力的交点P位于进排气上止点的例子。
在图10的(B)所示的脉动波形中，存在于进排气上止点后侧的区域(排气压力＜进气压力的区域)是对扫气起正作用的区域，另一方面，存在于进排气上止点前侧的区域(排气压力＞进气压力的区域)是对扫气起负作用的区域。
图11是在进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点(TDC)后侧(延迟侧)的情况下，分成进气侧和排气侧来分别表示O/L量和新空气量之间的关系的图。此外，假定图11所示的关系是排气压力＜进气压力的区域大多存在于进排气上止点后侧的情况并且是交点P存在于进排气上止点前侧的情况。
在进气压力高于排气压力的区域存在于进排气上止点后侧的情况下，若通过延迟排气门的关闭时期EVC来调整O/L量，则随着O/L量增加，排气压力＜进气压力的区域和气门重叠期间相重叠的范围扩大。因此，如图11中实线所示那样，随着O/L量增加，新空气量单调增加。另外，在同时具备相位可变机构和作用角可变机构的情况下，可以使排气门的打开时期EVO保持恒定而增加O/L量，所以能够在防止伴随于该打开时期EVO的变化的排气压力脉动的相位变化所引起的新空气量的变化的同时对O/L量进行调整。因此，如图11所示那样，在同时具备相位可变机构和作用角可变机构的情况下(粗线)，与仅仅具备相位可变机构的情况(细线)相比，可以使相对于O/L量的变化的新空气量的变化减少。
另一方面，在通过提前进气门的打开时期IVO来调整O/L量的情况下，随着O/L量增加，在到达交点P以前排气压力＜进气压力的区域和气门重叠期间相重叠的范围扩大。因此，如图11中虚线所示那样，随着O/L量增加，新空气量增加。然而，若越过交点P后O/L量增加，则排气压力＞进气压力的区域(也就是说对扫气起负作用的区域)增加，所以新空气量减少。
如以上参照图11所说明的那样，在排气压力＜进气压力的区域大多存在于进排气上止点后侧的情况下，对进气门的打开时期IVO进行调整的方法与对排气门的关闭时期EVC进行调整的方法相比，因预料到相对于O/L量的变化的新空气量的变化并非单调的状况，故可以说控制性不好(难以处理)。
因而，在本实施方式中，如图10的(A)所示那样，在排气压力＜进气压力的区域大多存在于进排气上止点后侧的情况下，选择通过调整排气门的关闭时期EVC来对O/L量进行调整的方法。据此，可以提高基于O/L量的调整的新空气量的控制性。
图12是为了实现上述功能，在本实施方式2中ECU58执行的程序的流程图。此外，在这里，设在上述图6所示的程序中的上述步骤118的处理和上述步骤120的处理之间执行本程序。
在图12所示的程序中，首先，取得目标合计O/L量(步骤200)。该目标合计O/L量是在上述步骤118中计算出的O/L量，即包含了进气门的打开时期IVO的提前部分和排气门的关闭时期EVC的延迟部分的值。
接着，取得进气压力脉动和排气压力脉动的脉动波形(步骤202)。本步骤202中的脉动波形的取得方法与上述步骤106中的方法相同。接下来，参照所取得的脉动波形来判别排气压力＜进气压力的区域是否大多存在于进排气上止点前侧(步骤204)。
其结果，在判定为排气压力＜进气压力的区域大多存在于进排气上止点前侧的情况下，计算出为实现O/L量的上述限制所需要的进气IN侧的O/L量的调整量(进气门的打开时期IVO的提前量)(步骤206)。上述目标合计O/L量是以使伴随于气门重叠期间的设定的新空气量Gn的增加预测量不超过容许最大值GnUPmax的方式被限制的气门重叠期间的设定目标值。在选择本步骤206的情况下，设通过调整进气侧的O/L量来实现受到这种限制的目标合计O/L量，并计算出为此所需要的进气IN侧的O/L量的调整量(进气门的打开时期IVO的提前量)。
另一方面，在判定为排气压力＜进气压力的区域大多存在于进排气上止点后侧的情况下，计算出为实现O/L量的上述限制所需要的排气EX侧的O/L量的调整量(排气门的关闭时期EVC的延迟量)(步骤208)。亦即、在选择本步骤208的情况下，设通过调整排气侧的O/L量来实现受到这种限制的目标合计O/L量，并计算出为此所需要的排气EX侧的O/L量的调整量(排气门的关闭时期EVC的延迟量)。
根据以上说明的图12所示的程序，基于脉动波形可以判断，在良好地确保开始利用扫气效果时的新空气量的控制性这一方面优选在进气侧和排气侧的哪一侧对O/L量进行调整。而且，在选择了进气侧和排气侧之中被判定为控制性较好一方的基础上，对气门重叠期间的设定量进行限制以使得不会产生转矩高低差。据此，就能够使基于O/L量的调整的新空气量(转矩)的变化平缓(平滑)。
此外，在上述实施方式2中，ECU58分别通过执行上述步骤202的处理来实现上述第2发明中的“脉动波形取得单元”，通过执行上述步骤204～208的处理来实现上述第2发明中的“气门控制决定单元”。
实施方式3
接着，参照图13至图15，对本发明实施方式3进行说明。
能够通过使用图1所示的硬件构成，并使ECU58执行图6所示的程序和后述的图15所示的程序来实现本实施方式的***。此外，设本实施方式的进气可变动阀机构是上述机构44(即不具备作用角可变机构而仅具备相位可变机构的机构)，排气可变动阀机构是上述机构46(即不具备作用角可变机构而仅具备相位可变机构的机构)。
图13是表示排气压力＜进气压力的区域在进排气上止点前后大致均等地存在时的脉动波形和气门重叠期间的图。
在上述实施方式2中，根据排气压力＜进气压力的区域位于进排气上止点的前侧还是处于后侧，来选择对进气侧的O/L量进行调整还是对排气侧的O/L量进行调整。相对于此，在本实施方式中，以排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后时的控制作为对象。
具体而言，在进气侧和排气侧双方仅具备相位可变机构的本实施方式的***，具有如下的特征点：在排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后的情况下，在对气门重叠期间的设定量进行限制之时，利用对进气门的打开时期IVO的调整。
图14是在进气压力高于排气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后的情况下，分成进气侧和排气侧来分别表示O/L量和新空气量之间的关系的图。
在图14中，虚线所示的波形表示控制仅具备相位可变机构的排气可变动阀机构46来对O/L量进行调整时的新空气量的变化。另外，单点划线所表示的波形表示控制仅具备相位可变机构的进气可变动阀机构44来对O/L量进行调整时的新空气量的变化。比较两者可知，相对于排气侧O/L量的调整的新空气量的变化的斜率，大于相对于进气侧O/L量的调整的新空气量的变化的斜率。这是因为，伴随于利用相位可变机构的排气门的关闭时期EVC的改变的打开时期EVO的变化所引起的排气压力脉动的相位变化，与伴随于利用相位可变机构的进气门的打开时期IVO的改变的关闭时期IVC的变化相比，对新空气量的变化带来的影响大。
图15是为了实现上述功能，在本实施方式3中ECU58执行的程序的流程图。此外，在这里，设在上述图6所示的程序中的上述步骤118的处理和上述步骤120的处理之间执行本程序。另外，在图15中，对于与实施方式2中的图12所示的步骤相同的步骤，附加相同标记并省略或者简略其说明。
在图15所示的程序中，当在上述步骤202中取得了脉动波形以后，接下来，基于所取得的脉动波形来判别排气压力＜进气压力的区域是否大致均等地存在于进排气上止点前后(步骤300)。其结果，在该判定成立的情况下，通过与上述步骤206相同的方法，来计算出为实现O/L量的上述限制所需要的进气IN侧的O/L量的调整量(进气门的打开时期IVO的提前量)(步骤302)。
根据以上说明的图15所示的程序，在进气侧和排气侧双方仅具备相位可变机构的本实施方式的***中，在排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后的情况下，在选择了进气侧和排气侧之中被判定为控制性较好一方的基础上，对气门重叠期间的设定量进行限制以使不会产生转矩高低差。据此，就能够使基于O/L量调整的新空气量(转矩)的变化平缓(平滑)。
然而，在上述实施方式3中，以在进气侧和排气侧双方仅具备相位可变机构的构成为例进行了说明。在不同于这种构成而是在进气侧同时具备相位可变机构和作用角可变机构并在排气侧仅仅具备相位可变机构的构成中，在排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后的情况下，也优选，在对气门重叠期间的设定量进行限制之时，利用对进气门的打开时期IVO的调整。进而，在这样除相位可变机构外在进气侧还具备作用角可变机构的情况下，在以使进气门的关闭时期IVC恒定的方式进行控制的同时，通过打开时期IVO的调整来对O/L量进行调整。据此，如图14中双点划线所表示的那样，与在进气侧仅具备相位可变机构的构成相比，可以使相对于O/L量的调整的新空气量的变化更加平缓。
实施方式4
接着，参照上述图14和图16对本发明的实施方式4进行说明。
能够通过使用图1所示的硬件构成，并使ECU58执行图6所示的程序和后述的图16所示的程序来实现本实施方式的***。此外，设本实施方式的进气可变动阀机构是上述机构44(即不具备作用角可变机构而仅具备相位可变机构的机构)，相对于此，排气可变动阀机构同时具备相位可变机构和作用角可变机构)。
在本实施方式的***中，也与上述实施方式3相同，以排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后时的控制作为对象。而且，在进气侧仅具备相位可变机构、且在排气侧同时具备相位可变机构和作用角可变机构的本实施方式的***，不同于上述实施方式3，具有如下的特征点：在排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后的情况下，在对气门重叠期间的设定量进行限制之时，利用对排气门的关闭时期EVC的调整。
在上述图14中，实线所示的波形表示对同时具备相位可变机构和作用角可变机构的排气可变动阀机构进行控制来对O/L量进行调整时的新空气量的变化。根据还具备作用角可变机构并在排气侧对O/L量进行调整的方法，就可以在使排气门的打开时期EVO恒定的同时对排气门的关闭时期EVC进行调整。据此，就能够防止伴随于打开时期EVO的变化的排气压力脉动的变化所引起的新空气量的变化。另外，由于不在进气侧进行O/L量的调整，所以能够防止伴随于进气门的开闭时期的变化的新空气量的变化。其结果，在通过进排气门的开闭时期的改变对O/L量进行调整的情况下，如图14所示那样，可以使相对于O/L量的调整的新空气量的变化最平缓(平滑)。
图16是为了实现上述功能，在本实施方式4中ECU58执行的程序的流程图。此外，在这里，设在上述图6所示的程序中的上述步骤118的处理和上述步骤120的处理之间执行本程序。另外，在图16中，对于与实施方式2中的图12所示的步骤以及实施方式3中的图15所示的步骤相同的步骤，附加相同标记并省略或者简略其说明。
在图16所示的程序中，当在上述步骤202中取得了脉动波形以后，接下来，基于所取得的脉动波形来判别排气压力＜进气压力的区域是否大致均等地存在于进排气上止点前后(步骤300)。其结果，在该判定成立的情况下，通过与上述步骤208相同的方法，来计算出为实现O/L量的上述限制所需要的排气EX侧的O/L量的调整量(排气门的关闭时期EVC的提前量)(步骤400)。此外，这时，设排气门的打开时期EVO恒定。
根据以上说明的图16所示的程序，在进气侧仅具备相位可变机构、且在排气侧同时具备相位可变机构和作用角可变机构的本实施方式的***中，在排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后的情况下，在选择了进气侧和排气侧之中被判定为控制性较好一方的基础上，对气门重叠期间的设定量进行限制以使不会产生转矩高低差。据此，就能够使基于O/L量调整的新空气量(转矩)的变化平缓(平滑)。
实施方式5
接着，参照上述图14和上述图16，对本发明的实施方式5进行说明。
能够通过使用图1所示的硬件构成，并使ECU58执行图6所示的程序和后述的图16所示的程序来实现本实施方式的***。此外，设本实施方式的可变动阀机构，在进气侧同时具备相位可变机构和伴随升程量的变化的作用角可变机构，且在排气侧同时具备相位可变机构和作用角可变机构(不论是否伴随升程量的变化)。
在本实施方式的***中，也与上述实施方式3、4相同，以排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后时的控制作为对象。而且，在进气侧同时具备相位可变机构和伴随升程量的变化的作用角可变机构，且在排气侧同时具备相位可变机构和作用角可变机构的本实施方式中，也与上述实施方式4相同，在排气压力＜进气压力的区域大致均等地存在于进排气上止点前后的情况下，在对气门重叠期间的设定量进行限制之时，利用对排气门的关闭时期EVC的调整。
在进气侧同时具备相位可变机构和伴随升程量的变化的作用角可变机构，且在排气侧同时具备相位可变机构和作用角可变机构的情况下，既能够在使排气门的打开时期EVO恒定的同时对关闭时期EVC进行调整，也能够在使进气门的关闭时期IVC恒定的同时对打开时期IVO进行调整。但是，如本实施方式那样，在进气侧的作用角可变机构是在作用角改变时伴随升程量的变化的机构的情况下，当在使进气门的关闭时期IVC恒定的同时对打开时期IVO进行调整之时，将会产生进气门的升程量变化。另外，即使设排气侧的作用角可变机构是伴随升程量变化的机构，进气门的升程量变化带给新空气量的影响也要大于排气门的升程量变化带给新空气量的影响。
因此，在本实施方式中，利用对排气门的关闭时期EVC的调整。用于实现这种功能的具体的处理与上述图16所示的程序的处理相同，所以在这里省略其详细说明。根据以上说明的本实施方式的方法，如图14所示那样，与执行上述实施方式4的方法的情况相同，能够使相对于O/L量的调整的新空气量的变化最平缓(平滑)。
然而，虽然在上述实施方式1至5中，作为本发明中的转矩指标值，以新空气量为例进行了说明，但是，此转矩指标值，只要作为内燃机的转矩的指标即可，例如，除新空气量以外还可以是进气的体积效率及填充效率等。
另外，虽然在上述实施方式2至5中，对取得进气压力脉动和排气压力脉动双方的波形作为脉动波形信息并利用的例子进行了说明。但是，如前文所述那样，一般而言排气压力脉动大于进气压力脉动。因此，在本发明中，还可以构成为，取得排气压力脉动和进气压力脉动之中的至少与排气压力脉动有关的脉动波形信息并利用。

Claims (9)

1.一种内燃机控制装置，其特征在于，具备：
可变动阀机构，使进气门开阀期间和排气门开阀期间相重叠的气门重叠期间可变；
扫气效果判定单元，判定能够有效利用基于排气压力脉动的扫气效果的扫气效果利用条件是否成立；以及
重叠期间设定单元，在上述扫气效果利用条件成立后，控制上述可变动阀机构，以与排气压力脉动成为谷底的正时相重叠的方式来设定气门重叠期间，
上述重叠期间设定单元包括重叠期间限制单元，该重叠期间限制单元用于对上述气门重叠期间的设定量进行限制，以使伴随于气门重叠期间的设定的转矩指标值的提高量不超过规定的容许值。
2.按照权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于，
还具备脉动波形取得单元，该脉动波形取得单元用于取得关于上述排气压力脉动和进气压力脉动之中的至少是上述排气压力脉动的脉动波形信息，
上述重叠期间限制单元包括气门控制决定单元，该气门控制决定单元根据上述脉动波形信息决定在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整进气门的打开时期和排气门的关闭时期的哪个来进行。
3.按照权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点前侧的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述进气门的打开时期来进行。
4.按照权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域大多存在于进排气上止点后侧的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述排气门的关闭时期来进行。
5.按照权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，
上述可变动阀机构包括：使作用角固定的同时能够改变上述进气门的打开时期的进气可变动阀机构；和使作用角固定的同时能够改变上述排气门的关闭时期的排气可变动阀机构，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述进气门的打开时期来进行。
6.按照权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，
上述可变动阀机构包括：使作用角可变的同时能够改变上述进气门的打开时期的进气可变动阀机构；和使作用角固定的同时能够改变上述排气门的关闭时期的排气可变动阀机构，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述进气门的打开时期来进行。
7.按照权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，
上述可变动阀机构包括：使作用角固定的同时能够改变上述进气门的打开时期的进气可变动阀机构；和使作用角可变的同时能够改变上述排气门的关闭时期的排气可变动阀机构，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述排气门的关闭时期来进行。
8.按照权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于，
上述可变动阀机构包括：使作用角和升程量都可变的同时能够改变上述进气门的打开时期的进气可变动阀机构；和使作用角可变的同时能够改变上述排气门的关闭时期的排气可变动阀机构，
当在脉动波形中进气压力高于排气压力的区域均等地存在于进排气上止点前后的情况下，上述气门控制决定单元决定为，在对上述气门重叠期间的设定量进行限制之时通过调整上述排气门的关闭时期来进行。
9.按照权利要求1至8中任意一项所述的内燃机控制装置，其特征在于，
上述内燃机控制装置包括：
加速要求检测单元，检测有无内燃机的加速要求；
涡轮增压机，具有由内燃机的排气能量驱动的涡轮和用于调整供给到该涡轮的废气的流量的可变喷嘴；
喷嘴开度控制单元，控制上述可变喷嘴的开度；
脉动生成状态取得单元，取得判断为排气压力脉动已提高的判断时间点、或者预测为排气压力脉动已提高的预测时间点，和
重叠期间缩小单元，在从检测到上述加速要求的检测时间点到上述判断时间点或者上述预测时间点的期间，将气门重叠期间控制成短于上述检测时间点的气门重叠期间，
上述喷嘴开度控制单元包括喷嘴关闭控制执行单元，该喷嘴关闭控制执行单元用于在从上述检测时间点到上述判断时间点或者上述预测时间点的期间，将上述可变喷嘴的开度控制成比上述检测时间点的该可变喷嘴的开度靠关闭侧的规定开度。
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