JP2007255194A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料の噴射ノズルに詰まりなどが生じた場合であっても、精度よくスワールを調整し、スモークの悪化を防止することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 スワールコントロールバルブ８のスワール比を調整するにあたり、エアフローメータ２７で検出された吸入空気量に基づいて第一スワール比を求めるとともに、ＥＣＵ１６で算出された燃料噴射量に基づいて第二スワール比を求める。これらの第二スワール比と第一スワール比を比較し、第一スワール比および第二スワール比の差に基づいて、スワール比を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、内燃機関の燃焼室にスワールを送ることができるとともに、過給機が設けられている内燃機関の制御装置に関する。

ディーゼルエンジンなどにおいては、低温時や始動時などでの運転の際、エンジンの燃焼状態が悪くなって黒煙を排出したり燃料が未燃焼のまま排出されたりして、ＨＣ（ハイドロカーボン）やその酸化物を主成分とする白煙が排出されることがある。このような白煙の排出を防止するため、エンジンの燃焼室内にスワールを発生させるエンジンが知られている。

エンジンの燃焼室内にスワールを発生させるエンジンとして、従来特開２００２−１１５５９５号公報に開示されたスワール制御方法が行われるエンジンがある。このエンジンは、燃料噴射量とエンジン回転数とに応じて目標スワールをあらかじめ演算し、吸入管圧力と吸入空気量とから実際のスワールを推定する。この推定した実際のスワールが目標スワールになるように、吸入管圧力および吸入空気量の少なくとも一方を制御するというものである。
特開２００２−１１５５９５号公報

ところが、燃料噴射量とエンジン回転数とに応じて目標スワールをあらかじめ演算した値を用いると、たとえば燃料の噴射ノズルに詰まりが生じた場合などには、燃料噴射量に誤差が生じる。このため、上記特許文献１に記載されたエンジンのように、燃料噴射量とエンジン回転数とに応じて目標スワールをあらかじめ演算している場合には、この誤差を含むために精度よくスワールを調整することができず、たとえばスモークを悪化させることがあるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、燃料の噴射ノズルに詰まりなどが生じた場合であっても、精度よくスワールを調整し、スモークの悪化を防止することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気通路上に配設された過給機と、内燃機関における燃焼室に供給するスワールのスワール比を調整するスワール比調整手段と、過給機による過給アシスト量およびスワール比調整手段におけるスワール比を制御する制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、内燃機関に対する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、内燃機関に吸入される空気の吸入空気量を検出する空気量検出手段と、をさらに備え、燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量と内燃機関における実噴射量との誤差が所定の噴射量誤差しきい値より小さく、かつ内燃機関における負荷が所定の負荷しきい値よりも小さい運転領域で、過給機によって過給アシストを実施した状態で、空気量検出手段で検出された吸入空気量に基づいて第一スワール比を推定するとともに、内燃機関に対する燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量を含む運転条件に基づいて第二スワール比を推定し、第一スワール比と第二スワール比との関係に基づいて、スワール比を制御することを特徴とするものである。

スワール比の調整の精度が低いために、スモークが悪化するのは、燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量と内燃機関における実噴射量との誤差が所定の噴射量誤差しきい値より小さく、かつ内燃機関における負荷が所定の負荷しきい値よりも小さい運転領域である。本発明に係る内燃機関の制御装置においては、このときに、過給機によって過給アシストを実施した状態で、空気量検出手段で検出された吸入空気量に基づいて第一スワール比を推定するとともに、内燃機関に対する燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量を含む運転条件に基づいて第二スワール比を推定し、第一スワール比と第二スワール比との関係に基づいて、スワール比を制御している。このため、燃料の噴射ノズルに詰まりが生じた場合、燃料噴射量に誤差が生じた場合でも、吸入空気量から推定される第一スワール比を用いることにより、精度よくスワール比を調整することができる。したがって、スモークの悪化を防止することができる。

ここで、内燃機関に対する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量と内燃機関における実噴射量との誤差が所定の噴射量誤差しきい値より小さく、かつ内燃機関における負荷が所定の負荷しきい値よりも小さい運転領域は、アイドルスピードコントロールによる噴射量補正が保証される範囲の運転領域である態様とすることができる。

アイドルスピードコントロールによる噴射量補正が保証される範囲の運転領域では、スワール比の制御によってより確実のスモークの悪化を防止することができる。したがってこの範囲でスワール比の調整を行うのがより好適となる。

また、過給機は、電動機によって駆動可能な電動機付過給機である態様とすることもできる。このような電動機付過給機を用いた場合でも、スワール比の調整を好適に行うことができる。

このとき、内燃機関に対する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量と内燃機関における実噴射量との誤差が所定の噴射量誤差しきい値より小さく、かつ内燃機関における負荷が所定の負荷しきい値よりも小さい運転領域は、フューエルカットされた領域である態様とすることもできる。

電動機付過給機を用いた場合、フューエルカット時でも内燃機関に対する過給を行うことができる。また、フューエルカット時には、内燃機関の回転数によって好適なスワール比が求められる。このため、第一スワール比と第二スワール比との関係に代えて、第一スワール比と、内燃機関の回転数との関係に基づいて、スワール比を制御することにより、精度よくスワール比を調整することができ、スモークの悪化を防止することができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料の噴射ノズルに詰まりなどが生じた場合であっても、精度よくスワールを調整することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る内燃機関の制御装置の構成図、図２は、内燃機関の断面図である。

本実施形態に係る内燃機関は、車両に搭載されており、図１に示すように、内燃機関であるエンジン１は、多気筒、本実施形態では４気筒エンジンであり図２に示すように、４つの燃焼室が設けられている。また、図２では、そのうちの１気筒のみを断面図としている。エンジン１は、インジェクタ２によってシリンダ３内に燃料を噴射するタイプのエンジンである。インジェクタ２から噴射される燃料の噴射量は、後述するＥＣＵ１６によって決定される。このエンジン１は、いわゆるリーンバーンエンジンであり、成層燃焼も可能である。後述する電動機２０ａによる過給装置２０とターボユニット１１とによってより多くの吸入空気を過給して、高出力化だけでなく低燃費化をも実現し得るものである。本実施形態では、ターボユニット２０および過給装置２０によって過給機が構成されている。

エンジン１は、圧縮行程にピストン４の上面に形成された窪みの内部に燃料を噴射することで成層燃焼を行うこともできるし、吸気行程噴射によって通常の均質燃焼も行うことができる。シリンダ３の内部とインテークマニホールド５に形成された吸気通路５Ａとの間は、吸気バルブであるスワールコントロールバルブ（以下「ＳＣＶ」という）８によって開閉される。図１に示すように、ＳＣＶ８は、１気筒について２つのバルブを有している。これら２つのバルブにおける開度比を調整することによって、燃焼室に供給するスワールの大きさを調整する。ＳＣＶ８には、図１に示すスワールコントロールバルブコントーラ（以下「ＳＣＶコントローラ」という）８Ａが接続されており、ＳＣＶ８における２つのバルブの開度比を調整している。こうして、ＳＣＶコントローラ８Ａによって、燃焼室に供給されるスワールの大きさが調整される。このＳＣＶコントローラ８Ａは、図２に示すＥＣＵ１６に接続されている。

燃焼後の排気ガスはエギゾーストマニホールド６に形成された排気通路６Ａに排気される。シリンダ３の内部と排気通路６Ａとの間は、排気バルブ９によって開閉される。吸気通路５Ａ上には、上流側からエアクリーナ１０、エアフローメータ２７、過給装置２０、ターボユニット１１、インタークーラ１２、吸気絞り弁１３などが配置されている。

エアクリーナ１０は、吸入空気中のゴミや塵などを取り除くフィルタである。本実施形態のエアフローメータ２７は、ホットワイヤ式のものであり、吸入空気量を質量流量として検出するものである。過給装置２０は、内蔵された電動機（モータ）２０ａによって電気的に駆動されるものである。モータ２０ａの出力軸にコンプレッサホイールが直結されている。過給装置２０のモータ２０ａは、コントローラ２１を介してバッテリ２２と接続されている。コントローラ２１は、モータ２０ａへの供給電力を制御してモータ２０ａの駆動を制御する。モータ２０ａの回転数（即ち、コンプレッサホイールの回転数）はコントローラ２１によって検出し得る。

過給装置２０の上流側と下流側とをバイパスするように、バイパス路２４が設けられている。このバイパス路２４上には、バイパス路２４を経由する吸入空気量を調節する吸気バイパス弁２５が配設されている。吸気バイパス弁２５は電気的に駆動され、バイパス路２４を通る空気流量を任意に調節する。過給装置２０が作動していないときは、過給装置２０は吸気抵抗として作用してしまうので、吸気バイパス弁２５によってバイパス路２４を開放して過給装置２０が吸気抵抗となってしまうのを回避する。反対に、過給装置２０の作動時には、過給装置２０によって過給された吸入空気がバイパス路２４を介して逆流するのを防止するために、吸気バイパス弁２５によってバイパス路２４を遮断する。

ターボユニット１１は、吸気通路５Ａと排気通路６Ａとの間に配されて過給を行うものである。本実施形態のエンジン１では、直列に配された過給装置２０とターボユニット１１とによって過給を行うことができる。ターボユニット１１は、バリアブルジオメトリ機構としてバリアブルノズル機構１１ａを有している。バリアブルノズル機構１１ａは後述するＥＣＵ１６によって制御される。ターボユニット１１の下流側には、過給装置２０やターボユニット１１の過給による圧力増加で温度が上昇した吸入空気の温度を下げる空冷式のインタークーラ１２が配されている。インタークーラ１２によって吸入空気の温度を下げ、充填効率を向上させる。

インタークーラ１２の下流側には、吸入空気量を調節する吸気絞り弁１３が配されている。本実施形態の吸気絞り弁１３は、いわゆる電子制御式スロットルバルブであり、アクセルペダル１４の操作量をアクセルポジションセンサ１５で検出し、この検出結果と他の情報量とに基づいてＥＣＵ１６が吸気絞り弁１３の開度を決定するものである。吸気絞り弁１３は、これに付随して配設されたスロットルモータ１７によって開閉される。また、吸気絞り弁１３に付随して、その開度を検出するスロットルポジショニングセンサ１８も配設されている。

吸気絞り弁１３の下流側には、吸気通路５Ａ内の圧力（過給圧・吸気圧）を検出する圧力センサ１９も配設されている。これらのセンサ１５，１８，１９，２７はＥＣＵ１６に接続されており、その検出結果をＥＣＵ１６に送出している。ＥＣＵ１６は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる電子制御ユニットである。ＥＣＵ１６には、上述したインジェクタ２、点火プラグ７、吸気バイパス弁２５、エアフローメータ２７、コントローラ２１やバッテリ２２等が接続されている。これらはＥＣＵ１６からの信号によって制御されていたり、その状態（バッテリ２２であれば充電状態）が監視されていたりする。また、ＥＣＵ１６は、アクセルポジションセンサ１５から検出されるアクセル開度やクランクポジショニングセンサ２６の位置から検出されるエンジン回転数などに基づいて、インジェクタ２からの燃料噴射量を算出する。

また、ＥＣＵ１６におけるＲＯＭは、第一スワール比を求めるマップおよび第二スワール比を求めるマップが記憶されている。第一スワール比を求めるマップは、図３に示すように、エンジン回転数と吸入空気量に基づいてＳＣＶ８のスワール比を求めるためのマップである。また、第二スワール比を求めるマップは、図４に示すように、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいてＳＣＶ８のスワール比を求めるためのマップである。なお、図３、図４中、Ａ〜Ｓの各アルファベットの文字は、Ａ→Ｂ→Ｃ→…→Ｓの順に大きくなる所定の数値を意味する。さらに、エンジンが搭載される車両には、図示しない車速センサが設けられている。また、ＥＣＵ１６によって算出された燃料噴射量とインジェクタ２からの実噴射量との誤差が所定の噴射量誤差しきい値より小さく、かつエンジンにおける負荷が所定の負荷しきい値よりも小さい運転領域としては、アイドルスピードコントロールによる噴射量補正が保証される範囲とすることができる。アイドルスピードコントロールとは、燃料噴射量の経時変化とエンジン回転数との関係で燃料噴射量の指示値を補正するものである。アイドルスピードコントロールによる噴射量補正が保証される範囲は、ＥＣＵ１６によって算出された燃料噴射量およびエンジン回転数が小さい運転領域であり、たとえば燃料噴射量とエンジン回転数の積が２０００以下の領域とすることができる。この領域は、ターボユニット１１によって過給を上げることができる領域におおよそ相当する。

さらに、ＥＣＵ１６は、所定の負荷しきい値よりも小さい領域として、アイドル運転状態であるか否かを判断している。アイドル運転状態であるか否かの判断は、エンジン回転数が０でないときに、車両に設けられた車速センサからの車速センサが０となっているか否かによって行っている。

上述した過給装置２０のモータ２０ａもコントローラ２１を介してＥＣＵ１６に接続されており、ＥＣＵ１６およびコントローラ２１によって制御されている。ＥＣＵ１６およびコントローラ２１は、電動機２０ａを制御することで過給圧を制御し得るので、ここでは過給圧制御手段として機能している。また、本実施形態では、エンジン１の運転状態として吸入空気量を用いて過給圧制御を行う。吸入空気量はエアフローメータ２７によって検出される。さらに、
一方、排気通路６Ａ上には、ターボユニット１１の下流側に排気ガスを浄化する排気浄化触媒２３が取り付けられている。また、エンジン１のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの回転位置を検出するクランクポジショニングセンサ２６が取り付けられている。クランクポジショニングセンサ２６は、クランクポジションの位置からエンジン回転数を検出することもできる。

また、排気通路６Ａ（ターボユニット１１の上流側）から吸気通路５Ａ（圧力センサ１９の下流側に形成されたサージタンク部）にかけて排気ガスを還流させるためのＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)通路２８が配設されている。ＥＧＲ通路２８上には、排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を調節するＥＧＲバルブ２９が取り付けられている。ＥＧＲ吸気バイパス弁２５の開度（ＤＵＴＹ比）制御も上述したＥＣＵ１６によって行われる。また、図１に示すように、ＥＧＲバルブ２９と吸気通路５Ａのサージタンクとの間に、エンジン１の冷却水を利用してＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３０が設けられている。

次に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の制御手順について説明する。図５は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。

本実施形態に係る内燃機関の制御装置においては、各センサから所定の計測値を読み込む（Ｓ１）。具体的に、クランクポジショニングセンサ２６の位置から検出されるエンジン回転数ＮＥ（ｒｐｍ）、アクセルポジションセンサ１５から検出されるアクセル開度ＡＣＣＰ（％）、エアフローメータ２７で検出される吸入空気量ＧＡＡＦＭ（ｍｍ^３／ｓｔ）、ＥＣＵ１６で算出される燃料噴射量ＱＦＩＮ（ｇ／ｓ）を読み込む。

次に、車両がアイドル運転状態であるか否かを判断する（Ｓ２）。その結果、アイドル運転状態でないと判断された場合には、ステップＳ１に戻る。

一方、アイドル運転状態であると判断された場合には、過給アシストを行う（Ｓ３）。過給アシストは、たとえばターボユニット１１におけるバリアブルノズル機構１１ａを絞り、さらに過給装置２０のモータ２０ａを作動させることによって行われる。このように、過給アシストを行っている状態で、第一スワール比と第二スワール比とを求める（Ｓ４）。第一スワール比は、読み込まれたエンジン回転数と吸入空気量を図３に示すマップに参照することによって求められる。また、第二スワール比は、読み込まれたエンジン回転数と燃料噴射量とを図４に示すマップに参照することによって求められる。

第一スワール比と第二スワール比とを求めたら、第一スワール比が第二スワール比よりも小さいか否かを判断する（Ｓ５）。その結果、第一スワール比が小さいと判断された場合には、ＳＣＶ８を開く側へ作動させて（Ｓ６）、スワール比を大きくする。第一スワール比と第二スワール比を求めるにあたり、燃料噴射量が精度よく求められるのであれば、第二スワール比をそのままスワール比として、良好なスワール流を燃焼室に供給することができる。ところが、エンジン１を長期間使用していると、ＥＣＵ１６で算出される燃料噴射量と実際の燃料噴射量とが合わずに、良好なスワール流を燃焼室に供給できず、スワールが大きくなりすぎてしまう。

そこで、エンジン回転数と吸入空気量の関係を用いて、第一スワール比を求め、第二スワール比と比較することによってスワール比の調整を図るものである。第一スワール比が第二スワール比より小さいと、実噴射量が減少していると考えられることから、この場合には、ＳＣＶ８を開いて第二スワール比を減少させる。こうして、所望のスワール流を供給しうるスワール比に近づけることができる。

ここで、アイドル運転状態におけるスワール比と吸入空気量との関係について説明する。図６は、アイドル運転時における吸入空気量とスワール比との関係を示すグラフ、図７は、吸入空気量とバリアブルノズル機構１１ａの開度（以下「ＶＮ開度」という）との関係を示すフラグである。図６中、ラインＬ１は、狙いの吸気量変化を示し、ラインＬ２は、実際の吸気量変化を示す。また、図７中、ラインＬ３は、狙いの吸気量変化を示し、ラインＬ４は、実際の吸気量変化を示す。

図７に示すように、ＶＮ開度が絞られている場合、開かれている場合よりも狙いの吸入空気量と実際の吸入空気量との差は小さくなる。このことから、ＶＮ開度が絞られている、換言すると、吸気アシストがなされているほど、狙いの吸入空気量と実際の吸入空気量との差が大きいことになる。次に、図６に示すように、過給アシストが行われず、スワール比が大きい場合には、狙いの吸入空気量と実際の吸入空気量との差が小さくなっている。ここで、第一スワール比を求めた場合には、その誤差が大きくなる可能性が高くなる。これに対して、ＶＮ開度を絞って過給アシストを行っているときには、狙いの吸入空気量と実際の吸入空気量との差が大きくなっている。このことから、第一スワール比を用いた場合でも、所定のスワール比を求めることができる。したがって、過給アシストを行っているときに、第一スワール比を用いて、第二スワール比の補正を行う。

図５に示すフローに戻り、続いて、第一スワール比が第二スワール比より大きいか否かを判断する（Ｓ７）。その結果、第一スワール比が第二スワール比よりも大きいと判断した場合には、ＳＣＶ８を閉側に作動させて（Ｓ８）、スワール比を小さくする。

その後、第一スワール比と第二スワール比とが一致するか否かを判断し（Ｓ９）。一致していれば制御を終了し、一致していなければ、ステップＳ１に戻り、第一スワール比と第二スワール比とが一致するまで制御を繰り返す。

このように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、吸入空気量に基づいて第一スワール比を求めるとともに、燃料噴射量を含む運転条件に基づいて第二スワール比を求め、第一スワール比と第二スワール比との関係に基づいて、スワール比を制御している。このため、燃料のインジェクタに詰まりが生じた場合、燃料噴射量に誤差が生じた場合でも、吸入空気量から推定される第一スワール比を用いることにより、精度よくスワール比を調整することができる。したがって、スモークの悪化を防止することができる。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係る内燃機関の制御装置は、上記第一の実施形態と同様の装置構成を有しており、ＥＣＵ１６による制御が異なっている。以下、ＥＣＵ１６による制御手順について説明する。

図８は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、本実施形態に係る制御装置においては、各センサから所定の計測値を読み込む（Ｓ１１）。具体的に、クランクポジショニングセンサ２６の位置から検出されるエンジン回転数ＮＥ（ｒｐｍ）、アクセルポジションセンサ１５から検出されるアクセル開度ＡＣＣＰ（％）、エアフローメータ２７で検出される吸入空気量ＧＡＡＦＭ（ｍｍ^３／ｓｔ）、ＳＣＶコントローラ８Ａで求められるＳＣＶ開度ＰＳＣＶＦＩＮ（％）、車速センサで検出される車速ＳＰＤ（ｋｍ／ｈ）を読み込む。

次に、エンジン回転数ＮＥを参照し、エンジン回転数ＮＥに応じた目標吸入空気量ＧＡＡＦＭｔｒｇ（＝β）を読み込む（Ｓ１２）。続いて、フューエルカット（Ｆ／Ｃ）され、車速が０を超えているか否かを判断する（Ｓ１３）。フューエルカットされているか否かの判断は、ＥＣＵ１６で算出される燃料噴射量に基づいて行われる。また、車速が０を超えているか否かの判断は、車速センサから出力される車速信号に基づいて行われる。

その結果、フューエルカット（Ｆ／Ｃ）され、車速が０を超えているのいずれかまたは両方の条件を満たしていないと判断された場合には、ステップＳ１１に戻る。一方、フューエルカット（Ｆ／Ｃ）され、車速が０を超えていると判断された場合には、モータアシストターボ（ＭＡＴ）がＯＮとなっているか否かを判断する（Ｓ１４）。この判断は、過給装置２０のモータ２０ａを作動されているか否かによって行われる。

その結果、モータアシストターボがＯＮとなっていないと判断された場合には、ステップＳ１１に戻る。一方、モータアシストターボがＯＮとなっていると判断した場合には、エアフローメータ２７で検出された吸入空気量ＧＡＡＦＭが、目標吸入空気量β未満となっているか否かを判断する（Ｓ１５）。その結果、吸入空気量ＧＡＡＦＭが、目標吸入空気量β未満となっていると判断した場合には、ＳＣＶ８を開く側へ作動させて（Ｓ１６）、スワール比を大きくする。フューエルカットされ、かつ車速が０でない場合、たとえば車両が下り坂を走行している場合などの場合には、インジェクタ２に詰まりが生じて実際の燃料噴射量がＥＣＵ１６で算出された燃料噴射量と異なっていていたとしても吸入空気量に基づいてＳＣＶ８の開度を調整する。そして、吸入空気量ＧＡＡＦＭが、目標吸入空気量β未満となっていると判断した場合には、ＳＣＶ８を開く側へ作動させて、スワール流を小さくすることにより、スワール流の大きさを適切なものとすることができる。

ここで、フューエルカット時におけるエンジン回転数と吸入空気量との関係および吸入空気量とスワール比との関係について説明する。図９にＳＣＶ８の開度とエンジン回転数の関係を示し、図１０に、吸入空気量とスワール比との関係を示す。図９において、ラインＬ５はＳＣＶ８を全閉としたときの関係、ラインＬ６にはＳＣＶ８を全開にしたときの両者の関係を示す。また、ラインＬ７には、モータアシストターボを作動させた際にＳＣＶ８を全閉としたときの関係、ラインＬ８にはモータアシストターボを作動させた際のＳＣＶ８を全開にしたときの両者の関係を示す。

図９に示すように、ＳＣＶ８の開度によらず、吸入空気量は、エンジン回転数の増加に比例して増加する。このため、エンジン回転数が小さいとき、たとえばリューエルカットされているときには、吸入空気量が小さい。また、図１０に示すように、スワール比は、吸入空気量の増加に伴って増加する。したがって、吸入空気量からＳＣＶ開度を求めようとすると、スワール比が小さいことから、ＳＣＶ開度を求める際の誤差が生じ易くなる。そこで、モータアシストターボを作動させることを条件とすると、モータアシストターボを作動させることにより、エンジン回転数が低い場合でも、吸入空気量を多くすることができる。このため、スワール比を大きくすることができるので、精度よくスワール開度の調整を行うことができる。

図８に示すフローに戻り、エアフローメータ２７で検出された吸入空気量ＧＡＡＦＭが、目標吸入空気量βを超えているか否かを判断する（Ｓ１７）。その結果、吸入空気量ＧＡＡＦＭが、目標吸入空気量βを超えていると判断した場合には、ＳＣＶ８を閉じる側に作動させて（Ｓ１８）、スワール比を小さくする。エアフローメータ２７で検出された吸入空気量ＧＡＡＦＭが、目標吸入空気量βと一致するか否かを判断し（Ｓ９）。一致していれば制御を終了し、一致していなければ、ステップＳ１に戻り、エアフローメータ２７で検出された吸入空気量ＧＡＡＦＭが、目標吸入空気量βと一致するまで制御を繰り返す。

このように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、実際の吸入空気量と目標吸入空気量との関係に基づいて、スワール比を制御している。このため、燃料のインジェクタに詰まりが生じた場合、燃料噴射量に誤差が生じた場合でも、精度よくスワール比を調整することができる。したがって、スモークの悪化を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、過給機としてターボユニットおよび電動機を備える過給装置を用いているが、他の過給機、たとえばターボユニットのみからなるものやスーパーチャージャなどを用いることもできる。

図１は、内燃機関の制御装置の構成図である。 図１は、内燃機関の制御装置の断面図である。 第一スワール比を求めるためのマップである。 第二スワール比を求めるためのマップである。 第一の実施形態に係る内燃機関の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。 アイドル運転状態におけるスワール比と吸入空気量との関係を示すグラフである。 吸入空気量とＶＮ開度との関係を示すフラグである。 第二の実施形態に係る内燃機関の制御装置の制御手順を示すフローチャートである。 ＳＣＶの開度とエンジン回転数の関係を示すグラフである。 吸入空気量とスワール比との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…エンジン、２…インジェクタ、３…シリンダ、４…ピストン、５…インテークマニホールド、５Ａ…吸気通路、６…エギゾーストマニホールド、６Ａ…排気通路、８…スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）、８Ａ…ＳＣＶコントローラ、１１…ターボユニット、１１ａ…バリアブルノズル機構、１４…アクセルペダル、１５…アクセルポジションセンサ、１６…ＥＣＵ、１７…スロットルモータ、１８…スロットルポジショニングセンサ、１９…圧力センサ、２０…過給装置、２０ａ…モータ、２１…コントローラ、２２…バッテリ、２３…排気浄化触媒、２４…バイパス路、２５…吸気バイパス弁、２６…クランクポジショニングセンサ、２７…エアフローメータ。

Claims (4)

1. 内燃機関の吸気通路上に配設された過給機と、前記内燃機関における燃焼室に供給するスワールのスワール比を調整するスワール比調整手段と、前記過給機による過給アシスト量および前記スワール比調整手段におけるスワール比を制御する制御手段と、を備える内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関に対する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
   前記内燃機関に吸入される空気の吸入空気量を検出する空気量検出手段と、をさらに備え、
   前記燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量と前記内燃機関における実噴射量との誤差が所定の噴射量誤差しきい値より小さく、かつ前記内燃機関における負荷が所定の負荷しきい値よりも小さい運転領域で、前記過給機によって過給アシストを実施した状態で、
   前記前記空気量検出手段で検出された吸入空気量に基づいて第一スワール比を推定するとともに、前記内燃機関に対する前記燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量を含む運転条件に基づいて第二スワール比を推定し、
   前記第一スワール比と前記第二スワール比との関係に基づいて、前記スワール比を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関に対する燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段によって算出された燃料噴射量と前記内燃機関における実噴射量との誤差が所定の噴射量誤差しきい値より小さく、かつ前記内燃機関における負荷が所定の負荷しきい値よりも小さい運転領域は、アイドルスピードコントロールによる噴射量補正が保証される範囲の運転領域である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記過給機は、電動機によって駆動可能な電動機付過給機である請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関に対するフューエルカットされている場合に、
   前記第一スワール比と前記第二スワール比との関係に代えて、前記第一スワール比と、前記内燃機関の回転数との関係に基づいて、前記スワール比を制御する請求項３に記載の内燃機関の制御装置。

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