特許 5673397 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5673397

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月18日

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/34 20060101AFI20150129BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20150129BHJP

   F02D 13/02 20060101ALI20150129BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20150129BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20150129BHJP

【ＦＩ】

   F02D41/34 C

   F02D41/04 335C

   F02D13/02 H

   F02D43/00 301J

   F02D43/00 301Z

   F02D45/00 312H

   F02D45/00 364A

   F02D45/00 364E

   F02D45/00 320Z

【請求項の数】5

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2011-148519(P2011-148519)

(22)【出願日】2011年7月4日

(65)【公開番号】特開2013-15081(P2013-15081A)

(43)【公開日】2013年1月24日

【審査請求日】2013年9月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】山口 恭平

(72)【発明者】

【氏名】中根 一芳

(72)【発明者】

【氏名】田中 大

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 公彦

【審査官】 藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１２１６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８０２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８３２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９０５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０５５６２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−００１５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１９４１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０５９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９２０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４５２５４４１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００６−３２９１９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４１／００ 〜 ４１／４０

Ｆ０２Ｄ ４３／００ 〜 ４５／００

Ｆ０２Ｄ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の吸気ポートにおける燃焼室への吸気口を開閉する第１の吸気バルブと、
第２の吸気ポートにおける前記燃焼室への吸気口を開閉する第２の吸気バルブと、
排気ポートにおける前記燃焼室への排気口を開閉する排気バルブと、
前記第１の吸気ポートに設けられた第１の燃料噴射手段と、
前記第２の吸気ポートに設けられた第２の燃料噴射手段と、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段による検出情報に基づいて前記の各吸気バルブの開閉タイミングをそれぞれ個別に制御する吸気バルブ制御手段と、
前記運転状態検出手段による検出情報に基づいて前記の各燃料噴射手段による燃料噴射時期をそれぞれ個別に制御する燃料噴射制御手段と、を有するエンジン制御装置であって、
前記運転状態検出手段により検出された運転状態が特定運転領域であると特定制御を実施し、
前記特定制御では、
前記吸気バルブ制御手段は、前記第１の吸気バルブの開放期間と前記排気バルブの開放期間とを重複させるバルブオーバーラップを第１の期間だけ実施すると共に、前記第２の吸気バルブの開放期間と前記排気バルブの開放期間とを重複させるバルブオーバーラップを実施しないか或いは前記第１の期間よりも短い第２の期間だけ実施し、
前記燃料噴射制御手段は、前記第１の燃料噴射手段による噴射燃料が前記第１の吸気ポートの吸気口を経て前記燃焼室から前記排気口に到達する際には前記排気バルブが閉鎖されているように前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射のタイミングを制御すると共に、前記第１の期間と前記第１の燃料噴射手段による噴射燃料の前記排気口への到達期間との重複期間が、前記第２の期間と前記第２の燃料噴射手段による噴射燃料の前記排気口への到達期間との重複期間以下となるように前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射を前記第２の燃料噴射手段による燃料噴射よりも遅れて実施する
ことを特徴とする、エンジン制御装置。

【請求項2】

前記特定制御では、
前記燃料噴射制御手段は、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射を前記第１の吸気バルブの開放期間に実施し、前記第２の燃料噴射手段による燃料噴射を前記第２の吸気バルブの閉鎖期間に実施する
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記運転状態検出手段は、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、吸気圧を検出する吸気圧検出手段とを有し、
前記特定運転領域は、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が所定の範囲内であって、前記吸気圧検出手段により検出された前記吸気圧が前記排気ポートから流出する排気圧以上の運転領域である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

運転者の要求出力トルクを算出する要求出力トルク算出手段と、前記エンジンの実出力トルクを検出する出力トルク検出手段とを有し、
前記要求出力トルク算出手段により算出された要求出力トルクに対して前記出力トルク検出手段により検出された前記エンジンの実出力トルクが不足状態である場合には、前記運転状態検出手段により検出された前記エンジンの運転状態が前記特定運転領域であっても出力不足対応制御を実施し、
前記出力不足対応制御では、
前記吸気バルブ制御手段は、前記第１の期間の範囲内において前記第２の期間を大きくするように制御し、
前記燃料噴射制御手段は、前記第２の燃料噴射手段による燃料噴射を前記第２の吸気バルブの開放期間に実施する
ことを特徴とする、請求項２又は３記載のエンジン制御装置。

【請求項5】

前記第１及び第２の吸気ポートの上流側には、コンプレッサが設けられ、
前記運転状態検出手段は、前記コンプレッサと連結されて排気通路に設けられたタービンを通過する前の前記排気圧を検出する排気圧検出手段をさらに有し、
前記特定運転領域は、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が所定の範囲内であって、前記吸気圧検出手段により検出された前記吸気圧が前記排気圧検出手段により検出された前記排気圧以上の運転領域である
ことを特徴とする、請求項３又は４記載のエンジン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポート噴射式の４サイクルエンジンのバルブ開閉タイミング及び燃料噴射時期を制御して吹き抜けＨＣを低減するエンジン制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車（以下、車両とも言う）に搭載される駆動源としては、４サイクルのエンジン（内燃機関）が一般的である。このエンジンは単数又は複数の気筒を有し、各気筒には、気筒内に新気（燃焼される前の空気）を導入する複数の吸気ポートと気筒内から燃焼後の排気を排出する排気ポートとが接続される。そして、吸気ポートに装備された吸気バルブの開放により吸気が行なわれ、排気ポートに装備された排気バルブの開放により排気が行なわれる。

【0003】

近年、燃費の向上やＨＣ（未燃燃料）等に起因する排気エミッションの低減のため、吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構を備えたエンジンが実用化されている。
この可変バルブタイミング機構は、例えばクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更する機構によって実現される。これにより、バルブの開放開始時期及び開放終了時期に対応するカムシャフトの位相が進角方向又は遅角方向に制御される。こうした吸排バルブの開閉タイミングの制御の一つに、吸気バルブが開放される期間と排気バルブが開放される期間とを重複させる、いわゆるバルブオーバーラップ制御がある。このバルブオーバーラップ制御によれば、エンジンの中，高負荷域において吸排気の慣性効果を用いて充填効率の向上を図ることができる。

【0004】

しかし、一般的なポート噴射式のエンジンでは、吸排気バルブの開放重複期間（以下、バルブオーバーラップ期間ともいう）では吸気流速が高まり、吸気ポートから気筒内に吸入された燃料が気筒内に留まらずにそのまま排気ポートへ吹き抜け排出されるＨＣ（吹き抜けＨＣ）が発生し、燃費及び排出ガス性能の面において課題となっている。特に、過給機付エンジンの場合、過給運転する際には、バルブオーバーラップ期間に燃料噴射を実施すると、吸気ポートから排気ポートへ吹き抜け排出されるＨＣ（燃料）が多く発生するため、大きな課題となっている。

【0005】

この対策として、燃料噴射系の直噴化が挙げられる。つまり、気筒内に燃料を直接噴射する直噴式エンジンによれば、気筒内への新気の導入とは別個に燃料噴射を実施することができるので、新気が吹き抜けない排気バルブの閉鎖期間に燃料を噴射する制御を実施することにより、バルブオーバーラップ期間における吸気ポートから排気ポートへのＨＣの吹き抜けを抑制することができる。

【0006】

しかし、直噴式エンジンは燃料噴射系統が高価でありコスト増を招くので、コスト上で有利なポート噴射式を用いながら、バルブオーバーラップ期間において吹き抜けＨＣを低減できるようにする技術の開発が要望されている。
特許文献１には、一般的なポート噴射式であって、可変バルブタイミング機構を有するエンジンにおいて、燃料噴射弁の燃料噴射方向を変更することで吹き抜けＨＣを低減する技術が開示されている。この技術では、バルブオーバーラップ期間の終了後の吸気行程において燃料噴射を行なうと、吸気バルブの閉鎖が完了するまでに必要な燃料量を噴射することができないため、吸気バルブの開放前に、吸気口近傍よりも上流側の吸気ポート内壁面へ向けて燃料噴射する。これにより、吸気バルブ開放直後に、噴射された燃料が吸気口近傍に滞留しておらず、吹き抜けＨＣを低減させることができる。

【0007】

ところで、各気筒に接続された吸気ポートのそれぞれに燃料噴射弁を有するエンジン（以下、マルチポート噴射式エンジンともいう）が開発されている（特許文献２，３参照）。このマルチポート噴射式エンジンは、直噴式エンジンに比べて燃料噴射系統のコスト増を抑えることができ、しかも、各吸気バルブの動作と対応させてきめ細やかな燃料噴射制御を行なうことができる。

【0008】

このマルチポート噴射式エンジンでは、可燃気混合促進期間を確保するという観点から、通常、一般的なポート噴射式エンジンと同様に、排気行程において燃料噴射が行なわれるが、吸気行程に燃料を噴射する技術も開発されている。例えば、特許文献３には、可変バルブタイミング機構を有するマルチポート噴射式エンジンにおいて、吸気バルブが開放している間（吸気行程）に燃料を噴射すること（吸気同期噴射）により、気筒内での燃料気化潜熱を活用して吸気冷却作用を得て充填効率向上とノック性の低下とを図ることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００５−１０５９８３号公報

【特許文献2】特開２００７−２９２０５８号公報

【特許文献3】特許第４５２５４４１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１の技術では、バルブオーバーラップ期間において吸気ポートから排気ポートへのＨＣの吹き抜けを抑制することはできるものの、吸気口近傍よりも上流側の吸気ポート内壁面へ向けて燃料噴射するため、噴射された燃料がポート壁面に付着し、燃料の霧化が十分に行なうことができず、燃焼が良好に実施できない虞がある。この結果、エンジンの出力トルクを十分に発生しないばかりでなく、排気エミッションの増加を招く虞もある。

【0011】

この点、マルチポート噴射式エンジンは、各吸気バルブの動作と対応させてきめ細やかな燃料噴射制御を行なうことができるという特性があるので、バルブオーバーラップ期間におけるＨＣの吹き抜け排出を抑制できるようにするのに有利であり、また、直噴式エンジンに比べて燃料噴射系統のコスト増を抑えることができる。しかしながら、特許文献２，３には、このような着目はない。

【0012】

本発明は、かかる課題に鑑み創案されたものであり、マルチポート噴射式エンジンにおいて、バルブオーバーラップを利用して充填効率の向上を促進して出力トルクを確保する際に、吹き抜けＨＣを低減して燃費の向上及び排気エミッションの低減を図ることができるようにした、エンジン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】

【0013】

上記の目的を達成するために、本発明のエンジン制御装置は、第１の吸気ポートにおける燃焼室への吸気口を開閉する第１の吸気バルブと、第２の吸気ポートにおける前記燃焼室への吸気口を開閉する第２の吸気バルブと、排気ポートにおける前記燃焼室への排気口を開閉する排気バルブと、前記第１の吸気ポートに設けられた第１の燃料噴射手段と、前記第２の吸気ポートに設けられた第２の燃料噴射手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段による検出情報に基づいて前記の各吸気バルブの開閉タイミングをそれぞれ個別に制御する吸気バルブ制御手段と、前記運転状態検出手段による検出情報に基づいて前記の各燃料噴射手段による燃料噴射時期をそれぞれ個別に制御する燃料噴射制御手段と、を有するエンジンの制御装置であって、前記運転状態検出手段により検出された運転状態が特定運転領域であると特定制御を実施し、前記特定制御では、前記吸気バルブ制御手段は、前記第１の吸気バルブの開放期間と前記排気バルブの開放期間とを重複させるバルブオーバーラップを第１の期間だけ実施すると共に、前記第２の吸気バルブの開放期間と前記排気バルブの開放期間とを重複させるバルブオーバーラップを実施しないか或いは前記第１の期間よりも短い第２の期間だけ実施し、前記燃料噴射制御手段は、前記第１の燃料噴射手段による噴射燃料が前記第１の吸気ポートの吸気口を経て前記燃焼室から前記排気口に到達する際には前記排気バルブが閉鎖されているように前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射のタイミングを制御すると共に、前記第１の期間と前記第１の燃料噴射手段による噴射燃料の前記排気口への到達期間との重複期間（第１の重複期間Ｔ_１）が、前記第２の期間と前記第２の燃料噴射手段による噴射燃料の前記排気口への到達期間との重複期間（第２の重複期間Ｔ_２）以下となるように前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射を前記第２の燃料噴射手段による燃料噴射よりも遅れて実施することを特徴としている。

【0014】

また、前記特定制御では、前記燃料噴射制御手段は、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射を前記第１の吸気バルブの開放期間に実施し、前記第２の燃料噴射手段による燃料噴射を前記第２の吸気バルブの閉鎖期間に実施することが好ましい。
また、前記運転状態検出手段は、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、吸気圧を検出する吸気圧検出手段とを有し、前記特定運転領域は、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が所定の範囲内（例えば、バルブオーバーラップ期間を設けることで充填効率の向上が顕著なエンジン回転数の範囲）であって、前記吸気圧検出手段により検出された前記吸気圧が前記排気ポートから流出する排気圧以上の運転領域であることが好ましい。

【0015】

また、運転者の要求出力トルクを算出する要求出力トルク算出手段と、前記エンジンの実出力トルクを検出する出力トルク検出手段とを有し、前記要求出力トルク算出手段により算出された要求出力トルクに対して前記出力トルク検出手段により検出された前記エンジンの実出力トルクが不足状態である場合には、前記運転状態検出手段により検出された前記エンジンの運転状態が前記特定運転領域であっても出力不足対応制御を実施し、前記出力不足対応制御では、前記吸気バルブ制御手段は、前記第１の期間の範囲で前記第２の期間を大きくするように制御し、前記燃料噴射制御手段は、前記第２の燃料噴射手段による燃料噴射を前記第２の吸気バルブの開弁期間に実施することが好ましい。すなわち、エンジンの実出力トルクの不足状態では、第１の吸気バルブのバルブオーバーラップ期間は第１の期間に制御され、第２の吸気バルブのバルブオーバーラップ期間は第１の期間の範囲内において第２の期間を大きくするように制御され、また、第１の燃料噴射手段による燃料噴射は第１の吸気バルブの開放期間に実施され、第２の燃料噴射手段による燃料噴射は第２の吸気バルブの開放期間に実施されることが好ましい。

【0016】

例えば、前記運転状態検出手段による検出情報に基づいてスロットルバルブの開度を制御するスロットル開度制御をさらに有し、前記要求出力トルク算出手段により算出された要求出力トルクに対する前記出力トルク検出手段により検出された前記エンジンの実出力トルクの不足状態が著しい場合（要求出力トルクに対して実出力トルクが著しく不足する場合）には、前記スロットル開度制御部は、スロットル開度を補正して増加することが好ましい。

【0017】

また、前記第１及び第２の吸気ポートの上流側には、コンプレッサが設けられ、前記運転状態検出手段は、前記コンプレッサと連結されて排気通路に設けられたタービンを通過する前の前記排気圧を検出する排気圧検出手段をさらに有し、前記特定運転領域は、前記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が所定の範囲内であって、前記吸気圧検出手段により検出された前記吸気圧が前記排気圧検出手段により検出された前記排気圧以上の運転領域であることが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

（１）本発明のエンジン制御装置によれば、吸気バルブ制御手段は、第１の吸気バルブの開放期間が排気バルブの開放期間と第１の期間だけ重複するため、バルブオーバーラップによる吸気の吹き抜けを利用して充填効率を促進して出力トルクを確保することができる。
また、第２の燃料噴射手段による燃料噴射は、第１の燃料噴射手段による燃料噴射よりも早期に実施されるため、噴射された燃料の気化促進及び新気との混合促進を図ることができる。

【0019】

また、吸気バルブ制御手段は、第２の吸気バルブの開放期間を排気バルブの開放期間と重複させないか或いは第１の期間よりも短い第２の期間だけ重複させるため、第２の吸気ポートに噴射された燃料のバルブオーバーラップによる排気側への吹き抜けを解消又は抑制することができ、吹き抜けＨＣを防止又は低減することができる。
燃料噴射時期を早めると噴射直後にポート壁面に付着した燃料も気化し空気との混合が促進される利点がある反面、バルブオーバーラップ（吸気バルブの開放期間と排気バルブの開放期間との重複）により、混合気の一部が燃焼室内を通過して排気ポートに吹き抜けると、この混合気に燃料が十分に含まれているため、吹き抜け燃料量が増大する。

【0020】

一方、燃料噴射時期を遅らせると噴射直後にポート壁面に付着した燃料の気化が遅れるため空気との混合も遅れるがこの反面、バルブオーバーラップの時点では、ポート壁面に付着して気化が遅れた燃料など一部の燃料が含まれない混合気の一部が燃焼室内を通過して排気ポートに吹き抜けるため、吹き抜け燃料量が抑制され、吹き抜けＨＣを低減させることができる。

【0021】

また、バルブオーバーラップを長くすれば、吸気の充填効率が向上する半面、バルブオーバーラップによる混合気の排気ポートへの吹き抜けも増大する。
したがって、燃料噴射制御手段は、第１の燃料噴射手段による燃料噴射を第２の燃料噴射手段による燃料噴射よりも遅れて実施するため、第１の吸気ポートの吸気については、バルブオーバーラップが長い（第１の期間は第２の期間よりも長い）ことにより混合気の排気ポートへの吹き抜け量も多いが、混合気中の燃料はポート壁面への付着等により液滴としてポート内に留まり気化が遅れた燃料分だけ少ないため、吹き抜け燃料量は抑制される。また、第２の吸気ポートの吸気については、燃料が十分に含まれた比較的燃料濃度の高い混合気の一部が燃焼室内を通過して排気ポートに吹き抜けるが、バルブオーバーラップが短い（第２の期間は第１の期間よりも短い）ため、混合気の排気ポートへの吹き抜け量が少なく、吹き抜け燃料量は抑制される。

【0022】

燃料噴射制御手段は、第１の燃料噴射手段に対しては、第１の燃料噴射手段による噴射燃料の排気口への到達期間を第１の期間と重複させる場合は該重複期間（第１の重複期間Ｔ_１）を第２の燃料噴射手段による噴射燃料の排気口への到達期間と第２の期間とを重複させる場合の重複期間（第２の重複期間Ｔ_２）よりも短くなるように制御するため、第２の燃料噴射手段による噴射燃料の排気口への到達期間と第１の期間よりも短い第２の期間と重複させたとしても、この噴射燃料の排気口への到達期間と第２の期間との重複期間（第２の重複期間Ｔ_２）も、短いバルブオーバーラップ期間により制限される。一方、第１の期間は第２の期間よりも長いが、第１の燃料噴射手段による噴射燃料の排気口への到達期間と第１の期間と重複させる場合、この噴射燃料の排気口への到達期間と第１の期間との重複期間（第１の重複期間Ｔ_１）を、第２の燃料噴射手段による噴射燃料の排気口への到達期間と第２の期間とを重複させる場合の重複期間（第２の重複期間Ｔ_２）よりも短くするので、かかる重複期間（第１の重複期間Ｔ_１）も制限される。したがって、吹き抜け燃料量の増大が抑制され、吹き抜けＨＣを低減させることができる。
これらより、エンジンの出力トルクを確保するとともに、吹き抜けＨＣを低減して燃費の向上及び排気エミッションの低減を図ることができる。

【0023】

（２）また、燃料噴射制御手段は、第１の燃料噴射手段による燃料噴射をバルブオーバーラップ前の第１の吸気バルブの閉鎖期間でなく第１の吸気バルブの開放期間、即ち、吸気行程に実施すれば、バルブオーバーラップ終了後に燃焼室内へ燃料を供給することが可能になり、吹き抜けＨＣを低減させることができる。

【0024】

また、第１の吸気ポートでは、吸気行程において燃料が噴射されれば、燃料と新気との混合促進時間を確保し難いが、燃料噴射制御手段は、第２の燃料噴射手段による燃料噴射を第２の吸気バルブの閉鎖期間に実施すれば、第２の吸気ポートでは、吸気行程よりも前に燃料が噴射され、噴射された燃料が第２の吸気バルブの開放により燃焼室に進入するまでの時間だけ、燃料と新気との混合促進時間を長く確保することができ、この第２の吸気ポートから燃焼室内に進入する混合を促進された混合気が、第１の吸気ポートから燃焼室内に進入する燃料と新気との混合をも促進し、燃焼を良好に行なうことができる。

【0025】

（３）吸気圧が排気圧よりも大きい場合には、ＨＣの吹き抜けが生じ易いが、吸気圧が排気圧よりも小さい場合には、ＨＣの吹き抜けが生じ難い。このため、ＨＣの吹き抜けが生じ易い吸気圧が排気ポートから流出する排気圧より大きい場合を特定運転領域とすれば、適切に第１の燃料噴射手段による燃料噴射時期を制御して、ＨＣの吹き抜けを低減することができる。
バルブオーバーラップによる充填効率の向上はエンジン回転数に依存し、例えばバルブオーバーラップにより確実に充填効率の向上が得られるエンジン回転数の範囲といった所定の範囲内を特定運転領域とすれば、充填効率の向上及び吹き抜けＨＣの低減を効果的に行なうことができる。

【0026】

（４）吸気バルブ制御手段は、第１の期間の範囲内において第２の期間を大きくするように制御すれば、第２の吸気バルブのバルブオーバーラップ期間が大きくなるため、つまり、バルブオーバーラップのない場合（第２の期間がゼロ）はバルブオーバーラップが設けられバルブオーバーラップのある場合はその期間（第２の期間）が大きくされるため、さらに充填効率を向上させることができる。このとき、第１及び第２の燃料噴射手段による燃料噴射が、第１及び第２の吸気バルブの開放期間に実施されれば、燃料と新気との混合促進の面で十分でなくても、吹き抜けＨＣを低減させ且つエンジン出力を向上させることができる。

【0027】

（５）バルブオーバーラップ期間を有する場合であっても、噴射された燃料が排気口を通過することができなければ、ＨＣの吹き抜けは生じない。このため、燃料噴射制御手段は、第１の燃料噴射手段による燃料噴射が、第１の吸気ポートの吸気口を経て燃料室から排気口に到達する際には排気バルブが閉鎖されているように、第１の燃料噴射手段による燃料噴射のタイミングを制御すれば、ＨＣの吹き抜けを防止することができる。

【0028】

（６）第１及び第２の吸気ポートの上流側にコンプレッサが設けられ、排気通路にコンプレッサと連結されたタービンが設けられれば、排気流を用いてタービンを介したコンプレッサにより吸気が強制的に送り込まれるため、吸気の充填効率をさらに向上させることにより出力トルクを確保することができる。この際、特定運転領域は、エンジンの回転数が所定の範囲内であって、吸気圧が排気圧以上の運転領域であれば、吸排気圧の変動に対して適正な燃料噴射を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１実施形態にかかるエンジン制御装置の構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態にかかるエンジンの各気筒の吸気ポート及び排気ポートを示す気筒上部の模式的な平面図である。

【図3】本発明の第１実施形態にかかるエンジン制御装置による制御を適用する特定運転領域を説明する図である。

【図4】本発明の第１実施形態にかかるエンジン制御装置により制御されるバルブ開閉タイミング及び燃料噴射時期を説明する図であり、図４（ａ）は各吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを示し、図４（ｂ）は各インジェクタの燃料噴射時期を示す。

【図5】本発明の第１実施形態にかかるエンジン制御装置による制御フローを説明するフローチャートである。

【図6】本発明の第１実施形態にかかるエンジン制御装置による出力不足対応制御のフローを説明するフローチャートである。

【図7】本発明の他の実施形態にかかるエンジン制御装置により制御されるバルブの開閉タイミング及び燃料噴射時期を説明する図であり、図７（ａ）は第２実施形態にかかる各吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを示し、図７（ｂ）は第２実施形態にかかる各インジェクタの燃料噴射時期を示し、図７（ｃ）は第３実施形態にかかる各インジェクタの燃料噴射時期を示す。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図６は、本発明の第１実施形態にかかるエンジン制御装置を説明するもので、図１はその構成図、図２はそのエンジンの気筒上部の模式的な平面図、図３はその制御を適用する特定運転領域を説明する図、図４はその制御によるバルブ開閉タイミング及び燃料噴射時期を説明する図、図５はその制御フローを説明するフローチャート、図６はその出力不足対応制御を説明するフローチャートである。

【0031】

〔エンジンの主要構成〕
まず、本実施形態にかかるエンジン制御装置が適用されるエンジン及びその周辺構成を説明する。なお、本実施形態にかかるエンジンは、４サイクルの内燃機関であり、自動車に搭載される。
本実施形態にかかるエンジン１０は、マルチバルブ式の多気筒エンジンである。図１には、多気筒のエンジン１０に設けられた複数のシリンダ（気筒）１９のうちの一つを縦断面にて示す。

【0032】

図１に示すように、エンジン１０のシリンダブロック１０Ｂには、シリンダ１９が図面と直交する方向に複数並んで形成され、各シリンダ１９には、シリンダ１９内を往復摺動するピストン１６が装備され、このピストン１６は、コネクティングロッド１６ａを介してクランクシャフト１７に接続される。
このシリンダ１９の燃焼室Ｂの上部は、シリンダ１９に対向するシリンダヘッド１０Ｈの下面を凹設されることにより形成されるが、本実施形態では、燃焼室Ｂは、上部が三角屋根状をなすペントルーフ型に形成されている。三角屋根の一方の斜面には一対の吸気ポート１１Ａ，１１Ｂ（第１の吸気ポート１１Ａ，第２の吸気ポート１１Ｂ）が接続され、他方の斜面には一対の排気ポート１２Ａ，１２Ｂ（第１の排気ポート１２Ａ，第２の排気ポート１２Ｂ）が接続される。

【0033】

三角屋根の頂部の中央部には、点火プラグ１３がその先端を燃焼室Ｂ側に突出させた状態で設けられる。
それぞれの吸気ポート１１Ａ，１１Ｂには吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂ（第１の吸気バルブ１４Ａ，第２の吸気バルブ１４Ｂ）が設けられ、吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂの往復駆動により、吸気ポート１１Ａ，１１Ｂの燃焼室Ｂに臨む箇所（吸気口）１１ａ，１１ｂ（第１の吸気口１１ａ，第２の吸気口１１ｂ）において開閉動作して、吸気ポート１１Ａ，１１Ｂと燃焼室Ｂとが連通又は遮蔽される。

【0034】

同様に、それぞれの排気ポート１２Ａ，１２Ｂには排気バルブ１５Ａ，１５Ｂ（第１の排気バルブ１５Ａ，第２の排気バルブ１５Ｂ）が設けられ、排気バルブ１５Ａ，１５Ｂの往復駆動により、排気ポート１２Ａ，１２Ｂの燃焼室Ｂに臨む箇所（排気口）１２ａ，１２ｂ（第１の排気口１２ａ，第２の排気口１２ｂ）において開閉動作して、排気ポート１２Ａ，１２Ｂと燃焼室Ｂとが連通又は遮蔽される。

【0035】

〔吸排気系の構成〕
一対の吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂは、動弁機構により同期して（同時に）又は位相差を持って開閉動作し、一対の排気バルブ１５Ａ，１５Ｂは同期して（同時に）開閉動作する。
第１の吸気バルブ１４Ａ及び第２の吸気バルブ１４Ｂは、その下端に笠部が形成されたポペット弁であり、その各笠部が第１の吸気口１１ａ又は第２の吸気口１１ｂを開閉する。同様に、第１の排気バルブ１５Ａ及び第２の排気バルブ１５Ｂも、その下端に笠部が形成されたポペット弁であり、その各笠部が第１の排気口１２ａ又は第２の吸気口１１ｂを開閉する。

【0036】

第１の吸気バルブ１４Ａ及び第２の吸気バルブ１４Ｂの各上端部はそれぞれロッカアーム３５の一端に当接され、第１の排気バルブ１５Ａ及び第２の排気バルブ１５Ｂの各上端部はそれぞれロッカアーム３７の一端に当接される。ロッカアーム３５，３７はロッカシャフトに軸支された揺動部材であり、それぞれのロッカアーム３５，３７の揺動により吸気バルブ１４及び排気バルブ１５が往復駆動される。これらの往復駆動により各吸気ポート１１Ａ，１１Ｂと燃焼室Ｂとが連通又は遮蔽され、各排気ポート１２Ａ，１２Ｂと燃焼室Ｂとが連通又は遮蔽される。また、ロッカアーム３５，３７の他端には、カムシャフトに軸支されたカム３６，３８が設けられる。これにより、ロッカアーム３５，３７の揺動パターンはカム３６，３８の形状（カムプロファイル）に応じたものとなる。

【0037】

このエンジン１０では、排気バルブ１５Ａ，１５Ｂは動作が一定の動弁機構がそなえられるが、吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂの動弁機構には、ロッカアーム３５又はカム３６の動作を可変に制御する可変動弁機構６が適用されている。可変動弁機構６は、吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂそれぞれについて、バルブの開閉タイミング（バルブタイミング）を個別に変更可能な動弁機構である。本可変動弁機構６は、例えばロッカアーム３５の揺動のタイミングを変更する機構として構成される可変バルブタイミング機構６ａを備えている。

【0038】

この可変バルブタイミング機構６ａは、吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂのバルブ開閉タイミングを変更する機構である。この可変バルブタイミング機構６ａは、ロッカアーム３５に揺動を生じさせるカム３６又はこのカムシャフトの回転位相を変更する機能を有する。カム３６又はこのカムシャフトの回転位相を変更することで、クランクシャフト１７の回転位相に対するロッカアーム３５の揺動のタイミングを連続的にずらす（シフトする）ことが可能となる。

【0039】

また、ここでは、可変動弁機構６として、カムプロファイル自体は変更しないでバルブ開閉タイミングを単に前後に変更（シフト）するもの、つまり、バルブの開閉タイミングを前後に変更（シフト）するがバルブのリフト量は変更しないものを用いているが、バルブの開閉タイミングと共にバルブのリフト量も連動して変更するタイプの可変動弁機構を用いても良い。

【0040】

図２に示すように、吸気ポート１１Ａ，１１Ｂを有する吸気ポート部１１は、上流のインテークマニホールド２０（図１参照、以下、インマニという）と連通接続された単一の吸気ポート上流部１１Ｃと、この一本の吸気ポート上流部１１Ｃから分岐してそれぞれシリンダ１９の燃焼室Ｂに臨む箇所まで延在する第１の吸気ポート１１Ａと第２の吸気ポート１１Ｂとから構成される。ここでは、第１の吸気ポート１１Ａと第２の吸気ポート１１Ｂとは互いに対称に形成される。

【0041】

第１の吸気ポート１１Ａは、その吸気流の下流端の燃焼室Ｂに臨む箇所に第１の吸気口１１ａを有し、第１の吸気ポート１１Ａ内の空気はこの第１の吸気口１１ａを介して燃焼室Ｂに供給される。同様に、第２の吸気ポート１１Ｂは、その吸気流の下流端の燃焼室Ｂに臨む箇所に第２の吸気口１１ｂを有し、第２の吸気ポート１１Ｂ内の空気はこの第２の吸気口１１ｂを介して燃焼室Ｂに供給される。これらの吸気ポート１１Ａ，１１Ｂの吸気口１１ａ，１１ｂは、燃焼室Ｂの上部に形成された三角屋根の一方の斜面に形成される。

【0042】

第１の吸気ポート１１Ａには第１の吸気バルブ１４Ａが設けられ、第２の吸気ポート１１Ｂには第２の吸気バルブ１４Ｂが設けられる。第１の吸気バルブ１４Ａ及び第２の吸気バルブ１４Ｂは、その下端に笠部が形成されたポペット弁であり、その笠部が第１の吸気口１１ａ又は第２の吸気口１１ｂを開閉する。
第１の吸気ポート１１Ａには、第１のインジェクタ（第１の燃料噴射手段）１８Ａが設けられ、第２の吸気ポート１１Ｂには、第２のインジェクタ（第２の燃料噴射手段）１８Ｂが設けられる。つまり、本実施形態のエンジン１０は、吸気ポート１１Ａ，１１Ｂ毎にインジェクタ１８Ａ，１８Ｂが設けられるエンジン（マルチポート噴射式エンジンともいう）である。

【0043】

ここでは、これらの第１の吸気バルブ１４Ａと第２の吸気バルブ１４Ｂとも互いに対称に配置され、また、第１のインジェクタ１８Ａと第２のインジェクタ１８Ｂとも互いに対称に配置される。
また、排気ポート１２Ａ，１２Ｂを有する排気ポート部１２は、それぞれシリンダ１９の燃焼室Ｂに臨む箇所から下流側に延在する第１の排気ポート１２Ａと第２の排気ポート１２Ｂと、これらの第１の排気ポート１２Ａ及び第２の排気ポート１２Ｂが一本に合流して下流のエキゾーストマニホールド３０（図１参照、以下、エキマニという）に連通接続された排気ポート下流部１２Ｃとから構成される。ここでは、第１の排気ポート１２Ａと第２の排気ポート１２Ｂとは互いに対称に形成される。

【0044】

第１の排気ポート１２Ａは、その排気流の上流端の燃焼室Ｂに臨む箇所に第１の排気口１２ａを有し、第１の排気ポート１２Ａにはこの第１の排気口１２ａを介して燃焼室Ｂから排気が排出される。同様に、第２の排気ポート１２Ｂは、その排気流の上流端の燃焼室Ｂに臨む箇所に第２の排気口１２ｂを有し、第２の排気ポート１２Ｂにはこの第２の排気口１２ｂを介して燃焼室Ｂから排気が排出される。これらの排気ポート１２Ａ，１２Ｂの排気口１２ａ，１２ｂは、燃焼室Ｂの上部に形成された三角屋根の他方の斜面に形成される。

【0045】

第１の排気口１２ａは第１の吸気口１１ａに対向して設けられ、第２の排気口１２ｂは第２の吸気口１１ｂに対向して設けられる。ここでいう「対向」とは、シリンダ１９の稜線に相当する一点鎖線Ｘを挟んで互いに向かい合うことを意味する。
第１の排気ポート１２Ａには第１の排気バルブ１５Ａが設けられ、第２の排気ポート１２Ｂには第２の排気バルブ１５Ｂが設けられる。第１の排気バルブ１５Ａ及び第２の排気バルブ１５Ｂは、その下端に笠部が形成されたポペット弁であり、その笠部が第１の排気口１２ａ又は第２の排気口１２ｂを開閉する。

【0046】

ここでは、これらの第１の吸気バルブ１４Ａと第２の吸気バルブ１４Ｂとも互いに対称に配置される。
図１に示すように、吸気ポート部１１の吸気流の上流側には、インマニ２０が接続される。このインマニ２０の上流部には、吸気ポート部１１へ流れる吸気を一時的に溜めるためのサージタンク２１が設けられる。サージタンク２１よりも下流側のインマニ２０は、各シリンダ１９に向かって分岐するように形成され、その分岐点にサージタンク２１は位置する。サージタンク２１は、各シリンダ１９で発生する吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。

【0047】

インマニ２０の上流端には、スロットルボディ２３が接続される。スロットルボディ２３の内部には電子制御式のスロットルバルブ２４が内蔵され、インマニ２０側へと流れる吸気の量が、スロットルバルブ２４の開度（スロットル開度）に応じて調節される。また、スロットルボディ２３は、スロットルバルブ２４を動作しスロットル開度を変更可能なアクチュエータ２３ａと、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ２３ｂとを有している。このスロットル開度は、車両ＥＣＵ５によりスロットル開度センサ２３ｂにより検出されたスロットル開度に基づいてアクチュエータ２３ａを動作することで調節される。

【0048】

スロットルボディ２３のさらに上流側には、吸気通路２５が接続され、この吸気通路２５の上流側にはエアフィルタ２８が介装される。これにより、エアフィルタ２８で濾過集塵された吸気が、吸気通路２５，インマニ２０及び吸気ポート部１１を介してエンジン１０のシリンダ１９に供給される。
一方、排気ポート部１２よりも排気流の下流側には、エキマニ３０，排気触媒３２及び排気通路３９が設けられる。エキマニ３０は、各シリンダ１９から合流するように形成され、その下流側で排気通路３９と接続される。この排気通路３９には、排気触媒３２が介装される。

【0049】

排気触媒３２は、排気中に含まれるＨＣ（炭化水素）や一酸化炭素，窒素酸化物等を無害化する機能を持ち、例えば酸化触媒や三元触媒である。エンジン１０の燃焼室Ｂから排出された排気中のＨＣは排気触媒３２により酸化除去される。
また、このエンジン１０の吸排気系には、排気圧を利用してシリンダ１９に吸気を過給するターボチャージャ（過給機）３１が設けられる。このターボチャージャ３１は、吸気通路２５と排気通路３９との両方にまたがって介装され、排気通路３９内の排気圧でタービン２７を回転させ、その回転力を利用してコンプレッサ２６を駆動することにより、吸気通路２５内の吸気を圧縮して過給を行なう。なお、吸気通路２５のコンプレッサ２６の吸気流の下流側にはインタクーラ２９が設けられ、圧縮された空気が冷却される。

【0050】

〔検出系〕
クランクシャフト１７には、その回転角θ_ＣＲを検出するクランク角センサ（エンジン回転数検出手段）３３が設けられる。回転角θ_ＣＲの単位時間あたりの変化量はエンジン１０の回転数Ｎｅに比例する。したがって、クランク角センサ３３はエンジン１０の回転数Ｎｅを検出する機能を有するものといえる。ここで検出又は演算されたエンジン回転数Ｎｅの情報は後述の車両ＥＣＵ５に伝達される。クランク角センサ３３により検出された回転角θ_ＣＲに基づいて、車両ＥＣＵ５はエンジン回転数Ｎｅを演算する。

【0051】

スロットルバルブ２４の下流側には、吸気圧Ｐ_１を検出する吸気圧センサ（吸気圧力検出手段）２２が設けられる。本吸気圧センサ２２は、第１の吸気ポート１１Ａ又は第２の吸気ポート１１Ｂに流入する吸気圧に対応するサージタンク２１内の圧力を検出する。なお、吸気圧センサ２２の設置箇所はこれに限らず、各シリンダ１９に接続される第１の吸気ポート１１Ａのそれぞれに吸気圧センサ２２を設けてもよい。

【0052】

一方、排気口１２ａ，１２ｂとターボチャージャ３１のタービン２７との間（例えばエキマニ３０の合流部内）には、排気ポート１２Ａ，１２Ｂから流出する排気圧Ｐ_２を検出する排気圧センサ４６が設けられる。本排気圧センサ４６は、第１の排気ポート１２Ａ又は第２の排気ポート１２Ｂから流出する排気圧に対応するタービン２７を通過する前の排気圧Ｐ_２を検出する。なお、排気圧センサ４６の設置箇所はこれに限らず、各シリンダ１９に接続される排気ポート１２Ａ，１２Ｂの何れか又はそれぞれに排気圧センサ４６を設けてもよい。

【0053】

これらのセンサ２２，４６により検出された吸排気圧Ｐ_１，Ｐ_２の情報は、車両ＥＣＵ５に伝達される。
また、車両には、アクセルペダルの踏込量に対応するアクセル開度θ_ＡＣを検出するアクセルポジションセンサ３４が設けられる。このアクセル開度θ_ＡＣは運転者の加速要求に対応するパラメータであり、エンジン１０への要求出力トルクに対応する。このアクセルポジションセンサ３４により検出されたアクセル開度θ_ＡＣの情報は、車両ＥＣＵ５に伝達される。

【0054】

また、車両には、エンジン１０の実出力トルクを検出する出力トルクセンサ（出力トルク検出手段）４０が設けられる。本実施形態では、出力トルクセンサ４０は例えばクランクシャフト１７の出力端周縁に設けられる磁歪式トルクセンサを用いているが、出力トルクセンサ４０はこれに限らない。このトルクセンサ４０により検出された実出力トルクの情報は、車両ＥＣＵ５に伝達される。
これらの検出系の構成（運転状態検出手段）である吸気圧センサ２２，排気圧センサ４６，クランク角センサ３３，アクセルポジションセンサ３４，出力トルクセンサ４０により、車両の運転状態を検出することができる。

【0055】

〔制御系〕
車両ＥＣＵ５は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力回路等からなる電子制御装置であって、スロットルボディ２３等の電子制御装置や可変動弁機構６や各種センサと接続される。なお、上述の吸気圧センサ２２，排気圧センサ４６，クランク角センサ３３，アクセルポジションセンサ３４，出力トルクセンサ４０及びスロットル開度センサ２３ｂの各種センサは車両ＥＣＵ５と接続される。

【0056】

各種センサに接続された車両ＥＣＵ５は、各種センサにより車両の運転状態に応じた各種情報を取得する。
従来、各種センサにより検出された情報の瞬時値に対して移動平均等の適宜の処理を施して脈動成分等を除去した値を制御に用いているが、特定運転領域の判断を行なう場合の吸気圧Ｐ_１及び排気圧Ｐ_２については瞬時値を用いる。

【0057】

本実施形態では、サージタンク１９に設けられた吸気圧センサ２２により検出される瞬時値を吸気圧Ｐ_１として用いる。また、例えばエキマニ３０の合流部内に設けられた排気圧センサ４６により検出される瞬時値を排気圧Ｐ_２として用いる。
つまり、車両ＥＣＵ５は、吸気圧センサ２２及び排気圧センサ４６により検出された脈動等の影響を受け常に変動する吸気圧の瞬時値Ｐ_１及び排気圧の瞬時値Ｐ_２を取得する。そして、燃料の吹き抜けが生じるバルブオーバーラップ期間中の吸気圧の瞬時値Ｐ_１及び排気圧の瞬時値Ｐ_２を制御に用いている。

【0058】

つまり、吸気圧センサ２２により検出される吸気圧Ｐ_１は、各シリンダ１９に流入する吸気の脈動成分を含んだものであるため、車両ＥＣＵ５は、クランク角センサ３３により検出されるクランク角θ_ＣＲに基づいて各シリンダ１９のバルブオーバーラップ期間の吸気圧Ｐ_１を取得する。同様に、排気圧センサ４６により検出される排気圧Ｐ_２は、各シリンダ１９から流出される排気の脈動成分を含んだものであるため、車両ＥＣＵ５は、クランク角センサ３３により検出されるクランク角θ_ＣＲに基づいて各シリンダ１９のバルブオーバーラップ期間の排気圧Ｐ_２を取得する。

【0059】

なお、車両ＥＣＵ５は、制御に用いる値としての上記の瞬時値が十分な精度が得られない場合には、各センサ２２，４６により検出された値に移動平均等の適宜の処理を施した値を吸気圧Ｐ_１及び排気圧Ｐ_２として制御に用いてもよい。
また、吸気圧センサ２２が、各シリンダ１９に接続される第１の吸気ポート１１Ａのそれぞれに設けられていれば、これらの吸気圧センサ２２により検出される吸気圧は各吸気ポート１１Ａ内の吸気圧の瞬時値を直接検出したものであるので、車両ＥＣＵ５は、バルブオーバーラップ期間における各第１の吸気ポート１１Ａ内の吸気圧の瞬時値Ｐ_１を制御に用いればより好ましい。同様に、排気圧センサ４６が、各シリンダ１９に接続される排気ポート１２Ａ，１２Ｂの何れかに設けられていれば、これらの排気圧センサ４６により検出される排気圧は各排気ポート１２Ａ，１２Ｂ内の排気圧の瞬時値を直接検出したものであるので、車両ＥＣＵ５は、バルブオーバーラップ期間の各排気ポート１２Ａ，１２Ｂ内の排気圧の瞬時値Ｐ_２を制御に用いればより好ましい。

【0060】

この車両ＥＣＵ５は、例えばエンジン１０の点火系，燃料系，吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを制御する。このような制御には、インジェクタ１８から噴射される燃料量や噴射時期，点火プラグ１３による点火時期，吸気バルブ１４のバルブタイミング，スロットルバルブ２４の開度等の制御が挙げられる。
このような車両の各種のシステムに対する車両ＥＣＵ５による制御のうち、車両の運転状態に応じて行なう制御について、以下説明する。

【0061】

車両ＥＣＵ５には、車両の運転状態に応じて行なう制御を実施する機能を実現するソフトウェアとして、バルブタイミング制御部（吸気バルブ制御手段）１，燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）２，スロットル開度制御部３，要求出力トルク算出部４ａを有する出力不足判定部４が設けられ、車両の運転状態とバルブオーバーラップ期間との関係が予め設定されたマップＭが記憶されている。

【0062】

バルブタイミング制御部１は、可変バルブタイミング機構６ａを介して、カム３６又はこのカムシャフトの位相を変更又は維持することで吸気バルブ１４のバルブタイミングを制御する。燃料噴射制御部２は、インジェクタ１８の燃料噴射時期を制御する。スロットル開度制御部３は、アクセル開度θ_ＡＣに応じてスロットルバルブ２４の開度を制御する。また、要求出力トルク算出部４ａは、アクセルポジションセンサ３４により検出されたアクセル開度θ_ＡＣ及びクランク角センサ３３により検出されたエンジン回転数Ｎｅに応じた運転者の要求出力トルクを算出し、出力不足判定部４は、要求出力トルク算出部４ａにより算出された要求出力トルク及び出力トルクセンサ４０により検出されたエンジン１０の実出力トルクを比較し、実出力トルクよりも要求出力トルクが所定値以上大きいと、出力トルクが不足した運転状態（不足状態）であると判定する。

【0063】

マップＭは、図３に例示するように、車両の運転状態とこれに対応するバルブオーバーラップ期間と特定運転領域とが予め規定されたものである。詳細には、このマップＭは、エンジン回転数（エンジン回転速度）Ｎｅと吸気圧Ｐ_１及び排気圧Ｐ_２の差圧（Ｐ_１−Ｐ_２）とを引数として、バルブオーバーラップ期間と特定運転領域とが予め規定されたものである。このマップＭに規定されるバルブオーバーラップ期間ＯＬ_１〜ＯＬ_４の大小関係は、ＯＬ_１＜ＯＬ_２＜ＯＬ_３＜ＯＬ_４である。なお、バルブオーバーラップ期間ＯＬ_１外の領域（図３中の無地の領域）では、オーバーラップ期間はゼロ、即ち排気バルブ１５の開放終了時に吸気バルブ１４の開放が開始され、バルブオーバーラップ期間は設定されない。なお、バルブオーバーラップ期間の「期間」とは、バルブオーバーラップのタイミングをクランク角θ_ＣＲにより規定したもので「時間」とは異なる。したがって、オーバーラップ期間の大小は、吸気バルブ１４の開弁期間に対応するクランク角θ_ＣＲの進角変化量の大小に対応する。

【0064】

エンジン回転数Ｎｅとの関係におけるバルブオーバーラップ期間は、エンジン回転数Ｎｅの比較的低い領域では、エンジン回転数Ｎｅが上昇するにつれて大きくなるように設定され、エンジン回転数Ｎｅが比較的高い領域では、エンジン回転数Ｎｅが上昇するにつれて小さくなるように設定される。
エンジン回転数Ｎｅが低い領域では、バルブオーバーラップ期間が同一であっても、エンジン回転数Ｎｅの高い領域よりもバルブオーバーラップ期間の実時間は長くなる。このため、エンジン回転数Ｎｅが低い領域では、小さいバルブオーバーラップ期間が規定されてもその実時間は長く、十分な充填効率が得られる。同様の理由から，低回転域においてバルブオーバーラップ期間を過度に拡大すると，燃料の吹き抜け増加を招いてしまう。これに対して、エンジン回転数Ｎｅが上昇するにつれて、吸排気の慣性効果を利用して吸気の充填効率を向上させることができるため、バルブオーバーラップ期間は大きくなるように設定される。一方、本実施形態のように、吸気バルブの開放期間を前後にシフトさせてバルブオーバーラップ期間を変更するものでは、エンジン回転数Ｎｅがある程度高い領域では、バルブオーバーラップ期間を大きくするために吸気バルブの開放開始タイミングを早めると開放終了タイミングも早くなり、吸気バルブの開放終了タイミングが早くなると吸気の慣性効果を利用しきれず却って充填効率が低下する。このため、エンジン回転数Ｎｅが高い領域では、高くなるほどバルブオーバーラップ期間は小さく設定される。

【0065】

吸気圧Ｐ_１及び排気圧Ｐ_２の差圧（Ｐ_１−Ｐ_２）との関係におけるバルブオーバーラップ期間は、差圧が大きい（吸気圧Ｐ_１の方が排気圧Ｐ_２よりも大きい）ほど充填効率が向上するため、差圧が大きいほど、バルブオーバーラップ期間は大きく設定される。
また、特定運転領域は、図３中に太破線で示す領域に規定される。すなわち、特定運転領域は、吸気圧Ｐ_１が排気圧Ｐ_２よりも大きい状態であり、かつ、エンジン回転数Ｎｅが所定の範囲内の領域が規定される。ここでは、エンジン回転数Ｎｅの所定の範囲として、バルブオーバーラップ期間を大きくすることにより確実に充填効率の向上が得られるエンジン回転数の範囲を設定している。

【0066】

車両ＥＣＵ５は、車両の運転状態が特定運転領域にある際に特定制御を行ない、車両の運転状態が特定運転領域にない際に通常制御を行なう。
特定制御では、吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂの開閉タイミングを個別に制御し、インジェクタ１８Ａ，１８Ｂの燃料噴射時期を個別に制御する。
特定制御におけるバルブタイミング制御は、バルブタイミング制御部１により実施される。これにより、各吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂのバルブオーバーラップ期間を制御することができる。つまり、バルブタイミング制御部１は、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブオーバーラップ期間が、上述のマップＭを用いて定められたバルブオーバーラップ期間（第１の期間）となるように制御し、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間（第２の期間）がゼロとなるように制御する。

【0067】

この特定制御におけるバブルタイミングを、以下、図４（ａ）を用いて説明する。
図４（ａ）には、縦軸にバルブリフト量，横軸にクランク角θ_ＣＲを規定し、各バルブ１４，１５のバルブリフト量及びバルブタイミングを示し、第１の吸気バルブ１４Ａの動作については実線、第２の吸気バルブ１４Ｂの動作については一点鎖線、排気バルブ１５の動作については破線で示す。

【0068】

一対の排気バルブ１５Ａ，１５Ｂのバルブタイミングは、同一のタイミングで開閉される。ここでは、排気バルブ１５は、クランク角θ_１において開放を開始され、クランク角θ_４において開放を終了される。
一方、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブタイミングは、バルブオーバーラップ期間が第１の期間となるように制御される。つまり、第１の吸気バルブ１４Ａは、排気バルブ１５の開放終了タイミングよりも第１の期間だけ早い開放開始タイミングに制御される。ここでは、第１の吸気バルブ１４Ａは、クランク角θ_２において開放を開始され、クランク角θ_５において開放を終了される。この第１の期間は、上述のマップＭに基づいて定められ、クランク角θ_２〜θ_４に対応するものといえる。

【0069】

また、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブタイミングは、第２の吸気バルブ１４Ｂ及び排気バルブ１５のバルブオーバーラップ期間が第２の期間となるように制御される。ここでは、第２の吸気バルブ１４Ｂは、クランク角θ_４において開放を開始され、クランク角θ_６において開放を終了される。この第２の期間はゼロに設定される。
次に、特定制御における燃料噴射時期の制御を説明する。この燃料噴射時期の制御は、燃料噴射制御部２によって、各インジェクタ１８Ａ，１８Ｂの燃料噴射時期を制御するものである。すなわち、燃料噴射制御部２は、第１のインジェクタ１８Ａの燃料噴射を第１の吸気バルブ１４Ａの開放期間に実施させ、第２のインジェクタ１８Ｂの燃料噴射を第２の吸気バルブ１４Ｂの閉鎖期間に実施させる。この燃料噴射タイミングの一例を、図４（ｂ）を用いて説明する。

【0070】

ここで、インジェクタ１８Ａ，１８Ｂは、吸気口１１ａ，１１ｂの吸気流の上流側に距離を置いて設けられるため、燃料の噴射時点に対して噴射された燃料が吸気口１１ａ，１１ｂを経て燃焼室Ｂにおける排気口１２ａ，１２ｂに到達する時点は遅延する。この遅延時間τは、吸気ポートの形状、インジェクタ１８Ａ，１８Ｂ並びに吸気口１１ａ，１１ｂ及び排気口１２ａ，１２ｂの位置関係等によるエンジンの構造によって異なるだけでなく、エンジン回転数Ｎｅやスロットル開度や過給機の動作等で変化する吸気流速等のエンジン１０の運転状況によって変化する。本実施形態では、本制御が適用されるエンジンの構造のもとでのエンジンの運転状況と遅延時間τとの関係を予め実験的・経験的に求め、車両ＥＣＵ５に記憶している。また、燃料噴射制御部２は、エンジンの運転状況の情報を取得し、このエンジン運転状況に応じた遅延時間τを読み出すことができるように構成される。

【0071】

図４（ｂ）には、各インジェクタ１８Ａ，１８Ｂのクランク角θ_ＣＲに対応する燃料噴射時期を示し、第１のインジェクタ１８Ａについては実線、第２のインジェクタ１８Ｂについては一点鎖線で示す。
第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射の開始は、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射の開始よりも遅れて実施される。

【0072】

また、第１のインジェクタ１８Ａの噴射開始時点から噴射終了時点までの噴射時期は、第１の吸気バルブ１４Ａが開放開始後から開放終了までの期間（開放期間）に実施（吸気行程噴射）される。
この第１のインジェクタ１８Ａの燃料噴射時期は、例えば、噴射された燃料が排気バルブ１５の閉鎖タイミング（クランク角θ_４に対応）で第１の排気口１２ａ又は第２の排気口１２ｂに到達するように燃料噴射を開始される。このとき、燃料噴射制御部２は、燃料噴射時点と噴射された燃料の排気口１２ａ，１２ｂへの到達時点との遅延時間τをエンジン運転状態に応じて設定して、可能な限り早めに、第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射の制御を実施する。ここでは、クランク角θ_３〜θ_４に対応する時間が遅延時間τに対応し、クランク角θ_３に対応する時点で燃料噴射を実施するものを示す。これらより、排気口１２ａ，１２ｂにおいて、第１の期間と第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射との重複期間（第１の重複期間Ｔ_１）が、第２の期間と第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射との重複期間（第２の重複期間Ｔ_２）以下であるといえる。

【0073】

また、第２のインジェクタ１８Ｂは、図４（ｂ）に一点鎖線で示すように、第２の吸気バルブ１４Ｂの開放前（閉鎖期間）に燃料噴射の開始及び終了が実施される。なお、図４（ｂ）には、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射を、排気バルブ１５の開放期間に実施するもの（排気行程噴射）を例示するが、これに限らず、第２吸気バルブ１４Ｂの閉鎖期間であれば、例示期間よりも早くても遅くてもよい。

【0074】

車両ＥＣＵ５は、車両の運転状態が特定運転領域であって、かつ、エンジン１０の出力トルクが不足すると出力不足対応制御を行なう。つまり、車両ＥＣＵ５は、特定制御を行なっている際に、エンジン１０の出力トルクが不足すると出力不足対応制御を行なう。
この出力不足対応制御の前提条件であるエンジン１０の出力トルクの不足は、出力不足判定部４により判定される。詳細には、出力不足判定部４は、要求出力トルク算出部４ａにより算出された要求出力トルクよりも所定値以上エンジン１０の出力トルクが小さい場合に、エンジン１０の出力トルクが不足していると判定する。この出力不足判定に用いられる所定値は、第１の所定値と第１の所定値よりも大きい第２の所定値が予め設定されている。

【0075】

出力不足判定部４は、エンジン１０の出力トルクよりも要求出力トルクの方が、第１の所定値以上大きい場合にエンジン１０の出力トルクが不足しているものと判定する。この場合、車両ＥＣＵ５は、出力不足対応制御を実施するが、出力トルクが不足の程度に応じた出力不足対応制御を実施するようになっている。
つまり、要求出力トルクＴｄとエンジン１０の実出力トルクＴｒとの差（Ｔｄ−Ｔｒ）が第１の所定値ΔＴ１よりも大きいが第２の所定値ΔＴ２よりも小さい場合には、吸気バルブ１４のバルブタイミングの制御とインジェクタ１８Ａの燃料噴射時期の制御とが実施される。すなわち、車両ＥＣＵ５は、バルブタイミング制御部１を通じて吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂの開閉タイミングを個別に制御し、燃料噴射制御部２を通じてインジェクタ１８Ａ，１８Ｂの燃料噴射時期を個別に制御する。

【0076】

このバルブタイミング制御では、バルブタイミング制御部１は、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間（第２の期間）が上述のマップＭを用いて定められた第１の期間と等しくなるよう第２の期間を大きくする制御をし、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブオーバーラップ期間も第１の期間となるよう制御する。
また、この燃料噴射時期の制御では、燃料噴射制御部２は、第１のインジェクタ１８Ａの燃料噴射時期を第１の吸気バルブ１４Ａの開放期間に実施し、第２のインジェクタ１８Ｂの燃料噴射時期を第２の吸気バルブ１４Ｂの開放期間に実施する。例えば、図４（ｂ）の実線に示すように、燃料噴射制御部２は、両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂにより噴射された燃料は、排気バルブ１５が閉鎖されるタイミングで排気口１２ａ，１２ｂに到達するように、遅延時間τを考慮したタイミングで燃料噴射を実施する。

【0077】

また、要求出力トルクＴｄとエンジン１０の実出力トルクＴｒとの差（Ｔｄ−Ｔｒ）が第２の所定値ΔＴ２よりも大きい場合（要求出力トルクＴｄに対するエンジン１０の実出力トルクＴｒが著しく不足する場合）には、車両ＥＣＵ５は、上記の第２の期間を大きくするバルブタイミング制御及び吸気行程噴射を実施する燃料噴射制御に加えて、さらにスロットルバルブ２４の開度を増加補正する制御を実施する。このスロットル開度補正制御は、スロットル開度制御部３により行なわれ、スロットル開度センサ２３ｂにより検出されたスロットル開度に基づいてスロットルボディ２３のアクチュエータ２３ａを動作させることにより行なわれる。

【0078】

これらの出力不足対応制御により、出力不足が解消された場合や、エンジン回転数Ｎｅが増加して車両の運転状態が特定運転領域から外れた場合には、出力不足対応制御を終了する。
次に、車両の運転状態が特定運転領域に無い場合に行なわれる制御（通常制御）について説明する。

【0079】

通常制御では、吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂの開閉タイミングを互いに同期して制御し、インジェクタ１８Ａ，１８Ｂの燃料噴射時期を互いに同期して制御する。
通常制御におけるバルブタイミング制御は、バルブタイミング制御部１により実施され、吸気バルブ１４のそれぞれが同期したバルブオーバーラップ期間を有することとなる。つまり、バルブタイミング制御部１は、吸気バルブ１４のバルブオーバーラップ期間が、上述のマップＭを用いて定められたバルブオーバーラップ期間になるように制御する。もちろん、バルブオーバーラップ期間がゼロ（設定されない）の車両の運転状態では、バルブタイミング制御部１は、排気バルブ１５の開放終了時に吸気バルブ１４の開放を開始する。なお、排気バルブ１５のバルブタイミングは変更されない。

【0080】

通常制御における燃料噴射制御は、燃料噴射制御部２により両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂによる燃料の噴射タイミングを調整することで実施される。この制御は、両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂによる燃料噴射タイミングを同期（同時に）するものである。
燃料制御部２は、インジェクタ１８Ａ，１８Ｂの燃料噴射タイミングを、吸気バルブ１４の開放前に調整する。つまり、インジェクタ１８Ａ，１８Ｂによる燃料噴射終了の後に吸気バルブ１４は開放され、インジェクタ１８Ａ，１８Ｂによる燃料噴射開始時には吸気バルブ１４は閉鎖されている。

【0081】

〔作用・効果〕
本発明の第１実施形態にかかるエンジン制御装置は上述のように構成されるため、図５に示すような制御フローが、所定の制御周期（例えば数１０ｍｓ毎）で、車両ＥＣＵ５により周期的に行なわれる。
ステップＳ１０では、各センサ３３，２２，４６，４０，４ａが検出又は算出したエンジン回転数Ｎｅ，吸気圧Ｐ_１，排気圧Ｐ_２，アクセル開度θ_ＡＣ，エンジン１０の実出力トルクＴｒ及び要求出力トルクＴｄの各種情報を取得する。

【0082】

ステップＳ２０では、車両の運転状態が特定運転領域であるか否かを判定する。この判定は、ステップＳ１０において取得された各種情報を用いてなされる。車両の運転状態が特定運転領域であればステップＳ３０へ移行し、車両の運転状態が特定運転領域で無ければ、ステップＳ９０へ移行する。
ステップ９０では、通常制御のサブルーチンを実施する。この通常制御のサブルーチンは、バルブタイミング制御及び燃料噴射制御を行ない、車両の運転状態に応じてマップＭを用いて定められるバルブオーバーラップ期間となるように両吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂのバルブタイミングを同期し、両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂは排気行程噴射等の吸気バルブ１４の開放前に燃料噴射を実施する。

【0083】

また、ステップＳ３０では、特定制御のサブルーチンを実施する。この特定制御のサブルーチンは、詳細を図示しないが、バルブタイミング制御及び燃料噴射時期制御を行ない、車両の運転状態（吸気圧Ｐ_１が排気圧Ｐ_２よりも大きい状態であり、かつ、エンジン回転数Ｎｅが所定の範囲内の領域）に応じて、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブオーバーラップ期間は第１の期間（即ち、車両の運転状態に応じてマップＭを用いて定められるバルブオーバーラップ期間）にし、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間は第２の期間（即ち、ゼロ）にする。また、第１のインジェクタ１８Ａは吸気行程噴射を実施し、第２のインジェクタ１８Ｂは排気行程噴射を実施する。

【0084】

ステップＳ４０では、出力トルクセンサ４０により検出されるエンジン１０の実出力トルクＴｒに対して要求出力トルクＴｄの方が第１の所定値ΔＴ１よりも大きいか否かを判定する。つまり、エンジン１０の出力トルクが不足した状態（不足状態）であるか否かを判定する。この判定は、出力不足判定部４により行なわれ、要求出力トルク算出手段４ａにより算出された要求出力トルクＴｄから出力トルクセンサ４０により検出されるエンジン１０の実出力トルクＴｒを減算し、この減算結果（Ｔｄ−Ｔｒ）が第１の所定値ΔＴ１よりも大きいと、エンジン１０の出力トルクが不足した状態（不足状態）であると判定されるものである。不足状態であるとステップＳ５０へ移行し、不足状態で無ければ、リターンする。

【0085】

ステップＳ５０では、出力不足対応制御のサブルーチンを実施する。そして、リターンする。
このステップＳ５０の出力不足対応制御のサブルーチンを、図６を用いて説明する。
ステップＳ５２では、エンジン１０の実出力トルクＴｒに対して要求出力トルクＴｄの方が第２所定値ΔＴ２よりも大きいか否かを判定する。この判定は、出力不足判定部４により行なわれ、要求出力トルク算出手段４ａにより算出された要求出力トルクＴｄから出力トルクセンサ４０により検出されるエンジン１０の実出力トルクＴｒを減算することで行なわれる。この減算結果（Ｔｄ−Ｔｒ）が第２の所定値ΔＴ２よりも大きいと、ステップＳ５４へ移行し、減算結果（Ｔｄ−Ｔｒ）が第２の所定値ΔＴ２以下であると。ステップＳ５６へ移行する。

【0086】

ステップＳ５４では、バルブタイミング，燃料噴射時期及びスロットル開度を制御する。すなわち、バルブタイミング制御では、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間（第２の期間）が第１の期間と等しくなるよう制御し、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブオーバーラップ期間も第１の期間となるよう制御する。また、燃料噴射時期制御では、両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂによる燃料噴射を両吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂの開放期間に実施するように制御する。さらに、スロットル開度にかかる制御では、スロットル開度制御３によりスロットルバルブ２４の開度が増加補正する、即ち、スロットル開度センサ２３ｂにより検出されたスロットル開度を増加するようにスロットルボディ２３のアクチュエータ２３ａを動作させる。

【0087】

ステップＳ５６では、バルブタイミング及び燃料噴射時期を制御する。すなわち、バルブタイミング制御では、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間（第２の期間）が第１の期間と等しくなるよう制御し、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブオーバーラップ期間も第１の期間となるよう制御する。燃料噴射時期制御では、両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂによる燃料噴射を両吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂの開放期間に実施するように制御する。そして、リターンする。

【0088】

したがって、本実施形態のエンジン制御装置は、車両の運転状態が特定運転領域にある場合に、バルブタイミング制御部１は、第１の吸気バルブ１４Ａの開放期間を排気バルブ１５の開放期間と第１の期間だけ重複させるため、バルブオーバーラップによる吸気の吹き抜けを利用して充填効率を促進して出力トルクを確保することができる。
また、バルブタイミング制御部１は、第２の吸気バルブ１４Ｂの開放期間を排気バルブ１５の開放期間と重複させないため、第２の吸気ポートに噴射された燃料のバルブオーバーラップによる排気側への吹き抜けを解消することができ、第２の吸気ポート１１Ｂに噴射された燃料と新気との混合促進時間を確保することができる。

【0089】

また、第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射を、バルブオーバーラップ前の第１の吸気バルブの閉鎖期間ではなく第１の吸気バルブの開放期間、即ち、吸気行程に実施するため、バルブオーバーラップ終了後に燃焼室Ｂ内へ燃料を供給することが可能となり、吹き抜けＨＣを低減させることができる。
バルブオーバーラップ期間を有する場合であっても、噴射された燃料が排気口１２ａ，１２ｂを通過することができなければ、ＨＣの吹き抜けが生じない。本実施形態では、噴射された燃料が排気口１２ａ，１２ｂに到達する際には、排気バルブ１５が閉鎖されているように燃料噴射を実施するため、ＨＣの吹き抜けを防止することができる。

【0090】

車両の運転状態が特定運転領域にある場合に、第１の吸気ポート１１Ａでは、吸気行程において燃料が噴射されるため、燃料と新気との混合促進時間を確保し難いが、燃料噴射制御部２は、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射を第２の吸気バルブ１４Ｂの閉鎖期間に実施するため、噴射された燃料が第２の吸気バルブ１４Ｂの開放により燃焼室Ｂに進入するまでの時間だけ、燃料と新気との混合促進時間を長く確保することができ、この第２の吸気ポート１１Ｂから燃焼室Ｂ内に進入する混合を促進された混合気が、第１の吸気ポート１１Ａから燃焼室Ｂ内に進入する燃料と新気との混合をも促進し、燃焼を良好に行なうことができる。

【0091】

吸気圧Ｐ_１が排気圧Ｐ_２よりも大きい場合には、ＨＣの吹き抜けが生じ易いが、吸気圧Ｐ_１が排気圧Ｐ_２よりも小さい場合には、ＨＣの吹き抜けは生じ難いか或いは生じない。本実施形態では、ＨＣの吹き抜けが生じる吸気圧Ｐ_１が排気圧Ｐ_２より大きい場合を特定運転領域とするため、適切に第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射時期を制御して、ＨＣの吹き抜けを低減することができる。

【0092】

バルブオーバーラップにより確実に充填効率の向上が得られるエンジン回転数の範囲を所定の範囲内を特定運転領域とするため、充填効率の向上及び吹き抜けＨＣの低減を効果的に行なうことができる。
車両の運転状態が特定運転領域にある場合に、エンジン１０の実出力トルクＴｒが不足すると、出力不足対応制御を行なう。この出力不足対応制御では、要求出力トルクＴｄとエンジン１０の実出力トルクＴｒとの差（Ｔｄ−Ｔｒ）が第１の所定値ΔＴ１よりも大きいが第２の所定値ΔＴ２よりも小さい場合には、バルブタイミング制御部１により第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間を第２の期間から第１の期間に増加させる制御を行ない、燃料噴射部２により両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂに吸気行程噴射を実施するため、さらに充填効率を向上させることができるとともに、吹き抜けＨＣを低減させることができる。また、要求出力トルクＴｄとエンジン１０の実出力トルクＴｒとの差（Ｔｄ−Ｔｒ）が第２の所定値ΔＴ２よりも大きい場合（要求出力トルクＴｄに対して実出力トルクＴｒが著しく不足している場合）には、上記の第２の期間を増加するバルブタイミング制御及び吸気行程噴射を実施する燃料噴射制御に加えて、スロットル開度制御部３によりスロットルバルブ２４の開度を開放方向に増加させるため、出力トルクの不足を解消することができる。
第１の吸気ポート１１Ａ及び第２の吸気ポート１１Ｂの上流側に、吸気を強制的に送り込むターボチャージャ３１が設けられるため、吸気圧Ｐ_１が排気圧Ｐ_２より大きくなりやすくなり、吸気の充填効率をさらに向上させて出力トルクを確保することができる。

【0093】

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本発明の第２実施形態にかかるエンジン制御装置は、特定制御における燃料噴射時期及びバルブオーバーラップ期間が第１実施形態と異なる。

【0094】

なお、ここで説明する点を除いては第１実施形態と同様の構成になっており、これらについては、同様の符号を使用し、各部の説明を省略する。
まず、特定制御におけるバルブオーバーラップを説明する。このバルブオーバーラップは、各吸気バルブ１４Ａ，１４Ｂの開放期間と排気バルブ１５の開放期間との重複であり、車両ＥＣＵ５のバルブタイミング制御部１によって制御される。これらのバルブ開閉タイミングの一例を、図７（ａ）を用いて説明する。

【0095】

図７（ａ）には、縦軸にバルブリフト量，横軸にクランク角θ_ＣＲを規定し、特定制御における各バルブ１４，１５のバルブリフト量及びバルブタイミングを示し、第１の吸気バルブ１４Ａの動作については実線、第２の吸気バルブ１４Ｂの動作については一点鎖線、排気バルブ１５の動作については破線で示す。
一対の排気バルブ１５Ａ，１５Ｂのバルブタイミングは、同一のタイミングで開閉される。ここでは、これらの排気バルブ１５は、クランク角θ_１’において開放を開始され、クランク角θ_４’において開放を終了される。

【0096】

一方、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブタイミングは、バルブオーバーラップ期間が予め定められた第１の期間となるように制御される。つまり、第１の吸気バルブ１４Ａは、排気バルブ１５の開放終了タイミングよりも第１の期間だけ早く開放を開始される。ここでは、第１の吸気バルブ１４Ａは、クランク角θ_２’において開放を開始され、クランク角θ_５’において開放を終了される。この第１の期間は、第１実施形態と同様にマップＭに基づいて定められ、クランク角θ_２’〜θ_４’に対応する。

【0097】

また、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブタイミングは、第２の吸気バルブ１４Ｂ及び排気バルブ１５のバルブオーバーラップ期間が予め定められた第２の期間となるように制御される。ここでは、第２の吸気バルブ１４Ｂは、クランク角θ_３’において開放を開始され、クランク角θ_６’において開放を終了される。この第２の期間は、第１の期間（第１の吸気バルブ１４Ａのバルブオーバーラップ期間）よりも短く、クランク角θ_３’〜θ_４’に対応するものといえる。

【0098】

次に、特定制御における燃料噴射時期を説明する。この燃料噴射時期の制御は、車両ＥＣＵ５の燃料噴射制御部２によって、各インジェクタ１８Ａ，１８Ｂの燃料噴射時期は制御される。この燃料噴射タイミングの一例を、図７（ｂ）を用いて説明する。
図７（ｂ）には、クランク角θ_ＣＲに対応した各インジェクタ１８Ａ，１８Ｂの燃料噴射時期を示し、第１のインジェクタ１８Ａについては実線、第２のインジェクタについては一点鎖線で示す。

【0099】

第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射が、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射よりも遅れて実施される。つまり、第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射の開始時点は、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射の開始時点よりも遅く、また、第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射の終了時点は、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射時点の終了よりも遅い。また、第１の期間と第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射との重複期間（第１の重複期間Ｔ_１）がゼロであり、第２の期間と第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射との重複期間（第２の重複期間Ｔ_２）がゼロであるため、第１の重複期間Ｔ_１は第２の重複期間Ｔ_２以下であるといえる。

【0100】

なお、図７（ｂ）では、両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂによる燃料噴射がともに排気行程に実施されるものを例示するが、第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射が、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射よりも遅れて実施されるとともに、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブオーバーラップ期間と第１のインジェクタ１８Ａの燃料噴射期間が重複せず、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間と第２のインジェクタ１８Ｂの燃料噴射期間が重複しなければ、両インジェクタ１８Ａ，１８Ｂによる燃料噴射期間は、図７（ｂ）に示す期間よりも早くても遅くてもよい。

【0101】

その他の構成は、第１実施形態と同様である。
通常、燃料噴射時期を早めると噴射直後にポート壁面に付着した燃料も気化し空気との混合が促進される利点がある反面、バルブオーバーラップにより、混合気の一部が燃焼室内を通過して排気ポートに吹き抜けると、この混合気に燃料が十分に含まれているため、吹き抜け燃料量が増大する。

【0102】

一方、燃料噴射時期を遅らせると噴射直後にポート壁面に付着した燃料の気化が遅れるため空気との混合も遅れるがこの反面、バルブオーバーラップ期間中には、ポート壁面に付着して気化が遅れた燃料など一部の燃料が含まれない混合気の一部が燃焼室内を通過して排気ポート１５に吹き抜けるため、吹き抜け燃料量が低減される。
また、バルブオーバーラップを長くすれば、吸気の充填効率が向上する半面、バルブオーバーラップによる混合気の排気ポートへの吹き抜けも増大する。

【0103】

これに対し、第２実施形態の燃料噴射制御部２は、第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射を少なくとも第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射よりも遅れて実施するため、第１の吸気ポート１４Ａの吸気については、バルブオーバーラップ期間が長い（第１の期間は第２の期間よりも長い）ことにより混合気の排気ポート１５への吹き抜け量も多いが、混合気中の燃料は第１の吸気ポート１４Ａ壁面への付着等により液滴として第１の吸気ポート１４Ａ内に留まり気化が遅れた燃料分だけ少ないため、吹き抜けＨＣを低減することができる。また、第２の吸気ポート１４Ｂの吸気については、燃料が十分に含まれた比較的燃料濃度の高い混合気の一部が燃焼室Ｂ内を通過して排気ポート１５に吹き抜けるが、バルブオーバーラップ期間が短い（第２の期間は第１の期間よりも短い）ため、混合気の排気ポート１５への吹き抜け量が少なく、吹き抜けＨＣを低減することができる。

【0104】

また、第２実施形態のエンジン制御装置では、バルブタイミング制御部１は、第１の吸気バルブ１４Ａの開放期間が排気バルブ１５の開放期間と第１の期間だけ重複するように制御するため、バルブオーバーラップによる吸気の吹き抜けを利用して充填効率を促進して出力トルクを確保することができる。
また、第２の燃料噴射手段１８Ｂによる燃料噴射は、第１の燃料噴射手段１８Ａによる燃料噴射よりも早期に実施されるため、噴射された燃料の気化促進及び新気との混合促進を図ることができる。

【0105】

また、バルブタイミング制御部１は、第２の吸気バルブ１４Ｂの開放期間を排気バルブ１５の開放期間と第１の期間よりも短い第２の期間だけ重複させるため、第２の吸気ポート１４Ｂに噴射された燃料が、バルブオーバーラップにより排気側に吹き抜ける状況を抑制することができ、吹き抜けＨＣを低減することができる。
また、第１の重複期間Ｔ_１及び第２の重複期間Ｔ_２がゼロであるため、即ちバルブオーバーラップ中に燃料噴射が実施されないため、吸気流速が高まるバルブオーバーラップ期間中の速い吸気流に燃料を噴射されることがない。これにより、燃料と空気との混合が促進されて燃料が十分に混合した混合気が排気ポートへ吹き抜ける燃料量の増大を抑制することができる。

【0106】

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を、図７（ｃ）を用いて説明する。本発明の第３実施形態にかかるエンジン制御装置は、燃料噴射時期が第２実施形態と異なる。
また、第３実施形態のバルブオーバーラップは、第２実施形態と同様であり、図７（ａ）を流用して説明する。

【0107】

なお、ここで説明する点を除いては、第１又は第２実施形態と同様の構成になっており、これらについては同様の符号を使用し、各部の説明を省略する。
図７（ｃ）には、クランク角θ_ＣＲに対応した各インジェクタ１８Ａ，１８Ｂの燃料噴射時期を示し、第１のインジェクタ１８Ａについては実線、第２のインジェクタについては一点鎖線で示す。

【0108】

第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射の開始時点は、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射の開始時点よりも遅く、また、第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射の終了時点は、第２のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射の終了時点よりも遅い。つまり、第１のインジェクタ１８Ａによる燃料噴射が、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射よりも遅れて実施される。

【0109】

第１のインジェクタ１８Ａの燃料噴射時期は、その一部が第１の期間（クランク角θ_２’〜θ_４’に対応する期間）に重複する。この期間（第１の重複期間Ｔ_１ともいう）において、第１のインジェクタ１８Ａは、第１の吸気バルブ１４Ａのバルブオーバーラップ期間中に燃料噴射を実施する。
第２のインジェクタ１８Ｂの燃料噴射時期は、その一部が第２の期間（クランク角θ_３’〜θ_４’に対応する期間）に重複する。この期間（第２の重複期間Ｔ_２ともいう）において、第２のインジェクタ１８Ｂは、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間中に燃料噴射を実施する。ここでは、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射の終了時点がクランク角θ_４’に対応し、その開始時点がクランクθ_３’に対応する時点よりも早いものを示す。

【0110】

これらの重複期間は、その大小関係が第２の重複期間Ｔ_２よりも第１の重複期間Ｔ_１の方が短い。つまり、燃料噴射制御部２は、第２の重複期間Ｔ_２を第１の重複期間Ｔ_１よりも短くなるように制御する。
したがって、第２の期間は第１の期間よりも短いため、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射の期間と第２の期間と重複させたとしても、この燃料噴射の期間と第２の期間との重複期間も、短いバルブオーバーラップ期間により制限することができる。

【0111】

一方、第１の期間は第２の期間よりも長いが、燃料噴射制御部２は、第１の重複期間Ｔ_１を第２の重複期間Ｔ_２よりも短くするので、かかる第１の重複期間Ｔ_１も制限される。したがって、吹き抜け燃料量の増大が抑制される。これにより、吹き抜けＨＣを低減させることができる。
なお、第３実施形態では、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射期間の一部が第２の期間の全期間に亘って重複するものを示したが、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射期間の一部が第２の期間の一部に重複し、かつ、この重複期間（第２の重複期間Ｔ_２）が第１の重複期間Ｔ_１よりも短くてもよい。

【0112】

また、第２のインジェクタ１８Ｂによる燃料噴射の終了時点が排気バルブ１５の開放終了時点（クランク角θ_４’に対応する時点）と同時のものを示したが、これに限らず、その終了時点がより遅い時点（クランク角θ_４’とクランク角θ_６’との間に対応する時点）であって、かつ、第２の重複期間Ｔ_２が第１の重複期間Ｔ_１よりも短くてもよい。

【0113】

〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態では、ターボチャージャ３１を備えた車両において、マップＭの引数に吸気圧Ｐ_１及び排気圧Ｐ_２の差圧（Ｐ_１−Ｐ_２）を用いたが、ターボチャージャ３１を備えず自然吸気をするエンジンでは、排気圧センサ４６を省略し、マップＭの引数に吸気圧Ｐ_１及び大気圧Ｐ_Ａの差圧（Ｐ_１−Ｐ_Ａ）を用いてもよい。つまり、ターボチャージャ３１を備えていない自然吸気エンジンにおいては、排気ポートとターボチャージャのタービンとの間で排気が圧縮されることがなく、排気圧は略大気圧にＰ_Ａに等しい。したがって、排気圧センサ４６を省略することができる。

【0114】

また、吸気センサ２２及び排気圧センサ４６に替えて、又は加えてエンジン１０の運転状態から推定する（車両ＥＣＵ５で吸気圧Ｐ_１及び排気圧Ｐ_２の差圧に相当する値を演算する）構成としてもよい。例えば、ターボチャージャ３１を備えたエンジンにおいては、過給を実施することで一般に吸気圧Ｐ_１及び排気圧Ｐ_２の差圧が正となる。したがって、排気センサ４６を用いることなく差圧を推定することが可能となる。

【0115】

また、吸気センサ２２及び排気圧センサ４６に替えて、予めバルブオーバーラップ中の吸気圧Ｐ_１が排気圧Ｐ_２よりも高くなる特定運転領域（エンジン回転数，吸入空気量など）を車両ＥＣＵ５に記憶させておくことで、これらのセンサ２２，４６を省力しても良い。
また、特定制御のバルブタイミングについて、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間を重複させない第２の期間（ゼロ）を示したが、この第２の期間は、第１の期間よりも小さければよく、バルブオーバーラップを実施してもよい。これによれば、充填効率の向上と吹き抜けＨＣの低減とをバランスすることができる。

【0116】

上記のように第２の期間をゼロよりも大きく第１の期間よりも小さいものを用いる場合、マップＭに規定されたバルブオーバーラップ期間（第１の期間）を、例えば１よりも小さい補正係数を乗算する等して補正して用いることができる。
また、出力不足対応制御において、第２の吸気バルブ１４Ｂのバルブオーバーラップ期間を、第２の期間から第１の期間に変更するものを示したが、変更後の期間は、第１の期間の範囲内において変更前の第２の期間よりも大きくすればよい。つまり、第１の吸気バルブ１４Ａの開閉位相を基準に、この基準位相と第２の吸気バルブ１４Ｂの開閉位相との位相差を縮小するものでもよい。これによれば、第２の吸気バルブ１４Ｂは、バルブオーバーラップ期間を大きくすることとなり、充填効率を向上させることができ、出力トルクを確保することができる。

【0117】

また、バルブの開閉にかかる動弁機構として、ロッカアーム３５，３７を備えたものを示したが、これに限らずカム直動式の動弁機構であっても本制御装置は適用することができる。
また、遅延時間τは、燃料の噴射時点に対して噴射された燃料が吸気口１１ａ，１１ｂを経て燃焼室Ｂから排気口１２ａ，１２ｂに到達する時間を示したが、これに替えて、燃料の噴射時点に対して噴射された燃料が吸気口１１ａ，１１ｂを通過するまでの時間を遅延時間としてもよい。この遅延時間は、吸気ポートの形状、インジェクタ１８Ａ，１８Ｂ及び吸気口１１ａ，１１ｂの位置関係等のエンジンの構造によって異なり、エンジン回転数Ｎｅやスロットル開度や過給機の動作等で変化する吸気流速等のエンジン１０の運転状況によって変化することとなる。

【0118】

また、上述の実施形態では、遅延時間τを示したが、これに限らず、クランク角θ_ＣＲにより規定される期間と対応する遅延期間としてもよい。
また、排気バルブ１５のバルブタイミングを固定するものを示したが、この排気バルブのバルブタイミングを可変制御してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0119】

本発明のエンジン制御装置は、自動車のみならず、４サイクル内燃機関のマルチポート噴射式エンジンが搭載された車両に適用することができる。

【符号の説明】

【0120】

１ バルブタイミング制御部（吸気バルブ制御手段）
２ 燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）
３ スロットル開度制御部
４ａ 要求出力トルク算出部（要求出力トルク算出手段）
６ 可変動弁機構
１０ エンジン
１１ 吸気ポート部
１１Ａ 第１の吸気ポート
１１Ｂ 第２の吸気ポート
１２ 排気ポート部
１２Ａ 第１の排気ポート
１２Ｂ 第２の排気ポート
１４Ａ 第１の吸気バルブ
１４Ｂ 第２の吸気バルブ
１５ 排気バルブ
１８ インジェクタ（燃料噴射手段）
１８Ａ 第１のインジェクタ（第１の燃料噴射手段）
１８Ｂ 第２のインジェクタ（第２の燃料噴射手段）
１９ シリンダ（気筒）
２２ 吸気圧センサ（吸気圧力検出手段）
３１ ターボチャージャ（過給機）
３３ クランク角センサ（回転速度検出手段）
３４ アクセルポジションセンサ（アクセル開度検出手段）
４０ 出力トルクセンサ（出力トルク検出手段）
４６ 排気圧センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】