特許 6090573 エンジンの制御装置

(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】6090573

(24)【登録日】2017年2月17日

(45)【発行日】2017年3月8日

(54)【発明の名称】エンジンの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 37/18 20060101AFI20170227BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20170227BHJP

   F02M 63/00 20060101ALI20170227BHJP

【ＦＩ】

   F02B37/18 A

   F02D43/00 301R

   F02D43/00 301G

   F02M63/00 P

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-135553(P2013-135553)

(22)【出願日】2013年6月27日

(65)【公開番号】特開2015-10520(P2015-10520A)

(43)【公開日】2015年1月19日

【審査請求日】2016年2月19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】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】松永 礼俊

(72)【発明者】

【氏名】山口 康夫

(72)【発明者】

【氏名】村田 真一

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０８３１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０５４２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５１０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３０９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０７７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６３０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２９６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１４０６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３７／１８

Ｆ０２Ｄ ４３／００

Ｆ０２Ｍ ６３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの吸気路に燃料を噴射する第１の燃料噴射弁と、
エンジンの燃焼室に燃料を噴射する第２の燃料噴射弁と、
エンジンの吸気を過給する過給機と、
過給機のタービンをバイパスさせる排気バイパス通路を開閉するウエストゲートバルブと、
を有するエンジンの制御装置であって、
エンジンの運転状態に応じて前記第１の燃料噴射弁及び前記第２の燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射量を制御する燃料噴射制御手段と、
前記ウエストゲートバルブの開閉動作を制御するバルブ制御手段と、を具備し、
該バルブ制御手段は、前記第１の燃料噴射弁及び前記第２の燃料噴射弁のそれぞれから燃料が噴射される運転領域において、前記第１の燃料噴射弁からの噴射量が前記第２の燃料噴射弁からの噴射量よりも多い領域では、前記第１の燃料噴射弁からの噴射量の増加に対応して前記ウエストゲートバルブを閉弁方向に制御することを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
前記バルブ制御手段は、低回転低負荷の運転領域では前記ウエストゲートバルブを開弁状態に設定することを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載のエンジンの制御装置において、
前記バルブ制御手段は、低回転低負荷の運転領域では前記第１の燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射量が増加するにつれて、前記ウエストゲートバルブの開弁高さを前記開弁状態から小さくすることを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃料噴射制御手段は、エンジンの運転状態に応じて前記第１の燃料噴射弁と前記第２の燃料噴射弁とから噴射される燃料の噴射比率を変更し、
前記第２の燃料噴射弁の噴射比率が前記第１の燃料噴射弁の噴射比率よりも大きくなるように変更される運転領域に切り替わる際、
前記バルブ制御手段は、前記運転領域が切り替わる前に前記ウエストゲートバルブを閉弁することを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項5】

請求項２から４の何れか一項に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃料噴射制御手段は、前記低回転低負荷の運転領域では、前記第１の燃料噴射弁からのみ燃料を噴射させることを特徴とするエンジンの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボチャージャによる過給圧を調整するウエストゲートバルブを備えるエンジンの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ターボチャージャ（過給機）を備えたエンジンは、排気通路を流れる排気ガスによって排気タービンを駆動し、当該排気タービンに連結されたコンプレッサによって空気を過給することでエンジンの出力を増大させ、一般的に、ターボチャージャの過給圧を調整するためのウエストゲートバルブが備えられている。このウエストゲートバルブが開閉することで、例えば、過給圧の過度の上昇が抑えられ、過給圧の安定性を図ることができると共に、エンジンやターボチャージャ自体の破損を抑制することができる。また近年は、エンジンの運転状態に応じてウエストゲートバルブの開閉動作を積極的に制御することが行われるようになっている。例えば、吸気路（吸気ポート）に燃料を噴射する第１の燃料噴射弁（ポート噴射弁）と、燃焼室内へ燃料を噴射する第２の燃料噴射弁（筒内噴射弁）とを有するターボチャージャ付きエンジンにおいて、エンジンの運転状態に応じて、これら筒内噴射弁及びポート噴射弁を制御すると共に、ウエストゲートバルブ（排気バイパス弁）を適宜開閉させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

この特許文献１に係る発明では、例えば、過給を併用する均質リーン運転から、過給をしない成層燃焼に移行する場合に、排気バイパス弁を吸気バイパス弁と共に開弁させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−２１４０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、エンジンの運転状態が、例えば、低負荷運転領域等にあり空気量或いは空気流量が少ない状況で、第２の燃料噴射弁から燃焼室内に燃料が直接噴射（直噴）されると、燃料と吸気との混合が不十分となる。このため、燃焼効率が悪化し、それに伴って燃費が低下したり、排ガスに悪影響を及ぼしたりする虞がある。また、ピストンの頂面やシリンダーの内壁等に燃料が付着し、それに伴って、エンジンオイルの希釈化（オイルダイリューション）や、カーボンが生成されてしまうといった問題が生じる虞もある。

【0006】

このため、上述のような第１の燃料噴射弁（ポート噴射弁）と第２の燃料噴射弁（筒内噴射弁）とを有するターボチャージャ付きエンジンでは、エンジンの運転状態に応じて、これら第１及び第２の燃料噴射弁の噴射比率を変更することで、燃焼安定性等の向上を図っている。

【0007】

しかしながら、エンジンの運転状態に応じて第１及び第２の燃料噴射弁の燃焼比率を適宜変更することで、エンジンの燃焼安定性等の向上を図ることはできるが十分とは言えず、さらなる向上が求められている。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、燃焼安定性を向上することができると共に、燃費の向上を図ることができるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、エンジンの吸気路に燃料を噴射する第１の燃料噴射弁と、エンジンの燃焼室に燃料を噴射する第２の燃料噴射弁と、エンジンの吸気を過給する過給機と、過給機のタービンをバイパスさせる排気バイパス通路を開閉するウエストゲートバルブと、を有するエンジンの制御装置であって、エンジンの運転状態に応じて前記第１の燃料噴射弁及び前記第２の燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射量を制御する燃料噴射制御手段と、前記ウエストゲートバルブの開閉動作を制御するバルブ制御手段と、を具備し、該バルブ制御手段は、前記第１の燃料噴射弁及び前記第２の燃料噴射弁のそれぞれから燃料が噴射される運転領域において、前記第１の燃料噴射弁からの噴射量が前記第２の燃料噴射弁からの噴射量よりも多い領域では、前記第１の燃料噴射弁からの噴射量の増加に対応して前記ウエストゲートバルブを閉弁方向に制御することを特徴とするエンジンの制御装置にある。

【0010】

本発明の第２の態様は、第１の態様のエンジンの制御装置において、前記バルブ制御手段は、低回転低負荷の運転領域では前記ウエストゲートバルブを開弁状態に設定することを特徴とするエンジンの制御装置にある。

【0011】

本発明の第３の態様は、第２の態様のエンジンの制御装置において、前記バルブ制御手段は、低回転低負荷の運転領域では前記第１の燃料噴射弁から噴射される燃料の噴射量が増加するにつれて、前記ウエストゲートバルブの開弁高さを前記開弁状態から小さくすることを特徴とするエンジンの制御装置にある。

【0012】

本発明の第４の態様は、第３の態様のエンジンの制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、エンジンの運転状態に応じて前記第１の燃料噴射弁と前記第２の燃料噴射弁とから噴射される燃料の噴射比率を変更し、前記第２の燃料噴射弁の噴射比率が前記第１の燃料噴射弁の噴射比率よりも大きくなるように変更される運転領域に切り替わる際、前記バルブ制御手段は、前記運転領域が切り替わる前に前記ウエストゲートバルブを閉弁することを特徴とするエンジンの制御装置にある。

【0013】

本発明の第５の態様は、第２から４の何れか一つの態様のエンジンの制御装置において、前記燃料噴射制御手段は、前記低回転低負荷の運転領域では、前記第１の燃料噴射弁からのみ燃料を噴射させることを特徴とするエンジンの制御装置にある。

【発明の効果】

【0014】

かかる本発明では、燃焼安定性を向上することができると共に、燃費の向上を図ることができる。すなわち、第２の燃料噴射弁の噴射量が少ない場合には、ウエストゲートバルブを開弁方向に制御することで、タービン駆動負荷を減らして燃料消費を低減することができる。一方、第２の燃料噴射弁の噴射量が増加した場合には、ウエストゲートバルブを閉弁方向に制御することで、ターボチャージャの過給効果を高めることができる。また、それに伴って筒内の空気量（流動量）も増加して燃料と吸気とが良好に混合されるため、ピストンの頂面やシリンダーの内壁等への燃料の付着も抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る制御装置を備えるエンジンの概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御を特定するマップの一例である。

【図3】本発明の一実施形態に係るウエストゲートバルブの開閉制御を特定するマップの一例である。

【図4】本発明の一実施形態に係るウエストゲートバルブの制御方法を示すフローチャートである。

【図5】本発明の一実施形態に係るウエストゲートバルブの開閉制御を特定するマップの一例である。

【図6】本発明の一実施形態に係るウエストゲートバルブの開閉制御を特定するマップの一例である。

【図7】本発明の一実施形態に係るウエストゲートバルブの開閉制御を特定するマップの一例である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0017】

まずは本発明の一実施形態に係るエンジン１０の全体構成について説明する。図１に示すように、エンジン１０を構成するエンジン本体１１は、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３とを有し、シリンダブロック１３内には、ピストン１４が収容されている。ピストン１４は、コンロッド１５を介してクランクシャフト１６に接続されている。このピストン１４とシリンダヘッド１２及びシリンダブロック１３とで燃焼室１７が形成されている。

【0018】

シリンダヘッド１２には吸気ポート１８が形成され、吸気ポート１８には吸気マニホールド１９を含む吸気管（吸気路）２０が接続されている。吸気マニホールド１９には、吸気圧を検出する吸気圧センサ（ＭＡＰセンサ）２１及び吸気の温度を検出する吸気温センサ２２が設けられている。また吸気ポート１８内には吸気弁２３が設けられ、この吸気弁２３によって吸気ポート１８が開閉されるようになっている。さらにシリンダヘッド１２には排気ポート２４が形成され、排気ポート２４内には、排気マニホールド２５を含む排気管（排気路）２６が接続されている。排気ポート２４には排気弁２７が設けられており、吸気ポート１８と同様に、排気ポート２４はこの排気弁２７によって開閉されるようになっている。

【0019】

またエンジン本体１１には、吸気管（吸気路）２０内、例えば、吸気ポート１８付近に、燃料を噴射する第１の燃料噴射弁（吸気路噴射弁）２８が設けられていると共に、各気筒の燃焼室１７内に燃料を直接噴射する第２の燃料噴射弁（筒内噴射弁）２９が設けられている。図示は省略するが、第１の燃料噴射弁２８には、図示しない燃料タンク内に設置される低圧サプライポンプから低圧デリバリーパイプを経由して燃料が供給され、第２の燃料噴射弁２９には、この低圧サプライポンプから供給された燃料をさらに高圧にする高圧サプライポンプから高圧デリバリーパイプを経由して燃料が供給される。高圧デリバリーパイプには、低圧サプライポンプから供給された燃料が高圧サプライポンプにて所定圧まで加圧された状態で供給される。さらにシリンダヘッド１２には気筒毎に点火プラグ３０が取り付けられている。

【0020】

また吸気管２０及び排気管２６の途中には、ターボチャージャ（過給機）３１が設けられている。ターボチャージャ３１は、タービン３１ａと、コンプレッサ３１ｂとを有し、これらタービン３１ａとコンプレッサ３１ｂとはタービン軸３１ｃによって連結されている。ターボチャージャ３１内に排気ガスが流れ込むと、排気ガスの流れによってタービン３１ａが回転し、このタービン３１ａの回転に伴ってコンプレッサ３１ｂが回転する。そしてコンプレッサ３１ｂの回転によって加圧された空気（吸気）が、吸気管２０に送り出されて、各吸気ポート１８に供給される。

【0021】

コンプレッサ３１ｂの下流側の吸気管２０には、インタークーラ３２が設けられ、インタークーラ３２の下流側にはスロットルバルブ３３が設けられている。またターボチャージャ３１を挟んだ排気管２６の上流側と下流側とは排気バイパス通路３４によって接続されている。つまり排気バイパス通路３４は、ターボチャージャ３１のタービン３１ａをバイパスさせる通路である。そして、この排気バイパス通路３４には、ウエストゲートバルブ３５が設けられている。ウエストゲートバルブ３５は、弁体３５ａと弁体３５ａを駆動させる電動のアクチュエータ（電動モータ）３５ｂとを備えており、弁体３５ａの開度によって排気バイパス通路３４を流れる排ガス量を調整できるようになっている。つまりウエストゲートバルブ３５は、その開度を調整することで、ターボチャージャ３１の過給圧を制御できるように構成されている。

【0022】

ターボチャージャ３１の下流側の排気管２６には、排ガス浄化用触媒である三元触媒３６が介装されている。三元触媒３６の出口側には、触媒通過後の排ガスのＯ_２濃度を検出するＯ_２センサ３７が設けられており、三元触媒３６の入口側には、触媒通過前の排ガスの空燃比（排気空燃比）を検出するリニア空燃比センサ（ＬＡＦＳ）３８が設けられている。

【0023】

またエンジン１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０を備えており、ＥＣＵ４０には、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられている。そして、このＥＣＵ４０が、各種センサ類からの情報に基づいて、エンジン１０の総合的な制御を行っている。本実施形態に係るエンジンの制御装置は、このようなＥＣＵ４０によって構成され、以下に説明するように、ウエストゲートバルブ３５の開閉動作を制御する。

【0024】

以下、本実施形態に係るエンジンの制御装置によるウエストゲートバルブの開閉動作の制御について説明する。

【0025】

ＥＣＵ４０は、運転状態検出手段４１と、燃料噴射制御手段４２と、バルブ制御手段４３とを備えている。運転状態検出手段４１は、例えば、スロットルポジションセンサ４４、クランク角センサ４５等の各種センサ類からの情報に基づいてエンジン１０の運転状態を検出する。燃料噴射制御手段４２は、エンジン１０の運転状態に応じて、つまり運転状態検出手段４１の検出結果に応じて、第１の燃料噴射弁２８及び第２の燃料噴射弁２９から噴射される燃料の噴射量を適宜制御する。本実施形態では、燃料噴射制御手段４２は、第１の燃料噴射弁２８及び第２の燃料噴射弁２９から噴射される燃料の噴射量を適宜制御すると共に、第１の燃料噴射弁２８及び第２の燃料噴射弁２９から噴射される燃料の噴射比率を適宜変更する。具体的には、燃料噴射制御手段４２は、図２に示すような運転領域マップを参照して、エンジン１０の現在の運転状態が何れの運転領域であるかによって、第１の燃料噴射弁２８と第２の燃料噴射弁２９との相対的な噴射比率及び各噴射量を決定する。

【0026】

本実施形態では、燃料噴射制御手段４２は、エンジン１０の運転状態に応じて、第１の燃料噴射弁２８のみから燃料を噴射させる制御（以下、「ＭＰＩ噴射制御」という）と、所定の噴射比率で第１及び第２の燃料噴射弁２８，２９のそれぞれから燃料を噴射させる制御（以下、「ＭＰＩ＋ＤＩ噴射制御」という）とを実行する。例えば、図２に示すように、運転領域は、エンジン１０の回転数Ｎｅと負荷とに基づいて設定されており、本実施形態では、低回転低負荷側の運転領域である第１の噴射領域Ａと、高回転高負荷側の運転領域である第２の噴射領域Ｂとの２つの領域が設定されている。

【0027】

そして、エンジン１０の運転状態が低回転低負荷領域である第１の噴射領域Ａであれば、燃料噴射制御手段４２は「ＭＰＩ噴射制御」を実行し、エンジン１０の回転数及び負荷の増加に伴って、第１の燃料噴射弁２８からの噴射量が多くなるように設定する。これは、低回転低負荷領域では吸入空気量が少なく、空気の流速が低いため、第２の燃料噴射弁２９から噴射された燃料が燃焼室１７内で十分混合しがたく、燃焼後の排気ガス中に燃料の燃え残りが多く混在し、結果的に環境に悪影響となるからである。また、燃焼室１７内に直接噴射する燃料はピストン１４の頂面やシリンダー内壁に液滴燃料が付着しやすく、オイルダイリューションやカーボンの生成の原因となるからである。

【0028】

一方、第２の噴射領域Ｂであれば「ＭＰＩ＋ＤＩ噴射制御」を実行する。これは第２の燃料噴射弁２９からの噴射量が多くなるほど、第２の燃料噴射弁２９から噴射された燃料の気化熱により燃焼室１７内の温度が低下し、燃焼効率が良くなるためである。さらに第２の噴射領域Ｂ内には、低回転低負荷側から複数の領域（例えば、Ｂ１からＢ３）が設定されており、エンジン１０の運転状態が高回転高負荷側の領域にあるほど、燃料噴射制御手段４２は、第２の燃料噴射弁２９の噴射量又は噴射比率が高くなるように、第１及び第２の燃料噴射弁２８，２９を適宜制御する。すなわち図２に示すマップの例では、エンジン１０の運転状態が領域Ｂ３である場合に、燃料噴射制御手段４２は、第２の燃料噴射弁２９の噴射量又は噴射比率が最も高くなるように、第１及び第２の燃料噴射弁２８，２９を適宜制御する。なお第２の噴射領域Ｂの各領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３内において、第１及び第２の燃料噴射弁２８，２９の噴射量又は噴射比率は一定であってもよく、高回転高負荷側ほど第２の燃料噴射弁２９の噴射量又は噴射比率が増大するようにしてもよい。

【0029】

ウエストゲートバルブ３５の開度を決定するための運転領域マップは、噴射量又は噴射比率を決定するための運転領域マップ（図２）に基づいて設定され、例えば、図３に一例を示すように、低回転低負荷側の第１の運転領域Ｃと、高回転高負荷側の第２の運転領域Ｄとの２つの領域が設定されている。第１の運転領域Ｃは、第２の燃料噴射弁２９の噴射比率が低い運転領域であり、本実施形態では、上述した第１の噴射領域Ａ及び第２の噴射領域Ｂの一部（例えば、領域Ｂ１）が含まれる。第２の運転領域Ｄは、第２の燃料噴射弁２９の噴射比率が高い運転領域であり、本実施形態では、第２の噴射領域Ｂの一部（領域Ｂ２，Ｂ３）に相当する。

【0030】

そして、バルブ制御手段４３は、このような運転領域マップ（図３）を参照し、運転状態検出手段４１による検出結果に基づいて、エンジン１０の運転状態が第１の運転領域Ｃにある場合、ウエストゲートバルブ３５を開弁状態にする。第１の運転領域Ｃでは排気がタービン３１ｂを通過する量が多いと排気抵抗となるため、タービン３１ｂをバイパスさせることで排気抵抗を減らしている。なお開弁状態とは、ウエストゲートバルブ３５の開弁高さを比較的高くした状態をいい、例えば、全開の開弁高さに対して５０％以上の開度範囲である状態をいう。また全開とはウエストゲートバルブ３５の開弁高さの設定範囲の最大値を示すものであり、ウエストゲートバルブが物理的に０から１０ｍｍの開度高さで利用できるものであっても、実際に使用する開弁高さの設定範囲が０から８ｍｍであれば、全開とは８ｍｍの位置を示すものである。

【0031】

またバルブ制御手段４３は、エンジン１０の運転状態が第１の運転領域Ｃから第２の運転領域Ｄに移動したと判定した場合には、ウエストゲートバルブ３５を開弁状態から閉弁方向に制御する。すなわち、バルブ制御手段４３は、ウエストゲートバルブ３５の開度が所定開度まで小さくなるように制御する。

【0032】

一方、エンジン１０の運転状態が、例えば、第２の運転領域Ｄから第１の運転領域Ｃに移動したと判定した場合には、ウエストゲートバルブ３５を開弁方向に制御する。すなわちバルブ制御手段４３は、ウエストゲートバルブ３５の開度を所定開度まで大きくなるように制御する。なお第１の運転領域Ｃにおいて、ウエストゲートバルブ３５の開度は一定であってもよいが、第１の運転領域Ｃのうちでも低回転低負荷の領域ではウエストゲートバルブ３５を開弁状態、特に、全開とすることが好ましい。これにより、排気タービンが排気抵抗となって排気圧力が上昇してポンプ損失が増大するのを防ぐことができるからである。

【0033】

次に、図４のフローチャートを参照してウエストゲートバルブの開閉動作の制御の一例について説明する。

【0034】

図４に示すように、まずステップＳ１で、エンジン１０の運転状態を検出する。具体的には、例えば、スロットルポジションセンサ４４、クランク角センサ４５等の各種センサ類からの情報に基づいてエンジン１０の運転状態を検出する。すなわちエンジン１０の回転数及び負荷を検出する。次いで、ステップＳ２で、エンジン１０の運転状態が、第１の運転領域Ｃであるか否かを判定する。ここで、エンジン１０の運転状態が第１の運転領域Ｃであると判定した場合には、ステップＳ３に進み、ウエストゲートバルブ３５を開弁方向に制御する。なお既にウエストゲートバルブ３５が所定開度まで大きくなっている場合には、その開度を保持する。一方、エンジン１０の運転状態が第１の運転領域Ｃにはないと判定した場合、すなわち第２の運転領域Ｄであると判定した場合には、ステップＳ４に進み、ウエストゲートバルブ３５を閉弁方向に制御する。この場合も、既にウエストゲートバルブ３５が所定開度まで小さくなっていれば、その開度を保持する。

【0035】

このようにバルブ制御手段４３が、第１の燃料噴射弁２８からの噴射量又は噴射比率に応じてウエストゲートバルブ３５の開度を制御するようにした。これにより、第２の燃料噴射弁２９からの噴射量が増大する前に過給圧を高めることが可能となる。したがって、第２の燃料噴射弁２９からの噴射量が増大する際には、燃焼室１７内の空気の流動を早め、燃焼室１７内に直接噴射される燃料の混合を促進し、燃焼安定性を向上することができるとともに、燃焼室１７内に直接噴射する燃料の気化熱で燃焼室１７内を冷却することができ過給圧が上昇することで発生するノッキングを抑制し燃焼効率を高めて燃費の向上を図ることができる。例えば、第２の燃料噴射弁２９の噴射量又は噴射比率が少ない場合には、ウエストゲートバルブ３５を開弁方向に制御することで、ターボチャージャ３１のタービン駆動負荷を減らして燃料消費を低減することができる。さらに第１の運転領域Ｃにおける低回転低負荷領域のみでウエストゲートバルブ３５を開弁状態とするようにしているため、燃費の向上を図ることができる。

【0036】

一方、第２の燃料噴射弁２９からの噴射量又は噴射比率が高い運転領域では、ウエストゲートバルブ３５を閉弁方向に制御するようにしたので、ターボチャージャ３１の過給効果が高められ、それに伴って筒内の空気量（流動量）も増加するため、燃料と吸気とが良好に混合されてピストンの頂面やシリンダーの内壁等への燃料の付着も抑制される。また第２の燃料噴射弁２９の噴射比率が上がると筒内での吸気冷却効果が高まり、燃焼効率を向上させることができる。

【0037】

ところで、本実施形態では、エンジン１０の運転状態が第１の運転領域Ｃであるか第２の運転領域Ｄ（図３参照）であるかによって、ウエストゲートバルブ３５をそれぞれの運転領域内において同一開度に制御するようにしている。例えば、第１の運転領域Ｃでは、低回転低負荷領域でウエストゲートバルブ３５を開弁状態（全開の開弁高さに対して少なくとも５０％以上の開度）としているものの、基本的にはウエストゲートバルブ３５が同一開度となるように制御している。しかしながら、同一の運転領域内において、ウエストゲートバルブ３５の開弁高さ（開度）をエンジン１０の運転状態に応じて徐々に（段階的に）変化させるようにしてもよい。

【0038】

例えば、図５に示すように、第１の運転領域Ｃには、第１の燃料噴射弁２８のみから燃料が噴射される第３の運転領域Ｅ（第１の噴射領域Ａ）と、第１の燃料噴射弁２８及び第２の燃料噴射弁２９から燃料が噴射される第４の運転領域Ｆ（第２の噴射領域Ｂ１）と、が含まれている。つまり第４の運転領域Ｆでは、「ＭＰＩ＋ＤＩ噴射制御」が実行されることになる。そしてこの第４の運転領域Ｆにおいて、燃料噴射制御手段４２が第２の燃料噴射弁２９からの噴射量又は噴射比率を第２の運転領域Ｄに近づくにつれて高くする場合には、バルブ制御手段４３は、第２の燃料噴射弁２９からの噴射量又は噴射比率の増加に伴って、ウエストゲートバルブ３５の開弁高さ（開度）を徐々に小さくするようにしてもよい。

【0039】

またこの第４の運転領域Ｆにおいては、第１の燃料噴射弁２８からの噴射量も第２の運転領域Ｄに近づくにつれて増加する。このため、バルブ制御手段４３は、第１の燃料噴射弁２８からの噴射量の増加に応じてウエストゲートバルブ３５を閉弁方向に制御するようにしてもよい。例えば、燃料噴射制御手段４２が、第４の運転領域Ｆにおいて、第２の燃料噴射弁２９の噴射比率を一定として、第２の燃料噴射弁２９による燃料の噴射量を徐々に増加させる場合。つまり第２の燃料噴射弁２９の燃料噴射量と共に第１の燃料噴射弁２８の燃料噴射量を増加させる場合、バルブ制御手段４３は、第２の燃料噴射弁２９による燃料の噴射量の増加に伴って、ウエストゲートバルブ３５の開弁高さを徐々に小さくするようにしてもよい。

【0040】

このようにウエストゲートバルブ３５の開度を制御することによっても、ウエストゲートバルブ３５の開弁高さを、エンジン１０の運転状態により適した状態に制御することができる。また、このように第１の運転領域Ｃに、第３の運転領域Ｅと第４の運転領域Ｆとが含まれる場合にも、上述のように第１の運転領域Ｃのうち低回転低負荷領域ではウエストゲートバルブ３５を全開とすることが好ましい。例えば、本実施形態では、低回転低負荷領域である第３の運転領域Ｅにおいてウエストゲートバルブ３５を実質的に全開とすることが好ましい。

【0041】

このようにバルブ制御手段４３は、第１の燃料噴射弁２８又は第２の燃料噴射弁２９の噴射量又は噴射比率に対応してウエストゲートバルブ３５の開度を調整することで、ターボチャージャ３１の過給圧を制御する。上述のようにバルブ制御手段４３は、第４の運転領域Ｆでは第１の燃料噴射弁２８からの噴射量が増加すればウエストゲートバルブ３５を開弁状態から閉弁方向へ制御し、噴射量が減少すれば開弁方向へ制御する。また第２の運転領域Ｄでは第２の燃料噴射弁２９の噴射量又は噴射比率が増加した場合には、ウエストゲートバルブ３５を閉弁方向に制御し、第２の燃料噴射弁２９の噴射量又は噴射比率が減少した場合にはウエストゲートバルブ３５を開弁方向に制御する。なお第１の燃料噴射弁２８及び第２の燃料噴射弁２９の噴射量又は噴射比率は、運転領域マップ（図２参照）に基づいて決定され、ウエストゲートバルブ３５の開度も、同様に、所定の運転領域マップ（図５参照）に基づいて決定される。

【0042】

また本実施例では第４の運転領域Ｆと第２の運転領域Ｄとの境界を超えて、ウエストゲートバルブ３５を閉弁方向に制御するようにしたが、例えば、第４の運転領域Ｆと第２の運転領域Ｄの境界までにウエストゲートバルブ３５を全閉してもよい。

【0043】

これにより、ウエストゲートバルブ３５の開弁高さが、エンジン１０の運転状態により適した状態に制御されるため、エンジン１０を効率良く運転することが可能となる。

【0044】

さらに、バルブ制御手段４３は、第３の運転領域Ｅ（第１の噴射領域Ａ）におけるウエストゲートバルブ３５の開弁高さ（開度）を、第４の運転領域Ｆ（第２の噴射領域Ｂ）に近づくにつれて徐々に小さくするようにしてもよい。例えば、図６に示すように、第３の運転領域Ｅの第４の運転領域Ｆとの境界近傍に複数の領域Ｅ１からＥ３を設定し、各領域Ｅ１からＥ３で段階的にウエストゲートバルブ３５の開弁高さを小さくするようにしてもよい。例えば、上述のように第１の運転領域Ｃのうち低回転低負荷領域である第３の運転領域Ｅでは基本的にはウエストゲートバルブ３５を全開とするが、第３の運転領域Ｅの第４の運転領域Ｆとの境界近傍の領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３においては、第１の燃料噴射弁２８からの噴射量の増加に対応してウエストゲートバルブ３５を閉弁方向へ制御することが好ましい。勿論、各領域Ｅ１からＥ３内では、ウエストゲートバルブ３５の開弁高さを徐々に小さくするようにしてもよい。

【0045】

これにより、ウエストゲートバルブ３５の開弁高さを、エンジン１０の運転状態にさらに適した状態に制御することができる。

【0046】

さらに上述の例では、第１の運転領域Ｃに第３の運転領域Ｅと第４の運転領域Ｆとが含まれたマップを例示したが、例えば、図７に示すように、第１の運転領域Ｃは、第３の運転領域Ｅのみを含むようにしてもよい。この場合、バルブ制御手段４３は、第３の運転領域Ｅで開弁されているウエストゲートバルブ３５を、第４の運転領域Ｆに切り替わる以前に閉弁方向への制御を開始することが好ましい。つまり上述の例では、第１の運転領域Ｃと第２の運転領域Ｄとの境界が、「ＭＰＩ＋ＤＩ噴射制御」が実行される第２の噴射領域Ｂ内に位置していたが、これらの第１の運転領域Ｃと第２の運転領域Ｄとの境界は、「ＭＰＩ噴射制御」が実行される第１の噴射領域Ａ内に位置するようにしてもよい。これにより、第４の運転領域Ｆに到達した時点で、ウエストゲートバルブ３５を第４の運転領域Ｆに最適な開度とすることができ、違和感無く運転モードを切り換えられるとともに、エンジン１０を効率良く運転させることができる。

【0047】

以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0048】

１０ エンジン
１１ エンジン本体
１２ シリンダヘッド
１３ シリンダブロック
１４ ピストン
１５ コンロッド
１６ クランクシャフト
１７ 燃焼室
１８ 吸気ポート
１９ 吸気マニホールド
２０ 吸気管
２１ 吸気圧センサ
２２ 吸気温センサ
２３ 吸気弁
２４ 排気ポート
２５ 排気マニホールド
２６ 排気管
２７ 排気弁
２８ 第１の燃料噴射弁
２９ 第２の燃料噴射弁
３０ 点火プラグ
３１ ターボチャージャ
３２ インタークーラ
３３ スロットルバルブ
３４ 排気バイパス通路
３５ ウエストゲートバルブ
３６ 三元触媒
３７ Ｏ_２センサ
４０ ＥＣＵ
４１ 運転状態検出手段
４２ 燃料噴射制御手段
４３ バルブ制御手段
４４ スロットルポジションセンサ
４５ クランク角センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】