JP6135548B2 - エンジン - Google Patents

Description

この発明は、エンジンに関し、より特定的には、ターボチャージャーを搭載したエンジンの制御に関する。

排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）制御用の吸気絞り弁および吸気スワール制御用の吸気絞り弁を搭載したディーゼルエンジンの制御が、たとえば、特開平９−８８７０５号公報（特許文献１）および特開平７−４９０３４号公報（特許文献２）に記載されている。

特開平９−８８７０５（特許文献１）に記載されたディーゼルエンジンの制御装置では、エンジン減速時における、エンジン動作点に応じたＥＧＲ制御用の吸気絞り弁と吸気スワール制御用の吸気絞り弁の制御が記載されている。特に、低回転数および低トルクの領域において、ＥＧＲ制御用吸気絞り弁および吸気スワール制御用吸気絞り弁の両方を閉状態とすることが記載されている。

また、特開平７−４９０３４号公報（特許文献２）に記載されたディーゼルエンジンの制御装置では、エンジン運転状態に応じて、ＥＧＲ制御用の吸気絞り弁と、吸気スワール制御用の吸気絞り弁を制御することが記載されている。

特開平９−８８７０５号公報 特開平７−４９０３４号公報

エンジン吸気系において、吸気脈動と呼ばれる、エンジン回転数に依存した周波数の圧力変動が発生することが知られている。この吸気脈動の周波数が、車体の固有振動周波数（共振周波数）と一致すると、圧力変動による振動が増幅されることによって、車室内のユーザに振動や音として違和感を与えることが懸念される。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、エンジンの吸気脈動が車室内に音または振動として感知されることによってユーザに違和感を与えることを防止するためのエンジン制御を実現することである。

この発明によれば、エンジンは、ターボチャージャーと、排気還流装置と、吸気通路に介装されたスロットルバルブと、制御装置とを備える。ターボチャージャーは、燃焼室からの排気通路に設けられるタービンと、燃焼室への吸気通路に設けられるコンプレッサとを含む。排気還流装置は、排気還流弁の開弁に応じて排気還流通路を経由して排気ガスの一部を吸気通路へ通流させるように構成される。制御装置は、エンジン動作点が所定領域内に含まれた状態からアクセル操作量の減少に伴ってエンジン回転数が低下するエンジン減速を検知したときに、排気還流通路に設けられた排気還流弁を閉状態とする第１の制御および燃焼室内への吸入空気量を減少させる第２の制御の少なくとも一方を実行するように構成される。所定領域は、車体の共振周波数に対応する所定のエンジン回転数領域に対応して予め設定される。

好ましくは、エンジンは、燃焼室内に発生させる吸気スワールを制御するための吸気絞り弁をさらに備える。第２の制御は、吸気絞り弁を閉状態に維持する制御と、アクセル操作量の減少に応じたスロットルバルブの閉速度を第２の制御の非実行時よりも上昇させる制御との少なくとも一方を含む。

あるいは好ましくは、第２の制御は、アクセル操作量の減少に応じたスロットルバルブの閉速度を第２の制御の非実行時よりも上昇させる制御を含む。

さらに好ましくは、制御装置は、第１および第２の制御の少なくとも一方の実行中にアクセル操作量の増加を検知すると、実行中の少なくとも一方の制御を終了する。

好ましくは、所定領域は、所定のエンジン回転数領域であって、かつ、エンジントルクが所定よりも高い領域に設定される。

この発明によれば、エンジンの吸気脈動が車室内のユーザに音または振動として感知されることを防止できる。

本発明の実施の形態１に従うディーゼルエンジンの概略構成を説明するブロック図である。 各気筒におけるスワールコントロールバルブの配置例を説明するための概念的な断面図である。 エンジン動作点に応じたＥＧＲバルブの制御を説明するための概念図である。 ディーゼルエンジンにおける吸入空気量動作と吸気脈動の大きさとの関係を説明するためのグラフである。 図１に示したディーゼルエンジンにおいて吸気脈動による音や振動が問題となるエンジン動作領域を説明する概念図である。 吸気脈動抑制制御が必要となるエンジン動作領域を説明するための第１の概念図である。 アクセルペダルのオフ時におけるＤスロットルの通常の開度制御を説明するための概念的な波形図である。 吸気脈動抑制制御が必要となるエンジン動作領域を説明するための第２の概念図である。 本発明の実施の形態１に従うディーゼルエンジンに適用される吸気脈動抑制制御を説明するためのフローチャートである。 吸気脈動抑制制御のオン時におけるアクセルペダルのオフ時のＤスロットルの開度制御を説明するための概念的な波形図である。 本発明の実施の形態１に従うディーゼルエンジンに適用される吸気脈動抑制制御の効果を説明するための概念的なグラフである。 本発明の実施の形態２に従うディーゼルエンジンの概略構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態２に従うディーゼルエンジンに適用される吸気脈動抑制制御を説明するためのフローチャートである。

以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従うディーゼルエンジンの概略構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、ディーゼルエンジン１００は、複数の気筒２８を有する。図１では、ディーゼルエンジン１００は、４つの気筒２８を有するものとして示されるが、気筒２８の数はこれに限定されるものではない。

ディーゼルエンジン１００は、エアクリーナ１２と、ターボチャージャー１４と、インタークーラー２０と、吸気マニホールド２２と、スロットルバルブ２４と、回転数センサ２５と、温度センサ２６と、水温センサ２７と、ＥＧＲ装置４５とを備える。エアクリーナ１２は、吸気通路に設けられ、吸気ダクト１０から吸入される空気に含まれる不純物を吸着することによって吸入空気を清浄する。

ディーゼルエンジン１００は、さらに、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備える。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、および、入出力バッファ等（いずれも図示せず）を含む。

ＥＣＵ６０には、回転数センサ２５により検出されるエンジン回転数、温度センサ２６により検出される吸気温度および、水温センサ２７により検出されるエンジン冷却水温に加えて、アクセル開度ＡＣＣ、大気圧Ｐ、外気温度Ｔ等の各信号が入力される。ＥＣＵ６０は、これらの各信号に基づいて、ディーゼルエンジン１００の動作を制御する。たとえば、ＥＣＵ６０は、車両の走行状況に応じてディーゼルエンジン１００が所望の運転ポイントで運転されるように、各種バルブの開度、燃料噴射時期、燃料噴射量等を制御する。

ターボチャージャー１４は、コンプレッサ１６と、タービン１８とを含む。コンプレッサ１６は、吸気通路に設けられる。タービン１８は、排気通路に設けられる。コンプレッサ１６とタービン１８とは、機械的に連結されており、一体的に回転する。排気ガスによってタービン１８が回転し、タービン１８に連動して回転するコンプレッサ１６によって吸入空気が加圧される。

インタークーラー２０は、ターボチャージャー１４（コンプレッサ１６）と吸気マニホールド２２との間に設けられる。インタークーラー２０は、コンプレッサ１６によって加圧された吸入空気を冷却する。インタークーラー２０は、空冷式であってもよいし、水冷式であってもよい。

スロットルバルブ２４は、吸気マニホールド２２の上流に設けられ、吸入空気量を調節する。スロットルバルブ２４は、図示されないスロットルモータにより駆動される。温度センサ２６は、インタークーラー２０により冷却されて各気筒２８へ供給される吸入空気の温度を検出する。以下では、ディーゼルエンジン１００に設けられたスロットルバルブ２４を、ディーゼルスロットル（「Ｄスロットル」とも表記する）２４とも称する。

各気筒２８は、複数の吸気ポートを有する。図１では、各気筒２８は、２つの吸気ポートを有するものとして示されるが、吸気ポートの数は必ずしもこれに限定されるものではない。また、各気筒２８は、複数の排気ポートを有する。図１では、各気筒２８は、２つの排気ポートを有するものとして示されるが、排気ポートの数もこれに限定されるものではない。そして、各気筒２８において、２つの吸気ポートの一方に、気筒内に発生させる吸気スワールを制御するための吸気絞り弁である、スワールコントロールバルブ３０が設けられる。

図２は、各気筒２８におけるスワールコントロールバルブ３０の配置例を示した図である。

図２を参照して、気筒２８内にはピストン７６が設けられ、気筒２８の上部に吸気ポート７２および排気ポート７４が設けられる。図２では、２つの吸気ポートのうち、スワールコントロールバルブ３０が設けられる吸気ポート７２が示されている。排気ポートについても、２つの排気ポートのうちの一方の排気ポート７４が示されている。

そして、吸気ポート７２にスワールコントロールバルブ（以下、単に「ＳＣＶ」とも称する）３０が設けられる。吸気ポート７２の空気流量を絞る方向にＳＣＶ３０を作動させて、吸気ポート７２から燃焼室７８に供給される空気量と、もう１つの吸気ポートから燃焼室７８に供給される空気量とに差を設けることによって、燃焼室７８内に強いスワール流（渦巻き状の流れ）を発生させることができる。スワール流を発生させることにより燃焼状態を良好にすることができる。スワールコントロールバルブ３０を設けることによって、ＥＧＲ装置（後述）が設けられることにより緩慢になり得る燃焼を改善することができる。

再び図１を参照して、ディーゼルエンジン１００は、さらに、排気マニホールド３２と、排気浄化装置３４と、排気通路３６と、ＥＧＲ装置４５とを備える。ＥＧＲ装置４５は、ＥＧＲ通路３８と、ＥＧＲバルブ４０と、ＥＧＲクーラー４２とを含む。

ターボチャージャー１４のタービン１８は、排気マニホールド３２の下流に設けられ、排気通路の断面積が絞られることによって流速を増した排気ガスをブレードに受けて回転する。排気浄化装置３４には、ターボチャージャー１４（タービン１８）の下流に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕捉するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）や、触媒を用いて排気ガスを浄化する排気浄化触媒装置等が用いられる。

ＥＧＲ通路３８は、吸気マニホールド２２と排気マニホールド３２とを接続し、排気マニホールド３２から吸気マニホールド２２へ排気ガスの一部を還流させる排気還流通路である。ＥＧＲバルブ４０は、ＥＧＲ通路３８に設けられた排気還流弁である。ＥＧＲバルブ４０を開にすることによって、ＥＧＲ通路３８を通じて排気ガスが吸気系に還流される。ＥＧＲクーラー４２は、ＥＧＲ通路３８に設けられ、ＥＧＲ通路３８を通じて吸気マニホールド２２へ還流される排気ガスを冷却する。ＥＧＲ通路３８と、ＥＧＲバルブ４０と、ＥＧＲクーラー４２とによって、排気還流装置としてのＥＧＲ装置４５が構成される。

ＥＧＲバルブ４０の弁開度は、ＥＣＵ６０によって制御される。たとえば、図３に示されるように、エンジン回転数およびエンジントルクの組み合わせで規定されるエンジン動作点に応じて、ＥＧＲバルブ４０の開閉が制御される。

図３を参照して、ＥＣＵ６０は、エンジン動作点毎に予めＥＧＲバルブ４０の開度を定めたマップの参照により、ＥＧＲバルブ４０の開度を制御する。ＥＧＲバルブ４０の開度は、全開状態および全閉状態（単に「閉状態」とも称する）を含んで制御される。

一般的には、高回転数および高トルク領域においてＥＧＲが停止されるように、境界線６２０よりも内側（低回転数、低トルク側）の領域（ＥＧＲ作動領域）では、ＥＧＲバルブ４０の開度が全開または中間開度に制御されてＥＧＲがオンされる一方で、境界線６２０よりも外側（高回転数、高トルク側）では、ＥＧＲバルブ４０が閉状態に制御されてＥＧＲがオフされる。

ディーゼルエンジン１００において、各気筒２８に設けられた吸気バルブ（図示せず）がエンジン回転数に同期して開閉するため、その開閉動作に応じた圧力変動が吸気マニホールド２２を経由して吸気系に発生する。

吸気ダクト１０やインタークーラー２０等の吸気系の構成機器が車体に固定されている構造では、特に、車体の固有振動周波数（共振周波数）と吸気脈動の周波数とが一致すると、吸気脈動による振動が大きくなって、車室内のユーザに音や振動として感知されることが懸念される。

一方、ターボチャージャー１４の作動時には、ターボチャージャーの消音効果によって、吸気脈動による音や振動がユーザに感知される可能性は低下する。しかしながら、エンジン減速時には、ターボチャージャー１４による消音効果が小さくなるとともに、気筒内での燃料噴射停止によるエンジン作動音（燃焼音）が小さくなるため、吸気脈動による音や振動が車室内で感知され易くなる。

さらに、ＥＧＲバルブ４０の作動時（非閉弁時）には、排気系で同様に生じる圧力変動（排気脈動）がＥＧＲ通路３８を経由して吸気側に伝達されることにより、吸気脈動がさらに増幅されることが懸念される。

吸気脈動に起因する音や振動を抑制するためのハードウェア上の対策としては、車両の共振周波数を問題となる周波数領域からずらすための設計変更が挙げられる。たとえば、レゾネータの配置、車体剛性の変更、ゴムブッシュ等の取り付け部品の振動低減等の対策を講じることが選択肢として挙げられるが、いずれもコストや配置スペース上の問題から導入には困難が伴う。

したがって、本実施の形態に従うディーゼルエンジンでは、ＥＣＵ６０は、エンジン減速時に、既存のエンジンアクチュエータの制御によって、ディーゼルエンジン１００の吸気側に生じる圧力変動である吸気脈動が車室内に音または振動として感知されることを防止するための吸気脈動抑制制御を実行する。

図４には、ディーゼルエンジン１００における吸入空気量動作と吸気脈動の大きさとの関係を説明するためのグラフが示される。

図４を参照して、発明者らは、ディーゼルエンジン１００において、１気筒１吸気行程あたりの吸入空気量と、吸気系での吸気脈動の大きさ（圧力変動）との関係を解析することにより、特性線５００および５１０に示される特性を見出した。

特性線５１０は、ＥＧＲバルブ４０を閉状態に維持したときの吸入空気量に対する吸気脈動の変化をプロットしたものの集合で示される。

一方で、特性線５００は、ＥＧＲバルブ４０の開度が図３で説明したマップに従って通常に制御された際の、吸入空気量の変化に対する吸気脈動の変化をプロットしたものの集合である。すなわち、特性線５００上の各点では、吸入空気量の変化に応じてＥＧＲバルブ４０の開度が通常制御された下における、吸気脈動の変化特性が示される。

特性線５００および５１０から理解されるように、ＥＧＲのオンオフにかかわらず、吸入空気量が増加するのに応じて吸気脈動も増加する。また、ＥＧＲバルブ４０を閉状態に維持、すなわち、ＥＧＲをオフした方が、同一の吸入空気量に対する吸気脈動は低下することが理解される。

図４中には、さらに、車室内で音や振動が感知される吸気脈動の限界ライン５２０が点線で示される。すなわち、特性線５００上の領域５３０および特性線５１０上の領域５４０では、吸気脈動による圧力変動が小さく音や振動が問題とはならない。

図５には、図１に示したディーゼルエンジン１００においての吸気脈動による音や振動が問題となるエンジン動作領域を説明するための概略図が示される。

図５を参照して、横軸に示されたエンジン回転数と、縦軸に示されたエンジントルクの組合せによって、ディーゼルエンジン１００の動作点および動作領域が規定される。

全負荷線６００は、各エンジン回転数における最エンジントルクをプロットした動作線である。すなわち、ディーゼルエンジン１００の動作可能領域は、全負荷線６００よりも内側に制限される。

横軸上に示された共振回転数Ｎｒは、車両の固有振動周波数（共振周波数）に対応したエンジン回転数である。低エンジントルク時には、ディーゼルエンジン１００で燃焼される燃料量が少ないので、エンジン作動音が低減する。また、上述のように、エンジン減速時にはターボ消音効果が低減される。このため、共振回転数Ｎｒを含むエンジン回転数領域での低トルク領域に相当する動作領域である振動領域６１０を、エンジン減速時の動作点が通過すると、圧力変動による振動の増幅と重なって、吸気脈動による音や振動が、車室内でユーザに感知され易くなる。

したがって、図４に示した限界ライン５２０よりも吸気脈動が大きいときに、エンジン動作点が振動領域６１０を通過する場合には、吸気脈動に起因した音や振動がユーザに感知されないための対策が必要である。

図６は、吸気脈動抑制制御が必要となるエンジン動作領域を説明するための第１の概念図である。

図６を参照して、低振動領域６３０は、ＥＧＲ作動（オン）時、すなわち図３の境界線６２０よりも内側において、吸気脈動の影響が問題とならない動作領域である。すなわち低振動領域６３０は、図４中の領域５３０に対応する動作点の集合に対応する。

同様に、図６中の低振動領域６４０は、ＥＧＲオフ時において、吸気脈動の影響が問題とならない動作領域である。すなわち、低振動領域６４０は、図４における領域５４０に対応する動作点の集合に対応する。

図４から理解されるように、吸入空気量を絞ることによって吸気脈動は減少する。このため、エンジン減速時においても、振動領域６１０の通過時に吸入空気量が十分小さければ、吸気脈動による音や振動は問題とならない。

図１に示されたＤスロットル２４は、ＥＣＵ６０によりアクセル開度ＡＣＣに応じて制御される。

図７には、アクセルペダルのオフ時におけるＤスロットル２４の通常の開度制御を説明するための概念的な波形図が示される。

図７を参照して、時刻ｔ０にドライバがアクセルペダルをオフしてＡＣＣ＝０になると、Ｄスロットル２４は、全閉状態に向けて、開度が徐々に減少される。これに応じて、エンジン回転数が低下される。この際に、吸入空気量の急激な変化を避けるために、Ｄスロットル開度の変化は制限される。たとえば、通常の開度制御に従えば、ＡＣＣ＝０となってから、Ｄスロットル開度がＤ１からゼロ（全閉）まで変化するまでに、時間Ｔｓを要する。

再び、図６を参照して、低振動領域６３０，６４０内の動作点からのエンジン減速時には、減速開始時における吸入空気量が小さいため、図４に示された限界ライン５２０よりも低いレベルの吸気脈動しか生じない。したがって、エンジン減速に伴って、エンジン動作点が振動領域６１０を通過しても、吸気脈動による音や振動の問題は生じない。

さらに、図６中の境界線７００よりも低回転数側の領域からエンジン減速が開始された場合には、エンジン動作点は、振動領域６１０よりも低回転数の領域を通過する。したがって、エンジン減速に伴って、吸気脈動による音や振動の問題は生じない。

一方、図６中の境界線７１０よりも高回転数側の動作領域からのエンジン減速時には、アクセルペダルオフによる減速開始から振動領域６１０を通過するまでに、図７中のＴｓよりも長い時間を要する。このため、エンジン動作点が振動領域６１０を通過する時には、Ｄスロットル２４の開度がゼロとなって吸入空気量が絞られるため、図４中の領域５３０での動作と等価となる。この結果、エンジン減速に伴って、吸気脈動による音や振動の問題は生じない。

したがって、図８に示されるように、ディーゼルエンジン１００では、所定の動作領域７５０（以下、「所定領域」とも称する）内のエンジン動作点Ｐ１からエンジン減速が開始されると、吸入空気量が絞り切れていない状態で、エンジン動作点が振動領域６１０を通過する可能性がある。このような場合には、吸気脈動による音や振動が車室内で感知される虞がある。

したがって、実施の形態１に従うディーゼルエンジンでは、所定領域７５０からのエンジン減速開始時に、吸気脈動による音や振動を抑制するため吸気脈動抑制制御が実行される。

図８から理解されるように、所定領域７５０は、ディーゼルエンジン１００の全負荷線６００よりも内側の動作可能領域から、低振動領域６３０および６４０（図６）、境界線７００よりも低回転数側の領域、ならびに、境界線７１０よりも高回転数側の領域を除去した動作領域に相当する。

したがって、所定領域７５０に対応するエンジン回転数領域ＮＲ１についても、車体の固有振動周波数（共振周波数）ｆｒに対応する共振回転数Ｎｒに対応して定められることが理解される。

図９は、本発明の実施の形態１に従うディーゼルエンジンに適用される吸気脈動低減制御を説明するためのフローチャートである。図９に示す制御処理は、ディーゼルエンジン１００の運転中に、ＥＣＵ６０によって繰返し実行される。

図９を参照して、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１００により、アクセル開度ＡＣＣの制御周期間での変化量ΔＡｃｃが判定値α以下であるかどうかを判定する。なお、アクセルペダルのオフ時には、ΔＡｃｃ＜０となる。したがって、たとえばα＝０に設定することにより、ドライバによるアクセルペダルのオフ操作によるエンジン減速の開始を、ステップＳ１００によって検知できる。

ＥＣＵ６０は、ΔＡｃｃ＜αのとき（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、アクセルペダルのオフ操作に伴うエンジン減速の開始を検知して、処理をステップＳ１１０へ進める。

ＥＣＵ６０は、ステップＳ１１０では、エンジン減速開始の検知時におけるエンジン動作点が図８に示した所定領域７５０内であるか否かを判定する。

ＥＣＵ６０は、ステップＳ１００またはＳ１１０のＮＯ判定時には、ステップＳ１２０に処理を進めて、Ｄスロットル２４、ＳＣＶ３０およびＥＧＲバルブ４０の動作を制御する。ステップＳ１２０による通常制御では、ＳＣＶ３０は、ＥＧＲバルブ４０と同様にエンジン動作点を含むエンジン状態に応じて開度が制御される。エンジン状態は、ＥＣＵ６０に対して入力される、大気圧Ｐ、外気温度Ｔ、アクセル開度Ａｃｃおよび、吸気温度等を含んでもよい。

ＥＧＲバルブ４０の開度は、図３で説明したように制御される。さらに、Ｄスロットル２４の開度もエンジン状態に応じて制御される。特に、アクセルオフ操作時におけるＤスロットル開度は、図７に示した特性（所要時間Ｔｓ）に従って制御される。

したがって、ディーゼルエンジン１００の減速開始が検知されない場合（Ｓ１００のＮＯ判定時）および、ディーゼルエンジン１００の減速開始時のエンジン動作点が所定領域７５０外の場合（Ｓ１１０のＮＯ判定時）には、吸気脈動抑制制御はオフされて、通常制御（Ｓ１２０）によって、Ｄスロットル２４、ＳＣＶ３０およびＥＧＲバルブ４０が制御される。

これに対して、ＥＣＵ６０は、所定領域７５０内のエンジン動作点からのエンジン減速開始を検知した場合（Ｓ１１０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１３０に処理を進めて、吸気脈動抑制制御をオンする。吸気脈動抑制制御がオンされると、ＥＣＵ６０は、（ｉ）ＥＧＲバルブ４０を強制的に閉じるＥＧＲ強制オフ制御、（ii）Ｄスロットル２４の早閉じ制御、および、（iii）ＳＣＶ３０を強制的に閉じるＳＣＶ閉制御のうちの少なくとも１つを実行する。

ＥＧＲ強制オフ制御では、エンジン動作点にかかわらずＥＧＲバルブ４０が閉状態に維持される。したがって、図８中で所定領域７５０内のＥＧＲ作動領域（境界線６２０よりも低回転数および低トルク側の領域）においても、ＥＧＲバルブ４０が閉状態に制御される。これにより、ＥＧＲ装置を経由した排気側振動の吸気系への伝達を遮断することによって、吸気脈動を抑制することができる。

Ｄスロットル早閉じ制御では、アクセルペダルのオフ時におけるＤスロットルの開度は、図１０に示される波形図のように制御される。

図１０を参照して、図７の場合と同様に、時刻ｔ０にドライバがアクセルペダルをオフしてＡＣＣ＝０になると、Ｄスロットル２４の開度は、全閉状態に向けて減少される。

スロットル早閉じ制御では、ＡＣＣ＝０となってから、Ｄスロットル開度がＤ１からゼロ（全閉）まで変化するまでの所要時間Ｔｓ＊が、通常制御時の所要時間Ｔｓよりも短い。これにより、エンジン減速時の吸入空気量を通常よりも早く絞ることができる。

これにより、所定領域７５０（図８）内からのエンジン減速開始時にも、エンジン動作点が振動領域６１０を通過するまでに、図４の領域５３０，５４０と同等レベルまで吸入空気量を減少させることができる。この結果、吸気脈動を抑制することができる。

再び図９を参照して、ＳＣＶ閉制御では、エンジン動作点にかかわらずＳＣＶ３０を閉状態に維持することにより、吸入空気量を減少することができる。

このようにすると、図４で示された特性に従って、所定領域７５０内のエンジン動作点からのエンジン減速時には、ＥＧＲオフおよび／または吸入空気量の減少によって、吸気脈動による圧力変動を減少することができる。これにより、エンジン動作点が車体の共振周波数に対応する振動領域６１０を通過する場合にも、吸気脈動に起因した音や振動がユーザに対して感知されないレベルまで、圧力変動を抑制することができる。

図１１には、吸気脈動抑制制御による低減効果を比較するための概念的なグラフが示される。

図１１を参照して、ステップＳ１２０による通常制御時における吸気脈動による振動レベル（通常）と比較して、ステップＳ１３０による（ｉ）ＥＧＲ強制オフ制御、（ii）Ｄスロットル早閉じ制御および（iii）ＳＣＶ閉制御実行の少なくともいずれかを実行することによって、吸気脈動に起因する振動が減少されることが理解される。

上述のように、Ｄスロットル早閉じ制御と、ＳＣＶ閉制御とは、気筒２８への吸入空気量の減少によって吸気脈動を低減するものである。ここで、一般的にディーゼルエンジン１００において、Ｄスロットル２４の閉動作に比べて、ＳＣＶ３０による閉動作の方が、速やかに吸入空気量を低減することができる。このため、ＳＣＶ閉制御の方が、吸気脈動の抑制効果が高くなっている。

これらの（ｉ）、（ii）および（iii）の制御を適宜組合せることによって、振動の低減効果は異なってくる。（ｉ）〜（iii）の制御のうちのいずれを実行するかについては、許容される振動レベルに応じて決めることができる。

たとえば、図１１中に示されたＳａよりも振動レベルを低くする必要がある場合には、（ｉ）および（ii）、（ｉ）および（iii）、あるいは、（ｉ）、（ii）および（iii）を実行する吸気脈動抑制制御が必要となる。

また、振動レベルをＳｂよりも低減する必要がある場合には、（ｉ）および（ii）の両方を実行する制御、あるいは、（ｉ）〜（iii）のすべてを行なう吸気脈動抑制制御が必要となることが理解される。

再び図９を参照して、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１３０による吸気脈動抑制制御の実行時は、ステップＳ１４０により、アクセル開度の変化量ΔＡＣＣが判定値βよりも大きくなったかどうかを判定する。判定値βは、ドライバによってアクセルペダルが踏み込まれたことを検知するように設定される。たとえば、βは、正の所定値に設定することができる（β＞０）。

これにより、エンジン減速開始に応じて吸気脈動抑制が実行された後、再びアクセルペダルが操作されたことによって、エンジン回転数が上昇する場合には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１４０をＹＥＳ判定として、ステップＳ１２０に処理を進める。これにより、吸気脈動抑制制御（Ｓ１３０）が終了されて、ＥＧＲバルブ４０、ＳＣＶ３０およびＤスロットル２４は、通常制御（Ｓ１２０）に従って動作することになる。アクセルペダルの操作によるエンジン加速時には、燃焼室７８内での燃焼音の発生等により、吸気脈動の影響を考慮する必要がなくなるからである。

一方で、エンジン減速開始からアクセルペダルが再び操作されるまでの間（ステップＳ１４０のＮＯ判定時）には、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１３０による吸気脈動抑制制御を継続的に実行する。なお、アクセルペダルが再び操作されるまでの間には、エンジン回転数が振動領域６１０よりも低下した場合にも、吸気脈動の影響を考慮する必要がなくなる。したがって、この場合にも、吸気脈動抑制制御を終了して処理をステップＳ１２０（通常制御）へ進めることが好ましい。

本実施の形態１によるディーゼルエンジンによれば、エンジン動作点が所定領域７５０（図８）内である状態からエンジン減速が開始されたときに、ＥＧＲオフによる排気脈動の吸気系への伝達の遮断、および、吸入空気量の減少の少なくとも一方を強制的に図る吸気脈動抑制制御が実行される。これにより、吸気脈動による圧力変動を低減することによって、車体の固有振動周波数（共振周波数）に対応するエンジン回転数領域に対応したエンジン動作領域において、吸気脈動に起因した音や振動がユーザに違和感を与えることを防止できる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、ＳＣＶ３０が搭載されたディーゼルエンジンについて説明したが、本発明は、ＳＣＶ３０が適用されないディーゼルエンジンに対しても適用することが可能である。

図１２は、実施の形態２に従うディーゼルエンジンの概略構成を示すブロック図である。

図１２を図１１と比較して、実施の形態に従うディーゼルエンジンでは、ＳＣＶ３０が非配置とされる。ディーゼルエンジン１００♯のその他の構成は、図１に示したディーゼルエンジン１００と同様であるので詳細な説明は繰返さない。

実施の形態２に従うディーゼルエンジン１００♯においても、Ｄスロットル２４の早閉じ制御によって、吸気脈動抑制のための吸入空気量低減を図ることができる。したがって、実施の形態２に従うディーゼルエンジン１００♯に対しても、実施の形態１と同様に、吸気脈動抑制制御を適用することができる。

図１３は、実施の形態２に従うディーゼルエンジンに適用される吸気脈動抑制制御の制御処理を説明するフローチャートである。

図１３を図１０と比較して、実施の形態２に従うディーゼルエンジンにおける吸気脈動抑制制御では、ＥＣＵ６０は、図８でのステップＳ１３０に代えて、ステップＳ１３０♯を実行する。ＥＣＵ６０は、ステップ１３０♯では、吸気脈動抑制制御として、実施の形態１と同様の（ｉ）ＥＧＲ強制オフ制御および（ii）Ｄスロットル早閉じ制御のうちの少なくとも１つを実行する。図１３中のその他のステップの制御処理は、図８と同様であるので詳細な説明は繰返さない。

実施の形態２に従うディーゼルエンジン１００♯においても、Ｄスロットル早閉じ制御によって、吸気脈動抑制制御のための吸入空気量低減を図ることができる。このため、ＳＣＶ３０が搭載されていないディーゼルエンジン１００♯においても、所定領域７５０（図８）からのエンジン減速時における吸気脈動を抑制することによって、吸気脈動に起因した振動や音がユーザに感知することを防止できる。

なお、実施の形態１，２では本発明のエンジンの一例としてディーゼルエンジンを用いて説明したが、エンジンは必ずしもディーゼルエンジンに限定されるものでなく、たとえばガソリンエンジンであってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 吸気ダクト、１２ エアクリーナ、１４ ターボチャージャー、１６ コンプレッサ、１８ タービン、２０ インタークーラー、２２ 吸気マニホールド、２４ スロットルバルブ（Ｄスロットル）、２５ 回転数センサ、２６ 温度センサ、２７ 水温センサ、２８ 気筒、３０ スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）、３２ 排気マニホールド、３４ 排気浄化装置、３６ 排気通路、３８ ＥＧＲ通路、４０ ＥＧＲバルブ、４２ ＥＧＲクーラー、４５ ＥＧＲ装置、７２ 吸気ポート、７４ 排気ポート、７６ ピストン、７８ 燃焼室、１００，１００♯ ディーゼルエンジン、５００，５１０ 特性線、５２０ 限界ライン、６００ 全負荷線、６１０ 振動領域、６２０ 境界線（ＥＧＲ作動）、６３０，６４０ 低振動領域、７００，７１０ 境界線、７５０ 所定の動作領域（所定領域）、Ａｃｃ アクセル開度、ＮＲ１ エンジン回転数領域、Ｎｒ 共振回転数、Ｐ 大気圧、Ｔ 外気温度、Ｔｓ，Ｔｓ♯ 所要時間（Ｄスロットル閉動作）。

Claims (5)

1. 燃焼室からの排気通路に設けられるタービンと前記燃焼室への吸気通路に設けられるコンプレッサとを含むターボチャージャーと、
   排気還流弁の開弁に応じて排気還流通路を経由して排気ガスの一部を前記吸気通路へ通流させるための排気還流装置と、
   前記吸気通路に介装されたスロットルバルブと、
   エンジン動作点が所定領域内に含まれた状態からアクセル操作量の減少に伴ってエンジン回転数が低下するエンジン減速を検知したときに、前記排気還流弁を閉状態とする第１の制御および前記燃焼室内への吸入空気量を減少させる第２の制御の少なくとも一方を実行するための制御装置とを備え、
   前記所定領域は、車体の共振周波数に対応する所定のエンジン回転数領域に対応して予め設定される、エンジン。
2. 前記燃焼室内に発生させる吸気スワールを制御するための吸気絞り弁をさらに備え、
   前記第２の制御は、前記吸気絞り弁を閉状態に維持する制御と、前記アクセル操作量の減少に応じた前記スロットルバルブの閉速度を前記第２の制御の非実行時よりも上昇させる制御との少なくとも一方を含む、請求項１記載のエンジン。
3. 前記第２の制御は、前記アクセル操作量の減少に応じた前記スロットルバルブの閉速度を前記第２の制御の非実行時よりも上昇させる制御を含む、請求項１記載のエンジン。
4. 前記制御装置は、前記第１および第２の制御の少なくとも一方の実行中に前記アクセル操作量の増加を検知すると、実行中の前記少なくとも一方の制御を終了する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン。
5. 前記所定領域は、前記所定のエンジン回転数領域であって、かつ、エンジントルクが所定よりも高い領域に設定される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジン。

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