JP7047731B2 - 内燃機関システム - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関システムに関し、より詳細には、可変動弁機構を利用して圧縮開放ブレーキを行う内燃機関システムに関する。

車両のアクセルペダルがオフとされた場合にエンジンブレーキを強化するための手段として、可変動弁機構を活用した圧縮開放ブレーキが知られている。この圧縮開放ブレーキは、通常運転時（燃料噴射を実行して内燃機関が燃焼を行っている時）と異なるタイミングで排気弁を開閉することでエンジンブレーキを強化するものである。そのうえで、特許文献１には、圧縮開放ブレーキによるエンジンブレーキ力を、可変動弁機構を利用して可変とする技術が開示されている。より具体的には、特許文献１に記載の内燃機関は、複数のカムの中から１つのカムを選択して排気弁を駆動することで当該排気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構と、排気カムシャフトの位相を通常の運転状態に対応した位相とエンジンブレーキ状態に対応した位相との間で変更可能な可変動弁機構とを備えている。そのうえで、エンジンブレーキ要求時には、これら２つの可変動弁機構が、要求エンジンブレーキ力に応じた位相及びリフト量が得られるように制御される。その結果、圧縮開放ブレーキによるエンジンブレーキ力を制御することができる。

特開２００８－１５７１９５号公報

上述の圧縮開放ブレーキが利用されると、圧縮行程における筒内ガスの圧縮後に膨張行程又は圧縮行程において排気弁が開かれることによって、圧縮されている筒内ガスが排気通路に勢いよく流出する。また、その後に排気弁が閉じている排気行程中に筒内ガスが圧縮された後に吸気弁が開かれる。その結果、圧縮されている筒内ガスが吸気通路に勢いよく流出する。ここで、排気通路にはマフラー等の消音器が配置されている。このため、圧縮行程において圧縮された筒内ガスが排気通路に流出する際に生じる音は、車両の乗員に伝わりにくい。一方、吸気通路にはそのような消音器は通常備えられない。このため、排気行程において圧縮された筒内ガスが吸気通路に流出する際に生じる音は、相対的に乗員に伝わり易いといえる。乗員の快適性を良好に確保するためには、後者の音を極力小さくすることが望まれる。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、排気行程において圧縮された筒内ガスが吸気通路に流出する際に生じる音を抑制しつつ、圧縮開放ブレーキを利用してエンジンブレーキ力を高めることができる内燃機関システムを提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関システムは、
燃料噴射弁と、
排気弁の開き時期及び閉じ時期、並びに吸気弁の開き時期のうちの少なくとも前記排気弁の開き時期及び閉じ時期を可変とする可変動弁機構と、
前記燃料噴射弁及び前記可変動弁機構を制御する制御装置と、
を備える。
前記制御装置は、アクセルペダルがオフとされた場合に、
燃料噴射を停止するように前記燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、
前記燃料噴射の実行中と比べて、前記排気弁の開き時期及び前記排気弁の閉じ時期を早めるように前記可変動弁機構を制御するエンジンブレーキ強化処理と、
を実行する。
前記エンジンブレーキ強化処理は、圧縮行程における筒内ガスの圧縮に伴う第１圧縮仕事よりも排気行程における筒内ガスの圧縮に伴う第２圧縮仕事が小さくなるように、前記排気弁の閉じ時期及び前記吸気弁の開き時期のうちの少なくとも一方を調整する騒音低減処理を含む。

前記騒音低減処理は、膨張下死点に対する前記排気弁の閉じ時期の遅角量の調整によって、前記第１圧縮仕事よりも前記第２圧縮仕事を小さくしてもよい。

前記騒音低減処理は、排気上死点に対する前記吸気弁の開き時期の進角量の調整によって、前記第１圧縮仕事よりも前記第２圧縮仕事を小さくしてもよい。

本発明によれば、アクセルペダルがオフとされた場合には、燃料カット処理とともに、騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理が実行される。騒音低減処理によれば、第１圧縮仕事よりも第２圧縮仕事が小さくなるように、排気弁の閉じ時期及び吸気弁の開き時期のうちの少なくとも一方が調整される。これにより、吸気弁が開いた時の筒内圧と吸気通路の圧力との差を、排気弁が開いた時の筒内圧と排気通路の圧力との差よりも小さくすることができる。このため、本発明によれば、排気行程において圧縮された筒内ガスが吸気通路に流出する際に生じる音を抑制しつつ、圧縮開放ブレーキを利用してエンジンブレーキ力を高めることができる。

本発明の実施の形態１に係る内燃機関システムの構成例を説明するための図である。 圧縮開放ブレーキの動作原理を説明するための図である。 圧縮開放ブレーキの実現のために用いられる従来の吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。 図３に示す吸排気バルブタイミングの下で圧縮開放ブレーキが行われている比較例における吸排気バルブタイミングと筒内圧との関係を表した図である。 本発明の実施の形態１に係る騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理において用いられる吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。 図５に示す吸排気バルブタイミングの下で圧縮開放ブレーキが行われている例（実施の形態）における吸排気バルブタイミングと筒内圧との関係を、図４に示す比較例と対比して説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るアクセルオフ時のエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理において用いられる吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。 図８に示す吸排気バルブタイミングの下で圧縮開放ブレーキが行われている例（実施の形態２）における吸排気バルブタイミングと筒内圧との関係を、図４に示す比較例と対比して説明するための図である。 本発明の実施の形態３に係る騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理において用いられる吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１
まず、図１～図７を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。

１－１．内燃機関システムの構成例
図１は、本発明の実施の形態１に係る内燃機関システム１０の構成例を説明するための図である。図１に示す内燃機関システム１０は、４ストローク型のレシプロエンジンである内燃機関１２を備えている。内燃機関１２は、一例として、火花点火式の内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）であり、車両に搭載され、その動力源として用いられる。なお、内燃機関１２は、一例として直列４気筒型エンジンであるが、内燃機関１２の気筒数及び気筒配置は特に限定されない。また、本発明に係る内燃機関システムが備える内燃機関は、火花点火式に代え、圧縮着火式であってもよい。

内燃機関１２の各気筒１４には、ピストン１６が配置されている。ピストン１６は、気筒１４の内部を往復移動する。各気筒１４（燃焼室）には、吸気通路１８及び排気通路２０が連通している。吸気通路１８の入口には、エアクリーナ２２が設けられている。エアクリーナ２２よりも下流側の吸気通路１８には、電子制御式のスロットルバルブ２４が配置されている。

また、内燃機関１２は、燃料噴射弁２６と点火装置２８とを備えている。燃料噴射弁２６は、各気筒１４に配置され、気筒１４内（燃焼室内）に直接燃料を噴射する。なお、燃料噴射弁２６に代え、或いはそれとともに、吸気通路１８の吸気ポート１８ａに燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられてもよい。

吸気ポート１８ａは、吸気弁３０により開閉される。吸気弁３０は、吸気可変動弁機構３２により駆動される。吸気可変動弁機構３２は、一例として、クランク軸３４の回転位相に対する吸気カム軸（図示省略）の回転位相を変更可能な可変バルブタイミング機構であり、以下、「吸気ＶＶＴ３２」とも称する。吸気ＶＶＴ３２は、例えば、電動式又は油圧式である。吸気ＶＶＴ３２によれば、吸気弁３０の作用角（開弁期間（より詳細には、吸気弁３０が開いているクランク角度幅））を固定としつつ当該吸気弁３０の開閉時期（開弁期間の位相）を所定の制御範囲内で連続的に変更できる。吸気カム軸の周囲には、吸気カム軸の回転位相（吸気カム角）に応じた信号を出力する吸気カム角センサ３６が配置されている。

排気通路２０の排気ポート２０ａは、排気弁３８により開閉される。排気弁３８は、排気可変動弁機構４０により駆動される。排気可変動弁機構４０も、一例として、吸気ＶＶＴ３２と同様の可変バルブタイミング機構であり、以下、「排気ＶＶＴ４０」とも称する。排気カム軸（図示省略）の周囲には、排気カム軸の回転位相（排気カム角）に応じた信号を出力する排気カム角センサ４２が配置されている。また、排気通路２０には、排気ガス流れの上流側から順に、任意の数の排気浄化触媒４４、及びマフラー４６が配置されている。

本実施形態の内燃機関システム１０は、さらに、内燃機関１２を制御する制御装置５０を備えている。制御装置５０は、プロセッサ５０ａとメモリ５０ｂとを有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。メモリ５０ｂは、内燃機関１２を制御するためのプログラムを記憶している。プロセッサ５０ａは、メモリ５０ｂからプログラムを読み出して実行する。なお、制御装置５０は、複数のＥＣＵから構成されていてもよい。

制御装置５０は、各種センサからセンサ信号を取り込む。各種センサは、上述の吸気カム角センサ３６及び排気カム角センサ４２に加え、例えば、クランク角センサ５２及びアクセルポジションセンサ５４を含む。クランク角センサ５２は、クランク角θに応じた信号を出力する。制御装置５０は、クランク角センサ５２からの信号を用いてエンジン回転速度を算出できる。アクセルポジションセンサ５４は、内燃機関１２を搭載する車両のアクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力する。また、プロセッサ５０ａは、取り込まれたセンサ信号を用いて各種プログラムを実行し、上述のアクチュエータ（スロットルバルブ２４、燃料噴射弁２６、点火装置２８、吸気ＶＶＴ３２及び排気ＶＶＴ４０）を操作するための操作信号を出力する。

１－２．アクセルぺダルオフ時のエンジン制御
本実施形態では、車両の運転者によってアクセルペダルがオフとされた場合、制御装置５０は、スロットルバルブ２４を閉じるとともに、後述の所定の実行条件（後述のステップＳ１０２及びＳ１０６参照）が満たされることを条件として、「燃料カット処理」及び「エンジンブレーキ強化処理」を実行する。燃料カット処理によれば、燃料噴射を停止するように各気筒１４の燃料噴射弁２６が制御される。エンジンブレーキ強化処理によれば、アクセルペダルオフ（以下、「アクセルオフ」と略する）時（すなわち、車両減速時）のエンジンブレーキ力を強化するために、排気ＶＶＴ４０の利用による「圧縮開放ブレーキ」が実行される。

１－２－１．圧縮開放ブレーキの動作原理
図２は、圧縮開放ブレーキの動作原理を説明するための図である。図３は、圧縮開放ブレーキの実現のために用いられる従来の吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。図３に示す吸排気バルブタイミングによれば、排気弁は、膨張行程の初期において開かれた後に排気行程の中期において閉じられ、一方、吸気弁は、吸気行程初期において開かれた後に圧縮行程の中期において閉じられている。なお、図３に示す吸排気バルブタイミングは、前提とする圧縮開放ブレーキの動作原理の説明のために引用するものである（実施の形態１に対する比較例）。したがって、本実施形態において最終的に用いられる（換言すると、図５を参照して後述する「騒音低減処理」を伴う「エンジンブレーキ強化処理」による）吸排気バルブタイミングとは異なる。

圧縮開放ブレーキを利用せずにアクセルオフに伴って燃料噴射が停止された車両減速時（通常の車両減速時）においては、圧縮行程における筒内ガスの圧縮に伴う圧縮仕事が行われる。すなわち、内燃機関の１サイクル（吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程）中に一度の圧縮仕事が行われる。これに対し、圧縮開放ブレーキを伴う車両減速時には、図２に示すように、エンジンブレーキ力の強化のために、１サイクル中に二度の圧縮仕事（以下の第１及び第２圧縮仕事）が行われることになる。

具体的には、吸気行程中に筒内に取り入れられた新気（筒内ガス）が、吸気弁の閉弁後の圧縮行程中において圧縮される。そして、圧縮された筒内ガスは、図２に示す例では膨張行程の初期において排気弁が開かれることにより排気通路に排出され、その結果、圧縮仕事が発生する。以下、説明の便宜上、圧縮行程における筒内ガスの圧縮に伴う圧縮仕事のことを、「第１圧縮仕事」と称する。なお、第１圧縮仕事を得るための排気弁の閉じ時期ＥＶＣは、膨張行程に代え、圧縮行程（例えば、圧縮上死点直前）に設定されていてもよい。

また、圧縮された筒内ガスが膨張行程の初期において開放された後の膨張行程においては、図２に示すように、排気通路に排出された空気が再び筒内に吸入される。このように再吸入された空気（筒内ガス）は、その後の排気行程の中期において排気弁が閉じられた後に圧縮される。そして、圧縮された筒内ガスは、吸気行程の初期において吸気弁が開かれることにより吸気通路に排出され、その結果、圧縮仕事が発生する。以下、説明の便宜上、排気行程における筒内ガスの圧縮に伴う圧縮仕事のことを、「第２圧縮仕事」と称する。

図４は、図３に示す吸排気バルブタイミングの下で圧縮開放ブレーキが行われている比較例における吸排気バルブタイミングと筒内圧との関係を表した図である。図４の横軸はクランク角θである。図４中に一点鎖線で示す排気弁のリフトカーブは、通常運転時（燃料噴射を実行して内燃機関が燃焼を行っている時）に用いられるリフトカーブの一例である。圧縮開放ブレーキの利用時には、図４に示すように、通常運転時と比べて、排気弁の開き時期及び排気弁の閉じ時期が早められる。

図４中に二点鎖線で示す筒内圧の波形は、それぞれ、圧縮行程又は排気行程における筒内ガスの圧縮後に排気弁又は吸気弁が開かれなかったとした場合の筒内圧の波形に相当する。このように排気弁又は吸気弁が開かれなかった場合には、図４に示すように、これらが開かれた場合（圧縮された筒内ガスが開放される場合（実線））と比べて、筒内圧が緩やかに低下していく。この場合には、圧縮行程又は排気行程において圧縮された筒内ガスの圧縮圧は、その後の膨張行程又は吸気行程においてピストンが下降するのを補助するように作用することになる。

これに対し、膨張行程又は吸気行程において排気弁又は吸気弁が開かれると、図４中に実線で示すように、圧縮された筒内ガスが勢いよく排気通路又は吸気通路に流出するため、筒内圧が速やかに低下していく。この場合には、圧縮行程又は排気行程において圧縮された筒内ガスの圧縮圧は、気筒の外部に開放されるのでその後の膨張行程又は吸気行程においてピストンが下降するのを補助するためには使用されない。換言すると、排気弁又は吸気弁を開くことによって筒内ガスの圧縮圧を外部に開放することによって、エンジンブレーキ力となる第１及び第２圧縮仕事が得られることになる。

付け加えると、圧縮仕事の大きさは、典型的には、筒内圧Ｐと筒内容積Ｖとの関係を表すＰ－Ｖ線図によって表すことができる。より詳細には、ピストンが下死点から次の下死点に移動するまでのクランク角期間（下死点から上死点に向かう過程で筒内ガスの圧縮が行われ、かつ、その後に上死点から下死点に戻るまで）と対応するＰ－Ｖ線図上の領域の面積が、圧縮仕事の大きさに相当する。ここでは、Ｐ－Ｖ線図自体の図示は省略するが、当該領域は、図４（後述の図６、９も同様）のようなＰ－θ線図上でも把握できる。すなわち、図４中に二点鎖線で表された膨張行程の筒内圧波形は、実線で表された圧縮行程の筒内圧波形に対し、Ｐ－θ線図上で圧縮上死点（ＴＤＣ）を基準として線対称な波形となる。そして、ピストンが吸気下死点から次の膨張下死点に移動するまでのクランク角期間におけるＰ－Ｖ線図は、圧縮上死点を基準としてＰ－θ線図の圧縮行程及び膨張行程の部分を折り返すことにより得られる。したがって、第１圧縮仕事の大きさは、図４中に示すハッチング部の面積によって表すことができる。このことは、図４に示すように、排気行程及び吸気行程を対象とする第２圧縮仕事の大きさについても同様である。

１－２－２．圧縮開放ブレーキの利用時の課題
内燃機関の排気通路には、マフラー等の消音器が配置されている。このため、圧縮行程において圧縮された筒内ガスが排気通路に流出する際に生じる音は、車両の乗員に伝わりにくい。より詳細には、図１に示す排気通路２０の例では、マフラー４６とともに排気浄化触媒４４も、上記の音を抑制するように作用する。一方、吸気通路にはそのような消音器は通常備えられない。このため、排気行程において圧縮された筒内ガスが吸気通路に流出する際に生じる音は、相対的に乗員に伝わり易いといえる。乗員の快適性を良好に確保するためには、後者の音を極力小さくすることが望まれる。

１－２－３．実施の形態１の騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理
上述のような圧縮開放ブレーキを利用する本実施形態の「エンジンブレーキ強化処理」によれば、燃料噴射の実行中（通常運転時）と比べて、膨張行程における排気弁３８の開き時期ＥＶＯ及び排気行程における排気弁３８の閉じ時期ＥＶＣを早めるように排気ＶＶＴ４０が制御される。

そのうえで、上述の課題に鑑み、本エンジンブレーキ強化処理は、次のような「騒音低減処理」を伴って実行される。この騒音低減処理によれば、圧縮行程における筒内ガスの圧縮に伴う第１圧縮仕事よりも排気行程における筒内ガスの圧縮に伴う第２圧縮仕事が小さくなるように排気弁３８の閉じ時期ＥＶＣが調整される。

図５は、本発明の実施の形態１に係る騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理において用いられる吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。なお、図５に示すように、吸気弁３０のバルブタイミングは、一例として、図３に示す比較例の吸気弁のバルブタイミングと同じである。

図３と図５とを比較すると分かるように、図５に示す例（実施の形態１）における排気弁３８の閉じ時期ＥＶＣは、図３に示す比較例における閉じ時期ＥＶＣと比べて遅角される。より具体的には、膨張下死点に対する閉じ時期ＥＶＣの遅角量が増やされる。その結果、排気行程における排気弁３８の開弁中に排気通路２０に排出されるガスの量が増えるので、その後の排気行程において圧縮される筒内ガスの量が減少する。また、閉じ時期ＥＶＣが遅角されることによって排気行程中に筒内ガスが圧縮されるクランク角期間が短くなる。

図６は、図５に示す吸排気バルブタイミングの下で圧縮開放ブレーキが行われている例（実施の形態）における吸排気バルブタイミングと筒内圧との関係を、図４に示す比較例と対比して説明するための図である。

本実施形態の騒音低減処理を伴う図５に示す吸排気バルブタイミングによれば、図４に示す比較例と比べて排気弁３８の閉じ時期ＥＶＣが遅角される。その結果、騒音低減処理が用いられた場合において排気行程中に圧縮が開始されるクランク角θ２は、比較例におけるクランク角θ１と比べて遅角される。また、騒音低減処理が用いられた場合には、上述のように、排気行程において圧縮されるガスの量は、図４に示す比較例における圧縮ガス量と比べて減少する。このため、図６中の実線と破線の筒内圧波形を比較すると分かるように、騒音低減処理が用いられた場合には、比較例と比べて、排気行程における筒内ガスの圧縮による筒内圧の上昇レベルが低下し、それに伴い、第２圧縮仕事（ハッチング部の面積）が小さくなる。

本実施形態の騒音低減処理において用いられる閉じ時期ＥＶＣの遅角量（膨張下死点に対する遅角量）は、上述のように実現される第２圧縮仕事の低減を利用して当該第２圧縮仕事が第１圧縮仕事よりも小さくなるように決定されている。付け加えると、閉じ時期ＥＶＣの変化と連動して開き時期ＥＶＯが変化する排気ＶＶＴ４０が用いられる例では、開き時期ＥＶＯの変化をも考慮して、第２圧縮仕事が第１圧縮仕事よりも小さくなるように閉じ時期ＥＶＣの遅角量が決定される。

１－２－３．制御装置による処理
図７は、本発明の実施の形態１に係るアクセルオフ時のエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。制御装置５０は、本ルーチンの処理を、内燃機関１２の運転中に繰り返し実行する。

図７に示すルーチンでは、制御装置５０は、まず、ステップＳ１００において、アクセルポジションセンサ５４を用いて、アクセルペダルがオフとされたか否かを判定する。その結果、ステップＳ１００の判定結果が否定的となる場合（すなわち、車両減速時ではない場合）には、制御装置５０は、今回の処理サイクルを終了する。

一方、ステップＳ１００の判定結果が肯定的である場合には、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、制御装置５０は、所定の燃料カット処理実行条件が満たされるか否かを判定する。燃料カット処理実行条件は、例えば、アクセルペダルがオフとされたときにエンジン回転速度が所定値以上であることを含む。また、内燃機関１２とともに電動機を動力源として備えるハイブリッド車両の例では、燃料カット処理実行条件は、例えば、エンジン停止が可能であることを含んでもよい。

ステップＳ１０２の判定結果が否定的である場合には、制御装置５０は、今回の処理サイクルを終了する。一方、この判定結果が肯定的である場合には、処理はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、制御装置５０は、上述の燃料カット処理を実行する。その後、処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、制御装置５０は、所定のエンジンブレーキ強化処理実行条件が満たされるか否かを判定する。エンジンブレーキ強化処理実行条件は、例えば、燃料カット処理の実行に伴うエンジン回転速度の上昇を抑制する要求があることを含む。また、上記ハイブリッド車両の例では、エンジンブレーキ強化処理実行条件は、例えば、回生ブレーキを利用できない時であることを含む。

ステップＳ１０６の判定結果が否定的である場合には、制御装置５０は、今回の処理サイクルを終了する。一方、この判定結果が肯定的である場合には、処理はステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、制御装置５０は、上述の騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理を実行する。より詳細には、制御装置５０のメモリ５０ｂには、本エンジンブレーキ強化処理で用いられる排気弁３８の閉じ時期ＥＶＣの目標値が事前に決定されて記憶されている。制御装置５０は、クランク角センサ５２及び排気カム角センサ４２を利用して取得される実際の閉じ時期ＥＶＣが目標値と等しくなるように排気ＶＶＴ４０を制御する。

１－３．効果
以上説明したように、実施の形態１に係る騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理によれば、圧縮開放ブレーキを利用してエンジンブレーキ力を高める際に、第１圧縮仕事（圧縮行程～膨張行程）よりも第２圧縮仕事（排気行程～吸気行程）が小さくなるように、排気弁３８の閉じ時期ＥＶＣが調整される。その結果、吸気弁３０が開いた時の筒内圧と吸気通路１８の圧力との差を、排気弁３８が開いた時の筒内圧と排気通路２０の圧力との差よりも小さくすることができる。このため、吸気弁３０が開くことに伴って発生する音を低減しつつ、アクセルオフ時にエンジンブレーキ力を高めることが可能となる。

２．実施の形態２
次に、図８及び図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。以下の説明では、実施の形態２に係る内燃機関システム１０のハードウェア構成の一例として、図１に示す構成が用いられているものとする。このことは、後述の実施の形態３についても同様である。

２－１．実施の形態２の騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理
実施の形態２に係るエンジンブレーキ強化処理は、「騒音低減処理」の内容が以下のように異なる点において、実施の形態１に係るエンジンブレーキ強化処理と相違している。

図８は、本発明の実施の形態２に係る騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理において用いられる吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。本実施形態の騒音低減処理は、排気弁３８の閉じ時期ＥＶＣの遅角に代え、吸気弁３０の開き時期ＩＶＯの進角を利用する点において、実施の形態１の騒音低減処理と相違している。

具体的には、図８に示すように、吸気弁３０は、排気行程における排気弁３８の閉弁に伴う筒内ガスの圧縮後の排気行程中に開かれる。換言すると、吸気弁３０の開き時期ＩＶＯは、排気行程において排気弁３８と吸気弁３０とが共に閉じている負のバルブオーバーラップ期間を確保しつつ、排気上死点よりも進角される。なお、図８に示す排気弁３８のバルブタイミングは、一例として、図３に示す比較例の排気弁のバルブタイミングと同じである。

図９は、図８に示す吸排気バルブタイミングの下で圧縮開放ブレーキが行われている例（実施の形態２）における吸排気バルブタイミングと筒内圧との関係を、図４に示す比較例と対比して説明するための図である。

本実施形態の騒音低減処理に従って吸気弁３０の開き時期ＩＶＯが排気上死点よりも進角されると、排気行程における筒内ガスの圧縮の途中で吸気弁３０が開いて圧縮圧が吸気通路１８に逃がされることになる。このため、図９中の実線と破線の筒内圧波形を比較すると分かるように、本実施形態の騒音低減処理によっても、図４に示す比較例と比べて、排気行程における筒内ガスの圧縮による筒内圧の上昇レベルが低下し、それに伴い、第２圧縮仕事（ハッチング部の面積）が小さくなる。

本実施形態の騒音低減処理において用いられる開き時期ＩＶＯの進角量（排気上死点に対する進角量）は、上述のように実現される第２圧縮仕事の低減を利用して当該第２圧縮仕事が第１圧縮仕事よりも小さくなるように決定されている。付け加えると、開き時期ＩＶＯの変化と連動して閉じ時期ＩＶＣが変化する吸気ＶＶＴ３２が用いられる例では、閉じ時期ＩＶＣの変化をも考慮して、第２圧縮仕事が第１圧縮仕事よりも小さくなるように開き時期ＩＶＯの進角量が決定される。

なお、本実施形態のエンジンブレーキ強化処理を実行するためのルーチンの処理は、実施の形態１の図７に示すルーチンの処理と同様の考え方に基づいて行えるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。

２－２．効果
以上説明したように、実施の形態２に係る騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理によれば、圧縮開放ブレーキを利用してエンジンブレーキ力を高める際に、第１圧縮仕事（圧縮行程～膨張行程）よりも第２圧縮仕事（排気行程～吸気行程）が小さくなるように、吸気弁３０開き時期ＩＶＯが調整される。このような開き時期ＩＶＯの調整によっても、吸気弁３０が開いた時の筒内圧と吸気通路１８の圧力との差を、排気弁３８が開いた時の筒内圧と排気通路２０の圧力との差よりも小さくすることができる。このため、本実施形態においても、吸気弁３０が開くことに伴って発生する音を低減しつつ、アクセルオフ時にエンジンブレーキ力を高めることが可能となる。

３．実施の形態３
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３に係るエンジンブレーキ強化処理は、「騒音低減処理」の内容が以下のように異なる点において、実施の形態１及び２に係るエンジンブレーキ強化処理と相違している。

図１０は、本発明の実施の形態３に係る騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理において用いられる吸排気バルブタイミングの一例を表した図である。本実施形態の騒音低減処理では、第１圧縮仕事よりも第２圧縮仕事を小さくするために、図１０に示すように、実施の形態１において説明した排気弁３８の閉じ時期ＥＶＣの遅角と、実施の形態２において説明した吸気弁３０の開き時期ＩＶＯの進角とが利用される。このように実施の形態１及び２に係る手法を組み合わせた対策が、吸気弁３０が開くことによって発生する音を低減しつつエンジンブレーキ力を高めるために実行されてもよい。

４．可変動弁機構の他の例
上述した実施の形態１～３においては、吸気可変動弁機構（吸気ＶＶＴ）３２及び排気可変動弁機構（排気ＶＶＴ）４０が本発明に係る「可変動弁機構」の一例に相当する。しかしながら、本発明に係る「可変動弁機構」は、騒音低減処理を伴うエンジンブレーキ強化処理において求められるバルブの動作を行えるものであれば、吸気ＶＶＴ３２及び排気ＶＶＴ４０のような「作用角固定型」の機構に代え、バルブの作用角を連続的に可変とする「作用角可変型」の機構であってもよい。

具体的には、吸気弁の早開きを利用する騒音低減処理（実施の形態２）の他の例では、作用角可変型の機構を利用することにより、吸気弁の閉じ時期ＩＶＣを変更せずに開き時期ＩＶＯが排気上死点に対して進角されてもよい。また、排気弁の駆動のために作用角可変型の機構を利用する他の例では、通常運転時の排気弁のバルブタイミングに対して作用角を変更しつつ、騒音低減処理の実行のために開き時期ＥＶＯ及び閉じ時期ＥＶＣがそれぞれ変更されてもよい。

また、排気弁の遅閉じを利用する騒音低減処理（実施の形態１）を実行するうえでは、吸気弁の開き時期ＩＶＯを可変とする機構を備えることは必須ではない。このため、この騒音低減処理を実行する内燃機関システムの他の例では、吸気ＶＶＴ３２及び排気ＶＶＴ４０の双方を備える内燃機関１２に代え、例えば、吸気ＶＶＴ３２を備えずに排気ＶＶＴ４０を備える内燃機関が用いられてもよい。

さらに、本発明に係る可変動弁機構の例は、吸気ＶＶＴ３２等のような、クランク軸の回転位相に対するカム軸の回転位相を変更可能な可変バルブタイミング機構に限られない。すなわち、本発明に係る可変動弁機構の他の例は、バルブ（吸気弁又は排気弁）を駆動するカムを、カムプロフィールの異なる複数のカムの中から選択する方式の機構であってもよい。具体的には、例えば、カムシャフトの軸方向において複数のカムの位置をシフト可能な機構を備えることによりバルブを駆動するカムを切り替え可能な機構が用いられてもよい。また、例えば、複数のカムとそれぞれ連動して動作する複数のロッカーアームを備え、バルブの駆動のために用いられるロッカーアームを上記複数のロッカーアームの中から選択することにより、バルブを駆動するカムを切り替え可能な機構が用いられてもよい。

以上説明した各実施の形態に記載の例及び他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。

１０ 内燃機関システム
１２ 内燃機関
１４ 気筒
１６ ピストン
１８ 吸気通路
２０ 排気通路
２６ 燃料噴射弁
３０ 吸気弁
３２ 吸気可変動弁機構（吸気ＶＶＴ）
３４ クランク軸
３６ 吸気カム角センサ
３８ 排気弁
４０ 排気可変動弁機構（排気ＶＶＴ）
４２ 排気カム角センサ
４４ 排気浄化触媒
４６ マフラー
５０ 制御装置
５２ クランク角センサ
５４ アクセルポジションセンサ

Claims (3)

1. 燃料噴射弁と、
   排気弁の開き時期及び閉じ時期、並びに吸気弁の開き時期のうちの少なくとも前記排気弁の開き時期及び閉じ時期を可変とする可変動弁機構と、
   前記燃料噴射弁及び前記可変動弁機構を制御する制御装置と、
   を備える内燃機関システムであって、
   前記制御装置は、アクセルペダルがオフとされた場合に、
   燃料噴射を停止するように前記燃料噴射弁を制御する燃料カット処理と、
   前記燃料噴射の実行中と比べて、前記排気弁の開き時期及び前記排気弁の閉じ時期を早めるように前記可変動弁機構を制御するエンジンブレーキ強化処理と、
   を実行し、
   前記エンジンブレーキ強化処理は、圧縮行程における筒内ガスの圧縮に伴う第１圧縮仕事よりも排気行程における筒内ガスの圧縮に伴う第２圧縮仕事が小さくなるように、前記排気弁の閉じ時期及び前記吸気弁の開き時期のうちの少なくとも一方を調整する騒音低減処理を含む
   ことを特徴とする内燃機関システム。
2. 前記騒音低減処理は、膨張下死点に対する前記排気弁の閉じ時期の遅角量の調整によって、前記第１圧縮仕事よりも前記第２圧縮仕事を小さくする
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関システム。
3. 前記騒音低減処理は、排気上死点に対する前記吸気弁の開き時期の進角量の調整によって、前記第１圧縮仕事よりも前記第２圧縮仕事を小さくする
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関システム。

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