WO2012042635A1 - 圧縮着火式内燃機関の制御装置 - Google Patents

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WO2012042635A1
WO2012042635A1 PCT/JP2010/067078 JP2010067078W WO2012042635A1 WO 2012042635 A1 WO2012042635 A1 WO 2012042635A1 JP 2010067078 W JP2010067078 W JP 2010067078W WO 2012042635 A1 WO2012042635 A1 WO 2012042635A1
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valve
control
injection
internal combustion
combustion engine
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PCT/JP2010/067078
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橋詰剛
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a control device for a compression ignition type internal combustion engine.
  • JP 2003-97329 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-274088 JP 2007-177773 A JP 2001-55947 A
  • pilot spray When a swirl flow is formed in the combustion chamber, the spray of fuel injected by pilot injection (pilot spray) is affected by the swirl flow until the main injection is executed. Specifically, when the swirl flow is strong, the pilot spray is likely to flow far. In addition, when the swirl flow is weak, it is difficult to flow far away.
  • the positional relationship between the pilot spray when the main injection is performed and the fuel spray (main spray) injected by the main injection differs depending on the strength of the swirl flow.
  • the strength of the swirl flow varies depending on the valve lift amount of the intake valve. This is because the amount of air flowing into the combustion chamber differs.
  • the present invention provides a valve operating device that can change the valve opening period and valve lift amount of an intake valve, and performs pilot injection in a compression-loading internal combustion engine in which a swirl flow is formed in a combustion chamber.
  • An object of the present invention is to provide a control apparatus for a compression-loading internal combustion engine that can inject fuel appropriately.
  • the present invention relates to an intake valve provided for a combustion chamber in which a swirl flow is formed, a valve operating device capable of changing a valve opening period and a valve lift amount of the intake valve, and fuel for injecting fuel into the combustion chamber
  • a control device for a compression ignition type internal combustion engine comprising adjusting means for adjusting a time interval.
  • the present invention provides a first control in which the control means controls the valve operating apparatus so as to lengthen a valve opening period of the intake valve and increase a valve lift amount when accelerating the compression-loading internal combustion engine.
  • the adjusting means is configured to adjust the time interval and shorten the time interval when the control means performs the first control.
  • the present invention provides the intake valve when the cooling water temperature of the compression ignition internal combustion engine is lower than a predetermined value, when the outside air temperature is lower than a predetermined value, or when the atmospheric pressure is lower than a predetermined value.
  • the control means performs the second control
  • the second control for controlling the valve operating device is performed so that the valve opening period is shortened and the valve lift amount is decreased. It is preferable that the time interval is adjusted to increase the time interval.
  • the present invention is preferably configured such that the injection control means reduces the fuel injection amount of the pilot injection when the control means performs the first control.
  • the present invention is preferably configured such that the injection control means increases the fuel injection amount of the pilot injection when the control means performs the second control.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of the engine 50 and its surroundings.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the engine 50.
  • FIG. 3 is a valve layout diagram of the engine 50.
  • Each component shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle.
  • the intake system 10 includes an air flow meter 11, an intercooler 12, and an intake manifold 13.
  • the air flow meter 11 measures the intake air amount GA.
  • the intercooler 12 cools the intake air.
  • the intake manifold 13 distributes intake air to the cylinders 51a of the engine 50.
  • the exhaust system 20 includes an exhaust manifold 21 and a catalyst 22.
  • the exhaust manifold 21 merges exhaust from each cylinder 51a into one exhaust passage on the downstream side.
  • the catalyst 22 purifies the exhaust.
  • the supercharger 30 is an exhaust driving supercharger and supercharges intake air to the engine 50.
  • the supercharger 30 includes a compressor unit 31 and a turbine unit 32.
  • the compressor unit 31 is provided in the intake system 10, and the turbine unit 32 is provided in the exhaust system 20.
  • Engine 50 is a compression ignition internal combustion engine (diesel engine). As shown in FIG. 2, the engine 50 includes a cylinder block 51, a cylinder head 52, a piston 53, an intake valve 54, an exhaust valve 55, a fuel injection valve 56, and an intake side VVT (Variable Valve Timing) 57. It has.
  • VVT Variariable Valve Timing
  • the cylinder block 51 is formed with a cylinder 51a.
  • a piston 53 is accommodated in the cylinder 51a.
  • a cylinder head 52 is fixed to the upper surface of the cylinder block 51.
  • the combustion chamber 59 is formed as a space surrounded by the cylinder block 51, the cylinder head 52 and the piston 53.
  • the cylinder head 52 has an intake port 52a and an exhaust port 52b.
  • An intake valve 54 and an exhaust valve 55 are provided.
  • the intake port 52 a guides intake air to the combustion chamber 59, and the exhaust port 52 b exhausts gas from the combustion chamber 59.
  • the intake valve 54 opens and closes the intake port 52a, and the exhaust valve 55 opens and closes the exhaust port 52b.
  • the engine 50 is specifically provided with intake ports 52aA and 52aB as intake ports 52a.
  • the intake ports 52aA and 52aB are, for example, tangential ports and helical ports.
  • the intake ports 52aA and 52aB serve as intake introduction means for introducing intake air so as to generate a swirl flow in the combustion chamber 59.
  • the intake air introduction means may be, for example, an intake port provided with an airflow control valve capable of generating a swirl flow.
  • the cylinder head 52 is provided with a fuel injection valve 56 and an intake side VVT 57.
  • the fuel injection valve 56 directly injects fuel into the cylinder.
  • the intake side VVT 57 changes the valve opening period (working angle) and the valve lift amount of the intake valve 54.
  • FIG. 4 is a view showing a fuel injection mode of the fuel injection valve 56.
  • the fuel injection valve 56 injects fuel radially toward a plurality of directions. In addition, fuel is injected evenly. As a result, a plurality of fuel sprays F are formed uniformly along the circumferential direction. Specifically, the fuel injection valves 56 uniformly inject fuel at 90 ° intervals along the circumferential direction.
  • FIG. 5 is a view showing a main part of the intake side VVT 57.
  • the intake side VVT 57 includes a control shaft 61, a connection arm 62, a sliding contact arm 70, and a swing cam 80.
  • the control shaft 61 controls the position of the connection arm 62.
  • the sliding arm 70 includes a swing cam contact roller 71, a drive cam contact roller 72, and a connection portion 73.
  • the swing cam contact roller 71 and the drive cam contact roller 72 are rotatably supported by connection pins, respectively.
  • the connection part 73 is rotatably connected to the connection arm 62 by a connection pin.
  • the swing cam 80 is installed above the rocker arm 503 and includes a pair of swing arms 81 arranged on both sides of the connection arm 62.
  • the pair of swing arms 81 are integrated and are rotatably supported by the control shaft 61.
  • the pair of swing arms 81 includes a driven portion 82 that is pushed by the sliding contact arm 70 during sliding contact, and a pair of pressing portions 83 that press the rocker arm 503.
  • the engine 50 includes a drive camshaft 501, a drive cam 502, a rocker arm 503, and a tappet clearance adjustment mechanism 504.
  • the drive camshaft 501 rotates in synchronization with the engine 50.
  • a drive cam 502 is formed on the drive cam shaft 501.
  • the drive cam 502 has a nose portion 502a and a base circle portion 502b.
  • the rocker arm 503 opens the intake valve 54 by pressing the proximal end portion of the intake valve 54 with the valve pressing portion 503a.
  • a tappet clearance adjustment mechanism 504 is provided at the other end of the valve pressing portion 503 a of the rocker arm 503.
  • FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the intake side VVT 57.
  • FIG. 6A shows an operating state when the valve lift amount and the operating angle are minimum.
  • FIG. 6B shows the operating state when the valve lift amount and the operating angle are maximum.
  • the range of the working angle is, for example, 100 ° to 240 °.
  • the intake-side VVT 57 increases the valve lift by rotating the control shaft 61 so that the drive cam 502 approaches and acts. At the same time, the valve opening time is advanced, and the valve closing time is retarded to lengthen the valve opening period. Further, the intake side VVT 57 reduces the valve lift amount by rotating the control shaft 61 so that the drive cam 502 acts apart. At the same time, the valve opening period is retarded and the valve closing period is advanced to shorten the valve opening period.
  • the intake side VVT 57 may further include a valve timing variable mechanism that can change the opening / closing timing of the intake valve 54 by changing the phase of the drive camshaft 501. In this case, for example, the valve lift amount can be changed without changing the valve opening timing or the valve closing timing.
  • the intake side VVT 57 corresponds to a valve gear.
  • the engine 50 is provided with various sensors. Specifically, for example, a crank angle sensor 91 for detecting the crank angle and the engine speed NE is provided. Further, a water temperature sensor 92 for detecting the cooling water temperature of the engine 50 is provided. Further, a position sensor 93 for detecting the valve lift amount of the intake valve 54 by detecting the phase of the control shaft 61 is provided in the intake side VVT 57.
  • the ECU 1A is an electronic control device corresponding to a control device for a compression ignition type internal combustion engine.
  • the ECU 1A includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and an input / output circuit.
  • the ECU 1A includes an atmospheric pressure sensor 94 for detecting the atmospheric pressure, and an accelerator opening for detecting the amount of depression of the accelerator pedal 40 as acceleration request means.
  • Various sensors and switches such as the sensor 95 are electrically connected.
  • Various control objects such as a fuel injection valve 56 and an intake side VVT 57 are electrically connected to the ECU 1A.
  • the engine load KL can be detected by the ECU 1A based on the output of the air flow meter 11, for example.
  • ROM is a configuration for storing programs, map data, and the like in which various processes executed by the CPU are described.
  • Various means are functionally realized in the ECU 1A when the CPU executes processing while using a temporary storage area of the RAM as required based on a program stored in the ROM.
  • the following control means, injection control means, swirl strength calculation means, and adjustment means are functionally realized.
  • the control means controls the intake side VVT 57 so as to change the valve opening period and the valve lift amount of the intake valve 54 according to predetermined conditions.
  • the predetermined condition may be set as appropriate.
  • the control means may further change the opening / closing timing of the intake valve 54 in accordance with a predetermined condition.
  • the injection control means controls the fuel injection valve 56 so as to perform pilot injection and main injection. In pilot injection, a small amount of fuel is injected prior to main injection.
  • the swirl strength calculating means calculates the strength of the swirl flow formed in the combustion chamber 59.
  • the strength of the swirl flow can be expressed by, for example, the number of times the swirl flow rotates during one reciprocation of the piston 53 (swirl ratio). It can also be expressed as a swirl angular velocity that can be calculated based on the swirl ratio.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing swirl ratio map data.
  • the vertical axis represents the swirl ratio, and the horizontal axis represents the valve lift.
  • the swirl ratio is set to increase as the valve lift amount increases.
  • the swirl ratio can be preset by map data in accordance with the valve lift amount for each engine operating state.
  • the engine operating state is, for example, the engine speed NE and the load KL.
  • the swirl strength calculation means reads the corresponding swirl ratio from the map data described above based on the valve lift amount of the intake valve 54 and the engine operating state. Then, the strength of the swirl flow is calculated by calculating the swirl angular velocity based on the read swirl ratio.
  • the swirl angular velocity may be set instead of the swirl ratio in the map data. In this case, the swirl strength can be calculated by directly reading the swirl angular velocity.
  • the adjusting means adjusts the time interval (pilot interval INT) between the pilot injection and the main injection based on the strength of the swirl flow calculated by the swirl strength calculating means. Specifically, the pilot interval INT is adjusted so that the fuel spray (pilot spray) F1 injected by pilot injection at the time of main injection execution is at a predetermined position.
  • the predetermined position is as shown below.
  • FIG. 8 is a diagram showing the position of the pilot spray F1 when the main injection is executed.
  • the arrow S indicates the swirl flow turning direction.
  • the pilot spray F1 is caused to flow in the direction of the arrow S by the swirl flow until the main injection is performed.
  • the position where the fuel spray (main spray) F2 injected by the main injection when the main injection is performed does not interfere with the spray F1 is a predetermined position.
  • the adjusting means adjusts the pilot interval INT so that the pilot spray F1 is at a predetermined position as described below.
  • the adjusting means first calculates the movement angle A of the pilot spray F1 that moves until the main injection is executed.
  • the movement angle A is calculated as a movement angle corresponding to a predetermined position.
  • the moving angle A can be calculated based on the following equation (1). Equation (1) indicates that the movement angle A is calculated by multiplying the pilot interval INT by the swirl angular velocity a.
  • A a ⁇ INT (1)
  • the adjusting means can calculate the movement angle A according to, for example, the current operating state (for example, the engine speed and the valve lift amount). This is because the adjusting means adjusts the pilot interval INT so that the pilot spray F1 is at a predetermined position when the main injection is performed.
  • the current operating state for example, the engine speed and the valve lift amount.
  • the adjusting means calculates a new pilot interval INT ′ based on the movement angle A and the swirl angular velocity b.
  • the swirl angular velocity b is a swirl angular velocity calculated by the swirl strength calculating unit after the adjusting unit calculates the movement angle A.
  • the swirl angular velocity b is calculated as a value different from the swirl angular velocity a when the operating state changes such that the strength of the swirl flow changes.
  • the adjusting means After calculating the new pilot interval INT ′, the adjusting means updates the pilot interval INT with the new pilot interval INT ′.
  • the pilot interval INT is adjusted based on the swirl angular velocity b. Accordingly, when the movement angle A is calculated, the movement angle A can be calculated as a movement angle corresponding to a predetermined position.
  • the initial value of the movement angle A may be set in advance. Further, the movement angle A may be a fixed value. In this case, the swirl strength calculating means can calculate the swirl angular velocity b every predetermined time, for example. When fuel is injected evenly at 90 ° intervals along the circumferential direction, the initial value or fixed value of the movement angle A is, for example, 45 °. On the other hand, the actual moving angle can be grasped by calculating the moving angle A according to the current driving state.
  • the ECU 1A calculates the movement angle A (step S1). After calculating the movement angle A, the ECU 1A calculates the swirl angular velocity b (step S2). Subsequently, the ECU 1A calculates a new pilot interval INT ′ based on the calculated movement angle A and swirl angular velocity b (step S3). Further, the pilot interval INT is updated with a new pilot interval INT ′ (step S4). Thus, the pilot interval INT is adjusted based on the swirl angular velocity b.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the states of the sprays F1 and F2 when the main injection is performed.
  • A shows the case where pilot spray F1 comes to a predetermined position.
  • B shows the case where the swirl flow is stronger than in the case of (a).
  • C shows a case where the swirl flow is weaker than in the case of (a).
  • B and (c) show a case where the pilot interval INT is not adjusted.
  • the ECU 1A adjusts the pilot interval INT based on the swirl angular velocity b.
  • the pilot spray F1 can be controlled to a predetermined position as indicated by an arrow T1.
  • the pilot spray F1 can be controlled to a predetermined position as indicated by an arrow T2.
  • ECU1A can inject fuel suitably at the point which can attain optimization of the position of pilot spray F1 in this way.
  • the ECU 1A preferably injects fuel from the viewpoint that the position of the pilot spray F1 can be optimized when the intake valve 54 opening period and the valve lift amount change by the intake side VVT 57 are in a transient state. it can.
  • the configuration of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that an ECU 1B is provided instead of the ECU 1A. For this reason, the entire configuration and the like are not shown.
  • the ECU 1B is substantially the same as the ECU 1A except that the control means, the adjustment means, and the injection control means are further realized as described below.
  • the control means when the engine 50 accelerates, the control means performs the first control for controlling the intake side VVT 57 so as to lengthen the valve opening period of the intake valve 54 and increase the valve lift amount. Specifically, the first control is performed when the actual intake air amount GA is smaller than the target intake air amount GA ′ when the engine 50 is accelerated. Further, the control means controls the intake side VVT 57 so that the valve opening period becomes longer and the valve lift amount becomes larger as the insufficient air amount becomes larger.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the valve lift amount and the insufficient air amount.
  • the vertical axis represents the valve lift amount, and the horizontal axis represents the insufficient air amount.
  • the valve lift amount is set so as to increase as the deficient air amount increases.
  • the insufficient air amount is a difference between the target intake air amount GA ′ and the actual intake air amount GA, and is generated, for example, due to a supercharging delay during acceleration.
  • the adjusting means adjusts the pilot interval INT when the control means performs the first control. At this time, the adjusting means shortens the pilot interval INT.
  • the injection control means changes the fuel injection amount (pilot injection amount) M of the pilot injection when the control means performs the first control. At this time, the injection control means changes the pilot injection amount M according to the pilot interval INT adjusted by the adjustment means. Specifically, the pilot injection amount M is reduced.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the pilot injection amount M and the pilot interval INT.
  • the vertical axis represents the pilot injection amount M, and the horizontal axis represents the pilot interval INT.
  • the pilot injection amount M is set to be smaller as the pilot interval INT is shorter.
  • the pilot injection amount M can be changed by changing the valve opening period of the fuel injection valve 56 at the time of pilot injection.
  • the ECU 1B determines whether or not it is during acceleration (step S11). If the determination is affirmative, the ECU 1B determines whether or not the actual intake air amount GA is smaller than the target intake air amount GA ′ (step S12).
  • the target intake air amount GA ′ is an intake air amount required according to the total amount of fuel injected by pilot injection and main injection, for example. If a negative determination is made in step S11 or S12, the flowchart is temporarily terminated.
  • step S12 determines whether the determination in step S12 is affirmative. If the determination in step S12 is affirmative, the ECU 1B calculates a movement angle A (step S13). Thereafter, the first control is performed (step S14A). As a result, the valve opening period of the intake valve 54 becomes longer according to the insufficient air amount, and the valve lift amount becomes larger. Subsequently, the ECU 1B calculates a swirl angular velocity b (step S15). The calculated swirl angular velocity b becomes larger by an amount corresponding to the increase in the valve lift amount than the swirl angular velocity a before the first control is performed.
  • the ECU 1B calculates a new pilot interval INT ′ (step S16). Also, the pilot interval INT is updated with a new pilot interval INT ′ (step S17). As a result, the pilot interval INT is adjusted to be short. Subsequently, the ECU 1B calculates a new pilot injection amount M ′ based on the updated pilot interval INT (step S18), and updates the pilot injection amount M to a new pilot injection amount M ′ (step S19). . As a result, the pilot injection amount M is reduced.
  • the ECU 1B can compensate for the insufficient air amount during acceleration by performing the first control.
  • the first control when the first control is performed, as a result of a large amount of air flowing into the combustion chamber 59, the swirl flow is strengthened.
  • the ECU 1B shortens the pilot interval INT when performing the first control.
  • the pilot spray F1 becomes difficult to diffuse before the main injection is executed. For this reason, as a result of the enrichment of the pilot spray F1, heat is rapidly generated, and combustion noise may become excessive.
  • the ECU 1B avoids enrichment of the pilot spray F1 by reducing the pilot injection amount M. As a result, the combustion noise generated as a result of shortening the pilot interval INT can also be suppressed.
  • the configuration of the present embodiment is substantially the same as that of the second embodiment except that an ECU 1C is provided instead of the ECU 1B. For this reason, the entire configuration and the like are not shown.
  • the ECU 1C is substantially the same as the ECU 1B except that the control means, the adjustment means, and the injection control means are further realized as described below. It is also possible to make similar changes to the ECU 1A.
  • control means shortens the valve opening period of the intake valve 54 when the cooling water temperature is lower than a predetermined value, when the outside air temperature is lower than the predetermined value, or when the atmospheric pressure is lower than the predetermined value, Second control is performed to control the intake side VVT 57 so as to reduce the valve lift.
  • the cooling water temperature is low.
  • the case where the outside air temperature is lower than the predetermined value is a case where the outside air temperature is low.
  • the atmospheric pressure is lower than a predetermined value, it is a high altitude. These correspond to the case where the combustibility in the engine 50 is low.
  • the adjusting means adjusts the pilot interval INT when the control means performs the second control. At this time, the adjusting means lengthens the pilot interval INT.
  • the injection control means changes the pilot injection amount M when the control means performs the second control. At this time, the injection control means changes the pilot injection amount M according to the pilot interval INT adjusted by the adjustment means. Specifically, the pilot injection amount M is increased.
  • step S10 is provided instead of steps S11 and S12 and step S14B is provided instead of step S14A. For this reason, these steps will be specifically described here.
  • ECU1C determines whether combustibility is low (step S10). Specifically, it is determined whether or not the cooling water temperature is low, whether or not the outside air temperature is low, or whether it is highland. If any of these is affirmative, the process proceeds to step S13. On the other hand, when all of these are negative determinations, this flowchart is temporarily ended.
  • ECU1C calculates the movement angle A by step S13, and performs 2nd control after that (step S14B). This shortens the valve opening period of the intake valve 54 and reduces the valve lift amount. As a result, the compression ratio increases as the closing timing of the intake valve 54 advances. For this reason, combustibility can be improved.
  • step S15 a smaller swirl angular velocity b is calculated corresponding to the decrease in the valve lift amount compared to the swirl angular velocity a before the first control.
  • the pilot interval INT is adjusted to be long.
  • the pilot injection amount M is increased through steps S18 and S19.
  • the ECU 1C can improve the combustibility when the combustibility is low by performing the second control.
  • the second control when the second control is performed, the air flowing into the combustion chamber 59 is reduced, and as a result, the swirl flow is lowered.
  • the ECU 1C optimizes the position of the pilot spray F1 by increasing the pilot interval INT when performing the second control.
  • the fuel can be suitably injected particularly when the cooling water temperature is low and the need for optimization is increased.
  • the ECU 1C can suppress the pre-ignition of the pilot spray F1 by increasing the pilot interval INT when the coolant temperature is low.
  • the pilot spray F1 is likely to diffuse before the main injection is performed. For this reason, as a result of the reduction of the combustion amount of the pilot spray F1, the in-cylinder temperature may decrease, and the combustion of the main spray F2 may become unstable.
  • the ECU 1C increases the pilot injection amount M to avoid the pilot spray F1 from becoming too thin. Thereby, the combustion of the main spray F2 can be further stabilized.
  • Engine 50 Intake valve 54
  • Fuel injection valve 56 Intake side VVT 57

Abstract

ＥＣＵ１Ａはスワール流が形成される燃焼室５９に対して設けられた吸気弁５４と、吸気弁５４の開弁期間およびバルブリフト量を変更可能な吸気側ＶＶＴ５７と、燃料噴射弁５６とが設けられたエンジン５０に対して設けられ、パイロット噴射およびメイン噴射を行うように燃料噴射弁５６を制御する噴射制御手段と、スワール流の強さを算出するスワール強さ算出手段と、スワール流の強さに基づき、パイロットインターバルＩＮＴを調節する調節手段とを備える。　

Description

圧縮着火式内燃機関の制御装置
　本発明は圧縮着火式内燃機関の制御装置に関する。
　従来、メイン噴射を行うとともに、メイン噴射に先立って少量の燃料を噴射するパイロット噴射を行う圧縮着火式内燃機関が知られている。（例えば特許文献１から４参照）。パイロット噴射を行うことで、着火遅れ期間を短縮できる。結果、排気エミッションの改善や燃焼騒音の低減を図ることができる。
特開２００３－９７３２９号公報 特開平１０－２７４０８８号公報 特開２００７－１７７７８３号公報 特開２００１－５５９４７号公報
　燃焼室にスワール流が形成される場合、パイロット噴射で噴射された燃料の噴霧（パイロット噴霧）は、メイン噴射実行時までの間にスワール流の影響を受ける。具体的にはスワール流が強い場合には、パイロット噴霧は遠くまで流され易くなる。また、スワール流が弱い場合には、遠くまで流され難くなる。
　したがって、メイン噴射実行時のパイロット噴霧と、メイン噴射によって噴射される燃料の噴霧（メイン噴霧）の位置関係はスワール流の強さによって異なってくる。一方、スワール流の強さは吸気弁のバルブリフト量によって変化する。燃焼室へ流入する空気量が異なってくるためである。
　このため、吸気弁の開弁期間およびバルブリフト量を変更可能な動弁装置を設けた圧縮着火式内燃機関で燃焼室にスワール流を形成する場合、スワール流の強さを考慮して燃料噴射を行わないと、パイロット噴霧とメイン噴霧の位置関係が不適切になる結果、好適な燃焼が得られないことがある。結果、燃焼騒音や排気エミッションの抑制が困難になることがある。
　本発明は上記課題に鑑み、吸気弁の開弁期間およびバルブリフト量を変更可能な動弁装置が設けられ、燃焼室にスワール流が形成される圧縮着荷式内燃機関でパイロット噴射を行う場合に、燃料を好適に噴射可能な圧縮着荷式内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
　本発明はスワール流が形成される燃焼室に対して設けられた吸気弁と、前記吸気弁の開弁期間およびバルブリフト量を変更可能な動弁装置と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁とが設けられた圧縮着火式内燃機関に対して設けられ、前記動弁装置を制御する制御手段と、パイロット噴射およびメイン噴射を行うように前記燃料噴射弁を制御する噴射制御手段と、前記燃焼室に形成されるスワール流の強さを算出するスワール強さ算出手段と、前記スワール強さ算出手段が算出したスワール流の強さに基づき、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の時間間隔を調節する調節手段とを備えた圧縮着火式内燃機関の制御装置である。
　また本発明は前記制御手段が前記圧縮着荷式内燃機関の加速時に、前記吸気弁の開弁期間を長くするとともに、バルブリフト量を大きくするように前記動弁装置を制御する第１の制御を行い、前記調節手段が、前記制御手段が前記第１の制御を行う場合に前記時間間隔を調節し、前記時間間隔を短くする構成であることが好ましい。
　また本発明は前記制御手段が、前記圧縮着火式内燃機関の冷却水温が所定値よりも低い場合、外気温が所定値よりも低い場合、または気圧が所定値よりも低い場合に、前記吸気弁の開弁期間を短くするとともに、バルブリフト量を小さくするように前記動弁装置を制御する第２の制御を行い、前記調節手段が、前記制御手段が前記第２の制御を行う場合に前記時間間隔を調節し、前記時間間隔を長くする構成であることが好ましい。
　また本発明は前記噴射制御手段が、前記制御手段が前記第１の制御を行う場合に、前記パイロット噴射の燃料噴射量を減量する構成であることが好ましい。
　また本発明は前記噴射制御手段が、前記制御手段が前記第２の制御を行う場合に、前記パイロット噴射の燃料噴射量を増量する構成であることが好ましい。
　本発明によれば、吸気弁の開弁期間およびバルブリフト量を変更可能な動弁装置が設けられ、燃焼室にスワール流が形成される圧縮着荷式内燃機関でパイロット噴射を行う場合に、燃料を好適に噴射できる。
エンジンおよびその周辺の全体構成図である。 エンジンの概略構成図である。 エンジンのバルブ配置図である。 燃料噴射弁の燃料噴射態様を示す図である。 動弁装置の要部を示す図である。 動弁装置の作動説明図である。 スワール比のマップデータを模式的に示す図である。 メイン噴射実行時のパイロット噴霧の位置を示す図である。 第１の制御動作をフローチャートで示す図である。 メイン噴射実行時の噴霧の状態を示す図である。 不足空気量とバルブリフト量の関係を示す図である。 パイロット噴射量とパイロットインターバルの関係を示す図である。 第２の制御動作をフローチャートで示す図である。 第３の制御動作をフローチャートで示す図である。
　図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
　図１はエンジン５０およびその周辺の全体構成図である。図２はエンジン５０の概略構成図である。図３はエンジン５０のバルブ配置図である。図１に示す各構成は車両に搭載されている。図１に示すように、吸気系１０はエアフロメータ１１とインタークーラ１２とインテークマニホールド１３を備えている。エアフロメータ１１は吸入空気量ＧＡを計測する。インタークーラ１２は吸気を冷却する。インテークマニホールド１３はエンジン５０の各気筒５１ａに吸気を分配する。
　排気系２０は、エキゾーストマニホールド２１と触媒２２とを備えている。エキゾーストマニホールド２１は各気筒５１ａからの排気を下流側で一つの排気通路に合流させる。触媒２２は排気を浄化する。過給機３０は排気駆動式の過給機であり、エンジン５０に吸気を過給する。過給機３０はコンプレッサ部３１とタービン部３２とを備えている。コンプレッサ部３１は吸気系１０に、タービン部３２は排気系２０にそれぞれ介在するようにして設けられている。
　エンジン５０は圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。図２に示すように、エンジン５０はシリンダブロック５１と、シリンダヘッド５２と、ピストン５３と、吸気弁５４と、排気弁５５と、燃料噴射弁５６と、吸気側ＶＶＴ（Variable Valve Timing）５７とを備えている。
　シリンダブロック５１には気筒５１ａが形成されている。気筒５１ａ内にはピストン５３が収容されている。シリンダブロック５１の上面にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室５９はシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３に囲まれた空間として形成されている。
　シリンダヘッド５２には吸気ポート５２ａと排気ポート５２ｂが形成されている。また、吸気弁５４と排気弁５５が設けられている。吸気ポート５２ａは燃焼室５９に吸気を導き、排気ポート５２ｂは燃焼室５９からガスを排気する。吸気弁５４は吸気ポート５２ａを開閉し、排気弁５５は排気ポート５２ｂを開閉する。
　図３に示すように、エンジン５０は具体的には吸気ポート５２ａとして吸気ポート５２ａＡ、５２ａＢを備えている。吸気ポート５２ａＡ、５２ａＢは例えばタンジェンシャルポートおよびヘリカルポートである。吸気ポート５２ａＡ、５２ａＢは燃焼室５９にスワール流を生成するように吸気を導入する吸気導入手段となっている。吸気導入手段は例えばスワール流を生成可能な気流制御弁が設けられた吸気ポートであってもよい。
　図２に示すように、シリンダヘッド５２には燃料噴射弁５６と吸気側ＶＶＴ５７とが設けられている。燃料噴射弁５６は筒内に直接燃料を噴射する。吸気側ＶＶＴ５７は吸気弁５４の開弁期間（作用角）およびバルブリフト量を変更する。
　図４は燃料噴射弁５６の燃料噴射態様を示す図である。燃料噴射弁５６は複数の方向に向かって放射状に燃料を噴射する。また、均等に燃料を噴射する。そしてこれにより、燃料の噴霧Ｆが周方向に沿って均等に複数形成される。燃料噴射弁５６は具体的には周方向に沿って９０°間隔で均等に燃料を噴射する。
　図５は吸気側ＶＶＴ５７の要部を示す図である。吸気側ＶＶＴ５７はコントロールシャフト６１と、接続アーム６２と、摺接アーム７０と、揺動カム８０とを備えている。コントロールシャフト６１は接続アーム６２の位置を制御する。摺接アーム７０は揺動カム接ローラ７１と、駆動カム接ローラ７２と、接続部７３とを備えている。揺動カム接ローラ７１及び駆動カム接ローラ７２は、それぞれ接続ピンにより回転自在に軸支されている。接続部７３は、接続ピンにより接続アーム６２と回転自在に接続されている。
　揺動カム８０は、ロッカアーム５０３の上方に設置されており、接続アーム６２を挟んでその両脇に配置された一対の揺動アーム８１を備えている。一対の揺動アーム８１は一体化されており、コントロールシャフト６１に回転自在に軸支されている。一対の揺動アーム８１は、摺接時に摺接アーム７０に押動される被押動部８２と、ロッカアーム５０３を押圧する一対の押圧部８３とを備えている。
　一方、エンジン５０は吸気弁５４のほか、駆動カムシャフト５０１、駆動カム５０２、ロッカアーム５０３およびタペットクリアランス調整機構５０４を備えている。駆動カムシャフト５０１はエンジン５０と同期して回転する。駆動カムシャフト５０１には駆動カム５０２が形成されている。駆動カム５０２は、ノーズ部５０２ａおよびベースサークル部５０２ｂを有している。ロッカアーム５０３はバルブ押圧部５０３ａで吸気弁５４の基端部を押圧することにより、吸気弁５４を開弁させる。ロッカアーム５０３のバルブ押圧部５０３ａの他端には、タペットクリアランス調整機構５０４が設けられている。
　図６は吸気側ＶＶＴ５７の作動説明図である。図６（ａ）はバルブリフト量および作用角が最小のときの作動状態を示す。図６（ｂ）はバルブリフト量および作用角が最大のときの作動状態を示す。作用角の範囲は例えば１００°から２４０°である。
　図６（ａ）に示すように、駆動カムシャフト５０１が矢印Ｃのように回転し、駆動カム接ローラ７２と駆動カム５０２との当接位置が、ベースサークル部５０２ｂからノーズ部５０２ａに変位すると、摺接アーム７０は接続部７３の接続ピンを軸中心として矢印Ｄのように回動する。続いて、揺動カム接ローラ７１が被押動部８２を押動する。結果、揺動カム８０は矢印Ｅの方向へ回動する。このとき、押圧部８３がロッカアーム５０３を接点Ｑ１で押圧し、これにより吸気弁５４が押し下げられる。
　図６（ｂ）に示すように、コントロールシャフト６１が矢印Ｇの方向へ回転すると、接続アーム６２も回転する。結果、駆動カム接ローラ７２が駆動カム５０２に接近する。このため、作用角が大きくなる。また、揺動カム８０の揺動角が変化することで、吸気弁５４が押し下げられる量も大きくなる。したがって、コントロールシャフト６１を適宜回転させることで、バルブリフト量および作用角を連続的に変更することができる。
　この点、吸気側ＶＶＴ５７は駆動カム５０２が接近して作用するようにコントロールシャフト６１を回転させることで、バルブリフト量を大きくする。同時に開弁時期を進角させるとともに、閉弁時期を遅角させることで開弁期間を長くする。また、吸気側ＶＶＴ５７は駆動カム５０２が離間して作用するようにコントロールシャフト６１を回転させることで、バルブリフト量を小さくする。同時に開弁時期を遅角させるとともに、閉弁時期を進角させることで開弁期間を短くする。
　吸気側ＶＶＴ５７は、駆動カムシャフト５０１の位相を変更することで、吸気弁５４の開閉時期を変更可能なバルブタイミング可変機構をさらに備えてもよい。この場合、例えば開弁時期または閉弁時期を変更しないようにしながら、バルブリフト量を変更することもできる。吸気側ＶＶＴ５７は動弁装置に相当する。
　エンジン５０には各種のセンサが設けられている。具体的には例えばクランク角度や機関回転数ＮＥを検出するためのクランク角センサ９１が設けられている。また、エンジン５０の冷却水温を検出するための水温センサ９２が設けられている。また、コントロールシャフト６１の位相を検出することで、吸気弁５４のバルブリフト量を検出するためのポジションセンサ９３が吸気側ＶＶＴ５７に設けられている。
　ＥＣＵ１Ａは圧縮着火式内燃機関の制御装置に相当する電子制御装置である。ＥＣＵ１ＡはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータや入出力回路を備えている。ＥＣＵ１Ａにはエアフロメータ１１や前述したセンサ９１、９２、９３のほか、大気圧を検出するための大気圧センサ９４や、加速要求手段であるアクセルペダル４０の踏み込み量を検出するためのアクセル開度センサ９５など各種のセンサ・スイッチ類が電気的に接続されている。ＥＣＵ１Ａには燃料噴射弁５６や、吸気側ＶＶＴ５７などの各種の制御対象が電気的に接続されている。機関負荷ＫＬは、例えばエアフロメータ１１の出力に基づきＥＣＵ１Ａで検出できる。
　ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ１Ａでは各種の手段が機能的に実現される。例えばＥＣＵ１Ａでは、以下に示す制御手段や噴射制御手段やスワール強さ算出手段や調節手段が機能的に実現される。
　制御手段は所定の条件に応じて、吸気弁５４の開弁期間およびバルブリフト量を変更するように吸気側ＶＶＴ５７を制御する。所定の条件は、適宜設定されていてよい。吸気側ＶＶＴ５７がバルブタイミング可変機構を備える場合、制御手段は所定の条件に応じて、さらに吸気弁５４の開閉時期を変更してもよい。
　噴射制御手段は、パイロット噴射およびメイン噴射を行うように燃料噴射弁５６を制御する。パイロット噴射では、メイン噴射に先立って少量の燃料を噴射する。
　スワール強さ算出手段は、燃焼室５９に形成されるスワール流の強さを算出する。この点、スワール流の強さは例えばピストン５３が一往復する間にスワール流が回転する回数（スワール比）で表すことができる。また、スワール比に基づき算出可能なスワール角速度で表すこともできる。
　図７はスワール比のマップデータを模式的に示す図である。縦軸はスワール比、横軸はバルブリフト量を示す。スワール比はバルブリフト量が大きい場合ほど、大きくなるように設定される。スワール比は例えば機関運転状態毎にバルブリフト量に応じてマップデータで予め設定しておくことができる。機関運転状態は例えば機関回転数ＮＥおよび負荷ＫＬである。
　これに対し、スワール強さ算出手段は、具体的には吸気弁５４のバルブリフト量と機関運転状態とに基づき、上述したマップデータから対応するスワール比を読み込む。そして、読み込んだスワール比に基づきスワール角速度を算出することで、スワール流の強さを算出する。なお、例えばマップデータでスワール比の代わりにスワール角速度を設定してもよい。この場合には、スワール角速度を直接読み込むようにすることで、スワール流の強さを算出できる。
　調節手段は、スワール強さ算出手段が算出したスワール流の強さに基づき、パイロット噴射とメイン噴射との間の時間間隔（パイロットインターバルＩＮＴ）を調節する。具体的には、メイン噴射実行時にパイロット噴射によって噴射された燃料の噴霧（パイロット噴霧）Ｆ１が所定の位置にくるようにパイロットインターバルＩＮＴを調節する。所定の位置は次に示すような位置となっている。
　図８はメイン噴射実行時のパイロット噴霧Ｆ１の位置を示す図である。矢印Ｓはスワール流の旋回方向を示す。パイロット噴霧Ｆ１は、スワール流によってメイン噴射実行時までの間に矢印Ｓの方向に流される。これに対し、図８に示すようにメイン噴射実行時にメイン噴射によって噴射される燃料の噴霧（メイン噴霧）Ｆ２が、噴霧Ｆ１と干渉しない位置が所定の位置である。調節手段は、さらに具体的には以下に示すようにしてパイロット噴霧Ｆ１が所定の位置にくるようにパイロットインターバルＩＮＴを調節する。
　すなわち、調節手段はまずメイン噴射実行時までに移動するパイロット噴霧Ｆ１の移動角Ａを算出する。移動角Ａは所定の位置に対応する移動角として算出される。移動角Ａは次の式（１）に基づき算出できる。式（１）は、パイロットインターバルＩＮＴにスワール角速度ａを乗算することで、移動角Ａを算出することを示している。

Ａ＝ａ×ＩＮＴ・・・（１）
　調節手段は、例えば現在の運転状態（例えば機関回転数やバルブリフト量）に応じて移動角Ａを算出できる。調節手段が、メイン噴射実行時にパイロット噴霧Ｆ１が所定の位置にくるようにパイロットインターバルＩＮＴを調節するためである。
　移動角Ａを算出した後、調節手段は移動角Ａおよびスワール角速度ｂに基づき、新たなパイロットインターバルＩＮＴ´を算出する。新たなパイロットインターバルＩＮＴ´は次の式（２）に基づき算出できる。式（２）は移動角Ａをスワール角速度ｂで除算することで、新たなパイロットインターバルＩＮＴ´を算出することを示している。

ＩＮＴ´＝Ａ／ｂ・・・・（２）
　スワール角速度ｂは、調節手段が移動角Ａを算出した後、スワール強さ算出手段が算出したスワール角速度である。スワール角速度ｂは、スワール流の強さが変化するように運転状態が変化した場合に、スワール角速度ａとは異なる値となって算出される。
　新たなパイロットインターバルＩＮＴ´を算出した後、調節手段はパイロットインターバルＩＮＴを新たなパイロットインターバルＩＮＴ´で更新する。そしてこれにより、スワール角速度ｂに基づき、パイロットインターバルＩＮＴを調節する。またこれにより、移動角Ａを算出する場合に、移動角Ａを所定の位置に対応する移動角として算出できるようになる。
　なお、移動角Ａの初期値は予め設定されていてよい。また、移動角Ａは固定値であってもよい。この場合、スワール強さ算出手段は例えば所定時間毎にスワール角速度ｂを算出できる。周方向に沿って９０°間隔で均等に燃料を噴射する場合、移動角Ａの初期値または固定値は例えば４５°である。一方、現在の運転状態に応じて移動角Ａを算出することで、実際の移動角を把握できるようになる。
　次にＥＣＵ１Ａの動作（第１の制御動作）を図９に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１Ａは移動角Ａを算出する（ステップＳ１）。移動角Ａを算出した後、ＥＣＵ１Ａはスワール角速度ｂを算出する（ステップＳ２）。続いてＥＣＵ１Ａは、算出した移動角Ａおよびスワール角速度ｂに基づいて、新たなパイロットインターバルＩＮＴ´を算出する（ステップＳ３）。また、パイロットインターバルＩＮＴを新たなパイロットインターバルＩＮＴ´で更新する（ステップＳ４）。そしてこれにより、スワール角速度ｂに基づき、パイロットインターバルＩＮＴを調節する。
　次にＥＣＵ１Ａの作用効果について説明する。図１０はメイン噴射実行時の噴霧Ｆ１、Ｆ２の状態を示す図である。（ａ）はパイロット噴霧Ｆ１が所定の位置にくる場合を示す。（ｂ）は（ａ）の場合よりもスワール流が強まった場合を示す。（ｃ）は（ａ）の場合よりもスワール流が弱まった場合を示す。また（ｂ）、（ｃ）はパイロットインターバルＩＮＴを調節しなかった場合を示す。
　パイロットインターバルＩＮＴを調節しなかった場合、スワール流が強まると、メイン噴射実行時までの間にパイロット噴霧Ｆ１が遠くまで流され易くなる。結果、（ｂ）に示すようにメイン噴射時にパイロット噴霧Ｆ１とメイン噴霧Ｆ２が干渉することがある。一方、スワール流が弱まると、メイン噴射時までの間にパイロット噴霧Ｆ１が遠くまで流され難くなる。結果、この場合にも（ｃ）に示すようにメイン噴射時にパイロット噴霧Ｆ１とメイン噴霧Ｆ２が干渉することがある。そしてこれにより、リッチな混合気が形成されると、燃焼速度が上がり、燃焼騒音や排気エミッションが悪化する。
　これに対し、ＥＣＵ１Ａはスワール角速度ｂに基づき、パイロットインターバルＩＮＴを調節する。結果、スワール流が強まった場合でも、矢印Ｔ１で示すようにパイロット噴霧Ｆ１を所定の位置に制御できる。また、スワール流が弱まった場合でも、矢印Ｔ２で示すようにパイロット噴霧Ｆ１を所定の位置に制御できる。そして、ＥＣＵ１Ａはこのようにしてパイロット噴霧Ｆ１の位置の適正化を図ることができる点で、燃料を好適に噴射できる。また、ＥＣＵ１Ａは吸気側ＶＶＴ５７による吸気弁５４の開弁期間およびバルブリフト量の変更が過渡状態である場合に、パイロット噴霧Ｆ１の位置の適正化を図ることができる点でも、燃料を好適に噴射できる。
　本実施例はＥＣＵ１Ａの代わりにＥＣＵ１Ｂを設ける点以外、実施例１の場合と構成が実質的に同一である。このため全体構成等については図示省略する。ＥＣＵ１Ｂは、制御手段と調節手段と噴射制御手段とがさらに以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一である。
　ＥＣＵ１Ｂでは、制御手段がエンジン５０の加速時に、吸気弁５４の開弁期間を長くするとともに、バルブリフト量を大きくするように吸気側ＶＶＴ５７を制御する第１の制御を行う。具体的にはエンジン５０の加速時に、実際の吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡ´よりも小さい場合に第１の制御を行う。また、制御手段は不足空気量が大きい場合ほど、開弁期間をより長くするとともに、バルブリフト量をより大きくするように吸気側ＶＶＴ５７を制御する。
　図１１はバルブリフト量と不足空気量の関係を示す図である。縦軸はバルブリフト量、横軸は不足空気量を示す。バルブリフト量は不足空気量が大きくなるほど、大きくなるように設定される。不足空気量は目標吸入空気量ＧＡ´と実際の吸入空気量ＧＡとの差であり、例えば加速時の過給遅れによって発生する。
　調節手段は、制御手段が第１の制御を行う場合にパイロットインターバルＩＮＴを調節する。このとき、調節手段はパイロットインターバルＩＮＴを短くする。噴射制御手段は、制御手段が第１の制御を行う場合に、パイロット噴射の燃料噴射量（パイロット噴射量）Ｍを変更する。このとき、噴射制御手段は調節手段が調節したパイロットインターバルＩＮＴに応じて、パイロット噴射量Ｍを変更する。具体的には、パイロット噴射量Ｍを減量する。
　図１２はパイロット噴射量ＭとパイロットインターバルＩＮＴの関係を示す図である。縦軸はパイロット噴射量Ｍ、横軸はパイロットインターバルＩＮＴを示す。パイロット噴射量ＭはパイロットインターバルＩＮＴが短くなるほど、小さくなるように設定される。パイロット噴射量Ｍはパイロット噴射時の燃料噴射弁５６の開弁期間を変更することで、変更することができる。
　次にＥＣＵ１Ｂの動作（第２の制御動作）を図１３に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ１Ｂは加速時であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｂは実際の吸入空気量ＧＡが目標吸入空気量ＧＡ´よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１２）。目標吸入空気量ＧＡ´は、例えばパイロット噴射およびメイン噴射で噴射する燃料の総量に応じて必要とされる吸入空気量である。ステップＳ１１またはＳ１２で否定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。
　ステップＳ１２で肯定判定であれば、ＥＣＵ１Ｂは移動角Ａを算出する（ステップＳ１３）。そしてその後、第１の制御を行う（ステップＳ１４Ａ）。これにより、不足空気量に応じて吸気弁５４の開弁期間が長くなるとともに、バルブリフト量が大きくなる。続いてＥＣＵ１Ｂは、スワール角速度ｂを算出する（ステップＳ１５）。算出されたスワール角速度ｂは、第１の制御を行う前のスワール角速度ａと比較して、バルブリフト量の増大に応じた分、大きくなる。
　ステップＳ１５の後、ＥＣＵ１Ｂは新たなパイロットインターバルＩＮＴ´を算出する（ステップＳ１６）。また、パイロットインターバルＩＮＴを新たなパイロットインターバルＩＮＴ´で更新する（ステップＳ１７）。そしてこれにより、パイロットインターバルＩＮＴが短く調節される。続いてＥＣＵ１Ｂは、更新されたパイロットインターバルＩＮＴに基づき、新たなパイロット噴射量Ｍ´を算出する（ステップＳ１８）、また、パイロット噴射量Ｍを新たなパイロット噴射量Ｍ´に更新する（ステップＳ１９）。そしてこれにより、パイロット噴射量Ｍが減量される。
　次にＥＣＵ１Ｂの作用効果について説明する。ＥＣＵ１Ｂは第１の制御を行うことで、加速時の不足空気量を補うことができる。一方、第１の制御を行った場合、燃焼室５９に多量の空気が流入する結果、スワール流が強まる。これに対し、ＥＣＵ１Ｂは第１の制御を行う場合にパイロットインターバルＩＮＴを短くする。そしてこれにより、パイロット噴霧Ｆ１の位置の適正化を図ることで、特に適正化の必要性が高まる加速時に燃料を好適に噴射できる。
　一方、パイロットインターバルＩＮＴを短くすると、メイン噴射実行時までの間にパイロット噴霧Ｆ１が拡散し難くなる。このため、パイロット噴霧Ｆ１がリッチ化する結果、熱が急激に発生し、燃焼騒音が過大になることがある。これに対し、ＥＣＵ１Ｂはパイロット噴射量Ｍを減量することで、パイロット噴霧Ｆ１のリッチ化を回避する。そしてこれにより、パイロットインターバルＩＮＴを短くした結果、発生する燃焼騒音も抑制できる。
　本実施例はＥＣＵ１Ｂの代わりにＥＣＵ１Ｃを設ける点以外、実施例２の場合と構成が実質的に同一である。このため全体構成等については図示省略する。ＥＣＵ１Ｃは、制御手段と調節手段と噴射制御手段とがさらに以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ１Ｂと実質的に同一である。なお、ＥＣＵ１Ａに対して同様の変更を行うことも可能である。
　ＥＣＵ１Ｃでは、制御手段が、冷却水温が所定値よりも低い場合、外気温が所定値よりも低い場合、または気圧が所定値よりも低い場合に、吸気弁５４の開弁期間を短くするとともに、バルブリフト量を小さくするように吸気側ＶＶＴ５７を制御する第２の制御を行う。
　冷却水温が所定値よりも低い場合は、冷却水温が低温である場合である。外気温が所定値よりも低い場合は、外気温が低温である場合である。気圧が所定値よりも低い場合は、高地である場合である。そしてこれらは、エンジン５０における燃焼性が低い場合に対応する。
　調節手段は、制御手段が第２の制御を行う場合にパイロットインターバルＩＮＴを調節する。このとき調節手段はパイロットインターバルＩＮＴを長くする。噴射制御手段は、制御手段が第２の制御を行う場合にパイロット噴射量Ｍを変更する。このとき噴射制御手段は、調節手段が調節したパイロットインターバルＩＮＴに応じて、パイロット噴射量Ｍを変更する。具体的には、パイロット噴射量Ｍを増量する。
　次にＥＣＵ１Ｃの動作（第３の制御動作）を図１４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートはステップＳ１１、Ｓ１２の代わりにステップＳ１０が設けられている点と、ステップＳ１４Ａの代わりにステップＳ１４Ｂが設けられている点以外、図１３に示すフローチャートと同じである。このため、ここでは特にこれらのステップについて説明する。
　ＥＣＵ１Ｃは燃焼性が低いか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、冷却水温が低温であるか否か、外気温が低温であるか否か、または高地であるか否かを判定する。そしてこれらのうち、いずれかが肯定判定となる場合にはステップＳ１３に進む。一方、これらすべてが否定判定となる場合には、本フローチャートを一旦終了する。
　ＥＣＵ１ＣはステップＳ１３で移動角Ａを算出し、その後、第２の制御を行う（ステップＳ１４Ｂ）。そしてこれにより、吸気弁５４の開弁期間が短くなるとともに、バルブリフト量が小さくなる。結果、吸気弁５４の閉弁時期が進角することで圧縮比が高まる。このため、燃焼性を高めることができる。
　ステップＳ１５では、第１の制御を行う前のスワール角速度ａと比較して、バルブリフト量の減少に応じた分、小さなスワール角速度ｂが算出される。結果、ステップＳ１６、Ｓ１７を経て、パイロットインターバルＩＮＴが長く調節される。また、パイロットインターバルＩＮＴが長く調節される結果、ステップＳ１８、Ｓ１９を経て、パイロット噴射量Ｍが増量される。
　次にＥＣＵ１Ｃの作用効果について説明する。ＥＣＵ１Ｃは第２の制御を行うことで、燃焼性が低い場合に燃焼性を高めることができる。一方、第２の制御を行った場合には、燃焼室５９に流入する空気が減少する結果、スワール流が低下する。これに対し、ＥＣＵ１Ｃは第２の制御を行う場合にパイロットインターバルＩＮＴを長くすることで、パイロット噴霧Ｆ１の位置の適正化を図る。そしてこれにより、特に適正化の必要性が高まる冷却水温低温時等に燃料を好適に噴射できる。
　一方、パイロットインターバルＩＮＴを長くすると、パイロット噴霧Ｆ１が高い筒内圧に曝される期間が長くなる。このため、パイロット噴霧Ｆ１が過早着火することも考えられる。これに対し、ＥＣＵ１Ｃは冷却水温低温時等にパイロットインターバルＩＮＴを長くすることで、パイロット噴霧Ｆ１の過早着火も抑制できる。
　また、パイロットインターバルＩＮＴを長くすると、メイン噴射実行時までの間にパイロット噴霧Ｆ１が拡散し易くなる。このため、パイロット噴霧Ｆ１の燃焼量が減少する結果、筒内温度が低下し、メイン噴霧Ｆ２の燃焼が不安定になることがある。これに対し、ＥＣＵ１Ｃはパイロット噴射量Ｍを増量することで、パイロット噴霧Ｆ１の過薄化を回避する。そしてこれにより、さらにメイン噴霧Ｆ２の燃焼の安定化を図ることもできる。
　以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　　ＥＣＵ　　　　　　　　　１Ａ、１Ｂ、１Ｃ
　　過給機　　　　　　　　　３０
　　エンジン　　　　　　　　５０
　　吸気弁　　　　　　　　　５４
　　燃料噴射弁　　　　　　　５６
　　吸気側ＶＶＴ　　　　　　５７
　　燃焼室　　　　　　　　　５９

　

Claims (5)

  1. スワール流が形成される燃焼室に対して設けられた吸気弁と、前記吸気弁の開弁期間およびバルブリフト量を変更可能な動弁装置と、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁とが設けられた圧縮着火式内燃機関に対して設けられ、
    　前記動弁装置を制御する制御手段と、
    　パイロット噴射およびメイン噴射を行うように前記燃料噴射弁を制御する噴射制御手段と、
    　前記燃焼室に形成されるスワール流の強さを算出するスワール強さ算出手段と、
    　前記スワール強さ算出手段が算出したスワール流の強さに基づき、前記パイロット噴射と前記メイン噴射との間の時間間隔を調節する調節手段とを備えた圧縮着火式内燃機関の制御装置。
  2. 請求項１記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
    　前記制御手段が前記圧縮着荷式内燃機関の加速時に、前記吸気弁の開弁期間を長くするとともに、バルブリフト量を大きくするように前記動弁装置を制御する第１の制御を行い、
    　前記調節手段が、前記制御手段が前記第１の制御を行う場合に前記時間間隔を調節し、前記時間間隔を短くする圧縮着火式内燃機関の制御装置。
  3. 請求項１または２記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
    　前記制御手段が、前記圧縮着火式内燃機関の冷却水温が所定値よりも低い場合、外気温が所定値よりも低い場合、または気圧が所定値よりも低い場合に、前記吸気弁の開弁期間を短くするとともに、バルブリフト量を小さくするように前記動弁装置を制御する第２の制御を行い、
    　前記調節手段が、前記制御手段が前記第２の制御を行う場合に前記時間間隔を調節し、前記時間間隔を長くする圧縮着火式内燃機関の制御装置。
  4. 請求項２記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
    　前記噴射制御手段が、前記制御手段が前記第１の制御を行う場合に、前記パイロット噴射の燃料噴射量を減量する圧縮着火式内燃機関の制御装置。
  5. 請求項３記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
    　前記噴射制御手段が、前記制御手段が前記第２の制御を行う場合に、前記パイロット噴射の燃料噴射量を増量する圧縮着火式内燃機関の制御装置。

    　
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