(57)【要約】【課題】３つの気筒に分岐する吸気通路を備える内燃機関に適用され、構造を大きくしなくても体積効率の低下を抑制できる内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】３つの気筒２に分岐する吸気通路３の分岐位置よりも上流にエアクリーナ１１が設けられた内燃機関１の吸気装置において、エアクリーナ１１は、ケース４０の内部の吸気経路である空間４３の容積を変更する容積変更機構４４を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの気筒を有する内燃機関に適用され、前記３つの気筒のそれぞれに分岐する吸気通路と、前記吸気通路の分岐位置より上流に設けられたエアクリーナとを備える内燃機関の吸気装置において、
前記エアクリーナは、前記吸気通路が接続されたケースを有し、前記ケース内に形成される吸気経路の容積を変更する容積変更機構を備える、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記内燃機関の回転速度に応じて前記容積変更機構を制御する機構制御手段を更に備え、
前記機構制御手段は、前記吸気経路の容積が変化することによって前記内燃機関の体積効率の低下が抑制されるように前記容積変更機構を制御する請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記容積変更機構は、前記ケースの内部に回転可能に設けられ、前記吸気経路を横断するように配置された弁体と、前記弁体を駆動する弁体駆動手段とを有し、
前記弁体駆動手段は、前記吸気経路の容積が前記弁体にて縮小された小容積状態と、前記小容積状態よりも前記吸気経路の容積が大きい大容積状態とが切り替えられるように前記弁体を駆動する請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記エアクリーナの前記ケース内にはエレメントが設けられており、前記弁体駆動手段は、前記小容積状態では、前記弁体の一端が前記エレメントに接することによって前記吸気経路を前記吸気通路と通じる部分と、前記吸気通路と通じない部分とに区分する位置に前記弁体を駆動し、前記大容積状態では、前記弁体の一端が前記エレメントから離れた位置に前記弁体を駆動する請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記吸気通路に設けられたスロットル弁と、前記吸気経路が所定の容積の小容積状態と、前記小容積状態よりも前記吸気経路の容積が大きい大容積状態との間で前記吸気経路の容積が変化するように前記容積変更機構を制御する機構制御手段とを更に備え、
前記機構制御手段は、前記内燃機関の回転速度及びトルクにて特定される前記内燃機関の動作点が、前記内燃機関でノッキングが発生するノック領域内にある場合には前記容積変更機構の状態が前記小容積状態及び前記大容積状態のうちで他方の状態よりも前記内燃機関の体積効率が高くなる一方の状態になり、前記内燃機関の前記動作点が、前記内燃機関でノッキングが発生しない非ノック領域にある場合には前記容積変更機構の状態が前記小容積状態及び前記大容積状態のうちの前記他方の状態になるように、前記容積変更機構を制御する請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気通路に設けられたエアクリーナのケース内部の吸気経路の容積を変更可能な内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアクリーナとサージタンクとの間に長短２種類の吸気管が設けられ、内燃機関の運転状態に応じて使用する吸気管を切り替える内燃機関の吸気装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−００５４３０号
【特許文献２】特開２０００−０６４９１９号
【特許文献３】特開昭６３−１５４８１９号
【特許文献４】特開２００５−２０１２０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
３つの気筒に分岐する吸気通路を備える内燃機関では、吸気脈動の影響により低速域から中速域の回転速度において内燃機関の体積効率の落ち込みが生じる。しかし、この落ち込みを抑えるために特許文献１のように複数の吸気経路を備え、使用する吸気経路を切り替えると、構造が大きくなり車両等への搭載が困難となる。
【０００５】
そこで、本発明は、３つの気筒に分岐する吸気通路を備える内燃機関に適用され、構造を大きくしなくても体積効率の低下を抑制できる内燃機関の吸気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】
【０００６】
本発明の内燃機関の吸気装置は、３つの気筒を有する内燃機関に適用され、前記３つの気筒のそれぞれに分岐する吸気通路と、前記吸気通路の分岐位置より上流に設けられたエアクリーナとを備える内燃機関の吸気装置において、前記エアクリーナは、前記吸気通路が接続されたケースを有し、前記ケース内に形成される吸気経路の容積を変更する容積変更機構を備える（請求項１）。
【０００７】
本発明の内燃機関の吸気装置によれば、容積変更機構によって、エアクリーナのケース内部の吸気経路の容積を変更することができる。内燃機関の回転速度が一定でも、エアクリーナのケース内部の吸気経路の容積を変更すると、吸気脈動の周期が変化するため、内燃機関の体積効率も変化する。したがって、容積変更機構により、エアクリーナのケース内部の吸気経路の容積を、内燃機関の回転速度に応じて内燃機関の体積効率が高くなる容積に変更できるので、内燃機関の体積効率の低下を抑制できる。また、エアクリーナのケース内部の吸気経路の容積を変更する容積変更機構をエアクリーナに設けても、複数の吸気経路を備える場合と比べて構造は大きくならない。
【０００８】
本発明の内燃機関の吸気装置の一態様において、前記内燃機関の回転速度に応じて前記容積変更機構を制御する機構制御手段を更に備え、前記機構制御手段は、前記吸気経路の容積が変化することによって前記内燃機関の体積効率の低下が抑制されるように前記容積変更機構を制御してもよい（請求項２）。
【０００９】
この態様によれば、容積変更機構の機構制御手段は、内燃機関の回転速度に応じて内燃機関の体積効率の低下が抑制されるように容積変更機構を制御する。したがって、内燃機関の体積効率の低下を抑制することができる。
【００１０】
本発明の内燃機関の吸気装置の一態様において、前記容積変更機構は、前記ケースの内部に回転可能に設けられ、前記吸気経路を横断するように配置された弁体と、前記弁体を駆動する弁体駆動手段とを有し、前記弁体駆動手段は、前記吸気経路の容積が前記弁体にて縮小された小容積状態と、前記小容積状態よりも前記吸気経路の容積が大きい大容積状態とが切り替えられるように前記弁体を駆動してもよい（請求項３）。この態様によれば、内燃機関の回転速度に応じて、容積変更機構を小容積状態又は大容積状態に切り替えることにより、内燃機関の体積効率の低下を抑制できる。
【００１１】
この態様においては、弁体の構成や動作は任意であるが、例えば、前記エアクリーナの前記ケース内にはエレメントが設けられており、前記弁体駆動手段は、前記小容積状態では、前記弁体の一端が前記エレメントに接することによって前記吸気経路を前記吸気通路と通じる部分と、前記吸気通路と通じない部分とに区分する位置に前記弁体を駆動し、前記大容積状態では、前記弁体の一端が前記エレメントから離れた位置に前記弁体を駆動してもよい（請求項４）。
【００１２】
本発明の内燃機関の吸気装置の一態様において、前記吸気通路に設けられたスロットル弁と、前記吸気経路が所定の容積の小容積状態と、前記小容積状態よりも前記吸気経路の容積が大きい大容積状態との間で前記吸気経路の容積が変化するように前記容積変更機構を制御する機構制御手段とを更に備え、前記機構制御手段は、前記内燃機関の回転速度及びトルクにて特定される前記内燃機関の動作点が、前記内燃機関でノッキングが発生するノック領域内にある場合には前記容積変更機構の状態が前記小容積状態及び前記大容積状態のうちで他方の状態よりも前記内燃機関の体積効率が高くなる一方の状態になり、前記内燃機関の前記動作点が、前記内燃機関でノッキングが発生しない非ノック領域にある場合には前記容積変更機構の状態が前記小容積状態及び前記大容積状態のうちの前記他方の状態になるように、前記容積変更機構を制御してもよい（請求項５）。
【００１３】
この態様では、内燃機関の動作点がノック領域にある場合には、容積変更機構の状態を内燃機関の体積効率が高くなる状態にする。これによりスロットル弁を全開にして運転している場合、すなわち内燃機関を全負荷運転している場合には、内燃機関の出力トルクを向上させることができる。そのため、内燃機関の出力トルクを確保することができる。また、排気通路から吸気通路に排気を還流させる排気再循環、いわゆるＥＧＲを実行可能な場合には、このように体積効率を高くすることにより吸気通路に還流される排気の量を増加させることができる。この場合、内燃機関におけるノッキングの発生を抑制し、内燃機関の燃費を向上することができる。一方、内燃機関の動作点が非ノック領域にある場合には、容積変更機構の状態を内燃機関の体積効率が低くなるようにする。この場合には、容積変更機構の状態を体積効率が高くなる状態にした場合と比較してスロットル弁の開度を大きくしないと同じトルクを出力することができない。したがって、この場合には容積変更機構の状態を体積効率が高くなる状態にした場合と比較してスロットル弁の開度を大きくして内燃機関を運転する。これにより内燃機関におけるポンプ損失を低減できるので、内燃機関の燃費を向上することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上に説明したように、本発明の内燃機関の吸気装置によれば、エアクリーナに設けられた容積変更機構により、エアクリーナのケース内部の吸気経路の容積を、内燃機関の回転速度に応じて内燃機関の体積効率が高くなる容積に変更できるので、構造の大型化を抑えつつ体積効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一形態に係る吸気装置が組み込まれた内燃機関を示した図。
【図２】第１の形態に係る吸気装置の要部を切断して示した断面図（小容積状態）。
【図３】第１の形態に係る吸気装置の要部を切断して示した断面図（大容積状態）。
【図４】容積変更機構が大容積状態に制御された場合と小容積状態に制御された場合の内燃機関の体積効率を示した図。
【図５】第２の形態に係る吸気装置の要部を切断して示した断面図（小容積状態）。
【図６】第２の形態に係る吸気装置の要部を切断して示した断面図（大容積状態）。
【図７】第３の形態に係る吸気装置の要部を切断して示した断面図（小容積状態）。
【図８】第３の形態に係る吸気装置の要部を切断して示した断面図（大容積状態）。
【図９】内燃機関の動作点と容積変更機構の状態との関係の一例を示す図。
【図１０】第４の形態に係るＥＣＵが実行する容積変更機構制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の形態）
図１に示した内燃機関１は不図示の車両に走行用動力源として搭載される。内燃機関１は３つの気筒２が一方向に並べられた直列３気筒型の内燃機関として構成されている。各気筒２には、吸気通路３及び排気通路４がそれぞれ接続されている。吸気通路３は、クールエアダクト１０、エアクリーナ１１、エアクリーナホース１２、スロットル弁１３、サージタンク１４及び分岐管１５を備えている。分岐管１５は気筒２毎に１つずつ合計３つ設けられている。排気通路４は、排気マニホルド２０、第１の触媒２１、第２の触媒２２、サブマフラ２３及びメインマフラ２４を備えている。内燃機関１は、エアダクト１０から吸入しエアクリーナ１１を通して濾過した吸入空気をエアクリーナホース１２及びサージタンク１４を介して分岐管１５で気筒２毎に分配して各気筒２に充填する。各気筒２から排出される排気は排気マニホルド２０で集合され、その集合された排気は触媒２１及び触媒２２にて有害物質が浄化されてからサブマフラ２３及びメインマフラ２４を経由して大気に放出される。
【００１７】
内燃機関１には排気を吸気系に再循環させるＥＧＲ装置３０が設けられている。ＥＧＲ装置３０は、排気通路４の触媒２１と触媒２２との間から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して各分岐管１５内に導くＥＧＲ通路３１と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３２と、ＥＧＲ通路３１を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁３３とを備えている。
【００１８】
図１、図２及び図３に示すように、エアクリーナ１１は、クールエアダクト１０及びエアクリーナホース１２が接続されたケース４０を備えている。エアクリーナ１１は、ケース４０の内部に配置されたエレメント４１を備えている。ケース４０の内部には、吸気経路として、エレメント４１より上流側の空間４２と下流側の空間４３が形成されている。
【００１９】
空間４３の容積を変更する容積変更機構４４は、板状の弁体４５と、弁体４５の一端に設けられ、各図の紙面と直交する方向に延びる回転軸４６と、弁体４５を駆動する弁体駆動手段としてのアクチュエータ４７とを備えている。弁体４５は空間４３に設けられており、ケース４０に固定された回転軸４６を中心に回転することができる。図２に示すように、弁体４５は、弁体４５の一端がエレメント４１に接する位置まで回転することにより、空間４３を弁体４５が横断する状態となるように配置されている。そのため、アクチュエータ４７は、弁体４５を回転することによって、空間４３の容積が弁体４５にて縮小された小容積状態と、空間４３の容積が小容積状態よりも大きい大容積状態とを切り替えることができる。
【００２０】
アクチュエータ４７は、小容積状態では、図２に示すように、弁体４５の一端がエレメント４１に接することにより、空間４３を吸気通路３の一部を構成するエアクリーナホース１２と通じる図２の弁体４５の左側の部分と、エアクリーナホース１２とは通じない図２の弁体４５の右側の部分とに区分する位置に弁体４５を駆動する。そのため、ケース４０に吸入された吸入空気は、図２の弁体４５の右側の部分を流れず、弁体４５の左側の部分を流れることになり、空間４３の容積は図２の弁体４５の左側の部分のみに縮小する。
【００２１】
一方、アクチュエータ４７は、大容積状態では、図３に示すように、弁体４５の一端がエレメント４１から離れた位置に弁体４５を駆動する。そのため、空間４３は弁体４５によって区分されず、ケース４０に吸入された吸入空気は空間４３全体を流れることになり、空間４３は縮小しない。つまり、小容積状態よりも空間４３の容積が大きくなる。
【００２２】
このように、容積変更機構４３の動作により大容積状態と小容積状態とを切り替え、空間４３の容積が変化することによって、吸気脈動の周期が変化する。そのため、容積変更機構４４が大容積状態に制御された場合の内燃機関１の体積効率と、小容積状態に制御された場合の内燃機関１の体積効率とは異なる。
【００２３】
図１に示すように、内燃機関１の各部の制御は、コンピュータとして構成された電子制御装置（ＥＣＵ）５０にて制御される。ＥＣＵ５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含む。ＥＣＵ５０には、クランク角センサ５１、アクセル開度センサ５２、及びノックセンサ５３等の各種の出力信号が入力される。クランク角センサ５１は、内燃機関１のエンジン回転速度（エンジン回転数）に応じた信号を出力する。アクセル開度センサ５２は、アクセルペダルの踏み込み量つまりアクセル開度に対応した信号を出力する。ノックセンサ５３は、内燃機関１にてノッキングが発生しているか否か検出するための周知のセンサであり、ノッキングが発生した場合に信号を出力する。
【００２４】
ＥＣＵ５０は、エンジン回転数に応じて容積変更機構４４を動作させる。例えば、容積変更機構４４を大容積状態に制御した場合の内燃機関１の体積効率と、小容積状態に制御した場合の内燃機関１の体積効率とが、エンジン回転数に応じて図４のグラフのように変化する場合、小容積状態よりも大容積状態の方が体積効率が高いＡ及びＣの範囲では容積変更機構４４を大容積状態に制御し、大容積状態よりも小容積状態の方が体積効率が高いＢ及びＤの範囲では容積変更機構４４を小容積状態に制御する。なお、容積変更機構４４を大容積状態又は小容積状態に切り替えるエンジン回転数は、予め実験や数値計算等により求めてＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶させておけばよい。この制御により、ＥＣＵ５０は本発明に係る機構制御手段として機能し、エンジン回転数の低速域から中速域における体積効率の落ち込みが改善され、体積効率の低下を抑制できる。
【００２５】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図５及び図６を参照して説明する。この形態は、容積変更機構が設けられている位置を除き第１の形態と同一構成を有している。以下、第２の形態の特徴部分を説明し第１の形態との共通部分については図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図５及び図６が示すように、エアクリーナ６０は、空間４２の容積を変更する容積変更機構６１を備えている。容積変更機構６１は、板状の弁体６２と、弁体６２の一端に設けられ、各図の紙面と直交する方向に延びる回転軸６３と、弁体６２を駆動する弁体駆動手段としてのアクチュエータ６４とを備えている。弁体６２は空間４２に設けられており、ケース４０に固定された回転軸６３を中心に回転することができる。図５に示すように、弁体６２は、弁体６２の一端がエレメント４１に接する位置まで回転することにより、空間４２を弁体６２が横断する状態となるように配置されている。そのため、アクチュエータ６４は、弁体６２を回転することによって、空間４２の容積が弁体６２にて縮小された小容積状態と、空間４２の容積が小容積状態よりも大きい大容積状態とを切り替えることができる。
【００２７】
アクチュエータ６４は、小容積状態では、図５に示すように、弁体６２の一端がエレメント４１に接することにより、空間４２を吸気通路３の一部を構成するクールエアダクト１１と通じる図５の弁体４５の右側の部分と、クールエアダクト１１とは通じない図５の弁体４５の左側の部分とに区分する位置に弁体６２を駆動する。そのため、ケース４０に吸入された吸入空気は、図５の弁体６２の左側の部分を流れず、弁体６２の右側の部分を流れることになり、空間４２の容積は図５の弁体６２の右側の部分のみに縮小する。
【００２８】
一方、アクチュエータ６４は、大容積状態では、図６に示すように、弁体６２の一端がエレメント４１から離れた位置に弁体６２を駆動する。そのため、空間４２は弁体６２によって区分されず、ケース４０に吸入された吸入空気は空間４２全体を流れることになり、空間４２は縮小しない。つまり、小容積状態よりも空間４２の容積が大きくなる。
【００２９】
このように、容積変更機構６１の動作により大容積状態と小容積状態とを切り替え、空間４２の容積が変化することによって、吸気脈動の周期が変化する。そのため、容積変更機構６１が大容積状態に制御された場合の内燃機関１の体積効率と、小容積状態に制御された場合の内燃機関１の体積効率とは異なる。
【００３０】
ＥＣＵ５０は、第１の形態と同様に、クランク角センサ５１から入力したエンジン回転数に応じて容積変更機構６１を大容積状態又は小容積状態に動作させる。この制御により、エンジン回転数の低速域から中速域における体積効率の落ち込みが改善され、体積効率の低下を抑制できる。
【００３１】
（第３の形態）
次に、本発明の第３の形態を図７及び図８を参照して説明する。この形態は、第１の形態と第２の形態とを組み合わせたものに相当する。以下、第３の形態の特徴部分を説明し第１の形態又は第２の形態との共通部分については図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
図７及び図８に示すように、エアクリーナ６０は、空間４３の容積を変更する容積変更機構４４と、空間４２の容積を変更する容積変更機構６１とを備えている。
【００３３】
容積変更機構４４及び容積変更機構６１の動作により大容積状態と小容積状態とを切り替え、空間４２及び空間４３の容積が変化することによって、吸気脈動の周期が変化する。そのため、容積変更機構４４及び容積変更機構６１が大容積状態に制御された場合の内燃機関１の体積効率と、小容積状態に制御された場合の内燃機関１の体積効率とは異なる。
【００３４】
ＥＣＵ５０は、第一の形態と同様に、クランク角センサ５１から入力したエンジン回転数に応じて容積変更機構４４及び容積変更機構６１を大容積状態又は小容積状態に動作させる。この制御により、エンジン回転数の低速域から中速域における体積効率の落ち込みが改善され、体積効率の低下を抑制できる。
【００３５】
（第４の形態）
次に、本発明の第４の形態を図９及び図１０を参照して説明する。この形態はＥＣＵ５０による容積変更機構４４の制御方法が第１の形態とは異なることを除き、第１の形態と同一構成を有している。以下、第４の形態の特徴部分を説明し、第１の形態との共通部分については図面に同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図９を参照して本形態における容積変更機構４４の制御について説明する。図９は、内燃機関１のエンジン回転数及びトルクにて特定される内燃機関１の動作点と容積変更機構４４の状態との関係の一例を示している。図９の実線は、容積変更機構４４を大容積状態に切り替えた状態において、スロットル弁１３を全開にした場合の内燃機関１の出力トルクを示す線である。図９の破線は、容積変更機構４４を小容積状態に切り替えた状態において、スロットル弁１３を全開にした場合の内燃機関１の出力トルクを示す線である。図９の一点鎖線は、内燃機関１にノッキングが発生するか否かを示すノック限界を示す線である。内燃機関１のトルクが一点鎖線より低い領域は内燃機関１でノッキングが発生しない非ノック領域であり、トルクが一点鎖線以上の領域は内燃機関１でノッキングが発生するノック領域である。図９の「Ｒ１」は、容積変更機構４４を大容積状態に切り替える運転領域を示している。一方、図９の「Ｒ２」は、容積変更機構４４を小容積状態に切り替える運転領域を示している。そして、容積変更機構４４の状態は、図９に示した関係に基づいて制御される。Ｒ１とＲ２との境界の各線上に位置する動作点は、Ｒ１又はＲ２のいずれかの運転領域に振り分ける。
【００３７】
なお、図９に示した関係は予め実験や数値計算等により求めてＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶させておけばよい。そのため、内燃機関１の動作点が運転領域Ｒ１内にある場合には、容積変更機構４４が大容積状態に切り替えられる。一方、内燃機関１の動作点が運転領域Ｒ２内にある場合には容積変更機構４４が小容積状態に切り替えられる。図９から明らかなように、内燃機関１の動作点がノック領域内にある場合には、大容積状態及び小容積状態のうちで体積効率が高くなる状態に容積変更機構４４が切り替えられる。一方、内燃機関１の動作点が非ノック領域内にある場合には、大容積状態及び小容積状態のうちで体積効率が低くなる状態に容積変更機構４４が切り替えられる。
【００３８】
図１０は、容積変更機構４４をこのように制御するためにＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図１０の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ２５に保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。
【００３９】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ５０は、まずステップＳ１１で内燃機関１の運転状態を取得する。内燃機関１の運転状態としては、内燃機関１のエンジン回転数、アクセル開度、内燃機関１におけるノッキングの有無等が取得される。また、この処理では内燃機関１の出力トルクが取得される。なお、出力トルクは、アクセル開度に基づいて周知の方法で算出すればよい。
【００４０】
次のステップＳ１２においてＥＣＵ５０は、内燃機関１の動作点がノック領域内か否か判定する。この判定は、例えば内燃機関１でノッキングが発生しているか否かに基づいて行えばよい。例えば、内燃機関１でノッキングが発生している場合には内燃機関１の動作点がノック領域内にあると判定できる。
【００４１】
内燃機関１の動作点がノック領域内ではない、すなわち非ノック領域内と判定した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ５０は容積変更機構４４を内燃機関１の体積効率が低くなる状態に切り替える。図４及び図９に示したように、内燃機関１の体積効率が低くなる状態は内燃機関１のエンジン回転数に応じて変化する。例えば、エンジン回転数が図９のＡ又はＣの範囲では、容積変更機構４４を小容積状態に切り替えた方が内燃機関１の体積効率が低くなる。一方、エンジン回転数が図９のＢ又はＤの範囲では、容積変更機構４４を大容積状態に切り替えた方が内燃機関１の体積効率が低くなる。そこで、この処理では、まず大容積状態及び小容積状態のうちで内燃機関１の体積効率が低くなる状態をエンジン回転数及び図９の関係から求め、その求めた状態に容積変更機構４４を切り替えればよい。
【００４２】
一方、内燃機関１の動作点がノック領域内であると判定した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ５０は容積変更機構４４を内燃機関１の体積効率が高くなる位置に切り替える。上述したようにエンジン回転数が図９のＡ又はＣの範囲では、容積変更機構４４を大容積状態に切り替えた方が内燃機関１の体積効率が高くなる。一方、エンジン回転数が図９のＢ又はＤの範囲では、容積変更機構４４を小容積状態に切り替えた方が内燃機関１の体積効率が高くなる。そこで、この処理では、まず大容積状態及び小容積状態のうちで内燃機関１の体積効率が高くなる状態をエンジン回転数及び図９の関係から求め、その求めた状態に容積変更機構４４を切り替えればよい。
【００４３】
ステップＳ１３又はステップＳ１４で容積変更機構４４の状態を切り替えた後はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ３０は内燃機関１の制御を実行する。この制御では、内燃機関１が、容積変更機構４４を切り替えた状態にて適切に運転されるように、スロットル弁１３の開度、ＥＧＲ弁３３の開度、点火時期、各気筒２の吸気弁及び排気弁の動弁特性などを調整する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４４】
以上に説明したように、本形態では、内燃機関１の動作点がノック領域内にある場合には、容積変更機構４４を内燃機関１の体積効率が高くなる状態に切り替える。これによりスロットル弁１３を全開にして運転している場合、すなわち内燃機関１を全負荷運転している場合には、内燃機関１の出力トルクを向上させることができる。そのため、内燃機関１の出力トルクを確保することができる。また、内燃機関１を部分負荷で運転している場合には、体積効率を高くすることによって吸気通路３に還流されるＥＧＲガスの量を増加させることができる。これによりノッキングの発生を抑制し、内燃機関１の燃費を向上させることができる。
【００４５】
一方、内燃機関１の動作点が非ノック領域にある場合には、容積変更機構４４を内燃機関１の体積効率が低くなる状態に切り替える。この場合には、容積変更機構４４を体積効率が高くなる状態にした場合と比較してスロットル弁１３の開度を大きくしないと同じトルクを出力することができない。したがって、この場合には容積変更機構４４を体積効率が高くなる状態にした場合と比較してスロットル弁１３の開度を大きくして内燃機関１を運転する。これにより内燃機関１におけるポンプ損失を低減できるので、内燃機関１の燃費を向上させることができる。
【００４６】
本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において、種々の形態にて実施できる。上記各形態では３気筒の内燃機関に本発明を適用したが、例えば、Ｖ型６気筒の片バンクの３気筒に分岐する吸気通路を備える内燃機関など、気筒数が３以上の内燃機関であっても、本発明を適用してもよい。また、上記各形態ではＥＧＲ装置を備えているが、ＥＧＲ装置の有無やその構成を問わず、本発明を適用できる。また、上記各形態では、エアクリーナのケース内部で弁体を回転させる容積変更機構を採用しているが、ケース内部の空間の容積を変更できれば、容積変更機構の構成は問わず、本発明を適用できる。例えば、スライドバルブの弁体がケース内部へ出入り可能に設けられ、弁体がケース内部に入るとケース内部の空間の一部を閉鎖し、弁体がケース外部に出ると閉鎖を解除する容積変更機構に対しても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１  内燃機関
２  気筒
３  吸気通路
１１、６０，７０  エアクリーナ
１３  スロットル弁
４０  ケース
４２、４３  空間（吸気経路）
４４、６１  容積変更機構
４５、６２  弁体
４７、６４  アクチュエータ（弁体駆動手段）
５０  ＥＣＵ（機構制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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