(57)【要約】【課題】複数の吸気制御弁を開閉することで、吸気導入期間を増減させる際の高速追従性に優れた内燃機関の吸気制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の主吸気路Ｒｉｍより複数の各分岐吸気路ｒ１に達した吸入空気が各燃焼室２へ吸入される際に開弁される各吸気弁５と、各分岐吸気路上で吸気弁の上流にそれぞれ配備される各吸気制御弁１５と、各吸気制御弁を各々独立して開閉する開閉駆動手段１６と、各吸気弁の開閉時期の位相を変位する位相可変駆動手段２５とを備え、制御手段１７で開閉駆動手段１６の駆動と位相可変駆動手段２５の駆動を制御して燃焼室２内にそれぞれ導入される吸気導入期間Ｔｑを調整する。【選択図】図３
2006312930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の主吸気路より複数の各分岐吸気路に達した吸入空気が各燃焼室へ吸入される際に開弁される各吸気弁と、
前記各分岐吸気路上で前記吸気弁の上流にそれぞれ配備される各吸気制御弁と、
各吸気制御弁を各々独立して開閉する開閉駆動手段と、
少なくとも各吸気弁の開閉時期の位相を変位する位相可変駆動手段と、
前記開閉駆動手段の駆動と前記位相可変駆動手段の駆動を制御して、前記燃焼室内に吸気が導入される両駆動手段の弁が開弁状態となる吸気導入期間を調整する制御手段とを有することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置において、
前記吸気導入期間は、一方の駆動手段で開始するとき他方の駆動手段で終了することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の吸気制御装置において、
前記吸気導入期間は、前記内燃機関の回転数が高回転のとき前記位相可変駆動手段で開始及び終了することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関の吸気制御装置において、
前記吸気導入期間は、前記内燃機関の回転数が低回転のとき前記位相可変駆動手段にて開始するとともに前記開閉駆動手段で終了し、
前記内燃機関の回転数が中回転のとき前記開閉手段にて開始するとともに前記位相可変駆動手段で終了することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置において、
前記燃焼室内に導入される吸気の導入期間の終了制御を前記開閉駆動手段と前記位相可変駆動手段の閉弁速度の速い方で行なうことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の内燃機関の吸気制御装置において、
各吸気制御弁よりも吸気下流側の各分岐吸気路内の圧力を検出して、前記制御手段へ出力する圧力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記圧力検出手段からの検出情報と予め設定した設定値と比較し、前記検出情報が前記設定値を超えている場合には、前記検出情報が前記設定値を下回るように前記開閉駆動手段を介して前記吸気制御弁の開度を補正することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の内燃機関の吸気制御装置において、
前記制御手段は、前記内燃機関が低回転の場合に、前記開閉駆動手段を制御して各吸気制御弁の開度を調整することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各気筒の燃焼室につながる分岐吸気路上で各気筒の吸気弁の上流側にそれぞれ設けた吸気制御弁と、吸気弁の開閉時期の位相を変位する位相可変動弁手段とを備えた内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載される内燃機関であるエンジンでは、シリンダヘッドに設けられた吸気弁及び排気弁により、燃焼室に通じる吸気通路及び排気通路が開閉される。このようなエンジンの吸気量は吸気通路の吸入空気量調整手段、例えばスロットル弁の開度やエンジンの回転速度によって一義的に決まることになる。
【０００３】
これに対し、燃焼室における吸気量を更に自由度をもって調節可能とするために、エンジンの運転状態に応じて動弁系のカム軸の回転位相を進退調整するカム軸進退調整式の位相可変装置が知られており、この場合、吸気弁のバルブ時期を進退調整することで、吸気弁と排気弁とのバルブオーバーラップ量を制御し、燃焼室に吸入される空気の量、或いは、燃焼室から一旦排出された排気ガスが燃焼室へ逆流して残留する量、即ち内部ＥＧＲ量が適正化され、エンジンの出力、エミッション及び燃費等の改善が図られるようにしている。このカム軸進退調整式の位相可変装置としては、特許文献１が挙げられる。
【０００４】
カム進退調整式に代えて、電磁アクチュエータや油圧アクチュエータを用いた、アクチュエータ駆動式の位相可変装置が知られている。この装置は、直接バルブの開閉時期や開閉期間を制御するため、位相可変制御の自由度が比較的大きく確保できる利点がある。
【０００５】
位相可変装置に代えて、各吸気分岐路上で各吸気弁の上流側に電磁制御される吸気制御弁を設けた位相可変装置が知られている。これら複数の吸気制御弁を用いた位相可変装置の場合、図８に示すように、吸気弁及び排気弁の開閉リフト線Ｖｅ、Ｖｉに対して、吸気制御弁の開閉リフト線Ｖｓが重なる領域Ｅ１で対応する燃焼室への吸気の流入がなされる。即ち、燃焼室への吸気量を増減調整する場合、吸気制御弁の開弁時期ｔ１と閉弁時期ｔ２の間隔を増減させることで、吸、排気弁のリフト量の増減制御なしで、比較的容易に吸入空気量を増減調整できる。なお、このような、吸気制御弁式の位相可変装置の一例としては特許文献２が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３０２００号公報
【特許文献２】特許第２７３４６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、カム軸進退調整式の位相可変装置ではそのカム軸の進退調整幅が比較的狭いという問題が生じ易く、アクチュエータ駆動式の位相可変装置ではバルブリフト後のバルブ着座衝撃の緩和と高速追従性に問題が生じ易く、機械式の位相可変装置では構成部材が複雑化する傾向にあり、これに伴う高速追従性、搭載スペース確保に問題を生じ易い。
【０００８】
特許文献２のような複数の吸気制御弁を有する装置の場合、各吸気制御弁の開閉制御には独立の電磁アクチュエータが用いられており、各吸気制御弁の応答速度は、この電磁アクチュエータの性能によって決まってくる。また、各吸気制御弁の応答速度は内燃機関の回転数に対し略一定のため、内燃機関の回転数が高くなるとクランク角に対応する応答速度は低下することとなる。そのため、各吸気制御弁の開閉により吸気導入機関を制御する場合、内燃機関の高回転側において、各吸気制御弁の応答遅れが発生し易くなる。電磁アクチュエータを高出力のものに変更すれば、応答遅れは改善され高速追従性は向上するが、狭いエンジンルーム内に大型の電磁アクチュエータの設置スペースを見出さなければならないという新たな課題が発生してしまう。
【０００９】
このような位相可変装置を備えた内燃機関においては、各装置の製造時の誤差や応答遅れにより、各燃焼室への吸入吸気量のバラツキが存在し、そのバラツキを如何に少なくするかが技術的課題とされている。  
本発明は、複数の吸気制御弁を開閉することで、吸気導入期間を増減させる際の追従性に優れた内燃機関の吸気制御装置を提供することと、さらに各燃焼室への吸入空気量のバラツキを低減して性能と燃費の向上を図れる内燃機関の吸気制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の主吸気路より複数の各分岐吸気路に達した吸入空気が各燃焼室へ吸入される際に開弁される各吸気弁と、各吸気制御弁を各々独立して開閉する開閉駆動手段と各分岐吸気路上で吸気弁の上流にそれぞれ配備される各吸気制御弁と、少なくとも各吸気弁の開閉時期の位相を変位する位相可変駆動手段と、この位相可変駆動手段の駆動と開閉駆動手段の駆動を制御して、燃焼室内に導入される吸気の導入期間を調整する制御手段とを有することを特徴としている。  
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置では、吸気導入期間は一方の駆動手段で開始するとき他方の駆動手段で終了することを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置では、吸気導入期間は内燃機関の回転数が高回転のとき位相可変駆動手段で開始及び終了することを特徴としている。  
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置では、吸気導入期間は内燃機関の回転数が低回転のとき位相可変駆動手段にて開始するとともに開閉駆動手段で終了し、内燃機関の回転数が中回転のとき開閉手段にて開始するとともに位相可変駆動手段で終了することを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置では、燃焼室内に導入される吸気の導入期間の終了制御を前記開閉駆動手段と前記位相可変駆動手段の閉弁速度の速い方で行なうことを特徴としている。  
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置では、各吸気制御弁よりも吸気下流側の各分岐吸気路内の圧力を検出して制御手段へ出力する圧力検出手段を有し、制御手段が、圧力検出手段からの検出情報と予め設定した設定値と比較し、検出情報が前記設定値を超えている場合には検出情報が設定値を下回るように開閉駆動手段を介して吸気制御弁の開度を補正することを特徴としている。この場合、制御手段は、内燃機関が低回転の場合に、開閉駆動手段を制御して各吸気制御弁の開度を調整する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、吸気弁の上流に位置する各分岐吸気路上にそれぞれ配備された各吸気制御弁を各々独立して開閉する開閉駆動手段と、各吸気弁の開閉時期の位相を変位する位相可変駆動手段という２つの吸気系の構成を設け、これらの駆動を制御手段で制御して燃焼室内に導入される吸気の導入期間を調整するので、開閉駆動手段を大型にすることなく導入期間を調整することができ、吸気導入期間を増減させる際の要求制御性を満たすことができる。
【００１４】
本発明によれば、一方の駆動手段で吸気導入開始するとき他方の駆動手段にて吸気導入終了するので、開閉駆動手段を大型にすることなく導入期間を調整することができ、さらに吸気導入期間を増減させる際の要求制御性を満たすことができる。
【００１５】
本発明によれば、内燃機関の回転数が高回転のとき吸気導入期間を位相可変駆動手段にて制御するので、高回転に対応するために開閉駆動手段を大型にすることがない。
【００１６】
本発明によれば、吸気導入期間を内燃機関の回転数が低回転のとき位相可変駆動手段にて開始するとともに開閉駆動手段で終了し、内燃機関の回転数が中回転のとき開閉手段にて開始するとともに位相可変駆動手段で終了するので、低回転では排気逆流を調整して内部ＥＧＲ量や吸入空気量の調整することができ、中回転では吸気導入が素早く行なえ、吸気の充填効率を高められ内燃機関の運転状態が変化しても十分に対応することができる。
【００１７】
本発明によれば、前記燃焼室内に導入される吸気の導入期間の終了制御を前記開閉駆動手段と前記位相可変駆動手段の閉弁速度の速い方で行なうので、一度燃焼室に取り込んだ吸気の吹き返しを調整することができる。
【００１８】
本発明によれば、各吸気制御弁よりも吸気下流側の各分岐吸気路内の圧力を圧力検出手段で検出し、この検出情報と予め設定した設定値と比較し、検出情報が設定値を超えている場合には検出情報が設定値を下回るように開閉駆動手段を介して吸気制御弁の開度を補正するので、各燃焼室への吸入空気量のバラツキを低減して性能と燃費の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１にはこの発明の一実施形態としての内燃機関の吸気制御装置が適用された４気筒のレシプロ式ガソリンエンジン（以後単にエンジンＥと記す）の吸気系及び排気系の主要部が示され、図２にはエンジンＥの動弁系が示されている。図１に示すように、エンジンＥはシリンダヘッド１の下面に不図示のシリンダブロックが重なり相互に締結され、エンジン本体の要部を成している。このエンジン本体には、シリンダヘッド１の長手方向Ｘ（図１において紙面上下方向）に沿って複数（例えば４つ）の燃焼室２が順次形成されている。各燃焼室２には、吸気路Ｒｉに続く吸気ポート３および排気路Ｒｅに続く排気ポート４がそれぞれ一対ずつ設けてある。更に、シリンダヘッド１の上部には、一対の吸気ポート３を開閉する一対の吸気弁５（図２参照）、一対の排気ポート４を開閉する一対の排気弁６（図２参照）がそれそれ組付けられている。複数の吸気弁５、複数の排気弁６には、各バルブを閉方向に付勢するバルブスプリング７がそれぞれ装着されている。シリンダヘッド１の上部には、複数の吸気弁５、複数の排気弁６を駆動させるＤＯＨＣ式の動弁系としての位相可変動弁手段８が搭載されている。
【００２０】
排気路Ｒｅは、各気筒の燃焼室２の排気ガスを排気弁６の開時に排気ポート４より図示しない排気マニホールド側の各分岐排気路ｒｅに導き、この排気ガスをからに下流の図示しない排気管を経て大気開放側に流出している。
【００２１】
吸気路Ｒｉはエアクリーナ９からのエアをエンジン本体の各気筒に流入させるもので、主吸気路Ｒｉｍを成す吸気管１２と、主吸気路Ｒｉｍの下流のサージタンク１３と、そのサージタンク１３から分岐して延出する分岐吸気路ｒｉを形成する複数の吸気分岐管１４と、各分岐吸気路ｒｉに連通するようシリンダヘッド１内に形成され、各気筒の吸気弁５の開時に各燃焼室２に連通する吸気ポート３で構成されている。
【００２２】
主吸気路Ｒｉｍには、同吸気路を開閉する電子制御式のスロットル弁１１が配備され、各吸気分岐管１４には、各吸気分岐管１４を開閉する吸気制御弁１５がそれぞれ配備されている。各吸気分岐管１４の近傍には、各吸気制御弁１５を各々独立して開閉駆動する開閉駆動手段としての電磁ソレノイドアクチュエータ１６（以下「ソレノイド１６」と記す）が配置されている。吸気制御弁１５はバタフライ式であり、各気筒の一対の吸気分岐管１４の合流部とサージタンク１３との間の分岐吸気路ｒｉを開閉可能に配備されている。各吸気制御弁１５の回転軸は、図示しないリンク系を介してソレノイド１６に連結されている。ソレノイド１６は、後述する吸気制御弁１５の開弁時期Ｂｏｔと閉弁時期Ｂｃｔとを切り換えるものである。
【００２３】
図１に示すように、主吸気路Ｒｉｍに配備されるスロットル弁１１を開閉駆動するスロットル開閉駆動手段としてのスロットルアクチュエータ１１１、吸気制御弁１５を開閉駆動するソレノイド１６は、図２に示すように、コントローラ１７の入出力回路１７５に接続されている。スロットルアクチュエータ１１１は、電流が印加されていない状態において、スロットル弁１１を全開に保持し、ソレノイドアクチュエータ１６は、電流が印加されていない状態において、吸気制御弁１５を全閉に保持する。スロットルアクチュエータ１１１へ所定のデューティー比の電流が印加されると、図示しないのリンク系を介して弁軸が回動されてスロットル弁１１が適宜の開度、すなわち、適宜の吸入空気量の調整が行われる。ソレノイド１６に電流が印加されると、その間は吸気制御弁１５が全開に保持される。
【００２４】
スロットル弁１１と複数の吸気制御弁１５の各回転軸には図示しない弁開度センサが装着されていて、これより発せられるスロットル開度や吸気制御弁開度信号はコントローラ１７に入力される。吸気管１２には吸入空気量Ｑａを検出するエアフローセンサ１８が装着され、エアフローセンサ１８からの吸入空気量Ｑａ信号はコントローラ１７に入力される。
【００２５】
動弁系としての位相可変動弁装置８は、図２に示すように、エンジン本体側のクランクシャフト１９の１／２の回転を、ベルト回転伝達手段２０を介して吸気及び排気カムスプロケット２１，２２で受けるよう形成されている。吸気カム軸２３は吸気カムスプロケット２１の回転を位相可変駆動手段（ＶＶＴ）２５を介して受け、排気カム軸２４は排気カムスプロケット２２により、そのまま回転駆動される。
【００２６】
吸気カム軸２３及び排気カム軸２４の各気筒の燃焼室２との対向位置には一対の吸気弁５及び一対の排気弁６を駆動する一対の吸気カム２７及び一対の排気カム２８が一体的に取り付けられ、これらにより複数の吸気弁５、複数の排気弁６が開閉駆動される。
【００２７】
位相可変駆動手段（ＶＶＴ）２５は、例えば電磁駆動式の回転型アクチュエータ２５１を備え、その内部の切り換え駆動部（不図示）に連通する制御バルブ２５２が、コントローラ１７の制御機能の一つである吸気弁位相可変調整部Ａｂ（図２参照）からの位相制御信号を受けることで、回転型アクチュエータ２５１が切り換え駆動し、位相切り換え制御される。
【００２８】
コントローラ１７はＣＰＵ１７１、ＲＯＭ１７２、ＲＡＭ１７３を中心に論理演算回路としてエンジン制御機能に加え、特に、吸気制御弁開閉部Ａａ、吸気弁位相可変調整部Ａｂとしての機能を発揮し、コモンバス１７４を介して入出力部１７５に接続され、外部との入出力を行なう。
【００２９】
入出力部１７５には、単位クランク角δｃ及びエンジン回転数Ｎｅ情報を取り込むクランク角センサ２６、カム角信号θｃを取り込むカム角センサ２４、エンジン冷却水温ｗｔを取り込む水温センサ３１、吸入空気量Ｑａを取り込むエアフローセンサ１８、アクセル開度θａを取り込むアクセル開度センサ３２等が接続され、各センサからの検出信号および各制御手段からの信号は入出力部１７５からＣＰＵ１７１に入力される。ＣＰＵ１７１は、入出力部１７５を介して、スロットルアクチュエータ１１１、ソレノイド１６、回転型アクチュエータ２５１に制御信号を出力する。
【００３０】
図３は吸気弁５、排気弁６及び吸気制御弁１５の動作を示す線図である。図３（ａ）は低速高負荷時、図３（ｂ）は中速高負荷時の動作を示す。吸気制御弁１５は、そのリフト線Ｖｓより明らかなように、通常閉弁状態とされていて、駆動時に分岐吸気路ｒｉを開放する。図３において符合Ｅｒは排気弁６のリフト線を、符合Ｉｒは排気弁６のリフト線をそれぞれ示す。図３において、符合Ｂｏｔは吸気制御弁１５の開弁時期、Ｂｃｔは吸気制御弁１５の閉弁時期をそれぞれ示す。符合Ｖｉｏｔは吸気弁５の開弁時期、Ｖｉｃｔは吸気弁５の閉弁時期をそれぞれ示す。符合Ｖｅｏｔは排気弁５の開弁時期、Ｖｅｃｔは排気弁５の閉弁時期をそれぞれ示す。符合Ｔｑは吸気導入期間を示す。
【００３１】
図３（ａ）では、各吸気弁５の開弁時期Ｖｉｏｔから吸気制御弁１５の閉弁時期Ｂｃｔまでが吸気導入期間Ｔｑとなり、図３（ｂ）では、各吸気制御弁１５の開弁時期Ｂｏｔから吸気弁５の閉弁時期Ｖｉｃｔまでが吸気導入期間Ｔｑとなる。各燃焼室２には、吸気導入期間Ｔｑにのみ吸気が流入される。これにより吸気導入期間Ｔｑを増減制御することにより吸入空気量Ｑａを調整することができる。
【００３２】
本形態の特徴は、ソレノイド１６の駆動と回転型アクチュエータ２５１の駆動をエンジンＥの負荷状況に応じて制御して、吸気導入期間Ｔｑを調整して各燃焼室２内に導入される吸入空気量Ｑａを制御する点にある。
【００３３】
すなわち、コントローラ１７は、エンジンＥの運転状態が低速高負荷の場合には、図３（ａ）に示すように、位相可変動弁手段（ＶＶＴ）２５による吸気弁５の開弁時期Ｖｉｏｔよりも進角側で吸気制御弁１５を開弁し、位相可変動弁手段２５による吸気弁１５の閉弁時期Ｖｉｃｔよりも進角側で吸気制御弁１５が閉弁するようにソレノイド１６を制御する。また、エンジンＥの運転状態が高負荷中回転の場合には、位相可変動弁手段２５による吸気弁１５の開弁時期Ｖｉｏｔよりも遅角側で吸気制御弁１５が開弁し、位相可変駆動手段２５による吸気弁１５の閉弁時期Ｖｉｃｔよりも遅角側で吸気制御弁１５が閉弁するようにソレノイド１６を制御する。
【００３４】
本形態において、位相可変駆動手段２５は、回転型アクチュエータ２５１により、各吸気弁５の開閉時期となる開弁時期Ｖｉｏｔから閉弁時期Ｖｉｃｔまでの位相を、クランク角度に対して進角側と遅角側に変位させる。
【００３５】
この位相切り換え制御により、吸気弁５のリフト作動における開弁時期（図３（ａ），（ｂ）参照）Ｖｉｏｔが遅角側あるいは進角側に移動調整される。位相可変駆動手段２５の制御時において、吸気カム軸２３の回転位相はカム角センサ２４（図２参照）によって検出され、コントローラ１７に出力される。なお、クランクシャフト１９側にはクランク側ロータ２６１が一体結合され、これにはクランク角センサ２６が対設され、これにより単位クランク角信号δｃが検出されて、コントローラ１７に出力される。
【００３６】
本形態において、コントローラ１７は、エンジンＥの回転速度が高くなるほど、位相可変駆動手段２５による各吸気弁５の開弁時期Ｖｉｏｔを進角側に制御するように回転型アクチュエータ２５１を制御する。
【００３７】
このようなエンジンＥの駆動時における吸気系及び動弁系の制御方法について説明する。  
コントローラ１７には、アクセル開度センサ３２の入力信号θａに基づきスロットルアクチュエータ１１１にアクセル開度θａ相当の開度出力が入力され、吸入空気量Ｑａとエンジン回転速度Ｎｅに基づき燃料供給量が決定され、図示しない燃料噴射弁と点火系が駆動され、エンジンＥが駆動を継続する。
【００３８】
この際、コントローラ１７の吸気弁位相可変調整部Ａｂは、読み込まれた負荷相当量である吸入空気量Ｑａ、エンジン回転速度Ｎｅ、及びその他の補正値設定のためのエンジン冷却水温ｗｔ等の情報に基づき吸気弁５の目標位相変位角である開弁時期Ｖｉｏｔを算出する。
【００３９】
例えば、吸入空気量Ｑａ及びエンジン回転速度Ｎｅ等からの運転情報より、現在の運転域が中負荷運転領域であれば、吸気弁５の開弁時期は基準遅角値相当値Ｖｉｏｔｂとして求められる。これに対し、エンジンＥがアイドリング時を含む低負荷運転域であると、吸気弁５の開弁時期Ｖｉｏｔは最遅角値Ｖｉｏｔｒとして求められる。このため、図３（ａ）に示すリフト線Ｉｒが破線位置から実線位置へと移動して、バルブオーバーラップ量ＯＢが小さくまたはゼロとなる。一方、エンジンＥが高負荷側にある場合、吸気弁５の開弁時期Ｖｉｏｔｓは進角側に修正され、この場合、このため、図３（ｂ）に示すリフト線Ｉｒが破線位置から実線位置へと移動してバルブオーバーラップ量ＯＢを最大値とする。
【００４０】
コントローラ１７の吸気弁位相可変調整部Ａｂは、このような開弁時期Ｖｉｏｔにより、その時々の負荷相当量の吸入空気量Ｑａ、エンジン回転速度Ｎｅに適合した目標開弁時期Ｖｉｏｔを算出し、その制御信号に応じて位相可変駆動手段（ＶＶＴ）２５を作動させ、吸気弁５を開弁時期Ｖｉｏｔに開作動させる。
【００４１】
これに対し、吸気弁５の上流側の吸気制御弁１５は、エンジンＥの運転状態に応じて、その開弁時期Ｂｏｔと閉弁時期Ｂｃｔが制御される。すなわち、コントローラ１７は、エンジンＥの運転状態が低速高負荷の場合には、図３（ａ）に示すように、吸気弁５の開弁時期Ｖｉｏｔよりも進角側で吸気制御弁１５を開弁し、吸気制御弁１５の閉弁時期Ｖｉｃｔよりも進角側で吸気制御弁１５が閉弁するようにソレノイド１６を制御する。このため、低速高負荷の場合には、予め吸気制御弁１５を全開にして吸気カム２７のカムプロフィールで吸気導入が開始され、吸気弁５の開弁期間中に吸気制御弁１５を閉じることで吸気導入が遮断される。
【００４２】
コントローラ１７は、例えばエンジンＥの運転状態が高負荷中回転の場合には、図３（ｂ）に示すように、吸気弁１５の開弁時期Ｖｉｏｔよりも遅角側で吸気制御弁１５を開弁し、吸気弁１５の閉弁時期Ｖｉｃｔよりも遅角側で吸気制御弁１５を閉弁するようにソレノイド１６を制御する。このため、時間軸では作動速度が変わらない吸気制御弁１５の作動により吸気導入が行われ。エンジンＥの回転上昇に伴い時間軸でその動作が速くなる吸気カム２７のカムプロフィールで吸気弁５閉じられて吸気導入が遮断される。なお、エンジンＥの運転状態が高負荷高回転の場合には、吸気制御弁１５を常時開弁状態として位相可変駆動手段２５で吸気導入期間を調整してもよい。この場合、吸気制御弁１５の高速応答性を必要以上に向上させなくても良くなる。
【００４３】
このように各吸気弁５の上流に位置する各分岐吸気路１４上にそれぞれ配備された各吸気制御弁１５と、それらを各々独立して開閉する各ソレノイド１６と、各吸気弁５の開閉時期の位相を変位する位相可変駆動手段２５とを用いて、エンジンＥの運転状態に合わせて吸気導入期間Ｔｑを調整するので、各吸気制御弁１５を大型にすることなく、吸気導入期間Ｔｑ、すなわち吸入空気量Ｑａを調整する際の高速追従性を達成することができる。
【００４４】
図４は、吸気弁５と排気弁６の開閉による排気と吸気の流れ、すなわち空気流量との関係を示すものである。図４から明らかなように、吸気弁５の開弁時期と閉弁時期において、符合Ｒ１、Ｒ２で示すように、吸入空気量がマイナスに成る。この現象は吸気の吹き返しにより発生するものである。  本形態においては、閉弁側は、応答速度の上昇が望めない吸気制御弁１５を用いることなく、エンジンＥの回転上昇に伴いその動作が速くなる吸気カム２７で吸気弁５を閉じて吸気遮断を行なうので、吸気制御弁１５で吸気遮断を行なうよりも素早い吸気遮断を行なうことで充填効率が高められる。これにより、吸気導入期間Ｔｑを増減させる際の高速追従性を達成しながら、吸気の充填効率を高められ内燃機関の運転領域が変化しても十分に対応することができる。
【００４５】
図５は、本発明の別な形態を示す。この形態は、図１に示した内燃期間の吸気制御装置に、各吸気制御弁１５よりも吸気下流側の各分岐吸気路内１４の圧力を検出して、コントローラ１７へ出力する圧力検出手段としての圧力センサ５０をそれぞれ追加し、圧力センサ５０からの信号に応じて各吸気制御弁１５とスロットル弁１１の開度を調整するようにしたものである。
【００４６】
すなわち、本形態で用いるコントローラ１７では、上述の吸気制御とともに、圧力センサ５０からの検出情報Ｐと予め設定した設定値Ｐ２と比較し、検出情報Ｐが設定値Ｐ２を超えている場合には、検出情報Ｐが設定値Ｐ２を下回るようにソレノイド１６を介して吸気制御弁１５とスロットル弁１１の開度を補正する。
【００４７】
コントローラ１７のＲＯＭ１７１には、圧力センサ５０近傍の各分岐吸気路内１４の目標圧力値Ｐ１、設定値Ｐ２、各吸気制御弁１５の開度を補正するための補正マップが予め記憶されている。目標圧力値Ｐ１は、アクセス開度とエンジン回転数Ｎｅから求めたマップ情報として記憶されていて、アクセル開度とエンジン回転数Ｎｅに応じて適宜読み出されて更新される様に成っている。設定値Ｐ２は、各吸気制御弁１５の開度を補正するか否かを判断するための値である。
【００４８】
本形態において、制御手段１７は、エンジンＥが低回転の場合に、ソレノイド１６を制御して各吸気制御弁１５の開度を調整し、エンジンＥが高回転の場合に、スロットルアクチュエータ１１１を制御してスロットル弁１１の開度を調整する。
【００４９】
図６は、低速低負荷時の各吸気制御弁１５よりも下流の各分岐吸気路内１４の圧力（ＥＶＴ下流圧力）の変動を示す図である。同図において、符合Ｅｒは排気弁６のリフト線、符合Ｉｒは吸気弁５のリフト線、符合Ｖｓは吸気制御弁１５の開閉リフト線をそれぞれ示す。この図から明らかなように、吸気弁５が開弁されると、各分岐吸気路内１４の圧力（ＥＶＴ下流圧力）が急激に低下するが、低下量にバラツキが生じてしまう。
【００５０】
次に、圧力センサ５０からの検出信号に基づく制御形態について、図７に示すフローチャートによって説明する。なお、図７のステップにおいては既にエンジンＥが始動しているものとして説明する。
【００５１】
図７のステップＴ１では、エンジン回転数やアクセル開度情報などが取り込み、ステップＴ２においてエンジンＥの運転状態が判断される。そして、エンジンの状態が低回転の領域である場合には、ステップＴ３に進んで各圧力センサ５０からの検出情報Ｐを取り込んでステップＴ４に進む。ステップＴ４では、取り込んだ検出情報（圧力情報）Ｐと目標圧力値Ｐとから両者の差分の算出してステップＴ５に進む。
【００５２】
ステップＴ５では、算出された差分値ＰΔと設定値Ｐ１とを比較し、差分値ＰΔが設定値Ｐ２に満たない場合には、吸入吸気量のバラツキを許容範囲として開度補正を不要と判断してこの制御を終える。差分値ＰΔが設定値Ｐ２に達すると、吸入吸気量のバラツキが許容範囲を越えて開度補正を必要と判断してステップＴ６に進む。
【００５３】
ステップＴ６では、差分値ＰΔが設定値Ｐ２寄りも低くなるような吸気制御弁１５の開度となるように図示しないマップから算出し、ステップＴ７においてこの値を餅に吸気制御弁１５の開度を調整する。
【００５４】
このため、吸気導入期間Ｔｑを増減させる際の高速追従性を達成しながら<
各燃焼室２への吸入空気量のバラツキを低減することができ性能と燃費の向上を図ることができる。
【００５５】
本形態においては、圧力低下によりエンジンＥの運転（アイドリング）が不安定になり易い低回転時に、吸入空気量のバラツキを補正する制御を各吸気制御弁１５の開閉を制御することで実施するようにしたが、このような制御は、エンジンの運転状態や運転領域を限定することなく、圧力センサ５０からの検出情報に基づき、適宜吸入空気量の補正を行い形態であってもよい。また、制御対象としては各吸気制御弁１５ではなく、スロットル弁１１の開度を制御してバラツキの調整を行っても良い。
【００５６】
上記形態において、エンジンＥは吸気カム軸のみ位相可変駆動手段（ＶＶＴ）２５を備えていたが、これに加え、排気カム軸側にも位相可変駆動手段（ＶＶＴ）を装着し、吸、排カム軸の位相可変制御を行い、オーバーラップ制御の自由度を増した構成を採るエンジンに本願発明を適用してもよく、この場合も、図１、図５の内燃機関の吸気制御装置と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関と、その吸気制御装置の構成を示す全体図である。
【図２】図１に示す内燃機関に用いる動弁系の斜視図である。
【図３】内燃機関の吸気制御装置により制御される吸気弁と吸気制御弁のリフト特性を示す説明図である。
【図４】吸気弁と排気弁の開閉動作に伴う、各弁部の圧力と管内を流れる吸気・排気の流量変動を示す特性図である。
【図５】本発明の別な実施形態としての内燃機関と、その吸気制御装置の構成を示す全体図である。
【図６】吸気弁と排気弁及び吸気制御弁の開閉動作に伴う吸気制御弁下流側の圧力変動を示す説明図である。
【図７】吸気圧力変動を補正するための一制御形態を示すフローチャートである。
【図８】従来の内燃機関の吸気制御装置における吸、排気弁のバルブリフト線図である。
【符号の説明】
【００５８】
２    燃焼室
５    吸気弁
１４    各分岐吸気路
１５    吸気制御弁
１６    開閉駆動手段
１７    制御手段
２５    位相可変駆動手段
５０    圧力検出手段
Ｅ    内燃機関
Ｒｉｍ    主吸気路
Ｔｑ    吸気導入期間
【図１】
2006312930.tif 000003
【図２】
2006312930.tif 000004
【図３】
2006312930.tif 000005
【図４】
2006312930.tif 000006
【図５】
2006312930.tif 000007
【図６】
2006312930.tif 000008
【図７】
2006312930.tif 000009
【図８】
2006312930.tif 000010