(57)【要約】【課題】  高い応答性でパルス発生装置のＯＮ／ＯＦＦ動作を切換え、もって運転領域に応じて燃費と出力とをバランスさせること。【解決手段】  予めパルス発生装置を作動させるように設定されたエンジン回転数において、全負荷領域では、開閉機構を閉塞して連通路を各吸気管と遮断し、部分負荷領域では、開閉機構を開いて連通路を各吸気管と連通させる。前記全負荷領域では、パルス発生装置が生成した圧力波が筒内に伝播することにより、筒内での燃料の気化が促進されるとともに、体積効率が向上し、高いトルクを得ることが可能になる。他方、部分負荷領域では、開弁機構を駆動して連通路を各吸気管と連通するので、パルス発生装置が生成した圧力波は、連通管を介して各吸気管に伝播することにより減衰する。このため実質的にパルス発生装置の作動を停止することになるので、パルス発生装置の圧力波によるポンピングロスを迅速に低減し、燃費を向上できる。【選択図】      図１３
2006266135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒の各吸気ポートに空気を供給する吸気管と、
各吸気管の上流端がそれぞれ開口する集合部と、
各気筒の吸気行程に対応して、吸気ポートの開弁期間内の吸気行程途中で開弁して、気筒内に圧力波を生成するパルス発生装置と
を備えた多気筒エンジンの制御装置において、
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段と、
パルス発生装置の下流側に設けられ、各吸気管を連通する連通路と、
連通路と各吸気管との連通部分を開閉する開閉機構と、
前記エンジン回転数検出手段、および前記エンジン負荷検出手段の検出に基づいてパルス発生装置の運転および開閉機構の開閉動作を制御する制御手段と
を設け、前記制御手段は、予めパルス発生装置を作動させるように設定されたエンジン回転数において、全負荷領域では、開閉機構を閉塞して連通路を各吸気管と遮断し、部分負荷領域では、開閉機構を開いて連通路を各吸気管と連通させるものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の多気筒エンジンの制御装置において、
制御手段の制御によりエンジンの排気通路から既燃ガスを還流するＥＧＲシステムを設け、前記連通路は、前記ＥＧＲシステムのＥＧＲガス通路で構成されており、前記制御手段は、部分負荷領域において、ＥＧＲガスを吸気管に供給するようにＥＧＲシステムを作動させるものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の多気筒エンジンの制御装置において、
前記連通路は、集合部から吸気ポートまでの吸気通路長を変更する可変吸気通路長システムで構成されていることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の多気筒エンジンの制御装置において、
前記開閉機構は、連通路の閉塞時に燃焼順序が隣り合う気筒との連通をも遮断するものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の多気筒エンジンの制御装置において、
前記連通路は、制御手段の制御によりエンジンの排気通路から既燃ガスを還流するＥＧＲシステムのＥＧＲガス通路で構成されており、前記制御手段は、部分負荷領域において、ＥＧＲガスを吸気管に供給するようにＥＧＲシステムを作動させるものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項２または５記載の多気筒エンジンの制御装置において、
前記ＥＧＲガス通路は、各吸気管に接続された分岐通路で構成されており、前記開閉機構は、各分岐通路の上流側を開閉する単一のＥＧＲバルブであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の多気筒エンジンの制御装置において、
前記パルス発生装置は、クランクシャフトと同期して集合部内にて回転するロータリバルブであり、前記連通路は、集合部の下流側に構成されていることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多気筒エンジンの制御装置に関し、特に、インパルス（気筒内に導入される高圧の圧力波）を生成するパルス発生装置を備えた多気筒エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インテークマニホールドのサージタンクと、サージタンクから分岐して各気筒の吸気ポートに接続された分岐管が設けられた多気筒エンジンの制御装置において、体積効率を高める技術が種々開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、吸気ポート毎に通路長の異なる複数の吸気通路を設け、これら吸気通路を切替弁によって択一的にサージタンクと連通する技術が開示されている。
【０００４】
他方、非特許文献１には、インパルスによる低運転領域のトルクアップを図る技術が開示されている。その構成では、インテークマニホールドの分岐管途中に、当該分岐管の経路方向にストロークする電磁弁を設け、吸気行程の途中までは、電磁弁を閉じて負圧を形成し、吸気行程の下死点近傍にて電磁弁を開放することによって、急激に気筒内に空気を供給する構成が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２、非特許文献２には、インパルスを生成する装置として、フラップ弁を用いてパルスを発生させる装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−４１９３９号公報
【特許文献２】特開２０００−２４８９４６号公報
【非特許文献１】Impulse charging boosts torque at low speed , Findlay Publications社  「European Automotive Design」２００４年２月号掲載
【非特許文献２】Development of an Actuator for a Fast Moving Flap for impulse Charging , Findlay Publications社  「European Automotive Design」２００３年１月号掲載
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エンジンの燃費を抑制しつつ出力性能を高めるためには、パルス発生装置のＯＮ／ＯＦＦ動作を迅速に行い、ポンピングロスの抑制と充分な体積効率の確保とをバランスさせる必要がある。
【０００７】
しかるに、上述したパルス発生装置においては、何れも吸気圧力に抗して開閉弁を開閉動作させる必要があるため、所要の応答性を得ることができなかった。
【０００８】
本発明は上述のような不具合に鑑みてなされたものであり、高い応答性でパルス発生装置のＯＮ／ＯＦＦ動作を切換え、もって運転領域に応じて燃費と出力とをバランスさせることのできる多気筒エンジンの制御装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明は、複数の気筒の各吸気ポートに空気を供給する吸気管と、各吸気管の上流端がそれぞれ開口する集合部と、各気筒の吸気行程に対応して、吸気ポートの開弁期間内の吸気行程途中で開弁して、気筒内に圧力波を生成するパルス発生装置とを備えた多気筒エンジンの制御装置において、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジンの負荷状態を検出するエンジン負荷検出手段と、パルス発生装置の下流側に設けられ、各吸気管を連通する連通路と、連通路と各吸気管との連通部分を開閉する開閉機構と、前記エンジン回転数検出手段、および前記エンジン負荷検出手段の検出に基づいてパルス発生装置の運転および開閉機構の開閉動作を制御する制御手段とを設け、前記制御手段は、予めパルス発生装置を作動させるように設定されたエンジン回転数において、全負荷領域では、開閉機構を閉塞して連通路を各吸気管と遮断し、部分負荷領域では、開閉機構を開いて連通路を各吸気管と連通させるものであることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置である。この態様では、予めパルス発生装置を作動させるように設定されたエンジン回転数（主として低中速回転領域）において、エンジンの負荷状態が全負荷の場合には、制御手段が開閉機構を閉じて連通路を各吸気管と遮断するので、パルス発生装置が生成した圧力波が筒内に伝播することにより、筒内での燃料の気化が促進されるとともに、体積効率が向上し、高いトルクを得ることが可能になる。他方、部分負荷領域では、制御手段が開閉機構を駆動して連通路を各吸気管と連通するので、パルス発生装置が生成した圧力波は、連通路を介して各吸気管に伝播することにより減衰する。このため実質的にパルス発生装置の作動を停止することになるので、パルス発生装置の圧力波によるポンピングロスを迅速に低減し、燃費を向上することが可能になる。
【００１０】
好ましい態様において、制御手段の制御によりエンジンの排気通路から既燃ガスを還流するＥＧＲシステムを設け、前記連通路は、前記ＥＧＲシステムのＥＧＲガス通路で構成されており、前記制御手段は、部分負荷領域において、ＥＧＲガスを吸気管に供給するようにＥＧＲシステムを作動させるものである。この態様では、パルス発生装置による体積効率（従ってトルク）の向上よりも燃費が優先されるＥＧＲ導入領域において、ＥＧＲシステムが作動し、パルス発生装置の作動が実質的に停止されるとともに、ＥＧＲガスによって、ポンピングロスの低減や排気性能の向上を図ることが可能になる。
【００１１】
好ましい態様において、前記連通路は、集合部から吸気ポートまでの吸気通路長を変更する可変吸気通路長システムで構成されている。この態様では、エンジンの回転領域に応じて、吸気通路長を変更することにより、パルス発生装置のＯＮ／ＯＦＦ動作と吸気通路長の変更による動的過給効果を組み合わせて燃費と出力のバランスを取ることが可能になる。
【００１２】
好ましい態様において、前記開閉機構は、連通路の閉塞時に燃焼順序が隣り合う気筒との連通をも遮断するものである。この態様では、開閉機構が連通路を閉塞した際、吸気行程にある気筒が開弁した気筒と連通することはない。そのため、パルス発生装置を機能させるべき運転領域において、当該吸気行程にある気筒が開弁した気筒と連通して、生成された圧力波が減衰することはない。従って、開閉機構の閉塞時には、確実にパルス発生装置による体積効率の向上を図ることが可能になる。
【００１３】
特に、この態様において、前記連通路は、制御手段の制御によりエンジンの排気通路から既燃ガスを還流するＥＧＲシステムのＥＧＲガス通路で構成されており、前記制御手段は、部分負荷領域において、ＥＧＲガスを吸気管に供給するようにＥＧＲシステムを作動させるものである。この態様では、パルス発生装置による体積効率（従ってトルク）の向上よりも燃費が優先されるＥＧＲ導入領域において、ＥＧＲシステムが作動し、パルス発生装置の作動が実質的に停止されるとともに、ＥＧＲガスによって、ポンピングロスの低減や排気性能の向上を図ることが可能になる。また、パルス発生装置を機能させるべき運転領域においては、当該吸気行程にある気筒にＥＧＲガスが導入されることはなく、開閉機構の閉塞時には、確実にパルス発生装置による体積効率の向上を図ることが可能になる。
【００１４】
好ましい態様において、前記ＥＧＲガス通路は、各吸気管に接続された分岐通路で構成されており、前記開閉機構は、各分岐通路の上流側を開閉する単一のＥＧＲバルブである。この態様では、各分岐通路が容積の小さい閉塞管として機能し、気筒間での脈動を抑制することが可能になる。
【００１５】
好ましい態様において、前記パルス発生装置は、クランクシャフトと同期して集合部内にて回転するロータリバルブであり、前記連通路は、集合部の下流側に構成されている。この態様では、パルス発生装置として、クランクシャフトと同期して回転するロータリバルブを採用しているので、大きな吸気抵抗を受けることなく、周波数を確実に同調させて所望のタイミングで気筒内に圧力波を生成することが可能になる。集合部を設けることによる動的過給を阻害することなく、圧力波を生成するパルス発生装置を装備することが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、連通路の開閉動作によって高い応答性でパルス発生装置のＯＮ／ＯＦＦ動作を切換えることができるので、運転領域に応じて燃費と出力とをバランスさせることのできる多気筒エンジンの制御装置を提供することという顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の一形態に係る４サイクル火花点火式多気筒エンジンの右側面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面略図である。また図３は、本実施形態の要部を簡略化して示す斜視図である。
【００１９】
各図を参照して、このエンジン１０は、シリンダブロック１１およびこのシリンダブロック１１の上部に一体化されたシリンダヘッド１２とを一体に有している。エンジン１０には、第１〜第４気筒１２Ａ〜１２Ｄが設けられるとともに、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの内部には、クランクシャフト３に連結されたピストン４が嵌挿されることにより、その上方に燃焼室１５が形成されている。
【００２０】
シリンダヘッド１２には、前記各気筒１２Ａ〜１２Ｄの燃焼室１５毎に点火プラグ１６が固定されている。各点火プラグ１６は、その先端が対応する燃焼室１５の内部に頂部から臨むように設置されている。
【００２１】
また、シリンダヘッド１２には、前記気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に燃焼室１５に向かって開口する吸気ポート１７、排気ポート１８がそれぞれ形成されているとともに、これらのポート１７、１８には、吸気弁１９および排気弁２０がそれぞれ装備されている。
【００２２】
各吸気ポート１７には燃料噴射弁２１が設けられている。この燃料噴射弁２１は、ニードル弁およびソレノイドを内蔵している。
【００２３】
排気ポート１８には、図略の排気マニホールドが接続されている。この排気マニホールドの集合部下流の排気通路には、排気ガス浄化触媒が設けられている。この排気ガス浄化触媒は、例えば、排気の空燃比状態が理論空燃比近傍にあるときにＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘの浄化率が極めて高い、いわゆる三元触媒からなっている。この三元触媒からなる排気ガス浄化触媒は、一般に知られているように、排気ガスの空燃比が理論空燃比（つまり空気過剰率λ＝１）付近にあるときにＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘに対して高い浄化性能を示す触媒である。
【００２４】
吸気弁１９および排気弁２０は、エンジン１０に支承された吸気弁用および排気弁用のカムシャフト２２、２３によって、所定位相差で同期して吸気ポート１７、排気ポート１８を開閉するように構成されている。前記カムシャフト２２、２３は、図略のカムスプロケットギヤに連結され、このカムスプロケットギヤは、カムプーリ３０から図略のタイミングベルトを介して動力を受けている（図３参照）。カムプーリ３０は、エンジン１０の前面にクランクシャフト３と平行な軸線を中心に回転自在に取り付けられている。他方、クランクシャフト３にはエンジン１０の前面側に取り付けられた出力プーリ３２が固定されており、両プーリ３０、３２は、タイミングベルト３４によって同期連動するように構成されている。
【００２５】
なお、各カムシャフト２２、２３に対し、その回転の位相を調節することにより、開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構２４、２５が設けられている。この結果、吸気弁１９は、クランク角に対する位相を変更することができるようになっている。
【００２６】
本実施形態に係る吸気装置４０は、エンジン１０の側部に固定されるインテークマニホールド４１と、このインテークマニホールド４１に内蔵されるパルス発生装置またはＰＧＶ（Ｐｕｌｓｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  Ｖａｌｖｅ）としてのロータリバルブ５０とを有している。
【００２７】
インテークマニホールド４１は、図略の支持部材を介してエンジン１０に固定されており、エンジン１０の前後方向（各気筒１２Ａ〜１２Ｄが並んでいる方向）に水平に延びる集合部としてのサージタンク４２と、このサージタンク４２に接続され、それぞれが分離した吸気通路ＰＨ１１〜ＰＨ１４を形成する吸気管としての第１〜第４分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄとを一体に有している。サージタンク４２の後端部には、スロットルボディ４４が固定されており、このスロットルボディ４４の内部には、図略のスロットルバルブが内蔵されている。
【００２８】
サージタンク４２は、略円筒形部材であり、分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄと連通することによって、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの差圧を吸収し、異音やセンサの誤作動を防止する機能を果たすものである。本実施形態において、このサージタンク４２の気筒列方向の長さＳＬは、次に説明する各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの気筒列方向における下流端側の間隔ＤＬよりも短くなるように設定されている（図１参照）。
【００２９】
各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄは、気筒１２Ａ〜１２Ｄ毎に設けられ、正面視略Ｌ字形に湾曲した状態で、それぞれ対応する気筒１２Ａ〜１２Ｄをサージタンク４２と連通させている。図示の実施形態において、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄは、その吸気通路ＰＨ１１〜ＰＨ１４の通路長（本実施形態においては、吸気ポート１７からサージタンク４２内のロータリバルブ５０の周面５１までの長さ）が同じ長さに設定されている。
【００３０】
ロータリバルブ５０は、円筒形部材であり、その外周面５１がサージタンク４２の内周面に摺接した状態で、回転自在に配置されている。
【００３１】
図３を参照して、ロータリバルブ５０の前端部には、入力ギア５４Ａが同心に設けられている。入力ギア５４Ａは、前記カムプーリ３０と同心に設けられた出力ギア５４Ｂが噛合しており、この出力ギア５４Ｂを介して、クランクシャフト３から１：０．５の比率で動力が伝達されるようになっている。換言すれば、ロータリバルブ５０は、カムプーリ３０と１：１の比率で同期している。このロータリバルブ５０の周面には、サージタンク４２の内部と分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄとを連通する一対の開口５２、５３が形成されている。各開口５２、５３は、周方向に１８０°位相がずれており、軸方向において、前方の開口５２が後方の開口５３に対して、回転方向上流側にずれている。なお図において、５５はアイドラである。
【００３２】
図示の実施形態においては、ロータリバルブ５０と入力ギア５４Ａとの間にロータリバルブ進角機構５６が設けられている。このロータリバルブ進角機構５６は、基本的には、本件出願人が先に提案している回転位相制御装置（特開平１１−１０７７１８号公報参照）等を用いることにより、入力ギア５４Ａとロータリバルブ５０との間に位相差を形成し、当該ロータリバルブ５０の開弁タイミングを変更するための機構である。ロータリバルブ進角機構５６は、図１に示すように、ＯＣＶ（Ｏｉｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ）システム５７によって駆動制御されるようになっている。さらに、図１に示すように、ロータリバルブ５０の位相を検出するために、ロータリバルブ進角機構５６には、ＰＧＶ角度センサ５８が付設されている。
【００３３】
図示のエンジンは、直列４気筒エンジンであって、エンジン１０の前方から順に各気筒を第１〜第４気筒１２Ａ〜１２Ｄとするとき、吸気行程を迎える順番は、第１気筒１２Ａ、第３気筒１２Ｃ、第４気筒１２Ｄ、第２気筒１２Ｂとなるように設定されている。この結果、第１気筒１２Ａが吸気行程を迎える時点を起点とすると、各気筒と行程の関係は、表１の通りとなる。
【００３４】
【表１】
2006266135.tif 000003
【００３５】
そこで、本実施形態では、ロータリバルブ５０の開口５２に対して、第１分岐吸気管４３Ａを回転方向下流側、第２分岐吸気管４３Ｂを回転方向上流側に位相をずらせて対向可能に配置するとともに、開口５３に対して第３分岐吸気管４３Ｃを回転方向上流側、第４分岐吸気管４３Ｄを回転方向下流側に位相をずらせて対向可能に配置している。
【００３６】
より詳細に説明すると、第２気筒１２Ｂに接続される第２分岐吸気管４３Ｂと第１気筒１２Ａに接続される第１分岐吸気管４３Ａとが、前方の開口５２に対向可能な位置に、上流側から順に９０°位相をずらした状態でサージタンク４２に固定されているとともに、第３気筒１２Ｃに接続される第３分岐吸気管４３Ｃと第４気筒１２Ｄに接続される第４分岐吸気管４３Ｄとが、後方の開口５３に対向可能な位置に、上流側から順に９０°位相をずらした状態でサージタンク４２に固定されている。さらに、第１分岐吸気管４３Ａと第４分岐吸気管４３Ｄ（従って、第２分岐吸気管４３Ｂと第３分岐吸気管４３Ｃ）がサージタンク４２の周方向において同一位相に配置されている。従って、この構成では、エンジンの回転速度に拘わらず、所定のタイミングで分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを開閉することが可能になっているとともに、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの等長化並びにコンパクト化に寄与することになる。この結果、吸気通路ＰＨ１１〜ＰＨ１４を可及的に短縮化し、トルク向上に対するレスポンスの高い吸気構造を構成することが可能になる。また、上述したように、サージタンク４２の気筒列方向の長さＳＬは、次に説明する各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの気筒列方向における下流端側の間隔ＤＬよりも短くなるように設定されている（図１参照）ことと相俟って、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの上流端は、下流端に比べて気筒列方向に集束している。このため、本実施形態においては、極めてトルク向上に対するレスポンスが高くなる構造になっている。
【００３７】
図４は図２の要部を拡大した断面図である。
【００３８】
同図を参照して、ロータリバルブ５０の直径Ｄは、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの断面幅よりも大きく設定されている。このロータリバルブ５０をクランクシャフト３と同期させて回転させることにより、各開口５２、５３が対応する分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを開く時間も短くなる。またロータリバルブ５０が回転によって、周面に形成された開口５２、５３によって、当該周面に臨む分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに空気を供給するものであるので、空気の脈動を抑制することができ、異音の発生も少なくなる。
【００３９】
さらに、ロータリバルブ５０に形成された各開口５２、５３間の閉弁角度θは、例えば１２０°に設定されており、開弁開始タイミングを吸気行程の前半部分とすることにより、吸気弁１９が吸気ポート１７を開いてもロータリバルブ５０がサージタンク４２を遮蔽した状態になるので、ロータリバルブ５０が開くまでの間、吸気行程によって、対応する分岐吸気管４３Ａ（〜４３Ｄ）内に負圧が生じることになる。
【００４０】
図５は図１の要部を拡大して示す部分拡大図である。
【００４１】
図４および図５を参照して、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄには、可変通路長システムとしてのＶＩＳ（Ｖａｌｕａｂｌｅ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）６０が設けられている。
【００４２】
ＶＩＳ６０は、クランクシャフト３と平行に延びる容積部としての容積管６１と、この容積管６１と各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄとを接続する連通管６２と、連通管６２を開閉する開閉機構としてのＶＩＳバルブ６３とを有している。図示の例において、容積管６１は、各分岐吸気通路４３Ａ〜４３Ｄを連通する連通路としても機能する部材である。各ＶＩＳバルブ６３は、同一の駆動軸６４に連結されており、駆動軸６４を駆動するＶＩＳバルブアクチュエータ６５によって、一斉に開閉駆動されるように構成されている。図示の実施形態において、各吸気ポート１７の下流端から前記容積管６１までの吸気通路長Ｌｆは、第１の所定回転数（例えば４５００ｒｐｍ）Ｎｆ以上の高速運転領域Ｒ３で動的過給（この実施形態では、慣性過給）できる長さに設定されている。他方、各吸気ポート１７の下流端からロータリバルブ５０までの吸気通路長Ｌｓは、第１の所定回転数Ｎｆよりも少ない第２の所定回転数（例えば３８００ｒｐｍ）Ｎｓ以上の中速運転領域Ｒ２で動的過給（この実施形態では、慣性過給）できる長さに設定されている。この結果、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄは、ＶＩＳバルブアクチュエータ６５がＶＩＳバルブ６３を開いた状態では、第１の所定回転数Ｎｆで吸気が同調共鳴する固有振動数に対応し、高速運転領域Ｒ３での慣性過給効果を高めることができるとともに、ＶＩＳバルブアクチュエータ６５がＶＩＳバルブ６３を閉じた状態では、第２の所定回転数Ｎｓで吸気が同調共鳴する固有振動数に対応し、中速運転領域Ｒ２での慣性過給効果を高めることができるようになっている。
【００４３】
図２を参照して、エンジン１０には、エンジン回転数検出手段としての一対のエンジンクランク角度センサ６６が設けられている。各エンジンクランク角度センサ６６は、所定の位相差をもってクランクシャフト３の周囲に配置されており、一方のエンジンクランク角度センサ６６から出力される検出信号に基づいてエンジンの回転速度が検出されるとともに、両エンジンクランク角度センサ６６から出力される検出信号に基づいてクランクシャフト３の回転方向および回転角度が検出されるようになっている。さらに、エンジン１０の運転状態を検出するために、エンジン１０の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ６７、エンジン負荷検出手段としてのアクセル開度センサ６８、および排気ポート１８から排出された排気ガスの酸素量を検出するＯ２センサ６９が設けられている。
【００４４】
また、排気ポート１８に排出された既燃ガスの一部を吸気ポート１７に還流するためのＥＧＲシステム７０が設けられている。
【００４５】
図６は本実施形態に係るブロック図である。
【００４６】
同図を参照して、エンジン１０を駆動制御するためのＥＣＵ１００は、マイクロプロセッサ、メモリ、入力部および出力部を有しているユニットである。このＥＣＵ１００の入力部には、ロータリバルブ５０の位相を検出するＰＧＶ角度センサ５８、エンジンクランク角度センサ６６、エンジン水温センサ６７、アクセル開度センサ６８、Ｏ２センサ６９が入力要素として接続されている。また、ＥＣＵ１００の出力部には、点火プラグ１６、燃料噴射弁２１、吸気弁１９および排気弁２０の可変バルブタイミング機構２４、２５、ロータリバルブ進角機構５６（具体的にはＯＣＶシステム５７）、およびＶＩＳバルブアクチュエータ６５が出力要素として接続されている。
【００４７】
次に、ＥＣＵ１００のメモリに記憶されている制御マップについて説明する。
【００４８】
図７はエンジン回転数Ｎに対するトルク、ロータリバルブ５０の位相、およびＶＩＳバルブ６３の開閉動作を示すグラフである。
【００４９】
図７を参照して、エンジンの出力特性は、ロータリバルブ５０を用いた場合、トルクの特性は、曲線Ｃ１のようになる。また、ＶＩＳバルブ６３を閉じたときのトルクの特性、すなわち、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの吸気通路長がＬｓのときは、曲線Ｃ２のようになる。さらに、ＶＩＳバルブ６３を開いたときのトルクの特性、すなわち、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの吸気通路長がＬｆのときは、曲線Ｃ３のようになる。そこで、運転領域をロータリバルブ５０によって過給する低速運転領域をＲ１、吸気通路長をＬｓとして慣性過給を生じさせる中速運転領域をＲ２、吸気通路長をＬｆとして慣性過給を生じさせる高速運転領域をＲ３と設定し、予め実験等でＶＩＳバルブ６３を閉じるときのエンジン回転数を第１の所定回転数Ｎｆとし、これよりも低いエンジン回転数を第２の所定回転数Ｎｓとして、図７に基づく制御マップを作成し、ＥＣＵ１００のメモリに記憶させている。
【００５０】
ところで、低速運転領域Ｒ１においても、必ずしもロータリバルブ５０を作動させることが得策でない場合もある。
【００５１】
図８はトルクと燃費の関係を示すグラフである。
【００５２】
図８を参照して、ロータリバルブ５０が作動している場合、ポンピングロスが増加することに伴い、ロータリバルブ５０が作動していない場合よりも燃費は悪くなる。このため、エンジン１０の部分負荷領域においては、低速運転領域Ｒ１であってもＶＩＳバルブ６３を開いて、燃費の向上を図り、高負荷領域（エンジン全開領域）でのみロータリバルブ５０による過給効果が得られるようにＥＣＵ１００が設定されている。
【００５３】
次に、上述した実施形態の動作について、図９以下のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５４】
図９を参照して、以上の構成では、まず、エンジン１０が始動を開始した後（ステップＳ１）、ＥＣＵ１００は、入力部に接続された入力要素から各検出値を読み込む（ステップＳ２）。
【００５５】
次いで、これらの検出値に基づき、ＰＧＶとしてのロータリバルブ５０の目標値を設定する（ステップＳ３）。図示の実施形態において、エンジン始動時のロータリバルブ５０の位相は、最進角の状態（すなわちＯＦＦの状態）に設定されている。この状態でＥＣＵ１００は、ロータリバルブ進角機構５６のＯＣＶシステム５７を制御し、ロータリバルブ５０の開弁タイミングを決定する。図７に示されているように、ロータリバルブ５０は、低速側では、遅角（吸気弁１９の開弁タイミングに対して最も開弁タイミングが遅れる状態）に設定されている一方、エンジン回転数Ｎが上昇するに連れて進角（吸気弁１９の開弁タイミングに対して開弁タイミングが近づく状態）するように構成されている。
【００５６】
次に、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎが第２の所定回転数Ｎｓに到達しているか否かを検出する（ステップＳ４）。仮にエンジン回転数Ｎが第２の所定回転数Ｎｓに満たない場合、ＥＣＵ１００は、低速運転領域Ｒ１にてエンジン１０が運転しているものと判定し、さらにアクセル開度から部分負荷領域であるか否かを判定する（ステップＳ５）。仮に運転状態が部分負荷領域である場合、ＥＣＵ１００は、ＶＩＳバルブ６３を作動させるためのフラグＦを参照する（ステップＳ６）。フラグＦのドメインは、ＶＩＳバルブ６３を閉じる値を０、開く値を１として二者択一的に設定されている。ステップＳ６において、フラグＦの値が０の場合、ＥＣＵ１００は、ＶＩＳバルブ６３を開く（ステップＳ７）。ここで、ロータリバルブ５０の運転を停止するための手段として、本実施形態のステップＳ７では、ロータリバルブ進角機構５６を直接制御するのではなく、ＶＩＳバルブ６３を開いて、容積管６１を介し各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを連通させる方法を採用しているので、イナーシャや空気抵抗の大きいロータリバルブ５０を直接駆動する場合に比べて、高い応答性を発揮することが可能になる。これにより、ロータリバルブ５０によるインパルス生成による過給効果が解除され、燃費の向上を図ることが可能になる。
【００５７】
その後、ＥＣＵ１００はフラグＦの値を１に更新する（ステップＳ８）。また、ステップＳ６において、フラグＦの値が１の場合には、そのまま次のステップに進む。
【００５８】
ステップＳ４において、エンジン回転数が第２の所定回転数Ｎｓ以上であった場合、ＥＣＵ１００は、ロータリバルブ５０の停止設定を行う（ステップ９）。つまり、図７にも示すように、第２の所定回転数Ｎｓ以上では、吸気行程期間中にロータリバルブ５０が開くようにロータリバルブ５０の開弁タイミングを進角させる。
【００５９】
次いで、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎが第１の所定回転数Ｎｆ未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０）。仮にエンジン回転数Ｎが第１の所定回転数Ｎｆ以上であった場合、ＥＣＵ１００は、エンジン１０が高速運転領域Ｒ３で運転しているものと判定し、ステップＳ６に移行する。このため、高速運転領域Ｒ３では、ＶＩＳバルブ６３が開くことに伴い、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄでは、高速運転領域Ｒ３に適した短い吸気通路長Ｌｆで動的過給（慣性過給）効果を得ることができる。
【００６０】
他方、ステップＳ５において、エンジンの運転状態が全負荷状態である場合、またはステップＳ１０において、エンジン回転数Ｎが第１の所定回転数Ｎｆに満たない場合、ＥＣＵ１００はフラグＦの値が１であるか否かを参照し（ステップＳ１１）、フラグＦの値が１である場合には、ＶＩＳバルブ６３を閉じて（ステップＳ１２）、フラグＦの値を０に更新する（ステップＳ１３）。また、フラグＦの値が０である場合には、そのまま次のステップに移行する。
【００６１】
図１０を参照して、図９のフローが終了した後、ＥＣＵ１００は、当該フローのステップＳ３またはステップＳ９における設定に基づいて、ロータリバルブ５０を運転する（ステップＳ１４）。この場合、ステップＳ９の設定に基づく運転状態では、ロータリバルブ５０は実質的に停止していることになる。また、エンジン回転数Ｎが第１の所定回転数Ｎｆ以上のときは、ＶＩＳバルブ６３が開いており、ロータリバルブ５０は、その開閉タイミングに拘わらず実質的に停止している。その後は、所定時期で設定期間、燃料噴射弁２１を駆動して、燃料を噴射し（ステップＳ１５）、さらに所定時期で点火プラグ１６を駆動して燃焼室１５内の混合気を燃焼させる（ステップＳ１６）。その後、ＥＣＵ１００は、エンジン１０が運転を停止した場合には、処理を終了し、運転を継続している場合には、ステップＳ２に戻る（ステップＳ１７）。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態においては、前記連通路は、集合部から吸気ポートまでの吸気通路長を変更する可変吸気通路長システムとしてのＶＩＳ６０で構成されている。このため本実施形態では、エンジン１０の回転領域に応じて、吸気通路長Ｌｆ、Ｌｓを変更することにより、ロータリバルブ５０のＯＮ／ＯＦＦ動作と吸気通路長Ｌｆ、Ｌｓの変更による動的過給効果を組み合わせて燃費と出力のバランスを取ることが可能になる。
【００６３】
特に本実施形態において、エンジン回転数Ｎが第１の所定回転数Ｎｆ以上の高速運転領域Ｒ３では、ＶＩＳバルブ６３が開いて容積管６１を分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄと連通することにより、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄにおける吸気ポート１７の下流端から前記容積管６１までの間に慣性過給を生じさせることが可能になる。このため、高速運転領域Ｒ３での体積効率が向上する。次に、この第１の所定回転数Ｎｆから第２の所定回転数Ｎｓまでの中速運転領域Ｒ２では、ＶＩＳバルブ６３が容積管６１を閉じることにより、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの吸気ポート１７下流端から前記サージタンク４２までの間に慣性過給を生じさせることが可能になる。このため、中速回転域での体積効率が向上する。さらに、前記第２の所定回転数Ｎｓにも満たない低速運転領域Ｒ１では、容積管６１が閉じたままの状態でロータリバルブ５０が作動することにより、分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄにインパルスを生成することができる。このため、低速運転領域Ｒ１での体積効率が向上する。
【００６４】
また、本実施形態において、前記ＥＣＵ１００は、少なくとも第２の所定回転数Ｎｓから第１の所定回転数Ｎｆまでの中速運転領域Ｒ２では、ロータリバルブ５０の作動を停止するものである。このため本実施形態では、中高速運転領域Ｒ２、Ｒ３においては、インパルスが生成されなくなり、容積管６１またはサージタンク４２を設けたことによる吸気通路の慣性過給を積極利用することが可能になる。
【００６５】
また、本実施形態において、前記容積管６１は、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを連通する連通路で構成されている。このため本実施形態では、容積管６１を開閉するＶＩＳバルブ６３の開閉動作によって吸気通路長を確実に切換えることができるので、中高速運転領域Ｒ２、Ｒ３における各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄによる慣性過給を積極利用することが可能になる。
【００６６】
また、本実施形態では、エンジン負荷を検出してＥＣＵ１００に入力するエンジン負荷検出手段としてのアクセル開度センサ６８を設け、前記ＥＣＵ１００は、部分負荷領域では、第２の所定回転数Ｎｓ以下でも容積管６１を開くものである。このため本実施形態では、エンジン１０が高負荷である全開運転領域では、ロータリバルブ５０による過給効果によって、高い体積効率を得ることができる一方、それ以外の部分負荷領域では、容積管６１が開くことによって、ロータリバルブ５０によるインパルス生成効果を迅速に解除し、燃費の向上を図ることが可能になる。特に、容積管６１が各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを連通する連通路で構成されていることと相俟って、ロータリバルブ５０による筒内圧力を迅速に高めることが可能になる。このため、エンジン回転数Ｎが低い低速運転領域Ｒ１において、大きな出力を必要としない部分負荷領域では、ロータリバルブ５０によるポンピングロスを低減し、燃費を向上することが可能になる。
【００６７】
また、本実施形態において、前記ロータリバルブ５０は、開弁タイミングを変更可能な可変開弁機構としてのロータリバルブ進角機構５６を有し、前記ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎが第２の所定回転数Ｎｓに近づくに連れてロータリバルブ５０の開弁タイミングを進角させる（吸気弁１９の開弁タイミングに近づける）ようにロータリバルブ進角機構５６を制御するものである。このため本実施形態では、エンジン回転数Ｎが第２の所定回転数Ｎｓに上昇するに連れて、ロータリバルブ５０の開弁タイミングが吸気弁１９の開弁タイミングに近づくので、生成されるインパルスも弱まり、高速側におけるポンピングロスを低減し、燃費の向上を図ることができる。また、生成されるインパルスが弱まることにより、相対的に分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄ内での慣性過給を高めることになり、筒内の体積効率を高い状態に維持することが可能になる。
【００６８】
本実施形態において、パルス発生装置は、前記サージタンク４２内に収容され、エンジン１０のクランクシャフト３と同期して回転するロータリバルブ５０である。このため本実施形態では、大きな吸気抵抗を受けることなく、周波数を確実に同調させて所望のタイミングで気筒内にインパルスを生成することが可能になる。サージタンク４２または容積管６１を設けることによる慣性過給を阻害することなく、インパルスを生成するロータリバルブ５０を装備することが可能になる。
【００６９】
また、本実施形態においては、前記ロータリバルブ５０の径を分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄ断面幅より大きく設定するとともに、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの上流端は、ロータリバルブ５０の周面に形成された開口５２、５３に臨んで、選択的に開閉されるように配置され、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの単一の行程容積に対する吸気ポート１７の下流端からロータリバルブ５０の前記開口５２、５３までの単一の独立吸気通路容積の割合が７０パーセントから１３０パーセントの範囲に設定されている。このため本実施形態では、分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに対して速い周速で開閉動作を行ない、強いインパルスを発生させることができる。さらに、このロータリバルブ５０は、各気筒１２Ａ〜１２Ｄの単一の行程容積に対する吸気ポート１７の下流端からロータリバルブ５０の前記開口までの単一の独立吸気通路容積の割合を７０パーセントから１３０パーセントの範囲となる位置に設定されている。この設定範囲は、本件発明者が鋭意研究の結果、シミュレーションによって見出した範囲であり、後述するように、例えば３５００ｒｐｍでの体積効率を約９０％以上に向上することができる範囲である。
【００７０】
各気筒１２Ａ〜１２Ｄの単一の行程容積に対する吸気ポート１７の下流端からロータリバルブ５０の前記開口までの単一の吸気通路容積の割合、すなわち吸気通路／行程容積率が１３０パーセントを超えたとしても、体積効率は、必ずしも低下しない。しかし、その場合には、吸気通路が長くなるため、トルク向上に対するレスポンスが低下する傾向を持つ。そのため、定常的な走行時のトルクを高くすることができたとしても、加速時の過渡的な状態では、必ずしもトルクを向上させることができなくなる恐れがある。他方、吸気通路／行程容積率が７０パーセントを下回った場合、今度は、気筒に必要な空気量を確保することができなくなるため、レスポンスは高くなるものの、体積効率は低下する。そこで、本実施形態では、吸気通路／行程容積率を７０パーセントから１３０パーセントに設定している。この結果、定常時のトルクはもちろん、加速時の過渡的な状態でのトルクも効率よく高めることが可能になる。
【００７１】
この点に関し、行程容積と吸気通路容積との関係について説明する。
【００７２】
本件発明者は、上述した実施形態の吸気装置４０を構成するに当たり、表２の仕様のシリンダで当該シリンダの行程容積と分岐管の容積との関係についてシミュレーションを行った。
【００７３】
【表２】
2006266135.tif 000004
【００７４】
表２において、吸気通路長は、吸気ポート１７と分岐管（分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄ）の通路長さの和であり、具体的には、吸気ポート１７の燃焼室５に対する開口端（下流端）からロータリバルブ５０の開口５２（５３）までの長さである（図２参照）。行程容積Ｖｈは、シリンダ１４のピストン上死点からピストン下死点までの容積であり、吸気通路容積Ｖは、シリンダヘッド１２に形成された吸気ポート１７の容積と分岐管（分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄ）の容積の和である。
【００７５】
図１１は、本仕様で体積効率ηｖと回転数Ｎの関係を示したグラフである。
【００７６】
図１１の測定結果は、吸気通路長が２５０ｍｍの場合（Ｔ３の場合）をベースとして、ロータリバルブ５０を１１５°ＣＡで開いたときの吸気弁１９の開閉範囲が５０°ＣＡ／３０°ＣＡから１０°ＣＡ／７０°ＣＡのときの最高値を示したものである。
【００７７】
同図に示すように、吸気通路／行程容積率が低い場合、吸気通路／行程容積率が７０パーセントを下回ると、図のＴ１で示すように、全体的に体積効率ηｖが低くなり、特に３５００ｒｐｍの体積効率ηｖが大きく落ち込んでしまう。これは、吸気通路容積Ｖが小さすぎるため、ロータリバルブによるパルス発生作用によっても充分な空気量を確保することができないこと、並びにパルス発生時に低速運転領域（２５００ｒｐｍの範囲）Ｒ１と高速運転領域（４５００ｒｐｍ〜５５００ｒｐｍ）Ｒ３がピーキーになり、３５００ｒｐｍのところで谷ができてしまうことによるものと考えられる。他方、吸気通路長がベース長さよりも長い場合（吸気通路／行程容積率が９６パーセント以上の場合）には、高速運転領域Ｒ３でのピークが緩和される結果、低速運転領域Ｒ１での体積効率ηｖが高くなっても、３５００ｒｐｍの谷が小さくなる傾向となることがわかった。尤も、吸気通路長が長くなると、吸気のレスポンスも悪くなる結果、加速時の過渡的なトルクが小さくなる恐れがある。これらの観点から、吸気通路／行程容積率が７０パーセント以上１３０パーセント以下（吸気通路長さが５００ｍｍ以下）である場合には、定常時、過渡時の双方において高トルクを得ることができ、しかも、レスポンスも向上することがわかった。
【００７８】
さらに本実施形態において、前記吸気通路長Ｌｆは、前記高速運転領域Ｒ３で慣性過給できる長さに設定されており、前記吸気通路長Ｌｓは、前記中速運転領域Ｒ２で慣性過給できる長さに設定されている。このため本実施形態では、各吸気通路長Ｌｆ、Ｌｓを短く設定することができるので、吸気系のコンパクト化を図ることが可能になる。
【００７９】
次に、ＶＩＳ６０を採用した別の実施形態について、図１２以下を参照しながら説明する。
【００８０】
図１２は本発明の別の実施形態に係るトルクとエンジン回転数Ｎとの関係を示すグラフであり、図１３はエンジン１０の低速運転領域におけるロータリバルブおよびＶＩＳバルブとトルクとの関係を示すグラフである。
【００８１】
各図を参照して、この実施形態では、エンジン１０の筒内温度に関する温度として、エンジン水温センサ６７で検出される冷却水の温度を採用し、このエンジン水温センサ６７の検出温度が予め設定された所定温度Ｗｔ１に満たない低温時をエンジン１０の冷間時、前記所定温度Ｗｔ１以上の高温時を温間時として定め、冷間時におけるロータリバルブ５０の運転領域（冷間時ＰＧＶ作動領域）Ｒ４が温間時におけるロータリバルブ５０の運転領域（温間時ＰＧＶ作動領域）Ｒ５よりも拡がるようにＥＣＵ１００に定められている。すなわち、図１２から明らかなように、エンジン１０の温間時においては、エンジン回転数Ｎが約１５００ｒｐｍまでにロータリバルブ５０の作動領域Ｒ５が設定されているのに対し、冷間時においては、エンジン回転数Ｎが約２５００ｒｐｍまで、エンジン負荷の状態に応じて、ロータリバルブ５０の作動領域Ｒ４が拡張されている。これに伴い、ＶＩＳバルブ６３の動作も、低負荷側で容積管６１を開くタイミングが、温間時のトルクτ１よりも冷間時のトルクτ２の方が高負荷側に拡張されている。
【００８２】
次に、触媒の活性状態を判定する手段として、本実施形態では、排気ガス浄化触媒の活性温度に関連する温度として、エンジン水温センサ６７の検出温度Ｗｔを採用し、この検出温度Ｗｔが予め設定された所定温度（触媒活性状態相当温度）に満たない低温時を触媒未活性状態、所定温度以上の高温時を活性温度状態として判別するようにＥＣＵ１００が構成されている。なお、排気ガス浄化触媒の活性状態の判別は、水温検出とエンジン始動からの経過時間の判定とを併用して行うようにしてもよく、また、触媒温度を直接検出するようにしてもよい。
【００８３】
本実施形態では図１２に示すように、温間時においても領域Ｒ５を定め、この運転領域でロータリバルブ５０を運転することとしているので、トルクの向上を図ることとは別に、燃料の気化霧化を促進し、燃焼安定性を向上させるためにロータリバルブ５０を有効利用することが可能になる。
【００８４】
さらに図１３から明らかなように、図示の実施形態では、エンジン１０の低速運転領域において、高負荷側（トルクτ３以上の領域）においても、ＶＩＳバルブ６３が閉じて、ロータリバルブ５０が作動するように設定されている。この結果、燃料の気化性が重視される低速／低負荷領域と、高い出力性能が要請される低速／高負荷領域では、ロータリバルブ５０が作動し、燃焼安定性の向上や体積効率の向上が図られる一方、比較的そのような要請の少ない低速／中負荷領域では、ＶＩＳバルブ６３が開くことによる分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄの動的過給効果によって、燃費の向上を図りつつ、出力を確保するように構成されている。
【００８５】
図１４は、筒内圧力とクランク角度との関係を示すグラフであり、（Ａ）は冷間時、（Ｂ）は温間時である。図１４においてＩＮは吸気弁１９の開弁特性、Ｃ１１、Ｃ１２は、冷間時、温間時のロータリバルブ５０の開弁特性をそれぞれ示している。
【００８６】
同図（Ａ）（Ｂ）を参照して、さらに図示の実施形態では、エンジン１０の冷間時と温間時とで、燃料噴射タイミングＴｒ１、Ｔｒ２が個別に設定されている。
【００８７】
本実施形態では、冷間時においては、ロータリバルブ５０が開弁する前の吸気行程前半で燃料噴射し、温間時には、ロータリバルブ５０の開弁タイミング付近（好ましくは、開弁直後）で燃料噴射するように設定されている。
【００８８】
次に、図１２〜図１４の設定がなされた実施形態に係る動作フローを図１５以下のフローチャートで説明する。図１５〜図１７は、図１２〜図１４の設定に基づくフローチャートである。
【００８９】
図１５を参照して、以上の構成では、図９で示した実施形態と同様にエンジン始動後にロータリバルブ５０の目標値を設定した後（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）、エンジン１０の運転領域が低回転低負荷領域であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。
【００９０】
図１６を参照して、エンジン１０の運転領域が低回転低負荷領域であった場合、ＥＣＵ１００は、触媒活性状態検出手段としてのエンジン水温センサ６７の検出値に基づき、図略の排気ガス浄化触媒の活性状態を判定する（ステップＳ１０５）。仮に活性状態が良好であると判定された場合、ＥＣＵ１００は、エンジン水温センサ６７の検出温度Ｗｔが所定温度Ｗｔ１に満たないかどうか、すなわちエンジン１０が冷間時であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。仮にエンジン１０が冷間時である場合、ＥＣＵ１００は、検出温度Ｗｔに対応してロータリバルブ５０の遅角補正領域を変更し（ステップＳ１０７）、さらに、検出温度Ｗｔに対応してロータリバルブ５０の設定値を変更する（ステップＳ１０８）。これらのステップＳ１０７、Ｓ１０８は、予め実験等によって収集されたデータを制御マップとしてＥＣＵ１００に記憶し、その制御マップに基づくことにより実現される。
【００９１】
さらにＥＣＵ１００は、図１４で示したグラフに基づく制御マップから、燃料の噴射タイミングを設定する（ステップＳ１０９）。このフローでは、冷間時であるので、ＥＣＵ１００は、図１４（Ａ）に基づき、噴射タイミングを冷間時燃料噴射タイミングＴｒ１に設定する。また、点火タイミングは、ステップＳ１０９、Ｓ１１０での設定に対応してリタードしている。
【００９２】
その後、ＥＣＵ１００は、ロータリバルブ５０を上述したステップＳ１０７、Ｓ１０８の設定に基づいて駆動する（ステップＳ１１０）。その後、ステップＳ１０９の設定に基づいて、燃料を噴射する（ステップＳ１１１）。このフローでは、冷間時において、燃料が図１４（Ａ）で示す冷間時燃料噴射タイミングＴｒ１に噴射されるので、燃焼安定性の低い冷間時において、ロータリバルブ５０の生成するインパルスにより、燃料の気化、霧化が促進される。これにより、燃焼安定性が向上し、排気性能も高くなる。
【００９３】
そして、燃料が噴射された後、所定時期に火花点火されることにより、ロータリバルブ５０によって混合が促進された混合気が燃焼され、トルクが生成される（ステップＳ１１２）。
【００９４】
火花点火の実行後、ＥＣＵ１００は、エンジン１０が停止するまで、ステップＳ１０２に戻る（ステップＳ１１３）。
【００９５】
次に、ステップＳ１０５において、排気ガス浄化触媒の活性化が不十分であると判定された場合、ＥＣＵ１００は、ロータリバルブ５０の設定値を最遅角量に設定する（ステップＳ１１４）。
【００９６】
次に、排気性能の向上を図るため、ＥＣＵ１００は、空燃比を理論空燃比に設定する（ステップＳ１１５）。その後、ＥＣＵ１００は、より多くの排気エネルギーを創出するように燃料の噴射形態を２分割した分割燃料噴射形態に設定する（ステップＳ１１６）。その後、点火時期を圧縮上死点よりも所定量リタードさせた値に設定し（ステップＳ１１７）、その後、ステップＳ１１０以降に移行する。
【００９７】
この結果、ステップＳ１１０が実行された場合、ロータリバルブ５０は、吸気弁１９から最も遅れた状態で開弁することになるので、ロータリバルブ５０が開弁するまでの間、吸気行程にある気筒１２Ａ〜１２Ｄ内に大きな負圧が生成されることになる。
【００９８】
また、ステップＳ１１６に基づいてステップＳ１１１が実行された場合、理論空燃比に設定された燃料が、吸気行程内にて２分割されて噴射される。
【００９９】
そして、ステップＳ１１７に基づいてステップＳ１１２が実行された場合、点火タイミングが相当量リタードした状態で点火プラグ１６が混合気を点火する。この結果、比較的大きな排気エネルギーが生成され、速やかに排気ガス浄化触媒の温度が上昇して排気ガス浄化触媒の活性化が図られる。
【０１００】
次に、ステップＳ１０６において、排気ガス浄化触媒が活性した後、さらに筒内温度も温間領域に達した場合、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎがアイドル回転域（アイドル回転数以下の領域）であるか否かを判定する（ステップＳ１１８）。仮にエンジン回転数Ｎがアイドル回転域である場合、ＥＣＵ１００は、ロータリバルブ５０を図１２および図１３における温間時の設定値にロータリバルブ５０の運転条件を設定する（ステップＳ１１９）。このステップＳ１１９を終了した後、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０９に移行する。
【０１０１】
このフローは温間時のものであるので、ＥＣＵ１００は、噴射タイミングを図１４（Ｂ）における温間時燃料噴射タイミングＴｒ２に設定する。また点火タイミングは、圧縮上死点近傍に進角している。
【０１０２】
次いで、制御が後続するステップに移行すると、ロータリバルブ５０は、温間時の運転条件で作動し（ステップＳ１１０）、ロータリバルブ５０の開弁開始タイミング直後で燃料が噴射され（ステップＳ１１１）、火花点火される（ステップＳ１１２）。このため、前記インパルスが発生する直前に燃料が噴射されるとともに、この燃料が吸気に乗って、気筒１２Ａ〜１２Ｄ内にいわば押込まれる状態となる。この結果、燃料も効率よく気筒１２Ａ〜１２Ｄ内に導入され、新気と混合されるので、ミキシングが促進されるとともに、燃料の気化潜熱によって新気が冷却されることになる。従って、高負荷状態において空燃比をエンリッチにした場合でも、通路壁面に燃料が付着するのを抑制し、気化潜熱によるノッキング防止機能を高めることができる。
【０１０３】
他方、ステップＳ１１８において、エンジン回転数Ｎがアイドル回転域を超えている場合には、次に説明するフローのステップＳ１２１へと制御が移行する。
【０１０４】
図１７を参照して、図１５のステップＳ１０４の判別において、エンジンの運転領域が低速低負荷領域以外であった場合、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の運転領域が部分負荷領域であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。仮に部分負荷領域である場合、ＥＣＵ１００は、ＶＩＳバルブ６３のフラグＦを参照し（ステップＳ１２１）、フラグＦの値が０の場合、ＥＣＵ１００は、ＶＩＳバルブ６３を開き（ステップＳ１２２）、フラグＦの値を１に更新した後（ステップＳ１２３）、ステップＳ１０９に移行する。また、ステップＳ１２１において、フラグＦの値が１の場合には、そのまま次のステップＳ１０９に移行する。
【０１０５】
他方、ステップＳ１２０において、エンジンの運転状態が全負荷状態である場合、ＥＣＵ１００はフラグＦの値が１であるか否かを参照し（ステップＳ１２４）、フラグＦの値が１である場合には、ＶＩＳバルブ６３を閉じて（ステップＳ１２５）、フラグＦの値を０に更新した後（ステップＳ１２６）、ステップＳ１０９に移行する。また、フラグＦの値が０である場合には、そのままステップＳ１０９に移行する。
【０１０６】
本実施形態においては、エンジン１０が低速にて走行している場合において、負荷領域が中負荷領域Ｒ１２である場合には、ロータリバルブ５０の作動が停止されることになる。この結果、低速／中負荷領域Ｒ１２では、ロータリバルブ５０によるポンピングロスを回避することができるので、この領域での燃費を向上させることが可能になる。他方、低速／低負荷領域Ｒ１１では、ロータリバルブ５０によるインパルスの生成により、吸気通路内には、特に大きな負圧が生成されることになる。この結果、燃料の気化性が向上し、燃料と空気のミキシング性や、それに伴う排気性能が高くなり、燃焼安定性を向上することが可能になる。さらに、低速／高負荷領域Ｒ１３では、ロータリバルブ５０によるインパルスの生成により、高い体積効率を維持することができるので、出力性能を向上させることが可能になる。
【０１０７】
また、本実施形態では、触媒活性状態検出手段としてのエンジン水温センサ６７を設け、ＥＣＵ１００は、検出された触媒が活性していない場合には、全ての運転負荷領域において、ロータリバルブ５０を作動させるものである。エンジン１０が始動し始めてからまだ排気ガス浄化触媒が充分に活性していない場合においては、燃費よりも排気性能が優先される。このため、本実施形態では、このような運転領域においては、負荷状態に拘わらず、ロータリバルブ５０が作動し、インパルスが生成され、過給される。この結果、触媒が充分に活性していない運転領域において、筒内に大きな負圧が生成され、燃料の気化、霧化が促進されて燃焼安定性が向上し、排気性能も向上する。
【０１０８】
また、本実施形態では、エンジン１０の筒内温度に関する温度を検出する筒内温度検出手段としてのエンジン水温センサ６７を設け、ＥＣＵ１００は、検出温度Ｗｔが所定温度Ｗｔ１に満たない冷間時には、エンジン１０の低速運転領域Ｒ１でロータリバルブ５０を作動させるものである。このため本実施形態では、燃料の気化性が悪く、燃焼安定性が劣化するエンジン１０の冷間時において、ロータリバルブ５０の生成するインパルスにより、燃料の気化性が向上する。このため、エンジン１０の冷間時の燃焼安定性が高くなる。
【０１０９】
本実施形態において、ＥＣＵ１００は、図１６のフローチャートで説明したように、当該エンジン１０の検出温度Ｗｔが低いほどロータリバルブ５０の開弁タイミングを遅らせるものである。このため本実施形態では、燃焼安定性を高める必要のあるエンジン１０の冷間時において、当該検出温度Ｗｔが低い程、大きな負圧を生成し、筒内の気化性を高めることが可能になる。従って、燃料の気化、霧化を促進して、燃焼安定性が向上することが可能になる。
【０１１０】
本実施形態において、ＥＣＵ１００は、図１２のグラフで示したように、エンジン１０の温間時よりも高速の運転領域にてエンジン１０の冷間時におけるロータリバルブ５０を駆動制御するものである。このため本実施形態では、燃焼安定性の悪いエンジン１０の冷間時においては、エンジン１０が比較的高速運転領域に至るまで、ロータリバルブ５０がインパルスを生成するので、筒内での燃料の気化、霧化が広い運転領域で促進され、燃焼安定性が向上する。
【０１１１】
本実施形態において、ＥＣＵ１００は、検出温度Ｗｔが所定温度Ｗｔ１以上の温間時において、エンジン回転数Ｎがアイドル回転域にあるときには、ロータリバルブ５０を作動させるものである。このため本実施形態では、排気性能を向上させる必要のある温間アイドル運転時において、ロータリバルブ５０がインパルスを生成することにより、吸気の速度を高めることが可能になる。この結果、燃料が流速の早い吸気によって筒内にいわば押込まれることになり、燃料の気化、霧化や、空気とのミキシング特性の促進を図ることが可能になる。
【０１１２】
また、本実施形態においては、図１４（Ａ）（Ｂ）で示したように、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の冷間時には、ロータリバルブ５０が開弁する前の吸気行程前半で燃料噴射し、前記温間時には、ロータリバルブ５０の開弁タイミング付近で燃料噴射するように、前記燃料噴射弁２１を制御するものである。このため本実施形態では、気化性を高める必要のある冷間時においては、筒内圧力が高いタイミング、すなわちロータリバルブ５０が開弁する前の吸気行程前半で燃料噴射することにより、ロータリバルブ５０のインパルスによって燃料の気化、霧化を促進することが可能になる。また、温間時においては、ロータリバルブ５０が開弁する付近で燃料を噴射するので、前記インパルスが発生する直前に燃料が噴射されるとともに、この燃料が吸気に乗って、気筒内にいわば押込まれる状態となる。この結果、燃料も効率よく気筒内に導入され、新気と混合されるので、ミキシングが促進されるとともに、燃料の気化潜熱によって新気が冷却されることになる。従って、高負荷状態において空燃比をエンリッチにした場合でも、通路壁面に燃料が付着するのを抑制し、気化潜熱によるノッキング防止機能を高めることができる。このように、本実施形態では、エンジン１０の温度状態に応じて好適な燃料噴射制御を行うことが可能になる。
【０１１３】
本実施形態において、ＥＣＵ１００は、図１３に示したように、低負荷領域において、エンジン負荷が中負荷領域の閾値に近づくに連れてロータリバルブ５０の開弁タイミングを進角させるようにロータリバルブ進角機構５６を制御するものである。このため本実施形態では、エンジン負荷が中負荷領域の閾値（トルクτ１またはトルクτ２）に近づくに連れて、ロータリバルブ５０の開弁タイミングが吸気弁１９の開弁タイミングに近づくので、生成されるインパルスも弱まり、低負荷領域において、高負荷側におけるポンピングロスを低減し、燃費の向上を図ることができる。
【０１１４】
本実施形態において、ＥＣＵ１００は、図１３に示したように、高負荷領域において、エンジン負荷が全負荷領域に近づくに連れてロータリバルブ５０の開弁タイミングを遅角させるようにロータリバルブ進角機構５６を制御するものである。このため本実施形態では、より大きな出力を要するエンジン高負荷側に運転領域が移行するに連れて、ロータリバルブ５０の開弁タイミングが吸気弁１９の開弁タイミングから遠ざかるので、生成されるインパルスも高まり、高負荷領域において、高負荷側における出力上昇を図ることができる。
【０１１５】
また、本実施形態においては、ＶＩＳ６０の容積管６１が、前記ロータリバルブ５０の下流側に設けられ、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを連通する連通路を構成しているとともに、ＥＣＵ１００の制御により容積管６１を開閉する開閉機構としてのＶＩＳバルブ６３を設けている。このため本実施形態では、ＥＣＵ１００がロータリバルブ５０の作動をＯＮ／ＯＦＦするに当たり、ロータリバルブ５０自身を運転したまま容積管６１のＶＩＳバルブ６３を開くことにより、ロータリバルブ５０の生成したインパルスを減衰してその機能を実質的に停止させることが可能になる。
【０１１６】
さらに上述した連通路としては、種々の変更が可能である。
【０１１７】
図１８は本発明のさらに別の実施形態に係る要部拡大断面図である。
【０１１８】
同図を参照して、図示の実施形態では、ＥＧＲシステム７０で連通路を構成している。このＥＧＲシステム７０は、第１気筒（＃１）〜第４気筒（＃４）の各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに接続されるＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄを接続し、各ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄの上流部に接続されるＥＧＲバルブ７２と、ＥＧＲバルブ７２にエンジン１０の排気通路３５を接続する還流通路７３とを有している。図示の実施形態においては、ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄが連通路を構成しており、ＥＧＲバルブ７２が、連通路としてのＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄを開閉する開閉機構を構成している。
【０１１９】
図１９は、図１８の実施形態に係るＥＧＲバルブ７２の具体的な構成を示す一部破断斜視図であり、図２０は、同ＥＧＲバルブ７２の動作を示す部分拡大断面図であり、図２１は図２０のＡ−Ａ矢視図である。
【０１２０】
各図を参照して、ＥＧＲバルブ７２は、概ね矩形の筐体７０１を有している。筐体７０１は、内部が中空の金属製品であり、その下部には、一対の区画板７０１ａ、７０１ｂにより、還流通路７３が接続される導入室７０２と、各ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄが接続される排出室７０３と、動弁機構７０４の一部を収容する収容室７０５とが区画されている。
【０１２１】
この動弁機構７０４は、コネクタ７０４ａから給電される図略のソレノイドアクチュエータと、このソレノイドアクチュエータによって、上下に駆動される状態で導入室７０２にまで延びるロッド７０４ｂと、ロッド７０４ｂの下端に設けられ、導入室７０２と排出室７０３とを仕切る区画板７０１ａに形成された連通部７０６を開閉する開閉弁７０７と、開閉弁７０７が連通部７０６を閉じる方向にロッド７０４ｂを付勢する図略のスプリングとを有している。そのため、ソレノイドが消磁されている状態では、スプリングの付勢力により、開閉弁７０７は、連通部７０６を閉じて、還流通路７３からのＥＧＲガスがＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄに導入されるのを規制する。他方、ソレノイドが励磁されている状態では、前記スプリングの付勢力に抗しロッド７０４ｂを押し下げて開閉弁７０７が連通部７０６を開き、還流通路７３からＥＧＲガスがＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄに導入されるのを許容する構成になっている。
【０１２２】
図示の実施形態において、連通部７０６は、区画板７０１ａの中央に嵌装された環状のシールリング７０６ａによって具体化されているとともに、開閉弁７０７には、シールリング７０６ａの内部に導入される柱状部７０７ａと柱状部７０７ａの下端に形成されてシールリング７０６ａの下面に接合するシール部７０７ｂとを一体に有しており、図２０（Ｂ）に示すように、閉塞時の気密性を確保するように構成されている。
【０１２３】
さらに、収容室７０５と排出室７０３とを区画する区画板７０１ｂには、ロッド７０４ｂをガイドするガイドスリーブ７０８が固定されており、排出室７０３の上下にわたって延びている。このガイドスリーブ７０８には、排出室７０３を４等分する矩形の仕切板７０９が周方向に等配された状態で固定されている。そして、各ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄは、仕切板７０９によって仕切られた空間毎に連通するように接続されている。そのため、図２０（Ａ）（Ｂ）から明らかなように、開閉弁７０７が連通部７０６を開いている場合には、連通部７０６を介して排出室７０３内にて４等分された空間内にＥＧＲガスが導入され、各ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１ＤにＥＧＲガスが供給される一方、開閉弁７０７が連通部７０６を閉じている場合には、開閉弁７０７の柱状部７０７ａがシールリング７０６ａ内に導入した状態で連通部７０６を閉塞する結果、排出室７０３内にて４等分された空間は、それぞれが個別にシールされた状態になる。このため、各ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄは、互いに遮断された状態で容積の小さな閉塞管として機能することになる。
【０１２４】
図２２は、図１８〜図２１に示したＥＧＲシステムを利用する場合のトルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。
【０１２５】
同図を参照して、図１８〜図２１に示したＥＧＲシステムを利用する場合、ＥＣＵ１００には、ロータリバルブ５０が作動するＰＧＶ作動領域Ｒ６と、ＥＧＲシステム７０を作動させるＥＧＲ導入領域Ｒ７とが設定される。ＰＧＶ作動領域Ｒ６は、図２２の斜線で示す範囲に設定している。この設定では、エンジン回転数Ｎが所定の中回転数Ｎｓ未満の領域において、エンジン負荷が所定のトルクτ１に満たない低負荷側では、ロータリバルブ５０の作動を停止して、燃費の向上を図ったり、パルス生成の困難な領域での運転を停止することが可能になる。他方、エンジン負荷が所定のトルクτ１以上の高負荷側では、ロータリバルブ５０によるインパルスを生成して、体積効率の向上を図り、トルクを確保することとしている。さらに、エンジン回転数Ｎが前記中回転数Ｎｓ以上のパルス生成の困難な領域においても、ロータリバルブ５０の作動を停止することとしている。
【０１２６】
次に、ＥＧＲ導入領域Ｒは、所定の低回転数Ｎ１から前記中回転数Ｎｓ未満の領域において、所定の負荷領域の範囲に設定されている。このような低回転中負荷運転領域においては、エンジン１０の出力よりも燃費や排気性能が優先されるので、この実施形態では、ＥＧＲガスを分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに導入し、実質的にロータリバルブ５０の作動を停止することとしている。
【０１２７】
図２３は図１８〜図２１に示したＥＧＲシステムを利用する場合の実施形態に係るフローチャートである。
【０１２８】
同図を参照して、図１８〜図２１に示したＥＧＲシステムを利用する場合においても、基本的には、図１５、図１６での制御と同じ制御フローになる。但し、図１５におけるステップＳ１０４において、エンジンの運転領域が低速回転低負荷領域ではなかった場合、図２３に示すように、まず検出温度Ｗｔと所定温度Ｗｔ１とを比較することにより、エンジン１０が冷間時か否かを判定する（ステップＳ３０）。仮に冷間時（Ｗｔ＜Ｗｔ１がＹＥＳ）であった場合、さらにＥＣＵ１００は、エンジン１０の運転領域が図２２で示したＥＧＲ導入領域Ｒ７であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。仮にエンジン１０の運転領域がＥＧＲ導入領域Ｒ７であった場合、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ７２を作動させるためのフラグＦｅを参照する（ステップＳ３２）。フラグＦｅのドメインは、ＥＧＲバルブ７２を閉じる値を０、開く値を１として二者択一的に設定されている。ステップＳ３２において、フラグＦｅの値が０の場合、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ７２を開く（ステップＳ３３）。この態様においても、ロータリバルブ５０の運転を停止するための手段として、本実施形態のステップＳ３３では、ロータリバルブ進角機構５６を直接制御するのではなく、ＥＧＲバルブ７２を開いて、ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄを介し各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄを連通させる方法を採用しているので、イナーシャや空気抵抗の大きいロータリバルブ５０を直接駆動する場合に比べて、高い応答性を発揮することが可能になる。これにより、ロータリバルブ５０によるインパルス生成による過給効果が解除され、燃費の向上を図ることが可能になる。
【０１２９】
その後、ＥＣＵ１００はフラグＦｅの値を１に更新する（ステップＳ３４）。また、ステップＳ３２において、フラグＦｅの値が１の場合には、そのまま次のステップに進む。
【０１３０】
他方、ステップＳ３０において、エンジンの運転状態が温間時であった場合、またはステップＳ３１において、ＥＧＲ導入領域Ｒ７ではなかった場合、ＥＣＵ１００はフラグＦｅの値が１であるか否かを参照し（ステップＳ３５）、フラグＦの値が１である場合には、ＥＧＲバルブ７２を閉じて（ステップＳ３６）、フラグＦの値を０に更新する（ステップＳ３７）。また、フラグＦの値が０である場合には、そのままステップＳ１１０に移行する。
【０１３１】
本実施形態では、予めロータリバルブ５０を作動させるように設定されたエンジン回転数（主として低中速回転領域）Ｎにおいて、エンジン１０の負荷状態が全負荷の場合には、ＥＣＵ１００が開閉機構としてのＶＩＳバルブ６３またはＥＧＲバルブ７２を閉じて連通路としての容積管６１またはＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄを各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄと遮断するので、ロータリバルブ５０が生成したインパルスが筒内に伝播することにより、筒内での燃料の気化が促進されるとともに、体積効率が向上し、高いトルクを得ることが可能になる。他方、部分負荷領域においては、ＥＣＵ１００がＶＩＳバルブ６３またはＥＧＲバルブ７２を駆動して容積管６１またはＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄを各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄと連通するので、ロータリバルブ５０が生成したインパルスは、連通管を介して各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに伝播することにより減衰する。このため実質的にロータリバルブ５０の作動を停止することになるので、ロータリバルブ５０のインパルスによるポンピングロスを迅速に低減し、燃費を向上することが可能になる。
【０１３２】
特に、図１８〜図２３の実施形態では、ＥＣＵ１００の制御によりエンジン１０の排気通路３５から既燃ガスを還流するＥＧＲシステム７０を設け、前記連通路は、前記ＥＧＲシステム７０のＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄで構成されており、ＥＣＵ１００は、部分負荷領域において、ＥＧＲガスを分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに供給するようにＥＧＲシステム７０を作動させるものである。このため本実施形態では、ロータリバルブ５０による体積効率（従ってトルク）の向上よりも燃費が優先されるＥＧＲ導入領域Ｒ７において、ＥＧＲシステム７０が作動し、ロータリバルブ５０の作動が実質的に停止されるとともに、ＥＧＲガスによって、ポンピングロスの低減や排気性能の向上を図ることが可能になる。
【０１３３】
本実施形態では、前記ＶＩＳバルブ６３またはＥＧＲバルブ７２は、容積管６１またはＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄの閉塞時に燃焼順序が隣り合う気筒との連通をも遮断するものである。このため本実施形態では、ＶＩＳバルブ６３またはＥＧＲバルブ７２が連通路を閉塞した際、吸気行程にある気筒が開弁した気筒と連通することはない。そのため、ロータリバルブ５０を機能させるべき運転領域において、当該吸気行程にある気筒が開弁した気筒と連通して、生成されたインパルスが減衰することはない。従って、ＶＩＳバルブ６３またはＥＧＲバルブ７２の閉塞時には、確実にロータリバルブ５０による体積効率の向上を図ることが可能になる。
【０１３４】
特に、本実施形態において、前記連通路は、ＥＣＵ１００の制御によりエンジン１０の排気通路３５から既燃ガスを還流するＥＧＲシステム７０のＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄで構成されており、ＥＣＵ１００は、部分負荷領域において、ＥＧＲガスを分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに供給するようにＥＧＲシステム７０を作動させるものである。このため本実施形態では、ロータリバルブ５０による体積効率（従ってトルク）の向上よりも燃費が優先されるＥＧＲ導入領域Ｒ７において、ＥＧＲシステム７０が作動し、ロータリバルブ５０の作動が実質的に停止されるとともに、ＥＧＲガスによって、ポンピングロスの低減や排気性能の向上を図ることが可能になる。また、ロータリバルブ５０を機能させるべき運転領域（図２２におけるＰＧＶ作動領域Ｒ６）においては、当該吸気行程にある気筒１２Ａ〜１２ＤにＥＧＲガスが導入されることはなく、ＶＩＳバルブ６３またはＥＧＲバルブ７２の閉塞時には、確実にロータリバルブ５０による体積効率の向上を図ることが可能になる。
【０１３５】
本実施形態では、前記ＥＧＲガス通路は、各分岐吸気管４３Ａ〜４３Ｄに接続された分岐通路としてのＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄで構成されており、前記ＶＩＳバルブ６３またはＥＧＲバルブ７２は、各ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄの上流側を開閉する単一のＥＧＲバルブ７２である。このため本実施形態では、各ＥＧＲガス通路７１Ａ〜７１Ｄが容積の小さい閉塞管として機能し、気筒間での脈動を抑制することが可能になる。
【０１３６】
上述した各実施形態は、本発明の好ましい具体例に過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の実施の一形態に係る４サイクル火花点火式多気筒エンジンの右側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面略図である。
【図３】本実施形態の要部を簡略化して示す斜視図である。
【図４】図２の要部を拡大した断面図である。
【図５】図１の要部を拡大して示す部分拡大図である。
【図６】本実施形態に係るブロック図である。
【図７】エンジン回転数に対するトルク、ロータリバルブの位相、およびＶＩＳバルブの開閉動作を示すグラフである。
【図８】トルクと燃費の関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態に係るフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係るフローチャートである。
【図１１】本仕様で体積効率と回転数の関係を示したグラフである。
【図１２】本発明の別の実施形態に係るトルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。
【図１３】エンジンの低速運転領域におけるロータリバルブおよびＶＩＳバルブとトルクとの関係を示すグラフである。
【図１４】筒内圧力とクランク角度との関係を示すグラフであり、（Ａ）は冷間時、（Ｂ）は温間時である。
【図１５】図１２〜図１４の設定に基づくフローチャートである。
【図１６】図１２〜図１４の設定に基づくフローチャートである。
【図１７】図１２〜図１４の設定に基づくフローチャートである。
【図１８】本発明のさらに別の実施形態に係る要部拡大断面図である。
【図１９】図１８の実施形態に係るＥＧＲバルブの具体的な構成を示す一部破断斜視図である。
【図２０】同ＥＧＲバルブの動作を示す部分拡大断面図である。
【図２１】図２０のＡ−Ａ矢視図である。
【図２２】図１８〜図２１に示したＥＧＲシステムを利用する場合のトルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。
【図２３】図１８〜図２１に示したＥＧＲシステムを利用する場合の実施形態に係るフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３８】
１０  エンジン
１２Ａ〜１２Ｄ    気筒
１４  シリンダ
１７  吸気ポート
１８  排気ポート
１９  吸気弁
２０  排気弁
２１  燃料噴射弁
２２  カムシャフト
３５  排気通路
４０  吸気装置
４１  インテークマニホールド
４２  サージタンク
４３Ａ〜４３Ｄ    分岐吸気管
４４  スロットルボディ
５０  ロータリバルブ
５６  ロータリバルブ進角機構
５７  ＯＣＶシステム
５８  角度センサ
６０  ＶＩＳ（可変通路長システムの一例）
６１  容積管
６３  バルブ
６４  駆動軸
６５  バルブアクチュエータ
６６  エンジンクランク角度センサ
６７  エンジン水温センサ（触媒活性状態検出手段／筒内温度検出手段の一例）
６８  アクセル開度センサ（エンジン負荷検出手段の一例）
６９  Ｏ２センサ
７０  ＥＧＲシステム
７１Ａ〜７１Ｄ    ＥＧＲガス通路
７２  ＥＧＲバルブ（開閉機構の一例）
【図１】
2006266135.tif 000005
【図２】
2006266135.tif 000006
【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】
2006266135.tif 000011
【図８】
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【図９】
2006266135.tif 000013
【図１０】
2006266135.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006266135.tif 000017
【図１４】
2006266135.tif 000018
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2006266135.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
2006266135.tif 000023
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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