(57)【要約】【課題】ノックの発生を抑制することができる内燃機関を提供すること。【解決手段】燃焼室Ａ内に残留する残留ガスを掃気する内燃機関１において、吸気経路４と燃焼室Ａとの連通を行う吸気バルブ３６ａの開閉時期および燃焼室Ａと排気経路５との連通を行う排気バルブ３６ｂの開閉時期を調整し、かつ、内燃機関１の排気行程から吸気行程にかけて吸気バルブ３６ａおよび排気バルブ３６ｂがともに閉弁する吸排気バルブ全閉期間を形成する吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆと、吸排気バルブ全閉期間内に燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引する吸引装置６とを備える。燃焼室Ａ内の残留ガスが吸引装置６により吸引された後に、燃料供給装置２により内燃機関１に燃料を供給する。【選択図】        図１
2006077711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に残留する残留ガスを掃気する内燃機関において、
吸気経路と燃焼室との連通を行う吸気バルブの開閉時期および当該燃焼室と排気経路との連通を行う排気バルブの開閉時期を調整し、かつ、前記内燃機関の排気行程から吸気行程にかけて前記吸気バルブおよび排気バルブがともに閉弁する吸排気バルブ全閉期間を形成するバルブ調整手段と、
前記吸排気バルブ全閉期間内に前記燃焼室内の残留ガスを吸引する吸引手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段をさらに備え、
前記燃料供給手段は、前記吸排気バルブ全閉期間終了直後に前記内燃機関への燃料供給を開始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段をさらに備え、
前記バルブ調整手段は、前記検出された機関回転数に基づいて、前記吸排気バルブ全閉期間の開始時期あるいは終了時期の少なくともいずれか一方を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記バルブ調整手段は、前記検出された機関回転数が所定回転数以下である場合に、前記吸排気バルブ全閉期間の開始時期を前記排気行程終了時近傍に調整することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記バルブ調整手段は、前記検出された機関回転数が前記所定回転数を超える場合に、前記吸排気バルブ全閉期間の終了時期を前記吸気行程開始時近傍に調整することを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記燃焼室内に直接燃料を供給する直噴用燃料噴射弁を有する、あるいは当該直噴用燃料噴射弁および前記吸気経路に燃料を供給する吸気経路用燃料噴射弁を有する燃料供給手段と、
前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
をさらに備え、前記燃料供給手段は、前記検出された機関回転数が所定回転数以下である場合に、前記吸排気バルブ全閉期間終了直後に前記直噴用燃料噴射弁あるいは前記吸気経路用燃料噴射弁により１回目の燃料供給を行い、前記吸気行程の後半に当該直噴用燃料噴射弁により２回目の燃料供給を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記燃焼室内に直接燃料を供給する直噴用燃料噴射弁を有する燃料供給手段をさらに備え、
前記燃料供給手段は、前記吸引手段による前記燃焼室内の残留ガスの吸引が終了した後で、かつ前記吸排気バルブ全閉期間内に燃料の供給を開始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記吸引手段により吸引された前記燃焼室内の残留ガスは、前記排気経路を構成する浄化触媒よりも上流側に吐出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に関し、更に詳しくは、燃焼室内の残留ガスを掃気する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジンなどの内燃機関では、圧縮端温度、すなわち着火直前の燃焼室内の空気と燃料との混合ガスの混合ガス温度が上昇するとノックが発生する虞がある。この圧縮端温度が上昇する原因としては、内燃機関の排気行程において燃焼室内から排気されずにこの燃焼室内に残留する排気ガス、すなわち残留ガスがある。この燃焼室内の残留ガスの残留ガス量が増加すると圧縮端温度が上昇し、内燃機関にノックが発生する虞が生じる。
【０００３】
そこで、従来の内燃機関では、この内燃機関の排気行程から吸気行程にかけて、バルブオーバーラップ期間が設けられている。このバルブオーバーラップ期間においては、内燃機関の吸気経路と燃焼室との連通を行う吸気バルブおよび内燃機関の排気経路と燃焼室との連通を行う排気バルブがともに開弁する。これにより、このバルブオーバーラップ期間では、吸気経路の空気が燃焼室内に吸入され、この燃焼室内の残留ガスが排気経路に掃気され、燃焼室内の残留ガス量が低下する。しかし、このバルブオーバーラップ期間のみでは、燃焼室内の残留ガスが排気経路に十分に掃気することができない。
【０００４】
そこで、特許文献１に示すように、バルブオーバーラップ時に燃焼室内の残留ガスを排気経路から吸引する技術が提案されている。この特許文献１に示す従来の内燃機関は、排気経路に吸引手段であるモータにより駆動するファンを有するバイパス通路を設け、バルブオーバーラップ期間において吸引手段により負圧を発生させ、この負圧により吸気経路内の空気が燃焼室に吸入され、この燃焼室内に吸入された空気が燃焼室内の残留ガスを押し出し、燃焼室内の残留ガスの掃気を行うものである。これによれば、このバルブオーバーラップ期間のみよる燃焼室内の残留ガスの掃気と比較して効率良く内燃機関内の残留ガスの掃気を行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１２１１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に示す従来の内燃機関では、燃焼室内に吸気経路内の新気が吸入されるのがバルブオーバーラップ期間であるため、この燃焼室内に吸入された空気である吸入空気が燃焼室内に留まらずに排気経路に流出する虞がある。つまり、吸入空気がこの燃焼室内を循環せずに直接排気通路に流出する虞がある。従って、吸入空気が循環できない燃焼室内の部分の残留ガスを十分に掃気することができないという問題がある。また、バイパス通路の吸引手段から燃焼室までの体積が大きいため、バルブオーバーラップ期間において、吸気経路内の空気を燃焼室内に吸入するために大きな負圧が必要となり、吸引手段のコンパクト化を図ることが困難であるという問題もある。また、燃焼室内に空気を吸入できほどの負圧を吸引手段が発生できなければ、バイパス通路の吸引手段から燃焼室までに存在する排気ガスが再び燃焼室内逆流し、この燃焼室内の残留ガス量が増加するという虞もある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少なくともノックの発生を抑制することができる内燃機関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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、前記燃焼室内に残留する残留ガスを掃気する内燃機関において、吸気経路と燃焼室との連通を行う吸気バルブの開閉時期および当該燃焼室と排気経路との連通を行う排気バルブの開閉時期を調整し、かつ、前記内燃機関の排気行程から吸気行程にかけて前記吸気バルブおよび排気バルブがともに閉弁する吸排気バルブ全閉期間を形成するバルブ調整手段と、前記吸排気バルブ全閉期間内に前記燃焼室内の残留ガスを吸引する吸引手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、吸引手段は、吸排気バルブ全閉期間内、すなわち燃焼室が密閉状態の期間において、燃焼室内の残留ガスを吸引する。従って、吸引手段が燃焼室内の残留ガスを吸引しても、この燃焼室内に吸気経路内の空気や排気経路内の排気ガスなどが流入することがないので、吸引手段は、燃焼室内の残留ガスのみを吸引するだけでよい。これにより、この燃焼室内の残留ガスを確実に吸引することができ、燃焼室内の残留ガス量を確実に低減することができる。
【００１０】
また、この発明では、上記内燃機関において、前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段をさらに備え、前記燃料供給手段は、前記吸排気バルブ全閉期間終了直後に前記内燃機関への燃料供給を開始することを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、燃料供給手段は、吸排気バルブ全閉期間終了、すなわち密閉された燃焼室内の残留ガスを吸引手段により吸引し、吸気経路とこの燃焼室との圧力差が大きくなった状態において、吸気バルブが開弁されると、内燃機関に燃料が供給される。従って、吸気バルブが開弁したことで、燃焼室内に吸入される空気の吸気流速をバルブオーバーラップ時における吸気流速よりも速くすることができる。これにより、燃焼室内に吸入した空気と燃焼室内に供給された燃料との混合の促進を図ることができる。
【００１２】
また、この発明では、上記内燃機関において、前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段をさらに備え、前記バルブ調整手段は、前記検出された機関回転数に基づいて、前記吸排気バルブ全閉期間の開始時期あるいは終了時期の少なくともいずれか一方を調整することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明では、上記内燃機関において、前記バルブ調整手段は、前記検出された機関回転数が所定回転数以下である場合に、前記吸排気バルブ全閉期間の開始時期を前記排気行程終了時近傍に調整することを特徴とする。
【００１４】
これらの発明によれば、バルブ調整手段は、機関回転数が所定回転数以下である場合に、吸排気バルブ全閉期間の開始時期を排気行程終了時近傍、すなわち内燃機関のピストンが上死点近傍に位置したとき、吸排気バルブ全閉期間の終了時期である吸気バルブの開弁時期を遅らせる。つまり、内燃機関の吸気行程においてピストンが上死点から下死点に向かってある程度押し下げられた状態で、吸気バルブが開弁される。従って、吸気経路と燃焼室との圧力差は、密閉された燃焼室内の残留ガスを吸引手段により吸引されたのみの状態よりもさらに大きくなり、この状態で吸気バルブが開弁され、内燃機関に燃料が供給されると、燃焼室内に吸入される空気の吸気流速をさらに速くすることができる。これにより、燃焼室内に吸入した空気と燃焼室内に供給された燃料との混合の促進をさらに図ることができる。
【００１５】
また、この発明では、上記内燃機関において、前記バルブ調整手段は、前記検出された機関回転数が前記所定回転数を超える場合に、前記吸排気バルブ全閉期間の終了時期を前記吸気行程開始時近傍に調整することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、バルブ調整手段は、機関回転数が所定回転数を超える場合に、吸排気バルブ全閉期間の終了時期を吸気工程開始時近傍、すなわち内燃機関のピストンが上死点近傍に位置したときとし、吸排気バルブ全閉期間の開始時期である排気バルブの閉弁時期を早める。つまり、内燃機関の排気行程においてピストンが下死点から上死点にすでに押し上げられる前の状態で、排気バルブが開弁され、吸引手段による密閉された燃焼室内の残留ガスの吸引を開始する。従って、吸引手段による残留ガスの吸引を行う際に、ピストンが上死点に向かって押し上げられることで、このピストンが押し出し燃焼室内の残留ガスを吸引手段へ押し出すこととなる。これにより、この燃焼室内の残留ガスをさらに確実に吸引することができ、燃焼室内の残留ガス量をさらに確実に低減することができる。
【００１７】
また、この発明では、上記内燃機関において、前記燃焼室内に直接燃料を供給する直噴用燃料噴射弁を有する、あるいは当該直噴用燃料噴射弁および前記吸気経路に燃料を供給する吸気経路用燃料噴射弁を有する燃料供給手段と、前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、をさらに備え、前記燃料供給手段は、前記検出された機関回転数が所定回転数以下である場合に、前記吸排気バルブ全閉期間終了直後に前記直噴用燃料噴射弁あるいは前記吸気経路用燃料噴射弁により１回目の燃料供給を行い、前記吸気行程の後半に当該直噴用燃料噴射弁により２回目の燃料供給を行うことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、燃料供給手段は、機関回転数が所定回転数以下である場合、すなわち低速時では内燃機関への燃料供給を２回に分けて行う。従って、１回目の内燃機関への燃料供給を吸排気バルブ全閉期間終了直後に行うことで、燃焼室内に供給された燃料とバルブオーバーラップ時における吸気流速よりも速い吸気流速で燃焼室内に吸入した空気との混合の促進を図ることができる。２回目の内燃機関への燃焼供給を燃焼室内に吸入した空気の体積効率が増加する吸気行程後半に行うことで、この燃焼室内に吸入した空気の体積効率の向上を図ることができる。
【００１９】
また、この発明では、上記内燃機関において、前記燃焼室内に直接燃料を供給する直噴用燃料噴射弁を有する燃料供給手段をさらに備え、前記燃料供給手段は、前記吸引手段による前記燃焼室内の残留ガスの吸引が終了した後で、かつ前記吸排気バルブ全閉期間内に燃料の供給を開始することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、吸引手段により、残留ガスの吸引が行われ、負圧となった密閉状態の燃焼室内に燃料供給手段の直噴用燃料噴射弁により燃料を供給する。従って、燃焼室内に供給された燃料には、密閉状態の燃焼室内が負圧となることにより、減圧沸騰が起こり、燃焼室内の燃料の気化が促進される。これにより、燃焼室内に吸入した空気と燃焼室内に供給された燃料との混合の促進をさらに図ることができる。また、燃焼室内の燃料の気化が促進されることで、燃焼室壁面に付着し、この燃焼室壁面の熱を得て気化していた燃料が、燃焼室壁面に付着する前に気化するので、気化潜熱により混合ガスの温度の上昇を抑制することができ、吸入空気の体積効率の向上を図ることができる。
【００２１】
また、この発明では、上記内燃機関において、前記吸引手段により吸引された前記燃焼室内の残留ガスは、前記排気経路を構成する浄化触媒よりも上流側に吐出することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、燃焼室内の残留ガスは、吸引手段を介して排気経路の浄化触媒に流入する。従って、残留ガスは、浄化触媒により浄化され、外部に排気されるのでエミッションの悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明にかかる内燃機関は、密閉状態の燃焼室内の残留ガスを吸引手段により吸引することで燃焼室内の残留ガス量を確実に低減するので、圧縮端温度の上昇を抑制することができ、ノックの発生を抑制することができる。また、空気と燃料との混合が促進され、吸入空気の体積効率が向上するので、出力を向上することができる。また、燃焼室内の残留ガスは、浄化触媒により浄化されるので、エミッションの悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、以下の実施例で、バルブ装置が備える吸気バルブおよび排気バルブの開閉時期を調整するバルブ調整手段として、連続可変バルブタイミング機構を用いる場合について説明するがこれに限定されるものではなく、不連続可変バルブタイミング機構などを用いても良い。ここで、排気行程とはピストンが下死点から上死点まで押し上げられるまでの期間をいい、吸気行程とはピストンが上死点から下死点まで押し下げられるまでの期間をいう。
【実施例１】
【００２５】
図１は、この発明にかかる内燃機関の構成例を示す図である。同図に示すように、この発明にかかる内燃機関１は、燃料供給装置２と、複数の気筒（例えば、４気筒）により構成される内燃機関本体３と、内燃機関本体３に接続される吸気経路４と、この内燃機関本体３に接続される排気経路５と、吸引装置６と、内燃機関１の運転を制御する運転制御装置であるＥＣＵ（Engine Control Unit）７とにより構成されている。なお、８は、図示しないアクセルペダルのアクセル開度を検出するアクセルペダルセンサである。
【００２６】
燃料供給装置２は、燃料タンク２２内に貯留されている燃料であるガソリンを内燃機関１に供給するものである。この燃料供給装置２は、燃料噴射弁２１と、燃料タンク２２と、燃料ポンプ２３と、図示しない燃料配管とにより構成されている。燃料タンク２２内に貯留されているガソリンは、ＥＣＵ７からの燃料ポンプ駆動信号により駆動する燃料ポンプ２３により加圧され、図示しない燃料配管を介して燃料噴射弁２１に圧送される。燃料噴射弁２１は、後述する内燃機関本体３の図示しない各気筒のそれぞれの燃焼室Ａに対応して配置されており、燃料ポンプ２３から圧送されたガソリンを各気筒の燃焼室Ａ内に直接噴射、すなわち直接供給する直噴用燃料噴射弁である。燃料噴射弁２１の燃料噴射量や噴射タイミングなどの制御、すなわち燃料噴射制御は、後述するＥＣＵ７により行われる。
【００２７】
内燃機関本体３は、シリンダブロック３１と、このシリンダブロック３１に固定されたシリンダヘッド３２と、気筒ごとに設けられるピストン３３およびコンロッド３４と、クランクシャフト３５と、バルブ装置３６と、気筒ごとに設けられる点火プラグ３７とにより構成されている。ここで、内燃機関本体３の各気筒には、各気筒のピストン３３と、シリンダブロック３１と、シリンダヘッド３２とにより燃焼室Ａが形成されている。シリンダヘッド３２には、吸気ポート３２ａおよび排気ポート３２ｂが気筒ごとに形成されており、それぞれ吸気経路４および排気経路５に接続されている。ピストン３３は、コンロッド３４に回転自在に支持されており、このコンロッド３４は、クランクシャフト３５に回転自在に支持されている。つまり、クランクシャフト３５は、ピストン３３が燃焼室Ａ内の吸入空気と燃料の混合ガスが燃焼することにより、シリンダブロック３１内を往復運動することで回転するものである。
【００２８】
バルブ装置３６は、後述する吸気バルブおよび排気バルブの開閉弁を行うものである。このバルブ装置３６は、気筒ごとに設けられる吸気バルブ３６ａおよび排気バルブ３６ｂと、インテークカムシャフト３６ｃと、エキゾーストカムシャフト３６ｄと、吸気バルブタイミング機構３６ｅと、排気バルブタイミング機構３６ｆとにより構成されている。吸気バルブ３６ａは、吸気ポート３２ａと燃焼室Ａとの間に配置され、インテークカムシャフト３６ｃが回転することにより開閉が行われる。また、排気ポート３２ｂは、排気ポート３２ｂと燃焼室Ａとの間に配置され、エキゾーストカムシャフト３６ｄが回転することにより開閉が行われる。インテークカムシャフト３６ｃおよびエキゾーストカムシャフト３６ｄは、タイミングチェーンを介してクランクシャフト３５に連結されており、このクランクシャフト３５の回転力が伝達され回転するものである。
【００２９】
ここで、インテークカムシャフト３６ｃとクランクシャフト３５との間およびエキゾーストカムシャフト３６ｄとクランクシャフト３５との間には、それぞれバルブ調整手段を構成する吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆが介在する。吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆは、連続可変バルブタイミング機構であり、それぞれインテークカムシャフト３６ｃおよびエキゾーストカムシャフト３６ｄの位相を連続的に変化させるものである。
【００３０】
具体的には、吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆには、その内部に形成された図示しない進角室および遅角室がそれぞれ形成されている。この進角室あるいは遅角室のいずれか一方には、このバルブ装置３６の図示しないオイルコントロールバルブからオイルが供給される。インテークカムシャフト３６ｃおよびエキゾーストカムシャフト３６ｄは、進角室にオイルが供給されると進角方向に、遅角室にオイルが供給されると遅角方向にそれぞれの位相が変化する。バルブ装置３６は、インテークカムシャフト３６ｃおよびエキゾーストカムシャフト３６ｄの位相が変化することで、吸気バルブ３６ａおよび排気バルブ３６ｂの開閉時期を調整する。
【００３１】
なお、図示しない吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆに対応する２つのオイルコントロールバルブは、その内部に設けられたスプール弁の位置が移動することで、吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆのそれぞれの進角室あるいは遅角室のいずれか一方にオイルを供給する。この２つのスプール弁の位置の制御、すなわち吸気バルブ３６ａの開閉時期および排気バルブ３６ｂの開閉時期の制御である吸排気バルブタイミング制御は、後述するＥＣＵ７により行われる。また、バルブ装置３６には、図示しないカムポジションセンサが２つ備えられており、この２つのカムポジションセンサは、それぞれインテークカムシャフト３６ｃおよびエキゾーストカムシャフト３６ｄの位置を検出し、ＥＣＵ７に出力する。
【００３２】
点火プラグ３７は、気筒ごとに設けられており、ＥＣＵ７からの点火信号により、点火し、各気筒の燃焼室Ａ内の混合ガスを着火させるものである。点火プラグ３７の点火タイミングなどの制御、すなわち点火制御は、後述するＥＣＵ７により行われる。なお、３８は、ノックセンサである。このノックセンサ３８は、内燃機関１のノックの発生を例えばシリンダブロック３１の振動により電圧が変化する圧電素子に基づいて検出し、ＥＣＵ７に出力するものである。また、３９は、クランクシャフト３５の角度であるクランク角度（ＣＡ）を検出し、ＥＣＵ７に出力するクランク角度センサである。
【００３３】
吸気経路４は、外部から空気を吸気し、この導入された空気を内燃機関本体３の各気筒の燃焼室Ａに導入するものである。この吸気経路４は、エアクリーナー４１と、エアフロメータ４２と、スロットルバルブ４３と、エアクリーナー４１から内燃機関本体３の吸気ポート３２ａまでを連通する吸気通路４４とにより構成されている。エアクリーナー４１により粉塵が除去された空気は、吸気通路４４および吸気ポート３２ａを介して、内燃機関本体３の燃焼室Ａに導入される。エアフロメータ４２は、この内燃機関本体３に導入、すなわち吸入される空気の吸入空気量を検出し、ＥＣＵ７に出力するものである。スロットルバルブ４３は、ステッピングモータなどのアクチュエータ４３ａにより駆動され、内燃機関本体３の各気筒の燃焼室Ａに吸気される吸入空気量を調整するものである。このスロットルバルブ４３の開度の制御、すなわちスロットルバルブ開度制御は、後述するＥＣＵ７により行われる。
【００３４】
また、排気経路５は、浄化触媒５１と、図示しない消音装置と、内燃機関本体３の排気ポート３２ｂから浄化触媒５１を介して消音装置までを連通する排気通路５２とにより構成されている。浄化触媒５１は、排気通路５２を開始して導入された排気ガスに含まれる有害物質を浄化するものであり、有害物質が浄化された排気ガスは、消音装置を介して外部に排気される。なお、図示は省略するが浄化触媒５１の上流側に位置する排気通路５２には、この排気通路５２に排気される排気ガスの空燃比を検出し、後述するＥＣＵ７に出力するＡ／Ｆセンサ、あるいはこの排気通路５２に排気される排気ガスの酸素濃度を検出し、後述するＥＣＵ７に出力するＯ2センサが設けられている。
【００３５】
吸引装置６は、吸引手段であり、真空ポンプ６１を駆動して負圧を発生させ、燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引するものである。この吸引装置６は、真空ポンプ６１と、真空弁６２と、吸引通路６３とにより構成されている。真空ポンプ６１は、ＥＣＵ７からの真空ポンプ駆動信号により駆動し、負圧を発生するものである。真空弁６２は、ステッピングモータなどのアクチュエータ６２ａにより駆動され、後述する吸排気バルブ全閉期間内において、開弁するものである。この真空弁６２の開閉の制御、すなわち真空弁開閉制御は、後述するＥＣＵ７により行われる。吸引通路６３は、真空ポンプ６１の吸引側が真空弁６２を介して燃焼室Ａと連通しており、吐出側が排気経路５の浄化触媒の上流側の排気通路５２、すなわち燃焼室Ａと浄化触媒５１を連通する排気通路５２と連通する。
【００３６】
なお、真空ポンプ６１は、モータなどにより駆動し、燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引吐出するものであっても良い。あるいは、ピストンがシリンダ内を往復運動することにより、燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引吐出するものであっても良い。この場合は、真空弁６２を三方弁などで構成し、ピストンの吸引行程においてはシリンダの容積の増加に伴い燃焼室内の残留ガスをシリンダ内に吸引し、ピストンの吐出行程においてはシリンダの容積の減少に伴いシリンダ内の残留ガスを真空弁６２の切り替えにより排気経路５の浄化触媒の上流側の排気通路５２に吐出する。
【００３７】
ＥＣＵ７は、内燃機関１を運転制御し、この内燃機関１を種々の運転領域で運転するものである。このＥＣＵ７には、内燃機関１が搭載された車両の各所に取り付けられたセンサから、各種入力信号が入力される。具体的には、クランクシャフト３５に取り付けられたクランク角度センサ３９により検出されたクランク角度（ＣＡ）、エアフロメータ４２により検出された吸入空気量、アクセルペダルセンサ８により検出されたアクセル開度、図示しない２つのカムポジションセンサにより検出されたインテークカムシャフト３６ｃの位置およびエキゾーストカムシャフト３６ｄの位置、Ａ／Ｆセンサにより検出された空燃比、ノックセンサ３８により検出された内燃機関１のノックの発生状態などがある。ＥＣＵ７は、これら入力信号および記憶部７３に記憶されている各種マップに基づいて各種出力信号を出力する。具体的には、燃料噴射弁２１の燃料噴射制御を行う噴射信号、バルブ装置３６の吸排気バルブタイミング制御を行う吸気バルブタイミング信号および排気バルブタイミング信号、点火プラグ３７の点火制御を行う点火信号、スロットルバルブ４３のスロットルバルブ開度制御を行うスロットルバルブ開度信号、真空弁６２の真空弁開閉制御を行う真空弁開閉信号、燃料ポンプ２３の駆動制御を行う燃料ポンプ駆動信号、真空ポンプ６１の駆動制御を行う真空ポンプ駆動信号などの出力信号などがある。
【００３８】
なお、燃料噴射弁２１から内燃機関１に供給される燃料噴射量は、これら入力信号のうちクランク角度（ＣＡ）から取得される機関回転数ＮＥ、吸入空気量、アクセル開度などに基づいて算出される。この燃料噴射量の算出は、上記入力信号と記憶部７３に記憶されている燃料噴射量マップとに基づいて算出しても良いし、上記入力信号と図示しないＡ／Ｆセンサにより検出された空燃比とに基づいて算出しても良い。
【００３９】
具体的に、このＥＣＵ７は、上記入力信号や出力信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）７１と、処理部７２と、上記燃料噴射量マップなどの各種マップなどを格納する記憶部７３とにより構成されている。処理部７２は、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、少なくともバルブ装置３６の吸排気バルブタイミング制御を行うバルブ装置制御部７４と、真空弁６２の真空弁開閉制御を行う真空弁開閉制御部７５と、燃料噴射弁２１の燃料噴射制御を行う燃料噴射制御部７６とにより構成されている。この処理部７２は、後述する実施例１にかかる内燃機関１の制御方法などに基づくプログラムをメモリにロードして実行することにより、内燃機関１の制御方法などを実現させるものであっても良い。また、記憶部７３は、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような読み出しのみが可能な揮発性のメモリあるいはＲＡＭ（Random Access Memory）のような読み書きが可能な揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。また、この実施例１では、内燃機関１の運転方法をＥＣＵ７により実現させるが、これに限定されるものではなく、このＥＣＵ７とは個別に形成された制御装置により実現しても良い。
【００４０】
次に、実施例１にかかる内燃機関１の制御方法について説明する。図２は、実施例１にかかる内燃機関の制御方法の動作フローを示す図である。図３は、実施例１にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の動作状態を示す図である。まず、図３に示すように、ＥＣＵ７の処理部７２のバルブ装置制御部７４は、内燃機関１の排気行程、具体的には排気工程の終了前に排気バルブ３６ｂが閉弁し、内燃機関の吸気工程、具体的には吸気工程の開始後に吸気バルブ３６ａが開弁するように、吸気バルブタイミング機構３６ｅに吸気バルブタイミング信号および排気バルブタイミング機構３６ｆに排気バルブタイミング信号を出力する。つまり、バルブ装置制御部７４は、バルブ調整機構である吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆにより、内燃機関１の排気工程から吸気工程にかけて、吸気バルブ３６ａおよび排気バルブ３６ｂがともに閉弁する吸排気バルブ全閉期間Ｗ１を形成する。なお、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１内には、少なくともピストン３３が上死点に位置した状態、すなわち同図ではクランク角度がＣＡ＝０の状態を含むようにする。ここでは、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１は、このクランク角度がＣＡ＝０°の状態の前後等間隔となるように形成されているが、これに限定されるものではなく、内燃機関１の運転状態に応じて、クランク角度ＣＡ＝０°の状態の前後間隔が変化しても良い。
【００４１】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、図２に示すように、吸排気バルブ全閉期間となったか否かを判断する（ステップＳＴ１０１）。具体的には、図示しない２つのカムポジションセンサにより検出されたインテークカムシャフト３６ｃの位置およびエキゾーストカムシャフト３６ｄの位置に基づいて判断する。従って、真空弁開閉制御部７５は、検出されたインテークカムシャフト３６ｃの位置およびエキゾーストカムシャフト３６ｄの位置に基づいて吸気バルブ３６ａおよび排気バルブ３６ｂがともに閉弁（図３において、バルブリフト量が０）しているか否か、すなわち燃焼室Ａが密閉状態となったか否かを判断する。なお、真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１でない場合は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１となったと判断するまで、このステップＳＴ１０１を繰り返す。
【００４２】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１となったと判断する場合、吸引装置６の真空弁６２を開弁する（ステップＳＴ１０２）。具体的には、図３に示すように、シンク弁開閉制御部７５は、真空弁６２に真空弁開閉信号を出力し、この真空弁開閉信号によりアクチュエータ６２ａが駆動し、真空弁６２を開弁する。ここで、真空ポンプ６１は、内燃機関１の始動直後から駆動しており、この真空ポンプ６１と真空弁６２との間の吸引通路６３内は常に負圧となっている。従って、真空弁開閉制御部７５により、真空弁６２が開弁されると、この負圧により、吸引側の吸引通路６３と連通する密閉状態の燃焼室Ａ内の残留ガスが吸引され始める。この吸引される燃焼室Ａ内の残留ガスは、真空ポンプ６１を介して、吐出側の吸引通路６３に吐出され、この吐出側の吸引通路６３に吐出された残留ガスは、浄化触媒５１の上流側の排気通路５２に排気される。従って、残留ガスは、浄化触媒５１により浄化されるので、外部に排気されるのでエミッションの悪化を抑制することができる。
【００４３】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されたか否か、すなわち吸排気バルブ全閉期間が終了したか否かを判断する（ステップＳＴ１０３）。具体的には、図示しない２つのカムポジションセンサの一方により検出されたインテークカムシャフト３６ｃの位置に基づいて判断する。なお、真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されていない場合は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１が終了したと判断するまで、このステップＳＴ１０３を繰り返す。
【００４４】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されたと判断する場合、吸引装置６の真空弁６２を閉弁する（ステップＳＴ１０４）。具体的には、図３に示すように、真空弁開閉制御部７５は、真空弁６２に真空弁開閉信号を出力し、この真空弁開閉信号によりアクチュエータ６２ａが駆動し、真空弁６２を閉弁する。なお、アクチュエータ６２ａが常に真空弁６２を閉弁状態に維持し、真空弁開閉信号が出力された場合にのみ真空弁６２を開弁する場合は、真空弁開閉信号の出力を停止することで、真空弁６２を閉弁する。
【００４５】
次に、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、真空弁開閉制御部７５により吸気バルブ３６ａが開弁されたと判断する場合、この吸気バルブ３６ａの開弁直後に燃料を噴射する（ステップＳＴ１０５）。具体的には、図３に示すように、燃料噴射制御部７６は、燃料噴射弁２１に噴射信号を出力し、この噴射信号に基づいて所定の燃料噴射量の燃料を燃焼室Ａ内に直接噴射することで、吸気バルブ３６ａの開弁直後に内燃機関１に燃料を供給する。燃焼供給装置２は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１終了、すなわち密閉された燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引装置６が吸引し、吸気経路４とこの燃焼室Ａとの圧力差が大きくなった状態において、吸気バルブ３６ａが開弁されて、内燃機関１に燃料を供給する。従って、燃焼室Ａ内に吸入される空気の吸気流速をバルブオーバーラップ時における吸気流速よりも速くなり、燃焼室Ａ内に吸入した空気と燃焼室Ａ内に供給された燃料との混合の促進を図ることができ、内燃機関１の燃焼効率の向上を図ることができる。
【００４６】
以上のように、吸引装置６は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１内、すなわち燃焼室Ａが密閉状態の期間において、燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引する。従って、吸引装置６が燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引しても、この燃焼室Ａ内に吸気経路４内の空気や排気経路５内の排気ガスなどが流入することがない。つまり、吸引装置６は、燃焼室Ａ内の残留ガスのみを吸引するだけでよいので、排気経路５内の排気ガスがこの燃焼室Ａ内に戻り、燃焼室Ａ内の残留ガス量が増加するという虞もなく、燃焼室Ａ内の残留ガスを確実に吸引することができ、燃焼室Ａ内の残留ガス量を確実に低減することができる。これにより、圧縮端温度の上昇を抑制することができ、ノックの発生を抑制することができる。
【００４７】
なお、上記実施例１においては、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、吸気バルブ３６ａの開弁直後に燃料を噴射し、内燃機関１に燃料を供給するが、この発明はこれに限定されるものではない。図４は、実施例１にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の他の動作状態を示す図である。同図に示すように、燃料供給装置２は、燃料噴射弁２１が燃焼室Ａ内に直接燃料を噴射できる場合には、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１内に内燃機関１に燃料の供給を開始しても良い。
【００４８】
この場合は、バルブ装置制御部７４は、バルブ調整機構である吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆにより、吸排気バルブ全閉期間がＷ１よりも長いＷ２となるようする。次に、真空弁開閉制御部７５は、真空弁６２の閉弁が吸排気バルブ全閉期間Ｗ２の途中で行われるように、この真空弁６２に真空弁開閉信号を出力する。そして、燃料噴射制御部７６は、真空弁６２が閉弁したか否かを判断し、真空弁６２が閉弁していると判断した場合に、この真空弁６２の閉弁直後に燃料を噴射する。つまり、燃料噴射弁２１は、吸引装置６により密閉状態の燃焼室Ａ内の残留ガスの吸引が行われ、負圧となった密閉状態の燃焼室Ａ内に燃料を噴射する。従って、燃焼室Ａ内に供給された燃料には、密閉状態の燃焼室Ａ内が負圧であるため減圧沸騰が起こり、燃焼室Ａ内の燃料の気化が促進される。これにより、燃焼室Ａ内に吸入した空気と燃焼室Ａ内に供給された燃料との混合の促進をさらに図ることができる。また、燃焼室Ａ内の燃料の気化が促進されることで、燃焼室Ａ壁面に付着し、この燃焼室Ａ壁面の熱を得て気化していた燃料が、燃焼室壁面に付着する前に気化し、この気化の際に生じる気化潜熱により混合ガスの温度の上昇を抑制することができ、燃焼室Ａ内の吸入空気の体積効率の向上を図ることができる。これらにより、内燃機関１の燃焼効率の向上をさらに図ることができる。なお、同図では、燃料供給装置２による内燃機関１への燃料の供給が吸排気バルブ全閉期間Ｗ２終了と同時に停止されているが、この発明はこれに限定されるものではなく、内燃機関１に供給すべき燃料の燃料噴射量に応じて、吸排気バルブ全閉期間Ｗ２終了後においても継続して燃料を内燃機関１に供給しても良い。
【実施例２】
【００４９】
実施例２にかかる内燃機関の基本的構成は、図１に示す実施例１にかかる内燃機関１の基本的構成と同様であるため、その説明は省略する。ここで、実施例２にかかる内燃機関１の制御方法について説明する。図５は、実施例２にかかる内燃機関の制御方法の動作フローを示す図である。図６は、実施例２にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の動作状態を示す図である。なお、図５に示す実施例２にかかる内燃機関１の制御方法において、図２に示す実施例１にかかる内燃機関１の制御方法と同一部分は簡略化して説明する。まず、図６に示すように、ＥＣＵ７の処理部７２のバルブ装置制御部７４は、バルブ調整機構である吸気バルブタイミング機構３６ｅおよび排気バルブタイミング機構３６ｆにより、内燃機関１の排気工程から吸気工程にかけて、吸気バルブ３６ａおよび排気バルブ３６ｂがともに閉弁する吸排気バルブ全閉期間Ｗ１を形成する。
【００５０】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１となったか否かを判断する（ステップＳＴ２０１）。つまり、吸気バルブ３６ａおよび排気バルブ３６ｂがともに閉弁（図６において、バルブリフト量が０）しているか否か、すなわち燃焼室Ａが密閉状態となったか否かを判断する。なお、真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１でない場合は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１となったと判断するまで、このステップＳＴ２０１を繰り返す。
【００５１】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１となったと判断する場合、吸引装置６の真空弁６２を開弁する（ステップＳＴ２０２）。真空弁開閉制御部７５により、真空弁６２が開弁されると、この負圧により、吸引側の吸引通路６３と連通する密閉状態の燃焼室Ａ内の残留ガスが吸引され始める。
【００５２】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されたか否か、すなわち吸排気バルブ全閉期間が終了したか否かを判断する（ステップＳＴ２０３）。なお、真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されていない場合は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１が終了したと判断するまで、このステップＳＴ２０３を繰り返す。
【００５３】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されたと判断する場合、吸引装置６の真空弁６２を閉弁する（ステップＳＴ２０４）。
【００５４】
次に、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、クランク角度センサ３９により検出されたクランク角度（ＣＡ）から取得される機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０５）。燃焼室Ａ内に燃料を直接供給する内燃機関１においては、燃焼室Ａ内に吸入した空気の体積効率が向上となる燃料の供給時期は、低速時、例えばＮＥ＝２０００ｒｐｍ以下では、吸気工程後半となる。従って、燃料供給装置２は、機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以下である場合、すなわち低速時では内燃機関１への燃料供給を２回に分けて行う。
【００５５】
次に、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以下であると判断する場合、この吸気バルブ３６ａの開弁直後に１回目の燃料噴射を行う（ステップＳＴ２０６）。従って、燃焼室Ａ内に供給された燃料とバルブオーバーラップ時における吸気流速よりも速い吸気流速で燃焼室Ａ内に吸入した空気との混合の促進を図ることができ、内燃機関１の燃焼効率の向上を図ることができる。
【００５６】
次に、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、吸気バルブ３６ａの開弁直後の１回目の燃料の噴射が終了した後、クランク角度センサ３９により検出されたクランクシャフト３５のクランク角度ＣＡが所定角度ＣＡ１となったか否かを判断する（ステップＳＴ２０７）。つまり、燃料噴射制御部７６は、内燃機関１の吸気工程後半となったか否かを判断する。ここで、所定角度ＣＡ１は、低速時における燃焼室Ａ内に吸入した空気の体積効率が最大となる燃料供給時期である。具体的には吸気工程後半のピストン３３が上死点に位置する際のクランク角度ＣＡ＝０に対して、クランク角度ＣＡが１１０°〜１６０°の範囲内である。なお、燃料噴射制御部７６は、検出されたクランク角度ＣＡが所定角度ＣＡ１に到達していない場合は、検出されたクランク角度ＣＡが所定角度ＣＡ１に到達するまで、このステップＳＴ２０７を繰り返す。
【００５７】
次に、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、検出されたクランク角度ＣＡが所定角度ＣＡ１に到達していると判断する場合、すなわち内燃機関１の吸気工程後半であると判断する場合、２回目の燃料噴射を行う（ステップＳＴ２０８）。従って、燃焼室Ａ内に吸入した空気の体積効率の向上を図ることができる。なお、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、検出されたクランク角度（ＣＡ）から取得される機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１を超える、すなわち内燃機関１が高速時である場合、吸気バルブ３６ａの開弁直後に燃料を噴射する（ステップＳＴ２０９）。これにより、実施例１にかかる内燃機関１と同様の効果を得る。
【００５８】
以上により、燃料供給装置２は、内燃機関１の低速時において、燃料供給を２回に分けて行う。１回目の内燃機関１への燃料供給は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ１終了直後に行われるため、燃焼室Ａ内に供給された燃料とバルブオーバーラップ時における吸気流速よりも速い吸気流速で燃焼室Ａ内に吸入した空気との混合の促進を図ることができる。また、２回目の内燃機関１への燃焼供給は、燃焼室Ａ内に吸入した空気の体積効率が増加する吸気行程後半に行うことで、この燃焼室Ａ内に吸入した空気の体積効率の向上を図ることができる。これらにより、内燃機関１の出力の向上をさらに図ることができる。
【実施例３】
【００５９】
実施例３にかかる内燃機関の基本的構成は、図１に示す実施例１にかかる内燃機関１の基本的構成と同様であるため、その説明は省略する。ここで、実施例３にかかる内燃機関１の制御方法について説明する。図７は、実施例３にかかる内燃機関の制御方法の動作フローを示す図である。図８〜図１０は、実施例３にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の動作状態を示す図である。なお、図７に示す実施例３にかかる内燃機関１の制御方法において、図２に示す実施例１にかかる内燃機関１の制御方法と同一部分は簡略化して説明する。まず、図７に示すように、処理部７２のバルブ装置制御部７４は、クランク角度センサ３９により検出されたクランク角度（ＣＡ）から取得される機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ３０１）。ここで、所定回転数ＮＥ１とは、内燃機関１を高速時と低速時とに判別するためのものであり、例えばＮＥ１＝２０００ｒｐｍである。
【００６０】
処理部７２のバルブ装置制御部７４は、機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以下であると判断する場合、吸排気バルブ全閉期間の開始時をピストン３３が上死点近傍に位置した時に変更、すなわち吸排気バルブ全閉期間の開始時期を内燃機関１の排気行程終了時近傍に調整する（ステップＳＴ３０２）。具体的には、バルブ装置制御部７４は、バルブ調整機構である吸気バルブタイミング機構３６ｅに吸気バルブ３６ａの開弁時期が遅れるように吸気バルブタイミング信号を出力し、排気バルブタイミング機構３６ｆに排気バルブ３６ｂの閉弁時期をピストンが上死点近傍に位置した際となるように排気バルブタイミング信号を出力し、図８に示すように、吸排気バルブ全閉期間Ｗ３を形成する。
【００６１】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ３となったか否かを判断する（ステップＳＴ３０４）。次に、真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ３となったと判断する場合、吸引装置６の真空弁６２を開弁する（ステップＳＴ３０５）。次に、真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されたか否か、すなわち吸排気バルブ全閉期間Ｗ３が終了したか否かを判断する（ステップＳＴ３０６）。次に、真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されたと判断する場合、吸引装置６の真空弁６２を閉弁する（ステップＳＴ３０７）。次に、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、真空弁開閉制御部７５により吸気バルブ３６ａが開弁されたと判断する場合、この吸気バルブ３６ａの開弁直後に燃料を噴射する（ステップＳＴ３０８）。
【００６２】
以上のように、吸排気バルブ全閉期間の開始時期を内燃機関１のピストン３３が上死点近傍に位置したときとし、内燃機関１の吸気行程においてピストン３３が上死点から下死点に向かってある程度押し下げられた状態で、吸気バルブ３６ａが開弁する。従って、吸気経路４と燃焼室Ａとの圧力差は、密閉された燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引手段により吸引されたのみの状態よりもさらに大きくなり、この状態で吸気バルブ３６ａが開弁され、内燃機関１に燃料が供給されると、燃焼室Ａ内に吸入される空気の吸気流速をさらに速くすることができる。これにより、燃焼室Ａ内に吸入した空気と燃焼室内に供給された燃料との混合の促進をさらに図ることができ、内燃機関１の燃焼効率の向上をさらに図ることができる。
【００６３】
処理部７２のバルブ装置制御部７４は、機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１を超えると判断する場合、吸排気バルブ全閉期間の終了時をピストン３３が上死点近傍に位置した時に変更、すなわち吸排気バルブ全閉期間の終了時期を内燃機関１の吸気行程終了時近傍に調整する（ステップＳＴ３０３）。具体的には、バルブ装置制御部７４は、バルブ調整機構である吸気バルブタイミング機構３６ｅに吸気バルブ３６ａの開弁時期をピストンが上死点近傍に位置した際となるように吸気バルブタイミング信号を出力し、排気バルブタイミング機構３６ｆに排気バルブ３６ｂの閉弁時期が早まるように排気バルブタイミング信号を出力し、図９に示すように、吸排気バルブ全閉期間Ｗ４を形成する。
【００６４】
次に、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ４となったか否かを判断する（ステップＳＴ３０４）。次に、真空弁開閉制御部７５は、吸排気バルブ全閉期間Ｗ４となったと判断する場合、吸引装置６の真空弁６２を開弁する（ステップＳＴ３０５）。次に、真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されたか否か、すなわち吸排気バルブ全閉期間Ｗ４が終了したか否かを判断する（ステップＳＴ３０６）。次に、真空弁開閉制御部７５は、吸気バルブ３６ａが開弁されたと判断する場合、吸引装置６の真空弁６２を閉弁する（ステップＳＴ３０７）。次に、処理部７２の燃料噴射制御部７６は、真空弁開閉制御部７５により吸気バルブ３６ａが開弁されたと判断する場合、この吸気バルブ３６ａの開弁直後に燃料を噴射する（ステップＳＴ３０８）。
【００６５】
以上のように、吸排気バルブ全閉期間の終了時期を内燃機関１のピストン３３が上死点近傍に位置したときとし、内燃機関１の排気行程においてピストン３３が下死点から上死点にすでに押し上げられ前の状態で、排気バルブ３６ｂが開弁する。従って、吸引装置６による密閉された状態の燃焼室Ａ内の残留ガスの吸引を行う際に、ピストン３３が上死点に向かって押し上げられることで、このピストン３３が押し出し燃焼室Ａ内の残留ガスが吸引装置６を介して排気経路５の浄化触媒５１より上流側の排気通路５２へ押し出されることとなる。これにより、この燃焼室Ａ内の残留ガスを確実に吸引することができ、燃焼室内の残留ガス量を確実に低減することができ、内燃機関１の燃焼効率の向上をさらに図ることができる。
【００６６】
また、吸排気バルブ全閉期間の開始時期を内燃機関１のピストン３３が上死点近傍に位置したときとし、内燃機関１の吸気行程においてピストン３３が上死点から下死点に向かってある程度押し下げられた状態で、吸気バルブ３６ａが開弁する。従って、吸気経路４と燃焼室Ａとの圧力差は、密閉された燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引手段により吸引されたのみの状態よりもさらに大きくなり、この状態で吸気バルブ３６ａが開弁され、内燃機関１に燃料が供給されると、燃焼室Ａ内に吸入される空気の吸気流速をさらに速くすることができる。これにより、燃焼室Ａ内に吸入した空気と燃焼室内に供給された燃料との混合の促進をさらに図ることができ、内燃機関１の燃焼効率の向上をさらに図ることができる。
【００６７】
なお、上記実施例３においては、処理部７２の真空弁開閉制御部７５は、機関回転数ＮＥが所定回転数ＮＥ１以下である場合、吸気バルブ３６ａが開弁するまで真空弁６２を閉弁しないが、図１０に示すように、真空弁６２の閉弁時期を吸排気バルブ全閉期間Ｗ３の途中とすることが好ましい。この場合は、燃焼室Ａ内の残留ガスが吸引装置６により吸引された後に、燃焼室Ａが密閉状態のままピストン３３が下死点に向かって押し下げられるため、吸気経路４と燃焼室Ａとの圧力差を密閉された燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引手段により吸引されたのみの状態よりも確実にさらに大きくすることができる。
【００６８】
なお、上記実施例１および３においては、燃料噴射手段である燃料供給装置２の燃料噴射弁２１は直噴用燃料噴射弁に限られず、内燃機関本体３の吸気ポート３２ａに燃料を噴射するポート用燃料噴射弁であっても良い。また、実施例２においては、１回目の内燃機関１への燃料供給は、直噴用燃料噴射弁である燃料噴射弁２１とは別個に設けられたポート用燃料噴射弁により行っても良い。
【００６９】
また、上記実施例では、吸排気バルブ全閉期間である場合には、すべて吸引装置６により燃焼室Ａ内の残留ガスを吸引するが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、処理部７２は、内燃機関１にノックが発生をしたか否かをノックセンサ３８によりＥＣＵ７に出力されたノック発生信号の特定周波数の強度に基づいて判断し、この処理部７２が内燃機関１にノックが発生したと判断した場合において、吸引手段６により燃焼室Ａ内の残留ガスを吸排気バルブ全閉期間内に吸引しても良い。または、処理部７２が内燃機関１の運転領域がノックを発生する虞がある領域の場合において、吸引手段６により燃焼室Ａ内の残留ガスを吸排気バルブ全閉期間内に吸引しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、この発明にかかる内燃機関は、燃焼室内に残留する残留ガスの掃気を行う内燃機関に有用であり、特に、ノックの発生を抑制するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明にかかる内燃機関の構成例を示す図である。
【図２】実施例１にかかる内燃機関の制御方法の動作フローを示す図である。
【図３】実施例１にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の動作状態を示す図である。
【図４】実施例１にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の他の動作状態を示す図である。
【図５】実施例２にかかる内燃機関の制御方法の動作フローを示す図である。
【図６】実施例２にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の動作状態を示す図である。
【図７】実施例３にかかる内燃機関の制御方法の動作フローを示す図である。
【図８】実施例３にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の動作状態を示す図である。
【図９】実施例３にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の動作状態を示す図である。
【図１０】実施例３にかかる吸排気バルブ、真空弁、燃料噴射弁の動作状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  内燃機関
２  燃料供給装置
２１  燃料噴射弁
２２  燃料タンク
２３  燃料ポンプ
３  内燃機関本体
３１  シリンダブロック
３２  シリンダヘッド
３２ａ  吸気ポート
３２ｂ  排気ポート
３３  ピストン
３４  コンロッド
３５  クランクシャフト
３６  バルブ装置
３６ａ  吸気バルブ
３６ｂ  排気バルブ
３６ｃ  インテークカムシャフト
３６ｄ  エキゾーストカムシャフト
３６ｅ  吸気バルブタイミング機構（バルブ調整手段）
３６ｆ  排気バルブタイミング機構（バルブ調整手段）
３７  点火プラグ
３８  ノックセンサ
３９  クランク角度センサ
４  吸気経路
４１  エアクリーナー
４２  エアフロメータ
４３  スロットルバルブ
４４  吸気通路
５  排気経路
５１  浄化触媒
５２  排気通路
６  吸引装置（吸引手段）
６１  真空ポンプ
６２  真空弁
６３  吸引通路
７  ＥＣＵ
７１  入出力ポート
７２  処理部
７３  記憶部
８  アクセルペダルセンサ
【図１】
2006077711.tif 000003
【図２】
2006077711.tif 000004
【図３】
2006077711.tif 000005
【図４】
2006077711.tif 000006
【図５】
2006077711.tif 000007
【図６】
2006077711.tif 000008
【図７】
2006077711.tif 000009
【図８】
2006077711.tif 000010
【図９】
2006077711.tif 000011
【図１０】
2006077711.tif 000012