(57)【要約】【課題】  ポンピングロスの増大を抑制しつつ吸気の慣性効果を利用して充填効率を高めることができる、又は、慣性効果の利用によるノッキング等の異常燃焼の発生を抑制することができる内燃機関の吸気制御装置を提供する。【解決手段】  本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関１の燃焼室６に臨むように配置されて吸気通路１０を開閉する吸気弁１２と、吸気弁１２を開閉駆動し、かつ吸気弁１２を駆動する際に動弁特性を変更できる電磁駆動機構１４と、を有する。そして、負圧期間と正圧期間との間で圧力が交互に変化する吸気脈動を吸気通路１０内に発生させ、かつ吸気の開始時期から２回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように、電磁駆動機構１４を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御する。【選択図】      図１
2007056831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に設けられて前記内燃機関に対する吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ調整可能な吸気調整手段と、負圧期間と正圧期間との間で圧力が交互に変化する吸気脈動を前記吸気通路内に発生させ、かつ吸気の開始時期から２回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように、前記吸気調整手段を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御する吸気調整制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
前記吸気調整手段として、前記内燃機関の燃焼室に臨むように配置されて前記吸気通路を開閉する吸気弁と、前記吸気弁を開閉駆動し、かつ前記吸気弁を駆動する際に動弁特性を変更できる可変動弁機構と、が設けられており、
前記吸気調整制御手段が、前記可変動弁機構を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
前記吸気調整手段として、前記内燃機関の燃焼室に臨むように配置されて前記吸気通路を開閉する吸気弁と、前記吸気弁よりも上流側の前記吸気通路に配置されて前記吸気通路を開閉する吸気制御弁と、前記吸気制御弁を開閉駆動する吸気制御弁駆動手段と、が設けられており、
前記吸気調整制御手段が、前記吸気制御弁駆動手段を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項４】
前記吸気調整手段として、前記内燃機関の燃焼室に臨むように配置されて前記吸気通路を開閉する吸気弁と、前記吸気弁を開閉駆動し、かつ前記吸気弁を駆動する際に動弁特性を変更できる可変動弁機構と、前記吸気弁よりも上流側の前記吸気通路に配置されて前記吸気通路を開閉する吸気制御弁と、前記吸気制御弁を開閉駆動する吸気制御弁駆動手段と、が設けられており、
前記吸気調整制御手段が、前記可変動弁機構と前記吸気制御弁駆動手段とをそれぞれ操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項５】
前記吸気調整制御手段は、前記内燃機関の機関回転数が所定範囲にある場合には、吸気の開始時期から１回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように前記吸気調整手段を操作する一方で、前記内燃機関の機関回転数が前記所定範囲の下限よりも低い場合には、前記吸気の開始時期から２回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように前記吸気調整手段を操作することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項６】
前記吸気通路は、前記内燃機関の燃焼室に対して同一の側に並べられて前記燃焼室と連通する複数の分岐通路を有し、
前記吸気調整手段として、前記吸気通路の前記複数の分岐通路のそれぞれに一つずつ配置された複数の吸気弁と、前記複数の吸気弁のそれぞれを独立して開閉駆動可能な弁駆動機構と、が設けられ、
前記吸気調整制御手段は、前記複数の吸気弁の一部の閉弁終了時期が前記２回目の正圧期間内に到来し、残りの吸気弁の閉弁終了時期が前記２回目の正圧期間の直前の負圧期間内に到来するように、前記弁駆動機構を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項７】
内燃機関の燃焼室に対して同一の側に並べられて前記燃焼室と連通する複数の分岐通路を有した吸気通路と、前記吸気通路の前記複数の分岐通路のそれぞれに一つずつ配置された複数の吸気弁と、前記複数の吸気弁のそれぞれを独立して開閉駆動可能な弁駆動機構と、負圧期間と正圧期間との間で圧力が交互に変化する吸気脈動を前記吸気通路内に発生させ、かつ前記複数の吸気弁の一部の閉弁終了時期が正圧期間内に到来し、残りの吸気弁の閉弁終了時期が当該正圧期間の直前の負圧期間内に到来するように、前記弁駆動機構を操作して前記複数の吸気弁の開弁開始時期と閉弁終了時期とをそれぞれ制御する吸気調整制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項８】
前記正圧期間として、吸気の開始時期から２回目の正圧期間が設定されていることを特徴とする請求項７に記載の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、内燃機関に対する吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御する内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気弁の開閉時期や燃焼室からサージタンクまでの吸気通路長を変更できない内燃機関は、所定回転域（例えば４０００ｒｐｍ前後の所定域）において、吸気の慣性効果を活用して充填効率を高めるため、吸気通路内に吸気脈動を生じさせて、その脈動の最初に到来する正圧期間内に吸気弁が閉弁するように、吸気弁の開閉時期や吸気通路長が設定されている。しかし、そのような所定回転域の下限よりも回転数が低い低回転域では、吸気弁の開閉時期がずれるため、充分な吸気脈動を発生させることができず、慣性効果の有効利用が期待できない。
【０００３】
そこで、吸気弁の開閉時期を可変にできる可変動弁機構を利用して、吸気弁の開弁開始時期を遅角させて気筒内の負圧度合いを高めた上で吸気弁を開弁し、最初に正圧波が到達する時期と吸気弁の閉弁終了時期とを同期させる装置や、吸気弁の開弁開始時期の遅角に伴うポンピングロスを低減しつつ充填効率を高めるため、吸気行程中に吸気弁を２回開閉し、１回目の開弁でポンピングロスを低減し、２回目の開弁で吸気脈動を発生させ、最初の正圧波が到達する時期と吸気弁の閉弁終了時期とを同期させる装置がある（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２〜６が存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３４７６９号公報
【特許文献２】特開平６−２３５３０５号公報
【特許文献３】特開平１０−２８８０５５号公報
【特許文献４】特開平６−００２５５０号公報
【特許文献５】特開２００１−２７１６８３号公報
【特許文献６】特開平３−１３４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように、最初に正圧波が到達する時期と吸気弁の閉弁終了時期とを同期させるために吸気弁の開弁開始時期を遅角しすぎると、ポンピングロスが増大する。また、ポンピングロスを低減するために、吸気行程中に吸気弁を２回開閉する場合には、そのような吸気弁の動作を実現する高性能の動弁機構が必須となり、しかも吸気弁を２回開閉するエネルギーロスが発生する。
【０００６】
また、吸気の慣性効果を利用して充填効率を高めた場合には、吸気行程において流速が高い状態で吸気が取り込まれるため、続く圧縮行程においてその流速が減衰して熱に変わり、ノッキング等の燃焼異常を誘発するおそれがある。ノッキング等の異常燃焼を防止するために点火時期を遅らせると、充填効率を高めたにも拘わらず出力トルクを充分に増加できない。
【０００７】
そこで、本発明は、ポンピングロスの増大を抑制しつつ吸気の慣性効果を利用して充填効率を高めることができる、又は、慣性効果の利用によるノッキング等の異常燃焼の発生を抑制することができる内燃機関の吸気制御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】
【０００８】
本発明の第１の吸気制御装置は、内燃機関の吸気通路に設けられて前記内燃機関に対する吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ調整可能な吸気調整手段と、負圧期間と正圧期間との間で圧力が交互に変化する吸気脈動を前記吸気通路内に発生させ、かつ吸気の開始時期から２回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように、前記吸気調整手段を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御する吸気調整制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００９】
この吸気制御装置によれば、吸気の開始時期が制御されて吸気通路内に吸気脈動が発生し、吸気の開始時期から２回目の吸気脈動の正圧期間内に吸気の終了時期が到来する。このため、１回目の正圧期間に吸気の終了時期を合わせるために吸気の開始時期を過剰に遅らせる必要がない。従って、ポンピングロスの増大を抑制しつつ吸気の充填効率を高めることができる。また、吸気の開始と終了のために吸気調整手段を操作すれば足りるので、吸気行程中にポンピングロスを低減するために吸気調整手段を余分に操作する必要がない。従って、吸気調整手段を操作するために余分なエネルギーを消費せずに済む。
【００１０】
本発明の吸気調整手段は、吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ調整可能なものであれば特に制限はない。例えば、前記吸気調整手段として、前記内燃機関の燃焼室に臨むように配置されて前記吸気通路を開閉する吸気弁と、前記吸気弁を開閉駆動し、かつ前記吸気弁を駆動する際に動弁特性を変更できる可変動弁機構と、が設けられており、前記吸気調整制御手段が、前記可変動弁機構を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御してもよい（請求項２）。この場合、動弁特性を変更できる可変動弁機構により、吸気の開始時期と終了時期とを正確に制御でき、これらの時期の微調整も容易にできる。また、このような可変動弁機構を利用すれば、吸気弁の動弁特性を自在に変化させることができるので、例えば、必ずしも充填効率を高める必要がない運転領域等、本発明に係る制御が必要でない領域で吸気弁に異なった動作をさせることにより、内燃機関の運転状態に応じて最適な制御を使い分けることもできる。
【００１１】
また、前記吸気調整手段として、前記内燃機関の燃焼室に臨むように配置されて前記吸気通路を開閉する吸気弁と、前記吸気弁よりも上流側の前記吸気通路に配置されて前記吸気通路を開閉する吸気制御弁と、前記吸気制御弁を開閉駆動する吸気制御弁駆動手段と、が設けられており、前記吸気調整制御手段が、前記吸気制御弁駆動手段を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御してもよい（請求項３）。この場合、吸気弁の上流側に設けられた吸気制御弁を操作することにより、吸気弁の開閉時期を変更せずに、実質的な吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御できるので、吸気弁の動弁特性を変更できる可変動弁機構を用いる場合よりも少ないポンピングロスで、なおかつ低コストで本発明に係る制御を実現できる。
【００１２】
更に、前記吸気調整手段として、前記内燃機関の燃焼室に臨むように配置されて前記吸気通路を開閉する吸気弁と、前記吸気弁を開閉駆動し、かつ前記吸気弁を駆動する際に動弁特性を変更できる可変動弁機構と、前記吸気弁よりも上流側の前記吸気通路に配置されて前記吸気通路を開閉する吸気制御弁と、前記吸気制御弁を開閉駆動する吸気制御弁駆動手段と、が設けられており、前記吸気調整制御手段が、前記可変動弁機構と前記吸気制御弁駆動手段とをそれぞれ操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御してもよい（請求項４）。この場合には、吸気制御弁と可変動弁機構との組み合わせによって、多彩な制御を実現できる。例えば、可変動弁機構として、吸気弁の作用角を一定に維持して開閉時期をシフトできる位相可変動弁機構が設けられた場合には、吸気の開始時期を位相可変動弁機構で制御し、吸気の終了時期を吸気制御弁の閉弁操作によって制御することができる。
【００１３】
本発明の第１の吸気制御装置において、前記吸気調整制御手段は、前記内燃機関の機関回転数が所定範囲にある場合には、吸気の開始時期から１回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように前記吸気調整手段を操作する一方で、前記内燃機関の機関回転数が前記所定範囲の下限よりも低い場合には、前記吸気の開始時期から２回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように前記吸気調整手段を操作してもよい（請求項５）。この場合、内燃機関の機関回転数（回転速度）が所定範囲内の場合には１回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように、そして機関回転数が所定範囲の下限よりも低い場合には２回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように吸気の開始時期と終了時期とがそれぞれ制御されて充填効率が高められる。これにより、慣性効果を利用できる運転領域を拡大することができる。
【００１４】
本発明の第１の吸気制御装置において、前記吸気通路は、前記内燃機関の燃焼室に対して同一の側に並べられて前記燃焼室と連通する複数の分岐通路を有し、前記吸気調整手段として、前記吸気通路の前記複数の分岐通路のそれぞれに一つずつ配置された複数の吸気弁と、前記複数の吸気弁のそれぞれを独立して開閉駆動可能な弁駆動機構と、が設けられ、前記吸気調整制御手段は、前記複数の吸気弁の一部の閉弁終了時期が前記２回目の正圧期間内に到来し、残りの吸気弁の閉弁終了時期が前記２回目の正圧期間の直前の負圧期間内に到来するように、前記弁駆動機構を操作して吸気の開始時期と終了時期とをそれぞれ制御してもよい（請求項６）。この態様によれば、複数の吸気弁の一部の閉弁終了時期が２回目の正圧期間内に到来し、残りの閉弁終了時期がその正圧期間の直前の負圧期間に到来する。そのため、吸気の終了時期の直前の負圧期間から吸気の終了時期までの期間で一部の吸気弁が開弁されて残りの吸気弁が閉弁された状態になる。これにより、当該期間においては、燃焼室に対して同一の側に並ぶ複数の分岐通路の一部のみに吸気が導かれ、燃焼室の周方向に沿って旋回するスワール流が形成される。一般にスワール流は圧縮行程によって減衰して熱に変化し難いので、燃焼室内の温度上昇を抑制できる。従って、吸気の慣性効果の利用により充填効率が高められた場合でも、続く圧縮行程において燃焼室内の温度上昇が抑えられるのでノッキング等の異常燃焼を回避することができ、出力トルクの向上効果が増大する。
【００１５】
本発明の第２の吸気制御装置は、内燃機関の燃焼室に対して同一の側に並べられて前記燃焼室と連通する複数の分岐通路を有した吸気通路と、前記吸気通路の前記複数の分岐通路のそれぞれに一つずつ配置された複数の吸気弁と、前記複数の吸気弁のそれぞれを独立して開閉駆動可能な弁駆動機構と、負圧期間と正圧期間との間で圧力が交互に変化する吸気脈動を前記吸気通路内に発生させ、かつ前記複数の吸気弁の一部の閉弁終了時期が正圧期間内に到来し、残りの吸気弁の閉弁終了時期が当該正圧期間の直前の負圧期間内に到来するように、前記弁駆動機構を操作して前記複数の吸気弁の開弁開始時期と閉弁終了時期とをそれぞれ制御する吸気調整制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項７）。
【００１６】
この吸気制御装置によれば、吸気の終了時期が正圧期間内に到来するので、吸気の慣性効果を利用することができ、吸気の充填効率を高めることができる。しかも、複数の吸気弁の一部の閉弁終了時期が正圧期間内に到来し、残りの閉弁終了時期がその正圧期間の直前の負圧期間に到来するので、吸気の終了時期の直前の負圧期間から吸気の終了時期までの期間、一部の吸気弁が開弁されて残りの吸気弁が閉弁された状態となる。当該期間においては、燃焼室に対して同一の側に並ぶ複数の分岐通路の一部のみに吸気が導かれ、それによって燃焼室の周方向に沿って旋回するスワール流が形成される。一般にスワール流は圧縮行程で減衰し難く熱に変わり難いので、燃焼室内の温度上昇を抑制できる。従って、吸気の慣性効果の利用により充填効率が高められた場合でも、続く圧縮行程において燃焼室内の温度上昇が抑えられるのでノッキング等の異常燃焼の発生を抑制することができ、出力トルクの向上効果が増大する。
【００１７】
本発明の第２の吸気制御装置において、前記正圧期間として、吸気の開始時期から２回目の正圧期間が設定されていてもよい（請求項８）。この場合、吸気の開始時期から１回目の正圧期間に吸気の終了時期を合わせるために、吸気の開始時期を過剰に遅らせる必要がない。従って、ポンピングロスの増大を抑制しつつ吸気の充填効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の第１の吸気制御装置によれば、吸気の開始時期から２回目の正圧期間内に吸気の終了時期が到来するように、吸気調整手段が操作されて吸気の開始時期と終了時期とがそれぞれ制御されるので、ポンピングロスの増大を抑制しつつ吸気の充填効率を高めることができる。また、第２の吸気制御装置によれば、吸気の終了時期が最後の正圧期間内に到来するので、吸気の慣性効果を利用することができ、吸気の充填効率を高めることができる。そして、複数の吸気弁の一部の閉弁終了時期が最後の正圧期間内に到来し、残りの閉弁終了時期がその正圧期間の直前の負圧期間に到来するので、燃焼室の周方向に沿って旋回するスワール流が形成される。従って、吸気の慣性効果の利用により充填効率が高められた場合でも、続く圧縮行程において燃焼室内の温度上昇が抑えられるのでノッキング等の異常燃焼の発生を抑制でき、出力トルクの向上効果が増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は本発明の内燃機関の吸気制御装置を搭載した内燃機関の実施形態の要部を示している。内燃機関１は直列４気筒型の火花点火ガソリンエンジンであり、４つ（図１では一つ）の気筒２のそれぞれには、コネクティングロッド５を介してクランク軸４に連結されたピストン３が往復運動自在に設けられている。各気筒２には燃焼室６が形成され、燃焼室６に臨むようにして点火プラグ７が設けられている。図２にも示したように、内燃機関１の吸気通路１０は気筒２毎に設けられた吸気ポート部１０ａと、各吸気ポート部１０ａに接続される分岐部１０ｂと、各分岐部１０ｂが接続されたサージタンク部１０ｃとを有している。排気通路１１は気筒２毎に設けられた排気ポート部１１ａと、各排気ポート部１１ａに接続される分岐部１１ｂと、各分岐部１１ｂが接続されて排気を集合する集合部１１ｃと、を有している。吸気通路１０の各吸気ポート部１０ａは、燃焼室６に対して同一の側（図２の左側）に並べられて燃焼室６に連通する二つの分岐通路１０ａ−１，１０ａ−２を備えている。また、排気通路１１の各排気ポート部１１ａも吸気通路１０と同様に、二つの分岐通路１１ａ−１，１１ａ−２を備えている。吸気通路１０の分岐通路１０ａ−１，１０ａ−２にはそれぞれ一つずつ吸気弁１２が、排気通路１１の分岐通路１１ａ−１、１１ａ−２にはそれぞれ一つずつ排気弁１３が、燃焼室６に臨むようにして設けられている。
【００２０】
図１に示すように、各吸気弁１２及び各排気弁１３は、互いに同一構成の電磁駆動機構（可変動弁機構）１４にて開閉駆動される。電磁駆動機構１４は２つの電磁コイル１４ａ，１４ａを備え、これらの電磁コイル１４ａ，１４ａへの励磁電流の印可時期及び大きさをそれぞれ調整することで、吸気弁１２（排気弁１３）の開弁開始時期と閉弁終了時期とを独立して可変制御でき、更に、リフト量等その他の動弁特性も変更できる周知の装置である。
【００２１】
吸気弁１２よりも上流側の吸気通路１０には、燃料噴射弁１５が設けられ、サージタンク部１０ｃよりも上流側にはスロットル弁１６が設けられている。エアクリーナ（不図示）で濾過された吸入空気はスロットル弁１６で流量が調節された上で燃料噴射弁１５による燃料噴射によって混合気とされ、吸気弁１２の開閉動作によって吸入時期等が調整されて燃焼室６に導かれる。燃焼室６に導かれた混合気は点火プラグ７の火花にて着火されて燃焼し、これによってピストン３が押し下げられてクランク軸４が駆動される。混合気の燃焼後には、排気弁１３が開弁されて排気通路１１へ排気が導かれ、三元触媒等の排気浄化装置１７で有害物質が浄化されてから消音器（不図示）を介して大気に排出される。
【００２２】
点火プラグ７、電磁駆動機構１４、燃料噴射弁１５、及びスロットル弁１６等の内燃機関１の各部の動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０によって制御される。ＥＣＵ２０はマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺装置を備えた周知のコンピュータであり、各種センサから入力される信号に基づいて内燃機関１の運転状態を取得して点火時期、燃料噴射量等の各種パラメータが適正に制御されるように所定の処理を実行する。ＥＣＵ２０に接続される主なセンサとしては、クランク軸４の位置（角度）に応じた信号を出力するクランク角センサ２１、吸入空気量（流量）に対応した信号を出力するエアフローセンサ２２、及び、スロットル弁１６の開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ２３等が設けられている。その他にも各種のセンサが設けられてＥＣＵ２０に接続されているが図示を省略する。
【００２３】
本発明の吸気制御装置は、吸気弁１２、電磁駆動機構１４、及びＥＣＵ２０にて実現され、吸気弁１２及び電磁駆動機構１４が本発明の吸気調整手段として機能する。図３は本実施形態に係る制御の概要を説明する説明図で、（ａ）は機関回転数ＮＥが２０００ｒｐｍの場合、（ｂ）は機関回転数ＮＥが３０００ｒｐｍの場合、（ｃ）は機関回転数ＮＥが４０００ｒｐｍの場合をそれぞれ示している。ＥＣＵ２０は機関回転数ＮＥに応じて吸気弁１２の開弁開始時期及び閉弁終了時期をそれぞれ制御するように電磁駆動機構１４を操作する。なお、本実施形態では、一つの気筒２に対して設けられた二つ吸気弁１２，１２は各電磁駆動機構１４によって同時に開閉駆動される。また、以下の説明では、各気筒２に対する制御内容は位相がずれることを除いて互いに同一であるので、一つの気筒２に対する制御について説明する。
【００２４】
図３（ａ）の場合、ＥＣＵ２０は吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐを吸気行程上死点（吸ＴＤＣ）よりも所定量遅角させて、圧力が負圧期間Ｔｎ１、Ｔｎ２…と正圧期間Ｔｐ１、Ｔｐ２…との間で交互に変化する吸気脈動を吸気ポート部１０ａ内に発生させ、そして開弁開始時期Ｃ１ｏｐから２回目の正圧期間Ｔｐ２内に吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌが到来するように電磁駆動機構１４を操作する。一方、図３（ａ）の場合よりも機関回転数ＮＥが高い図３（ｂ）、（ｃ）の場合においては、ＥＣＵ２０は開弁開始時期Ｃ１ｏｐから１回目の正圧期間Ｔｐ１内に吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌが到来するように電磁駆動機構１４を操作する。このように、機関回転数ＮＥに応じて吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐ及び閉弁終了時期Ｃ１ｃｌがそれぞれ調整されて正圧期間Ｔｐ１（又はＴｐ２）を捕らえることができるので、慣性効果を活用し得る範囲が拡大する。なお、吸気脈動の周期は吸気ポート部１０ａからサージタンク部１０ｃまでの吸気通路１０の長さに依存する。そのため、正圧期間Ｔｐ１を捕らえる場合の機関回転数ＮＥの回転域（所定範囲）と、正圧期間Ｔｐ２を捕らえる場合の回転域とは、内燃機関１の仕様に応じてそれぞれ適宜に設定される。本実施形態では、後者の回転域は前者の回転域よりも低く、１２００ｒｐｍ〜２４００ｒｐｍの範囲を含んでいる。
【００２５】
以上の制御を実現するための制御ルーチンの一例を図４に示す。図４に示したルーチンのプログラムはＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶されており、適宜に読み出されて所定の間隔で繰り返し実行される。ＥＣＵ２０は、まずステップＳ１で内燃機関１の運転状態を取得する。具体的には、現在のクランク角ｃｒｎｋ、機関回転数ＮＥを取得する。これらはクランク角センサ２１の出力信号に基づいて取得可能である。次に、ＥＣＵ２０はステップＳ２で吸気弁１２が閉弁状態か否かを判定し、閉弁状態であれば処理をステップＳ３に進め、閉弁状態でなければ処理をステップＳ６に進める。
【００２６】
ステップＳ３では、吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐを算出する。開弁開始時期Ｃ１ｏｐの算出は、例えば機関回転数ＮＥを変数として開弁開始時期Ｃ１ｏｐを与える開弁開始時期マップＣ１ｏｐ＿ｍａｐ（不図示）をＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶させておき、このマップＣ１ｏｐ＿ｍａｐを参照することによって実現される。このマップＣ１ｏｐ＿ｍａｐが与える開弁開始時期は、図３に示した制御を実現可能な値として機関回転数毎に予め設定される。次いで、ＥＣＵ２０はステップＳ４で現在のクランク角ｃｒｎｋが開弁開始時期Ｃ１ｏｐに達したか否かを判定し、その判定の結果、開弁開始時期Ｃ１ｏｐに達していない場合には今回のルーチンを終了する。一方、開弁開始時期Ｃ１ｏｐに達した場合には吸気弁１２が開弁するように電磁駆動機構１４を操作し、その後今回のルーチンを終える。
【００２７】
一方、ステップＳ６では、吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌを算出する。閉弁終了時期Ｃ１ｃｌの算出は、例えば機関回転数ＮＥを変数として閉弁終了時期Ｃ１ｃｌを与える閉弁終了時期マップＣ１ｃｌ＿ｍａｐ（不図示）をＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶させておき、このマップＣ１ｃｌ＿ｍａｐを参照することによって実現される。このマップＣ１ｃｌ＿ｍａｐが与える閉弁終了時期は、図３に示した制御を実現可能な値として機関回転数毎に予め設定される。次にＥＣＵ２０はステップＳ７で現在のクランク角度ｃｒｎｋが閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ−θ１に達したか否かを判定する。ここで、変数θ１は、吸気弁１２の閉弁開始から終了までに要する時間をクランク角に換算したものである（図３参照）。そのため、閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ−θ１から閉弁操作を開始すると、吸気弁１２の閉弁が閉弁終了時期Ｃ１ｃｌで完了する。ステップＳ７の判定の結果、閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ−θ１に達していない場合には今回のルーチンを終了する。一方、閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ−θ１に達した場合には吸気弁１２が閉弁するように電磁駆動機構１４を操作し、その後今回のルーチンを終える。
【００２８】
図４のルーチンを繰り返し実行することにより、図３に示した制御が実現される。以上説明した本実施形態においては、吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐが本発明の吸気の開始時期に、吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌが本発明の吸気の終了時期にそれぞれ相当し、ＥＣＵ２０が図４のルーチンを実行することにより、ＥＣＵ２０が本発明の吸気調整制御手段として機能する。
【００２９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態は以下に説明する制御を除いて第１の実施形態と共通する。従って、内燃機関１の構成等については図１及び図２が参照され、吸気弁１２及び電磁駆動機構１４により本発明の吸気制御装置が実現される。本実施形態に係る制御は、吸気の慣性効果の利用に伴うノッキング等の異常燃焼を抑制するもので、一つの気筒２に設けられた二つの吸気弁１２，１２の閉弁終了時期を互いに相違させてスワール流を発生させるものである。なお、以下の説明では、一つの気筒２に設けられた二つの吸気弁１２，１２を、それぞれ吸気弁１２Ａ、１２Ｂと表示して互いに区別する。
【００３０】
図５は、本実施形態に係る制御内容を説明する説明図で、横軸がクランク角を、縦軸が吸気弁１２Ａ，１２Ｂの開度及び吸気ポート部１０ａ内の圧力をそれぞれ示している。この図は内燃機関１の機関回転数ＮＥが１６００ｒｐｍの場合を示す。この図から明らかなように、吸気弁１２Ａ，１２Ｂの開弁開始時期Ｃ１ｏｐは共通であり、開弁開始時期Ｃ１ｏｐが吸気行程上死点（吸ＴＤＣ）よりも遅角するように制御されて吸気通路１０内に吸気脈動が発生する。そして、吸気弁１２Ａの閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿１が開弁開始時期Ｃ１ｏｐから２回目の正圧期間Ｔｐ２内に、吸気弁１２Ｂの閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿２が正圧期間Ｔｐ２の直前の負圧期間Ｔｎ２内にそれぞれ到来するようにして、吸気の慣性効果を活用している。なお、図５の場合よりも機関回転数ＮＥが高い回転域（所定範囲）においては、第１の実施形態（図３）と同様に、吸弁１２Ａの閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿１が開弁開始時期Ｃ１ｏｐから１回目の正圧期間Ｔｐ１内に、吸気弁１２Ｂの閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿２が正圧期間Ｔｐ１の直前の負圧期間Ｔｎ１内にそれぞれ到来するように制御される。
【００３１】
吸気弁１２Ｂが閉弁してから吸気弁１２Ａが閉弁するまでの期間Ｔにおいては、内燃機関１への吸気が吸気弁１２Ａ側、つまり分岐通路１０ａ−１（図２参照）のみで行われる。そのため、燃焼室６の周方向に沿って旋回するスワール流が形成される。スワール流は圧縮行程において減衰して熱に変化し難いため、燃焼室６内の温度上昇を抑えることができる。従って、吸気の慣性効果を活用しつつ、それに伴うノッキング等の異常燃焼を抑制することができる。なお、図５の例では、期間Ｔが吸気脈動の接線の傾きが正である期間、換言すれば正圧期間の山と負圧期間の谷とを結んだ吸気脈動の半周期に相当し、燃焼室内に多くの新気が流入する期間に設定されている。本実施形態では、このような期間Ｔを狙って吸気弁１２Ｂを閉弁させるので効果的にスワール流を形成できる。
【００３２】
図６は図５に示した制御を実現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６に示したルーチンのプログラムはＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶されていて、適宜に読み出されて所定の間隔で繰り返し実行される。なお、第１の実施形態の制御ルーチン（図４）と同一処理については同一符号を付して説明を省略する。ステップＳ２で吸気弁１２Ａ，１２Ｂが共に閉弁状態でないと判定した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ１０に進み、各吸気弁１２Ａ，１２Ｂに対する閉弁終了時期を算出する。吸気弁１２Ａの閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿１の算出、及び吸気弁１２Ｂの閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿２の算出は、第１の実施形態と同様に、例えば、機関回転数ＮＥを変数として閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿１を与える閉弁終了時期マップＣ１ｃｌ＿ｍａｐ１と、閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿２を与える閉弁終了時期マップＣ１ｃｌ＿ｍａｐ２とをＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶させておき、これらのマップを参照することによって実現される。これらのマップが与える閉弁終了時期は、図５の制御を実現できる値として機関回転数毎に予め設定される。
【００３３】
続くステップＳ１１では、現在のクランク角度ｃｒｎｋが吸気弁１２Ｂの閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ＿２−θ１に達したか否かを判定し、閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ＿２−θ１に達していない場合にはステップＳ１２をスキップして処理をステップＳ１３に進める。閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ＿２−θ１に達した場合にはステップＳ１２に進み、吸気弁１２Ｂが閉弁するように電磁駆動機構１４を操作し処理をステップＳ１３に進める。ステップＳ１３では、現在のクランク角度ｃｒｎｋが吸気弁１２Ａの閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ＿１−θ１に達したか否かを判定し、閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ＿１−θ１に達していない場合には今回のルーチンを終了し、閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ＿１−θ１に達した場合にはステップＳ１４に進み、吸気弁１２Ａが閉弁するように電磁駆動機構１４を操作して今回のルーチンを終了する。なお、変数θ１は、第１の実施形態と同様に、各吸気弁１２Ａ，１２Ｂの閉弁開始から終了までの時間をクランク角に換算したもので（図５参照）、閉弁開始時期Ｃ１ｃｌ＿１−θ１，Ｃ１ｃｌ＿２−θ１から閉弁操作を開始すると、吸気弁１２Ａは閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿１で、吸気弁１２Ｂは閉弁終了時期Ｃ１ｃｌ＿２でそれぞれ閉弁が完了する。
【００３４】
図６のルーチンを繰り返し実行することにより、図５に示した制御が実現される。以上説明した本実施形態においては、電磁駆動機構１４が本発明の弁駆動機構又は可変動弁機構に、吸気弁１２Ａ，１２Ｂが本発明の複数の吸気弁に、吸気弁１２Ａの閉弁終了時期が本発明の一部の吸気弁の閉弁終了時期に、吸気弁１２Ｂの閉弁終了時期が本発明の残りの吸気弁の閉弁終了時期に、吸気弁１２Ａの閉弁終了時期が本発明の吸気の終了時期に、それぞれ相当する。また、ＥＣＵ２０が図６のルーチンを実行することにより、ＥＣＵ２０が本発明の吸気調整制御手段として機能する。
【００３５】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態について説明する。この実施形態は本発明の吸気調整手段の実施形態が第１及び第２の実施形態と相違する。図７及び図８に示すように、この形態では、吸気調整手段として、吸気弁１２と、この吸気弁１２よりも上流側の吸気通路１０に配置されて吸気通路１０を開閉する吸気制御弁１８と、吸気制御弁１８を開閉駆動する電磁駆動装置（吸気制御弁駆動手段）１９と、が設けられている。吸気弁１２はクランク軸４を駆動源とする動弁機構（不図示）にて開閉駆動される。この動弁機構は所定プロファイルのカムを有するカム軸を回転させて吸気弁１２を開閉駆動する周知のもので、吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐ及び閉弁終了時期Ｃ１ｃｌのそれぞれは予め一定に設定される（図９参照）。
【００３６】
吸気制御弁１８は、各分岐部１０ｂに一つずつ合計４つ設けられていて互いに同一構造である。各吸気制御弁１８は円板状の弁体１８ａと、弁体１８ａに取付けられた弁軸１８ｂとを有し、弁軸１８ｂが電磁駆動装置１９に取付けられている。所定デューティー比の電流が電磁駆動装置１９に供給されることにより全開状態から全閉状態までの間で開度調整可能に構成されている。吸気制御弁１８の開閉時期はＥＣＵ２０が電磁駆動装置１９を操作することで制御される。
【００３７】
図９は本実施形態に係る制御の概要を説明する説明図で、（ａ）は機関回転数ＮＥが２０００ｒｐｍの場合、（ｂ）は機関回転数ＮＥが３０００ｒｐｍの場合、（ｃ）は機関回転数ＮＥが４０００ｒｐｍの場合をそれぞれ示している。図９（ａ）の場合、ＥＣＵ２０は吸気制御弁１８の開弁開始時期Ｃ２ｏｐを吸気行程上死点（吸ＴＤＣ）よりも遅角させることで、圧力が負圧期間Ｔｎ１、Ｔｎ２…と正圧期間Ｔｐ１、Ｔｐ２…との間で交互に変化する吸気脈動を吸気ポート部１０ａ内に発生させ、そして開弁開始時期Ｃ２ｏｐから２回目の正圧期間Ｔｐ２内に吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌが到来するように電磁駆動装置１９を操作する。一方、図９（ａ）の場合よりも機関回転数ＮＥが高い図９（ｂ）の場合においては、ＥＣＵ２０は開弁開始時期Ｃ２ｏｐから１回目の正圧期間Ｔｐ１内に吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌが到来するように電磁駆動装置１９を操作する。また、図９（ｃ）の場合は、開弁開始時期Ｃ１ｏｐから１回目の正圧期間Ｔｐ１内に吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌが到来するように、吸気弁１２の開閉時期が予め設定されている。そのため、ＥＣＵ２０は吸気制御弁１８が開弁されたまま保持されるように電磁駆動装置１９を操作する。
【００３８】
本実施形態では、図９においてハッチングで示したように、吸気制御弁１８の開弁開始時期Ｃ２ｏｐが吸気の開始時期に相当し、吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌが吸気の終了時期に相当する。吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌは吸気行程下死点（ＢＤＣ）後の所定時期に固定されているが、ＥＣＵ２０が吸気制御弁１８の開弁開始時期Ｃ２ｏｐを機関回転数ＮＥに応じて調整することで、吸気脈動の正圧期間Ｔｐ１（又はＴｐ２）を捕らえることができる。なお、吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２ｃｌは吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌよりも遅れた所定時期とされる。正圧期間Ｔｐ１を捕らえる場合の機関回転数ＮＥの回転域（所定範囲）と、正圧期間Ｔｐ２を捕らえる場合の機関回転数ＮＥの回転域とは、内燃機関１の仕様に応じてそれぞれ適宜に設定される。
【００３９】
図１０は図９に示した制御を実現する制御ルーチンの一例を示したフローチャートで、図１０に示したルーチンのプログラムはＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶されていて、適宜に読み出されて所定の間隔で繰り返し実行される。まず、ＥＣＵ２０はステップＳ３１において、内燃機関１の運転状態として、現在のクランク角ｃｒｎｋと機関回転数ＮＥとを取得し、次のステップＳ３２で吸気制御弁１８が閉弁状態であるか否かを判定する。吸気制御弁が閉弁状態にない場合（Ｎｏ）は、処理をステップＳ３６に進める。一方、吸気制御弁１８が閉弁状態にある場合はステップＳ３３に進み、吸気制御弁１８の開弁開始時期Ｃ２ｏｐを算出する。開弁開始時期Ｃ２ｏｐの算出は、図４のステップＳ３と同様でよく、例えば機関回転数ＮＥを変数として開弁開始時期Ｃ２ｏｐを与える開弁開始時期マップＣ２ｏｐ＿ｍａｐ（不図示）をＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶させておき、このマップＣ２ｏｐ＿ｍａｐを参照することによって実現される。このマップＣ２ｏｐ＿ｍａｐが与える開弁開始時期は、図９に示した制御を実現可能な値として機関回転数毎に予め設定される。次に、ＥＣＵ２０はステップＳ３４で現在のクランク角ｃｒｎｋが開弁開始時期Ｃ２ｏｐに達したか否かを判定し、その判定の結果、開弁開始時期Ｃ２ｏｐに達していない場合には今回のルーチンを終了する。一方、開弁開始時期Ｃ２ｏｐに達した場合には吸気制御弁１８が開弁するように電磁駆動装置１９を操作し、その後今回のルーチンを終える。
【００４０】
一方、ステップＳ３６では、吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２ｃｌを算出する。この算出は、例えば機関回転数ＮＥを変数として閉弁終了時期Ｃ２ｃｌを与える閉弁終了時期マップＣ２ｃｌ＿ｍａｐ（不図示）をＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶させておき、このマップＣ２ｃｌ＿ｍａｐを参照することによって実現される。閉弁終了時期Ｃ２ｃｌは、上記したように、吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌよりも遅れた一定の時期が算出されるようにマップＣ２ｃｌ＿ｍａｐを設定しておけばよい。次にステップＳ３７では、現在のクランク角ｃｒｎｋが閉弁開始時期Ｃ２ｃｌ−θ２に達したか否かを判定し、閉弁開始時期Ｃ２ｃｌ−θ２に達していない場合には今回のルーチンを終了する。閉弁開始時期Ｃ２ｃｌ−θ２に達した場合にはステップＳ３８に進み、吸気制御弁１８が閉弁するように電磁駆動装置１９を操作して今回のルーチンを終了する。また、変数θ２は、吸気制御弁１８の閉弁開始から終了までに要する時間をクランク角に換算したものである（図９参照）。そのため、閉弁開始時期Ｃ２ｃｌ−θ２から閉弁操作を開始すると、吸気制御弁１８の閉弁が閉弁終了時期Ｃ２ｃｌで完了する。以上、図１０のルーチンを繰り返し実行することによって図９の制御が実現され、ＥＣＵ２０が本発明の吸気調整制御手段として機能する。
【００４１】
次に図１１〜図１５を参照して、本実施形態に適用できる他の制御例を説明する。この制御例は第２の実施形態に係る制御と類似するもので、吸気制御弁１８を利用してスワール流を形成するものである。図１１に示すように、ＥＣＵ２０は吸気制御弁１８の閉弁動作を途中で停止させて２段階変化させる。図１１は内燃機関１の機関回転数ＮＥが１６００ｒｐｍの場合を示す。第１の段階では、第１の閉弁動作を開始してから閉弁停止時期Ｃ２ｃｌ＿Ａで一旦動作を停止して中間開度に保持する。そして、第２の段階で、中間開度の状態から第２の閉弁動作を開始して閉弁終了時期Ｃ２ｃｌ＿Ｂで完全に閉弁させている。
【００４２】
図１２は吸気制御弁１８が中間開度に保持された状態を示した説明図である。この図から明らかなように、吸気制御弁１８が中間開度に保持された場合、弁体１８ａが吸気の流れ方向に対して斜めに位置する。そのため図の上方の分岐通路１０ａ−１へ導かれる流量が下方の分岐通路１０ａ−２へ導かれる流量よりも大きくなり、二つの分岐通路間で吸気の流れが非対称となる。このため、矢印Ｆで示すように、燃焼室６の周方向に沿って旋回するスワール流が形成される。
【００４３】
図１１に示すように、ＥＣＵ２０は吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２ｃｌ＿Ｂが開弁開始時期Ｃ２ｏｐから２回目の正圧期間Ｔｐ２内に到来するように電磁駆動装置１９を操作して吸気の終了時期を制御している。そのため吸気の慣性効果を活用できる。そして、吸気制御弁１８が中間開度に保持される期間Ｔが、正圧期間Ｔｐ２の直前の負圧期間Ｔｎ２から開始され、その期間Ｔにおいて図１２に示すようにスワール流が形成される。従って、吸気の慣性効果を活用しつつ、それに伴うノッキング等の異常燃焼を抑制することができる。なお、図１１の例では、図５と同様に、期間Ｔが吸気脈動の接線の傾きが正である期間、換言すれば吸気脈動の半周期に相当し、燃焼室内に多くの新気が流入する期間に設定されている。このような期間を狙って吸気制御弁１８を中間開度に保持することにより、効果的にスワール流を形成できる。
【００４４】
吸気制御弁１８によるスワール流の形成は、種々の形態で実現できる。例えば図１４（ａ）に示すように、弁体１８ａに対して弁軸１０ｂをオフセットして取付けてもよい。この場合、図の上方のクリアランスＣ１が下方のクリアランスＣ２よりも大きくなるので、吸気の非対称性をより効果的に作り出すことができる。なお、図１４（ａ）の場合において、断面円形の吸気通路１０に円形の弁体１８ａを取付けると、弁体１８ａが吸気通路１０の壁面と干渉して弁体１８ａを駆動できない。そのため、図１４（ｂ）に示すように、吸気通路１０を断面矩形状にするとともに、弁体１８ａを矩形状にすることでこの問題を解決できる。また、図１５に示すように、弁軸１８ｂの軸線に関して吸気通路１０の形状を非対称に構成することで、図の上方のクリアランスＣ１を下方のクリアランスＣ２よりも大きくでき、図１４の場合と同等の効果を発揮できる。
【００４５】
図１３は図１１に示した制御を実現する制御ルーチンの一例を示したフローチャートであり、図１３に示したルーチンのプログラムはＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶されていて、適宜に読み出されて所定の間隔で繰り返し実行される。なお、図１０と同一の処理は同一の符号を付して説明を省略する。ステップＳ３２で吸気制御弁１８が閉弁状態でないと否定判定した場合にはステップＳ４１に進み、吸気制御弁１８が中間開度に保持されているか否かを判定する。その判定の結果、中間開度に保持されていない場合にはステップＳ４２に進み、一方、中間開度に保持されている場合にはステップＳ４５に進む。
【００４６】
ステップＳ４２では、図１１に示した閉弁停止時期Ｃ２ｃｌ＿Ａを算出する。この算出は、例えば機関回転数ＮＥを変数として閉弁停止時期Ｃ２ｃｌ＿Ａを与える開弁停止時期マップＣ２ｃｌ＿ｍａｐＡ（不図示）をＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶させておき、このマップＣ２ｃｌ＿ｍａｐＡを参照することによって実現される。次にＥＣＵ２０はステップＳ４３で現在のクランク角ｃｒｎｋが第１閉弁開始時期Ｃ２ｃｌ＿Ａ−θ３に達したか否かを判定し、達している場合には処理をステップＳ４４に進め、達していない場合にはステップＳ４４をスキップして今回のルーチンを終了する。ステップＳ４４では、第１の閉弁動作制御が開始され、その後中間開度に保持されるように電磁駆動装置１９を操作し、その後今回のルーチンを終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ４５では、図１１に示した閉弁終了時期Ｃ２ｃｌ＿Ｂを算出する。この算出は、例えば機関回転数ＮＥを変数として閉弁終了時期Ｃ２ｃｌ＿Ｂを与える開弁停止時期マップＣ２ｃｌ＿ｍａｐＢ（不図示）をＥＣＵ２０のＲＯＭに予め記憶させておき、このマップＣ２ｃｌ＿ｍａｐＢを参照することによって実現される。次にＥＣＵ２０はステップＳ４６で現在のクランク角ｃｒｎｋが第２閉弁開始時期Ｃ２ｃｌ＿Ｂ−θ４に達したか否かを判定し、達している場合には処理をステップＳ４７に進め、達していない場合にはステップＳ４７をスキップして今回のルーチンを終了する。ステップＳ４７では、中間開度の状態から第２の閉弁動作制御が開始されるように電磁駆動装置１９を操作し、その後今回のルーチンを終了する。なお、変数θ３は第１の閉弁動作を開始してから所定の中間開度に達するまでに要する時間を、変数θ４は第２の閉弁動作を開始してから閉弁動作が終了するまでに要する時間を、それぞれクランク角に換算したものである（図１１参照）。以上、図１３に示した制御を繰り返し実行することで、図１１に示す制御が実現される。
【００４８】
図１１〜図１５に示した形態では、吸気制御弁１８の開弁開始時期Ｃ２ｏｐが本発明の吸気の開始時期に、吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２ｃｌ＿Ｂが本発明の吸気の終了時期に、それぞれ相当する。また、ＥＣＵ２０が図１３のルーチンを実行することにより、ＥＣＵ２０が本発明の吸気調整制御手段として機能する。
【００４９】
本発明は以上の各実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態で実施できる。本発明の吸気調整手段の形態は上述したものに限らず、例えば図１の形態と図７の形態とを組み合わせることにより、本発明の吸気調整手段を、吸気弁１２と、吸気弁１２を駆動する電磁駆動機構１４と、吸気制御弁１８と、吸気制御弁１８を駆動する電磁駆動装置１９と、によって実現してもよい。この形態においては、更に、この電磁駆動機構１４に代えて吸気弁の作用角を一定に維持して開閉時期をシフトできる周知の位相可変動弁機構（不図示）を設けて本発明の可変動弁機構として機能させてもよい。位相可変動弁機構を用いた場合、図１６に示すように、位相可変動弁機構を操作して吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐを制御するとともに、電磁駆動装置１９を操作して吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２ｃｌを制御することで、本発明の吸気調整手段として機能する。
【００５０】
即ち、図１６（ａ）の場合、ＥＣＵ２０は吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐを吸気行程上死点（吸ＴＤＣ）よりも遅角させることで、圧力が負圧期間Ｔｎ１、Ｔｎ２…と正圧期間Ｔｐ１、Ｔｐ２…との間で交互に変化する吸気脈動を吸気ポート部１０ａ内に発生させ、そして開弁開始時期Ｃ１ｏｐから２回目の正圧期間Ｔｐ２内に吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２ｃｌが到来するように、位相可変動弁機構及び電磁駆動装置１９をそれぞれ操作する。一方、図１６（ａ）の場合よりも機関回転数ＮＥが高い図１６（ｂ）の場合においては、ＥＣＵ２０は開弁開始時期Ｃ１ｏｐから１回目の正圧期間Ｔｐ１内に吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２ｃｌが到来するように位相可変動弁機構及び電磁駆動装置１９をそれぞれ操作する。また、図１６（ｃ）の場合は、所定回転域において吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐを所定時期に合わせることで、開弁開始時期Ｃ１ｏｐから１回目の正圧期間Ｔｐ１内に吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌが到来するように設計されているので、ＥＣＵ２０は開弁開始時期Ｃ１ｏｐが所定時期に合うように、かつ吸気制御弁１８が開弁されたまま保持されるように位相可変動弁機構及び電磁駆動装置１９をそれぞれ操作する。
【００５１】
図１６の形態においては、ハッチングで示すように、吸気弁１２の開弁開始時期Ｃ１ｏｐが本発明の吸気の開始時期に、吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２ｃｌが本発明の吸気の終了時期に、それぞれ相当する。なお、図１６の制御において、吸気弁１２の役割と吸気制御弁１８の役割とを入れ替えてもよい。つまり、吸気制御弁１８が吸気弁１２よりも後に開弁し、かつ吸気弁１２よりも後に閉弁するように制御してもよい。この場合には吸気制御弁１８の開弁開始時期Ｃ２ｏｐが本発明の吸気の開始時期に、吸気弁１２の閉弁時期Ｃ１ｃｌが本発明の吸気の終了時期に、それぞれ相当する。なお、これらの制御は、図４のルーチンと図１０のルーチンを以下のように適宜に修正した上で、これらを並行して実行することにより実現できる。図４のルーチンは開弁開始時期Ｃ１ｏｐ及び閉弁終了時期Ｃ１ｃｌをそれぞれ算出しているが（ステップＳ３、ステップＳ６）、位相可変動弁機構を使用する場合には、開弁開始時期Ｃ１ｏｐを算出すれば閉弁終了時期Ｃ１ｃｌは同時に決定する。従ってステップＳ６〜ステップＳ８の処理を削除すればよい。また、図１０のルーチンでは、処理の手順を変更する必要はなく、ステップＳ３３及びステップＳ３６で使用する開弁開始時期マップＣ２ｏｐ＿ｍａｐ（ステップＳ３３）と閉弁終了時期マップＣ２ｃｌ＿ｍａｐの設定内容を適宜に変更すればよい。
【００５２】
また、図９に示した形態において、吸気制御弁１８の閉弁終了時期Ｃ２を吸気弁１２の閉弁終了時期Ｃ１ｃｌよりも前になるように電磁駆動装置１９を操作して吸気の開始時期と吸気の終了時期とをそれぞれ制御する形態で実施することもできる。この場合、吸気制御弁１８の開弁開始時期Ｃ２ｏｐが本発明の吸気の開始時期に、閉弁終了時期Ｃ２ｃｌが本発明の吸気の終了時期にそれぞれ相当する。
【００５３】
スワール流を形成する図５及び図６、並びに図１１〜図１５に示した形態については、一つの気筒に二つの分岐通路と二つの吸気弁とが設けられた内燃機関を前提として説明したが、三つ以上の分岐通路と、これらの分岐通路のそれぞれに一つずつ吸気弁が設けられた内燃機関に対しても適用できる。本発明の可変動弁機構は種々の形態で実現してよく、上述した電磁駆動機構１４、位相可変動弁機構の他にも吸気弁を駆動するカムを電動機にて揺動させることで動弁特性を変更できる機構等を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の吸気制御装置を搭載した内燃機関の実施形態の要部を示した図。
【図２】図１の内燃機関を上方から見た説明図。
【図３】第１の実施形態に係る制御の概要を説明する説明図で、（ａ）は機関回転数ＮＥが２０００ｒｐｍの場合、（ｂ）は機関回転数ＮＥが３０００ｒｐｍの場合、（ｃ）は機関回転数ＮＥが４０００ｒｐｍの場合をそれぞれ示している。
【図４】図３の制御を実現するための制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図５】第２の実施形態に係る制御内容を説明する説明図。
【図６】図５の制御を実現する制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図７】第３の実施形態に係る吸気制御装置を搭載した内燃機関の要部を示した図。
【図８】図７の内燃機関を上方から見た説明図。
【図９】第３の実施形態に係る制御の概要を説明する説明図で、（ａ）は機関回転数ＮＥが２０００ｒｐｍの場合、（ｂ）は機関回転数ＮＥが３０００ｒｐｍの場合、（ｃ）は機関回転数ＮＥが４０００ｒｐｍの場合をそれぞれ示している。
【図１０】図９の制御を実現する制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図１１】第３の実施形態に係る内燃機関に適用できる制御例を説明する説明図。
【図１２】図７の吸気制御弁が中間開度に保持された状態を示した説明図。
【図１３】図１１に示した制御を実現する制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図１４】図１２の吸気制御弁の他の形態を説明する説明図で、（ａ）は弁体に対して弁軸をオフセットして取付けた形態を示し、（ｂ）は（ａ）のI-I線断面図である。
【図１５】図１２の吸気制御弁の更なる他の形態を説明する説明図。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る制御内容を説明する説明図。
【符号の説明】
【００５５】
１  内燃機関
６  燃焼室
１０  吸気通路
１０ａ−１、１０ａ−２  分岐通路
１２  吸気弁（吸気調整手段）
１４  電磁駆動機構（吸気調整手段、可変動弁機構、弁駆動機構）
１８  吸気制御弁（吸気調整手段）
１９  電磁駆動装置（吸気調整手段、吸気制御弁駆動手段）
２０  ＥＣＵ（吸気調整制御手段）
Ｔｎ１、Ｔｎ２  負圧期間
Ｔｐ１、Ｔｐ２  正圧期間
【図１】
2007056831.tif 000003
【図２】
2007056831.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2007056831.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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