JP2001342857A - 可変動弁機構を有する内燃機関 - Google Patents

可変動弁機構を有する内燃機関

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、内燃機関の吸気弁と排気弁との少
なくとも一方の開閉時期およびまたは開度量を変更可能
とする可変動弁機構と、吸気管負圧を利用して作動する
負圧機構とを備えた内燃機関において、負圧機構の作動
に係る吸気管負圧を発生させることができる技術を提供
することを課題とする。 【解決手段】 本発明に係る可変動弁機構を有する内燃
機関は、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも一方
の開閉時期およびまたは開度量を変更可能とする可変動
弁機構を有する内燃機関であって、内燃機関の吸気通路
で発生する吸気管負圧を利用して作動する負圧機構と、
吸気通路を流れる吸気の流量を調節するスロットル弁
と、負圧機構の作動に係る吸気管負圧が不足していると
きに可変動弁機構とスロットル弁との少なくとも一方を
制御して吸気管負圧を発生させる負圧発生手段とを備え
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気弁と排気弁と
の少なくとも一方の開閉時期およびまたは開弁量を任意
に変更可能とする可変動弁機構を具備した内燃機関に関
し、特に内燃機関の吸気通路において吸気管負圧を好適
に発生させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車等に搭載される内燃機関で
は、正味熱効率の向上、排気エミッションの向上、ある
いは燃料消費量の低減等を目的として、吸気弁と排気弁
との少なくとも一方の開閉時期およびまたは開弁量を任
意に変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関の開発が
進められている。
【０００３】可変動弁機構としては、例えば、電磁力に
よって開閉駆動される吸排気弁、いわゆる電磁駆動式動
弁機構を備えた内燃機関が知られている。このような電
磁駆動式動弁機構を備えた内燃機関では、機関出力軸の
回転力を利用して吸排気弁を開閉駆動させる必要がない
ため、吸排気弁の駆動に起因した機械損失が防止され
る。更に、電磁駆動式動弁機構を備えた内燃機関では、
吸排気弁の開弁時間及び開閉時期を任意に変更すること
が可能となるため、スロットル弁を用いることなく各気
筒の吸入空気量を制御する、いわゆるノンスロットル運
転制御を実現することが可能となり、その結果、スロッ
トル弁に起因した内燃機関のポンプ損失を抑制すること
が可能となる。
【０００４】ところで、ノンスロットル運転制御される
内燃機関では、内燃機関のポンプ損失が殆ど発生しない
ため、車両の減速時に内燃機関の燃焼室が負圧となら
ず、エンジンブレーキの効きが弱くなるという問題があ
る。
【０００５】これに対し、従来では、特開平１０−３３
１６７１号公報に記載されたような内燃機関の制御方法
が提案されている。この公報に記載された内燃機関の制
御方法は、吸気弁及び排気弁が電磁駆動弁で構成され、
それら電磁駆動弁を利用してノンスロットル運転制御さ
れる内燃機関において、内燃機関のポンプ損失を大きく
すべく電磁駆動弁を制御することにより、内燃機関の気
筒内に負圧を発生させ、以てエンジンブレーキの効きを
強めようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関が
搭載された車両には、制動装置の制動力を増幅させるた
めのブレーキブースタや燃料タンクで発生した蒸発燃料
を内燃機関で燃焼及び処理するための蒸発燃料処理装置
等のように、内燃機関の吸気通路で発生する吸気管負圧
を利用して作動する負圧機構が設けられているものがあ
る。
【０００７】しかしながら、上記した従来の内燃機関の
制御方法のようにスロットル弁を利用せずに内燃機関の
ポンプ損失を増大させる方法では、吸気通路に吸気管負
圧を発生させることは困難であり、負圧機構の作動に係
る吸気管負圧を確保することができないという問題があ
る。
【０００８】本発明は、上記したような種々の事情に鑑
みてなされたものであり、吸気弁と排気弁との少なくと
も一方の開閉時期およびまたは開弁量を任意に変更可能
とする可変動弁機構と、内燃機関の吸気通路に発生する
吸気管負圧を利用して作動する負圧機構とを備えた内燃
機関において、負圧機構の作動に係る吸気管負圧を確保
することができる技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機関は、内
燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも一方の開閉時期
およびまたは開弁量を変更可能な可変動弁機構を有する
内燃機関であって、前記内燃機関の吸気通路で発生する
吸気管負圧を利用して作動する負圧機構と、所定の条件
が成立したときに、前記負圧機構に対して負圧を供給す
る負圧供給手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】このように構成された内燃機関では、所定
の条件が成立したときに、負圧供給手段が前記負圧機構
へ負圧を供給することになる。この場合、負圧機構に
は、可変動弁機構の動作形態を変更することなく所望の
負圧が供給される。すなわち、負圧機構には、内燃機関
の運転状態に影響を与えることなく所望の負圧が供給さ
れることになる。
【００１１】本発明に係る負圧供給手段としては、バキ
ュームポンプ等を例示することができる。本発明に係る
所定条件としては、負圧機構の作動に係る吸気管負圧が
不足している、又は、負圧供給手段が負圧機構に対して
最後に負圧を供給した時点から所定期間が経過してい
る、等の条件を例示することができる。前記した所定期
間は、時間をパラメータとする値であってもよく、ある
いは内燃機関を搭載した車両の走行距離をパラメータと
する値であってもよい。本発明に係る可変動弁機構とし
ては、電磁力を利用して吸気弁およびまたは排気弁を駆
動する電磁駆動式動弁機構、油圧を利用して吸気弁およ
びまたは排気弁を駆動する油圧駆動式動弁機構、クラン
クシャフトの回転力を利用して吸気弁およびまたは排気
弁を開閉駆動するカムシャフトを備えた内燃機関におい
てクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を
変更する機械式可変動弁機構、等を例示することができ
る。
【００１２】次に、本発明に係る可変動弁機構を有する
内燃機関は、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも
一方の開閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変動
弁機構を有する内燃機関であって、前記内燃機関の吸気
通路で発生する吸気管負圧を利用して作動する負圧機構
と、前記吸気通路内を流れる吸気の流量を調節するスロ
ットル弁と、所定の条件が成立したときに、前記可変動
弁機構及び前記スロットル弁を制御して吸気管負圧を発
生させる負圧発生手段と、を備えることを特徴とするよ
うにしてもよい。
【００１３】このように構成された可変動弁機構を有す
る内燃機関では、所定の条件が成立したときに、負圧発
生手段が可変動弁機構とスロットル弁とを併用して吸気
管負圧を発生させることになる。その際、負圧発生手段
は、例えば、内燃機関のポンプ効率が大きくなるよう可
変動弁機構を制御するとともに、スロットル弁を所定開
度閉弁するようにしてもよい。この場合、可変動弁機構
とスロットル弁とを併用して吸気管負圧が発生させられ
るため、可変動弁機構のみで吸気管負圧を発生させる場
合に比して内燃機関の運転状態を制御し易く、内燃機関
のトルクを制御することも容易となる。
【００１４】本発明に係る所定条件としては、負圧機構
の作動に係る吸気管負圧が不足している、負圧供給手段
が負圧機構に対して最後に負圧を供給した時点から所定
期間が経過している、又は、内燃機関を搭載した車両が
減速走行状態にある、等の条件を例示することができ
る。
【００１５】本発明に係る可変動弁機構としては、電磁
力を利用して吸気弁およびまたは排気弁を駆動する電磁
駆動式動弁機構、油圧を利用して吸気弁およびまたは排
気弁を駆動する油圧駆動式動弁機構、クランクシャフト
の回転力を利用して吸気弁およびまたは排気弁を開閉駆
動するカムシャフトを備えた内燃機関においてクランク
シャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更する機
械式可変動弁機構、等を例示することができる。
【００１６】また、本発明に係る負圧発生手段は、吸気
管負圧を発生させるべきときに、内燃機関のトルク変動
が発生しないよう可変動弁機構及びスロットル弁を制御
するようにしてもよい。
【００１７】また、本発明に係る負圧発生手段は、吸気
管負圧を発生させるべきときに、内燃機関に対する要求
トルクと内燃機関の実際のトルクとが一致するよう可変
動弁機構及びスロットル弁を制御するようにしてもよ
い。その際、要求トルクは、内燃機関の回転数とアクセ
ル開度とをパラメータとして決定されることが好まし
い。
【００１８】次に、本発明に係る可変動弁機構を有する
内燃機関は、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも
一方の開閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変動
弁機構を有する内燃機関であって、前記内燃機関の吸気
通路で発生する吸気管負圧を利用して作動する負圧機構
と、前記吸気通路内を流れる吸気の流量を調節するスロ
ットル弁と、所定の条件が成立したときに、前記スロッ
トル弁を所定量閉弁させるスロットル弁制御手段と、を
備えることを特徴とするようにしてもよい。
【００１９】このように構成された可変動弁機構を有す
る内燃機関では、所定の条件が成立すると、スロットル
弁制御手段は、スロットル弁を所定量閉弁させる。この
場合、スロットル弁より下流の吸気通路に吸気管負圧が
発生することになり、その結果、負圧機構の作動に係る
吸気管負圧が確保されることになる。本発明に係る所定
条件としては、負圧機構の作動に係る吸気管負圧が不足
している、負圧供給手段が負圧機構に対して最後に負圧
を供給した時点から所定期間が経過している、又は、内
燃機関を搭載した車両が減速走行状態にある、等の条件
を例示することができる。
【００２０】また、本発明に係る可変動弁機構を有する
内燃機関は、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも
一方の開閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変動
弁機構を有する内燃機関であって、前記内燃機関の吸気
通路で発生する吸気管負圧を利用して作動する負圧機構
と、前記吸気通路内を流れる吸気の流量を調節するスロ
ットル弁と、所定の条件が成立したときに前記スロット
ル弁を所定量閉弁させるスロットル弁制御手段とに加
え、スロットル弁制御手段によってスロットル弁が所定
量閉弁される場合は、スロットル弁制御手段によってス
ロットル弁が所定量閉弁されない場合に対して、吸気弁
と排気弁との少なくとも一方の開閉時期およびまたは開
弁量を変更すべく前記可変動弁機構を制御する動弁機構
制御手段を備えるようにしてもよい。その際、動弁機構
制御手段は、内燃機関に対する要求トルクと内燃機関の
実際のトルクとが一致するよう可変動弁機構を制御する
ようにしてもよく、或いは、内燃機関のトルク変動を抑
制すべく可変動弁機構を制御するようにしてもよい。
尚、前記した要求トルクは、内燃機関の回転数とアクセ
ル開度とをパラメータとして決定されるようにしてもよ
い。
【００２１】また、本発明に係る可変動弁機構を有する
内燃機関は、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも
一方の開閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変動
弁機構を有する内燃機関であって、前記内燃機関の吸気
通路で発生する吸気管負圧を利用して作動する負圧機構
と、前記吸気通路内を流れる吸気の流量を調節するスロ
ットル弁と、内燃機関の運転状態が所定の運転領域にあ
るときは前記スロットル弁を所定開度に保持しつつ可変
動弁機構を制御して内燃機関の吸入空気量を調整する吸
入空気量制御手段と、前記吸入空気量制御手段によって
内燃機関の吸入空気量が制御されているときに所定の条
件が成立すると、スロットル弁を前記所定開度より所定
量だけ閉弁させるスロットル弁制御手段と、を備えるよ
うにしてもよい。
【００２２】このように構成された可変動弁機構を有す
る内燃機関では、内燃機関の運転状態が所定の運転領域
（例えば、低中負荷運転領域）にあるときは、吸入空気
量制御手段がスロットル弁を所定開度（例えば、実質的
に全開となる開度）に保持しつつ可変動弁機構を制御し
て内燃機関の吸入空気量を調整する、いわゆるノンスロ
ットル運転制御を実行する。内燃機関の運転状態が所定
運転領域にあるとき、言い換えれば、吸入空気量制御手
段によってノンスロットル運転制御が実行されていると
きに、所定条件が成立すると、スロットル弁制御手段
は、スロットル弁を所定開度より所定量だけ閉弁させる
ことになる。この場合、スロットル弁より下流の吸気通
路に吸気管負圧が発生するため、負圧機構は、前記吸気
負圧を利用して作動することが可能となる。
【００２３】また、本発明に係る可変動弁機構を有する
内燃機関は、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも
一方の開閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変動
弁機構を有する内燃機関であって、前記内燃機関の吸気
通路で発生する吸気管負圧を利用して作動する負圧機構
と、前記吸気通路内を流れる吸気の流量を調節するスロ
ットル弁と、内燃機関の運転状態が所定の運転領域にあ
るときは前記スロットル弁を所定開度に保持しつつ可変
動弁機構を制御して内燃機関の吸入空気量を調整する吸
入空気量制御手段と、前記吸入空気量制御手段によって
内燃機関の吸入空気量が制御されているときに所定の条
件が成立すると、スロットル弁を前記所定開度より所定
量閉弁させるスロットル弁制御手段と、スロットル弁制
御手段がスロットル弁を所定量閉弁させる際に前記内燃
機関の吸入空気量が変化しないよう前記可変動弁機構を
制御する動弁機構制御手段と、を備えるようにしてもよ
い。
【００２４】このように構成された可変動弁機構を有す
る内燃機関では、吸入空気量制御手段によってノンスロ
ットル運転制御が実行されているときに所定条件が成立
すると、スロットル弁制御手段はスロットル弁を所定開
度より所定量だけ閉弁させるとともに、動弁機構制御手
段は内燃機関の吸入空気量が変化しないように可変動弁
機構を制御することになる。この場合、内燃機関の吸入
空気量を変化させることなく、スロットル弁下流の吸気
通路に吸気管負圧を発生させることが可能となる。
【００２５】また、本発明に係る負圧機構としては、燃
料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路へ
還流させる蒸発燃料還流機構を例示することができる。
この場合、本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機関
は、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも一方の開
閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変動弁機構を
有する内燃機関であって、内燃機関の吸気通路に設けら
れて該吸気通路内を流れる吸気の流量を調節するスロッ
トル弁と、内燃機関の運転状態が所定の運転領域にある
ときは前記スロットル弁を所定開度に保持しつつ可変動
弁機構を制御して内燃機関の吸入空気量を調整する吸入
空気量制御手段と、前記内燃機関の燃料タンクで発生し
た蒸発燃料を前記吸気通路へ還流させる蒸発燃料還流機
構と、前記吸入空気量制御手段によって内燃機関の吸入
空気量が制御されているときに前記蒸発燃料還流機構を
作動させる必要が生じると、スロットル弁を前記所定開
度より所定量閉弁させるスロットル弁制御手段と、を備
えるようにするとよい。このように構成された可変動弁
機構を有する内燃機関では、内燃機関がノンスロットル
運転制御が実行されているときであっても、蒸発燃料還
流機構の作動に係る吸気管負圧を確保することが可能と
なる。更に、本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機
関は、蒸発燃料還流機構の作動を目的としてスロットル
弁制御手段がスロットル弁を所定量閉弁させる場合に、
内燃機関の吸入空気量が変化しないように可変動弁機構
を制御する動弁機構制御手段を更に備えるようにしても
よい。この場合、内燃機関の吸入空気量を変化させるこ
となく、蒸発燃料還流機構の作動に係る吸気管負圧を確
保することが可能となる。
【００２６】また、本発明に係る可変動弁機構として
は、電磁力を利用して吸気弁およびまたは排気弁を開閉
駆動する電磁駆動式動弁機構、油圧を利用して吸気弁お
よびまたは排気弁を開閉駆動する油圧駆動式動弁機構、
クランクシャフトの回転力を利用して吸気弁およびまた
は排気弁を開閉駆動するカムシャフトを備えた内燃機関
においてクランクシャフトに対するカムシャフトの回転
位相を変更する機械式の可変動弁機構、若しくは、上記
した機構を適宜組み合わせてなる可変動弁機構等を例示
することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る可変動弁機構
を有する内燃機関の具体的な実施態様について図面に基
づいて説明する。
【００２８】＜実施の形態１＞先ず、本発明に係る可変
動弁機構を有する内燃機関の第１の実施の形態について
図１〜図４に基づいて説明する。ここでは、本発明に係
る可変動弁機構として電磁力を利用して吸気弁及び排気
弁を開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を例に挙げるとと
もに、本発明に係る負圧機構として車両用制動装置のブ
レーキブースタを例に挙げて説明する。
【００２９】図１は、本実施の形態に係る内燃機関とそ
の吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃
機関１は、４つの気筒２１を備えた水冷式の４ストロー
ク・サイクル・ガソリンエンジンである。
【００３０】内燃機関１は、４つの気筒２１及び冷却水
路１ｃが形成されたシリンダブロック１ｂと、このシリ
ンダブロック１ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１
ａとを備えている。
【００３１】前記シリンダブロック１ｂには、機関出力
軸たるクランクシャフト２３が回転自在に支持され、こ
のクランクシャフト２３は、各気筒２１内に摺動自在に
装填されたピストン２２と連結されている。
【００３２】各気筒２１のピストン２２上方には、ピス
トン２２の頂面とシリンダヘッド１ａの壁面とに囲まれ
た燃焼室２４が形成されている。前記シリンダヘッド１
ａには、各気筒２１の燃焼室２４に臨むよう点火栓２５
が取り付けられ、この点火栓２５には、該点火栓２５に
駆動電流を印加するためのイグナイタ２５ａが接続され
ている。
【００３３】前記シリンダヘッド１ａにおいて各気筒２
１の燃焼室２４に臨む部位には、吸気ポート２６の開口
端が２つ形成されるとともに、排気ポート２７の開口端
が２つ形成されている。そして、前記シリンダヘッド１
ａには、前記吸気ポート２６の各開口端を開閉する吸気
弁２８と、前記排気ポート２７の各開口端を開閉する排
気弁２９とが進退自在に設けられている。
【００３４】前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が
印加されたときに発生する電磁力を利用して前記吸気弁
２８を進退駆動する電磁駆動機構３０（以下、吸気側電
磁駆動機構３０と称する）が吸気弁２８と同数設けられ
ている。各吸気側電磁駆動機構３０には、該吸気側電磁
駆動３０に励磁電流を印加するための駆動回路３０ａ
（以下、吸気側駆動回路３０ａと称する）が電気的に接
続されている。
【００３５】前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が
印加されたときに発生する電磁力を利用して前記排気弁
２９を進退駆動する電磁駆動機構３１（以下、排気側電
磁駆動機構３１と称する）が排気弁２９と同数設けられ
ている。各排気側電磁駆動機構３１には、該排気側電磁
駆動機構３１に励磁電流を印加するための駆動回路３１
ａ（以下、排気側駆動回路３１ａと称する）が電気的に
接続されている。
【００３６】上記した吸気側電磁駆動機構３０、吸気側
駆動回路３０ａ、排気側電磁駆動機構３１、及び排気側
駆動回路３１ａは、本発明に係る可変動弁機構の一実施
態様である。
【００３７】ここで、吸気側電磁駆動機構３０と排気側
電磁駆動機構３１の具体的な構成について述べる。尚、
吸気側電磁駆動機構３０と排気側電磁駆動機構３１とは
同様の構成であるため、吸気側電磁駆動機構３０のみを
例に挙げて説明する。
【００３８】図２は、吸気側電磁駆動機構３０の構成を
示す断面図である。吸気側電磁駆動機構３０は、図２に
示すように、円筒状に形成された非磁性体からなる筐体
３００を備えている。前記筐体３００には、該筐体３０
０の内径と略同一の外径を有する環状の軟磁性体からな
る第１コア３０１と第２コア３０２とが所定の間隙を介
して直列に配置されている。
【００３９】前記第１コア３０１において前記所定の間
隙に臨む部位には、第１の電磁コイル３０８が把持され
ており、前記第２コア３０２において前記第１の電磁コ
イル３０８と対向する部位には第２の電磁コイル３０９
が把持されている。第１及び第２の電磁コイル３０８、
３０９は、前述した吸気側駆動回路３０ａと電気的に接
続されている。
【００４０】前記した所定の間隙には、前記筐体３００
の内径と略同一の外径を有する円板状の軟磁性体からな
るアーマチャ３１１が設けられている。このアーマチャ
３１１は、前記第１コア３０１の中空部に保持されたア
ッパスプリング３１４と、前記第２コア３０２の中空部
に保持されたロアスプリング３１６とによって軸方向へ
進退自在に支持されている。
【００４１】尚、前記アッパスプリング３１４と前記ロ
アスプリング３１６の付勢力は、前記アーマチャ３１１
が前記所定の間隙において前記第１コア３０１と前記第
２コア３０２との中間の位置にあるときに釣り合うよう
設定されるものとする。
【００４２】一方、吸気弁２８は、燃焼室２４における
吸気ポート２６の開口端に設けられた弁座１２に着座も
しくは離座することによって前記吸気ポート２６を開閉
する弁体２８ａと、その先端部が前記弁体２８ａに固定
された円柱状の弁軸２８ｂとから形成されている。
【００４３】前記弁軸２８ｂは、前記シリンダヘッド１
ａに設けられた筒状のバルブガイド１３によって進退自
在に支持されている。そして、前記弁軸２８ｂの基端部
は、前記吸気側電磁駆動機構３０の筐体３００内に延出
し、前記第２コア３０２の中空部を経て前記アーマチャ
３１１に固定されている。
【００４４】尚、前記弁軸２８ｂの軸方向の長さは、前
記アーマチャ３１１が前記所定の間隙において前記第１
コア３０１と前記第２コア３０２との中間位置に保持さ
れているとき、すなわち前記アーマチャ３１１が中立状
態にあるときに、前記弁体２８ａが全開側変位端と全閉
側変位端との中間の位置（以下、中開位置と称する）に
保持されるよう設定されるものとする。
【００４５】このように構成された吸気側電磁駆動機構
３０では、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル
３０８及び第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流が
印加されていない場合は、前記アーマチャ３１１が中立
状態となり、それに伴って弁体２８ａが中開位置に保持
される。
【００４６】前記吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側
駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８に対して励
磁電流が印加されると、第１コア３０１と第１の電磁コ
イル３０８とアーマチャ３１１との間にアーマチャ３１
１を第１コア３０１側へ変位させる方向の電磁力が発生
し、吸気側駆動回路３０ａから第２の電磁コイル３０９
に対して励磁電流が印加されると、第２コア３０２と第
２の電磁コイル３０９とアーマチャ３１１との間にアー
マチャ３１１を第２コア３０２側へ変位させる方向の電
磁力が発生する。
【００４７】従って、吸気側電磁駆動機構３０では、吸
気側駆動回路３０ａからの例示電流が第１の電磁コイル
３０８と第２の電磁コイル３０９とに交互に印加される
ことにより、アーマチャ３１１が進退動作し、それに伴
って弁軸２８ｂが進退駆動されると同時に弁体２８ａが
開閉駆動されることになる。
【００４８】その際、第１の電磁コイル３０８及び第２
の電磁コイル３０９に対する励磁電流の印加タイミング
と励磁電流の大きさを変更することにより、吸気弁２８
の開閉タイミングと開弁量とを制御することが可能とな
る。
【００４９】ここで、図１に戻り、内燃機関１のシリン
ダヘッド１ａには、４本の枝管で形成された吸気枝管３
３が接続され、その吸気枝管３３の各枝管が各気筒２１
の吸気ポート２６と連通している。前記シリンダヘッド
１ａにおいて前記吸気枝管３３との接続部位の近傍に
は、その噴孔が吸気ポート２６内に臨むよう燃料噴射弁
３２が取り付けられている。
【００５０】前記吸気枝管３３は、吸気の脈動を抑制す
るためのサージタンク３４に接続されている。前記サー
ジタンク３４には、吸気管３５が接続され、吸気管３５
は、吸気中の塵や埃等を取り除くためのエアクリーナボ
ックス３６と接続されている。
【００５１】前記吸気管３５には、該吸気管３５内を流
れる空気の質量（吸入空気質量）に対応した電気信号を
出力するエアフローメータ４４が取り付けられている。
前記吸気管３５において前記エアフローメータ４４より
下流の部位には、該吸気管３５内を流れる吸気の流量を
調整するスロットル弁３９が設けられている。
【００５２】前記スロットル弁３９には、ステッパモー
タ等からなり印加電力の大きさに応じて前記スロットル
弁３９を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ４０
と、前記スロットル弁３９の開度に対応した電気信号を
出力するスロットルポジションセンサ４１とが取り付け
られている。
【００５３】前記サージタンク３４には、第１の負圧通
路１０１が接続されている。第１の負圧通路１０１は、
内燃機関１を搭載した車両を制動する機構の倍力源とな
るブレーキブースタ１００に接続されている。前記ブレ
ーキブースタ１００は、本発明に係る負圧機構に相当す
るものである。
【００５４】前記第１の負圧通路１０１の途中には、前
記ブレーキブースタ１００側から前記サージタンク３４
側への空気の流れを許容し、前記サージタンク３４側か
ら前記ブレーキブースタ１００側への空気の流れを遮断
する一方向弁１０２が設けられている。
【００５５】前記第１の負圧通路１０１において前記一
方向弁１０２より前記ブレーキブースタ１００側の部位
には、第２の負圧通路１０３が接続されている。第２の
負圧通路１０３は、バキュームポンプ１０５に接続され
ている。
【００５６】前記第２の負圧通路１０３の途中には、前
記第１の負圧通路１０１側から前記バキュームポンプ１
０５側への空気の流れを許容し、前記バキュームポンプ
１０５側から第１の負圧通路１０１側への空気の流れを
遮断する一方向弁１０４が設けられている。
【００５７】前記ブレーキブースタ１００には、該ブレ
ーキブースタ１００内の圧力に対応した電気信号を出力
するバキュームセンサ１０６が取り付けられている。
【００５８】一方、前記内燃機関１のシリンダヘッド１
ａには、４本の枝管が内燃機関１の直下流において１本
の集合管に合流するよう形成された排気枝管４５が接続
され、その排気枝管４５の各枝管が各気筒２１の排気ポ
ート２７と連通している。
【００５９】前記排気枝管４５は、排気浄化触媒４６を
介して排気管４７に接続され、排気管４７は、下流にて
図示しないマフラーと接続されている。前記排気枝管４
５には、該排気枝管４５内を流れる排気、言い換えれ
ば、排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比に対応し
た電気信号を出力する空燃比センサ４８が取り付けられ
ている。
【００６０】上記した排気浄化触媒４６としては、例え
ば、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が理論
空燃比近傍の所定の空燃比であるときに排気中に含まれ
る炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物
（ＮＯx）を浄化する三元触媒、該排気浄化触媒４６に
流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気
中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵するとともに
該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が理論空燃
比もしくはリッチ空燃比であるときは吸蔵していた窒素
酸化物（ＮＯx）を放出しつつ還元・浄化する吸蔵還元
型ＮＯx触媒、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空
燃比が酸素過剰状態にあり且つ所定の還元剤が存在する
ときに排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を還元・浄化する
選択還元型ＮＯx触媒、もしくは上記した各種の触媒を
適宜組み合わせてなる触媒である。
【００６１】また、内燃機関１は、クランクシャフト２
３の端部に取り付けられたタイミングロータ５１ａとタ
イミングロータ５１ａ近傍のシリンダブロック１ｂに取
り付けられた電磁ピックアップ５１ｂとからなるクラン
クポジションセンサ５１と、内燃機関１の内部に形成さ
れた冷却水路１ｃを流れる冷却水の温度を検出すべくシ
リンダブロック１ｂに取り付けられた水温センサ５２と
を備えている。
【００６２】このように構成された内燃機関１には、該
内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニッ
ト（Electronic Control Unit：ＥＣＵ、以下ＥＣＵと
称する）２０が併設されている。
【００６３】前記ＥＣＵ２０には、スロットルポジショ
ンセンサ４１、エアフローメータ４４、空燃比センサ４
８、クランクポジションセンサ５１、水温センサ５２、
バキュームセンサ１０６等の各種センサが電気配線を介
して接続されるとともに、車室内に取り付けられたアク
セルペダル４２の操作量に応じた電気信号を出力するア
クセルポジションセンサ４３が電気配線を介して接続さ
れ、各種センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるよ
うになっている。
【００６４】前記ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、
吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴
射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０、バキュー
ムポンプ１０５等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ
２０が各種センサの出力信号値をパラメータとしてイグ
ナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路
３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ
４０、バキュームポンプ１０５を制御することが可能に
なっている。
【００６５】ここで、ＥＣＵ２０は、図３に示すよう
に、双方向性バス４００によって相互に接続されたＣＰ
Ｕ４０１とＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３とバックアップ
ＲＡＭ４０４と入力ポート４０５と出力ポート４０６と
を備えるとともに、前記入力ポート４０５に接続された
Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）４０７を備えている。
【００６６】前記Ａ／Ｄ４０７には、スロットルポジシ
ョンセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エア
フローメータ４４、空燃比センサ４８、水温センサ５
２、バキュームセンサ１０６等のようにアナログ信号形
式の信号を出力するセンサと電気配線を介して接続され
ている。Ａ／Ｄ４０７は、上記した各センサの出力信号
をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後
に前記入力ポート４０５へ送信する。
【００６７】前記入力ポート４０５は、前述したスロッ
トルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ
４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、水温
センサ５２、バキュームセンサ１０６等のようにアナロ
グ信号形式の信号を出力するセンサと前記Ａ／Ｄ４０７
を介して接続されるとともに、クランクポジションセン
サ５１のようにデジタル信号形式の信号を出力するセン
サと接続されている。
【００６８】前記入力ポート４０５は、各種センサの出
力信号を直接又はＡ／Ｄ４０７を介して入力し、それら
の出力信号を双方向性バス４００を介してＣＰＵ４０１
やＲＡＭ４０３へ送信する。
【００６９】前記出力ポート４０６は、イグナイタ２５
ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃
料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０、バキ
ュームポンプ１０５等と電気配線を介して接続されてい
る。前記出力ポート４０６は、ＣＰＵ４０１から出力さ
れた制御信号を双方向性バス４００を介して入力し、そ
の制御信号をイグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０
ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、スロット
ル用アクチュエータ４０、又はバキュームポンプ１０５
へ送信する。
【００７０】前記ＲＯＭ４０２は、燃料噴射量を決定す
るための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定
するための燃料噴射時期制御ルーチン、吸気弁２８の開
閉時期を決定するための吸気弁開閉時期制御ルーチン、
吸気弁２８の開弁量を決定するための吸気弁開弁量制御
ルーチン、排気弁２９の開閉時期を決定するための排気
弁開閉時期制御ルーチン、排気弁２９の開弁量を決定す
るための排気弁開弁量制御ルーチン、点火時期を決定す
るための点火時期制御ルーチン、スロットル弁３９の開
度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等のア
プリケーションプログラムに加え、ブレーキブースタ１
００に作動負圧を蓄圧するためのブレーキブースタ負圧
制御ルーチンを記憶している。
【００７１】前記ＲＯＭ４０２は、前記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記した制御マップは、例えば、内燃機関１の運
転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マッ
プ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示
す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸
気弁２８の開閉時期との関係を示す吸気弁開閉時期制御
マップ、内燃機関１の運転状態と吸気弁２８の開弁量と
の関係を示す吸気弁開弁量制御マップ、内燃機関１の運
転状態と排気弁２９の開閉時期との関係を示す排気弁開
閉時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と排気弁２９
の開弁量との関係を示す排気弁開弁量制御マップと、内
燃機関１の運転状態と点火時期との関係を示す点火時期
制御マップ、内燃機関１の運転状態とスロットル弁３９
の開度との関係を示すスロットル開度制御マップ等であ
る。
【００７２】前記ＲＡＭ４０３は、各種センサの出力信
号やＣＰＵ４０１の演算結果等を記憶する。前記演算結
果は、例えば、クランクポジションセンサ５１の出力信
号に基づいて算出される機関回転数等である。ＲＡＭ４
０３に記憶されるデータ（各センサの出力信号やＣＰＵ
４０１の演算結果等のデータ）は、クランクポジション
センサ５１がパルス信号を出力する度に最新のデータに
更新される。
【００７３】前記バックアップＲＡＭ４０４は、内燃機
関１の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリ
であり、各種制御に係る学習値等を記憶する。
【００７４】前記ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に記憶
されたアプリケーションプログラムに従って動作して、
燃料噴射制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉制御、点火
制御等に加え、ブレーキブースタ負圧制御を実行する。
【００７５】以下、本実施の形態に係るブレーキブース
タ負圧制御について述べる。ブレーキブースタ負圧制御
では、ＣＰＵ４０１は、所定の条件が成立しているとき
に、バキュームポンプ１０５を作動させてブレーキブー
スタ１００へ負圧を供給することになる。前記した所定
条件としては、バキュームポンプ１０５からブレーキブ
ースタ１００に対して最後に負圧が供給された時点から
所定時間以上経過している、バキュームポンプ１０５か
らブレーキブースタ１００に対して最後に負圧が供給さ
れた時点から車両が所定距離以上走行している、ブレー
キブースタ１００内の負圧が不足している、等の条件を
例示することができるが、ここではブレーキブースタ１
００内の負圧が不足している場合に、バキュームポンプ
１０５を作動させてブレーキブースタ１００へ負圧を供
給する例について述べる。
【００７６】ＣＰＵ４０１は、ブレーキブースタ負圧制
御を実行するにあたり、図４に示すようなブレーキブー
スタ負圧制御ルーチンを実行する。このブレーキブース
タ負圧制御ルーチンは、予めＲＯＭ４０２に記憶されて
いるルーチンであり、ＣＰＵ４０１によって所定時間毎
（例えば、クランクポジションセンサ５１がパルス信号
を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンである。
【００７７】ブレーキブースタ負圧制御ルーチンでは、
ＣＰＵ４０１は、先ず、Ｓ４０１において、ＲＡＭ４０
３からバキュームセンサ１０６の出力信号値：Ｖaを読
み出す。
【００７８】Ｓ４０２では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ４
０１で読み出された出力信号値：Ｖaがブレーキブース
タ１００の作動に要する負圧の最高値：Ｖs以上（すな
わち、Ｖaの負圧度合がＶsの負圧度合以下である）か否
かを判別する。
【００７９】前記Ｓ４０２において前記出力信号値：Ｖ
aが前記最高値：Ｖs未満であると判定した場合は、ＣＰ
Ｕ４０１は、ブレーキブースタ１００内には該ブレーキ
ブースタ１００の作動に要する負圧が確保されていると
みなし、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００８０】一方、前記Ｓ４０２において前記出力信号
値：Ｖaが前記最高値：Ｖs以上であると判定した場合
は、ＣＰＵ４０１は、ブレーキブースタ１００内には該
ブレーキブースタ１００の作動に要する負圧が不足して
いるとみなし、Ｓ４０３へ進む。
【００８１】Ｓ４０３では、ＣＰＵ４０１は、バキュー
ムポンプ１０５に駆動電流を印加して、バキュームポン
プ１０５を作動させる。この場合、バキュームポンプ１
０５は、ブレーキブースタ１００内の空気を吸い出すこ
とになり、その結果、ブレーキブースタ１００内の負圧
度合が高まることになる。
【００８２】Ｓ４０４では、ＣＰＵ４０１は、バキュー
ムセンサ１０６の出力信号値：Ｖaを新たに入力する。
【００８３】Ｓ４０５では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ４
０４で入力した出力信号値：Ｖaが前記ブレーキブース
タ１００の作動に要する負圧の最高値：Ｖs未満まで低
下したか否かを判別する。
【００８４】前記Ｓ４０５において前記出力信号値：Ｖ
aが前記最高値：Ｖs未満まで低下していないと判定した
場合は、ＣＰＵ４０１は、前述したＳ４０３以降の処理
を再度実行する。
【００８５】一方、前記Ｓ４０５において前記出力信号
値：Ｖaが前記最高値：Ｖs未満まで低下していると判定
した場合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ４０６へ進み、バキュ
ームポンプ１０５に対する駆動電流の印加を停止し、バ
キュームポンプ１０５の作動を停止させる。このＳ４０
６の処理を実行し終えたＣＰＵ４０１は、本ルーチンの
実行を一旦終了する。
【００８６】このように、ＣＰＵ４０１がブレーキブー
スタ負圧制御ルーチンに従ってバキュームポンプ１０５
を制御することにより、本発明に係る負圧供給手段が実
現される。従って、本実施の形態に係る内燃機関によれ
ば、電磁駆動機構に依存することなくブレーキブースタ
１００へ作動負圧を供給することができるため、内燃機
関１の運転状態に影響を与えることなくブレーキブース
タ１００の作動に要する負圧を確保することが可能とな
る。
【００８７】尚、本実施の形態では、所定時間毎にブレ
ーキブースタ１００内の負圧を検出する例について述べ
たが、サージタンク３４内に吸気管負圧が発生しないよ
うな機関運転状態が継続された場合に限り、ブレーキブ
ースタ１００内の負圧を検出するようにしてもよい。
【００８８】また、本実施の形態では、本発明に係る可
変動弁機構として、吸気弁と排気弁との双方が電磁力に
よって開閉駆動される電磁駆動式動弁機構を例に挙げた
が、吸気弁と排気弁との何れか一方のみが電磁駆動式動
弁機構で構成されるようにしてもよい。
【００８９】また、本実施の形態では、本発明に係る可
変動弁機構として、電磁力によって吸気弁及び排気弁を
開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を例に挙げたが、電磁
力の代わりに油圧を用いる油圧駆動式可変動弁機構、ク
ランクシャフトの回転力を利用して吸排気弁を開閉駆動
するカムシャフトを備えた内燃機関においてクランクシ
ャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更すること
により吸気弁及び排気弁の開閉時期を調整する機械式可
変動弁機構、あるいは、それらの可変動弁機構を適宜組
み合わせてなる可変動弁機構であってもよい。
【００９０】＜実施の形態２＞次に本発明に係る可変動
弁機構を有する内燃機関の第２の実施の形態について図
５〜図７に基づいて説明する。ここでは、前述の第１の
実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成に
ついては説明を省略する。
【００９１】前述の第１の実施の形態では、本発明に係
る負圧供給手段としてのバキュームポンプを用いて負圧
機構たるブレーキブースタへ作動負圧を供給する例につ
いて述べたが、本実施の形態では、スロットル弁と可変
動弁機構とを用いてブレーキブースタの作動に係る負圧
を発生させる例について述べる。
【００９２】図５は、本実施の形態に係る可変動弁機構
を有する内燃機関の概略構成を示す図である。本実施の
形態に係る内燃機関１では、サージタンク３４とブレー
キブースタ１００とを接続する負圧通路１０１には、ブ
レーキブースタ１００側からサージタンク３４側への空
気の流れを許容し、サージタンク３４側からブレーキブ
ースタ１００側への空気の流れを遮断する一方向弁１０
２のみが設けられている。
【００９３】このように構成された内燃機関１に併設さ
れるＥＣＵ２０には、図６に示すように、スロットルポ
ジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、
エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、クランクポ
ジションセンサ５１、水温センサ５２、バキュームセン
サ１０６が電気配線を介して接続され、各センサの出力
信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００９４】前記ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、
吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴
射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０が電気配線
を介して接続され、ＥＣＵ２０が各種センサの出力信号
値をパラメータとしてイグナイタ２５ａ、吸気側駆動回
路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、ス
ロットル用アクチュエータ４０を制御することが可能に
なっている。
【００９５】前記ＲＯＭ４０２は、燃料噴射量を決定す
るための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定
するための燃料噴射時期制御ルーチン、吸気弁２８の開
閉時期を決定するための吸気弁開閉時期制御ルーチン、
吸気弁２８の開弁量を決定するための吸気弁開弁量制御
ルーチン、排気弁２９の開閉時期を決定するための排気
弁開閉時期制御ルーチン、排気弁２９の開弁量を決定す
るための排気弁開弁量制御ルーチン、点火時期を決定す
るための点火時期制御ルーチン、スロットル弁３９の開
度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等のア
プリケーションプログラムに加え、ブレーキブースタ１
００に作動負圧を蓄圧するためのブレーキブースタ負圧
制御ルーチンを記憶している。
【００９６】前記ＲＯＭ４０２は、前記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記した制御マップは、例えば、内燃機関１の運
転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マッ
プ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示
す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と点
火時期と関係を示す点火時期制御マップ、内燃機関１の
運転状態と吸気弁２８の開閉時期との関係を示す吸気弁
開閉時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気弁２
８の開弁量との関係を示す吸気弁開弁量制御マップ、内
燃機関１の運転状態と排気弁２９の開閉時期との関係を
示す排気弁開閉時期制御マップ、内燃機関１の運転状態
と排気弁２９の開弁量との関係を示す排気弁開弁量制御
マップと、内燃機関１の運転状態とスロットル弁３９の
開度との関係を示すスロットル開度制御マップ等であ
る。
【００９７】この場合、ＣＰＵ４０１は、前記ＲＯＭ４
０２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って
動作して、燃料噴射制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉
制御、点火制御、スロットル制御に加え、ブレーキブー
スタ負圧制御を実行する。
【００９８】以下、本実施の形態に係るブレーキブース
タ負圧制御について述べる。本実施の形態に係るブレー
キブースタ負圧制御では、ＣＰＵ４０１は、所定の条件
が成立したときに、サージタンク３４内に吸気管負圧を
発生させるべく、吸気側電磁駆動機構３０、排気側電磁
駆動機構３１、及びスロットル弁３９を制御する。前記
した所定条件としては、サージタンク３４内に最後に吸
気管負圧を発生させた時点から所定時間以上経過してい
る、サージタンク３４内に最後に吸気管負圧を発生させ
た時点から車両が所定距離以上走行している、車両が減
速走行状態にある、等の条件を例示することができる
が、本実施の形態では、車両が減速走行状態にあるとき
に、サージタンク３４内に吸気管負圧を発生させる場合
について説明する。
【００９９】ＣＰＵ４０１は、ブレーキブースタ負圧制
御を実行するにあたり、図７に示すようなブレーキブー
スタ負圧制御ルーチンを実行する。このブレーキブース
タ負圧制御ルーチンは、予めＲＯＭ４０２に記憶されて
いるルーチンであり、ＣＰＵ４０１によって所定時間毎
（例えば、クランクポジションセンサ５１がパルス信号
を出力する度）に繰り返し実行されるルーチンである。
【０１００】ブレーキブースタ負圧制御ルーチンでは、
ＣＰＵ４０１は、先ず、Ｓ７０１において、内燃機関１
を搭載した車両が減速走行状態にあるか否かを判別す
る。車両が減速走行状態にあるか否かを判別する方法と
しては、例えば、アクセルポジションセンサ４３の出力
信号値（アクセル開度）が閉弁方向に変化している場合
に車両が減速走行状態にあると判定する方法、車両の走
行速度が減速方向に変化している場合に車両が減速走行
状態にあると判定する方法、機関回転数が低下方向に変
化している場合に車両が減速走行状態にあると判定する
方法、ブレーキペダルが操作状態にあるときに車両が減
速走行状態にあると判定する方法等を例示することがで
きる。
【０１０１】前記Ｓ７０１において車両が減速走行状態
にないと判定した場合は、ＣＰＵ４０１は、本ルーチン
の実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ７０１において車
両が減速走行状態にあると判定した場合は、ＣＰＵ４０
１は、Ｓ７０２へ進み、アクセルポジションセンサ４３
の出力信号値（アクセル開度）：ＡＣＣＰを入力する。
【０１０２】Ｓ７０３では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７
０１で入力されたアクセル開度：ＡＣＣＰに対応した減
速トルク、言い換えればエンジンブレーキ力の大きさを
算出する。
【０１０３】尚、内燃機関１に関するアクセル開度と減
速トルクとの関係を予め実験的に求めておき、それらア
クセル開度と減速トルクとの関係をマップ化してＲＯＭ
４０２に記憶しておくようにしてもよい。その場合、Ｃ
ＰＵ４０１は、アクセル開度：ＡＣＣＰをパラメータと
して前記マップへアクセスし、前記アクセル開度：ＡＣ
ＣＰに対応した減速トルクを算出する。
【０１０４】Ｓ７０４では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７
０３で算出された減速トルクに対応したスロットル開
度：Ｔaを算出する。この場合も、内燃機関１に関する
減速トルクとスロットル開度：Ｔaとの関係を予め実験
的に求め、それら減速トルクとスロットル開度：Ｔaと
の関係をマップ化してＲＯＭ４０２に記憶しておくよう
にしてもよい。
【０１０５】Ｓ７０５では、ＣＰＵ４０１は、内燃機関
１の吸気に係るポンプ効率が最大となるように吸気側駆
動回路３０ａおよびまたは排気側駆動回路３１ａを制御
する。すなわち、ＣＰＵ４０１は、吸気弁２８と排気弁
２９との少なくとも一方の開閉時期およびまたは開弁量
を内燃機関１がサージタンク３４内の新気を汲み出すの
に最も適した開閉時期およびまたは開弁量とすべく吸気
側駆動回路３０ａおよびまたは排気側駆動回路３１ａを
制御する。
【０１０６】その際、内燃機関１の吸気に係るポンプ効
率は、機関回転数によって異なるため、ＣＰＵ４０１
は、機関回転数をパラメータとして吸気弁２８およびま
たは排気弁２９の開閉時期およびまたは開弁量を算出す
るようにしてもよい。
【０１０７】Ｓ７０６では、ＣＰＵ４０１は、スロット
ル弁３９が前記Ｓ７０４で算出されたスロットル開度：
Ｔaまで閉弁するようスロットル用アクチュエータ４０
を制御する。この場合、内燃機関１では、運転者による
アクセルペダル４２の操作量（アクセル開度）に応じた
最適な減速トルク（エンジンブレーキ力）が発生するこ
とになる。更に、内燃機関１の吸気に係るポンプ効率が
最大になるとともに、スロットル弁３９が閉弁方向へ駆
動されるため、サージタンク３４内に吸気管負圧が発生
することになり、その結果、サージタンク３４内の吸気
管負圧が負圧通路１０１を介してブレーキブースタ１０
０に印加され、ブレーキブースタ１００の作動に係る負
圧が十分に確保されることになる。
【０１０８】尚、ブレーキブースタ負圧制御ルーチンに
おいて、アクセル開度が全閉である場合は、ＣＰＵ４０
１は、スロットル開度：Ｔaを全閉に設定するととも
に、燃料噴射の実行を停止して減速トルクが最大となる
ようにしてもよい。
【０１０９】このようにＣＰＵ４０１がブレーキブース
タ負圧制御ルーチンに従って、吸気側電磁駆動機構３
０、排気側電磁駆動機構３１、及びスロットル弁３９を
制御することにより、本発明に係る負圧発生手段が実現
されることになる。従って、本実施の形態に係る可変動
弁機構を有する内燃機関によれば、運転者が要求する減
速トルクを満たしつつブレーキブースタ１００の作動に
係る負圧を確保することが可能となる。
【０１１０】尚、本実施の形態では、本発明に係る可変
動弁機構として、吸気弁と排気弁との双方が電磁力によ
って開閉駆動される電磁駆動式動弁機構を例に挙げた
が、吸気弁と排気弁との何れか一方のみが電磁駆動式動
弁機構で構成されるようにしてもよい。
【０１１１】また、本実施の形態では、本発明に係る可
変動弁機構として、電磁力によって吸気弁及び排気弁を
開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を例に挙げたが、電磁
力の代わりに油圧を用いる油圧駆動式可変動弁機構、ク
ランクシャフトの回転力を利用して吸排気弁を開閉駆動
するカムシャフトを備えた内燃機関においてクランクシ
ャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更すること
により吸気弁及び排気弁の開閉時期を調整する機械式可
変動弁機構、あるいは、それらの可変動弁機構を適宜組
み合わせてなる可変動弁機構であってもよい。
【０１１２】＜実施の形態３＞次に本発明に係る可変動
弁機構を有する内燃機関の第３の実施の形態について図
８に基づいて説明する。ここでは、前述の第２の実施の
形態と異なる構成について説明し、同様の構成について
は説明を省略する。
【０１１３】前述の第２の実施の形態では、車両が減速
走行状態にあるときに、スロットル弁３９と電磁駆動式
動弁機構とを併用してブレーキブースタの作動に係る負
圧を確保する例について述べたが、本実施の形態では、
ブレーキブースタ内の負圧が不足しているときに、電磁
駆動式動弁機構とスロットル弁とを併用してブレーキブ
ースタの作動に係る負圧を確保する例について述べる。
【０１１４】本実施の形態では、ブレーキブースタ１０
０の作動に係る負圧を確保するにあたり、ＥＣＵ２０の
ＣＰＵ４０１が図８に示すようなブレーキブースタ負圧
制御ルーチンを実行する。このブレーキブースタ負圧制
御ルーチンは、予めＲＯＭ４０２に記憶されているルー
チンであり、ＣＰＵ４０１によって所定時間毎（例え
ば、クランクポジションセンサ５１がパルス信号を出力
する度）に繰り返し実行されるルーチンである。
【０１１５】ブレーキブースタ負圧制御ルーチンでは、
ＣＰＵ４０１は、先ず、Ｓ８０１において、ＲＡＭ４０
３からバキュームセンサ１０６の出力信号値：Ｖaを読
み出す。
【０１１６】Ｓ８０２では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８
０１で入力した出力信号値：Ｖaがブレーキブースタ１
００の作動に要する負圧の最高値：Ｖs以上（すなわ
ち、Ｖaの負圧度合がＶsの負圧度合以下である）か否か
を判別する。
【０１１７】前記Ｓ８０２において前記出力信号値：Ｖ
aが前記最高値：Ｖs未満であると判定した場合は、ＣＰ
Ｕ４０１は、ブレーキブースタ１００内には該ブレーキ
ブースタ１００の作動に要する負圧が確保されていると
みなし、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１１８】一方、前記Ｓ８０２において前記出力信号
値：Ｖaが前記最高値：Ｖs以上であると判定した場合
は、ＣＰＵ４０１は、ブレーキブースタ１００内には該
ブレーキブースタ１００の作動に要する負圧が不足して
いるとみなし、Ｓ８０３へ進む。
【０１１９】Ｓ８０３では、ＣＰＵ４０１は、現時点に
おいて内燃機関１が発生しているトルクと同一のトルク
を発生するための最低スロットル開度：Ｔaと、吸排気
弁２８、２９の開閉時期：Ｖtiming及び開弁量：Ｖlift
とを算出する。すなわち、現時点における内燃機関１の
吸入空気量と実質的に同量の吸入空気量を確保すること
ができるスロットル弁３９の最低開度：Ｔaと、吸排気
弁２８、２９の開閉時期：Ｖtiming及び開弁量：Ｖlift
とを算出する。
【０１２０】Ｓ８０４では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８
０３で算出されたスロットル開度：Ｔaと現時点におけ
る機関回転数とによって発生し得る吸気管負圧：Ｐnを
算出する。
【０１２１】Ｓ８０５では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８
０４で算出された吸気管負圧：Ｐnが前記Ｓ８０１で入
力された出力信号値：Ｖaより低いか否かを判別する。
【０１２２】前記Ｓ８０５において前記吸気管負圧：Ｐ
nが前記出力信号値：Ｖaより低いと判定した場合は、Ｃ
ＰＵ４０１は、Ｓ８０６へ進み、スロットル弁３９を前
記スロットル開度：Ｔaまで閉弁すべくスロットル用ア
クチュエータ４０を制御し、吸排気弁２８、２９の実際
の開閉時期及び開弁量を前記開閉時期：Ｖtiming及び前
記開弁量：Ｖliftとすべく吸気側駆動回路３０ａ及び排
気側駆動回路３１ａを制御する。
【０１２３】続いて、ＣＰＵ４０１は、Ｓ８０７へ進
み、バキュームセンサ１０６の出力信号値：Ｖaを新た
に入力する。
【０１２４】Ｓ８０８では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８
０７で入力した出力信号値：Ｖaが前記吸気管負圧：Ｐn
以下まで低下したか否かを判別する。
【０１２５】前記Ｓ８０８において前記出力信号値：Ｖ
aが前記吸気管負圧：Ｐn以下まで低下していないと判定
した場合は、ＣＰＵ４０１は、前述したＳ８０６以降の
処理を再度実行する。
【０１２６】一方、前記Ｓ８０８において前記出力信号
値：Ｖaが前記吸気管負圧：Ｐn以下まで低下していると
判定した場合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ８０９へ進み、ス
ロットル弁３９を通常の開度まで開弁させるべくスロッ
トル用アクチュエータ４０を制御するとともに、吸排気
弁２８、２９の実際の開閉時期及び開弁量を通常の開閉
時期及び開弁量に戻すべく吸気側駆動回路３０ａ及び排
気側駆動回路３１ａを制御する。
【０１２７】ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８０９の処理を実
行し終えると、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１２８】尚、前記Ｓ８０２において前記出力信号
値：Ｖaが前記最高値：Ｖs以上であると判定された場合
は、ＣＰＵ４０１は、本ルーチンの実行を一旦終了し、
車両が減速走行状態となった時点で前述の第２の実施の
形態で述べたようなブレーキブースタ負圧制御を実行す
るようにしてもよい。
【０１２９】上記したようにＣＰＵ４０１がブレーキブ
ースタ負圧制御ルーチンを実行することにより、内燃機
関１のトルク変動を誘発することなく、ブレーキブース
タ１００の作動に係る吸気管負圧を発生させることが可
能となる。
【０１３０】＜実施の形態４＞次に、本発明に係る可変
動弁機構を有する内燃機関１の第４の実施の形態につい
て図９〜図１２に基づいて説明する。ここでは、本発明
に係る可変動弁機構として電磁力を利用して吸気弁及び
排気弁を開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を例に挙げる
とともに、本発明に係る負圧機構として蒸発燃料処理装
置を例に挙げて説明する。
【０１３１】図９は、本実施の形態に係る内燃機関とそ
の吸排気系の概略構成を示す図である。図９に示す内燃
機関１は、４つの気筒２１を備えた水冷式の４ストロー
ク・サイクル・ガソリンエンジンである。
【０１３２】内燃機関１は、４つの気筒２１及び冷却水
路１ｃが形成されたシリンダブロック１ｂと、このシリ
ンダブロック１ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１
ａとを備えている。
【０１３３】前記シリンダブロック１ｂには、機関出力
軸たるクランクシャフト２３が回転自在に支持され、こ
のクランクシャフト２３は、各気筒２１内に摺動自在に
装填されたピストン２２とコネクティングロッドを介し
て連結されている。
【０１３４】各気筒２１のピストン２２上方には、ピス
トン２２の頂面とシリンダヘッド１ａの壁面とに囲まれ
た燃焼室２４が形成されている。前記シリンダヘッド１
ａには、各気筒２１の燃焼室２４に臨むよう点火栓２５
が取り付けられ、この点火栓２５には、該点火栓２５に
駆動電流を印加するためのイグナイタ２５ａが接続され
ている。
【０１３５】前記シリンダヘッド１ａにおいて各気筒２
１の燃焼室２４に臨む部位には、吸気ポート２６の開口
端が２つ形成されるとともに、排気ポート２７の開口端
が２つ形成されている。そして、前記シリンダヘッド１
ａには、前記吸気ポート２６の各開口端を開閉する吸気
弁２８と、前記排気ポート２７の各開口端を開閉する排
気弁２９とが進退自在に設けられている。
【０１３６】前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が
印加されたときに発生する電磁力を利用して前記吸気弁
２８を進退駆動する電磁駆動機構３０（以下、吸気側電
磁駆動機構３０と称する）が吸気弁２８と同数設けられ
ている。各吸気側電磁駆動機構３０には、該吸気側電磁
駆動３０に励磁電流を印加するための駆動回路３０ａ
（以下、吸気側駆動回路３０ａと称する）が電気的に接
続されている。
【０１３７】前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が
印加されたときに発生する電磁力を利用して前記排気弁
２９を進退駆動する電磁駆動機構３１（以下、排気側電
磁駆動機構３１と称する）が排気弁２９と同数設けられ
ている。各排気側電磁駆動機構３１には、該排気側電磁
駆動機構３１に励磁電流を印加するための駆動回路３１
ａ（以下、排気側駆動回路３１ａと称する）が電気的に
接続されている。
【０１３８】上記した吸気側電磁駆動機構３０、吸気側
駆動回路３０ａ、排気側電磁駆動機構３１、及び排気側
駆動回路３１ａは、本発明に係る可変動弁機構に相当す
るものである。
【０１３９】ここで、吸気側電磁駆動機構３０と排気側
電磁駆動機構３１の具体的な構成について述べる。尚、
吸気側電磁駆動機構３０と排気側電磁駆動機構３１とは
同様の構成であるため、吸気側電磁駆動機構３０のみを
例に挙げて説明する。
【０１４０】図１０は、吸気側電磁駆動機構３０の構成
を示す断面図である。図１０において内燃機関１のシリ
ンダヘッド１ａは、シリンダブロック１ｂの上面に固定
されるロアヘッド１０と、このロアヘッド１０の上部に
設けられたアッパヘッド１１とを備えている。
【０１４１】前記ロアヘッド１０には、各気筒２１毎に
２つの吸気ポート２６が形成され、各吸気ポート２６の
燃焼室２４側の開口端には、吸気弁２８の弁体２８ａが
着座するための弁座１２が設けられている。
【０１４２】前記ロアヘッド１０には、各吸気ポート２
６の内壁面から該ロアヘッド１０の上面にかけて断面円
形の貫通孔が形成され、その貫通孔には筒状のバルブガ
イド１３が挿入されている。前記バルブガイド１３の内
孔には、吸気弁２８の弁軸２８ｂが貫通し、前記弁軸２
８ｂが軸方向へ進退自在となっている。
【０１４３】前記アッパヘッド１１において前記バルブ
ガイド１３と軸心が同一となる部位には、断面円形のコ
ア取付孔１４が設けられている。前記コア取付孔１４の
下部１４ｂは、その上部１４ａに比して径大に形成され
ている。以下では、前記コア取付孔１４の下部１４ｂを
径大部１４ｂと称し、前記コア取付孔１４の上部１４ａ
を径小部１４ａと称する。
【０１４４】前記径小部１４ａには、軟磁性体からなる
環状の第１コア３０１と第２コア３０２とが所定の間隙
３０３を介して軸方向に直列に嵌挿されている。これら
の第１コア３０１の上端と第２コア３０２の下端には、
それぞれフランジ３０１ａとフランジ３０２ａが形成さ
れており、第１コア３０１は上方から、また第２コア３
０２は下方からそれぞれコア取付孔１４に嵌挿され、フ
ランジ３０１ａとフランジ３０２ａがコア取付孔１４の
縁部に当接することにより第１コア３０１と第２コア３
０２の位置決めがされて、前記間隙３０３が所定の距離
に保持されるようになっている。
【０１４５】第１コア３０１の上方には、筒状のアッパ
キャップ３０５が設けられている。このアッパキャップ
３０５は、その下端に形成されたフランジ部３０５ａに
ボルト３０４を貫通させてアッパヘッド１１上面に固定
されている。この場合、フランジ部３０５ａを含むアッ
パキャップ３０５の下端が第１コア３０１の上面周縁部
に当接した状態で固定されることになり、その結果、第
１コア３０１がアッパヘッド１１に固定されることにな
る。
【０１４６】一方、第２コア３０２の下部には、コア取
付孔１４の径大部１４ｂと略同径の外径を有する環状体
からなるロアキャップ３０７が設けられている。このロ
アキャップ３０７にはボルト３０７が貫通し、そのボル
ト３０７により前記径小部１４ａと径大部１４ｂの段部
における下向きの段差面に固定されている。この場合、
ロアキャップ３０７が第２コア３０２の下面周縁部に当
接した状態で固定されることになり、その結果、第２コ
ア３０２がアッパヘッド１１に固定されることになる。
【０１４７】前記第１コア３０１の前記間隙３０３側の
面に形成された溝部には、第１の電磁コイル３０８が把
持されており、前記第２コア３０２の間隙３０３側の面
に形成された溝部には第２の電磁コイル３０９が把持さ
れている。その際、第１の電磁コイル３０８と第２の電
磁コイル３０９とは、前記間隙３０３を介して向き合う
位置に配置されるものとする。そして、第１及び第２の
電磁コイル３０８、３０９は、前述した吸気側駆動回路
３０ａと電気的に接続されている。
【０１４８】前記間隙３０３には、該間隙３０３の内径
より径小な外径を有する環状の軟磁性体からなるアーマ
チャ３１１が配置されている。このアーマチャ３１１の
中空部には、該アーマチャ３１１の軸心に沿って上下方
向に延出した円柱状のアーマチャシャフト３１０が固定
されている。このアーマチャシャフト３１０は、その上
端が前記第１コア３０１の中空部を通ってその上方のア
ッパキャップ３０５内まで至るとともに、その下端が第
２コア３０２の中空部を通ってその下方の径大部１４ｂ
内に至るよう形成され、前記第１コア３０１及び前記第
２コア３０２によって軸方向へ進退自在に保持されてい
る。
【０１４９】前記アッパキャップ３０５内に延出したア
ーマチャシャフト３１０の上端部には、円板状のアッパ
リテーナ３１２が接合されるとともに、前記アッパキャ
ップ３０５の上部開口部にはアジャストボルト３１３が
螺着され、これらアッパリテーナ３１２とアジャストボ
ルト３１３との間には、アッパスプリング３１４が介在
している。また、前記アジャストボルト３１３と前記ア
ッパスプリング３１４との当接面には、前記アッパキャ
ップ３０５の内径と略同径の外径を有するスプリングシ
ート３１５が介装されている。
【０１５０】一方、前記径大部１４ｂ内に延出したアー
マチャシャフト３１０の下端部には、吸気弁２８の弁軸
２８ｂの上端部が当接している。前記弁軸２８ｂの上端
部の外周には、円盤状のロアリテーナ２８ｃが接合され
ており、そのロアリテーナ２８ｃの下面とロアヘッド１
０の上面との間には、ロアスプリング３１６が介在して
いる。
【０１５１】このように構成された吸気側電磁駆動機構
３０では、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル
３０８及び第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流が
印加されていないときは、アッパスプリング３１４から
アーマチャシャフト３１０に対して下方向（すなわち、
吸気弁２８を開弁させる方向）への付勢力が作用すると
ともに、ロアスプリング３１６から吸気弁２８に対して
上方向（すなわち、吸気弁２８を閉弁させる方向）への
付勢力が作用し、その結果、アーマチャシャフト３１０
及び吸気弁２８が互いに当接して所定の位置に弾性支持
された状態、いわゆる中立状態に保持されることにな
る。
【０１５２】尚、アッパスプリング３１４とロアスプリ
ング３１６の付勢力は、前記アーマチャ３１１の中立位
置が前記間隙３０３において前記第１コア３０１と前記
第２コア３０２との中間の位置に一致するよう設定され
ており、構成部品の初期公差や経年変化等によってアー
マチャ３１１の中立位置が前記した中間位置からずれた
場合には、アーマチャ３１１の中立位置が前記した中間
位置と一致するようアジャストボルト３１３によって調
整することが可能になっている。
【０１５３】また、前記アーマチャシャフト３１０及び
前記弁軸２８ｂの軸方向の長さは、前記アーマチャ３１
１が前記間隙３０３の中間位置に位置するときに、前記
弁体２８ａが全開側変位端と全閉側変位端との中間の位
置（以下、中開位置と称する）となるように設定されて
いる。
【０１５４】前記した吸気側電磁駆動機構３０では、吸
気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８に対し
て励磁電流が印加されると、第１コア３０１と第１の電
磁コイル３０８とアーマチャ３１１との間に、アーマチ
ャ３１１を第１コア３０１側へ変位させる方向の電磁力
が発生し、吸気側駆動回路３０ａから第２の電磁コイル
３０９に対して励磁電流が印加されると、第２コア３０
２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャ３１１との間
にアーマチャ３１１を前記第２コア３０２側へ変位させ
る方向の電磁力が発生する。
【０１５５】従って、上記した吸気側電磁駆動機構３０
では、吸気側駆動回路３０ａからの励磁電流が第１の電
磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９とに交互に印
加されることにより、アーマチャ３１１が進退動作し、
それに伴って弁軸２８ｂが進退駆動されると同時に弁体
２８ａが開閉駆動されることになる。その際、第１の電
磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に対する励
磁電流の印加タイミングと励磁電流の大きさを変更する
ことにより、吸気弁２８の開閉時期を制御することが可
能となる。
【０１５６】また、上記した吸気側電磁駆動機構３０に
は、吸気弁２８の変位を検出するバルブリフトセンサ３
１７が取り付けられている。このバルブリフトセンサ３
１７は、アッパリテーナ３１２の上面に取り付けられた
円板状のターゲット３１７ａと、アジャストボルト３１
３における前記アッパリテーナ３１２と対向する部位に
取り付けられたギャップセンサ３１７ｂとから構成され
ている。
【０１５７】このように構成されたバルブリフトセンサ
３１７では、前記ターゲット３１７ａが前記吸気側電磁
駆動機構３０のアーマチャ３１１と一体的に変位し、前
記ギャップセンサ３１７ｂが該ギャップセンサ３１７ｂ
と前記ターゲット３１７ａとの距離に対応した電気信号
を出力することになる。その際、アーマチャ３１１が中
立状態にあるときのギャップセンサ３１７ｂの出力信号
値を予め記憶しておき、その出力信号値と現時点におけ
るギャップセンサ３１７ｂの出力信号値との偏差を算出
することにより、アーマチャ３１１及び吸気弁２８の変
位を特定することが可能となる。
【０１５８】ここで、図９に戻り、内燃機関１のシリン
ダヘッド１ａには、４本の枝管で形成された吸気枝管３
３が接続され、その吸気枝管３３の各枝管が各気筒２１
の吸気ポート２６と連通している。前記シリンダヘッド
１ａにおいて前記吸気枝管３３との接続部位の近傍に
は、その噴孔が吸気ポート２６内に臨むよう燃料噴射弁
３２が取り付けられている。
【０１５９】前記吸気枝管３３は、吸気の脈動を抑制す
るためのサージタンク３４に接続されている。前記サー
ジタンク３４には、吸気管３５が接続され、吸気管３５
は、吸気中の塵や埃等を取り除くためのエアクリーナボ
ックス３６と接続されている。
【０１６０】前記吸気管３５には、該吸気管３５内を流
れる空気の質量（吸入空気質量）に対応した電気信号を
出力するエアフローメータ４４が取り付けられている。
前記吸気管３５において前記エアフローメータ４４より
下流の部位には、該吸気管３５内を流れる吸気の流量を
調整するスロットル弁３９が設けられている。
【０１６１】前記スロットル弁３９には、ステッパモー
タ等からなり印加電力の大きさに応じて前記スロットル
弁３９を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ４０
と、前記スロットル弁３９の開度に対応した電気信号を
出力するスロットルポジションセンサ４１とが取り付け
られている。
【０１６２】一方、前記内燃機関１のシリンダヘッド１
ａには、４本の枝管が内燃機関１の直下流において１本
の集合管に合流するよう形成された排気枝管４５が接続
され、その排気枝管４５の各枝管が各気筒２１の排気ポ
ート２７と連通している。
【０１６３】前記排気枝管４５は、排気浄化触媒４６を
介して排気管４７に接続され、排気管４７は、下流にて
図示しないマフラーと接続されている。前記排気枝管４
５には、該排気枝管４５内を流れる排気、言い換えれ
ば、排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比に対応し
た電気信号を出力する空燃比センサ４８が取り付けられ
ている。
【０１６４】ここで、上記した排気浄化触媒４６として
は、例えば、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃
比が理論空燃比近傍の所定の空燃比であるときに排気中
に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒
素酸化物（ＮＯx）を浄化する三元触媒、該排気浄化触
媒４６に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であると
きは排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵する
とともに該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が
理論空燃比もしくはリッチ空燃比であるときは吸蔵して
いた窒素酸化物（ＮＯx）を放出しつつ還元・浄化する
吸蔵還元型ＮＯx触媒、該排気浄化触媒４６に流入する
排気の空燃比が酸素過剰状態にあり且つ所定の還元剤が
存在するときに排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を還元・
浄化する選択還元型ＮＯx触媒、もしくは上記した各種
の触媒を適宜組み合わせてなる触媒である。
【０１６５】次に、内燃機関１には、本発明に係る負圧
機構としての蒸発燃料処理機構が併設されている。この
蒸発燃料処理機構は、燃料タンク６０と、この燃料タン
ク６０内で発生した蒸発燃料を一旦貯留するチャコール
キャニスタ６１と、チャコールキャニスタ６１に貯留さ
れた蒸発燃料を吸気管３５においてスロットル弁３９よ
り下流の部位へ導く負圧導入通路６５と、を備えてい
る。
【０１６６】前記燃料タンク６０と前記チャコールキャ
ニスタ６１とは、蒸発燃料通路６２を介して接続され、
その蒸発燃料通路６２の途中には、燃料タンク６０内の
圧力に応じて前記蒸発燃料通路６２内の流路を開閉する
タンク内圧制御弁６３が取り付けられている。タンク内
圧制御弁６３は、正圧弁と負圧弁とを組み合わせて構成
され、前記正圧弁は、蒸発燃料の増加により燃料タンク
６０内の圧力が第１の所定値以上になると開弁し、前記
負圧弁は、燃料の減少により燃料タンク６０内の圧力が
第２の所定値（＜第１の所定値）以下になると開弁す
る。
【０１６７】前記チャコールキャニスタ６１には、前記
した蒸発燃料通路６２及び負圧導入通路６５に加え、大
気導入通路６４が接続されている。この大気導入通路６
４の終端は、大気中に開放されている。
【０１６８】前記負圧導入通路６５の途中には、ステッ
ピングモータなどからなり、該負圧導入通路６５内の流
量を調節する電磁弁６７が取り付けられている。
【０１６９】前記チャコールキャニスタ６１を介して連
通する大気導入通路６４及び負圧導入通路６５は、パー
ジ通路を形成する（以下、チャコールキャニスタ６１、
大気導入通路６４、及び負圧導入通路６５を総称してパ
ージ通路６６と称する）。このパージ通路６６と電磁弁
６７は、本発明に係る蒸発燃料還流手段に相当する。
【０１７０】次に、内燃機関１は、クランクシャフト２
３の端部に取り付けられたタイミングロータ５１ａとタ
イミングロータ５１ａ近傍のシリンダブロック１ｂに取
り付けられた電磁ピックアップ５１ｂとからなるクラン
クポジションセンサ５１と、内燃機関１の内部に形成さ
れた冷却水路１ｃを流れる冷却水の温度を検出すべくシ
リンダブロック１ｂに取り付けられた水温センサ５２と
を備えている。
【０１７１】上記したように構成された内燃機関１に
は、該内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御
ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）２０が
併設されている。
【０１７２】前記ＥＣＵ２０には、スロットルポジショ
ンセンサ４１、エアフローメータ４４、空燃比センサ４
８、クランクポジションセンサ５１、水温センサ５２、
バルブリフトセンサ３１７が電気配線を介して接続され
るとともに、車室内に取り付けられたアクセルペダル４
２の操作量に応じた電気信号を出力するアクセルポジシ
ョンセンサ４３が電気配線を介して接続され、各センサ
の出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになってい
る。
【０１７３】前記ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、
吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴
射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０、電磁弁６
７等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０が各種セ
ンサの出力信号値をパラメータとしてイグナイタ２５
ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃
料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０、電磁
弁６７を制御することが可能になっている。
【０１７４】ここで、ＥＣＵ２０は、図１１に示すよう
に、双方向性バス４００によって相互に接続されたＣＰ
Ｕ４０１とＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３とバックアップ
ＲＡＭ４０４と入力ポート４０５と出力ポート４０６と
を備えるとともに、前記入力ポート４０５に接続された
Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）４０７を備えている。
【０１７５】前記Ａ／Ｄ４０７には、スロットルポジシ
ョンセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エア
フローメータ４４、空燃比センサ４８、水温センサ５
２、バルブリフトセンサ３１７等のようにアナログ信号
形式の信号を出力するセンサと電気配線を介して接続さ
れている。Ａ／Ｄ４０７は、上記した各センサの出力信
号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した
後に前記入力ポート４０５へ送信する。
【０１７６】前記入力ポート４０５は、前述したスロッ
トルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ
４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、水温
センサ５２、バルブリフトセンサ３１７等のようにアナ
ログ信号形式の信号を出力するセンサと前記Ａ／Ｄ４０
７を介して接続されるとともに、クランクポジションセ
ンサ５１のようにデジタル信号形式の信号を出力するセ
ンサと接続されている。入力ポート４０５は、各種セン
サの出力信号を直接又はＡ／Ｄ４０７を介して入力し、
それらの出力信号を双方向性バス４００を介してＣＰＵ
４０１やＲＡＭ４０３へ送信する。
【０１７７】前記出力ポート４０６は、イグナイタ２５
ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃
料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０、電磁
弁６７等と電気配線を介して接続されている。出力ポー
ト４０６は、ＣＰＵ４０１から出力された制御信号を双
方向性バス４００を介して入力し、その制御信号をイグ
ナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路
３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ
４０、又は電磁弁６７へ送信する。
【０１７８】前記ＲＯＭ４０２は、燃料噴射量を決定す
るための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定
するための燃料噴射時期制御ルーチン、点火時期を決定
するための点火時期制御ルーチン、吸気弁２８の開閉時
期を決定するための吸気弁開閉時期制御ルーチン、排気
弁２９の開閉時期を決定するための排気弁開閉時期制御
ルーチン、吸気側電磁駆動機構３０に印加すべき励磁電
流量を決定するための吸気側励磁電流制御ルーチン、排
気側電磁駆動機構３１に印加すべき励磁電流量を決定す
るための排気側励磁電流量制御ルーチン、スロットル弁
３９の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチ
ン等のアプリケーションプログラムに加え、蒸発燃料の
パージを実行するためのパージ制御ルーチン等のアプリ
ケーションプログラムを記憶している。また、ＲＯＭ４
０２は、上記したようなアプリケーションプログラムの
加え、各種の制御マップを記憶している。制御マップ
は、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料噴射量との関
係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態
と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マッ
プ、内燃機関１の運転状態と点火時期との関係を示す点
火時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気弁２８
の開閉時期との関係を示す吸気弁開閉時期制御マップ、
内燃機関１の運転状態と排気弁２９の開閉時期との関係
を示す排気弁開閉時期制御マップ、内燃機関１の運転状
態と吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３
１に印加すべき励磁電流量との関係を示す励磁電流量制
御マップ、内燃機関１の運転状態とスロットル弁３９の
開度との関係を示すスロットル開度制御マップ、内燃機
関１、燃料タンク３３、あるいはチャコールキャニスタ
３１の状態とパージすべき蒸発燃料の量（要求蒸発燃料
量）との関係を示す要求蒸発燃料量制御マップ、あるい
は要求蒸発燃料量とその要求蒸発燃料量をパージするた
めに必要な電磁弁３４の開度（要求デューティ比）との
関係を示す要求デューティ比制御マップ等である。
【０１７９】前記ＲＡＭ４０３は、各センサの出力信号
やＣＰＵ４０１の演算結果等を記憶する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ５１の出力信号
に基づいて算出される機関回転数等である。ＲＡＭ４０
３に記憶されるデータ（各センサの出力信号やＣＰＵ４
０１の演算結果等のデータ）は、クランクポジションセ
ンサ５１がパルス信号を出力する度に最新のデータに更
新される。
【０１８０】前記バックアップＲＡＭ４０４は、内燃機
関１の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリ
であり、各種制御に係る学習値等を記憶する。
【０１８１】前記ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に記憶
されたアプリケーションプログラムに従って動作し、各
センサの出力信号より内燃機関１の運転状態やチャコー
ルキャニスタ６１の状態を判定し、判定された運転状態
やチャコールキャニスタ６１の状態と各制御マップとか
ら燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度、点火時
期、吸気弁２８の開閉時期、排気弁２９の開閉時期、電
磁弁６７制御用のデューティ比、パージ実行時における
燃料噴射量の補正量等を算出する。そして、ＣＰＵ４２
は、算出結果に基づいてイグナイタ２５ａ、燃料噴射弁
３２、スロットル用アクチュエータ４０、吸気側駆動回
路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、又は電磁弁６７に対
する制御信号を出力する。
【０１８２】例えば、ＣＰＵ４２は、アクセルポジショ
ンセンサ４３、クランクポジションセンサ５１、もしく
はエアフローメータ４４の出力信号値より、内燃機関１
の運転状態を判別する。
【０１８３】内燃機関１の運転状態が低中負荷領域にあ
ると判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、スロットル弁
３９の開度を実質的に全開となる開度に保持すべくスロ
ットル用アクチュエータ４０を制御するとともに、内燃
機関１の吸入空気量が所望の量となるように吸気側駆動
回路３０ａ及び排気側駆動回路３１ａを制御する、いわ
ゆるノンスロットル制御を実行する。このようにＣＰＵ
４０１がノンスロットル制御を実行することにより、本
発明に係る吸入空気量制御手段が実現される。
【０１８４】内燃機関１の運転状態が高負荷運転領域に
あると判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、スロットル
弁３９の開度をアクセルポジションセンサ４３の出力信
号値（アクセル開度）に対応した開度とすべくスロット
ル用アクチュエータ４０を制御するとともに、内燃機関
１のトルクが所望の目標トルクとなるように吸気側駆動
回路３０ａ及び排気側駆動回路３１ａを制御する。
【０１８５】内燃機関１の運転状態がアイドル運転領域
にあると判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、内燃機関
１の実際の回転数が所望の目標回転数に収束させる上で
必要となる吸入空気量を確保すべくスロットル弁３９の
開度を制御する、いわゆるアイドルスピードコントロー
ル（ＩＳＣ）のフィードバック制御を行う。
【０１８６】次に、ＣＰＵ４０１は、蒸発燃料のパージ
を実行するにあたり、通常は電磁弁６７を全閉状態に制
御する。この状態で燃料タンク６０内の蒸発燃料が増加
して燃料タンク６０内の圧力が第１の所定値を越える
と、タンク内圧制御弁６３の正圧弁が開弁し、蒸発燃料
通路６２が導通状態となる。蒸発燃料通路６２が導通状
態になると、燃料タンク６０内の蒸発燃料は、蒸発燃料
通路６２を通ってチャコールキャニスタ６１内に流れ込
み、チャコールキャニスタ６１に内装された活性炭等の
吸着剤に一旦吸着される。
【０１８７】また、ＣＰＵ４０１は、所定の条件が成立
しているか否かを判別する。この所定条件としては、蒸
発燃料のパージ実行条件を例示することができ、このパ
ージ実行条件としては、燃料タンク６０内の圧力が所定
値以上である、チャコールキャニスタ６１や蒸発燃料通
路６２内の燃料濃度が所定濃度以上である、チャコール
キャニスタ６１の重量が所定値以上である、前回のパー
ジが実行された時点からの経過時間が所定時間以上であ
る、前回のパージが実行された時点からの車両の走行距
離が所定距離以上である、又は、外気温が所定温度以上
となる状況下での内燃機関１の運転時間が所定時間以上
である等の条件を例示することができる。
【０１８８】ＣＰＵ４０１は、パージ実行条件が成立し
ていると判定した場合は、燃料タンク６０の圧力やチャ
コールキャニスタ６１内の燃料濃度と、内燃機関１の運
転状態（機関回転数、燃料噴射量、吸入空気量）とをパ
ラメータとして、パージすべき蒸発燃料量（要求蒸発燃
料量）を決定し、次いで要求蒸発燃料量に基づいて電磁
弁６７制御用のデューティ比（要求デューティ比）を特
定する。
【０１８９】ＣＰＵ４０１は、前記要求デューティ比に
対応するパルス信号を電磁弁６７に印加するとともに、
要求蒸発燃料量に基づいて燃料噴射量を減量補正する。
ＣＰＵ４０１から電磁弁６７にパルス信号が印加される
と、負圧導入通路６５が導通状態となり、それに応じて
パージ通路６６も導通状態となる。
【０１９０】この場合、パージ通路６６の上流にあたる
大気導入通路６４の大気開放端の圧力が大気圧となると
ともに、パージ通路６６の下流にあたるスロットル弁３
９下流の吸気管３５内が吸気管負圧の発生によって負圧
となるため、パージ通路４９の上流と下流との間に圧力
差が生じる。
【０１９１】上記した圧力差により、パージ通路６６の
大気開放端から該パージ通路６６内へ大気が流れ込み、
次いでパージ通路６６内の大気がスロットル弁３９下流
の吸気管３５内へ導かれることになる。つまり、パージ
通路６６では、チャコールキャニスタ６１を貫流する大
気の流れが生じる。
【０１９２】この結果、チャコールキャニスタ６１内の
吸着剤に吸着されていた蒸発燃料は、上記したような大
気の流れを受けて吸着剤から脱離し、大気とともにスロ
ットル弁３９下流の吸気管３５内へ導入される。このよ
うに吸気管３５内に導入された蒸発燃料（パージガス）
は、吸気管３５の上流から流れてきた新気及び燃料噴射
弁３２から噴射される燃料と混ざり合いながら燃焼室２
４内に導入されて燃焼及び処理される。
【０１９３】ところで、内燃機関１の運転状態が低中負
荷運転領域にあって、ノンスロットル制御が実行されて
いる場合は、スロットル弁３９が実質的に全開状態とな
るため、スロットル弁３９下流の吸気管３５内に吸気管
負圧が殆ど発生せず、パージ通路６６の上流と下流との
圧力差が極僅かとなるため、所望量の蒸発燃料をパージ
することが困難になる。
【０１９４】そこで、本実施の形態では、ＣＰＵ４０１
は、内燃機関１がノンスロットル制御されているときに
蒸発燃料のパージ実行条件が成立すると、スロットル弁
３９を所定量閉弁させるべくスロットル用アクチュエー
タ４０を制御することにより、スロットル弁３９下流の
吸気管３５内に吸気管負圧を発生させ、以てパージ通路
６６の上流と下流との間に圧力差を発生させるようにし
た。このようにＣＰＵ４０１がスロットル弁３９を制御
することにより本発明に係るスロットル弁制御手段が実
現されることになる。尚、上記した所定量は、要求蒸発
燃料量や機関回転数などをパラメータとして、必要最小
限の負圧が確保されるように設定されることが好まし
い。これは、スロットル弁３９が過剰に閉弁されると吸
気のポンピングロスが不要に大きくなり、燃料消費量が
増加してしまう虞があるからである。
【０１９５】また、単にスロットル弁３９を所定量閉弁
させるだけでは、内燃機関１の吸入空気量が減少してト
ルク変動を誘発する虞があるため、本実施の形態では、
内燃機関１がノンスロットル制御されている状況下でパ
ージ制御が実行される場合には、ＣＰＵ４０１は、スロ
ットル弁３９を所定量閉弁させるべくスロットル用アク
チュエータ４０を制御すると同時に、吸気弁２８及び排
気弁２９の開閉時期を各気筒２１の吸気効率が高くなる
タイミングへ変更すべく吸気側駆動回路３０ａ及び排気
側駆動回路３１ａを制御するようにした。この場合、パ
ージ通路６６の上流と下流との間に圧力差を発生させる
べくスロットル弁３９が所定量閉弁されても、各気筒２
１の吸入空気量が減少することがなく、トルク変動等の
不具合が発生することがなくなる。このようにＣＰＵ４
０１が吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構
３１を制御することにより本発明に係る動弁機構制御手
段が実現されることになる。
【０１９６】以下、本実施の形態に係るパージ制御につ
いて具体的に説明する。ＣＰＵ４０１は、パージ制御を
実行するにあたり、図１２に示すようなパージ制御ルー
チンを実行する。このパージ制御ルーチンは、予めＲＯ
Ｍ４０２に記憶されているルーチンであり、ＣＰＵ４０
１によって所定時間毎（例えば、クランクポジションセ
ンサ５１がパルス信号を出力する度）に繰り返し実行さ
れるルーチンである。
【０１９７】パージ制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０１
は、先ずＳ１２０１において蒸発燃料のパージ実行条件
が成立しているか否かを判別する。
【０１９８】ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ１２０１において
蒸発燃料のパージ実行条件が成立していると判定した場
合は、Ｓ１２０２へ進み、内燃機関１の運転状態がノン
スロットル制御実行領域にあるか否かを判別する。
【０１９９】前記Ｓ１２０２において内燃機関１の運転
状態がノンスロットル制御実行領域にないと判定した場
合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ１２１１へ進み、通常のパー
ジ制御を実行する。
【０２００】一方、前記Ｓ１２０２において内燃機関１
の運転状態がノンスロットル制御実行領域にあると判定
した場合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ１２０３へ進み、燃料
タンク６０内の圧力やチャコールキャニスタ６１内の燃
料濃度等をパラメータとしてパージすべき蒸発燃料量
（要求蒸発燃料量）を算出する。
【０２０１】Ｓ１２０４では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ
１２０４で算出された要求蒸発燃料量の蒸発燃料をパー
ジする上で必要となる最小限の吸気管負圧（目標吸気管
負圧）を算出する。
【０２０２】Ｓ１２０５では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ
１２０４で算出された目標吸気管負圧に基づいてスロッ
トル弁３９の目標スロットル開度を決定する。
【０２０３】Ｓ１２０６では、ＣＰＵ４０１は、エアフ
ローメータ４４の出力信号を入力して現時点における吸
入空気量を検出し、検出された吸入空気量を目標吸入空
気量として設定する。
【０２０４】Ｓ１２０７では、ＣＰＵ４０１は、前記目
標スロットル開度と前記目標吸入空気量とをパラメータ
として、吸気弁２８及び排気弁２９の目標開閉時期を決
定する。
【０２０５】Ｓ１２０８では、ＣＰＵ４０１は、スロッ
トル弁３９の実際の開度を前記Ｓ１２０５で決定された
目標スロットル開度まで徐々に変更すべくスロットル用
アクチュエータ４０を制御すると同時に、吸気弁２８及
び排気弁２９の開閉時期を前記Ｓ１２０７で決定された
目標開閉時期まで徐々に変更すべく吸気側駆動回路３０
ａ及び排気側駆動回路３１ａを制御する。
【０２０６】Ｓ１２０９では、ＣＰＵ４０１は、実際の
吸気管負圧が前記要求吸気管負圧まで低下したか否かを
判別する。ここで、実際の吸気管負圧は、スロットル弁
３９の開度（目標スロットル開度）やエアフローメータ
４４の出力信号値（吸入空気量）等をパラメータとして
推定されるようにしてもよく、サージタンク３４内の圧
力を検出する圧力センサを設けることにより直接検出さ
れるようにしてもよい。
【０２０７】前記Ｓ１２０９において実際の吸気管負圧
が前記要求吸気管負圧まで低下していないと判定された
場合は、ＣＰＵ４０１は、本ルーチンの実行を一旦終了
する。そして、ＣＰＵ４０１は、所定時間経過後に本ル
ーチンを再度実行した際に、Ｓ１２０９において実際の
吸気管負圧が前記要求吸気管負圧まで低下していると判
定すると、Ｓ１２１０へ進むことになる。
【０２０８】Ｓ１２１０では、ＣＰＵ４０１は、蒸発燃
料のパージを実行する。すなわち、ＣＰＵ４０１は、前
記Ｓ１２０３で算出された要求蒸発燃料量に基づいて電
磁弁６７制御用のデューティ比（要求デューティ比）を
特定し、その要求デューティ比に対応するパルス信号を
電磁弁６７に印加するとともに、要求蒸発燃料量に基づ
いて燃料噴射量を減量する。この場合、スロットル弁３
９が所定量閉弁されることにより、該スロットル弁３９
を通過する吸気量が減少し、スロットル弁３９下流の吸
気管３５内に吸気管負圧が発生することになる。この結
果、パージ通路６６の上流が大気圧になるとともに、パ
ージ通路６６の下流にあたるスロットル弁３９下流の吸
気管３５内が負圧となるため、パージ通路４９の上流と
下流との間に圧力差が生じる。
【０２０９】上記した圧力差により、パージ通路６６の
大気開放端から該パージ通路６６内へ大気が流れ込み、
次いでパージ通路６６内の大気がスロットル弁３９下流
の吸気管３５内へ導かれることになる。つまり、パージ
通路６６では、チャコールキャニスタ６１を貫流する大
気の流れが生じる。チャコールキャニスタ６１を貫流す
る大気の流れが発生すると、チャコールキャニスタ６１
内の吸着剤に吸着されていた蒸発燃料は、大気の流れを
受けて吸着剤から脱離し、大気とともにスロットル弁３
９下流の吸気管３５内へ導入される。吸気管３５内に導
入された蒸発燃料（パージガス）は、吸気管３５の上流
から流れてきた新気及び燃料噴射弁３２から噴射される
燃料と混ざり合いながら燃焼室２４内に導入されて燃焼
及び処理される。
【０２１０】一方、スロットル弁３９の開度が目標スロ
ットル開度に変更される場合には、吸気弁２８及び排気
弁２９の開閉時期は、スロットル弁３９の開度変更に対
応して、各気筒２１の吸入効率が高くなるタイミングへ
変更されるため、各気筒２１の吸入空気量が減少するこ
とがなく、その結果、内燃機関１のトルク変動が発生す
ることもない。
【０２１１】ここで、図１２に戻り、ＣＰＵ４０１は、
前記したＳ１２１０の処理を実行し終えると本ルーチン
の実行を一旦終了する。ＣＰＵ４０１は、本ルーチンの
実行を終了した時点から所定時間経過後に本ルーチンを
再度実行することになるが、その際に要求蒸発燃料量の
パージが完了してれば、Ｓ１２０１においてパージ実行
条件が成立していないと判定し、Ｓ１２１２へ進むこと
になる。
【０２１２】Ｓ１２１２では、ＣＰＵ４０１は、蒸発燃
料のパージを終了すべく電磁弁６７を閉弁させる。
【０２１３】Ｓ１２１３では、ＣＰＵ４０１は、スロッ
トル弁３９の開度を通常の開度に戻すべくスロットル用
アクチュエータ４０を制御するとともに、吸気弁２８及
び排気弁２９の開閉時期を通常の開閉時期に戻すべく吸
気側駆動回路３０ａ及び排気側駆動回路３１ａを制御す
る。
【０２１４】このようにＣＰＵ４０１がパージ制御ルー
チンを実行することにより、本発明に係るスロットル弁
制御手段と動弁機構制御手段とが実現されることにな
る。従って、本実施の形態に係る可変動弁機構を有する
内燃機関によれば、内燃機関１の運転状態がノンスロッ
トル制御実行領域にあるときに、蒸発燃料のパージ実行
条件が成立すると、内燃機関１の吸入空気量を変化させ
ることなく吸気管負圧を発生させることができ、以て内
燃機関１のトルク変動等を誘発することなく、蒸発燃料
のパージを実行することが可能となる。
【０２１５】尚、本実施の形態では、本発明に係る可変
動弁機構として、吸気弁と排気弁との双方が電磁力によ
って開閉駆動される電磁駆動式動弁機構を例に挙げた
が、吸気弁と排気弁との何れか一方のみが電磁駆動式動
弁機構で構成されるようにしてもよい。
【０２１６】また、本実施の形態では、本発明に係る可
変動弁機構として、電磁力によって吸気弁及び排気弁を
開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を例に挙げたが、電磁
力の代わりに油圧を用いる油圧駆動式可変動弁機構、ク
ランクシャフトの回転力を利用して吸排気弁を開閉駆動
するカムシャフトを備えた内燃機関においてクランクシ
ャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更すること
により吸気弁及び排気弁の開閉時期を調整する機械式可
変動弁機構、あるいは、それらの可変動弁機構を適宜組
み合わせてなる可変動弁機構であってもよい。
【０２１７】また、本実施の形態では、パージ通路６６
の下流側の端部がスロットル弁３９下流の吸気管３５に
接続される構成について述べたが、図１３、図１４に示
すように、パージ通路６６が該パージ通路６６の途中で
４本の枝管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄに分岐さ
れ、各枝管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄが各気筒２
１の吸気ポート２６に接続されるよう形成されるように
してもよい。
【０２１８】本実施の形態における内燃機関１は、一気
筒当たりに２つの吸気ポート２６を有しているため、パ
ージ通路６６の各枝管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ
は、各気筒２１の２つの吸気ポート２６の中の少なくと
も一方に接続されるようにしてもよく、あるいは各枝管
６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄを更に２本の枝管に分
岐させて各気筒２１の２つの吸気ポート２６の双方へ接
続されるようにしてもよい。また、パージ通路６６を８
本の枝管に分岐させて、それらの枝管と内燃機関１の吸
気ポート２６とが一対一で接続されるようにしてもよ
い。
【０２１９】次に、パージ通路６６内の流路を開閉する
電磁弁６７は、図１４に示すように、パージ通路６６に
おいて４つの枝管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄに分
岐される部位より上流の部位に１つ設けるようにしても
よく、あるいは図１５に示すように個々の枝管６６Ａ、
６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄに独立して電磁弁６７Ａ、６７
Ｂ、６７Ｃ、６７Ｄを設けるようにしてもよい。その
際、各電磁弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃ、６７Ｄは、各枝
管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄにおいて吸気ポート
２６に近接した部位に配置されることが好ましい。これ
は、電磁弁６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃ、６７Ｄから吸気ポ
ート２６までの距離が長くなると、電磁弁６７が開弁さ
れた時点から実際に蒸発燃料が吸気ポート２６に到達す
る時点までに応答遅れ時間が生じるため、その応答遅れ
時間を考慮してパージ制御（例えば、燃料噴射量の減量
補正など）を実行する必要が生じ、パージ制御が煩雑に
なるからである。
【０２２０】また、各枝管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６
６Ｄは、図１３に示すように、各吸気ポート２６の上方
から吸気ポート２６へ臨むように形成されることが好ま
しい。これは、各枝管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ
内に液化した燃料や水などが付着することに起因した枝
管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ内の詰まりを防止す
るためである。
【０２２１】上記したようにパージ通路６６の下流側端
部が内燃機関１の吸気ポート２６に接続された場合に
は、吸気ポート２６の断面積が吸気管３５の断面積より
小さく、吸気ポート２６内を流れる吸気の流速が吸気管
３５内を流れる吸気の流速より速くなるため、パージ通
路６６内の蒸発燃料を吸気の流速を利用して吸気ポート
２６内へ引き込むことが可能となる。この結果、内燃機
関１の運転状態がノンスロットル制御実行領域にある場
合に、スロットル開度を殆ど変更することなく、蒸発燃
料をパージすることが可能となる。
【０２２２】
【発明の効果】本発明に係る可変動弁機構を有する内燃
機関において、可変動弁機構と負圧機構と負圧供給手段
とが備えられている場合は、所定の条件が成立したとき
に負圧供給手段が負圧機構に対して負圧を供給すること
になるため、可変動弁機構の動作形態を変更することな
く負圧機構へ所望の負圧を供給することが可能となる。
【０２２３】また、本発明に係る可変動弁機構を有する
内燃機関において、可変動弁機構と負圧機構とスロット
ル弁と負圧発生手段とが備えられている場合は、所定の
条件が成立したときに、負圧発生手段が可変動弁機構と
スロットル弁との少なくとも一方を制御して吸気管負圧
を発生させることが可能となる。
【０２２４】本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機
関において、可変動弁機構と負圧機構とスロットル弁と
スロットル弁制御手段とが備えられている場合は、所定
の条件が成立したときに、スロットル弁制御手段がスロ
ットル弁を所定量閉弁させることにより、吸気管負圧を
発生させることが可能となり、その結果、負圧機構の作
動に係る吸気管負圧を確保することが可能となる。
【０２２５】本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機
関において、可変動弁機構と負圧機構とスロットル弁と
スロットル弁制御手段とに加えて、動弁機構制御手段が
備えられている場合は、スロットル弁制御手段が吸気管
負圧の発生を目的としてスロットル弁を所定量閉弁させ
る際に、動弁機構制御手段が内燃機関に対する要求トル
クと内燃機関の実際のトルクとが一致するように、或い
は、内燃機関のトルク変動が抑制されるように可変動弁
機構を制御することが可能となり、その結果、内燃機関
のトルク変動等を抑制しつつ負圧機構の作動に係る吸気
管負圧を確保することが可能となる。
【０２２６】本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機
関において、可変動弁機構と負圧機構とスロットル弁と
吸入空気量制御手段とスロットル弁制御手段とが備えら
れている場合は、吸入空気量制御手段によってノンスロ
ットル運転制御が実行されているときであっても、スロ
ットル弁制御手段がスロットル弁を所定量閉弁させるこ
とにより、負圧機構の作動に係る吸気管負圧を発生させ
ることが可能となる。
【０２２７】本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機
関において、可変動弁機構と負圧機構とスロットル弁と
吸入空気量制御手段とスロットル弁制御手段と動弁機構
制御手段とが備えられている場合は、吸入空気量制御手
段によってノンスロットル運転制御が実行されていると
きであっても、内燃機関の吸入空気量を変化させること
なく吸気管負圧を発生させることが可能となり、その結
果、内燃機関のトルク変動等を防止しつつ負圧機構の作
動に係る吸気管負圧を確保することが可能となる。
【０２２８】本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機
関において、負圧機構が蒸発燃料還流機構である場合
は、内燃機関がノンスロットル運転制御されているとき
であっても、蒸発燃料還流機構を作動させる必要が生じ
ると、蒸発燃料還流機構の作動に係る吸気管負圧を発生
させることが可能となり、その結果、蒸発燃料還流機構
が燃料タンク内で発生した蒸発燃料を確実に吸気通路へ
還流させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係る可変動弁機構を有す
る内燃機関の概略構成を示す図
【図２】 吸気側電磁駆動機構の構成を示す図
【図３】 第１の実施の形態に係るＥＣＵの内部構成を
示すブロック図
【図４】 第１の実施の形態に係るブレーキブースタ負
圧制御ルーチンを示すフローチャート図
【図５】 第２の実施の形態に係る可変動弁機構を有す
る内燃機関の概略構成を示す図
【図６】 第２の実施の形態に係るＥＣＵの内部構成を
示すブロック図
【図７】 第２の実施の形態に係るブレーキブースタ負
圧制御ルーチンを示すフローチャート図
【図８】 第３の実施の形態に係るブレーキブースタ負
圧制御ルーチンを示すフローチャート図
【図９】 第４の実施の形態における可変動弁機構を有
する内燃機関の概略構成を示す図
【図１０】第４の実施の形態における吸気側電磁駆動機
構の内部構成を示す図
【図１１】第４の実施の形態におけるＥＣＵの内部構成
を示すブロック図
【図１２】第４の実施の形態におけるパージ制御ルーチ
ンを示すフローチャート図
【図１３】内燃機関における吸気ポート近傍の他の実施
態様を示す図
【図１４】パージ通路の他の実施態様を示す図（１）
【図１５】パージ通路の他の実施態様を示す図（２）
【符号の説明】
１・・・・内燃機関 ２０・・・ＥＣＵ ２６・・・吸気ポート ２７・・・排気ポート ２８・・・吸気弁 ２９・・・排気弁 ３０・・・吸気側電磁駆動機構 ３０ａ・・吸気側駆動回路 ３１・・・排気側電磁駆動機構 ３１ａ・・排気側駆動回路 ３３・・・吸気枝管 ３４・・・サージタンク ３５・・・吸気管 ３６・・・エアクリーナボックス ３９・・・スロットル弁 ４０・・・スロットル用アクチュエータ ４１・・・スロットルポジションセンサ ４２・・・アクセルペダル ４３・・・アクセルポジションセンサ ６０・・・燃料タンク ６１・・・チャコールキャニスタ ６２・・・蒸発燃料通路 ６３・・・タンク内圧制御弁 ６４・・・大気導入通路 ６５・・・負圧導入通路 ６６・・・パージ通路 １００・・ブレーキブースタ １０１・・第１の負圧通路（負圧通路） １０２・・一方向弁 １０３・・第２の負圧通路 １０４・・一方向弁 １０５・・バキュームポンプ １０６・・バキュームセンサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 9/02 ３１５ Ｆ０２Ｄ 9/02 ３１５Ｆ ３５１ ３５１Ｐ 9/08 9/08 Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１ Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１Ｂ (72)発明者 松本 功 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G018 AB08 AB16 BA38 CA12 DA45 EA09 EA11 EA16 EA17 EA22 FA01 FA06 FA07 FA19 FA21 FA26 GA12 3G031 AA02 AA15 AA24 AA28 AB05 AD01 AD02 BA02 BA14 EA02 EA08 FA02 FA03 FA06 FA07 FA10 FA11 FA18 FA21 FA22 GA11 GA17 HA05 HA12 3G044 AA07 BA00 BA12 BA29 CA09 DA02 DA09 EA01 EA14 EA32 FA05 FA13 FA20 FA27 FA28 FA29 GA08 GA11 GA22 GA27 3G065 DA04 EA05 FA03 GA02 GA05 GA09 GA41 GA46 HA19 KA35 3G092 AA01 AA05 AA11 AB02 BA02 BB01 DA01 DA02 DA07 DA12 DG09 GA05 HA01Z HA06Z HA11Z HA13Z HD05Z HE01Z HE03Z HE05Z HE08Z HF08Z

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくと
    も一方の開閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変
    動弁機構を有する内燃機関であって、 前記内燃機関の吸気通路で発生する吸気管負圧を利用し
    て作動する負圧機構と、 所定の条件が成立したときに、前記負圧機構に対して負
    圧を供給する負圧供給手段と、を備えることを特徴とす
    る可変動弁機構を有する内燃機関。
  2. 【請求項２】 内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくと
    も一方の開閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変
    動弁機構を有する内燃機関であって、 前記内燃機関の吸気通路で発生する吸気管負圧を利用し
    て作動する負圧機構と、 前記吸気通路内を流れる吸気の流量を調節するスロット
    ル弁と、 所定の条件が成立したときに、前記可変動弁機構と前記
    スロットル弁との少なくとも一方を制御して吸気管負圧
    を発生させる負圧発生手段と、を備えることを特徴とす
    る可変動弁機構を有する内燃機関。
  3. 【請求項３】 前記負圧発生手段は、前記負圧機構の作
    動に係る負圧が不足しているときに、前記内燃機関のポ
    ンプ効率を大きくすべく前記可変動弁機構を制御すると
    ともに、前記スロットル弁を所定量閉弁させることを特
    徴とする請求項２に記載の可変動弁機構を有する内燃機
    関。
  4. 【請求項４】 前記負圧発生手段は、前記内燃機関を搭
    載した車両が減速走行状態にあるときに、前記内燃機関
    のポンプ効率を大きくすべく前記可変動弁機構を制御す
    るとともに、前記スロットル弁を所定量閉弁させること
    を特徴とする請求項３に記載の可変動弁機構を有する内
    燃機関。
  5. 【請求項５】 前記負圧発生手段は、吸気管負圧を発生
    させるべきときに、前記内燃機関のトルク変動が発生し
    ないよう前記可変動弁機構及び前記スロットル弁を制御
    することを特徴とする請求項２に記載の可変動弁機構を
    有する内燃機関。
  6. 【請求項６】 前記負圧発生手段は、吸気管負圧を発生
    させるべきときに、前記内燃機関に対する要求トルクと
    前記内燃機関の実際のトルクとが一致するよう前記可変
    動弁機構及び前記スロットル弁を制御することを特徴と
    する請求項２に記載の可変動弁機構を有する内燃機関。
  7. 【請求項７】 内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくと
    も一方の開閉時期およびまたは開弁量を調整可能な可変
    動弁機構を有する内燃機関であって、 前記内燃機関の吸気通路で発生する吸気管負圧を利用し
    て作動する負圧機構と、 前記吸気通路内を流れる吸気の流量を調節するスロット
    ル弁と、 所定の条件が成立したときに、前記スロットル弁を所定
    量閉弁させるスロットル弁制御手段と、を備えることを
    特徴とする可変動弁機構を有する内燃機関。
  8. 【請求項８】 前記スロットル弁制御手段が前記スロッ
    トル弁を所定量閉弁させる場合は、前記スロットル弁制
    御手段が前記スロットル弁を所定量閉弁させない場合に
    対して、前記吸気弁と前記排気弁との少なくとも一方の
    開閉時期およびまたは開弁量を変更すべく前記可変動弁
    機構を制御する動弁機構制御手段を更に備えることを特
    徴とする請求項７に記載の可変動弁機構を有する内燃機
    関。
  9. 【請求項９】 前記動弁機構制御手段は、前記スロット
    ル弁制御手段が前記スロットル弁を所定量閉弁させる際
    に、前記内燃機関に対する要求トルクと前記内燃機関の
    実際のトルクとが一致するよう前記可変動弁機構を制御
    することを特徴とする請求項８に記載の可変動弁機構を
    有する内燃機関。
  10. 【請求項１０】 前記動弁機構制御手段は、前記スロッ
    トル弁制御手段が前記スロットル弁を所定量閉弁させる
    際に前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記可変動
    弁機構を制御することを特徴とする請求項８に記載の可
    変動弁機構を有する内燃機関。
  11. 【請求項１１】 前記内燃機関の運転状態が所定の運転
    領域にあるときは、前記スロットル弁を所定開度に保持
    しつつ前記可変動弁機構を制御して前記内燃機関の吸入
    空気量を調整する吸入空気量制御手段を更に備え、前記
    スロットル弁制御手段は、前記吸入空気量制御手段によ
    って前記内燃機関の吸入空気量が制御されているときに
    前記所定の条件が成立すると、前記スロットル弁を所定
    量閉弁させることを特徴とする請求項７に記載の可変動
    弁機構を有する内燃機関。
  12. 【請求項１２】 前記スロットル弁制御手段が前記スロ
    ットル弁を所定量閉弁させる際に前記内燃機関の吸入空
    気量が変化しないよう前記可変動弁機構を制御する動弁
    機構制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１１
    に記載の可変動弁機構を有する内燃機関。
  13. 【請求項１３】 前記負圧機構は、燃料タンク内で発生
    した蒸発燃料を前記吸気通路へ還流させる蒸発燃料還流
    機構であり、前記スロットル弁制御手段は、前記蒸発燃
    料還流機構を作動させる必要が生じたときに、前記スロ
    ットル弁を所定量閉弁させることを特徴とする請求項７
    から請求項１２の何れか一に記載の可変動弁機構を有す
    る内燃機関。
  14. 【請求項１４】 前記要求トルクは、前記内燃機関の回
    転数とアクセル開度とをパラメータとして決定されるこ
    とを特徴とする請求項６又は請求項９に記載の可変動弁
    機構を有する内燃機関。
  15. 【請求項１５】 前記可変動弁機構は、電磁力を利用し
    て吸気弁およびまたは排気弁を開閉駆動することを特徴
    とする請求項１から請求項１４の何れか一に記載の可変
    動弁機構を有する内燃機関。
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