JP2002213263A

JP2002213263A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2002213263A
Application number: JP2001012011A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nakasaka; 幸博中坂; Kazuhisa Mogi; 和久茂木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】気筒内に吸入される吸入空気量を迅速に変更
する必要がある機関過渡運転時に吸入空気量を迅速に変
更する。【解決手段】吸気弁２の近くの吸気ポート５２又は吸
気マニホルド５３内に吸気弁２とは別個の吸気制御弁５
９，５９’を配置し、目標吸入空気量が予め定められた
吸入空気量以下のときには、目標吸入空気量がその予め
定められた吸入空気量よりも多いときに比べ、吸気制御
弁５９，５９’の開度を減少させると共に吸気弁２の閉
弁時期を進角させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸気弁のバルブ開特性を変更する
ことにより、気筒内に吸入される吸入空気量を変更する
ようにした内燃機関の制御装置が知られている。この種
の内燃機関の制御装置の例としては、例えば特開平１１
−１１７７７７号公報に記載されたものがある。特開平
１１−１１７７７７号公報に記載された内燃機関の制御
装置では、例えば吸気弁のバルブリフト量を変更するこ
とにより、気筒内に吸入される吸入空気量が変更せしめ
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平１１
−１１７７７７号公報の図１４には、吸気弁のバルブリ
フト量を減少させるに従って吸入空気量が減少する点が
開示されているものの、現実には、吸気弁のバルブリフ
ト量を減少させていくと、吸気弁のバルブリフト量のば
らつきに対する吸入空気量の感度が大きくなるために、
吸気弁のバルブリフト量と吸入空気量との関係は特開平
１１−１１７７７７号公報の図１４に開示されているよ
うな関係にはならない。つまり、現実には、吸気弁のバ
ルブリフト量が比較的小さいときには、吸気弁のバルブ
リフト量を制御することによって実際の吸入空気量を目
標吸入空気量に一致させるのが困難になっている。一方
で、特開平１１−１１７７７７号公報には、このような
問題点及びその解決方法について記載されていない。

【０００４】また特開平１１−１１７７７７号公報に
は、吸気弁のバルブ開特性を変更することにより、吸入
空気量が変更される点が開示されている。ところが、吸
気弁のバルブ開特性が変更される場合には、吸入空気量
を変更するために吸気弁のバルブ開特性を変更すべき要
求があってから実際に吸気弁のバルブ開特性が変更され
るまでにある程度の時間を要してしまう場合があった。
従って、特開平１１−１１７７７７号公報に記載された
内燃機関の制御装置では、吸入空気量を迅速に変更する
必要がある機関過渡運転時に、吸入空気量を要求通りに
迅速に変更することができないおそれがあった。

【０００５】また、吸気弁及び排気弁のバルブ開特性が
エンジンのサイクル毎にステップ状に変更する場合等が
考えられる。ところが、吸気弁及び排気弁のバルブ開特
性がステップ状に変更されてしまうと、それに伴って吸
入空気量が急激に変化し、トルクショックが発生してし
まう。一方で、特開平１１−１１７７７７号公報には、
このような問題点及びその解決方法について記載されて
いない。

【０００６】前記問題点に鑑み、本発明は気筒内に吸入
される吸入空気量が比較的少ないときであっても実際の
吸入空気量を目標吸入空気量に一致させることができる
内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】更に本発明は気筒内に吸入される吸入空気
量を迅速に変更する必要がある機関過渡運転時に吸入空
気量を迅速に変更することができる内燃機関の制御装置
を提供することを目的とする。

【０００８】更に本発明は吸気弁及び排気弁の少なくと
も一方のバルブ開特性がステップ状に変更せしめられる
のに伴ってトルクショックが発生してしまうのを抑制す
ることができる内燃機関の制御装置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】請求項１に記載の発明に
よれば、吸気弁のバルブ開特性を変更することにより、
気筒内に吸入される吸入空気量を変更するようにした内
燃機関の制御装置において、吸気弁の近くの機関吸気通
路内に吸気弁とは別個の吸気制御弁を配置し、目標吸入
空気量が予め定められた吸入空気量以下のときには、目
標吸入空気量が前記予め定められた吸入空気量よりも多
いときに比べ、吸気制御弁開度を減少させると共に吸気
弁の閉弁時期を進角させることを特徴とする内燃機関の
制御装置が提供される。

【００１０】請求項１に記載の内燃機関の制御装置で
は、吸気弁のバルブ開特性を変更して吸入空気量を減少
させていくと吸気弁のバルブ開特性のばらつきに対する
吸入空気量の感度が大きくなり、その結果、吸気弁のバ
ルブ開特性のみを制御することによっては実際の吸入空
気量を目標吸入空気量に一致させることが困難になるの
に鑑み、目標吸入空気量が予め定められた吸入空気量以
下のときには、特開平１１−１１７７７７号公報に記載
された内燃機関の制御装置のように吸気弁のバルブ開特
性のみを制御するのではなく、目標吸入空気量がその予
め定められた吸入空気量よりも多いときに比べ、吸気制
御弁の開度が減少せしめられると共に吸気弁の閉弁時期
が進角せしめられる。つまり、吸気弁の閉弁時期が進角
せしめられることによって吸入空気量が減少せしめられ
るだけではなく、吸気制御弁の開度が減少せしめられる
ことによっても吸入空気量が減少せしめられる。そのた
め、吸気弁のバルブ開特性のばらつきに対する吸入空気
量の感度が大きくなるまで吸気弁の閉弁時期が進角され
てしまうのが回避され、その結果、気筒内に吸入される
吸入空気量が比較的少ないときであっても実際の吸入空
気量を目標吸入空気量に一致させることができる。ま
た、吸気制御弁が吸気弁の近くの機関吸気通路内に配置
されているため、例えばスロットル弁のように吸気弁か
ら比較的離れた位置に配置されている弁の開度が減少せ
しめられるのに伴ってポンプ損失が増加してしまう場合
と異なり、吸気制御弁の開度が減少せしめられるのに伴
うポンプ損失の増加が抑制される。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、吸気弁の
バルブ開特性を変更することにより、気筒内に吸入され
る吸入空気量を変更するようにした内燃機関の制御装置
において、機関吸気通路内にスロットル弁を配置し、吸
気弁の近くの機関吸気通路内にスロットル弁及び吸気弁
とは別個の吸気制御弁を配置し、目標吸入空気量が予め
定められた吸入空気量以下のときには、目標吸入空気量
が前記予め定められた吸入空気量よりも多いときに比
べ、吸気制御弁開度を減少させると共に吸気弁の閉弁時
期を進角させることを特徴とする内燃機関の制御装置が
提供される。

【００１２】請求項２に記載の内燃機関の制御装置で
は、吸気弁のバルブ開特性を変更して吸入空気量を減少
させていくと吸気弁のバルブ開特性のばらつきに対する
吸入空気量の感度が大きくなり、その結果、吸気弁のバ
ルブ開特性のみを制御することによっては実際の吸入空
気量を目標吸入空気量に一致させることが困難になるの
に鑑み、目標吸入空気量が予め定められた吸入空気量以
下のときには、特開平１１−１１７７７７号公報に記載
された内燃機関の制御装置のように吸気弁のバルブ開特
性のみを制御するのではなく、目標吸入空気量がその予
め定められた吸入空気量よりも多いときに比べ、吸気制
御弁の開度が減少せしめられると共に吸気弁の閉弁時期
が進角せしめられる。つまり、吸気弁の閉弁時期が進角
せしめられることによって吸入空気量が減少せしめられ
るだけではなく、吸気制御弁の開度が減少せしめられる
ことによっても吸入空気量が減少せしめられる。そのた
め、吸気弁のバルブ開特性のばらつきに対する吸入空気
量の感度が大きくなるまで吸気弁の閉弁時期が進角され
てしまうのが回避され、その結果、気筒内に吸入される
吸入空気量が比較的少ないときであっても実際の吸入空
気量を目標吸入空気量に一致させることができる。ま
た、吸気制御弁が吸気弁の近くの機関吸気通路内にスロ
ットル弁とは別個に配置されているため、吸気弁から比
較的離れた位置に配置されているスロットル弁の開度が
減少せしめられるのに伴ってポンプ損失が増加してしま
う場合と異なり、吸気制御弁の開度が減少せしめられて
もスロットル弁開度が減少せしめられなければポンプ損
失はあまり増加しない。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、吸気弁及
び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性を変更するこ
とにより、気筒内に吸入される吸入空気量を変更するよ
うにした内燃機関の制御装置において、吸気弁の近くの
機関吸気通路内に吸気弁とは別個の吸気制御弁を配置
し、機関過渡運転時には、吸気弁及び排気弁の少なくと
も一方のバルブ開特性と吸気制御弁開度とを共に変更す
ることを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、機関過渡
運転時には、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバル
ブ開特性と吸気制御弁開度とを共に変更し、機関非過渡
運転時には、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバル
ブ開特性を変更し得るようにし、吸気制御弁開度を変更
しないことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制
御装置が提供される。

【００１５】請求項３及び４に記載の内燃機関の制御装
置では、吸気弁のバルブ開特性が変更されるときには吸
入空気量を変更するために吸気弁のバルブ開特性を変更
すべき要求があってから実際に吸気弁のバルブ開特性が
変更されるまでにある程度の時間を要してしまう場合が
あり、その結果、吸入空気量を迅速に変更する必要があ
る機関過渡運転時に吸入空気量を要求通りに迅速に変更
することが困難になるおそれが生ずるのに鑑み、機関過
渡運転時には、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバ
ルブ開特性のみが変更されるのではなく、吸気弁及び排
気弁の少なくとも一方のバルブ開特性と吸気制御弁開度
とが共に変更される。つまり、吸気弁及び排気弁の少な
くとも一方のバルブ開特性が変更せしめられることによ
って吸入空気量が変更せしめられるだけではなく、吸気
制御弁開度が変更せしめられることによっても吸入空気
量が変更せしめられる。そのため、気筒内に吸入される
吸入空気量を迅速に変更する必要がある機関過渡運転時
に、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性
のみが変更せしめられる場合に比べ、吸入空気量を迅速
に変更することができる。また、吸気制御弁が吸気弁の
近くの機関吸気通路内に配置されているため、例えばス
ロットル弁のように吸気弁から比較的離れた位置に配置
されている弁の開度が減少せしめられるのに伴ってポン
プ損失が増加してしまう場合と異なり、吸気制御弁の開
度が減少せしめられるのに伴うポンプ損失の増加が抑制
される。

【００１６】請求項５に記載の発明によれば、吸気弁及
び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性を変更するこ
とにより、気筒内に吸入される吸入空気量を変更するよ
うにした内燃機関の制御装置において、吸気弁の近くの
機関吸気通路内に吸気弁とは別個の吸気制御弁を配置
し、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性
がステップ状に変更せしめられる場合には、吸気弁及び
排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性と吸気制御弁開
度とを共に変更することを特徴とする内燃機関の制御装
置が提供される。

【００１７】請求項５に記載の内燃機関の制御装置で
は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性
がステップ状に変更されてしまうと、それに伴って吸入
空気量が急激に変化し、トルクショックが発生してしま
うのに鑑み、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバル
ブ開特性がステップ状に変更せしめられる場合には、吸
気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性と吸気
制御弁開度とが共に変更せしめられる。つまり、例えば
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性がス
テップ状に変更されるのに伴って吸入空気量が急激に増
加し、トルクショックが発生しそうになる場合には、吸
入空気量を減少させてトルクショックを相殺するように
吸気制御弁開度が変更せしめられる。あるいは、例えば
吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性がス
テップ状に変更されるのに伴って吸入空気量が急激に減
少し、トルクショックが発生しそうになる場合には、吸
入空気量を増加させてトルクショックを相殺するように
吸気制御弁開度が変更せしめられる。そのため、吸気弁
及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性がステップ
状に変更せしめられるのに伴ってトルクショックが発生
してしまうのを抑制することができる。また、吸気制御
弁が吸気弁の近くの機関吸気通路内に配置されているた
め、例えばスロットル弁のように吸気弁から比較的離れ
た位置に配置されている弁の開度が減少せしめられるの
に伴ってポンプ損失が増加してしまう場合と異なり、吸
気制御弁の開度が減少せしめられるのに伴うポンプ損失
の増加が抑制される。

【００１８】請求項６に記載の発明によれば、気筒内に
吸入される吸入空気量が増加するように吸気弁及び排気
弁の少なくとも一方のバルブ開特性がステップ状に変更
せしめられる場合には、吸気弁及び排気弁の少なくとも
一方のバルブ開特性がステップ状に変更せしめられた後
に吸気制御弁開度を変更することを特徴とする請求項５
に記載の内燃機関の制御装置が提供される。

【００１９】請求項６に記載の内燃機関の制御装置で
は、気筒内に吸入される吸入空気量が増加するように吸
気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性がステ
ップ状に変更せしめられる場合には、吸気弁及び排気弁
の少なくとも一方のバルブ開特性がステップ状に変更せ
しめられた後に吸気制御弁開度が変更せしめられる。そ
のため、実際のトルクを目標トルクに近づけていくこと
ができる。

【００２０】請求項７に記載の発明によれば、気筒内に
吸入される吸入空気量が減少するように吸気弁及び排気
弁の少なくとも一方のバルブ開特性がステップ状に変更
せしめられる場合には、吸気弁及び排気弁の少なくとも
一方のバルブ開特性がステップ状に変更せしめられる前
に吸気制御弁開度を変更することを特徴とする請求項５
に記載の内燃機関の制御装置が提供される。

【００２１】請求項７に記載の内燃機関の制御装置で
は、気筒内に吸入される吸入空気量が減少するように吸
気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性がステ
ップ状に変更せしめられる場合には、吸気弁及び排気弁
の少なくとも一方のバルブ開特性がステップ状に変更せ
しめられる前に吸気制御弁開度が変更せしめられる。そ
のため、実際のトルクを目標トルクに予め近づけておく
ことができる。

【００２２】請求項８に記載の発明によれば、吸気弁の
近くの吸気ポート内に前記吸気制御弁を配置したことを
特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機
関の制御装置が提供される。

【００２３】請求項８に記載の内燃機関の制御装置で
は、吸気制御弁が吸気弁の近くの吸気ポート内に配置さ
れているため、例えばスロットル弁のように吸気弁から
比較的離れた位置に配置されている弁の開度が減少せし
められるのに伴ってポンプ損失が増加してしまう場合と
異なり、吸気制御弁の開度が減少せしめられるのに伴う
ポンプ損失の増加が抑制される。

【００２４】請求項９に記載の発明によれば、吸気弁の
近くの吸気マニホルド内に前記吸気制御弁を配置したこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内
燃機関の制御装置が提供される。

【００２５】請求項９に記載の内燃機関の制御装置で
は、吸気制御弁が吸気弁の近くの吸気マニホルド内に配
置されているため、例えばスロットル弁のように吸気弁
から比較的離れた位置に配置されている弁の開度が減少
せしめられるのに伴ってポンプ損失が増加してしまう場
合と異なり、吸気制御弁の開度が減少せしめられるのに
伴うポンプ損失の増加が抑制される。

【００２６】請求項１０に記載の発明によれば、吸気弁
の近くのシリンダヘッド内の機関吸気通路内に前記吸気
制御弁を配置した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の制御装置が提供される。

【００２７】請求項１０に記載の内燃機関の制御装置で
は、吸気制御弁が吸気弁の近くのシリンダヘッド内の機
関吸気通路内に配置されているため、例えばスロットル
弁のように吸気弁から比較的離れた位置に配置されてい
る弁の開度が減少せしめられるのに伴ってポンプ損失が
増加してしまう場合と異なり、吸気制御弁の開度が減少
せしめられるのに伴うポンプ損失の増加が抑制される。

【００２８】請求項１１に記載の発明によれば、吸気弁
の近くであってサージタンクよりも下流側の機関吸気通
路内に前記吸気制御弁を配置した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の制御装置が
提供される。

【００２９】請求項１１に記載の内燃機関の制御装置で
は、吸気制御弁が吸気弁の近くであってサージタンクよ
りも下流側の機関吸気通路内に配置されているため、例
えばスロットル弁のように吸気弁から比較的離れた位置
に配置されている弁の開度が減少せしめられるのに伴っ
てポンプ損失が増加してしまう場合と異なり、吸気制御
弁の開度が減少せしめられるのに伴うポンプ損失の増加
が抑制される。

【００３０】請求項１２に記載の発明によれば、スロッ
トル弁開度が減少せしめられていくときのポンプ損失の
増加よりも、吸気制御弁開度が減少せしめられていくと
きのポンプ損失の増加が少なくなる程度に吸気弁から近
い位置の機関吸気通路内に前記吸気制御弁を配置したこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内
燃機関の制御装置が提供される。

【００３１】請求項１２に記載の内燃機関の制御装置で
は、スロットル弁開度が減少せしめられていくときのポ
ンプ損失の増加よりも、吸気制御弁開度が減少せしめら
れていくときのポンプ損失の増加が少なくなる程度に吸
気弁から近い位置の機関吸気通路内に前記吸気制御弁が
配置されている。そのため、スロットル弁のように吸気
弁から比較的離れた位置に配置されている弁の開度が減
少せしめられるのに伴ってポンプ損失が増加してしまう
場合と異なり、吸気制御弁の開度が減少せしめられるの
に伴うポンプ損失の増加が抑制される。つまり、吸気制
御弁開度が減少せしめられるのに伴ってポンプ損失が増
加してしまうのを抑制することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。

【００３３】図１は本発明の内燃機関の制御装置の第一
の実施形態の概略構成図、図２は図１に示した内燃機関
の制御装置の吸気系等の詳細図、図３は図２に示した内
燃機関の制御装置のシリンダ付近の平面図である。図１
〜図３において、１は内燃機関、２は吸気弁、３は排気
弁、４は吸気弁を開閉させるためのカム、５は排気弁を
開閉させるためのカム、６は吸気弁用カム４を担持して
いるカムシャフト、７は排気弁用カム５を担持している
カムシャフトである。図４は図１に示した吸気弁用カム
及びカムシャフトの詳細図である。図４に示すように、
本実施形態のカム４のカムプロフィルは、カムシャフト
中心軸線の方向に変化している。つまり、本実施形態の
カム４は、図４の左端のノーズ高さが右端のノーズ高さ
よりも大きくなっている。すなわち、本実施形態の吸気
弁２のバルブリフト量は、バルブリフタがカム４の左端
と接しているときよりも、バルブリフタがカム４の右端
と接しているときの方が小さくなる。

【００３４】図１〜図３の説明に戻り、８は気筒内に形
成された燃焼室、９はバルブリフト量を変更するために
吸気弁２に対してカム４をカムシャフト中心軸線の方向
に移動させるためのバルブリフト量変更装置である。つ
まり、バルブリフト量変更装置９を作動することによ
り、カム４の左端（図４）においてカム４とバルブリフ
タとを接触させたり、カム４の右端（図４）においてカ
ム４とバルブリフタとを接触させたりすることができ
る。バルブリフト量変更装置９によって吸気弁２のバル
ブリフト量が変更されると、それに伴って、吸気弁２の
開口面積が変更されることになる。本実施形態の吸気弁
２では、バルブリフト量が増加されるに従って吸気弁２
の開口面積が増加するようになっている。１０はバルブ
リフト量変更装置９を駆動するためのドライバ、１１は
吸気弁２の開弁期間を変更することなく吸気弁の開閉タ
イミングをシフトさせるための開閉タイミングシフト装
置である。つまり、開閉タイミングシフト装置１１を作
動することにより、吸気弁２の開閉タイミングを進角側
にシフトさせたり、遅角側にシフトさせたりすることが
できる。１２は開閉タイミングシフト装置１１を作動す
るための油圧を制御するオイルコントロールバルブであ
る。尚、本実施形態における可変動弁機構には、バルブ
リフト量変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１
の両者が含まれることになる。

【００３５】１３はクランクシャフト、１４はオイルパ
ン、１５は燃料噴射弁、１６は吸気弁２のバルブリフト
量及び開閉タイミングシフト量を検出するためのセン
サ、１７は機関回転数を検出するためのセンサである。
１８は気筒内に吸入空気を供給する吸気管内の圧力を検
出するための吸気管圧センサ、１９はエアフローメー
タ、２０は内燃機関冷却水の温度を検出するための冷却
水温センサ、２１は気筒内に供給される吸入空気の吸気
管内における温度を検出するための吸入空気温センサ、
２２はＥＣＵ（電子制御装置）である。５０はシリン
ダ、５１はシリンダヘッド、５２は吸気ポート、５３は
吸気マニホルド、５４は吸気管、５５はサージタンク、
５６は排気管、５７は点火栓、５８はアクセルペダル開
度とは無関係に開度が変更せしめられるスロットル弁で
ある。５９はシリンダ５０内に吸入される吸入空気量を
制御するために吸気弁２の近くのシリンダヘッド５１内
の吸気ポート５２内に配置された吸気制御弁である。こ
の吸気制御弁５９は、吸気制御弁開度が減少せしめられ
ていくときにポンプ損失があまり増加しない程度に吸気
弁２の近くに配置されている。本実施形態では、図３に
示すように吸気制御弁５９が二つの吸気ポート５２のう
ちの一方に配置されているが、その代わりに、各吸気ポ
ート５２に吸気制御弁をそれぞれ配置することも可能で
ある。また、吸気制御弁５９を一方の吸気ポートに配置
する場合、吸気制御弁５９が配置される吸気ポートの断
面積を、吸気制御弁５９が配置されない吸気ポートの断
面積よりも大きくすることが可能である。あるいは、吸
気制御弁５９が配置される吸気ポートの断面積を、吸気
制御弁５９が配置されない吸気ポートの断面積より小さ
くすることも可能である。尚、シリンダ５０内にスワー
ルが形成されるように吸気制御弁５９を配置することに
より、燃焼を向上させることができる。

【００３６】図５は図１に示したバルブリフト量変更装
置等の詳細図である。図５において、３０は吸気弁用カ
ムシャフト６に連結された磁性体、３１は磁性体３０を
左側に付勢するためのコイル、３２は磁性体３０を右側
に付勢するための圧縮ばねである。コイル３１に対する
通電量が増加されるに従って、カム４及びカムシャフト
６が左側に移動する量が増加し、吸気弁２のバルブリフ
ト量が減少せしめられることになる。

【００３７】図６はバルブリフト量変更装置が作動され
るのに伴って吸気弁のバルブリフト量が変化する様子を
示した図である。図６に示すように、コイル３１に対す
る通電量が減少されるに従って、吸気弁２のバルブリフ
ト量が増加せしめられる（実線→破線→一点鎖線）。ま
た本実施形態では、バルブリフト量変更装置９が作動さ
れるのに伴って、吸気弁２の開弁期間も変更せしめられ
る。つまり、吸気弁２の作用角も変更せしめられる。詳
細には、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられる
のに伴って、吸気弁２の作用角が増加せしめられる（実
線→破線→一点鎖線）。更に本実施形態では、バルブリ
フト量変更装置９が作動されるのに伴って、吸気弁２の
バルブリフト量がピークとなるタイミングも変更せしめ
られる。詳細には、吸気弁２のバルブリフト量が増加せ
しめられるのに伴って、吸気弁２のバルブリフト量がピ
ークとなるタイミングが遅角せしめられる（実線→破線
→一点鎖線）。

【００３８】図７は図１に示した開閉タイミングシフト
装置等の詳細図である。図７において、４０は吸気弁２
の開閉タイミングを進角側にシフトさせるための進角側
油路、４１は吸気弁２の開閉タイミングを遅角側にシフ
トさせるための遅角側油路、４２はオイルポンプであ
る。進角側油路４０内の油圧が増加されるに従い、吸気
弁２の開閉タイミングが進角側にシフトせしめられる。
つまり、クランクシャフト１３に対するカムシャフト６
の回転位相が進角せしめられる。一方、遅角側油路４１
の油圧が増加されるに従い、吸気弁２の開閉タイミング
が遅角側にシフトせしめられる。つまり、クランクシャ
フト１３に対するカムシャフト６の回転位相が遅角せし
められる。

【００３９】図８は開閉タイミングシフト装置が作動さ
れるのに伴って吸気弁の開閉タイミングがシフトする様
子を示した図である。図８に示すように、進角側油路４
０内の油圧が増加されるに従って吸気弁２の開閉タイミ
ングが進角側にシフトされる（実線→破線→一点鎖
線）。このとき、吸気弁２の開弁期間は変更されない、
つまり、吸気弁２が開弁している期間の長さは変更され
ない。

【００４０】図２に示したように本実施形態の内燃機関
の制御装置にはスロットル弁５８が設けられているが、
本実施形態の変形例では、スロットル弁５８を排除する
ことも可能である。この変形例によっても、後述する本
実施形態の効果とほぼ同様の効果を奏することができ
る。図９は本実施形態の他の変形例の図２と同様の図で
ある。図９において、図２に示した参照番号と同一の参
照番号は、図２に示した部品又は部分と同一の部品又は
部分を示している。５９’はシリンダ５０内に吸入され
る吸入空気量を制御するために吸気弁２の近くであって
サージタンク５５よりも下流側の吸気マニホルド５３内
に配置された吸気制御弁である。上述した第一の実施形
態の吸気制御弁５９と同様に、この吸気制御弁５９’
も、吸気制御弁開度が減少せしめられていくときにポン
プ損失があまり増加しない程度に吸気弁２の近くに配置
されている。尚、この変形例の更なる変形例でもスロッ
トル弁５８を排除することが可能である。スロットル弁
５８を排除した場合にも、図９に示した変形例とほぼ同
様の効果を奏することができる。

【００４１】上述した第一の実施形態及びその変形例に
おいて、吸気弁２のバルブリフト量及び／又は作用角を
減少させることによってシリンダ５０内に吸入される吸
入空気量を減少させることができるものの、吸気弁２の
バルブリフト量及び／又は作用角をかなり小さい値まで
減少させると、吸気弁２のバルブリフト量及び／又は作
用角のばらつきに対する吸入空気量の感度が大きくな
り、実際の吸入空気量を目標吸入空気量に一致させるの
が困難になる。そこで本実施形態及びその変形例では、
吸気制御弁５９，５９’を用いて後述するような制御が
行われる。

【００４２】図１０は第一の実施形態における吸気弁の
閉弁時期及び吸気制御弁開度と吸入空気量との関係を示
した図である。図１０に示すように、本実施形態では、
吸入空気量を減少させるために吸気弁２の閉弁時期が進
角され続けるのではなく、吸入空気量を所定値Ａ１まで
減少させる場合には、吸気制御弁５９，５９’の開度を
全開に維持しつつ、吸気弁２の閉弁時期が進角せしめら
れて吸気弁２の作用角が減少せしめられる。吸入空気量
を所定量Ａ１よりも更に減少させる場合には、吸気弁２
の閉弁時期が所定のタイミングに維持されつつ、吸気制
御弁５９，５９’の開度が減少せしめられる。

【００４３】すなわち本実施形態によれば、目標吸入空
気量が予め定められた吸入空気量Ａ１以下のときには、
目標吸入空気量がその予め定められた吸入空気量Ａ１よ
りも多いときに比べ、吸気制御弁５９，５９’の開度が
減少せしめられると共に吸気弁２の閉弁時期が進角せし
められる。つまり、吸気弁２の閉弁時期が進角せしめら
れることによって吸入空気量が減少せしめられるだけで
はなく、吸気制御弁５９，５９’の開度が減少せしめら
れることによっても吸入空気量が減少せしめられる。そ
のため、吸気弁２のバルブ開特性のばらつきに対する吸
入空気量の感度が大きくなるまで吸気弁２の閉弁時期が
進角されてしまうのが回避され、その結果、シリンダ５
０内に吸入される吸入空気量が比較的少ないときであっ
ても実際の吸入空気量を目標吸入空気量に一致させるこ
とができる。

【００４４】図１１は第一の実施形態の変形例における
吸気弁の閉弁時期及び吸気制御弁開度と吸入空気量との
関係を示した図である。図１１に示すように、この変形
例では、吸入空気量を所定値Ａ２まで減少させる場合に
は、吸気制御弁５９，５９’の開度を全開に維持しつ
つ、吸気弁２の閉弁時期が進角せしめられて吸気弁２の
作用角が減少せしめられる。吸入空気量を所定値Ａ２か
ら所定値Ａ１まで減少させる場合には、吸気弁２の閉弁
時期が進角せしめられて吸気弁２の作用角が減少せしめ
られると共に、吸気制御弁５９，５９’の開度が減少せ
しめられる。吸入空気量を所定量Ａ１よりも更に減少さ
せる場合には、吸気弁２の閉弁時期が所定のタイミング
に維持されつつ、吸気制御弁５９，５９’の開度が減少
せしめられる。この変形例においても、図１０に示した
第一の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができ
る。

【００４５】本実施形態及びその変形例では、図１０及
び図１１に示したように吸気弁２の閉弁時期を進角させ
ることによって吸入空気量を減少させているが、代わり
に、吸気弁２のバルブリフト量を減少させることによっ
て吸入空気量を減少させてもよく、また、排気弁３の閉
弁時期を遅角させて吸気弁２及び排気弁３のバルブオー
バラップ量を増加させることによって吸入空気量を減少
させることも可能である。あるいは、それらを組み合わ
せることによって吸入空気量を減少させることも可能で
ある。

【００４６】以下、本発明の内燃機関の制御装置の第二
の実施形態について説明する。本実施形態の構成は、後
述する点を除き、上述した第一の実施形態の構成とほぼ
同様である。また、本実施形態の変形例では、図９に示
したように吸気制御弁５９’を排気マニホルド５３内に
配置することも可能である。図１２は第二の実施形態及
びその変形例の吸入空気量制御方法を示したフローチャ
ートである。このルーチンは所定時間間隔で実行され
る。図１２に示すように、このルーチンが開始される
と、まずステップ１００においてセンサ１７の出力値に
基づいて算出された機関回転数が読み込まれる。次いで
ステップ１０１では、例えばアクセルペダル（図示せ
ず）の踏み込み量に基づいて算出された要求トルクが読
み込まれる。次いでステップ１０２では要求トルクの変
化率に基づいて機関過渡運転時であるか否かが判断され
る。ここでいう機関過渡運転時とは、運転者に急激なト
ルク変化を要求されている時であり、例えば要求トルク
の変化率の絶対値がゼロでない所定値以上の時である。
ＹＥＳのときにはステップ１０３に進み、ＮＯのときに
はステップ１１１に進む。ステップ１０３では、吸気制
御弁５９，５９’が全開されているか否かが判断され
る。ＮＯのときにはステップ１０４に進み、ＹＥＳのと
きには吸気制御弁５９，５９’の開度を増加させて吸入
空気量を増加させることができないと判断し、ステップ
１１０に進む。

【００４７】ステップ１０４では、要求トルクの変化量
が大きいか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステッ
プ１０５に進み、ＮＯのときにはステップ１０８に進
む。図１３は要求トルクと機関回転数との関係を示した
図である。例えば変化前の要求トルクが領域Ａ内の値で
あって変化後の要求トルクが領域Ｂ内の値であるときに
は、ステップ１０４において要求トルクの変化量が大き
いと判断される。また、例えば変化前の要求トルクが領
域Ｂ内の値であって変化後の要求トルクが領域Ａ内の値
であるときにも、ステップ１０４において要求トルクの
変化量が大きいと判断される。一方、例えば変化前の要
求トルクが領域Ａ内の値であって変化後の要求トルクも
領域Ａ内の値であるときには、ステップ１０４において
要求トルクの変化量が小さいと判断される。また、例え
ば変化前の要求トルクが領域Ｂ内の値であって変化後の
要求トルクも領域Ｂ内の値であるときにも、ステップ１
０４において要求トルクの変化量が小さいと判断され
る。

【００４８】ステップ１０５では吸気制御弁５９，５
９’が後述するように制御され、次いでステップ１０６
では吸気弁２が後述するように制御される。好適には、
ステップ１０５及びステップ１０６は同時に実行され
る。図１４は要求トルク変化量が大きいときの吸気弁の
作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間との関係
を示した図である。図１４において実線は本実施形態の
吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示し
ており、破線は吸気制御弁がない場合の吸気弁の作用
角、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示している。図１
２及び図１４に示すように、要求トルクの変化量が大き
くステップ１０４においてＹＥＳと判断されるとき、つ
まり、要求される吸入空気量の変化量（例えば増加量）
が多いときには、ステップ１０５において吸気制御弁５
９，５９’の開度が増加せしめられる。更にステップ１
０６において吸気弁２の作用角が増加せしめられる。そ
のため、吸気制御弁がなく吸気制御弁開度が変更されな
い場合に比べ、吸入空気量を迅速に増加させることがで
きる。

【００４９】次いでステップ１０７では、実際の機関回
転数及びトルクが目標機関回転数及びトルクに一致する
ように吸気弁２の作用角が制御される。

【００５０】一方、ステップ１０８では吸気制御弁５
９，５９が後述するように制御され、次いでステップ１
０９では吸気弁２が後述するように制御される。好適に
は、ステップ１０８及びステップ１０９は同時に実行さ
れる。図１５は要求トルク変化量が小さいときの吸気弁
の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間との関
係を示した図である。図１５において実線は本実施形態
の吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示
しており、破線は吸気制御弁がない場合の吸気弁の作用
角、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示している。図１
２及び図１５に示すように、要求トルクの変化量が小さ
くステップ１０４においてＮＯと判断されるとき、つま
り、要求される吸入空気量の変化量（例えば増加量）が
少ないときには、ステップ１０８において吸気制御弁５
９，５９’の開度が一旦増加せしめられ、次いで減少せ
しめられる。更にステップ１０９において吸気弁２の作
用角が増加せしめられる。つまり、ステップ１０８にお
いて吸気制御弁５９，５９’の開度が増加せしめられる
ため、吸気制御弁がなく吸気制御弁開度が変更されない
場合に比べ、吸入空気量を迅速に増加させることができ
る。また、ステップ１０８において吸気制御弁５９，５
９’の開度が増加せしめられた後に減少せしめられるた
め、吸入空気量が過剰に増加したり、オーバシュートし
たりするのを抑制することができる。

【００５１】ステップ１０３において吸気制御弁５９，
５９’が全開されていると判断されたときには、吸気制
御弁５９，５９’の開度を更に増加させることができな
いため、ステップ１１０において吸気弁２の作用角が変
更されて吸入空気量が変更せしめられる。またステップ
１０２において機関非過渡運転時であると判断されたと
きには、ステップ１１１において吸気弁２の作用角が変
更されて吸入空気量が変更せしめられ、吸気制御弁５
９，５９’の開度は変更せしめられない。

【００５２】本実施形態及びその変形例によれば、ステ
ップ１０２において機関過渡運転時であると判断された
ときには、吸気弁２の作用角のみが変更されるのではな
く、ステップ１０５又はステップ１０８において吸気制
御弁５９，５９’の開度が変更されると共に、ステップ
１０６又はステップ１０９において吸気弁２の作用角が
変更される。つまり、ステップ１０６又はステップ１０
９において吸気弁２の作用角が変更せしめられることに
よって吸入空気量が変更せしめられるだけではなく、ス
テップ１０５又はステップ１０８において吸気制御弁５
９，５９’の開度が変更せしめられることによっても吸
入空気量が変更せしめられる。そのため、シリンダ５０
内に吸入される吸入空気量を迅速に変更する必要がある
機関過渡運転時に、吸入空気量を迅速に変更することが
できる。

【００５３】本実施形態及びその変形例では、図１４及
び図１５に示したように吸気弁２の作用角を増加させる
ことによって吸入空気量を増加させているが、代わり
に、吸気弁２のバルブリフト量を増加させることによっ
て吸入空気量を増加させてもよく、また、排気弁３の閉
弁時期を進角させて吸気弁２及び排気弁３のバルブオー
バラップ量を減少させることによって吸入空気量を増加
させることも可能である。あるいは、それらを組み合わ
せることによって吸入空気量を増加させることも可能で
ある。

【００５４】また本実施形態及びその変形例では、要求
トルクの変化量が小さいとき、図１５に示したように吸
気弁２の作用角の変更と吸気制御弁５９，５９’の開度
の変更がほぼ同時期に開始されているが、代わりに、吸
気制御弁５９，５９’の開度の変更を吸気弁２の作用角
の変更よりも先に開始することも可能である。

【００５５】更に、上述したように吸入空気量を制御す
ると共に、理論空燃比よりもリーンで燃焼するリーンバ
ーンエンジンにおいては燃料噴射量を制御しておけば、
実際のトルクを目標トルクに迅速に一致させることがで
きる。

【００５６】以下、本発明の内燃機関の制御装置の第三
の実施形態について説明する。本実施形態の構成は、後
述する点を除き、上述した第一の実施形態の構成とほぼ
同様である。また、本実施形態の変形例では、図９に示
したように吸気制御弁５９’を排気マニホルド５３内に
配置することも可能である。図１６及び図１７は第三の
実施形態及びその変形例の吸入空気量制御方法を示した
フローチャートである。図１２に示した第二の実施形態
と同様に、このルーチンは所定時間間隔で実行される。
図１６及び図１７に示すように、このルーチンが開始さ
れると、第二の実施形態と同様に、まずステップ１００
においてセンサ１７の出力値に基づいて算出された機関
回転数が読み込まれる。次いでステップ１０１では、第
二の実施形態と同様に、例えばアクセルペダル（図示せ
ず）の踏み込み量に基づいて算出された要求トルクが読
み込まれる。次いでステップ１０２では、第二の実施形
態と同様に、要求トルクの変化率に基づいて機関過渡運
転時であるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステ
ップ２００に進み、ＮＯのときにはステップ１１１に進
む。

【００５７】ステップ２００では、要求される吸気弁２
の作用角が増加しているか否かが判断される。ＹＥＳの
ときにはステップ１０３に進み、ＮＯのときにはステッ
プ２０１に進む。ステップ１０３では、第二の実施形態
と同様に、吸気制御弁５９，５９’が全開されているか
否かが判断される。ＮＯのときにはステップ１０４に進
み、ＹＥＳのときには吸気制御弁５９，５９’の開度を
増加させて吸入空気量を増加させることができないと判
断し、ステップ１１０に進む。

【００５８】ステップ１０４では、第二の実施形態と同
様に、要求トルクの変化量（詳細には、増加量）が大き
いか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１０
５に進み、ＮＯのときにはステップ１０８に進む。ステ
ップ１０５では、第二の実施形態と同様に吸気制御弁５
９，５９’が制御され、次いでステップ１０６では、第
二の実施形態と同様に吸気弁２が制御される。好適に
は、ステップ１０５及びステップ１０６は同時に実行さ
れる。次いでステップ１０７では、第二の実施形態と同
様に、実際の機関回転数及びトルクが目標機関回転数及
びトルクに一致するように吸気弁２の作用角が制御され
る。

【００５９】一方、ステップ１０８では、第二の実施形
態と同様に吸気制御弁５９，５９が制御され、次いでス
テップ１０９では、第二の実施形態と同様に吸気弁２が
制御される。好適には、ステップ１０８及びステップ１
０９は同時に実行される。ステップ１０３において吸気
制御弁５９，５９’が全開されていると判断されたとき
には、第二の実施形態と同様に、ステップ１１０におい
て吸気弁２の作用角が変更されて吸入空気量が変更せし
められる。またステップ１０２において機関非過渡運転
時であると判断されたときには、第二の実施形態と同様
に、ステップ１１１において吸気弁２の作用角が変更さ
れて吸入空気量が変更せしめられ、吸気制御弁５９，５
９’の開度は変更せしめられない。

【００６０】ステップ２０１では、吸気制御弁５９，５
９’が全閉されているか否かが判断される。ＮＯのとき
にはステップ２０２に進み、ＹＥＳのときには吸気制御
弁５９，５９’の開度を減少させて吸入空気量を減少さ
せることができないと判断し、ステップ１１０に進む。

【００６１】ステップ２０２では、要求トルクの変化量
（詳細には、減少量）が大きいか否かが判断される。Ｙ
ＥＳのときにはステップ２０３に進み、ＮＯのときには
ステップ２０５に進む。ステップ２０３では吸気制御弁
５９，５９’が後述するように制御され、次いでステッ
プ２０４では吸気弁２が後述するように制御される。好
適には、ステップ２０３及びステップ２０４は同時に実
行される。図１８は要求トルク変化量（減少量）が大き
いときの吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気
量と時間との関係を示した図である。図１８において実
線は本実施形態の吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び
吸入空気量を示しており、破線は吸気制御弁がない場合
の吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示
している。図１６〜図１８に示すように、要求トルクの
変化量（減少量）が大きくステップ２０２においてＹＥ
Ｓと判断されるとき、つまり、要求される吸入空気量の
減少量が多いときには、ステップ２０３において吸気制
御弁５９，５９’の開度が減少せしめられる。更にステ
ップ２０４において吸気弁２の作用角が減少せしめられ
る。そのため、吸気制御弁がなく吸気制御弁開度が変更
されない場合に比べ、吸入空気量を迅速に減少させるこ
とができる。

【００６２】一方、ステップ２０５では吸気制御弁５
９，５９が後述するように制御され、次いでステップ２
０６では吸気弁２が後述するように制御される。好適に
は、ステップ２０５及びステップ２０６は同時に実行さ
れる。図１９は要求トルク変化量（減少量）が小さいと
きの吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量と
時間との関係を示した図である。図１９において実線は
本実施形態の吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入
空気量を示しており、破線は吸気制御弁がない場合の吸
気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示して
いる。図１６、図１７及び図１９に示すように、要求ト
ルクの変化量（減少量）が小さくステップ２０２におい
てＮＯと判断されるとき、つまり、要求される吸入空気
量の減少量が少ないときには、ステップ２０５において
吸気制御弁５９，５９’の開度が一旦減少せしめられ、
次いで増加せしめられる。更にステップ２０６において
吸気弁２の作用角が減少せしめられる。つまり、ステッ
プ２０５において吸気制御弁５９，５９’の開度が減少
せしめられるため、吸気制御弁がなく吸気制御弁開度が
変更されない場合に比べ、吸入空気量を迅速に減少させ
ることができる。また、ステップ２０５において吸気制
御弁５９，５９’の開度が減少せしめられた後に増加せ
しめられるため、吸入空気量が過剰に減少したり、オー
バシュートしたりするのを抑制することができる。

【００６３】本実施形態及びその変形例によれば、第二
の実施形態及びその変形例とほぼ同様の効果を奏するこ
とができる。また本実施形態及びその変形例では、図１
８及び図１９に示したように吸気弁２の作用角を減少さ
せることによって吸入空気量を減少させているが、代わ
りに、吸気弁２のバルブリフト量を減少させることによ
って吸入空気量を減少させてもよく、また、排気弁３の
閉弁時期を遅角させて吸気弁２及び排気弁３のバルブオ
ーバラップ量を増加させることによって吸入空気量を減
少させることも可能である。あるいは、それらを組み合
わせることによって吸入空気量を減少させることも可能
である。

【００６４】また本実施形態及びその変形例では、要求
トルクの変化量が小さいとき、図１９に示したように吸
気弁２の作用角の変更と吸気制御弁５９，５９’の開度
の変更がほぼ同時期に開始されているが、代わりに、吸
気制御弁５９，５９’の開度の変更を吸気弁２の作用角
の変更よりも先に開始することも可能である。

【００６５】更に、上述した吸入空気量の制御に先立っ
て燃料噴射量を制御しておけば、実際のトルクを目標ト
ルクに迅速に一致させることができる。

【００６６】以下、本発明の内燃機関の制御装置の第四
の実施形態について説明する。本実施形態の構成は、後
述する点を除き、上述した第一の実施形態の構成とほぼ
同様である。また、本実施形態の変形例では、図９に示
したように吸気制御弁５９’を排気マニホルド５３内に
配置することも可能である。上述した実施形態及びそれ
らの変形例では、吸気弁２のバルブ開特性（図６参照）
が連続的に変更せしめられたが、本実施形態及びその変
形例では、吸気弁２のバルブ開特性がステップ状に変更
せしめられる。つまり、吸気弁２のバルブ開特性が、例
えば図６に実線で示したものから破線で示したものにス
テップ状に変更せしめられる。このように吸気弁２のバ
ルブ開特性をステップ状に切換えるために、本実施形態
及びその変形例ではバルブリフト量変更装置９がステッ
プ状に作動されるが、他の変形例では、例えば図６の実
線、破線及び一点鎖線で示すバルブ開特性を備えた別個
の吸気弁駆動用カム（図示せず）を設け、それらを切換
えて使用することも可能である。

【００６７】図２０は第四の実施形態及びその変形例の
吸入空気量制御方法を示したフローチャートである。こ
のルーチンは所定時間間隔で実行される。図２０に示す
ように、このルーチンが開始されると、まずステップ１
００において、第二の実施形態と同様に、センサ１７の
出力値に基づいて算出された機関回転数が読み込まれ
る。次いでステップ１０１では、第二の実施形態と同様
に、例えばアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に
基づいて算出された要求トルクが読み込まれる。次いで
ステップ３００では、吸気弁２の作用角を切換える要求
が有るか否かが判断される。つまり、例えば図６に実線
で示す吸気弁のバルブ開特性から破線で示す吸気弁のバ
ルブ開特性への変更要求があるか否かが判断される。Ｙ
ＥＳのときにはステップ３０１に進み、ＮＯのときには
このルーチンを終了する。ステップ３０１では、要求さ
れる作用角が以前よりも増加しているか否かが判断され
る。ＹＥＳのとき、つまり、例えば要求される吸気弁２
のバルブ開特性が、図６に実線で示すものから破線で示
すものに変化するときには、ステップ３０２に進む。一
方、ＮＯのとき、つまり、例えば要求される吸気弁２の
バルブ開特性が、図６に破線で示すものから実線で示す
ものに変化するときには、ステップ３０４に進む。

【００６８】ステップ３０２では吸気制御弁５９，５
９’が後述するように制御され、次いでステップ３０３
では吸気弁２が後述するように制御される。図２１は要
求される作用角が増加するときの吸気弁駆動用カム、吸
気制御弁開度及び吸入空気量と時間との関係を示した図
である。図２１において実線は本実施形態の吸気弁駆動
用カム、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示しており、
破線は吸気制御弁がない場合の吸気弁駆動用カム、吸気
制御弁開度及び吸入空気量を示している。図２０及び図
２１に示すように、要求される作用角が増加しステップ
３０１においてＹＥＳと判断されるとき、つまり、例え
ば吸気弁２のバルブ開特性を図６に実線で示すものから
破線で示すものにステップ状に切換えるべき要求がある
ときには、ステップ３０２において吸気制御弁５９，５
９’の開度が一旦ステップ状に減少せしめられ、次いで
徐々に増加せしめられる。更にステップ３０３では、ス
テップ３０２において吸気制御弁５９，５９’の開度が
一旦ステップ状に減少せしめられるのと同時に吸気弁駆
動用カムが小カムから大カムに切換えられる。つまり、
吸気弁２のバルブ開特性がステップ状に切換えられる。
すなわち本実施形態では、吸気弁２の作用角がステップ
状に増加せしめられるときに、吸気制御弁５９，５９’
の開度が一旦ステップ状に減少せしめられ、次いで徐々
に増加せしめられるため、吸気制御弁がなく吸気制御弁
開度が変更されない場合のように吸入空気量が急激に増
加してしまい（図２１中の破線）、トルクショックが発
生してしまうのを抑制することができる。

【００６９】一方、ステップ３０４では吸気制御弁５
９，５９’が後述するように制御され、次いでステップ
３０５では吸気弁２が後述するように制御される。図２
２は要求される作用角が減少するときの吸気弁駆動用カ
ム、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間との関係を示
した図である。図２２において実線は本実施形態の吸気
弁駆動用カム、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示して
おり、破線は吸気制御弁がない場合の吸気弁駆動用カ
ム、吸気制御弁開度及び吸入空気量を示している。図２
０及び図２２に示すように、要求される作用角が減少し
ステップ３０１においてＮＯと判断されるとき、つま
り、例えば吸気弁２のバルブ開特性を図６に破線で示す
ものから実線で示すものにステップ状に切換えるべき要
求があるときには、ステップ３０４において吸気制御弁
５９，５９’の開度が一旦徐々に減少せしめられ、次い
でステップ状に増加せしめられる。更にステップ３０５
では、ステップ３０４において吸気制御弁５９，５９’
の開度がステップ状に増加せしめられるのと同時に、吸
気弁駆動用カムが大カムから小カムに切換えられる。つ
まり、吸気弁２のバルブ開特性がステップ状に切換えら
れる。すなわち本実施形態では、吸気弁２の作用角がス
テップ状に減少せしめられる場合には、まず吸気制御弁
５９，５９’の開度が一旦徐々に減少せしめられ、次い
で吸気弁２の作用角がステップ状に減少せしめられるの
と同時に吸気制御弁５９，５９’の開度がステップ状に
増加せしめられるため、吸気制御弁がなく吸気制御弁開
度が変更されない場合のように吸入空気量が急激に減少
してしまい（図２２中の破線）、トルクショックが発生
してしまうのを抑制することができる。

【００７０】本実施形態及びその変形例によれば、吸気
弁２のバルブ開特性をステップ状に変更する要求がある
とステップ３００において判断された場合には、ステッ
プ３０３又はステップ３０５において吸気弁２のバルブ
開特性が変更せしめられると共に、ステップ３０２又は
ステップ３０４において吸気制御弁５９，５９’の開度
が変更せしめられる。つまり、例えば吸気弁２のバルブ
開特性がステップ状に変更されるのに伴って吸入空気量
が急激に増加し、トルクショックが発生しそうになる場
合には、ステップ３０２において吸入空気量を減少させ
てトルクショックを相殺するように吸気制御弁５９，５
９’の開度が変更せしめられる。あるいは、例えば吸気
弁２のバルブ開特性がステップ状に変更されるのに伴っ
て吸入空気量が急激に減少し、トルクショックが発生し
そうになる場合には、ステップ３０４において吸入空気
量を増加させてトルクショックを相殺するように吸気制
御弁５９，５９’の開度が変更せしめられる。そのた
め、吸気弁２のバルブ開特性がステップ状に変更せしめ
られるのに伴ってトルクショックが発生してしまうのを
抑制することができる。

【００７１】本実施形態及びその変形例では、図２１及
び図２２に示したように吸気弁駆動用カムを切換えるこ
とによって吸入空気量を増加させているが、代わりに、
排気弁駆動用カムを切換えて吸気弁２及び排気弁３のバ
ルブオーバラップ量を減少させることによって吸入空気
量を増加させることも可能である。あるいは、それらを
組み合わせることによって吸入空気量を増加させること
も可能である。

【００７２】尚、上述した実施形態では、バルブリフト
量変更装置９によって吸気弁の開口面積、開弁タイミン
グ、閉弁タイミングが変更されているが、他の実施形態
では、例えば電磁駆動装置によって吸気弁又は排気弁の
開口面積、開弁タイミング、閉弁タイミングを変更する
ことも可能である。

【００７３】

【発明の効果】請求項１及び２に記載の発明によれば、
吸気弁のバルブ開特性のばらつきに対する吸入空気量の
感度が大きくなるまで吸気弁の閉弁時期が進角されてし
まうのが回避され、その結果、気筒内に吸入される吸入
空気量が比較的少ないときであっても実際の吸入空気量
を目標吸入空気量に一致させることができる。また、例
えばスロットル弁のように吸気弁から比較的離れた位置
に配置されている弁の開度が減少せしめられるのに伴っ
てポンプ損失が増加してしまう場合と異なり、吸気制御
弁の開度が減少せしめられるのに伴うポンプ損失の増加
が抑制される。

【００７４】請求項３及び４に記載の発明によれば、気
筒内に吸入される吸入空気量を迅速に変更する必要があ
る機関過渡運転時に、吸気弁及び排気弁の少なくとも一
方のバルブ開特性のみが変更せしめられる場合に比べ、
吸入空気量を迅速に変更することができる。

【００７５】請求項５に記載の発明によれば、吸気弁及
び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性がステップ状
に変更せしめられるのに伴ってトルクショックが発生し
てしまうのを抑制することができる。

【００７６】請求項６に記載の発明によれば、実際のト
ルクを目標トルクに近づけていくことができる。

【００７７】請求項７に記載の発明によれば、実際のト
ルクを目標トルクに予め近づけておくことができる。

【００７８】請求項８〜１２に記載の発明によれば、吸
気制御弁開度が減少せしめられるのに伴ってポンプ損失
が増加してしまうのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関の制御装置の第一の実施形態
の概略構成図である。

【図２】図１に示した内燃機関の制御装置の吸気系等の
詳細図である。

【図３】図２に示した内燃機関の制御装置のシリンダ付
近の平面図である。

【図４】図１に示した吸気弁用カム及びカムシャフトの
詳細図である。

【図５】図１に示したバルブリフト量変更装置等の詳細
図である。

【図６】バルブリフト量変更装置が作動されるのに伴っ
て吸気弁のバルブリフト量が変化する様子を示した図で
ある。

【図７】図１に示した開閉タイミングシフト装置等の詳
細図である。

【図８】開閉タイミングシフト装置が作動されるのに伴
って吸気弁の開閉タイミングがシフトする様子を示した
図である。

【図９】第一の実施形態の他の変形例の図２と同様の図
である。

【図１０】第一の実施形態における吸気弁の閉弁時期及
び吸気制御弁開度と吸入空気量との関係を示した図であ
る。

【図１１】第一の実施形態の変形例における吸気弁の閉
弁時期及び吸気制御弁開度と吸入空気量との関係を示し
た図である。

【図１２】第二の実施形態及びその変形例の吸入空気量
制御方法を示したフローチャートである。

【図１３】要求トルクと機関回転数との関係を示した図
である。

【図１４】要求トルク変化量が大きいときの吸気弁の作
用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間との関係を
示した図である。

【図１５】要求トルク変化量が小さいときの吸気弁の作
用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間との関係を
示した図である。

【図１６】第三の実施形態及びその変形例の吸入空気量
制御方法を示したフローチャートである。

【図１７】第三の実施形態及びその変形例の吸入空気量
制御方法を示したフローチャートである。

【図１８】要求トルク変化量（減少量）が大きいときの
吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間
との関係を示した図である。

【図１９】要求トルク変化量（減少量）が小さいときの
吸気弁の作用角、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間
との関係を示した図である。

【図２０】第四の実施形態及びその変形例の吸入空気量
制御方法を示したフローチャートである。

【図２１】要求される作用角が増加するときの吸気弁駆
動用カム、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間との関
係を示した図である。

【図２２】要求される作用角が減少するときの吸気弁駆
動用カム、吸気制御弁開度及び吸入空気量と時間との関
係を示した図である。

【符号の説明】

１…内燃機関２…吸気弁３…排気弁４，５…カム６，７…カムシャフト８…気筒内の燃焼室９…バルブリフト量変更装置１１…開閉タイミングシフト装置１８…吸気管圧センサ１９…エアフローメータ５１…シリンダヘッド５２…吸気ポート５３…吸気マニホルド５５…サージタンク５８…スロットル弁５９，５９’…吸気制御弁

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０１Ｌ 13/00 ３０１Ｆ０１Ｌ 13/00 ３０１ＹＦ０２Ｄ 9/02 ３１５Ｆ０２Ｄ 9/02 ３１５Ｂ３５１３５１Ｍ３６１３６１Ｈ 41/02 ３１０ 41/02 ３１０Ａ 41/04 ３１０ 41/04 ３１０Ｂ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｋ３０１ＺＦターム(参考） 3G018 BA04 BA34 CA12 DA03 EA02 EA11 EA26 EA31 EA32 FA01 FA02 FA06 FA07 FA08 FA09 GA03 GA32 3G065 AA00 CA13 DA04 EA04 GA01 GA05 GA09 GA10 GA15 HA02 KA36 3G084 AA00 BA05 BA23 CA04 DA08 DA11 EA11 FA00 FA11 FA20 FA33 3G092 AA10 AA11 BA01 DA01 DA02 DA04 DC02 EA02 EA03 FA04 GA11 HA01Z HA05Z HA13Z HE01Z HE08Z 3G301 HA17 HA19 JA02 JA04 JA07 JA12 KA11 LA02 LA03 LA07 NA08 NE06 NE11 PA01Z PA07Z PE01Z PE08Z PE10Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気弁のバルブ開特性を変更することに
より、気筒内に吸入される吸入空気量を変更するように
した内燃機関の制御装置において、吸気弁の近くの機関
吸気通路内に吸気弁とは別個の吸気制御弁を配置し、目
標吸入空気量が予め定められた吸入空気量以下のときに
は、目標吸入空気量が前記予め定められた吸入空気量よ
りも多いときに比べ、吸気制御弁開度を減少させると共
に吸気弁の閉弁時期を進角させることを特徴とする内燃
機関の制御装置。
【請求項２】吸気弁のバルブ開特性を変更することに
より、気筒内に吸入される吸入空気量を変更するように
した内燃機関の制御装置において、機関吸気通路内にス
ロットル弁を配置し、吸気弁の近くの機関吸気通路内に
スロットル弁及び吸気弁とは別個の吸気制御弁を配置
し、目標吸入空気量が予め定められた吸入空気量以下の
ときには、目標吸入空気量が前記予め定められた吸入空
気量よりも多いときに比べ、吸気制御弁開度を減少させ
ると共に吸気弁の閉弁時期を進角させることを特徴とす
る内燃機関の制御装置。
【請求項３】吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバ
ルブ開特性を変更することにより、気筒内に吸入される
吸入空気量を変更するようにした内燃機関の制御装置に
おいて、吸気弁の近くの機関吸気通路内に吸気弁とは別
個の吸気制御弁を配置し、機関過渡運転時には、吸気弁
及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性と吸気制御
弁開度とを共に変更することを特徴とする内燃機関の制
御装置。
【請求項４】機関過渡運転時には、吸気弁及び排気弁
の少なくとも一方のバルブ開特性と吸気制御弁開度とを
共に変更し、機関非過渡運転時には、吸気弁及び排気弁
の少なくとも一方のバルブ開特性を変更し得るように
し、吸気制御弁開度を変更しないことを特徴とする請求
項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバ
ルブ開特性を変更することにより、気筒内に吸入される
吸入空気量を変更するようにした内燃機関の制御装置に
おいて、吸気弁の近くの機関吸気通路内に吸気弁とは別
個の吸気制御弁を配置し、吸気弁及び排気弁の少なくと
も一方のバルブ開特性がステップ状に変更せしめられる
場合には、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ
開特性と吸気制御弁開度とを共に変更することを特徴と
する内燃機関の制御装置。
【請求項６】気筒内に吸入される吸入空気量が増加す
るように吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開
特性がステップ状に変更せしめられる場合には、吸気弁
及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性がステップ
状に変更せしめられた後に吸気制御弁開度を変更するこ
とを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】気筒内に吸入される吸入空気量が減少す
るように吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開
特性がステップ状に変更せしめられる場合には、吸気弁
及び排気弁の少なくとも一方のバルブ開特性がステップ
状に変更せしめられる前に吸気制御弁開度を変更するこ
とを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】吸気弁の近くの吸気ポート内に前記吸気
制御弁を配置した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の制御装置。
【請求項９】吸気弁の近くの吸気マニホルド内に前記
吸気制御弁を配置した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の制御装置。
【請求項１０】吸気弁の近くのシリンダヘッド内の機
関吸気通路内に前記吸気制御弁を配置したことを特徴と
する請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の制
御装置。
【請求項１１】吸気弁の近くであってサージタンクよ
りも下流側の機関吸気通路内に前記吸気制御弁を配置し
たことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載
の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】スロットル弁開度が減少せしめられて
いくときのポンプ損失の増加よりも、吸気制御弁開度が
減少せしめられていくときのポンプ損失の増加が少なく
なる程度に吸気弁から近い位置の機関吸気通路内に前記
吸気制御弁を配置した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の制御装置。