JP2010223064A - 車両用内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のマスターバックのブレーキ負圧を確保しつつ、燃費を改善する。
【解決手段】Ｖ型内燃機関１のバンク１Ｌ，１Ｒ毎の吸気系を独立して配設し、マスターバック９内のブレーキ負圧が所定値未満に低下したときに、一方のバンク１Ｒの吸気バルブ１０５のリフト量を可変リフト機構１０２によって大きく維持し、電子スロットル５Ｒの絞り制御によって吸気負圧を増大させ、負圧配管８を介してマスターバック９の負圧室９ａに導いてブレーキ負圧を確保し、他方のバンク１Ｌでは、電子スロットル５Ｒの開度を大きく維持し、吸気バルブ１０５のリフト量を可変リフト機構１０２によって可変に制御することによって燃費の良い運転を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用内燃機関の制動系の負圧倍力装置（マスターバック）に導かれる吸気負圧の生成を制御する装置に関する。なお、負圧とは、絶対圧力が大気圧より小さい圧力であり、本明細書で負圧が大きいとは、絶対圧力が小さく大気圧との差圧が大きいときをいい、負圧が小さいとは、絶対圧力が大きく大気圧との差圧が小さいときをいう。

特許文献１には、吸気バルブ用の可変リフト機構を備えた車両用内燃機関では、ブレーキ操作を予測して吸気バルブのリフト量を増大することにより、マスターバックに導かれる吸気負圧を増大させてブレーキ負圧を確保することが開示されている。

特開２００７−２１８２００号公報

上記特許文献１のものでは、ブレーキ負圧確保時に全気筒の吸気バルブのリフト量を増大して吸気負圧を増大させているため、ポンピングロス及びフリクションの増大による燃費の悪化が大きく、また、ブレーキ負圧確保時と、それ以外の通常制御時との切り換え時のトルクショックが増大するなどの問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ブレーキ負圧を確保しつつ、燃費を改善すると共に、制御切換時のトルクショックを低減することを目的とする。

そのため、請求項に係る発明では、吸気バルブ用の可変リフト機構を備えた吸気系を、複数の気筒群毎に独立して配設し、車両制動系の負圧倍力装置に導く吸気負圧を、特定の気筒群の吸気系で優先して発生させるようにした。

上記発明によると、特定の気筒群の吸気系で優先して発生させた吸気負圧を車両制動系の負圧倍力装置に導いてブレーキ踏力低減を確保しつつ、他の気筒群では通常の吸気圧で運転することができるため燃費を改善でき、また、ブレーキ負圧確保時と通常制御時とで可変リフト機構の操作の切換を前記特定の気筒群で行えば済むので、切換時のトルクショックを低減できる。

本発明の実施形態にかかる吸気制御装置を備えた車両用内燃機関のシステムを示す図である。 図１の内燃機関を制御する制御ユニットとして電子コントロールユニットの構成を示すブロック図である。 図１の内燃機関に備えられる吸気バルブの可変リフト機構を示す斜視図である。 前記可変リフト機構の側面断面図である。 同上内燃機関に備えられる排気バルブの可変リフト機構を示す斜視図である。 同上排気バルブの可変リフト機構の２段階に切り換えられるリフト状態を示す断面図である。 同上内燃機関の第１実施形態におけるブレーキ負圧生成制御を示すフローチャートである。 同上内燃機関の各運転状態における制御の切換を示すマップである。 同上ブレーキ負圧生成制御におけるブレーキ負圧とブレーキ踏力の関係を示す線図である。 同上内燃機関の第２実施形態におけるブレーキ負圧生成制御を示すフローチャートである。 同上ブレーキ負圧生成制御の一部を変更した実施形態のフローチャートの、該変更部分を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本願発明に係る吸気制御装置が適用される車両用内燃機関の実施形態を示す。
図１に示す内燃機関１は、第１バンク（第１気筒群）１Ｌ，第２バンク（第２気筒群）１Ｒを備える車両用のＶ型６気筒機関であり、両バンク１Ｌ，１Ｒは、それぞれ３つの気筒から構成される。

また、内燃機関１の各気筒には、２つの吸気バルブ１０５及び排気ポートを開閉する２つの排気バルブ１０６が設けられている。
各バンク１Ｌ，１Ｒには、前記吸気バルブ１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に可変とする可変リフト機構１０１Ｌ，１０１Ｒを備えている。
前記可変リフト機構１０１Ｌ，１０１Ｒは、別個のアクチュエータにより独立に駆動される。また、少なくとも後述する減筒運転時に運転を休止するバンク（例えば、本実施形態では第２バンク１Ｒ）の可変リフト機構（１０１Ｒ）は、後述する第１、第２実施形態の制御を行う場合は、ブレーキ負圧確保時以外での運転休止時のポンピングロス及び吸気バルブ１０５駆動のフリクション低減のため、リフトしない零リフトまでリフト量を減少できるように構成されている。
一方、第２バンク１Ｒには、排気バルブ１０６を、通常運転（非減筒運転）時は第１バンク１Ｌの排気バルブ１０６と同一のリフト特性で駆動し、減筒運転時に運転を休止するときはポンピングロス及び排気バルブ１０６駆動のフリクション低減のため、零リフトとするようにリフトを２段階に切り換える可変リフト機構１０２を備えている。また、排気バルブも吸気バルブと同様の可変リフト機構を設けてバルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に可変に制御する場合は、該可変リフト機構を零リフトまでリフト量を減少させる構成とすればよい。

第１バンク１Ｌの排気バルブ１０６は、排気カムシャフト１０３により固定されたリフト特性で駆動される。
この他、図示しないが、吸気バルブ１０５及び排気バルブ１０６の少なくとも一方のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を各バンクに備えていてもよい。

前記第１バンク１Ｌの吸気ポートには第１吸気マニホールド２Ｌが接続され、前記第２バンク１Ｒの吸気ポートには第２吸気マニホールド２Ｒが接続される。
前記第１吸気マニホールド２Ｌと、第２吸気マニホールド２Ｒとは、独立に切り離されて設けられ、各上流のダクト部には、エアクリーナ３Ｌ，３Ｒ、エアフローセンサ４Ｌ，４Ｒ、及び電子制御スロットル５Ｌ，５Ｒが配設され、各吸気ポートには、燃料噴射弁２１Ｌ，２１Ｒが配設されている。

したがって、前記可変リフト機構１０１Ｌ，１０１Ｒを含む各バンク１Ｌ，１Ｒの吸気系は、独立して設けられ、バンク毎に独立した吸気制御を行うことができる。
また、後述する吸気負圧生成制御を行う第２吸気マニホールド２Ｒの集合部には、吸気圧を検出する吸気圧センサ６が配設されている。

内燃機関１は、上述したように所定の条件で減筒運転が行われ、該減筒運転時には、第２バンク１Ｒの運転が休止される。そして、前記減筒運転時に運転が休止される第２バンク１Ｒ側の第２吸気マニホールド２Ｒの集合部は、逆止弁７を介装した負圧配管８を介して車両制動系の負圧倍力装置（マスターバック）９の負圧室９ａに接続され、第２吸気マニホールド２Ｒの負圧を、負圧配管８を介して負圧室に吸気負圧を導くようになっている。前記負圧室９ａには、該負圧室９ａ内の負圧を検出するブレーキ負圧センサ１０が装着されている。

前記第１バンク１Ｌの排気ポートには第１排気マニホールド１１Ｌが接続され、前記第２バンク１Ｒの排気ポートには第２排気マニホールド１１Ｒが接続される。
前記第１排気マニホールド１１Ｌ及び第２排気マニホールド１１Ｒの各集合部より下流側のダクト部には、第１マニホールド触媒１２Ｌ及び第２マニホールド触媒１２Ｒが介装されている。

また、前記第２排気マニホールド１１Ｒのダクト部には、前記第２マニホールド触媒１２Ｒをバイパスしてバイパス通路１３が接続され、かつ、該バイパス通路１３の上流側端部に、前記第２マニホールド触媒１２Ｒを通る主通路と前記バイパス通路１３とを選択的に開通させる通路切換弁１４が配設されている。

前記通路切換弁１４は、電磁石などのアクチュエータによって動作し、例えば、通電オフ状態では、スプリングによる付勢力によってバイパス通路１３を遮蔽し、第２マニホールド触媒１２Ｒを通る主通路を開放する位置を保持し、通電ＯＮ状態では、前記スプリングによる付勢力に抗するトルクが発生し、バイパス通路１３を開放し、前記主通路を遮蔽する位置に弁体を駆動する。但し、通電のＯＮ・ＯＦＦに対する弁体位置を上記の特性に限定するものではなく、逆の特性であっても良い。

前記第１排気マニホールド１１Ｌ及び第２排気マニホールド１１Ｒの各下流端同士は、合流してメイン排気ダクト１５に接続され、該メイン排気ダクト１５には、メイン触媒（床下触媒）１６が介装されている。

前記第１マニホールド触媒１２Ｌ，第２マニホールド触媒１２Ｒ及びメイン触媒（床下触媒）１５は、排気ガス中の有害成分（ＮＯｘ，ＣＯ，ＨＣ）を酸化・還元する三元触媒であり、本実施形態における排気浄化装置（触媒コンバータ）である。

前記吸気系の可変リフト機構１０１Ｌ，１００Ｒ、排気系の可変リフト機構１０２、電子制御スロットル５Ｌ，５Ｒ、燃料噴射弁２１Ｌ，２１Ｒなどは、マイクロコンピュータを内蔵する電子コントロールユニット（ＥＣＵ）２０１によって制御される。

図２は、前記電子コントロールユニット（制御ユニット）２０１を含む内燃機関１の制御システムを示すブロック図である。
前記電子コントロールユニット２０１は、ＣＰＵ２０２、ＲＯＭ２０３、ＲＡＭ２０４、バックアップＲＡＭ２０５、及び、Ｉ／Ｏインターフェイス２０６がバスライン２０７を介して互いに接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、更に、前記Ｉ／Ｏインターフェイス２０６に接続される駆動回路２０８及びＡ／Ｄ変換器２０９などの周辺回路が内蔵されている。

前記Ｉ／Ｏインターフェイス２０６の入力ポートには、内燃機関１のクランクシャフトの回転に応じて出力信号ＰＯＳを発生するクランク角センサ３０１、スタータモータへの通電をスイッチングするスタータスイッチ３０２、内燃機関１が搭載される車両の走行速度（車速）ＶＳＰを検出する車速センサ３０３などが接続されている。

更に、前記Ｉ／Ｏインターフェイス２０６の入力ポートには、上記Ａ／Ｄ変換器２０９を介して、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡを検出するバンク１Ｌ，１Ｒ毎の前記エアフローセンサ４Ｌ，４Ｒ、内燃機関１の冷却水温度ＴＷを検出する水温センサ５１、車両の運転者が操作するブレーキペダルの開度ＢＲを検出するブレーキセンサ５２、同じくアクセルペダルの開度ＡＣＣを検出するアクセルセンサ５３、バンク１Ｌ，１Ｒ毎の可変リフト機構１０１Ｌ，１０１Ｒの制御量ＣＳをそれぞれ検出する角度センサ５Ｌ，５４Ｒ、前記ブレーキ負圧センサ１０、前記第２バンク１Ｒの吸気圧を検出する吸気圧センサ６、バンク１Ｌ，１Ｒ毎の前記電子制御スロットル５Ｌ，５Ｒのスロットル開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ５５Ｌ，５５Ｒなどが、上記Ａ／Ｄ変換器２９を介して接続されている。

一方、前記Ｉ／Ｏインターフェイス２０６の出力ポートには、前記通路切換弁１４、前記吸気バルブ１０５用の可変リフト機構１０１Ｌ，１０１Ｒ、前記排気バルブ１０６用の可変リフト機構１０２、前記減筒運転時にバンク１Ｌ，１Ｒ別に制御される燃料噴射弁２１Ｌ，２１Ｒ等が、駆動回路２０８を介して接続されており、また、各気筒に設けられる点火プラグにそれぞれ直付けされるパワートランジスタ内蔵のイグニッションコイルを備えた点火モジュール５６が接続されている。

前記ＣＰＵ２０２では、ＲＯＭ２０３に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／Ｏインターフェイス２０６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号等を処理し、ＲＡＭ２０４に格納される各種データ、及び、バックアップＲＡＭ２０５に格納されている各種学習値データ，ＲＯＭ２０３に記憶されている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火時期、目標バルブリフト量等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、吸気バルブ１０５及び排気バルブ１０６（第２バンク１Ｒ）の開特性の制御を行うと共に、後で詳細に説明するように、ブレーキ負圧確保時の吸気負圧生成制御を、減筒運転と組み合わせて行う。

図３は、前記吸気バルブ１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に可変とする可変リフト機構１０１の構造を示す斜視図である。
この図３において、吸気バルブ１０５の上方に、図外のクランクシャフトによって回転駆動される吸気カムシャフト１５０が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。

前記吸気カムシャフト１５０には、吸気バルブ１０５のバルブリフタ１０５ａに当接して吸気バルブ１０５を開閉駆動する揺動カム１５１が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気カムシャフト１５０と揺動カム１５１との間に、吸気バルブ１０５のバルブ作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するための可変リフト機構１０１（１０１Ｌ，１０１Ｒ）が設けられている。

前記可変リフト機構１０１は、図３及び図４に示すように、吸気カムシャフト１５０に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１５２と、この駆動カム１５２に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１５３と、吸気カムシャフト１５０と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１５４と、この制御軸１５４に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１５５と、この制御カム１５５に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク１５３の先端に連結されたロッカアーム１５６と、このロッカアーム１５６の他端と揺動カム１５１とに連結されたロッド状リンク１５７と、を有している。

前記制御軸１５４は、モータ１５８等のアクチュエータによりギヤ列１５９を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランクシャフトに連動して吸気カムシャフト１５０が回転すると、駆動カム１５２を介してリング状リンク１５３がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム１５６が制御カム１５５の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１５７を介して揺動カム１５１が揺動して吸気バルブ１０５が開閉駆動される。

また、前記モータ１５８を駆動制御して制御軸１５４の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム１５６の揺動中心となる制御カム１５５の軸心位置が変化して揺動カム１５１の姿勢が変化する。

これにより、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に増減変化する。
尚、バルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に変化すると同時に、バルブ作動角の中心位相が変化するように構成した可変リフト機構１０１であってもよい。

前記電子コントロールユニット２０１には、前記制御軸１５４の回転角を検出する角度センサ４７からの検出信号が入力され、目標のリフト量に対応する目標角度位置に前記制御軸１５４を回動させるべく、前記角度センサ５４（５４Ｌ，５４Ｒ）の検出結果に基づいて前記モータ１５８の通電制御デューティをフィードバック制御する。

尚、前記制御軸１５４を回転駆動するアクチュエータとして、モータ１５８（電動アクチュエータ）に代えて、油圧アクチュエータなどを用いることができる。
尚、吸気バルブ１０５のバルブ作動角・バルブリフト量を連続的に可変とするための可変リフト機構は、上記の図３，図４に示したものに限定されない。

例えば、吸気バルブ１０５として、電磁力でバルブを直接的に開閉駆動する電磁駆動弁を用いることができる。
次に、前記第２バンク１Ｒの排気バルブ１０６のリフト量を通常運転時の高リフト量と、零リフト量との２段階に切り換える可変リフト機構１０２について説明する。
該可変リフト機構１０２は、例えば特開平１０−８９３５号公報に記載されているものと同様な構造であって、簡単に説明すれば、図５及び図６に示すように、排気カムシャフト３０に気筒毎に設けられた高リフトカム３１と、該高リフトカム３１の両側に設けられて、零リフト用の円筒カム３２，３２と、ロッカシャフト３３に揺動自在に支持されて、前記両円筒カム３２，３２に対応した位置に配置され、各先端部の下端が前記２つの排気バルブ１０６のステムエンドに当接した一体的なメインロッカアーム３４と、高リフトカム３１に対応した位置に設けられて、ロストモーション可能なサブロッカアーム３５と、該サブロッカアーム３５の下部に設けられたロストモーション機構３６と、メインロッカアーム３４に固定された支軸３７に揺動自在に支持されて、前記サブロッカアーム３５の下端部に係脱することにより該サブロッカアーム３５とメインロッカアーム３４とを同期連動させ、あるいは連動を解除するレバー部材３８と、該レバー部材３８を係脱作動させる油圧プランジャ３９及びリターンスプリング４０とを備えている。
前記油圧プランジャ３９は、外周側に形成された油室４１にロッカシャフト３２内やサブロッカアーム内に形成された油圧通路４１ａ、４１ｂを介してオイルポンプ４６から油圧が供給されて後退移動すると共に、内部に弾装されたコイルスプリング４２のばね力によって進出移動するようになっている。

また、電磁式の切換制御弁４３によって油圧通路４１ａ、４１ｂとドレン通路４４あるいはオイルポンプ４６の吐出油圧との導通が切り換えられるようになっている。また、前記切換制御弁４３は、前記コントローラ２２から出力された制御電流によって切換作動するようになっている。

以下、この可変リフト機構１０２の作動を簡単に説明すると、通常に排気バルブ１０６を高リフトカムで駆動させる場合は、前記電子コントロールユニット２０１が、切換制御弁４３への通電を遮断し、これにより、油圧通路４１ａ、４１ｂは、ドレン通路４４に導通されるので油圧が低下する。

したがって、図６（Ｂ）に示すように、油圧プランジャ３９が、コイルスプリング４２のばね力によって進出移動して、レバー部材３８をリターンスプリング４０のばね力に抗して反時計方向へ回動させて、レバー部材３８の先端部が高速カム３１のベースサークル時にサブロッカアーム３５の先端側の下端顎部に係合し、サブロッカアーム３５とメインロッカアーム３４を連動させる。

これにより、メインロッカアーム３４が、高速カム３１のカムプロフィールにしたがって揺動することから、各排気弁５，５は高リフト量に切り換え制御される。
一方、後述するように減筒運転でブレーキ負圧確保の要求がないときに、零リフトに切り換える場合は、前記電子コントロールユニット２０１が、切換制御弁４３を作動し、これにより、オイルポンプ４６の吐出油圧が油室４１内に供給されて、図６（Ａ）に示すように、油圧プランジャ３９がコイルスプリング４２のばね力に抗して後退移動する。その結果、レバー部材３８は、リターンスプリング４０のばね力によって反対方向へ回動してサブロッカアーム３５とメインロッカアーム３４との連結を解除し、これにより、サブロッカアーム３５は、ロストモーション状態になる。このため、メインロッカアーム３４は、高速カム３１のリフト力を受けずに、円筒カム３０、３０に摺接しているだけとなり、排気バルブ１０６のリフト量は、零リフトとなる。

次に、本第１実施形態において、第２バンク１Ｒでなされるブレーキ負圧確保用の吸気負圧生成を含む制御のフローを示す。
ステップＳ１０１では、減筒運転（第２バンク１Ｒの運転休止）中であるか否かを判定する。

前記減筒運転の判定は、図８にハッチングで示す減筒運転領域であるか否かを判定して行う。すなわち、減筒運転は、燃費向上のため内燃機関の低回転・低負荷（トルク）領域及び減速時に実行するが、アイドル運転状態では減筒運転を行うと機関振動が増大するので減筒運転を禁止する。

前記減筒運転時には、第２バンク１Ｒの各気筒の燃料噴射弁２１Ｒの燃料噴射を停止すると共に点火を停止して、該第２バンク１Ｒの運転停止を停止し、第１バンク１Ｌのみで運転を行う。これにより、運転気筒の運転負荷を高めて燃費を改善することができる。第１バンク１Ｌ側は、電子制御スロットル５Ｌの開度を大（例えば全開）とし、可変リフト機構１０１Ｌによる吸気バルブ１０５のリフト量及び作動角の制御によって吸入空気量を制御しており、該制御により、ポンピングロスが低減されて、より燃費が改善される。

ステップＳ１０１で減筒運転中と判定されたときは、ステップＳ１０２へ進み、ブレーキ負圧センサ１０で検出されたマスターバック９の負圧室９ａ内のブレーキ負圧ＢＰが所定値ＢＰ０未満（絶対圧が所定値より大）であるかを判定する。ここで、前記所定値ＢＰ０は、図９に示すようにブレーキ負圧が減少して（大気圧に近づいて）運転者のブレーキ操作に要するブレーキ踏力が増大しはじめる点より、所定量小さい値、例えば−３５０ｍｍＨｇに設定されており、これにより、早めにブレーキ負圧を増大させて、常に安定したブレーキ負圧を得ることができる。なお、図９は、横軸を絶対圧力で示してあり、負圧が減少する（大気圧に近づく）方向が原点から離れる方向（図示右方向）である
ブレーキ負圧ＢＰが所定値ＢＰ０未満と判定されたときは、ステップＳ１０３へ進み、ブレーキ負圧ＢＰを、運転休止されている第２バンク１Ｒの吸気負圧の増大によって確保する制御を、以下のように行う。

第２バンク１Ｒの可変リフト機構１０１Ｒによる吸気バルブ１０５の目標リフト量ＩＬａを高リフト量ＩＬＨに設定する。該高リフト量ＩＬＨは、例えば、可変リフト機構を有さず、スロットルバルブで吸入空気量を制御する機関における吸気バルブのリフト量と同等の大きい値に設定する。

上記のように吸気バルブ１０５のリフト量を大きくした上で、第２バンク１Ｒの目標吸気負圧ＰＢａを、ブレーキ負圧を余裕のある大きさとなるまで増大（絶対圧を減少）させる値ＰＢａｈ（例えば、−５００ｍｍＨｇ）に設定する。なお、この値ＰＢａｈは、オイル上がりを発生する負圧よりは小さい値に設定されている。

これにより、前記電子制御スロットル５Ｒが、第２バンク１Ｒ内の吸気負圧ＰＢを、前記目標負圧ＰＢａｈに収束させるように絞り制御される。
かかる制御によれば、ブレーキ負圧として供給される吸気負圧を、一方のバンク（特定の気筒群、本実施形態では第２バンク１Ｒ）の吸気系で優先的に発生させ、他方のバンク（第１バンク１Ｌ）の吸気系は、吸気負圧が小さい燃費の良い通常運転を継続して行うため、燃費を改善できる。

また、特に、減筒運転時にトルクを発生させる必要のない運転休止側のバンク（第２バンク１Ｒ）で吸気負圧を生成するため、大きな吸気負圧を速やかに生成してブレーキ負圧を確保することができ、マスターバック９によるブレーキ踏力低減機能を発揮することができる。

ステップＳ１０４では、前記通路切換弁１４を駆動して、バイパス通路１３を開通させる。これにより、第２排気マニホールド１１Ｒ内の排気はバイパス通路１３に流れ、運転停止中の低温な排気によるマニホールド触媒１２Ｒの冷却が抑制されて、触媒活性低下を抑制できる。

一方、ステップＳ１０２で、ブレーキ負圧ＢＰが所定値ＢＰ０以上と判定したとき、つまり、ブレーキ負圧ＢＰを増大させる必要がないと判定したときは、減筒運転による燃費向上効果を十分発揮させる制御を行う。

このため、ステップＳ１０５では、第２バンク１Ｒの可変リフト機構１０１Ｒによる吸気バルブ１０５の目標リフト量ＩＬａを零リフトに設定すると共に、可変リフト機構１０２による排気バルブ１０６の目標リフト量ＥＬａも零リフトに設定する。なお、略リフト量が零、又は零まで下がらない機構で可能な範囲のほぼ最低リフトに設定してもよい。

このようにして、本実施形態では、吸気バルブ１０５及び排気バルブ１０６が共に零リフトに制御されることにより、シリンダが閉塞されて第２バンク１Ｒでの吸・排気の輸送が抑制されてポンピングロスを十分に抑制できると共に、吸気バルブ１０５駆動のフリクショントルクも十分に低減できるので、燃費改善をより促進することができる。

ステップＳ１０６では、上記のように第２バンク１Ｒでの吸・排気の輸送が抑制されて非燃焼低温ガスによる第２マニホールド触媒１２Ｒの冷却が抑制されるので、通路切換弁１４の通電を停止してバイパス通路１３を閉じ、電力消費を低減する。

また、ステップＳ１０１で減筒運転中でないと判定されたときは、ステップＳ１０７へ進み、アイドル運転状態であるかを判定する。
アイドル運転状態と判定されたときは、ステップＳ１０８へ進み、ブレーキ負圧ＢＰが前記所定値ＢＰ０未満であるかを判定する。

所定値ＢＰ０未満と判定されたときは、ステップＳ１０９へ進み、両バンク１Ｌ，１Ｒの発生トルクを同等に維持しつつ、第２バンク１Ｒの吸気負圧を増大させてブレーキ負圧を確保する制御を、以下のように行う。

第２バンク１Ｒの吸気バルブ１０５の目標リフト量ＩＬａは、減筒運転時と同じく、スロットルバルブで吸入空気量制御するときと同等の高リフト量ＩＬＨに設定する。
この状態で、電子制御スロットル５Ｒの絞り制御によって、第１バンク１Ｌでのアイドル状態における発生トルクと、同等の発生トルクが得られるように吸入空気量を制御する。なお、第１バンク１Ｒでは、電子制御スロットル５Ｌの開度を大（例えば全開）に維持し、吸気バルブ１０５のリフト量を小さくして吸入空気量をアイドル運転に見合った少量に制御している。

バンク間のトルクを同等とするため、詳細には、第２バンク１Ｒでは第１バンク１Ｌの吸入空気量に対し、吸気負圧を大きくすることによるロス（ポンピングロスのバンク間差分＋カムフリクションのバンク間差分）分だけ、吸入空気量を増大補正して設定すればよい。

このように、本実施形態では、非減筒運転（全気筒運転）時にも、ブレーキ負圧を確保するときは、一方のバンク（第２バンク１Ｒ）の吸気系で優先的に発生させ、他方のバンク（第１バンク１Ｌ）の吸気系は、吸気負圧が小さい燃費の良い通常運転を継続して行うため、全気筒でブレーキ負圧生成用に吸気負圧を大きくする従来例に比較して燃費を改善できる。

また、アイドル運転状態で減筒運転を行うと運転気筒が偏るため振動が増大するが、本実施形態では、両バンク１Ｌ，１Ｒの発生トルクを同等とするように制御するため、振動も抑制できる。

また、ステップＳ１０７でアイドル運転状態でないと判定されたとき、または、ステップＳ１０８でブレーキ負圧ＢＰが所定値ＢＰ０以上と判定されたときは、ステップＳ１１０へ進み、第１バンク１Ｌと同様に制御する。すなわち、電子制御スロットル５Ｒの開度を大（例えば全開）とし、可変リフト機構１０１Ｒによる吸気バルブ１０５の目標リフト量を第１バンク１Ｌ側と同様に設定して吸入空気量を制御して、できるだけ燃費向上効果を高めるようにする。

ステップＳ１０９，１１０を経た後は、ステップＳ１０６へ進んで通路切換弁１４への通電を停止してバイパス通路１３を閉じる。非減筒運転時は、燃焼排気を第２マニホールド触媒１２Ｒに導いて触媒活性を促進することができる。

以上のように、本実施形態によれば、特定のバンク（第２バンク１Ｒ）の吸気系で、車両制動系の負圧倍力装置に導く吸気負圧を優先して発生させ、他のバンク（第１バンク１Ｌ）では、吸気負圧の小さい燃費の良い運転を継続することで燃費を向上できると共に、該ブレーキ負圧を確保する運転と、それ以外の通常運転との切換時に、特定のバンクの制御を切り換えるだけで済むため、全気筒同時に制御を切り換える従来方式に比較してトルクショックを抑制できる。

上記第１実施形態では、減筒運転中でブレーキ負圧が所定値以上のときは、目標吸気負圧を一律に大きい値（例えば−５００ｍｍＨｇ）に設定したが、直ぐに大きなブレーキ負圧を必要としない場合には、まだ余裕があるので、より小さい目標吸気負圧とすることができる。

図１０は、第２バンク１Ｒでなされる上記に応じたブレーキ負圧確保用の吸気負圧生成制御を含む第２の実施形態のフローを示す。
図７に示した第１実施形態と相違する部分を説明すると、減筒運転中にステップＳ１０２でブレーキ負圧ＢＰが所定値ＢＰ０未満と判定されたときは、ステップＳ１２１へ進み、アクセルＯＦＦ（アクセルペダルを離した状態）、又は、ブレーキＯＮ（ブレーキペダルを踏み込んだ状態）であるかを判定する。

ステップＳ１２１でＹＥＳと判定されたとき、つまり大きなブレーキ負圧を速やかに要する場合は、ステップＳ１０４へ進んで、第１実施形態同様に、吸気バルブ１０５の目標リフト量ＩＬａは、高リフト量ＩＬＨに設定し、かつ、第２バンク１Ｒの目標吸気負圧ＢＰａを大きい値（例えば−５００ｍｍＨｇ）に設定する。

一方、ステップＳ１２１で、アクセルＯＮ（アクセルペダルを踏み込んだ状態）で、かつ、ブレーキＯＦＦ（ブレーキペダルを離した状態）と判定されたときは、ステップＳ１２２へ進み、吸気バルブ１０５の目標リフト量ＩＬａは高リフト量ＩＬＨに設定するが、第２バンク１Ｒの目標吸気負圧ＢＰａは、ステップＳ１０４より小さい値（例えば−３５０ｍｍＨｇ）に設定する。

このように、ブレーキ負圧増大の要求はあるが、直ぐに制動に供されない状態では、目標吸気負圧ＢＰａを小さく設定することにより、燃費を向上できる。
以上の実施形態では、減筒運転中でブレーキ負圧ＢＰが所定値未満ＢＰ０のとき、図７、図１０のステップＳ１０５で、第２バンク１Ｒの吸気バルブ１０５、排気バルブ１０６共に零リフトとして吸気輸送を抑制し、カムフリクションも低減してできるだけ燃費向上を高めることができる。一方、吸気を流通させるが流通抵抗を小さくしてポンピングロスを低減し、燃費向上を図ることもできる。

図１１は、上記にしたがって図７、図１０のステップＳ１０５の制御に代わりに、ステップＳ１３１で上記ポンピングロスを低減する制御を行う実施形態を示す。本実施形態では、第２バンク１Ｒの排気バルブ１０６を、第１バンク１Ｌの排気バルブ１０６と同様、排気カムシャフトにより一定の高リフト量特性で駆動する構成とする。

ステップＳ１３１で、第２バンク１Ｒの吸気バルブ１０５の目標リフト量ＩＬａを固定リフト制御方式同様の高リフト量ＩＬＨに設定し、かつ、電子制御スロットル５Ｒを開（全開）とする。このようにすれば、電子制御スロットル５Ｒ、吸気バルブ１０５、排気バルブ１０６のそれぞれの開口面積が大きく制御されるので、吸気流通抵抗が小さくなってポンピングロスを低減でき、燃費を向上できる。

また、本実施形態では、上記のように、第２バンク１Ｒの排気バルブ１０６のリフト量を固定するため、可変リフト機構が不要となるので、コストを低減できる。なお、吸気バルブ１０５のリフト量を大きくすると駆動フリクションは増大するので、ポンピングロスと駆動フリクションとの合計が最小となるようにリフト量を設定する構成としてもよい。

また、以上の実施形態では、一方のバンク（第２バンク１Ｒ）のみブレーキ負圧を生成する構成を示したが、該バンクのブレーキ負圧機能に支障を生じた場合のフェールセーフ用として、他方のバンクでも同様のブレーキ負圧生成が可能な構成の実施形態とすることもできる。

例えば、逆止弁７を介装した負圧配管８を第１マニホールド２Ｌの集合部と、マスターバック９の負圧室９ａとの間に並列に接続し、吸気圧センサ６を第１マニホールド２Ｌの集合部にも設けて構成する。

第２バンク１Ｒのブレーキ負圧生成機能に支障を生じたときは、第１バンク１Ｌ側で上記第２バンク１Ｒ側で行ったのと同様のブレーキ負圧確保用の吸気負圧生成制御（ステップＳ１０３及びステップＳ１０９の第２バンク１Ｒの側制御）を行うことで、負圧配管８を介してマスターバック９の負圧室９ａに吸気負圧を供給し、ブレーキ負圧を確保できる。バイパス通路１３及び通路切換弁１４を第１バンク１Ｌ側に設けて、ブレーキ負圧生成時には、バイパス通路４を開とする制御を行う構成としてもよいが、フェールセーフ用に一時的に使用する場合は、これらを省略してコスト低減を図るようにしてもよい。

また、正常時でもブレーキ負圧を生成するバンクを周期的に切り換える構成の実施形態とすることもできる。この実施形態では、両バンクのブレーキ負圧生成機構の他、バイパス通路１３及び通路切換弁１４を第１バンク１Ｌ側に設けて、両バンクで同様の制御を周期的に切り換えて行う構成とすればよい。このようにすれば、バンク毎の性能の経時変化を均等化できる。

また、以上の実施形態では、減筒運転を行うものに適用したものを示し、減筒運転時に運転休止する気筒群でブレーキ負圧を生成することにより、より大きな吸気負圧を得られる特長を有するが、減筒運転を行わない内燃機関に適用しても良好な効果が得られる。

例えば、アイドル時を除く低回転・低負荷領域（図８の減筒運転領域と同様の領域など）でブレーキ負圧を確保するときに、一部のバンク（気筒群）で吸気バルブのリフト量を大きくしつつスロットルの絞り制御によって、所望のブレーキ負圧を確保する一方、他のバンク（気筒群）ではスロットル開度を大（例えば全開）とし、吸気バルブのリフト量で吸入空気量を制御する。この場合も、両バンクのトルクが均等化するような制御とすれば、ブレーキ負圧生成制御時と通常制御時との切換時のトルクショックや機関振動を抑制できる。

また、Ｖ型内燃機関以外の３以上のバンクを備えた内燃機関、もしくは直列型内燃機関においても、複数の気筒群毎に吸気系を独立して配設し、特定の気筒群を優先させてブレーキ負圧を生成する構成としてもよく、同様の効果が得られる。

更に、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項２、請求項３のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の吸気制御装置において、
内燃機関の前記減筒運転時、運転休止される気筒群に接続された排気通路に介装された触媒をバイパスする通路と、
前記バイパス通路と、前記触媒を経由する主通路と、を選択的に開とする通路切換弁と、
前記減筒運転時、前記バイパス通路を開とするように前記通路切換弁を制御する通路切換制御手段と、
を更に含んで構成されることを特徴とする。

このようにすれば、運転停止中の低温な排気による触媒の冷却が抑制されて、触媒活性低下を抑制できる。
（ロ）請求項２、請求項３及び（イ）のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の吸気制御装置において、
前記減筒運転時に運転休止される気筒群の吸気バルブ及び排気バルブのリフト量を、それぞれ可変リフト機構によって零リフトに制御可能な構成とし、
前記減筒運転制御手段は、減筒運転時で、前記車両制動系の負圧倍力装置に導く吸気負圧を生成する制御を行わないときは、前記運転休止される気筒群の吸気バルブ及び排気バルブのリフト量を、零リフトに制御することを特徴とする。

このようにすれば、ブレーキ負圧確保用の吸気負圧を生成する必要がない減筒運転時には、運転休止気筒のポンピングロス、吸・排気バルブ駆動のフリクションを十分に低減して燃費を改善できる。

（ハ）請求項２、請求項３、（イ）及び（ロ）のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の吸気制御装置において、
前記吸気負圧生成制御手段は、減筒運転時で、前記車両制動系の負圧倍力装置に導く吸気負圧を生成する制御を行うときに、制動時または制動操作が速やかに要求される運転時は、それ以外の運転時より吸気負圧を大きく制御することを特徴とする。

このようにすれば、制動時または制動操作が速やかに要求される運転時は、大きな吸気負圧が生成されてブレーキ負圧を十分に確保できる一方、それ以外のまだ余裕がある場合は、吸気負圧を小さめに制御して燃費を改善できる。

（ニ）請求項１〜請求項３、（イ）〜（ハ）のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の吸気制御装置において、
前記吸気負圧生成制御手段によって前記車両制動系の負圧倍力装置に導く吸気負圧を生成する制御を行わないときは、前記特定の気筒群は、前記吸気バルブ用の可変リフト機構を含む吸気制御を他の気筒群と同等に行うことを特徴とする。

このようにすれば、ブレーキ負圧を確保する制御を要しないときは、特定の気筒群も他の気筒群と同様に燃費の良い運転を行うことができ、燃費が改善される。

１…内燃機関、１Ｌ…第１バンク（第１気筒群）、１Ｒ…第２バンク（第２気筒群）、２Ｌ，２Ｒ…吸気マニホールド、３Ｌ，３Ｒ…排気ダクト、４Ｌ，４Ｒ…エアフローセンサ、５Ｌ，５Ｒ…電子制御スロットル、６…吸気圧センサ、７…逆止弁、８…負圧配管、９マスターバック、９ａ…負圧室、１０…ブレーキ負圧センサ、１１Ｌ，１１Ｒ…排気マニホールド、１２Ｌ，１２Ｒ…マニホールド触媒、１３…バイパス通路、１４…通路切換弁、１０１Ｌ，１０１Ｒ…吸気バルブ用の可変リフト機構、１０２…排気バルブ用の可変リフト機構、１０５…吸気バルブ、１０６…排気バルブ、２１Ｌ，２１Ｒ…燃料噴射弁

Claims (3)

1. 車両用内燃機関の吸気バルブ用の可変リフト機構を備えた吸気系を、複数の気筒群毎に独立して配設すると共に、
   車両制動系の負圧倍力装置に導く吸気負圧を、特定の気筒群の吸気系で優先して発生させる吸気負圧生成制御手段を配設したことを特徴とする車両用内燃機関の吸気制御装置。
2. 前記内燃機関の一部気筒の運転を休止させ、残りの気筒の運転を継続させる減筒運転を行わせる減筒運転制御手段を含み、
   前記吸気負圧生成制御手段は、前記減筒運転時、前記特定の気筒群の気筒を優先して運転を休止させる請求項１に記載の車両用内燃機関の吸気制御装置。
3. 前記減筒運転制御手段は、前記内燃機関のアイドル運転時は前記減筒運転を禁止し、前記吸気負圧生成制御手段は、アイドル運転時に吸気負圧の生成が要求されている場合は、前記特定の気筒群で優先して吸気負圧を生成させる請求項２に記載の車両用内燃機関の吸気制御装置。

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