JP2550550B2 - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の吸気制御装置に関する。

〔従来の技術〕

市販の内燃機関におけるトルク−回転数特性は、一般
的には、第12図の実線のように表される。

しかし、この特性をもつ内燃機関は、同図から明らか
なように、高速適合カム使用時の特性（同図において破
線で示されるもの）と較べて高回転域でのトルクが小さ
く、低速適合カム使用時の特性（同図において一点鎖線
で示されるもの）と較べて低速回転域でのトルクが小さ
いという問題がある。

従来、この問題点などに着目し、インテークバルブ又
はエキゾーストバルブのリフトタイミングを回転数など
機関運転状態に応じて可変するものが種々提案されてい
る。そのうちの１つとして、例えば特開昭54−142414号
公報に開示されているものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この公報記載のものを含め従来のものは、一般に、前
記のようにインテークバルブ又はエキゾーストバルブの
リフトタイミング自体を可変とするものである。そし
て、上記公報に示されるような機構では、エンジン本体
の構造が極めて複雑となる。

本発明は、インテークバルブのリフトタイミングを可
変とする系とは別個の独立した新たな系を設け、この系
により前記問題点の解決を図り、回転数域の広範囲にわ
たって高トルクを得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は、 高回転域において最高トルクが得られるようにインテ
ークバルブならびにエキゾーストバルブのバルブ開閉タ
イミングが設定されている内燃機関の各気筒と１対１に
対応する各吸気通路に設けられ、この吸気通路を開放・
遮断する吸気制御弁と、 吸気制御弁を駆動するアクチュエータと、機関回転数
の表す信号を出力する回転数信号出力手段と、アクチュ
エータを制御し、吸気制御弁を開閉タイミングを機関回
転数に応じた開閉タイミングとなるように制御する制御
手段とを備え、制御手段は、機関回転数の低回転域にお
いて、吸気制御弁の開タイミングをインテークバルブの
開タイミングより遅くするとともに、閉タイミングをイ
ンテークバルブの閉タイミングより早くすることを特徴
としている。

なお、吸気通路に吸気圧にしたがって動作するリード
弁を設け、このリード弁で吸気の逆流を阻止しようとす
る装置が米国特許第4,422,416号に示されており、ま
た、カムに連動して開閉弁する弁を吸気通路に設ける装
置が米国特許第4,363,302号に示されている。

〔作用〕

上述した本発明構成によれば、高回転域において最高
トルクが得られるようにインテークバルブとエキゾース
トバルブとのバルブ開閉タイミングが設定されている内
燃機関において、制御手段は、吸気制御弁を駆動するア
クチュエータを制御する。このとき、制御手段は、機関
回転数の低回転域において、吸気制御弁の開タイミング
をインテークバルブの開タイミングより遅くなるように
制御する。さらに、機関回転数の低回転域において、吸
気制御弁の閉タイミングをインテークバルブの閉タイミ
ングより早くなるように制御する。

吸気制御弁はインテークバルブ駆動系とは別個独立の
系において駆動されるため、例えば、カムの動きによっ
て体積効率が自ずと規制されるということはなく所望の
動作をさせることが可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の実施例の全体構成を概念的に示して
いる。

図において、１−１、１−２、１−３、１−４はそれ
ぞれ４気筒エンジンの気筒を表している。また、３−
１、３−２、３−３、３−４はそれぞれ対応する気筒１
−１、１−２、１−３、１−４のインテークバルブであ
って高速適合カムによって動作するものを表している。
また、５−１、５−２、５−３、５−４、はそれぞれ対
応する気筒１−１、１−２、１−３、１−４のエキゾー
ストバルブを表している。

各気筒１−１、１−２、１−３、１−４のインテーク
バルブ３−１、３−２、３−３、３−４に通じる吸気分
岐通路７−１、７−２、７−３、７−４には、それぞれ
吸気制御弁９−１、９−２、９−３、９−４が設けられ
ている。各吸気制御弁９−１、９−２、９−３、９−４
は電子制御装置11の電気駆動信号により作動するアクチ
ュエータ13−１、13−２、13−３、13−４により開閉駆
動される。なお、他の符号のうち15はスロットルバルブ
を表わしている。

吸気制御弁９−１、９−２、９−３、９−４は、イン
テークバルブ３−１、３−２、３−３、３−４の動作と
は独立して、回転数の下降にしたがって実質的にバルブ
オーバラップ期間が減少して行くものとなるよう開閉動
作させる。いいかえると、高速適合カム使用の機関が最
大トルクをうることができる回転数よりも高いときにあ
っては、吸気制御弁９−１、９−２、９−３、９−４
を、インテークバルブ３−１、３−２、３−３、３−４
の開期間とほぼ同じ期間、開弁した状態に保ち、同回転
数以下の回転数にあっては、当該回転数に対応した第13
図に示すバルブオーバラップ期間を実質的な意味で実現
できるよう吸気制御弁９−１、９−２、９−３、９−４
の開閉タイミングを制御する。第２図は機関が前記のよ
うな基準回転数以下の回転域で運転している状態におけ
る吸気制御弁の動作例を表わしている。

各吸気制御弁９−１、９−２、９−３、９−４とアク
チュエータ13−１、13−２、13−３、13−４とは一体的
に構成されており、第３図に示すような断面構造をも
つ。

第３図において、吸気制御弁９−１、９−２、９−
３、又は９−４は板弁構造であり、吸気流れ方向と直角
の方向にほぼ等間隔に設けた複数個の固定板9aと、この
固定板9aの一端にリベット9bなどにより固定された一端
をもちかつ他端が常時は、隣りの固定板9aの一端との当
接が解除もしくは弱いものとされて（図では当接状態に
ある。）、前記の両固定板9a、9aによって形成される吸
気通路7aを開放する可動板9cとをもつ。固定板9aには、
第４図および第５図から明らかなように、アクチュエー
タ13−１、13−２、13−３又は13−４のプッシュロッド
13aが通る孔9a−１が設けられている。可動板9cにはロ
ッド13aの肉細部13a−１が通る孔9a−１が設けられてい
る。アクチュエータ作動時には、プッシュロッド13aが
図面下方に押し下げられ、プッシュロッド13aの肉細部1
3a−１から肉太部13a−２にかけての太さが増大してい
る箇所が、可動板9cと当接する箇所を押し下げて、図示
のように可動板9cが、隣り合う他方の固定板9aに当接
し、吸気通路7aを遮断するようにする。一方、アクチュ
エータ13−１、13−２、13−３又は13−４が作動してい
ないときには、プッシュロッド13aが図示の状態よりも
上方に位置し、可動板9cと固定板9aとの当接が解除され
もしくは弱いものとなるように、すなわち、吸気通路7a
が開放されるようにする。

プッシュロッド13aの基部13a−３はアクチュエータ13
−１、13−２、13−３又は13−４のハウジング13bに図
面上下方向に摺動自在に収容されている。ハウジング13
b内には、積層構造のピエゾ圧電装置13cが収容されると
ともに、作動油13dが、ハウジング13bとピエゾ圧電装置
13cとプッシュロッド基部13a−３の端面13a−3aとで形
成される空間に封入されている。またハウジング13b内
には、プッシュロッド基部13a−３を前記空間の方向、
すなわち図面上方に押し上げるスプリング13eが収容さ
れている。外部すなわち電子制御装置11により電圧が印
加されると、前記空間を縮小させるような歪みを生じ、
この歪みが、作動油13dにプッシュロッド基部端面13a−
3aをスプリング13eに抗して図面下方に押し下げるよう
作用し、プッシュロッド13aが可動板9cを固定板9aに当
接させて吸気通路7aが遮断されるようにする。

第１図に戻って、電子制御装置11はインテークバルブ
３−１、３−２、３−３、３−４の作動状態を検出する
ためのセンサ、および機関の運転状態を検出するための
センサに、電気的に接続されている。これらのセンサと
しては、例えば、各気筒７のピストンが上死点にあると
き電圧パルスを出力するクランク角センサ17、所定のク
ランク角ごとに電圧パルスを出力する回転数センサ19、
および吸入空気量に対応する信号を出力するエアフロメ
ータ21とする。

電子制御装置11はマイクロコンピュータを中心として
構成され、クランク角センサ17、回転数センサ19および
エアフロメータ21からの各検出信号を入力し、第６図に
もとづいて後述するような処理および動作によりアクチ
ュエータ13−１、13−２、13−３、13−４に制御信号を
出力する。

第６図は電子制御装置11における処理動作を概略的に
フローチャートで示している。

同図に示すように、電子制御装置11においては、回転
数センサ19からの検出信号と所定の回転数例えば4,500r
pmを表わすデータとをもとに、回転数が4,500rpm以下で
あるかどうかを判定する（図中の符号101のステップが
対応する。）。ここで、所定回転数である4,500rpmは、
使用されている高速適合カムが最大体積効率を得ること
のできる回転数に合致するものである。なお、使用カム
によって最大体積効率を得ることのできる回転数が4,50
0rpm以外である場合には、ステップ101での判定基準回
点数として当該回転数が定められることは言うまでもな
い。

ステップ101にて回転数が4,500rpm以下であると判断
したときには、このときの回転数から、最大体積効率を
得ることのできるバルブオーバラップ期間を求める（ス
テップ102a）。この期間の求め方としては、回転数に対
応づけて予め定めたバルブオーバラップ期間のマップを
索引することにより求める。この他に、第13図の曲線を
表わす計算式を演算して求めてもよい。

一方、ステップ101にて回転数が4,500rpmよりも高い
と判断したときには、バルブオーバラップ期間を回転数
によらず一律に例えば22.5゜に定める（ステップ102
b）。ここで、固定値である22.5゜は高速適合カムが最
大体積効率を得ることのできるバルブオーバラップ期間
に対応するクランク角に合致している。尚、上述した数
値、4500rpm,22.5゜については、エンジンや吸気系で凍
なるものであり、例としてあげたものである。

ステップ102a又は102bにてもとめられ又は定められた
バルブオーバラップ期間は、アクチュエータ13−１、13
−２、13−３又は13−４を駆動制御するための制御信号
に反映され、当該制御信号を出力する。

制御信号は、各気筒ごとに、クランク角センサ17およ
び回転数センサ19からの各検出信号をもとにエキゾース
トバルブの閉タイミングに対応するクランク角（以下、
第１のクランク角という。）を推定し、この第１のクラ
ンク角から前記求められ又は定められたクランク角だけ
進角したクランク角（以下、第２のクランク角とい
う。）を求め、この第２クランク角で、それまで閉状態
に保たれていた吸気制御弁が開状態に復帰するようロー
レベルに戻す。また、制御信号は、各気筒ごとに、クラ
ンク角センサ17および回転数センサ19からの各検出信号
をもとに今度はインテークバルブの閉タイミングに対応
するクランク角（以下、第３のクランク角という）を推
定し、この第３のクランク角で、吸気制御弁がそれまで
の開状態から閉状態に移行するようハイレベルに移す。

従って、各吸気制御弁９−１、９−２、９−３、９−
４は、4,500rpm以下の回転域にあっては、第２図に示す
ように、インテークバルブの開タイミングより遅れて開
き、インテークバルブの閉タイミングとほぼ同じ時点で
閉じるようになる。なお、吸気の吹きもどしが大きい場
合は第２図で破線で示すように、早く閉じるようにす
る。つまり、高回転高トルクエンジンではインテークバ
ルブの閉タイミングは下死点後所定回転角すぎた位置
（高回転時に気筒内圧力が最高圧となる位置）に設定さ
れる。低回転時には下死点後所定回転角過ぎるまでにか
かる時間が高回転時よりも長くなる。このため、下死点
経過後に気筒内の圧力は一旦最高圧となるもののインテ
ークバルブはまだ開弁しているため、吸気の吹きもどし
が起こり吸気系に新気が逃げて圧力が下がってしまう。
そこで、機関回転数が低く、吹きもどしが大きいほど吸
気制御弁の閉タイミングを早くすることで吸気の吹きも
どしを抑制するようにしている。一方、4,500rpmよりも
高い回転域にあっては、インテークバルブの開閉タイミ
ングとほぼ同じタイミングで開閉するようになる。

そして上述のように高速適合カムによって動作するイ
ンテークバルブを有するエンジンに対し、各気筒に通じ
る分岐通路にそれぞれ吸気制御弁を設け、この吸気制御
弁を4,500rpm以下ではインテークバルブの開タイミング
より回転数の増加に応じて少なくなる所定期間だけ遅れ
て開くようにし、その後、吸気の吹きもどしが大きくな
る低回転域においてはインテークバルブの閉タイミング
より早く閉じるようにしたことから、エンジン低回転状
態では実質的にエンジンの気筒に吸気が導入されるタイ
ミングが低速適合カムを用いたものと同じ状態となるた
め、第12図の一点鎖線で示すトルク特性が得られるよう
になり、また回転数に応じてインテークバルブの開タイ
ミングに対する吸気制御弁の開きの遅れを少なくしてい
くことで、低速適合カムによる最大トルクと高速適合カ
ムによる最大トルクとを結んだトルク特性が実現できる
ようになる。

これは、上述の吸気制御弁のない状態で単に高速適合
カムによって動作されるインテークバルブにより吸気の
気筒への導入を行った場合は、高回転域で気筒への吸気
の体積効率が最大となるようにインテークバルブの開閉
時期が一義的に定められているために、角度的にインテ
ークバルブとエキゾーストバルブとのバルブオーバラッ
プ期間が第13図に示されているように長くなる。また吸
気の導入状態は時間的に変化するものである。そのた
め、高回転時においては吸気行程末期での気筒内圧力が
最大となるように時間で決まる角度に設定されているた
め、低回転時にはバルブオーバラップの時間が高回転時
に比べて長くなり、そして気筒内の排ガスの吸気側へと
流出する量が増えるため、気筒内に多く排ガスが残留す
るようになり、吸気（新気）の体積効率が低下するよう
になる。

しかし、上述の本案の構成では低回転時には吸気制御
弁がインテークバルブの開タイミングより遅れて開くの
で、実質的には吸気制御弁が開いた時期が気筒への吸気
の開始となり、従って排ガスの吸気系への流出が抑制さ
れるようになると共に、その流出が少ない分排気系への
流出が多くなっており、その分の慣性効果により排ガス
は気筒内から充分に排出されていて、さらにはこの慣性
効果により吸気（新気）の導入も促進されるようになる
ため、低回転域から高回転域まで体積効率の高い状態が
得られ、高出力のエンジンが実現できるようになる。

なお、インテークバルブが閉じられるタイミングはピ
ストンのポンピング効果により吸気が充分に導入され、
さらには慣性効果により大気圧よりも高められて最高圧
になった時点であることが一番良いのであるが、やはり
インテークバルブが閉じられるタイミングも一義的に下
死点後所定回転角すぎた位置に定められていることか
ら、低回転時には一旦最高圧になってから吸気の吹きも
どしとなって吸気系へと新気が逃げていくため、気筒内
の圧力は最高圧よりも低くなってしまうのが、このイン
テークバルブの閉じるタイミングよりも吸気制御弁を回
転数に応じて早く閉じるようにすることで、気筒内の最
高圧の状態が低回転域から高回転域まで得られるように
なる。

第７図はアクチュエータ13−１、13−２、13−３又は
13−４の他の１つの実施例（以下、第２実施例という）
を概略的に示している。

このアクチュエータは、ハウジング13f内をエンジン
オイル室13gと、このエンジンオイル室13g内のオイル圧
を電子制御装置11の出力状態にしたがって制御するオイ
ル圧制御装置13hが収容される制御装置室13iとに大別し
て区画してある。

エンジンオイル室13gは３つのオイル室つまり第1,第
２および第３のオイル室13g−１、13g−２および13g−
３からなる。第１オイル室13g−１は、高圧のエンジン
オイルを室内に入れるための流入口13g−1aを有する。
第２オイル室13g−２は、エンジンオイル室13g内のエン
ジンオイルを低圧な外部に出すための流出口13g−2aを
有する。第３オイル室13g−３は、第１オイル室13g−
１、第２オイル室13g−２の間に両者に隣接して位置す
る。

第１オイル室13g−１と第３オイル室13g−３との間に
は第１オイル室13g−１のオイル圧と第３オイル室13g−
３のオイル圧との差に応じて第３オイル室13内を変位す
る弁体13l（以下、第１弁体という。）の変位を規制す
るストッパとして機能し、その中心部に両オイル室を連
通する孔13j（以下、第１孔という）を有する壁体13k
（以下、第１壁体という）が設けられている。また第１
弁体13lの変位がプッシュロッド13mの変位となって現れ
るよう第１弁体13lとプッシュロッド13mとを結合してあ
る。なお、第１弁体13lには他に第１オイル室13g−１と
第３オイル室13g−３とを連通する絞り13l−１が設けら
れている。

第２オイル室13g−２と第３オイル室13g−３とは、両
オイル室を連通する孔13n（以下、第２孔という。）を
有する壁体13o（以下、第２壁体という。）により区画
されており、前記第２孔13nは、オイル圧制御装置13hの
構成要素である可動体13h−１であってその一部が第２
オイル室13g−２に露出されているものの弁体部13h−1a
により開放、閉塞されるものである。可動体13h−１
は、オイル圧制御装置13hに電力が供給されていない時
には、前記第２孔13nを閉塞する状態に保ち、一方、電
力が供給されているときには開放する状態に保つよう動
作させる。

第３オイル室13g−３には、前記第１弁体13lの他に、
一端が第２壁体13Oの第３オイル室13g−３上側の面と他
端が第１弁体13lの第２壁体13Oと対向する側の面とそれ
ぞれ係合状態を保つスプリング13p（以下、第１スプリ
ングという。）が設けられている。この第１スプリング
13pは、第１弁体13lに対して、第１壁体ｋ方向の力を常
時与えるよう設けてある。

一方、制御装置室13i内のオイル圧制御装置13hは、主
として、前記可動体13h−１とコイル13h−２とスプリン
グ13h−３（以下、第２スプリングという。）とからな
り、これらの構成要素の機能により、電子制御装置11の
出力状態にしたがって第２壁体13oの第２孔13nを開放
し、閉塞する動作をする。

ここで、コイル13h−２は電子制御装置11の出力状態
にしたがって電流の供給を受けたり受けなかったりす
る。

可動体13h−１は、第２壁体13oに対して、コイル13h
−２の非通電時には、第２スプリング13h−３から受け
る力により可動体弁体部13h−1aでもって第２孔13nを常
時閉塞する作用をなし、コイル13h−２の通電時には、
コイル電流により発生する磁界による磁気吸引力を主な
力として受け、この吸引力とは反対の方向をもつ力の総
和（前記第２スプリング13h−３により受ける力を含
む。）に抗して可動体弁体部13h−1aでもって、第２孔1
3nを常時開放する作用をなす。

次にアクチュエータの動作の一例について説明する。

オイル圧制御装置13hのコイル13h−２が非通電状態に
あるときは、可動体13h−１は、第２スプリング13h−３
の力により可動体弁体部13h−1aでもって第２壁体13oの
第２孔13nを閉塞する位置に常時保たれる。このため、
第１オイル室13g−１のオイル圧と第３オイル室13g−３
のオイル圧とがほぼ等しく第１弁体13lは第１スプリン
グ13pの力により第１壁体13kと当接する位置に常時保た
れる。第１弁体13lにはプッシュロッド13mが延長して設
けられており、プッシュロッド13mは、前述した第１実
施例におけるプッシュロッド13aがその下降時に吸気制
御弁９−１、９−２、９−３又は９−４を閉じる作用を
するのに対し、第７図図示の状態から第１弁体13が上昇
されると、吸気制御弁９−１、９−２、９−３又は９−
４を開く作用をするよう構成してあるため、第１弁体13
lが前記のように第１壁体13kと当接位置に保たれている
ときは、吸気制御弁９−１、９−２、９−３又は９−４
は閉状態に保たれる。

前記コイル13h−２に電流が供給されるようになる
と、コイル電流による発生磁界による磁気吸引力が可動
体13h−１に作用し、この磁気吸引力を含む力であって
可動体弁体部13h−1aを第２壁体13oとの当接状態を解除
する方向のものが第２スプリング13h−３の反対方向の
力に打ち勝ち可動体13h−１を図面上方に変位させ、可
動体13h−１の弁体部13−1aが第２孔13nを開放するよう
になる。なお、可動体13h−１は、以後、コイル13h−２
が通電状態にある間弁体部13h−1aでもって第２孔13nを
開放状態に保つ位置に保たれる。

可動体弁体部13h−1aと第２壁体13oとの当接状態が解
除されると、第３オイル室13g−３内の高圧オイルが低
圧側の第２オイル室13g−２に流出するため、第３オイ
ル室13g−３内のオイル圧が減少し、第１弁体13lを第１
壁体13kとの当接状態を解除する方向の力が急激に増大
し、第１弁体13lは第１壁体13kから離間するよう変位す
る。この弁体13lの変位によりプッシュロッド13mが変位
し、吸気制御弁９−１、９−２、９−３又は９−４は閉
状態から開状態に移る。

前記コイル13h−２が通電状態にある間は、可動体13h
−１は第２孔13nを開放状態に保つ位置を保ち、第１弁
体13lは第１孔13jを開放状態に保つ位置を保ち、吸気制
御弁９−１、９−２、９−３又は９−４は開状態を保
つ。

前記コイル13h−２が通電状態にあるとき該コイル13h
−２に電流が供給されなくなると、コイル電流による発
生磁界による磁気吸引力が消失し、可動体13h−１は図
面下方に変位し、可動体13h−１は、弁体部13h−1aが第
２孔13nを塞いで第２壁体13oと充分な当接状態を保つよ
うになる。

第８図はアクチュエータ13−１、13−２、13−３又は
13−４の更に他の１つの実施例を概略的に示している。

この実施例は、第８図に示すように、前述した第２実
施例と同様、ハウジング13q内をエンジンオイル室13rと
制御装置室13sとに区画し、更に、エンジンオイル室13r
を３つのオイル室つまり第１、第２、第３オイル室13r
−１、13r−２、13r−３に区画するとともに第３オイル
室13r−３内のオイル圧をオイル圧制御装置13tにより第
２壁体13uの第２孔13vを開閉することで制御し、このオ
イル圧制御により生ずる差圧つまり第１オイル室13r−
１のオイル圧と第３オイル室13r−３のオイル圧との差
に応じてプッシュロッド13wを変位させ、吸気制御弁９
−１、９−２、９−３又は９−４を開閉させる構成をと
る。

本実施例のアクチュエータでは、オイル圧制御装置13
tが、電圧印加時に図面下方向に伸長するピエゾ圧電装
置13t−１とこのピエゾ圧電装置13t−１の形状により図
面下方向における位置が決まる可動体13t−２であって
第２孔13vを第３オイル室13r−３において開閉する弁体
部13t−２を有しかつピエゾ圧電装置13t−１に電圧が印
加されていない時にあっては第２オイル室13r−２に予
め設けられるスプリング13xの弾性力により弁体部13t−
2aが第２孔13vを閉じる状態で第２壁体13uと当接状態を
保つ位置に保たれ一方ピエゾ圧電装置13t−１に電圧が
印加されている時にあっては前記スプリング13xの弾性
力に勝るピエゾ圧電装置13t−１の変形により弁体部13t
−2aが第２壁体13uから離れた状態を保つ位置に保たれ
るものとを有する。

第９図および第10図は電子制御装置からの電気信号を
自ら受け吸気通路の開放、遮断を行なう吸気制御弁の一
実施例を概略的に示している。

第９図および同図のＸ−Ｘ断面図である第10図におい
て、9dは電子制御装置の出力部に接続される２本の配線
23−１、23−２が設けられかつ吸気流れ方向と直角に吸
気管25により支持される柱状の支持体を表わす。9e−
１、9e−２、…9e−ｎはそれぞれ、この支持体9dの適宜
の箇所に吸気流れ方向に沿う配置となるよう取付けられ
るプレートを表わす。9f−１、9f−２、9f−ｎはそれぞ
れ、対応するプレート9e−１、9e−２、…9e−ｎに片面
が接触してリベット9g−1a、9g−1b、9g−2a、9g−2b、
…9g−na、9g−nbにより取り付けられるバイモルフを表
わす。9f−ｏは吸気管25の内周面25aに片面が接触して
リベット9g−oa、9g−obにより取り付けられる他のバイ
モルフを表わす。

２本の配線23−１、23−２のうち１本23−１は各バイ
モルフ9f−１、9f−２、…9f−ｏの一方の圧電セラミッ
ク板9f−1a、9f−1b、…9f−oaの電極（図では明瞭に現
れていない。）と接続され、他の配線23−２は各バイモ
ルフ9f−１、9f−２、…9f−ｏの他方の圧電セラミック
板9f−1b、9f−1b、…9f−obの電極（同じく図では明瞭
に現れていない。）と接続される。

２本の配線23−１、23−２間に電位差が与えられてい
ないときには、各バイモルフ9f−１、9f−２、…9f−ｏ
が図の実線で示すように対応するプレート9e−１、9e−
２、…9e−ｎもしくは吸気管内周面25aに沿って位置す
るようにし、同配線23−１、23−２間に電位差を与えた
ときには、各バイモルフ9f−１、9f−２、…9f−ｏが図
の破線で示すようにプレート9e−１、9e−２、…9e−ｎ
の片面つまりバイモルフと接触する面でない方の面又は
吸気管内周面25aと充分に当接した状態を保つことがで
きるようにする。尚、上記のバイモルフは、直列型のも
のであるが、第11図に示すような並列型のバイモルフに
於いても、配線23′−1,23′−２に電位を印加すること
により、上記と同様の効果が得られることは明らかであ
る。

次に、上述したような吸気制御弁を用いた車両用制御
装置の例を２つ挙げ、順に説明する。

まず、第１の例は、エンジンの高出力化、高対応答化
に伴ない、例えば、雨路あるいは雪路といった路面状態
の悪い時には、急激にアクセルを踏み込んだ場合、ホイ
ールがスピンし、車両が危険な状態になることが、考え
られるがこのような時のスピンを防止する装置に係る。

すなわち、第14図に示すように、吸気制御弁９−1,9
−2,9−3,9−４を対応する各吸気通路７−1,7−2,7−3,
7−４に設置するとともに、ホイールの回転角速度ある
いは回転角加速度等を検出するための検出器25を設け
る。そして、電子制御装置11において、この検出器25の
信号にもとづいて、ホイールスピンが発生し始めたと判
定すると、ただちに、すべての吸気制御弁９−1,9−2,9
−3,9−４あるいは特定の吸気制御弁を閉じるかあるい
は絞るなどにより、エンジン出力を低下させ、その後、
スピンが解消したと判定すると、今度は吸気制御弁９−
1,9−2,9−3,9−４を開くかあるいはその絞りを解除す
るなどによりエンジン出力を回復させるというような動
作が繰り返されるようにする。これにより、その時々の
路面状態に合わせて、ホイールスピンを起こすことな
く、最大のトルクを路面に伝達することができ、安全
に、そして最大加速を得ることが可能である。

また、コーナリング時においても、不用意なアクセル
ONによりホイールスピンが発生し非常に危険な状態とな
る。この時にも、前記のようなフィードバックにより、
ホイールスピンすることなく、安全かつその時の最大ト
ルク状態を保つことが可能である。なお図中の他の符号
は前述した実施例の同一符号に対応している。

次に、第２の例は、第15図に示すように、スロットル
15の全開時において、吸気管内は、脈動により粗密波が
発生しているが、実際のエンジンの体積効率に関与する
のは、密部であるので、粗部が吸気制御弁９−１、９−
２、９−３、９−４付近に来たことを圧力センサ27−
１、27−２、27−３、27−４により検出し、吸気制御弁
９−１、９−２、９−３、９−４を閉じるかあるいは絞
るようにする。これによりその時のエンジンからの吸気
騒音を吸気管外へ出ることをふせぐかあるいは低減する
ことが可能である。なお、図中の他の符号は上述した実
施例における同一符号に対応している。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、インテークバルブ
の駆動系とは別個に制御される吸気制御弁を用いている
ので、機関の構造を複雑化することなく実質的な吸気の
開始・終了を制御することができる。

また、高回転高トルクエンジンにおいて、機関回転数
の低回転域において吸気制御弁の開タイミングをインテ
ークバルブの開タイミングより遅くしている。これによ
り、実質的には吸気制御弁が開いた時期が気筒への吸気
の開始となり、したがって、バルブオーバラップによる
排ガスの吸気系への流出が抑制される。さらに、その流
出が少ない分排気系への流出が多くなっており、その分
の慣性効果により吸気の導入も促進されるようになる。

また、吸気制御弁の閉タイミングをインテークバルブ
の閉タイミングより早くしている。つまり、エンジンの
低回転域では下死点後所定回転角過ぎるまでにかかる時
間が長くなる。このため、下死点経過後に気筒内の圧力
は一旦最高圧となるもののインテークバルブはまだ開弁
しているため、吸気の吹きもどしが起こり吸気系に新気
が逃げて圧力が下がってしまう。そこで、機関回転数が
低く、吹きもどしが大きいほど吸気制御弁の閉タイミン
グを早くすることで実質的な吸気終了時期を早くするこ
とができ、吸気の吹きもどしを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示し、第１図
はその全体の概略構成図、第２図はその主要動作を説明
するためのタイミングチャート、第３図は第１図に示し
た吸気制御弁およびアクチュエータの断面構成図、第４
図はその一部の拡大図、第５図は第４図に示した部分を
図面上方からみたときの平面図、第６図は電子制御装置
の処理動作を概念的に説明するためのフローチャート、
第７図は他の１つの実施例におけるアクチュエータを概
略的に表した断面構成図、第８図は更に他の１つの実施
例におけるアクチュエータを概略的に表した断面構成
図、第９図は他の実施例における吸気制御弁を概略的に
表した断面構成図、第10図は第９図のＸ−Ｘ断面構成
図、第11図は吸気制御弁の他の例の要部構成図、第12図
は市販エンジンのトルク特性を説明するための線図、第
13図は最大体積効率を得るためのバルブオーバラップ期
間−回転数特性を表わす線図、第14図および第15図はそ
れぞれ吸気制御弁の他の適用例である車両用制御装置の
構成図である。 １−１、１−２、１−３、１−４……気筒 ３−１、３−２、３−３、３−４……インテークバルブ ７−１、７−２、７−３、７−４……吸気通路 ９−１、９−２、９−３、９−４……吸気制御弁 11……電子制御装置 13−１、13−２、13−３、13−４……アクチュエータ 17……クランク角センサ 19……回転数センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大林 秀樹 刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電装株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−65230（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−145264（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−125324（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高回転域において最高トルクが得られるよ
   うにインテークバルブならびにエキゾーストバルブのバ
   ルブ開閉タイミングが設定されている内燃機関の各気筒
   と１対１に対応する各吸気通路に設けられ、この吸気通
   路を開放・遮断する吸気制御弁と、 前記吸気制御弁を駆動するアクチュエータと、 機関回転数を表す信号を出力する回転数信号出力手段
   と、 前記アクチュエータを制御し、前記吸気制御弁の開閉タ
   イミングを前記機関回転数に応じた開閉タイミングとな
   るように制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記機関回転数の低回転域において、
   前記吸気制御弁の開タイミングを前記インテークバルブ
   の開タイミングより遅くするとともに、前記吸気制御弁
   の閉タイミングを前記インテークバルブの閉タイミング
   より早くすることを特徴とする内燃機関の吸気制御装
   置。