JP4382588B2 - 可変動弁機構を有する内燃機関 - Google Patents

Description

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する。

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。

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。

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。

これに対し、従来では、特許文献１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。
特開平１０−３３１６７１号公報

内燃機関におい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、スロットル弁を閉弁方向に制御することが必要となる場合がある。しかしながら、ノンスロットル運転制御が実行されているときにスロットル弁が閉弁方向に制御されると、内燃機関のトルク変動を誘発する虞がある。

本発明は、上記問題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を備えた内燃機関において、ノンスロットル運転制御が実行されているときにスロットル弁を閉弁方向に制御する場合における内燃機関のトルク変動を抑制することが出来る技術を提供することを目的とする。

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内を流れる吸気の流量を調節するスロットル弁と、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ノンスロットル運転制御を実行するノンスロットル運転制御実行手段と、前記ノンスロットル運転制御実行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の条件が成立した場合に前記スロットル弁を該所定の条件に応じて定まる所定量閉弁させるスロットル弁制御手段と、前記スロットル弁制御手段が前記スロットル弁を前記所定量閉弁させるときに、その際に生じる前記内燃機関の吸入空気量の変化を抑制すべく前記可変動弁機構を制御する動弁機構制御手段と、を備えることを特徴とする。

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、ノンスロットル運転制御実行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該所定の条件に応じて定まる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がないため、内燃機関のトルク変動が発生することを抑制することが出来る。

本発明においては、動弁機構制御手段によって可変動弁機構を制御するときは、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも一方の目標開閉時期およびまたは目標開弁量を所定量に基づいて設定してもよい。

これによれば、スロットル弁が所定量閉弁される場合は、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は、スロットル弁の開度変更に対応して、各気筒の吸入効率が高くなるように変更される。そのため、内燃機関の吸入空気量の変化を抑制することが出来る。

本発明において、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をさらに備える場合、所定の条件は、負圧機構の作動に係る吸気管負圧を発生させるときであってもよい。

この場合、ノンスロットル運転制御実行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。

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、所定条件は、蒸発燃料還流機構を作動させる必要が生じたときであってもよい。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、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、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。

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。

本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機関によれば、ノンスロットル運転制御が実行されているときにスロットル弁が所定量閉弁された場合における内燃機関のトルク変動を抑制することが出来る。

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。

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。

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。

そこで、以下では、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を目的とする場合について例示的に説明する。

＜参考例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の参考例について図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。

図１は、本参考例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。

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１ａとを備えている。

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。

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１ａ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。

前記シリンダヘッド１ａにおいて各気筒２１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１ａ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。

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。

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３１ａ（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。

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。

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。

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３００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。

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。

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。

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。

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。

前記弁軸２８ｂは、前記シリンダヘッド１ａ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３３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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１０５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。

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。

一方、前記内燃機関１のシリンダヘッド１ａ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。

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４５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。

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
。

また、内燃機関１は、クランクシャフト２３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。

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。

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。

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、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、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。

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ＣＰＵ４０１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。

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。

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。

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。

前記出力ポート４０６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、又はバキュームポンプ１０５へ送信する。

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１００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。

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。

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。ＲＡＭ４０３に記憶されるデータ（各センサの出力信号やＣＰＵ４０１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。

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。

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。

以下、本参考例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１００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。

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。

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、ＲＡＭ４０３からバキュームセンサ１０６の出力信号値：Ｖaを読み出す。

Ｓ４０２では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ４０１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。

前記Ｓ４０２において前記出力信号値：Ｖaが前記最高値：Ｖs未満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。

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。

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１０５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。

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。

Ｓ４０５では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ４０４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。

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。

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Ｓ４０６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。

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、本参考例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。

尚、本参考例では、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。

また、本参考例では、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。

また、本参考例では、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。

＜参考例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の参考例について図５〜図７に基づいて説明する。ここでは、前述の第１の参考例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。

前述の第１の参考例では、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、本参考例では、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。

図５は、本参考例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。本参考例に係る内燃機関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１０２のみが設けられている。

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。

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。

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１００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。

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。

この場合、ＣＰＵ４０１は、前記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、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。

以下、本参考例に係るブレーキブースタ負圧制御について述べる。本参考例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、本参考例では、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。

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。

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。

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、ＣＰＵ４０１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。

Ｓ７０３では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７０１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。

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ＲＯＭ４０２に記憶しておくようにしてもよい。その場合、ＣＰＵ４０１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：ＡＣＣＰに対応した減速トルクを算出する。

Ｓ７０４では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ７０３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。

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。

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。

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１００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。

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、ＣＰＵ４０１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。

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、本参考例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。

尚、本参考例では、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。

また、本参考例では、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。

＜参考例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の参考例について図８に基づいて説明する。ここでは、前述の第２の参考例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。

前述の第２の参考例では、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、本参考例では、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。

本参考例では、ブレーキブースタ１００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。

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、ＲＡＭ４０３からバキュームセンサ１０６の出力信号値：Ｖaを読み出す。

Ｓ８０２では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８０１で入力した出力信号値：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。

前記Ｓ８０２において前記出力信号値：Ｖaが前記最高値：Ｖs未満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。

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。

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。

Ｓ８０４では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８０３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。

Ｓ８０５では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８０４で算出された吸気管負圧：Ｐnが前記Ｓ
８０１で入力された出力信号値：Ｖaより低いか否かを判別する。

前記Ｓ８０５において前記吸気管負圧：Ｐnが前記出力信号値：Ｖaより低いと判定した場合は、ＣＰＵ４０１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。

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。

Ｓ８０８では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ８０７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。

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。

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。

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。

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の参考例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。

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。

次に、本発明に係る可変動弁機構を有する内燃機関１の実施例について図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。

図９は、本実施例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。

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１ａとを備えている。

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。

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１ａ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。

前記シリンダヘッド１ａにおいて各気筒２１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１ａ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。

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。

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３１ａ（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。

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。

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。

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。

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。

前記ロアヘッド１０には、各吸気ポート２６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２８ｂが軸方向へ進退自在となっている。

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。

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３０２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３０２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１０の上面との間には、ロアスプリング３１６が介在している。

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。

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。

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３１１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。

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。

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。

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３１７が取り付けられている。このバルブリフトセンサ３１７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３１３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。

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。

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３３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。

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。

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。

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。

一方、前記内燃機関１のシリンダヘッド１ａ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。

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４５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。

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。

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。

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。

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６４の終端は、大気中に開放されている。

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。

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。

次に、内燃機関１は、クランクシャフト２３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。

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。

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４８、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、各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。

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６７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６７を制御することが可能になっている。

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ＣＰＵ４０１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。

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。

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／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。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。

前記出力ポート４０６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。

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、ＲＯＭ４０２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３１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。

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。ＲＡＭ４０３に記憶されるデータ（各センサの出力信号やＣＰＵ４０１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。

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。

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。

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。

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ＣＰＵ４０１がノンスロットル制御を実行することにより、本発明に係るノンスロットル運転制御実行手段が実現される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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３９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。

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。

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２４内に導入されて燃焼及び処理される。

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。

そこで、本実施例では、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。

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、本実施例では、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２１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ＣＰＵ４０１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。

以下、本実施例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。

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。

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。

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。

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。

Ｓ１２０４では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ１２０４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。

Ｓ１２０５では、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ１２０４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。

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。

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。

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３０ａ及び排気側駆動回路３１ａを制御する。

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。

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。

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３９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。

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３９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。

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。

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。

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。

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。

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、本実施例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。

尚、本実施例では、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。

また、本実施例では、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。

また、本実施例では、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２１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。

本実施例における内燃機関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。

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、６７Ｂ、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。

また、各枝管６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ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。

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。

第１の参考例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。 吸気側電磁駆動機構の構成を示す図。 第１の参考例に係るＥＣＵの内部構成を示すブロック図。 第１の参考例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。 第２の参考例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。 第２の参考例に係るＥＣＵの内部構成を示すブロック図。 第２の参考例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。 第３の参考例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。 実施例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。 実施例における吸気側電磁駆動機構の内部構成を示す図。 実施例におけるＥＣＵの内部構成を示すブロック図。 実施例におけるパージ制御ルーチンを示すフローチャート図。 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。 パージ通路の他の実施態様を示す図（１）。 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

Claims (3)

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内を流れる吸気の流量を調節するスロットル弁と、
   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ノンスロットル運転制御を実行するノンスロットル運転制御実行手段と、
   前記ノンスロットル運転制御実行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の条件が成立した場合に前記スロットル弁を該所定の条件に応じて定まる所定量閉弁させるスロットル弁制御手段と、
   前記スロットル弁制御手段が前記スロットル弁を前記所定量閉弁させるときに、その際に生じる前記内燃機関の吸入空気量の変化を抑制すべく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、
   前記動弁機構制御手段によって前記可変動弁機構を制御するときは、前記内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも一方の目標開閉時期およびまたは目標開弁量を前記所定量に基づいて設定することを特徴とする可変動弁機構を有する内燃機関。
2. 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をさらに備え、
   前記所定の条件が、前記負圧機構の作動に係る吸気管負圧を発生させるときであることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構を有する内燃機関。
3. 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、前記所定条件が、前記蒸発燃料還流機構を作動させる必要が生じたときであることを特徴とする請求項２記載の可変動弁機構を有する内燃機関。

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