JPH0571370A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内燃機関の低負荷時におけるポンピングロスを
低減しつつ機関出力の低下を防止して燃費向上を図る。 【構成】吸気制御装置は可変バルブタイミング装置、ス
ロットルバルブ１４、バイパス通路１６、吸気圧調整弁
１７、アクセル開度センサ２０、回転数センサ２１等を
備えている。ＣＰＵは両センサ２０，２１からの信号に
基づき運転状態を判断し、可変バルブタイミング装置及
び吸気圧調整弁１７を制御する。ＣＰＵは低負荷以外の
ときバイパス通路１６を閉塞し燃焼室４への補助空気の
供給を停止するとともに、吸気バルブ７の閉弁タイミン
グを予め定めたタイミングにする。また低負荷のとき、
吸気管圧力を大気圧よりもわずかに低い所定圧にすべ
く、バイパス通路１６を開放し燃焼室４へ補助空気を供
給するとともに、吸入空気量を調整すべく吸気バルブ７
の閉弁タイミングを前記タイミングよりも遅くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の吸気制御装置
に係り、詳しくは内燃機関の吸入行程におけるポンピン
グロスを低減するようにした吸気制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられている一般的なエンジ
ンにおいては、スロットルバルブで吸入空気量を絞って
燃焼室への混合気量を調整している。しかしながら、エ
ンジンの吸入行程時に吸入空気量をスロットルバルブで
絞ると、ポンピングロスが生じ出力や燃費が悪化する不
具合がある。

【０００３】そこで、このような不具合を解消するもの
として、例えば特開昭５６−１４８１５号公報には、ス
ロットルバルブを用いないで、高負荷時には吸気バルブ
を早く閉じ、低負荷時には吸気バルブを遅く閉じること
により燃焼室内に供給される混合気量を制御するように
したエンジンが開示されている。また、特開昭５５−１
２８６１０号公報には、前記技術と同様にスロットルバ
ルブを省略し、吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点より
吸入行程側に進ませて吸入空気量を少なくするようにし
た技術が開示されている。いずれの技術も、吸気バルブ
の閉じ時期を可変にして燃焼室への吸入空気量を調整す
ることによりポンピングロスを低減するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記両
従来技術はポンピングロスの低減の観点から効果的では
あるものの、低負荷時に吸気管圧力が大気圧である場合
には、次のような理由により燃焼が悪化し、（出力／損
失）で表される燃費の点で不利である。

【０００５】すなわち、吸気バルブ上流の吸気管圧力が
大気圧であると、負圧である場合に比べて燃焼室内に吸
入される空気の流速が遅いので、燃焼室内での燃料及び
空気の流れ（旋回流、攪乱等）が微弱になる。そのた
め、着火から燃焼に至るまでの火炎伝播速度が遅くな
り、爆発力が低下して出力が低下する。

【０００６】従って、前記両従来技術のようにポンピン
グロスを低減しても、前記出力低下によりこのポンピン
グロス低減が相殺されてしまい、燃費向上を図ることが
できない。

【０００７】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は低負荷時におけるポンピングロス
を低減しつつ機関出力の低下を防止して燃費向上を図る
ことが可能な内燃機関の吸気制御装置を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、図１に示すように、内燃機関Ｍ１の燃焼室
への吸気通路Ｍ２を開閉する吸気バルブの開閉タイミン
グを同内燃機関Ｍ１の運転状態に応じて調整するバルブ
タイミング調整手段Ｍ３と、前記吸気バルブの上流側の
吸気通路Ｍ２に設けられ、前記内燃機関Ｍ１の燃焼室へ
の空気量を調整するスロットルバルブＭ４と、前記吸気
バルブを介して前記燃焼室への補助空気の供給及び供給
停止を行う補助空気調整手段Ｍ５と、前記内燃機関Ｍ１
の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ６と、前記運
転状態検出手段Ｍ６による内燃機関Ｍ１の運転状態が低
負荷以外のとき、前記補助空気調整手段Ｍ５を制御して
燃焼室への補助空気の供給を停止するとともに、前記バ
ルブタイミング調整手段Ｍ３を制御して吸気バルブの閉
弁タイミングを予め定めたタイミングにする第１の吸気
制御手段Ｍ７と、前記運転状態検出手段Ｍ６による内燃
機関Ｍ１の運転状態が低負荷のとき、吸気バルブとスロ
ットルバルブとの間の吸気管圧力を大気圧よりもわずか
に低い所定圧にすべく前記補助空気調整手段Ｍ５を制御
して燃焼室へ補助空気を供給するとともに、吸入空気量
を調整すべく前記バルブタイミング調整手段Ｍ３を制御
して吸気バルブの閉弁タイミングを前記低負荷以外のと
きのタイミングとは異なるタイミングに変更する第２の
吸気制御手段Ｍ８とを備えている。

【０００９】

【作用】内燃機関Ｍ１の運転状態は運転状態検出手段Ｍ
６によって検出され、その運転状態が低負荷以外のと
き、第１の吸気制御手段Ｍ７は補助空気調整手段Ｍ５を
制御して燃焼室への補助空気の供給を停止するととも
に、バルブタイミング調整手段Ｍ３を制御して吸気バル
ブの閉弁タイミングを予め定めたタイミングにする。

【００１０】また、前記運転状態検出手段Ｍ６による内
燃機関Ｍ１の運転状態が低負荷のとき、第２の吸気制御
手段Ｍ８は前記補助空気調整手段Ｍ５を制御して燃焼室
へ補助空気を供給するとともに、前記バルブタイミング
調整手段Ｍ３を制御して吸気バルブの閉弁タイミングを
前記高負荷のときのタイミングとは異なるタイミングに
変更する。このため、前記運転状態が低負荷のときには
スロットルバルブＭ４が閉じられるが、同スロットルバ
ルブＭ４と吸気バルブとの間の吸気通路Ｍ２の吸気管圧
力は大気圧よりもわずかに低い所定の吸気管圧力にな
る。

【００１１】従って、低負荷時には、吸気バルブの閉弁
タイミングが変更されることにより燃焼室への吸入空気
量が調整される。また、吸気管圧力が大気圧よりもわず
かに低い所定の圧力となるのでポンピングロスが低減さ
れる。さらに、このときには燃焼室内へ空気が流入する
際の流速が大気圧時に比べて大きくなり、これにより、
燃焼室内での燃料及び吸入空気の拡散及び混合が促進さ
れるものと考えられる。

【００１２】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を具体化した第１実施例を
図２〜図８に従って説明する。

【００１３】図２は内燃機関の吸気制御装置の概略構成
を示す図である。内燃機関としてのエンジン１はシリン
ダ２内にピストン３を備えており、このピストン３の上
方に形成された燃焼室４には、吸気通路５及び排気通路
６が連通している。燃焼室４と吸気通路５との連通部
分、及び燃焼室４と排気通路６との連通部分は、カムシ
ャフト９により往復動される吸気バルブ７及び排気バル
ブ８によって開閉される。

【００１４】前記エンジン１は、吸気通路５からの外気
と燃料噴射弁１０から噴射される燃料とからなる混合気
を、吸気バルブ７を介して燃焼室４内へ導入する。そし
て、エンジン１は点火プラグ１１により混合気を燃焼室
４内で爆発させて駆動力を得た後、その排気ガスを排気
バルブ８を介して排気通路６へ排出するようになってい
る。

【００１５】前記吸気通路５の一部には、吸気の脈動を
抑えるためのサージタンク１２が設けられ、そのサージ
タンク１２には吸気管圧力Ｐi を検出する吸気圧センサ
１３が取付けられている。サージタンク１２の上流側に
は、アクセルペダル（図示しない）の操作に連動して開
閉されるスロットルバルブ１４が設けられており、この
スロットルバルブ１４の開閉により吸気通路５への吸入
空気量が調節される。スロットルバルブ１４の近傍に
は、その開度を検出するスロットルセンサ１５が設けら
れている。また、アクセルペダルの踏み込み量に応じた
アクセル開度ＡＣＣＰを検出するアクセル開度センサ２
０が設けられている。このアクセル開度センサ２０は、
運転状態検出手段の一部を構成している。

【００１６】前記吸気通路５にはスロットルバルブ１４
を迂回し、かつ同スロットルバルブ１４の上流側と下流
側とを連通するバイパス通路１６が設けられている。こ
のバイパス通路１６の途中には吸気圧調整弁１７が取付
けられている。吸気圧調整弁１７はリニアソレノイドを
備え、同リニアソレノイドにより弁体１７ａのリフト量
が調整され、通路の開口面積が変化するようになってい
る。本実施例では、前記バイパス通路１６及び吸気圧調
整弁１７によって補助空気調整手段が構成されている。
そして、吸気圧調整弁１７の開度を制御してバイパス通
路１６に流れる空気（以下、補助空気という）の量を調
節することにより、前記燃焼室４への補助空気の供給及
び供給停止を行うようにしている。

【００１７】前記エンジン１に装着された点火プラグ１
１には、ディストリビュータ１８で分配された点火電圧
が印加される。ディストリビュータ１８は、イグナイタ
１９から出力される高電圧を、エンジン１のクランク角
に同期して各点火プラグ１１に分配するためのものであ
り、各点火プラグ１１の点火タイミングはイグナイタ１
９からの高電圧出力タイミングにより決定される。ディ
ストリビュータ１８には、前記アクセル開度センサ２０
とともに運転状態検出手段を構成する回転数センサ２１
が取付けられており、ディストリビュータ１８のロータ
の回転からエンジン回転数Ｎｅを検出する。

【００１８】一方、前記排気通路６には、排気ガス中の
酸素濃度を検出する酸素センサ２２が取付けられてい
る。また、エンジン１のシリンダブロック１ａには冷却
水の温度を検出する水温センサ２３が取付けられてい
る。

【００１９】図２及び図３に示すように、エンジン１に
は、吸気バルブ７の開弁タイミング及び閉弁タイミング
を調整するためのバルブタイミング調整手段としての可
変バルブタイミング装置２４が設けられている。次に、
この可変バルブタイミング装置２４について詳述する。

【００２０】前記カムシャフト９の前端部（図３左端
部）には、２重筒状をなす内側ケース２５が設けられて
いる。内側ケース２５はカムシャフト９に回転可能に支
持されたボス部２６と、同ボス部２６よりも大径状の外
筒部２７と、両者を繋ぐ連結部２８とから構成されてお
り、同外筒部２７にタイミングプーリ２９が外嵌固定さ
れている。このタイミングプーリ２９とクランクシャフ
ト（図示しない) とは、タイミングベルト３１によって
駆動連結され、同クランクシャフトの回転がタイミング
ベルト３１を介して内側ケース２５に伝達される。

【００２１】カムシャフト９の前端には、有底円筒状を
なす外側ケース３２がボルト３３によって固定されてお
り、この外側ケース３２は前記内側ケース２５との間に
空間Ｓを形成している。空間Ｓ内には円筒状ピストン３
４が配設されており、このピストン３４によって内外両
ケース２５，３２が相互に駆動連結されている。すなわ
ち、ピストン３４の内周面及び外周面にはヘリカルスプ
ライン３４ａ, ３４ｂがそれぞれ形成されており、各ヘ
リカルスプライン３４ａ，３４ｂは、内側ケース２５に
おけるボス部２６の外周、及び外側ケース３２の内周に
形成されたヘリカルスプライン２６ａ，３２ａにそれぞ
れ噛み合っている。

【００２２】そのため、クランクシャフトの回転が内側
ケース２５に伝達されると、同内側ケース２５、ピスト
ン３４、外側ケース３２及びカムシャフト９が一体とな
って回転駆動される。このとき、ピストン３４が軸方向
（図３の左右方向）へ移動すると、内側ケース２５に対
し外側ケース３２及びカムシャフト９が相対回動し、回
転位相が変化する。

【００２３】前記内外両ケース２５，３２間の空間Ｓは
ピストン３４によって前後に区画され、同ピストン３４
の前方が加圧室３５に、後方がばね収容室３６になって
いる。また、シリンダヘッド１ｂ及びカムシャフト９に
は油路３７が形成されている。そして、オイルパン内の
潤滑油がオイルポンプによって吸い上げられ、油圧ソレ
ノイド３８の駆動タイミングに基づき、前記油路３７に
潤滑油が供給されるようになっている。このように油路
３７に供給された潤滑油は加圧室３５に流入し、ピスト
ン３４を後方へ押圧する。また、前記ばね収容室３６内
には圧縮コイルばね３９が収容されており、ピストン３
４を常に前方へ付勢している。

【００２４】そのため、油圧ソレノイド３８をオフさせ
たときには加圧室３５に油圧が作用せず、圧縮コイルば
ね３９の付勢力によってピストン３４が図３で示すよう
に前側に位置する。この状態から油圧ソレノイド３８を
オンさせると、加圧室３５を介してピストン３４に油圧
が作用し、同ピストン３４は圧縮コイルばね３９の付勢
力に抗し回転しながら後方へ移動する。これにより、ヘ
リカルスプライン２６ａ，３２ａ，３４ａ，３４ｂによ
って駆動連結された内側ケース２５と外側ケース３２と
の位相がずれ、カムシャフト９とクランクシャフトの回
転の位相が遅角側へずれることになる。

【００２５】なお、内側ケース２５の外筒部２７と外側
ケース３２外周との間には、緩衝用の粘性継手（ビスカ
スカップリング）４１が設けられている。この粘性継手
４１は、ヘリカルスプライン２６ａ，３２ａ，３４ａ，
３４ｂにあるガタ等を吸収して異音の発生を防止するた
めのものである。

【００２６】図２に示すように、前記吸気圧センサ１
３、スロットルセンサ１５、アクセル開度センサ２０、
回転数センサ２１、酸素センサ２２及び水温センサ２３
は電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）４２の
入力側に電気的に接続されている。また、各燃料噴射弁
１０、吸気圧調整弁１７、イグナイタ１９及び油圧ソレ
ノイド３８はＥＣＵ４２の出力側に電気的に接続されて
いる。

【００２７】ＥＣＵ４２は、図４で示すように第１の吸
気制御手段及び第２の吸気制御手段としての中央処理装
置（以下ＣＰＵという）４３と、読み出し専用メモリ
（以下ＲＯＭという) ４４と、ランダムアクセスメモリ
（以下ＲＡＭという）４５と、外部入力回路４６と、外
部出力回路４７とを備え、これらは互いにバス４８によ
って接続されている。ＣＰＵ４３は、予め設定された制
御プログラムに従って各種演算処理を実行し、ＲＯＭ４
４はＣＰＵ４３で演算処理を実行するために必要な制御
プログラムや初期データを予め記憶している。また、Ｒ
ＡＭ４５はＣＰＵ４３の演算結果を一時記憶する。

【００２８】ＣＰＵ４３は、外部入力回路４６を介して
前記吸気圧センサ１３、スロットルセンサ１５、アクセ
ル開度センサ２０、回転数センサ２１、酸素センサ２２
及び水温センサ２３からの信号を入力する。ＣＰＵ４３
はこれらの検出信号に基づいて、外部出力回路４７に接
続された燃料噴射弁１０、吸気圧調整弁１７、イグナイ
タ１９及び油圧ソレノイド３８を制御する。

【００２９】次に、前記のように構成された本実施例の
作用を説明する。図６のフローチャートはＣＰＵ４３に
よって実行される各処理のうち、吸気バルブ７の閉弁タ
イミングを制御するためのバルブタイミング制御ルーチ
ンを示しており、所定時間毎の定時割り込みで起動され
る。また、図８は燃焼室４への補助空気の供給及び供給
停止を行うための補助空気供給制御ルーチンを示してお
り、クランク角３６０°毎に起動される。

【００３０】まず、図６のバルブタイミング制御ルーチ
ンについて説明する。ＣＰＵ４３はこの処理ルーチンへ
移行すると、ステップ１０１でアクセル開度センサ２０
によるアクセル開度ＡＣＣＰを読み込み、ステップ１０
２で回転数センサ２１によるエンジン回転数Ｎｅを読み
込む。そして、ＣＰＵ４３はそのときの運転状態が可変
バルブタイミング装置２４を作動させる領域にあるか否
かを判定する。この判定は、図５に示すようなエンジン
回転数Ｎe とアクセル開度ＡＣＣＰとをパラメータとす
るマップを参照して行われる。このマップでは、エンジ
ン回転数Ｎe が所定回転数Ｎeiよりも低く、かつアクセ
ル開度ＡＣＣＰが所定開度ＡＣＣＰi よりも小さな領域
（低負荷領域）を第１領域Ｚ１とし、それ以外の領域を
第２領域Ｚ２としている。

【００３１】ＣＰＵ４３は、ステップ１０３においてそ
のときの運転状態が図５の第２領域Ｚ２に属している
と、可変バルブタイミング装置２４を作動させない領域
にあると判断し、ステップ１０４で油圧ソレノイド３８
をオフさせるための制御信号を出力する。すると、図３
で示すように、加圧室３５に油圧が作用せず、圧縮コイ
ルばね３９の付勢力によってピストン３４が前側に位置
する。このときには、図７において二点鎖線で示すよう
に吸気バルブ７の開弁タイミング及び閉弁タイミングが
早く、吸気下死点後のバルブ上昇期間が小さい。

【００３２】一方、ＣＰＵ４３は、ステップ１０３にお
いてそのときの運転状態が図５の第１領域Ｚ１に属して
いると、可変バルブタイミング装置２４を作動させる領
域にあると判断し、ステップ１０５で油圧ソレノイド３
８をオンさせるための制御信号を出力する。すると、加
圧室３５を介してピストン３４に油圧が作用し、同ピス
トン３４は圧縮コイルばね３９の付勢力に抗し回転しな
がら後方へ移動する。これにより、カムシャフト９が遅
角側へ相対回転し、図７において実線で示すように吸気
バルブ７の開弁タイミイグ及び閉弁タイミングがともに
遅くなり、吸気下死点後のバルブ上昇期間が大きくな
る。

【００３３】このように、エンジン１の運転状態が低負
荷領域（第１領域Ｚ１）にあるときには、それ以外の領
域（第２領域Ｚ２）にあるときに比べて吸気バルブ７が
遅く閉じられるので、下死点過ぎのピストン上昇行程で
一旦シリンダ２内に吸い込んだ吸入空気を吸気側へ吐出
し、シリンダ内残留空気量が少なくなる。

【００３４】次に、図８の補助空気供給制御ルーチンに
ついて説明する。ＣＰＵ４３はこの処理ルーチンへ移行
すると、ステップ２０１でアクセル開度センサ２０によ
るアクセル開度ＡＣＣＰを読み込み、ステップ２０２で
回転数センサ２１によるエンジン回転数Ｎｅを読み込
む。そして、ＣＰＵ４３はステップ２０３で前記エンジ
ン回転数Ｎｅ及びアクセル開度ＡＣＣＰが図５における
第１領域Ｚ１にあるか否かを判定する。

【００３５】ステップ２０３において運転状態が第１領
域Ｚ１以外の領域（第２領域Ｚ２）に属していると、Ｃ
ＰＵ４３はステップ２０４で吸気圧調整弁１７の弁体１
７ａのリフト量ＬB を「０」にしてバイパス通路１６を
全閉にさせるためのリニアソレノイドへの制御信号を出
力し、このルーチンを終了する。このように、運転状態
が第２領域Ｚ２に属しているときにバイパス通路１６を
全閉にするのは、この領域ではもともとポンピングロス
が僅かであり、同バイパス通路１６を介して補助空気を
スロットルバルブ１４の下流側へ供給する必要がないか
らである。

【００３６】前記ステップ２０３において運転状態が第
１領域（低負荷領域）Ｚ１に属していると、ＣＰＵ４３
はステップ２０５で吸気圧センサ１３によるサージタン
ク１２内の吸気管圧力Ｐi を読み込み、ステップ２０
６，２０７でその吸気管圧力Ｐi が所定の不感帯（Ｐa
±ΔP ）に入っているか否かを判定する。但し、Ｐa は
所定の値であり、ΔP は不感帯の幅を示している。この
不感帯は大気圧よりもわずかに低い範囲である。

【００３７】前記運転状態が第１領域Ｚ１に属している
ときには、アクセルペダルの踏み込み量が少なくスロッ
トルバルブ１４が全閉もしくは全閉に近い状態となって
いるので、前記吸気管圧力Ｐi が大気圧よりもかなり低
くなっている。そして、ステップ２０６及びステップ２
０７において前記吸気管圧力Ｐiが不感帯の下限値（Ｐa
−ΔＰ）以下であると、ＣＰＵ４３はステップ２０８
へ移行し、そのときの弁体１７ａのリフト量ＬB （運転
状態が第２領域Ｚ２から第１領域Ｚ１へ移行した直後で
はＬB ＝０）に所定量ΔＬを加算してリフト量ＬB を更
新する。そして、ＣＰＵ４３は弁体１７ａが前記更新し
たリフト量ＬB だけ移動するのに必要なリニアソレノイ
ドへの制御信号を出力し、このルーチンを終了する。

【００３８】吸気圧調整弁１７のリニアソレノイドは前
記信号を受けると、その信号に応じて弁体１７ａのリフ
ト量を変化させてバイパス通路１６を所定開度分だけ開
かせる。すると、スロットルバルブ１４上流の吸入空気
はバイパス通路１６を通って同スロットルバルブ１４の
下流へ導かれる。従って、このバイパス通路１６を通過
する補助空気の分だけ、サージタンク１２内のそのとき
の吸気管圧力Ｐi が前回処理での吸気管圧力Ｐi-1 より
も高くなる。

【００３９】一方、前記ステップ２０６においてその吸
気管圧力Ｐi が不感帯の上限値（Ｐa ＋ΔＰ）以上にな
ると、ＣＰＵ４３はステップ２０９へ移行し、そのとき
の弁体１７ａのリフト量ＬB から所定量ΔＬを減算して
リフト量ＬB を更新する。そして、ＣＰＵ４３は弁体１
７ａが前記更新したリフト量ＬB だけ移動するのに必要
な制御信号を出力し、このルーチンを終了する。吸気圧
調整弁１７のリニアソレノイドは前記信号を受けると、
その信号に応じて弁体１７ａのリフト量を変化させてバ
イパス通路１６を所定開度分だけ閉じさせる。

【００４０】そして、前記ステップ２０８及びステップ
２０９での処理によって吸気管圧力Ｐi が変動し、前記
ステップ２０６及びステップ２０７の条件を満たすと、
つまり、そのときの吸気管圧力Ｐi が前記不感帯（Ｐa
±ΔＰ）内に入ると、ＣＰＵ４３はそのときの吸気圧調
整弁１７の弁体１７ａのリフト量を保持するための制御
信号をリニアソレノイドへ出力し、このルーチンを終了
する。従って、エンジン１の運転状態が低負荷のときに
はバイパス通路１６が開かれることにより、サージタン
ク１２内の吸気管圧力Ｐi が大気圧よりもわずかに低い
所定の不感帯（Ｐa ±ΔＰ）内の圧力に調整されること
になる。

【００４１】このように、本実施例では、エンジン１の
運転状態が低負荷以外のときには、吸気圧調整弁１７に
よってバイパス通路１６を閉塞して燃焼室４への補助空
気の供給を停止する（ステップ２０４）とともに、可変
バルブタイミング装置２４の油圧ソレノイド３８をオフ
し（ステップ１０４）、吸気バルブ７の閉弁タイミング
を予め定めたタイミングにする。また、前記運転状態が
低負荷のときには、吸気圧調整弁１７を制御することに
よりバイパス通路１６を開放して燃焼室４へ補助空気を
供給するとともに、前記油圧ソレノイド３８をオンして
（ステップ１０５）、吸気バルブ７の閉弁タイミングを
前記低負荷以外のときよりも遅くするようにした。この
ため、運転状態が低負荷のときにはスロットルバルブ１
４が閉じられるが、同スロットルバルブ１４下流の吸気
管圧力Ｐi は大気圧よりもわずかに低い所定の圧力にな
る。

【００４２】従って、低負荷時には、吸気バルブ７の閉
弁タイミングが遅らされることにより燃焼室４への吸入
空気量が減少される。また、吸気管圧力Ｐi が大気圧よ
りもわずかに低い所定の圧力となるのでポンピングロス
が低減される。同様の理由により、燃焼室４内へ空気が
流入する際の流速が大気圧時に比べて大きくなり、同燃
焼室４内での燃料及び吸入空気の拡散及び混合が促進さ
れる。このため、吸気バルブの上流側が大気圧となる従
来技術とは異なり、本実施例では着火から燃焼に至るま
での火炎伝播速度を早くして、出力低下を防止できる。
このため、（出力／損失）で表される燃費も向上する。 （第２実施例）次に、本発明の第２実施例を図９及び図
１０に基づいて説明する。この図９は前記図２に対応す
る吸気制御装置の概略構成を示す図であり、図１０は前
記図８に対応する補助空気供給制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【００４３】本実施例では図９で示すように、前記バイ
パス通路１６及び吸気圧調整弁１７に代え、スロットル
バルブ１４とスロットルセンサ１５との間にステップモ
ータ等からなるスロットル開度補正機構４９を介在さ
せ、アクセルペダルの踏み込みにより開閉されるスロッ
トルバルブ１４の開度を、スロットル開度補正機構４９
によって補正するようにした点が前記第１実施例と大き
く異なっている。そして、本実施例ではこれらのスロッ
トルバルブ１４及びスロットル開度補正機構４９によっ
て補助空気調整手段が構成されている。なお、前記スロ
ットル開度補正機構４９によって補正されるスロットル
バルブ１４の開度を補正開度ΔθTHとする。

【００４４】ＣＰＵ４３は図１０の処理ルーチンへ移行
すると、ステップ３０１及びステップ３０２でそれぞれ
アクセル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転数Ｎｅを読み込
み、ステップ３０３でそれらの値が図５における第１領
域Ｚ１に属しているか否かを判定する。第１領域Ｚ１以
外の領域（第２領域Ｚ２）に属していると、ＣＰＵ４３
はステップ３０４において、スロットル開度補正機構４
９によるスロットルバルブ１４の補正開度ΔθTHを
「０」にするための制御信号を出力し、このルーチンを
終了する。

【００４５】前記ステップ３０３において運転状態が第
１領域（低負荷領域）Ｚ１に属していると、ＣＰＵ４３
はステップ３０５で吸気管圧力Ｐi を読み込み、ステッ
プ３０６，３０７でその吸気管圧力Ｐi が所定の不感帯
（Ｐa ±ΔP ）に入っているか否かを判定する。この吸
気管圧力Ｐiが不感帯の下限値（Ｐa −ΔＰ）以下であ
ると、ＣＰＵ４３はステップ３０８へ移行し、スロット
ルバルブ１４を補助空気導入のために所定量だけ開かせ
るための処理を行う。すなわち、そのときの補正開度Δ
θTHに所定値Δθを加算して補正開度ΔθTHを更新す
る。そして、ＣＰＵ４３はスロットル開度補正機構４９
がスロットルバルブ１４を前記更新した補正開度ΔθTH
だけ開弁方向へ回動させるのに必要な信号を出力し、こ
のルーチンを終了する。

【００４６】すると、スロットル開度補正機構４９によ
りスロットルバルブ１４が所定角度回動する。従って、
このスロットルバルブ１４が開弁方向へ回動した分だけ
同スロットルバルブ１４と吸気通路５との間を通過する
補助空気の量が増え、今回の吸気管圧力Ｐi が前回処理
での吸気管圧力Ｐi-1 よりも高くなる。

【００４７】一方、前記ステップ３０６において吸気管
圧力Ｐi が不感帯の上限値（Ｐa ＋ΔＰ）以上になる
と、ＣＰＵ４３はステップ３０９へ移行し、スロットル
バルブ１４を閉じさせるための処理を行う。すなわち、
そのときの補正開度ΔθTHから所定値Δθを減算して補
正開度ΔθTHを更新する。そして、ＣＰＵ４３はスロッ
トル開度補正機構４９がスロットルバルブ１４を前記更
新した補正開度ΔθTHだけ閉弁方向へ回動させるのに必
要な信号を出力し、このルーチンを終了する。

【００４８】すると、スロットル開度補正機構４９によ
りスロットルバルブ１４が所定角度回動する。従って、
このスロットルバルブ１４が閉弁方向へ回動した分だけ
同スロットルバルブ１４と吸気通路５との間を通過する
補助空気の量が減り、今回の吸気管圧力Ｐi が前回処理
での吸気管圧力Ｐi-1 よりも低くなる。

【００４９】そして、前記ステップ３０８及びステップ
３０９での処理によって吸気管圧力Ｐi が変動し、前記
ステップ３０６及びステップ３０７の条件を満たすと、
つまり、そのときの吸気管圧力Ｐi が前記不感帯（Ｐa
±ΔＰ）内に入ると、ＣＰＵ４３はスロットル開度補正
機構４９によるスロットルバルブ１４の開度の補正を停
止し、このルーチンを終了する。従って、エンジン１の
運転状態が低負荷のときにはスロットルバルブ１４が強
制的に開かれ補助空気が供給されることにより、サージ
タンク１２内の吸気管圧力Ｐi が大気圧よりもわずかに
低い所定の不感帯（Ｐa ±ΔＰ）内の圧力に調整される
ことになる。

【００５０】このため、本実施例においても前記第１実
施例と同様に、エンジン１の低負荷時における出力の低
下を防止して燃費向上を図ることができる。なお、本発
明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、例え
ば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範囲で任意に
変更してもよい。 （１）前記両実施例では低負荷時に吸気バルブ７の閉弁
タイミングを遅らせるようにしたが、これとは逆に同閉
弁タイミングを早くするようにしてもよい。 （２）エンジン１の運転状態が図５の第１領域Ｚ１に属
する場合には、その運転状態に応じて可変バルブタイミ
ング装置２４による吸気バルブ７の閉弁タイミングを複
数段階に切り替えるようにしてもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、内
燃機関の運転状態が低負荷以外のときには、燃焼室への
補助空気の供給を停止するとともに吸気バルブの閉弁タ
イミングを予め定めたタイミングにし、前記運転状態が
低負荷のときには、吸気バルブとスロットルバルブとの
間の吸気管圧力を大気圧よりもわずかに低い所定圧にす
べく燃焼室へ補助空気を供給するとともに、吸入空気量
を調整すべく吸気バルブの閉弁タイミングを前記低負荷
以外のときのタイミングとは異なるタイミングに変更す
るようにしたので、低負荷時におけるポンピングロスを
低減しつつ機関出力の低下を防止して燃費向上を図るこ
とができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念構成図である。

【図２】本発明を具体化した第１実施例の内燃機関の吸
気制御装置を示す概略構成図である。

【図３】第１実施例における可変バルブタイミング装置
の断面図である。

【図４】第１実施例におけるＥＣＵの構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】第１実施例において、エンジンの運転状態が可
変バルブタイミング装置を作動させる領域か否かを判定
する際に用いられるマップである。

【図６】第１実施例におけるバルブタイミング制御ルー
チンを示すフローチャートである。

【図７】第１実施例におけるクランク角度と吸・排気バ
ルブのバルブリフト量との関係を示す図である。

【図８】第１実施例における補助空気供給制御ルーチン
を示すフローチャートである。

【図９】本発明の第２実施例における内燃機関の吸気制
御装置を示す概略構成図である。

【図１０】第２実施例における補助空気供給制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、４…燃焼室、５…吸気
通路、７…吸気バルブ、１４…第２実施例において補助
空気調整手段の一部を構成するスロットルバルブ、１６
…第１実施例において補助空気調整手段の一部を構成す
るバイパス通路、１７…第１実施例において補助空気調
整手段の一部を構成する吸気圧調整弁、２０…運転状態
検出手段の一部を構成するアクセル開度センサ、２１…
運転状態検出手段の一部を構成する回転数センサ、２４
…バルブタイミング調整手段としての可変バルブタイミ
ング装置、４３…第１の吸気制御手段及び第２の吸気制
御手段を構成するＣＰＵ、４９…第２実施例において補
助空気調整手段の一部を構成するスロットル開度補正機
構、Ｐi …吸気管圧力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼室への吸気通路を開閉す
   る吸気バルブの開閉タイミングを同内燃機関の運転状態
   に応じて調整するバルブタイミング調整手段と、 前記吸気バルブの上流側の吸気通路に設けられ、前記内
   燃機関の燃焼室への空気量を調整するスロットルバルブ
   と、 前記吸気バルブを介して前記燃焼室への補助空気の供給
   及び供給停止を行う補助空気調整手段と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記運転状態検出手段による内燃機関の運転状態が低負
   荷以外のとき、前記補助空気調整手段を制御して燃焼室
   への補助空気の供給を停止するとともに、前記バルブタ
   イミング調整手段を制御して吸気バルブの閉弁タイミン
   グを予め定めたタイミングにする第１の吸気制御手段
   と、 前記運転状態検出手段による内燃機関の運転状態が低負
   荷のとき、吸気バルブとスロットルバルブとの間の吸気
   管圧力を大気圧よりもわずかに低い所定圧にすべく前記
   補助空気調整手段を制御して燃焼室へ補助空気を供給す
   るとともに、吸入空気量を調整すべく前記バルブタイミ
   ング調整手段を制御して吸気バルブの閉弁タイミングを
   前記低負荷以外のときのタイミングとは異なるタイミン
   グに変更する第２の吸気制御手段とを備えたことを特徴
   とする内燃機関の吸気制御装置。