JPH09250379A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コストの上昇を伴うことなく、暖機中における
排気エミッションの向上を図り、トルクの激減、ファー
ストアイドル状態の不安定化を抑制する。 【解決手段】スロットルバルブ８下流のサージタンク９
とインジェクタ４との間の吸気通路２内には、アクチュ
エータ２０により開閉される吸気制御弁１９が気筒毎に
対応して設けられる。電子制御装置（ＥＣＵ）４１は、
二次空気導入モードにあると判断したとき、気筒に対応
した吸気制御弁１９の開タイミングを早める。このた
め、エンジン１が冷間状態にある場合には、供給される
空気量が増大することとなり、燃料噴射量を大きく低減
せずとも一種のリーン状態が確保される。従って、過剰
の空気により、再燃焼させること及び触媒３１の暖機が
可能となり、排気ガスが浄化される。また、燃料噴射量
を大きく低減せずともリーン状態が確保できるため、気
筒における出力トルクがさほど低減しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気制
御装置に係り、詳しくは、スロットルバルブとは別体
に、内燃機関の吸気通路に設けられた吸気制御弁を有す
る内燃機関の吸気制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，Ｎ
Ｏｘ等を低減させる技術として種々のものが提案されて
いる。例えば、特開平６−１４６９０２号公報に開示さ
れた技術においては、吸気通路の途中に吸気遮蔽弁が設
けられている。そして、吸気行程途中の下死点近傍のタ
イミングで、つまり、吸気弁より早い時期に、吸気遮蔽
弁が早閉じさせられる。この早閉じにより、新気の温度
低下が図られるとともに、圧縮圧の低下が図られる。こ
れによって排気ガス中のＮＯｘを低減させるようにして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、内燃機関の暖機中においては、排気ガスを浄化
するための触媒も冷えており、優れた浄化作用を期待す
ることができない。また、上記従来技術では、燃焼温度
も比較的低いため、触媒の暖機性も悪いものとなってい
た。このため、冷間時には、依然として排気ガス中のＮ
Ｏｘを十分に低減できないという問題が残っていた。

【０００４】これに対し、別途エアポンプを用い、排気
弁の上部に２次空気を導入する技術も従来より知られて
いる。この技術は、冷間始動時等において、気筒から排
出された未燃ガスを触媒に到達するまでの間に再燃焼さ
せるものである。この技術によれば、再燃焼時には多く
の空気が存在するため、未燃ガスの再燃焼が十分に図ら
れるとともに、当該再燃焼により排気ガス温度も上昇
し、触媒の暖機性を向上させることも可能となる。

【０００５】しかし、上記技術では、別途エアポンプを
追加する等、ハード上相当のコストを必要とするもので
あった。また、エアポンプは重量、構成も大きいため、
設置する上でも問題があった。

【０００６】一方、さらなる別の技術として、冷間時に
おいて、特定気筒についてのみ燃料噴射量を低減させ、
空燃比をリーンにする技術も従来より知られている。し
かしながら、かかる技術においては、特定気筒について
燃料噴射量が低減されるため、当該気筒におけるトルク
低下を招いていた。このため、内燃機関全体としてのト
ルクが低下するおそれがあるとともに、始動時のアイド
ル状態（ファーストアイドル状態）が不安定なものとな
ってしまうおそれもあった。

【０００７】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、コストの上昇を伴うことな
く、暖機中における排気エミッションの向上を図ること
ができ、かつ、トルクの激減、ファーストアイドル状態
の不安定化を抑制することのできる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
に請求項１に記載の発明においては、図１に示すよう
に、車両に搭載され、複数の気筒Ｍ１を有する内燃機関
Ｍ２の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、各
気筒Ｍ１に通じる吸気通路Ｍ３を開閉する吸気バルブＭ
４と、前記吸気通路Ｍ３の途中に位置するサージタンク
Ｍ５の上流側に設けられたスロットルバルブＭ６と、前
記サージタンクＭ５の下流側において、前記各気筒Ｍ１
毎に対応して前記吸気通路Ｍ３に設けられた吸気制御弁
Ｍ７と、前記吸気制御弁Ｍ７を開閉するためのアクチュ
エータＭ８と、前記内燃機関Ｍ２の運転状態を検出する
運転状態検出手段Ｍ９と、前記運転状態検出手段Ｍ９の
検出結果に基づき、前記アクチュエータＭ８を制御して
前記吸気制御弁Ｍ７を開閉する吸気制御手段Ｍ１０とを
備えた内燃機関の吸気制御装置であって、少なくとも前
記運転状態検出手段Ｍ９の検出結果に基づき、前記内燃
機関Ｍ２が冷間状態にあることを判断する冷間判断手段
Ｍ１１と、前記冷間判断手段Ｍ１１により、前記内燃機
関Ｍ２が冷間状態にあると判断されたとき、少なくとも
１つの気筒Ｍ１に対応した前記吸気制御弁Ｍ７の開タイ
ミングを早めるべく前記アクチュエータＭ８を制御する
開タイミング制御手段Ｍ１２とを設けたことをその要旨
としている。

【０００９】また、請求項２に記載の発明では、図１に
示すように、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置
において、前記内燃機関Ｍ２の各気筒Ｍ１からの排気ガ
スを排出するための排気通路Ｍ１３の途中には、前記排
気ガスを浄化するための触媒Ｍ１４が設けられているこ
とをその要旨としている。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１又は２に記載の内燃機関の吸気制御装置において、
さらに、前記開タイミング制御手段Ｍ１２により少なく
とも１つの気筒Ｍ１に対応した前記吸気制御弁Ｍ７の開
タイミングが早められている場合に、これに対応させ
て、前記各気筒Ｍ１に噴射される燃料噴射量を調整する
噴射量調整手段を設けたことをその要旨としている。

【００１１】併せて、請求項４に記載の発明では、請求
項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置に
おいて、さらに、前記内燃機関Ｍ２がアイドリング状態
にあることを判断するアイドル判断手段と、前記アイド
ル判断手段の判断結果に基づき、前記内燃機関Ｍ２がア
イドリング状態にないと判断された場合には、前記開タ
イミング制御手段Ｍ１２により開タイミングを早める対
象となる前記吸気制御弁Ｍ７の数或いは開タイミングを
早める程度が少なくなるよう制御する開タイミング補助
的制御手段とを設けたことをその要旨としている。

【００１２】（作用）上記請求項１に記載の発明によれ
ば、図１に示すように、吸気バルブＭ４は、内燃機関Ｍ
２の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、気筒
Ｍ１に通じる吸気通路Ｍ３を開閉する。また、サージタ
ンクＭ５上流の吸気通路Ｍ３の途中に設けられたスロッ
トルバルブＭ６が開閉されることにより、基本的には内
燃機関Ｍ１に供給される吸入空気量が調整されうる。さ
らに、サージタンクＭ５の下流側において、吸気通路Ｍ
３に設けられた吸気制御弁Ｍ７は、アクチュエータＭ８
が作動することによって開閉される。この開閉により、
スロットルバルブＭ６の開閉とは別途の吸気制御が実行
されうる。すなわち、一般的には、運転状態検出手段Ｍ
９により、内燃機関Ｍ１の運転状態が検出され、その検
出結果に基づき、吸気制御手段Ｍ１０によってアクチュ
エータＭ８が制御される。

【００１３】さて、本発明においては、少なくとも前記
運転状態検出手段Ｍ９の検出結果に基づき、冷間判断手
段Ｍ１１によって、内燃機関Ｍ２が冷間状態にあること
が判断されうる。そして、冷間判断手段Ｍ１１により、
前記内燃機関Ｍ２が冷間状態にあると判断されたとき、
開タイミング制御手段Ｍ１２によって、アクチュエータ
Ｍ８が制御され、少なくとも１つの気筒Ｍ１に対応した
吸気制御弁Ｍ７の開タイミングが早められる。

【００１４】このため、内燃機関Ｍ２が冷間状態にある
場合には、供給される空気量が増大することとなり、燃
料噴射量を低減せずとも一種のリーン状態が確保され
る。このため、過剰の空気により、気筒Ｍ１内における
燃焼後においても炭化水素、一酸化炭素等を再燃焼させ
ることが可能となり、排気ガスが浄化される。また、燃
料噴射量を低減せずともリーン状態が確保できるため、
当該気筒Ｍ１における出力トルクがさほど低減しない。
さらには、別途エアポンプ等を設ける必要もない。

【００１５】また、請求項２に記載の発明によれば、図
１に示すように、請求項１に記載の発明の作用に加え
て、内燃機関Ｍ２の各気筒Ｍ１からの排気ガスを排出す
るための排気通路Ｍ１３の途中には、排気ガスを浄化す
るための触媒Ｍ１４が設けられている。このため、上述
した再燃焼により、触媒Ｍ１４自身の暖機を行われるこ
ととなり、触媒Ｍ１４の排気ガス浄化作用の促進をも図
ることが可能となる。

【００１６】さらに、請求項３に記載の発明では、請求
項１及び２に記載の発明の作用に加えて、さらに、開タ
イミング制御手段Ｍ１２により少なくとも１つの気筒Ｍ
１に対応した前記吸気制御弁Ｍ７の開タイミングが早め
られている場合に、これに対応させて、噴射量調整手段
によって、各気筒Ｍ１に噴射される燃料噴射量が調整さ
れる。このため、トルクの激減を招かない範囲内で、よ
り一層の微妙なトルク調整が可能となる。

【００１７】併せて、請求項４に記載の発明では、請求
項１〜３に記載の発明の作用に加えて、さらに、前記ア
イドル判断手段の判断結果に基づき、内燃機関Ｍ２がア
イドリング状態にないと判断された場合には、開タイミ
ング補助的制御手段によって、前記開タイミング制御手
段Ｍ１２により開タイミングを早める対象となる吸気制
御弁Ｍ７の数が少なくなるよう、或いは、開タイミング
を早める程度が少なくなるよう制御される。ここで、ア
イドリング状態にない場合、すなわち、走行中等におい
ては、スロットルバルブＭ６の開度増大により、気筒Ｍ
１に供給される空気量が元々増大することがわかってお
り、かかる場合には、多くの空気が気筒Ｍ１内に導入さ
れるとともに、触媒Ｍ１４等の温度も上昇しやすい。こ
のため、開タイミングを早める対象となる吸気制御弁Ｍ
７の数が少なくなったり、或いは、開タイミングを早め
る程度が少なくなったとしても、触媒Ｍ１４の暖機性が
阻害されたりしにくい。従って、かかる制御が行われる
ことにより、トルクの低下がより一層抑制されることな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明における内燃機関の
吸気制御装置をガソリンエンジンのそれに具体化した一
実施の形態を図２〜図６に基づいて詳細に説明する。

【００１９】図２は、この実施の形態において、車両に
搭載された４気筒エンジンの吸気制御装置を示す概略構
成図である。同図に示すように、内燃機関としてのエン
ジン１は吸気通路２を介してエアクリーナ３から外気を
取り込むようになっている。また、エンジン１はその外
気の取り込みと同時に、吸気ポート２ａの近傍にて各気
筒毎に設けられたインジェクタ４から噴射される燃料を
取り込むようになっている。そして、取り込まれた燃料
と外気との混合気を各気筒毎に設けられた吸気バルブ５
を介して燃焼室１ａへ導入し、同燃焼室１ａ内にて爆発
・燃焼させて駆動力を得る。また、爆発、燃焼後の排気
ガスは、燃焼室１ａから排気バルブ６を介して各気筒毎
の排気マニホールドが集合する排気通路７へ導出され、
外部へ排出されるようになっている。

【００２０】吸気通路２の途中には、図示しないアクセ
ルペダルの操作に連動して開閉されるスロットルバルブ
８が設けられている。そして、このスロットルバルブ８
が開閉されることにより、吸気通路２への吸入空気量が
調節される。また、スロットルバルブ８の下流側には、
吸入空気の脈動を平滑化させるサージタンク９が設けら
れている。

【００２１】また、吸気通路２の途中には、スロットル
バルブ８を迂回する、すなわち、スロットルバルブ８の
上流側と下流側との間を連通させるバイパス吸気通路１
０が設けられている。そして、このバイパス吸気通路１
０の途中には、同通路１０を流れる空気流量を調節する
リニアソレノイド式のアイドル・スピード・コントロー
ル・バルブ（ＩＳＣＶ）１１が設けられている。このＩ
ＳＣＶ１１は、基本的には、スロットルバルブ８が閉じ
られてエンジン１がアイドル状態のときに、ソレノイド
１１ａがデューティ制御される。そのデューティ比が制
御されてＩＳＣＶ１１が適宜に開閉（駆動）される。こ
の開閉によって、バイパス吸気通路１０の空気流量（吸
入空気量）が調節される。そして、この吸入空気量の調
整によってアイドリング時のエンジン回転数ＮＥが制御
されるようになっている。

【００２２】吸気通路２において、スロットルバルブ８
の近傍には、その開度（スロットル開度）ＴＡを検出す
るスロットルセンサ２２が設けられるとともに、スロッ
トルバルブ８が全閉となったときに「オン」してアイド
ル状態を検知するアイドル判断手段を構成するアイドル
スイッチ２３が設けられている。

【００２３】さらに、サージタンク９には、同タンク９
に連通して吸入空気圧力（吸気圧）ＰｉＭを検出する吸
気圧センサ２４が設けられている。また、サージタンク
９内には、吸気温センサ２１が設けられており、当該吸
気温センサ２１により吸気温度ＴＨＡが検出されるよう
になっている。

【００２４】一方、排気通路７の途中には、排気中の酸
素濃度ＯＸを検出する酸素センサ２５が設けられてい
る。また、エンジン１には、その冷却水の温度（冷却水
温）ＴＨＷを検出する水温センサ２６が設けられてい
る。

【００２５】エンジン１の各気筒毎に設けられた点火プ
ラグ１２には、ディストリビュータ１３にて分配される
点火信号が印加される。ディストリビュータ１３はイグ
ナイタ１４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１２に分配するためのもの
であり、各点火プラグ１２の点火タイミングはイグナイ
タ１４からの高電圧出力タイミングにより決定される。

【００２６】ディストリビュータ１３には、同ディスト
リビュータ１３に内蔵された図示しないロータの回転か
ら、エンジン１の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出
する回転数センサ２７が設けられている。また、ディス
トリビュータ１３には、同じくロータの回転に応じてエ
ンジン１のクランク角の変化を所定の割合で検出するク
ランク角センサ２８が設けられている。

【００２７】併せて、エンジン１に駆動連結された自動
変速機１５には、車速センサ２９が設けられている。こ
の車速センサ２９は、そのときどきの車両の速度（車
速）ＳＰＤを検出するとともに、その値を示す信号を出
力できるようになっている。

【００２８】加えて、前記自動変速機１５の内部には、
ニュートラルスタートスイッチ３０が設けられている。
このニュートラルスタートスイッチ３０は、現在のシフ
ト位置ＳｈＰがニュートラルレンジ［Ｎレンジ（Ｐレン
ジも含む）］にあることを検出する。すなわち、現在の
シフト位置ＳｈＰがＮレンジにあるのかドライブレンジ
（Ｄレンジ）にあるのかを検出することができるように
なっている。

【００２９】さらにまた、本実施の形態では、公知の排
気ガス循環（ＥＧＲ）装置１６が設けられている。この
ＥＧＲ装置１６は、ＥＧＲ通路１７と、同通路１７の途
中に設けられたＥＧＲバルブ１８とを含んでいる。ＥＧ
Ｒ通路１７は、スロットルバルブ８の下流側の吸気通路
２と、排気通路７との間を連通するよう設けられてい
る。また、ＥＧＲバルブ１８は、弁座、弁体及びステッ
プモータ（いずれも図示せず）を内蔵している。ＥＧＲ
バルブ１８の開度は、ステップモータが弁体を弁座に対
して断続的に変位させることにより、変動する。そし
て、ＥＧＲバルブ１８が開くことにより、排気通路７へ
排出された排気ガスの一部がＥＧＲ通路１７へと流れ
る。その排気ガスはＥＧＲバルブ１８を介して吸気通路
２へ流れる。すなわち、排気ガスの一部がＥＧＲ装置１
６によって吸入混合気中に再循環する。このとき、ＥＧ
Ｒバルブ１８の開度が調節されることにより、排気ガス
の再循環量が調整されるのである。

【００３０】さて、本実施の形態において、スロットル
バルブ８下流の前記サージタンク９とインジェクタ４と
の間の吸気通路２内には、吸気制御弁１９が開閉可能に
設けられている。吸気制御弁１９は各気筒毎に設けられ
ている。また、吸気制御弁１９は、デューティ制御によ
り駆動されるアクチュエータ２０（電磁揺動装置、ロー
タリー装置等）によって連続的に開閉されうるようにな
っている。

【００３１】また、本実施の形態において、排気通路７
の途中には、排気ガス中の有害成分を吸収するための触
媒３１が設けられている。そして、前記各センサ２１，
２２，２４〜２９並びにアイドルスイッチ２３及びニュ
ートラルスタートスイッチ３０等によって、エンジン１
の運転状態等が適宜検出され、これらにより運転状態検
出手段が構成されている。

【００３２】また、各インジェクタ４、ＩＳＣＶ１１用
のソレノイド１１ａ、イグナイタ１４、ＥＧＲバルブ１
８及び吸気制御弁１９のアクチュエータ２０は電子制御
装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）４１に電気的に接
続され、このＥＣＵ４１の作動によってそれらの駆動タ
イミングが制御される。このＥＣＵ４１により、吸気制
御手段、冷間判断手段及び閉タイミング制御手段、並び
に、噴射量調整手段、及び開タイミング補助的制御手段
が構成されている。

【００３３】上記ＥＣＵ４１には、前述した吸気温セン
サ２１、スロットルセンサ２２、アイドルスイッチ２
３、吸気圧センサ２４、酸素センサ２５、水温センサ２
６、回転数センサ２７、クランク角センサ２８、車速セ
ンサ２９及びニュートラルスタートスイッチ３０がそれ
ぞれ接続されている。従って、ＥＣＵ４１はこれら各セ
ンサ２１，２２，２４〜２９並びにアイドルスイッチ２
３及びニュートラルスタートスイッチ３０からの出力信
号等に基づいて、インジェクタ４、ソレノイド１１ａ
（ＩＳＣＶ１１）、イグナイタ１４、ＥＧＲバルブ１８
及びアクチュエータ２０（吸気制御弁１９）等を好適に
制御する。

【００３４】次に、ＥＣＵ４１の構成について図３のブ
ロック図に従って説明する。ＥＣＵ４１は中央処理装置
（ＣＰＵ）４２、所定の制御プログラムやマップ等を予
め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）４３、ＣＰＵ４２
の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）４４、予め記憶されたデータを保存するバッ
クアップＲＡＭ４５等を備えている。また、ＥＣＵ４１
は、これら各部と外部入力回路４６、外部出力回路４７
等とをバス４８によって接続した論理演算回路として構
成されている。

【００３５】外部入力回路４６には、前述した吸気温セ
ンサ２１、スロットルセンサ２２、アイドルスイッチ２
３、吸気圧センサ２４、酸素センサ２５、水温センサ２
６、回転数センサ２７、クランク角センサ２８、車速セ
ンサ２９及びニュートラルスタートスイッチ３０等がそ
れぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ４２は外部入力
回路４６を介して各センサ２１，２２，２４〜２９並び
にアイドルスイッチ２３及びニュートラルスタートスイ
ッチ３０からの出力信号を入力値として読み込む。そし
て、ＣＰＵ４２はこれら入力値に基いて、外部出力回路
４７に接続されたインジェクタ４、ソレノイド１１ａ、
イグナイタ１４、ＥＧＲバルブ１８及びアクチュエータ
２０（吸気制御弁１９）等を好適に制御する。なお、こ
の実施の形態における各学習値やフラグは、上記したバ
ックアップＲＡＭ４５に保存されるようになっている。

【００３６】次に、ＥＣＵ４１により実行される処理の
うち、吸気制御弁１９の開閉制御及び燃料噴射量制御を
中心とした処理内容について説明する。まず、吸気制御
弁１９の制御を行うための処理について、図４のフロー
チャート、図６のタイミングチャートに従って説明す
る。図４はエンジン１が始動された後において、アクチ
ュエータ２０を制御して吸気制御弁１９の閉弁タイミン
グを制御するべく、ＥＣＵ４１によって実行される「吸
気制御弁開タイミング設定ルーチン」を示すフローチャ
ートであって、所定のクランク角での割り込みで実行さ
れる。

【００３７】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１０１において、ＥＣＵ４１は、各センサ等２１
〜３０からの検出信号（例えば、冷却水温ＴＨＷ、スロ
ットル開度ＴＡ、エンジン回転数ＮＥ等）を読み込む。

【００３８】続くステップ１０２においては、今回読み
込まれた各種信号等に基づき、現在が「二次空気導入モ
ード」にあるか否かを判断する。この「二次空気導入モ
ード」というのは、いわゆる冷間始動時を指しており、
触媒３１の暖機が未だ不十分で排気ガスの浄化が要望さ
れる領域を表している。本実施の形態において、「二次
空気導入モード」にあることの条件としては、例えば、
（１）空燃比フィードバック条件が成立していないこ
と、（２）冷却水温ＴＨＷが所定温度以下であること、
（３）エンジン１始動後所定時間が未だ経過してないこ
と、等が挙げられる。

【００３９】そして、現在が「二次空気導入モード」に
ない場合には、現在のエンジン１は既に暖機が完了して
おり、吸入空気量を増大させる必要がないものと判断し
て、ステップ１０３へ移行する。ステップ１０３におい
ては、二次空気導入モード判別フラグＸ２ＡＸＥＣを
「０」に設定する。

【００４０】また、続くステップ１０４において、予め
設定され、或いは、別途のルーチンで算出されている基
準開タイミングＴobを目標開タイミングＴo としてその
まま設定する。そして、その後の処理を一旦終了する。

【００４１】一方、ステップ１０２において、現在が
「二次空気導入モード」にあると判断された場合には、
現在のエンジン１は冷間状態にあり、吸入空気量を増大
させる必要があるものとして、ステップ１０５へ移行す
る。ステップ１０５においては、二次空気導入モード判
別フラグＸ２ＡＸＥＣを「１」に設定する。

【００４２】また、続くステップ１０６において、今回
読み込んだアイドルスイッチ２３からの信号がオンであ
るか否かを判断する。そして、該信号がオンの場合に
は、現在アイドリング状態にあるものと判断し、ステッ
プ１０７へ移行する。

【００４３】ステップ１０７においては、現在制御の対
象となっている気筒（♯１〜♯４まである）が、気筒♯
１又は気筒♯４であるか否かを判断する。そして、現在
制御の対象となっている気筒が、気筒♯１でも気筒♯４
でもない場合には、吸入空気量を増大させる気筒に対応
していないものとしてステップ１０８へ移行する。そし
て、ステップ１０８においては、前記ステップ１０４と
同様、基準開タイミングＴobを目標開タイミングＴo と
してそのまま設定し、その後の処理を一旦終了する。

【００４４】これに対し、現在制御の対象となっている
気筒が、気筒♯１か気筒♯４のいずれかに該当する場合
にはステップ１０９において、タイミング変化量Ｔαを
設定する。すなわち、タイミング変化量Ｔαは、今回読
み込まれた冷却水温ＴＨＷに基づく関数ｆによって設定
される。例えば、現在の冷却水温ＴＨＷが低い場合には
タイミング変化量Ｔαは比較的大きな値に設定される。

【００４５】次に、ステップ１１０においては、基準開
タイミングＴobからタイミング変化量Ｔαを減算した値
を目標開タイミングＴo として設定する。すなわち、基
準開タイミングＴobよりもタイミング変化量Ｔαだけ早
めたタイミングを目標開タイミングＴo として設定す
る。

【００４６】さらに、ステップ１１１においては、現在
のトルク変動量が予め定められた基準変動量Ｃ以上であ
るか否かを判断する。ここで、トルク変動量というの
は、別途検出されるパラメータであって、例えば燃焼圧
センサ（図示せず）によって検出される燃焼圧の変動量
に基づいて算出されてもよいし、エンジン回転数ＮＥの
変化量（ＤＬＮＥ）に基づいて決定されてもよい。そし
て、トルク変動量が基準変動量Ｃ以上の場合には、ステ
ップ１１２において、タイミング変化量Ｔαを小さくす
るべく、今回算出されたタイミング変化量Ｔαから所定
値ａを減算し、その値を新たなタイミング変化量Ｔαと
して設定する。そして、ステップ１１１に戻り、目標開
タイミングＴo を設定しなおす。つまり、基準開タイミ
ングＴobから、新たに設定されたタイミング変化量Ｔα
を減算した値を、新たな目標開タイミングＴo として設
定する。

【００４７】これに対し、ステップ１１１においてトル
ク変動量が基準変動量Ｃよりも小さい場合には、トルク
変動の問題は生じないものとして、その後の処理を一旦
終了する。

【００４８】また、前記ステップ１０６において、今回
読み込んだアイドルスイッチ２３からの信号がオフの場
合には、現在アイドリング状態にないもの（走行中）と
判断し、ステップ１１３へ移行する。

【００４９】ステップ１１３においては、アイドルスイ
ッチ２３からの信号がオンからオフとなってから、クラ
ンクシャフトが２回転以上しているか（所定時間経過し
ているか）否かを判断する。そして、未だクランクシャ
フトが２回転経過していない場合には、過渡時にあるも
のとして、前記ステップ１０４へ移行し、基準開タイミ
ングＴobを目標開タイミングＴo としてそのまま設定
し、その後の処理を一旦終了する。

【００５０】また、クランクシャフトが２回転経過して
いる場合には、ステップ１１４へ移行する。ステップ１
１４においては、現在制御の対象となっている気筒が、
気筒♯１であるか否かを判断する。そして、現在制御の
対象となっている気筒が、気筒♯１でない場合には、吸
入空気量を増大させる気筒に対応していないものとして
上記同様ステップ１０４へ移行する。そして、ステップ
１０４において、基準開タイミングＴobを目標開タイミ
ングＴo としてそのまま設定し、その後の処理を一旦終
了する。

【００５１】これに対し、現在制御の対象となっている
気筒が、気筒♯１に該当する場合にはステップ１１５に
おいて、タイミング変化量Ｔαを設定する。すなわち、
タイミング変化量Ｔαは、今回読み込まれた冷却水温Ｔ
ＨＷに基づく関数ｇによって設定される。

【００５２】そして、次に、ステップ１１０へ移行し、
ステップ１１０〜ステップ１１２の処理を実行し、その
後の処理を一旦終了する。このように、上記「吸気制御
弁開タイミング設定ルーチン」においては、現在「二次
空気導入モード」にあり、かつ、所定の条件を満たす場
合には、図６に示すように、特定気筒♯１（又は♯４）
において吸気制御弁１９の開タイミングが早められる。

【００５３】次に、燃料噴射量の制御を行うための処理
について、図５のフローチャートに従って説明する。図
５はエンジン１が始動された後において、インジェクタ
４を制御して燃料噴射量を制御するべく、ＥＣＵ４１に
よって実行される「燃料噴射量設定ルーチン」を示すフ
ローチャートであって、所定のクランク角での割り込み
で実行される。

【００５４】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ２０１において、ＥＣＵ４１は、各センサ等２１
〜３０からの検出信号（例えば、冷却水温ＴＨＷ、スロ
ットル開度ＴＡ、エンジン回転数ＮＥ等）及び各種フラ
グ等を読み込む。

【００５５】続くステップ２０２においては、今回読み
込まれた各種検出信号に基づき、燃料噴射量ＴＡＵを算
出する。また、ステップ２０３においては、今回読み込
まれた二次空気導入モード判別フラグＸ２ＡＸＥＣが
「１」であるか否かを判断する。そして、二次空気導入
モード判別フラグＸ２ＡＸＥＣが「０」の場合には、現
在が二次空気導入モードにはなく、燃料噴射量を調整す
る必要がないものとして、ステップ２０４において、先
程算出された燃料噴射量ＴＡＵを最終的な燃料噴射量Ｔ
ＡＵとしてそのまま設定する。そして、その後の処理を
一旦終了する。

【００５６】これに対し、二次空気導入モード判別フラ
グＸ２ＡＸＥＣが「１」の場合には、現在が二次空気導
入モードにあり、燃料噴射量も幾分調整する必要がある
ものとして、ステップ２０５へ移行する。ステップ２０
５においては、現在制御の対象となっている気筒が、気
筒♯１又は気筒♯４であるか否かを判断する。そして、
現在制御の対象となっている気筒が、気筒♯１でも気筒
♯４でもない場合には、吸入空気量を増大させている気
筒に対応していないものとしてステップ２０４へ移行
し、先程算出された燃料噴射量ＴＡＵを最終的な燃料噴
射量ＴＡＵとしてそのまま設定する。そして、その後の
処理を一旦終了する。

【００５７】一方、現在制御の対象となっている気筒
が、気筒♯１又は気筒♯４である場合には、ステップ２
０６へ移行する。ステップ２０６においては、今回読み
込まれた冷却水温ＴＨＷに基づき、気筒♯４用の噴射量
補正係数Ｈと、気筒♯１用の噴射量補正係数Ｉとをそれ
ぞれ算出する（但し、０．９≦Ｈ，Ｉ≦１．０）。これ
らの噴射量補正係数Ｈ，Ｉは、そのときどきの冷却水温
ＴＨＷに対する関数ｈ，ｉにより定められる。

【００５８】そして、続くステップ２０７においては、
現在制御の対象となっている気筒が、気筒♯１であるか
否かを判断する。そして、現在制御の対象となっている
気筒が、気筒♯１でない場合には、現在制御の対象とな
っている気筒が気筒♯４であるものと判断し、ステップ
２０８へ移行する。ステップ２０８においては、今回算
出された燃料噴射量ＴＡＵに気筒♯４用の噴射量補正係
数Ｈを乗算した値を新たな燃料噴射量ＴＡＵとして設定
し、その後の処理を一旦終了する。

【００５９】これに対し、前記ステップ２０７におい
て、現在制御の対象となっている気筒が、気筒♯１の場
合には、ステップ２０９へ移行する。ステップ２０９に
おいては、今回算出された燃料噴射量ＴＡＵに気筒♯１
用の噴射量補正係数Ｉを乗算した値を新たな燃料噴射量
ＴＡＵとして設定し、その後の処理を一旦終了する。

【００６０】このように、本実施の形態においては、現
在が二次空気導入モードにある場合において、現在制御
の対象となっている気筒が、気筒♯１又は♯４である場
合には、空燃比を幾分リーンにするべく、基本的に算出
された燃料噴射量ＴＡＵに幾分修正が加えられる。

【００６１】次に、本実施の形態における作用及び効果
について説明する。 （イ）本実施の形態においては、二次空気導入モードに
あると判断されたとき、気筒♯１（及び／又は♯４）に
対応した吸気制御弁１９の開タイミングが早められる。
このため、エンジン１が冷間状態にある場合には、供給
される空気量が増大することとなり、燃料噴射量を大き
く低減せずとも一種のリーン状態が確保される。従っ
て、過剰の空気により、気筒内における燃焼後において
も炭化水素、一酸化炭素等を再燃焼させることが可能と
なり、排気ガスが浄化される。その結果、暖機中におけ
る排気エミッションの向上を図ることができる。

【００６２】特に、本実施の形態においては、排気通路
７の途中に触媒３１が設けられている。このため、上記
再燃焼により、触媒３１自身の暖機が行われることとな
り、触媒３１の排気ガス浄化作用の促進をも図ることが
可能となる。従って、上記効果をより一層確実なものと
することができる。

【００６３】（ロ）また、燃料噴射量を大きく低減せず
ともリーン状態が確保できるため、気筒における出力ト
ルクがさほど低減しない。その結果、トルクの低減によ
る不具合を回避することができる。すなわち、ファース
トアイドル状態において、アイドル回転数を上昇させる
ことなく、アイドル安定性を確保することができる。

【００６４】（ハ）さらには、別途エアポンプ等を設け
る必要があった従来技術とは異なり、このような装置を
設ける必要がないため、コストの増大を招くのを防止す
ることができる。また、スペース上の不利も解消するこ
とができる。

【００６５】（ニ）併せて、本実施の形態では、二次空
気導入モードにあると判断されたとき、気筒♯１（及び
／又は♯４）に対応した吸気制御弁１９の開タイミング
が早められ、供給される空気量が増大している間に、こ
れに対応させて、燃料噴射量の調整をも行うこととし、
噴射量の微妙な低減を行うこととした。このため、トル
クの激減を招かない範囲内で、より一層の微妙なトルク
調整が可能となる。また、燃費の向上をも図ることがで
きる。

【００６６】（ホ）加えて、本実施の形態では、エンジ
ン１がアイドリング状態にないと判断された場合には、
開タイミングを早める対象となる吸気制御弁１９の数が
少なくなるよう制御される。すなわち、気筒♯１に対応
する吸気制御弁１９のみの開タイミングが早められる。
ここで、エンジン１がアイドリング状態にない場合、す
なわち、走行中等においては、スロットルバルブ８の開
度増大により、気筒に供給される空気量が元々増大する
ことがわかっており、かかる場合には、多くの空気が気
筒内に導入されるとともに、触媒３１等の温度も上昇し
やすい。このため、開タイミングを早める対象となる吸
気制御弁１９の数が少なくなったりしても、触媒３１の
暖機性が阻害されたりしにくい。従って、かかる制御が
行われることにより、トルクの低下がより一層抑制され
ることなる。その結果、円滑な走行を確保することが可
能となる。

【００６７】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の
一部を適宜に変更して次のように実施することもでき
る。 （１）前記実施の形態では、吸気制御弁１９の早閉じに
伴って燃料噴射量も調整するようにしたが、かかる調整
を省略するようにしてもよい。

【００６８】（２）前記実施の形態では、二次空気導入
モードにあると判断されたとき、気筒♯１（及び／又は
♯４）に対応した吸気制御弁１９の開タイミングを早め
るようにしたが、全ての気筒に対応した吸気制御弁１９
の開タイミングを早めるようにしてもよい。

【００６９】（３）また、同じ気筒においても、サイク
ルによってリーン化するサイクルを選択するような制御
を行ってもよい。かかる制御により、より一層細やかな
制御を行うことが可能となる。

【００７０】（４）前記実施の形態では、エンジン１が
アイドリング状態にないと判断された場合には、開タイ
ミングを早める対象となる吸気制御弁１９の数が少なく
なるよう、すなわち、気筒♯１に対応する吸気制御弁１
９のみの開タイミングが早められるようにした。これに
対し、開タイミングを早める程度が少なくなるよう制御
するようにしてもよい。或いは、かかる切換制御を省略
するようにしてもよい。

【００７１】（５）前記実施の形態では、内燃機関とし
てガソリンエンジン１の場合に具体化したが、ディーゼ
ルエンジンを搭載した車両についても具体化することが
できる。

【００７２】（６）前記実施の形態では述べなかった
が、前記エンジン１が冷間状態にあることを判断する手
法として、触媒３１自体の温度が所定温度よりも低いこ
とを検出、或いは推定する手段を設け、この手段の検出
或いは推定結果に基づいて冷間状態にあることを判断す
るようにしてもよい。かかる手法を採用することによ
り、直接触媒３１の温度を把握するため、触媒の暖機性
向上の精度がさらによくなるという効果が奏される。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
の吸気制御装置によれば、コストの上昇を伴うことな
く、暖機中における排気エミッションの向上を図ること
ができ、かつ、トルクの激減、ファーストアイドル状態
の不安定化を抑制す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】本発明の基本的な概念構成を説明する概念構成
図である。

【図２】一実施の形態におけるエンジンの吸気制御装置
を示す概略構成図である。

【図３】ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。

【図４】ＥＣＵにより実行される「吸気制御弁開タイミ
ング設定ルーチン」を示すフローチャートである。

【図５】ＥＣＵにより実行される「燃料噴射量設定ルー
チン」を示すフローチャートである。

【図６】吸気制御弁等の開タイミングを示すタイミング
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、１ａ…燃焼室、２…吸
気通路、５…吸気バルブ、８…スロットルバルブ、１９
…吸気制御弁、２０…アクチュエータ、２１…運転状態
検出手段を構成する吸気温センサ、２２…運転状態検出
手段を構成するスロットルセンサ、２３…運転状態検出
手段を構成するアイドルスイッチ、２４…運転状態検出
手段を構成する吸気圧センサ、２５…運転状態検出手段
を構成する酸素センサ、２６…運転状態検出手段を構成
する水温センサ、２７…運転状態検出手段を構成する回
転数センサ、２８…運転状態検出手段を構成するクラン
ク角センサ、２９…運転状態検出手段を構成する車速セ
ンサ、３０…運転状態検出手段を構成するニュートラル
スタートスイッチ、４１…吸気制御手段、冷間判断手段
及び閉タイミング制御手段、並びに、噴射量調整手段、
及び開タイミング補助的制御手段を構成するＥＣＵ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、複数の気筒を有する内
   燃機関の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、
   各気筒に通じる吸気通路を開閉する吸気バルブと、 前記吸気通路の途中に位置するサージタンクの上流側に
   設けられたスロットルバルブと、 前記サージタンクの下流側において、前記各気筒毎に対
   応して前記吸気通路に設けられた吸気制御弁と、 前記吸気制御弁を開閉するためのアクチュエータと、 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の検出結果に基づき、前記アクチ
   ュエータを制御して前記吸気制御弁を開閉する吸気制御
   手段とを備えた内燃機関の吸気制御装置であって、 少なくとも前記運転状態検出手段の検出結果に基づき、
   前記内燃機関が冷間状態にあることを判断する冷間判断
   手段と、 前記冷間判断手段により、前記内燃機関が冷間状態にあ
   ると判断されたとき、少なくとも１つの気筒に対応した
   前記吸気制御弁の開タイミングを早めるべく前記アクチ
   ュエータを制御する開タイミング制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
2. 【請求項２】 前記内燃機関の各気筒からの排気ガスを
   排出するための排気通路の途中には、前記排気ガスを浄
   化するための触媒が設けられていることを特徴とする請
   求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気
   制御装置において、 さらに、前記開タイミング制御手段により少なくとも１
   つの気筒に対応した前記吸気制御弁の開タイミングが早
   められている場合に、これに対応させて、前記各気筒に
   噴射される燃料噴射量を調整する噴射量調整手段を設け
   たことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機
   関の吸気制御装置において、さらに、 前記内燃機関がアイドリング状態にあることを判断する
   アイドル判断手段と、 前記アイドル判断手段の判断結果に基づき、前記内燃機
   関がアイドリング状態にないと判断された場合には、前
   記開タイミング制御手段により開タイミングを早める対
   象となる前記吸気制御弁の数或いは開タイミングを早め
   る程度が少なくなるよう制御する開タイミング補助的制
   御手段とを設けたことを特徴とする内燃機関の吸気制御
   装置。