JP2003106176A

JP2003106176A - 内燃機関の吸気制御装置

Info

Publication number: JP2003106176A
Application number: JP2001302174A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Takemura; 信一竹村; Tsuneyasu Nohara; 常靖野原; Takanobu Sugiyama; 孝伸杉山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-09
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP4655444B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スロットル弁に依存しない吸気量の制御を実
現するとともに、負圧調整弁が閉作動する減速時におけ
る過渡的な過大トルクの発生を回避する。【解決手段】吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連
続的に拡大，縮小制御可能なリフト・作動角可変機構
と、リフト中心角の位相を遅進させる位相可変機構とを
備え、吸気弁のバルブリフト特性の可変制御によって、
吸気量を制御する。ブローバイガスの還流等のために、
コレクタ入口部に負圧調整弁が設けられており、所定の
高負荷域では、ほぼ大気圧にすべく全開となる。この高
負荷域から減速したときに、基本バルブリフト特性より
も小リフト側のバルブリフト特性となるように補正を行
う。これにより、コレクタ内部の負圧発生が遅れること
に起因する過大なトルクの発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関のシリ
ンダ内へ吸入される吸気量を制御する吸気制御装置、特
に、吸気弁のバルブリフト特性の可変制御により吸気量
の制御を達成するようにした内燃機関の吸気制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ガソリン機関においては、一般に吸気通
路中に設けたスロットル弁の開度制御によって吸気量を
制御しているが、良く知られているように、この種の方
式では、特にスロットル弁開度の小さな低負荷時におけ
るポンピングロスが大きい、という問題がある。これに
対し、吸気弁の開閉時期（特に閉時期）やリフト量を変
化させることで、スロットル弁に依存せずに吸気量を制
御しようとする試みが以前からなされており、この技術
を利用して、ディーゼル機関と同様に吸気系にスロット
ル弁を具備しないいわゆるスロットルレスの構成を実現
することが提案されている。

【０００３】例えば、特開平１１−１１７７７７号公報
には、吸気弁および排気弁を、電気信号によって開閉す
る電磁式の構成とし、低中負荷領域において、吸気弁の
閉時期あるいはリフト量の可変制御によって吸気量を負
荷に応じて制御するようにした発明が開示されている。

【０００４】しかし、この種のバルブリフトによって吸
気量を制御するものにおいても、スロットルレス化に伴
って吸気系に負圧が発生しなくなると、例えば、ブロー
バイガスやエバポレータからのパージガスなどを吸気系
に還流させる既存のシステムが利用できなくなったり、
種々のアクチュエータなどの駆動源としても利用されて
いる負圧が容易に得られない、といった新たな課題が派
生することから、単純に負圧を発生させるための絞弁な
どからなる圧力調整機構を設けることが検討されてい
る。

【０００５】この圧力調整機構としては、例えばオン−
オフ的に切換動作するものであっても十分であるが、少
なくとも、内燃機関の全負荷時には、全開状態となっ
て、コレクタ内部をほぼ大気圧に維持し得る構成とする
必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように圧力調整機構を設けた場合に、例えば全負荷域か
ら減速したときに、圧力調整機構が流路面積を絞るよう
に切り換えられ、コレクタ内部の圧力が、略大気圧状態
から所定の負圧状態へと変化することになるが、コレク
タの容積によって実際の圧力はステップ状には変化し得
ず、徐々に低下（つまり負圧となる）する特性となる。
従って、過渡的に、コレクタ内部の圧力が所定圧力より
も高く（つまり所定負圧よりも大気圧に近い状態）な
り、その結果、過大なトルクが発生する、という問題が
ある。

【０００７】なお、特開平７−２０３２４８号公報に
は、複数のカムを切り換えて使用するようにした可変動
弁機構を備える内燃機関において、カム切換時に発生す
るトルク段差を点火時期補正により低減する技術が開示
されているが、このような方法では、最適点火時期を外
れるので、本質的に燃費悪化を伴う、という不具合があ
る。

【０００８】本発明の目的は、吸気弁の可変制御によっ
て、ポンピングロスの大幅な低減が可能なスロットル弁
に依存しない吸気量制御を実現するとともに、負圧生成
用の圧力調整機構の切換時におけるトルク段差を抑制す
るようにした内燃機関の吸気制御装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る内燃機関
の吸気制御装置は、吸気弁のバルブリフト特性を可変制
御することにより内燃機関の吸気量を連続的に変化させ
ることが可能な可変動弁機構と、複数の気筒の吸気通路
が接続するコレクタと、内燃機関の高負荷域では上記コ
レクタ内部の圧力をほぼ大気圧にするとともに、これよ
りも低負荷側の他の運転領域ではコレクタ内部の圧力を
所定の負圧に調整する圧力調整機構と、内燃機関の運転
条件に応じた基本バルブリフト特性が得られるように上
記可変動弁機構を制御するとともに、機関運転条件が上
記高負荷域から他の運転領域へ移行した過渡時に、上記
基本バルブリフト特性よりも小リフト側のバルブリフト
特性となるように補正を行う制御手段と、を備えて構成
されている。

【００１０】この発明では、吸気弁のリフト特性の可変
制御によって吸気量が制御される。つまり、負荷制御の
ためのスロットル弁は具備していない。上記圧力調整機
構は、例えば、バタフライバルブ、あるいは他の適宜な
形式の弁機構によって構成され得るが、所定の高負荷域
以外の運転領域で、通路断面積を部分的に絞ることによ
って、コレクタ内に適宜な負圧を発生させる。この負圧
は、例えば、ブローバイガスの還流やエバポレータから
のパージガスの還流、あるいは種々のアクチュエータの
ための負圧源などとして、利用される。これらの目的の
上で必要な負圧の値は、例えば、−５０〜−２００ｍｍ
Ｈｇ程度であるが、これに限定されるものではない。ま
た圧力調整機構は、負圧の大きさを可変とすべく外部か
ら積極的に制御可能な構成であっても良く、あるいは、
外部から制御されることなく適宜な負圧を与える構成で
あっても良い。

【００１１】一方、上記可変動弁機構を制御する制御手
段では、この圧力調整機構による負圧を予め考慮したも
のとして、基本バルブリフト特性が定められている。従
って、高負荷域から他の運転領域へ移行した過渡時に、
コレクタ内部の圧力の低下が緩慢であると、基本バルブ
リフト特性のままでは吸気量が過大となってしまう。こ
れに対し、本発明では、基本バルブリフト特性よりもリ
フトが小さくなるように補正されるため、適正な吸気量
となり、過大なトルク発生が回避される。

【００１２】また、請求項２の発明では、上記制御手段
は、上記高負荷域から他の運転領域へ移行する過渡時
に、燃料供給が停止される場合には、上記補正を行わず
に基本バルブリフト特性に制御するようになっている。

【００１３】さらに請求項３の発明では、上記制御手段
は、上記高負荷域から他の運転領域へ移行する過渡時
に、燃料供給が停止される場合には、小リフト側への補
正を行わずに基本バルブリフト特性よりも大リフト側へ
補正するようになっている。

【００１４】すなわち、減速時に燃料供給停止いわゆる
フューエルカットが行われる場合には、吸気量の増加に
よる過大なトルクの発生という問題がないので、小リフ
ト側への補正は行わない。基本バルブリフト特性ないし
はこれよりも大きなリフトとすることで、コレクタ内部
の圧力低下が早まる。つまり、圧力調整機構が負圧生成
状態に切り換わってから所定の負圧に達するまでの時間
が短縮される。

【００１５】但し、アクセルペダル開度等から定まる車
両減速度が大である場合には、請求項４のように、燃料
供給停止に拘わらず小リフト側へ補正することが望まし
い。これにより、ポンプ損失によるエンジンブレーキが
一層強く作用し、運転性が向上する。

【００１６】この過渡時におけるバルブリフトの補正量
は、請求項５のように、コレクタ内部の負圧に基づいて
決定することが望ましい。あるいは、機関運転条件と上
記圧力調整機構の開度とに基づいてバルブリフトの補正
量を決定するようにしてもよい。

【００１７】また、望ましくは、請求項６のように、バ
ルブリフトの補正は、コレクタ内部の圧力が所定の負圧
となるまでの間、行われる。

【００１８】請求項７の発明では、バルブリフトの補正
量は、他の運転領域へ移行してからの時間の経過に伴っ
て減少するものとなっている。つまり、時間経過に伴っ
てコレクタ内部の圧力が所定の負圧に近付くので、これ
に対応して、リフトの補正量が小さくなっていく。

【００１９】請求項８の発明では、高負荷域からの減速
時に、減速開始時の機関回転数および負荷に基づいてバ
ルブリフトの補正時間および補正量が決定される。従っ
て、コレクタ内部の実際の負圧の検出は不要である。

【００２０】請求項９の発明は、機関回転数が低速域で
ある場合にのみバルブリフトの補正を行うことを特徴と
している。高速回転であれば、運転領域が移行したとき
のコレクタ内部の圧力変化は急激なものとなり、過大な
トルクが発生する期間は非常に短くなる。

【００２１】本発明は、請求項１０のように、上記コレ
クタの内部にエアクリーナエレメントが配設されている
場合に好適である。このようにエアクリーナエレメント
を収容した構成では、一般にコレクタの容積が大とな
り、その圧力変化が一層緩慢となり易い。

【００２２】また請求項１１の発明では、上記可変動弁
装置は、吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に
拡大，縮小制御可能なリフト・作動角可変機構と、吸気
弁のリフト中心角の位相を遅進させる位相可変機構と、
から構成されており、上記制御手段は、上記高負荷域か
ら他の運転領域へ移行する過渡時に、燃料供給が停止さ
れかつ減速度が大である場合には、上記位相可変機構を
遅角側に補正することを特徴としている。このように遅
角させることで、吸気弁開時期が上死点から遅れ、ポン
プ損失ひいてはエンジンブレーキ作用が増大する。ま
た、下死点前にある吸気弁閉時期が下死点に近付くこと
から、充填効率が向上する。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、基本的に吸気弁の可変
制御によって吸気量を制御するので、ポンピングロスの
大幅な低減が達成でき、また圧力調整機構によって負荷
制御に関係なく適宜な負圧がコレクタ内に確保されるた
め、実用機関として必要なブローバイガスの還流などの
負圧を利用した種々のシステムを、大幅な変更を要さず
にそのまま適用することが可能となる。そして、運転領
域の移行に伴う圧力調整機構の切換時に、コレクタ内部
の緩慢な圧力変化に起因する過大なトルクの発生を防止
することができる。

【００２４】さらに、請求項２，３の発明によれば、過
大なトルク発生の問題がないフューエルカット時には、
基本バルブリフト特性もしくは比較的大きなリフトとす
ることで、コレクタ内部の圧力変化が促進され、その後
に定常運転に移行したときに適正な制御が可能となる。

【００２５】また、請求項４および請求項１１の発明に
よれば、減速時に十分なエンジンブレーキ作用が得ら
れ、運転性が向上する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明を、自動車用火花
点火式ガソリン機関に適用した実施の形態について説明
する。

【００２７】図１は、内燃機関の吸気弁側可変動弁機構
の構成を示す構成説明図であり、この可変動弁機構は、
吸気弁のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可
変機構１と、そのリフトの中心角の位相（図示せぬクラ
ンクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる
位相可変機構２１と、が組み合わされて構成されてい
る。

【００２８】まず、リフト・作動角可変機構１を説明す
る。なお、このリフト・作動角可変機構１は、本出願人
が先に提案したものであるが、例えば特開平１１−１０
７７２５号公報等によって公知となっているので、その
概要のみを説明する。

【００２９】リフト・作動角可変機構１は、シリンダヘ
ッド（図示せず）に摺動自在に設けられた吸気弁１１
と、シリンダヘッド上部のカムブラケット（図示せず）
に回転自在に支持された駆動軸２と、この駆動軸２に、
圧入等により固定された偏心カム３と、上記駆動軸２の
上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持
されるとともに駆動軸２と平行に配置された制御軸１２
と、この制御軸１２の偏心カム部１８に揺動自在に支持
されたロッカアーム６と、各吸気弁１１の上端部に配置
されたタペット１０に当接する揺動カム９と、を備えて
いる。上記偏心カム３とロッカアーム６とはリンクアー
ム４によって連係されており、ロッカアーム６と揺動カ
ム９とは、リンク部材８によって連係されている。

【００３０】上記駆動軸２は、後述するように、タイミ
ングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関の
クランクシャフトによって駆動されるものである。

【００３１】上記偏心カム３は、円形外周面を有し、該
外周面の中心が駆動軸２の軸心から所定量だけオフセッ
トしているとともに、この外周面に、リンクアーム４の
環状部が回転可能に嵌合している。

【００３２】上記ロッカアーム６は、略中央部が上記偏
心カム部１８によって揺動可能に支持されており、その
一端部に、連結ピン５を介して上記リンクアーム４のア
ーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン７
を介して上記リンク部材８の上端部が連係している。上
記偏心カム部１８は、制御軸１２の軸心から偏心してお
り、従って、制御軸１２の角度位置に応じてロッカアー
ム６の揺動中心は変化する。

【００３３】上記揺動カム９は、駆動軸２の外周に嵌合
して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、
連結ピン１７を介して上記リンク部材８の下端部が連係
している。この揺動カム９の下面には、駆動軸２と同心
状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描
いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これ
らの基円面ならびにカム面が、揺動カム９の揺動位置に
応じてタペット１０の上面に当接するようになってい
る。

【００３４】すなわち、上記基円面はベースサークル区
間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム９
が揺動してカム面がタペット１０に接触すると、徐々に
リフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間
とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられて
いる。

【００３５】上記制御軸１２は、図１に示すように、一
端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ
１３によって所定角度範囲内で回転するように構成され
ている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ１３
は、例えばウォームギア１５を介して制御軸１２を駆動
するサーボモータ等からなり、エンジンコントロールユ
ニット１９からの制御信号によって制御されている。な
お、制御軸１２の回転角度は、制御軸センサ１４によっ
て検出される。

【００３６】このリフト・作動角可変機構１の作用を説
明すると、駆動軸２が回転すると、偏心カム３のカム作
用によってリンクアーム４が上下動し、これに伴ってロ
ッカアーム６が揺動する。このロッカアーム６の揺動
は、リンク部材８を介して揺動カム９へ伝達され、該揺
動カム９が揺動する。この揺動カム９のカム作用によっ
て、タペット１０が押圧され、吸気弁１１がリフトす
る。

【００３７】ここで、リフト・作動角制御用アクチュエ
ータ１３を介して制御軸１２の角度が変化すると、ロッ
カアーム６の初期位置が変化し、ひいては揺動カム９の
初期揺動位置が変化する。

【００３８】例えば偏心カム部１８が図の上方へ位置し
ているとすると、ロッカアーム６は全体として上方へ位
置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に上
方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム９の
初期位置は、そのカム面がタペット１０から離れる方向
に傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９が
揺動した際に、基円面が長くタペット１０に接触し続
け、カム面がタペット１０に接触する期間は短い。従っ
て、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期
から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。

【００３９】逆に、偏心カム部１８が図の下方へ位置し
ているとすると、ロッカアーム６は全体として下方へ位
置し、揺動カム９の連結ピン１７側の端部が相対的に下
方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム９の
初期位置は、そのカム面がタペット１０に近付く方向に
傾く。従って、駆動軸２の回転に伴って揺動カム９が揺
動した際に、タペット１０と接触する部位が基円面から
カム面へと直ちに移行する。従って、リフト量が全体と
して大きくなり、かつその作動角も拡大する。

【００４０】上記の偏心カム部１８の初期位置は連続的
に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性
は、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角
を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができ
る。各部のレイアウトによるが、例えば、リフト・作動
角の大小変化に伴い、吸気弁１１の開時期と閉時期とが
ほぼ対称に変化する。

【００４１】次に、位相可変機構２１は、図１に示すよ
うに、上記駆動軸２の前端部に設けられたスプロケット
２２と、このスプロケット２２と上記駆動軸２とを、所
定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用
アクチュエータ２３と、から構成されている。上記スプ
ロケット２２は、図示せぬタイミングチェーンもしくは
タイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動し
ている。上記位相制御用アクチュエータ２３は、例えば
油圧式、電磁式などの回転型アクチュエータからなり、
エンジンコントロールユニット１９からの制御信号によ
って制御されている。この位相制御用アクチュエータ２
３の作用によって、スプロケット２２と駆動軸２とが相
対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角が遅
進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、
全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、連続
的に得ることができる。この位相可変機構２１の制御状
態は、駆動軸２の回転位置に応答する駆動軸センサ１６
によって検出される。

【００４２】なお、リフト・作動角可変機構１ならびに
位相可変機構２１の制御としては、各センサ１４，１６
の検出に基づくクローズドループ制御に限らず、運転条
件に応じて単にオープンループ制御するようにしても良
い。

【００４３】このような可変動弁機構を吸気弁側に備え
た本発明の内燃機関は、スロットル弁に依存せず、吸気
弁１１の可変制御によって吸気量が制御される。なお、
実用機関では、ブローバイガスの還流等のために吸気系
に若干の負圧が存在していることが好ましいので、後述
するように、吸気通路の上流側に、スロットル弁に代え
て、負圧生成用の適宜な圧力調整機構が設けられてい
る。

【００４４】次に、図２に基づいて、バルブリフト特性
の具体的な制御について説明する。

【００４５】図２は、代表的な運転条件における吸気弁
のバルブリフト特性を示したもので、図示するように、
アイドル等の極低負荷域においては、リフト量が極小リ
フトとなる。これは特に、リフト中心角の位相が吸気量
に影響しない程度にまで小さなリフト量となる。そし
て、位相可変機構２１によるリフト中心角の位相は、最
も遅角した位置となり、これによって、閉時期は、下死
点直前位置となる。

【００４６】このように極小リフトとすることによっ
て、吸気流が吸気弁１１の間隙においてチョークした状
態となり、極低負荷域で必要な微小流量が安定的に得ら
れる。そして、閉時期が下死点近傍となることから、有
効圧縮比は十分に高くなり、極小リフトによるガス流動
の向上と相俟って、比較的良好な燃焼を確保できる。

【００４７】一方、アイドル等の極低負荷域よりも負荷
の大きな低負荷領域（補機負荷が加わっているアイドル
状態を含む）においては、リフト・作動角が大きくな
り、かつリフト中心角は進角した位置となる。このとき
には、上述したように、バルブタイミングをも考慮して
吸気量制御が行われることになり、吸気弁閉時期を早め
ることで、吸気量が比較的少量に制御される。この結
果、リフト・作動角はある程度大きなものとなり、吸気
弁１１によるポンピングロスが低減する。

【００４８】なお、アイドル等の極低負荷域における極
小リフトでは、前述したように、位相を変更しても吸気
量は殆ど変化しないので、極低負荷域から低負荷域へと
移行する場合には、位相変更よりも優先して、リフト・
作動角を拡大する必要がある。空調用コンプレッサ等の
補機の負荷が加わった場合も同様である。

【００４９】一方、さらに負荷が増加し、燃焼が安定し
てくる中負荷域では、図２に示すように、リフト・作動
角をさらに拡大しつつ、リフト中心角の位相を進角させ
る。リフト中心角の位相は、中負荷域のある点で、最も
進角した状態となる。これにより、内部ＥＧＲが利用さ
れ、一層のポンピングロス低減が図れる。

【００５０】また、最大負荷時には、さらにリフト・作
動角を拡大し、かつ最適なバルブタイミングとなるよう
に位相可変機構２１を制御する。なお、図示するよう
に、機関回転数によっても最適なバルブリフト特性は異
なるものとなる。

【００５１】上記のようにアイドル等の極低負荷域で
は、バルブリフト制御域として主にリフト量による微小
流量の制御が行われるのであるが、主にバルブ開閉時期
によるバルブタイミング制御域となる低負荷域との境界
つまり制御の切換点は、実際の燃焼安定状態に応じて補
正することが好ましい。あるいは、制御の簡略化のため
に、機関温度を検出し、これに応じて補正することも可
能である。このように補正することで、燃焼の悪化を来
さない範囲でバルブタイミング制御域を拡大することが
でき、ポンピングロス低減の上で有利となる。

【００５２】次に図３は、この内燃機関における吸気系
および排気系の全体的な構成を示している。図示するよ
うに、この内燃機関は、例えば直列４気筒機関であっ
て、各シリンダ５１の吸気ポートにそれぞれブランチ通
路５２が接続され、かつこの４本のブランチ通路５２の
上流端が、コレクタ５３にそれぞれ接続されている。上
記コレクタ５３は、気筒列方向に沿って細長い形状をな
し、その一端に吸気入口通路５４が設けられているとと
もに、この吸気入口通路５４に、負圧生成用の圧力調整
機構つまり負圧調整弁５５が配設されている。この負圧
調整弁５５は、バタフライバルブ型の弁体を、ＤＣモー
タあるいはダイヤフラム型アクチュエータなどのアクチ
ュエータ５６によって開閉するようにしたものであっ
て、内燃機関の全開域に近い所定の高負荷域では、弁体
は全開位置に保持され、かつ、これよりも低負荷側の運
転領域では、適宜な負圧を生成するように、所定開度ま
で閉じられるようになっている。なお、単純なオン−オ
フ的に開閉制御するようにしてもよく、あるいは、運転
条件に応じてより適した開度となるように例えば数段階
に開度制御するようにしてもよい。

【００５３】上記コレクタ５３には、コレクタ５３内部
の圧力を検出する圧力センサ５７と、吸気温度を検出す
る温度センサ５８と、が設けられており、また、排気マ
ニホルド５９には、排気空燃比を検出する空燃比センサ
（リニア型空燃比センサあるいは酸素センサ）６０が設
けられている。また、機関回転速度ならびにクランク角
位置を検出するために、クランク角センサ６１が設けら
れている。さらに、運転者により操作されるアクセルペ
ダル開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ６２
を備えている。これらの検出信号は、前述したエンジン
コントロールユニット１９にそれぞれ入力され、これに
基づいて、前述したリフト・作動角可変機構１および位
相可変機構２１の制御ならびに負圧調整弁５５の制御が
行われる。

【００５４】図４は、過渡時の補正を含むバルブリフト
特性の制御の流れを示すフローチャートであり、まずス
テップ１において、主にアクセルペダル開度および機関
回転速度から、要求トルク・出力を算出する。そして、
ステップ２で、さらに機関回転速度、負荷、機関温度等
の機関運転条件を読み込み、ステップ３で所定の高速域
からの減速状態であるか否かを判定する。この減速状態
は、主にアクセルペダル開度の変化率に基づいて判断さ
れる。なお、この運転領域の移行に伴い、負圧調整弁５
５は、全開位置から所定開度まで閉じられることにな
る。

【００５５】減速状態でなければ、ステップ３からステ
ップ４へ進み、通常のバルブリフト制御を行う。つま
り、各運転条件に対応して設定された基本バルブリフト
特性に沿ってリフト・作動角可変機構および位相可変機
構２１が制御される。

【００５６】ステップ３で減速状態であると判定した場
合には、ステップ５で、圧力センサ５７の検出に基づい
て、コレクタ５３内部の圧力が所定の負圧になっている
か判定する。減速中であっても、コレクタ５３内部の圧
力が所定の負圧にまで変化していれば、やはり通常のバ
ルブリフト制御を行う（ステップ６）。これに対し、所
定の負圧になっていない場合、つまり過渡時に圧力変化
が遅れている場合には、ステップ７へ進んで、減速時の
燃料カットが行われる条件であるか否かを判定する。

【００５７】燃料カットを伴わない減速である場合に
は、ステップ９へ進み、バルブリフトを基本バルブリフ
ト特性よりも小さく補正する。このときのリフトの補正
量は、例えば、コレクタ５３内部の圧力、あるいは、コ
レクタ５３内部の実際の圧力と所定圧力との圧力差、に
基づいて決定されるが、基本的には、コレクタ５３内部
の圧力が所定の負圧に近付くにつれて、徐々に補正量は
減少する。

【００５８】減速時に燃料カットが行われる場合には、
ステップ７からさらにステップ８へ進んで、減速度の判
定を行う。減速度が大である場合、つまり、アクセルペ
ダル開度の変化率が大である場合には、ステップ１０へ
進み、同様に、バルブリフトを基本バルブリフト特性よ
りも小さく補正する。これにより、エンジンブレーキ作
用が増大する。なお、この場合のリフト補正量は、ステ
ップ９の場合よりも大きく与えることが可能である。

【００５９】ステップ８で減速度が小である場合には、
急激なエンジンブレーキは好ましくなく、また小リフト
とすることでコレクタ５３内部の負圧の発達が遅れるの
で、小リフトへの補正は行わない（ステップ１１）。な
お、この場合、コレクタ５３内部の負圧の発達をさらに
促進するために、基本バルブリフト特性よりもバルブリ
フトが大となるように補正を行うようにしてもよい。

【００６０】図５および図６は、実際の減速時の各部の
変化を示したタイムチャートであり、図５は、ステップ
９へ進む場合、つまり燃料カットを伴わない減速の場合
の状態変化を示し、図６は、ステップ１１へ進む場合、
つまり燃料カットを伴う比較的減速度の小さな減速の場
合の状態変化を示している。なお、この例では、負圧調
整弁５５は、オン−オフ的に動作し、オフ時に、例えば
−５０mmＨｇの負圧が生成される。

【００６１】図５に示すように、減速に伴って負圧調整
弁５５がオフとなっても、コレクタ５３内部の圧力はス
テップ的には変化し得ない。そのため、バルブリフトは
一時的に小さく補正され、その結果、シリンダ内に流入
する吸入空気量は、図示するようにアクセルペダル開度
に対応した適正量となり、最終的に、要求に応じた適正
なトルクが得られる。

【００６２】図６の例では、実線で示すように、バルブ
リフトは、基本バルブリフト特性に沿って制御される。
これにより、過度のエンジンブレーキの発生が防止さ
れ、かつコレクタ５３内部の圧力が速やかに所定の負圧
となる。なお、この際、上述したように基本バルブリフ
ト特性よりもバルブリフトが大となるように補正する
と、仮想線で示すように、コレクタ５３内部の圧力が一
層速やかに負圧となる。

【００６３】次に、図７のフローチャートは、この発明
の異なる実施例を示しており、特に、負圧の検出を省略
するようにしたものである。この場合、補正開始からの
経過時間を積算するカウンタを有し、ステップ２１〜ス
テップ２３の処理によって、減速状態となったときから
カウンタ１，２の値をインクリメントしていく。そし
て、ステップ９Ａおよびステップ１０Ａにおいては、そ
のカウンタ１，２の値に応じて、バルブリフト補正量を
徐々に減少させる。所定時間経過した段階では、補正量
は０となる。

【００６４】次に、図８は、減速時に、位相可変機構２
１による位相を併せて補正するようにした実施例を示し
ている。なお、位相可変機構２１を内燃機関自体で発生
する油圧によって駆動する場合には、低回転時には油圧
が低くなり切換応答性が悪化することから、減速時に位
相を補正制御しても効果は少ないが、例えば別の電動式
油圧ポンプを備えるような場合には、低回転時にも応答
性良く位相切換が可能である。ステップ９Ｂおよびステ
ップ１０Ｂに示すように、この実施例では、所定の減速
時に、バルブリフト特性を小さく補正すると同時に、位
相可変機構２１によって位相を遅角させる。これによ
り、吸気弁開時期が上死点から遅れ、ポンプ損失がさら
に増大してエンジンブレーキ作用が得られる。また吸気
弁閉時期が下死点に近付くため、充填効率が向上し、燃
費の向上が図れる。なお、この減速時以外は、ステップ
４Ｂ、ステップ６Ｂのように、通常の特性に沿った可変
制御が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る吸気制御装置における可変動弁
機構を示す斜視図。

【図２】代表的な運転条件でのバルブリフト特性を示す
特性図。

【図３】この内燃機関における吸気系および排気系の全
体的な構成を示す構成説明図。

【図４】過渡時の補正を含むバルブリフト特性の制御の
流れを示すフローチャート。

【図５】燃料カットを伴わない減速時の各部の変化を示
したタイムチャート。

【図６】燃料カットを伴う減速時の各部の変化を示した
タイムチャート。

【図７】他の実施例を示すフローチャート。

【図８】さらに他の実施例を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…リフト・作動角可変機構２…駆動軸３…偏心カム６…ロッカアーム８…リンク部材９…揺動カム１１…吸気弁１２…制御軸１９…エンジンコントロールユニット２１…位相可変機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/12 ３３０Ｆ０２Ｄ 41/12 ３３０Ｊ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ３０１Ｚ (72)発明者杉山孝伸神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G018 AB03 BA19 CA07 DA03 DA04 DA09 DA10 DA19 EA02 EA09 EA11 EA14 EA18 EA26 EA31 EA32 EA35 FA01 FA06 FA07 FA08 FA19 FA26 GA06 GA12 3G084 BA05 BA23 CA06 DA02 DA04 DA11 DA16 FA02 FA10 FA11 FA29 FA38 3G092 AA01 AA11 AB02 BA01 DA01 DA05 DA12 DC03 DG03 DG06 DG08 EA01 EA02 EA04 EA14 EA17 EA22 EC01 FA04 FA24 FA34 GA04 GA05 GA07 GA13 GA17 HA11Z HE01Z 3G301 HA01 HA19 JA04 JA12 KA07 KA08 KA10 KA16 KA24 KA26 LA03 LA07 LB01 LC03 LC07 MA24 ND01 NE01 NE03 NE12 NE23 PA07A PA07Z PA10Z PD02Z PE03Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気弁のバルブリフト特性を可変制御す
ることにより内燃機関の吸気量を連続的に変化させるこ
とが可能な可変動弁機構と、複数の気筒の吸気通路が接続するコレクタと、内燃機関の高負荷域では上記コレクタ内部の圧力をほぼ
大気圧にするとともに、これよりも低負荷側の他の運転
領域ではコレクタ内部の圧力を所定の負圧に調整する圧
力調整機構と、内燃機関の運転条件に応じた基本バルブリフト特性が得
られるように上記可変動弁機構を制御するとともに、機
関運転条件が上記高負荷域から他の運転領域へ移行した
過渡時に、上記基本バルブリフト特性よりも小リフト側
のバルブリフト特性となるように補正を行う制御手段
と、を備えてなる内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】上記制御手段は、上記高負荷域から他の
運転領域へ移行する過渡時に、燃料供給が停止される場
合には、上記補正を行わずに基本バルブリフト特性に制
御す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。
【請求項３】上記制御手段は、上記高負荷域から他の
運転領域へ移行する過渡時に、燃料供給が停止される場
合には、小リフト側への補正を行わずに基本バルブリフ
ト特性よりも大リフト側へ補正す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。
【請求項４】車両減速度が大である場合には、燃料供
給停止に拘わらず小リフト側へ補正することを特徴とす
る請求項２または３に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項５】コレクタ内部の負圧、あるいは、機関運
転条件と上記圧力調整機構の開度、に基づいてバルブリ
フトの補正量が決定されることを特徴とする請求項１〜
４のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項６】バルブリフトの補正は、コレクタ内部の
圧力が所定の負圧となるまでの間、行われることを特徴
とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の吸気
制御装置。
【請求項７】バルブリフトの補正量は、他の運転領域
へ移行してからの時間の経過に伴って減少することを特
徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の吸
気制御装置。
【請求項８】高負荷域からの減速時に、減速開始時の
機関回転数および負荷に基づいてバルブリフトの補正時
間および補正量が決定されることを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項９】機関回転数が低速域である場合にのみバ
ルブリフトの補正を行うことを特徴とする請求項１〜８
のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項１０】上記コレクタの内部にエアクリーナエ
レメントが配設されていることを特徴とする請求項１〜
９のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項１１】上記可変動弁装置は、吸気弁のリフト
・作動角を同時にかつ連続的に拡大，縮小制御可能なリ
フト・作動角可変機構と、吸気弁のリフト中心角の位相
を遅進させる位相可変機構と、から構成されており、上
記制御手段は、上記高負荷域から他の運転領域へ移行す
る過渡時に、燃料供給が停止されかつ減速度が大である
場合には、上記位相可変機構を遅角側に補正することを
特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気制御装置。