JP2001304013A

JP2001304013A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2001304013A
Application number: JP2000121591A
Authority: JP
Inventors: Keiji Yotsueda; 啓二四重田; Kiyoshi Nakanishi; 清中西; Yoshihiro Iwashita; 義博岩下; Kazuhiko Shiratani; 和彦白谷; Masaji Katsumata; 正司勝間田; Masato Ogiso; 誠人小木曽; Hideyuki Nishida; 秀之西田; Tomoumi Yamada; 智海山田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】Ａ／Ｆあれを防止して所望の空燃比を得るこ
とができる内燃機関を提供すること。【解決手段】シリンダ２１に設けた吸気ポート２６の下
流側を枝分かれにして燃焼室に臨む吸気ポート２６の開
口数をシリンダ１つにつき複数形成して総開口面積を広
げるとともに前記各開口に吸気弁２８を備え、吸気ポー
ト２６の上流側にインジェクタ３２を配置し、軽負荷運
転時、吸気弁２８のうち一部の吸気弁および残りの吸気
弁を特定期間ごとに交互に閉状態で停止させまたは開閉
させ、前記一部の吸気弁が前記停止状態にある時は、前
記残りの吸気弁を作動して吸気行程の終了に伴って閉弁
し、前記残りの吸気弁が前記停止状態にある時は、前記
一部の吸気弁を作動して吸気行程の終了に伴って閉弁
し、現在作動しているが次回吸気行程時には停止予定に
ある吸気弁を今回の吸気行程の終了に伴って閉弁してか
らインジェクタ３２による燃料噴射を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バルブ数を増やす
ことに因り、シリンダ・ヘッドに形成される吸気ポート
の燃焼室側の開口の総面積を広げたマルチ・バルブ採用
の内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダ一個につき、吸／排気バルブが
それぞれ一つずつあればとりあえずエンジンの吸気・圧
縮・膨張・排気の４つの作動を行える。

【０００３】しかし、高性能エンジンになるとこれでは
足りず、燃焼室により多くの混合ガスを瞬時に導入しか
つ排出することが必要になる。このため、バルブ数を増
やしてシリンダ・ヘッドに設けた吸気ポートの燃焼室側
の開口の総面積を広げたマルチ・バルブが提案されてお
り、吸気バルブおよび排気バルブがそれぞれ二個ずつ
の、一シリンダ当たり合計４つのバルブを有するエンジ
ンが普及している。

【０００４】マルチ・バルブ採用の高性能エンジンで
は、バルブ・タイミングもコンピュータで制御され、近
年では電磁駆動式動弁機構（以下特に断らない限り「電
磁駆動弁」という。）の採用によってその作動が精密に
制御されるまでになっている。

【０００５】電磁駆動弁は、電磁力を利用してバルブの
開閉制御を行うものであり、磁性体で形成しバルブと連
動して進退動する可動片としてのアーマチャと、励磁電
流を印加した時にアーマチャを吸引してバルブを閉じる
閉弁用電磁石と、同じくアーマチャを吸引してバルブを
開く開弁用電磁石と、アーマチャを閉弁方向に付勢する
閉弁側戻しばねと、アーマチャを開弁方向に付勢する開
弁側戻しばねとを備える動弁機構を有する。そして、こ
の動弁機構をバルブに組み合わせることでバルブを自在
に作動制御する。

【０００６】また、電磁駆動弁では、閉弁用電磁石と開
弁用電磁石との間に適宜の空間部を空けた状態で前記両
磁石を直列配置し、前記空間部にアーマチャを配置す
る。そして電磁駆動弁に励磁電流が印加しない時は、前
記アーマチャが閉弁側戻しばねのばね力と開弁側戻しば
ねのばね力とが釣り合う中立状態で前記空間部の中間位
置で保持される。

【０００７】電磁駆動弁に励磁電流を印加すると、閉弁
用電磁石と開弁用電磁石との間にはアーマチャを閉弁用
電磁石側にまたは開弁用電磁石側に変位させる電磁力が
生じる。この電磁力と前記ばねの付勢力とによりアーマ
チャが閉弁用電磁石側にまたは開弁用電磁石側に向けて
進退し、これによりアーマチャに連動するバルブの開閉
がなされる。

【０００８】電磁駆動弁を用いると、クランク・シャフ
トの回転に関わりなく、開弁用電磁石と閉弁用電磁石に
対する励磁電流の印加タイミングを補正することによ
り、任意の時期に単独でバルブを作動できる。

【０００９】一方、低速走行時のような軽負荷運転の場
合、吸入空気量が少なくてもエンジンは作動するので、
マルチバルブのすべてを開閉するのはエネルギの無駄で
ある。よって、前記４バルブの場合で述べれば、二つあ
る吸気バルブの一方を稼動するだけでも十分と考えられ
る。また、バルブ稼働数が少ない方が電磁駆動弁が消費
する電力も少なくて済む。

【００１０】二つの吸気バルブを交互に作動させ、一方
のバルブが作動している時に他方のバルブを停止する技
術として、例えば特開平９−２８７４２３号公報に開示
の技術を挙げられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、マルチ・バ
ルブ採用のエンジンにおいて、吸気ポートの上流側にイ
ンジェクタを設けてそこから燃料を噴射し、噴射された
燃料が複数ある吸気バルブのいずれの側に向けても導入
されるように吸気ポートの下流側を枝分かれに分岐した
構造のエンジンがあるが、前記のごとく吸気バルブの作
動と停止とをかわるがわるに実行する場合、インジェク
タから噴射された燃料は作動中のバルブばかりか停止中
のバルブにも向かう。停止しているバルブは閉弁状態に
あるので、当該停止中のバルブの傘裏（バルブ・フェー
ス）に噴射燃料が液滴となって溜まってしまうことが考
えられる。

【００１２】よって、停止中のバルブが次に作動する番
になって開くと、前記溜まっている燃料が燃焼室内に液
だれし、その結果、所望の空燃比が得られない、いわゆ
るＡ／Ｆあれを生じる虞がある。

【００１３】本発明は上記実状に鑑みてされたものであ
り、液だれによるＡ／Ｆあれを防止して所望の空燃比を
得ることができる内燃機関を提供することを技術的課題
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の手段を採用した。すなわち、本発明
に係る内燃機関は、シリンダに設けた吸気ポートの下流
側を枝分かれ状にして燃焼室に臨む吸気ポートの開口の
数をシリンダ１つにつき複数形成して総開口面積を広げ
るとともに前記各開口に吸気弁を備え、前記吸気ポート
の上流側には燃料噴射装置を配置し、特定の機関運転
時、前記吸気弁のうち一部の吸気弁および残りの吸気弁
を特定期間ごとに交互に閉状態で停止させまたは開閉さ
せ、前記一部の吸気弁が前記停止状態にある時は、前記
残りの吸気弁を作動して吸気行程の終了に伴って閉弁
し、前記残りの吸気弁が前記停止状態にある時は、前記
一部の吸気弁を作動して吸気行程の終了に伴って閉弁
し、現在は作動しているが次回の吸気行程時には停止予
定にある吸気弁を今回の吸気行程の終了に伴って閉弁し
た後に前記燃料噴射装置による噴射制御を行う。

【００１５】また、前記燃料噴射装置は、燃料噴射制御
手段によって燃料の噴射時期が制御され、この燃料噴射
制御手段は、機関作動行程が圧縮行程にある間に前記燃
料噴射装置を作動することが好ましい。

【００１６】さらに、前記噴射は圧縮行程の初期に実行
すると好適である。加えて、前記吸気弁の動弁機構に
は、電磁駆動式動弁機構が適用されることが好ましい。

【００１７】ここで、内燃機関全体の制御を行うととも
に吸気弁や排気弁の動弁機構の作動制御を行うＥＣＵに
ついて簡単に述べ、併せて本発明の構成要素について捕
捉する。

【００１８】ＥＣＵは、周知のごとくデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バスによって相互に接続され
た、中央処理制御装置ＣＰＵ，読み出し専用メモリＲＯ
Ｍ，ランダム・アクセス・メモリＲＡＭ，バックアップ
ＲＡＭ，入力インタフェース回路，出力インタフェース
回路等から構成される。

【００１９】入力インタフェース回路は、内燃機関や車
輌に取り付けられた各種センサと電気的に接続され、こ
れら各種センサの出力信号が入力インタフェース回路か
らＥＣＵ内に入るとこれらのパラメータは一時的にラン
ダム・アクセス・メモリＲＡＭに記憶される。

【００２０】そして、前記パラメータに基づいてＣＰＵ
が必要とする演算処理を行うが、この演算処理の実行に
あたり、ＣＰＵは双方向性バスを通じてランダム・アク
セス・メモリＲＡＭに記憶しておいた前記パラメータを
必要時に呼び出す。

【００２１】前記出力インタフェース回路は、電磁駆動
式動弁機構と電気的に接続されている。そして前記各種
センサの出力信号に基づいて行ったＣＰＵの演算結果に
基づいて吸気弁の動弁機構を作動し、その結果、弁の開
閉制御を行う。

【００２２】「開口の数」は例えば２つ以上あるものを
いう。よって吸気弁も２つ以上になる。「燃料噴射装
置」は、インジェクタが好適である。

【００２３】「特定の機関運転時」とは、吸入空気量が
少なくても内燃機関を作動するに十分な例えば低速走行
を行っている時とか下り坂を車輌が走行している時のよ
うな軽負荷運転時をいう。

【００２４】「一部の吸気弁」とは、例えば、吸気弁が
２つある内燃機関の場合であればそのうちの一方の吸気
弁のことであるし、吸気弁が３弁の場合であればそのう
ちの１弁または２弁のことである。よって、「残りの吸
気弁」は、前記２弁の場合は他方の吸気弁のことである
し、３弁の場合は残りの２弁または１弁のことである。

【００２５】「交互に作動または閉状態で停止させ」と
は、吸気弁が前記２弁の場合であれば一方の吸気弁を作
動すると他方の吸気弁が閉状態で停止することであり、
一方の弁を閉状態で停止すれば他方の吸気弁を作動する
ことである。

【００２６】また吸気弁が前記３弁の場合で述べると、
１弁を作動したならば残り２弁を閉状態で停止すること
であり、２弁を閉状態で停止したならば残り１弁を作動
することである。

【００２７】「特定期間」とは、例えばピストンがシリ
ンダ内を往復動して吸入・圧縮・爆発・排気の４つの一
連の作動を行う１サイクルを例示できる。ただし、燃料
噴射によって燃料が液滴となって吸気ポートに溜まって
も液だれしなければ１サイクルに限らず２サイクル以上
であってもよい。

【００２８】一部の吸気弁および残りの吸気弁が次に停
止または作動するまでのサイクル数が多いほど、吸気ポ
ートに付着する噴射燃料量は増えるが、高熱を発する膨
張行程を経過する回数が増えれば、吸気ポートに付着し
た燃料をそれだけ気化できる。

【００２９】「燃料噴射制御手段」は、内燃機関の制御
実行用の各種ルーチンを実現するために前記ＲＯＭに記
憶してある各種アプリケーション・プログラムのうち燃
料噴射制御実行用プログラムである。また、このプログ
ラムを記憶するＲＯＭの属性はＥＣＵにあるのでＥＣＵ
を燃料噴射制御手段ということにする。

【００３０】「圧縮行程の初期」は、どの程度の期間を
初期とするかについては、内燃機関の種類や当該内燃機
関搭載車輌によって異なり、実験や演算によって求める
が、圧縮行程に入った直後が望ましい。

【００３１】本発明内燃機関では、特定の機関運転時、
前記複数の吸気弁のうちの一部の吸気弁および残りの吸
気弁を特定期間ごとに交互に閉状態で停止させまたは開
閉作動させる。よって、前記一部の吸気弁が停止状態に
ある時は前記残りの吸気弁は作動状態にあり、当該作動
状態にある吸気弁を機関吸気行程の終了に伴って閉弁す
る。反対に前記残りの吸気弁が停止状態にある時は前記
一部の吸気弁は作動状態にあり、この作動状態にある一
部の吸気弁を吸気行程の終了に伴って閉弁する。そうし
て、次回の吸気行程時には停止予定にあるが現在は作動
している吸気弁を今回の吸気行程の終了に伴って閉弁し
た後に前記燃料噴射装置による噴射制御を行う。

【００３２】したがって、現在作動状態にある一部の吸
気弁が次回作動するまでの間には少なくとも一回はその
作動を停止し、残りの吸気弁についても同様に現在作動
状態にあれば次回作動するまでの間には少なくとも一回
停止する。

【００３３】反対に現在停止状態にある一部の吸気弁が
次回停止するまでの間には少なくとも一回は作動し、残
りの吸気弁についても現在停止していれば次回に停止す
るまでの間に少なくとも一回は作動する。

【００３４】このように特定の機関運転時において、吸
気弁の一部が作動し、残りの吸気弁が停止する機関運転
をこの明細書では片弁運転という。よって、片弁運転の
場合、現在停止中または作動中の吸気弁がそれぞれ次回
に停止または作動するまでの間には膨張行程を少なくて
も２回は経過することになる。

【００３５】詳述すると、吸気弁のうち一部の吸気弁お
よび残りの吸気弁を交互に閉状態で停止させまたは作動
させる場合の周期を例えば機関作動行程の１サイクルご
とに行う場合を考える。

【００３６】現在作動中の吸気弁と排気弁とにより吸気
−圧縮−膨張−排気の作動行程が実施されると、その後
は現在停止中の吸気弁が次に作動する番になり、今度は
当該吸気弁と排気弁とによる吸気−圧縮−膨張−排気の
作動行程がなされる。さらにその実施の後はそれまで停
止中の吸気弁が次に作動する番になり、この吸気弁と排
気弁とによる吸気−圧縮−膨張−排気の作動行程が実施
され、このような片弁運転を特定の機関運転中繰り返
し、圧縮行程中に燃料噴射することによって、現在停止
中の吸気弁が次回停止するまでの間に膨張行程を２回経
過する。

【００３７】片弁運転の場合、停止中の吸気弁は閉状態
であるから、前記のごとくバルブの傘裏には噴射燃料が
液滴となって溜まってしまう。しかし、この停止中の吸
気弁が停止している期間中に他の吸気弁は作動してお
り、内燃機関自体は当該他の吸気弁と排気弁とにより吸
気−圧縮−膨張−排気の作動行程を経由する。よって、
その際に停止中の吸気弁に溜まった液滴はまず最初にこ
の膨張行程時に熱を受けて吸気ポート内で蒸発する。た
だし、この時吸気弁に溜まっていた全部の液滴が気化す
るとは限らず、吸気ポートには液滴が付着していること
が考えられる。

【００３８】次にそれまで停止中であった吸気弁が作動
する番になると、この吸気弁と排気弁との作動により吸
気−圧縮−膨張−排気の作動行程を経由する。このと
き、当該作動する番になった吸気弁には前回の停止中に
気化できずに未だ付着して残っている液滴状態の燃料
が、当該吸気弁自体の作動実行により、２回目の膨張行
程を経るようになりその時の熱を受けて再度蒸発する。
この結果、当該停止していた吸気弁に付着していた燃料
は、当該停止状態にある吸気弁が次回に停止するまでの
間に膨張行程を二回経験するので、それだけ前記液滴状
態で吸気弁に付着していた燃料が蒸発し易くなり液だれ
を有効に防止する。

【００３９】また、液だれ防止に有効であるから燃料の
微粒子化が促進され、Ａ／Ｆあれを生じることもなくＡ
／Ｆが安定する。さらに、発熱量の一番多い膨張行程を
２回経過することで、それだけでも液滴化した燃料を霧
化状態にするには有効であるが、圧縮行程中に実行する
ことで、それだけ燃料噴射装置から噴射された燃料が高
温状態に曝されるようになるので気化し易い。したがっ
て、前記のごとく圧縮行程の終期よりも初期の段階で燃
料を噴射した方がより長い期間燃料を高温状態に曝して
おけるので、より効果的に停止状態の弁に付着した燃料
の気化を実現できる。

【００４０】加えて、本発明によれば、燃料が吸気ポー
トの壁面に付着しにくくなるので、一定の回転数で機関
作動していた場合においてその後、急に加速されて燃料
噴射量が増大した場合でも当該増大分も気化され易い状
態に置かれるため、回転数の多寡に拘わらず液だれ防止
に有効といえる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の具
体的な実施態様について添付した図面に基づいて説明す
る。

【００４２】図１は、本発明に係る内燃機関の概略構成
を示す図である。図１に示す内燃機関１は、複数（この
実施の形態では４つ）のシリンダ：第１のシリンダ２１
−１，第２のシリンダ２１−２，第３のシリンダ２１−
３，第４のシリンダ２１−４を備えるとともに、これら
各シリンダ内に直接燃料を噴射する燃料噴射装置である
インジェクタ３２を具備し、さらには点火順序が１−３
−４−２のシリンダ順に行われる直列４シリンダ４サイ
クルのガソリン・エンジンである。

【００４３】また、図面ではシリンダは第１のシリンダ
２１−１のみ示すが、図１の手前側から向こう側にかけ
て第１のシリンダ２１−１，第２のシリンダ２１−２，
第３のシリンダ２１−３および第４のシリンダ２１−４
を配置してある。

【００４４】前記内燃機関１は、４本のシリンダ２１−
１，２１−２，２１−３，２１−４（これらのシリンダ
を総称して単に符号２１を用いて呼称する場合があ
る。）および機関冷却水通路であるウォータ・ジャケッ
ト２を有するシリンダ・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１
ａと、シリンダ・ブロック１ｂの下部に固定されたオイ
ルパン１ｃとを備えている。

【００４５】シリンダ・ブロック１ｂには、機関出力軸
であるクランク・シャフト２３が回転自在に支持され、
クランク・シャフト２３は、各シリンダ２１内に摺動自
在に装填されたピストン２２にコンロッド３を介して連
結してある。

【００４６】ピストン２２の上方には、ピストン２２が
上死点にある時に、シリンダ２１の上部と、ピストン・
ヘッド２２ａに設けた凹部２２ｂと、ピストン・ヘッド
２２ａとによって燃焼室が形成される（図面では、上死
点前にピストン２２があるので、未だ燃焼室となってい
ない空間部を符号２４で示す。）。前記燃焼室では吸気
と機関燃料とが混合されてなる混合気の圧縮・点火を行
う。

【００４７】また、シリンダ・ヘッド１ａには、燃焼室
に臨むように点火プラグ２５を取り付け、この点火プラ
グ２５には、該点火プラグ２５に駆動電流を印加するイ
グナイタ２５ａを接続してある。

【００４８】シリンダ・ヘッド１ａはマルチ・バルブを
採用し、吸気ポートおよび排気ポートのうち燃焼室に臨
む上流側開口の総面積を広げてある。詳しくは、シリン
ダ・ヘッド１ａには下流側が枝分かれして複数（この実
施形態では２つ）の開口端（図面では一つのみ示す。）
を有する吸気ポート２６と上流側が枝分かれして複数
（この実施形態では２つ）の開口端（図面では一つのみ
示す。）を有する排気ポート２７とが燃焼室に臨むよう
に形成してある。また、前記吸気ポート２６の各開口端
は、シリンダ・ヘッド１ａに進退自在に支持された吸気
弁であるインテーク・バルブ２８により開閉される。

【００４９】吸気ポート２６の上流側には、インジェク
タ３２を取り付けてあり、インジェクタ３２からは吸気
ポート２６の下流側を枝分かれにして形成した前記各開
口端に向けて燃料が分散噴射される。また、前記排気ポ
ート２７の上流側を枝分かれにして形成した前記各開口
端は、シリンダ・ヘッド１ａに進退自在に支持された排
気弁であるエキゾースト・バルブ２９により開閉され
る。

【００５０】インテーク・バルブ２８，２８およびエキ
ゾースト・バルブ２９，２９は、電磁力を利用してこれ
らのバルブを開閉駆動する次に述べる電磁駆動機構によ
って開閉作動する。

【００５１】インテーク・バルブ２８，２８を作動する
電磁駆動機構を符号３０で示し以降、「吸気側電磁駆動
機構３０」と記す。また、エキゾースト・バルブ２９，
２９を作動する電磁駆動機構を符号３１で示し、以降、
「排気側電磁駆動機構３１」と記す。

【００５２】これら吸気側電磁駆動機構３０および排気
側電磁駆動機構３１がそれぞれもたらす電磁力を利用し
て、インテーク・バルブ２８，２８やエキゾースト・バ
ルブ２９，２９を開閉駆動する動弁機構を電磁駆動式動
弁機構といい、吸気側電磁駆動式動弁機構および排気側
電磁駆動式動弁機構をそれぞれ符号３０Ａおよび３１Ａ
で示す。吸気側電磁駆動式動弁機構３０Ａおよび排気側
電磁駆動式動弁機構３１Ａはシリンダごとに取り付けて
ある。

【００５３】ここで、吸気側電磁駆動式動弁機構３０Ａ
（以下「吸気側電磁駆動弁３０Ａ」という。）と排気側
電磁駆動式動弁機構３１Ａ（以下「排気側電磁駆動弁３
１Ａ」という。）の具体的な構成について詳述するが、
両機構３０Ａ,３１Ａは構成が同じである。このため、
一方の吸気側電磁駆動弁３０Ａについて図１および図２
を参照して説明し、他方の排気側電磁駆動動弁３１Ａに
ついての説明は吸気側電磁駆動式動弁機構３０Ａの構成
を参照されたい。

【００５４】なお、吸気側電磁駆動弁３０Ａ中、インテ
ーク・バルブ２８の構成部材には例えば２８ａ等、符合
２８にアルファベットを付すことにし、これにより排気
側電磁駆動弁３１Ａのエキゾースト・バルブ２９の関連
部材とは実質同じ部材でも用途先が異なるバルブ構成部
材であることを示した。

【００５５】図１および図２からわかるように、内燃機
関１のシリンダ・ヘッド１ａは、シリンダ・ブロック１
ｂの上面に直接固定されるロア・ヘッド１０と、このロ
ア・ヘッド１０の上部に設けたアッパ・ヘッド１１とを
備える。

【００５６】ロア・ヘッド１０には、各シリンダ２１に
対応した吸気ポート２６，２６が形成され、各吸気ポー
ト２６の燃焼室側の開口端には、インテーク・バルブ２
８のバルブ・ヘッド２８ａが着座する弁座としてのバル
ブ・シート１２を設けてある。

【００５７】また、バルブ・ヘッド２８ａのうちバルブ
・シート１２と密着する部分である傘裏（バルブ・フェ
ース）を符合２８ｅで示す。ロア・ヘッド１０には、各
吸気ポート２６の内壁面からロア・ヘッド１０の上面に
かけて断面円形の貫通孔を形成してある。そして、この
貫通孔には、インテーク・バルブ２８の弁軸２８ｂを進
退自在に案内する筒状のバルブ・ガイド１３を挿入して
ある。

【００５８】アッパ・ヘッド１１には、断面円形のコア
取付孔１４を形成してある。このコア取付孔１４は、前
記バルブ・ガイド１３とともに同一軸心線Ｐ上に位置す
る。またコア取付孔１４は、その上部に位置する径小部
１４ａと下部に位置する径大部１４ｂとからなる。

【００５９】前記径小部１４ａは、当該径小部１４ａの
両端開口にそれぞれ軟磁性体からなる環状のアッパ・コ
ア３０１およびロア・コア３０２を嵌挿してある。両コ
ア３０１，３０２は両者の間に所定の空間部３０３を空
けた状態で軸方向に直列配置してある。また、アッパ・
コア３０１の上端およびロア・コア３０２の下端には、
それぞれフランジ３０１ａおよびフランジ３０２ａを形
成してある。

【００６０】アッパ・コア３０１は、図２の上方から、
またロア・コア３０２は図２の下方からそれぞれコア取
付孔１４に嵌挿され、前記したフランジ３０１ａとフラ
ンジ３０２ａをコア取付孔１４の周縁部に当接させるこ
とでアッパ・コア３０１とロア・コア３０２の径小部１
４ａへのそれ以上のはめ込みを阻止する。また、このは
め込みにより前記空間部３０３が形成される。空間部３
０３の軸方向における寸法は、主としてバルブ・ヘッド
２８ａのバルブ・リフト量によって定まる。

【００６１】さらにアッパ・コア３０１の上方には筒状
のアッパ・キャップ３０５を取り付けてある。アッパ・
キャップ３０５はその下端にフランジ部３０５ａが形成
され、このフランジ部３０５ａをボルト３０４によって
アッパ・ヘッド１１の上面で螺着することで、アッパ・
キャップ３０５をアッパ・ヘッド１１に固定する。この
ときフランジ部３０５ａを含むアッパ・キャップ３０５
の下端が前記フランジ３０１ａの上面周縁部に当接し、
この状態を保持することでアッパ・コア３０１がアッパ
・ヘッド１１に固定される。

【００６２】一方、ロア・コア３０２は、フランジ部３
０２ａを環状のロア・キャップ３０７を介してボルト３
０６で螺着することでアッパ・ヘッド１１に固定する。
アッパ・コア３０１のうち前記空間部３０３側に位置す
る面には円形の溝部を形成してあり、その中にアッパ・
コイル３０８を装着してある。

【００６３】他方、前記ロア・コア３０２のうち前記空
間部３０３側に位置する面にもアッパ・コア３０２と同
様に円形溝部を形成してあり、その中にロア・コイル３
０９を装着してある。これらアッパ・コイル３０８とロ
ア・コイル３０９とは同一の軸線Ｐ上で対向する。そし
て、これらのコイル３０８，３０９に励磁電流を供給す
ることで電磁力を得る。よって、当該電流を励磁電流と
いう。また、励磁電流をコイル３０８や３０９に流すこ
とを励磁電流を電磁コイルに印加するという。

【００６４】加えて、アッパ・コア３０１およびロア・
コア３０２の中心には、それぞれ貫通穴３０１ｂおよび
３０２ｂを形成してある。そして、前記空間部３０３の
中間には、軟磁性体からなる円盤状のアーマチャ３１１
を配置してある。

【００６５】アーマチャ３１１はその中心から上下方向
に延びる円柱状のアーマチャ・シャフト３１０を有す
る。アーマチャ・シャフト３１０は、その上半分が前記
アッパ・コア３０１の貫通穴３０１ｂを通って前記アッ
パ・キャップ３０５内まで至る。

【００６６】また、アーマチャ・シャフト３１０の下半
分はロア・コア３０２の貫通穴３０２ｂを通って前記径
大部１４ｂ内に至る。そして、アーマチャ・シャフト３
１０を有するアーマチャ３１１がアッパ・コア３０１と
ロア・コア３０２とに対して摺動自在になるように、す
なわち図２の上下方向にアーマチャ３１１が自在に往復
運動できるように、前記各コア３０１および３０２の各
貫通穴３０１ｂ，３０２ｂよりもアーマチャ・シャフト
３１０の径は幾分細い。

【００６７】アッパ・キャップ３０５内に延出したアー
マチャ・シャフト３１０の先端部には円板状のアッパ・
リテーナ３１２を接合してある。またアッパ・キャップ
３０５の上部は開口部とされ、この開口部にはアジャス
ト・ボルト３１３を螺着してある。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、付
勢手段としてのアッパ・スプリング３１４を介在してあ
る。

【００６８】なお、アジャスト・ボルト３１３とアッパ
・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を介装してある。

【００６９】一方、前記径大部１４ｂ内に延出したアー
マチャ・シャフト３１０の先端部は、インテーク・バル
ブ２８のうちバルブ・ヘッド２８ａのある側と反対側に
位置する端部２８ｄと当接し、これによりアーマチャ・
シャフト３１０とバルブ・ヘッド２８ａとが同一直線Ｐ
上に位置する。

【００７０】また、前記端部２８ｄの外周には、円盤状
のロア・リテーナ２８ｃを接合してあり、ロア・リテー
ナ２８ｃの下面とロア・ヘッド１０の上面との間には付
勢手段としてのロア・スプリング３１６を介在してあ
る。

【００７１】このように構成した吸気側電磁駆動機構３
０は、アッパ・コイル３０８およびロア・コイル３０９
に励磁電流を印加しないときは、アーマチャ・シャフト
３１０には、アッパ・スプリング３１４による付勢力
と、ロア・スプリング３１６による付勢力とが作用す
る。詳しくは、アーマチャ・シャフト３１０には、これ
をアッパ・スプリング３１４によって図２の下方側（す
なわち、インテーク・バルブ２８を開く方向）に付勢す
る力と、ロア・スプリング３１６によって図２の上方側
（すなわち、インテーク・バルブ２８を閉じる方向）に
付勢する力とが作用する。その結果、アーマチャ・シャ
フト３１０およびインテーク・バルブ２８が互いに当接
した状態でかつ前記空間部の中間で弾性支持された状
態、いわゆる中立状態で保持される。

【００７２】なお、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
からずれた場合は、アジャスト・ボルト３１３を調整し
てアーマチャ３１１が前記中間位置にくるようにする。

【００７３】さらに前記アーマチャ・シャフト３１０お
よび前記弁軸２８ｂの軸方向の長さは、前記アーマチャ
３１１が前記空間部３０３の中間位置にあるときに、前
記バルブ・ヘッド２８ａが全開位置と全閉位置との中間
位置（図２におけるバルブ・ヘッド２８ａが位置する箇
所）となるように設定してある。

【００７４】一方、アッパ・コイル３０８に励磁電流を
印加したときは、アッパ・スプリング３１４の付勢力に
うち勝ってバルブ２８を閉じる電磁力がアッパ・コア３
０１で発生し、ロア・コイル３０９に励磁電流を印加し
たときは、ロア・スプリング３１６の付勢力にうち勝っ
てバルブ２８を開く電磁力がロア・コア３０２で発生す
る。

【００７５】前記した吸気側電磁駆動機構３０では、ア
ッパ・コイル３０８に励磁電流を印加すると、アッパ・
コア３０１のアッパ・コイル３０８とアーマチャ３１１
との間には、アッパ・コア３０１側に向けてアーマチャ
３１１を変位させる電磁力が発生する。

【００７６】また、ロア・コイル３０９に励磁電流を印
加すると、ロア・コア３０２のロア・コイル３０９とア
ーマチャ３１１との間には、ロア・コア３０２側に向け
てアーマチャ３１１を変位させる電磁力が発生する。

【００７７】アッパ・コイル３０８とロア・コイル３０
９とに交互に励磁電流を印加すると、印加された電磁コ
イルの側にアーマチャ３１１が移動し、以てインテーク
・バルブ２８が開閉する。よって、アッパ・コア３０１
は閉弁用電磁石といえ、ロア・コア３０２は開弁用電磁
石といえる。

【００７８】その際、アッパ・コイル３０８およびロア
・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、インテーク・バ
ルブ２８，２８の開閉タイミングを制御することが可能
となる。

【００７９】また、図示しない駆動回路による開閉制御
によってシリンダごとに２個ずつ設けたインテーク・バ
ルブ２８，２８が独立して開閉されるようにできる。そ
して吸気側電磁駆動弁３０Ａおよび排気側電磁駆動弁３
１Ａは、シリンダ中心線Ｌに対してわずかに傾斜した状
態でシリンダ・ヘッド１ａに取り付けられ、両電磁駆動
弁３０Ａおよび３１Ａが成すはさみ角φ（図１参照）
が、換言すれば吸気側電磁駆動弁３０Ａおよび排気側電
磁駆動動弁３１Ａの各軸心線Ｐがシリンダ中心線Ｌに対
してなす傾斜角が、吸・排気性能の要求を満足する角度
となるように取り付けてある。

【００８０】次に図１の他の構成を説明する。内燃機関
１の各吸気ポート２６は、シリンダ・ヘッド１ａに取り
付けた吸気分岐管であるインテーク・マニホールド（以
下「イン・マニ」という。）３３の各枝管と連通してい
る。また、イン・マニ３３は、吸気の脈動を平滑化する
ためのサージ・タンク３４に接続してある。サージ・タ
ンク３４には、吸気管３５が接続してある。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と接続してある。

【００８１】また、吸気管３５には、その中を流れる吸
気量を電圧値として検出し、この電圧値に対応した電気
信号を出力するエア・フロー・メータ４４を取り付けて
ある。吸気管３５のうちエア・フロー・メータ４４より
も下流の部位には、吸気管３５を流れる吸気の量を制御
するスロットル・バルブ３９を設けてある。

【００８２】スロットル・バルブ３９は、ステッパ・モ
ータ等からなり印加電流の大きさに応じてスロットル・
バルブ３９を絞り、スロットル・バルブ３９の開度に応
じて吸気管３５の開口面積を増減調整するスロットル用
アクチュエータ４０と、スロットル・バルブ３９の開度
を電圧値として検出し、この電圧値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、ア
クセル・ペダル４２の踏み込み量に対応した電気信号を
出力するアクセル・ポジション・センサ４３と機械的ま
たは電気的に組み合わせてある。

【００８３】また、サージ・タンク３４は、その内部圧
力に対応した電気信号を出力するバキューム・センサ５
０を有する。一方、前記各排気ポート２７は、シリンダ
・ヘッド１ａに取り付けた排気集合管であるエキゾース
ト・マニホールド（以下「エキ・マニ」という。）４５
の各枝管と連通し、エキ・マニ４５は排気管４７とも連
通している。また、排気管４７は、排気浄化用触媒を内
部に充填した触媒コンバータ４６が途中に取付けられ、
触媒コンバータ４６よりも下流には図示しないマフラー
を有する。

【００８４】エキ・マニ４５は、触媒コンバータ４６の
排気浄化用触媒に流入する排気の空燃比（以下「排気空
燃比」という。）に対応した電気信号を出力する空燃比
センサ４８を有する。

【００８５】触媒コンバータ４６の排気浄化用触媒は、
排気空燃比が例えば理論空燃比に近い所定の空燃比のと
きに排気中の炭化水素（以下「ＨＣ」という。）と一酸
化炭素（以下「ＣＯ」という。）と窒素酸化物（以下
「ＮＯｘ」という。）とを浄化する三元触媒や、排気空
燃比がリーン空燃比であるときは排気中に含まれるＮＯ
xを吸蔵し排気空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比
のときにそれまで吸蔵していたＮＯｘを放出しこの放出
されたＮＯｘを還元して排気を浄化する吸蔵還元型ＮＯ
x触媒や、排気空燃比がリーン空燃比でありかつ所定の
還元剤が存在するときに排気中のＮＯｘを還元して排気
を浄化する選択還元型ＮＯx触媒から形成するが、上記
各種触媒を適宜組み合わせて形成してもよい。

【００８６】このような排気浄化用触媒を包蔵する触媒
コンバータ４６には、該排気浄化用触媒の床温に対応し
た電気信号を出力する触媒温度センサ４９を取り付けて
ある。

【００８７】また、内燃機関１は、クランク・シャフト
２３の端部に取り付けたタイミング・ロータ５１ａとそ
の近傍に設けた電磁ピック・アップ５１ｂとからなるク
ランク・ポジション・センサ５１を有する。

【００８８】さらに、内燃機関１は、ウォータ・ジャケ
ット２を流れる冷却水の温度を検出する水温センサ５２
をシリンダ・ブロック１ｂに取り付けてある。このよう
な構成の内燃機関１は、ＥＣＵ２０によってその運転状
態を制御する。

【００８９】ＥＣＵ２０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，触媒温度セ
ンサ４９，バキューム・センサ５０，クランク・ポジシ
ョン・センサ５１，水温センサ５２等の各種センサと電
気的に接続してあり、各センサの出力信号がＥＣＵ２０
に入力される。

【００９０】また、ＥＣＵ２０は、イグナイタ２５ａ，
吸気側電磁駆動機構３０，排気側電磁駆動機構３１，イ
ンジェクタ３２等とも電気的に接続され、前記各種セン
サからの出力信号に基づいてイグナイタ２５ａ，吸気側
電磁駆動機構３０，排気側電磁駆動機構３１，インジェ
クタ３２を制御する。

【００９１】加えて、ＥＣＵ２０は、図３に示すよう
に、双方向性バス４００を介して相互に接続された、Ｃ
ＰＵ４０１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、入力ポート４０５に接続してあるＡ／Ｄ
・コンバータ（以下「Ａ／Ｄ」という。）４０７とを有
する。

【００９２】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，触媒温度センサ４９，バキ
ューム・センサ５０，水温センサ５２のようにアナログ
信号を出すセンサが出力する信号は、Ａ／Ｄ４０７を介
して入力ポート４０５に入力され、入力ポート４０５に
入力された信号は、ＣＰＵ４０１やＲＡＭ４０３に送信
される。

【００９３】また、入力ポート４０５には、例えばクラ
ンク・ポジション・センサ５１のようなデジタル信号形
式の信号を出力するセンサの出力信号がそのまま入力さ
れ、その場合、前記と同様に入力ポート４０５に入力さ
れた信号はＣＰＵ４０１やＲＡＭ４０３に送信される。

【００９４】出力ポート４０６は、ＣＰＵ４０１が出力
した制御信号をイグナイタ２５ａ，吸気側電磁駆動機構
３０，排気側電磁駆動機構３１，インジェクタ３２，ス
ロットル用アクチュエータ４０に送信する。

【００９５】ＲＯＭ４０２は、各種ルーチンを実現する
ためのアプリケーション・プログラムを記憶している。
前記ルーチンとしては、例えば、燃料噴射量（ＴＡＵ）
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，インテ
ーク・バルブ２８，２８の開閉弁時期を決定するための
インテーク・バルブ開閉時期制御ルーチン，エキゾース
ト・バルブ２９，２９の開閉弁時期を決定するためのエ
キゾースト・バルブ開閉弁時期制御ルーチン，各シリン
ダ２１の点火プラグ２５の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・バルブ３９の開度
（ＴＡ）を決定するためのスロットル開度制御ルーチ
ン，吸気側電磁駆動機構３０および排気側電磁駆動機構
３１に励磁電流を印加するタイミングを変化させてトル
ク制御を実行するためのトルク制御ルーチン，必要に応
じてインテーク・バルブ２８やエキゾースト・バルブ２
９を開弁用電磁石のロア・コア３０２および閉弁用電磁
石のアッパ・コア３０１うち一方の電磁石から他方の電
磁石に引き寄せるに必要な励磁電流である吸引電流を制
御して本発明に係る、次に記述する特定の機関運転時に
のみ片弁運転を行う吸引電流制御ルーチン等を挙げられ
る。

【００９６】「特定の機関運転時」とは、吸入空気量が
少なくても内燃機関１を作動するに十分な例えば低速走
行を行っている時とか内燃機関搭載車輌が下り坂走行を
している時のような軽負荷運転時をいい、「片弁運転」
とは、複数のインテーク・バルブのうち一部のインテー
ク・バルブ２８のみが作動し、残りのインテーク・バル
ブ２８が停止する吸気行程時の機関運転制御をいう。

【００９７】また、ＲＯＭ４０２は、前記した各種ルー
チン実行用の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する。例えば、機関運転状態と燃料
噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ，機関運転
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，機関運転状態とインテーク・バルブ２８の開閉時
期との関係を示すインテーク・バルブ開閉時期制御マッ
プ，機関運転状態とエキゾースト・バルブ２９の開閉時
期との関係を示すエキゾースト・バルブ開閉時期制御マ
ップ，機関運転状態と各点火プラグ２５の点火時期との
関係を示す点火時期制御マップ，機関運転状態とスロッ
トル・バルブ３９の開度との関係を示すスロットル開度
制御マップ等の各種制御マップである。

【００９８】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。ＲＡＭ４０３に
記憶された各種データは、クランク・ポジション・セン
サ５１が信号を出力するたびに最新のデータに書き換え
られる。

【００９９】バックアップＲＡＭ４０５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。ＣＰＵ４０１
は、ＲＯＭ４０２に記憶された前記各種アプリケーショ
ン・プログラムに従って動作し、燃料噴射，インテーク
・バルブ開閉，エキゾースト・バルブの開閉，点火，励
磁電流量，特定の機関運転時にのみ行う片弁運転等の各
種制御を実行する。

【０１００】次に図４および図５のフローチャートを参
照しながら特定の機関運転時に片弁運転をする場合の燃
料噴射時期制御ルーチン実行プログラムについて説明す
る。図４および図５は、本来であれば同一の紙面にまと
めて示されるべきものであが、紙面のスペースの関係で
分断してある。

【０１０１】図４に示す（１）および（２）の符号およ
び図５に示す（１）および（２）の符号は、同一の符号
同士で対応しており、処理の移行先を案内する。例え
ば、図４の（１）は、図５の（１）と対応しており、図
４の（１）に係るルートにおける処理は、図５の（１）
に係るルートに移行してそのまま図５で続行することを
意味する。

【０１０２】このプログラムは、以下に述べるステップ
１０１〜ステップ１０８からなり、ＥＣＵ１１のＲＯＭ
に記憶してある。そして、当該プログラムをＣＰＵによ
って呼び出し、前記ステップ１０１〜１０８の処理をＣ
ＰＵが実行する。なお、記号Ｓを用い、例えばステップ
１０１であればＳ１０１と省略する。

【０１０３】Ｓ１０１では、内燃機関１の状態が特定の
機関運転時かどうかを判定する。Ｓ１０１で肯定判定す
ればＳ１０２に進み、否定判定すれば、このルーチンを
終了する。

【０１０４】否定判定した場合に本ルーチンを終了する
のは、特定の機関運転時に片弁運転を行って好適な燃料
噴射時期を決定するのが本ルーチンだからである。な
お、片弁運転をしない場合の燃料噴射時期制御ルーチン
実行用のプログラムもあるが、このプログラムは本発明
の趣旨とするものではないのでここではその説明を省略
する。

【０１０５】Ｓ１０２では片弁運転を実行する。Ｓ１０
３では、Ｓ１０２で片弁運転実行指令が出されたにも拘
わらず実際に吸気行程中に片弁運転が実行されていない
場合を回避するためのものである。すなわち吸気行程中
であって一シリンダ当たりの一部のインテーク・バルブ
２８が開き、残りのインテーク・バルブ２８が閉じてい
るかを確認判定する。

【０１０６】Ｓ１０３で肯定判定すればＳ１０４に進
み、否定判定した場合は、このルーチンを終了する。Ｓ
１０４では圧縮行程中かどうかを判定する。圧縮行程中
に燃料噴射する理由についてはこのフローチャートの説
明を終了してから説明する。

【０１０７】Ｓ１０４で肯定判定した場合はＳ１０５に
進み、否定判定した場合は、このルーチンを終了する。
圧縮行程中に噴射することが本実施形態の特徴であるの
で、圧縮行程中に噴射しない場合は適用外だからであ
る。

【０１０８】Ｓ１０５ではインジェクタ３２による燃料
噴射を行う。噴射量をどれ位にするかは、内燃機関の種
類や機関運転条件によって異なり、燃料噴射量制御マッ
プや演算によって求める。当該噴射量をどれ位にするか
については本発明の趣旨とするところではないので、そ
の説明は省略する。

【０１０９】Ｓ１０６では、１サイクル終了後Ｓ１０３
で停止していたインテーク・バルブ２８（以下特に断ら
ない限り吸気弁１）が作動し、Ｓ１０３で作動していた
インテーク・バルブ２８（以下特に断らない限り吸気弁
２）が停止しているかどうかを判定する。Ｓ１０６で肯
定判定すればＳ１０７に進み、否定判定すればこのルー
チンを終了する。否定判定の場合に本ルーチンを終了す
る理由はＳ１０３の場合と同じである。

【０１１０】Ｓ１０７では、圧縮行程中かどうかの判定
を行う。なお、Ｓ１０８で否定判定した場合に本ルーチ
ンを終了する理由は、Ｓ１０４で否定判定した場合で述
べた理由と同じである。

【０１１１】Ｓ１０８では、Ｓ１０５と同様にインジェ
クタ３２による燃料噴射を行う。このように内燃機関１
では、特定の機関運転時、インテーク・バルブ２８，２
８のうちの一部の吸気弁（吸気弁１または吸気弁２）お
よび残りの吸気弁（吸気弁２または吸気弁１）を特定期
間ごと（前記の例でいえば１サイクルごと）に交互に閉
状態で停止させまたは開閉作動させ、前記一部の吸気弁
（吸気弁１または吸気弁２）が停止状態にある時は前記
残りの吸気弁（吸気弁２または吸気弁１）を作動して吸
気行程の終了に伴って閉弁し、前記残りの吸気弁（吸気
弁２または吸気弁１）が停止状態にある時は前記一部の
吸気弁（吸気弁１または吸気弁２）を作動して吸気行程
の終了に伴って閉弁し、次回の吸気行程時には停止予定
にあるが現在は作動している吸気弁を今回の吸気行程の
終了に伴って閉弁した後に前記インジェクタ３２により
噴射制御を行う。

【０１１２】よって、図４および図５の説明から明らか
なように、前記Ｓ１０３〜Ｓ１０５または／およびＳ１
０６〜Ｓ１０８のことを機関作動行程が圧縮行程にある
間にインジェクタ３２を作動して噴射時期を制御して燃
料噴射する燃料噴射制御手段ということにする。

【０１１３】また、Ｓ１０３〜Ｓ１０５または／および
Ｓ１０６〜Ｓ１０８を含むプログラムはＥＣＵ２０のＲ
ＯＭに記憶され、ＲＯＭの属性はＥＣＵ２０にあるの
で、ＥＣＵ２０のことを燃料噴射制御手段ということに
する。

【０１１４】次に、圧縮行程中に燃料噴射する理由を図
６を参照して述べる。図６は、内燃機関の作動行程と、
吸気弁１および吸気弁２が閉状態で停止または作動する
時点と、各吸気弁の噴射時期とを示す。なお、図中符合
ＴおよびＢは、それぞれ上死点（Top dead center)およ
び下死点（Botom dead center)を意味する。

【０１１５】特定の機関運転時、内燃機関１では２つあ
るインテーク・バルブ２８，２８のうちの一方のインテ
ーク・バルブ２８（例えば「吸気弁１」という。）およ
び残りのインテーク・バルブ２８（例えば「吸気弁２」
という。）を交互に所定期間をおいて閉状態で停止また
は作動させる。よって、吸気弁１が停止状態にある時は
吸気弁２は作動状態にあり、当該作動状態にある吸気弁
２を内燃機関１の吸気行程の終了に伴って閉弁する。

【０１１６】反対に吸気弁２が停止状態にある時は吸気
弁１は作動状態にあり、この作動状態にある吸気弁１を
内燃機関１の吸気行程の終了に伴って閉弁する。しかし
て、次回の吸気行程時に停止予定にあり現在作動してい
るインテーク・バルブ２８（例えば吸気弁２）が今回の
内燃機関１の吸気行程の終了に伴って閉弁した後、圧縮
行程中にインジェクタ３２による噴射制御を行う。

【０１１７】したがって、一方のインテーク・バルブ２
８（例えば吸気弁２）が現在作動状態にある場合、次回
この吸気弁２が作動するまでの間にはその作動を一回停
止する。

【０１１８】残りのインテーク・バルブ２８（例えば吸
気弁１）にあっても同様であってこの吸気弁１が現在作
動状態にある場合、次回この残りの吸気弁１が作動する
までの間にはその作動を一回停止する。

【０１１９】よって、片弁運転の場合、停止中または作
動中のインテーク・バルブ２８がそれぞれ次回に停止ま
たは作動するまでの間に膨張行程を２回経過することに
なる。詳しくは、現在作動中のインテーク・バルブ２８
と排気弁とによる吸気−圧縮−膨張−排気の作動行程が
実施されると、その実施の後は現在停止中のインテーク
・バルブ２８が次に作動する番になり、このインテーク
・バルブ２８と排気弁とによる吸気−圧縮−膨張−排気
の作動行程が実施される。さらにその実施の後はそれま
で停止中のインテーク・バルブ２８が次に作動する番に
なり、このインテーク・バルブ２８とエキゾースト・バ
ルブ２９とによる吸気−圧縮−膨張−排気の作動行程が
実施され、このような片弁運転を特定の機関運転中交互
に繰り返し、圧縮行程中に燃料噴射することによって、
現在停止中のインテーク・バルブ２８が次回停止するま
での間に膨張行程を２回経過する。

【０１２０】片弁運転の場合、停止中のインテーク・バ
ルブ２８は閉状態であるから、前記のごとくバルブの傘
裏には噴射燃料が液滴となって溜まってしまう。しか
し、この停止中のインテーク・バルブ２８が停止してい
る期間中に他のインテーク・バルブ２８は作動してお
り、内燃機関自体は当該他のインテーク・バルブ２８と
エキゾースト・バルブ２９とにより吸気−圧縮−膨張−
排気の作動行程を経由する。よって、その際に停止中の
インテーク・バルブ２８に溜まった液滴はまず最初にこ
の膨張行程時に熱を受けて蒸発する。ただし、この時イ
ンテーク・バルブ２８に溜まっていた全部の液滴が気化
するとは限らず、吸気ポートには液滴が付着しているこ
とが考えられる。

【０１２１】次にそれまで停止中であったインテーク・
バルブ２８が作動する番になると、このインテーク・バ
ルブ２８とエキゾースト・バルブ２９との作動により吸
気−圧縮−膨張−排気の作動行程を経由する。よって、
その際にインテーク・バルブ２８に付着しており未だ液
滴状態にあった燃料が２回目の膨張行程を経ることにな
り、その時にも熱を受けて蒸発する。

【０１２２】この結果、当該停止していたインテーク・
バルブ２８に溜まっていた燃料は当該停止状態にあるイ
ンテーク・バルブ２８が次回停止するまでの間に発熱量
の多い膨張行程を二回経験するので、それだけ前記液滴
状態でインテーク・バルブ２８に付着していた燃料が蒸
発し易くなるため、液だれの防止には有効といえる。

【０１２３】また、液だれ防止に有効であるから、燃料
の微粒子化が促進されるので、Ａ／Ｆあれを生じること
もなく安定したＡ／Ｆとすることができる。さらに、発
熱量の一番多い膨張行程を２回経過するので、それだけ
でも液滴化した燃料を霧化状態にするには有効であるの
で、圧縮行程中に燃料噴射をすればよいが、できるだけ
圧縮行程の初期段階、すなわち下死点直後で燃料を噴い
た方がそれだけ長い期間高温状態に燃料が曝されて気化
し易くなるので、その方がより効果的に停止状態の弁に
付着した燃料の気化を実現できて好都合である。

【０１２４】加えて、燃料が吸気ポートの壁面に付着し
にくくなるので、一定の回転数で機関作動していた場合
においてその後、急に加速されて燃料噴射量が増大した
場合でも当該増大分も気化され易い状態になるので、液
だれ防止には回転数の多寡に拘わらず有効といえる。

【０１２５】

【発明の効果】本発明に係る内燃機関では、電磁駆動式
動弁機構の作動制御により片弁運転を実行することによ
り液だれによるＡ／Ｆあれを防止して所望の空燃比を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる内燃機関の概略構成を示す図

【図２】電磁駆動機構の構成を示す図

【図３】ＥＣＵの内部構成を示すブロック図

【図４】燃料噴射時期制御ルーチン実行プログラム示
すフローチャート

【図５】図４に連続するフローチャートの一部

【図６】内燃機関の作動行程と、一シリンダあたりに
備えられている各吸気弁が閉状態で停止または作動する
時点と、各吸気弁の噴射時期とを示す図

【符号の説明】

１内燃機関１ａシリンダ・ヘッド１ｂシリンダ・ブロック１ｃオイルパン２ウォータ・ジャケット３コンロッド１０ロア・ヘッド１１アッパ・ヘッド１２バルブ・シート１３バルブ・ガイド１４コア取付孔１４ａ径小部１４ｂ径大部２０ＥＣＵ（燃料噴射制御手段）２１−１シリンダ２１−２シリンダ２１−３シリンダ２１−４シリンダ２２ピストン２２ａピストン・ヘッド２２ｂ凹部２３クランク・シャフト２４空間部２５点火プラグ２５ａイグナイタ２６吸気ポート２７排気ポート２８インテーク・バルブ（吸気弁）２８ａバルブ・ヘッド２８ｂ弁軸２８ｃロア・リテーナ２８ｄインテーク・バルブの端部２８ｅバルブ・フェース２９エキゾースト・バルブ３０吸気側電磁駆動機構３０Ａ吸気側電磁駆動式動弁機構（動弁機
構）３１排気側電磁駆動機構３１Ａ排気側電磁駆動式動弁機構３２インジェクタ（燃料噴射装置）３３イン・マニ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・バルブ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４４エア・フロー・メータ４５エキ・マニ４６触媒コンバータ４７排気管４８空燃比センサ４９触媒温度センサ５０バキューム・センサ５１クランク・ポジション・センサ５１ａタイミング・ロータ５１ｂ電磁ピック・アップ５２水温センサ３０１アッパ・コア３０１ａフランジ３０１ｂ貫通穴３０２ロア・コア３０２ａフランジ３０２ｂ貫通穴３０３空間部３０４ボルト３０５アッパ・キャップ３０５ａフランジ部３０６ボルト３０７ロア・キャップ３０８アッパ・コイル３０９ロア・コイル３１０アーマチャ・シャフト３１１アーマチャ３１２アッパ・リテーナ３１３アジャスト・ボルト３１４アッパ・スプリング３１５スプリング・シート３１６ロア・スプリング４００双方向性バス４０１ＣＰＵ４０２ＲＯＭ４０３ＲＡＭ４０４バックアップＲＡＭ４０５入力ポート４０６出力ポート４０７Ａ／ＤＴ上死点Ｂ下死点Ｌシリンダ中心線Ｐ軸心線 φ はさみ角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩下義博愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者白谷和彦愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者勝間田正司愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者小木曽誠人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者西田秀之愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者山田智海愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 BA05 BA15 BA23 CA09 DA11 FA00 FA07 FA10 FA11 FA20 FA29 FA38 3G092 AA01 AA05 AA11 BB06 CB02 DA01 DA03 DA11 FA05 GA17 HA01Z HA05Z HA06Z HD02Z HD05Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA09 HA19 JA04 JA28 KA24 LA01 LA07 LB02 MA19 ND02 PA01Z PA07Z PA11Z PD02Z PD12Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダに設けた吸気ポートの下流側を
枝分かれ状にして燃焼室に臨む吸気ポートの開口の数を
シリンダ１つにつき複数形成して総開口面積を広げると
ともに前記各開口に吸気弁を備え、前記吸気ポートの上流側には燃料噴射装置を配置し、特定の機関運転時、前記吸気弁のうち一部の吸気弁およ
び残りの吸気弁を特定期間ごとに交互に閉状態で停止さ
せまたは開閉させ、前記一部の吸気弁が前記停止状態にある時は、前記残り
の吸気弁を作動して吸気行程の終了に伴って閉弁し、前記残りの吸気弁が前記停止状態にある時は、前記一部
の吸気弁を作動して吸気行程の終了に伴って閉弁し、現在は作動しているが次回の吸気行程時には停止予定に
ある吸気弁を今回の吸気行程の終了に伴って閉弁した後
に前記燃料噴射装置による噴射制御を行う内燃機関。
【請求項２】前記燃料噴射装置は、燃料噴射制御手段
によって燃料の噴射時期が制御され、この燃料噴射制御
手段は、機関作動行程が圧縮行程にある間に前記燃料噴
射装置を作動することを特徴とする請求項１記載の内燃
機関。
【請求項３】前記噴射は圧縮行程の初期に実行するこ
とを特徴とする請求項２記載の内燃機関。
【請求項４】前記吸気弁の動弁機構には、電磁駆動式
動弁機構が適用されることを特徴とする請求項１〜３記
載の内燃機関。