WO2008108234A1 - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

本発明の内燃機関（１０）は、複数の気筒を有すると共に吸気通路にインパルス過給のために用いられ得る吸気制御弁を備えた内燃機関において、各気筒の吸気充填効率を気筒間で略等しくするべくなされたものであり、気柱振動の発生に寄与する通路長さを有する吸気通路（Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４）を複数の気筒（１６）の各々に対して備えると共に、これら吸気通路（Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４）に個別にまたは共通にインパルス過給のための吸気制御弁（５６）を設けていて、前記吸気制御弁（５６）の開閉時期は、各吸気通路（Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４）の通路長さ（Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４）に対応して設定される。具体的には、前記吸気通路（Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４）の通路長さ（Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４）は、各気筒（１６）の吸気弁位置からサージタンク（２２）の下流側端部までの長さである。

Description

明細書 内燃機関 技術分野

本発明は、複数の気筒を有すると共に吸気通路にィンパルス過給のために用いら れ得る吸気制御弁を備えた内燃機関に関する。 背景技術

従来、種々の手段および方法で各気筒への吸気充填効率を改善することが提案さ れていて、 その一例が日本国特開平 7— 1 3 9 3 6 0号公報 （文献 1 ) に開示され ている。 この文献 1の V型エンジンの吸気装置は、一方のバンクのシリンダへ吸気 を供給する第 1吸気供給通路と、他方のバンクのシリンダへ吸気を供給する第 2吸 気供給通路とを互いの両端部でつなぎ、各吸気ポートから伝播する圧力波を周回さ せるように環状に形成された共鳴用環状通路を有して構成されている。 そして、 こ の共鳴用環状通路で圧力波の共振を生じさせ、 この共鳴効果により、該装置では各 気筒の吸気充填効率を高めるようにしている。

また、 日本国特開平 9一 2 5 0 3 5 0号公報 （文献 2 ) に開示されている内燃機 関における吸気装置は、多気筒内燃機関のシリンダへッドにおける吸気ポート側側 面に気筒列方向に延びるように取り付けられるボックス型の本体ケースと、この本 体ケース内に一端部が開口すると共に他端部が吸気ポートに連通するように各吸 気ポートに対して設けられた吸気管路とを含んでいる。 そして、複数の吸気管路の 中程部にはそれらを相互連結する仕切板が設けられ、この仕切板によって下流端部 が区画形成された該仕切板上流側の本体ケース内の空間がサージタンクとしての 作用をなすように構成されている。したがって、あたかも、サージタンク相当部に、 各気筒に対応した吸気枝管が直接的に接続されているかのような構成を、この装置 は有する。 そして、 この装置では、 各気筒への吸気充填効率向上の点から、 各吸気 管路内における吸気の流れ抵抗を低減するように、そのような各吸気管路は铸造で はなく金属パイプゃ合成樹脂から作られ得る。

さらに、 日本国特公平 7— 2 6 5 3 9号公報 （文献 3 ) の多気筒エンジンの吸気 装置は、 サージタンク下流の共通吸気通路と、該共通吸気通路の 1箇所から各気筒 へ分岐する分岐吸気通路とを備えている。 そして、サージタンクと吸気ポートとの 間の共通吸気通路と分岐吸気通路とによつて形成される吸気通路の長さは、高速域 を除く回転域で吸気慣性による過給効果が得られる長さに設定される。これに加え て、 着火順序の連続する気筒の各吸気ポート間を連通する分岐吸気通路の長さは、 高速時に吸気ポートの開閉によって発生する高圧力波を吸気行程後期にある次の 気筒に及ぼして過給効果が得られる長さに設定される。 こうすることで、各気筒へ の吸気充填効率の向上が狙われている。

他方、 可変動弁機構によって吸気弁のリフト量等が変更されることで、気筒内へ の吸入空気量が変化することは知られている。 それ故、 そのような可変動弁機構を 備えた内燃機関では、一律に燃料噴射量が定められることは好ましくなく、気筒内 の混合気の空燃比を例えば理論空燃比といった目標空燃比に適切に近づけるべく、 適宜それを考慮しつつ燃料噴射量を設定することが望まれる。例えば、 日本国特開 2 0 0 2 - 1 8 0 8 9 4号公報 （文献 4 ) に記載の装置は、 吸気弁のバルブリフト 量、 作用角、 開閉時期、 吸気管内の圧力、 機関回転数に基づいて吸気下死点時筒内 圧を算出し、 さらにこの吸気下死点時筒内圧に基づいて燃料噴射量を算出、設定す ることを可能にする。

ところで、従来から、吸気弁よりも上流側の吸気通路に吸気制御弁を設けて内燃 機関への吸気を制御する技術が提案されており、その一例が日本国特開 2 0 0 0— 2 4 8 9 4 6号公報 （文献 5 ) に開示されている。 この文献 5における吸気制御弁 は、過給が望まれていないときには吸気通路を開放するべく開放位置に持続的に保 持される。 他方、 過給が望まれているときには、 この吸気制御弁は、 機関作動中の 吸気行程初期に吸気通路を閉じるべく閉鎖位置に作動され、吸気通路において吸気 制御弁上流側とその下流側との圧力差が大きくなったときに吸気通路を開放すベ く急激に開放方向に作動される。 こうして、 文献 5の装置では、 吸気制御弁下流側 の負圧により吸気通路の空気を強く加速し、吸気充填効率を上げるようにしている。 このようにして行われる過給は、 インパルス過給といわれている。

一般に、 内燃機関においては、エアフローメータを用いて検出された空気流量の 検出値や、 吸気圧センサの検出値に基づいて、 各気筒への吸入空気量が推定され、 この推定値を用いて燃料噴射制御等が行われている。 しかしながら、上述の吸気制 御弁を採用した場合、吸気制御弁の作動タイミングに応じて吸気サイクルごとに気 筒内への流入空気量が変化するため、そのような一般的なやり方では各気筒への吸 入空気量を正確に測定するのは難しい。 '

そこで、'この問題点を解決するべく創案された装置が日本国特開 2 0 0 6 - 2 8 3 6 3 9号 （文献 6 ) に開示されている。 文献 6の装置は、 上述の如き吸気制御弁 を各気筒の枝管ごとに 1つずつ備えた内燃機関において、吸気制御弁作動時の各気 筒への吸入空気量をより適切に推定することを可能にするものであり、吸気制御弁 の開弁時期と、 その閉弁時期または開弁期間と、 その開弁時期における吸気制御弁 下流側の吸気通路の圧力との 3つのパラメータに基づいて、所定の演算を行うこと で、吸気制御弁が開いたときに気筒内に流入する空気量を推定するようにしている。 そして、 この装置では、 このようにして推定された空気量に基づいて、燃料噴射量 や燃料噴射時期が決定され得る。

さらに、 気筒別に分岐している吸気通路に同じく吸気制御弁が設けられ、 かつ、 気筒から離れた吸気通路の位置に 1個または複数個の燃料噴射弁が配置された内 燃機関における、吸気制御弁動作中の燃料噴射量の補正例が日本国特開 2 0 0 5— 1 8 0 1 8 2号公報 （文献 7 ) に開示されている。 この文献 7における装置の構成 は、 吸気制御弁の動作中、 吸気管や吸気ポートの内壁面に付着し、 あるいは吸入さ れずに吸気管内に浮遊した燃料の量（付着量） に基づいて燃料噴射量の補正を行う ベく創案されている。 発明の開示

多くの車両で用いられている内燃機関は多気筒内燃機関であり、概して、 その吸 気通路の長さは気筒間で異なる。 例えば、各気筒に連通する吸気通路の長さがそれ ぞれ異なるように構成された内燃機関に上記吸気制御弁が設けられ、上記ィンパル ス過給を行うために、その吸気制御弁が全ての気筒に関して同じように制御される と、 気筒間で吸気充填効率 （あるいは吸入空気量） に差が生じることになる。 これ は、気筒ごとに生み出されるトルクに気筒間で差が生じることを意味していて、好 ましくなレ、。

そこで、 本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、 その目的は、 複数の 気筒を有すると共に、吸気通路にインパルス過給のために用いられ得る吸気制御弁 を備えた内燃機関において、各気筒の吸気充填効率を気筒間で略等しくすることに ある。

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関は、気柱振動の発生に寄与する通 路長さを有する吸気通路を複数の気筒の各々に対して備え、これら吸気通路に個別 にまたは共通にィンパルス過給に利用可能な吸気制御弁を設け、該吸気制御弁の開 閉時期を各吸気通路の通路長さに対応して設定したことを特徴とする内燃機関で ある。

上記構成によれば、吸気制御弁の開閉時期を各吸気通路の通路長さに対応して設 定したので、吸気通路の通路長さが気筒間で異なっていても各気筒の吸気充填効率 を気筒間で略等しくすることができる。

具体的には、前記吸気通路の各々の通路長さは、各気筒の吸気弁位置からサージ タンクの下流側端部までの長さであるとよい。 この場合、各吸気通路の上流側端部 がサージタンクに開口し、その对応する気筒の吸気弁が開くことでその気筒にその 下流側端部が開口する。 したがって、 吸気弁の開弁時期よりも遅いインパルス過給 用開弁時期に吸気制御弁が開弁することで生じる負圧波は吸気通路を上流側に遡 り、 サージタンクに開口する吸気通路の上流側端部で正圧波に転化され、 その正圧 波は所望の強度を有しつつ気筒に到達することが可能になる。このように生じた気 柱振動により、 ィンパルス過給を行うことが可能になる。

さらに、上記内燃機関において、前記吸気通路の任意の箇所の断面積は略等しい とよい。 こうすることで、 インパルス過給実行時、 吸気通路に発生した気柱振動の 減衰を抑制することが可能になる。

上記内燃機関において、前記吸気通路の各々は、他の吸気通路と共通の共通吸気 通路と、対応する単一の気筒に関する個別吸気通路とを含み、前記複数の気筒は 1 つまたは複数の群に分けられ、 1つの群に関して単一の前記共通吸気通路が前記サ ージタンクと連通するとよい。 こうすることで、 1つの群の複数の気筒に対する複 数の吸気通路はまとまってサージタンクに連通することになる。 具体的には、前記 複数の気筒は、吸気行程の時期が離れた複数の気筒ごとに群に分けられているとよ く、 こうすることで任意の 1つの気筒に関する気柱振動の影響が、他の気筒の吸気 に及ぶことは低減される。 あるいは、 前記複数の気筒は、 隣り合う複数の気筒ごと に群に分けられているとよく、こうすることで各気筒に対する吸気通路の通路長さ をそれぞれ短くすることが可能になる。

そして、上記種々の内燃機関において、前記吸気制御弁は前記共通吸気通路に設 けられているとよい。 こうすることで吸気制御弁の数を低減し、 コス ト削減を図る ことができる。

あるいは、上記種々の内燃機関において、前記吸気制御弁は前記個別吸気通路に 設けられているとよく、 こうすることで各吸気通路の内、吸気制御弁下流側の容積 を小さくできる。 したがって、 インパルス過給実行時、 各気筒に関して気柱振動を より効果的に生じさせることが可能になる。 この場合、前記吸気制御弁は吸気ポー 卜に設けられているのが望ましい。 こうすることで、 インパルス過給実行時、 気柱 振動、 換言すると吸気脈動の強制力をより高めることが可能になる。 さらにあるいは、 上記種々の内燃機関において、 前記吸気制御弁は、 前記共通吸 気通路と前記個別吸気通路との境界部に設けられているとよレ、。 こうすることで、 1つの吸気制御弁を複数の気筒に関して共用させることが可能になる。前記吸気制 御弁が前記共通吸気通路と前記個別吸気通路との境界部に設けられるとき、その吸 気制御弁は、 前記境界部の分岐部に設けられ得、 あるいは、 前記境界部の中間分岐 通路に設けられ得る。 特に、 吸気制御弁が境界部の分岐部に設けられる場合、 前記 吸気制御弁は、 1つの気筒に対する吸気通路を開通させると、 その他の気筒に対す る吸気通路を遮断するように構成されているとよい。

上記様々な内燃機関において、前記個別吸気通路はシリンダへッドに形成されて いて、且つ、前記共通吸気通路の下流側端部は前記シリンダへッドに形成されてい るとよい。 こうすることで、 部品点数の削減、 各部品の締結機構の省略、 気柱振動 によって生じる音の低減を図ることが可能になる。

さらに、 上記各種の内燃機関において、 前記吸気制御弁は複数備えられていて、 吸気行程にある気筒に対する吸気通路に設けられた吸気制御弁は開閉制御され、吸 気行程にない気筒に対する吸気通路に設けられた残りの吸気制御弁は閉弁制御さ れるとよい。 このようにすることで、 吸気行程にある気筒の吸気通路で、 気柱振動 をより的確に生じさせることが可能になる。

上記種々の内燃機関は、運転状態に応じて前記吸気制御弁を制御する吸気制御弁 制御手段を備え、該吸気制御弁制御手段は、運転状態がインパルス過給運転領域に あるとき、下流側にある気筒の吸気行程の途中で開弁し、 その後閉弁するように前 記吸気制御弁を制御するとよい。 こうすることで、運転状態がィンパルス過給運転 領域にあるとき、 インパルス過給を実行することが可能になる。 そして、 前記吸気 制御弁制御手段は、運転状態が低回転過給運転領域にあるとき、 下流側にある気筒 の吸気行程開始時以前に開弁し、 その後、該気筒の吸気弁が閉弁する前に閉弁する ように前記吸気制御弁を制御することができる。 こうすることで、運転状態が低回 転過給運転領域にあるとき、低回転過給を実行することが可能になる。具体的には、 前記吸気制御弁制御手段は、運転状態が低回転過給運転領域にあるとき、 ビス トン が下死点付近にあるときに閉弁するように前記吸気制御弁を制御するのが望まし い。 こうすることで、 より適切に低回転過給を生じさせることが可能になる。 そし て、 さらに好ましくは、 前記吸気制御弁は複数備えられていて、 前記吸気制御弁制 御手段は、吸気行程にある気筒に対する吸気通路に設けられた吸気制御弁を開閉制 御し、吸気行程にない気筒に対する吸気通路に設けられた残りの吸気制御弁を閉弁 制御するとよい。 このようにすることで、 吸気行程にある気筒の吸気通路で、 気柱 振動をより的確に生じさせることが可能になる。

そして、 好ましくは、 上記種々の内燃機関は、 前記吸気制御弁制御手段により前 記吸気制御弁が制御されているとき、該吸気制御弁の作動状態、該吸気制御弁下流 側の吸気通路の温度、 該吸気制御弁下流側の吸気通路の圧力、 および、 気柱振動の 発生に寄与する通路長さを有すると共に該吸気制御弁が設けられた前記吸気通路 の形状特性の内の少なくともいずれか 1つに基づいて、該吸気制御弁下流側の気筒 に吸気行程で吸入された空気量を推定する空気量推定手段を備える。こうすること で、 各気筒に吸入された空気量を適切に推定することが可能になる。 そして、 この 場合の内燃機関は、 さらに、前記空気量推定手段によって推定された吸気行程で前 記気筒に吸入された空気量に基づいて、該気筒への燃料噴射を制御する燃料噴射制 御手段を備えるとよい。 こうすることで、気筒に吸入された空気量を適切に考慮し て最適の燃料噴射を実行することが可能になるので、より適切に燃料を燃焼室で燃 焼させて、 所望のトルクを発生させることが可能になる。

あるいは、 好ましくは、 上記種々の内燃機関は、 前記吸気制御弁制御手段により 前記吸気制御弁が制御されているとき、該吸気制御弁の作動状態、該吸気制御弁下 流側の吸気通路の温度、 該吸気制御弁下流側の吸気通路の圧力、 および、 気柱振動 の発生に寄与する通路長さを有すると共に該吸気制御弁が設けられた前記吸気通 路の形状特性の内の少なくともいずれか 1つに基づいて、該吸気制御弁下流側の気 筒に吸気行程で吸入された空気量に対応する量の燃料を該気筒へ噴射するように 燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段を備える。 こうすることで、気筒に吸入され た空気量を適切に考慮して最適の燃料噴射を実行することが可能になる。したがつ て、 より適切に燃料を燃焼室で燃焼させて、所望のトルクを発生させることが可能 になる。

ただし、 望ましくは、 前記吸気制御弁の作動状態には、 該吸気制御弁の作動の有 無、 そのインパルス過給用開弁時期、 そのインパルス過給用閉弁時期、 そのインパ ルス過給用開弁期間、 その低回転過給用閉弁時期、 その動作速度の内の少なくとも いずれか 1つが含まれる。 この場合、前述の空気量推定手段あるいは前述の燃料噴 射制御手段は、吸気制御弁の作動状態を考慮することで、 吸気制御弁による吸気通 路を流れる空気への影響を適切に考慮することが可能になる。

なお、前記吸気制御弁下流側の吸気通路の温度は、該吸気制御弁下流側の吸気弁 閉弁時の温度であるとよい。 また、 前記吸気制御弁下流側の吸気通路の圧力は、 該 吸気制御弁下流側の吸気弁閉弁時の圧力であるとよい。 これらの場合、 吸気制御弁 下流側の吸気通路の温度や圧力は、吸気行程末期あるいは圧縮行程初期の気筒内の 温度や圧力に相当する。 図面の簡単な説明

図 1は、 第 1実施形態が適用された車両の内燃機関システムの概略図である。 図 2は、 図 1の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれよりも下流側の 部分の概略図であり、 （a )は吸気マ二ホールド周囲の構成を、 （b ) は井 1の気筒 に関する振動吸気通路を、 （c ) は # 2の気筒に関する振動吸気通路を、 （d ) は # 3の気筒に関する振動吸気通路を、 そして （e ) は # 4の気筒の関する振動吸気通 路を説明するための図である。

図 3は、 第 1実施形態の制御フローチヤ一トの一例である。

図 4は、第 1実施形態に基づくモデルでのシミュレーション結果の内、インパル ス過給実行時の吸気制御弁の開閉時期と、吸気制御弁下流側の圧力との関係を概念 的に表したタイムチヤ一トであり、 4つの気筒の各々に関する吸気行程でのシミュ レ一ション結果を分けて表した図である。

図 5は、第 2実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれよりも 下流側の部分の概略図である。

図 6は、第 2実施形態に基づくモデルでのシミュレーション結果の内、インパル ス過給実行時の吸気制御弁の開閉時期と、吸気制御弁下流側の圧力との関係を、 4 つの気筒の各々に関して分けて概念的に表したタイムチャートである。

図 7は、第 3実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれよりも 下流側の部分の概略図である。

図 8は、第 4実施形態の内燃機関の吸気系の内、サージタンクおよびそれよりも 下流側の部分の概略図である。

図 9は、第 5実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれよりも 下流側の部分の概略図である。

図 1 0は、第 6実施形態の内燃機関の吸気系の内、サージタンクおよびそれより も下流側の部分の概略図である。

図 1 1は、第 7実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれより も下流側の部分の概略図である。

図 1 2は、第 8実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれより も下流側の部分の概略図である。

図 1 3は、第 9実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれより も下流側の部分の概略図である。

図 1 4は、第 1 0実施形態の内燃機関の吸気系の内、サージタンクおよびそれよ りも下流側の部分の概略図である。

図 1 5は、 図 1 4の吸気制御弁の拡大模式図である。

図 1 6は、第 1 1実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれよ りも下流側の部分の概略図である。 図 1 7は、第 1 2実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれよ りも下流側の部分の概略図である。

図 1 8は、第 1 2実施形態の吸気制御弁の作動例を説明するための概念的な図で あり、 （a ) は、 気筒 1 6の各々に関してインパルス過給実行時の吸気行程での吸 気制御弁の開閉位置とそのときの吸気弁の開閉位置との関係を表した図であり、 ( b ) は （a ) の吸気制御弁の開閉位置のみを抽出して並べた図であり、 （c ) は ( a )、 ( b ) に表した吸気制御弁の開閉位置を実現するための、 第 1 2実施形態で の吸気制御弁の作動弁位置を表した図である。

図 1 9は、第 1 3実施形態の内燃機関の吸気系の内、サージタンクおよびそれよ りも下流側の部分の概略図である。

図 2 0は、第 1 4実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれよ りも下流側の部分の概略図である。

図 2 1は、第 1 5実施形態の内燃機関の吸気系の内、 サージタンクおよびそれよ りも下流側の部分の概略図である。

図 2 2は、第 1 5実施形態の吸気制御弁の作動例を説明するための概念的な図で あり、 （a ) はインパルス過給実行時の各気筒の吸気行程での吸気制御弁の開閉位 置のみを抽出して並べた図であり、 （b ) は （a ) に表した吸気制御弁の開閉位置 を実現するための、第 1 5実施形態での吸気制御弁の作動弁位置を表した図である。 図 2 3は、第 1 6実施形態の内燃機関の吸気系の内、 フィルタ部材およびそれよ りも下流側の部分の概略図である。

図 2 4は、第 1 7実施形態が適用された車両の内燃機関システムの概略図である。 図 2 5は、 第 1 7実施形態での実行燃料噴射量決定用のフローチャートである。 図 2 6は、 第 1 8実施形態での実行燃料噴射量決定用のフローチヤ一トである。 図 2 7は、 第 1 9実施形態での実行燃料噴射量決定用のフローチャートである。 図 2 8は、 第 2 0実施形態での実行燃料噴射量決定用のフローチャートである。 図 2 9 Aは、運転状態が第 1運転領域にあるときの吸気弁および吸気制御弁の吸 気行程での各開度と筒内圧との関係を概念的に表したグラフである。

図 2 9 Bは、運転状態が第 2運転領域にあるときの吸気弁および吸気制御弁の吸 気行程での各開度と筒内圧との関係を概念的に表したグラフである。

図 2 9 Cは、運転状態が第 3運転領域にあるときの吸気弁および吸気制御弁の吸 気行程での各開度と筒内圧との関係を概念的に表したグラフである。

図 3 0は、 第 2 1実施形態での実行燃料噴射量決定用のフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 まず、 本発明の 第 1実施形態について説明する。

第 1実施形態が適用された車両の内燃機関システムを概略的に図 1に示す。本第 1実施形態における内燃機関 （エンジン） 1 0は、 燃料である軽油をインジェクタ 1 2から圧縮状態にある燃焼室 1 4内に直接噴射することにより自然着火させる 型式の内燃機関、 すなわちディーゼル機関である。 ただし、 図 1では 1つの気筒 1 6に関してのみ示されているが、 内燃機関 1 0は、 内燃機関 1 0の吸気系の一部を 概略的に示した図 2 ( a )から明らかなように、直列 4気筒型式の内燃機関である。 なお、 直列に配列された 4つの気筒 1 6を、 一端 （図 2中の左端） から順に # 1、 # 2、 # 3、 # 4で指し示す。

吸気通路 1 8は、 互いに接続されたエアクリーナ 1 9、 吸気管 2 0、 サージタン ク 2 2、 吸気マ二ホールド 2 4、 吸気ポート 2 6によって区画形成される。 特にそ の下流側端部が吸気ポート 2 6によって区画形成され、吸気ポート 2 6の出口が吸 気弁 2 8 (図 2では不図示） によって開閉される。 吸気通路 1 8の内で断面形状の 大きな部分を区画形成する拡大部として、 サージタンク 2 2が設けられる。 なお、 サージタンク 2 2に接続される吸気マ二ホールド 2 4に関しては、 後で詳述する。 排気通路 3 0は、 互いに接続された排気ポート 3 2、 排気マ二ホールド 3 4、 触媒 3 6および排気管 3 8によって区画形成される。特にその上流側端部が排気ポー卜 3 2によって区画形成され、排気ポート 3 2の入口が排気弁 4 0によって開閉され る。このように吸気弁 2 8により開閉される吸気通路 1 8や排気弁 4 0により開閉 される排気通路 3 0は、 それらの開弁時に、 シリンダへッド 4 2、 シリンダブ口ッ ク 4 4および、このシリンダブ口ック 4 4の気筒 1 6内に往復動可能に収容されて いるピストン 4 6により区画形成された燃焼室 1 4に連通する。

動弁機構 4 8は、 吸気弁 2 8および排気弁 4 0を、 コンロッド 5 0を介してビス トン 4 6が連結されているクランク軸 5 2の回転に同期して、個別に任意の開度お よびタイミングで制御することが可能な機構である。具体的には、動弁機構 4 8は、 吸気弁 2 8と排気弁 4 0とにそれぞれ個別に設けられたソレノィ ドを含んでいる。 なお、 このような構成に代えて、動弁機構 4 8としては例えば単一の弁に適用され る 2種類のカムを油圧によって切り替えることによってバルブタイミングおよび カムプロフィールを任意に変更できる可変バルブタイミング機構 （VVT; Var i ab l e 一. Va l ve Timing mechan i sm) を用いてもよい。 動弁機構 4 8は、 吸気弁 2 8と排気弁

4 0とが同時に開くバルブオーバーラップを実現可能である。

触媒 3 6は排気ガス中の C〇、 H C、 N O x等の有害物質を除去するために設け られる。 なお触媒 3 6は、 三元触媒、 酸化触媒、 N〇x触媒等であり得る。 触媒は 複数個設けられてもよレ、。

吸気通路 1 8には、 図 1では、 上流側から順にエアフローメータ 5 4、 吸気制御 弁 5 6、 圧力センサ 5 8が設けられている。 エアフローメータ 5 4は、 これを通過 する空気流量に応じた信号を制御手段としての電子制御ュニット（以下 E C Uとい う） 6 0に出力する。 圧力センサ 5 8は、 吸気絞り弁 5 6よりも下流側の吸気通路 の圧力に応じた信号を E C U 6 0に出力する。 なお、 吸気制御弁上流側、 特に、 サ ージタンク 2 2上流側の吸気通路の圧力を検出するための圧力センサが設けられ てもよい。

上記吸気通路 1 8は、 それを上流側から下流側にたどると、 エアクリーナ 1 9の 箇所でその断面形状が大きく、その下流側の吸気管 2 0の箇所でその断面形状が小 さくなり、さらにその下流側のサージタンク 2 2の箇所でその断面形状が大きくな り、 その後、 吸気マ二ホールド 2 4の箇所でその断面形状が縮小するように形付け られている。 それ故、 吸気制御弁 5 6の設置箇所は、 後述するインパルス過給等の ために、 吸気通路 1 8の内、 サージタンク 2 2よりも下流側である必要がある。 す なわち、吸気制御弁 5 6の設置箇所は、吸気通路 1 8下流側端部すなわち各気筒 1 6の吸気弁 2 8位置よりも上流側であり、 且つ、 サージタンク 2 2、 特にサージタ ンク 2 2下流側端部よりも下流側の位置である。

本第 1実施形態では、 吸気通路 1 8には吸気制御弁 5 6がただ 1つ設けられる。 つまり、ただ 1つの吸気制御弁 5 6は各気筒 1 6の吸気の制御に関して共用される。 それ故、 吸気マ二ホールド 2 4は、 サージタンク 2 2につながる、 4つの気筒 1 6 に関して共通の共通部 2 4 aと、各気筒 1 6に対応して分岐される分岐部 2 4 bと を含む。 ここでは、 その共通部 2 4 aに、 吸気制御弁 5 6は設けられる。 なお、 図 では明らかにされていないが、 圧力センサ 5 8も共通部 2 4 aに設けられる。

ここで、吸気通路 1 8の内、各気筒 1 6の吸気弁 2 8位置からサージタンク 2 2 の下流側端部までの吸気通路を、すなわちサージタンク 2 2よりも下流側に形成さ れた各気筒 1 6に対する吸気通路を、 それぞれ 「振動吸気通路」 P 1と称する。 こ れは、各振動吸気通路 P 1が、 インパルス過給を効果的に行うことを可能にするベ く、気柱振動の発生に寄与する通路長さを有するように設計されるからである。振 動吸気通路 P 1は 4つの気筒 1 6の各々に対応してあるので 4つある。 それらの 各々を、 気筒番号を更に付した符号で指し示す。 例えば、 # 3の気筒 1 6に関する 振動吸気通路 P 1を、 符号 「P 1 3」 で指し示す。 なお、 図 2 ( b ) の斜線部は # 1の気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 1を表し、 図 2 ( c ) の斜線部は # 2の気 筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 2を表し、 図 2 ( d ) の斜線部は # 3の気筒 1 6 に関する振動吸気通路 P 1 3を表し、 図 2 ( e ) の斜線部は # 4の気筒 1 6に関す る振動吸気通路 P 1 4を表す。

本第 1実施形態では、 4つの気筒 1 6は 1つの群に分けられ、すなわち 1つの群 にまとめられていて、 4つの気筒 16の各々には、 サージタンク 22を通った空気 力 上記共通部 24 aにより形成された 1つの共通の吸気通路を介して供給される。 つまり、 図 2から明らかなように、第 1実施形態の 4つの気筒 1 6に関する 4つの 振動吸気通路 P 1 1、 P 12、 P 13、 P 14は、 上流側で 1つになってサージタ ンク 22に連通している。このように複数の気筒 1 6の各々の振動吸気通路 P 1が 合わさって形成するそれらに共通の吸気通路であって、サージタンク 22の下流側 端部に連通する吸気通路を、 以下 「共通吸気通路」 P 2と称する。

振動吸気通路 P 1の各々は、サージタンク 22に直接連通している上記共通吸気 通路 P 2と、 対応する単一の気筒 16にのみ関する 「個別吸気通路」 P 3とを含む (図 2参照）。 つまり、 本第 1実施形態では、 共通吸気通路 P 2は 1つあり、 個別 吸気通路 P 3は 4つある。 なお、 上記振動吸気通路 P 1と同様に、 個別吸気通路 P 3の各々も、気筒番号を更に付した符号で指し示される。 共通吸気通路 P 2は共通 部 24 aで区画形成され、 4つの個別吸気通路 P 3は分岐部 24 bによって区画形 成される。

本第 1実施形態では、 図 2から明らかなように、各気筒 16からでた 4つの振動 吸気通路 P 1は気筒列方向 Dに曲がるように形作られているので、 # 1の気筒 1 6 側に共通吸気通路 P 2が位置付けられる。 それ故、 4つの気筒 1 6に関する振動吸 気通路 P 1の通路長さ L 1の内、 # 1の気筒 16に関する振動吸気通路 P 1 1の通 路長さ L I 1 (図 2 (b) 参照） が一番短く、 # 2の気筒 16に関する振動吸気通 路 P 12の通路長さ L 1 2 (図 2 ( c ) 参照）、 # 3の気筒 16に関する振動吸気 通路 P 1 3の通路長さ L 1 3 (図 2 (d) 参照）、 # 4の気筒 16に関する振動吸 気通路 P 14の通路長さ L 14 (図 2 (e) 参照） の順に長くなる （L 1 1く L 1 2<L 1 3<L 14)₀

なお、 本第 1実施形態の内燃機関 10では、 「# 1 , # 3， # 4， # 2」 の気筒 順で周期的に吸気行程での吸気および混合気の燃焼が行われる。 つまり、 # 4の気 筒 1 6は、 # 1の気筒 1 6の動作からクランク角 360° 遅れた位相で、 # 1の気 筒 16の動作と同様に動作し、 # 2の気筒は、 # 3の気筒 1 6の動作からクランク 角 360 ° 遅れた位相で、 # 3の気筒 16の動作と同様に動作する。

上記内燃機関 10に関する電気的構成について述べる。 ECU 60には、前述の インジェクタ 1 2、 エアフローメータ 54、 吸気制御弁 56、 圧力センサ 58のほ 力 、 クランク角センサ 62、 酸素濃度センサ 64、 アクセル開度センサ 66が接続 されている。 インジェクタ 1 2は、 ECU 60から出力されるオンオフ信号に基づ いて開閉され、これによつて燃料噴射を実行'停止する。クランク角センサ 62は、 クランク軸 52の所定の位相間隔でパルス信号を ECU 60に出力する。 ECU 6 0はこのパルス信号に基づいて、クランク軸 52の位相すなわちクランク角を検出 すると共に、 クランク軸 52の回転速度すなわち機関回転速度を演算する。 酸素濃 度センサ 64は、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を ECU 60に出力する。 ま た、 アクセル開度センサ 66は、運転者によって操作されるアクセルペダル 68の 踏み込み量に対応する位置に応じた信号を ECU 60に出力する。 これによつて、 ECU 60は、 アクセル開度を検出することができる。

ECU60は、 機関運転状態 （運転状態） に応じて燃料噴射量、 燃料噴射時期を 定めて燃料噴射制御を行う。 すなわち、 ECU 60は、 主に、 クランク角センサ 6 2の出力信号に基づいて得られる機関回転速度と、エアフローメータ 54の出力値 に基づレ、て得られる空気流量すなわち空気量と力 ら、予め記憶されたマップ化され たデータを検索する。 そして、 ECU 60はインジ：!クタ 1 2における燃料噴射量 および燃料噴射時期を決定し、これら各値に基づいてィンジヱクタ 1 2を制御する。 ただし、 ECU 60は、エアフローメータ 54の出力信号に基づいて得られる空 気量の代わりに、 あるいはそれと共に、 アクセル開度センサ 66の出力信号に基づ いて得られるアクセル開度に基づいて、燃料噴射量および燃料噴射時期を決定する ことができる。

上記吸気制御弁 56は、吸気通路 1 8内に配設された弁体 56 aと、 それに接続 された弁軸 56 bとを備える。その弁体 56 aは弁軸 56 bを介して口一タリ ソレ ノィ ド等の電動ァクチユエ一タ 7 0により駆動される。なお吸気制御弁 5 6の弁体 5 6 aの開度を検出するセンサがさらに備えられてもよレ、。 吸気制御弁 5 6は、 そ の全閉時に吸気通路 1 8を完全に閉止し、すなわち閉塞し、 吸気の通過を完全に遮 断する密閉性の高レ、構造となっている。また吸気制御弁 5 6の電動ァクチユエータ 7 0は高速で作動可能であり、応答性が高く、 弁体 5 6 aを例えば 2、 3 m s以内 に、 クランク角の単位では 1 0 ° C A程度のオーダーで、 開閉可能である。 これに より、吸気制御弁 5 6は吸気弁 2 8の開閉と同期して開閉可能である。 ここでは吸 気制御弁 5 6はバタフライ式弁となっているが、例えばシャツタ一弁等の他の形式 の弁であってもよい。 この吸気制御弁 5 6の開度は、 E C U 6 0から電動ァクチュ エータ 7 0に出力される開度信号に応じて、全開から全閉までの任意の開度に、制 御される。 なお、 吸気制御弁 5 6は、 その全閉時に吸気通路 1 8を完全に閉止しな いような、 すなわち概ね閉じるような構造を有してもよレ、。

吸気制御弁 5 6は、例えば、 いわゆるインパルス過給を実行するために使用され る。 このィンパルス過給の概要は、例えば 2 0 0 3年フランクフルトモーターショ —にて S i emens VDO Au t omo t i ve AG 力、ら 9月 9日にプレス発表された " Impu l ses f or Grea t er Dr i v i ng Fun" に詳述されている。 このインパルス過給は、 車両の走 行中、 追い越しなどで急加速が必要なときに有効である。

ィンパルス過給を行う場合、 吸気制御弁 5 6は、吸気弁 2 8の開弁開始時には閉 弁状態にあり吸気弁 2 8の開弁よりも遅く開弁するように、例えば吸気弁 2 8の開 弁期間の後期に開弁するように、 制御される。 まず、 吸気弁 2 8の開弁開始時期か ら吸気制御弁 5 6の開弁開始時期までの間に、吸気制御弁 5 6と吸気弁 2 8との間 の吸気通路 （以下、 「弁間通路」） P 4に負圧が形成される。 この後、 吸気制御弁 5 6が瞬時に開弁されると、負圧波が上流側に遡って、サージタンク 2 2の下流側端 部の開放端で正圧波に転化する。 そしてこの正圧波は下流側に進み、 この正圧波が 吸気制御弁 5 6を超えて吸気弁 2 8位置やそれより下流に達することで、吸気制御 弁 5 6の開弁時にその上流側にあった吸気通路内の吸気が一気に燃焼室 1 4内に 流れ込む。 このときに吸気弁 2 8あるいは、 吸気制御弁 5 6および吸気弁 2 8を閉 弁することで、一種の慣性過給効果により多量の吸気を燃焼室 1 4内に充填するこ とが可能となる。 換言すれば、 このインパルス過給においては、 吸気制御弁の上下 流側に形成される差圧を適切な時期に解放し、振動吸気通路 P 1で吸気の気柱振動 を積極的に発生させることで、 吸気に脈動を生じさせて、 過給が行われる。 この気 柱振動を適切に発生させるために、振動吸気通路 P 1の径ゃ長さなどは規定されて いる。振動吸気通路 P 1は気筒 1 6ごとに関して形成されていて、 その通路長さ L 1は各気筒 1 6に関してインパルス過給を行うのに適した気柱振動を生じさせる ように予め実験に基づいて定められている。 この過給は、 吸気制御弁 5 6の制御を 開始するのと同時に開始され、すなわちアクセルペダル 6 8が踏み込まれたのと同 時あるいはその直後に開始される。 したがって、 現在、 車両に用いられている、 タ 一ビンの立ち上りを待つターボ過給よりも、インパルス過給は応答性に優れ、 車両 の加速遅れを解消するのに好適である。

吸気制御弁 5 6は、上記の如く、ィンパルス過給のために用いることができる力 インパルス過給以外にも各気筒 1 6への吸気充填効率を調節するために用いるこ とができる。例えば、上記正圧波が燃焼室 1 4に至る前に吸気弁 2 8あるいは吸気 制御弁 5 6を閉弁制御することで、意図的に吸入吸気量の低減を図ることが可能で ある。 または、 上記正圧波がー且燃焼室 1 4に至ってから、 それが転じて吸気通路 1 8に至ってから吸気弁 2 8を閉弁制御することで、意図的に吸入吸気量の低減を 図ることも可能である。 なお、吸気制御弁 5 6を用いた吸気の制御が必要でないと き、例えば上記インパルス過給を行わないとき、 吸気制御弁 5 6は全開の開弁状態 に維持制御されてもよい。 この場合、吸気弁 2 8の開弁時期と同じときに吸気制御 弁 5 6を開弁させ、さらに吸気弁 2 8の閉弁時期と同じときに吸気制御弁 5 6を閉 弁させてもよレ、。

特に、 E C U 6 0は、 上述したインパルス過給などに係る吸気制御に関して、 略 等しい運転状態のときに、 全ての気筒 1 6間で、各気筒 1 6における吸気充填効率 を概ね等しくするために、電動ァクチユエータ 7 0および動弁機構 4 8の作動を制 御する。全ての気筒 1 6における吸気充填効率すなわち吸入空気量を等しくするた め、 E C U 6 0は、気筒 1 6の各々に对応した振動吸気通路 P 1の通路長さ L 1に 対応して設定された吸気制御弁 5 6の開閉時期に関するデータを検索可能に記憶 している。 このデータは、 吸気弁 2 8の開閉時期と対応関係にある吸気制御弁 5 6 の開閉時期のデータであり、 機関回転速度や機関負荷に基づいて規定されている。 なお、機関負荷としてアクセル開度、燃料噴射量、 あるいはこの燃料噴射量に基づ く燃料負荷率を用いることができる。 具体的には、 内燃機関 1 0では、 高負荷運転 時にィンパルス過給が行われるように、吸気制御弁 5 6の開閉時期および吸気弁 2 8の開閉時期が設定されている。すなわち、運転状態が高負荷運転領域であるイン パルス過給運転領域にあるとき、吸気制御弁 5 6および吸気弁 2 8の各々の開閉時 期はインパルス過給用の開閉時期に設定される。 また、 内燃機関 1 0では、 加速要 求があつたときに、インパルス過給が生じるように、それらの開閉時期が設定され ている。 そして、 E C U 6 0は、 それらの開閉時期に応じて吸気制御弁 5 6や吸気 弁 2 8を制御する。 これにより、 吸気制御弁 5 6は吸気弁 2 8と協働して、 吸気を 制御する。 なお、 インパルス過給を行うときの吸気弁 2 8の開閉時期と、 インパル ス過給を行わないときの吸気弁 2 8の開閉時期とは同じであってもよい。

E C U 6 0による吸気制御弁 5 6の制御に関して、図 3のフローチヤ一トに基づ いて説明する。 図 3のフローチャートは、 およそ 2 0 m sごとに繰り返される。 ステップ S 3 0 5では、吸気制御弁 5 6の開弁時期のセットタイミングか否かが 判定される。 具体的には、 クランク角センサ 6 2からの出力信号に基づいて求めら れるクランク角に基づいて予め記憶しておいたデータを検索することで判断され る。 そして、 その開弁時期のセットタイミングであると判断されると肯定され、 他 方、 その開弁時期のセットタイミングでないと判断されると否定される。 なお、 吸 気制御弁 5 6の開弁時期のセットタイミングか否かの判断は、他の方法および基準 によつて ί亍ゎれてもよレヽ。 ステップ S 3 0 5で肯定されると、次ぐステップ S 3 1 0では、吸気制御弁 5 6 の開弁時期の検索および設定が行われる。 まず、 いずれの気筒 1 6の開弁時期なの かが判断される。 具体的には、 内燃機関 1 0では上記の如く 「# 1 , # 3 , # 4， # 2」 の気筒順で周期的に吸気行程での吸気および混合気の燃焼が行われるので、 「# 1 , # 3， # 4， # 2」 の気筒順で切り換えられるように、 各々の気筒 1 6用 の開弁マップが本第 1実施形態では設定されている。この開弁マップの切り換えは、 ステップ S 3 1 0に至るごとに、すなわちステップ S 3 0 5で肯定されるごとに行 われる。 例えば、 # 1の気筒 1 6の開弁マップが検索可能にされている状態で、 ス テツプ S 3 0 5で肯定されると、今回は # 3の気筒 1 6に関する開弁時期だと判断 するかのように、 # 3の気筒 1 6の開弁マップが検索可能にされる。 このようにし て、 実質的に、 いずれの気筒 1 6の開弁時期なのかが判断される。 そして、 そのと きに得られた （検出されたあるいは推定された)機関回転速度や機関負荷に基づレ、 て、 そのマップを検索することで、 開弁時期が検索および設定される。 例えば、 # 3の気筒 1 6の開弁マップをそれらに基づいて検索することで、 # 3の気筒 1 6に 関する開弁時期が検索されて設定される。このようにして設定された吸気制御弁 5 6の開弁時期は、以降のルーチンの上記ステップ S 3 0 5で肯定されるまでは利用 可能に記憶される。 なお、 この開弁マップの切り換えはクランク角に基づいて判断 されてもよレ、。 ただし、 ここでは、 内燃機関 1 0の始動時等には、 そのときのクラ ンク角に基づいて、 レ、ずれかの開弁マップが設定される。

そして、 ステップ S 3 1 0の次に、 あるいは上記ステップ S 3 0 5で否定された 次に、 ステップ S 3 1 5での判定が行われる。 ステップ S 3 1 5では、 吸気制御弁 5 6の閉弁時期のセットタイミングか否かが判定される。 この判定は、上記ステツ プ S 3 0 5と同様に、 クランク角に基づいて判断される。 なお、 吸気制御弁 5 6の 閉弁時期のセットタイミングか否かの判断は、他の方法および基準によって判断さ れてもよレヽ。

ステップ S 3 1 5で肯定されると、 次ぐステップ S 3 2 0では、 閉弁時期の検索 および設定が行われる。 これも、 上記ステップ S 3 1 0と同様にして行われる。 ま ず、 いずれの気筒 1 6に関する閉弁時期なのかが判断される。 上記開弁マップと同 様に、 「# 1 , # 3 , # 4 , # 2」 の気筒順で切り換えられるように、 各々の気筒 用の閉弁マップが設定されている。 この閉弁マップの切り換えは、 ステップ S 3 2 0に至るごとに、すなわちステップ S 3 1 5で肯定されるごとに行われる。そして、 そのときに得られた機関回転速度や機関負荷に基づいて、そのマップを検索するこ とで、 閉弁時期が検索および設定される。 このようにして設定された吸気制御弁 5 6の閉弁時期は、以降のルーチンの上記ステップ S 3 1 5で肯定されるまでは利用 可能に記憶される。 なお、 この閉弁マップの切り換えはクランク角に基づいて判断 されてもよレ、。 ただし、 ここでは、 内燃機関 1 0の始動時等には、 そのときのクラ ンク角に基づいて、 レ、ずれかの閉弁マップが設定される。

そして、上記の如く して切り替え設定される吸気制御弁 5 6の開閉時期に吸気制 御弁 5 6が開閉作動するように、電動ァクチユエ一タ 7 0へ作動信号が出力される。 なお、ステップ S 3 2 0の完了で、あるいはステップ S 3 1 5で否定されることで、 そのときのルーチンは終了する。

ここで、本第 1実施形態の構成に基づくモデルを用いてのコンピュータシミュレ ーシヨン結果を概念的に図 4に示す。 なお、 このモデル （不図示） では、 上記した 如く、 4つの気筒 1 6に関する 4つの振動吸気通路 P 1に共通の吸気制御弁 5 6が たった 1つ設けられている。 図 4には、インパルス過給実行時の吸気制御弁 5 6の 開閉時期と、吸気制御弁 5 6下流側の圧力、 より詳しくは吸気行程にある気筒 1 6 の吸気弁 2 8位置での圧力との関係が、縦軸に圧力 （図中上に行くほど圧力は高く なる。） を、 そして横軸に時間 t (図中右に行くほど時間は進む。） をとつて表され ている。

図 4では、 吸気行程を、 ピス トン 4 6が上死点から下死点に至るまでの期間とし て表しているので、 # 1の気筒 1 6 (図 4中の 「1気筒」） の吸気行程、 # 2の気 筒 1 6 (図 4中の 「2気筒」） の吸気行程、 # 3の気筒 1 6 (図 4中の 「3気筒」） の吸気行程、 # 4の気筒 1 6 (図 4中の 「4気筒」） の吸気行程の長さは同じであ る。 また、 この場合、 4つの気筒 1 6の内の 1つの吸気行程にある気筒 1 6におい て、 吸気制御弁 5 6が開弁する前に、 その気筒 1 6の吸気弁 2 8は開弁していて、 吸気制御弁 5 6が閉弁すると同時にその気筒 1 6の吸気弁 2 8が閉弁する。図 4に よれば、 吸気行程にある気筒 1 6の各々に関して、吸気制御弁 5 6の開弁期間終了 時 （閉弁時期） に吸気制御弁 5 6よりも下流側の圧力が最も高くなっている。 これ はそのときに上記正圧波が吸気弁 2 8位置に到達したことを意味している。したが つて、その正圧波によるィンパルス過給が各気筒 1 6において適切に行われること が理解できる。 それ故、 各気筒 1 6の吸気充填効率が、 全気筒 1 6間で略等しくな る。

図 4から明らかなように、各気筒 1 6における吸気制御弁 5 6の開弁期間は異な る。 全気筒 1 6に関する吸気制御弁 5 6の開弁期間の内、 # 1の気筒 1 6に関する 開弁期間 T 1が最も短く、 # 2の気筒： 1 6に関する開弁期間 T 2、 # 3の気筒 1 6 に関する開弁期間 T 3、 # 4の気筒 1 6に関する開弁期間 T 4の順に長くなつてい る （T 1 < T 2 < T 3 < T 4 )。 これは、 # 1の気筒 1 6に対する振動吸気通路 Ρ 1 1の通路長さ L 1 1、 # 2の気筒 1 6に対する振動吸気通路 Ρ 1 2の通路長さ L 1 2、 # 3の気筒 1 6に対する振動吸気通路 Ρ 1 3の通路長さ L 1 3、 # 4の気筒 1 6に対する振動吸気通路 Ρ 1 4の通路長さ L 1 4の順に長くなることに対応し ている （L 1 1 < L 1 2 < L 1 3 < L 1 4 )。 つまり、 ここでは、 対応する振動吸 気通路 Ρ 1の通路長さ L 1が長い気筒 1 6ほど、その対応する吸気制御弁 5 6の開 弁期間が長くなるようにされている。 振動吸気通路 Ρ 1の通路長さ L 1に応じて、 インパルス過給実行時、 負圧波が遡り、 正圧波に転化して、 その正圧波が吸気制御 弁 5 6よりも下流側、 特に吸気弁 2 8位置に至るまでの時間が異なるからである。 これにより、 各気筒 1 6に同じくらいの量の吸気を充填することが可能になる。 図 4に結果を表したシミュレーシヨンでは、対応する振動吸気通路 Ρ 1の通路長 さし 1が長い気筒 1 6ほど、その対応する吸気制御弁 5 6の開弁期間を長く したが、 各気筒 1 6に関する吸気制御弁 5 6の開弁期間はこの関係に制限されない。吸気弁 2 8の開弁時期および閉弁時期と、吸気制御弁 5 6の開弁時期および閉弁時期との 関係により、 吸気制御弁 5 6の開弁期間は適切な期間に定められる。 吸気制御弁 5 6の開閉時期、 吸気弁 2 8の開閉時期は、 同じまたは同等の運転状態のときに、 全 ての気筒 1 6で、各気筒 1 6の吸気充填効率が概ね等しくなるように、各気筒 1 6 に関する振動吸気通路 P 1の通路長さ L 1に応じて設定されている。この設定値は、 実験により求められ得る。

なお、 上記第 1実施形態では、 各気筒 1 6からでた 4つの振動吸気通路 P 1を気 筒列方向 Dに曲げ、 # 1の気筒 1 6側に共通吸気通路 P 2が位置付けられた。 この ように構成することで、各気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1の大部分が直線的に なるので、例えば上記ィンパルス過給のために発生された気柱振動の減衰が抑制さ れる。

以上、上記第 1実施形態に基づいて本発明を例示的に詳述した力 その種々の変 形等が本発明では許容される。 以下に本発明のその他の実施形態を説明する。 ただ し、 以下の各実施形態の説明において、第 1実施形態の制御と同様の制御に関する 説明は省略される。 なお、 第 1実施形態の制御とは、 対応する振動吸気通路 P 1の 通路長さ L 1に応じて、気筒 1 6ごとに対応する吸気制御弁 5 6の開閉時期は設定 されていて、 これに基づいて吸気制御弁 5 6を制御することである。 ただし、 対応 する振動吸気通路 P 1の通路長さ L 1が同じである気筒 1 6間においては、対応す る吸気制御弁 5 6の開閉時期は同じでよい。 なお、 説明を簡略化するため、 上で説 明した内燃機関システムの構成要素に相当する構成要素には、以下の説明において 同じ符号を付して、 その説明を省略する。

次に、 第 2実施形態を図 5に基づいて説明する。 第 2実施形態では、 上記第 1実 施形態と異なり、 吸気制御弁 5 6が個別に設けられる。 具体的には、 各気筒 1 6に 対応する吸気制御弁 5 6は個別吸気通路 P 3に設けられる。このようにすることで、 各気筒 1 6に関しての固有の開閉時期での吸気制御弁 5 6の開閉駆動がより適切 に える。

各気筒 1 6に関連して、振動吸気通路 Ρ 1の内、 より下流側に吸気制御弁 5 6が 設けられるとよレ、。 こうすることで、 振動吸気通路 Ρ 1の内、 吸気制御弁 5 6より も下流側の容積が小さく、 すなわち弁間通路 Ρ 4が小さくなるので、例えば上記の 如きインパルス過給をより効果的に生じさせることが可能になる。 この観点から、 本第 2実施形態では、 各吸気制御弁 5 6は、 個別吸気通路 Ρ 3の中でも、 各吸気ポ ート 2 6によって形成された箇所に設けられている。 なお、 図 5では明確にされて いないが、各吸気制御弁 5 6を制御するための電動ァクチユエータ 7 0は、 シリン ダへッド 4 2の外部に突出するようにして設けられる。

本第 2実施形態の吸気制御弁 5 6の制御は、上記第 1実施形態の制御と同様にし て行われる。 例えば、 # 1の気筒 1 6に関する吸気行程では、 # 1の気筒 1 6に関 する開弁マップに基づいて得られる開弁時期に開弁するように、 # 1の気筒 1 6に 対応する吸気通路 Ρ 1 1の吸気制御弁.5 6は開弁制御される。 そして、 # 1の気筒 1 6に関する閉弁マップに基づいて得られる閉弁時期に閉弁するように、 # 1の気 筒 1 6に対応する吸気通路 Ρ 1 1の吸気制御弁 5 6は閉弁制御される。このように # 1の気筒 1 6に関する吸気行程では、 # 1の気筒 1 6に対応する吸気通路 Ρ 1 1 の吸気制御弁 5 6が # 1の気筒 1 6に固有の開閉時期に開閉するように開閉制御 される。

図 5では全ての吸気制御弁 5 6が同時に開弁されているように描かれているが、 ィンパルス過給時にはこのように制御されることは好ましくなレ、。本第 2実施形態 では、ィンパルス過給実行時、 # 1の気筒 1 6が吸気行程にあるときは上記の如く それに対する吸気制御弁 5 6は開閉制御されるが、それ以外の吸気行程にない気筒 1 6に対する吸気通路 Ρ 1 2、 Ρ 1 3、 Ρ 1 4の各吸気制御弁 5 6は閉弁制御され る。つまり、吸気行程にない気筒 1 6に関する吸気制御弁 5 6は閉じたままにされ、 吸気行程にある気筒 1 6に対応する吸気制御弁 5 6のみが開閉制御される。したが つて、インパルス過給を生じさせるとき、吸気行程にある 1つの気筒 1 6に対する 振動吸気通路 P 1で、 気柱振動をより的確に生じさせることができる。

ここで、本第 2実施形態の構成に基づくモデルを用いてのコンピュータシミュレ ーシヨン結果を概念的に図 6に示す。 なお、 このモデル （不図示） では、 上記の如 く、 4つの気筒 1 6に関する 4つの振動吸気通路 P 1の各々に個別に吸気制御弁 5 6が設けられている。 図 6のグラフは、上記第 1実施形態に関するコンピュータシ ミュレーション結果を表した図 4と同様にして、本第 2実施形態に関するコンビュ ータシミュレーション結果を表している。 つまり、 図 6には、 インパルス過給実行 時の吸気制御弁 5 6の開閉時期と、 4つの気筒 1 6の各々に対応する吸気弁 2 8位 置での圧力との関係が表されている。図 6には各気筒 1 6の吸気弁 2 8位置での圧 力変化が気筒 1 6ごとに表されている。 なお、 このインパルス過給に関するシミュ レーションでも、各気筒 1 6に対応する吸気制御弁 5 6の開弁期間は異なり、対応 する振動吸気通路 P 1の通路長さ L 1が長い気筒 1 6ほど（L 1 1 < L 1 2 < L 1 3 < L 1 4 )、 その対応する吸気制御弁 5 6の開弁期間が長くなるようにされてい る （T 1ぐ T 2ぐ T 3ぐ T 4 )。

4つの気筒 1 6の各々に関して、 吸気制御弁 5 6の開弁期間終了時 （閉弁時期） に吸気制御弁 5 6よりも下流側の圧力が高くなつている。これはそのときに上記正 圧波が吸気弁 2 8位置に到達したことを意味している。 したがって、 その正圧波に よるインパルス過給が各気筒 1 6において適切に行われることが理解できる。なお、 各気筒 1 6に関して、吸気行程にないときには吸気弁 2 8も吸気制御弁 5 6も閉弁 状態にされているので、 吸気弁 2 8位置の圧力は概ね変化しない。

なお、第 2実施形態のように吸気制御弁 5 6が複数設けられている場合、上記の 如く、 吸気行程にある気筒 1 6に対する吸気制御弁 5 6以外の吸気制御弁 5 6は、 原則として、 閉弁されるのが望ましい。 換言すると、 吸気制御弁 5 6が複数設けら れている場合、 複数の吸気制御弁 5 6の各々は、 基本的に閉弁制御されていて、 吸 気行程にある気筒 1 6に対する吸気制御弁 5 6のみが所定の開弁時期で開かれる ように開弁制御され、それ以後の所定の閉弁時期で閉じられるように閉弁制御され るのが望ましい。 このような制御は、 後述する各実施形態において、 2つ以上の複 数の吸気制御弁 5 6が設けられている場合にも、 同様に適用され得る。 なお、 この ような制御は、 インパルス過給実行時のみならず、 他のときにも適用され得る。 なお、上記第 1実施形態や上記第 2実施形態では、気筒列方向 Dの一端側で各気 筒に関する吸気通路、すなわち振動吸気通路 P 1を合流させるようにしたが、 これ 以外の箇所でそれらを合流させてもよい。例えば、各振動吸気通路 P 1を気筒列方 向 Dに直交する方向 D 2 (図 5参照） に延ばし、 さらにそれらを気筒列方向 Dに関 して # 2の気筒 1 6と # 3の気筒 1 6との間付近で合流させ、こうすることで共通 吸気通路 P 2が形成されてもよレ、。 この場合、 # 1の気筒 1 6と # 4の気筒 1 6と に関する 2つの振動吸気通路 P 1 1、 P 1 4の通路長さ L 1 1、 L 1 4は概ね同じ になり、また # 2の気筒 1 6と # 3の気筒 1 6どに関する 2つの振動吸気通路 P 1 2、 P 1 3の通路長さ L 1 2、 L 1 3は概ね同じになり得る。

次に、上記第 2実施形態の変形バージョンとしての第 3実施形態を図 7に基づい て説明する。 第 3実施形態では、 上記第 2実施形態と異なり、 各気筒 1 6に関する 個別吸気通路 P 3が全てシリンダへッド 4 2に形成されている。 これに伴って、共 通吸気通路 P 2の下流側端部もシリンダへッド 4 2に形成されている。このように した結果、 吸気マ二ホールド 2 4とした構成部材は単なる円管となり、共通吸気通 路 P 2の一部のみを区画形成することになる。

これにより、第 3実施形態の内燃機関 1 0の吸気系の一層のコンパクト化を図る ことが可能になる。 また、 このようにすることで、 吸気通路 1 8を形成する部品点 数を減らすことができ、 さらに、 それらの結合部の接合作業の省略が可能になる。 それ故、 これによりそれらの結合部からの空気の漏れの心配がなくなる。 またこの ような構成にすることで、 振動吸気通路 P 1 1、 P 1 2 , P 1 3 , P 1 4の通路長 さ L l l、 L 1 2、 L 1 3、 L 1 4を更に短くできる。 したがって、 例えば、 上記 インパルス過給を行うときには、それをより効果的に生じさせることが可能になる。 なお、 上記第 3実施形態では、 吸気制御弁 5 6を個別吸気通路 P 3に設けたが、 上記第 1実施形態の如く、共通吸気通路 P 2にただ 1つの共用される吸気制御弁 5 6が配置されてもよい。 そのようにした第 4実施形態を、 図 8に示す。 第 4実施形 態では、第 3実施形態と異なり、各振動吸気通路 P 1が概ね気筒列方向 Dに直交す る方向 D 2に向かって延び、それらが気筒列方向 Dに関して # 2の気筒 1 6と # 3 の気筒 1 6との間付近で合流し、 1つの共通吸気通路 P 2が形成されている。なお、 この場合、吸気制御弁 5 6は共通吸気通路 P 2の内、 シリンダへッド 4 2により区 画形成された箇所に設けられてもよい。

次に、 第 5実施形態について図 9に基づいて説明する。 本第 5実施形態では、 4 つの気筒 1 6は、 隣り合う 2つの気筒 1 6ごとに群 Gに分けられている。 ここでは 4つの気筒 1 6は第 1群 G 1と第 2群 G 2との 2つの群に 2つずつ分けられてい る。第 1群 G 1は # 1の気筒 1 6と # 2の気筒 1 6との隣り合う気筒同士で構成さ れ、第 2群 G 2は # 3の気筒 1 6と # 4の気筒 1. 6との隣り合う気筒同士で構成さ れる。 そして、 第 1群 G 1と第 2群 G 2との各々に関して、 サージタンク 2 2に連 通する単一の共通吸気通路 P 2が形成されている。 つまり、 本第 5実施形態では、 各群 G 1、 G 2において、 隣り合う気筒 1 6同士に関する 2つの個別吸気通路 P 3 力 単一の共通吸気通路 P 2から分岐するように構成されている。 これは、 隣り合 う気筒 1 6同士に関する 2つの振動吸気通路 P 1で 1つの共通吸気通路 P 2が形 成されることを意味している。 すなわち、本第 5実施形態の内燃機関 1 0は直列 4 気筒形式の内燃機関であるが故に、 # 1の気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 1と # 2の気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 2とによる 1つの共通吸気通路 P 2と、 # 3の気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 3と # 4の気筒 1 6に関する振動吸気 通路 P 1 4とによる 1つの共通吸気通路 P 2との 2つの共通吸気通路 P 2が形成 される。 そして、 それらの共通吸気通路 P 2の各々に、 1つの吸気制御弁 5 6が設 けられる。 なお、 1つの吸気制御弁 5 6に対して 1つの電動ァクチユエ一タ 7 0が 備えられる。

図 9では、 # 1の気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 1と # 2の気筒 1 6に関す る振動吸気通路 P 1 2との長さを概ね同じであるように描いている力 これらの長 さは異なってもよい。 # 3の気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 3と # 4の気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 4とに関しても同様である。

本第 5実施形態の構成では、離れた位置にある気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1同士が関係付けられることはないので、各気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1の 長さを短くできる。 この結果、インパルス過給を実行する際に生じる気柱振動の減 衰が抑制される。 したがって、 第 5実施形態によれば、 インパルス過給をより効果 的に生じさせることができる。

次に、上記第 5実施形態の変形バ一ジョンである第 6実施形態について図 1 0に 基づいて説明する。 本第 6実施形態では、 上記第 5実施形態と異なり、 吸気制御弁 5 6力 S、 振動吸気通路 P 1の各々に個別に設けられている。 つまり、 各気筒 1 6に 関する個別吸気通路 P 3に吸気制御弁 1 6が設けられる。本第 6実施形態では、個 別吸気通路 P 3の内、 吸気ポート 2 6により区画形成されている箇所に、 吸気制御 弁 5 6は設けられている。 こうすることで、各気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 の長さを短くできるのみならず、吸気制御弁 5 6よりも下流側の弁間通路 P 4の容 積も小さくできる。 したがって、 さらにインパルス過給を効果的に生じさせること が可能になる。

なお、上記第 5および第 6実施形態の内燃機関で、個別吸気通路 P 3の全てがシ リンダへッド 4 2に形成されてもよレ、。 このようにした、 上記第 5実施形態の変形 バージョンである第 7実施形態の吸気系の一部を概念的に図 1 1に示す。このよう にすることで、 上記第 3実施形態で述べたのと同様の効果が更に奏される。

上記第 5から第 7実施形態では、 1つの吸気制御弁 5 6には 1つの電動ァクチュ エータ 7 0が対応付けられて設けられた。 しカゝしながら、 コスト低減および吸気系 の縮小化の点からそれら電動ァクチユエータ 7 0の個数は減じられるのが好まし レ、。 このような観点に基づいて創作された実施形態について、 次に説明する。 第 8実施形態について図 1 2に基づいて説明する。本第 8実施形態では、 2つの 吸気制御弁 5 6を作動させるために、 1つの電動ァクチユエータ 7 0が用いられる。 各気筒 1 6に関する個別吸気通路 P 3には、 吸気制御弁 5 6が設けられる。 # 1の 気筒 1 6に関する個別吸気通路 P 3 1に設けられた吸気制御弁 5 6の弁体 5 6 a と、 # 2の気筒 1 6に関する個別吸気通路 P 3 2に設けられた吸気制御弁 5 6の弁 体 5 6 aとは 1つの弁軸 5 6 bでつながれる。 1つの弁軸 5 6 bの駆動用に 1つの 電動ァクチユエータ 7 0が設けられる。本第 8実施形態では、 1つの個別吸気通路 P 3 1に設けられた吸気制御弁 5 6と隣の個別吸気通路 P 3 2に設けられた吸気 制御弁 5 6との間に位置するように電動ァクチユエータ 7 0が設けられている。こ こでは、電動ァクチユエータ 7 0を作動させることで、 2つの吸気制御弁 5 6を同 じ開度に調節することが可能である。

例えば、 # 1の気筒 1 6が吸気行程にあるとき、 # 1の気筒 1 6に対応する吸気 制御弁 5 6が所定の開度に開弁されることで、 # 2の気筒 1 6に対応する吸気制御 弁 5 6も同開度に開弁される。 し力 しながら、 このとき # 1の気筒 1 6の吸気弁 2 8は開閉制御されるが、 # 2の気筒 1 6は吸気行程にないので # 2の気筒 1 6の吸 ' 気弁 2 8は開弁されずに閉弁状態に維持される。 したがって、 # 1の気筒 1 6の吸 気行程に対応した電動ァクチユエータ 7 0の制御が、 # 2の気筒 1 6の吸気行程に 影響することはほとんどない。 なお、 これらの説明は、 # 3の気筒 1 6に対応する 吸気制御弁 5 6および # 4の気筒 1 6に対応する吸気制御弁 5 6の制御に関して も同様である。

ただし、上記第 8実施形態では、弁軸 5 6 bの中程に電動ァクチユエータ 7 0を 設けることにしたが、 その端部にそれを設けるようにしてもよレ、。 例えば、 # 1の 気筒 1 6と # 2の気筒 1 6とに関する単一の弁軸 5 6 bは # 1の気筒 1 .6に関す る個別吸気通路 P 3 1を貫通するようにして、 # 2の気筒 1 6側とは反対側の方向 に延出される。そしてその延出された弁軸 5 6 bの端部に電動ァクチユエータ 7 0 が設けられ得る。

次に、 第 9実施形態について図 1 3に基づいて説明する。 本第 9実施形態は、 上 記第 5実施形態 （図 9参照） と概ね同じ構成を有するが、 吸気制御弁 1 5 6が共通 吸気通路 P 2と 2つの個別吸気通路 P 3との境界部に配置されている。この境界部 で、 共通吸気通路 P 2は 2つの個別吸気通路 P 3 へ滑らかにつながるように、 2つ の振動吸気通路 P 1は形作られている （図 1 3参照）。 これにより、 各群 G l 、 G 2において、 1つの共通吸気通路 P 2および 2つの個別吸気通路 P 3との間の境界 部に、 図 1 3から明らかなように、 概ね Y字型の分岐部 Bが形成される。 なお、 分 岐部 B;は吸気通路 1 8に含まれる。本第 9実施形態の吸気制御弁 1 5 6は、 その弁 体 1 5 6 aが分岐部 Bの上流側端部側で弁座 1 5 6 cに当接することで閉弁し、そ れが分岐部 Bの下流側端部に位置することで全開に開弁するように構成されてい る。 そして、 弁体 1 5 6 aは、 分岐部 Bの上流側端部側と下流側端部側との間を直 線的に移動可能にされている。すなわち、吸気制御弁 1 5 6はポぺット式弁である。 なお、 図 1 3では、 # 1の気筒 1 6と # 2の気筒 1 6とに関する吸気制御弁 1 5 6 が閉弁状態にあり、他方、 # 3の気筒 1 6と # 4の気筒 1 6とに関する吸気制御弁 1 5 6が開弁状態にある。

本第 9実施形態では、 上記の如く振動吸気通路 P 1が形付けられたので、共通吸 気通路 P 2から個別吸気通路 P 3 へ至る空気の流れ抵抗が低減される。 さらに、 上 記の如き構成の吸気制御弁 1 5 6を用いることで、 その閉弁時には、 2つの振動吸 気通路 P 1の閉塞が確保される。 したがって、 インパルス過給をより効果的に生じ させることが可能になる。

次に、第 1 0実施形態について図 1 4および図 1 5に基づいて説明する。本第 1 0実施形態の吸気制御弁 2 5 6は上記実施形態の吸気制御弁 5 6 、 1 5 6と異なる。 本第 1 0実施形態では、上記第 9実施形態と同じように、 吸気制御弁 2 5 6は共通 吸気通路 P 2と 2つの個別吸気通路 P 3との境界部の分岐部 Bに配置されている。 しかしながら、本第 1 0実施形態の吸気制御弁 2 5 6は、 上記吸気制御弁 1 5 6と 異なり、 1つの気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1を開通させると、 その他のもう 1つの気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1を遮断するように構成されている。具体 的に、 第 1群 G 1に属する # 1の気筒 1 6と # 2の気筒 1 6とに関して説明する。 なお、第 2群 G 2に属する # 3の気筒 1 6および # 4の気筒 1 6に関しても同様で あるので説明を省略する。

# 1の気筒 1 6に関する振動吸気通路 P 1 1と # 2の気筒 1 6に関する振動吸 気通路 P 1 2との内、 1つの共通吸気通路 P 2と 2つの個別吸気通路 P 3との境界 部に位置する分岐部 B周辺は、共用される吸気制御弁 2 5 6を中心に、すなわち吸 気制御弁 2 5 6の回転軸 Cを中心に対称に形成されている。吸気制御弁 2 5 6の弁 体 2 5 6 aは、共通吸気通路 P 2に連通し、その時々で 2つの個別吸気通路 P 3 1、 P 3 2の内のいずれか一方に連通可能な流路を形成する。吸気制御弁 2 5 6の弁軸 2 5 6 bは弁体 2 5 6 aを回転軸 C周りに回転可能に電動ァクチユエータ 7 0に つなげられている。これにより、吸気制御弁 2 5 6の弁体 2 5 6 aは、少なくとも、 2つの個別吸気通路 P 3の各々が共通吸気通路 P 2に連通する箇所間で回動され る。

このようにすることで、共通吸気通路 P 2を介して # 1の気筒 1 6あるいは # 2 の気筒 1 6に向かう正圧波はいずれかの気筒 1 6の弁間通路 P 4にのみ至ること になる。 したがって、 気柱振動をより効果的に、 吸気行程にある 1つの気筒 1 6に 関して発生させることが可能になる。

上記の如く、 1つの群は 2つの気筒で構成される場合もあるが、それよりも多い 数 （例えば 4つ） の気筒 1 6で構成される場合もある。 特に 2よりも多い数の気筒 1 6で 1つの群を構成する場合であって、共通吸気通路 P 2と複数の個別吸気通路 P 3との境界部に吸気制御弁 5 6を設けるときには、その境界部は上流側から下流 側に至るに連れて樹枝状に段階的に分岐するように構成されるとよい。このように 構成された第 1 1実施形態を図 1 6に基づいて説明する。

本第 1 1実施形態では、 4つの気筒 1 6が 1つの群 Gにまとめられているので (分けられているので）、 上記した如く、 単一の共通吸気通路 P 2と 4つの個別吸 気通路 P 3とが定められる。共通吸気通路 P 2と 4つの個別吸気通路 P 3との境界 部には、 中間分岐通路 p mが形成されるように、共通吸気通路 P 2に上流側でつな がる 1つの上記の如き分岐部 Bと、個別吸気通路 P 3に下流側でつながる 2つの第 2分岐部 bとが形成される。 なお、吸気通路 1 8の一部である第 2分岐部 bに対し て、 分岐部 Bは第 1分岐部と称され得る。 また、 上記したように、 ここでは分岐部 間に延びている吸気通路は、 「中間分岐通路」 p mと称される。

ここでは 1つの群 Gに含まれる隣り合う気筒 1 6同士で第 1小群 g 1と第 2小 群 g 2とが形成される。 それら小群 g 1、 g 2の各々の 2つの気筒 1 6に関する 2 つの振動吸気通路 P 1の個別吸気通路 P 3は上流側で第 2分岐部 bにつながる。第 2分岐部 bの上流側には、同一小群 g内の 2つの気筒 1 6に関する 2つの振動吸気 通路 P 1で形成される中間分岐通路 p mがつながる。 したがって、第 2分岐部 bを 介して、 2つの個別吸気通路 P 3と単一の中間分岐通路 p mとは連通する。本第 1 1実施形態では、 小群 g 1、 g 2の各々に関して、 中間分岐通路 p mは 1つ形成さ れるので、最終的に 2つの中間分岐通路 p mが形成される。 これら 2つの中間分岐 通路 p mは上流側で分岐部 Bにつながる。 したがって、 2つの中間分岐通路 p mは 単一の共通吸気通路 P 2と連通することになる。

そして、境界部に含まれる 2つの中間分岐通路 p mの各々に、上記の如き吸気制 御弁 5 6が設けられる。 こうすることで、 各小群 gの 2つの気筒 1 6に関して、 た つた 1つの吸気制御弁 5 6が共用される。 なお、 図 1 6では、 吸気行程にある # 1 の気筒 1 6に対する吸気制御弁 5 6が開閉制御されて開弁し、それ以外の他の吸気 制御弁 5 6すなわち # 3および # 4の気筒 1 6に对する吸気制御弁 5 6が閉弁制 御されて閉弁されたところが表されている。

上記第 1 1実施形態よりもさらに、吸気制御弁 5 6の個数の低減を図った第 1 2 実施形態を図 1 7および図 1 8に基づいて説明する。 本第 1 2実施形態では、 上記 第 1 1実施形態と異なり、共通吸気通路 P 2と複数の個別吸気通路 P 3との境界部 の内、 2つの中間分岐通路 p mとそれらが連通する単一の共通吸気通路 P 2との間 に形成される分岐部 Bに吸気制御弁 3 5 6が設けられる。この吸気制御弁 3 5 6は、 三方弁であり、 ECU 60からの作動信号を受けて制御される電動ァクチユエータ (図 1 7では不図示） により作動される。 吸気制御弁 356は、 弁位置 V 1と弁位 置 V 2との間で変化するように作動される。 なお、 図 1 7では、 吸気制御弁 356 は、弁位置 V 1にある状態に表されている。 吸気制御弁 356が弁位置 V 1にある とき、 # 1の気筒 1 6および # 2の気筒 1 6に対する振動吸気通路 P 1 1、 P 1 2 は開通 （開放） され、 # 3の気筒 16および #4の気筒 16に対する振動吸気通路 P 1 3、 P I 4は遮断される。 また、 吸気制御弁 356が弁位置 V 2にあるとき、 # 3の気筒 16および # 4の気筒 16に対する振動吸気通路 P 1 3、 P 14は開通 され、 # 1の気筒 16および # 2の気筒 1 6に対する振動吸気通路 P 1 1、 P 1 2 は遮断される。

本第 1 2実施形態の吸気制御弁 356の作動の一例が概念的に図 1 8に表され ている。 図 18 (a) には、 気筒 16の各々に関して、 インパルス過給実行時の吸 気制御弁 356の開閉位置 o s 1とそのときの吸気弁 28の開閉位置 o s 2との 関係が概念的に表されている。 図 1 8 (b) には、 図 1 8 (a) に表した吸気制御 弁 356の開閉位置 o s 1のみが抽出されて、並べられている。そして、図 18 (c) には、 図 1 8 (a)、 (b) に表した吸気制御弁 356の開閉位置 o s 1を実現する ための、本第 1 2実施形態での吸気制御弁 356の作動弁位置が表されている。 な お、 図 1 8 ( b )、 （ c ) には、 ィンパルス過給用の吸気制御弁 356の開閉が必要 とされる、 吸気行程にある気筒 1 6の番号が破線で囲まれて表されている。

図 18 ( c ) に示したように単一の吸気制御弁 356を制御することで、 4つの 気筒 1 6のそれぞれに関してインパルス過給を行うことができる。 そして、 この吸 気制御弁 356の弁位置 V 1と弁位置 V 2との間の切換回数 （図 1 8 ( c ) 参照） は、 気筒 1 6ごとに必要とされる吸気制御弁の開閉位置の切換数 （図 18 (b) 参 照） よりも少ない。 したがって、 吸気制御弁 356の開閉作動に用いられる電動ァ クチユエータ 70の制御回数は少ない。 それ故、 その電動ァクチユエータ 70の制 御エネルギーは少なくてよい。 次に、第 1 3実施形態について図 1 9に基づいて説明する。本第 1 3実施形態で は、 4つの気筒 1 6は、吸気行程の時期が離れた気筒ごとに群 Gに分けられている。 ここでは、 4つの気筒 1 6は、第 3群 G 3と第 4群 G 4との 2つの群に 2つずつ分 けられている。第 3群 G 3は # 1の気筒 1 6と # 4の気筒 1 6との吸気行程の時期 が離れた気筒同士で構成され、第 4群 G 4は # 2の気筒 1 6と # 3の気筒 1 6との 吸気行程の時期が離れた気筒同士で構成される。 そして、第 3群 G 3と第 4群 G 4 との各々に関して、サージタンク 2 2に連通する単一の共通吸気通路 P 2が形成さ れている。 本第 1 3実施形態では、 上記第 5実施形態と異なり、 単一の共通吸気通 路 P 2に関連した個別吸気通路 P 3力 吸気行程の時期が離れた気筒 1 6 へ連通す るように、さらに換言するとクランク軸角度で爆発間隔の大きな気筒 1 6 へ連通す るように構成されている。本第 1 3実施形態の内燃機関 1 0は直列 4気筒形式の内 燃機関であるので、クランク軸角度で 3 6 0 ° の爆発間隔を有する 2つの気筒 1 6 同士で 1つの群が構成される。本第 1 3実施形態の内燃機関 1 0では「# 1 , # 3 ， # 4 , #. 2」 の気筒順で周期的に吸気行程での吸気および混合気の燃焼が行われる ので、 # 1の気筒 1 6に対応する振動吸気通路 P 1 1と # 4の気筒 1 6に対応する 振動吸気通路 P 1 4とによる 1つの共通吸気通路 P 2と、 # 2の気筒 1 6に対応す る振動吸気通路 P 1 2と # 3の気筒 1 6に対応する振動吸気通路 P 1 3とによる 1つの共通吸気通路 P 2との 2つの共通吸気通路 P 2が形成される。 そして、それ らの共通吸気通路 P 2の各々に、 1つの吸気制御弁 5 6が設けられる。 なお、 1つ の吸気制御弁 5 6に対して 1つの電動ァクチユエータ 7 0が備えられる。

このようにすることで、 任意の 1つの気筒 1 6の吸気に、 他の気筒 1 6、 特に直 前に吸気行程にあった気筒 1 6に関して生じた気柱振動の影響が及ぶことが低减 される。 したがって、各気筒 1 6の吸気充填効率をより適切なものにすることが可 能になる。 さらに、 1つの吸気制御弁 5 6はクランク軸角度で 3 6 0 ° の爆発間隔 を有する 2つの気筒 1 6に関して設けられるので、その吸気制御弁 5 6の作動間隔 を最大限にとることが可能になる。 したがって、電動ァクチユエータ 7 0がより適 切に作動され得る。

次に、第 1 3実施形態の変形バージョンである第 1 4実施形態について図 2 0に 基づいて説明する。 本第 1 4実施形態では、 上記第 1 3実施形態と異なり、 吸気制 御弁 5 6が 4つの気筒 1 6に対応する個別吸気通路 P 1の各々に個別に設けられ ている。 本第 1 4実施形態では、 個別吸気通路 P 3の内、 吸気ポート 2 6により区 画形成されている箇所に、 吸気制御弁 5 6は設けられている。 こうすることで、 各 気筒 1 6に対応する吸気制御弁 5 6よりも下流側の弁間通路 P 4の容積を小さく できる。 したがって、 さらにインパルス過給を効果的に生じさせることが可能にな る。

次に、第 1 5実施形態について図 2 1および図 2 2に基づいて説明する。 上記第 1 2実施形態の変形パージョンである本第 1 5実施形態では、上記第 1 3および第 1 4実施形態で説明したのと同様の理由から、吸気行程の時期が離れた気筒ごとに 小群 gが形成される。本第 1 5実施形態の 4つの気筒 1 6は 1つの群 Gにまとめら れているが、 2つの小群 gに分けられる。 吸気行程の時期が離れた # 1の気筒 1 6 と # 4の気筒 1 6とで第 3小群 g 3が構成され、吸気行程の時期が離れた # 2の気 筒 1 6と # 3の気筒 1 6とで第 4小群 g 4が構成される。 小群 g 3、 g 4の各々の 2つの気筒 1 6に関する 2つの個別吸気通路 P 3はその上流側で第 2分岐部 bを 介して中間分岐通路 p mに連通する。これら 2つの中間分岐通路 p mはさらに上流 側で分岐部 Bを介して単一の共通吸気通路 P 2に連通する。 そして、共通吸気通路 P 2と複数の個別吸気通路 P 3との境界部の内、 2つの中間分岐通路 p mと、 それ らが連通する単一の共通吸気通路 P 2との間の分岐部 Bに吸気制御弁 3 5 6が設 けられる。 この吸気制御弁 3 5 6は、上記第 1 2実施形態で説明したのと同じ三方 弁であり、 E C U 6 0からの作動信号を受けて制御される電動ァクチユエータ （不 図示） により作動される。 吸気制御弁 3 5 6は、 弁位置 V 3と弁位置 V 4との間で 変化するように作動される。 なお、 図 2 1では、 吸気制御弁 3 5 6は弁位置 V 4に ある状態に描かれている。 吸気制御弁 3 5 6が弁位置 V 3にあるとき、 # 1の気筒 16および #4の気筒 1 6に対応する振動吸気通路 P 1 1、 P I 4は開通され、 # 2の気筒 16および # 3の気筒 1 6に対応する振動吸気通路 P 1 2、 P 1 3は遮断 される。 また、 吸気制御弁 356が弁位置 V4にあるとき、 # 2の気筒 16および # 3の気筒 1 6に対応する振動吸気通路 P 1 2、 P 1 3は開通され、 # 1の気筒 1 6および #4の気筒 16に対応する振動吸気通路 P 1 1、 P 14は遮断される。 本第 1 5実施形態の吸気制御弁 356の作動の一例が概念的に図 22に表され ている。 図 22 (a) のグラフは図 18 (b) のグラフと同じであり、 図 22 (a) には気筒 16の各々に関するィンパルス過給実行時の吸気行程での吸気制御弁 3 56の開閉位置 o s 1のみが抽出されて、 並べられている。 そして、 図 22 (b) には、図 22 (a)に表した吸気制御弁 356の開閉位置 o s 1を実現するための、 本第 15実施形態での吸気制御弁 356の作動弁位置が表されている。 なお、 図 2 2 (a)、 (b) には、 インパルス過給用の吸気制御弁 356の開閉が必要とされる 吸気行程にある気筒 1 6の番号が破線で囲まれて表されている。

図 22 (b) に示したように単一の吸気制御弁 356を制御することで、 4つの 気筒 16のそれぞれに関してインパルス過給を行うことができる。 そして、 この吸 気制御弁 356の弁位置 V 3と弁位置 V 4との間の切換回数 （図 22 (b) 参照） は、 気筒 16ごとに必要とされる吸気制御弁の開閉位置の切換数 （図 22 (a) 参 照） よりも少ない。 すなわち、 吸気制御弁 356の開閉作動に用いられる電動ァク チユエータ 70の制御回数は少なくてすむ。

なお、 図 1 9から図 2 1では、 1つの群 （あるいは小群） に属する 2つの気筒 1 6に対応する 2つの振動吸気通路 P 1の通路長さ L 1は異なるように描かれてい る。 しかしながら、それらは同じ長さであってもよレ、。また、上記第 1 3、第 14、 第 1 5実施形態の個別吸気通路 P 3の全てはシリンダへッド 42に形成されても よい。

次に、第 16実施形態を図 23に基づいて説明する。 上記第 1から第 1 5実施形 態の内燃機関 10では、サージタンク 22の上流側にエアクリーナ 1 9が設けられ ていた。 一般的にエアクリーナ 1 9はそれ自体、 吸気系に占める割合が大きレ、。 ま た、 サージタンク 2 2も同様に吸気系に占める割合が大きい。 上記第 1から第 1 5 実施形態では、サージタンク 2 2は気柱振動において負圧波が正圧波に転化するた めの開放端を形成する役目を担う。 これらに鑑みて、 本第 1 6実施形態では、 吸気 系全体の縮小化を図るために、サージタンク 2 2とエアクリーナ 1 9とはまとめら れる。

図 2 3において、サージタンク 2 2の機能とエアクリーナ 1 9の機能とを兼ねた 部材は、 フィルタ部材 7 2として表されている。 フィルタ部材 7 2は、 フイノレタ部 材 7 2よりも下流側の吸気通路 1 8の任意の箇所の断面積よりも大きな断面積を 有する拡大箱部 7 4と、拡大箱部 7 4内に設けられる塵埃等の除去用のフィルタ要 素 7 6とから構成される。 フィルタ部材 7 2は、 フィルタ要素 7 6で塵埃等を除去 するエアクリーナ 1 9の機能を発揮し、拡大箱部 7 4で吸気通路 1 8に取り込まれ た空気の乱れを低減するサージタンク 2 2の機能を発揮する。 さらに、 フィルタ部 材 7 2は、 フィルタ部材 7 2よりも下流側の吸気通路、すなわち振動吸気通路 P 1 の上流側開放端を形成する役目も担う。

このように構成されたフィルタ部材 7 2は、サージタンク 2 2にエアクリーナ 1 9の機能を持たせるために、サージタンク 2 2の中にフィルタ要素 7 6が配設され たものともみなされ得る。 あるいは、 フィルタ部材 7 2は、 エアクリーナ 1 9にサ ージタンク 2 2の機能を持たせたものともみなされ得る。

上記第 9から第 1 2実施形態および第 1 5実施形態のように、吸気制御弁が共通 吸気通路 P 2と個別吸気通路 P 3との境界部に設けられる場合、吸気制御弁は境界 部の分岐部あるいはその中間分岐通路に設けられる。境界部の分岐部、例えば上記 分岐部 （あるいは第 1分岐部） Bや第 2分岐部 bに吸気制御弁が設けられるときに は、 吸気制御弁は三方弁等、 それを中心につながる 3つ以上の通路の内、 任意の 2 つの通路を連通させ、他の通路を遮断あるいは閉塞することを可能にする形式の弁 であり得る。 なお、 境界部に第 1分岐部、 第 2分岐部、 第 3分岐部、 · · ·を備え るとき、 それらの 1つの階層の分岐部に吸気制御弁は設けられ得る。 ただし、.任意 の気筒の対応する振動吸気通路 P 1上には、たった 1つの吸気制御弁が設けられる ことに留意されたレ、。 このように上記境界部に吸気制御弁が設けられることで、各 気筒の吸気行程においてその対応する振動吸気通路 P 1で適切な吸気の流れを生 み出すことができる。 さらに、 そうすることで、 複数の気筒に関して単一の吸気制 御弁が共用されることになるので、吸気制御弁の個数の低減等を図ることができる。 上記第 1力ゝら第 1 6実施形態では、 1つの気筒 1 6に関する吸気ポート 2 6の数 を 1つにしたが、 吸気ポート 2 6め数は 2つ、 3つなど、 複数であってもよい。 つ まり、 本発明が適用される内燃機関は、 例えば 2バルブ、 3バルブ、 4バルブ、 5 バルブエンジンであり得る。 ただし、 1つの気筒 1 6に関して吸気ポート 2 6が複 数ある場合、 上記振動吸気通路 P 1の通路長さ L 1は、各気筒 1 6間で対応関係に あるいずれか 1つの吸気ポート 2 6の吸気弁 2 8位置を基準点として定められ得 る。 例えば、 各気筒 1 6間で対応関係にあるいずれか 1つの吸気ポート 2 6とは、 各気筒 1 6に関するヘリカルポートである。 あるいは、 1つの気筒 1 6に関して吸 気ポート 2 6が複数ある場合、上記振動吸気通路 P 1の通路長さ L 1は、それら吸 気ポート 2 6の吸気弁 2 8位置の平均位置を基準点として定められ得る。 例えば、 1つの気筒 1 6に関して 2つの吸気ポート 2 6がある場合には、それぞれの吸気ポ ート 2 6の吸気弁 2 8位置からサージタンクの下流側端部までの長さの平均値が 振動吸気通路 P 1の通路長さ L 1とされる。

また、上記種々の実施形態における各振動吸気通路 P 1の任意の箇所の断面積は 略等しいとよレ、。 好ましくは、 振動吸気通路 P 1の内、 吸気ポート 2 6により形成 される箇所の断面積に対して、 その他の任意の箇所の断面積は 0 . 8倍から 1 . 2 倍の範囲にある。 ただし、 上記の如く、 1つの気筒 1 6に関して複数の吸気ポート 2 6がある場合には、 1つの気筒 1 6に関する複数の吸気ポート 2 6の各々の断面 積の和が、振動吸気通路 P 1の内、吸気ポート 2 6により形成される箇所の断面積 とみなされる。 こうすることで、振動吸気通路 P 1に発生した気柱振動の減衰が抑 制される。 また、 各個別吸気通路 P 3の通路長さは、 吸気ポート 2 6の断面直径の 2倍から 6倍であるとよレ、。

上記第 1から第 1 6実施形態によれば、既に説明したように、 各気筒 1 6の吸気 通路の通路長さに対応して設定された開閉時期でその対応する吸気制御弁 5 6、 1 5 6 , 2 5 6を開閉制御することで、 同じ運転状態のときの各気筒 1 6の吸気充填 効率を、 全ての気筒 1 6間で略等しくすることが可能である。 そして、 こうするこ とで、 種々の運転状態に応じた種々の吸気充填効率を実現することも可能である。 したがって、 吸気マ二ホールド 2 4の縮小化が図られる。 これは、 従来の吸気マ二 ホールドに比して、上記種々の実施形態の吸気マ二ホールド 2 4が小さいことを意 味している。 つまり、 本発明によれば吸気系の縮小化を図ることが可能である。 なお、上述した各実施形態はディーゼル機関に本発明を適用したものであつたが、 本発明は筒内直噴形式あるいはポート噴射型式のガソリン機関、さらには気体燃料. を用いる内燃機関、 2サイクル機関などの他の形式の内燃機関においても有効であ り、上記各実施形態の場合と同様の効果を得ることができることは言うまでもなレ、。 また、本発明は自然吸気式の内燃機関のほか、 ターボ過給機を備えた内燃機関にも 適用することができる。 さらに、 本発明は、 吸気制御弁のさらに上流側にいわゆる スロッ トル弁を備えた内燃機関にも適用され得る。 また、 本発明は、 排気ガス還流 ( E G R ) システムを備えた内燃機関にも適用され得る。 また、 直列 4気筒形式の 内燃機関に関する実施形態を説明したが、本発明は 2つ以上の気筒を有する内燃機 関であれば、 如何なる気筒数、 気筒の配列等を有する内燃機関にも適用され得る。 ところで、上記した種々の内燃機関の制御において、気筒 1 6内に流入する空気 量を気筒サイクル毎に適切に推定しあるいは考慮して、この推定されたあるいは考 慮された空気量に基づいて燃料噴射量、燃料噴射時期等の設定が行われることが望 まれる。 吸気制御弁 5 6、 1 5 6、 2 5 6、 3 5 6を採用した上記種々の内燃機関 の場合、 例えば、 ィンパルス過給実行時には、 吸気制御弁の作動タイミングに応じ て吸気サイクル毎に流入空気量が変化し得る。 したがって、インパルス過給実行時 には、単に、 吸気制御弁上流側に設けられたエアフローメータなどの検出値を用い る方法で求められた吸入空気量は、吸気サイクル毎の空気量変化に追従することが できず、結果的に、 そのような方法では気筒内に吸入された空気量を正確に測定す ることはできなレ、。換言すると、 そのようなエアフローメータの検出値を単に用い る方法では、気筒内に流入する平均的な空気量を推定できるのみであり、吸気サイ クルの単位で空気量変化があった場合の変動分は推定することができない。 また、 エアフローメータの検出値を単に用いる方法では、吸気制御弁が非作動状態から作 動状態へ、又はその逆へと、変化した場合の平均流量の変化にも追従することがで きない。 そこで、 インパルス過給実行時といった吸気制御弁作動時であっても適切 に気筒 1 6内へ燃料噴射を行うことを可能にする燃料噴射システムおよび方法に ついて、 実施形態に基づいて以下説明する。

以下第 1 7から第 2 1実施形態に関して説明される複数の燃料噴射制御パター ンは、それぞれ、上で第 1から第 1 6実施形態に基づいて説明された種々の内燃機 関における燃料噴射制御として用いることも可能である。 なお、 以下の説明では、 既に説明した構成要素と同じあるいは同様の構成要素には、 同じ符号を付して、 そ れらの説明を省略する。

1例としての燃料噴射制御を、ここでは第 1 7実施形態の内燃機関において説明 する。第 1 7実施形態が適用された車両の内燃機関システムの概略図を図 2 4に示 す。

図 2 4の内燃機関 1 0 aは、 上記第 1実施形態での、 図 1、 2に基づいて説明さ れた内燃機関 1 0と比べて概ね同じ構成を有する。 ただし、 内燃機関 1 0 aには、 ターボチャージャが設けられると共にその吸気通路にスロッ トル弁が設けられて いる。さらに第 1 7実施形態の内燃機関 1 0 aに設けられたセンザの種類および数 等は、 第 1実施形態におけるそれらと異なる。 そこで、 簡単に、 上記第 1実施形態 の内燃機関の構成と異なる点に着目して第 1 7実施形態の内燃機関 1 0 aの構成 を説明した後、その内燃機関 1 0 aにおける燃料噴射制御に関して説明する。なお、 内燃機関 1 0 aは、直列 4気筒形式の内燃機関であり、 1つの共通吸気通路 P 2に、 4つの気筒 1 6に対して共通の吸気制御弁 5 6がただ 1つ設けられている。

内燃機関 1 0 aの吸気通路 1 8は、互いに接続されたエアクリーナ 1 9、 吸気管 2 0、 サージタンク 2 2、 吸気マ二ホールド 2 4、 吸気ポート 2 6によって主とし て区画形成されている。エアクリーナ 1 9とサージタンク 2 2との間にはターボチ ヤージャ 8 0のコンプレッサ 8 2が配置され、その下流側にィンタークーラ 8 4が 設けられている。 これに対して、 排気通路 3 0は、 互いに接続された排気ポート 3 2、排気マ二ホールド 3 4、触媒 3 6および排気管 3 8によって主として区画形成 されている。 さらにターボチャージャ 8 0のタービン 8 6が配設されている。 タービン 8 6のタービンホイールは排気ガスにより回転駆動される。タービンホ ィールに回転軸を介して同軸で連結された、コンプレッサ 8 2のコンプレッサホイ ールは、 タービンホイールの回転力で回転する _ώ すなわち、 内燃機関 1 0 aは、 排 気エネルギーを取り出すタービン 8 6と、タービン 8 6により取り出された排気ェ ネルギ一によつて過給するコンプレッサ 8 2とを有するターボチャージャ 8 0が 設けられた、 ターボチャージャ付き内燃機関である。

さらに、 内燃機関 1 0 aの吸気通路 1 8には、 スロッ トル弁 8 8も設けられてい る。 スロッ トル弁 8 8は、 吸気通路 1 8の内、 吸気制御弁 5 6上流側であり且つサ ージタンク 2 2上流側の位置に設けられている。

内燃機関 1 0 aには、吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の圧力を検出するための 上記圧力センサ 5 8が設けられてもよいが、 ここでは設けられていない。 センサ類 としては、エアクリーナ 1 9下流側且つコンプレッサ 8 2上流側にエアフローメー タ 5 4および吸気温センサ 9 0が設けられ、コンプレッサ 8 2とサージタンク 2 2 との間には圧力センサ 9 2および温度センサ 9 4が設けられている。これらの圧力 センサ 9 2および温度センサ 9 4の各々は全気筒 1 6に共通のセンサである。そし て、スロットル弁 8 8の開度検出用のスロットルポジションセンサ 9 6も設けられ ている。 なお、 酸素濃度センサ 6 4、 クランク角センサ 6 2も設けられている。 こ れらセンサからの検出信号は、 E C U 6 0に出力されて受けられる。 そして、 これ ら出力信号に基づいて各種演算等を行い、 E C U 6 0はインジェクタ 1 2、 吸気制 御弁 5 6を駆動するァクチユエータ 7 0、動弁機構 4 8、 スロッ トル弁 8 8を駆動 するァクチユエータ 9 8等を制御して、内燃機関 1 0 aを適切に作動ないし運転さ せる。

ただし、 ここでは、 運転状態がィンパルス過給運転領域にあるとき、 ィンパルス 過給用の制御が行われる。 具体的には、 インパルス過給運転領域は高負荷運転領域 であるが、より好ましくは機関回転速度が低中回転速度であって機関負荷が高負荷 である運転領域である。 そして、 インパルス過給用の制御として、 吸気制御弁 5 6 は上記第 1実施形態で詳述されたように作動される。 なお、既に説明したのと同様 に、吸気制御弁 5 6のィンパルス過給用の開閉時期は各振動吸気通路 P 1の通路長 さに対応して設定される。 また、 運転状態がそれ以外の運転領域 （非インパルス過 給運転領域） にあるとき、 非インパルス過給用の制御が行われる。 非インパルス過 給用の制御として、ここでは、吸気制御弁 5 6は全開状態に維持制御される。なお、 このような運転状態の判定のために、 E C U 6 0は、 予め R OMに、 そのためのマ ップぁるいは演算式を有する。

内燃機関 1 0 aの燃料噴射制御は、各気筒 1 6の吸気行程において、各気筒 1 6 内すなわち各燃焼室 1 4に吸入された空気量を考慮して実行される。 ここでは、 E C U 6 0は、各気筒 1 6内に吸気行程で吸入された空気量を一旦求めてから、 その 空気量に基づいて各気筒 1 6での燃料噴射制御を行うことをしないが、 概略的に、 E C U 6 0は、各気筒 1 6内に吸入された空気量と相関関係のあるパラメータを用 いて、 燃料噴射制御をする。 こうすることで、 各気筒 1 6に吸入された空気量に適 切に関連した燃料噴射制御を E C U 6 0は行う。 つまり、 E C U 6 0は、 吸気制御 弁 5. 6下流側の気筒 1 6へその吸気行程で吸入された空気量に対応する量の燃料 を、該気筒 1 6へ適切に噴射するように、各気筒 1 6内に吸入された空気量と相関 関係のあるパラメ一タを用いて、 該気筒 1 6への燃料噴射制御を行う。 以下に、 こ のような燃料噴射制御を説明する。

E C U 6 0は、 4つの気筒 1 6の各々に関して別個の燃料噴射制御を行う。 これ は、例えば、各気筒 1 6に対する振動吸気通路 P 1の長さが互いに異なるからであ る。 具体的には、 これは、 以下に詳述される各種演算において、 各気筒 1 6に関し て用いられる補正係数、データあるいは演算式等の間にわずかな違いがあることを 意味するのであって、演算方法等そのものが気筒 1 6間で異なることを意味するも のではない。 したがって、 以下では、 1つの任意の気筒 1 6に関して説明して、 他 の気筒 1 6に関する説明は省略され得る。

ただし、吸気制御弁制御手段は E C U 6 0の一部および電動ァクチユエータ 7 0 を含んで構成され、空気量推定手段および燃料噴射制御手段の各々は、 E C U 6 0 の一部を含んで構成される。 なお、 より詳しくは、 ここでは、 空気量推定手段は、 燃料噴射制御手段に含まれるが、分離独立されて、燃料噴射制御手段と関連付けら れてもよレ、。

E C U 6 0は、各気筒 1 6において、 4つの異なる燃料噴射量を各気筒サイクル においてその都度求め、 それらの内の最小の噴射量を実行する燃料噴射量（実行燃 料噴射量） Q f として定める。 そして、 この設定された燃料噴射量に基づいて燃料 噴射時期が設定される。こうして設定された燃料噴射開始時期から燃料噴射終了時 期まで開くようにインジェクタ 1 2は制御される。

4つの噴射量は、 第 1噴射量 Q b、 第 2噴射量 Q a、 第 3噴射量 Q e、 第 4噴射 量 Q p mである。 第 1噴射量 Q bは、要求負荷あるいは要求トルクに対して求めら れる燃料噴射量である。 ここでは、要求負荷を判断するための因子としてアクセル 開度が用いられる。 それ故、 E C U 6 0は、 そのときに得られる機関回転速度とァ クセル開度とに基づいて、予め実験に基づいて定められて R OMに記憶されている データを検索したり、 あるいは演算式を用いて演算をしたりして、第 1噴射量 Q b を算出する。 なお、 この第 1噴射量 Q: が、 定常状態での空気量に実質的に対応す る量になるように、 それらデータや演算式は定められている。 第 2嘖射量 Q aは、ェアフロ一メータ 5 4からの出力信号を用いて検出される空 気量に対して算出される燃料噴射量である。 具体的には、 E C U 6 0は、機関回転 速度と、 エアフローメータ 5 4を用いて得られた空気量とに基づいて、予め実験に 基づいて定められて R OMに記憶されているデータを検索したり、あるいは演算式 を用いて演算をしたりして、 第 2噴射量 Q a'を算出する。 なお、 この第 2嘖射量 Q aは、 吸気通路 1 8 へ流入した空気量に基づいて定められる上限噴射量である。 第 3噴射量 Q eは、 内燃機関 1 0の性能に基づいて定まる上限噴射量である。 こ こでは、第 3噴射量 Q eは定数とされていて、 この値はィンジェクタ 1 2の性能に 基づいて定められている。 すなわち、 内燃機関 1 0 aのインジェクタ 1 2は、 最大 でも第 3噴射量 Q eしか、 圧縮行程で適切に噴射できない。 ここでは、 第 3噴射量 Q eは予め R OMに記憶されていて、 必要なときに読まれる。

第 4噴射量 Q p mは、そのときの吸気行程で燃焼室 1 4内に吸入された空気量に 実質的に対応した燃料噴射量である。 すなわち、 第 4噴射量 Q p mは、 吸気制御弁 5 6の作動状態を考慮した燃料噴射量である。 より具体的には、 吸気制御弁 5 6を 上記の如く 1吸気行程に関して 1回開弁させると共に 1回閉弁させることでイン パルス過給を実行している場合には、第 4噴射量 Q p mは吸気制御弁 5 6の開閉時 期等を考慮した燃料噴射量であり、そうでない場合には、第 4噴射量 Q p mは吸気 制御弁 5 6の開弁維持すなわち不作動を考慮した燃料噴射量である。 E C U 6 0は、 まず、 基本噴射量 Q pと補正係数 R i pとを算出してから、 これらの積 ( Q p X R i p ) である第 4噴射量 Q p mを算出する。 インパルス過給を実行しているときの 補正係数 R i pは、 そのときの機関回転速度と、 吸気制御弁 5 6の作動状態とに基 づいて、 予め実験により求められて記録されているデータを検索したり、演算式を 用いて演算したりすることで算出される。 吸気制御弁 5 6の作動状態には、 吸気制 御弁 5 6の作動の有無、ィンパルス過給実行時の吸気行程に関しての吸気制御弁 5 6の開弁時期 （インパルス過給用開弁時期） および閉弁時期 （インパルス過給用閉 弁時期） が含まれる。 ただし、 吸気制御弁 5 6の閉弁時期は、 吸気制御弁 5 6の開 弁期間 （インパルス過給用開弁期間） で代替され得る。 なお、 吸気制御弁 5 6の作 動状態には、 吸気制御弁 5 6の動作速度も含まれ得る。 ただし、 より適切に気筒 1 6内に吸入された空気量を推定ないし考慮するため、補正係数 R i pを求めるため のデータや演算式は、気柱振動の発生に寄与する通路長さを有すると共に当該吸気 制御弁 5 6が設けられた振動吸気通路 P 1の形状特性に基づいて気筒 1 6ごとに 定められる。 ただし、 インパルス過給を実行していないときには、 すなわち運転状 態がインパルス過給運転領域にないときには、 補正係数 R i pは 「1」 にされる。 第 4噴射量 Q p mを求めるための基本噴射量 Q pは、コンプレッサ 8 2出口側の圧 力、すなわち上記圧力センサ 9 2からの出力信号に基づいて検出された圧力と、機 関回転速度とに基づいて、予め実験により求められて記憶されているデータを検索 したり、 演算式を用いて演算したりすることで算出される。 なお、 基本噴射量 Q p の算出に際して、上記温度センサ 9 4からの出力信号に基づいて検出される空気の 温度に基づいて補正が行われるとなおよレ、。この温度によって気筒 1 6内に吸入さ れた空気量がかわり得るからである。

ここで、本第 1 7実施形態での、 このような 4つの燃料噴射量からの実行燃料噴 射量 Q f の決定について、 図 2 5のフローチャートに基づいて説明する。 なお、 図 2 5のフローチャートは、数十 m sごとに繰り返され、好ましくは各気筒 1 6での 吸気行程ごとに繰り返される。 すなわち、 E C U 6 0は、 図 2 5に示すフローにし たがって、 各気筒 1 6での気筒サイクルにおいて燃料噴射量を決定する。

E C U 6 0は、 まず、 ステップ S 2 5 0 1で第 1噴射量 Q bを算出し、 次ぐステ ップ S 2 5 0 3で第 2噴射量 Q aを算出し、さらに次ぐステップ S 2 5 0 5で第 3 噴射量 Q eを読み込む。 ステップ S 2 5 0 7では、 E C U 6 0は、 インパルス過給 実行中か否かを判定する。 この判定として、 ここでは、 運転状態が上記インパルス 過給運転領域に属するか否かの判定が行われる。 肯定判定されると、すなわちイン パルス過給実行中であると判定されると、ステップ S 2 5 0 9で補正係数 R i pが 算出される。 他方、 ステップ S 2 5 0 7で否定判定されると、 ステップ S 2 5 1 1 で、 捕正係数 R i pとして 「1」 が設定される。 ステップ S 2 5 0 9あるいはステ ップ S 2 5 1 1が経られると、ステップ S 2 5 1 3で基本噴射量 Q pが算出される。 そして次ぐステップ S 2 5 1 5で第 4噴射量 Q p mが算出される。 そして、 ステツ プ S 2 5 1 7で、 こうして得られた第 1噴射量 Q b、 第 2噴射量 Q a、 第 3噴射量 Q e、第 4噴射量 Q p mが比較されて、 これらの内の最小噴射量が実行燃料噴射量 Q f として設定される。 .

実行燃料噴射量 Q f が決定されると、 E C U 6 0は実行燃料噴射量 Q f に基づい て不図示のマップを検索するなどして燃料噴射時期、具体的には燃料噴射開始時期 およびその終了時期を決定する。 この結果、 インジェクタ 1 2は、 これらの時期に 基づいて制御される。

なお、 図 2 5のフローチャートには、 単に各噴射量を求める順序が表されたが、 それら燃料噴射量を求めるために用いられる各種値、例えば機関回転速度、 ァクセ ル開度などは、ルーチンが繰り返される度に検出等されて、最新の値に切り替えら れ得る。 このような各種値の検出等は、後述される他の実施形態でのフローチヤ一 トに関しても同様である。

各気筒 1 6において、このように得られた 4つの燃料噴射量の最小値を用いてィ ンジェクタ 1 2からの燃料噴射が行われる。 したがって、 各気筒 1 6において、 嘖 射された燃料量が、燃焼室 1 4に吸入された空気量に対して過剰になることはない。 特に、 こうすることで、インパルス過給実行への過渡期あるいはその逆の過渡期に おいて、 より適切な量の燃料を、 燃焼室 1 4に噴射供給することが可能になる。 し たがって、定常期ばかりでなく過渡期においても、排気ェミッションが悪化するこ とを防止しつつ、インパルス過給による吸入空気量の增大を通じたトルク増大を適 切に図ることが可能になる。

次に、 異なる燃料噴射制御を、 ここでは第 1 8実施形態の内燃機関において説明 する。 第 1 8実施形態が適用された車両の内燃機関システムは、 図 2 4に示された 第 1 7実施形態のそれと概ね同じであるので、 その説明はここでは省略される。 第 1 8実施形態での燃料噴射制御は、 4つの噴射量である、 第 1噴射量 Q b、 第 2噴射量 Q a、第 3噴射量 Q e、 第 4噴射量 Q p mの内の最小の噴射量を実行燃料 噴射量 Q f として用いる点では、第 1 7実施形態の燃料噴射制御と同じである。 し かしながら、本第 1 8実施形態での第 4噴射量 Q p mの求め方は、 上記第 1 7実施 形態での第 4噴射量のそれとは異なる。 そこで、 ここでは、 第 1 8実施形態での第 4噴射量 Q p mの算出についてまず説明する。 なお、 以下では、 1つの任意の気筒 1 6に関して説明して、 他の気筒 1 6に関する説明は省略され得る。

なお、 第 1 8実施形態での燃料噴射制御では、 以下詳述するように、 吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の温度がさらに考慮される。 インパルス過給実行時には、 吸 気通路で吸気脈動が生じ、燃焼室 1 4の空気の圧力変動等が大きくなるので、空気 の運動エネルギーの熱エネルギーへの転換が生じ、吸入される空気の温度はかなり 高められる。 空気の温度が高まると空気の体積が変化するので、 このような温度を 考慮することでより適切に燃焼室 1 4に吸入された空気量に適合した燃料噴射制 御を実行することが可能になる。

E C U 6 0は、 基本噴射量 Q pと、 第 1補正係数 R i pと、 第 2補正係数 R i t とを求めて、 これらの積 (Q p X R i p X R i t ) である第 4噴射量 Q p mを算出 する。 基本噴射量 Q pおよび第 1補正係数 R i pは、 それぞれ、 上記第 1 7実施形 態での基本噴射量 Q pおよび補正係数 R i pと同じである。第 2補正係数 R i tは、 インパルス過給による空気温度の上昇度 Δ Tに基づいて定められる補正係数であ る。 上昇度 Δ Tは、 吸気行程で吸気弁 2 8が閉弁された時点での燃焼室 1 4の空気 温度から、コンプレッサ 8 2出口側であるインタークーラ 8 4下流出口部の空気温 度を差し引いた値である。 それ故、 吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の温度を直接 的に検出するための温度センサが設けられている場合には、その温度センサを用い て検出された温度と、上記温度センサ 9 4を用いて検出された温度とから直接的に 上昇度 Δ Τは求められる。 しかしながら、 ここでは、機関回転速度と機関負荷とに 基づいて上昇度 Δ Τは推定される。機関負荷としては、上記第 1噴射量 Q bが用い られる。 第 1噴射量 Qbと機関回転速度とに基づいて、予め実験により求められて 記憶されているデータを検索したり、演算式を用いて演算したりすることで上昇度 ΔΤが算出される。 そして、 この上昇度 ΔΤで、 予め実験により求められて記憶さ れているデータを検索するなどして、 第 2補正係数 R i tが算出される。 ただし、 ィンパルス過給を実行していないときには、すなわち運転状態がィンパルス過給運 転領域にないとき、第 1および第 2補正係数 R i p、 R i tは共に「1」にされる。 ここで、本 18実施形態での実行燃料噴射量 Q f の決定の流れに関して、 図 26 のフローチャートに基づいて説明する。 なお、 図 26のフローチャートは、 数十 m sごとに、 好ましくは各気筒 1 6での吸気行程ごとに繰り返される。 ただし、 図 2 6のステップ S 2601〜S 2609、 S 26 1 7、 S 262 1の各々は、 上記図 25のステップ S 2501〜S 2509、 S 251 3、 S 251 7の各々と同じで ある。

E Cひ 60は、 第 1噴射量 Q b、 第 2噴射量 Q a、 第 3噴射量 Q eをそれぞれス テツプ S 2601〜S 2605で求め、ステップ S 2607で肯定判定される場合 にはステップ S 2609で第 1補正係数 R i pを算出して、ステップ S 26 1 1に 至る。次ぐステップ S 26 1 1では上昇度 ΔΤが算出されて次ぐステップ S 26 1 3では第 2補正係数 R i tが算出される。他方、 ステップ S 2607で否定判定さ れるとステップ S 26 1 5で第 1補正係数 R i pおよび第 2補正係数 R i tの両 方が 「1」 に設定される。 ステップ S 261 3あるいはステップ S 261 5が経ら れると、 ステップ S 261 7で基本噴射量 Q pが算出され、次ぐステップ S 261 9で基本噴射量 Qpに第 1および第 2補正係数 R i p、 R i tが乗じられて第 4噴 射量 Qpmが算出される。 そして、 ステップ S 2621でそれらの 4つの燃料噴射 量の内の最小噴射量が実行燃料噴射量 Q f として設定される。 その結果、 上記第 1 7実施形態で説明したのと同様にして、燃料噴射時期が求められて、インジェクタ 1 2がこれに基づいて制御される。

このように求められた 4つの燃料噴射量の最小値を用いてインジェクタ 1 2か らの燃料噴射が行われるので、上記第 1 7実施形態で述べたのと同様の効果が奏さ れる。 これに加えて、 上記の如く、 吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の温度に基づ いて実行燃料噴射量 Q f が決定されるので、 より適切に、燃料噴射制御を達成する ことが可能になる。

次に、 さらに異なる燃料嘖射制御を、 ここでは第 1 9実施形態の内燃機関におい て説明する。 第 1 9実施形態が適用された車両の内燃機関システムは、 図 2 4に示 された第 1 7実施形態のそれと比べて、 概ね同じであるが、 共通吸気通路 P 2の、 吸気制御弁 5 6下流側の位置に吸気通路圧力測定用の圧力センサが設けられてい る点で異なる。この圧力センサは上記第 1実施形態での圧力センサ 5 8に相当する ので、 符号 「5 8」 で指し示される。 第 1 9実施形態での内燃機関システムの他の 説明は、 省略される。

なお、 第 1 9実施形態での燃料噴射制御では、 以下詳述するように、 吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の圧力が考慮される。 インパルス過給実行時には、 吸気制御 弁の開閉作動による吸気脈動すなわち圧力脈動により、吸気通路の圧力変動等が大 きくなる。吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の圧力は燃焼室 1 4の圧力と密接な関 係を有し、特に吸気弁 2 8閉弁時の吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の圧力は吸気 弁 2 8閉弁時の気筒 1 6内の圧力と概ね等しい。 したがって、吸気制御弁 5 6下流 側の吸気通路の圧力を考慮することは、吸気制御弁 5 6の作動状態を考慮すること に等しく、 この圧力の考慮により、適切に燃焼室 1 4に吸入された空気量を推定す ることが可能になる。 それ故、 このような圧力を考慮することで、 燃焼室 1 4に吸 入された空気量に適合した燃料噴射制御をより適切に実行することが可能になる。 第 1 9実施形態での燃料噴射制御は、 4つの噴射量である、 第 1噴射量 Q b、 第 2噴射量 Q a、第 3噴射量 Q e、第 4噴射量 Q p mの内の最小の噴射量を実行燃料 噴射量 Q f として用いる点では、第 1 7および第 1 8実施形態の燃料噴射制御と同 じである。 しかしながら、 第 4噴射量 Q p mの求め方は、 第 1 7および第 1 8実施 形態でのそれらと異なる。 そこで、 ここでは、 第 1 9実施形態での第 4噴射量 Q p mの算出についてまず説明する。 なお、 以下では、 1つの任意の気筒 16に関して 説明して、 他の気筒 1 6に関する説明は省略され得る。

ECU60は、 インパルス過給を実行していないときには、すなわち運転状態が インパルス過給運転領域にないときには、圧力センサ 92からの出力信号に基づい て検出されたコンプレッサ 82出口側の圧力 （コンプレッサ出口圧） p i iに基づ いて上記基本噴射量 Q Pを算出し、これを第 4噴射量 Q pmとする。これに対して、 インパルス過給を実行しているとき、 ECU 60は、 まず、 圧力センサ 58を用い て吸気制御弁 56下流側の圧力 （ポート圧） p i pを検出する。 ただし、 このポー ト圧 p i pは、 好ましくは、 吸気弁 28閉弁時の圧力である。 したがって、 圧力セ ンサ 58は高応答性のセンサである。 そして、検出されたポート圧 p i pと機関回 転速度とに基づいて、予め実験により求められて記憶されているデータを検索した り、 演算式を用いて演算したりすることで、 ECU 60は、 第 4噴射量 Qpmを算 出する。

ここで、本 1 9実施形態での実行燃料噴射量 Q f の決定の流れに関して、 図 27 のフローチャートに基づいて説明する。 なお、 図 27のフローチャートは、 数 +m sごとに、 好ましくは各気筒 16での吸気行程ごとに繰り返される。 ただし、 図 2 7のステップ S 2701〜S 2707、 S 271 3の各々は、上記図 25のステツ プ S 2501〜S 2507、 S 251 7の各々と同じである。

E C U 60は、 第 1噴射量 Q b、 第 2噴射量 Q a、 第 3噴射量 Q eをそれぞれス テツプ S 270 1〜S 2705で求め、ステップ S 2707で肯定判定される場合 にはステップ S 2709で、ポート圧 p i pおよび機関回転速度に基づいて第 4噴 射量 Qpm (図 27では Qpm (p i p)) を算出する。 他方、 ステップ S 270 7で否定判定されると、 ステップ S 271 1で、 コンプレッサ出口圧 p i iおよび 機関回転速度に基づいて第 4噴射量 Qpm (図 27では Qpm (p i i )) が算出 される。 そして、 ステップ S 271 3でそれらの 4つの燃料噴射量の内の最小噴射 量が実行燃料噴射量 Q f として設定される。 その結果、上記第 1 7実施形態で説明 したのと同様にして、燃料噴射時期が求められて、インジヱクタ 1 2がこれに基づ いて制御される。

このように得られた 4つの燃料噴射量の最小値を用いてインジヱクタ 1 2から の燃料噴射が行われるので、上記第 1 7実施形態で述べたのと同様の効果が奏され る。 これに加えて、 上記の如く、 吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の圧力に基づい て実行燃料噴射量 Q f が決定されるので、 より適切に、燃料噴射制御を達成するこ とが可能になる。

次に、 さらに異なる燃料噴射制御を、 ここでは第 2 0実施形態の内燃機関におい て説明する。第 2 0実施形態が適用された車両の内燃機関システムは、第 1 9実施 形態のそれと概ね同じであるので、 ここでの説明は省略される。

第 2 0実施形態での燃料噴射制御は、 4つの噴射量である、 第 1噴射量 Q b、 第 2噴射量 Q a、第 3噴射量 Q e、第 4噴射量 Q p mの.内の最小の噴射量を実行燃料 噴射量 Q f として用いる点では、 第 1 7実施形態等の燃料噴射制御と同じである。 しかしながら、本第 2 0実施形態での第 4噴射量 Q p mの求め方は、上記第 1 7実 施形態での第 4噴射量のそれと異なる。 そこで、 ここでは、 第 2 0実施形態での第 4噴射量 Q p mの算出についてまず説明する。 なお、第 2 0実施形態での第 4噴射 量 Q p mの求め方は、上記第 1 8および第 1 9実施形態での各第 4噴射量 Q p mの 求め方を組み合わせたものに相当する。 なお、 以下では、 1つの任意の気筒 1 6に 関して説明して、 他の気筒 1 6に関する説明は省略され得る。

E C U 6 0は、インパルス過給を実行していないときには、すなわち運転状態が インパルス過給運転領域にないときには、上記基本噴射量 Q pを算出し、 これを第 · 4噴射量 Q p mとする。 なお、 本第 2 0実施形態では、 上記基本噴射量は符号 Q p ' ( p i i ) で表される。

これに対して、 インパルス過給を実行しているとき、 E C U 6 0は、 まず、 圧力 センサ 5 8を用いて吸気制御弁 5 6下流側の圧力であるポート圧 p i pを検出す る。ただし、このポート圧 p i pは、好ましくは、吸気弁 2 8閉弁時の圧力である。 そして、検出されたポート圧 P i pと機関回転速度とに基づいて、予め実 により 求められて記憶されているデータを検索したり、演算式を用いて演算したりするこ とで、 £〇 ；60は、第1 9実施形態の第 4噴射量 Qpmに相当する上限基本噴射 量 Qp ' (p i p) を算出する。 さらに、 ECU 60は、 上記第 1 8実施形態での 上昇度 ΔΤの推定と同様にして上昇度 ΔΤを推定して、第 18実施形態の第 2補正 係数そのものである補正係数 R i tを算出する。 そして、 上記上限基本噴射量 Qp ' (p i p) に補正係数 R i tを乗じることで、 第 4噴射量 Q pmが算出される。 ここで、本第 20実施形態での実行燃料噴射量 Q f の決定に関して、 図 28のフ ローチャートに基づいて説明する。 なお、 図 28のフローチヤ一トは、 数十 m sご とに、 好ましくは各気筒 16での吸気行程ごとに繰り返される。 ただし、 図 28の ステップ S 2801〜S 2807、 S 282 1の各々は、上記図 25のステップ S 2501〜S 2507、 S 251 7の各々と同じである。

ECU 60は、 第 1噴射量 Qb、 第 2噴射量 Q a、 第 3噴射量 Q eをそれぞれス テツプ S 2801〜S 2805で求め、ステップ S 2807で肯定判定される場合 にはステップ S 2809で、ポート圧 p i pおよび機関回転速度に基づいて上限基 本噴射量 Qp ' (p i p) を算出する。 そして、 次ぐステップ S 281 1で、 上昇 度 ΔΤが推定算出されて次ぐステップ S 28 1 3では補正係数 R i tが算出され る。

他方、 ステップ S 2807で否定判定されると、 ステップ S 2815で、 コンプ レッサ出口圧 p i iおよび機関回転速度に基づいて上限基本噴射量 Q p ' (p i

1 ) が算出される。 そして、 次ぐステップ S 28 1 7で補正係数 R i tが 「1」 に

SxAi れる。

ステップ S 28 1 3あるいはステップ S 28 1 7が経られることで、ステップ S

28 19で、 上限基本噴射量 Qp ' (Qp ' (p i p) あるいは Qp ' ( i i )) に補正係数 R i tが乗じられて、 第 4噴射量 Q pmが算出される。 そして、 ステツ プ S 282 1でそれらの 4つの燃料噴射量の内の最小嘖射量が実行燃料噴射量 Q f として設定される。 その結果、 上記第 1 7実施形態で説明したのと同様にして、 燃料噴射時期が求められて、 インジェクタ 1 2がこれに基づいて制御される。 このように求められた 4つの燃料噴射量の最小値を用いてインジヱクタ 1 2か らの燃料噴射が行われるので、上記第 1 7実施形態で述べたのと同様の効果が奏さ れる。 これに加えて、 上記の如く、 吸気制御弁 5 6下流側の吸気通路の温度や圧力 に基づいて実行燃料噴射量 Q f が決定されるので、 さらにより適切に、燃料噴射制 御を達成することが可能になる。

次に、 第 2 1実施形態について説明する。 第 2 1実施形態の内燃機関では、 吸気 制御弁 5 6はインパルス過給のためだけに用いられるのではなく、運転状態が非ィ ンパルス過給運転領域の内の特定の運転領域に属するときにも 1吸気行程あたり 1回開弁されると共に 1回閉弁される。 これに伴って、第 2 1実施形態での燃料噴 射制御は、上記他の実施形態での燃料嘖射制御と比べて異なる点を有する。そこで、 以下、 第 2 1実施形態を詳しく説明する。

第 2 1実施形態の内燃機関システムは、第 1 7実施形態の内燃機関システムと比 ベて、 概ね同じであるが、 吸気制御弁 5 6の設置位置および個数が異なる。 第 2 1 実施形態の内燃機関では、上記第 2実施形態の内燃機関の如く個別吸気通路 P 3の 各々に吸気制御弁 5 6が設けられている。すなわち第 2 1実施形態における内燃機 関は上記の如く 4気筒を有するので、該内燃機関には 4つの吸気制御弁 5 6が設け られる。 各吸気制御弁 5 6の動作等に関しては後述される。 そして、 ここでは、 吸 気弁 2 8の動弁機構は可変動弁機構ではないので、基本的に、運転状態に関わらず、 吸気弁 2 8の開閉時期は同じである。 具体的には、 各気筒 1 6において、 吸気弁 2 8の開弁時期はおおむねピス トン 4 8が上死点 （T D C ) にあるときであり、 吸気 弁 2 8の閉弁時期はビス トン 4 8が下死点（B D C )後 3 0 ° 〜5 0 ° にあるとき である。 なお、 ピス トン 4 8が下死点後 3 0 ° 〜 5 0 ° にあるときとは、 ピス トン が下死点にあるときに相当するクランク角よりもクランク角が 3 0 ° 〜5 0 ° 後 であるときのことである。 吸気制御弁 5 6の制御状態切り換え用に 3つの領域を有するマツプ（不図示） が 実験等に基づいて設定され、予め E C U 6 0の R OMに記憶されている。 3つの領 域は、燃焼室 1 4に吸入される空気量に影響しないように吸気制御弁 5 6が制御ざ れる運転領域である第 1運転領域と、上記ィンパルス過給運転領域である第 2運転 領域と、これら以外の運転領域である機関回転速度が相対的に低く機関負荷も相対 的に低い第 3運転領域である。 具体的には、 第 3運転領域は、機関回転速度が低中 回転であって、 且つ、 機関負荷が低中負荷である運転領域であり、 上記第 2運転領 域の低回転側に隣接する。運転状態に応じた吸気弁 2 8および吸気制御弁 5 6の吸 気行程での各開度と吸気制御弁 5 6下流側の圧力の内の筒内圧との関係が概念的 にグラフ化されて図 2 9 A〜Cに示されている。図 2 9 Aのグラフが運転状態が第 1運転領域にあるときのそれらの関係を示し、図 2 9 Bのグラフが運転状態が第 2 運転領域にあるときのそれらの関係を示し、図 2 9 Cのグラフが運転状態が第 3運 転領域にあるときのそれらの関係を示す。 ただし、 吸気制御弁 5 6の開度曲線は符 号「 I C V」で指し示され、吸気弁 2 8の開度曲線は符号「 I V」で指し示される。 なお、 図 2 9 A〜Cでの吸気弁 2 8の 3つの開度曲線 I Vは全て同じである。 運転状態が第 1運転領域に属するとき、吸気制御弁 5 6は絶えず開状態に維持さ れ、 吸気弁 2 8のみが開閉作動される （図 2 9 A参照）。 したがって、 吸気弁 2 8 が開かれているとき、ピス トン 4 6が上死点から下死点に向かうことで気筒 1 6内 に生じる負圧によってのみ、 吸気通路 1 8を通った空気は吸入される。 それ故、 図 2 9 Aから明らかなように、運転状態が第 1運転領域に属するときの吸気弁 2 8の 閉弁時の筒内圧 C P 0は、吸気弁 2 8の開弁時の吸気ポートの圧力とほとんど同じ である。

運転状態が第 2運転領域に属するとき、 吸気弁 2 8の開弁期間の途中で、 吸気制 御弁 5 6は開弁されてその後閉弁される。 図 2 9 Bには、 具体的に、 吸気弁 2 8が 上死点付近で開弁された後、 下死点後に閉弁完了されるまでの間に、 吸気制御弁 5 6が上死点後 1 0 0 ° 程度で開弁されてビス トン 4 8が概ね下死点にあるときに 閉弁される場合について表されている。このように吸気制御弁 5 6がィンパルス過 給用開閉時期に基づいて作動されるので、上記の如き吸気脈動効果を最大限に利用 して、 空気は気筒 1 6内に吸入される。 それ故、 運転状態が第 2運転領域に属する ときの吸気弁 2 8の閉弁時の筒内圧 C P 1は、吸気弁 2 8の開弁時の吸気ポートの 圧力よりもかなり高い。

運転状態が第 3運転領域に属するとき、吸気弁 2 8の開弁前に開かれて開弁状態 に維持されていた吸気制御弁 5 6力 概ねピス トン 4 8が下死点付近にあるときに 閉弁される （図 2 9 C参照)。 この結果、 吸気制御弁 5 6閉弁後、 吸気弁 2 8閉弁 前において、 それまでに、 気筒 1 6内に取り込まれた空気は、 吸気制御弁 5 6で遮 断されて、 吸気制御弁 5 6下流側に確保される。 したがって、 インパルス過給より は過給効果が落ちるものの、気筒 1 6内に多くの空気を吸入することができる。 し たがって、運転状態が第 3運転領域に属するときの吸気弁 2 8の閉弁時の筒内圧 C P 2は、 吸気弁 2 8の開弁時の吸気ポードの圧力よりも高くなる。

なお、 運転状態が第 1運転領域に属するときであって、 且つ、 機関回転速度が高 いとき、 吸気ポート 2 6を流れる空気の流速は、 吸気通路から気筒 1 6内への空気 流の慣性により、 ピストンが下死点を過ぎてから最速になる。 これに对して、 上記 の如き開閉時期に吸気弁 2 8が開閉されるので、所望量の空気は、適切に気筒 1 6 内すなわち燃焼室 1 4に吸入される。 したがって、 このときには、 運転状態が第 3 運転領域に属するときのような、 吸気制御弁 5 6の開閉作動を必要としない。 筒内圧 C P 0、 C P 1、 C P 2の関係は、 図 2 9 A〜Cから明らかなように 「C P 1 > C P 2 > C P 0 J である。 このように、 吸気制御弁 5 6を吸気弁 2 8と関連 付けて制御することで達成される吸入空気量は、その時々の運転状態に適した量で ある。 そして、 このように運転状態に応じて気筒 1 6内に吸入される空気量が変化 しても、適切に運転状態に見合った機関トルクを生み出すために、以下に説明され る燃料噴射制御がここでは行われる。

このように運転状態に見合った吸入空気量を実現させるとき、上記したのと同様 に、排気エミッション等の観点からも、 それに対応する量の燃料が燃焼室 1 4に嘖 射されることが好ましい。 そこで、本第 2 1実施形態での燃料噴射制御に関して図 3 0のフローチャートに基づいて説明する。 ただし、 図 3 0のフローチャートは、 第 2 1実施形態での実行燃料噴射量 Q f の決定の流れを示すものであり、そのルー チンは数十 m sごとに繰り返され、好ましくは各気筒 1 6での吸気行程ごとに繰り 返される。 なお、 ここでは、 運転状態が第 2運転領域に属するときの上記の如き空 気の吸入をインパルス過給と称するのに対して、運転状態が第 1運転領域に属する ときの上記の如き空気の吸入を非過給と、運転状態が第 3運転領域に属するときの 上記の如き空気の吸入を低回転過給と称する。 なお、 これに伴い第 3運転領域を低 回転過給運転領域と称する。ただし、運転状態がいずれの運転領域に属していても、 ターボチャージャ 8 0による過給は行われ得る。

E C U 6 0は、 ステップ S 3 0 0 1で、上記第 1 7実施形態で説明した基本噴射 量 Q pを、 上記したのと同様にして算出する。 次ぐ、 ステップ S 3 0 0 3では、 ィ ンパルス過給実行中か否かが判定される。 この判定として、 ここでは、 運転状態が 上記ィンパルス過給運転領域である第 2運転領域に属するか否かの判定が行われ る。 ステップ S 3 0 0 3で肯定判定されると、 次ぐステップ S 3 0 0 5で補正係数 Kとして、上記第 1 7実施形態で求められた補正係数 R i pが同じように算出され る。

他方、 ステップ S 3 0 0 3で否定判定されると、 次ぐステップ S 3 0 0 7では、 低回転過給実行中か否かが判定される。 この判定として、運転状態が上記第 3運転 領域に属するか否かの判定が行われる。 ステップ S 3 0 0 7で肯定判定されると、 次ぐステップ S 3 0 0 9で補正係数 として、そのときの機関回転速度に基づいて 予め実験により求められて R O Mに記憶されているマップが検索されて補正係数 R i rが算出される。 これに対して、 ステップ S 3 0 0 7で否定判定されると、 ス テツプ S 3 0 1 1で補正係数 Kとして 「1」 が設定される。

ステップ S 3 0 0 5、 S 3 0 0 9、 あるいは S 3 0 1 1が経られると、 次ぐステ ップ S 3 0 1 3で、ステップ S 3 0 0 1で算出された基本嘖射量 Q pにその直前に 設定された補正係数 Kが乗じられて、 実行燃料噴射量 Q f が算出される。算出され た実行燃料噴射量 Q f 分の燃料を燃焼室 1 4に供給するように、インジ工クタ 1 2 は制御される。

なお、 ステップ S 3 0 0 3で肯定判定されるとき、 実行燃料噴射量 Q f として、 上記第 1 8から 2 0実施形態での第 4嘖射量 Q p mが算出されてもよい。 さらに、 本第 2 1実施形態でも、 上記第 1 7実施形態等と同様にして、 第 1噴射量 Q b、 第 2噴射量 Q a、および第 3噴射量 Q eを求めて、 これらとステップ S 3 0 1 3で求 めた燃料噴射量あるいは上記第 1 8かち 2 0実施形態での第 4噴射量 Q p mとを 比較して、 それらの内の最小噴射量を実行燃料噴射量にすることができる。

こうして、運転状態に適した量の空気が気筒 1 6内に吸入され、 その空気量に見 合った量の燃料が気筒 1 6内すなわち燃焼室 1 4に噴射される。 したがって、排気 ェミッションを悪化させることなく、 要求トルクを適切に実現できる。

このように、上記第 1 7から第 2 1実施形態では、インパルス過給実行時におい て、吸気制御弁 5 6の作動状態等に基づいて燃料噴射量を直接的に決定しつつ燃料 噴射制御を行った。 また、 上記第 2 1実施形態では、 低回転過給実行時において、 吸気制御弁 5 6の作動状態等に基づく空気量の増大量を考慮して燃料噴射量を直 接的に決定しつつ燃料噴射制御を行った。 しカゝしながら、 一旦、 吸気制御弁 5 6の 作動状態などに基づいて気筒 1 6内に吸入された空気量を推定により求めてから、 この空気量に基づいて燃焼室 1 4への燃料噴射制御が実行されてもよい。

なお、 本発明は、 上記種々の実施形態や変形例に制限されるものではなく、 それ らの任意の実施形態を組み合わせた別の実施形態を許容する。上記種々の実施形態 では、 本発明をある程度の具体性をもって説明したが、 本発明については、 特許請 求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や 変更が可能であることは理解されなければならない。 すなわち、本発明は特許請求 の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含する ものである。

Claims

請求の範囲

1 . 気柱振動の発生に寄与する通路長さを有する吸気通路を複数の気筒の各々に 対して備え、

これら吸気通路に個別にまたは共通にィンパルス過給に利用可能な吸気制御弁 を設け、

該吸気制御弁の開閉時期を各吸気通路の通路長さに対応して設定したことを特 徴とする内燃機関。

2 . 前記吸気通路の各々の通路長さは、各気筒の吸気弁位置からサージタンクの 下流側端部までの長さであることを特徴とする請求項 1に記載の内燃機関。

3 . 前記吸気通路の任意の箇所の断面積は略等しいことを特徴とする請求項 2に 記載の内燃機関。 ·

4 . 前記吸気通路の各々は、 他の吸気通路と共通の共通吸気通路と、 対応する単 一の気筒に関する個別吸気通路とを含み、

前記複数の気筒は 1つまたは複数の群に分けられ、

1つの群に関して単一の前記共通吸気通路が前記サージタンクと連通すること を特徴とする請求項 2または 3に記載の内燃機関。

5 . 前記複数の気筒は、 吸気行程の時期が離れた複数の気筒ごとに群に分けられ ていることを特徴とする請求項 4に記載の内燃機関。

6 . 前記複数の気筒は、 隣り合う複数の気筒ごとに群に分けられていることを特 徴とする請求項 4に記載の内燃機関。

7 . 前記吸気制御弁は、前記共通吸気通路に設けられていることを特徴とする請 求項 4から 6のいずれかに記載の内燃機関。

8 . 前記吸気制御弁は、前記個別吸気通路に設けられていることを特徴とする請 求項 4から 6のいずれかに記載の内燃機関。

9 . 前記吸気制御弁は吸気ポートに設けられていることを特徴とする請求項 8に 記載の内燃機関。

1 0 . 前記吸気制御弁は、 前記共通吸気通路と前記個別吸気通路との境界部に設 けられていることを特徴とする請求項 4から 6のいずれかに記載の内燃機関。

1 1 . 前記吸気制御弁は、前記境界部の分岐部に設けられていることを特徴とす る請求項 1 0に記載の内燃機関。

1 2 . 前記吸気制御弁は、 1つの気筒に対する吸気通路を開通させると、 その他 の気筒に対する吸気通路を遮断するように構成されていることを特徴とする請求 項 1 1に記載の内燃機関。

1 3 . 前記吸気制御弁は、前記境界部の中間分岐通路に設けられていることを特 徴とする請求項 1 0に記載の内燃機関。

1 4 . 前記個別吸気通路はシリンダへッドに形成されていて、 且つ、 前記共通吸 気通路の下流側端部は前記シリンダへッ ドに形成されていることを特徴とする請 求項 4から 1 3のいずれかに記載の内燃機関。

1 5 . 前記吸気制御弁は複数備えられていて、

吸気行程にある気筒に対する吸気通路に設けられた吸気制御弁は開閉制御され、 吸気行程にない気筒に対する吸気通路に設けられた残りの吸気制御弁は閉弁制御 されることを特徴とする請求項 1から 1 4のいずれかに記載の内燃機関。

1 6 . 運転状態に応じて前記吸気制御弁を制御する吸気制御弁制御手段を備え、 該吸気制御弁制御手段は、運転状態がインパルス過給運転領域にあるとき、 下流 側にある気筒の吸気行程の途中で開弁し、その後閉弁するように前記吸気制御弁を 制御することを特徴とする請求項 1から 1 4のいずれかに記載の内燃機関。

1 7 . 前記吸気制御弁制御手段は、 運転状態が低回転過給運転領域にあるとき、 下流側にある気筒の吸気行程開始時以前に開弁し、 その後、該気筒の吸気弁が閉弁 する前に閉弁するように前記吸気制御弁を制御することを特徴とする請求項 1 6 に記載の内燃機関。

1 8 . 前記吸気制御弁制御手段は、 運転状態が低回転過給運転領域にあるとき、 ビストンが下死点付近にあるときに閉弁するように前記吸気制御弁を制御するこ とを特徴とする請求項 1 7に記載の内燃機関。

1 9 . 前記吸気制御弁は複数備えられていて、

前記吸気制御弁制御手段は、吸気行程にある気筒に対する吸気通路に設けられた 吸気制御弁を開閉制御し、吸気行程にない気筒に対する吸気通路に設けられた残り の吸気制御弁を閉弁制御することを特徴とする請求項 1 6から 1 8のいずれかに 記載の内燃機関。

2 0 . 前記吸気制御弁制御手段により前記吸気制御弁が制御されているとき、該 吸気制御弁の作動状態、該吸気制御弁下流側の吸気通路の温度、該吸気制御弁下流 側の吸気通路の圧力、 および、気柱振動の発生に寄与する通路長さを有すると共に 該吸気制御弁が設けられた前記吸気通路の形状特性の内の少なくともいずれか 1 つに基づいて、該吸気制御弁下流側の気筒に吸気行程で吸入された空気量を推定す る空気量推定手段を備えることを特徴とする請求項 1 6から 1 9のいずれかに記 載の内燃機関。

2 1 . 前記空気量推定手段によって推定された吸気行程で前記気筒に吸入された 空気量に基づいて、該気筒への燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段を備えること を特徴とする請求項 2 0に記載の内燃機関。

2 2 . 前記吸気制御弁制御手段により前記吸気制御弁が制御されているとき、該 吸気制御弁の作動状態、該吸気制御弁下流側の吸気通路の温度、該吸気制御弁下流 側の吸気通路の圧力、 および、気柱振動の発生に寄与する通路長さを有すると共に 該吸気制御弁が設けられた前記吸気通路の形状特性の内の少なく ともいずれか 1 つに基づいて、該吸気制御弁下流側の気筒に吸気行程で吸入された空気量に对応す る量の燃料を該気筒へ噴射するように燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段を備 えることを特徴とする請求項 1 6カゝら 1 9のいずれかに記載の内燃機関。

2 3 . 前記吸気制御弁の作動状態には、 該吸気制御弁の作動の有無、 そのインパ ルス過給用開弁時期、 そのインパルス過給用閉弁時期、 そのインパルス過給用開弁 期間、その低回転過給用閉弁時期、 その動作速度の内の少なくともいずれか 1つが 含まれることを特徴とする請求項 2 0から 2 2のいずれかに記載の内燃機関。

2 4 . 前記吸気制御弁下流側の吸気通路の温度は、該吸気制御弁下流側の吸気弁 閉弁時の温度であることを特徴とする請求項 2 0から 2 3のいずれかに記載の内 燃機関。

2 5 . 前記吸気制御弁下流側の吸気通路の圧力は、該吸気制御弁下流側の吸気弁 閉弁時の圧力であることを特徴とする請求項 2 0から 2 4のいずれかに記載の内 燃機関。