(57)【要約】【課題】アクセル操作量の急変により内燃機関が過渡運転状態となるとき、吸気バルブの実際の開閉特性が燃費最適動作線上で変化するようにして内燃機関の燃費改善を図ることのできる内燃機関の吸気制御装置を提供する。【解決手段】アクセル操作量が急変する際、その変化過程にあるアクセル操作量に基づき目標筒内空気量ＫＬが設定される。この目標筒内空気量ＫＬは、アクセル操作量に基づきスロットルバルブ１３の開閉動作のみで筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での同筒内空気量の推移と同じように推移する。同目標筒内空気量ＫＬに基づき設定される吸気バルブ９の目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinは、それらに基づき吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングの可変を行ったときに同作動角及び同バルブタイミングを燃費最適動作線上で推移させることの可能な速さで、その燃費最適動作線上を推移する。【選択図】図１
2010116798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセル操作量に基づき吸気通路に設けられたスロットルバルブを開閉動作させて同通路の空気流通面積を調整することにより、吸気バルブが閉弁したときの筒内空気量を前記アクセル操作量に対応した値に調整することの可能な内燃機関に適用され、前記吸気バルブの開閉特性を連続的に可変とすることの可能な可変動弁機構を備え、前記筒内空気量の前記アクセル操作量に対応した値への調整を前記可変動弁機構の駆動による前記吸気バルブの開閉特性の可変を通じて行うことにより、前記スロットルバルブの開度を同バルブの開閉動作のみで前記筒内空気量の調整を行うときに比べて開き側の値に調整可能とする内燃機関の吸気制御装置において、
前記吸気バルブが閉弁したときの筒内空気量の目標値である目標筒内空気量を前記アクセル操作量に基づき設定する第１の設定手段と、
前記吸気バルブの開閉特性の目標値であって前記可変動弁機構を駆動制御する際に用いられる目標開閉特性を前記目標筒内空気量に基づき設定する第２の設定手段と、
前記吸気バルブの開閉特性が前記目標開閉特性となるよう前記可変動弁機構を同目標開閉特性に基づき駆動する開閉特性制御手段と、
を備え
前記第１の設定手段は、前記アクセル操作量が急変する際、その変化過程にあるアクセル操作量に基づき前記スロットルバルブの開閉動作のみで前記筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での前記筒内空気量の推移を求め、その推移する値を目標筒内空気量に設定するものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置において、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側の圧力の目標値である目標吸気圧を、前記第１の設定手段により設定された目標筒内空気量、及び前記第２の設定手段により設定された吸気バルブの目標開閉特性に基づいて設定する第３の設定手段と、
前記スロットルバルブの開度の目標値である目標スロットル開度を、前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側の圧力が前記目標吸気圧となる値として、同目標吸気圧に基づき設定する第４の設定手段と、
前記スロットルバルブの開度が前記目標スロットル開度となるよう同スロットルバルブを目標スロットル開度に基づき開閉動作させる開度制御手段と、
を更に備え、
前記第３の設定手段は、前記目標筒内空気量及び前記目標開閉特性に基づき、その状態で最大充填効率を実現し得る前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流の圧力を求め、その求めた値を前記目標吸気圧に設定するものである
ことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される内燃機関においては、吸気バルブの閉弁時における筒内空気量に対応した量の燃料が筒内に供給され、その筒内で空気と燃料とからなる混合気を燃焼させることで駆動される。このため、内燃機関の出力調整は、車両の運転者によるアクセル操作に基づき吸気バルブの閉弁時における筒内空気量を調整し、筒内の混合気の量を上記筒内空気量に応じて増減させることによって行われる。このときの筒内空気量は運転者のアクセル操作による内燃機関への出力要求に対応した値とされ、筒内の混合気を燃焼させることによって上記出力要求に対応した機関出力が得られるようになる。
【０００３】
内燃機関における上記筒内空気量の調整に関しては、通常は吸気通路に設けられたスロットルバルブの開閉動作を通じて、同通路の空気流通面積を調整することによって実現される。より詳しくは、運転者の内燃機関に対する出力要求に対応した値となるアクセル操作量が大きくなるほど、スロットルバルブが開き側に動作されて吸気通路の空気流通面積が多くされ、吸気バルブが閉弁したときの筒内空気量が多くされるようになる。ただし、上述したようなアクセル操作量に基づくスロットルバルブの開度調整により、吸気バルブが閉弁したときの筒内空気量の調整を行う場合、その筒内空気量を小さい値に調整するときに吸気通路中のスロットルバルブが閉じ側の領域へと動作されるため、内燃機関のポンプロスが増大して同機関の燃費に悪影響を及ぼすことになる。
【０００４】
そこで、特許文献１に示されるように、内燃機関に吸気バルブの開閉特性を連続的に可変とすることの可能な可変動弁機構を設け、同機構の駆動による吸気バルブの開閉特性の可変によって上記筒内空気量の調整を行うことが提案されている。この場合、スロットルバルブの開度調整のみにより上記筒内空気量の調整を行う場合に比べ、同バルブの開度を開き側の値に調整することができるため、そうしたスロットルバルブの開度調整を通じて内燃機関のポンプロスの低減、ひいては同機関の燃費改善を図ることが可能になる。
【０００５】
吸気バルブの開閉特性の可変を通じて上記筒内空気量の調整を行う場合、その調整がアクセル操作量に基づき例えば次にように行われる。すなわち、アクセル操作量等に基づき吸気バルブの開閉特性の目標である目標開閉特性が設定され、吸気バルブの開閉特性が上記目標開閉特性となるよう同目標開閉特性に基づき可変動弁機構の駆動が行われる。
【０００６】
なお、アクセル操作量等に基づき設定される上記目標開閉特性に関しては、内燃機関が定常運転である条件のもと、機関出力がアクセル操作量に対応した値となる筒内空気量が得られ、且つ内燃機関の燃費がポンプロス低減等により最適となる吸気バルブの開閉特性とされる。ここで、アクセル操作量を徐々に変化させるなど、内燃機関の定常状態を維持しつつアクセル操作量を変化させると、それに合わせて上記目標開閉特性も変化するようになる。そして、このように変化する目標開閉特性の推移を表す曲線は、内燃機関の燃費をポンプロス低減等により最適にし得る吸気バルブの開閉特性の推移を表す燃費最適動作線となる。
【０００７】
従って、アクセル操作量に基づき上記筒内空気量を調整して機関出力を運転者の内燃機関に対する出力要求に対応した値へと調整するとき、吸気バルブの実際の開閉特性を上記目標開閉特性に合わせて燃費最適動作線上で推移させることにより、内燃機関の燃費を最適な状態とすることができるようになる。
【特許文献１】特開２００６−１１２２３１公報（段落［０００１］、［０００３］、［００３２］、図１３〜図１６、図２３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、運転者がアクセル操作量を急変させることにより内燃機関が過渡運転状態となった場合、そのアクセル操作量の急変に合わせて上記目標開閉特性も急変することになる。例えば、アクセル操作量を小から大へと急変させた場合、上記目標開閉特性は、上記燃費最適動作線上におけるアクセル操作量小に対応した特性からアクセル操作量大に対応した特性へと急変する。
【０００９】
このように目標開閉特性が急変したとき、吸気バルブの実際の開閉特性を同目標開閉特性の急変に対し応答性よく追従させることは、可変動弁機構の駆動による吸気バルブの実際の開閉特性の変化に応答遅れが生じる等の関係から困難である。言い換えれば、アクセル操作量の急変に伴って変化する際の目標開閉特性の変化の速さが、吸気バルブの実際の開閉特性を変化させる際に実現可能な速さよりも速い値になる。この場合、アクセル操作量が急変されるとき、目標開閉特性は上記燃費最適動作線上を推移して急変するのに対し、実際の開閉特性は上記のように急変する目標開閉特性を追従しきれなくなる。
【００１０】
このように実際の開閉特性が目標開閉特性を追従しきれなくなるときには、その目標開閉特性に対し実際の開閉特性が最速で到達するよう可変動弁機構の駆動が行われる。このため、実際の開閉特性は、上記燃費最適動作線上を変化する目標開閉特性に対し直線的に近づくように変化され、それによって上記燃費最適動作線上から大きく外れて変化することとなる。従って、アクセル操作量の急変による内燃機関の過渡運転状態にあっては、実際の開閉特性を燃費最適動作線上で変化させることができず、そのために同機関の燃費が悪化することは避けられなくなる。
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、アクセル操作量の急変により内燃機関が過渡運転状態となるとき、吸気バルブの実際の開閉特性が燃費最適動作線上で変化するようにして内燃機関の燃費改善を図ることのできる内燃機関の吸気制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、アクセル操作量に基づき吸気通路に設けられたスロットルバルブを開閉動作させて同通路の空気流通面積を調整することにより、吸気バルブが閉弁したときの筒内空気量を前記アクセル操作量に対応した値に調整することの可能な内燃機関に適用され、前記吸気バルブの開閉特性を連続的に可変とすることの可能な可変動弁機構を備え、前記筒内空気量の前記アクセル操作量に対応した値への調整を前記可変動弁機構の駆動による前記吸気バルブの開閉特性の可変を通じて行うことにより、前記スロットルバルブの開度を同バルブの開閉動作のみで前記筒内空気量の調整を行うときに比べて開き側の値に調整可能とする内燃機関の吸気制御装置において、
前記吸気バルブが閉弁したときの筒内空気量の目標値である目標筒内空気量を前記アクセル操作量に基づき設定する第１の設定手段と、前記吸気バルブの開閉特性の目標値であって前記可変動弁機構を駆動制御する際に用いられる目標開閉特性を前記目標筒内空気量に基づき設定する第２の設定手段と、前記吸気バルブの開閉特性が前記目標開閉特性となるよう前記可変動弁機構を同目標開閉特性に基づき駆動する開閉特性制御手段と、を備え前記第１の設定手段は、前記アクセル操作量が急変する際、その変化過程にあるアクセル操作量に基づき前記スロットルバルブの開閉動作のみで前記筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での前記筒内空気量の推移を求め、その推移する値を目標筒内空気量に設定するものとした。
【００１３】
上記構成によれば、アクセル操作量が急変する際の変化過程での目標筒内空気量は、そのアクセル操作量の変化に基づきスロットルバルブの開閉動作のみで筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での実際の筒内空気量とほぼ等しい値になる。言い換えれば、上記アクセル操作量の変化過程での目標筒内空気量は、可変動作弁機構の駆動による吸気バルブの実際の開閉特性の応答遅れ等の発生もふまえたうえで、同開閉特性を燃費最適動作線上で変化させつつ同開閉特性の変化によって実現可能な筒内空気量とほぼ等しい値となる。なお、上記燃費最適動作線とは、アクセル操作量を徐々に変化させるなど内燃機関の定常状態を維持しつつアクセル操作量を変化させたとき、同アクセル操作量に対応した機関出力を得るための筒内空気量を確保でき且つ同機関の燃費をポンプロス低減等により最適にすることのできる吸気バルブの開閉特性の推移を表す曲線のことである。
【００１４】
そして、上記急変するアクセル操作量の変化過程での上記目標筒内空気量に基づき目標開閉特性が設定される。このように設定された目標開閉特性は、それに基づき可変動弁機構を駆動して吸気バルブの開閉特性の可変を行ったとき、同吸気バルブの実際の開閉特性を上記燃費最適動作線上で推移させることの可能な速さで、その燃費最適動作線上を変化するようになる。従って、アクセル操作量の急変により内燃機関が過渡運転状態となる際に、吸気バルブの閉弁時の筒内空気量を上記アクセル操作量に対応した値とするために吸気バルブの実際の開閉特性を変化させるとき、その開閉特性を燃費最適動作線上で変化させることができ、それによって内燃機関の燃費改善を図ることができるようになる。
【００１５】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置において、前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側の圧力の目標値である目標吸気圧を、前記第１の設定手段により設定された目標筒内空気量、及び前記第２の設定手段により設定された吸気バルブの目標開閉特性に基づいて設定する第３の設定手段と、前記スロットルバルブの開度の目標値である目標スロットル開度を、前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側の圧力が前記目標吸気圧となる値として、同目標吸気圧に基づき設定する第４の設定手段と、前記スロットルバルブの開度が前記目標スロットル開度となるよう同スロットルバルブを目標スロットル開度に基づき開閉動作させる開度制御手段と、を更に備え、前記第３の設定手段は、前記目標筒内空気量及び前記目標開閉特性に基づき、その状態で最大充填効率を実現し得る前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流の圧力を求め、その求めた値を前記目標吸気圧に設定するものとした。
【００１６】
上記構成によれば、アクセル操作量が急変する際の変化過程においては、目標筒内吸気圧及び吸気バルブの目標開閉特性に基づき、その状態で最大充填効率を実現し得る吸気通路におけるスロットルバルブの下流の圧力が目標吸気圧として設定される。そして、吸気通路におけるスロットルバルブの下流の圧力を上記目標吸気圧とし得るスロットルバルブの開度が目標スロットル開度として設定され、スロットルバルブの開度が上記目標スロットル開度となるよう同バルブが目標スロットル開度に基づき開閉動作される。このようにスロットルバルブを開閉動作させることで、吸気バルブの閉弁時における筒内空気量を目標筒内空気量としつつ、スロットルバルブの開度を可能な限り開き側の値、言い換えれば内燃機関のポンプロスを低減するうえで最適な値とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を自動車用エンジンの吸気制御装置に具体化した一実施形態を図１〜図１４に従って説明する。
図１に示されるエンジン１においては、その燃焼室２に繋がる吸気通路３にスロットルバルブ１３が開閉可能に設けられており、同吸気通路３を通じて燃焼室２に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁４から噴射された燃料が同燃焼室２に供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ５による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン６が往復移動し、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト７が回転する。一方、燃焼室２にて燃焼した後の混合気は、排気として各燃焼室２から排気通路８に送り出される。
【００１８】
エンジン１において、燃焼室２と吸気通路３との間は吸気バルブ９の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室２と排気通路８との間は排気バルブ１０の開閉動作によって連通・遮断される。これら吸気バルブ９及び排気バルブ１０に関しては、クランクシャフト７の回転が伝達される吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２の回転に伴い開閉動作する。
【００１９】
エンジン１は、吸気バルブ９の開閉特性を可変とする可変動弁機構として、吸気カムシャフト１１に設けられた吸気側バルブタイミング可変機構１６と、吸気カムシャフト１１の吸気バルブ９との間に設けられたバルブリフト可変機構１４とを備えている。上記バルブリフト可変機構１４は、電動モータ１５の所定回転角範囲内での回転駆動を通じて、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を図２に示されるように互いに同期して変化させるものである。また、吸気側バルブタイミング可変機構１６（図１）は、油圧回路を通じて同機構１６に作用する油圧を制御することにより駆動され、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相（バルブタイミング）を変更するものである。こうした吸気側バルブタイミング可変機構１６の駆動を通じて、図３に示されるように吸気バルブ９の開弁期間（作動角）を一定に保持した状態で同バルブ９の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角される。
【００２０】
また、図１に示されるエンジン１は、排気バルブ１０の開閉特性を可変とする可変動弁機構として、排気カムシャフト１２に設けられてクランクシャフト７に対する同排気カムシャフト１２の相対回転位相（バルブタイミング）を可変とする排気側バルブタイミング可変機構１７も備えている。この排気側バルブタイミング可変機構１７は、油圧回路を通じて同機構１７に作用する油圧を制御することにより駆動される。こうした排気側バルブタイミング可変機構１７の駆動を通じて、図４に示されるように排気バルブ１０の開弁期間（作動角）を一定に保持した状態で同バルブ１０の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角される。
【００２１】
次に、本実施形態における吸気制御装置の電気的構成について、図１を参照して説明する。
この吸気制御装置は、エンジン１に関する各種制御を実行する電子制御装置２１を備えている。電子制御装置２１は、上記制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００２２】
電子制御装置２１の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル２７の操作量（アクセル操作量）を検出するアクセルポジションセンサ２８。
【００２３】
・吸気通路３に設けられたスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ３０。
・吸気通路３を通じて燃焼室２に吸入される空気の量を検出するエアフローメータ３２。
【００２４】
・クランクシャフト７の回転に対応する信号を出力し、エンジン回転速度の算出やクランク角の算出等に用いられるクランクポジションセンサ３４。
・電動モータ１５の上記所定回転角範囲内の値となる回転角を検出し、吸気バルブ９の作動角及び最大リフト量を求めるために用いられる位置センサ３５。
【００２５】
・吸気カムシャフト１１の回転に基づき同シャフト１１の回転位置に対応した信号を出力し、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相（吸気バルブ９のバルブタイミング）を求めるために用いられる吸気カムポジションセンサ３６。
【００２６】
・排気カムシャフト１２の回転に基づき同シャフト１２の回転位置に対応した信号を出力し、クランクシャフト７に対する排気カムシャフト１２の相対回転位相（排気バルブ１０のバルブタイミング）を求めるために用いられる排気カムポジションセンサ３７。
【００２７】
電子制御装置２１の出力ポートには、燃料噴射弁４、スロットルバルブ１３、バルブリフト可変機構１４（電動モータ１５）、吸気側バルブタイミング可変機構１６、及び排気側バルブタイミング可変機構１７等の駆動回路等が接続されている。
【００２８】
そして、電子制御装置２１は、上記各種センサから入力した検出信号に基づきエンジン運転状態を把握し、その把握したエンジン運転状態に応じて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうしてエンジン１における吸気制御、及び燃料噴射量制御といったエンジン１の各種運転制御が電子制御装置２１を通じて実施されるようになる。
【００２９】
エンジン１においては、燃料噴射量制御を通じて吸気バルブ９が閉弁したときの筒内空気量（燃焼室２内の空気量）に対応した量の燃料が燃料噴射弁４から噴射供給され、その筒内（燃焼室２内）で燃料と空気とからなる混合気が燃焼される。このため、エンジン１の出力調整は、運転者によるアクセルペダル２７の踏み込み操作に基づき吸気バルブ９が閉弁したときの筒内空気量を調整し、筒内の混合気の量を上記筒内空気量に応じて増減させることによって行われる。このときの筒内空気量は運転者のアクセル操作によるエンジン１への出力要求に対応した値とされ、筒内の混合気を燃焼させることによって上記出力要求に対応した機関出力が得られるようになる。
【００３０】
次に、エンジン１の吸気バルブ９が閉弁したときの筒内空気量の調整について詳しく説明する。
エンジン１における上記筒内空気量の調整に関しては、アクセル操作量が大きくなるほどスロットルバルブ１３を開き側に動作させて同通路３の空気流通面積を大きくし、吸気バルブ９が閉弁したときの筒内空気量を多くするという調整方法を採用することが考えられる。ただし、この場合、筒内空気量を小さい値に調整するときに吸気通路３中のスロットルバルブ１３が閉じ側の領域へと動作されるため、エンジン１のポンプロスが増大して同エンジン１の燃費に悪影響を及ぼすことになる。
【００３１】
こうしたことを考慮して、この実施形態では、バルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６といった可変動弁機構の駆動による吸気バルブ９の開閉特性、すなわち最大リフト量及び作動角、並びにバルブタイミングの可変によって上記筒内空気量の調整を行う。この場合、スロットルバルブ１３の開度調整のみにより上記筒内空気量の調整を行う場合に比べ、同バルブ１３の開度を開き側の値に調整することができるため、そうしたスロットルバルブ１３の開度調整を通じてエンジン１のポンプロスの低減、ひいては同エンジン１の燃費改善を図ることが可能になる。
【００３２】
吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角、並びにバルブタイミングの可変を通じて上記筒内空気量の調整を行う場合、その調整がアクセル操作量に基づき例えば次のように行われる。すなわち、アクセル操作量及びエンジン回転速度に基づき吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角の目標値として目標作動角が設定され、同吸気バルブ９の作動角が上記目標作動角となるよう同目標作動角に基づきバルブリフト可変機構１４の駆動が行われる。なお、吸気バルブ９の最大リフト量と作動角とはバルブリフト可変機構１４の駆動により上述したように同期して可変とされるため、上記作動角が目標値（目標作動角）となるようバルブリフト可変機構１４を駆動することは、上記最大リフト量が目標値となるよう同機構１４を駆動していることともなる。また、アクセル操作量及びエンジン回転速度に基づき、吸気バルブ９のバルブタイミングの目標値である目標バルブタイミングの設定も行われ、同吸気バルブ９のバルブタイミングが目標バルブタイミングとするための同目標バルブタイミングに基づく吸気側バルブタイミング可変機構１６の駆動も行われる。
【００３３】
アクセル操作量及びエンジン回転速度に基づき設定される上記目標作動角及び上記目標バルブタイミングに関しては、吸気バルブ９の開閉特性の目標値である目標開閉特性ということになる。これら目標作動角及び目標バルブタイミングといった目標開閉特性に関しては、エンジン１が定常運転である条件のもと、エンジン出力がアクセル操作量に対応した値となる筒内空気量が得られ、且つエンジン１の燃費がポンプロス低減等により最適となる吸気バルブ９の開閉特性（最大リフト量及び作動角、並びにバルブタイミング）とされる。ここで、アクセル操作量を徐々に変化させるなど、エンジン１の定常状態を維持しつつアクセル操作量を変化させると、それに合わせて上記目標開閉特性（目標作動角及び目標バルブタイミング）も変化するようになる。そして、このように変化する目標作動角及び目標バルブタイミングの推移を表す曲線は、エンジン１の燃費をポンプロス低減等により最適にし得る吸気バルブ９の作動角（最大リフト量）及びバルブタイミングの推移を表す燃費最適動作線となる。
【００３４】
ちなみに、この燃費最適動作線は、例えば図５に実線で示されるようなものとなる。そして、アクセル操作量に基づき上記筒内空気量を調整してエンジン出力を運転者のエンジン１に対する出力要求に対応した値へと調整するとき、吸気バルブ９の実際の作用角及びバルブタイミングを上記目標作動角及び目標バルブタイミングに合わせて燃費最適動作線上で推移させることにより、エンジン１の燃費を最適な状態とすることができる。
【００３５】
ところで、運転者がアクセル操作量を急変させることによりエンジン１が過渡運転状態となった場合、そのアクセル操作量の急変に合わせて吸気バルブ９の目標作動角及び目標バルブタイミングといった目標開閉特性も急変することになる。例えば、アクセル操作量を小から大へと急変させた場合、目標作動角及び目標バルブタイミングは、上記燃費最適動作線（図５の実線）上におけるアクセル操作量小に対応する状態から、アクセル操作量大に対応する状態へと急変する。
【００３６】
なお、図５の最適動作線上において、目標作動角及び目標バルブタイミングのアクセル操作量小に対応する状態としては例えば点Ｐ１で示される状態があげられ、それら目標作動角及び目標バルブタイミングのアクセル操作量大に対応する状態としては例えば点Ｐ２で示される状態があげられる。従って、アクセル操作量を小から大へと急変させた場合、目標作動角及び目標バルブタイミングは、例えば、上記燃費最適動作線に沿いつつ同線上における点Ｐ１の状態から点Ｐ２の状態へと急変する。
【００３７】
このように吸気バルブ９の目標作動角及び目標バルブタイミングが急変したとき、吸気バルブ９の実際の作動角（最大リフト量）及びバルブタイミングをそれぞれ上記目標作動角及び上記目標バルブタイミングの急変に対し応答性よく追従させることは困難である。これは、バルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６といった可変動弁機構の駆動による吸気バルブ９の実際の作動角（最大リフト量）及びバルブタイミングの変化に応答遅れが生じるためである。言い換えれば、アクセル操作量の急変に伴って変化する際の目標作動角及び目標バルブタイミングの変化の速さが、吸気バルブ９の実際の作動角（最大リフト量）及びバルブタイミングを変化させる際に実現可能な速さよりも速い値になる。この場合、アクセル操作量が急変されるとき、吸気バルブ９の目標作動角及び目標バルブタイミングは上記燃費最適動作線上を推移して急変するのに対し、吸気バルブ９の実際の作動角（最大リフト量）及びバルブタイミングは上記のように急変する目標作動角及び目標バルブタイミングを追従しきれなくなる。
【００３８】
このように吸気バルブの実際の作動角及びバルブタイミングが目標作動角及び目標バルブタイミングを追従しきれなくなるときには、それら目標作動角及び目標バルブタイミングに対し実際の作動角及びバルブタイミングが最速で到達するようバルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６の駆動が行われる。このため、実際の作動角及びバルブタイミングは、上記燃費最適動作線上を例えば点Ｐ１から点Ｐ２へと変化する目標作動角及び目標バルブタイミングに対し、図中の矢印で示されるように直線的に近づくように変化され、それによって上記燃費最適動作線上から大きく外れて変化することとなる。従って、アクセル操作量の急変によるエンジン１の過渡運転状態にあっては、吸気バルブ９の実際の作動角（最大リフト量）及びバルブタイミングを燃費最適動作線上で変化させることができず、そのために同エンジン１の燃費が悪化することは避けられなくなる。
【００３９】
こうした不具合に対処するため、本実施形態では、アクセル操作量の急変によりエンジン１が過渡運転状態となる際に、吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量を上記アクセル操作量に対応した値とするために吸気バルブ９の実際の作動角及びバルブタイミングを変化させるとき、それらを燃費最適動作線上で変化させることができるようにする。
【００４０】
詳しくは、上記急変するアクセル操作量の変化過程での吸気バルブ９の目標作動角及び目標バルブタイミングを、上記アクセル操作量及びエンジン回転速度に基づき次のように燃費最適動作線上で変化させる。すなわち、それら目標作動角及び目標バルブタイミングに基づきバルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６を駆動して吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングの可変を行ったとき、それら作動角及びバルブタイミングが上記燃費最適動作線上で推移可能となる速さで上記目標作動角及び目標バルブタイミングを変化させる。
【００４１】
これにより、アクセル操作量の急変によりエンジン１が過渡運転状態となる際に、吸気バルブ９の実際の作動角及びバルブタイミングを燃費最適動作線上で変化させることができなくなるという上記不具合の発生を抑制することができ、ひいてはエンジン１の燃費改善を図ることができるようになる。
【００４２】
次に、アクセル操作量の急変によるエンジン１の過渡運転状態において、吸気バルブ９の目標作動角及び目標バルブタイミングを上述したように変化させる処理の概要について、図６を参照して説明する。同図は、吸気バルブ９の目標作動角及び目標バルブタイミングといった目標開閉特性を設定するための目標開閉特性設定ルーチンを示すフローチャートである。この目標開閉特性設定ルーチンは、電子制御装置２１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００４３】
同ルーチンにおいては、まずアクセル操作量及びエンジン回転速度に基づき、吸気バルブ９が閉弁したときの筒内空気量の目標値である目標筒内空気量ＫＬが算出される（Ｓ１０１）。詳しくは、上記アクセル操作量及び上記エンジン回転速度である状況のもと、それらに基づきスロットルバルブ１３の開閉動作のみで吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での同筒内空気量を求め、その求めた値が目標筒内空気量ＫＬに設定される。
【００４４】
その後、上記設定された目標筒内空気量ＫＬに対応した筒内空気量が得られるよう同目標筒内空気量ＫＬに基づき吸気バルブ９の目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinが設定されるとともに、上記目標筒内空気量ＫＬに基づく排気バルブ１０の目標バルブタイミングｔＶＶＴexの設定も行われる（Ｓ１０２）。
【００４５】
そして、吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングがそれぞれ上記目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinとなるよう、それら目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づきバルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６が駆動される。更に、排気バルブ１０のバルブタイミングが上記目標バルブタイミングｔＶＶＴexとなるよう、同目標バルブタイミングｔＶＶＴexに基づき排気側バルブタイミング可変機構１７が駆動される。
【００４６】
ここで、アクセル操作量が急変してエンジン１が過渡運転状態となる場合について述べる。この場合、ステップＳ１０１の処理を通じて、上記過度運転状態での変化過程にあるアクセル操作量及びエンジン回転速度に基づきスロットルバルブ１３の開閉動作のみで筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での同筒内空気量の推移が求められ、その推移する値が目標筒内空気量ＫＬに設定されることとなる。
【００４７】
これにより、アクセル操作量が急変する際の変化過程での目標筒内空気量ＫＬは、上記アクセル操作量の変化に基づきスロットルバルブ１３の開閉動作のみで筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での実際の筒内空気量とほぼ等しい値になる。言い換えれば、上記目標筒内空気量ＫＬは、バルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６の駆動による吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングの応答遅れもふまえたうえで、それら作動角及びバルブタイミングを燃費最適動作線（図５の実線）上で変化させつつ同変化によって実現可能な筒内空気量とほぼ等しい値となる。
【００４８】
そして、上記目標筒内空気量ＫＬに基づき設定された目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinは、それらに基づき吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングの可変を行ったとき、同作動角及び同バルブタイミングを燃費最適動作線上で推移させることの可能な速さで、その燃費最適動作線上を推移するようになる。従って、アクセル操作量の急変によりエンジン１の過渡運転状態となる際に、吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量を上記アクセル操作量に対応した値とするために吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングを変化させるとき、それらを燃費最適動作線上で変化させることができ、それによってエンジン１の燃費改善を図ることができるようになる。
【００４９】
次に、スロットルバルブ１３を開閉動作させる際の目標値として用いられる目標スロットル開度を設定する手順について、目標スロットル開度設定ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
同ルーチンにおいては、まず吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力の目標値である目標吸気圧ｔＰｍの設定が行われる（Ｓ２０１）。詳しくは、目標開閉特性設定ルーチン（図６）で設定された目標筒内空気量ＫＬ、並びに、吸気バルブ９の目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づき、その状態で最大充填効率を実現し得る吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力を求め、その求めた値を目標吸気圧ｔＰｍに設定する。
【００５１】
その後、上記設定された目標吸気圧ｔＰｍに基づきスロットルバルブ１３の開度の目標値である目標スロットル開度ｔＴＡが設定される（Ｓ２０２）。詳しくは、目標スロットル開度ｔＴＡが吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力を上記目標吸気圧ｔＰｍとする値として同目標吸気圧ｔＰｍに基づき設定される。そして、このように目標スロットル開度ｔＴＡが設定されると、スロットルバルブ１３の開度が上記目標スロットル開度ｔＴＡとなるよう同スロットルバルブ１３が目標スロットル開度ｔＴＡに基づき開閉動作される。
【００５２】
ここで、アクセル操作量が急変してエンジン１が過渡運転状態となる場合について述べる。この場合も、ステップＳ２０２の処理を通じて、目標筒内空気量ＫＬ、並びに、吸気バルブ９の目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づき、その状態で最大充填効率を実現し得る吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力が目標吸気圧ｔＰｍに設定される。これにより、アクセル操作量の急変時にも、吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力を目標吸気圧ｔＰｍとし得るスロットルバルブ１３の開度が目標スロットル開度ｔＴＡに設定され、スロットルバルブ１３の開度が上記目標スロットル開度ｔＴＡとなるよう同バルブ１３の開閉動作が行われる。
【００５３】
こうしたスロットルバルブ１３の開閉動作、並びに、上述した目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づくバルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６の駆動により、アクセル操作量の急変時において吸気バルブ９が閉弁したときの筒内空気量が目標筒内空気量ＫＬとなる。言い換えれば、上記筒内空気量が運転者のアクセル操作によるエンジン１への出力要求に対応した値となる。従って、筒内での空気と燃料とかならる混合気の燃焼を通じて、上記出力要求に対応したエンジン出力が得られるようになる。更に、上述した目標スロットル開度ｔＴＡに基づくスロットルバルブ１３の開閉動作により、吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量を目標筒内空気量ＫＬとしつつ、スロットルバルブ１３の開度が可能な限り開き側の値、言い換えればエンジン１のポンプロスを低減するうえで最適な値とされる。
【００５４】
次に、吸気バルブ９の作動角（最大リフト量）及びバルブタイミングといった開閉特性の可変、並びに、スロットルバルブ１３の開閉動作により、吸気バルブ９を閉弁したときの筒内空気量を調整するエンジン１の吸気制御について、図８を参照して説明する。なお、同図は、上記吸気制御を行うに当たり、電子制御装置２１にて実行される処理の概要を示す制御ブロック図である。
【００５５】
目標筒内空気量ＫＬを設定するための処理Ｂ１は、目標開閉特性設定ルーチンのステップＳ１０１（図６）に相当する。そして、上記処理Ｂ１では、目標筒内空気量ＫＬがスロットル通過吸気温Ｔａ、吸気管吸気温Ｔｍ、傾きａ、推定吸気圧Ｐｍ、及び残留既燃ガス量ｂに基づき、次の式「ＫＬ＝（Ｔａ／Ｔｍ）・（ａ・Ｐｍ−ｂ）      …（１）」を用いて設定される。
【００５６】
上記スロットル通過吸気温Ｔａは吸気通路３におけるスロットルバルブ１３周りを通過する空気の温度であり、上記吸気管吸気温Ｔｍは吸気通路におけるスロットルバルブ１３の下流側に流れた空気の温度である。ちなみに、この処理Ｂ１で用いられる上記式（１）において、スロットル通過吸気温Ｔａ及び吸気管吸気温Ｔｍに基づく項「Ｔａ／Ｔｍ」は「１．０」と仮定されている。
【００５７】
上記推定吸気圧Ｐｍは、アクセル操作量及びエンジン回転速度に基づきスロットルバルブ１３の開閉動作のみで吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量の調整を行ったと仮定したときの吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力の推定値である。この推定吸気圧Ｐｍは、上記のようにスロットルバルブ１３の開閉動作を行ったときの吸気通路３における同バルブ１３の下流側の空気の流量を推定した値である推定スロットル通過空気流量等に基づき、実験等により定められたモデル式を用いて算出される。
【００５８】
なお、推定吸気圧Ｐｍの算出に用いられる上記推定スロットル通過空気流量は、アクセル操作量及びエンジン回転速度に基づきスロットルバルブ１３の開閉動作のみで上記筒内空気量の調整を行ったと仮定したときの同バルブ１３の開度の推定値である推定スロットル開度等に基づき、実験等により定められたモデル式を用いて算出される。また、推定スロットル通過空気流量の算出に用いられる上記推定スロットル開度は、アクセル操作量及びエンジン回転速度に基づき、実験等により定められたモデル式を用いて算出される。
【００５９】
上記傾きａは式（１）で示される推定吸気圧Ｐｍと目標筒内空気量ＫＬとの関係において推定吸気圧Ｐｍの変化に対する目標筒内空気量ＫＬの変化の大きさを定める値であり、残留既燃ガス量ｂは吸気バルブ９の閉弁時に筒内に残留する排気の量に対応した値である。図９において、実線は式（１）で設定される目標筒内空気量ＫＬに関して推定吸気圧Ｐｍの変化に対する変化を示したものであり、この実線と上記傾きａ及び残留既燃ガス量ｂとは同図に示される関係を有している。また、上記傾きａ及び上記残留既燃ガス量ｂは、そのときのエンジン回転速度で最大充填効率となる吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングに基づき予め実験等により定められたマップを参照して算出される。
【００６０】
なお、上記傾きａ及び上記残留既燃ガス量ｂの算出に用いられる上記作動角及び上記バルブタイミングに関しては、例えば、エンジン回転速度毎における最大充填効率の得られる吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングを規定した図１０のマップを参照して、同エンジン回転速度に基づき算出される。
【００６１】
図８において、目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴin，ｔＶＶＴexを設定するための処理Ｂ２は、目標開閉特性設定ルーチンのステップＳ１０２（図６）に相当する。そして、上記処理Ｂ２では、目標筒内空気量ＫＬに応じて、エンジン１のポンプロス低減等による燃費改善を最大とし得る吸気バルブ９の目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinの設定、及び排気バルブ１０の目標バルブタイミングｔＶＶＴexの設定が行われる。そして、上記のように設定された目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づきバルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６が駆動され、それによって吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングがそれぞれ上記目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinとなるようにされる。更に、上記のように設定された目標バルブタイミングｔＶＶＴexに基づき排気側バルブタイミング可変機構１７が駆動され、それによって排気バルブのバルブタイミングが上記目標バルブタイミングｔＶＶＴexとなるようにされる。
【００６２】
図８における目標吸気圧ｔＰｍを設定するための処理Ｂ３は、目標スロットル開度設定ルーチンのステップＳ２０１（図７）に相当する。そして、上記処理Ｂ３では、目標筒内空気量ＫＬ、目標作動角ｔθ、及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づき、その状態で最大充填効率を実現し得る吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力として目標吸気圧ｔＰｍの設定が行われる。詳しくは、目標筒内空気量ＫＬ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づきその状態での最大充填効率が予め実験等により定められたマップを参照して求められ、その最大充填効率と目標作動角ｔθとを用いて目標吸気圧ｔＰｍの設定が行われる。図１１は、上記最大充填効率と目標吸気圧ｔＰｍとの関係を目標作動角ｔθの大きさ毎に実線で示している。そして、上述したように設定された目標吸気圧ｔＰｍに関しては、目標作動角ｔθに対応した実線に基づき、上記求められた最大充填効率に対応した値として設定されることとなる。
【００６３】
図８における目標スロットル開度ｔＴＡを設定するための処理Ｂ４は、目標スロットル開度設定ルーチンのステップＳ２０２（図７）に相当する。
同処理Ｂ４においては、まず、吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量を目標筒内空気量ＫＬとするためのスロットル通過空気量ｍｔが、吸気通路容積Ｖ、空気の気体定数Ｒ、吸気管吸気温Ｔｍ、目標吸気圧ｔＰｍ、及び目標筒内空気量ＫＬに基づき、次の式「ｍｔ＝Ｖ／（Ｒ・Ｔｍ）・（ｄｔＰｍ／ｄｔ）＋ＫＬ      …（２）」を用いて算出される。式（２）でのスロットル通過空気量ｍｔとは、吸気バルブ９が開弁してから閉弁するまでに、吸気通路３におけるスロットルバルブ１３周りを通過する空気の量のことである。また、式（２）での吸気管吸気温Ｔｍとしては、吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の空気の温度として標準的な一定値が用いられる。なお、式（１）での「ｄｔＰｍ／ｄｔ」という項は、目標吸気圧ｔＰｍを時間微分した値を表している。
【００６４】
その後、上記スロットル通過空気量ｍｔを得るためのスロットルバルブ１３の開口面積としてスロットル開口面積μＡｔが、空気の気体定数Ｒ、スロットル通過吸気温Ｔａ、目標吸気圧ｔＰｍ、及び大気圧Ｐａｃに基づき、次の式「μＡｔ＝［｛square root（Ｒ・Ｔａ）｝・ｍｔ］／φ（ｔＰｍ／Ｐａｃ）      …（３）」を用いて算出される。なお、式（３）での「square root（Ｒ・Ｔａ）」という項は、「Ｒ・Ｔａ」の平方根を表している。また、式（３）でのスロットル通過吸気温Ｔａ及び大気圧Ｐａｃとしては、例えば、標準大気圧及び標準大気温といった標準状態での一定値が用いられる。更に、式（２）での「φ（ｔＰｍ／Ｐａｃ）」という項は、「ｔＰｍ／Ｐａｃ」という項に基づき予め実験等により定められた図１２のマップを参照して算出される。
【００６５】
そして、上記のように式（２）を用いて算出されたスロットル開口面積μＡｔに基づき目標スロットル開度ｔＴＡの算出が行われる。こうした目標スロットル開度ｔＴＡの算出に関しては、例えば、スロットル開口面積μＡｔに基づき予め実験等により定められたマップを参照して行われることとなる。そして、算出された目標スロットル開度ｔＴＡがスロットルバルブ１３の開度の目標値として設定される。なお、図１３は、このように設定された目標スロットル開度ｔＴＡとスロットル開口面積μＡｔとの関係を示すグラフである。そして、上記のように目標スロットル開度ｔＴＡが設定されると、スロットルバルブ１３の開度が上記目標スロットル開度ｔＴＡとなるよう同バルブ１３の開閉動作が行われる。
【００６６】
最後に、この実施形態におけるエンジン１の吸気制御について、アクセル操作量が小から大へと急変してエンジン１が過渡運転状態となる場合を例に、同制御をエンジン１の過渡運転時に実行することの利点も含め、図１４を参照して総括する。なお、図１４における（ａ）〜（ｆ）は、エンジンの過渡運転状態の際におけるアクセル操作量、目標筒内空気量ＫＬ、吸気バルブ９の目標作動角ｔθ、同吸気バルブ９の目標バルブタイミングｔＶＶＴin、目標吸気圧ｔＰｍ、及び目標スロットル開度ｔＴＡの推移を示している。
【００６７】
運転者がアクセル操作量を図１４（ａ）に示されるように小から大へと急速に増大させる際、その増大過程にあるアクセル操作量に基づき設定される目標筒内空気量ＫＬは、同アクセル操作量に基づきスロットルバルブ１３の開き動作のみで筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での同筒内空気量の推移と同じように増大側に推移する。このときの目標筒内空気量ＫＬの増大側への推移を図１４（ｂ）に示す。このように推移する目標筒内空気量ＫＬは、バルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６の駆動による吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングの応答遅れもふまえたうえで、それら作動角及びバルブタイミングを燃費最適動作線（図５の実線）上で変化させつつ、同変化によって実現可能な筒内空気量とほぼ等しい値になる。
【００６８】
また、目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinはそれぞれ、上述したように推移する目標筒内空気量ＫＬに合わせて、図１４における（ｃ）の実線及び（ｄ）の実線で示されるように推移することとなる。上記目標作動角ｔθ及び上記目標バルブタイミングｔＶＶＴinの推移に関しては、それらに基づき吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングの可変を行ったとき、同作動角及び同バルブタイミング（共に破線で図示）を燃費最適動作線上で推移させることの可能な速さをもって、且つ上記燃費最適動作線上で行われることとなる。従って、アクセル操作量の急な増大によりエンジン１の過渡運転状態となる際に、吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量を上記アクセル操作量に対応した値とするために吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングを変化させるとき、それらを燃費最適動作線上で変化させることができ、それによってエンジン１の燃費改善を図ることができるようになる。
【００６９】
更に、アクセル操作量が小から大へと急変する際の目標筒内空気量ＫＬ、並びに、吸気バルブ９の目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づき、目標吸気圧ｔＰｍが設定される。このように設定される目標吸気圧ｔＰｍは、上記目標筒内空気量ＫＬ、目標作動角ｔθ、目標バルブタイミングｔＶＶＴinの状態で最大充填効率を実現し得る吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力に対応した値となり、図１４（ｅ）に実線で示されるように推移する。そして、このように推移する目標吸気圧ｔＰｍが得られるよう、言い換えれば吸気通路３におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力（実際の吸気圧）が同目標吸気圧ｔＰｍとなるよう目標スロットル開度ｔＴＡが設定される。その結果、目標スロットル開度ｔＴＡが図１４（ｆ）に示されるように推移する。そして、同目標スロットル開度ｔＴＡに基づきスロットルバルブ１３を開閉動作させることにより、吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量を目標筒内空気量ＫＬとしつつ、スロットルバルブ１３の開度が可能な限り開き側の値、言い換えればエンジン１のポンプロスを低減するうえで最適な値とされるようになる。このときのスロットルバルブ１３の開度調整により、上記実際の吸気圧（図１４（ｅ）の破線）推移は、図１４（ｅ）に実線で示される目標吸気圧ｔＰｍの推移とほぼ一致する。
【００７０】
なお、ここではアクセル操作量が小から大へと急変してエンジン１が過渡運転状態となる場合を例に説明したが、アクセル操作量が大から小へと急変するエンジン１の過渡運転状態においても、上述した吸気制御を実行することによる利点は同様に得られることとなる。
【００７１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）アクセル操作量が急変する際、その変化過程にあるアクセル操作量に基づき設定される目標筒内空気量ＫＬは、同アクセル操作量に基づきスロットルバルブ１３の開閉動作のみで筒内空気量の調整を行ったときの最大充填効率での同筒内空気量の推移と同じように推移する。このように推移する目標筒内空気量ＫＬは、バルブリフト可変機構１４及び吸気側バルブタイミング可変機構１６の駆動による吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングの応答遅れもふまえたうえで、それら作動角及びバルブタイミングを燃費最適動作線上で変化させつつ同変化によって実現可能な筒内空気量とほぼ等しい値になる。このため、上記目標筒内空気量ＫＬに基づき設定された目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinは、それらに基づき吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングの可変を行ったとき、同作動角及び同バルブタイミングを燃費最適動作線上で推移させることの可能な速さで、その燃費最適動作線上を推移するようになる。従って、アクセル操作量の急変によりエンジン１の過渡運転状態となる際に、吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量を上記アクセル操作量に対応した値とするために吸気バルブ９の作動角及びバルブタイミングを変化させるとき、それらを燃費最適動作線上で変化させることができ、それによってエンジン１の燃費改善を図ることができる。
【００７２】
（２）アクセル操作量が急変する際の目標筒内空気量ＫＬ、並びに、吸気バルブ９の目標作動角ｔθ及び目標バルブタイミングｔＶＶＴinに基づき、それらの状態で最大充填効率を実現し得る吸気通路３のスロットルバルブ１３の下流側の圧力として、目標吸気圧ｔＰｍが設定される。そして、このように設定された目標吸気圧ｔＰｍが得られるよう目標スロットル開度ｔＴＡが設定され、同目標スロットル開度ｔＴＡに基づきスロットルバルブ１３が開閉動作される。これにより、吸気バルブ９の閉弁時の筒内空気量を目標筒内空気量ＫＬとしつつ、スロットルバルブ１３の開度を可能な限り開き側の値、言い換えればエンジン１のポンプロスを低減するうえで最適な値とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本実施形態の吸気制御装置が適用されるエンジン全体を示す略図。
【図２】クランク角の変化に対する吸気バルブ及び排気バルブのリフト量の推移（バルブ開閉特性）を示すタイミングチャート。
【図３】クランク角の変化に対する吸気バルブ及び排気バルブのリフト量の推移（バルブ開閉特性）を示すタイミングチャート。
【図４】クランク角の変化に対する吸気バルブ及び排気バルブのリフト量の推移（バルブ開閉特性）を示すタイミングチャート。
【図５】吸気バルブの作動角及びバルブタイミングといった開閉特性の燃費最適動作線を示すグラフ。
【図６】吸気バルブの目標作動角、並びに、吸気バルブ及び排気バルブの目標バルブタイミングを設定する手順を示すフローチャート。
【図７】目標スロットル開度の設定手順を示すフローチャート。
【図８】エンジンの吸気制御を行うに当たり、電子制御装置にて実行される処理の概要を示す制御ブロック図。
【図９】目標吸気圧の変化に対する目標筒内空気量の推移を示すグラフ。
【図１０】エンジン回転速度毎に最大充填効率となる吸気バルブの目標作動角及び目標バルブタイミングを規定したマップ。
【図１１】目標作動角毎の最大充填効率と目標吸気圧との関係を示すグラフ。
【図１２】式（３）の項「φ（ｔＰｍ／Ｐａｃ）」を項「ｔＰｍ／Ｐａｃ」に基づき求めるためのマップ。
【図１３】スロットル開口面積と目標スロットル開度との関係を示すグラフ。
【図１４】（ａ）〜（ｆ）は、エンジンの過渡運転状態の際におけるアクセル操作量、目標筒内空気量、目標作動角、目標バルブタイミング、目標吸気圧、及び目標スロットル開度の推移を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００７４】
１…エンジン、２…燃焼室、３…吸気通路、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、６…ピストン、７…クランクシャフト、８…排気通路、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１…吸気カムシャフト、１２…排気カムシャフト、１３…スロットルバルブ、１４…バルブリフト可変機構、１５…電動モータ、１６…吸気側バルブタイミング可変機構、１７…排気側バルブタイミング可変機構、２１…電子制御装置（第１の設定手段、第２の設定手段、第３の設定手段、第４の設定手段、開閉特性制御手段、開度制御手段）、２７…アクセルペダル、２８…アクセルポジションセンサ、３０…スロットルポジションセンサ、３２…エアフローメータ、３４…クランクポジションセンサ、３５…位置センサ、３６…吸気カムポジションセンサ、３７…排気カムポジションセンサ。
【図１】
2010116798.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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