(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、過渡時にトルク応答性を好適に高められるバルブタイミング制御を実現することを目的とする。【解決手段】吸気バルブタイミングを変更可能とする吸気ＶＶＴ３２を備える。内燃機関１０に要求された目標吸気量ＫＬｒｅｆに向けて吸気量ＫＬが変化していく加速状態において、現在値Ｐに対する所定時間Ｔの経過時点の可動範囲Ｑ内で最も吸気量ＫＬを高められる動作点ＰＫＬＨＩでの吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングとする吸気バルブタイミング制御を所定時間Ｔ毎に繰り返し実行する。【選択図】図２
2014088810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁および排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構と、
内燃機関に要求された目標吸気量指標値に向けて吸気量指標値が変化していく過渡状態におけるバルブタイミングを制御するバルブタイミング制御手段と、
を備え、
前記バルブタイミング制御手段は、所定時間中に移動可能なバルブタイミングの可動範囲内で、現在の吸気量指標値から当該所定時間の経過時の吸気量指標値への変化量が最大となる吸気量変化最大バルブタイミングを目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記バルブタイミング制御手段は、
バルブタイミングをｘ座標とし、吸気圧もしくは排気圧をｙ座標とするｘｙ平面上で吸気量指標値が等しい等吸気量指標値曲線に対して、現在の機関運転状態のバルブタイミングおよび吸気圧もしくは排気圧をそれぞれｘ座標値およびｙ座標値とする現在の動作点を通る近似直線を算出し、
前記近似直線の傾きの絶対値が所定値未満である場合には、前記可動範囲内のバルブタイミングであって、かつ、前記吸気量変化最大バルブタイミングでの前記変化量に対して吸気量指標値の変化量の減少量が所定の許容幅内にあるバルブタイミングの範囲内で前記内燃機関の所定の性能値を最も高められるバルブタイミングを、目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
今回の過渡状態は、吸気量指標値が増加方向に変化する加速状態であって、
前記バルブタイミング制御手段は、近似直線の傾きの絶対値が前記所定値未満である場合であって、かつ、吸気量指標値が今回の過渡状態の目標吸気量指標値で等しい等目標吸気量指標値曲線上において吸気圧もしくは排気圧が最も低い動作点でのバルブタイミングである最低圧力下バルブタイミングに関して、当該最低圧力下バルブタイミングと現在の動作点でのバルブタイミングとの乖離幅が所定値以上である場合には、前記可動範囲内のバルブタイミングであって、かつ、前記吸気量変化最大バルブタイミングでの前記変化量に対して吸気量指標値の変化量の減少量が所定の許容幅内にあるバルブタイミングの範囲内で前記最低圧力下バルブタイミングに最も近いバルブタイミングを、目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
今回の過渡状態は、吸気量指標値が減少方向に変化する減速状態であって、
前記バルブタイミング制御手段は、近似直線の傾きの絶対値が前記所定値未満である場合であって、かつ、吸気量指標値が今回の過渡状態の目標吸気量指標値で等しい等目標吸気量指標値曲線上において吸気圧もしくは排気圧が最も高い動作点でのバルブタイミングである最高圧力下バルブタイミングに関して、当該最高圧力下バルブタイミングと現在の動作点でのバルブタイミングとの乖離幅が所定値以上である場合には、前記可動範囲内のバルブタイミングであって、かつ、前記吸気量変化最大バルブタイミングでの前記変化量に対して吸気量指標値の変化量の減少量が所定の許容幅内にあるバルブタイミングの範囲内で前記最高圧力下バルブタイミングに最も近いバルブタイミングを、目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記可変動弁機構は、前記バルブタイミングとしての吸気バルブタイミングを変更可能な吸気可変動弁機構であって、
前記バルブタイミング制御手段は、前記吸気バルブタイミングを制御するものであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記可変動弁機構は、吸気バルブタイミングを変更可能な吸気可変動弁機構と、排気バルブタイミングを変更可能な排気可変動弁機構と、を含み、
前記バルブタイミング制御手段は、前記過渡状態における前記吸気バルブタイミングおよび前記排気バルブタイミングをそれぞれ制御するものであって、
前記過渡状態において前記吸気弁の開弁期間と前記排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を縮小させることが要求された場合には、吸気弁用の前記近似直線および排気弁用の前記近似直線のうちで傾きの絶対値が小さい近似直線を利用する方の弁のバルブタイミングを、要求されたバルブオーバーラップ期間の縮小のために、他方の弁のバルブタイミングよりも優先して調整するバルブタイミング制御調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記可変動弁機構は、吸気バルブタイミングを変更可能な吸気可変動弁機構と、排気バルブタイミングを変更可能な排気可変動弁機構と、を含み、
前記バルブタイミング制御手段は、前記過渡状態における前記吸気バルブタイミングおよび前記排気バルブタイミングをそれぞれ制御するものであって、
前記バルブタイミング制御手段は、吸気バルブタイミングと排気バルブタイミングと吸気圧との間の関係を３次元で見たときに、前記所定時間中に移動可能な吸気バルブタイミングの可動範囲内であって、かつ、前記所定時間中に移動可能な排気バルブタイミングの可動範囲内で、現在の吸気量指標値から当該所定時間の経過時の吸気量指標値への変化量が最大となる吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングをそれぞれ目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングとする吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、ターボ過給機付き内燃機関が開示されている。この従来の内燃機関では、低負荷領域からの加速時における加速初期に、吸気弁の閉じ時期を吸気下死点に近づけるように設定した後、排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を拡大させるようにしている。このような制御によれば、吸気弁の閉じ時期の変更によって実圧縮比を高めることで、充填効率の向上を図ることができる。また、バルブオーバーラップ期間の拡大によって吸気通路から排気通路に吹き抜ける空気量を増やしてターボ回転数を高めることで（過給機を活性化させることで）、吸気圧力の上昇による充填効率の向上を図ることができる。上記制御は、過渡時のトルク応答性の向上を狙ったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１６４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
過渡時には、ドライバーからの要求に基づく目標トルクが得られる目標吸気量指標値（例えば、目標吸気量ＫＬｒｅｆ）に向けて吸気量指標値（例えば、吸気量ＫＬ）を速やかに近づけること（すなわち、過渡時のトルク応答性を向上させること）が要求される。吸気量ＫＬなどの吸気量指標値は、吸気弁（もしくは排気弁）のバルブタイミングと吸気圧（もしくは排気弁）などとの間で一意的な関係にある。トルク応答性の向上のために過渡時（加速時もしくは減速時）に吸気弁や排気弁のバルブタイミングを目標値に向けて動かす際に、上記関係をうまく利用しないと、トルク応答性を効果的に向上させることができない場合が生じ得る。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、過渡時にトルク応答性を好適に高められるバルブタイミング制御を実現することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関の制御装置であって、
吸気弁および排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構と、
内燃機関に要求された目標吸気量指標値に向けて吸気量指標値が変化していく過渡状態におけるバルブタイミングを制御するバルブタイミング制御手段と、
を備え、
前記バルブタイミング制御手段は、所定時間中に移動可能なバルブタイミングの可動範囲内で、現在の吸気量指標値から当該所定時間の経過時の吸気量指標値への変化量が最大となる吸気量変化最大バルブタイミングを目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記バルブタイミング制御手段は、
バルブタイミングをｘ座標とし、吸気圧もしくは排気圧をｙ座標とするｘｙ平面上で吸気量指標値が等しい等吸気量指標値曲線に対して、現在の機関運転状態のバルブタイミングおよび吸気圧もしくは排気圧をそれぞれｘ座標値およびｙ座標値とする現在の動作点を通る近似直線を算出し、
前記近似直線の傾きの絶対値が所定値未満である場合には、前記可動範囲内のバルブタイミングであって、かつ、前記吸気量変化最大バルブタイミングでの前記変化量に対して吸気量指標値の変化量の減少量が所定の許容幅内にあるバルブタイミングの範囲内で前記内燃機関の所定の性能値を最も高められるバルブタイミングを、目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第２の発明において、
今回の過渡状態は、吸気量指標値が増加方向に変化する加速状態であって、
前記バルブタイミング制御手段は、近似直線の傾きの絶対値が前記所定値未満である場合であって、かつ、吸気量指標値が今回の過渡状態の目標吸気量指標値で等しい等目標吸気量指標値曲線上において吸気圧もしくは排気圧が最も低い動作点でのバルブタイミングである最低圧力下バルブタイミングに関して、当該最低圧力下バルブタイミングと現在の動作点でのバルブタイミングとの乖離幅が所定値以上である場合には、前記可動範囲内のバルブタイミングであって、かつ、前記吸気量変化最大バルブタイミングでの前記変化量に対して吸気量指標値の変化量の減少量が所定の許容幅内にあるバルブタイミングの範囲内で前記最低圧力下バルブタイミングに最も近いバルブタイミングを、目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第２の発明において、
今回の過渡状態は、吸気量指標値が減少方向に変化する減速状態であって、
前記バルブタイミング制御手段は、近似直線の傾きの絶対値が前記所定値未満である場合であって、かつ、吸気量指標値が今回の過渡状態の目標吸気量指標値で等しい等目標吸気量指標値曲線上において吸気圧もしくは排気圧が最も高い動作点でのバルブタイミングである最高圧力下バルブタイミングに関して、当該最高圧力下バルブタイミングと現在の動作点でのバルブタイミングとの乖離幅が所定値以上である場合には、前記可動範囲内のバルブタイミングであって、かつ、前記吸気量変化最大バルブタイミングでの前記変化量に対して吸気量指標値の変化量の減少量が所定の許容幅内にあるバルブタイミングの範囲内で前記最高圧力下バルブタイミングに最も近いバルブタイミングを、目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１〜第４の発明の何れか１つにおいて、
前記可変動弁機構は、前記バルブタイミングとしての吸気バルブタイミングを変更可能な吸気可変動弁機構であって、
前記バルブタイミング制御手段は、前記吸気バルブタイミングを制御するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１〜第５の発明の何れか１つにおいて、
前記可変動弁機構は、吸気バルブタイミングを変更可能な吸気可変動弁機構と、排気バルブタイミングを変更可能な排気可変動弁機構と、を含み、
前記バルブタイミング制御手段は、前記過渡状態における前記吸気バルブタイミングおよび前記排気バルブタイミングをそれぞれ制御するものであって、
前記過渡状態において前記吸気弁の開弁期間と前記排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を縮小させることが要求された場合には、吸気弁用の前記近似直線および排気弁用の前記近似直線のうちで傾きの絶対値が小さい近似直線を利用する方の弁のバルブタイミングを、要求されたバルブオーバーラップ期間の縮小のために、他方の弁のバルブタイミングよりも優先して調整するバルブタイミング制御調整手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１の発明において、
前記可変動弁機構は、吸気バルブタイミングを変更可能な吸気可変動弁機構と、排気バルブタイミングを変更可能な排気可変動弁機構と、を含み、
前記バルブタイミング制御手段は、前記過渡状態における前記吸気バルブタイミングおよび前記排気バルブタイミングをそれぞれ制御するものであって、
前記バルブタイミング制御手段は、吸気バルブタイミングと排気バルブタイミングと吸気圧との間の関係を３次元で見たときに、前記所定時間中に移動可能な吸気バルブタイミングの可動範囲内であって、かつ、前記所定時間中に移動可能な排気バルブタイミングの可動範囲内で、現在の吸気量指標値から当該所定時間の経過時の吸気量指標値への変化量が最大となる吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングをそれぞれ目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングとする吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングの制御を前記所定時間毎に実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、内燃機関に要求された目標吸気量指標値に向けて吸気量指標値が変化していく過渡状態において、所定時間中に移動可能なバルブタイミングの可動範囲内で、現在の吸気量指標値から当該所定時間の経過時の吸気量指標値への変化量が最大となる吸気量変化最大バルブタイミングを目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御が上記所定時間毎に実行される。このような制御によれば、等吸気圧下で現在値に対して最も吸気量指標値を変化させることができるバルブタイミングを所定時間毎に選択したバルブタイミング制御を行うことが可能となる。これにより、所定時間毎に吸気量指標値を効果的に変化させていくことができるので、過渡時のトルク応答性を好適に高めることが可能となる。
【００１４】
第２の発明によれば、近似直線の傾きの絶対値が所定値未満である場合（すなわち、バルブタイミングの変化に対する吸気量指標値の感度が低い場合）に、吸気量変化最大バルブタイミングの選択時と比べて吸気量指標値の変化量の減少量が所定の許容幅内にあるバルブタイミングの範囲内で内燃機関の所定の性能値を最も高められるバルブタイミングを目標バルブタイミングとするバルブタイミングの制御が上記所定時間毎に実行される。これにより、上記所定の許容幅内で過渡時のトルク応答性を確保しつつ、燃費性能や排気エミッション性能などの内燃機関の所定の性能の向上を図ることができる。
【００１５】
第３の発明によれば、近似直線の傾きの絶対値が上記所定値未満であり、かつ、等目標吸気量指標値曲線上の最低圧力下バルブタイミングと現在の動作点でのバルブタイミングとの乖離幅が所定値以上である場合には、上記最低圧力下バルブタイミングに早く近づけられるように所定時間毎にバルブタイミングが制御されていくようにすることができる。上記最低圧力下バルブタイミングは、加速途中に吸気圧が上昇していく際に目標吸気量指標値を最も低い吸気圧下で得ることのできるバルブタイミングである。したがって、本発明によれば、上記傾きの絶対値が小さく、かつ上記乖離幅が大きい場合であっても、加速時のトルク応答性の向上を図ることができる。
【００１６】
第４の発明によれば、近似直線の傾きの絶対値が上記所定値未満であり、かつ、等目標吸気量指標値曲線上の最高圧力下バルブタイミングと現在の動作点でのバルブタイミングとの乖離幅が所定値以上である場合には、上記最高圧力下バルブタイミングに早く近づけられるように所定時間毎にバルブタイミングが制御されていくようにすることができる。上記最高圧力下バルブタイミングは、減速途中に吸気圧が下降していく際に目標吸気量指標値を最も高い吸気圧下で得ることのできるバルブタイミングである。したがって、本発明によれば、上記傾きの絶対値が小さく、かつ上記乖離幅が大きい場合であっても、減速時のトルク応答性の向上を図ることができる。
【００１７】
第５の発明によれば、吸気バルブタイミングを変更可能な吸気可変動弁機構を備えている場合において、上記第１〜第４の発明による効果を奏することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、バルブオーバーラップ期間を縮小させることが要求された場合に、バルブタイミングの変化に対する吸気量指標値の損失の小さい方のバルブタイミングの優先的な調整によって、バルブオーバーラップ期間が縮小される。これにより、所定の要求に従ってバルブオーバーラップ期間を制限しつつ、過渡時のトルク応答性をできるだけ確保できるようになる。
【００１９】
第７の発明によれば、過渡状態における上記所定時間中に移動可能な吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングのそれぞれの可動範囲内において、現在値に対する所定時間経過時の吸気量指標値の変化量が最大となる吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングを、３次元の広がりをもって探索できるようになる。このため、過渡時のトルク応答性をより効果的に向上させられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関のシステム構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１における加速時の吸気ＶＶＴによる吸気バルブタイミング制御の概要を説明するための図である。
【図３】等吸気量曲線の近似直線Ａの算出手法の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における加速時の吸気バルブタイミング制御のうちで、吸気量ＫＬが目標吸気量ＫＬｒｅｆに到達した後に、目標吸気量ＫＬｒｅｆを維持しつつ最終的な目標吸気バルブタイミングに近づけるフェーズ２における制御内容を説明するためのものである。
【図５】図４中に示す近似直線Ｂの算出手法の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】加速時に近似直線Ａの傾きの絶対値が小さい場合における吸気バルブタイミング制御を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】加速時に近似直線Ａの傾きの絶対値が小さい場合であって、かつ、ＶＴ１と現在のＶＴとの乖離幅が大きい場合における吸気バルブタイミング制御を説明するための図である。
【図１０】等目標吸気量曲線上で吸気圧が最低となる動作点での吸気バルブタイミングＶＴ１の算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】吸気バルブタイミングＶＴ１の具体的な算出例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態３の吸気バルブタイミング制御の効果を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態４の加速時の吸排気バルブタイミング制御の効果を説明するための図である。
【図１６】吸気バルブタイミング、吸気圧、排気バルブタイミングをそれぞれｘ、ｙ、ｚ座標とする空間上に等吸気量曲面を表した図である。
【図１７】図１６中の矢視Ａ、Ｂのそれぞれの方向から見た等吸気量曲線を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１０のシステム構成を説明するための模式図である。本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）１０を備えている。内燃機関１０の各気筒には、吸気通路１２および排気通路１４が連通している。
【００２２】
吸気通路１２の入口近傍には、エアクリーナ１６が取り付けられている。エアクリーナ１６の下流近傍には、吸気通路１２に吸入される空気（吸気）の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１８が設けられている。エアフローメータ１８の下流には、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａが設置されている。コンプレッサ２０ａは、排気通路１４に配置されたタービン２０ｂと連結軸を介して一体的に連結されている。
【００２３】
コンプレッサ２０ａの下流には、圧縮された空気を冷却するインタークーラ２２が設けられている。インタークーラ２２の下流には、電子制御式のスロットルバルブ２４が設けられている。スロットルバルブ２４の下流（吸気マニホールド１２ａ）には、吸気圧を検知するための吸気圧センサ２６が配置されている。
【００２４】
内燃機関１０の各気筒には、吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁２８が設けられている。また、内燃機関１０の各気筒には、混合気に点火するための点火プラグ３０が設けられている。
【００２５】
更に、内燃機関１０は、吸気弁（図示省略）のバルブタイミング（ここでは、作用角は固定のままで開き時期および閉じ時期の双方）を調整するための吸気可変バルブタイミング機構（以下、「吸気ＶＶＴ」と称する）３２と、排気弁（図示省略）のバルブタイミング（ここでは、作用角は固定のままで開き時期および閉じ時期の双方）を調整するための排気可変バルブタイミング機構（以下、「排気ＶＶＴ」と称する）３４とを備えている。また、吸気カム軸３６および排気カム軸３８の近傍には、それぞれのカム軸３６、３８の回転角度、すなわち、吸気カム角および排気カム角を検出するための吸気カム角センサ４０および排気カム角センサ４２がそれぞれ配置されている。これらの吸気ＶＶＴ３２および排気ＶＶＴ３４を備えておくことで、吸気弁の開弁期間と排気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を調整することができる。また、これらのカム角センサ４０、４２と後述のクランク角センサ５２とを用いることで、吸気弁や排気弁のバルブタイミングの制御位置を把握できるようになる。
【００２６】
排気通路１４には、タービン２０ｂをバイパスする排気バイパス通路４４が接続されている。排気バイパス通路４４の途中には、排気バイパス通路４４を流れる排気ガスの量を調整するウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）４６が設けられている。また、タービン２０ｂの下流側における排気バイパス通路４４との接続部位よりも更に下流側の排気通路１４には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒（以下、単に「触媒」と称する）４８が配置されている。
【００２７】
更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力部には、上述したエアフローメータ１８、吸気圧センサ２６およびカム角センサ４０、４２に加え、エンジン回転数を検知するためのクランク角センサ５２等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ５０の入力部には、内燃機関１０を搭載する車両のアクセルペダル（図示省略）の踏み込み量（アクセル開度）を検知するためのアクセル開度センサ５４が接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力部には、上述したスロットルバルブ２４、燃料噴射弁２８、点火プラグ３０、吸気ＶＶＴ３２、排気ＶＶＴ３４およびＷＧＶ４６等の内燃機関１０の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、上述した各種センサの出力と所定のプログラムに従って各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。
【００２８】
［実施の形態１における加速時の特徴的な吸気バルブタイミング制御］
（吸気量ＫＬを目標吸気量ＫＬｒｅｆに近づけるフェーズ１）
加速時には、ドライバーからの要求に基づく目標トルクが得られる目標吸気量指標値（例えば、目標吸気量ＫＬｒｅｆ）に向けて吸気量指標値（例えば、吸気量ＫＬ）を速やかに近づけること（すなわち、加速時のトルク応答性を向上させること）が要求される。吸気量ＫＬなどの吸気量指標値は、後述の（１）式に示すように吸気バルブタイミングおよび吸気圧などとの間で一意的な関係にある。トルク応答性の向上のために加速時に吸気バルブタイミングを目標値に向けて動かす際に、上記関係をうまく利用しないと、トルク応答性を効果的に向上させることができない場合が生じ得る。尚、ＫＬは、より具体的には、筒内への新気の充填率（負荷率）を表す吸気量指標値であるが、以下、単に吸気量ＫＬと表記する。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態１における加速時の吸気ＶＶＴ３２による吸気バルブタイミング制御の概要を説明するための図である。尚、図２に示す関係は、排気弁のバルブタイミングとエンジン回転数とを一定とした場合のものである。図２の横軸は、吸気ＶＶＴ３２により制御される吸気弁のバルブタイミングを示している。また、図２中において、下に凸となる複数の曲線は、吸気圧と吸気弁のバルブタイミングとの関係において吸気量が等しい点を繋げて得られる等吸気量指標値曲線（以下、単に「等吸気量曲線」と略する）を示している。
【００３０】
図２（Ａ）は、現在の機関運転状態の動作点（現在値Ｐ）から今回の過渡（加速）状態の目標動作点（目標値Ｏ）に向けて吸気圧および吸気量ＫＬが変化していく過渡状態における吸気弁のバルブタイミングの動作の軌跡の一例を表したものである。より具体的には、加速時にアクセルペダルが操作された場合には、アクセル開度に基づいて、ドライバーからの要求トルクが算出される。そして、要求トルクを実現するための目標吸気圧および目標吸気バルブタイミングが算出されることで、図２（Ａ）に示すような過渡時の目標動作点Ｏが決定される。そのうえで、目標吸気圧が得られるようにスロットルバルブが制御される。本実施形態の吸気バルブタイミング制御は、このようなスロットルバルブの制御に伴って目標値Ｏでの吸気量と等しい目標吸気量ＫＬｒｅｆに向けて吸気量ＫＬを速やかに変化させていく過程における吸気バルブタイミングの制御（フェーズ１）、更には、目標吸気量ＫＬｒｅｆの近傍にまで吸気量ＫＬが到達した後に最終的な目標吸気バルブタイミング（Ｏ点）が得られるようにする過程における吸気バルブタイミングの制御（フェーズ２）を扱ったものである。
【００３１】
吸気圧ｐｍは、吸気量ＫＬ、吸気バルブタイミングＩＮＶＴ、排気バルブタイミングＥＸＶＴおよびエンジン回転数ＮＥの関数として、次の（１）式のように表すことができる。
ｐｍ＝ｆ（ＫＬ、ＩＮＶＴ、ＥＸＶＴ、ＮＥ）  ・・・（１）
この関係式において排気バルブタイミングＥＸＶＴおよびエンジン回転数ＮＥを固定することで、図２に示すように吸気バルブタイミングＩＮＶＴをｘ座標とし、吸気圧ｐｍをｙ座標とするｘｙ平面上に等吸気量曲線を描くことができるようになる。
【００３２】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す関係を、現在の動作点Ｐの近傍において拡大した図である。過渡状態において所定時間Ｔ（ＥＣＵ５０の制御周期であり、例えば、８ｍｓ）内で現在値Ｐから移動可能（調整可能）な吸気バルブタイミングの範囲（以下、「可動範囲」と称する）Ｑは、吸気バルブタイミングの調整を担う吸気ＶＶＴ３２のハード構成上の条件によって決まった既知の値となる。また、加速中は、所定時間Ｔの経過に伴って吸気圧が上昇する。したがって、図２上において現在値Ｐから所定時間Ｔを経過した時点で取り得る動作点（吸気バルブタイミング）の可動範囲Ｑは、図２（Ｂ）に示すようなものとなる。尚、所定時間Ｔの経過に伴う吸気圧の上昇量は、加速条件や運転条件、更には、加速時の吸気圧の変化に影響を与える内燃機関１０のハード構成上の条件によって決まるものである。このため、所定時間Ｔ毎の吸気圧の上昇量は、上記の各種条件に応じた値として予めＥＣＵ５０に記憶させておくことで、実機上で取得可能となる。
【００３３】
加速時の吸気圧の立ち上がりには遅れを伴う。吸気圧の立ち上がりの遅れは、本実施形態の内燃機関１０のようにターボ過給機付き内燃機関において顕著である。より具体的には、大気圧付近までは吸気圧が比較的早く立ち上がるが、大気圧よりも高い圧力に吸気圧が立ち上がっていく際に、ターボラグと呼ばれるように遅れが大きくなる。したがって、加速時のトルク応答性を高めるうえでは、如何に低い吸気圧の下で多くのトルクを発生させられるか（吸気量ＫＬを高められるか）が重要となる。
【００３４】
しかしながら、上記のような目的のために単純に目標吸気バルブタイミングＶＴ１（目標吸気量ＫＬｒｅｆが得られる等目標吸気量曲線上で吸気圧が最も低くなる時の吸気バルブタイミング）を目指すこととし、可動範囲Ｑ内での最大の変化量で吸気バルブタイミングを調整すること（図２（Ｂ）に示すケースでは、動作点Ｐ１に向けて吸気バルブタイミングを調整すること）は、加速途中の各時点での空気量（トルク）を常に最大限高めていけるとは限らない。すなわち、図２（Ｂ）に例示したケースでは、動作点Ｐ１への調整と比べて吸気バルブタイミングの変化量としては少ないが、等吸気圧下の吸気バルブタイミングの可動範囲Ｑ内において吸気量ＫＬを最も高められる動作点ＰＫＬＨＩが存在する。このため、図２（Ｂ）に示すケースでは、吸気バルブタイミングを動作点Ｐ１での値となるように調整するよりも動作点ＰＫＬＨＩでの値となるように調整する方が、現在値Ｐから所定時間Ｔを経過した時点での吸気量ＫＬをより効果的に高めることができるといえる。
【００３５】
そこで、本実施形態では、目標吸気量ＫＬｒｅｆに向けて吸気量ＫＬが増加していく過渡状態（加速状態）における吸気バルブタイミングを所定時間毎に次のように制御するようにした。すなわち、加速状態における所定時間Ｔ中に移動可能な吸気バルブタイミングの可動範囲Ｑ内で、現在値Ｐでの吸気量ＫＬに対する吸気量ＫＬの増加量が最大となる動作点ＰＫＬＨＩでの吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングとする吸気バルブタイミングを、吸気量ＫＬが目標吸気量ＫＬｒｅｆに到達するまで（より具体的には、目標吸気量ＫＬｒｅｆが得られる等目標吸気量曲線の近傍に動作点が移動するまで）所定時間Ｔ毎に繰り返し実行するようにした。尚、所定時間Ｔが繰り返し経過していくうちにエンジン回転数が変化していく。ＥＣＵ５０は、上記（１）式の関係に従って吸気圧、吸気バルブタイミングおよび吸気量との関係を定めたマップ（図２に示すような関係をマップ化したもの）をエンジン回転数毎に記憶しており、所定時間Ｔが経過する毎にその時点のエンジン回転数に合ったマップが参照されるものとする。また、図２（Ａ）は、以上のようなフェーズ１における制御の実行時の吸気バルブタイミングの動作の軌跡の一例を概略的に示したものである。
【００３６】
（目標吸気量ＫＬｒｅｆを維持しつつ最終的な目標吸気バルブタイミングに近づけるフェーズ２）
また、本実施形態では、吸気量ＫＬが目標吸気量ＫＬｒｅｆの近傍に到達した後の加速状態においては、図２（Ａ）に示すように、目標吸気量ＫＬｒｅｆを維持しつつ、加速時の最終的な目標動作点Ｏでの吸気バルブタイミングである目標吸気バルブタイミングＶＴ（Ｏ）に近づけられるように吸気バルブタイミングが所定時間Ｔ毎に調整されていく。
【００３７】
図３は、等吸気量曲線の近似直線Ａの算出手法の一例を示す図である。
本実施形態では、フェーズ２において所定時間Ｔ毎の目標吸気バルブタイミングを算出する際に用いるために、図３に示すような手法で、現在の動作点（現在値Ｐ）を通る等吸気量曲線の近似直線Ａの算出が行われる。
【００３８】
近似直線Ａの算出は、次のような手順で行われる。すなわち、図３に示すように、現在値Ｐにおける吸気圧ｐｍ０が、上記（１）式に対して現在の吸気量ＫＬ０および吸気バルブタイミングＶＴ０を代入することによって次のように算出される。
ｐｍ０＝ｆ（ＫＬ０、ＶＴ０、ＥＸＶＴ、ＮＥ）
【００３９】
図３における点Ｐ’は、近似直線Ａを求めるための点であって、吸気バルブタイミングＩＮＶＴがＶＴ０に対して所定量ｄだけ移動された値（ＶＴ０−ｄ）であるときに現在値Ｐと同じ等吸気量曲線上にある点である。この点Ｐ’における吸気圧ｐｍ０’は、上記（１）式を用いて次のように算出することができる。
ｐｍ０’＝ｆ（ＫＬ０、ＶＴ０−ｄ、ＥＸＶＴ、ＮＥ）
尚、吸気量（負荷率）ＫＬは、エアフローメータ１８により計測される吸入空気量とクランク角センサ５２を用いて取得されたエンジン回転数とに基づいて算出することができる。また、現在の吸気バルブタイミングＶＴは吸気カム角センサ４０とクランク角センサ５２とを用いて取得することができる。尚、近似直線Ａの算出に用いられる排気バルブタイミングＥＸＶＴおよびエンジン回転数ＮＥには所定の固定値（現在値）が代入されるものとする。
【００４０】
近似直線Ａの傾きａは、図３に示すように、（（ｐｍ０−ｐｍ０’）／ｄ）として算出することができる。従って、近似直線Ａを表す式を次式のように算出することができる。
ｐｍ＝ａ×（ＩＮＶＴ）＋ｐｍ０−ａ×ＶＴ０
【００４１】
図４は、本発明の実施の形態１における加速時の吸気バルブタイミング制御のうちで、吸気量ＫＬが目標吸気量ＫＬｒｅｆに到達した後に、目標吸気量ＫＬｒｅｆを維持しつつ最終的な目標吸気バルブタイミングに近づけるフェーズ２における制御内容を説明するためのものである。図５は、図４中に示す近似直線Ｂの算出手法の一例を示す図である。
【００４２】
図４は、目標吸気量ＫＬｒｅｆでの等目標吸気量曲線の近傍に現在値Ｐが到達している状態（すなわち、現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の可動範囲Ｑ内に等目標吸気量曲線が収まっている状態）を示している。加速途中にこの状態が到来した後には、目標吸気量ＫＬｒｅｆを維持しつつ目標吸気圧が得られるように動作点を目標動作点Ｏに近づけるために、図４に示す吸気バルブタイミングの制御（この場合には吸気バルブタイミングの遅角制御）が所定時間Ｔ毎に実行される。
【００４３】
図４に示す吸気バルブタイミングの制御では、先ず、等目標吸気量曲線の近似直線Ｂが算出される。近似直線Ｂは、目標吸気量ＫＬｒｅｆでの等目標吸気量曲線上において現在値Ｐのバルブタイミング（ＶＴ０）をｘ座標値とする特定動作点Ｃを通過する近似直線である。
【００４４】
近似直線Ｂの算出は、次のような手順で行われる。すなわち、図５に示すように、特定動作点Ｃにおける吸気圧ｐｍ１は、図３のために既述したのと同様の考えに基づいて上記（１）式に従って次のように算出することができる。
ｐｍ１＝ｆ（ＫＬｒｅｆ、ＶＴ０、ＥＸＶＴ、ＮＥ）
図５における点Ｃ’は、近似直線Ｂを求めるための点であって、吸気バルブタイミングＩＮＶＴがＶＴ０に対して所定量ｄだけ移動された値（ＶＴ０−ｄ）であるときに特定動作点Ｃと同じ等吸気量曲線上にある点である。この点Ｃ’における吸気圧ｐｍ１’は、上記（１）式を用いて次のように算出することができる。
ｐｍ１’＝ｆ（ＫＬｒｅｆ、ＶＴ０−ｄ、ＥＸＶＴ、ＮＥ）
【００４５】
近似直線Ｂの傾きｂは、図５に示すように、（（ｐｍ１−ｐｍ１’）／ｄ）として算出することができる。従って、近似直線Ｂを表す式を次式のように算出することができる。
ｐｍ＝ｂ×（ＩＮＶＴ）＋ｐｍ１−ｂ×ＶＴ０
【００４６】
本実施形態の手法では、上記のように近似直線Ｂを算出したうえで、図４中の現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の吸気バルブタイミングの可動範囲Ｑがｘｙ平面上に設定される。次いで、設定された可動範囲Ｑ内で近似直線Ｂを通る動作点Ｐ２での吸気バルブタイミングが現在の制御周期における目標吸気バルブタイミングとして算出される。そして、算出された目標吸気バルブタイミングが得られるように吸気ＶＶＴ３２によって吸気バルブタイミングが制御される。このような吸気バルブタイミングの制御によって動作点が点Ｐ２に到達した場合には、次の所定時間Ｔに対する制御として、到達した動作点Ｐ２を新たな現在値Ｐとして、近似直線Ｂの算出、可動範囲Ｑの設定、新たな動作点Ｐ２の算出、および当該動作点Ｐ２への吸気バルブタイミングの制御が実行される。
【００４７】
フェーズ２では、このような制御が、最終的な目標吸気バルブタイミングＶＴ（Ｏ）が得られる最終的な目標動作点Ｏに動作点が到達するまで、所定時間Ｔ毎に繰り返し実行される。
【００４８】
（実施の形態１における加速時の吸気バルブタイミング制御を実現するための具体的な処理）
図６は、上述した加速時の吸気バルブタイミング制御を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、アクセル開度センサ５４を用いて加速要求が出された際に起動され、目標動作点Ｏでの吸気バルブタイミングＶＴ（Ｏ）が目標吸気バルブタイミングに設定されるまで所定の制御周期（上記所定時間Ｔ）毎に繰り返し実行されるものとする。
【００４９】
図６に示すルーチンでは、先ず、現在の吸気量ＫＬが目標吸気量ＫＬｒｅｆの近傍に到達したか否かが判定される（ステップ１００）。具体的には、現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の可動範囲Ｑ内に等目標吸気量曲線が収まっている状態にあるか否かが判断される。
【００５０】
ステップ１００の判定が不成立である場合、すなわち、現在の吸気量ＫＬが目標吸気量ＫＬｒｅｆの近傍に未だ到達していないと判断できる場合には、上記フェーズ１の吸気バルブタイミング制御が実行される。具体的には、ステップ１０２において、現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の吸気バルブタイミングの可動範囲Ｑ内で、現在値Ｐでの吸気量ＫＬに対する吸気量ＫＬの増加量が最大となる動作点ＰＫＬＨＩでの吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングとして算出される。吸気ＶＶＴ３２は、算出された目標吸気バルブタイミングを実現するべく駆動される。本ステップ１０２の処理は、加速途中にステップ１００の処理が成立するまで所定時間Ｔ毎に繰り返し実行されることとなる。
【００５１】
一方、ステップ１００の判定が成立した場合、すなわち、現在の吸気量ＫＬが目標吸気量ＫＬｒｅｆの近傍に到達したと判断できる場合には、上記フェーズ２の吸気バルブタイミング制御が実行される。具体的には、先ず、ステップ１０４において、現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の可動範囲Ｑ内に目標動作点Ｏでの吸気バルブタイミングＶＴ（Ｏ）が収まっているか否かが判定される。
【００５２】
ステップ１０４の判定が不成立である場合、すなわち、現在値Ｐに対する所定時間Ｔの経過時では吸気バルブタイミングＶＴ（Ｏ）に未だ到達できないと判断できる場合には、次いで、目標吸気量ＫＬｒｅｆでの等目標吸気量曲線上において現在値Ｐのバルブタイミング（ＶＴ０）をｘ座標値とする特定動作点Ｃを通過する近似直線Ｂが算出される。そのうえで、今回の可動範囲Ｑ内で近似直線Ｂを通る動作点Ｐ２での吸気バルブタイミングＶＴ（Ｐ２）が算出され、この値が今回の制御周期における目標吸気バルブタイミングに設定される（ステップ１０６）。
【００５３】
一方、ステップ１０４の判定が成立する場合、すなわち、現在値Ｐに対する所定時間Ｔの経過時に吸気バルブタイミングＶＴ（Ｏ）に到達可能であると判断できる場合には、目標動作点Ｏでの吸気バルブタイミングＶＴ（Ｏ）が今回の制御周期における目標吸気バルブタイミングに設定される（ステップ１０８）。
【００５４】
以上説明した本実施形態のフェーズ１での吸気バルブタイミング制御によれば、加速途中の各時点（各制御周期）において、現在値Ｐに対する所定時間Ｔの経過時点の可動範囲Ｑ内で最も吸気量ＫＬを高められる動作点ＰＫＬＨＩでの吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングとして吸気バルブタイミングが制御される。このような制御によれば、等吸気圧下で最も吸気量ＫＬを高くすることができる吸気バルブタイミング（言い換えれば、できるだけ低い吸気圧の下で効果的に吸気量ＫＬを高められる吸気バルブタイミング）を所定時間Ｔ毎に選択して吸気バルブタイミングを制御することが可能となる。これにより、所定時間Ｔ毎に吸気量ＫＬを効果的に高めていくことができるので、加速時のトルク応答性を好適に高めることが可能となる。
【００５５】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「バルブタイミング制御手段」が実現されている。
【００５６】
実施の形態２．
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態２は、実施の形態１と同様の構成および加速時の吸気バルブタイミング制御に対して、現在値Ｐでの近似直線Ａの傾きの絶対値が所定値以上であるか否かに応じてフェーズ１での吸気バルブタイミングの制御内容を変更したことに特徴を有している。尚、本実施形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。また、近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値以上である場合の制御は、実施の形態１と同じである。
【００５７】
［実施の形態２における加速時の特徴的な吸気バルブタイミング制御］
（加速時に近似直線Ａの絶対値が小さい場合の吸気バルブタイミング制御の概要）
図７は、加速時に近似直線Ａの傾きの絶対値が小さい場合における吸気バルブタイミング制御を説明するための図である。
【００５８】
近似直線Ａは、現在値Ｐの近傍での仮想的な等吸気量の直線であるので、その軸線方向に動作点を動かしても吸気量ＫＬをあまり変化させることができない。このため、図７中に示す現在値Ｐでの近似直線Ａのように、その傾きの絶対値が小さい場合、すなわち、吸気バルブタイミングの変化に対する吸気量（負荷率）ＫＬの感度が低い場合には、この傾きが急な場合と比べ、実施の形態１と同じ考えの下で可動範囲Ｑ内で最も吸気量ＫＬを高められる動作点ＰＫＬＨＩでの吸気バルブタイミングが得られるように吸気バルブタイミングを動かしたとしても、近似直線Ａの軸線方向に動かした場合との違いが小さくなる。その結果、吸気量ＫＬを大きく増やすことはできず、加速時のトルク応答性の向上効果をあまり見込めなくなる。
【００５９】
そこで、本実施形態では、加速途中のフェーズ１において、現在値Ｐでの近似直線Ａの傾きの絶対値が所定値以上であるか否かを判断するようにした。そして、この傾きの絶対値が所定値以上である場合には、実施の形態１で説明した吸気バルブタイミングの制御を行う一方で、当該傾きの絶対値が所定値未満である場合には、図７に示す手法によって求められる可動範囲Ｑ内の動作点ＰＡでの吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングとして吸気バルブタイミングを制御するようにした。
【００６０】
図７に示すように、動作点ＰＡは、現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の可動範囲Ｑ内の動作点であって、動作点ＰＫＬＨＩで得られる吸気量ＫＬに対する吸気量の減少量が所定の空気量損失許容幅（例えば、動作点ＰＫＬＨＩで得られる吸気量ＫＬに対してマイナス３％までの吸気量ＫＬの範囲）内にある吸気バルブタイミングの範囲Ｒ内で内燃機関１０の燃費が最良となる動作点である。
【００６１】
（実施の形態２における加速時の吸気バルブタイミング制御を実現するための具体的な処理）
図８は、上述した加速時の吸気バルブタイミング制御を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図８において、実施の形態１における図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６２】
図８に示すルーチンでは、ステップ１００の判定が不成立である場合、すなわち、上記フェーズ１に該当する場合には、次いで、現在値Ｐ（現在の動作点）での等吸気量曲線の近似直線Ａが既述した手法に従って算出される（ステップ２００）。次いで、算出された近似直線Ａの傾きの絶対値が所定値以上であるか否かが判定される（ステップ２０２）。本ステップ１０２の所定値は、近似直線Ａの傾きを利用して吸気バルブタイミングの変化に対する吸気量感度の程度を判断するための閾値として予め設定された値である。
【００６３】
ステップ２０２において近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値以上であると判定された場合、すなわち、吸気バルブタイミングの変化に対する吸気量感度が高い状況にあると判断できる場合には、実施の形態１で上述した動作点ＰＫＬＨＩを目標とする吸気バルブタイミングの制御が実行される（ステップ１０２）。
【００６４】
一方、ステップ２０２において近似直線の傾きの絶対値が上記所定値未満であると判定された場合、すなわち、吸気バルブタイミングの変化に対する吸気量感度が低い状況にあると判断できる場合には、現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の可動範囲Ｑ内の動作点であって、動作点ＰＫＬＨＩで得られる吸気量ＫＬに対する吸気量の減少量が所定の空気量損失許容幅内にある吸気バルブタイミングの範囲Ｒ内で内燃機関１０の燃費を最も高められる動作点である動作点ＰＡでの吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングとして算出される（ステップ２０４）。上述したステップ２００、２０２、および、ステップ１０２もしくは２０４の処理は、ステップ１００の判定が成立するまで繰り返し実行されることとなる。
【００６５】
既述したように、近似直線Ａの傾きの絶対値が小さい場合、すなわち、吸気バルブタイミングの変化に対する吸気量感度が低い場合には、フェーズ１において実施の形態１のように動作点ＰＫＬＨＩでの吸気バルブタイミング（出力重視）を選択しても、加速時のトルク応答性の改善効果が小さい。以上説明した図８に示すルーチンの手法によれば、このような場合には、目標吸気バルブタイミングとして出力重視の上記吸気バルブタイミングを狙うのではなく、所定の空気量損失許容幅内で燃費が最良となる吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングとして算出されるようになる。このようにして得られる目標吸気バルブタイミングに向けて吸気バルブタイミングを制御することにより、上記吸気量感度が低い場合であっても、所定の空気量（出力）損失の許容範囲内で加速時のトルク応答性を確保しつつ、燃費性能の向上を図ることができる。
【００６６】
ところで、上述した実施の形態２においては、近似直線Ａの傾きの絶対値が小さい場合には、所定の空気量損失許容幅内で燃費が最良となる吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングとして算出することとしている。しかしながら、このような場合に本発明において目標バルブタイミングとされるバルブタイミングは、上記許容幅内で燃費が最良となるバルブタイミングに限られるものではなく、燃費以外の内燃機関の所定の性能値（例えば、排気エミッション）を最も高められるバルブタイミングであってもよい。
【００６７】
尚、上述した実施の形態２おいては、ＥＣＵ５０が上記ステップ２００、２０２および２０４の一連の処理を実行することにより前記第２の発明における「バルブタイミング制御手段」が実現されている。また、近似直線Ａが前記第２の発明における「近似直線」に相当している。
【００６８】
実施の形態３．
次に、図９乃至図１３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施の形態３は、実施の形態１と同様の構成および実施の形態１、２と同様の加速時の吸気バルブタイミング制御に対して、近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値未満であり、かつ、等目標吸気量曲線上で吸気圧が最低となる動作点での吸気バルブタイミング（吸気バルブタイミングＶＴ１（図９参照））と現在の動作点の吸気バルブタイミングＶＴとの乖離幅が所定値以上であるか否かに応じてフェーズ１での吸気バルブタイミングの制御内容を変更したことに特徴を有している。尚、本実施形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。また、近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値以上である場合の制御は、実施の形態１と同じであり、かつ、近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値未満であり、かつ、上記吸気バルブタイミングＶＴ１と現在の吸気バルブタイミングＶＴとの乖離幅が上記所定値未満である場合の制御は、実施の形態２と同じである。
【００６９】
［実施の形態３における加速時の特徴的な吸気バルブタイミング制御］
（加速時に近似直線Ａの絶対値が小さく、かつ、吸気バルブタイミングＶＴ１と現在の吸気バルブタイミングＶＴとの乖離幅が大きい場合の吸気バルブタイミング制御の概要）
図９は、加速時に近似直線Ａの傾きの絶対値が小さい場合であって、かつ、ＶＴ１と現在のＶＴとの乖離幅が大きい場合における吸気バルブタイミング制御を説明するための図である。
【００７０】
図９に示す制御例は、加速時のフェーズ１の初期に、近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値未満となり、かつ、ＥＣＵ５０に設定されている等目標吸気量曲線上（マップ上）で吸気圧が最も低い動作点での吸気バルブタイミングＶＴ１と現在の動作点Ｐでの吸気バルブタイミングＶＴとの乖離幅が所定値以上となっている状況を表している。既述したように、近似直線Ａの傾きの絶対値が小さい場合、すなわち、吸気バルブタイミングの変化に対する吸気量感度が低い場合では、フェーズ１において実施の形態１の吸気バルブタイミング制御（出力重視）を選択しても、加速時のトルク応答性の改善効果が小さい。その一方で、ＶＴ１は、加速時に吸気圧が上昇していく際に最も低い吸気圧下で目標吸気量ＫＬｒｅｆが得られる吸気バルブタイミングである。このようなＶＴ１に対する現在の吸気バルブタイミングＶＴの乖離が大きいと、吸気ＶＶＴ３２による吸気バルブタイミングの応答遅れが大きな要因となって、加速時のトルク応答性に顕著な低下が表れる場合がある。
【００７１】
そこで、本実施形態では、加速途中のフェーズ１において、現在値Ｐでの近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値未満である場合には、更に、ＶＴ１に対する現在の吸気バルブタイミングＶＴの乖離幅が上記所定値以上であるか否かを判断するようにした。そして、この乖離幅が所定値未満である場合には、実施の形態２で説明した吸気バルブタイミングの制御を行う一方で、当該乖離幅が所定値以上である場合には、図９に示す手法によって求められる可動範囲Ｑ内の動作点ＰＢでの吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミングとして吸気バルブタイミングを制御するようにした。
【００７２】
図９に示すように、動作点ＰＢは、現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の可動範囲Ｑ内の動作点であって、動作点ＰＫＬＨＩで得られる吸気量ＫＬに対する吸気量の減少量が所定の空気量損失許容幅（例えば、動作点ＰＫＬＨＩで得られる吸気量ＫＬに対してマイナス３％までの吸気量ＫＬの範囲）内にある吸気バルブタイミングの範囲Ｒ内で吸気バルブタイミングＶＴ１に最も近い吸気バルブタイミングが得られる動作点である。
【００７３】
（実施の形態３における加速時の吸気バルブタイミング制御を実現するための具体的な処理）
先ず、図１０および図１１を参照して、等目標吸気量曲線上で吸気圧が最低となる動作点での吸気バルブタイミングＶＴ１の算出手法の一例について説明する。
【００７４】
図１０は、等目標吸気量曲線上で吸気圧が最低となる動作点での吸気バルブタイミングＶＴ１の算出ルーチンを示すフローチャートである。図１１は、そのような吸気バルブタイミングＶＴ１の具体的な算出例を示す図である。尚、ｐｍ（ｎ）は、吸気バルブタイミングと吸気量ＫＬの関数として、関係式（ｐｍ（ｎ）＝ｆ（ＶＴｒｅｆ＋（もしくは−）ｄ、ＫＬｒｅｆ））のように表される。
【００７５】
図１０に示すルーチンでは、先ず、加速時の最終的な目標動作点（図９中の目標値Ｏ参照）での目標吸気圧ｐｍｒｅｆが吸気圧ｐｍ１よりも高いか否かが判定される（ステップ３００）。ここで用いられる吸気圧ｐｍ１は、目標吸気圧ｐｍｒｅｆが得られる点（目標値Ｏ）の目標吸気バルブタイミングＶＴｒｅｆに所定値ｄを加算した吸気バルブタイミング（ＶＴｒｅｆ＋ｄ）が得られる点の吸気圧値である。
【００７６】
ステップ３００において目標吸気圧ｐｍｒｅｆが吸気圧ｐｍ１よりも高いと判定された場合（図１１（Ａ）に示す例が該当）には、吸気圧ｐｍ（ｎ）が吸気圧ｐｍ（ｎ−１）よりも高いか否かが判定される（ステップ３０２）。この場合の吸気圧ｐｍ（ｎ）は、目標吸気圧ｐｍｒｅｆと比べ、吸気バルブタイミングが所定値ｄだけ加算された点の吸気圧値である。本ステップ３０２が最初に実行される際には、ｎに１が代入される。
【００７７】
ステップ３０２の判定が成立する場合には、ｎを１だけ増やした状態で、再度ステップ３０２の判定が実行される。このような判定が繰り返し実行されていく間にステップ３０２の判定が不成立となった場合には、等目標吸気量曲線上で吸気圧が最低となる動作点での吸気バルブタイミングＶＴ１が、ステップ３０２の判定が不成立となる時のｎを用いた加算値ｎ×ｄを目標吸気バルブタイミングＶＴｒｅｆに加えた値として算出される（ステップ３０４）。図１１（Ａ）に示す例の場合には、ｎが２とされた場合にステップ３０２の判定が不成立となる。その結果、吸気圧ｐｍ２が得られる点の付近に極小点が存在すると判断することができるため、この場合のＶＴ１は、ＶＴｒｅｆに２ｄを加えた値として算出される。
【００７８】
一方、ステップ３００において目標吸気圧ｐｍｒｅｆが吸気圧ｐｍ１以下であると判定された場合（図１１（Ｂ）に示す例が該当）には、吸気圧ｐｍ（−ｎ）が吸気圧ｐｍ（−ｎ−１）よりも高いか否かが判定される（ステップ３０６）。この場合の吸気圧ｐｍ（−ｎ）は、目標吸気圧ｐｍｒｅｆと比べ、吸気バルブタイミングが所定値ｄだけ減算された点の吸気圧値である。本ステップ３０６が最初に実行される際には、ｎに１が代入される。
【００７９】
ステップ３０６の判定が成立する場合には、ｎを１だけ増やした状態で、再度ステップ３０６の判定が実行される。このような判定が繰り返し実行されていく間にステップ３０６の判定が不成立となった場合には、吸気バルブタイミングＶＴ１が、ステップ３０６の判定が不成立となる時のｎを用いた減算値ｎ×ｄを目標吸気バルブタイミングＶＴｒｅｆから減じた値として算出される（ステップ３０８）。図１１（Ｂ）に示す例の場合には、ｎが１とされた場合にステップ３０６の判定が不成立となる。その結果、吸気圧ｐｍ（−１）が得られる点の付近に最小点が存在すると判断することができるため、この場合のＶＴ１は、ＶＴｒｅｆからｄを減じた値として算出される。
【００８０】
次に、図１２は、上述した吸気バルブタイミング制御を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図１２において、実施の形態２における図８に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００８１】
図１２に示すルーチンでは、ステップ２０２において現在値Ｐに対する近似直線Ａの傾きの絶対値が所定値未満であると判定された場合には、次いで、等目標吸気量曲線上で吸気圧が最低となる動作点での吸気バルブタイミングＶＴ１が上記図１０に示すルーチンを利用して算出される（ステップ４００）。次いで、算出されたＶＴ１に対する現在の吸気バルブタイミングＶＴの乖離幅が所定値以上であるか否かが判定される（ステップ４０２）。
【００８２】
ステップ４０２の判定が不成立となる場合、すなわち、上記乖離幅が所定値未満である場合には、実施の形態２で上述した動作点ＰＡを目標とする吸気バルブタイミングの制御が実行される（ステップ２０４）。
【００８３】
一方、ステップ４０２の判定が成立する場合、すなわち、上記乖離幅が所定値以上である場合には、現在値Ｐに対する所定時間Ｔ経過時の可動範囲Ｑ内の動作点であって、動作点ＰＫＬＨＩで得られる吸気量ＫＬに対する吸気量の減少量が所定の空気量損失許容幅内にある吸気バルブタイミングの範囲Ｒ内で吸気バルブタイミングＶＴ１に最も近い動作点である動作点ＰＢでの吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングとして算出される（ステップ４０４）。上述したステップ２０２以降の一連の処理は、ステップ１００の判定が成立するまで繰り返し実行される。
【００８４】
図１３は、本発明の実施の形態３の吸気バルブタイミング制御の効果を説明するための図である。尚、図１３において、太線で示す波形は、それぞれ実施の形態３の制御によるものであり、細線で示す波形は、それぞれ、比較のための実施の形態１の制御によるものである。
【００８５】
吸気バルブタイミングＶＴ１が得られる等目標吸気量曲線上の動作点は、等目標吸気量曲線上で最も吸気圧が低い状態で目標吸気量ＫＬｒｅｆを確保できる動作点である。そして、目標吸気量ＫＬｒｅｆよりも吸気量ＫＬが少ない吸気量ＫＬに関する吸気量曲線についても、特に等目標吸気量曲線の近くの吸気量曲線であれば、それらの吸気量曲線上で吸気圧が最低となる動作点での吸気バルブタイミングの値は、比較的ＶＴ１に近い値となることが多いといえる。このため、本実施形態の吸気バルブタイミング制御が対象とする状況、すなわち、近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値未満であり、かつ、ＶＴ１に対する現在の吸気バルブタイミングＶＴの乖離幅が上記所定値以上である状況では、加速時のトルク応答性を効果的に高めるには、できるだけ早い段階で吸気バルブタイミングＶＴ１に近づけておくことが有効であるといえる。
【００８６】
比較のための実施の形態１の制御は、加速時のフェーズ１の個々の制御周期において効果的に吸気量ＫＬを高められる動作点ＰＫＬＨＩをトレースしていくものである。このような制御と比べ、本実施の形態３の制御によれば、フェーズ１において上記乖離幅が上記所定値以上である状況では、所定の空気量（出力）損失を許容しつつ、動作点ＰＢを利用して個々の制御周期における吸気バルブタイミングを早い段階からＶＴ１にできるだけ近づけられるように目標バルブタイミング（目標ＶＶＴ）が設定され、それに伴い、実際の吸気バルブタイミング（実ＶＶＴ）が制御されていく（図１３（Ａ）参照）。これにより、図１３（Ｂ）に示すように、実施の形態１の制御と比べると、所定の空気量損失を許容したことで加速初期段階には吸気量（負荷率）ＫＬの立ち上がりが若干遅くなるが、ＶＴ１に到達する時刻Ｔ１以降においては効果的に吸気量ＫＬを目標吸気量ＫＬｒｅｆに高められるようになる。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態の制御によれば、近似直線Ａの傾きの絶対値が上記所定値未満であり、かつ、ＶＴ１に対する現在の吸気バルブタイミングＶＴの乖離幅が上記所定値以上である場合に、目標吸気量ＫＬｒｅｆを最も低い吸気圧で得ることのできる吸気バルブタイミングＶＴ１を先行して算出し、早い段階からこのＶＴ１に近づけられるように吸気バルブタイミングが制御されていく。これにより、上記傾きの絶対値が小さく、かつ上記乖離幅が大きい場合であっても、加速時のトルク応答性の向上を図ることができる。
【００８８】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が上記図１２に示すルーチンのステップ２０２以降の一連の処理を実行することにより前記第３の発明における「バルブタイミング制御手段」が実現されている。また、吸気バルブタイミングＶＴ１が前記第３の発明における「最低圧力下バルブタイミング」に相当している。
【００８９】
実施の形態４．
次に、図１４および図１５を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施の形態４は、実施の形態１〜３と同様の構成および加速時の吸気バルブタイミングの制御に対して、更に以下に説明する制御を行う点に特徴を有している。尚、本実施形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９０】
［実施の形態４における加速時の特徴的な吸排気バルブタイミング制御の概要］
本実施形態では、排気バルブタイミングについても、上述した実施の形態１乃至３における吸気バルブタイミング制御と同様の思想の制御が加速時に行われる。具体的には、上記（１）式において吸気バルブタイミングＩＮＶＴおよびエンジン回転数ＮＥを固定することで、ここでは図示を省略するが、排気バルブタイミングＥＸＶＴをｘ座標とし、吸気圧ｐｍをｙ座標とするｘｙ平面上に等吸気量曲線を描くことができるようになる。加速時のフェーズ１では、加速状態における所定時間Ｔ中に移動可能な排気バルブタイミングの可動範囲Ｑ内で、現在値Ｐでの吸気量ＫＬに対する吸気量ＫＬの増加量が最大となる動作点Ｐ’ＫＬＨＩでの排気バルブタイミングを目標排気バルブタイミングとする排気バルブタイミングを、吸気量ＫＬが目標吸気量ＫＬｒｅｆに到達するまで（より具体的には、目標吸気量ＫＬｒｅｆが得られる等目標吸気量曲線の近傍に動作点が移動するまで）所定時間Ｔ毎に繰り返し実行される。フェーズ２における排気バルブタイミングの制御、および実施の形態２、３で説明した特定の状況下での排気バルブタイミングの制御についても、これまでに説明した吸気バルブタイミングの制御と同じ考え方に基づいて行うことができるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００９１】
加速時に吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングをそれぞれ制御してバルブオーバーラップ期間を拡大させることにより、加速時のトルク応答性の向上を図ることができる。ところが、内燃機関１０の運転中には、例えば、新気の流入による触媒４８の温度過上昇の防止のためにバルブオーバーラップ期間が制限される場合がある。本実施形態では、このような場合には、現在の動作点Ｐについての吸気弁用の近似直線ＡＩＮおよび排気弁用の近似直線ＡＥＸのうちで傾きの絶対値が小さい近似直線を利用する方の弁のバルブタイミングの調整を、要求されたバルブオーバーラップ期間の縮小のために選択するようにした。
【００９２】
（実施の形態４における加速時の吸排気バルブタイミング制御を実現するための具体的な処理）
図１４は、本発明の実施の形態４で実行される加速時の吸排気バルブタイミング制御を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、吸気弁用および排気弁用の近似直線ＡＩＮ、ＡＥＸが算出される加速時のフェーズ１において、所定時間Ｔ毎に繰り返し実行されるものとする。
【００９３】
図１４に示すルーチンでは、先ず、バルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）期間の上限値が現在のバルブオーバーラップ期間よりも小さいか否かが判定される（ステップ５００）。現在のバルブオーバーラップ期間は、バルブオーバーラップ期間の初期値ＯＦＳに、吸気バルブタイミングの調整量（初期値ＯＦＳに対する進角量）と排気バルブタイミングの調整量（初期値ＯＦＳに対する進角量）とを加算して得られる値である。Ｏ／Ｌ上限値は、上述した触媒４８の温度過上昇防止などの理由によって運転中に適宜設けられるバルブオーバーラップ期間の上限値である。
【００９４】
ステップ５００の判定が成立する場合、すなわち、バルブオーバーラップ期間を縮小させることが要求された場合には、次いで、吸気弁用の近似直線ＡＩＮの傾きの絶対値が排気弁用の近似直線ＡＥＸの傾きの絶対値よりも大きいか否かが判定される（ステップ５０２）。その結果、吸気弁用の近似直線ＡＩＮの傾きの絶対値が排気弁用の近似直線ＡＥＸのそれよりも大きいと判定された場合には、バルブオーバーラップ期間をＯ／Ｌ上限値以下に縮小するために、傾きが小さい方の排気バルブタイミングが調整される（戻される）（ステップ５０４）。
【００９５】
一方、ステップ５０２の判定が不成立となる場合には、次いで、排気弁用の近似直線ＡＥＸの傾きの絶対値が吸気弁用の近似直線ＡＩＮの傾きの絶対値よりも大きいか否かが判定される（ステップ５０６）。その結果、排気弁用の近似直線ＡＥＸの傾きの絶対値が吸気弁用の近似直線ＡＩＮのそれよりも大きいと判定された場合には、バルブオーバーラップ期間をＯ／Ｌ上限値以下に縮小するために、傾きが小さい方の吸気バルブタイミングが調整される（戻される）（ステップ５０８）。また、ステップ５０２および５０６の判定が共に不成立となる場合、すなわち、近似直線ＡＩＮ、ＡＥＸの両者の傾きの絶対値が等しい場合には、バルブオーバーラップ期間をＯ／Ｌ上限値以下に縮小するために、均等に分配された調整量（戻し量）で、吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングがそれぞれ調整される（ステップ５１０）。
【００９６】
図１５は、本発明の実施の形態４の加速時の吸排気バルブタイミング制御の効果を説明するための図である。図１５は、吸気弁用の近似直線ＡＩＮの傾きの絶対値（図１５（Ａ））が排気弁用の近似直線ＡＥＸの傾きの絶対値（図１５（Ｂ））よりも小さいケース（ステップ５０６の判定が成立するケースが該当）を表している。
【００９７】
既述したように、近似直線Ａの傾きの絶対値が小さいということは、バルブタイミングの変化に対する吸気量（負荷率）感度が低いことを意味する。このため、図１６に例示したケースの場合には、近似直線ＡＩＮの傾きの絶対値が小さい方の吸気バルブタイミングを所定量だけ調整する（遅角させる）場合の方が、近似直線ＡＥＸの傾きの絶対値が大きい方の排気バルブタイミングを同じ所定量だけ調整する（進角させる）場合よりも、図１６（Ａ）、（Ｂ）に比較して示すように、吸気量損失が小さくなる。本実施形態の制御によれば、このような場合にはバルブタイミングの変化に対する吸気量損失の小さい方の吸気バルブタイミングの調整が優先して実行される。これにより、所定の要求に従ってバルブオーバーラップ期間を制限しつつ、加速時のトルク応答性をできるだけ確保できるようになる。
【００９８】
ところで、上述した実施の形態４においては、吸気弁用の近似直線ＡＩＮと排気弁用の近似直線ＡＥＸとの間で傾きの絶対値に差が生じている場合には、図１４に示すように、バルブオーバーラップ期間を縮小するために、傾きの絶対値の小さい方の弁のバルブタイミングのみを調整する例について説明を行った。しかしながら、本発明の制御は、傾きの絶対値の小さい方の弁のバルブタイミングを他方のそれと比べて優先して実行するものであれば、上記の態様によるものに限られない。すなわち、例えば、傾きの絶対値の小さい方の弁のバルブタイミングの調整量よりも少ない調整量であれば、傾きの絶対値の大きい方の弁のバルブタイミングを調整するようにしてもよい。
【００９９】
尚、上述した実施の形態４においては、近似直線ＡＩＮが前記第６の発明における「吸気弁用の近似直線」に、近似直線ＡＥＸが前記第６の発明における「排気弁用の近似直線」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が上記ステップ５００〜５０８の一連の処理を実行することにより前記第６の発明における「バルブタイミング制御調整手段」が実現されている。
【０１００】
実施の形態５．
次に、図１６および図１７を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
本実施の形態５は、実施の形態１と同様の構成および加速時の吸気バルブタイミングの制御に対して、更に以下に説明する制御を行う点に特徴を有している。尚、本実施形態では、実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１０１】
［実施の形態５における加速時の特徴的な吸排気バルブタイミング制御の概要］
図１６は、吸気バルブタイミング、吸気圧、排気バルブタイミングをそれぞれｘ、ｙ、ｚ座標とする空間上に等吸気量曲面を表した図である。図１７は、図１６中の矢視Ａ、Ｂのそれぞれの方向から見た等吸気量曲線を表した図である。
【０１０２】
図１６に示すように、吸気バルブタイミング、吸気圧、排気バルブタイミングをそれぞれｘ、ｙ、ｚ座標とする３次元空間上では、吸気量ＫＬが等しい等吸気量曲面（図示の簡素化のために、図１６では複数の直線を繋いで得られる曲面として図示）を得ることができる。ＥＣＵ５０は、このような等吸気量曲面を所定の吸気量ＫＬおよびエンジン回転数毎にマップ化して備えているものとする。
【０１０３】
加速時にトルク応答性を向上させるためには、既述したように、フェーズ１において現在値Ｐに対する所定時間Ｔの経過時の可動範囲Ｑ内で最も吸気量ＫＬを高められる（言い換えれば、等吸気圧下で最も多い吸気量ＫＬを得られる）動作点での吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングが選択されることが望ましい。そこで、本実施形態では、加速途中のフェーズ１において、吸気バルブタイミングと吸気圧と排気バルブタイミングとの間の関係を３次元で見たときに、所定時間Ｔ中に移動可能な吸気バルブタイミングの可動範囲ＱＩＮ内であって、かつ、当該所定時間Ｔ中に移動可能な排気バルブタイミングの可動範囲ＱＥＸ内で吸気量ＫＬが最大となる動作点（図１６中の星印）での吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングをそれぞれ目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングとする吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングの制御を所定時間毎に繰り返し実行するようにした。
【０１０４】
ここで、本実施形態の手法とは異なり（すなわち、３次元的に捉えずに）、フェーズ１における目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングをそれぞれ算出しようとした場合の問題点を図１７（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【０１０５】
ここで、図１６中の等吸気量曲面における線分Ｌ１は、排気バルブタイミングが一定値となるものである。図１７（Ａ）は、排気バルブタイミングが上記一定値である時のｘｙ平面を矢視Ａ方向から見た図である。図１６に示す等吸気量曲面において線分Ｌ１以外の部分については、排気バルブタイミングが上記一定値とは異なるため、図１７（Ａ）に示すｘｙ平面上には表れず、図１７（Ａ）に示すｘｙ平面上に表れる線（すなわち、等吸気量曲線）は、線分Ｌ１のみとなる。したがって、排気ＶＶＴ３４の調整を考慮せずに目標吸気バルブタイミングを求める実施の形態１の手法は、図１７（Ａ）に示すｘｙ平面上に表れる線分Ｌ１上で最も吸気圧の低い動作点での吸気バルブタイミング（黒丸印）を目標吸気バルブタイミングとして算出するものに相当するといえる。
【０１０６】
図１７（Ｂ）についても、図１７（Ａ）と同様である。すなわち、図１６中の等吸気量曲面における線分Ｌ２は吸気バルブタイミングが一定値となるものであり、図１７（Ｂ）は、吸気バルブタイミングが上記一定値である時のｚｙ平面を矢視Ｂ方向から見た図となる。図１６に示す等吸気量曲面において線分Ｌ２以外の部分については、吸気バルブタイミングが上記一定値とは異なるため、図１７（Ｂ）に示すｚｙ平面上には表れず、図１７（Ｂ）に示すｚｙ平面上に表れる線（すなわち、等吸気量曲線）は、線分Ｌ２のみとなる。したがって、実施の形態１の手法を適用して吸気ＶＶＴ３２の調整を考慮せずに目標排気バルブタイミングを求めた場合には、図１７（Ｂ）に示すｚｙ平面上に表れる線分Ｌ２上で最も吸気圧の低い動作点での排気バルブタイミング（黒丸印）を目標吸気バルブタイミングとして算出するものとなる。
【０１０７】
その結果、実施の形態１の手法によって得られる目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングを図１６上に図示すると、黒丸印の動作点のようになる。これに対し、３次元上で目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングを探索する本実施形態の手法によれば、３次元の広がりをもって上記のＬ１、Ｌ２以外の等吸気量曲面上の曲線（情報）についても視野に入れた探索が可能となる。このため、等吸気量曲面上において実施の形態１で得られる動作点（黒丸印）よりも更に吸気圧が低い（より具体的には、等吸気量曲面上で最も吸気圧が低い）動作点（星印）を発見できるようになる。これにより、加速時のトルク応答性をより効果的に向上させられるようになる。
【０１０８】
ところで、上述した実施の形態１乃至５においては、吸気量指標値（例えば、ＫＬ）が増加方向に変化する加速状態を例に挙げて本発明のバルブタイミング制御について説明を行った。しかしながら、本発明による過渡状態におけるバルブタイミング制御は、加速状態を対象とするものに限定されるものではなく、上述した内容のバルブタイミング制御を基本的に逆に行うことによって減速状態に対しても適用可能である。
【０１０９】
また、上述した実施の形態１乃至３においては、吸気バルブタイミングを対象とした加速時のバルブタイミング制御を例に挙げて説明を行った。更に、実施の形態４、５においては、吸気バルブタイミングおよび排気バルブタイミングの双方を対象とした加速時のバルブタイミング制御を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明におけるバルブタイミング制御は、これに代え、排気バルブタイミングのみを対象としたものであってもよい。
【０１１０】
また、上述した実施の形態１乃至５においては、作用角を固定としたままで吸気弁や排気弁の開き時期および閉じ時期の双方を調整可能とする吸気ＶＶＴ３２および排気ＶＶＴ３４を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明に用いる可変動弁機構は、吸気弁や排気弁のバルブタイミングとして、作用角は固定のままで開き時期および閉じ時期を調整するＶＶＴに限定されるものではなく、開き時期および閉じ時期を個別に変更可能とするものであってもよい。すなわち、本発明の対象とするバルブタイミングの制御には、吸気弁や排気弁の開き時期のみもしくは閉じ時期のみを制御するもの、更には、作用角の変更を伴いながら吸気弁や排気弁の開き時期および閉じ時期の双方を制御するものも含まれ得る。
【０１１１】
また、上述した実施の形態１乃至５においては、ターボ過給機２０を備える内燃機関１０を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる内燃機関は、必ずしも過給機付きの内燃機関に限定されるものではなく、自然吸気式の内燃機関であってもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１２ａ  吸気通路の吸気マニホールド
１４  排気通路
１６  エアクリーナ
１８  エアフローメータ
２０  ターボ過給機
２０ａ  ターボ過給機のコンプレッサ
２０ｂ  ターボ過給機のタービン
２２  インタークーラ
２４  スロットルバルブ
２６  吸気圧センサ
２８  燃料噴射弁
３０  点火プラグ
３２  吸気可変動弁機構（吸気ＶＶＴ）
３４  排気可変動弁機構（排気ＶＶＴ）
３６  吸気カム軸
３８  排気カム軸
４０  吸気カム角センサ
４２  排気カム角センサ
４４  排気バイパス通路
４６  ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
４８  排気浄化触媒
５０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２  クランク角センサ
５４  アクセル開度センサ
【図１】
2014088810.tif 000003
【図２】
2014088810.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014088810.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014088810.tif 000009
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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