(57)【要約】【課題】  この発明は、内燃機関の制御装置に関し、弁体の開弁特性の変更を利用した吸入空気量制御を行う内燃機関の制御装置において、弁体の開弁特性を高い自由度で変更可能としつつ、弁体の開弁特性と吸入空気量とを適合させる際の工数を効果的に低減することを目的とする。【解決手段】  弁体の開弁特性を変更可能な可変動弁装置を備える。ECUは、噴射量計算開始タイミングが到来すると（ステップ１００）、アクセル開度およびエンジン回転数に基づいて、目標吸入空気量を決定し（ステップ１０２）、燃料噴射量を算出する（ステップ１０４）。噴射量計算開始タイミングより後に設定された目標リフトカーブ計算タイミングが到来すると（ステップ１０６）、上記ステップ１０２において決定された目標吸入空気量に基づいて、目標リフトカーブ（目標開弁特性）を決定する（ステップ１０８）。【選択図】      図５
2006250041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体の開弁特性を変更可能な可変動弁装置を備え、当該可変動弁装置を利用した吸入空気量制御を行う内燃機関の制御装置であって、
運転状態に基づいて目標吸入空気量を取得する目標吸気量取得手段と、
目標吸入空気量と目標開弁特性との関係を予め定めた関係情報を備え、前記目標吸気量取得手段により取得された目標吸入空気量に基づいて、各気筒で用いる目標開弁特性を前記関係情報に従って選択する開弁特性選択手段と、
前記開弁特性選択手段により選択された前記目標開弁特性に従って制御するように前記可変動弁装置に指示する開弁特性指令手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
燃料噴射量の計算開始タイミングの到来後は、当該計算開始タイミングが到来する気筒についての目標開弁特性の変更を禁止する開弁特性変更禁止手段を更に備え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】
前記開弁特性禁止手段は、開弁期間中である場合には、燃料噴射量の計算開始タイミングの到来前であっても、当該計算開始タイミングが到来する気筒についての目標開弁特性の前記変更を禁止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】
前記開弁特性選択手段は、前記関係情報として、最大リフト値を基準にその前後のリフト値が対称となるような目標開弁特性のみを記憶していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項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係り、特に、内燃機関の運転状態に応じて、弁体の開弁特性を高応答に変更可能な可変動弁装置を備えた内燃機関に用いるうえで好適な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、吸気弁または排気弁として機能する弁体の開弁特性（リフト量、開きタイミング、閉じタイミング等）を変更する可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置が開示されている。この可変動弁装置は、カム軸を回転駆動および揺動駆動する電動モータを備えている。この可変動弁装置では、閉弁期間中の電動モータの回転速度を増減させることとすれば、位相を変更することができ、逆に、開弁期間中の電動モータの回転速度を増減させることとすれば、作用角を変更することができる。また、開弁期間中に最大リフト量に達する前に電動モータの回転方向を逆転させることとすれば、弁体のリフト量が最大リフト量より小さくなるように制御することもできる。このように、上記従来の内燃機関の制御装置によれば、弁体の開弁特性を高い自由度で変更することができる。また、上記従来の装置によれば、カム軸を電動モータで駆動させているため、開弁期間中であっても開弁特性を高応答に変更させることが可能である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８３６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の内燃機関の制御装置では、内燃機関の運転状態に基づいて、吸気弁の目標開弁特性を、より具体的には、目標リフト量や目標作用角等を決定し、その目標開弁特性が実現されるように可変動弁装置を制御することとしている。上記従来の可変動弁装置によれば、上記の如く、弁体の開弁特性を高い自由度で変更できるため、運転状態に基づく目標開弁特性を任意に選択することが可能である。しかしながら、選択し得る目標開弁特性の数が膨大になると、それぞれの目標開弁特性に対応する吸入空気量を推定するための適合が困難となる。
【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、弁体の開弁特性の変更を利用した吸入空気量制御を行う内燃機関の制御装置において、弁体の開弁特性を高い自由度で変更可能としつつ、弁体の開弁特性と吸入空気量とを適合させる際の工数を効果的に低減し得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、上記の目的を達成するため、弁体の開弁特性を変更可能な可変動弁装置を備え、当該可変動弁装置を利用した吸入空気量制御を行う内燃機関の制御装置であって、
運転状態に基づいて目標吸入空気量を取得する目標吸気量取得手段と、
目標吸入空気量と目標開弁特性との関係を予め定めた関係情報を備え、前記目標吸気量取得手段により取得された目標吸入空気量に基づいて、各気筒で用いる目標開弁特性を前記関係情報に従って選択する開弁特性選択手段と、
前記開弁特性選択手段により選択された前記目標開弁特性に従って制御するように前記可変動弁装置に指示する開弁特性指令手段と、
を備え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、燃料噴射量の計算開始タイミングの到来後は、当該計算開始タイミングが到来する気筒についての目標開弁特性の変更を禁止する開弁特性変更禁止手段を更に備え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、前記開弁特性禁止手段は、開弁期間中である場合には、燃料噴射量の計算開始タイミングの到来前であっても、当該計算開始タイミングが到来する気筒についての目標開弁特性の前記変更を禁止することを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記開弁特性選択手段は、前記関係情報として、最大リフト値を基準にその前後のリフト値が対称となるような目標開弁特性のみを記憶していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明によれば、各気筒に順に到来する吸気行程に対して、目標吸入空気量と目標開弁特性との関係を予め定めた関係情報に従って、内燃機関の運転状態に基づく目標吸入空気量に応じた目標開弁特性が取得される。このため、本発明によれば、目標開弁特性に対応する目標吸入空気量の推定のための適合（実機上で行うものに加え、仮想的に行うものも含む）を容易なものとすることができる。
【００１１】
第２の発明によれば、アクセル要求等に基づく運転状態の変化に伴う目標開弁特性の変更要求を制限することにより、内燃機関の適合工数を更に低減することができる。
【００１２】
第３の発明によれば、燃料噴射量の計算開始タイミングの到来前に弁体の開弁期間が存在する場合において、アクセル要求等に基づく運転状態の変化に伴う目標開弁特性の変更要求を制限することにより、内燃機関の適合工数を更に低減することができる。
【００１３】
第４の発明によれば、上記関係情報としての記憶対象となる目標開弁特性を最小限必要なものに制限することにより、内燃機関の適合工数を更に効果的に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
［可変動弁装置の構成］
以下、図１および図２を参照して、本発明の実施の形態１の可変動弁装置１０の構成を説明する。
図１は、本発明の実施の形態１の可変動弁装置１０の構成を示す斜視図である。図１に示す可変動弁装置１０は、内燃機関の弁体を駆動するための装置である。ここでは、内燃機関は、ポート噴射式の直列４気筒型エンジンとして構成されているものとする。図１において、＃１〜＃４は、それぞれ内燃機関の第１気筒〜第４気筒を表している。内燃機関における爆発順序は、一般的な内燃機関と同様に、＃１→＃３→＃４→＃２であるものとする。尚、本実施形態では、可変動弁装置１０が各気筒の吸気弁を駆動する装置として機能するものとし、図１においては排気弁側の構成についてはその図示を省略している。しかし、可変動弁装置１０は、吸気弁に代えて、或いは吸気弁に加え、各気筒の排気弁を駆動する装置として構成されていてもよい。
【００１５】
図１に示す構成は、吸気弁として機能する２つの弁体１２を気筒毎に備えている。弁体１２には、それぞれ弁軸１４が固定されている。弁軸１４の上端部には、バルブリフター１６が取り付けられている。弁軸１４には、図示しないバルブスプリングの付勢力が作用しており、弁体１２は、その付勢力によって閉弁方向に付勢されている。
【００１６】
それぞれのバルブリフター１６の上部には、対応するカム１８または２０が配置されている。図１に示すように、ここでは、＃１および＃４気筒に配置されたバルブリフター１６に対応するカムを、カム１８と称し、＃２および＃３気筒に配置されたバルブリフター１６に対応するカムを、カム２０と称して区別している。＃１気筒および＃４気筒に対応するカム１８は、カム軸２２に固定されている。＃２および＃３気筒に対応するカム２０は、カム軸２２とは互いに回転可能であって、かつ、当該カム軸２２と同軸上に配置されたカム軸２４に固定されている。つまり、図１に示す構成では、爆発時期が３６０°CAだけ異なる気筒毎にカム軸が共用されている。そして、それらのカム軸、すなわち、＃１および＃４気筒に対応するカム軸２２と、＃２および＃３気筒に対応するカム軸２４とは、互いに独立して周方向に回転動作または揺動動作が可能となるように構成されている。尚、カム軸２２およびカム軸２４は、図示しないシリンダヘッド等の支持部材によって回転可能に支持されている。
【００１７】
一方のカム軸２２には、第１のドリブンギヤ２６が同軸上に固定されている。第１のドリブンギヤ２６には、第１の出力ギヤ２８が噛み合わされている。第１の出力ギヤ２８は、第１のモータ３０の出力軸と同軸上に固定されている。このような構成によれば、第１のモータ３０のトルクを、これらのギヤ２６および２８を介してカム軸２２に伝達することができる。
【００１８】
他方のカム軸２４には、第２のドリブンギヤ３２が同軸上に固定されている。第２のドリブンギヤ３２には、中間ギヤ３４を介して、第２の出力ギヤ３６が噛み合わされている。第２の出力ギヤ３６は、第２のモータ３８の出力軸と同軸上に固定されている。このような構成によれば、第２のモータ３８のトルクを、これらのギヤ３２、３４、および３６を介してカム軸２４に伝達することができる。
【００１９】
図２は、図１に示すカム軸２２の詳細な構成を説明するために、カム軸２２をその軸方向から見た図である。上述したように、カム軸２２には、カム１８（＃１）とカム１８（＃４）とが固定されている。図２に示すように、＃１気筒用のカム１８（＃１）は、プロフィールの異なる２つのカム面１８a、１８bを有している。一方のカム面である非作用面１８aは、カム軸２２の中心からの距離が一定となるように形成されている。他方のカム面である作用面１８bは、カム軸２２の中心からの距離が次第に大きくなり、頂部１８cを越えた後に当該距離が次第に小さくなるように形成されている。また、＃４気筒用のカム１８（＃４）についても、カム１８（＃１）と同様の非作用面１８aと作用面１８bを有している。そして、カム１８（＃１）の頂部１８cとカム１８（＃４）の頂部１８cとは、カム軸２２の周方向に互いに１８０°ずれるようにして配置されている。ここでは、その詳細な説明を省略するが、＃２気筒と＃３気筒に対応するカム軸２４においても、カム２０（＃２）とカム２０（＃３）とは、カム軸２２の場合と同様に構成されているものとする。
【００２０】
図１に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)４０を備えている。ECU４０には、クランク角センサやカム角センサ等の図示を省略する各種センサや、第１のモータ３０、第２のモータ３８等の各種アクチュエータが接続されている。ECU４０は、それらのセンサ出力に基づいて、カム軸２２等が一方向に連続的に駆動されるように、第１のモータ３０等に駆動指令を与えることにより、カム軸２２等を回転動作させることができる。また、ECU４０は、弁体１２の開弁期間中に第１のモータ３０等の回転方向が逆転するように、第１のモータ３０等に駆動指令を与えることにより、カム軸２２等を揺動動作させることができる。
【００２１】
［可変動弁装置の動作］
次に、図３を参照して、本実施形態の可変動弁装置１０の動作を説明する。ここでは、第１のモータ３０によりカム軸２２を駆動する場合を例に挙げて説明する。
以上のように構成された本実施形態の可変動弁装置１０によれば、第１のモータ３０によって、カム軸２２を内燃機関のクランク軸の回転速度の半分の速度（以下、「基本速度」と称する）で一方向に連続的に駆動することにより、クランク軸からの動力でカム軸を駆動する一般的な機械式の動弁装置と同様に、クランク軸の回転と同期して弁体１２を開閉駆動することができる。
【００２２】
また、可変動弁装置１０によれば、第１のモータ３０によって、上記基本速度に依らずにクランク軸に対するカム軸２２の位相を相対的に変化させることで、弁体１２の開弁特性を以下の図３に示す例のように、様々に変化させることが可能である。尚、本明細書中においては、弁体１２の「開弁特性」とは、弁体１２のリフト量（最大リフト量）、開きタイミング、閉じタイミング、およびリフト速度を総称する表現であり、更に、それらによって定まるパラメータ、すなわち、開きタイミングと閉じタイミングが決まることで定まる作用角、および、作用角が一定のまま開きタイミング（または閉じタイミング）が決まることで定まる位相をも含むものをいう。
【００２３】
図３は、図１に示す可変動弁装置１０により実現される弁体１２の開弁特性の変更の具体例である。より具体的には、図３中に実線で示す波形は、カム軸２２を基本速度で連続回転させた場合に得られるリフトカーブを示し、図３中に二点鎖線で示す波形は、第１のモータ３０によってカム軸２２の動作が変更された後のリフトカーブを示している。尚、図３中のリフトカーブの横軸はクランク角である。
【００２４】
先ず、図３（Ａ）に示す「位相」の変更動作を説明する。弁体１２の閉弁期間中にカム軸２２の駆動速度が基本速度より速められると、クランク軸に対するカム軸２２の位相が相対的に進角側に変化する。このため、図３（Ａ）に示す位相の変更が可能となる。また、弁体１２の閉弁中に上記駆動速度を基本速度より減速させれば、上記位相を遅角側に変更することができる。
【００２５】
図３（Ｂ）に示す「作用角」の変更は、弁体１２の開弁期間中のカム軸２２の駆動速度を基本速度より速くすることにより実現することができる。また、開弁期間中の当該駆動速度を基本速度より遅くすることとすれば、実線で示す基本波形に比して作用角を大きくすることも可能である。
【００２６】
次に、図３（Ｃ）に示す「作用角＆リフト量」の変更動作を説明する。この変更動作は、弁体１２のリフト量を、最大リフト量、すなわち、カム１８の頂部１８cがバルブリフター１６と接する位置で得られるリフト量よりも小さく制限した例である。この変更動作は、カム１８を回転駆動するのではなく、カム１８が弁体１２を押し下げていく途中で第１のモータ３０を停止させ、その後に第１のモータ３０を逆方向に回転させることにより実現することができる。この際、カム１８の揺動量を適宜に変更することで、弁体１２のリフト量を適当に選択することが可能となる。
【００２７】
そして、カム軸２２を揺動動作させる際に、第１のモータ３０の駆動速度を適当に調整することにより、図３（Ｄ）に示すように、作用角を変化させることなく、「リフト量」のみを変化させることもできる。また、弁体１２の開弁期間中のカム軸２２の駆動速度を、開弁初期には基本速度よりも速くし、その後は基本速度よりも遅くすることにより、図３（Ｅ）に示すように、作用角およびリフト量を変化させることなく、「リフト速度」を変化させることもできる。更に、カム１８が弁体１２を押し下げていく途中で第１のモータ３０を一時的に停止させることとすれば、その停止期間中のリフト量を一定値に維持することも可能である。
【００２８】
上記の態様以外にも、それぞれの変更動作を適宜に組み合わせたり、弁体１２の開弁動作を休止させることも可能である。以上のように、本実施形態の可変動弁装置１０によれば、第１のモータ３０によって、カム１８の駆動速度、駆動量、および駆動方向を適宜制御することにより、カム１８の揺動動作を様々に変化させることができ、これにより、弁体１２の開弁特性を高い自由度で変更することができる。
【００２９】
［実施の形態１の特徴部分］
【００３０】
上述した可変動弁装置１０を備える本実施形態のシステムでは、ECU４０は、アクセル開度およびエンジン回転数（運転状態）に基づいて、機関の要求トルク（目標吸入空気量）を決定する。そして、ECU４０は、そのような目標吸入空気量に対応した目標リフトカーブを（または、当該目標リフトカーブを、例えばカム角等の制御量として変換したものを）可変動弁装置１０に指示することとしている。可変動弁装置１０によれば、上記の如く、吸気弁の開弁特性を高い自由度で変更することが可能である。従って、運転状態に応じて決定された目標吸入空気量に対応する目標リフトカーブは、一義的に定まるものではなく、任意に選択し得るものとなる。このため、目標リフトカーブの使用数が膨大になると、目標リフトカーブと目標吸入空気量とを適合させる際の工数も膨大なものとなってしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態のシステムでは、内燃機関の運転状態に基づいて決定された目標吸入空気量毎に、当該目標吸入空気量と目標リフトカーブとの関係を定めたマップをECU４０に記憶させておくこととした。より具体的には、ECU４０には、目標吸入空気量の値毎に、例えば内燃機関の燃費特性に対して最も有利となるように定められた目標リフトカーブが記憶されている。そして、当該マップに基づいて、予め定められた目標リフトカーブを選択することとした。このような手法によれば、目標吸入空気量と目標リフトカーブとの関連づけを容易なものとすることができ、また、エンジン適合の工数を良好に削減させることができる。
【００３２】
図４は、内燃機関の過渡運転時における本実施の形態１の特徴的動作を説明するための図である。より具体的には、図４（Ａ）は、アクセル開度の変化を表す波形を、図４（Ｂ）は、目標吸入空気量の変化を表す波形を、図４（Ｃ）は、燃料噴射の噴射パルスを表す波形を、図４（Ｄ）は、各気筒に順に到来する吸気弁の目標リフトカーブを、それぞれ示している。
【００３３】
本実施形態のシステムでは、燃料噴射量の計算開始タイミングt11'、t12'、t13'は、図４に示すように、排気上死点（TDC）より前のタイミング、より具体的には、リフト動作が開始されるよりも所定時間前のタイミングとなるように設定されている。そして、このタイミングt11'等の到来時点において、アクセル開度を検出し、目標吸入空気量の決定と燃料噴射量の算出を行うこととしている。可変動弁装置１０では、上記の如く、カム軸２２等を第１のモータ３０等で駆動するため、アクセル開度の変化を検出した時点で、その加速要求により求められている目標吸入空気量が得られるように、各気筒の吸気行程毎に即座にリフトカーブを変更することが可能である。より具体的には、アクセル開度等の運転状態の変更がなされるタイミングやその変更の度合いに応じて、リフト動作の実行中か否かを問わず、様々な目標リフトカーブをとり得る。しかしながら、そのような手法を実現させようとすると、アクセル要求毎に目標リフトカーブに対応する吸入空気量を推定するために、実機上で行う、或いは仮想的に行うエンジン適合に膨大な工数を要することとなる。
【００３４】
そこで、ポート噴射式の燃料噴射装置を有する本実施形態のシステムでは、図４（Ｄ）に示すように、燃料噴射量の計算開始タイミングが到来した後は、そのタイミングに対応する気筒における目標リフトカーブの変更を禁止することとした。そして、本実施形態では、これに伴い、各気筒に対する目標リフトカーブの計算タイミングt11、t12、t13を、図４に示すように、リフト動作の開始前のタイミングとなるように設定している。
【００３５】
次に、図５乃至図８を参照して、実施の形態１における具体的な処理について説明する。
図５は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてECU４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、各気筒に対応した一定のクランク角毎に周期的に起動されるものとする。
【００３６】
図５に示すルーチンでは、先ず、所定の燃料噴射量の計算開始タイミングが到来したか否かが判別される（ステップ１００）。その結果、噴射量の計算開始タイミングが到来したと判定された場合には、アクセル開度およびエンジン回転数に基づいて、目標吸入空気量が決定される（ステップ１０２）。
【００３７】
次に、上記ステップ１０２において取得された目標吸入空気量と、過渡吸気量（推定値）とに基づいて、燃料噴射量が算出される（ステップ１０４）。具体的には、本ステップ１０４において算出される燃料噴射量は、基本噴射量（定常分）に補正噴射量（過渡分）に相当する量の修正を施したものとして算出されるものである。先ず、基本噴射量は、上記目標吸入空気量に応じて定められたものであり、ECU４０が記憶している図６に示すマップを参照して取得される。図６に示すマップでは、目標吸入空気量が大きくなるほど、基本噴射量も大きくなるように設定されている。そして、補正噴射量は、ECU４０が記憶している図７（Ｄ）に示すマップを参照して取得される。
【００３８】
図７は、図５に示すルーチンにおける補正噴射量（過渡分）の取得手法を説明するための図である。より具体的には、図７（Ａ）は、過渡運転時のリフトカーブの変化を、図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）は、それぞれ、図７（Ａ）のリフトカーブの変化に伴う、吸気管負圧の変化を表す波形、過渡吸気量の推定値の変化を表す波形、および、補正噴射量のマップの特性を表す波形である。尚、図７は、スロットル開度が一定である場合の特性を示している。
【００３９】
図７（Ａ）に示すように、リフトカーブがより大きな最大リフト量を有するものに変更されると、図７（Ｂ）に示すように、吸気管負圧が大きくなるように変化し、吸気管負圧は、所定時間後に変更後のリフトカーブに応じた値に安定する。この吸気管負圧の変化に伴って、図７（Ｃ）に示すように、過渡吸気量は、リフトカーブ変更直後に瞬間的に高くなり、その後安定するという傾向を示す。図７（Ｄ）に示す補正噴射量のマップによれば、補正噴射量は、リフトカーブの変更直後に最も多量となり、その後の経過時間に応じて減少するように設定されている。このため、図７（Ｄ）に示すマップによれば、リフトカーブ変更時の補正噴射量を過渡吸気量との関係に基づいて正確に決定することができる。
【００４０】
図５に示すルーチンでは、上記ステップ１００において、燃料噴射量の計算開始タイミングではないと判定された場合には、目標リフトカーブ計算タイミングが到来したか否かが判別される（ステップ１０６）。ECU４０には、本実施形態の内燃機関において想定する吸気弁の開きタイミングの最進角値より手前のタイミングとなるように設定された目標リフトカーブの計算タイミングが記憶されている。
【００４１】
上記ステップ１０６において、目標リフトカーブ計算タイミングが到来したと判定された場合には、上記ステップ１０２において算出された内燃機関の運転状態に応じた目標吸入空気量に基づいて、目標リフトカーブが決定される（ステップ１０８）。具体的には、目標リフトカーブは、上記ステップ１０２において算出された目標吸入空気量との関係で定められたものとして、ECU４０が記憶する図８に示すマップを参照して算出される。図８は、エンジン回転数がある一定値の場合における目標リフトカーブ取得用マップの一例を示している。
【００４２】
図８（Ａ）に示すマップでは、目標吸入空気量が大きいほどリフト量（最大リフト値）が大きくなるように設定されている。また、目標吸入空気量が大きいほど、開きタイミングがより進角側となるように（図８（Ｂ）に示すマップ参照）、閉じタイミングがより遅角側となるように（図８（Ｂ）に示すマップ参照）、それぞれ設定されている。このようなマップによれば、目標吸入空気量に対応するリフト量（最大リフト値）、開きタイミング、および閉じタイミングを得ることができ、これらのパラメータに基づいて、目標リフトカーブ（目標開弁特性）を決定することができる。より具体的には、本ステップ１０８で取得されるリフト量（最大リフト値）、開きタイミング、および閉じタイミングは、最大リフト値を基準にその前後のリフト値が対称となるような目標リフトカーブが得られるように設定されたものである。尚、ECU４０に目標吸入空気量との関係で記憶させておくパラメータは、上記のもの以外にも、例えば、作用角等であってもよい。
【００４３】
以上説明した通り、図５に示すルーチンの手順によれば、目標リフトカーブは、燃料噴射量の計算開始タイミング後に到来する目標リフトカーブ計算タイミングにおいて、当該燃料噴射量の計算時に取得された内燃機関の運転状態（アクセル開度およびエンジン回転数）に応じた目標吸入空気量に基づいて算出される。このように、上記ルーチンによれば、燃料噴射量の計算開始タイミングの到来後は目標リフトカーブ（目標開弁特性）の変更が禁止される。すなわち、この禁止期間中のアクセル要求の変化は、即座に目標リフトカーブに反映されずに、次の気筒の目標リフトカーブに反映される。このため、ポート噴射式の内燃機関において、図８に示すような目標リフトカーブ取得用マップのデータ量を低減させることができ、エンジン適合の工数を効果的に低減させることができる。
【００４４】
また、上記ルーチンにおける図８に示すマップでは、目標リフトカーブを決定するための基礎となるリフト量（最大リフト値）、開きタイミング、および閉じタイミングを、最大リフト値を基準にその前後のリフト値が対称となるような目標リフトカーブが得られるようなものに限定している。このため、上記ルーチンによれば、エンジン適合の工数を更に低減させることができる。
【００４５】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU４０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「目標吸気量取得手段」が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「開弁特性選択手段」が、上記ステップ１０８により決定された目標リフトカーブに従って制御するように可変動弁装置１０に指示することにより、前記第１の発明における「開弁特性指令手段」が、それぞれ実現されている。また、図８に示す目標リフトカーブ取得用マップが、前記第１の発明における「関係情報」に相当している。
また、上述した実施の形態１においては、ECU４０が図５に示すルーチンの手順で上記ステップ１００〜１０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「開弁特性変更禁止手段」が実現されている。
【００４６】
実施の形態２．
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の内燃機関は、筒内直接燃料噴射式の直列４気筒型エンジンとして構成されており、この内燃機関には、図１に示す可変動弁装置１０が搭載されているものとする。そして、本実施形態のシステムは、吸気行程噴射方式が実行されており、ECU４０に図５のルーチンに代えて、後述する図１０のルーチンを実行させることにより実現されるものとする。
【００４７】
図９は、内燃機関の過渡運転時における本実施の形態２の特徴的動作を説明するための図である。より具体的には、図９（Ａ）は、アクセル開度の変化を表す波形を、図９（Ｂ）は、目標吸入空気量の変化を表す波形を、図９（Ｃ）は、燃料噴射の噴射パルスを表す波形を、図９（Ｄ）は、各気筒に順に到来する吸気弁の目標リフトカーブを、それぞれ示している。
【００４８】
本実施形態のシステムでは、吸気行程噴射方式が用いられているため、燃料噴射量の計算開始タイミングt21'、t22'、t23'は、図９に示すように、吸気弁のリフト動作の実行中となるように設定されている。目標リフトカーブの計算タイミングt21、t22、t23については、上述した実施の形態１と同様に、リフト動作の開始前のタイミングとなるように設定されている。上述した実施の形態１においては、噴射量の計算開始タイミングの到来後に目標リフトカーブを変更することを禁止しているが、本実施形態のシステムでは、更に、噴射量の計算開始タイミングより前であっても、吸気弁のリフト動作の実行中は目標リフトカーブの変更を禁止することとした。
【００４９】
次に、図１０を参照して、実施の形態２における具体的な処理について説明する。
図１０は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてECU４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、各気筒に対応した一定のクランク角毎に周期的に起動されるものとする。また、図１０に示すルーチンでは、各ステップの実行順序が異なっている点を除き、それぞれのステップで行われる処理は、図５に示すルーチンの処理と同様であるため、各ステップの処理の内容については、同一の符号を付してその説明を簡略する。
【００５０】
すなわち、図１０に示すルーチンでは、目標リフトカーブ計算タイミングの到来が認められた時点で（ステップ１０６）、アクセル開度およびエンジン回転数に基づいて、目標吸入空気量が決定され（ステップ１０２）、次いで、当該目標吸入空気量に基づいて、目標リフトカーブが決定される（ステップ１０８）。
【００５１】
また、図１０に示すルーチンでは、上記ステップ１０６において、目標リフトカーブ計算タイミングではないと判定された場合には、燃料噴射量の計算開始タイミングの到来の成否が判別される（ステップ１００）。本ルーチンでは、上述したように、燃料噴射量の計算開始タイミングがリフト動作の実行中となるように設定されている。その結果、上記ステップ１００において、燃料噴射量の計算開始タイミングの到来が認められた場合には、上記ステップ１０２において取得された目標吸入空気量と、過渡吸気量とに基づいて、燃料噴射量が算出される（ステップ１０４）。
【００５２】
以上説明した通り、図１０に示すルーチンの手順によれば、吸気弁のリフト動作開始よりも前に設定された目標リフトカーブ計算タイミングにおいて、目標リフトカーブが計算され、その後、当該目標リフトカーブの計算時に取得された目標吸入空気量に基づいて、当該吸気弁のリフト動作の実行中に燃料噴射量が算出される。このように、上記ルーチンによれば、燃料噴射量の計算タイミングの開始前であっても、吸気弁のリフト動作の実行中における目標リフトカーブの変更が禁止される。このため、吸気行程噴射を用いる筒内直接燃料噴射式の内燃機関において、図８に示すような目標リフトカーブ取得用マップのデータ量を低減させることができ、エンジン適合の工数を効果的に低減させることができる。
【００５３】
実施の形態３．
次に、図１１を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態の内燃機関は、筒内直接燃料噴射式の直列４気筒型エンジンとして構成されており、この内燃機関には、図１に示す可変動弁装置１０が搭載されているものとする。そして、本実施形態のシステムは、吸気行程噴射方式に代えて圧縮行程噴射方式が実行されており、ECU４０に上述した図１０に類似するルーチンを実行させることにより実現されるものとする。
【００５４】
図１１は、内燃機関の過渡運転時における本実施の形態３の特徴的動作を説明するための図である。より具体的には、図１１（Ａ）は、アクセル開度の変化を表す波形を、図１１（Ｂ）は、目標吸入空気量の変化を表す波形を、図１１（Ｃ）は、燃料噴射の噴射パルスを表す波形を、図１１（Ｄ）は、各気筒に順に到来する吸気弁の目標リフトカーブを、それぞれ示している。
【００５５】
本実施形態のシステムでは、圧縮行程噴射方式が用いられているため、燃料噴射量の計算開始タイミングt31'、t32'、t33'は、図１１に示すように、吸気弁のリフト動作の終了後の圧縮行程中となるように設定されている。目標リフトカーブの計算タイミングt31、t32、t33については、上述した実施の形態１等と同様に、リフト動作の開始前のタイミングとなるように設定されている。圧縮行程噴射方式が用いられる本実施形態の場合には、可変動弁装置１０によってリフト動作中に目標リフトカーブを変更させたとしても、その目標リフトカーブの変更に伴う吸入空気量の変化に対応した燃料噴射量を筒内に供給するための時間は、十分に確保され得るものである。しかし、本実施形態のシステムでは、エンジン適合工数の低減の観点から、吸気弁のリフト動作の実行中の目標リフトカーブの変更を禁止することとした。
【００５６】
上記の機能は、ECU４０に図１０に類似するルーチンを実行させることにより実現されるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。
以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、吸気弁のリフト動作開始よりも前に設定された目標リフトカーブ計算タイミングにおいて、目標リフトカーブが計算され、その後、当該目標リフトカーブの計算時に取得された目標吸入空気量に基づいて、当該吸気弁のリフト動作の終了後に燃料噴射量が算出される。このように、本実施形態のシステムによれば、燃料噴射量の計算タイミングの開始前であっても、吸気弁のリフト動作の実行中における目標リフトカーブの変更が禁止される。このため、圧縮行程噴射を用いる筒内直接燃料噴射式の内燃機関において、図８に示すような目標リフトカーブ取得用マップのデータ量を低減させることができ、エンジン適合の工数を効果的に低減させることができる。
【００５７】
変形例．
ところで、上述した実施の形態１においては、ポート噴射式の内燃機関において、燃料噴射量の計算開始タイミングが到来した後は、そのタイミングに対応する気筒における目標リフトカーブの変更を禁止することとしているが、本発明が適用されるポート噴射式の内燃機関における目標リフトカーブの禁止期間は、これに限定されるものではない。すなわち、排気上死点が経過して吸気行程が開始した後に燃料噴射が実行されるいわゆる吸気同期噴射方式が用いられており、かつ、燃料噴射量の計算開始タイミングが吸気弁のリフト動作の実行中となるように設定されている場合には、燃料噴射量の計算開始タイミングより前であっても、吸気弁のリフト動作の実行中は目標リフトカーブの変更を禁止するようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施の形態１乃至３においては、図８に示す目標リフトカーブ取得用マップに定められた関係に従って、目標吸入空気量に対応する目標リフトカーブ（目標開弁特性）を取得することとしているが、本発明における目標吸入空気量と目標開弁特性との関係を予め定めた関係情報は、このようなマップに限定されるものではない。すなわち、当該関係情報は、実機上で行う適合により得られたものに限られず、例えば、目標吸入空気量と目標開弁特性との関係を定めた関係式等であってもよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態１乃至３においては、第１のモータ３０等によってカム軸２２等の回転動作および揺動動作を制御する構成を有する可変動弁装置１０に対して本発明を適用しているが、本発明が適用される可変動弁装置は、可変動弁装置１０のような構成に限られるものではなく、例えば、吸気弁または排気弁として機能する弁体を電磁力で駆動する電磁駆動弁であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１の可変動弁装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すカム軸の詳細な構成を説明するために、カム軸をその軸方向から見た図である。
【図３】図１に示す可変動弁装置により実現される弁体の開弁特性の変更の具体例である。
【図４】内燃機関の過渡運転時における本発明の実施の形態１の特徴的動作を説明するための図である。
【図５】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６】図５に示すルーチン中で参照される基本噴射量取得用マップである。
【図７】図５に示すルーチンにおける補正噴射量（過渡分）の取得手法を説明するための図である。
【図８】図５に示すルーチン中で参照される目標リフトカーブ取得用マップである。
【図９】内燃機関の過渡運転時における本発明の実施の形態２の特徴的動作を説明するための図である。
【図１０】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１１】内燃機関の過渡運転時における本発明の実施の形態３の特徴的動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  可変動弁装置
１２  弁体
１６  バルブリフター
１８、２０  カム
２２、２４  カム軸
３０  第１のモータ
３８  第２のモータ
４０  ECU(Electronic Control Unit)
【図１】
2006250041.tif 000003
【図２】
2006250041.tif 000004
【図３】
2006250041.tif 000005
【図４】
2006250041.tif 000006
【図５】
2006250041.tif 000007
【図６】
2006250041.tif 000008
【図７】
2006250041.tif 000009
【図８】
2006250041.tif 000010
【図９】
2006250041.tif 000011
【図１０】
2006250041.tif 000012
【図１１】
2006250041.tif 000013