(57)【要約】【課題】気筒内の混合空気の異常燃焼の発生を防止しつつ、動弁系の機械損失及びポンプ損失を低減可能な内燃機関システムの制御方法及び内燃機関システムを提供する。【解決手段】エンジンの運転モードとして、機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を最大充填閉弁時期よりも遅角側の遅閉じ範囲内に設定する遅閉じモードと、機関運転状態が第１運転領域よりも低負荷乃至高速側の第２運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を当該時期よりも進角側且つ遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内に設定する遅閉じモードと、を備え、遅閉じモードから早閉じモードへの移行要求があった場合でも、その後、早閉じモードから遅閉じモードへの再移行要求がある可能性が所定レベル以上である場合（ステップＳ５３〜Ｓ５５でＹＥＳの場合）には上記モードの移行を禁止する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動作するピストンとともに燃焼室を規定する気筒と、該燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路と、クランクシャフトにより駆動され、該吸気通路を該燃焼室から遮断可能な吸気弁と、上記吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、上記クランクシャフトにより駆動される上記吸気弁の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構とを有する内燃機関の制御方法であって、
上記内燃機関における機関負荷と機関速度とからなる機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する遅閉じ工程と、
上記機関運転状態が上記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、上記最大充填閉弁時期よりも進角側に設定され且つ上記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する早閉じ工程と、
上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があったときに、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上であるか否かを判定する再移行判定工程と、
上記可能性が上記所定レベル未満であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲から上記早閉じ範囲へ移行するように上記吸気閉弁時期可変機構を制御すると共に、上記スロットル弁を一時的に閉方向に駆動する移行制御工程と、
上記可能性が上記所定レベル以上であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲に留まるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する移行禁止工程と、を備えていることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御方法において、
上記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、
上記再移行判定工程は、上記車両の車輪のスリップ量を検出する車輪スリップ量検出工程を含んでおり、
上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記車輪スリップ量検出工程にて検出されたスリップ量が所定量未満であるときは、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、上記車輪スリップ量検出工程にて検出された当該スリップ量が所定量以上であるときは、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の内燃機関の制御方法において、
上記車両には、乗員により操作されるアクセルペダルが設けられており、
上記再移行判定工程は、上記アクセルペダルの踏込み量に関する情報を取得して、該取得した情報に基づいて上記可能性を判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関システムの制御方法において、
上記再移行判定工程は、
上記アクセルペダルの踏込み量を検出してその時間変化率を算出する時間変化率算出工程と、
現在から過去の所定期間における、上記時間変化率算出工程により算出された時間変化率の絶対値を積分した時間積分値を算出する時間積分値算出工程と、を含んでおり、
上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記時間積分値算出工程にて算出した上記時間積分値が所定値未満であるときには、上記可能性が所定レベル未満であると判定する一方、当該時間積分値が該所定値以上であるときには、上記可能性が該所定レベル以上であると判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関システムの制御方法において、
上記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、
上記車両には、予め設定された変速特性に基づいて変速段を自動的に切換えるオートモードと、手動操作に基づいて変速段を切換えるマニュアルモードとを上記乗員の選択操作により切換えて設定可能な自動変速機が設けられており、
上記変速機の設定モードとして、上記オートモードと上記マニュアルモードとのいずれのモードが設定されているかを判定するモード判定工程をさらに備え、
上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記モード判定工程にて、上記自動変速機のモードがオートモードに設定されていると判定されたときには、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、上記自動変速機の設定モードがマニュアルモードに設定されていると判定されたときには、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項６】
往復動するピストンと共に燃焼室を規定する気筒、該燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路と、クランクシャフトにより駆動され、該吸気通路を該燃焼室から遮断可能な吸気弁と、該吸気弁の閉弁時期を変更可能な吸気閉弁時期可変機構と、上記吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、該スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータと、を備えた内燃機関の制御装置であって、
上記内燃機関における機関負荷と機関速度とからなる機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する遅閉じ設定手段と、
上記機関運転状態が前記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、上記最大充填閉弁時期よりも進角側に設定され且つ前記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する早閉じ設定手段と、
上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があったときに、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上であるか否かを判定する再移行判定手段と、
上記可能性が上記所定レベル未満であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲から上記早閉じ範囲へ移行するように上記吸気閉弁時期可変機構を制御するとともに、上記スロットル弁が一時的に閉方向に作動するように上記スロットルアクチュエータを制御する移行制御手段と、
上記可能性が上記所定レベル以上であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲に留まるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する移行禁止手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御方法及び制御装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの動弁系に、吸気弁のリフト量や開閉時期を連続的に変化させるリフト可変機構を設けるようにしたものは知られている。例えば、特許文献１に示すものでは、エンジンの気筒内への目標空気充填量が小さいほど吸気弁の閉弁時期を進角させて、気筒内への空気充填量を低減するようにしている。こうすることで、低負荷運転領域において、スロットル弁を絞らずに空気充填量を低減してポンプ損失の低減を図っている。
【０００３】
また、特許文献２に示すものでは、気筒内の圧縮比が高くなる高負荷運転領域において、気筒内での異常燃焼を防止するべく、吸気弁の閉弁時期を、気筒内への空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期に対して離間させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９７６４７号公報
【特許文献２】特開２００１−１５９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の特許文献１に示すリフト可変機構を備えたエンジンでは、エンジンの機関損失を低減する観点から、吸気弁の閉弁時期を上記最大充填閉弁時期よりも進角側の範囲（早閉じ範囲）内で制御（設定）することが好ましい。こうすることで、吸気弁閉時期を最大充填閉弁時期よりも遅角側の範囲（遅閉じ範囲）内で制御する場合に比べて、吸気弁のリフト量を小さくして動力損失を低減することができる。
【０００６】
しかし、吸気弁閉時期を早閉じ範囲内で制御しようとすると、以下の問題が生じる。すなわち、エンジンが高負荷運転領域にある場合においては、低中負荷運転領域にある場合に比して、低回転領域から高回転領域への移行が急速に行われるため（空気慣性力が急速に増大するため）、最大充填閉弁時期が急速に遅角することとなる。気筒内への空気充填量を十分に確保しようとすれば、吸気弁閉時期を、この最大充填閉弁時期の遅角速度に応じた速度で遅角させる必要があるが、リフト可変機構の応答性には限界があるため、吸気弁閉時期が目標とする時期よりも進角側に離間してしまう。この結果、気筒空気充填量が不足して必要な機関加速度を得ることができないという問題がある。
【０００７】
そこで、エンジンが高負荷且つ低回転領域に移行した時点で、その後の機関速度（回転数）の上昇を見越して、吸気弁閉時期を最大充填閉弁時期に対してある程度のマージンを持って遅角側に設定するようにすることが考えられる。これにより、高負荷運転領域における機関速度の急速な上昇に対して、気筒空気充填量を十分に確保することができるとともに、高負荷運転領域における圧縮比を適度に低下させて異常燃焼の発生を防止することができる。
【０００８】
したがって、低負荷から中負荷運転領域では、吸気弁閉時期を早閉じ範囲内に設定する一方、高負荷運転領域では、吸気弁閉時期を、早閉じ範囲から離間した遅閉じ範囲内に設定することが好ましい。しかし、この場合、吸気弁閉時期を、エンジンの要求負荷に応じて、遅閉じ範囲と早閉じ範囲との間で移行させる必要があるので、該移行中に、吸気弁閉時期が上記最大充填閉弁時期に一致して異常燃焼が発生する恐れがある。したがって、吸気弁閉時期の移行中は、異常燃焼の発生を抑制するべく（気筒空気充填量を低下させるべく）、スロットル弁を一時的に閉方向に駆動することが好ましい。
【０００９】
しかしながら、スロットル弁を駆動するアクチュエータには応答速度誤差があるため、早閉じ範囲と遅閉じ範囲との移行が頻繁に行われる状況下においては、現時点におけるスロットル弁の開度を正確に見積もることができないという問題がある。このため、スロットル弁の下流側の吸気圧力及び流速を正確に予測することができず、延いては、気筒内に充填される空気量の予測精度が著しく低下してしまう。これに対して、スロットル弁をエンジン負荷の大小に拘わらず予め絞り気味（閉じ気味）に制御しておき、その上で、エンジンの各制御パラメータを設定することも考えられるが、そうすると、ポンプ損失が増加してエンジンの燃費効率が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の制御方法において、吸気弁の閉弁時期に工夫を凝らすことで、気筒内の混合空気の異常燃焼の発生を防止しつつ、動弁系の動力損失及びポンプ損失を低減して内燃機関の燃費性能の向上を図ろうとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、この発明では、内燃機関の機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を遅閉じ範囲内に設定する一方、機関運転状態が第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を早閉じ範囲内に設定するようにし、さらに、吸気弁の閉弁時期が遅閉じ範囲から早閉じ範囲へと移行する際には、スロットル弁を一時的に閉方向に駆動するものとし、その上で、第１運転領域にある機関運転状態から第２運転領域の機関状態への移行要求があった場合には、その後、所定期間内に第２運転領域から第１運転領域への再移行要求がある可能性を判定して、この可能性が所定レベル以上であるときには、吸気弁の閉弁時期を遅閉じ範囲に留めるようにした。
【００１２】
具体的には、請求項１の発明では、往復動作するピストンとともに燃焼室を規定する気筒と、該燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路と、クランクシャフトにより駆動され、該吸気通路を該燃焼室から遮断可能な吸気弁と、上記吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、上記クランクシャフトにより駆動される上記吸気弁の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構とを有する内燃機関の制御方法を対象とする。
【００１３】
そして、上記内燃機関における機関負荷と機関速度とからなる機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する遅閉じ工程と、上記機関運転状態が上記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、上記最大充填閉弁時期よりも進角側に設定され且つ上記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する早閉じ工程と、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があったときに、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上であるか否かを判定する再移行判定工程と、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲から上記早閉じ範囲へ移行するように上記吸気閉弁時期可変機構を制御すると共に、上記スロットル弁を一時的に閉方向に駆動する移行制御工程と、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲に留まるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する移行禁止工程と、を備えているものとする。
【００１４】
この制御方法によれば、上記内燃機関の機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときには、吸気弁閉時期が早閉じ範囲内に設定される一方、内燃機関の機関運転状態が、上記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときには、吸気弁閉時期が、早閉じ範囲から離間した遅閉じ範囲内に設定される。また、吸気弁閉時期が早閉じモードと遅閉じモードとの間で移行するに際して、スロットル弁が一時的に閉方向に駆動され、気筒空気充填量が減少する。これにより、プリイグニッション等の異常燃焼の発生を抑制しながら、低中負荷運転領域における動弁系の機械損失を抑制するとともに、高負荷運転領域における機関速度の急速な上昇に対して気筒空気充填量を十分に確保することができる。
【００１５】
ここで、本発明の制御方法では、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上である場合には、吸気弁の閉弁時期が遅閉じ範囲に止まるように、吸気閉弁時期可変機構が制御されることとなる。この結果、吸気弁閉時期が遅閉じ範囲から早閉じ範囲へと移行することに伴うスロットル弁の閉駆動も禁止されることとなる。これにより、スロットル弁の反復的な開閉動作を抑制することができる。したがって、気筒空気充填量を、スロットル弁の開度を基に正確に予測することができる。
【００１６】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、上記再移行判定工程は、上記車両の車輪のスリップ量を検出する車輪スリップ量検出工程を含んでおり、上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記車輪スリップ量検出工程にて検出されたスリップ量が所定量未満であるときは、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、上記車輪スリップ量検出工程にて検出された当該スリップ量が所定量以上であるときは、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であるものとする。
【００１７】
これによれば、トラクションコントロール（ＴＲＣ(Traction Control）制御機能を備えた車両において、上記可能性の判定を容易に行うことができる。すなわち、ＴＲＣ制御機能を備えた車両では、車輪スリップ量が所定量以上になった場合には、車輪のグリップ力を回復させるべくエンジントルク（内燃機関の負荷）を一旦低下させ、その後、車輪のグリップ力が回復した後にエンジントルクを回復させるようになっている。
【００１８】
したがって、この種の車両では、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合でも、ＴＲＣ制御が実行される状況下では、その後、所定時間内に、第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が高い。
【００１９】
本発明では、このことに着目して、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、車輪スリップ量検出工程にて検出されたスリップ量が所定量以上である場合には、上記再移行要求の可能性が所定レベル以上であると判定するようにした。
【００２０】
これにより、該判定を容易に且つ確実に行うことができ、延いては、スロットル弁の反復的な開閉動作を確実に抑制して、気筒空気充填量の予測精度を可及的に向上させることができる。
【００２１】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、上記車両には、乗員により操作されるアクセルペダルが設けられており、上記再移行判定工程は、上記アクセルペダルの踏込み量に関する情報を取得して、該取得した情報に基づいて上記可能性を判定する工程であるものとする。
【００２２】
これによれば、上昇判定工程において、アクセルペダルの踏込み操作に関する情報を基に、上記可能性が判定される。通常、アクセルペダルの踏込み量が増加すると、機関運転状態が変化することとなるため、本発明の如く、アクセルペダルの踏込み量に関する情報を基に上記可能性を判定することで、該判定を容易に且つ確実に行うことができ、延いては、スロットル弁の反復的な開閉動作を確実に抑制することができる。
【００２３】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、上記再移行判定工程は、上記アクセルペダルの踏込み量を検出してその時間変化率を算出する時間変化率算出工程と、現在から過去の所定期間における、上記時間変化率算出工程により算出された時間変化率の絶対値を積分した時間積分値を算出する時間積分値算出工程と、を含んでおり、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記時間積分値算出工程にて算出した上記時間積分値が所定値未満であるときには、上記可能性が所定レベル未満であると判定する一方、当該時間積分値が該所定値以上であるときには、上記可能性が該所定レベル以上であると判定する工程であるものとする。
【００２４】
これによれば、時間変化率算出工程において、アクセルペダルの踏込み量が検出されるとともにその時間変化率が算出され、積分値算出工程において、この時間変化率の絶対値を過去所定時間内で積分した値が算出される。この積分値は、アクセルペダルの操作頻度に関連する値であって、この値が大きいほど乗員によるアクセルペダルの操作頻度が高いため、所定期間内に、第２運転領域の機関運転状態から、第１運転領域の機関状態への再移行の要求がある可能性が高いと言える。
。本発明では、このことに着目して、上記積分値が所定値以上であるときには、上記再移行の可能性が所定レベル以上であると判定するようにしたことで、該判定をより一層確実に行うことができる。
【００２５】
請求項５の発明では、請求項１乃至４のいずれか一つの発明において、上記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、上記車両には、予め設定された変速特性に基づいて変速段を自動的に切換えるオートモードと、手動操作に基づいて変速段を切換えるマニュアルモードとを上記乗員の選択操作により切替えて設定可能な自動変速機が設けられており、
上記変速機の設定モードとして、上記オートモードと上記マニュアルモードとのいずれのモードが設定されているかを判定するモード判定工程をさらに備え、上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記モード判定工程にて、上記自動変速機のモードがオートモードに設定されていると判定されたときには、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、上記自動変速機の設定モードがマニュアルモードに設定されていると判定されたときには、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であるものとする。
【００２６】
これによれば、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、自動変速機のモードがマニュアルモードに設定されているときには、上記再移行の可能性が所定レベル以上であると判定される。
【００２７】
通常、乗員は、自動変速機のモードとしてマニュアルモードを設定（選択）している場合には、変速段を頻繁に切換えるスポーティな走りを目指している場合が多い。したがって、自動変速機のモードとしてマニュアルモードが設定されている場合には、所定期間内に、第２運転領域の機関運転状態から、第１運転領域の機関状態への再移行の要求がある可能性が高いと言える。
【００２８】
本発明では、このことに着目して、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記マニュアルモードが設定されているときには、上記再移行の可能性が所定レベル以上であると判定するようにした。これにより、該判定をより一層容易に且つ確実に行うことができ、延いては、スロットル弁の反復的な開閉動作を確実に抑制することが可能となる。
【００２９】
請求項６の発明では、往復動するピストンと共に燃焼室を規定する気筒、該燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路と、クランクシャフトにより駆動され、該吸気通路を該燃焼室から遮断可能な吸気弁と、該吸気弁の閉弁時期を変更可能な吸気閉弁時期可変機構と、上記吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、該スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータと、を備えた内燃機関の制御装置を対象とする。
【００３０】
そして、上記内燃機関における機関負荷と機関速度とからなる機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する遅閉じ設定手段と、上記機関運転状態が前記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、上記最大充填閉弁時期よりも進角側に設定され且つ前記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する早閉じ設定手段と、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があったときに、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上であるか否かを判定する再移行判定手段と、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲から上記早閉じ範囲へ移行するように上記吸気閉弁時期可変機構を制御するとともに、上記スロットル弁が一時的に閉方向に作動するように上記スロットルアクチュエータを制御する移行制御手段と、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲に留まるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する移行禁止手段と、を備えているものとする。
【００３１】
この構成によれば、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によると、内燃機関の機関運転状態が高負荷低速側に第１運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を遅閉じ範囲内に設定する一方、機関運転状態が第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を早閉じ範囲内に設定するようにし、さらに、吸気弁の閉弁時期が遅閉じ範囲から早閉じ範囲へと移行する際には、スロットル弁を一時的に閉方向に駆動するものとし、その上で、第１運転領域にある機関運転状態から第２運転領域の機関状態への移行要求があった場合には、その後、所定期間内に第２運転領域から第１運転領域への再移行要求がある可能性を判定して、この可能性が所定レベル以上であるときには、吸気弁の閉弁時期を遅閉じ範囲に留めるようにしたことで、気筒内の混合空気の異常燃焼の発生を防止しつつ、動弁系の動力損失及びポンプ損失を低減して内燃機関の燃費性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置としてのエンジン制御ユニットを含む内燃機関システムを示す概略構成図である。
【図２】エンジン（内燃機関）の吸気弁駆動機構を示す斜視図である。
【図３】吸気弁駆動機構の要部を示す断面図であり、（Ａ）は大リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｂ）は大リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｃ）は小リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｄ）は小リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示している。
【図４】吸気弁駆動機構の制御例を示す図である。
【図５】エンジン制御ユニットにおけるエンジンの制御例を示すフローチャートである。
【図６】エンジン制御ユニットにおけるエンジンの制御例を示すフローチャートである。
【図７】エンジン制御ユニットにおけるエンジンの制御例を示すフローチャートである。
【図８】エンジン制御ユニットにおけるトラクションコントロール制御を示すフローチャートである。
【図９】エンジン制御ユニットにおけるモード移行禁止フラグの設定処理を示すフローチャートである。
【図１０】メモリ内に記憶されたエンジン制御マップの一例を示す図である。
【図１１】早閉じモードでの吸気弁閉時期の制御例を示す図である。
【図１２】早閉じモードでのスロットル開度の制御例を示す図である。
【図１３】遅角遷移モードにおける吸気弁閉時期、スロットル開度、ＥＧＲ弁開度の制御例を示すタイミングチャートである。
【図１４】遅閉じモードでの吸気弁閉時期の制御例を示す図であり、（Ａ）はスロットル開度を吸気弁の制御に並行して制御する場合、（Ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合である。
【図１５】遅閉じモードでのスロットル開度の制御例を示す図であり、（Ａ）はスロットル開度を吸気弁の制御に並行して制御する場合、（Ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合を示す。
【図１６】進角遷移モードにおける吸気弁閉時期、スロットル開度、ＥＧＲ弁の制御例を示すタイミングチャートである。
【図１７】エンジン制御ユニットにおいて、図５乃至図７のフローチャートを実行した場合の制御例を示し、（Ａ）はスロットル開度を吸気弁の制御に並行して制御する場合、（Ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合を示している。
【図１８】エンジン制御ユニットにおけるモード移行禁止フラグの設定に際して用いるアクセル開度積算値の算出方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置としてのエンジン制御ユニット１００を含む内燃機関システムＳを示す。
【００３６】
この内燃機関システムＳは、エンジン（内燃機関）１、エンジン１に付随する各種アクチュエータ、及び各種センサを有しており、上記エンジン制御ユニット１００は、各センサからの信号を基に各アクチュエータを制御する。
【００３７】
エンジン１は、火花点火式内燃機関であって、第１〜第４の４つの気筒１１を有するものであるが、気筒１１の数は４つに限ったものではない。エンジン１は、自動車等の車両に搭載され、そのクランクシャフト１４は、自動変速機（ＡＴ）を介して駆動輪に連結され、車両を推進する。車両の駆動方式としては、ＦＦ方式を採用しており、前輪が駆動輪とされ、後輪が従動輪とされている。上記変速機は、予め設定された変速特性に基づいて変速段を自動的に切換えるオートモードと、運転席と助手席との間に設置されたシフトレバーを手動操作することで変速段を切換えるマニュアルモードと、の２つの変速モードを切換え可能に構成されている。この変速モードの切換えは、本実施形態では、運転者がモード切換えスイッチを操作して所望の変速モードを選択することにより行われる。モード切換えスイッチ（図示省略）は、運転者が選択した変速モード情報を、後述するエンジン制御ユニット１００へと出力する。
【００３８】
上記エンジン１の幾何学的圧縮比は１３：１とされている。幾何学的圧縮比は、１４：１以上１６：１以下であるのが好ましい。幾何学的圧縮比が大きいことは、膨張比が大きいことを意味するので、幾何学的圧縮比が大きいほど機関効率は上昇する。そこで、本実施形態では、幾何学的圧縮比を１３以上に設定し、点火リタード等の方法によってノッキングを回避しつつ高トルクと燃費の大幅な低減を図ることとしている。
【００３９】
圧縮比が高いほど、異常燃焼発生の可能性が高まるので、有効圧縮比を小さく、すなわち、気筒空気充填量を下げる必要が生じる。そうなると、気筒容積の割に得られる出力が低下するために、機関の重量比で見たときの効率は低下する。他方、エンジン１を自動車等の車両に搭載する際に、エンジンルーム内への搭載性に問題が生じる。したがって、幾何学的圧縮比の上限は、１６：１以下にするのが好ましい。
【００４０】
エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えており、それらの内部に気筒１１が形成されている。周知のように、シリンダブロック１２には、ジャーナル、ベアリングなどによりクランクシャフト１４が回転自在に支持されており、このクランクシャフト１４がピストン１５に対し、コネクティングロッド１６を介して連結されている。
【００４１】
ピストン１５は、各気筒１１内に摺動自在に嵌挿されて燃焼室１７を区画している。図には一つのみ示すが、シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に２つの吸気ポート１８がシリンダヘッド１３に形成されて、それぞれ燃焼室１７に連通している。同様に、シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に２つの排気ポート１９がシリンダヘッド１３に形成されて、それぞれ燃焼室１７に連通している。図に示すように、吸気弁２１及び排気弁２２はそれぞれ、吸気ポート１８及び排気ポート１９を燃焼室１７から遮断（閉）できるように配設されている。吸気弁２１には、動弁装置としての吸気弁駆動機構３０により、排気弁２２は排気弁駆動機構４０によりそれぞれ駆動されて、所定のタイミングで往復動し、吸気ポート１８及び排気ポート１９を開閉するものである。
【００４２】
吸気弁駆動機構３０は、吸気カムシャフト３１を有し、排気弁駆動機構４０は、排気カムシャフト４１を有する。カムシャフト３１，４１は、クランクシャフト１４により、周知のチェーン／スプロケット機構等の動力伝達機構を介して連結される。動力伝達機構は、周知のように、クランクシャフト１４が二回転する間に、カムシャフト１３，４１が一回転するように構成される。
【００４３】
カムシャフトの位相角は、カム位相センサ３５により検出され、その検出信号θVCT_A
がエンジン制御ユニット１００に入力される。
【００４４】
点火プラグ５１は、例えばねじ等、周知の構造によってシリンダヘッド１３に取り付けられている。点火システム５２は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＳＡDを受けて、点火プラグ５１が所望の点火タイミングで火花を発生するように、それに通電する。
【００４５】
燃料噴射弁５３は、例えばブラケットを使用する等、周知の構造でシリンダヘッド１３の一側（図例では吸気側）に取り付けられている。燃料噴射弁５３の先端は、上下方向ににおいて２つの吸気ポート１８の下方に位置し且つ水平方向において２つの吸気ポート１８の中間に位置して、燃焼室１７内に臨んでいる。
【００４６】
燃料供給システム５４は、図示は省略するが、燃料噴射弁５３に燃料を昇圧して供給する高圧ポンプと、この高圧ポンプに燃料タンクから燃料を供給する配管やホース等と、燃料噴射弁５３を駆動する電気回路とを備えている。この電気回路は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＦＰDを受けて燃料噴射弁５３のソレノイドを作動させることで、該噴射弁５３から所定のタイミングで所定量の燃料を噴射させる。
【００４７】
吸気ポート１８は、吸気マニホールド５５内の吸気経路５５ｂによってサージタンク５５ａに連通している。図示しないエアクリーナからの吸気流はスロットルボデー５６を通過してサージタンク５５ａに供給される。スロットルボデー５６にはスロットル弁５７が配置されている。スロットル弁５７は、周知のようにサージタンク５５ａに向かう吸気流を絞って、その流量を調整する。スロットルアクチュエータ５８は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＴＶＯDを受けて、スロットル弁５７の開度を調整する。
【００４８】
排気ポート１９は、排気マニホールド６０内の排気経路によって周知のように排気管内の通路に連通している。排気マニホールド６０よりも下流側の排気通路には、一つ以上の触媒コンバータ６１を有する排気ガス浄化システムが配置されている。触媒コンバータ６１は、周知の三元触媒、リーンＮＯｘ触媒、酸化触媒等とすることができ、それ以外にも特定の燃料制御手法による排気ガス浄化の目的にかなうものであれば、いかなるタイプの触媒であってもよい。
【００４９】
また、排気ガスの一部を吸気系に循環させるために（EGR（Exhaust Gas Recirculation）を行うために）、吸気マニホールド５５（スロットル弁５７よりも下流側）と排気マニホールド６０との間がＥＧＲパイプ６２によって接続されている。排気側の圧力は吸入側よりも高いので、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）は吸気マニホールド５５に流れ込んで、吸気マニホールド５５から燃焼室１７に吸入される新気と混合されることとなる。ＥＧＲパイプ６２にはＥＧＲ弁６３が配設され、ＥＧＲガスの流量を調整するようになっている。ＥＧＲ弁アクチュエータ６４は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＥＧＲOPENを受けて、ＥＧＲ弁６３の開度を調整する。
【００５０】
エンジン制御ユニット１００は、周知のマクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを備えている。
【００５１】
エンジン制御ユニット１００は、上記変速機から変速モード信号、エアフローセンサ７１から吸気流量ＡＦ、吸気圧センサ７２から吸気マニホールド圧ＭＡＰ、クランク角センサ７３からクランク角パルス信号、酸素濃度センサ７４から排気ガスの酸素濃度ＥＧＯ、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ７５からのアクセル開度信号α、変速機の出力軸の回転速度を検出する車速センサ７６からの車速信号ＶＳＰ、各車輪の車輪速センサ７７からの車輪速信号Ｖw、というように種々の入力を受け入れる。
【００５２】
エンジン制御ユニット１００は、上記のような入力に基づいて、エンジン１の作動制御を行う。その際、エンジン制御ユニット１００は、駆動輪（前輪）のスリップ量ＶSLIPが予め設定された所定スリップ量Ｖsetを超える場合には、後述するトラクションコントロール制御（以下、ＴＲＣ制御という）を実行して、駆動輪のスリップ量ＶSLIPが目標スリップ量になるようにエンジン出力を制御する。
【００５３】
具体的には、エンジン制御ユニット１００は、上記入力に基づいて、エンジン回転速度ＮENG、車輪のスリップ量ＶSLIP、所望のスロットル開度ＴＶＯ、燃料噴射量ＦＰ、点火タイミングＳＡ、バルブ位相角θVCT、ＥＧＲ量（ＥＧＲ弁開度）ＱEGR等の制御パラメータを算出する。そして、それら制御パラメータに基づいて、スロットル開度信号ＴＶＯD、燃料噴射パルス信号ＦＰD、点火パルス信号ＳＡD、バルブ位相角信号θVCT_D、ＥＧＲ開度信号ＥＧＲOPENをそれぞれ、スロットルアクチュエータ５８、燃料供給システム５４、点火システム５２、可変バルブタイミング機構（ＶＣＴ機構）３２及びＥＧＲ弁アクチュエータ６４等に出力する。
【００５４】
次に、図２以下を参照して、本実施形態に係る吸気弁駆動機構３０の詳細について説明する。図２は、図１の実施形態に係る吸気弁駆動機構３０の具体的な構成を示す斜視図であり、図３は、図１の吸気弁駆動機構３０の要部を示す断面図である。図３において、（Ａ）は大リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｂ）は大リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示し、（Ｃ）は小リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｄ）は小リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示している。
【００５５】
本実施形態の吸気弁駆動機構３０は、可変バルブタイミング機構３２を備えており、該可変バルブタイミング機構３２は、チェーンドライブ機構を介してクランクシャフト１４に連結されて駆動される。チェーンドライブ機構は、ドリブンスプロケット１０４の他に、図示しないが、クランクシャフト１４のドライブスプロケットと、それら両スプロケットに巻き掛けられたチェーンと、を備えている。
【００５６】
ＶＣＴ機構３２は、ドリブンスプロケット１０４に回転一体に固定されたケースと、ケース内に収容されるとともにインナシャフト１０５に回転一体に固定されたロータとを有している。ケースとロータとの間には、複数の液圧室が、中心軸Ｘ（図３参照）の周りに（周方向に）並んで形成されている。そして、ポンプにより加圧された液体（例えばエンジンオイル）が各々の液圧室に選択的に供給されて、互いに対向する液圧室の間に圧力差を形成する。
【００５７】
そして、エンジン制御ユニット１００が、ＶＣＴ機構３２の電磁バルブ３２ａに制御信号θVCT_Dを出力し、この制御信号θVCT_Dを受けて、電磁バルブ３２ａが液圧のデューティ制御を行うことで、上記液圧室に供給する液体の流量や圧力等を調整する。これにより、スプロケット１０４とインナシャフト１０５との間の位相差が変更され、それによって、周知のようにインナシャフト１０５の所望の回転位相が達成される。
【００５８】
インナシャフト１０５は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すようにそれぞれの気筒１１に対応して一体的に設けられたディスク形状のカム１０６を有する。このカム１０６は、インナシャフト１０５の軸心から偏心して設けられ、ＶＣＴ機構３２により規定される位相で回転する。この偏心カム１０６の外周にはリング状アーム１０７の内周が回転自在に嵌め合わされており、インナシャフト１０５がその中心軸周りに回転すると、リング状アーム１０７は、同じ中心軸Ｘの周りを公転しながら偏心カム１０６の中心軸周りに回動する。
【００５９】
また、上記インナシャフト１０５には、気筒１１毎にロッカーコネクタ１１０が配設されている。このロッカーコネクタ１１０は円筒状で、インナシャフト１０５に外挿されて同軸に軸支され、換言すれば、その中心軸Ｃ周りに回動可能に支持されている一方、該ロッカーコネクタ１１０の外周面はベアリングジャーナルとされ、シリンダヘッド１３に配設されたベアリングキャップ（図示省略）によって回転可能に支持されている。
【００６０】
上記ロッカーコネクタ１１０には、第１及び第２のロッカーカム１１１、１１２が一体的に設けられている。両者の構成は同じであるため、図３（Ａ）〜（Ｄ）には、ロッカーカム１１１についてのみ示す。このロッカーカム１１１は、カム面１１１ａと円周状のベース面１１１ｂとを有し（図３（Ｄ）参照）、それらはいずれもタペット１１５の上面に摺接するようになっている。ロッカーカム１１１は、連続的には回転せず、揺動運動することを除いては、一般的な吸気弁駆動機構のカムと同様にタペット１１５を押圧して吸気弁２１を開くようになっている。タペット１１５はバルブスプリング１１６により支持されており、バルブスプリング１１６は、周知のように保持器１１７、１１８の間に支持されている。
【００６１】
図２に示すように、インナシャフト１０５及びロッカーカム部品１１０〜１１２の組立体と並んで、その上方にコントロールシャフト１２０が配設されている。このコントロールシャフト１２０は、図示しないベアリングによって回転可能に支持されており、その長手方向の中央付近には外周面から突出する同軸状のウォームギヤ１２１が一体的に設けられている。
【００６２】
ウォームギヤ１２１はウォーム１２２と噛合している。このウォーム１２２は、可変バルブリフト機構（ＶＶＬ）のアクチュエータであるステッピングモータ１２３の出力軸に固定されている。よって、エンジン制御ユニット１００からの制御信号（バルブリフト量信号）θVVL_Dを受けたステッピングモータ１２３の作動により、コントロールシャフト１２０を所望の位置に回動させることができる。こうしてコントロールシャフト１２０には、気筒１１毎のコントロールアーム１３１が取り付けられており、これらコントロールアーム１３１は、コントロールシャフト１２０の回動によって一体的に回動される。
【００６３】
また、そうして回動されるコントロールアーム１３１は、コントロールリンク１３２によってリング状アーム１０７に連結されている。すなわち、コントロールリンク１３２の一端部はコントロールピボット１３３によってコントロールアーム１３１の先端部に回転自在に連結され、該コントロールリンク１３２の他端部はコモンピボット１３４によってリング状アーム１０７に回転自在に連結されている。
【００６４】
ここで、コモンピボット１３４は、上記のようにコントロールリンク１３２の他端部をリング状アーム１０７に連結するとともに、このリング状アーム１０７を貫通してそれをロッカーリンク１３５の一端部にも回転自在に連結している。そして、このロッカーリンク１３５の他端部がロッカーピボット１３６によってロッカーカム１１１に回転自在に連結されており、これによりリング状アーム１０７の回転がロッカーカム１１１に伝えられるようになっている。
【００６５】
より具体的には、インナシャフト１０５が回転して、これと一体に偏心カム１０６が回転するとき、図３（Ａ）（Ｃ）に示すように偏心カム１０６が相対的に下側に位置すれば、リング状アーム１０７も下側に位置するようになり、一方、図３（Ｂ）（Ｄ）に示すように偏心カム１０６が相対的に上側に位置すれば、リング状アーム１０７も上側に位置するようになる。
【００６６】
その際、リング状アーム１０７とコントロールリンク１３２とを連結するコモンピボット１３４の位置は、コントロールピボット１３３の位置と、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心位置との、３者相互の位置関係によって規定されるから、図示のようにコントロールピボット１３３の位置が変化しない（コントロールシャフト１２０が回動しない）とすれば、コモンピボット１３４は、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心周りの回転のみに対応して概略上下方向に往復動作するようになる。
【００６７】
そのようなコモンピボット１３４の往復動作はロッカーリンク１３５によって第１のロッカーカム１１１に伝えられて、該第１のロッカーカム１１１を、ロッカーコネクタ１１０で連結された第２のロッカーカム１１２と共に中心軸Ｘ周りに揺動させる。こうして揺動するロッカーカム１１１は、図３（Ｂ）（Ｃ）に示すように、カム面１１１ａがタペット１１５の上面に接触する間は、当該タペット１１５をバルブスプリング１１６のばね力に抗して押し下げ、このタペット１１５が吸気弁２１を押し下げて、吸気ポート１８を開かせる。
【００６８】
一方、図３（Ａ）（Ｄ）に示すように、ロッカーカム１１１のベース面１１１ｂがタペット１１５の上面に接触するとき、タペット１１５は押し下げられない。これは、中心軸Ｘを中心とするロッカーカム１１１のベース面１１１ｂの半径が、その中心軸Ｘとタペット１１５の上面との間隔以下に設定されているからである。
【００６９】
上述の如きコントロールピボット１３３と、コモンピボット１３４と、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心と、の相互の位置関係において、コントロールピボット１３３の位置が変化すれば、これにより三者相互の位置関係に変化が生じ、コモンピボット１３４は上記とは異なる軌跡を描いて往復動作するようになる。
【００７０】
よって、モータ１２３の作動によりコントロールシャフト１２０及びコントロールアーム１３１を回転させて、コントロールピボット１３３の位置を変えることにより、ロッカーカム１１１、１１２の揺動範囲を変更することができる。例えば、コントロールアーム１３１を図３において時計回りに回動させて、コントロールピボット１３３を図３（Ａ）に示す位置から図３（Ｃ）に示すように左斜め上側にずらすと、ロッカーカム１１１の揺動範囲は、相対的にベース面１１１ｂがタペット１１５の上面に接触する傾向の強いものとなる。
【００７１】
図４は、本実施形態に係る吸気弁駆動機構３０による吸気弁２１の動作設定を示し、吸気弁２１のバルブリフト量θVVLは、例えばθVVL_minからθVVL_maxまでの範囲で、各気筒１１への目標空気充填量ＣＥの増加に応じて増大するように制御され、吸気弁２１の閉弁時期は、バルブリフト量θVVLの増大に応じてθVCT_minからθVCT_maxの範囲で遅角するように制御される。吸気弁２１の開弁時期及び閉弁時期は、必要に応じていかなる組合せも可能であり、例えば、バルブリフト量を０にするいわゆるロストモーション動作も可能である。
【００７２】
本実施形態では、例えばエンジン回転速度（機関速度）ＮENGが１５００ｒｐｍの時の吸気行程において吸気弁２１を開閉する際、本実施形態では、吸気弁２１の開弁時期については、殆どの運転領域で排気上死点直前（クランク角度で例えばＢＴＤＣ２０°ＣＡ）から開弁を開始し、エンジン１の要求トルクに応じて吸気弁２１の閉弁時期を変更するようにしている。
【００７３】
ここで、本実施形態では、気筒サイクルにおける吸気弁２１の閉弁時期を、当該気筒サイクルにおけるエンジン回転速度（機関速度）ＮENGにおいて、空気充填量が最大となる時期（以下、最大充填閉弁時期という）よりも進角側に設定される第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stと、該最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定され且つ第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stから離間した第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndとが設定されている。このように、第１、第２閉弁時期範囲は、最大充填閉弁時期を挟んで設定されており、必ずしも吸気下死点を基準として設定されるものではない。
【００７４】
そして、上記エンジン１は、吸気弁２１が第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stで閉じるように運転される早閉じモードＭEIVCと、吸気弁２１が第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndで閉じるように運転される遅閉じモードＭLIVCと、運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCに移行（遷移）させる進角遷移モードＭTR-Aと、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCに移行させる遅角遷移モードＭTR-Rとを選択的に切換え可能になっている。
【００７５】
早閉じモードＭEIVCは、低負荷時に選択されるモードである。早閉じモードＭEIVCでは、吸気弁２１のバルブリフト量θVVLを比較的小さく設定するとともに、吸気弁閉時期を、例えば吸気下死点よりも進角側の範囲でバルブリフト量θVVLに応じて設定するようになっている。
【００７６】
遅閉じモードＭLIVCは、高負荷時に選択されるモードである。遅閉じモードＭLIVCでは、吸気弁２１のバルブリフト量θVVLを比較的大きく設定するとともに、吸気弁閉時期を、例えば吸気下死点よりも遅角側の範囲でバルブリフト量θVVLに応じて設定するようになっている。
【００７７】
ここで、本実施形態では、上述したように、遅閉じモードＭLIVCが設定される第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndは、早閉じモードＭEIVCが設定される第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stよりも遅角し且つ離間している。したがって、両閉弁時期範囲ＩＶＣ1st、ＩＶＣ2st間には、中間閉弁時期範囲ＩＶＣIMが設定されることになる。
【００７８】
次に、上述のような運転モードＭを設定している理由について説明する。すなわち、エンジン１の出力を高め、燃費を低減するために膨張比を高くする一方で、異常燃焼の発生を抑制するためには、吸気弁２１の閉弁時期を上記最大充填閉弁時期よりも進角又は遅角させて有効圧縮比を低くすることが好ましい。
【００７９】
吸気弁２１の閉弁時期を最大充填閉弁時期よりも進角させる早閉じ方式でエンジン１を運転制御する場合には、図３（Ａ），（Ｂ）にも示すように、ロッカーカム１１１の揺動量は比較的小さくなり、バルブスプリング１１６の抵抗も小さくなるので、動弁系の機械損失を低減する観点で好ましい。しかし、エンジン１の要求負荷が増加して機関速度が上昇するにつれて、必要な気筒空気充填量を得るための吸気弁２１の閉弁時期は急速に遅角する。また、機関速度上昇に伴い、気筒内の混合気の流動性が高まる等の理由により異常燃焼発生可能性は低くなるので、目標とする吸気弁閉時期の進角側への制限量は低下する。したがって、吸気弁２１の閉弁時期を、機関速度の上昇に伴い急速に遅角させる必要がある。しかし、吸気弁駆動機構３０の応答遅れにより、吸気弁２１の閉弁時期が目標とする閉弁時期よりも進角側にずれて、気筒空気充填量が不足する恐れがある
一方、吸気弁２１の閉弁時期を、上記最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定した場合には、ピストン１５が下死点に移動するまで気筒１１内に空気が導入され、ピストンが下死点を超えて上昇に転じた後は、気筒内の空気が吸気通路内に戻される。このため、有効圧縮比を低減することができる。しかし、この場合には、吸気弁２１のバルブリフト量、動弁範囲を最大値近傍まで大きく設定する必要があり（図４参照）、動弁系の機械損失が大きくなる懸念がある。
【００８０】
そこで、本実施形態では、低負荷から中負荷運転領域では、吸気弁閉時期を第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stに設定する一方、高負荷運転領域では、吸気弁閉時期を、第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stから離間した第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndに設定するようにし、これにより、機械損失を極力抑制しつつ高負荷運転領域において必要な空気充填量を十分に確保するようにした。そして、吸気弁閉時期を第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stと第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndとの間で移行させる際には、該移行中に、スロットル弁５７を一時的に閉方向に駆動して、異常燃焼の発生を抑制するようにした。
【００８１】
次に、エンジン制御ユニット１００におけるエンジン１の制御例について、図５乃至図７のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【００８２】
まず、ステップＳ１では、最初に諸設定の初期化を実行する。この初期化により、現在の運転モードＭを早閉じモードＭEIVCに設定する。
【００８３】
ステップＳ２では、上記変速スイッチからの変速モード信号、アクセル開度センサ７５からのアクセル開度信号α、クランク角パルス信号に基づくエンジン回転速度ＮENG、車速センサ７６からの車速信号ＶＳＰ、及び各車輪速センサ７７からの車輪速信号ＶＷを読み込むとともに、読み込んだ情報を基に目標トルクＴＱを算出する。
【００８４】
ステップＳ３では、目標トルクＴＱ及びエンジン回転速度ＮENGを基に、燃料噴射量ＦＰ（又は空燃比）、目標空気充填量ＣＥ、ＥＧＲ量ＱEGR、及び点火タイミングＳＡを算出する。
【００８５】
ステップＳ４では、予めメモリに記憶された制御マップＭ１（図１０参照）のデータを読み取り、この制御マップＭ１に基づいて、現在のエンジン１の運転領域Ｒを判定する。制御マップＭ１には、図１０に示すように、目標空気充填量ＣＥとエンジン回転速度ＮENGとが比例関係にある二本の特性線Ｌ１、Ｌ２が描かれていて、この二本の特性線Ｌ１、Ｌ２により区画される３つの運転領域ＲLIVC,ＲTR，ＲEIVCが設定されている。そして、本ステップＳ４では、エンジン回転速度ＮENGと、ステップＳ３にて算出した目標空気充填量ＣＥとに対応する運転領域ＲLIVC,ＲTR，ＲEIVCを、現在のエンジン１の運転領域Ｒとして判定する。
【００８６】
そして、運転領域Ｒが、特性線Ｌ１以上の高負荷低回転側の運転領域ＲLIVC（以下、遅閉じ運転領域ＲLIVCという）である場合には、運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCに設定し、特性線Ｌ２以下の低負荷高回転側の運転領域ＲEIVC（以下、早閉じ運転領域ＲEIVCという）である場合には、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCに設定し、運転領域Ｒが、特性線Ｌ１と特性線Ｌ２との間の過渡領域ＲTRである場合には、運転モードＭをヒステリシスに制御して、運転領域ＲEIVCから要求負荷が高くなっても、特性線Ｌ１を超えるまでは、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCに維持し、運転領域ＲLIVCから要求負荷が低くなっても、特性線Ｌ２を超えるまでは、運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCに維持する。
【００８７】
ステップＳ５では、現在の運転モードＭが早閉じモードＭEIVCであるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ５１（図６参照）に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ６に進む。
【００８８】
ステップＳ６では、現在のエンジン１の運転領域Ｒが遅閉じ運転領域ＲLIVC以外であるか、すなわち要求負荷に基づく吸気弁２１の閉弁時期範囲ＩＶＣが第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2nd以外であるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ１０に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ７に進む。
【００８９】
ステップＳ７では、現在の運転モードＭを早閉じモードＭEIVCに設定する。
【００９０】
ステップＳ８では、早閉じモードＭEIVCでの目標空気充填量ＣＥ、エンジン回転速度ＮENGに基づき、吸気弁２１のバルブリフト量θVVL、吸気弁２１の開弁期間θVCT、スロットル開度ＴＶＯを算出する。
【００９１】
ステップＳ９では、ステップＳ８で算出したバルブリフト量θVVL、開弁期間θVCT、スロットル開度ＴＶＯ並びにステップＳ３で算出した燃料噴射量ＦＰ、ＥＧＲ量ＱEGR、及び点火タイミングＳＡに対応する制御信号ＦＰD、ＥＧＲOPEN、ＳＡD、θVV-D、θVCT-D、ＴＶＯDを出力することによって、吸気弁駆動機構３０やスロットル弁５７等のアクチュエータを制御し、しかる後に、ステップＳ２に戻る。
【００９２】
ステップＳ５の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１０では、運転モードＭを遅角遷移モードＭTR-Rに設定する。
【００９３】
ステップＳ１１では、所定のカウント時間ＣTR-Rをカウント値ＣTRとして設定する。所定のカウント時間ＣTR-Rを設けているのは、吸気弁駆動機構３０による吸気弁２１の閉弁時期設定が切り換わるまでの間、暫定的に充填量を低減してプリイグニッション等の異常燃焼を回避するためである。
【００９４】
ステップＳ１２では、この遅角遷移モードＭTR-Rでの目標空気充填量ＣＥ、エンジン回転速度ＮENGに基づき、吸気弁２１のバルブリフト量θVVL、吸気弁２１の開弁期間θVCT、ＥＧＲ量ＱEGR、及びスロットル開度ＴＶＯを算出し、しかる後にステップＳ９に進む。
【００９５】
ステップＳ５の判定がＮＯであるときに進むステップＳ５１（図６参照）では、現在の運転モードＭが遅閉じモードＭLIVCであるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ５９（図７参照）に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ５２に進む。
【００９６】
ステップＳ５２では、現在の運転領域Ｒが早閉じ運転領域ＲEIVCであるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ６３に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ５３に進む。
【００９７】
ステップＳ５３では、ＴＲＣ制御を実行中か否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳ６４に進む一方、ＮＯであるときにはステップＳ５４に進む。
【００９８】
ステップＳ５４では、モード移行禁止フラグＦSPRTの値が１であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳ６４に進む一方、ＮＯであるときにはステップＳ５５に進む。
【００９９】
ステップＳ５５では、変速機の変速モードとしてマニュアルモードに設定されているか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳ６４に進む一方、ＮＯであるときにはステップＳ５６に進む。
【０１００】
ステップＳ５６では、エンジン１の運転モードＭを、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCに切換えるべく進角遷移モードＭTR-Aに設定する。
【０１０１】
ステップＳ５７では、所定のカウント時間ＣTR-Aをカウント値ＣTRとして設定する。
【０１０２】
ステップＳ５８では、進角遷移モードＭTR-Aでの目標空気充填量ＣＥ、エンジン回転速度ＮENG、を基に、吸気弁２１のバルブリフト量θVVL、吸気弁２１の開弁期間θVCT、ＥＧＲ量ＱEGR、及びスロットル開度ＴＶＯを算出し、しかる後にステップＳ９に進む。
【０１０３】
ステップＳ５１の判定がＮＯであるときに進むステップＳ５９（図７参照）では、カウント値ＣTR＝ＣTR−１として、カウント値をデクリメントする。
【０１０４】
ステップＳ６０では、現在の運転モードＭが進角遷移モードＭTR-Aであるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ６２に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ６１に進む。
【０１０５】
ステップＳ６１では、カウント値ＣTRが０よりも大きいか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ７に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ５８に進む。
【０１０６】
ステップＳ６２では、カウント値ＣTRが０よりも大きいか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ６３に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ１２に進む。
【０１０７】
ステップＳ５２の判定がＮＯであるときに進むステップＳ６３では、エンジン１の運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCに設定する。
【０１０８】
ステップＳ６４では、遅閉じモードＭLIVCでの目標空気充填量ＣＥ、エンジン回転速度ＮENG、を基に、吸気弁２１のバルブリフト量θVVL、吸気弁２１の開弁期間θVCT、ＥＧＲ量ＱEGR、及びスロットル開度ＴＶＯを算出し、しかる後にステップＳ９に進む。
【０１０９】
次に、エンジン制御ユニット１００におけるＴＲＣ制御について、図８のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【０１１０】
最初のステップＳ１０１では、ステップＳ１と同様に、各センサからの検出信号を読み込む。
【０１１１】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだ検出信号を基に、各車輪の速度を求めるとともに、駆動輪（前輪）の速度Ｖfから従動輪（後輪）の速度Ｖrを差し引いた値をスリップ量ＶSLIPとして算出する。
【０１１２】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で算出したスリップ量ＶSLIPが所定スリップ量Ｖset以下であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはリターンする一方、ＮＯであるときにはステップＳ１０４に進む。
【０１１３】
ステップＳ１０４では、ＴＲＣ制御を実行するべく必要なプログラムを呼び出して実行する。
【０１１４】
ステップＳ１０５では、駆動輪のスリップ量ＶSLIPを目標スリップ量に制御するために必要なトルクダウン量ΔＴＱ（エンジントルクの目標低減量）を算出する。
【０１１５】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で算出したトルクダウン量ΔＴＱを基に、エンジン１の目標トルクＴＱを算出する。そして、エンジントルクが目標トルクＴＱに一致するように、各アクチュエータに対して必要な制御信号を出力し、しかる後にリターンする。
【０１１６】
次に、エンジン制御ユニット１００におけるモード移行禁止フラグＦSPRTの設定／更新処理について、図９のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【０１１７】
最初のステップＳ２０１では、ステップＳ１と同様に、各センサからの検出信号を読み込む。
【０１１８】
ステップＳ２０２では、アクセル開度信号αの時間変化率（時間微分値）を求めてその絶対値（＝｜ｄα／ｄｔ｜＝Ｄ）を算出する。具体的には、読み込んだアクセル開度信号αの前回読み込み時からの変化量Δαと、アクセル開度信号αの前回読み込み時から今回読み込み時までの経過時間Δｔとを求めて、Ｄ＝｜Δα／Δｔ｜として算出すればよい。尚、アクセル開度信号αは電圧値信号であって、乗員によるアクセルペダルの踏込み量が大きいほど、アクセル開度信号αの値も大きい。
【０１１９】
ステップＳ２０３では、現在までの過去所定時間以内（例えば過去４秒以内）におけるＤ値の積分値Ｉ（＝∫｜ｄα／ｄｔ｜ｄｔ）を算出する。
【０１２０】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で算出した積分値Ｉが所定閾値Ｉset未満であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳ２０７に進む一方、ＮＯであるときにはステップＳ２０５に進む。
【０１２１】
ステップＳ２０５では、モード移行禁止フラグＦSPRTの値が１であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはリターンする一方、ＮＯであるときにはステップＳ２０６に進む。
【０１２２】
ステップＳ２０６では、モード移行禁止フラグＦSPRTの値を１に設定し、しかる後にリターンする。
【０１２３】
ステップＳ２０４の判定がＹＥＳであるときに進むステップＳ２０７では、モード移行禁止フラグＦSPRTが０であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはリターンする一方、ＮＯであるときにはステップＳ２０８に進む。
【０１２４】
ステップＳ２０８では、モード移行禁止フラグＦSPRTの値を０に設定し、しかる後にリターンする。
【０１２５】
以下、上述のフローチャート中で説明した各モードにおけるエンジン１の制御パラメータ（吸気弁閉時期やスロットル開度ＴＶＯ等）の設定について詳細に説明する。
【０１２６】
図１１は、早閉じモードＭEIVCでの吸気弁閉時期の制御例を示す。同図に示した制御例では、エンジン制御ユニット１００は、エンジン１の運転領域Ｒが遅閉じ運転領域ＲLIVC以外の領域で運転される場合、すなわち、吸気弁２１の閉弁時期が第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1st内に設定されている場合には、エンジン回転速度ＮENGが高くなるほど、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。また、目標空気充填量ＣＥが増加するほど、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。したがって、吸気弁２１の閉弁時期が第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1st内に設定されている場合には、吸気弁２１の閉弁時期が遅角することで、空気充填量ＣＥを増加させて、要求トルクに見合うトルクを出力可能になっている。
【０１２７】
図１２は、早閉じモードＭEIVCでのスロットル弁５７の制御例を示す。
【０１２８】
同図に示した制御例では、特性線Ｌ１に平行な特性線Ｌ３を特性線Ｌ１よりも低負荷側に設定している。特性線Ｌ３は、図１０に示す特性線Ｌ２に一致していてもよいし、特性線Ｌ２よりも低負荷側又は高負荷側に位置していてもよい。
【０１２９】
エンジン制御ユニット１００は、この特性線Ｌ３よりも低負荷側の運転領域では、スロットル開度ＴＶＯを全開状態に維持して、専ら吸気弁２１の閉弁時期を制御することで、気筒空気充填量を目標空気充填量ＣＥに制御するようになっている。これにより、ポンプ損失の発生を抑制しつつ、必要な空気充填量を十分に確保することができる。
【０１３０】
一方、エンジン制御ユニット１００は、特性線Ｌ１と特性線Ｌ３との間では、要求負荷が高まるにつれて、又はエンジン回転速度ＮENGが低減するにつれて、スロットル開度ＴＶＯを小さくするように制御する。このため、エンジン１の運転領域が、中高速低中負荷運転領域から、運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCに設定する必要のある低速高負荷運転領域に近づくにつれて、スロットル弁５７下流の吸気ポート１８を含む吸気管内の圧力が減少する。これにより、運転モードＭを切換える過渡的で不安定なエンジン運転領域において、吸気弁閉時期の変化に伴い気筒空気充填量が一時的に過大となるのを防止し、これによって、プリイグニッション等の異常燃焼を回避することができる。
【０１３１】
図１３は、遅角遷移モードＭTR-Rにおける吸気弁閉時期、スロットル開度ＴＶＯ、及びＥＧＲ弁の制御例を示すタイミングチャートである。
【０１３２】
図１３に示すように、エンジン制御ユニット１００により、遅角遷移モードＭTR-Rでの制御が実行されると、その開始時期ｔ０からカウント値ＣTRがデクリメントされて（ステップＳ５９の処理が実行されて）、カウント終了時期ｔ２でカウント値ＣTRが０になったときに、デクリメントが終了する。エンジン制御ユニット１００は、カウントを開始した時期ｔ０から吸気弁２１の閉弁時期を、第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stから第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndに変更させるべく、吸気弁駆動機構３０により吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。その際、エンジン制御ユニット１００は、スロットル開度ＴＶＯを、吸気弁２１の閉弁時期が遅角するのに比例して低減し、これによって吸気管圧力を低下させる。こうすることで、万一、当該気筒１１において、吸気弁２１の閉弁時期がプリイグニッション等の異常燃焼が懸念される中間閉弁時期範囲ＩＶＣIMに入り込んだとしても、吸気管圧力を低下させて異常燃焼を防止することができる。同様に、エンジン制御ユニット１００は、ＥＧＲ弁６３の開度（ＥＧＲ量）ＱEGRを、吸気弁２１の閉弁時期が遅角するのに比例して増加させる。これにより、筒内残留ガスである内部ＥＧＲよりも低温の外部ＥＧＲが筒内に導入されるので、より一層確実に異常燃焼を回避することが可能となる。
【０１３３】
エンジン制御ユニット１００は、吸気弁２１の閉弁時期の切換えが、カウント終了時期ｔ２よりも早い時期ｔ１で終了するように必要な制御パラメータを設定する。そして、エンジン制御ユニット１００は、ｔ１を経過した時点で、ステップＳ１２で設定されるＱEGR、ＴＶＯ、が遅閉じモードＭLIVCと同様に切換えられ、運転モードＭの切換えが終了する。
【０１３４】
図１４は、遅閉じモードＭLIVCでの吸気弁閉時期の制御例を示し、図１５は、遅閉じモードでのスロットル開度ＴＶＯの制御例を示す。各図において、（Ａ）は目標空気充填量ＣＥに応じてスロットル開度を制御する場合、（Ｂ）は目標空気充填量ＣＥに拘わらずスロットル開度を一定に維持する場合を示している。
【０１３５】
エンジン制御ユニット１００は、上記遅閉じモードＭLIVCでは、吸気弁２１の閉弁時期を、第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2nd内に設定する。そして、図１４（Ａ）及び図１５（Ａ）に示すように、目標空気充填量ＣＥに応じてスロットル開度を制御する場合には、目標空気充填量ＣＥの増減に拘わらず吸気弁２１の閉弁時期を一定に維持する一方、スロットル開度を制御することにより、スロットル弁５７下流の吸気ポート１８を含む吸気通路内の圧力を制御して気筒空気充填量を変化させる。
【０１３６】
一方、図１４（Ｂ）及び図１５（Ｂ）に示すように、目標空気充填量ＣＥに拘わらずスロットル開度を一定に維持する場合には、エンジン制御ユニット１００は、目標空気充填量ＣＥが増加するにつれて、吸気弁閉時期を第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2nd内で進角させる。そうすることで、吸気弁２１の閉弁時期が最大充填閉弁時期に近づくことになるので、気筒空気充填量が増加することとなり、目標空気充填量ＣＥの増加に対応して気筒空気充填量を増加させることができる。ここで、エンジン制御ユニット１００は、スロットル開度ＴＶＯを比較的大きな値で一定に維持するようなっている。これにより、吸気通路内の圧力が低い状態を維持して、ポンプ損失を低減することができる。
【０１３７】
エンジン制御ユニット１００は、図１４（Ａ）（Ｂ）のいずれの場合においても、エンジン回転速度ＮENGが高くなるほど、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。また、エンジン回転速度ＮENGが高くなるほど、スロットル開度ＴＶＯを増加させる。これは、エンジン回転速度ＮENGが高くなるほど、吸気慣性力が増加して、当該エンジン回転速度（機関速度）ＮENGにおける最大充填閉弁時期が遅角することに対応するための制御であり、この制御によって、空気充填量を目標空気充填量ＣＥに対して不足することなく十分に確保することができる。
【０１３８】
図１６は、進角遷移モードＭTR-Aにおける吸気弁閉時期、スロットル開度ＴＶＯ、及びＥＧＲ弁の制御例を示すタイミングチャートである。
【０１３９】
図１６に示すように、エンジン制御ユニット１００により、進角遷移モードＭTR-Aでの制御が実行されると、その開始時期ｔ０からカウント値ＣTRがデクリメントされて（ステップＳ５９の処理が実行されて）、カウント終了時期ｔ２でカウント値ＣTRが０になったときに、デクリメントが終了する。エンジン制御ユニット１００は、カウントを開始した時期ｔ０から吸気弁２１の閉弁時期を、第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stから第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndに変更させるべく、吸気弁駆動機構３０により吸気弁２１の閉弁時期を進角させる。その際、エンジン制御ユニット１００は、スロットル開度ＴＶＯを、吸気弁２１の閉弁時期が進角するのに比例して低減し、これによって吸気管圧力を低下させる。こうすることで、万一、当該気筒１１において、吸気弁２１の閉弁時期がプリイグニッション等の異常燃焼が懸念される中間閉弁時期範囲ＩＶＣIMに入り込んだとしても、吸気管圧力を低下させて異常燃焼を防止することができる。また、エンジン制御ユニット１００は、ＥＧＲ弁６３の開度（ＥＧＲ量）ＱEGRを、吸気弁２１の閉弁時期が進角するのに比例して増加させる。これにより、筒内残留ガスである内部ＥＧＲよりも低温の外部ＥＧＲが筒内に導入されるので、より一層確実に異常燃焼を回避することが可能となる。
【０１４０】
図１７は、エンジン制御ユニット１００において、図５乃至図７のフローチャートに示す制御処理を実行した場合の制御例を示す。この例では、モード切換えが禁止されていない場合（ステップＳ５３乃至Ｓ５５の判定の全てがＮＯとなる場合）の制御例を示している。
【０１４１】
図１７（Ａ）に示すように、遅閉じモードＭLIVCでの吸気弁閉時の制御において、スロットル開度を並行して制御する場合、吸気弁２１の閉弁時期を最も進角側に固定して目標空気充填量ＣＥを制御することができるので、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへ切換える際の変位量（図３におけるコントロールシャフト１２０の回動角度）も最小となり、早閉じモードＭEIVCからの切換えに要する時間を可及的に短くすることができる。
【０１４２】
一方、図１７（Ｂ）に示すように、遅閉じモードＭLIVCでの吸気弁閉時期の制御において、スロットル開度を一定に維持する場合、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへ切換える時の変位量（図３におけるコントロールシャフト１２０の回動角度）は最大となるが、吸気管圧力を高く維持することができるので、ポンプ損失を最小化して、エンジン１の燃費効率を向上させることができる。
【０１４３】
ここで、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００は、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合でも（つまり、エンジン１の運転領域が、高負荷低速側の領域（図１０の特性線Ｌ１よりも上側の領域）から低負荷高速側の領域（図１０の特性線Ｌ２よりも下側の領域）に移行した場合であっても）、その後所定時間（例えば０〜２０秒）内に早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへの再移行要求がある可能性が所定レベル以上であると判定した場合（つまりステップＳ５３乃至Ｓ５５のいずれか一つの判定がＹＥＳである場合）には、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行を禁止するようになっている。これにより、遅閉じモードＭLIVCと早閉じモードＭEIVCとの切換えに伴うスロットル弁５７の開閉駆動も禁止される。したがって、スロットル弁５７の反復的な開閉動作を抑制することができる。よって、スロットル弁５７の反復的な開閉動作によりその開度の予測精度が低下するのを防止し、延いては、気筒空気充填量の予測精度を十分に確保することができる。
【０１４４】
具体的には、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００は、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合には、上記車輪のスリップ量ＶSLIPが所定スリップ量Ｖset以上であるか否かを判定して、所定スリップ量Ｖset以上であると判定したときには（ステップＳ１０３の判定がＮＯであるときには）ＴＲＣ制御を実行する。そして、エンジン制御ユニット１００は、ＴＲＣ制御を実行中であるか否かを判定して、実行中であると判定したときには（ステップＳ５３の判定がＹＥＳであるときには）、運転モードＭの切換えを行わないようになっている（ステップＳ６４に進む）。
【０１４５】
すなわち、ＴＲＣ制御機能を備えた車両では、車輪スリップ量ＶSLIPが所定スリップ量Ｖset以上になった場合（ステップＳ１０３の判定がＮＯである場合）には、エンジン制御ユニット１００によりＴＲＣ制御が実行されて、エンジントルク（負荷）が一旦低下し、その後車輪のグリップ力が回復するのに伴ってエンジントルクが上昇することとなる。上記実施形態では、このことに着目して、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合でも、ＴＲＣ制御が実行されているときには、その後エンジントルクが上昇して早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへの再移行要求がなされる可能性が高いことから、上記遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへのモード切換えを禁止するようにしている。これにより、スロットル弁５７の反復的な開閉動作を確実に抑制することができる。
【０１４６】
また、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００は、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合には、アクセルペダルの時間変化率（微分値）の絶対値Ｄを現在から過去所定時間内で積分した値を算出して、該算出した時間積分値Ｉが所定閾値Ｉset以上であるとき（ステップＳ５４の判定がＹＥＳであるとき、つまりステップＳ２０４の判定がＮＯであるとき）には、運転モードＭの切換えを行わないようになっている（ステップＳ６４に進む）。
【０１４７】
すなわち、この積分値Ｉは、アクセルペダルの操作頻度に関連する値であって、この値が大きいほど乗員によるアクセルペダルの操作頻度が高いと言える。例えば、図１８（Ｂ）に示す例は、（Ａ）に示す例に比べてアクセルペダルの操作頻度が高い場合を示しており、この（Ｂ）の例では、時刻ｔＬで過去所定時間内（本実施形態では４秒以内）の積分値Ｉが所定閾値Ｉsetを上回っているのに対して、（Ａ）の例では上記積分値Ｉが所定閾値Ｉsetを下回っていることがわかる。上記実施形態では、このことに着目して、エンジン制御ユニット１００において、上記積分値Ｉが所定閾値Ｉset以上である判定したときには、その後アクセルペダルが踏込まれてエンジン負荷が増加する（早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへの再移行要求がなされる）可能性が高いことから、上記遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行を禁止するようにしている。これにより、スロットル弁５７の反復的な開閉動作を確実に抑制することができる。
【０１４８】
また、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００は、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合には、上記自動変速機のモードがマニュアルモードとオートモードとのいずれのモードに設定されているかを判定して、マニュアルモードに設定されていると判定したとき（ステップＳ５５の判定がＹＥＳであるとき）には、運転モードＭの切換えを禁止する（ステップＳ６４に進む）ようになっている。
【０１４９】
すなわち、自動変速機の変速モードとしてマニュアルモードが選択されている場合には、乗員が、シフト操作により変速段を頻繁に切換えるスポーティな走りを目指している場合が多い。したがって、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００において、変速機の変速モードがマニュアルモードに設定されていると判定したときには、その後、乗員のシフト操作に起因してエンジントルクが増加する可能性が高いことから、上記遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行を禁止するようにしている。これにより、スロットル弁５７の反復的な開閉動作をより一層確実に抑制することができる。
【０１５０】
（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、図１０に示す特性線Ｌ１と特性線Ｌ２との間の領域でエンジン１の運転モードＭをヒステリシスに制御するようにしているが、必ずしもこのようなヒステリシス制御を行う必要はない。
【０１５１】
また、上記実施形態では、上記車両は、ＴＲＣ制御機能を備えた車両とされているが、必ずしもＴＲＣ制御機能を備えている必要はない。
【０１５２】
また、上記実施形態では、上記車両に搭載された自動変速機は、マニュアルモードを備えた自動変速機とされているが、マニュアルモードを有さない通常の自動変速機であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、内燃機関の制御方法及び制御装置に有用であり、特に、トラクションコントロール制御機能を有する車両に適用する場合に有用である。
【符号の説明】
【０１５４】
ＩＶＣ1st  早閉じ範囲（第１閉弁時期範囲）
ＩＶＣ2nd  遅閉じ範囲（第２閉弁時期範囲）
ＶSLIP      車輪スリップ量
Ｖset      所定スリップ量
Ｉ        積分値
Ｉset      所定閾値（所定値）
Ｄ        時間変化率の絶対値
ＣＥ      目標空気充填量
α        アクセル開度信号
１        エンジン（内燃機関）
１１      気筒
１５      ピストン 
１７      燃焼室
２１      吸気弁
３０      吸気弁駆動機構（吸気閉弁時期可変機構）
３２      可変バルブタイミング機構（吸気閉弁時期可変機構）
５５ｂ    吸気経路
５７      スロットル弁
１００    エンジン制御ユニット（早閉じ設定手段、遅閉じ設定手段、再移行判定手段
、移行制御手段、移行禁止手段）
【図１】
2011047378.tif 000003
【図２】
2011047378.tif 000004
【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】
2011047378.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2011047378.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2011047378.tif 000015
【図１４】
2011047378.tif 000016
【図１５】
2011047378.tif 000017
【図１６】
2011047378.tif 000018
【図１７】
2011047378.tif 000019
【図１８】
2011047378.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月25日(2009.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関システムの制御方法及び内燃機関システムに関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの動弁系に、吸気弁のリフト量や開閉時期を連続的に変化させるリフト可変機構を設けるようにしたものは知られている。例えば、特許文献１に示すものでは、エンジンの気筒内への目標空気充填量が小さいほど吸気弁の閉弁時期を進角させて、気筒内への空気充填量を低減するようにしている。こうすることで、低負荷運転領域において、スロットル弁を絞らずに空気充填量を低減してポンプ損失の低減を図っている。
【０００３】
また、特許文献２に示すものでは、気筒内の圧縮比が高くなる高負荷運転領域において、気筒内での異常燃焼を防止するべく、吸気弁の閉弁時期を、気筒内への空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期に対して離間させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９７６４７号公報
【特許文献２】特開２００１−１５９３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の特許文献１に示すリフト可変機構を備えたエンジンでは、エンジンの機械損失を低減する観点から、吸気弁の閉弁時期を上記最大充填閉弁時期よりも進角側の範囲（早閉じ範囲）内で制御（設定）することが好ましい。こうすることで、吸気弁閉時期を最大充填閉弁時期よりも遅角側の範囲（遅閉じ範囲）内で制御する場合に比べて、吸気弁のリフト量を小さくして機械損失を低減することができる。
【０００６】
しかし、吸気弁閉時期を早閉じ範囲内で制御しようとすると、以下の問題が生じる。すなわち、エンジンが高負荷運転領域にある場合においては、低中負荷運転領域にある場合に比して、低回転領域から高回転領域への移行が急速に行われる。それに伴い、空気慣性力が急速に増大するため、最大充填閉弁時期が急速に遅角することとなる。気筒内への空気充填量を十分に確保しようとすれば、吸気弁閉時期を、この最大充填閉弁時期の遅角速度に応じた速度で遅角させる必要があるが、リフト可変機構の応答性には限界があるため、吸気弁閉時期が目標とする時期よりも進角側に離間してしまう。この結果、気筒空気充填量が不足して必要な機関加速度を得ることができないという問題がある。
【０００７】
そこで、エンジンが高負荷且つ低回転領域に移行した時点で、その後の機関速度（回転数）の上昇を見越して、吸気弁閉時期を最大充填閉弁時期に対してある程度のマージンを持って遅角側に設定するようにすることが考えられる。これにより、高負荷運転領域における機関速度の急速な上昇に対して、気筒空気充填量を十分に確保することができるとともに、高負荷運転領域における圧縮比を適度に低下させて異常燃焼の発生を防止することができる。
【０００８】
したがって、低負荷から中負荷運転領域では、吸気弁閉時期を早閉じ範囲内に設定する一方、高負荷運転領域では、吸気弁閉時期を、早閉じ範囲から離間した遅閉じ範囲内に設定することが好ましい。しかし、この場合、吸気弁閉時期を、エンジンの要求負荷に応じて、遅閉じ範囲と早閉じ範囲との間で移行させる必要があるので、該移行中に、吸気弁閉時期が上記最大充填閉弁時期に一致して異常燃焼が発生する恐れがある。したがって、吸気弁閉時期の移行中は、異常燃焼の発生を抑制するべく（気筒空気充填量を低下させるべく）、スロットル弁を一時的に閉方向に駆動することが好ましい。
【０００９】
しかしながら、スロットル弁を駆動するアクチュエータには応答速度誤差があるため、早閉じ範囲と遅閉じ範囲との移行が頻繁に行われる状況下においては、現時点におけるスロットル弁の開度を正確に見積もることができないという問題がある。このため、スロットル弁の下流側の吸気圧力及び流速を正確に予測することができず、延いては、気筒内に充填される空気量の予測精度が著しく低下してしまう。これに対して、スロットル弁をエンジン負荷の大小に拘わらず予め絞り気味（閉じ気味）に制御しておき、その上で、エンジンの各制御パラメータを設定することも考えられるが、そうすると、ポンプ損失が増加してエンジンの燃費効率が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関システムの制御方法及び内燃機関システムにおいて、吸気弁の閉弁時期の遅閉じ範囲から早閉じ範囲への移行の際に工夫を凝らすことにより、気筒内の混合空気の異常燃焼の発生を防止しつつ、動弁系の機械損失及びポンプ損失を低減して内燃機関の燃費性能の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、この発明では、内燃機関の機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を遅閉じ範囲内に設定する一方、機関運転状態が第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を早閉じ範囲内に設定するようにし、さらに、吸気弁の閉弁時期が遅閉じ範囲から早閉じ範囲へと移行する際には、スロットル弁を一時的に閉方向に駆動するものとし、その上で、第１運転領域にある機関運転状態から第２運転領域の機関状態への移行要求があった場合には、その後、所定期間内に第２運転領域から第１運転領域への再移行要求がある可能性を判定して、この可能性が所定レベル以上であるときには、吸気弁の閉弁時期を遅閉じ範囲に留めるようにした。
【００１２】
具体的には、請求項１の発明では、往復動するピストンとともに燃焼室を規定する気筒、該燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路、及び、クランクシャフトにより駆動され、該吸気通路を該燃焼室から遮断可能な吸気弁、を有する内燃機関と、上記吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、上記クランクシャフトにより駆動される上記吸気弁の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構と、を備えた内燃機関システムの制御方法を対象とする。
【００１３】
そして、上記内燃機関における機関負荷と機関速度とからなる機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じる遅閉じ工程と、上記機関運転状態が上記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、上記最大充填閉弁時期よりも進角側に設定され且つ上記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じる早閉じ工程と、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があったときに、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上であるか否かを判定する再移行判定工程と、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲から上記早閉じ範囲へ移行するように上記吸気閉弁時期可変機構を制御すると共に、上記スロットル弁を一時的に閉方向に駆動する移行制御工程と、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲に留まるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する移行禁止工程と、を備えているものとする。
【００１４】
この制御方法によれば、上記内燃機関の機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときには、吸気弁閉時期が遅閉じ範囲内に設定される一方、内燃機関の機関運転状態が、上記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときには、吸気弁閉時期が、遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内に設定される。また、吸気弁閉時期が遅閉じ範囲と早閉じ範囲との間で移行するに際して、スロットル弁が一時的に閉方向に駆動され、気筒空気充填量が減少する。これにより、プリイグニッション等の異常燃焼の発生を抑制しながら、低中負荷運転領域における動弁系の機械損失を抑制するとともに、高負荷運転領域における機関速度の急速な上昇に対して気筒空気充填量を十分に確保することができる。
【００１５】
ここで、本発明の制御方法では、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上である場合には、吸気弁の閉弁時期が遅閉じ範囲に止まるように、吸気閉弁時期可変機構が制御されることとなる。この結果、吸気弁閉時期が遅閉じ範囲から早閉じ範囲へと移行することに伴うスロットル弁の閉駆動も禁止されることとなる。これにより、スロットル弁の反復的な開閉動作を抑制することができる。したがって、気筒空気充填量を、スロットル弁の開度を基に正確に予測することができる。
【００１６】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、上記再移行判定工程は、上記車両の車輪のスリップ量を検出する車輪スリップ量検出工程を含んでおり、上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記車輪スリップ量検出工程にて検出されたスリップ量が所定量未満であるときは、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、上記車輪スリップ量検出工程にて検出された当該スリップ量が所定量以上であるときは、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であるものとする。
【００１７】
これによれば、トラクションコントロール（ＴＲＣ(Traction Control）制御機能を備えた車両において、上記可能性の判定を容易に行うことができる。すなわち、ＴＲＣ制御機能を備えた車両では、車輪スリップ量が所定量以上になった場合には、車輪のグリップ力を回復させるべくエンジントルク（内燃機関の負荷）を一旦低下させ、その後、車輪のグリップ力が回復した後にエンジントルクを回復させるようになっている。
【００１８】
したがって、この種の車両では、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合でも、ＴＲＣ制御が実行される状況下では、その後、所定時間内に、第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が高い。
【００１９】
本発明では、このことに着目して、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、車輪スリップ量検出工程にて検出されたスリップ量が所定量以上である場合には、上記再移行要求の可能性が所定レベル以上であると判定するようにした。
【００２０】
これにより、該判定を容易に且つ確実に行うことができ、延いては、スロットル弁の反復的な開閉動作を確実に抑制して、気筒空気充填量の予測精度を可及的に向上させることができる。
【００２１】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、上記車両には、乗員により操作されるアクセルペダルが設けられており、上記再移行判定工程は、上記アクセルペダルの踏込み量に関する情報を取得して、該取得した情報に基づいて上記可能性を判定する工程であるものとする。
【００２２】
これによれば、上昇判定工程において、アクセルペダルの踏込み操作に関する情報を基に、上記可能性が判定される。通常、アクセルペダルの踏込み量が変化すると、それにともなって、機関運転状態が変化することとなるため、本発明の如く、アクセルペダルの踏込み量に関する情報を基に上記可能性を判定することで、該判定を容易に且つ確実に行うことができ、延いては、スロットル弁の反復的な開閉動作を確実に抑制することができる。
【００２３】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、上記再移行判定工程は、上記アクセルペダルの踏込み量を検出してその時間変化率を算出する時間変化率算出工程と、現在から過去の所定期間における、上記時間変化率算出工程により算出された時間変化率の絶対値を積分した時間積分値を算出する時間積分値算出工程と、を含んでおり、上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記時間積分値算出工程にて算出した上記時間積分値が所定値未満であるときには、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、当該時間積分値が該所定値以上であるときには、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であるものとする。
【００２４】
これによれば、時間変化率算出工程において、アクセルペダルの踏込み量が検出されるとともにその時間変化率が算出され、時間積分値算出工程において、この時間変化率の絶対値を現在から過去の所定時間内で積分した時間積分値が算出される。この時間積分値は、アクセルペダルの操作頻度に関連する値であって、この値が大きいほど乗員によるアクセルペダルの操作頻度が高いため、所定期間内に、第２運転領域の機関運転状態から、第１運転領域の機関状態への再移行の要求がある可能性が高いと言える。
本発明では、このことに着目して、上記時間積分値が所定値以上であるときには、上記の再移行要求がある可能性が所定レベル以上であると判定するようにしたことで、該判定をより一層確実に行うことができる。
【００２５】
請求項５の発明では、請求項１乃至４のいずれか一つの発明において、上記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、上記車両には、予め設定された変速特性に基づいて変速段を自動的に切換えるオートモードと、手動操作に基づいて変速段を切換えるマニュアルモードとを上記乗員の選択操作により切替えて設定可能な自動変速機が備えられており、
上記自動変速機の設定モードとして、上記オートモードと上記マニュアルモードとのうちいずれのモードが設定されているかを判定するモード判定工程をさらに備え、上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記モード判定工程にて、上記自動変速機のモードがオートモードに設定されていると判定されたときには、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、上記自動変速機の設定モードがマニュアルモードに設定されていると判定されたときには、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であるものとする。
【００２６】
これによれば、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、自動変速機のモードがマニュアルモードに設定されているときには、上記の再移行要求がある可能性が所定レベル以上であると判定される。
【００２７】
通常、乗員は、自動変速機のモードとしてマニュアルモードを設定（選択）している場合には、変速段を頻繁に切換えるスポーティな走りを目指している場合が多い。したがって、自動変速機のモードとしてマニュアルモードが設定されている場合には、所定期間内に、第２運転領域の機関運転状態から、第１運転領域の機関状態への再移行の要求がある可能性が高いと言える。本発明では、このことに着目して、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記マニュアルモードが設定されているときには、上記再移行の可能性が所定レベル以上であると判定するようにした。これにより、該判定をより一層容易に且つ確実に行うことができ、延いては、スロットル弁の反復的な開閉動作を確実に抑制することが可能となる。
【００２８】
請求項６の発明では、往復動するピストンと共に燃焼室を規定する気筒、該燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路、及び、クランクシャフトにより駆動され、該吸気通路を該燃焼室から遮断可能な吸気弁、を有する内燃機関と、該吸気弁の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構と、上記吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、該スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータと、該スロットルアクチュエータ及び上記吸気閉弁時期可変機構を制御する制御器と、を備えた内燃機関システムを対象とする。
【００２９】
そして、上記制御器は、上記内燃機関における機関負荷と機関速度とからなる機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御し、且つ、上記機関運転状態が前記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、上記最大充填閉弁時期よりも進角側に設定され且つ前記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御し、且つ、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があったときに、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上であるか否かを判定し、且つ、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲から上記早閉じ範囲へ移行するように上記吸気閉弁時期可変機構を制御するとともに、上記スロットル弁が一時的に閉方向に作動するように上記スロットルアクチュエータを制御し、且つ、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲に留まるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御するものとする。
【００３０】
この構成によれば、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によると、内燃機関の機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を遅閉じ範囲内に設定する一方、機関運転状態が第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときには、吸気弁閉時期を早閉じ範囲内に設定するようにし、さらに、吸気弁の閉弁時期が遅閉じ範囲から早閉じ範囲へと移行する際には、スロットル弁を一時的に閉方向に駆動するものとし、その上で、第１運転領域にある機関運転状態から第２運転領域の機関状態への移行要求があった場合には、その後、所定期間内に第２運転領域から第１運転領域への再移行要求がある可能性を判定して、この可能性が所定レベル以上であるときには、吸気弁の閉弁時期を遅閉じ範囲に留めるようにしたことで、気筒内の混合空気の異常燃焼の発生を防止しつつ、動弁系の機械損失及びポンプ損失を低減して内燃機関の燃費性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置としてのエンジン制御ユニットを含む内燃機関システムを示す概略構成図である。
【図２】エンジン（内燃機関）の吸気弁駆動機構を示す斜視図である。
【図３】吸気弁駆動機構の要部を示す断面図であり、（Ａ）は大リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｂ）は大リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示し、（Ｃ）は小リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｄ）は小リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示している。
【図４】吸気弁駆動機構の制御例を示す図である。
【図５】エンジン制御ユニットにおけるエンジンの制御例を示すフローチャートである。
【図６】エンジン制御ユニットにおけるエンジンの制御例を示すフローチャートである。
【図７】エンジン制御ユニットにおけるエンジンの制御例を示すフローチャートである。
【図８】エンジン制御ユニットにおけるトラクションコントロール制御を示すフローチャートである。
【図９】エンジン制御ユニットにおけるモード移行禁止フラグの設定処理を示すフローチャートである。
【図１０】メモリ内に記憶されたエンジン制御マップの一例を示す図である。
【図１１】早閉じモードでの吸気弁閉時期の制御例を示す図である。
【図１２】早閉じモードでのスロットル開度の制御例を示す図である。
【図１３】遅角遷移モードにおける吸気弁閉時期、スロットル開度、ＥＧＲ弁開度の制御例を示すタイミングチャートである。
【図１４】遅閉じモードでの吸気弁閉時期の制御例を示す図であり、（Ａ）はスロットル開度を吸気弁の制御に並行して制御する場合、（Ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合である。
【図１５】遅閉じモードでのスロットル開度の制御例を示す図であり、（Ａ）はスロットル開度を吸気弁の制御に並行して制御する場合、（Ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合を示す。
【図１６】進角遷移モードにおける吸気弁閉時期、スロットル開度、ＥＧＲ弁の制御例を示すタイミングチャートである。
【図１７】エンジン制御ユニットにおいて、図５乃至図７のフローチャートを実行した場合の制御例を示し、（Ａ）はスロットル開度を吸気弁の制御に並行して制御する場合、（Ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合を示している。
【図１８】エンジン制御ユニットにおけるモード移行禁止フラグの設定に際して用いるアクセル開度積算値の算出方法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置としてのエンジン制御ユニット１００を含む内燃機関システムＳを示す。
【００３５】
この内燃機関システムＳは、エンジン（内燃機関）１、エンジン１に付随する各種アクチュエータ、及び各種センサを有しており、上記エンジン制御ユニット１００は、各センサからの信号を基に各アクチュエータを制御する。
【００３６】
エンジン１は、火花点火式内燃機関であって、第１〜第４の４つの気筒１１を有するものであるが、気筒１１の数は４つに限ったものではない。エンジン１は、自動車等の車両に搭載され、そのクランクシャフト１４は、自動変速機（ＡＴ）を介して駆動輪に連結され、車両を推進する。車両の駆動方式としては、ＦＦ方式を採用しており、前輪が駆動輪とされ、後輪が従動輪とされている。上記自動変速機は、予め設定された変速特性に基づいて変速段を自動的に切換えるオートモードと、運転席と助手席との間に設置されたシフトレバーを手動操作することで変速段を切換えるマニュアルモードと、の２つの変速モードを切換え可能に構成されている。この変速モードの切換えは、本実施形態では、運転者がモード切換えスイッチを操作して所望の変速モードを選択することにより行われる。モード切換えスイッチ（図示省略）は、運転者が選択した変速モード情報を、後述するエンジン制御ユニット１００へと出力する。
【００３７】
上記エンジン１は、１３：１以上の幾何学的圧縮比を持ち、この幾何学的圧縮比は、１４：１以上１６：１以下であるのが好ましい。幾何学的圧縮比が大きいことは、膨張比が大きいことを意味するので、幾何学的圧縮比が大きいほど機関効率は上昇する。そこで、本実施形態では、幾何学的圧縮比を１３以上に設定し、点火リタード等の方法によってノッキングを回避しつつ高トルクと燃費の大幅な低減を図ることとしている。
【００３８】
圧縮比が高いほど、異常燃焼発生の可能性が高まるので、有効圧縮比を小さく、すなわち、気筒空気充填量を下げる必要が生じる。そうなると、気筒容積の割に得られる出力が低下するために、機関の重量比で見たときの効率は低下する。他方、エンジン１を自動車等の車両に搭載する際に、エンジンルーム内への搭載性に問題が生じる。したがって、幾何学的圧縮比の上限は、１６：１以下にするのが好ましい。
【００３９】
エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えており、それらの内部に気筒１１が形成されている。周知のように、シリンダブロック１２には、ジャーナル、ベアリングなどによりクランクシャフト１４が回転自在に支持されており、このクランクシャフト１４がピストン１５に対し、コネクティングロッド１６を介して連結されている。
【００４０】
ピストン１５は、各気筒１１内に摺動自在に嵌挿されて燃焼室１７を区画している。図には一つのみ示すが、シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に２つの吸気ポート１８がシリンダヘッド１３に形成されて、それぞれ燃焼室１７に連通している。同様に、シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に２つの排気ポート１９がシリンダヘッド１３に形成されて、それぞれ燃焼室１７に連通している。図に示すように、吸気弁２１及び排気弁２２はそれぞれ、吸気ポート１８及び排気ポート１９を燃焼室１７から遮断（閉）できるように配設されている。吸気弁２１には、動弁装置としての吸気弁駆動機構３０により、排気弁２２は排気弁駆動機構４０によりそれぞれ駆動されて、所定のタイミングで往復動し、吸気ポート１８及び排気ポート１９を開閉するものである。
【００４１】
吸気弁駆動機構３０は、吸気カムシャフト３１を有し、排気弁駆動機構４０は、排気カムシャフト４１を有する。カムシャフト３１，４１は、クランクシャフト１４により、周知のチェーン／スプロケット機構等の動力伝達機構を介して連結される。動力伝達機構は、周知のように、クランクシャフト１４が二回転する間に、カムシャフト１３，４１が一回転するように構成される。
【００４２】
カムシャフトの位相角は、カム位相センサ３５により検出され、その検出信号θVCT_A
がエンジン制御ユニット１００に入力される。
【００４３】
点火プラグ５１は、例えばねじ等、周知の構造によってシリンダヘッド１３に取り付けられている。点火システム５２は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＳＡDを受けて、点火プラグ５１が所望の点火タイミングで火花を発生するように、それに通電する。
【００４４】
燃料噴射弁５３は、例えばブラケットを使用する等、周知の構造でシリンダヘッド１３の一側（図例では吸気側）に取り付けられている。燃料噴射弁５３の先端は、上下方向ににおいて２つの吸気ポート１８の下方に位置し且つ水平方向において２つの吸気ポート１８の中間に位置して、燃焼室１７内に臨んでいる。
【００４５】
燃料供給システム４５は、図示は省略するが、燃料噴射弁５３に燃料を昇圧して供給する高圧ポンプと、この高圧ポンプに燃料タンクから燃料を供給する配管やホース等と、燃料噴射弁５３を駆動する電気回路とを備えている。この電気回路は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＦＰDを受けて燃料噴射弁５３のソレノイドを作動させることで、該噴射弁５３から所定のタイミングで所定量の燃料を噴射させる。
【００４６】
吸気ポート１８は、吸気マニホールド５５内の吸気経路５５ｂによってサージタンク５５ａに連通している。図示しないエアクリーナからの吸気流はスロットルボデー５６を通過してサージタンク５５ａに供給される。スロットルボデー５６にはスロットル弁５７が配置されている。スロットル弁５７は、周知のようにサージタンク５５ａに向かう吸気流を絞って、その流量を調整する。スロットルアクチュエータ５８は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＴＶＯDを受けて、スロットル弁５７の開度を調整する。
【００４７】
排気ポート１９は、排気マニホールド６０内の排気経路によって周知のように排気管内の通路に連通している。排気マニホールド６０よりも下流側の排気通路には、一つ以上の触媒コンバータ６１を有する排気ガス浄化システムが配置されている。触媒コンバータ６１は、周知の三元触媒、リーンＮＯｘ触媒、酸化触媒等とすることができ、それ以外にも特定の燃料制御手法による排気ガス浄化の目的にかなうものであれば、いかなるタイプの触媒であってもよい。
【００４８】
また、排気ガスの一部を吸気系に循環させるために（EGR（Exhaust Gas Recirculation）を行うために）、吸気マニホールド５５（スロットル弁５７よりも下流側）と排気マニホールド６０との間がＥＧＲパイプ６２によって接続されている。排気側の圧力は吸入側よりも高いので、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）は吸気マニホールド５５に流れ込んで、吸気マニホールド５５から燃焼室１７に吸入される新気と混合されることとなる。ＥＧＲパイプ６２にはＥＧＲ弁６３が配設され、ＥＧＲガスの流量を調整するようになっている。ＥＧＲ弁アクチュエータ６４は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＥＧＲOPENを受けて、ＥＧＲ弁６３の開度を調整する。
【００４９】
エンジン制御ユニット１００は、周知のマクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを備えている。
【００５０】
エンジン制御ユニット１００は、上記自動変速機から変速モード信号、エアフローセンサ７１から吸気流量ＡＦ、吸気圧センサ７２から吸気マニホールド圧ＭＡＰ、クランク角センサ７３からクランク角パルス信号、酸素濃度センサ７４から排気ガスの酸素濃度ＥＧＯ、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ７５からのアクセル開度信号α、自動変速機の出力軸の回転速度を検出する車速センサ７６からの車速信号ＶＳＰ、各車輪の車輪速センサ７７からの車輪速信号Ｖw、というように種々の入力を受け入れる。
【００５１】
エンジン制御ユニット１００は、上記のような入力に基づいて、エンジン１の作動制御を行う。その際、エンジン制御ユニット１００は、駆動輪（前輪）のスリップ量ＶSLIPが予め設定された所定スリップ量Ｖsetを超える場合には、後述するトラクションコントロール制御（以下、ＴＲＣ制御という）を実行して、駆動輪のスリップ量ＶSLIPが目標スリップ量になるようにエンジン出力を制御する。
【００５２】
具体的には、エンジン制御ユニット１００は、上記入力に基づいて、エンジン回転速度ＮENG、車輪のスリップ量ＶSLIP、所望のスロットル開度ＴＶＯ、燃料噴射量ＦＰ、点火タイミングＳＡ、バルブ位相角θVCT、ＥＧＲ量（ＥＧＲ弁開度）ＱEGR等の制御パラメータを算出する。そして、それら制御パラメータに基づいて、スロットル開度信号ＴＶＯD、燃料噴射パルス信号ＦＰD、点火パルス信号ＳＡD、バルブ位相角信号θVCT_D、ＥＧＲ開度信号ＥＧＲOPENをそれぞれ、スロットルアクチュエータ５８、燃料供給システム５４、点火システム５２、可変バルブタイミング機構（ＶＣＴ機構）３２及びＥＧＲ弁アクチュエータ６４等に出力する。
【００５３】
次に、図２以下を参照して、本実施形態に係る吸気弁駆動機構３０の詳細について説明する。図２は、図１の実施形態に係る吸気弁駆動機構３０の具体的な構成を示す斜視図であり、図３は、図１の吸気弁駆動機構３０の要部を示す断面図である。図３において、（Ａ）は大リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｂ）は大リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示し、（Ｃ）は小リフト制御状態においてバルブリフト量が０のときを示し、（Ｄ）は小リフト制御状態においてバルブリフト量が最大のときを示している。
【００５４】
本実施形態の吸気弁駆動機構３０は、可変バルブタイミング機構３２を備えており、該可変バルブタイミング機構３２は、チェーンドライブ機構を介してクランクシャフト１４に連結されて駆動される。チェーンドライブ機構は、ドリブンスプロケット１０４の他に、図示しないが、クランクシャフト１４のドライブスプロケットと、それら両スプロケットに巻き掛けられたチェーンと、を備えている。
【００５５】
ＶＣＴ機構３２は、ドリブンスプロケット１０４に回転一体に固定されたケースと、ケース内に収容されるとともにインナシャフト１０５に回転一体に固定されたロータとを有している。ケースとロータとの間には、複数の液圧室が、中心軸Ｘ（図３参照）の周りに（周方向に）並んで形成されている。そして、ポンプにより加圧された液体（例えばエンジンオイル）が各々の液圧室に選択的に供給されて、互いに対向する液圧室の間に圧力差を形成する。
【００５６】
そして、エンジン制御ユニット１００が、ＶＣＴ機構３２の電磁バルブ３２ａに制御信号θVCT_Dを出力し、この制御信号θVCT_Dを受けて、電磁バルブ３２ａが液圧のデューティ制御を行うことで、上記液圧室に供給する液体の流量や圧力等を調整する。これにより、スプロケット１０４とインナシャフト１０５との間の位相差が変更され、それによって、周知のようにインナシャフト１０５の所望の回転位相が達成される。
【００５７】
インナシャフト１０５は、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すようにそれぞれの気筒１１に対応して一体的に設けられたディスク形状のカム１０６を有する。このカム１０６は、インナシャフト１０５の軸心から偏心して設けられ、ＶＣＴ機構３２により規定される位相で回転する。この偏心カム１０６の外周にはリング状アーム１０７の内周が回転自在に嵌め合わされており、インナシャフト１０５がその中心軸周りに回転すると、リング状アーム１０７は、同じ中心軸Ｘの周りを公転しながら偏心カム１０６の中心軸周りに回動する。
【００５８】
また、上記インナシャフト１０５には、気筒１１毎にロッカーコネクタ１１０が配設されている。このロッカーコネクタ１１０は円筒状で、インナシャフト１０５に外挿されて同軸に軸支され、換言すれば、その中心軸Ｃ周りに回動可能に支持されている一方、該ロッカーコネクタ１１０の外周面はベアリングジャーナルとされ、シリンダヘッド１３に配設されたベアリングキャップ（図示省略）によって回転可能に支持されている。
【００５９】
上記ロッカーコネクタ１１０には、第１及び第２のロッカーカム１１１、１１２が一体的に設けられている。両者の構成は同じであるため、図３（Ａ）〜（Ｄ）には、ロッカーカム１１１についてのみ示す。このロッカーカム１１１は、カム面１１１ａと円周状のベース面１１１ｂとを有し（図３（Ｄ）参照）、それらはいずれもタペット１１５の上面に摺接するようになっている。ロッカーカム１１１は、連続的には回転せず、揺動運動することを除いては、一般的な吸気弁駆動機構のカムと同様にタペット１１５を押圧して吸気弁２１を開くようになっている。タペット１１５はバルブスプリング１１６により支持されており、バルブスプリング１１６は、周知のように保持器１１７、１１８の間に支持されている。
【００６０】
図２に示すように、インナシャフト１０５及びロッカーカム部品１１０〜１１２の組立体と並んで、その上方にコントロールシャフト１２０が配設されている。このコントロールシャフト１２０は、図示しないベアリングによって回転可能に支持されており、その長手方向の中央付近には外周面から突出する同軸状のウォームギヤ１２１が一体的に設けられている。
【００６１】
ウォームギヤ１２１はウォーム１２２と噛合している。このウォーム１２２は、可変バルブリフト機構（ＶＶＬ）のアクチュエータであるステッピングモータ１２３の出力軸に固定されている。よって、エンジン制御ユニット１００からの制御信号（バルブリフト量信号）θVVL_Dを受けたステッピングモータ１２３の作動により、コントロールシャフト１２０を所望の位置に回動させることができる。こうしてコントロールシャフト１２０には、気筒１１毎のコントロールアーム１３１が取り付けられており、これらコントロールアーム１３１は、コントロールシャフト１２０の回動によって一体的に回動される。
【００６２】
また、そうして回動されるコントロールアーム１３１は、コントロールリンク１３２によってリング状アーム１０７に連結されている。すなわち、コントロールリンク１３２の一端部はコントロールピボット１３３によってコントロールアーム１３１の先端部に回転自在に連結され、該コントロールリンク１３２の他端部はコモンピボット１３４によってリング状アーム１０７に回転自在に連結されている。
【００６３】
ここで、コモンピボット１３４は、上記のようにコントロールリンク１３２の他端部をリング状アーム１０７に連結するとともに、このリング状アーム１０７を貫通してそれをロッカーリンク１３５の一端部にも回転自在に連結している。そして、このロッカーリンク１３５の他端部がロッカーピボット１３６によってロッカーカム１１１に回転自在に連結されており、これによりリング状アーム１０７の回転がロッカーカム１１１に伝えられるようになっている。
【００６４】
より具体的には、インナシャフト１０５が回転して、これと一体に偏心カム１０６が回転するとき、図３（Ａ）（Ｃ）に示すように偏心カム１０６が相対的に下側に位置すれば、リング状アーム１０７も下側に位置するようになり、一方、図３（Ｂ）（Ｄ）に示すように偏心カム１０６が相対的に上側に位置すれば、リング状アーム１０７も上側に位置するようになる。
【００６５】
その際、リング状アーム１０７とコントロールリンク１３２とを連結するコモンピボット１３４の位置は、コントロールピボット１３３の位置と、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心位置との、３者相互の位置関係によって規定されるから、図示のようにコントロールピボット１３３の位置が変化しない（コントロールシャフト１２０が回動しない）とすれば、コモンピボット１３４は、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心周りの回転のみに対応して概略上下方向に往復動作するようになる。
【００６６】
そのようなコモンピボット１３４の往復動作はロッカーリンク１３５によって第１のロッカーカム１１１に伝えられて、該第１のロッカーカム１１１を、ロッカーコネクタ１１０で連結された第２のロッカーカム１１２と共に中心軸Ｘ周りに揺動させる。こうして揺動するロッカーカム１１１は、図３（Ｂ）（Ｃ）に示すように、カム面１１１ａがタペット１１５の上面に接触する間は、当該タペット１１５をバルブスプリング１１６のばね力に抗して押し下げ、このタペット１１５が吸気弁２１を押し下げて、吸気ポート１８を開かせる。
【００６７】
一方、図３（Ａ）（Ｄ）に示すように、ロッカーカム１１１のベース面１１１ｂがタペット１１５の上面に接触するとき、タペット１１５は押し下げられない。これは、中心軸Ｘを中心とするロッカーカム１１１のベース面１１１ｂの半径が、その中心軸Ｘとタペット１１５の上面との間隔以下に設定されているからである。
【００６８】
上述の如きコントロールピボット１３３と、コモンピボット１３４と、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心と、の相互の位置関係において、コントロールピボット１３３の位置が変化すれば、これにより三者相互の位置関係に変化が生じ、コモンピボット１３４は上記とは異なる軌跡を描いて往復動作するようになる。
【００６９】
よって、モータ１２３の作動によりコントロールシャフト１２０及びコントロールアーム１３１を回転させて、コントロールピボット１３３の位置を変えることにより、ロッカーカム１１１、１１２の揺動範囲を変更することができる。例えば、コントロールアーム１３１を図３において時計回りに回動させて、コントロールピボット１３３を図３（Ａ）に示す位置から図３（Ｃ）に示すように左斜め上側にずらすと、ロッカーカム１１１の揺動範囲は、相対的にベース面１１１ｂがタペット１１５の上面に接触する傾向の強いものとなる。
【００７０】
図４は、本実施形態に係る吸気弁駆動機構３０による吸気弁２１の動作設定を示し、吸気弁２１のバルブリフト量θVVLは、例えばθVVL_minからθVVL_maxまでの範囲で、各気筒１１への目標空気充填量ＣＥの増加に応じて増大するように制御され、吸気弁２１の閉弁時期は、バルブリフト量θVVLの増大に応じてθVCT_minからθVCT_maxの範囲で遅角するように制御される。吸気弁２１の開弁時期及び閉弁時期は、必要に応じていかなる組合せも可能であり、例えば、バルブリフト量を０にするいわゆるロストモーション動作も可能である。
【００７１】
本実施形態では、例えばエンジン回転速度（機関速度）ＮENGが１５００ｒｐｍの時の吸気行程において吸気弁２１を開閉する際、本実施形態では、吸気弁２１の開弁時期については、殆どの運転領域で排気上死点直前（クランク角度で例えばＢＴＤＣ２０°ＣＡ）から開弁を開始し、エンジン１の要求トルクに応じて吸気弁２１の閉弁時期を変更するようにしている。
【００７２】
ここで、本実施形態では、気筒サイクルにおける吸気弁２１の閉弁時期を、当該気筒サイクルにおけるエンジン回転速度（機関速度）ＮENGにおいて、空気充填量が最大となる時期（以下、最大充填閉弁時期という）よりも進角側に設定される第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stと、該最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定され且つ第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stから離間した第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndとが設定されている。このように、第１、第２閉弁時期範囲は、最大充填閉弁時期を挟んで設定されており、必ずしも吸気下死点を基準として設定されるものではない。
【００７３】
そして、上記エンジン１は、吸気弁２１が第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stで閉じるように運転される早閉じモードＭEIVCと、吸気弁２１が第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndで閉じるように運転される遅閉じモードＭLIVCと、運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCに移行（遷移）させる進角遷移モードＭTR-Aと、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCに移行させる遅角遷移モードＭTR-Rとを選択的に切換え可能になっている。
【００７４】
早閉じモードＭEIVCは、低負荷時に選択されるモードである。早閉じモードＭEIVCでは、吸気弁２１のバルブリフト量θVVLを比較的小さく設定するとともに、吸気弁閉時期を、例えば吸気下死点よりも進角側の範囲でバルブリフト量θVVLに応じて設定するようになっている。
【００７５】
遅閉じモードＭLIVCは、高負荷時に選択されるモードである。遅閉じモードＭLIVCでは、吸気弁２１のバルブリフト量θVVLを比較的大きく設定するとともに、吸気弁閉時期を、例えば吸気下死点よりも遅角側の範囲でバルブリフト量θVVLに応じて設定するようになっている。
【００７６】
ここで、本実施形態では、上述したように、遅閉じモードＭLIVCが設定される第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndは、早閉じモードＭEIVCが設定される第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stよりも遅角し且つ離間している。したがって、両閉弁時期範囲ＩＶＣ1st、ＩＶＣ2st間には、中間閉弁時期範囲ＩＶＣIMが設定されることになる。
【００７７】
次に、上述のような運転モードＭを設定している理由について説明する。すなわち、エンジン１の出力を高め、燃費を低減するために膨張比を高くする一方で、異常燃焼の発生を抑制するためには、吸気弁２１の閉弁時期を上記最大充填閉弁時期よりも進角又は遅角させて有効圧縮比を低くすることが好ましい。
【００７８】
吸気弁２１の閉弁時期を最大充填閉弁時期よりも進角させる早閉じ方式でエンジン１を運転制御する場合には、図３（Ｃ），（Ｄ）にも示すように、ロッカーカム１１１の揺動量は比較的小さくなり、バルブスプリング１１６の抵抗も小さくなるので、動弁系の機械損失を低減する観点で好ましい。しかし、エンジン１の要求負荷が増加して機関速度が上昇するにつれて、必要な気筒空気充填量を得るための吸気弁２１の閉弁時期は急速に遅角する。また、機関速度上昇に伴い、気筒内の混合気の流動性が高まる等の理由により異常燃焼発生可能性は低くなるので、目標とする吸気弁閉時期の進角側への制限量は低下する。したがって、吸気弁２１の閉弁時期を、機関速度の上昇に伴い急速に遅角させる必要がある。しかし、吸気弁駆動機構３０の応答遅れにより、吸気弁２１の閉弁時期が目標とする閉弁時期よりも進角側にずれて、気筒空気充填量が不足する恐れがある
一方、吸気弁２１の閉弁時期を、上記最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定した場合には、ピストン１５が下死点に移動するまで気筒１１内に空気が導入され、ピストンが下死点を超えて上昇に転じた後は、気筒内の空気が吸気通路内に戻される。このため、有効圧縮比を低減することができる。しかし、この場合には、吸気弁２１のバルブリフト量、動弁範囲を最大値近傍まで大きく設定する必要があり（図４参照）、動弁系の機械損失が大きくなる懸念がある。
【００７９】
そこで、本実施形態では、低負荷から中負荷運転領域では、吸気弁閉時期を第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stに設定する一方、高負荷運転領域では、吸気弁閉時期を、第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stから離間した第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndに設定するようにし、これにより、機械損失を極力抑制しつつ高負荷運転領域において必要な空気充填量を十分に確保するようにした。そして、吸気弁閉時期を第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stと第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndとの間で移行させる際には、該移行中に、スロットル弁５７を一時的に閉方向に駆動して、異常燃焼の発生を抑制するようにした。
【００８０】
次に、エンジン制御ユニット１００におけるエンジン１の制御例について、図５乃至図７のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【００８１】
まず、ステップＳ１では、最初に諸設定の初期化を実行する。この初期化により、現在の運転モードＭを早閉じモードＭEIVCに設定する。
【００８２】
ステップＳ２では、アクセル開度センサ７５からのアクセル開度信号α、クランク角パルス信号に基づくエンジン回転速度ＮENG、及び車速センサ７６からの車速信号ＶＳＰを読み込むとともに、読み込んだ情報を基に目標トルクＴＱを算出する。
【００８３】
ステップＳ３では、目標トルクＴＱ及びエンジン回転速度ＮENGを基に、燃料噴射量ＦＰ（又は空燃比）、目標空気充填量ＣＥ、ＥＧＲ量ＱEGR、及び点火タイミングＳＡを算出する。
【００８４】
ステップＳ４では、予めメモリに記憶された制御マップＭ１（図１０参照）のデータを読み取り、この制御マップＭ１に基づいて、現在のエンジン１の運転領域Ｒを判定する。制御マップＭ１には、図１０に示すように、目標空気充填量ＣＥとエンジン回転速度ＮENGとが比例関係にある二本の特性線Ｌ１、Ｌ２が描かれていて、この二本の特性線Ｌ１、Ｌ２により区画される３つの運転領域ＲLIVC,ＲTR，ＲEIVCが設定されている。そして、本ステップＳ４では、エンジン回転速度ＮENGと、ステップＳ３にて算出した目標空気充填量ＣＥとに対応する運転領域ＲLIVC,ＲTR，ＲEIVCを、現在のエンジン１の運転領域Ｒとして判定する。
【００８５】
そして、運転領域Ｒが、特性線Ｌ１以上の高負荷低回転側の運転領域ＲLIVC（以下、遅閉じ運転領域ＲLIVCという）である場合には、運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCに設定し、特性線Ｌ２以下の低負荷高回転側の運転領域ＲEIVC（以下、早閉じ運転領域ＲEIVCという）である場合には、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCに設定し、運転領域Ｒが、特性線Ｌ１と特性線Ｌ２との間の過渡領域ＲTRである場合には、運転モードＭをヒステリシスに制御して、運転領域ＲEIVCから要求負荷が高くなっても、特性線Ｌ１を超えるまでは、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCに維持し、運転領域ＲLIVCから要求負荷が低くなっても、特性線Ｌ２を超えるまでは、運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCに維持する。
【００８６】
ステップＳ５では、現在の運転モードＭが早閉じモードＭEIVCであるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ５１（図６参照）に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ６に進む。
【００８７】
ステップＳ６では、現在のエンジン１の運転領域Ｒが遅閉じ運転領域ＲLIVC以外であるか、すなわち要求負荷に基づく吸気弁２１の閉弁時期範囲ＩＶＣが第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2nd以外であるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ１０に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ７に進む。
【００８８】
ステップＳ７では、現在の運転モードＭを早閉じモードＭEIVCに設定する。
【００８９】
ステップＳ８では、早閉じモードＭEIVCでの目標空気充填量ＣＥ、エンジン回転速度ＮENGに基づき、吸気弁２１のバルブリフト量θVVL、吸気弁２１の開弁期間θVCT、スロットル開度ＴＶＯを算出する。
【００９０】
ステップＳ９では、ステップＳ８で算出したバルブリフト量θVVL、開弁期間θVCT、スロットル開度ＴＶＯ並びにステップＳ３で算出した燃料噴射量ＦＰ、ＥＧＲ量ＱEGR、及び点火タイミングＳＡに対応する制御信号ＦＰD、ＥＧＲOPEN、ＳＡD、θVV-D、θVCT-D、ＴＶＯDを出力することによって、吸気弁駆動機構３０やスロットル弁５７等のアクチュエータを制御し、しかる後に、ステップＳ２に戻る。
【００９１】
ステップＳ６の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１０では、運転モードＭを遅角遷移モードＭTR-Rに設定する。
【００９２】
ステップＳ１１では、所定のカウント時間ＣTR-Rをカウント値ＣTRとして設定する。所定のカウント時間ＣTR-Rを設けているのは、吸気弁駆動機構３０による吸気弁２１の閉弁時期設定が切り換わるまでの間、暫定的に充填量を低減してプリイグニッション等の異常燃焼を回避するためである。
【００９３】
ステップＳ１２では、この遅角遷移モードＭTR-Rでの目標空気充填量ＣＥ、エンジン回転速度ＮENGに基づき、吸気弁２１のバルブリフト量θVVL、吸気弁２１の開弁期間θVCT、ＥＧＲ量ＱEGR、及びスロットル開度ＴＶＯを算出し、しかる後にステップＳ９に進む。
【００９４】
ステップＳ５の判定がＮＯであるときに進むステップＳ５１（図６参照）では、現在の運転モードＭが遅閉じモードＭLIVCであるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ５９（図７参照）に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ５２に進む。
【００９５】
ステップＳ５２では、現在の運転領域Ｒが早閉じ運転領域ＲEIVCであるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ６３に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ５３に進む。
【００９６】
ステップＳ５３では、ＴＲＣ制御を実行中か否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳ６４に進む一方、ＮＯであるときにはステップＳ５４に進む。
【００９７】
ステップＳ５４では、モード移行禁止フラグＦSPRTの値が１であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳ６４に進む一方、ＮＯであるときにはステップＳ５５に進む。
【００９８】
ステップＳ５５では、変速機の変速モードとしてマニュアルモードに設定されているか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳ６４に進む一方、ＮＯであるときにはステップＳ５６に進む。
【００９９】
ステップＳ５６では、エンジン１の運転モードＭを、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCに切換えるべく進角遷移モードＭTR-Aに設定する。
【０１００】
ステップＳ５７では、所定のカウント時間ＣTR-Aをカウント値ＣTRとして設定する。
【０１０１】
ステップＳ５８では、進角遷移モードＭTR-Aでの目標空気充填量ＣＥ、エンジン回転速度ＮENG、を基に、吸気弁２１のバルブリフト量θVVL、吸気弁２１の開弁期間θVCT、ＥＧＲ量ＱEGR、及びスロットル開度ＴＶＯを算出し、しかる後にステップＳ９に進む。
【０１０２】
ステップＳ５１の判定がＮＯであるときに進むステップＳ５９（図７参照）では、カウント値ＣTR＝ＣTR−１として、カウント値をデクリメントする。
【０１０３】
ステップＳ６０では、現在の運転モードＭが進角遷移モードＭTR-Aであるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ６２に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ６１に進む。
【０１０４】
ステップＳ６１では、カウント値ＣTRが０よりも大きいか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ７に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ５８に進む。
【０１０５】
ステップＳ６２では、カウント値ＣTRが０よりも大きいか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ６３に進む一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ１２に進む。
【０１０６】
ステップＳ５２の判定がＮＯであるときに進むステップＳ６３では、エンジン１の運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCに設定する。
【０１０７】
ステップＳ６４では、遅閉じモードＭLIVCでの目標空気充填量ＣＥ、エンジン回転速度ＮENG、を基に、吸気弁２１のバルブリフト量θVVL、吸気弁２１の開弁期間θVCT、及びスロットル開度ＴＶＯを算出し、しかる後にステップＳ９に進む。
【０１０８】
ステップＳ５３乃至ステップＳ５５のいずれかがＹＥＳであるときは、いずれの場合もステップＳ６４に進むことにしている（詳しくは、後述する）。
【０１０９】
次に、エンジン制御ユニット１００におけるＴＲＣ制御について、図８のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【０１１０】
最初のステップＳ１０１では、ステップＳ１と同様に、各センサからの検出信号を読み込む。
【０１１１】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだ検出信号のうち各車輪の車輪速センサ７７からの車輪速信号Ｖwを基に、各車輪の速度を求めるとともに、駆動輪（前輪）の速度Ｖfから従動輪（後輪）の速度Ｖrを差し引いた値をスリップ量ＶSLIPとして算出する。
【０１１２】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で算出したスリップ量ＶSLIPが所定スリップ量Ｖset以下であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはリターンする一方、ＮＯであるときにはステップＳ１０４に進む。
【０１１３】
ステップＳ１０４では、ＴＲＣ制御を実行するべく必要なプログラムを呼び出して実行する。
【０１１４】
ステップＳ１０５では、駆動輪のスリップ量ＶSLIPを目標スリップ量に制御するために必要なトルクダウン量ΔＴＱ（エンジントルクの目標低減量）を算出する。
【０１１５】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で算出したトルクダウン量ΔＴＱを基に、エンジン１の目標トルクＴＱを算出する。そして、エンジントルクが目標トルクＴＱに一致するように、各アクチュエータに対して必要な制御信号を出力し、しかる後にリターンする。
【０１１６】
次に、エンジン制御ユニット１００におけるモード移行禁止フラグＦSPRTの設定／更新処理について、図９のフローチャートを参照しながら具体的に説明する。
【０１１７】
最初のステップＳ２０１では、ステップＳ１０１と同様に、各センサからの検出信号を読み込む。
【０１１８】
ステップＳ２０２では、アクセル開度センサ７５からのアクセル開度信号αの時間変化率（時間微分値）を求めてその絶対値（＝｜ｄα／ｄｔ｜＝Ｄ）を算出する。具体的には、読み込んだアクセル開度信号αの前回読み込み時からの変化量Δαと、アクセル開度信号αの前回読み込み時から今回読み込み時までの経過時間Δｔとを求めて、Ｄ＝｜Δα／Δｔ｜として算出すればよい。尚、アクセル開度信号αは電圧値信号であって、乗員によるアクセルペダルの踏込み量が大きいほど、アクセル開度信号αの値も大きい。
【０１１９】
ステップＳ２０３では、現在までの過去所定時間以内（例えば過去４秒以内）におけるＤ値の時間積分値Ｉ（＝∫｜ｄα／ｄｔ｜ｄｔ）を算出する。
【０１２０】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で算出した時間積分値Ｉが所定閾値Ｉset未満であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳ２０７に進む一方、ＮＯであるときにはステップＳ２０５に進む。
【０１２１】
ステップＳ２０５では、モード移行禁止フラグＦSPRTの値が１であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはリターンする一方、ＮＯであるときにはステップＳ２０６に進む。
【０１２２】
ステップＳ２０６では、モード移行禁止フラグＦSPRTの値を１に設定し、しかる後にリターンする。
【０１２３】
ステップＳ２０４の判定がＹＥＳであるときに進むステップＳ２０７では、モード移行禁止フラグＦSPRTが０であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはリターンする一方、ＮＯであるときにはステップＳ２０８に進む。
【０１２４】
ステップＳ２０８では、モード移行禁止フラグＦSPRTの値を０に設定し、しかる後にリターンする。
【０１２５】
以下、上述のフローチャート中で説明した各モードにおけるエンジン１の制御パラメータ（吸気弁閉時期やスロットル開度ＴＶＯ等）の設定について詳細に説明する。
【０１２６】
図１１は、早閉じモードＭEIVCでの吸気弁閉時期の制御例を示す。同図に示した制御例では、エンジン制御ユニット１００は、エンジン１の運転領域Ｒが遅閉じ運転領域ＲLIVC以外の領域で運転される場合、すなわち、吸気弁２１の閉弁時期が第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1st内に設定されている場合には、エンジン回転速度ＮENGが高くなるほど、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。また、目標空気充填量ＣＥが増加するほど、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。したがって、吸気弁２１の閉弁時期が第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1st内に設定されている場合には、吸気弁２１の閉弁時期が遅角することで、空気充填量ＣＥを増加させて、要求トルクに見合うトルクを出力可能になっている。
【０１２７】
図１２は、早閉じモードＭEIVCでのスロットル弁５７の制御例を示す。
【０１２８】
同図に示した制御例では、特性線Ｌ１に平行な特性線Ｌ３を特性線Ｌ１よりも低負荷側に設定している。特性線Ｌ３は、図１０に示す特性線Ｌ２に一致していてもよいし、特性線Ｌ２よりも低負荷側又は高負荷側に位置していてもよい。
【０１２９】
エンジン制御ユニット１００は、この特性線Ｌ３よりも低負荷側の運転領域では、スロットル開度ＴＶＯを全開状態に維持して、専ら吸気弁２１の閉弁時期を制御することで、気筒空気充填量を目標空気充填量ＣＥに制御するようになっている。これにより、ポンプ損失の発生を抑制しつつ、必要な空気充填量を十分に確保することができる。
【０１３０】
一方、エンジン制御ユニット１００は、特性線Ｌ１と特性線Ｌ３との間では、要求負荷が高まるにつれて、又はエンジン回転速度ＮENGが低減するにつれて、スロットル開度ＴＶＯを小さくするように制御する。このため、エンジン１の運転領域が、中高速低中負荷運転領域から、運転モードＭを遅閉じモードＭLIVCに設定する必要のある低速高負荷運転領域に近づくにつれて、スロットル弁５７下流の吸気ポート１８を含む吸気管内の圧力が減少する。これにより、運転モードＭを切換える過渡的で不安定なエンジン運転領域において、吸気弁閉時期の変化に伴い気筒空気充填量が一時的に過大となるのを防止し、これによって、プリイグニッション等の異常燃焼を回避することができる。
【０１３１】
図１３は、遅角遷移モードＭTR-Rにおける吸気弁閉時期、スロットル開度ＴＶＯ、及びＥＧＲ弁の制御例を示すタイミングチャートである。
【０１３２】
図１３に示すように、エンジン制御ユニット１００により、遅角遷移モードＭTR-Rでの制御が実行されると、その開始時期ｔ０からカウント値ＣTRがデクリメントされて（ステップＳ５９の処理が実行されて）、カウント終了時期ｔ２でカウント値ＣTRが０になったときに、デクリメントが終了する。エンジン制御ユニット１００は、カウントを開始した時期ｔ０から吸気弁２１の閉弁時期を、第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stから第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndに変更させるべく、吸気弁駆動機構３０により吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。その際、エンジン制御ユニット１００は、スロットル開度ＴＶＯを、吸気弁２１の閉弁時期が遅角するのに比例して低減し、これによって吸気管圧力を低下させる。こうすることで、万一、当該気筒１１において、吸気弁２１の閉弁時期がプリイグニッション等の異常燃焼が懸念される中間閉弁時期範囲ＩＶＣIMに入り込んだとしても、吸気管圧力を低下させて異常燃焼を防止することができる。同様に、エンジン制御ユニット１００は、ＥＧＲ弁６３の開度（ＥＧＲ量）ＱEGRを、吸気弁２１の閉弁時期が遅角するのに比例して増加させる。これにより、筒内残留ガスである内部ＥＧＲよりも低温の外部ＥＧＲが筒内に導入されるので、より一層確実に異常燃焼を回避することが可能となる。
【０１３３】
エンジン制御ユニット１００は、吸気弁２１の閉弁時期の切換えが、カウント終了時期ｔ２よりも早い時期ｔ１で終了するように必要な制御パラメータを設定する。そして、エンジン制御ユニット１００は、ｔ１を経過した時点で、ステップＳ１２で設定されるＱEGR、ＴＶＯ、が遅閉じモードＭLIVCと同様に切換えられ、運転モードＭの切換えが終了する。
【０１３４】
図１４は、遅閉じモードＭLIVCでの吸気弁閉時期の制御例を示し、図１５は、遅閉じモードでのスロットル開度ＴＶＯの制御例を示す。各図において、（Ａ）は目標空気充填量ＣＥに応じてスロットル開度を制御する場合、（Ｂ）は目標空気充填量ＣＥに拘わらずスロットル開度を一定に維持する場合を示している。
【０１３５】
エンジン制御ユニット１００は、上記遅閉じモードＭLIVCでは、吸気弁２１の閉弁時期を、第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2nd内に設定する。そして、図１４（Ａ）及び図１５（Ａ）に示すように、目標空気充填量ＣＥに応じてスロットル開度を制御する場合には、目標空気充填量ＣＥの増減に拘わらず吸気弁２１の閉弁時期を一定に維持する一方、スロットル開度を制御することにより、スロットル弁５７下流の吸気ポート１８を含む吸気通路内の圧力を制御して気筒空気充填量を変化させる。
【０１３６】
一方、図１４（Ｂ）及び図１５（Ｂ）に示すように、目標空気充填量ＣＥに拘わらずスロットル開度を一定に維持する場合には、エンジン制御ユニット１００は、目標空気充填量ＣＥが増加するにつれて、吸気弁閉時期を第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2nd内で進角させる。そうすることで、吸気弁２１の閉弁時期が最大充填閉弁時期に近づくことになるので、気筒空気充填量が増加することとなり、目標空気充填量ＣＥの増加に対応して気筒空気充填量を増加させることができる。ここで、エンジン制御ユニット１００は、スロットル開度ＴＶＯを比較的大きな値で一定に維持するようなっている。これにより、吸気通路内の圧力が低い状態を維持して、ポンプ損失を低減することができる。
【０１３７】
エンジン制御ユニット１００は、図１４（Ａ）（Ｂ）のいずれの場合においても、エンジン回転速度ＮENGが高くなるほど、吸気弁２１の閉弁時期を遅角させる。また、エンジン回転速度ＮENGが高くなるほど、スロットル開度ＴＶＯを増加させる。これは、エンジン回転速度ＮENGが高くなるほど、吸気慣性力が増加して、当該エンジン回転速度（機関速度）ＮENGにおける最大充填閉弁時期が遅角することに対応するための制御であり、この制御によって、空気充填量を目標空気充填量ＣＥに対して不足することなく十分に確保することができる。
【０１３８】
図１６は、進角遷移モードＭTR-Aにおける吸気弁閉時期、スロットル開度ＴＶＯ、及びＥＧＲ弁の制御例を示すタイミングチャートである。
【０１３９】
図１６に示すように、エンジン制御ユニット１００により、進角遷移モードＭTR-Aでの制御が実行されると、その開始時期ｔ０からカウント値ＣTRがデクリメントされて（ステップＳ５９の処理が実行されて）、カウント終了時期ｔ２でカウント値ＣTRが０になったときに、デクリメントが終了する。エンジン制御ユニット１００は、カウントを開始した時期ｔ０から吸気弁２１の閉弁時期を、第２閉弁時期範囲ＩＶＣ2ndから第１閉弁時期範囲ＩＶＣ1stに変更させるべく、吸気弁駆動機構３０により吸気弁２１の閉弁時期を進角させる。その際、エンジン制御ユニット１００は、スロットル開度ＴＶＯを、吸気弁２１の閉弁時期が進角するのに比例して低減し、これによって吸気管圧力を低下させる。こうすることで、万一、当該気筒１１において、吸気弁２１の閉弁時期がプリイグニッション等の異常燃焼が懸念される中間閉弁時期範囲ＩＶＣIMに入り込んだとしても、吸気管圧力を低下させて異常燃焼を防止することができる。また、エンジン制御ユニット１００は、ＥＧＲ弁６３の開度（ＥＧＲ量）ＱEGRを、吸気弁２１の閉弁時期が進角するのに比例して増加させる。これにより、筒内残留ガスである内部ＥＧＲよりも低温の外部ＥＧＲが筒内に導入されるので、より一層確実に異常燃焼を回避することが可能となる。
【０１４０】
図１７は、エンジン制御ユニット１００において、図５乃至図７のフローチャートに示す制御処理を実行した場合の制御例を示す。この例では、モード切換えが禁止されていない場合（ステップＳ５３乃至Ｓ５５の判定の全てがＮＯとなる場合）の制御例を示している。
【０１４１】
図１７（Ａ）に示すように、遅閉じモードＭLIVCでの吸気弁閉時の制御において、スロットル開度を並行して制御する場合、吸気弁２１の閉弁時期を最も進角側に固定して目標空気充填量ＣＥを制御することができるので、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへ切換える際の変位量（図３におけるコントロールシャフト１２０の回動角度）も最小となり、早閉じモードＭEIVCからの切換えに要する時間を可及的に短くすることができる。
【０１４２】
一方、図１７（Ｂ）に示すように、遅閉じモードＭLIVCでの吸気弁閉時期の制御において、スロットル開度を一定に維持する場合、運転モードＭを早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへ切換える時の変位量（図３におけるコントロールシャフト１２０の回動角度）は最大となるが、吸気管圧力を高く維持することができるので、ポンプ損失を最小化して、エンジン１の燃費効率を向上させることができる。
【０１４３】
ここで、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００は、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合でも（つまり、エンジン１の運転領域が、高負荷低速側の領域（図１０の特性線Ｌ１よりも上側の領域）から低負荷高速側の領域（図１０の特性線Ｌ２よりも下側の領域）に移行した場合であっても）、その後所定時間（例えば０〜２０秒）内に早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへの再移行要求がある可能性が所定レベル以上であると判定した場合（つまりステップＳ５３乃至Ｓ５５のいずれか一つの判定がＹＥＳである場合）には、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行を禁止するようになっている。これにより、遅閉じモードＭLIVCと早閉じモードＭEIVCとの切換えに伴うスロットル弁５７の開閉駆動も禁止される。したがって、スロットル弁５７の反復的な開閉動作を抑制することができる。よって、スロットル弁５７の反復的な開閉動作によりその開度の予測精度が低下するのを防止し、延いては、気筒空気充填量の予測精度を十分に確保することができる。
【０１４４】
具体的には、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００は、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合には、上記車輪のスリップ量ＶSLIPが所定スリップ量Ｖset以上であるか否かを判定して、所定スリップ量Ｖset以上であると判定したときには（ステップＳ１０３の判定がＮＯであるときには）ＴＲＣ制御を実行する。そして、エンジン制御ユニット１００は、ＴＲＣ制御を実行中であるか否かを判定して、実行中であると判定したときには（ステップＳ５３の判定がＹＥＳであるときには）、ステップＳ６４の処理を実行するようになっている。
【０１４５】
すなわち、ＴＲＣ制御機能を備えた車両では、車輪スリップ量ＶSLIPが所定スリップ量Ｖset以上になった場合（ステップＳ１０３の判定がＮＯである場合）には、エンジン制御ユニット１００によりＴＲＣ制御が実行されて、エンジントルク（負荷）が一旦低下し、その後車輪のグリップ力が回復するのに伴ってエンジントルクが上昇することとなる。上記実施形態では、このことに着目して、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合でも、ＴＲＣ制御が実行されているときには、その後エンジントルクが上昇して早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへの再移行要求がなされる可能性が高いことから、上記遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへのモード切換えを禁止するようにしている。これにより、スロットル弁５７の反復的な開閉動作を確実に抑制することができる。
【０１４６】
また、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００は、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合には、アクセルペダルの時間変化率（微分値）の絶対値Ｄを現在から過去所定時間内で積分した値を算出して、該算出した時間積分値Ｉが所定閾値Ｉset以上であるとき（ステップＳ５４の判定がＹＥＳであるとき、つまりステップＳ２０４の判定がＮＯであるとき）には、ステップＳ６４の処理を実行するようになっている。
【０１４７】
すなわち、この時間積分値Ｉは、アクセルペダルの操作頻度に関連する値であって、この値が大きいほど乗員によるアクセルペダルの操作頻度が高いと言える。例えば、図１８（Ｂ）に示す例は、（Ａ）に示す例に比べてアクセルペダルの操作頻度が高い場合を示しており、この（Ｂ）の例では、時刻ｔＬで過去所定時間内（本実施形態では４秒以内）の時間積分値Ｉが所定閾値Ｉsetを上回っているのに対して、（Ａ）の例では上記時間積分値Ｉが所定閾値Ｉsetを下回っていることがわかる。上記実施形態では、このことに着目して、エンジン制御ユニット１００において、上記時間積分値Ｉが所定閾値Ｉset以上である判定したときには、その後アクセルペダルが踏込まれてエンジン負荷が増加する（早閉じモードＭEIVCから遅閉じモードＭLIVCへの再移行要求がなされる）可能性が高いことから、上記遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行を禁止するようにしている。これにより、スロットル弁５７の反復的な開閉動作を確実に抑制することができる。
【０１４８】
また、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００は、遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行要求があった場合には、上記自動変速機のモードがマニュアルモードとオートモードとのいずれのモードに設定されているかを判定して、マニュアルモードに設定されていると判定したとき（ステップＳ５５の判定がＹＥＳであるとき）には、ステップＳ６４の処理を実行するようになっている。
【０１４９】
すなわち、自動変速機の変速モードとしてマニュアルモードが選択されている場合には、乗員が、シフト操作により変速段を頻繁に切換えるスポーティな走りを目指している場合が多い。したがって、上記実施形態では、エンジン制御ユニット１００において、変速機の変速モードがマニュアルモードに設定されていると判定したときには、その後、乗員のシフト操作に起因してエンジントルクが増加する可能性が高いことから、上記遅閉じモードＭLIVCから早閉じモードＭEIVCへの移行を禁止するようにしている。これにより、スロットル弁５７の反復的な開閉動作をより一層確実に抑制することができる。
【０１５０】
（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、図１０に示す特性線Ｌ１と特性線Ｌ２との間の領域でエンジン１の運転モードＭをヒステリシスに制御するようにしているが、必ずしもこのようなヒステリシス制御を行う必要はない。
【０１５１】
また、上記実施形態では、上記車両は、ＴＲＣ制御機能を備えた車両とされているが、必ずしもＴＲＣ制御機能を備えている必要はない。
【０１５２】
また、上記実施形態では、上記車両に搭載された自動変速機は、マニュアルモードを備えた自動変速機とされているが、マニュアルモードを有さない通常の自動変速機であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、内燃機関システムの制御方法及び内燃機関システムに有用であり、特に、トラクションコントロール制御機能を有する車両に適用する場合に有用である。
【符号の説明】
【０１５４】
ＩＶＣ1st  早閉じ範囲（第１閉弁時期範囲）
ＩＶＣ2nd  遅閉じ範囲（第２閉弁時期範囲）
ＶSLIP      車輪スリップ量
Ｖset      所定スリップ量
Ｉ        時間積分値
Ｉset      所定閾値（所定値）
Ｄ        時間変化率の絶対値
ＣＥ      目標空気充填量
α        アクセル開度信号
１        エンジン（内燃機関）
１１      気筒
１５      ピストン 
１７      燃焼室
２１      吸気弁
３０      吸気弁駆動機構（吸気閉弁時期可変機構）
３２      可変バルブタイミング機構（吸気閉弁時期可変機構）
５５ｂ    吸気経路
５７      スロットル弁
１００    エンジン制御ユニット
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動するピストンとともに燃焼室を規定する気筒、該燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路、及び、クランクシャフトにより駆動され、該吸気通路を該燃焼室から遮断可能な吸気弁、を有する内燃機関と、上記吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、上記クランクシャフトにより駆動される上記吸気弁の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構と、を備えた内燃機関システムの制御方法であって、
上記内燃機関における機関負荷と機関速度とからなる機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じる遅閉じ工程と、
上記機関運転状態が上記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、上記最大充填閉弁時期よりも進角側に設定され且つ上記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じる早閉じ工程と、
上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があったときに、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上であるか否かを判定する再移行判定工程と、
上記可能性が上記所定レベル未満であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲から上記早閉じ範囲へ移行するように上記吸気閉弁時期可変機構を制御すると共に、上記スロットル弁を一時的に閉方向に駆動する移行制御工程と、
上記可能性が上記所定レベル以上であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲に留まるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御する移行禁止工程と、を備えていることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関システムの制御方法において、
上記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、
上記再移行判定工程は、上記車両の車輪のスリップ量を検出する車輪スリップ量検出工程を含んでおり、
上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記車輪スリップ量検出工程にて検出されたスリップ量が所定量未満であるときは、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、上記車輪スリップ量検出工程にて検出された当該スリップ量が所定量以上であるときは、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の内燃機関システムの制御方法において、
上記車両には、乗員により操作されるアクセルペダルが設けられており、
上記再移行判定工程は、上記アクセルペダルの踏込み量に関する情報を取得して、該取得した情報に基づいて上記可能性を判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関システムの制御方法において、
上記再移行判定工程は、
上記アクセルペダルの踏込み量を検出してその時間変化率を算出する時間変化率算出工程と、
現在から過去の所定期間における、上記時間変化率算出工程により算出された時間変化率の絶対値を積分した時間積分値を算出する時間積分値算出工程と、を含んでおり、
上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記時間積分値算出工程にて算出した上記時間積分値が所定値未満であるときには、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、当該時間積分値が該所定値以上であるときには、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関システムの制御方法において、
上記内燃機関は、車両に搭載されるものであり、
上記車両には、予め設定された変速特性に基づいて変速段を自動的に切換えるオートモードと、手動操作に基づいて変速段を切換えるマニュアルモードとを上記乗員の選択操作により切換えて設定可能な自動変速機が備えられており、
上記自動変速機の設定モードとして、上記オートモードと上記マニュアルモードとのうちいずれのモードが設定されているかを判定するモード判定工程をさらに備え、
上記再移行判定工程は、上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があった場合において、上記モード判定工程にて、上記自動変速機のモードがオートモードに設定されていると判定されたときには、上記可能性が上記所定レベル未満であると判定する一方、上記自動変速機の設定モードがマニュアルモードに設定されていると判定されたときには、上記可能性が上記所定レベル以上であると判定する工程であることを特徴とする内燃機関システムの制御方法。
【請求項６】
往復動するピストンと共に燃焼室を規定する気筒、該燃焼室内へ導入される空気が通過する吸気通路、及び、クランクシャフトにより駆動され、該吸気通路を該燃焼室から遮断可能な吸気弁、を有する内燃機関と、該吸気弁の閉弁時期を制御する吸気閉弁時期可変機構と、上記吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、該スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータと、該スロットルアクチュエータ及び上記吸気閉弁時期可変機構を制御する制御器と、を備えた内燃機関システムであって、
上記制御器は、
上記内燃機関における機関負荷と機関速度とからなる機関運転状態が高負荷低速側の第１運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、当該機関速度において空気充填量が最大となる最大充填閉弁時期よりも遅角側に設定される遅閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御し、且つ、
上記機関運転状態が前記第１運転領域よりも低負荷ないし高速側の第２運転領域にあるときに、各気筒サイクルにおいて、上記最大充填閉弁時期よりも進角側に設定され且つ前記遅閉じ範囲から離間した早閉じ範囲内で上記吸気弁を閉じるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御し、且つ、
上記第１運転領域にある機関運転状態から、上記第２運転領域の機関運転状態への移行要求があったときに、所定期間内に、上記第２運転領域の機関運転状態から上記第１運転領域の機関運転状態への再移行要求がある可能性が所定レベル以上であるか否かを判定し、且つ、
上記可能性が上記所定レベル未満であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲から上記早閉じ範囲へ移行するように上記吸気閉弁時期可変機構を制御するとともに、上記スロットル弁が一時的に閉方向に作動するように上記スロットルアクチュエータを制御し、且つ、
上記可能性が上記所定レベル以上であると判定したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記遅閉じ範囲に留まるように上記吸気閉弁時期可変機構を制御するものである、ことを特徴とする内燃機関システム。