(57)【要約】【課題】  内部ＥＧＲ効果を得るにあたって好適な態様でバルブオーバラップを実現できる可変動弁機構の制御装置を提供する。【解決手段】  内燃機関５０の吸排気弁５４、５５のバルブタイミングを可変にするＩｎＶＶＴ６１及びＥｘＶＶＴ６２を制御するためのＥＣＵ１であって、記内燃機関５０の運転状態に応じてバルブオーバラップを変更するにあたって、内燃機関５０の運転状態が筒内の乱れ強さを重視すべき運転状態にあるときに、吸気弁５４のバルブタイミングを優先的に変更することで、目標オーバラップＯＬを確保する第１の特定バルブタイミング変更手段と、内燃機関５０の運転状態が混合気の着火性を重視すべき運転状態にあるときに、排気弁５５のバルブタイミングを優先的に変更することで、目標オーバラップＯＬを確保する第２の特定バルブタイミング変更手段とを備える。【選択図】  図２
2008274810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸排気弁のバルブタイミングを可変にする可変動弁機構を制御するための可変動弁機構の制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に応じてバルブオーバラップを変更するにあたって、前記内燃機関の運転状態が第１の所定の運転状態にあるときに、必要なバルブオーバラップが、前記吸気弁のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合に、前記吸気弁のバルブタイミングを優先的に変更することで、必要なバルブオーバラップを確保する第１の特定バルブタイミング変更手段と、
前記内燃機関の運転状態が第２の所定の運転状態にあるときに、必要なバルブオーバラップが、前記排気弁のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合に、前記排気弁のバルブタイミングを優先的に変更することで、必要なバルブオーバラップを確保する第２の特定バルブタイミング変更手段とを備えることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項２】
前記第１の特定バルブタイミング変更手段が、前記吸気弁のバルブタイミングを優先的に変更するにあたって、前記排気弁のバルブタイミングを基準位相にしたまま、前記吸気弁のバルブタイミングを変更するとともに、
前記第２の特定バルブタイミング変更手段が、前記排気弁のバルブタイミングを優先的に変更するにあたって、前記吸気弁のバルブタイミングを基準位相にしたまま、前記排気弁のバルブタイミングを変更することを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項３】
さらに前記第１の特定バルブタイミング変更手段が、必要なバルブオーバラップが前記吸気弁のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合には、前記吸気弁のバルブタイミングを、バルブオーバラップを拡大する方向に最大限変更した状態にするとともに、前記排気弁のバルブタイミングを変更することで、必要なバルブオーバラップを確保するとともに、
さらに前記第２の特定バルブタイミング変更手段が、必要なバルブオーバラップが前記排気弁のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合には、前記排気弁のバルブタイミングを、バルブオーバラップを拡大する方向に最大限変更した状態にするとともに、前記吸気弁のバルブタイミングを変更することで、必要なバルブオーバラップを確保することを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項４】
前記第１の所定の運転状態が、前記内燃機関の筒内の乱れ強さを重視すべき運転状態であり、前記第２の所定の運転状態が、混合気の着火性を重視すべき運転状態であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の可変動弁機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変動弁機構の制御装置に関し、特に内部ＥＧＲ効果を得るにあたって好適な態様でバルブオーバラップを実現すべく可変動弁機構を制御するための可変動弁機構の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変動弁機構を備えた内燃機関が知られている。係る内燃機関では、吸排気弁のバルブタイミングを制御することで得られる内部ＥＧＲ効果により、ＮＯｘの低減と内燃機関の高効率化との両立を図れることが知られている。この点、内部ＥＧＲ効果を利用する技術として、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１から５までで提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８１８０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５１２６号公報
【特許文献３】特開２００４−１１６２０号公報
【特許文献４】特開２００３−２０６７８９号公報
【特許文献５】特開２００２−１６１７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可変動弁機構を備えた内燃機関で内部ＥＧＲ効果を得るにあたっては、従来、バルブオーバラップの態様が必ずしも最適にはなっていなかったと考えられ、このため可変動弁機構を備えた内燃機関では、ＮＯｘの低減と内燃機関の高効率化との両立をより高いレベルで実現できる余地があった。一方、内燃機関の運転状態が混合気の着火が困難となる運転状態（例えば高回転低負荷時など）になっている場合には、バルブオーバラップの態様次第では吹き消えによる失火が発生し、これによりエミッションが増大したり、ドライバビリティが悪化したりする虞があることから、係る点においてもバルブオーバラップの態様に改善の余地があった。
【０００５】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、内部ＥＧＲ効果を得るにあたって好適な態様でバルブオーバラップを実現できる可変動弁機構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】
上記課題を解決するために、本発明は内燃機関の吸排気弁のバルブタイミングを可変にする可変動弁機構を制御するための可変動弁機構の制御装置であって、前記内燃機関の運転状態に応じてバルブオーバラップを変更するにあたって、前記内燃機関の運転状態が第１の所定の運転状態にあるときに、必要なバルブオーバラップが、前記吸気弁のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合に、前記吸気弁のバルブタイミングを優先的に変更することで、必要なバルブオーバラップを確保する第１の特定バルブタイミング変更手段と、前記内燃機関の運転状態が第２の所定の運転状態にあるときに、必要なバルブオーバラップが、前記排気弁のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合に、前記排気弁のバルブタイミングを優先的に変更することで、必要なバルブオーバラップを確保する第２の特定バルブタイミング変更手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、吸気弁のバルブタイミングが変更された場合には、筒内の乱れ強さがこのバルブタイミングの変更に対して一定の感度を有する。図５は、筒内の乱れ強さと吸排気弁のバルブタイミングとの関係を示す図である。筒内の乱れ強さと吸排気弁のバルブタイミングとの関係をエンジンシミュレータで検証した結果、すべての運転条件において図５に示すような相関関係が得られた。なお、図５は自然吸気式のＳＩ（Spark Ignition）ガソリンエンジンについて一般に想定される運転条件全域で検証を行った結果を示すものであり、具体的には係る運転条件全域の一例として、エンジン回転数については６００から７,０００ｒｐｍまでの範囲内で、充填効率については１５から９０％までの範囲内で、バルブタイミングについては、吸気開弁時期は−３から３７ｄｅｇ．ｂｔｄｃの範囲内で、吸気閉弁時期は７１から３１ｄｅｇ．ａｂｄｃの範囲内で、排気開弁時期は６０から２５ｄｅｇ．ｂｂｄｃの範囲内で、排気閉弁時期は４から３９ｄｅｇ．ａｔｄｃの範囲内で検証を行った。
【０００８】
図５に示すように、吸気弁のバルブタイミングが進角するとその分、筒内の乱れ強さが大きくなることがわかる。これは吸気の流入態様が変化するためと考えられ、具体的には筒内に流入する吸気の勢いとそのときのピストンの運動速度とが、筒内の乱れ強さに影響を及ぼす大きな要因となっており、吸気弁バルブタイミングが進角するほど、ピストンの運動速度がより速いときに吸気が勢いをもって筒内に流入するためと考えられる。このため、バルブオーバラップを変更する際に、本発明に示す第１の特定バルブタイミング変更手段で吸気弁のバルブタイミングを優先的に変更してバルブオーバラップを確保すれば、同じオーバラップ量でより大きな内部ＥＧＲ効果を得ることができ、以ってＮＯｘの低減と内燃機関の高効率化との両立をより高いレベルで実現できる。
【０００９】
一方、図５に示すように、バルブオーバラップが排気弁のバルブタイミングの変更により変更された場合には、筒内の乱れ強さはほとんど変化しない。これは、上述したように筒内に流入する吸気の流れの強さとそのときのピストンの運動速度とが、筒内の乱れ強さに影響を及ぼす大きな要因となっていると考えられる一方で、これらの要因は排気弁のバルブタイミングによっては影響されないためと考えられる。このため、バルブオーバラップを変更する際に、本発明に示す第２の特定バルブタイミング変更手段で排気弁のバルブタイミングを優先的に変更してバルブオーバラップを確保すれば、吹き消えによる失火が発生し易い運転状態において、同じオーバラップ量で内部ＥＧＲ効果を確保しつつ失火の発生を抑制でき、以って失火によるエミッションの増大やドライバビリティの悪化を抑制できる。したがって本発明によれば、第１及び第２の特定バルブタイミング変更手段を備えることで、内部ＥＧＲ効果を得るにあたって好適な態様でバルブオーバラップを実現できる。
【００１０】
また本発明は前記第１の特定バルブタイミング変更手段が、前記吸気弁のバルブタイミングを優先的に変更するにあたって、前記排気弁のバルブタイミングを基準位相にしたまま、前記吸気弁のバルブタイミングを変更するとともに、前記第２の特定バルブタイミング変更手段が、前記排気弁のバルブタイミングを優先的に変更するにあたって、前記吸気弁のバルブタイミングを基準位相にしたまま、前記排気弁のバルブタイミングを変更してもよい。
【００１１】
ここで、図５は具体的には吸気弁のバルブタイミングの変更については、排気弁のバルブタイミングを基準位相にしたままで変更を行ったときの結果を示しており、このように吸排気弁のバルブタイミングが基準位相になっている状態(以下、単に基準状態と称す)からのバルブオーバラップの拡大を、吸気弁のバルブタイミングのみの変更によるものとすれば、筒内の乱れ強さをより好適に増大させることができる。また図５は、排気弁のバルブタイミングの変更については、吸気弁のバルブタイミングを基準位相にしたままで変更を行ったときの結果を示しており、このように基準状態からのバルブオーバラップの拡大を、排気弁のバルブタイミングのみの変更によるものとすれば、内部ＥＧＲ効果を確保しつつ、吹き消えによる失火の発生をより好適に抑制できる。このため具体的には例えば本発明のようにバルブタイミングを変更することが好適である。
【００１２】
なお、本発明に関連して請求項１記載の発明は、例えば第１の特定バルブタイミング変更手段を例とした場合に、排気弁のバルブタイミングが基準位相にごく近い位相になっている状態で吸気弁のバルブタイミングを変更した場合や、排気弁のバルブタイミングを吸気弁のバルブタイミングとともに基準状態から若干変更した場合などであっても、相応の効果を得られることに鑑みたものとなっている。この点、請求項１記載の優先的に、とは例えば第１の特定バルブタイミング変更手段を例とした場合に、基準状態からのバルブオーバラップの拡大が、主に吸気弁のバルブタイミングの変更によるものになるように、という意であるが、その割合が吸気弁のバルブタイミングの変更によるものであるほど、より高い効果が得られることになることから、その割合は実質的に吸気弁のバルブタイミングのみの変更によるものとみなせる程度、すなわち吸気弁のバルブタイミングのみの変更によるものと同等の割合であることが好ましい。またこれらのことは第２の特定バルブタイミング変更手段についても同様である。
【００１３】
また本発明はさらに前記第１の特定バルブタイミング変更手段が、必要なバルブオーバラップが前記吸気弁のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合には、前記吸気弁のバルブタイミングを、バルブオーバラップを拡大する方向に最大限変更した状態にするとともに、前記排気弁のバルブタイミングを変更することで、必要なバルブオーバラップを確保するとともに、さらに前記第２の特定バルブタイミング変更手段が、必要なバルブオーバラップが前記排気弁のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合には、前記排気弁のバルブタイミングを、バルブオーバラップを拡大する方向に最大限変更した状態にするとともに、前記吸気弁のバルブタイミングを変更することで、必要なバルブオーバラップを確保してもよい。
【００１４】
また必要なバルブオーバラップが吸気弁或いは排気弁のバルブタイミングを基準状態から変更しただけでは得られない場合には、本発明のようにバルブタイミングを変更することが好適である。本発明によれば、係る場合でも第１の特定バルブタイミング変更手段にあっては、より大きな内部ＥＧＲ効果を好適に得ることができ、また第２の特定バルブタイミング変更手段にあっては、好適に内部ＥＧＲ効果を確保しつつ失火の発生を抑制できる。
【００１５】
また本発明は前記第１の所定の運転状態が、前記内燃機関の筒内の乱れ強さを重視すべき運転状態であり、前記第２の所定の運転状態が、混合気の着火性を重視すべき運転状態であってもよい。また第１及び第２の特定バルブタイミング変更手段の性質上、第１及び第２の所定の運転状態は本発明のような運転状態であることが好適である。なお、第１及び第２の運転状態は、さらに具体的には例えば、実験等により内燃機関の運転状態に応じて、筒内の乱れ強さを重視すべき運転状態と、混合気の着火性を重視すべき運転状態とを把握するとともに、把握したこれらの運転状態を内燃機関の運転状態に応じたマップデータで定義することで規定できる。
【００１６】
本発明によれば、内部ＥＧＲ効果を得るにあたって好適な態様でバルブオーバラップを実現できる可変動弁機構の制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【００１８】
図１はＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１で実現されている本実施例に係る可変動弁機構の制御装置を、内燃機関システム１００とともに模式的に示す図である。内燃機関システム１００は吸気系１０と、内燃機関５０とを有して構成されている。吸気系１０はエアクリーナ１１と、エアフロメータ１２と、電動スロットル１３と、インテークマニホールド１４と、吸気ポート５２ａと、これらの各構成の間に適宜配設される吸気管とを有して構成されている。
【００１９】
エアクリーナ１１は内燃機関５０に供給される吸気を濾過するための構成である。エアフロメータ１２は吸入空気量を計測するための構成であり、吸入空気量に応じた信号を出力する。電動スロットル１３はＥＣＵ１の制御のもと、内燃機関５０に供給する吸気流量を調整するための構成であり、スロットル弁１３ａや図示しない電動モータ、アイドルＳＷ及びスロットル開度センサなどを有して構成されている。インテークマニホールド１４は吸気を内燃機関５０の各気筒に分配するための構成である。
【００２０】
内燃機関５０は、シリンダブロック５１と、シリンダヘッド５２と、ピストン５３と、吸気弁５４と、排気弁５５と、点火プラグ５６と、コネクティングロッド５７と、クランクシャフト５８と、吸気側ＶＶＴ（Variable Valve Timing）６１と、排気側ＶＶＴ６２とを有して構成されている。本実施例に示す内燃機関５０は直列４気筒の自然吸気式のＳＩガソリンエンジンである。但し、気筒配列構造や気筒数はこれに限られず、また内燃機関５０は所謂直噴ガソリンエンジンやリーンバーンガソリンエンジンなどであってもよく、さらに内燃機関５０は代替燃料を使用するＳＩエンジンなど適宜の自然吸気式のＳＩエンジンであってよい。また図１では内燃機関５０に関し、各気筒の代表としてシリンダ５１ａについて要部を示しているが他の気筒についても同様の構造となっている。
【００２１】
シリンダブロック５１には、略円筒状のシリンダ５１ａが形成されている。シリンダ５１ａ内にはピストン５３が収容されている。シリンダブロック５１の上面にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室５９はシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びシリンダ５３に囲まれた空間として形成されている。シリンダヘッド５２には、燃焼室５９に吸気を導くための吸気ポート５２ａのほか、燃焼したガスを燃焼室５９から排気するための排気ポート５２ｂが形成され、これら吸排気ポート５２ａ及び５２ｂを開閉するための吸気弁５４及び排気弁５５が配設されている。
【００２２】
点火プラグ５６は、燃焼室５９の上方略中央に電極を突出させた状態でシリンダヘッド５２に配設されている。ピストン５３はコネクティングロッド５７を介してクランクシャフト５８に連結されており、ピストン５３の往復運動はクランクシャフト５８で回転運動に変換される。また内燃機関５０には、回転数ＮＥに比例した出力パルスを発生するクランク角センサ６０や水温を検出するための水温センサ（図示省略）などが配設されている。なお、本実施例では燃料噴射弁３１が吸気通路に噴射孔を突出させた状態でインテークマニホールド１４に配設されているが、これに限られず、燃料噴射弁３１は例えば吸気ポート５２ａや、筒内に燃料を噴射できるように配設されていてもよい。
【００２３】
吸気側ＶＶＴ（以下、単にＩｎＶＶＴと称す）６１は、吸気弁５４のバルブタイミングを変更するための構成であり、図示しない吸気側カムシャフト及び油圧装置を有して構成されている。ＥＣＵ１の制御のもと、クランクシャフト５９の位相に対する吸気側カムシャフトの位相が油圧装置により変更されることで、吸気弁５４のバルブタイミングが変更される。この油圧装置には、吸気側カムシャフトの位相を連続的に変更できる機構が採用されている。
【００２４】
排気側ＶＶＴ（以下、単にＥｘＶＶＴと称す）６２は、排気弁５５のバルブタイミングを変更するための構成であり、図示しない排気側カムシャフト及び油圧装置を有して構成されている。ＥＣＵ１の制御のもと、ＥｘＶＶＴ６２もＩｎＶＶＴ６１と同様に排気弁５５のバルブタイミングを連続的に変更できるようになっている。なお、ＩｎＶＶＴ６１やＥｘＶＶＴ６２には、バルブタイミングとともにさらにバルブリフト量や作用角（開弁期間）などを変更可能な機構が適用されていてもよい。本実施例ではＩｎＶＶＴ６１とＥｘＶＶＴ６２とで可変動弁機構が実現されている。
【００２５】
ＥＣＵ１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有して構成されるマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す）と、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１は主として内燃機関５０を制御するための構成であり、本実施例では燃料噴射弁３１や点火プラグ５６（より具体的には図示しないイグナイタ）のほか、ＩｎＶＶＴ６１及びＥｘＶＶＴ６２なども制御している。ＥＣＵ１にはエアフロメータ１２や、電動スロットル１３に内蔵されたスロットル開度センサ及びアイドルＳＷや、クランク角センサ６０や、ＩｎＶＶＴ６１及びＥｘＶＶＴ６２が備える吸排気弁５４、５５の開閉時期検出用のセンサ６１ａ、６２ａや、図示しないイグニッションＳＷなどの各種のセンサ、ＳＷ類が電気的に接続されている。またＥＣＵ１には電動スロットル１３や、燃料噴射弁３１や、点火プラグ５６や、ＩｎＶＶＴ６１や、ＥｘＶＶＴ６２などの各種の制御対象が電気的に接続されている。なお、これらの接続は図示の都合上、図１においては適宜省略してある。
【００２６】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関５０制御用プログラムのほか、クランク角センサ６０の出力に基づいて回転数ＮＥを検出するための回転数検出用のプログラムや、エアフロメータ１２の出力に基づいて吸入空気量ＧＡを検出するための吸入空気量検出用のプログラムや、検出した回転数ＮＥ及び吸入空気量ＧＡに基づいて充填効率ＫＬを算出するための充填効率算出用のプログラムや、内部ＥＧＲ効果を得るために内燃機関５０の運転状態に応じた目標オーバラップＯＬ（請求項記載の必要なバルブオーバラップに相当）を算出するための目標オーバラップ算出用のプログラムや、開閉時期検出用のセンサ６２ａの出力に基づいて排気弁５５の閉弁時期を検出するための排気閉弁時期検出用のプログラムや、ＩｎＶＶＴ６１及びＥｘＶＶＴ６２を制御するためのＶＶＴ制御用のプログラムなども格納されている。なお、これらのプログラムは例えば内燃機関５０制御用プログラムの一部として構成されていてもよい。
【００２７】
ＶＶＴ制御用のプログラムは、本実施例では以下に示す第１及び第２の特定バルブタイミング変更用プログラムを有して構成されている。第１の特定バルブタイミング変更用プログラムは、内燃機関５０の運転状態に応じてバルブオーバラップを変更するにあたって、内燃機関５０の運転状態が第１の所定の運転状態にあるときに、目標オーバラップＯＬが、吸気弁５４のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合に、吸気弁５４のバルブタイミングを優先的に変更することで、目標オーバラップＯＬを確保するように作成されている。上記第１の所定の運転状態は内燃機関５０の筒内の乱れ強さを重視すべき運転状態に設定されており、この運転状態はさらに具体的には内燃機関５０の運転状態に応じた領域判定用マップデータで定義されている。なお、この領域判定用マップデータはＲＯＭに格納されている。
【００２８】
また第１の特定バルブタイミング変更用プログラムは、吸気弁５４のバルブタイミングを優先的に変更するにあたって、本実施例では具体的には排気弁５５のバルブタイミングを基準位相にしたまま、吸気弁５４のバルブタイミングを変更するように作成されている。また第１の特定バルブタイミング変更用プログラムは、目標オーバラップＯＬが吸気弁５４のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合には、吸気弁５４のバルブタイミングを、バルブオーバラップを拡大する方向に最大限変更した状態にするとともに、排気弁５５のバルブタイミングを変更することで、目標オーバラップＯＬを確保するように作成されている。
【００２９】
一方、第２の特定バルブタイミング変更用プログラムは、内燃機関５０の運転状態に応じてバルブオーバラップを変更するにあたって、内燃機関５０の運転状態が第２の所定の運転状態にあるときに、目標オーバラップＯＬが、排気弁５５のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合に、排気弁５５のバルブタイミングを優先的に変更することで、目標オーバラップＯＬを確保するように作成されている。上記第２の所定の運転状態は混合気の着火性を重視すべき運転状態に設定されており、この運転状態はさらに具体的には前述の領域判定用マップデータで定義されている。
【００３０】
また第２の特定バルブタイミング変更用プログラムは、排気弁５５のバルブタイミングを優先的に変更するにあたって、本実施例では具体的には吸気弁５４のバルブタイミングを基準位相にしたまま、排気弁５５のバルブタイミングを変更するように作成されている。また第２の特定バルブタイミング変更用プログラムは、目標オーバラップＯＬが排気弁５５のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合には、排気弁５５のバルブタイミングを、バルブオーバラップを拡大する方向に最大限変更した状態にするとともに、吸気弁５４のバルブタイミングを変更することで、目標オーバラップＯＬを確保するように作成されている。
【００３１】
本実施例では上述したマイコンと各種のプログラムとで各種の検出手段や算出手段や判定手段や制御手段などが実現されており、特にマイコンと回転数検出用のプログラムとで回転数検出手段が、マイコンと吸入空気量検出用のプログラムとで吸入空気量検出手段が、マイコンと充填効率算出用のプログラムとで充填効率算出手段が、マイコンと目標オーバラップ算出用のプログラムとで目標オーバラップ算出手段が、マイコンと排気閉弁時期検出用のプログラムとで排気閉弁時期検出手段が、マイコンと第１のバルブタイミング変更用プログラムとで第１のバルブタイミング変更手段が、マイコンと第２のバルブタイミング変更用プログラムとで第２のバルブタイミング変更手段が夫々実現されている。
【００３２】
次に、ＥＣＵ１で行われる処理について図２に示すフローチャートを用いて詳述する。ＥＣＵ１はＲＯＭに格納された上述の各種のプログラムに基づき、ＣＰＵがフローチャートに示す処理を繰り返し実行することで、ＩｎＶＶＴ６１及びＥｘＶＶＴ６２を制御する。ＣＰＵはイグニッションＳＷ（ＩＧＳＷ）がＯＮになっているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１１）。否定判定であれば、特段の処理を実行する必要がないためステップＳ１１に戻る。一方肯定判定であれば、ＣＰＵはアイドルＳＷがＯＦＦになっているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１２）。アイドル時である場合には本ステップで否定判定され、この場合には本フローチャートで特段の処理を要しないためステップＳ１１に戻る。
【００３３】
一方、ステップＳ１２で肯定判定であれば、ＣＰＵはクランク角センサ６０の出力に基づき、回転数ＮＥを検出する処理を実行する（ステップＳ１３）。続いてＣＰＵはエアフロメータ１２の出力に基づき、吸入空気量ＧＡを検出する処理を実行する（ステップＳ１４）。続いてＣＰＵは検出した回転数ＮＥ及び吸入空気量ＧＡから充填効率ＫＬを算出する処理を実行する（ステップＳ１５）。さらにＣＰＵは目標オーバラップＯＬを算出する処理を実行する（ステップＳ１６）。
【００３４】
図３は目標オーバラップ用マップデータを模式的に示す図である。目標オーバラップＯＬは目標オーバラップ用マップデータで内燃機関５０の運転状態に応じて予め設定されている。このマップデータで目標オーバラップＯＬは、さらに具体的には内燃機関５０の運転状態として、回転数ＮＥ及び充填効率ＫＬに応じて予め設定されている。このため、目標オーバラップ用マップデータは図３（ａ）に示すように、回転数ＮＥ、充填効率ＫＬ及び目標オーバラップＯＬ夫々に対応する軸を三次元状に有している。これに対して図３（ｂ）はある充填効率ＫＬにおける目標オーバラップ用マップデータを断面で模式的に示したものであり、図３（ｃ）はある回転数ＮＥにおける目標オーバラップ用マップデータを断面で模式的に示したものとなっている。なお、この目標オーバラップ用マップデータはＲＯＭに予め格納されている。
【００３５】
このためＣＰＵは、ステップＳ１６で具体的には検出した回転数ＮＥ及び算出した充填効率ＫＬに基づき、上述した目標オーバラップ用マップデータを参照するとともに、対応する目標オーバラップＯＬを読み込むことで目標オーバラップＯＬを算出する処理を実行する。続いてＣＰＵは領域判定を行う（ステップＳ１７）。この領域判定では、具体的には内燃機関５０の運転状態が筒内の乱れを重視すべき運転状態にあるか、または混合気の着火性を重視すべき運転状態にあるか否かが判定される。
【００３６】
図４は領域判定用マップデータを模式的に示す図である。この領域判定用マップデータでは、筒内の乱れを重視すべき運転状態と、混合気の着火性を重視すべき運転状態とが内燃機関５０の運転状態に応じて領域で予め設定されている。このマップデータで、これらの運転状態はさらに具体的には内燃機関５０の運転状態として、回転数ＮＥ及び充填効率ＫＬに応じて予め設定されている。このためＣＰＵは、ステップＳ１７で具体的には検出した回転数及び算出した充填効率ＫＬに基づき、領域判定用マップデータを参照することで、内燃機関５０の運転状態が筒内の乱れ強さを重視すべき運転状態にあるか、または混合気の着火性を重視すべき運転状態にあるか否かを判定する。
【００３７】
ステップＳ１７で内燃機関５０の運転状態が、筒内の乱れ強さを重視すべき運転状態にあると判定した場合には、ＣＰＵは目標吸気バルブタイミング進角量ＩＶＴを算出する処理を実行する（ステップＳ１８）。目標吸気バルブタイミング進角量ＩＶＴはＩｎＶＶＴ６１の進角限界値をＩＶＴｌｉｍとして、次に示す数１または数２で算出される。
（数１）
ＯＬ≦ＩＶＴｌｉｍの場合、ＩＶＴ＝ＯＬ
ここで、ＯＬ≦ＩＶＴｌｉｍの場合は、目標オーバラップＯＬが吸気弁５４のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合に相当する。
（数２）
ＯＬ＞ＩＶＴｌｉｍの場合、ＩＶＴ＝ＩＶＴｌｉｍ
ここで、ＯＬ＞ＩＶＴｌｉｍの場合は、目標オーバラップＯＬが吸気弁５４のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合に相当する。
【００３８】
続いてＣＰＵは目標排気バルブタイミング遅角量ＥＶＴを算出する処理を実行する（ステップＳ１９）。目標排気バルブタイミング遅角量ＥＶＴは次に示す数３で算出される。
（数３）
ＥＶＴ＝ＯＬ−ＩＶＴ
ここで、ＯＬ≦ＩＶＴｌｉｍの場合にはＩＶＴ＝ＯＬとなることから、ＥＶＴ＝０（基準位相）となる。また、ＯＬ＞ＩＶＴｌｉｍの場合にはＩＶＴ＝ＩＶＴｌｉｍとなることから、ＥＶＴ＝ＯＬ−ＩＶＴｌｉｍとなる。
【００３９】
これにより内燃機関５０の運転状態に応じてバルブオーバラップを変更するにあたって、内燃機関５０の運転状態が筒内の乱れ強さを重視すべき運転状態にあるときには、ステップＳ１８及びＳ１９で算出したＩＶＴ及びＥＶＴに基づきＩｎＶＶＴ６１及びＥｘＶＶＴ６２を制御できることから、目標オーバラップＯＬが、吸気弁５４のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合には、排気弁５５のバルブタイミングを基準位相にしたまま、吸気弁５４のバルブタイミングを変更することで、目標オーバラップＯＬを確保できる。
【００４０】
また目標オーバラップＯＬが、吸気弁５４のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合には、吸気弁５４のバルブタイミングを、バルブオーバラップを拡大する方向に最大限変更した状態にするとともに、排気弁５５のバルブタイミングを変更することで、目標オーバラップＯＬを確保することができる。これにより、より大きな内部ＥＧＲ効果を好適に得ることができる。
【００４１】
一方、ステップＳ１７で内燃機関５０の運転状態が、混合気の着火性を重視すべき運転状態にあると判定した場合には、ＣＰＵは目標排気バルブタイミング遅角量ＥＶＴを算出する処理を実行する（ステップＳ２１）。すなわち、混合気の着火性を重視すべき運転状態にあると判定した場合には、まず目標排気バルブタイミング遅角量ＥＶＴを算出する処理を実行する。目標排気バルブタイミング遅角量ＥＶＴはＥｘＶＶＴ６２遅角限界値をＥＶＴｌｉｍとして、次に示す数４または数５で算出される。
（数４）
ＯＬ≦ＥＶＴｌｉｍの場合、ＥＶＴ＝ＯＬ
ここで、ＯＬ≦ＥＶＴｌｉｍの場合は、目標オーバラップＯＬが排気弁５５のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合に相当する。
（数５）
ＯＬ＞ＥＶＴｌｉｍの場合、ＥＶＴ＝ＥＶＴｌｉｍ
ここで、ＯＬ＞ＥＶＴｌｉｍの場合は、目標オーバラップＯＬが排気弁５５のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合に相当する。
【００４２】
続いてＣＰＵは目標吸気バルブタイミング進角量ＩＶＴを算出する処理を実行する（ステップＳ２２）。目標吸気バルブタイミング進角量ＩＶＴは次に示す数６で算出される。
（数６）
ＩＶＴ＝ＯＬ−ＥＶＴ
ここで、ＯＬ≦ＥＶＴｌｉｍの場合にはＥＶＴ＝ＯＬとなることから、ＩＶＴ＝０（基準位相）となる。また、ＯＬ＞ＥＶＴｌｉｍの場合にはＥＶＴ＝ＥＶＴｌｉｍとなることから、ＩＶＴ＝ＯＬ−ＥＶＴｌｉｍとなる。
【００４３】
これにより内燃機関５０の運転状態に応じてバルブオーバラップを変更するにあたって、内燃機関５０の運転状態が混合気の着火性を重視すべき運転状態にあるときには、ステップＳ２１及びＳ２２で算出したＩＶＴ及びＥＶＴに基づきＩｎＶＶＴ６１及びＥｘＶＶＴ６２を制御できることから、目標オーバラップＯＬが、排気弁５５のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できる大きさのバルブオーバラップである場合には、吸気弁５４のバルブタイミングを基準位相にしたまま、排気弁５５のバルブタイミングを変更することで、目標オーバラップＯＬを確保できる。
【００４４】
また目標オーバラップＯＬが、排気弁５５のバルブタイミングのみを基準位相から変更した場合に確保できない大きさのバルブオーバラップである場合には、排気弁５５のバルブタイミングを、バルブオーバラップを拡大する方向に最大限変更した状態にするとともに、吸気弁５４のバルブタイミングを変更することで、目標オーバラップＯＬを確保することができる。これにより、内部ＥＧＲ効果を確保しつつ、吹き消えによる失火の発生を好適に抑制できる。以上により、内部ＥＧＲ効果を得るにあたって好適な態様でバルブオーバラップを実現できるＥＣＵ１を実現できる。
【００４５】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ＥＣＵ１を内燃機関システム１００と共に模式的に示す図である。
【図２】ＥＣＵ１で行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図３】目標オーバラップ用マップデータを模式的に示す図である。
【図４】領域判定用マップデータを模式的に示す図である。
【図５】筒内の乱れ強さと吸排気弁のバルブタイミングとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  ＥＣＵ
１０  吸気系
５０  内燃機関
６１  ＩｎＶＶＴ
６２  ＥｘＶＶＴ
１００  内燃機関システム
【図１】
2008274810.tif 000003
【図２】
2008274810.tif 000004
【図３】
2008274810.tif 000005
【図４】
2008274810.tif 000006
【図５】
2008274810.tif 000007