(57)【要約】【課題】この発明は、可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置に関し、吸気弁の少なくとも閉じ時期を可変とする可変動弁機構を備える内燃機関において、ノックの発生を良好に回避させつつ、内燃機関の運転状態を適切に制御することを目的とする。【解決手段】吸気弁３０の閉じ時期を可変とする吸気可変動弁機構３４を備える。吸気可変動弁機構３４は、吸気下死点BDCを含む所定範囲よりも進角側で吸気弁３０の閉じ時期IVCを制御する第１制御モードと、当該所定範囲よりも遅角側で吸気弁３０の閉じ時期IVCを制御する第２制御モードとを有する。比較的低負荷側の領域では、吸気弁３０の閉じ時期IVCを負荷に応じて可変させるIVC可変制御（第１制御モード）が選択され、比較的高負荷側の領域では、十分に遅角された閉じ時期IVCで吸気弁３０を制御する吸気遅閉じ制御（第２制御モード）が選択される。【選択図】図１１
2008151059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁の少なくとも閉じ時期を可変とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、
吸気下死点を含む所定範囲よりも進角側で吸気弁の閉じ時期を制御する第１制御モードと、前記所定範囲よりも遅角側で吸気弁の閉じ時期を制御する第２制御モードとを有し、前記第１制御モードと前記第２制御モードの何れかで吸気弁の閉じ時期を制御する吸気弁制御手段と、
比較的低負荷側の領域では前記第１制御モードを選択し、比較的高負荷側の領域では前記第２制御モードを選択する制御モード選択手段と、
を備えることを特徴とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１制御モードおよび前記第２制御モードのうちの少なくとも前記第１制御モードは、内燃機関の負荷に応じて吸気弁の閉じ時期を決定する制御であることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第２制御モードは、吸気通路への吸気の吹き返しが定常状態であっても生ずる閉じ時期となるように、吸気弁の閉じ時期を決定する吸気遅閉じ制御であることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記第１制御モードは、内燃機関の負荷に応じて吸気弁の閉じ時期を決定する制御であることを特徴とする請求項３記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気遅閉じ制御は、エンジン回転数が所定値以下で、かつ負荷が所定値以上となる運転領域で用いられることを特徴とする請求項３または４記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御モード選択手段は、エンジン回転数が高くなるに従って、より高負荷となるまで前記第１制御モードを選択することを特徴とする請求項４記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記吸気弁制御手段による吸気弁の閉じ時期の制御以外に内燃機関のトルクを制御するトルク制御手段と、
前記制御モード選択手段によって前記第２制御モードが選択された場合には、前記吸気弁制御手段によるトルクの制御から前記トルク制御手段によるトルクの制御に切り替えるトルク制御切替手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記トルク制御手段は、吸入空気量を制御するスロットルバルブであって、前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替えられた際の、吸気弁の閉じ時期および吸気弁の作用角のうちの少なくとも吸気弁の閉じ時期に応じて、前記スロットルバルブの開度を調整することを特徴とする請求項７記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記第１制御モードと前記第２制御モードとの間での制御モードの切り替えと同期して、内燃機関の点火時期を変更する点火時期変更手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記点火時期変更手段は、前記第１制御モードと前記第２制御モードとの間での制御モードの前記切り替えがなされた際のバルブオーバーラップ期間に応じて、点火時期の進角量を決定することを特徴とする請求項９記載の可変動弁機構を備える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、可変動弁機構を備える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、吸気弁の開閉時期やリフト量を可変とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、ノックが検出された時に、ノック抑制とトルク変動抑制のための制御を実行するようにしている。より具体的には、その一例として、上記従来の制御装置は、ノック検出時に吸気弁の閉弁時期を進角するとともに吸気弁の開口面積を増加させるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８０８５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６３１５号公報
【特許文献３】特開平４−２４６２４９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ように、吸気弁の開閉時期やリフト量などを可変とする可変動弁機構を備える内燃機関においては、ポンプ損失の低減による燃費向上を図る目的で、以下のような吸入空気量の制御が行われることがある。すなわち、吸気弁の作用角を小さくして閉じ時期を早めることでバルブ通過空気量を制限させつつ、その分だけスロットル開度を大きくするという吸入空気量の制御が行われることがある。
【０００５】
上記のような吸入空気量の制御では、低負荷域から高負荷域に移行する際には、内燃機関に要求される負荷に応じて、徐々に作用角を大きくすることでポンプ損失の低減が図られる。その結果、中負荷域では、ちょうど吸気弁が下死点付近で閉じるタイミングとなる作用角が用いられることになる。吸気弁が下死点付近で閉じられることになると、筒内の実圧縮比が増加し、ノック発生の可能性が高くなってしまう。
【０００６】
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、吸気弁の少なくとも閉じ時期を可変とする可変動弁機構を備える内燃機関において、ノックの発生を良好に回避させつつ、内燃機関の運転状態を適切に制御し得る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】
【０００７】
第１の発明は、吸気弁の少なくとも閉じ時期を可変とする可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、
吸気下死点を含む所定範囲よりも進角側で吸気弁の閉じ時期を制御する第１制御モードと、前記所定範囲よりも遅角側で吸気弁の閉じ時期を制御する第２制御モードとを有し、前記第１制御モードと前記第２制御モードの何れかで吸気弁の閉じ時期を制御する吸気弁制御手段と、
比較的低負荷側の領域では前記第１制御モードを選択し、比較的高負荷側の領域では前記第２制御モードを選択する制御モード選択手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記第１制御モードおよび前記第２制御モードのうちの少なくとも前記第１制御モードは、内燃機関の負荷に応じて吸気弁の閉じ時期を決定する制御であることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１の発明において、前記第２制御モードは、吸気通路への吸気の吹き返しが定常状態であっても生ずる閉じ時期となるように、吸気弁の閉じ時期を決定する吸気遅閉じ制御であることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第３の発明において、前記第１制御モードは、内燃機関の負荷に応じて吸気弁の閉じ時期を決定する制御であることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第３または第４の発明において、前記吸気遅閉じ制御は、エンジン回転数が所定値以下で、かつ負荷が所定値以上となる運転領域で用いられることを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第４の発明において、前記制御モード選択手段は、エンジン回転数が高くなるに従って、より高負荷となるまで前記第１制御モードを選択することを特徴とする。
【００１３】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、前記吸気弁制御手段による吸気弁の閉じ時期の制御以外に内燃機関のトルクを制御するトルク制御手段と、
前記制御モード選択手段によって前記第２制御モードが選択された場合には、前記吸気弁制御手段によるトルクの制御から前記トルク制御手段によるトルクの制御に切り替えるトルク制御切替手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第８の発明は、第７の発明において、前記トルク制御手段は、吸入空気量を制御するスロットルバルブであって、前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替えられた際の、吸気弁の閉じ時期および吸気弁の作用角のうちの少なくとも吸気弁の閉じ時期に応じて、前記スロットルバルブの開度を調整することを特徴とする。
【００１５】
また、第９の発明は、第１乃至第８の発明の何れかにおいて、前記第１制御モードと前記第２制御モードとの間での制御モードの切り替えと同期して、内燃機関の点火時期を変更する点火時期変更手段を更に備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第１０の発明は、第９の発明において、前記点火時期変更手段は、前記第１制御モードと前記第２制御モードとの間での制御モードの前記切り替えがなされた際のバルブオーバーラップ期間に応じて、点火時期の進角量を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、内燃機関の負荷状態に応じて、第１制御モードと第２制御モードとの間で制御モードが切り替えられるため、吸気弁が吸気下死点付近で閉じられるのを回避することができる。このため、本発明によれば、ノックの発生を良好に回避させつつ、内燃機関の運転状態を適切に制御することができる。
【００１８】
第２の発明によれば、ノックの発生を良好に回避させつつ、ポンプ損失の低減による燃費向上を実現することができる。
【００１９】
第３の発明によれば、ノックの発生を良好に回避させつつ、高負荷域において、燃費改善を図るうえで適切な吸気弁の制御を実現することができる。
【００２０】
第４の発明によれば、ノックの発生を良好に回避させつつ、燃費改善を図るうえで適切な吸気弁の制御を、内燃機関の負荷状態に応じて選択することが可能となる。
【００２１】
第５の発明によれば、ノック発生の可能性が最も懸念される低回転高負荷域において、ノックの発生を良好に回避させつつ、燃費改善を図るうえで適切な吸気弁の制御を実現することができる。
【００２２】
第６の発明によれば、現在のエンジン回転数に応じて燃費面で最適な吸気弁の制御がより確実に使用されるように、制御モードを好適に選択することができるようになる。
【００２３】
第７の発明によれば、第２制御モードが選択されることとなる高負荷域においては、例えば上記吸気遅閉じ制御を用いて吸気弁の閉じ時期を十分に遅角させつつ、所定のトルク制御手段によって吸入空気量を制御するという運転が可能となる。
【００２４】
第８の発明によれば、第２制御モードにおける上記トルク制御手段としてスロットルバルブが用いられている場合に、スロットルバルブの開度を適切に設定することができる。
【００２５】
第９の発明によれば、第１制御モードと第２制御モードとの間での制御モードの切り替えに伴うトルク段差を好適に抑制することができる。
【００２６】
第１０の発明によれば、上記制御モードの切り替え時に、燃焼悪化に起因するトルク段差が生ずるのを好適に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
実施の形態１．
［システム構成］
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１０の構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。ここでは、内燃機関１０は、直列４気筒型のエンジンであるものとする。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２の頂部側に燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。
【００２８】
吸気通路１６の入口近傍には、吸気通路１６に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。エアフローメータ２０の下流には、スロットルバルブ２２が設けられている。スロットルバルブ２２は、アクセル開度と独立してスロットル開度TAを制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバルブ２２の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ２４が配置されている。
【００２９】
また、スロットルバルブ２２の下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁２６が配置されている。また、内燃機関１０が備えるシリンダヘッドには、燃焼室１４の頂部から燃焼室１４内に突出するように点火プラグ２８が取り付けられている。吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室１４と吸気通路１６、或いは燃焼室１４と排気通路１８を導通状態または遮断状態とするための吸気弁３０および排気弁３２が設けられている。
【００３０】
吸気弁３０および排気弁３２は、それぞれ吸気可変動弁機構３４および排気可変動弁機構３６により駆動される。これらの可変動弁機構３４、３６の詳細な構成については、図２乃至図５を参照して後述するものとする。
【００３１】
図１に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)４０を備えている。ECU４０には、上述した各種のセンサとともに、エンジン回転数を検出するクランク角センサ４２やアクセル開度PAを検出するためのアクセル開度センサ４４が接続されている。また、ECU４０には、上述した各種の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、内燃機関１０の運転状態を制御することができる。
【００３２】
［本実施形態の可変動弁機構の構成］
図２は、図１に示すシステムが備える吸気可変動弁機構３４の構成を示す図である。以下、この図を参照して、吸気可変動弁機構３４について更に説明する。尚、排気可変動弁機構３６は、吸気可変動弁機構３４とほぼ同様の構成であるので、その詳細な図示および説明を省略する。
【００３３】
図２に示すように、内燃機関１０は、１気筒当たり２つの吸気弁３０を備えている。そして、内燃機関１０は、前述したように４つの気筒（＃１〜＃４）を備えており、＃１→＃３→＃４→＃２の順で爆発行程が行われる。吸気可変動弁機構３４は、２つの装置、すなわち吸気可変動弁機構３４Ａと吸気可変動弁機構３４Ｂとで構成されている。吸気可変動弁機構３４Ａは＃２気筒および＃３気筒が備える吸気弁３０を駆動し、吸気可変動弁機構３４Ｂは＃１気筒および＃４気筒が備える吸気弁３０を駆動する。
【００３４】
吸気可変動弁機構３４Ａは、駆動源としての電動機（以下、モータと称する）５０Ａと、モータ５０Ａの回転運動を伝達する伝達機構としてのギヤ列５２Ａと、ギヤ列から伝達された回転運動を吸気弁３０の直線的な開閉運動に変換するカムシャフト５４Ａとを備えている。同様に、吸気可変動弁機構３４Ｂは、モータ５０Ｂ、ギヤ列５２Ｂ、およびカムシャフト５４Ｂを備えている。
【００３５】
モータ５０Ａ，５０Ｂは、回転速度および回転量の制御が可能なサーボモータである。このモータ５０Ａ，５０Ｂとしては、例えばＤＣブラシレスモータ等が好ましく用いられる。モータ５０Ａ，５０Ｂには、その回転位置（回転角度）を検出するためのレゾルバ、ロータリーエンコーダ等の回転角検出センサが内蔵されている。モータ５０Ａ，５０Ｂの回転速度および回転量は、ECU４０により制御される。
【００３６】
カムシャフト５４Ａ、５４Ｂの外周部には、カムシャフト５４Ａ、５４Ｂに対して一体回転するカム駆動ギヤ５６と、やはりカムシャフト５４Ａ、５４Ｂに対して一体回転するカム５８とがそれぞれ設けられている。
【００３７】
ギヤ列５２Ａは、モータ５０Ａの出力軸６０に取り付けられたモータギヤ６２Ａの回転を中間ギヤ６４Ａを介してカムシャフト５４Ａが互いに等しい速度で回転するように構成されても良いし、モータギヤ６２Ａに対してカム駆動ギヤ５６を増速又は減速させるように構成されても良い。同様にして、ギヤ列５２Ｂは、モータ５０Ｂの出力軸に取り付けられたモータギヤ６２Ｂの回転を中間ギヤ６４Ｂ（図２において図示せず）を介してカムシャフト５４Ｂのカム駆動ギヤ５６に伝達する。
【００３８】
図２に示すように、カムシャフト５４Ａは＃２，＃３気筒の吸気弁３０の上部に配置されており、カムシャフト５４Ａに設けられたカム５８により＃２，＃３気筒の吸気弁３０が開閉駆動される。また、カムシャフト５４Ｂは２つに分割された状態で＃１，＃４気筒の吸気弁３０の上部に配置されており、カムシャフト５４Ｂに設けられたカム５８により＃１，＃４気筒の吸気弁３０が開閉駆動される。２つに分割されたカムシャフト５４Ｂは、中空のカムシャフト５４Ａ内に挿通された連結部材を介して連結され、一体的に回転するように構成されている。
【００３９】
図３は、カム５８によって吸気弁３０が駆動される様子を示す模式図である。カム５８はカムシャフト５４Ａ，５４Ｂと同軸の円弧状のベース円５８ｂの一部を半径方向外側に向かって膨らませてノーズ５８ａを形成した板カムの一種として形成されている。カム５８のプロファイルはその全周に亘って負の曲率が生じないように、つまり半径方向外側に向かって凸曲面を描くように設定されている。尚、本実施形態ではカム５８が吸気弁３０を直接駆動する直打式の動弁系を例示しているが、ロッカーアームを介して吸気弁３０を駆動するものであっても良い。ロッカーアームを介して吸気弁３０を駆動する動弁系の場合、カム５８のプロファイルは、半径方向外側に向かって凹曲面を描くように設定される場合もある。
【００４０】
図２に示すように、吸気弁３０はそれぞれ弁軸３０ａを備えている。各カム５８は吸気弁３０の弁軸３０ａの一端に設けられたバルブリフタ６６と対向する。各吸気弁３０はバルブスプリング（図示せず）の圧縮反力によってカム５８側に付勢されている。カム５８のベース円５８ｂとバルブリフタ６６が対向しているときには、そのバルブスプリングの付勢力により、吸気ポートのバルブシート（図示せず）に吸気弁３０が密着して吸気ポートが閉じられる。
【００４１】
モータ５０Ａ、５０Ｂの回転運動がギヤ列５２Ａ，５２Ｂを介してカムシャフト５４Ａ，５４Ｂに伝達されると、カムシャフト５４Ａ，５４Ｂと一体にカム５８が回転し、ノーズ５８ａがバルブリフタ６６を乗り越える間にバルブリフタ６６が押し下げられ、吸気弁３０がバルブスプリングの付勢力に抗してリフト（開弁）する。
【００４２】
また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、カム５８の２つの駆動モードを示している。カム５８の駆動モードには、モータ５０Ａ、５０Ｂを一方向に連続回転させて図３（Ａ）に示すようにカム５８を最大リフト位置、すなわちカム５８のノーズ５８ａが相手側の部品（この場合はバルブリフタ６６）と接する位置を越えて正転方向（図３（Ａ）中の矢印方向）に連続的に回転させる正転駆動モードと、正転駆動モードにおける最大リフト位置に達する前にモータ５０Ａ、５０Ｂの回転方向を切り換えて図３（Ｂ）に示すようにカム５８を往復運動させる揺動駆動モードとがある。
【００４３】
正転駆動モードでは、カム５８の回転速度を制御することで吸気弁３０の作用角が制御される。また、揺動駆動モードでは、カム５８の回転速度とともに、カム５８が揺動する角度範囲を制御することで、吸気弁３０の作用角およびリフト量を制御することができる。このように、吸気可変動弁機構３４によれば、運転状態に応じた最適な作用角、リフト量（開弁特性）で吸気弁３０を駆動することが可能となる。
【００４４】
図４は、内燃機関１０のエンジン回転数、トルク（負荷）と、カム５８の駆動モードとの関係を示す模式図である。図４に示すように、カム５８の駆動モードは、エンジン回転数とトルク（負荷）とに関連付けて使い分けられる。基本的に低回転域では揺動駆動モードが選択され、高回転域では正転駆動モードが選択される。これにより、低回転域では吸気弁３０の作用角、リフト量を少なくし、高回転域では吸気弁３０の作用角、リフト量を大きくする制御が行われ、エンジン回転数とトルクに応じた最適な空気量を気筒内に送ることが可能となる。
【００４５】
図５は、カムシャフト５４Ａに設けられた２つのカム５８を詳細に示す模式図である。図５に示すように、カムシャフト５４Ａには、＃２気筒の吸気弁３０を駆動するためのカム５８と、＃３気筒の吸気弁３０を駆動するためのカム５８とが１８０°の角度位置だけ離間して設けられている。４気筒の内燃機関ではクランク角７２０°の間に＃１→＃３→＃４→＃２の順で爆発行程が行われるため、＃２気筒と＃３気筒の吸気行程はクランク角の３６０°毎に行われる。吸気可変動弁機構３４Ａは、クランク角３６０°毎に＃２気筒用のカム５８と＃３気筒用のカム５８が、交互に＃２気筒の吸気弁３０と＃３気筒の吸気弁３０を駆動するようにカムシャフト５４Ａを回転または揺動させる。同様に、カムシャフト５４Ｂには＃１気筒、＃４気筒の吸気弁３０を駆動するためのカム５８が設けられており、吸気可変動弁機構３４Ｂは、カムシャフト５４Ｂを回転または揺動させることで、＃１気筒の吸気弁３０と＃４気筒の吸気弁３０を駆動する。
【００４６】
このように構成された本実施形態のシステムによれば、正転駆動モードでは、カム５８が１回転するうちでカム５８の回転速度を変化させ、カム５８が吸気弁３０をリフトさせている期間が変化するようにモータ５０Ａ，５０Ｂの回転速度を変化させることにより、吸気弁３０の作用角を変化させることができる。正転駆動モードにおいては、ECU４０には、内燃機関１０の運転状態に応じて、吸気弁３０の目標作用角が設定される。そして、ECU４０は、その目標作用角と対応するモータ５０Ａ，５０Ｂの回転速度が実現できるように、モータ５０Ａ，５０Ｂの作動を制御する。
【００４７】
また、揺動駆動モードでは、カム５８の回転速度、および、カム５８が揺動する角度範囲が変化するようにモータ５０Ａ，５０Ｂの回転速度および回転量を変化させることにより、吸気弁３０の作用角および最大リフト量を変化させることができる。揺動駆動モードにおいては、ECU４０には、内燃機関１０の運転状態に応じて、吸気弁３０の目標作用角および目標最大リフト量が設定される。そして、ECU４０は、その目標作用角および目標最大リフト量と対応するモータ５０Ａ，５０Ｂの回転量および回転速度が実現できるように、モータ５０Ａ，５０Ｂの作動を制御する。
【００４８】
［実施の形態１の特徴部分］
図６は、本発明の実施の形態１において用いられる吸気弁３０の閉じ時期IVCの制御手法を説明するための図である。図６中に示す波形は、等作用角ラインを示している。尚、図６におけるノックに関する記載は、図９に示すルーチンの説明とともに後述する。
【００４９】
本実施形態のシステムは、上述した吸気可変動弁機構３４とスロットルバルブ２２を吸入空気量の制御手段として利用することができる。本実施形態では、吸気可変動弁機構３４による吸気弁３０の開弁特性の制御を主として用いて、吸入空気量の制御を行うようにしている。
【００５０】
より具体的には、本実施形態のシステムでは、ポンプ損失の低減による燃費向上を図る目的で、以下のような吸入空気量の制御を行うようにしている。すなわち、吸気弁３０の作用角を小さくして閉じ時期IVCを早めることでバルブ通過空気量を制限させつつ、その分だけスロットル開度TAを大きくするという吸入空気量の制御を行うというものである。
【００５１】
そのために、内燃機関１０の要求負荷率およびエンジン回転数に応じて、吸気弁３０の目標作用角が決定され、その目標作用角を適切な開弁位相で実現するために吸気弁３０の開閉時期が決定される。このような制御によれば、内燃機関１０の負荷（負荷率）およびエンジン回転数に応じて、作用角が可変とされ、吸気弁３０の閉じ時期IVCが制御されることになる。より具体的には、図６に示すように、負荷率やエンジン回転数が高くなるにつれ、作用角が徐々に大きくされ、吸気弁３０の閉じ時期IVCが徐々に遅角される。
尚、以下の本明細書中においては、このように負荷に応じて吸気弁３０の閉じ時期IVCを可変として吸入空気量を調整する制御を、「IVC可変制御」と称することとする。
【００５２】
図７は、上記IVC可変制御で用いられる吸気弁３０の開閉タイミングの例を示す図である。図７（Ａ）は、小作用角が選択される低負荷域における吸気弁３０の開閉タイミングを示している。この場合には、吸気弁３０は、吸気上死点TDC近傍で開弁された後、吸気下死点BDCよりも比較的早い段階で閉弁される。また、図７（Ｂ）は、大作用角が選択される高負荷域における吸気弁３０のバルブタイミングを示している。この場合には、吸気弁３０は、所望のバルブオーバーラップ期間を得るために上記図７（Ａ）に示すケースよりも吸気上死点TDCに対して進角したクランク位置で開弁された後、十分な空気量が筒内に取り込まれた状態となるように吸気下死点BDCよりも遅れたタイミングで閉弁される。
【００５３】
上述したIVC可変制御によれば、例えば低負荷域から高負荷域に移行する際には、スロットル開度TAは基本的に比較的大きな開度に維持させつつ、内燃機関１０に要求される負荷に応じて、徐々に作用角が大きくなるように吸気弁３０の閉じ時期IVCを（例えば図７（Ａ）から図７（Ｂ）に向けて）遅らせていくという手法によって、ポンプ損失の低減を好適に図りつつ吸入空気量を制御することが可能となる。
【００５４】
図８は、上記IVC可変制御において、ノックの発生が懸念される吸気弁の開閉タイミングを示す図である。上記IVC可変制御を吸気弁の閉じ時期IVCに対して何らの配慮も伴わずに実行すると、負荷率が60〜70％程度の中負荷域では、図８に示すように、ちょうど吸気弁が下死点BDC付近で閉じるタイミングとなる作用角が用いられることになる。そのような中負荷域においては、スロットル開度が比較的大きく制御されていることも影響して、吸気弁が吸気下死点BDC付近の所定範囲内で閉じられることになると、筒内の実圧縮比が増加し、ノック発生の可能性が高くなってしまう。
【００５５】
そこで、本実施形態では、基本的には上記IVC可変制御を用いて負荷に応じて吸気弁３０の閉じ時期IVCの制御を行うことにより、吸入空気量を制御するようにしたうえで、吸気下死点BDCを含む所定範囲よりも進角側で吸気弁３０の閉じ時期IVCを制御する第１制御モードと、当該所定範囲よりも遅角側で吸気弁３０の閉じ時期IVCを制御する第２制御モードとを備えるようにした。そして、比較的低負荷側の領域では第１制御モードを選択し、比較的高負荷側の領域では第２制御モードを選択するようにした。
【００５６】
図９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。図９に示すルーチンでは、先ず、現在の内燃機関１０の負荷率が算出される（ステップ１００）。負荷率は、アクセル開度、エンジン回転数、エアフローメータ２０による吸入空気量、吸気管負圧などのセンサ値に基づいて算出される。
【００５７】
次に、現在の負荷率とエンジン回転数とに基づいて、上記第１制御モードと上記第２制御モードの中から現在の運転状態に応じた制御モードが選択される（ステップ１０２）。次いで、選択された現在の制御モードが第１制御モードであるか否かが判別される（ステップ１０４）。
【００５８】
上記ステップ１０４において、現在の制御モードが第１制御モードであると判定された場合には、次いで、アクセル開度およびアクセル開度変化率などに基づいて、より高負荷側への負荷増加要求（加速要求）があるか否かが判別される（ステップ１０６）。その結果、そのような負荷増加要求があると判定された場合には、その負荷増加要求がノック懸念バルブタイミング領域からの負荷増加要求であるか否かが判別される（ステップ１０８）。
【００５９】
内燃機関のノックは、特に低エンジン回転数領域において、負荷率が約60％を超えるような負荷域で生じ易くなる。そこで、本ステップ１０８では、上記IVC可変制御が適用されている場合に吸気弁３０の閉じ時期IVCがちょうど吸気下死点BDC付近の所定範囲内に制御されるのを回避すべく、ノック発生の可能性が最も高い負荷率60〜70％程度の負荷域を含む負荷率50〜80％程度の領域（図６参照）を、「ノック懸念バルブタイミング領域」と定めている。尚、図６においては、ノック懸念バルブタイミング領域を、エンジン回転数によらずに一定としているが、このような設定に限らず、エンジン回転数や圧縮端温度に応じて可変にしてもよい。
【００６０】
上記ステップ１０８において、今回の負荷増加要求がノック懸念バルブタイミング領域からの負荷増加要求ではないと判定された場合には、現在の制御モードである第１制御モードがそのまま継続して使用される（ステップ１１０）。従って、この場合には、負荷に応じた吸入空気量が得られるように、負荷に応じて吸気弁３０の閉じ時期IVCが制御されることになる。
【００６１】
一方、上記ステップ１０８において、今回の負荷増加要求がノック懸念バルブタイミング領域からの負荷増加要求であると判定された場合には、現在の制御モードである第１制御モードから第２制御モードへ瞬時に変更される（ステップ１１２）。より具体的には、例えば、作用角が150°CA程度とされた第１制御モードから作用角が210°CA程度となる第２制御モードとなるように、吸気可変動弁機構３４によって瞬時に変更される。この場合には、次いで、制御モードの変更によってトルク段差が生じないように、スロットル開度TAと点火時期の調整によるトルク調整が実行される（ステップ１１４）。
【００６２】
また、図９に示すルーチンでは、上記ステップ１０４において、現在の制御モードが第１制御モードではない、つまり、第２制御モードであると判定された場合には、次いで、アクセル開度およびアクセル開度変化率などに基づいて、より低負荷側への負荷減少要求（減速要求）があるか否かが判別される（ステップ１１６）。その結果、そのような負荷減少要求があると判定された場合には、その負荷減少要求がノック懸念バルブタイミング領域からの負荷減少要求であるか否かが判別される（ステップ１１８）。
【００６３】
上記ステップ１１８において、今回の負荷減少要求がノック懸念バルブタイミング領域からの負荷減少要求ではないと判定された場合には、現在の制御モードである第２制御モードがそのまま継続して使用される（ステップ１２０）。従って、この場合には、負荷に応じた吸入空気量が得られるように、負荷に応じて吸気弁３０の閉じ時期IVCが制御されることになる。
【００６４】
一方、上記ステップ１１８において、今回の負荷減少要求がノック懸念バルブタイミング領域からの負荷減少要求であると判定された場合には、現在の制御モードである第２制御モードから第１制御モードへ瞬時に変更される（ステップ１２２）。より具体的には、例えば、作用角が210°CA程度とされた第２制御モードから作用角が150°CA程度となる第１制御モードとなるように、吸気可変動弁機構３４によって瞬時に変更される。この場合には、次いで、制御モードの変更によってトルク段差が生じないように、スロットル開度TAと点火時期の調整によるトルク調整が実行される（ステップ１２４）。
【００６５】
以上説明した図９に示すルーチンによれば、内燃機関１０の現在の負荷領域が当該ノック懸念バルブタイミング領域に入った際に負荷変更要求があった場合には、吸気下死点BDC付近を避けて吸気弁３０の閉じ時期IVCが制御されるようになる。そして、本実施形態の吸気可変動弁機構３４によれば、そのための第１制御モードと第２制御モードとの切り替えを、内燃機関１０のサイクル単位で瞬時に切り替えることが可能である。従って、上記ルーチンの処理によれば、ノックの発生が懸念される負荷域において、制御モードの切り替え途中に、吸気弁３０の閉じ時期IVCが吸気下死点BDC付近を通過しないようにすることが可能となる。このように、本実施形態のシステムによれば、ノックの発生を良好に回避させつつ、良好な燃費性能が得られる上記IVC可変制御を用いた吸入空気量制御によって、内燃機関１０の運転状態を適切に制御することができる。
【００６６】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU４０が、上記ステップ１１０、１１２、１２０、または１２２の処理を実行することにより前記第１の発明における「吸気弁制御手段」が、上記ステップ１０２、１０８、または１１８の処理を実行することにより前記第１の発明における「制御モード選択手段」が、それぞれ実現されている。
【００６７】
実施の形態２．
次に、図１０乃至図１２を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ECU４０に図９に示すルーチンに代えて後述する図１２に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００６８】
［実施の形態２の特徴部分］
図１０は、本発明の実施の形態２における第２制御モードとして用いられる吸気弁３０の開閉タイミングを説明するための図である。図１０は、吸気上死点よりも比較的進角した位置で吸気弁３０が開弁され、かつ、実圧縮比を下げるために吸気通路への吸気の吹き返しが意図的に生ずる程度の閉じ時期IVCにまで吸気弁３０の閉じ時期IVCが十分に遅角された例を示している。
【００６９】
ここでいう、吸気の吹き返しが意図的に生ずる程度の閉じ時期IVCとは、その閉じ時期IVCに制御された状態で目標とする運転状態に達した後の定常時に、吸気の吹き返しが生じるような閉じ時期IVCのことを指している。より具体的には、上記閉じ時期IVCは、一般的な内燃機関において出力確保のために高速高負荷時に採用される閉じ時期IVC（例えばABDC30〜40°CA）よりも更に遅角された閉じ時期IVCのことをいい、例えば、図１０に示す吸気下死点後ABDC90°CAのケースを含むABDC80〜100°CAといった閉じ時期IVCが該当する。
【００７０】
上記の本実施形態で用いられる第２制御モード、すなわち、いわゆる吸気弁３０の遅閉じによるアトキンソンサイクル化を狙った吸気弁３０の閉じ時期IVCの制御を、以下の本明細書中においては、「吸気遅閉じ制御」とも称することとする。より具体的には、この吸気遅閉じ制御の実行時には、吸気弁３０の閉じ時期IVCが上記のように十分に遅角された所定の閉じ時期IVCに制御されたうえで、スロットルバルブ２２によって吸入空気量の制御がなされる。また、吸気遅閉じ制御の実行時の吸気弁３０の閉じ時期IVCは、一定値ではなく、例えば、負荷やエンジン回転数などの運転状態に応じて可変であってもよい。
【００７１】
尚、この段階で、この吸気遅閉じ制御と上述した実施の形態１におけるIVC可変制御との相違を明確にしておく。IVC可変制御は、スロットル開度TAを十分に大きくしつつ、負荷やエンジン回転数に応じて所定の吸入空気量が得られると判断できる時点で吸気弁３０を閉じることにより、吸入空気量の制御を行う手法である。従って、このIVC可変制御を第１制御モードおよび第２制御モードとして利用している上記実施の形態１において、負荷増加要求時に第１制御モードから第２制御モードに瞬時に切り替えられた直後の過渡時には、IVC可変制御が用いられていても一時的に吸気の吹き返しが生ずることとなる。しかしながら、IVC可変制御は、定常時に吸気の吹き返しが生ずることを意図する上記吸気遅閉じ制御とは相違したものとなる。
【００７２】
図１１は、上記の吸気遅閉じ制御の利用が燃費向上を図るうえで有効となる運転領域を説明するための図である。図１１中にハッチングを付した低回転高負荷領域は、IVC可変制御よりも吸気遅閉じ制御の方が燃費面で優れる領域を示している。低回転高負荷域で吸気遅閉じ制御が勝る理由は、ポンプ損失はどちらの制御でも同等であるが、吸気遅閉じ制御は、吸気上死点TDC付近でのバルブオーバーラップ期間の増加に起因するEGR（排気ガス再循環）ガス量の増加に伴う冷却損失の低減（燃焼温度低下）が図れるという点と、吸気流が長く続くことに起因する筒内混合気分布改善および吸気乱れ増加による燃焼改善が図れるという点において、IVC可変制御よりも優れているためである。
【００７３】
一方、図１１中にハッチングが付された領域以外の領域では、吸気遅閉じ制御よりもIVC可変制御の方が燃費面で優れることになる。特に、低回転低負荷領域においてIVC可変制御の方が燃費面で勝る理由は、以下の通りである。すなわち、吸気遅閉じ制御が用いられると、筒内への吸入時に吸気弁３０や燃焼室１４の壁面などとの熱交換により温められた吸気が吸気通路に吹き返されるという点と、吸気の圧縮期間が短い（遅閉じにより実圧縮比が小さい）という点とにより、圧縮端温度が十分に高められにくくなる。そして、低回転低負荷領域は、元々、良好な燃焼を確保するという点において厳しい領域である。これらの要因により、低回転低負荷領域では、IVC可変制御を用いた方が燃焼の改善が図られるため、燃費面で優れるようになる。
【００７４】
また、図１１に示すように、エンジン回転数が約2500rpm以下（一例）となるエンジン回転数領域では、ノック発生が懸念される領域よりも低負荷側にまで、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域が及んでいる。そこで、本実施形態では、IVC可変制御を行っている段階で負荷増加要求があった場合には、所定のエンジン回転数（図１１の例では約2500rpm）以下の領域であれば、燃費改善要求に基づきIVC可変制御から吸気遅閉じ制御に必要に応じて切り替えるようにした。具体的には、例えば、作用角が140°CAとなる程度の吸気弁３０の閉じ時期IVC（吸気下死点前BBDC40°程度）に制御された状態から、作用角が280°CAとなる程度の閉じ時期IVC（吸気下死点後ABDC80°程度）が得られるように、吸気弁３０の閉じ時期IVC（および開き時期IVO）が瞬時に切り替えられる。
【００７５】
そして、本実施形態では、当該所定のエンジン回転数よりも高い中速のエンジン回転数域、すなわち、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域よりもノック懸念領域の方が低負荷側にまで及ぶ領域であれば、ノック回避要求に基づき、この場合もIVC可変制御から吸気遅閉じ制御に必要に応じて切り替えるようにした。具体的には、例えば、作用角が160°CAとなる程度の吸気弁３０の閉じ時期IVC（吸気下死点前BBDC20°程度）に制御された状態から、作用角が280°CAとなる程度の閉じ時期IVC（吸気下死点後ABDC80°程度）が得られるように、吸気弁３０の閉じ時期IVC（および開き時期IVO）が瞬時に切り替えられる。
【００７６】
図１２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、所定のエンジン回転数（図１１に示す例では3000rpm）以下の領域での制御を想定したものである。それ以外の高エンジン回転数についても、本ルーチンを同様に適用してもよいし、或いは、高エンジン回転数領域では、第２制御モードをIVC可変制御として、上述した実施の形態１における図９と同様のルーチンを実行するようにしてもよい。また、図１２において、実施の形態１における図９に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００７７】
図１２に示すルーチンでは、ステップ１００において現在の内燃機関１０の負荷率が算出された後、現在の負荷率とエンジン回転数とに基づいて、第１制御モードと第２制御モードの中から現在の運転状態に応じた制御モードが選択される（ステップ２００）。本ルーチンでは、第１制御モードではIVC可変制御が用いられ、第２制御モードでは吸気遅閉じ制御が用いられる。
【００７８】
また、図１２に示すルーチンでは、現在の制御モードが第１制御モードであると判定された場合（ステップ１０４）であって、負荷増加要求があると判定された場合（ステップ１０６）には、次いで、今回の負荷増加要求が、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域への負荷増加要求であるか否かが判別される（ステップ２０２）。ECU４０は、上記図１１に示すような関係、すなわち、負荷率とエンジン回転数とで表される運転領域内に吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域を表した関係を記憶しており、そのような関係と今回の負荷増加要求とを比較して、本ステップ２０２の処理が実行される。
【００７９】
上記ステップ２０２において、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域への負荷増加要求ではないと判定された場合には、次いで、今回の負荷増加要求がノック懸念バルブタイミング領域からの負荷増加要求であるか否かが判別される（ステップ１０８）。その結果、当該ステップ１０８の判定が不成立である場合には、現在の制御モードである第１制御モードがそのまま継続使用される（ステップ１１０）。
【００８０】
一方、上記ステップ１０８の判定が成立する場合には、現在の制御モードである第１制御モードから第２制御モードへ瞬時に変更される（ステップ２０４）。より具体的には、例えば、作用角が160°CA程度とされた第１制御モードから作用角が280°CA程度とされる第２制御モードとなるように、吸気可変動弁機構３４によって瞬時に変更される。この場合には、次いで、スロットルバルブ２２によるトルク制御に切り替えられるとともに、点火時期が制御モードの切り替えに同期して変更される。そして、制御モードの変更によってトルク段差が生じないように、スロットル開度TAと点火時期の調整によるトルク調整が実行される（ステップ２０６）。
【００８１】
また、上記ステップ２０２において、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域への負荷増加要求であると判定された場合には、現在の制御モードである第１制御モードから第２制御モードへ瞬時に変更される（ステップ２０８）。より具体的には、例えば、作用角が140°CA程度とされた第１制御モードから作用角が280°CA程度とされる第２制御モードとなるように、吸気可変動弁機構３４によって瞬時に変更される。この場合には、次いで、スロットルバルブ２２によるトルク制御に切り替えられるとともに、点火時期が制御モードの切り替えに同期して変更される。そして、制御モードの変更によってトルク段差が生じないように、スロットル開度TAと点火時期の調整によるトルク調整が実行される（ステップ２１０）。
【００８２】
また、図１２に示すルーチンでは、現在の制御モードが第２制御モードであると判定された場合（ステップ１０４）であって、負荷減少要求があると判定された場合（ステップ１１６）には、次いで、今回の負荷増加要求が、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域への負荷減少要求であるか否かが判別される（ステップ２１２）。
【００８３】
上記ステップ２１２において、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域への負荷減少要求であると判定された場合には、現在の制御モードである第２制御モードがそのまま継続使用される（ステップ２１４）。
【００８４】
一方、上記ステップ２１２において、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域への負荷減少要求ではないと判定された場合、すなわち、IVC可変制御が燃費面で勝る領域への負荷減少要求であると判定された場合には、現在の制御モードである第２制御モードから第１制御モードへ瞬時に変更される（ステップ２１６）。より具体的には、例えば、作用角が280°CA程度とされた第２制御モードから作用角がエンジン回転数に応じて140〜160°CA程度とされる第１制御モードとなるように、吸気可変動弁機構３４によって瞬時に変更される。この場合には、次いで、スロットルバルブ２２によるトルク制御に切り替えられるとともに、点火時期が制御モードの切り替えに同期して変更される。そして、制御モードの変更によってトルク段差が生じないように、スロットル開度TAと点火時期の調整によるトルク調整が実行される（ステップ２１８）。
【００８５】
以上説明した図１２に示すルーチンによれば、IVC可変制御が燃費面で勝る領域と吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域とを跨ぐ負荷変更要求があった場合には、IVC可変制御を利用する第１制御モードと吸気遅閉じ制御を利用する第２制御モードとの間で、制御モードが吸気可変動弁機構３４を用いて瞬時に切り替えられる。このような制御によれば、ノックの発生が懸念される負荷域に差し掛かっても、制御モードの切り替え途中に、吸気弁３０の閉じ時期IVCが吸気下死点BDC付近を通過しないようにすることが可能となる。そして、本実施形態では、高負荷側で利用する第２制御モードとして、IVC可変制御よりも更に吸気弁３０の閉じ時期IVCを大きく遅角させる吸気遅閉じ制御が用いられる。このため、本実施形態のシステムによれば、ノックの発生を良好に回避させつつ、かつ、実施の形態１のシステムに比して更に高燃費が得られるような吸入空気量制御を実現することができる。
【００８６】
また、図１１に示すように、吸気遅閉じ制御が燃費面で勝る領域とIVC可変制御が燃費面で勝る領域との境界線は、エンジン回転数が高くなるにつれ、高負荷側に移行する。上記図１２に示すルーチンでは、図１１に示す関係を考慮して、今回の負荷変更要求が制御モードの変更を必要とするものであるか否かの判別が行われる（ステップ２０２、２１２参照）。このような制御によれば、所定の低エンジン回転数領域においては、エンジン回転数が高くなるにつれ、より高負荷にならないとIVC可変制御から吸気遅閉じ制御に変更されないようになり、また、より低負荷にならないと吸気遅閉じ制御からIVC可変制御に変更されないようになる。その結果、現在のエンジン回転数に応じて燃費面で最適な制御がより確実に使用されるように、制御モードを好適に選択することができるようになる。
【００８７】
尚、上述した実施の形態２においては、スロットルバルブ２２が前記第７の発明における「トルク制御手段」に相当しているとともに、ECU４０が上記ステップ２０６、２１０、または２１８の処理を実行することにより前記第７の発明における「トルク制御切替手段」が実現されている。
また、ECU４０が上記ステップ２０６、２１０、または２１８の処理を実行することにより前記第９の発明における「点火時期変更手段」が実現されている。
【００８８】
実施の形態３．
次に、図１３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ECU４０に図１２に示すルーチンに代えて後述する図１３に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００８９】
［実施の形態３の特徴部分］
本実施形態のシステムは、IVC可変制御と吸気遅閉じ制御との間で制御モードを瞬時に切り替えた際のトルク調整（ステップ３００等参照）の手法に特徴を有している。より具体的には、本実施形態は、制御モードの切り替え後の吸気弁３０の閉じ時期IVCと作用角に基づいて、スロットル開度TAの変化幅を調整するという点に特徴を有している。
【００９０】
また、上記図１０に示すような吸気弁３０の開閉タイミングを使用する吸気遅閉じ制御が実行されると、吸気弁３０の開き時期IVOの進角によってバルブオーバーラップ期間が増やされることになり、内部EGRガス量が増加する。適量での内部EGRガス量の増加は燃費向上効果をもたらすことになるが、若干燃焼が悪化する。そこで、本実施形態は、制御モードの切り替えと同期して、点火時期を変更するようにした。そして、制御モードの切り替え後における点火時期の進角量を、バルブオーバーラップ期間（吸気弁３０の開き時期IVO）に基づいて調整するようにした。より具体的には、バルブオーバーラップ期間が長くなるほど、点火時期の進角量を大きくするようにした。
【００９１】
図１３は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３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、図１３に示すルーチンは、ステップ２０６、２１０、および２１８がそれぞれステップ３００、３０２、および３０４に置き換えられている点を除き、図１２に示すルーチンと同様である。このため、図１３において、実施の形態１における図１２に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、本ルーチンは、上述した実施の形態２における図１２に示すルーチンに本実施形態のトルク調整を組み合わせたものであるが、これに代え、上述した実施の形態１における図９に示すルーチンに本実施形態のトルク調整を組み合わせるようにしてもよい。
【００９２】
図１３に示すルーチンでは、今回の負荷増加要求がノック懸念バルブタイミング領域からの負荷増加要求であると判定され（ステップ１０８、現在の制御モードである第１制御モードから第２制御モードへ瞬時に変更された場合（ステップ２０４）には、次いで、制御モードの変更によってトルク段差が生じないように、スロットル開度TAと点火時期の調整によるトルク調整が実行される（ステップ３００）。
【００９３】
ECU４０は、制御モードの切り替え後における吸気弁３０の閉じ時期IVCと作用角との関係でスロットル開度TAの変化量を予め定めたマップ（図示省略）を記憶しており、そのマップを参照して、制御モードの切り替え後におけるスロットル開度TAを調整する。また、ECU４０は、制御モードの切り替え後におけるバルブオーバーラップ期間（吸気弁３０の開き時期IVO）との関係で点火時期の進角量を予め定めたマップ（図示省略）を記憶しており、そのマップを参照して、制御モードの切り替え後における点火時期の進角量を調整する。
尚、図１３に示すルーチンでは、当該ステップ３００と同様のステップ３０２、３０４が実行されることになるが、それらのステップ３０２、３０４において実行される処理は、上記ステップ３００のものと同様であるため、ここではその詳細な説明は省略するものとする。
【００９４】
以上説明した図１３に示すルーチンによれば、制御モードの切り替え後におけるスロットル開度を、制御モードの切り替え後における吸気弁３０の閉じ時期IVCと作用角との関係に基づいて適切に調整することができる。また、上記ルーチンによれば、制御モードの切り替え後における点火時期の進角量を、制御モードの切り替え後におけるバルブオーバーラップ期間との関係に基づいて、燃焼が改善されるように適切に調整することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、制御モードの切り替えに伴う内燃機関１０のトルク段差を好適に抑制することができる。
【００９５】
ところで、上述した実施の形態１乃至３においては、吸気可変動弁機構３４が備えるモータ５０Ａ、５０Ｂによってカムシャフト５４Ａ、５４Ｂを駆動することで各気筒の吸気弁３０を開閉駆動するようにしているが、本発明において、吸気弁の少なくとも閉じ時期IVCを可変とする可変動弁機構は、このような構成に限定されるものではなく、例えば、吸気弁を電磁力で駆動する電磁駆動であってもよい。更には、少なくとも第１制御モードにおいて吸気弁の閉じ時期IVCを連続的に変更する機能を有し、第１制御モードと第２制御モードとを例えばピンの結合およびその解除の調整によって瞬時に切り替えできるものであれば、機械式の可変動弁機構であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の形態１の内燃機関の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すシステムが備える吸気可変動弁機構の構成を示す図である。
【図３】カムによって吸気弁が駆動される様子を示す模式図である。
【図４】内燃機関のエンジン回転数、トルク（負荷）と、カムの駆動モードとの関係を示す模式図である。
【図５】カムシャフトに設けられた２つのカムを詳細に示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１において用いられる吸気弁の閉じ時期IVCの制御手法を説明するための図である。
【図７】IVC可変制御で用いられる吸気弁の開閉タイミングの例を示す図である。
【図８】IVC可変制御において、ノックの発生が懸念される吸気弁の開閉タイミングを示す図である。
【図９】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１０】本発明の実施の形態２における第２制御モードとして用いられる吸気弁３０の開閉タイミングを説明するための図である。
【図１１】吸気遅閉じ制御の利用が燃費向上を図るうえで有効となる運転領域を説明するための図である。
【図１２】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１３】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１０  内燃機関
１４  燃焼室
１６  吸気通路
１８  排気通路
２２  スロットルバルブ
２８  点火プラグ
３０  吸気弁
３４  吸気可変動弁機構
４０  ECU(Electronic Control Unit)
４２  クランク角センサ
４４  アクセル開度センサ
５０Ａ、５０Ｂ  モータ
５４Ａ、５４Ｂ  カムシャフト
５８  カム
【図１】
2008151059.tif 000003
【図２】
2008151059.tif 000004
【図３】
2008151059.tif 000005
【図４】
2008151059.tif 000006
【図５】
2008151059.tif 000007
【図６】
2008151059.tif 000008
【図７】
2008151059.tif 000009
【図８】
2008151059.tif 000010
【図９】
2008151059.tif 000011
【図１０】
2008151059.tif 000012
【図１１】
2008151059.tif 000013
【図１２】
2008151059.tif 000014
【図１３】
2008151059.tif 000015