(57)【要約】【課題】  吸気バルブと排気バルブとの両方のバルブ特性を変更可能な内燃機関において、バルブ特性変更時の機関運転状態を好適に維持することのできる内燃機関のバルブ特性制御装置を提供する。【解決手段】  内燃機関の機関回転速度ＮＥと機関負荷Ｌとに基づいて目標バルブオーバラップ量ＯＲＴ及び吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂとを求める。この吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂを補正値Ｈによって補正して吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎを算出する。一方、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘは目標バルブオーバラップ量ＯＲＴ及び吸気側実変位角ＶＴｉｎに基づいて算出する。また、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎとに基づいて算出される排気側要求変位角が排気バルブのバルブタイミングとして設定可能な限界値を超える場合には、その超過分に基づいて吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎを補正する。【選択図】      図３
2005127180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブのバルブ特性と排気バルブのバルブ特性とを各々目標特性に制御する内燃機関のバルブ特性制御装置において、
前記吸気バルブ及び前記排気バルブのいずれか一方のバルブについて機関運転状態に応じた目標特性を算出するとともに、機関運転状態に応じた目標バルブオーバラップ量を算出し、この目標バルブオーバラップ量と前記一方のバルブの実バルブ特性とに基づき他方のバルブについての目標特性を算出する算出手段と、
前記目標バルブオーバラップ量と前記一方のバルブの目標特性とに基づいて算出される前記他方のバルブについての要求特性が同他方のバルブのバルブ特性として設定可能な限界値を超える場合には、その超過分に基づいて前記算出される一方のバルブについての目標特性を補正する目標特性補正手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
【請求項２】
前記他方のバルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構の駆動限界位置に対応するバルブ特性が前記限界値として設定される
請求項１に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
【請求項３】
内燃機関の運転効率に対する前記バルブ特性の限界値が前記限界値として設定される
請求項１に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
【請求項４】
前記吸気バルブ及び前記排気バルブのバルブタイミングが前記バルブ特性として設定され、
前記目標特性補正手段は、前記他方のバルブの目標バルブタイミングが前記限界値に対して進角側に超過して設定される場合にはその超過分だけ前記一方のバルブの目標バルブタイミングを遅角側に補正する
請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
【請求項５】
前記吸気バルブ及び前記排気バルブのバルブタイミングが前記バルブ特性として設定され、
前記目標特性補正手段は、前記他方のバルブの目標バルブタイミングが前記限界値に対して遅角側に超過して設定される場合にはその超過分だけ前記一方のバルブの目標バルブタイミングを進角側に補正する
請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブ特性制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の出力や排気エミッション等の向上を目的として、バルブタイミング（開閉時期）やバルブリフト量等の吸・排気バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構が知られている。特に車載用内燃機関には、例えば、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更することで、吸・排気バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）等が可変動弁機構として広く採用されている。
【０００３】
また、特許文献１に記載されているように、吸気側カムシャフトと排気側カムシャフトとに上記ＶＶＴ機構をそれぞれ実装し、吸・排気バルブのバルブタイミングをそれぞれ個別に変更可能な、いわゆるデュアルＶＶＴシステムを搭載した内燃機関も実用化されている。
【０００４】
この特許文献１に記載のバルブ特性制御装置では、機関運転状態に応じた最適な吸・排気バルブのバルブタイミングを各ＶＶＴ機構の目標バルブタイミングとしてそれぞれ個別に算出し、各ＶＶＴ機構の実バルブタイミングを各自の目標バルブタイミングにそれぞれ一致させるように、各ＶＶＴ機構の駆動制御を行うようにしている。
【特許文献１】特開平１１−２１８０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなデュアルＶＶＴシステムのバルブ特性制御装置では、上記制御を通じて、吸・排気バルブの双方を機関運転状態に応じた最適なバルブタイミングに設定することができる。しかしながら、上記従来のバルブ特性制御装置では、各ＶＶＴ機構によるバルブタイミングの変更途中に、次のような不具合が生じることがあり、まだ改善の余地がある。
【０００６】
内燃機関のバルブ特性制御装置における目的の一つに、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップ量の調整がある。バルブオーバラップ量を機関運転状態に応じて最適化することで、内部ＥＧＲ量を適宜に調整して、排気エミッションを向上させることができる。
【０００７】
上記従来のバルブ特性制御装置においても、機関運転状態に応じた最適なバルブオーバラップ量が得られるように、各ＶＶＴ機構の目標バルブタイミングをそれぞれ適切に設定しさえすれば、最終的にはバルブオーバラップ量の最適化を図ることはできる。ただし上記従来のバルブ特性制御装置では、目標バルブタイミングを設定した後、各自の目標バルブタイミングへの各ＶＶＴ機構の駆動制御が共に完了するまでは、最適なバルブオーバラップ量を得ることができず、バルブオーバラップ量の調整に関しては十分な応答性を確保することが困難となっている。そのため、特にバルブオーバラップ量の設定が排気エミッション等に与える影響が大きい運転状況においては、各ＶＶＴ機構の実バルブタイミングが目標バルブタイミングと一致するまでの応答遅れの間に、排気エミッションの悪化等の不具合が発生することがあった。
【０００８】
また、吸・排気双方のＶＶＴ機構が全く同一の構成であっても、多くの場合には、両ＶＶＴ機構に対する駆動油圧の供給路長さ等の差違により、各ＶＶＴ機構の応答速度には違いが生じてしまう。このように両ＶＶＴ機構の応答速度に違いがある場合には、更に次のような問題が生じてしまう。以下に、こうした応答速度の違いにより生じる問題について、図１１を参照して説明する。
【０００９】
この図１１は、上記従来のバルブ特性制御装置による吸・排気バルブのバルブタイミング制御態様の一例を示している。同図１１の例では、吸気側のＶＶＴ機構の応答速度が排気側のＶＶＴ機構の応答速度よりも低い場合を示している。またここでは、同図１１に示される時刻Ｔにおける状態から、各ＶＶＴ機構のバルブタイミングを現状よりも遅角側にそれぞれ変更しつつ、バルブオーバラップ量を現状よりも小さく変更するときを例として説明する。
【００１０】
時刻Ｔにおいて、上記のようなバルブタイミングの変更を要求する目標バルブタイミングの算出がなされると、各ＶＶＴ機構により両バルブのバルブタイミングがそれぞれ遅角側に変更され始める。この変更途中では、上記のような各ＶＶＴ機構の応答速度の違いにより、排気バルブのバルブタイミングの変更速度が吸気バルブよりも速くなっている。そのため、バルブオーバラップ量は、時間の経過とともに変更前よりも徐々に増大していくようになる。
【００１１】
そして時刻Ｔ１において、目標バルブタイミングへの排気バルブのバルブタイミングが完了すると、その後は、吸気バルブのバルブタイミングが遅角側へと変更されるのに従って、バルブオーバラップ量は徐々に減少していく。そして目標バルブタイミングへの吸気バルブのバルブタイミングの変更も完了する時刻Ｔ２になって、はじめて機関運転状態に応じたバルブオーバラップ量が確保される。
【００１２】
よって、最終的には所望とするバルブオーバラップ量が確保されるとはいえ、バルブタイミングの変更途中には、最終的にバルブオーバラップ量を変更前よりも小さくしようとしているにもかかわらず、一時的にバルブオーバラップ量が変更前よりも不必要に増大した状態となっている。こうして不必要にバルブオーバラップ量が増大すれば、シリンダ内の内部ＥＧＲ量が過大となり、内燃機関のＨＣ排出量が増大してしまう。また、内部ＥＧＲ量が過大になることにより燃焼温度が不適切に低下してしまったり、吸気通路側から排気通路側への吸気の吹き抜けが生じ過ぎて燃焼状態が不安定になったりしてしまう。そして、最悪の場合には、エンジンストールを誘発してしまうおそれがある。
【００１３】
更に、両ＶＶＴ機構の応答速度に違いがあれば、状況によっては、バルブオーバラップ量を現状よりも増大すべく各バルブのバルブタイミングを変更している途中に、バルブオーバラップ量が変更前よりも不必要に小さくなってしまう事態も同様に生じることがある。こうした場合には、シリンダ内の内部ＥＧＲ量が不必要に減少してしまい、燃焼温度が不適切に上昇したり、ＮＯｘ排出量が増大したりしてしまう。
【００１４】
このように、機関運転状態に応じた各バルブのバルブタイミングを各ＶＶＴ機構の目標バルブタイミングとして設定する従来のバルブ特性制御装置では、バルブオーバラップ量の調整に関しては、必ずしも適切なバルブ特性制御がなされていなかった。なお、ＶＶＴ機構のようにカムシャフトの相対位相を変更してバルブタイミングを変更する方式の可変動弁機構以外にも、吸・排気双方に可変動弁機構を有し、吸・排気バルブのバルブ特性をそれぞれ個別に可変とするバルブ特性制御装置においては、これと概ね共通した問題が生じるおそれがある。
【００１５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気バルブと排気バルブとの両方のバルブ特性を変更可能な内燃機関において、バルブ特性変更時の機関運転状態を好適に維持することのできる内燃機関のバルブ特性制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、吸気バルブのバルブ特性と排気バルブのバルブ特性とを各々目標特性に制御する内燃機関のバルブ特性制御装置において、前記吸気バルブ及び前記排気バルブのいずれか一方のバルブについて機関運転状態に応じた目標特性を算出するとともに、機関運転状態に応じた目標バルブオーバラップ量を算出し、この目標バルブオーバラップ量と前記一方のバルブの実バルブ特性とに基づき他方のバルブについての目標特性を算出する算出手段と、前記目標バルブオーバラップ量と前記一方のバルブの目標特性とに基づいて算出される前記他方のバルブについての要求特性が同他方のバルブのバルブ特性として設定可能な限界値を超える場合には、その超過分に基づいて前記算出される一方のバルブについての目標特性を補正する目標特性補正手段とを備えることをその要旨とする。
【００１７】
同構成によれば上記算出手段によって、吸気バルブと排気バルブとの一方のバルブのバルブ特性が目標特性に向けて変更されるとき、その一方のバルブの実バルブ特性に対して目標バルブオーバラップ量が確保されるように他方のバルブの目標特性が算出される。従って、このように算出された目標特性に向けて他方のバルブのバルブ特性を制御することで、目標バルブオーバラップ量の変化に伴い吸気バルブ及び排気バルブのバルブ特性を変更する際、同変更を目標バルブオーバラップ量を確保しつつ行うことができるようになる。すなわち、要求されるバルブオーバラップ量の確保は、前記各バルブのバルブ特性の変更が完了するまで必ずしも待つ必要はなくなり、より早急なバルブオーバラップ量の調整を行うことができるようになる。
【００１８】
更に、バルブ特性を変更している途中のバルブオーバラップ量の変化が、常に目標バルブオーバラップ量に収束する側となる。このため、前述したようなバルブ特性変更中のバルブオーバラップ量の不必要な増大や減少を極力抑えることができ、バルブ特性変更時の機関運転状態をより好適に制御できるようになる。
【００１９】
ここで、上記算出手段によって算出される他方のバルブの目標特性がそのバルブ特性として設定可能な限界値を超える場合には、同他方のバルブのバルブ特性を目標特性に制御することができず、その結果、目標バルブオーバラップ量を確保することができなくなるといったことが懸念される。そこで上記構成では、目標バルブオーバラップ量と一方のバルブの目標特性とに基づいて算出される他方のバルブについての要求特性が同他方のバルブのバルブ特性として設定可能な限界値を超える場合には、その超過分に基づいて一方のバルブについての目標特性を補正する目標特性補正手段を更に備えるようにしている。
【００２０】
この目標特性補正手段によれば、まず、目標バルブオーバラップ量と一方のバルブの目標特性とに基づき、他方のバルブについての要求特性が算出される。この要求特性は一方のバルブの実バルブ特性が目標特性に到達したときに他方のバルブのバルブ特性として設定される最終的なバルブ特性を示すことになる。そこでこの要求特性が上記限界値を超える場合には、その超過分を一方のバルブの目標特性に反映して同目標特性を補正することにより、他方のバルブの目標特性は上記限界値を超えることなく設定されるようになり、もって同他方のバルブの実バルブ特性を目標特性に収束させることができるようになる。従って、上述したような態様で他方のバルブの目標特性を算出する場合においても、確実に目標バルブオーバラップ量を確保することができるようになる。
【００２１】
上記限界値としては、請求項２に記載の発明によるように、前記他方のバルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構の駆動限界位置に対応するバルブ特性を限界値として設定することができる。この場合には可変動弁機構の機構上、それ以上バルブ特性を変更することができない値が限界値として設定されるため、同限界値として好適な値が設定される。なお、可変動弁機構としてはバルブタイミング（吸・排気バルブの開閉時期）を可変とする機構、バルブのリフト量を可変とする機構、バルブタイミング及びバルブのリフト量を可変とする機構等が挙げられる。
【００２２】
他方、内燃機関の運転効率は前記他方のバルブのバルブ特性に影響を受け、その特性値が過度に大きい値や小さい値に設定されると同運転効率の低下を招くおそれがある。そこで、上記限界値として請求項３に記載の発明によるように、内燃機関の運転効率に対する前記バルブ特性の限界値が前記限界値として設定される、といった構成を採用することにより、機関運転状態、機関効率、或いは燃焼効率などの悪化等といった運転効率の低下を抑制することのできるバルブ特性の限界値が上記限界値として設定されるようになり、上記運転効率の低下を好適に抑制することができるようになる。なお、この場合には上記限界値を機関運転状態、例えば機関回転速度や機関負荷等に基づいて可変設定させることにより、同限界値をより最適な値として設定することができ、もって運転効率の低下をさらに好適に抑制することができるようになる。
【００２３】
請求項４に記載に発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブ特性制御装置において、前記吸気バルブ及び前記排気バルブのバルブタイミングが前記バルブ特性として設定され、前記目標特性補正手段は、前記他方のバルブの目標バルブタイミングが前記限界値に対して進角側に超過して設定される場合にはその超過分だけ前記一方のバルブの目標バルブタイミングを遅角側に補正することをその要旨とする。
【００２４】
上記限界値に対して他方のバルブの目標バルブタイミングが進角側に超過して設定される場合には、その超過分だけ同他方のバルブについてその実際のバルブタイミングの進角量が不足する。ここで、同超過分だけ一方のバルブの目標バルブタイミングを遅角補正すると、上記算出手段によって算出される他方のバルブの目標バルブタイミングも超過分に相当する分だけ遅角側に修正されるため、他方のバルブの目標バルブタイミングが上記限界値を超えて進角側に設定されるといった状態が解消される。すなわち、上記超過分だけ一方のバルブの目標バルブタイミングを遅角側に補正することによって他方のバルブのバルブタイミングについてその進角量の不足が解消され、目標とするバルブオーバラップ量を確保することができるようになる。従って、上記構成によれば、目標バルブオーバラップ量を好適に確保することができるようになる。
【００２５】
請求項５に記載に発明は、前記吸気バルブ及び前記排気バルブのバルブタイミングが前記バルブ特性として設定され、
前記目標特性補正手段は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブ特性制御装置において、前記他方のバルブの目標バルブタイミングが前記限界値に対して遅角側に超過して設定される場合にはその超過分だけ前記一方のバルブの目標バルブタイミングを進角側に補正することをその要旨とする。
【００２６】
上記限界値に対して他方のバルブの目標バルブタイミングが遅角側に超過して設定される場合には、その超過分だけ同他方のバルブについてその実際のバルブタイミングの遅角量が不足する。ここで、同超過分だけ一方のバルブの目標バルブタイミングを進角補正すると、上記算出手段によって算出される他方のバルブの目標バルブタイミングも超過分に相当する分だけ進角側に修正されるため、他方のバルブの目標バルブタイミングが上記限界値を超えて遅角側に設定されるといった状態が解消される。すなわち、上記超過分だけ一方のバルブの目標バルブタイミングを進角側に補正することによって他方のバルブのバルブタイミングについてその遅角量の不足が解消され、目標とするバルブオーバラップ量を確保することができるようになる。従って、上記構成によれば、目標バルブオーバラップ量を好適に確保することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明にかかる内燃機関のバルブ特性制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態にかかる内燃機関のバルブ特性制御装置が適用されるガソリン機関１の概略構成を示している。
【００２８】
ガソリン機関１のシリンダブロック２は複数（図１には１つのみ図示）のシリンダ３を備えている。上記シリンダ３内に設けられたピストン４は、クランクシャフト５にコンロッド６を介して連結されている。このコンロッド６によりピストン４の往復運動がクランクシャフト５の回転運動へと変換されるようになっている。
【００２９】
上記シリンダブロック２の上部には、シリンダヘッド７が取り付けられている。そして、上記シリンダ３においてピストン４の上端とシリンダヘッド７との間には、燃焼室８が形成されている。
【００３０】
上記燃焼室８には点火プラグ１１が設けられている。上記燃焼室８に対応して設けられた吸気ポート１２及び排気ポート１３は、それぞれ吸気通路１４及び排気通路１５に接続されている。また、上記燃焼室８に対応して吸気ポート１２に設けられたインジェクタ１６からは燃料が噴射される。
【００３１】
上記燃焼室８に対応して設けられた吸気バルブ１７及び排気バルブ１８は、前記吸気ポート１２及び排気ポート１３をそれぞれ開閉する。同吸気バルブ１７及び排気バルブ１８は、それぞれ吸気カムシャフト３１及び排気カムシャフト３２の回転に伴い、吸気カムシャフト３１及び排気カムシャフト３２にそれぞれ設けられたカム（図示略）が回転することによって開閉動作する。吸気カムシャフト３１及び排気カムシャフト３２の先端に各々設けられたタイミングプーリ３３、３４は、タイミングベルト３５を介してクランクシャフト５に駆動連結されており、クランクシャフト５が２回転すると各タイミングプーリ３３、３４が１回転するようになっている。そして、ガソリン機関１の運転時には、クランクシャフト５の回転力はタイミングベルト３５及び各タイミングプーリ３３、３４を介して吸気カムシャフト３１及び排気カムシャフト３２に伝達される。こうして、吸気バルブ１７、及び排気バルブ１８はクランクシャフト５の回転に同期して、すなわち各ピストン４の往復移動に対応して所定のタイミングで開閉駆動される。
【００３２】
また、クランクシャフト５に近接してクランク角センサ４１が設けられている。このクランク角センサ４１は、クランクシャフト５の回転位相（クランク角）を検出しており、またその検出結果に基づいてガソリン機関１（クランクシャフト５）の機関回転速度ＮＥが検出される。また、吸気カムシャフト３１に近接して吸気側カム角センサ４２ａが設けられており、同吸気側カム角センサ４２ａ及びクランク角センサ４１の出力信号に基づいて吸気カムシャフト３１の回転位相（カム角）が検出される。同様に、排気カムシャフト３２に近接して排気側カム角センサ４２ｂが設けられており、同排気側カム角センサ４２ｂ及びクランク角センサ４１の出力信号に基づいて排気カムシャフト３２の回転位相（カム角）が検出される。
【００３３】
前記点火プラグ１１にはイグナイタ４６から出力される高電圧が印加される。点火プラグ１１の点火タイミングは、イグナイタ４６からの高電圧出力タイミングにより決定される。そして、ガソリン機関１は点火プラグ１１により、吸気通路１４からの吸入空気とインジェクタ１６から噴射される燃料とからなる混合気を燃焼室８内で爆発させて機関出力を得る。また、このときに発生する燃焼ガスは排気通路１５へ排出される。
【００３４】
前記吸気通路１４の一部には、吸気の脈動を抑えるためのサージタンク５１が設けられている。サージタンク５１の上流側には、アクセルペダル５２の操作に基づいて開度が変更されるスロットルバルブ５３が設けられている。このスロットルバルブ５３の開度を変更することにより燃焼室８内へ吸入される空気量が調節されるようになっている。スロットルバルブ５３の近傍には、その開度を検出するスロットル開度センサ５４と、そのスロットルバルブ５３が全閉状態のときオンとなるアイドルスイッチ５５が取り付けられている。また、上記スロットルバルブ５３の上流側には、ガソリン機関１に吸入される吸入空気量Ｑａに応じた出力が得られるエアフロメータ５６が設けられている。
【００３５】
本実施の形態において、吸気カムシャフト３１に設けられたタイミングプーリ３３には吸気バルブタイミング可変機構６０ａが設けられている。また、排気カムシャフト３２に設けられたタイミングプーリ３４には排気バルブタイミング可変機構６０ｂが設けられている。
【００３６】
この吸気バルブタイミング可変機構６０ａは、クランクシャフト５に対するタイミングプーリ３３と吸気カムシャフト３１との相対回転位相を油圧の作用により変更することで、吸気バルブ１７の開閉タイミングを連続的に変更する機構である。また、排気バルブタイミング可変機構６０ｂは、クランクシャフト５に対するタイミングプーリ３４と排気カムシャフト３２との相対回転位相を油圧の作用により変更することで、排気バルブ１８の開閉タイミングを連続的に変更する機構である。この吸気バルブタイミング可変機構６０ａは、タイミングプーリ３３に対し吸気カムシャフト３１の相対回転位相を進める際に油を供給するための進角側油圧通路Ｐ１ａと、同相対回転位相を遅らす際に油を供給するための遅角側油圧通路Ｐ２ａとを有している。同様に、排気バルブタイミング可変機構６０ｂは、タイミングプーリ３４に対する排気カムシャフト３２の相対回転位相を進める際に油を供給するための進角側油圧通路Ｐ１ｂと、同相対回転位相を遅らす際に油を供給するための遅角側油圧通路Ｐ２ｂとを有している。また、オイルパン６５に貯留されている油はオイルポンプ６２によって吸入され、この吸入された油は同オイルポンプ６２によってオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）６３ａ、６３ｂに供給される。これらＯＣＶ６３ａ、６３ｂは、いわゆるリニアソレノイドバルブであって、内蔵された電磁ソレノイドに印加する電圧のデューティ比を変化させることにより、油の供給先、及び油の供給速度を変更することができるようになっている。このようなＯＣＶ６３ａに供給された油は進角側油圧通路Ｐ１ａ、あるいは遅角側油圧通路Ｐ２ａのいずれかに供給される。同様にＯＣＶ６３ｂに供給された油は進角側油圧通路Ｐ１ｂ、あるいは遅角側油圧通路Ｐ２ｂのいずれかに供給される。こうして、各油圧通路に選択的に油が供給されることにより、クランクシャフト５に対する吸気カムシャフト３１及び排気カムシャフト３２の相対回転位相がそれぞれ変更され、もって吸気バルブ１７及び排気バルブ１８のバルブタイミングが変更される。
【００３７】
上記ガソリン機関１の点火時期制御、燃料噴射量制御、あるいは各バルブタイミング機構の位相制御に基づくバルブタイミングの制御等の各種制御は、制御装置（以下、ＥＣＵという）８０によって行われる。この制御装置８０は中央処理制御装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータを中心として構成されている。例えば制御装置８０には、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）が設けられている。また制御装置８０には、演算結果や予め記憶されたデータ等を機関停止後も保存するためのバックアップＲＡＭ、入力インターフェース、出力インターフェース等も設けられている。そして、前記クランク角センサ４１、吸気側カム角センサ４２ａ、排気側カム角センサ４２ｂ、水温センサ４３、スロットル開度センサ５４、アイドルスイッチ５５及びエアフロメータ５６等からの出力信号が前記入力インターフェースを通じて入力されるようになっている。これら各センサ４１〜４３、並びに各センサ５４〜５６等の出力信号により、ガソリン機関１の運転状態が検出される。
【００３８】
一方、出力インターフェースは、各々対応する駆動回路等を介してインジェクタ１６、イグナイタ４６、ＯＣＶ６３ａ及びＯＣＶ６３ｂ等に接続されている。
そして、制御装置８０は上記各センサ４１〜４３、５４〜５６等からの信号に基づき、ＲＯＭ内に格納された制御プログラム及び初期データに従い、これらインジェクタ１６、イグナイタ４６、ＯＣＶ６３ａ（吸気バルブタイミング可変機構６０ａ）、及びＯＣＶ６３ｂ（排気バルブタイミング可変機構６０ｂ）等を好適に制御する。
【００３９】
次に、制御装置８０を通じて行われる点火時期制御、並びに、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８のバルブタイミング制御について、各制御毎に詳しく説明する。
［点火時期制御］
ガソリン機関１の点火時期は、制御装置８０を通じて、点火時期指令値ＳＴに基づき制御される。この点火時期指令値ＳＴは、以下の式（１）に基づき算出される。
【００４０】
ＳＴ＝ＳＲ＋Ｆ＋ＡＧ  …（１）
ＳＴ：点火時期指令値
ＳＲ：最遅角点火時期
Ｆ  ：フィードバック補正値
ＡＧ：ＫＣＳ学習値
式（１）において、最遅角点火時期ＳＲは、点火時期をノッキングが発生する限界まで進角させたときの状態（ノック限界）から所定の遅角余裕代だけ遅角させたときの点火時期であって、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷Ｌといった機関運転状態に応じて変化する値である。
【００４１】
なお、機関回転速度ＮＥはクランク角センサ４１からの検出信号に基づき求められる。また、機関負荷Ｌは、エアフロメータ５６によって検出される吸入空気量Ｑａと機関回転速度ＮＥとから算出される。ちなみに吸入空気量に対応するパラメータとして、吸気通路に設けられるバキュームセンサの検出信号に基づき求められる吸気圧、スロットル開度センサ５４からの検出信号に基づき求められるスロットル開度、及びアクセルポジションセンサ等に基づき求められるアクセル踏込量などを用いることもできる。
【００４２】
また、式（１）において、フィードバック補正値Ｆ及びＫＣＳ学習値ＡＧは、ノッキングの発生に応じて同ノッキングを抑制すべく点火時期を遅角補正する補正量であって、ノッキングの悪化状態（有無）に応じて増減する値である。
【００４３】
上記フィードバック補正値Ｆは、ノッキング発生有りのときには点火時期指令値ＳＴを遅角側に移行させるように変更され、ノッキング発生無しのときには点火時期指令値ＳＴを進角側に移行させるように変更される。
【００４４】
一方、ＫＣＳ学習値ＡＧは、上記フィードバック補正値Ｆが予め定められた所定範囲内に収束するように変更される。このＫＣＳ学習値ＡＧとしては、例えば、ガソリン機関１の負荷領域全体でフィードバック補正値Ｆが上記所定範囲内に収束するよう増減するノック補正学習値と、ガソリン機関１の低負荷領域でフィードバック補正値Ｆが上記所定範囲内に収束するよう増減する軽負荷学習値とを合わせた値が採用される。
【００４５】
そして、フィードバック補正値Ｆが上記所定範囲に対し点火時期指令値ＳＴを遅角させる側に外れていれば、ＫＣＳ学習値ＡＧは点火時期指令値ＳＴを遅角側に移行させるように変更される。また、フィードバック補正値Ｆが上記所定範囲に対し点火時期指令値ＳＴを進角させる側に外れていれば、ＫＣＳ学習値ＡＧは点火時期指令値ＳＴを進角側に移行させるように変更される。以上のようなＫＣＳ学習値ＡＧの変更は、ガソリン機関１の低負荷領域では上記ノック補正学習値と上記軽負荷学習値との両方の増減によって実現され、それ以外の機関運転領域では上記ノック補正学習値の増減によって実現される。
【００４６】
［バルブタイミング制御］
上記制御装置８０は、吸気バルブタイミング可変機構６０ａの駆動制御を通じて吸気バルブ１７のバルブタイミング制御を行う。こうした吸気バルブ１７のバルブタイミング制御では、同吸気バルブ１７の実バルブタイミングが目標バルブタイミングに近づくよう吸気バルブタイミング可変機構６０ａが駆動される。ここで、吸気バルブ１７の実バルブタイミングとしては吸気カムシャフト３１の実際の変位角である吸気側実変位角ＶＴｉｎが用いられ、吸気バルブ１７の目標バルブタイミングとしては吸気カムシャフト３１の目標変位角である吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎが用いられる。
【００４７】
また、上記制御装置８０は、排気バルブタイミング可変機構６０ｂの駆動制御を通じて排気バルブ１８のバルブタイミング制御を行う。こうした排気バルブ１８のバルブタイミング制御では、同排気バルブ１８の実バルブタイミングが目標バルブタイミングに近づくよう排気バルブタイミング可変機構６０ｂが駆動される。ここで、排気バルブ１８の実バルブタイミングとしては排気カムシャフト３２の実際の変位角である排気側実変位角ＶＴｅｘが用いられ、排気バルブ１８の目標バルブタイミングとしては排気カムシャフト３２の目標変位角である排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが用いられる。
【００４８】
なお、上記バルブタイミング制御で用いられる変位角とは、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を表す値であって、その変化角度はクランク角度（°ＣＡ）に換算されている。
【００４９】
吸気側実変位角ＶＴｉｎは、クランク角センサ４１及び吸気側カム角センサ４２ａからの検出信号に基づき求められる。この吸気側実変位角ＶＴｉｎは、吸気バルブ１７のバルブタイミングが最大限遅角されているときに基準値である「０°ＣＡ」とされるものであり、吸気バルブ１７のバルブタイミングがその最大遅角タイミングからどれだけ進角されているかを表す値である。
【００５０】
また、排気側実変位角ＶＴｅｘは、クランク角センサ４１及び排気側カム角センサ４２ｂからの検出信号に基づき求められる。この排気側実変位角ＶＴｅｘは、排気バルブ１８のバルブタイミングが最大限進角されているときに基準値である「０°ＣＡ」とされるものであり、排気バルブ１８のバルブタイミングがその最大進角タイミングからどれだけ遅角されているかを表す値である。
【００５１】
ここで、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８における変位角とバルブオーバラップ量との関係について、クランク角の変化に対する吸気バルブ１７及び排気バルブ１８のバルブタイミングの推移を示す図２のタイミングチャートを併せ参照して説明する。
【００５２】
バルブオーバラップ量とは、排気バルブ１８が閉弁してから吸気バルブ１７が開弁するまでのクランク角の変化量に対応する値であって、仮に排気バルブ１８が閉弁してからクランク角が「θ」だけ変化してから吸気バルブ１７が開弁するような場合には「−θ」という値をとる。このバルブオーバラップ量は、例えば図２に破線で示されるように吸気側実変位角ＶＴｉｎ及び排気側実変位角ＶＴｅｘが共に０°ＣＡとなっている状態のとき、初期値Ｘ （本実施形態では、例えば「−２４°ＣＡ」）となる。従って、実際のバルブオーバラップ量ＯＲは、吸気側実変位角ＶＴｉｎ、排気側実変位角ＶＴｅｘ、及び初期値Ｘを用いて、以下の式（２）で表すことができる。
【００５３】
ＯＲ＝ＶＴｉｎ＋ＶＴｅｘ＋Ｘ  …  （２）
ＯＲ    ：実際のバルブオーバラップ量
ＶＴｉｎ：吸気カムシャフトの実変位角
ＶＴｅｘ：排気カムシャフトの実変位角
Ｘ      ：バルブオーバラップ量の初期値
次に、バルブタイミング制御による吸気バルブ１７の吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎ及び排気バルブ１８の排気側目標変位角ＶＴＴｅｘの算出処理手順について、図３のフローチャートを参照して説明する。目標変位角算出処理は、制御装置８０により、例えば所定クランク角毎の割り込み処理として実行される。またこの目標変位角算出処理は上記算出手段を構成する。
【００５４】
本処理が開始されると、まず、クランク角センサ４１の出力に基づいて算出される機関回転速度ＮＥ、エアフロメータ５６の出力に基づいて算出される吸入空気量Ｑａ、及び吸気側実変位角ＶＴｉｎが読み込まれる（ステップＳ１００）。
【００５５】
次に、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量Ｑａに基づいて機関負荷Ｌが算出される（ステップＳ１１０）。
次に、制御装置８０のＲＯＭ内に記憶されたマップを参照して、機関回転速度ＮＥと機関負荷Ｌに基づき、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂとが求められる（ステップＳ１２０）。
【００５６】
次に吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂと所定の補正値Ｈとに基づき、次式（３）を用いて最終的な目標値である吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎが算出される（ステップＳ１３０）。なお、補正値Ｈは後述する第１の補正値Ｈ１及び第２の補正値Ｈ２の総和として設定される。ちなみにその他の補正値を適宜追加しても良い。
【００５７】
ＶＴＴｉｎ＝ＶＴｉｎｂ−Ｈ  …  （３）
ＶＶＴｉｎ：吸気カムシャフトの目標変位角
ＶＴｉｎｂ：吸気カムシャフトの目標変位角ベース値
Ｈ        ：補正値（Ｈ＝Ｈ１＋Ｈ２）
Ｈ１      ：第１の補正値
Ｈ２      ：第２の補正値
次に、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと吸気側実変位角ＶＴｉｎとに基づき、次式（４）を用いて排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが算出される（ステップＳ１４０）。
【００５８】
ＶＴＴｅｘ＝ＯＲＴ―（ＶＴｉｎ＋Ｘ）  …（４）
ＶＴＴｅｘ：排気カムシャフトの目標変位角
ＯＲＴ    ：目標バルブオーバラップ量
ＶＴｉｎ  ：吸気カムシャフトの実変位角
Ｘ        ：バルブオーバラップ量の初期値
この式（４）は、前述した変位角とバルブオーバラップ量との関係式（２）において、バルブオーバラップ量ＯＲを目標バルブオーバラップ量ＯＲＴとし、排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘとして、前記式（２）を変形することにより得られる式である。
【００５９】
以後、ステップＳ１００〜１４０の処理が所定期間毎に繰り返し実行される。
そして、吸気側実変位角ＶＴｉｎが上記処理により求められた吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎとなるように吸気バルブタイミング可変機構６０ａが制御される。このときの同制御は、吸気側実変位角ＶＴｉｎと吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎとの偏差に応じてＯＣＶ６３ａに印加される電圧のデューティ比を設定し、吸気側実変位角ＶＴｉｎを吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎに収束させることで行われる。同様にして、排気バルブタイミング可変機構６０ｂも制御される。
【００６０】
次に、上記目標変位角算出処理に基づく本実施形態のバルブ特性制御装置の動作態様を説明する。
図４（ａ）は、吸気バルブ１７のバルブタイミングを遅角側に、排気バルブ１８のバルブタイミングを進角側に変更して、吸気バルブ１７と排気バルブと１８のバルブオーバラップ量を減少させるようにバルブタイミング制御を行うときの制御態様の一例を示している。なお同図４において、線Ｌ１は、排気カムシャフト３２の排気側実変位角ＶＴｅｘに応じた排気バルブ１８の閉弁時期の推移を示している。また、線Ｌ２は、吸気カムシャフト３１の吸気側実変位角ＶＴｉｎに応じた吸気バルブ１７の開弁時期の推移を示している。また同図４の線Ｌ３は、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに対応した排気バルブ１８の閉弁時期の推移を、すなわち排気カムシャフト３２が排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに応じた位相にあるときの排気バルブ１８の閉弁時期の推移を示している。更に、同図４の線Ｌ４は、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎに対応した吸気バルブ１７の開弁時期を、すなわち吸気カムシャフト３１が吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎに応じた位相にあるときの吸気バルブ１７の開弁時期を示している。
【００６１】
時刻Ｔにおいて、吸気バルブ１７のバルブタイミングを遅角側に、排気バルブ１８のバルブタイミングを進角側にそれぞれ変更し、吸気バルブ１７と排気バルブ１８とのバルブオーバラップ量を減少させることを最終的な目標とするバルブタイミングの変更要求がなされたものとする。このとき、上記算出処理においては、まず、そのときの吸気側実変位角ＶＴｉｎよりも遅角側の値となるように吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎが算出され、また現状よりも低減されるように目標バルブオーバラップ量ＯＲＴが算出される。
【００６２】
これとともに、その目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと、そのときの吸気側実変位角ＶＴｉｎとに基づいて、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが算出される。なお、このときの吸気側実変位角ＶＴｉｎは、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎよりも進角側になっている。そのため、このとき算出される排気側目標変位角ＶＴＴｅｘは、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎ及び目標バルブオーバラップ量ＯＲＴに応じた排気カムシャフト３２の変位角の最終的な制御目標よりも更に進角側の値になる。
【００６３】
そして算出された吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎ、及び排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに基づき吸気バルブタイミング可変機構６０ａ及び排気バルブタイミング可変機構６０ｂが制御されて、吸気側実変位角ＶＴｉｎ及び排気側実変位角ＶＴｅｘが変更され始める。このときの吸気側実変位角ＶＴｉｎは遅角側へと、排気側実変位角ＶＴｅｘは進角側へと変更されていく。また、吸気側実変位角ＶＴｉｎの遅角側への変更に同期して、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘも遅角側へと変更されていく。ここで、排気側実変位角ＶＴｅｘが排気側目標変位角ＶＴＴｅｘと一致しても、吸気カムシャフト３１の位相変更が完了していなければ、排気カムシャフト３２の位相は更に変更され続けることとなる。
【００６４】
こうして排気カムシャフト３２の進角側への位相変更は、時刻Ｔ１において、排気側実変位角ＶＴｅｘが排気側目標変位角ＶＴＴｅｘと一致するまで続けられる。これにより、吸気カムシャフト３１の位相変更の完了に先立って、要求されたバルブオーバラップ量が確保されるようになる。
【００６５】
そしてその後も、吸気側実変位角ＶＴｉｎが吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎと一致する時刻Ｔ２まで、吸気側実変位角ＶＴｉｎの遅角側への変更は継続される。一方、それに同期して排気側目標変位角ＶＴＴｅｘも遅角側に変更されるため、要求されるバルブオーバラップ量が維持され続ける。
【００６６】
他方、図４（ｂ）は、吸気バルブ１７のバルブタイミングを進角側に、排気バルブ１８のバルブタイミングを遅角側に変更して、吸気バルブ１７と排気バルブ１８とのバルブオーバラップ量を増大させるようにバルブタイミング制御を行うときの制御態様の一例を示している。この場合には、時刻Ｔにおいて、吸気バルブ１７のバルブタイミングを進角側に、排気バルブ１８のバルブタイミングを遅角側にそれぞれ変更し、吸気バルブ１７と排気バルブ１８とのバルブオーバラップ量を増大させることを最終的な目標とするバルブタイミングの変更要求がなされたものとする。このとき、上記算出処理においては、まず、そのときの吸気側実変位角ＶＴｉｎよりも進角側の値となるように吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎが算出され、また現状よりも増大されるように目標バルブオーバラップ量ＯＲＴが算出される。
【００６７】
これとともに、その目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと、そのときの吸気側実変位角ＶＴｉｎとに基づいて、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが算出される。なお、このときの吸気側実変位角ＶＴｉｎは、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎよりも遅角側になっている。そのため、このとき算出される排気側目標変位角ＶＴＴｅｘは、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎ及び目標バルブオーバラップ量ＯＲＴに応じた排気カムシャフト３２の変位角の最終的な制御目標よりも更に遅角側の値になる。
【００６８】
そして算出された吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎ及び排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに基づき吸気バルブタイミング可変機構６０ａ及び排気バルブタイミング可変機構６０ｂが制御されて、吸気側実変位角ＶＴｉｎ及び排気側実変位角ＶＴｅｘが変更され始める。このときの吸気側実変位角ＶＴｉｎは進角側へと、排気側実変位角ＶＴｅｘは遅角側へと変更されていく。また、吸気側実変位角ＶＴｉｎの進角側への変更に同期して、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘも進角側へと変更されていく。こうして排気カムシャフト３２の遅角側への位相変更は、時刻Ｔ１において、排気側実変位角ＶＴｅｘが排気側目標変位角ＶＴＴｅｘと一致するまで続けられる。これにより、吸気カムシャフト３１の位相変更の完了に先立って、要求されたバルブオーバラップ量が確保されるようになる。
【００６９】
そしてその後も、吸気側実変位角ＶＴｉｎが吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎと一致する時刻Ｔ２まで、吸気側実変位角ＶＴｉｎの進角側への変更は継続される。一方、それに同期して排気側目標変位角ＶＴＴｅｘも進角側に変更されるため、要求されるバルブオーバラップ量が維持され続ける。
【００７０】
以上のように、上述した目標変位角算出処理によれば、吸気バルブ１７のバルブタイミングの変更完了を必ずしも待たずとも、要求されるバルブオーバラップ量を確保し得るようになる。
【００７１】
更に、同目標変位角算出処理によれば、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが常に現状の吸気カムシャフト３１の変位角に対して要求されるバルブオーバラップ量が得られる変位角に設定される。そのため、位相変更中のバルブオーバラップ量の変化は、常に目標バルブオーバラップ量ＯＲＴに収束する側のみになる。
【００７２】
次に、制御装置８０を通じて行われる上記第１の補正値Ｈ１の算出処理について説明する。
［第１の補正値の算出処理］
上述したバルブオーバラップ量（内部ＥＧＲ量）は、機関運転状態に応じて、例えば機関出力を重視した値、或いは排気エミッションや燃費を重視した値を最適値として、その最適値となるよう調整される。このため、ノッキング抑制のために点火時期が遅角補正される際、機関運転状態によっては、バルブオーバラップ量の最適値が減少側に大きく変化する場合もあれば、同最適値があまり変化しない場合もある。ここで、最適値が減少側に大きく変化する［機関運転状態１］、及び、最適値があまり変化しない［機関運転状態２］について以下で個別に説明する。
【００７３】
［機関運転状態１］
この機関運転状態としては、例えば排気エミッションや燃費を重視すべき機関運転状態があげられ、同機関運転状態はガソリン機関１の低負荷運転領域等で生じる。排気エミッションや燃費を重視すべき機関運転状態では、実際の内部ＥＧＲ量が排気エミッションや燃費の改善のために最大限の値に調整されることとなるが、この最大限の値はノッキング抑制のために点火時期が遅角補正されることに伴い減少側に変化する。従って、内部ＥＧＲ量を制御するためのパラメータであるバルブオーバラップ量を小さくする必要があり、点火時期の遅角補正に伴いバルブオーバラップ量の最適値が減少側に変化するのである。こうした最適値の変化が生じると、バルブオーバラップ量が最適値から増大側にずれた状態となり、シリンダ内の内部ＥＧＲ量が過多となって燃費やトルク変動の面で悪影響を及ぼすこととなる。
【００７４】
［機関運転状態２］
この機関運転状態としては、例えば機関出力を重視すべき機関運転状態があげられ、同機関運転状態はガソリン機関１の高負荷運転領域等で生じる。機関出力を重視する機関運転状態では、バルブオーバラップ量の最適値が、そのときの機関運転状態で内部ＥＧＲ量を最大限に確保する値よりも小さい値となる。これは内部ＥＧＲ量が増えるほど燃焼時の燃焼室８内に燃焼に寄与しないガス（排気）が多く存在し、内部ＥＧＲ量を最大限の値にすると、機関出力の低下を招くおそれがあるためである。また、機関出力を重視すべき機関運転状態であって、特にスロットルバルブ５３が全開付近にあるときには、内部ＥＧＲ量を確保することよりも吸入空気量を可能な限り多くすることが重視され、バルブオーバラップ量の最適値として、吸入空気量を最大限に確保することの可能な値が設定される。このときのバルブオーバラップ量の最適値は、内部ＥＧＲ量を最大限に確保する値よりも小さい値となる。
【００７５】
以上のような最適値にバルブオーバラップ量が調整されている場合、上記点火時期の遅角補正が行われても、実際の内部ＥＧＲ量が既に最大限の値よりも小さい値になっていることから、点火時期の遅角補正に伴い内部ＥＧＲ量が過多になることはない。従って、内部ＥＧＲ量を制御するパラメータであるバルブオーバラップ量を小さくする必要もなく、点火時期の遅角補正に伴いバルブオーバラップ量の最適値が大きく変化することはないのである。
【００７６】
上述した［機関運転状態１］の欄で示したように、ノッキング抑制のために点火時期を遅角補正する際には、それに伴いバルブオーバラップ量が最適値よりも増大側にずれた状態となり、内部ＥＧＲ量の過多を招くことがある。このため、点火時期を遅角補正するための補正量、例えばＫＣＳ学習値ＡＧに基づきバルブオーバラップ量を小さくすることも考えられる。この場合、［機関運転状態１］にあっては、点火時期の遅角補正に伴う内部ＥＧＲ量の過多を抑制して燃費やトルク変動の面での悪影響を抑制することができる。しかし、［機関運転状態２］にあっては、バルブオーバラップ量が最適値よりも小さくされ、内部ＥＧＲ量が必要以上に少なくされてしまう。
【００７７】
そこで、本実施形態では、ＫＣＳ学習値ＡＧ及び機関負荷Ｌに応じて設定されるガード値Ｇに基づきバルブオーバラップ量を上限ガードするようにしている。このガード値Ｇについては、ＫＣＳ学習値ＡＧ及び機関負荷Ｌに応じて設定されるため、点火時期の遅角補正時に内部ＥＧＲ量が過多になることのない値以下にバルブオーバラップ量を上限ガードすることの可能な値とすることができる。
【００７８】
このように設定されたガード値Ｇは、［機関運転状態１］が生じ得るガソリン機関１の低負荷運転領域においては、ＫＣＳ学習値ＡＧの大きさに応じて例えば図５（ｂ）に示されるように推移する。同図から分かるように、［機関運転状態１］でのガード値Ｇは、ＫＣＳ学習値ＡＧの値によっては比較的小さい値をとるようになる。また、上記のように設定されたガード値Ｇは、［機関運転状態２］が生じ得るガソリン機関１の高負荷運転領域においては、ＫＣＳ学習値ＡＧの大きさに応じて例えば図５（ａ）に示されるように推移する。同図から分かるように、［機関運転状態２］でのガード値Ｇは、ＫＣＳ学習値ＡＧの大きさに関係なく比較的大きい値をとるようになる。
【００７９】
従って、［機関運転状態１］にあって、ノッキング発生に伴いＫＣＳ学習値ＡＧが所定の値になり、バルブオーバラップ量の最適値が減少側に変化してバルブオーバラップ量が最適値に対して増大側にずれた状態になると、ガード値Ｇよりもバルブオーバラップ量が大きい状態となる。この場合、点火時期の遅角補正に伴いバルブオーバラップ量の最適値が減少側に変化したとしても、バルブオーバラップ量がガード値Ｇに基づき上限ガードされて小さくなるため、当該遅角補正に伴う内部ＥＧＲ量の過多を抑制することができる。
【００８０】
一方、［機関運転状態２］にあっては、ノッキング発生に伴いＫＣＳ学習値ＡＧが変化しても、バルブオーバラップ量の最適値があまり変化することはなく、同最適値の変化に伴いバルブオーバラップ量が増大側にずれた状態になることはない。この状態にないとき、ＫＣＳ学習値ＡＧの値によってはバルブオーバラップ量が上記のように設定されたガード値Ｇを下回る場合があり、この場合は上限ガードによってバルブオーバラップ量が小さくされることはなくなる。従って、バルブオーバラップ量が内部ＥＧＲ量過多の抑制に必要される以上に小さくされることもない。
【００８１】
本実施形態では、上述したようなバルブオーバラップ量の上限ガードを実施するために、吸気カムシャフト３１の吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂを補正するようにしており、上述した第１の補正値Ｈ１はこの補正に際して用いられる補正値となっている。
【００８２】
以下、第１の補正値Ｈ１の算出にかかる手順について、図７のフローチャートを参照して説明する。この算出処理は、制御装置８０により、例えば所定クランク角毎の割り込み処理として実行される。
【００８３】
本処理が開始されるとまず、ＫＣＳ学習値ＡＧ及び機関負荷Ｌに基づき図６のマップを参照してガード値Ｇが算出される（ステップＳ２００）。このガード値Ｇは、この後実行されるステップＳ２１０の処理によって、機関回転速度ＮＥや機関負荷Ｌといった機関運転状態に応じて可変設定される最小値によって下限ガードされた値に設定される。
【００８４】
次に、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴとガード値Ｇとうち小さい方がガード後目標オーバラップ量ＯＲＧとして設定される（ステップＳ２２０）。
次に、機関回転速度ＮＥや機関負荷Ｌといった機関運転状態に基づいて振り分け係数Ｋが算出される（ステップＳ２３０）。この振り分け係数Ｋは、「０」よりも大きく「１．０」よりも小さい値であって、バルブオーバラップ量の減少を実現させるに当たり、吸気バルブ１７の遅角と排気バルブ１８の進角とをどのように配分するか、すなわち振り分けるかを決定するためのものである。そして、振り分け係数Ｋが「１．０」に近くなるほど、ガード値Ｇに基づく上限ガードによってバルブオーバラップ量を小さくする際、それを実現する上での吸気バルブ１７のバルブタイミング進角による分担分が増え、排気バルブ１８のバルブタイミング遅角による分担分が減ることとなる。
【００８５】
次に、次式（５）を用いて第１の補正値Ｈ１が算出され、上記式（３）の補正値Ｈに反映されることにより、吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂは補正される。
Ｈ１＝（ＯＲＴ−ＯＲＧ）×Ｋ  …（５）
Ｈ１：第１の補正値
ＯＲＴ：目標バルブオーバラップ量
ＯＲＧ：ガード後目標オーバラップ量
Ｋ    ：振り分け係数
さて、ガード値Ｇが目標バルブオーバラップ量ＯＲＴよりも小さい場合、ガード値Ｇがガード後目標オーバラップ量ＯＲＧとされるため、式（５）を用いて算出される第１の補正値Ｈ１の分だけ、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎは小さい値（進角側の値）になる。この場合、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎに基づき制御される吸気バルブ１７のバルブタイミングが進角側に変化させられ、バルブオーバラップ量が小さくされる。従って、この場合はガード値Ｇによるバルブオーバラップ量の上限ガードにより、同バルブオーバラップ量が小さくされることとなる。
【００８６】
一方、ガード値Ｇが目標バルブオーバラップ量ＯＲＴよりも大きい場合には、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴがガード後目標オーバラップ量ＯＲＧとされるため、式（５）を用いて算出される第１の補正値Ｈ１の値は「０」になる。この場合、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎに基づき制御される吸気バルブ１７のバルブタイミングが上記のように進角側に変化させられることはない。従って、この場合はガード値Ｇによるバルブオーバラップ量の上限ガードにより、同バルブオーバラップ量が小さくされることはない。
【００８７】
次に、ステップＳ２００でガード値Ｇの算出に用いられるマップについて、図６を参照して説明する。
このマップにおいて、ＫＣＳ学習値ＡＧが所定値ａよりも点火時期を遅角させない側（ノック悪化側と反対側）となる領域Ｅ１では、ガード値Ｇが目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと等しい値として算出されるよう設定されている。このようにガード値Ｇが目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと等しい値になるときには、ガード後目標オーバラップ量ＯＲＧが目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと等しい値になる。従って、ＫＣＳ学習値ＡＧが点火時期を所定レベル以上に遅角補正する値、即ち所定値ａよりもノック悪化側の値になるまでは、第１の補正値Ｈ１が常に「０」になり、バルブオーバラップ量の上限ガードが行われることはなくなる。
【００８８】
また、マップにおいて、機関負荷が所定値ｂよりも高い領域Ｅ３でも、ガード値Ｇが目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと等しい値として算出されるよう設定されている。従って、機関負荷が所定値ｂよりも高い機関高負荷運転時には、上記と同じく第１の補正値Ｈ１が常に「０」になり、バルブオーバラップ量の上限ガードが行われることはなくなる。
【００８９】
更に、マップにおいて、領域Ｅ１，Ｅ３以外の領域Ｅ２では、ＫＣＳ学習値ＡＧが点火時期を遅角させる側（ノック悪化側）の値となるほどガード値Ｇが小さい値として算出されるよう設定されている。従って、領域Ｅ２においては、ＫＣＳ学習値ＡＧに応じてガード値Ｇを連続的に変化させることが可能になる。
【００９０】
このように第１の補正値Ｈ１で吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂが補正されることにより、点火時期の遅角補正が行われたとしても、バルブオーバラップ量を機関運転状態に応じた最適値に設定することができる。
【００９１】
次に、制御装置８０を通じて行われる上記第２の補正値Ｈ２の算出処理について説明する。
［第２の補正値の算出処理］
本実施形態では排気バルブタイミング可変機構６０ｂを駆動することで排気バルブ１８のバルブタイミングを変更するようにしているが、排気バルブタイミング可変機構６０ｂの駆動範囲には限界があるため、排気バルブ１８のバルブタイミング、すなわち排気カムシャフト３２の変位角にも設定可能な範囲がある。本実施形態では、排気バルブ１８のバルブタイミングが最大限進角されているときの基準値である「０°ＣＡ」から最大遅角タイミングまでの間がこの設定可能な範囲となる。従って、排気カムシャフト３２の排気側実変位角ＶＴｅｘについて上限側の限界値は上記最大遅角タイミングに対応した変位角となり、下限側の限界値は最大限進角されたときのバルブタイミングに対応する変位角、すなわち上記基準値の「０」となる。
【００９２】
ここで、上述したように本実施形態では、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘを吸気側実変位角ＶＴｉｎと目標バルブオーバラップ量ＯＲＴとに基づいて算出するようにしているため、場合によっては排気側目標変位角ＶＴＴｅｘがその変位角として設定可能な上記各限界値を超えてしまうといったことも懸念される。このような場合には、排気側実変位角ＶＴｅｘが限界値で規制され、それ以上変位角を変更することができなくなるため、排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに制御することができなくなり、その結果、目標バルブオーバラップ量を確保することができなくなってしまう。特に、バルブオーバラップ量を減少させる場合にあって、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが上記下限側の限界値である「０」よりも小さい値に設定されると、排気バルブ１８のバルブタイミングは進角側に戻される途中でその位相変更が規制されてしまい、目標であるバルブオーバラップ量を確保できなくなる。その結果、内部ＥＧＲは機関運転状態に応じた最適な量よりも多くなってしまい、その運転状態が不安定になるなどといった弊害が生じるおそれがある。
【００９３】
そこで本実施形態では、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎとに基づいて排気カムシャフト３２の要求変位角を算出するようにしている。また、排気バルブタイミング可変機構６０ｂの駆動限界位置に対応する変位角、特に進角側への最大変位角である「０」を上述したような限界値として設定するようにしている。そして上記要求変位角が排気カムシャフト３２の実変位角として設定可能な同限界値、すなわち「０」を超える場合には、その超過分に基づいて吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎを補正する目標特性補正手段を備えるようにしている。そしてこの補正の際には、上記第２の補正値Ｈ２が用いられる。
【００９４】
上述した態様によれば、上記要求特性は、吸気側実変位角ＶＴｉｎが吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎに到達したときに排気側目標変位角ＶＴＴｅｘとして設定される最終的なバルブ特性になる。そしてこの要求特性が上記限界値（すなわち「０」）を超える場合には、その超過分が吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎに反映され、同吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎは補正される。これにより、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘは上記限界値を超えることなく設定されるようになり、もって排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに収束させることができるようになる。従って、上述したような態様で排気側目標変位角ＶＴＴｅｘを算出する場合でも、確実に目標バルブオーバラップ量を確保することができるようになる。
【００９５】
以下、第２の補正値Ｈ２の算出にかかる手順について、図８のフローチャートを参照して説明する。この算出処理は、制御装置８０により、例えば所定クランク角毎の割り込み処理として実行される。
【００９６】
本処理が開始されるとまず、吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂと上記第１の補正値Ｈ１とに基づき、次式（６）を用いて、吸気カムシャフト３１の吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎが算出される（ステップＳ３００）。この吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎは、上述したように点火時期の遅角補正に伴うバルブオーバラップ量の最適化を実施するために設定される吸気側の目標変位角である。
【００９７】
ＶＴＲｉｎ＝ＶＴｉｎｂ−Ｈ１  …（６）
ＶＴＲｉｎ：吸気カムシャフトの吸気側戻し後目標変位角
ＶＴｉｎｂ：吸気カムシャフトの吸気側目標変位角ベース値
Ｈ１      ：第１の補正値
次に、吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎと上記ガード値Ｇと上記初期値Ｘとに基づき、次式（７）を用いて、上述した要求特性である排気カムシャフト３２の排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが算出される（ステップＳ３１０）。
【００９８】
ＥＸＲＥＳＴ＝ＶＴＲｉｎ＋Ｘ−Ｇ  …（７）
ＥＸＲＥＳＴ：排気側要求変位角
ＶＴＲｉｎ  ：吸気カムシャフトの吸気側戻し後目標変位角
Ｘ          ：バルブオーバラップ量の初期値
Ｇ          ：ガード値
この式（７）は、次のようにして設定されている。まず、前述した変位角とバルブオーバラップ量との関係式（２）において、バルブオーバラップ量ＯＲをガード値Ｇとし、吸気側実変位角ＶＴｉｎを吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎとし、排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴとして同式（２）を変形し、次式（８）とする。
【００９９】
ＥＸＲＥＳＴ＝Ｇ−（ＶＴＲｉｎ＋Ｘ）  …（８）
ＥＸＲＥＳＴ：排気カムシャフトの排気側要求変位角
Ｇ          ：ガード値
ＶＴＲｉｎ  ：吸気カムシャフトの吸気側戻し後目標変位角
Ｘ          ：バルブオーバラップ量の初期値
この式（８）から得られる排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴの値は、吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎが設定された状態で、ガード値Ｇを確保するために必要な排気カムシャフト３２の実変位角を示す値となる。
【０１００】
そしてこの排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴの値が上記限界値である「０」以上の場合には、ガード値Ｇを確保するに際して吸気カムシャフトの目標変位角として吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎが設定されても、排気側実変位角ＶＴｅｘを実際に設定可能な範囲内の変位角に設定することができる。
【０１０１】
一方、排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴの値が上記限界値である「０」より小さい場合には、ガード値Ｇを確保するに際して吸気カムシャフトの目標変位角として吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎが設定されると、排気側実変位角ＶＴｅｘを設定可能な範囲内の変位角に設定することができなくなる。そのため、吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎを修正する必要がある。そして、このように排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが「０」より小さい値として算出される場合には、その値の絶対値は排気カムシャフト３２の変位角を進角側に戻すに際して、戻し不足となる変位角を示すことになる。
【０１０２】
このように上記式（８）で算出される排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴに基づき、排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに設定することができるか否かを判断することができるとともに、排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに設定することができない場合にはその不足分も算出することができる。
【０１０３】
そして上記式（７）は、式（８）の右辺に「−１」を乗算したものである。従って、式（７）で算出される排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが「０」よりも小さい値となる場合には、排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに設定することができる。一方、同式（７）で算出される排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが「０」以上の値となる場合には、その値は排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに設定するに際して、不足する変位角を示すこととなる。
【０１０４】
なお上記式（８）において、ガード値Ｇをガード後目標オーバラップ量ＯＲＧとしてもよいが、ガード値Ｇは目標バルブオーバラップ量ＯＲＴの最大値であるため、このガード値Ｇを確保することができる状況にあれば、自ずとガード後目標オーバラップ量ＯＲＧは確保することができる。そのため、本実施形態ではガード値Ｇを用いるようにしている。
【０１０５】
こうして排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが算出されると、次に排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴの値が限界値として設定された「０」以上であるか否かが判定される（ステップＳ３２０）。そして排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴの値が「０」以上である旨判定された場合には（ステップＳ３２０でＹＥＳ）、排気カムシャフト３２の変位角を進角側に戻すに際して戻し不足が生じる。そのため、その不足分（すなわち最終的な排気側実変位角ＶＴｅｘが限界値である「０」を超える超過分）を示す排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴの値が吸気側目標変位角を補正するための第２の補正値Ｈ２として設定される（ステップＳ３３０）。
【０１０６】
一方、排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴの値が「０」未満である旨判定された場合には（ステップＳ３２０でＮＯ）、排気カムシャフト３２の変位角を進角側に戻すに際して戻し不足は生じないため、吸気カムシャフトの目標変位角を補正するための第２の補正値Ｈ２は「０」に設定される（ステップＳ３４０）。
【０１０７】
こうして算出された第２の補正値Ｈ２が上記式（３）の補正値Ｈに反映されることにより、吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂは上記戻し不足分（すなわち排気バルブ１８のバルブタイミング変更に際しての進角不足分）だけ補正される。
【０１０８】
ちなみに、排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが上記限界値である「０」未満である旨判定される場合には、第２の補正値Ｈ２は「０」に設定されるため、吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂは上述した第１の補正値Ｈ１によって補正される。
【０１０９】
図９は、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが上記限界値である「０」を超えた値として設定された場合における実際のバルブオーバラップ量ＯＲの制御態様について、その一例を示している。なお、図９の（ａ）は第２の補正値Ｈ２の算出が行われない場合の上記制御態様を示しており、図９の（ｂ）は第２の補正値Ｈ２の算出が行われる場合の同制御態様を示している。
【０１１０】
図９の（ａ）に示すように、第２の補正値Ｈ２の算出が行われない場合には、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが限界値を超えた進角側の値として設定されても、排気側実変位角ＶＴｅｘは限界値を超えて進角側には変更することができない。そのため、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘと限界値である「０」との偏差で表される進角不足分だけ、実際のバルブオーバラップ量ＯＲは目標バルブオーバラップ量ＯＲＴよりも大きくなってしまう。
【０１１１】
一方、図９の（ｂ）に示すように、第２の補正値Ｈ２の算出が行われる場合には、上記進角不足分に相当する第２の補正値Ｈ２の分だけ遅角側に吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎは補正される。そのため、この吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎに収束する吸気側実変位角ＶＴｉｎと目標バルブオーバラップ量ＯＲＴとに基づいて算出される排気側目標変位角ＶＴＴｅｘは、第２の補正値Ｈ２の算出が行われない場合と比較して、上記進角不足分に相当する分だけ遅角側に移行した値として算出される。このように上記進角不足分だけ吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎが遅角補正されることによって、排気側実変位角ＶＴｅｘについてその進角量の不足が解消される。その結果、排気側実変位角ＶＴｅｘは限界値を超えることなく変更されるようになり、もって実際のバルブオーバラップ量ＯＲを目標バルブオーバラップ量ＯＲＴに収束させることができる。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）機関運転状態に基づいて求められる目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと吸気側実変位角ＶＴｉｎとから、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘを算出するようにした。そのため、要求されるバルブオーバラップ量の確保に、吸気カムシャフト３１及び排気カムシャフト３２の位相変更の完了を必ずしも待つ必要はなくなり、より早急なバルブオーバラップ量の調整が可能になる。
【０１１３】
（２）更に、位相変更途中のバルブオーバラップ量の変化が、常に目標バルブオーバラップ量に収束する側となるため、前述したようなバルブタイミング変更中のバルブオーバラップ量の不必要な増大や減少を極力抑えることができ、バルブタイミング変更中の機関運転状態をより好適に制御できる。
【０１１４】
（３）バルブオーバラップ量は、ＫＣＳ学習値ＡＧ及び機関負荷に応じて設定されるガード値Ｇに基づき上限ガードされる。このガード値Ｇについては、ＫＣＳ学習値ＡＧ及び機関負荷に応じて設定されるため、ノッキング抑制のための点火時期の遅角補正時に内部ＥＧＲ量が過多になることのない値以下にバルブオーバラップ量を上限ガードすることの可能な値とすることができる。このようにガード値Ｇを設定することで、上述した［機関運転状態１］にあっては、点火時期の遅角補正に伴いバルブオーバラップ量がガード値Ｇよりも大きくなる。この場合、ガード値Ｇに基づく上限ガードによりバルブオーバラップ量が小さくされる。従って、点火時期の遅角補正にともないバルブオーバラップ量が最適値から増大側にずれた状態にあっても、そのずれを抑制して内部ＥＧＲ量の過多を抑制することができる。一方、上述した［機関運転状態２］にあっては、点火時期の遅角補正時であってもバルブオーバラップ量がガード値Ｇを下回る場合がある。この場合、ガード値Ｇに基づく上限ガードによりバルブオーバラップ量が小さくなることはない。従って、点火時期の遅角補正に伴う内部ＥＧＲ量の過多を抑制する際、上限ガードによって必要以上にバルブオーバラップ量が小さくされるのを抑制することができる。
【０１１５】
（４）機関運転状態が図６のマップの領域Ｅ２にあるときには、ＫＣＳ学習値ＡＧが点火時期を遅角させる値（ノック悪化側の値）になるほど、ガード値Ｇが小さい値として算出されるようになる。この場合には、ＫＣＳ学習値ＡＧに応じてガード値Ｇを連続的に変化させることが可能になる。そして、バルブオーバラップ量がガード値Ｇに基づき上限ガードされた状態にあっては上記のようにガード値Ｇを変化させることで、バルブオーバラップ量を滑らかに変化させることができるようになる。
【０１１６】
（５）機関運転状態が上記マップの領域Ｅ１にあるとき、即ちノッキング抑制のための点火時期の遅角補正が小であるときには、当該点火時期の遅角補正によるバルブオーバラップ量の最適値のずれは小さいものとなり、このときのバルブオーバラップ量の最適値に対するずれが問題になることはない。こうした状況下では、ガード値Ｇが目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと等しい値に設定され、式（５）の「（ＯＲＴ−ＯＲＧ）×Ｋ」という項が常に「０」になる。このため、バルブオーバラップ量の上限ガードが行われることはなくなり、バルブオーバラップ量が無駄に小さくされ、内部ＥＧＲ量が必要以上に少なくされるのを抑制することができる。
【０１１７】
（６）マップを参照して算出されたガード値Ｇは、機関運転状態に応じて可変設定される最小値で下限ガードされるため、ガード値Ｇの最小値が機関運転状態に応じて可変設定されることになる。従って、ガード値Ｇが必要以上に小さくされることはなく、ガード値Ｇに基づきバルブオーバラップ量が上限ガードされるとき、バルブオーバラップ量が必要以上に小さくなるのを抑制することができる。
【０１１８】
（７）機関運転状態が上記マップの領域Ｅ３にあるとき、即ち機関高負荷運転時には、ガソリン機関１に必要とされる吸入空気量が大となり、この要求される吸入空気量が得られるようバルブオーバラップ量が比較的大きい値に調整される。仮に、このときバルブオーバラップ量がガード値に基づき上限ガードされて小さい値に制限されると、必要な吸入空気量が得られずにガソリン機関１の出力性能が低下するおそれがある。また、上記のようにガソリン機関１の吸入空気量が多いときにはバルブオーバラップ量に起因する内部ＥＧＲ量が少ないため、内部ＥＧＲ量の過多を抑制する必要もない。機関運転状態が領域Ｅ３にあるような機関高負荷運転時には、ガード値Ｇが目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと等しい値に設定され、式（５）の「（ＯＲＴ−ＯＲＧ）×Ｋ」という項が常に「０」になる。このため、バルブオーバラップ量の上限ガードが行われることはなくなり、バルブオーバラップ量が無駄に小さく制限され、ガソリン機関１の出力性能が低下するのを抑制することができる。
【０１１９】
（８）バルブオーバラップ量をガード値Ｇに基づき上限ガードして小さく制限する際、そのバルブオーバラップ量の減少は吸気バルブ１７のバルブタイミング進角と排気バルブ１８のバルブタイミング遅角によって実現される。このときの吸気バルブ１７のバルブタイミング進角量と、排気バルブ１８のバルブタイミング遅角量との比率は、機関運転状態に応じて設定される振り分け係数Ｋによって可変とされる。従って、上記比率を機関運転状態に応じて適切なものとすることが可能になり、バルブオーバラップ量の減少を機関運転状態に応じて適切に行うことができる。
【０１２０】
（９）ガード値Ｇの算出に上記マップを用いることで、領域Ｅ１、領域Ｅ２、領域Ｅ３に適したガード値Ｇを、一つのマップを用いるだけで得ることができるようになる。
（１０）目標バルブオーバラップ量ＯＲＴとして設定される最大値であるガード値Ｇと吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎとに基づき、排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴを算出するようにしている。そしてこの排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが上記限界値である「０」を超える場合には、その超過分である排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴを第２の補正値Ｈ２として設定し、これを用いて吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂを補正して最終的な吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎを設定するようにしている。そのため、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘは上記限界値を超えることなく設定されるようになり、もって排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに収束させることができるようになる。従って、上述したような態様で排気側目標変位角ＶＴＴｅｘを算出する場合においても、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴを確保することができるようになる。
【０１２１】
（１１）上記限界値として、排気バルブタイミング可変機構６０ｂの駆動限界位置に対応するバルブタイミングを上記限界値として設定するようにしている。すなわち排気バルブタイミング可変機構６０ｂの機構上、それ以上バルブタイミングを変更することができない値を限界値として設定するようにしているため、同限界値として好適な値が設定されるようになる。
【０１２２】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・機関負荷及びノッキングのよる点火時期の遅角補正量に基づきマップを参照して算出したガード値Ｇに対し、機関回転速度やその他の機関運転条件による補正・調整を追加してもよい。
【０１２３】
・マップを参照してガード値Ｇを算出する代わりに、計算式を用いてガード値Ｇを算出してもよい。
・ガード値Ｇに基づく上限ガードによってバルブオーバラップ量を減少させるとき、その減少速度を機関回転速度や機関負荷といった機関運転状態に応じて可変としてもよい。この場合、上記バルブオーバラップ量の減少速度を機関運転状態に応じて最適なものに設定することが可能になり、バルブオーバラップ量の減少を機関運転状態に応じて適切に行うことができる。
【０１２４】
・機関運転状態が上記マップの領域Ｅ２にあるときには、ガード値ＧをＫＣＳ学習値ＡＧの大きさに応じて連続的に変化させたが、これに代えてガード値ＧをＫＣＳ学習値ＡＧの大きさに応じて段階的に変化させてもよい。
【０１２５】
・上記実施形態において第１の補正値Ｈ１の算出処理を省略するとともに、上記式（７）におけるガード値Ｇを目標バルブオーバラップ量ＯＲＴに変更してもよい。なお、この場合には第１の補正値Ｈ１の算出が行われないため、その値は「０」になる。従って、吸気側戻し後目標変位角ＶＴＲｉｎは吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂと同一の値になる（式（６）参照）。そしてこのような変形例であっても、上記実施形態によって得られる効果のうち、（１）及び（２）に記載の効果を得ることができる。
【０１２６】
さらに、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴと吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂとに基づき、排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが算出され、この排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが上記限界値である「０」を超える場合には、その超過分である排気側要求変位角ＥＸＲＥＳＴが第２の補正値Ｈ２として設定される。そして第２の補正値Ｈ２を用いて吸気側目標変位角ベース値ＶＴｉｎｂが補正されて最終的な吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎが設定されるようになる。そのため、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘは上記限界値を超えることなく設定されるようになり、もって排気側実変位角ＶＴｅｘを排気側目標変位角ＶＴＴｅｘに収束させることができるようになる。従って、この変形例において上述したような目標変位角算出処理により排気側目標変位角ＶＴＴｅｘを算出する場合でも、目標バルブオーバラップ量ＯＲＴを確保することができるようになるとともに、上記実施形態によって得られる効果のうち、（１１）に記載の効果を得ることができる。
【０１２７】
・上記実施形態及びその変形例では、限界値として排気バルブタイミング可変機構６０ｂの下限値である最大進角値を設定し、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが限界値を超えて進角側に設定される場合には、その超過分だけ吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎを遅角側に補正するようにした。
【０１２８】
他方、図１０の（ａ）に例示するように、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが排気バルブタイミング可変機構６０ｂの上限値である最大遅角値を超えて遅角側に設定される場合には、その超過分だけ排気側実変位角ＶＴｅｘについて遅角側への変位量が不足する。そしてこの場合には目標バルブオーバラップ量ＯＲＴに対して最終的なバルブオーバラップ量ＯＲが不足してしまうようになる。ここで、同図１０の（ｂ）に例示するように、進角側への超過分だけ吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎを進角側に補正すると、上記目標変位角算出処理によって算出される排気側目標変位角ＶＴＴｅｘも同超過分に相当する分だけ進角側に修正されるため、同排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが限界値を超えて遅角側に設定されるといった状態が解消される。すなわち、上記超過分だけ吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎを進角側に補正することによって排気側実変位角ＶＴｅｘについてその遅角量の不足が解消され、目標とするバルブオーバラップ量を確保することができるようになる。そこで、排気側目標変位角ＶＴＴｅｘが限界値に対して遅角側に超過して設定される場合には、その超過分だけ吸気側目標変位角ＶＴＴｉｎが進角側に補正されるように上記実施形態及びその変形例における各処理を変更してもよい。このようにしても目標バルブオーバラップ量を確保することができるようになる。
【０１２９】
また、排気バルブタイミング可変機構６０ｂの上限値及び下限値を上記限界値として設定するようにしてもよい。
・上記実施形態及びその変形例では排気カムシャフトの変位角に対する限界値として、排気バルブタイミング可変機構の機構上の駆動限界位置を設定した。他方、排気カムシャフトの変位角といったバルブ特性は内燃機関の運転効率に影響を与え、過度に大きい値や小さい値が設定されると運転効率の低下を招くおそれがある。そこで、上記限界値として、内燃機関の運転効率に対するバルブ特性の限界値を設定するようにしてもよい。この場合には、機関運転状態、機関効率、或いは燃焼効率などの悪化等といった運転効率の低下を抑制することのできるバルブ特性の限界値が上記限界値として設定されるため、同運転効率の低下を好適に抑制することができるようになる。なお、この場合には上記限界値を機関運転状態、例えば機関回転速度や機関負荷等に基づいて可変設定させることにより、同限界値をより最適な値として設定することができ、もって運転効率の低下をさらに好適に抑制することができるようになる。
【０１３０】
・上記実施形態およびその変形例では吸気カムシャフトの実変位角と目標バルブオーバラップ量とに基づいて排気カムシャフトの目標変位角を算出するようにしたが、同様の原理に基づき、排気カムシャフトの実変位角と目標バルブオーバラップ量とに基づいて吸気カムシャフトの目標変位角を算出するようにしてもよい。なお、この場合には、第１の補正値Ｈ１及び第２の補正値Ｈ２も上記実施形態と同様の原理を用いて排気カムシャフトの変位角に対する補正値として算出することができる。
【０１３１】
・上記実施形態及びその変形例では、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８のバルブタイミングを表す値として変位角を用いた。しかしながら、これは一例であって、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８のバルブタイミングを表す他のパラメータを用いてもよい。
【０１３２】
・上記実施形態及びその変形例における可変動弁機構によって可変とされるバルブ特性は、吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期であった。しかしながら、本発明にかかるバルブ特性制御装置の適用対象となるものは、このような可変動弁機構に何ら限定するものではない。例えば、前記各バルブのリフト量と開閉時期とを可変とする可変動弁機構にも適用可能である。また、各バルブのリフト量のみを可変とし、それらの開閉時期は変化させない可変動弁機構でも、リフト量が変化することで内部ＥＧＲ量等は変化するため、前述したような問題の生じるおそれはある。
【０１３３】
この場合には、上述したバルブ特性に相当する値、例えば各バルブのリフト量等と、バルブオーバラップ量に相当する値、例えばリフト量及び各バルブの開閉時期とから推定されるバルブオーバラップ量等を用い、上記実施形態及びその変形例に準じた処理を行うことによって、上記実施形態及びその変形例に準ずる効果を得ることができる。
【０１３４】
例えば、吸気バルブ及び排気バルブのいずれか一方のバルブについて機関運転状態に応じた目標リフト量を算出するとともに、機関運転状態に応じた目標バルブオーバラップ量を算出し、この目標バルブオーバラップ量と前記一方のバルブの実リフト量とに基づき他方のバルブについての目標リフト量を算出する算出手段を備える。そしてこれと共に目標バルブオーバラップ量と前記一方のバルブの目標リフト量とに基づいて算出される前記他方のバルブについての要求リフト量が同他方のバルブのリフト量として設定可能な限界値を超える場合、その超過分に基づいて前記算出される一方のバルブについての目標リフト量を補正する目標特性補正手段を備えるようにすることもできる。そしてこの場合にあって、例えば前記他方のバルブの目標リフト量がその目標値として設定可能なリフト量の限界値に対し、よりリフト量が大きい側に超過して設定される場合には、その超過分だけ前記一方のバルブの目標リフト量を大きくするように補正する。このような補正態様により、実際のバルブオーバラップ量よりも目標バルブオーバラップ量が小さくなるといった不具合の発生を抑制することができる。
【０１３５】
逆に、例えば前記他方のバルブの目標リフト量がその目標値として設定可能なリフト量の限界値に対し、よりリフト量が小さい側に超過して設定される場合には、その超過分だけ前記一方のバルブの目標リフト量を小さくするように補正する。このような補正態様により、実際のバルブオーバラップ量よりも目標バルブオーバラップ量が大きくなるといった不具合の発生を抑止することができる。
【０１３６】
・上記実施形態及びその変形例では、ガソリン機関１に本発明にかかるバルブ特性制御装置を適用した。しかしながら、適用対象となる内燃機関はこのガソリン機関１に何ら限定するものではない。要するに、吸気バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構と、排気バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構とを備える内燃機関であれば、上記実施形態及びその変形例にかかるバルブ特性制御装置は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本実施の形態にかかるバルブ特性制御装置が適用されるガソリン機関１の概略構成図。
【図２】吸気バルブ及び排気バルブの各変位角とバルブオーバラップ量との関係を示す図。
【図３】同実施形態において、目標変位角の算出にかかる処理手順を示すフローチャート。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、同実施形態にかかるバルブ特性制御装置によるバルブオーバラップ量の制御態様の一例を示す図。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、高負荷運転時及び低負荷運転時におけるＫＣＳ学習値の変化に対するガード値の推移を示すグラフ。
【図６】ガード値の算出に用いられるマップの概念図。
【図７】同実施形態において、第１の補正値の算出にかかる処理手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態において、第２の補正値の算出にかかる処理手順を示すフローチャート。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、同実施形態にかかるバルブ特性制御装置によって吸気カムシャフトの目標変位角が補正される場合のバルブオーバラップ量の制御態様について、その一例を示す図。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、上記実施形態の変形例におけるバルブオーバラップ量の制御態様について、その一例を示す図。
【図１１】従来のバルブ特性制御装置による吸・排気バルブのバルブタイミング制御態様の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１３８】
１…ガソリン機関、２…シリンダブロック、３…シリンダ、４…ピストン、５…クランクシャフト、６…コンロッド、７…シリンダヘッド、８…燃焼室、１１…点火プラグ、１２…吸気ポート、１３…排気ポート、１４…吸気通路、１５…排気通路、１６…インジェクタ、１７…吸気バルブ、１８…排気バルブ、３１…吸気カムシャフト、３２…排気カムシャフト、３３、３４…タイミングプーリ、３５…タイミングベルト、４１…クランク角センサ、４２ａ…吸気側カム角センサ、４２ｂ…排気側カム角センサ、４３…水温センサ、４６…イグナイタ、５１…サージタンク、５２…アクセルペダル、５３…スロットルバルブ、５４…スロットル開度センサ、５５…アイドルスイッチ、５６…エアフロメータ、６０ａ…吸気バルブタイミング可変機構、６０ｂ…排気バルブタイミング可変機構、６２…オイルポンプ、６３ａ、６３ｂ…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）、６５…オイルパン、８０……制御装置、Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ…進角側油圧通路、Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ…遅角側油圧通路。
【図１】
2005127180.tif 000003
【図２】
2005127180.tif 000004
【図３】
2005127180.tif 000005
【図４】
2005127180.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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