(57)【要約】【課題】高負荷運転用及び低負荷運転用の吸気カムを備える内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうことがきると共に、必要に応じて高い応答性で内燃機関の出力トルクを増加させるようにすることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の負荷の要求増加度合いが低い場合には、低負荷運転用の吸気カム１３Ｌから高負荷運転用の吸気カム１３Ｈへの切替えを、各吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動時における燃焼室３の実効圧縮比が互いに同じになる特定状態の位相角で行い、内燃機関１の負荷の要求増加度合いが高い場合には、低負荷運転用の吸気カム１３Ｌから高負荷運転用の吸気カム１３Ｈへの切替えを、上記特定状態の位相角と異なる位相角で行なう。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブを開閉駆動するために選択的に用いられる第１の吸気カム及び第２の吸気カムと、前記吸気バルブを実際に開閉駆動させる吸気カムである実駆動用吸気カムを第１の吸気カム及び第２の吸気カムのいずれか一方に選択的に切替えるバルブリフト可変機構と、クランク軸の位相角に対する第１及び第２の吸気カムの位相角を変化させるバルブ位相可変機構とを有し、第１及び第２の吸気カムのプロフィールが、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合の該吸気バルブのリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合よりも大きくなるように設定された吸気バルブ駆動機構が備えられた内燃機関の制御装置であって、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が上死点と下死点との間の角度幅よりも小さい角度幅になり、且つ、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも、前記上死点と下死点との間の角度幅により近い角度幅になるように設定されていると共に、さらに、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点よりも遅角側で且つ下死点よりも進角側となる所定の第１遅角側開弁開始位相角に一致し、且つ、第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点よりも遅角側で且つ下死点よりも進角側となる所定の第２遅角側開弁開始位相角に一致するように該第１の吸気カムの位相角と第２の吸気カムの位相角とを制御した状態である特定状態において、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致するように前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールが設定されており、
前記第１及び第２の吸気カムのうちの第１の吸気カムを内燃機関の高負荷運転用の吸気カム、第２の吸気カムを内燃機関の低負荷運転用の吸気カムとして、前記実駆動用吸気カムを少なくとも該内燃機関の負荷に応じて切替えるように前記バルブリフト可変機構を制御する吸気カム切替制御手段と、
前記第１及び第２の吸気カムのそれぞれによる吸気バルブの開閉駆動時において、前記実駆動用吸気カムの位相角を少なくとも内燃機関の負荷に応じて変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御するカム位相制御手段と、
前記内燃機関の負荷の要求増加度合いの高低を判断する負荷増加要求判断手段とを備え、
前記カム位相制御手段は、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記第１遅角側開弁開始位相角よりも進角側の所定の第１進角側開弁開始位相角と該第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化していくように前記バルブリフト可変機構の制御を行うと共に、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記第２遅角側開弁開始位相角よりも進角側の所定の第２進角側開弁開始位相角と該第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化していくように前記バルブ位相可変機構の制御を行い、
前記第１遅角側開弁開始位相角及び第１進角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該第１遅角側開弁開始位相角と第１進角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の進角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記第２遅角側開弁開始位相角及び第２進角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該第２遅角側開弁開始位相角と第２進角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の遅角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが低い場合には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御し、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが高い場合には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角よりも進角側の位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合に、前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうときの前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角の目標値として前記特定状態に対応する位相角よりも進角側に設定されたカム切替位相角と、前記カム位相制御手段により制御される前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角とを比較し、該第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が前記カム切替位相角よりも進角側の位相角である場合には、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角がそれぞれ前記カム切替位相角に制御されてから前記実駆動用吸気カムの切替えを行い、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が、それぞれ前記カム切替位相角に一致するか、又は、該カム切替位相角よりも遅角側の位相角である場合には、前記実駆動用吸気カムの切替えを直ちに行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気カム切替制御手段は、前記カム切替位相角を、前記内燃機関の負荷の要求増加度合いがより高いほど、より進角側の位相角になるように可変的に設定する手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御手段を備えており、
該スロットル弁制御手段は、前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合及び低い場合のいずれの場合においても、少なくとも前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中に、前記スロットル弁の開度を、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中には、前記スロットル弁の開度を、前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中での前記スロットル弁の開度以下の開度で前記内燃機関の負荷に応じて制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は、所定の条件下で、該内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断した状態で、前記内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させていく燃料カット運転モードでの運転が行われる内燃機関であり、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中は、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とが構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関の制御装置において、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理は、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後、前記実効圧縮比を、燃料カット運転モードでの前記内燃機関の運転の開始直前の実効圧縮比から連続的に減少させていくように、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更と実駆動用吸気カムの切替えとを行い、さらに最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達した後は、該実駆動用吸気カムとしての第２の吸気カムの位相角を維持するように構成され、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記スロットル弁制御手段は、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理によって、最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達するまでは、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、さらに当該到達後は、前記スロットル弁の開度を、当該到達前の開度から減少させていくように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
吸気バルブを開閉駆動するために選択的に用いられる第１の吸気カム及び第２の吸気カムと、前記吸気バルブを実際に開閉駆動させる吸気カムである実駆動用吸気カムを第１の吸気カム及び第２の吸気カムのいずれか一方に選択的に切替えるバルブリフト可変機構と、クランク軸の位相角に対する第１及び第２の吸気カムの位相角を変化させるバルブ位相可変機構とを有し、第１及び第２の吸気カムのプロフィールが、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合の該吸気バルブのリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合よりも大きくなるように設定された吸気バルブ駆動機構が備えられた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、所定の条件下で、該内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断した状態で、前記内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させていく燃料カット運転モードでの運転が行われる内燃機関であり、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が上死点と下死点との間の角度幅よりも小さい角度幅になり、且つ、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも、前記上死点と下死点との間の角度幅により近い角度幅になるように設定されていると共に、さらに、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点よりも遅角側で且つ下死点よりも進角側となる所定の第１遅角側開弁開始位相角に一致し、且つ、第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点よりも遅角側で且つ下死点よりも進角側となる所定の第２遅角側開弁開始位相角に一致するように該第１の吸気カムの位相角と第２の吸気カムの位相角とを制御した状態である特定状態において、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致するように前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールが設定されており、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記バルブリフト可変機構を制御する機能を有し、前記内燃機関の燃焼運転中には、前記第１及び第２の吸気カムのうちの第１の吸気カムを内燃機関の高負荷運転用の吸気カム、第２の吸気カムを内燃機関の低負荷運転用の吸気カムとして、前記実駆動用吸気カムを少なくとも該内燃機関の負荷に応じて切替えるように前記バルブリフト可変機構を制御する吸気カム切替制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記バルブ位相可変機構を制御する機能を有し、前記内燃機関の燃焼運転中には、前記第１及び第２の吸気カムのそれぞれによる吸気バルブの開閉駆動時において、前記実駆動用吸気カムの位相角を少なくとも内燃機関の負荷に応じて変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御するカム位相制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御する機能を有するスロットル弁制御手段とを備え、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の燃焼運転中に、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記第１遅角側開弁開始位相角よりも進角側の所定の第１進角側開弁開始位相角と該第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化していくように前記バルブリフト可変機構の制御を行うと共に、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記第２遅角側開弁開始位相角よりも進角側の所定の第２進角側開弁開始位相角と該第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化していくように前記バルブ位相可変機構の制御を行い、
前記第１遅角側開弁開始位相角及び第１進角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該第１遅角側開弁開始位相角と第１進角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の進角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記第２遅角側開弁開始位相角及び第２進角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該第２遅角側開弁開始位相角と第２進角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の遅角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記吸気カム切替制御手段は、少なくとも前記内燃機関の所定の負荷状態での燃焼運転中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御されている状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構の制御を行い、
前記スロットル弁制御手段は、少なくとも前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中に、前記スロットル弁の開度を、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中には、前記スロットル弁の開度を、前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中での前記スロットル弁の開度以下の開度で前記内燃機関の負荷に応じて制御し、
さらに、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とは、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の内燃機関の制御装置において、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理は、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後、前記実効圧縮比を、燃料カット運転モードでの前記内燃機関の運転の開始直前の実効圧縮比から連続的に減少させていくように、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更と実駆動用吸気カムの切替えとを行い、さらに最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達した後は、該実駆動用吸気カムとしての第２の吸気カムの位相角を維持するように構成され、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記スロットル弁制御手段は、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理によって、最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達するまでは、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、さらに当該到達後は、前記スロットル弁の開度を、当該到達前の開度から減少させていくように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項９】
吸気バルブを開閉駆動するために選択的に用いられる第１の吸気カム及び第２の吸気カムと、前記吸気バルブを実際に開閉駆動させる吸気カムである実駆動用吸気カムを第１の吸気カム及び第２の吸気カムのいずれか一方に選択的に切替えるバルブリフト可変機構と、クランク軸の位相角に対する第１及び第２の吸気カムの位相角を変化させるバルブ位相可変機構とを有し、第１及び第２の吸気カムのプロフィールが、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合の該吸気バルブのリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合よりも大きくなるように設定された吸気バルブ駆動機構が備えられた内燃機関の制御装置であって、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が上死点と下死点との間の角度幅よりも大きい角度幅になり、且つ、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも、前記上死点と下死点との間の角度幅により近い角度幅になるように設定されていると共に、さらに、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角と第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角とが、上死点の位相角よりも進角側の所定の進角側開弁開始位相角で互いに一致するように該第１の吸気カムの位相角と第２の吸気カムの位相角とを制御した状態である特定状態において、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致するように前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールが設定されており、
前記第１及び第２の吸気カムのうちの第１の吸気カムを内燃機関の低負荷運転用の吸気カム、第２の吸気カムを内燃機関の高負荷運転用の吸気カムとして、前記実駆動用吸気カムを少なくとも該内燃機関の負荷に応じて切替えるように前記バルブリフト可変機構を制御する吸気カム切替制御手段と、
前記第１及び第２の吸気カムのそれぞれによる吸気バルブの開閉駆動時において、前記実駆動用吸気カムの位相角を少なくとも内燃機関の負荷に応じて変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御するカム位相制御手段と、
前記内燃機関の負荷の要求増加度合いの高低を判断する負荷増加要求判断手段とを備え、
前記カム位相制御手段は、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記進角側開弁開始位相角と、該進角側開弁開始位相角よりも遅角側の所定の第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化していくように前記バルブリフト可変機構の制御を行うと共に、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記進角側開弁開始位相角と、該進角側開弁開始位相角よりも遅角側の所定の第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化していくように前記バルブ位相可変機構の制御を行い、
前記進角側開弁開始位相角及び第１遅角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該進角側開弁開始位相角と第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の進角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記進角側開弁開始位相角及び第２遅角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該進角側開弁開始位相角と第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の遅角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが低い場合には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御し、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが高い場合には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角よりも遅角側の位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
請求項９記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合に、前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうときの前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角の目標値として前記特定状態に対応する位相角よりも遅角側に設定されたカム切替位相角と、前記カム位相制御手段により制御される前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角とを比較し、該第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が前記カム切替位相角よりも遅角側の位相角である場合には、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角がそれぞれ前記カム切替位相角に制御されてから前記実駆動用吸気カムの切替えを行い、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が、それぞれ前記カム切替位相角に一致するか、又は、該カム切替位相角よりも進角側の位相角である場合には、前記実駆動用吸気カムの切替えを直ちに行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気カム切替制御手段は、前記カム切替位相角を、前記内燃機関の負荷の要求増加度合いがより高いほど、より遅角側の位相角になるように可変的に設定する手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御手段を備えており、
該スロットル弁制御手段は、前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合及び低い場合のいずれの場合においても、少なくとも前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中に、前記スロットル弁の開度を、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中には、前記スロットル弁の開度を、前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中での前記スロットル弁の開度以下の開度で前記内燃機関の負荷に応じて制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は、所定の条件下で、該内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断した状態で、前記内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させていく燃料カット運転モードでの運転が行われる内燃機関であり、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中は、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とが構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の内燃機関の制御装置において、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理は、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後、前記実効圧縮比を、燃料カット運転モードでの前記内燃機関の運転の開始直前の実効圧縮比から連続的に減少させていくように、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更と実駆動用吸気カムの切替えとを行い、さらに最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達した後は、該実駆動用吸気カムとしての第１の吸気カムの位相角を維持するように構成され、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記スロットル弁制御手段は、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理によって、最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達するまでは、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、さらに当該到達後は、前記スロットル弁の開度を、当該到達前の開度から減少させていくように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１５】
吸気バルブを開閉駆動するために選択的に用いられる第１の吸気カム及び第２の吸気カムと、前記吸気バルブを実際に開閉駆動させる吸気カムである実駆動用吸気カムを第１の吸気カム及び第２の吸気カムのいずれか一方に選択的に切替えるバルブリフト可変機構と、クランク軸の位相角に対する第１及び第２の吸気カムの位相角を変化させるバルブ位相可変機構とを有し、第１及び第２の吸気カムのプロフィールが、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合の該吸気バルブのリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合よりも大きくなるように設定された吸気バルブ駆動機構が備えられた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、所定の条件下で、該内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断した状態で、前記内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させていく燃料カット運転モードでの運転が行われる内燃機関であり、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が上死点と下死点との間の角度幅よりも大きい角度幅になり、且つ、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも、前記上死点と下死点との間の角度幅により近い角度幅になるように設定されていると共に、さらに、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角と第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角とが、上死点の位相角よりも進角側の所定の進角側開弁開始位相角で互いに一致するように該第１の吸気カムの位相角と第２の吸気カムの位相角とを制御した状態である特定状態において、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致するように前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールが設定されており、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記バルブリフト可変機構を制御する機能を有し、前記内燃機関の燃焼運転中には、前記第１及び第２の吸気カムのうちの第１の吸気カムを内燃機関の低負荷運転用の吸気カム、第２の吸気カムを内燃機関の高負荷運転用の吸気カムとして、前記実駆動用吸気カムを少なくとも該内燃機関の負荷に応じて切替えるように前記バルブリフト可変機構を制御する吸気カム切替制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記バルブ位相可変機構を制御する機能を有し、前記内燃機関の燃焼運転中には、前記第１及び第２の吸気カムのそれぞれによる吸気バルブの開閉駆動時において、前記実駆動用吸気カムの位相角を少なくとも内燃機関の負荷に応じて変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御するカム位相制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御する機能を有するスロットル弁制御手段とを備え、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の燃焼運転中に、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記進角側開弁開始位相角と、該進角側開弁開始位相角よりも遅角側の所定の第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化していくように前記バルブリフト可変機構の制御を行うと共に、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記進角側開弁開始位相角と、該進角側開弁開始位相角よりも遅角側の所定の第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化していくように前記バルブ位相可変機構の制御を行い、
前記進角側開弁開始位相角及び第１遅角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該進角側開弁開始位相角と第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の進角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記進角側開弁開始位相角及び第２遅角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該進角側開弁開始位相角と第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の遅角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記吸気カム切替制御手段は、少なくとも前記内燃機関の所定の負荷状態での燃焼運転中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御されている状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構の制御を行い、
前記スロットル弁制御手段は、少なくとも前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中に、前記スロットル弁の開度を、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中には、前記スロットル弁の開度を、前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中での前記スロットル弁の開度以下の開度で前記内燃機関の負荷に応じて制御し、
さらに、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とは、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の内燃機関の制御装置において、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理は、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後、前記実効圧縮比を、燃料カット運転モードでの前記内燃機関の運転の開始直前の実効圧縮比から連続的に減少させていくように、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更と実駆動用吸気カムの切替えとを行い、さらに最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達した後は、該実駆動用吸気カムとしての第１の吸気カムの位相角を維持するように構成され、
前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記スロットル弁制御手段は、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理によって、最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達するまでは、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、さらに当該到達後は、前記スロットル弁の開度を、当該到達前の開度から減少させていくように構成され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、吸気バルブの開弁期間やリフト量を変更可能とした内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に見られる如く、吸気バルブを開閉駆動するために用いる吸気カムとして、吸気バルブの開弁期間の角度幅及びリフト量を規定するプロフィールが互いに異なる複数の吸気カムを備えると共に、クランク軸（内燃機関の出力軸）の位相角に対する吸気カムの位相角を所定の角度範囲内で変化させることができるようにしたものが従来より知られている。
【０００３】
この種の内燃機関では、吸気バルブを実際に開閉駆動するために用いる吸気カムを、ＶＴＥＣ（登録商標）等と言われるバルブリフト可変機構によって選択的に切り替えることで、吸気バルブの開弁期間の角度幅及びリフト量を可変的に変更する。
【０００４】
さらに、ＶＴＣ等と言われるバルブ位相可変機構によって、クランク軸（内燃機関の出力軸）の位相角に対する吸気カムの位相角を連続的に変化させることで、各吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の位相角（開弁開始の位相角と開弁終了の位相角との組）を変化させる。
【０００５】
例えば、特許文献１のものでは、３つの吸気カムを備え、内燃機関の負荷に応じて、これらの吸気カムの切り替えと、各吸気カムの位相角の変更とを行なうようにしている。この場合、内燃機関の負荷が高いほど、吸気バルブの開弁期間の角度幅及びリフト量が大きくなるように、吸気カムの切り替えが行なわれる。また、各吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、内燃機関の負荷が増加するに伴い、吸気バルブの開弁開始の位相角が、上死点（ＴＤＣ）の位相角よりも進角側の位相角から上死点の位相角に近づいていくように、各吸気カムの位相角の変更が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８０３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に見られるものでは、吸気バルブを開閉駆動する吸気カムの切り替え時に、吸気バルブの開弁期間の角度幅及びリフト量の小さい低負荷側の吸気カムの位相角は、それにより規定される吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点（ＴＤＣ）の位相角にほぼ一致するような位相角に制御されると共に、吸気バルブの開弁期間の角度幅及びリフト量の大きい高負荷側の吸気カムの位相角は、それにより規定される吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点（ＴＤＣ）の位相角よりも大きく進角するような位相角に制御される。
【０００８】
この場合、吸気カムの切り替え時に伴う内燃機関の出力の段差を少なくすることは可能であるものの、吸気カムの切り替えを行なう負荷の近辺で、高負荷側の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動する状況では、排気行程で吸気バルブが比較的大きな開度で開弁することとなるため、該排気行程の次の吸気行程で燃焼室に空気と共に充填される排ガスの量が急変しやすい。ひいては、失火等が生じて、内燃機関の出力性能が低下する恐れがある。
【０００９】
そこで、本願出願人は、吸気バルブの開弁期間の角度幅及びリフト量の大きい高負荷側の吸気カムと、吸気バルブの開弁期間の角度幅及びリフト量の小さい低負荷側の吸気カムとを備えたシステムで、次のように、各吸気カムの位相角の変化と吸気カムの切替えとを行なうようにしたシステムを先に特願２０１１−３２４０８にて提案した。
【００１０】
このシステムでは、低負荷側の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも進角側の位相角から下死点側の位相角に向って遅角していくように該吸気カムの位相角を変化させると共に、高負荷側の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも遅角側の位相角から下死点側の位相角に向って進角していくように該吸気カムの位相角を変化させる。
【００１１】
そして、このシステムでは、低負荷側の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角と、高負荷側の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角とが、上死点と下死点との間の位相角となる共に、燃焼室の実効圧縮比が互いにほぼ同じになる状態に両吸気カムの位相角を制御した状態で、両吸気カムの一方から他方への切替えを行なうようにしている。
【００１２】
このようなシステムによれば、内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制しつつ、吸気カムの切替えを行なうことができる。
【００１３】
ところで、上記のように高負荷側の吸気カムと低負荷側の吸気カムとを備えるシステムを含めて、内燃機関の運転システムにおいては、内燃機関の負荷の変動が、比較的緩やかに行なわれる状況では、内燃機関の出力トルクの滑らかに変化することが望まれる一方、内燃機関の負荷の要求増加度合いが比較的高い場合には、高い応答性で、該内燃機関の出力トルクを増加させることが望まれる。例えば、内燃機関を動力源として搭載した車両のアクセルペダルが大きく踏み込まれたような場合には、それに応答して速やかに内燃機関の出力トルクを増加させることが望まれる。
【００１４】
また、さらに、内燃機関を動力源とする車両の走行中にアクセルペダルをオフにした場合の如き所定の条件下で、内燃機関の燃焼室への燃料供給を遮断して、該燃焼室に充填する空気量を減少させるような運転を一時的に行うような場合には、その運転中に、該内燃機関でのエネルギー消耗が生じるのを抑制し、該内燃機関の燃焼運転の再開後に、該内燃機関の運転状態を元の運転状態に復帰させるようにすることができることが望まれる。
【００１５】
本願発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、高負荷運転用の吸気カムと低負荷運転用の吸気カムとを備える内燃機関において、該内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうことがきると共に、必要に応じて高い応答性で内燃機関の出力トルクを増加させるようにすることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本願発明は、高負荷運転用の吸気カムと低負荷運転用の吸気カムとを備える内燃機関において、該内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうことがきると共に、内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断する状況でのエネルギー損失を低減することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の内燃機関の制御装置の第１の態様は、上記の目的を達成するために、吸気バルブを開閉駆動するために選択的に用いられる第１の吸気カム及び第２の吸気カムと、前記吸気バルブを実際に開閉駆動させる吸気カムである実駆動用吸気カムを第１の吸気カム及び第２の吸気カムのいずれか一方に選択的に切替えるバルブリフト可変機構と、クランク軸の位相角に対する第１及び第２の吸気カムの位相角を変化させるバルブ位相可変機構とを有し、第１及び第２の吸気カムのプロフィールが、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合の該吸気バルブのリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合よりも大きくなるように設定された吸気バルブ駆動機構が備えられた内燃機関の制御装置であって、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が上死点と下死点との間の角度幅よりも小さい角度幅になり、且つ、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも、前記上死点と下死点との間の角度幅により近い角度幅になるように設定されていると共に、さらに、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点よりも遅角側で且つ下死点よりも進角側となる所定の第１遅角側開弁開始位相角に一致し、且つ、第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点よりも遅角側で且つ下死点よりも進角側となる所定の第２遅角側開弁開始位相角に一致するように該第１の吸気カムの位相角と第２の吸気カムの位相角とを制御した状態である特定状態において、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致するように前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールが設定されており、
前記第１及び第２の吸気カムのうちの第１の吸気カムを内燃機関の高負荷運転用の吸気カム、第２の吸気カムを内燃機関の低負荷運転用の吸気カムとして、前記実駆動用吸気カムを少なくとも該内燃機関の負荷に応じて切替えるように前記バルブリフト可変機構を制御する吸気カム切替制御手段と、
前記第１及び第２の吸気カムのそれぞれによる吸気バルブの開閉駆動時において、前記実駆動用吸気カムの位相角を少なくとも内燃機関の負荷に応じて変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御するカム位相制御手段と、
前記内燃機関の負荷の要求増加度合いの高低を判断する負荷増加要求判断手段とを備え、
前記カム位相制御手段は、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記第１遅角側開弁開始位相角よりも進角側の所定の第１進角側開弁開始位相角と該第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化していくように前記バルブリフト可変機構の制御を行うと共に、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記第２遅角側開弁開始位相角よりも進角側の所定の第２進角側開弁開始位相角と該第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化していくように前記バルブ位相可変機構の制御を行い、
前記第１遅角側開弁開始位相角及び第１進角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該第１遅角側開弁開始位相角と第１進角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の進角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記第２遅角側開弁開始位相角及び第２進角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該第２遅角側開弁開始位相角と第２進角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の遅角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが低い場合には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御し、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが高い場合には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角よりも進角側の位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御することを特徴とする（第１発明）。
【００１８】
なお、本発明において、第１の吸気カム又は第２の吸気カムの位相角、あるいは、吸気バルブの開弁開始もしくは開弁終了の位相角というのは、内燃機関のクランク軸（出力軸）の位相角（回転角度位置）に対する位相角、すなわち、クランク軸のある回転角度位置（例えばピストンの上死点又は下死点に相当する回転角度位置）を基準として表現される相対的な角度を意味する。そして、吸気バルブの開弁期間の角度幅というのは、開弁開始の位相角と開弁終了の位相角との差を意味する。
【００１９】
また、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比というのは、吸気バルブの開弁終了時における内燃機関の燃焼室の全体の容積（気筒毎の容積）の、上死点での該燃焼室の全体の容積に対する比率を意味する。
【００２０】
また、内燃機関の負荷（燃焼運転中の負荷）が増加又は減少するということは、それぞれ、内燃機関の要求される出力トルク（目標トルク）が増加又は減少するということと同等である。
【００２１】
これらのことは、第１発明に限らず、後述する他の発明についても同様である。
【００２２】
上記第１発明によれば、内燃機関の燃焼運転中において、内燃機関の低負荷運転用の吸気カムとしての第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を、前記第２遅角側開弁開始位相角と第２進角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化させていくように前記バルブ位相可変機構が制御される。
【００２３】
この場合、前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の角度幅は、上死点と下死点との間の角度幅（１８０deg）よりも小さいので、該吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも進角側の位相角となるような状態を実現できる。このため、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時に、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関の燃焼運転を実現できる。
【００２４】
そして、前記第２遅角側開弁開始位相角及び第２進角側開弁開始位相角を適切に設定しておくことによって、第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を第２進角側開弁開始位相角から第２遅角側開弁開始位相角に向って遅角方向に変化させていく（ひいては、吸気バルブの開弁期間の全体を遅角方向に変化させていく）ことに伴い、該吸気バルブの開弁終了の位相角を下死点の位相角に向って進角側から近づけていくようにしつつ、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比を増加させていくことができる。ひいては、内燃機関の燃焼運転中に、該内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁期間で内燃機関の燃焼室に充填される空気量を増加させていくようにすることができる。
【００２５】
また、内燃機関の燃焼運転中において、内燃機関の高負荷運転用の吸気カムとしての第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を前記第１遅角側開弁開始位相角と第１進角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変位させていくように前記バルブ位相可変機構が制御される。
【００２６】
この場合、前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の角度幅は、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも大きいので、該吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも遅角側の位相角となるような状態を実現できる。このため、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時にも、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関の運転を実現できる。
【００２７】
そして、前記第１遅角側開弁開始位相角及び第１進角側開弁開始位相角を適切に設定しておくことによって、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を第１遅角側開弁開始位相角から第１進角側開弁開始位相角に向って進角方向に変化させていく（ひいては、吸気バルブの開弁期間の全体を進角方向に変化させていく）ことに伴い、該吸気バルブの開弁終了の位相角を下死点の位相角に向って遅角側から近づけていくようにしつつ、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比を増加させていくことができる。ひいては、内燃機関の燃焼運転中に、該内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁期間で内燃機関の燃焼室に充填される空気量を増加させていくようにすることができる。
【００２８】
さらに、第１発明においては、前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが低い場合、すなわち、内燃機関の出力トルクを大きなトルクにしたり、あるいは、該出力トルクを大きく増加させることが要求されていない場合（内燃機関の出力トルクを比較的緩やかに増加させることが要求されている場合）には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御する。この制御によって、実駆動用吸気カムが第２の吸気カムから第１の吸気カムに切替えられる。
【００２９】
この場合、前記特定状態での第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角は、前記第２進角側開弁開始位相角と前記第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲で最も遅角側の位相角（すなわち、第２遅角側開弁開始位相角）である。また、前記特定状態での第１の吸気カムによる吸気カムの開弁期間は、前記第１進角側開弁開始位相角と前記第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲で最も遅角側の位相角（すなわち、第１遅角側開弁開始位相角）である。
【００３０】
そして、該特定状態では、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致する。
【００３１】
このため、内燃機関の負荷の増加中に、前記特定状態で、各吸気カムの位相角の急激な変化を生じることなく、実駆動用吸気カムの切り替えを迅速に行なうことができると共に、この切り替えの前後で、内燃機関の燃焼室に充填される空気量が不連続的に変化するようなことを防止できることとなる。ひいては、内燃機関の出力トルクの変動が抑制される。
【００３２】
さらに、実駆動用吸気カムの切り替え時における吸気バルブの開弁開始の位相角、すなわち、前記第１遅角側開弁開始位相角又は第２遅角側開弁開始位相角は、上死点と下死点との間の位相角であるので、実駆動用吸気カムの切り替えの前後で、吸気バルブの開弁期間で燃焼室に空気と共に充填される排ガス（ＥＧＲ装置により還流する排ガス）の量が急変するようなことが回避される。ひいては、失火の発生が防止される。
【００３３】
また、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが高い場合、すなわち、内燃機関の出力トルクを大きなトルクにしたり、あるいは、該出力トルクを大きく増加させることが要求されている場合には、前記吸気カム切替制御手段は、内燃機関の負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角よりも進角側の位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御する。この制御によって、実駆動用吸気カムが第２の吸気カムから第１の吸気カムに切替えられる。
【００３４】
ここで、第１の吸気カムの位相角が、前記特定状態に対応する位相角よりも進角側の位相角である状態では、該第１の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動した場合の前記実効圧縮比は、前記特定状態での実効圧縮比よりも大きい。
【００３５】
また、第２の吸気カムの位相角が、前記特定状態に対応する位相角よりも進角側の位相角である状態では、該第２の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動した場合の前記実効圧縮比は、前記特定状態での実効圧縮比よりも小さい。
【００３６】
従って、前記特定状態に対応する位相角よりも進角側の位相角で実駆動用吸気カムを第２の吸気カムから第１の吸気カムに切替えることで、前記実効圧縮比が瞬時に増大することとなる。このため、内燃機関の燃焼室に充填される空気量、ひいては、内燃機関の出力トルクを、当該切替えによって、瞬時的に増加させることができることとなる。
【００３７】
これにより、前記負荷の要求増加度合いが高い場合には、内燃機関の出力トルクを高い応答性で迅速に増大させることができることとなる。
【００３８】
従って、第１発明によれば、前記負荷の要求増加度合いが低い状況では、内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうことができ、前記負荷の要求増加度合いが高い状況では、高い応答性で内燃機関の出力トルクを増加させるようにすることができる。
【００３９】
よって、第１発明によれば、内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうようにすることと、必要に応じて高い応答性で内燃機関の出力トルクを増加させるようにすることとを実現できる。
【００４０】
なお、第１発明において、第１遅角側開弁開始位相角と第２遅角側開弁開始位相角とは、互いに異なる位相角でよいことはもちろんであるが、互いに同じ位相角であってもよい。同様に、第１進角側開弁開始位相角と第２進角側開弁開始位相角とは、互いに異なる位相角、互いに同じ位相角のいずれであってもよい。
【００４１】
上記第１発明においては、前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合に、前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうときの前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角の目標値として前記特定状態に対応する位相角よりも進角側に設定されたカム切替位相角と、前記カム位相制御手段により制御される前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角とを比較し、該第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が前記カム切替位相角よりも進角側の位相角である場合には、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角がそれぞれ前記カム切替位相角に制御されてから前記実駆動用吸気カムの切替えを行い、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が、それぞれ前記カム切替位相角に一致するか、又は、該カム切替位相角よりも遅角側の位相角である場合には、前記実駆動用吸気カムの切替えを直ちに行なうことが好ましい（第２発明）。
【００４２】
この第２発明によれば、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合において、第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が前記カム切替位相角よりも進角側の位相角である場合には、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角がそれぞれ前記カム切替位相角に制御されてから前記実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。このため、前記特定状態に対応する位相角よりも進角側の所望の位相角で、実駆動用吸気カムを第２の吸気カムから第１の吸気カムに切替えることができる。ひいては、その切替時における内燃機関の出力トルクの増加の度合いを所望の度合いに設定できる。
【００４３】
また、第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が、それぞれ前記カム切替位相角に一致するか、又は、該カム切替位相角よりも遅角側の位相角である場合には、前記実駆動用吸気カムの切替えが直ちに行なわれる。これにより、前記実効圧縮比を遅滞なく素早く増加させ、内燃機関の出力トルクを高い応答性で増加させることができる。
【００４４】
この第２発明では、前記吸気カム切替制御手段は、前記カム切替位相角を、前記内燃機関の負荷の要求増加度合いがより高いほど、より進角側の位相角になるように可変的に設定する手段を含むことが好ましい（第３発明）。
【００４５】
この第３発明によれば、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合において、負荷の要求増加度合いがより高いほど、実駆動用吸気カムの切替えを早期に行なうことができると共に、その切替えによる内燃機関の出力トルクを大きく増加させることができる。
【００４６】
従って、前記負荷の要求増加度合いに適した形態で、内燃機関の出力トルクを素早く増加させることができる。
【００４７】
また、上記第１〜第３発明では、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御手段を備えており、該スロットル弁制御手段は、前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合及び低い場合のいずれの場合においても、少なくとも前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中に、前記スロットル弁の開度を、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中には、前記スロットル弁の開度を、前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中での前記スロットル弁の開度以下の開度で前記内燃機関の負荷に応じて制御することが好ましい（第４発明）。
【００４８】
この第４発明によれば、少なくとも内燃機関の高負荷運転領域を含む幅広い負荷領域で、前記スロットル弁の開度が最大開度寄りの開度又は最大開度に制御されるので、内燃機関の吸気通路での空気の圧力損失を低減し、ひいては、所謂ポンピングロスを低減できる。従って、内燃機関のエネルギー効率を高め、該内燃機関の燃料消費を低減できる。
【００４９】
この第４発明において、前記内燃機関が、所定の条件下で、該内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断した状態で、前記内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させていく燃料カット運転モードでの運転が行われる内燃機関である場合には、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中は、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とが構成されていることが好ましい（第５発明）。
【００５０】
ここで、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるということは、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更又は切替えによって前記実効圧縮比を変更し得る範囲内では、内燃機関の燃焼室に充填する空気量の減少を、スロットル開度を減少させずに、実効圧縮比の減少のみによって行なうか、又は、実効圧縮比の減少とスロットル弁の開度の減少とのうちの実効圧縮比の減少実効圧縮比の減少による空気量の減少度合い（単位時間当たりの減少量）が、スロットル弁の減少による空気量の減少度合いよりもできるだけ多くなるように、実効圧縮比の減少とスロットル弁の開度の減少とを行なうことを意味する。
【００５１】
上記第５発明によれば、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、スロットル弁の開度を減少させること（吸気通路の開口面積を狭くすること）を極力抑制することができる。このため、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、所謂、ポンピングロスによるエネルギー消費が抑制され、当該運転中に内燃機関の駆動対象（例えば車両）の運動エネルギーが、該ポンピングロスによって減少するのを抑制することができる。その結果、内燃機関の出力エネルギーの利用効率が高まり、該内燃機関の燃料消費を抑制することができる。
【００５２】
また、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、内燃機関の燃焼室に充填される空気量が減少され、ひいては、該燃焼室から排気される空気量が減少されることで、内燃機関の排気通路に設けられる排ガス浄化用の触媒装置の温度低下が抑制される。ひいては、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、該触媒装置の排ガス浄化能力が低下するのを防止することができる。
【００５３】
上記第５発明では、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理とスロットル弁制御手段の制御処理とは、例えば次のように構成される。
【００５４】
すなわち、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替正制御手段の制御処理は、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後、前記実効圧縮比を、燃料カット運転モードでの前記内燃機関の運転の開始直前の実効圧縮比から連続的に減少させていくように、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更と実駆動用吸気カムの切替えとを行い、さらに最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達した後は、該実駆動用吸気カムとしての第２の吸気カムの位相角を維持するように構成され、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記スロットル弁制御手段は、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理によって、最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達するまでは、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、さらに当該到達後は、前記スロットル弁の開度を、当該到達前の開度から減少させていくように構成されている（第６発明）。
【００５５】
この第６発明によれば、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後の初期においては、前記スロットル弁の開度が最大開度寄りの開度又は最大開度に制御された状態で、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更や該実駆動用吸気カムの切替えによって、実効圧縮比が連続的に減少させることで、内燃機関の燃焼室に充填する空気量が減少される。
【００５６】
この場合、より具体的には、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始直前の実駆動用吸気カムが第１の吸気カム（高負荷運転用の吸気カム）であった場合には、該実駆動用吸気カムである第１の吸気カムの位相角が、前記カム位相制御手段の制御処理によって前記特定状態に対応する位相角まで遅角方向に変化される。
【００５７】
さらに、該第１の吸気カムの位相角が、前記特定状態に対応する位相角に到達すると、吸気カム切替制御手段の制御処理によって、実駆動用吸気カムが第１の吸気カムから第２の吸気カムに切替えられる。そして、該実駆動用吸気カムである第２の吸気カムの位相角が、前記カム位相制御手段の制御処理によって進角方向に変化され、最終的に、前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達する。
【００５８】
また、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始直前の実駆動用吸気カムが第２の吸気カム（低負荷運転用の吸気カム）であった場合には、該実駆動用吸気カムである第２の吸気カムの位相角が、前記カム位相制御手段の制御処理によって進角方向に変化され、最終的に、前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達する。
【００５９】
上記の如く、実駆動用吸気カムの位相角の変化や、実駆動用吸気カムの切替えが行なわれ、これにより、実効圧縮比が連続的に減少される。
【００６０】
そして、このように実駆動用吸気カムの位相角の変化や、実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる期間では、前記スロットル弁制御手段の制御処理によって、スロットル弁の開度は、最大開度寄りの開度又は最大開度に制御される。なお、この場合、スロットル弁の開度は、一定の開度でよいことはもちろんであるが、徐々に変化するように制御されてもよい。
【００６１】
このように、実駆動用吸気カムの位相角の変化や、実駆動用吸気カムの切替えによって、前記実効圧縮比を減少させることができる間は、スロットル弁の開度が最大開度寄りの開度又は最大開度に制御された状態で、前記実効圧縮比を減少させることで、内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させる。これにより、ポンピングロスの発生を抑制しつつ、内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させることができる。
【００６２】
また、本発明の内燃機関の制御装置の第２の態様は、前記の目的を達成するために、吸気バルブを開閉駆動するために選択的に用いられる第１の吸気カム及び第２の吸気カムと、前記吸気バルブを実際に開閉駆動させる吸気カムである実駆動用吸気カムを第１の吸気カム及び第２の吸気カムのいずれか一方に選択的に切替えるバルブリフト可変機構と、クランク軸の位相角に対する第１及び第２の吸気カムの位相角を変化させるバルブ位相可変機構とを有し、第１及び第２の吸気カムのプロフィールが、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合の該吸気バルブのリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合よりも大きくなるように設定された吸気バルブ駆動機構が備えられた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、所定の条件下で、該内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断した状態で、前記内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させていく燃料カット運転モードでの運転が行われる内燃機関であり、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が上死点と下死点との間の角度幅よりも小さい角度幅になり、且つ、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも、前記上死点と下死点との間の角度幅により近い角度幅になるように設定されていると共に、さらに、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点よりも遅角側で且つ下死点よりも進角側となる所定の第１遅角側開弁開始位相角に一致し、且つ、第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が上死点よりも遅角側で且つ下死点よりも進角側となる所定の第２遅角側開弁開始位相角に一致するように該第１の吸気カムの位相角と第２の吸気カムの位相角とを制御した状態である特定状態において、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致するように前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールが設定されており、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記バルブリフト可変機構を制御する機能を有し、前記内燃機関の燃焼運転中には、前記第１及び第２の吸気カムのうちの第１の吸気カムを内燃機関の高負荷運転用の吸気カム、第２の吸気カムを内燃機関の低負荷運転用の吸気カムとして、前記実駆動用吸気カムを少なくとも該内燃機関の負荷に応じて切替えるように前記バルブリフト可変機構を制御する吸気カム切替制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記バルブ位相可変機構を制御する機能を有し、前記内燃機関の燃焼運転中には、前記第１及び第２の吸気カムのそれぞれによる吸気バルブの開閉駆動時において、前記実駆動用吸気カムの位相角を少なくとも内燃機関の負荷に応じて変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御するカム位相制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御する機能を有するスロットル弁制御手段とを備え、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の燃焼運転中に、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記第１遅角側開弁開始位相角よりも進角側の所定の第１進角側開弁開始位相角と該第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化していくように前記バルブリフト可変機構の制御を行うと共に、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記第２遅角側開弁開始位相角よりも進角側の所定の第２進角側開弁開始位相角と該第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化していくように前記バルブ位相可変機構の制御を行い、
前記第１遅角側開弁開始位相角及び第１進角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該第１遅角側開弁開始位相角と第１進角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の進角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記第２遅角側開弁開始位相角及び第２進角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該第２遅角側開弁開始位相角と第２進角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の遅角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記吸気カム切替制御手段は、少なくとも前記内燃機関の所定の負荷状態での燃焼運転中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御されている状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構の制御を行い、
前記スロットル弁制御手段は、少なくとも前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中に、前記スロットル弁の開度を、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中には、前記スロットル弁の開度を、前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中での前記スロットル弁の開度以下の開度で前記内燃機関の負荷に応じて制御し、
さらに、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とは、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように構成されていることを特徴とする（第７発明）。
【００６３】
上記第７発明によれば、内燃機関の燃焼運転中において、内燃機関の低負荷運転用の吸気カムとしての第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を、前記第２遅角側開弁開始位相角と第２進角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化させていくように前記バルブ位相可変機構が制御される。
【００６４】
この場合、前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の角度幅は、上死点と下死点との間の角度幅（１８０deg）よりも小さいので、該吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも進角側の位相角となるような状態を実現できる。このため、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時に、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関の燃焼運転を実現できる。
【００６５】
そして、前記第２遅角側開弁開始位相角及び第２進角側開弁開始位相角を適切に設定しておくことによって、第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を第２進角側開弁開始位相角から第２遅角側開弁開始位相角に向って遅角方向に変化させていく（ひいては、吸気バルブの開弁期間の全体を遅角方向に変化させていく）ことに伴い、該吸気バルブの開弁終了の位相角を下死点の位相角に向って進角側から近づけていくようにしつつ、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比を増加させていくことができる。ひいては、内燃機関の燃焼運転中に、該内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁期間で内燃機関の燃焼室に充填される空気量を増加させていくようにすることができる。
【００６６】
また、内燃機関の燃焼運転中において、内燃機関の高負荷運転用の吸気カムとしての第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を前記第１遅角側開弁開始位相角と第１進角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変位させていくように前記バルブ位相可変機構が制御される。
【００６７】
この場合、前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の角度幅は、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも大きいので、該吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも遅角側の位相角となるような状態を実現できる。このため、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時にも、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関の運転を実現できる。
【００６８】
そして、前記第１遅角側開弁開始位相角及び第１進角側開弁開始位相角を適切に設定しておくことによって、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を第１遅角側開弁開始位相角から第１進角側開弁開始位相角に向って進角方向に変化させていく（ひいては、吸気バルブの開弁期間の全体を進角方向に変化させていく）ことに伴い、該吸気バルブの開弁終了の位相角を下死点の位相角に向って遅角側から近づけていくようにしつつ、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比を増加させていくことができる。ひいては、内燃機関の燃焼運転中に、該内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁期間で内燃機関の燃焼室に充填される空気量を増加させていくようにすることができる。
【００６９】
さらに、第７発明においては、少なくとも前記内燃機関の所定の負荷状態での燃焼運転中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御されている状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構の制御を行なう。
【００７０】
この場合、前記特定状態での第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角は、前記第２進角側開弁開始位相角と前記第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲で最も遅角側の位相角（すなわち、第２遅角側開弁開始位相角）である。また、前記特定状態での第１の吸気カムによる吸気カムの開弁期間は、前記第１進角側開弁開始位相角と前記第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲で最も遅角側の位相角（すなわち、第１遅角側開弁開始位相角）である。
【００７１】
そして、該特定状態では、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致する。
【００７２】
このため、内燃機関の負荷の増加中、又は負荷の減少中に、前記特定状態で、各吸気カムの位相角の急激な変化を生じることなく、実駆動用吸気カムの切り替えを迅速に行なうことができると共に、この切り替えの前後で、内燃機関の燃焼室に充填される空気量が不連続的に変化するようなことを防止できることとなる。ひいては、内燃機関の出力トルクの変動が抑制される。
【００７３】
さらに、実駆動用吸気カムの切り替え時における吸気バルブの開弁開始の位相角、すなわち、前記第１遅角側開弁開始位相角又は第２遅角側開弁開始位相角は、上死点と下死点との間の位相角であるので、実駆動用吸気カムの切り替えの前後で、吸気バルブの開弁期間で燃焼室に空気と共に充填される排ガス（ＥＧＲ装置により還流する排ガス）の量が急変するようなことが回避される。ひいては、失火の発生が防止される。
【００７４】
さらに、第７発明では、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とは、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように構成されている。
【００７５】
ここで、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるということの技術的な意味は、前記第５発明と同様である。
【００７６】
従って、第７発明によれば、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、スロットル弁の開度を減少させること（吸気通路の開口面積を狭くすること）を極力抑制することができる。このため、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、所謂、ポンピングロスによるエネルギー消費が抑制され、当該運転中に内燃機関の駆動対象（例えば車両）の運動エネルギーが、該ポンピングロスのよって減少するのを抑制することができる。その結果、内燃機関の出力エネルギーの利用効率が高まり、該内燃機関の燃料消費を抑制することができる。
【００７７】
また、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、内燃機関の燃焼室に充填される空気量が減少され、ひいては、該燃焼室から排気される空気量が減少されることで、内燃機関の排気通路に設けられる排ガス浄化用の触媒装置の温度低下が抑制される。ひいては、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、該触媒装置の排ガス浄化能力が低下するのを防止することができる。
【００７８】
以上のように、第７発明によれば、内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうことと、内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断する状況でのエネルギー損失を低減することとを実現できる。
【００７９】
なお、第７発明において、第１遅角側開弁開始位相角と第２遅角側開弁開始位相角とは、互いに異なる位相角でよいことはもちろんであるが、互いに同じ位相角であってもよい。同様に、第１進角側開弁開始位相角と第２進角側開弁開始位相角とは、互いに異なる位相角、互いに同じ位相角のいずれであってもよい。
【００８０】
かかる第７発明では、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理とスロットル弁制御手段の制御処理とは、例えば前記第６発明と同様に構成される。
【００８１】
すなわち、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理は、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後、前記実効圧縮比を、燃料カット運転モードでの前記内燃機関の運転の開始直前の実効圧縮比から連続的に減少させていくように、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更と実駆動用吸気カムの切替えとを行い、さらに最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達した後は、該実駆動用吸気カムとしての第２の吸気カムの位相角を維持するように構成され、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記スロットル弁制御手段は、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理によって、最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第２進角側開弁開始位相角に到達するまでは、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、さらに当該到達後は、前記スロットル弁の開度を、当該到達前の開度から減少させていくように構成されている（第８発明）。
【００８２】
この第８発明によれば、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後の実駆動用吸気カムの位相角の変化の制御と該実駆動用吸気カムの切替えの制御とは、前記第６発明と全く同様に行われる。従って、実駆動用吸気カムの位相角の変化や、実駆動用吸気カムの切替えによって、前記実効圧縮比を減少させることができる間は、スロットル弁の開度が最大開度寄りの開度又は最大開度に制御された状態で、前記実効圧縮比を減少させることで、内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させる。これにより、ポンピングロスの発生を抑制しつつ、内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させることができる。
【００８３】
次に、本発明の内燃機関の制御装置の第３の態様は、前記の目的を達成するために、吸気バルブを開閉駆動するために選択的に用いられる第１の吸気カム及び第２の吸気カムと、前記吸気バルブを実際に開閉駆動させる吸気カムである実駆動用吸気カムを第１の吸気カム及び第２の吸気カムのいずれか一方に選択的に切替えるバルブリフト可変機構と、クランク軸の位相角に対する第１及び第２の吸気カムの位相角を変化させるバルブ位相可変機構とを有し、第１及び第２の吸気カムのプロフィールが、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合の該吸気バルブのリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合よりも大きくなるように設定された吸気バルブ駆動機構が備えられた内燃機関の制御装置であって、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が上死点と下死点との間の角度幅よりも大きい角度幅になり、且つ、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも、前記上死点と下死点との間の角度幅により近い角度幅になるように設定されていると共に、さらに、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角と第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角とが、上死点の位相角よりも進角側の所定の進角側開弁開始位相角で互いに一致するように該第１の吸気カムの位相角と第２の吸気カムの位相角とを制御した状態である特定状態において、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致するように前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールが設定されており、
前記第１及び第２の吸気カムのうちの第１の吸気カムを内燃機関の低負荷運転用の吸気カム、第２の吸気カムを内燃機関の高負荷運転用の吸気カムとして、前記実駆動用吸気カムを少なくとも該内燃機関の負荷に応じて切替えるように前記バルブリフト可変機構を制御する吸気カム切替制御手段と、
前記第１及び第２の吸気カムのそれぞれによる吸気バルブの開閉駆動時において、前記実駆動用吸気カムの位相角を少なくとも内燃機関の負荷に応じて変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御するカム位相制御手段と、
前記内燃機関の負荷の要求増加度合いの高低を判断する負荷増加要求判断手段とを備え、
前記カム位相制御手段は、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記進角側開弁開始位相角と、該進角側開弁開始位相角よりも遅角側の所定の第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化していくように前記バルブリフト可変機構の制御を行うと共に、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記進角側開弁開始位相角と、該進角側開弁開始位相角よりも遅角側の所定の第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化していくように前記バルブ位相可変機構の制御を行い、
前記進角側開弁開始位相角及び第１遅角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該進角側開弁開始位相角と第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の進角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記進角側開弁開始位相角及び第２遅角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該進角側開弁開始位相角と第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の遅角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが低い場合には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御し、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが高い場合には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角よりも遅角側の位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御することを特徴とする（第９発明）。
【００８４】
この第９発明によれば、内燃機関の燃焼運転中において、内燃機関の低負荷運転用の吸気カムとしての第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を、前記進角側開弁開始位相角と前記第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化させていくように前記バルブ位相可変機構が制御される。
【００８５】
この場合、前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の角度幅は、上死点と下死点との間の角度幅（１８０deg）よりも大きいので、該吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも遅角側の位相角となるような状態を実現できる。このため、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時に、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関の運転を実現できる。
【００８６】
そして、前記進角側開弁開始位相角及び第１遅角側開弁開始位相角を適切に設定しておくことによって、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を第１遅角側開弁開始位相角から進角側開弁開始位相角に向って進角方向に変化させていく（ひいては、吸気バルブの開弁期間の全体を進角方向に変化させていく）ことに伴い、該吸気バルブの開弁終了の位相角を下死点の位相角に向って遅角側から近づけていくようにしつつ、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比を増加させていくことができる。ひいては、内燃機関の燃焼運転中に、該内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁期間で内燃機関の燃焼室に充填される空気量を増加させていくようにすることができる。
【００８７】
また、内燃機関の燃焼運転中において、内燃機関の高負荷運転用の吸気カムとしての第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を前記進角側開弁開始制限位相角と前記第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変位させていくように前記バルブ位相可変機構が制御される。
【００８８】
この場合、前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の角度幅は、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも小さいので、該吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも進角側の位相角となるような状態を実現できる。このため、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時にも、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関の運転を実現できる。
【００８９】
そして、前記進角側開弁開始位相角及び第２遅角側開弁開始位相角を適切に設定しておくことによって、第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を進角側開弁開始位相角から第２遅角側開弁開始位相角に向って遅角方向に変化させていく（ひいては、吸気バルブの開弁期間の全体を遅角方向に変化させていく）ことに伴い、該吸気バルブの開弁終了の位相角を下死点の位相角に向って進角側から近づけていくようにしつつ、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比を増加させていくことができる。ひいては、内燃機関の燃焼運転中に、該内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁期間で内燃機関の燃焼室に充填される空気量を増加させていくようにすることができる。
【００９０】
さらに、第９発明においては、前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが低い場合、すなわち、内燃機関の出力トルクを大きなトルクにしたり、あるいは、該出力トルクを大きく増加させることが要求されていない場合（内燃機関の出力トルクを比較的緩やかに増加させることが要求されている場合）には、該負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御する。この制御によって、実駆動用吸気カムが第１の吸気カムから第２の吸気カムに切替えられる。
【００９１】
この場合、前記特定状態での第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角は、前記進角側開弁開始位相角と前記第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲で最も進角側の位相角（すなわち、進角側開弁開始位相角）である。また、前記特定状態での第２の吸気カムによる吸気カムの開弁期間は、前記進角側開弁開始位相角と前記２遅角側開弁開始位相角との間の範囲で最も進角側の位相角（すなわち、進角側開弁開始位相角）である。
【００９２】
そして、該特定状態では、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致する。
【００９３】
このため、内燃機関の負荷の増加中に、前記特定状態で、各吸気カムの位相角の急激な変化を生じることなく、実駆動用吸気カムの切り替えを迅速に行なうことができると共に、この切り替えの前後で、内燃機関の燃焼室に充填される空気量が不連続的に変化するようなことを防止できることとなる。ひいては、内燃機関の出力トルクの変動が抑制される。
【００９４】
さらに、実駆動用吸気カムの切り替え時における吸気バルブの開弁開始の位相角、すなわち、前記進角側開弁開始位相角は、実駆動用吸気カムの切り替えの前後で変化しないので、該切り替えの前後で、吸気バルブの開弁期間に燃焼室に空気と共に充填される排ガス（ＥＧＲ装置により還流する排ガスあるいは吸気行程の直前の排気行程で燃焼室から排出される排ガス）の量が急変するようなことが回避される。ひいては、失火の発生が防止される。
【００９５】
また、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記負荷の要求増加度合いが高い場合、すなわち、内燃機関の出力トルクを大きなトルクにしたり、あるいは、該出力トルクを大きく増加させることが要求されている場合には、前記吸気カム切替制御手段は、内燃機関の負荷の増加中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角よりも遅角側の位相角に制御された状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構を制御する。この制御によって、実駆動用吸気カムが第１の吸気カムから第２の吸気カムに切替えられる。
【００９６】
ここで、第１の吸気カムの位相角が、前記特定状態に対応する位相角よりも遅角側の位相角である状態では、該第１の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動した場合の前記実効圧縮比は、前記特定状態での実効圧縮比よりも小さい。
【００９７】
また、第２の吸気カムの位相角が、前記特定状態に対応する位相角よりも遅角側の位相角である状態では、該第２の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動した場合の前記実効圧縮比は、前記特定状態での実効圧縮比よりも大きい。
【００９８】
従って、前記特定状態に対応する位相角よりも進角側の位相角で実駆動用吸気カムを第１の吸気カムから第２の吸気カムに切替えることで、前記実効圧縮比が瞬時に増大することとなる。このため、内燃機関の燃焼室に充填される空気量、ひいては、内燃機関の出力トルクを、当該切替えによって、瞬時的に増加させることができることとなる。
【００９９】
これにより、前記負荷の要求増加度合いが高い場合には、内燃機関の出力トルクを高い応答性で迅速に増大させることができることとなる。
【０１００】
従って、第９発明によれば、前記負荷の要求増加度合いが低い状況では、内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうことができ、前記負荷の要求増加度合いが高い状況では、高い応答性で内燃機関の出力トルクを増加させるようにすることができる。
【０１０１】
よって、第９発明によれば、内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうようにすることと、必要に応じて高い応答性で内燃機関の出力トルクを増加させるようにすることとを実現できる。
【０１０２】
なお、第９発明において、第１遅角側開弁開始位相角と第２遅角側開弁開始位相角とは、互いに異なる位相角でよいことはもちろんであるが、互いに同じ位相角であってもよい。
【０１０３】
上記第９発明においては、前記吸気カム切替制御手段は、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合に、前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうときの前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角の目標値として前記特定状態に対応する位相角よりも遅角側に設定されたカム切替位相角と、前記カム位相制御手段により制御される前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角とを比較し、該第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が前記カム切替位相角よりも遅角側の位相角である場合には、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角がそれぞれ前記カム切替位相角に制御されてから前記実駆動用吸気カムの切替えを行い、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が、それぞれ前記カム切替位相角に一致するか、又は、該カム切替位相角よりも進角側の位相角である場合には、前記実駆動用吸気カムの切替えを直ちに行なうことが好ましい（第１０発明）。
【０１０４】
この第１０発明によれば、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合において、第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が前記カム切替位相角よりも遅角側の位相角である場合には、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角がそれぞれ前記カム切替位相角に制御されてから前記実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。このため、前記特定状態に対応する位相角よりも遅角側の所望の位相角で、実駆動用吸気カムを第１の吸気カムから第２の吸気カムに切替えることができる。ひいては、その切替時における内燃機関の出力トルクの増加の度合いを所望の度合いに設定できる。
【０１０５】
また、第１の吸気カム及び第２の吸気カムの実際の位相角が、それぞれ前記カム切替位相角に一致するか、又は、該カム切替位相角よりも進角側の位相角である場合には、前記実駆動用吸気カムの切替えが直ちに行なわれる。これにより、前記実効圧縮比を遅滞なく素早く増加させ、内燃機関の出力トルクを高い応答性で増加させることができる。
【０１０６】
この第１０発明では、前記吸気カム切替制御手段は、前記カム切替位相角を、前記内燃機関の負荷の要求増加度合いがより高いほど、より遅角側の位相角になるように可変的に設定する手段を含むことが好ましい（第１１発明）。
【０１０７】
この第１１発明によれば、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用している状態で、前記負荷増加要求判断手段により判断された前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合において、負荷の要求増加度合いがより高いほど、実駆動用吸気カムの切替えを早期に行なうことができると共に、その切替えによる内燃機関の出力トルクを大きく増加させることができる。
【０１０８】
従って、前記負荷の要求増加度合いに適した形態で、内燃機関の出力トルクを素早く増加させることができる。
【０１０９】
また、上記第９〜第１１発明では、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御手段を備えており、
該スロットル弁制御手段は、前記内燃機関の負荷の要求増加度合いが高い場合及び低い場合のいずれの場合においても、少なくとも前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中に、前記スロットル弁の開度を、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中には、前記スロットル弁の開度を、前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中での前記スロットル弁の開度以下の開度で前記内燃機関の負荷に応じて制御することが好ましい（第１２発明）。
【０１１０】
この第１２発明によれば、少なくとも内燃機関の高負荷運転領域を含む幅広い負荷領域で、前記スロットル弁の開度が最大開度寄りの開度又は最大開度に制御されるので、内燃機関の吸気通路での空気の圧力損失を低減し、ひいては、所謂ポンピングロスを低減できる。従って、内燃機関のエネルギー効率を高め、該内燃機関の燃料消費を低減できる。
【０１１１】
この第１２発明において、前記内燃機関が、所定の条件下で、該内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断した状態で、前記内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させていく燃料カット運転モードでの運転が行われる内燃機関である場合には、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中は、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とが構成されていることが好ましい（第１３発明）。
【０１１２】
ここで、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるということの技術的な意味は、前記第５発明と同様である。
【０１１３】
従って、第１３発明によれば、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、スロットル弁の開度を減少させること（吸気通路の開口面積を狭くすること）を極力抑制することができる。このため、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、所謂、ポンピングロスによるエネルギー消費が抑制され、当該運転中に内燃機関の駆動対象（例えば車両）の運動エネルギーが、該ポンピングロスのよって減少するのを抑制することができる。その結果、内燃機関の出力エネルギーの利用効率が高まり、該内燃機関の燃料消費を抑制することができる。
【０１１４】
また、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、内燃機関の燃焼室に充填される空気量が減少され、ひいては、該燃焼室から排気される空気量が減少されることで、内燃機関の排気通路に設けられる排ガス浄化用の触媒装置の温度低下が抑制される。ひいては、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、該触媒装置の排ガス浄化能力が低下するのを防止することができる。
【０１１５】
上記第１３発明では、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理とスロットル弁制御手段の制御処理とは、例えば次のように構成される。
【０１１６】
すなわち、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理は、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後、前記実効圧縮比を、燃料カット運転モードでの前記内燃機関の運転の開始直前の実効圧縮比から連続的に減少させていくように、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更と実駆動用吸気カムの切替えとを行い、さらに最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達した後は、該実駆動用吸気カムとしての第１の吸気カムの位相角を維持するように構成され、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記スロットル弁制御手段は、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理によって、最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達するまでは、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、さらに当該到達後は、前記スロットル弁の開度を、当該到達前の開度から減少させていくように構成されている（第１４発明）。
【０１１７】
この第１４発明によれば、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後の初期においては、前記スロットル弁の開度が最大開度寄りの開度又は最大開度に制御された状態で、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更や該実駆動用吸気カムの切替えによって、実効圧縮比が連続的に減少させることで、内燃機関の燃焼室に充填する空気量が減少される。
【０１１８】
この場合、より具体的には、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始直前の実駆動用吸気カムが第２の吸気カム（高負荷運転用の吸気カム）であった場合には、該実駆動用吸気カムである第２の吸気カムの位相角が、前記カム位相制御手段の制御処理によって前記特定状態に対応する位相角まで進角方向に変化される。
【０１１９】
さらに、該第２の吸気カムの位相角が、前記特定状態に対応する位相角に到達すると、吸気カム切替制御手段の制御処理によって、実駆動用吸気カムが第２の吸気カムから第１の吸気カムに切替えられる。そして、該実駆動用吸気カムである第１の吸気カムの位相角が、前記カム位相制御手段の制御処理によって進角方向に変化され、最終的に、前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達する。
【０１２０】
また、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始直前の実駆動用吸気カムが第１の吸気カム（低負荷運転用の吸気カム）であった場合には、該実駆動用吸気カムである第１の吸気カムの位相角が、前記カム位相制御手段の制御処理によって遅角方向に変化され、最終的に、前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達する。
【０１２１】
上記の如く、実駆動用吸気カムの位相角の変化や、実駆動用吸気カムの切替えが行なわれ、これにより、実効圧縮比が連続的に減少される。
【０１２２】
そして、このように実駆動用吸気カムの位相角の変化や、実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる期間では、前記スロットル弁制御手段の制御処理によって、スロットル弁の開度は、最大開度寄りの開度又は最大開度に制御される。なお、この場合、スロットル弁の開度は、一定の開度でよいことはもちろんであるが、徐々に変化するように制御されてもよい。
【０１２３】
このように、実駆動用吸気カムの位相角の変化や、実駆動用吸気カムの切替えによって、前記実効圧縮比を減少させることができる間は、スロットル弁の開度が最大開度寄りの開度又は最大開度に制御された状態で、前記実効圧縮比を減少させることで、内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させる。これにより、ポンピングロスの発生を抑制しつつ、内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させることができる。
【０１２４】
また、本発明の内燃機関の制御装置の第４の態様は、前記の目的を達成するために、吸気バルブを開閉駆動するために選択的に用いられる第１の吸気カム及び第２の吸気カムと、前記吸気バルブを実際に開閉駆動させる吸気カムである実駆動用吸気カムを第１の吸気カム及び第２の吸気カムのいずれか一方に選択的に切替えるバルブリフト可変機構と、クランク軸の位相角に対する第１及び第２の吸気カムの位相角を変化させるバルブ位相可変機構とを有し、第１及び第２の吸気カムのプロフィールが、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合の該吸気バルブのリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合よりも大きくなるように設定された吸気バルブ駆動機構が備えられた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、所定の条件下で、該内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断した状態で、前記内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させていく燃料カット運転モードでの運転が行われる内燃機関であり、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が上死点と下死点との間の角度幅よりも大きい角度幅になり、且つ、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅が、第１の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも、前記上死点と下死点との間の角度幅により近い角度幅になるように設定されていると共に、さらに、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角と第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角とが、上死点の位相角よりも進角側の所定の進角側開弁開始位相角で互いに一致するように該第１の吸気カムの位相角と第２の吸気カムの位相角とを制御した状態である特定状態において、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致するように前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールが設定されており、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記バルブリフト可変機構を制御する機能を有し、前記内燃機関の燃焼運転中には、前記第１及び第２の吸気カムのうちの第１の吸気カムを内燃機関の低負荷運転用の吸気カム、第２の吸気カムを内燃機関の高負荷運転用の吸気カムとして、前記実駆動用吸気カムを少なくとも該内燃機関の負荷に応じて切替えるように前記バルブリフト可変機構を制御する吸気カム切替制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記バルブ位相可変機構を制御する機能を有し、前記内燃機関の燃焼運転中には、前記第１及び第２の吸気カムのそれぞれによる吸気バルブの開閉駆動時において、前記実駆動用吸気カムの位相角を少なくとも内燃機関の負荷に応じて変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御するカム位相制御手段と、
前記内燃機関の燃焼運転中と前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中とで、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を制御する機能を有するスロットル弁制御手段とを備え、
前記カム位相制御手段は、少なくとも前記内燃機関の所定の負荷状態での燃焼運転中に、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記進角側開弁開始位相角と、該進角側開弁開始位相角よりも遅角側の所定の第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化していくように前記バルブリフト可変機構の制御を行うと共に、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該吸気バルブの開弁開始の位相角が、前記進角側開弁開始位相角と、該進角側開弁開始位相角よりも遅角側の所定の第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変化していくように前記バルブ位相可変機構の制御を行い、
前記進角側開弁開始位相角及び第１遅角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該進角側開弁開始位相角と第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の進角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記進角側開弁開始位相角及び第２遅角側開弁開始位相角は、前記内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が、該進角側開弁開始位相角と第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内での該吸気バルブの開弁開始の位相角の遅角方向への変化に伴い、増加していくようにあらかじめ設定され、
前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御されている状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構の制御を行い、
前記スロットル弁制御手段は、少なくとも前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中に、前記スロットル弁の開度を、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、前記第１の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中には、前記スロットル弁の開度を、前記第２の吸気カムを前記実駆動用吸気カムとして使用する前記内燃機関の燃焼運転中での前記スロットル弁の開度以下の開度で前記内燃機関の負荷に応じて制御し、
さらに、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とは、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように構成されていることを特徴とする（第１５発明）。
【０１２５】
上記第１５発明によれば、内燃機関の燃焼運転中において、内燃機関の低負荷運転用の吸気カムとしての第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を、前記進角側開弁開始位相角と前記第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、進角方向に変化させていくように前記バルブ位相可変機構が制御される。
【０１２６】
この場合、前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の角度幅は、上死点と下死点との間の角度幅（１８０deg）よりも大きいので、該吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも遅角側の位相角となるような状態を実現できる。このため、第１の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時に、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関の運転を実現できる。
【０１２７】
そして、前記進角側開弁開始位相角及び第１遅角側開弁開始位相角を適切に設定しておくことによって、第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を第１遅角側開弁開始位相角から進角側開弁開始位相角に向って進角方向に変化させていく（ひいては、吸気バルブの開弁期間の全体を進角方向に変化させていく）ことに伴い、該吸気バルブの開弁終了の位相角を下死点の位相角に向って遅角側から近づけていくようにしつつ、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比を増加させていくことができる。ひいては、内燃機関の燃焼運転中に、該内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁期間で内燃機関の燃焼室に充填される空気量を増加させていくようにすることができる。
【０１２８】
また、内燃機関の燃焼運転中において、内燃機関の高負荷運転用の吸気カムとしての第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時には、該第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を前記進角側開弁開始制限位相角と前記第２遅角側開弁開始位相角との間の範囲内で、内燃機関の負荷の増加に伴い、遅角方向に変位させていくように前記バルブ位相可変機構が制御される。
【０１２９】
この場合、前記第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁期間の角度幅は、第２の吸気カムによる前記吸気バルブの開弁期間の角度幅よりも小さいので、該吸気バルブの開弁終了の位相角が、下死点よりも進角側の位相角となるような状態を実現できる。このため、第２の吸気カムによる吸気バルブの開閉駆動時にも、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関の運転を実現できる。
【０１３０】
そして、前記進角側開弁開始位相角及び第２遅角側開弁開始位相角を適切に設定しておくことによって、第２の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角を進角側開弁開始位相角から第２遅角側開弁開始位相角に向って遅角方向に変化させていく（ひいては、吸気バルブの開弁期間の全体を遅角方向に変化させていく）ことに伴い、該吸気バルブの開弁終了の位相角を下死点の位相角に向って進角側から近づけていくようにしつつ、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比を増加させていくことができる。ひいては、内燃機関の燃焼運転中に、該内燃機関の負荷の増加に伴い、吸気バルブの開弁期間で内燃機関の燃焼室に充填される空気量を増加させていくようにすることができる。
【０１３１】
さらに、第１５発明においては、少なくとも前記内燃機関の所定の負荷状態での燃焼運転中に、前記第１の吸気カム及び第２の吸気カムの位相角が前記カム位相制御手段によりそれぞれ前記特定状態に対応する位相角に制御されている状態で前記実駆動用吸気カムの切替えを行なうように前記バルブリフト可変機構の制御を行なう。
【０１３２】
この場合、前記特定状態での第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角は、前記進角側開弁開始位相角と前記第１遅角側開弁開始位相角との間の範囲で最も進角側の位相角（すなわち、進角側開弁開始位相角）である。また、前記特定状態での第２の吸気カムによる吸気カムの開弁期間は、前記進角側開弁開始位相角と前記２遅角側開弁開始位相角との間の範囲で最も進角側の位相角（すなわち、進角側開弁開始位相角）である。
【０１３３】
そして、該特定状態では、第１の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合と、第２の吸気カムにより前記吸気バルブを開閉駆動した場合とで、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が互いに一致する。
【０１３４】
このため、内燃機関の負荷の増加中又は減少中に、前記特定状態で、各吸気カムの位相角の急激な変化を生じることなく、実駆動用吸気カムの切り替えを迅速に行なうことができると共に、この切り替えの前後で、内燃機関の燃焼室に充填される空気量が不連続的に変化するようなことを防止できることとなる。ひいては、内燃機関の出力トルクの変動が抑制される。
【０１３５】
さらに、実駆動用吸気カムの切り替え時における吸気バルブの開弁開始の位相角、すなわち、前記進角側開弁開始位相角は、実駆動用吸気カムの切り替えの前後で変化しないので、該切り替えの前後で、吸気バルブの開弁期間に燃焼室に空気と共に充填される排ガス（ＥＧＲ装置により還流する排ガスあるいは吸気行程の直前の排気行程で燃焼室から排出される排ガス）の量が急変するようなことが回避される。ひいては、失火の発生が防止される。
【０１３６】
さらに、第１５発明では、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理と、前記スロットル弁制御手段の制御処理とは、前記空気量を減少させるために、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるように構成されている。
【０１３７】
ここで、前記実効圧縮比を減少させることを、前記スロットル弁の開度を減少させることよりも優先して行わせるということの技術的な意味は、前記第５発明と同様である。
【０１３８】
従って、第１５発明によれば、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、スロットル弁の開度を減少させること（吸気通路の開口面積を狭くすること）を極力抑制することができる。このため、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、所謂、ポンピングロスによるエネルギー消費が抑制され、当該運転中に内燃機関の駆動対象（例えば車両）の運動エネルギーが、該ポンピングロスによって減少するのを抑制することができる。その結果、内燃機関の出力エネルギーの利用効率が高まり、該内燃機関の燃料消費を抑制することができる。
【０１３９】
また、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、内燃機関の燃焼室に充填される空気量が減少され、ひいては、該燃焼室から排気される空気量が減少されることで、内燃機関の排気通路に設けられる排ガス浄化用の触媒装置の温度低下が抑制される。ひいては、燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中に、該触媒装置の排ガス浄化能力が低下するのを防止することができる。
【０１４０】
以上のように、第１５発明によれば、内燃機関の出力の変動や失火の発生を抑制するように内燃機関の燃焼運転を行なうことと、内燃機関の燃焼室への燃料の供給を遮断する状況でのエネルギー損失を低減することとを実現できる。
【０１４１】
なお、第１５発明において、第１遅角側開弁開始位相角と第２遅角側開弁開始位相角とは、互いに異なる位相角でよいことはもちろんであるが、互いに同じ位相角であってもよい。
【０１４２】
かかる第１５発明では、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理とスロットル弁制御手段の制御処理とは、例えば前記第１４発明と同様に構成される。
【０１４３】
すなわち、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理は、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後、前記実効圧縮比を、燃料カット運転モードでの前記内燃機関の運転の開始直前の実効圧縮比から連続的に減少させていくように、前記実駆動用吸気カムの位相角の変更と実駆動用吸気カムの切替えとを行い、さらに最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達した後は、該実駆動用吸気カムとしての第１の吸気カムの位相角を維持するように構成され、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中における前記スロットル弁制御手段は、前記カム位相制御手段及び吸気カム切替制御手段の制御処理によって、最終的に、実駆動用吸気カムとして使用される前記第１の吸気カムによる吸気バルブの開弁開始の位相角が前記第１遅角側開弁開始位相角に到達するまでは、その最大開度と最小開度とのうちの最大開度寄りの開度又は最大開度に制御し、さらに当該到達後は、前記スロットル弁の開度を、当該到達前の開度から減少させていくように構成されている（第１６発明）。
【０１４４】
この第１６発明によれば、前記燃料カット運転モードでの内燃機関の運転の開始後の実駆動用吸気カムの位相角の変化の制御と該実駆動用吸気カムの切替えの制御とは、前記第１４発明と全く同様に行われる。従って、実駆動用吸気カムの位相角の変化や、実駆動用吸気カムの切替えによって、前記実効圧縮比を減少させることができる間は、スロットル弁の開度が最大開度寄りの開度又は最大開度に制御された状態で、前記実効圧縮比を減少させることで、内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させる。これにより、ポンピングロスの発生を抑制しつつ、内燃機関の燃焼室に充填する空気量を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の第１実施形態における内燃機関およびこれに付帯するシステムの構成を示す図。
【図２】第１実施形態の内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブに関する構成を模式的に示す図。
【図３】第１実施形態の内燃機関の吸気バルブの駆動特性を示すグラフ。
【図４】図３の吸気バルブの駆動特性によって実現される現象を示す図。
【図５】第１実施形態の内燃機関の排気バルブの駆動特性を示すグラフ。
【図６】第１実施形態において図１に示す電子制御装置が内燃機関の始動時に実行する処理を示すフローチャート。
【図７】図６のＳＴＥＰ４の処理を示すフローチャート。
【図８】図７のＳＴＥＰ４−３の処理で使用するマップを示す図。
【図９】図６のＳＴＥＰ８の処理で使用するマップを示す図。
【図１０】図６のＳＴＥＰ８の処理で使用するマップを示す図。
【図１１】図６のＳＴＥＰ８の処理で使用するマップを示す図。
【図１２】図６のＳＴＥＰ９の処理を示すフローチャート。
【図１３】図１３（ａ），（ｂ）は図１２のＳＴＥＰ９−２の処理で使用するマップを示す図。
【図１４】図６のＳＴＥＰ１０の処理を示すフローチャート。
【図１５】図１５（ａ）〜（ｅ）は第１実施形態における内燃機関の燃焼運転中の作動の例を示すグラフ。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｈ）は第１実施形態における燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中の作動の例を示すグラフ。
【図１７】第２実施形態の内燃機関の吸気バルブの駆動特性を示すグラフ。
【図１８】第２実施形態における図６のＳＴＥＰ４の処理を示すフローチャート。
【図１９】図１８のＳＴＥＰ４−３の処理で使用するマップを示す図。
【図２０】図２０（ａ），（ｂ）は、第２実施形態における図１２のＳＴＥＰ９−２の処理で使用するマップを示す図。
【図２１】図２１（ａ）〜（ｅ）は第２実施形態における内燃機関の燃焼運転中の作動の例を示すグラフ。
【図２２】図２２（ａ）〜（ｈ）は第１実施形態における燃料カット運転モードでの内燃機関の運転中の作動の例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０１４６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を以下に説明する。図１及び図２を参照して、本実施形態のシステムは、車両に走行用の動力源として搭載された内燃機関１と、この内燃機関１の運転制御を行う電子制御装置５０とを備えている。
【０１４７】
内燃機関１は、本実施形態では、例えば４気筒の内燃機関である。但し、内燃機関１の気筒数は、４個である必要はない。例えば内燃機関１は、単気筒もしくは６気筒の内燃機関であってもよい。
【０１４８】
この内燃機関１の吸気系は、各気筒２の燃焼室３で燃焼させる燃料と混合する空気（新気）を、全気筒２に対して共通の吸気通路４と各気筒２の燃焼室３の吸気ポートに連通するインテークマニホールド５とを順に経由して各気筒２の燃焼室３に供給するように構成されている。
【０１４９】
この場合、吸気通路４には、これに外部から流入する空気中（大気中）の不要物を除去するエアクリーナ６と、空気の流量を調整するためのスロットル弁７とが上流側から順に介装されている。スロットル弁７は、電動式のスロットル弁であり、その開度が図示しない電動モータを介して制御される。
【０１５０】
そして、各気筒２の燃焼室３の吸気ポートを開閉するための吸気バルブ８と、該吸気バルブ８を開閉駆動する吸気バルブ駆動機構９とが内燃機関１に付設されている。
【０１５１】
本実施形態では、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比を可変的に制御可能なアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関１の運転を実現するするために、吸気バルブ駆動機構９は、吸気バルブ８の開弁期間の位相角を変化させるための公知のバルブ位相可変機構１０（所謂、ＶＴＣと言われる機構）と、吸気バルブ８のリフト量（最大開度）と開弁期間の角度幅とを変化させるための公知のバルブリフト可変機構１１（所謂、ＶＴＥＣ（登録商標）と言われる機構）とを有する構成とされている。
【０１５２】
なお、吸気バルブ８の開弁期間の角度幅というのは、吸気バルブ８の開弁開始から開弁終了までの開弁期間を、内燃機関１の出力軸であるクランク軸１２の回転角度幅で表したもの、すなわち、吸気バルブ８の開弁開始時のクランク軸１２の位相角（回転角度位置）と吸気バルブ８の開弁終了時のクランク軸１２の位相角との間の角度差である。また、吸気バルブ８の開弁期間の位相角というのは、該開弁期間の全体がクランク軸１２のどの位相角の範囲に存在するかを代表的に示す位相角を意味し、例えば吸気バルブ８の開弁開始の位相角（開弁開始時のクランク軸１２の位相角）又は吸気バルブ８の開弁終了の位相角（開弁終了時のクランク軸１２の位相角）により表される。
【０１５３】
詳細な構成の図示は省略するが、上記吸気バルブ駆動機構９の概略的な構成は次の通りである。すなわち、図２を参照して、吸気バルブ駆動機構９は、上記バルブ位相可変機構１０及びバルブリフト可変機構１１を備えると共に、各気筒２毎に、２つの吸気カム１３Ｌ，１３Ｈを備えており、これらの吸気カム１３Ｌ，１３Ｈは、吸気側カムシャフト１４と一体に回転するようにして該吸気側カムシャフト１４に軸支されている。
【０１５４】
上記吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのプロフィール（形状パターン）は、吸気バルブ８のリフト量と開弁期間の角度幅との組が互いに異なるものとなるように設定されている。
【０１５５】
これらの吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのプロフィールは、図３に実線ａ，ｄで示す如く、吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８のリフト量及び開弁期間の角度幅のそれぞれが、吸気カム１３Ｌよる吸気バルブ８のリフト量及び開弁期間の角度幅よりも大きくなるように設定されている（以降、吸気カム１３Ｈを大リフト吸気カム１３Ｈ、吸気カム１３Ｌを小リフト吸気カム１３Ｌということがある）。なお、図３の横軸のクランク角度は、クランク軸１２の位相角を意味する。
【０１５６】
この場合、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅は、小リフト吸気カム１３Ｌよる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅よりも、各気筒２のピストン１５の上死点の位相角と下死点の位相角との間の角度差（＝１８０deg）により近い角度幅に設定されている。より詳しくは、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅は、例えば、上死点の位相角と下死点の位相角との間の角度差（＝１８０deg）よりも若干大きい角度幅（例えば１９０deg程度）に設定されている。
【０１５７】
また、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅は、上死点の位相角と下死点の位相角との間の角度差（＝１８０deg）よりも小さく、例えば、１００deg程度に設定されている。
【０１５８】
そして、吸気バルブ駆動機構９は、吸気バルブ８をロッカアーム１６を介して実際に開閉駆動する吸気カム（以降、実駆動用吸気カムという）を、油圧式のバルブリフト可変機構１１によって、小リフト吸気カム１３Ｌと、大リフト吸気カム１３Ｈとのいずれか一方に選択的に切替えるように構成されている。この場合、小リフト吸気カム１３Ｌは、内燃機関１の低負荷運転用の吸気カムとして用いられ、大リフト吸気カム１３Ｈは、内燃機関１の高負荷運転用の吸気カムとして用いられる。
【０１５９】
上記バルブリフト可変機構１１は、公知の構造のものであり、例えば特開２００５−１８０３０６号公報の図２に示されるものと同様の構成のものが採用される。但し、バルブリフト可変機構１１は、実駆動用吸気カムを、小リフト吸気カム１３Ｌと大リフト吸気カム１３Ｈとのいずれか一方に選択的に切替えることができる機構であれば他の構成のものを採用してもよい。また、バルブリフト可変機構１１は、油圧式のものに限らず、電動式のものであってもよい。
【０１６０】
また、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈを軸支する吸気側カムシャフト１４は、内燃機関１のクランク軸１２に連動して回転する（クランク軸１２の２回転毎に１回転する）ように該クランク軸１２にタイミングベルト（図示省略）を介して接続された油室形成部材に（図示省略）に軸支されており、その回転方向での該油室形成部材に対する吸気側カムシャフト１４の位相角（角度位置）を所定の角度範囲内で変化させることが可能となっている。
【０１６１】
これにより、クランク軸１２の位相角に対する吸気側カムシャフト１４の位相角、ひいては小リフト吸気カム１３Ｌと大リフト吸気カム１３Ｈの位相角を所定の角度範囲内で連続的に変化させることが可能となっている。
【０１６２】
そして、吸気バルブ駆動機構９は、クランク軸１２の位相角に対する吸気側カムシャフト１４の位相角（ひいてはクランク軸１２の位相角に対する小リフト吸気カム１３Ｌ及び大リフト吸気カム１３Ｈの位相角）を、油圧式のバルブ位相可変機構１０によって変化させるように構成されている。この構成によって、図３に示す如く、小リフト吸気カム１３Ｌ及び大リフト吸気カム１３Ｈのそれぞれによる吸気バルブ８の開弁期間の位相角を所定の範囲で連続的に変化させることができるようになっている。
【０１６３】
上記バルブ位相可変機構１０は、公知の構造のものであり、例えば、特開２００５−１８０３０６号公報の図３に示されるものと同様の構成のものが採用される。但し、バルブ位相可変機構１０は、クランク軸１２の位相角に対する小リフト吸気カム１３Ｌ及び大リフト吸気カム１３Ｈの位相角を所定の範囲で連続的に変化させることができる機構であれば他の構成のものを採用してもよい。また、バルブ位相可変機構１０は、油圧式のものに限らず、電動式のものであってもよい。
【０１６４】
ここで、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのプロフィールと、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角の変化及び吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの切り替えとによって実現される吸気バルブ８の開弁形態についてさらに詳細に説明する。
【０１６５】
本実施形態では、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈは、吸気側カムシャフト１４と一体に回転するので、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの相互の位相関係、ひいては、それぞれの吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間の相互の位相関係は一定に保たれる。
【０１６６】
なお、本実施形態の例では、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの相互の位相関係は、図３に示す如く、それぞれの吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角が互いに同じ位相角となるように設定されているが、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角がある程度、異なっていてもよい。
【０１６７】
そして、本実施形態では、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角の変化（ひいては、各吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間の位相角の変化）は、図３の実線ａ，ｄで示す状態と、図３の破線ｂ，ｃで示す状態との間の範囲で行なわれるようになっている。
【０１６８】
図３の実線ａ，ｄで示す状態は、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角が最も進角側に制御された状態である。この状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角は、本実施形態では、上死点の位相角との差の大きさが十分に微小なものとなる所定の位相角Ａ１（上死点の位相角に一致もしくはほぼ一致する位相角）に設定されている。この位相角Ａ１は、例えば上死点の位相角から１０deg程度、進角側の角度である。
【０１６９】
そして、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのそれぞれによる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅と、図３の実線ａ，ｄで示す状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１とが前記した如く設定されているので、小リフト吸気カム１３Ｌに関する図３の実線ａの状態では、吸気バルブ８の開弁終了の位相角Ａ３は、下死点の位相角よりも進角側の位相角（本実施形態では、下死点の位相角から９０deg程度、進角側の位相角）に設定されることとなる。
【０１７０】
また、大リフト吸気カム１３Ｈに関する図３の実線ｄの状態では、吸気バルブ８の開弁終了の位相角は、下死点の位相角との差の大きさが十分に微小なものとなる位相角Ａ５（下死点の位相角に一致もしくはほぼ一致する位相角）に設定されることとなる。その位相角Ａ５は、本実施形態の例では、下死点と同じ位相角である。
【０１７１】
また、図３の破線ｂ，ｃで示す状態は、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角が最も遅角側に制御された状態である。この状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角は、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈにいずれについても、上死点の位相角よりも遅角側で、且つ、下死点の位相角よりも進角側の所定の位相角Ａ２に設定される。
【０１７２】
この位相角Ａ２は、本実施形態では、図３の実線ａ，ｄで示す状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１から例えば６０deg程度だけ遅角させた位相角（従って、上死点から５０deg程度だけ遅角した位相角）に設定されている。
【０１７３】
このため、大リフト吸気カム１３Ｈに関する図３の破線ｃで示す状態では、吸気バルブ８の開弁終了の位相角Ａ６は、下死点の位相角よりも遅角側の位相角とされ、小リフト吸気カム１３Ｌに関する図３の破線ｂで示す状態では、吸気バルブ８の開弁終了の位相角Ａ４は、下死点よりも進角側の位相角とされている。
【０１７４】
本実施形態では、以上の如く、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのプロフィールや、吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１，Ａ２、開弁終了の位相角Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６が設定されている。このため、吸気バルブ８を開閉駆動する実駆動用吸気カム１３Ｌ又は１３Ｈをバルブリフト可変機構１１により切り替え、あるいは、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角をバルブ位相可変機構１０によって変化させる（ひいては吸気バルブ８の開弁形態のパターンを上記の如く変化させる）ことによって、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比を可変的に設定することが可能となっている。
【０１７５】
該実効圧縮比は、より詳しくは、各気筒２の吸気バルブ８の開弁終了時における燃焼室３（空気充填室）の全体の容積Ｖ_IVCの、ピストン１５の上死点での燃焼室３（空気充填室）の全体の容積Ｖ_TDCに対する比率（＝Ｖ_IVC／Ｖ_TDC）である。
【０１７６】
例えば、小リフト吸気カム１３Ｌにより吸気バルブ８を開閉駆動する場合に、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角を、図３の実線ａの状態での位相角（最も進角側の位相角）から破線ｂの状態での位相角（最も遅角側の位相角）に向って連続的に変化させることによって、図４に示す如く、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比を連続的に増加させることができる。
【０１７７】
より詳しくは、本実施形態では、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開閉駆動時には、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角を進角側から遅角側に変化させるに伴い、吸気バルブ８の開弁終了の位相角が、下死点の位相角よりも進角側の位相角から、該下死点の位相角に近づいていくようになっている。このため、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開閉駆動時に、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関１の運転が実現される。同時に、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角を進角側から遅角側に変化させることに伴い、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増加していくこととなる。
【０１７８】
なお、図４中の括弧付きの参照符号は、後述する第２実施形態に関する参照符号である。
【０１７９】
また、大リフト吸気カム１３Ｈにより吸気バルブ８を開閉駆動する場合に、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角を、図３の破線ｃの状態での位相角（最も遅角側の位相角）から実線ｄの状態での位相角（最も進角側の位相角）に向って連続的に変化させることによって、図４に示す如く、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比を連続的に増加させることができる。
【０１８０】
より詳しくは、本実施形態では、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動時には、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角を遅角側から進角側に変化させるに伴い、吸気バルブ８の開弁終了の位相角が、下死点の位相角よりも遅角側の位相角から、該下死点の位相角に近づいていくようになっている。このため、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動時にも、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関１の運転が実現される。同時に、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角を遅角側から進角側に変化させることに伴い、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増加していくこととなる。
【０１８１】
なお、本実施形態では、図３の実線ｄの状態では、吸気バルブ８の開弁開始及び開弁終了が、それぞれ上死点、下死点とほぼ同じ位相角で行なわれることとなることから、実効圧縮比が膨張比とほぼ同一となるオットーサイクルでの内燃機関１の運転が実現されることとなる。
【０１８２】
補足すると、吸気バルブ８の開弁期間で各気筒２の燃焼室３に充填される空気量（より詳しくは、スロットル弁７の開度や大気温度等、吸気バルブ８の動作条件以外の条件を一定とした場合の空気量）は、上記実効圧縮比にほぼ比例し、該実効圧縮比が大きくなるほど、上記空気量も増加する。
【０１８３】
従って、実駆動用吸気カム（小リフト吸気カム１３Ｌ又は大リフト吸気カム１３Ｈ）の位相角を変化させることによる各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比の増加又は減少に伴い、該燃焼室３に充填される空気量も増加又は減少させることができることとなる。
【０１８４】
また、本実施形態では、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのそれぞれの位相角を最も遅角側の位相角に制御した状態、すなわち、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間が図３の破線ｂ，ｃで示す開弁期間となる状態では、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌを使用した場合と、大リフト吸気カム１３Ｈを使用した場合とのいずれの場合であっても、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が、互いに同一もしくはほぼ同一となるように、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのプロフィールが設定されている。
【０１８５】
このため、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角を、図３の破線ｂ，ｃの状態に対応する最も遅角側の位相角に制御した状態で、実駆動用吸気カムを吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの一方から他方に切替えるようにすることで、実駆動用吸気カムの切り替え時に、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比や該燃焼室３に充填される空気量を一定もしくはほぼ一定に保つことができるようになっている。
【０１８６】
図１の説明に戻って、内燃機関１の排気系は、各気筒２の燃焼室３で生成される排ガスを、各気筒２の燃焼室３の排気ポートに連通するエギゾーストマニホールド１７と、全気筒２に対して共通の排気通路１８とを順に経由して排気するように構成されている。この場合、排気通路１８には、排ガス浄化用の触媒装置１９が介装されている。
【０１８７】
そして、各気筒２の燃焼室３の排気ポートを開閉するための排気バルブ２０と、該排気バルブ２０を開閉駆動する排気バルブ駆動機構２１とが内燃機関１に付設されている。
【０１８８】
この排気バルブ駆動機構２１は、内燃機関１のクランク軸１２に連動して回転する（クランク軸１２の２回転毎に１回転する）排気側カムシャフト２２に、これと一体に回転自在に軸支された排気カム２３を各気筒２毎に備えており、この排気カム２３により、ロッカアーム２４を介して排気バルブ２０を開閉駆動する。
【０１８９】
この場合、排気カム２３のプロフィール（形状パターン）は、それにより規定される排気バルブ２０の開弁期間及びリフト量が、例えば図５に示すようなパターンとなるように設定されている。このパターンでは、排気バルブ２０の開弁期間の角度幅が、各気筒２のピストン１５の下死点の位相角と上死点の位相角との間の角度差（１８０deg）よりも若干大きい角度幅に設定される。そして、排気バルブ２０の開弁開始の位相角と開弁終了の位相角とは、それぞれ下死点の位相角よりも若干進角側の位相角、上死点の位相角よりも若干遅角側の位相角に設定される。
【０１９０】
上記の如く構成された内燃機関１の吸気系及び排気系には、さらにＥＧＲ装置２５が付設されている。
【０１９１】
ＥＧＲ装置２５は、排ガスの一部を吸気側に還流させ、その還流させた排ガスを各気筒２の燃焼室３に空気（燃料と混合する新気）と共に供給する装置であり、排気通路１８の上流端部（エギゾーストマニホールド１７との接続箇所近辺）から分流されてインテークマニホールド５に合流されたＥＧＲ通路２７（還流される排ガスの通路）を備えている。
【０１９２】
このＥＧＲ通路２７には、吸気側に還流させる排ガスを冷却する排ガス冷却手段としてのＥＧＲクーラ２８と、該排ガスの流量を制御するための電動式又は電磁式の流量制御弁２９（以下、ＥＧＲ弁２９という）とが介装され、ＥＧＲ弁２９の開度を制御することで、ＥＧＲ率（燃焼室３に供給する空気と排ガスとの総量に対する排ガス量の割合い）を制御することが可能となっている。
【０１９３】
また、内燃機関１には、各気筒２の燃焼室３で燃焼させる燃料を供給する燃料供給装置の構成要素として各気筒２毎に設けられた燃料噴射弁３３が付設されている。この燃料噴射弁３３には、図示しない燃料タンクからポンプ等により昇圧された燃料（例えばガソリン）が供給されるようになっている。
【０１９４】
燃料噴射弁３３は、本実施形態では、ポート噴射型のものであり、図２に示す如くインテークマニホールド５に取り付けられている。そして、燃料噴射弁３３は、その開弁時間を制御することで、燃料噴射量（燃焼室３への燃料供給量）を制御することが可能となっている。なお、燃料噴射弁３３は直噴型のものであってもよい。
【０１９５】
また、内燃機関１には、各気筒２の燃焼室３で圧縮される混合気に点火する点火装置の構成要素として各気筒２毎に設けられた点火プラグ４０が付設されている。
【０１９６】
点火プラグ４０は、図２に示すように各気筒２の燃焼室３の頂部に装着され、所要のタイミングで図示しないディストリビュータから高電圧が供給されて火花放電を発生する。
【０１９７】
以上が本実施形態のシステム（内燃機関１及びこれに付帯するシステム）の機構的な構成である。
【０１９８】
電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む電子回路ユニットであり、前記スロットル弁７、吸気バルブ駆動機構９のバルブ位相可変機構１０及びバルブリフト可変機構１１、ＥＧＲ装置２５のＥＧＲ弁２９、燃料噴射弁３３、点火プラグ４０の動作を制御する。
【０１９９】
これらの制御を担う電子制御装置５０には、各種のセンサの検出信号が入力される。本実施形態のシステムでは、以下に示すようなセンサが備えられており、これらのセンサの検出信号が電子制御装置５０に入力される。
【０２００】
電子制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む電子回路ユニットであり、前記スロットル弁７、吸気バルブ駆動機構９のバルブ位相可変機構１０及びバルブリフト可変機構１１、ＥＧＲ装置２５のＥＧＲ弁２９、燃料噴射弁３３、点火プラグ４０の動作を制御する。
【０２０１】
これらの制御を担う電子制御装置５０には、各種のセンサの検出信号が入力される。本実施形態のシステムでは、以下に示すようなセンサが備えられており、これらのセンサの検出信号が電子制御装置５０に入力される。
【０２０２】
すなわち、本実施形態のシステムでは、内燃機関１のクランク軸１２の回転数ＮＥ（回転速度）を検出するための信号（詳しくは、クランク軸１２の所定の回転角度毎に発生するパルス信号）を出力する回転数センサ５１が内燃機関１に付設されている。
【０２０３】
また、吸気通路４を流れる空気の流量Ｑを検出する空気流量センサ５２と、スロットル弁７に流入する空気の圧力Ｐ２を検出する圧力センサ５３とが吸気通路４に設けられている。
【０２０４】
さらに、本実施形態のシステムには、図示を省略する車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下、アクセル操作量ＡＰという）を検出するアクセルセンサ５４が備えられている。
【０２０５】
なお、図示は省略するが、上記以外にも、車両の車速を検出するセンサや、スロットル弁の開度を検出するセンサ、吸気バルブ駆動機構９の動作状態（実駆動用吸気カムの位相角と実駆動用吸気カムの種別）を検出するためのセンサ等も備えられている。
【０２０６】
次に、本実施形態のシステムの作動を説明する。前記電子制御装置５０は、内燃機関１の運転を制御するために、図の６フローチャートに示す制御処理を実行する。
【０２０７】
まず、ＳＴＥＰ１において、電子制御装置５０は、車両及び内燃機関１の状態に関する検出データを取得する。例えば、車両の車速、アクセル操作量ＡＰ、内燃機関１の回転数ＮＥ、吸気通路４を流れる空気の流量Ｑ、スロットル弁７に流入する空気の圧力Ｐ２等の検出データが取得される。
【０２０８】
次いで、ＳＴＥＰ２において、電子制御装置５０は、内燃機関１の負荷の要求増加度合いを表すものとして、車両の要求加速の高低を判断する。この判断は、アクセル操作量ＡＰ（検出値）の大きさとその時間的変化率（単位時間当たりの変化量）とに基づいて行なわれる。
【０２０９】
具体的には、例えば、アクセル操作量ＡＰの大きさが所定値以上の大きな操作量である場合、あるいは、アクセル操作量ＡＰの時間的変化率が、ＡＰの増加方向で所定値以上の大きさである場合に、車両の要求加速が高い（内燃機関１の負荷の要求増加度合いが高い）と判断される。そして、これら以外の場合には、車両の要求加速が低い（内燃機関１の負荷の要求増加度合いが高い）と判断される。
【０２１０】
なお、ＳＴＥＰ２の判断を、車両の変速機のシフト位置や、トルクコンバータの滑り状態等を考慮して行なうようにしてもよい。
【０２１１】
ＳＴＥＰ２において車両の要求加速が低いと判断される状況は、内燃機関１の出力トルクを大きなトルクに素早く増加させることが要求されていない状況（内燃機関１の出力トルクをほぼ一定に保持するか、又は減少させようとする場合を含む）である。
【０２１２】
そして、この場合には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ３において、以下に説明するカム切替位相角θVTCswとして既定の所定値θsw0を設定する。
【０２１３】
ここで、本実施形態の吸気バルブ駆動機構９では、バルブ位相可変機構１０による大リフト吸気カム１３Ｈ及び小リフト吸気カム１３Ｌの位相角の変化は、両吸気カム１３Ｈ，１３Ｌ間の位相を一定に保持した状態で行なわれるので、両吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの一方の位相角を決めれば、他方の位相角も一義的に決まる。
【０２１４】
そこで、本実施形態の説明では、大リフト吸気カム１３Ｈ及び小リフト吸気カム１３Ｌのそれぞれの位相角（又は実駆動用吸気カムの位相角）を、共通の位相角によって代表的に表すものとし、その共通の位相角をθVTCと表記する。この場合、θVTCは、図３の実線ａ，ｄの状態に対応する位相角と、図３の破線ｂ，ｃの状態に対応する位相角との間で可変となる。
【０２１５】
上記カム切替位相角θVTCswは、実駆動用吸気カムを大リフト吸気カム１３Ｈ及び小リフト吸気カム１３Ｌの一方から他方に切替える時の両リフト吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの共通の位相角θVTCの値を意味する。
【０２１６】
そして、ＳＴＥＰ３において、カム切替位相角θVTCswとして設定される位相角θsw0は、θVTCの可変範囲のうち、図３の破線ｂ，ｃの状態に対応する最も遅角側の位相角θVTCの値、すなわち、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈである場合と小リフト吸気カム１３Ｌである場合とで、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が互いに同一となるような位相角である。以降、この位相角θsw0をカム切替標準位相角という。
【０２１７】
また、ＳＴＥＰ２において車両の要求加速が高いと判断される状況は、内燃機関１の出力トルクを大きなトルクに素早く増加させることが要求される状況である。この場合には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ４において、カム切替位相角θVTCswを可変的に設定する処理を実行する。
【０２１８】
この処理は、図７のフローチャートに示す如く実行される。すなわち、電子制御装置５０は、まず、ＳＴＥＰ４−１において、アクセル操作量ＡＰの最新値（現在値）を読み込む。
【０２１９】
さらに、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ４−２において、アクセル操作量ＡＰの現在の時間的増加率ΔＡＰを、アクセル操作量ＡＰの最新値と、直前の１つ以上の過去値とを用いて算出する。例えば、アクセル操作量ＡＰの最新値と電子制御装置５０の前回の演算処理周期での値（前回値）との偏差、又は該偏差を電子制御装置５０の演算処理周期の時間で除算してなる値が、ΔＡＰとして算出される。
【０２２０】
なお、アクセル操作量ＡＰの最新値と、所定時間前までの２つ以上の過去値とから、該所定時間の期間でのアクセル操作量ＡＰの平均的な増加率を、ΔＡＰとして算出するようにしてもよい。
【０２２１】
次いで、ＳＴＥＰ４−３において、電子制御装置５０は、アクセル操作量ＡＰの最新値と、時間的変化率ΔＡＰとに応じて、カム切替位相角θVTCswの基本値を決定する。
【０２２２】
この場合、カム切替位相角θVTCswの基本値は、アクセル操作量ＡＰの最新値と、時間的変化率ΔＡＰとから、図８に示す如くあらかじめ設定されたマップに基づいて決定される。このマップでは、基本的には、アクセル操作量ＡＰが大きいほど、また、ΔＡＰが大きいほど、カム切替位相角θVTCの基本値が、前記カム切替標準位相角θsw0よりも進角側の位相角となるように決定される。
【０２２３】
なお、実駆動用吸気カムの切替え時における内燃機関１の出力トルクの変動が過大になり過ぎないようにするために、カム切替位相角θVTCswの基本値は、既定の所定値θsw1を進角側の限界値とされ、この所定値θsw1から遅角側の範囲内で決定される。
【０２２４】
次いで、ＳＴＥＰ４−４において、電子制御装置５０は、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの現在の実際の位相角θVTC（検出値）が、ＳＴＥＰ４−３で決定したカム切替位相角θVTCswの基本値よりも遅角側の位相角であるか否かを判断する。
【０２２５】
そして、この判断結果が否定的である場合には、次に、ＳＴＥＰ４−６において、電子制御装置５０は、上記の如く決定したカム切替位相角θVTCswの基本値をそのままθVTCswの値として決定する。
【０２２６】
また、ＳＴＥＰ４−４の判断結果が肯定的である場合には、次に、ＳＴＥＰ４−５において、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの切替えを直ちに行なうようにするために、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの現在の実際の位相角θVTC（検出値）を、カム切替位相角θVTCswとして決定する。
【０２２７】
図６の説明に戻って、以上の如くＳＴＥＰ３又はＳＴＥＰ４の処理によって、カム切替位相角θVTCswを決定した後、電子制御装置５０は、次に、ＳＴＥＰ５において、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転を行うべき状況であるか否かを判断する。
【０２２８】
ここで、燃料カット運転モードは、車両の走行中に、アクセルペダルの操作がオフにされた状況（内燃機関１の出力トルクの発生の要求が解除された状況）で、燃料消費を削減するために、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３への燃料供給を遮断すると共に、これと併せて、内燃機関１の排気通路１８に設けられている排ガス浄化用の触媒装置１９が冷やされるのを防止するために、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に充填する空気量を減少させる運転モードである。
【０２２９】
そして、ＳＴＥＰ５の判断は、例えば次のように行なわれる。すなわち、本実施形態では、電子制御装置５０は、現在の車速（検出値）が所定値以上で、且つ、内燃機関１の現在の回転数ＮＥ（検出値）が所定値以上で、且つ、現在のアクセル操作量ＡＰ（検出値）が所定値以下（≒０）である場合に、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転を行うべき状況であると判断する。
【０２３０】
ＳＴＥＰ５の判断結果が否定的である場合（以降、内燃機関１の通常運転の場合ということがある）には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ６〜９の処理を実行することで、吸気バルブ駆動機構９、スロットル弁７、及びＥＧＲ装置２５に関する動作目標を決定する。
【０２３１】
具体的には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ６において、内燃機関１の目標トルクを決定する。この目標トルクは、あらかじめ定められたマップ等に基づいて、アクセル操作量ＡＰ（検出値）に応じて決定される。この場合、目標トルクは、アクセル操作量ＡＰが大きいほど、大きくなるように決定される。
【０２３２】
次いで、ＳＴＥＰ７において、電子制御装置５０は、上記目標トルクの出力トルクを内燃機関１に発生させるための必要な目標空気量（詳しくは吸気通路４の空気の流量Ｑの目標値）を決定する。
【０２３３】
この目標空気量は、上記目標トルクと、内燃機関１の回転数ＮＥ（検出値）とから、あらかじめ定められたマップ等に基づいて決定される。この場合、目標空気量は、目標トルクが大きいほど、大きくなり、また、回転数ＮＥが高いほど、大きくなるように決定される。
【０２３４】
次いで、ＳＴＥＰ８において、電子制御装置５０は、目標空気量を実現するための内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比の目標値である目標実効圧縮比と、スロットル弁７の開度の目標値である目標スロットル開度とを決定する共に、該目標空気量に対応するＥＧＲ装置２５のＥＧＲ率の目標値である目標ＥＧＲ率とを決定する。
【０２３５】
具体的には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ７で決定した目標空気量と、前記圧力センサ５３の出力により認識される圧力Ｐ２（スロットル弁７に流入する空気の圧力）の検出値と、内燃機関１の回転数ＮＥの検出値とから図９に示す如くあらかじめ設定されたマップに基づいて、目標実効圧縮比を決定する。この場合、図９に示すマップの基本的な傾向は、目標空気量が大きいほど、目標実効圧縮比が増加し、また、圧力Ｐ２が大きいほど、目標実効圧縮比が減少するように設定されている。
【０２３６】
また、電子制御装置５０は、目標空気量と、圧力Ｐ２の検出値と、回転数ＮＥの検出値とから図１０に示す如くあらかじめ設定されたマップに基づいて、目標スロットル開度を設定する。この場合、図１０に示すマップの基本的な傾向は、目標空気量が大きいほど、目標スロットル開度が増加し、また、圧力Ｐ２が大きいほど、目標スロットル開度が減少し、また、回転数ＮＥが高いほど、目標スロットル開度が増加するように設定されている。
【０２３７】
また、電子制御装置５０は、目標空気量と、圧力Ｐ２の検出値と、回転数ＮＥの検出値とから図１１に示す如くあらかじめ設定されたマップに基づいて、目標ＥＧＲ率を決定する。この場合、図１１に示すマップの基本的な傾向は、目標空気量が大きいほど、目標ＥＧＲ率が減少し、また、圧力Ｐ２が大きいほど、目標ＥＧＲ率が増加するように設定されている。
【０２３８】
なお、前記目標空気量は、内燃機関１の目標トルクが高いほど、大きくなるように設定されるので、図９のマップを用いて決定される目標実効圧縮比は、結果的に、該目標トルクが大きいほど（換言すれば、内燃機関１の負荷が高いほど）、大きくなるような特性で決定されることなる。
【０２３９】
また、図１０のマップを用いて決定される目標スロットル開度は、結果的に、内燃機関１の目標トルクが大きいほど（内燃機関１の負荷が高いほど）、大きくなるような特性で決定されることなる。
【０２４０】
また、図１１のマップを用いて決定される目標ＥＧＲ率は、結果的に、内燃機関１の目標トルクが大きいほど（内燃機関１の負荷が高いほど）、小さくなるような特性で決定されることなる。
【０２４１】
図６の説明に戻って、次に、電子制御装置５０はＳＴＥＰ９において、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの動作目標を決定する処理を実行する。該動作目標は、具体的には、実駆動用吸気カムの種別（大リフト吸気カム１３Ｈ及び小リフト吸気カム１３Ｌのいずれか）の目標と、実駆動用吸気カムの位相角（吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの位相角θVTC）の目標値とから構成される。
【０２４２】
このＳＴＥＰ９の処理は、具体的には図１２のフローチャートに示す如く実行される。すなわち、電子制御装置５０は、まず、ＳＴＥＰ９−１において、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの現在の動作状態を取得する。具体的には、電子制御装置５０は、現在の実駆動用吸気カムの種別が、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌのいずれであるかを示す検出データと、実駆動用吸気カムの現在の位相角θVTCを示す検出データとをそれぞれ図示しないセンサから取得する。
【０２４３】
次いで、ＳＴＥＰ９−２において、電子制御装置５０は、目標実効圧縮比（ＳＴＥＰ８で決定した目標実効圧縮比）に応じて、実駆動用吸気カムの種別の目標と、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの基本目標値とを決定する。
【０２４４】
このＳＴＥＰ９−２の処理は、図１３（ａ），（ｂ）に示す如くあらかじめ設定されたマップを用いて次のように行なわれる。図１３（ａ）のマップは、実駆動用吸気カムが小リフト吸気カム１３Ｌである場合の、目標実効圧縮比と実駆動用吸気カムの位相角θVTC（基本目標値）との関係を規定するマップ、図１３（ｂ）のマップは、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈである場合の、目標実効圧縮比と実駆動用吸気カムの位相角θVTC（基本目標値）との関係を規定するマップである。
【０２４５】
電子制御装置５０は、現在の実駆動用吸気カムが、小リフト吸気カム１３Ｌであり、且つ、目標実効圧縮比が、図１３（ａ）に示す所定値Ｂａ以下の圧縮比である場合には、実駆動用吸気カムの種別の目標を、小リフト吸気カム１３Ｌに維持する。なお、所定値Ｂａは、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌを使用した場合の上限の実効圧縮比である。
【０２４６】
そして、電子制御装置５０は、図１３（ａ）に示すマップに基づいて、目標実効圧縮比に対応する実駆動用吸気カム（＝小リフト吸気カム１３Ｌ）の位相角θVTCの基本目標値を決定する。この場合、位相角θVTCの基本目標値は、目標実効圧縮比が大きいほど、遅角側の位相角となるように決定される。なお、図１３（ａ）に示す最進角は、図３の実線ａの状態に対応する最も進角側の位相角、最遅角は、図３の破線ｂの状態に対応する最も遅角側の位相角（＝前記カム切替標準位相角θsw0）である。このことは、図１３（ｂ）に示す最進角、最遅角についても同様である。
【０２４７】
また、現在の実駆動用吸気カムが、小リフト吸気カム１３Ｌであり、且つ、目標実効圧縮比が、図１３（ａ）に示す所定値Ｂａよりも大きい圧縮比である場合には、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの種別の新たな目標を、小リフト吸気カム１３Ｌから大リフト吸気カム１３Ｈに切替える。
【０２４８】
そして、電子制御装置５０は、図１３（ｂ）に示すマップに基づいて、目標実効圧縮比に対応する実駆動用吸気カム（＝大リフト吸気カム１３Ｈ）の位相角θVTCの基本目標値を決定する。この場合、位相角θVTCの基本目標値は、目標実効圧縮比が大きいほど、進角側の位相角となるように決定される。
【０２４９】
また、現在の実駆動用吸気カムが、大リフト吸気カム１３Ｈであり、且つ、目標実効圧縮比が、図１３（ｂ）に示す所定値Ｂｂ以上の圧縮比である場合には、実駆動用吸気カムの種別の目標を、大リフト吸気カム１３Ｈに維持する。なお、所定値Ｂｂは、実駆動用吸気カムとして大リフト吸気カム１３Ｈを使用した場合の下限の実効圧縮比である。
【０２５０】
そして、電子制御装置５０は、図１３（ｂ）に示すマップに基づいて、目標実効圧縮比に対応する実駆動用吸気カム（＝大リフト吸気カム１３Ｈ）の位相角θVTCの基本目標値を決定する。
【０２５１】
また、現在の実駆動用吸気カムが、大リフト吸気カム１３Ｈであり、且つ、目標実効圧縮比が、図１３（ｂ）に示す所定値Ｂｂよりも小さい圧縮比である場合には、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの種別の新たな目標を、大リフト吸気カム１３Ｈから小リフト吸気カム１３Ｌに切替える。
【０２５２】
そして、電子制御装置５０は、図１３（ａ）に示すマップに基づいて、目標実効圧縮比に対応する実駆動用吸気カム（＝小リフト吸気カム１３Ｌ）の位相角θVTCの基本目標値を決定する。
【０２５３】
補足すると、本実施形態では、図１３（ａ），（ｂ）における目標実効圧縮比に関する前記所定値Ｂａ，Ｂｂは、Ｂａ＞Ｂｂとなるように設定されている。このため目標実効圧縮比の変化に対する実駆動用吸気カムの切り替えは、ヒステリシス特性で行なわれるようになっており、目標実効圧縮比がＢａ，Ｂｂの近辺で頻繁に増減しても、実駆動用吸気カムが頻繁に切替わることがないようにされている。ただし、上記所定値Ｂａ，Ｂｂは同じ値であってもよい。
【０２５４】
次に、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ９−３において、現在の実駆動用吸気カムの種別が、ＳＴＥＰ９−２で決定した目標の種別と一致するか否かを判断する。
【０２５５】
この判断結果が肯定的である場合には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ９−４、９−５の処理を実行する。ＳＴＥＰ９−４では、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値として、ＳＴＥＰ９−２で決定した基本目標値を設定する。
【０２５６】
そして、ＳＴＥＰ９−５では、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの種別を現在の種別に維持するために、実駆動用吸気カムの切替えの可否を表すカム切替許可フラグをＯＦＦ（“０”）にする。
【０２５７】
また、ＳＴＥＰ９−３の判断結果が否定的である場合には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ９−６において、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値として、前記ＳＴＥＰ４で決定したカム切替位相角θVTCswを設定する。
【０２５８】
さらに、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ９−７において、現在の実駆動用吸気カムの位相角θVTCが、目標値（＝θVTCsw）に一致するか否かを判断する。そして、この判断結果が肯定的である場合には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ９−８において、実駆動用吸気カムの切替えを行なうために、カム切替許可フラグをＯＮ（“１”）にする。
【０２５９】
また、ＳＴＥＰ９−７の判断結果が否定的である場合には、両吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの位相角がカム切替位相角θVTCswに変化するまで実駆動用吸気カムの種別を現在の種別に維持するために、前記ＳＴＥＰ９−５において、カム切替許可フラグをＯＦＦ（“０”）にする。
【０２６０】
補足すると、現在の実駆動用吸気カムの位相角θVTCが、前記カム切替位相角θVTCswの基本値と同じか、もしくは該基本値よりも進角側の位相角である場合には、上記ＳＴＥＰ９−６において設定されるθVTCの目標値は、カム切替位相角θVTCswの基本値に一致する。
【０２６１】
一方、現在の実駆動用吸気カムの位相角θVTCが、前記カム切替位相角θVTCswの基本値よりも遅角側の位相角である場合には、前記ＳＴＥＰ４−５においてカム切替位相角θVTCswとして現在のθVTCの値（検出値）が設定されるので、上記ＳＴＥＰ９−６において設定されるθVTCの目標値は、現在のθVTCの値（検出値）に一致する。従って、この場合には、直ちに、ＳＴＥＰ９−７の判断結果は肯定的となって、カム切替許可フラグがＯＮにされることとなる。
【０２６２】
以上が、ＳＴＥＰ９の処理の詳細である。
【０２６３】
なお、本実施形態では、前記ＳＴＥＰ４の処理の中で、ＳＴＥＰ４−４〜４−６の処理を行うようにしたが、ＳＴＥＰ４では、カム切替位相角θVTCswの基本値をそのままθVTCswの値として決定するようにして、ＳＴＥＰ９の処理の中で、ＳＴＥＰ４−４〜４−６の処理と同様の処理を行うようにしてもよい。
【０２６４】
この場合には、例えば、ＳＴＥＰ９−６の処理の次に、現在の実駆動用吸気カムの位相角θVTCの値が、θVTCの目標値（＝θVTCswの基本値）よりも遅角側の位相角であるか否かを判断し、その判断結果が否定的である場合に、ＳＴＥＰ９−７からの処理を実行する。また、当該判断結果が肯定的である場合には、θVTCの目標値を、現在のθVTCの値（検出値）に設定し直した後に、ＳＴＥＰ９−８の処理を実行する。このようにすれば、現在の実駆動用吸気カムの位相角θVTCが、前記カム切替位相角θVTCswの基本値よりも遅角側の位相角である場合に、上記と同様に、直ちにカム切替許可フラグをＯＮにするようにすることができる。
【０２６５】
内燃機関１の通常運転の場合（ＳＴＥＰ５の判断結果が否定的となる場合）には、以上のようにして、ＳＴＥＰ６〜９の処理によって、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの動作目標（実駆動用吸気カムの種別の目標、及び実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値）と、目標スロットル開度と、目標ＥＧＲ率とが決定される。
【０２６６】
そして、電子制御装置５０は、これらの目標に従って、実駆動用吸気カムの位相角θVTC及び切替えを制御すると共に、スロットル弁７の開度と、ＥＧＲ装置２５のＥＧＲ率とを制御する。
【０２６７】
この場合、実駆動用吸気カムの実際の位相角θVTCを目標値に収束させるようにバルブ位相可変機構１０が制御される。さらに、この場合、カム切替許可フラグがＯＮになっている場合には、実駆動用吸気カムを、小リフト吸気カム１３Ｌ及び大リフト吸気カム１３Ｈの一方から他方に切替えるようにバルブリフト可変機構１１が制御される。
【０２６８】
また、スロットル弁７の実際の開度を目標スロットル開度に収束させるように、該スロットル弁７を駆動する図示しないアクチュエータ（電動モータ）が制御される。
【０２６９】
また、ＥＧＲ装置２５の実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に収束するように、前記ＥＧＲ弁２９の開度が制御される。
【０２７０】
なお、電子制御装置５０は、内燃機関１の燃料噴射弁３３及び点火プラグ４０の制御も併せて行う。この場合、燃料噴射弁３３の燃料噴射量と、点火プラグ４０による点火時期とは、吸気通路４の実際の空気流量Ｑの検出値や、内燃機関１の回転数ＮＥの検出値等から所定のマップ等により決定した目標値に制御される。
【０２７１】
一方、前記ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的である場合、すなわち、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転を行うべき状況である場合には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１０において、燃料カット運転モード用の制御処理を実行することで、吸気バルブ駆動機構９、スロットル弁７、及びＥＧＲ装置２５に関する動作目標を決定する。
【０２７２】
ＳＴＥＰ１０の処理は、具体的には、図１４のフローチャートに示す如く実行される。すなわち、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１０−１において、燃料カット運転モード用の目標空気量（吸気通路４の空気の流量Ｑの目標値）を決定する。
【０２７３】
燃料カット運転モードにおける目標空気量は、本実施形態では例えば図１６（ｄ）に示す如く、燃料カット運転モードの開始直前の値から、時間の経過に伴い、徐々に減少していくように決定される。なお、図１６（ｄ）に示す例では、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転中（時刻ｔ11から時刻ｔ15までの期間の運転中）に、目標空気量を、所定の下限値まで一定の時間的変化率で直線状に減少させるようにしているが、該目標空気両を曲線状に減少させるようにしてもよい。
【０２７４】
次いで、ＳＴＥＰ１０−２において、電子制御装置５０は、目標空気量を実現するための内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比の目標値である目標実効圧縮比と、スロットル弁７の開度の目標値である目標スロットル開度とを決定する共に、該目標空気量に対応するＥＧＲ装置２５のＥＧＲ率の目標値である目標ＥＧＲ率とを決定する。この処理は、前記ＳＴＥＰ８の処理と同じである。
【０２７５】
次いで、ＳＴＥＰ１０−３において、電子制御装置５０は、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの動作目標を決定する処理を実行する。この処理は、前記ＳＴＥＰ９の処理（図１２のフローチャートに示す処理）と同じである。
【０２７６】
以上が、ＳＴＥＰ１０の処理の詳細である。なお、燃料カット運転モードでは、図１２のＳＴＥＰ９−６で使用される前記カム切替位相角θVTCswの値は、前記ＳＴＥＰ３の処理で設定される値、すなわち、前記カム切替標準位相角θsw0（図３の破線ｂ，ｃの状態に対応する位相角）である。
【０２７７】
燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転を行なう場合（ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的となる場合）には、以上のようにして、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの動作目標（実駆動用吸気カムの種別の目標、及び実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値）と、目標スロットル開度と、目標ＥＧＲ率とが決定される。
【０２７８】
そして、電子制御装置５０は、これらの目標に従って、実駆動用吸気カムの位相角θVTC及び切替えを制御すると共に、スロットル弁７の開度と、ＥＧＲ装置２５のＥＧＲ率とを制御する。これらの制御は、前記通常運転の場合と同様である。
【０２７９】
なお、燃料カット運転モードの運転中は、電子制御装置５０は、内燃機関１の燃料噴射弁３３による燃料噴射を停止して、図１６（ｂ）のグラフで示す如く、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３への燃料供給を遮断する。また、燃料カット運転モードの運転中は、電子制御装置５０は、点火プラグ４０の点火作動も停止させる。
【０２８０】
以上が本実施形態における電子制御装置５０が実行する処理の詳細である。
【０２８１】
補足すると、本実施形態では、前記大リフト吸気カム１３Ｈ、小リフト吸気カム１３Ｌがそれぞれ、前記第１〜第８発明における第１の吸気カム、第２の吸気カムに相当する。
【０２８２】
また、電子制御装置５０は、第１〜第８発明における吸気カム切替制御手段、カム位相制御手段、負荷増加要求判断手段、スロットル弁制御手段としての機能を含んでいる。この場合、吸気カム切替制御手段及びカム位相制御手段としての機能は、図６のフローチャートのＳＴＥＰ９の処理又は図１４のフローチャートのＳＴＥＰ１０−３の処理によって、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの動作目標を設定し、それに応じて、実駆動用吸気カムの切替えをバルブリフト可変機構１１を介して制御する機能と、該実駆動用吸気カムの位相角θVTCを、バルブ位相可変機構１０を介して制御する機能とによって実現される。
【０２８３】
さらに、図３に示す位相角Ａ１が、第１〜第８発明における第１進角側開弁開始位相角及び第２進角側開弁開始位相角に相当し、図３に示す位相角Ａ２が、第１〜第８発明における第１遅角側開弁開始位相角及び第２遅角側開弁開始位相角に相当する。
【０２８４】
また、図３の破線ｂ，ｃの状態に、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角を制御した状態が、第１〜第８発明における特定状態に相当する。
【０２８５】
また、図６のＳＴＥＰ２の処理によって、第１〜第６発明における負荷増加要求判断手段が実現される。
【０２８６】
また、図６のＳＴＥＰ８の処理によって、目標スロットル開度を決定する機能と、この目標スロットル開度に応じてスロットル弁７の開度を制御する機能とによって、第４〜第８発明におけるスロットル弁制御手段が実現される。
【０２８７】
以上説明した本実施形態によれば、内燃機関１の通常運転の場合には、吸気バルブ８の動作状態（開弁期間の位相角及びリフト量）は、内燃機関１の負荷（目標トルク）に応じて次のように変化する。
【０２８８】
まず、車両の要求加速が低い場合（内燃機関１の負荷の要求増加度合いが低い場合）、例えばアクセル操作量ＡＰの比較的緩やかな増加によって、内燃機関１の負荷が低負荷側から高負荷側に増加していく場合に関して説明する。
【０２８９】
この場合には、内燃機関１の負荷が比較的低い状態では、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌが使用される。そして、実駆動用吸気カム（小リフト吸気カム１３Ｌ）の位相角θVTCが、内燃機関１の負荷の増加に伴い、進角側から遅角側に連続的に変化する。
【０２９０】
このため、吸気バルブ８の動作状態は、図３の実線ａ側の状態から、破線ｂの状態に向って連続的に変化していく（図３の矢印Ｙ１を参照）。これにより、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増加していく。
【０２９１】
そして、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCが最も遅角側の位相角（＝カム切替標準位相角θsw0）まで遅角して、吸気バルブ８の動作状態が図３の破線ｂの状態まで到達すると、実駆動用吸気カムが小リフト吸気カム１３Ｌから大リフト吸気カム１３Ｈに切替えられる。この時、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCも最も遅角側の位相角まで遅角しているので、吸気バルブ８の動作状態は、図３の破線ｂの状態から、破線ｃの状態に切替わり、リフト量が増加されると共に、開弁期間の角度幅が増加される（図３の矢印Ｙ２を参照）。
【０２９２】
この場合、θVTCが最も遅角側の位相角まで遅角した状態では、前記した如く、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌを使用した場合と、大リフト吸気カム１３Ｈを使用した場合とのいずれの場合であっても、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比、ひいては、該燃焼室３に充填される空気量が、互いに同一もしくはほぼ同一となる。
【０２９３】
このため、実駆動用吸気カムを切替えても、その切り替えの前後で、各気筒２の燃焼室３に充填される空気量は、ほぼ一定に保たれる。さらに、その切り替えの前後で、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角の急激な変化が生じることもない。その結果、実駆動用吸気カムの切り替えによって、内燃機関１の出力トルクの不連続的な変動（ステップ状の変動）が発生することはなく、また、その切り替えを迅速に行なうことができる。
【０２９４】
また、実駆動用吸気カムの切替えの直前における吸気バルブ８の開弁開始の位相角と切替えの直後における吸気バルブ８の開弁開始の位相角とは、いずれも上死点と下死点との間の位相角であるので、該切替えの前後において、吸気バルブ８の開弁期間で各気筒２の燃焼室３に空気と共に充填される排ガス（ＥＧＲ装置２５により還流された排ガス）の量が急変するようなことが無い。
【０２９５】
そして、本実施形態では、内燃機関１の負荷の増加（目標トルクの増加）によって、実駆動用吸気カムを大リフト吸気カム１３Ｈに切替えた後は、この大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCが、内燃機関１の負荷（目標トルク）の増加に伴い、遅角側から進角側に連続的に変化する。このため、吸気バルブ８の動作状態は、図３の破線ｃの状態から、実線ｄの状態に向って連続的に変化していく（図３の矢印Ｙ３を参照）。これにより、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比がさらに増加していく。
【０２９６】
以上のようにして、本実施形態では、内燃機関１の通常運転の場合に、車両の要求加速が低い状況では、内燃機関１の負荷が低負荷側から高負荷側に増加しいくとき、上記の如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化及び実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。
【０２９７】
例えば図１５（ａ）に実線のグラフで示す如く、アクセル操作量ＡＰ（ひいては、目標トルク）が比較的緩やかに増加される状況では、図１５（ｄ），（ｅ）に実線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化及び実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。この場合、実駆動用吸気カムの切替え時（時刻ｔ3）における両吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの位相角θVTCは、図３の破線ｂ，ｃの状態に対応する位相角（＝カム切替標準位相角θsw0）である。
【０２９８】
このため、吸気バルブ８の開弁期間で各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比や該燃焼室３に充填される実際の空気量が、ステップ状に変化したりすることなく滑らかに増加していく。例えば、図１５（ｂ）に実線のグラフで示す如く、当該実際の空気量が滑らかに増加していく。
【０２９９】
また、各気筒２の燃焼室３に充填される排ガスの量が実駆動用吸気カムの切替えの前後でステップ状に急変するようなことも防止される。
【０３００】
この結果、内燃機関１の失火が発生したりすることなく、内燃機関１の出力トルクを滑らかに増加させていくことができる。
【０３０１】
また、前記した図１０のマップにより決定される目標スロットル開度に応じて制御されるスロットル開度は、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌが使用される低負荷領域で、全開に近い開度に制御される。例えば、図１５（ｃ）に実線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムとしての小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCが遅角側に変化し始める時刻ｔ2以前の早期に、スロットル開度が全開に近い開度まで増加される。
【０３０２】
そして、実駆動用吸気カムの切替えやその位相角の変化による実効圧縮比の増減によって、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の充填空気量が増減される状況では、スロットル弁７の開度は、全開もしくはそれに近い開度に保持される。
【０３０３】
このため、内燃機関１の幅広い負荷領域において、スロットル弁７の開度を小さくすることに起因して発生するポンピングロスを低減することができる。ひいては、内燃機関１の燃料消費を抑制することができる。
【０３０４】
なお、内燃機関１の通常運転の場合において、アクセル操作量ＡＰが徐々に減少されていき、内燃機関１の負荷が高負荷側から低負荷側に減少していく場合には、吸気バルブ８の動作状態の変化は、内燃機関１の負荷の増加の場合と逆になる。すなわち、内燃機関１の負荷の減少に伴い、実効圧縮比が減少していくように、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化と該実駆動用吸気カムの切替えとが行なわれる。この場合には、実駆動用吸気カムの切替え（大リフト吸気カム１３Ｈから小リフト吸気カム１３Ｌへの切替え）は、両吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCが、前記カム切替標準位相角θsw0（図３の破線ｂ，ｃの状態に対応する位相角）に達した時に行なわれる。
【０３０５】
次に、内燃機関１の通常運転の場合において、車両の要求加速が高い場合（内燃機関１の負荷の要求増加度合い高い場合）、例えばアクセル操作量ＡＰの比較的急激な増加によって、内燃機関１の負荷が低負荷側から高負荷側に増加していく場合に関して説明する。
【０３０６】
この場合には、内燃機関１の負荷が比較的低い状態では、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌが使用される。そして、実駆動用吸気カム（小リフト吸気カム１３Ｌ）の位相角θVTCが、内燃機関１の負荷の増加に伴い、進角側から遅角側に連続的に変化する。これにより、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増加していく。
【０３０７】
そして、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCが、前記ＳＴＥＰ４で決定されるカム切替位相角θVTCswまで遅角すると、実駆動用吸気カムが小リフト吸気カム１３Ｌから大リフト吸気カム１３Ｈに切替えられる。
【０３０８】
なお、車両の要求加速が高いものとなる直前において、実駆動用吸気カムとしての小リフト吸気カム１３Ｌの位相角が、カム切替位相角θVTCswよりも遅角側の位相角になっていた場合には、カム切替位相角θVTCswは、小リフト吸気カム１３Ｌの現在の実際の位相角θVTCに一致するものとされるので、実駆動用吸気カムは、車両の要求加速が高いものとなった時に、直ちに小リフト吸気カム１３Ｌから大リフト吸気カム１３Ｈに切替えられる。
【０３０９】
そして、実駆動用吸気カムの上記の切替え後は、内燃機関１の負荷の増加に伴い、実駆動用吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCが進角方向に変化する。これにより、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比がさらに増加していく。
【０３１０】
以上のようにして、本実施形態では、内燃機関１の通常運転の場合に、車両の要求加速が高い状況では、内燃機関１の負荷が低負荷側から高負荷側に増加しいくとき、上記の如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化及び実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。
【０３１１】
例えば図１５（ａ）に破線のグラフで示す如く、アクセル操作量ＡＰ（ひいては、目標トルク）が急激に増加される状況では、図１５（ｄ），（ｅ）に破線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化及び実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。この場合、実駆動用吸気カムの切替え時（時刻ｔ1）における両吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの位相角θVTCは、図３の破線ｂ，ｃの状態に対応する位相角（＝カム切替標準位相角θsw0）よりも進角側の位相角である。従って、その位相角では、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌを使用した場合よりも、大リフト吸気カム１３Ｈを使用した場合の方が、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が大きいものとなる。
【０３１２】
このため、実駆動用吸気カムの上記の切替えによって、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比は、瞬時に急増し、ひいては、該燃焼室３に充填される空気量も瞬時に増加する。例えば、図１５（ｂ）に破線のグラフで示す如く、該空気量が、実駆動用吸気カムの切替え時（時刻ｔ1）で瞬時に急増する。
【０３１３】
これにより、加速要求が高い場合には、内燃機関１の出力トルクを素早く大きなトルクに増加させることができ、ひいては、車両の応答性の良い加速を実現できることとなる。
【０３１４】
なお、この場合、実駆動用吸気カムの切替え時に、内燃機関１の出力トルクがステップ状に急増することに伴う、車両の挙動の変化が生じるものの、車両の運転者が車両の素早い加速を要求している状況であるので、該車両の挙動の変化を運転者が不快に感じることはないと共に、該運転者は、該車両の挙動の変化によって、車両の素早い加速を体感することができる。
【０３１５】
また、加速要求が高い場合においても、例えば、図１５（ｃ）に破線のグラフで示す如く、スロットル開度は、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌが使用される低負荷領域で、早期に、全開に近い開度（又は全開の開度）に制御される。
【０３１６】
このため、内燃機関１の幅広い負荷領域において、スロットル弁７の開度を小さくすることに起因して発生するポンピングロスを低減することができる。ひいては、内燃機関１の燃料消費を抑制することができる。
【０３１７】
次に、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転時の作動に関して説明する。
【０３１８】
車両の走行中に、アクセルペダルの操作が解除され、アクセル操作量ＡＰが“０”もしくは微小な操作量まで低下すると燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転が行われる。例えば、図１６（ａ）に実線のグラフで示す如くアクセル操作量ＡＰが、時刻ｔ11で急減されると、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転が開始される。
【０３１９】
この燃料カット運転モードでは、図１６（ｂ）に実線のグラフで示す如く、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３への燃料供給が遮断される。そして、この場合、内燃機関１は出力トルクを発生しなくなるので、車両の車速が、図１６（ｃ）に実線のグラフで示す如く減少していく。
【０３２０】
また、この場合、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転中に、排気通路１８に設けられている触媒装置１９の温度が低下し過ぎる（ひいては触媒装置１９の排ガス浄化能力が低下する）のを防止するために、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に供給する目標空気量が、図１６（ｃ）に実線のグラフで示す如く徐々に減少される。
【０３２１】
このとき、目標空気量に応じて図９のマップに基づき決定される目標実効圧縮比も、目標空気量の減少に伴い減少してしくように決定される。このため、実駆動用吸気カムの位相角θVTCと、実駆動用吸気カムの切替え（大リフト吸気カム１３Ｈから小リフト吸気カム１３Ｌへの切替え）は、例えば、図１６（ｅ），（ｆ）に実線のグラフで示す如く行なわれる。
【０３２２】
図示の例は、燃料カット運転モードの開始直前の実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈである場合（燃料カット運転モードの開始直前に内燃機関１の高負荷運転が行われている場合）の例である。
【０３２３】
この場合、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転が開始すると、実駆動用吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCが遅角方向に変化される。そして、該位相角θVTCが、図３の破線ｂ，ｃの状態に対応するカム切替標準位相角θsw0まで達すると、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈから小リフト吸気カム１３Ｌに切替えられる。その後、実駆動要吸気カムとしての小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCは、最も進角側の位相角まで進角方向に変化される。これにより、実効圧縮比が連続的に減少されていくこととなる。それに応じて、実際の空気量も減少していくこととなる。
【０３２４】
なお、燃料カット運転モードの開始直前の実駆動用吸気カムが小リフト吸気カム１３Ｌである場合には、燃焼カット運転モードでの内燃機関１の運転が開始すると、実駆動用吸気カムが小リフト吸気カム１３Ｌに維持されたまま、該実駆動用吸気カムの位相角θVTCが進角方向に変化される。
【０３２５】
一方、燃料カット運転モードにおいて、前記した図１０のマップによって、通常運転の場合と同様に決定される目標スロットル開度に応じて制御されるスロットル開度は、図１６（ｇ）に実線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化や、実駆動用吸気カムの切替えによって、実効圧縮比の減少が行なわれる状態では、全開からわずかに減少した開度に制御される。そして、実駆動用吸気カムの位相角θVTCが最も進角側の位相角まで到達すると、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に充填する空気量を減少させるために、スロットル開度が減少されるようになる。
【０３２６】
従って、燃料カット運転モードにおいては、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に充填する空気量を減少させるために、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化や、実駆動用吸気カムの切替えによる実効圧縮比の減少が、スロットル開度の減少よりも優先的に行なわれる。そして、実効圧縮比を減少させる状況では、スロットル開度は、全開もしくはそれに近い状態に保持される。
【０３２７】
このため、燃料カット運転モードにおいて、図１６（ｈ）に実線のグラフで示す如く、スロットル開度を小さくすることに起因するポンピングロスをできるだけ発生させないようにすることができる。ひいては、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転中に内燃機関１の駆動対象としての車両の運動エネルギーがポンピングロスによって消耗されてしまうのを極力抑制することができる。
【０３２８】
その結果、燃料カット運転モードが終了すると、車両の車速を元の車速に復帰させるように必要なエネルギー量を少なくして、内燃機関１の燃焼消費を低減することができる。
【０３２９】
ここで、燃料カット運転モードにおいて、仮に実駆動用吸気カムの位相角を一定にして（ひいては実効圧縮比を一定にして）、スロットル開度を図１６（ｇ）の二点鎖線のグラフで示す如く減少させるようにした場合には、ポンピングロスは、図１６（ｈ）の二点鎖線のグラフで示す如く、スロットル開度の減少に伴い増加していく。
【０３３０】
これに比して、本実施形態によれば、燃料カット運転モードでのスロットル開度が極力、全開に近い開度に保持されるので、上記の如くポンピングロスの発生を少なくすることができる。
【０３３１】
なお、本実施形態では、両吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角が前記カム切替標準位相角である場合における大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角と、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブの開弁開始の位相角とを同一の位相角（図３のＡ２）としたが、それらの位相角が若干異なる位相角であってもよい。
【０３３２】
また、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角の最も進角側の位相角と、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角の最も進角側の位相角とが互いに異なる位相角に設定されていてもよい。
【０３３３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１７〜図２２を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態と吸気バルブ駆動機構９に関する一部の構成及び制御処理だけが相違するものであるので、その相違点を中心に説明し、第１実施形態と同一の構成及び制御処理については説明を省略する。
【０３３４】
本実施形態における吸気バルブ駆動機構９においては、小リフト吸気カム１３Ｌと大リフト吸気カム１３Ｈのプロフィールが、第１実施形態のものと相違しており、これ以外の構成は第１実施形態のものと同じである。
【０３３５】
具体的には図１７を参照して、本実施形態では、大リフト吸気カム１３Ｈのプロフィールは、図１７の実線ｆで示す如く、吸気バルブ８の開弁期間の角度幅が、各気筒２のピストン１５の上死点の位相角と下死点の位相角との間の角度差（＝１８０deg）よりも大きく、例えば、２６０deg程度になるように設定されている。
【０３３６】
また、小リフト吸気カム１３Ｌのプロフィールは、図１７の実線ｇで示す如く、該小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅が、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅よりも、上死点の位相角と下死点の位相角との間の角度差（＝１８０deg）により近い角度幅になるように設定されている。より詳しくは、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅は、例えば、上死点の位相角と下死点の位相角との間の角度差（＝１８０deg）よりも若干大きい角度幅（例えば２００deg程度）に設定されている。
【０３３７】
なお、本実施形態における小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の最大リフト量は、第１実施形態における大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の最大リフト量と同程度とされている。従って、本実施形態における大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の最大リフト量は、第１実施形態における大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の最大リフト量よりもさらに大きいリフト量とされている。
【０３３８】
そして、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、吸気バルブ駆動機構９のバルブリフト可変機構１１によって、吸気バルブ８の実際の開閉駆動を行なう実駆動用吸気カムを、小リフト吸気カム１３Ｌと大リフト吸気カム１３Ｈとのいずれか一方に選択的に切替えることができるようになっていると共に、バルブ位相可変機構１０によって、クランク軸１２の位相角に対する吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角（ひいては吸気バルブ８の開弁期間の位相角）を所定の範囲で連続的に変化させることができるようになっている。
【０３３９】
なお、本実施形態における吸気カム１３Ｌ，１３Ｈは、第１実施形態と同様に、それらの位相角が一体に変化するようになっている。このため、本実施形態の説明においても、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角（あるいは実駆動用吸気カムの位相角）を、第１実施形態と同様に、共通の位相角θVTCとして表記する。
【０３４０】
ここで、本実施形態において、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのプロフィールと、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCの変化及び吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの切替えとによって実現される吸気バルブ８の開弁形態についてさらに詳細に説明する。
【０３４１】
本実施形態においては、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈは、第１実施形態と同様に、吸気側カムシャフト１４と一体に回転するので、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの相互の位相関係、ひいては、それぞれの吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間の相互の位相関係は一定に保たれる。
【０３４２】
この場合、第１実施形態と同様に、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの相互の位相関係は、それぞれの吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角が互いに同じ位相角となるように設定されている（図１７の実線ｆ，ｇを参照）。
【０３４３】
なお、本実施形態における吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの相互の位相関係は上記の如く一定に保たれるので、以降の本実施形態の説明においては、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角、あるいは実駆動用吸気カムの位相角を、第１実施形態と同様に、共通の位相角θVTCとして表記する。
【０３４４】
そして、本実施形態では、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCの変化（ひいては、各吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間の位相角の変化）は、大リフト吸気カム１３Ｈにより吸気バルブ８を開閉駆動する場合には、図１７の実線ｆで示す状態に対応する位相角と、図１７の破線ｅで示す状態に対応する位相角との間の範囲で行なわれるようになっている。
【０３４５】
また、小リフト吸気カム１３Ｌにより吸気バルブ８を開閉駆動する場合には、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCの変化は、図１７の実線ｇで示す状態に対応する位相角と、図１７の破線ｈで示す状態に対応する位相角との間の範囲で行なわれるようになっている。
【０３４６】
図１７の実線ｆで示す状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角（大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角）と、実線ｇで示す状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角（小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角）とは互いに一致しており、これらの状態は、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCを最も進角側の位相角に制御した状態である。
【０３４７】
この状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角は、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのいずれについても、上死点よりも進角側の所定の位相角Ａ１１に設定されている。この位相角Ａ１１は、上死点の位相角から例えば４０deg程度、進角側の角度に設定されている。
【０３４８】
そして、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのそれぞれによる吸気バルブ８の開弁期間の角度幅と、図１７の実線ｆ，ｇで示す状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１１とが前記した如く設定されているので、大リフト吸気カム１３Ｈに関する図１７の実線ｆで示す状態では、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁終了の位相角Ａ１６は、下死点の位相角よりも遅角側の位相角（本実施形態では、下死点の位相角から４０deg程度、遅角側の位相角）となる。また、小リフト吸気カム１３Ｌに関する図１７の実線ｇで示す状態では、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開弁終了の位相角Ａ１４は、下死点の位相角よりも進角側の位相角（本実施形態では、下死点の位相角から２０deg程度、進角側の位相角）となる。
【０３４９】
補足すると、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCを最も進角側の位相角に制御した状態での大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角と、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開弁開始の位相角とは厳密に一致している必要はなく、若干のずれがあってもよい。
【０３５０】
また、図１７の破線ｅで示す状態は、大リフト吸気カム１３Ｈにより吸気バルブ８を開閉駆動する場合において、該大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCを最も遅角側の位相角に制御した状態である。この状態では、大リフト吸気カム１３Ｈにより開閉駆動される吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１３は、前記位相角Ａ１１よりも遅角側の位相角で、上死点の位相角と下死点の位相角との間の所定の位相角に設定されている。
【０３５１】
この位相角Ａ１３は、本実施形態では、図１７の実線ｆで示す状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１１から例えば６０deg程度だけ遅角させた位相角に設定されている。
【０３５２】
なお、この状態では、大リフト吸気カム１３Ｈに開閉駆動される吸気バルブ８の開弁終了の位相角Ａ１７は、実線ｆの状態での開弁終了の位相角Ａ１６よりもさらに遅角した位相角となる。
【０３５３】
また、図１７の破線ｈで示す状態は、小リフト吸気カム１３Ｌにより吸気バルブ８を開閉駆動する場合において、該小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCを最も遅角側の位相角に制御した状態である。この状態では、小リフト吸気カム１３Ｌにより開閉駆動される吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１２は、前記位相角Ａ１１よりも遅角側の所定の位相角に設定されている。
【０３５４】
この位相角Ａ１２は、本実施形態では、図１７の実線ｇで示す状態での吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１１から例えば３０deg程度だけ遅角させた位相角に設定されている。このため、小リフト吸気カム１３Ｌに関する図１７の破線ｈで示す状態では、吸気バルブ８の開弁終了の位相角Ａ１５は、下死点の位相角との差の大きさが十分に微小なものとなる位相角（下死点の位相角に一致もしくはほぼ一致する位相角）に設定されている。
【０３５５】
本実施形態では、以上の如く、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのプロフィールや、吸気バルブ８の開弁開始の位相角Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３、開弁終了の位相角Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６，Ａ１７が設定されている。このため、吸気バルブ８を開閉駆動する実駆動用吸気カム１３Ｌ又は１３Ｈをバルブリフト可変機構１１により切替え、あるいは、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCをバルブ位相可変機構１０によって変化させる（ひいては吸気バルブ８の開弁形態のパターンを上記の如く変化させる）ことによって、第１実施形態の場合と同様に、図４に示す如く、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比を可変的に設定することが可能となっている。
【０３５６】
例えば、大リフト吸気カム１３Ｈにより吸気バルブ８を開閉駆動する場合に、図１７の破線ｅの状態での位相角（最も遅角側の位相角）から実線ｆの状態での位相角（最も進角側の位相角）に向って連続的に変化させることによって、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比を連続的に増加させることができる。
【０３５７】
より詳しくは、本実施形態では、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動時には、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCを遅角側から進角側に変化させるに伴い、吸気バルブ８の開弁終了の位相角が、下死点の位相角よりも遅角側の範囲で該下死点の位相角に近づいていくようになっている。このため、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動時に、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関１の運転が実現される。同時に、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCを遅角側から進角側に変化させることに伴い、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増加していくこととなる。
【０３５８】
また、小リフト吸気カム１３Ｌにより吸気バルブ８を開閉駆動する場合に、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCを、図１７の実線ｇの状態での位相角（最も進角側の位相角）から破線ｈの状態での位相角に向って連続的に変化させることによって、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比を連続的に増加させることができる。
【０３５９】
より詳しくは、本実施形態では、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開閉駆動時には、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角を進角側から遅角側に変化させるに伴い、吸気バルブ８の開弁終了の位相角が、下死点の位相角よりも進角側の位相角から、該下死点の位相角に近づいていくようになっている。このため、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開閉駆動時にも、実効圧縮比が膨張比よりも小さくなるアトキンソンサイクル（ミラーサイクル）での内燃機関１の運転が実現される。同時に、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角を進角側から遅角側に変化させることに伴い、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増加していくこととなる。
【０３６０】
なお、図１７の破線ｈの状態では、吸気バルブ８の開弁開始及び開弁終了が、それぞれ上死点、下死点とほぼ同じ位相角で行なわれることとなることから、実効圧縮比が膨張比とほぼ同一となるオットーサイクルでの内燃機関１の運転が実現されることとなる。
【０３６１】
また、本実施形態では、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのそれぞれの位相角θVTCを最も進角側の位相角に制御した状態、すなわち、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間が図１７の実線ｆ，ｇで示す開弁期間となる状態では、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌを使用した場合と、大リフト吸気カム１３Ｈを使用した場合とのいずれの場合であっても、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が、互いに同一もしくはほぼ同一となるように、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈのプロフィールが設定されている。
【０３６２】
このため、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCを、図１７の実線ｆ，ｇの状態に対応する最も進角側の位相角に制御した状態で、実駆動用吸気カムを吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの一方から他方に切替えるようにすることで、実駆動用吸気カムの切り替え時に、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比や、該燃焼室３に充填される空気量をほぼ一定に保つことができるようになっている。
【０３６３】
なお、本実施形態では、大リフト吸気カム１３Ｈを使用する場合よりも小リフト吸気カム１３Ｌを使用する場合の方が、実効圧縮比をより高めることができる。このため、大リフト吸気カム１３Ｈは、内燃機関１の低負荷運転用の実駆動用吸気カムとして使用され、小リフト吸気カム１３Ｌは、内燃機関１の高負荷運転用の実駆動用吸気カムとして使用される。
【０３６４】
本実施形態におけるシステム構成（内燃機関１及びこれに付帯するシステムの構成）は、以上説明した以外の構成は、第１実施形態と同じである。
【０３６５】
次に、本実施形態における電子制御装置５０の制御処理について説明する。本実施形態では、電子制御装置５０は、内燃機関１の運転を制御するために、第１実施形態の場合と同様に図６のフローチャートに示した制御処理を実行する。
【０３６６】
ただし、本実施形態では、高負荷運転用の吸気カムは小リフト吸気カム１３Ｌであり、低負荷運転用の吸気カムは大リフト吸気カム１３Ｈである。そして、実駆動用吸気カムの位相角θVTCと、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮との間の関係が第１実形態と異なる。
【０３６７】
このため、図６のＳＴＥＰ３，４の処理と、ＳＴＥＰ９及びＳＴＥＰ１０の一部の処理とが第１実施形態と相違する。そして、これら以外の電子制御装置５０の処理は、第１実施形態と同じである。そこで、本実施形態における図６のＳＴＥＰ３，４の処理と、ＳＴＥＰ９及びＳＴＥＰ１０の処理とを、第１実施形態との相違点を中心に、以下に説明する。
【０３６８】
本実施形態では、ＳＴＥＰ２で車両の要求加速が低い場合（内燃機関１の負荷の要求増加度合いが低い場合）に、ＳＴＥＰ３でカム切替位相角θVTCswとして設定されるカム切替標準位相角θsw0は、図１７の実線ｆ，ｇの状態に対応する位相角である。
【０３６９】
なお、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの位相角θVTCをカム切替標準位相角θsw0に制御した状態では、実駆動用吸気カムとして吸気カム１３Ｈ，１３Ｌのどちらを使用しても実効圧縮比が同じになることは、第１実施形態と同様である。
【０３７０】
また、本実施形態では、ＳＴＥＰ２で車両の要求加速が高い場合（内燃機関１の負荷の要求増加度合いが高い場合）に電子制御装置５０が実行するＳＴＥＰ４の処理は、図１８のフローチャートに示す如く実行される。この処理は、第１実施形態における図７のフローチャートと一部の処理が相違するものである。
【０３７１】
具体的には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ４−１、４−２で第１実施形態と同じ処理を実行した後、ＳＴＥＰ４−３において、アクセル操作量ＡＰの最新値と、アクセル操作量ＡＰの現在の時間的増加率ΔＡＰとに応じて、カム切替位相角θVTCswの基本値を決定する。
【０３７２】
この場合、カム切替位相角θVTCswの基本値は、本実施形態では、アクセル操作量ＡＰの最新値と、時間的変化率ΔＡＰとから、図１９に示す如くあらかじめ設定されたマップに基づいて決定される。このマップでは、基本的には、アクセル操作量ＡＰが大きいほど、また、ΔＡＰが大きいほど、カム切替位相角θVTCの基本値が、前記カム切替標準位相角θsw0よりも遅角側の位相角となるように決定される。
【０３７３】
なお、実駆動用吸気カムの切替え時における内燃機関１の出力トルクの変動が過大になり過ぎないようにするために、カム切替位相角θVTCswの基本値は、既定の所定値θsw2を遅角側の限界値とされ、この所定値θsw2から進角側の範囲内で決定される。
【０３７４】
次いで、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ４−４において、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの現在の実際の位相角θVTC（検出値）が、ＳＴＥＰ４−３で決定したカム切替位相角θVTCswの基本値よりも進角側の位相角であるか否かを判断する。
【０３７５】
そして、この判断結果が否定的である場合には、次に、ＳＴＥＰ４−６において、電子制御装置５０は、上記の如く決定したカム切替位相角θVTCswの基本値をそのままθVTCswの値として決定する。
【０３７６】
また、ＳＴＥＰ４−４の判断結果が肯定的である場合には、次に、ＳＴＥＰ４−５において、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの切替えを直ちに行なうようにするために、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの現在の実際の位相角θVTC（検出値）を、カム切替位相角θVTCswとして決定する。
【０３７７】
以上が本実施形態におけるＳＴＥＰ４の処理（カム切替位相角θVTCswを可変的に決定する処理）である。
【０３７８】
次に、本実施形態におけるＳＴＥＰ９の処理（吸気カムの動作目標を決定する処理）を説明する。本実施形態では、ＳＴＥＰ９の処理は、前記第１実施形態で説明した図１２のフローチャートに従って実行される。この場合、本実施形態では、ＳＴＥＰ９−１，９−３〜９−８の処理は、第１実施形態と同じであるが、ＳＴＥＰ９−２の処理で使用するマップが第１実施形態と相違している。
【０３７９】
具体的には、本実施形態におけるＳＴＥＰ９−２の処理では、電子制御装置５０は、図２０（ａ），（ｂ）に示す如くあらかじめ設定されたマップを用いて実駆動用吸気カムの種別の目標と、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの基本目標値とを決定する。図２０（ａ）のマップは、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈである場合の、目標実効圧縮比と実駆動用吸気カムの位相角θVTC（基本目標値）との関係を規定するマップ、図２０（ｂ）のマップは、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈである場合の、目標実効圧縮比と実駆動用吸気カムの位相角θVTC（基本目標値）との関係を規定するマップである。
【０３８０】
そして、本実施形態におけるＳＴＥＰ９−２の処理では、電子制御装置５０は、現在の実駆動用吸気カムが、大リフト吸気カム１３Ｈであり、且つ、目標実効圧縮比が、図２０（ａ）に示す所定値Ｂｃ以下の圧縮比である場合には、実駆動用吸気カムの種別の目標を、大リフト吸気カム１３Ｈに維持する。なお、所定値Ｂｃは、実駆動用吸気カムとして大リフト吸気カム１３Ｈを使用した場合の上限の実効圧縮比である。
【０３８１】
そして、電子制御装置５０は、図２０（ａ）に示すマップに基づいて、目標実効圧縮比に対応する実駆動用吸気カム（＝大リフト吸気カム１３Ｈ）の位相角θVTCの基本目標値を決定する。この場合、位相角θVTCの基本目標値は、目標実効圧縮比が大きいほど、進角側の位相角となるように決定される。なお、図２０（ａ）に示す最進角は、図１７の実線ｆの状態に対応する位相角（＝前記カム切替標準位相角θsw0）、図２０（ａ）に示す最遅角は、図１７の破線ｅの状態に対応する位相角である。
【０３８２】
また、現在の実駆動用吸気カムが、大リフト吸気カム１３Ｈであり、且つ、目標実効圧縮比が、図２０（ａ）に示す所定値Ｂｃよりも大きい圧縮比である場合には、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの種別の新たな目標を、大リフト吸気カム１３Ｈから小リフト吸気カム１３Ｌに切替える。
【０３８３】
そして、電子制御装置５０は、図２０（ｂ）に示すマップに基づいて、目標実効圧縮比に対応する実駆動用吸気カム（＝小リフト吸気カム１３Ｌ）の位相角θVTCの基本目標値を決定する。この場合、位相角θVTCの基本目標値は、目標実効圧縮比が大きいほど、遅角側の位相角となるように決定される。なお、図２０（ｂ）に示す最進角は、図１７の実線ｇの状態に対応する位相角（＝前記カム切替標準位相角θsw0）、図２０（ｂ）に示す最遅角は、図１７の破線ｈの状態に対応する位相角である。
【０３８４】
また、現在の実駆動用吸気カムが、小リフト吸気カム１３Ｌであり、且つ、目標実効圧縮比が、図２０（ｂ）に示す所定値Ｂｄ以上の圧縮比である場合には、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの種別の目標を、小リフト吸気カム１３Ｌに維持する。なお、所定値Ｂｄは、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌを使用した場合の下限の実効圧縮比である。
【０３８５】
そして、電子制御装置５０は、図２０（ｂ）に示すマップに基づいて、目標実効圧縮比に対応する実駆動用吸気カム（＝小リフト吸気カム１３Ｌ）の位相角θVTCの基本目標値を決定する。
【０３８６】
また、現在の実駆動用吸気カムが、小リフト吸気カム１３Ｌであり、且つ、目標実効圧縮比が、図２０（ｂ）に示す所定値Ｂｄよりも小さい圧縮比である場合には、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムの種別の新たな目標を、小リフト吸気カム１３Ｌから大リフト吸気カム１３Ｈに切替える。
【０３８７】
そして、電子制御装置５０は、図２０（ａ）に示すマップに基づいて、目標実効圧縮比に対応する実駆動用吸気カム（＝大リフト吸気カム１３Ｈ）の位相角θVTCの基本目標値を決定する。
【０３８８】
補足すると、本実施形態では、図２０（ａ），（ｂ）における目標実効圧縮比に関する前記所定値Ｂｃ，Ｂｄは、Ｂｃ＞Ｂｄとなるように設定されている。このため目標実効圧縮比の変化に対する実駆動用吸気カムの切り替えは、ヒステリシス特性で行なわれるようになっており、目標実効圧縮比がＢｃ，Ｂｃの近辺で頻繁に増減しても、実駆動用吸気カムが頻繁に切替わることがないようにされている。ただし、上記所定値Ｂｃ，Ｂｄは同じ値であってもよい。
【０３８９】
本実施形態におけるＳＴＥＰ９の処理は、以上説明した事項以外は、第１実施形態と同じである。なお、この場合において、ＳＴＥＰ９−６の処理で、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値として設定されるカム切替位相角θVTCswは、図１８のフローチャートの処理によって決定されたものである。
【０３９０】
次に、本実施形態におけるＳＴＥＰ１０の処理（燃料カット運転モード用の制御処理）を説明する。本実施形態では、ＳＴＥＰ１０の処理は、前記第１実施形態で説明した図１４のフローチャートに従って実行される。この場合、本実施形態では、ＳＴＥＰ１０−１，１０−２の処理は、第１実施形態と同じである。
【０３９１】
一方、本実施形態では、ＳＴＥＰ１０−３の処理は、本実施形態における前記したＳＴＥＰ９の処理と同じである。なお、本実施形態における燃料カット運転モードでは、ＳＴＥＰ９−６で使用される前記カム切替位相角θVTCswの値は、本実施形態における前記ＳＴＥＰ３の処理で設定される値、すなわち、図１７の実線ｆ，ｇの状態に対応する位相角（＝カム切替標準位相角θsw0）である。
【０３９２】
本実施形態における電子制御装置５０の制御処理は、以上説明した事項以外は、第１実施形態と同じである。
【０３９３】
補足すると、本実施形態では、前記大リフト吸気カム１３Ｈ、小リフト吸気カム１３Ｌがそれぞれ、前記第９〜第１６発明における第１の吸気カム、第２の吸気カムに相当する。
【０３９４】
また、電子制御装置５０は、第９〜第１６発明における吸気カム切替制御手段、カム位相制御手段、負荷増加要求判断手段、スロットル弁制御手段としての機能を含んでいる。この場合、吸気カム切替制御手段及びカム位相制御手段としての機能は、図６のフローチャートのＳＴＥＰ９の処理又は図１４のフローチャートのＳＴＥＰ１０−３の処理によって、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの動作目標を設定し、それに応じて、実駆動用吸気カムの切替えをバルブリフト可変機構１１を介して制御する機能と、該実駆動用吸気カムの位相角θVTCを、バルブ位相可変機構１０を介して制御する機能とによって実現される。
【０３９５】
さらに、図１７に示す位相角Ａ１１が、第９〜第１６発明における進角側開弁開始位相角に相当し、図１７に示す位相角Ａ１３，Ａ１２が、それぞれ、第９〜第１６発明における第１遅角側開弁開始位相角及び第２遅角側開弁開始位相角に相当する。
【０３９６】
また、図１７の実線ｆ，ｇの状態に、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角を制御した状態が、第９〜第１６発明における特定状態に相当する。
【０３９７】
また、図６のＳＴＥＰ２の処理によって、第９〜第１４発明における負荷増加要求判断手段が実現される。
【０３９８】
また、図６のＳＴＥＰ８の処理によって、目標スロットル開度を決定する機能と、この目標スロットル開度に応じてスロットル弁７の開度を制御する機能とによって、第１２〜第１６発明におけるスロットル弁制御手段が実現される。
【０３９９】
以上説明した本実施形態によれば、内燃機関１の通常運転の場合には、吸気バルブ８の動作状態（開弁期間の位相角及びリフト量）は、内燃機関１の負荷（目標トルク）に応じて次のように変化する。
【０４００】
まず、車両の要求加速が低い場合（内燃機関１の負荷の要求増加度合いが低い場合）、例えばアクセル操作量ＡＰの比較的緩やかな増加によって、内燃機関１の負荷が低負荷側から高負荷側に増加していく場合に関して説明する。
【０４０１】
この場合には、内燃機関１の負荷が比較的低い状態では、実駆動用吸気カムとして大リフト吸気カム１３Ｈが使用される。そして、実駆動用吸気カム（大リフト吸気カム１３Ｈ）の位相角θVTCが、内燃機関１の負荷の増加に伴い、遅角側から進角側に連続的に変化する。
【０４０２】
このため、吸気バルブ８の動作状態は、図１７の破線ｅ側の状態から、実線ｆの状態に向って連続的に変化していく（図１７の矢印Ｙ４を参照）。これにより、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増加していく。
【０４０３】
そして、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCが最も進角側の位相角（＝カム切替標準位相角θsw0）まで進角して、吸気バルブ８の動作状態が図１７の実線ｆの状態まで到達すると、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈから小リフト吸気カム１３Ｌに切替えられる。この時、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCも最も進角側の位相角まで遅角しているので、吸気バルブ８の動作状態は、図１７の実線ｆの状態から、実線ｇの状態に切替わり、リフト量が減少されると共に、開弁期間の角度幅が減少される（図１７の矢印Ｙ５を参照）。
【０４０４】
この場合、θVTCが最も進角側の位相角まで進角した状態では、前記した如く、実駆動用吸気カムとして小リフト吸気カム１３Ｌを使用した場合と、大リフト吸気カム１３Ｈを使用した場合とのいずれの場合であっても、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比、ひいては、該燃焼室３に充填される空気量が、互いに同一もしくはほぼ同一となる。
【０４０５】
このため、実駆動用吸気カムを切替えても、その切り替えの前後で、各気筒２の燃焼室３に充填される空気量は、ほぼ一定に保たれる。さらに、その切り替えの前後で、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角の急激な変化が生じることもない。その結果、実駆動用吸気カムの切り替えによって、内燃機関１の出力トルクの不連続的な変動（ステップ状の変動）が発生することはなく、また、その切り替えを迅速に行なうことができる。
【０４０６】
また、実駆動用吸気カムの切替えの直前における吸気バルブ８の開弁開始の位相角と、切替えの直後における吸気バルブ８の開弁開始の位相角とは、上死点よりも進角側で互いにほぼ一致するような位相角（本実施形態では、同じ位相角Ａ１１）であるので、該切替えの前後において、吸気バルブ８の開弁期間で各気筒２の燃焼室３に空気と共に充填される排ガス（ＥＧＲ装置２５により還流された排ガスや吸気行程の直前の排気行程で燃焼室３から排出される排ガス）の量が急変するようなことが無い。
【０４０７】
そして、本実施形態では、内燃機関１の負荷の増加（目標トルクの増加）によって、実駆動用吸気カムを小リフト吸気カム１３Ｌに切替えた後は、この小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCが、内燃機関１の負荷（目標トルク）の増加に伴い、進角側から遅角側に連続的に変化する。このため、吸気バルブ８の動作状態は、図１７の実線ｇの状態から、破線ｈの状態に向って連続的に変化していく（図１７の矢印Ｙ６を参照）。これにより、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比がさらに増加していく。
【０４０８】
以上のようにして、本実施形態では、内燃機関１の通常運転の場合に、車両の要求加速が低い状況では、内燃機関１の負荷が低負荷側から高負荷側に増加していくとき、上記の如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化及び実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。
【０４０９】
例えば図２１（ａ）に実線のグラフで示す如く、アクセル操作量ＡＰ（ひいては、目標トルク）が比較的緩やかに増加される状況では、図２１（ｄ），（ｅ）に実線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化及び実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。この場合、実駆動用吸気カムの切替え時（時刻ｔ3）における両吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの位相角θVTCは、図１７の実線ｆ，ｇの状態に対応する位相角（＝カム切替標準位相角θsw0）である。
【０４１０】
このため、吸気バルブ８の開弁期間で各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比や該燃焼室３に充填される実際の空気量が、ステップ状に変化したりすることなく滑らかに増加していく。例えば、図２１（ｂ）に実線のグラフで示す如く、当該実際の空気量が滑らかに増加していく。
【０４１１】
また、各気筒２の燃焼室３に充填される排ガスの量が実駆動用吸気カムの切替えの前後でステップ状に急変するようなことも防止される。
【０４１２】
この結果、内燃機関１の失火が発生したりすることなく、内燃機関１の出力トルクを滑らかに増加させていくことができる。
【０４１３】
また、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、図１０のマップにより決定される目標スロットル開度に応じて制御されるスロットル開度は、実駆動用吸気カムとして大リフト吸気カム１３Ｈが使用される低負荷領域で、全開に近い開度に制御される。例えば、図２１（ｃ）に実線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCが進角側に変化し始める時刻ｔ2以前の早期に、スロットル開度が全開に近い開度まで増加される。
【０４１４】
そして、実駆動用吸気カムの切替えやその位相角の変化による実効圧縮比の増減によって、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の充填空気量が増減される状況では、スロットル弁７の開度は、全開もしくはそれに近い開度に保持される。
【０４１５】
このため、内燃機関１の幅広い負荷領域において、スロットル弁７の開度を小さくすることに起因して発生するポンピングロスを低減することができる。ひいては、内燃機関１の燃料消費を抑制することができる。
【０４１６】
なお、内燃機関１の通常運転の場合において、アクセル操作量ＡＰが徐々に減少されていき、内燃機関１の負荷が高負荷側から低負荷側に減少していく場合には、吸気バルブ８の動作状態の変化は、内燃機関１の負荷の増加の場合と逆になる。すなわち、内燃機関１の負荷の減少に伴い、実効圧縮比が減少していくように、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化と該実駆動用吸気カムの切替えとが行なわれる。この場合には、実駆動用吸気カムの切替え（小リフト吸気カム１３Ｌから大リフト吸気カム１３Ｈへの切替え）は、両吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCが、前記カム切替標準位相角θsw0（図１７の実線ｆ，ｇの状態に対応する位相角）に達した時に行なわれる。
【０４１７】
次に、内燃機関１の通常運転の場合において、車両の要求加速が高い場合（内燃機関１の負荷の要求増加度合い高い場合）、例えばアクセル操作量ＡＰの比較的急激な増加によって、内燃機関１の負荷が低負荷側から高負荷側に増加していく場合に関して説明する。
【０４１８】
この場合には、内燃機関１の負荷が比較的低い状態では、実駆動用吸気カムとして大リフト吸気カム１３Ｈが使用される。そして、実駆動用吸気カム（大リフト吸気カム１３Ｈ）の位相角θVTCが、内燃機関１の負荷の増加に伴い、遅角側から進角側に連続的に変化する。これにより、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増加していく。
【０４１９】
そして、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCが、前記ＳＴＥＰ４で決定されるカム切替位相角θVTCswまで進角すると、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈから小リフト吸気カム１３Ｌに切替えられる。
【０４２０】
なお、車両の要求加速が高いものとなる直前において、実駆動用吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角が、カム切替位相角θVTCswよりも進角側の位相角になっていた場合には、カム切替位相角θVTCswは、大リフト吸気カム１３Ｈの現在の実際の位相角θVTCに一致するものとされるので、実駆動用吸気カムは、車両の要求加速が高いものとなった時に、直ちに大リフト吸気カム１３Ｈから小リフト吸気カム１３Ｌに切替えられる。
【０４２１】
そして、実駆動用吸気カムの上記の切替え後は、内燃機関１の負荷の増加に伴い、実駆動用吸気カムとしての小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCが遅角方向に変化する。これにより、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比がさらに増加していく。
【０４２２】
以上のようにして、本実施形態では、内燃機関１の通常運転の場合に、車両の要求加速が高い状況では、内燃機関１の負荷が低負荷側から高負荷側に増加しいくとき、上記の如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化及び実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。
【０４２３】
例えば図２１（ａ）に破線のグラフで示す如く、アクセル操作量ＡＰ（ひいては、目標トルク）が急激に増加される状況では、図２１（ｄ），（ｅ）に破線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化及び実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる。この場合、実駆動用吸気カムの切替え時（時刻ｔ1）における両吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの位相角θVTCは、図１７の実線ｆ，ｇの状態に対応する位相角（＝カム切替標準位相角θsw0）よりも遅角側の位相角である。従って、その位相角では、実駆動用吸気カムとして大リフト吸気カム１３Ｈを使用した場合よりも、小リフト吸気カム１３Ｌを使用した場合の方が、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が大きいものとなる。
【０４２４】
このため、実駆動用吸気カムの上記の切替えによって、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比は、瞬時に急増し、ひいては、該燃焼室３に充填される空気量も瞬時に増加する。例えば、図２１（ｂ）に破線のグラフで示す如く、該空気量が、実駆動用吸気カムの切替え時（時刻ｔ1）で瞬時に急増する。
【０４２５】
これにより、加速要求が高い場合には、内燃機関１の出力トルクを素早く大きなトルクに増加させることができ、ひいては、車両の応答性の良い加速を実現できることとなる。
【０４２６】
なお、この場合、実駆動用吸気カムの切替え時に、内燃機関１の出力トルクがステップ状に急増することに伴う、車両の挙動の変化が生じるものの、車両の運転者が車両の素早い加速を要求している状況であるので、該車両の挙動の変化を運転者が不快に感じることはないと共に、該運転者は、該車両の挙動の変化によって、車両の素早い加速を体感することができる。
【０４２７】
また、加速要求が高い場合においても、例えば、図２１（ｃ）に破線のグラフで示す如く、スロットル開度は、実駆動用吸気カムとして大リフト吸気カム１３Ｈが使用される低負荷領域で、早期に、全開に近い開度（又は全開の開度）に制御される。
【０４２８】
このため、内燃機関１の幅広い負荷領域において、スロットル弁７の開度を小さくすることに起因して発生するポンピングロスを低減することができる。ひいては、内燃機関１の燃料消費を抑制することができる。
【０４２９】
次に、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転時の作動に関して説明する。
【０４３０】
第１実施形態と同様に、車両の走行中に、アクセルペダルの操作が解除され、アクセル操作量ＡＰが“０”もしくは微小な操作量まで低下すると燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転が行われる。例えば、図２２（ａ）に実線のグラフで示す如くアクセル操作量ＡＰが、時刻ｔ11で急減されると、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転が開始される。
【０４３１】
この燃料カット運転モードでは、第１実施形態と同様に、図２２（ｂ）に実線のグラフで示す如く、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３への燃料供給が遮断される。そして、この場合、内燃機関１は出力トルクを発生しなくなるので、車両の車速が、図２２（ｃ）に実線のグラフで示す如く減少していく。
【０４３２】
また、この場合、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転中に、排気通路１８に設けられている触媒装置１９の温度が低下し過ぎる（ひいては触媒装置１９の排ガス浄化能力が低下する）のを防止するために、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に供給する目標空気量が、図２２（ｃ）に実線のグラフで示す如く徐々に減少される。
【０４３３】
このとき、目標空気量に応じて図９のマップに基づき決定される目標実効圧縮比も、目標空気量の減少に伴い減少してしくように決定される。このため、実駆動用吸気カムの位相角θVTCと、実駆動用吸気カムの切替え（小リフト吸気カム１３Ｌから大リフト吸気カム１３Ｈへの切替え）は、例えば、図２２（ｅ），（ｆ）に実線のグラフで示す如く行なわれる。
【０４３４】
図示の例は、燃料カット運転モードの開始直前の実駆動用吸気カムが小リフト吸気カム１３Ｌである場合（燃料カット運転モードの開始直前に内燃機関１の高負荷運転が行われている場合）の例である。
【０４３５】
この場合、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転が開始すると、実駆動用吸気カムとしての小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCが進角方向に変化される。そして、該位相角θVTCが、図１７の実線ｆ，ｇの状態に対応するカム切替標準位相角θsw0まで達すると、実駆動用吸気カムが小リフト吸気カム１３Ｌから大リフト吸気カム１３Ｈに切替えられる。その後、実駆動要吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCは、最も遅角側の位相角まで遅角方向に変化される。これにより、実効圧縮比が連続的に減少されていくこととなる。それに応じて、実際の空気量も減少していくこととなる。
【０４３６】
なお、燃料カット運転モードの開始直前の実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈである場合には、燃焼カット運転モードでの内燃機関１の運転が開始すると、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈに維持されたまま、該実駆動用吸気カムの位相角θVTCが遅角方向に変化される。
【０４３７】
さらに、燃料カット運転モードにおいて、前記した図１０のマップによって、通常運転の場合と同様に決定される目標スロットル開度に応じて制御されるスロットル開度は、第１実施形態の場合と同様に、図２２（ｇ）に実線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化や、実駆動用吸気カムの切替えによって、実効圧縮比の減少が行なわれる状態では、全開からわずかに減少した開度に制御される。そして、実駆動用吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCが最も遅角側の位相角まで到達すると、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に充填する空気量を減少させるために、スロットル開度が減少されるようになる。
【０４３８】
従って、本実施形態における燃料カット運転モードにおいても、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に充填する空気量を減少させるために、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの変化や、実駆動用吸気カムの切替えによる実効圧縮比の減少が、スロットル開度の減少よりも優先的に行なわれる。そして、実効圧縮比を減少させる状況では、スロットル開度は、全開もしくはそれに近い状態に保持される。
【０４３９】
このため、燃料カット運転モードにおいて、図２２（ｈ）に実線のグラフで示す如く、スロットル開度を小さくすることに起因するポンピングロスをできるだけ発生させないようにすることができる。ひいては、燃料カット運転モードでの内燃機関１の運転中に内燃機関１の駆動対象としての車両の運動エネルギーがポンピングロスによって消耗されてしまうのを極力抑制することができる。
【０４４０】
その結果、燃料カット運転モードが終了すると、車両の車速を元の車速に復帰させるように必要なエネルギー量を少なくして、内燃機関１の燃焼消費を低減することができる。
【０４４１】
なお、燃料カット運転モードにおいて、仮に実駆動用吸気カムの位相角を一定にして（ひいては実効圧縮比を一定にして）、スロットル開度を図２２（ｇ）の二点鎖線のグラフで示す如く減少させるようにした場合には、ポンピングロスは、図２２（ｈ）の二点鎖線のグラフで示す如く、スロットル開度の減少に伴い増加していく。
【０４４２】
これに比して、本実施形態によれば、燃料カット運転モードでのスロットル開度が極力、全開に近い開度に保持されるので、上記の如くポンピングロスの発生を少なくすることができる。
【０４４３】
なお、以上説明した第１及び第２実施形態では、車両の加速要求の高低に応じて（内燃機関１の負荷の要求増加度合いの高低に応じて）、カム切替位相角θVTCswを変更するようにしたが、車両の加速要求の高低によらずに（内燃機関１の負荷の要求増加度合いの高低によらずに）、カム切替位相ア角θVTCを、カム切替標準位相角θsw0に保持するようにしてもよい。
【０４４４】
この場合には、第１及び第２実施形態のそれぞれにおいて、図６のＳＴＥＰ２，４の処理を省略すればよい。これにより、本発明の前記第２の態様及び第４の態様に関する他の実施形態が構築されることとなる。
【０４４５】
また、前記第１及び第２実施形態では、車両の加速要求が高い場合（内燃機関１の負荷の要求増加度合いが高い場合）に、車両の加速要求の程度に応じて（アクセル操作量ＡＰや、その時間的増加率の大きさに応じて）、カム切替位相角θVTCswの基本値を可変的に設定するようにしたが、該基本値を、あらかじめ定めた一定値としてもよい。
【０４４６】
また、前記第１及び第２実施形態では、車両に走行用の動力源として搭載された内燃機関１に関して説明したが、本発明は、車両用の内燃機関に限らず、船舶用の内燃機関等、種々様々の駆動対象を駆動する内燃機関に適用することができる。
【符号の説明】
【０４４７】
１…内燃機関、３…燃焼室、８…吸気バルブ、９…吸気バルブ駆動機構、１０…バルブ位相可変機構、１１…バルブリフト可変機構、１３Ｈ…大リフト吸気カム（第１の吸気バルブ）、１３Ｌ…小リフト吸気バルブ（第２の吸気バルブ）、５０…電子制御装置（吸気カム切替制御手段、カム位相制御手段、スロットル弁制御手段、負荷増加要求判断手段）。
【図１】
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【図２】
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【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】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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