(57)【要約】【課題】第１及び第２の吸気カムを備えるシステムで、種々様々の環境状態で内燃機関の始動を適切に行なう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】低負荷運転時用の吸気カム１３Ｌと高負荷運転時用の吸気カム１３Ｈとを備え、内燃機関１の運転中には、負荷に応じて、吸気バルブ８の実際の開閉駆動に用いる吸気カムを切替えることと、各吸気カムの位相角を変化させることとを行なう。内燃機関１の始動時には、吸気バルブ８を実際に開閉駆動する吸気カムを高負荷運転用の吸気カム１３Ｈに保持し、内燃機関１の温度状態や、大気の温度状態に応じて吸気カム１３Ｈの位相角を変化させる。【選択図】図２
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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おり、
前記内燃機関の運転中に、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し、該内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第１の吸気カムに保持させる吸気カム切替制御手段と、
前記内燃機関の運転中に、前記実駆動用吸気カムの位相角を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し、前記内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムの位相角を、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態と大気の圧力状態とのうちの少なくともいずれか１つに応じてあらかじめ定められた形態で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を備え、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の運転中に、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、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と該第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、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と、該第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、
前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、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前記第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前記第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前記実駆動用吸気カムの切り替えを行ない、
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てい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、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の始動時に、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの少なくともいずれか一方に応じて前記実駆動用吸気カムの位相角を変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御可能であり、前記内燃機関の始動時における該内燃機関の温度又は大気の温度が相対的に高い場合よりも相対的に低い場合の方が、前記実駆動用吸気カムの位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が大きくなるように、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの少なくともいずれか一方に応じて前記バルブ位相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３】
請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置において、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の始動時に、大気の圧力状態に応じて前記実駆動用吸気カムの位相角を変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御可能であり、前記内燃機関の始動時における大気の圧力が、相対的に高い場合よりも相対的に低い場合の方が、前記実駆動用吸気カムにより規定される前記燃焼室の実効圧縮比が大きくなるように、大気の圧力状態に応じて前記バルブ位相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、
前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、少なくとも該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの一方又は両方が、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用することを禁止するための所定のカム切替禁止条件を満たす状態では前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第１の吸気カムに保持させ、該カム切替禁止条件が満たされない状態で、前記実駆動用吸気カムを前記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、
前記カム切替禁止条件が満たされない状態で、前記吸気カム切替制御手段が前記実駆動用吸気カムの切替えを行なう前記特定状態に対応する前記内燃機関の負荷をカム切替負荷としたとき、前記カム位相制御手段は、前記カム切替禁止条件が満たされる状態では、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも低い場合には、前記第１の吸気カムの位相角を前記第１遅角側開弁開始位相角に保持するように前記バルブ位相可変機構を制御すると共に、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも高い場合には、前記第１の吸気カムの位相角を、該内燃機関の負荷の増加に伴い、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で進角方向に変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御し、
前記カム切替禁止条件が満たされる状態で、前記内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも低い場合に、前記内燃機関の吸気通路に備えられたスロットル弁の開度を、前記カム切替禁止条件が満たされない場合よりも、小さくするように制御すると共に、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも高い場合には、該スロットル弁の開度を前記カム切替禁止条件が満たされない場合と同じ開度に制御するスロットル制御手段をさらに備え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１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、前記特定状態において、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設定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おり、
前記内燃機関の運転中に、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し、該内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第２の吸気カムに保持させる吸気カム切替制御手段と、
前記内燃機関の運転中に、前記実駆動用吸気カムの位相角を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し、前記内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムの位相角を、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態と大気の圧力状態とのうちの少なくともいずれか１つに応じてあらかじめ定められた形態で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を備え、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の運転中に、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、上死点よりも進角側の所定の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リフト可変機構の制御を行い、
前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、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、前記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で前記実駆動用吸気カムの切り替えを行ない、
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、前記第１の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動した場合に該吸気バルブの開弁期間で前記内燃機関の燃焼室に充填される空気量が、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、前記第２の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動した場合に該吸気バルブの開弁期間で前記内燃機関の燃焼室に充填される空気量が、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、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の始動時に、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの少なくともいずれか一方に応じて前記実駆動用吸気カムの位相角を変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御可能であり、前記内燃機関の始動時における該内燃機関の温度又は大気の温度が相対的に高い場合よりも相対的に低い場合の方が、前記実駆動用吸気カムの位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が大きくなるように、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの少なくともいずれか一方に応じて前記バルブ位相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９】
請求項７又は８記載の内燃機関の制御装置において、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の始動時に、大気の圧力状態に応じて前記実駆動用吸気カムの位相角を変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御可能であり、前記内燃機関の始動時における大気の圧力が、相対的に高い場合よりも相対的に低い場合の方が、前記実駆動用吸気カムにより規定される前記燃焼室の実効圧縮比が大きくなるように、大気の圧力状態に応じて前記バルブ位相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７〜９のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、少なくとも該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの一方又は両方が、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用することを禁止するための所定のカム切替禁止条件を満たす状態では前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第２の吸気カムに保持させ、該カム切替禁止条件が満たされない状態で、前記実駆動用吸気カムを前記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、
前記カム切替禁止条件が満たされない状態で、前記吸気カム切替制御手段が前記実駆動用吸気カムの切替えを行なう前記特定状態に対応する前記内燃機関の負荷をカム切替負荷としたとき、前記カム位相制御手段は、前記カム切替禁止条件が満たされる状態では、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも低い場合には、前記第２の吸気カムの位相角を前記進角側開弁開始位相角に保持するように前記バルブ位相可変機構を制御すると共に、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも高い場合には、前記第２の吸気カムの位相角を、該内燃機関の負荷の増加に伴い、前記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で遅角方向に変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御し、
前記カム切替禁止条件が満たされる状態で、前記内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも低い場合に、前記内燃機関の吸気通路に備えられたスロットル弁の開度を、前記カム切替禁止条件が満たされない場合よりも、小さくするように制御すると共に、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも高い場合には、該スロットル弁の開度を前記カム切替禁止条件が満たされない場合と同じ開度に制御するスロットル制御手段をさらに備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、前記特定状態において、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設定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第１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第２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２種類の形態のシステムを先に特願２０１１−３２４０８にて提案した。
【００１０】
その第１の形態のシステムでは、第１の吸気カム及び第２の吸気カムをそれぞれ、高負荷用、低負荷用の吸気カムとして、第２の吸気カム（低負荷用の吸気カム）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第２の吸気カムの位相角を変化させると共に、第１の吸気カム（高負荷用の吸気カム）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、この第１の形態のシステムでは、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】
また、第２の形態のシステムでは、第１の吸気カム及び第２の吸気カムをそれぞれ、低負荷用、高負荷用の吸気カムとして、第１の吸気カム（低負荷用の吸気カム）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第１の吸気カムの位相角を変化させると共に、第２の吸気カム（高負荷用の吸気カム）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第２の吸気カムの位相角を変化させる。
【００１３】
そして、この第２の形態のシステムでは、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、上死点よりも進角側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。
【００１４】
これらのシステムによれば、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。
【００１５】
ところで、車両等の動力源として使用される内燃機関は、一般に、種々様々な環境条件で運転を行なう必要があるので、内燃機関の始動を、種々様々の環境温度や大気圧の状態で良好に行い得ることが望まれる。このことは、上記のように第１の吸気カムと第２の吸気カムとを備えるシステムについても同様である。
【００１６】
この場合、本願発明者の各種実験、検討によれば、内燃機関の始動時に、吸気バルブを駆動するための吸気カムとして、上記第１及び第２の吸気カムのいずれを使用するかは、内燃機関の始動性に影響を及ぼす。このため、内燃機関の始動時に、吸気バルブを駆動するために用いる吸気カムを適切に選択して、内燃機関の始動を行なうようにすることが望まれる。
【００１７】
本願発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、第１及び第２の吸気カムを備えるシステムで、種々様々の環境状態で内燃機関の始動を適切に行なうようにすることができる制御装置を提供することを目的とする。さらに、内燃機関の始動後の運転中にも、種々様々の環境状態で、失火の発生等を抑制しつつ内燃機関の運転を良好に行うことを可能とする制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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おり、
前記内燃機関の運転中に、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し、該内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第１の吸気カムに保持させる吸気カム切替制御手段と、
前記内燃機関の運転中に、前記実駆動用吸気カムの位相角を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し、前記内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムの位相角を、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態と大気の圧力状態とのうちの少なくともいずれか１つに応じてあらかじめ定められた形態で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を備え、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の運転中に、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、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と該第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、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と、該第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、
前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、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前記第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前記第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前記実駆動用吸気カムの切り替えを行ない、
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ていることを特徴とする（第１発明）。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【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、内燃機関の運転中にあっては、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、内燃機関の運転中に、前記吸気カム切替制御手段は、前記特定状態で前記実駆動用吸気カムの切り替えを行なう。この特定状態での第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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、第１発明においては、前記吸気カム切替制御手段は、内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第１の吸気カムに保持させる。加えて、前記カム位相制御手段は、内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムとしての前記第１の吸気カムの位相角を、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態と大気の圧力状態とのうちの少なくともいずれか１つに応じてあらかじめ定められた形態で変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御する。
【００３２】
ここで、内燃機関の始動時に、実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用した場合と、前記第１の吸気カムを使用した場合とを比較すると、前者の場合には、後者の場合よりも、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が小さいものとなる。
【００３３】
このため、特に、内燃機関の温度もしくは大気の温度が比較的低温である環境下で内燃機関の始動を行なった場合、あるいは、大気圧が比較的低い環境下（例えば高所環境下）で、仮に、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、内燃機関の始動を行なった場合には、吸気バルブの開弁状態で燃焼室に充填される空気の圧縮状態での温度が十分に昇温せず、ひいては、該空気に混合される燃料の失火等の燃焼不良が生じやすい。
【００３４】
そこで、第１発明では、内燃機関の始動時には、上記の如く、前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第１の吸気カムに保持させるようにした。また、この場合、内燃機関の燃焼室での燃料の着火性は、特に、内燃機関の温度状態、大気の温度状態、もしくは、大気の圧力状態の影響を受け易いので、前記実駆動用吸気カムとしての前記第１の吸気カムの位相角を、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態と大気の圧力状態とのうちの少なくともいずれか１つに応じてあらかじめ定められた形態で変化させるようにした。
【００３５】
このようにすることにより、第１発明によれば、内燃機関の温度状態、大気の温度状態、もしくは、大気の圧力状態に関する種々様々の環境条件下で、内燃機関の始動時に、燃焼室における燃料の燃焼を良好に開始することが可能となり、該内燃機関の始動を円滑に行なうことができる。
【００３６】
よって、第１発明によれば、内燃機関の運転中に失火等を生じないようにしつつ、吸気カムの切替えを行なうことができるだけでなく、種々様々の環境状態で内燃機関の始動を適切に行なうようにすることができる。
【００３７】
なお、上記第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。
【００３８】
上記第１発明においては、前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の始動時に、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの少なくともいずれか一方に応じて前記実駆動用吸気カムの位相角を変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御可能であり、前記内燃機関の始動時における該内燃機関の温度又は大気の温度が相対的に高い場合よりも相対的に低い場合の方が、前記実駆動用吸気カムの位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が大きくなるように、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの少なくともいずれか一方に応じて前記バルブ位相可変機構を制御することが好ましい（第２発明）。
【００３９】
この第２発明によれば、内燃機関の始動時に、内燃機関の温度又は大気の温度が低温側の温度である場合には、前記実駆動用吸気カム（第１の吸気カム）の位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が相対的に大きくなるように該実駆動用吸気カムの位相角がバルブ位相可変機構を介して制御される。このため、内燃機関の始動時に、内燃機関の燃焼室に充填される空気が圧縮によって昇温しやすくなり、ひいては、該空気に混合される燃料の失火が生じるのを防止しつつ、該内燃機関の始動を行なうことができる。
【００４０】
また、内燃機関の始動時に、内燃機関の温度又は大気の温度が高温側の温度である場合には、前記実駆動用吸気カム（第１の吸気カム）の位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が相対的に小さくなるように該実駆動用吸気カムの位相角がバルブ位相可変機構を介して制御される。このため、内燃機関の燃焼室に充填される空気が圧縮によって過剰に昇温するのが防止される。ひいては、該空気に混合される燃料の異常燃焼によるノッキングの発生が生じるのを防止しつつ、内燃機関の始動を行なうことができる。
【００４１】
また、上記第１発明又は第２発明では、前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の始動時に、大気の圧力状態に応じて前記実駆動用吸気カムの位相角を変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御可能であり、前記内燃機関の始動時における大気の圧力が、相対的に高い場合よりも相対的に低い場合の方が、前記実駆動用吸気カムにより規定される前記燃焼室の実効圧縮比が大きくなるように、大気の圧力状態に応じて前記バルブ位相可変機構を制御することが好ましい（第３発明）。
【００４２】
この第３発明によれば、内燃機関の始動時に、大気の圧力が低圧側の圧力である場合（例えば高所環境等）には、前記実駆動用吸気カム（第１の吸気カム）の位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が相対的に大きくなるように該実駆動用吸気カムの位相角がバルブ位相可変機構を介して制御される。このため、大気の圧力が比較的低圧な環境であっても、内燃機関の燃焼室に充填される空気が圧縮によって昇温しやすくなり、ひいては、該空気に混合される燃料の失火が生じるのを防止しつつ、内燃機関の始動を行なうことができる。
【００４３】
また、内燃機関の始動時に、大気の圧力が低圧側の圧力でない場合（例えば通常的な大気圧環境等）には、前記実駆動用吸気カム（第１の吸気カム）の位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が、相対的に小さくなるように該実駆動用吸気カムの位相角がバルブ位相可変機構を介して制御される。このため、内燃機関の燃焼室に充填される空気が圧縮によって過剰に昇温するのが防止される。ひいては、該空気に混合される燃料の異常燃焼によるノッキングの発生が生じるのを防止しつつ、内燃機関の始動を行なうことができる。
【００４４】
また、前記第１〜第３発明においては、内燃機関の運転中においても、実駆動用吸気カムの切替えを適宜、制限するようにしてもよい。
【００４５】
すなわち、前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、少なくとも該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの一方又は両方が、前記実駆動用吸気カムとして前記第２の吸気カムを使用することを禁止するための所定のカム切替禁止条件を満たす状態では前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第１の吸気カムに保持させ、該カム切替禁止条件が満たされない状態で、前記実駆動用吸気カムを前記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ようにしてもよい（第４発明）。
【００４６】
この第４発明によれば、内燃機関の運転中に、内燃機関の温度と大気の温度との一方又は両方に応じて、実駆動用吸気カムとして実効圧縮比が小さめなものとなる第２の吸気カムを実駆動用吸気カムとして使用するのを禁止して、大きめの実効圧縮比を実現できる第１の吸気カムを実駆動用吸気カムとして使用するようにすることができる。
【００４７】
例えば、内燃機関の温度と大気の温度との一方又は両方が比較的低いような場合（具体的には、例えば、内燃機関の温度が所定値以下である場合、又は大気の温度が所定値以下である場合、又は、両方の温度を線形結合した値が、所定値以下となる場合）に、前記カム切替禁止手段が満たされるものとすることで、当該低温環境下で、第２の吸気カムを使用することなく、第１の吸気カムを実駆動用吸気カムとして使用するようにすることが可能となる。これにより、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の昇温が生じ難い状況でも、該空気の十分な圧縮ひいては昇温が実現されるようにして、内燃機関の燃焼室での燃料の失火の発生を防止することが可能となる。
【００４８】
また、上記第４発明では、前記カム切替禁止条件が満たされない状態で、前記吸気カム切替制御手段が前記実駆動用吸気カムの切替えを行なう前記特定状態に対応する前記内燃機関の負荷をカム切替負荷としたとき、前記カム位相制御手段は、前記カム切替禁止条件が満たされる状態では、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも低い場合には、前記第１の吸気カムの位相角を前記第１遅角側開弁開始位相角に保持するように前記バルブ位相可変機構を制御すると共に、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも高い場合には、前記第１の吸気カムの位相角を、該内燃機関の負荷の増加に伴い、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で進角方向に変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御し、前記カム切替禁止条件が満たされる状態で、前記内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも低い場合に、前記内燃機関の吸気通路に備えられたスロットル弁の開度を、前記カム切替禁止条件が満たされない場合よりも、小さくするように制御すると共に、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも高い場合には、該スロットル弁の開度を前記カム切替禁止条件が満たされない場合と同じ開度に制御するスロットル制御手段をさらに備えることが好ましい（第５発明）。
【００４９】
この第５発明によれば、前記カム切替禁止条件が満たされる場合に、上記の如く、実駆動用吸気カムとしての第１の吸気カムの位相角の制御とスロットル弁の開度の制御とが行なわれるので、前記カム切替禁止条件が満たされる場合と、該カム切替禁止条件が満たされない場合とで、内燃機関の出力トルクがほぼ同等となるように内燃機関の運転を行なうことができる。
【００５０】
また、上記第１〜第５発明では、前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、前記特定状態において、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設定されていることが好ましい（第６発明）。
【００５１】
この第６発明によれば、前記特定状態では、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。
【００５２】
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、実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる場合に、その切替えの前後で、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を抑制しつつ、実駆動用吸気カムの切替えを行なうことができる。
【００５３】
次に、本発明の内燃機関の制御装置の第２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おり、
前記内燃機関の運転中に、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し、該内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第２の吸気カムに保持させる吸気カム切替制御手段と、
前記内燃機関の運転中に、前記実駆動用吸気カムの位相角を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し、前記内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムの位相角を、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態と大気の圧力状態とのうちの少なくともいずれか１つに応じてあらかじめ定められた形態で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を備え、
前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の運転中に、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、上死点よりも進角側の所定の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リフト可変機構の制御を行い、
前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、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、前記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で前記実駆動用吸気カムの切り替えを行ない、
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、前記第１の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動した場合に該吸気バルブの開弁期間で前記内燃機関の燃焼室に充填される空気量が、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、前記第２の吸気カムにより吸気バルブを開閉駆動した場合に該吸気バルブの開弁期間で前記内燃機関の燃焼室に充填される空気量が、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ていることを特徴とする（第７発明）。
【００５４】
かかる第７発明によれば、内燃機関の運転中にあっては、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
また、内燃機関の運転中において、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
さらに、第７発明においては、内燃機関の運転中に、前記吸気カム切替制御手段は、前記特定状態で前記実駆動用吸気カムの切り替えを行なう。この特定状態での第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。
【００６１】
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。
【００６２】
また、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。
【００６３】
また、第７発明においては、前記吸気カム切替制御手段は、内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第２の吸気カムに保持させる。加えて、前記カム位相制御手段は、内燃機関の始動時には、前記実駆動用吸気カムとしての前記第２の吸気カムの位相角を、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態と大気の圧力状態とのうちの少なくともいずれか１つに応じてあらかじめ定められた形態で変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御する。
【００６４】
ここで、第７発明においては、内燃機関の始動時に、実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用した場合と、前記第２の吸気カムを使用した場合とを比較すると、前者の場合には、後者の場合よりも、内燃機関の燃焼室の実効圧縮比が小さいものとなる。
【００６５】
このため、特に、内燃機関の温度もしくは大気の温度が比較的低温である環境下で内燃機関の始動を行なった場合、あるいは、大気圧が比較的低い環境下（例えば高所環境下）で、仮に、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、内燃機関の始動を行なった場合には、吸気バルブの開弁状態で燃焼室に充填される空気の圧縮状態での温度が十分に昇温せず、ひいては、該空気に混合される燃料の失火等の燃焼不良が生じやすい。
【００６６】
そこで、第７発明では、内燃機関の始動時には、上記の如く、前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第２の吸気カムに保持させるようにした。また、この場合、内燃機関の燃焼室での燃料の着火性は、特に、内燃機関の温度状態、大気の温度状態、もしくは、大気の圧力状態の影響を受け易いので、前記実駆動用吸気カムとしての前記第２の吸気カムの位相角を、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態と大気の圧力状態とのうちの少なくともいずれか１つに応じてあらかじめ定められた形態で変化させるようにした。
【００６７】
このようにすることにより、第７発明によれば、前記第１発明と同様に、内燃機関の温度状態、大気の温度状態、もしくは、大気の圧力状態に関する種々様々の環境条件下で、内燃機関の始動時に、燃焼室における燃料の燃焼を良好に開始することが可能となり、該内燃機関の始動を円滑に行なうことができる。
【００６８】
よって、第７発明によれば、内燃機関の運転中に失火等を生じないようにしつつ、吸気カムの切替えを行なうことができるだけでなく、種々様々の環境状態で内燃機関の始動を適切に行なうようにすることができる。
【００６９】
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。
【００７０】
上記第７発明においては、前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の始動時に、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの少なくともいずれか一方に応じて前記実駆動用吸気カムの位相角を変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御可能であり、前記内燃機関の始動時における該内燃機関の温度又は大気の温度が相対的に高い場合よりも相対的に低い場合の方が、前記実駆動用吸気カムの位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が大きくなるように、該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの少なくともいずれか一方に応じて前記バルブ位相可変機構を制御することが好ましい（第８発明）。
【００７１】
この第８発明によれば、内燃機関の始動時に、内燃機関の温度又は大気の温度が低温側の温度である場合には、前記実駆動用吸気カム（第２の吸気カム）の位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が相対的に大きくなるように該実駆動用吸気カムの位相角がバルブ位相可変機構を介して制御される。このため、前記第２発明の場合と同様に、内燃機関の始動時に、内燃機関の燃焼室に充填される空気が圧縮によって昇温しやすくなり、ひいては、該空気に混合される燃料の失火が生じるのを防止しつつ、該内燃機関の始動を行なうことができる。
【００７２】
また、内燃機関の始動時に、内燃機関の温度又は大気の温度が高温側の温度である場合には、前記実駆動用吸気カム（第２の吸気カム）の位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が相対的に小さくなるように該実駆動用吸気カムの位相角がバルブ位相可変機構を介して制御される。このため、前記第２発明と同様に、内燃機関の燃焼室に充填される空気が圧縮によって過剰に昇温するのが防止される。ひいては、該空気に混合される燃料の異常燃焼によるノッキングの発生が生じるのを防止しつつ、内燃機関の始動を行なうことができる。
【００７３】
また、上記第７発明又は第８発明では、前記カム位相制御手段は、前記内燃機関の始動時に、大気の圧力状態に応じて前記実駆動用吸気カムの位相角を変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御可能であり、前記内燃機関の始動時における大気の圧力が、相対的に高い場合よりも相対的に低い場合の方が、前記実駆動用吸気カムにより規定される前記燃焼室の実効圧縮比が大きくなるように、大気の圧力状態に応じて前記バルブ位相可変機構を制御することが好ましい（第９発明）。
【００７４】
この第９発明によれば、内燃機関の始動時に、大気の圧力が低圧側の圧力である場合（例えば高所環境等）には、前記実駆動用吸気カム（第２の吸気カム）の位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が相対的に大きくなるように該実駆動用吸気カムの位相角がバルブ位相可変機構を介して制御される。このため、前記第３発明と同様に、大気の圧力が比較的低圧な環境であっても、内燃機関の燃焼室に充填される空気が圧縮によって昇温しやすくなり、ひいては、該空気に混合される燃料の失火が生じるのを防止しつつ、内燃機関の始動を行なうことができる。
【００７５】
また、内燃機関の始動時に、大気の圧力が低圧側の圧力でない場合（例えば通常的な大気圧環境等）には、前記実駆動用吸気カム（第２の吸気カム）の位相角により規定される前記燃焼室の実効圧縮比が、相対的に小さくなるように該実駆動用吸気カムの位相角がバルブ位相可変機構を介して制御される。このため、前記第３発明と同様に、内燃機関の燃焼室に充填される空気が圧縮によって過剰に昇温するのが防止される。ひいては、該空気に混合される燃料の異常燃焼によるノッキングの発生が生じるのを防止しつつ、内燃機関の始動を行なうことができる。
【００７６】
また、前記第７〜第９発明においては、内燃機関の運転中においても、実駆動用吸気カムの切替えを適宜、制限するようにしてもよい。
【００７７】
すなわち、前記吸気カム切替制御手段は、前記内燃機関の運転中に、少なくとも該内燃機関の温度状態と大気の温度状態とのうちの一方又は両方が、前記実駆動用吸気カムとして前記第１の吸気カムを使用することを禁止するための所定のカム切替禁止条件を満たす状態では前記実駆動用吸気カムを前記バルブリフト可変機構により前記第２の吸気カムに保持させ、該カム切替禁止条件が満たされない状態で、前記実駆動用吸気カムを前記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ようにしてもよい（第１０発明）。
【００７８】
この第１０発明によれば、内燃機関の運転中に、内燃機関の温度と大気の温度との一方又は両方に応じて、実駆動用吸気カムとして実効圧縮比が小さめなものとなる第１の吸気カムを実駆動用吸気カムとして使用するのを禁止して、大きめの実効圧縮比を実現できる第２の吸気カムを実駆動用吸気カムとして使用するようにすることができる。
【００７９】
例えば、内燃機関の温度と大気の温度との一方又は両方が比較的低いような場合（具体的には、例えば、内燃機関の温度が所定値以下である場合、又は大気の温度が所定値以下である場合、又は、両方の温度を線形結合した値が、所定値以下となる場合）に、前記カム切替禁止手段が満たされるものとすることで、当該低温環境下で、第１の吸気カムを使用することなく、第２の吸気カムを実駆動用吸気カムとして使用するようにすることが可能となる。これにより、前記第４発明と同様に、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の昇温が生じ難い状況でも、該空気の十分な圧縮ひいては昇温が実現されるようにして、内燃機関の燃焼室での燃料の失火の発生を防止することが可能となる。
【００８０】
また、上記第１０発明では、前記カム切替禁止条件が満たされない状態で、前記吸気カム切替制御手段が前記実駆動用吸気カムの切替えを行なう前記特定状態に対応する前記内燃機関の負荷をカム切替負荷としたとき、前記カム位相制御手段は、前記カム切替禁止条件が満たされる状態では、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも低い場合には、前記第２の吸気カムの位相角を前記進角側開弁開始位相角に保持するように前記バルブ位相可変機構を制御すると共に、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも高い場合には、前記第２の吸気カムの位相角を、該内燃機関の負荷の増加に伴い、前記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で遅角方向に変化させるように前記バルブ位相可変機構を制御し、前記カム切替禁止条件が満たされる状態で、前記内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも低い場合に、前記内燃機関の吸気通路に備えられたスロットル弁の開度を、前記カム切替禁止条件が満たされない場合よりも、小さくするように制御すると共に、該内燃機関の負荷が前記カム切替負荷よりも高い場合には、該スロットル弁の開度を前記カム切替禁止条件が満たされない場合と同じ開度に制御するスロットル制御手段をさらに備えることが好ましい（第１１発明）。
【００８１】
この第１１発明によれば、前記カム切替禁止条件が満たされる場合に、上記の如く、実駆動用吸気カムとしての第２の吸気カムの位相角の制御とスロットル弁の開度の制御とが行なわれるので、前記カム切替禁止条件が満たされる場合と、該カム切替禁止条件が満たされない場合とで、内燃機関の出力トルクがほぼ同等となるように内燃機関の運転を行なうことができる。
【００８２】
また、上記第７〜第１１発明では、前記第１及び第２の吸気カムのプロフィールは、前記特定状態において、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設定されていることが好ましい（第１２発明）。
【００８３】
この第１２発明によれば、前記特定状態では、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。
【００８４】
このため、前記第６発明と同様に、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、実駆動用吸気カムの切替えが行なわれる場合に、その切替えの前後で、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を抑制しつつ、実駆動用吸気カムの切替えを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【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ＳＴＥＰ２の処理で使用するマップを示す図。
【図８】図６のＳＴＥＰ２の処理で使用するマップを示す図。
【図９】図１に示す電子制御装置が内燃機関の運転中に実行する処理を示すフローチャート。
【図１０】図９のＳＴＰＥ１２の処理で使用するマップを示す図。
【図１１】図９のＳＴＥＰ１４，１６の処理を説明するためのグラフ。
【図１２】本発明の第２実施形態における内燃機関の吸気バルブの駆動特性を示すグラフ。
【図１３】第２実施形態における図９のＳＴＥＰ１４，１６の処理を説明するためのグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
［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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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による吸気バルブ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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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、電動機式のものであってもよい。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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１９が介装されている。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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と、内燃機関１の機関温度ＴＷ（具体的には冷却水温）を検出する機関温度センサ５２とが内燃機関１に付設されている。
【０１４０】
また、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に流入する空気の圧力である吸気圧力ＰＢを検出する吸気圧力センサ５３と、該空気の温度である吸気温度ＴＡを検出する吸気温度センサ５４とが吸気通路４に設けられている。
【０１４１】
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５５が備えられている。
【０１４２】
なお、本実施形態では、吸気圧力センサ５３が検出する吸気圧力ＰＢと、吸気温度センサ５４が検出する吸気温度ＴＡとは、それぞれ、内燃機関１の始動時等において大気圧、大気温度の検出値の代用として用いられるものである。従って、大気圧又は大気温度を直接的に検出するセンサを備えるようにしてもよい。
【０１４３】
次に、本実施形態のシステムの作動を説明する。まず、内燃機関１の始動に関する作動を図６〜図８を参照して説明する。
【０１４４】
前記電子制御装置５０は、図示しないスイッチの操作等により内燃機関１の運転を開始すべき旨の始動指令が与えられると、図６のフローチャートに示す制御処理を実行する。
【０１４５】
まず、ＳＴＥＰ１において、電子制御装置５０は、前記吸気温度センサ５４、吸気圧力センサ５３及び機関温度センサ５２から、それぞれ現在の吸気温度ＴＡ、吸気圧力ＰＢ、機関温度ＴＷの検出データを取得する。
【０１４６】
次いで、ＳＴＥＰ２において、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１で取得した吸気温度ＴＡ、吸気圧力ＰＢ、機関温度ＴＷの検出値に応じて、目標実効圧縮比（実効圧縮比の目標値）を決定する。
【０１４７】
この処理は、次のように行われる。すなわち、電子制御装置５０は、まず、機関温度ＴＷの検出値と、吸気温度ＴＡの検出値（大気温度の代用値）とから、図７に示す如くあらかじめ設定されたマップに基づいて、実効圧縮比の基本目標値を決定する。
【０１４８】
この場合、実効圧縮比の基本目標値は、機関温度ＴＷが高温側の温度である場合よりも、低温側の温度である場合の方が、実効圧縮比の基本目標値が大きくなり、また、吸気温度ＴＡが（ひいては大気温度が）高温側の温度である場合よりも、低温側の温度である場合の方が、実効圧縮比の基本目標値が大きくなるような傾向で、機関温度ＴＷ、吸気温度ＴＡに応じて決定される。
【０１４９】
さらに、電子制御装置５０は、実効圧縮比の上記基本目標値を補正するための補正係数を、吸気圧力ＰＢの検出値から、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する。この補正係数は、基本目標値に乗じる係数（“１”以下の正の係数）であり、吸気圧力ＰＢが高圧側の圧力（平地での標準的な圧力に近い圧力）である場合よりも、低圧側の圧力（高所相当の圧力）である場合の方が補正係数の値が大きくなるような傾向で、吸気圧力ＰＢの検出値に応じて決定される。
【０１５０】
そして、電子制御装置５０は、上記の如く決定した基本目標値に補正係数を乗じることよって、目標実効圧縮比を決定する。
【０１５１】
従って、目標実効圧縮比は、機関温度ＴＷあるいは吸気温度ＴＡ（大気温度）が高温側の温度である場合よりも、低温側の温度である場合の方が、大きくなり、また、吸気圧力ＰＢ（大気圧力）が高圧側の圧力である場合よりも、低圧側の圧力である場合の方が、大きくなるように決定される。
【０１５２】
換言すれば、内燃機関１の始動時の環境温度が低い場合や大気圧が低い場合のように、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３での空気の圧縮による昇温が生じ難い条件下では、実効圧縮比を高めるように目標実効圧縮比が決定される。
【０１５３】
また、逆に、内燃機関１の始動時の機関温度ＴＷが既に高温になっている場合のように、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３での空気の圧縮時の昇温温度が過剰になり易い条件下（適切なタイミング前に燃料の燃焼が開始する恐れがあるような条件下）では、実効圧縮比をあまり大きくしないように目標実効圧縮比が決定される。
【０１５４】
なお、上記目標実効圧縮比は、実駆動用吸気カムとして、高負荷運転用の吸気カム、すなわち、大リフト吸気カム１３Ｈを使用して、該大リフト吸気カム１３Ｈの位相角を図３の実線ｄの状態に対応する位相角と図３の破線ｃの状態に対応する位相角との間で変化させた場合に実現可能な範囲内で決定される。
【０１５５】
上記のように目標実効圧縮比を決定した後、電子制御装置５０は、次にＳＴＥＰ３の処理を実行する。このＳＴＥＰ３では、電子制御装置５０は、低負荷運転用の吸気カム、すなわち前記小リフト吸気カム１３Ｌを実駆動用吸気カムとして使用するのを不可とするために、該小リフト吸気カム１３Ｌの使用許可フラグをＯＦＦにする。
【０１５６】
さらに、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ４において、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値を決定する。この目標値は、目標実効圧縮比を実現するためのθVTCの目標値である。この場合、小リフト吸気カム１３Ｌの使用許可フラグがＯＦＦであるので、電子制御装置５０は、実駆動用吸気カムとして、大リフト吸気カム１３Ｈを使用することを前提として、目標実効圧縮に対応するθVTCの目標値を、該目標実効圧縮比から、図示しないマップ又は演算式により決定する。このθVTCの目標値は、目標実効圧縮比が大きいほど、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開弁期間の位相角が、進角側の位相角になるような傾向で決定される。
【０１５７】
次いで、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ５において、内燃機関１の始動運転処理を実行する。この始動運転処理は、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３での燃料の燃焼を開始させる処理である。
【０１５８】
この場合、本実施形態の吸気バルブ駆動機構９では、バルブリフト可変機構１１の油圧回路の構成、あるいは、バネ等の付勢手段の構成によって、内燃機関１の始動時には、該内燃機関１を駆動源とする油圧ポンプが作動していない状態であっても、実駆動用吸気カムが大リフト吸気カム１３Ｈに保持されるようになっている。
【０１５９】
なお、バルブリフト可変機構１１の油圧源として電動ポンプを備える場合、あるいは、バルブリフト可変機構１１の動力源が電動モータである場合には、内燃機関１の始動時に該電動ポンプ又は電動モータを作動させることで、実駆動用吸気カムを大リフト吸気カム１３Ｈに保持するようにしてもよい。
【０１６０】
また、本実施形態の吸気バルブ駆動機構９のバルブ位相可変機構１０は、その油圧源として電動ポンプを備えている。そして、電子制御装置５０は、上記始動運転処理において、該電動ポンプの油圧によりバルブ位相可変機構１０を作動させ、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をＳＴＥＰ４で決定した目標値に制御する。
【０１６１】
なお、バルブ位相可変機構１０の動力源が電動モータである場合には、該電動モータを作動させることで、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をＳＴＥＰ４で決定した目標値に制御するようにすればよい。
【０１６２】
そして、上記始動運転処理においては、電子制御装置５０は、上記の如く実駆動用吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角を制御した状態で、図示しない始動モータにより内燃機関１のクランク軸１２を所定の回転速度で回転駆動させる。さらに、電子制御装置５０は、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に、該気筒２に対応する燃料噴射弁３３から始動用の所定量の燃料を供給させるように各燃料噴射弁３３を制御しつつ、点火プラグ４０を所定のタイミングで作動させる。なお、始動運転処理においては、スロットル弁７の開度は、所定の開度に保持される。
【０１６３】
電子制御装置５０は、このように始動運転処理を実行しつつ、内燃機関１の始動が完了したか否かをＳＴＥＰ６で判断する。そして、この判断結果が肯定的となるまで、ＳＴＥＰ１からの処理を繰り返す。この場合、ＳＴＥＰ６の判断は、回転数センサ５１の出力等に基づいて行なわれる。
【０１６４】
以上の制御処理により、内燃機関１が始動される。
【０１６５】
次に、内燃機関１の始動後の運転中における作動を図９及び図１０を参照して説明する。本実施形態では、内燃機関１の始動後の運転モードとして、実駆動用吸気カムの切替えを許容する通常モードと、実駆動用吸気カムとして低負荷運転用の吸気カムとしての小リフト吸気カム１３Ｌを使用することを禁止するカム切替禁止モードとがある。
【０１６６】
そして、電子制御装置５０は、内燃機関１の運転モードの切替えと、各運転モードでの内燃機関１の運転とを行なうために、図９のフローチャートに示す制御処理を内燃機関１の運転中に逐次実行する。
【０１６７】
まず、ＳＴＥＰ１１において、電子制御装置５０は、前記吸気温度センサ５４及び機関温度センサ５２から、それぞれ現在の吸気温度ＴＡ、機関温度ＴＷの検出データを取得する。
【０１６８】
次いで、ＳＴＥＰ１２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禁止すべき条件であるカム切替禁止条件が成立するか否かを判断する。このカム切替禁止条件は、吸気温度ＴＡ及び機関温度ＴＷに関する条件であり、基本的には、ＳＴＥＰ１１で取得した吸気温度ＴＡ（大気温度）又は機関温度ＴＷの検出値が比較的低温である状態が、カム切替禁止条件が成立する状態とされる。
【０１６９】
具体的には、本実施形態では、図１０に示す如く、機関温度ＴＷと吸気温度ＴＡとの組に対して、実駆動用吸気カムの切替えを禁止するカム切替禁止領域と、実駆動用吸気カムの切替えを許可するカム切替許可領域とがあらかじめ定められている。この場合、カム切替禁止領域は、ＴＷとＴＡとの線形結合値（＝ａ・ＴＷ＋ｂ・ＴＡ。ａ，ｂは、あらかじめ定めた正の係数値）が所定値よりも小さい領域であり、カム切替許可領域は、上記線形結合値が所定値以上となる領域である。
【０１７０】
そして、ＳＴＥＰ１２においては、電子制御装置５０は、機関温度ＴＷ及び吸気温度ＴＡの検出値の組が、上記カム切替禁止領域に存在する場合には、カム切替禁止条件が成立すると判断し、機関温度ＴＷ及び吸気温度ＴＡの検出値の組が、上記カム切替許可領域に存在する場合（カム切替禁止領域に存在しない場合）に、カム切替禁止条件が成立しないと判断する。
【０１７１】
なお、カム切替禁止条件に、大気圧に関する条件を含めてもよい。例えば、大気圧の検出値に応じて、上記線形結合値と比較する所定値を変化させるようにして、大気圧が相対的に低い方が、相対的に高い場合よりも、上記カム切替禁止領域をＴＷ，ＴＡの高温領域側に拡大させるようにしてもよい。
【０１７２】
ＳＴＥＰ１２において、カム切替禁止条件が成立しない場合には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１３で低負荷運転用の吸気カム（小リフト吸気カム１３Ｌ）を実駆動用吸気カムとして使用することを可能とするために、その使用許可フラグをＯＮに設定する。さらに、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１４で、通常モードでの内燃機関の運転を行なわせる制御処理を実行する。
【０１７３】
一方、ＳＴＥＰ１２において、カム切替禁止条件が成立する場合には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１６で低負荷運転用の吸気カム（小リフト吸気カム１３Ｌ）を実駆動用吸気カムとして使用することを禁止するために、その使用許可フラグをＯＦＦに設定する。さらに、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１６で、カム切替禁止モードでの内燃機関の運転を行なわせる制御処理を実行する。
【０１７４】
ここで、上記ＳＴＥＰ１４における制御処理と、ＳＴＥＰ１６における制御処理とを、図１１（ａ）〜（ｆ）を参照してさらに詳細に説明する。
【０１７５】
まず、ＳＴＥＰ１４における制御処理（通常モードでの内燃機関１の運転を行なわせる制御処理）を説明すると、電子制御装置５０は、まず、前記アクセルセンサ５５により検出されたアクセル操作量ＡＰに応じて、図１１（ａ）に実線のグラフで示す特性で、内燃機関１に要求される負荷（要求負荷）としての目標トルク（出力トルクの目標値）を決定する。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。
【０１７６】
そして、電子制御装置５０は、この目標トルクに応じて（又はアクセル操作量ＡＰの検出値に応じて）、図１１（ｂ）に実線のグラフで示す特性で、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に供給する空気流量の目標値である目標空気量を決定する。この目標空気量は、目標トルクが大きいほど（内燃機関１の負荷が大きいほど）、大きくなるように決定される。なお、目標空気量は、内燃機関１の目標トルクだけでなく、内燃機関１の回転数ＮＥにも応じて変化するように決定される。この場合、より詳しくは、目標トルクを一定とした場合、内燃機関１の回転数ＮＥの検出値が高いほど、目標空気量が大きくなるように決定される。
【０１７７】
さらに、電子制御装置５０は、上記目標トルクに応じて（又はアクセル操作量ＡＰに応じて）、図１１（ｃ）に実線のグラフで示す特性で、実駆動用吸気カムとして使用する吸気カム１３Ｌ又は１３決定すると共に、図１１（ｄ），（ｅ）にそれぞれ実線のグラフで示す特性で、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値と、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上記目標トルクに応じて（又はアクセル操作量ＡＰに応じて）決定する。
【０１７８】
この場合、実駆動用吸気カムに関しては、目標トルクが図１１（ａ）に示す所定値のトルクＴr2よりも大きい場合（要求負荷が比較的高い場合）には、実駆動用吸気カムとして、図１１（ｃ）に実線のグラフで示す如く、高負荷運転用の大リフト吸気カム１３Ｈが選択される。また、目標トルクが上記トルクＴr2よりも小さい場合（要求負荷が比較的低い場合）には、実駆動用吸気カムとして、図１１（ｃ）に実線のグラフで示す如く、低負荷運転用の小リフト吸気カム１３Ｌが選択される。
【０１７９】
また、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値に関しては、目標トルクが上記トルクＴr2よりも大きい場合（要求負荷が比較的高い場合）には、図１１（ｄ）に実線のグラフで示す如く、目標トルクの増加に伴い、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の目標値が、前記図３の破線ｃの状態に対応する位相角（最も遅角側の位相角）から、進角方向に変化していくように決定される。換言すれば、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCの目標値は、目標トルクの増加に伴い、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動によって実現される実効圧縮比が、前記図３の破線ｃの状態に対応する実効圧縮比から増加していくように決定される。
【０１８０】
また、目標トルクが上記トルクＴr2よりも小さい場合（要求負荷が比較的低い場合）においては、目標トルクが図１１（ａ）に示す所定値のトルクＴr1（＜Ｔr2）よりも小さい場合には、図１１（ｄ）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の目標値は、前記図３の実線ａの状態に対応する位相角（最も進角側の位相角）に保持されるように決定される。換言すれば、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCの目標値は、該小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開閉駆動によって実現される実効圧縮比が、前記図３の実線ａの状態に対応する実効圧縮比に保持されるように決定される。
【０１８１】
そして、目標トルクが上記トルクＴr1とＴr2との間の範囲内のトルクである場合には、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の目標値は、目標トルクの増加に伴い、最も進角側の位相角から最も遅角側の位相角まで、遅角方向に変化していくように決定される。換言すれば、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCの目標値は、目標トルクの増加に伴い、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開閉駆動によって実現される実効圧縮比が、前記図３の実線ａの状態に対応する実効圧縮比から図３の破線ｂの状態に対応する実効圧縮比まで増加していくように決定される。
【０１８２】
また、目標スロットル開度に関しては、目標トルクが上記所定値Ｔr1よりも大きい場合（換言すれば、内燃機関１の運転領域が、実駆動用吸気カムの位相角、ひいては、実効圧縮比を目標トルクに応じて変化させる運転領域である場合）には、図１１（ｅ）に実線のグラフで示す如く、目量スロットル開度が、全開の開度またはそれに近い開度に保たれるように決定される。
【０１８３】
これは、この運転領域では、スロットル開度を全開もしくはそれに近い状態に保ちつつ、実駆動用吸気カムの位相角を変化させことで（ひいては実効圧縮比を変化させることで）、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に充填される空気量を目標とする空気量に制御し、それによって、当該運転領域におけるポンピングロス（スロットル弁の開度を絞ることにより生じるポンピングロス）が、図１１（ｆ）の実線のグラフで示す如く、極力小さくなるようにするためである。
【０１８４】
また、目標トルクが上記所定値Ｔr1よりも小さい場合には、実効圧縮比が下限の実効圧縮比（図３の実線ａの状態に対応する実効圧縮比）に保持されることから、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に充填される空気量をスロットル弁７により調整するために、目量スロットル開度は、図１１（ｅ）に実線のグラフで示す如く、目標トルクの減少に伴い、減少していくように決定される。
【０１８５】
そして、電子制御装置５０は、上記の如く選択した吸気カム１３Ｌ又は１３Ｈを実駆動用吸気カムとして、前記バルブリフト可変機構１１を制御する。さらに、電子制御装置５０は、上記の如く決定した目標空気量、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値、目標ストッル開度に応じて、実駆動用吸気カムの実際の位相角θVTCと、スロットル弁７の実際の開度とを制御しつつ、燃料噴射弁３３による各気筒２の燃焼室３への燃料供給と点火プラグ４０による点火とを制御する。
【０１８６】
この場合、実駆動用吸気カムの実際の位相角θVTCと、スロットル弁７の実際の開度とは、上記の如く決定したそれぞれの目標値を基本値として、目標空気量と図示しない流量センサにより検出される吸気通路４の実際の空気流量との偏差に応じて該基本値を適宜修正した位相角、開度に制御される。
【０１８７】
また、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の実際の空気流量の検出値や、内燃機関１の回転数ＮＥの検出値、吸気圧力ＰＢ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。
【０１８８】
以上が、ＳＴＥＰ１４における制御処理（通常モードでの内燃機関１の運転を行なわせる制御処理）である。
【０１８９】
次に、ＳＴＥＰ１６における制御処理（カム切替禁止モードでの内燃機関１の運転を行なわせる制御処理）を説明すると、電子制御装置５０は、まず、前記アクセルセンサ５５により検出されたアクセル操作量ＡＰに応じて、図１１（ａ）に破線のグラフで示す特性で、内燃機関１の目標トルクを決定する。この場合、各アクセル操作量ＡＰに対応して決定される目標トルクは、通常モードの場合と同じである。
【０１９０】
そして、電子制御装置５０は、この目標トルクに応じて（又はアクセル操作量ＡＰの検出値に応じて）、図１１（ｂ）に破線のグラフで示す特性で、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に供給する空気流量の目標値である目標空気量を決定する。この場合、各目標トルク（又は各アクセル操作量ＡＰ）に対応して決定される目標空気量は、通常モードの場合と同じである。
【０１９１】
さらに、電子制御装置５０は、図１１（ｃ）に破線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムとして決定する吸気カムを、目標トルクによらずに（内燃機関１の負荷によらずに）、高負荷運転用の大リフト吸気カム１３Ｈに保持する。
【０１９２】
また、電子制御装置５０は、図１１（ｄ），（ｅ）にそれぞれ破線のグラフで示す特性で、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値と、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を決定する。
【０１９３】
この場合、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の目標値に関しては、目標トルクが前記トルクＴr2よりも大きい場合（要求負荷が比較的高い場合）には、図１１（ｄ）に破線のグラフで示す如く、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCの目標値は、通常モードの場合と同じ目標値に決定される。従って、θVTCの目標値は、目標トルクの増加に伴い、図３の破線ｃで示す状態に対応する位相角から進角方向に変化していくように（ひいては、実効圧縮比が図３の破線ｃで示す状態に対応する実効圧縮比から増加していくように）決定される。
【０１９４】
また、目標トルクが上記トルクＴr2よりも小さい場合（要求負荷が比較的低い場合）においては、図１１（ｄ）に破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の目標値は、前記図３の破線ｃの状態に対応する位相角（最も遅角側の位相角）に保持されるように決定される。換言すれば、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCの目標値は、該大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動によって実現される実効圧縮比が、前記図３の破線ｃの状態に対応する実効圧縮比に保持されるように決定される。
【０１９５】
また、目標スロットル開度に関しては、目標トルクが上記所定値Ｔr2よりも大きい場合（換言すれば、内燃機関１の運転領域が、実駆動用吸気カムの位相角、ひいては、実効圧縮比を目標トルクに応じて変化させる運転領域である場合）には、図１１（ｅ）に破線のグラフで示す如く、目量スロットル開度は、通常モードの場合と同じ目標値（全開の開度またはそれに近い開度）に決定される。
【０１９６】
また、目標トルクが上記所定値Ｔr2よりも小さい場合には、実効圧縮比が図３の破線ｃの状態に対応する実効圧縮比に保持されることから、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３に充填される空気量をスロットル弁７により調整するために、目量スロットル開度は、図１１（ｅ）に破線のグラフで示す如く、目標トルクの減少に伴い、減少していくように決定される。なお、この場合の目標スロットル開度は、通常モードでの目標スロットル開度よりも小さい開度に決定される。
【０１９７】
そして、電子制御装置５０は、大リフト吸気カム１３Ｈを実駆動用吸気カムとして、前記バルブリフト可変機構１１を制御する。さらに、電子制御装置５０は、上記の如く決定した目標空気量、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値、目標ストッル開度に応じて、実駆動用吸気カムの実際の位相角θVTCと、スロットル弁７の実際の開度とを制御しつつ、燃料噴射弁３３による各気筒２の燃焼室３への燃料供給と点火プラグ４０による点火とを制御する。
【０１９８】
この場合、通常モードの場合と同様に、実駆動用吸気カムの実際の位相角θVTCと、スロットル弁７の実際の開度とは、上記の如く決定したそれぞれの目標値を基本値として、目標空気量と図示しない流量センサにより検出される吸気通路４の実際の空気流量との偏差に応じて該基本値を適宜修正した位相角、開度に制御される。
【０１９９】
また、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、通常モードの場合と同様に、吸気通路４の実際の空気流量の検出値や、内燃機関１の回転数ＮＥの検出値、吸気圧力ＰＢ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。
【０２００】
以上が、ＳＴＥＰ１６における制御処理（カム切替禁止モードでの内燃機関１の運転を行なわせる制御処理）である。
【０２０１】
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６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。
【０２０２】
また、電子制御装置５０は、第１〜第６発明における吸気カム切替制御手段、カム位相制御手段、スロットル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としての機能は、図６のフローチャートに示す処理において、実駆動用吸気カムを大リフト吸気カム１３Ｈに保持する機能と、図９のフローチャートに示す処理において、カム切替禁止条件が成立する場合には、ＳＴＥＰ１６において実駆動用吸気カムを大リフト吸気カム１３Ｈに保持し、カム切替禁止条件が成立しない場合には、ＳＴＥＰ１４において実駆動用吸気カムの切替えを適宜行なう機能とによって実現される。
【０２０３】
また、カム位相制御手段としての機能は、図６の処理において、実駆動用吸気カムの位相角θVTCを可変的に制御する機能と、図９のフローチャートのＳＴＥＰ１４，１６において実駆動用吸気カムの位相角θVTCを可変的に制御する機能とによって実現される。
【０２０４】
さらに、図３に示す位相角Ａ１が、第１〜第６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６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。
【０２０５】
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、本発明における特定状態に相当する。また、図１１に示した所定値Ｔr2の目標トルクが、第１〜第６発明におけるカム切替負荷に相当する。
【０２０６】
また、スロットル制御手段としての機能は、図９のフローチャートのＳＴＥＰ１４，１６において、図１１（ｅ）のグラフで示す如き特性で目標スロットル開度を決定して、スロットル弁７の開度を該目標スロットル開度に制御する機能によって実現される。
【０２０７】
以上説明した本実施形態によれば、通常モードでの内燃機関１の運転中には、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。
【０２０８】
例えば内燃機関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と、内燃機関１の負荷が比較的低い状態（目標トルクが所定値Ｔr2よりも小さい状態）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、目標トルクが、所定値Ｔr1を超えると、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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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）。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
以上のようにして、本実施形態では、通常モードでの内燃機関１の運転中に、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、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。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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
また、通常モードでの内燃機関１の運転中に、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の高負荷運転時には、大リフト吸気カム１３Ｈにより吸気バルブ８が開閉駆動されると共に、該吸気バルブ８の開弁期間の位相角が、内燃機関１の負荷の減少に伴い、図３の実線ｄ側の状態から、破線ｃの状態に向って遅角方向に変化する。
【０２１８】
そして、両吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCが、それぞれ、破線ｂ、ｃの状態に対応する位相角（最も遅角側の位相角）に制御されれている状態で、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。
【０２１９】
その後の内燃機関１の低負荷運転時には、小リフト吸気カム１３Ｌにより吸気バルブ８が開閉駆動されると共に、該吸気バルブ８の開弁期間の位相角が、内燃機関１の負荷の減少に伴い、図３の破線ｂの状態から、実線ａ側の状態に向って進角方向に変化する。
【０２２０】
これにより、内燃機関１の負荷が高負荷側から低負荷側に減少する場合であっても、該負荷が増加する場合と同様に、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減少していく。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要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。その結果、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減少させていくことができる。
【０２２１】
また、内燃機関１の負荷の増減に合せて、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増減するので、内燃機関１の負荷の変化に対するスロットル弁７を変化量を抑制することができ、ひいては、内燃機関１の幅広い負荷範囲（詳しくは、目標トルクがＴr1以上となる負荷範囲）において、該スロットル弁７の開度を全開もしくはそれに近い大きめの開度に維持することができる。その結果、内燃機関１のポンピングロスを低減して、燃料消費を抑制することができる。
【０２２２】
また、前記カム切替禁止モードでの内燃機関１の運転中、すなわち、内燃機関１の機関温度ＴＷや吸気温度ＴＡ（大気温度）が比較的低い低温環境での内燃機関１の運転中にあっては、低負荷運転用の小リフト吸気カム１３Ｌの使用が禁止され、実駆動用吸気カムが高負荷運転用の大リフト吸気カム１３Ｈに保持される。
【０２２３】
このため、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が、常時、図３の破線ｃの状態に対応する実効圧縮比以上の比較的高めの圧縮比に維持される。このため、内燃機関１の高負荷運転時はもちろん、低負荷運転時にも各気筒２の燃焼室３に充填される空気の圧縮による昇温が十分に行なわれるようになり、該燃焼室３に供給される燃料の失火が生じるのを防止することができる。従って、内燃機関１の適切な運転を安定に行なうことができる。
【０２２４】
また、カム切替禁止モードでの内燃機関１の運転中には、目標トルクが所定値Ｔr2よりも小さいものとなる低負荷運転時には、通常モードの場合よりもポンピングロスは増加するものの、目標トルクが所定値Ｔr2よりも大きいものとなる高負荷運転時には、通常モードと同様に大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCを変化させることで、実効圧縮比を変化させるので、スロットル弁７の開度を全開もしくはそれに近い開度に維持することができる。ひいては、ポンピングロスを低減して、燃料消費を抑制することができる。
【０２２５】
また、内燃機関１の始動時においては、上記カム切替禁止モードでの内燃機関１の運転中と同様に、実駆動用吸気カムが、高負荷運転用の大リフト吸気カム１３Ｈに保持される。
【０２２６】
このため、機関温度ＴＷや吸気温度ＴＡ（大気温度）が比較的低温である場合、あるいは、吸気圧力ＰＢ（大気圧）が比較的低い場合には、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が大きめの圧縮比になるように実駆動用吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角が制御される。
【０２２７】
このため、寒冷地や冬季等の低温環境下、あるいは、高所等の低圧環境下で内燃機関１の始動を行なう場合であっても、各気筒２の燃焼室３に充填される空気が、その圧縮により十分に昇温することができ、ひいては、該空気に混合される燃料の燃焼を円滑に開始することができる。
【０２２８】
また、機関温度ＴＷや吸気温度ＴＡ（大気温度）が比較的高温である場合、あるいは、吸気圧力ＰＢ（大気圧）が比較的低い場合には、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が小さめの圧縮比になるように実駆動用吸気カムとしての大リフト吸気カム１３Ｈの位相角が制御される。
【０２２９】
このため、内燃機関１の運転停止直後の状態等の高温環境下、あるいは、高圧環境下での内燃機関１の始動時に、各気筒２の燃焼室３に充填される空気が、その圧縮により過剰に昇温するのを防止することができ、ひいては、該空気に混合される燃料の異常燃焼に伴うノッキングの発生等を防止することができる。
【０２３０】
なお、本実施形態では、実駆動用吸気カムの切替え時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（最も遅角側の位相角）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（最も遅角側の位相角）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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１２及び図１３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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
具体的には図１２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１２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。
【０２３５】
また、小リフト吸気カム１３Ｌのプロフィールは、図１２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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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１２の実線ｆ，ｇを参照）。
【０２４１】
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、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１２の実線ｆで示す状態に対応する位相角と、図１２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。
【０２４２】
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の位相角の変化は、図１２の実線ｇで示す状態に対応する位相角と、図１２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。
【０２４３】
図１２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の位相角を最も進角側の位相角に制御した状態である。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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１２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１２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。
【０２４６】
また、小リフト吸気カム１３Ｌに関する図１２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。
【０２４７】
補足すると、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角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。
【０２４８】
また、図１２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。
【０２４９】
この位相角Ａ１３は、本実施形態では、図１２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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
また、図１２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。
【０２５２】
この位相角Ａ１２は、本実施形態では、図１２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１２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。
【０２５３】
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、第１実施形態の場合と同様に、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。
【０２５４】
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１２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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
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の位相角を、図１２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（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、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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
なお、図１２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。
【０２５９】
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１２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。
【０２６０】
このため、吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角を、図１２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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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の始動時に、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。
【０２６４】
ただし、この場合において、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。従って、図６のＳＴＥＰ４において決定する実駆動用吸気カムの位相角θVTCは、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角である。この場合、この位相角θVTCの目標値は、ＳＴＥＰ２で決定される目標実効圧縮比が大きいほど、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開弁期間の位相角が、遅角側の位相角になるような傾向で決定される。
【０２６５】
そして、ＳＴＥＰ５の始動運転処理は、実駆動用吸気カムを小リフト吸気カム１３Ｌに保持した状態で行なわれる。
【０２６６】
本実施形態における内燃機関１の始動時の制御処理は、上記の事項以外は、第１実施形態と同じである。
【０２６７】
なお、本実施形態の吸気バルブ駆動機構９では、バルブリフト可変機構１１の油圧回路の構成、あるいは、バネ等の付勢手段の構成によって、内燃機関１の始動時には、該内燃機関１を駆動源とする油圧ポンプが作動していない状態であっても、実駆動用吸気カムが小リフト吸気カム１３Ｌに保持されるようになっている。
【０２６８】
ただし、バルブリフト可変機構１１の油圧源として電動ポンプを備える場合、あるいは、バルブリフト可変機構１１の動力源が電動モータである場合には、内燃機関１の始動時に該電動ポンプ又は電動モータを作動させることで、実駆動用吸気カムを小リフト吸気カム１３Ｌに保持するようにしてもよい。
【０２６９】
次に、内燃機関１の始動後の運転中においては、電子制御装置５０は、第１実施形態の場合と同様に図９のフローチャートに示した制御処理を実行する。
【０２７０】
ただし、本実施形態では、高負荷運転用の吸気カムと、低負荷運転用の吸気カムとがそれぞれ小リフト吸気カム１３Ｌ、大リフト吸気カム１３Ｈであることから、ＳＴＥＰ１４，１６の一部の制御処理が第１実施形態と相違する。
【０２７１】
具体的には、本実施形態では、実駆動用吸気カムの切替を許容する通常モードでの内燃機関１の運転中には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１４の制御処理において、図１３（ａ）〜（ｅ）に実線で示す特性で、目標トルク、目標空気量、実駆動用吸気カムの種別、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値、目標スロットル開度を決定する。
【０２７２】
この場合、目標トルク、目標空気量、及び目標スロットル開度は、第１実施形態と同様に決定される。
【０２７３】
一方、実駆動用吸気カムに関しては、本実施形態では、図１３（ｃ）に実線のグラフで示す如く、目標トルクが前記所定値Ｔr2よりも小さい場合（要求負荷が比較的低い場合）には、大リフト吸気カム１３Ｈが実駆動用吸気カムとして決定され、目標トルクが前記所定値Ｔr2よりも大きい場合（要求負荷が比較的高い場合）には、小リフト吸気カム１３Ｌが実駆動用吸気カムとして決定される。
【０２７４】
また、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値に関しては、目標トルクが上記トルクＴr2よりも大きい場合には、図１３（ｄ）に実線のグラフで示す如く、目標トルクの増加に伴い、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の目標値が、前記図１２の実線ｇの状態に対応する位相角（最も進角側の位相角）から、遅角方向に変化していくように決定される。換言すれば、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCの目標値は、目標トルクの増加に伴い、小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開閉駆動によって実現される実効圧縮比が、前記図１２の実線ｇの状態に対応する実効圧縮比から増加していくように決定される。
【０２７５】
また、目標トルクが上記トルクＴr2よりも小さい場合においては、目標トルクが前記所定値のトルクＴr1（＜Ｔr2）よりも小さい場合には、図１３（ｄ）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の目標値は、前記図１２の破線ｅの状態に対応する位相角（最も遅角側の位相角）に保持されるように決定される。換言すれば、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCの目標値は、該大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動によって実現される実効圧縮比が、前記図１２の破線ｅの状態に対応する実効圧縮比に保持されるように決定される。
【０２７６】
そして、目標トルクが上記トルクＴr1とＴr2との間の範囲内のトルクである場合には、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の目標値は、目標トルクの増加に伴い、最も遅角側の位相角から最も進角側の位相角まで、進角方向に変化していくように決定される。換言すれば、大リフト吸気カム１３Ｈの位相角θVTCの目標値は、目標トルクの増加に伴い、大リフト吸気カム１３Ｈによる吸気バルブ８の開閉駆動によって実現される実効圧縮比が、前記図１２の破線ｅの状態に対応する実効圧縮比から図１２の実線ｆの状態に対応する実効圧縮比まで増加していくように決定される。
【０２７７】
本実施形態におけるＳＴＥＰ１４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。
【０２７８】
また、実駆動用吸気カムの切替を禁止するカム切替禁止モードでの内燃機関１の運転中には、電子制御装置５０は、ＳＴＥＰ１６の制御処理において、図１３（ａ）〜（ｅ）に破線で示す特性で、目標トルク、目標空気量、実駆動用吸気カムの種別、実駆動用吸気カムの位相角θVTCの目標値、目標スロットル開度を決定する。
【０２７９】
この場合、目標トルク、目標空気量、及び目標スロットル開度は、第１実施形態と同様に決定される。
【０２８０】
一方、実駆動用吸気カムに関しては、本実施形態では、電子制御装置５０は、図１３（ｃ）に破線のグラフで示す如く、実駆動用吸気カムとして決定する吸気カムを、目標トルクによらずに（内燃機関１の負荷によらずに）、高負荷運転用の小リフト吸気カム１３Ｌに保持する。
【０２８１】
そして、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θVTCの目標値に関しては、目標トルクが前記トルクＴr2よりも大きい場合（要求負荷が比較的高い場合）には、図１３（ｄ）に破線のグラフで示す如く、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCの目標値は、通常モードの場合と同じ目標値に決定される。従って、θVTCの目標値は、目標トルクの増加に伴い、図１２の実線ｇで示す状態に対応する位相角から遅角方向に変化していくように（ひいては、実効圧縮比が図１２の実線ｇで示す状態に対応する実効圧縮比から増加していくように）決定される。
【０２８２】
また、目標トルクが上記トルクＴr2よりも小さい場合（要求負荷が比較的低い場合）においては、図１３（ｄ）に破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の目標値は、前記図１２の実線ｇの状態に対応する位相角（最も進角側の位相角）に保持されるように決定される。換言すれば、小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCの目標値は、該小リフト吸気カム１３Ｌによる吸気バルブ８の開閉駆動によって実現される実効圧縮比が、前記図１２の実線ｇの状態に対応する実効圧縮比に保持されるように決定される。
【０２８３】
本実施形態におけるＳＴＥＰ１６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。
【０２８４】
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７〜第１２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。
【０２８５】
また、電子制御装置５０は、第７〜第１２発明における吸気カム切替制御手段、カム位相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としての機能は、図６のフローチャートに示す処理において、実駆動用吸気カムを小リフト吸気カム１３Ｌに保持する機能と、図９のフローチャートに示す処理において、カム切替禁止条件が成立する場合には、ＳＴＥＰ１６において実駆動用吸気カムを小リフト吸気カム１３Ｌに保持し、カム切替禁止条件が成立しない場合には、ＳＴＥＰ１４において実駆動用吸気カムの切替えを適宜行なう機能とによって実現される。
【０２８６】
また、カム位相制御手段としての機能は、図６の処理において、実駆動用吸気カムの位相角θVTCを可変的に制御する機能と、図９のフローチャートのＳＴＥＰ１４，１６において実駆動用吸気カムの位相角θVTCを可変的に制御する機能とによって実現される。
【０２８７】
さらに、図１２に示す位相角Ａ１１が、第７〜第１２発明における進角側開弁開始位相角に相当し、図１２に示す位相角Ａ１２，Ａ１３が、それぞれ第７〜第１２発明における第２遅角側開弁開始位相角及び第１遅角側開弁開始位相角に相当する。
【０２８８】
また、図１２の実線ｆ，ｇの状態に、吸気カム１３Ｈ，１３Ｌの位相角を制御した状態が、本発明における特定状態に相当する。また、図１３に示した所定値Ｔr2の目標トルクが、第７〜第１２発明におけるカム切替負荷に相当する。
【０２８９】
以上説明した本実施形態によれば、通常モードでの内燃機関１の運転中には、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。
【０２９０】
例えば内燃機関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と、内燃機関１の負荷が比較的低い状態（目標トルクが所定値Ｔr2よりも小さい状態）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、目標トルクが、所定値Ｔr1を超えると、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。
【０２９１】
このため、吸気バルブ８の動作状態は、図１２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１２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。
【０２９２】
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まで進角して、吸気バルブ８の動作状態が図１２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１２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１２の矢印Ｙ５を参照）。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
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１２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１２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。
【０２９７】
以上のようにして、本実施形態では、通常モードでの内燃機関１の運転中に、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、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。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。
【０２９８】
この結果、第１実施形態と同様に、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。
【０２９９】
また、通常モードでの内燃機関１の運転中に、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の高負荷運転時には、小リフト吸気カム１３Ｌにより吸気バルブ８が開閉駆動されると共に、該吸気バルブ８の開弁期間の位相角が、内燃機関１の負荷の減少に伴い、図１２の破線ｈ側の状態から、実線ｇの状態に向って進角方向に変化する。
【０３００】
そして、両吸気カム１３Ｌ，１３Ｈの位相角θVTCが、それぞれ、実線ｇ、ｆの状態に対応する位相角（最も進角側の位相角）に制御されている状態で、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。
【０３０１】
その後の内燃機関１の低負荷運転時には、大リフト吸気カム１３Ｈにより吸気バルブ８が開閉駆動されると共に、該吸気バルブ８の開弁期間の位相角が、内燃機関１の負荷の減少に伴い、図１２の実線ｆの状態から、破線ｅ側の状態に向って遅角方向に変化する。
【０３０２】
これにより、内燃機関１の負荷が高負荷側から低負荷側に減少する場合であっても、該負荷が増加する場合と同様に、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減少していく。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要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。その結果、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減少させていくことができる。
【０３０３】
また、内燃機関１の負荷の増減に合せて、各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が増減するので、内燃機関１の負荷の変化に対するスロットル弁７を変化量を抑制することができ、ひいては、内燃機関１の幅広い負荷範囲（詳しくは、目標トルクがＴr1以上となる負荷範囲）において、該スロットル弁７の開度を全開もしくはそれに近い大きめの開度に維持することができる。その結果、内燃機関１のポンピングロスを低減して、燃料消費を抑制することができる。
【０３０４】
また、前記カム切替禁止モードでの内燃機関１の運転中、すなわち、内燃機関１の機関温度ＴＷや吸気温度ＴＡ（大気温度）が比較的低い低温環境での内燃機関１の運転中にあっては、低負荷運転用の大リフト吸気カム１３Ｈの使用が禁止され、実駆動用吸気カムが高負荷運転用の小リフト吸気カム１３Ｌに保持される。
【０３０５】
このため、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が、常時、図１２の実線ｇの状態に対応する実効圧縮比以上の比較的高めの圧縮比に維持される。このため、第１実施形態と同様に、内燃機関１の高負荷運転時はもちろん、低負荷運転時にも各気筒２の燃焼室３に充填される空気の圧縮による昇温が十分に行なわれるようになり、該燃焼室３に供給される燃料の失火が生じるのを防止することができる。従って、内燃機関１の適切な運転を安定に行なうことができる。
【０３０６】
また、カム切替禁止モードでの内燃機関１の運転中には、目標トルクが所定値Ｔr2よりも大きいものとなる高負荷運転時には、通常モードと同様に小リフト吸気カム１３Ｌの位相角θVTCを変化させることで、実効圧縮比を変化させるので、スロットル弁７の開度を全開もしくはそれに近い開度に維持することができる。ひいては、ポンピングロスを低減して、燃料消費を抑制することができる。
【０３０７】
また、内燃機関１の始動時においては、上記カム切替禁止モードでの内燃機関１の運転中と同様に、実駆動用吸気カムが、高負荷運転用の小リフト吸気カム１３Ｌに保持される。
【０３０８】
このため、機関温度ＴＷや吸気温度ＴＡ（大気温度）が比較的低温である場合、あるいは、吸気圧力ＰＢ（大気圧）が比較的低い場合には、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が大きめの圧縮比になるように実駆動用吸気カムとしての小リフト吸気カム１３Ｌの位相角が制御される。
【０３０９】
このため、第１実施形態と同様に、寒冷地や冬季等の低温環境下、あるいは、高所等の低圧環境下で内燃機関１の始動を行なう場合であっても、各気筒２の燃焼室３に充填される空気が、その圧縮により十分に昇温することができ、ひいては、該空気に混合される燃料の燃焼を円滑に開始することができる。
【０３１０】
また、機関温度ＴＷや吸気温度ＴＡ（大気温度）が比較的高温である場合、あるいは、吸気圧力ＰＢ（大気圧）が比較的低い場合には、内燃機関１の各気筒２の燃焼室３の実効圧縮比が小さめの圧縮比になるように実駆動用吸気カムとしての小リフト吸気カム１３Ｌの位相角が制御される。
【０３１１】
このため、第１実施形態と同様に、内燃機関１の運転停止直後の状態等の高温環境下、あるいは、高圧環境下での内燃機関１の始動時に、各気筒２の燃焼室３に充填される空気が、その圧縮により過剰に昇温するのを防止することができ、ひいては、該空気に混合される燃料の異常燃焼に伴うノッキングの発生等を防止することができる。
【符号の説明】
【０３１２】
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）。
【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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