(57)【要約】【課題】慣性過給制御の要否が切り替わる場合に車両の総合的な性能の低下を抑制する。【解決手段】吸気管２０４及び連通管２０６を備えた吸気系にインパルス弁２２４が設置されたエンジン２００を備えたエンジンシステム１０において、ＥＣＵ１００は、弁駆動制御を実行する。当該制御において、エンジン２００の運転条件が非慣性過給領域から慣性過給領域に移行した際、負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ１以上である場合、ＥＣＵ１００は、吸気行程にある気筒２０２（吸気気筒）において当該吸気行程の進捗状態が所定の初期段階に該当する場合には、吸気気筒から慣性過給制御の実行を開始する。一方、それ以外の場合、ＥＣＵ１００は、時系列上吸気気筒に相前後して吸気行程を迎える次気筒から慣性過給制御の実行を開始する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に備わり、複数の気筒、該複数の気筒に連通する吸気通路及び該吸気通路に設置された吸気制御弁を備え、該吸気制御弁の開閉を伴う所定種類の慣性過給制御により吸気の脈動を利用した慣性過給が可能に構成されてなる内燃機関の吸気制御装置であって、
前記内燃機関の負荷を含む前記車両の運転条件に基づいて前記慣性過給制御の要否を判別する判別手段と、
前記判別された要否が変化した場合に、前記複数の気筒のうち吸気行程に対応する吸気気筒における該吸気行程の進捗状態及び前記内燃機関の負荷のうち少なくとも一方に応じて前記慣性過給制御の開始時期及び停止時期のうち少なくとも一方を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされる側へ変化した場合において、前記進捗状態が前記吸気行程について設定される所定の初期段階に該当する場合には前記吸気気筒から前記慣性過給制御が開始されるように前記開始時期を制御すると共に、前記進捗状態が前記初期段階に該当しない場合には時系列上前記吸気気筒と相前後して吸気行程を迎える次気筒から前記慣性過給制御が開始されるように前記開始時期を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされる側へ変化した場合において、前記負荷が所定の増加状態にあり且つ前記進捗状態が前記吸気行程について設定される所定の初期段階に該当する場合には前記吸気気筒から前記慣性過給制御が開始されるように前記開始時期を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされる側へ変化した場合において、前記負荷が前記増加状態にない場合又は前記進捗状態が前記初期段階に該当しない場合には時系列上前記吸気気筒と相前後して吸気行程を迎える次気筒から前記慣性過給制御が開始されるように前記開始時期を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされない側へ変化した場合において、前記負荷が所定の減少状態にある場合には前記吸気気筒から前記慣性過給制御が停止されるように前記停止時期を制御する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされない側へ変化した場合において、前記負荷が前記減少状態にない場合には、時系列上前記吸気気筒と相前後して吸気行程を迎える次気筒から前記慣性過給制御が停止されるように前記停止時期を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気制御弁の開閉制御による慣性過給が可能に構成された内燃機関の吸気制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術分野において、吸気弁のバルブタイミングを可変制御する装置を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関の吸気制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、吸気弁及び吸気制御弁が共に開弁している有効吸気期間を、吸気制御弁と可変バルブタイミング機構との協調制御によって内燃機関の運転状態に応じて制御することにより、理想的な吸気特性を得ることが可能であるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４６２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、慣性過給の要否が切り替わる過渡期間において、慣性過給を開始する気筒を的確に決定するための手段を有さぬ故、例えば慣性過給の開始時期が遅延することによる動力性能の相対的な低下、或いは例えば実質的に見込める慣性過給効果の大小を鑑みることなく慣性過給を即座に開始することによる制御負荷の増大又はエミッションの悪化等といった問題が生じかねない。即ち、従来の技術には、慣性過給の要否が切り替わる過渡期間において、車両の総合的な性能が低下しかねないという技術的な問題点がある。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、車両の総合的な性能低下を抑制することが可能な内燃機関の吸気制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、車両に備わり、複数の気筒、該複数の気筒に連通する吸気通路及び該吸気通路に設置された吸気制御弁を備え、該吸気制御弁の開閉を伴う所定種類の慣性過給制御により吸気の脈動を利用した慣性過給が可能に構成されてなる内燃機関の吸気制御装置であって、前記内燃機関の負荷を含む前記車両の運転条件に基づいて前記慣性過給制御の要否を判別する判別手段と、前記判別された要否が変化した場合に、前記複数の気筒のうち吸気行程に対応する吸気気筒における該吸気行程の進捗状態及び前記内燃機関の負荷のうち少なくとも一方に応じて前記慣性過給制御の開始時期及び停止時期のうち少なくとも一方を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る「内燃機関」とは、複数の気筒を有し、当該気筒の各々における燃焼室において、例えばガソリン、軽油、各種アルコール若しくは各種アルコールとガソリンとの混合燃料等各種の燃料が、又は当該各種燃料を含む混合気等が爆発或いは燃焼した際に生じる力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的な又は機械的な伝達経路を経て駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。また、この種の内燃機関に係る「内燃機関の吸気制御装置」とは、気筒内部に対する、吸気（即ち、外界から吸入される空気たる吸入空気を少なくとも概念の一部として含み、当該吸入空気そのもの、或いは例えばＥＧＲ装置等の排気再循環装置が備わる場合等には例えばＥＧＲバルブ等の流量調整手段の開閉状態等に応じてＥＧＲガス（即ち、排気の一部）と当該吸入空気の混合体等の各種形態を採り得る）の供給を制御する装置である。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置における「吸気通路」とは、即ち、上述した吸気の通路であって、好適な一形態として、例えばエアクリーナ、エアフローメータ、スロットルバルブ（即ち、吸気絞り弁）、サージタンク及び吸気ポート等を相互に且つ適宜に連結又は連通せしめ得る、例えば単一又は複数の管状部材の形態を採り得る。また、好適な一形態として、本発明に係る内燃機関は、この吸気通路に、例えばターボチャージャ等の過給器（無論、タービン等、排気系に備わるべき一部を除外してなる一部であってもよい）が備わっていてもよく、その場合、更にその下流側（尚、「下流」及び「上流」とは、吸気の流れる方向を基準とする方向概念の一であり、この場合、下流側とは即ち気筒側である）に、例えばインタークーラ等の吸気冷却手段を備えていてもよい。尚、吸気冷却手段は、過給器を介して供給される（過給器による過給が実践上有意に行われているか否かとは無関係であってもよい）吸気を冷却可能な物理的、機械的、機構的、電気的、磁気的又は化学的態様を有する手段であって、少なくとも幾らかなり且つ相対的に吸気が冷却されることによって、吸気の密度は相対的に上昇し、吸気の充填効率は向上し得る。
【０００９】
本発明に係る内燃機関は、吸気通路に、例えば二値的に、段階的に或いは連続的に制御され得る開閉状態に応じて吸気の量たる吸気量を調整可能な、例えば弁体、或いは当該弁体に加え更に当該弁体を駆動する駆動装置等を適宜に含んでなる動弁機構又は動弁装置等の各種形態を採り得る手段としての吸気制御弁を備える。この吸気制御弁は、内燃機関にスロットルバルブ等の所謂吸気絞り弁が備わる場合には、好適な一形態として、この吸気絞り弁の下流側に設置される。尚、吸気制御弁の設置態様は、吸気通路の構造等に応じて適宜変化し得る。例えば、吸気通路が、例えばサージタンクと各気筒との間の区間において、例えば各気筒又は気筒群に対応して適宜に分岐する構成を有する場合等には、その分岐位置又はその上流側に複数の気筒に共有される形で単一の吸気制御弁が備わっていてもよいし（この場合、好適な一形態として吸気系は、所謂一弁式のインマニレス吸気系を採り得る）、このような吸気通路の構成においても、各気筒に対応する複数の吸気通路（即ち、分岐位置下流側）に各気筒個別に複数の吸気制御弁が備わっていてもよい。或いは吸気通路の一部が、所謂吸気マニホールド等、例えばサージタンク下流側において気筒毎に独立した構成とされる場合等には、無論これら独立した管路の各々に（或いは一部に）吸気制御弁が備わっていてもよい。
【００１０】
本発明に係る内燃機関は、吸気制御弁の開閉を伴う所定種類の慣性過給制御が実行された場合に、吸気の脈動を利用した慣性過給（パルス過給又はインパルスチャージ等とも称される）が可能に構成されている。ここで、慣性過給とは、好適な一形態として、例えば吸気弁の開弁に相前後して吸気制御弁を閉弁し、例えば吸気弁の開弁後然るべき時間経過（クランク角等により角度概念として規定されてもよい）を経て吸気制御弁を開弁させる（即ち、吸気制御弁の下流側が負圧であり、且つ吸気制御弁の上流側が大気圧以上である状態で開弁させる）こと等によって正圧波を生成し、この正圧波を開放端とみなし得る各気筒の燃焼室入り口近傍で負圧波として反射させると共に、この負圧波が、例えば吸気通路に対し直列又は並列に配置された、例えばサージタンク等の開口部で再び開放端反射されて生じる、言わば二次的な正圧波等の形態を採り得る吸気の脈動を利用して、自然吸気がなされる場合（好適な一形態として、吸気は吸気制御弁の有無にかかわらず基本的に脈動波として気筒内に取り込まれ得るが、吸気制御弁に施される開閉制御により生じる脈動とは、好適な一形態として、この種の脈動よりも強い脈動である）と比較して多量の吸気を吸気行程で気筒内に取り込む（即ち、過給する）こと等を指す。
【００１１】
ここで、「所定種類の慣性過給制御」とは、この種の慣性過給を実現させるべくなされる、例えば吸気制御弁の開閉時期、開弁期間又は開度（即ち、開弁の度合いであり、一義的に開閉状態を規定する）の制御、吸気弁の開閉時期又は開弁期間の制御、或いは更に吸気の充填効率の変化に伴う吸気量の変化に応じた燃料噴射量の補正等を包括する概念であって、例えば吸気弁（即ち、好適な一形態として燃焼室と吸気通路との連通状態を制御する弁）の閉弁時期と、吸気の脈動波（正圧波）のピークが吸気弁に到達する時期とを同期させる（必ずしも一致させることのみを表すものではない）旨の制御等を含む趣旨である。
【００１２】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る判別手段により、内燃機関の負荷（負荷に対応する各種の指標値等を含み得る）を少なくとも含む車両の運転条件に基づいて、慣性過給制御の要否（一義的に慣性過給の要否）が判別される。この際、当該車両の運転条件と慣性過給制御の実行の要否とは、如何なる対応付けがなされていてもよく、如何なる対応付けがなされているにせよ、判別手段に係る判別動作に実践上問題となる程度の影響が及ぶことはない。但し、好適な一形態として、この種の慣性過給制御は、例えば機関回転速度が低く（例えば、機関回転速度が、吸気制御弁の動作速度が追従し得る領域としての、或いは吸気が元々有する脈動と吸気制御弁の開閉制御により生成される脈動との間に有意な効果の差が現れ難い領域としての高回転領域を除く領域としての低回転領域に属する場合）、且つ負荷が、例えば元々過給を必要としない旨の低負荷領域を除いてなる高負荷領域に属する場合等に行われ得るから、判別手段は、当該負荷に加えて、機関回転速度（機関回転速度に対応する各種の指標値等を含み得る）を参照してもよい。
【００１３】
ここで、慣性過給制御の要否は、吸気気筒（吸気行程にある気筒を指すが、必ずしも常に少なくとも一の気筒が吸気行程にある必要はない）における吸気行程の進捗過程とは無関係に適宜変化し得る性質のものであるから、慣性過給制御が新規に必要となる場合（車両の運転条件が非慣性過給領域から慣性過給領域へ移行した場合）或いは慣性過給制御が不要となる場合（車両の運転条件が慣性過給領域から非慣性過給領域へ移行した場合）を含む、慣性過給制御の要否の切り替え期間において、吸気行程の進捗状態（定性的な状態であっても定量的な状態であってもよい）は多種多様である。
【００１４】
ここで特に、この種の進捗状態を何ら考慮することなく慣性過給制御の実行状態を切り替える（即ち、端的に言えば、開始させる或いは停止させる）場合、動力性能の低下或いはエミッションの悪化等といった問題が顕在化し易い。例えば、吸気行程の終期において吸気制御弁の開閉を行ったとしても、元より十分な負圧を形成することが難しいため十分な脈動は生成され難い。場合によっては、吸気制御弁を閉弁することによる吸気量の減少すら招き得る。従って、慣性過給による吸気の充填効率向上に係る効果は、少なくとも平常の慣性過給制御の実行時と較べて幾らかなり低下し易い。
【００１５】
一方で、慣性過給制御を実行する場合、単なる自然吸気がなされる場合と較べて吸気量に幾らかなり変化が生じ得るから、好適な一形態としては、慣性過給制御の一環として先に述べた燃料噴射量の補正が必要となるが、例えば吸気行程初期における吸気制御弁の閉弁時期（吸気行程開始時点で吸気制御弁が開弁している場合）或いは吸気行程終期における吸気制御弁の閉弁時期、及び例えば吸気行程中期における吸気制御弁の開弁時期等（以下、これらを包括する概念として適宜「吸気制御弁の開閉特性」なる言葉を使用する）により支配的に定まり得る吸気量（又は吸気量の変化）を、このような過渡的な吸気制御弁の開閉がなされた場合について正確に且つ迅速に検出或いは推定するに際しては、実践上の困難が伴うか、或いは事前の適合等に要する人的、時間的又は物理的なコストの増加が避け難い。特に、例えば予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、このような吸気制御弁の開閉特性に対応付ける形で、吸気量の変化量等を考慮した燃料噴射量の補正量を適合値として保持しておき、慣性過給制御の開始に伴い、係る適合値に基づいて予測的に燃料噴射量の補正がなされる場合、上述したように慣性過給の効果が現れ難い場合に、燃料噴射量が過剰となってエミッションが悪化しかねない。
【００１６】
ところが、この種のエミッションの悪化を回避するために、吸気気筒の吸気行程における慣性過給制御の開始を諦めて吸気気筒に相前後して吸気行程が行われる気筒（即ち、後述する次気筒）から新規に慣性過給制御を開始しようとすれば、吸気気筒における吸気行程の進捗状態によっては、例えばクランク角にして限りなく１８０度に近い時間遅延が発生し得、トルク応答が遅れて動力性能の低下が顕在化し易い。反面、慣性過給制御の実行要否が切り替わったとして、上述した内燃機関の負荷が不変であれば、慣性過給制御の実行状態を必ずしも即座に変化させる必要はない。即ち、負荷が変化しなければ、ドライバの要求自体は、少なくともドライバに違和感を抱かせない程度には担保されている可能性が高く、幾らかなりエミッションの悪化を招き得る可能性を生じさせてまで、吸気気筒から慣性過給制御を開始する必要は生じ難い。
【００１７】
即ち、慣性過給制御の実行要否が切り替わる過渡期間において、如何なるタイミングで慣性過給制御の実行状態を変化させるか（開始させる場合も、停止させる場合も含む）を決定するに際しては、吸気気筒における吸気行程の進捗状態或いは内燃機関の負荷を考慮する必要がある。
【００１８】
そこで、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成され得る制御手段が、判別手段により判別された要否が変化した場合に（即ち、時系列上の差異はあるにせよ、慣性過給を近未来的に開始又は停止させる必要が生じた場合に）、吸気気筒における吸気行程の進捗状態及び内燃機関の負荷のうち少なくとも一方に応じて、慣性過給制御の開始時期及び停止時期のうち少なくとも一方を制御する。このため、慣性過給の開始時期或いは停止時期を的確に制御することが可能となり、エミッションの悪化を回避しつつ、可及的にトルク応答の追従性を向上させることが可能となる。即ち、車両の総合的な性能低下を抑制することが可能となるのである。
【００１９】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされる側へ変化した場合において、前記進捗状態が前記吸気行程について設定される所定の初期段階に該当する場合には前記吸気気筒から前記慣性過給制御が開始されるように前記開始時期を制御すると共に、前記進捗状態が前記初期段階に該当しない場合には時系列上前記吸気気筒と相前後して吸気行程を迎える次気筒から前記慣性過給制御が開始されるように前記開始時期を制御する。
【００２０】
この態様によれば、慣性過給制御が必要とされる側への運転条件の変化に際し、吸気気筒における吸気行程の進捗状態が所定の初期段階に該当する場合には吸気気筒から慣性過給が開始され、当該初期段階に該当しない場合には吸気気筒に引き続いて吸気行程が行われる次気筒から慣性過給が開始される。従って、エミッションの悪化を招くことなく、可及的に早期に慣性過給制御を開始することが可能となる。
【００２１】
尚、「初期段階」とは、慣性過給制御を開始することにより少なくとも実践上有意な慣性過給が実現される（例えば、幾らかなり吸気の充填効率を向上させ得る）吸気行程の進捗段階を包括する概念であり、必ずしもクランク角等により一義的に決定されずともよいが、慣性過給の効果（例えば、吸気の充填効率の向上等）が、吸気制御弁の上述した開閉特性により影響されることに鑑みれば、「初期段階」とは、好適な一形態として、少なくとも吸気制御弁下流側に有意な負圧が形成され得る程度に、更には吸気の脈動に係る正圧波を吸気弁又はその近傍領域に幾らかなり到達せしめ得る程度に、吸気ＴＤＣ（Top Death Center：上死点）に近接した領域として、一義的でないにせよクランク角等により規定されていてもよい。
【００２２】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされる側へ変化した場合において、前記負荷が所定の増加状態にあり且つ前記進捗状態が前記吸気行程について設定される所定の初期段階に該当する場合には前記吸気気筒から前記慣性過給制御が開始されるように前記開始時期を制御する。
【００２３】
この態様によれば、慣性過給制御が必要とされる側へ要否が変化した場合において、負荷が所定の増加状態にあり且つ吸気行程が上述した初期段階にある場合に限って、そのような場合に優先的に、或いは少なくともそのような場合に、吸気気筒から慣性過給制御が開始される。従って、慣性過給の要否の度合いに応じた適切なタイミングで慣性過給制御を開始することが可能となり、トルク応答の追従性を効率的且つ効果的に向上させることが可能となる。
【００２４】
ここで、負荷について規定される「所定の増加状態」とは、比較基準（適宜設定されてもよいし、一サンプル時刻前の検出値又は推定値等であってもよい）に対する正の変化量が生じている状態を包括する概念であるが、好適な一形態としては、例えば、負荷の変化量が、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいてトルク応答に追従性が顕著に要求され得る（言い換えれば、慣性過給制御を次気筒から開始することにより動力性能の不足（ドライバの体感上のものであってもよい）が顕在化し得る）ものとして規定される一定又は不定の基準値を超えた状態として規定されてもよい。尚、負荷が増加状態にあるか否かは、必ずしも吸入空気量や吸気量等の実測値又は検出値等に基づいて判断されるものでなくともよく、アクセル開度等、負荷を規定する各種の指標値に基づいて判断されるものであってもよい。
【００２５】
尚、この態様では、前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされる側へ変化した場合において、前記負荷が前記増加状態にない場合又は前記進捗状態が前記初期段階に該当しない場合には時系列上前記吸気気筒と相前後して吸気行程を迎える次気筒から前記慣性過給制御が開始されるように前記開始時期を制御してもよい。
【００２６】
この態様によれば、負荷が増加状態にない場合又は吸気行程の進捗状態が初期段階に該当しない場合には、慣性過給制御が次気筒から開始される。慣性過給制御が必要とされる側への運転条件の変化に際し負荷が増加状態にない場合とは、好適な一形態として、例えば減速時等、機関回転速度が低下する場合であり、トルク応答に追従性が要求されない場合である可能性が高い。従って、このように次気筒から慣性過給制御を開始したとして、動力性能の不足が顕在化する可能性は極めて低く、例えば燃料噴射量補正等に要する制御負荷、制御コスト、事前の適合に要するコスト等の増大を抑制し得る点において実践上有益である。
【００２７】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされない側へ変化した場合において、前記負荷が所定の減少状態にある場合には前記吸気気筒から前記慣性過給制御が停止されるように前記停止時期を制御する。
【００２８】
この態様によれば、慣性過給制御が必要とされない側へ要否が変化した場合において、負荷が所定の減少状態にある場合には、吸気気筒から慣性過給制御が停止される。慣性過給制御の停止に際しては、吸気制御弁は、デフォルト位置（好適な一形態としては、全開位置であるが、必ずしも全開位置でなくともよく、積極的に固定又は維持するための駆動制御がなされてもよいし、単に非駆動状態の位置であってもよい）に復帰せしめられるが、負荷が減少状態にある場合、積極的にトルクの低下が要求されている可能性が高いため、慣性過給制御を可及的に早期に停止するのが望ましい。
【００２９】
この態様によれば、負荷が減少状態にある場合に限って、そのような場合に優先的に、或いは少なくともそのような場合に、吸気気筒から慣性過給制御が停止される（即ち、定性的に言えば、即座に停止される）ため、減少側へのトルク応答の追従性を効率的且つ効果的に担保することが可能となる。
【００３０】
ここで、負荷について規定される「所定の減少状態」とは、比較基準（適宜設定されてもよいし、一サンプル時刻前の検出値又は推定値等であってもよい）に対する負の変化量が生じている状態を包括する概念であるが、好適な一形態としては、例えば、負荷の変化量が、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいてトルク応答に追従性が顕著に要求され得る（言い換えれば、慣性過給制御を次気筒から停止することにより動力性能が過剰となる（ドライバの体感上のものであってもよい））ものとして規定される一定又は不定の基準値を超えた状態として規定されてもよい。尚、負荷が減少状態にあるか否かは、必ずしも吸入空気量や吸気量等の実測値又は検出値等に基づいて判断されるものでなくともよく、アクセル開度等、負荷を規定する各種の指標値に基づいて判断されるものであってもよい。
【００３１】
尚、この態様では、前記制御手段は、前記判別された要否が、前記慣性過給制御が必要とされない側へ変化した場合において、前記負荷が前記減少状態にない場合には、時系列上前記吸気気筒と相前後して吸気行程を迎える次気筒から前記慣性過給制御が停止されるように前記停止時期を制御してもよい。
【００３２】
この態様によれば、負荷が減少状態にない場合には、慣性過給制御が次気筒から停止される。即ち、負荷が減少状態にない場合、トルクを必ずしも即座に減少させる必要はなく、次気筒から慣性過給制御を停止したとしても、実践的にみれば何らの問題も生じないことが多い。また、この場合、吸気気筒について実行中の慣性過給制御を即座に停止させることによる吸気量の過渡的な変動を考慮する必要がなくなるため、制御負荷、制御コスト、事前の適合に要するコスト等の増大を抑制し得る点において実践上有益である。
【００３３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について一部その動作を交えて説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００３５】
図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備える。
【００３６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の吸気制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する弁駆動制御を実行することが可能に構成されている。
【００３７】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「判別手段」及び「制御手段」の一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００３８】
エンジン２００は、ガソリンを燃料とする、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２００の概略について説明すると、エンジン２００は、シリンダブロック２０１に４本の気筒２０２が並列して配置された構成を有している。そして、各気筒内における圧縮工程において燃料を含む混合気が圧縮され、点火装置２０３の点火動作により着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフト（不図示）の回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフトの回転は、エンジンシステム１０を搭載する車両の駆動輪に伝達され、当該車両の走行が可能となる。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、個々の気筒２０２の構成は相互に等しいため、ここでは一の気筒２０２についてのみ説明することとする。但し、各気筒を区別して表す場合には、これら４本の気筒の各々を適宜「第１気筒」、「第２気筒」、「第３気筒」及び「第４気筒」と表現する。尚、補足すると、エンジン２００では、各行程が、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順に繰り返し実行される構成となっている。即ち、第１気筒において吸気行程がなされている場合（第１気筒が本発明に係る「吸気気筒」の一例である場合）、時系列上相前後して吸気行程を迎える気筒（即ち、本発明に係る「次気筒」の一例）は、第３気筒である。
【００３９】
図１において、外界から導かれる空気たる吸入空気は、吸気管２０４に導かれる構成となっている。この吸気管２０４には、吸気管２０４に導かれる吸入空気の量を調節可能なスロットルバルブ２０５が配設されている。このスロットルバルブ２０５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され且つＥＣＵ１００により上位に制御されるスロットルバルブモータ（不図示）から供給される駆動力により回転可能に構成された回転弁であり、スロットルバルブ２０５を境にした吸気管２０４の上流部分と下流部分とをほぼ遮断する全閉位置から、ほぼ全面的に連通させる全開位置まで、その回転位置が連続的に制御される構成となっている。このように、エンジン２００では、スロットルバルブ２０５及びスロットルバルブモータにより、一種の電子制御式スロットル装置が構成されている。
【００４０】
吸気管２０４は、スロットルバルブ２０５の下流側において連通管２０６に接続され、その内部において連通管２０６と連通する構成となっている。連通管２０６は、各気筒２０２の吸気ポート（不図示）の各々に連通しており、吸気管２０４に導かれた吸入空気は、連通管２０６を介して、各気筒に対応する吸気ポートに導かれる構成となっている。吸気ポートは、一の気筒２０２について夫々二個ずつ備わっており、夫々が気筒２０２内部に連通可能に構成されている。尚、吸気管２０４及び連通管２０６により、本発明に係る「吸気通路」の一例が構成されている。
【００４１】
吸気ポートには、燃料噴射用の不図示のインジェクタの噴射弁が露出しており、吸気ポートに燃料たるガソリンを噴射可能に構成されている。このインジェクタの駆動系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００により上位に制御される。即ち、インジェクタは、ＥＣＵ１００によりその動作が制御される構成となっている。インジェクタを介して噴射された燃料は、吸気ポートにおいて吸入空気とある程度混合され、上述した混合気として吸気行程に気筒２０２内部へ吸入される。即ち、この混合気は、本発明に係る「吸気」の一例である。尚、吸入された混合気は、吸気行程及びそれに引き続く圧縮行程において更に混合が促進され、圧縮ＴＤＣ付近においてなされる点火装置２０３の点火制御（尚、ＥＣＵ１００により制御される）により点火及び着火する（即ち、爆発する）構成となっている。
【００４２】
本実施形態では、このようにインジェクタは所謂電子制御式のポートインジェクタであり、燃料は吸気ポートに噴射されるが、燃料の噴射形態は何ら限定されるものではなく、例えば、この種のポートインジェクタに代えて又は加えて、高温高圧の気筒２０２内部に直接燃料を噴射可能な、例えばコモンレールシステムやユニットインジェクタ等からなる筒内直噴システムが採用されてもよい。
【００４３】
吸気ポートと気筒２０２内部との連通状態は、各吸気ポートに設けられた吸気バルブ２０７により制御される。吸気バルブ２０７は、クランクシャフトに連動して回転する吸気カムシャフト２０８に固定された、吸気カムシャフト２０８の伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす吸気カム２０９のカムプロフィール（端的に言えば、形状）に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に吸気ポートと気筒２０２内部とを連通させることが可能に構成されている。
【００４４】
一方、燃焼した混合気或いは一部未燃の混合気は、吸気バルブ２０７の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１０の開弁時に、不図示の排気ポートを介して排気として排気マニホールド２１３に導かれる構成となっている。排気バルブ２１０は、クランクシャフトに連動して回転する排気カムシャフト２１１に固定された、排気カムシャフト２１１の伸長方向と垂直な断面が楕円形状をなす排気カム２１２のカムプロフィール（端的に言えば、形状）に応じてその開閉特性が規定されており、開弁時に排気ポートと気筒２０２内部とを連通させることが可能に構成されている。排気マニホールド２１３に集約された排気は、排気マニホールド２１３に連通する排気管２１４に供給される。
【００４５】
排気管２１４には、タービンハウジング２１５に収容される形でタービン２１６が設置されている。タービン２１６は、排気管２１４に導かれた排気の圧力（即ち、排気圧）により所定の回転軸を中心として回転可能に構成された、セラミック製の回転翼車である。このタービン２１６の回転軸は、コンプレッサハウジング２１７に収容される形で吸気管２０４に設置されたコンプレッサ２１８と共有されており、タービン２１６が排気圧により回転すると、コンプレッサ２１８も当該回転軸を中心として回転する構成となっている。
【００４６】
コンプレッサ２１８は、不図示のエアクリーナを介して外界から吸気管２０４に吸入される吸入空気を、その回転に伴う圧力により下流側へ圧送供給することが可能に構成されており、このコンプレッサ２１８による吸入空気の圧送効果により、所謂過給が実現される構成となっている。即ち、エンジン２００では、タービン２１６とコンプレッサ２１８とにより、一種のターボチャージャが構成されている。尚、これ以降の説明において、タービン２１６及びコンプレッサ２１７を含む包括概念として、適宜「ターボチャージャ」なる言葉を使用することとする。
【００４７】
また、排気管２１４には、三元触媒２１９が設置されている。三元触媒２１９は、排気中のＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）を同時に或いは連続的に浄化することが可能に構成された触媒コンバータである。更に、気筒２０２を収容するシリンダブロック２０１には、水温センサ２２０が配設されている。シリンダブロック２０１内部には、気筒２０２を冷却するための冷却水流路たるウォータジャケットが張り巡らされており、当該ウォータジャケット内部において、冷却水としてのＬＬＣが不図示の循環系の作用により循環供給されている。水温センサ２２０は、このウォータジャケット内部に検出端子の一部が露出した構成を有しており、冷却水の温度を検出することが可能に構成されている。水温センサ２２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００４８】
コンプレッサ２１８の上流側には、吸入空気の質量流量を検出可能なホットワイヤ式のエアフローメータ２２１が設置されている。エアフローメータ２２１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気量は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。尚、本実施形態において、検出された吸入空気量は、気筒２０２に吸入される吸気の量（即ち、吸気量）と一義的な関係を有しており、エンジン２００の実負荷を規定する指標値として扱われる。
【００４９】
また、吸気管２０４において、コンプレッサ２１８の下流側、且つスロットルバルブ２０５の上流側には、インタークーラ２２２が設置されている。インタークーラ２２２は、その内部に熱交換壁を有しており、過給された吸入空気が（コンプレッサ２１８が実質的にみて有意に作用しない低回転領域においても同様である）通過する際に、係る熱交換壁を介した熱交換により吸入空気を冷却することが可能に構成されている。エンジン２００は、このインタークーラ２２２による冷却によって吸入空気の密度を増大させることが可能となるため、コンプレッサ２１８を介した過給がより効率的になされ得る構成となっている。
【００５０】
ここで、吸気管２０４における、スロットルバルブ２０５の下流側には、サージタンク２２３が設置されている。サージタンク２２３は、上述したターボチャージャの過給作用を適宜受けつつ供給される吸入空気の不規則な脈動を抑制し、且つ下流側（即ち、気筒２０２側）に安定して吸入空気を供給すると共に、後述する慣性過給制御の実行時において、負圧波の位相を反転させることが可能に構成された貯留手段であり、上述した連通管２０６は、このサージタンク２２３の下流側において吸気管２０４に接続されている。但し、吸入空気は基本的に大なり小なり脈動しつつ気筒２０２側へ供給されるため、サージタンク２２３を通過する吸入空気もまた、一種の脈動波である。
【００５１】
吸気管２０４に設置されたサージタンク２２３の下流側における、連通管２０６との接続部位近傍には、単一のインパルス弁２２４が設けられている。インパルス弁２２４は、弁体の位置により規定される開度が、吸気管２０４と連通管２０６との連通を遮断する全閉開度と、吸気管２０４と連通管２０６とをほぼ全面的に連通させる全開開度との間で連続的に変化するように構成された、本発明に係る「吸気制御弁」の一例たる電磁制御弁である。インパルス弁２２４は、アクチュエータ２２５から供給される駆動力によりその開度が制御される構成となっている。このアクチュエータ２２５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその駆動状態が制御される構成となっている。即ち、インパルス弁２２４の開度は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００５２】
尚、エンジン２００では、連通管２０６が、個々の気筒２０２（より具体的には吸気ポート）に対応する部分の上流側において集約され、所謂一弁式のインマニレス吸気系が実現されているが、吸気系の構成はこれに限定されるものではなく、例えばサージタンク２２３から個々の気筒２０２に対し吸気マニホールドが分岐する構成を有していてもよい。この場合、個々の吸気マニホールドに、インパルス弁２２４が夫々独立して制御可能に設置されていてもよい。
【００５３】
エンジン２００は、作用角可変型ＶＶＴ２２６を備える。作用角可変型ＶＶＴ２２６は、吸気バルブ２０７の位相及び作用角を連続的に変化させることが可能に構成された装置である。作用角可変型ＶＶＴ２２６は、ベーン駆動用の油圧アクチュエータ及び揺動カム駆動用のモータ等、複数の駆動系を含み、当該駆動系がＥＣＵ１００と電気的に接続され且つＥＣＵ１００によりその動作状態を制御されることによって、その動作状態がＥＣＵ１００により上位に制御される構成となっている。作用角可変型ＶＶＴ２２６は、油圧アクチュエータを利用した公知のベーン方式の位相可変機能と、モータにより駆動される揺動カムを使用した公知のロストモーション方式の作用角（即ち、バルブリフト量）可変機能とを併有する装置である。
【００５４】
尚、上記吸気バルブ２０７の説明においては、吸気バルブ２０７が、吸気カム２０８のカムプロフィールにより規定される一の開閉特性を有する旨が記述されているが、これは、作用角可変型ＶＶＴ２２６の作用と矛盾するものではなく、作用角可変型ＶＶＴ２２６の一の動作状態（即ち、ベーン位置及び揺動カムの軸支点位置等）に対して、吸気カム２０８のカムプロフィールが吸気バルブ２０７の開閉特性を規定することを意味している。
【００５５】
尚、本実施形態に係るエンジンシステム１０では、本発明に係る「内燃機関」の一例として、ガソリンエンジンたるエンジン２００が採用されているが、本発明に係る内燃機関とはガソリンエンジンのみを指すものではなく、無論ディーゼルエンジンや、アルコール混合燃料を使用するエンジン等であってもよい。また、説明の煩雑化を防ぐ目的から、本実施形態に係るエンジン２００には、ＥＧＲ装置等の排気再循環装置が装着されないが、無論好適な一形態としてエンジン２００に排気再循環装置が装着されていてもよい。ここで、排気再循環装置が装着されない構成に鑑みれば、本実施形態におけるエンジン２００において、各気筒２０２に吸気ポートを介して吸入される吸気は、インジェクタによる噴射燃料を除けば、吸気管２０４を介して導かれる吸入空気のみにより構成される。
【００５６】
尚、エンジン２００の要求負荷は、不図示のアクセルペダルの操作量（即ち、ドライバによる操作量）たるアクセル開度Ｔａに応じて決定される。アクセル開度Ｔａは、アクセル開度センサ１１により検出され、アクセル開度センサ１１と電気的に接続されたＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。総体的には、アクセル開度が小さい程要求負荷は小さく、アクセル開度が大きい程要求負荷は大きくなる。要求負荷の大小とは、要求出力の大小と相関するから、エンジンシステム１０において、エンジン要求出力は、アクセル開度Ｔａに応じて変化する。
【００５７】
尚、アクセル開度Ｔａにより規定される要求負荷も、要求負荷に応じたスロットル開度の変化或いは機関回転速度の変化により変化する上述した実負荷も、本発明に係る「負荷」の一例であるが、本実施形態では特に、アクセル開度Ｔａを本発明に係る負荷の一例として扱うこととする。
【００５８】
＜実施形態の動作＞
次に、図２を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行される弁駆動制御の詳細について説明する。ここに、図２は、弁駆動制御のフローチャートである。
【００５９】
図２において、ＥＣＵ１００は、車両の運転条件を取得する（ステップＳ１０１）。尚、本実施形態では、係る運転条件として機関回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ｔａが取得される。機関回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ｔａが取得されると、取得された運転条件が慣性過給領域に該当するか否かが判別される（ステップＳ１０２）。尚、ステップＳ１０２に係る処理は、本発明に係る「慣性過給制御の要否を判別する」処理の一例である。
【００６０】
ここで、図３を参照し、慣性過給領域について説明する。ここに、図３は、慣性過給領域の模式図である。
【００６１】
図３において、慣性過給領域は、縦軸及び横軸に夫々アクセル開度Ｔａ及び機関回転速度Ｎｅを配してなる二次元座標系において、図示ハッチング領域に相当する領域である。より具体的には、エンジン２００の採り得る機関回転速度の範囲を、最低回転速度ＮｅＬ（自立回転可能な最低回転速度である）以上、且つ最高回転速度ＮｅＨ（所謂レブリミットである）以下であるとし、アクセル開度Ｔａが０％（即ち、全閉）から１００％（即ち、全開）まで変化するとした場合、慣性過給領域は、ＮｅＬ≦Ｎｅ≦Ｎｅｔｈ（Ｎｅｔｈ＜ＮｅＨ）、且つＴａｔｈ≦Ｔａ≦１００となる領域であり、定性的に言えば低回転高負荷領域となる。
【００６２】
尚、最低回転速度ＮｅＬは、例えば８００ｒｐｍ程度の値であり、Ｎｅｔｈは判断基準値であり概ね２０００ｒｐｍ程度の値である。また、Ｔａｔｈはアクセル開度の基準値であり、要求負荷の点から慣性過給が必要である旨の判断を下し得る値である。別言すれば、基準値Ｔａｔｈ未満の低負荷領域においては、元より吸気の充填量を増大させる必要がないため、慣性過給制御の実行が必要とされないのである。
【００６３】
図２に戻り、取得した運転条件が慣性過給領域に該当しない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、非慣性過給制御を実行する（ステップＳ１０６）。
【００６４】
ここで、非慣性過給制御とは、車両の運転条件が非慣性過給領域に該当する（慣性過給領域に該当しない）場合に対応するインパルス弁の駆動制御であり、本実施形態では、インパルス弁２２４がデフォルト位置たる全開位置に固定される制御を指す。尚、インパルス弁２２４を全開位置に固定するに際してのインパルス弁２２４の駆動態様は特に限定されず、例えば、アクチュエータ２２５の非通電時におけるインパルス弁２２４の位置が、インパルス弁２２４の全開位置に対応している場合には、単にアクチュエータ２２５への通電を停止することによりインパルス弁２２４を全開位置に固定してもよいし、アクチュエータ２２５の非通電時におけるインパルス弁２２４の位置が全開位置と異なる場合には、インパルス弁２２４が全開位置で維持固定されるようにアクチュエータ２２５に対し然るべき通電を行ってもよい。
【００６５】
一方、運転条件が慣性過給領域に該当する場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、更に前回の取得タイミングにおける車両の運転条件が、非慣性過給領域に該当するか否かを判別する（ステップＳ１０３）。前回の取得時において既に車両の運転条件が慣性過給領域に該当していた場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、即ち、現時点が、非慣性過給領域から慣性過給領域への切り替え期間に該当しない場合、ＥＣＵ１００は、慣性過給制御を実行する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
ここで、慣性過給制御とは、インパルス弁２２４を開閉させることにより吸気の脈動を生成し、吸気の充填効率を向上させる一連の制御を指し、その概要は概ね以下のようになる。
【００６７】
即ち、一の気筒２０２（例えば、第１気筒）について、吸気行程の開始前に（即ち、好適には他気筒（例えば、第２気筒）の吸気行程終期において）、或いは吸気行程初期においてインパルス弁２２４を閉弁すると、インパルス弁２２４が閉弁しているため、当該気筒２０２のピストンの下降に従って、連通管２０６の管内圧は負圧となり、大気圧又は過給により大気圧以上に維持される吸気管２０４の管内圧との圧力差が拡大する。このように十分に連通管２０６内部に負圧が形成された状態においてインパルス弁２２４を開弁する（即ち、吸気バルブ２０７の開弁タイミング以降の開弁期間において開弁する）と、吸気管２０４と該当する気筒２０２（即ち、ここでは、第１気筒）の内部とが連通し、インパルス弁２２４を介して吸入空気が吸気として一気に気筒２０２内部の燃焼室に流入することとなる。
【００６８】
一方、燃焼室との連通部位において連通管２０６は所謂開放端となっており、燃焼室への吸入空気の流入に惹起された正圧波は、燃焼室で反射することによって、位相が反転した負圧波となる。この負圧波は、連通管２０６及びインパルス弁２２４を順次介してサージタンク２２３に到達し、開放端となる連通孔において開放端反射して位相が反転した正圧波として再び燃焼室に到達する。この正圧波のピークが燃焼室に（或いは吸気バルブ２０７に）到達した時点で（必ずしも、当該時点のみに限定されるものではなく、吸気の充填効率を幾らかなり向上させ得る限りにおいて当該時点を含む一定又は不定の期間であってよい）吸気バルブ２０７を閉弁することにより、或いは、吸気バルブ２０７が閉弁するタイミングで、この正圧波が燃焼室に到達するようにインパルス弁２２４の開弁時期を制御することにより、燃焼室内の圧力は上昇し、吸気の充填効率が向上する。インパルス弁２２４を利用した慣性過給は、このように実行される。
【００６９】
ステップＳ１０７に係る慣性過給制御の実行に際しては、ＥＣＵ１００は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて車両の運転条件毎に吸気の充填効率を可及的に向上させ得るように定められた開閉特性でインパルス弁２２４が開閉するように、アクチュエータ２２５を制御する。また、この際、気筒２０２内部に取り込まれる吸気の量が変化するため、空燃比を所定値に維持すべく燃料噴射量が補正される。燃料噴射量の補正に際しては、予め上述した車両の運転条件とインパルス弁２２４の開閉時期とに対応付けられてマップ化された燃料噴射量の補正量（慣性過給による吸気の充填効率向上に係る効果が生じることが前提である）が参照され、基準となる燃料噴射量が適宜に増量補正される。このため、慣性過給制御の実行に際し、エミッションの悪化は生じない。
【００７０】
ＥＣＵ１００は、前回取得された車両の運転条件が慣性過給領域に該当する場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、即ち、慣性過給が必要とされる側へ慣性過給制御の実行の要否が新規に切り替わる、言わば過渡期間に該当する期間において、その時点で吸気行程にある気筒２０２（即ち、本発明に係る「吸気気筒」の一例であり、以下、適宜「吸気気筒」と表現する。尚、ここでは、一例として第１気筒である）における当該吸気行程が初期段階であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。
【００７１】
慣性過給制御による、吸気の充填効率向上に係る実践上の効果の大小は、インパルス弁２２４の閉弁時期と開弁時期とにより支配的に定まる。ここで、この種の過渡期間においてインパルス弁２２４はデフォルト位置たる全開位置にあり、慣性過給制御を新規に開始するに際して最初に実行すべき処理は、インパルス弁２２４の閉弁である。ところが、吸気行程の進捗状態によっては、インパルス弁２２４を閉弁したところで連通管２０６内部に十分な負圧を形成することが困難となる場合がある。或いは、吸気バルブ２０７の閉弁時期に同期するように（少なくとも実践上有意な正圧波を吸気バルブ２０７に到達させ得るタイミングで）インパルス弁２２４を開弁することが困難となる場合がある。このような場合、負圧の形成が困難であるにせよ、正圧波の到着タイミングの制御が困難であるにせよ、吸気の充填効率を向上させる旨の効果は著しく阻害され易い。
【００７２】
一方で、十分に慣性過給の効果が得られない場合、上述した如く、吸気の充填効率が向上することを前提として予測的に実行される燃料噴射量の補正により燃料噴射量が過剰となって、エミッションが悪化する可能性がある。従って、吸気行程の進捗状態を何ら考慮することなく、慣性過給制御が必要とされた時点で即座に慣性過給制御を実行すると、慣性過給による吸気の充填効率向上に係る効果が得られないばかりか、エミッションの悪化を招きかねない。ステップＳ１０４に係る「初期段階」とは、この種の問題の発生を回避するために設定される判断条件であって、慣性過給制御を即座に開始することにより少なくとも実践上有意な慣性過給が実現される旨の判断を下し得る吸気行程の進捗状態を包括する概念である。吸気行程が初期段階にあるか否かの判別は、車両の運転条件、吸気バルブ２０７の開閉特性及びクランク角（即ち、進捗状態を定量的に規定する指標値）等に基づいてその都度個別具体的になされるが、その際の判断基準は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、少なくとも実践上の不具合が生じないように設定されている。或いは、ＥＣＵ１００の処理負荷を軽減する観点から、吸気ＴＤＣよりも固定値（例えば、数十度）だけ遅角側に設定された閾値を判断基準値として、それよりも吸気行程が進角側（即ち、初期側）にあれば初期段階にある旨の判断を下してもよい。
【００７３】
吸気気筒について吸気行程が初期段階にない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エミッションの悪化を回避する観点から、処理をステップＳ１０６に移行し、既に述べた非慣性過給制御を実行する。即ち、慣性過給制御を即座に開始することなく、現在吸気行程にある第１気筒に対してはインパルス弁２２４が全開状態に維持される。一方、吸気行程が初期段階にある場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、過渡慣性過給制御を実行する（ステップＳ１０５）。
【００７４】
過渡慣性過給制御とは、吸気気筒（ここでは、第１気筒）に適用される、本来の開閉特性とは異なる開閉特性でインパルス弁２２４を開閉させる制御を指す。過渡慣性過給制御においては、ＥＣＵ１００は、連通管２０６に負圧を形成するため、全開状態にあるインパルス弁２２４を即座に閉弁する。その後、予め設定された開弁時期（即ち、慣性過給制御に準じた開閉特性における開弁時期）でインパルス弁２２４を開弁する（即ち、閉弁時期の遅延の度合いに応じて、慣性過給の効果が適宜に低下する）。尚、ここでは、インパルス弁２２４の開弁時期は不変とされるが、負圧の形成を助長すべく、開弁時期が通常と較べて遅角されてもよい。
【００７５】
また、この際、本来の閉弁時期とは異なる時期にインパルス弁２２４が閉弁されるため、慣性過給による吸気量の変化量は、通常の変化量とは異なっており、通常時とは異なる燃料噴射量の補正が必要となる。このため、過渡慣性過給制御において、ＥＣＵ１００は、予め設定される、慣性過給制御の実行時における補正量に対し、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて過渡期間における吸気量を実践上不足無い範囲で推定し得るよう設定されてなるアルゴリズム又は数値演算式等に従ってインパルス弁２２４の閉弁時期の遅延量に応じた補正量を導出し、燃料噴射量の減量補正を行う（この際、インパルス弁２２４の開弁時期も遅角される場合には、その分が適宜補償されてもよい）。
【００７６】
ステップＳ１０６、ステップＳ１０７又はステップＳ１０５に係る処理が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。この際、ステップＳ１０４に係る処理で吸気行程が初期段階にない旨が判別された場合には、次なるタイミングでステップＳ１０３が「ＮＯ」となり、処理はステップＳ１０７に移行して、吸気気筒行程にあった第１気筒と時系列上相前後して吸気行程が行われる第３気筒（即ち、本発明に係る「次気筒」の一例）から慣性過給制御が開始される。
【００７７】
このように、本実施形態に係る弁駆動制御によれば、車両の運転条件が非慣性過給領域から慣性過給領域に移行する過渡期間において、吸気行程が初期段階にある場合には、吸気行程にある気筒から即座に慣性過給制御が開始され、慣性過給による吸気の充填効率向上に係る実践上の利益を可及的に早期に享受し得ると共に、吸気行程が初期段階にない場合には、次気筒から慣性過給制御が開始され、慣性過給効果が生じないことによるエミッションの悪化が回避される。即ち、慣性過給制御の開始時期を的確に制御することによって、当該過渡期間における車両の総合的な性能低下を抑制することが可能となるのである。
＜第２実施形態＞
次に、図４を参照し、本発明の第２実施形態に係る弁駆動制御について説明する。ここに、図４は、第２実施形態に係る弁駆動制御のフローチャートである。尚、同図において図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００７８】
図４において、前回取得された運転条件が非慣性過給領域に該当する場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。ここで、本実施形態に係る負荷の変化量とは、要求負荷の変化量であり、即ち、アクセル開度Ｔａの変化量である。この場合、アクセル開度Ｔａにはドライバの意思が最も早く反映されるため、また、アクセル開度Ｔａの変化は、結局実際の吸入空気量の変化に対応するためトルク応答の追従性を高める観点からは効果的である。但し、ステップＳ２０１に係る負荷の変化量としては、エアフローメータ２２１により検出される、実負荷としての吸入空気量の変化量が使用されてもよい。
【００７９】
負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ１未満である場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、非慣性過給制御を実行する（ステップＳ１０６）。即ち、インパルス弁２２４は全開位置に維持される。一方、負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ１以上である場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第１実施形態と同様にステップＳ１０４以降の処理を実行する。負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ１以上である状態とは、本発明に係る「負荷が所定の増加状態にある」旨の一例である。
【００８０】
慣性過給制御が必要とされる側へ慣性過給制御の要否が切り替わるに際し、負荷が増加状態にある場合、トルク応答の追従性を可及的に担保する必要があるが、負荷が増加状態にない（ここでは、増加量が所定値未満である）場合、慣性過給制御が要求されているとは言え、過渡慣性過給制御のような、通常時の制御態様を逸脱したインパルス弁２２４の制御を行ってまで即時性を追及すると、トルク応答の追従性を向上させる旨の実践上の利益よりも、ＥＣＵ１００の処理負荷の増加や事前の適合工数が増加することによる不利益の方が顕在化しかねない。
【００８１】
その点、本実施形態によれば、慣性過給制御が必要とされる側へ慣性過給制御の要否が切り替わった際、負荷の変化量がある程度大きく、且つ吸気行程が初期段階である場合に限り、過渡慣性過給制御により吸気気筒から慣性過給制御が開始され、それ以外の場合については、次気筒から慣性過給制御が開始される。即ち、過渡慣性過給制御を、トルク応答の追従性が真に要求されている場合に限定的に実行することにより、トルク応答の追従性向上に係る利益と、制御系に加わる負担や事前の適合工数増加によるコストの増加を抑制する旨の利益とを相互に協調的に享受することが可能となり、実践上極めて有益である。
【００８２】
尚、基準値ΔＴａｔｈ１は事前に適合により決定された固定値であってもよいし、段階的又は連続的に可変な値であってもよい。また、極端な場合ゼロ（即ち、幾らかなり負荷が増加していれば分岐が「ＹＥＳ」となる旨の値）であってもよい。
＜第３実施形態＞
次に、図５を参照し、本発明の第３実施形態に係る弁駆動制御について説明する。ここに、図５は、第３実施形態に係る弁駆動制御のフローチャートである。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００８３】
図５において、車両の運転条件が慣性過給領域に該当しない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、前回の取得タイミングにおいて当該運転条件が非慣性過給領域に該当していたか否かを判別する（ステップＳ３０１）。即ち、ステップＳ３０１では、慣性過給制御が必要とされる側から不要とされる側へ慣性過給制御の要否が切り替わったか否かが判別される。
【００８４】
前回の取得タイミングにおいて車両の運転条件が非慣性過給領域に該当していた場合（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、即ち、現時点が、慣性過給領域から非慣性過給領域への過渡移行期間にない場合、ＥＣＵ１００は、非慣性過給制御を実行する（ステップＳ１０６）。一方、前回の取得タイミングにおいて車両の運転条件が慣性過給領域に該当していた場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、即ち、現時点が、慣性過給領域から非慣性過給領域への過渡移行期間にある場合、ＥＣＵ１００は、過渡非慣性過給制御を実行する（ステップＳ３０２）。
【００８５】
ここで、過渡非慣性過給制御とは、吸気気筒（別言すれば、慣性過給が行われている気筒）に適用される、即座にインパルス弁２２４を全開させる旨の制御を指す。この際、本来の開弁時期とは異なる時期にインパルス弁２２４が開弁され、慣性過給が言わば強制終了する形となるため、吸気量の変化量は、通常の慣性過給制御における変化量とは異なっており、通常の慣性過給制御とは異なる燃料噴射量の補正が必要となる。このため、過渡非慣性過給制御において、ＥＣＵ１００は、予め設定される慣性過給制御の実行時における補正量に対し、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて過渡期間における吸気量を実践上不足無い範囲で推定し得るよう設定されてなるアルゴリズム又は数値演算式等に従ってインパルス弁２２４の開弁時期の前倒し量に応じた補正量を導出し、燃料噴射量の減量補正を行う。ステップＳ３０２に係る処理が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻される。
【００８６】
このように、本実施形態によれば、第１及び第２実施形態に例示した、非慣性過給領域から慣性過給領域への過渡移行時のみならず、慣性過給領域から非慣性過給領域への過渡移行時についても、慣性過給制御の実行状態（ここでは、停止時期）を的確に制御することができる。この際、非慣性過給領域からの過渡移行時と異なり、吸気行程の進捗状態を考慮する必要は生じないため、より迅速に慣性過給制御の実行状態を切り替えることが可能である。
＜第４実施形態＞
次に、図６を参照し、本発明の第４実施形態に係る弁駆動制御について説明する。ここに、図６は、第４実施形態に係る弁駆動制御のフローチャートである。尚、同図において、図５と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００８７】
図６において、前回取得された運転条件が慣性過給領域に該当する場合（ステップＳ３０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ２以下であるか否かを判別する（ステップＳ４０１）。ここで、基準値ΔＴａｔｈ２は、負荷が減少している旨を表す負値であり、基準値ΔＴａｔｈ１と同様に、事前に適合により決定された固定値であってもよいし、段階的又は連続的に可変な値であってもよい。また、極端な場合ゼロ（即ち、幾らかなり負荷が減少していれば分岐が「ＹＥＳ」となる旨の値）であってもよい。
【００８８】
負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ２よりも大きい場合（ステップＳ４０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、非慣性過給制御を実行する（ステップＳ１０６）。即ち、インパルス弁２２４は全開位置に維持される。但し、この際、吸気気筒（ここでは、第１気筒）について実行中の慣性過給制御が終了した後に、インパルス弁２２４が全開位置に維持される。言い換えれば、次気筒（ここでは、第３気筒）から非慣性過給制御が適用される。より具体的には、吸気気筒については、インパルス弁２２４の開弁時期として、慣性過給制御における開弁時期が適用され、それ以降、インパルス弁２２４は閉じられることなく全開状態に維持される。一方、負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ２以下である場合（ステップ４２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第３実施形態と同様に過渡非慣性過給制御を実行する（ステップＳ３０２）。即ち、吸気気筒において慣性過給制御が中止される。尚、負荷の変化量ΔＴａが基準値ΔＴａｔｈ２以下である状態とは、本発明に係る「負荷が所定の減少状態にある」旨の一例である。
【００８９】
慣性過給制御が不要とされる側へ慣性過給制御の要否が切り替わるに際し、負荷が減少状態にある場合、トルク応答の追従性を可及的に担保する必要があるが、負荷の減少（ここでは、所定値以上の減少）を伴わない場合、慣性過給制御が不要であるとされているとは言え、過渡非慣性過給制御のように、吸気量の過渡的変動を伴う制御を実行してまで即時性を追及する必要性は低く、トルク応答の追従性を向上させる旨の実践上の利益よりも、ＥＣＵ１００の処理負荷の増加や事前の適合工数が増加することによる不利益の方が顕在化しかねない。
【００９０】
その点、本実施形態によれば、慣性過給制御が不要とされる側へ慣性過給制御の要否が切り替わった際、負荷の減少量がある程度大きい場合に限り、過渡非慣性過給制御により吸気気筒において慣性過給制御が停止され、それ以外の場合については、次気筒から慣性過給制御が停止される。即ち、過渡非慣性過給制御を、トルク応答の追従性が真に要求されている場合に限定的に実行することにより、減少側へのトルク応答の追従性向上に係る利益と、制御系に加わる負担や事前の適合工数増加によるコストの増加を抑制する旨の利益とを相互に協調的に享受することが可能となり、実践上極めて有益である。
【００９１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の吸気制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンシステムの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおいてＥＣＵにより実行される弁駆動制御のフローチャートである。
【図３】慣性過給領域の模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る弁駆動制御のフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る弁駆動制御のフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態に係る弁駆動制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０２…気筒、２０４…吸気管、２０５…スロットルバルブ、２０６…連通管、２０７…吸気バルブ、２１６…タービン、２１８…コンプレッサ、２２２…インタークーラ、２２３…サージタンク、２２４…インパルス弁、２２５…アクチュエータ、２２６…作用角可変型ＶＶＴ。
【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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