(57)【要約】【課題】慣性過給を行うための吸気制御弁の駆動制御に際し、駆動電圧が低下した場合に、少なくとも吸気制御弁が制御不能状態に陥ることを回避する。【解決手段】サージタンク２２３下流側に設けられた連通管２０６に、エンジン２００に備わる全気筒に共通のインパルス弁２２４を備えたエンジン２００を備えるエンジンシステム１０では、インパルスチャージ領域においてインパルス弁駆動制御が実行される。当該制御における開弁制御において、ＥＣＵ１００は、駆動電流ＩｑをＰＩＤ制御へ移行するロータの回転角を表す開弁側制御切り替え角度ζ１を、駆動電圧Ｖｄｃの低下の度合いに応じて減少側に補正し、同じく閉弁制御において、駆動電流ＩｑをＰＩＤ制御へ移行するロータの回転角を表す閉弁側制御切り替え角度ζ２を、駆動電圧Ｖｄｃの低下の度合いに応じて増加側に補正する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒、該複数の気筒に連通する吸気通路に少なくとも一つ設置され、所定の開閉制御に伴う開閉状態の変化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た吸気制御弁、及び該吸気制御弁に対し前記開閉状態の変化に供される駆動力を付与可能な駆動手段を備える内燃機関の吸気制御装置であって、
前記吸気制御弁の開度を特定する特定手段と、
前記開閉制御において、前記特定された開度及び所定種類の制御パラメータに基づいて、前記吸気制御弁の開度が目標値に収束するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記駆動手段における駆動電圧の低下の度合いに応じて、前記吸気制御弁の開度を前記目標値に収束させるに際しての収束性の低下が抑制される方向へ前記制御パラメータを変更する変更手段と
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、前記特定された開度が所定の閾値に到達するまでの第１期間において前記駆動手段の駆動電流を所定の最大値に維持すると共に、該閾値に到達して以降の第２期間において前記特定された開度に基づいて前記駆動電流をＰＩＤ制御することにより前記吸気制御弁の開度を前記目標値に収束させ、
前記変更手段は、前記制御パラメータとして、前記閾値、前記ＰＩＤ制御に係るＰＩＤゲイン及び前記駆動電流の最大値のうち少なくとも一つを変更する
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】
複数の気筒、該複数の気筒に連通する吸気通路に少なくとも一つ設置され、所定の開閉制御に伴う開閉状態の変化により吸気の脈動を生成可能な吸気制御弁、及び該吸気制御弁に対し前記開閉状態の変化に供される駆動力を付与可能な駆動手段を備える内燃機関の吸気制御装置であって、
前記吸気制御弁の開度を特定する特定手段と、
前記開閉制御において、前記特定された開度及び所定種類の制御パラメータに基づいて、前記吸気制御弁の開度が目標値に収束するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記駆動手段における駆動電圧の低下の度合いに応じて、前記吸気制御弁の作動を制限する制限手段と
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４】
前記制限手段は、前記駆動電圧が所定の上下限値により規定される作動許可範囲にない場合に前記吸気制御弁を初期位置で固定するか又は前記駆動電圧に応じて前記吸気制御弁の作用角を変更することにより、前記吸気制御弁の作動を制限する
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気の脈動を生成可能な吸気制御弁を備え、該吸気の脈動により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】
この種の吸気制御弁とは異なるバルブの駆動制御に関してＰＩＤによるフィードバック制御を行う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に開示された連量制御方法（以下、「従来の技術」と称する）によれば、テーブル記憶部中のバルブ駆動電圧と実際のバルブ駆動電圧との比に基づいてＰＩＤの比例定数及び積分定数のうち少なくとも一方、或いは記憶された学習値を書き換えることにより、良好な追従性が確保される旨が開示されている。
【０００３】
尚、スロットルバルブの駆動制御に関し、駆動電圧が低い場合に、デューティ駆動オンタイムを長く制御する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、同じくスロットルバルブの駆動制御に関し、モータ駆動電圧低下時に、モータ駆動速度を低減する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
更に、駆動電圧低下時に、開度目標を固定値とする技術も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
更に、開弁駆動と閉弁駆動とで駆動速度を変更し応答性及び駆動トルクを確保する技術も提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２１７８９８号公報
【特許文献２】特開平１０−１７６５４９号公報
【特許文献３】特開昭６１−２２６５４０号公報
【特許文献４】特開平１１−２９４１９４号公報
【特許文献５】特開平１１−２９４１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
慣性過給を行うための吸気制御弁は、例えば全開位置及び全閉位置の間で二値的に且つ繰り返し制御されるため、弁の追従性に加えて、目標開度（例えば、全開開度又は全閉開度等）への収束性が求められる。ここで、吸気制御弁を駆動する、例えばアクチュエータ等の駆動電圧は、内燃機関或いは周辺装置の作動状態に左右され易いが、アクチュエータ等の制御パラメータは、予め想定された駆動電圧に適合されており、この種の駆動電圧の変化、特に駆動電圧の低下が生じると、例えばＰＩＤ制御等のフィードバック制御が有効に作用し難くなって、弁を目標開度に停止させることが困難となることがある。場合によっては更に、弁が制御不能状態に陥ることがある。
【０００９】
ここで特に、従来の技術では、流量設定値に応じて学習値（又は初期値）としての駆動電圧が設定され、実際の駆動電圧に応じて適宜この初期値又は学習値が、或いはＰＩＤ制御のパラメータが更新されるに過ぎないから、その都度ランダムに生じ得る駆動電圧の低下は全く考慮されていない。従って、慣性過給を行うための吸気制御弁の駆動制御に対し、従来の技術を、その適用が容易であるか否かにかかわらず如何に適用したところで、駆動電圧の低下により吸気制御弁が制御不能状態に陥る事態を回避することは、実践上著しく困難である。
【００１０】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、慣性過給を行うための吸気制御弁の駆動制御に際し、駆動電圧が低下した場合に、少なくとも吸気制御弁が制御不能状態に陥ることを回避し得る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】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明に係る第１の内燃機関の吸気制御装置は、複数の気筒、該複数の気筒に連通する吸気通路に少なくとも一つ設置され、所定の開閉制御に伴う開閉状態の変化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た吸気制御弁、及び該吸気制御弁に対し前記開閉状態の変化に供される駆動力を付与可能な駆動手段を備える内燃機関の吸気制御装置であって、前記吸気制御弁の開度を特定する特定手段と、前記開閉制御において、前記特定された開度及び所定種類の制御パラメータに基づいて、前記吸気制御弁の開度が目標値に収束するように前記駆動手段を制御する制御手段と、前記駆動手段における駆動電圧の低下の度合いに応じて、前記吸気制御弁の開度を前記目標値に収束させるに際しての収束性の低下が抑制される方向へ前記制御パラメータを変更する変更手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
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。
【００１３】
本発明に係る「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。
【００１４】
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（所謂多弁式のインマニレス吸気系）。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。
【００１５】
本発明に係る吸気制御弁は、単一であれ複数であれ、その開閉状態を制御すべくなされる所定の開閉制御を介して吸気の脈動を生成可能に構成されており、吸気の脈動を利用した慣性過給（或いはパルス過給又はインパルスチャージ等とも称される）を実現可能に構成される。
【００１６】
ここで、「所定の開閉制御」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。
【００１７】
より具体的には、開閉制御とは、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、この負圧波が当該タンク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を利用して、例えば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べくなされる制御等を含む趣旨である。
【００１８】
本発明に係る第１の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特定手段により吸気制御弁の開度が特定される。
【００１９】
本発明における「特定」とは、例えば、特定対象（ここでは、吸気制御弁の開度）又は特定対象と相関する物理量若しくは制御量を何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に検出すること、このように検出された物理量又は制御量に基づいて、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する特定対象、物理量又は制御量を選択すること、このような検出又は選択された物理量又は制御量等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って該当する特定対象、物理量又は制御量を導出すること、或いは然るべき手段によりこのように検出、選択又は導出された特定対象、物理量又は制御量等を、例えば電気信号等の形で単に取得すること等を包括する広い概念であって、特定手段は、係る概念の範囲内において、例えば、レゾルバ、ホールセンサ又はロータリエンコーダ等、吸気制御弁の回転角度或いは回転位相等を検出可能に構成された各種の検出手段を介して取得される当該回転角度或いは回転位相等に基づいて開度を特定してもよいし、当該回転角度或いは回転位相そのものが開度の指標値として用いられてもよい。
【００２０】
一方、本発明に係る第１の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、上述した概念により規定される開閉制御において、この特定された開度及び所定種類の制御パラメータに基づいて、吸気制御弁の開度が目標値に収束するように、吸気制御弁に対し然るべき駆動力を付与可能に構成されてなる例えば電気駆動式のモータやアクチュエータ等を含む形態を採り得る本発明に係る駆動手段を制御する。
【００２１】
ここで、「所定種類の制御パラメータ」とは、吸気制御弁の開度を目標値に収束させる際の収束性（例えば、遷移時間、収束し易さ、或いは収束精度等により規定されてもよい）を幾らかなり規定し得るパラメータを包括する概念であって、収束制御の態様により各種の態様を採り得る。
【００２２】
例えば、吸気制御弁の開度を目標値に収束させるに際して、例えば目標値と現在値との偏差に応じたＰＩＤ制御等のフィードバック制御を利用した駆動電流の制御がなされる場合には、制御パラメータとは、比例項（以下、適宜「Ｐ項」と称する）、積分項（以下、適宜「Ｉ項」と称する）又は微分項（以下、適宜「Ｄ項」と称する）の各々における比例ゲイン、積分ゲイン又は微分ゲイン等を適宜に含むものであってもよい。或いは、例えばこの種のＰＩＤ制御の前段階として、少なくとも目標値に対するオーバシュートを生じない範囲で（即ち、現時点の開度と目標値との間で設定される、言わば暫定的な目標値まで）吸気制御弁の開度が可及的に理論的に、実質的に又は何らかの制約の下で現実的に最速で駆動されてもよく、その場合には、この種の暫定的な目標値、或いは吸気制御弁の開閉速度（それを規定する駆動手段の駆動力或いは駆動力に対応する各種の物理量又は制御量であってもよい）が、制御パラメータとして採用されてもよい。尚、駆動電流の制御態様は、吸気制御弁の開度を目標値に収束させ得る限りにおいて、例えば、矩形波電流制御やベクトル制御等各種の態様を採り得る。
【００２３】
尚、制御手段に係るこのような駆動手段の制御は、開閉制御の一部として実行されてもよいし、開閉制御とは別系統で実行されてもよい。また、制御手段は、この種の駆動手段の制御が開閉制御の一部として実行されるにせよ、別系統で実行されるにせよ、この種の駆動手段の制御に加えて、上述した開閉制御を更に実行可能に構成されていてもよい。
【００２４】
ここで、駆動手段による付与される駆動力は、駆動手段の駆動力源が、例えばロータ及びステータコイルを備えた、例えばＤＣブラシレスモータ等の各種電動機を含む場合には特に、その駆動電圧（例えば、ＤＣブラシレスモータの場合、直流印加電圧）に影響を受ける。より具体的な一例としては、例えば、駆動電圧が事前に規定された設計値（又は設計範囲）にない場合、ステータコイルのインダクタンスが変化して、例えば三相交流電流等の印加電流値が、特にその立ち上がり特性において変化する。
【００２５】
この場合、ロータに設計値通りの回転駆動力が付与されず、この種の設計値に対し適合された上述した各種の制御パラメータが有効に機能し難くなって、吸気制御弁の開度が目標値に収束し難くなる。或いは、その収束に要する遷移時間が長大化する。
【００２６】
このような収束性の低下は、とりわけ、主として吸気行程（それに要する時間は、車両の運転条件、特に機関回転速度に応じて変化し得る）において全開状態（全開とみなし得る程度に吸気の流れを阻害しない開弁状態を含む）と全閉状態（吸気制御弁下流側に実践上問題ない程度に負圧を形成し得る閉弁状態を含む）との間で実質的に二値的に開閉状態を繰り返し制御する必要がある吸気制御弁の開閉制御においては、吸気制御弁を、実質的に制御不能状態に陥れかねない。吸気制御弁が制御不能状態になると、吸気制御弁を全開から全閉へ切り替えるにせよ、全閉から全開へ切り替えるにせよ、慣性過給による吸気の充填効率向上に係る効果が阻害されるばかりか、場合によっては、吸気の流れが遮断されることによる内燃機関の機関停止（所謂、エンジンストール）を生じかねない。
【００２７】
ところが、駆動手段の駆動電圧は、好適な一形態として、車載用のバッテリから供給される。またこの種の車載用のバッテリは、好適な一形態として、オルタネータ及びＤＣ／ＤＣコンバータ等を含む発電系統から適宜の電力供給を受け蓄電する構成を有することが多い。従って、駆動手段の駆動電圧は、内燃機関の動作状態或いは車両の走行状態等各種の条件により頻繁に変化し易い。また、ハイブリッド自動車のように、所謂車載用のバッテリと異なる比較的大容量のバッテリを有していたところで、この種の駆動電圧の低下が、必ずしも排除できるとは限らない。即ち、吸気制御弁が少なくとも制御不能状態に陥ることを回避するためには、駆動手段の駆動電圧の低下に対し、吸気制御弁の開度の収束性を担保する必要がある。
【００２８】
そこで、本発明に係る第１の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変更手段により、駆動手段における駆動電圧の低下の度合いに応じて、吸気制御弁の開度を目標値に収束させるに際しての収束性が向上する方向へ制御パラメータが変更される。
【００２９】
上述したように、制御パラメータは、吸気制御弁の収束性に幾らかなり影響を与える制御量であるから、駆動電圧の低下（好適な一形態としては、予め設計値等として定められた基準値としての駆動電圧に対する低下）の度合いに応じて二値的に、段階的に又は連続的に、収束性の低下が抑制される方向へ変更されることによって、駆動電圧の低下が収束性に与える影響が幾らかなり低減され、吸気制御弁の収束性を担保することが可能となる。その結果、本発明に係る第１の内燃機関の吸気制御装置によれば、吸気制御弁が制御不能状態に陥る事態が回避されるのである。尚、「収束性の低下が抑制される方向」とは、制御パラメータの種類及び性質等に応じて個別具体的に規定されるものであって、その個別具体的な態様の各々は、各種の態様を採り得る。
【００３０】
本発明に係る第１の内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記特定された開度が所定の閾値に到達するまでの第１期間において前記駆動手段の駆動電流を所定の最大値に維持すると共に、該閾値に到達して以降の第２期間において前記特定された開度に基づいて前記駆動電流をＰＩＤ制御することにより前記吸気制御弁の開度を前記目標値に収束させ、前記変更手段は、前記制御パラメータとして、前記閾値、前記ＰＩＤ制御に係るＰＩＤゲイン及び前記駆動電流の最大値のうち少なくとも一つを変更する。
【００３１】
この態様によれば、制御手段は、吸気制御弁の開度が閾値に到達して以降の第２期間において、特定された開度に基づいて、駆動電流をＰＩＤ制御により目標値へ向けてフィードバック制御する。従って、変更手段が、ＰＩＤゲイン（即ち、比例ゲイン、積分ゲイン及び微分ゲインのうち少なくとも一つ）を変更する（好適には、いずれも駆動電圧の低下に対し増加側に変更する）ことにより、吸気制御弁の開度を収束させるに際しての収束性の低下を好適に抑制させることが可能となる。
【００３２】
また、駆動電圧の低下時において、第１期間と第２期間とを区分する閾値を、ＰＩＤ制御がより早期に開始されるように変更した場合（閾値の変化方向は、好適には開弁側と閉弁側とで異なり、例えば開弁側であれば閾値はより小さく、閉弁側であれば閾値はより大きく変更されてもよい）、慣性過給のように、限られた時間内での収束性が要求される用途において収束精度（即ち、弁の位置制御精度）を向上させることができ、弁を制御不能状態に陥れることが好適に回避され得る。
【００３３】
尚、「駆動電流」とは駆動手段の物理的、機械的、電気的又は磁気的な構成等に応じて、或いは制御手段の制御態様又は開閉制御に際しての制御態様に応じて各種の態様を採り得る。例えば、所謂ベクトル制御がなされる場合、駆動電流とは、駆動手段を構成するモータにおけるロータの磁極対の方向にｄ軸を、またその直角方向にｑ軸を設定してなるｄ−ｑ軸モデル上で設定されるｄ軸電流又はｑ軸電流であってもよい。或いは、それらをステータの固定座標変換を介してｕ相、ｖ相及びｗ相の三相電流に変換したものであってもよい。また、駆動電流について設定される「所定の最大値」とは、理論的な又は実質的な最大値でなくともよく、好適な一形態としては、何らかの制約に鑑みて或いは事前の適合に基づいて決定される制御上の最大値である。
【００３４】
従って、駆動電圧の低下時に、係る駆動電流の最大値が変更（この場合、好適には上昇側に変更）されることによって、ロータに付与される駆動エネルギを可及的に確保し、駆動電圧の低下による駆動電流の立ち上がりの遅延を補うことが可能となって、収束性の低下を好適に抑制することが可能となる。また、これら変更手段によりなされる吸気制御弁の収束性の低下抑制（相対的には収束性の向上）に係る各種の変更制御は、適宜に組み合わされて実行されてもよい。
【００３５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る第２の内燃機関の吸気制御装置は、複数の気筒、該複数の気筒に連通する吸気通路に少なくとも一つ設置され、所定の開閉制御に伴う開閉状態の変化により吸気の脈動を生成可能な吸気制御弁、及び該吸気制御弁に対し前記開閉状態の変化に供される駆動力を付与可能な駆動手段を備える内燃機関の吸気制御装置であって、前記吸気制御弁の開度を特定する特定手段と、前記開閉制御において、前記特定された開度及び所定種類の制御パラメータに基づいて、前記吸気制御弁の開度が目標値に収束するように前記駆動手段を制御する制御手段と、前記駆動手段における駆動電圧の低下の度合いに応じて、前記吸気制御弁の作動を制限する制限手段とを具備することを特徴とする。
【００３６】
本発明に係る第２の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限手段が、駆動手段における駆動電圧の低下の度合いに応じて、吸気制御弁の作動を制限する。ここで、「作動を制限する」とは、何らこの種の制限がなされない場合と比較して幾らかなり作動態様が限定されることを包括する概念である。
【００３７】
駆動電圧が低下した場合、本発明に係る第１の内燃機関の吸気制御装置において述べたように、例えば制御手段による駆動電流の制御に影響が及び、吸気制御弁の開度の収束性が低下するが、例えばこのような収束性の低下が実践上看過し得ない問題として顕在化し得る程度に駆動電圧が低下している場合等に、吸気制御弁の作動を制限することによって、言わば収束性の低下自体が問題とならないようにすることが可能となり、上述した、収束性の低下を抑制する旨のアプローチとは異なるアプローチによって、吸気制御弁が制御不能状態に陥ることを回避することが可能となる。
【００３８】
本発明に係る第２の内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記制限手段は、前記駆動電圧が所定の上下限値により規定される作動許可範囲にない場合に前記吸気制御弁を初期位置で固定するか又は前記駆動電圧に応じて前記吸気制御弁の作用角を変更することにより、前記吸気制御弁の作動を制限する。
【００３９】
この態様によれば、制限手段は、駆動電圧が、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、それ以上（或いはそれよりも大きい）又はそれ以下（又はそれ未満）の領域において吸気制御弁の収束性の悪化が実践上看過し難い何らかの問題を顕在化させ得るものとして規定される上限値及び下限値により規定される作動許可範囲内に無い場合に、吸気制御弁を好適な一形態として全開位置である初期位置に固定するか、又は駆動電圧に応じて吸気制御弁の作用角を変更する。
【００４０】
例えば、前者の場合、開閉制御自体が禁止されることになり、慣性過給の効果は得られないものの、吸気制御弁が制御不能状態に陥る可能性は限りなくゼロに近くなる。一方、後者の場合、吸気制御弁に要求される収束性が緩和される方向に、吸気制御弁の開弁期間の作用角或いは閉弁期間の作用角を変更する（無論、これらは表裏一体であり、一方の作用角の増減は、夫々他方の作用角の減増を生じる）ことによって、収束性の低下が制御不能状態を招く可能性を低下させることが可能となる。即ち、定性的に言えば、吸気制御弁の駆動に、より時間的な余裕を持たせることが可能となる。いずれにせよ、吸気制御弁が制御不能状態に陥る事態を好適に防止することが可能となる。
【００４１】
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】
【００４２】
＜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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、後述する基本制御及びインパルス弁駆動制御を実行することが可能に構成されている。
【００４５】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「特定手段」、「制御手段」及び「変更手段」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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
コンプレッサ２１８は、エアクリーナ２１９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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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」の一例たる弁装置である。
【００６０】
ここで、図２を参照し、インパルス弁２２４の詳細について説明する。ここに、図２は、インパルス弁２２４周辺の模式的な断面図である。尚、同図において、図１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。
【００６１】
図２において、インパルス弁２２４は、弁体２２４Ａ及び回転軸２２４Ｂを備える。
【００６２】
弁体２２４Ａは、図示断面における面内で回転可能に構成された回転体である。弁体２２４Ａは、後述するＩＰＶＥＤＵ２２５を介した駆動制御により、サージタンク２２３と連通管２０６との連通を遮断する図示全閉位置ＣＬと、サージタンク２２３と連通管２０６とをほぼ全面的に連通させる図示全開位置ＯＰとの間でその回転位置が制御されるように構成されている。
【００６３】
尚、図示より明らかな通り、全開位置ＯＰと全閉位置ＣＬとの間の弁体２２４Ａの開角の差は９０°である。また、これ以降、弁体２２４Ａの開閉の度合を適宜「開度」なる言葉で表すこととし、全閉位置ＣＬに対応する開度を適宜「全閉開度」、また全開位置ＯＰに対応する開度を適宜「全閉開度」と表現することとする。尚、便宜的に、全閉開度に対応する弁体２２４Ａの開角を０度とし、全開開度に対応する弁体２２４Ａの開角を９０度であるとする。尚、これ以降の説明においては、説明の煩雑化を防ぐ目的から、特に断りのない限り、弁体２２４Ａとインパルスバルブ２２４とを区別なく用いることとする。即ち、例えば「インパルス弁２２４の開度」或いは「インパルス弁２２４の開角」とは、「弁体２２４Ａの開度」或いは「弁体２２４Ａの開角」と等価であるものとする。
【００６４】
回転軸２２４Ｂは、弁体２２４Ａの回転中心を規定する軸体であり、後述するＩＰＶＥＤＵ２２５における駆動モータの回転軸に連結されている。
【００６５】
図１に戻り、ＩＰＶＥＤＵ（Impulse Valve-Electric Drive Unit：インパルスバルブ用電気駆動ユニット ）２２５は、インパルスバルブ２２４に対し駆動力を付与することによって、その開度を制御することが可能に構成された、本発明に係る「駆動手段」の一例たる電気駆動式のアクチュエータである。ＩＰＶＥＤＵ２２５は、駆動モータ、モータ駆動回路及び回転角センサ（いずれも不図示、且つ符号は省略）を備える。
【００６６】
駆動モータは、上述した回転軸２２４Ｂに連結され且つ永久磁石が付設されてなる、回転子たる不図示のロータと、固定子であるステータとを備えるＤＣブラシレスモータであり、駆動回路を介したステータへの通電により駆動モータ内に形成される回転磁界の作用によってロータが回転することにより、その回転方向に駆動力を発生する構成となっている。
【００６７】
モータ駆動回路は、ステータへの通電を介して駆動モータ内部に形成される磁界の状態を制御することが可能に構成された、インバータを含む電流制御回路である。モータ駆動回路は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によりその動作が上位に制御される構成となっている。駆動モータは、ＤＣブラシレスモータであり、その駆動電圧は、直流電圧たる駆動電圧Ｖｄｃであるが、ステータへの通電に供される電流は、モータ駆動回路内のインバータにより生成される、ｕ相、ｖ相及びｗ相に対応する三相交流電流となっている。
【００６８】
回転角センサは、駆動モータにおけるロータの２相コイルから出力される電圧の位相が変化することを利用してロータの回転角を検出することが可能に構成された、所謂レゾルバである。既に述べたように、ロータはインパルス弁２２４の回転軸２２４Ｂと連結されており、回転角センサにより検出されるロータ回転角ζは、インパルス弁２２４の開度と一義的な関係にある。回転角センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたロータの回転角ζは、インパルス弁２２４の開度を表す物理量として、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。即ち、ロータ回転角ζが０°である場合がインパルス弁２２４の全閉位置ＣＬ（全閉開度）に対応し、ロータ回転角ζが９０°である場合がインパルス弁２２４の全開位置ＯＰ（全開開度）に対応する構成となっている。尚、インパルス弁２２４の開度を検出する手段は、レゾルバに限定されず、例えば、ホールセンサやロータリエンコーダ等であってもよい。
【００６９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２６は、不図示のオルタネータから供給される直流電圧を所定の高電圧に昇圧する昇圧手段である。尚、「高電圧」とは、所謂車載バッテリとしての低圧バッテリに蓄積される、直流１２Ｖバッテリよりも高い電圧を意味し、本実施形態においては概ね４０Ｖ程度の値に設定されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２６により昇圧された直流高電圧は、上述した駆動電圧Ｖｄｃとして、ＩＰＶＥＤＵ２２５に供給されると共に、適宜高電圧蓄積用の高圧バッテリ２２７への蓄電に供される構成となっている。
【００７０】
エンジン２００は、作用角可変型ＶＶＴ２２８を備える。作用角可変型ＶＶＴ２２８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ＶＶＴ２２８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ＶＶＴ２２８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。
【００７１】
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ＶＶＴ２２８の作用と矛盾するものではなく、作用角可変型ＶＶＴ２２８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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
＜実施形態の動作＞
エンジン２００では、ＥＣＵ１００による、後述する基本制御及びインパルス弁駆動制御の実行過程において、インパルスチャージが実現される。ここで、インパルスチャージとは、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、本発明に係る「慣性過給」の一例であり、その概要は概ね以下のようになる。尚、本実施形態において、インパルス弁２２４の開度は、開弁時には全開開度を、また閉弁時には全閉開度を夫々制御目標として制御される。
【００７５】
インパルスチャージを実現するにあたっては、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が閉弁される。インパルス弁２２４が閉弁されている期間では、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。
【００７６】
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を利用したインパルスチャージは、このように実現される。
【００７７】
次に、ＥＣＵ１００により実行される、基本制御及びインパルス弁駆動制御の詳細について説明する。
【００７８】
始めに、図３を参照し、基本制御について説明する。ここに、図３は、基本制御のフローチャートである。
【００７９】
図３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）。
【００８０】
ここで、図４を参照し、インパルスチャージ領域について説明する。ここに、図４は、インパルスチャージ領域の模式図である。
【００８１】
図４において、インパルスチャージ領域は、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、インパルスチャージ領域は、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。
【００８２】
尚、最低回転速度ＮｅＬは、例えば８００ｒｐｍ程度の値であり、Ｎｅｔｈはインパルス弁２２４の動作速度の限界を考慮して規定される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、要求負荷の点からインパルスチャージ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、インパルスチャージが必要とされないのである。
【００８３】
図２に戻り、取得した運転条件がインパルスチャージ領域に該当しない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、インパルスチャージの実行要否を表す実行フラグＦｇ＿ｉｐ１を、インパルスチャージが不要である旨を表すＯＦＦ状態に設定し（ステップＳ１０６）、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００８４】
一方、運転条件がインパルスチャージ領域に該当する場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、インパルス弁２２４の開弁時期であるインパルス弁開弁時期Ａｏｐを算出し（ステップＳ１０３）、またインパルス弁２２４の閉弁時期であるインパルス弁閉弁時期Ａｃｌを算出する（ステップＳ１０４）。インパルス弁開弁時期Ａｏｐ及びインパルス弁閉弁時期Ａｃｌは、夫々予めＲＯＭに、機関回転速度Ｎｅに対応付けられた値としてマップ化されて格納されており、ＥＣＵ１００は、取得した運転条件（開弁時期及び閉弁時期の決定に際しては、機関回転速度Ｎｅのみが参照される）に該当する一の値を選択的に取得することにより、各時期を算出する。尚、「算出」とは、このように、マップから一の値を選択的に取得することも好適に含む概念である。
【００８５】
インパルス弁開弁時期Ａｏｐ及びインパルス弁閉弁時期Ａｃｌが算出されると、ＥＣＵ１００は、上述した実行フラグＦｇ＿ｉｐ１を、インパルスチャージが必要である旨を表すＯＮ状態に設定し（ステップＳ１０５）、処理をステップＳ１０１に戻して一連の処理を繰り返す。基本制御は、このようにループ処理として繰り返し実行される。
【００８６】
次に、図５を参照し、インパルス弁駆動制御の詳細について説明する。ここに、図５は、インパルス弁駆動制御のフローチャートである。尚、インパルス弁駆動制御は、上述した基本制御から独立して実行される制御である。
【００８７】
図５において、ＥＣＵ１００は、実行フラグＦｇ＿ｉｐ１がＯＮ状態にあるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。実行フラグＦｇ＿ｉｐ１がＯＦＦ状態にある場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、インパルス弁２２４を全開開度に制御し（ステップＳ２０３）、処理をステップＳ２０１に戻して一連の処理を繰り返す。尚、既にインパルス弁２２４の開度が全開開度である場合、ステップＳ２０３では単にインパルス弁２２４の開度が全開に維持されるのみである。
【００８８】
一方、実行フラグＦｇ＿ｉｐ１がＯＮ状態にある場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、図１には不図示のクランクポジションセンサによるクランク角の検出結果に基づいて、エンジン２００のクランク角を取得すると共に、取得したクランク角が、先に述べたインパルス弁開弁時期Ａｏｐであるか否かを判別する（ステップＳ２０２）。クランク角がインパルス弁開弁時期Ａｏｐである場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、後述する開弁制御を実行し、ＩＰＶＥＤＵ２２５の動作状態の制御を介してインパルス弁２２４の開閉状態を制御する（ステップＳ３００）。
【００８９】
ステップＳ２０２に係る処理において、クランク角が開弁時期に該当しない場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は更に、クランク角が先に述べたインパルス弁閉弁時期Ａｃｌに該当するか否かを判別する（ステップＳ２０４）。クランク角がインパルス弁閉弁時期Ａｃｌに該当する場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、後述する閉弁制御を実行し、ＩＰＶＥＤＵ２２５の動作状態の制御を介してインパルス弁２２４の開閉状態を制御する（ステップＳ４００）。
【００９０】
ステップＳ３００に係る開弁制御又はステップＳ４００に係る閉弁制御が完了すると、処理はステップＳ２０１に戻され、一連の処理が繰り返される。また、クランク角がインパルス弁開弁時期Ａｏｐ及びインパルス弁閉弁時期Ａｃｌのいずれにも該当しない場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、インパルス弁２２４の開度を現時点の開度に維持し、処理をステップＳ２０１に移行して一連の処理を繰り返す。
【００９１】
ここで、図６を参照し、開弁制御及び閉弁制御の概要について説明する。ここに、図６は、開弁制御及び閉弁制御の実行過程におけるＰＣＶＥＤＵ２２５の動作状態を表すタイミングチャートである。
【００９２】
図６において、横軸には時刻が採られており、縦軸には、上段から順に、ロータ回転角ζ、インパルス弁開閉指示信号（図中の表記は、「開閉指示信号」である）、及び駆動モータのｑ軸電流Ｉｑ（後述する駆動電流Ｉｑと等価であり、適宜「駆動電流Ｉｑ」と表現する）が表されている。
【００９３】
ここで、ロータ回転角ζは、既に述べたように、ＩＰＶＥＤＵ２２５に備わる回転角センサにより検出される、ＩＰＶＥＤＵ２２５を構成する駆動モータにおけるロータの回転角であり、当該ロータが連結された、インパルス弁２２４における弁体２２４Ａの回転角に等しい。即ち、ロータ回転角ζは、インパルス弁２２４の開度を規定する物理量である。
【００９４】
また、インパルス弁開閉指示信号とは、ＥＣＵ１００がＩＰＶＥＤＵ２２５に対し供給する制御用のパルス信号である。インパルス弁開閉指示信号は、低圧側のＬＯ状態がインパルス弁２２４を閉弁する旨に相当し、高圧側のＨＩ状態がインパルス弁２２４を開弁する旨に相当する信号となっている。
【００９５】
また、ｑ軸電流Ｉｑとは、本発明に係る「駆動電流」の一例であって、ロータの磁極対の方向にｄ軸を、またその直角方向にｑ軸を設定してなるｄ−ｑ軸モデル上で設定される電流である。尚、ロータの構成によっては、ｄ軸電流が駆動電流として採用されてもよい。本実施形態では、係るｑ軸電流Ｉｑに基づいて、最終的にｕ相、ｖ相及びｗ相に対応する三相電流が算出され、駆動モータのステータに通電される構成となっている。即ち、本実施形態では、所謂ベクトル制御による電流制御が採用されている。尚、電流制御形態は、必ずしもベクトル制御に限定されず、例えば、矩形波電流制御が採用されてもよい。
【００９６】
図６において、時刻Ｔ１にインパルス弁開閉指示信号がＨＩ状態、即ち、インパルス弁２２４を開弁する旨の状態に変化すると、ＩＰＶＥＤＵ２２５は、駆動モータの駆動電流たるｑ軸電流Ｉｑを、所定の最大値Ｉｑ＿ｍａｘ（以下、適宜「最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘ」と称する）に制御する。ここで、最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘとは、制御上規定された最大値であって、駆動モータの物理的、機械的、機構的、電気的又は磁気的な制約により規定される実質的な上限値とは異なる。
【００９７】
駆動モータのステータに最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘに対応する三相電流が印加されると、駆動モータは制御上最速で駆動され、ロータ回転角ζは、実質的に最速で変化する。その結果、時刻Ｔ２においてζ１（０＜ζ１＜９０）に到達する。尚、既に述べたように、本実施形態では、ロータの回転角の目標値は、インパルス弁２２４の開弁時において９０°（即ち、全開開度）であり、同じく閉弁時において０°（即ち、全閉開度）である。
【００９８】
ここで、ζ１は、電流の制御形態（ベクトル制御である点には変わりない）の切り替え時期を規定する、開弁側制御切り替え角度であり、ζ１以下の角度範囲では、上述した最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘに対応したインパルス弁２２４の最速駆動がなされ（以下、係る電流制御形態を適宜「最大電流制御」と称する）、ζ１よりも大きい角度範囲では、現時点のロータ回転角ζと目標回転角（即ち、９０°又は０°）との偏差に基づいた駆動電流Ｉｑのフィードバック制御がなされる。尚、係る駆動電流Ｉｑのフィードバック制御は、Ｐ項（比例項）、Ｉ項（積分項）及びＤ項（微分項）に基づいた所謂ＰＩＤ制御として実行されるため、以下の説明では適宜「ＰＩＤ制御」と称することとする。
【００９９】
時刻Ｔ２において、ロータ回転角ζが開弁側制御切り替え角度ζ１に到達して以降はＰＩＤ制御が実行され、ロータ回転角ζは、迅速且つ正確に、またオーバシュートを生じることなく、時刻Ｔ３において、目標値（ここでは、９０°）に収束する。この際、ＰＩＤ制御が実行される期間（以下、適宜「ＰＩＤ制御期間」と称する）において、駆動モータの駆動電流Ｉｑは、減速のため一旦所定の最小値Ｉｑ＿ｍｉｎ（以下、適宜「最小電流値Ｉｑ＿ｍｉｎ」と称する。尚、ここでは、最小値は、最大値と絶対値が等しく且つ符合の異なる値であるとする）に減少制御され、当該最小電流値Ｉｑ＿ｍｉｎから徐々に増加する。尚、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至る期間は、本発明に係る「第１期間」の一例であり、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に至る期間（図示ハッチング領域であり、ＰＩＤ制御期間である）は、本発明に係る「第２期間」の一例である。
【０１００】
一方、インパルス弁２２４の閉弁時期Ａｃｌに相当する時刻Ｔ４において、ＥＣＵ１００は、インパルス弁開閉指示信号をＬＯ状態、即ち、インパルス弁２２４を閉弁する旨の状態に変化させると、ＩＰＶＥＤＵ２２５は、再び駆動モータの駆動電流Ｉｑを最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘに制御し、インパルス弁２２４を実質的に最速で閉弁させる。ロータ回転角ζは、このインパルス弁２２４が最速で閉弁される過程における、時刻Ｔ５において、閉弁側制御切り替え角度ζ２（０＜ζ２＜ζ１）に到達する。
【０１０１】
ロータ回転角ζが閉弁側制御切り替え角度ζ２に到達すると、ＩＰＶＥＤＵ２２５は、駆動電流Ｉｑの制御形態を最大電流制御からＰＩＤ制御（目標値は０°）へ切り替え、ロータ回転角ζを迅速且つ正確に、またオーバシュートを生じさせることなく目標値（ここでは、０°）に収束させる。その結果、時刻Ｔ６において、ロータ回転角ζが目標値に到達する。尚、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６に至る期間（図示ハッチング領域）もまた、本発明に係る「第２期間」の一例である。尚、この際、駆動電流Ｉｑは、開弁時と同様に、ＰＩＤ制御期間において最小電流値Ｉｑ＿ｍｉｎから徐々に増加し、時刻Ｔ６においてゼロとなる。インパルス弁駆動制御における、開弁制御及び閉弁制御は、基本的にこのように実行される。尚、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３に至る期間が、開弁制御が実行される期間に相当し、時刻Ｔ４から時刻Ｔ６に至る期間が、閉弁制御が実行される期間に相当する。
【０１０２】
ここで、ＩＰＶＥＤＵ２２５の駆動電圧Ｖｄｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２６から供給されるにせよ、高圧バッテリ２２７から供給されるにせよ、必ずしも常に安定している訳ではなく、オルタネータの発電状態や高圧バッテリ２２７の蓄電状態によって、少なからず変動し得る。ここで特に、駆動電圧Ｖｄｃが、予め設定された設計電圧又は当該設計電圧を含む所定の範囲に無い場合、駆動モータへの通電時におけるステータのインダクタンスが設計値から変化するため、駆動電流Ｉｑの立ち上がり特性が変化し、特に駆動電圧Ｖｄｃが低下することによりこの種の事態が発生した場合には、駆動電流Ｉｑの立ち上がりが緩慢となる。
【０１０３】
この際、ロータの駆動エネルギが不十分となるから、例えば開弁側制御切り替え角度ζ１（閉弁側制御切り替え角度ζ２も同様である）におけるロータの回転速度が設計範囲から逸脱し、ＰＩＤ制御が必ずしも有効に作用しなくなる。そのため、結果的に、ロータ回転角ζを目標値に収束させることが困難となり、開弁制御及び閉弁制御が実質的に実行不能となり、インパルスチャージが不可能となりかねない。場合によっては、インパルス弁２２４が全閉位置ＣＬで制御不能となり、エンジンストールやエミッションの悪化等を生じかねない。
【０１０４】
そこで、本実施形態において、インパルス弁駆動制御に実行過程で選択的に実行される開弁制御及び閉弁制御では、この種の駆動電圧Ｖｄｃの変化時（特に、低下時）におけるインパルス弁２２４の制御性が好適に担保される構成となっている。
【０１０５】
ここで、図７を参照し、開弁制御の詳細について説明する。ここに、図７は、開弁制御のフローチャートである。
【０１０６】
図７において、ＥＣＵ１００は、先に述べたようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２６又は高圧バッテリ２２７から供給される、ＩＰＶＥＤＵ２２５の駆動電圧Ｖｄｃの値を取得する（ステップＳ３０１）。ここで、駆動電圧Ｖｄｃは、ＥＣＵ１００により、ＩＰＶＥＤＵ２２５を介し一定又は不定の周期で繰り返しモニタされており、駆動電圧Ｖｄｃを検出或いは推定する等の特別な処理過程は必要とされない。
【０１０７】
駆動電圧Ｖｄｃを取得すると、ＥＣＵ１００は、先に述べた回転角センサの出力結果に基づいてロータ回転角ζを取得する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２に係る処理により、本発明に係る「吸気制御弁の開度を特定する」旨の特定手段の動作の一例が実現される。
【０１０８】
ロータ回転角ζを取得すると、ＥＣＵ１００は、上述した開弁側制御切り替え角度ζ１を算出する（ステップＳ３０３）。ここで、図８を参照し、開弁側制御切り替え角度ζ１の特性について説明する。ここに、図８は、開弁側制御切り替え角度ζ１の特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【０１０９】
図８において、縦軸及び横軸には、開弁側制御切り替え角度ζ１及び駆動電圧Ｖｄｃが夫々表されており、図示するように、開弁側制御切り替え角度ζ１は、駆動電圧Ｖｄｃの増加に対し増加する増加関数として設定されている。例えば、上述した事前に適合された設計値としての駆動電圧Ｖｄｃ０（以下、適宜「基準駆動電圧Ｖｄｃ０」と称する）に対し、開弁側制御切り替え角度ζ１はζ１０であり、基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満の駆動電圧Ｖｄｃ１に対し、開弁側制御切り替え角度ζ１は、ζ１０未満のζ１１である。ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図８に相当する関係を数値的に表してなる、開弁側制御切り替え角度マップが格納されている。
【０１１０】
図７に戻り、ステップＳ３０３に係る処理において、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された開弁側制御切り替え角度マップを参照し、取得された駆動電圧Ｖｄｃに対応する一の値を、開弁側制御切り替え角度ζ１として設定することにより、開弁側制御切り替え角度ζ１を算出する。
【０１１１】
開弁側制御切り替え角度ζ１を算出すると、ＥＣＵ１００は、現時点のロータ回転角ζが、係る開弁側制御切り替え角度ζ１未満であるか否かを判別する（ステップＳ３０４）。ロータ回転角ζが開弁側制御切り替え角度ζ１未満である場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、即ち、図６で言えば、時刻がＴ１とＴ２との間である場合、ＥＣＵ１００は、駆動モータの駆動電流Ｉｑを最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘに設定する（ステップＳ３０５）。
【０１１２】
続いて、ＥＣＵ１００は、ロータを基準とした座標系（即ち、ｑ軸及びｄ軸により規定される座標系）から、ステータを基準とした固定座標系（α及びβの二相）への座標変換を実行する（ステップＳ３０６）。更に、ＥＣＵ１００は、二相から三相への相変換処理を実行し、ステータに印加される三相電流Ｉｕ、Ｉｖ及びＩｗを算出する（ステップＳ３０７）。三相電流を算出すると、ＥＣＵ１００は、この三相電流がステータに印加されるようにＩＰＶＥＤＵ２２５を制御し、通電処理を実行する（ステップＳ３０８）。その結果、上述した最大電流制御が実現され、駆動モータのロータは、実質的に最速で駆動される。
【０１１３】
ステップＳ３０８に係る通電処理が終了すると、処理がステップＳ３０４に戻され、ロータ回転角ζが開弁側制御切り替え角度ζ１に到達するまで最大電流制御が継続される。一方、ロータ回転角ζが開弁側制御切り替え角度ζ１未満でなくなると（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、図６で述べたＰＩＤ制御期間に入り、ＥＣＵ１００は、駆動電流Ｉｑの、ロータ回転角ζとロータ回転角の目標値（９０°）との偏差に基づいたＰＩＤ制御を開始する。先ず、ＥＣＵ１００は、駆動電流Ｉｑを算出する（ステップＳ３０９）。尚、ＰＩＤ制御は、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄに基づいた公知の態様でなされてよく、ここではその詳細を割愛することとする。
【０１１４】
駆動電流Ｉｑが算出されると、ＥＣＵ１００は、先に述べたステップＳ３０６乃至ステップＳ３０８の処理過程と同様に、固定軸変換（ステップＳ３１０）処理及び三相変換処理（ステップＳ３１１）を経て通電処理を実行する（ステップＳ３１２）。その結果、駆動電流Ｉｑの絶対値は徐々に減少を開始する。
【０１１５】
ＥＣＵ１００は、ロータ回転角ζが、目標値である９０°に到達したか否かを判別する（ステップＳ３１３）。ロータ回転角ζが未だζ１以上９０°未満の範囲に存在する場合（ステップＳ３１３：ＮＯ）、処理はステップＳ３０９に戻され、一連の処理が繰り返される。即ち、ＰＩＤ制御期間が継続される。ロータ回転角ζが目標値である９０°に収束すると（ステップＳ３１３：ＹＥＳ）、開弁制御は終了する。
【０１１６】
続いて、図９を参照し、閉弁制御の詳細について説明する。ここに、図９は、閉弁制御のフローチャートである。尚、同図において、図７と重複する箇所について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。
【０１１７】
図９において、ステップＳ３０２に係る処理においてロータ回転角ζが取得されると、ＥＣＵ１００は、閉弁側制御切り替え角度ζ２を算出する（ステップＳ４０１）。ここで、図１０を参照し、閉弁側制御切り替え角度ζ２の特性について説明する。ここに、図１０は、閉弁側制御切り替え角度ζ２の特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【０１１８】
図１０において、縦軸及び横軸には、閉弁側制御切り替え角度ζ２及び駆動電圧Ｖｄｃが夫々表されており、図示するように、閉弁側制御切り替え角度ζ２は、駆動電圧Ｖｄｃの増加に対し減少する減少関数として設定されている。例えば、上述した基準駆動電圧Ｖｄｃ０に対し、閉弁側制御切り替え角度ζ２はζ２０であり、基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満の駆動電圧Ｖｄｃ１に対し、閉弁側制御切り替え角度ζ２は、ζ２０よりも大きいζ２１である。ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１０に相当する関係を数値的に表してなる、閉弁側制御切り替え角度マップが格納されている。
【０１１９】
図９に戻り、ステップＳ４０１に係る処理において、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された閉弁側制御切り替え角度マップを参照し、取得された駆動電圧Ｖｄｃに対応する一の値を、閉弁側制御切り替え角度ζ２として設定することにより、閉弁側制御切り替え角度ζ２を算出する。
【０１２０】
閉弁側制御切り替え角度ζ２を算出すると、ＥＣＵ１００は、現時点のロータ回転角ζが、係る閉弁側制御切り替え角度ζ２よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ４０２）。ロータ回転角ζが閉弁側制御切り替え角度ζ２よりも大きい場合（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、ステップＳ３０５乃至ステップＳ３０８に係る最大電流制御が実行され、ロータ回転角ζが閉弁側制御切り替え角度ζ２以下である場合（ステップＳ４０２：ＮＯ）、ステップＳ３０９乃至ステップＳ３１２に係るＰＩＤ制御が実行される。
【０１２１】
ＥＣＵ１００は、閉弁側のＰＩＤ制御期間において、ロータ回転角ζが目標値である０°に到達したか否かを判別する（ステップＳ４０３）。ロータ回転角ζが目標値である０°に未だ収束しない場合（ステップＳ４０３：ＮＯ）、処理はステップＳ３０９に戻され、ＰＩＤ制御に係る一連の処理が繰り返されると共に、ロータ回転角ζが目標値に収束すると（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、閉弁制御は終了する。
【０１２２】
ここで、本実施形態の効果を説明するために、再び図６を参照すると、上述した開弁制御及び閉弁制御によれば、駆動電圧Ｖｄｃが基準電圧Ｖｄｃ０に対し（実践上は、基準電圧Ｖｄｃを含む一定の範囲であってもよい）低下した場合に、開弁側制御切り替え角度ζ１が減少側へ、閉弁側制御切り替え角度ζ２が増加側へ変化する。これは、開弁制御及び閉弁制御いずれの場合にも、電流の制御形態が、より早期にＰＩＤ制御に移行することを意味する。
【０１２３】
駆動電圧Ｖｄｃが低下した場合、ＰＩＤ制御が有効に機能し難くなるが、このように相対的にみて早期にＰＩＤ制御が開始されることによって、駆動電圧Ｖｄｃの低下時においても、ロータ回転角を目標値へ収束させることが可能となる。即ち、インパルス弁２２４の収束性が担保される。
【０１２４】
インパルス弁駆動制御においては、実行フラグＦｇ＿ｉｐがＯＮ状態であれば、各気筒の主として吸気行程においてインパルス弁２２４は全開開度と全閉開度との間で繰り返し開閉される。従って、インパルス弁２２４の開度は、定められた期間内に目標値に収束している必要があるが、駆動電圧Ｖｄｃの低下に対し何らの対策も講じられずに収束性が低下したまま放置されると、例えばインパルス弁２２４の開度が目標値に収束する前に、次なる動作タイミング（例えば、開弁時期又は閉弁時期）が訪れる等の事態が発生し、例えば、インパルス弁２２４の開度が設計範囲（例えば、０°〜９０°或いはそれに適度にマージンを設けた範囲）を逸脱する等によりインパルス弁２２４が制御不能な状態に陥る可能性が高くなる。即ち、インパルス弁駆動制御においては、一般的な弁制御（即ち、遷移時間の長短はさておき開度が目標値に収束すればよい旨の制御）とは異なり、遷移時間等を好適に含む収束性の低下を可及的に抑制する必要がある。
【０１２５】
その点、本実施形態によれば、ＰＩＤ制御により多くの時間が割かれ、インパルス弁開閉指示信号が切り替わってからロータ回転角ζが目標値に収束するのに要する遷移時間は、駆動電圧Ｖｄｃが基準電圧Ｖｄｃにある場合と較べて長くなるにせよ、少なくとも駆動電圧Ｖｄｃの低下に対し何らの対策も講じられぬ場合と較べて短くなる。即ち、本実施形態によれば、インパルス弁２２４が制御不能状態に陥る事態を好適に回避することが可能となるのである。
【０１２６】
尚、補足すると、開弁側制御切り替え角度ζ１及び閉弁側制御切り替え角度ζ２は、夫々インパルス弁２２４の収束性を規定する、本発明に係る「制御パラメータ」の一例であり、本発明に係る「収束性の低下が抑制される方向」の一例として、夫々減少側及び増加側へ変更される（即ち、ステップＳ３０３及びステップＳ４０１に係る処理は、夫々本発明に係る「変更手段」の動作の一例である）。
【０１２７】
尚、上述した開弁制御及び閉弁制御において、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時期でインパルス弁２２４が開閉するようにＩＰＶＥＤＵ２２５を制御するが、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、インパルスチャージの実行に際し、エミッションの悪化は生じない。
＜第２実施形態＞
インパルス弁２２４の収束性を担保する態様は、第１実施形態のものに限定されない。ここで、図１１を参照し、このような趣旨に基づいた本発明の第２実施形態に係る開弁制御の詳細について説明する。ここに、図１１は、本発明の第２実施形態に係る開弁制御のフローチャートである。尚、同図において、図７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。尚、第２実施形態に係る閉弁制御については、説明の煩雑化を防ぐ目的から割愛するが、開弁制御と同様の概念を適用可能である。
【０１２８】
図１１において、ロータ回転角ζを取得すると、ＥＣＵ１００は、開弁側制御切り替え角度ζ１を設定する（ステップＳ５０１）。但し、ステップＳ５０１では、開弁側制御切り替え角度ζ１は、予め設定された固定値（ここでは、基準駆動電圧Ｖｄｃに対応するζ１０であるとする）。
【０１２９】
一方、ＥＣＵ１００は、ロータ回転角ζが開弁側制御切り替え角度ζ１よりも大きい場合に（ステップＳ３０４：ＮＯ）、ＰＩＤ制御に係るＰＩＤゲインを算出する（ステップＳ５０２）。
【０１３０】
ここで、図１２乃至図１４を参照し、本実施形態に係るＰＩＤゲインの特性について説明する。ここに、図１２は、比例ゲインＫｐの特性を概念的に表してなる模式的な特性図であり、図１３は、積分ゲインＫｉの特性を概念的に表してなる模式的な特性図であり、図１４は、微分ゲインＫｄの特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。これら各図において、図８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。
【０１３１】
図１２において、縦軸及び横軸には、比例ゲインＫｐ及び駆動電圧Ｖｄｃが夫々表されており、図示するように、比例ゲインＫｐは、駆動電圧Ｖｄｃの増加に対し減少する減少関数として設定されている。例えば、基準駆動電圧Ｖｄｃ０に対し、比例ゲインＫｐはＫｐ０であり、基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満の駆動電圧Ｖｄｃ１に対し、比例ゲインＫｐは、Ｋｐ０よりも大きいＫｐ１である。ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１２に相当する関係を数値的に表してなる、比例ゲインマップが格納されている。
【０１３２】
図１３において、縦軸及び横軸には、積分ゲインＫｉ及び駆動電圧Ｖｄｃが夫々表されており、図示するように、積分ゲインＫｉは、駆動電圧Ｖｄｃの増加に対し減少する減少関数として設定されている。例えば、基準駆動電圧Ｖｄｃ０に対し、積分ゲインＫｉはＫｉ０であり、基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満の駆動電圧Ｖｄｃ１に対し、積分ゲインＫｉは、Ｋｉ０よりも大きいＫｉ１である。ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１３に相当する関係を数値的に表してなる、積分ゲインマップが格納されている。
【０１３３】
図１４において、縦軸及び横軸には、微分ゲインＫｄ及び駆動電圧Ｖｄｃが夫々表されており、図示するように、微分ゲインＫｄは、駆動電圧Ｖｄｃの増加に対し減少する減少関数として設定されている。例えば、基準駆動電圧Ｖｄｃ０に対し、微分ゲインＫｄはＫｄ０であり、基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満の駆動電圧Ｖｄｃ１に対し、微分ゲインＫｄは、Ｋｄ０よりも大きいＫｄ１である。ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１４に相当する関係を数値的に表してなる、微分ゲインマップが格納されている。
【０１３４】
図１１に戻り、ＥＣＵ１００は、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄの各々に対応するマップから、駆動電圧Ｖｄｃに対応する一の値を、夫々比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄとして選択的に取得することによりステップＳ５０２に係るＰＩＤゲインの算出を実行する。また、ＰＩＤゲインの算出が終了すると、ＥＣＵ１００は、算出されたＰＩＤゲインに基づいて、第１実施形態と同様に、ステップＳ３０９乃至ステップＳ３１２に係るＰＩＤ制御を実行する。
【０１３５】
本実施形態によれば、駆動電圧Ｖｄｃの低下時において、比例ゲインＫｐが増加側に変更されるため、ロータ回転角ζと目標値との偏差に対する駆動電流Ｉｑの絶対値が大きくなり、インパルス弁２２４の駆動エネルギが確保される。また、同様に積分ゲインＫｉが増加側に変更されるため、比例ゲインＫｐの増加によるオーバシュートが抑制される。更に、微分ゲインＫｄが増加側に変更されることにより、収束性の低下抑制が図られる。このため、第１実施形態と同様に、インパルス弁２２４の収束性が担保され、インパルス弁２２４が制御不能状態に陥ることが回避される。この際、第１実施形態と較べて、最大電流制御は駆動電圧Ｖｄｃに関係なく行われる分、遷移時間が短縮化される。
【０１３６】
尚、補足すると、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ及び微分ゲインＫｄは、夫々インパルス弁２２４の収束性を規定する、本発明に係る「制御パラメータ」の他の一例であり、本発明に係る「収束性の低下が抑制される方向」の一例として、夫々増加側へ変更される（即ち、ステップＳ５０２に係る処理は、本発明に係る「変更手段」の動作の他の一例である）。
【０１３７】
＜第３実施形態＞
インパルス弁２２４の収束性を担保する態様は、第１実施形態及び第２実施形態のものに限定されない。ここで、図１５を参照し、このような趣旨に基づいた本発明の第３実施形態に係る開弁制御の詳細について説明する。ここに、図１５は、本発明の第３実施形態に係る開弁制御のフローチャートである。尚、同図において、図１１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。尚、第３実施形態に係る閉弁制御については、説明の煩雑化を防ぐ目的から割愛するが、開弁制御と同様の概念を適用可能である。
【０１３８】
図１５において、ロータ回転角ζが開弁側制御切り替え角度ζ１未満である場合（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、駆動電流Ｉｑの最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘを算出する（ステップＳ６０１）。ここで、図１６を参照し、最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘの特性について説明する。ここに、図１６は、最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘの特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。尚、同図において、図８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。
【０１３９】
図１６において、縦軸及び横軸には、最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘ及び駆動電圧Ｖｄｃが夫々表されており、図示するように、最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘは、駆動電圧Ｖｄｃの増加に対し減少する減少関数として設定されている。例えば、基準駆動電圧Ｖｄｃ０に対し、最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘはＩｑ０であり、基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満の駆動電圧Ｖｄｃ１に対し、最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘは、Ｉｑ０よりも大きいＩｑ１である。ＥＣＵ１００のＲＯＭには、予め図１６に相当する関係を数値的に表してなる、最大電流値マップが格納されている。
【０１４０】
図１５に戻り、ＥＣＵ１００は、最大電流値マップから、駆動電圧Ｖｄｃに対応する一の値を選択的に取得することによりステップＳ６０１に係る最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘの算出を実行する。最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘの算出が終了すると、ＥＣＵ１００は、算出された最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘに基づいて、第１実施形態と同様に、ステップＳ３０５乃至ステップＳ３０８に係る最大電流制御を実行する。
【０１４１】
本実施形態によれば、駆動電圧Ｖｄｃの低下時において、駆動電流Ｉｑの最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘが増加側に変更されるため、駆動電圧Ｖｄｃの低下によるロータの回転エネルギの不足が補われ、駆動電圧Ｖｄｃが基準駆動電圧Ｖｄｃ０にある場合と較べた、ＰＩＤ制御への移行時におけるロータの回転速度の変化を抑制することが可能となる。従って、ＰＩＤ制御が機能し得、駆動電圧Ｖｄｃの低下がインパルス弁２２４の遷移時間に与える影響を抑制することが可能となる。即ち、インパルス弁２２４の収束性の低下が抑制され、インパルス弁２２４が制御不能状態に陥る事態が回避されるのである。
【０１４２】
尚、補足すると、最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘは、インパルス弁２２４の収束性を規定する、本発明に係る「制御パラメータ」の他の一例であり、本発明に係る「収束性の低下が抑制される方向」の一例として、増加側へ変更される（即ち、ステップＳ６０１に係る処理は、本発明に係る「変更手段」の動作の他の一例である）。
＜第４実施形態＞
上述した第１乃至第３実施形態では、開弁制御及び閉弁制御におけるＩＰＶＥＤＵ２２５の制御パラメータを変更することにより、インパルス弁２２４の収束性の低下抑制が図られたが、これらとは異なる手法によっても、インパルス弁２２４が制御不能状態に陥る事態を回避することが可能である。ここで、本発明の第４実施形態として、このような趣旨に基づいてＥＣＵ１００により実行される、フェイル電圧学習処理及び制限処理について説明する。始めに、図１７を参照し、フェイル電圧学習処理の詳細について説明する。ここに、図１７は、フェイル電圧学習処理のフローチャートである。尚、同図において、図７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。尚、第４実施形態に係るエンジンシステムの構成は、第１乃至第３実施形態に係るエンジンシステム１０と等しいものとする。
【０１４３】
図１７において、ロータ回転角ζを取得すると、ＥＣＵ１００は、取得したロータ回転角ζが、予めＲＯＭに格納された上限値ζｍａｘよりも大きいか否か、又は同様に格納された下限値ζｍｉｎ未満であるか否かを判別する（ステップＳ７０１）。ここで、上限値ζｍａｘは、開弁側の目標値（即ち、９０°）であってもよいが、当該目標値に対し一定のマージンが付与された値であってもよい。例えば、上限値ζｍａｘは、１１０°前後の値であってもよい。同様に、下限値ζｍｉｎは、閉弁側の目標値（即ち、０°）であってもよいが、当該目標値に対し一定のマージンが付与された値であってもよい。例えば、下限値ζｍｉｎは、−２０°前後の値であってもよい。
【０１４４】
ロータ回転角ζが、この上下限値により規定される範囲内に存在する場合（ステップＳ７０１：ＮＯ）、処理はステップＳ３０１に戻され、一連の処理が繰り返されると共に、ロータ回転角ζが、上限値ζｍａｘよりも大きいか又は下限値ζｍｉｎ未満である場合（ステップＳ７０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３０１において取得された駆動電圧Ｖｄｃが、基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満であるか否かを判別する（ステップＳ７０２）。
【０１４５】
駆動電圧Ｖｄｃが基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満である場合（ステップＳ７０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、予めＲＡＭ或いはフラッシュメモリ等に更新可能に記憶されてなる駆動電圧下限値Ｖｄｃ＿ｌｏｗを、現時点の駆動電圧Ｖｄｃの値に更新する（ステップＳ７０３）。一方、駆動電圧Ｖｄｃが基準駆動電圧Ｖｄｃ０以上である場合（ステップＳ７０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、同じく然るべき記憶手段に更新可能に記憶されてなる駆動電圧上限値Ｖｄｃ＿ｈｉｇｈを、現時点の駆動電圧Ｖｄｃの値に更新する（ステップＳ７０４）。ステップＳ７０３又はステップＳ７０４に係る処理が実行されると、処理はステップＳ３０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１４６】
次に、図１８を参照し、制限処理の詳細について説明する。ここに、図１８は、制限処理のフローチャートである。尚、同図において、図７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。尚、フェイル電圧学習処理及び制限処理は相互いに独立して実行される処理である。
【０１４７】
図１８において、駆動電圧Ｖｄｃを取得すると、ＥＣＵ１００は、先のフェイル電圧学習処理において適宜に更新される駆動電圧上限値Ｖｄｃ＿ｈｉｇｈ及び駆動電圧下限値Ｖｄｃ＿ｌｏｗを取得する（ステップＳ８０１）。これら上下限値を取得すると、ＥＣＵ１００は更に、駆動電圧Ｖｄｃが、取得された駆動電圧下限値Ｖｄｃ＿ｌｏｗよりも大きく、且つ取得された駆動電圧上限値Ｖｄｃ＿ｈｉｇｈ未満であるか否かを判別する（ステップＳ８０２）。
【０１４８】
駆動電圧Ｖｄｃがこれら上下限値により規定される範囲内に存在する場合（ステップＳ８０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、インパルスチャージの許可状態を規定する許可フラグＦｇ＿ｉｐ２を、インパルスチャージの実行が許可される旨のＯＮ状態に設定する（ステップＳ８０３）。一方で、駆動電圧Ｖｄｃがこれら上下限値により規定される範囲内に存在しない場合（ステップＳ８０２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、当該許可フラグＦｇ＿ｉｐ２を、インパルスチャージの実行を禁止する旨のＯＦＦ状態に設定する（ステップＳ８０４）。ステップＳ８０３又はステップＳ８０４が実行されることにより許可フラグＦｇ＿ｉｐ２の設定が終了すると、処理はステップＳ３０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【０１４９】
ここで、許可フラグＦｇ＿ｉｐ２がＯＦＦ状態である場合、ＥＣＵ１００は、先に述べた実行フラグＦｇ＿ｉｐ１がＯＮ状態であっても、インパルスチャージを実行しない。即ち、第４実施形態においては、図５に例示するインパルス弁駆動制御において実行フラグＦｇ＿ｉｐ１が参照されるのに相前後して、許可フラグＦｇ＿ｉｐ２が参照され、許可フラグＦｇ＿ｉｐ２がＯＦＦ状態であれば、処理がステップＳ２０３に移行される。その結果、インパルス弁２２４は全開開度に維持される。無論、上述した燃料噴射量の補正も停止される。
【０１５０】
本実施形態によれば、インパルス弁駆動制御（開弁制御及び閉弁制御を含む）の実行過程において、インパルス弁２２４の開度が目標値から大きく逸脱した場合に、ＩＰＶＥＤＵ２２５の駆動電圧Ｖｄｃが、上限駆動電圧Ｖｄｃ＿ｈｉｇｈ又は下限駆動電圧Ｖｄｃ＿ｌｏｗとして適宜更新されることにより学習され、駆動電圧Ｖｄｃがこの学習に係る学習値により規定される許可範囲内にない場合にはインパルス弁２２４の開閉が禁止される。即ち、ＥＣＵ１００が、本発明に係る「制限手段」の一例として機能し、本発明に係る「吸気制御弁の作動が制限される」旨の処理の一例が実行される。このため、インパルス弁２２４が、正常動作がある程度保証された範囲でのみ駆動されることとなり、制御不能状態に陥る事態を可及的に回避することが可能となる。
＜第５実施形態＞
次に、図１９を参照し、本発明の第５実施形態として、本発明に係る「吸気制御弁の作動を制限する」旨の他の例について説明する。ここに、図１９は、本発明の第５実施形態に係る基本制御のフローチャートである。尚、同図において、図３及び図７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。
【０１５１】
図１９において、インパルス弁開弁時期Ａｏｐ及びインパルス弁閉弁時期Ａｃｌを取得すると、ＥＣＵ１００は、駆動電圧Ｖｄｃを取得し（ステップＳ３０１）、この取得された駆動電圧Ｖｄｃに基づいてインパルス弁開弁時期Ａｏｐを補正する（ステップＳ９０１）と共に、同様に、取得された駆動電圧Ｖｄｃに基づいてインパルス弁閉弁時期Ａｃｌを補正する（ステップＳ９０２）。
【０１５２】
ここで、図２０及び図２１を参照し、インパルス弁開弁時期Ａｏｐ及びインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの補正態様について説明する。ここに、図２０は、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁開弁時期Ａｏｐの補正特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。同様に、図２１は、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの補正特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。尚、これら各図において、図８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。
【０１５３】
図２０において、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁開弁時期Ａｏｐの特性は、機関回転速度Ｎｅ（或いは、機関回転速度Ｎｅのグループ）に対応付けられる形で複数設定されており、定性的な傾向としては、一の機関回転速度Ｎｅ（或いはＮｅのグループ）について、駆動電圧Ｖｄｃの低下に対し遅角側（図示上昇側）に推移する特性となる。また、図示するように、インパルス弁開弁時期Ａｏｐは、機関回転速度Ｎｅの上昇に応じて、より進角側で設定される。
【０１５４】
一方、図２１において、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの特性は、機関回転速度Ｎｅ（或いは、機関回転速度Ｎｅのグループ）に対応付けられる形で複数設定されており、定性的な傾向としては、一の機関回転速度Ｎｅ（或いはＮｅのグループ）について、駆動電圧Ｖｄｃの低下に対し進角側（図示低下側）に推移する特性となる。また、図示するように、インパルス弁閉弁時期Ａｃｌは、機関回転速度Ｎｅの上昇に応じて、より遅角側で設定される。尚、図２１において、一の機関回転速度Ｎｅにおける基準駆動電圧Ｖｄｃ０に対するインパルス弁閉弁時期ＡｃｌはＡｃｌ０Ａであるが、この値は、無論、図２０における、同様のインパルス弁開弁時期Ａｏｐ０Ａよりも遅角側の値である。
【０１５５】
このように、本実施形態によれば、駆動電圧Ｖｄｃの低下に伴い、インパルス弁２２４の閉弁側の作用角が拡張側に変更され（即ち、本発明に係る「吸気制御弁の作動が制限される」旨の他の一例である）、駆動電圧Ｖｄｃの低下に伴うインパルス弁２２４の遷移時間の長大化が、開弁制御或いは閉弁制御に与える影響が緩和される。即ち、この種の制御がなされない場合と較べて、インパルス弁２２４が制御不能状態に陥る事態が回避されるのである。
【０１５６】
尚、エンジン２００のように、複数の気筒でインパルス弁２２４が共用される一弁式の吸気系では、相互いに吸気行程が隣接する気筒各々における吸気行程において、インパルス弁２２４を繰り返し開閉する必要があり、インパルスチャージを有効に機能させるためには、開弁側の作用角よりも閉弁側の作用角を確保する必要がある。
【０１５７】
この際、駆動電圧Ｖｄｃの低下に対してインパルス弁開弁時期Ａｏｐの補正及びインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの補正を行うに際し、図２０に例示する特性に従って開弁時期を補正しても、図２１に例示する特性に従って閉弁時期を補正しても、閉弁側の作用角が拡張される方向に作用するが、好適な一形態として、インパルス弁開弁時期Ａｏｐの遅角制御がインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの進角に先んじて実行され、閉弁時期が可及的に維持されてもよい。
【０１５８】
この際、インパルス弁開弁時期Ａｏｐの遅角により、駆動電圧Ｖｄｃの低下に起因するインパルス弁２２４の遷移時間の長大化による影響が少なくとも実践上キャンセルされ得る場合には、必ずしもインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの進角制御はなされずともよい。即ち、インパルス弁開弁時期Ａｏｐの遅角のみでは駆動電圧Ｖｄｃの低下に伴う遷移時間の長大化の影響を補償しきれない場合に、図２１に示す特性に従って、インパルス弁閉弁時期Ａｃｌの進角がなされてもよい。但し、無論これらを同時に行ってもよい。
【０１５９】
また、予めインパルスチャージ領域において、ポンピングロスの低減を図る等の目的から、吸気バルブ２０７の開弁時期を遅角（遅開き）する、又は吸気弁の２０７の閉弁時期を進角（早閉じ）する等の制御が行われている場合、元よりインパルス弁２２４の開弁側の作用角が十分に小さくなっている場合がある。例えば、そのような場合には、開弁側の作用角を担保するために、開弁側の作用角が拡張されてもよい。いずれにせよ、インパルス弁２２４が制御不能状態に陥ることを幾らかなり防止し得る限りにおいて、駆動電圧Ｖｄｃに応じたインパルス弁２２４の開閉時期の補正は、ここに例示するものに限らず如何なる態様を有していてもよい。
【０１６０】
尚、ここでは、駆動電圧Ｖｄｃが基準駆動電圧Ｖｄｃ０未満に低下している状態について説明したが、駆動電圧Ｖｄｃが何らかの理由により基準駆動電圧Ｖｄｃ０よりも大きい場合には、インパルス弁２２４の遷移時間が短くなるため、エンジン２００の動力性能又は環境性能が実践上有意な程度に向上し得る値まで、開弁側の作用角或いは閉弁側の作用角を縮小してもよい。
【０１６１】
尚、エンジン２００のような一弁式の吸気系とは異なる、インパルス弁２２４を複数備えた多弁式の吸気系を有するエンジンの場合、インパルス弁開弁時期Ａｏｐ及びインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの補正態様は、一弁式の場合と異なり得る。
【０１６２】
ここで、図２２及び図２３を参照し、本実施形態の変形例として、多弁式（例えば、４気筒２弁式或いは４気筒４弁式等）のエンジンに対する、インパルス弁開弁時期Ａｏｐ及びインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの補正態様について説明する。ここに、図２２は、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁開弁時期Ａｏｐの他の補正特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。同様に、図２３は、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの他の補正特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。尚、これら各図において、図２０及び図２１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。
【０１６３】
図２２において、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁開弁時期Ａｏｐの特性は、機関回転速度Ｎｅ（或いは、機関回転速度Ｎｅのグループ）に対応付けられる形で複数設定されており、定性的な傾向としては、一の機関回転速度（或いは、グループ）について、駆動電圧Ｖｄｃの低下に対し進角側に推移する特性となる。また、図示するように、インパルス弁開弁時期Ａｏｐは、機関回転速度Ｎｅの上昇に応じて、より進角側で設定される。
【０１６４】
一方、図２３において、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの特性は、機関回転速度Ｎｅ（或いは、機関回転速度Ｎｅのグループ）に対応付けられる形で複数設定されており、定性的な傾向としては、一の機関回転速度Ｎｅについて、駆動電圧Ｖｄｃの低下に対し遅角側に推移する特性となる。また、図示するように、インパルス弁閉弁時期Ａｃｌは、機関回転速度Ｎｅの上昇に応じて、より遅角側で設定される。尚、図２３において、一の機関回転速度Ｎｅにおける基準駆動電圧Ｖｄｃ０に対するインパルス弁閉弁時期ＡｃｌはＡｃｌ０Ｂであるが、この値は、無論、図２２における、同様のインパルス弁開弁時期Ａｏｐ０Ｂよりも遅角側の値である。
【０１６５】
図２２及び図２３に示すように、多弁式の吸気系を有するエンジンでは、インパルス弁の閉弁時期に関する制約が、一弁式の場合と較べて大幅に少なく（即ち、インパルス弁の開閉状態が、他気筒の吸気行程に影響を及ぼす度合いが小さい）、駆動電圧Ｖｄｃの低下によるインパルス弁の遷移時間の長大化による影響を補償すべく、インパルス弁の開弁側の作用角が拡張側に補正される。
【０１６６】
この際、好適な一形態として、インパルス弁開弁時期Ａｏｐの進角制御がインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの遅角に先んじて実行され、閉弁時期が可及的に維持されてもよい。この際、インパルス弁開弁時期Ａｏｐの進角により、駆動電圧Ｖｄｃの低下に起因するインパルス弁２２４の遷移時間の長大化による影響が少なくとも実践上キャンセルされ得る場合には、必ずしもインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの遅角制御はなされずともよい。即ち、インパルス弁開弁時期Ａｏｐの進角のみでは駆動電圧Ｖｄｃの低下に伴う遷移時間の長大化の影響を補償しきれない場合に、図２３に示す特性に従って、インパルス弁閉弁時期Ａｃｌの遅角がなされてもよい。但し、無論これらを同時に行ってもよい。
【０１６７】
尚、第１、第２及び第３実施形態と、第４及び第５実施形態とは、インパルス弁２２４を制御不能状態に陥ることを回避する点については同じであっても、そのアプローチが異なっており、前者はインパルス弁２２４の開度の収束性の低下を抑制させ、後者はインパルス弁２２４の作動を制限している。これらは、無論相容れないものではなく、相互に協調して実行されることにより、より実践上の高い利益を提供し得るものである。即ち、例えば、第１、第２及び第３の実施形態のうち少なくとも一に係る制御（無論、複数が組み合わされてもよい）を実践しつつ、それらによってもインパルス弁２２４の異常な駆動状態（制御不能状態或いはそれを招きかねない状態）が回避されない場合（無論、可能性は著しく低い）に、第４及び第５実施形態のうち少なくとも一方に係る制御によりインパルス弁２２４の作動が制限されるようにＥＣＵ１００が各部を制御してもよく、その場合、インパルス弁２２４が制御不能状態に陥る可能性を著しく低下させることが可能となる。
【０１６８】
尚、上述した各種実施形態において、「より大きい」及び「以下」とは、比較に係る基準値の設定如何により容易に「以上」及び「未満」と置換し得る（無論、双方向である）概念であって、総体的な大小関係が規定される限りにおいて、基準値がいずれに含まれるかについては、本発明の本質的部分ではない。
【０１６９】
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】
【０１７０】
【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けるインパルス弁周辺の模式的な断面図である。
【図３】図１のエンジンシステムにおいて実行される基本制御のフローチャートである。
【図４】図３の基本制御の実行過程において参照されるインパルスチャージ領域の模式図である。
【図５】図１のエンジンシステムにおいて実行されるインパルス弁駆動制御のフローチャートである。
【図６】図５のインパルス弁駆動制御において選択的に実行される開弁制御及び閉弁制御の実行過程におけるＰＣＶＥＤＵの動作状態を表すタイミングチャートである。
【図７】図５のインパルス弁駆動制御において選択的に実行される開弁制御のフローチャートである。
【図８】図７の開弁制御において参照される開弁側制御切り替え角度特性を表してなる模式的な特性図である。
【図９】図５のインパルス弁駆動制御において選択的に実行される閉弁制御のフローチャートである。
【図１０】図９の閉弁制御において参照される閉弁側制御切り替え角度の特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る開弁制御のフローチャートである。
【図１２】図１１の開弁制御において参照される比例ゲインＫｐの特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【図１３】図１１の開弁制御において参照される積分ゲインＫｉの特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【図１４】図１１の開弁制御において参照される微分ゲインＫｄの特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る開弁制御のフローチャートである。
【図１６】図１５の開弁制御において参照される最大電流値Ｉｑ＿ｍａｘの特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係るフェイル電圧学習処理のフローチャートである。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る制限処理のフローチャートである。
【図１９】本発明の第５実施形態に係る基本制御のフローチャートである。
【図２０】図１９の基本制御において参照される駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁開弁時期Ａｏｐの補正特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【図２１】図１９の基本制御において参照される駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの補正特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【図２２】第５実施形態の変形例に係り、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁開弁時期Ａｏｐの他の補正特性を概念的に表してなる模式的な特性図である
【図２３】第５実施形態の変形例に係り、駆動電圧Ｖｄｃに対するインパルス弁閉弁時期Ａｃｌの他の補正特性を概念的に表してなる模式的な特性図である。
【符号の説明】
【０１７１】
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、２２３…サージタンク、２２４…インパルス弁、２２４Ａ…弁体、２２４Ｂ…回転軸、２２５…ＩＰＶＥＤＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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