(57)【要約】【課題】慣性過給が可能な一弁式の吸気系を備えた内燃機関において、複数の気筒各々における効率的且つ効果的な掃気を実現する。【解決手段】吸気管２０４及び連通管２０６を含む吸気通路に単一のインパルス弁２２４を備え、吸気弁２０７の作用角及び位相を可変に制御する作用角可変型ＶＶＴ２２６を備えるエンジン２００に対し、ＥＣＵ１００は、弁駆動制御を実行し、車両の運転条件がインパルスチャージ領域に該当する場合に、吸気の脈動を利用したインパルスチャージを実行する。この際、インパルス弁２２４は、インパルス弁２２４下流側の連通管２０６が正圧に保持されるタイミングで閉弁制御され、一方で、作用角可変型ＶＶＴ２２６が、一の気筒における吸気弁２０７の開弁期間と、当該一の気筒に替わって吸気行程が開始される他の気筒におけるバルブオーバラップ期間とが重複しないように制御される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、複数の気筒、該複数の気筒相互間で共有される吸気通路、該吸気通路に設置され前記車両の運転条件に応じてなされる所定種類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を実現可能な吸気制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置であって、
前記開閉制御において前記複数の気筒のうち吸気行程にある一の気筒における吸気弁の閉弁時期に同期して閉弁するように前記吸気制御弁を制御する第１の制御手段と、
前記一の気筒における吸気弁の開弁期間と前記複数の気筒のうち前記一の気筒に替わって吸気行程を迎える他の気筒におけるバルブオーバラップ期間とが重複しないように該他の気筒におけるバルブオーバラップを制御する第２の制御手段と
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】
前記車両は、前記複数の気筒の各々における吸気弁の開閉特性を変化させることが可能な可変動弁手段を更に備え、
前記第２の制御手段は、前記可変動弁手段を介して前記他の気筒におけるバルブオーバラップを制御する
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。
【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】
尚、正圧波が一の気筒の吸気バルブに到達する時期に基づいて吸気バルブの閉弁タイミングを設定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、吸気行程がオーバラップしない複数の気筒群を有する内燃機関における慣性過給装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４６２９３号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１６１４号公報
【特許文献３】実開昭６４−３９４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術では、吸気特性の向上に主眼が置かれており、排気行程における気筒内からの掃気については考慮されていない。このため、例えば気筒内部の温度上昇によりノッキングが誘発され易い、或いは酸素量の不足によりスモークの発生が助長され易い等、内燃機関の性能低下が顕在化しかねないという技術的な問題点がある。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、慣性過給が可能に構成された内燃機関における燃焼性能及び環境性能の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】
【０００８】
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、車両に搭載され、複数の気筒、該複数の気筒相互間で共有される吸気通路、該吸気通路に設置され前記車両の運転条件に応じてなされる所定種類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を実現可能な吸気制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置であって、前記開閉制御において前記複数の気筒のうち吸気行程にある一の気筒における吸気弁の閉弁時期に同期して閉弁するように前記吸気制御弁を制御する第１の制御手段と、前記一の気筒における吸気弁の開弁期間と前記複数の気筒のうち前記一の気筒に替わって吸気行程を迎える他の気筒におけるバルブオーバラップ期間とが重複しないように該他の気筒におけるバルブオーバラップを制御する第２の制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
本発明に係る内燃機関では、この吸気通路が複数の気筒で共有される。ここで、吸気通路を共有する複数の気筒とは、本発明に係る内燃機関に備わる気筒の全てでなくともよく、概念上は、内燃機関に備わる複数の気筒のうち少なくとも複数の気筒を指す。例えば、本発明に係る内燃機関の気筒配列が、所謂Ｖ型と称される態様を有する場合には、例えば所定の挟角で対向する二つの気筒群（バンクとも称される）毎に、当該気筒群に属する複数の気筒が、本発明に係る「複数の気筒」に相当してもよいし、例えば気筒配列が所謂直列型と称される態様を有する場合に、その全気筒（無論、概念上は、一部の気筒であってもよい）が本発明に係る「複数の気筒」に相当してもよい趣旨である。或いは直列型の気筒配列を有する場合であっても、複数の気筒からなる気筒群が形成される場合には、当該気筒群毎に、当該気筒群に属する複数の気筒が、本発明に係る「複数の気筒」に相当してもよい。
【００１２】
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を包括する概念としての吸気制御弁を備える。尚、吸気通路の少なくとも一部が複数の気筒相互間で共有且つ共用されることに鑑みれば、本発明に係る内燃機関における吸気系は、所謂一弁式の吸気系として構成される。この吸気制御弁は、内燃機関に例えば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、「一弁式」とは、好適な一形態として吸気通路に単一の弁体を備える構成を指すが、概念上は、実質的に単一の弁体として機能し得る限りにおいてその個数は何ら限定されない。
【００１３】
この吸気制御弁には、例えば内燃機関の機関回転速度若しくは要求負荷又はそれらに対応する各種の指標値等を含み得る概念としての車両の運転条件に応じて所定種類の開閉制御が施される構成となっており、当該開閉制御に伴う開閉状態の変化により、本発明に係る内燃機関では、吸気の脈動を利用した慣性過給が可能となっている。ここで、「慣性過給」とは、吸気の脈動を利用して、吸気行程において気筒内に自然吸気がなされる場合（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、慣性過給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取り込む態様を包括する概念である。
【００１４】
ここで、「所定種類の開閉制御」とは、吸気の脈動を利用した慣性過給を実現し得る限りにおいて、その詳細な態様は、開弁時期、開弁期間或いは開度（即ち、開弁の度合いであり、一義的に開閉状態を規定する）の制御等を適宜に含む各種の態様を採り得るが、好適な一形態としては、少なくとも吸気制御弁を吸気弁の開弁時期以降に開弁させる旨の制御を含む。この種の制御によれば、吸気制御弁が吸気弁の開弁時期移行に開弁されることによって、吸気通路における吸気制御弁下流側に負圧が形成されるため、吸気制御弁の開弁時において吸気の脈動が好適に生成されるのである。また、好適な一形態として、吸気制御弁の開弁時期は、例えばサージタンク等のボリュームに開放端反射して生成される脈動波の正圧波のピークが吸気弁或いはそれに準ずる部位に到達する時期が、吸気弁の閉弁時期に同期するように（尚、「同期」とは、必ずしも一致させることのみを表すものではない）決定されてもよい。この際、吸気制御弁の開弁時期は、上述した車両の運転条件に応じて可変に制御されてもよい。
【００１５】
尚、吸気制御弁は、吸気の脈動を利用した慣性過給を実現させることを主たる目的としており（但し、例えばこの種の脈動の生成とは別に、例えばスロットルバルブ等の吸気絞り弁の開閉操作等により好適に行われ得る吸入空気の調量（吸気絞り）を実践上問題無い程度に実践し得る場合には、スロットルバルブ等の吸気絞り弁の作用を本発明に係る吸気制御弁にて代替させてもよい（或いは逆に、吸気絞り弁が、本発明に係る吸気制御弁として、その機能を代替してもよい））、好適な一形態として、その開閉により少なくとも実践上十分な吸気の脈動を生じさせ得る程度に（言い換えれば、少なくとも実践上不足のない負圧を形成し得る程度に）各気筒の吸気弁に近接した位置に設置されていてもよい。
【００１６】
ここで特に、吸気の充填効率を向上させる観点から言えば、この種の開閉制御により好適に吸気の充填効率は向上し得るが、吸気の充填効率向上に係る効果を、実際の内燃機関における動力性能、環境性能及び経済性能等を適宜に含む各種の性能の向上に結びつけようとする場合、気筒内部における燃焼行程後の残留ガスの掃気が重要な意味を持つ。即ち、残留ガスの掃気が不十分であれば、例えば、気筒内部の温度が相対的に上昇する（温度低下が阻害される）ことによって主としてノッキングを含む異常燃焼が誘発され易く、また例えば、気筒内部の酸素が不足することによる不完全燃焼が顕在化して、スモーク（黒鉛）等の発生が誘発され易い。この際、吸気の充填効率は慣性過給により好適に維持されていれば、この種の性能低下は、慣性過給の実行期間において、実践上看過し得ない問題としてより顕在化し易いこととなる。
【００１７】
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（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第１の制御手段により、開閉制御において複数の気筒のうち吸気行程にある一の気筒における吸気弁の閉弁時期に同期して閉弁するように、吸気制御弁が制御される。尚、吸気制御弁の閉弁時期を吸気弁の閉弁時期と同期させ得る限りにおいて、開閉制御を実行する動作主体は、第１の制御手段に包含されていてもよいし、包含されておらずともよい。
【００１８】
ここで、慣性過給の要諦は、吸気の脈動により気筒内に吸気を言わば「押し込む」点にあり、好適には、慣性過給の実行時における吸気弁の閉弁時期において吸気弁或いはその近傍区間における吸気圧は、少なくとも大気圧以上の正圧である。従って、吸気弁の閉弁時期と吸気制御弁の閉弁時期とを同期させた場合、吸気通路における吸気制御弁下流側は正圧に保持される。逆に言えば、吸気弁の閉弁時期と吸気制御弁の閉弁時期との「同期」とは、少なくとも吸気通路における吸気制御弁下流側の区間が正圧に保持される限りにおいて、必ずしも吸気弁と吸気制御弁との間で閉弁時期が一致することのみに限定されない。尚、この際、吸気制御弁下流側が正圧であるか否かを判断する必要が生じたとしても、必ずしも当該下流側の吸気圧を検出する物理的、機械的又は電気的な各種手段を有する必要はなく、例えば、車両の運転条件や吸気系の物理構造を考慮しつつ予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて吸気制御弁の開弁時期と吸気弁付近が正圧となる時期或いは期間との相互関係が得られていれば、当該相互関係に基づいて、吸気制御弁下流側を正圧に保持するための吸気制御弁の閉弁時期が、実際の吸気圧の検出を経ることなく決定されてよい。
【００１９】
一方、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第２の制御手段により、一の気筒における吸気弁の開弁期間と当該一の気筒に替わって吸気行程を迎える他の気筒におけるバルブオーバラップ期間とが重複しないように、当該他の気筒におけるバルブオーバラップ（吸気弁と排気弁とが共に開弁する状態）が制御される。
【００２０】
バルブオーバラップが生じる期間たるバルブオーバラップ期間においては、吸気弁及び排気弁が共に開弁しているため、排気行程終期において吸気弁を介した吸気の流入により排気弁を介して相対的に多くの残留ガスを排出することが可能となり、効率的且つ効果的な掃気の実現が可能となるが、本発明においては更に、第１の制御手段により吸気制御弁下流側は正圧に保持され、且つこの保持された正圧が、一行程前に吸気行程を迎えた気筒（即ち、上記「一の気筒」である）の吸気弁が既に閉弁していることに起因して、理想的には当該バルブオーバラップ期間における掃気のみに利用される。
【００２１】
このため、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、バルブオーバラップ期間中に、気筒内部に対し相対的に多くの吸気を取り込むことが可能となって、気筒内部の掃気が促進され、気筒内部の温度或いは燃焼温度の上昇を抑制することが可能となる。或いは、同様の理由によりスモークの発生を抑制することが可能となる。即ち、慣性過給により吸気の充填効率を向上させつつ、内燃機関の燃焼性能及び環境性能の低下を効率的且つ効果的に抑制することが可能となるのである。このような本発明に特有の効果は、例えば、一の気筒における吸気弁の開弁期間と他の気筒におけるバルブオーバラップ期間との重複（実質的には、吸気行程が時系列上相前後してなされる二気筒間における吸気弁の開弁期間の重複）に何ら留意することなく慣性過給が実行された場合に、例えば吸気行程終期にある気筒（上記「一の気筒」である）の吸気弁を介した吸気の漏洩が生じ掃気効果が低下することが明らかであることに鑑みれば、この種の比較対象に対し明らかに高い実践上の利益を有するものである。
【００２２】
尚、第２の制御手段は、上述した重複を回避し得る限りにおいて、直接的又は間接的を問わず、どのようにバルブオーバラップを制御してもよい。例えば、慣性過給の非実行時においてこの種の重複が生じている場合、第２の制御手段は、吸気弁の閉弁時期を進角する（即ち、時系列上で言えば、早める）ことによって、この種の重複が回避されるように間接的にバルブオーバラップを制御してもよいし、吸気弁の開弁時期を遅角する（即ち、時系列上、遅延させる）ことによって、この種の重複が回避されるように直接的にバルブオーバラップを制御してもよい。或いは、その両方であってもよい。また、第２の制御手段に係るこの種のバルブオーバラップの制御も、第１の制御手段に係る吸気制御弁の制御と同様に、慣性過給に係る所定の開閉制御の一部として実行されてよい。
【００２３】
尚、吸気弁の開閉特性（開弁時期、閉弁時期、バルブリフト量及び作用角の少なくとも一部を好適に含み得る）は、少なくとも慣性過給の実行時において当該一の気筒における吸気弁の開弁期間と当該他の気筒におけるバルブオーバラップ期間との重複を回避し得る限り自由であってよい。例えば、吸気弁の開閉特性は、慣性過給の実行の有無にかかわらず常にこの種の重複が生じないように予め設定されていてもよい。この場合、第２の制御手段に係る吸気弁の制御とは、即ち、単に吸気弁を予め適合された開閉時期で開閉させることに他ならず、「第２の制御手段」とは、極端に言えば、吸気弁の開閉時期を規定する吸気カム或いはそれに準じる吸気弁の駆動系そのものであってもよい。
【００２４】
尚、慣性過給の実行に際して限定的にこの種の重複が回避されるように、基準となる開閉特性に対し吸気弁の開閉特性が可変とされる場合、上述したように吸気弁の閉弁時期が進角されてもよいし、吸気弁の開弁時期が遅角されてもよいが、この場合、
いずれにせよ、内燃機関は、吸気弁の開弁時期、閉弁時期或いはその両方を二値的に、段階的に又は連続的に可変に制御する、例えば各種ＶＶＴ（Variable Valve Timing）装置等の可変動弁装置を備えるのが望ましく、「第２の制御手段」とは、この種の可変動弁装置を制御する、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ていてもよい。
【００２５】
本発明に係る内燃機関の吸気制御装置の一の態様では、前記車両は、前記複数の気筒の各々における吸気弁の開閉特性を変化させることが可能な可変動弁手段を更に備え、前記第２の制御手段は、前記可変動弁手段を介して前記バルブオーバラップを制御する。
【００２６】
この態様によれば、内燃機関は、吸気弁の開閉特性（上述したように、例えば開弁時期、閉弁時期又はその両方を含む）を例えば二値的に、段階的に又は連続的に変化させることが可能な、吸気弁に対し物理的、機械的、機構的、電気的又は磁気的な各種駆動力を付与可能な各種駆動力付与手段を好適に含む概念としての可変動弁手段を備える。尚、この種の可変動弁手段とは、例えば位相又は作用角或いはその両方を例えば二値的、段階的又は連続的に可変とする機能を備えたＶＶＴ、カムバイワイヤ或いは電磁駆動弁等各種の態様で具現化されてよい。
【００２７】
慣性過給は、車両の運転条件に応じてなされる制御であって、例えば、吸気制御弁の動作速度が内燃機関の機関回転に追従し難い高回転領域や、元より過給の必要の生じ難い低負荷領域等においては必ずしも実行されない制御であってよい。このような慣性過給の非実行期間においては、吸気制御弁は、吸気の流れを阻害しないように、好適な一形態として全開状態に固定される（実践上問題の生じない限りにおいて必ずしも全開でなくてもよい）が、吸気弁もまた、好適な一形態として、その開弁時期が吸気ＴＤＣ（Top Death Center：上死点）よりも進角側にされ得る。或いはその閉弁時期が吸気ＢＤＣ（Bottom Death Center：下死点）よりも遅角側に設定され得る。前者は、その目的として、例えばバルブオーバラップ期間を相対的に長く採ることにより効率的な掃気の実現を図ることを含み、後者は、その目的として、例えば吸気慣性による吸気の充填効率を向上させることを含む。このように、吸気弁の言わば基準となる開閉特性が、慣性過給の実行時と異なる場合、慣性過給の実行に際して吸気弁の開閉特性を変化させる必要がある。
【００２８】
この態様によれば、一の気筒における吸気弁の開弁期間と他の気筒におけるバルブオーバラップ期間との上述した重複を回避すべく、可変動弁手段を介してバルブオーバラップが制御されるため、慣性過給の実行の有無によらず吸気の充填効率や掃気効果を最適化することが可能となり、実践上極めて有益である。
【００２９】
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】
【００３０】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００３１】
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１の制御手段」及び「第２の制御手段」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。
【００３５】
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。
【００３６】
図１において、外界から導かれる空気たる吸入空気は、本発明に係る「吸気通路」の一例たる吸気管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。
【００３７】
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。
【００３８】
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（Top Death Center：上死点）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。
【００３９】
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。
【００４０】
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弁２０７により制御される。吸気弁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。
【００４１】
このように、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。
【００４２】
燃焼した混合気或いは一部未燃の混合気は、吸気弁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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、後述するインパルスチャージの実行時において、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。
【００４９】
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。
【００５０】
一方、本実施形態に係るエンジン２００は、作用角可変型ＶＶＴ２２６を備える。作用角可変型ＶＶＴ２２６は、吸気弁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、本発明に係る「可変動弁手段」の一例である。
【００５１】
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。
【００５２】
尚、作用角可変型ＶＶＴ２２６の構成は、公知のものであり、また本発明に係る「可変動弁手段」の構成は、これ以外に、例えばカムバイワイヤ装置（即ち、吸気カムをモータ等により駆動する装置）や電磁駆動弁装置（即ち、吸気カムを有さず、ソレノイド等の電磁駆動手段により吸気弁の開閉を直接制御可能な装置）等の公知の各種態様を採り得るため、ここではその詳細な説明を省略することとする。
【００５３】
また、上記吸気弁２０７の説明においては、吸気弁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弁２０７の開閉特性を規定することを意味している。
【００５４】
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。
【００５５】
＜実施形態の動作＞
＜インパルスチャージの概要＞
エンジンシステム１０では、ＥＣＵ１００が、後述する弁駆動制御の実行過程においてインパルス弁２２４の開閉状態を適宜制御することにより、インパルスチャージが実行される。ここで、インパルスチャージとは、インパルス弁２２４の開閉により生じる吸気の脈動を利用した慣性過給を指す。
【００５６】
より具体的に説明すると、インパルス弁２２４が閉弁した状態で一の気筒２０２の吸気弁２０７が開弁され、当該気筒の吸気行程が開始されると、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。このような状態においてインパルス弁２２４を開弁する（即ち、吸気弁２０７の開弁時期以降の開弁期間に開弁する）と、吸気管２０４と該当する気筒２０２（即ち、その時点で吸気行程にある気筒）の内部とが連通管２０６を介して連通し、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。
【００５７】
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（或いは吸気弁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）吸気弁２０７を閉弁することにより、或いは、吸気弁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、このように実行される。尚、ここで説明した制御態様は本発明に係る「所定種類の開閉制御」の一例に過ぎず、吸気弁２０７及びインパルス弁２２４の開閉時期は、本発明の概念の範囲で自由に変更可能である。
【００５８】
＜弁駆動制御の詳細＞
次に、図２を参照し、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インパルスチャージ領域に該当するか否かが判別される（ステップＳ１０２）。
【００６０】
ここで、図３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３は、インパルスチャージ領域の模式図である。
【００６１】
図３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。
【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、インパルスチャージ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を非実行状態に制御する（ステップＳ１０４）。この際、インパルス弁２２４、吸気弁２０７及び排気弁２１０の開閉時期は、基準開閉時期に制御される。尚、基準開閉時期については後述する。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、インパルスチャージを実行する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３又はステップＳ１０４に係る処理が実行されると、処理はステップＳ１０１に戻され、一連の処理が繰り返される。
【００６４】
ここで、図４を参照し、基準開閉時期の詳細について説明する。ここに、図４は、基準開閉時期に相当するインパルス弁２２４、吸気弁２０７及び排気弁２１０の一動作タイミングを表すタイミングチャートである。尚、図４においては、図面の煩雑化を防ぐ目的から、全４気筒のうち、吸気行程が時系列上相前後して行われる第１気筒及び第３気筒についてのみ示される。補足すると、直列４気筒エンジンたるエンジン２００では、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順で（尚、エンジンの動作行程は繰り返し実行されるので、気筒相互間の前後関係が規定されるのみである）一の行程（例えば、吸気行程）を迎える構成となっており、第１気筒を本発明に係る「一の気筒」の一例とすれば、第３気筒は即ち「複数の気筒のうち一の気筒に替わって吸気行程を迎える他の気筒」の一例に相当する。
【００６５】
図４において、縦軸には、上段から順にインパルス弁２２４、第１気筒及び第３気筒が表されており、横軸には共通にクランク角（即ち、一種の時間概念である）が表される。尚、図４において、クランク角０°は、便宜上設定されるクランク角の基準値であり、図４では第１気筒の排気行程ＢＤＣに設定されている。
【００６６】
図示ＰＲＦ＿ＩＰＡとして示すように、インパルス弁２２４は、インパルスチャージの非実行期間において、デフォルト位置たる全開位置に制御される。即ち、この場合、インパルス弁２２４に対しては、厳密には開閉時期は存在しない。この際、ＥＣＵ１００は、インパルス弁２２４が全開位置で固定されるように、アクチュエータ２２５を制御する。或いは、アクチュエータ２２５の非駆動状態又はそれに準じる基準状態において、インパルス弁２２４が当該全開位置を採るように吸気系が構成されている場合には、ステップＳ１０４に係る処理において、ＥＣＵ１００はアクチュエータ２２５を非駆動としても、或いは基準状態に制御してもよい。
【００６７】
一方、気筒２０２における吸気弁２０７の開閉に係る基準開閉時期は、第１気筒について図示ＰＲＦ＿ＩＮ１Ａ（実線参照）として表され、第３気筒について図示ＰＲＦ＿ＩＮ３Ａ（実線参照）として表される。即ち、第１気筒において、吸気弁２０７は、吸気ＴＤＣ以前の図示白丸ｍ２に相当する時期に開弁し、吸気ＢＤＣ以降の図示白丸ｍ４に相当する時期に閉弁する。また、第３気筒において、吸気弁２０７は、同様に図示白丸ｍ６に相当する時期に開弁し、同様に図示白丸ｍ８に相当する時期に閉弁する。
【００６８】
他方、気筒２０２における排気弁２１０の開閉に係る基準開閉時期は、第１気筒について図示ＰＲＦ＿ＥＸ１Ａ（破線参照）として表され、第３気筒について図示ＰＲＦ＿ＥＸ３Ａ（破線参照）として表される。即ち、第１気筒において、排気弁２１０は、排気ＴＤＣ図示白丸ｍ１に相当する時期に開弁し、図示白丸ｍ３に相当する時期に閉弁する。また、第３気筒において、排気弁２１０は、同様に図示白丸ｍ５に相当する時期に開弁し、同様に図示白丸ｍ７に相当する時期に閉弁する。尚、これ以降の説明では適宜、この白丸ｍｘ（ｘは自然数）を、クランク角の値或いは時刻の値として代替することとする。
【００６９】
ここで、各弁を基準開閉時期で開閉する旨の開閉制御がなされた場合、各気筒について、吸気弁２０７及び排気弁２１０が共に開弁する、バルブオーバラップ期間が発生する（ハッチング領域参照）。図４を参照して言えば、この基準開閉時期に対応するバルブオーバラップ期間の長さは、「ｍ３−ｍ２」及び「ｍ７−ｍ６」に相当する値である。また、基準開閉時期に相当する開閉制御がなされた場合、吸気行程が時系列上相前後してなされる二気筒（即ち、ここでは第１気筒と第３気筒）について、吸気弁２０７の開弁時期は重複する。図４を参照すれば、この値は、「ｍ４−ｍ６」に相当する値である。以後、このように二気筒間で吸気弁２０７の開弁期間が重複する期間を適宜「吸気オーバラップ期間」と称することとする。
【００７０】
次に、図５を参照し、インパルスチャージ実行時における吸気弁２０７、排気弁２１０及びインパルス弁２２４の開閉時期（以下、適宜「インパルス開閉時期」と称する）の詳細について説明する。ここに、図５は、インパルス開閉時期に相当する吸気弁２０７、排気弁２１０及びインパルス弁２２４の一動作タイミングを表すタイミングチャートである。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。
【００７１】
図５において、上段から順にインパルス弁２２４、第１気筒及び第３気筒が表される点は図４と同様であり、図５では更に、最下段に連通管２０６における吸気圧Ｐｉｎの特性が表されている。
【００７２】
図５において、吸気弁２０７の開閉特性は、図示ＰＲＦ＿ＩＮ１Ｂ（第１気筒）及びＰＲＦ＿ＩＮ３Ｂ（第３気筒）として表される。即ち、吸気弁２０７の閉弁時期は、第１気筒において図示白丸ｍ１０であり、第３気筒において図示白丸ｍ１２である。また、開弁時期は、第１気筒において図示白丸ｍ９であり第３気筒において図示白丸ｍ１１である。このように、エンジン２００の如き一弁式のインマニレス吸気系を有する直列４気筒型内燃機関においてインパルスチャージを実行する場合、吸気弁２０７の開弁期間（即ち、図５を参照すれば、第１気筒において「ｍ１０−ｍ９」に相当する期間であり、第３気筒において「ｍ１２−ｍ１１」に相当する期間である）は、隣接する（同一の行程が時系列上相前後してなされる）複数の気筒間における吸気干渉を防ぐ目的から、基本的に１８０°ＣＡの範囲内で設定される。
【００７３】
従って、本実施形態においてＥＣＵ１００は、インパルスチャージの実行に際し、吸気弁２０７の作用角が、基準開閉時期に相当する当該作用角に対し縮小されるように、作用角可変型ＶＶＴ２２６を制御する。この際、吸気弁２０７の作用角は、吸気弁２０７の開弁時期がＴＤＣとなるように、また閉弁時期がＢＤＣ以前となるように変更される。
【００７４】
一方、図５において、インパルス弁２２４の開弁特性は、図示ＰＲＦ＿ＩＰＢとして表される。即ち、インパルス弁２２４は、既に述べたように、吸気弁２０７の開弁後に開弁する。図５では、インパルス弁２２４の開弁時期の一例として、インパルス弁２２４が吸気弁２０７のバルブリフト量が最大となるタイミング近傍で開弁される様子が示されている。一方、インパルス弁２２４の閉弁時期は、吸気弁２０７の閉弁時期に同期するように設定される。図５では、このような同期の一例として、インパルス弁２２４が吸気弁２０７の閉弁時期と同時期（即ち、図示白丸ｍ１０及びｍ１２参照）に閉弁する様子が示される。この際、インパルス弁２２４の開弁時期は、吸気弁２０７の閉弁時期と吸気脈動の正圧波が吸気弁２０７に到達する時期とが同期するように設定されており、吸気弁２０７の閉弁時期（即ち、ここでは一義的にインパルス弁２２４の閉弁時期）において、連通管２０６の圧力たる吸気圧Ｐｉｎは、図示ＰＲＦ＿Ｐｉｎとして表される通り大気圧以上の正圧となっている。連通管２０６における吸気圧Ｐｉｎは、インパルス弁２２４が閉弁していれば、吸気弁２０７が開弁しない限り理想的には正圧に保持される。
【００７５】
ここで特に、インパルスチャージが実行された場合、上述したように吸気の充填効率が向上するため、例えば自然吸気と較べて個々の気筒２０２内部の温度（主として燃焼ガスの温度であるが、気筒２０２の壁体温度等を含み得る）は上昇し易い。この際、気筒内部の温度上昇に伴って過早着火や異常燃焼等が発生し易くなるため、エンジン２００の耐ノッキング性能が相対的に低下し易い。従って、とりわけインパルスチャージの実行期間においては、個々の気筒２０２における排気行程において効率的且つ効果的な掃気が必要となる。
【００７６】
ここで、本実施形態に係るインパルス開閉時期において、第３気筒の吸気弁２０７の開弁時期は、第１気筒の吸気弁２０７の閉弁時期（図示白丸ｍ１０）よりも遅角側の図示白丸ｍ１１となっており（同様に、第１気筒についても吸気弁２０７の開弁時期は図示白丸ｍ９に変更される）、基準開閉時期において生じていた吸気オーバラップ期間が消失している。言い換えれば、作用角の縮小に際して吸気オーバラップ期間が消失するように吸気弁２０７の開弁時期が遅角される。このため、必然的に、吸気行程が時系列上相前後してなされる一及び他の気筒について、吸気弁の開弁期間とバルブオーバラップ期間との重複が回避され、各気筒における吸気行程初期（即ち、バルブオーバラップ期間の開始時期）において、インパルス弁２２４の閉弁に伴って保持された連通管２０６の正圧が気筒内部の掃気のみに利用され、気筒内部の残留ガスが効率的且つ効果的に掃気される。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態に係る弁駆動制御によれば、インパルスチャージの実行期間において、相前後して吸気行程が行われる一及び他の気筒相互間で吸気弁２０７の開弁期間とバルブオーバラップ期間との重複が回避されるように、基準開閉時期に対し吸気弁２０７の作用角が縮小される（特に、本実施形態では、開弁時期が進角され且つ閉弁時期が遅角される）ことによりバルブオーバラップが制御されるため、インパルスチャージによる吸気の充填効率向上に係る効果を保持しつつ、インパルスチャージによる相対的に高い吸気圧を利用した効率的且つ効果的な掃気が実現されるのである。
【００７８】
尚、作用角可変型ＶＶＴ２２６を介してなされる作用角の変更は、インパルスチャージの実行期間中において、段階的に又は連続的になされてもよい。即ち、エンジン２００の機関回転速度の上昇（或いは下降）に伴って、正圧波のピークが到達する時期が相対的に遅角側に推移するため、吸気の充填効率を向上させる観点からは、場合により吸気弁２０７の閉弁時期を徐々に遅角する必要が生じ得る。この場合、バルブオーバラップ期間と吸気オーバラップ期間との重複を回避すべく、吸気弁２０７の開弁時期も適宜に遅角される。また、掃気を行うに際しては、排気弁２１０が開弁している必要があることは言うまでもなく、吸気弁２０７の開弁時期は、少なくともバルブオーバラップが生じるように排気弁２１０の閉弁時期よりも進角側で設定される。即ち、本実施形態に係る効率的且つ効果的な掃気の実現は、結果的には吸気弁２０７の開弁時期或いは閉弁時期のみを制御することによって得られるにせよ、あくまでバルブオーバラップ期間との相互的な協調の結果得られるものである。
【００７９】
尚、本発明に係る効果を明確にするため、比較例として吸気弁２０７が先に述べた基準開閉時期に準じて開閉される場合を考えると、バルブオーバラップ期間と吸気オーバラップ期間とが重複する（言い換えれば、第１気筒と第３気筒で吸気弁２０７の開弁期間が重複する）ため、バルブオーバラップ期間における第３気筒の掃気は、第１気筒の吸気弁が未だ閉弁しないことにより阻害され、効率的且つ効果的な掃気が困難となることは明らかである。
【００８０】
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。
【００８１】
また、エンジン２００は、全気筒に共有且つ共用される連通管２０６及びインパルス弁２２６を備える。この場合、単に吸気弁２０７の開閉位相を変化させるのみでは、吸気弁２０７の閉弁時期を基準開閉時期から進角側にシフトさせたところで、或いは吸気弁２０７の開弁時期を基準開閉時期から遅角側にシフトさせたところで、夫々開弁時期が吸気ＴＤＣから更に進角される、或いは閉弁時期が吸気ＢＤＣから更に遅角されるため、吸気オーバラップ期間の長さが実質的に変化しない。従って、本実施形態では、吸気弁２０７の作用角を変更する必要が生じる。一方、エンジン２００の気筒配列が、所謂Ｖ型と称される態様を有する場合、或いは直列型であっても連通管を共有する気筒群が複数存在する場合、インパルスチャージの実行時における吸気弁の作用角を必ずしも１８０°ＣＡに収める必要はなく、吸気弁２０７の開閉位相を変化させるのみであっても、他の気筒における吸気弁の開弁期間と一の気筒におけるバルブオーバラップ期間との重複を回避することが可能である。この場合、例えば、Ｖ型６気筒エンジンの場合、行程間隔が相互に２４０°ＣＡとなる３気筒で一の気筒群（バンク）を構成してもよい。或いは、直列４気筒エンジンにおいて、行程間隔が相互に３６０°ＣＡとなる２気筒で一の気筒群を構成してもよい。
【００８２】
尚、本実施形態では、吸気弁２０７の開閉時期を含む開閉特性が、インパルスチャージの実行期間と非実行期間（インパルス弁２２４が全開固定される期間）とで異なっているが、本発明に係る、慣性過給の実行期間における効率的且つ効果的な掃気の実現により得られる実践上の利益は、吸気弁２０７の開閉時期が、予め上述したインパルス開閉時期或いはそれに準じた開閉時期に固定されていても幾らかなり享受される。即ち、この場合、吸気カム２０９を含む吸気弁２０７の駆動系が、本発明に係る「第２の制御手段」の一例であってもよい。
【００８３】
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】
【００８４】
【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】インパルスチャージ領域の模式図である。
【図４】図１のエンジンシステムに備わるエンジンの各気筒における吸気弁、排気弁及びインパルス弁の一動作タイミングを表すタイミングチャートである。
【図５】図１のエンジンシステムに備わるエンジンの各気筒における吸気弁、排気弁及びインパルス弁の他の動作タイミングを表すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
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…吸気弁、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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