JP5136332B2 - 内燃機関を制御する方法及び内燃機関システム - Google Patents

Description

本発明は、可変バルブ装置を有する内燃機関を制御する方法と、可変バルブ装置を有する内燃機関を備えている内燃機関システムとに関するものである。

一般に、火花点火式の内燃機関（エンジン）では、吸気通路に配設されたスロットル弁を開閉することにより燃焼室への空気の供給量、ひいては内燃機関の出力トルクを制御するようにしている。また、かかる内燃機関では、吸気弁が開かれる吸気行程で燃焼室内に空気が吸入されるが、吸気弁の変位特性、例えば該吸気弁のリフト量、閉弁時期あるいは開弁時期を変えることにより、燃焼室に吸入される空気の量を制御することができる。

そこで、スロットル弁の開度を制御するとともに、吸気弁の変位特性を制御することにより、燃焼室内に吸入される空気の量、ひいては出力トルクを制御するようにした内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。そして、特許文献１に開示された内燃機関では、要求気筒空気量の増加に伴って、吸気弁の閉弁時期を遅角させるとともに、吸気弁のリフト量を増加させるといった制御を行うようにしている。この制御によれば、吸気通路内の圧力を高く保持しつつ気筒空気量を制御することができるので、ポンプ損失を低減して内燃機関の運転効率を向上させることができる。
特開２００６−９７６４７号公報 （段落［００３３］、段落［００３８］、図１）

ところで一方、内燃機関の膨張比を高めると、内燃機関の運転効率を向上させることができる。しかしながら、このようにすると、内燃機関の幾何学的圧縮比が高くなり、異常燃焼が起こる可能性が高くなる。これに対して、例えば吸気弁の変位特性を調整することにより、気筒空気量又は有効圧縮比を異常燃焼が起こる限界値以下に制限するといった対応が考えられる。なお、異常燃焼が起こる可能性は、内燃機関の回転速度が高いほど低くなるので、気筒空気量の制限は、内燃機関の回転速度の上昇に伴って緩くなる。

吸気弁の変位特性のうち、気筒空気量及び異常燃焼の可能性に影響する主要な要因として閉弁時期がある。吸気弁の閉弁時期をある進角状態（早閉じ）から遅角させてゆくと気筒空気量及び有効圧縮比は増加し、あるタイミングで極大となり、さらに遅角させると減少してゆく。一般に、同一の気筒空気量であれば、有効圧縮比が高いほど異常燃焼の可能性が高くなる傾向がある。気筒空気量が最大となるタイミングと、吸気弁の閉弁時期から算出できる有効圧縮比が最大となるタイミングとは必ずしも一致しないが、低回転領域で両者はほぼ等しくなる。そして、吸気弁の閉弁時期を調整することにより気筒空気量を上記限界値以下に制限しようとした場合、異常燃焼が起こる可能性の高い高負荷・低回転領域では、吸気弁の位相（タイミング）あるいはリフト量を変更する機構に応答遅れが生じると、所望の気筒空気量を得ることができず、異常燃焼による内燃機関の損傷あるいは運転効率の低下を招く恐れがある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、筒内空気の状態をより精密に制御して異常燃焼が発生する可能性を確実に抑制しつつ、内燃機関の運転効率を最大限に高めることを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る、クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁を有する内燃機関を制御する方法（以下「内燃機関制御方法」という。）は、内燃機関の制御モードとして、第１モード（第１工程）と、第２モード（第２工程）と、加速遷移モード（加速遷移工程）と、減速遷移モード（減速遷移工程）とを備えている。

この内燃機関制御方法において、第１モードは、目標気筒空気量（ないしは目標空気充填量）が所定空気量よりも小さいときの制御モードであり、吸気弁を第１閉弁時期範囲で閉じる（早閉じ運転モード）。第２モードは、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きいときの制御モードであり、吸気弁を第１閉弁時期範囲よりも遅角した第２閉弁時期範囲で閉じる（遅閉じ運転モード）。加速遷移モードは、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも小さい第１空気量を越えて増加したときの制御モードであり、吸気弁の閉弁時期を第２閉弁時期範囲に向けて遅角させるとともに、吸気通路の圧力を低下させる。減速遷移モードは、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きい第２空気量を越えて減少したときの制御モードであり、吸気弁の閉弁時期を第１閉弁時期範囲に向けて進角させるとともに、吸気通路の圧力を低下させる。この内燃機関制御方法においては、予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど、第１空気量を小さくする。

本発明に係る内燃機関制御方法においては、予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど第２空気量を小さくするのが好ましい。このように第１空気量を小さくし、第２空気量を小さくする場合は、予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど、加速遷移モード又は減速遷移モードにおける吸気通路の圧力の低下量を小さくするのが好ましい。また、第１空気量と第２空気量とがそれぞれ可変である場合、第１空気量の範囲の最大値は第２空気量の範囲の最小値とほぼ等しく設定してもよい。

本発明に係る内燃機関システムは、内燃機関と、該内燃機関を制御する制御器とを備えている。ここで、内燃機関は、クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁と、吸気弁の位相を変更する位相可変機構（タイミング可変機構）と、吸気通路に配置されたスロットル弁とを有する。

制御器は、目標気筒空気量（ないしは目標空気充填量）が所定空気量よりも小さいときに吸気弁が第１閉弁時期範囲で閉じるように位相可変機構を制御する一方（早閉じ運転）、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きいときに、吸気弁が第１閉弁時期範囲よりも遅角した第２閉弁時期範囲で閉じるように位相可変機構を制御する（遅閉じ運転）。また、制御器は、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも小さい第１空気量を越えて増加したときに吸気弁の閉弁時期が第２閉弁時期範囲に向けて遅角するように位相可変機構を制御するとともに、吸気通路の圧力が低下するようにスロットル弁を制御する（早閉じ運転から遅閉じ運転への変化時）。さらに、制御器は、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きい第２空気量を越えて減少したときに吸気弁の閉弁時期が第１閉弁時期範囲に向けて進角するように位相可変機構を制御するとともに、吸気通路の圧力が低下するようにスロットル弁を制御する（遅閉じ運転から早閉じ運転への変化時）。なお、第１空気量及び第２空気量の設定手法は、本発明に係る内燃機関の制御方法の場合と同様である。

本発明に係る内燃機関システムは、内燃機関が搭載された車両のドライバによる操作が可能であり、かつ、予想される目標気筒空気量の変化の大きさを表す信号を出力することが可能なスイッチをさらに備えている。制御器は、スイッチから出力された信号が表す目標気筒空気量の変化が大きいほど、第１空気量を小さくするようになっている。

本発明に係る内燃機関制御方法又は内燃機関システムによれば、所定の低負荷側の運転領域では、吸気弁が早閉じとされるので、吸気圧力を高く保った状態で気筒空気量を目標値に制御することができ、ポンプ損失を低減することができ、燃費性が良好となる。他方、所定の高負荷側の運転領域では、吸気弁が遅閉じとされ有効圧縮比が低下するので、プリイグニッション等の異常燃焼を回避しつつ、必要な気筒空気量を確保することができ、内燃機関の出力を確保することができる。また、目標気筒空気量が所定空気量を越えるとき、すなわち早閉じ運転から遅閉じ運転への遷移時又は遅閉じ運転から早閉じ運転への遷移時には、吸気弁の閉弁時期は有効圧縮比及び充填効率が略最大となるタイミングを通過するが、この遷移時には吸気圧力が一時的に低下させられるので、気筒空気量が過大になって異常燃焼が起こるのを防止することができる。

さらに、目標気筒空気量が所定空気量を越えて増加するときに、吸気弁の閉弁時期が、第１閉弁時期範囲から第２閉弁時期範囲に向けて遅角させられる。従来の内燃機関システムでは、吸気弁の閉弁時期の遷移時期に制御デバイスの応答差により、空気充填量を充分に抑制することができない恐れがあるが、本発明に係る内燃機関制御方法又は内燃機関システムでは、吸気弁の閉弁時期の切り換えが早期に開始されるので、このような不具合は生じない。さらに、遷移時における吸気通路の圧力の低下量を小さくすることができるので、ポンプ損失を抑制することができ内燃機関の運転効率を向上させることができる。

本発明に係る内燃機関制御方法又は内燃機関システムにおいては、予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど、第１空気量を小さくするので、吸気弁の開弁期間が短くバルブ駆動損失が小さく燃費効率が高いが、加速に際して第２モードに移行する際に吸気弁の閉弁時期を大幅に移行させる必要があるため、加速時の応答性に難のある第１モードからより早く第２モードに移行させることができる。

本発明に係る内燃機関制御方法又は内燃機関システムにおいて、予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど、第２空気量を小さくする場合は、目標気筒空気量の変化が大きく応答性が要求されるときに、応答性に難のある第１モードに移行することをできるだけ避けて、応答性に対する要求を満足することができる。

前記の第１空気量を小さくする場合、又は、前記の第２空気量を小さくする場合において、目標気筒空気量の変化が大きいほど、吸気通路の圧力の低下量を小さくする場合は、目標気筒空気量の変化が大きいほど第２モードの最小空気量が小さくなるのに伴い、モード移行時に気筒空気量が過剰に小さくなることを防止できる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態（発明を実施するための最良の形態）を具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、内燃機関システムＳは、エンジン１（内燃機関）と、エンジン１に付設された種々のアクチュエータと、種々のセンサと、これらのセンサからの信号に基づいて各アクチュエータを制御するエンジン制御ユニット１００（制御器）とを備えている。

エンジン１は、例えば、ガソリン、エタノール、ＬＰＧ又は水素等を燃料とする火花点火式の４サイクル４気筒エンジンであって、図示していないが、第１〜第４の４つの気筒１１（シリンダ）を有する。なお、本発明において、エンジン１は４気筒エンジンに限定されるものではなく、いかなる数の気筒を有するものであってもよい。エンジン１は、自動車等の車両に搭載され、そのクランクシャフト１４は、変速機（図示せず）を介して駆動輪（図示せず）に連結され、車両を推進する。エンジン１の幾何学的圧縮比は１３以上であるのが好ましく、１４以上かつ１６以下であるのがとくに好ましい。

エンジン１は、その幾何学的圧縮比が大きいほど膨張比が大きくなり、機関効率は高くなる。そこで、このエンジン１では、幾何学的圧縮比を１３以上に設定し、点火時期のリタード等によりノッキングの発生を回避しつつ高トルクと燃費の大幅な低減とを図るようにしている。また、幾何学的圧縮比が高いほどプリイグニッションやノッキングなどの異常燃焼が発生する可能性が高くなるので、有効圧縮比を小さくして充填効率を低下させることも必要である。しかしながら、有効圧縮比を小さくすると、気筒１１の単位容積当たりの出力が低下し、内燃機関システムＳの重量比で見たときの効率は低下する。さらに、エンジン１を車両に搭載する際に、エンジンルーム内でのレイアウト性ないしは搭載性に問題が生じる。このような諸般の事情を考慮すれば、幾何学的圧縮比の上限は１６とするのが好ましい。

エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に配置されたシリンダヘッド１３とを備えており、これらの内部に４つの気筒１１が形成されている。シリンダブロック１２内には、クランクシャフト１４が回転自在に支持されている。クランクシャフト１４は、各気筒１１のピストン１５に、それぞれのコネクティングロッド１６等からなる連結機構を介して連結されている。

各気筒１１において、ピストン１５は該気筒１１内に摺動自在に嵌挿され、燃焼室１７を画成している。シリンダヘッド１３には、吸気ポート１８及び排気ポート１９が気筒１１毎に２つずつ（図１中では１つずつ図示）形成されている。両ポート１８、１９は、それぞれ燃焼室１７と連通している。吸気ポート１８及び排気ポート１９に対して、それぞれ、これらのポート１８、１９と燃焼室１７との間の連通部を遮断又は遮閉することができる吸気弁２１及び排気弁２２が配設されている。吸気弁２１及び排気弁２２は、それぞれ、吸気弁駆動機構３０及び排気弁駆動機構４０により駆動され、所定のタイミングで往復動作を行って、吸気ポート１８及び排気ポート１９を開閉する。

吸気弁駆動機構３０は吸気カムシャフト３１を有し、他方排気弁駆動機構４０は排気カムシャフト４１を有している。両カムシャフト３１、４１は、それぞれ、周知のチェーン／スプロケット機構等の動力伝達機構を介して、クランクシャフト１４によって回転駆動される。このエンジン１の動力伝達機構は、クランクシャフト１４が２回転する間に両カムシャフト３１、４１が１回転するように構成されている。吸気カムシャフト３１の位相角は、カム位相センサ７０によって検出され、その検出信号θ_{ＶＶＴ Ａ}がエンジン制御ユニット１００に入力される。また、吸気弁２１のリフト量θ_{ＶＶＬ Ａ}もエンジン制御ユニット１００に入力される。

点火プラグ５１は、シリンダヘッド１３に取り付けられている。点火システム５２は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＳＡを受けて、点火プラグ５１に、所望の点火タイミングで火花が発生するよう通電する。燃料噴射弁５３は、シリンダヘッド１３の一方の側面（吸気側）に取り付けられている。燃料噴射弁５３の先端部は、上下方向に関して２つの吸気ポート１８の下方に位置する一方、水平方向に関して２つの吸気ポート１８の中間部に位置し、その噴射孔は燃焼室１７内に臨んでいる。

燃料供給システム５４は、図示していないが、燃料を昇圧して燃料噴射弁５３に供給する高圧ポンプと、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプに供給する配管及びホース等と、燃料噴射弁５３を駆動する電気回路とを備えている。この電気回路は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＦＰを受けて燃料噴射弁５３のソレノイドを作動させ、所定のタイミングで燃料噴射弁５３に所定量の燃料を噴射させる。

吸気ポート１８は、吸気マニホールド５５内の吸気通路５５ｂを介して、吸入空気（燃料燃焼用の空気）の流れを安定させるサージタンク５５ａに接続されている。エアクリーナ（図示せず）からの吸入空気は、スロットルボデー５６を通ってサージタンク５５ａに供給される。スロットルボデー５６内にはスロットル弁５７が配置されている。スロットル弁５７は、サージタンク５５ａに向かう吸入空気を絞ってその流量を制御又は調整する。スロットルアクチュエータ５８は、エンジン制御ユニット１００からの制御信号ＴＶＯを受けて、スロットル弁５７の開度を制御又は調整する。

排気ポート１９は、排気マニホールド６０内の排気通路を介して排気管内の排気通路と連通している。排気マニホールド６０よりも下流側の排気通路には、１つ又は複数の触媒コンバータ６１を有する排気ガス浄化システムが配設されている。触媒コンバータ６１には、三元触媒、リーンＮＯｘ触媒、酸化触媒等の排気ガス浄化触媒が用いられている。なお、排気ガス浄化の目的に合致するものであれば、これらの触媒以外のいかなるタイプの触媒を用いてもよい。

吸気マニホールド５５と排気マニホールド６０とは、ＥＧＲパイプ６２を介して互いに連通し、これにより排気ガスの一部がＥＧＲガスとして吸気系に還流させられる。ＥＧＲパイプ６２には、該ＥＧＲパイプ６２を通って吸気系に還流するＥＧＲガスの流量を制御又は調整するためのＥＧＲバルブ６３が設けられている。ＥＧＲバルブ６３は、ＥＧＲバルブアクチュエータ６４によって駆動される。ＥＧＲバルブアクチュエータ６４は、ＥＧＲバルブ６３の開度が、エンジン制御ユニット１００によって算出されたＥＧＲ開度ＥＧＲ_ＯＰＥＮとなるようにＥＧＲバルブ６３を駆動する。これにより、ＥＧＲガスの流量が適切に制御又は調整される。

エンジン制御ユニット１００は、コンピュータ又はマイクロコンピュータを備えた内燃機関システムＳないしはエンジン１の総合的な制御器であって、プログラムに従って演算等の処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を有しプログラム及びデータを格納するメモリと、エンジン制御ユニット１００への電気信号の入出力経路となる入出力バス（Ｉ／Ｏバス）とを備えている。

エンジン制御ユニット１００には、制御情報として、カム位相センサ７０によって検出される吸気カムシャフト３１のバルブ位相角θ_{ＶＶＴ Ａ}、吸気弁２１のリフト量θ_{ＶＶＬ Ａ}、エアフローセンサ７１によって検出される吸入空気流量ＡＦ、吸気圧センサ７２によって検出される吸気マニホールド圧ＭＡＰ（吸気圧）、クランク角センサ７３によって検出されるクランク角パルス信号等の各種信号が入力される。

そして、エンジン制御ユニット１００は、例えば、クランク角パルス信号に基づいて、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧを算出する。さらに、エンジン制御ユニット１００には、酸素濃度センサ７４（例えば、リニア酸素濃度センサ）によって検出される排気ガスの酸素濃度ＥＧＯ（ひいては空燃比）と、アクセルペダル６９の踏み込み量すなわちアクセル開度を検出するアクセル開度センサ７５から出力されるアクセル制御信号αと、変速機の出力軸（図示せず）の回転速度ひいては車速を検出する車速センサ７６から出力される車速信号ＶＳＰとが入力される。

エンジン制御ユニット１００は、これに入力された上記種々の制御情報に基づいて、エンジン１の種々の制御パラメータを算出する。例えば、適切なスロットル開度ＴＶＯ、燃料噴射量ＦＰ、点火タイミングＳＡ、バルブ位相角θ_ＶＶＴ、バルブリフト量θ_ＶＶＬ等を算出する。そして、これらの制御パラメータに基づいて、これらに対応する制御信号として、スロットル制御信号ＴＶＯ、燃料噴射パルス信号ＦＰ、点火パルス信号ＳＡ、バルブ位相角信号θ_ＶＶＴ、バルブリフト量信号θ_ＶＶＬ等を、それぞれ、スロットルアクチュエータ５８、燃料供給システム５４、点火システム５２、吸気カムシャフト３１の位相可変機構３２、リフト量可変機構３３等に出力する。

次に、図２及び図３（ａ）〜（ｄ）を参照しつつ、吸気弁駆動機構３０を詳細に説明する。図２は、図１に示す内燃機関システムＳのエンジン１の吸気弁駆動機構３０の具体的な構成を示す斜視図である。また、図３（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図２に示す吸気弁駆動機構３０の要部を示す断面図である。なお、図３（ａ）は大リフト量制御状態において吸気弁２１のリフト量が０の状態を示し、図３（ｂ）は大リフト量制御状態において吸気弁２１のリフト量が最大の状態を示し、図３（ｃ）は小リフト量制御状態において吸気弁２１のリフト量が０の状態を示し、図３（ｄ）は小リフト量制御状態において吸気弁２１のリフト量が最大の状態を示している。

図２及び図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、吸気弁駆動機構３０は、吸気弁２１の変位特性を調整する変位調整機構を備えている。この変位調整機構は、クランクシャフト１４に対する吸気カムシャフト３１の回転位相を変更することができる位相可変機構３２（以下「ＶＶＴ機構３２」という。）と、吸気弁２１のリフト量（バルブリフト量）を連続的に変更することができるリフト量可変機構３３（以下「ＶＶＬ機構３３」という。）とで構成されている。ＶＶＴ機構３２は、チェーンドライブ機構によってクランクシャフト１４に駆動連結されている。チェーンドライブ機構は、図示していないが、ドリブンスプロケット１０４の他に、クランクシャフト１４のドライブスプロケットと、これらの両スプロケットに巻き掛けられたチェーンとを備えている。

ＶＶＴ機構３２は、ドリブンスプロケット１０４に固定され該ドリブンスプロケット１０４と一体回転するケースと、このケースに収容されるとともにインナシャフト１０５に固定され該インナシャフト１０５と一体回転するロータとを有している。詳しくは図示していないが、ケースとロータとの間に複数の液圧室が設けられ、これらの液圧室は中心軸Ｘのまわりに、周方向に並んで形成されている。そして、ポンプにより加圧された液体（例えば、エンジンオイル）が各液圧室に選択的に供給され、互いに対向する液圧室の間に圧力差が形成される。なお、このＶＶＴ機構３２は液圧式であるが、電磁式又は機械式のＶＶＴ機構を用いてもよい。

エンジン制御ユニット１００はＶＶＴ機構３２の電磁バルブ３２ａにバルブ位相角信号θ_ＶＶＴ（制御信号）を出力し、電磁バルブ３２ａはこのバルブ位相角信号θ_ＶＶＴを受けて液圧のデューティ制御を行い、液圧室に供給する液体の流量、圧力等を制御又は調整する。かくして、ドリブンスプロケット１０４とインナシャフト１０５との間の実際の位相差が変更され、これによりインナシャフト１０５の所望の回転位相が達成される。なお、エンジン制御ユニット１００と別体の、ＶＶＴ機構３２を制御するためのＶＶＴ制御ユニットを設けてもよい。

ＶＶＬ機構３３は、各気筒１１に対応してインナシャフト１０５に設けられたディスク形状の偏心カム１０６を有している。これらの偏心カム１０６は、インナシャフト１０５の軸芯に対して偏心して設けられ、ＶＶＴ機構３２により決定される位相で回転する。この偏心カム１０６の外周には、リング状アーム１０７が回転自在に嵌合されている。ここで、インナシャフト１０５がその中心軸Ｘのまわりに回転すると、リング状アーム１０７は、中心軸Ｘのまわりを公転しながら、偏心カム１０６の中心のまわりで回動する。

また、インナシャフト１０５には、気筒１１毎にロッカーコネクタ１１０が配設されている。ロッカーコネクタ１１０は円筒状であり、インナシャフト１０５に外挿されて同軸に軸支されている。換言すれば、ロッカーコネクタ１１０は、その中心軸Ｘのまわりに回動可能に支持される一方、該ロッカーコネクタ１１０の外周面はベアリングジャーナルとされ、シリンダヘッド１３に配設されたベアリングキャップ（図示せず）によって回転可能に支持されている。

ロッカーコネクタ１１０には、第１及び第２のロッカーカム１１１、１１２が一体的に設けられている。両ロッカーカム１１１、１１２の構成は同一であるので、図３（ａ）〜（ｄ）では、第１のロッカーカム１１１のみを示し、第２のロッカーカム１１２の図示は省略している。第１のロッカーカム１１１は、カム面１１１ａと円周状のベース面１１１ｂとを有し（図３（ｄ）参照）、カム面１１１ａ及びベース面１１１ｂは、いずれもタペット１１５の上面に摺接するようになっている。第１のロッカーカム１１１は、連続的には回転せず、揺動運動することを除いては、一般的な吸気弁駆動機構のカムと同様にタペット１１５を押圧して吸気弁２１を開くものである。タペット１１５は、バルブスプリング１１６によって支持されている。バルブスプリング１１６は、２つの保持器１１７、１１８（図３（ｂ）参照）の間に支持されている。

インナシャフト１０５とロッカーコネクタ１１０と両ロッカーカム１１１、１１２とからなる組立体と並行して、該組立体の上方に、コントロールシャフト１２０が配設されている。このコントロールシャフト１２０は、ベアリング（図示せず）によって回転可能に支持され、その長手方向の中央付近には、外周面から突出する同軸状のウォームギヤ１２１が一体的に設けられている。

ウォームギヤ１２１はウォーム１２２と噛み合っている。このウォーム１２２は、ＶＶＬ機構３３のアクチュエータであるステッピングモータ１２３の出力軸に固定されている。このため、エンジン制御ユニット１００からリフト量信号θ_ＶＶＬ）（制御信号）を受けたステッピングモータ１２３の作動により、コントロールシャフト１２０を所望の位置に回動させることができる。このように回動されるコントロールシャフト１２０には、気筒１１毎のコントロールアーム１３１が取り付けられ、これらコントロールアーム１３１は、コントロールシャフト１２０の回動に伴って一体的に回動させられる。

また、コントロールアーム１３１は、コントロールリンク１３２を介してリング状アーム１０７に連結されている。すなわち、コントロールリンク１３２の一方の端部は、コントロールピボット１３３によってコントロールアーム１３１の先端部に回転自在に連結されている。また、コントロールリンク１３２の他方の端部は、コモンピボット１３４によって、リング状アーム１０７に回転自在に連結されている。

ここで、コモンピボット１３４は、前記のとおりコントロールリンク１３２の前記他方の端部をリング状アーム１０７に連結するとともに、このリング状アーム１０７を貫通してこれをロッカーリンク１３５の一方の端部にも回転自在に連結している。そして、ロッカーリンク１３５の他方の端部は、ロッカーピボット１３６によって第１のロッカーカム１１１に回転自在に連結されている。これにより、リング状アーム１０７の回転がロッカーカム１１１に伝達される。

具体的には、インナシャフト１０５が回転して、これと一体に偏心カム１０６が回転するときに、図３（ａ）、（ｃ）に示すように偏心カム１０６が下側に位置すれば、リング状アーム１０７も下側に位置する。他方、図３（ｂ）、（ｄ）に示すように、偏心カム１０６が上側に位置すれば、リング状アーム１０７も上側に位置する。その際、リング状アーム１０７とコントロールリンク１３２とを連結するコモンピボット１３４の位置は、コントロールピボット１３３の位置と、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心位置との、３者相互の位置関係によって決定される。したがって、コントロールピボット１３３の位置が変化しない場合、すなわちコントロールシャフト１２０が回動しない場合は、コモンピボット１３４は、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心のまわりの回転のみに対応して、おおむね上下に往復動作を行う。

このようなコモンピボット１３４の往復動作は、ロッカーリンク１３５によって第１のロッカーカム１１１に伝達される。これにより、第１のロッカーカム１１１は、ロッカーコネクタ１１０で連結された第２のロッカーカム１１２とともに、中心軸Ｘのまわりに揺動する。かくして、揺動するロッカーカム１１１は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、カム面１１１ａがタペット１１５の上面に接触する間は、このタペット１１５をバルブスプリング１１６のばね力に抗して押し下げる。これにより、タペット１１５が吸気弁２１を押し下げ、その結果吸気ポート１８が開かれる。

他方、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、ロッカーカム１１１のベース面１１１ｂがタペット１１５の上面に接触する場合、タペット１１５は押し下げられない。これは、中心軸Ｘを中心とするロッカーカム１１１のベース面１１１ｂの半径が、その中心軸Ｘとタペット１１５の上面との間隔以下に設定されているからである。このようなコントロールピボット１３３と、コモンピボット１３４と、偏心カム１０６及びリング状アーム１０７の共通中心との間の相互の位置関係において、コントロールピボット１３３の位置が変化すれば、これにより３者相互の位置関係に変化が生じ、コモンピボット１３４は前記とは異なる軌跡を描いて往復動作を行うようになる。

したがって、ステッピングモータ１２３の作動によりコントロールシャフト１２０及びコントロールアーム１３１を回転させて、コントロールピボット１３３の位置を変えることにより、両ロッカーカム１１１、１１２の揺動範囲を変更することができる。例えば、コントロールアーム１３１を、図３における位置関係において時計回りに回動させ、コントロールピボット１３３を図３（ａ）に示す位置から図３（ｃ）に示すように左斜め上側にずらせると、ロッカーカム１１１の揺動範囲は、相対的にベース面１１１ｂがタペット１１５の上面に接触する傾向の強いものとなる。

図４は、内燃機関システムＳないしはエンジン１の吸気弁駆動機構３０における吸気弁２１の変位特性ないしは動作特性（吸気弁２１のリフト量及び開閉タイミング）の設定例を示す図である。図４に示すように、吸気弁駆動機構３０及びこれに関連する各部品により、吸気弁２１のリフト量θ_ＶＶＬは、例えばθ_{ＶＶＬ ｍｉｎ}からθ_{ＶＶＬ ｍａｘ}までの範囲で、目標空気充填量（ないしは目標気筒空気量）、すなわち各気筒１１に充填される空気量の目標値の増加に応じて増加するように制御される。他方、吸気弁２１の閉弁タイミング（閉弁時期）θ_ＶＶＴは、リフト量θ_ＶＶＬの増加に応じてθ_{ＶＶＴ ｍｉｎ}からθ_{ＶＶＴ ｍａｘ}の範囲で遅角させられる。具体的には、この内燃機関システムＳでは、例えばエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが１５００ｒｐｍの場合、吸気行程において吸気弁２１を開閉する際、吸気弁２１の開弁タイミングについては、ほとんどの運転領域で排気上死点直前から開弁を開始し、要求トルクに応じて閉弁タイミングを変更するようにしている。

また、この内燃機関システムＳでは、吸気弁２１の閉弁タイミングに関して、早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣ（第１モード）と遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣ（第２モード）とを設けている。ここで、早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣは、空気充填量（気筒に充填される空気量）が少ない低負荷時に選択されるモードであり、遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣは、空気充填量が多い高負荷時に選択されるモードである。早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣでは、時々刻々のエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧにおいて充填効率が最大となる吸気弁閉タイミングよりも進角側に設定される第１閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔで吸気弁２１が閉じられる。他方、遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣでは、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧにおいて充填効率が最大となる閉弁タイミングよりも遅角側に閉弁タイミングが設定され、かつ、第１閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔから離間した第２閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_２ｎｄで吸気弁２１が閉じられる。

図４から明らかなとおり、遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣが設定される第２閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_２ｎｄは、早閉じ運転モードが設定される第１閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔよりも遅角し、かつ離間している。したがって、両閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔ、ＩＶＣ_２ｎｄ間には、定常運転時であれば吸気弁２１が閉じることのない中間閉弁タイミング範囲（異常燃焼懸念範囲）ＩＶＣ_ＩＭが存在する。この中間閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_ＩＭの中の下死点ＢＤＣ付近に、充填効率が最大となる吸気弁２１の閉弁タイミングが存在する。

なお、このような運転モードを設定する理由は、およそ次のとおりである。すなわち、吸気弁２１を早閉じにした場合、図３（ｃ）、（ｄ）から明らかなように、ロッカーカム１１１の揺動量は小さくなり、バルブスプリング１１６の抵抗も小さくなるので、このような運転は低負荷側では好ましい。しかし、要求負荷の増加に伴って吸気弁２１の閉弁タイミングを吸気下死点付近まで遅角させると、高圧縮比のエンジン１ではプリイグニション、ノッキング等の異常燃焼が生じる可能性が高まる。また、異常燃焼が懸念される運転領域を単純に回避して吸気弁２１を早閉じにした場合、要求負荷が高いときには空気充填量を確保することができず、必要な出力を得ることができない。

他方、吸気弁２１を遅閉じにした場合、ピストン１５が下死点に移動するまで気筒１１内に空気を導入することができるので、有効圧縮比が低くなるところで吸気弁２１を閉じても充分な空気充填量を確保することができる。他面、図３（ａ）、（ｂ）から明らかなように、低速低負荷時の目標空気充填量が小さい運転領域では、吸気弁２１のリフト量ないしはリフト範囲を最大値近傍まで大きく設定する必要があるので、機械的損失が大きくなるなどといった不具合が生じる。

このため、この内燃機関システムＳでは、連続的な運転領域で可及的に膨張比を高めつつ、異常燃焼を回避するとともに、ポンプ損失の低減、目標空気充填量が小さい運転領域での機械的損失の低減、目標空気充填量が大きい運転領域での出力確保等を図るため、第１閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔと第２閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_２ｎｄとを設定している。また、早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣから遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣへの移行、あるいは遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣから早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣへの移行が行われるときには、吸気弁２１の閉弁タイミングが中間閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_ＩＭを通る。そこで、後で詳しく説明するように、このときには一時的に吸気圧力を低くすることにより空気過剰になる傾向を抑制するようにしている。

前記のとおり、エンジン制御ユニット１００は、内燃機関システムＳないしはエンジン１の総合的な制御装置であって、各センサ７０〜７６等によって検出される各種制御情報に基づいて、ＶＶＴ機構３２（電磁バルブ３２ａ）、ＶＶＬ機構３３、点火プラグ５１（点火システム５２）、燃料噴射弁５３（燃料供給システム５４）、スロットル弁５３（スロットルアクチュエータ５４）、ＥＧＲバルブ６３等を制御ないしは駆動することにより、燃料噴射制御、点火時期制御、ＥＧＲ制御等の普通のエンジン制御を行うようになっている。

さらに、エンジン制御ユニット１００は、本発明に係る格別のエンジン制御（以下「閉弁タイミング制御」という。）を行うようになっている。まず、エンジン制御ユニット１００による本発明に係る閉弁タイミング制御の概要を説明する。すなわち、この閉弁タイミング制御においては、内燃機関システムＳないしはエンジン１の制御モードとして、第１モードと、第２モードと、加速遷移モードと、減速遷移モードとを備えている。ここで、第１モードは、目標気筒空気量が所定空気量よりも小さいときの制御モードであり、吸気弁２１を第１閉弁時期範囲で閉じる。第２モードは、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きいときの制御モードであり、吸気弁２１を第１閉弁時期範囲よりも遅角した第２閉弁時期範囲で閉じる。加速遷移モードは、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも小さい第１空気量を越えて増加したときの制御モードであり、吸気弁２１の閉弁時期を第２閉弁時期範囲に向けて遅角させるとともに、吸気通路５５ｂの圧力を低下させる。減速遷移モードは、目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きい第２空気量を越えて減少したときの制御モードであり、吸気弁２１の閉弁時期を第１閉弁時期範囲に向けて進角させるとともに、吸気通路５５ｂの圧力を低下させる。

この閉弁タイミング制御においては、目標気筒空気量の変化が大きいほど第１空気量を小さくし、また、予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど第２空気量を小さくするようにしている。そして、予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど、加速遷移モード又は減速遷移モードにおける吸気通路５５ｂの圧力の低下量を小さくするようにしている。また、第１空気量と第２空気量とをそれぞれ可変とし、第１空気量の範囲の最大値を第２空気量の範囲の最小値とほぼ等しく設定している。

なお、この閉弁タイミング制御では、内燃機関システムＳが、エンジン１が搭載された車両のドライバによる操作が可能であり、かつ、予想される目標気筒空気量の変化の大きさを表す信号を出力することが可能なスイッチを有している場合は、スイッチから出力された信号が表す目標気筒空気量の変化が大きいほど、第１空気量を小さくする。

以下、エンジン制御ユニット１００による本発明に係る閉弁タイミング制御の具体的な制御手順を説明する。すなわち、本発明に係る閉弁タイミング制御では、基本的には、目標空気充填量（ないしは目標気筒空気量）が所定空気量より少ないときには、早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣで吸気弁２１の閉弁タイミング等を制御する。他方、目標空気充填量（ないしは目標気筒空気量）が上記所定空気量より多いときには、遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣで吸気弁２１の閉弁タイミング等を制御する。

そして、早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣでの運転時において、目標空気充填量（ないしは目標気筒空気量）が上記所定空気量より小さい第１空気量Ａ１（図８、図９参照）を越えて増加したときには、吸気弁２１の閉弁タイミングを、遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣの閉弁タイミングに向かって遅角するように位相可変機構３２を制御するとともに、吸気通路５５ｂの圧力が低下するようにスロットル弁５７を制御する。他方、遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣでの運転時において、目標空気充填量（ないしは目標気筒空気量）が上記所定空気量より大きい第２空気量Ａ２（図１１、図１２参照）を越えて減少したときには、吸気弁２１の閉弁タイミングが早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣの閉弁タイミングに向かって進角するように位相可変機構３２を制御するとともに、吸気通路５５ｂの圧力が低下するようにスロットル弁５７を制御する。

このように、エンジン制御ユニット１００は種々の制御を行うようになっているが、普通のエンジン制御については、その制御手法は当業者にはよく知られており、またこのような普通のエンジン制御は本発明の要旨とするところでもないのでその説明を省略し、以下では主として本発明に係る閉弁タイミング制御を説明する。

図５及び図６は、エンジン制御ユニット１００によって実行される本発明に係る閉弁タイミング制御の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、この閉弁タイミング制御では、まずステップＳ１で、各種設定の初期化を行う。この初期化においては、現在の運転モードＭを早閉じモードＭ_ＥＩＶＣに設定する。続いて、ステップＳ２で、アクセル開度センサ７５からのアクセル開度信号α、クランク角パルス信号に基づくエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧ及び車速センサ７６からの車速信号ＶＳＰを読み取り、又は算出し、これらの情報に基づいて目標トルクＴＱを算出する。

次に、ステップＳ３で、目標トルクＴＱ及びエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧに基づいて、燃料噴射量ＦＰ（あるいは空燃比）、目標空気充填量（目標気筒空気量）ＣＥ、ＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ及び点火タイミングＳＡを算出する。続いて、ステップＳ４で、予めメモリに記憶されている制御マップＭ１のデータを読み取り、この制御マップＭ１に基づいて、目標空気充填量ＣＥとエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧとに適合する現在の運転領域Ｒを判定する。

図７は、運転領域Ｒの一例を示す図である。図７に示すように、この例では、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧに対して直線的に増加する特性Ｌ１、Ｌ２（所定空気量の一例）が設定されている。そして、高負荷側の特性Ｌ１以上の高負荷側である運転領域Ｒ_ＬＩＶＣでは、遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣが選定される。他方、低負荷側の特性Ｌ２以下の低負荷側である運転領域Ｒ_ＥＩＶＣでは、早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣが選定される。

また、特性Ｌ１と特性Ｌ２の間の過渡領域Ｒ_ＴＲは、ヒステリシスを設けるための、運転モードの切換に用いられる領域であり、運転領域Ｒ_ＥＩＶＣから要求負荷が高くなっても、特性Ｌ１を越えるまでは、運転モードは早閉じ運転モードＭ_ＥＩＶＣが維持される。他方、運転領域Ｒ_ＬＩＶＣから要求負荷が低くなっても、特性Ｌ２を越えるまでは、運転モードは遅閉じ運転モードＭ_ＬＩＶＣが維持される。

次に、ステップＳ５で、現在の運転モードＭが早閉じモードＭ_ＥＩＶＣであるか否かを判定する。ここで、運転モードＭが早閉じモードＭ_ＥＩＶＣであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ６で、現在の目標空気充填量ＣＥが第１空気量Ａ１（図８、図９参照）以下であるか否かを判定する。ここで、目標空気充填量ＣＥが第１空気量Ａ１以下であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７で運転モードＭを早閉じモードＭ_ＥＩＶＣに維持して、早閉じ運転を続行する。

続いて、ステップＳ８で、この早閉じモードＭ_ＥＩＶＣでの目標気筒空気ＣＥ及びエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧに基づいて、吸気弁２１のバルブリフト量θ_ＶＶＬ、吸気弁２１の開弁期間θ_ＶＶＴ及びスロットル開度ＴＶＯを算出する。そして、ステップＳ９で、算出したバルブリフト量θ_ＶＶＬ、開弁期間θ_ＶＶＴ、スロットル開度ＴＶＯ並びにステップＳ３で算出した燃料噴射量ＦＰ、ＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ、及び点火タイミングＳＡに対応する制御信号ＦＰ_Ｄ、ＥＧＲ_ＯＰＥＮ、ＳＡ_Ｄ、θ_{ＶＶＬ−Ｄ}、θ_{ＶＣＴ−Ｄ}、ＴＶＯ_Ｄを出力することにより、吸気弁駆動機構３０やスロットル弁５７の各アクチュエータを制御する。この後、ステップＳ２に移行し、前記の制御ルーチンを繰り返す。

図８は、早閉じモードＭ_ＥＩＶＣでの吸気弁２１の閉弁タイミングの制御例を示す図である。図８に示すように、この制御例では、早閉じ運転が行われる場合、すなわち吸気弁２１の閉弁タイミングが第１閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔで運転される場合は、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが高くなるほど、吸気弁２１の閉弁タイミングは遅角する。また、目標空気充填量ＣＥが増加するほど、吸気弁２１の閉弁タイミングは遅角する。その結果、第１閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔで運転される場合、吸気弁２１の閉弁タイミングが遅角することにより、空気充填量ＣＥが増加し、要求トルクに見合うトルクが出力される。

図９は、早閉じモードＭ_ＥＩＶＣでのスロットル開度ＴＶＯの制御例を示す図である。図９に示すように、この制御例では、特性Ｌ１と平行となるように、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧに対して直線的に増加する特性Ｌ３を低負荷側に設定している。特性Ｌ３は、図７中の特性Ｌ２よりも低負荷側であってもよく、また特性Ｌ２以上であってもよい。この特性Ｌ３よりも低負荷側の運転領域では、スロットル開度ＴＶＯは、全開になっており、目標空気充填量ＣＥは、もっぱら、吸気弁２１の閉弁タイミングで制御される。このため、充分な空気充填量ＣＥを確保して、ポンプ損失が小さくなるように制御することができる。

他方、特性Ｌ１と特性Ｌ３の間では、要求負荷が高まるのに伴って、あるいはエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが低下するのに伴って、スロットル開度ＴＶＯが小さくなるように制御される。このため、運転状態が、中高速・低中負荷運転領域から、運転モードＭを遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣに設定する必要のある低速・高負荷運転領域に近づくのに伴って、スロットル弁５７の下流の吸気ポート１８を含む吸気管内の圧力を低減する。これにより、高圧縮比エンジンを採用しているのにもかかわらず、運転モードＭを切り換える過渡的で不安定な運転領域で、吸気閉弁時期の変化に伴い一時的に気筒空気充填量が過大となることを抑制して、プリイグニション等の異常燃焼を回避することができる。

前記のステップＳ６において、目標空気充填量ＣＥが第１空気量Ａ１を超えていると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ１０で、運転モードＭを加速遷移モードＭ_ＴＲ−Ｒに設定する。続いて、ステップＳ１１で、所定のカウント時間Ｃ_ＴＲ−Ｒをカウント値Ｃ_ＴＲとして設定する。そして、ステップＳ１２で、加速遷移モードＭ_ＴＲ−Ｒでの目標空気充填量ＣＥ及びエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧに基づいて、吸気弁２１のバルブリフト量θ_ＶＶＬ、吸気弁２１の開弁期間θ_ＶＶＴ、ＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ及びスロットル開度ＴＶＯを算出する。所定のカウント時間Ｃ_ＴＲ−Ｒを設けているのは、吸気弁駆動機構３０による吸気弁２１の閉弁タイミング設定が切り換わるまでの間、暫定的に目標空気充填量ＣＥを低減してプリイグニション等の異常燃焼を回避するためである。

ステップＳ１２が実行された後はステップＳ９に移行し、加速遷移モードＭ_ＴＲ−Ｒで算出したバルブリフト量θ_ＶＶＬ、開弁期間θ_ＶＶＴ、ＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ及びスロットル開度ＴＶＯ、並びに、ステップＳ３で算出した燃料噴射量ＦＰ及び点火タイミングＳＡに対応する制御信号ＦＰ_Ｄ、ＥＧＲ_ＯＰＥＮ、ＳＡ_Ｄ、θ_{ＶＶＬ−Ｄ}、θ_{ＶＣＴ−Ｄ}及びＴＶＯ_Ｄを出力することにより、吸気弁駆動機構３０やスロットル弁５７の各アクチュエータを制御する。この後、ステップＳ２に移行し、前記の制御ルーチンを繰り返す。

図１０は、加速遷移モードＭ_ＴＲ−Ｒでの制御例を示すタイミングチャートである。図１０に示すように、加速遷移モードＭ_ＴＲ−Ｒでの制御が実行されると、その開始タイミングｔ０からカウント値Ｃ_ＴＲがデクリメントされ（図６のステップＳ２７参照）、タイミングｔ２で終了する。吸気弁駆動機構３０は、カウントを開始したタイミングｔ０から吸気弁２１の閉弁タイミングを第２閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_２ｎｄに移動させるために、遅角を開始する。その際、スロットル開度ＴＶＯは、吸気弁２１の閉弁タイミングが遅角するのに比例して低減し、吸気管圧力を低下させる。

これにより、万一、気筒１１において、吸気弁２１がプリイグニション等の異常燃焼が懸念される中間閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_ＩＭに入り込んだとしても、吸気管圧力の低下によって異常燃焼が防止される。同様に、ＥＧＲ弁６３の開度（ＥＧＲ量）Ｑ_ＥＧＲも、吸気弁２１の閉弁タイミングが遅角するのに比例して増加する。これにより、筒内残留ガスである内部ＥＧＲよりも低温の外部ＥＧＲが筒内に導入されるので、より確実に異常燃焼を回避することができる。

吸気弁２１の閉弁タイミングの遷移は、カウントの終了タイミングｔ２よりも早いタイミングｔ１で終了するように、諸元が設定される。そして、このタイミングｔ１を経過した時点で、ステップＳ１２で設定されるＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ及びスロットル開度ＴＶＯが遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣと同様に切り換えられ、運転モードの遷移が終了する。

次に、図６に示すフローチャートを参照しつつ、前記のステップＳ５で運転モードＭが早閉じモードＭ_ＥＩＶＣではないと判定された場合（ＮＯ）の制御例を説明する。この場合は、まずステップＳ２０で、運転モードＭが遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣであるか否かを判定する。ここで、運転モードＭが遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２１で、現在の目標空気充填量ＣＥが第２空気量Ａ２（図１１、図１２参照）以上であるか否かを判定する。ここで、目標空気充填量ＣＥが第２空気量Ａ２以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２２で運転モードＭを遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣに維持して、遅閉じ運転を続行する。

次に、ステップＳ２３で、遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣでの目標空気充填量ＣＥ及びエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧに基づいて、吸気弁２１のバルブリフト量θ_ＶＶＬ、吸気弁２１の開弁期間θ_ＶＣＴ及びスロットル開度ＴＶＯを算出する。そして、ステップＳ９で、算出したバルブリフト量θ_ＶＶＬ、開弁期間θ_ＶＣＴ及びスロットル開度ＴＶＯ、並びに、ステップＳ３で算出した燃料噴射量ＦＰ、ＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ及び点火タイミングＳＡに対応する制御信号ＦＰ_Ｄ、ＥＧＲ_ＯＰＥＮ、ＳＡ_Ｄ、θ_{ＶＶＬ−Ｄ}、θ_{ＶＣＴ−Ｄ}及びＴＶＯ_Ｄを出力することにより、吸気弁駆動機構３０やスロットル弁５７の各アクチュエータを制御する。この後、ステップＳ２に移行し、前記の制御ルーチンを繰り返す。

図１１（ａ）、（ｂ）は、遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣでの吸気弁２１の閉弁タイミングの制御例を示す図である。また、図１２は、遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣでのスロットル開度ＴＶＯの制御例を示す図である。ここで、図１１（ａ）及び図１２（ａ）は目標空気充填量ＣＥに応じてスロットル開度ＴＶＯを並行して制御する場合の制御例であり、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合の制御例である。

図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、第２閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_２ｎｄで吸気弁２１を閉弁する場合、スロットル開度ＴＶＯを変更しながら目標空気充填量ＣＥを制御する場合は、目標空気充填量ＣＥの増減にかかわらず、吸気弁２１の閉弁タイミングを一定にし、スロットル弁５７下流の吸気ポート１８を含む吸気通路５５ｂ内の圧力を制御することにより、空気充填量が変化する。

他方、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すように、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが一定の条件のもとでスロットル開度ＴＶＯを一定に維持し、目標空気充填量ＣＥが増加するのに伴って、吸気弁２１の閉弁タイミングを進角させる場合は、吸気弁２１の閉弁タイミングが第２閉弁タイミングＩＶＣ_２ｎｄ内で進角するのに伴って、そのときの最大空気充填量が得られる閉弁タイミングに近づくので、空気充填量が制御される。その際、スロットル開度ＴＶＯは比較的大きな値で一定に維持され、吸気通路５５ｂ内の圧力が高く維持されるので、ポンプ損失が低い状態が維持される。

図１１（ａ）、（ｂ）のいずれの場合においても、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが高くなるほど、吸気弁２１の閉弁タイミングは遅角する。また、図１２（ａ）、（ｂ）のいずれの場合においても、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが高くなるほど、スロットル開度ＴＶＯは、大きく制御される。これは、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが高くなるほど、吸気慣性力が大きくなり、このエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧにおいて目標空気充填量ＣＥが最大となる吸気弁２１の閉弁タイミングが遅角することに対応しているからである。この制御により、所要の目標空気充填量ＣＥを確保することができる。

前記のステップＳ２１において、目標空気充填量ＣＥが第２空気量Ａ２未満であると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ２４で、運転モードＭを減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａに設定する。続いて、ステップＳ２５で、所定のカウント時間Ｃ_ＴＲ−Ａをカウント値Ｃ_ＴＲとして設定する。そして、ステップＳ２６で、この減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａでの目標空気充填量ＣＥ及びエンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧに基づいて、吸気弁２１のバルブリフト量θ_ＶＶＬ、吸気弁２１の開弁期間θ_ＶＣＴ、ＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ及びスロットル開度ＴＶＯを算出する。

ステップＳ２６が実行された後はステップＳ９に移行し、減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａで算出したバルブリフト量θ_ＶＶＬ、開弁期間θ_ＶＣＴ、ＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ及びスロットル開度ＴＶＯ、並びに、ステップＳ３で算出した燃料噴射量ＦＰ及び点火タイミングＳＡに対応する制御信号ＦＰ_Ｄ、ＥＧＲ_ＯＰＥＮ、ＳＡ_Ｄ、θ_{ＶＶＬ−Ｄ}、θ_{ＶＣＴ−Ｄ}及びＴＶＯ_Ｄを出力することにより、吸気弁駆動機構３０やスロットル弁５７の各アクチュエータを制御する。この後、ステップＳ２に移行し、前記の制御ルーチンを繰り返す。

図１３は、減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａでの制御例を示すタイミングチャートである。図１３に示すように、減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａでの制御が実行されると、その開始タイミングｔ０からカウント値Ｃ_ＴＲがデクリメントされ（図６のステップＳ２７参照）、タイミングｔ２で終了する。吸気弁駆動機構３０は、カウントを開始したタイミングｔ０から吸気弁２１の閉タイミングを第１閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔに移動するために、進角を開始する。その際、スロットル開度ＴＶＯは、吸気弁２１の閉タイミングが進角するのに比例して低減し、吸気管圧力を低下させる。これにより、万一、気筒１１において、吸気弁２１がプリイグニション等の異常燃焼が懸念される中間閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_ＩＭに入り込んだとしても、吸気管圧力の低下によって異常燃焼が防止される。同様に、ＥＧＲ弁６３の開度（ＥＧＲ量）Ｑ_ＥＧＲも、吸気弁２１の閉弁タイミングが進角するのに比例して増加する。これにより、比較的低温の外部ＥＧＲが筒内に導入されるので、より確実に異常燃焼を回避することができる。

吸気弁２１の閉タイミングの遷移は、カウントの終了タイミングｔ２よりも早いタイミングｔ１で終了するように、諸元が設定される。そして、このタイミングｔ１を経過した時点で、ステップＳ２６で設定されるＥＧＲ量Ｑ_ＥＧＲ及びスロットル開度ＴＶＯが早閉じモードＭ_ＥＩＶＣと同様に切り換えられ、運転モードの遷移が終了する。

ところで一方、前記のステップＳ２０で運転モードＭが遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣではないと判定された場合（ＮＯ）、運転モードＭは、加速遷移モードＭ_ＴＲ−Ｒと減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａのうちのいずれかである。そこで、この閉弁タイミング制御では、まずステップＳ２７でカウント値Ｃ_ＴＲを１だけデクリメントする。続いて、ステップＳ２８で、運転モードＭが減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａであるか否かを判定する。ここで、運転モードＭが減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２９で、カウント値Ｃ_ＴＲが０より大きいか否かを判定する。

ステップＳ２９でカウント値Ｃ_ＴＲが０よりも大きいと判定された場合は（ＹＥＳ）、前記のステップＳ２６以降の制御ルーチンを実行する。これにより、減速遷移モードＭ_ＴＲ−Ａでの運転制御が継続される。他方、ステップＳ２９でカウント値Ｃ_ＴＲが０以下であると判定された場合は（ＮＯ）、すでに吸気弁駆動機構３０による吸気弁２１の運転モード切換は終了しているので、前記のステップＳ７以降のステップに移行し、運転モードＭを早閉じモードＭ_ＥＩＶＣに切り換え、前記の早閉じモードでの運転制御を繰り返す。

前記のステップＳ２８で運転モードＭが加速遷移モードＭ_ＴＲ−Ｒであると判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ３０で、カウント値Ｃ_ＴＲが０よりも大きいか否かを判定する。ここで、カウント値Ｃ_ＴＲが０よりも大きければ（ＹＥＳ）、前記のステップＳ１２以降の制御ルーチンを実行する。これにより、加速遷移モードＭ_ＴＲ−Ｒでの運転制御が継続される。他方、ステップＳ３０でカウント値Ｃ_ＴＲが０以下であると判定された場合は（ＮＯ）、すでに吸気弁駆動機構３０による吸気弁２１の運転モード切換は終了しているので、前記のステップＳ２２以降のステップに移行し、運転モードＭを遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣに切り換え、前記の早閉じモードでの運転制御を繰り返す。

図１４（ａ）、（ｂ）は、図５及び図６に示すフローチャートによる閉弁タイミング制御を実行したときの、吸気弁２１の閉弁タイミングを示す図である。ここで、図１４（ａ）は、遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣでの閉弁タイミング制御において、スロットル開度ＴＶＯを並行して制御する場合の図である。また、図１４（ｂ）は、遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣでの閉弁タイミング制御において、スロットル開度ＴＶＯを一定に維持する場合の図である。

図１４（ａ）に示すように、遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣでの閉弁タイミング制御において、スロットル開度ＴＶＯを並行して制御する場合は、吸気弁２１の閉弁タイミングを最も進角側に固定して目標空気充填量ＣＥを制御することができる。このため、早閉じモードＭ_ＥＩＶＣから遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣへ切り換える際の変位量（図３におけるコントロールシャフト１２０の回動角度）が最小となり、早閉じモードＭ_ＥＩＶＣからの切り換えに要する時間を可及的に短くすることができる。

他方、図１４（ｂ）に示すように、遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣでの閉弁タイミングの制御において、スロットル開度ＴＶＯを一定に維持する場合は、早閉じモードＭ_ＥＩＶＣから遅閉じモードＭ_ＬＩＶＣへ切り換える際の変位量（図３におけるコントロールシャフト１２０の回動角度）は最大となる。しかしながら、吸気管圧力を高く維持することができるので、ポンプ損失を最小にすることができ、高い出力を維持することができる。

いずれの場合においても、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが上昇するのに伴って、吸気弁２１の閉弁タイミングが遅角するので、エンジン回転速度Ｎ_ＥＮＧが高いほど、第１閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_１ｓｔと第２閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_２ｎｄとの間の中間閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_ＩＭが小さくなり、ある回転速度（例えば、２５００ｒｐｍ）以上では、もっぱら第２閉弁タイミング範囲ＩＶＣ_２ｎｄで吸気弁２１を閉じることになり、運転モードＭの切り換えは不要となる。

図１５に、本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、目標図示平均有効圧力Ｐｉと吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）とをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す。図１５に示すように、この設定例では、早閉じ領域と遅閉じ領域とをオーバーラップさせている。

一般に、この種のエンジンにおいて、早閉じ運転から遅閉じ運転への移行には、デバイスの大きな移動を伴うので、該移行に時間がかかり、応答性（レスポンス）が悪化するといった問題がある。なお、遅閉じ運転から早閉じ運転への移行の際も同様の問題がある。そこで、本発明に係る閉弁タイミング制御では、例えば図１５に示すように、早閉じ領域と遅閉じ領域とをオーバーラップさせることにより、この問題を解決している。要求トルクを実現するポイントが現在の領域内にない場合や、運転履歴やスポーツモード等から使用領域の中心を他方に移した方が好ましい判断することができる場合は、他方の領域に移行する。移行中は、まず吸気弁２１の閉弁タイミングあるいはリフト量などを設定し、これらに基づいてスロットル開度ＴＶＯでトルクを調整する。

図１６（ａ）に、本発明に係る閉弁タイミング制御を行った場合において、運転状態が早閉じ領域から遅閉じ領域に移行する際の、吸気弁２１の目標閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）及び実際の閉弁タイミングＩＶＣの経時変化の一例を示し、図１６（ｂ）に、目標図示平均有効圧力Ｐｉ及び実際の目標図示平均有効圧力Ｐｉの経時変化の一例を示す。図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に係る閉弁タイミング制御では、早閉じ領域から遅閉じ領域への移行が、良好な応答性でもって迅速に行われる。

図１７に、本発明に係る閉弁タイミング制御との比較例として、早閉じ領域と遅閉じ領域と互いにオーバーラップさせない場合における、目標図示平均有効圧力Ｐｉと吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）とをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す。また、図１８（ａ）に、この比較例に係る閉弁タイミング制御を行った場合において、運転状態が早閉じ領域から遅閉じ領域に移行する際の、吸気弁２１の目標閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）及び実際の閉弁タイミングの経時変化の一例を示し、図１８（ｂ）に、目標図示平均有効圧力Ｐｉ及び実際の目標図示平均有効圧力Ｐｉの経時変化の一例を示す。図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、比較例に係る閉弁タイミング制御では、運転状態が早閉じ領域から遅閉じ領域へ移行する際の応答性が悪く、移行を迅速に行うことができない。

図１９（ａ）に、本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合（破線）及び比較例に係る閉弁タイミング制御を行う場合（実線）における、目標図示平均有効圧力Ｐｉ及び吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）をパラメータとする早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例と、両閉弁タイミング制御の特徴とを対比して示す。また、図１９（ｂ）に、本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合（破線）及び比較例に係る閉弁タイミング制御を行う場合（実線）における、目標図示平均有効圧力Ｐｉとブーストの関係を対比して示す。図１９（ｂ）から明らかなとおり、比較例に係る閉弁タイミング制御では、運転状態が早閉じ領域から遅閉じ領域へ移行する際の応答性が悪くなっている。

図２０に、本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、平均有効圧力Ｐｅと吸気弁２１の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）とをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す。図２０に示すように、この設定例では、平均有効圧力がおおむね４５０〜６００ｋＰａの範囲で、早閉じ領域と遅閉じ領域とをオーバーラップさせている。なお、図２０（図２１〜図２６も同様）において、グラフＧは、閉弁タイミングＩＶＣが下死点（ＢＤＣ）付近にあるときに、プリイグニッションが発生しない領域を示している。すなわち、運転状態の切り換え持に、このグラフＧと交差するように運転すれば、プリイグニッションは発生しない。

図２１に、平均有効圧力がおおむね５００〜６００ｋＰａの範囲で早閉じ領域と遅閉じ領域とをオーバーラップさせた場合において、運転状態が早閉じ領域から遅閉じ領域に移行する際に、要求トルクに向かってデバイスを動かす経路をできるだけ早閉じ領域に維持するように吸気弁２１の閉弁タイミングを変化させた場合の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）の平均有効圧力Ｐｅに対する変化特性を示す。図２１に示すように、この例では、平均有効圧力Ｐｅが２００ｋＰａから５５０ｋＰａまでは緩加速を行った後、６００ｋＰａ→５００ｋＰａ→８００ｋＰａの加減速を行っている。この場合、早閉じ領域と遅閉じ領域がオーバーラップしているので、従来は時間がかかっていたデバイスの大きな移動を最小限ですませることができる。

図２２に、平均有効圧力Ｐｅがおおむね５００〜６００ｋＰａの範囲で早閉じ領域と遅閉じ領域とをオーバーラップさせた場合において、加速により運転状態が早閉じ領域から遅閉じ領域に移行する際の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）の平均有効圧力Ｐｅに対する変化特性の目標値（グラフＨ１）の一例と、この目標値に対する実際の変化特性（グラフＨ２）とを示す。また、図２３に、平均有効圧力Ｐｅがおおむね５００〜６００ｋＰａの範囲で早閉じ領域と遅閉じ領域とをオーバーラップさせた場合において、減速により運転状態が遅閉じ領域から早閉じ領域に移行する際の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）の平均有効圧力Ｐｅに対する変化特性の目標値（グラフＨ３）の一例と、この目標値に対する実際の変化特性（グラフＨ４）とを示す。

図２２に示すように、加速時は、オーバーラップ領域の下端（平均有効圧力Ｐｅが最小のところであり、図２２では左端）で早閉じ領域から遅閉じ領域への移行（乗り換え）を開始する。他方、図２３に示すように、減速時は、オーバーラップ領域の上端（平均有効圧力Ｐｅが最大のところであり、図２３では右端）、遅閉じ領域から、燃費性の良い早閉じ領域への移行（乗り換え）を開始している。いずれの場合も、実際の変化特性は、遅閉じ領域が存在し始める平均有効圧力Ｐｅで移行を開始するような軌道を描くので、平均有効圧力Ｐｅの変化に対する吸気弁２１の閉弁タイミングの移動量が少なく、応答性が良好となる。

図２４に、平均有効圧力Ｐｅがおおむね５００〜６００ｋＰａの範囲で早閉じ領域と遅閉じ領域とをオーバーラップさせた場合において、アクセルペダル６９を少し踏み戻す場合に運転状態が早閉じ領域から遅閉じ領域に移行する際の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）の平均有効圧力Ｐｅに対する変化特性の目標値（グラフＨ５）の一例と、この目標値に対する実際の変化特性（グラフＨ６）とを示す。この場合、定常状態となるときには、運転状態は遅閉じ又は早閉じの状態に収束する。

図２５及び図２６に、平均有効圧力Ｐｅがおおむね５００〜６００ｋＰａの範囲で早閉じ領域と遅閉じ領域とをオーバーラップさせた場合において、緩加速により運転状態が早閉じ領域から遅閉じ領域に移行する際の閉弁タイミングＩＶＣ（ないしはリフト量）の平均有効圧力Ｐｅに対する変化特性の目標値（図２５中のグラフＨ７及び図２６中のグラフ）の一例と、この目標値に対する実際の変化特性（図２５中のグラフＨ８）とを示す。

急加速時、すなわちドライバ（ユーザ）の要求トルクが早閉じ領域の範囲内では達成できず、いずれ遅閉じ領域に移行することが必要な場合（現在は早閉じ領域にあるが、アクセルペダル６９が踏み込まれ、踏み込まれた先に対応するトルクが、遅閉じ領域でしか実現できない場合）は、即座に移行するのが好ましい。これに対して、緩加速時、すなわちドライバの要求トルクが６００ｋＰａ以内に収まり続け、６００ｋＰａまでエンジンが追随しつづける場合は、オーバーラップ領域の上端から切り換えを行うのが好ましい。このようにすれば、早閉じ領域を長く使用することができるので、燃費性が良好である（減速側でも早閉じ領域を長く使用することができる）。ただし、６００ｋＰａからの加速時の応答性がやや低下するおそれがある。

以上、本発明に係るリフト量変更制御によれば、エンジン１の気筒１１内の空気の状態をより精密に制御して、異常燃焼が発生する可能性を確実に抑制しつつ、エンジン１の運転効率を最大限に高めることができる。

本発明に係る内燃機関システムの構成を示す模式図である。 図１に示す内燃機関システムのエンジンの吸気弁駆動機構の構成を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図２に示す吸気弁駆動機構の一部断面立面図である。 図１に示す内燃機関システムのエンジンの吸気弁駆動機構における吸気弁の変位特性の設定例を示すグラフである。 本発明に係る閉弁タイミング制御の制御手法を示すフローチャートである。 本発明に係る閉弁タイミング制御の制御手法を示すフローチャートである。 本発明に係る閉弁タイミング制御において判定される運転領域の例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御において設定される早閉じモードでの吸気弁閉タイミングの制御例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御において設定される早閉じモードでのスロットル開度の制御例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御において加速遷移モードでの制御例を示すタイミングチャートである。 （ａ）、（ｂ）は本発明に係る閉弁タイミング制御において設定される遅閉じモードでの吸気弁の閉弁タイミングの制御例を示す図であり、（ａ）はスロットル開度を並行して制御する場合であり、（ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合である。 （ａ）、（ｂ）は本発明に係る閉弁タイミング制御において設定される遅閉じモードでのスロットル開度の制御例を示す図であり、（ａ）はスロットル開度を並行して制御する場合であり、（ｂ）はスロットル開度を一定に維持する場合である。 本発明に係る閉弁タイミング制御において減速遷移モードでの制御例を示すタイミングチャートである。チャートである。 （ａ）、（ｂ）は本発明に係る閉弁タイミング制御を実行した場合における吸気弁の閉弁タイミングを示す図であり、（ａ）は遅閉じモードでの吸気弁閉タイミングの制御においてスロットル開度を並行して制御する場合であり、（ｂ）は遅閉じモードでの吸気弁閉タイミングの制御においてスロットル開度を一定に維持する場合である。 本発明に係る閉弁タイミング制御における、目標図示平均有効圧力Ｐｉと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。 （ａ）は、本発明に係る閉弁タイミング制御において、早閉じ領域から遅閉じ領域に移行する際の、吸気弁の目標閉弁タイミングＩＶＣ及び実際の閉弁タイミングの経時変化を示す図であり、（ｂ）は目標図示平均有効圧力Ｐｉ及び実際の目標図示平均有効圧力Ｐｉの経時変化を示す図である。 比較例に係る閉弁タイミング制御における、目標図示平均有効圧力Ｐｉと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。 （ａ）は、比較例に係る閉弁タイミング制御において、早閉じ領域から遅閉じ領域に移行する際の、吸気弁の目標閉弁タイミングＩＶＣ及び実際の閉弁タイミングの経時変化を示す図であり、（ｂ）は目標図示平均有効圧力Ｐｉ及び実際の目標図示平均有効圧力Ｐｉの経時変化を示す図である。 （ａ）は、閉弁タイミング制御を行う場合における、目標図示平均有効圧力Ｐｉ及び吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣをパラメータとする早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図であり、（ｂ）は、閉弁タイミング制御を行う場合における、目標図示平均有効圧力Ｐｉとブーストの関係を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、平均有効圧力Ｐｅと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、平均有効圧力Ｐｅと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、平均有効圧力Ｐｅと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、平均有効圧力Ｐｅと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、平均有効圧力Ｐｅと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、平均有効圧力Ｐｅと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。 本発明に係る閉弁タイミング制御を行う場合における、平均有効圧力Ｐｅと吸気弁の閉弁タイミングＩＶＣとをパラメータとする、早閉じ領域及び遅閉じ領域の設定例を示す図である。

符号の説明

Ｓ 内燃機関システム、１ エンジン、１１ 気筒、１２ シリンダブロック、１３ シリンダヘッド、１４ クランクシャフト、１５ ピストン、１６ コネクティングロッド、１７ 燃焼室、１８ 吸気ポート、１９ 排気ポート、２１ 吸気弁、２２ 排気弁、３０ 吸気弁駆動機構、３１ カムシャフト、３２ 位相可変機構（ＶＶＴ機構）、３３ リフト量可変機構（ＶＶＬ機構）、４０ 排気弁駆動機構、５６ スロットルボデー、５７ スロットル弁、１００ エンジン制御ユニット。

Claims (5)

1. クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁を有する内燃機関を制御する方法であって、
   上記内燃機関の制御モードとして、
   目標気筒空気量が所定空気量よりも小さいときに、上記吸気弁を第１閉弁時期範囲で閉じる第１モードと、
   目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きいときに、上記吸気弁を上記第１閉弁時期範囲よりも遅角した第２閉弁時期範囲で閉じる第２モードと、
   目標気筒空気量が上記所定空気量よりも小さい第１空気量を越えて増加したときに、上記吸気弁の閉弁時期を上記第２閉弁時期範囲に向けて遅角させるとともに、上記吸気通路の圧力を低下させる加速遷移モードと、
   目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きい第２空気量を越えて減少したときに、上記吸気弁の閉弁時期を上記第１閉弁時期範囲に向けて進角させるとともに、上記吸気通路の圧力を低下させる減速遷移モードとを備えていて、
   予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど、上記第１空気量を小さくすることを特徴とする内燃機関を制御する方法。
2. 予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど、上記第２空気量を小さくすることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関を制御する方法。
3. 予想される目標気筒空気量の変化が大きいほど、上記加速遷移モード又は上記減速遷移モードにおける吸気通路の圧力の低下量を小さくすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内燃機関を制御する方法。
4. 上記第１空気量の最大値が上記第２空気量の最小値とほぼ等しいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関を制御する方法。
5. クランクシャフトにより駆動され該クランクシャフトの回転に同期して往復動作を行って吸気通路と燃焼室との間の連通部を開閉する吸気弁と、上記吸気弁の位相を変更する位相可変機構と、上記吸気通路に配置されたスロットル弁とを有する内燃機関と、
   上記内燃機関を制御する制御器とを備えている内燃機関システムであって、
   上記制御器は、
   目標気筒空気量が所定空気量よりも小さいときに、上記吸気弁が第１閉弁時期範囲で閉じるように上記位相可変機構を制御し、
   目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きいときに、上記吸気弁が上記第１閉弁時期範囲よりも遅角した第２閉弁時期範囲で閉じるように上記位相可変機構を制御し、
   目標気筒空気量が上記所定空気量よりも小さい第１空気量を越えて増加したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記第２閉弁時期範囲に向けて遅角するように上記位相可変機構を制御するとともに、上記吸気通路の圧力が低下するように上記スロットル弁を制御し、
   目標気筒空気量が上記所定空気量よりも大きい第２空気量を越えて減少したときに、上記吸気弁の閉弁時期が上記第１閉弁時期範囲に向けて進角するように上記位相可変機構を制御するとともに、上記吸気通路の圧力が低下するように上記スロットル弁を制御し、
   該内燃機関システムは、上記内燃機関が搭載された車両のドライバによる操作が可能であり、かつ、予想される目標気筒空気量の変化の大きさを表す信号を出力することが可能なスイッチをさらに備えていて、
   上記制御器は、上記スイッチから出力された信号が表す上記目標気筒空気量の変化が大きいほど、上記第１空気量を小さくすることを特徴とする内燃機関システム。

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