JP2003120343A

JP2003120343A - 可変動弁機構の制御装置

Info

Publication number: JP2003120343A
Application number: JP2001315386A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Machida; 憲一町田
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】スロットルレス制御において、トルクリニアリ
ティを確保したトルク制御を行う。【解決手段】機関の運転状態に応じた目標トルク相当の
目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴから可変動弁機構（ＶＥ
Ｌ）で実現すべきＶＥＬ実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬ
を算出する（ａ、ｂ部）。そして、ＶＥＬ実現体積流量
比ＴＱＨ０ＶＥＬをＡＡ（バルブ開口面積）・Ｃｄ（損
失係数）／ＮＶ（回転速度×排気流量）特性ＶＡＡＣＤ
ＮＶに変換し（ｃ部）、該ＶＡＡＣＤＮＶから目標バル
ブ開口面積ＴＶＥＬＡＡを算出し（ｄ〜ｇ部）、目標バ
ルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡから目標バルブ作動角ＴＧＶ
ＥＬを算出する（ｈ部）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機関の吸気バルブ
又は排気バルブのバルブ作動特性を可変する可変動弁機
構の制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、吸気バルブ・排気バルブのバ
ルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に変える構成の
可変バルブ機構が知られている（特開２００１−０１２
２６２号公報参照）。この可変バルブ機構は、カム軸と
略平行に配設された制御軸と、該制御軸の外周に偏心し
て固定された制御カムと、該制御カムに揺動自在に軸支
されたロッカアームと、前記カム軸の回転に応じて前記
ロッカアームの一端部を揺動駆動するリンクアーム・偏
心カムと、前記ロッカアームの他端部に連係して揺動し
て吸・排気バルブを開動作させる揺動カムと、前記制御
軸を回転駆動するＤＣサーボモータと、を備える。

【０００３】そして、作動角センサで検出される前記制
御軸の実際の作動角を、要求のバルブ開特性に対応する
目標作動角に一致させるべく、前記ＤＣサーボモータを
フィードバック制御するよう構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記可変バ
ルブ機構によりバルブリフト量及びバルブ作動角を可変
とすることで、スロットルバルブによらず吸入空気量を
制御することが考えられる（スロットルレス制御）。か
かるスロットルレス制御においては、スロットルバルブ
によるトルク制御ができないため、いかにしてトルク制
御を行うか、特にトルクリニアリティの確保を行うかが
課題となる。

【０００５】本発明は、このような課題に着目してなさ
れたものであって、スロットルレス制御においても、ト
ルク制御を可能とすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に係
る発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少な
くとも一方のバルブ作動特性を可変する可変動弁機構の
制御装置であって、機関の運転状態に応じて、目標トル
ク相当の目標吸入空気量を設定する目標吸入空気量設定
手段と、設定した目標吸入空気量に基づいて前記可変動
弁機構の目標バルブ作動特性を設定する目標バルブ作動
特性設定手段と、実際のバルブ作動特性が、前記目標バ
ルブ作動特性に収束するように前記可変動弁機構の駆動
を制御する可変動弁機構駆動手段と、を備えることを特
徴とする。

【０００７】請求項２に係る発明は、前記目標バルブ作
動特性設定手段が、目標トルク相当の目標体積流量をバ
ルブの要求開口面積に変換し、該要求開口面積に基づき
バルブ作動特性を設定することを特徴とする。請求項３
に係る発明は、前記目標吸入空気量設定手段が、アクセ
ル開度と機関回転速度に基づいて、前記目標吸入空気量
を設定することを特徴とする。

【０００８】請求項４に係る発明は、前記可変動弁機構
が、吸気バルブのバルブ作動特性を制御することで前記
目標吸入空気量を確保することを特徴とする。請求項５
に係る発明は、前記可変動弁機構が、クランク軸に同期
して回転する駆動軸と、該駆動軸の固定された駆動カム
と、揺動することでバルブを開閉作動する揺動カムと、
一端で前記駆動カム側と連係し他端で前記揺動カム側と
連係する伝達機構と、該伝達機構の姿勢を変化させる制
御カムを有する制御軸と、該制御軸を回動するアクチュ
エータと、を含んで構成され、前記アクチュエータによ
って前記制御軸を回動制御することによりバルブ作動特
性を可変することを特徴とする。

【０００９】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、機関の運
転状態に応じて、所望とする目標トルクに相当する目標
吸入空気量を設定し、設定した目標吸入空気量を得られ
るような目標バルブ作動特性を設定する。そして、実際
のバルブ作動特性が前記目標バルブ作動特性に収束する
ように可変動弁機構を制御するよう構成したので、スロ
ットルバルブによらず、可変動弁機構によるトルク制御
が可能となる。

【００１０】請求項２に係る発明によれば、目標トルク
相当の目標体積流量をバルブの要求開口面積に変換し、
該要求開口面積に基づきバルブ作動特性を設定するの
で、所望とする目標トルクに応じたバルブリフト量を直
ちに設定できる。従って、目標トルクの変化に対しても
精度よく対応することができ、可変動弁機構によってト
ルクリニアリティを確保したトルク制御が可能となる。

【００１１】請求項３に係る発明によれば、前記目標吸
入空気量は、アクセル開度と機関回転速度に基づいて設
定されるので、スロットルレス制御においても、例えば
運転者が要求するトルクに対応したトルク制御が可能と
なる。請求項４に係る発明によれば、吸気バルブのバル
ブ作動特性のみを制御することにより、トルク制御が可
能となる。

【００１２】請求項５に係る発明によれば、アクチュエ
ータによって制御軸の作動角を変化させることによりバ
ルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に変化させる可
変動弁機構により、トルク制御が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図１は、車両用内燃機関の構成図であ
る。図１において、内燃機関１０１の吸気通路１０２に
は、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１０
３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装さ
れており、該電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ
１０５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。

【００１４】燃焼排気は、燃焼室１０６から排気バルブ
１０７を介して排出され、排気浄化触媒１０８により浄
化された後、マフラー１０９を介して大気中に放出され
る。前記排気バルブ１０７は、排気側カム軸１１０に軸
支されたカム１１１によって一定のバルブリフト量及び
バルブ作動角を保ったまま駆動されるが、吸気バルブ１
０５は、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２によってバル
ブリフト量及びバルブ作動角が連続的に変えられるよう
になっている。

【００１５】マイクロコンピュータを内蔵するコントロ
ールユニット（Ｃ／Ｕ）１１３は、スロットルバルブ１
０３ｂの開度及び吸気バルブ１０５の開特性によって、
アクセル開度に対応する吸入空気量が得られるように、
アクセル開度センサＡＰＳ１１５で検出されるアクセル
開度ＡＰＯに応じて前記電子制御スロットル１０４及び
可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２の駆動を制御する。

【００１６】具体的には、前記可変バルブ機構（ＶＥ
Ｌ）１１２のバルブリフト量（及びバルブ作動角）を制
御することで吸入空気量を制御しつつ、キャニスタパー
ジ及びブローバイガスの処理のために一定の負圧（目標
Ｂｏｏｓｔ：例えば−１００ｍｍＨｇ）を発生させるよ
うスロットルバルブ１０３ｂの開度を制御する。但し、
吸気負圧が要求ない運転条件では、スロットルバルブ１
０３ｂを全開に保持して、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１
１２のみで吸入空気量を制御する、いわゆるスロットル
レス制御を行う。

【００１７】また、前記コントロールユニット（Ｃ／
Ｕ）１１４には、前記アクセル開度センサＡＰＳ１１５
の他に、吸入空気量（質量流量）Ｑａを検出するエアフ
ローメータ１１６、クランク軸から回転信号Ｎｅを取り
出すクランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３
ｂの開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、シ
リンダ内の燃焼圧を検出する燃焼圧センサ１１９等から
の各種検出信号が入力される。

【００１８】ここで、前記可変バルブ機構（ＶＥＬ）１
１２の構造について説明する。可変バルブ機構（ＶＥ
Ｌ）は、図２〜図４に示すように、一対の吸気バルブ１
０５、１０５と、シリンダヘッド１１のカム軸受１４に
回転自在に支持された中空状のカム軸１３と、該カム軸
１３に軸支された回転カムである２つの偏心カム１５、
１５と、前記カム軸１３の上方位置に同じカム軸受１４
に回転自在に支持された制御軸１６と、該制御軸１６に
制御カム１７を介して揺動自在に支持された一対のロッ
カアーム１８、１８と、各吸気バルブ１０５、１０５の
上端部にバルブリフター１９、１９を介して配置された
一対のそれぞれ独立した揺動カム２０、２０と、を備え
ている。

【００１９】前記偏心カム１５、１５とロッカアーム１
８、１８とは、リンクアーム２５、２５によって連係さ
れ、ロッカアーム１８、１８と揺動カム２０、２０と
は、リンク部材２６、２６によって連係されている。前
記偏心カム１５は、図５に示すように、略リング状を呈
し、小径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端
面に一体に設けられたフランジ部１５ｂとからなり、内
部軸方向にカム軸挿通孔１５ｃが貫通形成されていると
共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカム軸１３の軸心Ｙか
ら所定量だけ偏心している。

【００２０】また、前記偏心カム１５は、カム軸１３に
対し前記バルブリフター１９に干渉しない両外側にカム
軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されていると共に、カ
ム本体１５ａの外周面１５ｄが同一のカムプロフィール
に形成されている。前記ロッカアーム１８は、図４に示
すように、略クランク状に屈曲形成され、中央の基部１
８ａが制御カム１７に回転自存に支持されている。

【００２１】また、基部１８ａの外端部に突設された一
端部１８ｂには、リンクアーム２５の先端部と連結する
ピン２１が圧入されるピン孔１８ｄが貫通形成されてい
る一方、基部１８ａの内端部に突設された他端部１８ｃ
には、各リンク部材２６の後述する一端部２６ａと連結
するピン２８が圧入されるピン孔１８ｅが形成されてい
る。

【００２２】前記制御カム１７は、円筒状を呈し、制御
軸１６外周に固定されていると共に、図２に示すように
軸心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心し
ている。前記揺動カム２０は、図２及び図６、図７に示
すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２に
カム軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２
２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の
他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫
通形成されている。

【００２３】また、揺動カム２０の下面には、基端部２
２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁
側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、
該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺
動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に
当接するようになっている。すなわち、図８に示すバル
ブリフト特性からみると、図２に示すように基円面２４
ａの所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、ま
た、カム面２４ｂの前記ベースサークル区間θ１から所
定角度範囲θ２が所謂ランプ区間となり、更に、カム面
２４ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト
区間になるように設定されている。

【００２４】また、前記リンクアーム２５は、円環状の
基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設さ
れた突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置に
は、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転
自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突
出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピ
ン孔２５ｄが貫通形成されている。

【００２５】なお、前記リンクアーム２５と偏心カム１
５とによって揺動駆動部材が構成される。更に、前記リ
ンク部材２６は、所定長さの直線状に形成され、円形状
の両端部２６ａ、２６ｂには前記ロッカアーム１８の他
端部１８ｃと揺動カム２０の端部２３の各ピン孔１８
ｄ、２３ａに圧入した各ピン２８、２９の端部が回転自
在に挿通するピン挿通孔２６ｃ、２６ｄが貫通形成され
ている。

【００２６】なお、各ピン２１、２８、２９の一端部に
は、リンクアーム２５やリンク部材２６の軸方向の移動
を規制するスナップリング３０、３１、３２が設けられ
ている。また、前記制御軸１６は、図１０に示すよう
に、一端部に設けられたＤＣサーボモータ等のアクチュ
エータ１２１によって所定回転角度範囲内で回転駆動さ
れるようになっており、前記制御軸１６の作動角を前記
アクチュエータ１２１で変化させることで、吸気バルブ
１０５、１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角が連
続的に変化する（図９参照）。

【００２７】すなわち、図１０において、アクチュエー
タ（ＤＣサーボモータ）１２１の回転は、伝達部材１２
２を介してネジ切り加工が施された軸１２３に伝達さ
れ、該軸１２３が通されたナット１２４の軸方向位置が
変化する。そして、制御軸１６の先端の取り付けられ、
その一端が前記ナット１２４に固定された一対のステー
部材１２５ａ、１２５ｂにより制御軸１６が回転する。

【００２８】なお、本実施形態では、図に示すように、
ナット１２４の位置を前記伝達部材１２２に近づけるこ
とでバルブリフト量を小さくし、逆に、ナット１２４の
位置を前記伝達部材１２２から遠ざけることでバルブリ
フト量を大きくする。また、前記制御軸１６の先端に
は、該制御軸１６の作動角（ＶＥＬ作動角）ＶＥＬＣＯ
Ｍを検出するポテンショメータ式の作動角センサ１２６
（調整位置センサ）が設けられており、該作動角センサ
１２６で検出される実際のＶＥＬ作動角ＶＥＬＣＯＭ
が、目標ＶＥＬ作動角ＴＧＶＥＬに一致するように、前
記コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１１４が前記アクチ
ュエータ（ＤＣサーボモータ）１２１をフィードバック
制御する。

【００２９】次に、前記コントロールユニット（Ｃ／
Ｕ）１１４による可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２の駆
動制御について説明する。図１１に示すように、本実施
形態におけるコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１１４
は、目標体積流量演算部Ａ、ＶＥＬ目標作動角演算部Ｂ
及び目標スロットル開度演算部Ｃを含んで構成される。

【００３０】目標体積流量演算部Ａは、以下のようにし
て目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴを算出する。まず、アク
セル開度ＡＰＯ及び機関回転速度Ｎｅに対応する（ある
いは、アクセル開度ＡＰＯ及び機関回転速度Ｎｅに基づ
き設定される目標トルクが得られるような）要求空気量
（機関要求空気量）Ｑ０を算出する一方、アイドル回転
速度制御（ＩＳＣ）で要求されるＩＳＣ要求空気量ＱＩ
ＳＣを算出する。

【００３１】そして、前記機関要求空気量Ｑ０にＩＳＣ
要求空気量ＱＳＩＳＣを加算して全要求空気量（吸入空
気量）Ｑ（＝Ｑ０＋ＱＩＳＣ）を算出し、これを機関回
転速度Ｎｅ、排気量（シリンダ総容積）ＶＯＬ＃で順次
除算することにより、目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴ（＝
Ｑ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃））を算出する。ＶＥＬ目標作動
角演算部Ｂは、以下のようにして目標ＶＥＬ作動角ＴＧ
ＶＥＬを算出する。

【００３２】前記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴに対して
ＢＯＯＳＴ補正（バルブ上流圧補正）を行った後、目標
体積流量比をバルブ開口面積に変換する。そして、該バ
ルブ開口面積に基づきＶＥＬ目標作動角を算出する。な
お、前記可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２と共に、クラ
ンク軸に対するカム軸の回転位相を変化させることでバ
ルブ開閉タイミングを可変するバルブタイミング制御機
構（ＶＴＣ）が設けられている場合には、前記変換した
バルブ開口面積に、バルブタイミング制御機構（ＶＴ
Ｃ）による位相変化分のＶＴＣ補正を行い、補正後のバ
ルブ開口面積に基づきＶＥＬ目標作動角を算出する。

【００３３】具体的な制御ブロック図を図１２に示す。
図１２において、まず、前記目標体積流量比ＴＱＨ０Ｓ
Ｔにバルブ上流圧補正を行うことにより、発生負圧を考
慮した実目標体積流量比、換言すれば可変バルブ機構
（ＶＥＬ）１１２の駆動を制御することで確保すべき体
積流量比（以下、ＶＥＬ要求体積流量比という）ＴＱＨ
０ＶＥＬ０に変換する（図１２のａ部）。

【００３４】かかる変換は、具体的には前記目標体積流
量比ＴＱＨ０ＳＴをバルブ上流圧補正値ＫＭＡＮＩＱＨ
０で除算することにより行うが、該バルブ上流圧補正値
ＫＭＡＮＩＱＨ０は、スロットルバルブ１０３ｂの開口
面積Ａを機関回転速度Ｎｅ、排気量ＶＯＬ＃で除算して
得られる状態量ＡＡＤＮＶに基づき、図に示すようなテ
ーブルＴＱＨ０を検索して求める。

【００３５】次に、前記ＶＥＬ要求体積流量比ＴＨＱ０
ＶＥＬ０と最小体積流量比ＱＨ０ＬＭＴとをセレクトハ
イし、可変バルブ機構ＶＥＬ１１２で実現すべき体積流
量比（以下、ＶＥＬ実現体積流量比という）ＴＱＨ０Ｖ
ＥＬを設定する（図１２のｂ部）。ここで、前記最小体
積流量比ＱＨ０ＬＭＴは、ＶＥＬ最小作動角において可
変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２により実現できる体積流
量比としてあらかじめ設定されたものである。

【００３６】なお、前記ＶＥＬ要求体積流量比ＴＨＱ０
ＶＥＬ０が、前記最小体積流量比ＱＨ０ＬＭＴを下回る
場合は、該最小体積流量比ＱＨＯＬＭＴが選択されるこ
とになるが、この場合、前記可変バルブ機構ＶＥＬ１１
２のみでは目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴに制御できず
（すなわち、トルク制御できず）、スロットルバルブ１
０３ｂの開度制御を併用することになる（後述する目標
スロットルバルブ演算部Ｃの説明参照）。

【００３７】次に、前記ＶＥＬ実現体積流量比ＴＱＨ０
ＶＥＬを、以下のようにしてＡＡ・Ｃｄ／ＮＶ特性に変
換してＶＡＡＣＤＮＶを求める（図１２のｃ部）。ま
ず、吸気バルブ１０５を通過する空気流量（すなわち、
シリンダ吸入空気量）Ｑｃ（ｋｇ／ｓｅｃ）は、圧縮性
流体の一次元定常流れの式より次式（１）、（２）のよ
うに表すことができる。

【００３８】

【数１】なお、Ｒ：気体定数（＝２８７）、γ：比熱比（＝１．
４）、Ｃｄ：バルブ流量損失係数、ＶＡ：バルブ開口面
積（ｍ²）、Ｐ０：バルブ上流圧（例えば、吸気マニホ
ールド部の圧力Ｐｍ）（Ｐａ）、Ｐｃ：シリンダ内圧
（Ｐａ）、Ｔ０：バルブ上流温度（例えば、吸気マニホ
ールド部の温度Ｔｍ）（Ｋ）である。

【００３９】前記ＶＥＬ実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬ
は、吸気バルブ１０５を通過させる空気量を機関回転速
度Ｎｅ、排気量ＶＯＬ＃で除算したものであるから、同
様にして次式（３）、（４）のように表すことができ
る。

【００４０】

【数２】従って、バルブ上流温度Ｔ０、バルブ上流圧Ｐ０及びシ
リンダ内圧Ｐｃを検出して、Ｃｄ・ＶＡ／（Ｎｅ・ＶＯ
Ｌ＃）を算出できる。この算出したＣｄ・ＶＡ／（Ｎｅ
・ＶＯＬ＃）をＡＡ・Ｃｄ／ＮＶ特性とする。

【００４１】但し、本実施形態では、図に示すようなテ
ーブルＴＶＡＡＣＤＮＶをあらかじめ作成しておき、前
記ＶＥＬ実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬの基づいてテー
ブル検索によりＡＡ・Ｃｄ／ＮＶ特性への変換を行うよ
うにしている。なお、前記テーブルＴＡＡＣＤＮＶは、
例えば以下のようにして作成する。すなわち、前記ＶＥ
Ｌ実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬは、非チョーク時にお
いては、上記式（３）よりＣｄ・ＶＡ／（Ｎｅ・ＶＯＬ
＃）及びバルブ前後差圧比（Ｐｃ／Ｐ０）に応じた値と
して、チョーク時においては、上記式（４）よりＣｄ・
ＶＡ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）に比例した値となることが判
るので、シミュレーション又は実験等によりＴＱＨ０Ｖ
ＥＬとＣｄ・ＶＡ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）との相関を求め
ることで作成する。

【００４２】次に、ＶＡＡＣＤＮＶに機関回転速度Ｎ
ｅ、排気量ＶＯＬ＃を乗算してＣｄ・ＶＡを算出、すな
わち、ＡＡ・ＣＤ特性（流量特性）ＴＶＥＬＡＡＣＤに
変換する（図１２のｄ部、ｅ部）。次に、ＴＶＥＬＡＡ
ＣＤをバルブ流量損失係数Ｃｄで除算してＶＡを算出、
すなわち、基本バルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡ０に変換す
る（図１２のｆ部）。

【００４３】ここで、前記バルブ流量損失係数Ｃｄは、
バルブリフト量により異なるため、図に示すように、検
出したＶＥＬ作動角ＶＥＬＣＯＭに基づき、あらかじめ
設定したテーブルＴＣＤを検索することにより設定す
る。なお、ここではＶＥＬ作動角ＶＥＬＣＯＭのみによ
り前記バルブ流量損失係数Ｃｄを設定しているが、さら
に機関回転速度Ｎｅをパラメータに含むマップを作成
し、該マップを参照してＶＥＬ作動角ＶＥＬＣＯＭ及び
機関回転速度Ｎｅに応じてバルブ流量損失係数Ｃｄを設
定するよう構成してもよい。

【００４４】次に、前記基本バルブ開口面積ＴＶＥＬＡ
Ａ０にＶＴＣ補正を行って、バルブ要求開口面積ＴＶＥ
ＬＡＡに変換する（図１２のｇ部）。すなわち、前記基
本バルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡ０は、バルブタイミング
制御機構（ＶＴＣ）の駆動を考慮しない場合（すなわ
ち、ＶＴＣ基準位置：ＶＴＣ作動角＝０ｄｅｇ）に要求
されるバルブ開口面積であるため、バルブタイミング制
御機構（ＶＴＣ）の駆動による吸気バルブの開閉タイミ
ングの変化に伴う体積効率の変化を考慮する必要があ
る。

【００４５】前記ＶＴＣ補正は、このために行う補正で
あり、これにより、正確な要求バルブ開口面積、すなわ
ち、バルブ要求開口面積ＴＶＥＬＡＡを設定できる。そ
して、該バルブ要求開口面積ＴＶＥＬＡＡに基づき、図
に示すようなテーブルＴＴＧＶＥＬを検索して目標ＶＥ
Ｌ作動角ＴＧＶＥＬを設定する（図１２のｈ部）。すな
わち、バルブ開口面積からＶＥＬ作動角は一義的に求め
ることが可能であるので、このようなテーブルをあらか
じめ設定しておく。これにより、容易に目標ＶＥＬ作動
角ＴＧＶＥＬを設定できる。

【００４６】目標スロットル開度演算部Ｃは、負圧が要
求されないとき目標スロットル開度を全開とし、一定の
負圧（目標Ｂｏｏｓｔ）が要求されるときは目標Ｂｏｏ
ｓｔを確保する目標スロットル開度を設定する。また、
前記ＶＥＬ目標作動角演算部Ｂにおいて最小体積流量比
ＱＨ０ＬＭＴが選択されたとき（すなわち、可変バルブ
機構（ＶＥＬ）１１２のみでトルク制御ができないと
き）は、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２と協調して前
記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴを実現する目標スロット
ル開度を演算する。

【００４７】そして、電子制御スロットル１０４は、前
記目標スロットル開度となるようにスロットルバルブ１
０３ｂの開度を制御する。なお、前記可変バルブ機構
は、上述した構成のものに限定するものではなく、他の
構成によるものであってもよい。また、吸気バルブ１０
５のバルブ作動特性のみを可変するものに限られず、排
気バルブ１０７のバルブ作動特性についても吸気バルブ
１０５と共に可変する構成のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における機関の構成図。

【図２】本発明の実施形態における可変動弁機構の断面
図（図３のＡ−Ａ断面図）。

【図３】上記可変動弁機構の側面図。

【図４】上記可変動弁機構の平面図。

【図５】上記可変動弁機構に使用される偏心カムを示す
斜視図。

【図６】上記可変動弁機構の低リフト時の作用を示す断
面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。

【図７】上記可変動弁機構の高リフト時の作用を示す断
面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。

【図８】上記可変動弁機構における揺動カムの基端面と
カム面に対応したバルブリフト特性図。

【図９】上記可変動弁機構のバルブタイミングとバルブ
リフトの特性図。

【図１０】上記可変動弁機構における制御軸の回転駆動
機構を示す斜視図。

【図１１】上記可変動弁機構によるトルク制御を示す全
体ブロック図。

【図１２】ＶＥＬ目標作動角の演算を示す制御ブロック
図。１３カム軸１５偏心カム（揺動駆動部材）１６制御軸１７制御カム１８ロッカアーム２０揺動カム２５リンクアーム（揺動駆動部材）１０１内燃機関１０４電子制御スロットル１０５吸気バルブ１１２可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１４コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１１５アクセル開度センサ１１６エアフローメータ１１７クランク角センサ１１８スロットルセンサ１１９燃焼圧センサ１２１アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）１２６作動角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６６Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６６ＥＦターム(参考） 3G018 AA05 AB02 AB03 AB16 BA02 BA09 BA10 BA11 BA17 BA18 BA19 CA11 CA13 DA08 DA11 DA15 DA34 DA45 DA70 EA02 EA11 FA01 FA06 GA01 GA06 3G084 AA03 BA02 BA03 BA05 BA23 CA04 CA09 DA03 DA04 EB01 FA10 FA33 3G092 AA01 AA05 AA11 AB02 BA03 DA01 DA03 DA05 DA07 DC03 DF01 EA01 EA11 FA01 FA03 FA06 HA01Z HA06Z HA12Z HA13Z HE01Z HF08Z 3G301 HA01 HA06 HA19 JA01 JA03 KA09 KA25 LA01 LA03 LA07 LC03 MA11 MA12 NC01 NE01 PA11Z PE01Z PE10Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブの少
なくとも一方のバルブ作動特性を可変する可変動弁機構
の制御装置であって、機関の運転状態に応じて、目標トルク相当の目標吸入空
気量を設定する目標吸入空気量設定手段と、設定した目標吸入空気量に基づいて前記可変動弁機構の
目標バルブ作動特性を設定する目標バルブ作動特性設定
手段と、実際のバルブ作動特性が、前記目標バルブ作動特性に収
束するように前記可変動弁機構の駆動を制御する可変動
弁機構駆動手段と、を備えることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項２】前記目標バルブ作動特性設定手段は、目標
トルク相当の目標体積流量をバルブの要求開口面積に変
換し、該要求開口面積に基づきバルブ作動特性を設定す
ることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構の制御
装置。
【請求項３】前記目標吸入空気量設定手段は、アクセル
開度と機関回転速度に基づいて、前記目標吸入空気量を
設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
可変動弁機構の制御装置。
【請求項４】前記可変動弁機構は、吸気バルブのバルブ
作動特性を制御することで前記目標吸入空気量を確保す
ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１
つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】前記可変動弁機構は、クランク軸に同期して回転する駆動軸と、該駆動軸の固定された駆動カムと、揺動することでバルブを開閉作動する揺動カムと、一端で前記駆動カム側と連係し他端で前記揺動カム側と
連係する伝達機構と、該伝達機構の姿勢を変化させる制
御カムを有する制御軸と、該制御軸を回動するアクチュエータと、を含んで構成さ
れ、前記アクチュエータによって前記制御軸を回動制御する
ことによりバルブ作動特性を可変することを特徴とする
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の可変動弁
機構の制御装置。