JP2007332942A - 内燃機関の可変動弁制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気バルブの作動角及び中心位相の切り換え途中で、リフト特性が不正になることを防止しつつ、応答良くバルブ開口面積を変化させる。
【解決手段】中心位相を固定として作動角のみを変化させた場合に得られる開時期を推定すると共に、作動角を固定として中心位相のみを変化させた場合に得られる開時期を推定する。そして、前記推定した開時期のうち少なくとも一方が目標開時期よりも進角側であるときには、作動角又は中心位相の目標を制限する必要があると判断する。例えば、中心位相の遅角制御と同時に作動角を増大させる制御を行わせる場合は、そのときの中心位相で目標開時期となる作動角を目標に設定し、遅角制御に対して作動角の増大が速過ぎることによる開時期の過進角を抑止する。
【選択図】図６

Description

本発明は、機関バルブの少なくとも作動角を変更する作動角可変機構と、前記機関バルブの作動角の中心位相を変更する中心位相可変機構とを備えた内燃機関の可変動弁制御装置を関する。

特許文献１には、吸気バルブの作動角及びリフトを連続的に変化させるリフト・作動角可変機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を連続的に変化させる中心位相可変機構と、を備えた内燃機関において、リフト・作動角及び中心位相の変更量がそれぞれ所定の閾値を超えている場合に、リフト・作動角可変機構と中心位相可変機構との一方を先に駆動した後、他方を駆動することが記載されている。

上記の駆動制御によると、切り換え途中でバルブリフト特性が不正になることを防止でき、また、両機構が油圧駆動式である場合には、油圧源の大型化を防止できる。
特開２００１−２８０１６７号公報

ところで、上記従来技術によると、両機構を共に大きく操作する必要が生じたときに、一方を先に駆動し、先行して駆動させた動弁機構の制御量が目標値に収束してから、他方の動弁機構を駆動させる構成であり、加速時では、中心位相を変化させる中心位相可変機構の駆動が優先される。
このため、加速要求に対して中心位相は応答良く変化させることができるが、リフトの変更が後回しにされるため、吸気バルブの開口面積が大きくならず、吸入空気量の増大変化が遅れるため、加速性が低下するという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、切り換え途中でバルブリフト特性が不正になることを防止しつつ、過渡時の運転性を向上させることができる内燃機関の可変動弁制御装置を提供することを目的とする。

そのため請求項１記載の発明は、２つの可変機構の一方の可変動作を停止した場合の他方の可変機構の制御目標に向けての可変動作で得られる機関バルブの開時期又は閉時期を推定し、該推定した開時期又は閉時期と目標時期との比較結果に基づいて前記他方の可変機構の前記制御目標を制限することを特徴とする。
上記発明によると、２つの可変機構を同時に動作させて機関バルブ（吸気バルブ及び／又は排気バルブ）のリフト特性を変化させるときに、一方の可変機構の動作をその時点で停止させ、かつ、他方の可変機構をそのまま制御目標に向けて動作させたと仮定した場合に、機関バルブの開時期又は閉時期が最終的にどの角度位置になるかを推定する。

そして、前記推定された開時期又は閉時期と、２つの可変機構それぞれの制御目標から定められる目標開時期又は目標閉時期とを比較し、該比較結果に基づき、リフト特性の切り換え途中での過進角・過遅角（リフト特性の不正）を未然に回避すべく、前記他方の可変機構の制御目標を制限する。
従って、２つの可変機構を同時に動作させながら、機関バルブの開時期又は閉時期が目標に対して過進角・過遅角されることを抑止することが可能になり、機関バルブのリフト特性が不正になることを防止しつつ、過渡時の運転性を向上させることができる。

請求項２記載の発明は、前記一方の可変機構の制御量の現在値で目標開時期又は目標閉時期となる制御目標を、前記他方の可変機構の制御目標とすることを特徴とする。
上記発明によると、一方の可変機構の制御量の現在値で目標開時期又は目標閉時期が得られるように、他方の可変機構の制御目標を設定する。
従って、一方の可変機構で制御される制御量の変化に合わせて、他方の可変機構の制御目標が設定されることになり、目標開時期又は目標閉時期から大きく逸脱することなく、作動角と中心位相とを同時に変化させることができる。

請求項３記載の発明は、前記機関バルブが吸気バルブであり、前記２つの可変機構の一方の可変動作を停止した場合の他方の可変機構の制御目標に向けての可変動作で得られる前記吸気バルブの開時期を推定し、該推定した開時期が目標開時期よりも進角しているときに制御目標を制限することを特徴とする。
上記発明によると、作動角の変更、若しくは、中心位相の変更によって、吸気バルブの開時期が進角側に行き過ぎると推定される場合に、制御目標を制限して前記進角側への開時期の行き過ぎを防止する。

従って、２つの可変機構を同時に動かしつつ、吸気バルブの開時期が目標を超えて大きく進角されることを防止できるから、バルブオーバーラップの過剰な増加による燃焼安定性の悪化を防止することができる。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図３は、本発明に係る可変動弁制御装置を、車両用内燃機関の吸気バルブ側に適用した一実施形態を示している。
内燃機関の各気筒には、一対の吸気バルブ１２，１２及び図外の排気バルブが設けられ、各吸排気バルブはシリンダヘッド１１に摺動自在に支持されている。

そして、可変動弁制御装置は、吸気バルブ１２，１２のリフト及び作動角を連続的に変化させるリフト・作動角可変機構１と、該リフト・作動角可変機構１とは独立に設けられ、吸気バルブ１２，１２の作動角の中心位相を連続的に変化させる中心位相可変機構２と、両可変機構１，２を機関運転状態に応じてそれぞれ独立に駆動制御するコントロールユニット３７と、を備えている。

前記リフト・作動角可変機構１は、シリンダヘッド１１上部の軸受１４に回転自在に支持された中空状の駆動軸１３と、この駆動軸１３に固設された２つの駆動カム１５，１５と、駆動軸１３に揺動自在に支持されて、バルブリフタ１６，１６の平坦な上面１６ａ，１６ａに摺接して各吸気バルブ１２，１２を開作動させる摺動カム１７，１７と、駆動カム１５と揺動カム１７，１７との間に連係されて、駆動カム１５の回転力を揺動カム１７，１７の揺動力として伝達する伝達機構１８と、この伝達機構１８の作動位置を可変制御する制御機構１９と、を備えている。

前記駆動軸１３は、一端部に設けられた中心位相可変機構２のタイミングスプロケット４０に巻装された図外のタイミングチェーン等を介して機関のクランクシャフトから回転力が伝達されている。
前記軸受１４は、駆動軸１３の上部を支持するメインブラケット１４ａと、このメインブラケット１４ａの上端部に設けられて、制御軸３２を回転自在に支持するサブブラケット１４ｂとを有し、両ブラケット１４ａ，１４ｂが一対のボルト１４ｃ，１４ｃによって共締め固定されている。

前記２つの駆動カム１５は、ほぼリング状を呈し、カム本体１５ａと、このカム本体１５ａに一体に設けられた筒状部１５ｂとからなり、駆動軸１３の挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘが駆動軸１３の軸心Ｙから径方向へ所定量だけオフセットしている。
また、この各駆動カム１５は、両バルブリフタ１６，１６に干渉しない位置で駆動軸１３に固定されていると共に、両方のカム本体１５ａ，１５ａの外周面１５ｄ，１５ｄが同一のカムプロフィールに形成されている。

前記揺動カム１７は、外周にカム面２２が形成された一対のカム本体を主体とし、その一端側の基端部２０には、駆動軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２０ａが貫通形成されていると共に、他端部のカムノーズ部２１にピン孔２１ａが貫通形成されている。
上記のカム面２２には、基端部２０側の基円面２２ａと、この基円面２２ａからカムノーズ部２１側に円弧状に延びるランプ面２２ｂと、このランプ面２２ｂの先端側に有するリフト面２２ｃと、が形成され、これらの基円面２２ａ，ランプ面２２ｂ及びリフト面２２ｃが、揺動カム１７の揺動位置に応じて各バルブリフタ上面１６ａの所定位置に当接する。

前記伝達機構１８は、駆動軸１３の上方に配置されたロッカアーム２３と、このロッカアーム２３の一端部２３ａと駆動カム１５とを連係するリンクアーム２４と、ロッカアーム２３の他端部２３ｂと揺動カム１７とを連係する連係部材であるリンクロッド２５とを備えている。
前記ロッカアーム２３の中央に設けられる筒状基部２３ｃが、制御カム３３に回転自在に支持される。

また、各基部２３ｃの一端部２３ａには、リンクアーム２４と相対回転自在に連結するピン２６が挿通されるピン孔２３ｄが貫通形成されている一方、各基部２３ｃの他端部２３ｂには、各リンクロッド２５の一端部２５ａと相対回転自在に連結するピン２７が挿通されるピン孔２３ｅが形成されている。
また、リンクアーム２４は、円環状の基部２４ａと、この基部２４ａの外周面所定位置に突設された突出端２４ｄとを備え、基部２４ａの中央位置には、駆動カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔２４ｃが形成されている一方、突出端２４ｂには、ピン２６が回転自在に挿通するピン孔２４ｄが貫通形成されている。

更に、リンクロッド２５の両端部２５ａ，２５ｂには、ピン挿通孔２５ｃ，２５ｄが形成されており、各ピン挿通孔２５ｃ，２５ｄに、ロッカアーム２３に他端部２３ｂに有するピン孔２３ｅと揺動カム１７のカムノーズ部２１に有するピン孔２１ａにそれぞれ挿通した各ピン２７，２８の端部が回転自在に挿通している。
そして、このリンクロッド２５は、揺動カム１７の最大揺動範囲をロッカアーム２３の揺動範囲内に規制するようになっている。

なお、各ピン２６，２７，２８の一端部には、リンクアーム２４やリンクロッド２５の軸方向の移動を規制するスナップリング２９，３０，３１が設けられている。
前記制御機構１９は、制御軸３２と、この制御軸３２の外周に固定されてロッカアーム２３の揺動支点となる制御カム３３と、制御軸３２の回転位置を制御するアクチュエータ３４とから構成されている。

前記制御軸３２は、駆動軸１３と並行に設けられて、前述のように軸受１４のメインブラケット１４ａの上端部の軸受溝とサブブラケット１４ｂとの間に回転自在に支持されている。
一方、各制御カム３３は、夫々円筒状を呈し、軸心Ｐ１位置が制御軸３２の軸心Ｐ２からα分だけ偏心している。

前記アクチュエータ３４は、駆動シャフト３４ａの先端部に設けられた第１平歯車３５と制御軸３２の後端部に設けられた第２平歯車３６との噛合いを介して、制御軸３２に回転力を伝達する。
前記アクチュエータ３４として、本実施形態では、油圧アクチュエータを用いるが、ステップモータ等を用いることもできる。

前記油圧アクチュエータ３４は、油圧動作部６１と、ソレノイド型の流路切り換え弁６０とを含み、流路切り換え弁６０がコントロールユニット３７からの制御信号に基づいて前記油圧動作部６１に対する油圧の供給とドレンとを切り換えることで、前記油圧動作部６１が制御軸３２の角度を目標作動角に対応する目標角度位置に駆動する。
尚、上記リフト・作動角可変機構１は、リフト及び作動角を同時に変化させるが、吸気バルブ１２の少なくとも作動角を可変とする機構であれば良く、作動角可変機構を、上記構造のリフト・作動角可変機構１に限定するものではない。

一方、中心位相可変機構２は、図１に示すように、図外のタイミングチェーンによって機関のクランクシャフトから回転力が伝達されてこのクランクシャフトと同期して回転するタイミングスプロケット４０と、駆動軸１３の先端部にボルト４１によって軸方向から固定されたスリープ４２と、タイミングスプロケット４０とスリープ４２との間に介装された筒状歯車４３と、この筒状歯車４３を駆動軸１３の前後軸方向へ駆動させる駆動機構である油圧回路４４とから構成されている。

前記タイミングスプロケット４０は、筒状本体４０ａと、この筒状本体４０ａの後端部にボルト４５により固定されるスプロケット部４０ｂとからなり、筒状本体４０ａの前端開口がフロントカバー４０ｃによって閉塞されている。
また、筒状本体４０ａの内周面には、はす歯形のインナ歯が形成されている。
前記スリープ４２は、後端側に駆動軸１３の先端部が嵌合する嵌合溝が形成されていると共に、前端部にはフロントカバー４０ｃを介してタイミングスプロケット４０を前方に付勢するコイルスプリング４７が装着されている。

また、スリープ４２の外周面には、はす歯形のアウタ歯４８が形成されている。
前記筒状歯車４３は、軸直角方向から２分割されて前後の歯車構成部がピンとスプリングによって互いに接近する方向に付勢されていると共に、内外周面には各インナ歯４６とアウタ歯４８に噛合いするはす歯形の内外歯が形成されており、前後に形成された第１，第２油圧室４９，５０へ相対的に供給される油圧によって各歯間を摺接しながら前後軸方向へ移動するようになっている。

また、この筒状歯車４３は、フロントカバー４０ｃに突当った最大前方移動位置で吸気バルブ１２を最遅角位置に制御する一方、最大後方移動位置で最進角位置に制御するようになっている。
更に、第２油圧室５０内に弾装されたリターンスプリング５１によって第１油圧室４９の油圧が供給されない場合に最大前方移動位置に付勢されるようになっている。

前記油圧回路４４は、オイルポンプ５２にメインギャラリ５３と、このメインギャラリ５３の下流側で分岐して第１，第２油圧室４９，５０に接続された第１，第２油圧通路５４，５５と、分岐位置に設けられたソレノイド型の流路切り換え弁５６と、この流路切り換え弁５６に接続されたドレン通路５７とから構成されている。
前記流路切り換え弁５６は、コントロールユニット３７からの制御信号によって、油路の切り換え動作を行う。

但し、前記中心位相可変機構２としては、クランクシャフトに対する駆動軸１３の回転位相を可変とする公知の種々の機構を適宜採用することができ、アクチュエータとして、油圧式の他、電磁ブレーキを用いる機構なども採用できる。
前記コントロールユニット３７は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサからの信号を入力して機関の運転条件を検出し、機関運転条件に基づいて前記リフト・作動角可変機構１及び中心位相可変機構２の制御目標を決定し、該制御目標に基づいてそれぞれに制御信号を出力する。

前記各種センサとしては、機関のクランクシャフトの所定角度位置毎に信号を発生するクランク角センサ１０１、運転者によって操作されるアクセルの開度を検出するアクセル開度センサ１０２、機関の冷却水温度を検出する水温センサ１０３、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ１０４などが設けられている。
また、制御軸３２の回転位置を検出する第１位置センサ５８，駆動軸１３の回転位置を検出する第２位置センサ５９が設けられており、前記コントロールユニット３７は、前記第２位置センサ５９からの信号と、前記クランク角センサ１０１からの信号とから、駆動軸１３とクランクシャフトとの相対回転位相差（換言すれば、吸気バルブ１２の作動角の中心位相）を演算する。

ここで、コントロールユニット３７は、機関運転条件に基づいて吸気バルブ１２の作動角・リフトの目標値ＴＧＶＥＬを演算し、前記目標値ＴＧＶＥＬに対応する制御軸３２の目標角度位置と第１位置センサ５８で検出される制御軸３２の実際の角度位置とに基づいて、流路切り換え弁６０へ指令信号をフィードバック制御することで、前記リフト・作動角可変機構１の動作を制御する。

また、コントロールユニット３７は、機関運転条件に基づいて、吸気バルブ１２の作動角の中心位相の目標値ＴＧＶＴＣを演算し、第２位置センサ５９及び前記クランク角センサ１０１に基づいて検出される実際の中心位相と前記目標値ＴＧＶＴＣとに基づいて、流路切り換え弁５６へ指令信号をフィードバック制御することで、前記中心位相可変機構２の動作を制御する。

図４は、上記リフト・作動角可変機構１及び中心位相可変機構２によるバルブリフト特性の変化の様子を示している。
同図に示すように、リフト・作動角可変機構１を駆動した場合、矢印（イ）に示すように、吸気バルブ１２の作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１２の作動角及びバルブリフトの双方が連続的に増減する。

一方、中心位相可変機構２を駆動すると、矢印（ロ）に示すように、吸気バルブ１２の作動角及びバルブリフトが一定のままで、吸気バルブ１２の作動角の中心位相が進角又は遅角側へ移動する。
ところで、リフト・作動角可変機構１と中心位相可変機構２とを同時に駆動制御して吸気バルブ１２のリフト特性を変化させるときに、両可変機構１，２の応答特性の差によって、吸気バルブ１２の開時期が過渡的に大きく進角され、該進角によってバルブオーバーラップが過剰に大きくなって燃焼性が悪化する可能性がある。

例えば、バルブリフトの増大要求と中心位相の遅角要求とが同時に発生したときに、バルブリフトの増大変化に対して中心位相の遅角変化が遅れると、吸気バルブ１２の開時期が最終的な目標時期よりも大きく進角してしまう可能性がある。
そこで、本実施形態では、吸気バルブ１２の開時期が過渡的に過進角することを抑止すべく、コントロールユニット３７が、図５のフローチャートに示すように、リフト・作動角可変機構１・中心位相可変機構２の制御目標を制限する機能をソフトウェア的に備えている。

図５のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１１では、吸気バルブ１２の目標開時期（目標ＩＶＯ）と吸気バルブ１２の実際の開時期（実ＩＶＯ）とを比較する。
前記目標開時期（目標ＩＶＯ）は、リフト・作動角可変機構１の目標値ＴＧＶＥＬと中心位相可変機構２の目標値ＴＧＶＴＣとから求められる。即ち、目標値ＴＧＶＥＬから吸気バルブ１２の目標作動角を判断でき、目標中心位相から前記目標作動角の半分の角度だけ前のクランク角位置が目標開時期となる。

更に、実際の開時期（実ＩＶＯ）は、第２位置センサ５９及び前記クランク角センサ１０１に基づいて検出される実際の中心位相と、前記第１位置センサ５８で検出される制御軸３２の実際の角度位置から判断される実際の作動角とから求められる。
尚、本実施形態において、吸気バルブ１２の開時期は、圧縮上死点からのクランク角で示されるものとし、開時期を示す角度の増大は開時期の遅角変化を示し、開時期を示す角度の減少は開時期の進角変化を示すものとする。

また、中心位相は、吸気上死点からのクランク角で示されるものとする。
ステップＳ１１で、実際の開時期（実ＩＶＯ）が目標開時期（目標ＩＶＯ）よりも進角していると判断されたときには、ステップＳ１２以降へ進み、実際の開時期（実ＩＶＯ）が目標開時期（目標ＩＶＯ）と略一致しているか、又は、実際の開時期（実ＩＶＯ）が目標開時期（目標ＩＶＯ）よりも遅角していると判断されたときには、過進角抑止のための制御目標の制限は不要であると判断し、そのまま本ルーチンを終了させる。

尚、実際の開時期（実ＩＶＯ）が目標開時期（目標ＩＶＯ）よりも進角しているか否かの判断においては、所定以上に進角しているときに進角していると判断させることができる。
ステップＳ１２では、現時点からリフト・作動角可変機構１のみを動作させたと仮定した場合、及び、現時点から中心位相可変機構２のみを動作させたと仮定した場合に得られる吸気バルブ１２の開時期をそれぞれ推定する。

現時点からリフト・作動角可変機構１のみを動作させたと仮定した場合とは、現時点の中心位相に固定して、作動角を現在値からそのときの目標作動角にまで変化させると仮定した場合であり、この場合に推定される吸気バルブ１２の開時期（推定開時期（１））は、推定開時期（１）＝実ＩＶＯ−（目標作動角−実作動角）／２として求められる。
即ち、現時点の開時期（実ＩＶＯ）から、作動角の要求変化量の半分だけ開時期が変化した時期が、前記推定開時期（１）として求められる。

また、現時点から中心位相可変機構２のみを動作させたと仮定した場合とは、現時点の作動角に固定して、中心位相を現時点の値（実ＶＴＣ）からの目標（目標ＶＴＣ）にまで変化させると仮定した場合であり、この場合に推定される吸気バルブ１２の開時期（推定開時期（２））は、推定開時期（２）＝実ＩＶＯ＋（目標中心位相−実中心位相）として求められる。

即ち、現時点の開時期（実ＩＶＯ）から、中心位相の要求変化分だけ開時期が変化した時期が、前記推定開時期（２）として求められる。
ステップＳ１３では、リフト・作動角可変機構１による作動角の変更、及び／又は、中心位相可変機構２による中心位相の変更によって、吸気バルブ１２の開時期が目標よりも進角変化させられる状態であるか否か、即ち、制御目標を制限することで過進角を抑止する要求があるか否かを判断する。

前記推定開時期（１）が目標開時期よりも進角側である場合は、リフト・作動角可変機構１による作動角の変更が、吸気バルブ１２の開時期を進角させようとしていると判断し、前記推定開時期（２）が目標開時期よりも進角側である場合は、中心位相可変機構２による中心位相の変更が、吸気バルブ１２の開時期を進角させようとしていると判断し、いずれの場合もステップＳ１４へ進む。

即ち、前記推定開時期（１）が目標開時期よりも進角側であるか、及び／又は、前記推定開時期（２）が目標開時期よりも進角側である場合に、ステップＳ１４へ進む。
一方、前記推定開時期（１），（２）が、共に目標開時期に一致するか、又は、目標開時期よりも遅角側であるときには、リフト・作動角可変機構１による作動角の変更、及び、中心位相可変機構２による中心位相の変更は、共に吸気バルブ１２の開時期を進角させようとしていないと判断して、そのまま本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１４では、吸気バルブ１２の開時期が過渡的に過進角されることを抑止するために、リフト・作動角可変機構１と中心位相可変機構２とのいずれの制御目標を制限するかを決定する。
ここで、前記推定開時期（１）が目標開時期よりも進角側であるが、前記推定開時期（２）は目標開時期か或いは目標開時期よりも遅角側であると判断されている場合には、リフト・作動角可変機構１による作動角の変更が吸気バルブ１２の開時期を進角させようとしていることになる。

例えば、図６に示すように、作動角を目標に向けて増大制御すると同時に、作動角の中心位相を遅角制御することで、目標のリフト特性に変化させる条件であるときに、前記推定開時期（１）が目標開時期よりも進角側であるが、前記推定開時期（２）は目標開時期か或いは目標開時期よりも遅角側であると判断されることになる。
前記条件では、作動角の増大制御に対して中心位相の遅角制御が遅れると、吸気バルブ１２の開時期の過進角が発生することになり、作動角の増大が過進角の要因になるから、作動角の増大変化を抑制すれば、前記過進角の抑止が可能となるので、リフト・作動角可変機構１の制御目標を制限すべく（作動角の目標をより小さく制限すべく）、ステップＳ１５へ進む。

一方、前記推定開時期（２）が目標開時期よりも進角側であるが、前記推定開時期（１）は目標開時期か或いは目標開時期よりも遅角側であると判断されている場合には、中心位相可変機構２による中心位相の変更が吸気バルブ１２の開時期を進角させようとしていることになる。
例えば、図６に示したリフト特性の変化の逆方向への変化、即ち、作動角を目標に向けて減少制御すると同時に、作動角の中心位相を進角制御することで、目標のリフト特性に変化させる条件であるときが、前記推定開時期（２）が目標開時期よりも進角側であるが、前記推定開時期（１）は目標開時期か或いは目標開時期よりも遅角側であると判断されることになる。

前記条件では、中心位相の進角制御に対して作動角の減少制御が遅れると、吸気バルブ１２の開時期の過進角が発生することになり、中心位相の進角が過進角の要因になるから、中心位相の進角変化を抑制すれば、過進角の抑制が可能となるので、中心位相可変機構２の制御目標を制限すべく（中心位相の進角変化をより小さく制限すべく）、ステップＳ１６へ進む。

尚、前記推定開時期（１）が目標開時期よりも進角側であり、かつ、前記推定開時期（２）も目標開時期よりも進角側である場合には、推定開時期（１）と目標開時期との偏差の絶対値と、推定開時期（２）と目標開時期との偏差の絶対値とを比較して、作動角の目標を制限するか、中心位相の目標を制限するかを決定する。
具体的には、推定開時期（１）と目標開時期との偏差の絶対値が、推定開時期（２）と目標開時期との偏差の絶対値よりも大きい場合には、作動角の増大変化が開時期の過進角を大きくする主な要因であると見なし、リフト・作動角可変機構１の制御目標を優先的に制限すべくステップＳ１５へ進む。

一方、推定開時期（２）と目標開時期との偏差の絶対値が、推定開時期（１）と目標開時期との偏差の絶対値よりも大きい場合には、中心位相の進角変化が開時期の過進角を大きくする主な要因であると見なし、中心位相可変機構２の制御目標を優先的に制限すべくステップＳ１６へ進む。
ステップＳ１５では、リフト・作動角可変機構１の制御目標（目標作動角）を、本来の目標値から、現在の中心位相で吸気バルブ１２の開時期が目標開時期になる作動角（目標作動角＝（目標開時期−現在の中心位相）×２）に変更することで、制御目標を制限する。

上記変更後の目標作動角によると、現時点の中心位相（制御量）で目標開時期になるように作動角が制御され、実際の中心位相の遅角変化に合わせて作動角の目標値がより大きく変更されることになるから、吸気バルブ１２の開時期が過進角されることを抑止できる。
ステップＳ１６では、中心位相可変機構２の制御目標を、本来の目標値の変化に対して、現在の作動角のままで吸気バルブ１２の開時期が目標開時期になる変化量（目標変化量＝実開時期−目標開時期）に変更することで、制御目標を制限する。

上記変化量だけ中心位相を変化させるように目標に変更すれば、現時点の作動角（制御量）で目標開時期になるように中心位相が制御され、実際の作動角の減少変化に合わせて中心位相の目標が進角側に変更されることになるから、吸気バルブ１２の開時期が過進角されることを抑止できる。
従って、吸気バルブ１２の開時期が過渡的に過進角状態（不正状態）となることでオーバーラップが一時的に過拡大し、燃焼性が悪化することを抑止できると共に、目標を制限しつつもリフト・作動角可変機構１と中心位相可変機構２とを同時に動作させるから、例えば加速時に吸気バルブ１２の開口面積の増大が遅れて、加速性が低下することを抑止できる。

尚、上記実施形態では、吸気バルブ１２の開時期の過進角を防止したが、排気バルブ側にリフト・作動角可変機構１と中心位相可変機構２とを備える場合に、排気バルブの閉時期の過渡的な過遅角によるオーバーラップの一時的な拡大を抑止すべく構成することが可能であり、機関バルブを吸気バルブに限定するものではなく、また、開時期と閉時期とのいずれを推定するものであっても良い。

次に、上記の実施形態から把握し得る請求項に記載以外の発明について、以下にその作用効果と共に記載する。
（イ）前記作動角可変機構の可変動作を停止した場合の前記中心位相可変機構の制御目標に向けての可変動作で得られる前記吸気バルブの開時期が、目標開時期と一致又は目標開時期よりの遅角側であり、かつ、前記中心位相可変機構の可変動作を停止した場合の前記作動角可変機構の制御目標に向けての可変動作で得られる前記吸気バルブの開時期が、目標開時期と一致又は目標開時期よりの遅角側であるときに、前記制御目標の制限を行わないことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の可変動弁制御装置。

上記発明によると、中心位相を進角側に変化させることで目標のリフト特性になる場合や、作動角の増大させることで目標のリフト特性になる場合に、無用に制御目標が制限されることを防止できる。
（ロ）前記作動角可変機構の可変動作を停止した場合の中心位相可変機構の制御目標に向けての可変動作で得られる前記機関バルブの開時期又は閉時期を推定すると共に、前記中心位相可変機構の可変動作を停止した場合の作動角可変機構の制御目標に向けての可変動作で得られる前記機関バルブの開時期又は閉時期を推定し、目標開時期に対する偏差がより大きい推定結果を得た側での動作側とした可変機構について制御目標を優先的に制限する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の可変動弁制御装置。

上記発明によると、目標時期に対してより大きな偏差を発生させることになる可変機構について制御目標を制限することで、機関バルブの開時期又は閉時期の過進角・過遅角を効果的に抑止できる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関の可変動弁制御装置を示す概略構成図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のリフト・作動角可変機構を示す平面図。 実施形態のリフト・作動角可変機構・中心位相可変機構によるバルブリフト特性の変化を示す特性図。 実施形態における制御目標の制限処理を示すフローチャート。 実施形態におけるリフト特性の変更制御の一例を示す線図。

符号の説明

１…リフト・作動角可変機構、２…中心位相可変機構、１２…吸気バルブ、１３…駆動軸、３２…制御軸、３４…アクチュエータ、３７…コントロールユニット、５２…オイルポンプ

Claims (3)

1. 機関バルブの少なくとも作動角を変更する作動角可変機構と、前記機関バルブの作動角の中心位相を変更する中心位相可変機構とを備えた内燃機関の可変動弁制御装置において、
   前記２つの可変機構の一方の可変動作を停止した場合の他方の可変機構の制御目標に向けての可変動作で得られる前記機関バルブの開時期又は閉時期を推定し、該推定した開時期又は閉時期と目標時期との比較結果に基づいて前記他方の可変機構の前記制御目標を制限することを特徴とする内燃機関の可変動弁制御装置。
2. 前記一方の可変機構の制御量の現在値で目標開時期又は目標閉時期となる制御目標を、前記他方の可変機構の制御目標とすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁制御装置。
3. 前記機関バルブが吸気バルブであり、前記２つの可変機構の一方の可変動作を停止した場合の他方の可変機構の制御目標に向けての可変動作で得られる前記吸気バルブの開時期を推定し、該推定した開時期が目標開時期よりも進角しているときに制御目標を制限することを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の可変動弁制御装置。

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