JP2008255819A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関弁のリフトおよび／または開閉タイミングを変更する場合、リフトの大きさや開閉タイミングにかかわらず、機関弁を含む動弁系の振動を効果的に抑制でき、内燃機関の振動を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】機関弁の制御量SAAIN,CAINを可変動弁機構40で変更することにより、吸気量QAIRを制御する内燃機関3の制御装置であって、同一の吸気量QAIRに対して複数の制御量が対応するように設定された、制御量と吸気量QAIRとの関係を記憶する記憶手段2と、検出された内燃機関3の運転状態NEに応じ、設定された目標吸気量QAIRCMDに対応する複数の制御量から、機関弁を含む動弁系に発生する振動（振動パラメータVVI）が最大になるような制御量以外の制御量を選択し、設定する制御量設定手段2と、設定された制御量に基づいて、可変動弁機構を制御する制御手段2と、を備える。
【選択図】図8

Description

本発明は、吸気弁および排気弁の少なくとも一方である機関弁のリフトおよび／または開閉タイミングを、可変動弁機構によって変更することにより、気筒内に供給される吸気量を制御する内燃機関の制御装置に関する。

従来の内燃機関として、特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関は、吸気弁および排気弁（以下、総称して「機関弁」という）のリフトおよび開閉タイミングが一定のタイプのものである。クランクシャフトの両側には、その回転に伴って回転する２つのバランサが配置されている。バランサの重量は、ピストンの往復運動に伴って発生する起振力をバランサの遠心力によって相殺できるような重量に、所定の重量を加算した値に設定されている。この所定の重量は、機関弁の作動に伴い、機関弁を含む動弁系に発生する合成起振力を遠心力によって相殺できるような値に設定されている。この合成起振力は、気筒ごとに算出された各機関弁の起振力に応じて算出される。このようにバランサに所定の重量を付加することによって、合成起振力により動弁系に発生する振動を抑制し、そのような動弁系の振動に伴う内燃機関の振動を抑制するようにしている。

しかし、従来のバランサを、機関弁のリフトおよび／または開閉タイミングを変更する可変動弁機構を備えた内燃機関に適用した場合には、以下のような問題がある。すなわち、機関弁のリフトや開閉タイミングを変更すると、それに応じて、各機関弁の起振力が変化するため、動弁系の合成起振力も変化する。これは、リフトを変更すると、機関弁の起振力の大きさが変化し、開閉タイミングを変更すると、起振力の発生タイミングが変化するからである。このため、機関弁のリフトなどを変更した場合には、合成起振力を遠心力によって十分に相殺できず、動弁系が大きく振動することがあり、その場合には、内燃機関の振動を十分に抑制できない。

このような不具合を解消するために、バランサの重量をより大きくすることが考えられるが、その場合には、内燃機関が大型化するだけでなく、負荷が増大し、燃費が悪化する。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、機関弁のリフトおよび／または開閉タイミングを変更する場合、リフトの大きさや開閉タイミングにかかわらず、機関弁を含む動弁系の振動を効果的に抑制でき、それにより、内燃機関の振動を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

特開昭５２−１３３４０７号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、吸気弁４および排気弁７の少なくとも一方である機関弁のリフトおよび開閉タイミングの少なくとも一方である制御量（実施形態における（以下、本項において同じ）回動角ＳＡＡＩＮ、吸気カム位相ＣＡＩＮ）を可変動弁機構（動弁機構４０）によって変更することにより、気筒３ａ内に供給される吸気量ＱＡＩＲを制御する内燃機関３の制御装置であって、同一の吸気量ＱＡＩＲに対して複数の制御量が対応するように設定された、制御量と吸気量ＱＡＩＲとの関係を記憶する記憶手段（ＥＣＵ２、図１２）と、吸気量ＱＡＩＲの目標となる目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤを設定する目標吸気量設定手段（ＥＣＵ２、ステップ２）と、内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ）を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ２１、ＥＣＵ２）と、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、設定された目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する複数の制御量から、機関弁を含む動弁系に発生する振動（振動パラメータＶＶＩ）が最大になるような制御量以外の制御量を選択し、設定する制御量設定手段（ＥＣＵ２、ステップ１１，１５，２３，２６、図１３）と、設定された制御量に基づいて、可変動弁機構を制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１３，１７，２５，２８）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、吸気弁および排気弁の一方である機関弁のリフトおよび／または開閉タイミングである制御量を可変動弁機構で変更することによって、気筒内に供給される吸気量が制御される。なお、本明細書において、機関弁のリフトはその最大揚程（リフト量）を表す。制御量は、同一の吸気量に対して複数の制御量が対応するように設定されており、そのように設定された制御量と吸気量との関係が、記憶手段に記憶されている。内燃機関の運転中、吸気量の目標値である目標吸気量が設定されると、検出された内燃機関の運転状態に応じて、制御量設定手段は、記憶手段に記憶された、目標吸気量に対応する複数の制御量から、機関弁を含む動弁系に発生する振動が最大になるような制御量以外の制御量を選択し、設定する。そして、設定された制御量に基づいて、可変動弁機構を制御することによって、吸気量が目標吸気量に制御される。

機関弁の制御量によって吸気量を制御する場合、同一の吸気量を得ることができる機関弁の制御量は、１つだけ存在するのではなく、複数、存在する。例えば、機関弁のリフトおよび開閉タイミングの双方が制御量である場合には、両者の互いに異なる複数の組合わせによって同一の吸気量が得られる。あるいは、リフトまたは開閉タイミングの一方が制御量である場合でも、内燃機関の限られた運転領域では、ほぼ同一の吸気量を異なる制御量によって得ることが可能である。また、同一の吸気量が得られるような複数の制御量の間では、動弁系に発生する振動の大きさが異なり、振動が最大になるような制御量は、内燃機関の運転状態、例えば内燃機関の回転数に応じて変化するという特性を有する。

このような吸気量と制御量との関係、および動弁系の振動特性に基づき、本発明によれば、制御量と吸気量の関係を、同一の吸気量に対して複数の制御量が対応するようにあらかじめ設定し、記憶するとともに、内燃機関の運転状態に応じ、設定された目標吸気量に対する複数の制御量から、動弁系の振動が最大になるような制御量以外の制御量を選択し、設定する。これにより、吸気量が目標吸気量に制御されるとともに、機関弁を含む動弁系の振動がより低減されることで、その振動を効果的に抑制でき、内燃機関の振動を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、制御量設定手段により設定される制御量は、動弁系に発生する振動が最小になるような制御量であることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関の運転状態に応じ、複数の制御量から、振動が最小になるような制御量を選択し、設定するので、吸気量が目標吸気量に制御されるとともに、内燃機関の振動を最小に抑制することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、可変動弁機構は、機関弁のリフトを変更するリフト可変機構７０と、機関弁の開閉タイミングを変更する開閉タイミング可変機構（カム位相可変機構５０）と、を有し、制御量と吸気量ＱＡＩＲとの関係は、機関弁のリフトおよび開閉タイミングと吸気量ＱＡＩＲとの関係を表すマップであることを特徴とする。

この構成によれば、機関弁の制御量はそのリフトおよび開閉タイミングであり、機関弁のリフトを可変動弁機構で変更するとともに、機関弁の開閉タイミングを開閉タイミング可変機構で変更することによって、吸気量が制御される。また、記憶手段には、制御量と吸気量との関係が、機関弁のリフトおよび開閉タイミングと吸気量との関係を表すマップとして記憶されている。したがって、このマップから、目標吸気量および内燃機関の運転状態に応じ、動弁系の振動が最小になるようなリフトおよび開閉タイミングを選択し、設定することによって、両者の協調制御により、内燃機関の広い運転領域にわたって、吸気量を目標吸気量に精度良く制御できるとともに、内燃機関の振動を効果的に抑制することができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、開閉タイミング可変機構は、内燃機関３の回転によって昇圧される油圧によって駆動される油圧式のものであり、内燃機関３の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する回転数検出手段（クランク角センサ２１、ＥＣＵ２）と、内燃機関の温度（エンジン水温ＴＷ）を検出する第１温度検出手段（水温センサ２２）と、をさらに備え、制御量設定手段は、検出された内燃機関の回転数が所定回転数ＮＥＲＥＦ以下のとき、または検出された内燃機関の温度が所定温度ＴＷＲＥＦ以下のときに、機関弁の開閉タイミングを固定値（所定値ＣＡＩＮＲＥＦ）に設定することを特徴とする。

この構成によれば、開閉タイミング可変機構が、内燃機関の回転によって昇圧される油圧式のものであるので、その応答性は、内燃機関の回転数が低いほど、低くなり、また内燃機関の温度が低いほど、オイルの温度が低く、粘度が高いため、低くなる。このため、検出された内燃機関の回転数が所定回転数以下のとき、または内燃機関の温度が所定温度以下のときには、機関弁の開閉タイミングを固定値に設定し、保持することによって、開閉タイミング可変機構の応答性が低いときの目標吸気量に対する実際の吸気量のずれを回避でき、それにより、内燃機関の燃焼安定性を確保することができる。

請求項５に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関３が所定の加速運転状態であるか否かを判定する加速運転状態判定手段（ＥＣＵ２、ステップ５）をさらに備え、制御量設定手段は、内燃機関３が所定の加速運転状態であると判定されたときに、機関弁のリフトを目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する複数のリフトのうちの最大リフト（最大回動角ＳＡＡＩＮＭＡＸ）に設定し、または機関弁の開閉タイミングを、目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する複数の開閉タイミングのうちの、吸気弁４と排気弁７とのオーバーラップが最大になる値に設定することを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関が所定の加速運転状態であるときには、目標吸気量に対応する制御量から、機関弁のリフトを最大リフトに設定するか、または機関弁の開閉タイミングを吸気弁と排気弁とのオーバーラップが最大になる値に設定する。このように、機関弁のリフトまたはオーバーラップを最大にすることによって、大きな出力を確保できるので、良好な加速性能を確保することができる。

請求項６に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関３は車両Ｖに動力源として搭載されており、車両Ｖが登坂状態にあるか否かを判定する登坂状態判定手段（ＥＣＵ２、ステップ６）をさらに備え、制御量設定手段は、車両Ｖが登坂状態にあると判定されたときに、機関弁のリフトを目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する複数のリフトのうちの最大リフト（最大回動角ＳＡＡＩＮＭＡＸ）に設定し、または機関弁の開閉タイミングを、目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する複数の開閉タイミングのうちの、吸気弁４と排気弁７とのオーバーラップが最大になる値に設定することを特徴とする。

この構成によれば、車両が登坂状態にあるときには、請求項５の場合と同様、目標吸気量に対応する制御量から、機関弁のリフトを最大リフトに設定するか、または機関弁の開閉タイミングをオーバーラップが最大になる値に設定する。これにより、請求項５に係る発明と同様、大きな出力を確保できるので、良好な登坂性能を確保することができる。

請求項７に係る発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関３の水温（エンジン水温ＴＷ）および油温ＴＯＩＬの少なくとも一方を検出する第２温度検出手段（油温センサ２５）をさらに備え、制御量設定手段は、第２温度検出手段によって検出された温度に応じて、機関弁の開閉タイミングの許容範囲（カム位相範囲ＣＡＩＮＲ）を設定するとともに、設定された開閉タイミングの許容範囲内において機関弁のリフトを設定することを特徴とする。

この構成によれば、検出された内燃機関の水温および油温の少なくとも一方に応じて、機関弁の開閉タイミングの許容範囲が設定され、設定された許容範囲内において機関弁のリフトを設定する。開閉タイミング可変機構が油圧式の場合、その油圧の大きさは、油温に応じて変化し、油温が高いほど、小さい。したがって、開閉タイミング可変機構の油温を表すパラメータとしての内燃機関の水温または油温に応じ、機関弁の開閉タイミングの許容範囲を制限することによって、必要な油圧を確保できる範囲内で、開閉タイミング可変機構の適切な動作を確保することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による制御装置、およびこれを適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３の概略構成を示している。エンジン３は、４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有する直列４気筒のガソリンエンジンであり、車両Ｖに動力源として搭載されている。各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｅが形成されている。

エンジン３は、気筒３ａごとに設けられた一対の吸気弁４，４（機関弁）および一対の排気弁７，７（ともに１つのみ図示）と、吸気カムシャフト５と、吸気カムシャフト５に一体に設けられた吸気カム６と、排気カムシャフト８と、排気カムシャフト８に一体に設けられた排気カム９と、燃料噴射弁１０（図２参照）と、点火プラグ１１（図２参照）と、吸気弁４を駆動するための動弁機構４０（可変動弁機構）などを備えている。

エンジン３には、クランク角センサ２１および水温センサ２２（図２参照）が設けられている。クランク角センサ２１（回転数検出手段）は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１°）ごとに出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定のクランク角ごとに出力される。

水温センサ２２（第１温度検出手段）は、エンジン３のシリンダブロック（図示せず）内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを表す検出信号を、ＥＣＵ２に出力する。

エンジン３の吸気管１２には、スロットル弁機構１３が設けられている。スロットル弁機構１３は、吸気管１２内に回動自在に設けられたスロットル弁１３ａと、これを駆動するＴＨアクチュエータ１３ｂなどを備えている。ＴＨアクチュエータ１３ｂの動作はＥＣＵ２からの駆動信号によって制御され、それにより、スロットル弁１３ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨが変化することによって、スロットル弁１３ａを通過する吸気の流量が制御される。

吸気カムシャフト５および排気カムシャフト８はそれぞれ、ホルダ（図示せず）を介して、シリンダヘッド３ｃに回転自在に支持され、気筒３ａの配列方向に沿って延びている。この吸気カムシャフト５は、タイミングチェーン（図示せず）を介してクランクシャフト３ｄに連結されている。この構成により、吸気カムシャフト５は、クランクシャフト３ｄが２回転するごとに１回転し、それに伴う吸気カム６の回転によって、吸気弁４が開閉駆動される。

同様に、排気カムシャフト８は、タイミングチェーン（図示せず）を介してクランクシャフト３ｄに連結されており、クランクシャフト３ｄが２回転するごとに１回転し、それに伴う排気カム９の回転によって、排気弁７が開閉駆動される。

一方、燃料噴射弁１０は、気筒３ａごとに設けられ、燃料を気筒３ａ内に直接、噴射するようにシリンダヘッド３ｃに取り付けられている。燃料噴射弁１０の開弁時間および開弁タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御され、それにより、燃料噴射量および噴射タイミングが制御される。

また、点火プラグ１１も、気筒３ａごとに設けられ、シリンダヘッド３ｃに取り付けられている。点火プラグ１１の放電のタイミングは、ＥＣＵ２により、点火時期に応じて制御される。

さらに、動弁機構４０は、カム位相可変機構５０およびリフト可変機構７０で構成されている。

カム位相可変機構５０は、クランクシャフト３ｄに対する吸気カムシャフト５の相対的な位相（以下「吸気カム位相」という）ＣＡＩＮを所定の範囲内において無段階に変更することによって、吸気弁４の開閉タイミングを変更するためのものであり、吸気カムシャフト５の吸気スプロケット側の端部に設けられている。図３に示すように、カム位相可変機構５０は、ハウジング５１、３枚羽根式のベーン５２、油圧ポンプ５３および電磁弁５４などを備えている。

このハウジング５１は、吸気カムシャフト５の吸気スプロケットと一体に構成されており、周方向に等間隔に形成された３つの隔壁５１ａを備えている。ベーン５２は、吸気カムシャフト５の吸気スプロケット側の端部に同軸に取り付けられ、吸気カムシャフト５から外方に放射状に延びるとともに、ハウジング５１内に回転可能に収容されている。また、ハウジング５１内には、隔壁５１ａとベーン５２の間に、３つの進角室５５および３つの遅角室５６が形成されている。

油圧ポンプ５３は、クランクシャフト３ｄに連結された機械式のものであり、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、エンジン３のオイルパン３ｆに蓄えられた潤滑用オイルを、油路５７ｃを介して吸い込むとともに、これを昇圧した後、油路５７ｃを介して電磁弁５４に供給する。

電磁弁５４は、スプール弁機構５４ａとソレノイド５４ｂを組み合わせたものであり、進角油路５７ａおよび遅角油路５７ｂを介して、進角室５５および遅角室５６にそれぞれ接続されていて、油圧ポンプ５３から供給された油圧Ｐｏｉｌを制御し、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔとして、進角室５５および遅角室５６にそれぞれ供給する。電磁弁５４のソレノイド５４ｂは、ＥＣＵ２からのデューティ制御された後述する位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮにより、スプール弁機構５４ａのスプール弁体を所定の範囲内で移動させることによって、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔを変化させる。

以上の構成のカム位相可変機構５０では、油圧ポンプ５３の作動中、電磁弁５４が位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮに応じて動作することにより、進角油圧Ｐａｄが進角室５５に、遅角油圧Ｐｒｔが遅角室５６にそれぞれ供給され、それにより、ベーン５２とハウジング５１との間の相対的な位相が進角側または遅角側に変更される。その結果、前述した吸気カム位相ＣＡＩＮが、所定の最遅角値と所定の最進角値との間で連続的に変化し、それにより、吸気弁４の開閉タイミングが、図４に実線で示す最遅角タイミングと、２点鎖線で示す最進角タイミングとの間で無段階に変更される。

一方、吸気カムシャフト５のカム位相可変機構５０と反対側の端部には、カム角センサ２３（図２参照）が設けられている。このカム角センサ２３は、吸気カムシャフト５の回転に伴い、パルス信号であるＩＮＣＡＭ信号を所定のカム角（例えば１゜）ごとにＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＩＮＣＡＭ信号と前述したＣＲＫ信号に基づき、吸気カム位相ＣＡＩＮを算出する。

また、リフト可変機構７０は、吸気弁４のリフト（以下「吸気リフト」という）を値０と所定の最大値との間で無段階に変更するためのものである。図５および図６に示すように、リフト可変機構７０は、コントロールシャフト７１およびロッカアームシャフト７２と、これらのシャフト７１，７２に気筒３ａごとに設けられた上下のロッカアーム７４，７５と、これらの上下のロッカアーム７４，７５を駆動するアクチュエータ８０などを備えている。

コントロールシャフト７１は、回動軸部７１ａ、ホルダ部７１ｂおよび偏心軸部７１ｃを一体に組み立てたものであり、吸気カムシャフト５と平行に延び、シリンダヘッド３ｃに回動自在に支持されるとともに、その一端部がアクチュエータ８０に連結されている。

上ロッカアーム７４は、一対のリンク７４ａ，７４ａ、ローラ軸７４ｂ、ローラ７４ｃおよび一対のコイルばね７４ｄ，７４ｄを備えている。ローラ軸７４ｂは、その両端部において、リンク７４ａ，７４ａの一端部にそれぞれ回動自在に支持されている。また、ローラ７４ｃは、このローラ軸７４ｂに回動自在に設けられている。

また、各リンク７４ａの他端部は、コントロールシャフト７１の偏心軸部７１ｃに回動自在に支持されるとともに、コイルばね７４ｄを介してホルダ部７１ｂに連結されている。リンク７４ａでは、このコイルばね７４ｄの付勢力により、ローラ７４ｃが吸気カム６のカム面に当接するとともに、ローラ７４ｃが吸気カム６のカム面のベース円部に当接しているときに、ローラ軸７４ｂは回動軸部７１ａと同軸の原点位置（図５に示す位置）に保持される。

一方、下ロッカアーム７５は、その一端部においてロッカアームシャフト７２に回動自在に支持され、他端部にはアジャストボルト７５ａ，７５ａが取り付けられている。アジャストボルト７５ａと吸気弁４の間には、所定のタペットクリアランスが設けられている。

また、下ロッカアーム７５は、上方に突出する一対の案内部７５ｂ，７５ｂを備えている。各案内部７５ｂは、その上面が上ロッカアーム７４のローラ軸７４ｂを案内する案内面７５ｃになっており、この案内面７５ｃを介してローラ軸７４ｂに当接している。この案内面７５ｃは、リンク７４ａが図５に実線で示す閉弁位置にあるときに偏心軸部７１ｃと同心になるような、下方に凸の所定の円弧状に形成されている。また、案内部７５ｂとローラ軸７４ｂが互いに当接している状態では、ローラ７４ｃは、案内部７５ｂ，７５ｂ間に位置するとともに、下ロッカアーム７５に当接することなく、吸気カム６のみに当接する。

一方、アクチュエータ８０は、ＥＣＵ２により駆動されることによって、コントロールシャフト７１をその回動軸部７１ａを中心として回動させる。このコントロールシャフト７１の回動に伴い、リンク７４ａもローラ軸７４ｂを中心として回動する。

次に、以上のように構成されたリフト可変機構７０の動作について説明する。このリフト可変機構７０では、ＥＣＵ２からの後述するリフト制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮにより、アクチュエータ８０が駆動されると、コントロールシャフト７１が回動する。その際、コントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮは所定範囲内に規制され、それにより、リンク７４ａの回動範囲も、例えばローラ軸７４ｂが前述した原点位置にある場合、図５に実線で示すゼロリフト位置と２点鎖線で示す最大リフト位置との間に規制される。

このようにリンク７４ａがゼロリフト位置にある場合、吸気カム６が回転し、そのカムノーズによりローラ７４ｃがロッカアームシャフト７２側に押されると、リンク７４ａは偏心軸部７１ｃを中心として、図５の時計回りに回動する。その際、前述したように、下ロッカアーム７５の案内面７５ｃが偏心軸部７１ｃを中心とする円弧と一致するような形状を有しているので、下ロッカアーム７５は、図５に示す閉弁位置に保持される。それにより、吸気リフトは値０に保持され、吸気弁４は閉弁状態に保持される。

一方、リンク７４ａがゼロリフト位置から最大リフト位置側に回動した状態では、吸気カム６の回転により、リンク７４ａが偏心軸部７１ｃを中心として図５の時計回りに回動し、それに伴い、下ロッカアーム７５は、図５に示す閉弁位置から下方に回動し、吸気弁４を開放する。その際、下ロッカアーム７５の回動量すなわち排気リフトは、リンク７４ａが最大リフト位置に近い位置にあるほど、より大きくなる。

以上のように、吸気弁４は、リンク７４ａが最大リフト位置に近い位置にあるほど、より大きなリフトで開弁する。具体的には、吸気カム６の回転中、吸気弁４は、リンク７４ａが最大リフト位置にあるときには、図７に実線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、吸気リフトは、最大値ＬＥＸＭＡＸになる。したがって、このリフト可変機構７０では、アクチュエータ８０を介して、リンク７４ａをゼロリフト位置と最大リフト位置との間で回動させることにより、吸気リフトを値０と所定の最大値ＬＥＸＭＡＸとの間で無段階に変化させることができる。また、吸気カム位相ＣＡＩＮが同じ場合、吸気リフトが大きいほど、吸気弁４の開弁タイミングは早くなり、閉弁タイミングは遅くなる。

また、リフト可変機構７０には、吸気リフトを検出するためのリフトセンサ２４が設けられている（図２参照）。このリフトセンサ２４は、コントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。前述したように、吸気リフトは、コントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮから一義的に定まるので、検出された回動角ＳＡＡＩＮは、実際の吸気リフトを表す。

以上のように、このエンジン３では、動弁機構４０により、吸気弁４の開閉タイミングおよび吸気リフトを無段階に変更することによって、気筒３ａに供給される吸気量ＱＡＩＲを自在に変更できる。例えば、吸気量ＱＡＩＲは、吸気カム位相ＣＡＩＮが最進角値にあり、かつ吸気リフトが最大値ＬＥＸＭＡＸのときに、最大になる。

また、ＥＣＵ２には、油温センサ２５（第２温度検出手段）から、カム位相可変機構５０の作動油などとして用いられる潤滑用オイルの温度（以下「油温」という）ＴＯＩＬを表す検出信号が出力される。さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２６から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、車速センサ２７から、車両Ｖの速度（以下「車速」という）ＶＰを表す検出信号が、傾斜角センサ２８から、車両Ｖの前後方向の傾斜角ＤＶを表す検出信号が、それぞれ出力される。また、ＥＣＵ２には、油圧センサ２９から、油圧ポンプ５３によって昇圧された潤滑用のオイルの油圧ＰＯＩＬを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２１〜２９からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、燃料噴射量を含むエンジン３の制御を実行する。また、ＥＣＵ２は、動弁機構４０を制御することによって、吸気量ＱＡＩＲを制御する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が記憶手段、目標吸気量設定手段、運転状態検出手段、制御量設定手段、制御手段、回転数検出手段、加速運転状態判定手段および登坂状態判定手段に相当する。

図８は、ＥＣＵ２で実行される吸気量ＱＡＩＲの制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、エンジン回転数ＮＥに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを算出する。このように目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤが算出されると、それに対応する制御入力がＴＨアクチュエータ１３ｂに入力され、スロットル弁開度ＴＨが目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤに制御される。

次に、要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、吸気量ＱＡＩＲの目標となる目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤを算出する（ステップ２）。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、算出される。

次いで、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＲＥＦ（例えば１０００ｒｐｍ）以下であるか否かを判別する（ステップ３）。この判別結果がＹＥＳのときには、クランクシャフト３ｄで駆動される油圧ポンプ５３による潤滑用オイルの昇圧度合が低く、潤滑用オイルの油圧が低いため、カム位相可変機構５０の応答性が低いとして、ステップ８に進み、吸気カム位相ＣＡＩＮを所定値に固定する後述の位相固定制御を実行した後、本処理を終了する。

一方、ステップ３の判別結果がＮＯのときには、エンジン水温ＴＷが所定温度ＴＷＲＥＦ（例えば６０℃）以下であるか否かを判別する（ステップ４）。この判別結果がＹＥＳのときには、エンジン３が冷機状態にあり、潤滑用オイルの油温ＴＯＩＬが低く、その粘度が高いため、やはりカム位相可変機構５０の応答性が低いとして、前記ステップ８に進み、位相固定制御を実行した後、本処理を終了する。

図９は、この位相固定制御処理のサブルーチンを示している。まず、ステップ１１において、吸気カム位相ＣＡＩＮの目標となる目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを所定値ＣＡＩＮＲＥＦに設定する。この所定値ＣＡＩＮＲＥＦは、前述した吸気カム位相ＣＡＩＮの最遅角値に相当する。

次に、設定した目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤに応じ、位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮを算出する（ステップ１２）。具体的には、遅角油圧Ｐｒｔが最大になるように位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮを算出する。次いで、算出した位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮに応じて、電磁弁５４を駆動する（ステップ１３）。以上により、吸気カム位相ＣＡＩＮが最遅角値に制御され、吸気弁４の開閉タイミングが最遅角タイミングに固定される。

このように、エンジン回転数ＮＥが低い状態またはエンジン水温ＴＷが低い状態において、吸気弁４の開閉タイミングを固定するのは、このような状態では、カム位相可変機構５０の応答性が低いため、目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対して実際の吸気量ＱＡＩＲがずれやすいので、それを回避することによって燃焼の安定性を確保するためである。また、吸気弁４の開閉タイミングを最遅角タイミングに固定するのは、吸気弁４と排気弁７とのオーバーラップを最小にすることによって、燃焼行程後に燃焼室３ｅに残留する既燃ガスの量（内部ＥＧＲ量）を少なくし、エンジン３の安定した燃焼状態を確保するためである。

次いで、コントロールシャフト７１の回動角ＳＡＡＩＮの目標となる目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤの許容範囲（以下「回動角範囲」という）ＳＡＡＩＮＲを算出する（ステップ１４）。この回動角範囲ＳＡＡＩＮＲは、前記ステップ１および２でそれぞれ算出した目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤおよび目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに応じ、図１２に示す等吸気量マップを検索することによって、算出される。

これらの等吸気量マップは、回動角ＳＡＡＩＮおよび吸気カム位相ＣＡＩＮと、それによって得られる吸気量ＱＡＩＲとの関係を、実験によって求め、等吸気量マップとして表したものである。この等吸気量マップでは、隣り合う２つの境界線（例えばＲ１，Ｒ２）によって取り囲まれたそれぞれの領域が、同一の吸気量ＱＡＩＲが得られる領域（以下「等吸気量領域」という）に相当するとともに、中央側に位置するものほど吸気量ＱＡＩＲがより大きいことを表す。

また、回動角ＳＡＡＩＮおよび吸気カム位相ＣＡＩＮと吸気量ＱＡＩＲとの関係が、スロットル弁開度ＴＨに応じて異なるため、等吸気量マップは、スロットル弁開度ＴＨに応じた３つのマップ（ａ）〜（ｃ）で構成されている。このうち、マップ（ａ）は、スロットル弁開度ＴＨが全閉開度に近い所定の第１角度ＴＨＲＥＦ１以下（ＴＨ≦ＴＨＲＥＦ１）の低開度用のもの、マップ（ｂ）は、スロットル弁開度ＴＨが第１角度ＴＨＲＥＦ１と全開開度に近い所定の第２角度ＴＨＲＥＦ２の間にあるとき（ＴＨＲＥＦ１＜ＴＨ＜ＴＨＲＥＦ２）の中開度用のもの、マップ（ｃ）は、スロットル弁開度ＴＨが第２開度ＴＨＲＥＦ２以上（ＴＨ≧ＴＨＲＥＦ２）の高開度用のものである。スロットル弁開度ＴＨが大きいほど、吸気量ＱＡＩＲはより大きくなるので、これらのマップ（ａ）〜（ｃ）は、同じ回動角ＳＡＡＩＮおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに対して、スロットル弁開度ＴＨが高いものほど、吸気量ＱＡＩＲはより大きな値に設定されている。

以上のようにして設定された等吸気量マップを用いて、コントロールシャフト７１の回動角範囲ＳＡＡＩＮＲを以下のようにして算出する。まず、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤに基づいて、マップ（ａ）〜（ｃ）のいずれかを選択する。次いで、選択したマップから、目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する等吸気量領域を選択し、選択した等吸気量領域から回動角範囲ＳＡＡＩＮＲを算出する。例えば、ＴＨＣＭＤ≦ＴＨＲＥＦ１のときには、低開度用のマップ（ａ）が選択され、このときの目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤが同図にハッチングで示す等吸気量領域に相当するときには、回動角範囲ＳＡＡＩＮＲは、Ｒ１〜Ｒ２の間に設定される。また、この場合には、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤが最遅角値に設定されているので、回動角範囲ＳＡＡＩＮＲは、同図のＳＡＡＩＮ１〜ＳＡＡＩＮ２の間に設定される。

前記ステップ１４に続くステップ１５では、目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤを算出する。具体的には、まず、エンジン回転数ＮＥに応じて、複数の回動角マップ（図１３に１つのみ図示）から、１つの回動角マップを選択する。図１３は、これらの回動角マップの一例を示している。この回動角マップは、回動角ＳＡＡＩＮ、すなわち吸気弁４のリフトと、そのときに発生する吸気弁４および排気弁７を含む動弁系の振動の大きさを表す振動パラメータＶＶＩ（例えば動弁系の２次振動変位）との関係を、実験などによって求め、表したものである。また、エンジン回転数ＮＥに応じて複数の回動角マップが設定されているのは、吸気弁４のリフトと振動パラメータＶＶＩとの関係が、エンジン回転数ＮＥに応じて異なるからである。

次に、エンジン回転数ＮＥに応じて選択した回動角マップから、前記ステップ１４で算出した回動角範囲ＳＡＡＩＮＲ内において、振動パラメータＶＶＩが最小値になる目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤを算出する。例えば、図１２で設定した回動角範囲ＳＡＡＩＮＲ（ＳＡＡＩＮ１〜ＳＡＡＩＮ２）が、回動角マップ上の図１３に示すような範囲に相当するときには、ＳＡＡＩＮ１〜ＳＡＡＩＮ２の範囲内で振動パラメータＶＶＩが最小になる値、すなわちＳＡＡＩＮ１値が目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤとして選択される。

次いで、ステップ１６では、算出した目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤとリフトセンサ２４で検出された回動角ＳＡＡＩＮに応じて、リフト制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮを算出する。次に、算出したリフト制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮに応じて、アクチュエータ８０を駆動する（ステップ１７）ことにより、回動角ＳＡＡＩＮが目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤに制御される。

以上により、吸気量ＱＡＩＲが目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに制御される。また、回動角範囲ＳＡＡＩＮＲ内において、目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤを振動パラメータＶＶＩが最小になる値に設定することによって、動弁系の振動を効果的に抑制することができる。

図８に戻り、前記ステップ３および４の判別結果がいずれもＮＯで、ＮＥ＞ＮＥＲＥＦかつＴＷ＞ＴＷＲＥＦのときには、エンジン３が所定の加速運転状態にあるか否かを判別する（ステップ５）。具体的には、アクセル開度ＡＰが値０よりも大きく、かつ車速ＶＰの変化量ΔＶＰ（車速ＶＰの前回値と今回値との差）が所定値以上のときに、所定の加速運転状態にあると判定される。この判別結果がＮＯのときには、車両Ｖが登坂状態にあるか否かを判別する（ステップ６）。具体的には、傾斜角センサ２８で検出された傾斜角ＤＶが所定値以上のときに、登坂状態であると判別される。この判別結果がＮＯのときには、通常制御を実行し（ステップ７）、本処理を終了する。

図１０は、この通常制御処理のサブルーチンを示している。まず、ステップ２１において、油温センサ２５および油圧センサ２９でそれぞれ検出された潤滑用オイルの油温ＴＯＩＬおよび油圧ＰＯＩＬに応じ、図１４に示すカム位相範囲マップを検索することによって、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤの許容範囲（以下「カム位相範囲」という）ＣＡＩＮＲを算出する。

このカム位相範囲マップは、油温ＴＯＩＬが第１〜第３所定温度ＴＯＲＥＦ１〜ＴＯＲＥＦ３（ＴＯＲＥＦ１＜ＴＯＲＥＦ２＜ＴＯＲＥＦ３）のときの３つのマップで構成されている。カム位相範囲マップの縦軸は、カム位相範囲ＣＡＩＮＲを表しており、最遅角値と最進角値の間の吸気カム位相ＣＡＩＮの全作動範囲に対する、最遅角値を基準とするカム位相範囲ＣＡＩＮＲの割合を百分率で表したものである。

このカム位相範囲マップでは、カム位相範囲ＣＡＩＮＲは、油圧ＰＯＩＬが低いほど、電磁弁５４へのデューティ比を最大にしたときに吸気カム位相ＣＡＩＮのとり得る範囲がより狭くなるので、より小さな値に設定されている。また、３つのマップを比較すると、油温ＴＯＩＬが高いものほど、カム位相範囲ＣＡＩＮＲはより小さな値に設定されている。これは、油温ＴＯＩＬが高いほど、潤滑用オイルの粘度が低くなるため、油圧ポンプ５３によって昇圧されるオイルの昇圧度合が低くなり、吸気カム位相ＣＡＩＮのとり得る範囲がより狭くなるためである。なお、油温ＴＯＩＬが第１〜第３所定温度ＴＯＲＥＦ１〜ＴＯＲＥＦ３のいずれにも一致しないときには、カム位相範囲ＣＡＩＮＲは、補間演算によって求められる。

前記ステップ２１に続くステップ２２では、算出したカム位相範囲ＣＡＩＮＲと、前記ステップ１および２で算出した目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤおよび目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに応じ、図１２に示す等吸気量マップを検索することによって、回動角範囲ＳＡＡＩＮＲを算出する。具体的には、まず、前記ステップ１４と同様、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤに基づいて、マップ（ａ）〜（ｃ）のいずれかを選択する。次に、選択したマップから目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対応する等吸気量領域を選択し、この等吸気量領域内において、カム位相範囲ＣＡＩＮＲに対応する回動角範囲ＳＡＡＩＮＲを算出する。

ステップ２３では、前記ステップ１５と同様、エンジン回転数ＮＥに応じ、複数の回動角マップから１つの回動角マップを選択するとともに、選択した回動角マップから、回動角範囲ＳＡＡＩＮＲ内において振動パラメータＶＶＩが最小になる目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤを算出する。

次に、目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤおよび回動角ＳＡＡＩＮに応じて、リフト制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮを算出し（ステップ２４）、算出したリフト制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮに応じて、アクチュエータ８０を駆動する（ステップ２５）。

次に、ステップ２６では、前記ステップ２３で算出した目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤに応じて、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを算出する。具体的には、ステップ２２で選択された等吸気量マップを用い、目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤに対応する目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを算出する。

次いで、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに応じ、位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮを算出し（ステップ２７）、算出した位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮに応じて、電磁駆動弁５４を駆動し（ステップ２８）、本処理を終了する。

図８に戻り、前記ステップ５または６の判別結果がＹＥＳで、エンジン３が加速運転状態にあるか、または車両Ｖが登坂状態であるときには、回動角ＳＡＡＩＮを最大値に制御する最大リフト制御を実行し（ステップ９）、本処理を終了する。

図１１は、この最大リフト制御処理のサブルーチンを示している。まず、ステップ３１において、前述した通常制御におけるステップ２１と同様、油温ＴＯＩＬおよび油圧ＰＯＩＬに応じ、図１４に示すカム位相範囲マップを検索することによって、カム位相範囲ＣＡＩＮＲを算出する。次に、ステップ２２と同様、算出したカム位相範囲ＣＡＩＮＲなどに応じて、図１２の等吸気量マップを用いて、回動角範囲ＳＡＡＩＮＲを算出する（ステップ３２）。

次に、算出した回動範囲ＳＡＡＩＮＲ内における最大回動角ＳＡＡＩＮＭＡＸを、目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤとして設定する（ステップ３３）。次いで、前記ステップ２４および２５と同様、目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤおよび回動角ＳＡＡＩＮに応じて、リフト制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮを算出し（ステップ３４）、算出したリフト制御入力Ｕ＿ＳＡＡＩＮに応じて、アクチュエータ８０を駆動する（ステップ３５）。

次に、前記ステップ２６〜２８と同様、ステップ３３で算出した目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤに応じて、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを算出する（ステップ３６）とともに、算出した目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに応じ、位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮを算出し（ステップ３７）、位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮに応じて、電磁駆動弁５４を駆動し（ステップ３８）、本処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、通常制御時には、目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤおよびカム位相範囲ＣＡＩＮＲに応じ、等吸気量マップから目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤの回動角範囲ＳＡＡＩＮＲを算出し、エンジン回転数ＮＥに応じ、複数の回動角マップから１つの回動角マップを選択し、選択した回動角マップから回動角範囲ＳＡＡＩＮＲ内において、振動パラメータＶＶＩが最小になる目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤを算出する。また、位相固定制御時には、目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤおよび目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤに応じ、等吸気量マップから回動角範囲ＳＡＡＩＮＲを算出するとともに、通常制御時と同様、エンジン回転数ＮＥに応じて選択した回動角マップから目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤを算出する。したがって、動弁系の振動を効果的に抑制でき、エンジン３の振動を抑制することができるとともに、動弁系の振動に起因する騒音も併せて抑制することができる。

また、複数の回動角マップを用い、回動角ＳＡＡＩＮをエンジン回転数ＮＥに応じて設定するので、エンジン回転数ＮＥに応じ、振動パラメータＶＶＩが最小になるような最適な目標回動角ＳＡＡＩＮＣＭＤを算出でき、エンジン３の振動を最大限に抑制することができる。また、等吸気量マップとして、スロットル弁開度ＴＨに応じて設定された３つのマップを用いるので、等吸気量領域をスロットル弁開度ＴＨに応じて適切に設定でき、この等吸気量領域に基づく回動角範囲ＳＡＡＩＮＲおよびカム位相範囲ＣＡＩＮＲを適切に設定でき、それにより、吸気量ＱＡＩＲを精度良く制御することができる。

また、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＲＥＦ以下のとき、またはエンジン水温ＴＷが所定温度ＴＷＲＥＦ以下のときに、位相固定制御によって、吸気カム位相ＣＡＩＮを最遅角値に保持するので、カム位相可変機構５０の応答遅れによる目標吸気量ＱＡＩＲＣＭＤに対する吸気量ＱＡＩＲのずれを回避でき、それにより、燃焼の安定性を確保することができる。

さらに、通常制御時および最大リフト制御時には、図１４のカム位相範囲マップを用い、潤滑用オイルの油温ＴＯＩＬと油圧ＰＯＩＬに応じてカム位相範囲ＣＡＩＮＲを設定することができるので、必要な油圧を確保できる範囲内でカム位相可変機構５０の適切な動作を確保することができる。

また、エンジン３が加速運転状態にあるとき、または車両Ｖが登坂状態にあるときには、最大リフト制御によって回動角ＳＡＡＩＮを回動角範囲ＳＡＡＩＮＲ内の最大値に設定するので、エンジン３の大きな出力を確保でき、良好な加速性能や登坂性能を確保することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、機関弁のリフトおよび開閉タイミングの変更を、吸気弁を対象として行っているが、排気弁を対象として行ってもよく、あるいは吸気弁および排気弁の双方を対象として行ってもよい。また、実施形態では、吸気量の制御を、吸気弁の吸気リフトおよび開閉タイミングの双方を変更することにより行っているが、いずれか一方を変更することによって行ってもよい。この場合も、エンジン３の限られた運転領域において、実施形態と同様の効果、すなわちエンジン３の振動を効果的に抑制できるという効果が得られる。

また、実施形態では、目標回動角を、振動パラメータが最小になるように設定しているが、これに限らず、振動パラメータがその最大値以外の、相対的に低減されるような目標回動角を設定してもよい。

さらに、実施形態では、複数の回動角マップをエンジン回転数に応じて設定しているが、これに限らず、動弁系の振動特性に影響を及ぼす他の適当なパラメータを用いてもよく、例えば筒内圧などをさらに用いてもよい。

また、実施形態では、エンジンの加速運転状態を判定するためのパラメータとして、アクセル開度および車速の変化量を用いているが、これに限らず、エンジンの加速運転状態を判定可能な他の適当なパラメータを用いてもよく、例えば、アクセル開度の変化量を用いてもよい。さらに、実施形態は、最大リフト制御中に吸気リフトを等吸気量領域内の最大値に設定しているが、本発明はこれに限らず、等吸気量領域内において吸気カム位相を最進角値に設定してもよい。その場合、吸気リフトは、等吸気量領域内の振動が最小になる値に設定される。

さらに、実施形態では、カム位相範囲を設定するためのパラメータとして、潤滑用オイルの油温および油圧を用いているが、これに限らず、カム位相可変機構の作動範囲に影響を及ぼす他の適当なパラメータ、例えばエンジン水温を用いてもよい。さらに、実施形態のリフト可変機構は、吸気リフトを無段階に変更するタイプのものであるが、本発明はこれに限らず、吸気リフトを段階的に変更するタイプのものにも適用可能である。

また、実施形態では、車両の登坂状態を判定するためのパラメータとして、車両の傾斜角を用いているが、これに限らず、他の適当なパラメータ、例えば、車両に搭載されたカーナビゲーションに記憶されている路面情報を用いてもよい。

さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明の制御装置を内燃機関とともに概略的に示す図である。 制御装置の一部を示す図である。 カム位相可変機構の概略構成を示す模式図である。 カム位相可変機構によりカム位相が最遅角値（実線）および最進角値（２点鎖線）に設定されているときの吸気弁のバルブリフト曲線を示す図である。 リフト可変機構の概略構成を示す模式図である。 リフト可変機構の概略構成を示す斜視図である。 リフト可変機構による吸気リフトの変更状態を示す図である。 吸気量制御処理を示すフローチャートである。 位相固定制御処理を示すサブルーチンである。 通常制御処理を示すサブルーチンである。 最大リフト制御処理を示すサブルーチンである。 スロットル弁が（ａ）低開度用、（ｂ）中開度用および（ｃ）高開度用の等吸気量マップの一例である。 回動角マップの一例である。 カム位相範囲マップの一例である。

符号の説明

２ ＥＣＵ（記憶手段、目標吸気量設定手段、運転状態検出手段、制御量設定手段、
制御手段、回転数検出手段、加速運転状態判定手段および登坂状態判定
手段）
３ エンジン
３ａ 気筒
４ 吸気弁（機関弁）
７ 排気弁
２１ クランク角センサ（運転状態検出手段、回転数検出手段）
２２ 水温センサ（第１温度検出手段）
２５ 油温センサ（第２温度検出手段）
４０ 動弁機構（可変動弁機構）
５０ カム位相可変機構（開閉タイミング可変機構）
７０ リフト可変機構
Ｖ 車両
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の運転状態、内燃機関の回転数）
ＴＷ エンジン水温（内燃機関の温度、内燃機関の水温）
ＴＯＩＬ 油温（内燃機関の油温）
ＱＡＩＲ 吸気量
ＱＡＩＲＣＭＤ 目標吸気量
ＣＡＩＮ 吸気カム位相（制御量）
ＣＡＩＮＲＥＦ 所定値
ＣＡＩＮＲ カム位相範囲（機関弁の開閉タイミングの許容範囲）
ＳＡＡＩＮ 回動角（制御量）
ＳＡＡＩＮＭＡＸ 最大回動角
ＶＶＩ 振動パラメータ（動弁系に発生する振動）
ＮＥＲＥＦ 所定回転数
ＴＷＲＥＦ 所定温度

Claims (7)

1. 吸気弁および排気弁の少なくとも一方である機関弁のリフトおよび開閉タイミングの少なくとも一方である制御量を可変動弁機構によって変更することにより、気筒内に供給される吸気量を制御する内燃機関の制御装置であって、
   同一の吸気量に対して複数の前記制御量が対応するように設定された、前記制御量と前記吸気量との関係を記憶する記憶手段と、
   前記吸気量の目標となる目標吸気量を設定する目標吸気量設定手段と、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記設定された目標吸気量に対応する前記複数の制御量から、前記機関弁を含む動弁系に発生する振動が最大になるような制御量以外の制御量を選択し、設定する制御量設定手段と、
   当該設定された制御量に基づいて、前記可変動弁機構を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記制御量設定手段により設定される前記制御量は、前記動弁系に発生する振動が最小になるような制御量であることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記可変動弁機構は、
   前記機関弁のリフトを変更するリフト可変機構と、
   前記機関弁の開閉タイミングを変更する開閉タイミング可変機構と、を有し、
   前記制御量と前記吸気量との前記関係は、前記機関弁のリフトおよび開閉タイミングと前記吸気量との関係を表すマップであることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記開閉タイミング可変機構は、前記内燃機関の回転によって昇圧される油圧によって駆動される油圧式のものであり、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記内燃機関の温度を検出する第１温度検出手段と、をさらに備え、
   前記制御量設定手段は、前記検出された内燃機関の回転数が所定回転数以下のとき、または前記検出された内燃機関の温度が所定温度以下のときに、前記機関弁の開閉タイミングを固定値に設定することを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関が所定の加速運転状態であるか否かを判定する加速運転状態判定手段をさらに備え、
   前記制御量設定手段は、前記内燃機関が前記所定の加速運転状態であると判定されたときに、前記機関弁のリフトを前記目標吸気量に対応する複数のリフトのうちの最大リフトに設定し、または前記機関弁の開閉タイミングを、前記目標吸気量に対応する複数の開閉タイミングのうちの、前記吸気弁と前記排気弁とのオーバーラップが最大になる値に設定することを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記内燃機関は車両に動力源として搭載されており、
   当該車両が登坂状態にあるか否かを判定する登坂状態判定手段をさらに備え、
   前記制御量設定手段は、前記車両が前記登坂状態にあると判定されたときに、前記機関弁のリフトを前記目標吸気量に対応する複数のリフトのうちの最大リフトに設定し、または前記機関弁の開閉タイミングを、前記目標吸気量に対応する複数の開閉タイミングのうちの、前記吸気弁と前記排気弁とのオーバーラップが最大になる値に設定することを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記内燃機関の水温および油温の少なくとも一方を検出する第２温度検出手段をさらに備え、
   前記制御量設定手段は、前記第２温度検出手段によって検出された温度に応じて、前記機関弁の開閉タイミングの許容範囲を設定するとともに、当該設定された開閉タイミングの許容範囲内において前記機関弁のリフトを設定することを特徴とする、請求項４ないし６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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