JP2010203384A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気バルブのリフト特性を連続的に変更可能な可変動弁機構の動作によって機関の吸入空気量を制御しつつ、電子制御スロットルによって吸気管負圧を制御する内燃機関において、機関回転速度を目標値に対して安定的に収束させることができるようにする。
【解決手段】内燃機関のアイドル運転時又は始動時において、実際の機関回転速度と目標回転速度との偏差ΔＮＥに基づいて、吸気管負圧の補正値を設定する。そして、前記補正値で目標吸気管負圧を補正して、該補正された目標吸気管負圧に基づいて電子制御スロットルを制御する一方、前記可変動弁機構を制御して前記吸気バルブのリフト特性を固定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、吸気バルブのリフト特性を連続的に変更可能な可変動弁機構と、吸気管負圧を調整する負圧調整弁とを備えた内燃機関に適用される制御装置に関する。

特許文献１には、吸気バルブのリフト量・作動角を可変にする可変動弁機構と、電子制御スロットルとを備えた内燃機関において、前記可変動弁機構の動作によって機関の吸入空気量を制御しつつ、電子制御スロットルによって吸気管負圧を制御する制御装置が記載されている。

特開２００６−１３２３２７号公報

ところで、始動時やアイドル運転時などにおいて、前記可変動弁機構の制御を通じての機関吸入空気量の制御と、電子制御スロットルの制御を通じての吸気管負圧の制御とを、並行して実行すると、いずれの制御動作によっても機関の吸入空気量が変化し、吸入空気量の変化に伴って機関回転速度が変化するため、それぞれの制御動作が干渉して、機関回転速度が不安定になってしまう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、機関回転速度を目標値に対して安定的に収束させることができる制御装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明では、負圧調整弁の制御を通じて吸気管負圧を制御する手段が、機関回転速度を目標値に近づけるための吸気管負圧制御を行い、係る吸気管負圧制御の実行時に、吸気バルブのリフト特性を連続的に変更可能な可変動弁機構の制御を通じて内燃機関の吸入空気量を制御する手段の動作を制限するようにした。

上記発明によると、機関回転速度を目標値に近づけるための吸気管負圧の制御に対して、可変動弁機構の制御を通じての吸入空気量制御が干渉することが抑制され、吸気管負圧の制御による目標回転速度への収束安定性を向上させることができる。

実施形態における車両用内燃機関のシステム図である。 実施形態における吸気バルブの可変リフト機構を示す斜視図である。 前記可変リフト機構の要部を示す断面図である。 実施形態における可変バルブタイミング機構を示す図である。 実施形態における吸気バルブのバルブリフト量・バルブ作動角・バルブ作動角の中心位相の変化特性を示す線図である。 吸入空気量制御及び負圧制御の流れの第１実施形態を示すフローチャートである。 吸入空気量制御及び負圧制御の流れの第２実施形態を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、実施形態における車両用の内燃機関を示す。
図１に示す内燃機関１０１は、２つのバンク１０１ａ，１０１ｂからなるＶ型６気筒機関であり、その出力軸が図外の変速機を介して車両の駆動輪に連結されている。

内燃機関１０１の各気筒の燃焼室１０２内は、吸気ダクト１０３、吸気マニホールド１０４ａ，１０４ｂ、吸気ポート１０５を介して大気側と連通している。
前記燃焼室１０２（シリンダ）の吸気口１０２ａは、吸気バルブ１０６で開閉され、ピストン１０７が降下するときに前記吸気バルブ１０６が開くと、燃焼室１０２内に空気が吸引される。

一方、前記吸気バルブ１０６の上流側の吸気通路である、前記吸気マニホールド１０４ａ，１０４ｂのブランチ部１４０ａ，１４０ｂには、各気筒それぞれに燃料噴射弁１０８が配設されており、この燃料噴射弁１０８から噴射された燃料が空気と共に燃焼室１０２内に吸引される。

前記燃料噴射弁１０８は、その噴霧が吸気バルブ１０６の傘部（吸気口１０２ａ）を指向するように配置されている。
尚、燃料噴射弁１０８が燃焼室１０２内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射式内燃機関であってもよく、また、内燃機関１０１をＶ型機関に限定するものではなく、直列型や水平対向型などであってもよい。

前記シリンダ１０２内の燃料は、点火プラグ１０９による火花点火によって着火燃焼し、これによって発生する爆発力がピストン１０７を押し下げ、該押し下げ力によってクランクシャフト１１０が回転駆動される。

また、前記燃焼室１０２（シリンダ）の排気口１０２ｂは、排気バルブ１１１で開閉され、ピストン１０７が上昇するときに前記排気バルブ１１１が開くと、燃焼室１０２内の排気ガスが排気ポート１１２に排出される。

前記クランクシャフト１１０の回転駆動力が伝達される吸気カムシャフト１３１及び排気カムシャフト１３２が各バンク１０１ａ，１０１ｂそれぞれに備えられ、前記吸気バルブ１０６及び排気バルブ１１１は、前記吸気カムシャフト１３１及び排気カムシャフト１３２が回転することで開駆動される。

ここで、前記排気バルブ１１１は、前記排気カムシャフト１３２に一体的に設けられたカム１３２ａによって、一定の最大バルブリフト量・バルブ作動角・バルブタイミングで周期的に開駆動される。

一方、前記クランクシャフト１１０に対する吸気カムシャフト１３１の回転位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂが各バンク１０１ａ，１０１ｂの吸気カムシャフト１３１それぞれに設けられている。

前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂによって吸気カムシャフト１３１の回転位相を可変とすることで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相が連続的に進角・遅角変化するようになっている。

また、吸気カムシャフト１３１と、吸気バルブ１０６のバルブリフタ１０６ａに当接して吸気バルブ１０６を開駆動する後述の揺動カム４との間には、吸気バルブ１０６のバルブ作動角及びバルブリフト量（最大バルブリフト量）を連続的に変更する可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂが各バンク１０１ａ，１０１ｂ毎に設けられている。

上記のように、本実施形態では、吸気バルブ１０６のリフト特性を可変とする可変動弁機構として、上記の可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを備えている。

但し、上記の可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂに代えて、電磁力で吸気バルブ１０６を開駆動する電磁駆動バルブを採用することができる。

前記排気ポート１１２には、排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの各ブランチ部が接続され、更に、排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの各集合部は合流されて、排気ダクト１１４に接続されている。

前記排気ダクト１１４には、排気を浄化するための三元触媒等の排気浄化触媒を備えた触媒コンバータ１１５が介装されている。
また、前記吸気ダクト１０３には、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）が介装されている。

前記電子制御スロットル１１６は、モータ等のアクチュエータでスロットルバルブを開閉する機構であり、モータ等のアクチュエータを制御することで、スロットル開度が調整される。

前記燃料噴射弁１０８による燃料噴射、点火プラグ１０９による点火、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂによる吸気バルブ１０６のリフト特性の変更、更に、電子制御スロットル１１６におけるスロットル開度ＴＶＯなどは、ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）１２１によって制御される。

前記ＥＣＭ１２１は、マイクロコンピュータ（マイクロプロセッサ）を含んで構成され、各種センサからの信号を入力処理し、該入力信号を予め記憶されているプログラムに従って演算処理して、各種の操作量（制御信号）を演算し、該操作量（制御信号）を出力処理する。

前記各種センサとしては、車両の運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量（ストローク量）に相当するアクセル開度ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ１２２、内燃機関１０１の冷却水温度ＴＷ（機関温度）を検出する水温センサ１２３、内燃機関１０１が搭載される車両の走行速度（車速）ＶＳＰを検出する車速センサ１２４、クランクシャフト１１０が単位角度だけ回転する毎の単位クランク角信号ＰＯＳと基準クランク角位置毎の基準クランク角信号ＲＥＦとをそれぞれに出力するクランク角センサ１２５、各バンクの排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの集合部にそれぞれ配置され、排気中の酸素濃度に基づいて各バンクの空燃比ＡＦをそれぞれに検出する空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂ、内燃機関１０１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ１２７、前記電子制御スロットル１１６の開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ１２８、電子制御スロットル１１６下流側の吸気通路内の圧力（吸気管負圧）ＰＢを検出する圧力センサ１２９などが設けられている。

そして、前記ＥＣＭ１２１は、燃料噴射弁１０８による燃料噴射量を以下のようにして制御する。
まず、前記エアフローセンサ１２７による検出値などからシリンダ吸入空気量を演算し、該シリンダ吸入空気量に基づいて基本燃料噴射パルス幅ＴＰを演算する。

前記シリンダ吸入空気量の演算は、特開２００１−５００９１号公報に開示されるようにして行われる。
具体的には、エアフローセンサ１２７で検出される吸入空気量（質量流量）Ｑａからマニホールド部へ流入する空気量Ｃａ（Ｃａ＝Ｑａ・Δｔ）を算出する。ここで、Δｔは、予め定められた時間であり、時間Δｔ毎にマニホールド部へ流入する空気量Ｃａが算出される。

また、吸気バルブ１０６の閉時期ＩＶＣにおけるシリンダ容積を、吸・排気バルブ１０６，１１１のオーバーラップ量に応じたシリンダ内新気割合ηに基づいて補正して、シリンダ容積Ｖｃを算出する。

前記吸気バルブ１０６の閉時期ＩＶＣは、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御量に応じて決定される。
そして、マニホールド部へ流入する空気量Ｃａ及びマニホールド部からシリンダ部へ流出するシリンダ吸入空気量Ｃｃの収支計算を行って、マニホールド部の空気量Ｃｍ(n)（Ｃｍ(n)＝Ｃｍ(n-1) ＋Ｃａ−Ｃｃ(n)）を算出しつつ、マニホールド部の空気量Ｖｍとシリンダ容積Ｖｃとに基づいてシリンダ吸入空気量Ｃｃ（Ｃｃ＝Ｖｃ・Ｃｍ／Ｖｍ）を算出する。

更に、前記基本燃料噴射パルス幅ＴＰを、冷却水温度ＴＷに応じた補正係数や、空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂの出力から検出される実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように設定される空燃比フィードバック補正係数などによって補正することで、最終的な燃料噴射パルス幅ＴＩを演算する。

そして、各気筒の吸気行程にタイミングを合わせ、各気筒の燃料噴射弁１０８に対して個別に前記燃料噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力する。
前記燃料噴射弁１０８は、前記燃料噴射パルス幅ＴＩに相当する時間だけ開弁し、開弁時間に比例する量の燃料を噴射する。

また、前記点火プラグ１０９には、それぞれに点火コイル及び該点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタを内蔵した点火モジュール１３８が直付けされている。
前記ＥＣＭ１２１は、例えば、機関負荷（基本燃料噴射パルス幅ＴＰ）と機関回転速度ＮＥとに基づいて点火時期を算出し、該点火時期及び点火エネルギを得るための通電時間から、前記点火コイルへの通電開始時期及び通電遮断時期を決定し、該通電開始時期及び通電遮断時期に対応する点火制御信号で前記パワートランジスタのオン・オフを制御し、前記点火時期での火花点火を気筒毎に実行させる。

また、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御においては、例えば目標トルク（機関負荷）と機関回転速度ＮＥとから目標中心位相及び目標バルブリフト量（目標バルブ作動角）を演算し、実際の中心位相・実際のバルブリフト量（実際のバルブ作動角）が前記目標に近づくように、各機構に出力する操作量を算出する。

前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの制御においては、例えば、低負荷・低回転時に、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を進角させ、吸気バルブ１０６の開期間と排気バルブ１１１の開期間とをオーバーラップさせることで、筒内の残留ガス量を増大させ、燃料消費量を低減させる。

また、高負荷・高回転時など、機関出力を必要とする機関運転状態では、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を遅角させ、前記オーバーラップを小さくすることで、筒内の残留ガスが減少させて相対的に新気の導入量が増大させ、また、吸気バルブ１０６の閉時期ＩＶＣを下死点ＢＤＣよりも遅角側（下死点後）とすることで、慣性過給効果によって充填効率を向上させ、出力を向上させる。

一方、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御においては、内燃機関１０１の要求空気量（アイドル回転制御分の空気量を含む）に応じた目標値が設定され、要求される吸入空気量が大きいほど、吸気バルブ１０６のバルブリフト量及びバルブ作動角が増大するように、換言すれば、吸気バルブ１０６の閉時期ＩＶＣが遅角するように制御される。

即ち、アイドル運転を含む低負荷・低回転域では、バルブリフト量及びバルブ作動角を小さくし、閉時期ＩＶＣを下死点前の設定することで吸入空気量を低く抑え、負荷・回転の増大に応じて閉時期ＩＶＣを下死点に近づけることで吸入空気量を増大させ、高負荷・高回転時には、閉時期ＩＶＣを下死点後にまで遅角させ、下死点よりも高い充填効率を得る。

このように、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂと、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂとを制御することで、筒内への導入吸気量（シリンダ吸入空気量）を制御するようになっており、係る可変動弁機構の制御機能が、空気量制御手段に相当する。

また、前記電子制御スロットル１１６の制御においては、目標負圧を算出し、圧力センサ１２９で検出される実際の吸気管負圧ＰＢが、前記目標負圧に近づくように操作量を算出して出力する。係る電子制御スロットル１１６の制御機能が、負圧制御手段に相当する。

前記目標負圧は、内燃機関１０１の吸気管負圧を用いる各種装置の要求から設定されるものであり、前記吸気負圧を用いる装置として、本実施形態では、油圧ブレーキ装置２００、及び、排気還流装置２５０が、内燃機関１０１に備えられている。

前記油圧ブレーキ装置２００は、内燃機関１０１の吸気負圧（吸気管負圧）を利用してブレーキペダル２０１の操作力を倍力する負圧倍力手段としてのマスタバック２０２（ブレーキブースタ）と、該マスタバック２０２で倍力された操作力に応じてマスタシリンダ圧を発生するタンデム型のマスタシリンダ２０３と、前記マスタシリンダ圧を各ホイールシリンダ２０４〜２０７に供給する油圧ユニット２０８とから構成される。

前記マスタバック２０２には、前記電子制御スロットル１１６下流の吸気管負圧が、負圧導入管２０９を介して導入されるようになっており、前記負圧導入管２０９の途中には、負圧の漏れ出しを防止しつつ吸気負圧を導入するためのチェックバルブ（一方向弁）２１０が介装されている。

前記マスタバック２０２には、負圧室の負圧（ブースタ負圧）ＢＮＰを検出するブースタ負圧センサ２１１が設けられ、該ブースタ負圧センサ２１１の出力は、前記ＥＣＭ１２１に出力される。

一方、前記排気還流装置２５０は、排気マニホールド１１３ｂと前記電子制御スロットル１１６下流の吸気ダクト１０３（吸気管負圧発生領域）とを連通させる排気還流通路２５１と、該排気還流通路２５１に介装され、前記ＥＣＭ１２１からの制御信号によって開動作する排気還流制御弁２５２（電磁弁）とから構成される。

そして、吸気管負圧の発生状態で前記排気還流制御弁２５２を開制御すると、排気マニホールド１１３ｂ内の圧力と前記電子制御スロットル１１６下流の吸気ダクト１０３内の圧力（吸気管負圧）との差圧によって、排気の一部が吸気ダクト１０３内に還流するようになっている。

前記排気還流装置２５０によって排気を吸気系に還流させると、排気は不活性ガスであるため最高燃焼温度が低下し、内燃機関１０１から排出される窒素酸化物ＮＯｘの量を少なくすることができる。

このように、前記油圧ブレーキ装置２００では、マスタバック２０２で倍力作用を行わせるための倍力源として吸気管負圧が必要であり、また、排気還流装置２５０では、排気を吸気系に還流させるための圧力差を生じさせるために吸気管負圧が必要となる。

そこで、前記ＥＣＭ１２１は、前記倍力作用や排気還流に必要な目標負圧を設定し、該目標負圧に圧力センサ１２９で検出される実際の吸気負圧が近づくように、電子制御スロットル１１６の開度をフィードバック制御する。

前記電子制御スロットル１１６の開度のフィードバック制御は、例えば、目標負圧と実際の吸気負圧との偏差に基づく比例・積分・微分動作などによって操作量を演算し、該操作量を前記電子制御スロットル１１６に出力することで実行される。

ここで、前記目標負圧は、機関負荷と機関回転速度ＮＥとに応じて設定させることができ、また、前記ブースタ負圧センサ２１１の出力から、マスタバック２０２の負圧室の負圧が不足していると判断した場合に、前記負圧を回復させるべく目標負圧を設定させることができる。

そして、前記倍力作用や排気還流に必要な最小限の負圧を発生させるようにすることで、吸気管負圧の発生によるポンピングロスを低減し、内燃機関１０１の燃費性能を向上させている。

尚、内燃機関１０１の吸気管負圧を動作源として用いる装置としては、この他、燃料タンクにて発生した燃料蒸気をキャニスタの吸着剤に一旦吸着させ、該吸着剤に吸着させた燃料蒸気を、内燃機関１０１の吸気管負圧によって脱離させて電子制御スロットル１１６下流の吸気ダクト１０３内に吸引させる、燃料蒸気処理装置などがある。

図２は、吸気バルブ１０６のバルブリフト量（最大バルブリフト量）及びバルブ作動角を連続的に可変とする可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの構造を示す斜視図である。
前記吸気バルブ１０６の上方に、前記クランクシャフト１１０によって回転駆動される吸気カムシャフト１３１が、気筒列方向に沿って回転可能に図外のシリンダヘッドに支持されている。

前記吸気カムシャフト１３１には、吸気バルブ１０６のバルブリフタ１０６ａに当接して吸気バルブ１０６を開駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気カムシャフト１３１と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０６のバルブ作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するための可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂが設けられている。

また、前記吸気カムシャフト１３１の一端部には、クランクシャフト１１０に対する前記吸気カムシャフト１３１の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を連続的に変更する可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂが配設されている。

前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂは、図２及び図３に示すように、吸気カムシャフト１３１に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気カムシャフト１３１と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１４と、この制御カム１４に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。

前記制御軸１３は、モータ１７等のアクチュエータによりギア列（減速機）１８を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランクシャフト１１０に連動して吸気カムシャフト１３１が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気バルブ１０６が開駆動される。

また、前記モータ１７を駆動制御して制御軸１３の角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。

これにより、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角及びバルブリフト量（最大バルブリフト量）が連続的に変化する。

尚、バルブ作動角及びバルブリフト量の変化に伴って、バルブ作動角の中心位相が変化するように構成した可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂであってもよい。
また、前記制御軸１３を回転駆動するアクチュエータとしては、ブラシレスモータ，直流モータなどの電動アクチュエータ、電磁力を用いる電磁アクチュエータ、油圧式アクチュエータなどを用いることができる。

図４は、前記クランクシャフト１１０に対する吸気カムシャフト１３１の回転位相を連続的に可変とすることで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を可変とする前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの構造を示す。

前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂは、クランクシャフト１１０によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイミングスプロケット）と、前記吸気カムシャフト１３１の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。

前記カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。

前記ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。

前記回転部材５３は、吸気カムシャフト１３１の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。

前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。

前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の初期位置において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。

前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。

前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄに接続される。

前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記ＥＣＭ１２１は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号（操作量）に基づいて制御する。

可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいては、電磁アクチュエータ９９にデューティ比（オン時間割合）０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出されるようにしてある。

従って、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいては、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、遅角側油圧室８３の内圧が高くなる一方で、進角側油圧室８２の内圧が低くなり、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ１０６の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に遅角変化する。

即ち、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの電磁アクチュエータ９９への通電を遮断すると、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相は遅角変化し、最終的には、ベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが隔壁部６３に突き当たる最遅角位置で停止する。

また、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいて、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。

このため、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいて、デューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ１０６の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に進角変化し、最終的には、ベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが隔壁部６３に突き当たる最進角位置で停止する。

尚、吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量を連続的に可変とする機構、及び、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする機構は、上記の図２〜図４に示した、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ及び可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂに限定されない。

例えば、バルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする機構としては、上記のベーン式の他、歯車を用いてクランクシャフト１１０に対し前記吸気カムシャフト１３１を相対回転させる機構などを用いることができ、更に、油圧アクチュエータの他、モータや電磁ブレーキをアクチュエータとして用いる機構を採用できる。

また、可変リフト機構として、特開２００８−２９１７４２号公報に開示されるように、制御軸をアクチュエータによって軸線方向に変位させることで、機関バルブ（吸・排気バルブ）のリフト特性を可変とする機構を採用することができる。

前記ＥＣＭ１２１には、前記制御軸１３の角度を検出する角度センサ（例えばポテンショメータ）１３５の信号が入力され、角度センサ１３５で検出される前記制御軸１３の実際の角度が、前記吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量の目標値に相当する目標角度に近づくように、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのモータ１７の操作量をフィードバック制御する。

また、前記ＥＣＭ１２１は、クランク角センサ１２５で検出されるクランクシャフト１１０の基準角度位置から、吸気カムセンサ１３６で検出される吸気カムシャフト１３１の基準角度位置までの角度を計測することで、バルブ作動角の中心位相の実際値を検出し、該中心位相が目標値に近づくように、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの電磁アクチュエータ９９に出力する制御信号（操作量）をフィードバック制御する。

前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ及び可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂのフィードバック制御は、制御エラーに基づく比例・積分・微分動作などによって操作量を演算し、該操作量を、各機構１３４ａ，１３４ｂ，１３３ａ，１３３ｂに出力することで実行される。

尚、前述のように、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいては、電磁アクチュエータ９９をオフすることで、初期位置（デフォルト位置）である最遅角位置に戻るようになっているため、中心位相の目標が、最遅角位置からの進角量（進角角度）として設定されるようになっている。

図５は、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂによる吸気バルブ１０６のリフト特性の変化を示す。
図５に示すように、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを動作させると、矢印（イ）に示すように、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角及びバルブリフト量（最大バルブリフト量）の双方が連続的に増減変化する。

一方、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂを動作させると、矢印（ロ）に示すように、吸気バルブ１０６のバルブ作動角及びバルブリフト量（最大バルブリフト量）が一定のままで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相が変化する。

ここで、前記ＥＣＭ２１による吸入空気量・吸気管負圧の制御を、図６のフローチャートに従って説明する。
図６のフローチャートに示す吸入空気量・吸気管負圧の制御ルーチンは、単位時間毎に実行されるようになっている。

まず、ステップＳ１００１では、機関負荷（目標トルク）と機関回転速度ＮＥとに基づいて吸気バルブ１０６のバルブリフト量の目標値ＴＶＥＬを設定する。
具体的には、機関回転速度ＮＥが高いほど、また、機関負荷（要求吸入空気量）が高いほど、バルブリフト量の目標値ＴＶＥＬをより高い値に設定する。

次のステップＳ１００２では、機関負荷（目標トルク）と機関回転速度ＮＥとに基づいて吸気管負圧ＰＢの目標値ＰＢＴを設定する。
具体的には、機関回転速度ＮＥが高い低負荷領域（減速運転域）で、目標値ＰＢＴとして大気圧よりも低い値が設定され、高負荷・中負荷域では、大気圧により近い値（例えば−１００mmHg）に設定される。

尚、吸気管負圧ＰＢは、大気圧を０mmHgとし、大気圧よりも低いほど絶対値の大きなマイナスの値として示すものとする。即ち、本実施形態における吸気管負圧は、大気圧に対する相対圧として表される。

ステップＳ１００３では、内燃機関１０１のアイドル運転時又は始動時であるかを判断する。
始動時とは、クランキング開始（スタータスイッチのオフ→オン）から完爆を経て、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度付近（例えば±１００rpm）に安定したと判断されるまでの時間である。

従って、前記時間の予測値を予め記憶しておき、クランキング開始からの時間が前記予測値に達するまでの間を始動状態として判断させても良いし、機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度付近（例えば±１００rpm）に安定したことを検出するまでを始動状態として判断させることもできる。

また、アイドル運転時は、アクセル開度ＡＣＣの全閉時であって、始動時を除くものとする。
そして、アイドル運転時又は始動時であれば、ステップＳ１００４へ進む。

ステップＳ１００４では、アイドル運転時又は始動時における機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴに収束させるための制御エラーの算出を行う。
即ち、アイドル運転時であれば、冷却水温度ＴＷや内燃機関１０１に組み合わされる変速機がニュートラルであるか否かなどに基づいて目標回転速度ＮＥＴを設定し、始動時であれば、冷却水温度ＴＷなどに基づいて目標回転速度ＮＥＴを設定する。

そして、そのときの実際の機関回転速度ＮＥと前記目標値ＮＥＴとの偏差ΔＮＥ（ΔＮＥ＝ＮＥ−ＮＥＴ）を、前記制御エラーとして算出する。
又は、そのときの実際のバルブリフト量と目標リフト量との偏差ΔＶＥＬ（ΔＶＥＬ＝実リフト量−目標リフト）を、前記制御エラーとして算出する。

前記実際のバルブリフト量は、制御軸１３の角度検出値であり、前記目標リフト量は、目標リフト量に対応する制御軸１３の目標角度であり、前記偏差ΔＶＥＬは、前記角度検出値と目標角度との偏差として求めることができる。

即ち、実際のバルブリフト量と目標リフト量との偏差ΔＶＥＬは、目標吸入空気量に対する実空気量の誤差を生じ、該誤差によって機関回転速度が目標からずれることになるので、前記偏差ΔＶＥＬを減少させるように制御することで、機関回転速度の目標からのずれを縮小させることになる。

次のステップＳ１００５では、前記制御エラー（偏差ΔＮＥ又は偏差ΔＶＥＬ）から、前記吸気管負圧の目標値ＰＢＴを補正するための補正値ＨＰＢを設定する。
前記補正値ＨＰＢは、フローチャート中に示すようなテーブルを参照して求めることができ、前記制御エラー（偏差ΔＮＥ又は偏差ΔＶＥＬ）がマイナスであれば、補正値ＨＰＢとしてプラスの値が設定され、また、前記制御エラー（偏差ΔＮＥ又は偏差ΔＶＥＬ）がプラスであれば、補正値ＨＰＢとしてマイナスの値が設定され、かつ、前記制御エラー（偏差ΔＮＥ又は偏差ΔＶＥＬ）の絶対値が大きいほど、前記補正値ＨＰＢの絶対値が大きくなるように設定されている。

換言すれば、実際の機関回転速度ＮＥが前記目標値ＮＥＴよりも高い場合には、吸気管負圧の目標値ＰＢＴをマイナス補正することで、目標値ＰＢＴをより低く（大気圧からより離れる方向に）修正し、係る目標値ＰＢＴを実現すべく電子制御スロットル１１６の開度が減少されることで吸入空気量が減って、実際の機関回転速度ＮＥが低下して、前記目標値ＮＥＴに近づくようにする。

また、実際の機関回転速度ＮＥが前記目標値ＮＥＴよりも低い場合には、吸気管負圧の目標値ＰＢＴをプラス補正することで、目標値ＰＢＴをより高く（大気圧に近づく方向に）修正し、係る目標値ＰＢＴを実現すべく電子制御スロットル１１６の開度が増大されることで吸入空気量が増え、実際の機関回転速度ＮＥが上昇して、前記目標値ＮＥＴに近づくようにする。

ここで、前記偏差ΔＶＥＬに応じた補正値ＨＰＢの設定は、後述するステップＳ１００８で固定されるバルブリフト量が、アイドル時又は始動時に、目標回転速度が得られる（目標回転速度となる吸入空気量が得られる）バルブリフト量として予め設定又は学習されている場合に実施されるものとする。

そして、実際のバルブリフト量が目標よりも高い場合には、目標よりも吸入空気量が多くなっているものと判断されるので、目標値ＰＢＴをより低く（大気圧からより離れる方向に）修正し、係る目標値ＰＢＴを実現すべく電子制御スロットル１１６の開度が減少されることで吸入空気量が減って、実際の機関回転速度ＮＥが低下して、前記目標値ＮＥＴに近づくようにする。

また、実際のバルブリフト量が目標よりも低い場合には、目標よりも吸入空気量が少なくなっているものと判断されるので、目標値ＰＢＴをより高く（大気圧に近づく方向に）修正し、係る目標値ＰＢＴを実現すべく電子制御スロットル１１６の開度が増大されることで吸入空気量が増え、実際の機関回転速度ＮＥが上昇して、前記目標値ＮＥＴに近づくようにする。

ステップＳ１００６では、ステップＳ１００２で設定した目標負圧ＰＢＴを、ステップＳ１００５で設定した補正値ＨＰＢで補正し、該補正結果を、最終的な目標負圧ＰＢＴに設定する。

即ち、目標負圧を、実際の機関回転速度が目標回転速度に近づくように補正し、該目標負圧を実現すべく電子制御スロットル１１６を制御させることで、実際の機関回転速度を目標回転速度に近づける。

ステップＳ１００７では、ステップＳ１００３において始動時であると判断されて、ステップＳ１００４〜１００６の処理を行い、かつ、そのときにアクセルが開操作されている加速状態であるか否かを判断する。

即ち、始動時であるものの、同時にアクセルが開操作されている状態であるか否かを、ステップＳ１００７において判断させる。
前記加速状態の判別においては、アクセル開度ＡＣＣの単位時間当たりの増大変化量ΔＡＣＣが閾値以上であって、アクセル開度ＡＣＣが所定速度以上で増大変化している場合に、加速状態であると判断する。

前記変化量ΔＡＣＣと比較させる閾値や前記所定速度は、バルブリフト量の可変制御による吸入空気量の変動が、吸気管負圧ＰＢを目標負圧に近づけるための電子制御スロットル１１６の制御に干渉しない程度に小さくなるときの値として、予め実験やシミュレーションに基づき適合されている。

そして、アイドル運転時であるか、始動時であるもののアクセルが開操作されていない場合には、ステップＳ１００８（空気量制御制限手段）へ進み、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（可変動弁機構）の制御を通じての吸入空気量の制御動作を制限する。

即ち、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（可変動弁機構）の制御を通じての吸入空気量の制御においては、アイドル回転速度を目標回転速度に近づけるための空気量補正分を要求吸入空気量に付加し、該要求吸入空気量が得られるように、バルブリフト量を制御するが、ステップＳ１００８では、係る吸入空気量制御動作による吸入空気量の変化を小さく抑制する。

具体的には、目標のアイドル回転速度となる空気量が得られるものとして予め設定又は学習したバルブリフト量（目標値）に固定する。
前述のように、バルブリフト量を固定する場合には、機関温度（冷却水温度）、換言すれば、フリクションの大きさによる要求空気量の違いに対応するために、機関温度（冷却水温度）に応じて固定リフト量を可変に設定することが好ましい。

また、バルブリフト量を固定する代わりに、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（可変動弁機構）の制御における入出力のゲインを，後述するステップＳ１０１０（空気量制御手段）で前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御（空気量制御）を行わせる場合よりも低下させ、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御による吸入空気量の変動を小さく抑制する。

前述のように、ステップＳ１００４〜ステップＳ１００６では、実際の機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴに近づけるように、吸気管負圧の目標値ＰＢＴを補正するが、係る制御に並行して可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御を通じて吸気バルブ１０６のバルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）が変化し、該バルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）の変化によっても吸入空気量が変化すると、係る吸入空気量の変化が、前記吸気管負圧の補正制御に干渉し、機関回転速度制御の収束安定性が損なわれ、ハンチングが発生したり、目標への収束応答性が低下したりしてしまう。

そこで、実際の機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴに近づけるように吸気管負圧の目標値ＰＢＴを補正する場合には、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御を通じて吸気バルブ１０６のバルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）の制御動作を制限し、バルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）の制御によって発生する吸入空気量の変動を充分に小さく抑制した状態で、実際の機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴに近づけるための吸気管負圧の補正制御を実行させることで、制御干渉を抑制し、吸気管負圧の補正制御によって、実際の機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴ付近に応答よくかつ安定的に収束させることができるようにした。

例えば、吸気管負圧を高めて（大気圧に近づけて）吸入空気量を増やそうとしているときに、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御を通じて吸気バルブ１０６のバルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）を下死点に近づけて同じく吸入空気量を増やそうとすると、吸入空気量が過剰に増え、機関回転速度が目標回転よりも大きくなってしまい、機関回転速度を応答良くかつ安定的に目標付近に収束させることが困難となる。

ここで、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御におけるゲインの低下には、機関回転速度（アイドル回転速度）を目標回転に近づけるためのアイドル空気量分の演算におけるゲインの低下（比例・積分動作における比例定数・積分定数の低下）や、実バルブリフト量を目標リフト量に近づけるためのフィードバック動作におけるゲインの低下（比例・積分動作における比例定数・積分定数の低下）や、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（モータ１７）の操作量の変化量を限界値以下に制限することや、操作量を加重平均するなどのフィルタリング処理や、制御エラーを実際よりも小さく補正することなどが含まれる。

即ち、ステップＳ１００８におけるゲインの低下は、ステップＳ１０１０での制御時よりも、同じ入力変化に対する出力（操作量）の変化を小さくする処理であればよい。
ステップＳ１００３でアイドル運転時又は始動時でないと判断された場合、即ち、内燃機関１０１がアイドル運転状態でなく、かつ、始動時でもない場合には、ステップＳ１００９へ進み、ステップＳ１００２で設定された目標値ＰＢＴをそのまま最終的な目標値ＰＢＴに設定して、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）を制御させるようにする。

また、次のステップＳ１０１１では、実際のバルブリフト量をステップＳ１００１で設定された目標リフト量に近づけるように、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（モータ１７）を制御する。

ステップＳ１０１０における可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御は、前記ステップＳ１００８のように制限が加えられることはなく、ステップＳ１００８での制御に比べて高いゲインでバルブリフト量を目標値に向けて応答良く変化させる。

ステップＳ１０１０へ進んだ場合には、実際の機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴに近づけるための吸気管負圧の補正制御は行われないから、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（バルブリフト量）の制御が、吸気管負圧の制御に干渉することはない。

従って、ステップＳ１０１０では、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御に制限を加えずに、換言すれば、バルブリフト量を固定せず、また、ゲインを低下させることなく、ステップＳ１００８に比べて高い応答でバルブリフト量を変化させる。

また、ステップＳ１００７で、始動時でありかつアクセル開度が増大変化している加速時であると判断された場合にも、ステップＳ１０１０へ進み、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（バルブリフト量）の制御に制限を加えず、高い応答でバルブリフト量を制御させる。

即ち、加速時には、吸入空気量の増大制御が要求されるので、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（バルブリフト量）の制御によって加速要求に見合った吸入空気量の増大変化が得られるようにすると共に、加速時には、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（バルブリフト量）の制御が吸気管負圧の制御に干渉して、吸気管負圧の制御性を低下させることはないので、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（バルブリフト量）の制御の制限を解除する。

そして、ステップＳ１００８又はステップＳ１０１０で、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（バルブリフト量）の制御を行うと、ステップＳ１０１１（負圧制御手段）へ進み、最終的な目標値ＰＢＴに基づいて、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）を制御する。

尚、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂは、機関１０１の始動時にフリクションが大きいため、応答良く動作させることが困難であり、前述のように、始動時に電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）による吸気管負圧の制御によって機関回転速度を制御するようにすれば、応答良く機関回転速度を目標に収束させることができる。

しかし、吸気バルブ１０６のバルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）の制御によって、吸入空気量を制御し、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）によって吸気管負圧を調整するシステムでは、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂによるバルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）の制御の方が、吸気管負圧の制御に比べて、吸入空気量変化における応答が速く感度が高い。

従って、高い回転安定性が要求されるアイドル運転時においては、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂによるバルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）の制御によって、実際の機関回転速度を目標に近づける制御を行わせることが好ましい。

そこで、ステップＳ１００４〜ステップＳ１００６における、実際の機関回転速度ＮＥと目標値ＮＥＴとの偏差に応じた吸気管負圧目標値ＰＢＴの補正を始動時に行わせ、機関回転速度を目標に近づけるための目標値ＴＶＥＬの補正をアイドル運転時に行わせる構成とすることができ、係る構成とした実施形態を、図７のフローチャートに従って説明する。

図７のフローチャートにおいて、ステップＳ２００１及びステップＳ２００２では、前記ステップＳ１００１及びステップＳ１００２と同様に、目標リフト量及び目標負圧を設定する。

また、ステップＳ２００４〜ステップＳ２００６では、図６のフローチャートのステップＳ１００４〜ステップＳ１００６と同様に、偏差ΔＮＥ又は偏差ΔＶＥＬに基づいて目標負圧の補正を行うが、ステップ２００３では、内燃機関１０１の始動時であってかつ加速要求がないと判断された場合に、ステップＳ２００４〜２００６の処理を行わせる用になっている。

即ち、アクセルを全閉に保持した状態での始動時には、実際の機関回転速度と目標値との偏差に応じて、実際の機関回転速度を目標値に近づけるように、目標負圧が補正される。

ステップＳ２００６で目標負圧を補正すると、ステップＳ２００７では、補正後の目標負圧に近づけるように、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）を制御する。
次のステップＳ２００８では、前記ステップＳ１００８と同様に、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（可変動弁機構）の制御を通じての吸入空気量の制御動作を制限し、バルブリフト量（閉時期ＩＶＣ）の変化による吸入空気量の変化を小さく抑制する。

一方、ステップＳ２００３で、始動時でないと判断された場合、又は、始動時であっても加速状態であると判断された場合には、ステップＳ２００９へ進む。
ステップＳ２００９では、内燃機関１０１がアイドル運転状態であるか否かを判断する。

そして、アイドル運転状態であれば、ステップＳ２０１０へ進み、そのときの実際の機関回転速度ＮＥと前記目標値ＮＥＴとの偏差ΔＮＥ（ΔＮＥ＝ＮＥ−ＮＥＴ）を演算する。

次のステップＳ２０１１では、前記ステップＳ２００５と同様に、前記偏差ΔＮＥに基づいて補正値を設定する。
ステップＳ２０１１で設定する補正値は、目標リフト量を補正するための補正値ＨＶＥＬであり、前記偏差ΔＮＥがプラスであって実際の回転速度が目標よりも高ければ、補正値ＨＶＥＬはマイナスの値に設定されて目標リフトを減少補正し、前記偏差ΔＮＥがマイナスであって実際の回転速度が目標よりも低ければ、補正値ＨＶＥＬはプラスの値に設定されて目標リフトを増大補正するようにする。

ステップＳ２０１２では、前記ステップＳ２０１１で設定された補正値ＨＶＥＬを、ステップＳ２００１で設定した目標リフト量に加算する補正を行い、係る補正の結果を、最終的な目標リフト量に設定する。

ステップＳ２０１３では、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）の開度制御を通じての吸気管負圧の制御動作を制限する。
即ち、前記電子制御スロットル１１６の開度（スロットル開度）は、圧力センサ１２９で検出される実際の吸気管負圧ＰＢと前記目標負圧との偏差（制御エラー）に基づいて操作されるが、ステップＳ２０１３では、係るフィードバック動作、換言すれば、前記偏差（制御エラー）を減少させるための開度変更を小さく抑制する。

具体的には、アイドル運転に要求される吸入空気量が得られる開度に、前記電子制御スロットル１１６の開度（スロットル開度）を固定し、目標の吸気管負圧を得るためのフィードバック動作を停止させるか、又は、前記フィードバック動作のゲイン（制御エラーに対するスロットル開度操作量の制御ゲイン）を、後述するステップＳ２０１５（負圧制御手段）で前記電子制御スロットル１１６の制御（吸気管圧ＰＢの制御）を行わせる場合よりも低下させる。

前記電子制御スロットル１１６の開度（スロットル開度）を固定する場合の開度は、前述のように、アイドル運転に要求される吸入空気量に相当する開度とするが、エンジンフリクションが大きい機関１０１の低温時には、アイドル運転に要求される吸入空気量がより多くなるので、機関温度を代表する冷却水温度に応じて固定開度を決定することが好ましい。

前述のように、ステップＳ２０１０〜ステップＳ２０１２では、実際の機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴに近づけるように、吸気バルブ１０６のバルブリフト量がフィードバック制御されるが、係る制御に並行して目標負圧に実際の吸気管負圧ＰＢを近づけるための前記電子制御スロットル１１６のフィードバック制御（吸気管圧ＰＢのフィードバック制御）が実行されると、相互の制御が干渉し、各制御における収束安定性が損なわれ、ハンチングが発生したり、目標への収束応答性が低下したりしてしまう。

そこで、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）の開度制御を通じての吸気管負圧の制御動作を制限し、吸気管負圧の制御によって発生する吸入空気量の変動を十分に小さく抑制した状態で、実際の機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴに近づけるためのバルブリフト量の制御を実行させることで、制御干渉を抑制し、吸気バルブ１０６のバルブリフト量の制御によって、実際の機関回転速度ＮＥを目標値ＮＥＴ付近に応答よくかつ安定的に収束させることができるようにした。

例えば、機関１０１によって駆動される補機の負荷が投入され、機関回転速度ＮＥが低下したために、バルブリフト量の制御によって吸入空気量を増やそうとしているときに、実際の吸気管負圧ＰＢが目標負圧よりも大きいために電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）の開度を増大させる制御が行われると、吸入空気量が過剰に増えることになってしまう。

また、機関１０１によって駆動される補機の負荷が投入され、機関回転速度ＮＥが低下したために、バルブリフト量の制御によって吸入空気量を増やそうとしているときに、実際の吸気管負圧ＰＢが目標負圧よりも低いために電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）の開度を減少させる制御が行われると、回転速度制御から要求される吸入空気量の増大変化が得られなくなってしまう。

これに対し、前述のように、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）の開度を、アイドル運転に要求される吸入空気量に相当する開度に固定したり、スロットル開度操作量の制御ゲインを低下させるなどの制限を加えれば、バルブリフト量の制御によって吸入空気量を目標に向けて応答良くかつ精度良く変化させることができ、機関回転速度を目標に向けて応答良くかつ安定的に収束させることができる。

尚、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）の開度を、アイドル運転に要求される吸入空気量に相当する開度に固定したり、スロットル開度操作量の制御ゲインを低下させるなどの制限を加えることで、実際の吸気管負圧ＰＢの目標負圧に対する追従性が低下するが、油圧ブレーキ装置２００や排気還流装置２５０の動作源としての負圧には高い精度が要求されないので、ブレーキ性能や排気還流の制御への影響は充分に小さい。

一方、アイドル回転速度の制御においては、吸入空気量が応答良く変化しないと、機関回転速度の変動が大きくなって、エンストが発生し易くなり、エンスト回避のために目標アイドル回転速度を高めに設定する必要が生じる。

そこで、アイドル回転速度制御を、負圧制御よりも優先させ、吸気管負圧ＰＢとして必要充分な値を確保しつつ、アイドル回転速度の安定化を図り、耐エンスト性を向上させ、また、アイドル回転が安定すれば目標アイドル回転速度を低下させることができ、これにより、アイドル運転時の燃費性能や静粛性の改善を図ることができる。

但し、油圧ブレーキ装置２００のマスタバック２０２の負圧室の負圧（ブースタ負圧）ＢＮＰが小さく（大気圧に近く）、倍力機能を発揮できない場合などの負圧要求時には、吸気管負圧の制御動作の制限をキャンセルし、目標負圧に実際の吸気管負圧ＰＢを速やかに近づけるようにすることができる。

ここで、実際の吸気管負圧ＰＢを目標負圧に近づけるための電子制御スロットル１１６の制御のゲイン低下には、比例・積分動作における比例定数・積分定数の低下の他、電子制御スロットル１１６の操作量の変化量を限界値以下に制限することや、操作量を加重平均するなどのフィルタリング処理や、制御エラーを実際よりも小さく補正することなどが含まれる。

即ち、ステップＳ２０１５での制御時よりも、同じ制御エラーに対して出力される操作量の変化を小さくする処理であればよい。
ステップＳ２０１３で、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）の開度制御を通じての吸気管負圧の制御動作を制限すると、次のステップＳ２０１４では、ステップＳ２０１２で補正した目標リフト量に従って、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを制御する。

ここで、前記ステップＳ２０１２では、実際の機関回転速度を目標値に近づけるように、目標リフト量が補正されるから、ステップＳ２０１４における可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御によって、吸気バルブ１０６のバルブリフト量（閉時期）が、実際の機関回転速度を目標値に近づけるように補正されることになる。

また、ステップＳ２００９でアイドル運転状態ではないと判断されると、ステップＳ２０１５及びステップＳ２０１６に進む。
ステップＳ２０１５では、ステップＳ２００２で設定された目標負圧に実際の吸気管負圧を近づけるように、電子制御スロットル１１６（負圧調整弁）の開度を制御し、回転偏差ΔＮＥに基づく目標負圧の補正や、負圧制御の制限（ゲイン低下・スロットル開度固定）は行わない。

次のステップＳ２０１６では、ステップＳ２００１で設定された目標リフト量に実際のバルブリフト量を近づけるように、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを制御し、回転偏差ΔＮＥに基づく目標リフト量の補正や、バルブリフト量制御の制限（ゲイン低下・スロットル開度固定）は行わない。

上記のように、図７のフローチャートに示す実施形態では、始動時においては、バルブリフト量を始動時の目標値に制御し、回転速度エラーによるリフト量の修正は行わず、回転速度エラーに応じて目標値ＰＢＴを補正することで、電子制御スロットル１１６の開度を修正して、始動時の目標回転速度に近づけるようにする。

電子制御スロットル１１６の開度は、始動時であっても高い応答で変化させることが可能であるので、始動時の回転安定性を向上させることができる。
一方、アイドル時には、吸入空気量制御の応答性及び感度に優れたバルブリフト量（閉時期）の制御によって、機関回転速度を目標アイドル回転速度に近づけるので、アイドル運転時の機関回転速度を目標付近に安定的に収束させることができる。

尚、前記ステップＳ１００８又はステップＳ２００８でバルブリフト量を固定した状態で、実際の機関回転速度ＮＥを目標速度に近づけることができない場合（実際の機関回転速度ＮＥが目標速度に向けて変化しない又は変化するが目標速度への収束に時間を要する場合）には、動弁系の異常と判断し、バルブリフト量の固定を解除することが好ましい。

また、ステップＳ１００８又はステップＳ２００８でバルブリフト量を固定した状態で、実際の機関回転速度ＮＥを目標速度に近づける制御を行うことで、実際の機関回転速度ＮＥが目標に対して大きくオーバーシュートする場合には、前記固定するバルブリフト量を下げて、オーバーシュートの発生を抑制することができる。

また、前記バルブリフト量の固定状態を解除して、そのときの目標リフト量にまで変化させる場合には、バルブリフト量の変化（変化速度）を小さく制限し、トルク変動・回転変動の発生を抑制することが好ましい。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）吸気バルブのリフト特性を連続的に変更可能な可変動弁機構と、吸気管負圧を調整する負圧調整弁とを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
前記負圧調整弁の制御を通じて吸気管負圧を制御する負圧制御手段と、
前記可変動弁機構の制御を通じて前記内燃機関の吸入空気量を制御する空気量制御手段と、
前記内燃機関のアイドル運転時に、前記負圧調整弁の開度を固定し、前記可変動弁機構を制御して機関回転速度を目標値に近づけるアイドル時回転制御手段と、
前記内燃機関の始動時に、前記吸気バルブのリフト特性を固定し、前記負圧調整弁を制御して機関回転速度を目標値に近づける始動時回転制御手段と、
を含む内燃機関の制御装置。

上記発明によると、アイドル運転時には、前記負圧調整弁の開度を固定し、前記可変動弁機構を制御して機関回転速度を目標値に近づけるので、負圧調整弁の制御が干渉してアイドル回転が不安定になることを抑制でき、また、始動時には、前記吸気バルブのリフト特性を固定し、前記負圧調整弁を制御して機関回転速度を目標値に近づけるので、始動時に可変動弁機構を応答良く動作できない場合であっても、始動時の機関回転を応答良く目標に向けて制御できる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記負圧制御手段が、機関回転速度を目標値に近づけるための吸気管負圧制御を、内燃機関のアイドル運転時及び／又は始動時に行う請求項１記載の内燃機関の制御装置。

上記発明によると、アイドル運転時及び／又は始動時に機関回転速度を目標速度に向けて安定的かつ応答良く制御できる。
（ハ）請求項１〜３，（ロ）のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
始動時であって加速要求時において、前記空気量制御制限手段による前記空気量制御手段の動作制限を禁止する加速時禁止手段を設けた内燃機関の制御装置。

上記発明によると、前記可変動弁機構の制御を通じてのリフト特性の制御が、前記吸気管負圧の制御による機関回転速度の制御に干渉しない状態で、無用に空気量制御が制限されることを抑制でき、必要な空気量を得られる。
（ニ）請求項１〜３，（ロ），（ハ）のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記負圧制御手段における機関回転速度を目標値に近づけるための吸気管負圧制御が、実際の機関回転速度と目標回転速度との偏差、又は、実際のリフト特性と目標リフト特性との偏差に基づき、前記吸気管負圧の目標値を補正する制御である内燃機関の制御装置。

上記発明によると、機関回転速度のエラー又はリフト特性の制御エラーに基づいて、吸気管負圧の目標値を補正することで、機関回転速度を目標に近づける補正がなされる。

１０１…内燃機関、１０２…燃焼室、１０３…吸気ダクト、１０４ａ，１０４ｂ…吸気マニホールド、１０５…吸気ポート、１０６…吸気バルブ、１０８…燃料噴射弁、１１０…クランク軸、１１１…排気バルブ、１１６…電子制御スロットル、１２１…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、１２２…アクセル開度センサ、１２３…水温センサ、１２４…車速センサ、１２５…クランク角センサ、１２７…エアフローセンサ、１２８…スロットル開度センサ、１２９…圧力センサ、１３３ａ，１３３ｂ…可変バルブタイミング機構（可変動弁機構）、１３４ａ，１３４ｂ…可変リフト機構（可変動弁機構）、２００…油圧ブレーキ装置、２０２…マスタバック（負圧倍力手段）、２５０…排気還流装置

Claims (3)

1. 吸気バルブのリフト特性を連続的に変更可能な可変動弁機構と、吸気管負圧を調整する負圧調整弁とを備えた内燃機関に適用される制御装置であって、
   前記負圧調整弁の制御を通じて吸気管負圧を制御する手段であって、機関回転速度を目標値に近づけるための吸気管負圧制御を行う手段を含む負圧制御手段と、
   前記可変動弁機構の制御を通じて前記内燃機関の吸入空気量を制御する空気量制御手段と、
   前記負圧制御手段が、機関回転速度を目標値に近づけるための吸気管負圧制御を行う場合に、前記空気量制御手段の動作を制限する空気量制御制限手段と、
   を含む内燃機関の制御装置。
2. 前記空気量制御制限手段が、前記吸気バルブのリフト特性を固定する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記空気量制御制限手段が、前記空気量制御手段のゲインを低下させる請求項１記載の内燃機関の制御装置。

Images