JP2010255476A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標吸気量が変動する過渡運転状態においても、目標吸気量の変更に伴う吸気圧の変動を抑制でき、それにより、吸気圧を安定して精度良く制御できる内燃機関の吸気制御装置を提供する。
【解決手段】本発明のエンジン３の吸気制御装置１は、吸気弁８のリフトによって吸気量ＧＡＩＲを制御するとともに、スロットル弁１３ａによって吸気負圧ＰＢＧＡを制御する。また、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを、吸気弁８のリフトおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに応じて設定された上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨおよび下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬに基づいて制限する（図６のステップ７，１０）とともに、なまし演算によりなます（図６のステップ１１）ことによって、その変化が遅れるように補正する。そして、補正された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに応じて、スロットル弁開度ＡＴＨを設定する（図９）。
【選択図】図６

Description

本発明は、吸気リフト可変機構により吸気弁のリフトを変更することによって、吸気量を調整するとともに、スロットル弁によって吸気圧を調整する内燃機関の吸気制御装置に関する。

従来の内燃機関の吸気制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関には、吸気弁のリフトを連続的に変更することによって、吸入空気量を調整する吸気リフト可変機構と、開度の変更によって、吸気管内の圧力を調整するスロットル弁が設けられている。この吸気制御装置では、内燃機関の運転状態に応じて目標吸気量を算出し、算出された目標吸気量に基づいて、吸気弁のリフトを変更することによって、吸気量を制御するとともに、目標吸気量に応じてスロットル弁の開度を設定し、それにより、目標吸気量が確保される。また、スロットル弁よりも下流側の吸気管内の圧力（絶対圧）と大気圧を検出し、検出された吸気管内の圧力および大気圧に基づいて吸気管内のゲージ圧を算出し、このゲージ圧が目標ゲージ圧になるように、フィードバック制御によってスロットル弁の開度を補正することによって吸気圧を制御する。

特開２００８−１９６４７４号公報

しかし、この従来の内燃機関の吸気制御装置では、目標吸気量が変更された場合、実際の吸気量が目標吸気量になるまでに、不可避的な時間遅れを伴う。一方で、スロットル弁の開度は、基本的に目標吸気量に応じて設定される。このため、目標吸気量が大きく変動する過渡運転時には特に、目標吸気量に対する実際の吸気量の遅れの影響によって、吸気圧が変動してしまう。そして、変動した吸気圧が目標ゲージ圧になるようにスロットル弁の開度が補正されるため、ゲージ圧を目標ゲージ圧に精度良く制御することができない。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、目標吸気量が変動する過渡運転状態においても、目標吸気量の変更に伴う吸気圧の変動を抑制でき、それにより、吸気圧を安定して精度良く制御できる内燃機関の吸気制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、吸気弁８のリフト（実施形態における（以下、本項において同じ）吸気リフトＬＩＦＴＩＮ）を変更することによって吸気量ＧＡＩＲを調整する吸気リフト可変機構５０と、吸気通路（吸気管１２）に配置され、開度（スロットル弁開度ＡＴＨ）の変更によって吸気圧（吸気負圧ＰＢＧＡ）を調整するスロットル弁１３ａと、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ２２、アクセル開度センサ２５）と、検出された内燃機関３の運転状態に応じて、吸気量ＧＡＩＲの目標となる目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを設定する目標吸気量設定手段（ＥＣＵ２、図６のステップ１）と、設定された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの変化を遅らせるように補正する補正手段（ＥＣＵ２、図６）と、補正された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに応じて、スロットル弁１３ａの開度（スロットル弁開度ＡＴＨ）を設定するスロットル弁開度設定手段（ＥＣＵ２、ＴＨアクチュエータ１３ｂ、図９）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関では、吸気リフト可変機構で吸気弁のリフトが変更されることによって、吸気量が制御されるとともに、スロットル弁の開度が変更されることによって、吸気圧が制御される。また、この内燃機関の吸気制御装置によれば、検出された内燃機関の運転状態に応じて、吸気量の目標となる目標吸気量を設定するとともに、設定された目標吸気量を、目標吸気量の変化が遅れるように補正する。そして、補正された目標吸気量に応じてスロットル弁の開度を設定する。

以上のように、本発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて設定された目標吸気量を、その変化を遅らせるように補正するとともに、補正された目標吸気量に応じてスロットル弁の開度を設定する。このため、目標吸気量が変更された際の目標吸気量に対する実際の吸気量の遅れの影響による吸気圧の変動を抑制できる。したがって、目標吸気量が変動する過渡運転状態においても、目標吸気量の変更に伴う吸気圧の変動を抑制でき、吸気圧を安定して精度良く制御できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置１において、吸気弁８のリフトを検出するリフト検出手段（ＣＳ角センサ２１）をさらに備え、補正手段は、検出された吸気弁８のリフトに応じて、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨおよび下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬの少なくとも一方である制限値を設定する制限値設定手段（ＥＣＵ２、図７、図８）と、設定された制限値に基づいて、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを制限する制限手段（ＥＣＵ２、図６のステップ７，１０）と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、目標吸気量を上限値および下限値の少なくとも一方である制限値に基づいて制限することによって補正するので、目標吸気量が過大または過小に設定されることがなく、目標吸気量の量的な大きな変化が回避されることで、目標吸気量の変化を有効に遅らせることができる。また、目標吸気量の変更に伴って吸気弁のリフトが変更された場合、目標吸気量に対する実際の吸気量の遅れは、吸気弁のリフトに応じて変化する。本発明によれば、目標吸気量の制限値を検出された吸気弁のリフトに応じて設定する。したがって、吸気弁のリフトによる、目標吸気量に対する実際の吸気量の遅れの変化に応じて、目標吸気量を適切に制限し、補正することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関の吸気制御装置１において、吸気弁８を駆動する吸気カム５２のクランクシャフト３ｅに対するカム位相（吸気カム位相ＣＡＩＮ）を変更する吸気カム位相可変機構６０と、カム位相を検出するカム位相検出手段（クランク角センサ２２、吸気カム角センサ２４）と、をさらに備え、制限値設定手段は、制限値を、検出されたカム位相にさらに応じて設定する（ＥＣＵ２、図７、図８）ことを特徴とする。

この構成によれば、カム位相可変機構によって、吸気弁を駆動する吸気カムのクランクシャフトに対するカム位相が変更されるとともに、吸気弁のリフトに加えて、検出されたカム位相に応じて、目標吸気量の制限値が設定される。カム位相が変更されると、それに伴って内燃機関の吸気の充填効率が変化し、さらにそれに伴って、目標吸気量に対する実際の吸気量の遅れも変化する。本発明によれば、目標吸気量の制限値を、吸気弁のリフトに加えて、カム位相に応じて設定するので、目標吸気量をさらに適切に制限し、補正することができる。

請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の内燃機関の吸気制御装置１において、
補正手段は、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤをなまし演算によりなますなまし手段（ＥＣＵ２、図６のステップ１１）をさらに有することを特徴とする。

本発明によれば、目標吸気量をなまし演算によりなますことによって補正するので、目標吸気量の急激な変化が回避されることで、目標吸気量の変化を有効に遅らせることができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の内燃機関の吸気制御装置１において、吸気弁８のリフトの目標となる目標リフト（目標吸気リフトＬＩＦＴＩＮＣＭＤ）を設定する目標リフト設定手段（ＥＣＵ２）と、吸気弁８のリフトを、設定された目標リフトになるように、所定の応答特性を表す応答特性値（ＥＬＣ応答時定数τｐ）を用いてフィードバック制御するフィードバック手段（ＥＣＵ２、図１０）と、をさらに備え、なまし手段は、応答特性値を用いてなまし演算のなまし係数Ｋｎａｍを設定することを特徴とする。

この構成によれば、吸気弁のリフトは、設定された目標リフトになるように、所定の応答特性を表す応答特性値を用いてフィードバック制御される。すなわち、吸気弁のリフトが目標リフトに収束するまでの応答特性は、応答特性値に応じて定まる。また、目標吸気量のなまし演算に用いられるなまし係数も、同じ応答特性値を用いて設定される。すなわち、なまし演算による目標吸気量のなまし度合は、応答特性値に応じて定まる。本発明によれば、吸気弁のリフトのフィードバック制御と目標吸気量のなまし演算に共通の応答特性値を用いるので、吸気弁のリフトの応答特性に応じた適切ななまし度合の目標吸気量の補正を行うことができ、目標吸気量の変化をさらに有効に遅らせることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし５に記載の内燃機関の吸気制御装置１において、内燃機関３は、スロットル弁１３ａによって吸気圧を一定値（目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤ）に保持するとともに、吸気弁８のリフトによって吸気量ＧＡＩＲを制御する一定吸気圧運転モードを有し、補正手段は、一定吸気圧運転モードにおいて、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを補正する（ＥＣＵ２、図６のステップ１１）ことを特徴とする。

この一定吸気圧運転モードでは、スロットル弁によって吸気圧を一定値に保持するとともに、吸気弁のリフトによって吸気量を制御する。また、本発明によれば、補正手段による目標吸気量の補正を一定吸気圧運転モードにおいて行うので、吸気圧を一定値に精度良く保持でき、前述した請求項１〜５の発明による作用を特に有効に得ることができる。

本発明の実施形態による内燃機関の吸気制御装置を、内燃機関とともに概略的に示す図である。 吸気リフト可変機構の概略構成を示す模式図である。 吸気リフト可変機構による吸気リフトの変更に応じた吸気弁のバルブリフト曲線を示す図である。 吸気カム位相可変機構の概略構成を示す模式図である。 吸気カム位相可変機構により吸気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。 目標吸気量の補正処理を示すフローチャートである。 目標吸気量の上限値の算出処理を示すフローチャートである。 目標吸気量の下限値の算出処理を示すフローチャートである。 スロットル弁開度の設定処理を示すブロック図である。 吸気リフトのフィードバック制御を示すブロック図である。 リフトコントローラおよびプラントの伝達関数を示すブロック図である。

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内燃機関の吸気制御装置１、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。同図に示すように、吸気制御装置１はＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２は、後述するように、内燃機関３の燃料噴射制御処理などのエンジン３の各種の制御処理を行う。

エンジン３は、図示しない車両用の４気筒（１つのみ図示）タイプのガソリンエンジンであり、各気筒のピストン３ａとシリンダヘッド３ｂの間には燃焼室３ｃが形成されている。ピストン３ａの上面の中央部には、凹部３ｄが形成されている。また、シリンダヘッド３ｂには、燃焼室３ｃに臨むように燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４および点火プラグ５が取り付けられており、燃料は燃焼室３ｃ内に直接、噴射される。すなわちエンジン３は、筒内噴射式のものである。

インジェクタ４は、燃焼室３ｃの天壁の中央に配置されており、燃料パイプ（図示せず）を介して高圧ポンプ（図示せず）に接続されている。燃料は、燃料タンク（図示せず）からこの高圧ポンプで高圧に昇圧された後、レギュレータ（図示せず）で調圧された状態でインジェクタ４に供給される。燃料は、インジェクタ４からピストン３ａの凹部３ｄに向かって噴射されるとともに、凹部３ｄを含むピストン３ａの上面に衝突して燃料噴流を形成する。

また、点火プラグ５はＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２から点火時期ＩＧに応じたタイミングで高電圧が加えられることにより放電し、それにより、燃焼室３ｃ内の混合気を燃焼させる。

エンジン３のシリンダヘッド３ｂには、気筒３ａごとに、吸気管１２および排気管１４が接続されるとともに、一対の吸気弁８、８（１つのみ図示）および一対の排気弁９、９（１つのみ図示）が設けられている。吸気弁８は吸気側動弁機構４０によって開閉され、排気弁９は排気側動弁機構７０によって開閉される。

図２に示すように、吸気側動弁機構４０は、吸気カムシャフト５１、吸気カム５２および吸気リフト可変機構５０などを備えている。本実施形態では、この吸気リフト可変機構５０によって吸気弁８のリフトが無段階に変更される。なお、吸気弁８のリフト（以下「吸気リフトＬＩＦＴＩＮ」という）は、吸気弁８の最大揚程を表すものとする。

吸気カムシャフト５１は、吸気スプロケットおよびタイミングチェーン（いずれも図示せず）を介して、クランクシャフト３ｅ（図１参照）に連結されており、クランクシャフト３ｅが２回転するごとに１回転する。

吸気リフト可変機構５０は、吸気リフトＬＩＦＴＩＮを無段階に変更するものである。図２に示すように、吸気リフト可変機構５０は、吸気カム５２が一体に設けられた吸気カムシャフト５１と、シリンダヘッド３ｂに軸５５ａを中心として回動自在に支持されたコントロールアーム５５と、コントロールアーム５５を回動させるコントロールカム５７が一体に設けられたコントロールシャフト５６と、コントロールアーム５５に支軸５３ｂを介して回動自在に支持され、吸気カム５２に従動して回動するサブカム５３と、サブカム５３に従動し、吸気弁８を駆動するロッカアーム５４とを備えている。ロッカアーム５４は、コントロールアーム５５に回動自在に支持されている。

サブカム５３は、吸気カム５２に当接するローラ５３ａを有し、吸気カムシャフト５１の回転に伴い、軸５３ｂを中心として回動する。ロッカアーム５４は、サブカム５３に当接するローラ５４ａを有し、サブカム５３の動きが、ローラ５４ａを介して、ロッカアーム５４に伝達される。

コントロールアーム５５は、コントロールカム５７に当接するローラ５５ｂを有し、回動するコントロールシャフト５６によって押圧され、軸５５ａを中心として回動する。図２（ａ）に示す状態では、サブカム５３の動きはロッカアーム５４にほとんど伝達されないため、吸気弁８はほぼ全閉の状態に維持される。一方、同図（ｂ）に示す状態では、サブカム５３の動きがロッカアーム５４を介して吸気弁８に伝達され、吸気リフトＬＩＦＴＩＮは最大リフトＬＩＮＭＡＸになる。

したがって、モータ５８でコントロールシャフト５６を回動させることにより、吸気リフトＬＩＦＴＩＮは、図３に示す最大リフトＬＩＮＭＡＸと最小リフトＬＩＦＴＩＮＭＩＮの間で、無段階に変更される。

また、吸気リフト可変機構５０には、コントロールシャフト５６の回転角度（以下「ＣＳ角」という）ＣＳＡを検出するＣＳ角センサ２１が設けられており、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。検出されたＣＳ角ＣＳＡは、吸気リフトＬＩＦＴＩＮを表すパラメータとして用いられる。

吸気カムシャフト５１の一端部には、吸気カム位相可変機構６０が設けられている。吸気カム位相可変機構６０は、油圧を供給されることによって作動し、クランクシャフト３ｅに対する吸気カム５２の位相（以下「吸気カム位相ＣＡＩＮ」という）を無段階に進角または遅角させることにより、吸気弁８の開閉タイミングを早めまたは遅らせる。これにより、吸気弁８と排気弁９のバルブオーバーラップを長くまたは短くすることによって、内部ＥＧＲ量を増加または減少させるとともに、充填効率を変化させる。

図４に示すように、この吸気カム位相可変機構６０は、電磁弁６０ａを有している。この電磁弁６０ａは、スプール弁機構６０ｂとソレノイド６０ｃを組み合わせたものであり、進角油路６７ａおよび遅角油路６７ｂを介して、進角室６５および遅角室６６にそれぞれ接続されていて、油圧ポンプ６１から供給された作動油圧を制御し、進角油圧Ｐａｄおよび遅角油圧Ｐｒｔとして、進角室６５および遅角室６６にそれぞれ供給する。ソレノイド６０ｃは、ＥＣＵ２からの位相制御入力Ｕ＿ＣＡＩＮにより、スプール弁機構６０ｂ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。

油圧ポンプ６１は、クランクシャフト３ｅに連結された機械式のものであり、クランクシャフト３ｅの回転に伴い、エンジン３のオイルパン３ｆに蓄えられた作動油を、油路６１ａを介して吸い込むとともに昇圧した後、油路６１ａを介して電磁弁６０ａに供給する。

以上の構成の吸気カム位相可変機構６０では、電磁弁６０ａ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６５に、遅角油圧Ｐｒｔが遅角室６６にそれぞれ供給され、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８のバルブタイミングは、図５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。

また、吸気カムシャフト５１の吸気カム位相可変機構５０と反対側の端部には、カム角センサ２４が設けられている。このカム角センサ２４は、例えばマグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、吸気カムシャフト５１の回転に伴い、パルス信号であるＣＡＭ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ＣＡＭ信号と後述するＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号から、実際の吸気カム位相ＣＡＩＮを求める。

一方、排気側動弁機構７０は、カム駆動式のものであり、回転自在の排気カムシャフト８１と、排気カムシャフト８１に一体に設けられた排気カム８２と、ロッカアームシャフト（図示せず）と、ロッカアームシャフトに回動自在に支持されるとともに、排気弁９，９の上端にそれぞれ当接する２つのロッカアーム（図示せず）などを備えている。

排気カムシャフト８１は、排気スプロケットおよびタイミングチェーン（いずれも図示せず）を介して、クランクシャフト３ｅに連結されており、クランクシャフト３ｅが２回転するごとに１回転する。排気カムシャフト８１が回転すると、ロッカアームが排気カム８２で押圧され、ロッカアームシャフトを中心として回動することにより、排気弁９，９が開閉される。

また、排気カム８２は、低速カムと、低速カムよりも高いカムノーズを有する高速カム（いずれも図示せず）とで構成されており、排気側動弁機構７０は、排気カム８２を低速カムと高速カムの間で切り換えるバルブタイミング切換機構（図示せず）を備えている。このバルブタイミング切換機構は、上記切換動作を実行することにより、排気弁９のバルブタイミングを低速バルブタイミング（以下「ＬＯ．ＶＴ」という）と高速バルブタイミング（以下「ＨＩ．ＶＴ」という）の間で切り換える。ＨＩ．ＶＴのときには、ＬＯ．ＶＴのときと比較し、排気弁９の開弁期間と、吸気弁８と排気弁９のバルブオーバーラップが長くなるとともに、排気弁９のリフトも大きくなることにより、充填効率が高められる。このバルブタイミング切換機構は、電磁弁（図示せず）を有している。この電磁弁は、スプール弁機構とソレノイド（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、油圧ポンプ６１から供給された作動油圧をＥＣＵ２からの制御入力により制御し、低速カムと高速カムの切換動作を実行する。ＥＣＵ２は、エンジン３の負荷が低いときには低速カムが用いられ、負荷が高いときには高速カムが用いられるように制御する。

一方、前記クランクシャフト３ｅには、マグネットロータ２２ａが取り付けられている。このマグネットロータ２２ａは、ＭＲＥピックアップ２２ｂとともに、クランク角センサ２２を構成している。クランク角センサ２２は、クランクシャフト３ｅの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号を出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。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。ＴＤＣ信号は、各気筒においてピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、エンジン３が４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。

また、エンジン３の吸気管１２には、スロットル弁１３ａが設けられている。このスロットル弁１３ａには、ＴＨアクチュエータ１３ｂが連結されている。スロットル弁１３ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）ＡＴＨは、ＥＣＵ２からの制御入力Ｕ＿ＡＴＨにより、ＴＨアクチュエータ１３ｂを制御することによって制御され、それにより、エンジン３に吸入される吸気量および吸気圧が制御される。また、スロットル弁開度ＡＴＨは、スロットル弁開度センサ２３（図１参照）により検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２５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を表す検出信号が出力される。

また、吸気管１２には、スロットル弁１３ａの上流側に吸気量センサ２６が設けられ、下流側には吸気圧センサ２７および吸気圧センサ２８が設けられている。吸気量センサ２６は吸気量ＧＡＩＲを検出し、吸気温センサ２８はスロットル弁１３ａの下流側の吸気の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出し、それら検出信号はＥＣＵ２に出力される。

また、吸気圧センサ２７は、スロットル弁１３ａの下流側の吸気圧ＰＢを絶対圧として検出し、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。ＥＣＵ２は、吸気圧ＰＢと大気圧センサ２９で検出された大気圧ＰＡとの差（＝ＰＢ−ＰＡ）を、吸気負圧ＰＢＧＡとして算出する。

また、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ２ａ、ＲＡＭ２ｂ、ＲＯＭ２ｃおよび入出力インターフェース（図示せず）などから成るマイクロコンピュータ（図示せず）で構成されている。前述したセンサ２１〜２９の検出信号はそれぞれ、ＥＣＵ２に入力され、入力インターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵ２ａに入力される。ＣＰＵ２ａは、これらの検出信号に応じ、ＲＯＭ２ｃに記憶された制御プログラムなどに基づいて、各種の演算処理を実行する。

例えば、ＥＣＵ２は、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて、吸気カム位相可変機構５０の吸気カム位相ＣＡＩＮの目標となる目標吸気カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを設定するとともに、検出された吸気カム位相ＣＡＩＮを目標吸気カム位相ＣＡＩＮＣＭＤに収束するようにフィードバック制御する。なお、上記の要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＰに応じて算出される。

また、ＥＣＵ２は、エンジン３の運転状態（例えば目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤ）に基づき目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤを算出し、目標吸気圧ＰＢＧＡＣＭＤが所定値（例えば−１００ｍｍＨｇ程度の弱負圧）に達し、かつエンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤがそれぞれのしきい値以下のときに、スロットル弁１３ａを介して、吸気負圧ＰＢＧＡを所定値に保持するとともに、吸気リフトＬＩＦＴＩＮによって吸気量ＧＡＩＲを制御する一定吸気圧運転を実行する。なお、目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤが上述した所定値未満の場合は、吸気リフトＬＩＦＴＩＮを所定リフトに固定し、スロットル弁１３ａによって吸気負圧ＰＢＧＡが目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤとなるように制御するスロットリング運転を実行する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２は、目標吸気量設定手段、補正手段、スロットル弁開度設定手段、制限値設定手段、制限手段、なまし手段、目標リフト設定手段、フィードバック手段に相当する。

次に、図６を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの補正処理について説明する。本処理は所定時間ごとに実行される。

本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定の目標吸気量マップ（図示せず）を検索することによって、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを算出する。この目標吸気量マップでは、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤは、エンジン３の要求トルクＰＭＣＭＤが高いほど、より大きな値に設定されている。

次に、ステップ２において、運転モードフラグＦ＿ＡＶＴＨＡＲが「０」であるか否かを判別する。この運転モードフラグＦ＿ＡＶＴＨＡＲは、前述した一定吸気圧運転が行われているときに「０」にセットされるものである。

この答がＮＯで、一定吸気圧運転が行われていないときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤをそのまま補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲとして設定し（ステップ３）、本処理を終了する。

一方、ステップ２の答がＹＥＳで、一定吸気圧運転が行われているときには、算出された目標吸気量の今回値ＧＡＩＲＣＭＤ（ｎ）が前回値ＧＡＩＲＣＭＤ（ｎ−１）よりも大きいか否かを判別する（ステップ４）。この答がＹＥＳで、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが増加しているときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨを算出する（ステップ５）。その算出処理については、後述する。

次に、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨよりも大きいか否かを判別する（ステップ６）。この答がＮＯで、ＧＡＩＲＣＭＤ≦ＧＡＩＲＬＭＴＨのときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが過大でないとして、その制限を行うことなく、そのままステップ１１へ進む。

一方、前記ステップ６の答がＹＥＳで、ＧＡＩＲＣＭＤ＞ＧＡＩＲＬＭＴＨのときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが過大であるとして、これを制限するために、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨに設定し（ステップ７）、ステップ１１へ進む。

一方、前記ステップ４の答がＮＯで、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが変化していないか、または減少しているときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬを算出する（ステップ８）。その算出処理については、後述する。

次に、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが下限値ＧＡＩＲＬＭＴＨよりも小さいか否かを判別する（ステップ９）。この答がＮＯで、ＧＡＩＲＣＭＤ≧ＧＡＩＲＬＭＴＬのときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが過小でないとして、その制限を行うことなく、そのままステップ１１へ進む。

一方、前記ステップ９の答がＹＥＳで、ＧＡＩＲＣＭＤ＜ＧＡＩＲＬＭＴＬのときには、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが過少であるとして、これを制限するために、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬに設定し（ステップ１０）、ステップ１１へ進む。

ステップ１１では、ステップ１で設定された、またはステップ７もしくは１０で制限された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを用い、次式（１）によって、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲを算出し、本処理を終了する。

この式（１）から明らかなように、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲは、目標吸気量の今回値ＧＡＩＲＣＭＤ（ｎ）と前回値ＧＡＩＲＣＭＤ（ｎ−１）との加重平均値であり、なまし係数Ｋｎａｍは加重平均の重み係数として用いられる。このため、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲは、なまし係数Ｋｎａｍが小さいほど、目標吸気量の前回値ＧＡＩＲＣＭＤ（ｎ−１）により近くなるように算出され、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤのなまし度合が高くなる。一方、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲは、なまし係数Ｋｎａｍが大きいほど、目標吸気量の今回値ＧＡＩＲＣＭＤ（ｎ）により近くなるように算出され、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤのなまし度合が低くなる。

このなまし係数Ｋｎａｍは、制御周期ＳｔｉｍｅおよびＥＬＣ応答時定数τｐを用い、次式（２）によって算出される。

ここで、制御周期Ｓｔｉｍｅは、本処理の実行周期であるＴＤＣ信号の発生間隔を時間（ｓｅｃ）に換算したものであり、エンジン回転数ＮＥ（ｒｐｍ）を用いて、次式（３）によって算出される。

エンジン３が４気筒タイプの本例では、ＴＤＣ信号間のクランク角は１８０゜なので、式（３）はＳｔｉｍｅ＝３０／ＮＥになる。

また、ＥＬＣ応答時定数τｐは、後述するように、吸気リフトＬＩＦＴＩＮを目標リフトＬＩＦＴＩＮＣＭＤにフィードバック制御する際に、その応答特性を定める応答時定数として用いられるものである。この吸気リフトＬＩＦＴＩＮのフィードバック制御については、後述する。

また、式（２）から明らかなように、ＥＬＣ応答時定数τｐと制御周期Ｓｔｉｍｅはいずれも正の値なので、０＜Ｋｎａｍ＜１であり、なまし係数Ｋｎａｍは、ＥＬＣ応答時定数τｐが大きいほど、より小さくなる。

図７は、図６のステップ５で実行される目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨの算出処理を示す。本処理ではまず、ステップ２１において、バルブタイミングフラグＦ＿ＨＩＶＴが「１」であるか否かを判別する。このバルブタイミングフラグＦ＿ＨＩＶＴは、前述したバルブタイミング切換機構により、排気弁９のバルブタイミングがＨＩ．ＶＴに設定されているときに「１」にセットされるものである。

上記ステップ２１の答がＹＥＳで、排気弁９のバルブタイミングがＨＩ．ＶＴに設定されているときには、吸気リフトＬＩＦＴＩＮ、エンジン回転数ＮＥおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに応じ、所定のＨＩ．ＶＴ用の上限値マップ（図示せず）から、ＨＩ．ＶＴ用の上限値ＧＬＭＴＨＨＶＴを検索し、上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨとして設定し（ステップ２２）、本処理を終了する。この上限値マップでは、ＨＩ．ＶＴ用の上限値ＧＬＭＴＨＨＶＴは、吸気リフトＬＩＦＴＩＮが大きいほど、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また、吸気カム位相ＣＡＩＮに応じて定まる充填効率が小さいほど、より小さな値に設定されており、それにより、上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨによる目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの制限は、より厳しくなる。

一方、上記ステップ２１の答がＮＯで、排気弁９のバルブタイミングがＬＯ．ＶＴに設定されているときには、吸気リフトＬＩＦＴＩＮ、エンジン回転数ＮＥおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに応じ、所定のＬＯ．ＶＴ用の上限値マップ（図示せず）から、ＬＯ．ＶＴ用の上限値ＧＬＭＴＨＬＶＴを検索し、上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨとして設定し（ステップ２３）、本処理を終了する。この上限値マップでは、ＬＯ．ＶＴ用の上限値ＧＬＭＴＨＬＶＴは、ＨＩ．ＶＴ用の上限値マップと同様、吸気リフトＬＩＦＴＩＮが大きいほど、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また、吸気カム位相ＣＡＩＮに応じて定まる充填効率が小さいほど、より小さな値に設定されており、それにより、上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨによる目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの制限は、より厳しくなる。

図８は、図６のステップ８で実行される目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬの算出処理を示す。本処理ではまず、ステップ３１において、バルブタイミングフラグＦ＿ＨＩＶＴが「１」であるか否かを判別する。

上記ステップ３１の答がＹＥＳで、排気弁９のバルブタイミングがＨＩ．ＶＴに設定されているときには、吸気リフトＬＩＦＴＩＮ、エンジン回転数ＮＥおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに応じ、所定のＨＩ．ＶＴ用の下限値マップ（図示せず）から、ＨＩ．ＶＴ用の下限値ＧＬＭＴＬＨＶＴを検索し、下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬとして設定し（ステップ３２）、本処理を終了する。この下限値マップでは、ＨＩ．ＶＴ用の下限値ＧＬＭＴＬＨＶＴは、吸気リフトＬＩＦＴＩＮが大きいほど、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また、吸気カム位相ＣＡＩＮに応じて定まる充填効率が小さいほど、より大きな値に設定されており、それにより、下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬによる目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの制限は、より厳しくなる。

一方、上記ステップ３１の答がＮＯで、排気弁９のバルブタイミングがＬＯ．ＶＴに設定されているときには、吸気リフトＬＩＦＴＩＮ、エンジン回転数ＮＥおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに応じ、所定のＬＯ．ＶＴ用の下限値マップ（図示せず）から、ＬＯ．ＶＴ用の下限値ＧＬＭＴＬＬＶＴを検索し、下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬとして設定し（ステップ３３）、本処理を終了する。この下限値マップでは、ＬＯ．ＶＴ用の上限値ＧＬＭＴＬＬＶＴは、ＨＩ．ＶＴ用の下限値マップと同様、吸気リフトＬＩＦＴＩＮが大きいほど、エンジン回転数ＮＥが高いほど、また、吸気カム位相ＣＡＩＮに応じて定まる充填効率が小さいほど、より大きな値に設定されており、それにより、上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨによる目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの制限は、より厳しくなる。

図９は、一定吸気圧運転時にスロットル弁開度ＡＴＨを設定するスロットル弁開度設定部９０を示すブロック図である。

まず、基準スロットル開口面積算出部１０１は、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、基準スロットル開口面積Ａｂａｓｅを算出する。この基準スロットル開口面積Ａｂａｓｅは、吸気負圧ＰＢＧＡ、大気圧ＰＡおよび吸気温ＴＡが所定の基準状態にあるときに、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲを得ることができるスロットル弁１３ａの開口面積に相当する。このため、このマップでは、基準スロットル開口面積Ａｂａｓｅは、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲが大きいほど、より大きな値に設定されている。なお、基準状態においては、吸気負圧ＰＢＧＡ＝ＰＢＧＡｂａｓｅ、吸気温ＴＡ＝ＴＡｂａｓｅ、大気圧ＰＡ＝ＰＡｂａｓｅである。

第１補正部１０２は、次式（４）により、算出された基準スロットル開口面積Ａｂａｓｅを目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤに応じて補正することによって、目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤに対応する１次スロットル開口面積Ａ１を算出する。

第２補正部１０３は、次式（５）により、算出された１次スロットル開口面積Ａ１を吸気温ＴＡおよび大気圧ＰＡに応じて補正することによって、吸気温ＴＡおよび大気圧ＰＡに応じて変化する吸気の密度を反映した２次スロットル開口面積Ａ２を算出する。

粘性係数算出部１０４は、吸気温ＴＡに応じ、所定のマップ（図示せず）を用いて、吸気の粘性係数μを算出する。

レイノルズ数算出部１０５は、算出された吸気の粘性係数μ、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲ、吸気管１２の流路開口面積Ａｄおよび吸気管１２の内径Ｄを用い、次式（６）によって、レイノルズ数Ｒｅｄを算出する。

レイノルズ数Ｒｅｄは、吸気の粘性および慣性の指標となるものであり、レイノルズ数Ｒｅｄが小さいほど、吸気への粘性の作用がより大きいことを示し、レイノルズ数Ｒｅｄが大きいほど、吸気への慣性の作用がより大きいことを示す。

また、開口面積比算出部１０６は、吸気管１２の流路開口面積Ａｄおよび１次スロットル開口面積Ａ１を用い、次式（７）によって、吸気管１２の流路開口面積Ａｄに対する１次スロットル開口面積Ａ１の比を表す開口面積比ｍを算出する。
ｍ＝Ａ１／Ａｄ ・・・・（７）

補正係数算出部１０７は、算出された開口面積比ｍおよびレイノルズ数Ｒｅｄに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、補正係数Ｋｃを算出する。このマップでは、補正係数Ｋｃは、開口面積比ｍが小さいほど、また、レイノルズ数Ｒｅｄが大きいほど、吸気が流れやすくなるため、より小さな値に設定されている。

第３補正部１０８は、第２補正部１０３で算出された２次スロットル開口面積Ａ２に算出された補正係数Ｋｃを乗算することによって、３次スロットル開口面積Ａ３（＝Ｋｃ・Ａ２）を算出する。

一方、フィードバック補正部１０９は、吸気負圧ＰＢＧＡおよび目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤに応じ、前者が後者に収束するように、フィードバック制御によって、補正値ΔＡｆｂを算出する。

加算部１１０は、第３補正部１０８で算出された３次スロットル開口面積Ａ３と上記の補正値ΔＡｆｂを加算することによって、４次スロットル開口面積Ａ４を算出する。

切替部１１１は、目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤと吸気負圧ＰＢＧＡとの偏差を算出し、その偏差に応じて、最終開口面積Ａｆを設定する。具体的には、この偏差が所定の判定値よりも小さいときには、フィードバック制御により、吸気負圧ＰＢＧＡが目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤに良好に収束しているとして、４次スロットル開口面積Ａ４を最終開口面積Ａｆとして設定する。

一方、上記の偏差が所定の判定値よりも大きいときには、吸気負圧ＰＢＧＡが目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤに良好に収束していないとして、フィードバック制御を停止し、最終開口面積Ａｆを、スロットル弁開度ＡＴＨの全閉状態に相当する所定の全閉値Ａｒｅｆに設定する。

スロットル弁開度算出部１１２は、最終開口面積Ａｆに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、スロットル弁開度制御入力Ｕ＿ＡＴＨを算出する。そして算出されたスロットル弁開度制御入力Ｕ＿ＡＴＨがＴＨアクチュエータ１３ｂに送られ、最終開口面積Ａｆに対応するスロットル弁開度ＡＴＨになるように制御され、吸気負圧ＰＢＧＡが目標吸気負圧ＰＢＧＡＣＭＤになるように制御される。

図１１は、吸気リフトＬＩＦＴＩＮをフィードバック制御する吸気リフト制御部２００を示すブロック図である。この吸気リフト制御部２００は、リフトコントローラ２０１およびプラント２０２を有する。リフトコントローラ２０１はＥＣＵ２で構成され、プラント２０２は、吸気リフト可変機構５０およびモータ５８などで構成されている。リフトコントローラ２０１は、目標リフトＬＩＦＴＩＮＣＭＤに対応するコントロールシャフト５６のＣＳ角ＣＳＡである目標ＣＳ角ＣＳＡＣＭＤを設定するとともに、検出されたＣＳ角ＣＳＡが目標ＣＳ角ＣＳＡＣＭＤに収束するように、フィードバック制御によって、ＣＳ制御入力Ｕ＿ＣＳＡを算出する。算出されたＣＳ制御入力Ｕ＿ＣＳＡによって、吸気リフト可変機構５０のモータ５８を駆動し、ＣＳ角ＣＳＡを目標ＣＳ角ＣＳＡＣＭＤに収束するように制御することにより、吸気リフトＬＩＦＴＩＮが目標リフトＬＩＦＴＩＮＣＭＤに収束するように制御される。

また、プラント２０２において、ＣＳ制御入力Ｕ＿ＣＳＡを入力とし、その結果として生じるコントロールシャフト５６のＣＳ角ＣＳＡを出力とすると、プラント２０２の運動方程式は、ラプラス演算子ｓを用いた次式（８）の伝達関数で表すことができる。

ここで、ＪａｌｌおよびＢａｌｌは、モータ５８からコントロールシャフト５６に至る系全体のイナーシャおよび粘性抵抗をそれぞれ示す。

図１２は、リフトコントローラ２０１およびプラント２０２を、ラプラス変換を用いた伝達関数で表したブロック図である。フィードバック制御の位置制御に用いられるＰ項ゲインＫｐｐ、Ｄ項ゲインＫｐｄ、および速度制御に用いられるＰ項ゲインＫｖｐ、Ｉ項ゲインＫｖｉは、次式（９）〜（１２）で表される。
Ｋｐｐ＝１／τｐ ・・・・（９）
Ｋｐｄ＝τω／τｐ ・・・・（１０）
Ｋｖｐ＝Ｊａｌｌ／τω ・・・・（１１）
Ｋｖｉ＝Ｂａｌｌ／τω ・・・・（１２）
ここで、τｐは位置制御のＥＬＣ応答時定数であり、τωは速度制御の時定数である。

また、図１２のブロック図は、次式（９）の合成伝達関数で表される。

式（９）から明らかなように、この合成伝達関数は、ＥＬＣ応答時定数τｐの一次遅れ系を示している。また、合成伝達関数には速度制御の時定数τωは含まれず、位置制御の時定数であるＥＬＣ応答時定数τｐのみが含まれる。したがって、ＥＬＣ応答時定数τｐが一定のときには、ＣＳ角ＣＳＡが目標ＣＳ角ＣＳＡＣＭＤの約６３％になるまでの時間は一定になり、吸気リフトＬＩＦＴＩＮが目標リフトＬＩＦＴＩＮＣＭＤの約６３％になるまでの時間は一定になる。

以上のように、本実施形態によれば、エンジン３の運転状態に応じて設定された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを、その変化を遅らせるように補正するとともに、補正された目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに応じて、スロットル弁開度ＡＴＨを設定する。このため、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが変更された際の目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに対する実際の吸気量ＧＡＩＲの遅れの影響による吸気負圧ＰＢＧＡの変動を抑制できる。したがって、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが変動する過渡運転状態においても、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの変更に伴う吸気負圧ＰＢＧＡの変動を抑制でき、吸気負圧ＰＢＧＡを安定して精度良く制御できる。

また、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを制限値に基づいて制限することによって補正するので、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤが過大または過小に設定されることがなく、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの量的な大きな変化が回避されることで、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの変化を有効に遅らせることができる。また、制限値を、検出された吸気リフトＬＩＦＴＩＮに応じて設定するので、吸気リフトＬＩＦＴＩＮによる、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤに対する実際の吸気量ＧＡＩＲの遅れの変化に応じて、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを適切に制限し、補正することができる。

また、制限値を吸気リフトＬＩＦＴＩＮに加えて吸気カム位相ＣＡＩＮに応じて設定するので、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤをさらに適切に制限し、補正することができる。

さらに、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤを式（１）によるなまし演算によりなますことによって補正するので、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの急激な変化が回避されることで、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの変化を有効に遅らせることができる。

また、吸気リフトＬＩＦＴのフィードバック制御と目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤのなまし演算に共通のＥＬＣ応答時定数τｐを用いるので、吸気リフトＬＩＦＴＩＮの応答特性に応じた適切ななまし度合の目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの補正を行うことができ、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの変化をさらに有効に遅らせることができる。

目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの補正を、スロットル弁１３ａによって吸気負圧ＰＢＧＡを一定値に保持するとともに、吸気リフトＬＩＦＴＩＮによって吸気量ＧＡＩＲを制御する一定吸気圧運転モードにおいて行うので、吸気負圧ＰＢＧＡを保持圧ＰＢＨＯＬＤに精度良く保持でき、前述した効果を特に有効に得ることができる。

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、上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨおよび下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬを設定するパラメータとして、吸気リフトＬＩＦＴＩＮおよび吸気カム位相ＣＡＩＮに加えて、目標吸気量ＧＡＩＲＣＭＤの増減状態と、排気側動弁機構７０のバルブタイミングを用いているが、これらのパラメータに代えてまたは加えて、他の適当なパラメータを用いてもよい。また、実施形態では、目標吸気量の制限値として、上限値ＧＡＩＲＬＭＴＨおよび下限値ＧＡＩＲＬＭＴＬの両方を設定しているが、いずれか一方のみを設定してもよい。

また、実施形態では、目標吸気量の補正を、一定吸気圧運転時に行っているが、他の運転モードにおいて行ってもよい。また、図９に示した一定吸気圧運転時におけるスロットル弁開度ＡＴＨの設定方法は、あくまで一例であり、補正後目標吸気量ＧＡＩＲＣＣＯＲに応じてスロットル弁開度ＡＴＨを設定する他の適当な方法を採用することが可能である。

また、吸気リフト可変機構５０は、モータ５８を用いた電動式のものであるが、これに代えて、作動油の油圧によって作動する油圧式のものでもよい。

また、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。

１ 吸気制御装置
２ ＥＣＵ（目標吸気量設定手段、補正手段、スロットル弁開度設定手段、
制限値設定手段、制限手段、なまし手段、目標リフト設定手段、
フィードバック手段）
３ エンジン（内燃機関）
８ 吸気弁
１２ 吸気管
１３ａ スロットル弁
１３ｂ ＴＨアクチュエータ（スロットル弁開度設定手段）
２１ ＣＳ角センサ（リフト検出手段）
２２ クランク角センサ（運転状態検出手段、カム位相検出手段）
２４ 吸気カム角センサ（カム位相検出手段）
２５ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
５０ 吸気リフト可変機構
６０ 吸気カム位相可変機構
ＬＩＦＴＩＮ 吸気リフト（吸気弁のリフト）
ＬＩＦＴＩＮＣＭＤ 目標吸気リフト（目標リフト）
ＡＴＨ スロットル弁開度（スロットル弁の開度）
ＧＡＩＲ 吸気量
ＧＡＩＲＣＭＤ 目標吸気量
ＰＢＧＡ 吸気負圧（吸気圧）
ＧＡＩＲＬＭＴＨ 目標吸気量の上限値
ＧＡＩＲＬＭＴＬ 目標吸気量の下限値
ＣＡＩＮ 吸気カム位相（カム位相）
τｐ ＥＬＣ応答時定数（応答特性値）
Ｋｎａｍ なまし係数
ＰＢＧＡＣＭＤ 目標吸気負圧（一定値）

Claims (6)

1. 吸気弁のリフトを変更することによって吸気量を調整する吸気リフト可変機構と、
   吸気通路に配置され、開度の変更によって吸気圧を調整するスロットル弁と、
   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、
   当該設定された目標吸気量を、当該目標吸気量の変化を遅らせるように補正する補正手段と、
   当該補正された目標吸気量に応じて、前記スロットル弁の開度を設定するスロットル開度設定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
2. 前記吸気弁のリフトを検出するリフト検出手段をさらに備え、
   前記補正手段は、
   前記検出された吸気弁のリフトに応じて、前記目標吸気量の上限値および下限値の少なくとも一方である制限値を設定する制限値設定手段と、
   当該設定された制限値に基づいて、前記目標吸気量を制限する制限手段と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
3. 前記吸気弁を駆動する吸気カムのクランクシャフトに対するカム位相を変更する吸気カム位相可変機構と、
   当該カム位相を検出するカム位相検出手段と、をさらに備え、
   前記制限値設定手段は、前記制限値を、前記検出されたカム位相にさらに応じて設定することを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関の吸気制御装置。
4. 前記補正手段は、前記目標吸気量をなまし演算によりなますなまし手段をさらに有することを特徴とする、請求項２または３に記載の内燃機関の吸気制御装置。
5. 前記吸気弁のリフトの目標となる目標リフトを設定する目標リフト設定手段と、
   前記吸気弁のリフトを、前記設定された目標リフトになるように、所定の応答特性を表す応答特性値を用いてフィードバック制御するフィードバック手段と、をさらに備え、
   前記なまし手段は、前記応答特性値を用いて前記なまし演算のなまし係数を設定することを特徴とする、請求項４に記載の内燃機関の吸気制御装置。
6. 前記内燃機関は、前記スロットル弁によって前記吸気圧を一定値に保持するとともに、前記吸気弁のリフトによって吸気量を制御する一定吸気圧運転モードを有し、
   前記補正手段は、前記一定吸気圧運転モードにおいて、前記目標吸気量を補正することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。

Images