JP2016118150A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可変動弁機構を備える内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定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】運転状態から吸気弁７のリフト量の目標値に対応した制御角を設定する目標値設定手段と、モーターのデューティを検出するデューティ検出手段と、制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出するリフト速度算出手段と、リフト速度と、リフト速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて当該予測期間後におけるリフト量を推定するリフト量推定手段と、リフト量に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段とを備え、リフト速度算出手段は、デューティ検出手段により検出したデューティと、当該デューティと前記リフト速度との関係を表す速度特性からリフト速度を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、可変動弁機構を備え、吸気管噴射型の内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる内燃機関の制御装置に関する。

従来、内燃機関の燃焼室へ吸入される吸入空気量を正確に得ることで、内燃機関を適切に制御する技術が知られている。しかしながら、直接的に吸入空気量を検出することは困難であるため、内燃機関の吸気系における空気の流量をエアフローセンサによって検出し、この検出結果に基づいて、吸入空気量を推定する手法が一般的に用いられている。特に、吸気バルブが閉じる前に吸気管に燃料噴射を行う内燃機関においては、燃料噴射時に燃焼室内に吸入される吸入空気量をより正確に推定する必要があるため、吸入空気量をより正確に推定することが重要な課題となっている。

また、近年、吸気弁や排気弁のリフト量、開閉弁タイミングおよび開弁期間といったバルブ特性を内燃機関の回転数や負荷に応じて変更する可変動弁機構が開発されており（例えば、特許文献１参照）、このような可変動弁機構が適用された内燃機関において吸入空気量を推定する技術も開発されている（例えば、特許文献２参照）。

このような吸入空気量の推定によれば、吸気弁の動作状態の変化に応じた有効行程容積を演算し、この有効行程容積に基づいて吸入空気量が演算される。したがって吸入空気量をより正確に推定することができる。

しかしながら、運転状況等に応じた目標のリフト量となるように吸気弁を動作させた場合、目標となるリフト量に到達するまでに遅れが生じる。このような遅れ、すなわち過渡状態にある場合において、目標となるリフト量を吸気弁の動作状態として吸入空気量を演算すると、実際の吸気弁のリフト量が反映されたものではない。

特開２００５−２９９５３６号公報 特許第４７６０６０４号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、可変動弁機構を備える内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定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。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、制御部材の制御角に応じて吸気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、運転状態から前記吸気弁のリフト量の目標値に対応した制御角を設定する目標値設定手段と、前記モーターのデューティを検出するデューティ検出手段と、前記制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出するリフト速度算出手段と、前記リフト速度と、前記リフト速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定するリフト量推定手段と、前記リフト量推定手段により推定されたリフト量に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段とを備え、前記リフト速度算出手段は、前記デューティ検出手段により検出されたデューティと、当該デューティと前記リフト速度との関係を表す速度特性から前記リフト速度を算出することを特徴とする内燃機関の制御装置にある。

かかる第１の態様では、リフト速度を直接的に得ることができない可変動弁機構において、モーターのデューティに基づいてリフト速度を求めることができる。このようにリフト速度を求めることで、予測期間後における吸気弁のリフト量を推定することが可能となる。そして、予測期間後のリフト量に基づいて吸入空気量を推定するので、吸入空気量は可変動弁機構のリフト量が目標の制御角よりも遅れて動作することを計算に入れたものとなり、推定した吸入空気量と実際の吸入空気量との乖離を小さくすることができる。

可変動弁機構はモーターが動作すれば、すぐにリフト量が変動する。したがって、モーターのデューティを検出し、このデューティから得られたＶＶＬ速度は、そのデューティを検出した時のＶＶＬ速度を推定したものといえ、モーターが起動するまでの時間を計算に入れる必要がなく、計算を簡略化することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する内燃機関の制御装置において、前記リフト速度算出手段は、前記デューティが正の場合と負の場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いることを特徴とする内燃機関の制御装置にある。

かかる第２の態様では、デューティが同じであっても、回転する方向によってリフト速度が異なるような可変動弁機構において制御部材が回転する方向に合わせて、より高い精度でリフト速度を推定することができる。

本発明によれば、可変動弁機構を備える内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる内燃機関の制御装置が提供される。

実施形態１に係る内燃機関及び内燃機関の制御装置の概略構成図である。 ＶＶＬ機構のリフト量の特性、及びリフト量とＶＶＬ制御角の特性を示すグラフである。 実施形態１に係る制御装置における処理フローを示す図である。 実施形態１に係る制御装置における処理フローを示す図である。 リフト速度算出手段の入力となるデューティと出力となるＶＶＬ速度との関係を示すグラフである。 吸入空気量、スロットル弁の開度、吸気弁のリフト量及び吸気マニホールド内の圧力の時系列変化を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

〈実施形態１〉
図１は、本実施形態に係る内燃機関及び内燃機関の制御装置の概略構成図である。同図には、本実施形態の内燃機関の一例である、吸気管噴射型の多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジン（以下エンジン１と称する）を例示してある。なお、内燃機関としては、吸気管噴射の多気筒ガソリンエンジンだけでなく、ディーゼルエンジン等を適用することも可能である。

エンジン１のシリンダヘッド２には、気筒毎に点火プラグ３が取り付けられ、点火プラグ３には高電圧を出力する点火コイル４が接続されている。シリンダヘッド２には、気筒毎に吸気ポート５が設けられ、各吸気ポート５の燃焼室６側には吸気弁７が設けられている。吸気弁７は、後述する可変動弁機構２０により開閉作動され、各吸気ポート５と燃焼室６との連通・遮断を行うようになっている。

各吸気ポート５には、吸気マニホールド９の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド９には電磁式の燃料噴射弁（インジェクション）１０が取り付けられ、燃料噴射弁１０には燃料パイプ１１が取り付けられている。燃料パイプ１１は、図示しない燃料供給装置に接続され、図示しない燃料タンクから燃料パイプ１１を介して燃料噴射弁１０に燃料が供給される。

燃料噴射弁１０の上流側における吸気マニホールド９には電磁式のスロットル弁１２が取り付けられ、スロットル弁１２の弁開度を検出するスロットルポジションセンサ１３が設けられている。スロットル弁１２の上流側には吸入空気量を計測するエアフローセンサ１４が設けられている。

一方、シリンダヘッド２には、気筒毎に排気ポート１５が設けられ、各排気ポート１５の燃焼室６側には排気弁１７が設けられている。排気弁１７は、後述する可変動弁機構２０により開閉作動され、各排気ポート１５と燃焼室６との連通・遮断を行うようになっている。

各排気ポート１５には、排気マニホールド１６の一端がそれぞれ接続されている。なお、このようなＭＰＩエンジンは公知のものであるため、構成の詳細については省略してある。

可変動弁機構２０は、吸気弁７及び排気弁１７のそれぞれについて、リフト量及びタイミングを個別に、又は、連動させつつ変更するものである。この可変動弁機構２０には、ロッカアームの揺動量と揺動のタイミングとを変更するための機構として、可変バルブリフト機構２１（以下、ＶＶＬ機構とも呼ぶ）及び可変バルブタイミング機構２２（以下、ＶＶＴ機構とも呼ぶ）を備えている。

ＶＶＬ機構２１は、吸気弁７や排気弁１７のリフト量を制御部材の制御角に応じて変更可能な機構である。例えば、このＶＶＬ機構２１は、カムシャフトに固定されたカムからロッカアームやタペットに伝達される揺動の大きさ（リフト量）を変更する機能を有する。揺動の大きさを変更することで吸気弁７及び排気弁１７のストロークが変更され、それぞれの弁の最大リフト量を連続的に変化させることが可能となる。以下、ロッカシャフト（制御部材の一例）は、その制御角に応じて吸気弁７のリフト量を変更することが可能となっている。このような制御部材は、モーターにより回転されるように構成されている。ロッカシャフトの基準位置からの制御角を、ＶＶＬ制御角と呼ぶ。ＶＶＬ制御角はリフト量に対応するパラメータであり、ＶＶＬ制御角に対してリフト量が一対一で定まる。なお、制御角の変化量が正の場合はリフト量を増大させる方向に回転することを表し、負の場合はリフト量を減少させる方向に回転することを表す。

ＶＶＬ機構２１は、後述する制御装置３０からの制御信号によりＶＶＬ制御角が任意に設定されるように構成されている。ＶＶＬ機構２１は、ＶＶＬ制御角が設定されると、そのＶＶＬ制御角になるまでロッカシャフトに対する揺動部材を回動させる。これにより、吸気弁７は、そのＶＶＬ制御角に対応したリフト量とされる。

図２（ａ）は、ＶＶＬ機構のリフト量の特性を示すグラフであり、図２（ｂ）は、リフト量とＶＶＬ制御角の特性を示すグラフであり、図２（ｃ）は、リフト速度とデューティの特性を示すグラフである。

図２（ａ）の実線は、制御装置３０が設定したＶＶＬ機構２１に設定したリフト量の時間変化を表し、点線は、ＶＶＬ機構２１により制御された実際のリフト量の時間変化を表す。実線は、制御装置３０がＶＶＬ機構２１に設定するリフト量として、ある時点から徐々に増大させたことを示している。破線は、実際のリフト量は制御装置３０が設定するリフト量（実線）よりも遅れることを示している。このような設定しようとするリフト量と、実際のリフト量との差を偏差と称する。

制御装置３０がＶＶＬ機構２１にリフト量を増大させてからしばらくは、このような偏差が現れ、一定時間経過後に、偏差がなくなる。すなわち、設定しようとするリフト量に、実際のリフト量が合致するまでには過渡状態が生じる。このような過渡状態において、エンジン１への吸入空気量をより正確に推定する演算については後述する。なお、同図には、リフト量を増大させる場合を例示したが、リフト量を減少させる場合においても同様に過渡状態が生じる。

また、図２（ｂ）に示すように、リフト量は、ＶＶＬ制御角に対して一対一で定まる。したがって、運転状況等に応じて特定のリフト量にする場合は、ＶＶＬ機構２１に設定するＶＶＬ制御角を特定する。以後、制御装置３０で設定するＶＶＬ制御角を目標ＶＶＬ（ｄｅｇ）、ＶＶＬ機構２１において検出された実際のＶＶＬ制御角を実ＶＶＬ（ｄｅｇ）と称する。

さらに、図２（ｃ）に示すように、リフト量に対応した制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度は、モーターのデューティに対して一対一で定まる。デューティが正の場合は、リフト量を増大させている場合のデューティであることを表し、デューティが負の場合は、リフト量を減少させている場合のデューティであることを表す。

ＶＶＴ機構２２は、吸気弁７や排気弁１７の開閉のタイミング（バルブタイミング）を変更する機構である。このＶＶＴ機構２２は、ロッカアームに揺動を生じさせるカム又はカムシャフトの回転位相を変更する機能を有する。カム又はカムシャフトの回転位相を変更することで、クランクシャフトの回転位相に対するロッカアームの揺動のタイミングを連続的に変化させる（タイミングをずらす）ことが可能となる。

また、ＶＶＴ機構２２は、カム又はカムシャフトの回転位相を検出するセンサーを有しており、センサーが検出した回転位相（以後、ＶＶＴ位相角と称する）は後述する制御装置３０に送信されるようになっている。

上述したようなエンジン１を搭載する車両には、制御装置３０が設けられている。制御装置３０は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ、ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。なお、車載ネットワーク上には、例えばブレーキ制御装置、変速機制御装置、車両安定制御装置、空調制御装置、電装品制御装置といったさまざまな公知の電子制御装置が、互いに通信可能に接続されている。

制御装置３０は、エンジン１に関する点火系、燃料系、吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置であり、エンジン１の各燃焼室６に供給される空気量や燃料噴射量、各燃焼室６の点火時期等を制御するものである。

また、制御装置３０は、上述したように、目標ＶＶＬをＶＶＬ機構２１に設定することで吸気弁７のリフト量を設定可能となっている。ＶＶＬ機構２１には、実ＶＶＬを検出するセンサーが設けられており、制御装置３０は当該センサーによる実ＶＶＬが送信されるようになっている。

このような制御装置３０は、上述した各種センサーから送られたデータに基づいて、吸入空気量を計算し、燃焼室６で所定の空燃比で燃料が燃焼されるように制御を行う。このような吸入空気量の計算は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。または、吸入空気量の計算の一部をハードウェア、その他をソフトウェアにより実現してもよい。

本実施形態では、制御装置３０は、目標値設定手段と、デューティ検出手段と、リフト速度算出手段と、リフト量推定手段と、吸入空気量推定手段とを備えている。これらの各手段は、ソフトウェアとして実装されている。また、エンジン１は、膨張、排気、吸気、圧縮の４サイクルで動作するものとし、吸気行程の２行程前である膨張行程中において、２行程後の吸気行程完了時のリフト量を推定し、吸入空気量を算出する場合について説明する。もちろん、予測する時点としては、２行程前に限らず、１行程前の排気行程中であってもよい。

目標値設定手段は、運転状態から吸気弁７のリフト量の目標値に対応した制御部材の制御角を設定する。本実施形態では、この制御角を目標ＶＶＬと称する。運転状態としては、アクセル操作量やエンジン１の負荷等を挙げることができる。

このような目標値設定手段は、各種センサーなどから得られた信号に基づいて運転状況に適した目標ＶＶＬを演算する。制御装置３０は、目標値設定手段により演算された目標ＶＶＬをＶＶＬ機構２１に設定する。これにより、ＶＶＬ機構２１は制御部材の制御角をその目標ＶＶＬとなるように動作させ、この結果、吸気弁７は、目標ＶＶＬに対応したリフト量となる。

デューティ検出手段は、制御部材を回転させるモーターのデューティを検出する。デューティ検出手段は、例えば、ＶＶＬ機構２１に設けられたモーターに供給する電圧の波形から演算する。

リフト速度算出手段は、制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出する。具体的には次のようにリフト速度を算出する。まず、デューティ検出手段により検出したデューティと速度特性からリフト速度を算出する。以降、リフト速度をＶＶＬ速度とも称する。

速度特性とは、デューティとＶＶＬ速度との関係である。速度特性としては、例えば、デューティをＶＶＬ速度に変換する係数や関数、又はデューティからＶＶＬ速度に変換するマップを挙げることができる。

このようなリフト速度算出手段によれば、モーターのデューティに基づいてＶＶＬ速度を得ることができる。詳細な計算例については後述する。

リフト量推定手段は、ＶＶＬ速度と、ＶＶＬ速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定する。予測期間とは、ＶＶＬ速度を算出した時点から、エンジン１の吸気行程が完了するまでの時点までの時間をいう。ポート噴射を行うエンジン１においては、吸気行程の完了時に、エンジン１に吸入される吸入空気量が確定する。したがって、予測期間後におけるリフト量は、吸気行程が完了する際のリフト量を推定したものとなる。

本実施形態では、膨張行程中に、２行程後の吸気行程の完了時におけるリフト量を推定するので、予測期間は２行程後である。以降、この２行程後のリフト量を２行程後ＶＶＬとも称する。詳細な計算例については後述する。

吸入空気量推定手段は、リフト量推定手段により推定されたリフト量（本実施形態では２行程後ＶＶＬ）に基づいてエンジン１の燃焼室６内に吸入される吸入空気量を推定する。２行程後ＶＶＬに基づく吸入空気量の推定の具体例は後述する。

図３〜図４は、本実施形態に係る制御装置における処理フローを示す図である。これらの図を用いて、２行程後のリフト量を推定し、エンジン１への吸入空気量を推定する計算について詳細に説明する。

まず、図３に示すように、制御装置３０は、ＶＶＴ位相角を検出する（ステップＳ１）。具体的には、制御装置３０は、ＶＶＴ機構２２から実ＶＶＬ及びＶＶＴ位相角を受信し、記憶装置にそれらを記憶する。

次に、ＶＶＬ速度を推定する（ステップＳ２）。ＶＶＬ速度の推定は、図４に示す処理フローにより行う。具体的には、図４に示すように、目標ＶＶＬの演算を行う（ステップＳ１０）。この演算は、目標値設定手段により行われ、目標ＶＶＬは、上述したように、アクセル操作量、ＶＶＴ位相角やエンジン１の負荷などの作動状態に基づいて、公知の方法で計算することができる。

次に、モーターのデューティの演算をする（ステップＳ１１）。この演算は、デューティ検出手段により行われる。

次に、ＶＶＬ速度を算出する（ステップＳ１２〜ステップＳ１５）。この演算は、リフト速度算出手段により行われる。リフト速度算出手段は、得られたデューティから速度特性を用いてＶＶＬ速度を算出する。

本実施形態では、速度特性として、デューティからＶＶＬ速度に変換するＶＶＬ速度変換係数を用いる。このＶＶＬ速度変換係数にデューティを乗じることで、ＶＶＬ速度を得ることができる。

ＶＶＬ速度変換係数としては、実測やシミュレーションなど種々の方法で定めることができ、予め制御装置３０の記憶装置に記憶させておく。ＶＶＬ速度変換係数は、デューティの値に関わらず一定でもよいし、デューティの値に対応した値としてもよい。本実施形態では、デューティが正又はゼロである場合と、負である場合とで異なるＶＶＬ速度変換係数を用いる。

具体的には、ステップＳ１１で算出したデューティがゼロ以上であるかを判定する（ステップＳ１２）。デューティが正又はゼロである場合は（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、正又はゼロのデューティに対応した、すなわちリフト量が増加している場合に対応したＶＶＬ速度変換係数を用いる（ステップＳ１３）。デューティが負である場合は（ステップＳ１２；Ｎｏ）、負のデューティに対応した、すなわちリフト量が減少している場合に対応したＶＶＬ速度変換係数を用いる（ステップＳ１４）。

次に、ＶＶＬ速度を推定する（ステップＳ１５）。具体的には、ステップＳ１３又はステップＳ１４で用いるとしたＶＶＬ速度変換係数に、デューティを乗じることでＶＶＬ速度を算出する。

図５は、リフト速度算出手段の入力となるデューティと出力となるＶＶＬ速度との関係を示すグラフである。横軸はデューティであり、縦軸はＶＶＬ速度である。例えば、デューティが正又はゼロである区間では、ステップＳ１３で設定したゼロ以上のデューティ用のＶＶＬ速度変換係数を用いる。このＶＶＬ速度変換係数は直線Ｌ１の傾きに相当する。同様に、デューティが負である区間では、ステップＳ１４で設定した負のデューティ用のＶＶＬ速度変換係数を用いる。このＶＶＬ速度変換係数は直線Ｌ２の傾きに相当する。

ここで、デューティの正負が異なるだけで大きさが同じである場合、例えば、＋１０（％）と−１０（％）の場合、モーターが回転する方向が異なるだけであるので、両者に同一のＶＶＬ速度変換係数を乗じて、同じＶＶＬ速度を算出することもできる。しかしながら、ＶＶＬ機構２１の構造的な特性により、デューティの大きさが同じであっても、回転する方向によってＶＶＬ速度が異なる場合がある。

本実施形態では、上述したように、ＶＶＬ速度は、デューティが正又はゼロである場合と、負で有る場合とで異なるＶＶＬ速度変換係数を用いて推定した。したがって、デューティが同じであっても、回転する方向によってＶＶＬ速度が異なるようなＶＶＬ機構２１において、モーターが回転する方向に合わせて、より高い精度でＶＶＬ速度を推定することができる。

なお、本実施形態のＶＶＬ速度変換係数は、デューティが正負の何れかに応じて２つの異なるものを設定したが、これに限定されない。例えば、ＶＶＬ速度変換係数は、デューティの値に関わらず一定の値としてもよいし、デューティを適宜複数の区間に分け、各区間に複数のＶＶＬ速度変換係数を設定してもよい。

上述のようにして推定されたＶＶＬ速度に基づいて、所定の予測期間後におけるリフト量を推定する。本実施形態では、膨張行程中に、２行程後の吸気行程の完了時におけるリフト量を推定するので、予測期間としては２行程後であり、２行程後ＶＶＬを推定する（図３：ステップＳ３）。

具体的には、リフト量推定手段は、リフト速度算出手段により得られたＶＶＬ速度と、そのＶＶＬ速度を算出した時点から２行程後までの時間に基づいて２行程後ＶＶＬを推定する。すなわち、ＶＶＬ速度に２行程後までの時間を乗じることで、２行程後ＶＶＬが得られる。この２行程後ＶＶＬは、ＶＶＬ速度を算出した時点から２行程後までの制御角の変化量（ｄｅｇ）であるから、ＶＶＬ速度を算出した時点の制御角との和を計算し、図２（ｂ）のような対応関係から当該和に対応するリフト量を２行程後ＶＶＬ（ｍｍ）として得ることができる。

次に、吸入空気量推定手段により、エンジン１の燃焼室６内に吸入される吸入空気量Ｅｃを推定する（図３：ステップＳ４〜ステップＳ６）。本実施形態では、運転状況に応じて計算した吸入空気量（Ｅｃ）を目標Ｅｃとし、この目標Ｅｃを２行程後最大吸気量で補正したものを燃料演算用Ｅｃとする。

まず、２行程後ＶＶＬから２行程後の最大吸気量を推定する（図３：ステップＳ４）。最大吸気量とは、エンジン１の燃焼室６に吸入される吸入空気量の最大値である。ステップＳ３で求められた２行程後ＶＶＬと、エンジン１の構成、吸気弁７の形状等に基づいて、公知の方法により２行程後の最大吸気量を計算することができる。

次に、目標Ｅｃを演算する（図３：ステップＳ５）。ここで、従来技術と対比して本発明における目標Ｅｃ及び燃料演算用Ｅｃの演算について説明する。

図６（ａ）は、従来技術における吸入空気量、スロットル弁１２の開度、吸気弁７のリフト量及び吸気マニホールド９内の圧力の時系列変化を示すグラフであり、図６（ｂ）は、本発明における吸入空気量、スロットル弁１２の開度、吸気弁７のリフト量及び吸気マニホールド９内の圧力の時系列変化を示すグラフである。いずれも横軸は時間であり、縦軸は各パラメータの大きさを表している。

図６（ａ）に示すように、従来技術においては、目標Ｅｃは、運転状況に応じて設定した目標ＶＶＬ、及び運転状況に応じて設定したスロットル弁１２の開度、並びに吸気マニホールド９内の圧力をパラメータとして、公知の方法により計算される。そして、スロットル弁１２の開度が目標値よりも遅れることを考慮して目標Ｅｃを補正することで、補正後の吸入空気量である補正Ｅｃを得ることができる。

このような従来技術においては、吸気弁７のリフト量が目標値よりも遅くなることを考慮して目標Ｅｃを演算していない。したがって、これに基づいて得られた補正Ｅｃと、実際にエンジン１に吸入される吸入空気量（以降、実Ｅｃと称する）とは、補正Ｅｃを２行程分平行移動した点線Ｘと、実Ｅｃとの間の網掛け部分Ｓに示すように乖離が生じる。

一方、本発明における目標Ｅｃの演算（図３：ステップＳ５）は、図６（ｂ）に示すように、目標Ｅｃは、２行程後ＶＶＬ、及び運転状況に応じて設定したスロットル弁１２の開度、並びに吸気マニホールド９内の圧力をパラメータとして、公知の方法により計算される。すなわち、２行程後ＶＶＬを用いることで、吸気弁７のリフト量が目標値よりも遅れて動作することが考慮されている。同図の例では、従来技術の目標Ｅｃよりも網掛け部分Ｔの分だけ本発明の目標Ｅｃは小さく設定されている。そして、２行程後ＶＶＬを用いて計算された目標Ｅｃ補正することで、燃料演算用Ｅｃを求める（図３：ステップＳ６）。

このように、本発明においては、吸気弁７のリフト量が目標値よりも遅くなることを考慮して目標Ｅｃを演算している。したがって、これに基づいて得られた燃料演算用Ｅｃと、実Ｅｃとは、乖離を小さくすることができる。つまり、燃料演算用Ｅｃを２行程分平行移動すると実Ｅｃと略一致する。上述したように、従来技術に係る補正Ｅｃは、網掛け部分Ｓのように実Ｅｃと乖離していたが、本発明ではそのような網掛け部分Ｓで表される実Ｅｃとの乖離を小さくすることができる。

以降、特に図示しないが、制御装置３０は、ＶＶＴ位相角や吸入空気量推定手段が演算した燃料演算用Ｅｃなどのパラメータを用いて、公知の方法により運転状況に応じた空燃比を計算し、当該空燃比で燃料をエンジン１の燃焼室に供給する。

以上に説明したように、本発明に係る制御装置３０によれば、ＶＶＬ速度を直接的に得ることができないＶＶＬ機構２１において、デューティに基づいてＶＶＬ速度を求めることができる。このようにＶＶＬ速度を求めることで、２行程後における吸気弁７のリフト量である２行程後ＶＶＬを推定することが可能となる。そして、２行程後ＶＶＬに基づいて燃料演算用Ｅｃを推定するので、燃料演算用Ｅｃは吸気弁７が目標ＶＶＬよりも遅れて動作することを計算に入れたものとなり、燃料演算用Ｅｃと実Ｅｃとの乖離を小さくすることができる。

このように、燃料演算用Ｅｃの元になるＶＶＬ速度は、デューティを演算することで、速度特性を用いて容易に求めることができる。

また、モーターが動作すれば、すぐに吸気弁７のリフト量は変動する。したがって、モーターのデューティを検出し、このデューティから得られたＶＶＬ速度は、そのデューティを検出した時のＶＶＬ速度を推定したものといえる。一般に、目標ＶＶＬなど、ＶＶＬ機構２１に設定する各種パラメータに基づいてＶＶＬ速度を推定すると、各種パラメータを設定してから実際にモーターが駆動するまでに一定時間を要する。したがって、各種パラメータに基づいて推定したＶＶＬ速度は、実際には一定時間後におけるＶＶＬ速度を推定したものとなる。このため、当該一定時間を考慮してＶＶＬ速度やリフト量を計算しなければならない。

しかしながら、本発明によれば、推定したＶＶＬ速度は、デューティ検出手段により得られたデューティに基づくものであるので、モーターが起動するまでの時間を計算に入れる必要がなく、計算を簡略化することができる。

また、本発明に係る制御装置３０によれば、吸気弁７のリフト量を変更する際の過渡状態において、エンジン１に供給される空気量として燃料演算用Ｅｃをより高い精度で推定することができる。そして、この燃料演算用Ｅｃに基づいて調整された空燃比で燃料を燃焼することができるので、より効率よくエンジン１を動作させることができる。

本発明は、自動車の産業分野で利用することができる。

１ エンジン
５ 吸気ポート
６ 燃焼室
７ 吸気弁
２０ 可変動弁機構
２１ 可変バルブリフト機構（ＶＶＬ機構）
２２ 可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）
３０ 制御装置

Claims (2)

1. 制御部材の制御角に応じて吸気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、
   運転状態から前記吸気弁のリフト量の目標値に対応した制御角を設定する目標値設定手段と、
   前記モーターのデューティを検出するデューティ検出手段と、
   前記制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出するリフト速度算出手段と、
   前記リフト速度と、前記リフト速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定するリフト量推定手段と、
   前記リフト量推定手段により推定されたリフト量に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段とを備え、
   前記リフト速度算出手段は、前記デューティ検出手段により検出されたデューティと、当該デューティと前記リフト速度との関係を表す速度特性から前記リフト速度を算出する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載する内燃機関の制御装置において、
   前記リフト速度算出手段は、前記デューティが正の場合と負の場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いる
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。