JP3933007B2

JP3933007B2 - 内燃機関の吸気制御装置

Info

Publication number: JP3933007B2
Application number: JP2002237237A
Authority: JP
Inventors: 猛江頭
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-08-16
Also published as: JP2004076641A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のシリンダ内に吸入される吸気量を制御する吸気制御装置に関し、特に、吸気弁のバルブリフト特性の可変制御といわゆる電子制御スロットル弁の開度制御とを組み合わせて吸気量の制御を達成するようにした内燃機関の吸気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリン機関においては、一般に吸気通路中に設けたスロットル弁の開度制御によって吸気量を制御しているが、良く知られているように、この種の方式では、特にスロットル弁開度の小さな中低負荷時におけるポンピングロスが大きい、という問題がある。これに対し、吸気弁の開閉時期（特に閉時期）やリフト量を変化させることで、スロットル弁に依存せずに吸気量を制御しようとする試みが以前からなされており、この技術を利用して、ディーゼル機関と同様に吸気系にスロットル弁を具備しないいわゆるスロットルレスの構成を実現することが提案されている。
【０００３】
また、特開２００１−２０７６３号公報には、スロットル弁を備えた内燃機関において、電磁駆動式の吸気弁の閉時期を、吸気圧と機関回転速度と所要の吸入空気量との三次元のマップから求めるようにした技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにいわゆるスロットルレスとして吸気弁のバルブリフト特性の可変制御により吸気量を制御する場合、アイドルを含む極低負荷の領域では、制御すべき吸気量が非常に少なくなることから、バルブリフト特性のみによる安定した吸気量制御は困難となる。また、完全なスロットルレスとして吸気系に負圧が発生しないと、例えば、ブローバイガスやエバポレータからのパージガスなどを吸気系に還流させる既存のシステムが利用できなくなったり、種々のアクチュエータなどの駆動源としても利用されている負圧が容易に得られない、といった新たな課題が派生する。
【０００５】
そのため、いわゆる電子制御スロットル弁を設け、その開度制御と組み合わせることで、殆どの運転領域で実質的なスロットルレスの運転状態を実現することを本出願人は検討しているが、このような場合、負荷が減少するときに、シリンダ内へ流入する吸気量を左右する吸気弁閉時期が、逆に下死点寄りへ遅角することがある。つまり、吸気弁閉時期が下死点寄りとなると実質的な吸気行程がそれだけ長くなるが、スロットル弁開度が小さくなることを前提として、相対的に低負荷側であっても、目標の吸気弁閉時期が、相対的に高負荷であるときの目標吸気弁閉時期よりも下死点寄りに設定される場合があり得る。
【０００６】
従って、減速つまり要求トルク低下時に、その態様によっては、吸気弁閉時期の目標値が下死点へ向かうように遅角するとともにスロットル弁開度が減少する、という場合が生じる。このような過渡時に、コレクタ内の圧力は、スロットル弁開度の減少によって低下するが、この圧力低下は、あくまでも各シリンダによって空気が消費される結果生じるものである。そのため、スロットル弁の制御の応答性をいかに高くしたとしても、コレクタを含むスロットル弁下流の吸気系容積の存在により、圧力低下はある程度緩慢なものとなる。これに対し、同時に吸気弁閉時期が下死点寄りに遅角すると、コレクタ内の圧力が高いにも拘わらず実質的な吸気行程が長くなるので、トルクが上昇してしまう。つまり、運転者が減速操作しているのに逆に一時的にトルクが上昇する、という現象が生じる虞があり、好ましくない。
【０００７】
上記特開２００１−２０７６３号公報の技術は、このような過渡時の問題に関するものではなく、特に、要求トルク低下時に吸気弁閉時期が下死点寄りに変化するという特殊な態様を考慮したものではない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の内燃機関の吸気制御装置は、吸気弁のバルブタイミングを可変制御可能な可変動弁機構と、複数の気筒の吸気通路が接続するコレクタと、このコレクタの上流に位置し、制御信号により開度が制御されるいわゆる電子制御スロットル弁と、を備え、上記可変動弁機構による吸気弁のバルブタイミングと電子制御スロットル弁の開度とによって吸気量を制御するようになっている。
【０００９】
そして、ある態様の減速つまり要求トルク低下時に、吸気弁閉時期の目標値が下死点へ向かって遅角側へ変化するとともにスロットル弁開度が減少することがあるが、このような場合に、スロットル弁開度の減少に伴うコレクタ内の圧力低下に対応して、吸気弁閉時期を徐々に遅角させるようになっている。
【００１０】
コレクタ内の圧力の変化を、実際に吸気圧センサによって検出してもよく、あるいは、機関回転速度および吸気弁閉時期から逐次推定することもできる。あるいは予め所定の特性に沿うように吸気弁閉時期を徐々に変化させるようにしてもよい。
【００１１】
このようにコレクタ内の圧力低下に対応して吸気弁閉時期を徐々に遅角させることで、シリンダに吸入される吸気量の一時的な増大つまりトルク上昇が回避される。
【００１２】
【発明の効果】
この発明に係る内燃機関の吸気制御装置によれば、吸気弁のバルブタイミングとスロットル弁開度とを組み合わせて吸気量を制御するようにした場合に新たに問題となる減速時の一時的なトルク上昇を確実に防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明をＶ型６気筒のガソリン機関１に適用した実施例を示しており、左右バンクの吸気弁３側に、後述する可変動弁機構２がそれぞれ設けられている。排気弁４側の動弁機構は、排気カムシャフト５により排気弁４を駆動する直動型のものであり、そのバルブリフト特性は、常に一定である。
【００１５】
左右バンクの排気マニホルド６は、触媒コンバータ７に接続され、かつこの触媒コンバータ７の上流位置に、排気空燃比を検出する空燃比センサ８が設けられている。左右バンクの排気通路９は、触媒コンバータ７の下流側で合流し、さらに下流に、第２の触媒コンバータ１０および消音器１１を備えている。
【００１６】
各気筒の吸気ポートにはブランチ通路１５が接続され、かつこの６本のブランチ通路１５の上流端が、コレクタ１６にそれぞれ接続されている。上記コレクタ１６の一端には、吸気入口通路１７が接続されており、この吸気入口通路１７に、電子制御スロットル弁１８が設けられている。この電子制御スロットル弁１８は、電気モータからなるアクチュエータを備え、エンジンコントロールユニット１９から与えられる制御信号によって、その開度が制御される。なお、スロットル弁１８の実際の開度を検出する図示せぬセンサを一体に備えており、その検出信号に基づいて、スロットル弁開度が目標開度にクローズドループ制御される。また、スロットル弁１８の上流に、吸入空気流量を検出するエアフロメータ２５が配置され、さらに上流にエアクリーナ２０が設けられている。
【００１７】
また、機関回転速度およびクランク角位置を検出するために、クランクシャフトに対してクランク角センサ２１が設けられており、さらに、運転者により操作されるアクセルペダル開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２２を備えている。これらの検出信号は、上記のエアフロメータ２５や空燃比センサ８の検出信号とともに、エンジンコントロールユニット１９に入力されている。エンジンコントロールユニット１９では、これらの検出信号に基づいて、燃料噴射弁２３の噴射量や噴射時期、点火プラグ２４による点火時期、可変動弁機構２によるバルブリフト特性、スロットル弁１８の開度、などを制御する。
【００１８】
次に、図２に基づいて吸気弁３側の可変動弁機構２の構成を説明する。この可変動弁機構２は、吸気弁のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構５１と、そのリフトの中心角の位相（図示せぬクランクシャフトに対する位相）を進角もしくは遅角させる位相可変機構７１と、が組み合わされて構成されている。
【００１９】
まず、リフト・作動角可変機構５１を説明する。なお、このリフト・作動角可変機構１は、本出願人が先に提案したものであるが、例えば特開２００２−８９３０３号公報等によって公知となっているので、その概要のみを説明する。
【００２０】
リフト・作動角可変機構５１は、シリンダヘッドに摺動自在に設けられた上記の吸気弁３と、シリンダヘッド上部のカムブラケット（図示せず）に回転自在に支持された駆動軸５２と、この駆動軸５２に、圧入等により固定された偏心カム５３と、上記駆動軸５２の上方位置に同じカムブラケットによって回転自在に支持されるとともに駆動軸５２と平行に配置された制御軸６２と、この制御軸６２の偏心カム部６８に揺動自在に支持されたロッカアーム５６と、各吸気弁３の上端部に配置されたタペット６０に当接する揺動カム５９と、を備えている。上記偏心カム５３とロッカアーム５６とはリンクアーム５４によって連係されており、ロッカアーム５６と揺動カム５９とは、リンク部材５８によって連係されている。
【００２１】
上記駆動軸５２は、後述するように、タイミングチェーンないしはタイミングベルトを介して機関のクランクシャフトによって駆動されるものである。
【００２２】
上記偏心カム５３は、円形外周面を有し、該外周面の中心が駆動軸５２の軸心から所定量だけオフセットしているとともに、この外周面に、リンクアーム５４の環状部が回転可能に嵌合している。
【００２３】
上記ロッカアーム５６は、略中央部が上記偏心カム部６８によって揺動可能に支持されており、その一端部に、連結ピン５５を介して上記リンクアーム５４のアーム部が連係しているとともに、他端部に、連結ピン５７を介して上記リンク部材５８の上端部が連係している。上記偏心カム部６８は、制御軸６２の軸心から偏心しており、従って、制御軸６２の角度位置に応じてロッカアーム５６の揺動中心は変化する。
【００２４】
上記揺動カム５９は、駆動軸５２の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部に、連結ピン６７を介して上記リンク部材５８の下端部が連係している。この揺動カム５９の下面には、駆動軸５２と同心状の円弧をなす基円面と、該基円面から所定の曲線を描いて延びるカム面と、が連続して形成されており、これらの基円面ならびにカム面が、揺動カム５９の揺動位置に応じてタペット６０の上面に当接するようになっている。
【００２５】
すなわち、上記基円面はベースサークル区間として、リフト量が０となる区間であり、揺動カム５９が揺動してカム面がタペット６０に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。なお、ベースサークル区間とリフト区間との間には若干のランプ区間が設けられている。
【００２６】
上記制御軸６２は、図示するように、一端部に設けられたリフト・作動角制御用アクチュエータ６３によって所定角度範囲内で回転するように構成されている。このリフト・作動角制御用アクチュエータ６３は、例えばウォームギア６５を介して制御軸６２を駆動するサーボモータ等からなり、エンジンコントロールユニット１９からの制御信号によって制御されている。なお、制御軸６２の回転角度は、制御軸センサ６４によって検出される。
【００２７】
このリフト・作動角可変機構５１の作用を説明すると、駆動軸５２が回転すると、偏心カム５３のカム作用によってリンクアーム５４が上下動し、これに伴ってロッカアーム５６が揺動する。このロッカアーム５６の揺動は、リンク部材５８を介して揺動カム５９へ伝達され、該揺動カム５９が揺動する。この揺動カム５９のカム作用によって、タペット６０が押圧され、吸気弁３がリフトする。
【００２８】
ここで、リフト・作動角制御用アクチュエータ６３を介して制御軸６２の角度が変化すると、ロッカアーム５６の初期位置が変化し、ひいては揺動カム５９の初期揺動位置が変化する。
【００２９】
例えば偏心カム部６８が図の上方へ位置しているとすると、ロッカアーム５６は全体として上方へ位置し、揺動カム５９の連結ピン６７側の端部が相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム５９の初期位置は、そのカム面がタペット６０から離れる方向に傾く。従って、駆動軸５２の回転に伴って揺動カム５９が揺動した際に、基円面が長くタペット６０に接触し続け、カム面がタペット６０に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。
【００３０】
逆に、偏心カム部６８が図の下方へ位置しているとすると、ロッカアーム５６は全体として下方へ位置し、揺動カム５９の連結ピン６７側の端部が相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム５９の初期位置は、そのカム面がタペット６０に近付く方向に傾く。従って、駆動軸５２の回転に伴って揺動カム５９が揺動した際に、タペット６０と接触する部位が基円面からカム面へと直ちに移行する。従って、リフト量が全体として大きくなり、かつその作動角も拡大する。
【００３１】
上記の偏心カム部６８の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、リフト・作動角の大小変化に伴い、吸気弁３の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。
【００３２】
次に、位相可変機構７１は、図２に示すように、上記駆動軸５２の前端部に設けられたスプロケット７２と、このスプロケット７２と上記駆動軸５２とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用アクチュエータ７３と、から構成されている。上記スプロケット７２は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。上記位相制御用アクチュエータ７３は、例えば油圧式、電磁式などの回転型アクチュエータからなり、エンジンコントロールユニット１９からの制御信号によって制御されている。この位相制御用アクチュエータ７３の作用によって、スプロケット７２と駆動軸５２とが相対的に回転し、バルブリフトにおけるリフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。また、この変化も、連続的に得ることができる。この位相可変機構７１の制御状態は、駆動軸５２の回転位置に応答する駆動軸センサ６６によって検出される。
【００３３】
本実施例では、リフト・作動角可変機構５１ならびに位相可変機構７１は、各センサ６４，６６の検出に基づいてクローズドループ制御される。
【００３４】
上記のような可変動弁機構２を吸気弁３側に備えた構成においては、基本的に、スロットル弁１８に依存せずに、吸気弁３の可変制御によって吸気量を制御することが可能である。しかしながら、吸気量が極少量となる領域では、吸気弁３のリフトを非常に小さく制御する必要があり、その僅かなばらつきによって、各気筒の吸気量ひいては空燃比が大きく変化しやすい。そのため、本実施例では、所定の低速低負荷側の領域では、吸気弁の可変制御による吸気量制御に代えて、スロットル弁１８の開度による吸気量制御とする。また、実用機関では、ブローバイガスの還流等のために吸気系に若干の負圧が存在していることが好ましいので、吸気弁３の可変制御による吸気量制御を行う領域でも、スロットル弁１８を僅かに閉じ、コレクタ１６内に負圧を生成する。
【００３５】
すなわち、図３に示すように、アイドルを含む所定の低速低負荷側の領域Ａが、スロットル制御領域として設定され、残りの領域Ｂがバルブ制御領域として設定されている。上記スロットル制御領域内では、可変動弁機構２による吸気弁３のバルブリフト特性は、概ね一定に保持され、運転条件に応じた必要な吸気量の制御が、スロットル弁１８の開度制御によってなされる。つまり、運転条件に応じてスロットル弁１８の開度が大小変化し、このスロットル弁開度によって吸気量ひいては機関のトルクが制御される。このようにスロットル弁１８を用いることで、極少量の吸気量を精度よく制御でき、特に、気筒間での吸気量のばらつきを回避できる。図４（ａ）は、スロットル制御領域内におけるバルブリフト特性の一例として、例えば図３のａ点のバルブリフト特性を示している。この例では、バルブオーバラップを小さくすべく吸気弁開時期（ＩＶＯ）が上死点よりも僅かに遅く、かつ吸気弁閉時期（ＩＶＣ）は、ほぼ下死点となっている。このバルブリフト特性は、言うまでもなく、コレクタ１６内がスロットル弁１８の開度に応じた比較的強い負圧となっていることを前提としている。なお、スロットル制御領域内で、運転条件が異なれば、最適バルブオーバラップ等が異なるので、バルブリフト特性は僅かに変化する。
【００３６】
一方、吸気流量が大となる上記バルブ制御領域では、コレクタ１６内の圧力が所定の負圧つまり負圧源として必要最小限の負圧（例えば、−５０ｍｍＨｇ）となるように、スロットル弁１８の開度が概ね一定に保持される。より具体的には、スロットル弁１８の開度は、全開に近いかなり大きな開度となる。なお、より単純化するために、スロットル弁１８を一定開度とすることも可能である。そして、最終的な吸気量の制御は、可変動弁機構２によってなされる。図４（ｂ）は、一例として、このバルブ制御領域内の例えば図３のｂ点におけるバルブリフト特性を示している。このバルブリフト特性は、コレクタ１６内が大気圧に近い必要最小限の負圧となっていることを前提とするものであり、ｂ点が比較的低負荷域であることから、吸気量を制限するために、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）が、下死点よりも大きく進角した位置となる。また、吸気弁開時期（ＩＶＯ）は、十分なオーバラップを得るために上死点よりも進角した位置となる。なお、このバルブ制御領域は、運転中に最も頻度の高い部分負荷域を広く含むように設定されている。このように、スロットル弁１８の開度を十分に大きく保持することで、実質的にスロットルレス運転となり、ポンピングロスが大幅に低減する。また、コレクタ１６内に必要最小限の負圧が確保されることから、実用機関として必要なブローバイガスの還流などの負圧を利用した種々のシステムを、大幅な変更を要さずにそのまま適用することが可能である。
【００３７】
ここで、上記のように吸気量制御がなされることから、スロットル制御領域とバルブ制御領域との境界においては、スロットル弁１８の開度の制御特性が不連続、つまりステップ的に変化するものとなり、境界を挟んで隣接する２点で比較すると、バルブ制御領域での開度はスロットル制御領域での開度よりも十分に大きいものとなる。
【００３８】
同様に、バルブリフト特性の制御特性についても、上記スロットル制御領域と上記バルブ制御領域との境界において、ステップ的に変化する不連続なものとなる。なお、バルブ制御領域内では、バルブリフト特性は、運転条件つまり機関回転速度や負荷に応じて連続的に変化する。
【００３９】
従って、要求トルクの低下つまり減速時に、運転条件が上記の境界を横切ってバルブ制御領域からスロットル制御領域へ移行するような態様であると、バルブタイミングとしては逆に吸気量を増加させる方向に制御される場合が生じうる。例えば、図３のｂ点からａ点へ移行する減速時（図３の矢印参照）には、コレクタ内１６の圧力の相違を前提として、図４の（ｂ）の特性から（ａ）の特性へとバルブタイミングが変化することになり、特に、吸気量を左右する吸気弁閉時期が下死点へと大きく遅角する。これに対し、前述したように、コレクタ１６の圧力低下が、実際には比較的緩やかに生じるので、一時的なトルク上昇を招来する虞があるのである。
【００４０】
本発明では、このような減速時に、コレクタ１６の圧力低下に対応した形で吸気弁閉時期を徐々に遅角させるようにし、意図せぬトルク上昇を回避する。
【００４１】
図５は、この減速時の処理の第１の実施例を示すフローチャートであり、この実施例では、実際のコレクタ１６の圧力変化を検出し、これによる発生トルクを逐次求めて、トルク上昇が生じないように吸気弁閉時期を制御している。従って、図１には図示していないが、この実施例では、コレクタ１６内の圧力を検出するように図示せぬ吸気圧センサを備えている。なお、図５のルーチンは、繰り返し実行されるものであり、符号ｔは現在の演算の時刻を意味し、符号ｔ−１は、１回前つまり前回の演算の時刻を意味する。また、Ｎは機関回転速度、Ｐ_coは吸気圧センサにより検出された吸気圧、ＩＶＣ_realは実際の吸気弁閉時期つまり実ＩＶＣ位置、ＩＶＣ_targは最終的なＩＶＣ目標位置、ＩＶＣ_targ1は第１のＩＶＣ目標位置、ＩＶＣ_targ2は第２のＩＶＣ目標位置、Ｌｏａｄは要求トルク（負荷）、Ｔｏｒｑは発生トルク、をそれぞれ意味する。
【００４２】
まずステップ１では、それぞれ前回の機関回転速度Ｎ［ｔ−１］、吸気圧Ｐ_co［ｔ−１］、実ＩＶＣ位置ＩＶＣ_real［ｔ−１］から、前回の発生トルクＴｏｒｑ［ｔ−１］を算出する。なお、実ＩＶＣ位置は、制御軸センサ６４および駆動軸センサ６６の検出値によって求められる。次に、ステップ２において、それぞれ現在の機関回転速度Ｎ［ｔ］と吸気圧Ｐ_co［ｔ］とから、上記の発生トルクＴｏｒｑ［ｔ−１］が得られるＩＶＣ位置を、第１のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ1として算出する。一方、ステップ３では、そのときの機関回転速度Ｎ［ｔ］と要求トルクＬｏａｄ［ｔ］とから、第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2を求める。例えば、前述したような減速時には、この第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2は、急激に変化することになる。
【００４３】
そして、ステップ４で、第１のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ1と第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2とを大小比較する。なお、ここでは、ＩＶＣ位置の値を例えば下死点を０としてここから進角方向に正とするものとする。第１のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ1が第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2より大、つまり進角側であれば、ステップ５に進んで、第１のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ1を最終的なＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targとし、これに沿うように可変動弁機構２を制御する。また、第１のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ1が第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2以下、つまり第２のＩＶＣ目標位置と一致もしくはこれよりも遅角側であれば、ステップ６に進んで、第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2を最終的なＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targとし、これに沿うように可変動弁機構２を制御する。
【００４４】
図６は、減速時のＩＶＣ位置等の変化の様子を示したタイムチャートであり、例えば運転者がアクセルペダル開度を急激に減少させたことにより、要求トルクＬｏａｄがステップ的に低下する。図６には示していないが、これに伴って前述したように、スロットル弁開度が例えば全閉位置まで減少する。第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2は、要求トルクＬｏａｄの低下に伴ってステップ的に変化するが、第１のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ1は、直前の発生トルクを維持するように吸気圧に応じて変化していき、実際の吸気圧低下に伴って徐々に遅角する。そのため、しばらくの間は、最終的なＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targとして第１のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ1が選択され、これに沿って可変動弁機構２が制御されるので、実ＩＶＣ位置ＩＶＣ_realもこれに沿った特性に得られる。この間、発生トルクは一定に維持され、意図しないトルク上昇は回避される。そして、第１のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ1が第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2に達した後は、第２のＩＶＣ目標位置ＩＶＣ_targ2に沿って、可変動弁機構２が制御される。そのため、実際の発生トルクは、この時点で低下していく。
【００４５】
次に、図７〜図９は、減速時の処理の第２の実施例を示しており、特に、この実施例では、コレクタ１６の圧力変化を実際に検出することなく、吸気の出入りから推定するようにしている。従って、コレクタ１６内の圧力を検出するための吸気圧センサは不要である。
【００４６】
ここで、コレクタ１６の圧力は、次式の関係がある。
【００４７】
【数１】

【００４８】
但し、Ｐ_co（ｔ）は時刻ｔにおける吸気圧、Ａ_co（ｔ）は時刻ｔにおけるコレクタ内空気量、Ａ_in（ｔ）は時刻ｔにおけるコレクタ流入空気量、Ａ_out（ｔ）は時刻ｔにおけるコレクタ流出空気量（＝エンジン流入空気量）、Ｖ_coはコレクタ容積である。本実施例では、この関係から時刻ｔにおける吸気圧推定値Ｐ_coes［ｔ］を逐次求める。
【００４９】
図７のフローチャートは、コレクタ１６の圧力を推定するための処理を示しており、まず、ｔ＝０であるときに、吸気圧推定値Ｐ_coes［ｔ］の初期値として大気圧をセットする（ステップ１１，１２）。なお、実際の大気圧を検出する大気圧センサを具備する場合には、その検出値を用いることが望ましい。一方、ステップ１３で、そのときの機関回転速度Ｎ［ｔ］、実ＩＶＣ位置ＩＶＣ_real［ｔ］、要求トルクＬｏａｄ［ｔ］から、コレクタ流出空気量Ａ_out（ｔ）を算出する。そして、ステップ１４で、Ｐ_coes［ｔ］＝Ｐ_coes［ｔ−１］＋Ａ_in（ｔ）−Ａ_out（ｔ）として、吸気圧推定値Ｐ_coes［ｔ］を逐次求める。なお、コレクタ流入空気量Ａ_in（ｔ）は、スロットル弁開度によって定まる。
【００５０】
目標ＩＶＣ位置を決定する図８のフローチャートは、前述した図５のフローチャートと基本的に同じものであり、ステップ２１，２２で、コレクタ圧力として、検出値である吸気圧Ｐ_coに代えて吸気圧推定値Ｐ_coesを用いる点のみが異なる。これにより、図９のタイムチャートに示すように、同様の作用が得られる。
【００５１】
次に、減速時の処理の第３の実施例として、要求トルク低下前の吸気弁閉時期目標値から要求トルク低下後の吸気弁閉時期目標値に、所定のなまし係数を用いて徐々に変化させるようにすることもできる。具体的には、要求トルク低下直前の吸気弁閉時期と機関回転速度とから、なまし係数ｋをマップ参照する。なまし係数ｋは、（０＜ｋ＜１）の範囲の値であり、減速時に、吸気弁閉時期によりトルクが上昇しないように、予め、台上テスト等で適合しておく。
【００５２】
そして、Ｎ［ｔ］を時刻ｔにおける機関回転速度、Ｌｏａｄ［ｔ］を時刻ｔにおける要求トルク、ＩＶＣ_real［ｔ］を時刻ｔにおける実ＩＶＣ位置、ＩＶＣ_targ［ｔ］を時刻ｔにおけるＩＶＣ目標位置、ＩＶＣ_targ2［ｔ］を時刻ｔにおける第２のＩＶＣ目標位置（これは前述したように、Ｎ［ｔ］、ＬＯＡＤ［ｔ］より算出される）、とすると、吸気弁の吸気弁閉時期を下式により算出する。
【００５３】
【数２】
ＩＶＣ_targ［ｔ］＝ｋ×ＩＶＣ_targ［ｔ−１］＋（１−ｋ）×ＩＶＣ_targ［ｔ−１］
但し、ｋは、０＜ｋ＜１
図１０は、この第３実施例による減速時のタイムチャートである。
【００５４】
なお、この発明は、上記のようにバルブ制御領域とスロットル制御領域とを明確に区分した場合に限定されず、減速時に吸気弁閉時期が下死点へ向かって変化し、かつスロットル弁が閉じるような態様であれば、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図。
【図２】可変動弁機構の構成を示す斜視図。
【図３】スロットル制御領域とバルブ制御領域とを示す特性図。
【図４】スロットル制御領域におけるバルブリフト特性の一例（ａ）とバルブ制御領域におけるバルブリフト特性の一例（ｂ）を示す特性図。
【図５】減速時の処理の第１の実施例を示すフローチャート。
【図６】第１の実施例による減速時のＩＶＣ位置等の変化を示すタイムチャート。
【図７】第２の実施例における吸気圧推定のルーチンを示すフローチャート。
【図８】第２の実施例における図５と同様のフローチャート。
【図９】第２の実施例による減速時のＩＶＣ位置等の変化を示すタイムチャート。
【図１０】第３の実施例による減速時のＩＶＣ位置等の変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
２…可変動弁機構
１８…スロットル弁
１９…エンジンコントロールユニット
５１…リフト・作動角可変機構
７１…位相可変機構

Claims

吸気弁のバルブタイミングを可変制御可能な可変動弁機構と、
複数の気筒の吸気通路が接続するコレクタと、
このコレクタの上流に位置し、制御信号により開度が制御されるスロットル弁と、
を備え、上記可変動弁機構による吸気弁のバルブタイミングと上記スロットル弁の開度とによって吸気量が制御される内燃機関の吸気制御装置において、
前回の機関回転速度と前回の吸気圧と前回の吸気弁閉時期とから前回発生トルクを算出する手段と、
現在の機関回転速度と現在の吸気圧から、上記前回発生トルクが得られる第１のＩＶＣ目標位置を算出する第１ＩＶＣ目標位置算出手段と、
現在の機関回転速度と現在の要求トルクから第２のＩＶＣ目標位置を算出する第２ＩＶＣ目標位置算出手段と、を有し、
上記吸気弁閉時期の目標値が下死点へ向かって遅角側へ変化するとともにスロットル弁開度が減少する要求トルク低下時に、上記第１のＩＶＣ目標位置と上記第２のＩＶＣ目標位置のうち、進角側に位置するほうを吸気弁閉時期の目標位置とし、上記スロットル弁開度の減少に伴う上記コレクタ内の圧力低下に対応して、上記吸気弁閉時期を徐々に遅角させることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
コレクタ内の圧力と機関回転速度と吸気弁閉時期とから発生トルクを推定し、この発生トルクが直前の値を上回らないように上記吸気弁閉時期を制御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。
上記コレクタ内の圧力を吸気圧センサにより検出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。
上記コレクタ内の圧力を、機関回転速度および吸気弁閉時期に基づいて逐次推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。
要求トルク低下前の吸気弁閉時期目標値から要求トルク低下後の吸気弁閉時期目標値に、所定のなまし係数により徐々に変化させ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。
低速低負荷側の所定のスロットル制御領域では上記スロットル弁の開度制御によって吸気量を制御し、かつこれよりも高速高負荷側のバルブ制御領域では、上記コレクタ内の圧力が大気圧に近い所定の負圧となるように上記スロットル弁開度を維持するとともに上記可変動弁機構によるバルブタイミングの制御によって吸気量を制御するように構成されており、かつ要求トルク低下により上記バルブ制御領域から上記スロットル制御領域へ移行する場合に、上記スロットル弁開度の減少に伴う上記コレクタ内の圧力低下に対応して、上記吸気弁閉時期を徐々に遅角させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。
上記可変動弁機構は、吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大，縮小制御可能なリフト・作動角可変機構と、吸気弁のリフト中心角の位相を遅進させる位相可変機構と、から構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の吸気制御装置。