JP4134863B2 - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関のシリンダ内に吸入される吸入空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入空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。

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。

特許文献１には、本出願人が先に提案した吸気弁のリフト量および作動角さらにはそのリフトの中心角を連続的に可変制御し得る可変動弁機構が開示されている。この種の可変動弁機構によれば、上述のように、スロットル弁の開度制御に依存せずにシリンダ内に流入する空気量を可変制御することが可能であり、特に負荷の小さな領域において、いわゆるスロットルレス運転ないしはスロットル弁の開度を十分に大きく保った運転を実現でき、ポンピングロスの大幅な低減が図れる。

また特許文献２は、スロットル弁開度の制御に関し、体積流量比（吸入空気量を、その吸入空気量を得たときの機関回転速度における最大吸入空気量で除した値）と、スロットル開口面積Ａを機関回転速度Ｎｅと排気量Ｖとで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））と、の関係が、機関回転速度によらずほぼ同一の特性を示す、ということを開示している。
特開２００１−２６３１０５号公報 特開平１１−１８２２９８号公報

特許文献１のように吸気弁のバルブリフト特性の可変制御により吸入空気量を制御するように構成した場合、スロットル弁を具備しない完全なスロットルレスの構成であると、吸気系に負圧が発生しないため、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。

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、最小限の負圧を確保しつつ吸気弁のバルブリフト特性による吸入空気量の制御を実現することを本出願人は検討している。

しかしながら、このようにスロットル弁により適宜な負圧を生成しつつバルブリフト特性の制御によって吸入空気量を制御する場合、ある負荷よりも高負荷側では必要な吸入空気量が得られなくなることから、スロットル弁開度をさらに開いていく必要があるが、このような２つの領域の境界で、制御の不連続性を生じずに目標吸入空気量を精度良く確保することは、比較的困難である。例えば吸入空気量が吸入負圧を一定値に保ちながら最大となる点と制御の切換点とがずれてしまい、アクセル開度の変化に対しエンジントルクが変化しない不感帯が生じたり、逆に、要求空気量が、吸入負圧を一定値に保ちながら最大となる点に到達する前に制御の切換が行われてしまったりする問題がある。

この発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関の吸気弁の作動角を連続的に拡大・縮小可能な第１可変動弁機構と、上記作動角の中心角を連続的に遅進させる第２可変動弁機構と、内燃機関の吸気通路に設けられ、かつ制御信号により開度が制御されるスロットル弁と、を備えている。

そして、運転状態に応じて上記第１可変動弁機構と上記第２可変動弁機構とを制御する吸気弁制御手段と、上記第１可変動弁機構および上記第２可変動弁機構が上記吸気弁制御手段により可変制御されているときに、吸入負圧を所定の一定値に保つように上記スロットル弁の開度を制御し、かつ要求吸入空気量が、吸入負圧を上記の一定値に保ちながら実現できる最大吸入空気量以上の場合には、上記スロットル弁の開度を前記最大吸入空気量のときの開度以上に制御するスロットル弁制御手段と、を備えている。

この構成では、スロットル弁の目標開度が、吸入負圧を所定の一定値に保つ設定から吸入負圧を減少させて吸入空気量を増加させる設定へと連続的に切り換わり、不感帯等の問題を生じない。

また、本発明においては、スロットル弁開度の代替として体積流量比を中間パラメータとして用いることが望ましい。つまり、上記スロットル弁制御手段は、アクセル開度を入力の一つとして目標の体積流量比を求めるとともに、該体積流量比から目標スロットル弁開度を求めることができる。

特許文献２に開示されているように、体積流量比（吸入空気量を、その吸入空気量を得たときの機関回転速度における最大吸入空気量で除した値）と、スロットル開口面積Ａを機関回転速度Ｎｅと排気量Ｖとで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））と、の関係は、機関回転速度によらずほぼ同一の特性を示す。従って、中間パラメータとして体積流量比を用い、マップないしはテーブルを、この体積流量比に関して作成することにより、より少ないメモリ容量でもって処理することが可能となる。

より具体的な一つの発明では、上記スロットル弁制御手段は、吸入負圧を上記の一定値に保つための負圧一定体積流量比を算出する負圧一定体積流量比算出手段と、吸入負圧を上記の一定値に保ちながら吸入空気量が最大となるときの負圧一定時最大体積流量比を算出する負圧一定時最大体積流量比算出手段と、を有しており、アクセル開度から算出された体積流量比が上記負圧一定時最大体積流量比に達するまでは上記負圧一定体積流量比を用いて上記目標スロットル弁開度を算出するとともに、上記負圧一定時最大体積流量比を越えた領域では、アクセル開度から算出された体積流量比を補正した高負荷時体積流量比を用いて上記目標スロットル弁開度を算出するようになっている。

さらに具体的な一つの発明では、上記負圧一定体積流量比算出手段は、要求吸入空気量が、吸入負圧を上記の一定値に保ちながら実現できる最大吸入空気量となるときの上記体積流量比を算出する最大体積流量比算出手段を有し、該最大体積流量比算出手段により算出された最大体積流量比と上記の負圧一定体積流量比の最大値とによりアクセル開度に対応する体積流量比を補正して補正後体積流量比を算出し、該補正後体積流量比を用いて負圧一定体積流量比を算出するようになっている。

このようにすれば、吸入負圧一定時の目標スロットル弁開度を、吸入負圧減少時の目標スロットル弁開度の設定に関係なく設定しても、吸入負圧一定時の目標スロットル弁開度が最大となるタイミングで吸入負圧減少時の目標スロットル弁開度との切換を行うように補正するので、不感帯等の問題が確実に解消される。

この発明によれば、スロットル弁の目標開度が、吸入負圧を所定の一定値に保つ設定から吸入負圧を減少させて吸入空気量を増加させる設定へと連続的に切り換わることになり、アクセル開度が変化してもエンジントルクが変化しない不感帯等の問題を解消して、アクセル開度変化に対し滑らかにエンジントルクが変化する特性を得ることができる。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明に係る内燃機関の吸気制御装置のシステム構成を示す構成説明図であって、内燃機関１は、吸気弁３と排気弁４とを有し、かつ吸気弁３の動弁機構として、吸気弁３のリフト・作動角を連続的に拡大・縮小させることが可能な第１可変動弁機構５および作動角の中心角を連続的に遅進させることが可能な第２可変動弁機構６を備えている。また、吸気通路７には、モータ等のアクチュエータにより開度が制御される電子制御スロットル弁２が設けられている。ここで、上記スロットル弁２は、吸気通路７内に、ブローバイガスの処理などのために必要な僅かな負圧（例えば−５０ｍｍＨｇ）を発生させる目的で設けられており、吸入空気量の調整は、高負荷域を除き、上記第１，第２可変動弁機構５，６により吸気弁３のリフト特性を変更することで行われる。

また、燃料噴射弁８が吸気通路７に配設されており、上記のように吸気弁３等により調整された吸入空気量に応じた量の燃料が、この燃料噴射弁８から噴射される。従って、内燃機関１の出力は、第１，第２可変動弁機構５，６およびスロットル弁２により吸入空気量を調整することによって制御される。

上記のコントロールユニット１０は、運転者により操作されるアクセルペダルに設けられたアクセル開度センサ１１からのアクセル開度信号ＡＰＯと、エンジン回転速度センサ１２からの回転速度信号Ｎｅと、吸入空気量センサ１３からの吸入空気量信号と、を受け取り、これらの信号に基づいて、目標スロットル弁開度、燃料噴射量、点火時期、作動角目標値、中心角目標値をそれぞれ演算する。そして、要求の燃料噴射量および点火時期を実現するように燃料噴射弁８および点火プラグ９を制御するとともに、作動角目標値および中心角目標値を実現するための制御信号を、第１可変動弁機構５のアクチュエータおよび第２可変動弁機構６のアクチュエータへそれぞれ出力し、かつスロットル弁２の開度を制御する。なお、上記第１可変動弁機構５および第２可変動弁機構６は、その機械的な構成は公知であり、例えば、上述した特許文献１に記載の装置と同様の構成を有している。従って、その詳細な説明は省略する。

図２は、上記の構成において、アクセル開度ＡＰＯとエンジン回転数（回転速度）Ｎｅとから絞り弁目標開度（目標スロットル弁開度）ｔＴＶＯおよび第１，第２可変動弁機構５，６の目標値を算出する処理の流れの概略を示すフローチャートである。まず、アクセル開度ＡＰＯとエンジン回転数Ｎｅとから運転者が要求しているトルク（負荷）に対応する体積流量比（これをアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０と呼ぶこととする）を算出する（ステップ００１）、このアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０とエンジン回転数Ｎｅとから、後述するように絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔを算出し（ステップ００２）、この絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔから絞り弁目標開度ｔＴＶＯを算出する（ステップ００３）。また、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０とエンジン回転数Ｎｅとから、第１可変動弁機構５の目標角度（目標作動角）ｔＶＥＬおよび第２可変動弁機構６の目標角度（目標中心角）ｔＶＴＣを、それぞれ算出する（ステップ００４、００５）。

「体積流量比」とは、負荷ないしはトルクの代替となるパラメータであり、特許文献２に開示されているように、「吸入空気量を、その吸入空気量を得たときの機関回転速度における最大吸入空気量で除した値」として定義される。そして、この体積流量比と、スロットル開口面積Ａを機関回転速度Ｎｅと排気量Ｖとで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））と、の関係（注：バルブリフト特性が固定の場合）は、排気量の大小や機関回転速度によらずほぼ同一の特性を示す、という利点がある。上記「アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０」は、絞り弁（スロットル弁）開度をアクセル開度ＡＰＯにリニアに対応させた場合のスロットル開口面積Ａを現在のエンジン回転数Ｎｅと排気量Ｖ（定数）とで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））に対応する体積流量比である。コントロールユニット１０は、スロットル開口面積Ａを機関回転速度Ｎｅと排気量Ｖとで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））と体積流量比との関係を予め記憶させた体積流量比テーブルを備えており、上記ステップ００１においては、アクセル開度ＡＰＯに応じたスロットル開口面積Ａと、そのときのエンジン回転数Ｎｅとに基づき、上記の値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））を算出した上で、これに対応する体積流量比（アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０）を上記体積流量比テーブルから検索するのである。本実施例では、このアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０が、エンジン負荷（負荷）の代表パラメータとして用いられる。また、上記「絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔ」は、絞り弁目標開度ｔＴＶＯ演算用の体積流量比であり、絞り弁目標開度ｔＴＶＯの大小を実質的に示す値となる。

図３は、本発明の要部である上記ステップ００２の詳細を示すフローチャートであり、その第１実施例を示している。これは、高負荷時に、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔを、アクセル開度ＡＰＯから算出したアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０とは別に算出するようにしたものである。まずは、エンジン回転数Ｎｅから負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸを算出し（ステップ１０１）、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０と大小比較する（ステップ１０２）。上記の「負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸ」とは、現在のエンジン回転数Ｎｅにおいて所定負圧（例えば−５０ｍｍＨｇ）を維持しつつ吸入空気量が最も多くなるように絞り弁開度と作動角と中心角とを制御した場合の、スロットル開口面積Ａを現在のエンジン回転数Ｎｅと排気量Ｖ（定数）とで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））に対応する体積流量比である。換言すれば、所定負圧を維持する場合の上限の体積流量比と言える。上記ステップ１０１では、予めエンジン回転数Ｎｅに対し記憶させた所定のｔＱＨ０ＭＡＸテーブルから、現在のエンジン回転数Ｎｅに対応する値を検索している。

ステップ１０２で、ＹＥＳつまり、「ｔＱＨ０≦ｔＱＨ０ＭＡＸ」の場合は、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０とエンジン回転数Ｎｅとにより、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢを所定のｔＱＨ０ＴＢマップから検索し（ステップ１０３）、この負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢを絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔとする（ステップ１０４）。上記の「負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢ」とは、所定負圧（例えば−５０ｍｍＨｇ）を維持しつつアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０に対応するエンジントルクが得られるように絞り弁開度と作動角と中心角とを制御した場合の、スロットル開口面積Ａを現在のエンジン回転数Ｎｅと排気量Ｖ（定数）とで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））に対応する体積流量比である。換言すれば、所定負圧下でバルブリフト特性により吸入空気量制御をした場合の体積流量比と言える。上記ｔＱＨ０ＴＢマップは、定常運転状態で負圧を一定値に保つものとして、エンジン負荷（トルク）に相当するアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０とエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとして負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢを割り付けたものであり、上記ステップ１０３では、そのときのアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０とエンジン回転数Ｎｅとから対応する値を検索している。

一方、ステップ１０２で、ＮＯつまり、「ｔＱＨ０＞ｔＱＨ０ＭＡＸ」の場合は、最大アクセル開度ＡＰＯＭＡＸ（アクセル全開時のＡＰＯの値）とエンジン回転数Ｎｅとから最大体積流量比ｔＱＨ０ＷＯＴを算出する（ステップ１０５）とともに、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸとエンジン回転数Ｎｅとから最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸを算出する（ステップ１０６）。そして、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸ、最大体積流量比ｔＱＨ０ＷＯＴおよび最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸから、高負荷時体積流量比ｔＱＨ０ＴＨを算出し（ステップ１０７）、この高負荷時体積流量比ｔＱＨ０ＴＨを絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔとする（ステップ１０８）。

上記の「最大体積流量比ｔＱＨ０ＷＯＴ」は、アクセル全開時の最大アクセル開度ＡＰＯＭＡＸに対応するスロットル開口面積Ａ（つまりスロットル弁２全開時の開口面積Ａ）を現在のエンジン回転数Ｎｅと排気量Ｖ（定数）とで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））に対応する体積流量比である。上記ステップ１０５では、前述した体積流量比テーブルを用い、アクセル全開時のスロットル開口面積Ａと現在のエンジン回転数Ｎｅとに基づき、値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））を算出した上で、これに対応する体積流量比（最大体積流量比ｔＱＨ０ＷＯＴ）を上記体積流量比テーブルから検索する
上記「最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸ」は、前述したステップ１０３で用いられる負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢを得るためのｔＱＨ０ＴＢマップを用い、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸとエンジン回転数Ｎｅとに対応する値を検索したものである。換言すれば、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢの上限値と言える。

ここで、理想的（例えばマップの格子点数が非常に多い場合など）には、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸと最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸとは同一の値となるべきであるが、実際には、マップで使用できるメモリ容量の制限等の理由から両者は同一とならず、後述するように、アクセル操作に対しエンジントルクが不連続に変化するといった不具合の要因となる。本実施例は、この両者の不一致に起因する不具合を解消するために、上記のように、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０が負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸよりも大きな領域では、高負荷時体積流量比ｔＱＨ０ＴＨを求め、これから絞り弁目標開度ｔＴＶＯを求めるようにしているのである。

なお、図２のステップ００３において、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔから絞り弁目標開度ｔＴＶＯへの変換が行われるが、ここでは、前述したステップ００１等と同様に、スロットル開口面積Ａをエンジン回転数Ｎｅと排気量Ｖとで除した値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））と体積流量比との関係を示す体積流量比テーブルが用いられる。そして、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔに対応する値（Ａ／（Ｎｅ×Ｖ））をこの体積流量比テーブルから検索し、この値に、そのときのエンジン回転数Ｎｅと排気量Ｖ（定数）とを乗じてスロットル開口面積Ａを算出する。そして、このスロットル開口面積Ａからスロットル弁開度ＴＶＯを求めるのである。つまり、前述したステップ００１と逆の処理となる。

上記ステップ１０７の高負荷時体積流量比ｔＱＨ０ＴＨの算出については、図４を用いて説明する。

図４は、図２および図３のフローチャートに示した制御の内容を機能ブロック図として示したものである。なお、フローチャートの各ステップに対応するブロックには、各ステップと同一の参照符号を付してあり、重複する説明は省略する。

図４に示すように、上記のステップ１０７の処理は、Ｓ１０７１〜Ｓ１０７６のように表すことができる。すなわち、Ｓ１０７１で最大体積流量比ｔＱＨ０ＷＯＴと負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸとの差（ｔＱＨ０ＷＯＴ−ｔＱＨ０ＭＡＸ）を求め、Ｓ１０７２で最大体積流量比ｔＱＨ０ＷＯＴと最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸとの差（ｔＱＨ０ＷＯＴ−ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸ）を求め、Ｓ１０７３で、前者を分母、後者を分子とする除算を行う。またＳ１０７４で、そのときのアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０から負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸを減算し、これに、Ｓ１０７５で、Ｓ１０７３の出力値を乗ずる。そして、このＳ１０７５の出力値を、Ｓ１０７６で、最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸに加算し、高負荷時体積流量比ｔＱＨ０ＴＨとする。

図５および図６は、上記実施例における絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔの設定とその設定により得られるエンジントルクの特性を、比較例と対比して示している。図５は、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸが最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸよりも低負荷側にずれている場合の例である。このような場合に、単純に、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢの特性（曲線で図示されているＡ−Ｂ−Ｃの特性）とアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０にリニアな特性（直線で図示されているＯ−Ｄの特性）とを用いて制御を行おうとすると（これを比較例とする）、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔは、図（ａ）のＡ−Ｂ−Ｂ'−Ｄのような特性となり、エンジントルクは、（ｂ）のｏ−ｂ−ｂ'−ｄのように得られる。従って、ｂ−ｂ'の間では、運転者がアクセルペダルを踏み増ししているのにエンジントルクが変化しない不感帯となる。これに対し、本実施例では、高負荷時体積流量比ｔＱＨ０ＴＨを算出することにより、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔは、図（ａ）のＡ−Ｂ−Ｄのような特性となり、エンジントルクは、（ｂ）のｏ−ｂ−ｄのように得られる。従って、不感帯が発生せず、エンジントルクが滑らかに上昇する特性が得られる。

また、図６は、Ａ−Ｂ−Ｃで示す負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢの特性と、直線Ｏ−Ｄで示すアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０にリニアな特性と、が、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸよりも低負荷側（これをｔＱＨ０Ｘとする）で交差する場合の例であり、図５と同様に、比較例では、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔは、図（ａ）のＡ−Ｂ'−Ｄのような特性となり、エンジントルクは、（ｂ）のｏ−ｂ'−ｅ−ｄのように得られる。従って、要求吸入空気量が吸入負圧を一定値に保ちながら実現できる最大の吸入空気量に到達する前に切り換わってしまうことになる（図のｔＱＨ０Ｘ〜ｔＱＨ０ＭＡＸの間）。これに対し、本実施例では、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔは、図（ａ）のＡ−Ｂ−Ｄのような特性となり、エンジントルクは、（ｂ）のｏ−ｂ−ｄのように得られる。つまり、要求吸入空気量が吸入負圧を一定値に保ちながら実現できる最大の吸入空気量に到達した段階で制御の切換が行われる。

図７は、理解を容易にするために、上記の図５（ａ）を用いて前述したステップ１０７による高負荷時体積流量比ｔＱＨ０ＴＨの算出を説明したもので、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０が例えばｔ１の点にある場合を例に、前述したＳ１０７１〜Ｓ１０７６の各々の点の出力に相当する値を図示している。なお、Ｓ１０７３の出力は、線Ｂ−Ｄの傾きに相当する。このようにして、ｔ１の位置に応じた高負荷時体積流量比ｔＱＨ０ＴＨが与えられる。

次に、図８のフローチャートは、ステップ００２の第２実施例を示している。また、図９は、この第２実施例を機能ブロック図として示したものであり、図８の各ステップに対応するブロックに同一の参照符号を付して示してある。この第２実施例は、負圧一定時に体積流量比を補正して負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢを算出するようにしたものである。まずは、エンジン回転数Ｎｅから負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸを算出し（ステップ２０１）、この負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸとエンジン回転数Ｎｅとから、前述したｔＱＨ０ＴＢマップを参照して、最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸを求め（ステップ２０２）、この最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸをアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０と大小比較する（ステップ２０３）。

ステップ２０３でＹＥＳつまり「ｔＱＨ０≦ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸ」の場合には、ステップ２０４ヘ進んで、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０を負圧一定時の低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂ０とする（ステップ２０４）。またＮＯつまり「ｔＱＨ０＞ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸ」の場合には、ステップ２０５へ進んで、最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸを負圧一定時の低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂ０とする。そして、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸと最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸと低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂ０とから、補正後低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂを算出する（ステップ２０６）。

上記ステップ２０６は、具体的には、図９に示すように、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸを最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸで除し（Ｓ２０６１）、これに、低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂ０を乗算（Ｓ２０６２）したものを、補正後低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂとする。

次に、補正後低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂとエンジン回転数Ｎｅとから、前述したｔＱＨ０ＴＢマップを参照して、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢを検索し（ステップ２０７）、これをアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０と大小比較する（ステップ２０８）。ここで、「ｔＱＨ０≦ｔＱＨ０ＴＢ」の場合は、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢを絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔとし（ステップ２０９）、「ｔＱＨ０＞ｔＱＨ０ＴＢ」の場合は、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０を絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔとする（ステップ２１０）。

すなわち、本実施例では、「ｔＱＨ０ＴＢ≦ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸ」となる低負荷側の領域のアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０（ｔＱＨ０Ｂ０）を、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸと最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸとの比で補正してから、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢを求めることとなる。

図１０および図１１は、上記第２実施例における絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔの設定とその設定により得られるエンジントルクの特性を、比較例と対比して示している。図１０は、前述した図５と同様に、負圧一定時最大体積流量比ｔＱＨ０ＭＡＸが最大負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢＭＡＸよりも低負荷側にずれている場合の例である。このような場合に、単純に、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢの特性（曲線で図示されているＡ−Ｂ−Ｃの特性）とアクセル対応体積流量比ｔＱＨ０にリニアな特性（直線で図示されているＯ−Ｄの特性）とを用いて制御を行おうとすると（これを比較例とする）、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔは、図（ａ）のＡ−Ｂ−Ｂ'−Ｄのような特性となり、エンジントルクは、（ｂ）のｏ−ｂ−ｂ'−ｄのように得られる。従って、ｂ−ｂ'の間では、運転者がアクセルペダルを踏み増ししているのにエンジントルクが変化しない不感帯となる。これに対し、本実施例では、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０から算出された補正後低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂが図（ａ）のＯ−Ｅ−Ｆの特性で得られ、これから負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢをマップ検索で算出するため、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢは図（ａ）のＯ−Ｂ''−Ｃのようになる。その結果、吸入空気量が吸入負圧を一定値に保ちながら最大となる点と切換点が一致し（Ｂ''点）、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔは、図（ａ）のＡ−Ｂ''−Ｄのような特性となり、エンジントルクは、（ｂ）のｏ−ｂ''−ｄのように得られる。従って、不感帯が発生せず、エンジントルクが滑らかに上昇する特性が得られる。

また、図１１は、前述した図６に対応するものであるが、比較例では、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔは、図（ａ）のＡ−Ｂ'−Ｄのような特性となり、エンジントルクは、（ｂ）のｏ−ｂ'−ｅ−ｄのように得られる。従って、要求吸入空気量が吸入負圧を一定値に保ちながら実現できる最大の吸入空気量に到達する前に切り換わってしまうことになる（図のｔＱＨ０Ｘ〜ｔＱＨ０ＭＡＸの間）。これに対し、本実施例では、アクセル対応体積流量比ｔＱＨ０から算出された補正後低負荷時体積流量比ｔＱＨ０Ｂが図（ａ）のＯ−Ｅ−Ｆの特性で得られ、これから負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢをマップ検索で算出するため、負圧一定体積流量比ｔＱＨ０ＴＢは図（ａ）のＯ−Ｂ''−Ｃのようになる。その結果、吸入空気量が吸入負圧を一定値に保ちながら最大となる点と切換点が一致し（Ｂ''点）、絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔは、図（ａ）のＡ−Ｂ''−Ｄのような特性となり、エンジントルクは、（ｂ）のｏ−ｂ''−ｄのように得られる。従って、エンジントルクが滑らかに上昇する特性が得られる。

この発明に係る内燃機関の吸気制御装置のシステム構成を示す構成説明図。 吸気制御の概略を示すメインフローチャート。 ステップ００２の詳細を示す第１実施例のフローチャート。 この第１実施例の機能ブロック図。 この第１実施例による（ａ）絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔの設定と（ｂ）エンジントルクとを示す特性図。 同じく第１実施例による（ａ）絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔの設定と（ｂ）エンジントルクとを示す特性図。 ステップ１０７の各処理と図５（ａ）との関係を示す説明図。 ステップ００２の第２実施例を示すフローチャート。 この第２実施例の機能ブロック図。 この第２実施例による（ａ）絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔの設定と（ｂ）エンジントルクとを示す特性図。 同じく第１実施例による（ａ）絞り弁体積流量比ｔＱＨ０Ｔの設定と（ｂ）エンジントルクとを示す特性図。

符号の説明

２…電子制御スロットル弁
５…第１可変動弁機構
６…第２可変動弁機構
１０…コントロールユニット
１１…アクセル開度センサ

Claims (2)

1. 内燃機関の吸気弁の作動角を連続的に拡大・縮小可能な第１可変動弁機構と、
   上記作動角の中心角を連続的に遅進させる第２可変動弁機構と、
   内燃機関の吸気通路に設けられ、かつ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、さらに、
   運転状態に応じて上記第１可変動弁機構と上記第２可変動弁機構とを制御する吸気弁制御手段と、
   上記第１可変動弁機構および上記第２可変動弁機構が上記吸気弁制御手段により可変制御されているときに、吸入負圧を所定の一定値に保つように上記スロットル弁の開度を制御し、かつ要求吸入空気量が、吸入負圧を上記の一定値に保ちながら実現できる最大吸入空気量以上の場合には、上記スロットル弁の開度を前記最大吸入空気量のときの開度以上に制御するスロットル弁制御手段と、
   を有する内燃機関の吸気制御装置であって、
   上記スロットル弁制御手段は、スロットル弁開度の代替として体積流量比を中間パラメータとして用いるとともに、
   吸入負圧を上記の一定値に保つための負圧一定体積流量比を算出する負圧一定体積流量比算出手段と、
   吸入負圧を上記の一定値に保ちながら吸入空気量が最大となるときの負圧一定時最大体積流量比を算出する負圧一定時最大体積流量比算出手段と、
   を有し、
   アクセル開度から算出された体積流量比が上記負圧一定時最大体積流量比に達するまでは上記負圧一定体積流量比を用いて上記目標スロットル弁開度を算出するとともに、上記負圧一定時最大体積流量比を越えた領域では、アクセル開度から算出された体積流量比を補正した高負荷時体積流量比を用いて上記目標スロットル弁開度を算出することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
2. 上記負圧一定体積流量比算出手段は、
   要求吸入空気量が、吸入負圧を上記の一定値に保ちながら実現できる最大吸入空気量となるときの上記体積流量比を算出する最大体積流量比算出手段を有し、
   該最大体積流量比算出手段により算出された最大体積流量比と上記の負圧一定体積流量比の最大値とによりアクセル開度に対応する体積流量比を補正して補正後体積流量比を算出し、該補正後体積流量比を用いて負圧一定体積流量比を算出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。

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