JP4777331B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4777331B2
JP4777331B2 JP2007329012A JP2007329012A JP4777331B2 JP 4777331 B2 JP4777331 B2 JP 4777331B2 JP 2007329012 A JP2007329012 A JP 2007329012A JP 2007329012 A JP2007329012 A JP 2007329012A JP 4777331 B2 JP4777331 B2 JP 4777331B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
valve
intake
pressure
intake valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007329012A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2008180217A (ja
Inventor
誠己 羽野
憲一 町田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2007329012A priority Critical patent/JP4777331B2/ja
Priority to US11/965,907 priority patent/US7676319B2/en
Priority to DE102007062877A priority patent/DE102007062877A1/de
Priority to DE102008007195A priority patent/DE102008007195A1/de
Publication of JP2008180217A publication Critical patent/JP2008180217A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4777331B2 publication Critical patent/JP4777331B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0253—Fully variable control of valve lift and timing using camless actuation systems such as hydraulic, pneumatic or electromagnetic actuators, e.g. solenoid valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0021—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio
    • F01L13/0026—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of rocker arm ratio by means of an eccentric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F02D13/0265—Negative valve overlap for temporarily storing residual gas in the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F01L2013/0073—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "Delphi" type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/002—Controlling intake air by simultaneous control of throttle and variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/70—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle exterior
    • F02D2200/703—Atmospheric pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/41—Control to generate negative pressure in the intake manifold, e.g. for fuel vapor purging or brake booster
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、吸気バルブの開特性を可変とする可変動弁機構と、前記吸気バルブの上流側に設けられる電子制御スロットルとを備えた内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、内燃機関の吸入負圧を制御する技術に関する。
特許文献１には、目標負圧に基づいて電子制御スロットルの開度を制御する一方、目標吸入空気量（目標トルク）に基づいて吸気バルブの閉時期を制御する内燃機関の制御装置において、前記目標負圧に応じて、吸気バルブの閉時期を算出するための目標吸入空気量又は目標吸入空気量に基づいて算出された吸気バルブの閉時期を補正することが記載されている。
特開２００１−１７３４７０号公報
ところで、上記のように、目標吸入空気量（目標トルク）に基づいて吸気バルブの閉時期を制御しつつ、目標負圧に基づくフィードホワード制御によって電子制御スロットルの開度を制御する場合、車両が位置する標高などによって大気圧が変化すると、実際に得られる負圧が目標負圧から変化してしまう。
一方、吸気バルブ上流側の圧力を絶対圧として検出する絶対圧センサを用い、該絶対圧センサで検出される圧力と目標圧との比較に基づいて電子制御スロットルの開度をフィードバック制御すれば、吸気バルブ上流側の絶対圧を目標圧に収束させることができる。
しかし、例えば大気圧が低下すると、前記絶対圧センサで検出される圧力が低下することになるため、電子制御スロットルの開度を増大させる制御がなされることになってしまい、結果的に、大気圧が低下すると大気圧と吸気バルブ上流側の圧力との差圧（負圧）が小さくなってしまう。
上記のように、大気圧の変化に影響されて目標負圧が得られなくなると、負圧を用いてキャニスタから燃料蒸気をパージさせる蒸発燃料処理装置、負圧を用いて排気を吸気側に還流させる排気還流装置、負圧を用いて倍力を行うブレーキマスターバックなどにおいて、必要とする負圧が得られなくなることで、排気エミッションや走行性が低下してしまう可能性があった。
また、大気圧と吸気バルブ上流側の圧力との差圧を検出するゲージ圧センサを用いれば、大気圧の低下に対応して吸気バルブ上流側の負圧を目標負圧に収束させることができる。
しかし、大気圧の低下に伴って前記差圧を目標差圧に収束させるには、電子制御スロットルの開度をより絞って吸気バルブ上流側の絶対圧を低下させる必要があり、これによって、要求トルクに見合う機関の吸入空気量を確保することが難しくなるという問題が生じる。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸気バルブによる吸入空気量の制御によって吸気抵抗の減少や高いレスポンスでの吸入空気量制御を実現しつつ、高地走行などにより大気圧が低下した場合には、必要な負圧を確保しかつ要求トルクに対応する吸入空気量を確保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。
そのため請求項１記載に係る発明は、吸気バルブのバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変する可変バルブリフト機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を連続的に可変する可変バルブタイミング機構と、前記吸気バルブの上流側の吸気通路に設けられる電子制御スロットルとを備えた内燃機関の制御装置であって、機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく前記可変バルブリフト機構及び可変バルブタイミング機構を制御する第１のトルク制御手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記大気圧が所定圧以下であるときに、前記吸気バルブのバルブリフト量を、吸入空気量が実質的に絞られないバルブリフト量に固定し、かつ、前記吸気バルブの作動角の中心位相を予め記憶した所定値に固定し、機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく前記電子制御スロットルを制御する第２のトルク制御手段と、を備えたことを特徴とする。
上記発明によると、大気圧が所定圧を超える場合には、目標トルクを発生させるべく、吸気バルブのバルブリフト量及び作動角の中心位相を変化させて機関の吸入空気量を制御するが、例えば高地走行などによって大気圧が所定圧以下になると、吸気バルブのバルブリフト量を、吸入空気量が実質的に絞られないバルブリフト量に固定し、かつ、前記吸気バルブの作動角の中心位相を予め記憶した所定値に固定し、スロットル開度によるトルク制御に切り替える。
目標トルクが得られるように吸気バルブのバルブリフト量及び作動角の中心位相を制御している状態で、大気圧が低下した場合、目標トルクに見合う吸入空気量を確保しつつ、燃料蒸気処理装置や排気還流装置において必要となる負圧を発生させることが困難になるので、吸気バルブのバルブリフト量を、吸入空気量が実質的に絞られないバルブリフト量に固定し、かつ、前記吸気バルブの作動角の中心位相を予め記憶した所定値に固定しておいて、電子制御スロットル（スロットル開度）によってトルクを制御する。
電子制御スロットルによってトルクを制御すれば、トルクの減少要求に対して同時に負圧を大きくでき、また、吸気バルブのバルブリフト量を、吸入空気量が実質的に絞られないバルブリフト量に固定し、かつ、前記吸気バルブの作動角の中心位相を予め記憶した所定値に固定することで、目標トルクを発生させ得る吸入空気量を確保できる。
請求項２記載の発明では、前記第２のトルク制御手段が、前記吸気バルブのバルブリフト量を最大値に固定し、かつ、前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角位置に固定することを特徴とする。
請求項３記載の発明では、大気圧が前記所定圧を越えていて、第１のトルク制御手段により可変バルブリフト機構及び可変バルブタイミング機構が制御されるときに、電子制御スロットルと吸気バルブとの間の吸気通路における目標圧力を設定し、前記目標圧力に応じて電子制御スロットルを制御する負圧制御手段を備えたことを特徴とする。
上記発明によると、大気圧が所定圧を越えている場合には、吸気バルブの開特性の制御によって目標トルク（目標吸入空気量）が得られるようにすると共に、電子制御スロットルの制御によって目標圧力（目標負圧）が得られるようにする。
従って、低地走行時で大気圧が標準圧であるときには、吸気抵抗が少なく、かつ、高いレスポンスでの吸入空気量を制御できると共に、燃料蒸気処理装置や排気還流装置において必要となる負圧を発生させることができる。
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における車両用エンジンのシステム構成図である。
図１において、エンジン（ガソリン内燃機関）１０１の吸気管１０２には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装され、該電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ１０５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。
また、各気筒の吸気バルブ１０５上流側の吸気ポート１３０には、電磁式の燃料噴射弁１３１が設けられ、該燃料噴射弁１３１は、後述するエンジンコントロールユニット１１４から送られる噴射パルス信号の噴射パルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料（ガソリン）を噴射する。
そして、燃焼室１０６内に形成される混合気は、図示省略した点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。
燃焼室１０６内の燃焼排気は、排気バルブ１０７を介して排出され、フロント触媒１０８及びリア触媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。
前記排気バルブ１０７は、排気側カムシャフト１１０に設けられたカム１１１によって一定のバルブリフト量，バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
一方、前記吸気バルブ１０５は、後述する可変動弁機構によってバルブリフト量，バルブ作動角及びバルブタイミングが可変に制御される。
前記可変動弁機構としては、吸気バルブ１０５のバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変するＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構１１２と、クランクシャフトに対する吸気側駆動軸の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変するＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構１１３とが設けられる。
また、前記エンジン１０１には、蒸発燃料処理装置７００及び排気還流装置８００が備えられていると共に、エンジン１０１を搭載する車両には、ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００が備えられている。
前記蒸発燃料処理装置７００は、燃料タンク７０１にて発生した燃料蒸気をキャニスタ７０２に吸着させ、前記キャニスタ７０２から脱離させた燃料蒸気をエンジン１０１に供給する装置である。
前記キャニスタ７０２は、密閉容器内に活性炭などの吸着剤７０３を充填したもので、燃料タンク７０１から延設される導入管７０４が接続されている。
燃料タンク７０１にて発生した蒸発燃料は、前記導入管７０４を通って、キャニスタ７０２に導かれ、吸着剤７０３に吸着される。
また、キャニスタ７０２には、新気導入口７０５が形成されると共に、パージ配管７０６が導出される。
前記パージ配管７０６は、電子制御スロットル１０４下流側の吸気コレクタ１０２ａに接続される。
また、前記パージ配管７０６には、前記エンジンコントロールユニット１１４からの制御信号によって制御されるパージ制御弁７０７が介装される。
上記蒸発燃料処理装置７００において、パージ制御弁７０７が開くと、エンジン１０１の吸入負圧がキャニスタ７０２に作用する。すると、新気導入口７０５から導入される空気によって、吸着剤１１から蒸発燃料が脱離し、パージエアがパージ配管７０６を通って吸気コレクタ１０２ａに導入される。
前記排気還流装置８００は、排気還流通路８０１及び排気還流制御弁８０２を含んで構成される。
前記排気還流通路８０１は、排気管８０３と吸気コレクタ１０２ａとを接続するものであり、該排気還流通路８０１に前記排気還流制御弁８０２が介装されている。
前記排気還流制御弁８０２は、前記エンジンコントロールユニット１１４からの制御信号によって制御され、排気還流制御弁８０２が開くと、吸気コレクタ１０２ａ内の負圧によって排気が吸気コレクタ１０２ａ内に吸引される。
前記ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００は、倍力源の負圧としてエンジン１０１の吸入負圧を利用するものである。
図２に示すように、ブレーキペダル９０１とマスタシリンダ９０２との間にサーボユニット９０３を配置し、ブレーキペダル９０１の踏力を倍力して、マスタシリンダ９０２のピストンに作用させる。
前記マスタシリンダ９０２は、前記サーボユニット９０３で倍力された操作力を、ブレーキ油圧に変換する装置であり、前記ブレーキ油圧は、フロントブレーキ９０４及びリアブレーキ９０５に分配供給される。
前記サーボユニット９０３には、チェックバルブ９０６を介してエンジン１０１の吸気コレクタ１０２ａ内の負圧が導入されるようになっている。
前記ブレーキペダル９０１には、ブレーキペダル９０１の踏み込み状態でオンになるブレーキスイッチ９０７が設けられており、前記ブレーキスイッチ９０７のオン・オフ信号は、前記エンジンコントロールユニット１１４に入力されるようになっている。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット１１４は、予め記憶されたプログラムに従った演算処理によって、燃料噴射量，点火時期，目標トルク，目標マニホールド圧を設定すると共に、これらに基づいて燃料噴射弁１３１，点火コイル用のパワートランジスタ，電子制御スロットル１０４，ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３に制御信号を出力する。
前記エンジンコントロールユニット１１４には、エンジン１０１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１１５、車両の運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量（開度）を検出するアクセルペダルセンサ１１６、クランクシャフト１２０の基準回転位置毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、エンジン１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９、後述する吸気駆動軸３の基準回転位置毎にカム信号を出力するカムセンサ１３２、スロットルバルブ１０３ｂの下流でかつ吸気バルブ１０５の上流側での吸気マニホールド圧（吸気圧）を検出する吸気圧センサ１３４、大気圧を検出する大気圧センサ１３５（大気圧検出手段）からの検出信号が入力される。
前記吸気圧センサ１３４は、絶対圧センサであっても良いし、大気圧との差圧を検出するゲージ圧センサであっても良い。
図３は、前記ＶＥＬ機構１１２の構造を示す斜視図である。
実施形態のエンジン１０１は、各気筒に一対の吸気バルブ１０５が設けられており、これら吸気バルブ１０５の上方に、前記クランクシャフト１２０によって回転駆動される吸気駆動軸３が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。
前記吸気駆動軸３には、吸気バルブ１０５のバルブリフタ１０５ａに当接して吸気バルブ１０５を開閉駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気駆動軸３と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するためのＶＥＬ機構１１２が設けられている。
また、前記吸気駆動軸３の一端部には、クランクシャフト１２０に対する前記吸気駆動軸３の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を連続的に変更するＶＴＣ機構１１３が配設されている。
前記ＶＥＬ機構１１２は、図３及び図４に示すように、吸気駆動軸３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、吸気駆動軸３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によりギヤ列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１２０に連動して吸気駆動軸３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１０５が開閉駆動される。
また、前記モータ１７を駆動制御して制御軸１３の回転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１０５の作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量が連続的に変化する。
エンジンコントロールユニット１１４には、前記制御軸１３の回転角を検出する角度センサ１３３からの検出信号が入力され、目標のリフト量に対応する目標角度位置に前記制御軸１３を回動させるべく、前記角度センサ１３３の検出結果に基づいて前記モータ１７をフィードバック制御する。
図５は、前記ＶＴＣ機構１１３の構造を示す。
前記ＶＴＣ機構１１３は、クランクシャフト１２０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、前記吸気駆動軸３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、吸気駆動軸３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の最大遅角側の回動位置（基準作動状態）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内の油を圧送するエンジン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。
前記エンジンコントロールユニット１１４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に基づいて制御する。
例えば、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、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。
従って、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１０５の開期間（バルブ作動角の中心位相）が遅くなる。
一方、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、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１０５の開期間（バルブ作動角の中心位相）が早くなる。
尚、吸気バルブ１０５の作動角・リフト量を連続的に可変とするための機構、吸気バルブ１０５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３〜図５に示したものに限定されない。
また、前記吸気バルブ１０５の開特性を可変とするための機構を、ＶＥＬ機構１１２とＶＴＣ機構１１３との組み合わせに限定するものではなく、例えば、特開２００１−１８２５６３号公報に開示されるように立体カムを用いる機構や、特開２０００−２１３６６３号公報に開示されるような電磁石によってエンジンバルブを開閉駆動する機構を採用することができる。
次に、エンジンコントロールユニット１１４による電子制御スロットル１０４，ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３の制御を詳細に説明する。
尚、本実施形態において、第１のトルク制御手段，第２のトルク制御手段及び負圧制御手段としての機能は、後述するように、エンジンコントロールユニット１１４が備えている。
図６のフローチャートは、メインルーチンを示し、ステップＳ１では、大気圧センサ１３５で検出された大気圧が所定圧以下であるか否かを判断することで、車両が標準的な大気圧条件よりも低い大気圧条件で運転されているか否かを判断する。
尚、大気圧をセンサで検出させる代わりに、走行位置の情報などから大気圧を推定させたり、外部からの通信によって大気圧情報を取得したりすることができる。
ここで、大気圧が前記所定圧を超えていると判断された場合には、ステップＳ２へ進み、電子制御スロットル１０４，ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を通常に制御する。
前記通常の制御とは、ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３によって吸気バルブ１０５の開特性（リフト量、作動角、作動角の中心位相）を変更することで、（目標吸入空気量を実現して）目標トルクを発生させる一方、負圧を用いてキャニスタ７０２から燃料蒸気をパージさせる蒸発燃料処理装置７００、負圧を用いて排気を吸気側に還流させる排気還流装置８００、負圧を用いて倍力を行うダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００などの動作源としての負圧を吸気バルブ１０５の上流側に発生させるべく、電子制御スロットル１０４を制御する。
即ち、通常制御においては、電子制御スロットル１０４は全開を基本状態とし、負圧発生に必要な分だけスロットル開度が絞られるようになっており、吸気バルブ１０５の開特性の制御が主導となってトルクが制御される。
上記通常制御の詳細を、図７〜図９のフローチャートに従って説明する。
図７のフローチャートは、ＶＥＬ機構１１２の通常制御を示し、まず、ステップＳ２０１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ２０２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ２０３では、予めアクセル開度とエンジン回転数とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ２０４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてＶＥＬ目標値（制御軸１３の目標角度：目標リフト量）を記憶したマップを参照し、ステップＳ２０３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するＶＥＬ目標値を検索する。
前記ＶＥＬ目標値は、低回転・低負荷時には小作動角・低リフトに設定され、中回転・中負荷時には中作動角・中リフトに設定され、高回転・高負荷時には大作動角・高リフトに設定される。
ステップＳ２０５では、前記ＶＥＬ目標値に基づいてＶＥＬ機構１１２（モータ１７）をフィードバック制御する。
図８のフローチャートは、ＶＴＣ機構１１３の通常制御を示し、まず、ステップＳ２１１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ２１２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ２１３では、予めアクセル開度とエンジン回転数（エンジン回転速度）とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ２１４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてＶＴＣ目標値（バルブ作動角の中心位相の目標進角量）を記憶したマップを参照し、ステップＳ２１３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するＶＴＣ目標値を検索する。
前記ＶＴＣ目標値は、低回転・低負荷時には小進角に設定され、中回転・中負荷時には最進角に設定され、高回転・高負荷時には小進角に設定される。
中回転・中負荷時において吸気バルブ１０５のバルブタイミングが最進角され、このときの運転条件から変化すると、バルブタイミングは遅角される。
尚、前記ＶＥＬ目標値及びＶＴＣ目標値は、運転条件（エンジン回転速度・エンジン負荷）毎にそのときの目標マニホールド圧に制御されることを前提に、目標トルク（目標吸入空気量）が得られるような値として設定される。
ステップＳ２１５では、前記ＶＴＣ目標値（目標進角量）に基づいてＶＴＣ機構１１３（電磁アクチュエータ９９）をフィードバック制御する。
図９のフローチャートは、電子制御スロットル１０４の通常制御を示し、まず、ステップＳ２２１では、吸気圧センサ１３４の出力信号に基づいて吸気マニホールド圧を検出する。
ステップＳ２２２では、目標マニホールド圧をそのときの目標トルク及びエンジン回転数に応じて決定する。
次のステップＳ２２３では、前記目標マニホールド圧に吸気圧センサ１３４で検出される実際の圧力が近づくように、目標スロットル開度を演算する。
ステップＳ２２４では、前記目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル１０４（スロットルモータ１０３ａ）を制御する。
上記のように、大気圧が閾値を超えていると判断された場合には、可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３による吸気バルブ１０５の開特性の制御によって目標トルク（目標吸入空気量）が得られるようにする一方、電子制御スロットル１０４の制御によって蒸発燃料処理装置７００，排気還流装置８００，ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００などの動作に必要な負圧を確保するための目標給気圧を発生させる。
尚、図１０に示すように、前記ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００のサーボユニット９０３の負圧室内の圧力を検出する負圧センサ９０８を備えるようにし、前記目標トルク，エンジン回転数ＮＥ及び前記負圧センサ９０８で検出された負圧に基づいて目標給気圧を算出し、該目標給気圧に基づいて電子制御スロットル１０４の目標開度を演算することができる。
また、前記目標トルク及びエンジン回転数ＮＥに基づいて算出した目標給気圧、又は、該目標給気圧に基づいて算出した電子制御スロットル１０４の目標開度を、前記負圧センサ９０８で検出された負圧に基づいて補正することができる。
上記のようにして、負圧センサ９０８で検出された負圧に基づいて電子制御スロットル１０４の目標開度を補正すれば、前記ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００が要求する負圧に精度良く制御できる。
一方、前記図６に示したメインルーチンのステップＳ１において、大気圧センサ１３５で検出された大気圧が所定圧以下であると判断されると、ステップＳ３へ進み、吸気バルブ１０５の開特性の制御を主導とするトルク制御から、スロットル開度を主導とするトルク制御に切り替える。
即ち、高地走行状態などで大気圧が所定圧以下になると、吸気バルブ１０５の開特性を通常よりも吸入空気量が多くなる側に制限し、スロットル開度を絞ることで目標トルクに制御すると同時に、スロットル開度が絞られることで蒸発燃料処理装置７００，排気還流装置８００，ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００などの動作に必要な吸気マニホールド負圧が発生するようにする。
上記低気圧時における制御の詳細を、図１１〜図１３のフローチャートに従って説明する。
図１１のフローチャートは、ＶＥＬ機構１１２の低気圧時制御を示す。
ステップＳ３０１では、ＶＥＬ目標値を最大リフト・最大作動角に設定する。
即ち、大気圧が所定圧を超える場合には、目標トルクに応じてリフト・作動角を変化させるが、大気圧が所定圧以下である場合には、吸気バルブ１０５のリフト・作動角によるシリンダ吸入空気量の制限を解除して、ＶＥＬ機構１１２の制御としては、最大吸入空気量が得られる状態にする。
ステップＳ３０２では、前記ＶＥＬ目標値に基づいてＶＥＬ機構１１２（モータ１７）を制御し、吸気バルブ１０５のリフト・作動角を、ＶＥＬ機構１１２における最大リフト・最大作動角に固定させる。
図１２のフローチャートは、ＶＴＣ機構１１３の低気圧時制御を示す。
ステップＳ３１１では、ＶＴＣ目標値を最遅角に設定する。
ステップＳ３１２では、前記ＶＴＣ目標値に基づいてＶＴＣ機構１１３（電磁アクチュエータ９９）を制御し、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を、ＶＴＣ機構１１３における最遅角位置に固定させる。
上記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３の制御によって、吸気バルブ１０５は、最大リフト・最大作動角で、かつ、作動角の中心位相が最遅角に固定されることになり、係る状態は、ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を備えずに、吸気バルブ１０５を一定のカムプロフィールのカムで開閉駆動する場合に略相当する。
上記可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３を備えないエンジンでは、吸気バルブ１０５で吸入空気量が絞られずに、スロットル弁で吸入空気量を絞ることになるので、負圧を発生させ易くなる。
尚、上記可変リフト機構１１２における最大バルブリフト量・最大作動角状態、及び／又は、可変バルブタイミング機構１１３の最遅角状態が、上記可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３を備えないエンジンでの吸気バルブ１０５の標準的な開特性と異なる場合には、前記標準的な開特性になるように、可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３を制御することが好ましい。
従って、固定するバルブリフト量は最大バルブリフト量に限定されず、吸入空気量が実質的に絞られないバルブリフト量であれば良い。
また、ＶＴＣ機構１１３の低気圧時の制御目標は、最遅角に限定されるものではなく、例えば、最進角位置と最遅角位置との間の予め記憶させた所定値とすることができる。
図１３のフローチャートは、電子制御スロットル１０４の低気圧時の制御を示す。
ステップＳ３２１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ３２２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ３２３では、予めアクセル開度とエンジン回転数（エンジン回転速度）とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ３２４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数として目標スロットル開度を記憶したマップを参照し、ステップＳ３２３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応する目標スロットル開度を検索する。
ステップＳ３２５では、前記目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル１０４（スロットルモータ１０３ａ）を制御する。
このように、低気圧時には、吸気バルブ１０５の開特性を、最大リフト・最大作動角、かつ、最遅角に固定する一方で、スロットル開度を目標トルクに応じて連続的に変化させて、スロットル開度による吸入空気量の制御によって目標トルクを発生させる。
大気圧が低い条件で、吸気バルブ１０５の開特性でエンジンの吸入空気量（エンジンの発生トルク）を制御しつつ、スロットル開度で目標マニホールド圧に制御すると、蒸発燃料処理装置７００，排気還流装置８００，ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００などの動作に必要とされる吸気マニホールド負圧を発生させることができなくなったり、負圧を確保できても要求トルクを発生させることができなくなったりする。
これに対し、スロットル開度でエンジンの吸入空気量（エンジンの発生トルク）を制御させるようにすれば、目標トルクの低下に応じてスロットル開度が絞られ、吸入空気量の制御に負圧発生がリンクすることになるから、低負荷域で最大限の負圧を発生させることができ、目標トルクを発生させつつ、蒸発燃料処理装置７００，排気還流装置８００，ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００などの動作に必要とされる吸気マニホールド負圧を発生させることが容易となる。
ところで、低気圧時において、特に低負荷域でスロットルの絞りによって吸入空気量を調整できるように、吸気バルブ１０５の開特性を吸入空気量が増える側に制限することが可能である。
そこで、以下では、低気圧時に吸気バルブ１０５の開特性を固定させない参考例を説明する。
図１４〜図１６のフローチャートは、低気圧時の制御の第１参考例を示し、該第１参考例では、後述するように、目標トルクに応じて設定される吸気バルブ１０５のＶＥＬ目標値におけるリフト・作動角を所定の制限値以上に制限し、該制限によって余分にエンジンに吸引されることになる吸入空気を、スロットル開度を絞ることで目標トルク相当量に制御する。
前記下限値は、目標トルク（目標吸入空気量）を確保しつつ、スロットル弁を全閉にまで絞った時に目標給気圧が得られる下限のバルブリフト量として設定される。
図１４のフローチャートは、第１参考例におけるＶＥＬ機構１１２の低気圧時制御を示す。
ステップＳ３３１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ３３２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ３３３では、予めアクセル開度とエンジン回転数とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ３３４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてＶＥＬ目標値（制御軸１３の目標角度：目標リフト量）を記憶したマップを参照し、ステップＳ３３３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するＶＥＬ目標値を検索する。
ここまでの処理は、図７のフローチャートに示したＶＥＬ機構１１２の通常制御と同様である。
ステップＳ３３５では、ステップＳ３３４で求めた目標トルクに対応するＶＥＬ目標値（目標リフト・作動角）が、予め記憶した制限値を下回る場合に、ＶＥＬ目標値（目標リフト・作動角）として前記制限値を設定する。
これにより、吸気バルブ１０５のリフト・作動角が前記制限値以上の高リフト・大作動角域で可変とされるようにし、吸気バルブ１０５のリフト・作動角が目標トルクに基づいて前記制限値を下回る低リフト・小作動角に制御されることを阻止する。
ステップＳ３３６では、制限が加えられた前記ＶＥＬ目標値（制御軸１３の目標角度：目標リフト量）に基づいてＶＥＬ機構１１２（モータ１７）をフィードバック制御する。
図１５のフローチャートは、第１参考例におけるＶＴＣ機構１１３の低気圧時制御を示す。
ステップＳ３４１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ３４２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ３４３では、予めアクセル開度とエンジン回転数（エンジン回転速度）とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ３４４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてＶＴＣ目標値（バルブ作動角の中心位相の目標進角量）を記憶したマップを参照し、ステップＳ３４３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するＶＴＣ目標値を検索する。
ステップＳ３４５では、前記ＶＴＣ目標値（目標進角量）に基づいてＶＴＣ機構１１３（電磁アクチュエータ９９）をフィードバック制御する。
尚、上記の処理は、図８のフローチャートに示した通常時（高気圧時）のＶＴＣ機構１１３の制御と同様であり、リフト量・作動角のみを制限することで、吸入空気量が過剰となる状態とし、後述するように、スロットル開度を絞ることで、目標トルク相当量の吸入空気量に調整させる。
図１６のフローチャートは、第１参考例における電子制御スロットル１０４の低気圧時制御を示す。
ステップＳ３５１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ３５２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ３５３では、予めアクセル開度とエンジン回転数（エンジン回転速度）とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ３５４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数として目標スロットル開度を記憶したマップを参照し、ステップＳ３５３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応する目標スロットル開度を検索する。
ステップＳ３５５では、前記目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル１０４（スロットルモータ１０３ａ）を制御する。
前記ステップＳ３５４で参照する目標スロットル開度のマップは、前記ステップＳ３３４で参照するＶＥＬ目標値のマップ上で、制限値を下回るＶＥＬ目標値が設定される領域でスロットル開度が絞られるように設定される。
即ち、ＶＥＬ目標値が制限値を下回るために、制限値が目標値とされる領域では、目標トルクに対応するリフト量よりも実際のリフト量が大きく制御される結果、目標トルク相当量よりも吸入空気量が多くなってしまう。
そこで、リフト量が目標トルクに対応するリフト量よりも大きい分だけ過剰となる吸入空気量を、スロットル開度を絞ることで本来の目標トルク相当量にまで減少させるものである。
そして、目標トルク相当量よりも吸入空気量が多くなってしまう分だけスロットル開度を絞れば、同時に、負圧を発生させることになり、図１１〜図１３に示した実施形態と同様に、目標トルクを発生させつつ、蒸発燃料処理装置７００，排気還流装置８００，ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００などの動作に必要とされる吸気マニホールド負圧を発生させることができる。
図１７〜図１９のフローチャートは、低気圧時の制御の第２参考例を説明する。
図１７のフローチャートは、第２参考例におけるＶＥＬ機構１１２の低気圧時制御を示す。
ステップＳ３６１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ３６２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ３６３では、予めアクセル開度とエンジン回転数とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ３６４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてＶＥＬ目標値（制御軸１３の目標角度）を記憶したマップを参照し、ステップＳ３６３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するＶＥＬ目標値を検索する。
ここまでの処理は、図７のフローチャートに示したＶＥＬ機構１１２の通常制御と同様である。
ステップＳ３６５では、ステップＳ３６４で求めたＶＥＬ目標値（目標リフト・作動角）に対して所定値を一律に加算することで、目標トルクに対応する目標リフト・作動角よりもより大きなリフト量・作動角に補正する。
尚、前記目標リフト量ＴＶＥＬを補正するための補正値を、負圧センサ９０８で検出される負圧に応じて設定することができる。
ステップＳ３６６では、目標トルクに対応する目標リフト・作動角よりも増大補正された目標値に基づいてＶＥＬ機構１１２（モータ１７）をフィードバック制御する。
図１８のフローチャートは、第２参考例におけるＶＴＣ機構１１３の低気圧時制御を示す。
ステップＳ３７１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ３７２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ３７３では、予めアクセル開度とエンジン回転数（エンジン回転速度）とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ３７４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数としてＶＴＣ目標値（バルブ作動角の中心位相の目標進角量）を記憶したマップを参照し、ステップＳ３７３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応するＶＴＣ目標値を検索する。
ステップＳ３７５では、前記ＶＴＣ目標値（目標進角量）に基づいてＶＴＣ機構１１３（電磁アクチュエータ９９）をフィードバック制御する。
尚、上記の処理は、図８のフローチャートに示した通常時（高気圧時）のＶＴＣ機構１１３の制御と同様であり、リフト量・作動角を増大補正することで吸入空気量が過剰となる状態とし、後述するように、スロットル開度を絞ることで、目標トルク相当量の吸入空気量に調整させる。
図１９のフローチャートは、第２参考例における電子制御スロットル１０４の低気圧時制御を示す。
ステップＳ３８１では、アクセルペダルセンサ１１６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出し、次のステップＳ３８２では、クランク角センサ１１７の出力信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅ（rpm）を検出する。
そして、ステップＳ３８３では、予めアクセル開度とエンジン回転数（エンジン回転速度）とを変数として目標トルクを記憶したマップを参照し、そのときのアクセル開度及びエンジン回転数に対応する目標トルクを検索する。
次のステップＳ３８４では、予め目標トルクとエンジン回転数とを変数として目標スロットル開度を記憶したマップを参照し、ステップＳ３８３で求めた目標トルク及びそのときのエンジン回転数に対応する目標スロットル開度を検索する。
ステップＳ３８５では、前記目標スロットル開度に基づいて前記電子制御スロットル１０４（スロットルモータ１０３ａ）を制御する。
前述のように、前記ＶＥＬ目標値が一律に増大補正されることで、目標トルクに相当するリフト量・作動角よりも大きなリフト量・作動角に制御され、その結果、目標トルクに見合う吸入空気量よりも多くなってしまう。
そこで、ＶＥＬ目標値の増大補正によって過剰となる吸入空気量を、スロットル開度を絞ることで目標トルクに見合う吸入空気量にまで減少させるように、前記ステップＳ３８４で参照する目標スロットル開度のマップが設定されている。
このように、目標トルク相当量よりも吸入空気量が多くなってしまう分だけスロットル開度を絞れば、同時に、負圧を発生させることになり、図１１〜図１３に示した実施形態と同様に、目標トルクを発生させつつ、蒸発燃料処理装置７００，排気還流装置８００，ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ９００などの動作に必要とされる吸気マニホールド負圧を発生させることができる。
換言すれば、目標リフト量ＴＶＥＬを増大補正すると共に、該増大補正による吸入空気量の増大分を相殺すべくスロットル弁を絞ることで、吸気バルブ１０５で吸入空気量が絞られる割合が減少し、スロットル弁で吸入空気量が絞られる割合が増大するため、負圧を増大させることが可能となり、目標の負圧を確実に発生させることができる。
実施形態における車両用エンジンのシステム図。 実施形態におけるダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキを示す図 。 実施形態における吸気バルブの可変動弁機構を示す斜視図。 実施形態におけるＶＥＬ機構を示す図。 実施形態におけるＶＴＣ機構を示す図。 実施形態におけるトルク制御のメインルーチンを示すフローチャート。 実施形態における通常気圧時のＶＥＬ機構の制御を示すフローチャート。 実施形態における通常気圧時のＶＴＣ機構の制御を示すフローチャート。 実施形態における通常気圧時の電子制御スロットルの制御を示すフローチャート。 実施形態における、負圧センサを備えたダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキを示す図。 低気圧時におけるＶＥＬ機構制御の実施形態を示すフローチャート。 低気圧時におけるＶＴＣ機構制御の実施形態を示すフローチャート。 低気圧時における電子制御スロットルの制御の実施形態を示すフローチャート。 低気圧時におけるＶＥＬ機構制御の第１参考例を示すフローチャート。 低気圧時におけるＶＴＣ機構制御の第１参考例を示すフローチャート。 低気圧時における電子制御スロットルの制御の第１参考例を示すフローチャート。 低気圧時におけるＶＥＬ機構制御の第２参考例を示すフローチャート。 低気圧時におけるＶＴＣ機構制御の第２参考例を示すフローチャート。 低気圧時における電子制御スロットルの制御の第２参考例を示すフローチャート。
符号の説明
３…吸気駆動軸、１３…制御軸、９９…電磁アクチュエータ、１０１…エンジン、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１１２…ＶＥＬ機構、１１３…ＶＴＣ機構、１１４…エンジンコントロールユニット、１１６…アクセルペダルセンサ、１１７…クランク角センサ、１２０…クランクシャフト、１３４…吸気圧センサ、１３５…大気圧センサ、７００…蒸発燃料処理装置、８００…排気還流装置、９００…ダイレクトアクティングバキュームサーボブレーキ

Claims (3)

  1. 吸気バルブのバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変する可変バルブリフト機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を連続的に可変する可変バルブタイミング機構と、前記吸気バルブの上流側の吸気通路に設けられる電子制御スロットルとを備えた内燃機関の制御装置であって、
    機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく前記可変バルブリフト機構及び可変バルブタイミング機構を制御する第１のトルク制御手段と、
    大気圧を検出する大気圧検出手段と、
    前記大気圧が所定圧以下であるときに、前記吸気バルブのバルブリフト量を、吸入空気量が実質的に絞られないバルブリフト量に固定し、かつ、前記吸気バルブの作動角の中心位相を予め記憶した所定値に固定し、機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく前記電子制御スロットルを制御する第２のトルク制御手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 吸気バルブのバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変する可変バルブリフト機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を連続的に可変する可変バルブタイミング機構と、前記吸気バルブの上流側の吸気通路に設けられる電子制御スロットルとを備えた内燃機関の制御装置であって、
    機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく前記可変バルブリフト機構及び可変バルブタイミング機構を制御する第１のトルク制御手段と、
    大気圧を検出する大気圧検出手段と、
    前記大気圧が所定圧以下であるときに、前記吸気バルブのバルブリフト量を最大値に固定し、かつ、前記吸気バルブのバルブタイミングを最遅角位置に固定し、機関運転状態に応じた目標トルクを発生させるべく前記電子制御スロットルを制御する第２のトルク制御手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  3. 前記大気圧が前記所定圧を越えていて、前記第１のトルク制御手段により前記可変バルブリフト機構及び可変バルブタイミング機構が制御されるときに、前記電子制御スロットルと前記吸気バルブとの間の吸気通路における目標圧力を設定し、前記目標圧力に応じて前記電子制御スロットルを制御する負圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
JP2007329012A 2006-12-28 2007-12-20 内燃機関の制御装置 Expired - Fee Related JP4777331B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007329012A JP4777331B2 (ja) 2006-12-28 2007-12-20 内燃機関の制御装置
US11/965,907 US7676319B2 (en) 2006-12-28 2007-12-28 Intake air amount control apparatus for engine and control method thereof
DE102007062877A DE102007062877A1 (de) 2006-12-28 2007-12-28 Ansaugluftmengen-Steuervorrichtung für einen Motor und Steuerverfahren davon
DE102008007195A DE102008007195A1 (de) 2007-12-20 2008-02-01 Ansaugluftmengen-Steuervorrichtung für einen Motor und Steuerverfahren davon

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006355267 2006-12-28
JP2006355267 2006-12-28
JP2007329012A JP4777331B2 (ja) 2006-12-28 2007-12-20 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008180217A JP2008180217A (ja) 2008-08-07
JP4777331B2 true JP4777331B2 (ja) 2011-09-21

Family

ID=39531010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007329012A Expired - Fee Related JP4777331B2 (ja) 2006-12-28 2007-12-20 内燃機関の制御装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4777331B2 (ja)
DE (1) DE102007062877A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9528451B2 (en) 2014-12-01 2016-12-27 Hyundai Motor Company Method of improving performance of system for controlling intermediate lock position continuously variable valve by compensating ignition timing

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015110383A (ja) 2013-12-06 2015-06-18 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4258052B2 (ja) 1999-01-27 2009-04-30 日産自動車株式会社 内燃機関の電磁動弁装置
JP3637825B2 (ja) 1999-12-15 2005-04-13 日産自動車株式会社 可変動弁エンジンの制御装置
JP2001182563A (ja) 1999-12-27 2001-07-06 Otics Corp 点火式内燃機関の吸入空気量制御方法及び制御装置
JP4193422B2 (ja) * 2002-06-11 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の２次空気供給装置
JP2004176669A (ja) * 2002-11-28 2004-06-24 Hitachi Unisia Automotive Ltd 内燃機関の残留ガス量推定装置
JP2005023874A (ja) * 2003-07-04 2005-01-27 Hitachi Unisia Automotive Ltd 可変動弁機構付内燃機関の空燃比制御装置
JP2006125334A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9528451B2 (en) 2014-12-01 2016-12-27 Hyundai Motor Company Method of improving performance of system for controlling intermediate lock position continuously variable valve by compensating ignition timing

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007062877A1 (de) 2008-07-24
JP2008180217A (ja) 2008-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7676319B2 (en) Intake air amount control apparatus for engine and control method thereof
JP5116519B2 (ja) 車両のブレーキ制御装置
JP3039331B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
US7881856B2 (en) Apparatus for and method of controlling fuel injection of engine
JP2005240665A (ja) 内燃機関の可変動弁装置
US6688287B2 (en) Control apparatus of internal combustion engine and control method thereof
JP2005214167A (ja) 内燃機関の空気量制御装置
JP2009085136A (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JPH0968078A (ja) 内燃機関の燃料噴射量制御装置
JP4777331B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5015710B2 (ja) 内燃機関の吸入空気量制御装置
JP5216925B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4108386B2 (ja) エンジンの燃料噴射装置
US8265857B2 (en) Apparatus for and method of controlling engine
JP2007198284A (ja) 車両用内燃機関の吸気管負圧制御装置
JP2010196532A (ja) 車両用内燃機関の制御装置
JP4937188B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP4659591B2 (ja) 車両用エンジンの吸気制御装置
JP2010077813A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2007146767A (ja) 可変動弁機構の学習装置
JP2009085145A (ja) 車両用エンジンの制御装置
JP2009085076A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2008163862A (ja) 内燃機関の可変動弁制御装置
JP2010203383A (ja) 内燃機関の制御装置
JP5108811B2 (ja) 車両用内燃機関の可変動弁装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090324

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20090925

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20090925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110408

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110621

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110629

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4777331

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees