JP4793043B2 - Engine intake air amount control device - Google Patents

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本発明は、主として吸気弁の作動特性によってシリンダ吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置に関し、詳しくは、トルクリニアリティを確保しつつ高負荷領域における出力性能を保証するための技術に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to an intake air amount control device for an engine configured to control a cylinder intake air amount mainly by operating characteristics of an intake valve, and more specifically, a technique for ensuring output performance in a high load region while ensuring torque linearity. About.

エンジンにおける吸入空気量の制御として、スロットル弁の制御によらず、主に吸気弁の作動特性を可変制御することで、目標トルクとなるような吸入空気量（シリンダ吸入空気量）を実現しようとするものがある（特許文献１）。
特開２００２−２５６９０５号公報 As an intake air amount control in an engine, an attempt is made to realize an intake air amount (cylinder intake air amount) that achieves a target torque by variably controlling the operation characteristics of the intake valve, irrespective of the control of the throttle valve. (Patent Document 1).
JP 2002-256905 A

ところで、吸気弁の作動特性を可変制御することによって（シリンダ）吸入空気量を制御する場合には、通常、目標とする吸入空気量から吸気弁の作動特性を算出するように構成されることになる。
しかし、かかる算出過程には、吸気脈動や温度の影響を強く受けてしまう部分があるため、高負荷領域、特に全負荷運転時の出力がばらついて（不足して）しまい、出力性能の保証という観点からは改善の余地がある。その一方で、単に出力性能を保証するだけではなく、運転性や制御性の観点からトルクリニアリティを確保する必要もある。 By the way, when controlling the intake air amount by variably controlling the operation characteristic of the intake valve (cylinder), it is usually configured to calculate the operation characteristic of the intake valve from the target intake air amount. Become.
However, since this calculation process is strongly influenced by intake pulsation and temperature, the output during high-load operation, especially full-load operation, varies (insufficient), and the output performance is guaranteed. There is room for improvement from the viewpoint. On the other hand, it is necessary not only to guarantee output performance but also to ensure torque linearity from the viewpoint of drivability and controllability.

本発明は、このような実情に鑑みなされたものであり、吸気弁の作動特性を可変制御することによって（シリンダ）吸入空気量を制御する構成において、全負荷運転時を含む所定の高負荷領域における出力のバラツキを抑制して出力性能を保証するとともに、トルクリニアリティを十分に確保することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in a configuration in which the intake air amount is controlled by variably controlling the operating characteristics of the intake valve (cylindrical), a predetermined high load region including during full load operation is provided. The purpose is to guarantee the output linearity by suppressing the variation of the output and to sufficiently secure the torque linearity.

このため、本発明は、吸気通路にスロットル弁が配設されるとともに、吸気弁の作動特性を可変する可変動弁機構を備えたエンジンの吸入空気量制御装置であって、前記エンジンの目標トルク相当のシリンダ吸入空気量である目標吸入空気量を算出する目標吸入空気量算出手段と、算出された目標吸入空気量に基づいて前記吸気弁の作動特性を制御する吸気弁作動特性制御手段と、前記吸気弁の作動特性に基づいて実際のシリンダ吸入空気量である実吸入空気量を算出し、算出した実吸入空気量と前記目標吸入空気量とに基づいて前記スロットル弁を開閉制御するスロットル制御手段と、を含んで構成され、前記吸気弁作動特性制御手段は、所定の高負荷領域においては、前記目標吸入空気量にかかわらず、前記吸気弁の作動特性を、前記所定の高負荷領域で設定されるべき作動特性としてあらかじめ設定された高負荷用作動特性へと制御し、全負荷運転が要求されたときに、前記スロットル制御手段は、前記吸気弁の作動特性が前記高負荷用作動特性となってから前記スロットル弁を全開とする制御を開始することを特徴とする。 Therefore, the present invention provides an intake air amount control device for an engine having a throttle valve disposed in an intake passage and a variable valve mechanism that varies the operating characteristics of the intake valve, the target torque of the engine A target intake air amount calculating means for calculating a target intake air amount that is a substantial cylinder intake air amount; an intake valve operating characteristic control means for controlling an operation characteristic of the intake valve based on the calculated target intake air amount; A throttle control that calculates an actual intake air amount that is an actual cylinder intake air amount based on the operating characteristics of the intake valve, and that controls opening and closing of the throttle valve based on the calculated actual intake air amount and the target intake air amount The intake valve operating characteristic control means is configured to change the intake valve operating characteristic in the predetermined high load region regardless of the target intake air amount. Controls to preset high load operating characteristics as the operating characteristic to be set in a high load region of, when the full-load operation is requested, the throttle control means, operating characteristics of the intake valve is the The control for fully opening the throttle valve is started after the operating characteristic for high load is reached .

本発明によれば、吸気弁の作動特性による吸入空気量制御を基本としつつ、その誤差分についてはスロットル弁の制御によって補うことができるので、高精度な吸入空気量制御が実現できる。特に、吸気弁作動特性手段は、高負荷領域においては、目標吸入空気量にかかわらず、該高負荷領域で設定されるべき高負荷用作動特性（例えば、全負荷運転時に設定されるべき作動特性、すなわち、（最高）出力性能を確保するための作動特性が該当する）へと制御するので、吸気脈動や温度の影響によって生じる目標作動特性の算出誤差（作動特性制御の誤差）を回避して、高負荷領域において所期の出力を確保することができる。また、スロットル弁は、目標吸入空気量と実吸入空気量とに基づいて、例えばその偏差をなくすように制御されるので、吸気弁作動特性制御を切り換えた場合であっても、トルク段差の発生を抑制しトルクリニアリティを確保できる。   According to the present invention, the intake air amount control based on the operation characteristics of the intake valve is basically used, and the error can be compensated by the control of the throttle valve, so that highly accurate intake air amount control can be realized. In particular, the intake valve operating characteristic means has a high load operating characteristic to be set in the high load area (for example, an operating characteristic to be set in full load operation) regardless of the target intake air amount in the high load area. In other words, the operation characteristics to ensure the (maximum) output performance fall under control), avoiding the calculation error of the target operation characteristics (operation characteristic control errors) caused by the influence of intake pulsation and temperature. The desired output can be secured in the high load region. Further, the throttle valve is controlled so as to eliminate, for example, the deviation based on the target intake air amount and the actual intake air amount, so that even if the intake valve operation characteristic control is switched, a torque step is generated. And torque linearity can be secured.

ここで、全負荷運転が要求されると、通常はスロットル弁が直ちに全開に制御されることになるが、本発明では、吸気弁の作動特性が高負荷用作動特性（全負荷用作動特性）になるのを待ってからスロットル弁を全開とするように構成する。このようにすると、吸気弁の作動特性は、全負荷運転の要求とともに高負荷用作動特性への制御が開始されることになるが、該高負荷用作動特性となるまでの間は、実吸入空気量と目標吸入空気量とに基づいてスロットル弁が制御されることとなり、吸気弁の作動特性の過渡的な変化（すなわち、吸気弁作動特性制御の切り換え）に対するトルク精度やトルクリニアリティをスロットル制御で補償しつつ、容易かつ確実に全負荷出力を得ることができる（出力性能を保証できる）。   Here, when full load operation is required, the throttle valve is normally controlled to be fully opened. However, in the present invention, the operation characteristic of the intake valve is the high load operation characteristic (full load operation characteristic). The throttle valve is configured to fully open after waiting. As a result, the operation characteristic of the intake valve starts to be controlled to the high load operation characteristic together with the request for full load operation. The throttle valve is controlled based on the air amount and the target intake air amount, and the throttle accuracy is controlled for torque accuracy and torque linearity against transient changes in the intake valve operating characteristics (that is, switching of intake valve operating characteristic control). The full load output can be easily and surely obtained while compensating for the output (output performance can be guaranteed).

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関（エンジン）１の概略構成を示している。
図１において、エンジン１の吸気通路１０１には、吸気上流側から電子制御式のスロットル弁１０２、燃料噴射弁１０３及び吸気弁１０４が配設されている。
スロットル弁１０２は、その開度（スロットル開度）に応じて吸入空気量を制御することが可能である。但し、本実施形態では、主として吸気弁１０４の作動特性を可変（制御）することで吸入空気量を制御することとし、スロットル弁１０２は補助的に用いるようにしている。燃料噴射弁１０３は、入力される噴射信号によって開弁駆動され、制御された吸入空気量のもとで所定の当量比を達成するのに必要な量の燃料を噴射する。そして、吸気弁１０４が開駆動されることにより、吸入空気及び燃料の混合気が筒内（シリンダ内）に導入される。吸気弁１０４は、その上方に設けられた動弁機構１０５によって開閉駆動される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine (engine) 1 according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, an electronically controlled throttle valve 102, a fuel injection valve 103, and an intake valve 104 are disposed in the intake passage 101 of the engine 1 from the intake upstream side.
The throttle valve 102 can control the intake air amount in accordance with its opening (throttle opening). However, in this embodiment, the intake air amount is controlled mainly by changing (controlling) the operating characteristics of the intake valve 104, and the throttle valve 102 is used as an auxiliary. The fuel injection valve 103 is driven to open by an input injection signal, and injects an amount of fuel necessary to achieve a predetermined equivalence ratio under the controlled intake air amount. When the intake valve 104 is driven to open, the mixture of intake air and fuel is introduced into the cylinder (inside the cylinder). The intake valve 104 is driven to open and close by a valve mechanism 105 provided thereabove.

この動弁機構１０５は、図２に示すように、吸気弁１０４のリフト量及び作動角を連続的に変更できるＶＥＬ機構１０５ａと、吸気弁１０４の作動角の中心位相を連続的に変更できるＶＴＣ機構１０５ｂと、を含んで構成されている。
ＶＥＬ機構１０５ａは、図２、３に示すように、クランクシャフトの回転に連動して回転し、気筒列方向に延びる駆動軸１５１と、この駆動軸１５１の外周に相対回転可能に取り付けられ、バルブリフタ１４１を介して吸気弁１０４を開閉駆動する揺動カム１５２と、駆動軸１５１の外周に固定された偏心カム１５３と、この偏心カム１５３に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１５４と、駆動軸１５１と略平行に設けられた制御軸１５５と、この制御軸の外周に偏心して固定された制御カム１５６と、この制御カム１５６に相対回転可能に外嵌し、その一端でリング状リンク１５４と連携（連結）されたロッカアーム１５７と、このロッカアーム１５７の他端と揺動カム１５２とを連携（連結）するロッド状リンク１５８とを含んで構成される。そして、電磁アクチュエータ１６１によってギヤ列１６２を介して制御軸１５５を回転させることにより、ロッカアーム１５７の揺動中心が変化して、吸気弁１０４のリフト量及び作動角を連続的に変化させるものである。 As shown in FIG. 2, the valve mechanism 105 includes a VEL mechanism 105a that can continuously change the lift amount and operating angle of the intake valve 104, and a VTC that can continuously change the center phase of the operating angle of the intake valve 104. And a mechanism 105b.
As shown in FIGS. 2 and 3, the VEL mechanism 105a rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft and is attached to the drive shaft 151 extending in the cylinder row direction and the outer periphery of the drive shaft 151 so as to be relatively rotatable. A swing cam 152 that opens and closes the intake valve 104 via 141, an eccentric cam 153 that is fixed to the outer periphery of the drive shaft 151, a ring-shaped link 154 that is fitted on the eccentric cam 153 so as to be relatively rotatable, and a drive A control shaft 155 provided substantially parallel to the shaft 151, a control cam 156 that is eccentrically fixed to the outer periphery of the control shaft, and an external fitting that is relatively rotatable to the control cam 156, and a ring-shaped link 154 at one end thereof A rocker arm 157 linked (coupled) with the other end of the rocker arm 157 and a rod-shaped link 158 that links (links) the swing cam 152. It is. Then, when the control shaft 155 is rotated by the electromagnetic actuator 161 via the gear train 162, the rocking center of the rocker arm 157 is changed, and the lift amount and the operating angle of the intake valve 104 are continuously changed. .

ＶＴＣ機構１０５ｂは、クランクシャフトに対する駆動軸１５１の回転位相を変化させるものであり、公知の、いわゆるバルブタイミング制御機構を用いることができる。詳細な説明は省略するが、ここでは、クランクシャフトと同期して回転するカムスプロケット１６３と駆動軸１５１との間に中間ギヤを介装してヘリカルギヤ列を形成し、中間ギヤを前後方向（軸方向）に移動させることにより、駆動軸１５１のカムスプロケット１６３（クランクシャフト)に対する回転位相を変化させるようにしている。   The VTC mechanism 105b changes the rotational phase of the drive shaft 151 with respect to the crankshaft, and a known so-called valve timing control mechanism can be used. Although a detailed description is omitted, here, a helical gear train is formed by interposing an intermediate gear between the cam sprocket 163 that rotates in synchronization with the crankshaft and the drive shaft 151, and the intermediate gear is moved in the front-rear direction (axis The rotational phase of the drive shaft 151 with respect to the cam sprocket 163 (crankshaft) is changed.

再び図１に戻って、シリンダヘッドＨには、燃焼室１０９の上部中央に臨ませて点火プラグ１０６が設けられており、この点火プラグ１０６によって、筒内に導入された混合気への点火が行われる。
燃焼排気は、燃焼室１０９から排気弁１０８を介して排気通路１０７に排出され、図示しない排気浄化触媒等によって浄化された後、大気中に放出される。なお、排気弁１０８は、排気側カム軸１１０に設けられた駆動カム１１１によって、その作動角（リフト量）及び作動角の中心位相が一定のまま開閉駆動される。もちろん、吸気弁１０４側と同様の動弁機構（異なる構成のものであってもよい）を設けて、その作動角、リフト及び／又は作動角の中心位相を変更可能としてもよい。 Returning to FIG. 1 again, the cylinder head H is provided with an ignition plug 106 facing the upper center of the combustion chamber 109, and the ignition plug 106 ignites the air-fuel mixture introduced into the cylinder. Done.
The combustion exhaust is discharged from the combustion chamber 109 to the exhaust passage 107 through the exhaust valve 108, purified by an exhaust purification catalyst (not shown) and the like, and then released into the atmosphere. The exhaust valve 108 is driven to open and close by a drive cam 111 provided on the exhaust-side camshaft 110 while the operating angle (lift amount) and the central phase of the operating angle remain constant. Of course, the same valve operating mechanism as that on the intake valve 104 side (may have a different configuration) may be provided so that the operating angle, lift, and / or the center phase of the operating angle can be changed.

マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントローラ（ＥＣＵ）２０１には、アクセル開度（アクセル操作量）ＡＰＯを検出するアクセルセンサ２１１、クランクシャフトの回転位置を検出するクランク角センサ２１２、吸気通路１０１内の圧力（ここでは、吸気コレクタ内圧力であり、以下「吸気圧力」という）Ｐｍを検出する吸気圧力センサ２１３、吸気通路１０１内の温度（すなわち、吸気弁１０４の吸気上流側の空気温度のことであり、以下「吸気温度」という）Ｔｍを検出する吸気温度センサ２１４、及び排気通路１０７内の圧力（以下「排気圧力」という）Ｐｅを検出する排気圧力センサ２１５等の各種センサから検出信号が入力される。なお、エンジン回転速度Ｎｅはクランク角センサ２１２の検出結果に基づいて算出される。   An engine controller (ECU) 201 incorporating a microcomputer includes an accelerator sensor 211 that detects an accelerator opening (accelerator operation amount) APO, a crank angle sensor 212 that detects a rotational position of a crankshaft, and a pressure ( Here, the intake pressure sensor 213 that detects the pressure in the intake collector and hereinafter referred to as “intake pressure”), the temperature in the intake passage 101 (that is, the air temperature upstream of the intake valve 104), Detection signals are input from various sensors such as an intake air temperature sensor 214 for detecting Tm (hereinafter referred to as “intake air temperature”) and an exhaust pressure sensor 215 for detecting pressure in the exhaust passage 107 (hereinafter referred to as “exhaust pressure”) Pe. . The engine rotation speed Ne is calculated based on the detection result of the crank angle sensor 212.

そして、ＥＣＵ２０１は、アクセル開度ＡＰＯやエンジン回転速度Ｎｅ等のエンジン運転条件に基づいて、吸入空気量制御、燃料噴射制御、点火時期制御等のエンジン制御を実行する。
ここで、本実施形態に係る吸入空気量制御の概要を説明する。
本実施形態に係る吸入空気量制御は、アクセル開度ＡＰＯ及びエンジン回転速度Ｎｅ等のエンジン運転条件に基づいて、エンジン１が発生すべきトルク（以下「目標トルクｔＴｅ」という）を演算し、この目標トルクｔＴｅに基づいて動弁機構１０５及びスロットル弁１０２を作動させるものである。 The ECU 201 executes engine control such as intake air amount control, fuel injection control, and ignition timing control based on engine operating conditions such as the accelerator opening APO and the engine speed Ne.
Here, an overview of intake air amount control according to the present embodiment will be described.
The intake air amount control according to the present embodiment calculates a torque (hereinafter referred to as “target torque tTe”) that the engine 1 should generate based on engine operating conditions such as the accelerator opening APO and the engine speed Ne. The valve operating mechanism 105 and the throttle valve 102 are operated based on the target torque tTe.

より具体的には、目標トルクｔＴｅを達成するのに必要なシリンダ吸入空気量（目標トルク相当のシリンダ吸入空気量）として目標新気量ｔＱｃｙｌを算出し、この目標新気量ｔＱｃｙｌに基づいて吸気弁１０４の目標作動特性を設定して動弁機構１０５を作動させるとともに(以下、これを「吸気弁作動特性制御」という）、吸気弁１０４の作動特性に基づいて実際のシリンダ吸入空気量ｒＱｃｙｌを算出（予測）し、この実シリンダ吸入空気量（実新気量）ｒＱｃｙｌの目標新気量ｔＱｃｙｌに対する偏差ΔＱｃｙｌ（＝ｔＱｃｙｌ−ｒＱｃｙｌ）を減少させる方向（０となるように）にスロットル弁１０２を作動させる（吸気圧力Ｐｍを調整する）ものである（以下、これを「スロットル制御」という）。なお、スロットル弁１０２は、吸気通路内に所定の負圧を発生させる場合にもその開度が制御されるようになっている。   More specifically, the target fresh air amount tQcyl is calculated as the cylinder intake air amount (cylinder intake air amount corresponding to the target torque) necessary to achieve the target torque tTe, and the intake air based on the target fresh air amount tQcyl. The target operating characteristic of the valve 104 is set to operate the valve mechanism 105 (hereinafter referred to as “intake valve operating characteristic control”), and the actual cylinder intake air amount rQcyl is set based on the operating characteristic of the intake valve 104. Calculate (predict) the throttle valve 102 in such a direction that the deviation ΔQcyl (= tQcyl−rQcyl) of the actual cylinder intake air amount (actual fresh air amount) rQcyl with respect to the target fresh air amount tQcyl is reduced (to be 0). It operates (adjusts the intake pressure Pm) (hereinafter referred to as “throttle control”). The throttle valve 102 is also controlled in its opening degree when a predetermined negative pressure is generated in the intake passage.

そして、吸気弁作動特性制御においては、上述したように、目標トルクｔＴｅ（目標新気量ｔＱｃｙｌ）から算出される目標作動特性へと吸気弁１０４の（実際の）作動特性を制御する「通常時作動特性制御」を基本としつつ、例えば図４のハッチングで示すような所定の高負荷領域（での運転が要求された場合）においては、目標新気量ｔＱｃｙｌにかかわらず、当該所定の高負荷領域で設定されるべき作動特性としてあらかじめ設定された作動特性（以下、これを「高負荷用作動特性」という）へと吸気弁１０４の（実際の）作動特性を制御する「高負荷時作動特性制御」に切り換えるようにしている。なお、ここでいう「目標新気量ｔＱｃｙｌにかかわらず」とは、目標新気量ｔＱｃｙｌを算出することなく又は目標新気量ｔＱｃｙｌを算出してもその算出結果とは無関係にという程度の意味であり、該目標新気量ｔＱｃｙｌに基づく「通常時作動特性制御」と区別するための表現である。また、「所定の高負荷領域」とは、基本的には、全負荷運転（全開運転又はＷＯＴ運転という場合もある）領域及びその近傍の運転領域（その範囲は任意に設定される）のことをいう。   In the intake valve operation characteristic control, as described above, the (actual) operation characteristic of the intake valve 104 is controlled to the target operation characteristic calculated from the target torque tTe (target fresh air amount tQcyl). For example, in a predetermined high load region (when operation is requested in the hatched state shown in FIG. 4), the predetermined high load is applied regardless of the target fresh air amount tQcyl. “High load operating characteristics” for controlling the (actual) operating characteristics of the intake valve 104 to preset operating characteristics (hereinafter referred to as “high load operating characteristics”) as operating characteristics to be set in the region It is switched to “control”. Here, “regardless of the target fresh air amount tQcyl” means that the target fresh air amount tQcyl is not calculated or even if the target fresh air amount tQcyl is calculated, regardless of the calculation result. It is an expression for distinguishing from “normal operation characteristic control” based on the target fresh air amount tQcyl. In addition, the “predetermined high load region” basically means a full load operation (sometimes referred to as a fully open operation or a WOT operation) region and an operation region in the vicinity thereof (the range is arbitrarily set). Say.

このように、（要求される）運転領域に応じて吸気弁作動特性制御を切り換えるようにしたのは、次のような理由による。すなわち、上記通常時作動特性制御において、目標トルクｔＴｅ（目標新気量ｔＱｃｙｌ）から算出される目標作動特性は、その算出過程で吸気脈動や熱（温度）等の影響を受けて演算誤差が生じ易い場合があり、その結果、吸気弁１０４の作動特性を算出された目標作動特性へと制御したとしても、高負荷領域において所期の出力（トルク）を実現できない（不足する）可能性がある（すなわち、全負荷出力を発生できず、出力性能を保証できなくなる可能性がある）。一方、所期の出力（特に全負荷出力）を確保するための作動特性はあらかじめ求めることができる（又は、あらかじめ決定されている）ことから、高負荷領域で設定されるべき作動特性をあらかじめ「高負荷用作動特性」として記憶しておき、高負荷領域では（高負荷領域における運転が要求されたときには）、この「高負荷用作動特性」を吸気弁１０４の目標作動特性とすることで、容易かつ確実に高負荷領域での出力を確保（出力性能を保証）できることになる。そのため、本実施形態では、吸気弁作動特性制御を運転領域に応じて切り換えるようにしたのである。   Thus, the reason why the intake valve operation characteristic control is switched according to the (required) operating region is as follows. That is, in the normal operation characteristic control, the target operation characteristic calculated from the target torque tTe (target fresh air amount tQcyl) is affected by intake pulsation, heat (temperature), and the like in the calculation process, resulting in a calculation error. As a result, even if the operating characteristic of the intake valve 104 is controlled to the calculated target operating characteristic, the desired output (torque) may not be realized (insufficient) in a high load region. (In other words, full-load output cannot be generated, and output performance may not be guaranteed). On the other hand, since the operating characteristics for ensuring the desired output (especially full load output) can be obtained in advance (or determined in advance), the operating characteristics to be set in the high load region are set in advance. It is stored as “high load operation characteristic”, and in the high load region (when operation in the high load region is requested), this “high load operation characteristic” is set as the target operation characteristic of the intake valve 104, The output in the high load area can be secured easily (guaranteed output performance) easily and reliably. Therefore, in the present embodiment, the intake valve operation characteristic control is switched according to the operation region.

なお、本実施形態では、「高負荷用作動特性」として全負荷運転時に設定されるべき作動特性（すなわち、全負荷出力を発生するための作動特性であり「全負荷用作動特性」ともいう）を用いている。これは、エンジンに要求される出力を確保する（最高出力を発生させる）ために決定されている値であることから、出力性能を確実に保証できるとともに、その設定が容易だからである。このため、本実施形態においては、「高負荷用作動特性」というときは「全負荷用作動特性」を意味することになるが、「高負荷用作動特性」と「全負荷用作動特性」とを別々に設定してもよいことから便宜上２つの表現を用いるようにしている。   In the present embodiment, the “high load operation characteristic” is an operation characteristic to be set during full load operation (that is, an operation characteristic for generating a full load output, also referred to as “full load operation characteristic”). Is used. This is because it is a value determined to ensure the output required for the engine (to generate the maximum output), so that the output performance can be reliably guaranteed and the setting is easy. For this reason, in this embodiment, “high load operation characteristics” means “full load operation characteristics”, but “high load operation characteristics” and “full load operation characteristics” For convenience, two expressions are used.

ところで、所定の高負荷領域の中でも、特に全負荷運転が要求されたときには、一般にスロットル弁１０２は全開（最大開度）に制御されることになる。
しかし、全負荷運転の要求があると同時に、吸気弁１０４を高負荷用作動特性にする制御と、スロットル弁１０２を全開にする制御との両方が行われてしまうと、移行中の過渡的なトルク精度やトルククリニアリティを確保することができなくなってしまう。 By the way, the throttle valve 102 is generally controlled to be fully opened (maximum opening) when a full load operation is required in a predetermined high load region.
However, if there is a request for full-load operation and at the same time both control for making the intake valve 104 operating characteristics for high load and control for fully opening the throttle valve 102 are performed, a transitional state during the transition will occur. It becomes impossible to ensure torque accuracy and torque clinality.

そこで、本実施形態では、そのような事態を回避するために次のような制御を行う。すなわち、スロットル制御に関し、全負荷運転が要求されたときでも、直ちにスロットル弁１０２を全開に制御するのではなく、それまでと同様のスロットル制御を継続し、まずは吸気弁１０４の作動特性を高負荷用作動特性（本実施形態では、全負荷用作動特性のことである。以下同じ）へと制御する。そして、吸気弁１０４の作動特性が高負荷用作動特性となってから、スロットル弁１０２を全開に制御するようにしている（すなわち、まず吸気弁作動特性制御の切り換えを行って、その切り換えが完了してからスロットル全開制御を行うようにする）。これにより、吸気弁１０４の作動特性が高負荷用作動特性へと変化している間のトルク精度やトルクリニアリティをスロットル制御によって補償しつつ、全負荷出力を確保するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the following control is performed in order to avoid such a situation. That is, regarding the throttle control, even when full load operation is required, the throttle valve 102 is not immediately opened fully, but the same throttle control as before is continued. Operation characteristics (in this embodiment, the operation characteristics for full load, the same applies hereinafter). Then, after the operating characteristic of the intake valve 104 becomes the operating characteristic for high load, the throttle valve 102 is controlled to be fully opened (that is, the switching of the intake valve operating characteristic control is first performed to complete the switching). Then, throttle full open control is performed). Thus, the full load output is ensured while compensating for the torque accuracy and torque linearity by the throttle control while the operation characteristic of the intake valve 104 is changed to the operation characteristic for high load.

以下、本実施形態に係る吸入空気量制御（すなわち、「吸気弁作動特性制御」及び「スロットル制御」）を詳細に説明していくが、これに先立って後述する演算処理（目標作動特性の設定）で用いる値について、図５を参照して説明しておく。
図５は、（ａ）吸気弁１０４及び排気弁１０８の作動特性（リフト量をそれぞれＶＬＩＦＴｉ、ＶＬＩＦＴｅと記す）、（ｂ）シリンダ内圧力Ｐｃ（吸気圧力Ｐｍ、排気圧力Ｐｅ）、及び（ｃ）単位クランク角（ＣＡ）当たりのシリンダ吸入空気量ＤＬＴＱの関係を示している。 Hereinafter, the intake air amount control (that is, “intake valve operation characteristic control” and “throttle control”) according to this embodiment will be described in detail. Prior to this, calculation processing (setting of target operation characteristics) will be described later. ) Will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows (a) operating characteristics of the intake valve 104 and the exhaust valve 108 (lift amounts are denoted as VLIFTi and VLIFTe, respectively), (b) in-cylinder pressure Pc (intake pressure Pm, exhaust pressure Pe), and (c). The relationship between the cylinder intake air amount DLTQ per unit crank angle (CA) is shown.

図５に示すように、本実施形態においては、シリンダ内圧力Ｐｃが低下して吸気圧力Ｐｍに一致する点（つまり、実際の吸気行程開始時期）を「実効上死点ＴＤＣＲ」と、シリンダ内において吸入空気の圧縮が実質的に開始される点（つまり、実際の吸気行程終了点）を「実効閉時期ＩＶＣＲ」と、吸気弁１０４のリフト量と排気弁１０８のリフト量とが一致する点（つまり、オーバーラップ中心）におけるクランク角を「オーバーラップ中心角ＯＶＬＣＴＲ」と、上記「実効上死点ＴＤＣＲ」の「オーバーラップ中心角ＯＶＬＣＮＴ」からのオフセット量を「上死点オフセット量ＴＤＣＯＦＳ」と、上記「実効閉時期ＩＶＣＲ」の（設定上の）吸気弁閉時期ＩＶＣからのオフセット量を「ＩＶＣオフセット量ＩＶＣＯＦＳ」としている。   As shown in FIG. 5, in this embodiment, the point where the cylinder pressure Pc decreases and matches the intake pressure Pm (that is, the actual intake stroke start timing) is defined as “effective top dead center TDCR” The point at which the compression of the intake air is substantially started (that is, the actual intake stroke end point) is the point at which the lift amount of the intake valve 104 and the lift amount of the exhaust valve 108 coincide with each other. The crank angle at (that is, the overlap center) is “overlap center angle OVLCTR”, and the offset amount of “effective top dead center TDCR” from “overlap center angle OVLCNT” is “top dead center offset amount TDCOFS”. The offset amount from the intake valve closing timing IVC (on the setting) of the “effective closing timing IVCR” is set as “IVC offset amount IVCOFS”.

まず、吸気弁作動特性制御について説明する。
図６は、本実施形態に係る吸気弁作動特性制御のフローを示している。
図６において、Ｓ１１では、アクセル開度ＡＰＯやエンジン回転速度Ｎｅ等のエンジン運転条件を読込む。
Ｓ１２では、読み込んだアクセル開度ＡＰＯ及びエンジン回転速度Ｎｅに基づいて目標トルクｔＴｅを算出する。 First, intake valve operation characteristic control will be described.
FIG. 6 shows a flow of intake valve operation characteristic control according to the present embodiment.
In FIG. 6, in S11, the engine operating conditions such as the accelerator opening APO and the engine speed Ne are read.
In S12, the target torque tTe is calculated based on the accelerator opening APO and the engine speed Ne read.

Ｓ１３では、算出した目標トルクｔＴｅ及びエンジン回転速度Ｎｅに基づいて、図７に示すようなマップを参照して（目標トルク相当の）目標新気量ｔＱｃｙｌを算出する。
Ｓ１４では、所定の高負荷領域であるか（所定の高負荷領域での運転が要求されているか）否かを判定する。かかる判定は、例えば図４に示すようなテーブルを用いて行ってもよいが、本実施形態では、検出したアクセル開度ＡＰＯとあらかじめ設定した高開度側の所定開度ＡＰＯｓと比較することにより行うようにしている。そして、アクセル開度ＡＰＯが所定開度ＡＰＯｓを超えていれば（ＡＰＯ＞ＡＰＯｓ）所定の高負荷領域（すなわち、全負荷運転領域又はこれに近い領域）にあると判断してＳ１５に進む。一方、アクセル開度ＡＰＯが上記所定開度ＡＰＯｓ以下であれば（ＡＰＯ≦ＡＰＯｓ）、所定の高負荷領域にないと判断してＳ１６に進む。 In S13, a target fresh air amount tQcyl (corresponding to the target torque) is calculated based on the calculated target torque tTe and engine rotational speed Ne with reference to a map as shown in FIG.
In S14, it is determined whether it is a predetermined high load region (operation in a predetermined high load region is requested) or not. Such a determination may be made using, for example, a table as shown in FIG. 4, but in the present embodiment, the detected accelerator opening APO is compared with a predetermined opening APOs on the high opening side in advance. Like to do. If the accelerator opening APO exceeds the predetermined opening APOs (APO> APOs), it is determined that the accelerator opening APO is in a predetermined high load region (that is, the full load operation region or a region close thereto), and the process proceeds to S15. On the other hand, if the accelerator opening APO is equal to or less than the predetermined opening APOs (APO ≦ APOs), it is determined that the accelerator opening APO is not in the predetermined high load region and the process proceeds to S16.

Ｓ１５では、「高負荷時作動特性制御」を実行する。すなわち、あらかじめ設定された（記憶した）高負荷用作動特性（作動角θｗｏｔ、開時期ＩＶＯｗｏｔ）を目標作動特性（ｔθｅｖｅｎｔ、ｔＩＶＯ）として動弁機構１０５に出力する。これにより、動弁機構１０５は、高負荷用作動特性となるように、吸気弁１０４の作動特性を制御することになる（通常時作動特性制御から高負荷時作動特性制御に切り換わる）。   In S15, “high load operation characteristic control” is executed. That is, the preset (stored) high load operating characteristics (operating angle θwot, opening timing IVOwot) are output to the valve operating mechanism 105 as target operating characteristics (tθevent, tIVO). As a result, the valve mechanism 105 controls the operation characteristics of the intake valve 104 so that the operation characteristics for the high load are obtained (switching from the normal operation characteristic control to the high load operation characteristic control).

Ｓ１６では、「通常時作動特性制御」を実行する。すなわち、目標新気量ｔＱｃｙｌに基づいて算出した作動特性（目標作動角ｔθｅｖｅｎｔ０、目標開時期ｔＩＶＯ０）を目標作動特性（ｔθｅｖｅｎｔ、ｔＩＶＯ）として動弁機構１０５に出力する。これにより、動弁機構１０５は、目標新気量ｔＱｃｙｌ等に基づいて算出された目標作動特性となるように、吸気弁１０４の作動特性を制御することになる。なお、目標作動特性（目標作動角θｅｖｅｎｔ、目標開時期ｔＩＶＯ）の算出については後述する（図８参照）。   In S16, “normal operation characteristic control” is executed. That is, the operating characteristics (target operating angle tθevent0, target opening timing tIVO0) calculated based on the target fresh air amount tQcyl are output to the valve operating mechanism 105 as target operating characteristics (tθevent, tIVO). As a result, the valve mechanism 105 controls the operation characteristics of the intake valve 104 so that the target operation characteristics calculated based on the target fresh air amount tQcyl and the like are obtained. The calculation of the target operating characteristics (target operating angle θevent, target opening timing tIVO) will be described later (see FIG. 8).

図８は、通常時作動特性制御における目標作動特性（ｔθｅｖｅｎｔ、ｔＩＶＯ）の演算処理を示すブロック図であり、図１６のＳ１６で実行される。
まず、設定した目標新気量ｔＱｃｙｌから吸気脈動分を排除して静的な成分ｔＱｃｙｌ１とする。具体的には、除算部Ｂ１０１、Ｂ１０２は、次式（１）に示すように、目標新気量ｔＱｃｙｌを吸気脈動に伴う吸気温度の変動分の補正係数ＴＲＡＴＥ、及び吸気脈動に伴う吸気圧力の変動分の補正係数ＰＲＡＴＥで除算する。 FIG. 8 is a block diagram showing a calculation process of the target operating characteristics (tθevent, tIVO) in the normal operating characteristics control, and is executed in S16 of FIG.
First, the intake pulsation is excluded from the set target fresh air amount tQcyl to obtain a static component tQcyl1. Specifically, as shown in the following equation (1), the division units B101 and B102 change the target fresh air amount tQcyl to the correction coefficient RATE for the intake air temperature fluctuation accompanying the intake pulsation and the intake pressure accompanying the intake pulsation. Divide by the correction coefficient PRATE for fluctuation.

Figure 0004793043
Figure 0004793043

ここで、上記２つの補正係数ＴＲＡＴＥ（温度補正係数）、ＰＲＡＴＥ（圧力補正係数）について説明する。
吸気弁１０４を通過する単位時間Δｔ当たりの流量ΔＱｃｙｌは、次式（２）のように表すことができる。 Here, the two correction coefficients RATE (temperature correction coefficient) and PRATE (pressure correction coefficient) will be described.
The flow rate ΔQcyl per unit time Δt passing through the intake valve 104 can be expressed as the following equation (2).

Figure 0004793043
Figure 0004793043

但し、Ａは所定クランク角Δθ毎に検出（算出）される吸気弁開口面積であり、Ｒａは空気のガス定数、κは空気の比熱比、Ｐｃはシリンダ内圧力である。
シリンダ吸入空気量Ｑｃｙｌは、吸気行程期間中、上記ΔＱｃｙｌを積分してΣΔＱｃｙｌとして算出される。ΔＱｃｙｌがソニック流のときには、上記式（２）において、吸気脈動による吸気圧力の変動の影響を受けることなく、吸気弁１０４の前後圧力比（すなわち、シリンダ内圧力Ｐｃ／吸気圧力Ｐｍ）が臨界圧力比で固定されるので（後述する固定値ｑＳＯＮＩＣ）、次式（３）に示すように、シリンダ吸入空気量Ｑｃｙｌは、吸気圧力Ｐｍに比例し、吸気温度Ｔｍの平方根の逆数に比例する特性を有する。 However, A is an intake valve opening area detected (calculated) for each predetermined crank angle Δθ, Ra is a gas constant of air, κ is a specific heat ratio of air, and Pc is an in-cylinder pressure.
The cylinder intake air amount Qcyl is calculated as ΣΔQcyl by integrating the ΔQcyl during the intake stroke period. When ΔQcyl is a sonic flow, in the above equation (2), the front-rear pressure ratio of the intake valve 104 (that is, the in-cylinder pressure Pc / the intake pressure Pm) is the critical pressure without being affected by the fluctuation of the intake pressure due to intake pulsation. Since the ratio is fixed (fixed value q SONIC described later), the cylinder intake air amount Qcyl is proportional to the intake pressure Pm and proportional to the reciprocal of the square root of the intake temperature Tm, as shown in the following equation (3). Have

Figure 0004793043
Figure 0004793043

一方、ΔＱｃｙｌが０に近い状態で、準静的にシリンダ容積が変化した場合のシリンダ吸入空気量Ｑｃｙｌは、吸気弁閉時期ＩＶＣにシリンダ内に吸気通路１０１内の空気が充填されたものとした場合の気体の状態方程式より、吸気脈動による吸気圧力変動分ΔＰｍｉｖｃと吸気温度変動分ΔＴｍｉｖｃとを考慮して、次式（４）のように表すことができる。すなわち、シリンダ吸入空気量Ｑｃｙｌは、吸気脈動による変動分を考慮した吸気圧力（Ｐｍ＋ΔＰｍｉｖｃ）に比例し、吸気温度（Ｔｍ＋ΔＴｍｉｖｃ）の逆数に比例する特性を有する。   On the other hand, the cylinder intake air amount Qcyl when the cylinder volume changes quasi-statically in a state where ΔQcyl is close to 0 is that the air in the intake passage 101 is filled in the cylinder at the intake valve closing timing IVC. From the gas state equation in this case, it can be expressed as the following equation (4) in consideration of the intake pressure fluctuation ΔPmivc and the intake air temperature fluctuation ΔTmivc due to the intake pulsation. That is, the cylinder intake air amount Qcyl is proportional to the intake pressure (Pm + ΔPmivc) taking into account the fluctuation due to the intake pulsation, and has a characteristic proportional to the inverse of the intake air temperature (Tm + ΔTmivc).

Figure 0004793043
Figure 0004793043

なお、上記吸気圧力変動分ΔＰｍｉｖｃ及び上記吸気温度変動分ΔＴｍｉｖｃは、図９に示すブロック図により算出される。
図９において、吸気圧力変動分基本値算出部Ｂ２０１は、吸気弁閉時期ＩＶＣと吸気弁開時期ＩＶＯとの偏差（ＩＶＣ−ＩＶＯ）、及びエンジン回転速度Ｎｅに基づいて、図に示すようなマップを参照して吸気圧力変動分基本値ΔＰｍｉｖｃ０を算出する。そして、乗算部Ｂ２０２において、吸気圧力変動分基本値ΔＰｍｉｖｃ０に、吸気圧力Ｐｍを大気圧Ｐａｔｍで除算した圧力比（Ｐｍ／Ｐａｔｍ）を乗算することで吸気圧力変動分ΔＰｍｉｖｃとする。また、吸気温度変動分基本値算出部Ｂ２０３は、同じく上記偏差（ＩＶＣ−ＩＶＯ）及びエンジン回転速度Ｎｅに基づいて、図に示すようなマップを参照して吸気温度変動分基本値ΔＴｍｉｖｃ０を算出する。そして、乗算部Ｂ２０４において、吸気温度変動分基本値ΔＴｍｉｖｃ０に、上記圧力比（Ｐｍ／Ｐａｔｍ）を乗算することで吸気温度変動分ΔＴｍｉｖｃとする。 The intake pressure fluctuation ΔPmivc and the intake temperature fluctuation ΔTmivc are calculated from the block diagram shown in FIG.
In FIG. 9, the intake pressure fluctuation basic value calculation unit B201 is based on the deviation (IVC-IVO) between the intake valve closing timing IVC and the intake valve opening timing IVO, and the engine speed Ne as shown in the figure. , The intake pressure fluctuation basic value ΔPmivc0 is calculated. Then, the multiplier B202 multiplies the intake pressure fluctuation basic value ΔPmivc0 by the pressure ratio (Pm / Patm) obtained by dividing the intake pressure Pm by the atmospheric pressure Patm to obtain the intake pressure fluctuation ΔPmivc. Further, the intake air temperature fluctuation basic value calculation unit B203 similarly calculates an intake air temperature fluctuation basic value ΔTmivc0 by referring to a map as shown in the figure based on the deviation (IVC-IVO) and the engine speed Ne. . Then, in the multiplication unit B204, the intake air temperature variation ΔTmivc0 is multiplied by the pressure ratio (Pm / Patm) to obtain the intake air temperature variation ΔTmivc0.

ここで、式（３）で表されるソニック流状態から式（４）で表される準静的変化状態に移行するにつれて、吸気脈動による変動分が大きくなることを反映させるための第１の補正係数Ｋ１と、式（３）で表されるソニック流状態と式（４）で表される準静的変化状態とを滑らかに繋ぐための第２の補正係数Ｋ２を設定して、全領域に対応したＱｃｙｌの一般式を次式（５）のように設定する。   Here, a first change is made to reflect that the fluctuation due to the intake pulsation increases as the sonic flow state represented by the equation (3) shifts to the quasi-static change state represented by the equation (4). A second correction coefficient K2 for smoothly connecting the correction coefficient K1, the sonic flow state represented by the expression (3) and the quasi-static change state represented by the expression (4) is set, and the entire region The general formula of Qcyl corresponding to is set as the following formula (5).

Figure 0004793043
Figure 0004793043

一方、吸気脈動を考慮しない場合のシリンダ吸入空気量（すなわち、吸気脈動分を排除した静的な成分）Ｑｃｙｌ１の一般式は次式（６）と表すことができるから、   On the other hand, since the general expression of the cylinder intake air amount (that is, the static component excluding the intake pulsation) Qcyl1 when the intake pulsation is not taken into consideration can be expressed as the following expression (6).

Figure 0004793043
Figure 0004793043

上記式（５）及び（６）より、次式（７）を得る。   From the above equations (5) and (6), the following equation (7) is obtained.

Figure 0004793043
Figure 0004793043

ここで、（Ｐｍ＋Ｋ１・ΔＰｍｉｖｃ）／（Ｐｍ＋ΔＰｍｉｖｃ）を吸気圧力変動分に伴う補正分（圧力補正係数）ＰＲＡＴＥに設定し、
（Ｔｍ＋Ｋ１・ΔＴｍｉｖｃ）−１／（２−Ｋ２）／（Ｔｍ＋ΔＴｍｉｖｃ）−１／（２−Ｋ２）を吸気温度変動分に伴う補正分（温度補正係数）ＴＲＡＴＥに設定すれば、上記式（７）は次式（８）のように表すことができ、これにより目標新気量ｔＱｃｙｌに関する上記式（１）を得ることができる。 Here, (Pm + K1 · ΔPmivc) / (Pm + ΔPmivc) is set to the correction amount (pressure correction coefficient) PRATE associated with the intake pressure fluctuation amount,
When (Tm + K1 · ΔTmivc) −1 / (2−K2) / (Tm + ΔTmivc) −1 / (2−K2) is set to the correction amount (temperature correction coefficient) RATE associated with the intake air temperature variation, the above equation (7) Can be expressed as the following equation (8), whereby the above equation (1) relating to the target fresh air amount tQcyl can be obtained.

Figure 0004793043
Figure 0004793043

図８に戻って、加算部Ｂ１０３は、次式（９）に示すように、上記静的な成分ｔＱｃｙｌ１に対して、目標吹き返しガス量（目標残留ガス量）ｔＱＩＦＢを加算して、実際にシリンダ内に吸い込まれるガス量に相当する目標シリンダ吸入空気量ｔＱｃｙｌ０とする。なお、ここで加算される目標吹き返しガス量ｔＱＩＦＢは、例えばエンジン運転条件に応じて設定されるものである。 Returning to FIG. 8, the adding unit B103 adds the target blowback gas amount (target residual gas amount) tQ IFB to the static component tQcyl1 as shown in the following equation (9), and actually A target cylinder intake air amount tQcyl0 corresponding to the amount of gas sucked into the cylinder is set. Note that the target blowback gas amount tQ IFB added here is set in accordance with, for example, engine operating conditions.

Figure 0004793043
Figure 0004793043

次に、除算部Ｂ１０４は、上記目標シリンダ吸入空気量ｔＱｃｙｌ０を最大吸入空気量ＱＭＡＸで除算し、次の変換部Ｂ１０５では、図に示すようなテーブルを用いて、除算部Ｂ１０４の算出結果、すなわち（ｔＱｃｙｌ０／ＱＭＡＸ）を（ソニック吸入空気量ＱＤ／ＱＭＡＸ）に変換する。
ここで、ソニック吸入空気量ＱＤ、最大吸入空気量ＱＭＡＸ、及び（ＱＤ／ＱＭＡＸ）と（Ｑｃｙｌ／ＱＭＡＸ）との関係について説明する。 Next, the division unit B104 is the target cylinder intake air quantity tQcyl0 divided by the maximum intake air quantity Q MAX, the next conversion unit B 105, using a table as shown in FIG., The division unit B104 calculation result, that converting the (tQcyl0 / Q MAX) in (sonic intake air quantity Q D / Q MAX).
Here, the relationship between the sonic intake air amount Q D , the maximum intake air amount Q MAX , and (Q D / Q MAX ) and (Qcyl / Q MAX ) will be described.

ソニック吸入空気量ＱＤは、吸気弁１０４の作動特性に応じた開口面積でソニック流として吸入した場合のシリンダ吸入空気量であり、次式（１０）、（１１）で算出される。 Sonic intake air quantity Q D is the cylinder intake air amount when inhaled as a sonic flow with an opening area corresponding to the operating characteristic of intake valve 104, the following equation (10) is calculated by (11).

Figure 0004793043
Figure 0004793043

但し、（ΣＡ）は所定クランク角Δθ毎に検出（算出）される吸気弁開口面積の積分値（総開口面積）である。また、Δｔは所定クランク角Δθを時間換算した値であり、ここではΔｔ＝Δθ／（６・Ｎｅ）の演算式によって算出される。
また、吸気弁１０４を通過する吸入空気がソニック流の場合、吸気弁１０４の前後圧力比（Ｐｃ／Ｐｍ）は、常に臨界圧力比（＝｛２／（κ＋１）｝（κ／κ−１））を示すことになるので固定値（定数）ｑＳＯＮＩＣとなる。よって、上記式（１０）は、次式（１１）で表すことができ、本実施形態ではこれを用いる。 However, (ΣA) is an integral value (total opening area) of the intake valve opening area detected (calculated) for each predetermined crank angle Δθ. Δt is a value obtained by time-converting the predetermined crank angle Δθ, and is calculated by an arithmetic expression of Δt = Δθ / (6 · Ne) here.
When the intake air passing through the intake valve 104 is sonic, the front-rear pressure ratio (Pc / Pm) of the intake valve 104 is always the critical pressure ratio (= {2 / (κ + 1)} (κ / κ−1) ), A fixed value (constant) q SONIC . Therefore, the above equation (10) can be expressed by the following equation (11), which is used in the present embodiment.

Figure 0004793043
Figure 0004793043

かかるソニック吸入空気量ＱＤは、具体的には、図１０に示すブロック図により算出される。図１０において、総開口面積算出部Ｂ２１１は、吸気弁開時期ＩＶＯ及び吸気弁閉時期ＩＶＣから吸気弁１０４の作動特性（開閉時期及びリフト量）を把握するとともに、オーバーラップ中心角ＯＶＬＣＮＴ及び上死点オフセット量ＴＤＣＯＦＳから実効上死点ＴＤＣＲを算出し、この実効上死点ＴＤＣＲから吸気弁閉時期ＩＶＣまでの吸気弁１０４開期間中における単位クランク角（Δθ）毎の吸気弁開口面積Ａを上記把握した作動特性から算出し、各算出値を積算して総開口面積（ΣＡ）とする。 Such sonic intake air quantity Q D is specifically calculated by the block diagram shown in FIG. 10. In FIG. 10, the total opening area calculation unit B211 grasps the operation characteristics (opening / closing timing and lift amount) of the intake valve 104 from the intake valve opening timing IVO and the intake valve closing timing IVC, as well as the overlap center angle OVLCNT and top dead. The effective top dead center TDCR is calculated from the point offset amount TDCOFS, and the intake valve opening area A for each unit crank angle (Δθ) during the intake valve 104 opening period from the effective top dead center TDCR to the intake valve closing timing IVC is calculated as described above. Calculated from the grasped operating characteristics, and the calculated values are integrated to obtain the total opening area (ΣA).

ここで、上死点オフセット量ＴＤＣＯＦＳは、エンジン回転速度Ｎｅ及びオーバーラップ中心ＯＶＬＣＴＲに対するオーバーラップ開口面積ＯＶＬＡ（＝吸気弁開口面積＝排気弁開口面積）に基づいて、図１１に示すようなマップを参照して算出する。上死点オフセット量ＴＤＣＯＦＳは、エンジン回転速度Ｎｅが高く、オーバーラップ開口面積ＯＶＬＡが小さいほど大きくなる特性を有しており、また、図１２に示すように、オーバーラップ開口面積ＯＶＬＡは、オーバーラップ中心角ＯＶＬＣＴＲが小さいほど（進角側にあるほど）大きくなる特性を有している。   Here, the top dead center offset amount TDCOFS is calculated based on the engine speed Ne and the overlap opening area OVLA with respect to the overlap center OVLCTR (= intake valve opening area = exhaust valve opening area) as shown in FIG. Calculate with reference. The top dead center offset amount TDCOFS has a characteristic that it increases as the engine speed Ne increases and the overlap opening area OVLA decreases. As shown in FIG. 12, the overlap opening area OVLA is equal to the overlap opening area OVLA. The smaller the central angle OVLCTR (the closer to the advance side), the larger the characteristic.

乗算部Ｂ２１２は、吸気温度Ｔｍと空気のガス定数Ｒａとを乗算し、変換部Ｂ２１３は、図に示すようなテーブルを検索して乗算部Ｂ２１２の算出結果（Ｒａ・Ｔｍ）をその平方根｛√（Ｒａ・Ｔｍ）｝に変換する。さらに、除算部Ｂ２１４は、吸気圧力Ｐｍを前記平方根｛√（Ｒａ・Ｔｍ）｝で除算し、乗算部Ｂ２１５は、除算部Ｂ２１４の算出結果に定数ｑＳＯＮＩＣを乗算する（｛Ｐｍ・ｑＳＯＮＩＣ／（√（Ｒａ・Ｔｍ）｝）。 The multiplication unit B212 multiplies the intake air temperature Tm and the air gas constant Ra, and the conversion unit B213 searches a table as shown in the figure and obtains the calculation result (Ra · Tm) of the multiplication unit B212 by its square root {√ (Ra · Tm)}. Further, the division unit B214 divides the intake pressure Pm by the square root {√ (Ra · Tm)}, and the multiplication unit B215 multiplies the calculation result of the division unit B214 by a constant q SONIC ({Pm · q SONIC / (√ (Ra · Tm)}).

そして、乗算部Ｂ２１６は、総開口面積演算部Ｂ２１１の算出結果（ΣＡ）に乗算部Ｂ２１５の算出結果（｛Ｐｍ・ｑＳＯＮＩＣ／√（Ｒａ・Ｔｍ）｝を乗算し、乗算部Ｂ２１７は、さらに積分間隔時間Δｔ１｛＝Δθ／（６・Ｎｅ）｝を乗算する。これにより、上記（１１）式に示すソニック吸入空気量ＱＤが算出される。
一方、最大吸入空気量ＱＭＡＸは、吸気行程開始から終了までのシリンダ行程容積を吸気弁１０４上流側の（吸気）状態で充填した場合のシリンダ吸入空気量であり、次式（１２）で算出される。 The multiplication unit B216 multiplies the calculation result (ΣA) of the total opening area calculation unit B211 by the calculation result of the multiplication unit B215 ({Pm · qSONIC / √ (Ra · Tm)}), and the multiplication unit B217 further integrates Multiplying by the interval time Δt1 {= Δθ / (6 · Ne)}, the sonic intake air amount Q D shown in the above equation (11) is calculated.
On the other hand, the maximum intake air amount Q MAX is the cylinder intake air amount when the cylinder stroke volume from the start to the end of the intake stroke is filled in the (intake) state upstream of the intake valve 104, and is calculated by the following equation (12). Is done.

Figure 0004793043
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但し、ＶＩＶＣは吸気弁閉弁時におけるシリンダ容積であり、ＶＴＤＣは上死点におけるシリンダ容積である。ところで、静的に見れば、上記式（１２）に示すように、吸気弁閉時期におけるシリンダ容積から上死点におけるシリンダ容積を減算した値が（シリンダ）行程容積になるのであるが、上述したように、実際には、実効上死点ＴＤＣＲが吸気行程開始時期（点）であり、実効閉時期ＩＶＣＲが吸気行程終了時期（点）となっている。そのため、本実施形態では、次式（１３）に示すように、上記式（１２）における吸気弁閉弁時シリンダ容積ＶＩＶＣに代えて実効閉時期ＩＶＣＲにおけるシリンダ容積（以下「実効閉時期シリンダ容積」という）ＶＩＶＣＲを、上死点シリンダ容積ＶＴＤＣに代えて実効上死点ＴＤＣＲにおけるシリンダ容積（以下「実効上死点シリンダ容積」という）ＶＴＤＣＲを採用するようにしている。   However, VIVC is the cylinder volume when the intake valve is closed, and VTDC is the cylinder volume at the top dead center. By the way, as viewed statically, as shown in the above equation (12), the value obtained by subtracting the cylinder volume at the top dead center from the cylinder volume at the intake valve closing timing is the (cylinder) stroke volume. Thus, in practice, the effective top dead center TDCR is the intake stroke start timing (point), and the effective close timing IVCR is the intake stroke end timing (point). Therefore, in this embodiment, as shown in the following equation (13), instead of the intake valve closing cylinder volume VIVC in the above equation (12), the cylinder volume at the effective closing timing IVCR (hereinafter referred to as “effective closing timing cylinder volume”). For VIVCR, instead of the top dead center cylinder volume VTDC, a cylinder volume at the effective top dead center TDCR (hereinafter referred to as “effective top dead center cylinder volume”) VTDCR is adopted.

Figure 0004793043
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かかる最大吸入空気量ＱＭＡＸは、具体的には、図１３に示すブロック図により算出される。図１３において、実効閉時期演算部Ｂ２２１は、吸気弁閉時期ＩＶＣからＩＶＣオフセット量ＩＶＣＯＦＳを減算して実効閉時期ＩＶＣＲを算出する。ここで、ＩＶＣオフセット量ＩＶＣＯＦＳは、エンジン回転速度Ｎｅ及び吸気弁１０４のリフト量ＶＬＩＦＴｉ（例えば、最大リフト量）に基づいて、図１４に示すようなマップを参照して算出する。ＩＶＣオフセット量ＩＶＣＯＦＳは、エンジン回転速度Ｎｅが高く、リフト量ＶＬＩＦＴｉが小さいほど大きくなる特性を有している。 The maximum intake air amount Q MAX is specifically calculated from the block diagram shown in FIG. In FIG. 13, the effective closing timing calculation unit B221 calculates the effective closing timing IVCR by subtracting the IVC offset amount IVCOFS from the intake valve closing timing IVC. Here, the IVC offset amount IVCOFS is calculated with reference to a map as shown in FIG. 14 based on the engine rotational speed Ne and the lift amount VLIFTi (for example, the maximum lift amount) of the intake valve 104. The IVC offset amount IVCOFS has a characteristic that it increases as the engine rotational speed Ne increases and the lift amount VLIFTi decreases.

実効閉時期シリンダ容積演算部Ｂ２２２は、実効閉時期ＩＶＣＲに基づいて、図に示すようなテーブルを検索して実効閉時期シリンダ容積ＶＩＶＣＲを算出する。ここでは、（設定上の）吸気弁閉時期ＩＶＣからＩＶＣオフセット量ＩＶＣＯＦＳを減算することで実効閉時期ＩＶＣＲを求めているが、これは一例であり、実際の吸気行程終了時期を実効閉時期ＩＶＣＲとして求めることができれば、他の方法で求めてもよい。   The effective closing timing cylinder volume calculating unit B222 calculates an effective closing timing cylinder volume VIVCR by searching a table as shown in the figure based on the effective closing timing IVCR. Here, the effective closing timing IVCR is obtained by subtracting the IVC offset amount IVCOFS from the intake valve closing timing IVC (on the setting). However, this is an example, and the actual intake stroke end timing is determined as the effective closing timing IVCR. As long as it can be obtained, other methods may be used.

一方、実効上死点演算部Ｂ２２３は、オーバーラップ中心角ＯＶＬＣＮＴに上死点オフセット量ＴＤＣＯＦＳ（図１１参照）を加算して実効上死点ＴＤＣＲを算出し、実効上死点シリンダ容積演算部Ｂ２２４は、実効上死点ＩＶＣＲに基づき図に示すようなテーブルを検索して実効上死点シリンダ容積ＶＴＤＣＲを算出する。ここでは、オーバーラップ中心角ＯＶＬＣＴＲに上死点オフセット量ＴＤＣＯＦＳを加算することで実効上死点ＴＤＣＲを求めているが、実効閉時期ＩＶＣＲと同様にこれは一例であり、実際の吸気行程開始時期を実効上死点ＴＤＣＲとして求めることができれば、他の方法で求めてもよい。   On the other hand, the effective top dead center calculator B223 calculates the effective top dead center TDCR by adding the top dead center offset amount TDCOFS (see FIG. 11) to the overlap center angle OVLCNT, and the effective top dead center cylinder volume calculator B224. Searches a table as shown in the figure based on the effective top dead center IVCR to calculate the effective top dead center cylinder volume VTDCR. Here, the effective top dead center TDCR is obtained by adding the top dead center offset amount TDCOFS to the overlap center angle OVLCTR, but this is just an example as with the effective closing timing IVCR, and the actual intake stroke start timing is calculated. May be obtained by another method as long as it can be obtained as the effective top dead center TDCR.

そして、有効行程容積演算部Ｂ２２５は、実効閉時期シリンダ容積ＶＩＶＣＲから実効上死点シリンダ容積ＶＴＤＣＲを減算して実効行程容積（ＶＩＶＣＲ−ＶＴＤＣＲ）を算出し、乗算部Ｂ２２６は、吸気圧力Ｐｍを空気のガス定数Ｒａと吸気温度Ｔｍとの積で除算した｛Ｐｍ／（Ｒａ・Ｔｍ）｝を、実効行程容積（ＶＩＶＣＲ−ＶＴＤＣＲ）に乗算する。これにより、上記（１３）式に示す最大吸入空気量ＱＭＡＸが算出される。 The effective stroke volume calculation unit B225 subtracts the effective top dead center cylinder volume VTDCR from the effective closing timing cylinder volume VIVCR to calculate the effective stroke volume (VIVCR-VTDCR), and the multiplication unit B226 calculates the intake pressure Pm as air. The effective stroke volume (VIVCR-VTDCR) is multiplied by {Pm / (Ra · Tm)} divided by the product of the gas constant Ra and the intake air temperature Tm. Thereby, the maximum intake air amount Q MAX shown in the above equation (13) is calculated.

ここにおいて、吸気弁１０４の作動特性に応じた実際のシリンダ吸入空気量をＱｃｙｌとすると、（ソニック吸入空気量ＱＤ／最大吸入空気量ＱＭＡＸ）と（シリンダ吸入空気量Ｑｃｙｌ／最大吸入空気量ＱＭＡＸ）との間に一義的な関係があることが確認されており、この関係をあらかじめ記憶しておけば、一方の値（例えば、Ｑｃｙｌ／ＱＭＡＸ）に基づいて、これに対応する他方の値（ＱＤ／ＱＭＡＸ）を直ちに求めることができる（すなわち、変換することができる）。かかる関係を示したものが、図８の変換部Ｂ１０５におけるテーブルであり、これにより、図８の除算部Ｂ１０４の算出結果である｛（目標）シリンダ吸入空気量ｔＱｃｙｌ０／最大吸入空気量ＱＭＡＸ｝を｛（目標）ソニック吸入空気量ｔＱＤ／最大吸入空気量ＱＭＡＸ｝へと変換できる。 Here, assuming that the actual cylinder intake air amount according to the operating characteristics of the intake valve 104 is Qcyl, (sonic intake air amount Q D / maximum intake air amount Q MAX ) and (cylinder intake air amount Qcyl / maximum intake air amount) It is confirmed that there is a unique relationship with Q MAX ), and if this relationship is stored in advance, based on one value (for example, Qcyl / Q MAX ), the other corresponding to this (Q D / Q MAX ) can be immediately determined (ie, converted). Shows such a relationship, a table in the conversion unit B105 of FIG. 8, thereby, a calculation result of the division section B104 in Fig. 8 {(target) cylinder intake air quantity TQcyl0 / maximum intake air quantity Q MAX} Can be converted into {(target) sonic intake air amount tQ D / maximum intake air amount Q MAX }.

再び図８に戻って、乗算部Ｂ１０６では、変換部Ｂ１０５からの出力値（ｔＱＤ／ＱＭＡＸ）に最大吸入空気量ＱＭＡＸを乗算して目標ソニック吸入空気量ｔＱＤとする。
ソニック吸入空気量ＱＤは上記式（１１）で表されるから、除算部Ｂ１０７にて、上記目標ソニック吸入空気量ｔＱＤを｛Ｐｍ・ｑＳＯＮＩＣ／√（Ｒａ・Ｔｍ）｝で除算し、除算部Ｂ１０８にて、Δｔ｛＝Δθ／（６／Ｎｅ）｝で除算することで、吸気弁１０４の目標総開口面積（ｔΣＡ）とすることができる。この目標総開口面積（ｔΣＡ）は、目標ソニックｔＱＤを得るための開口面積に相当する。 Returning to FIG. 8 again, the multiplication unit B106 multiplies the output value (tQ D / Q MAX ) from the conversion unit B105 by the maximum intake air amount Q MAX to obtain a target sonic intake air amount tQ D.
Since the sonic intake air amount Q D is expressed by the above equation (11), the division unit B107 divides the target sonic intake air amount tQ D by {Pm · q SONIC / √ (Ra · Tm)} By dividing by Δt {= Δθ / (6 / Ne)} in the division unit B108, the target total opening area (tΣA) of the intake valve 104 can be obtained. The target total opening area (tΣA) corresponds to the opening area for obtaining the target sonic tQ D.

目標作動角設定部Ｂ１０９では、算出した目標総開口面積（ｔΣＡ）をクランク角単位に換算し、図に示すようなテーブルを検索することで基本目標作動角ｔθｅｖｅｎｔ０とする（すなわち、開口面積を作動角に変換する）。なお、基本目標作動角ｔθｅｖｅｎｔ０は、目標総開口面積ｔΣＡが大きいほど、大きな値として設定される。
ところで、上記加算部Ｂ１０３で加算される目標吹き返しガス量ｔＱＩＦＢは、エンジン運転条件に応じて設定されるものであるが、吹き返しガス量ＱＩＦＢは、オーバーラップ中の開口面積を吸気弁開時期ＩＶＣからオーバーラップ中心角ＯＶＬＣＴＲまでの吸気弁開口面積（前半開口面積）の積算値（ΣＡＩＶ）とし、シリンダ内圧力を排気圧力Ｐｅとして次式（１４）のように表すことができるものである。なお、Ｋ３は係数であり、図１５に示すように、エンジン回転速度Ｎｅに比例する１以上の値として設定される。 In the target operating angle setting unit B109, the calculated target total opening area (tΣA) is converted into a crank angle unit, and the basic target operating angle tθevent0 is obtained by searching a table as shown in the figure (that is, the opening area is operated). Convert to corners). The basic target operating angle tθevent0 is set to a larger value as the target total opening area tΣA is larger.
By the way, the target blowback gas amount tQ IFB added by the adding unit B103 is set according to the engine operating conditions, but the blowback gas amount Q IFB is calculated based on the opening area during the overlap. The integrated value (ΣA IV ) of the intake valve opening area (first half opening area) from IVC to the overlap center angle OVLCTR can be expressed as the following expression (14) with the cylinder pressure as the exhaust pressure Pe. . K3 is a coefficient, and is set as a value of 1 or more proportional to the engine speed Ne as shown in FIG.

Figure 0004793043
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したがって、上記式（１４）より、設定された目標吹き返しガス量ｔＱＩＦＢを得る（実現する）ためのオーバーラップ中の目標開口面積｛吸気弁開時期ＩＶＣからオーバーラップ中心角ＯＶＬＣＴＲまでの吸気弁前半開口面積の積算値（ΣＡＩＶ）のことであり、以下「目標ＯＶＬ前半開口面積（ｔΣＡＩＶ）」という｝を求めることができる。
そして、本実施形態において、排気弁１０８の作動特性は一定であるから、上記目標ＯＶＬ前半開口面積（ｔΣＡＩＶ）及び上記基本目標作動角ｔθｅｖｅｎｔ０が求まれば、吸気弁１０４の開時期も決定される。そこで、目標開時期設定部Ｂ１１０において、基本目標作動角ｔθｅｖｅｎｔ０及び目標ＯＶＬ前半開口面積（ｔΣＡＩＶ）に基づいて、図に示すようなマップを参照して基本目標開時期ｔＩＶＯ０を設定する。 Therefore, from the above equation (14), the target opening area during overlap for obtaining (realizing) the set target blowback gas amount tQ IFB {the first half of the intake valve from the intake valve opening timing IVC to the overlap central angle OVLCTR It is the integrated value (ΣA IV ) of the opening area, and can be obtained hereinafter as “target OVL first half opening area (tΣA IV )”.
In this embodiment, since the operating characteristics of the exhaust valve 108 are constant, the opening timing of the intake valve 104 is determined if the target OVL first half opening area (tΣA IV ) and the basic target operating angle tθevent0 are obtained. The Therefore, in the target opening timing setting unit B110, based on the basic target operating angle tθevent0 and the target OVL first half opening area (tΣA IV ), the basic target opening timing tIVO0 is set with reference to a map as shown in the figure.

以上により、通常時作動特性制御における目標作動特性（ｔθｅｖｅｎｔ、ｔＩＶＯ）が設定される（但し、これは一例であり、通常時作動特性制御は、目標新気量ｔＱｃｙｌに基づいて目標作動特性を設定する構成であればよい）。
次に、スロットル制御について説明する。
本実施形態に係るスロットル制御は、エンジン運転条件等により所定の負圧が要求された場合には、当該負圧を発生させるようスロットル弁１０２を動作させるとともに（この場合、上記吸気弁作動特性制御は、当該負圧が発生している状態での基本目標作動特性を算出することになる）、吸気弁１０４の作動特性に基づいて（換言すると、吸気弁１０４によって制御される）実際のシリンダ吸入空気量ｒＱｃｙｌを算出（予測）し、この実シリンダ吸入空気量（実新気量）ｒＱｃｙｌの目標新気量ｔＱｃｙｌに対する偏差ΔＱｃｙｌ（＝ｔＱｃｙｌ−ｒＱｃｙｌ）を減少させる方向に（０とするように）スロットル弁１０２を作動させて吸気圧力Ｐｍを調整するものである。また、特に、全負荷運転が要求されたときであっても、吸気弁１０４の作動特性が高負荷用作動特性に制御されるのを待ってから、スロットル弁１０２を全開とすること（すなわち、直ちに全開としないこと）をその特徴としている。 Thus, the target operation characteristics (tθevent, tIVO) in the normal operation characteristic control are set (however, this is an example, and the normal operation characteristic control sets the target operation characteristic based on the target fresh air amount tQcyl. As long as it is configured to do so).
Next, throttle control will be described.
In the throttle control according to the present embodiment, when a predetermined negative pressure is required due to engine operating conditions or the like, the throttle valve 102 is operated so as to generate the negative pressure (in this case, the intake valve operating characteristic control). Will calculate the basic target operating characteristic in a state where the negative pressure is generated), and actual cylinder suction based on the operating characteristic of the intake valve 104 (in other words, controlled by the intake valve 104) The air amount rQcyl is calculated (predicted), and the deviation ΔQcyl (= tQcyl−rQcyl) of the actual cylinder intake air amount (actual fresh air amount) rQcyl with respect to the target fresh air amount tQcyl is decreased (to be set to 0). The throttle valve 102 is operated to adjust the intake pressure Pm. In particular, even when full load operation is required, the throttle valve 102 is fully opened after waiting for the operation characteristic of the intake valve 104 to be controlled to the high load operation characteristic (that is, Its characteristic is that it should not be fully opened immediately.

図１６は、本実施形態に係るスロットル制御のフローを示している。
図１６において、Ｓ２１では、目標新気量ｔＱｃｙｌを読込む。
Ｓ２２では、吸気弁１０４の作動特性に基づいて実新気量ｒＱｃｙｌを算出する。かかる算出は後述する（図１７参照）。
Ｓ２３では、上記目標新気量ｔＱｃｙｌと上記実新気量ｒＱｃｙｌとの偏差ΔＱｃｙｌを算出する（ΔＱｃｙｌ＝ｔＱｃｙｌ−ｒＱｃｙｌ）。 FIG. 16 shows a flow of throttle control according to the present embodiment.
In FIG. 16, the target fresh air amount tQcyl is read in S21.
In S22, the actual fresh air amount rQcyl is calculated based on the operating characteristics of the intake valve 104. Such calculation will be described later (see FIG. 17).
In S23, a deviation ΔQcyl between the target fresh air amount tQcyl and the actual fresh air amount rQcyl is calculated (ΔQcyl = tQcyl−rQcyl).

Ｓ２４では、全負荷運転が要求されているか否かを判定する。かかる判定は、例えばアクセル開度ＡＰＯが全開（最大開度）となっているか否かにより行う。全負荷運転が要求されていれば（すなわち、アクセル開度ＡＰＯが全開であれば）Ｓ２５に進み、全負荷運転が要求されていなければＳ２７に進む。
Ｓ２５では、吸気弁１０４の作動特性が高負荷用作動特性（全負荷用作動特性）となったか否かを判定する。吸気弁１０４の作動特性が高負荷用作動特性（全負荷用作動特性）となっていれば、Ｓ２６に進み、スロットル弁１０２を全開に制御する（スロットル弁１０２の目標開度として「全開（最大開度）」を設定して「スロットル全開制御」を実行する）。一方、まだ高負荷用作動特性となっていなければＳ２７に進む。 In S24, it is determined whether full load operation is required. This determination is made, for example, based on whether or not the accelerator opening APO is fully open (maximum opening). If full load operation is requested (that is, if the accelerator opening APO is fully open), the process proceeds to S25, and if full load operation is not requested, the process proceeds to S27.
In S25, it is determined whether or not the operating characteristic of the intake valve 104 has become a high-load operating characteristic (full-load operating characteristic). If the operating characteristic of the intake valve 104 is the high-load operating characteristic (full-load operating characteristic), the process proceeds to S26, and the throttle valve 102 is controlled to be fully opened (the target opening of the throttle valve 102 is “fully open (maximum Opening) ”is set and“ throttle fully open control ”is executed). On the other hand, if it is not yet the high load operating characteristic, the process proceeds to S27.

Ｓ２７では、前記偏差ΔＱｃｙｌに応じて、該偏差ΔＱｃｙｌを減少させる方向にスロットル弁１０２を作動させる「通常時スロットル制御」を実行する。
図１７は、実新気量ｒＱｃｙｌの演算処理を示すブロック図であり、図１６のＳ２２で実行される。実新気量ｒＱｃｙｌの算出は、基本的には、上記基本目標作動特性（ｔθｅｖｅｎｔ、ｔＩＶＯ）の設定の逆方向の演算により行う。 In S27, “normal throttle control” is performed in which the throttle valve 102 is operated in a direction to decrease the deviation ΔQcyl in accordance with the deviation ΔQcyl.
FIG. 17 is a block diagram showing the calculation process of the actual fresh air amount rQcyl, and is executed in S22 of FIG. The calculation of the actual fresh air amount rQcyl is basically performed by calculation in the reverse direction of the setting of the basic target operating characteristics (tθevent, tIVO).

図１７において、ＱＤ演算部Ｂ３０１は、吸気弁１０４の作動特性や吸気の状態等に基づいて、ソニック吸入空気量ＱＤを算出する（式（１１）、図１０等参照）。
ＱＭＡＸ演算部Ｂ３０２は、同じく吸気弁１０４の作動特性や吸気の状態等に基づいて、最大吸入空気量ＱＭＡＸを算出する（式（１３）、図１３等参照）。
除算部Ｂ３０３は、ＱＤ演算部Ｂ３０１で算出したソニック吸入空気量ＱＤをＱＭＡＸ演算部Ｂ３０２で算出した最大吸入空気量ＱＭＡＸで除算して（ＱＤ／ＱＭＡＸ）を求める。 In Figure 17, Q D calculation section B301, based on the state or the like operating characteristics and the intake of the intake valve 104, to calculate a sonic intake air quantity Q D (equation (11), see FIG. 10 or the like).
Similarly, the Q MAX calculating unit B302 calculates the maximum intake air amount Q MAX based on the operation characteristics of the intake valve 104, the state of intake air, and the like (see Expression (13), FIG. 13 and the like).
Divider B303 is divided by the maximum intake air quantity Q MAX of the sonic intake air quantity Q D calculated by Q D calculation section B301 calculated by Q MAX operation section B302 obtains the (Q D / Q MAX).

変換部Ｂ３０４は、図に示すようなテーブルを用いて（ＱＤ／ＱＭＡＸ）に対応する（Ｑｃｙｌ／ＱＭＡＸ）を検索する。なお、かかるテーブルは、図８における変換部Ｂ１０５で用いるテーブルと基本的には同じである（Ｘ、Ｙ軸の値を逆にしたものである）。
乗算部Ｂ３０５は、検索した（Ｑｃｙｌ／ＱＭＡＸ）に上記最大吸入空気量ＱＭＡＸを乗算して基本吸入空気量Ｑｃｙｌ０とする。この基本吸入空気量Ｑｃｙｌ０は、現在の吸気弁１０４の作動特性及び吸気の状態で実際にシリンダ内に吸い込まれるガス量に相当する。但し、このガス量には、オーバーラップ期間中に吸気ポートに吹き返された排気が再吸入される分（以下単に「吹き返しガス量」という）ＱＩＦＢも含まれている。 Converting unit B304 retrieves using the table shown in FIG. (Q D / Q MAX) corresponding to the (Qcyl / Q MAX). Note that this table is basically the same as the table used in the conversion unit B105 in FIG. 8 (the values of the X and Y axes are reversed).
Multiplying unit B305 is a basic intake air quantity Qcyl0 the found (Qcyl / Q MAX) by multiplying the maximum intake air quantity Q MAX. This basic intake air amount Qcyl0 corresponds to the actual operating characteristic of the intake valve 104 and the amount of gas actually sucked into the cylinder in the intake state. However, the amount of gas includes Q IFB corresponding to the amount of exhaust that is blown back to the intake port during the overlap period (hereinafter simply referred to as “blow-back gas amount”).

そこで、減算部Ｂ３０６は、上記基本吸入空気量Ｑｃｙｌ０から吹き返しガス量ＱＩＦＢを減算して新気量（シリンダ吸入空気量）Ｑｃｙｌ１とする。なお、吹き返しガス量ＱＩＦＢは、現在の吸気弁１０４の作動特性に基づいて前半開口面積の積算値（ΣＡＩＶ）を求めるとともに排気圧力Ｐｅを検出し、上記式（９）によって算出される。
以上により、基本的には、現在の吸気弁１０４の作動特性及び吸気の状態での新気量（シリンダ吸入空気量）を求めることができるのであるが、以上の演算では、吸気圧力Ｐｍとして、複数回の検出値を平均して吸気脈動による変動を平滑化した値を用いている。ところが、実際には、吸気脈動によって吸気圧Ｐｍが変動すると吸気温度Ｔｍも変動し、これらの変動に伴ってシリンダに吸入される新気量も変動する。また、シリンダに吸入される際に吸気弁１０４を通過することになるが、この吸気弁１０４からの熱を受けて温度上昇し、この（吸気弁１０４の熱に起因する）温度上昇によってもシリンダに吸入される新気量は変動する。 Accordingly, the subtraction unit B306 is fresh air amount by subtracting the amount of gas Q IFB blowback from the basic amount of intake air Qcyl0 (cylinder intake air amount) and Qcyl1. The blow-back gas amount Q IFB is calculated by the above equation (9) by obtaining the integrated value (ΣA IV ) of the first half opening area based on the current operating characteristics of the intake valve 104 and detecting the exhaust pressure Pe.
From the above, basically, the current operating characteristics of the intake valve 104 and the fresh air amount (cylinder intake air amount) in the intake state can be obtained. In the above calculation, the intake pressure Pm is A value obtained by averaging a plurality of detected values and smoothing fluctuations due to intake pulsation is used. However, in actuality, when the intake pressure Pm varies due to the intake pulsation, the intake air temperature Tm also varies, and the amount of fresh air drawn into the cylinder varies with these variations. Further, when it is sucked into the cylinder, it passes through the intake valve 104, but the temperature rises due to heat from the intake valve 104, and the cylinder rises due to the temperature rise (due to the heat of the intake valve 104). The amount of fresh air inhaled varies.

そのため、本実施形態では、上記シリンダ吸入空気量Ｑｃｙｌ１に対して吸気脈動に対する補正を行って新気量（シリンダ吸入空気量）の算出精度を高めるようにしている。
図１７に戻って、圧力補正部Ｂ３０７は、シリンダ吸入空気量Ｑｃｙｌ１に、圧力補正係数算出部ｂ３０７（破線）で算出された圧力補正係数ＰＲＡＴＥを乗算することで吸気脈動による吸気圧力変動分を補正する。なお、圧力補正係数ＰＲＡＴＥは、上記式（７）、（８）に示すように、（Ｐｍ＋Ｋ１・ΔＰｍｉｖｃ）／（Ｐｍ＋ΔＰｍｉｖｃ）で算出されるものであり、具体的には、変換部Ｂ３０４で算出した（Ｑｃｙｌ／Ｑｍａｘ）に基づいて、図に示すようなマップを参照して第１の補正係数Ｋ１を算出し、この第１の補正係数Ｋ１を吸気圧力変動分ΔＰｍｉｖｃに乗算し、さらに吸気圧力Ｐｍを加算して（Ｐｍ＋ｋ１・ΔＰｍｉｖｃ）とし、この値を吸気圧力Ｐｍで除算することで算出する（ｂ３０７参照）。 Therefore, in the present embodiment, correction for the intake pulsation is performed on the cylinder intake air amount Qcyl1 to increase the calculation accuracy of the new air amount (cylinder intake air amount).
Referring back to FIG. 17, the pressure correction unit B307 corrects the intake pressure fluctuation due to the intake pulsation by multiplying the cylinder intake air amount Qcyl1 by the pressure correction coefficient PRATE calculated by the pressure correction coefficient calculation unit b307 (broken line). To do. The pressure correction coefficient PRATE is calculated by (Pm + K1 · ΔPmivc) / (Pm + ΔPmivc) as shown in the above formulas (7) and (8), and specifically, calculated by the conversion unit B304. Based on (Qcyl / Qmax), a first correction coefficient K1 is calculated with reference to a map as shown in the figure, the first correction coefficient K1 is multiplied by the intake pressure fluctuation ΔPmivc, and the intake pressure Pm Is added to obtain (Pm + k1 · ΔPmivc), and this value is divided by the intake pressure Pm (see b307).

次の温度補正部Ｂ３０８は、吸気脈動による吸気圧力変動分を補正したシリンダ吸入空気量（Ｑｃｙｌ１・ＰＲＡＴＥ）に、温度補正係数算出部ｂ３０８（破線）で算出された温度補正係数ＴＲＡＴＥを乗算して吸気脈動による吸気温度変動分を補正する。なお、温度補正係数ＴＲＡＴＥは、上記式（７）、（８）に示すように、（Ｔｍ＋Ｋ１・ΔＴｍｉｖｃ）−１／（２−Ｋ２）／（ΔＴｍ＋ΔＴｍｉｖｃ）−１／（２−Ｋ２）で算出されるものであり、具体的には、第１の補正係数Ｋ１を吸気温度変動分ΔＴｍｉｖｃに乗算し、さらに吸気温度Ｔｍを加算して（Ｔｍ＋Ｋ１・ΔＴｍｉｖｃ）とし、これを吸気温度Ｔｍで除算して基本温度補正係数ＴＲＡＴＥ０とする。また、（Ｑｃｙｌ／Ｑｍａｘ）に基づいて、図に示すようなマップを参照して第２の補正係数Ｋ２を算出する。そして、基本温度補正係数ＴＲＡＴＥ０及び第２の補正係数Ｋ２に基づいて、マップを参照して温度補正係数ＴＲＡＴＥを算出する（ｂ３０８参照）。 The next temperature correction unit B308 multiplies the cylinder intake air amount (Qcyl1 · PRATE) corrected for the intake pressure fluctuation due to the intake pulsation by the temperature correction coefficient RATE calculated by the temperature correction coefficient calculation unit b308 (broken line). Corrects intake air temperature fluctuation due to intake air pulsation. The temperature correction coefficient RATE is calculated by (Tm + K1 · ΔTmivc) −1 / (2-K2) / (ΔTm + ΔTmivc) −1 / (2-K2) as shown in the above formulas (7) and (8). Specifically, the first correction coefficient K1 is multiplied by the intake air temperature variation ΔTmivc, and the intake air temperature Tm is added to obtain (Tm + K1 · ΔTmivc), which is divided by the intake air temperature Tm. The basic temperature correction coefficient is RATE0. Further, based on (Qcyl / Qmax), the second correction coefficient K2 is calculated with reference to a map as shown in the figure. Then, based on the basic temperature correction coefficient RATE0 and the second correction coefficient K2, the temperature correction coefficient RATE is calculated with reference to the map (see b308).

以上のようにして算出されたシリンダ吸入空気量（Ｑｃｙｌ１・ＰＲＡＴＥ・ＴＲＡＴＥ）が上記実新気量ｒＱｃｙｌに相当する。
図１８は、全負荷運転が要求されたときの吸気弁１０４の作動特性及びスロットル弁１０２（の開度）の様子を示している。
吸気弁１０４の作動特性は、（ａ）に示すように、所定の高負荷領域以外の通常運転時においては、エンジン運転条件に基づいて算出される目標トルクｔＴｅ相当のシリンダ吸入空気量（目標新気量）ｔＱｃｙｌに基づいて制御されている。また、スロットル弁１０２の開度は、（ｂ）に示すように、吸気弁１０４の作動特性によって制御される実際のシリンダ吸入空気量（実新気量）ｒＱｃｙｌと目標新気量ｔＱｃｙｌとの偏差ΔＱｃｙｌを０にするように制御されている。 The cylinder intake air amount (Qcyl1 · PRATE · TRATE) calculated as described above corresponds to the actual fresh air amount rQcyl.
FIG. 18 shows the operating characteristics of the intake valve 104 and the state of the throttle valve 102 (the opening thereof) when full load operation is required.
As shown in (a), the operating characteristics of the intake valve 104 are as follows. During normal operation outside the predetermined high load region, the cylinder intake air amount (target new value) corresponding to the target torque tTe calculated based on the engine operating conditions. It is controlled based on (volume) tQcyl. Further, as shown in (b), the opening of the throttle valve 102 is a deviation between the actual cylinder intake air amount (actual fresh air amount) rQcyl controlled by the operating characteristics of the intake valve 104 and the target fresh air amount tQcyl. Control is performed so that ΔQcyl is zero.

ここで、全負荷運転の要求があると（例えばアクセル開度ＡＰＯが所定開度ＡＰＯｓを超えたり、目標トルクｔＴｅが所定の判定トルクＴｅ１を超えたりすると）、吸気弁１０４の目標作動特性として直ちに高負荷用作動特性が設定され（（ａ）の破線参照）、吸気弁作動特性制御が通常時作動特性制御から高負荷時作動特性制御へと切り換わる（時刻ｔ１）。   Here, when there is a request for full load operation (for example, when the accelerator opening APO exceeds the predetermined opening APOs or the target torque tTe exceeds the predetermined determination torque Te1), the target operating characteristic of the intake valve 104 is immediately set. The operation characteristic for high load is set (see the broken line in (a)), and the intake valve operation characteristic control is switched from the normal operation characteristic control to the high load operation characteristic control (time t1).

一方、スロットル弁１０２は、全負荷運転の要求があった場合であっても、吸気弁１０４の作動特性が高負荷用作動特性になるまでの間は、引き続き実新気量ｒＱｃｙｌと目標新気量ｔＱｃｙｌとの偏差ΔＱｃｙｌに基づいて制御される（すなわち、通常時スロットル制御のままである）。
そして、吸気弁１０４の作動特性が高負荷用作動特性に到達すると、スロットル弁１０２の目標開度が全開に設定されて（（ｂ）の破線参照）、スロットル全開制御が実行される（時刻ｔ２）。 On the other hand, the throttle valve 102 continues to have the actual fresh air amount rQcyl and the target fresh air until the operating characteristic of the intake valve 104 becomes the operating characteristic for high load even when there is a request for full load operation. Control is performed based on the deviation ΔQcyl from the amount tQcyl (that is, the throttle control is kept in the normal state).
When the operating characteristic of the intake valve 104 reaches the operating characteristic for high load, the target opening of the throttle valve 102 is set to full open (see the broken line in (b)), and throttle full open control is executed (time t2). ).

以上のような制御により、（ｃ）に示すように、吸気弁作動特性制御の切り換えに伴うトルク段差等は発生せずに、また、トルクリニアリティを確保しつつ全負荷出力（ＷＯＴトルク）を得ることができる（時刻ｔ３）。なお、吸気通路内の負圧（Ｂｏｏｓｔ）は、（ｄ）に示すように、吸気弁１０４が高負荷用作動特性となるまでは（すなわち、時刻ｔ２までは）所定値（例えば−５０ｍｍＨｇ）のまま維持され、その後にスロットル弁１０２が全開となることによって負圧も０となる。   By the control as described above, as shown in (c), a full load output (WOT torque) is obtained without generating a torque step or the like due to switching of the intake valve operation characteristic control and ensuring torque linearity. (Time t3). Note that the negative pressure (Boost) in the intake passage is a predetermined value (for example, −50 mmHg) until the intake valve 104 reaches the high load operation characteristic (that is, until time t2), as shown in FIG. Then, the throttle valve 102 is fully opened and the negative pressure becomes zero.

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
すなわち、吸気弁の作動特性による吸入空気量制御を基本としつつ、その誤差分についてはスロットル弁の（開閉）制御によって補うことができるので、高精度な吸入空気量制御が実現できる。そして、吸気弁作動特性制御においては、基本的に、目標新気量ｔＱｃｙｌに基づく通常時作動特性制御を行う一方、高負荷領域では、目標新気量ｔＱｃｙｌにかかわらず、吸気弁の作動特性を、該高負荷領域で設定されるべき高負荷用作動特性（例えば、全負荷運転時に設定される作動特性が該当する）へと制御するようにしたので、吸気脈動や温度の影響によって生じる目標作動特性の算出誤差（作動特性制御の誤差）を回避して、高負荷領域において所期の出力を確保することができる。そして、スロットル制御においては、吸気弁の作動特性によって制御される実吸入空気量と目標吸入空気量とに基づいて、その偏差をなくすようにスロットル弁が開閉制御されるので、目標吸入空気量に高精度に制御できる（すなわち、吸気弁作動特性の変化（更に言えば制御の切り換え）に対するトルク精度とトルクリニアリティをスロットル弁で補償することができる）。 According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
That is, while the intake air amount control based on the operating characteristics of the intake valve is basically used, the error can be compensated by the (open / close) control of the throttle valve, so that highly accurate intake air amount control can be realized. In the intake valve operation characteristic control, the normal operation characteristic control based on the target fresh air amount tQcyl is basically performed. On the other hand, in the high load region, the operation characteristics of the intake valve are changed regardless of the target fresh air amount tQcyl. Since the control is performed to the high load operation characteristic to be set in the high load region (for example, the operation characteristic set at the time of full load operation corresponds), the target operation caused by the influence of intake pulsation and temperature By avoiding characteristic calculation errors (operation characteristic control errors), it is possible to ensure an expected output in a high load region. In throttle control, the throttle valve is controlled to open and close based on the actual intake air amount and the target intake air amount controlled by the operating characteristics of the intake valve, so that the deviation is eliminated. It can be controlled with high accuracy (that is, the torque accuracy and torque linearity with respect to changes in the intake valve operating characteristics (moreover, control switching) can be compensated by the throttle valve).

ここで、高負荷領域であるか否かは、例えば目標エンジントルクｔＴｅやアクセル開度ＡＰＯ等を用いることで、新たな構成を必要とせずに、容易に判定することができる。
ここで、特にスロットル制御においては、全負荷運転が要求されたときであっても、スロットル弁を直ちに全開とするのではなく、吸気弁の作動特性が高負荷用作動特性（全負荷時に設定される作動特性）になるのを待ってからスロットル弁を全開とするようにしている。このため、吸気弁の作動特性は、全負荷運転の要求とともに高負荷用作動特性への制御が開始されることになるが、吸気弁の作動特性は高負荷用作動特性となるまでの間は、実吸入空気量と目標吸入空気量とに基づいてスロットル弁が制御されることになる。したがって、全負荷運転要求時においても、吸気弁の作動特性の過渡的な変化（吸気弁作動特性制御の切り換え）に対するトルク精度及びトルクリニアリティをスロットル制御で補償しつつ、容易かつ確実に全負荷出力を得ることができる（出力性能を保証できる）。 Here, whether or not the vehicle is in the high load region can be easily determined without using a new configuration by using, for example, the target engine torque tTe, the accelerator opening APO, or the like.
Here, in particular, in throttle control, even when full load operation is required, the throttle valve is not immediately fully opened, but the intake valve operating characteristic is set to the high load operating characteristic (set at full load). The throttle valve is fully opened after waiting for the operating characteristics to be fully achieved. For this reason, the operation characteristic of the intake valve starts to be controlled to the high load operation characteristic together with the request for full load operation, but until the intake valve operation characteristic becomes the high load operation characteristic. The throttle valve is controlled based on the actual intake air amount and the target intake air amount. Therefore, even when full-load operation is requested, full-load output is easily and reliably compensated for by the throttle control for torque accuracy and torque linearity against transient changes in intake valve operating characteristics (switching of intake valve operating characteristic control). Can be obtained (output performance can be guaranteed).

また、本実施形態では、吸気弁作動特性制御において、ソニック吸入空気量ＱＤ、最大吸入空気量ＱＭＡＸ及び実際のシリンダ吸入空気量Ｑｃｙｌとしたときに、（ＱＤ／ＱＭＡＸ）と（Ｑｃｙｌ／ＱＭＡＸ）との間の一義的な関係を変換テーブル（図８のＢ１０５）として作成しておき、この変換テーブルと目標シリンダ吸入空気量ｔＱｃｙｌ０に基づいて目標ソニック吸入空気量ｔＱＤを算出し（図８のＢ１０５、Ｂ１０６）、この目標ソニック吸入空気量ｔＱＤに基づいて吸気弁１０４の目標作動特性（作動角、開時期）を設定している。より具体的には、目標ソニック吸入空気量ｔＱＤから、該目標ソニック吸入空気量ｔＱＤをソニック流として吸入するための開口面積（ｔΣＡ）を算出し、この開口面積（ｔΣＡ）を目標作動角に変換するとともに、目標開時期を算出している（図８のＢ１０９、Ｂ１１０）。このため、運転領域全体において、マップを多用することなく、上記変換テーブルにより吸気弁１０４の目標作動特性を設定することが可能となり、演算負荷を軽減しつつ、目標トルク相当のシリンダ吸入空気量（目標新気量）ｔＱｃｙｌを達成することができる。但し、これは一例であり、目標トルク相当のシリンダ吸入空気量（目標新気量）に基づいて吸気弁１０４の目標作動特性を設定する構成であれば他の方法であってもよいことはもちろんである。 In the present embodiment, in the intake valve operation characteristic control, when the sonic intake air amount Q D , the maximum intake air amount Q MAX and the actual cylinder intake air amount Qcyl are set, (Q D / Q MAX ) and (Qcyl) / Q MAX ) is created as a conversion table (B105 in FIG. 8), and a target sonic intake air amount tQ D is calculated based on this conversion table and the target cylinder intake air amount tQcyl0. (B 105 in Fig. 8, B 106), the target operating characteristic (working angle, the opening timing) of the intake valve 104 on the basis of the target sonic intake air quantity tQ D has set. More specifically, from the target sonic intake air quantity tQ D, the target sonic intake air quantity tQ D to calculate the opening area for intake as sonic flow (tΣA), the target operating angle the opening area (tΣA) And the target opening time is calculated (B109, B110 in FIG. 8). For this reason, it is possible to set the target operating characteristic of the intake valve 104 by the above conversion table without using a large number of maps in the entire operation region, and the cylinder intake air amount corresponding to the target torque ( (Target fresh air amount) tQcyl can be achieved. However, this is merely an example, and other methods may be used as long as the target operating characteristic of the intake valve 104 is set based on the cylinder intake air amount (target fresh air amount) corresponding to the target torque. It is.

本発明の一実施形態に係るエンジンの概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the engine concerning one embodiment of the present invention. 同上吸気弁の動弁機構（ＶＥＬ機構＋ＶＴＣ機構）の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the valve operating mechanism (VEL mechanism + VTC mechanism) of an intake valve same as the above. 同上ＶＥＬ機構の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a VEL mechanism same as the above. 高負荷領域の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a high load area | region. 弁作動特性、シリンダ内圧力及び単位クランク角当たりのシリンダ吸入空気量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a valve operating characteristic, a cylinder internal pressure, and the cylinder intake air amount per unit crank angle. 吸気弁作動特性制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows intake valve action characteristic control. 目標新気量ｔＱｃｙｌを算出するマップの一例である。It is an example of the map which calculates target fresh air quantity tQcyl. （通常制御用の目標作動特性を設定する）目標作動特性設定手段における処理を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the process in the target operation characteristic setting means (setting the target operation characteristic for normal control). 吸気脈動による変動分（吸気圧力変動分、吸気温度変動分）を算出するブロック図である。FIG. 6 is a block diagram for calculating fluctuations due to intake pulsation (intake pressure fluctuations, intake temperature fluctuations). ソニック吸入空気量ＱＤを算出する構成（ブロック図）である。It is configured to calculate a sonic intake air quantity Q D (block diagram). 上死点オフセット量ＴＤＣＯＦＳを算出するマップである。It is a map which calculates top dead center offset amount TDCOFS. オーバーラップ開口面積ＯＶＬＡ算出するマップである。It is a map which calculates overlap opening area OVLA. 最大吸入空気量ＱＭＡＸを算出する構成（ブロック図）である。This is a configuration (block diagram) for calculating a maximum intake air amount Q MAX . 吸気弁閉時期のオフセット量ＩＶＣＯＦＳを算出するマップである。It is a map which calculates offset amount IVCOFS of intake valve closing timing. 係数Ｋ３を設定するテーブルの一例である。It is an example of the table which sets the coefficient K3. スロットル制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows throttle control. 実新気量ｒＱｃｙｌを算出する構成(ブロック図)である。This is a configuration (block diagram) for calculating the actual fresh air amount rQcyl. 全負荷要求時の吸気弁、スロットル弁の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the intake valve at the time of full load request | requirement, and a throttle valve.

符号の説明Explanation of symbols

１…エンジン、１０１…吸気通路、１０２…スロットル弁、１０３…インジェクタ、１０４…吸気弁、１０５…動弁機構、１０５ａ…ＶＥＬ機構、１０５ｂ…ＶＴＣ機構、１０６…点火プラグ、１０７…排気通路、１０８…排気弁、１５１…駆動軸、１５２…揺動カム、１５３…偏心駆動カム、１５４…リング状リンク、１５５…制御軸、１５６…偏心制御カム、１５７…ロッカアーム、１５８…ロッド状リンク、１６１…電磁アクチュエータ、２０１…エンジンコントローラ、２１１…アクセルセンサ、２１２…クランク角センサ、２１３…吸気圧力センサ、２１４…吸気温度センサ、２１５…排気圧力センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 101 ... Intake passage, 102 ... Throttle valve, 103 ... Injector, 104 ... Intake valve, 105 ... Valve mechanism, 105a ... VEL mechanism, 105b ... VTC mechanism, 106 ... Spark plug, 107 ... Exhaust passage, 108 ... Exhaust valve, 151 ... Drive shaft, 152 ... Oscillating cam, 153 ... Eccentric drive cam, 154 ... Ring link, 155 ... Control shaft, 156 ... Eccentric control cam, 157 ... Rocker arm, 158 ... Rod link, 161 ... Electromagnetic actuator 201 ... engine controller 211 ... accelerator sensor 212 ... crank angle sensor 213 ... intake pressure sensor 214 ... intake temperature sensor 215 ... exhaust pressure sensor

Claims (7)

吸気通路にスロットル弁が配設されるとともに、吸気弁の作動特性を可変する可変動弁機構を備えたエンジンの吸入空気量制御装置であって、
前記エンジンの目標トルク相当のシリンダ吸入空気量である目標吸入空気量を算出する目標吸入空気量算出手段と、
算出された目標吸入空気量に基づいて、前記吸気弁の作動特性を制御する吸気弁作動特性制御手段と、
前記吸気弁の作動特性に基づいて、実際のシリンダ吸入空気量である実吸入空気量を算出し、算出した実吸入空気量と前記目標吸入空気量とに基づいて前記スロットル弁を制御するスロットル制御手段と、を含んで構成され、
前記吸気弁作動特性制御手段は、所定の高負荷領域においては、前記目標吸入空気量にかかわらず、前記吸気弁の作動特性を、前記所定の高負荷領域で設定されるべき作動特性としてあらかじめ設定された高負荷用作動特性へと制御し、
全負荷運転が要求されたときに、前記スロットル制御手段は、前記吸気弁の作動特性が前記高負荷用作動特性となってから前記スロットル弁を全開とする制御を開始する、
ことを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置。 An intake air amount control device for an engine having a throttle valve disposed in an intake passage and a variable valve mechanism that varies an operation characteristic of the intake valve,
Target intake air amount calculating means for calculating a target intake air amount that is a cylinder intake air amount corresponding to the target torque of the engine;
An intake valve operating characteristic control means for controlling an operating characteristic of the intake valve based on the calculated target intake air amount;
A throttle control that calculates an actual intake air amount that is an actual cylinder intake air amount based on the operating characteristic of the intake valve, and controls the throttle valve based on the calculated actual intake air amount and the target intake air amount Means comprising:
The intake valve operating characteristic control means presets the operating characteristic of the intake valve as an operating characteristic to be set in the predetermined high load region regardless of the target intake air amount in a predetermined high load region. Controlled to the high load operating characteristics ,
When full load operation is requested, the throttle control means starts control to fully open the throttle valve after the intake valve operating characteristic becomes the high load operating characteristic.
An intake air amount control device for an engine. 前記吸気弁作動特性制御手段は、アクセル開度が所定開度を超えるときに、前記吸気弁の作動特性を前記高負荷用作動特性へと制御する
ことを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸入空気量制御装置。 2. The engine according to claim 1, wherein the intake valve operating characteristic control means controls the operating characteristic of the intake valve to the high load operating characteristic when an accelerator opening exceeds a predetermined opening. Intake air amount control device. 前記高負荷用作動特性は、全負荷運転時に設定されるべき作動特性である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの吸入空気量制御装置。 The engine intake air amount control device according to claim 1, wherein the high-load operation characteristic is an operation characteristic to be set during full-load operation. 前記吸気弁作動特性制御手段は、算出された目標吸入空気量を、吸気脈動に伴う吸気温度の変動分及び吸気脈動に伴う吸気圧力の変動分で補正した目標吸入空気量に基づいて
吸気弁の作動特性を制御する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のエンジンの吸入空気量制御装置。 The intake valve operating characteristic control means is based on a target intake air amount obtained by correcting the calculated target intake air amount by a variation in intake air temperature associated with intake pulsation and a variation in intake pressure associated with intake pulsation.
Control the operating characteristics of the intake valve,
The engine intake air amount control device according to any one of claims 1 to 3. 前記吸気弁作動特性設定手段は、前記吸気弁の作動特性に応じた開口面積でソニック流として吸入した場合のシリンダ吸入空気量をソニック吸入空気量ＱD、吸気行程の開始から終了までのシリンダ行程容積を吸気弁上流側の状態で充填した場合のシリンダ吸入空気量を最大吸入空気量ＱMAX、及び実際のシリンダ吸入空気量をＱｃｙｌとしたときの（ＱD／ＱMAX）と（Ｑｃｙｌ／ＱMAX）との間に設定される関係と、前記目標吸入空気量とに基づいて、該目標吸入空気量に対応する目標ソニック吸入空気量を算出し、
算出した目標ソニック吸入空気量に基づいて前記目標作動特性を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンジンの吸入空気量制御装置。 The intake valve operating characteristic setting means determines the cylinder intake air amount Q D , the cylinder stroke from the start to the end of the intake stroke, when the cylinder intake air is sucked as a sonic flow with an opening area corresponding to the operation characteristic of the intake valve. (Q D / Q MAX ) and (Qcyl / Q) when the cylinder intake air amount when the volume is filled upstream of the intake valve is the maximum intake air amount Q MAX and the actual cylinder intake air amount is Qcyl a relationship is established between the MAX), based on said target intake air quantity, and calculates a target sonic intake air amount corresponding to the target intake air quantity,
The engine intake air amount control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the target operating characteristic is set based on the calculated target sonic intake air amount. 前記目標ソニック吸入空気量から、該目標ソニック吸入空気量を得るための開口面積を算出し、算出した開口面積に基づいて前記目標作動特性を設定する
ことを特徴とする請求項５記載のエンジンの吸入空気量制御装置。 6. The engine according to claim 5, wherein an opening area for obtaining the target sonic intake air amount is calculated from the target sonic intake air amount, and the target operating characteristic is set based on the calculated opening area. Intake air amount control device. 吸気通路にスロットル弁が配設されるとともに、吸気弁の作動特性を可変する可変動弁機構を備えたエンジンの吸入空気量制御装置であって、
前記エンジンの目標トルク相当のシリンダ吸入空気量である目標吸入空気量を算出し、算出した目標吸入空気量に基づいて前記吸気弁の作動特性を制御する一方、
前記吸気弁の作動特性に基づいて実際のシリンダ吸入空気量である実吸入空気量を算出し、算出した実吸入空気量と前記目標吸入空気量とに基づいて前記スロットル弁を制御するように構成し、
全負荷運転が要求されたときは、前記目標吸入空気量にかかわらず、前記吸気弁の作動特性を全負荷運転時に設定されるべき作動特性としてあらかじめ設定された全負荷用作動特性へと制御するとともに、前記吸気弁の作動特性が前記高負荷用作動特性となってから前記スロットル弁を全開とする制御を開始する、
ことを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置。 An intake air amount control device for an engine having a throttle valve disposed in an intake passage and a variable valve mechanism that varies an operation characteristic of the intake valve,
While calculating a target intake air amount that is a cylinder intake air amount corresponding to the target torque of the engine, and controlling the operation characteristics of the intake valve based on the calculated target intake air amount,
An actual intake air amount that is an actual cylinder intake air amount is calculated based on the operating characteristics of the intake valve, and the throttle valve is controlled based on the calculated actual intake air amount and the target intake air amount. And
When full load operation is required, regardless of the target intake air amount, the operation characteristic of the intake valve is controlled to the operation characteristic for full load set in advance as the operation characteristic to be set during full load operation. And starting the control to fully open the throttle valve after the operating characteristic of the intake valve becomes the operating characteristic for high load ,
An intake air amount control device for an engine.
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