JPH08284737A - 内燃機関の吸入空気量予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】可変バルブタイミング機構により吸気弁の作動
タイミングが調整されても、その閉弁時の吸入空気量を
正確に予測する。 【構成】吸気バルブの作動タイミング調整のために可変
バルブタイミング機構により変更される吸気側カムシャ
フトの角度（変位角VTB)を読み込む(101) 。インジェク
タ通電時間TAUaの算出時において、スロットル開度TA及
びエンジン回転速度NEに基づき定常状態での吸気圧PMTA
を求め(102) 、その値に対し現時点での運転状態を加味
した補正処理を行い一次遅れ処理値PMCRT を算出する(1
03,104) 。変位角VTB を用い吸気バルブの閉弁時期を推
測し(106) 、その直前まで補正処理を連続して行わせ、
スロットルバルブの動作に応じた吸気バルブ閉弁時の予
測吸気圧tPMVLVを求め(108) 、TAUa算出時における吸気
圧センサの検出値と、予測吸気圧tPMVLVとに基づき吸気
閉弁時の吸入空気量相当値として最終予測吸気圧PMFWD
を求める(109) 。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の吸入空気量予
測装置に係り、特に可変バルブタイミング機構が設けら
れた内燃機関において、燃料噴射制御等に使用される吸
入空気量又はその相当値を予測するようにした内燃機関
の吸入空気量予測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関において、燃料噴射弁の
作動をコンピュータによって制御するようにしたものが
ある。この内燃機関では、コンピュータはセンサによっ
て検出された機関回転速度、吸入空気量等に基づき通電
時間を演算し、その時間だけ燃料噴射弁に通電する。す
ると、燃料噴射弁が開弁し、燃料が噴射される。この燃
料噴射弁からの噴射燃料量を機関が要求する値に一致さ
せるためには、燃焼室に吸入される吸入空気量が確定す
る時点、すなわち吸気弁閉弁時での各センサの検出値を
用いて通電時間を演算すればよい。しかし、通電時間の
演算にはある程度の時間を要するばかりでなく、燃料噴
射弁から噴射された燃料が燃焼室に到達するまでに所定
の飛行時間が必要である。従って、燃焼室に供給される
吸入空気量が確定したときに、通電時間を演算して燃料
噴射弁の開弁動作を制御していたのでは、機関要求値に
応じた量の燃料を燃料噴射弁から噴射させることが困難
である。

【０００３】これに対しては、吸気行程中の吸入空気量
変化から吸気弁閉弁時の吸入空気量を予測し、その予測
値に基づいて通電時間を演算する技術が種々提案されて
いる。例えば、吸気弁閉弁前の所定の期間において吸入
空気量を複数回検出し、その吸入空気量の変化からその
後の吸入空気量の変化特性を予測し、その特性に基づき
吸気弁閉弁時における吸入空気量を推定するものがあ
る。ところが、この技術を、吸気弁の作動タイミングを
任意に変更する可変バルブタイミング機構を有する内燃
機関に適用すると、以下の不具合を生ずる。この内燃機
関では吸気弁の閉弁時期が内燃機関の運転状況により変
化するので、吸気弁の閉弁時期が遅くなるほど、吸気の
吹き返しにより燃焼室内への吸入空気量が減少し、予測
吸入空気量が実際の吸入空気量よりも多くなってしま
う。

【０００４】そこで、例えば特開平５−２９６０８２号
公報では、前記のように吸入空気量の変化特性に基づき
推定した吸入空気量を、吸気弁の作動タイミングに応じ
た補正係数にて補正している。閉弁時期が遅い場合に用
いられる補正係数は、早い場合に用いられる補正係数よ
りも小さな値に設定されている。この補正係数を用いた
補正により、閉弁時期が遅いときには早いときに比べて
予測空気量を少なくし、実際の吸入空気量との誤差を小
さくしようとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記公報の
制御装置では、予め設定された補正係数によって予測吸
入空気量が補正されてはいるものの、その補正前の予測
値が、吸気弁閉弁よりもかなり前の期間における吸入空
気量の変化特性に基づき求められたものであり、同閉弁
時までの吸入空気量の変化が考慮されていない。このた
め、吸気弁閉弁時における吸入空気量を正確に算出する
ことが困難である。

【０００６】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は可変バルブタイミング機構により
吸気弁の作動タイミングが調整されても、その閉弁時の
吸入空気量を正確に予測することのできる内燃機関の吸
入空気量予測装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、図１に示すように、吸気通路Ｍ１を開閉す
る吸気弁Ｍ２の作動タイミングを調整するための可変バ
ルブタイミング機構Ｍ３を備えた内燃機関Ｍ４に用いら
れるものであって、前記吸気通路Ｍ１途中のスロットル
弁Ｍ５の開度を検出する開度検出手段Ｍ６と、前記内燃
機関Ｍ４の回転速度を検出する回転速度検出手段Ｍ７
と、前記吸気通路Ｍ１を通って内燃機関Ｍ４に吸入され
る実際の空気の量又はその相当値を検出する吸入空気量
検出手段Ｍ８と、前記可変バルブタイミング機構Ｍ３に
より調整される吸気弁Ｍ２の作動タイミングを検出する
タイミング検出手段Ｍ９と、前記吸気弁Ｍ２閉弁前の所
定時点において、前記開度検出手段Ｍ６によるスロット
ル開度及び前記回転速度検出手段Ｍ７による機関回転速
度に基づき、前記内燃機関Ｍ４が定常状態を維持したと
仮定した条件下での吸入空気量又はその相当値を推定す
る定常吸入空気量推定手段Ｍ１０と、前記定常吸入空気
量推定手段Ｍ１０により推定された吸入空気量又はその
相当値に対し、現時点での運転状態を加味した補正処理
を行う補正処理手段Ｍ１１と、前記タイミング検出手段
Ｍ９による吸気弁Ｍ２の作動タイミングに基づき、同吸
気弁Ｍ２の閉弁時期を推定する閉弁時期推定手段Ｍ１２
と、前記補正処理手段Ｍ１１による補正処理を、前記所
定時点から前記閉弁時期推定手段Ｍ１２による推定閉弁
時期の直前まで連続して行わせ、前記スロットル弁Ｍ５
の動作に応じた前記吸気弁Ｍ２閉弁時の吸入空気量又は
その相当値を演算する空気量演算手段Ｍ１３と、前記所
定時点において前記吸入空気量検出手段Ｍ８にて検出さ
れた吸入空気量又はその相当値、及び前記空気量演算手
段Ｍ１３にて演算された吸入空気量又はその相当値に基
づき、前記吸気弁Ｍ２閉弁時の吸入空気量を予測する吸
入空気量予測手段Ｍ１４とを備えている。

【０００８】

【作用】内燃機関Ｍ４の作動時には、スロットル弁Ｍ５
の開度が開度検出手段Ｍ６によって検出され、同機関Ｍ
４の回転速度が回転速度検出手段Ｍ７によって検出され
る。また、吸気通路Ｍ１を通って内燃機関Ｍ４に吸入さ
れる実際の空気の量又はその相当値が吸入空気量検出手
段Ｍ８によって検出され、可変バルブタイミング機構Ｍ
３により調整される吸気弁Ｍ２の作動タイミングがタイ
ミング検出手段Ｍ９によって検出される。

【０００９】そして、これらの検出値に基づき、吸気弁
Ｍ２の閉弁時の吸入空気量又はその相当値が以下のよう
にして予測される。吸気弁Ｍ２が閉弁する前の所定時点
において、定常吸入空気量推定手段Ｍ１０は前記スロッ
トル開度及び機関回転速度に基づき、内燃機関Ｍ４が定
常状態を維持したと仮定した条件下での吸入空気量を推
定する。

【００１０】補正処理手段Ｍ１１は前記のように推定さ
れた吸入空気量に対し、現時点での運転状態を加味した
吸入空気量の補正処理を行う。閉弁時期推定手段Ｍ１２
は前記タイミング検出手段Ｍ９による吸気弁Ｍ２の作動
タイミングに基づき、同吸気弁Ｍ２の閉弁時期を推定す
る。空気量演算手段Ｍ１３は、補正処理手段Ｍ１１によ
る前記補正処理を、前記所定時点から閉弁時期推定手段
Ｍ１２による推定閉弁時期の直前まで連続して行わせ、
前記スロットル弁Ｍ５の動作に応じた吸気弁閉弁時での
吸入空気量又はその相当値を演算する。吸入空気量予測
手段Ｍ１４は、前記所定時点での吸入空気量検出手段Ｍ
８による実際の吸入空気量又はその相当値と、空気量演
算手段Ｍ１３によって演算された吸入空気量又は相当値
とに基づき、前記吸気弁閉弁時の吸入空気量を予測す
る。

【００１１】従って、吸気弁Ｍ２の作動タイミングが可
変バルブタイミング機構Ｍ３によって調整されても、そ
の作動タイミングはタイミング検出手段Ｍ９によって確
実に検出される。そして、吸気弁Ｍ２の正確な閉弁時期
が閉弁時期推定手段Ｍ１２によって推定される。このた
め、補正処理手段Ｍ１１による補正処理が、調整後の吸
気弁閉弁時の直前まで行われることとなり、スロットル
弁Ｍ５の動作に応じた正確な吸入空気量又はその相当値
が得られる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例について
図２〜図９に従って説明する。図２に示すように、車両
には内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、単にエ
ンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１は
シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３を備えて
いる。シリンダブロック１２には、垂直方向へ延びる複
数の気筒（シリンダ１４）が紙面と直交する方向に沿っ
て並設され、各シリンダ１４内にはピストン１５が往復
動可能に収容されている。各ピストン１５はコネクティ
ングロッド１６を介しクランクシャフト１７に連結され
ている。各ピストン１５の往復運動はコネクティングロ
ッド１６によって回転運動に変換された後、クランクシ
ャフト１７に伝達される。

【００１３】シリンダブロック１２及びシリンダヘッド
１３間において、各ピストン１５の上側には燃焼室１８
が形成されている。シリンダヘッド１３には、各燃焼室
１８に連通する吸気ポート１９及び排気ポート２１がそ
れぞれ設けられている。これらの吸・排気ポート１９，
２１を開放及び閉鎖するために、シリンダヘッド１３に
は吸気バルブ２２及び排気バルブ２３がそれぞれ略垂直
方向に往復動可能に支持されている。図４に示すよう
に、吸気バルブ２２はバルブスプリング２４によって、
吸気ポート１９を閉鎖する方向（略上方）へ付勢され、
排気バルブ２３はバルブスプリング２５によって、排気
ポート２１を閉鎖する方向（略上方）へ付勢されてい
る。

【００１４】シリンダヘッド１３において吸気バルブ２
２の上方には吸気側カムシャフト２６が回転可能に設け
られ、排気バルブ２３の上方には排気側カムシャフト２
７が回転可能に設けられている。吸気側カムシャフト２
６上には吸気バルブ２２と同数のカム２８が形成され、
排気側カムシャフト２７上には排気バルブ２３と同数の
カム２９が形成されている。

【００１５】図２，４に示すように、各カムシャフト２
６，２７の端部にそれぞれ設けられたタイミングプーリ
３１，３２は、タイミングベルト３３により前記クラン
クシャフト１７に駆動連結されている。そして、同シャ
フト１７が回転すると、その回転がタイミングベルト３
３を介して両タイミングプーリ３１，３２に伝達され
る。タイミングプーリ３１の回転にともない吸気側カム
シャフト２６が回転すると、カム２８の押し下げ力とバ
ルブスプリング２４の付勢力とが釣り合うように吸気バ
ルブ２２が往復動し、吸気ポート１９がそのバルブ２２
により開放及び閉鎖される。また、タイミングプーリ３
２の回転にともない排気側カムシャフト２７が回転する
と、カム２９の押し下げ力とバルブスプリング２５の付
勢力とが釣り合うように排気バルブ２３が往復動し、排
気ポート２１がそのバルブ２３により開放及び閉鎖され
る。

【００１６】図２に示すように、吸気ポート１９にはエ
アクリーナ３４、スロットルバルブ３５、サージタンク
３６、吸気マニホールド３７等を備えた吸気通路３８が
接続されている。エンジン１１外部の空気は吸気通路３
８の各部材３４，３５，３６，３７を順に通過して燃焼
室１８に取り込まれる。

【００１７】スロットルバルブ３５は、吸気通路３８内
に軸３５ａにより回動可能に支持されている。軸３５ａ
はワイヤ等を介して運転席のアクセルペダル（図示略）
に連結されており、運転者によるアクセルペダルの踏み
込み操作に連動してスロットルバルブ３５と一体に回動
する。吸気通路３８を流れる空気の量、すなわち吸入空
気量は、スロットルバルブ３５の回動角度に応じて決定
される。サージタンク３６は吸入空気の脈動、すなわち
圧力変動を平滑化させるためのものである。

【００１８】吸気マニホールド３７には気筒数と同数の
インジェクタ３９が取付けられている。各インジェクタ
３９は電磁弁であり、通電されると開弁して各吸気ポー
ト１９へ向けて燃料を噴射する。そして、各インジェク
タ３９から噴射される燃料と吸入空気とからなる混合気
は、各燃焼室１８内へ導入される。この混合気に着火す
るために、シリンダヘッド１３には点火プラグ４１が取
付けられている。点火プラグ４１は、ディストリビュー
タ４２によって分配された点火信号に基づいて駆動され
る。ディストリビュータ４２は、イグナイタ４３から出
力される高電圧を、クランクシャフト１７の回転角、す
なわちクランク角に同期して、点火プラグ４１に分配し
て印加する。そして、燃焼室１８内へ導入された混合気
は点火プラグ４１の点火によって爆発・燃焼される。こ
のときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１５
が往復動させられ、クランクシャフト１７が回転してエ
ンジン１１の駆動力が得られる。

【００１９】排気ポート２１には、排気マニホールド４
４、触媒コンバータ４５等を備えた排気通路４６が接続
されている。燃焼室１８で生じた燃焼ガスは、排気通路
４６の各部材４４，４５等を順に通ってエンジン１１の
外部へ排出される。触媒コンバータ４５には、前記燃焼
ガス中の有害物質を浄化するための三元触媒４５ａが内
蔵されている。

【００２０】本実施例のエンジン１１においては、混合
気が燃焼室１８内に吸入されて燃焼ガスが排出されるま
での期間、すなわち１サイクルの間に、ピストン１５が
２往復してクランクシャフト１７が２回転する。このサ
イクルは、周知のように、吸入行程、圧縮行程、爆発行
程及び排気行程の４つの行程からなる。吸入行程では、
ピストン１５の下降により負圧が発生し、この負圧によ
り燃焼室１８内に混合気が吸入される。圧縮行程ではピ
ストン１５が上昇して、混合気が圧縮される。爆発行程
では圧縮された混合気の爆発・燃焼によって発生する圧
力によりピストン１５が押し下げられる。排気行程では
押し下げられたピストン１５が再び上昇して、燃焼ガス
が燃焼室１８外へ排出される。

【００２１】前記エンジン１１の運転状態及び車両の走
行状態を検出するために、カム角センサ５１、クランク
角センサ５２、水温センサ５３、スロットルセンサ５
４、吸気圧センサ５５等の各種センサが用いられてい
る。

【００２２】カム角センサ５１は図３に示すように、吸
気側カムシャフト２６上に取付けられたロータ５１ａ
と、その近傍に対向配置された電磁ピックアップ５１ｂ
とを備えている。ロータ５１ａは円盤状の磁性体からな
り、その外周に多数の歯を有している。電磁ピックアッ
プ５１ｂは、吸気側カムシャフト２６の回転にともなっ
てロータ５１ａが回転して、その歯が同ピックアップ５
１ｂの前方を通過する毎にパルス状のカム角信号を出力
する。

【００２３】図２に示すクランク角センサ５２の構成は
前記カム角センサ５１と同様であり、クランクシャフト
１７上に取付けられたロータ（図示略）と、その近傍に
対向配置された電磁ピックアップ（図示略）とを備えて
いる。ロータは円盤状の磁性体からなり、その外周に等
角度毎に多数の歯を有している。電磁ピックアップは、
クランクシャフト１７の回転にともないロータが回転し
てその歯が同ピックアップの前方を通過する毎にパルス
状のクランク角信号を出力する。これらのカム角センサ
５１及びクランク角センサ５２は、後述するＣＰＵ８９
とともにタイミング検出手段を構成している。また、ク
ランク角センサ５２は、ＣＰＵ８９とともに回転速度検
出手段を構成している。

【００２４】水温センサ５３はシリンダブロック１２に
取付けられ、エンジン１１の冷却水の温度、すなわち冷
却水温ＴＨＷを検出する。スロットルセンサ５４は開度
検出手段を構成するものであり、吸気通路３８のスロッ
トルバルブ３５の近傍に取付けられ、そのバルブ３５の
軸３５ａの回動角度、すなわちスロットル開度ＴＡを検
出する。吸気圧センサ５５は吸入空気量検出手段を構成
するものであり、サージタンク３６に取付けられ、真空
を基準とした場合の同サージタンク３６内の圧力、すな
わち吸気圧ＰＭを検出する。

【００２５】前述したエンジン１１には、図３に示すよ
うに可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴという）
６３が設けられている。ＶＶＴ６３は、タイミングプー
リ３１、ひいてはクランクシャフト１７の回転に対する
吸気側カムシャフト２６の位相を変化させることによ
り、吸気バルブ２２の作動タイミングをクランク角に関
して連続的に変更するための機構であり、油圧により駆
動される。次に、ＶＶＴ６３の構成について説明する。

【００２６】吸気側カムシャフト２６は、シリンダヘッ
ド１３及びベアリングキャップ６４間で回転自在に支持
されている。吸気側カムシャフト２６の前端部（図３の
左端部）外周には前述したタイミングプーリ３１が相対
回動可能に装着されている。吸気側カムシャフト２６の
前端には、インナキャップ６５が中空ボルト６６及びピ
ン６７により一体回転可能に取付けられている。

【００２７】タイミングプーリ３１には、ボルト６９及
びピン７１によりハウジング６８が一体回転可能に取付
けられている。ハウジング６８にはキャップ７２が取り
外し可能に装着されており、両者６８，７２によって吸
気側カムシャフト２６の前端部及びインナキャップ６５
の全体が覆われている。また、タイミングプーリ３１の
外周には、タイミングベルト３３を掛装するための外歯
３１ａが多数形成されている。

【００２８】吸気側カムシャフト２６及びタイミングプ
ーリ３１は、ハウジング６８及びインナキャップ６５間
に介在された、タイミング調整用のリングギヤ７３によ
って連結されている。リングギヤ７３は略円環形状をな
し、タイミングプーリ３１、ハウジング６８及びインナ
キャップ６５によって囲まれた空間Ｓ内に収容されてい
る。リングギヤ７３は第１の位置と第２の位置との間で
往復動する。リングギヤ７３は第１の位置に配置された
とき、図３に示すようにハウジング６８に当接する。こ
のとき、クランクシャフト１７に対する吸気側カムシャ
フト２６の回転位相が最も遅れ、吸気バルブ２２の作動
タイミングがクランクシャフト１７の回転に対して最も
遅くなる。リングギヤ７３は第２の位置に配置されたと
き、タイミングプーリ３１に当接する。このとき、クラ
ンクシャフト１７に対する吸気側カムシャフト２６の回
転位相が最も進み、吸気バルブ２２の作動タイミングが
最も早くなる。

【００２９】リングギヤ７３の内周及び外周にはそれぞ
れ多数のスプライン歯７３ａ，７３ｂが形成されてい
る。これに対応して、インナキャップ６５の外周及びハ
ウジング６８の内周にも、それぞれ多数のスプライン歯
６５ａ，６８ｂが形成されている。これらのスプライン
歯７３ａ，７３ｂ，６５ａ，６８ｂは、いずれも吸気側
カムシャフト２６の軸線に対して交差するヘリカルスプ
ラインからなる。そして、スプライン歯７３ａ，６５ａ
が互いに噛合し、スプライン歯７３ｂ，６８ｂが互いに
噛合している。これらの噛合によって、タイミングプー
リ３１の回転は、ハウジング６８、リングギヤ７３及び
インナキャップ６５を介して吸気側カムシャフト２６に
伝達される。

【００３０】第１油圧室７４は、前記空間Ｓにおいてリ
ングギヤ７３の前側に形成され、第２油圧室７５は後側
に形成されている。各油圧室７４，７５に潤滑油による
油圧を供給するために本実施例では、エンジン１１に既
設のオイルポンプ７６が利用される。オイルポンプ７６
はクランクシャフト１７に駆動連結されており、エンジ
ン１１の運転にともない作動してオイルパン７７から潤
滑油を吸引及び吐出する。吐出された潤滑油中の異物、
金属粉等はオイルフィルタ７８によって除去される。そ
して、オイルフィルタ７８を通過した潤滑油はベアリン
グキャップ６４、吸気側カムシャフト２６、中空ボルト
６６等に形成された第１油路７９を通って第１油圧室７
４に供給されるとともに、ベアリングキャップ６４、吸
気側カムシャフト２６等に形成された第２油路８１を通
って第２油圧室７５に供給される。

【００３１】両油路７９，８１の途中には、各油圧室７
４，７５に供給される油圧の大きさを調整するために、
電磁式のオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶとい
う）８２が設けられている。ＯＣＶ８２のケーシング８
５は、タンクポート８５ｔ、Ａポート８５ａ、Ｂポート
８５ｂ及び一対のリザーバポート８５ｒを有している。
タンクポート８５ｔはオイルフィルタ７８を介してオイ
ルポンプ７６に接続され、Ａポート８５ａは第１油路７
９に接続されている。Ｂポート８５ｂは第２油路８１に
接続され、両リザーバポート８５ｒはオイルパン７７に
接続されている。

【００３２】ケーシング８５内にはスプール８４が往復
動可能に収容されている。スプール８４の外周には、前
述した２つのポート間での潤滑油の流れを遮断する４つ
のランド８４ａが形成されている。スプール８４の外周
において隣接するランド８４ａ間には、２つのポート間
を連通して潤滑油の流れを許容するパセージ８４ｂ，８
４ｃ，８４ｃが形成されている。そして、スプール８４
による各ポートの連通状態、すなわちスプール８４の軸
線方向における位置を変更することによって、第１油圧
室７４及び第２油圧室７５に供給される油圧の大きさを
調整することが可能である。

【００３３】前記位置調整のために、スプール８４の前
側にはそのスプール８４を後方へ付勢するスプリング８
６が配置され、後側には通電によって励磁されてスプー
ル８４を前方へ押圧する電磁ソレノイド８７が配置され
ている。そして、単位時間に占める電磁ソレノイド８７
への通電時間の割合（デューティ比）を種々変更する、
いわゆるデューティ制御を行うことにより、スプール８
４をケーシング８５内の任意の位置へ移動させることが
可能となっている。

【００３４】例えば、１００％のデューティ比で電磁ソ
レノイド８７が通電されて、スプール８４がスプリング
８６の付勢力に抗して前方（図の左方）へ移動させられ
ると、パセージ８４ｂによってタンクポート８５ｔ及び
Ａポート８５ａ間が連通される。すると、オイルポンプ
７６から吐出された潤滑油が、第１油路７９を通って第
１油圧室７４に供給され、リングギヤ７３に前側から加
わる油圧が上昇する。これと同時に、後側のパセージ８
４ｃによって、Ｂポート８５ｂ及び後側のリザーバポー
ト８５ｒ間が連通される。すると、第２油圧室７５内の
潤滑油は、第２油路８１、Ｂポート８５ｂ、リザーバポ
ート８５ｒを通じてオイルパン７７に排出され、リング
ギヤ７３に後側から加わる油圧が低下する。

【００３５】リングギヤ７３に対し前側から加わる油圧
が後側から加わる油圧に打ち勝つと、スプライン歯７３
ａ，６５ａ及び７３ｂ，６８ｂがヘリカルスプラインで
あることから、同リングギヤ７３は第２油圧室７５内の
油圧に抗して後方ヘ移動しながら回動する。このとき、
インナキャップ６５及びハウジング６８に捩じり力が付
与される。

【００３６】その結果、タイミングプーリ３１に対する
吸気側カムシャフト２６の回転位相が変えられ、吸気バ
ルブ２２の作動タイミングが早められる。この動作につ
いて、図５（ｂ）のバルブタイミングダイヤグラムを参
照すると、吸気バルブ２２の開放期間全体が、そのバル
ブ２２の開放のタイミングを早めるようにシフトされ
る。吸気バルブ２２と排気バルブ２３とがともに開いて
いるバルブオーバラップ期間が拡大される。リングギヤ
７３の後方への移動にともない、そのリングギヤ７３が
タイミングプーリ３１に当接して第２の位置で停止した
とき、吸気バルブ２２の開放及び閉鎖のタイミングが最
も早められる。

【００３７】一方、図３において例えば、電磁ソレノイ
ド８７が通電されずデューティ比が０％となって、スプ
リング８６の付勢力によってスプール８４が後方（図の
右方）へ移動させられると、パセージ８４ｂによりタン
クポート８５ｔ及びＢポート８５ｂ間が連通される。す
ると、オイルポンプ７６から吐出された潤滑油が第２油
路８１を通って第２油圧室７５に供給され、リングギヤ
７３に後側から加わる油圧が上昇する。また、前側のパ
セージ８４ｃによって、Ａポート８５ａ及び前側のリザ
ーバポート８５ｒ間が連通される。すると、第１油圧室
７４内の潤滑油は、第１油路７９、Ａポート８５ａ、リ
ザーバポート８５ｒを通ってオイルパン７７に排出さ
れ、リングギヤ７３に前側から加わる油圧が低下する。

【００３８】リングギヤ７３に対し後側から加わる油圧
が前側から加わる油圧に打ち勝つと、同リングギヤ７３
は第１油圧室７４内の油圧に抗して前方ヘ移動しながら
回動する。このとき、インナキャップ６５及びハウジン
グ６８に捩じり力が付与される。

【００３９】その結果、タイミングプーリ３１に対する
吸気側カムシャフト２６の回転位相が変えられ、吸気バ
ルブ２２の作動タイミングが遅らされる。この動作につ
いて、図５（ａ）のバルブタイミングダイヤグラムを参
照すると、吸気バルブ２２の開放期間全体が、そのバル
ブ２２の開放のタイミングを遅らせるようにシフトさ
れ、バルブオーバラップ期間が縮小される。リングギヤ
７３の前方への移動にともない、そのリングギヤ７３が
ハウジング６８に当接して第１の位置で停止されたと
き、吸気バルブ２２の開放及び閉鎖のタイミングが最も
遅らされる。

【００４０】上記のようにＶＶＴ６３が構成されている
ため、ＯＣＶ８２の電磁ソレノイド８７に対するデュー
ティ比を変化させて同ＶＶＴ６３を作動させることによ
り、吸気バルブ２２の作動タイミング、ひいてはバルブ
オーバラップ期間を、図５（ａ）に示す状態と、図５
（ｂ）に示す状態との間で連続的に変更することができ
る。

【００４１】ところで、上述した各種センサ５１〜５５
による検出値に基づき、各インジェクタ３９、イグナイ
タ４３及びＯＣＶ８２を制御するために電子制御装置
（以下、ＥＣＵという）８８が用いられている。ＥＣＵ
８８は図６に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）８
９、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）９０、ランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）９１、バックアップＲＡＭ９２、外
部入力回路９３及び外部出力回路９４を備えている。こ
れらの各回路８９〜９４はバス９５によって互いに接続
されている。

【００４２】ＲＯＭ９０は所定の制御プログラムや初期
データを予め記憶している。例えば、ＲＯＭ９０は図７
に示す最終予測吸気圧ＰＭＦＷＤを算出するためのプロ
グラムを記憶している。ＣＰＵ８９は前記ＲＯＭ９０に
記憶された制御プログラム及び初期データに従って各種
の演算処理を実行する。ＲＡＭ９１はＣＰＵ８９による
演算結果を一時的に記憶する。バックアップＲＡＭ９２
はＥＣＵ８８に対する電力供給が停止された後にも、Ｒ
ＡＭ９１内の各種データを保持する。

【００４３】外部入力回路９３には、前述したカム角セ
ンサ５１、クランク角センサ５２、水温センサ５３、ス
ロットルセンサ５４及び吸気圧センサ５５がそれぞれ接
続されている。一方、外部出力回路９４には、各インジ
ェクタ３９、イグナイタ４３及びＯＣＶ８２がそれぞれ
接続されている。

【００４４】そして、各センサ５１〜５５の検出信号は
外部入力回路９３を介してＣＰＵ８９に入力される。Ｃ
ＰＵ８９はそれらの入力に基づき、エンジン回転速度Ｎ
Ｅ、変位角ＶＴＢ等を算出する。さらに、ＣＰＵ８９は
これらの算出値に基づき、各インジェクタ３９、イグナ
イタ４３及びＯＣＶ８２を作動させ、燃料噴射制御、点
火時期制御、バルブタイミング制御等を実行する。

【００４５】例えば、ＣＰＵ８９は、クランク角センサ
５２が出力するクランク角信号の時間間隔を計測するこ
とにより、単位時間当たりのクランクシャフト１７の回
転数であるエンジン回転速度ＮＥを演算する。ＣＰＵ８
９はカム角信号の発生と同時にクランク角信号を入力
し、その後、予め設定された基準のクランク角信号を入
力するまでの同信号のパルス数に基づき、吸気側カムシ
ャフト２６の回転位相、すなわち変位角ＶＴＢを演算す
る。この変位角ＶＴＢとは、吸気バルブ２２の作動タイ
ミングの調整のために、ＶＶＴ６３により変更される吸
気側カムシャフト２６の角度である。

【００４６】燃料噴射制御のために、ＣＰＵ８９は吸気
通路３８を通って燃焼室１８へ導かれる吸入空気の量を
求め、その吸入空気によって燃焼される燃料の質量、す
なわち燃料噴射量を求める。ここで、燃料噴射量はイン
ジェクタ３９のニードルバルブ（図示略）が開いている
間に燃料が噴射される噴射時間、すなわち、ニードルバ
ルブを作動させるためのソレノイドコイル（図示略）へ
の通電時間によって決定される。そのため、ＣＰＵ８９
は燃料噴射量に関連するパラメータとしてインジェクタ
通電時間ＴＡＵａを算出する。より詳しくは、エンジン
回転速度ＮＥ及び吸入空気量に基づいて基本燃料噴射時
間ＴＰを演算する。その値ＴＰを冷却水温ＴＨＷ、吸気
温等で定まる補正係数ＦＫによって補正し、インジェク
タ通電時間ＴＡＵａを得る。この時間ＴＡＵａにわたり
各インジェクタ３９のソレノイドコイルに通電し、同イ
ンジェクタ３９から噴射される燃料量を制御する。

【００４７】ここで、吸気圧がエンジン１サイクル当た
りに燃焼室１８に吸入される吸入空気量に略比例するこ
とから、本実施例では吸気圧を吸入空気量の相当値とし
て用いている。ただし、吸気圧センサ５５の検出値に
は、同センサ５５を構成するダイヤフラムによる応答遅
れ等が存在するので、加減速時等の過渡運転時には、実
際の吸気圧の変化に対して、検出された吸気圧の変化に
時間遅れが生ずる。過渡運転時に吸気圧センサ５５の検
出値をそのまま吸入空気量相当値として用いると、検出
値が実際の値からずれてしまう。

【００４８】これに対し本実施例では、後述するように
応答性の良いスロットルセンサ５４によって検出された
スロットル開度ＴＡとエンジン回転速度ＮＥとから定常
状態での吸気圧ＰＭＴＡを演算する。これを一次遅れ処
理して時間遅れのない現時点の吸気圧（なまし値ＰＭＣ
ＲＴ４）を演算するとともに、燃焼室１８への吸入空気
量が確定する吸気バルブ閉弁時の吸気圧（予測吸気圧ｔ
ＰＭＶＬＶ）を演算する。さらに、現時点と予測時点の
演算による吸気圧（ＰＭＣＲＴ４，ｔＰＭＶＬＶ）の差
を求め、現時点の吸気圧ＰＭにこの差を加算して最終予
測吸気圧ＰＭＦＷＤを算出するようにしている。なお、
最終予測吸気圧ＰＭＦＷＤの算出原理については、特開
平２−４２１６０号公報に開示されたものに準じてい
る。

【００４９】また、点火時期の制御のために、ＣＰＵ８
９はエンジン回転速度ＮＥと吸気圧ＰＭとに基づいて基
本点火進角ＡＢＳＥを演算し、その値を吸気温、冷却水
温ＴＨＷ等で定まる補正係数ＩＫによって補正すること
により実行点火進角を演算する。この実行点火進角に基
づきイグナイタ４３に一次電流の遮断信号を出力して点
火時期を制御する。

【００５０】さらに、バルブタイミングの制御のため
に、ＣＰＵ８９は予め用意された制御マップを用い、吸
気圧ＰＭ及びエンジン回転速度ＮＥに基づき目標変位角
ＶＴＴを算出する。そして、実際の変位角ＶＴＢが目標
変位角ＶＴＴに合致するようにＯＣＶ８２の電磁ソレノ
イド８７へのデューティ比を変化させ、同ＯＣＶ８２の
各ポートの開放割合をフィードバック制御する。この制
御により、ＶＶＴ６３の両油圧室７４，７５へ供給され
る油圧が調整される。そして、吸気バルブ２２の作動タ
イミングがエンジン１１の運転状態に応じて連続的に変
更され、もってバルブオーバラップ期間が連続的に調整
される。

【００５１】次に、前記最終予測吸気圧算出ルーチンの
各処理の内容を、図７のフローチャートに従って説明す
る。このルーチンは所定時間（例えば、８ms）毎に起動
される。

【００５２】ＣＰＵ８９はまずステップ１０１におい
て、各種センサ５４，５５によって検出されたスロット
ル開度ＴＡ及び吸気圧ＰＭをそれぞれ読み込む。また、
前述したようにして算出したエンジン回転速度ＮＥ及び
変位角ＶＴＢをそれぞれ読み込む。

【００５３】続いて、ステップ１０２において、予め用
意された制御マップを参照し、前記エンジン回転速度Ｎ
Ｅとスロットル開度ＴＡとに対応する定常状態での吸気
圧ＰＭＴＡを求める。この制御マップは、予め実験等に
よりスロットル開度ＴＡ及びエンジン回転速度ＮＥに対
応する吸気圧を測定し、その吸気圧が安定したときの値
に基づき作成されたものである。この吸気圧ＰＭＴＡ
は、加速時には図８に示すようにスロットル開度ＴＡの
変化に時間遅れなく対応して変化する。

【００５４】次に、ステップ１０３において、予め用意
された制御マップを参照し、エンジン回転速度ＮＥと前
記定常状態での吸気圧ＰＭＴＡとに対応する一次遅れの
時定数ＴＩＭＣＡを算出する。ステップ１０４におい
て、次式（１）に従い一次遅れ処理値ＰＭＣＲＴを算出
する。

【００５５】 ＰＭＣＲＴ(i) ＝ＰＭＣＲＴ(i-1) ＋｛ＰＭＴＡ−ＰＭＣＲＴ(i-1) ｝・ＴＩＭＣＡ…（１） 上記式（１）中のＰＭＣＲＴ(i-1) は前回演算周期で求
めた吸気圧の一次遅れ処理値である。

【００５６】ステップ１０５において、前記一次遅れ処
理値ＰＭＣＲＴを次式（２）に従いさらに一次遅れ処理
して、なまし値ＰＭＣＲＴ４を求める。このなまし値Ｐ
ＭＣＲＴ４は、吸気圧センサ５５によって検出される吸
気圧ＰＭと同じ応答を持つ値である。仮に、スロットル
バルブ３５の漏れ空気量、大気圧等がそれぞれ変化して
いないものとすると、上記なまし値ＰＭＣＲＴ４は吸気
圧センサ５５の検出値（吸気圧ＰＭ）と同一となる。

【００５７】 ＰＭＣＲＴ４(i) ＝ＰＭＣＲＴ４(i-1) ＋｛ＰＭＣＲＴ(i) −ＰＭＣＲＴ４(i-1) ｝ …（２） 上記式（２）中のＰＭＣＲＴ４(i-1) は前回演算周期で
求めたなまし値である。

【００５８】次に、ステップ１０６において、予測時間
ｔＴＦＷＤを計算により求める。予測時間ｔＴＦＷＤ
は、現時点（インジェクタ通電時間ＴＡＵａの算出時
点）から、その時間ＴＡＵａを反映した噴射量を吸入す
る気筒の吸気バルブ閉弁時までの時間である。この予測
時間ｔＴＦＷＤは、実質的には、図９に示すように噴射
に反映される通電時間ＴＡＵａをメインルーチンで計算
してから実際に噴射が開始されるまでの時間（Ｔ１）
と、燃料噴射時間ＴＡＵ（Ｔ２）と、噴射終了から吸気
バルブ閉弁までの時間（Ｔ３）とからなる。

【００５９】下記式（３）には予測時間ｔＴＦＷＤの演
算式の一例を示す。この演算式が適用されるのは、以下
の（ａ）〜（ｄ）の各種条件を満たすエンジンである。
（ａ）６気筒を有すること。（ｂ）噴射方式は、各気筒
の吸気行程前に燃料を噴射させる、いわゆる独立噴射方
式であるか、あるいは気筒を複数のグループに分け、対
応するインジェクタをそのグループ毎に作動させる、い
わゆるグループ噴射方式であること。これらの噴射方式
においては、吸気バルブ２２が開弁する前に噴射を確実
に終わらせる必要がある。ＶＶＴ６３によって吸気バル
ブ２２の開弁期間が変化させられることを考慮し、ここ
では噴射の終了時期の平均がピストン１５の上死点前７
５°ＣＡであるものとする。（ｃ）インジェクタ通電時
間ＴＡＵａの算出のためのメインルーチンが８(ms)の演
算周期で行われること。（ｄ）ＶＶＴ６３によって吸気
バルブ２２の作動タイミングが最も遅らされたときの同
バルブ２２の閉弁時期が、ピストン１５の下死点後５５
°ＣＡ（クランク角）であること。

【００６０】 ｔＴＦＷＤ＝Ｔ１２０・（３１０−ＶＴＢ）／１２０ ＋ＴＡＵａ＋ｔＴＢ＋８ …（３） 上記式（３）中のＴ１２０は、クランク角を時間換算す
るために用いられる値であり、クランクシャフト１７が
１２０°ＣＡ回転するのに要する時間である。ｔＴＢは
燃料遅れ時間であり、より詳しくはインジェクタ３９の
無効噴射時間、開弁遅れ時間、噴霧飛行時間の合計であ
る。

【００６１】上記式（３）の理論的根拠を以下に述べ
る。メインルーチンの演算周期は前述したように短い
（８ms）ので、燃料噴射から次の燃料噴射までの間には
インジェクタ通電時間ＴＡＵａが複数回算出される。そ
のうち、実際に噴射に反映させられる通電時間ＴＡＵａ
は、その噴射開始時期の直前に計算されたものである。
それ以前に求められた通電時間ＴＡＵａは用いられな
い。従って、予測時間ｔＴＦＷＤは、実質上、前述した
時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の合計となる。

【００６２】時間Ｔ１は、平均的には最終予測吸気圧Ｐ
ＭＦＷＤの算出周期の１／２である。すなわち、この算
出周期は、通常のエンジン設計思想の下では、エンジン
回転速度ＮＥが３０００（rpm)以下では８(ms)以下の要
求として設定しているので、Ｔ１＝８／２＝４(ms)とみ
なすことができる。時間Ｔ２は、メインルーチンで求め
られたインジェクタ通電時間ＴＡＵａと、前記燃料遅れ
時間ｔＴＢとの合計である。

【００６３】また、燃料噴射の終了からピストン上死点
までのクランク角の変化が７５°ＣＡ、ピストン上死点
から下死点までのクランク角の変化が１８０°ＣＡ、ピ
ストン下死点から吸気バルブ閉弁までのクランク角の変
化が５５°ＣＡである。このうち、吸気バルブ２２の閉
弁時期はＶＶＴ６３の作動により変動する。従って、燃
料噴射の終了時点から吸気バルブ２２の閉弁時までのク
ランク角の変化は７５＋１８０＋５５−ＶＴＢ、すなわ
ち（３１０−ＶＴＢ）°ＣＡである。前記したようにク
ランク角が１２０°ＣＡ変化するのにＴ１２０の時間を
要することから、このＴ１２０に（３１０−ＶＴＢ）／
１２０を乗算すれば、（３１０−ＶＴＢ）°ＣＡを時間
に変換し、時間Ｔ３が得られる。

【００６４】さらに、予測時間ｔＴＦＷＤは、後述する
ように最終予測吸気圧ＰＭＦＷＤの算出に際し、なまし
計算の演算回数を求めるために使用される。演算回数の
算出時には予測時間ｔＴＦＷＤが演算周期Δｔによって
除算されるが、その除算による端数を考慮し、上記時間
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のほかに所定時間（演算周期Δｔの半
分、この場合４ms）が予測時間ｔＴＦＷＤ中に含ませら
れる。

【００６５】従って、予測時間ｔＴＦＷＤは、時間Ｔ１
（＝４ms）、時間Ｔ２（＝ＴＡＵａ＋ｔＴＢ）、時間Ｔ
３（＝Ｔ１２０・（３１０−ＶＴＢ）／１２０）及び前
記所定時間（４ms）の和となり、前述した式（３）が得
られる。

【００６６】ＣＰＵ８９は、ステップ１０７において、
インジェクタ通電時間ＴＡＵａの算出時点から吸気バル
ブ２２の閉弁時までに行われるこのルーチンの演算回数
ｔＮＦＷＤを次式（４）に従って求める。

【００６７】 ｔＮＦＷＤ＝ｔＴＦＷＤ／Δｔ …（４） 上記式（４）中、Δｔは最終予測吸気圧算出ルーチンの
演算周期であり、この場合８msである。ステップ１０８
において、下記式（５）を前記演算回数ｔＮＦＷＤ、繰
り返し実行する。

【００６８】 ｔＡ(i) ＝ｔＡ(i-1) ＋ＴＩＭＣＡ・｛ＰＭＴＡ・ＫＰＡ−ｔＡ(i-1) ｝ …（５） 上記式（５）中、ＫＰＡは大気圧補正係数であり、ｔＡ
の初期値は前記一次遅れ処理値ＰＭＣＲＴである。そし
て、前記式（５）をｔＮＦＷＤ回繰り返し実行したとき
のｔＡ(i) は、吸気バルブ２２の閉弁時の予測吸気圧ｔ
ＰＭＶＬＶとなる。

【００６９】ここで、吸気圧ＰＭとなまし値ＰＭＣＲＴ
４とが等しければ、予測吸気圧ｔＰＭＶＬＶを吸気バル
ブ２２の閉弁時の最終的な予測吸気圧として用いてもよ
いが、実際にはずれがある。このため、ステップ１０９
において、次式（６）に従い最終予測吸気圧ＰＭＦＷＤ
を求める。

【００７０】 ＰＭＦＷＤ＝ＰＭ＋（ｔＰＭＶＬＶ−ＰＭＣＲＴ４） …（６） つまり、予測時点での吸気圧ｔＰＭＶＬＶと現時点（Ｔ
ＡＵａ算出時）の吸気圧（なまし値ＰＭＣＲＴ４）との
差に、現時点での吸気圧センサ５５による吸気圧ＰＭを
加算することにより最終予測吸気圧ＰＭＦＷＤを得る。
ステップ１０９の処理を実行した後にこのルーチンを終
了する。

【００７１】前記最終予測吸気圧算出ルーチンにおい
て、ＣＰＵ８９によるステップ１０２の処理は定常状態
での吸気圧ＰＭＴＡを算出するための定常吸入空気量推
定手段を実現し、ステップ１０４の処理は一次遅れ処理
値ＰＭＣＲＴを算出するための補正処理手段を実現す
る。また、ステップ１０６の処理は予測時間ｔＴＦＷＤ
を算出するための閉弁時期推定手段を実現し、ステップ
１０８の処理は予測吸気圧ｔＰＭＶＬＶを算出するため
の空気量演算手段を実現する。ステップ１０９の処理は
最終予測吸気圧ＰＭＦＷＤを算出するための吸入空気量
予測手段Ｍ１４を実現する。

【００７２】このように本実施例では、時間遅れの少な
いスロットル開度ＴＡとエンジン回転速度ＮＥとに基づ
き定常状態での吸気圧ＰＭＴＡを演算し、その値を一次
遅れ処理することにより時間遅れのない現時点の吸気圧
（なまし値ＰＭＣＲＴ４）を算出している。また、燃焼
室１８への吸入空気量が確定する吸気バルブ２２の閉弁
時の吸気圧（予測吸気圧ｔＰＭＶＬＶ）を予測してい
る。そして、現時点と予測時点の演算による吸気圧ＰＭ
ＣＲＴ４，ｔＰＭＶＬＶの差を求め、現時点の測定によ
る吸気圧ＰＭにこの差を加算して最終予測吸気圧ＰＭＦ
ＷＤを算出するようにしている。このため、エンジン１
１の過渡運転時において、吸気圧センサ５５の応答遅れ
によりその検出値が実際の吸気圧からずれても、吸気バ
ルブ閉弁時の吸気圧（最終予測吸気圧ＰＭＦＷＤ）を遅
れなしに精度良く算出することができる。

【００７３】特に、本実施例においては、予測吸気圧ｔ
ＰＭＶＬＶの演算に先立ち、インジェクタ通電時間ＴＡ
Ｕａの算出時から吸気バルブ２２の閉弁時までに要する
時間（予測時間ｔＴＦＷＤ）を推定している。この際、
燃料噴射が終了してから吸気バルブ２２が閉弁するまで
の時間Ｔ３の算出にあたりクランク角の変化を用い、こ
れを時間に変換している。そして、このクランク角の変
化量の中に、ＶＶＴ６３による吸気バルブ２２の変位角
ＶＴＢを含ませて（反映させて）いる。従って、ＶＶＴ
６３の作動にともない吸気バルブ２２の開弁期間、特に
閉弁のタイミングが、例えば図９において二点鎖線で示
すように変化しても、燃料噴射終了時から吸気バルブ閉
弁時までのクランク角の変化を精度良く求め、時間Ｔ
３、ひいては正確な予測時間ｔＴＦＷＤを得ることがで
きる。

【００７４】その結果、エンジン１１の要求する値に近
いインジェクタ通電時間ＴＡＵａが得られるので、この
値を用いた燃料噴射により加速時等の過渡運転時におい
ても空燃比を正確に制御し、排気エミッション、燃費、
ドライバビリティ等の向上を図ることができる。

【００７５】なお、本発明は次に示す別の実施例に具体
化することができる。 （１）前記実施例での吸気圧センサ５５による吸気圧Ｐ
Ｍに代え、吸気通路３８にエアフロメータ等の流量セン
サを設け、その検出値（吸入空気量）を吸気バルブ２２
の閉弁時の吸入空気量の予測に用いてもよい。

【００７６】（２）前記実施例では、最終予測吸気圧Ｐ
ＭＦＷＤの算出に際し、予測吸気圧ｔＰＭＶＬＶからな
まし値ＰＭＣＲＴを減じ、その結果を吸気圧ＰＭに加算
したが、なまし値ＰＭＣＲＴから吸気圧ＰＭを減じ、そ
の結果を予測吸気圧ｔＰＭＶＬＶから減算するようにし
てもよい。

【００７７】（３）本発明は、バルブオーバラップ期間
を連続的に調整しないタイプのＶＶＴを搭載したエンジ
ンにも適用可能である。このようなＶＶＴとしては、例
えば前記実施例において、リングギヤ７３を第１の位置
及び第２の位置のいずれかに保持して、吸気バルブの作
動タイミングを切り換えるようにしたものが挙げられ
る。

【００７８】（４）本発明の吸入空気量予測装置は、吸
気バルブ２２だけでなく排気バルブ２３の作動タイミン
グを調整するＶＶＴを搭載したエンジンにも適用可能で
ある。

【００７９】（５）予測時間ｔＴＦＷＤの算出に際し用
いられる式（３）は、前述した（ａ）〜（ｄ）の条件を
満たすエンジンのために用意されたものである。従っ
て、異なる条件に関しては、その条件に応じて項目の内
容を変更してもよい。ただし、噴射終了から吸気バルブ
閉弁時までのクランク角の変化中に、変位角ＶＴＢは必
須である。

【００８０】以上、本発明の各実施例について説明した
が、各実施例から把握できる請求項以外の技術的思想に
ついて、以下にそれらの効果とともに記載する。 （イ）請求項１に記載の予測装置において、前記内燃機
関は吸気弁の開弁時よりも前に燃料噴射を終了するもの
であり、吸気弁の閉弁時期の推定に際し前記閉弁時期推
定手段は、燃料噴射の終了時から吸気弁閉弁時までの内
燃機関の回転角度を求め、その回転角度を時間に変換す
るようにした内燃機関の吸入空気量予測装置。

【００８１】このような構成とすれば、タイミング検出
手段によって検出される作動タイミングが内燃機関の回
転角度によって表される場合には、吸気弁の閉弁時期を
精度良く推定できる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、吸気弁
の作動タイミングに基づきその閉弁時期を推定し、機関
定常状態での吸入空気量に対する補正処理を、吸気弁閉
弁前の所定時点から推定閉弁時期の直前まで連続して行
わせるようにしている。このため、可変バルブタイミン
グ機構により吸気弁の作動タイミングが調整されても、
その閉弁時の吸入空気量を正確に予測することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念構成図。

【図２】エンジン及びその周辺部品の概略構成図。

【図３】ＶＶＴの概略構成図。

【図４】エンジンの動弁機構を示す断面図。

【図５】(a),(b) は吸・排気バルブの開放期間を示すダ
イヤグラム。

【図６】ＥＣＵとその周辺部品との電気的接続関係を示
すブロック図。

【図７】最終予測吸気圧算出ルーチンの処理内容を示す
フローチャート。

【図８】最終予測吸気圧の算出原理を示す説明図。

【図９】予測時間とクランク角との関係を示す説明図。

【符号の説明】

１１…内燃機関としてのガソリンエンジン、２２…吸気
バルブ、３５…スロットルバルブ、３８…吸気通路、５
１…タイミング検出手段の一部を構成するカム角セン
サ、５２…タイミング検出手段の一部及び回転速度検出
手段の一部を構成するクランク角センサ、５４…開度検
出手段としてのスロットルセンサ、５５…吸入空気量検
出手段を構成する吸気圧センサ、６３…可変バルブタイ
ミング機構（ＶＶＴ）、８９…タイミング検出手段の一
部及び回転速度検出手段の一部を構成するとともに、定
常吸入空気量推定手段、補正処理手段、開弁時期推定手
段、空気量演算手段及び吸入空気量予測手段の各々を構
成するＣＰＵ、ＴＡ…スロットル開度、ＰＭ…吸入空気
量相当値としての吸気圧、ＮＥ…エンジン回転速度、Ｖ
ＴＢ…作動タイミングとしての変位角、ＰＭＴＡ…定常
状態での吸気圧、ＰＭＣＲＴ４…なまし値、ｔＴＦＷＤ
…予測時間、ｔＰＭＶＬＶ…予測吸気圧、ＰＭＦＷＤ…
最終予測吸気圧。

フロントページの続き (72)発明者 長縄 忠久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路を開閉する吸気弁の作動タイミ
   ングを調整するための可変バルブタイミング機構を備え
   た内燃機関に用いられるものであって、 前記吸気通路途中のスロットル弁の開度を検出する開度
   検出手段と、 前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段
   と、 前記吸気通路を通って内燃機関に吸入される実際の空気
   の量又はその相当値を検出する吸入空気量検出手段と、 前記可変バルブタイミング機構により調整される吸気弁
   の作動タイミングを検出するタイミング検出手段と、 前記吸気弁閉弁前の所定時点において、前記開度検出手
   段によるスロットル開度及び前記回転速度検出手段によ
   る機関回転速度に基づき、前記内燃機関が定常状態を維
   持したと仮定した条件下での吸入空気量又はその相当値
   を推定する定常吸入空気量推定手段と、 前記定常吸入空気量推定手段により推定された吸入空気
   量又はその相当値に対し、現時点での運転状態を加味し
   た補正処理を行う補正処理手段と、 前記タイミング検出手段による吸気弁の作動タイミング
   に基づき、同吸気弁の閉弁時期を推定する閉弁時期推定
   手段と、 前記補正処理手段による補正処理を、前記所定時点から
   前記閉弁時期推定手段による推定閉弁時期の直前まで連
   続して行わせ、前記スロットル弁の動作に応じた前記吸
   気弁閉弁時の吸入空気量又はその相当値を演算する空気
   量演算手段と、 前記所定時点において前記吸入空気量検出手段にて検出
   された吸入空気量又はその相当値、及び前記空気量演算
   手段にて演算された吸入空気量又はその相当値に基づ
   き、前記吸気弁閉弁時の吸入空気量を予測する吸入空気
   量予測手段とを備えた内燃機関の吸入空気量予測装置。