(57)【要約】    【課題】  アイドル以外の運転状態からアイドル運転状態への円滑な移行を実現するとともに、アイドル運転状態における機関回転をより安定化することができる内燃機関の吸気制御装置を提供する。    【解決手段】  エンジン１がアイドル運転状態にあるとき、及びアイドル以外の運転状態にあるときのいずれにおいても、吸気弁のリフト量により吸入空気流量制御を行う。アイドル以外の運転状態においては、大気圧ＰＡ，目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及び検出エンジン回転数ＮＥに応じて基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢを算出し、アイドル運転状態においては、大気圧ＰＡ，目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及び目標回転数ＮＯＢＪに応じて基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢを算出する。基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢに外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬ等を加算して、目標リフト量ＬＦＴＣＭＤを算出する。【選択図】  図７
2008184919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁作動特性可変機構を備えた内燃機関の吸気制御装置において、
前記機関のアイドル状態を判定するアイドル状態判定手段と、
前記機関の目標吸入空気流量を算出する目標吸入空気流量算出手段と、
前記機関がアイドル状態にあると判定されたときに、アイドル時の目標機関回転数及び前記目標吸入空気流量に応じて、前記リフト量の指令値を算出するリフト量指令値算出手段と、
算出されたリフト量指令値に応じて前記弁作動特性可変機構を制御するリフト量制御手段とを備えることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
前記機関に対する外部負荷の印加及び解除を検出する外部負荷検出手段を備え、
前記リフト量指令値算出手段は、前記外部負荷の印加または解除が検出されたときは、前記リフト量指令値をその変化速度を制限して増加または減少させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気制御装置に関し、特に吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁作動特性可変機構を備える内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁作動特性可変機構及び電子制御スロットル弁を備えた内燃機関の制御装置が示されている。この装置によれば、機関のアイドル運転状態及び高負荷運転状態以外の運転状態では、吸気弁のリフト量（弁作動角）を変更することにより、吸入空気量の制御が行われ、アイドル運転状態が検出されると、目標回転数と検出回転数との偏差に応じてスロットル弁の開度がフィードバック制御される。また、吸気弁のリフト量については、機関の外部負荷（補機の駆動負荷、あるいは自動変速機のレンジ切換により増減する負荷）のオンオフ（印加／解除）に応じたフィードフォワード補正が行われる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７１７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の装置では、アイドル運転状態以外の運転状態からアイドル運転状態へ移行したときに、吸気量の制御が吸気弁による制御からスロットル弁による制御に切り換わるため、切換によるトルクショックが発生するおそれがある。
【０００５】
また上記従来の装置では、外部負荷が印加されたときには、吸気弁のリフト量が直ちに増加方向に補正される。ところが、特許文献１にも記載されているように、吸気弁リフト量の変更により吸入空気量は応答性よく変化するため、従来の装置では、過度な補正が行われて、機関回転数を変動させるおそれがある。
【０００６】
本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、アイドル以外の運転状態からアイドル運転状態への円滑な移行を実現するとともに、アイドル運転状態における機関回転をより安定化することができる内燃機関の吸気制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁作動特性可変機構（４１）を備えた内燃機関の吸気制御装置において、前記機関のアイドル状態を判定するアイドル状態判定手段と、前記機関の目標吸入空気流量（ＧＡＩＲＣＭＤ）を算出する目標吸入空気流量算出手段と、前記機関がアイドル状態にあると判定されたときに、アイドル時の目標機関回転数（ＮＯＢＪ）及び前記目標吸入空気流量（ＧＡＩＲＣＭＤ）に応じて、前記リフト量の指令値（ＬＦＴＣＭＤ）を算出するリフト量指令値算出手段と、算出されたリフト量指令値（ＬＦＴＣＭＤ）に応じて前記弁作動特性可変機構を制御するリフト量制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置において、前記機関に対する外部負荷の印加及び解除を検出する外部負荷検出手段を備え、前記リフト量指令値算出手段は、前記外部負荷の印加または解除が検出されたときは、前記リフト量指令値（ＬＦＴＣＭＤ）をその変化速度を制限して増加または減少させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、機関がアイドル状態にあると判定されたときに、アイドル時の目標機関回転数及び目標吸入空気流量に応じて、吸気弁のリフト量の指令値が算出され、そのリフト量指令値に応じて弁作動特性可変機構が制御される。すなわち、アイドル状態における吸入空気流量制御は、吸気弁のリフト量を変更することにより行われるので、従来技術のような制御の切換がなく、アイドル状態への円滑な移行を実現することができる。また、検出した機関回転数に応じて吸気弁のリフト量を変更すると、機関回転数を目標機関回転数に制御することが難しくなるが、目標機関回転数に応じてリフト量指令値を算出することにより、アイドル時の機関回転数を安定的に目標機関回転数に維持することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、外部負荷の印加または解除が検出されたときは、リフト量の指令値が制限された変化速度で増加または減少するように算出されるので、吸入空気量が急激に増加または減少することがなく、機関に外部負荷が印加されたときまたは解除されたときにおける機関回転をより安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関とその制御装置の構成を示す図であり、図２は弁作動特性可変装置の構成を示す図である。図１において、例えば４気筒を有する内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、吸気弁及び排気弁と、これらを駆動するカムを備えるとともに、吸気弁の弁リフト量及び開角（開弁期間）を連続的に変更する第１弁作動特性可変機構４１と、吸気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更するカム位相可変機構としての第２弁作動特性可変機構４２とを有する弁作動特性可変装置４０を備えている。第２弁作動特性可変機構４２により吸気弁を駆動するカムの作動位相が変更され、吸気弁の作動位相が変更される。
【００１２】
エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。また、スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット（以下（ＥＣＵ）という）５に供給する。スロットル弁３には、スロットル弁３を駆動するアクチュエータ７が接続されており、アクチュエータ７は、ＥＣＵ５によりその作動が制御される。
【００１３】
燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。
【００１４】
スロットル弁３の下流には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ８及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ９が取付けられている。またエンジン１の本体には、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン冷却水温センサ１０が取り付けられている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。
【００１５】
ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１１及び、エンジン１の吸気弁を駆動するカムが固定されたカム軸の回転角度を検出するカム角度位置センサ１２が接続されており、クランク軸の回転角度及びカム軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、一定クランク角周期毎（例えば３０度周期）に１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）と、クランク軸の所定角度位置を特定するパルスを発生する。また、カム角度位置センサ１２は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）と、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）でパルス（以下「ＴＤＣパルス」という）を発生する。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。なお、カム角度位置センサ１２より出力されるＴＤＣパルスと、クランク角度位置センサ１１より出力されるＣＲＫパルスとの相対関係からカム軸の実際の作動位相ＣＡＩＮが検出される。
【００１６】
ＥＣＵ５には、エンジン１によって駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ３１、当該車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ３２、及び大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ３３が接続されている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。また図示しない他の制御ユニットから自動速機を備えた車両におけるシフト位置に関する情報、手動変速機を備えた車両におけるクラッチの締結状態を示す情報、空調装置のオンオフを示す情報、パワーステアリングのオンオフを示す情報、及びヘッドライトなどの電気負荷のオンオフを示す情報が、ＥＣＵ５に供給される。
【００１７】
弁作動特性可変装置４０は、図２に示すように、吸気弁のリフト量及び開角（以下単に「リフト量」という）を連続的に変更する第１弁作動特性可変機構４１と、吸気弁の作動位相を連続的に変更する第２弁作動特性可変機構４２と、吸気弁のリフト量ＬＦＴを連続的に変更するためのモータ４３と、吸気弁の作動位相を連続的に変更するために、その開度が連続的に変更可能な電磁弁４４とを備えている。吸気弁の作動位相を示すパラメータとして、上記カム軸の作動位相ＣＡＩＮが用いられる。電磁弁４４には、オイルパン４６の潤滑油がオイルポンプ４５により、加圧されて供給される。なお、第２弁作動特性可変機構４２の具体的な構成は、例えば特開２０００−２２７０１３号公報に示されている。
【００１８】
第１弁作動特性可変機構４１は、図３（ａ）に示すように、カム５２が設けられたカム軸５１と、シリンダヘッドに軸５５ａを中心として揺動可能に支持されるコントロールアーム５５と、コントロールアーム５５を揺動させるコントロールカム５７が設けられたコントロール軸５６と、コントロールアーム５５に支軸５３ｂを介して揺動可能に支持されるとともに、カム５２に従動して揺動するサブカム５３と、サブカム５３に従動し、吸気弁６０を駆動するロッカアーム５４とを備えている。ロッカアーム５４は、コントロールアーム５５内に揺動可能に支持されている。
【００１９】
サブカム５３は、カム５２に当接するローラ５３ａを有し、カム軸５１の回転により、軸５３ｂを中心として揺動する。ロッカアーム５４は、サブカム５３に当接するローラ５４ａを有し、サブカム５３の動きが、ローラ５４ａを介して、ロッカアーム５４に伝達される。
【００２０】
コントロールアーム５５は、コントロールカム５７に当接するローラ５５ｂを有し、コントロール軸５６の回動により軸５５ａを中心として揺動する。図３（ａ）に示す状態では、サブカム５３の動きはロッカアーム５４にほとんど伝達されないため、吸気弁６０はほぼ全閉の状態を維持する。一方同図（ｂ）に示す状態では、サブカム５３の動きがロッカアーム５４を介して吸気弁６０に伝達され、吸気弁６０は最大リフト量ＬＦＴＭＡＸ（例えば１２ｍｍ）まで開弁する。
【００２１】
したがって、モータ４３によりコントロール軸５６を回動させることにより、吸気弁６０のリフト量ＬＦＴを連続的に変更することがきる。本実施形態では、第１弁作動特性可変機構４１に、コントロール軸５６の回転角度（以下「ＣＳ角度」という）ＣＳＡを検出するコントロール軸回転角度センサ１４が設けられており、検出されるＣＳ角度ＣＳＡがリフト量ＬＦＴを示すパラメータとして使用される。
なお、第１弁作動特性可変機構４１の詳細な構成は、本出願人による特許出願（特願２００６−１９７２５４号）の明細書及び図面に示されている。
【００２２】
第１弁作動特性可変機構４１により、図４（ａ）に示すように吸気弁のリフト量ＬＦＴ（及び開角）が変更される。また第２弁作動特性可変機構４２により、吸気弁は、同図（ｂ）に実線Ｌ３及びＬ４で示す特性を中心として、カムの作動位相ＣＡＩＮの変化に伴って破線Ｌ１，Ｌ２で示す最進角位相から、一点鎖線Ｌ５，Ｌ６で示す最遅角位相までの間の位相で駆動される。
【００２３】
ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路のほか、アクチュエータ７、燃料噴射弁６、モータ４３、電磁弁４４に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。
【００２４】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記センサの検出信号に応じて、スロットル弁３の開度制御、エンジン１に供給する燃料量（燃料噴射弁６の開弁時間）の制御、並びにモータ４３及び電磁弁４４による弁作動特性（吸入空気流量）の制御を行う。
【００２５】
図５は、吸気弁のリフト量ＬＦＴを決定するＣＳ角度ＣＳＡの指令値であるＣＳ角度指令値ＣＳＡＣＭＤ、カム５２の作動位相ＣＡＩＮの指令値である作動位相指令値ＣＡＣＭＤ、及びスロットル弁開度ＴＨの指令値であるスロットル弁開度指令値ＴＨＣＭＤを算出する吸気制御モジュールの構成を示すブロック図である。図５に示す吸気制御モジュールの機能は、実際にはＥＣＵ５のＣＰＵによる演算処理により実現される。算出されたＣＳ角度指令値ＣＳＡＣＭＤ、作動位相指令値ＣＡＣＭＤ、及びスロットル弁開度指令値ＴＨＣＭＤに基づいて、実際のＣＳ角度ＣＳＡ、作動位相ＣＡＩＮ、及びスロットル弁開度ＴＨが対応する指令値に一致するように、モータ４３、電磁弁４４、及びアクチュエータ７の駆動信号がＥＣＵ５から出力される。
【００２６】
吸気制御モジュールは、目標トルク算出部７１、目標吸入空気流量算出部７２、目標リフト量算出部７４、リフト補正量算出部７５、学習補正量算出部７６、外部負荷補正量算出部７７、加算部７８，７９、角度指令値算出部８０、進角量算出部８１、目標負圧算出部８２、基準開口面積算出部８３、密度補正部８４、減算部８８、スロットル弁開度補正量算出部８５、加算部８６、及びスロットル弁開度指令値算出部８７を備えている。
【００２７】
目標トルク算出部７１は、アクセルペダル操作量ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、エンジンの目標トルクＴＲＱを算出する。目標トルクＴＲＱは、アクセルペダル操作量ＡＰが増加するほど増加するように設定される。目標吸入空気流量算出部７２は、目標トルクＴＲＱに応じて目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤを算出する。
【００２８】
目標リフト量算出部７４は、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、吸気弁の基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢを算出する。ただし、エンジンのアイドル状態では、検出したエンジン回転数ＮＥに代えて、アイドル時の目標回転数ＮＯＢＪに応じて基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢを算出する。基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢは、アイドル状態以外の運転状態では、おおむねエンジン回転数ＮＥが増加するほど、また目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤが増加するほど、増加するように設定される。またアイドル状態では、基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢは、目標回転数ＮＯＢＪが増加するほど、また目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤが増加するほど、増加するように設定される。
【００２９】
リフト補正量算出部７５は、エンジンのアイドル状態において、検出される吸入空気流量ＧＡＩＲが目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤと一致するようにリフト補正量ＡＬＤＥＧＳＬＤを算出する。学習補正量算出部７６は、リフト補正量ＡＬＤＥＧＳＬＤのなまし処理を行うことにより、学習補正量ＡＬＤＥＧＲＥＦを算出する。また外部負荷補正量算出部７７は、外部負荷、すなわちパワーステアリングの駆動負荷、空調装置のコンプレッサの駆動負荷などが印加されたときに適用される外部負荷補正量ＡＬＤＧＥＬを算出する。
【００３０】
加算部７８及び７９により、下記式（１）による演算が行われる。すなわち、基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢが補正量ＡＬＤＥＧＳＬＤ，ＡＬＤＥＧＲＥＦ，及びＡＬＤＥＧＥＬにより補正され、目標リフト量ＬＦＴＣＭＤが算出される。
ＬＦＴＣＭＤ＝ＬＦＴＣＭＤＢ＋ＡＬＤＥＧＳＬＤ
＋ＡＬＤＥＧＲＥＦ＋ＡＬＤＥＧＥＬ      （１）
【００３１】
角度指令値算出部８０は、目標リフト量ＬＦＴＣＭＤに応じて図６（ａ）に示すＣＳＡＣＭＤテーブルを検索し、ＣＳ角度指令値ＣＳＡＣＭＤを算出する。
【００３２】
進角量算出部８１は、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ、エンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰＢＡに応じて、吸気弁作動位相の進角量を算出し、作動位相指令値ＣＡＣＭＤとして出力する。
【００３３】
目標負圧算出部８２は、エンジン回転数ＮＥに応じて吸気圧ＰＢＡと大気圧ＰＡとの差圧（ＰＢＡ−ＰＡ）の目標値である目標負圧ＰＢＯＢＪ（＜０）を算出する。目標負圧ＰＢＯＢＪは、エンジン回転数ＮＥが増加するほど、その絶対値が小さくなるように設定される。なお、目標負圧ＰＢＯＢＪはエンジン回転数ＮＥに拘わらず一定値としてもよい。基準開口面積算出部８３は、目標負圧ＰＢＯＢＪに応じてスロットル弁３の基準開口面積ＡＴＨＢを算出する。基準開口面積ＡＴＨＢは、目標負圧ＰＢＯＢＪの絶対値が増加するほど減少するように設定される。
【００３４】
密度補正部８４は、大気圧ＰＡ及び吸気温ＴＡに応じて基準開口面積ＡＴＨＢの密度補正を行い、補正基準開口面積ＡＴＨＢＭを算出する。基準開口面積ＡＴＨＢは、大気圧ＰＡが低下するほど、また吸気温ＴＡが高くなるほど増加するように補正される。
【００３５】
減算部８８は、吸気圧ＰＢＡから大気圧ＰＡを減算することにより吸気負圧ＰＢを算出する。スロットル弁開度補正量算出部８５は、吸気負圧ＰＢが目標負圧ＰＢＯＢＪに一致するように、面積補正量ＡＴＨＣを算出する。加算部８６は、補正基準開口面積ＡＴＨＢＭに面積補正量ＡＴＨＣを加算し、開口面積ＡＴＨを算出する。スロットル弁開度指令値算出部８７は、開口面積ＴＨに応じて図６（ｂ）に示すＴＨＣＭＤテーブルを検索し、スロットル弁開度指令値ＴＨＣＭＤを算出する。
【００３６】
ブロック８２〜８８により、吸気負圧ＰＢが目標負圧ＰＢＯＢＪに一致するようにスロットル弁開度ＴＨが制御される。したがって、例えばエンジンのアイドル状態では、一定の目標負圧ＰＢＯＢＪが維持される。
【００３７】
図７は、図５の目標リフト量算出部７４における演算処理のフローチャートである。この処理は所定時間（例えば１０ミリ秒）毎に実行される。なお、後述する他のフローチャートに示す処理も同様に所定時間（例えば１０ミリ秒）毎に実行される。
【００３８】
ステップＳ１１では、アイドルフラグＦＡＶＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する。アイドルフラグＦＡＶＩＤＬＥは、車速ＶＰが所定車速ＶＰＩＤＬ（例えば３ｋｍ／ｈ）以下であり、かつアクセルペダル操作量ＡＰが「０」であるとき、「１」に設定される。
【００３９】
ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）、すなわちエンジン１がアイドル状態にない（通常運転中である）ときは、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、第１通常リフト量マップを検索し、第１リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ１を算出する（ステップＳ１２）。第１通常リフト量マップは、大気圧ＰＡが第１の値ＰＡ１（例えば１０１ｋＰａ（７６０ｍｍＨｇ））である状態に対応して設定されている。
【００４０】
ステップＳ１３では、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、第２通常リフト量マップを検索し、第２リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ２を算出する。第２通常リフト量マップは、大気圧ＰＡが第２の値ＰＡ２（例えば９４．６ｋＰａ（７１０ｍｍＨｇ））である状態に対応して設定されている。
【００４１】
ステップＳ１４では、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、第３通常リフト量マップを検索し、第３リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ３を算出する。第３通常リフト量マップは、大気圧ＰＡが第３の値ＰＡ３（例えば８０ｋＰａ（６００ｍｍＨｇ））である状態に対応して設定されている。
【００４２】
ステップＳ１５では、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、第４通常リフト量マップを検索し、第４リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ４を算出する。第４通常リフト量マップは、大気圧ＰＡが第４の値ＰＡ４（例えば６６．７ｋＰａ（５００ｍｍＨｇ））である状態に対応して設定されている。
【００４３】
ステップＳ１６では、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じて、第５通常リフト量マップを検索し、第５リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ５を算出する。第５通常リフト量マップは、大気圧ＰＡが第５の値ＰＡ５（例えば５３．３ｋＰａ（４００ｍｍＨｇ））である状態に対応して設定されている。
【００４４】
ステップＳ２２では、検出された大気圧ＰＡが、第１〜第５の値ＰＡ１〜ＰＡ５で決まる範囲のうち、どの範囲にあるかを判別し、補間演算を行って、基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢを算出する。例えば、大気圧ＰＡが第１の値ＰＡ１と第２の値ＰＡ２の間にあるときは、基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢは下記式（２）により算出される。
ＬＦＴＣＭＤＢ＝（ＡＬＣＭＤＬ２−ＡＬＣＭＤＬ１）
×（ＰＡ−ＰＡ１）／（ＰＡ２−ＰＡ１）＋ＡＬＣＭＤＬ１
（２）
【００４５】
ステップＳ１１の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわちエンジン１がアイドル状態にあるときは、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及びアイドル時の目標回転数ＮＯＢＪに応じて、第１アイドルリフト量マップを検索し、第１リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ１を算出する（ステップＳ１７）。第１アイドルリフト量マップは、大気圧ＰＡが第１の値ＰＡ１である状態に対応して設定されている。
【００４６】
ステップＳ１８では、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及び目標回転数ＮＯＢＪに応じて、第２アイドルリフト量マップを検索し、第２リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ２を算出する。第２アイドルリフト量マップは、大気圧ＰＡが第２の値ＰＡ２である状態に対応して設定されている。
【００４７】
ステップＳ１９では、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及び目標回転数ＮＯＢＪに応じて、第３アイドルリフト量マップを検索し、第３リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ３を算出する。第３アイドルリフト量マップは、大気圧ＰＡが第３の値ＰＡ３である状態に対応して設定されている。
【００４８】
ステップＳ２０では、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及び目標回転数ＮＯＢＪに応じて、第４アイドルリフト量マップを検索し、第４リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ４を算出する。第４アイドルリフト量マップは、大気圧ＰＡが第４の値ＰＡ４である状態に対応して設定されている。
【００４９】
ステップＳ２１では、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及び目標回転数ＮＯＢＪに応じて、第５アイドルリフト量マップを検索し、第５リフト量マップ値ＡＬＣＭＤＬ５を算出する。第５アイドルリフト量マップは、大気圧ＰＡが第５の値ＰＡ５である状態に対応して設定されている。
ステップＳ２１実行後、前記ステップＳ２２に進む。
【００５０】
以上のように図７の処理によれば、エンジン１がアイドル状態以外の運転状態にあるときは、基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢは、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及びエンジン回転数ＮＥに応じて設定される一方、エンジン１がアイドル運転状態にあるときは、目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤ及び目標回転数ＮＯＢＪに応じて設定される。アイドル状態では、エンジン回転数ＮＥに応じて基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢを設定すると、エンジン回転が不安定化したときに吸気弁のリフト量が変動し、エンジン回転をさらに不安定化することがある。そこで、本実施形態では、目標回転数ＮＯＢＪに応じて基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢを設定することにより、そのような不具合を解消し、安定したエンジン回転を維持することができる。
【００５１】
図１０は、エンジン回転数ＮＥと吸入空気流量ＧＡＩＲとの関係を示す図であり、この図のラインＬ１１〜Ｌ１３は、それぞれ吸気弁のリフト量ＬＦＴが０．８ｍｍ、０．６ｍｍ、及び０．３ｍｍに対応する関係を示す。例えば目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤが０．１ｇ／ＴＤＣ、目標回転数ＮＯＢＪ＝８００ｒｐｍである場合において、エンジン回転数ＮＥが何らかの原因で７５０ｒｐｍまで低下したとき、本実施形態では、目標回転数ＮＯＢＪに応じて基本目標リフト量ＬＦＴＣＭＤＢが算出されるため、リフト量ＬＦＴは０．６ｍｍに維持される。また吸気負圧ＰＢが目標負圧ＰＢＯＢＪとなるようにスロットル弁開度ＴＨが制御されており、かつエンジン回転数ＮＥの低下によって吸気弁が開弁している時間が増加するため、リフト量ＬＦＴを０．６ｍｍに維持した状態でも吸入空気流量ＧＡＩＲが増加し、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪに収束する。一方、エンジン回転数ＮＥが何らかの原因で８５０ｒｐｍまで上昇したときは、吸気弁が開弁している時間が減少するため、リフト量ＬＦＴを０．６ｍｍに維持した状態でも吸入空気流量ＧＡＩＲが減少し、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪに収束する。
【００５２】
これに対し、検出されるエンジン回転数ＮＥに応じてリフト量指令値が算出され、目標吸入空気量ＧＡＩＲＣＭＤがほぼ一定の場合においては、エンジン回転数ＮＥが低下したときにリフト量ＬＦＴは減少方向に制御され、エンジン回転数ＮＥの低下を助長してしまう。また逆にエンジン回転数ＮＥが上昇したときは、リフト量ＬＦＴは増加方向に制御され、エンジン回転数ＮＥの上昇を助長することとなり、アイドル回転数制御が非常に困難となる。本実施形態によれば、そのような不具合が発生することなく、エンジン回転数ＮＥを安定的に目標回転数ＮＯＢＪに維持することができる。
【００５３】
本実施形態では、図５に示すフト量補正量算出部７４により、検出される吸入空気流量ＧＡＩＲが目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤと一致するようにリフト補正量ＡＬＤＥＧＳＬＤが算出され、これにより吸入空気流量ＧＡＩＲのフィードバック制御が行われる。ただしこのフィードバック制御の制御速度は、上述したようにエンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪに自己回帰的に収束する速度に比べて非常に低く設定されているため、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪに収束する際の吸入空気流量の変化には影響を及ぼすことはない。すなわち、リフト量補正量算出部７４によるフィードバック制御は、吸入空気流量ＧＡＩＲを緩やかに目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤに維持する制御であり、このフィードバック制御を行わなくても、エンジン回転数ＮＥは目標回転数ＮＯＢＪに収束する。
【００５４】
図８は、図５の外部負荷補正量算出部７７において外部負荷補正の実行条件を判定する処理のフローチャートである。
ステップＳ３１では、当該車両が自動変速機を備えており、かつ自動変速機がインギア状態にあるか、すなわちＮレンジまたはＰレンジ以外のレンジが選択されている否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、当該車両が手動変速機を備えており、かつエンジン出力を変速機に伝達するクラッチが締結しているか否かを判別する（ステップＳ３２）。この答が否定（ＮＯ）であるときは、空調装置が作動中であるか否かを判別する（ステップＳ３３）。この答が否定（ＮＯ）であるときは、パワーステアリングが作動中であるか否かを判別する（ステップＳ３４）。この答が否定（ＮＯ）であるときは、電気負荷が印加されているか否かを判別する（ステップＳ３５）。
【００５５】
ステップＳ３１〜Ｓ３５の何れかの答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、外部負荷補正実行フラグＦＶＬＣを「１」に設定する（ステップＳ３６）。一方、ステップＳ３１〜Ｓ３５の答が否定（ＮＯ）であるときは、外部負荷補正実行フラグＦＶＬＣを「０」に設定する（ステップＳ３７）。
【００５６】
図９は、図５の外部負荷補正量算出部７７において外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬを算出する処理のフローチャートである。
ステップＳ４１では、外部負荷補正実行フラグＦＶＬＣが「１」であるか否かを判別する。ＦＶＬＣ＝１であるときは、下記式（３）により、外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬを算出する（ステップＳ４２）。
ＡＬＤＥＧＥＬ(k)＝ＡＬＤＥＧＥＬ(k-1)＋ＤＡＤＥ          （３）
【００５７】
ここで、（ｋ），（ｋ−１）は、それぞれ今回値及び前回値を示すために付されている。またＤＡＤＥは所定更新値であり、外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬを徐々に変化させるためのパラメータである。
【００５８】
ステップＳ４３では、算出した外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬが上限値ＡＤＥＭＡＸより大きいか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬをその上限値ＡＤＥＭＡＸに設定する（ステップＳ４４）。ＡＬＤＥＧＥＬ≦ＡＤＥＭＸであるときは、直ちに本処理を終了する。
【００５９】
ステップＳ４２〜Ｓ４４により、外部負荷補正実行フラグＦＶＬＣが「１」であるときは、外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬは上限値ＡＤＥＭＡＸに達するまで徐々に増加するように設定される。
【００６０】
ステップＳ４１で、ＦＶＬＣ＝０であるときは、下記式（４）により、外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬを算出する（ステップＳ４５）。
ＡＬＤＥＧＥＬ(k)＝ＡＬＤＥＧＥＬ(k-1)−ＤＡＤＥ          （４）
【００６１】
ステップＳ４６では、算出した外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬが負の値であるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬを「０」に設定する（ステップＳ４７）。ＡＬＤＥＧＥＬ＞０であるときは、直ちに本処理を終了する。
【００６２】
ステップＳ４５〜Ｓ４７により、外部負荷補正実行フラグＦＶＬＣが「０」であるときは、外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬは「０」に達するまで徐々に減少するように設定される。
【００６３】
図９の処理によれば、外部負荷補正の実行条件が成立したとき、または逆に不成立となったときは、外部負荷補正量ＡＬＤＥＧＥＬは、その変化速度が所定更新値ＤＡＤＥにより制限されて、上限値ＡＤＥＭＡＸまで増加し、または「０」まで減少する。したがって、外部負荷補正の開始時、及び終了時において、吸入空気量の急激な変化が防止され、エンジン回転の安定化を図ることができる。
【００６４】
本実施形態では、ＥＣＵ５が、アイドル状態判定手段、目標吸入空気流量算出手段、リフト量指令値算出手段、リフト量制御手段の一部、及び外部負荷検出手段を構成する。具体的には、図７のステップＳ１１がアイドル状態判定手段に相当し、図５の目標吸入空気流量算出部７２が目標吸入空気流量算出手段に相当し、目標リフト量算出部７４、外部負荷補正量算出部７７、及び加算部７８，７９がリフト量指令値算出手段に相当し、角度指令値算出部８０及びモータ４３がリフト量制御手段に相当し、図８の処理が外部負荷検出手段に相当する。
【００６５】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、第１及び第２弁作動特性可変機構は、上述したものに限らず、上述した特許文献１に示されたものも使用可能である。
【００６６】
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの吸気制御にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】弁作動特性可変装置の構成を示す図である。
【図３】第１弁作動特性可変機構の概略構成を説明するための図である。
【図４】弁作動特性を示す図である。
【図５】弁作動特性可変装置及びスロットル弁の制御指令値を算出するモジュールの構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示すブロックで参照されるテーブルを示す図である。
【図７】図５に示す目標リフト量算出部における演算処理のフローチャートである。
【図８】図５に示す外部負荷補正量算出部における演算処理のフローチャートである。
【図９】図５に示す外部負荷補正量算出部における演算処理のフローチャートである。
【図１０】アイドル回転数制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  内燃機関
２  吸気管
５  電子制御ユニット（アイドル状態判定手段、目標吸入空気流量算出手段、リフト量指令値算出手段、リフト量制御手段、外部負荷検出手段）
４１  第１弁作動特性可変機構
４３  モータ（リフト量制御手段）
６０  吸気弁
７２  目標吸入空気流量算出部（目標吸入空気流量算出手段）
７４  目標リフト量算出部（リフト量指令値算出手段）
７７  外部負荷補正量算出部（リフト量指令値算出手段）
７８，７９  加算部（リフト量指令値算出手段）
８０  角度指令値算出部（リフト量制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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