(57)【要約】【課題】本発明は、吸気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構を用いて吸入空気量を調整する内燃機関において、吸気弁のリフト量を正確に制御することが可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、吸気弁のリフト量を変更する可変動弁機構と、吸気弁のリフト量と相関のあるパラメータを検出するリフト量検出手段と、リフト量検出手段のリフト量検出値が目標リフト量と一致するように可変動弁機構を制御する制御手段とを備えた内燃機関において、吸気弁のリフト量を所定リフト量とすべく可変動弁機構が制御された際の吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を求め、リフト量検出手段のリフト量検出値と実際のリフト量との誤差に従ってリフト量検出手段のリフト量検出値を補正することを特徴としている。【選択図】　図３
2004092619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられた吸気弁のリフト量を変更する可変動弁機構と、
吸気弁のリフト量と相関のあるパラメータを検出するリフト量検出手段と、
前記リフト量検出手段のリフト量検出値を目標リフト量に一致させるべく前記可変動弁機構を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記リフト量検出手段のリフト量検出値を所定リフト量に一致させるべく前記可変動弁機構を制御した際に、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を演算する実リフト量演算手段と、
前記実リフト量演算手段により算出されたリフト量と前記リフト量検出手段のリフト量検出値との誤差に従って前記リフト量検出手段のリフト量検出値を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関に設けられた吸気弁の作用角を変更する可変動弁機構と、
吸気弁の作用角と相関のあるパラメータを検出する作用角検出手段と、
前記作用角検出手段の作用角検出値を目標作用角に一致させるべく前記可変動弁機構を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記作用角検出手段の作用角検出値を所定作用角に一致させるべく前記可変動弁機構を制御した際に、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量に基づいて吸気弁の実際の作用角を演算する実作用角演算手段と、
前記実作用角演算手段により算出された作用角と前記作用角検出手段の作用角検出値との誤差に従って前記作用角検出手段の作用角検出値を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記所定リフト量は最大リフト量の三分の一以下であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記所定作用角は最大作用角の三分の一以下であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関が減速運転状態にあるときに、前記制御手段が前記リフト量検出手段のリフト量検出値を所定リフト量に一致させるべく前記可変動弁機構を制御するとともに、前記実リフト量演算手段が前記吸入空気量検出手段によって検出される吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を演算することを特徴とする請求項１又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関が減速運転状態にあるときに、前記制御手段が前記作用角検出手段の作用角検出値を所定作用角に一致させるべく前記可変動弁機構を制御するとともに、前記実作用角演算手段が前記吸入空気量検出手段によって検出される吸入空気量に基づいて吸気弁の実際の作用角を演算することを特徴とする請求項２又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
前記スロットル弁を開閉駆動するスロットル用アクチュエータと、を更に備え、
前記実リフト量演算手段は、内燃機関が減速運転状態にあり、且つ、前記制御手段が前記リフト量検出手段のリフト量検出値を所定リフト量に一致させるべく前記可変動弁機構を制御しているときに、前記スロットル弁の開度を所定開度とすべく前記スロットル用アクチュエータを制御した上で、前記吸入空気量検出手段が検出する吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を演算することを特徴とする請求項１、３、又は５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
前記スロットル弁を開閉駆動するスロットル用アクチュエータと、を更に備え、
前記実作用角演算手段は、内燃機関が減速運転状態にあり、且つ、前記制御手段が前記作用角検出手段の作用角検出値を所定作用角に一致させるべく前記可変動弁機構を制御しているときに、前記スロットル弁の開度を所定開度とすべく前記スロットル用アクチュエータを制御した上で、前記吸入空気量検出手段が検出する吸入空気量に基づいて吸気弁の実際の作用角を演算することを特徴とする請求項２、４、又は６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記所定開度は、前記吸気通路を流れる空気量が最大となる開度であることを特徴とする請求項７又は８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
吸気弁のリフト量を変更する可変動弁機構を制御することにより内燃機関の吸入空気量を調整する内燃機関の制御方法であり、
リフト量検出手段が検出するリフト量検出値を所定リフト量に一致させるべく可変動弁機構が制御された際の吸入空気量をパラメータとして吸気弁の実際のリフト量を求め、
吸気弁の実際のリフト量とリフト量検出手段のリフト量検出値との誤差に従ってリフト量検出手段のリフト量検出値を補正することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項１１】
吸気弁の作用角を変更する可変動弁機構を制御することにより内燃機関の吸入空気量を調整する内燃機関の制御方法であり、
作用角検出手段が検出する作用角検出値を所定作用角に一致させるべく可変動弁機構が制御された際の吸入空気量をパラメータとして吸気弁の実際の作用角を求め、
吸気弁の実際の作用角と作用角検出手段の作用角検出値との誤差に従って作用角検出手段の作用角検出値を補正することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関に関し、特に可変動弁機構を備えた内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される内燃機関としては、可変動弁機構を備えた内燃機関が普及してきている。
【０００３】
このような内燃機関としては、例えば、アクセルの操作量とは独立してスロットル弁を開閉駆動可能なスロットル機構と、吸気弁の閉弁タイミングおよびまたはリフト量を変更可能な可変動弁機構とを備え、内燃機関の運転状態が低負荷又は中負荷であるときにスロットル弁を高開度状態に制御するとともに、吸気弁の閉弁タイミングおよびまたはリフト量を制御して吸入空気量を調整することにより、吸気のポンピングロスを低減して燃料消費率を向上させる技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、吸気弁の閉弁タイミングおよびまたはリフト量を変更可能な可変動弁機構としては、機関出力軸（クランクシャフト）の回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を変更する機構と吸気弁のリフト量及び作用角を変更する機構とを組み合わせた可変動弁機構が知られている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１７７７７号公報
【特許文献２】
特開２００２−７０５９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、同一構成の可変動弁機構であっても、個々の可変動弁機構毎に初期公差や経時変化の度合いが異なる場合がある。このような場合には、各可変動弁機構が同一の制御信号値によって制御されても、個々の可変動弁機構毎に動作態様が異なることが想定される。すなわち、各可変動弁機構が同一の制御信号値により制御された場合であっても、個々の可変動弁機構毎に吸気弁の作用角およびまたはリフト量が異なる可能性がある。
【０００７】
このような場合には、吸気弁の実際の作用角およびまたはリフト量が所望の目標作用角およびまたはリフト量と一致しなくなるため、内燃機関の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に収束させることが困難となる。
【０００８】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、可変動弁機構を備えた内燃機関において、吸気弁の作用角およびまたはリフト量を正確に制御することが可能な技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。
すなわち、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関に設けられた吸気弁のリフト量を変更する可変動弁機構と、
吸気弁のリフト量と相関のあるパラメータを検出するリフト量検出手段と、
前記リフト量検出手段のリフト量検出値を目標リフト量に一致させるべく前記可変動弁機構を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記リフト量検出手段のリフト量検出値を所定リフト量に一致させるべく前記可変動弁機構を制御した際に、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を演算する実リフト量演算手段と、
前記実リフト量演算手段により算出されたリフト量と前記リフト量検出手段のリフト量検出値との誤差に従って前記リフト量検出手段のリフト量検出値を補正する補正手段と、
を備えるようにした。
【００１０】
この発明は、吸気弁のリフト量を変更する可変動弁機構と、吸気弁のリフト量と相関のあるパラメータを検出するリフト量検出手段と、リフト量検出手段のリフト量検出値が目標リフト量と一致するように可変動弁機構を制御する制御手段と、を備えた内燃機関において、制御手段が吸気弁のリフト量を所定リフト量とすべく可変動弁機構を制御した際の吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を求め、リフト量検出手段のリフト量検出値と実際のリフト量との誤差に従ってリフト量検出手段のリフト量検出値を補正することを最大の特徴としている。
【００１１】
かかる内燃機関の制御装置では、制御手段は、可変動弁機構を制御することにより内燃機関の吸入空気量を制御する。例えば、制御手段は、内燃機関の目標吸入空気量に対応した目標リフト量を求め、リフト量検出手段のリフト量検出値が前記目標リフト量と一致するように可変動弁機構を制御する。
【００１２】
その際、可変動弁機構の初期公差や経時変化などにより、リフト量検出手段のリフト量検出値と実際のリフト量との間に誤差が生じる場合がある。このような場合には、リフト量検出手段のリフト量検出値が目標リフト量と一致していても実際のリフト量が目標リフト量と一致せず、内燃機関の吸入空気量が目標吸入空気量と一致しない事態が発生する。
【００１３】
そこで、実リフト量演算手段は、制御手段がリフト量検出手段のリフト量検出値を所定リフト量に一致させるべく可変動弁機構を制御した際に吸入空気量検出手段が検出する吸入空気量を読み込む。
【００１４】
続いて、実リフト量演算手段は、吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気量をパラメータとして吸気弁の実際のリフト量を演算する。
【００１５】
補正手段は、実リフト量演算手段により算出された実際のリフト量とリフト量検出手段により検出されたリフト量検出値との誤差を演算し、その誤差に従ってリフト量検出手段が検出するリフト量を補正する。
【００１６】
この場合、制御手段は、補正後のリフト量検出値に従って可変動弁機構を制御することになる。すなわち、制御手段は、補正後のリフト量検出値が目標リフト量と一致するように可変動弁機構を制御することになる。この結果、吸気弁の実際のリフト量が目標リフト量と一致するようになり、以て内燃機関の吸入空気量が目標吸入空気量と一致することとなる。
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置において、所定リフト量は、例えば、最大リフト量の三分の一以下となるリフト量としてもよい。
【００１８】
これは、吸気弁の目標リフト量が比較的多い場合には、目標リフト量に対する誤差の比率が低くなるが、吸気弁のリフト量が比較的少ない場合には、目標リフト量に対する誤差の比率が高くなるからである。すなわち、目標リフト量が１０ｍｍのときに１ｍｍの誤差が生じた場合には、目標リフト量に対する誤差の比率が１０％となるが、目標リフト量が１ｍｍのときに１ｍｍの誤差が生じた場合には、目標リフト量に対する誤差の比率が１００％となるからである。
【００１９】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置において、実リフト量演算手段は、内燃機関が減速運転状態にあるときに、制御手段がリフト量検出手段のリフト量検出値を所定リフト量に一致させるべく可変動弁機構を制御した際に吸入空気量検出手段が検出する吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を演算するようにしてもよい。
【００２０】
これは、内燃機関が減速運転状態にあるときは、吸気弁のリフト量の変更により吸入空気量が変化しても、内燃機関の出力が変化し難いからである。
【００２１】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置において、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、そのスロットル弁を開閉駆動するスロットル用アクチュエータとを備えている場合には、実リフト量演算手段は、内燃機関が減速運転状態にあり、且つ、制御手段がリフト量検出手段のリフト量検出値を所定リフト量に一致させるべく可変動弁機構を制御しているときに、スロットル弁の開度を所定開度とすべくスロットル用アクチュエータを制御した上で、吸入空気量検出手段が検出する吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を演算するようにしてもよい。
【００２２】
これは、実リフト量演算手段が吸入空気量をパラメータとして吸気弁の実際のリフト量を求める際に、スロットル弁の開度が変化すると、吸気弁のリフト量のみならずスロットル弁の開度の影響によって吸入空気量が変化してしまうため、吸入空気量に基づいて吸気弁の実際のリフト量を正確に求めることが困難となるからである。
【００２３】
尚、前記した所定開度は、吸気通路を流れる吸気流量が最大となる開度、言い換えれば、スロットル弁の開度をそれ以上大きくしても吸気流量が変化しない開度とすることが好ましい。
【００２４】
次に、本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用するようにしてもよい。
すなわち、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関に設けられた吸気弁の作用角を変更する可変動弁機構と、
吸気弁の作用角と相関のあるパラメータを検出する作用角検出手段と、
前記作用角検出手段の作用角検出値を目標作用角に一致させるべく前記可変動弁機構を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記作用角検出手段の作用角検出値を所定作用角に一致させるべく前記可変動弁機構を制御した際に、内燃機関の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段が検出した吸入空気量に基づいて吸気弁の実際の作用角を演算する実作用角演算手段と、
前記実作用角演算手段により算出された作用角と前記作用角検出手段の作用角検出値との誤差に従って前記作用角検出手段の作用角検出値を補正する補正手段と、
を備えるようにしてもよい。
【００２５】
この発明は、吸気弁の作用角を変更する可変動弁機構と、吸気弁の作用角と相関のあるパラメータを検出する作用角検出手段と、作用角検出手段の作用角検出値が目標作用角と一致するように可変動弁機構を制御する制御手段と、を備えた内燃機関において、制御手段が作用角検出手段の作用角検出値を所定作用角に一致させるべく可変動弁機構を制御した際の吸入空気量に基づいて吸気弁の実際の作用角を求め、作用角検出手段の作用角検出値と実際の作用角との誤差に従って作用角検出手段の作用角検出値を補正することを最大の特徴としている。
【００２６】
かかる内燃機関の制御装置では、制御手段は、可変動弁機構を制御することにより内燃機関の吸入空気量を制御する。例えば、制御手段は、内燃機関の目標吸入空気量に対応した目標作用角を求め、作用角検出手段の作用角検出値が前記目標作用角と一致するように可変動弁機構を制御する。
【００２７】
その際、可変動弁機構の初期公差や経時変化などにより、作用角検出手段の作用角検出値と実際の作用角との間に誤差が生じる場合がある。このような場合には、作用角検出手段の作用角検出値が目標作用角と一致していても実際の作用角が目標作用角と一致せず、内燃機関の吸入空気量が目標吸入空気量と一致しない事態が発生する。
【００２８】
そこで、実作用角演算手段は、制御手段が吸気弁の作用角を所定作用角とすべく可変動弁機構を制御した際に、吸入空気量検出手段が検出する吸入空気量と作用角検出手段が検出する作用角検出値とを読み込む。
【００２９】
続いて、実作用角演算手段は、吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気量をパラメータとして吸気弁の実際の作用角を演算する。
【００３０】
補正手段は、実作用角演算手段により算出された実際の作用角と作用角検出手段により検出された作用角検出値との誤差を演算し、その誤差に従って作用角検出手段が検出する作用角を補正する。
【００３１】
この場合、制御手段は、補正後の作用角検出値に従って可変動弁機構を制御することになる。すなわち、制御手段は、補正後の作用角検出値が目標作用角と一致するように可変動弁機構を制御することになる。この結果、吸気弁の実際の作用角が目標作用角と一致するようになり、以て内燃機関の吸入空気量が目標吸入空気量と一致することとなる。
【００３２】
本発明に係る内燃機関の制御装置において、所定作用角は、例えば、最大作用角の三分の一以下となる作用角としてもよい。
【００３３】
これは、吸気弁の目標作用角が比較的大きい場合には、目標作用角に対する誤差の比率が低くなるが、吸気弁の作用角が比較的小さい場合には、目標作用角に対する誤差の比率が高くなるからである。
【００３４】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置において、内燃機関が減速運転状態にあるときに、制御手段が吸気弁の作用角を所定作用角とすべく可変動弁機構を制御するとともに、実作用角演算手段が吸入空気量検出手段によって検出される吸入空気量に基づいて吸気弁の実際の作用角を演算するようにしてもよい。
【００３５】
これは、内燃機関が減速運転状態にあるときは、吸気弁の作用角の変更により吸入空気量が変化しても、内燃機関の出力が変化し難いからである。
【００３６】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置において、内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、そのスロットル弁を開閉駆動するスロットル用アクチュエータとを備えている場合には、実作用角演算手段は、内燃機関が減速運転状態にあり、且つ、制御手段が吸気弁の作用角を前記所定作用角とすべく可変動弁機構を制御しているときに、スロットル弁の開度を所定開度とすべくスロットル用アクチュエータを制御した上で、吸入空気量検出手段が検出する吸入空気量に基づいて吸気弁の実際の作用角を演算するようにしてもよい。
【００３７】
これは、実作用角演算手段が吸入空気量をパラメータとして吸気弁の実際の作用角を求める際に、スロットル弁の開度が変化すると、吸気弁の作用角のみならずスロットル弁の開度の影響によって吸入空気量が変化してしまうため、吸入空気量に基づいて吸気弁の実際の作用角を正確に求めることが困難となるからである。
【００３８】
尚、前記した所定開度は、吸気通路を流れる吸気流量が最大となる開度、言い換えれば、スロットル弁の開度をそれ以上大きくしても吸気流量が変化しない開度とすることが好ましい。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００４０】
図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、自動車などの車両に搭載される内燃機関であり、ガソリンを燃料とする４ストローク・サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。
【００４１】
内燃機関１は、４つの気筒２を備えている。各気筒２には、吸気弁３、排気弁４、点火栓５、及び燃料噴射弁６が設けられている。
【００４２】
前記燃料噴射弁６は、デリバリーパイプ７及び燃料パイプ８を介して図示しない燃料ポンプと接続されている。
【００４３】
内燃機関１には、吸気枝管９と排気枝管１８が接続されている。吸気枝管９はサージタンク１０に接続され、サージタンク１０は吸気管１１を介してエアクリーナボックス１２と接続されている。
【００４４】
前記吸気管１１の途中には、該吸気管１１内を流れる空気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１４が設けられている。前記吸気管１１におけるエアフローメータ１４より下流の部位には、該吸気管１１内を流れる空気の流量を調節するスロットル弁１５が設けられている。
【００４５】
前記スロットル弁１５には、該スロットル弁１５を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ１６が取り付けられている。スロットル弁１５には、該スロットル弁１５の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ１７が取り付けられている。
【００４６】
次に、内燃機関１には、吸気弁３の開閉タイミングを変更するタイミング変更機構１９と、吸気弁３のリフト量を変更するリフト量変更機構２１とが取り付けられている。これらタイミング変更機構１９とリフト量変更機構２１としては、周知の機構を用いることができる。
【００４７】
例えば、前記タイミング変更機構１９としては、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相を連続的に変更する機構を例示することができる。一方、前記リフト量変更機構２１としては、揺動カムを用いて吸気弁３のリフト量を連続的に変更する機構を例示することができる。
【００４８】
前記タイミング変更機構１９には、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差を検出する位相角差検出センサ２０が取り付けられている。
【００４９】
前記リフト量変更機構２１には、吸気弁３のリフト量と相関のあるパラメータを検出するリフト量検出センサ２２が取り付けられている。
【００５０】
ここで、吸気弁３のリフト量と相関のあるパラメータとしては、例えば、リフト量変更機構２１が揺動カムを用いて吸気弁３のリフト量を変更するよう構成されている場合であれば、揺動カムの入力部と出力部の相対角度、あるいは揺動カムの入力部と出力部の相対角度を変更するコントロールシャフトの移動量などを例示することができる。
【００５１】
尚、リフト量変更機構２１が揺動カムを用いて吸気弁３のリフト量を変更するよう構成されると、概して吸気弁３のリフト量とともに作用角も同時に変更されるようになる。即ち、リフト量変更機構２１が吸気弁３のリフト量を少なくすべく動作するとそれに伴って吸気弁３の作用角が小さくなり、リフト量変更機構２１が吸気弁３のリフト量を多くすべく動作するとそれに伴って吸気弁３の作用角が大きくなる。
【００５２】
このため、リフト量検出センサ２２の出力信号を吸気弁３のリフト量を表すパラメータとして用いるか若しくは吸気弁３の作用角を表すパラメータとして用いるかは内燃機関１の制御仕様に応じて任意に選択し得るものであるが、本実施の形態ではリフト量検出センサ２２の出力信号を吸気弁３のリフト量を表すパラメータとして用いる例について述べる。
【００５３】
このように構成された内燃機関１には、該内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２５が併設されている。
【００５４】
ＥＣＵ２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成された算術論理演算回路である。このＥＣＵ２５には、前述したエアフローメータ１４とスロットルポジションセンサ１７と位相角差検出センサ２０とリフト量検出センサ２２とアクセルポジションセンサ２７とに加え、内燃機関１に取り付けられたクランクポジションセンサ２３及び水温センサ２４が電気配線を介して接続されるとともに、車両の室内に設けられたアクセルペダル２６の操作量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ２７が電気配線を介して接続されている。
【００５５】
更に、ＥＣＵ２５には、点火栓５、燃料噴射弁６、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、及びリフト量変更機構２１が電気配線を介して接続されている。
【００５６】
ＥＣＵ２５は、上記した各種センサの出力信号をパラメータとして、点火栓５、燃料噴射弁６、スロットル用アクチュエータ１６、タイミング変更機構１９、及び、リフト量変更機構２１、及びリフト量変更機構２１を制御する。
【００５７】
例えば、ＥＣＵ２５は、スロットル用アクチュエータ１６とタイミング変更機構１９とリフト量変更機構２１とを併用して、内燃機関１の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に一致させる制御（以下、吸入空気量制御と称する）を実行する。
【００５８】
吸入空気量制御では、ＥＣＵ２５は、先ずクランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的間隔に従って機関回転数を算出するとともに、アクセルポジションセンサ２７の出力信号値（アクセル開度）を読み込む。
【００５９】
ＥＣＵ２５は、機関回転数とアクセル開度をパラメータとして、内燃機関１の目標トルクを算出する。ＥＣＵ２５は、内燃機関１の実際のトルクが目標トルクと一致するために必要な吸入空気量（目標吸入空気量）を算出する。その際、目標吸入空気量は、アクセル開度が大きく且つ機関回転数が高くなるほど増加するよう設定される。
【００６０】
ＥＣＵ２５は、エアフローメータ１４の出力信号値（実際の吸入空気量）が前記目標吸入空気量と一致するように、スロットル弁１５の開度と、クランクシャフトの回転に対するインテークカムシャフトの回転位相角差と、吸気弁３の作用角とを決定する。
【００６１】
その際、ＥＣＵ２５は、図２に示すように、アクセル開度が所定開度より小さい場合は、主としてスロットル弁１５の開度を変更することにより吸入空気量を制御し、アクセル開度が所定開度以上である場合は、スロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定し、タイミング変更機構１９及びリフト量変更機構２１によって吸入空気量を制御する。
【００６２】
尚、スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度とは、スロットル弁１５の開度をそれ以上大きくしても吸入空気量が変化（増加）しない開度を意味する。
【００６３】
ここで、アクセル開度が所定開度より小さい運転領域では、ＥＣＵ２５は、アクセル開度に比例してスロットル弁１５の開度が増減するようスロットル用アクチュエータ１６を制御する。これと同時に、ＥＣＵ２５は、水温センサ２４の出力信号（冷却水温度）、アクセルポジションセンサ２７の出力信号（アクセル開度）、及び機関回転数に応じてタイミング変更機構１９及びリフト量変更機構２１を制御する。
【００６４】
例えば、冷却水温度が所定温度より低い場合、内燃機関１がアイドル運転状態（アクセル開度が全閉状態）にある場合、あるいは、アクセル開度が所定開度未満であり且つ機関回転数が低回転域にある場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角するようタイミング変更機構１９を制御し、且つ、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるようリフト量変更機構２１を制御する。
【００６５】
吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より遅角すると、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が短くなるため、気筒２内およびまたは排気ポート内から吸気ポートへ逆流する排気の量（所謂、内部ＥＧＲガスの量）が減少する。
【００６６】
吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍に設定されると、気筒２が吸気行程から圧縮行程へ移行した後に気筒２内から吸気ポートへ逆流する吸気量が減少するため、体積効率の低下が抑制される。
【００６７】
従って、冷却水温度が低い場合、内燃機関１がアイドル運転状態にある場合、及び、アクセル開度が小さく機関回転数が低い場合は、内部ＥＧＲガス量が減少するとともに体積効率の低下が抑制されるため、内燃機関１の燃焼を安定させることができる。
【００６８】
また、アクセル開度が所定開度未満であり、且つ、機関回転数が中回転域にある場合は、ＥＣＵ２５は、吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角するようタイミング変更機構１９を制御するとともに、吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点近傍となるようリフト量変更機構２１を制御する。
【００６９】
吸気弁３の開弁タイミングが吸気行程上死点より進角すると、吸気弁３と排気弁４のバルブオーバーラップ期間が長くなるため、内部ＥＧＲガス量が増加すると共にポンピングロスが低下する。
【００７０】
吸気弁３の閉弁タイミングが吸気行程下死点の近傍に設定されると、気筒２が吸気行程から圧縮行程へ移行した後に気筒２内から吸気ポートへ逆流する吸気量が減少するため、体積効率の低下が抑制される。
【００７１】
従って、アクセル開度が所定開度未満であり、且つ、機関回転数が中回転域にある場合は、体積効率の低下を抑制しつつ、内部ＥＧＲガス量の増加及びポンピングロスの低下を図ることが可能となるため、排気エミッションの向上及び燃料消費率の向上を図ることが可能となる。
【００７２】
次に、アクセル開度が所定開度以上となる運転領域では、ＥＣＵ２５は、スロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定するとともに、タイミング変更機構１９及びリフト量変更機構２１を制御することにより、内燃機関１の吸入空気量を調整する。
【００７３】
具体的には、ＥＣＵ２５は、機関回転数が高くなるほど、吸気弁３の開弁タイミングが進角するようタイミング変更機構１９を制御することにより、吸気弁３と排気弁４とのバルブオーバーラップ期間を増加させる。更に、ＥＣＵ２５は、内燃機関１の目標吸入空気量が多くなるほど吸気弁３の作用角が大きくなる（吸気弁３の閉弁タイミングが遅角する）ようにリフト量変更機構２１を制御することにより、気筒２内に供給される新気の量を増加させる。
【００７４】
尚、上記したような吸入空気量制御では、ＥＣＵ２５は、位相角差検出センサ２０が検出する位相角差検出値を所望の目標開閉タイミングに対応した目標位相角差に一致させるべくタイミング変更機構１９をフィードバック制御し、リフト量検出センサ２２のリフト量検出値を所望の目標リフト量に一致させるべくリフト量変更機構２１をフィードバック制御し、更にスロットルポジションセンサ１７が検出するスロットル開度を所望の目標スロットル開度に一致させるべくスロットル用アクチュエータ１６をフィードバック制御する。
【００７５】
これらのフィードバック制御が行われると、吸気弁３の開閉タイミング、吸気弁３のリフト量及び作用角、及びスロットル弁１５の開度の制御精度が向上し、吸入空気量を一層正確に制御することが可能となる。
【００７６】
ところで、リフト量変更機構２１及びリフト量検出センサ２２から構成される作用角変更システムの初期公差や経時変化などにより、リフト量検出センサ２２の検出値と実際のリフト量との間に誤差が生じる場合がある。
【００７７】
例えば、インテークカムシャフトに設けられたカムが摩耗した場合には、リフト量変更機構２１が正常に動作しているにも関わらず吸気弁のリフト量が少なくなるとともに作用角が小さくなるため、リフト量検出センサ２２の検出値と実際のリフト量及び作用角との間に誤差が発生することになる。
【００７８】
このような場合には、リフト量検出センサ２２が検出するリフト量検出値が目標リフト量と一致していても、吸気弁の実際のリフト量と目標リフト量との間に誤差が発生し、特にアクセル開度が所定開度以上となる運転領域では、内燃機関の実際の吸入空気量が目標吸入空気量に一致しなくなることが想定される。
【００７９】
これに対し、本実施の形態における内燃機関の制御装置では、ＥＣＵ２５は、リフト量検出センサ２２のリフト量検出値と実際のリフト量との誤差を補正するリフト量検出値補正制御を実行する。
【００８０】
以下、本実施の形態におけるリフト量検出値補正制御について述べる。
【００８１】
ＥＣＵ２５は、吸気弁３のリフト量を制御するにあたり、図３に示すようなリフト量制御ルーチンを実行する。このリフト量制御ルーチンは、予めＥＣＵ２５のＲＯＭ等に記憶されているルーチンであり、一定時間毎又はクランクシャフトが一定角度回転する度にＥＣＵ２５が実行するルーチンである。
【００８２】
リフト量制御ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ３０１においてアクセルポジションセンサ２７の出力信号（アクセル開度）：ａｃｃｐを読み込む。
【００８３】
Ｓ３０２では、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて内燃機関１の機関回転数：Ｎｅを演算する。
【００８４】
Ｓ３０３では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ３０１で読み込まれたアクセル開度：ａｃｃｐと前記Ｓ３０２で算出された機関回転数：Ｎｅとをパラメータとして、内燃機関１の目標トルクを演算し、内燃機関１の実際のトルクが目標トルクと一致するために必要な吸入空気量（目標吸入空気量）：Ｑを演算する。その際、目標吸入空気量：Ｑは、アクセル開度：ａｃｃｐが大きく且つ機関回転数：Ｎｅが高くなるほど多くなるように演算される。
【００８５】
Ｓ３０４では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ３０３で算出された目標吸入空気量：Ｑをパラメータとして、吸気弁３の目標リフト量：ＶＬｔを演算する。その際、ＥＣＵ２５は、図４に示すように、目標吸入空気量：Ｑが多くなるほど目標リフト量：ＶＬｔが多くなるように目標リフト量：ＶＬｔを演算する。
【００８６】
Ｓ３０５では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ３０４で算出された目標リフト量：ＶＬｔに基づいて、リフト量変更機構２１に対する制御値：Ｌを演算する。その際、ＥＣＵ２５は、図５に示すように、目標リフト量：ＶＬｔが多くなるほど制御値：Ｌが大きくなるように制御値：Ｌを演算する。
【００８７】
Ｓ３０６では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ３０５で算出された制御値：Ｌに従ってリフト量変更機構２１を制御する。
【００８８】
Ｓ３０７では、ＥＣＵ２５は、リフト量検出センサ２２の出力信号値（リフト量検出値）：ＶＬｄを読み込む。
【００８９】
Ｓ３０８では、ＥＣＵ２５は、バックアップＲＡＭの所定領域に記憶されているリフト量補正値：△ＶＬｃを読み出す。前記したリフト量補正値：△ＶＬｃは、リフト量検出センサ２２が検出するリフト量検出値：ＶＬｄと吸気弁３の実際のリフト量との誤差に相当する値であり、図６に示すようなリフト量誤差検出処理ルーチンに従って求められる値である。
【００９０】
図６に示すリフト量誤差検出処理ルーチンは、一定時間毎又はクランクシャフトが一定角度回転する度にＥＣＵ２５が割り込み処理として実行するルーチンであり、予めＥＣＵ２５のＲＯＭに記憶されている。
【００９１】
リフト量誤差検出処理ルーチンでは、ＥＣＵ２５は、先ずＳ６０１において、内燃機関１が減速運転状態にあるか否かを判別する。
【００９２】
ＥＣＵ２５は、前記Ｓ６０１において内燃機関１が減速運転状態にないと判定した場合には本ルーチンの実行を終了し、前記Ｓ６０１において内燃機関１が減速運転状態にあると判定した場合にはＳ６０２へ進む。
【００９３】
Ｓ６０２では、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて内燃機関１の機関回転数：Ｎｅを演算する。
【００９４】
Ｓ６０３では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ６０２で算出された機関回転数：Ｎｅをパラメータとしてスロットル弁１５の目標スロットル開度：ＴＡｔを演算する。その際の目標スロットル開度：ＴＡｔは、スロットル弁１５が実質的に全開となる開度（すなわち、スロットル弁１５の開度をそれ以上大きくしても吸入空気量が増加しない開度）であり、図７に示すように機関回転数：Ｎｅが高くなるほど大きな開度となる。
【００９５】
Ｓ６０４では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ６０３で算出された目標スロットル開度：ＴＡｔに従ってスロットル用アクチュエータ１６を制御する。
【００９６】
Ｓ６０５では、ＥＣＵ２５は、所定リフト量：ＶＬｔｏを吸気弁３の目標リフト量：ＶＬｔとして設定する。
【００９７】
前記した所定リフト量：ＶＬｔｏは、吸気弁３の最大リフト量の三分の一以下のリフト量であることが好ましい。これは、吸気弁３の目標リフト量が比較的多い場合には、目標リフト量に対する誤差の比率が低くなるが、吸気弁３のリフト量が比較的少ない場合には、目標リフト量に対する誤差の比率が高くなるからである。例えば、目標リフト量が１０ｍｍのときに１ｍｍの誤差が生じた場合には、目標リフト量に対する誤差の比率が１０％となるが、目標リフト量が１ｍｍのときに１ｍｍの誤差が生じた場合には、目標リフト量に対する誤差の比率が１００％となるからである。
【００９８】
Ｓ６０６では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ６０５で設定された目標リフト量：ＶＬｔに基づいて、リフト量変更機構２１に対する制御値：Ｌを演算する。その際、ＥＣＵ２５は、前述した図５の説明で述べたように、目標リフト量：ＶＬｔが多くなるほど制御値：Ｌが大きくなるように制御値：Ｌを演算する。
【００９９】
Ｓ６０７では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ６０６で算出された制御値：Ｌに従ってリフト量変更機構２１を制御する。
【０１００】
Ｓ６０８では、ＥＣＵ２５は、リフト量検出センサ２２の出力信号値（リフト量検出値）：ＶＬｄを読み込む。
【０１０１】
Ｓ６０９では、ＥＣＵ２５は、エアフローメータ１４の出力信号値（吸入空気量）：Ｇａを読み込む。
【０１０２】
Ｓ６１０では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ６０９で読み込まれた吸入空気量：Ｇａをパラメータとして、吸気弁３の実際のリフト量：ＶＬｒを演算する。
【０１０３】
ここで、スロットル弁１５の開度が実質的に全開となる開度に固定された状況下では、吸気弁３の実際のリフト量：ＶＬｒと吸入空気量：Ｇａとの間には、図８に示すように、吸気弁３の実際のリフト量：ＶＬｒが多くなるほど吸入空気量：Ｇａが多くなるという相関関係が成立する。
【０１０４】
そこで、本実施の形態では、図８に示すような実際のリフト量：ＶＬｒと吸入空気量：Ｇａとの関係を予め実験的に求めておくとともに、それらの関係をマップ化してＲＯＭなどに記憶しておき、吸入空気量：Ｇａと前記マップとから吸気弁３の実際のリフト量：ＶＬｒを求めるようにしてもよい。
【０１０５】
Ｓ６１１では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ６１０で算出された実際のリフト量：ＶＬｒと前記Ｓ６０８で読み込まれたリフト量検出値：ＶＬｄとの誤差：△ＶＬｅ（＝ＶＬｒ−ＶＬｄ）を演算する。
【０１０６】
Ｓ６１２では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ６１１で算出された誤差：△ＶＬｅをリフト量補正値：△ＶＬｃとしてバックアップＲＡＭの所定領域に記憶させ、本ルーチンの実行を終了する。
【０１０７】
ここで図３のリフト量制御ルーチンに戻り、ＥＣＵ２５は、Ｓ３０９において前記Ｓ３０８で読み出されたリフト量補正値：△ＶＬｃにより前記Ｓ３０７で読み込まれたリフト量検出値：ＶＬｄを補正する。具体的には、ＥＣＵ２５は、前記リフト量検出値：ＶＬｄに前記リフト量補正値：△ＶＬｃを加算し、それにより得られた値（＝ＶＬｄ＋△ＶＬｃ）をリフト量検出値：ＶＬｄの真値と定める。
【０１０８】
Ｓ３１０では、ＥＣＵ２５は、前記Ｓ３０４で決定された目標リフト量：ＶＬｔと前記Ｓ３０９で求められたリフト量検出値：ＶＬｄとを比較する。具体的には、ＥＣＵ２５は、前記リフト量検出値：ＶＬｄが前記目標リフト量：ＶＬｔより多いか否かを判別する。
【０１０９】
前記Ｓ３１０において前記リフト量検出値：ＶＬｄが前記目標リフト量：ＶＬｔより多いと判定された場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ３１１へ進み、前記Ｓ３０５で算出された制御値：Ｌから所定の定数：ｋを減算して新たな制御値：Ｌを演算する。ＥＣＵ２５は、前記した新たな制御値：Ｌに従ってリフト量変更機構２１を制御する。
【０１１０】
一方、前記Ｓ３１０において前記リフト量検出値：ＶＬｄが前記目標リフト量：ＶＬｔより多くないと判定された場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ３１２へ進み、前記リフト量検出値：ＶＬｄが前記目標リフト量：ＶＬｔより少ないか否かを判別する。
【０１１１】
前記Ｓ３１２において前記リフト量検出値：ＶＬｄが前記目標リフト量：ＶＬｔより少ないと判定された場合は、ＥＣＵ２５は、Ｓ３１３へ進み、前記Ｓ３０５で算出された制御値：Ｌに所定の定数：ｋを加算して新たな制御値：Ｌを演算する。ＥＣＵ２５は、前記した新たな制御値：Ｌに従ってリフト量変更機構２１を制御する。
【０１１２】
前記Ｓ３１２において前記リフト量検出値：ＶＬｄが前記目標リフト量：ＶＬｔより少なくないと判定された場合は、ＥＣＵ２５は、前記リフト量検出値：ＶＬｄと前記目標リフト量：ＶＬｔとが一致しているとみなして本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１１３】
このようにＥＣＵ２５がリフト量制御ルーチン及びリフト量誤差検出処理ルーチンを実行することにより、吸気弁３の実際のリフト量を正確に検出することが可能となる上、正確なリフト量に基づいてリフト量変更機構２１を制御することが可能になる。
【０１１４】
この結果、吸気弁３の実際のリフト量を所望の目標リフト量に一致させることが可能となり、特にアクセル開度が所定開度以上となる運転領域では内燃機関１の吸入空気量を所望の目標吸入空気量に一致させ易くなる。
【０１１５】
また、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置では、吸気弁３のリフト量が最大リフト量の三分の一以下となる時のリフト量検出値と実際のリフト量との誤差に基づいてリフト量検出センサ２２の出力信号値を補正しているため、目標リフト量が比較的少なくなるときの制御精度を向上させることができ、以て目標リフト量に対する誤差の比率を低くすることが可能となる。
【０１１６】
更に、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置では、内燃機関１が減速運転状態にあるときに、スロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定した上で、リフト量検出値と実際のリフト量との誤差を検出しているため、内燃機関１の運転状態に影響を与えることなく正確に誤差を検出することが可能となる。
【０１１７】
尚、本実施の形態では、吸気弁３の実際のリフト量とリフト量検出値との誤差に基づいてリフト量検出センサ２２の出力信号値を補正する例について述べたが、吸気弁３の実際のリフト量とリフト量検出値との誤差に基づいてリフト量変更機構２１に対する制御値を補正するようにしてもよい。
【０１１８】
例えば、実際のリフト量がリフト量検出値より多い場合には、それら実際のリフト量とリフト量検出値との偏差に応じた補正値を求め、通常の制御値から前記補正値を減算して得られる値を制御値として用いるとともに、実際のリフト量がリフト量検出値より少ない場合には、それら実際のリフト量とリフト量検出値との偏差に応じた補正値を求め、通常の制御値に前記補正値を加算して得られる値を制御値として用いるようにすればよい。
【０１１９】
その際、前記した補正値は、実際のリフト量とリフト量検出値との偏差が大きくなるほど大きな値となり、実際のリフト量とリフト量検出値との偏差が小さくなるほど小さな値となるようにすればよい。
【０１２０】
また、本実施の形態では、リフト量検出センサ２２の出力信号を吸気弁３のリフト量を表すパラメータとして用いる例について述べたが、リフト量検出センサ２２の出力信号を吸気弁３の作用角を表すパラメータとして用いるようにしてもよい。
【０１２１】
具体的には、ＥＣＵ２５は、内燃機関１の目標吸入空気量：Ｑに基づいて吸気弁３の目標作用角を定め、リフト量検出センサ２２の出力信号が前記目標作用角に一致するようリフト量変更機構２１を制御するようにすればよい。
【０１２２】
この場合、ＥＣＵ２５は、内燃機関１が減速運転状態にあるときに、スロットル弁１５の開度を実質的に全開となる開度に固定するとともに、リフト量検出センサ２２の出力信号が所定の作用角と一致するようリフト量変更機構２１を制御し、その際のエアフローメータ１４の出力信号（吸入空気量）：Ｇａに基づいて吸気弁３の実際の作用角を求める。そして、ＥＣＵ２５は、リフト量検出センサ２２の出力信号と実際の作用角との誤差に応じてリフト量検出センサ２２の出力信号を補正するようにすればよい。
【０１２３】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、吸気弁のリフト量または作用角を変更する可変動弁機構と、吸気弁のリフト量または作用角と相関のあるパラメータを検出する手段と、リフト量または作用角の検出値が目標値と一致するように可変動弁機構を制御する制御手段とを備えた内燃機関において、リフト量または作用角の検出値と実際のリフト量または作用角との誤差に基づいて、リフト量検出値または作用角検出値を補正することが可能となる。
【０１２４】
この結果、制御手段は、補正後のリフト量検出値に従って可変動弁機構を制御することになるため、吸気弁の実際のリフト量または作用角を所望の目標リフト量または目標作用角に一致させることが可能となり、以て吸気弁のリフト量または作用角を正確に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図２】スロットル弁開度とアクセル開度との関係を示す図
【図３】本実施の形態におけるリフト量制御ルーチンを示すフローチャート図
【図４】内燃機関の目標吸入空気量：Ｑと目標リフト量：ＶＬｔとの関係を示す図
【図５】リフト量変更機構に対する制御値：Ｌと目標リフト量：ＶＬｔとの関係を示す図
【図６】本実施の形態におけるリフト量誤差検出処理ルーチンを示すフローチャート図
【図７】リフト量誤差検出処理を実行する際の目標スロットル開度と機関回転数との関係を示す図
【図８】吸気弁の実際のリフト量：ＶＬｒと吸入空気量：Ｇａとの関係を示す図
【符号の説明】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・吸気弁
１４・・エアフローメータ
１５・・スロットル弁
１６・・スロットル用アクチュエータ
１９・・タイミング変更機構
２０・・位相角差検出センサ
２１・・リフト量変更機構
２２・・リフト量検出センサ
２３・・クランクポジションセンサ
２５・・ＥＣＵ
【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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