(57)【要約】【課題】可変動弁機構により吸入空気量を可変制御する場合の減速および再加速のトルク応答性を高める。【解決手段】吸気弁のリフト・作動角を拡大・縮小させる第１可変動弁機構（ＶＥＬ）と、作動角の中心角を遅進させる第２可変動弁機構（ＶＴＣ）と、吸気圧Ｂを可変制御するための負圧制御弁とを備える。これら３者の組み合わせで吸入空気量が定まり、定常の目標値の特性（ｔＶＥＬ０、ｔＶＴＣ０、ｔＴＶＯ０）は燃費と排気性能を高めるように、マップに設定されている。減速時には、中心角と負圧制御弁開度の目標値ｔＶＴＣ、ｔＴＶＯを変更せずに、目標トルクｔＴが得られるように、目標作動角ｔＶＥＬのみを変更する。第１可変動弁機構は相対的に応答速度が高いので、高いトルク応答が得られる。【選択図】図４
2007132224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁の作動角を連続的に変更可能な第１可変動弁機構と、上記作動角の中心角を連続的に変更可能な第２可変動弁機構と、を備え、これら２つの可変動弁機構により実現される吸気弁のリフト特性によって吸気量の制御が可能な内燃機関の制御装置において、
機関減速時に、上記中心角を変更せずに目標トルクを得るように上記第１可変動弁機構による作動角を縮小することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
所定時間経過後に、目標トルクに対し予め定められた作動角と中心角との標準の組み合わせに移行す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３】
吸気弁の作動角を連続的に変更可能な第１可変動弁機構と、上記作動角の中心角を連続的に変更可能な第２可変動弁機構と、吸気通路に介装され、かつ開度が連続的に変化する負圧制御弁と、を備え、上記負圧制御弁により吸入負圧を目標の吸入負圧に維持しつつ吸気弁のリフト特性によって吸気量の制御が可能な内燃機関の制御装置において、
機関減速時に、上記中心角および上記負圧制御弁の開度を変更せずに目標トルクを得るように上記第１可変動弁機構による作動角を縮小することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
吸気弁の作動角を連続的に変更可能な第１可変動弁機構と、上記作動角の中心角を連続的に変更可能な第２可変動弁機構と、吸気通路に介装され、かつ開度が連続的に変化する負圧制御弁と、を備え、上記負圧制御弁により吸入負圧を目標の吸入負圧に維持しつつ吸気弁のリフト特性によって吸気量の制御が可能な内燃機関の制御装置において、
機関減速時に、上記中心角および上記目標吸入負圧を変更せずに目標トルクを得るように上記第１可変動弁機構による作動角を縮小することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
所定時間経過後に、目標トルクに対し予め定められた作動角と中心角と負圧制御弁開度との標準の組み合わせに移行す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６】
所定の急減速時に上記第１可変動弁機構による作動角の縮小のみを行い、緩減速時には、目標トルクに対する標準の組み合わせに沿って各々の目標値を変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
上記第１可変動弁機構は、吸気弁のリフトと作動角の双方が同時に増減変化する構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
目標値変化に対する上記第１可変動弁機構の機械的な応答速度が、上記第２可変動弁機構の機械的な応答速度よりも高いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
吸気弁の作動角を連続的に変更可能な第１可変動弁機構と、上記作動角の中心角を連続的に変更可能な第２可変動弁機構と、吸気通路に介装され、かつ開度が連続的に変化する負圧制御弁と、を備え、上記負圧制御弁により吸入負圧を目標の吸入負圧に維持しつつ吸気弁のリフト特性によって吸気量の制御が可能な内燃機関の制御装置において、
機関減速時に、第１の制御パラメータとしての目標作動角と第２の制御パラメータとしての目標中心角と第３の制御パラメータとしての目標負圧制御弁開度もしくは目標吸入負圧の中で、いずれか２つの制御パラメータを変更せずに、目標トルクを得るように他の１つの制御パラメータを変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吸気弁のバルブリフト特性を可変制御可能な可変動弁装置によって吸入空気量の制御を達成するようにした内燃機関における制御装置に関し、特に、その減速時の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリン機関においては、一般に吸気通路中に設けたスロットル弁の開度制御によって吸気量を制御しているが、良く知られているように、この種の方式では、特にスロットル弁開度の小さな中低負荷時におけるポンピングロスが大きい、という問題がある。これに対し、吸気弁の開閉時期やリフト量を変化させることで、スロットル弁に依存せずに吸気量を制御しようとする試みが以前からなされており、この技術を利用して、ディーゼル機関と同様に吸気系にスロットル弁を具備しないいわゆるスロットルレスの構成を実現することが提案されている。
【０００３】
特許文献１，２は、本出願人が先に提案した吸気弁の可変動弁装置を示しており、吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大，縮小可能な第１可変動弁機構（リフト・作動角可変機構）と、作動角の中心角を連続的に遅進させることが可能な第２可変動弁機構（位相可変機構）と、を備え、両者を独立して制御することにより、種々のリフト特性に可変制御し得る技術が開示されている。この種の可変動弁機構によれば、スロットル弁の開度制御に依存せずにシリンダ内に流入する空気量を可変制御することが可能であり、特に負荷の小さな領域において、いわゆるスロットルレス運転ないしはスロットル弁の開度を十分に大きく保った運転を実現でき、ポンピングロスの大幅な低減が図れる。そして、アイドル運転時には、バルブリフト量を微小量とすることで、吸入空気量を精度良く制御するようにしている。
【０００４】
ここで、吸気弁のバルブリフト特性の可変制御により吸入空気量を制御するように構成した場合、スロットル弁を具備しない完全なスロットルレスの構成であると、吸気系に負圧が発生しないため、例えば、ブローバイガスやキャニスタからのパージガスなどを吸気系に還流させる既存のシステムが利用できなくなったり、種々のアクチュエータなどの駆動源としても利用されている負圧が容易に得られない、といった新たな課題が派生する。そのため、吸気通路にいわゆる電子制御スロットル弁を負圧制御弁として設け、その開度制御と組み合わせることで、適宜な負圧を確保しつつ吸気弁のバルブリフト特性による吸入空気量の制御を実現することが特許文献１，２に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２３２４６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５１２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように吸気弁のバルブリフト特性によって吸入空気量を制御する場合、同じトルク（つまり同じ吸入空気量）を確保し得る作動角と中心角との組み合わせは無数にあるので、一般に、燃費や排気性能の観点から定まる標準の組み合わせが、目標トルクに対する目標作動角および目標中心角として予め制御マップ等の形で設定される。従って、例えば急減速時には、現在のトルクに対する作動角および中心角の位置から減速後の目標トルクに対する目標作動角および目標中心角へと、２つの可変動弁機構が並行して変化することになるが、このような場合、作動角および中心角の過渡的な変化がうまく調和していないと、良好なトルク応答を確保できない。
【０００６】
ここで、過渡運転時のトルク応答を重視して各々の制御目標値を定めると、燃費の向上代が小さくなったり、排気性能が悪化したりし易い。
【０００７】
また、負圧制御弁を備えている場合に、現在のあるトルクから目標トルクへと減速する際に、目標の吸入負圧が強くなるような設定であるとすると、目標値の変更に伴って負圧制御弁の開度が変化しても、シリンダ内に流入する吸入空気の挙動には遅れが伴い、やはりトルク応答を制限する要因となる。
【０００８】
この発明は、燃費と排気性能をバランスよく向上させつつ減速時のトルク応答を高めることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、吸気弁の作動角を連続的に変更可能な第１可変動弁機構と、上記作動角の中心角を連続的に変更可能な第２可変動弁機構と、を備え、これら２つの可変動弁機構により実現される吸気弁のリフト特性によって吸気量の制御が可能な内燃機関の制御装置において、機関減速時に、上記中心角を変更せずに目標トルクを得るように上記第１可変動弁機構による作動角を縮小することを特徴としている。
【００１０】
また、第１、可変動弁機構に加えて、開度が連続的に変化する負圧制御弁を備え、上記負圧制御弁により吸入負圧を目標の吸入負圧に維持しつつ吸気弁のリフト特性によって吸気量の制御が可能な内燃機関の制御装置において、機関減速時に、上記中心角および上記負圧制御弁の開度を変更せずに目標トルクを得るように上記第１可変動弁機構による作動角を縮小することを特徴としている。上記負圧制御弁の開度そのものではなく、上記目標吸入負圧を変更しないようにしてもよい。
【００１１】
上記第１可変動弁機構は、吸気弁のリフトは変化せずに作動角のみが増減変化する構成であってもよく、あるいは、吸気弁のリフトと作動角の双方が同時に増減変化する構成であってもよい。
【００１２】
すなわち、前述したように、同じトルクを得るための作動角と中心角との組み合わせ、あるいは、作動角と中心角と負圧制御弁開度との組み合わせは、無数に存在するが、基本的な傾向として、作動角を大きくするほど吸入空気量が大となる。従って、減速時に、この作動角を優先的に減少させることで、中心角や負圧制御弁開度を変化させることなく減速後の目標トルクまで速やかにトルクを低下させることができる。
【００１３】
また、この状態から再加速された場合には、作動角のみを拡大することで吸入空気量が直ちに増大するので、トルクの立ち上がりが良好となる。
【００１４】
そして、一つの態様では、所定時間経過後に、目標トルクに対し予め定められた作動角と中心角との標準の組み合わせ、あるいは、目標トルクに対し予め定められた作動角と中心角と負圧制御弁開度との標準の組み合わせ、に移行する。なお、上記の標準の組み合わせとしては、例えば、燃費重視の特性と応答性重視の特性、といったように同一トルクに対し複数あってもよく、この場合は、その中の一つが用いられる。
【００１５】
上記のような作動角の縮小を優先する制御は、ある程度の急減速時に行えばよく、緩減速時には、目標トルクに対する標準の組み合わせに沿って各々の目標値を変化させるようにしてもよい。
【００１６】
本発明の制御は、目標値変化に対する上記第１可変動弁機構の機械的な応答速度が、上記第２可変動弁機構の機械的な応答速度よりも高い場合に、特に効果的である。
【００１７】
なお、第１可変動弁機構の応答速度が非常に低いなど特殊な場合には、減速時に他の制御パラメータを優先させることも可能である。すなわち、本願の第２の発明においては、機関減速時に、第１の制御パラメータとしての目標作動角と第２の制御パラメータとしての目標中心角と第３の制御パラメータとしての目標負圧制御弁開度もしくは目標吸入負圧の中で、いずれか２つの制御パラメータを変更せずに、目標トルクを得るように他の１つの制御パラメータを変更する。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、減速時に中心角や負圧制御弁開度を変化させることなく作動角を優先的に縮小してトルクを目標トルクまで減少させるので、通常の運転中の目標値の設定に拘わらずに減速時のトルク応答が向上し、かつ再加速時のトルク応答にも優れたものとなる。従って、通常の運転中の目標値の設定そのものは、燃費や排気性能等をバランスよく向上させたものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、この発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成を示す構成説明図であって、内燃機関１は、吸気弁３と排気弁４とを有し、かつ吸気弁３の動弁機構として、吸気弁３のリフト・作動角を両者同時に連続的に拡大・縮小させることが可能な第１可変動弁機構（ＶＥＬ）５および作動角の中心角を連続的に遅進させることが可能な第２可変動弁機構（ＶＴＣ）６を備えている。また、吸気通路７のコレクタ７ａ上流側には、モータ等のアクチュエータにより開度が制御される電子制御スロットル弁型の負圧制御弁２が設けられている。ここで、上記負圧制御弁２は、吸気通路７内に、ブローバイガスの処理などのために必要な比較的弱い適宜な負圧を発生させるために用いられており、基本的に、吸入空気量の調整は、上記第１、第２可変動弁機構５、６により吸気弁３のリフト特性を変更することで行われる。図２は、運転条件に対する吸気圧（正圧）の目標値の特性例を示しており、この例では、中速中負荷域で最も吸気圧が高く（つまり大気圧に近い）、かつ高負荷域および低負荷域で吸気圧が低い（吸入負圧が強い）特性となっているが、このような目標の吸気圧が得られるように、上記負圧制御弁２の開度が制御される。なお、スロットル弁でもって吸入空気量を制御する一般的なガソリン機関に比べれば、全体として、吸入負圧が遙かに弱い状態で運転される。上記コレクタ７ａには、実際の吸気圧を検出するための吸気圧センサ１６が設けられている。
【００２０】
これらの第１、第２可変動弁機構５、６および負圧制御弁２は、コントロールユニット１０によって制御されている。
【００２１】
また、燃料噴射弁８が吸気通路７に配置されており、上記のように吸気弁３もしくは負圧制御弁２により調整された吸入空気量に応じた量の燃料が、この燃料噴射弁８から噴射される。従って、内燃機関１の出力は、負圧制御弁２とともに、第１、第２可変動弁機構５、６により吸入空気量を調整することによって制御される。
【００２２】
上記のコントロールユニット１０は、運転者により操作されるアクセルペダルに設けられたアクセル角度センサ１１からのアクセル開度信号ＡＰＯ、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数信号Ｎ、吸入空気量センサ１３からの吸入空気量信号、冷却水温度センサ１４からの水温信号、空燃比センサ１５からの信号、上記吸気圧センサ１６からの吸気圧信号、等を受け取り、これらの信号に基づいて、燃料噴射量、点火時期、第１可変動弁機構目標角度（目標作動角ｔＶＥＬ）、第２可変動弁機構目標角度（目標中心角ｔＶＴＣ）および負圧制御弁目標開度（目標スロットル開度ｔＴＶＯ）をそれぞれ演算する。そして、要求の燃料噴射量および点火時期を実現するように燃料噴射弁８および点火プラグ９を制御するとともに、第１可変動弁機構目標角度、第２可変動弁機構目標角度を実現するための制御信号を、第１可変動弁機構５のアクチュエータおよび第２可変動弁機構６のアクチュエータへそれぞれ出力し、かつ負圧制御弁２の開度を上記目標開度となるように制御する。なお、上記第１可変動弁機構５および第２可変動弁機構６は、その機械的な構成は公知であり、例えば上述した特許文献１に記載の装置と同様の構成を有している。従って、その詳細な説明は省略する。
【００２３】
ここで、上記第１可変動弁機構５は例えば電動式のアクチュエータを有し、上記第２可変動弁機構６は例えば油圧式のアクチュエータを有し、目標値がステップ的に変化したときの応答速度としては、第１可変動弁機構５の応答速度の方が第２可変動弁機構６の応答速度よりも早い。また、負圧制御弁２は吸気系の比較的上流にあるので、この負圧制御弁２の開度が変化したときのシリンダ内へ流入する空気量の変化は、バルブリフト特性の変化による空気量変化に比べて、遅いものとなる。つまり、負圧制御弁２の開度変化に対する吸入空気の挙動遅れが比較的大きく存在する。
【００２４】
図３は、上記コントロールユニット１０において実行される第１、第２可変動弁機構５、６および負圧制御弁２の制御ルーチンを示しており、以下、これを説明する。このルーチンは、機関運転中、所定時間毎に繰り返し実行されるものであって、まずステップ１１で、機関回転速度Ｎ、アクセル開度ＡＰＯ、吸気圧Ｂ、第２可変動弁機構６による中心角の実値つまり実中心角ｒＶＴＣ、をそれぞれ読み込み、ステップ１２で、機関回転速度Ｎとアクセル開度ＡＰＯとに基づいて目標トルクｔＴを算出する。さらに、ステップ１３で、機関回転速度Ｎと目標トルクｔＴとに基づいて、第１、第２可変動弁機構５、６および負圧制御弁２の定常目標値、つまり、定常目標作動角ｔＶＥＬ０、定常目標中心角ｔＶＴＣ０、定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０、をそれぞれ算出する。
【００２５】
前述したように、吸入空気量は、作動角（リフト・作動角）、中心角、および負圧制御弁２の開度（スロットル開度）、の３つの制御パラメータによって定まるが、これらの３つの制御パラメータと機関特性との基本的な関係は、以下の通りである。但し、３つの制御パラメータは、相互に影響し合うので、組み合わせの状態によって以下と異なる傾向を示す場合もある。
【００２６】
・作動角を大きくするほど吸入空気量が増加する。
【００２７】
・中心角を進角させるほど残留ガス率（内部ＥＧＲ率）が高くなり、吸入空気量が減少する。同じ吸入空気量を得る条件で比較すると、残留ガス率を高めるほどポンピングロスが小さくなる。残留ガス率を高めると、燃焼温度が低下するので、ＮＯｘ排出量と冷却損失が少なくなる。残留ガス率が高くなり過ぎると、燃焼安定性が悪化する。
【００２８】
・スロットル開度を大きくするほど吸気圧が高く（大気圧に近く）なり、吸入空気量が増加する。同じ吸入空気量を得る条件で比較すると、吸気圧を高めるほどポンピングロスが小さくなる。吸気圧を低く（負圧を大きく）すると、吸気ポートへ供給した燃料の気化が良好となり、燃焼安定性が向上するとともに、ＨＣ排出量が少なくなる。
【００２９】
本実施例では、燃焼安定性を確保しつつ燃費と排気性能をバランスよく高めるように、３つの制御パラメータの定常目標値を決定する。具体的には、機関回転速度Ｎと目標トルクｔＴとに対応させて予め定常目標作動角ｔＶＥＬ０、定常目標中心角ｔＶＴＣ０および定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０の最適値を記憶させた各々の制御マップから、そのときの機関回転速度Ｎおよび目標トルクｔＴに対応する各々の値をルックアップする。低中速域における大体の傾向としては、目標トルクｔＴが大きくなるほど、目標中心角ｔＶＴＣを遅角側の値とし、かつ目標スロットル開度ｔＴＶＯと目標作動角ｔＶＥＬを大きくする。
【００３０】
ステップ１４では、現在のアクセル開度ＡＰＯと前回値ＡＰＯｚとの差として、アクセル開度変化量ｄＡＰＯを算出し、ステップ１５で、このアクセル開度変化量ｄＡＰＯが減速判定値ｄＡＰＯｄよりも小さいか否かを判断する。上記減速判定値ｄＡＰＯｄは、負の所定値であり、アクセル開度変化量ｄＡＰＯがこの減速判定値ｄＡＰＯｄよりも小さい場合には、減速操作中であると判断することができる。
【００３１】
ステップ１５においてアクセル開度変化量ｄＡＰＯが所定の減速判定値ｄＡＰＯｄよりも小さいと判断された場合には、ステップ１６へ進み、タイマＴＩＭＥＲの値を所定のディレイ時間ＤＴにセットする。タイマＴＩＭＥＲは、図示しないバックグラウンドジョブにより所定時間毎に一定値ずつ値が減じられるタイマであり、本ステップの処理により、減速操作中はその値が上記のＤＴに維持され、減速操作が終了すると、ＤＴから０に向かって徐々に値が小さくなる。
【００３２】
次のステップ１７では、ステップ１３で算出した定常目標中心角ｔＶＴＣ０と目標中心角ｔＶＴＣの前回値ｔＶＴＣｚとを比較し、より高トルク側の値を目標中心角ｔＶＴＣとして選択するとともに、ステップ１３で算出した定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０と目標スロットル開度ｔＴＶＯの前回値ｔＴＶＯｚとを比較し、より高トルク側の値を目標スロットル開度ｔＴＶＯとして選択する。最も簡易的な方法としては、定常目標中心角ｔＶＴＣ０と目標中心角前回値ｔＶＴＣｚとの中で、相対的に遅角側の方を目標中心角ｔＶＴＣとして選択するとともに、定常目標スロットル開度ｔＴＶＯと目標スロットル開度前回値ｔＴＶＯｚの中で、相対的に大開度側の方を目標スロットル開度ｔＴＶＯとして選択する。
【００３３】
ここで、ステップ１５からステップ１６、ステップ１７へと処理が進んだ場合、つまり減速操作中の場合には、目標トルクｔＴが減少していくので、ステップ１７では、必ず前回値の方が選択される。換言すれば、減速操作中は、減速操作開始直前の中心角ＶＴＣおよびスロットル開度ＴＶＯが維持されることになる。
【００３４】
一方、ステップ１５においてアクセル開度変化量ｄＡＰＯが所定の減速判定値ｄＡＰＯｄ以上であると判断された場合には、ステップ１８へ進み、アクセル開度変化量ｄＡＰＯが加速判定値ｄＡＰＯａよりも大きいか否か判断する。上記加速判定値ｄＡＰＯａは、正の所定値であり、アクセル開度変化量ｄＡＰＯがこの加速判定値ｄＡＰＯａよりも大きい場合には、加速操作中であると判断することができる。
【００３５】
ステップ１８においてアクセル開度変化量ｄＡＰＯが所定の加速判定値ｄＡＰＯａよりも大きいと判断された場合には、ステップ１９へ進み、タイマＴＩＭＥＲの値を強制的に０にした後に、前述のステップ１７へ進む。このステップ１９の処理により、後述の減速後ディレイ処理が行われている場合に、当該処理が強制終了となる。
【００３６】
ステップ１９からステップ１７へと処理が進んだ場合、つまり加速操作中の場合には、状況によってステップ１７で選択される値が異なる。目標トルクｔＴが増加していくことから、通常は、新しく算出した定常目標値の方が前回値よりも高トルク側となるので、ステップ１７においては、定常目標中心角ｔＶＴＣ０と定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０が、目標中心角ｔＶＴＣおよび目標スロットル開度ｔＴＶＯとして選択されるが、減速操作に引き続いて加速操作が行われた場合、および後述の減速後ディレイ処理中に加速操作が行われた場合には、新しく算出した定常目標値よりも前回値の方が高トルク側となることもある。
【００３７】
ステップ１８においてアクセル開度変化量ｄＡＰＯが所定の加速判定値ｄＡＰＯａ以下であると判断された場合には、ステップ２０へ進み、タイマＴＩＭＥＲの値が０よりも大きいか否か判断する。なお、ステップ２０へ処理が進む（すなわち、ステップ１５およびステップ１８でいずれもＮＯの場合）のは、運転者が加速・減速操作を行っていない定常運転時である。
【００３８】
ステップ２０においてタイマＴＩＭＥＲの値が０より大きい場合、つまり減速操作終了後の経過時間が所定のディレイ時間ＤＴに達していない場合は、前述のステップ１７へ進む。このようにステップ２０からステップ１７へ処理が進んだ場合、すなわち、減速操作終了直後（所定のディレイ時間ＤＴが経過するまでの間）の定常運転時は、ステップ１７の処理によって前回値が選択され、減速操作中に引き続き、減速操作開始直前の中心角ＶＴＣおよびスロットル開度ＴＶＯが維持される（これを減速後ディレイ処理と呼ぶ）。
【００３９】
ステップ２０においてタイマＴＩＭＥＲの値が０であると判断された場合、つまり通常の定常運転時である場合は、ステップ２１へ進み、定常目標中心角ｔＶＴＣ０を目標中心角ｔＶＴＣに、定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０を目標スロットル開度ｔＴＶＯに、それぞれ設定する。
【００４０】
ステップ２２では、機関回転速度Ｎ、目標トルクｔＴ、吸気圧Ｂ、実中心角ｒＶＴＣ、に基づいて、目標作動角ｔＶＥＬを算出する。本実施例では、第２可変動弁機構６の制御応答性が遅いこと、および、負圧制御弁２の開度変化に対し吸入空気の挙動に遅れが生じることを考慮し、現在の実際の吸気圧Ｂと実中心角ｒＶＴＣの下で目標トルクｔＴが得られる作動角を目標作動角ｔＶＥＬとして算出するようにしている。なお、定常運転条件がある程度の時間継続して成立すると、本ステップで算出する目標作動角ｔＶＥＬは、定常目標作動角ｔＶＥＬ０と等しくなる。
【００４１】
以上のルーチンで算出した目標値（目標作動角ｔＶＥＬ、目標中心角ｔＶＴＣ、目標スロットル開度ｔＴＶＯ）に基づき、前述したように、コントロールユニット１０は、第１、第２可変動弁機構５、６および負圧制御弁２のアクチュエータをそれぞれ制御する。
【００４２】
次に、上記のような制御による作用を、図４に示すタイムチャートに従って説明する。この図４は、走行中に、運転者により減速ならびに再加速が行われた場合の、アクセル開度ＡＰＯ、タイマＴＩＭＥＲ、トルクＴ、中心角ＶＴＣ、スロットル開度ＴＶＯ、吸気圧Ｂ、作動角ＶＥＬ、の変化を対比して示している。
【００４３】
この例では、時刻ｔ０からｔ１まで減速操作が行われる。この間、定常目標中心角ｔＶＴＣ０は低トルク側（進角側）へ変化し、定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０も低トルク側（小開度側）へ変化するが、ステップ１７の処理により、減速操作開始直前の目標中心角ｔＶＴＣと目標スロットル開度ｔＴＶＯが維持される。このとき、目標作動角ｔＶＥＬは、定常目標作動角ｔＶＥＬ０よりも低トルク側（小作動角側）の値となり、目標トルクｔＴの減少に応じて低トルク側（小作動角側）へ変化する。このように、減速操作中は、目標作動角ｔＶＥＬだけを変化させて目標トルクｔＴを実現する。なお、スロットル開度ＴＶＯが一定のまま燃焼室に流入する空気量が徐々に減少するので、吸気圧Ｂは徐々に大きく（大気圧に近く）なる。
【００４４】
時刻ｔ１において減速操作は終了するが、減速操作終了から所定のディレイ時間ＤＴが経過するまでは引き続きステップ１７が実行され（減速後ディレイ処理）、減速操作開始直前の目標中心角ｔＶＴＣと目標スロットル開度ｔＴＶＯが維持される。
【００４５】
減速後ディレイ処理中である時刻ｔ２において運転者による加速操作が開始されると、減速後ディレイ処理はステップ１９により強制的に終了となるが、加速操作中は、引き続きステップ１７が実行される。そのため、加速操作に応じて算出される定常目標中心角ｔＶＴＣ０および定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０が、減速操作開始直前の目標中心角ｔＶＴＣおよび目標スロットル開度ｔＴＶＯに到達するまでは、減速操作開始直前の目標中心角ｔＶＴＣと目標スロットル開度ｔＴＶＯが維持される。このとき、目標トルクｔＴの増加に応じて目標作動角ｔＶＥＬが高トルク側（大作動角側）へ変化し、目標トルクｔＴが応答よく実現される。なお、加速操作に応じて算出される定常目標中心角ｔＶＴＣ０および定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０が減速操作開始直前の目標中心角ｔＶＴＣおよび目標スロットル開度ｔＴＶＯを越えた場合は、定常目標中心角ｔＶＴＣ０と定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０が、それぞれ目標中心角ｔＶＴＣおよび目標スロットル開度ｔＴＶＯとなる。
【００４６】
図５に示すタイムチャートは、所定のディレイ時間ＤＴが経過した後に再加速が行われた場合の作用を示している。
【００４７】
まず時刻ｔ０からｔ１まで減速操作が行われるが、この間の作用は図４の例と変わりがない。減速操作が終了した時刻ｔ１から前述したように減速後ディレイ処理が実行されるが、この減速後ディレイ処理は、所定のディレイ時間ＤＴが経過した時刻ｔ３において終了となり、時刻ｔ３以降は、ステップ２１の処理により定常目標中心角ｔＶＴＣ０と定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０が、それぞれ目標中心角ｔＶＴＣおよび目標スロットル開度ｔＴＶＯとなる。このような設定が行われても、実中心角ｒＶＴＣが目標中心角ｔＶＴＣに到達するまである程度の時間が必要であり、かつ、吸気圧Ｂもすぐには低くならない。従って、時刻ｔ３以降の目標作動角ｔＶＥＬは、ゆっくりと高トルク側（大作動角側）へ変化する。ある程度の時間が経過すると、目標作動角ｔＶＥＬは定常目標作動角ｔＶＥＬ０に収束する。
【００４８】
目標作動角ｔＶＥＬが定常目標作動角ｔＶＥＬ０に収束した後の時刻ｔ４において加速操作が開始されると、ステップ１７が実行されるが、このときは目標トルクｔＴが増加中であることから、定常目標中心角ｔＶＴＣ０と定常目標スロットル開度ｔＴＶＯ０が、それぞれ目標中心角ｔＶＴＣおよび目標スロットル開度ｔＴＶＯとして選択される。このような設定が行われても、しばらくの間は実中心角ｒＶＴＣが目標中心角ｔＶＴＣよりも低トルク側（進角側）となり、かつ、吸気圧Ｂもすぐには高くならない。従って、時刻ｔ４以降の目標作動角ｔＶＥＬは、定常目標作動角ｔＶＥＬ０よりも高トルク側（大作動角側）の値となる。但し、作動角の設定によって増大可能なトルクにも限界があるので、目標トルクｔＴがこの限界を越えていると、実トルクは目標トルクｔＴよりも小さくなる。
【００４９】
このように上記実施例では、各々の制御パラメータの定常目標値を、過渡時のトルク応答を重視して設定せずに済み、燃費と排気性能をバランスよく高めることが可能である。そして、負圧制御弁２の開度変化に対する吸入空気の挙動の遅れや第２可変動弁機構６の応答速度に制限されることなく減速時のトルク応答性を高めることができ、かつ減速操作に引き続いて加速操作が行われたときや減速操作直後に加速操作が行われたときに高いトルク応答性を得ることができる。なお、減速操作に引き続いて加速操作が行われたときや減速操作直後に加速操作が行われたときは、運転者が高いトルク応答性を期待していることが多い。
【００５０】
次に、図６のフローチャートは、第１、第２可変動弁機構５、６および負圧制御弁２の制御ルーチンの第２実施例を示している。この実施例は、減速時に吸気圧Ｂを変化させることなく作動角ＶＥＬのみを変化させて目標トルクｔＴを得るようにしたものである。なお、図３の実施例のフローチャートと同じステップ番号を付したステップの処理は、前述したものと変わりがないので、その重複する説明は省略する。
【００５１】
ステップ３１は、前述した実施例のステップ１３に代わるものであり、ここでは、機関回転速度Ｎと目標トルクｔＴとに基づいて、定常目標作動角ｔＶＥＬ０および定常目標中心角ｔＶＴＣ０を算出するとともに、吸気圧Ｂの定常目標値つまり定常目標吸気圧ｔＢ０を算出する。
【００５２】
ステップ３２は、前述した実施例のステップ１７に代わるものであり、ここでは、ステップ３１で算出した定常目標中心角ｔＶＴＣ０と目標中心角ｔＶＴＣの前回値ｔＶＴＣｚとを比較し、より高トルク側の値を目標中心角ｔＶＴＣとして選択するとともに、ステップ３１で算出した定常目標吸気圧ｔＢ０と目標吸気圧ｔＢの前回値ｔＢｚとを比較し、より高トルク側の値を目標吸気圧ｔＢとして選択する。またステップ３３は、前述した実施例のステップ２１に代わるものであり、ここでは、定常目標中心角ｔＶＴＣ０を目標中心角ｔＶＴＣに、定常目標吸気圧ｔＢ０を目標吸気圧ｔＢに、それぞれ設定する。
【００５３】
そして、ステップ３４において、目標吸気圧ｔＢと現在の吸気圧Ｂとに基づいて、目標スロットル開度ｔＴＶＯを算出する。
【００５４】
従って、この第２実施例によれば、前述した減速操作中および減速後ディレイ処理中の吸気圧Ｂの上昇が回避され、減速操作開始直前の目標吸気圧ｔＢを維持するように目標スロットル開度ｔＴＶＯが変化する。そのため、吸入負圧を利用する例えばエバポレータのパージやブローバイガスのパージ等を安定して行うことができる。
【００５５】
なお、上記各実施例のほか、例えば、第２可変動弁機構６の応答速度がトルク応答性を悪化させる主たる要因であって他の制御パラメータの影響が少ないような場合には、目標中心角ｔＶＴＣについてのみ減速時の固定処理を行うようにしてもよい。また、必要に応じて、目標作動角ｔＶＥＬ、目標スロットル開度ｔＴＶＯ、目標吸気圧ｔＢの各々について、単独の固定処理を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明に係る内燃機関の制御装置のシステム構成を示す構成説明図。
【図２】負圧制御弁の吸気圧目標値の特性例を示す特性図。
【図３】可変動弁機構および負圧制御弁の制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】減速および再加速をした場合の作用の一例を示すタイムチャート。
【図５】減速から時間が経過した後に加速をした場合を示すタイムチャート。
【図６】制御ルーチンの第２の実施例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５７】
２…負圧制御弁
５…第１可変動弁機構
６…第２可変動弁機構
１０…コントロールユニット
１１…アクセル開度センサ    
【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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