(57)【要約】【課題】可変動弁機構を備える内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】運転状態から吸気弁７のリフト量の目標値に対応した制御角を設定する目標値設定手段と、制御部材の基準位置からの制御角を検出する制御角検出手段と、制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出するリフト速度算出手段と、リフト速度と、リフト速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて当該予測期間後におけるリフト量を推定するリフト量推定手段と、リフト量に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段とを備え、リフト速度算出手段は、目標値設定手段により設定された制御角と、制御角検出手段により検出した制御角との差である偏差を算出し、当該偏差と前記リフト速度との関係を表す速度特性からリフト速度を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部材の制御角に応じて吸気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態から前記吸気弁のリフト量の目標値に対応した制御角を設定する目標値設定手段と、
前記制御部材の基準位置からの制御角を検出する制御角検出手段と、
前記制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出するリフト速度算出手段と、
前記リフト速度と、前記リフト速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定するリフト量推定手段と、
前記リフト量推定手段により推定されたリフト量に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段とを備え、
前記リフト速度算出手段は、前記目標値設定手段により設定された制御角と、前記制御角検出手段により検出した制御角との差である偏差を算出し、当該偏差と前記リフト速度との関係を表す速度特性から前記リフト速度を算出する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載する内燃機関の制御装置において、
前記リフト速度算出手段は、前記偏差が正の場合と負の場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する内燃機関の制御装置において、
前記リフト速度算出手段は、前記偏差が増加している場合と減少している場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する内燃機関の制御装置において、
前記リフト速度算出手段は、所定周期ごとにリフト速度を計算するとともに周期ごとに計算したリフト速度を記憶し、
前記リフト量推定手段は、前記吸気弁のリフト量が前記目標値となるように実際に動作を開始するまでの間である遅れ時間においては、前の周期で算出したリフト速度を用いて前記リフト量を推定する
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】
本発明は、可変動弁機構を備え、吸気管噴射型の内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃焼室へ吸入される吸入空気量を正確に得ることで、内燃機関を適切に制御する技術が知られている。しかしながら、直接的に吸入空気量を検出することは困難であるため、内燃機関の吸気系における空気の流量をエアフローセンサによって検出し、この検出結果に基づいて、吸入空気量を推定する手法が一般的に用いられている。特に、吸気バルブが閉じる前に吸気管に燃料噴射を行う内燃機関においては、燃料噴射時に燃焼室内に吸入される吸入空気量をより正確に推定する必要があるため、吸入空気量をより正確に推定することが重要な課題となっている。
【０００３】
また、近年、吸気弁や排気弁のリフト量、開閉弁タイミングおよび開弁期間といったバルブ特性を内燃機関の回転数や負荷に応じて変更する可変動弁機構が開発されており（例えば、特許文献１参照）、このような可変動弁機構が適用された内燃機関において吸入空気量を推定する技術も開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このような吸入空気量の推定によれば、吸気弁の動作状態の変化に応じた有効行程容積を演算し、この有効行程容積に基づいて吸入空気量が演算される。したがって吸入空気量をより正確に推定することができる。
【０００５】
しかしながら、運転状況等に応じた目標のリフト量となるように吸気弁を動作させた場合、目標となるリフト量に到達するまでに遅れが生じる。このような遅れ、すなわち過渡状態にある場合において、目標となるリフト量を吸気弁の動作状態として吸入空気量を演算すると、実際の吸気弁のリフト量が反映されたものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９９５３６号公報
【特許文献２】特許第４７６０６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、可変動弁機構を備える内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる内燃機関の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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、制御部材の制御角に応じて吸気弁のリフト量を変更可能な可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置であって、運転状態から前記吸気弁のリフト量の目標値に対応した制御角を設定する目標値設定手段と、前記制御部材の基準位置からの制御角を検出する制御角検出手段と、前記制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出するリフト速度算出手段と、前記リフト速度と、前記リフト速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定するリフト量推定手段と、前記リフト量推定手段により推定されたリフト量に基づいて前記内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段とを備え、前記リフト速度算出手段は、前記目標値設定手段により設定された制御角と、前記制御角検出手段により検出した制御角との差である偏差を算出し、当該偏差と前記リフト速度との関係を表す速度特性から前記リフト速度を算出することを特徴とする内燃機関の制御装置にある。
【０００９】
かかる第１の態様では、リフト速度を直接的に得ることができない可変動弁機構において、制御角の偏差に基づいてリフト速度を求めることができる。このようにリフト速度を求めることで、予測期間後における吸気弁のリフト量を推定することが可能となる。そして、予測期間後のリフト量に基づいて吸入空気量を推定するので、吸入空気量は可変動弁機構のリフト量が目標の制御角よりも遅れて動作することを計算に入れたものとなり、推定した吸入空気量と実際の吸入空気量との乖離を小さくすることができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する内燃機関の制御装置において、前記リフト速度算出手段は、前記偏差が正の場合と負の場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いることを特徴とする内燃機関の制御装置にある。
【００１１】
かかる第２の態様では、制御角の偏差が同じであっても、回転する方向によってリフト速度が異なるような可変動弁機構において制御部材が回転する方向に合わせて、より高い精度でリフト速度を推定することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載する内燃機関の制御装置において、前記リフト速度算出手段は、前記偏差が増加している場合と減少している場合とでそれぞれ異なる速度特性を用いることを特徴とする内燃機関の制御装置にある。
【００１３】
かかる第３の態様では、制御角の偏差が同じであっても、当該偏差が増加しているか、又は減少しているかによってリフト速度が異なるような可変動弁機構において、当該偏差の増加時又は減少時のそれぞれに適した速度特性を用いて、より高い精度でリフト速度を推定することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れか一つの態様に記載する内燃機関の制御装置において、前記リフト速度算出手段は、所定周期ごとにリフト速度を計算するとともに周期ごとに計算したリフト速度を記憶し、前記リフト量推定手段は、前記吸気弁のリフト量が前記目標値となるように実際に動作を開始するまでの間である遅れ時間においては、前の周期で算出したリフト速度を用いて前記リフト量を推定することを特徴とする内燃機関の制御装置にある。
【００１５】
かかる第４の態様では、遅れ時間がある可変動弁機構において、より高い精度でリフト速度を推定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、可変動弁機構を備える内燃機関に導入される吸入空気量を精度よく推定することができる内燃機関の制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る内燃機関及び内燃機関の制御装置の概略構成図である。
【図２】ＶＶＬ機構のリフト量の特性、及びリフト量とＶＶＬ制御角の特性を示すグラフである。
【図３】実施形態１に係る制御装置における処理フローを示す図である。
【図４】実施形態１に係る制御装置における処理フローを示す図である。
【図５】実施形態１に係る制御装置における処理フローを示す図である。
【図６】リフト速度算出手段の入力となるＶＶＬ偏差と出力となるＶＶＬ速度との関係を示すグラフである。
【図７】吸入空気量、スロットル弁の開度、吸気弁のリフト量及び吸気マニホールド内の圧力の時系列変化を示すグラフである。
【図８】ＶＶＬ偏差に基づいて用いられる速度特性を示すグラフである。
【図９】実施形態２に係る制御装置における処理フローを示す図である。
【図１０】目標ＶＶＬが設定されてから実際に吸気弁のリフト量が動き始めるまでの時間差を示す図である。
【図１１】実施形態３に係る制御装置における処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
【００１９】
〈実施形態１〉
図１は、本実施形態に係る内燃機関及び内燃機関の制御装置の概略構成図である。同図には、本実施形態の内燃機関の一例である、吸気管噴射型の多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジン（以下エンジン１と称する）を例示してある。なお、内燃機関としては、吸気管噴射の多気筒ガソリンエンジンだけでなく、ディーゼルエンジン等を適用することも可能である。
【００２０】
エンジン１のシリンダヘッド２には、気筒毎に点火プラグ３が取り付けられ、点火プラグ３には高電圧を出力する点火コイル４が接続されている。シリンダヘッド２には、気筒毎に吸気ポート５が設けられ、各吸気ポート５の燃焼室６側には吸気弁７が設けられている。吸気弁７は、後述する可変動弁機構２０により開閉作動され、各吸気ポート５と燃焼室６との連通・遮断を行うようになっている。
【００２１】
各吸気ポート５には、吸気マニホールド９の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド９には電磁式の燃料噴射弁（インジェクション）１０が取り付けられ、燃料噴射弁１０には燃料パイプ１１が取り付けられている。燃料パイプ１１は、図示しない燃料供給装置に接続され、図示しない燃料タンクから燃料パイプ１１を介して燃料噴射弁１０に燃料が供給される。
【００２２】
燃料噴射弁１０の上流側における吸気マニホールド９には電磁式のスロットル弁１２が取り付けられ、スロットル弁１２の弁開度を検出するスロットルポジションセンサ１３が設けられている。スロットル弁１２の上流側には吸入空気量を計測するエアフローセンサ１４が設けられている。
【００２３】
一方、シリンダヘッド２には、気筒毎に排気ポート１５が設けられ、各排気ポート１５の燃焼室６側には排気弁１７が設けられている。排気弁１７は、後述する可変動弁機構２０により開閉作動され、各排気ポート１５と燃焼室６との連通・遮断を行うようになっている。
【００２４】
各排気ポート１５には、排気マニホールド１６の一端がそれぞれ接続されている。なお、このようなＭＰＩエンジンは公知のものであるため、構成の詳細については省略してある。
【００２５】
可変動弁機構２０は、吸気弁７及び排気弁１７のそれぞれについて、リフト量及びタイミングを個別に、又は、連動させつつ変更するものである。この可変動弁機構２０には、ロッカアームの揺動量と揺動のタイミングとを変更するための機構として、可変バルブリフト機構２１（以下、ＶＶＬ機構とも呼ぶ）及び可変バルブタイミング機構２２（以下、ＶＶＴ機構とも呼ぶ）を備えている。
【００２６】
ＶＶＬ機構２１は、吸気弁７や排気弁１７のリフト量を制御部材の制御角に応じて変更可能な機構である。例えば、このＶＶＬ機構２１は、カムシャフトに固定されたカムからロッカアームやタペットに伝達される揺動の大きさ（リフト量）を変更する機能を有する。揺動の大きさを変更することで吸気弁７及び排気弁１７のストロークが変更され、それぞれの弁の最大リフト量を連続的に変化させることが可能となる。以下、ロッカシャフト（制御部材の一例）は、その制御角に応じて吸気弁７のリフト量を変更することが可能となっており、ロッカシャフトの基準位置からの制御角を、ＶＶＬ制御角（請求項の制御角である）と呼ぶ。ＶＶＬ制御角はリフト量に対応するパラメータであり、ＶＶＬ制御角に対してリフト量が一対一で定まる。なお、制御角の変化量が正の場合はリフト量を増大させる方向に回転することを表し、負の場合はリフト量を減少させる方向に回転することを表す。
【００２７】
ＶＶＬ機構２１は、後述する制御装置３０からの制御信号によりＶＶＬ制御角が任意に設定されるように構成されている。ＶＶＬ機構２１は、ＶＶＬ制御角が設定されると、そのＶＶＬ制御角になるまでロッカシャフトに対する揺動部材を回動させる。これにより、吸気弁７は、そのＶＶＬ制御角に対応したリフト量とされる。
【００２８】
図２（ａ）は、ＶＶＬ機構のリフト量の特性を示すグラフであり、図２（ｂ）は、リフト量とＶＶＬ制御角の特性を示すグラフである。
【００２９】
図２（ａ）の実線は、制御装置３０が設定したＶＶＬ機構２１に設定したリフト量の時間変化を表し、点線は、ＶＶＬ機構２１により制御された実際のリフト量の時間変化を表す。実線は、制御装置３０がＶＶＬ機構２１に設定するリフト量として、ある時点から徐々に増大させたことを示している。破線は、実際のリフト量は制御装置３０が設定するリフト量（実線）よりも遅れることを示している。このような設定しようとするリフト量と、実際のリフト量との差を偏差と称する。
【００３０】
制御装置３０がＶＶＬ機構２１にリフト量を増大させてからしばらくは、このような偏差が現れ、一定時間経過後に、偏差がなくなる。すなわち、設定しようとするリフト量に、実際のリフト量が合致するまでには過渡状態が生じる。このような過渡状態において、エンジン１への吸入空気量をより正確に推定する演算については後述する。なお、同図には、リフト量を増大させる場合を例示したが、リフト量を減少させる場合においても同様に過渡状態が生じる。
【００３１】
また、図２（ｂ）に示すように、リフト量は、ＶＶＬ制御角に対して一対一で定まる。したがって、運転状況等に応じて特定のリフト量にする場合は、ＶＶＬ機構２１に設定するＶＶＬ制御角を特定する。以後、制御装置３０で設定するＶＶＬ制御角を目標ＶＶＬ（ｄｅｇ）、ＶＶＬ機構２１において検出された実際のＶＶＬ制御角を実ＶＶＬ（ｄｅｇ）と称する。
【００３２】
ＶＶＴ機構２２は、吸気弁７や排気弁１７の開閉のタイミング（バルブタイミング）を変更する機構である。このＶＶＴ機構２２は、ロッカアームに揺動を生じさせるカム又はカムシャフトの回転位相を変更する機能を有する。カム又はカムシャフトの回転位相を変更することで、クランクシャフトの回転位相に対するロッカアームの揺動のタイミングを連続的に変化させる（タイミングをずらす）ことが可能となる。
【００３３】
また、ＶＶＴ機構２２は、カム又はカムシャフトの回転位相を検出するセンサーを有しており、センサーが検出した回転位相（以後、ＶＶＴ位相角と称する）は後述する制御装置３０に送信されるようになっている。
【００３４】
上述したようなエンジン１を搭載する車両には、制御装置３０が設けられている。制御装置３０は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ、ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。なお、車載ネットワーク上には、例えばブレーキ制御装置、変速機制御装置、車両安定制御装置、空調制御装置、電装品制御装置といったさまざまな公知の電子制御装置が、互いに通信可能に接続されている。
【００３５】
制御装置３０は、エンジン１に関する点火系、燃料系、吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置であり、エンジン１の各燃焼室６に供給される空気量や燃料噴射量、各燃焼室６の点火時期等を制御するものである。
【００３６】
また、制御装置３０は、上述したように、目標ＶＶＬをＶＶＬ機構２１に設定することで吸気弁７のリフト量を設定可能となっている。ＶＶＬ機構２１には、実ＶＶＬを検出するセンサーが設けられており、制御装置３０は当該センサーによる実ＶＶＬが送信されるようになっている。
【００３７】
このような制御装置３０は、上述した各種センサーから送られたデータに基づいて、吸入空気量を計算し、燃焼室６で所定の空燃比で燃料が燃焼されるように制御を行う。このような吸入空気量の計算は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。または、吸入空気量の計算の一部をハードウェア、その他をソフトウェアにより実現してもよい。
【００３８】
本実施形態では、制御装置３０は、目標値設定手段と、制御角検出手段と、リフト速度算出手段と、リフト量推定手段と、吸入空気量推定手段とを備えている。これらの各手段は、ソフトウェアとして実装されている。また、エンジン１は、膨張、排気、吸気、圧縮の４サイクルで動作するものとし、吸気行程の２行程前である膨張行程中において、２行程後の吸気行程完了時のリフト量を推定し、吸入空気量を算出する場合について説明する。もちろん、予測する時点としては、２行程前に限らず、１行程前の排気行程中であってもよい。
【００３９】
目標値設定手段は、運転状態から吸気弁７のリフト量の目標値に対応した制御部材の制御角を設定する。本実施形態では、この制御角を目標ＶＶＬと称する。運転状態としては、アクセル操作量やエンジン１の負荷等を挙げることができる。
【００４０】
このような目標値設定手段は、各種センサーなどから得られた信号に基づいて運転状況に適した目標ＶＶＬを演算する。制御装置３０は、目標値設定手段により演算された目標ＶＶＬをＶＶＬ機構２１に設定する。これにより、ＶＶＬ機構２１は制御部材の制御角をその目標ＶＶＬとなるように動作させ、この結果、吸気弁７は、目標ＶＶＬに対応したリフト量となる。
【００４１】
制御角検出手段は、制御部材の基準位置からの回転量である制御角（上述した実ＶＶＬ）を検出する。
【００４２】
リフト速度算出手段は、制御角の単位時間あたりの変動量であるリフト速度を算出する。具体的には次のようにリフト速度を算出する。まず、目標値設定手段により設定された目標ＶＶＬ（ｄｅｇ）と、制御角検出手段により検出した実ＶＶＬ（ｄｅｇ）との差である偏差（ｄｅｇ）を算出し、この偏差と速度特性からリフト速度を算出する。以降、リフト速度をＶＶＬ速度、偏差をＶＶＬ偏差とも称する。
【００４３】
速度特性とは、ＶＶＬ偏差とＶＶＬ速度との関係である。速度特性としては、例えば、ＶＶＬ偏差をＶＶＬ速度に変換する係数や関数、又はＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度に変換するマップを挙げることができる。
【００４４】
このようなリフト速度算出手段によれば、吸気弁７のＶＶＬ偏差に基づいてＶＶＬ速度を得ることができる。ＶＶＬ偏差がある場合、すなわち、目標ＶＶＬと実ＶＶＬとに差があれば、実ＶＶＬは目標ＶＶＬに追従するようにリフト量が変動している状態であると考えられるので、このＶＶＬ偏差と速度特性とからＶＶＬ速度を推定することができる。詳細な計算例については後述する。
【００４５】
リフト量推定手段は、ＶＶＬ速度と、ＶＶＬ速度を算出した時点から所定の予測期間とに基づいて、当該予測期間後におけるリフト量を推定する。予測期間とは、ＶＶＬ速度を算出した時点から、エンジン１の吸気行程が完了するまでの時点までの時間をいう。ポート噴射を行うエンジン１においては、吸気行程の完了時に、エンジン１に吸入される吸入空気量が確定する。したがって、予測期間後におけるリフト量は、吸気行程が完了する際のリフト量を推定したものとなる。
【００４６】
本実施形態では、膨張行程中に、２行程後の吸気行程の完了時におけるリフト量を推定するので、予測期間は２行程後である。以降、この２行程後のリフト量を２行程後ＶＶＬとも称する。詳細な計算例については後述する。
【００４７】
吸入空気量推定手段は、リフト量推定手段により推定されたリフト量（本実施形態では２行程後ＶＶＬ）に基づいてエンジン１の燃焼室６内に吸入される吸入空気量を推定する。２行程後ＶＶＬに基づく吸入空気量の推定の具体例は後述する。
【００４８】
図３〜図５は、本実施形態に係る制御装置における処理フローを示す図である。これらの図を用いて、２行程後のリフト量を推定し、エンジン１への吸入空気量を推定する計算について詳細に説明する。
【００４９】
まず、図３に示すように、制御装置３０は、実ＶＶＬ及びＶＶＴ位相角を検出する（ステップＳ１）。具体的には、制御装置３０は、ＶＶＬ機構２１及びＶＶＴ機構２２から実ＶＶＬ及びＶＶＴ位相角を受信し、記憶装置にそれらを記憶する。
【００５０】
次に、実ＶＶＬに基づいてＶＶＬ速度を推定する（ステップＳ２）。ＶＶＬ速度の推定は、図４及び図５に示す処理フローにより行う。具体的には、図４に示すように、目標ＶＶＬの演算を行う（ステップＳ１０）。この演算は、目標値設定手段により行われ、目標ＶＶＬは、上述したように、アクセル操作量、ＶＶＴ位相角やエンジン１の負荷などの作動状態に基づいて、公知の方法で計算することができる。
【００５１】
次に、ＶＶＬ速度を算出する（ステップＳ１１〜ステップＳ２０）。この演算は、リフト速度算出手段により行われる。リフト速度算出手段は、次のようにＶＶＬ速度を算出する。
【００５２】
まず、ＶＶＬ偏差の演算を行う（ステップＳ１１）。具体的には、リフト速度算出手段は、ステップＳ１０で得られた目標ＶＶＬと、制御各検出手段により得られた制御角である実ＶＶＬとの差を計算することで、ＶＶＬ偏差を得る。
【００５３】
次に、ＶＶＬ偏差と速度特性とからＶＶＬ速度を推定する。本実施形態では、速度特性として、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度に変換するＶＶＬ速度変換係数を用いる。このＶＶＬ速度変換係数にＶＶＬ偏差を乗じることで、ＶＶＬ速度を得ることができる。
【００５４】
ＶＶＬ速度変換係数としては、実測やシミュレーションなど種々の方法で定めることができ、予め制御装置３０の記憶装置に記憶させておく。ＶＶＬ速度変換係数は、ＶＶＬ偏差の値に関わらず一定でもよいし、ＶＶＬ偏差の値に対応した値としてもよい。本実施形態では、ＶＶＬ偏差が正又はゼロである場合と、負である場合とで異なるＶＶＬ速度変換係数を用いる。
【００５５】
具体的には、ステップＳ１１で算出したＶＶＬ偏差がゼロ以上であるかを判定する（ステップＳ１２）。ＶＶＬ偏差が正又はゼロである場合は（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、正又はゼロのＶＶＬ偏差に対応したＶＶＬ速度変換係数を用い（ステップＳ１３）、ＶＶＬ偏差が負である場合は（ステップＳ１２；Ｎｏ）、負のＶＶＬ偏差に対応したＶＶＬ速度変換係数を用いる（ステップＳ１４）。
【００５６】
次に、ＶＶＬ速度を推定する（ステップＳ１５）。具体的には、ステップＳ１３又はステップＳ１４で用いるとしたＶＶＬ速度変換係数に、ＶＶＬ偏差を乗じることでＶＶＬ速度を算出する。
【００５７】
図６は、リフト速度算出手段の入力となるＶＶＬ偏差と出力となるＶＶＬ速度との関係を示すグラフである。横軸はＶＶＬ偏差であり、縦軸はＶＶＬ速度である。例えば、ＶＶＬ偏差が０〜ａ（ｄｅｇ）である区間では、ステップＳ１３で設定したゼロ以上のＶＶＬ偏差用のＶＶＬ速度変換係数を用いる。このＶＶＬ速度変換係数は直線Ｌ１の傾きに相当する。同様に、ＶＶＬ偏差が０〜−ｂ（ｄｅｇ）である区間では、ステップＳ１４で設定した負のＶＶＬ偏差用のＶＶＬ速度変換係数を用いる。このＶＶＬ速度変換係数は直線Ｌ２の傾きに相当する。
【００５８】
このように、ＶＶＬ偏差及びＶＶＬ速度変換係数よりＶＶＬ速度を求めることができるが、実際のＶＶＬ速度は上限がある。ＶＶＬ機構２１が吸気弁７のリフト量、すなわち制御角を変更する速度は、制御部材を回転運動させるモーターの能力により上限が定まっているからである。
【００５９】
したがって、ステップＳ１５で計算した速度がそのような速度の上限を超えている場合には、ステップＳ１５で計算したＶＶＬ速度を補正する。具体的には、ステップＳ１５で得られたＶＶＬ速度がＡ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）以上であるかを判定する（ステップＳ１６）。このＡ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）は、制御部材の制御角が基準位置から正の方向（リフト量が増大する方向）に回転する場合における、制御角の上限速度の一例であり、この値に限定されるものではない。
【００６０】
推定したＶＶＬ速度がＡ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）以上であるならば（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、リフト速度算出手段が最終的に出力するＶＶＬ速度は、上限速度であるＡ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）とする（ステップＳ１７）。一方、推定したＶＶＬ速度がＡ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）未満であるならば（ステップＳ１６；Ｎｏ）、リフト速度算出手段が最終的に出力するＶＶＬ速度は、ステップＳ１５で演算したＶＶＬ速度とする。
【００６１】
また、本実施形態では、ＶＶＬ偏差が負の場合、すなわちステップＳ１５で得られたＶＶＬ速度が負の場合についても、ＶＶＬ速度を補正する。具体的には、推定したＶＶＬ速度がＡ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）未満であり（ステップＳ１６；Ｎｏ）、推定したＶＶＬ速度が−Ｂ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）以下であるかを判定する（ステップＳ１８）。この−Ｂ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）は、制御部材の制御角が基準位置から負の方向（リフト量が減少する方向）に回転する場合における、制御角の上限速度の一例であり、この値に限定されるものではない。
【００６２】
推定したＶＶＬ速度が−Ｂ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）以下であるならば（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、リフト速度算出手段が最終的に出力するＶＶＬ速度は、上限速度である−Ｂ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）とする（ステップＳ１９）。一方、推定したＶＶＬ速度が−Ｂ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）より大きいならば（ステップＳ１８；Ｎｏ）、リフト速度算出手段が最終的に出力するＶＶＬ速度は、ステップＳ１５で演算したＶＶＬ速度とする（ステップＳ２０）。
【００６３】
このように、ＶＶＬ機構２１による制御角の上限速度と、ＶＶＬ偏差及びＶＶＬ速度変換係数より求めたＶＶＬ速度とを比較して補正することにより（ステップＳ１６〜ステップＳ１９）、制御角の上限速度を超え、実際に出すことができないＶＶＬ速度を推定してしまうことを回避できる。
【００６４】
例えば、図６に示すように、ＶＶＬ偏差がａ（ｄｅｇ）より大きい範囲においては、ＶＶＬ偏差及びＶＶＬ速度変換係数を用いてＶＶＬ速度を演算した結果、ＶＶＬ速度がＡ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）を超えることになるので、リフト速度算出手段が最終的に出力するＶＶＬ速度としては、上限速度であるＡ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）となっている。
【００６５】
同様に、ＶＶＬ偏差が−ｂ（ｄｅｇ）より小さい範囲においては、ＶＶＬ偏差及びＶＶＬ速度変換係数を用いてＶＶＬ速度を演算した結果、ＶＶＬ速度が−Ｂを下回ることになるので、リフト速度算出手段が最終的に出力するＶＶＬ速度としては、上限速度である−Ｂ（ｄｅｇ／ｓｅｃ）となっている。
【００６６】
ここで、ＶＶＬ偏差の正負が異なるだけで大きさが同じである場合、例えば、＋ａ（ｄｅｇ）と−ｂ（ｄｅｇ）の場合、制御部材が回転する方向が異なるだけであるので、両者に同一のＶＶＬ速度変換係数を乗じて、同じＶＶＬ速度を算出することもできる。しかしながら、ＶＶＬ機構２１の構造的な特性により、ＶＶＬ偏差が同じであっても、回転する方向によってＶＶＬ速度が異なる場合がある。
【００６７】
本実施形態では、上述したように、ＶＶＬ速度は、ＶＶＬ偏差が正又はゼロである場合と、負で有る場合とで異なるＶＶＬ速度変換係数を用いて推定した。したがって、ＶＶＬ偏差が同じであっても、回転する方向によってＶＶＬ速度が異なるようなＶＶＬ機構２１において、制御部材が回転する方向に合わせて、より高い精度でＶＶＬ速度を推定することができる。
【００６８】
なお、本実施形態のＶＶＬ速度変換係数は、上述したようにＶＶＬ偏差が正負の何れかに応じて２つのことなるものを設定したが、これに限定されない。例えば、ＶＶＬ速度変換係数は、ＶＶＬ偏差の値に関わらず一定の値としてもよいし、ＶＶＬ偏差を適宜複数の区間に分け、各区間に複数のＶＶＬ速度変換係数を設定してもよい。
【００６９】
上述のようにして推定されたＶＶＬ速度に基づいて、所定の予測期間後におけるリフト量を推定する。本実施形態では、膨張行程中に、２行程後の吸気行程の完了時におけるリフト量を推定するので、予測期間としては２行程後であり、２行程後ＶＶＬを推定する（図３：ステップＳ３）。
【００７０】
具体的には、リフト量推定手段は、リフト速度算出手段により得られたＶＶＬ速度と、そのＶＶＬ速度を算出した時点から２行程後までの時間に基づいて２行程後ＶＶＬを推定する。すなわち、ＶＶＬ速度に２行程後までの時間を乗じることで、２行程後ＶＶＬが得られる。この２行程後ＶＶＬは、ＶＶＬ速度を算出した時点から２行程後までの制御角の変化量（ｄｅｇ）であるから、ＶＶＬ速度を算出した時点の制御角である実ＶＶＬ（ｄｅｇ）との和を計算し、図２（ｂ）のような対応関係から当該和に対応するリフト量を２行程後ＶＶＬ（ｍｍ）として得ることができる。
【００７１】
次に、吸入空気量推定手段により、エンジン１の燃焼室６内に吸入される吸入空気量Ｅｃを推定する（図３：ステップＳ４〜ステップＳ６）。本実施形態では、運転状況に応じて計算した吸入空気量（Ｅｃ）を目標Ｅｃとし、この目標Ｅｃを２行程後最大吸気量で補正したものを燃料演算用Ｅｃとする。
【００７２】
まず、２行程後ＶＶＬから２行程後の最大吸気量を推定する（図３：ステップＳ４）。最大吸気量とは、エンジン１の燃焼室６に吸入される吸入空気量の最大値である。ステップＳ３で求められた２行程後ＶＶＬと、エンジン１の構成、吸気弁７の形状等に基づいて、公知の方法により２行程後の最大吸気量を計算することができる。
【００７３】
次に、目標Ｅｃを演算する（図３：ステップＳ５）。ここで、従来技術と対比して本発明における目標Ｅｃ及び燃料演算用Ｅｃの演算について説明する。
【００７４】
図７（ａ）は、従来技術における吸入空気量、スロットル弁１２の開度、吸気弁７のリフト量及び吸気マニホールド９内の圧力の時系列変化を示すグラフであり、図７（ｂ）は、本発明における吸入空気量、スロットル弁１２の開度、吸気弁７のリフト量及び吸気マニホールド９内の圧力の時系列変化を示すグラフである。いずれも横軸は時間であり、縦軸は各パラメータの大きさを表している。
【００７５】
図７（ａ）に示すように、従来技術においては、目標Ｅｃは、運転状況に応じて設定した目標ＶＶＬ、及び運転状況に応じて設定したスロットル弁１２の開度、並びに吸気マニホールド９内の圧力をパラメータとして、公知の方法により計算される。そして、スロットル弁１２の開度が目標値よりも遅れることを考慮して目標Ｅｃを補正することで、補正後の吸入空気量である補正Ｅｃを得ることができる。
【００７６】
このような従来技術においては、吸気弁７のリフト量が目標値よりも遅くなることを考慮して目標Ｅｃを演算していない。したがって、これに基づいて得られた補正Ｅｃと、実際にエンジン１に吸入される吸入空気量（以降、実Ｅｃと称する）とは、補正Ｅｃを２行程分平行移動した点線Ｘと、実Ｅｃとの間の網掛け部分Ｓに示すように乖離が生じる。
【００７７】
一方、本発明における目標Ｅｃの演算（図３：ステップＳ５）は、図７（ｂ）に示すように、目標Ｅｃは、２行程後ＶＶＬ、及び運転状況に応じて設定したスロットル弁１２の開度、並びに吸気マニホールド９内の圧力をパラメータとして、公知の方法により計算される。すなわち、２行程後ＶＶＬを用いることで、吸気弁７のリフト量が目標値よりも遅れて動作することが考慮されている。同図の例では、従来技術の目標Ｅｃよりも網掛け部分Ｔの分だけ本発明の目標Ｅｃは小さく設定されている。そして、２行程後ＶＶＬを用いて計算された目標Ｅｃを補正することで、燃料演算用Ｅｃを求める（図３：ステップＳ６）。
【００７８】
このように、本発明においては、吸気弁７のリフト量が目標値よりも遅くなることを考慮して目標Ｅｃを演算している。したがって、これに基づいて得られた燃料演算用Ｅｃと、実Ｅｃとは、乖離を小さくすることができる。つまり、燃料演算用Ｅｃを２行程分平行移動すると実Ｅｃと略一致する。上述したように、従来技術に係る補正Ｅｃは、網掛け部分Ｓのように実Ｅｃと乖離していたが、本発明ではそのような網掛け部分Ｓで表される実Ｅｃとの乖離を小さくすることができる。
【００７９】
以降、特に図示しないが、制御装置３０は、ＶＶＴ位相角や吸入空気量推定手段が演算した燃料演算用Ｅｃなどのパラメータを用いて、公知の方法により運転状況に応じた空燃比を計算し、当該空燃比で燃料をエンジン１の燃焼室に供給する。
【００８０】
以上に説明したように、本発明に係る制御装置３０によれば、ＶＶＬ速度を直接的に得ることができないＶＶＬ機構２１において、ＶＶＬ偏差に基づいてＶＶＬ速度を求めることができる。このようにＶＶＬ速度を求めることで、２行程後における吸気弁７のリフト量である２行程後ＶＶＬを推定することが可能となる。そして、２行程後ＶＶＬに基づいて燃料演算用Ｅｃを推定するので、燃料演算用Ｅｃは吸気弁７が目標ＶＶＬよりも遅れて動作することを計算に入れたものとなり、燃料演算用Ｅｃと実Ｅｃとの乖離を小さくすることができる。
【００８１】
このように、本発明に係る制御装置３０によれば、吸気弁７のリフト量を変更する際の過渡状態において、エンジン１に供給される空気量として燃料演算用Ｅｃをより高い精度で推定することができる。そして、この燃料演算用Ｅｃに基づいて調整された空燃比で燃料を燃焼することができるので、より効率よくエンジン１を動作させることができる。
【００８２】
〈実施形態２〉
実施形態１に係る制御装置３０では、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を求める速度特性（ＶＶＬ速度変換係数）として、ＶＶＬ偏差が正負のそれぞれの場合に設定した異なる速度特性を用いたが、このような態様に限定されない。例えば、ＶＶＬ偏差が増加している場合と減少している場合とで異なる速度特性を設定してもよい。
【００８３】
なお、本実施形態に係る制御装置は、リフト速度算出手段以外は実施形態１に係る制御装置と同等の構成を有し、処理フローとしては、ステップＳ１、ステップＳ３〜ステップＳ６について実施形態１に係る制御装置と同じであるので、重複する説明は省略する。
【００８４】
図８は、ＶＶＬ偏差に基づいて用いられる速度特性を示すグラフである。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、横軸が時間であり、縦軸が制御角（ＶＶＬと表記）である。図８（ａ）は実ＶＶＬが目標ＶＶＬよりも小さい過渡状態、すなわちＶＶＬが増加している過渡状態における、目標ＶＶＬと実ＶＶＬとの経時変化を表し、図８（ｂ）は実ＶＶＬが目標ＶＶＬよりも大きい過渡状態、すなわちＶＶＬが減少している過渡状態における、目標ＶＶＬと実ＶＶＬとの経時変化を表している。
【００８５】
図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、横軸が時間であり、縦軸がＶＶＬ偏差である。図８（ｃ）は図８（ａ）に対応し、ＶＶＬが増加している過渡状態におけるＶＶＬ偏差の経時変化を表し、図８（ｄ）は図８（ｂ）に対応し、ＶＶＬが減少している過渡状態におけるＶＶＬ偏差の経時変化を表している。
【００８６】
図８（ｅ）及び図８（ｆ）は、速度特性の一例である速度マップである。横軸はＶＶＬ偏差であり、縦軸はＶＶＬ速度である。この速度マップは、リフト速度算出手段の入力となるＶＶＬ偏差から、出力となるＶＶＬ速度を得るものである。図８（ｅ）はＶＶＬ偏差が減少しているときに用いられる速度マップ（以後、ＶＶＬ偏差減少時速度マップと称する）であり、図８（ｆ）はＶＶＬ偏差が増加しているときに用いられる速度マップ（以後、ＶＶＬ偏差増加時速度マップと称する）である。
【００８７】
リフト速度算出手段は、ＶＶＬ偏差が増加している場合と減少している場合とでそれぞれ異なる速度特性であるＶＶＬ偏差減少時速度マップ及びＶＶＬ偏差増加時速度マップを用いる。
【００８８】
図８（ａ）に示すように、実ＶＶＬが目標ＶＶＬに追従するように増加する過渡状態においては、図８（ｃ）に示すように、常にＶＶＬ偏差は正であるが、その大きさは変動している。具体的には、ＶＶＬ偏差は、前半で増加し、しばらく一定値を保ち、後半で減少している。
【００８９】
また、図８（ｂ）に示すように、実ＶＶＬが目標ＶＶＬに追従するように減少する過渡状態においては、図８（ｄ）に示すように、常にＶＶＬ偏差は負であるが、その大きさは変動している。具体的には、ＶＶＬ偏差は、前半で減少し、しばらく一定値を保ち、後半で増加している。
【００９０】
ある時点におけるＶＶＬ偏差と、それよりも前の時点におけるＶＶＬ偏差との差をＶＶＬ偏差の変化率とする。例えば、図３に示したステップＳ１〜ステップＳ６までの一連の計算を行う計算周期ごとにＶＶＬ偏差を記憶しておき、次の計算周期においては、新たに計算したＶＶＬ偏差と、前の周期で記憶したＶＶＬ偏差との差からＶＶＬ偏差の変化率を計算することができる。
【００９１】
ＶＶＬ偏差が正であり、ＶＶＬ偏差の変化率が増加している場合（図８（ｃ）の区間Ｔ１）では、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を得る速度マップとして、図８（ｆ）のＶＶＬ偏差増加時速度マップの右半分（ＶＶＬ偏差がゼロ以上）を参照する。
【００９２】
ＶＶＬ偏差が正であり、ＶＶＬ偏差の変化率が減少している場合（図８（ｃ）の区間Ｔ２）では、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を得る速度マップとして、図８（ｅ）のＶＶＬ偏差減少時速度マップの右半分（ＶＶＬ偏差がゼロ以上）を参照する。
【００９３】
ＶＶＬ偏差が負であり、ＶＶＬ偏差の変化率が減少している場合（図８（ｄ）の区間Ｔ３）では、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を得る速度マップとして、図８（ｅ）のＶＶＬ偏差減少時速度マップの左半分（ＶＶＬ偏差がゼロ未満）を参照する。
【００９４】
ＶＶＬ偏差が負であり、ＶＶＬ偏差の変化率が増加している場合（図８（ｄ）の区間Ｔ４）では、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を得る速度マップとして、図８（ｆ）のＶＶＬ偏差増加時速度マップの左半分（ＶＶＬ偏差がゼロ未満）を参照する。
【００９５】
このようにして参照する速度マップが定まれば、計算したＶＶＬ偏差に対応するＶＶＬ速度を求めることができる。なお、実施形態１と同様に、ＶＶＬ偏差に対応するＶＶＬ速度が上限値を超える場合には、ＶＶＬ速度としてその上限値が設定される。
【００９６】
上述した速度マップからＶＶＬ速度を推定する処理について説明する。本実施形態に係る制御装置３０は、所定の計算周期ごとに、実施形態１と同様にステップＳ１からステップＳ６までの一連の処理を実行する。ステップＳ２のＶＶＬ速度の推定については、図９に示す処理フローにより行う。
【００９７】
図９は、本実施形態に係る制御装置における処理フローを示す図である。まず、目標ＶＶＬの演算を行う（ステップＳ２１）。この演算は、目標値設定手段により行われ、目標ＶＶＬは、上述したように、アクセル操作量、ＶＶＴ位相角やエンジン１の負荷などの作動状態に基づいて、公知の方法で計算することができる。
【００９８】
次に、ＶＶＬ偏差の演算を行う（ステップＳ２２）。具体的には、リフト速度算出手段は、ステップＳ１０で得られた目標ＶＶＬと、制御各検出手段により得られた制御角である実ＶＶＬとの差を計算することで、ＶＶＬ偏差を得る。
【００９９】
次に、ＶＶＬ偏差の変化率を演算する（ステップＳ２３）。具体的には、リフト速度算出手段は、今回のＶＶＬ偏差と前回のＶＶＬ偏差との差を計算することで、ＶＶＬ偏差の変化率を得る。今回のＶＶＬ偏差とは今回の計算周期においてステップＳ２２で演算して得られたＶＶＬ偏差であり、前回のＶＶＬ偏差とは前回の計算周期においてステップＳ２２で演算して得られたＶＶＬ偏差である。リフト速度算出手段は、ＶＶＬ偏差を計算するたびに、次回の計算周期において参照可能なようにそのＶＶＬ偏差を記憶しておく。
【０１００】
このようにして得られたＶＶＬ偏差の変化率は、計算周期の今回と前回との間に、どの程度、ＶＶＬ偏差が変化したかを表すものとなる。このようなＶＶＬ偏差の変化率がα以下であるかを判定する（ステップＳ２４）。αは、ＶＶＬ偏差が増加していると判定する閾値である。このようなαは予め制御装置３０の記憶装置に記憶させておく。
【０１０１】
ＶＶＬ偏差の変化率がαより大きい場合（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ＶＶＬ偏差が増加していると判断し、ＶＶＬ偏差増加時速度マップを参照する（ステップＳ２５）。
【０１０２】
そして、ＶＶＬ偏差増加時速度マップからＶＶＬ速度を推定する（ステップＳ２６）。ＶＶＬ偏差の変化率が増加し、ＶＶＬ偏差が正である場合（図８（ｃ）の区間Ｔ１）、図８（ｆ）に示すＶＶＬ偏差増加時速度マップの右半分を参照して、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を得ることができる。
【０１０３】
同様に、ＶＶＬ偏差の変化率が増加し、ＶＶＬ偏差が負である場合（図８（ｄ）の区間Ｔ４）、図８（ｆ）に示すＶＶＬ偏差増加時速度マップの左半分を参照して、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を得ることができる。
【０１０４】
一方、ＶＶＬ偏差の変化率がα以下である場合（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、ＶＶＬ偏差の変化率がβ以下であるかを判定する（ステップＳ２７）。βは、ＶＶＬ偏差が減少していると判定する閾値である。このようなβは予め制御装置３０の記憶装置に記憶させておく。
【０１０５】
ＶＶＬ偏差の変化率がβ以下である場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）、ＶＶＬ偏差が減少していると判断し、ＶＶＬ偏差減少時速度マップを参照する（ステップＳ２８）。
【０１０６】
そして、ＶＶＬ偏差減少時速度マップからＶＶＬ速度を推定する（ステップＳ２９）。ＶＶＬ偏差の変化率が減少し、ＶＶＬ偏差が正である場合（図８（ｃ）の区間Ｔ２）、図８（ｅ）に示すＶＶＬ偏差減少時速度マップの右半分を参照して、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を得ることができる。
【０１０７】
同様に、ＶＶＬ偏差の変化率が減少し、ＶＶＬ偏差が負である場合（図８（ｄ）の区間Ｔ３）、図８（ｅ）に示すＶＶＬ偏差減少時速度マップの左半分を参照して、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を得ることができる。
【０１０８】
また、ＶＶＬ偏差の変化率がβより大きい場合（ステップＳ２７；Ｎｏ）、すなわち、β＜ＶＶＬ偏差の変化率≦αの場合、前回の計算周期におけるＶＶＬ偏差の変化率が減少であったか否かを判定する（ステップＳ３０）。各計算周期においては、次回以降の計算周期において参照可能なようにＶＶＬ偏差の変化率を記憶装置に記憶しておく。
【０１０９】
このようにＶＶＬ速度を計算した後は、実施形態１と同様に２行程後ＶＶＬを推定し（図３：ステップＳ３）、２行程後最大吸気量を推定し（図３：ステップＳ４）、目標Ｅｃを演算し（図３：ステップＳ５）、燃料演算用Ｅｃを演算する（図３：ステップＳ６）。
【０１１０】
以上に説明したように、ＶＶＬ機構２１の構造的な特性により、同じＶＶＬ偏差であっても、ＶＶＬ偏差が増加している場合と減少している場合とでは、当該ＶＶＬ偏差に対応するＶＶＬ速度が異なる場合がある（図８（ｅ）及び図８（ｆ））。
【０１１１】
本実施形態に係る制御装置３０では、ＶＶＬ偏差からＶＶＬ速度を求める速度特性として、ＶＶＬ偏差が増加している場合と減少している場合とで異なる速度特性の一例としてＶＶＬ偏差増加時速度マップ及びＶＶＬ偏差減少時速度マップを用いた。すなわち、ＶＶＬ偏差が同じであっても、ＶＶＬ偏差が増加しているか、又は減少しているかによってＶＶＬ速度が異なるようなＶＶＬ機構２１において、ＶＶＬ偏差の増加時又は減少時のそれぞれに適した速度マップを用いて、より高い精度でＶＶＬ速度を推定することができる。
【０１１２】
なお、本実施形態では、ＶＶＬ偏差が増加している場合と減少している場合のそれぞれについて２つの異なる速度マップを設定したが、このような態様に限定されず、ＶＶＬ偏差の変化率に対して３つ以上の速度マップを設定してもよい。例えば、ＶＶＬ偏差の変化率をＸとすると、Ｘがβ未満、β以上α未満、αより大きい場合のそれぞれについて３つの異なる速度マップを設定するなどしてもよい。
【０１１３】
〈実施形態３〉
図１０は、ＶＶＬ機構において、目標ＶＶＬが設定されてから実際に吸気弁のリフト量が動き始めるまでの時間差を示す図である。
【０１１４】
ＶＶＬ機構２１は、制御装置３０により目標ＶＶＬが設定された際に、例えばモーターが始動して、目標ＶＶＬに到達するまで制御部材を回転させる。このようなＶＶＬ機構２１では、例えば、計算周期を１０ｍｓｅｃとすると、１０ｍｓｅｃごとにＶＶＬ速度が推定される。今回の計算周期において、目標ＶＶＬが演算されると（図４：ステップＳ１０や図９：ステップＳ２１）、その目標ＶＶＬとなるようにＶＶＬ機構２１のモーターが始動する。
【０１１５】
このとき、目標ＶＶＬが設定されてからモーターが実際に動作を開始するまでの遅れ時間がある。例えば、今回の計算周期においての遅れ時間は２０ｍｓｅｃであると、厳密には、今回の計算周期において推定したＶＶＬ速度は（図４：ステップＳ１５や図９：ステップＳ２６、ステップＳ２９）、２０ｍｓｅｃ後におけるＶＶＬ偏差の速度を推定したものである。
【０１１６】
本実施形態に係る制御装置は、この遅れ時間を計算にいれてリフト量を推定する。なお、本実施形態に係る制御装置は、リフト速度算出手段及びリフト量推定手段以外は実施形態１に係る制御装置と同等の構成を有し、処理フローとしては、ステップＳ１、ステップＳ３〜ステップＳ６について実施形態１に係る制御装置と同じであるので、重複する説明は省略する。
【０１１７】
本実施形態に係る制御装置のリフト速度算出手段は、計算周期（請求項の所定周期）ごとにＶＶＬ速度を計算するとともに計算周期ごとに計算したＶＶＬ速度を記憶しておく。
【０１１８】
本実施形態では、計算周期を１０ｍｓｅｃとしてあるので、１０ｍｓｅｃごとにＶＶＬ速度を記憶装置に記憶しておく。後述する前回、前々回というように、少なくとも参照するＶＶＬ速度の数だけ記憶しておく。
【０１１９】
リフト量推定手段は、吸気弁７のリフト量が目標ＶＶＬとなるように実際に動作を開始するまでの間である遅れ時間においては、前の計算周期において算出したリフト速度を用いてリフト量を推定する。
【０１２０】
図１０に示すように、前々回（−２０ｍｓｅｃ）、前回（−１０ｍｓｅｃ）、今回の各計算周期において推定したＶＶＬ速度をそれぞれＶ−２、Ｖ−１、Ｖ０とする。
【０１２１】
予測期間は、ＶＶＬ速度を算出した時点から吸気行程完了後までの間であるが、本実施形態では、２行程前の膨張行程から吸気行程完了までとしたので、予測期間を２行程周期とも称する。この２行程周期が遅れ時間よりも長い（例えば２５ｍｓｅｃ）である場合、予測期間後のリフト量は、Ｖ−２、Ｖ−１、Ｖ０を用いて次のように計算することができる。計算周期は１０ｍｓｅｃである。
【０１２２】
リフト量＝Ｖ−２×計算周期＋Ｖ−１×計算周期
＋Ｖ０×（予測期間−２×計算周期）  （式１）
【０１２３】
同様に、特に図示しないが、２行程周期が遅れ時間よりも短く、１計算周期よりも長い（例えば１０〜２０ｍｓｅｃ）である場合、予測期間後のリフト量は、Ｖ−２、Ｖ−１を用いて次のように計算することができる。
【０１２４】
リフト量＝Ｖ−２×計算周期＋Ｖ−１×（予測期間−計算周期）    （式２）
【０１２５】
さらに、２行程周期が遅れ時間よりも短く、１計算周期よりも短い（例えば１０ｍｓｅｃ未満）である場合、予測期間後のリフト量は、Ｖ−２を用いて次のように計算することができる。
【０１２６】
リフト量＝Ｖ−２×予測期間    （式３）
【０１２７】
以後、予測期間後のリフト量を推定２行程間ＶＶＬ作動量と称し、図１１を用いて制御装置における処理を説明する。図１１は、本実施形態に係る制御装置における処理フローを示す図である。
【０１２８】
本実施形態に係る制御装置３０は、ＶＶＬ速度を推定した後（図５：ステップＳ１７、Ｓ１９又はＳ２０、図９：ステップＳ２６又はＳ２９）、２行程周期が２０ｍｓｅｃ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。
【０１２９】
２行程周期が２０ｍｓｅｃより長い場合（ステップＳ３１；Ｎｏ）、上記の式１により推定２行程間ＶＶＬ作動量を計算する（ステップＳ３２）。２行程周期が２０ｍｓｅｃ以下である場合（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、２行程周期が１０ｍｓｅｃ以下であるかを判定する（ステップＳ３３）。
【０１３０】
２行程周期が１０ｍｓｅｃより長い場合（ステップＳ３３；Ｎｏ）、上記の式２により推定２行程間ＶＶＬ作動量を計算する（ステップＳ３４）。２行程周期が１０ｍｓｅｃ以下である場合（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、上記の式３により推定２行程間ＶＶＬ作動量を計算する（ステップＳ３５）。
【０１３１】
このようにして得られた推定２行程間ＶＶＬ作動量は、ＶＶＬ速度を算出した時点から２行程後までの制御角の変化量（ｄｅｇ）であるから、ＶＶＬ速度を算出した時点の制御角である実ＶＶＬ（ｄｅｇ）との和を計算することで、２行程後の制御角（推定２行程後ＶＶＬ制御角）を得ることができる（ステップＳ３６）。
【０１３２】
以後は、特に図示しないが、図２（ｂ）のような対応関係から推定２行程後ＶＶＬ制御角に対応するリフト量を２行程後ＶＶＬ（ｍｍ）として得ることができる（図３：ステップＳ３）。そして、実施形態１と同様に、２行程後最大吸気量を推定し（図３：ステップＳ４）、目標Ｅｃを演算し（図３：ステップＳ５）、燃料演算用Ｅｃを演算する（図３：ステップＳ６）。
【０１３３】
以上に説明したように、本実施形態に係る制御装置３０では、目標ＶＶＬが設定されてからモーターが実際に動作を開始するまでの遅れ時間があるＶＶＬ機構２１において、この遅れ時間を計算にいれてＶＶＬ速度を推定する。これにより、ＶＶＬ機構２１に遅れ時間がある場合においても、より高い精度でＶＶＬ速度を推定することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明は、自動車の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１     エンジン
５     吸気ポート
６     燃焼室
７     吸気弁
２０   可変動弁機構
２１   可変バルブリフト機構（ＶＶＬ機構）
２２   可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）
３０   制御装置
【図１】
2016118149.tif 000003
【図２】
2016118149.tif 000004
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
2016118149.tif 000011
【図７】
2016118149.tif 000012
【図８】
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