(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブのバルブリフト量及びバルブ作動角を可変する可変バルブ機構を有する可変動弁機構の制御装置であって、
機関の運転状態に応じた要求空気量を設定する要求空気量設定手段と、
前記要求空気量を機関回転速度及びシリンダ容積で除算して目標体積流量比を算出する目標体積流量比算出手段と、
前記目標体積流量比を前記吸気バルブの開口面積に変換し、変換した開口面積に基づいて前記吸気バルブの目標バルブリフト量を設定する目標バルブリフト量設定手段と、
前記吸気バルブのバルブリフト量が前記目標バルブリフト量となるように前記可変バルブ機構の駆動を制御する可変バルブ機構駆動手段と、
を備え、
前記目標バルブリフト量設定手段は、前記吸気バルブの実バルブリフト量に応じて流量損失係数を設定すると共に、前記目標体積流量比を前記吸気バルブの開口面積に変換する際に前記設定した流量損失係数を用いることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項２】
前記可変動弁機構は、バルブリフト量を固定したまま前記吸気バルブの開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構を有し、
前記吸気バルブの閉弁タイミングに応じて前記吸気バルブ開口面積を補正する第１開口面積補正手段を備えることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項３】
機関回転速度に応じて前記吸気バルブの開口面積を補正する第２開口面積補正手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項４】
前記要求空気量設定手段は、アクセル開度及び機関回転速度に基づいて前記要求空気量を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項５】
前記可変バルブ機構は、
クランク軸に同期して回転する駆動軸と、
該駆動軸の固定された駆動カムと、
揺動することで前記吸気バルブを開閉作動する揺動カムと、
一端で前記駆動カム側と連係し他端で前記揺動カム側と連係する伝達機構と、
該伝達機構の姿勢を変化させる制御カムを有する制御軸と、
該制御軸を回動するアクチュエータと、を含んで構成され、
前記アクチュエータによって前記制御軸を回動制御することにより前記吸気バルブのバルブリフト量及びバルブ作動角を可変することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変動弁装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関の吸気バルブ又は排気バルブのバルブ作動特性を可変する可変動弁機構の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、吸気バルブ・排気バルブのバルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に変える構成の可変バルブ機構が知られている（特開２００１−０１２２６２号公報参照）。
この可変バルブ機構は、カム軸と略平行に配設された制御軸と、該制御軸の外周に偏心して固定された制御カムと、該制御カムに揺動自在に軸支されたロッカアームと、前記カム軸の回転に応じて前記ロッカアームの一端部を揺動駆動するリンクアーム・偏心カムと、前記ロッカアームの他端部に連係して揺動して吸・排気バルブを開動作させる揺動カムと、前記制御軸を回転駆動するＤＣサーボモータと、を備える。
【０００３】
そして、作動角センサで検出される前記制御軸の実際の作動角を、要求のバルブ開特性に対応する目標作動角に一致させるべく、前記ＤＣサーボモータをフィードバック制御するよう構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記可変バルブ機構によりバルブリフト量及びバルブ作動角を可変とすることで、スロットルバルブによらず吸入空気量を制御することが考えられる（スロットルレス制御）。
かかるスロットルレス制御においては、スロットルバルブによるトルク制御ができないため、いかにしてトルク制御、特にトルクリニアリティの確保を行うかが課題となる。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、スロットルレス制御においても、精度のよいトルク制御を行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に係る発明は、内燃機関の吸気バルブのバルブリフト量及びバルブ作動角を可変する可変バルブ機構を有する可変動弁機構の制御装置であって、機関の運転状態に応じた要求空気量を設定する要求空気量設定手段と、前記要求空気量を機関回転速度及びシリンダ容積で除算して目標体積流量比を算出する目標体積流量比算出手段と、前記目標体積流量比を前記吸気バルブの開口面積に変換し、変換した開口面積に基づいて前記吸気バルブの目標バルブリフト量を設定する目標バルブリフト量設定手段と、前記吸気バルブのバルブリフト量が前記目標バルブリフト量となるように前記可変バルブ機構の駆動を制御する可変バルブ機構駆動手段と、を備え、前記目標バルブリフト量設定手段は、前記吸気バルブの実バルブリフト量に応じて流量損失係数を設定すると共に、前記目標体積流量比を前記吸気バルブの開口面積に変換する際に前記設定された流量損失係数を用いることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記可変動弁機構は、バルブリフト量を固定したまま前記吸気バルブの開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構を有し、前記吸気バルブの閉弁タイミングに応じて前記吸気バルブの開口面積を補正する第１開口面積補正手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、機関回転速度に応じて前記吸気バルブの開口面積を補正する第２開口面積補正手段を備えることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、前記要求空気量設定手段が、アクセル開度と機関回転速度とに基づいて前記目標吸入空気量を設定することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、前記可変バルブ機構が、クランク軸に同期して回転する駆動軸と、該駆動軸の固定された駆動カムと、揺動することで前記吸気バルブを開閉作動する揺動カムと、一端で前記駆動カム側と連係し他端で前記揺動カム側と連係する伝達機構と、該伝達機構の姿勢を変化させる制御カムを有する制御軸と、該制御軸を回動するアクチュエータと、を含んで構成され、前記アクチュエータによって前記制御軸を回動制御することにより前記吸気バルブのバルブリフト量及びバルブ作動角を可変することを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、機関の運転状態に応じた要求空気量を機関回転速度およびシリンダ容積で除算して目標体積流量比とし、この目標体積流量比を吸気バルブの開口面積に変換し、変換された開口面積に基づいて吸気バルブの目標バルブリフト量を設定する構成において、前記吸気バルブの実バルブリフト量を検出し、検出された実バルブリフト量に応じて流量損失係数を設定し、前記目標体積流量比を前記吸気バルブの開口面積に変換する際に前記設定された流量損失係数を用いるので、バルブリフト量により変化する流量損失分を考慮しつつ、要求空気量を得るためのバルブ開口面積を精度よく算出できる。
【００１１】
そして、バルブ開口面積が決まれば、該バルブ開口面積を得るようなバルブリフト量（及びバルブ作動角）も決まるので、これを前記吸気バルブの目標バルブリフト量とし、実際の吸気バルブのバルブリフト量が前記目標バルブリフト量となるように可変バルブ機構を制御することで、可変動弁機構（可変バルブ機構）によるトルク制御（空気量制御）を精度よく実行できる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、バルブリフト量を固定したまま前記吸気バルブの開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構を更に有する構成において、前記吸気バルブの閉弁タイミングに応じて前記吸気バルブの開口面積を補正するので、体積効率の変化を考慮しつつ、要求空気量を得るためのバルブ開口面積を精度よく算出できる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、機関回転速度に応じて前記吸気バルブの開口面積を補正するので、要求空気量を得るためのバルブ開口面積を精度よく算出できる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、前記要求空気量が、アクセル開度と機関回転速度に基づいて設定されるので、前記可変バルブ機構により、運転者の要求に対応したトルク制御（空気量制御）が可能となる。
請求項５に係る発明によれば、可変バルブ機構は、アクチュエータによって制御軸の作動角を変化させることにより前記吸気バルブのバルブリフト量及びバルブ作動角を連続的に変化させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、車両用内燃機関の構成図である。
図１において、内燃機関１０１の吸気通路１０２には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装されており、該電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ１０５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。
【００１８】
燃焼排気は、燃焼室１０６から排気バルブ１０７を介して排出され、排気浄化触媒１０８により浄化された後、マフラー１０９を介して大気中に放出される。
前記排気バルブ１０７は、排気側カム軸１１０に軸支されたカム１１１によって一定のバルブリフト量及びバルブ作動角を保ったまま駆動されるが、吸気バルブ１０５は、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２によってバルブリフト量及びバルブ作動角が連続的に変えられるようになっている。
【００１９】
また、吸気側カム軸１１３の端部には、クランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させることでバルブリフト量を固定したままバルブの開閉タイミングを連続的に可変する公知の構成の可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）１１４が設けられている。
マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１１５には、アクセル開度センサＡＰＳ１１６、吸入空気量（質量流量）Ｑａを検出するエアフローメータ１１７、クランク軸から回転信号Ｎｅを取り出すクランク角センサ１１８、吸気側カム軸１１３の回転位置を検出するカムセンサ１１９、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１２０、シリンダ内の燃焼圧を検出する燃焼圧センサ１２１等からの各種検出信号が入力される。
【００２０】
そして、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１１５は、前記クランク角センサ１１８及びカムセンサ１１９の検出信号に基づき、クランク軸に対する吸気側カム軸１１３の回転位相（ＶＴＣＮＯＷ）を検出して吸気バルブ１０５の開閉タイミングを検出すると共に、運転状態に応じて目標進角値又は遅角値（ＴＲＧＶＴＣ）を設定し、吸気側カム軸の回転位相が前記目標進角値又は遅角値（ＴＲＧＶＴＣ）となるよう可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）１１４を制御することで吸気バルブ１０５の開閉タイミングを制御する。
【００２１】
また、スロットルバルブ１０３ｂの開度及び吸気バルブ１０５の開特性によって、アクセル開度に対応する吸入空気量が得られるように、アクセル開度センサＡＰＳ１１６で検出されるアクセル開度ＡＰＯに応じて前記電子制御スロットル１０４及び可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２の駆動を制御する。
具体的には、前記可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２によりバルブリフト量（及びバルブ作動角）を制御することで吸入空気量を制御しつつ、キャニスタパージ及びブローバイガスの処理のために一定の負圧（目標Ｂｏｏｓｔ：例えば−１００ｍｍＨｇ）を発生させるようにスロットルバルブ１０３ｂの開度を制御する。
【００２２】
但し、吸気負圧が要求ない運転条件では、スロットルバルブ１０３ｂを全開に保持して、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２のみで吸入空気量を制御する、いわゆるスロットルレス制御を行う。
ここで、前記可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２の構造について説明する。
可変バルブ機構（ＶＥＬ）は、図２〜図４に示すように、一対の吸気バルブ１０５、１０５と、シリンダヘッド１１のカム軸受１４に回転自在に支持された中空状のカム軸１３と、該カム軸１３に軸支された回転カムである２つの偏心カム１５、１５と、前記カム軸１３の上方位置に同じカム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１６と、該制御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に支持された一対のロッカアーム１８、１８と、各吸気バルブ１０５、１０５の上端部にバルブリフター１９、１９を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム２０、２０とを備えている。
【００２３】
前記偏心カム１５、１５とロッカアーム１８、１８とは、リンクアーム２５、２５によって連係され、ロッカアーム１８、１８と揺動カム２０、２０とは、リンク部材２６、２６によって連係されている。
前記偏心カム１５は、図５に示すように、略リング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、該カム本体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ部１５ｂとからなり、内部軸方向にカム軸挿通孔１５ｃが貫通形成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカム軸１３の軸心Ｙから所定量だけ偏心している。
【００２４】
また、前記偏心カム１５は、カム軸１３に対し前記バルブリフター１９に干渉しない両外側にカム軸挿通孔１５ｃを介して圧入固定されていると共に、カム本体１５ａの外周面１５ｄが同一のカムプロフィールに形成されている。
前記ロッカアーム１８は、図４に示すように、略クランク状に屈曲形成され、中央の基部１８ａが制御カム１７に回転自存に支持されている。
【００２５】
また、基部１８ａの外端部に突設された一端部１８ｂには、リンクアーム２５の先端部と連結するピン２１が圧入されるピン孔１８ｄが貫通形成されている一方、基部１８ａの内端部に突設された他端部１８ｃには、各リンク部材２６の後述する一端部２６ａと連結するピン２８が圧入されるピン孔１８ｅが形成されている。
【００２６】
前記制御カム１７は、円筒状を呈し、制御軸１６外周に固定されていると共に、図２に示すように軸心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心している。
前記揺動カム２０は、図２及び図６、図７に示すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２にカム軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫通形成されている。
【００２７】
また、揺動カム２０の下面には、基端部２２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に当接するようになっている。
すなわち、図８に示すバルブリフト特性からみると、図２に示すように基円面２４ａの所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、また、カム面２４ｂの前記ベースサークル区間θ１から所定角度範囲θ２が所謂ランプ区間となり、更に、カム面２４ｂのランプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になるように設定されている。
【００２８】
また、前記リンクアーム２５は、円環状の基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設された突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置には、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピン孔２５ｄが貫通形成されている。
【００２９】
なお、前記リンクアーム２５と偏心カム１５とによって揺動駆動部材が構成される。
更に、前記リンク部材２６は、所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部２６ａ、２６ｂには前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃと揺動カム２０の端部２３の各ピン孔１８ｄ、２３ａに圧入した各ピン２８、２９の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２６ｃ、２６ｄが貫通形成されている。
【００３０】
なお、各ピン２１、２８、２９の一端部には、リンクアーム２５やリンク部材２６の軸方向の移動を規制するスナップリング３０、３１、３２が設けられている。
また、前記制御軸１６は、図１０に示すように、一端部に設けられたＤＣサーボモータ等のアクチュエータ２０１によって所定回転角度範囲内で回転駆動されるようになっており、前記制御軸１６の作動角を前記アクチュエータ２０１で変化させることで、吸気バルブ１０５、１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角が連続的に変化する（図９参照）。
【００３１】
すなわち、図１０において、アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）２０１の回転は、伝達部材２０２を介してネジ切り加工が施された軸１０３に伝達され、該軸２０３が通されたナット２０４の軸方向位置が変化する。
そして、制御軸１６の先端の取り付けられ、その一端が前記ナット２０４に固定された一対のステー部材２０５ａ、２０５ｂにより制御軸１６が回転する。
【００３２】
なお、本実施形態では、図に示すように、ナット２０４の位置を前記伝達部材２０２に近づけることでバルブリフト量を小さくし、逆に、ナット２０４の位置を前記伝達部材２０２から遠ざけることでバルブリフト量を大きくする。
また、前記制御軸１６の先端には、該制御軸１６の作動角（ＶＥＬ作動角）ＶＥＬＣＯＭを検出するポテンショメータ式の作動角センサ２０６（調整位置センサ）が設けられており、該作動角センサ２０６で検出される実際のＶＥＬ作動角ＶＥＬＣＯＭが、目標ＶＥＬ作動角ＴＧＶＥＬに一致するように、前記コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１１５が前記アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）２０１をフィードバック制御する。
【００３３】
次に、前記コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１１５による可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２の駆動制御について説明する。
図１１に示すように、本実施形態におけるコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）１１５は、目標体積流量演算部ａ、ＶＥＬ目標作動角演算部ｂ及び目標スロットル開度演算部ｃを含んで構成される。
【００３４】
目標体積流量演算部ａは、以下のようにして目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴを算出する。
まず、アクセル開度ＡＰＯ及び機関回転速度Ｎｅに対応する（あるいは、アクセル開度ＡＰＯ及び機関回転速度Ｎｅに基づき設定される目標トルクが得られるような）要求空気量（機関要求空気量）Ｑ０を算出する一方、アイドル回転速度制御（ＩＳＣ）で要求されるＩＳＣ要求空気量ＱＩＳＣを算出する。
【００３５】
そして、前記機関要求空気量Ｑ０にＩＳＣ要求空気量ＱＩＳＣを加算して全要求空気量（吸入空気量）Ｑ（＝Ｑ０＋ＱＩＳＣ）を算出し、これを機関回転速度Ｎｅ、排気量（シリンダ総容積）ＶＯＬ＃で順次除算することにより、目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴ（＝Ｑ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃））を算出する。
ＶＥＬ目標作動角演算部ｂは、以下のようにして目標ＶＥＬ作動角ＴＧＶＥＬを算出する。
【００３６】
前記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴに対してＢＯＯＳＴ補正（バルブ上流圧補正）を行った後、圧縮流体式をベースに、補正後の目標体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬをバルブ開口面積に変換する。具体的には、前記ＢＯＯＳＴ補正後の目標体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬと、実際のバルブリフト量（前記バルブ作動角ＶＥＬＣＯＭ）に応じたバルブ流量損失係数Ｃｄと、実際の吸気バルブの閉弁タイミング（ＲＥＡＬＩＶＣ）に応じたバルブタイミング補正係数ＨＯＳＩＶＣと、を用いてバルブ目標開口面積ＴＶＥＬＡＡを算出する。
【００３７】
具体的な制御ブロック図を図１２に示す。
図１２において、まず、前記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴにバルブ上流圧補正を行うことにより、発生負圧を考慮した実目標体積流量比、換言すれば可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２の駆動を制御することで確保すべき体積流量比（以下、ＶＥＬ要求体積流量比という）ＴＱＨ０ＶＥＬ０に変換する（図１２のＡ部）。
【００３８】
かかる変換は、図に示すように、前記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴをバルブ上流圧補正値ＫＭＡＮＩＱＨ０で除算することにより行う。
なお、前記バルブ上流圧補正値ＫＭＡＮＩＱＨ０は、スロットルバルブ１０３ｂの開口面積Ａを機関回転速度Ｎｅ、排気量ＶＯＬ＃で除算して得られる状態量ＡＡＤＮＶに基づき、図に示すようにテーブルＴＱＨ０を検索して求める（図１２のａ１部）。
【００３９】
次に、前記ＶＥＬ要求体積流量比ＴＨＱ０ＶＥＬ０と最小体積流量比ＱＨ０ＬＭＴとをセレクトハイし、可変バルブ機構ＶＥＬ１１２で実現すべき体積流量比（以下、ＶＥＬ実現体積流量比という）ＴＱＨ０ＶＥＬを設定する（図１２のＢ部）。
ここで、前記最小体積流量比ＱＨ０ＬＭＴは、ＶＥＬのバルブ作動角が最小のときに可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２によって実現可能な体積流量比であり、あらかじめ実験等により求めたものを設定しておく。
【００４０】
なお、前記ＶＥＬ要求体積流量比ＴＨＱ０ＶＥＬ０が、前記最小体積流量比ＱＨ０ＬＭＴを下回る場合は、該最小体積流量比ＱＨＯＬＭＴが選択されることになるが、この場合、前記可変バルブ機構ＶＥＬ１１２のみでは目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴに制御できず（すなわち、トルク制御できず）、スロットルバルブ１０３ｂの開度制御を併用することになる（後述する目標スロットルバルブ演算部ｃの説明参照）。
【００４１】
次に、前記ＶＥＬ実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬを、以下のようにしてＡＡ・Ｃｄ／ＮＶ（開口面積・損失係数／回転速度／排気量）特性に変換してＶＡＡＣＤＮＶを求める（図１２のＣ部）。まず、吸気バルブ１０５を通過する空気流量（すなわち、シリンダ吸入空気量）Ｑｃは、圧縮性流体の一次元定常流れの式より次式（１）、（２）のように表すことができる。
【００４２】
【数１】
0004074080.tif 000002
なお、Ｒ：気体定数（＝２８７）、γ：比熱比（＝１．４）、Ｃｄ：バルブ流量損失係数、ＶＡ：バルブ開口面積（ｍ２）、Ｐ0：バルブ上流圧（例えば、吸気マニホールド部の圧力Ｐｍ）（Ｐａ）、Ｐｃ：シリンダ内圧（Ｐａ）、Ｔ0：バルブ上流温度（例えば、吸気マニホールド部の温度Ｔｍ）（Ｋ）である。
【００４３】
前記ＶＥＬ実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬは、吸気バルブ１０５を通過させる空気量を機関回転速度Ｎｅ、排気量ＶＯＬ＃で除算したものであるから、同様にして次式（３）、（４）のように表すことができる。
【００４４】
【数２】
0004074080.tif 000003
従って、バルブ上流温度Ｔ０、バルブ上流圧Ｐ０及びシリンダ内圧Ｐｃを検出して、Ｃｄ・ＶＡ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）を算出することでＡＡ・Ｃｄ／ＮＶ特性に変換できる。
【００４５】
但し、本実施形態では、図に示すようなテーブルＴＶＡＡＣＤＮＶをあらかじめ作成しておき、前記ＶＥＬ実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬの基づいてテーブル検索によりＡＡ・Ｃｄ／ＮＶ特性への変換を行うようにしている。
なお、前記テーブルＴＡＡＣＤＮＶは、例えば以下のようにして作成する。
すなわち、前記ＶＥＬ実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬは、非チョーク時においては、上記式（３）よりＣｄ・ＶＡ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）及びバルブ前後差圧比（Ｐｃ／Ｐ０）に応じた値として、チョーク時においては、上記式（４）よりＣｄ・ＶＡ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）に比例した値となることが判るので、シミュレーションや実験等によりＴＱＨ０ＶＥＬとＣｄ・ＶＡ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）との相関を求めることで作成する。
【００４６】
次に、ＶＡＡＣＤＮＶに機関回転速度Ｎｅ、排気量ＶＯＬ＃を乗算してＡＡ・ＣＤ（開口面積・損失係数；流量特性）ＴＶＥＬＡＡＣＤに変換する（図１２のＤ部、Ｅ部）。
次に、前記ＴＶＥＬＡＡＣＤをバルブ流量損失係数Ｃｄで除算して、基本バルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡ０を算出する（図１２のＦ部）。
【００４７】
ここで、バルブ流量損失係数Ｃｄは、実際のバルブリフト量（すなわち、バルブ作動角）により異なるため、図に示すように、検出した実際のＶＥＬ作動角ＶＥＬＣＯＭに基づき、あらかじめ設定したテーブルＴＣＤを検索することにより設定する（図１２のｆ１部）。
また、前記バルブ流量損失係数Ｃｄは流量に応じて変化するため、機関回転速度Ｎｅに応じて設定されるバルブ流量動的補正係数ＤＨＯＳＣＤを乗算する（図１２のＧ部）。
【００４８】
該バルブ流量動的補正係数ＤＨＯＳＣＤは、図に示すように、機関回転速度Ｎｅに基づき、あらかじめ設定したテーブルＴＤＨＯＳＣＤを検索することにより設定する（図１２のｇ１部）。
次に、前記基本バルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡ０に、吸気バルブの閉弁タイミングに応じたバルブタイミング補正係数ＨＯＳＩＶＣを乗算してバルブの目標開口面積ＴＶＥＬＡＡを算出する（図１２のＨ部）。
【００４９】
これは、吸気バルブの閉弁タイミングによって変化する体積効率の変化に対応したバルブ開口面積を算出するためのものであり、前記バルブタイミング補正係数ＨＯＳＩＶＣは、以下のようにして設定する。
まず、図に示すように、前記可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）１１４が動作していないとき、すなわち、ＶＴＣ最遅角時における吸気バルブの閉弁タイミングＶ０ＩＶＣを、バルブ作動角ＶＥＬＣＯＭに基づき、あらかじめ設定したテーブルＴＶ０ＩＶＣを検索することにより求める（図１２のｈ１部）。
【００５０】
次に、吸気側カム軸の回転位相ＶＴＣＮＯＷを、前記ＶＴＣ最遅角時ＩＶＣから減算して実際の吸気バルブの閉弁タイミング（クランク角位置）ＲＥＡＬＩＶＣを求める（図１２のｈ２部）。
そして、求めた実際の吸気バルブの閉弁タイミングＲＥＡＬＩＶＣに基づき、図に示すようなテーブルＴＨＯＳＩＶＣを検索してバルブタイミング補正係数ＨＯＳＩＶＣを設定する（図１２のｈ３部）。
【００５１】
次に、算出したバルブの目標開口面積ＴＶＥＬＡＡに基づき、図に示すようなテーブルＴＴＧＶＥＬを検索して目標ＶＥＬ作動角ＴＧＶＥＬを設定する（図１２のＩ部）。
すなわち、バルブの開口面積からＶＥＬ作動角は一義的に求めることが可能であるので、前記テーブルＴＴＧＶＥＬをあらかじめ設定しておくことで、容易に目標ＶＥＬ作動角ＴＧＶＥＬを設定できる。
【００５２】
そして、前述したように、コントロールユニットＣ／Ｕ１１５は、実際のＶＥＬ作動角ＶＥＬＣＯＭが前記目標ＶＥＬ作動角ＴＧＶＥＬとなるように、アクチュエータ２０１を制御する。
目標スロットル開度演算部ｃは、負圧が要求されないとき目標スロットル開度を全開とし、一定の負圧（目標Ｂｏｏｓｔ）が要求されるときは目標Ｂｏｏｓｔを確保する目標スロットル開度を設定する。
【００５３】
また、前記ＶＥＬ目標作動角演算部ｂにおいて最小体積流量比ＱＨ０ＬＭＴが選択されたとき（すなわち、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２によるトルク制御ができないとき）は、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２と協調して前記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴを実現する目標スロットル開度を演算する。
そして、電子制御スロットル１０４は、前記目標スロットル開度となるようにスロットルバルブ１０３ｂの開度を制御する。
【００５４】
以上のように、基本的には、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２によるトルク制御（スロットルレス制御）を行う一方、所定の負圧を発生させるため、又は、可変バルブ機構（ＶＥＬ）のみでは対応できない場合には、可変バルブ機構（ＶＥＬ）１１２と電子制御スロットル１０４との協調制御を行う。
なお、前記可変バルブ機構は、上述した構成のものに限定するものではなく、他の構成によるものであってもよく、また、吸気バルブ１０５のみのバルブ作動特性を可変するものに限られず、排気バルブ１０７のバルブ作動特性についても吸気バルブ１０５と共に可変するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における機関の構成図。
【図２】本発明の実施形態における可変バルブ機構ＶＥＬの断面図（図３のＡ−Ａ断面図）。
【図３】上記可変バルブ機構ＶＥＬの側面図。
【図４】上記可変バルブ機構ＶＥＬの平面図。
【図５】上記可変バルブ機構ＶＥＬに使用される偏心カムを示す斜視図。
【図６】上記可変バルブ機構ＶＥＬの低リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図７】上記可変バルブ機構ＶＥＬの高リフト時の作用を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図８】上記可変バルブ機構ＶＥＬにおける揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図９】上記可変バルブ機構ＶＥＬのバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図１０】上記可変バルブ機構ＶＥＬにおける制御軸の回転駆動機構を示す斜視図。
【図１１】本実施形態におけるトルク制御を示す全体ブロック図。
【図１２】ＶＥＬ目標作動角ＴＧＶＥＬの演算を示す制御ブロック図。
【符号の説明】
１３  カム軸
１５  偏心カム（揺動駆動部材）
１６  制御軸
１７  制御カム
１８  ロッカアーム
２０  揺動カム
２５  リンクアーム（揺動駆動部材）
１０１  内燃機関
１０４  電子制御スロットル
１０５  吸気バルブ
１１２  可変バルブ機構（ＶＥＬ）
１１４  可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）
１１５  コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）
１１６  アクセル開度センサ
１１７  エアフローメータ
１１８  クランク角センサ
１１９  カムセンサ
１２０  スロットルセンサ
１２１  燃焼圧センサ
２０１  アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）
２０６  作動角センサ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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