(57)【要約】【課題】バルブリフト量を連続的に変更可能な可変動弁機構において、負圧要求の有無が変化した際のトルクショックを確実に抑制できるようにする。【解決手段】エンジンに対する負圧要求有りと判定されると、吸気弁のリフト量が増大するように可変動弁機構１４を制御するとともにスロットル弁の開度が低下するようにスロットルアクチュエータ１３の作動を制御する制御手段１８とをそなえ、制御手段１８は、負圧要求の有無の変更が判定された場合には、インテークマニホールドの圧力変化の応答遅れを考慮して吸気弁のリフト量を設定するように構成する。【選択図】図１
2009062838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに設けられた吸気弁のリフト量特性を変更可能な可変動弁機構と、
該吸気弁に連通する吸気通路上に介装されアクチュエータにより開閉駆動されるスロットル弁と、
該エンジンに対する負圧要求の有無を判定する負圧要求判定手段と、
該負圧要求判定手段により負圧要求有りと判定されると、該吸気弁のリフト量が増大するように該可変動弁機構を制御するとともに、該スロットル弁の開度が低下するように該アクチュエータの作動を制御する制御手段とをそなえ、
該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、該エンジンのインテークマニホールドの圧力の変化速度と該吸気弁のリフト量の変化速度とを考慮して該スロットル弁の開度と該吸気弁のリフト量とを設定する
ことを特徴とする、可変動弁機構の制御装置。
【請求項２】
該インテークマニホールド内の圧力を検出するインテークマニホールド圧検出手段をそなえ、
該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、該スロットル弁を駆動させ該インテークマニホールド圧検出手段で得られたインテークマニホールド圧力に基づいて該リフト量を設定する
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】
該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、シリンダ内に吸入される吸気量が一定となるように該スロットル弁の開度と該吸気弁のリフト量とを設定する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の可変動弁機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にバルブリフト量を連続的に変更可能な可変動弁機構を備えたエンジンに用いて好適の、可変動弁機構の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載されるエンジン（内燃機関）においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減を目的として、吸気弁及び排気弁の開閉タイミング（バルブタイミング）や最大バルブリフト量をそれぞれ変更可能な可変動弁機構（Variable Valve Timing and Lift mechanism：ＶＴＴＬ）が実用化されている。
このうち、連続的にバルブリフト量を変更可能な可変動弁機構では、スロットルバルブ開度とバルブリフト量を調整することにより、同一エンジン負荷を保ちながらインテークマニホールド（以下、インマニと略す）内の圧力を変化させることができる。
【０００３】
これを図１０を用いて説明する。ここで、図１０において（ａ）はスロットル開度、（ｂ）は最大バルブリフト量、（ｃ）はインマニ圧力、（ｄ）は吸入空気量を示している。なお、（ｃ）のインマニ圧力は当然ながら負圧であり、このため、インマニ圧力は低下するほど、絶対値としては大きくなり強い負圧となる。
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、スロットル開度を略全開としている状態であって、且つ最大バルブリフト量（以下、単にバルブリフト量という）が小さい状態から、（ｄ）に示すように吸入空気量（エンジン負荷に相当する）を一定に保ちながら、スロットル開度を低減するとともにバルブリフト量を増大することにより、（ｃ）に示すように、インマニ圧力を低下させる（負圧を増大させる）ことができる。なお、バルブリフト量を変更できない一般的なエンジンでは、インマニ圧力によって負荷が変動するため、図１０（ｃ），（ｄ）で示すような特性を得ることはできない。
【０００４】
ところで、一般的にインマニ圧力が高いほど（大気圧に近いほど）ポンピングロスが低下し、燃費が向上する。また、このポンピングロスは主にスロットル弁による吸気絞りに起因して発生する。このため、バルブリフト量を変更可能なＶＶＴＬを備えたエンジンでは、スロットル弁をなくし、吸気弁にスロットル弁の機能を兼用させることで、ポンピングロスをなくして燃費向上を図ることができる。
【０００５】
しかし、このように構成すると、インマニにおいて負圧が発生しなくなるので、負圧を必要とする機器（ブレーキブースタやキャニスタパージ装置等）の使用が困難となる。そこで、スロットル弁を廃止せずに従来どおり設けておき、必要に応じてスロットル弁を閉じてインマニに負圧を発生させる技術が提案されている（例えば特許文献１）。
具体的には、負圧発生用のスロットル開度及びバルブリフト量の特性と、負圧不要時のスロットル開度及びバルブリフト量の特性とを予め設定しておき、負圧要求の有無に基づきこれらの２つのモードを切り換えるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−４９６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような技術では、負圧要求の有無が切り換わった場合にバルブリフト量及びスロットル開度を瞬時に切り換えても、インマニには容積が存在するためすぐにインマニ圧力が追従せず、バルブリフト量及びスロットル開度が切り換えられてから応答遅れを伴ってインマニ圧力が低下することになる。
これを図を用いて説明する。図１１（ａ）〜（ｄ）は、図１０と同様、それぞれスロットル開度、バルブリフト量、インマニ圧力、吸入空気量を示している。そして、ｔ１において、負圧要求が判定される（負圧要求が無しから有りに切り替わることを判定した場合を単に負圧要求が判定されたという）と、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、吸入空気量が一定となるように、スロットル開度を低減するとともにバルブリフト量を増大させる。
【０００７】
しかし、この場合図１１（ｃ）に示すように、インマニ圧力の低下は応答遅れを伴うため、スロットル開度及びバルブリフト量を切り換えた直後はインマニ圧力が十分低下していない。このため、このような状態では、インマニ内の圧力に対して相対的にバルブリフト量が大きく設定されてしまい、図１１（ｄ）に示すように、シリンダの吸入空気量が一時的に増大してしまうことになる。そして、このように吸入空気量が一時的に増大することによりトルクショックが発生してしまうという課題が生じる。
【０００８】
また、負圧要求が有りから無しに切り替わった場合、図１１（ａ′）及び（ｂ′）に示すように、吸入空気量が一定となるように、スロットル開度を増大するとともにバルブリフト量を低減させる。
しかし、この場合図１１（ｃ′）に示すように、インマニ圧力の増加は応答遅れを伴うため、スロットル開度及びバルブリフト量を切り換えた直後はインマニ圧力が十分増加していない。このため、このような状態では、インマニ内の圧力に対して相対的にバルブリフト量が小さく設定されてしまい、図１１（ｄ′）に示すように、シリンダの吸入空気量が一時的に減少してしまうことになる。そして、このように吸入空気量が一時的に減少することによりトルクショックが発生してしまうという課題が生じる。
【０００９】
このような吸入空気量の変動を抑制する手法としては、一般的には負圧要求有りと負圧要求無しの２つのモードの切り換え時において、制御対象（スロットル開度及びバルブリフト量）を一定勾配でテーリングさせる手法が知られているが、運転条件等によりテーリング勾配が異なるため、運転条件に応じたキャリブレーションを予め設定するのは困難で複雑な作業となるほか工数が増大するという課題がある。なお、上述した特許文献１の技術では、インマニ圧力やバルブリフト量変化の応答遅れに関しては何ら考慮されておらず、上述のような課題を解決することはできなかった。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、負圧要求の有無が変化した際のトルクショックを確実に抑制できるようにした、可変動弁機構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】
【００１１】
このため、本発明の可変動弁機構の制御装置は、エンジンに設けられた吸気弁のリフト量特性を変更可能な可変動弁機構と、該吸気弁に連通する吸気通路上に介装されアクチュエータにより開閉駆動されるスロットル弁と、該エンジンに対する負圧要求の有無を判定する負圧要求判定手段と、該負圧要求判定手段により負圧要求有りと判定されると、該吸気弁のリフト量が増大するように該可変動弁機構を制御するとともに、該スロットル弁の開度が低下するように該アクチュエータの作動を制御する制御手段とをそなえ、該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、該エンジンのインテークマニホールドの圧力の変化速度と該吸気弁のリフト量の変化速度とを考慮して該スロットル弁の開度と該吸気弁のリフト量とを設定することを特徴としている（請求項１）。
【００１２】
また、該インテークマニホールド内の圧力を検出するインテークマニホールド圧検出手段をそなえ、該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、該スロットル弁を駆動させ該インテークマニホールド圧検出手段で得られたインテークマニホールド圧力に基づいて該リフト量を設定するのが好ましい（請求項２）。
また、該制御手段は、該負圧要求の有無の変更が判定された場合には、シリンダ内に吸入される吸気量が一定となるように該スロットル弁の開度と該吸気弁のとリフト量を設定するのが好ましい（請求項３）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の可変動弁機構の制御装置（請求項１〜３）によれば、負圧要求の有無の変化時における吸入空気量の変動を抑制することができ、これに起因するエンジンのトルクショックを確実に抑制することができる。したがって、ドライバビリティが向上する。また、エンジンの制御手段に対しロジックを加えるだけでよいので、コスト増や重量増を招くこともないというという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面により、本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置について説明すると、図１は本装置の要部構成を示す模式的なブロック図、図２は本発明が適用されるエンジンについて説明する図であって、（ａ）はその吸気弁のバルブリフト線図、（ｂ）はその模式図である。
さて、図２（ｂ）に示すように、エンジン１には吸気弁２が設けられ、この吸気弁２が開閉駆動することにより、燃焼室４と吸気ポート６との連通状態が断接されるようになっている。また、吸気ポート６の上流側にはインテークマニホールド（インマニ）８及び吸気通路１０が順に接続され、吸気通路１０にスロットル弁１２が介装されている。
【００１５】
また、詳細な説明は省略するが、このエンジン１には吸気弁２のリフト量特性を変更可能な可変動弁機構（ＶＶＴＬ）１４（図１参照）が設けられており、ＶＶＴＬ１４に付設されたアクチュエータ１６（同じく図１参照）の作動を制御することで、図２（ａ）に示すように、吸気弁２の最大バルブリフト量（以下、単にバルブリフト量又はリフト量という）を低リフト状態から高リフト状態まで無段階に連続して変更することができるようになっている。
【００１６】
なお、可変動弁機構１４は少なくとも吸気弁２のバルブリフト量を連続的に変更可能に構成されたものであればよく、例えば特開２００７−３２３４６号公報に開示された機構等、公知の種々の機構を適用することができる。
また、本実施形態ではＶＶＴＬ１４のリフト量を変更するアクチュエータ１６としてはモータが適用されており、モータの駆動量を制御することで吸気弁２のリフト量が変更されるようになっている。
【００１７】
ところで、このような可変動弁機構１４では吸気弁２の開度を制御することで吸入空気量の調整を行うことができるため、スロットル弁１２を廃止してポンピングロスをなくし、燃費向上を図ることが考えられる。
しかしながら、このように構成すると、上述したようにインマニ圧力が略大気圧となり、負圧を必要とする機器（ブレーキブースタやキャニスタパージ装置等）の使用が困難となる。そこで、スロットル弁１２を廃止せずに従来どおり設けておき、負圧が必要なときに、スロットル弁１２を閉じてインテークマニホールド８に負圧を発生させるようになっている。
【００１８】
このため、スロットル弁１２は、後述のコントローラ１８からの制御信号に応じて開閉駆動されるような電子制御スロットル弁（ＥＴＶ）として構成されており、図１に示すように、スロットル弁１２には、スロットル開度を変更するためのアクチュエータ（スロットルアクチュエータ）１３が付設されている。
次に、本装置の要部構成について説明すると、図１に示すように、コントローラ（ＥＣＵ、又は制御手段）１８には、ブレーキのオンオフを検出するブレーキセンサ２０、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ２２、ドライバのアクセル踏み込み量又はアクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ２４、インマニ８の圧力を検出する圧力センサ（インマニ圧センサ）２６が接続されている。
【００１９】
また、コントローラ１８内には、その機能構成として、負圧要求の有無を判定する負圧要求判定手段２８、エンジン１に吸入された空気量を求める吸入空気量算出手段３０、吸気弁２のリフト量を設定するバルブリフト量設定手段３２、スロットル弁１２の開度を設定するスロットル開度設定手段３４が設けられている。
そして、バルブリフト量設定手段３２で吸気弁２のバルブリフト量が設定されると、このバルブリフト量に対応した制御信号がＶＶＴＬアクチュエータ１６に出力されて、可変動弁機構１４のバルブリフト量が変更されるようになっている。また、同様に、スロットル開度設定手段３４によりスロットル弁１２の開度が設定されると、この開度に対応した制御信号がスロットルアクチュエータ１３に出力されて、スロットル開度が変更されるようになっている。
【００２０】
また、負圧要求判定手段２８はブレーキセンサ２０からの検出情報に基づいて負圧要求の有無を判定する手段であって、本実施形態においては、ブレーキオンを検出すると負圧要求有りと判定し、ブレーキオフを検出すると負圧要求無しと判定するようになっている。これは、ブレーキ作動時には図示しないブレーキブースタを負圧により作動させてドライバのブレーキ踏力を増幅させているからであって、ブレーキ作動時には負圧が必要とされるからである。なお、負圧要求としては上述に限定されるものではなく、例えばキャニスタパージ実行時にも負圧要求有りと判定するようにしてもよい。また、負圧を蓄えるブレーキマスタバッグの負圧スイッチ等によりマスタバッグ内の負圧不足を検出して負圧要求有りと判定してもよい。
【００２１】
そして、本装置では基本的に負圧要求無しと判定されるような通常運転時には、極力スロットル弁１２を開いた状態に保持し、バルブリフト量を変更することにより吸入空気量を制御して、ポンピングロスを抑制するようになっている。一方、負圧要求有りと判定されると、スロットル弁１２を極力閉じることによりインテークマニホールド８に負圧を発生させて、負圧を必要とする機器に負圧を供給するようになっている。
【００２２】
こののように、バルブリフト量設定手段３２及びスロットル開度設定手段３４は負圧要求手段２８での判定結果に応じてバルブリフト量及びスロットル開度を設定するようになっている。
以下、詳しく説明すると、図１に示すように、バルブリフト量設定手段３２には、通常運転時バルブリフト量設定手段３６，負圧発生時バルブリフト量設定手段３８及び負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０が設けられており、また、スロットル開度設定手段３４には通常運転時スロットル開度設定手段４２と負圧発生時スロットル開度設定手段４４とが設けられている。
【００２３】
ここで、通常運転時バルブリフト量設定手段３６は、負圧要求のない通常運転状態におけるバルブリフト量ＶＬを設定するマップである。また、負圧発生時バルブリフト量設定手段３８は、負圧要求有りと判定された場合にインマニ圧力が十分低下したことを条件にバルブリフト量ＶＬを設定するマップである。
また、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０は、負圧要求無しの状態から負圧要求有りに切り換わったとき、或いはこれとは逆に負圧要求有りの状態から負圧要求無しに切り換わったとき（つまり、負圧要求の変化時）の過渡的な状態においてバルブリフト量を設定するための手段であって、負圧要求の変化が判定された時点から所定時間が経過するまでの間（或いは負圧要求の変化が判定されてからインマニ圧力が所定圧力を超えるまでの間）は、この負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０によりバルブリフト量ＶＬが設定されるようになっている。
【００２４】
また、通常運転時スロットル開度設定手段４２は、負圧要求のない通常運転状態におけるスロットル開度を設定するマップであり、負圧発生時スロットル開度設定手段４４は負圧要求が有りと判定された場合にスロットル開度を設定するマップである。
次に、これらの手段３６〜４４について説明すると、このうち通常運転時バルブリフト量設定手段３６と負圧発生時バルブリフト量設定手段３８とについては、何れも吸入空気量算出手段３０で算出された吸入空気量Ｅｃとエンジン回転数Ｎｅをパラメータとしてバルブリフト量ＶＬを設定するマップ（図５参照）であって、予めキャリブレーションにより最適なバルブリフト量が設定されるようになっている。
【００２５】
また、吸入空気量算出手段３０は、エンジン回転数センサで得られるエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度センサで得られるアクセル開度ＡＰＳをパラメータとして吸入空気量Ｅｃを求めるマップであって（同じく図５参照）、予めキャリブレーションによりコントローラ１８内に記憶されている。
次に、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０について説明する前に、先に通常運転時スロットル開度設定手段４２及び負圧発生時スロットル開度設定手段４４について説明すると、これらの手段４２，４４は、上述の通常運転時バルブリフト量設定手段３６及び負圧発生時バルブリフト量設定手段３８と同様に、何れも吸入空気量Ｅｃとエンジン回転数Ｎｅをパラメータとしてスロットル開度を設定するマップ（図５参照）であって、予めキャリブレーションにより最適なスロットル開度が設定されるようになっている。
【００２６】
次に、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０について説明する。まず、このような負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０を設けている理由について説明する。
エンジン１の通常運転時において、例えばドライバブレーキペダルを踏んで負圧要求有りと判定されると、負圧発生時スロットル開度設定手段４４によりスロットル開度が設定される。この際、具体的にはインマニ負圧を発生させるべくスロットル弁１２が速やかに閉弁方向に駆動される。
【００２７】
しかし、スロットル弁１２を閉じた直後はインマニ圧が十分に低下していない。つまり、このような状況ではインマニ圧力はインマニ８の容積に比例した応答遅れが生じる。したがって、負圧要求無しから有りに判定された直後において、バルブリフト量を求める手段をスロットル開度を求める手段と同様に、瞬時に負圧発生時バルブリフト量設定手段３８に切り換えてしまうと、インマニ８の実際の圧力部は上記バルブリフト量設定手段３８でキャリブレーションしたインマニ負圧よりも高い圧力となっているため、実際に吸入される空気量がバルブリフト量設定手段３８で想定された空気量よりも増大して、結果的にトルクショックを発生してしまうのである。
【００２８】
そこで、本装置では負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０を設け、このような負圧要求無しから有りに判定されると、即座に通常運転時バルブリフト量設定手段３６から負圧発生時バルブリフト量設定手段３８に切り換えるのでははく、所定の条件が成立するまでの間は、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０を用いてバルブリフト量ＶＬを設定するようになっている。また、本実施形態では、上述とは逆に、負圧要求有りから無しに判定された際にも、同様にインマニ８内で応答遅れが生じるので、このような過渡時は負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０を用いてバルブリフト量ＶＬを設定するようになっている。
【００２９】
さて、次に負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０でのバルブリフト量ＶＬの設定手法について具体的に説明すると、特に本実施形態では、インマニ負圧Ｐｂを用いた物理式を用いてバルブリフト量ＶＬを演算するようになっている。このため、図５に示すように、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０は、有効行程容積算出部４０ａ，有効行程容積減少量算出部４０ｂ，大気圧相当有効行程容積算出部４０ｃ及び目標バルブリフト量設定マップ４０ｄを備えている。
【００３０】
そして、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０では以下のようにしてバルブリフト量ＶＬが設定される。
１．有効行程容積
まず、バルブリフト量算出の前提として、エンジン１の有効行程容積Ｖｈｅについて述べる。ここで、有効行程容積Ｖｈｅは、エンジン１の過渡時のシリンダ吸入空気量を演算する際に用いるもので、「シリンダに吸入された空気量を、そのときのインマニ圧力に換算したときの容積」と定義する。
【００３１】
この値はエンジン回転数Ｎｅ，バルブリフト量ＶＬ，インマニ圧力Ｐｂによって変化するため予めキャリブレーションが必要となる。このうち、インマニ圧力の影響については以下のように仮定することができる。
「排気上死点において燃焼室内に残留した大気圧の既燃ガス〔図４（ａ）参照〕は、吸気バルブ開とともにインマニ圧まで圧力低下して体積が膨張する〔図４（ｂ）参照〕。そのため、行程容積の一部を既燃ガスが占め、有効行程容積（新気容積）が低下する。」
よって、インマニ圧力が大気圧の条件での有効行程容積をキャリブレーションし、その値からインマニ圧力による減少量を減算することで有効行程容積Ｖｈｅを求めることができる。
【００３２】
具体的には、インマニ圧力が大気圧相当の有効行程容積をＴａｂｌｅ（Ｎｅ，ＶＬ）とし、インマニ圧力による減少量（有効行程容積減少量）をＴａｂｌｅ（Ｐｂ）とすると、有効行程容積（Ｖｈｅ）は下式（１）により算出できる。
Ｖｈｅ＝Ｔａｂｌｅ（Ｎｅ，ＶＬ）−Ｔａｂｌｅ（Ｐｂ）・・・（１）
このうち、大気圧相当の有効行程容積Ｔａｂｌｅ（Ｎｅ，ＶＬ）は、図３（ａ）に示すマップに基づいて得ることができる。ここで、図３（ａ）は、エンジン回転数Ｎｅとバルブリフト量ＶＬとをパラメータとして、インマニ圧が大気圧としたときの有効行程容積をキャリブレーションによりマップ化（テーブル化）したものであり、現在のエンジン回転数とバルブリフト量ＶＬとから大気圧相当の有効行程容積Ｔａｂｌｅ（Ｎｅ，ＶＬ）を読み出すことができる。
【００３３】
また、インマニ圧力の影響による減少量Ｔａｂｌｅ（Ｐｂ）は、図３（ｂ）に示すマップに基づいて得ることができる。ここで、図３（ｂ）はインマニ圧力をパラメータとして有効行程容積減少量Ｔａｂｌｅ（Ｐｂ）をキャリブレーションによりマップ化（テーブル化）したものであり、このマップからインマニ圧力の影響による減少量Ｔａｂｌｅ（Ｐｂ）を読み出すことができる。なお、この減少量Ｔａｂｌｅ（Ｐｂ）はインマニ圧力が大気圧のときには当然ながら０となる。
【００３４】
したがって、エンジン回転数Ｎｅ，バルブリフト量ＶＬ及びインマニ圧Ｐｂに基づいて有効行程容積Ｖｈｅが求められる。また、逆に言えば、エンジン回転数Ｎｅ，インマニ圧Ｐｂ及び有効行程容積Ｖｈｅをそれぞれ検出又は算出することができれば、式（１）から、そのときのバルブリフト量ＶＬを求めることができる。
２．バルブリフト量の演算
さて、上述の前提のもと説明を続けると、有効行程容積Ｖｈｅは前述のとおり、「シリンダに吸入された空気量を、そのときのインマニ圧力に換算したときの容積」で定義している。
【００３５】
したがって、有効行程容積を大気圧Ｐａでの容積に換算し、これをエンジン行程容積Ｖｃで除算すれば充填効率（吸入空気量）Ｅｃが求められる。
Ｅｃ＝｛〔Ｖｈｅ×（Ｐｂ／Ｐａ）〕／Ｖｃ｝×１００・・・（２）
なお、エンジン行程容積Ｖｃは、シリンダボアをＢｏ，ストロークＳｔとすると、下式（３）で求められる。
Ｖｃ＝（Ｂｏ／２）2×π×Ｓｔ・・・（３）
そこで、有効行程容積算出部４０ａでは、式（２），式（３）を変換して、下式（４）により有効行程容積Ｖｈｅを算出する。
Ｖｈｅ＝（Ｅｃ×Ｐａ×Ｖｃ）／（Ｐｂ×１００）・・・（４）
また、吸入空気量Ｅｃは吸入空気量算出手段３０（ここではマップ）によりエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度ＡＰＳとに基づき求められる。これを式として表すと下式（４′）となる。
Ｅｃ＝Ｔａｂｌｅ（Ｎｅ，ＡＰＳ）・・・（４′）
ここで得られた有効行程容積Ｖｈｅは、そのときのインマニ圧力Ｐｂでの有効行程容積であるため、この値にインマニ圧力Ｐｂによる減少量ｄＶｈｅを加算し、大気圧条件での有効行程容積ＴＶｈｅを求める。
【００３６】
ここで、インマニ圧力Ｐｂによる減少量ｄＶｈｅは、有効行程容積減少量算出部４０ｂで求められる。この有効行程容積減少量算出部４０ｂは、図３（ｂ）に示すマップと同じものであり、このマップ４０ｂからインマニ圧力を応じた減少量ｄＶｈｅが求められる〔下式（５）参照〕。
ｄＶｈｅ＝Ｔａｂｌｅ（Ｐｂ）・・・（５）
そして、大気圧相当有効行程容積算出部４０ｃにおいて、有効行程容積算出部４０ａで求めた有効行程容積Ｖｈｅと、有効行程容積減少量算出部４０ｂで求めた減少量ｄＶｈｅとを加算することにより、大気圧条件での有効行程容積ＴＶｈｅが算出される〔下式（６）参照〕。
ＴＶｈｅ＝Ｖｈｅ＋ｄＶｈｅ ・・・（６）
そして、目標バルブリフト量設定マップ４０ｄでは、この大気圧条件での有効行程容積ＴＶｈｅを用いて目標バルブリフト量ＴＶＬを設定する。
【００３７】
すなわち、この大気圧条件での有効行程容積ＴＶｈｅを、上述した式（１）を用いてエンジン回転数Ｎｅとバルブリフト量ＶＬとから得られる有効行程容積Ｖｈｅの逆変換をすることで、目標バルブリフト量ＴＶＬを求めることができる。
ここで、目標バルブリフト量設定マップ４０ｄは、図６に示すように、大気圧相当有効行程容積算出部４０ｃで求めた大気圧条件下の有効行程容積ＴＶｈｅ〔式（６）参照〕と、エンジン回転数Ｎｅとに基づいて目標バルブリフト量ＴＶＬを求めるマップであって、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０に設けられている。そして、このマップ４０ｄに基づいて目標バルブリフト量ＴＶＬ（又はそのときアクチュエータ１６の制御量ＴCSA）が求められる。
【００３８】
なお、これを式として表すと下式（７）のようになる。
ＴＶＬ＝Ｔａｂｌｅ（Ｎｅ，ＴＶｈｅ）・・・（７）
このように、負圧要求の変化が判定されると、バルブリフト量を設定するマップを通常運転時バルブリフト量設定手段３６と負圧発生時バルブリフト量設定手段３８との間ですぐに切り換えるのではなく、このような過渡時においては、一旦負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０に切り換えるとともに、この負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０において、実インマニ圧力Ｐｂを用いた物理式により過渡時におけるバルブリフト量ＶＬが算出されるようになっている。
【００３９】
また、スロットル開度については、従来と同様に、設定するマップを瞬時に通常運転時スロットル開度設定手段４２と負圧発生時スロットル開度設定手段４４との間で切り換えてスロットル開度を設定する。
本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置は上述のように構成されているので、その作用を図７及び図８のタイムチャートを用いて説明すると以下のようになる。
【００４０】
ここで、図７はエンジン回転数が一定であって、且つ負圧要求が無しから有りに変化した場合の吸入空気量特性について説明する図であり、図８はエンジン回転数が一定で、且つ図７とは逆に負圧要求有りから無しに変化した場合の吸入空気量特性について説明する図である。また、図７及び図８において、（ａ）はスロットル開度変化、（ｂ）はバルブリフト量変化、（ｃ）はインマニ圧力変化、（ｄ）は吸入空気量の変化をそれぞれ示している。
【００４１】
さて、まず図７を用いて負圧要求無しから有りに変化した場合の作用について説明すると、負圧要求のない通常運転時においてはバルブリフト量は通常運転時バルブリフト量設定手段３６により設定されるとともに、スロットル開度は通常運転時スロットル開度設定手段４２により設定される。なお、このときのバルブリフト量及びスロットル開度は、主にエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷（吸入空気量）Ｅｃとに基づいて予め記憶されたマップから読み出される。
【００４２】
そして、ｔ１において負圧要求有りと判定されると、スロットル開度を設定する手段が、通常運転時スロットル開度設定手段４２から負圧発生時スロットル開度設定手段４４に切り換えられ、これにより図７（ａ）に示すように、速やかにスロットル開度が減少する。
一方、バルブリフト量を設定する手段は、通常運転時バルブリフト量設定手段３６から一旦、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０に切り換えられる。そして、この負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０では、実際のインマニ圧力Ｐｂに基づいて吸入空気量が一定となるようなバルブリフト量が設定される。
【００４３】
これにより、図７（ｄ）及び（ｃ）において、線ａで示すように吸入空気量Ｅｃを略一定に保持しながらインマニ圧力を低下させることができる。また、この場合には、図７（ｂ）に示すように、徐々にバルブリフト量が変更されることになる。
なお、図７（ｂ）〜（ｄ）において、線ｂは従来と同様に負圧要求有りの判定と同時にバルブリフト量を求める手段を通常運転時バルブリフト量設定手段３６から負圧発生時バルブリフト量設定手段３８に切り換えた場合の特性を示している。この場合、速やかにバルブリフト量を増大させてしまうと、インマニ圧力が十分低下していないため、本来必要なバルブリフト量よりも大きなバルブリフトが設定されてしまい、図７（ｄ）に示すように、シリンダに過剰に吸入空気が流入してトルクショックが発生してしまう。
【００４４】
これに対して、本装置によれば図７（ｄ）において、線ａで示すように吸入空気量Ｅｃを略一定に保持しながらインマニ圧力を低下させることができるので、トルクショックを生じることなく確実にインマニ内を負圧にすることができる利点がある。
そして、この後所定時間が経過するか、或いはインマニ圧力が所定の圧力まで低下したと判定されたら、負圧発生時バルブリフト量設定手段３８に切り換えられ、これ以降は負圧発生時バルブリフト量設定手段３８によりバルブリフト量が設定される。
【００４５】
次に、図８を用いて負圧要求有りから無しに変化した場合の作用について説明する。まず、負圧要求の有りの状態においてはバルブリフト量は負圧発生時バルブリフト量設定手段３８により設定されるとともに、スロットル開度は負圧発生時スロットル開度設定手段４４により設定される。
これにより、図８（ａ）に示すように、インマニ圧力が所定の負圧となるようにスロットル開度が閉方向に制御され、負圧が確保される。そして、ｔ２において負圧要求無しと判定されると、スロットル開度を設定する手段が、負圧発生時スロットル開度設定手段４４から通常運転時スロットル開度設定手段４２に切り換えられる。
【００４６】
なお、インマニ８の内部を負圧から大気圧に戻す場合は、上述のように大気圧から負圧にする場合よりも応答性が高くなるが、スロットル開度変化に対しては遅れが生じる。
また、ｔ２において負圧要求無しと判定されると、バルブリフト量を設定する手段が負圧発生時バルブリフト量設定手段３８から一旦、負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０に切り換えられ、実際のインマニ圧力Ｐｂに基づいて吸入空気量が一定となるようなバルブリフト量が設定される。
【００４７】
これにより、図８（ｄ）及び（ｃ）において、線ａで示すように吸入空気量Ｅｃを略一定に保持しながらインマニ圧力を大気圧相当まで上昇させることができる。また、この場合には、図８（ｂ）に示すように、徐々にバルブリフト量が変更されることになる。
以上詳述したように、本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置によれば、負圧要求の変化（負圧要求有りから無しになった場合、又は負圧要求無しから有りになった場合）が判定された場合には、シリンダ内に吸入される吸気量が一定となるようにＶＶＴＬ１４のリフト量を設定することにより、負圧要求の変化時の吸入空気量Ｅｃの変動を抑制することができ、エンジンで発生するトルクショックを抑制することができる利点がある。また、本装置は、コントローラ１８にロジックを追加するだけでよいので、コスト増を招くこともなく、容易に実現可能である。
【００４８】
また、本実施形態では、実際のインマニ圧力Ｐｂに基づいて、ＶＶＴＬ１４のリフト量を設定しているので、精度の高い吸入空気量制御を実施することができる。
次に、図９を用いて本実施形態の変形例について説明する。この変形例では、スロットル開度の設定手法については、上述した実施形態と同様であって、バルブリフト量の設定手法のみが異なっている。
【００４９】
すなわち、この変形例では、図９に示すように、上述の実施形態で設けられていた通常運転時バルブリフト量設定手段３６及び負圧発生時バルブリフト量設定手段３８が設定されておらず、バルブリフト量設定手段３２として負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０のみが設けられている。
つまり、この変形例においては、常に負圧要求判定時バルブリフト量設定手段４０によりインマニ圧に基づいた物理式によりバルブリフト量が設定されるようになっているのである。このように構成しても、ＶＶＴＬ１４のバルブリフト量を精度良く設定でき、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる利点があるほか、通常運転時バルブリフト量設定手段３６及び負圧発生時バルブリフト量設定手段３８を設けなくてもよいので、これらのマップを設定するためのキャリブレーションに係る工数を削減することができる利点がある。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明は上述のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ＶＶＴＬ１４としては、少なくともバルブリフト量が連続的に変更可能に構成されたものであればよい。また、吸入空気量を求める手法としては、上述したようなエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度ＡＰＳとをパラメータとして予めマップ化した吸入空気量算出手段３０以外にも、演算により吸入空気量Ｅｃを求めるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の要部の機能構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置が適用されるエンジンについて説明する図であって、（ａ）はバルブリフト量特性について説明する図、（ｂ）はエンジンの吸気系について説明する模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の要部について説明する図であって、シリンダ内の有効行程容積について説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の要部について説明する図であって、（ａ），（ｂ）ともにシリンダ内の有効行程容積について説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の制御の流れを説明するブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の要部を示す図であって、目標バルブリフト量設定マップの一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の作用について説明するタイムチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の作用について説明するタイムチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る可変動弁機構の制御装置の変形例について説明する図である。
【図１０】従来技術の課題について説明するための図である。
【図１１】一般的な連続可変バルブリフト量変更式ＶＶＴＬの特徴について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    エンジン
２    吸気弁
６    吸気ポート
８    インテークマニホールド
１０    吸気通路
１２    スロットル弁
１３    スロットルアクチュエータ
１４    ＶＶＴＬ（可変動弁機構）
１８  コントローラ（ＥＣＵ又は制御手段）
２６    圧力センサ（インテークマニホールド圧検出手段）
２８    負圧要求判定手段
３０    吸入空気量算出手段
３２    バルブリフト量設定手段
３４    スロットル開度設定手段
３６    通常運転時バルブリフト量設定手段
３８    負圧発生時バルブリフト量設定手段
４０    負圧要求判定時バルブリフト量設定手段
４０ａ    有効行程容積算出部
４０ｂ    有効行程容積減少量算出部
４０ｃ    大気圧相当有効行程容積算出部
４０ｄ    目標バルブリフト量設定マップ
４２    通常運転時スロットル開度設定手段
４４    負圧発生時スロットル開度設定手段
【図１】
2009062838.tif 000003
【図２】
2009062838.tif 000004
【図３】
2009062838.tif 000005
【図４】
2009062838.tif 000006
【図５】
2009062838.tif 000007
【図６】
2009062838.tif 000008
【図７】
2009062838.tif 000009
【図８】
2009062838.tif 000010
【図９】
2009062838.tif 000011
【図１０】
2009062838.tif 000012
【図１１】
2009062838.tif 000013