(57)【要約】【課題】吸気管圧を検出する圧力センサを用いた大気圧の検出機会を確保する。【解決手段】記憶されている大気圧の条件で目標吸気管圧になる目標スロットルバルブ開度を演算すると共に、圧力センサで検出される吸気管内の圧力が前記目標吸気管圧に近づくように、目標スロットルバルブ開度を補正するためのフィードバック補正値を演算する。そして、前記フィードバック補正値が所定以上に変化したときに、吸気管内を強制的に大気圧にすべくスロットルバルブ開度を増大させ、かつ、吸入空気量の増大変化を抑制する方向に吸気バルブのリフト特性を変化させ、そのときの圧力センサの出力から大気圧を検出して、該検出結果を更新記憶させる。【選択図】図８
2009085144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構と、前記吸気バルブ上流側の吸気管に設けられるスロットルバルブをスロットルアクチュエータによって開閉する電子制御スロットルとを備えたエンジンにおいて、
前記スロットルバルブ下流の吸気管内の圧力を検出する圧力センサと、
前記スロットルバルブ下流の吸気管内が大気圧となる条件での前記圧力センサの出力から大気圧を検出して、該検出結果を更新記憶する大気圧検出手段と、
前記記憶されている大気圧の条件で目標吸気管圧になる目標スロットルバルブ開度を演算する目標開度演算手段と、
前記圧力センサで検出される前記吸気管内の圧力が前記目標吸気管圧に近づくように、前記目標スロットルバルブ開度を補正するためのフィードバック補正値を演算するフィードバック補正手段と、
前記フィードバック補正値で補正された目標スロットルバルブ開度に基づいて、前記スロットルアクチュエータを制御する制御手段と、
前記フィードバック補正値が所定以上に変化したときに、大気圧の記憶値の更新要求を設定する更新要求設定手段と、
前記更新要求が設定されたときに、前記吸気管内を強制的に大気圧にすべく前記スロットルバルブ開度を増大させ、かつ、吸入空気量の増大変化を抑制する方向に前記吸気バルブのリフト特性を変化させ、前記大気圧検出手段による大気圧の更新記憶を行わせる学習手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの吸気管圧制御装置。
【請求項２】
前記学習手段が、前記更新要求が設定されたときに、前記目標開度演算手段における目標吸気管圧を大気圧とすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気管圧制御装置。
【請求項３】
前記更新要求設定手段が、前記フィードバック補正値の絶対値が所定値以上である状態が所定時間以上継続しているときに、大気圧の記憶値の更新要求を設定することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの吸気管圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロットルバルブ下流の吸気管内の圧力を目標吸気管圧にすべくスロットルバルブの開度を制御するエンジンの吸気管圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スロットルバルブの開度が閾値以上であるときに、吸気圧センサで検出された吸気管圧力を大気圧として更新記憶する大気圧検出装置が開示されている。
特許文献２には、吸気バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構と、電子制御スロットルとを備え、吸気バルブのリフト特性とスロットルバルブの開度とを制御することで、目標吸気負圧を発生させつつ吸入空気量を目標量に制御する吸入空気量制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３１５７４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の大気圧検出装置では、閾値以上の開度にスロットルバルブが操作されないと、大気圧を検出することができず、スロットルバルブ開度が閾値未満に保持される走行では、大気圧の更新機会が得られない。
例えば、降坂路走行中には、エンジンブレーキを必要とすることが多く、スロットルバルブを開けることが少ないために、大気圧の検出機会が得られず、大気圧の増大変化を検出できない。
【０００４】
このため、上記従来の吸入空気量制御装置で、スロットルバルブ開度が閾値以上であるときの吸気圧センサの検出圧を大気圧として更新記憶させるようにすると、負圧制御に用いる大気圧の情報が実際の大気圧と乖離し、目標負圧及び目標吸入空気量に精度良く制御することができなくなるという問題が生じる。
本願発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、スロットルバルブの開度によって吸気管圧を制御する吸気管圧制御装置において、実際の大気圧の変化に対して、吸気管圧を検出する圧力センサを用いた大気圧の検出機会を確保できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため請求項１記載の発明では、記憶されている大気圧の条件で目標吸気管圧になる目標スロットルバルブ開度を演算すると共に、圧力センサで検出される吸気管内の圧力が前記目標吸気管圧に近づくように、前記目標スロットルバルブ開度を補正するためのフィードバック補正値を演算する一方、前記フィードバック補正値が所定以上に変化したときに、大気圧の記憶値の更新要求を設定するようにした。
【０００６】
そして、前記更新要求が設定されると、前記吸気管内を強制的に大気圧にすべくスロットルバルブ開度を増大させ、かつ、吸入空気量の増大変化を抑制する方向に吸気バルブのリフト特性を変化させ、そのときの圧力センサの出力から大気圧を検出して、該検出結果を更新記憶させる。
上記発明によると、フィードバック補正値が所定以上に変化した場合には、大気圧を更新記憶させた後に、実際の大気圧が所定以上に変化したために、フィードバック制御で大きく補正する必要が生じたものと推定し、圧力センサで大気圧を検出させるためにスロットルバルブの開度を大きくする一方、スロットルバルブを開くことによって吸入空気量が増大してしまうことを抑制すべく、吸気バルブのリフト特性を変化させ、そのときの圧力センサの検出圧を大気圧として更新記憶させる。
【０００７】
従って、実際の大気圧の変化に対して、大気圧記憶値を更新する機会を確保でき、実際の大気圧に見合った制御によって目標吸気管負圧に精度良く制御できるようになる。
請求項２記載の発明では、前記更新要求が設定されたときに、目標スロットルバルブ開度の演算に用いる目標吸気管圧を大気圧とするようにした。
上記発明によると、大気圧を目標吸気管圧とすることで、大気圧となるスロットルバルブ開度に制御させ、目標の大気圧に制御されたときに、圧力センサによる検出圧を大気圧として更新記憶させる。
【０００８】
従って、通常の制御モードで、吸気管圧を強制的に大気圧にさせることができ、制御仕様を簡略化できる。
請求項３記載の発明では、前記フィードバック補正値の絶対値が所定値以上である状態が所定時間以上継続しているときに、大気圧の記憶値の更新要求を設定するようにした。
上記発明によると、フィードバック補正値の絶対値が所定値以上であって、しかも、その状態が安定している場合には、大気圧の記憶値が実際の大気圧と異なることによる定常的な補正要求が存在しているものと判断し、大気圧の記憶値を更新させるべく、吸気管内を強制的に大気圧にする。
【０００９】
従って、過渡的なフィードバック補正値の変化に伴って、不必要に吸気管圧を大気圧にして大気圧の更新記憶がなされることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における車両用エンジンのシステム構成図である。
図１において、エンジン（ガソリン火花点火内燃機関）１０１の吸気管１０２には、スロットルモータ１０３ａ（スロットルアクチュエータ）でスロットルバルブ１０３ｂを開閉する電子制御スロットル１０４が介装される。
【００１１】
そして、吸気バルブ１０５及び該吸気バルブ１０５の上流側に設けられる前記電子制御スロットル１０４を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。
また、各気筒の吸気バルブ１０５上流側の吸気ポート１３０には、電磁式の燃料噴射弁１３１が設けられる。
前記燃料噴射弁１３１には、所定圧に調整された燃料が供給され、エンジンコントロールユニット１１４から送られる噴射パルス信号の噴射パルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料（ガソリン）を吸気バルブ１０５に向けて噴射する。
【００１２】
そして、燃焼室１０６内の混合気は、図示省略した点火プラグによる火花点火によって着火燃焼する。
尚、燃料噴射弁１３１が燃焼室１０６内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式エンジンであっても良いし、圧縮自己着火エンジンであっても良い。
燃焼室１０６内の燃焼排気は、排気バルブ１０７を介して排出され、フロント触媒コンバータ１０８及びリア触媒コンバータ１０９で浄化された後、大気中に放出される。
【００１３】
前記排気バルブ１０７は、排気側カムシャフト１１０に設けられたカム１１１によって一定のバルブリフト量，バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
一方、吸気バルブ１０５のリフト特性は、可変動弁機構としての可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３によって可変とされる
前記可変リフト機構１１２は、吸気バルブ１０５のバルブリフト量をバルブ作動角と共に連続的に可変する機構であって、バルブリフト量を増大（減少）変化させるとこれに伴ってバルブ作動角も同時に増大（減少）変化させる機構である。
【００１４】
また、可変バルブタイミング機構１１３は、クランクシャフト１２０に対する吸気バルブ駆動軸３の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に進遅角変化させる機構である。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット１１４は、予め記憶されたプログラムに従った演算処理によって、燃料噴射量（噴射パルス幅），点火時期，目標吸入空気量，目標吸気管負圧を設定すると共に、これらに基づいて燃料噴射弁１３１，点火コイル用のパワートランジスタ（図示省略），電子制御スロットル１０４，可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３に制御信号を出力する。
【００１５】
尚、エンジン１０１の燃料噴射量・点火時期を制御するユニットと、可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３によって吸気バルブ１０５のリフト特性を制御するユニットとを個別に備えることができる。
前記エンジンコントロールユニット１１４には、各種センサからの検出信号が入力される。
【００１６】
前記各種センサとしては、エンジン１０１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１１５、車両の運転者が操作するアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルペダルセンサ１１６、クランクシャフト１２０に支持させたシグナルプレートに設けた被検出部を検出することで、単位クランク角毎に単位クランク角信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ１１７、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１１８、エンジン１０１の冷却水温度ＴＷを検出する水温センサ１１９、後述する吸気バルブ駆動軸３に支持されたシグナルプレートに設けた被検出部を検出することで、前記吸気バルブ駆動軸３の基準回転位置毎にカム信号ＣＡＭを出力するカムセンサ１３２、スロットルバルブ１０３ｂ下流の吸気管内圧ＲＥＰｍ１を検出する圧力センサ１３６（吸気圧センサ）などが設けられている。
【００１７】
前記単位クランク角信号ＰＯＳは、エンジン１０１の気筒間における行程位相差に相当するクランク角度（４気筒で１８０°ＣＡ）毎に歯抜けを生じるように予め設定されており、前記単位クランク角信号ＰＯＳの歯抜け位置を、単位クランク角信号ＰＯＳの出力周期に基づいて検出することで、前記行程位相差毎の基準クランク角位置ＲＥＦを検出することができるようになっている。
【００１８】
そして、前記基準クランク角位置ＲＥＦを基準に噴射時期や点火時期の検出が行われ、更に、前記基準クランク角位置ＲＥＦと前記カム信号ＣＡＭとの位相差から、前記可変バルブタイミング機構１１３によるバルブタイミングの進角量ＶＴＣＮＯＷが検出されるようになっている。
また、エンジン１０１の回転速度ＮＥは、基準クランク角位置ＲＥＦの検出間隔時間に基づいて検出される。
【００１９】
尚、クランク角センサ１１７が、前記単位クランク角信号ＰＯＳと共に、行程位相差に相当するクランク角度毎に基準クランク角信号を発生する構成とし、前記基準クランク角信号が発生する間隔時間を計測し、前記間隔時間からエンジン回転速度ＮＥを算出することができる。
図２は、前記可変リフト機構１１２の構造を示す斜視図である。
【００２０】
本実施形態のエンジン１０１は、各気筒に一対の吸気バルブ１０５がそれぞれ設けられており、これら吸気バルブ１０５の上方に、前記クランクシャフト１２０によって回転駆動される吸気バルブ駆動軸３が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。
前記吸気バルブ駆動軸３には、吸気バルブ１０５のバルブリフタ１０５ａに当接して吸気バルブ１０５を開閉駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
【００２１】
前記吸気バルブ駆動軸３と揺動カム４との間に、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するための可変リフト機構１１２が設けられている。
尚、図２では、一対の吸気バルブ１０５について、一方にのみ可変リフト機構１１２を図示し、他方については図示を省略してある。
前記吸気バルブ駆動軸３の一端部には、クランクシャフト１２０に対する前記吸気バルブ駆動軸３の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を連続的に変更する可変バルブタイミング機構１１３が配設されている。
【００２２】
前記可変リフト機構１１２は、図２及び図３に示すように、吸気バルブ駆動軸３に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気バルブ駆動軸３と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１４と、この制御カム１４に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。
【００２３】
前記制御軸１３は、モータ１７によりギヤ列１８を介して回転駆動されるが、制御軸１３と一体的に設けられるストッパ１３ａが固定側に当接することで、予め設定された最小リフト位置・最小作動角位置（以下では、単に最小リフト位置という）に相当する角度位置でそれ以上のリフト・作動角減少側への回動が制限されるようになっている。
上記の構成により、クランクシャフト１２０に連動して吸気バルブ駆動軸３が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気バルブ１０５が開閉駆動される。
【００２４】
また、前記モータ１７を駆動制御して制御軸１３の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。
これにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量が連続的に変化する。
【００２５】
エンジンコントロールユニット１１４には、前記制御軸１３の回転角を検出する角度センサ１３３からの検出信号が入力され、目標リフト量に対応する目標角度位置に前記制御軸１３を回動させるべく、前記角度センサ１３３の検出結果に基づいて前記モータ１７の電流の向き及び大きさがフィードバック制御される。
次に、前記可変バルブタイミング機構１１３の構成を、図４に基づいて説明する。
【００２６】
本実施形態における可変バルブタイミング機構１１３は、ベーン式の可変バルブタイミング機構であり、クランクシャフト１２０によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイミングスプロケット）と、吸気バルブ駆動軸３の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。
【００２７】
前記カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。
前記ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。
【００２８】
前記回転部材５３は、吸気バルブ駆動軸３の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。
前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。
【００２９】
前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の最大遅角側の回動位置（基準作動状態）において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。
【００３０】
前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送するエンジン駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。
前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄに接続される。
【００３１】
前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記エンジンコントロールユニット１１４は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、デューティ制御信号に基づいて制御する。
例えば、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出される。
【００３２】
従って、遅角側油圧室８３の内圧が高、進角側油圧室８２の内圧が低となって、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ１０５の開期間（開時期及び閉時期）が遅くなる。
一方、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。
【００３３】
このため、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ１０５の開期間（開時期及び閉時期）が早くなる。
尚、吸気バルブ１０５のリフト特性を可変とする可変動弁機構を、上記の可変リフト機構１１２，可変バルブタイミング機構１１３に限定するものでない。
次に、前記エンジンコントロールユニット１１４による電子制御スロットル１０４，可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３の制御（本願に係る吸気管圧制御装置の構成）を詳細に説明する。
【００３４】
図５のブロック図は、前記エンジンコントロールユニット１１４による目標スロットル開度ＴＧＴＶＯの演算処理（目標開度演算手段、フィードバック補正手段）を示す。
図５において、第１変換部４０１では、図中に示すような変換テーブルを用いて、目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴを状態量ＡＡＮＶ０に変換する。
前記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴは、アクセル開度ＡＰＯ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて求められる要求空気量Ｑ（目標吸入空気量）を、エンジン回転速度ＮＥ及び有効排気量（シリンダ総容積）ＶＯＬ＃で除算することで算出される（ＴＱＨ０ＳＴ＝Ｑ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃））。
【００３５】
また、前記状態量ＡＡＮＶ０は、スロットルバルブ開口面積をＡｔ、エンジン回転速度をＮＥ、排気量（シリンダ容積）をＶＯＬ＃としたときに、ＡＡＮＶ０＝Ａｔ／（Ｎｅ・ＶＯＬ＃）で表されるデータである。
次に、第１乗算部４０２及び第２乗算部４０３において、前記状態量ＡＡＮＶ０に排気量ＶＯＬ＃、エンジン回転速度ＮＥがそれぞれ乗算されることで、前記状態量ＡＡＮＶ０が基本スロットル開口面積ＴＶＯＡＡ０に変換される。
【００３６】
第３乗算部４０４では、前記基本スロットル開口面積ＴＶＯＡＡ０に、補正値ＫＡＶＥＬを乗算することにより、最終的な目標スロットル開口面積ＴＶＯＡＡを求める。
前記補正値ＫＡＶＥＬについては後に詳細に説明する。
上記のようにして目標スロットル開口面積ＴＶＯＡＡを求めると、第２変換部４０５では、図中に示すような変換テーブルを用いて、前記目標スロットル開口面積ＴＶＯＡＡを目標スロットル開度ＴＧＴＶＯに変換して出力する。
【００３７】
エンジンコントロールユニット１１４は、前記目標スロットル開度ＴＧＴＶＯに基づいて電子制御スロットル１０４（スロットルアクチュエータ）をフィードバック制御する（制御手段）。
次に、前記補正値ＫＡＶＥＬの設定処理を説明する。
まず、基準圧力比算出部４１０では、前記吸気バルブ１０５のリフト特性が予め定められた基準特性であるときの、目標マニホールド圧Ｐｍ０と大気圧Ｐａとの比（Ｐｍ０／Ｐａ）を、そのときの目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴとエンジン回転速度ＮＥに基づいて求める。
【００３８】
そして、ＫＰＡ０算出部４１１において、前記圧力比（Ｐｍ０／Ｐａ）に基づいて、図中に示すテーブルＴＢＬＫＰＡ０を検索して係数ＫＰＡ０を算出する。
一方、目標マニ圧設定部４１２では、可変リフト機構１１２及び可変バルブタイミング機構１１３の作動状態における吸気管内圧の目標値Ｐｍ１を、そのときの目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴとエンジン回転速度ＮＥに基づいて求める。
【００３９】
そして、第１除算部４１３では、大気圧Ｐａで前記目標値Ｐｍ１を除算して目標圧力比（Ｐｍ１／Ｐａ）を求め、ＫＰＡ１算出部４１４では、前記目標圧力比（Ｐｍ１／Ｐａ）に基づいて、図中に示すテーブルＴＢＬＫＰＡ１を検索して係数ＫＰＡ１を算出する。
第２除算部４１５では、前記ＫＰＡ０をＫＰＡ１で除算して、吸気管圧を目標値Ｐｍ１に制御するためのフィードホワード補正値ＫＡＶＥＬＦＦ（ＫＡＶＥＬＦＦ＝ＫＰＡ０／ＫＰＡ１）を算出する。
【００４０】
一方、フィードバックコントローラ４１６には、第３除算部４１７で圧力センサ１３６の検出圧ＲＥＰｍ１を大気圧Ｐａで除算した実圧力比（ＲＥＰｍ１／Ｐａ）が入力される一方、前記第１除算部４１３の出力である目標圧力比（Ｐｍ１／Ｐａ）が入力される。
そして、前記実圧力比（ＲＥＰｍ１／Ｐａ）が前記目標圧力比（Ｐｍ１／Ｐａ）に近づくように、換言すれば、実圧力ＲＥＰｍ１が目標圧Ｐｍ１に近づくように、前記実圧力比（ＲＥＰｍ１／Ｐａ）と前記目標圧力比（Ｐｍ１／Ｐａ）との偏差に基づく比例Ｐ・積分Ｉ・微分Ｄ動作によってフィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢを算出する。
【００４１】
前記フィードホワード補正値ＫＡＶＥＬＦＦ及びフィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢは、加算部４１８で加算され、該加算値が前記補正値ＫＡＶＥＬ（ＫＡＶＥＬ＝ＫＡＶＥＬＦＦ＋ＫＡＶＥＬＦＢ）として、前記第３乗算部４０４に出力される。
前記第１除算部４１３及び第３除算部４１７に入力される大気圧Ｐａのデータは、スロットルバルブ１０３ｂ下流の吸気管内圧が大気圧となる条件で、前記圧力センサ１３６で検出された圧力を更新記憶したものであり（大気圧検出手段）、エンジン１０１の運転中に前記更新記憶を可能にすべく、前記目標圧Ｐｍ１を大気圧Ｐａとし、フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢを０にクランプする機能（学習手段）が、以下に示すように設けられている。
【００４２】
前記目標マニ圧設定部４１２と前記第１除算部４１３との間に、前記第１除算部４１３に対する目標圧Ｐｍ１の入力を切り換えるための第１切換え部４２０が設けられ、前記目標マニ圧設定部４１２から出力される目標圧Ｐｍ１と、前記大気圧Ｐａとのいずれか一方が、前記第１除算部４１３に出力されるようになっている。
前記第１切換え部４２０は、大気圧学習条件が成立しているか否かに応じて、前記第１除算部４１３に出力する値を切り換えるようになっており、大気圧学習条件の非成立時には、前記目標マニ圧設定部４１２から出力される目標圧Ｐｍ１を前記第１除算部４１３に出力し、大気圧学習条件の成立時（大気圧を更新記憶させるとき）には、大気圧Ｐａを前記第１除算部４１３に出力する。
【００４３】
これにより、大気圧学習条件の成立時には、吸気管圧が大気圧になるように、スロットルバルブ１０３ｂの開度がフィードホワード制御されることになる。
また、前記フィードバックコントローラ４１６と前記加算部４１８との間には、前記加算部４１８に入力させるフィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢを切り換えるための第２切換え部４２１が設けられ、前記フィードバックコントローラ４１６で算出されたフィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢと、固定値（基準値）である「0.0」とのいずれか一方が、前記第１除算部４１３に出力されるようになっている。
【００４４】
前記第２切換え部４２１は、前記大気圧学習条件が成立しているか否かに応じて、前記加算部４１８に出力する値を切り換えるようになっており、大気圧学習条件の非成立時には、前記フィードバックコントローラ４１６で算出されたフィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢを前記加算部４１８に出力し、大気圧学習条件の成立時（大気圧を更新記憶させるとき）には、固定値＝0.0を前記加算部４１８に出力する。
【００４５】
従って、大気圧学習条件の成立時（大気圧を更新記憶させるとき）には、フィードバック補正がクランプされることになる。
図６は、可変リフト機構１１２の制御目標値（目標リフト量）ＴＧＶＥＬの演算処理を示すブロック図である。
選択部５０１では、前記目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴと最小体積流量比ＱＨ０ＬＭＴとを比較して大きい方を選択し、可変リフト機構１１２で実現すべき体積流量比（以下、実現体積流量比という）ＴＱＨ０ＶＥＬを設定する。
【００４６】
尚、前記最小体積流量比ＱＨ０ＬＭＴは、可変リフト機構１１２によって実現可能な最小体積流量比、即ち、最小リフト時の体積流量比であり、最小体積流量比演算部５０２において、エンジン回転速度Ｎｅに基づき図に示すようなテーブルＴＱＨ０ＬＭＴを検索することにより算出される。
第１変換部５０３では、図に示すようなテーブルＴＶＡＣＤＮＶに基づいて、前記実現体積流量比ＴＱＨ０ＶＥＬを、バルブ開口面積ＡＶ相当の状態量ＶＡＣＤＮＶに変換する。前記状態量ＶＡＣＤＮＶは、ＶＡＣＤＮＶ＝バルブ開口面積ＡＶ・損失係数Ｃｄ／回転速度ＮＥ／排気量ＶＯＬ＃である。
【００４７】
第１乗算部５０４では、以上のようにして求めた状態量ＶＡＣＤＮＶにエンジン回転速度ＮＥを乗算し、第２乗算部５０５では、更に、排気量ＶＯＬ＃を乗算し、これによって、流量特性ＴＶＥＬＡＡ０（ＴＶＥＬＡＡ０＝ＡＶ・Ｃｄ）を算出する。
前記流量特性ＴＶＥＬＡＡ０は、吸気バルブ１０５に要求される開口面積（以下、要求バルブ開口面積という）に相当する。
【００４８】
第１除算部５０６では、前記要求バルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡ０を、可変バルブタイミング機構１１３で可変に制御される吸気バルブ１０５の閉タイミングＩＶＣに応じた補正値ＫＨＯＳＩＶＣで除算して、ＴＶＥＬＡＡ１を算出する。
これは、吸気バルブ１０５のバルブタイミング（閉弁タイミングＩＶＣ）を進角させると有効シリンダ容積が減少し、同じバルブ開口面積であっても体積流量比が減少するため、これに対応させるように前記基本バルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡ０を補正するものである。尚、前記補正値ＫＨＯＳＩＶＣの設定については後述する。
【００４９】
第３乗算部５０７では、第１除算部５０６で算出結果であるＴＶＥＬＡＡ１に、吸気管圧（吸気バルブ１０５上流圧）に応じた補正値ＫＭＡＰＩＮ（ＫＭＡＰＩＮ＝Ｐａ／ＲＥＰｍ１）を乗算して、ＴＶＥＬＡＡ２を算出する。
前記補正値ＫＭＡＰＩＮの演算に用いられる大気圧Ｐａは、スロットルバルブ１０３ｂ下流の吸気管内圧が大気圧となる条件で、前記圧力センサ１３６で検出された圧力を記憶したものであり、ＲＥＰｍ１は、そのときに圧力センサ１３６で検出された圧力である。
【００５０】
前記補正値ＫＭＡＰＩＮによる補正は、スロットルバルブ開度に応じて発生する吸気管負圧により体積流量比が変化するため、かかる変化に対応したバルブ開口面積を求めるものである。
第２除算部５０８では、第３乗算部５０７において算出されたＴＶＥＬＡＡ２にエンジン回転速度ＮＥに応じた補正を行う。具体的には、前記ＴＶＥＬＡＡ２を補正値ＫＨＯＳＮＥで除算してＴＶＥＬＡＡを算出する。
【００５１】
これは、可変リフト機構１１２の特性上、エンジン回転速度ＮＥの上昇により慣性力が増加し、制御軸１３の角度が同一であっても、バルブリフト量（バルブ開口面積）が増えてしまうため、その分の補正を行うものであり、前記第２除算部５０８で算出されたＴＶＥＬＡＡが目標バルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡとなる。
前記補正値ＫＨＯＳＮＥは、ＫＨＯＳＮＥ算出部５０９において、エンジン回転速度ＮＥに基づき図に示すようなテーブルＴＫＨＯＳＮＥを検索することにより算出される。
【００５２】
第２変換部５１０では、図に示すようなテーブルＴＴＧＶＥＬ０を用いて、前記目標バルブ開口面積ＴＶＥＬＡＡを制御軸１３の目標角度ＴＧＶＥＬ０に変換する。
最終目標選択部５１１では、第２変換部５１０で算出した目標角度ＴＧＶＥＬ０と可変リフト機構１１２における制御軸１３の上限角度値ＶＥＬＨＬＭＴとを比較して、最終的な目標角度ＴＧＶＥＬを設定する。
【００５３】
具体的には、図に示すように、ＴＧＶＥＬ０≧ＶＥＬＨＬＭＴであれば、ＶＥＬＨＬＭＴを目標角度ＴＧＶＥＬとして設定し、ＴＧＶＥＬ０＜ＶＥＬＨＬＭＴであれば、ＴＧＶＥＬ０を目標角度ＴＧＶＥＬとして設定する。
前記上限角度値ＶＥＬＨＬＭＴは、上限値設定部５１２において、エンジン回転速度ＮＥに基づきテーブル基づき図に示すようなテーブルＴＶＥＬＨＬＭＴを検索することにより算出される。
【００５４】
エンジンコントロールユニット１１４は、角度センサ１３３で検出される制御軸１３の実角度が前記目標角度ＴＧＶＥＬとなるように、前記モータ１７をフィードバック制御する。
図７は、前記補正値ＫＨＯＳＩＶＣの算出を示すブロック図である。
図７において、最遅角ＩＶＣ算出部６０１では、前記可変バルブタイミング機構１１３が動作していないとき、すなわち、最遅角時における吸気バルブ１０５の閉弁タイミングＩＶＣの角度Ｖ０ＩＶＣを、前記可変リフト機構１１２の制御軸１３の角度ＶＳＣ−ＡＮＧＬに基づき、図に示すようなテーブルＴＶ０ＩＶＣを参照して求める。
【００５５】
減算部６０２では、前記Ｖ０ＩＶＣから吸気バルブ駆動軸３の現時点での回転位相ＶＴＣＮＯＷを減算することで、実際の吸気バルブ１０５の閉タイミング角度ＲＥＡＬＩＶＣを求める。
尚、前記可変バルブタイミング機構１１３における中心位相の目標進角値は、目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて演算され、目標体積流量比ＴＱＨ０ＳＴが大きくエンジン回転速度ＮＥが高いほど、遅角方向に目標進角値を設定する。
【００５６】
そして、補正値演算部６０３では、前記閉タイミング角度ＲＥＡＬＩＶＣに基づき、図に示すようなテーブルＴＫＨＯＳＩＶＣを検索して前記補正値ＫＨＯＳＩＶＣを設定し、前記図６に示した第１除算部５０６に出力する。
上記に示した吸入空気量及び吸気管圧の制御に用いる前記大気圧Ｐａは、前述のように、スロットルバルブ１０３ｂ下流の吸気管内圧が大気圧となる条件で、前記圧力センサ１３６で検出された圧力を更新記憶した値であり、更新機会が得られないまま例えば降坂運転されると、実際の大気圧と前記記憶データＰａとの間に誤差が生じてしまい、吸入空気量及び吸気管圧の制御精度が低下してしまう。
【００５７】
そこで、本実施形態では、図８のフローチャートに示すようにして、大気圧Ｐａの更新記憶を行わせる。
図８のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ８０１では、前記フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢの絶対値が所定値以上である状態が、所定時間以上継続しているか否かを判断する。
【００５８】
前記大気圧Ｐａの記憶値と実際の大気圧との偏差が大きくなると、フィードホワード補正値ＫＡＶＥＬＦＦのみで制御される吸気管圧が目標から大きくずれ、フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢを基準値である0.0から大きく変化させてスロットルバルブ１０３ｂの開度を大きく補正する必要が生じる。
従って、フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢの絶対値が大きくなっている場合には、大気圧Ｐａの値が実際の大気圧と異なっているものと推定できる。
【００５９】
そこで、前記ステップＳ８０１では、前記フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢの絶対値が所定値以上であるか否かを判断することで、大気圧Ｐａの値が実際の大気圧と異なっているか否かを判断するが、過渡状態においてフィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢが一時的に大きく変化する場合があるので、係る過渡的な変化を除外するために、所定時間以上の継続を条件として付加してある。
【００６０】
ステップＳ８０１で、前記フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢの絶対値が所定値以上である状態が、所定時間以上継続していると判断されると、ステップＳ８０２へ進み、大気圧学習条件の成立を判定する（大気圧学習フラグに１をセットする）。
上記のステップＳ８０１及びステップＳ８０２の機能が、更新要求設定手段に相当する。
【００６１】
尚、前記フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢの絶対値が所定値以上である状態が所定時間以上継続していることと共に、負圧要求状態でないことを、大気圧学習の成立条件とすることが好ましい。
具体的には、ブレーキ操作状態でないこと、吸気管負圧を利用するブレーキブースタの負圧室の圧力が所定圧を越えていないこと、蒸発燃料を吸着捕集するキャニスタからのパージ条件でないことなどを、大気圧学習条件の成立条件に付加する。
【００６２】
ステップＳ８０２で、大気圧学習条件の成立が判定されると、前記図５に示した、第１切換え部４２０が切り換えられ、目標圧力Ｐｍ１として大気圧Ｐａが出力されることで、大気圧Ｐａを吸気管圧の目標としてスロットルバルブ１０３ｂの開度がフィードホワード制御され、また、同時に第２切換え部４２１が切り換えられることで、フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢが基準値である0.0にクランプされる。
【００６３】
その結果、スロットルバルブ１０３ｂの開度が、吸気管圧が大気圧になるまで増大制御され、そのままではエンジン１０１の吸入空気量が増大し、エンジン出力トルクが増加することになってしまう。
しかし、前述の図６のブロック図に示した第３乗算部５０７で、ＴＶＥＬＡＡ１に乗算される補正値ＫＭＡＰＩＮ（ＫＭＡＰＩＮ＝Ｐａ／ＲＥＰｍ１）が、大気圧Ｐａに実吸気管圧ＲＥＰｍ１が近づくことで、目標スロットル開口面積ＴＶＯＡＡを減少補正され、可変リフト機構１１２の制御軸１３の目標角度ＴＧＶＥＬ（バルブリフト量）が減少補正される。
【００６４】
即ち、吸気管圧を大気圧にするためにスロットルバルブ１０３ｂの開度を大きくする分だけ、吸気バルブ１０５のバルブリフト量を小さくして、吸入空気量の増大を抑制するようになっている。
ステップＳ８０２で、大気圧学習条件の成立を判定（大気圧学習フラグに１をセット）した後は、ステップＳ８０４へ進む。
【００６５】
また、前記大気圧学習条件の成立判定（大気圧学習フラグ）は、後述するように、学習終了後にステップＳ８０７でリセットされるので、一旦大気圧学習条件の成立を判定（大気圧学習フラグに１をセット）した後は学習が終了するまで、その状態が保持される。
そこで、ステップＳ８０１で、前記フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢの絶対値が所定値以上である状態が所定時間以上継続していないと判断された場合でも、ステップＳ８０３で、大気圧学習条件の成立が判定されている（大気圧学習フラグに１がセットされている）と判断されれば、ステップＳ８０４へ進む。
【００６６】
ステップＳ８０４では、大気圧を吸気管圧の目標としてフィードホワード制御した結果、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯが所定開度以上になったか否かを判断し、開度ＴＶＯが所定開度以上になれば、ステップＳ８０５へ進む。
前記所定開度は、吸気管圧が大気圧になる最小開度以上に設定され、好ましくは、そのときのエンジン回転速度ＮＥが高いほど大きな開度に設定する。
【００６７】
尚、大気圧学習条件の非成立状態で目標圧Ｐｍ１が大気圧付近であれば、前記フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢの絶対値が所定値以上である状態が所定時間以上継続していると判断された時点で、直ちに開度ＴＶＯが所定開度以上であると判断される場合があり得る。
ステップＳ８０５（大気圧検出手段）における大気圧学習は、簡便には、開度ＴＶＯが所定開度以上になってステップＳ８０５へ進んだときに、圧力センサ１３６で検出された吸気管圧力を、大気圧Ｐａとして更新記憶させ、その時点が学習終了と判断させることができる。
【００６８】
また、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯが大きいほど、大気圧検出値の信頼性が高くなる。
そこで、開度ＴＶＯが所定開度以上になってステップＳ８０５へ進んだ後、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯが増大変化している間は、圧力センサ１３６の検出圧力を、大気圧Ｐａとして更新記憶させる処理を繰り返し、開度ＴＶＯの増大変化が停止した時点（最大開度）での検出圧力を最終的に大気圧Ｐａとして記憶させ、学習を終了させるようにすれば、より信頼性の高い学習を行わせることができる。
【００６９】
ステップＳ８０６では、大気圧学習が終了したか否か（大気圧の更新記憶を行ったか否か）を判断し、大気圧学習が終了した場合（大気圧の更新記憶を行った場合）には、ステップＳ８０７へ進んで、前記大気圧学習条件の成立判定をキャンセルし（大気圧学習フラグに０をリセットし）、大気圧学習条件の非成立状態に戻す。
大気圧学習条件が非成立に戻ると、第１切換え部４２０から目標圧力Ｐｍ１がそのまま出力されるようになることで、本来の目標負圧に基づくスロットルバルブ開度のフィードホワード制御が再開される。
【００７０】
また、同時に、第２切換え部４２１が、フィードバックコントローラ４１６の演算値を出力するように切り換えられることで、目標圧力Ｐｍ１へのフィードバック制御が再開される。
上記実施形態によると、大気圧Ｐａを更新記憶させる機会が得られずに、大気圧Ｐａの記憶値と実際の大気圧とに偏差が生じると、これを、フィードバック補正値ＫＡＶＥＬＦＢの大きさから判断して、強制的に大気圧になるスロットルバルブ開度に制御させ、大気圧Ｐａの更新記憶を行わせる。
【００７１】
従って、例えば、スロットルバルブ１０３ｂの開度が小さく保持される降坂走行時に、大気圧Ｐａの記憶値と実際の大気圧とに偏差が生じたまま放置されることがなく、実際の大気圧に基づいて吸入空気量及び吸気管圧を精度良く制御させることができる。
また、大気圧にするためのスロットルバルブ開度の増加制御で、吸入空気量が増大してしまうことを、吸気バルブ１０５のバルブリフト量の減少（リフト特性の変更）で抑止するので、大気圧学習時に運転性が悪化することを防止できる。
【００７２】
尚、目標マニ圧設定部４１２で目標圧力Ｐｍ１として大気圧が設定されたときにも、圧力センサ１３６の検出圧力を大気圧Ｐａとして更新記憶させるようにすることができる。
係る構成とすれば、目標圧力Ｐｍ１として大気圧が設定される機会がないまま、実際の大気圧が変化した場合にのみ、吸気管内を強制的に大気圧にしての大気圧Ｐａの更新処理が行われることになる。
【００７３】
また、吸気管内の圧力を目標圧に制御するための演算処理を、図５のブロック図に示したものに限定するものではなく、本願発明は、大気圧Ｐａの記憶値に基づいて吸気管内の圧力を目標圧に制御する機能を有した装置に適用できることは明らかである。
更に、吸気管圧を強制的に大気圧にするためにスロットルバルブ１０３ｂを開いたときの吸入空気量の増大を抑止するための吸気バルブ１０５のリフト特性の制御は、前記可変リフト機構１１２によるバルブリフト量の減少制御に限定されず、例えば、吸気バルブ１０５の閉タイミングの制御などによっても吸入空気量の増大を抑止することが可能であり、吸気バルブ１０５のリフト特性を可変とする機構も、前記可変リフト機構１１２や可変バルブタイミング機構１１３に限定されるものではない。
【００７４】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）前記目標吸入空気量に基づく目標リフト特性を、前記圧力センサで検出されるそのときの吸気管圧と、記憶されている大気圧とに基づいて補正し、該補正後の目標リフト特性に基づいて前記可変動弁機構を制御する吸入空気量制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの吸気管圧制御装置。
【００７５】
上記発明によると、大気圧を学習させるためにスロットルバルブを開くと、吸気管内圧が高まることによって目標リフト特性が補正され、吸入空気量の増大変化が抑制されることになる一方、大気圧の更新機会が確保されることで、吸入空気量の制御精度が維持されることになる。
（ロ）前記更新要求設定手段による更新要求の設定を、負圧要求状態で禁止することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの吸気管圧制御装置。
【００７６】
上記発明によると、例えば、ブレーキ操作や、ブレーキブースタの負圧室の圧力が所定圧を越えている場合や、キャニスタからのパージを行うときに、大気圧を学習させるために吸気管圧が大気圧に制御され、ブレーキアシスト力が通常よりも低下したり、パージが行えなくなったりすることを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施形態における車両用エンジンのシステム図。
【図２】実施形態における可変リフト機構の詳細を示す斜視図。
【図３】前記可変リフト機構の作動角変更機構を示す断面図。
【図４】実施形態における可変バルブタイミング機構の詳細を示す断面図。
【図５】実施形態における目標スロットル開度の演算処理を示すブロック図。
【図６】実施形態における目標リフト量の演算処理を示すブロック図。
【図７】実施形態における目標リフト量のバルブタイミングに応じた補正処理を示すブロック図。
【図８】実施形態における大気圧の学習処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７８】
３…吸気バルブ駆動軸、１３…制御軸、１７…モータ、１０１…エンジン、１０３ａ…スロットルモータ（スロットルアクチュエータ）１０３ｂ…スロットルバルブ、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１１２…可変リフト機構（可変動弁機構）、１１３…可変バルブタイミング機構（可変動弁機構）、１１４…エンジンコントロールユニット、１１６…アクセルペダルセンサ、１１７…クランク角センサ、１２０…クランクシャフト、１３２…カムセンサ、１３３…角度センサ、１３６…圧力センサ
【図１】
2009085144.tif 000003
【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】
2009085144.tif 000009
【図８】
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