JP2001140661A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸入空気量制御の精度に応じたアイドル回転
速度のフィードバック制御を実行可能とする。 【解決手段】 吸入空気量制御の精度を悪化させる要因
を検出する吸気量制御精度悪化要因検出手段Ａと、機関
アイドル運転時の回転速度を所定のアイドル目標回転速
度に保持するために、前記アイドル目標回転速度と機関
回転速度との誤差に基づいて、機関吸入空気量のフィー
ドバック制御を行うアイドル回転速度フィードバック制
御手段Ｃと、前記吸入空気量制御の精度を悪化させる要
因が検出された場合に、前記フィードバック制御の制御
ゲインを補正する制御ゲイン補正手段Ｂと、要求される
機関吸入空気量に基づいて吸気弁の開閉時期を算出する
吸気弁開閉時期算出手段Ｄとからなる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開閉時期を可変と
した吸気弁を備えた内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の制御装置としては、例
えば、特開平１０−３１１２３１号公報に記載されたよ
うな、内燃機関の吸気弁を電磁力により駆動し、吸気弁
の開閉時期を可変とするシステムが公知である。このシ
ステムでは、スロットルバルブを設けないことで吸気管
内圧力を大気圧に近い状態とし、吸気弁の開弁時期で吸
入空気量の制御を行うことによって、従来のスロットル
バルブで吸入空気量制御を行う機関と比較して吸気損失
（ポンピングロス）を低減し、燃料消費量を低下させる
ことが可能である。

【０００３】また、特開昭６１−１６９６４２号公報に
記載されたような、機関アイドル運転時の回転速度を所
定の回転速度に保持するために、所定の目標回転速度と
機関回転速度との誤差に基づいて、機関吸入空気量のフ
ィードバック制御を行うシステムも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の開閉時期を可変
とした吸気弁においては、例えば、バルブスプリングの
特性変化や、摺動部等の汚れやつまりなどによるフリク
ションの変化、また、電磁力の磁気切れの変動等によ
り、開弁あるいは閉弁の動作を開始してから終了するま
での動作時間が各気筒間で変動し、また、一つの気筒で
吸気行程毎に変動してしまうようなアクチュエータの動
作時間の変動が発生してしまう場合がある。このような
動作時間の変動が生じた場合には、要求空気量に対して
実際の空気量に誤差が生じることになる。

【０００５】また、吸気弁の開閉時期は、クランク角度
の単位あるいは時間の単位を用いて所定の分解能を持っ
た量子化された値に基づいて演算することになるが、例
えば、吸気弁の開閉時期で空気量制御を行うことを考え
ると、クランク角度に対しての吸気弁開閉時期の位置に
よって空気量制御の精度が異なり、要求空気量に対する
実際の空気量の誤差が吸気弁開閉時期の位置によって異
なる。つまり、吸気弁開閉時期の１分解能に対応する空
気量変化が吸気弁開閉時期によって異なり、具体的に
は、吸気弁開閉時期が、ピストンが上死点あるいは下死
点近くにある時期である場合には、吸気弁開閉時期の分
解能に対する空気量制御の精度が高く、一方、吸気弁開
閉時期が、ピストンが上死点あるは下死点から遠い位置
にある時期である場合には、吸気弁開閉時の分解能に対
する空気量制御の精度が低くなる。

【０００６】このような要因で要求空気量に対する空気
量制御の誤差が大きくなるような状況において、機関ア
イドル運転時の回転速度を所定値に保持するための空気
量のフィードバック制御を行った場合には、空気量制御
の誤差によって回転変動量が大きくなる恐れがあり、こ
のような場合には制御ゲインを下げることが必要とな
る。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、吸気弁の開閉時期を可変とした吸気弁を有
し、吸気弁の開閉時期に基づいて機関に吸入される空気
量の制御を行う機関において、吸入空気量制御の精度を
鑑みてアイドル空気量のフィードバック制御を行うこと
が可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明請求項１記載の内燃機関の制御装置では、図
１のクレーム対応図に示すように、開閉時期を可変とし
た吸気弁を備え、吸気弁の開閉時期に基づいて機関に吸
入される空気量の制御を行う機関において、吸入空気量
制御の精度を悪化させる要因を検出する吸気量制御精度
悪化要因検出手段Ａと、機関アイドル運転時の実際の回
転速度を所定のアイドル目標回転速度に保持するため
に、前記アイドル目標回転速度と実際の機関回転速度と
の誤差に基づいて、要求機関吸入空気量のフィードバッ
ク制御を行うアイドル回転速度フィードバック制御手段
Ｃと、前記吸入空気量制御の精度を悪化させる要因が検
出された場合に、前記フィードバック制御の制御ゲイン
を補正する制御ゲイン補正手段Ｂと、前記要求される機
関吸入空気量に基づいて吸気弁の開閉時期を算出する吸
気弁開閉時期算出手段Ｄと、からなることを特徴とす
る。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
内燃機関の制御装置において、前記吸気量制御精度悪化
要因検出手段Ａは、前記吸気弁の開弁あるいは閉弁の開
始から終了までの時間の変動を検出し、この時間変動が
大きいほど吸入空気量制御の精度を悪化させる度合いが
大きいと判断する動作時間変動検出手段を有することを
特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明では、前記要求機関吸
入空気量は、内燃機関が回転速度を維持していくのに必
要な吸入空気量であることを特徴としている。

【００１１】請求項４記載の発明では、請求項２記載の
内燃機関の制御装置において、前記動作時間変動検出手
段は、複数の気筒を有する内燃機関の気筒間で吸気弁の
動作時間に変動があることを検出する手段を有すること
を特徴とする。

【００１２】請求項５記載の発明では、請求項２記載の
内燃機関の制御装置において、前記動作時間変動手段
は、各気筒の吸気弁の動作時間が燃焼毎に変動している
ことを検出する手段を有することを特徴とする。

【００１３】請求項６記載の発明では、請求項１記載の
内燃機関の制御装置において、前記吸気量制御精度悪化
要因検出手段Ａは、前記吸気弁の開弁時期あるいは閉弁
時期が所望の時期に対して偏差があることを検出し、こ
の偏差が大きいほど吸入空気量制御の精度を悪化させる
度合いが大きいと判断する手段を有することを特徴とす
る。

【００１４】請求項７記載の発明では、請求項１記載の
内燃機関の制御装置において、前記吸気量制御精度悪化
要因検出手段Ａは、前記吸気弁の開弁時期あるいは閉弁
時期が、ピストン位置が上死点あるいは下死点から遠い
位置にある時期にあるほど吸入空気量制御の精度を悪化
させる度合いが大きいと判断する手段を有することを特
徴とする。

【００１５】請求項８記載の発明では、請求項１ないし
７記載の内燃機関の制御装置において、前記制御ゲイン
補正手段Ｂは、前記吸気量制御精度悪化要因検出手段Ａ
が吸入空気量制御の精度を悪化させる要因を検出した場
合に、この要因によって吸入空気量制御の精度を悪化さ
せる度合いが大きいほど制御ゲインを小さくする手段を
有することを特徴とする。

【００１６】請求項９記載の発明では、前記開閉時期を
可変とした吸気弁は、開弁側及び閉弁側に各々駆動する
複数の電磁ソレノイドと、開弁側及び閉弁側に各々付勢
する複数の弾性体とを含んで構成される吸気弁駆動手段
により駆動されることを特徴としている。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明にあっては、開閉時期を可
変とした吸気弁を備え、この吸気弁の開閉時期に基づい
て機関に吸入される空気量の制御を行う機関において、
吸入空気量制御の精度を悪化させる要因が検出される。
この吸入空気量制御の精度を悪化させる要因が検出され
た場合に、機関アイドル運転時の実際の回転速度を所定
のアイドル目標回転速度に保持するための要求される機
関吸入空気量のフィードバック制御における制御ゲイン
が補正される。そして、アイドル回転速度のフィードバ
ック制御による吸入空気量を含めた要求吸入空気量に基
づいて吸気弁の開閉時期が決定される。これにより、吸
入空気量制御の精度を悪化させる要因が検出された場合
に、アイドル回転速度のフィードバック制御量が補正さ
れ、吸入空気量制御の精度に応じたアイドル回転速度の
フィードバック制御を実行することができる。

【００１８】請求項２記載の発明にあっては、吸気弁の
開弁あるいは閉弁の開始から終了までの動作時間の変動
を検出することによって、吸入空気量制御の精度を悪化
させる要因の検出を行い、前記時間変動が大きいほど吸
入空気量制御の精度を悪化させる度合いが大きいと判断
する。これにより、吸気弁を動作させるアクチュエータ
の動作変動に起因した、開弁あるいは閉弁の開始から終
了までの時間変動による吸入空気量制御の精度悪化を検
出することができる。

【００１９】請求項３の発明にあっては、前記要求機関
吸入空気量は内燃機関が回転速度を維持していくのに必
要な吸入空気量となり、所定の目標回転速度に機関が運
転される。

【００２０】請求項４記載の発明にあっては、複数の気
筒を有する内燃機関の気筒間で吸気弁の動作時間に変動
があることを検出することによって吸入空気量制御の精
度を悪化させる要因の検出を行う。これにより、気筒間
で吸気弁の動作時間に変動があることに起因した吸入空
気量制御の精度悪化を検出することができる。

【００２１】請求項５記載の発明にあっては、各気筒の
吸気弁の動作時間が燃焼毎に変動していることによって
吸入空気量制御の精度を悪化させる要因の検出を行う。
これにより、各気筒の吸気弁の動作時間が燃焼毎に変動
していることに起因した吸入空気量制御の精度悪化を検
出することができる。

【００２２】請求項６記載の発明にあっては、吸気弁の
開弁時期あるいは閉弁時期が所望の時期に対して偏差が
あることを検出し、この偏差が大きいほど吸入空気量制
御の精度を悪化させる度合いが大きいと判断する。これ
により、吸気弁を動作させるアクチュエータの動作変動
に起因して、開弁時期あるいは閉弁時期が所望の時期か
らずれることによる吸入空気量制御の精度悪化を検出す
ることができる。

【００２３】請求項７記載の発明にあっては、吸気弁の
開弁時期あるいは閉弁時期が、ピストン位置が上死点あ
るいは下死点から遠い位置にある時期にあるほど、吸入
空気量制御の精度を悪化させる度合いが大きいと判断さ
れる。これにより、吸気弁の開弁時期あるいは閉弁時期
が、ピストン位置が上死点あるいは下死点から遠い位置
にある時期にあることに起因した吸入空気量制御の精度
悪化を検出することができる。図２は、吸気弁の開時期
をピストンが上死点にある時期に固定し、吸気弁の閉時
期によって機関吸入空気量の制御を行う場合に、吸気弁
閉時期と機関吸入空気量との関係を示した図である。吸
気弁閉時期をある所定の分解能を持った値に基づいて制
御した場合に、吸気弁閉時期が上死点あるいは下死点か
ら遠い位置にある場合には閉時期の１分解能に対する吸
入空気量の変化量が大きくなり、吸入空気量制御の精度
が悪化する。

【００２４】請求項８記載の発明にあっては、吸入空気
量制御の精度を悪化させる要因が検出された場合に、そ
の要因によって吸入空気量制御の精度を悪化する度合い
が大きいほど、機関アイドル運転時の回転速度を所定の
アイドル目標回転速度に保持するための機関吸入空気量
のフィードバック制御における制御ゲインが小さくなる
ように補正される。これにより、吸入空気量制御の精度
が悪くなるような場合においても、機関アイドル時の吸
入空気量のフィードバック制御によって回転変動量が大
きくなること防止することができる。

【００２５】請求項９の発明にあっては、吸気弁駆動手
段を構成する電磁ソレノイドや弾性体に製造時のバラツ
キがあって吸入空気量制御の制度を悪化させることがあ
っても、機関アイドル時の吸入空気量のフィードバック
制御によって回転変動が生じない。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００２７】（実施の形態１）図３は実施の形態１の直
列４気筒４サイクル内燃機関の構成を示す図である。図
において、１０１は吸気管１１３内の空気流量を計測す
るエアーフローセンサ、１０２は電子制御式スロットル
バルブ制御装置でありＥＣＵ（エンジンコントロールユ
ニット）１１２からの駆動信号でスロットルバルブ１１
４を駆動する。１０３は吸気コレクタである。１０４は
吸気弁であり、ＥＣＵ１１２からの駆動信号に基づい
て、電磁アクチュエータ１０５により駆動される（電磁
アクチュエータ１０５の構造は後述する）。１０６は排
気弁であり、ＥＣＵ１１２からの駆動信号に基づいて、
電磁アクチュエータ１０７により駆動される。１０８は
インジェクタ、１０９は点火プラグであり、ＥＣＵ１１
２からの駆動信号でそれぞれ駆動・点火される。１１０
は排気管、１１１は空燃比センサである。また、図示し
ていないセンサとしてクランク角センサがある。このク
ランク角センサはクランク軸あるいはこれと連動するカ
ム軸に直接あるいはギア等を介して間接的に接続され、
クランク位置（クランク角度）や、これに基づいて内燃
機関の回転速度を算出する。その他、エンジン冷却水温
を計測するセンサや、吸気温度を計測するセンサ、アク
セル開度を計測するセンサ、車両の速度を計測するセン
サなどを備える。

【００２８】図４は電磁アクチュエータ１０５の細部を
説明する図である。図において、２０１はエンジンのシ
リンダヘッドであり、このシリンダヘッド２０１に設置
されたバルブガイド２１８内に前記吸気弁１０４が摺動
可能に設けられている。この吸気弁１０４の軸部の一端
にはバルブリテーナ２０３が固定されている。このバル
ブリテーナ２０３とシリンダヘッド２０１との間にはバ
ルブスプリング２０４が圧縮されて装着されており、こ
のため吸気弁１０４はシリンダヘッド２０１のポート２
０１ａを閉じる方向（閉弁方向）に付勢される。なお、
２０１ｂはポート２０１ａの周縁部にはめ込まれたバル
ブシート、２０２ｂはバルブフェースであり、閉弁時に
互いに密着することで燃焼室の気密が保持される。

【００２９】シリンダヘッド２０１には装置の筐体であ
る筒部材２０５、下部材２０６、上部材２０７が固定さ
れていて、その内部には電磁石２０８，２０９が下部材
２０５と上部材２０６にそれぞれ固定された状態で設け
られている。

【００３０】電磁石２０８，２０９にはそれぞれ電気コ
イル２０８ａ，２０９ａが巻着されており、これら各電
気コイル２０８ａ，２０９ａには駆動回路によりそれぞ
れ電流が流される。その場合には、電磁石２０８，２０
９の吸引面２０８ｂ，２０９ｂが吸引力を発生すること
になる。

【００３１】電磁石２０８，２０９の中心部にはシャフ
ト２１０が摺動可能に貫通して設置されている。このシ
ャフト２１０の中間部分の、電磁石２０８の吸引面２０
８ｂと電磁石２０９の吸引面２０９ｂとの間には、磁性
体からなる可動板２１１が固定されている。また、シャ
フト２１０のシリンダヘッド２０１と反対側の端部には
スプリングシート２１４が固定されており、筐体の上部
材２０７に固定されたスプリングカバー２１６との間に
圧縮されて設置された開弁スプリング２１５の作用によ
り、シャフト２１０は開弁方向（図の下向き）に付勢さ
れている。

【００３２】シャフト２１０は吸気弁１０４の軸部と同
軸上に設けられており、シャフト２１０のシリンダヘッ
ド２０１側の端部は吸気弁１０４の軸の頂面２０２ａと
対向している。そのため、電気コイル２０８ａに電圧を
印加し、電気コイル２０９ａには電圧を印加しないとき
に、シャフト２１０に開弁方向（図の下向き）の力が作
用して、シャフト２１０が吸気弁１０４を押し、吸気弁
１０４を開弁することになり、逆に、電気コイル２０８
ａに電圧を印加せず、電気コイル２０９ａに電圧を印加
するときには、シャフト２１０が閉弁方向（図の上向
き）に移動して、吸気弁１０４はポート２０１ａを塞ぐ
まで閉弁方向に変位することになる。このようにして、
電磁石２０８，２０９の吸引動作により、吸気弁１０４
の開閉を可能にしている。

【００３３】２１７はシャフト２１０の変位を計測する
位置センサであり、例えばポテンショメータを使用して
シャフト２１０の変位を検出する。

【００３４】図５はマイクロコンピュータを中心とした
制御回路（ＥＣＵ１１２）の構成を示す図であり、この
制御回路は、外部との情報の入出力、種々の演算を行う
ものである。ＣＰＵ３０１は演算を実行し、ＲＯＭ３０
２は後述する制御プログラムや各種データ等を記憶して
いる。ＲＡＭ３０３はプログラム実行中に一時的に情報
の記憶を行う。Ｉ／Ｏインターフェース３０４は外部の
センサ等からの情報の入力や、外部のアクチュエータを
駆動するための信号の出力を行う。

【００３５】以下に、上記制御プログラムによる内燃機
関の制御方法を、フローチャート等の図面に基づいて説
明する。

【００３６】図６は、本実施の形態の制御方法を説明す
る基本フローチャートであり、例えば１０ｍｓｅｃ毎に
実行される。ステップ６０１において機関アイドル時の
目標回転速度を算出し、ステップ６０２において機関回
転速度を前記目標回転速度に維持するためのフィードフ
ォワード制御による目標吸入空気量を算出する。ステッ
プ６０３において、吸入空気量制御の精度を悪化させる
要因の検出を行い、ステップ６０４において、図外のク
ランク角センサからの信号により検出した機関回転速度
を前記目標回転速度に維持するためのフィードバック制
御における制御ゲインの補正を行い、ステップ６０５に
おいてフィードバック制御による目標吸入空気量を算出
する。そして、ステップ６０６において吸気弁１０４の
開閉時期を算出し、ステップ６０７においてスロットル
バルブ開度を算出して処理を終了する。

【００３７】図７は、図６においてアイドル時の目標回
転速度の算出を行うステップ６０１における処理を示す
フローチャートである。ステップ７０１において図外の
冷却水温センサの出力値により機関の冷却水温ＴＷを検
出し、ステップ７０２において前記機関冷却水温ＴＷに
基づいてテーブルデータを参照することによってアイド
ル目標回転速度ｔＮｅを算出する。ここで、テーブルデ
ータはあらかじめそのデータをＲＯＭ３０２に記憶させ
ておき、図８に示すように機関冷却水温ＴＷが低い場合
にはアイドル目標回転速度ｔＮｅは大きくなるような特
性で設定される。また、テーブルデータを用いずに、演
算式によって算出してもよい。

【００３８】図９は、図６においてフィードフォワード
制御の目標吸入空気量の算出を行うステップ６０２にお
ける処理を示すフローチャートである。ステップ９０１
においてアイドル目標回転速度ｔＮｅを読み込み、ステ
ップ９０２において前記アイドル目標回転速度ｔＮｅに
基づいてテーブルデータ参照することによってフィード
フォワード制御の目標吸入空気量ＱＦＦを算出する。こ
こで、テーブルデータはあらかじめそのデータをＲＯＭ
３０２に記憶させておき、実機実験等で所定の回転速度
を維持するために必要な空気量を計測したものを図１０
に示すように設定しておく。また、テーブルデータを用
いずに、演算式によって算出してもよい。

【００３９】図１１は、図６において吸入空気量制御の
精度を悪化させる要因の検出を行うステップ６０３にお
ける処理を示すフローチャートである。吸気弁１０４の
リフト量を測定する位置センサ２１７を用い、ステップ
１１０１において各気筒の閉弁時間Ｔｎ（ｎ＝１，…，
４）を測定し、ステップ１１０２において１サイクルで
の全気筒の閉弁時間（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４）の平均
Ｔａｖを算出する。ステップ１１０３においてＴｎ−Ｔ
ａｖ（ｎ＝１，…，４）の絶対値をとり、それらの最大
値を吸気弁１０４の動作時間の変動量ＦＬとする。な
お、本実施の形態では吸気弁１０４の閉弁時間の変動量
ＦＬに基づいて吸入空気量制御の精度を悪化させる要因
の検出を行うこととしたが、吸気弁１０４の開弁時間の
変動量に基づいて検出を行ってもよい。また、各気筒の
吸気弁１０４の閉弁時間Ｔｎの分散の大きさによって変
動量を演算してもよい。

【００４０】図１２は、図６においてフィードバック制
御の制御ゲインの補正を行うステップ６０４における処
理を示すフローチャートである。ステップ１２０１にお
いて、前記吸気弁１０４の動作時間変動量ＦＬを読み込
み、ステップ１２０２において前記吸気弁１０４の動作
時間変動量ＦＬに基づいてテーブルデータを参照するこ
とによって制御ゲインＫを算出する。ここで、テーブル
データはあらかじめそのデータをＲＯＭ３０２に記憶さ
せておき、図１３に示すように、吸気弁１０４の動作時
間変動が大きいほど制御ゲインＫが小さくなるように設
定される。なお、本実施の形態では吸気弁１０４の閉弁
時間の変動量に基づいて制御ゲインＫを補正している
が、吸気弁１０４の開弁時間の変動量に基づいて制御ゲ
インを補正するようにしてもよい。また、制御ゲインＫ
は、以下のような演算式を用いて算出してもよい。 Ｋ＝Ｋ0 −ｍ×ＦＬ（Ｋ0 ，ｍは正の定数） …式１

【００４１】図１４は、図６においてフィードバック制
御による目標吸入空気量の演算を行うステップ６０５に
おける処理を示すフローチャートである。ステップ１４
０１においてアイドル目標回転速度ｔＮｅを読み込み、
ステップ１４０２において機関回転速度Ｎｅを検出し、
ステップ１４０３において制御ゲインＫを読み込む。そ
して、ステップ１４０４においてフィードバック制御に
よる目標吸入空気量ＱＦＢを算出する。ここでは、アイ
ドル目標回転速度ｔＮｅとクランク角センサからの信号
に基づいて求められた実際の機関回転速度Ｎｅとの誤差
に基づいて積分フィードバック制御によって目標吸入空
気量ＱＦＢを算出することとしているが、比例制御等他
の制御方法による演算を行ってもよい。

【００４２】図１５は、前述の図６において吸気弁１０
４の開閉時期の算出を行うステップ６０６での処理を示
すフローチャートである。ここでは、排気弁１０６は下
死点に開弁して、上死点に閉弁するものとし、吸気弁１
０４の開時期は上死点に固定し、吸気弁１０４の閉時期
を調整して吸気量制御する例を挙げる。

【００４３】ステップ１５０１においてフィードフォワ
ード制御の目標吸入空気量ＱＦＦとフィードバック制御
の目標吸入空気量ＱＦＢを読み込み、ステップ１５０２
において前記目標吸入空気量に基づいてスロットルバル
ブ１１４の開口面積Ａを算出する。ここでは、時間当た
りの体積流量で表わされた目標吸入空気量に対して、ソ
ニック流量でのスロットルバルブ１１４の通過空気量と
スロットルバルブ１１４の開口面積Ａとの関係を表す係
数を乗算してスロットルバルブ１１４の開口面積Ａを算
出する。ステップ１５０３において、スロットルバルブ
１１４の開口面積Ａ、機関回転速度Ｎｅ、内燃機関の排
気量Ｖを用いてスロットルバルブ１１４の開口面積Ａ
を、機関回転速度Ｎｅと内燃機関の排気量Ｖとで除算し
た値ＡＮＶを算出し、ステップ１５０４において図１６
に示すように、体積流量比（行程容積に対する新気量の
標準状態での体積）のテーブルデータを参照して目標体
積流量比ｔＱＨＯを算出する。ここで、図１６のテーブ
ルデータは、例えば吸気弁１０４の開時期を上死点、吸
気弁１０４の閉時期を下死点とした場合の機械式吸排気
弁を有する機関に相当する特性に設定されている。そし
て、ステップ１５０５において目標吸気管内圧力ｔＰｍ
ａｎ（例えば−５０ｍｍＨｇの一定値）を読み込み、ス
テップ１５０６においてスロットルバルブ１１４より下
流側におけるその吸気管内圧力で吸入することができる
最大体積流量比ＱＨＯｍａｘを算出する。これは、ＱＨ
Ｏｍａｘの値を吸気管内圧力に応じてあらかじめ定めて
おいた図１７に示すテーブルデータを参照することによ
って行う。そして、ステップ１５０７においてｔＱＨＯ
とＱＨＯｍａｘとに基づいて吸気弁１０４の開弁時期を
計算する。目標吸気管内圧力を所定の負荷として設定す
るのは、図外のエバポシステムのキャニスターから吸気
された燃料を吸気管１１３内へパージする必要があるか
らである。

【００４４】図１８は、前述の図６においてスロットル
バルブ開度の算出を行うステップ６０７での処理を示す
フローチャートである。ステップ１８０１において前記
目標体積流量比ｔＱＨＯを読み込み、ステップ１８０２
において前記目標吸気管内圧力ｔＰｍａｎを読み込む。
吸気管内圧力を一定（例えば−５０ｍｍＨｇ）とした場
合、スロットルバルブ１１４の開口面積Ａを機関回転速
度Ｎｅと内燃機関の排気量Ｖとで除算した値Ａ／（Ｎｅ
・Ｖ）と体積流量比ＱＨＯとは比例関係となるので、ス
テップ１８０３において、図１９に示すテーブルデータ
に基づいてＡ／（Ｎｅ・Ｖ）とＱＨＯの比例係数Ｃを算
出し、ステップ１８０４においてｔＱＨＯにＣを乗算し
て、スロットルバルブ１１４の開口面積Ａを機関回転速
度Ｎｅと内燃機関の排気量Ｖとで除算した値ＡＮＶｅを
算出し、ステップ１８０５においてＡＮＶｅに機関回転
速度Ｎｅと内燃機関の排気量Ｖとを乗算してスロットル
バルブ１１４の開口面積Ａｔを算出する。ステップ１８
０６においてはスロットルバルブ１１４の開口面積Ａｔ
から図２０のテーブルデータを参照してスロットルバル
ブ開度を算出する。

【００４５】（実施の形態２）本実施の形態は、実施の
形態１の吸気量制御精度悪化要因検出処理（図６のステ
ップ６０３）を、図２１のフローチャートに示すように
変更したものであり、吸気弁１０４のリフト量を測定す
る位置センサ２１７を用い、ステップ２１０１において
各気筒の閉弁時間Ｔｎ（ｎ＝１，…，４）を測定し、ス
テップ２１０２において例えば１０サイクル分の各気筒
の吸気弁１０４の閉弁時間の平均値Ｔａｖｎ（ｎ＝１，
…，４）を算出し、ステップ２１０３においてＴｎ−Ｔ
ａｖｎ（ｎ＝１，…，４）の絶対値をとり、それらの最
大値を吸気弁１０４の動作時間の変動量ＦＬとする。な
お、本実施の形態では吸気弁１０４の閉弁時間の変動量
に基づいて吸入空気量制御の精度を悪化させる要因の検
出を行うこととしたが、吸気弁１０４の開弁時間の変動
量に基づいてもよい。また、各気筒の閉弁時間Ｔｎの分
散の大きさによって変動量を演算してもよい。

【００４６】（実施の形態３）本実施の形態は、実施の
形態１の吸気量制御精度悪化要因検出処理（図６のステ
ップ６０３）を、図２２のフローチャートに示すように
変更したものであり、ステップ２２０１において、全気
筒の吸気弁１０４の閉時期の平均値ＩＶＣａｖを算出す
る（例えば１０燃焼分の平均値）。

【００４７】（実施の形態４）本実施の形態は、実施の
形態１のフィードバック制御ゲイン補正処理（図６のス
テップ６０４）を、図２３のフローチャートに示すよう
に変更したものであり、ステップ２３０１において、前
記吸気弁１０４の閉時期の平均値ＩＶＣａｖを読み込
み、ステップ２３０２において、図２４に示すように、
前記吸気弁１０４の閉時期の平均値ＩＶＣａｖに基づい
てテーブルデータを参照することによって制御ゲインＫ
を算出する。ここで、テーブルデータはあらかじめその
データをＲＯＭ３０２に記憶させておき、吸気弁１０４
の閉時期が上死点あるいは下死点から遠い時期にある場
合には制御ゲインが小さくなるように設定される。な
お、本実施の形態では吸気弁１０４の閉時期に基づいて
制御ゲインを補正しているが、これは、主に吸気弁１０
４の閉時期によって機関吸入空気量の制御を行うことを
前提としており、吸気弁１０４の開時期によって機関吸
入空気量の制御を行うような場合においては、吸気弁１
０４の開時期に基づいて制御ゲインを補正してもよい。
また、制御ゲインＫは、以下のような演算式を用いて算
出してもよい。 Ｋ＝Ｋ1 ＋ｎ×ＣＯＳ（２π×ＩＶＣａｖ／ＩＶＣ0 ） … 式２ （Ｋ1 ，ｎ，ＩＶＣ0 は正の定数）

【００４８】

【発明の効果】以上、説明してきたように、請求項１記
載の発明にあっては、開閉時期を可変とした吸気弁を備
え、この吸気弁の開閉時期に基づいて機関に吸入される
空気量の制御を行う機関において、吸入空気量制御の精
度を悪化させる要因が検出された場合、アイドル回転速
度のフィードバック制御量が補正され、吸入空気量制御
の精度に応じたアイドル回転速度のフィードバック制御
を実行することができる。

【００４９】請求項２記載の発明にあっては、吸気弁を
動作させるアクチュエータの動作変動に起因した、開弁
あるいは閉弁の開始から終了までの時間変動による吸入
空気量制御の精度悪化を検出することができる。

【００５０】請求項３記載の発明にあっては、前記前記
要求機関吸入空気量は内燃機関が回転速度を維持してい
くのに必要な吸入空気量であるので、所定の目標回転速
度で確実に機関を運転させることができる。

【００５１】請求項４載の発明にあっては、気筒間で吸
気弁の動作時間に変動があることに起因した吸入空気量
制御の精度悪化を検出することができる。

【００５２】請求項５載の発明にあっては、各気筒の吸
気弁の動作時間が燃焼毎に変動していることに起因した
吸入空気量制御の精度悪化を検出することができる。

【００５３】請求項６載の発明にあっては、吸気弁を動
作させるアクチュエータの動作変動に起因して、開弁時
期あるいは閉弁時期が所望の時期からずれることによる
吸入空気量制御の精度悪化を検出することができる。

【００５４】請求項７載の発明にあっては、吸気弁の開
弁時期あるいは閉弁時期が、ピストン位置が上死点ある
いは下死点から遠い位置にあることに起因した吸入空気
量制御の精度悪化を検出することができる。

【００５５】請求項８載の発明にあっては、吸入空気量
制御の精度が悪くなるような場合においても、機関アイ
ドル時の吸入量のフィードバック制御によって回転変動
量が大きくなることを防止することができる。

【００５６】請求項９の発明にあっては、吸気弁駆動手
段を構成する電磁ソレノイドや弾性体に製造時のバラツ
キがあって吸入空気量制御の制度を悪化させることがあ
っても、機関アイドル時の吸入空気量のフィードバック
制御によって回転変動が大きくなることを防止する事が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】吸気弁閉時期と機関吸入空気量との関係を示す
図である。

【図３】実施の形態１の内燃機関の構成を示す図であ
る。

【図４】実施の形態１の電磁アクチュエータの細部を説
明する図である。

【図５】実施の形態１の制御回路（ＥＣＵ）の構成を示
す図である。

【図６】実施の形態１の制御方法を示す基本フローチャ
ートである。

【図７】実施の形態１のアイドル目標回転速度算出処理
を示すフローチャートである。

【図８】アイドル目標回転速度算出テーブルである。

【図９】実施の形態１のフィードフォワード制御分目標
吸入空気量算出処理を示すフローチャートである。

【図１０】フィードフォワード制御分目標空気量算出テ
ーブルである。

【図１１】実施の形態１の吸気量制御精度悪化要因検出
処理を示すフローチャートである。

【図１２】実施の形態１のフィードバック制御ゲイン補
正処理を示すフローチャートである。

【図１３】制御ゲイン算出テーブルである。

【図１４】実施の形態１のフィードバック制御分目標吸
入空気量算出処理を示すフローチャートである。

【図１５】実施の形態１の吸気弁開閉時期算出処理を示
すフローチャートである。

【図１６】目標体積流量比算出テーブルである。

【図１７】最大体積流量比算出テーブルである。

【図１８】実施の形態１のスロットルバルブ開度算出処
理を示すフローチャートである。

【図１９】（Ａ／Ｎｅ・Ｖ）／ＱＨＯ係数Ｃ算出テーブ
ルである。

【図２０】スロットルバルブ開度算出テーブルである。

【図２１】実施の形態２の吸気量制御精度悪化要因検出
処理を示すフローチャートである。

【図２２】実施の形態３の吸気量制御精度悪化要因検出
処理を示すフローチャートである。

【図２３】実施の形態４のフィードバック制御ゲイン補
正処理を示すフローチャートである。

【図２４】制御ゲイン算出テーブルである。

【符号の説明】

Ａ 吸気量制御精度悪化要因検出手段 Ｂ 制御ゲイン補正手段 Ｃ アイドル回転速度フィードバック制御手段 Ｄ 吸気弁開閉時期算出手段 １０１ エアーフローセンサ １０２ 電子制御式スロットルバルブ制御装置 １０３ 吸気コレクタ １０４ 吸気弁 １０５ 電磁アクチュエータ １０６ 排気弁 １０７ 電磁アクチュエータ １０８ インジェクタ １０９ 点火プラグ １１０ 排気管 １１１ 空燃比センサ １１２ ＥＣＵ １１３ 吸気管 １１４ スロットルバルブ ２０１ シリンダヘッド ２０１ａ ポート ２０１ｂ バルブシート ２０２ａ 頂面 ２０２ｂ バルブフェース ２０３ バルブリテーナ ２０４ バルブスプリング ２０５ 筒部材 ２０６ 下部材 ２０７ 上部材 ２０８ 電磁石 ２０８ａ 電気コイル ２０８ｂ 吸引面 ２０９ 電磁石 ２０９ａ 電気コイル ２０９ｂ 吸引面 ２１０ シャフト ２１１ 可動板 ２１４ スプリングシート ２１５ 開弁スプリング ２１６ スプリングカバー ２１７ 位置センサ ２１８ バルブガイド ３０１ ＣＰＵ ３０２ ＲＯＭ ３０３ ＲＡＭ ３０４ Ｉ／Ｏインターフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/20 ３２０ Ｆ０２Ｄ 41/20 ３２０ 41/22 ３２０ 41/22 ３２０ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｃ ３１２ ３１２Ｃ Ｆターム(参考） 3G084 BA03 BA04 BA09 BA23 CA03 DA11 EB13 FA07 FA10 FA11 FA20 FA26 FA29 FA33 3G092 BA01 BA02 BA03 DA03 DC01 FA05 GA04 HA01X HA05X HA06X HA13X HD05X HE01X HE08X 3G301 HA19 JA04 KA07 LA01 LA07 ND05 ND42 PA01A PA07A PA11A PD02A PE01A PE08A PE10A

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開閉時期を可変とした吸気弁を備え、吸
   気弁の開閉時期に基づいて機関に吸入される空気量の制
   御を行う機関において、 吸入空気量制御の精度を悪化させる要因を検出する吸気
   量制御精度悪化要因検出手段と、 機関アイドル運転時の実際の回転速度を所定のアイドル
   目標回転速度に保持するために、前記アイドル目標回転
   速度と実際の機関回転速度との誤差に基づいて、要求機
   関吸入空気量のフィードバック制御を行うアイドル回転
   速度フィードバック制御手段と、 前記吸入空気量制御の精度を悪化させる要因が検出され
   た場合に、前記フィードバック制御の制御ゲインを補正
   する制御ゲイン補正手段と、 前記要求される機関吸入空気量に基づいて吸気弁の開閉
   時期を算出する吸気弁開閉時期算出手段と、 からなることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】 前記吸気量制御精度悪化要因検出手段
   は、前記吸気弁の開弁あるいは閉弁の開始から終了まで
   の時間の変動を検出し、この時間変動が大きいほど吸入
   空気量制御の精度を悪化させる度合いが大きいと判断す
   る動作時間変動検出手段を有することを特徴とする請求
   項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】 前記要求機関吸入空気量は、内燃機関が
   回転速度を維持していくのに必要な吸入空気量であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】 前記動作時間変動検出手段は、複数の気
   筒を有する内燃機関の気筒間で吸気弁の動作時間に変動
   があることを検出する手段を有することを特徴とする請
   求項２記載の内燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】 前記動作時間変動手段は、各気筒の吸気
   弁の動作時間が燃焼毎に変動していることを検出する手
   段を有することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の
   制御装置。
6. 【請求項６】 前記吸気量制御精度悪化要因検出手段
   は、前記吸気弁の開弁時期あるいは閉弁時が所望の時期
   に対して偏差があることを検出し、この偏差が大きいほ
   ど吸入空気量制御の精度を悪化させる度合いが大きいと
   判断する手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   内燃機関の制御装置。
7. 【請求項７】 前記吸気量制御精度悪化要因検出手段
   は、前記吸気弁の開弁時期あるいは閉弁時期が、ピスト
   ン位置が上死点あるいは下死点から遠い位置にある時期
   にあるほど吸入空気量制御の精度を悪化させる度合いが
   大きいと判断する手段を有することを特徴とする請求項
   １記載の内燃機関の制御装置。
8. 【請求項８】 前記制御ゲイン補正手段は、前記吸気量
   制御精度悪化要因検出手段が吸入空気量制御の精度を悪
   化させる要因を検出した場合に、この要因によって吸入
   空気量制御の精度を悪化させる度合いが大きいほど制御
   ゲインを小さくする手段を有することを特徴とする請求
   項１ないし６記載の内燃機関の制御装置。
9. 【請求項９】 前記開閉時期を可変とした吸気弁は、開
   弁側及び閉弁側に各々駆動する複数の電磁ソレノイド
   と、開弁側及び閉弁側に各々付勢する複数の弾性体とを
   含んで構成される吸気弁駆動手段により駆動されること
   を特徴とする請求項１乃至請求項８記載の内燃機関の制
   御装置。