JP3733817B2 - エンジンの吸入空気量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吸気バルブのバルブタイミング制御によってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸気バルブのバルブタイミング制御によってエンジンの吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置としては、特開平１１−２１０５０７号公報に開示されるようなものがあった。
【０００３】
このものは、スロットルバルブを備えずに、電磁駆動式吸気バルブのバルブタイミング制御によってエンジンの吸入空気量を制御する構成であって、減速中に排気下死点以降にまで排気弁の開時期を遅らせることで、筒内ガスを再圧縮させ、該再圧縮による損失仕事でエンジンブレーキを発生させる構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電磁力によって吸気バルブを開閉駆動する場合には、エンジン回転速度とは無関係に駆動速度が一定であって、閉状態から開状態に変化するまで、また、開状態から閉状態に変化するまでにエンジン回転速度に無関係な一定の動作時間を必要とする。このため、吸気バルブの最小作動角がエンジン回転速度が高いときほど大きくなって、高回転域でかつ目標吸入空気量の少ない低負荷の領域では、吸気バルブの制御のみによっては、目標吸入空気量に制御できなくなってしまう場合がある。
【０００５】
ここで、吸気通路の開口面積を絞るスロットルバルブを設け、吸気バルブの制御のみで目標吸入空気量に制御できる領域では、スロットルバルブを全開に保持するか、目標吸気圧相当に開度制御し、吸気バルブの制御のみでは目標吸入空気量に制御できない領域（高回転・低負荷領域）で、スロットルバルブの開度を絞るようにすれば、目標吸入空気量に制御させることが可能となる。
【０００６】
しかしながら、吸入空気量を減少させるべく、それまで全開付近に制御されていたスロットルバルブの開度を絞っても、スロットルバルブ下流側の吸気マニホールド等に充填されていた空気がシリンダ内に吸引されるため、吸入負圧の発達（吸入空気量の減少変化）が遅れ、スロットルバルブのみで吸入空気量を制御するエンジンに対して吸入空気量の減少変化が遅れ、減速時にトルク段差を生じてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸気バルブのバルブタイミングを制御することで吸入空気量を制御する領域から、スロットルバルブの開度を絞って吸入空気量を制御する領域に移行するときに、応答良く吸入空気量（トルク）を減少変化させることができるエンジンの吸入空気量制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時点から所定時間だけ、前記スロットルバルブを前記目標吸入空気量相当よりも小さい予め記憶された所定開度に保持させる構成とした。
【００１１】
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時点から所定時間は、目標吸入空気量相当の開度ではなく、該開度よりも小さい所定開度に保持させ、前記所定時間経過後、目標吸入空気量相当の開度に復帰させる。
請求項２記載の発明では、前記所定時間を、エンジン回転速度と目標吸入空気量に相当するスロットルバルブの開度との少なくとも一方に応じて決定する構成とした。
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時におけるエンジンの回転速度及び／又は目標吸入空気量相当開度に応じて、移行時からスロットルバルブ開度を減少補正する時間を決定する。
【００１２】
請求項３記載の発明では、吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブを前記目標吸入空気量相当よりも小さい予め記憶された所定開度に制御したのち、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当に徐々に近づける構成とした。
【００１３】
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、目標吸入空気量相当の開度ではなく、該開度よりも小さい所定開度に制御し、その後、目標吸入空気量相当の開度に徐々に復帰させる。換言すれば、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に開度を最大に減少補正し、その後減少補正量を徐々に小さくして、最終的には減少補正量を０として目標吸入空気量相当の開度に復帰させる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、前記所定開度を全閉とする構成とした。
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、一時的にスロットルバルブ開度を全閉に制御し、その後、目標吸入空気量相当の開度に戻す。
【００１５】
請求項５記載の発明では、吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、エンジン回転速度と目標吸入空気量に相当するスロットルバルブの開度との少なくとも一方に応じて決定される時間だけ、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも減少補正する構成とした。
【００１６】
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時におけるエンジンの回転速度及び／又は目標吸入空気量相当開度に応じて、移行時からスロットルバルブ開度を減少補正する時間を決定する。
【００１７】
請求項６記載の発明では、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御すると共に、エンジンへの燃料噴射量を減量補正する構成とした。
【００１８】
かかる構成によると、スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御することで、吸入負圧の発達、引いては、吸入空気量の速やかな減少を図るが、同時に燃料噴射量を減量補正して、吸入空気量の減少と空燃比のリーン化とでエンジントルクを小さくする。
【００１９】
請求項７記載の発明では、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御すると共に、エンジンの点火時期を遅角補正する構成とした。
【００２０】
かかる構成によると、スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御することで、吸入負圧の発達、引いては、吸入空気量の速やかな減少を図るが、同時に点火時期を遅角補正して、吸入空気量の減少と点火時期の遅角補正とでエンジントルクを小さくする。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１，３記載の発明によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に吸入負圧の発達を促進させ、吸入空気量が応答良く減少変化するようにし、以って、減速トルクに段差が生じることを防止できるという効果がある。
【００２２】
請求項４記載の発明によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、スロットルバルブを一時的に全閉に制御することで、吸入負圧の発達を効果的に促進させて、吸入空気量（トルク）を確実に目標に沿って減少変化させることができるという効果がある。
【００２３】
請求項２，５記載の発明によると、スロットルバルブ開度を目標吸入空気量相当よりも小さくする制御が過剰に行われることを回避して、目標吸入空気量への追従変化を果たせるという効果がある。
【００２４】
請求項６記載の発明によると、吸入空気量の減少応答性を改善しつつ、空燃比をリーン化させることで、トルクの確実な減少変化が得られるという効果がある。
【００２５】
請求項７記載の発明によると、吸入空気量の減少応答性を改善しつつ、点火時期を遅角させることで、トルクの確実な減少変化が得られるという効果がある
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は実施の形態におけるエンジンのシステム構成図である。
【００２７】
この図１に示すエンジン１には、電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブ３が各気筒にそれぞれ装着される。
各気筒の吸気バルブ２上流側の吸気ポート４には燃料噴射弁５が装着され、吸気コレクタ部６には、吸気圧力を検出する吸気圧センサ７と、吸気温度を検出する吸気温度センサ８とが設けられる。
【００２８】
吸気コレクタ部６上流の吸気ダクト部９には、モータ等のアクチュエータで開閉駆動される電制式スロットルバルブ１１が介装され、該スロットルバルブ１１の上流には、エンジン１の吸入空気流量を検出するエアフローメータ１２が設けられる。
【００２９】
排気マニホールド１３の集合部には、排気中の酸素濃度に基づいて排気空燃比を検出する酸素センサ１４が設けられる。排気は、排気マニホールド１３，マニホールド触媒１５，床下触媒１６及びマフラー１７を通過して大気中に放出される。
【００３０】
エンジン１のクランク軸に軸支させたシグナルプレート１８には、単位角度毎の被検出部と、気筒判別用のフェーズ信号を発生させるための被検出部とが設けられ、ポジションセンサ１９及びフェーズセンサ２０がこれらの被検出部を検出することで単位角度毎のポジション信号とフェーズ信号とを出力する。
【００３１】
また、前記電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブ３のリフトタイミングを検出するリフトタイミングセンサ２１が各吸・排気バルブに備えられる。
更に、各気筒の燃焼室には、それぞれにイグニッションコイル２２を備える点火プラグ２３が設けられる。
【００３２】
また、アクセルペダル２４の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルワークユニット２５が設けられる。
前記各種センサからの検出信号は、エンジンコントロールユニット２５に入力され、エンジンコントロールユニット２５はこれらの検出信号に基づく演算処理によって電制式スロットルバルブ１１及び燃料噴射弁５を制御する一方、前記電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブ３を制御するＥＭＶコントロールユニット２６との間で相互通信を行う。
【００３３】
前記ＥＭＶコントロールユニット２６は、ＥＭＶドライブユニット２７を介して前記電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブ３の開閉動作（バルブタイミング）を制御するものであり、具体的には、バルブを閉弁方向に駆動する閉弁用電磁コイル、及び、バルブを開弁方向に駆動する開弁用電磁コイルに対する励磁電流の供給を制御する。
【００３４】
前記電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブは、図２に示すように、シリンダヘッド上に設けられる非磁性材料製のハウジング１２１と、吸気バルブ２（又は排気バルブ３、以下吸気バルブ２で代表する) のステム１３１に一体に設けられてハウジング１２１内に移動自由に収納されるアーマチュア１２２と、該アーマチュア１２２を吸引して吸気バルブ２を閉弁作動させる電磁力を発揮可能なようにアーマチュア１２２の上面に対向する位置でハウジング１２１内に固定配置される閉弁用電磁コイル１２３と、該アーマチュア１２２を吸引して吸気バルブ２を開弁作動させる電磁力を発揮可能なようにアーマチュア１２２の下面に対向する位置でハウジング１２１内に固定配置される開弁用電磁コイル１２４と、吸気バルブ２の閉弁方向に向けてアーマチュア１２２を付勢する閉弁側戻しバネ１２５と、吸気バルブ２の開弁方向に向けてアーマチュア１２２を付勢する開弁側戻しバネ１２６と、を備えて構成される。
【００３５】
そして、閉弁用電磁コイル１２３と開弁用電磁コイル１２４とを共に消磁したときに、吸気バルブ２は全開位置と閉弁位置との間の略中央に位置するように、閉弁側戻しバネ１２５と開弁側戻しバネ１２６とのバネ力が設定され、閉弁用電磁コイル１２３のみを励磁したときに吸気バルブ２は閉弁し、開弁用電磁コイル１２４のみを励磁したときに吸気バルブ２は開弁するように駆動される。
【００３６】
ここで、エンジンコントロールユニット２５及びＥＭＶコントロールユニット２６は、電磁駆動式吸バルブ２及び電制式スロットルバルブ１１を制御することで、エンジンの吸入空気量を制御するよう構成され、この吸入空気量制御の概略を、図３のブロック図に従って説明する。
【００３７】
目標空気量演算部５１には、アクセル開度及びエンジン回転速度が入力され、これらに基づいて目標吸入空気量（詳しくは、行程容積に対する新気量の標準状態での体積である体積流量比の目標値）を設定する。
【００３８】
可変動弁開度演算部５２は、前記目標吸入空気量に応じて吸気バルブ３の閉時期ＩＶＣを設定し、該閉時期ＩＶＣにおいて吸気バルブ３を閉弁させるべく、ＥＭＶドライブユニット２７に制御信号を出力する。
【００３９】
尚、吸気バルブ２の開時期ＩＶＣは排気上死点付近に固定される。また、吸気バルブ３の閉時期で吸入空気量を制御する場合には、スロットルバルブで制御する場合に対して空気量制御の応答が速いため、開時期ＩＶＣ（目標吸入空気量）の変化を遅らせてスロットルバルブで吸入空気量を制御する場合と同等の応答となるようにしてある。
【００４０】
また、前記目標吸入空気量は、応答性補正部５３を介して第１の目標スロットル開度演算部５４に入力されると共に、第２の目標スロットル開度演算部５５に入力される。
【００４１】
前記第１の目標スロットル開度演算部５４は、所定の目標ブースト（目標負圧）とするための目標スロットル開度を前記目標吸入空気量に応じて演算するが、前記応答性補正部５３で第１の目標スロットル開度演算部５４に入力される目標吸入空気量に遅れを生じさせて、実際の吸入空気量変化の応答に対応して目標スロットル開度が演算されるようにしてある。
【００４２】
また、第２の目標スロットル開度演算部５５は、吸気バルブ２を最小作動角に制御しても目標吸入空気量に制御できない領域（低負荷・高回転領域）で、スロットルバルブを目標ブースト相当の開度よりも絞って目標吸入空気量を得るための目標スロットル開度を演算する。
【００４３】
そして、前記第１の目標スロットル開度演算部５４及び第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度は、それぞれ演算切換部５６に入力され、該演算切換部５６から最終的な目標スロットル開度が出力される。
【００４４】
前記演算切換部５６には、領域切換え判定部５７における領域判定信号、具体的には、吸気バルブ２の開時期ＩＶＣの制御で目標吸入空気流量に制御できる領域であるか否かを示す信号が入力される。
【００４５】
前記演算切換部５６は、基本的には、吸気バルブ２の開時期ＩＶＣの制御で目標吸入空気流量に制御できる領域（以下、バルブタイミング制御領域という）では、第１の目標スロットル開度演算部５４で演算された目標スロットル開度を最終結果として出力して目標ブーストに制御する一方、吸気バルブ２の開時期ＩＶＣの制御では目標吸入空気流量に制御できない領域（以下、スロットルバルブ制御領域という）では、第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度を最終結果として出力する。
【００４６】
また、前記演算切換部５６は、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、目標スロットル開度を補正設定する機能を有しており、前記演算切換部５６の詳細を示す図４のブロックに従って上記補正機能を説明する。
【００４７】
図４のブロックにおいて、目標スロットル開度（目標ＴＶＯ）選択部６１には、前記第１の目標スロットル開度演算部５４及び第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度がそれぞれ入力されると共に、前記領域切換え判定部５７からの領域判定信号が入力され、バルブタイミング制御領域では、第１の目標スロットル開度演算部５４で演算された目標スロットル開度を出力し、スロットルバルブ制御領域では、第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度を出力する。
【００４８】
切換え時補正値選択部６２には、前記目標スロットル開度選択部６１から出力された目標スロットル開度と、前記領域判定信号とが入力され、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時において、第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度を、補正値の初期値として選択する。
【００４９】
尚、前記補正値の初期値として固定値を与える構成としても良い。
前記切換え時補正値選択部６２で選択された補正値の初期値は、一次遅れ処理部６３に出力され、前記初期値から徐々に補正値を減じる設定を行う。前記一次遅れ処理部６３において補正値を減衰させる時定数は、一次遅れ係数設定部６４において、エンジン回転速度と目標スロットル開度とに応じて設定される。
【００５０】
前記一次遅れ処理部６３から出力される補正値は、切換え時補正値反映切換え部６５で、実際に補正に用いるか否かが選択される。
前記切換え時補正値反映切換え部６５には、切換え時補正値反映タイマー部６６からの補正許可信号が入力され、補正が許可される状態でのみ補正値を出力する。前記切換え時補正値反映切換え部６５から出力される補正値によって、目標スロットル開度が減少補正され、該減少補正された目標スロットル開度が最終結果として出力される。
【００５１】
前記切換え時補正値反映タイマー部６６には、領域判定信号とエンジン回転速度と目標スロットル開度とが入力され、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から、エンジン回転速度及び目標スロットル開度に応じた補正時間が経過するまでのスロットルバルブ制御領域で、補正値による目標スロットル開度の減少補正を許可する。
【００５２】
上記補正により、図５のタイムチャートに示すように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に一旦スロットル開度ＴＶＯが全閉に制御され、その後スロットルバルブ制御領域での本来の目標開度に徐々に近づくことになる。
【００５３】
このように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にスロットル開度ＴＶＯを減少補正すれば、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に吸入負圧の発達を促進させ、吸入空気量を応答良く減少変化させることができ、スロットルバルブでのみ吸入空気量を制御するエンジンと同等の応答性で減速時にトルクを減少させることができる。
【００５４】
図６のフローチャートは、前記図４のブロック図に示した、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時におけるスロットル開度ＴＶＯの減少補正の様子を示すのものである。
【００５５】
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、目標スロットル開度を読み込み、ステップＳ２では、領域判定信号を読み込む。
ステップＳ３では、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であるか否かを判別し、移行時でない場合には、ステップＳ９へジャンプして進み、ステップＳ１で読み込んだ目標スロットル開度を最終結果としてそのまま出力する。
【００５６】
一方、ステップＳ３で、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であると判定されると、ステップＳ４へ進んで、エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ５では、エンジン回転速度と目標スロットル開度とから一次遅れ係数を設定する。
【００５７】
ステップＳ６では、前記一次遅れ係数により初期値から時間経過と共に減少される補正値を算出する。
ステップＳ７では、補正値を反映させる補正時間をエンジン回転速度及び目標スロットル開度に基づいて算出し、ステップＳ８では、目標スロットル開度の前記補正値による減少補正を行い、ステップＳ９で前記減少補正した目標スロットル開度を最終結果として出力する。
【００５８】
ところで、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時における目標スロットル開度の補正では、瞬間的に目標スロットル開度を全閉にして、その後本来の目標スロットル開度に徐々に近づけるようにしたが、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行から所定時間、目標スロットル開度を全閉に保持し、その後本来の目標スロットル開度にステップ的に戻すようにしても、同様な効果を得ることができる。
【００５９】
上記補正を行う場合の演算切換部５６の詳細を、図７のブロック図に示す。
図７において、目標スロットル開度（目標ＴＶＯ）選択部７１には、前記第１の目標スロットル開度演算部５４及び第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度がそれぞれ入力されると共に、前記領域切換え判定部５７からの領域判定信号が入力され、バルブタイミング制御領域では、第１の目標スロットル開度演算部５４で演算された目標スロットル開度を出力し、スロットルバルブ制御領域では、第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度を出力する。
【００６０】
前記目標スロットル開度選択部７１で選択された目標スロットル開度は、切換え時全閉保持時間演算部７２に入力される。
前記切換え時全閉保持時間演算部７２には、前記目標スロットル開度の他、エンジン回転速度（回転数rpm）、及び、領域判定信号が入力され、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から、目標スロットル開度及びエンジン回転速度に応じた時間だけ、スロットルバルブの全閉保持信号をスロットルバルブ開度（ＴＶＯ）出力切換え部７３に出力する。
【００６１】
前記ＴＶＯ出力切換え部７３では、全閉保持信号が出力される間、目標スロットル開度選択部７１で選択された目標スロットル開度に代えて、目標スロットル開度を全閉として出力する。
【００６２】
上記補正により、図８のタイムチャートに示すように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から所定時間だけスロットル開度ＴＶＯが全閉に保持され、その後スロットルバルブ制御領域での本来の目標開度にステップ的に戻ることになる。
【００６３】
このように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にスロットル開度ＴＶＯを全閉に保持すれば、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に吸入負圧の発達を促進させ、吸入空気量を応答良く減少変化させることができ、スロットルバルブでのみ吸入空気量を制御するエンジンと同等の応答性で減速時にトルクを減少させることができる。
【００６４】
図９のフローチャートは、前記図７のブロック図に示した、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時におけるスロットル開度ＴＶＯの減少補正の様子を示すのものである。
【００６５】
図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、目標スロットル開度を読み込み、ステップＳ１２では、領域判定信号を読み込む。
ステップＳ１３では、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であるか否かを判別し、移行時でない場合には、ステップＳ１７へジャンプして進み、ステップＳ１１で読み込んだ目標スロットル開度を最終結果としてそのまま出力する。
【００６６】
一方、ステップＳ１３で、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であると判定されると、ステップＳ１４へ進んで、エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ１５では、エンジン回転速度と目標スロットル開度とからスロットルバルブを全閉に保持する時間を決定する。
【００６７】
そして、ステップＳ１６では、ステップＳ１５で決定された時間だけ、目標スロットル開度を全閉に補正し、ステップＳ１７で全閉である目標スロットル開度を出力させる。
【００６８】
ところで、上記のように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にスロットル開度ＴＶＯを減少補正しても、充分なトルク低下を実現できない場合には、同時に点火時期の遅角補正及び／又は燃料噴射量の減量補正を行うようにすると良い。
【００６９】
図１０のブロック図は、点火時期の遅角補正を示すものである。
図において、余剰空気量演算部８１は、エンジン回転速度と目標吸入空気量とから、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時における余剰な吸入空気量を算出する。
【００７０】
前記余剰吸入空気量の情報は、トルク補正量演算部８２に出力され、ここで、余剰吸入空気量がトルクの減少補正要求（トルク補正量）に変換される。
前記トルク補正量は、トルク補正分点火時期補正部８３に出力され、基本点火時期演算部８４で演算された点火時期が、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にトルク補正量に対応して遅角補正される。
【００７１】
図１１のブロック図は、前記トルク補正分点火時期補正部８３の詳細を示すものであり、点火時期補正量演算部８３１には、トルク補正量とエンジン回転速度が入力され、トルク補正量に見合った点火時期補正量（遅角補正量）が演算される。
【００７２】
切換え時補正量反映タイマー８３２は、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時からエンジン回転速度及び目標スロットル開度に応じた時間だけ、前記点火時期補正量（遅角補正量）を出力させ、前記基本点火時期を前記点火時期補正量に従って遅角補正させる。
【００７３】
図１２のフローチャートは、上記点火時期の遅角補正制御を示すものである。ステップＳ２１では、基本点火時期を読み込み、ステップＳ２２では、領域判定信号を読み込む。
【００７４】
ステップＳ２３では、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であるか否かを判別し、移行時でない場合には、ステップＳ２９へジャンプして進み、ステップＳ２１で読み込んだ基本点火時期を最終結果としてそのまま出力する。
【００７５】
一方、ステップＳ２３でバルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であると判定されると、ステップＳ２４へ進んで、エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ２５では、目標吸入空気量を読み込む。
【００７６】
ステップＳ２６では、前記エンジン回転速度と目標吸入空気量とから余剰空気量を算出し、ステップＳ２７ではこの余剰空気量をトルク補正量に変換する。
ステップＳ２８では、前記トルク補正量を点火時期補正量に変換し、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から所定時間、前記点火時期補正量で基本点火時期を遅角補正する。
【００７７】
図１３のブロック図は、燃料噴射量の減量補正（空燃比のリーン化補正）を示すものである。
図において、余剰空気量演算部９１は、エンジン回転速度と目標吸入空気量とから、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時における余剰な吸入空気量を算出する。
【００７８】
前記余剰吸入空気量の情報は、トルク補正量演算部９２に出力され、ここで、余剰吸入空気量がトルクの減少補正要求（トルク補正量）に変換される。
前記トルク補正量は、トルク補正分点火空燃比補正部９３に出力され、基本空燃比演算部９４で演算された基本空燃比が、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にトルク補正量に対応してリーン化され、該空燃比に応じて燃料噴射量を決定させることで、燃料噴射量を減量補正する。
【００７９】
図１４のブロック図は、前記トルク補正分空燃比補正部９３の詳細を示すものであり、空燃比補正量演算部９３１には、トルク補正量とエンジン回転速度が入力され、トルク補正量に見合った空燃比補正量（空燃比リーン化量）が演算される。
【００８０】
切換え時補正量反映タイマー９３２は、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時からエンジン回転速度及び目標スロットル開度に応じた時間だけ、前記空燃比補正量（空燃比リーン化量）を出力させ、前記基本空燃比を前記点火時期補正量に従ってリーン化させ、以って、燃料噴射量を減量補正させる。
【００８１】
図１５のフローチャートは、上記空燃比のリーン化補正制御（燃料噴射量の減量補正制御）を示すものである。
ステップＳ３１では、基本空燃比を読み込み、ステップＳ３２では、領域判定信号を読み込む。
【００８２】
ステップＳ３３では、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であるか否かを判別し、移行時でない場合には、ステップＳ３９へジャンプして進み、ステップＳ３１で読み込んだ基本空燃比を最終結果としてそのまま出力する。
【００８３】
一方、ステップＳ３３でバルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であると判定されると、ステップＳ３４へ進んで、エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ３５では、目標吸入空気量を読み込む。
【００８４】
ステップＳ３６では、前記エンジン回転速度と目標吸入空気量とから余剰空気量を算出し、ステップＳ３７ではこの余剰空気量をトルク補正量に変換する。
ステップＳ３８では、前記トルク補正量を空燃比補正量に変換し、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から所定時間、前記空燃比補正量で基本空燃比をリーン化補正する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるエンジンのシステム図。
【図２】電磁式動弁機構の詳細を示す断面図。
【図３】吸入空気量の制御ブロック図。
【図４】領域移行時におけるスロットル開度補正の第１実施形態を示すブロック図。
【図５】上記第１実施形態におけるスロットル開度特性を示すタイムチャート。
【図６】上記第１実施形態におけるスロットル開度補正制御を示すフローチャート。
【図７】領域移行時におけるスロットル開度補正の第２実施形態を示すブロック図。
【図８】上記第２実施形態におけるスロットル開度特性を示すタイムチャート。
【図９】上記第２実施形態におけるスロットル開度補正制御を示すフローチャート。
【図１０】領域移行時における点火時期補正を示すブロック図。
【図１１】点火時期補正の詳細を示すブロック図。
【図１２】領域移行時における点火時期補正を示すフローチャート。
【図１３】領域移行時における空燃比（燃料噴射量）補正を示すブロック図。
【図１４】空燃比（燃料噴射量）補正の詳細を示すブロック図。
【図１５】領域移行時における空燃比（燃料噴射量）補正を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン
２…電磁駆動式吸気バルブ
３…電磁駆動式排気バルブ
５…燃料噴射弁
１１…電制式スロットルバルブ
２３…点火プラグ
２５…エンジンコントロールユニット
２６…ＥＭＶコントロールユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は吸気バルブのバルブタイミング制御によってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸気バルブのバルブタイミング制御によってエンジンの吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置としては、特開平１１−２１０５０７号公報に開示されるようなものがあった。
【０００３】
このものは、スロットルバルブを備えずに、電磁駆動式吸気バルブのバルブタイミング制御によってエンジンの吸入空気量を制御する構成であって、減速中に排気下死点以降にまで排気弁の開時期を遅らせることで、筒内ガスを再圧縮させ、該再圧縮による損失仕事でエンジンブレーキを発生させる構成である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電磁力によって吸気バルブを開閉駆動する場合には、エンジン回転速度とは無関係に駆動速度が一定であって、閉状態から開状態に変化するまで、また、開状態から閉状態に変化するまでにエンジン回転速度に無関係な一定の動作時間を必要とする。このため、吸気バルブの最小作動角がエンジン回転速度が高いときほど大きくなって、高回転域でかつ目標吸入空気量の少ない低負荷の領域では、吸気バルブの制御のみによっては、目標吸入空気量に制御できなくなってしまう場合がある。
【０００５】
ここで、吸気通路の開口面積を絞るスロットルバルブを設け、吸気バルブの制御のみで目標吸入空気量に制御できる領域では、スロットルバルブを全開に保持するか、目標吸気圧相当に開度制御し、吸気バルブの制御のみでは目標吸入空気量に制御できない領域（高回転・低負荷領域）で、スロットルバルブの開度を絞るようにすれば、目標吸入空気量に制御させることが可能となる。
【０００６】
しかしながら、吸入空気量を減少させるべく、それまで全開付近に制御されていたスロットルバルブの開度を絞っても、スロットルバルブ下流側の吸気マニホールド等に充填されていた空気がシリンダ内に吸引されるため、吸入負圧の発達（吸入空気量の減少変化）が遅れ、スロットルバルブのみで吸入空気量を制御するエンジンに対して吸入空気量の減少変化が遅れ、減速時にトルク段差を生じてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸気バルブのバルブタイミングを制御することで吸入空気量を制御する領域から、スロットルバルブの開度を絞って吸入空気量を制御する領域に移行するときに、応答良く吸入空気量（トルク）を減少変化させることができるエンジンの吸入空気量制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時点から所定時間だけ、前記スロットルバルブを前記目標吸入空気量相当よりも小さい予め記憶された所定開度に保持させる構成とした。
【００１１】
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時点から所定時間は、目標吸入空気量相当の開度ではなく、該開度よりも小さい所定開度に保持させ、前記所定時間経過後、目標吸入空気量相当の開度に復帰させる。
請求項２記載の発明では、前記所定時間を、エンジン回転速度と目標吸入空気量に相当するスロットルバルブの開度との少なくとも一方に応じて決定する構成とした。
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時におけるエンジンの回転速度及び／又は目標吸入空気量相当開度に応じて、移行時からスロットルバルブ開度を減少補正する時間を決定する。
【００１２】
請求項３記載の発明では、吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブを前記目標吸入空気量相当よりも小さい予め記憶された所定開度に制御したのち、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当に徐々に近づける構成とした。
【００１３】
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、目標吸入空気量相当の開度ではなく、該開度よりも小さい所定開度に制御し、その後、目標吸入空気量相当の開度に徐々に復帰させる。換言すれば、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に開度を最大に減少補正し、その後減少補正量を徐々に小さくして、最終的には減少補正量を０として目標吸入空気量相当の開度に復帰させる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、前記所定開度を全閉とする構成とした。
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、一時的にスロットルバルブ開度を全閉に制御し、その後、目標吸入空気量相当の開度に戻す。
【００１５】
請求項５記載の発明では、吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、エンジン回転速度と目標吸入空気量に相当するスロットルバルブの開度との少なくとも一方に応じて決定される時間だけ、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも減少補正する構成とした。
【００１６】
かかる構成によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時におけるエンジンの回転速度及び／又は目標吸入空気量相当開度に応じて、移行時からスロットルバルブ開度を減少補正する時間を決定する。
【００１７】
請求項６記載の発明では、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御すると共に、エンジンへの燃料噴射量を減量補正する構成とした。
【００１８】
かかる構成によると、スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御することで、吸入負圧の発達、引いては、吸入空気量の速やかな減少を図るが、同時に燃料噴射量を減量補正して、吸入空気量の減少と空燃比のリーン化とでエンジントルクを小さくする。
【００１９】
請求項７記載の発明では、前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御すると共に、エンジンの点火時期を遅角補正する構成とした。
【００２０】
かかる構成によると、スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御することで、吸入負圧の発達、引いては、吸入空気量の速やかな減少を図るが、同時に点火時期を遅角補正して、吸入空気量の減少と点火時期の遅角補正とでエンジントルクを小さくする。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１，３記載の発明によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に吸入負圧の発達を促進させ、吸入空気量が応答良く減少変化するようにし、以って、減速トルクに段差が生じることを防止できるという効果がある。
【００２２】
請求項４記載の発明によると、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、スロットルバルブを一時的に全閉に制御することで、吸入負圧の発達を効果的に促進させて、吸入空気量（トルク）を確実に目標に沿って減少変化させることができるという効果がある。
【００２３】
請求項２，５記載の発明によると、スロットルバルブ開度を目標吸入空気量相当よりも小さくする制御が過剰に行われることを回避して、目標吸入空気量への追従変化を果たせるという効果がある。
【００２４】
請求項６記載の発明によると、吸入空気量の減少応答性を改善しつつ、空燃比をリーン化させることで、トルクの確実な減少変化が得られるという効果がある。
【００２５】
請求項７記載の発明によると、吸入空気量の減少応答性を改善しつつ、点火時期を遅角させることで、トルクの確実な減少変化が得られるという効果がある
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は実施の形態におけるエンジンのシステム構成図である。
【００２７】
この図１に示すエンジン１には、電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブ３が各気筒にそれぞれ装着される。
各気筒の吸気バルブ２上流側の吸気ポート４には燃料噴射弁５が装着され、吸気コレクタ部６には、吸気圧力を検出する吸気圧センサ７と、吸気温度を検出する吸気温度センサ８とが設けられる。
【００２８】
吸気コレクタ部６上流の吸気ダクト部９には、モータ等のアクチュエータで開閉駆動される電制式スロットルバルブ１１が介装され、該スロットルバルブ１１の上流には、エンジン１の吸入空気流量を検出するエアフローメータ１２が設けられる。
【００２９】
排気マニホールド１３の集合部には、排気中の酸素濃度に基づいて排気空燃比を検出する酸素センサ１４が設けられる。排気は、排気マニホールド１３，マニホールド触媒１５，床下触媒１６及びマフラー１７を通過して大気中に放出される。
【００３０】
エンジン１のクランク軸に軸支させたシグナルプレート１８には、単位角度毎の被検出部と、気筒判別用のフェーズ信号を発生させるための被検出部とが設けられ、ポジションセンサ１９及びフェーズセンサ２０がこれらの被検出部を検出することで単位角度毎のポジション信号とフェーズ信号とを出力する。
【００３１】
また、前記電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブ３のリフトタイミングを検出するリフトタイミングセンサ２１が各吸・排気バルブに備えられる。
更に、各気筒の燃焼室には、それぞれにイグニッションコイル２２を備える点火プラグ２３が設けられる。
【００３２】
また、アクセルペダル２４の踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルワークユニット２５が設けられる。
前記各種センサからの検出信号は、エンジンコントロールユニット２５に入力され、エンジンコントロールユニット２５はこれらの検出信号に基づく演算処理によって電制式スロットルバルブ１１及び燃料噴射弁５を制御する一方、前記電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブ３を制御するＥＭＶコントロールユニット２６との間で相互通信を行う。
【００３３】
前記ＥＭＶコントロールユニット２６は、ＥＭＶドライブユニット２７を介して前記電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブ３の開閉動作（バルブタイミング）を制御するものであり、具体的には、バルブを閉弁方向に駆動する閉弁用電磁コイル、及び、バルブを開弁方向に駆動する開弁用電磁コイルに対する励磁電流の供給を制御する。
【００３４】
前記電磁駆動式の吸気バルブ２及び排気バルブは、図２に示すように、シリンダヘッド上に設けられる非磁性材料製のハウジング１２１と、吸気バルブ２（又は排気バルブ３、以下吸気バルブ２で代表する) のステム１３１に一体に設けられてハウジング１２１内に移動自由に収納されるアーマチュア１２２と、該アーマチュア１２２を吸引して吸気バルブ２を閉弁作動させる電磁力を発揮可能なようにアーマチュア１２２の上面に対向する位置でハウジング１２１内に固定配置される閉弁用電磁コイル１２３と、該アーマチュア１２２を吸引して吸気バルブ２を開弁作動させる電磁力を発揮可能なようにアーマチュア１２２の下面に対向する位置でハウジング１２１内に固定配置される開弁用電磁コイル１２４と、吸気バルブ２の閉弁方向に向けてアーマチュア１２２を付勢する閉弁側戻しバネ１２５と、吸気バルブ２の開弁方向に向けてアーマチュア１２２を付勢する開弁側戻しバネ１２６と、を備えて構成される。
【００３５】
そして、閉弁用電磁コイル１２３と開弁用電磁コイル１２４とを共に消磁したときに、吸気バルブ２は全開位置と閉弁位置との間の略中央に位置するように、閉弁側戻しバネ１２５と開弁側戻しバネ１２６とのバネ力が設定され、閉弁用電磁コイル１２３のみを励磁したときに吸気バルブ２は閉弁し、開弁用電磁コイル１２４のみを励磁したときに吸気バルブ２は開弁するように駆動される。
【００３６】
ここで、エンジンコントロールユニット２５及びＥＭＶコントロールユニット２６は、電磁駆動式吸バルブ２及び電制式スロットルバルブ１１を制御することで、エンジンの吸入空気量を制御するよう構成され、この吸入空気量制御の概略を、図３のブロック図に従って説明する。
【００３７】
目標空気量演算部５１には、アクセル開度及びエンジン回転速度が入力され、これらに基づいて目標吸入空気量（詳しくは、行程容積に対する新気量の標準状態での体積である体積流量比の目標値）を設定する。
【００３８】
可変動弁開度演算部５２は、前記目標吸入空気量に応じて吸気バルブ３の閉時期ＩＶＣを設定し、該閉時期ＩＶＣにおいて吸気バルブ３を閉弁させるべく、ＥＭＶドライブユニット２７に制御信号を出力する。
【００３９】
尚、吸気バルブ２の開時期ＩＶＣは排気上死点付近に固定される。また、吸気バルブ３の閉時期で吸入空気量を制御する場合には、スロットルバルブで制御する場合に対して空気量制御の応答が速いため、開時期ＩＶＣ（目標吸入空気量）の変化を遅らせてスロットルバルブで吸入空気量を制御する場合と同等の応答となるようにしてある。
【００４０】
また、前記目標吸入空気量は、応答性補正部５３を介して第１の目標スロットル開度演算部５４に入力されると共に、第２の目標スロットル開度演算部５５に入力される。
【００４１】
前記第１の目標スロットル開度演算部５４は、所定の目標ブースト（目標負圧）とするための目標スロットル開度を前記目標吸入空気量に応じて演算するが、前記応答性補正部５３で第１の目標スロットル開度演算部５４に入力される目標吸入空気量に遅れを生じさせて、実際の吸入空気量変化の応答に対応して目標スロットル開度が演算されるようにしてある。
【００４２】
また、第２の目標スロットル開度演算部５５は、吸気バルブ２を最小作動角に制御しても目標吸入空気量に制御できない領域（低負荷・高回転領域）で、スロットルバルブを目標ブースト相当の開度よりも絞って目標吸入空気量を得るための目標スロットル開度を演算する。
【００４３】
そして、前記第１の目標スロットル開度演算部５４及び第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度は、それぞれ演算切換部５６に入力され、該演算切換部５６から最終的な目標スロットル開度が出力される。
【００４４】
前記演算切換部５６には、領域切換え判定部５７における領域判定信号、具体的には、吸気バルブ２の開時期ＩＶＣの制御で目標吸入空気流量に制御できる領域であるか否かを示す信号が入力される。
【００４５】
前記演算切換部５６は、基本的には、吸気バルブ２の開時期ＩＶＣの制御で目標吸入空気流量に制御できる領域（以下、バルブタイミング制御領域という）では、第１の目標スロットル開度演算部５４で演算された目標スロットル開度を最終結果として出力して目標ブーストに制御する一方、吸気バルブ２の開時期ＩＶＣの制御では目標吸入空気流量に制御できない領域（以下、スロットルバルブ制御領域という）では、第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度を最終結果として出力する。
【００４６】
また、前記演算切換部５６は、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、目標スロットル開度を補正設定する機能を有しており、前記演算切換部５６の詳細を示す図４のブロックに従って上記補正機能を説明する。
【００４７】
図４のブロックにおいて、目標スロットル開度（目標ＴＶＯ）選択部６１には、前記第１の目標スロットル開度演算部５４及び第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度がそれぞれ入力されると共に、前記領域切換え判定部５７からの領域判定信号が入力され、バルブタイミング制御領域では、第１の目標スロットル開度演算部５４で演算された目標スロットル開度を出力し、スロットルバルブ制御領域では、第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度を出力する。
【００４８】
切換え時補正値選択部６２には、前記目標スロットル開度選択部６１から出力された目標スロットル開度と、前記領域判定信号とが入力され、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時において、第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度を、補正値の初期値として選択する。
【００４９】
尚、前記補正値の初期値として固定値を与える構成としても良い。
前記切換え時補正値選択部６２で選択された補正値の初期値は、一次遅れ処理部６３に出力され、前記初期値から徐々に補正値を減じる設定を行う。前記一次遅れ処理部６３において補正値を減衰させる時定数は、一次遅れ係数設定部６４において、エンジン回転速度と目標スロットル開度とに応じて設定される。
【００５０】
前記一次遅れ処理部６３から出力される補正値は、切換え時補正値反映切換え部６５で、実際に補正に用いるか否かが選択される。
前記切換え時補正値反映切換え部６５には、切換え時補正値反映タイマー部６６からの補正許可信号が入力され、補正が許可される状態でのみ補正値を出力する。前記切換え時補正値反映切換え部６５から出力される補正値によって、目標スロットル開度が減少補正され、該減少補正された目標スロットル開度が最終結果として出力される。
【００５１】
前記切換え時補正値反映タイマー部６６には、領域判定信号とエンジン回転速度と目標スロットル開度とが入力され、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から、エンジン回転速度及び目標スロットル開度に応じた補正時間が経過するまでのスロットルバルブ制御領域で、補正値による目標スロットル開度の減少補正を許可する。
【００５２】
上記補正により、図５のタイムチャートに示すように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に一旦スロットル開度ＴＶＯが全閉に制御され、その後スロットルバルブ制御領域での本来の目標開度に徐々に近づくことになる。
【００５３】
このように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にスロットル開度ＴＶＯを減少補正すれば、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に吸入負圧の発達を促進させ、吸入空気量を応答良く減少変化させることができ、スロットルバルブでのみ吸入空気量を制御するエンジンと同等の応答性で減速時にトルクを減少させることができる。
【００５４】
図６のフローチャートは、前記図４のブロック図に示した、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時におけるスロットル開度ＴＶＯの減少補正の様子を示すのものである。
【００５５】
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、目標スロットル開度を読み込み、ステップＳ２では、領域判定信号を読み込む。
ステップＳ３では、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であるか否かを判別し、移行時でない場合には、ステップＳ９へジャンプして進み、ステップＳ１で読み込んだ目標スロットル開度を最終結果としてそのまま出力する。
【００５６】
一方、ステップＳ３で、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であると判定されると、ステップＳ４へ進んで、エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ５では、エンジン回転速度と目標スロットル開度とから一次遅れ係数を設定する。
【００５７】
ステップＳ６では、前記一次遅れ係数により初期値から時間経過と共に減少される補正値を算出する。
ステップＳ７では、補正値を反映させる補正時間をエンジン回転速度及び目標スロットル開度に基づいて算出し、ステップＳ８では、目標スロットル開度の前記補正値による減少補正を行い、ステップＳ９で前記減少補正した目標スロットル開度を最終結果として出力する。
【００５８】
ところで、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時における目標スロットル開度の補正では、瞬間的に目標スロットル開度を全閉にして、その後本来の目標スロットル開度に徐々に近づけるようにしたが、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行から所定時間、目標スロットル開度を全閉に保持し、その後本来の目標スロットル開度にステップ的に戻すようにしても、同様な効果を得ることができる。
【００５９】
上記補正を行う場合の演算切換部５６の詳細を、図７のブロック図に示す。
図７において、目標スロットル開度（目標ＴＶＯ）選択部７１には、前記第１の目標スロットル開度演算部５４及び第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度がそれぞれ入力されると共に、前記領域切換え判定部５７からの領域判定信号が入力され、バルブタイミング制御領域では、第１の目標スロットル開度演算部５４で演算された目標スロットル開度を出力し、スロットルバルブ制御領域では、第２の目標スロットル開度演算部５５で演算された目標スロットル開度を出力する。
【００６０】
前記目標スロットル開度選択部７１で選択された目標スロットル開度は、切換え時全閉保持時間演算部７２に入力される。
前記切換え時全閉保持時間演算部７２には、前記目標スロットル開度の他、エンジン回転速度（回転数rpm）、及び、領域判定信号が入力され、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から、目標スロットル開度及びエンジン回転速度に応じた時間だけ、スロットルバルブの全閉保持信号をスロットルバルブ開度（ＴＶＯ）出力切換え部７３に出力する。
【００６１】
前記ＴＶＯ出力切換え部７３では、全閉保持信号が出力される間、目標スロットル開度選択部７１で選択された目標スロットル開度に代えて、目標スロットル開度を全閉として出力する。
【００６２】
上記補正により、図８のタイムチャートに示すように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から所定時間だけスロットル開度ＴＶＯが全閉に保持され、その後スロットルバルブ制御領域での本来の目標開度にステップ的に戻ることになる。
【００６３】
このように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にスロットル開度ＴＶＯを全閉に保持すれば、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に吸入負圧の発達を促進させ、吸入空気量を応答良く減少変化させることができ、スロットルバルブでのみ吸入空気量を制御するエンジンと同等の応答性で減速時にトルクを減少させることができる。
【００６４】
図９のフローチャートは、前記図７のブロック図に示した、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時におけるスロットル開度ＴＶＯの減少補正の様子を示すのものである。
【００６５】
図９のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、目標スロットル開度を読み込み、ステップＳ１２では、領域判定信号を読み込む。
ステップＳ１３では、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であるか否かを判別し、移行時でない場合には、ステップＳ１７へジャンプして進み、ステップＳ１１で読み込んだ目標スロットル開度を最終結果としてそのまま出力する。
【００６６】
一方、ステップＳ１３で、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であると判定されると、ステップＳ１４へ進んで、エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ１５では、エンジン回転速度と目標スロットル開度とからスロットルバルブを全閉に保持する時間を決定する。
【００６７】
そして、ステップＳ１６では、ステップＳ１５で決定された時間だけ、目標スロットル開度を全閉に補正し、ステップＳ１７で全閉である目標スロットル開度を出力させる。
【００６８】
ところで、上記のように、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にスロットル開度ＴＶＯを減少補正しても、充分なトルク低下を実現できない場合には、同時に点火時期の遅角補正及び／又は燃料噴射量の減量補正を行うようにすると良い。
【００６９】
図１０のブロック図は、点火時期の遅角補正を示すものである。
図において、余剰空気量演算部８１は、エンジン回転速度と目標吸入空気量とから、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時における余剰な吸入空気量を算出する。
【００７０】
前記余剰吸入空気量の情報は、トルク補正量演算部８２に出力され、ここで、余剰吸入空気量がトルクの減少補正要求（トルク補正量）に変換される。
前記トルク補正量は、トルク補正分点火時期補正部８３に出力され、基本点火時期演算部８４で演算された点火時期が、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にトルク補正量に対応して遅角補正される。
【００７１】
図１１のブロック図は、前記トルク補正分点火時期補正部８３の詳細を示すものであり、点火時期補正量演算部８３１には、トルク補正量とエンジン回転速度が入力され、トルク補正量に見合った点火時期補正量（遅角補正量）が演算される。
【００７２】
切換え時補正量反映タイマー８３２は、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時からエンジン回転速度及び目標スロットル開度に応じた時間だけ、前記点火時期補正量（遅角補正量）を出力させ、前記基本点火時期を前記点火時期補正量に従って遅角補正させる。
【００７３】
図１２のフローチャートは、上記点火時期の遅角補正制御を示すものである。ステップＳ２１では、基本点火時期を読み込み、ステップＳ２２では、領域判定信号を読み込む。
【００７４】
ステップＳ２３では、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であるか否かを判別し、移行時でない場合には、ステップＳ２９へジャンプして進み、ステップＳ２１で読み込んだ基本点火時期を最終結果としてそのまま出力する。
【００７５】
一方、ステップＳ２３でバルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であると判定されると、ステップＳ２４へ進んで、エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ２５では、目標吸入空気量を読み込む。
【００７６】
ステップＳ２６では、前記エンジン回転速度と目標吸入空気量とから余剰空気量を算出し、ステップＳ２７ではこの余剰空気量をトルク補正量に変換する。
ステップＳ２８では、前記トルク補正量を点火時期補正量に変換し、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から所定時間、前記点火時期補正量で基本点火時期を遅角補正する。
【００７７】
図１３のブロック図は、燃料噴射量の減量補正（空燃比のリーン化補正）を示すものである。
図において、余剰空気量演算部９１は、エンジン回転速度と目標吸入空気量とから、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時における余剰な吸入空気量を算出する。
【００７８】
前記余剰吸入空気量の情報は、トルク補正量演算部９２に出力され、ここで、余剰吸入空気量がトルクの減少補正要求（トルク補正量）に変換される。
前記トルク補正量は、トルク補正分点火空燃比補正部９３に出力され、基本空燃比演算部９４で演算された基本空燃比が、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時にトルク補正量に対応してリーン化され、該空燃比に応じて燃料噴射量を決定させることで、燃料噴射量を減量補正する。
【００７９】
図１４のブロック図は、前記トルク補正分空燃比補正部９３の詳細を示すものであり、空燃比補正量演算部９３１には、トルク補正量とエンジン回転速度が入力され、トルク補正量に見合った空燃比補正量（空燃比リーン化量）が演算される。
【００８０】
切換え時補正量反映タイマー９３２は、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時からエンジン回転速度及び目標スロットル開度に応じた時間だけ、前記空燃比補正量（空燃比リーン化量）を出力させ、前記基本空燃比を前記点火時期補正量に従ってリーン化させ、以って、燃料噴射量を減量補正させる。
【００８１】
図１５のフローチャートは、上記空燃比のリーン化補正制御（燃料噴射量の減量補正制御）を示すものである。
ステップＳ３１では、基本空燃比を読み込み、ステップＳ３２では、領域判定信号を読み込む。
【００８２】
ステップＳ３３では、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であるか否かを判別し、移行時でない場合には、ステップＳ３９へジャンプして進み、ステップＳ３１で読み込んだ基本空燃比を最終結果としてそのまま出力する。
【００８３】
一方、ステップＳ３３でバルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時であると判定されると、ステップＳ３４へ進んで、エンジン回転速度を読み込み、ステップＳ３５では、目標吸入空気量を読み込む。
【００８４】
ステップＳ３６では、前記エンジン回転速度と目標吸入空気量とから余剰空気量を算出し、ステップＳ３７ではこの余剰空気量をトルク補正量に変換する。
ステップＳ３８では、前記トルク補正量を空燃比補正量に変換し、バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時から所定時間、前記空燃比補正量で基本空燃比をリーン化補正する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるエンジンのシステム図。
【図２】電磁式動弁機構の詳細を示す断面図。
【図３】吸入空気量の制御ブロック図。
【図４】領域移行時におけるスロットル開度補正の第１実施形態を示すブロック図。
【図５】上記第１実施形態におけるスロットル開度特性を示すタイムチャート。
【図６】上記第１実施形態におけるスロットル開度補正制御を示すフローチャート。
【図７】領域移行時におけるスロットル開度補正の第２実施形態を示すブロック図。
【図８】上記第２実施形態におけるスロットル開度特性を示すタイムチャート。
【図９】上記第２実施形態におけるスロットル開度補正制御を示すフローチャート。
【図１０】領域移行時における点火時期補正を示すブロック図。
【図１１】点火時期補正の詳細を示すブロック図。
【図１２】領域移行時における点火時期補正を示すフローチャート。
【図１３】領域移行時における空燃比（燃料噴射量）補正を示すブロック図。
【図１４】空燃比（燃料噴射量）補正の詳細を示すブロック図。
【図１５】領域移行時における空燃比（燃料噴射量）補正を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン
２…電磁駆動式吸気バルブ
３…電磁駆動式排気バルブ
５…燃料噴射弁
１１…電制式スロットルバルブ
２３…点火プラグ
２５…エンジンコントロールユニット
２６…ＥＭＶコントロールユニット
Claims (7)
- 吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、
前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時点から所定時間だけ、前記スロットルバルブを前記目標吸入空気量相当よりも小さい予め記憶された所定開度に保持させることを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置。 - 前記所定時間を、エンジン回転速度と目標吸入空気量に相当するスロットルバルブの開度との少なくとも一方に応じて決定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸入空気量制御装置。
- 吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、
前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブを前記目標吸入空気量相当よりも小さい予め記憶された所定開度に制御したのち、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当に徐々に近づけることを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置。 - 前記所定開度を全閉と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入空気量制御装置。
- 吸気バルブのバルブタイミングを制御することでエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するバルブタイミング制御領域と、スロットルバルブの開度を絞ってエンジンの吸入空気量を目標吸入空気量に制御するスロットルバルブ制御領域とに分けて吸入空気量を制御する構成のエンジンの吸入空気量制御装置において、
前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、エンジン回転速度と目標吸入空気量に相当するスロットルバルブの開度との少なくとも一方に応じて決定される時間だけ、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも減少補正することを特徴とするエンジンの吸入空気量制御装置。 - 前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御すると共に、エンジンへの燃料噴射量を減量補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジンの吸入空気量制御装置。
- 前記バルブタイミング制御領域からスロットルバルブ制御領域への移行時に、前記スロットルバルブの開度を前記目標吸入空気量相当よりも小さい開度に制御すると共に、エンジンの点火時期を遅角補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のエンジンの吸入空気量制御装置。
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