JP4659591B2 - 車両用エンジンの吸気制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気バルブの開特性を連続的に変化させてエンジンの吸入空気量を制御する車両用エンジンの吸気制御装置に関する。

特許文献１には、カムプロフィールの少なくともリフト量を軸方向に変化させた立体カムによって吸気バルブを開閉駆動する構成とし、アクセルペダルの踏み込み量に連動して吸気バルブのリフト量を変化させることで、エンジンのシリンダ内への吸入空気量を制御する吸入空気量制御装置が開示されている。
特開２００１−１８２５６３号公報

ところで、スロットルバルブで吸入空気量を制御する場合には、スロットルバルブ下流の吸気コレクタに対して吸気が充填されてから各気筒に吸気が分配されるため、スロットルバルブの開度変化に対してシリンダ吸入空気量の変化が遅れる傾向がある。
これに対し、上記のように吸気バルブの開特性の変更によって吸入空気量を制御する装置の場合、シリンダの直前で吸入空気量を制御するために、吸気バルブの開特性の制御に対してシリンダ吸入空気量が遅れることなく変化する。

従って、吸気バルブの開特性で吸入空気量を制御する装置では、アクセル操作に対して非常に早い応答でエンジン出力が変化することになるが、この場合、僅かなアクセル操作に対しても過敏にエンジントルクが反応することになってしまい、運転者が緩加速を意図する状態であるのに、短時間でエンジン出力が増大し、運転者に加速ショックを与えてしまうおそれがあった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸気バルブの開特性を連続的に変化させてエンジンの吸入空気量を制御する装置において、過剰な応答での吸入空気量の変化を回避し、車両の運転性を向上させることを目的とする。

そのため請求項１記載の発明では、吸気バルブの開特性の変更によって、アクセル開度に対応する吸入空気量に制御する車両用エンジンの吸気制御装置において、運転者の緩加速要求に対して、前記吸気バルブの開特性を、加速要求に対応する方向とは逆方向に一時的に変化させた後、前記吸気バルブの開特性を加速要求に対応する方向に変化させることで、急加速要求時よりも、前記アクセル開度の変化に対する前記開特性の追従変化を遅らせるようにした。
かかる構成によると、運転者の緩加速要求が発生すると、吸入空気量を増大させる前に、一時的に吸入空気量を減少させる方向に吸気バルブの開特性を変化させ、その後、加速要求に対応して吸入空気量を増大させる方向に吸気バルブの開特性を変化させるので、運転者の緩加速要求に対して、エンジン出力が急変し、加速ショックを運転者に与えてしまうことを防止でき、車両の運転性が向上する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記吸気バルブの開特性を、加速要求に対応する方向とは逆方向に一時的に変化させた後に、前記吸気バルブの開特性を加速要求に対応する方向に変化させる場合に、目標開特性のなまし処理、又は、目標開特性と実際の開特性とに基づく前記開特性のフィードバック制御のゲインを小さくする処理を行うことで、前記開特性の追従変化を遅らせるようにした。

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（ガソリン内燃機関）１０１の吸気管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、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。

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、該燃料噴射弁１３１は、後述する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）を噴射する。
そして、燃焼室１０６内に形成される混合気は、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。

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１０８及びリア触媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。
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側には、吸気バルブ１０５のバルブリフト量を作動角と共に連続的に可変するＶＥＬ（Variable valve Event and Lift）機構１１２が設けられる。

更に、吸気バルブ１０５側には、クランクシャフトに対する吸気側駆動軸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可変するＶＴＣ（Variable valve Timing Control）機構１１３が設けられる。
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，点火時期，目標吸入空気量，目標吸入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，電子制御スロットル１０４，ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３に制御信号を出力する。

尚、本実施形態では、電子制御スロットル１０４は主に吸気負圧を発生させるために設けられ、エンジン１０１の吸入空気量は、ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３による吸気バルブ１０５の開特性の変更によって制御される。
前記エンジンコントロールユニット１１４には、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（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の基準回転位置毎にクランク角信号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の冷却水温度を検出する水温センサ１１９、後述する吸気駆動軸３の基準回転位置毎にカム信号を出力するカムセンサ１３２、スロットルバルブ１０３ｂの下流でかつ吸気バルブ１０５の上流側での吸気マニホールド圧（吸気圧）を検出する吸気圧センサ１３４からの検出信号が入力される。

図２は、前記ＶＥＬ機構１１２の構造を示す斜視図である。
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。

前記吸気駆動軸３と揺動カム４との間には、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ＶＥＬ機構１１２が設けられている。
また、前記吸気駆動軸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ＶＴＣ機構１１３が配設されている。

前記ＶＥＬ機構１１２は、図２及び図３に示すように、吸気駆動軸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。

前記制御軸１３は、モータ１７によりギヤ列１８を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
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。

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。

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、目標の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をフィードバック制御する。
図４は、前記ＶＴＣ機構１１３の構造を示す。

前記ＶＴＣ機構１１３は、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。

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。

前記回転部材５３は、吸気駆動軸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。

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。

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。

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、ディザ信号が重畳された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。
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（バルブ作動角の中心位相）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。
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（バルブ作動角の中心位相）が早くなる。

尚、吸気バルブ１０５の作動角・リフト量を連続的に可変とするための機構、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする機構は、上記の図２〜４に示したものに限定されない。
また、前記吸気バルブ１０５の開特性を可変とするための機構を、ＶＥＬ機構１１２とＶＴＣ機構１１３との組み合わせに限定するものではなく、例えば、特開２００１−１８２５６３号公報に開示されるように立体カムを用いる機構や、特開２０００−２１３６６３号公報に開示されるような電磁石によってエンジンバルブを開閉駆動する機構を採用することができる。

次に、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，ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３の制御を、図５のフローチャートに従って詳細に説明する。
図５のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１１では、アクセル開度とエンジン回転速度とから目標吸入空気量を演算する。

ステップＳ１２では、キャニスタからのエバポパージのための負圧要求や、ブレーキマスタバックにおける負圧要求などに対応するための目標負圧を演算する。前記目標負圧は、スロットルバルブ１０３ｂの閉じ制御によって吸入負圧を発生させるときの目標値である。
ステップＳ１３では、目標吸入空気量と目標負圧とに基づいて前記スロットルバルブ１０３ｂの目標スロットル開度を演算する。

ステップＳ１４では、前記目標吸入空気量を目標負圧に応じて補正設定する。
そして、ステップＳ１５では、前記ステップＳ１４で補正設定された目標吸入空気量に基づいて、前記ＶＥＬ機構１１２における目標リフト量（制御軸１３の目標角度）及び前記ＶＴＣ機構１１３におけるバルブタイミングの目標進角値を設定する。
ステップＳ１６では、前記目標スロットル開度に従って電子制御スロットル１０４を制御する。

また、ステップＳ１７では、目標リフト量及び目標進角値に従って、前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。
図６のフローチャートは、前記ステップＳ１７におけるＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３の制御を示すものである。
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１では、アクセルペダル開度ＡＰＳの単位時間当たりの変化量ΔＡＰＳ（開度変化速度）を演算する。

前記変化量ΔＡＰＳは、最新のアクセルペダル開度から単位時間前のアクセルペダル開度を減算して算出される。
前記変化量ΔＡＰＳは、アクセルペダル開度の増大変化時にプラスの値を示し、運転者の加速要求度合いを示すデータである。
ステップＳ１０２では、前記変化量ΔＡＰＳがプラスの値であるか否かを判断することで、運転者の加速要求時であるか否かを判別する。

そして、加速要求時ではないと判断されると、ステップＳ１０３へ進み、前記ステップＳ１５で設定された目標リフト量及び目標進角値を、それぞれ最終的な目標値として、前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。
一方、ステップＳ１０２で、運転者が加速を要求していると判断すると、ステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、前記ステップＳ１５で設定された目標リフト量及び目標進角値のなまし処理に用いるなまし係数ＫＮ（０≦ＫＮ≦１）を、前記変化量ΔＡＰＳに基づいて設定する。
前記なまし係数ＫＮは、その値が大きいほど、ステップＳ１５で設定される前記目標リフト量及び目標進角値に対して、実際に制御に用いる目標の遅れを大きくする係数であり、前記変化量ΔＡＰＳが小さいときほど大きな値に設定されるようになっている。

即ち、前記変化量ΔＡＰＳが小さく、運転者が緩加速を要求している（加速要求が弱い）と判断されるときには、アクセルペダルの開度変化に対して前記目標リフト量及び目標進角値（吸気バルブ１０５の開特性）の変化が遅れるような設定がなされ、逆に、前記変化量ΔＡＰＳが大きく、運転者が急加速を要求している（加速要求が強い）と判断されるときには、アクセルペダルの開度変化に対して前記目標リフト量及び目標進角値（吸気バルブ１０５の開特性）が遅れなく追従変化するような設定がなされる。

ステップＳ１０５では、前記なまし係数ＫＮを用いて前記ステップＳ１５で設定される前記目標リフト量及び目標進角値をなまし処理する。
具体的には、今回ステップＳ１５で設定された目標リフト量及び目標進角値を最新の目標値とし、前回においてＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３の制御に用いた目標リフト量及び目標進角値を前回の最終目標値としたときに、今回の最終目標値を、
今回の最終目標値＝前回の最終目標値×ＫＮ＋最新の目標値×（１−ＫＮ）
として算出する。

但し、上式でなまし処理を行う構成に限定するものではなく、例えば目標リフト量及び目標進角値をアナログ又はデジタルのフィルタに通過させ、通過後のデータを最終的な目標値とすると共に、前記フィルタの時定数を変化量ΔＡＰＳが小さいときほど大きくする構成とすることができ、ステップＳ１５で設定される目標リフト量及び目標進角値に対して遅れた最終目標値を設定する方法としては、公知の種々の方法を適用できる。

ステップＳ１０６では、前記ステップＳ１０５でのなまし処理後の最終目標値に基づいてＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。
本実施形態のように、吸気バルブ１０５でエンジン１０１の吸入空気量を制御する場合、シリンダの直前で吸入空気量が調整されるので、スロットルバルブ１０３ｂで吸入空気量を制御する場合に比べて、シリンダ吸入空気量を応答良く変化させることができる。

しかし、運転者が緩加速を要求しているときに、シリンダ吸入空気量が応答良く変化すると、アクセルの動きに対してエンジン出力が過敏に反応することになって、加速ショックを運転者に与える可能性がある。
これに対し、上記のように、吸気バルブ１０５の開特性の目標値になまし処理を施せば、運転者がアクセルペダルをゆっくり踏み込む緩加速要求時には、アクセル開度の変化に対する目標リフト量及び目標進角値（吸気バルブ１０５の開特性）の応答、換言すれば、吸気バルブ１０５の開特性の制御速度が遅くなるので（図７参照）、吸気バルブ１０５の開特性によって応答良く吸入空気量が制御されるとしても、エンジン出力が過敏に応答変化することがなく、運転者に加速ショックを与えることを防止できる。

一方、運転者が急加速を要求している場合には、アクセル開度の変化に対して目標リフト量及び目標進角値（吸気バルブ１０５の開特性）を比較的応答良く変化させるので、吸気バルブ１０５で吸入空気量を制御することによる高い応答性能を活かして、高い加速性能を発揮させることができる。
ところで、図６のフローチャートに示した制御では、運転者の加速要求状態であるか否かに基づいてなまし処理を施すか否かを判断したが、なまし処理が最も要求されるのは、運転者の緩加速要求時であるので、図８のフローチャートに示す制御のように、緩加速要求時に限定してなまし処理を施すようにすることができる。

図８のフローチャートにおいて、ステップＳ２０１では、前記ステップＳ１０１と同様に、変化量ΔＡＰＳを演算する。
ステップＳ２０２では、前記変化量ΔＡＰＳがプラスであってかつその絶対値が所定値以下であるか否かを判断することで、運転者の緩加速要求時であるか否かを判断する。
そして、緩加速要求時以外、即ち、定常，急加速，減速運転の要求時であれば、ステップＳ２０３へ進み、前記ステップＳ１５で設定された目標リフト量及び目標進角値を、それぞれ最終的な目標値として、前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。

一方、ステップＳ２０２で、運転者が緩加速を要求していると判断すると、ステップＳ２０４へ進む。
ステップＳ２０４では、同じ緩加速状態であっても、より加速要求が弱いときほど（変化量ΔＡＰＳが小さいほど）なまし係数ＫＮをより大きな値に設定する。
そして、ステップＳ２０５では、前記ステップＳ１０５と同様にして、前記ステップＳ１５で設定された目標リフト量及び目標進角値に対して、前記なまし係数ＫＮに応じたなまし処理を施し、その結果を最終的な目標値とする（図７参照）。

次のステップＳ２０６では、前記ステップＳ２０５でなまし処理された目標リフト量及び目標進角値を、それぞれ最終的な目標値として、前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。
上記図６，図８のフローチャートに示した制御では、目標リフト量及び目標進角値になまし処理を施すことで、結果的に、吸気バルブ１０５の開特性の制御速度をアクセル変化に対して遅らせる構成としたが、図９のフローチャートに示すように、緩加速時に、一時的に吸気バルブ１０５の開特性を逆方向（吸入空気量の減少方向）に変化させてから加速要求に対応する方向（吸入空気量の増大方向）に変化させることによっても、エンジン出力（吸入空気量）の立ち上がり応答を遅らせることができ、以って、加速ショックの発生を抑止できる。

図９のフローチャートにおいて、ステップＳ３０１では、前記ステップＳ１０１と同様に、変化量ΔＡＰＳを演算する。
ステップＳ３０２では、前記変化量ΔＡＰＳがプラスであってかつその絶対値が所定値以下であるか否かを判断することで、運転者の緩加速要求時であるか否かを判断する。
そして、緩加速要求時以外、即ち、定常，急加速，減速運転の要求時であれば、ステップＳ３０３へ進み、前記ステップＳ１５で設定された目標リフト量及び目標進角値を、それぞれ最終的な目標値として、前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。

一方、ステップＳ３０２で、運転者の緩加速要求時であると判断すると、ステップＳ３０４へ進む。
ステップＳ３０４では、緩加速要求の発生直後の所定期間内であるか否かを判別する。
そして、緩加速要求の発生直後の所定期間内であれば、ステップＳ３０５へ進み、前記ステップＳ１５で設定された目標リフト量及び目標進角値を逆方向、即ち、吸入空気量が減少変化する方向に補正設定し（図１０参照）、次のステップＳ３０６では、前記逆方向に補正された目標リフト量及び目標進角値に基づいて前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。

尚、上記の逆方向への制御を行う所定期間、及び／又は、逆方向への補正幅は、前記変化量ΔＡＰＳに応じて可変に設定することができるが、予め記憶させた固定値とすることもできる。
一方、緩加速要求状態ではあるものの、緩加速要求の発生直後の所定期間内ではない場合には、ステップＳ３０７へ進み、前記ステップＳ２０４と同様にして、同じ緩加速状態であっても、より加速要求が弱いときほど（変化量ΔＡＰＳが小さいほど）なまし係数ＫＮをより大きな値に設定する。

そして、ステップＳ３０８では、前記ステップＳ１０５と同様にして、前記ステップＳ１５で設定された目標リフト量及び目標進角値に対して、前記なまし係数ＫＮに応じたなまし処理を施し、その結果を最終的な目標値とする。
即ち、加速要求の発生直後において、吸入空気量の減少方向へ一時的に吸気バルブ１０５の目標開特性を変化させた後は、なまし処理によって本来の目標開特性に遅れて変化する制御目標を設定する（図１０参照）。

次のステップＳ３０９では、前記ステップ３０８でなまし処理された目標リフト量及び目標進角値を、それぞれ最終的な目標値として、前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３を制御する。
ところで、上記各制御処理では、目標リフト量及び目標進角値を補正処理することで、吸気バルブの開特性の制御速度を変更したが、目標リフト量及び目標進角値に基づいて前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３をフィードバック制御するときのゲインを変更することによっても、吸気バルブの開特性の制御速度を変更できる。

図１１のフローチャートは、アクセル変化に対する吸気バルブ１０５の開特性の制御速度を、フィードバックゲインの設定によって変更する制御を示す。
図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ４０１では、前記ステップＳ１０１と同様に、変化量ΔＡＰＳを演算する。
ステップＳ４０２では、前記変化量ΔＡＰＳがプラスの値であるか否かを判断することで、運転者の加速要求時であるか否かを判別する。

そして、加速要求時でない場合には、ステップＳ４０３へ進んで、フィードバックゲインとして基本値を設定し、次のステップＳ４０４では、前記基本値としてのフィードバックゲインに基づき、目標リフト量及び目標進角値になるように前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３をフィードバック制御する。
前記フィードバック制御は、例えば、目標リフト量及び目標進角値に対する実際値の偏差に基づく比例・積分動作によって行われ、前記ステップＳ４０３では、前記比例動作に用いる比例ゲイン及び積分動作における積分ゲインとして、予め記憶された基本値を設定する。

尚、フィードバック制御は、比例・積分動作によるものに限定されず、例えば、比例・積分・微分動作によるものであっても良いし、スライディングモード制御によって目標に向けて制御するシステムであっても良い。
一方、ステップＳ４０２で運転者の加速要求時であると判断すると、ステップＳ４０５へ進んで、前記変化量ΔＡＰＳに応じてフィードバックゲイン（例えば比例ゲイン・積分ゲイン）を設定する。

ここで、例えば比例ゲイン・積分ゲインを前記変化量ΔＡＰＳに応じて可変に設定させる場合には、前記変化量ΔＡＰＳが小さく運転者が緩加速を要求していると判断されるときには、比例ゲイン・積分ゲインは小さい値に設定され、前記変化量ΔＡＰＳが大きく運転者が急加速を要求していると判断されるときには、比例ゲイン・積分ゲインは比較的大きな値に設定される。

そして、次のステップＳ４０６では、前記ステップＳ４０５で設定されたフィードバックゲインに基づき、目標リフト量及び目標進角値になるように前記ＶＥＬ機構１１２及びＶＴＣ機構１１３をフィードバック制御する。
上記のように、フィードバックゲインを可変に設定すれば、アクセルペダルの開度変化に対応する前記目標リフト量及び目標進角値（吸気バルブ１０５の開特性）の変化に対して、実際のリフト量・進角値が追従する速度が変化し、緩加速要求時には、アクセルペダルの開度変化に対する吸気バルブ１０５の開特性の制御速度を遅くする一方（図１２参照）、急加速要求時には、アクセルペダルの開度変化に対する吸気バルブ１０５の開特性の制御速度を相対的に早くする。

従って、運転者の緩加速要求時には、アクセルペダルの開度変化に対してエンジン出力が過敏に応答変化することがなく、運転者に加速ショックを与えることを防止できる一方、運転者が急加速を要求している場合には、アクセル開度の変化に対してエンジン出力を応答良く変化させて、高い加速性能を発揮させることができる。
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）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用エンジンの吸気制御装置において、
運転者の加速要求を、アクセル開度の単位時間当たりの変化量に基づいて判断することを特徴とする車両用エンジンの吸気制御装置。

かかる構成によると、運転者が操作するアクセルの開度変化が速ければ、急加速要求時であると判断され、アクセルの開度変化が比較的遅ければ、緩加速要求時であると判断される。
従って、運転者の加速要求度合いを、簡便かつ的確に検出することができる。

（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用エンジンの吸気制御装置において、
前記吸気バルブのリフト量及び／又は作動角を連続的に変化させる第１の可変動弁機構と、前記吸気バルブの作動角の中心位相を連続的に変化させる第２の可変動弁機構とを備え、前記第１の可変動弁機構及び第２の可変動弁機構により前記吸気バルブの開特性を変化させることを特徴とする車両用エンジンの吸気制御装置。

かかる構成によると、前記吸気バルブのリフト量及び／又は作動角、更に、作動角の中心位相を連続的に変化させることで、エンジンの吸入空気量を制御することができる。

実施形態における車両用エンジンのシステム図。 実施形態における吸気バルブの可変動弁機構を示す斜視図。 実施形態におけるＶＥＬ機構を示す図。 実施形態におけるＶＴＣ機構を示す図。 実施形態における吸気制御を示すフローチャート。 目標値のなまし処理を行う吸気バルブ制御を示すフローチャート。 前記なまし処理における吸気バルブの目標開特性の変化の様子を示すタイムチャート。 緩加速要求時に目標値のなまし処理を行う吸気バルブ制御を示すフローチャート。 緩加速時に吸気バルブの開特性を一時的に逆方向に変化させる吸気バルブ制御を示すフローチャート。 緩加速時に吸気バルブの開特性を一時的に逆方向に変化させる場合の目標開特性の変化の様子を示すタイムチャート。 フィードバックゲインを変更する吸気バルブ制御を示すフローチャート。 フィードバックゲインの変更による吸気バルブの実開特性の変化の様子を示すタイムチャート。

符号の説明

３…吸気駆動軸、１３…制御軸、９９…電磁アクチュエータ、１０１…エンジン、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１１２…ＶＥＬ機構、１１３…ＶＴＣ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

Claims (2)

1. 吸気バルブの開特性の変更によって、アクセル開度に対応する吸入空気量に制御する車両用エンジンの吸気制御装置において、
   運転者の緩加速要求に対して、前記吸気バルブの開特性を、加速要求に対応する方向とは逆方向に一時的に変化させた後、前記吸気バルブの開特性を加速要求に対応する方向に変化させることで、急加速要求時よりも、前記アクセル開度の変化に対する前記開特性の追従変化を遅らせることを特徴とする車両用エンジンの吸気制御装置。
2. 前記吸気バルブの開特性を、加速要求に対応する方向とは逆方向に一時的に変化させた後に、前記吸気バルブの開特性を加速要求に対応する方向に変化させる場合に、目標開特性のなまし処理、又は、目標開特性と実際の開特性とに基づく前記開特性のフィードバック制御のゲインを小さくする処理を行うことで、前記開特性の追従変化を遅らせることを特徴とする請求項１記載の車両用エンジンの吸気制御装置。