WO2006043397A1

WO2006043397A1 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: WO2006043397A1
Application number: PCT/JP2005/017767
Authority: WO
Inventors: Kanako Shimojo; Yuji Yasui
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2006-04-27
Also published as: US7593805B2; EP1813793A1; US20090070013A1; JP4271646B2; JP2006118416A; CN101044307A; EP1813793A4

Abstract

　良好なドライバビリティーの確保と可動部が規制部に当接する際の衝撃力の低減を両立できる内燃機関の制御装置を提供する。制御装置１は、バルブリフトＬｉｆｔｉｎを変更し、可動部６５の当接によりバルブリフトＬｉｆｔｉｎを所定の限界リフトＬｉｆｔｉｎ＿Ｌを超えないように規制する規制部６７ａを有する可変バルブリフト機構５０と、吸入空気量を変更する可変吸気量機構１１を備え、バルブリフトＬｉｆｔｉｎが目標バルブリフトＬｉｆｔｉｎ＿ｃｍｄに追従するように、外乱抑制パラメータＰＯＬＥ＿ｌｆを含む所定の制御アルゴリズムで可変バルブリフト機構５０の制御用の制御入力ＵＬｉｆｔｉｎを算出し（ステップ５４）、可動部６５が規制部６７ａに当接したと判定されたときに、判定前よりも、外乱抑制パラメータＰＯＬＥ＿ｌｆをこれによる外乱の影響の抑制度合が小さくなるように設定する（ステップ７３）。

Description

明細書

内燃機関の制御装置

技術分野

[0001] 本発明は、吸気弁のリフトであるバルブリフトを所定の限界リフトを超えないように規制しながら変更する可変バルブリフト機構と、吸入空気量を変更する可変吸気量機構とを備える内燃機関の制御装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、この種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献 1に開示されたものが知られている。この内燃機関（以下「エンジン」という）の可変バルブリフト機構は、気筒ごとに設けられ、バルブリフトを所定の最小値と最大値の間で連続的に変化させるものであり、クランクシャフトに連結された駆動軸と、制御軸を有している。この駆動軸には、リンクアーム、および吸気弁を駆動する揺動カムが設けられており、これらのリンクアームおよび揺動カムは、制御軸に設けたロッカアームに連結されている。

[0003] 制御軸は、駆動軸と平行で、軸受に所定の角度範囲内で回転自在に支持されている。また、制御軸は、その径方向に突出するピンを有するとともに、回転駆動機構に連結されており、上記の軸受には突起が形成されている。この回転駆動機構によつて制御軸を回転させると、制御軸のロッカアームと上記揺動カムおよびリンクアームとの相対的な角度が変更され、それにより、バルブリフトが変更される。また、制御軸が所定方向に回転すると、制御軸のピンが軸受の突起に当接することによって、制御軸の回転が阻止される。さらに、内燃機関の吸気管には、スロットル弁が設けられている。

[0004] 上記従来の制御装置では、通常、スロットル弁を全開に制御するとともに、エンジンの運転状態に応じ、可変バルブリフト機構を介してバルブリフトを制御することによつて、吸入空気量が制御される。また、エンジンが低負荷運転状態になったときには、制御軸を、ピンが軸受の突起に当接するまで回転させ、ピンが突起に当接した状態に保持することによって、バルブリフトを所定の最小値に保持し、その状態でスロットル弁の開度を制御することによって、吸入空気量が制御される。 [0005] 上記従来の制御装置では、バルブリフトの制御において、エンジンが低負荷運転状態になったときには、ピンが軸受の突起に当接するまで制御軸を回転させるので、この当接の際の衝撃力により、ピンや突起が変形するおそれがある。これを回避すベぐ衝撃力を低減するために制御軸の回転速度を低下させることや、衝撃力の影響を抑制するためにピンや突起に緩衝材を設けることなどが考えられる。しかし、前者の場合には、ピンが突起に当接するまで制御軸を回転させるのに必要な時間、すなわちバルブリフトを最小値に制御するのに必要な時間が長くなり、その結果、吸入空気量が適切な値に収束するのに時間が力かってしまい、その間、エンジンの運転状態が不安定になり、ドライバピリティーが悪ィ匕するおそれがある。一方、緩衝材をピンや突起に設けた場合には、両者が当接した状態において得られるバルブリフトの最小値がばらつきやすぐこのため、吸入空気量の制御を精度良く行うことができない。また、緩衝材を付加する分、製造コストが上昇するとともに、そのためのスペースを確保する必要が生じることで、設計の自由度が低下してしまう。

[0006] 本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、良好なドライバピリティーを確保しながら、可変バルブリフト機構の可動部が規制部に当接する際の衝撃力を低減することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

[0007] 特許文献 1：特開 2003— 254100号公報

発明の開示

[0008] 上記の目的を達成するため、請求項 1に係る内燃機関の制御装置 1は、可動部（実施形態における「以下本項において同じ」短アーム 65)を駆動することによって内燃機関 3の吸気弁 4のリフトであるバルブリフト Liftinを変更するとともに、可動部が当接することによってノレブリフト Liftinを所定の限界リフト（最小値 Liftin— L)を超えな V、ように規制する規制部 (最小リフトストツバ 67a)を有する可変バルブリフト機構 50と、内燃機関 3の吸入空気量を変更する可変吸気量機構 (スロットル弁機構 11)と、内燃機関 3の運転状態を検出する運転状態検出手段 (クランク角センサ 20、水温センサ 21、アクセル開度センサ 27、 ECU2)と、可動部が規制部に当接している力否かを判定する当接判定手段 (ECU2、図 16のステップ 71、 74)と、当接判定手段により可動部が規制部に当接していると判定されたときに、検出された内燃機関 3の運転状態に応じて、可変吸気量機構を制御する制御手段 (ECU2、図 10のステップ 31、 32 、 37〜40、図 11〜13、図 21のステップ 80、 86〜90および 84)と、ノノレブリフト Lifti nを検出するノレブリフト検出手段（回動角センサ 26、 ECU2)と、目標ノレブリフト L iftin— cmdを決定する目標バルブリフト決定手段 (ECU2、図 14のステップ 50、図 1 5)と、検出されたバルブリフト Liftinが決定された目標バルブリフト Lif tin— cmdに追従するように、所定の制御アルゴリズムによって可変バルブリフト機構 50を制御するための制御入力（リフト制御入力 ULiftin)を算出する制御入力算出手段 (ECU2、図 14のステップ 54)と、を備え、所定の制御アルゴリズムは、可変バルブリフト機構 5 0に加えられる外乱の影響を抑制するための外乱抑制パラメータ (切換関数設定パラメータ POLE— If)を含み、制御入力算出手段は、可動部が規制部に当接したと判定されたときに、外乱抑制パラメータを、当該判定前よりも、外乱抑制パラメータによる外乱の影響の抑制度合が小さくなるように設定する外乱抑制パラメータ設定手段（ ECU2、図 16のステップ 73)を有することを特徴とする。

[0009] この内燃機関の制御装置によれば、目標バルブリフト決定手段によって目標バルブリフトが決定されるとともに、可変バルブリフト機構を制御するための制御入力を、バルブリフトが目標バルブリフトに追従するように、制御入力算出手段によって所定の制御アルゴリズムにより算出する。また、可動部が規制部に当接することによって、バルブリフトが所定の限界リフトを超えないように規制される。これにより、目標バルブリフトが限界リフトを超えたときには、バルブリフトが限界リフトを超えないように規制される。さらに、当接判定手段により可動部が規制部に当接している力否かを判定するとともに、可動部が規制部に当接していると判定されたときに、検出された内燃機関の運転状態に応じ、可変吸気量機構を制御手段によって制御する。以上のように、規制部への可動部の当接によりバルブリフトが限界リフトになっている状態では、内燃機関の運転状態に応じ、可変吸気量機構を制御することによって吸入空気量が制御される。

[0010] また、上記の所定の制御アルゴリズム力可変バルブリフト機構にカ卩えられる外乱の影響を抑制するための外乱抑制パラメータを含むとともに、可動部が規制部に当接したと判定されたときに、外乱抑制パラメータを、この判定前よりも、これによる外乱の影響の抑制度合が小さくなるように、外乱抑制パラメータ設定手段によって設定する

[0011] ノレブリフトが目標バルブリフトに追従するように、所定の制御アルゴリズムにより制御入力を算出する場合に、制御アルゴリズムが上記の外乱抑制パラメータを含むときには、制御入力は、外乱抑制パラメータに応じ、次のようにして算出される。すなわち、外乱抑制パラメータが外乱の影響の抑制度合が大きくなるように設定されると、制御入力は、外乱の影響をより効果的に抑制しながら、目標バルブリフトへのバルブリフトの追従性を確保するために、可動部の駆動力がより大きくなるように算出される。一方、外乱抑制パラメータが外乱の影響の抑制度合が小さくなるように設定されると、制御入力は、バルブリフトを目標バルブリフトに追従させるための可動部の駆動力力り小さくなるように算出される。

[0012] したがって、上述したように、可動部が規制部に当接したときに、外乱抑制パラメ一タを、それによる外乱の影響の抑制度合がより小さくなるように設定することによって、可動部が規制部に当接し始めた時に、可動部の駆動力が低減されるので、可動部が規制部に当接する際の衝撃力を低減できる。それにより、可動部や規制部が変形するのを回避できるので、可変バルブリフト機構の寿命を延ばすことができる。また、可動部が規制部に当接するまでの間は、可動部の駆動力が確保されるので、可動部の移動速度を低下させることなぐ吸入空気量を所望値に迅速に収束させることができる。その結果、内燃機関の運転状態が安定することによって、良好なドライバピリティーを確保することができる。さらに、緩衝材を付加する必要がないので、緩衝材を設けた場合と異なり、限界リフトにおけるバルブリフトのばらつきによる吸入空気量のばらつきを回避することができる。また、緩衝材の付カ卩による製造コストの上昇や設計の自由度の低下を回避することができる。

[0013] 請求項 2に係る発明は、請求項 1に記載の内燃機関の制御装置 1において、制御手段は、可動部が規制部に当接したと判定された直後に、可変吸気量機構の制御を開始する（図 21のステップ 80、 86〜90および 84)ことを特徴とする。

[0014] この構成によれば、可動部が規制部に当接したと判定された直後に、内燃機関の運転状態に応じた可変吸気量機構の制御が開始される。これにより、バルブリフトが限界リフトに達するのと同時に、可変吸気量機構による吸入空気量の制御を開始することによって、可変バルブリフト機構を主体とする吸入空気量の制御から、可変吸気量機構を主体とする吸入空気量の制御への移行を、吸入空気量の制御の中断を伴うことなぐ円滑に行うことができる。

[0015] 請求項 3に係る発明は、請求項 1または 2に記載の内燃機関の制御装置 1において、制御手段は、可動部が規制部に当接していないと判定されたときには、可変吸気量機構を、検出されたノレブリフト Liftinに応じて制御する（図 21のステップ 80〜82 、 84および図 22)ことを特徴とする。

[0016] この構成によれば、可動部が規制部に当接しているときに、可変吸気量機構を内燃機関の運転状態に応じて制御することに加え、可動部が規制部に当接していないときには、バルブリフトに応じた可変吸気量機構の制御を実行する。これにより、バルブリフトが限界リフトに達した時点では、可変吸気量機構の操作量がバルブリフトに適した値にすでに制御されているので、バルブリフトが限界リフトに達するのに伴って、内燃機関の運転状態に応じた可変吸気量機構の制御を開始した際に、可変吸気量機構の操作量を、急激に大きく変化させることなぐその適正値に速やかに変化させることができる。これにより、吸入空気量を滑らかに変化させることができるので、内燃機関のトルクや回転数を段差なく滑らかに変化させることができる。

[0017] 請求項 4に係る発明は、請求項 1ないし 3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置 1において、所定の制御アルゴリズムは、所定の 2自由度制御アルゴリズムを含む（図 14のステップ 54)ことを特徴とする。

[0018] この構成によれば、制御入力が所定の 2自由度制御アルゴリズムを含む制御アルゴリズムにより算出される。このため、 2自由度制御アルゴリズムとして、例えば目標値フィルタ型 2自由度制御アルゴリズムを用いた場合、目標値フィルタアルゴリズムにより、目標バルブリフトへのバルブリフトの追従速度を適切に設定することができるとともに、フィードバック制御アルゴリズムにより、目標バルブリフトへのバルブリフトの追従挙動を適切に設定することができる。それにより、バルブリフトを、オーバーシュートの発生を回避しながら、目標バルブリフトに精度良く追従させることができる。その結果、可動部が規制部に当接する際の衝撃力を確実に低減することができる。 [0019] 請求項 5に係る発明は、請求項 1ないし 4のいずれかに記載の内燃機関の制御装置 1において、可動部が規制部に当接したと判定された後にバルブリフト Liftinが所定の限界リフトに保持された力否かを判定する保持判定手段 (ECU2、図 16のステツプ 74)をさらに備え、外乱抑制パラメータ設定手段は、保持判定手段によりバルブリフト Liftinが所定の限界リフトに保持されたと判定されたときに、外乱抑制パラメータを、外乱抑制パラメータによる外乱の影響の抑制度合が増大するように設定する（図 16のステップ 66)ことを特徴とする。

[0020] この構成によれば、保持判定手段によって、可動部が規制部に当接した後にバルブリフトが限界リフトに保持されたと判定されたときに、外乱抑制パラメータを、これによる外乱の影響の抑制度合が増大するように設定する。これにより、可動部が規制部に当接した後、前述したバルブリフトを目標ノレブリフトに追従させるための可動部の駆動力、すなわちバルブリフトを限界リフトに保持する力が増大する。その結果、規制部に当接した後、可動部を、内燃機関の振動などで規制部力乖離させることなく、規制部に当接した状態に確実に保持できる。したがって、可動部の乖離による吸入空気量の変動を防止しながら、可変吸気量機構による吸入空気量の制御を精度良く行うことができる。

[0021] 請求項 6に係る発明は、請求項 1ないし 5のいずれかに記載の内燃機関の制御装置 1において、外乱抑制パラメータ設定手段は、可動部が規制部に当接したと判定された後に、目標バルブリフト Liftin— cmdおよびバルブリフト Liftinの少なくとも一方力所定の限界リフトで規定される所定の範囲内にあり、かつ所定の限界リフト以外の値になったときに、外乱抑制パラメータを、外乱抑制パラメータによる外乱の影響の抑制度合が増大するように設定する（図 16のステップ 61および 66)ことを特徴とする。

[0022] この構成によれば、可動部が規制部に当接した後に、目標バルブリフトおよび Zまたはバルブリフトが、上記の所定の範囲内にあり、かつ限界リフト以外の値になったときに、外乱抑制パラメータを、外乱の影響の抑制度合が増大するように設定する。これにより、規制部への可動部の当接に伴う可変吸気量機構の制御の実行中に、これと並行して実行されるバルブリフトの制御により目標ノレブリフトおよび Zまたはバルブリフトが上記のような値になったとき、すなわちー且、当接した可動部が規制部から離れる方向にバルブリフトを制御するとき、および Zまたはバルブリフトが実際にそのように制御されたときに、バルブリフトを目標バルブリフトに追従させるための可動部の駆動力を増大させることができるので、目標バルブリフトへのバルブリフトの追従性を向上させることができる。

[0023] したがって、例えば、可動部が規制部に当接し、バルブリフトが限界リフトになった状態で、可動部が規制部力離れる方向に吸入空気量を迅速に変化させるような過渡時において、吸入空気量を所望の値に迅速に収束させることができるので、良好なドライバピリティーを確保することができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の制御装置を適用した内燃機関の概略構成を示す模式図である。

[図 2]制御装置の概略構成を示すブロック図である。

[図 3]内燃機関の可変式吸気動弁機構および排気動弁機構の概略構成を示す断面図である。

[図 4]可変式吸気動弁機構の可変バルブリフト機構の概略構成を示す断面図である

[図 5] (a)リフトァクチユエ一タの短アームが最大リフトストツバに当接している状態、および (b)最小リフトストツバに当接している状態を示す図である。

[図 6] (a)可変バルブリフト機構の下リンクが最大リフト位置にあるときの吸気弁の開弁状態、および (b)最小リフト位置にあるときの吸気弁の開弁状態を示す図である。

[図 7]可変バルブリフト機構の下リンクが最大リフト位置にあるときの吸気弁のバルブリフト曲線 (実線）と、最小リフト位置にあるときのバルブリフト曲線（2点鎖線)を示す図である。

[図 8]制御装置の ECUによって行われる吸入空気量制御処理を含む処理を示すフローチャートである。

[図 9]図 8の過電流判定処理を示すフローチャートである。

[図 10]図 8の吸入空気量制御処理を示すフローチャートである。

[図 11]図 10の処理で用いられる目標吸入空気量の始動時用値 Gcyl— cmd— crkを算出するためのテーブルの一例を示す図である。

[図 12]図 10の処理で用いられる目標吸入空気量の触媒暖機用値 Gcyl— cmd— ast を算出するためのマップの一例を示す図である。

[図 13]図 10の処理で用いられる目標吸入空気量の通常運転用値 Gcyl— cmd— drv を算出するためのマップの一例を示す図である。

[図 14]図 10のバルブリフト制御処理を示すフローチャートである。

[図 15]図 14の処理で用いられる目標バルブリフト Liftin_cmdを算出するためのマップの一例を示す図である。

[図 16]図 14の当接判定処理を示すフローチャートである。

[図 17]判定パラメータ算出部を示すブロック図である。

[図 18]第 1フィルタのゲイン特性および位相特性を示す図である。

[図 19]リフト偏差 DL (k)、第 1フィルタ値 DLf (m)、判定パラメータ WVliftin (k)のパワースベクトルを概略的に示す図である。

[図 20]当接判定処理の動作例を示す図である。

[図 21]図 10のスロットル制御処理を示すフローチャートである。

[図 22]図 21の処理で用いる目標スロットル弁開度の通常時用値 TH— cmd— opを算出するためのマップの一例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図 1は、本発明の制御装置 1を適用した内燃機関 (以下「エンジン」という） 3の概略構成を示している。図 1および図 3に示すように、エンジン 3は、車両（図示せず）に搭載された、 4つの気筒 3aおよびピストン 3b (いずれも 1つのみ図示）を有する直列 4気筒 DO HC型のガソリンエンジンである。また、エンジン 3は、各気筒 3aの吸気ポートおよび排気ポートをそれぞれ開閉する吸気弁 4および排気弁 7と、吸気弁 4を駆動するための、吸気カムシャフト 5および吸気カム 6を有する可変式吸気動弁機構 40と、排気弁 7を駆動するための、排気カムシャフト 8および排気カム 9を有する排気動弁機構 30 を備えている。

[0026] 吸気弁 4のステム 4aは、ガイド 4bに摺動自在に嵌合しており、このガイド 4bは、シリンダヘッド 3cに固定されている。吸気弁 4には、上下のスプリングシート 4c, 4dと、これらの間に配置されたバルブスプリング 4eが設けられており（図 4参照）、吸気弁 4は、このバルブスプリング 4eによって、閉弁方向に付勢されている。

[0027] 吸気カムシャフト 5および排気カムシャフト 8はそれぞれ、図示しないホルダを介して、シリンダヘッド 3cに回転自在に取り付けられている。また、吸気カムシャフト 5は、その一端部に吸気スプロケットが同軸に固定されており、この吸気スプロケットおよびタイミングベルト（いずれも図示せず）を介して、クランクシャフト 3dに連結されている。これにより、吸気カムシャフト 5は、クランクシャフト 3dが 2回転するごとに 1回転する。吸気カム 6は、気筒 3aごとに、吸気カムシャフト 5と一体に設けられている。

[0028] 可変式吸気動弁機構 40は、吸気カム 6の回転に伴って、各気筒 3aの吸気弁 4を開閉するとともに、吸気弁 4のリフトを無段階に変更する。その詳細については後述する。なお、本実施形態では、吸気弁 4のリフト（以下「バルブリフト」という） Liftinは、吸気弁 4の最大ストロークを表すものとする。

[0029] 排気弁 7のステム 7aは、ガイド 7bに摺動自在に嵌合しており、このガイド 7bは、シリンダヘッド 3cに固定されている。また、排気弁 7には、上下のスプリングシート 7c, 7d と、これらの間に配置されたバルブスプリング 7eが設けられている。排気弁 7は、このバルブスプリング 7eにより、閉弁方向に付勢されている。

[0030] 排気カムシャフト 8は、その一端部に排気スプロケット（図示せず）が同軸に固定されており、この排気スプロケットおよび前記タイミングベルトを介して、クランクシャフト 3dに連結されており、それにより、クランクシャフト 3dが 2回転するごとに 1回転する。排気カム 9は、気筒 3aごとに、排気カムシャフト 8と一体に設けられている。

[0031] 排気動弁機構 30は、ロッカアーム 31を有しており、このロッカアーム 31が排気カム 9の回転に伴って回動することによって、バルブスプリング 7eの付勢力に抗しながら、排気弁 7を開閉する。

[0032] エンジン 3には、クランク角センサ 20 (運転状態検出手段）および水温センサ 21 (運転状態検出手段）が設けられている。このクランク角センサ 20は、マグネットロータおよび MREピックアップで構成されており、クランクシャフト 3dの回転に伴い、いずれもパルス信号である CRK信号および TDC信号を、制御装置 1の後述する ECU2に出力する。

[0033] CRK信号は、所定クランク角（例えば 10° )ごとに出力され、 ECU2は、この CRK信号に基づき、エンジン 3の回転数 (以下「エンジン回転数」という） NEを算出する。 TD C信号は、各気筒 3aのピストン 3bが吸気行程の開始時の TDC位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、 4気筒タイプの本例では、クランク角 180°ごとに出力される。

[0034] 水温センサ 21は、例えばサーミスタなどで構成されており、エンジン水温 TWを表す検出信号を ECU2に出力する。このエンジン水温 TWは、エンジン 3のシリンダブロック 3e内を循環する冷却水の温度を表すものである。

[0035] また、エンジン 3の吸気管 10には、上流側から順に、エアーフローセンサ 22、スロットル弁機構 11 (可変吸気量機構)、スロットル弁開度センサ 23、吸気管内絶対圧センサ 24、吸気温センサ 25、および燃料噴射弁 12が設けられている。

[0036] エアーフローセンサ 22は、熱線式エアフローメータで構成されており、スロットル弁機構 11のスロットル弁 1 laを通過する吸入空気量 (以下「TH通過吸入空気量」 t 、う ) Gthを検出し、それを表す検出信号を ECU2に出力する。

[0037] スロットル弁機構 11は、スロットル弁 11aおよびこれを開閉させる THァクチユエータ l ibを有している。スロットル弁 11aは、吸気管 10に回動自在に設けられており、この回動の変化により吸入空気量を変化させる。 THァクチユエータ l ibは、モータにギャ機構 ( 、ずれも図示せず)を組み合わせたものであり、後述するスロットル制御入力 Uthに応じた駆動信号力 ¾CU2から入力されることにより駆動され、それにより、スロットル弁 1 laの開度（以下「スロットル弁開度」と!、う） THが制御される。スロットル弁開度センサ 23は、スロットル弁開度 THを検出し、それを表す検出信号を ECU2に出力する。

[0038] また、スロットル弁機構 11には、ロック機構（図示せず）が設けられており、このロック機構により、スロットル制御入力 Uthが、後述する故障時用値 Uth— fsに設定されているときや、断線などによりスロットルァクチユエータ l ibに入力されないときには、スロットル弁機構 11の動作がロックされる。すなわち、スロットル弁機構 11によるスロットル弁開度 THの変更が禁止され、スロットル弁開度 THが最小値 TH— Lに保持される。なお、この最小値 TH— Lは、バルブリフト Liftinが後述する最小値 Liftin— L (所定の限界リフト）に保持されている場合において、所定の故障時用吸入空気量が確保されるように設定されている。この故障時用吸入空気量は、停車中ではアイドル運転やエンジン始動を適切に行うことができるとともに、走行中では低速走行状態を維持できるように設定されて、る。

[0039] 吸気管 10のスロットル弁 11aよりも下流側の部分は、サージタンク 10aになっており、このサージタンク 10aに、吸気管内絶対圧センサ 24および吸気温センサ 25が設けられている。吸気管内絶対圧センサ 24は、例えば半導体圧力センサなどで構成され、吸気管 10内の絶対圧 (以下「吸気管内絶対圧」という） PBAを検出し、それを表す検出信号を ECU2に出力する。吸気温センサ 25は、サーミスタで構成されており、吸気管 10内の温度（以下「吸気温」という） TAを検出して、その検出信号を ECU2に出力する。

[0040] 燃料噴射弁 12は、燃料を吸気管 10内に噴射するものであり、その燃料噴射タイミングおよび噴射量は、 ECU2からの駆動信号によって制御される。

[0041] また、エンジン 3のシリンダヘッド 3cには、点火プラグ 13が取り付けられており、この点火プラグ 13の点火時期もまた、 ECU2によって制御される（図 2参照)。

[0042] 次に、図 4〜図 7を参照しながら、前述した可変式吸気動弁機構 40について説明する。この可変式吸気動弁機構 40は、吸気カムシャフト 5、吸気カム 6、可変バルブリフト機構 50などで構成されて、る。

[0043] この可変バルブリフト機構 50は、吸気カム 6の回転に伴って吸気弁 4を開閉するとともに、バルブリフト Liftinを所定の最大値 Liftin— Hと最小値 Liftin—しとの間で無段階に変更するものであり、気筒 3aごとに設けられた四節リンク式のロッカアーム機構 51と、これらのロッカアーム機構 51を同時に駆動するリフトァクチユエータ 60を有している。

[0044] 各ロッカアーム機構 51は、ロッカアーム 52および上下のリンク 53, 54などで構成されている。この上リンク 53の一端部は、シリンダヘッド 3cに固定されたロッカアームシャフト 56に回動自在に取り付けられるとともに、他端部は、上ピン 55を介して、ロッカアーム 52の上端部に回動自在に取り付けられて！/、る。 [0045] また、ロッカアーム 52の上ピン 55には、ローラ 57が回動自在に設けられている。このローラ 57は、吸気カム 6のカム面に当接しており、吸気カム 6が回転する際、その力ム面に案内されながら吸気カム 6上を転動する。これにより、ロッカアーム 52は上下方向に駆動されるとともに、上リンク 53力ロッカアームシャフト 56を中心として回動する。

[0046] さらに、ロッカアーム 52の吸気弁 4側の端部には、アジャストボルト 52aが取り付けられている。このアジャストボルト 52aは、吸気弁 4のステム 4aに当接しており、吸気カム 6の回転に伴ってロッカアーム 52が上下方向に移動すると、バルブスプリング 4eの付勢力に抗しながら、ステム 4aを上下方向に駆動し、吸気弁 4を開閉する。

[0047] また、下リンク 54の一端部は、下ピン 58を介して、ロッカアーム 52の下端部に回動自在に取り付けられており、下リンク 54の他端部には、連結軸 59が回動自在に取り付けられている。下リンク 54は、この連結軸 59を介して、リフトァクチユエータ 60の後述する短アーム 65 (可動部）に連結されて!、る。

[0048] リフトァクチユエータ 60は、 ECU2により駆動されるものであり、図 5に示すように、モータ 61、ナット 62、リンク 63、長アーム 64および短アーム 65を有している。このモータ 61は、 ECU2に接続され、エンジン 3のヘッドカバー 3fの外側に配置されている。モータ 61の回転軸は、雄ねじが形成されたねじ軸 61aになっており、このねじ軸 61a に、ナット 62が螺合している。リンク 63の一端部は、ピン 63aを介してナット 62に回動自在に取り付けられ、他端部は、ピン 63bを介して長アーム 64の一端部に回動自在に取り付けられている。また、長アーム 64の他端部は、回動軸 66を介して短アーム 6 5の一端部に固定されている。この回動軸 66は、断面円形に形成され、エンジン 3のヘッドカバー 3fに回動自在に支持されている。長アーム 64および短アーム 65は、回動軸 66を中心として、これと一体に回動する。

[0049] さらに、短アーム 65の回転軸 66と逆側の端部には、前述した連結軸 59が回動自在に取り付けられており、これにより、短アーム 65は、連結軸 59を介して、下リンク 54 に連結されている。また、短アーム 65の付近には、最小リフトストッパ 67a (規制部）および最大リフトストッパ 67bが互いに間隔を存して設けられており、これらの 2つのストッパ 67a, 67bにより、短アーム 65の回動範囲が後述するように規制される。 [0050] 次に、以上のように構成された可変バルブリフト機構 50の動作について説明する。この可変ノレブリフト機構 50では、 ECU2からの後述するリフト制御入力 Uliftin (制御入力）がリフトァクチユエータ 60に入力されると、モータ 61のねじ軸 61aが回転し、それに伴うナット 62の移動により、長アーム 64および短アーム 65が回動軸 66を中心として回動するとともに、この短アーム 65の回動に伴う連結軸 59の移動により、ロッカアーム機構 51の下リンク 54力下ピン 58を中心として回動する。すなわち、リフトァクチユエータ 60により、下リンク 54が駆動される。

[0051] 図 5 (a)に示すように、短アーム 65が同図の反時計回りに回動すると、短アーム 65 は、最大リフトストッパ 67bに当接し、係止される。それにより、下リンク 54も、図 4に実線で示す最大リフト位置に係止される。一方、図 5 (b)に示すように、短アーム 65が同図の時計回りに回動すると、短アーム 65は、最小リフトストッパ 67aに当接し、係止される。それにより、下リンク 54も、図 4に 2点鎖線で示す最小リフト位置に係止される。

[0052] 以上のように、短アーム 65の回動範囲は、 2つのストッノ 67a, 67bにより、図 5 (a) に示す最大リフト位置と図 5 (b)に示す最小リフト位置との間に規制され、それにより、下リンク 54の回動範囲も、図 4に実線で示す最大リフト位置と、 2点鎖線で示す最小リフト位置との間に規制される。

[0053] 下リンク 54が最大リフト位置にある場合、ロッカアーム機構 51では、上ピン 55および下ピン 58の中心間の距離力ロッカアームシャフト 56および連結軸 59の中心間の距離よりも長くなるように構成されており、それにより、図 6 (a)に示すように、吸気カム 6が回転すると、これとローラ 57との当接点の移動量よりも、アジャストボルト 52aの移動量の方が大きくなる。

[0054] 一方、下リンク 54が最小リフト位置にある場合、ロッカアーム機構 51では、上ピン 5 5および下ピン 58の中心間の距離力ロッカアームシャフト 56および連結軸 59の中心間の距離よりも短くなるように構成されており、それにより、図 6 (b)に示すように、吸気カム 6が回転すると、これとローラ 57との当接点の移動量よりも、アジャストボルト 52 aの移動量の方が小さくなる。

[0055] 以上により、吸気弁 4は、下リンク 54が最大リフト位置にあるときには、最小リフト位置にあるときよりも大きなバルブリフト Liftinで開弁する。具体的には、吸気カム 6の回転中、吸気弁 4は、下リンク 54が最大リフト位置にあるときには、図 7の実線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、バルブリフト Liftinは、その最大値 Liftin— Hを示す。一方、下リンク 54が最小リフト位置にあるときには、図 7の 2点鎖線で示すバルブリフト曲線に従って開弁し、ノレブリフト Liftinは、その最小値 Liftin— Lを示す。

[0056] 以上のように、この可変バルブリフト機構 50では、ァクチユエータ 60を介して、下リンク 54を最大リフト位置と最小リフト位置との間で回動させることにより、バルブリフト L iftinを、最大値 Liftin— Hと最小値 Liftin— との間で無段階に変更することができる。

[0057] また、この可変ノレブリフト機構 50には、ロック機構（図示せず）が設けられており、このロック機構により、リフト制御入力 Uliftin力後述する故障時用値 Uliftin— fsに設定されているときや、断線などによりリフトァクチユエータ 60に入力されないときには、可変バルブリフト機構 50の動作がロックされる。すなわち、可変バルブリフト機構 50によるバルブリフト Liftinの変更が禁止され、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin— Lに保持される。なお、この最小値 Liftin— Lは、スロットル弁開度 THが前述した最小値 TH— Lに保持されてヽる場合にぉヽて、前述した故障時用吸入空気量が確保されるように設定されている。

[0058] さらに、エンジン 3には、回動角センサ 26 (バルブリフト検出手段）が設けられており

(図 2参照）、この回動角センサ 26は、短アーム 65の回動角 Θ liftを検出し、それを表す検出信号を ECU2に出力する。この短アーム 65の回動角 Θ liftは、短アーム 65 が最大リフト位置と最小リフト位置との間のどの位置にあるかを表すものであり、 ECU 2は、この回動角 Θ liftに基づき、バルブリフト Liftinを算出する。

[0059] また、図 2に示すように、 ECU2には、アクセル開度センサ 27 (運転状態検出手段）力アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」と!、う） APを表す検出信号力電流センサ 28からリフトァクチユエータ 60のモータ 61を実際に流れる電流の値 (以下「電流値」 t 、う） Imotを表す検出信号が、それぞれ出力される。

[0060] さらに、車両には、イダ-ッシヨン.スィッチ（以下「IG' SW」という） 29が設けられている。この IG. SW29は、イグニッションキー（図示せず）の操作に応じ、その ONZO FF状態を表す信号を ECU2に出力する。 [0061] ECU2は、 CPU、 RAM, ROMおよび I/Oインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、この RAMは、バックアップ電源によって、記憶したデータを IG' SW29の OFF時にも保持するようになっている。また、 ECU2は、前述した各種のセンサおよびスィッチ 20〜29の検出信号などに応じて、エンジン 3の運転状態を判別し、ノレブリフト Liftinおよびスロットル弁開度 THを制御することによって、吸入空気量を制御する。なお、本実施形態では、 ECU2によつて、運転状態検出手段、当接判定手段、制御手段、バルブリフト検出手段、目標バルブリフト決定手段、制御入力算出手段、外乱抑制パラメータ設定手段および保持判定手段が構成されている。

[0062] なお、上記の吸入空気量の制御は、エンジン 3の低〜高負荷運転時には、主としてバルブリフト Liftinによって行われる。また、極低〜低負荷運転時には、吸入空気量力 Sもともと小さく、これをきめ細力べ制御することが要求されるため、バルブリフト Liftin を最小値 Liftin— Lに保持した状態でスロットル弁開度 THを制御することによって、吸入空気量の制御が行われる。

[0063] 次に、図 8を参照しながら、 ECU2で行われる上述した吸入空気量の制御を含む処理について説明する。本処理は、所定の制御周期 ΔΤ (例えば 5msec)ごとに実行される。まず、ステップ 1では、過電流判定処理を実行する。本処理は、可変バルブリフト機構 50における可動部品の固着や故障などに起因して、リフトァクチユエータ 60のモータ 61が過電流状態、すなわち過負荷状態にある力否かを判定するものである。次いで、過電流判定処理の結果に応じ、吸入空気量制御処理を実行し (ステップ 2) 、本処理を終了する。

[0064] 次に、上記の過電流判定処理について、図 9を参照しながら説明する。まず、ステップ 10では、第 2過電流判定フラグ F— Imot— emg2が「1」であるか否かを判別する。この答が NOのときには、電流値 Imotが所定の上限値 Imot— max以上であるか否かを判別する (ステップ 11)。

[0065] この答が NOで、 Imotく Imot— maxのときには、リフトァクチユエータ 60が過電流' 過負荷状態にないとして、積算値 SImotを値 0に設定した (ステップ 12)後、本処理を終了する。 [0066] 一方、ステップ 11の答が YESで、 Imot≥Imot— maxのときには、積算値 SImotを次式（1)により算出し (ステップ 13)、 RAM内に記憶する。

[0067] SImot (k) = SImot (k 1 )

+Imot (k) - Stime ……（1)

[0068] 上記式（1)において、 Stimeは、サンプリング周期であり、この場合、前述した制御周期 ΔΤに等しい。また、記号 (k)付きのデータは、制御周期 ΔΤに同期してサンプリング (または算出）された離散データであることを示しており、記号 kは各離散データのサンプリングサイクルの順番を表している。例えば、記号 kは今回の制御タイミングでサンプリングされた値であることを、記号 _k 丄は前回の制御タイミングでサンプリングされた値であることをそれぞれ示している。この点は、以下の離散データにおいても同様である。なお、以下の説明では、各離散データにおける記号 (k)などを適宜、省略する。

[0069] 上記式（1)〖こ示すように、積算値 SImotは、電流値 Imotとサンプリング周期 Stime との積を積算することにより算出される。この場合、電流値 Imotは、リフトァクチユエ一タ 60のモータ 61のトルクすなわち負荷と比例関係にあるので、積算値 SImotは、リフトァクチユエータ 60における負荷の大きさとその継続時間を表す。

[0070] 次いで、積算値 SImotが所定の第 1判定値 SImot_[l以上である力否かを判別する（ステップ 14)。この第 1判定値 SImot_[lは、リフトァクチユエータ 60が過電流'過負荷状態に近い状況にある力否かを判定するためのしきい値である。この答が NOのときには、本処理を終了する。一方、ステップ 14の答が YESで、 SImot≥SImot_[ 1のときには、リフトァクチユエータ 60が過電流'過負荷状態に近い状況にあるとして、そのことを表すために、第 1過電流判定フラグ F— Imot— emglを「1」にセットし (ステツプ 15)、 RAM内に記憶する。

[0071] 次に、積算値 SImotが所定の第 2判定値 SImot _[2以上である力否かを判別する

(ステップ 16)。この第 2判定値 SImot_[2は、リフトァクチユエータ 60の過電流'過負荷状態にある力否力、すなわち可変バルブリフト機構 50が故障して、るか否かを判定するためのしきい値であり、上記第 1判定値 SImot _[1よりも大きな値に設定されている。 [0072] 上記ステップ 16の答が NOのときには、本処理を終了する。一方、上記ステップ 16 の答が YESで、 SImot≥SImot_[2のときには、リフトァクチユエータ 60が過電流' 過負荷状態にあり、可変バルブリフト機構 50が故障しているとして、そのことを表すために、第 2過電流判定フラグ F— Imot— emg2を「1」にセットし (ステップ 17)、 RAM 内に記憶する。次いで、本処理を終了する。

[0073] 上記のように、ステップ 17で第 2過電流判定フラグ F— Imot— emg2が「1」にセットされると、前記ステップ 10の答が YESとなり、その場合には、リセットフラグ F—RESE Tが「1」である力否かを判別する（ステップ 18)。このリセットフラグ F_RESETは、所定の判定処理において、所定のリセット条件が成立したときに「1」にセットされる。より具体的には、メンテナンス時において、外部診断機によるリセット動作が実行されたとき、またはバッテリキャンセル動作が実行されたときには、所定のリセット条件が成立したと判定され、リセットフラグ F— RESETが「1」にセットされる。

[0074] このステップ 18の答が NOのときは、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ 18 の答が YESのときには、積算値 SImotを値 0に、 2つのフラグ F— Imot— emgl, F — Imot— emg2を!、ずれも「0」にそれぞれリセットした (ステップ 19)後、前記ステツプ 11以降を実行する。

[0075] 次いで、図 8のステップ 2の吸入空気量制御処理について、図 10を参照しながら説明する。本処理は、吸入空気量を制御するために、リフト制御入力 Ulif tinおよびスロットル制御入力 Uthを算出するものである。まず、ステップ 30では、エンジン始動フラグ F— ENGSTART力「1」であるか否かを判別する。このエンジン始動フラグ F—E NGSTARTは、図示しない判定処理において、エンジン回転数 NEおよび IG' SW2 9の出力状態に応じて、エンジン始動中すなわちクランキング中と判定されたときに「 1」にセットされる。

[0076] 上記ステップ 30の答が YESで、エンジン始動中のときには、エンジン水温 TWに応じ、図 11に示すテーブルを検索することによって、目標吸入空気量の始動時用値 G cyl_cmd_crkを算出する（ステップ 31)。同図に示すように、このテーブルでは、目標吸入空気量の始動時用値 Gcyl— cmd— crkは、エンジン水温 TWが低いほど、大きな値に設定されている。これは、エンジン水温 TWが低いほど、エンジン 3のフリクシヨンが大きぐその始動がしにくいので、吸入空気量を大きくする必要があるためである。

[0077] 次いで、目標吸入空気量 Gcyl— cmdを上記始動時用値 Gcyl— cmd— crkに設定する (ステップ 32)。次に、後述するように、ノレブリフト制御処理を実行する (ステツプ 33)とともに、スロットル制御処理を実行した (ステップ 34)後、本処理を終了する。

[0078] 一方、前記ステップ 30の答が NOで、エンジン始動中でないときには、アクセル開度 APが所定値 APREFよりも小さヽか否かを判別する (ステップ 35)。この答が YES で、アクセルペダルが踏み込まれていないときには、触媒暖機タイマの計時値 Teat が所定値 Tcatlmはりも小さいか否かを判別する (ステップ 36)。この触媒暖機タイマは、触媒暖機制御処理の実行時間を計時するものであり、アップカウント式のタイマで構成されている。なお、触媒暖機制御処理は、エンジン 3の排気管に設けられた排ガス浄化用の触媒 ( 、ずれも図示せず)を活性化するために行われるものである。

[0079] このステップ 36の答が YESで、 Teatく Tcatlmtのとき、すなわち、触媒暖機制御の実行中のときには、触媒暖機タイマの計時値 Teatおよびエンジン水温 TWに応じ、図 12に示すマップを検索することによって、目標吸入空気量の触媒暖機用値 Gcyl — cmd— astを算出する（ステップ 37)。同図において、 TW1〜TW3は、エンジン水温 TWの第 1〜第 3の所定値 (TW1 <TW2<TW3)である。なお、目標吸入空気量の触媒暖機用値 Gcyl— cmd— astは、エンジン水温 Tが第 1〜第 3の所定値 TW1〜 TW3以外のときには、補間演算によって算出される。

[0080] また、目標吸入空気量の触媒暖機用値 Gcyl— cmd— astは、エンジン水温 TWが低いほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン水温 TWが低いほど、触媒の活性ィ匕に要する時間が本来的に長くなるので、排気ガスボリュームを大きくすることによって、触媒の活性ィ匕に要する時間をより短縮するためである。さらに、このマップでは、目標吸入空気量の触媒暖機用値 Gcyl— cmd— astは、触媒暖機タイマの計時値 Teatが小さい領域では、計時値 Teatが大きいほど、より大きな値に設定され、計時値 Teatが大きい領域では、計時値 Teatが大きいほど、より小さな値に設定されている。これは、触媒暖機制御の実行時間が長くなるのに伴い、エンジン 3の暖機が進むことで、フリクションが低下するので、その場合には、目標吸入空気量 Gcyl— cmdを低減しないと、エンジン回転数 NEを目標値に維持するために点火時期が過剰にリタード制御された状態となり、燃焼状態が不安定になるためである。

[0081] 次いで、目標吸入空気量 Gcyl— cmdを上記触媒暖機用値 Gcyl— cmd— astに設定した (ステップ 38)後、前記ステップ 33以降を実行する。

[0082] 一方、前記ステップ 35または 36の答が NOのとき、すなわちアクセルペダルが踏み込まれているとき、または Tcat≥Tcatlmtであるときには、目標吸入空気量の通常運転用値 Gcyl— cmd— drvを、エンジン回転数 NEおよびアクセル開度 APに応じ、図 13に示すマップを検索することによって算出する（ステップ 39)。同図において、 AP 1〜AP3は、アクセル開度 APの第 1〜第 3の所定値 (AP1 >AP2 >AP3)である。なお、目標吸入空気量の通常運転用値 Gcyl— cmd— drvは、アクセル開度 APが第 1〜第 3の所定値 AP1〜AP3以外のときには、補間演算によって算出される。

[0083] このマップでは、目標吸入空気量の通常運転用値 Gcyl— cmd— drvは、エンジン回転数 NEが高いほど、またはアクセル開度 APが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数 NEが高いほど、またはアクセル開度 APが大きいほど、エンジン 3の負荷が高いことで、より大きな吸入空気量が要求されるためである

[0084] 次いで、目標吸入空気量 Gcyl— cmdを上記通常運転値 Gcyl— cmd— drvに設定した (ステップ 40)後、前記ステップ 33以降を実行する。

[0085] 次に、図 10のステップ 33のバルブリフト制御処理について、図 14を参照しながら説明する。本処理は、可変バルブリフト機構 50を制御するための前述したリフト制御入力 Uliftinを算出するものである。まず、ステップ 50では、エンジン回転数 NE、および前記ステップ 32、 38または 40で設定した目標吸入空気量 Gcyl— cmdに応じ、図 15に示すマップを検索することによって、ノレブリフト Liftinの目標値である目標バルブリフト Liftin— cmdを算出する。同マップにおいて、 Gcyl— cmdl〜Gcyl— cm d3は、目標吸入空気量 Gcyl— cmdの第 1〜第 3の所定値（Gcyl— cmdl < Gcyl— cmd2く Gcyl— cmd3)である。なお、目標バルブリフト Liftin— cmdは、目標吸入空気量 Gcyl— cmdが第 1〜第 3の所定値 Gcyl— cmdl〜Gcyl— cmd3以外のときには、補間演算によって求められる。 [0086] また、上記のマップでは、目標バルブリフト Liftin— cmdは、エンジン回転数 NEが高いほど、または目標吸入空気量 Gcyl— cmdが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン回転数 NEが高いほど、または目標吸入空気量 Gcyl— c mdが大きいほど、エンジン 3に対する要求出力が大きいことで、より大きな吸入空気量が要求されるためである。さらに、目標吸入空気量 Gcyl— cmdが第 1所定値 Gcyl — cmdlで、かつエンジン回転数 NEが所定値 NEREF (例えば l lOOrpm)のときには、目標バルブリフト Liftin— cmdは、前述したバルブリフト Liftinの最小値 Liftin— Lよりも若干大きな所定値 Liftin— stbに設定されている。さらに、 Gcyl— cmd=Gcy 1— cmdlかつ NE< NEREFのとき、すなわちエンジン 3の極低〜低負荷運転状態のときには、目標バルブリフト Liftin— cmdは、最小値 Liftin— Lよりも小さな値に設定されている。これは、短アーム 65や最小リフトストッパ 67aの量産による個体差や経年変化にかかわらず、上記のような極低〜低負荷運転状態のときに、短アーム 65を最小リフトストッパ 67aに確実に当接させることによって、バルブリフト Liftinを最小値 Liftin— Lに確実に保持するためである。

[0087] 次!、で、前述した第 2過電流判定フラグ F— Imot— emg2が「1」であるか否かを判別する (ステップ 51)。この答が YESで、可変ノレブリフト機構 50が故障しているときには、リフト制御入力 U— Liftinを所定の故障時用値 U— Liftin— fsに設定した (ステツプ 52)後、本処理を終了する。これにより、前述したように、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin— Lに保持され、それにより、停車中はアイドル運転やエンジン始動を適切に実行できると同時に、走行中は低速走行状態を維持することができる。

[0088] 一方、ステップ 51の答が NOで、 F— Imot— emg2 = 0、すなわち可変バルブリフト機構 50が正常であるときには、後述する当接判定処理を実行する (ステップ 53)とともに、リフト制御入力 Uliftinを算出した (ステップ 54)後、本処理を終了する。

[0089] このリフト制御入力 Uliftinの算出は、バルブリフト Liftin、および前記ステップ 50で算出した目標ノレブリフト Liftin_cmdに基づき、次の式（2)〜（8)に示す目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御アルゴリズムによって行われる。すなわち、リフト制御入力 Uliftinは、バルブリフト Liftinを目標バルブリフト Liftin— cmdに追従 •収束させるための値として算出される。 [0090] [数 1]

Lifti n— cmd—f (k) = POLE— fj f -Lifti n_cmd_f (k-1)

+ (1+P0LE_f_lf) -Liftin_cmd(k) …… (2)

Ul iftin(k) = Ueq_lf (k)†Urch_lf (k)+Uadp_lf (k) …… （3)

Ueq_lf (k) =— 1— {(1-al_lf-P0LE_lf) -Liftin(k)

bl— I f

+ (P0LE_lf-a2_lf) - Liftin(k-1)-b2_lf -Ul iftin(k-l) + Lifti n_cmd_f (k) + (POLE— lf-1) -Lifti n— cmd—f (k-1)

-POLE_lf -Liftin.cmd (k-2)} …… （4)

Urch_lf(k) = - ^K^^h {^f - g_lf(k) ···.· (5) a_lf (k) = E_lf (k) + POLE_lf-E_lf (k-1) (6)

E_lf (k) = Liftin(k)-Liftin_cmd_f (k-1) (7)

Uadp_lf(k) = - ^K^^pj|^f ·∑ a_lf(i) '- (8)

[0091] この制御アルゴリズムでは、まず、式（2)に示す目標値フィルタアルゴリズムすなわち一次遅れフィルタアルゴリズムにより、目標バルブリフトのフィルタ値 Liftin— cmd —fが算出される。同式（2)において、 POLE— f— Ifは、目標値フィルタ設定パラメタであり、上記ステップ 53の当接判定処理において、— KPOLE— f— Ifく 0の関係が成立する値に設定される。

[0092] 次、で、式（3) （8)に示すスライディングモード制御アルゴリズムにより、リフト制御入力 Uliftinが算出される。すなわち、式（3)に示すように、リフト制御入力 Uliftin は、等価制御入力 Ueq— lf、到達則入力 Urch— Ifおよび適応則入力 Uadp— Ifの総和として算出される。

[0093] 等価制御入力 Ueq— Ifは、式 (4)により算出される。同式 (4)において、 al— If, a2

If, bl If, b2 Ifは、後述する式（9)のプラントモデルのモデルパラメータを示しており、所定値にそれぞれ設定されている。また、 POLE— Ifは、切換関数設定パラメータ (外乱抑制パラメータ）であり、当接判定処理において、 KPOLE— lf<0 の関係が成立する値に設定される。

[0094] また、到達則入力 Urch— Ifは、式（5)により算出される。同式（5)において、 Krch —Ifは、所定の到達則ゲインを表しており、 σ— Ifは、式 (6)のように定義される切換関数である。同式 (6)の E_lfは、式（7)により算出される追従誤差である。さらに、適応則入力 Uadp— Ifは、式（8)により算出される。同式において、 Kadp— Ifは、所定の適応則ゲインを表して、る。

[0095] 以上の式（2)〜（8)は次のようにして導出される。すなわち、プラントを、リフト制御入力 Uliftinを入力とし、バルブリフト Liftinを制御量とする系として定義するとともに、離散時間系モデルとしてモデルィ匕すると、次式（9)が得られる。この式（9)のモデルに基づき、バルブリフト Liftinが目標バルブリフト Liftin— cmdに追従'収束するように、目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御理論を適用すると、前述した式 (2)〜 (8)が導出される。

[0096] [数 2]

Liftin(k+1) = a1_lf -Lift in(k) + a2_lf -Lift in(k-1)

+ b1_lf -Ul iftin(k)†b2_lf -Ul iftin(k-l) (9)

[0097] 以上の目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御アルゴリズムは、次のような特性を有している。すなわち、目標値フィルタ設定パラメータ POLE_f_lfを一 1 < POLE— f— If < 0の範囲内で変更することによって、目標バルブリフト Liftin— cm dに対する目標バルブリフトのフィルタ値 Liftin— cmd—fの追従速度、すなわち目標バルブリフト Liftin— cmdへのバルブリフト Liftinの追従速度が変化する。具体的には、この追従速度は、目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f— Ifが値 1に近いほど、より低くなる。このため、目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f— Ifを値— 1により近、値に設定することによって、バルブリフト Liftinを目標バルブリフト Liftin— cm dに追従させる際のリフト制御入力 Uliftinが小さくなり、その結果、電流値 Imotがより小さくなるとともに、バルブリフト Liftinを目標バルブリフト Liftin— cmdに追従させるための短アーム 65の駆動力がより小さくなる。 [0098] また、切換関数設定パラメータ POLE— Ifを 1く POLE— If < 0の範囲内で変更することによって、値 0への追従誤差 E— Ifの収束速度および収束挙動、すなわち目標バルブリフト Lif tin— cmdへのバルブリフト Lif tinの追従速度および追従挙動が変化する。言い換えれば、リフトァクチユエータ 60にカ卩えられる外乱の影響の抑制度合 (以下、単に「外乱抑制度合」という）が変化する。具体的には、切換関数設定パラメータ POLE— Ifが値 1に近いほど、より大きな追従誤差 E— Ifの発生が許容され、外乱抑制度合がより低くなる。このため、切換関数設定パラメータ POLE— Ifを値— 1 により近い値に設定することによって、追従誤差 E— Ifが発生した際のリフト制御入力 Uliftinが小さくなり、その結果、電流値 Imotがより小さくなるとともに、ノレブリフト Li ftinを目標バルブリフト Liftin— cmdに追従させるための短アーム 65の駆動力がより小さくなる。

[0099] 次に、図 16を参照しながら、図 14の前記ステップ 53の当接判定処理について説明する。本処理は、可変バルブリフト機構 50の短アーム 65が最小リフトストッパ 67a に当接している力否かを判定するとともに、その判定結果に応じて、切換関数設定パラメータ POLE— Ifおよび目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f— Ifを設定するものである。

[0100] まず、ステップ 60では、判定パラメータ WVliftinを算出する。この判定パラメータ W Vliftinは、最小リフトストッパ 67aへの短アーム 65の当接の有無を判定するのに用いられるものであり、リフト偏差 DL (k)に基づき、図 17に示す判定パラメータ算出部 7 0によって算出される。このリフト偏差 DL (k)は、バルブリフトの今回値 Liftin (k)と前回値 Lif tin (k- 1)との偏差（= Lif tin (k) -Lif tin (k— 1) )である。なお、上記の判定パラメータ算出部 70は、 ECU2で構成されている。

[0101] 判定パラメータ算出部 70は、第 1フィルタ 71、第 1ダウンサンプラ 72、第 2フィルタ 7 3、および第 2ダウンサンプラ 74を有している。

[0102] 第 1フィルタ 71は、ローパスフィルタであり、図 18に示すようなゲイン特性および位相特性を有しており、前述した制御周期 ΔΤごとに、上記のリフト偏差 DL (k)をサンプリングし、フィルタリングすることによって、第 1フィルタ値 DLf (k)を生成し、第 1ダウンサンブラ 72に出力する。具体的には、リフト偏差 DL (k)のうち、リフト偏差 DL (k)のサンプリング周波数の 1Z2の周波数に相当する所定の第 1周波数 ω以上の周波数域の成分を除去する。また、リフト偏差 DL (k)のうちの第 1周波数 ωよりも低い所定周波数 ω ref以下の低周波数域 L ω Αの成分に対するゲインは、値 1よりも大きな所定値 GREFに設定されており、それにより、この低周波数域 L eo Aの成分が増幅される。なお、第 1フィルタ値 DLf (k)は次式（10)によって算出（生成）される。

DLf (k) = a -DL (k) + a -DL (k- l) …… (10)

ここで、 αは所定値 (例えば 0. 7071)である。

[0103] 第 1ダウンサンブラ 72は、制御周期 ΔΤごとに入力された第 1フィルタ値 DLf (k)を 1 つおきにサンプリングすることによって間引き、サンプリングした第 1フィルタ値 DLf ( m)を、第 2フィルタ 73に出力する。

[0104] 第 2フィルタ 73は、第 1フィルタ 70とほぼ同様に構成されており、入力された第 1フィルタ値 DLf (m)をフィルタリングすることによって、第 2フィルタ値 DLf，（m)を生成し、第 2ダウンサンブラ 74に出力する。具体的には、第 2フィルタ 73は、第 1フィルタ値 D Lf (m)のうちの、第 1フィルタ値 DLf (m)の入力の周期に対応する周波数の 1 Z2の周波数、すなわち上記の第 1周波数 ωの 1Z2の周波数である所定の第 2周波数 ω Ζ2以上の周波数域の成分を除去する。また、第 1フィルタ値 DLf (m)のうちの、第 2 周波数 ω Z2よりも低い所定周波数以下の低周波数域に対するゲインは、値 1よりも大きな所定値に設定されており、それにより、この低周波数域の成分が増幅される。なお、第 2フィルタ値 DLf' (m)は、次式（11)によって算出（生成）される。

DLf (m) = a -DLf (m) + a -DLf (m- l) ……（11)

[0105] 第 2ダウンサンプラ 74は、入力された第 2フィルタ値 DLf，（m)を 1つおきにサンプリングすることによって間引き、判定パラメータ WVliftin(k)として出力する。

[0106] 以上のように、リフト偏差 DLに、上述したフィルタリング処理および間引き処理を繰り返し施すことによって、判定パラメータ WVliftinが算出（生成）される。これにより、図 19に示すように、判定パラメータ WVliftinは、高周波数域の成分に含まれるノイズが除去されるとともにリフト偏差 DLの低周波数域の成分が増幅されるように算出され、それにより、リフト偏差 DLの SN比を改善した値として得られる。また、上述したフィルタリング処理は、微分的機能を有しているため、以上のようにして算出された判定パラメータ WVliftinは、バルブリフト Liftinの変化率の微分値、すなわち回動する短アーム 65の加速度を表す。

[0107] 図 16に戻り、前記ステップ 60に続くステップ 61では、バルブリフト Liftin、および図

14の前記ステップ 50で算出した目標バルブリフト Liftin— cmdカ^、ずれも、前述した所定値 Liftin— stb以下であるカゝ否かを判別する。

[0108] この答が NOのときには、ステップ 62、 63および 64において、低リフトフラグ F— low lift,保持フラグ F— pressmod、および当接開始フラグ F— contmodを、それぞれ「

0」にリセットする。次に、図 9の前記ステップ 15でセットされた第 1過電流判定フラグ F

— Imot— emglが「1」であるか否かを判別する（ステップ 65)。

[0109] この答が NOのときには、切換関数設定パラメータ POLE— Ifおよび目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f— Ifを、所定の通常時用値 POLE— baseおよび POLE— f

—base (例えばそれぞれ—0. 4、—0. 9)にそれぞれ設定した (ステップ 66)後、本処理を終了する。

[0110] 一方、ステップ 65の答が YESで、 F— Imot— emgl = 1、すなわち、リフトァクチュエータ 60が過電流 '過負荷状態に近い状況にあるときには、切換関数設定パラメ一タ POLE— Ifおよび目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f— Ifを、所定の過電流時用値 POLE— imotおよび POLE— f— imotにそれぞれ設定した (ステップ 67)後、本処理を終了する。

[0111] この過電流時用値 POLE— imotは、上記の通常時用値 POLE— baseよりも値 1 に近い値（一 1 < POLE— imotく POLE— base)に設定されており、例えば—0. 8 である。また、目標値フィルタ設定パラメータの過電流時用値 POLE— f— imotは、上記の通常時用値 POLE— f— baseよりも値— 1に近、値（— 1く POLE— f— imot < POLE— f— base)に設定されており、例えば 0. 95である。このように設定するのは、前述したように、切換関数設定パラメータ POLE— Ifおよび目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f— Ifが値 1に近いほど、電流値 Imotがより小さくなるので、このことを利用することによって、リフトァクチユエータ 60が過電流'過負荷状態に至るのを回避するためである。

[0112] 一方、前記ステップ 61の答が YESで、バルブリフト Liftinおよび目標バルブリフト L if tin— cmdがいずれも、所定値 Liftin— stb以下で非常に小さいときには、次のステップ 68以降において、最小リフトストッパ 67aへの短アーム 65の当接の有無を判定する。まず、ステップ 68では、ノレブリフト Liftinが低リフト側に制御されているとして、そのことを表すために、低リフトフラグ F— lowliftを「1」にセットする。

[0113] 次いで、ステップ 69および 70において、保持フラグ F— pressmodおよび当接開始フラグ F— contmodが「1」である力否かをそれぞれ判別する。これらの答が、ずれも NOのときには、前記ステップ 60で算出した判定パラメータ WVliftin力所定の第 1 判定値 WVcoll (例えば 3)以下であるか否かを判別する (ステップ 71)。

[0114] この答が NOのときには、前記ステップ 63以降を実行する。一方、ステップ 71の答が YESで、判定パラメータ WVliftinが第 1判定値 WVcoll以下になったときには、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接し始めたと判定する。このように判定するのは、前述したように判定パラメータ WVliftinは、回動する短アーム 65の加速度を表すので、 WVliftin≤WVcollの成立によって、短アーム 65が最小リフトストッパ 67 aに当接し始めることで短アーム 65の加速度が減少し始めたと推定できるためである。次に、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接し始めたことを表すために、当接開始フラグ F_contmodを「1」にセットする (ステップ 72)。次に、この判定を受けて、切換関数設定パラメータ POLE— Ifおよび目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f —Ifを、所定の当接開始時用値 POLE— lowおよび POLE— f— lowにそれぞれ設定した (ステップ 73)後、本処理を終了する。

[0115] この当接開始時用値 POLE— lowは、前述した過電流時用値 POLE— imo りも値一 1に近、値（ 1く POLE— lowく POLE— imotく POLE— base)に設定されており、例えば— 0. 99である。また、目標値フィルタ設定パラメータの当接開始時用値 POLE— f— lowは、前述した過電流時用値 POLE— f— imotよりも値— 1に近!ヽ値（— 1く POLE— f— lowく POLE— f— imotく POLE— f— base)に設定されており、例えば 0. 97である。

[0116] 上記ステップ 72により当接開始フラグ F— contmodが「1」にセットされると、前記ステツプ 70の答が YESとなり、その場合には、判定パラメータ WVliftinが第 2判定値 WVcol2 (例えば— 3)以上である力否かを判別する（ステップ 74)。 [0117] この答が NOのときには、前記ステップ 72以降を実行する。一方、この答が YESで、判定パラメータ WVliftinが第 2判定値 WVcol2以上になったとき、すなわち第 1判定値 WVcoll以下に低下していた判定パラメータ WVliftinが第 2判定値 WVcol2以上に増加したときには、短アーム 65の加速度が減少のピークを過ぎていて、最小リフトストツパ 67aへの短アーム 65の当接が終了し、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin _Lに保持されたと判定する。次に、そのことを表すために、保持フラグ F_pressmo dを「1」にセットする (ステップ 75)。次いで、前記ステップ 64以降を実行する。また、このステップ 75により保持フラグ F— pressmodが「1」にセットされると、前記ステップ 69の答が YESとなり、その場合には、前記ステップ 64以降を実行する。

[0118] 図 20は、上述した当接判定処理を行った場合の動作例を示している。なお、この動作例は、前述した第 1および第 2の判定値 WVcoll, WVcol2を互いに同じ値に設定するとともに、バルブリフト Liftinが目標バルブリフト Liftin— cmdに収束している状態から、目標バルブリフト Liftin— cmdの減少に伴って最小値 Liftin— Lまでバルブリフト Liftinを制御する場合の動作を示している。

[0119] 同図に示すように、目標バルブリフト Liftin— cmdが減少し始めると（時点 tl)、ノルブリフト Liftinは、目標バルブリフト Liftin— cmdに収束するように減少する。そして、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin— Lに近、値になると、判定パラメータ WVlift inは急激に減少し始める。さらに、ノレブリフト Liftinが最小値 Liftin— Lまで減少し、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接し始めた時に、判定パラメータ WVlifti n力第 1判定値 WVcollを下回る（時点 t2)。したがって、 WVliftin≤ WVcollになつたとき (ステップ 71 : YES)に、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接し始めたと判定することができる。また、これに伴って、それまで通常時用値 POLE— baseに設定されていた切換関数設定パラメータ POLE_lfが、値— 1により近い当接開始時用値 POLE_lowに設定される (ステップ 73)。

[0120] さらに、その後、最小リフトストッパ 67aへの短アーム 65の当接が終了し、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin— Lに保持された時に、判定パラメータ WVliftinは、減少した状態力増加し、第 2判定値 WVcol2を上回る（時点 t3)。したがって、判定パラメータ WVliftin力第 1判定値 WVcoll以下になった後、第 2判定値 WVcol2以上になったとき (ステップ 74 : YES)に、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin— Lに保持されたと判定することができる。また、これに伴って、当接開始時用値 POLE— lowに設定されて!/、た切換関数設定パラメータ POLE— If力通常時用値 POLE— baseに設定される (ステップ 66)。

[0121] 以上のように、上述した当接判定処理によれば、バルブリフト Liftinが所定値 Liftin — stbよりも大きいとき（ステップ 61 :NO)、すなわち、バルブリフト Liftinを最小値 Lif tin_Lに保持せずに、バルブリフト Liftinを主体として吸入空気量を制御する場合には、切換関数設定パラメータ POLE— Ifおよび目標値フィルタ設定パラメータ POL E— f— If力値 0に近、通常時用値 POLE— baseおよび POLE— f— baseにそれぞれ設定される（ステップ 66)。これにより、目標バルブリフト Liftin— cmdへのバルブリフト Liftinの良好な追従性が確保される。

[0122] また、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接し始めたと判定されたとき (ステツプ 71： YES)には、切換関数設定パラメータ POLE— Ifおよび目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f— Ifがそれぞれ、当接開始時用値 POLE— lowおよび POLE— f _lowに設定される（ステップ 73)。

[0123] 前述したように、これらの当接開始時用値 POLE— lowおよび POLE— f— lowは、通常時用値 POLE— baseおよび POLE— f— baseよりもそれぞれ値— 1に近、値に設定されている。これにより、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接し始めたときに、前述した目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御アルゴリズムの特性から明らかなように、バルブリフト Liftinを目標バルブリフト Liftin— cmdに追従させるための短アーム 65の駆動力を低減することができる。その結果、短アーム 65が最小リフトストツバ 67aに当接する際の衝撃力を低減できるので、短アーム 65や最小リフトストッパ 67aの変形を回避でき、したがって、可変バルブリフト機構 50の寿命を延ばすことができる。

[0124] また、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接するまでの間は、短アーム 65の駆動力が確保されるので、目標バルブリフト Lif tin— cmdへのバルブリフト Lif tinの追従速度を低下させることなぐ吸入空気量を適切な値に迅速に制御することができる。その結果、安定したエンジン 3の運転状態を確保できることによって、良好なドライバビリティーを確保することができる。さらに、短アーム 65や最小リフトストッパ 67aに緩衝材を付加する必要がないので、緩衝材を設けた場合と異なり、最小値 Liftin— L におけるバルブリフト Liftinのばらつきによる吸入空気量のばらつきを回避することができるとともに、緩衝材の付カ卩による製造コストの上昇や設計の自由度の低下を回避することができる。

[0125] また、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接したと判定された後、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin— Lに保持されたと判定されたとき（ステップ 74 : YES)には、切換関数設定パラメータ POLE— Ifおよび目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f —Ifが、通常時用値 POLE— baseおよび POLE— f— baseにそれぞれ設定される（ステップ 66)。これにより、バルブリフト Liftinを目標バルブリフト Liftin— cmdに追従させるための短アーム 65の駆動力、すなわちバルブリフト Liftinを最小値 Liftin_L に保持する力が増大する。その結果、最小リフトストツバ 67aに当接した後、短アーム 65を、エンジン 3の振動などで最小リフトストッパ 67aから乖離させることなぐ最小リフトストツパ 67aに当接した状態に確実に保持できる。

[0126] さらに、最小リフトストッパ 67aへの短アーム 65の当接の開始後、その終了までの間に、目標バルブリフト Liftin— cmdが所定値 Liftin— stbよりも大きな値に設定され、バルブリフト Liftinを増大させるように制御するときには、前記ステップ 61の答が NO となり、前記ステップ 66が実行される。その結果、切換関数設定パラメータ POLE— 1 fおよび目標値フィルタ設定パラメータ POLE— f— If力通常時用値 POLE— base および POLE— f— baseにそれぞれ設定される。

[0127] これにより、前述したように、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接し始めた直後に、運転者の加速要求などによりバルブリフト Liftinを増加させる場合に、短ァーム 65の駆動力をそれまでの低減して、る状態から、即座に増大させることができる。その結果、目標バルブリフト Liftin— cmdへのバルブリフト Liftinの追従性を向上させることができるので、吸入空気量を適切な値に迅速に増加させることができ、したがつて、良好なドライバピリティーを確保することができる。

[0128] また、最小リフトストッパ 67aへの短アーム 65の実際の当接状況に応じて変化する短アーム 65の加速度を表す判定パラメータ WVliftinを用いて当接判定を行うので、この判定を、センサなどで直接検出した短アーム 65の位置に基づいて行う場合と異なり、短アーム 65や最小リフトストッパ 67aの量産による個体差や経年変化による摩耗の影響を受けることなぐ精度良く行うことができる。さらに、前述したように、判定パラメータ WVliftin力リフト偏差 DLの SN比を改善した値として得られるので、リフト偏差 DLに含まれるノイズの影響を抑制しながら、当接判定をさらに精度良く行うことができる。

[0129] 次に、図 21を参照しながら、図 10の前記ステップ 34のスロットル制御処理について説明する。まず、ステップ 80では、前述した当接開始フラグ F— contmod、保持フラグ F— pressmod、および第 2過電流判定フラグ F— Imot— emg2のいずれかが「1」であるか否かを判別する。

[0130] この答が NOで、当接開始フラグ F— contmod、保持フラグ F— pressmod、および第 2過電流判定フラグ F— Imot— emg2がいずれも「0」のとき、すなわち、短アーム 6 5が最小リフトストッパ 67aに当接しておらず、バルブリフト Liftinを主体とする吸入空気量制御を実行して、るときには、バルブリフト Liftinおよびエンジン回転数 NEに応じ、図 22に示すマップを検索することによって、目標スロットル弁開度の通常時用値 TH— cmd_opを算出する（ステップ 81)。同図において、 NE1〜NE3は、エンジン回転数 NEの第 1〜第 3の所定値 (NE1 >NE2>NE3)である。なお、通常時用値 T H— cmd— opは、エンジン回転数 NEが第 1〜第 3の所定値 NE1〜NE3以外のときには、補間演算によって算出される。

[0131] また、上記のマップでは、通常時用値 TH— cmd— opは、バルブリフト Liftinが大きいほど、またはエンジン回転数 NEが高いほど、より大きな値に設定されている。これは、バルブリフト Liftinが大きいほど、またはエンジン回転数 NEが高いほど、ェンジン 3の負荷が高いことで、より大きな吸入空気量が要求されるためである。

[0132] 次いで、目標スロットル弁開度 TH— cmdを、上記通常時用値 TH— cmd— opに設定する（ステップ 82)。次に、スロットル故障フラグ F— THNGが「1」であるか否かを判別する（ステップ 83)。このスロットル故障フラグ F_THNGは、故障判定処理（図示せず）において、スロットル弁機構 11が故障していると判定されたときに「1」にセットされるものである。 [0133] このステップ 83の答が NOで、スロットル弁機構 11が正常であるときには、次式（12 ；)〜（15)に示す目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御アルゴリズムによつて、スロットル弁開度 THが目標スロットル弁開度 TH—cmdに追従 ·収束するように、スロットル制御入力 Uthを算出した (ステップ 84)後、本処理を終了する。

[0134] [数 3]

k

Uth(k) = -Krch_th-a_th(k)-Kadp_th-∑ a_th(i) ( 1 2) i=0

a_th(k) = E_th(k)+pole_th-E_th(k-1) ( l 3)

E_th(k) = TH(k)-TH_cmd_f (k) ( 1 4)

TH_cmd_f (k) = -pol e— f— t h · TH_cmd_f (k- 1 ) + (1 + po I e_f_th)■ TH_cmd (k)

■■··· ( 1 5)

[0135] この式（12)にお!/、て、 Krch— thは所定の到達則ゲインを、 Kadp— thは所定の適応則ゲインを表しており、 σ— thは、式（13)のように定義される切換関数である。また、式（13)において、 E— thは、式（14)により算出される追従誤差である。さらに、式（14)において、 TH— cmd— fは、目標スロットル弁開度 TH—cmdのフィルタ値であり、式（15)に示す目標値フィルタアルゴリズム（一次遅れフィルタアルゴリズム）により算出される。

[0136] 一方、前記ステップ 83の答が YESで、 F— THNG= 1のとき、すなわちスロットル弁機構 11が故障しているときには、スロットル制御入力 Uthを、前述した故障時用値 U th— fsに設定した (ステップ 85)後、本処理を終了する。これにより、前述したように、スロットル弁開度 THが最小値 TH— Lに保持され、それにより、停車中はアイドル運転やエンジン始動を適切に実行できると同時に、走行中は低速走行状態を維持することができる。

[0137] 一方、前記ステップ 80の答が YESで、当接開始フラグ F— contmod、保持フラグ F — pressmod、および第 2過電流判定フラグ F— Imot— emg2の!、ずれ力が「1」であるとき、すなわち、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接し始めたとき、またはバルブリフト Liftinが最小値 Liftin Lに保持されているときには、アクセル開度 APおよびエンジン回転数 NE力アイドル判定用の所定値 AP— IDLEおよび所定値 NE _IDLEよりもそれぞれ小さ、か否かを判別する（ステップ 86)。

[0138] この答が NOで、エンジン 3がアイドル以外の運転状態にあるときには、次式（16) 〜（19)に示す目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御アルゴリズムによつて、実吸入空気量 Gcylが図 10の前記ステップ 32、 38または 40で設定した目標吸入空気量 Gcyl— cmdに追従 *収束するように、目標スロットル弁開度のリフト保持時用値 TH— cmd— gcを算出する (ステップ 87)。次いで、目標スロットル弁開度 TH— cmdを、このリフト保持時用値 TH— cmd— gcに設定する (ステップ 88)した後、前記ステップ 83以降を実行する。なお、実吸入空気量 Gcylは、前述した TH通過吸入空気量 Gth、吸気管内絶対圧 PBA、および吸気温 TAを用いて、次式（20)により算出される。

[0139] 画

k

TH_cmd_gc(k) = -Krch_gc-a_gc(k)-Kadp_gc-∑ a_gc(i) ( 1 6)

i=0

_gc (k) = E_gc (k) + po I e_gc - E_gc (k - 1 ) ( 1 7)

E_gc(k) = Gcyl (k)-Gcyl_cmd_f (k) ( 1 8)

Gcy I— cmd— f (k) = - po I e— f_gc · Gcy I _cmd_f (k-1)

+ (1+pole_f_gc) 'Gcyl— cmd(k) ( 1 9)

[0140] [数 5]

Gcy. (_k) ₌ Gth(k)- ^VB-^[PBA(k ^^BA(k-^1)] ····· (20)

[0141] この式（20)において、 VBは吸気管内体積を表し、 Rは所定の気体定数を表している。また、上記式（16)において、 Krch— gcは所定の到達則ゲインを、 Kadp— gcは所定の適応則ゲインを表しており、 σ— gcは、式（17)のように定義される切換関数である。また、式（17)において、 E— gcは、式（18)により算出される追従誤差である。さらに、式（18)において、 Gcyl— cmd— fは、目標吸入空気量 Gcyl— cmdのフィルタ値であり、式（19)に示す目標値フィルタアルゴリズム（一次遅れフィルタアルゴリズム）により算出される。

[0142] 一方、前記ステップ 86の答が YESで、エンジン 3がアイドル運転状態にあるときには、次式（21)〜（24)に示す目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御ァルゴリズムによって、エンジン回転数 NEが所定の目標エンジン回転数 NE— cmd( 例えば 650rpm)に追従 *収束するように、目標スロットル弁開度のアイドル時用値 T H— cmd— neを算出する（ステップ 89)。次いで、目標スロットル弁開度 TH— cmdを、このアイドル時用値 TH— cmd— neに設定した後（ステップ 90)、前記ステップ 83 以降を実行する。

[0143] [数 6]

k

TH_cmd_ne(k) = -Krch_ne- a_ne(k)-Kadp_ne-∑ a_ne(i) (2 1 ) i=0

σ_ηβ (k) = E_ne (k) + po I e_ne■ E_ne (k- 1) (2 2)

E_ne (k) = NE (k) -NE_cmd_f (k) (2 3)

NE_cmd_f (k) = -po I e_f— ne · E_cmd_f (k- 1) + (1 + po I e—f— ne) · NE_cmd (k)

····· (24)

[0144] この式（21)にお!/、て、 Krch— neは所定の到達則ゲインを、 Kadp— neは所定の適応則ゲインを表しており、 σ— neは、式（22)のように定義される切換関数である。また、式（22)において、 E— neは、式（23)により算出される追従誤差である。さらに、式（23)において、 NE— cmd— fは、目標エンジン回転数 NE— cmdのフィルタ値であり、式（24)に示す目標値フィルタアルゴリズム（一次遅れフィルタアルゴリズム）により算出される。

[0145] 以上のように、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin_Lになっているときには (ステツプ 80: YES)、エンジン回転数 NEやアクセル開度 APに代表されるエンジン 3の運転状態に応じて算出した目標吸入空気量 Gcyl— cmdに応じて、スロットル弁開度 TH が制御され (ステップ 87, 88および 84)、スロットル弁開度 THを主体とする吸入空気量の制御が実行される。また、この吸入空気量の制御は、短アーム 65が最小リフトストツパ 67aに当接し始めたと判定された直後 (ステップ 80: YES)に、開始される。したがって、バルブリフト Liftinを主体とする吸入空気量の制御から、スロットル弁開度 T Hを主体とする吸入空気量の制御への移行を、その制御の中断を伴うことなぐ円滑に行うことができる。

[0146] さらに、バルブリフト Liftinを主体とする吸入空気量制御の実行中には（ステップ 80 ： NO)、これと並行して、スロットル弁開度 TH力バルブリフト Liftinに応じて制御される (ステップ 81, 82および 84)。このように、スロットル弁開度 THを主体とする吸入空気量の制御を開始した時点では、スロットル弁開度 THがバルブリフト Liftinに適した値にすでに制御されているので、この開始の際に、スロットル弁開度 THを急激に大きく変化させることなぐその適正値に迅速に変化させることができる。これにより、吸入空気量を滑らかに変化させることができるので、エンジン回転数 NEやエンジン 3 のトルクを段差なく滑らかに変化させることができる。

[0147] 以上のように、本実施形態によれば、リフト制御入力 ULiftin力目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御アルゴリズムにより算出されるので、目標値フィルタアルゴリズムにより、目標バルブリフト Liftin— cmdへのバルブリフト Liftinの追従速度を適切に設定することができるとともに、フィードバック制御アルゴリズムにより、目標バルブリフト Liftin— cmdへのバルブリフト Liftinの追従挙動を適切に設定することができる。それにより、バルブリフト Liftinを、オーバーシュートの発生を回避しながら、目標バルブリフト Liftin— cmdに精度良く追従させることができる。その結果、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接する際の衝撃力を確実に低減することができる。

[0148] なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなぐ種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、本発明を最小リフトストツバ 67aに適用した例であるが、最大リフトストツバ 67bに適用してもよい。また、本発明を、規制部を最大側または最小側に 1つ、あるいは 3つ以上有するタイプの可変バルブリフト機構に適用してもよく、例えば、短アーム 65の移動範囲における最小リフトストッパ 67aと最大リフトストッパ 67bとの中間位置に、出没可能なストッパを設けたものに適用してもよい。

[0149] さらに、実施形態では、可変吸気量機構として、スロットル弁機構 11を用いたが、吸入空気量を変更できるものであれば、他の適当な機構を用いることもまた本発明の範囲内である。また、実施形態は、バルブリフト Liftinが目標バルブリフト Liftin—cmd に追従するように、リフト制御入力 ULiftinを算出する所定の制御アルゴリズムとして、目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御アルゴリズムを用ヽた例である力所定の制御アルゴリズムはこれに限らず、バルブリフト Lif tinが目標バルブリフト L iftin— cmdに追従するようにリフト制御入力 ULiftinを算出できるものであればよ!、。例えば、 PID制御アルゴリズムなどの一般的なフィードバック制御アルゴリズムを用いてもよい。

[0150] さらに、実施形態は、 2自由度制御アルゴリズムとして、目標値フィルタ型 2自由度スライディングモード制御アルゴリズムを用いた例である力 2自由度制御アルゴリズムはこれに限らないことは言うまでもない。例えば、 2自由度制御アルゴリズムとして、 1 次遅れフィルタアルゴリズムなどの目標値フィルタアルゴリズムに、 PID制御アルゴリズムなどのフィードバック制御アルゴリズムを組み合わせたものを用いてもよ！、。

[0151] また、実施形態では、バルブリフト Liftinが最小値 Liftin— Lに保持されたと判定された場合と、バルブリフト Liftinまたは目標バルブリフト Liftin— cmdが所定値 Liftin — stbよりも大き、場合の!/、ずれにぉ、ても、切換関数設定パラメータ POLE— Ifを通常時用値 POLE— baseに設定した力これに代えて、これを異なる値に設定してもよい。例えば、前者の場合には、バルブリフト Lif tinを最小値 Lif tin— Lに保持するための駆動力はそれほど必要としないので、後者の場合よりも、切換関数設定パラメータ POLE— Ifを外乱抑制度合力 S小さくなるように設定してもよ、。

[0152] さらに、短アーム 65が最小リフトストッパ 67aに当接したと判定された後に、切換関数設定パラメータ POLE— Ifを外乱抑制度合が増大するように設定するために、バルブリフト Liftinまたは目標バルブリフト Liftin— cmdと比較する判定値として所定値 Li ftin— stbを用いた力これに代えて、最小値 Liftin— Lを用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

産業上の利用の可能性

[0153] 本発明の制御装置は、内燃機関において、良好なドライバピリティーを確保しながら、可変バルブリフト機構の可動部が規制部に当接する際の衝撃力を低減する上で、極めて有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 可動部を駆動することによって内燃機関の吸気弁のリフトであるバルブリフトを変更するとともに、前記可動部が当接することによって前記ノレブリフトを所定の限界リフトを超えないように規制する規制部を有する可変バルブリフト機構と、

前記内燃機関の吸入空気量を変更する可変吸気量機構と、

前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、

前記可動部が前記規制部に当接しているか否かを判定する当接判定手段と、当該当接判定手段により前記可動部が前記規制部に当接していると判定されたときに、前記検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記可変吸気量機構を制御する制御手段と、

前記バルブリフトを検出するバルブリフト検出手段と、

目標バルブリフトを決定する目標バルブリフト決定手段と、

前記検出されたバルブリフトが前記決定された目標バルブリフトに追従するように、所定の制御アルゴリズムによって前記可変バルブリフト機構を制御するための制御入力を算出する制御入力算出手段と、

を備え、

前記所定の制御アルゴリズムは、前記可変バルブリフト機構に加えられる外乱の影響を抑制するための外乱抑制パラメータを含み、

前記制御入力算出手段は、前記可動部が前記規制部に当接したと判定されたときに、前記外乱抑制パラメータを、当該判定前よりも、前記外乱抑制パラメータによる前記外乱の影響の抑制度合が小さくなるように設定する外乱抑制パラメータ設定手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。

[2] 前記制御手段は、前記可動部が前記規制部に当接したと判定された直後に、前記可変吸気量機構の制御を開始することを特徴とする、請求項 1に記載の内燃機関の制御装置。

[3] 前記制御手段は、前記可動部が前記規制部に当接していないと判定されたときには、前記可変吸気量機構を、前記検出されたバルブリフトに応じて制御することを特徴とする、請求項 1に記載の内燃機関の制御装置。

[4] 前記所定の制御アルゴリズムは、所定の 2自由度制御アルゴリズムを含むことを特徴とする、請求項 1に記載の内燃機関の制御装置。

[5] 前記可動部が前記規制部に当接したと判定された後に前記バルブリフトが前記所定の限界リフトに保持されたカゝ否かを判定する保持判定手段をさらに備え、

前記外乱抑制パラメータ設定手段は、前記保持判定手段により前記バルブリフトが前記所定の限界リフトに保持されたと判定されたときに、前記外乱抑制パラメータを、当該外乱抑制パラメータによる前記外乱の影響の抑制度合が増大するように設定することを特徴とする、請求項 1に記載の内燃機関の制御装置。

[6] 前記外乱抑制パラメータ設定手段は、前記可動部が前記規制部に当接したと判定された後に、前記目標バルブリフトおよび前記バルブリフトの少なくとも一方が、前記所定の限界リフトで規定される所定の範囲内にあり、かつ前記所定の限界リフト以外の値になったときに、前記外乱抑制パラメータを、当該外乱抑制パラメータによる前記外乱の影響の抑制度合が増大するように設定することを特徴とする、請求項 1に記載の内燃機関の制御装置。