JP2002161722A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
内燃機関のバルブタイミング制御装置Info
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- JP2002161722A JP2002161722A JP2000361438A JP2000361438A JP2002161722A JP 2002161722 A JP2002161722 A JP 2002161722A JP 2000361438 A JP2000361438 A JP 2000361438A JP 2000361438 A JP2000361438 A JP 2000361438A JP 2002161722 A JP2002161722 A JP 2002161722A
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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- F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
- F01L2001/34426—Oil control valves
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷機始動時における触媒の早期活性化を実現
した内燃機関のバルブタイミング制御装置を得る。 【解決手段】 カムシャフト１５Ｃ、１６Ｃに結合され
たアクチュエータ１５、１６と、アクチュエータを駆動
するする油圧供給装置１９、２０と、運転状態に応じて
アクチュエータへの供給油圧を制御してクランクシャフ
トに対するカムシャフトの相対位相を変更する制御手段
２１Ａとを備え、アクチュエータは、相対位相をロック
位置に設定するロック機構と、所定油圧に応答してロッ
ク機構を解除するロック解除機構とを有し、制御手段
は、始動時には相対位相をロック位置に制御し、始動後
の運転状態が冷機アイドル状態を示す場合には、相対位
相を遅角側に制御する。
した内燃機関のバルブタイミング制御装置を得る。 【解決手段】 カムシャフト１５Ｃ、１６Ｃに結合され
たアクチュエータ１５、１６と、アクチュエータを駆動
するする油圧供給装置１９、２０と、運転状態に応じて
アクチュエータへの供給油圧を制御してクランクシャフ
トに対するカムシャフトの相対位相を変更する制御手段
２１Ａとを備え、アクチュエータは、相対位相をロック
位置に設定するロック機構と、所定油圧に応答してロッ
ク機構を解除するロック解除機構とを有し、制御手段
は、始動時には相対位相をロック位置に制御し、始動後
の運転状態が冷機アイドル状態を示す場合には、相対位
相を遅角側に制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、運転状態に応じ
て吸気および排気のバルブタイミングを制御する内燃機
関のバルブタイミング制御装置に関し、特に冷機アイド
ル時にバルブタイミングを遅角側に制御することにより
触媒の昇温促進および有害排気ガスの低減を実現した内
燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものであ
る。
て吸気および排気のバルブタイミングを制御する内燃機
関のバルブタイミング制御装置に関し、特に冷機アイド
ル時にバルブタイミングを遅角側に制御することにより
触媒の昇温促進および有害排気ガスの低減を実現した内
燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車などに搭載された内燃機関
（エンジン）においては、環境に対する配慮から、エン
ジンから大気中に放出される排気ガス中の有害物質に対
する規制が厳しくなっており、排気ガス中の有害物質を
低減することが要求されている。
（エンジン）においては、環境に対する配慮から、エン
ジンから大気中に放出される排気ガス中の有害物質に対
する規制が厳しくなっており、排気ガス中の有害物質を
低減することが要求されている。
【０００３】一般に、有害な排気ガスを低減させるため
には、２通りの方法が知られており、１つは、エンジン
から直接排出される有害ガスを低減する方法であり、他
の１つは、排気管の途中に設けられた触媒コンバータ
（以下、単に「触媒」という）により後処理して低減す
る方法である。
には、２通りの方法が知られており、１つは、エンジン
から直接排出される有害ガスを低減する方法であり、他
の１つは、排気管の途中に設けられた触媒コンバータ
（以下、単に「触媒」という）により後処理して低減す
る方法である。
【０００４】この種の触媒は、周知のように、ある程度
の温度に達しないと有害ガスを無害化する反応が起こら
ないので、たとえばエンジンの冷機始動時においても、
触媒を早く昇温させて活性化させることが重要な課題と
なる。
の温度に達しないと有害ガスを無害化する反応が起こら
ないので、たとえばエンジンの冷機始動時においても、
触媒を早く昇温させて活性化させることが重要な課題と
なる。
【０００５】また、従来のほとんどのエンジンにおい
て、吸気用および排気用のバルブ開閉タイミングを決定
するカムシャフトは、クランクシャフトからタイミング
ベルト（または、タイミングチェーン）などを介して回
転駆動されている。
て、吸気用および排気用のバルブ開閉タイミングを決定
するカムシャフトは、クランクシャフトからタイミング
ベルト（または、タイミングチェーン）などを介して回
転駆動されている。
【０００６】したがって、吸気用および排気用の各バル
ブの開閉タイミング（カム角）は、要求されるバルブタ
イミングが運転状態によって異なるにもかかわらず、ク
ランク角に対して一定に制御されている。
ブの開閉タイミング（カム角）は、要求されるバルブタ
イミングが運転状態によって異なるにもかかわらず、ク
ランク角に対して一定に制御されている。
【０００７】しかし、近年、エンジン出力を向上させる
ため、また、排気ガスおよび燃費を低減させるために、
バルブタイミングを変更可能なバルブタイミング制御装
置が採用されるようになってきた。この種のバルブタイ
ミング制御装置は、たとえば特開平９−３２４６１３号
公報に参照することができる。
ため、また、排気ガスおよび燃費を低減させるために、
バルブタイミングを変更可能なバルブタイミング制御装
置が採用されるようになってきた。この種のバルブタイ
ミング制御装置は、たとえば特開平９−３２４６１３号
公報に参照することができる。
【０００８】上記バルブタイミング制御装置において、
可変バルブタイミング機構（以下、「ＶＶＴ機構」とい
う）は、吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシ
ャフトの位相を変化させるために、ハウジング内で回転
するベーン（後述する）を有している。
可変バルブタイミング機構（以下、「ＶＶＴ機構」とい
う）は、吸気バルブまたは排気バルブを駆動するカムシ
ャフトの位相を変化させるために、ハウジング内で回転
するベーン（後述する）を有している。
【０００９】ＶＶＴ機構のベーンは、エンジン始動時に
おいては、ほぼ中間位置（始動時対応位置）に保持され
て、クランク角に対するカム角の相対回動を規制し、始
動時から所定時間経過後に回動規制を解除するようにな
っている。
おいては、ほぼ中間位置（始動時対応位置）に保持され
て、クランク角に対するカム角の相対回動を規制し、始
動時から所定時間経過後に回動規制を解除するようにな
っている。
【００１０】図６は一般的な内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置を示すブロック構成図であり、エンジン１の
周辺部と関連付けて示している。図６において、エンジ
ン１には、エアクリーナ２およびエアフローセンサ３を
介して、吸気管４からの吸入空気が供給される。
グ制御装置を示すブロック構成図であり、エンジン１の
周辺部と関連付けて示している。図６において、エンジ
ン１には、エアクリーナ２およびエアフローセンサ３を
介して、吸気管４からの吸入空気が供給される。
【００１１】エアクリーナ２は、エンジン１に対する吸
入空気を浄化し、エアフローセンサ３は、エンジン１の
吸入空気量を計測する。吸気管４内には、スロットルバ
ルブ５、アイドルスピードコントロールバルブ（以下、
「ＩＳＣＶ」という）６およびインジェクタ７が設けら
れている。
入空気を浄化し、エアフローセンサ３は、エンジン１の
吸入空気量を計測する。吸気管４内には、スロットルバ
ルブ５、アイドルスピードコントロールバルブ（以下、
「ＩＳＣＶ」という）６およびインジェクタ７が設けら
れている。
【００１２】スロットルバルブ５は、吸気管４を通過す
る吸入空気量を調節してエンジン１の出力を制御し、Ｉ
ＳＣＶ６は、スロットルバルブ５をバイパスして通過す
る吸入空気を調節して、アイドリング時の回転数制御な
どを行う。インジェクタ７は、吸入空気量に見合った燃
料を吸気管４内に供給する。
る吸入空気量を調節してエンジン１の出力を制御し、Ｉ
ＳＣＶ６は、スロットルバルブ５をバイパスして通過す
る吸入空気を調節して、アイドリング時の回転数制御な
どを行う。インジェクタ７は、吸入空気量に見合った燃
料を吸気管４内に供給する。
【００１３】エンジン１の燃焼室内には点火プラグ８が
設けられており、点火プラグ８は、燃焼室内の混合気を
燃焼させるための火花を発生する。点火コイル９は、点
火プラグ８に高電圧エネルギを供給する。
設けられており、点火プラグ８は、燃焼室内の混合気を
燃焼させるための火花を発生する。点火コイル９は、点
火プラグ８に高電圧エネルギを供給する。
【００１４】排気管１０は、エンジン１内で燃焼した排
気ガスを排出する。排気管１０内には、Ｏ2センサ１１
および触媒１２が設けられており、Ｏ2センサ１１は、
排気ガス内の残存酸素量を検出する。
気ガスを排出する。排気管１０内には、Ｏ2センサ１１
および触媒１２が設けられており、Ｏ2センサ１１は、
排気ガス内の残存酸素量を検出する。
【００１５】触媒１２は、周知の三元触媒からなり、排
気ガス内の有害ガス（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を同時に浄
化することができる。
気ガス内の有害ガス（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を同時に浄
化することができる。
【００１６】クランク角検出用のセンサプレート１３
は、エンジン１により回転されるクランクシャフト（図
示せず）と一体に回転しており、所定のクランク角位置
に突起（図示せず）が設けられている。
は、エンジン１により回転されるクランクシャフト（図
示せず）と一体に回転しており、所定のクランク角位置
に突起（図示せず）が設けられている。
【００１７】クランク角センサ１４は、センサプレート
１３に対向配置されており、センサプレート１３上の突
起がクランク角センサ１４を横切るときに電機信号を発
生して、クランクシャフトの回転位置（クランク角）を
検出する。
１３に対向配置されており、センサプレート１３上の突
起がクランク角センサ１４を横切るときに電機信号を発
生して、クランクシャフトの回転位置（クランク角）を
検出する。
【００１８】エンジン１には、吸気管４および排気管１
０への連通タイミングを決定するバルブが設けられてお
り、吸気用および排気用の各バルブの駆動タイミング
は、クランクシャフトの１／２の速度で回転するカムシ
ャフト（後述する）により決定されている。
０への連通タイミングを決定するバルブが設けられてお
り、吸気用および排気用の各バルブの駆動タイミング
は、クランクシャフトの１／２の速度で回転するカムシ
ャフト（後述する）により決定されている。
【００１９】カム位相可変用のアクチュエータ１５およ
び１６は、吸気用および排気用の各バルブタイミングを
個別に変更する。具体的には、各アクチュエータ１５お
よび１６は、互いに区分された遅角油圧室および進角油
圧室（後述する）を有し、クランクシャフトに対する各
カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃの回転位置（位相）を
相対的に変更する。
び１６は、吸気用および排気用の各バルブタイミングを
個別に変更する。具体的には、各アクチュエータ１５お
よび１６は、互いに区分された遅角油圧室および進角油
圧室（後述する）を有し、クランクシャフトに対する各
カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃの回転位置（位相）を
相対的に変更する。
【００２０】カム角センサ１７および１８は、カム角検
出用センサプレート（図示せず）に対向配置されてお
り、クランク角センサ１４と同様に、カム角検出用セン
サプレート上の突起によりパルス信号を発生してカム角
を検出する。
出用センサプレート（図示せず）に対向配置されてお
り、クランク角センサ１４と同様に、カム角検出用セン
サプレート上の突起によりパルス信号を発生してカム角
を検出する。
【００２１】オイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣ
Ｖ」という）１９および２０は、オイルポンプ（図示せ
ず）とともに油圧供給装置を構成しており、各アクチュ
エータ１５および１６に供給される油圧を切り替えて、
カム位相を制御する。なお、オイルポンプは、所定油圧
でオイルを供給するようになっている。
Ｖ」という）１９および２０は、オイルポンプ（図示せ
ず）とともに油圧供給装置を構成しており、各アクチュ
エータ１５および１６に供給される油圧を切り替えて、
カム位相を制御する。なお、オイルポンプは、所定油圧
でオイルを供給するようになっている。
【００２２】マイクロコンピュータからなるＥＣＵ２１
は、エンジン１の制御手段を構成しており、各種センサ
手段３、１１、１４、１７および１８により検出される
運転状態に応じて、インジェクタ７および点火プラグ８
を制御するとともに、各カムシャフト１５Ｃおよび１６
Ｃのカム角位相を制御する。
は、エンジン１の制御手段を構成しており、各種センサ
手段３、１１、１４、１７および１８により検出される
運転状態に応じて、インジェクタ７および点火プラグ８
を制御するとともに、各カムシャフト１５Ｃおよび１６
Ｃのカム角位相を制御する。
【００２３】また、ここでは図示されていないが、スロ
ットルバルブ５には、スロットル開度を検出するスロッ
トル開度センサが設けられ、エンジン１には、冷却水温
を検出する水温センサが設けられており、スロットル開
度および冷却水温は、上記各種センサ情報と同様に、エ
ンジン１の運転状態を示す情報として、ＥＣＵ２１に入
力されている。
ットルバルブ５には、スロットル開度を検出するスロッ
トル開度センサが設けられ、エンジン１には、冷却水温
を検出する水温センサが設けられており、スロットル開
度および冷却水温は、上記各種センサ情報と同様に、エ
ンジン１の運転状態を示す情報として、ＥＣＵ２１に入
力されている。
【００２４】次に、図６に示した従来の内燃機関のバル
ブタイミング制御装置による一般的なエンジン制御動作
について具体的に説明する。まず、エアフローセンサ３
は、エンジン１の吸入空気量を計測し、運転状態を示す
検出情報としてＥＣＵ２１に入力する。
ブタイミング制御装置による一般的なエンジン制御動作
について具体的に説明する。まず、エアフローセンサ３
は、エンジン１の吸入空気量を計測し、運転状態を示す
検出情報としてＥＣＵ２１に入力する。
【００２５】ＥＣＵ２１は、計測された吸入空気量に見
合った燃料量を演算して、インジェクタ７を駆動すると
ともに、点火コイル９の通電時間および遮断タイミング
を制御して点火プラグ８を駆動し、エンジン１の燃焼室
内の混合気を適切なタイミングで点火する。
合った燃料量を演算して、インジェクタ７を駆動すると
ともに、点火コイル９の通電時間および遮断タイミング
を制御して点火プラグ８を駆動し、エンジン１の燃焼室
内の混合気を適切なタイミングで点火する。
【００２６】また、スロットルバルブ５は、エンジン１
への吸入空気量を調節し、エンジン１から発生する出力
を制御する。エンジン１のシリンダ内で燃焼した後の排
気ガスは、排気管１０を通って排出される。
への吸入空気量を調節し、エンジン１から発生する出力
を制御する。エンジン１のシリンダ内で燃焼した後の排
気ガスは、排気管１０を通って排出される。
【００２７】このとき、排気管１０の途中に設けられた
触媒１２は、排気ガス中の有害物質であるＨＣ（未燃焼
ガス）、ＣＯおよびＮＯｘを、無害なＣＯ2およびＨ2Ｏ
に浄化して大気中に排出する。
触媒１２は、排気ガス中の有害物質であるＨＣ（未燃焼
ガス）、ＣＯおよびＮＯｘを、無害なＣＯ2およびＨ2Ｏ
に浄化して大気中に排出する。
【００２８】ここで、触媒１２による浄化効率を最大限
に引き出すために、排気管１０にはＯ2センサ１１が取
り付けられており、Ｏ2センサ１１は、排気ガス中の残
存酸素量を検出してＥＣＵ２１に入力している。これに
より、ＥＣＵ２１は、燃焼前の混合気が理論空燃比とな
るように、インジェクタ７から噴射される燃料量をフィ
ードバック制御する。
に引き出すために、排気管１０にはＯ2センサ１１が取
り付けられており、Ｏ2センサ１１は、排気ガス中の残
存酸素量を検出してＥＣＵ２１に入力している。これに
より、ＥＣＵ２１は、燃焼前の混合気が理論空燃比とな
るように、インジェクタ７から噴射される燃料量をフィ
ードバック制御する。
【００２９】また、ＥＣＵ２１は、運転状態に応じて、
アクチュエータ１５および１６（ＶＶＴ機構）を制御し
て、吸気用および排気用のバルブタイミングを変更す
る。次に、図７〜図１４を参照しながら、従来の内燃機
関のバルブタイミング制御装置による各カムシャフト１
５Ｃおよび１６Ｃの位相角制御動作について具体的に説
明する。
アクチュエータ１５および１６（ＶＶＴ機構）を制御し
て、吸気用および排気用のバルブタイミングを変更す
る。次に、図７〜図１４を参照しながら、従来の内燃機
関のバルブタイミング制御装置による各カムシャフト１
５Ｃおよび１６Ｃの位相角制御動作について具体的に説
明する。
【００３０】なお、バルブタイミングが変更されない一
般のエンジン（図示せず）の場合、クランクシャフトの
回転トルクは、タイミングベルト（タイミングチェー
ン）からプーリ（およびスプロケット）に伝達され、プ
ーリと一体回転するカムシャフトに伝達される。
般のエンジン（図示せず）の場合、クランクシャフトの
回転トルクは、タイミングベルト（タイミングチェー
ン）からプーリ（およびスプロケット）に伝達され、プ
ーリと一体回転するカムシャフトに伝達される。
【００３１】一方、図６のようにＶＶＴ機構を有するエ
ンジン１においては、上記プーリおよびスプロケットに
代えて、クランクシャフトとカムシャフト１５Ｃおよび
１６Ｃとの相対的な位相位置を変更するためのアクチュ
エータ１５および１６が設けられている。
ンジン１においては、上記プーリおよびスプロケットに
代えて、クランクシャフトとカムシャフト１５Ｃおよび
１６Ｃとの相対的な位相位置を変更するためのアクチュ
エータ１５および１６が設けられている。
【００３２】図７はクランク角［°ＣＡ］の位相位置と
バルブリフト量（バルブ開放量）［ｍｍ］との関係を示
す説明図であり、ＴＤＣは各シリンダにおける圧縮上死
点を示している。
バルブリフト量（バルブ開放量）［ｍｍ］との関係を示
す説明図であり、ＴＤＣは各シリンダにおける圧縮上死
点を示している。
【００３３】図７において、一点鎖線は機械的に停止す
る最遅角時のバルブリフト量の変化を示し、破線は機械
的に停止する最進角時のバルブリフト量の変化を示し、
実線はロック機構（後述する）により設定されるロック
位置でのバルブリフト量の変化を示す。
る最遅角時のバルブリフト量の変化を示し、破線は機械
的に停止する最進角時のバルブリフト量の変化を示し、
実線はロック機構（後述する）により設定されるロック
位置でのバルブリフト量の変化を示す。
【００３４】また、ＴＤＣを中心として、遅角側（図面
右側）のバルブリフト量のピーク位置は、吸気バルブの
全開位置に対応し、進角側（図面左側）のバルブリフト
量のピーク位置は、排気バルブの全開位置に対応する。
右側）のバルブリフト量のピーク位置は、吸気バルブの
全開位置に対応し、進角側（図面左側）のバルブリフト
量のピーク位置は、排気バルブの全開位置に対応する。
【００３５】したがって、遅角側および進角側における
各ピークの変動幅（一点鎖線と破線との差）は、各バル
ブタイミングの可動範囲を示している。すなわち、バル
ブタイミングは、吸気および排気のいずれにおいても、
破線から一点鎖線までの間で可変可能となっている。
各ピークの変動幅（一点鎖線と破線との差）は、各バル
ブタイミングの可動範囲を示している。すなわち、バル
ブタイミングは、吸気および排気のいずれにおいても、
破線から一点鎖線までの間で可変可能となっている。
【００３６】図８はクランク角センサ１４とカム角セン
サ１７または１８との各出力パルスの位相関係を示すタ
イミングチャートである。図８においては、最遅角時お
よび最進角時におけるカム角センサ１７または１８の出
力パルスを示している。
サ１７または１８との各出力パルスの位相関係を示すタ
イミングチャートである。図８においては、最遅角時お
よび最進角時におけるカム角センサ１７または１８の出
力パルスを示している。
【００３７】なお、クランク角センサ１４の出力信号
（クランク角位置）に対するカム角センサ１７または１
８の出力信号の位相位置は、カム角センサ１７および１
８の取り付け位置によって異なる。
（クランク角位置）に対するカム角センサ１７または１
８の出力信号の位相位置は、カム角センサ１７および１
８の取り付け位置によって異なる。
【００３８】ここで、バルブタイミングを遅角させるこ
とは、両バルブの開放開始タイミングがクランク角に対
して遅角する（遅くなる）ことを意味し、逆に、バルブ
タイミングを進角させることは、吸気用および排気用の
両バルブの開放開始タイミングがクランク角に対して進
角する（早くなる）ことを意味する。
とは、両バルブの開放開始タイミングがクランク角に対
して遅角する（遅くなる）ことを意味し、逆に、バルブ
タイミングを進角させることは、吸気用および排気用の
両バルブの開放開始タイミングがクランク角に対して進
角する（早くなる）ことを意味する。
【００３９】吸気用および排気用の各バルブの開放開始
タイミングは、ＶＶＴ機構を構成するアクチュエータ１
５および１６により変更され、図７に示す可動範囲内の
任意の遅角位置または進角位置に制御される。
タイミングは、ＶＶＴ機構を構成するアクチュエータ１
５および１６により変更され、図７に示す可動範囲内の
任意の遅角位置または進角位置に制御される。
【００４０】図９〜図１１はほぼ同一構造からなるアク
チュエータ１５および１６の内部構造を示す透視図であ
り、図９はカム角位相が最遅角位置（図７内の一点鎖線
に対応）に調整された状態、図１０はカム角位相がロッ
ク位置（図７内の実線に対応）に調整された状態、図１
１はカム角位相が最進角位置（図７内の破線に対応）に
調整された状態をそれぞれ示している。
チュエータ１５および１６の内部構造を示す透視図であ
り、図９はカム角位相が最遅角位置（図７内の一点鎖線
に対応）に調整された状態、図１０はカム角位相がロッ
ク位置（図７内の実線に対応）に調整された状態、図１
１はカム角位相が最進角位置（図７内の破線に対応）に
調整された状態をそれぞれ示している。
【００４１】図９〜図１１において、各アクチュエータ
１５および１６は、矢印方向に回転するハウジング１５
１と、ハウジング１５１とともに回転するベーン１５２
と、ハウジング１５１内に設けられた遅角油圧室１５
３、進角油圧室１５４、ロックピン１５５およびスプリ
ング１５６と、ベーン１５２に形成されたロック凹部１
５７とを備えている。
１５および１６は、矢印方向に回転するハウジング１５
１と、ハウジング１５１とともに回転するベーン１５２
と、ハウジング１５１内に設けられた遅角油圧室１５
３、進角油圧室１５４、ロックピン１５５およびスプリ
ング１５６と、ベーン１５２に形成されたロック凹部１
５７とを備えている。
【００４２】ハウジング１５１には、クランクシャフト
からの動力が、ベルトおよびプーリ（図示せず）を介し
て、１／２に減速されて伝達される。ベーン１５２は、
遅角油圧室１５３または進角油圧室１５４に選択的に油
圧が供給されることにより、ハウジング１５１内で位相
位置がシフトされる。
からの動力が、ベルトおよびプーリ（図示せず）を介し
て、１／２に減速されて伝達される。ベーン１５２は、
遅角油圧室１５３または進角油圧室１５４に選択的に油
圧が供給されることにより、ハウジング１５１内で位相
位置がシフトされる。
【００４３】遅角油圧室１５３および進角油圧室１５４
は、ベーン１５２の動作範囲を決定している。スプリン
グ１５６は、ロックピン１５５を突出方向に付勢してお
り、ロック凹部１５７は、ロックピン１５５の先端と対
向するようにベーン１５２の所定のロック位置に設けら
れている。
は、ベーン１５２の動作範囲を決定している。スプリン
グ１５６は、ロックピン１５５を突出方向に付勢してお
り、ロック凹部１５７は、ロックピン１５５の先端と対
向するようにベーン１５２の所定のロック位置に設けら
れている。
【００４４】なお、ロック凹部１５７には、オイル供給
口（図示せず）が設けられており、遅角油圧室１５３お
よび進角油圧室１５４のいずれか油圧の高い方からのオ
イルが切り替え供給されるようになっている。
口（図示せず）が設けられており、遅角油圧室１５３お
よび進角油圧室１５４のいずれか油圧の高い方からのオ
イルが切り替え供給されるようになっている。
【００４５】遅角油圧室１５３および進角油圧室１５４
（動作範囲）内で動作して位相シフトされるベーン１５
２は、吸気用および排気用の各バルブを駆動するための
カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃに結合されている。
（動作範囲）内で動作して位相シフトされるベーン１５
２は、吸気用および排気用の各バルブを駆動するための
カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃに結合されている。
【００４６】また、ここでは図示しないが、排気側のア
クチュエータ１６には、カムシャフト１６Ｃの反力を相
殺するために、ベーン１５２を進角側に付勢するための
スプリングが設けられている。
クチュエータ１６には、カムシャフト１６Ｃの反力を相
殺するために、ベーン１５２を進角側に付勢するための
スプリングが設けられている。
【００４７】アクチュエータ１５および１６は、ＯＣＶ
１９および２０から供給されるエンジン１の潤滑油（油
圧）により駆動される。アクチュエータ１５および１６
のカム角位相を図９〜図１１のように制御するために
は、アクチュエータ１５および１６内に流入するオイル
量（油圧）が制御される。
１９および２０から供給されるエンジン１の潤滑油（油
圧）により駆動される。アクチュエータ１５および１６
のカム角位相を図９〜図１１のように制御するために
は、アクチュエータ１５および１６内に流入するオイル
量（油圧）が制御される。
【００４８】たとえば、図９のように、カム角位相を最
遅角位置に調整するためには、遅角油圧室１５３内にオ
イルを流入させればよい。逆に、図１１のように、カム
角位相を最進角位置に調整するためには、進角油圧室１
５４内にオイルを流入させればよい。
遅角位置に調整するためには、遅角油圧室１５３内にオ
イルを流入させればよい。逆に、図１１のように、カム
角位相を最進角位置に調整するためには、進角油圧室１
５４内にオイルを流入させればよい。
【００４９】ＯＣＶ１９および２０は、遅角油圧室１５
３および進角油圧室１５４のどちらにオイルを流入させ
るかを制御する。図１２〜図１４は同一構造からなるＯ
ＣＶ１９および２０の内部構造を示す側断面図である。
３および進角油圧室１５４のどちらにオイルを流入させ
るかを制御する。図１２〜図１４は同一構造からなるＯ
ＣＶ１９および２０の内部構造を示す側断面図である。
【００５０】図１２〜図１４において、各ＯＣＶ１９お
よび２０は、円筒形状のハウジング１９１と、ハウジン
グ１９１内に摺動自在に収納されたスプール１９２と、
スプール１９２を連続的に駆動するコイル１９３と、ス
プール１９２を復帰方向に付勢するスプリング１９４と
を備えている。
よび２０は、円筒形状のハウジング１９１と、ハウジン
グ１９１内に摺動自在に収納されたスプール１９２と、
スプール１９２を連続的に駆動するコイル１９３と、ス
プール１９２を復帰方向に付勢するスプリング１９４と
を備えている。
【００５１】ハウジング１９１は、ポンプ（図示せず）
に連通されたオリフィス１９５と、アクチュエータ１５
または１６に連通されたオリフィス１９６および１９７
と、オイルパンに連通されたドレーン用のオリフィス１
９８および１９９とを備えている。
に連通されたオリフィス１９５と、アクチュエータ１５
または１６に連通されたオリフィス１９６および１９７
と、オイルパンに連通されたドレーン用のオリフィス１
９８および１９９とを備えている。
【００５２】オリフィス１９６は、アクチュエータ１５
の遅角油圧室１５３、または、アクチュエータ１６の進
角油圧室１５４に連通されている。オリフィス１９７
は、アクチュエータ１５の進角油圧室１５４、または、
アクチュエータ１６の遅角油圧室１５３に連通されてい
る。
の遅角油圧室１５３、または、アクチュエータ１６の進
角油圧室１５４に連通されている。オリフィス１９７
は、アクチュエータ１５の進角油圧室１５４、または、
アクチュエータ１６の遅角油圧室１５３に連通されてい
る。
【００５３】オリフィス１９６および１９７は、スプー
ル１９２の軸方向位置に応じて、選択的にオイル供給用
のオリフィス１９５に連通される。オリフィス１９５
は、図１２においてはオリフィス１９６に連通され、図
１４においてはオリフィス１９７に連通されている。
ル１９２の軸方向位置に応じて、選択的にオイル供給用
のオリフィス１９５に連通される。オリフィス１９５
は、図１２においてはオリフィス１９６に連通され、図
１４においてはオリフィス１９７に連通されている。
【００５４】同様に、ドレーン用のオリフィス１９８お
よび１９９は、スプール１９２の軸方向位置に応じて、
選択的にオリフィス１９７または１９６に連通される。
図１２においては、オリフィス１９７とオリフィス１９
８とが連通され、図１４においては、オリフィス１９６
とオリフィス１９９とが連通されている。
よび１９９は、スプール１９２の軸方向位置に応じて、
選択的にオリフィス１９７または１９６に連通される。
図１２においては、オリフィス１９７とオリフィス１９
８とが連通され、図１４においては、オリフィス１９６
とオリフィス１９９とが連通されている。
【００５５】ロック凹部１５７内のオイル供給口は、Ｏ
ＣＶ１９および２０の励磁駆動状態（図１４参照）でオ
イル供給される油路構成となっており、ロック凹部１５
７への油圧がスプリング１５６の付勢力を上回ると、ロ
ックピン１５５がロック凹部１５７から押し出されて、
ロック状態が解除されるようになっている。
ＣＶ１９および２０の励磁駆動状態（図１４参照）でオ
イル供給される油路構成となっており、ロック凹部１５
７への油圧がスプリング１５６の付勢力を上回ると、ロ
ックピン１５５がロック凹部１５７から押し出されて、
ロック状態が解除されるようになっている。
【００５６】図１２はコイル１９３への通電電流が最小
値の場合を示しており、スプリング１９４が最大限に伸
張されている。図１２に示すＯＣＶが吸気側のＯＣＶ１
９の場合、オリフィス１９５を介してポンプから供給さ
れたオイルは、オリフィス１９６を介してアクチュエー
タ１５の遅角油圧室１５３に流入し、アクチュエータ１
５は図９に示した状態になる。
値の場合を示しており、スプリング１９４が最大限に伸
張されている。図１２に示すＯＣＶが吸気側のＯＣＶ１
９の場合、オリフィス１９５を介してポンプから供給さ
れたオイルは、オリフィス１９６を介してアクチュエー
タ１５の遅角油圧室１５３に流入し、アクチュエータ１
５は図９に示した状態になる。
【００５７】これにより、アクチュエータ１５の進角油
圧室１５４内のオイルは、オリフィス１９７を介してＯ
ＣＶ１９にドレーンされ、さらに、オリフィス１９８を
介してオイルパンにドレーンされる。
圧室１５４内のオイルは、オリフィス１９７を介してＯ
ＣＶ１９にドレーンされ、さらに、オリフィス１９８を
介してオイルパンにドレーンされる。
【００５８】一方、図１２に示すＯＣＶが排気側のＯＣ
Ｖ２０である場合は、上記の逆となり、ポンプから供給
されたオイルは、オリフィス１９６を介してアクチュエ
ータ１６の進角油圧室１５４に流入し、アクチュエータ
１６は図１１に示した状態になる。
Ｖ２０である場合は、上記の逆となり、ポンプから供給
されたオイルは、オリフィス１９６を介してアクチュエ
ータ１６の進角油圧室１５４に流入し、アクチュエータ
１６は図１１に示した状態になる。
【００５９】このとき、アクチュエータ１６の遅角油圧
室１５３内のオイルは、オリフィス１９７および１９８
を介してオイルパンにドレーンされる。
室１５３内のオイルは、オリフィス１９７および１９８
を介してオイルパンにドレーンされる。
【００６０】図１２に示す油路構成により、たとえば吸
気側および排気側のＯＣＶ１９および２０のいずれかに
断線などの無通電となる故障が発生した場合でも、バル
ブオーバラップが最小となるので、耐エンスト性に対し
て有利に作用する。
気側および排気側のＯＣＶ１９および２０のいずれかに
断線などの無通電となる故障が発生した場合でも、バル
ブオーバラップが最小となるので、耐エンスト性に対し
て有利に作用する。
【００６１】図１４はコイル１９３への通電電流が最大
値の場合を示しており、スプリング１９４が最小限に圧
縮されている。たとえば、図１４のＯＣＶが吸気側のＯ
ＣＶ１９である場合、ポンプから供給されたオイルは、
オリフィス１９７を介してアクチュエータ１５の進角油
圧室１５４に流入し、アクチュエータ１５の遅角油圧室
１５３内のオイルは、オリフィス１９６および１９９介
してドレーンされる。
値の場合を示しており、スプリング１９４が最小限に圧
縮されている。たとえば、図１４のＯＣＶが吸気側のＯ
ＣＶ１９である場合、ポンプから供給されたオイルは、
オリフィス１９７を介してアクチュエータ１５の進角油
圧室１５４に流入し、アクチュエータ１５の遅角油圧室
１５３内のオイルは、オリフィス１９６および１９９介
してドレーンされる。
【００６２】一方、図１４のＯＣＶが排気側のＯＣＶ２
０である場合には、ポンプから供給されたオイルは、オ
リフィス１９７を介してアクチュエータ１６の遅角油圧
室１５３に流入し、アクチュエータ１６の進角油圧室１
５４内のオイルは、オリフィス１９６および１９９を介
してドレーンされる。
０である場合には、ポンプから供給されたオイルは、オ
リフィス１９７を介してアクチュエータ１６の遅角油圧
室１５３に流入し、アクチュエータ１６の進角油圧室１
５４内のオイルは、オリフィス１９６および１９９を介
してドレーンされる。
【００６３】また、図１３はバルブタイミング制御終了
位置またはロック位置（中間位置）に相当する状態を示
し、このとき、アクチュエータ１５および１６内のベー
ン１５２は、任意の目標位置または図１０に示した状態
にある。
位置またはロック位置（中間位置）に相当する状態を示
し、このとき、アクチュエータ１５および１６内のベー
ン１５２は、任意の目標位置または図１０に示した状態
にある。
【００６４】なお、図１３の状態において、オイル供給
用側のオリフィス１９５は、アクチュエータ側のオリフ
ィス１９６または１９７に直接連通されていないが、洩
れオイルにより、ロック凹部１５７（図１０参照）のオ
イル供給口に供給され得る。
用側のオリフィス１９５は、アクチュエータ側のオリフ
ィス１９６または１９７に直接連通されていないが、洩
れオイルにより、ロック凹部１５７（図１０参照）のオ
イル供給口に供給され得る。
【００６５】したがって、たとえばベーン１５２がロッ
ク位置にあっても、洩れオイルによるオイル供給口への
油圧が、スプリング１５６の付勢力に打ち勝つ油圧（ロ
ック解除用の所定油圧）に到達すれば、ロック凹部１５
７からロックピン１５５が外れて、ベーン１５２がハウ
ジング１５１内で動作可能な状態となる。
ク位置にあっても、洩れオイルによるオイル供給口への
油圧が、スプリング１５６の付勢力に打ち勝つ油圧（ロ
ック解除用の所定油圧）に到達すれば、ロック凹部１５
７からロックピン１５５が外れて、ベーン１５２がハウ
ジング１５１内で動作可能な状態となる。
【００６６】なお、ロック解除用の所定油圧は、スプリ
ング１５６の付勢力などの調整により、必要最小限の任
意値に設定され得る。また、バルブタイミングを決定す
る各アクチュエータ１５および１６のベーン１５２の位
置（位相）は、カム角センサ１７および１８で検出され
ることにより、任意に制御され得る。
ング１５６の付勢力などの調整により、必要最小限の任
意値に設定され得る。また、バルブタイミングを決定す
る各アクチュエータ１５および１６のベーン１５２の位
置（位相）は、カム角センサ１７および１８で検出され
ることにより、任意に制御され得る。
【００６７】カム角センサ１７および１８は、クランク
シャフトとカムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃとの相対位
置を検出することができる位置に取り付けられている。
図８において、バルブタイミングが最進角位置（図７の
破線参照）でのクランク角センサ出力との位相差はＡで
示され、バルブタイミングが最遅角位置（図７内の一点
鎖線参照）でのクランク角センサ出力との位相差はＢで
示される。
シャフトとカムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃとの相対位
置を検出することができる位置に取り付けられている。
図８において、バルブタイミングが最進角位置（図７の
破線参照）でのクランク角センサ出力との位相差はＡで
示され、バルブタイミングが最遅角位置（図７内の一点
鎖線参照）でのクランク角センサ出力との位相差はＢで
示される。
【００６８】ＥＣＵ２１は、検出された位相差Ａ〜Ｂが
目標値と一致するように、フィードバック制御すること
により、任意位置でのバルブタイミング制御を実行す
る。
目標値と一致するように、フィードバック制御すること
により、任意位置でのバルブタイミング制御を実行す
る。
【００６９】たとえば、吸気側において、クランク角セ
ンサ１４の検出タイミングに対するカム角センサ１７の
検出位置が、ＥＣＵ２１内で演算された目標位置よりも
遅角側にある場合には、カム角センサ１７の検出位置を
目標位置まで進角させるために、検出位置と目標位置と
の偏差に応じてＯＣＶ１９のコイル１９３への通電電流
量を制御し、スプール１９２を制御する。
ンサ１４の検出タイミングに対するカム角センサ１７の
検出位置が、ＥＣＵ２１内で演算された目標位置よりも
遅角側にある場合には、カム角センサ１７の検出位置を
目標位置まで進角させるために、検出位置と目標位置と
の偏差に応じてＯＣＶ１９のコイル１９３への通電電流
量を制御し、スプール１９２を制御する。
【００７０】また、目標位置と検出位置との位相差が大
きい場合には、目標位置に早く追従させるために、ＯＣ
Ｖ１９のコイル１９３への通電量を増大させる。これに
より、アクチュエータ１５の進角油圧室１５４に連通さ
れたオリフィス１９７の開口量が大きくなり、進角油圧
室１５４への供給オイル量が増大する。
きい場合には、目標位置に早く追従させるために、ＯＣ
Ｖ１９のコイル１９３への通電量を増大させる。これに
より、アクチュエータ１５の進角油圧室１５４に連通さ
れたオリフィス１９７の開口量が大きくなり、進角油圧
室１５４への供給オイル量が増大する。
【００７１】以下、検出位置が目標位置に近づくにつれ
て、ＯＣＶ１９のスプール１９２の位置が図１３の状態
に近づくように、コイル１９３への通電量を低減させ
る。そして、検出位置と目標位置とが一致した時点で、
図１３に示すように、アクチュエータ１５の遅角油圧室
１５３、進角油圧室１５４への通路を遮断する状態とな
るようにコイル１９３への通電量を制御する。
て、ＯＣＶ１９のスプール１９２の位置が図１３の状態
に近づくように、コイル１９３への通電量を低減させ
る。そして、検出位置と目標位置とが一致した時点で、
図１３に示すように、アクチュエータ１５の遅角油圧室
１５３、進角油圧室１５４への通路を遮断する状態とな
るようにコイル１９３への通電量を制御する。
【００７２】なお、通常の運転状態（暖機後の走行状態
など）での目標位置は、たとえば運転状態（エンジン回
転数およびエンジン負荷）に応じた２次元マップ値をあ
らかじめＥＣＵ２１内のＲＯＭに記憶させておくことに
より、各運転状態に応じた最適なバルブタイミングとな
るように設定され得る。
など）での目標位置は、たとえば運転状態（エンジン回
転数およびエンジン負荷）に応じた２次元マップ値をあ
らかじめＥＣＵ２１内のＲＯＭに記憶させておくことに
より、各運転状態に応じた最適なバルブタイミングとな
るように設定され得る。
【００７３】一方、始動時においては、エンジン１によ
り駆動されるオイルポンプの回転数が不十分であること
から、アクチュエータ１５への供給オイル量も不十分で
あり、上記のような油圧による進角位置の制御は不可能
となる。
り駆動されるオイルポンプの回転数が不十分であること
から、アクチュエータ１５への供給オイル量も不十分で
あり、上記のような油圧による進角位置の制御は不可能
となる。
【００７４】したがって、図１０に示すように、ロック
ピン１５５をロック凹部１５７に係合させることによ
り、油圧不足によるベーン１５２のばたつきを防止す
る。
ピン１５５をロック凹部１５７に係合させることによ
り、油圧不足によるベーン１５２のばたつきを防止す
る。
【００７５】このとき、吸気バルブを過遅角させると実
圧縮比が低下し、逆に、吸気バルブを過進角させると排
気バルブとのオーバラップ期間が大きくなるので、吸気
バルブを過遅角または過進角させることは、いずれもポ
ンピングロスを低減させる結果となる。
圧縮比が低下し、逆に、吸気バルブを過進角させると排
気バルブとのオーバラップ期間が大きくなるので、吸気
バルブを過遅角または過進角させることは、いずれもポ
ンピングロスを低減させる結果となる。
【００７６】したがって、吸気バルブの過遅角制御や過
進角制御は、始動時（クランキング時）の回転数上昇お
よび初爆発生のためには有利であるが、実質的な燃焼状
態が不十分であることから、完爆まで至らずに結局始動
性を損なう結果となり得る。
進角制御は、始動時（クランキング時）の回転数上昇お
よび初爆発生のためには有利であるが、実質的な燃焼状
態が不十分であることから、完爆まで至らずに結局始動
性を損なう結果となり得る。
【００７７】一方、排気バルブを過遅角すると、吸気バ
ルブを過進角した場合と同様に、排気バルブと吸気バル
ブとのオーバラップ期間が大きくなり、逆に、排気バル
ブを過進角すると、実膨張比が低下して燃焼エネルギを
クランクシャフトに十分に伝達することができなくなっ
てしまう。
ルブを過進角した場合と同様に、排気バルブと吸気バル
ブとのオーバラップ期間が大きくなり、逆に、排気バル
ブを過進角すると、実膨張比が低下して燃焼エネルギを
クランクシャフトに十分に伝達することができなくなっ
てしまう。
【００７８】したがって、始動時および始動直後におい
ては、各バルブタイミングを過遅角制御しても過進角制
御しても、始動性の悪化状態（または、始動不可能な状
態）を招くおそれがある。
ては、各バルブタイミングを過遅角制御しても過進角制
御しても、始動性の悪化状態（または、始動不可能な状
態）を招くおそれがある。
【００７９】そこで、始動時においては、図１０のよう
に、ロックピン１５５をロック凹部１５７に係合するこ
とより、ベーン１５２をロック位置（最遅角位置と最進
角位置とのほぼ中間位置）に固定設定している。
に、ロックピン１５５をロック凹部１５７に係合するこ
とより、ベーン１５２をロック位置（最遅角位置と最進
角位置とのほぼ中間位置）に固定設定している。
【００８０】以下、始動後においては、エンジン回転数
の上昇に応じて潤滑オイルの油圧が上昇するので、スプ
ール１９２が図１３に示す位置にあっても、前述の洩れ
オイルにより、アクチュエータ１５および１６にも油圧
が供給される。
の上昇に応じて潤滑オイルの油圧が上昇するので、スプ
ール１９２が図１３に示す位置にあっても、前述の洩れ
オイルにより、アクチュエータ１５および１６にも油圧
が供給される。
【００８１】したがって、前述した通り、ロック凹部１
５７への油圧がスプリング１５６の付勢力に打ち勝った
時点で、ロック凹部１５７からロックピン１５５が外れ
てベーン１５２が動作可能になる。
５７への油圧がスプリング１５６の付勢力に打ち勝った
時点で、ロック凹部１５７からロックピン１５５が外れ
てベーン１５２が動作可能になる。
【００８２】以下、ロック解除後にＯＣＶ１９および２
０を制御することにより、遅角油圧室１５３および進角
油圧室１５４に油圧供給が制御され、バルブタイミング
の遅角制御および進角制御が実行される。
０を制御することにより、遅角油圧室１５３および進角
油圧室１５４に油圧供給が制御され、バルブタイミング
の遅角制御および進角制御が実行される。
【００８３】このとき、特に、エンジン１の高回転域に
おいて、吸気慣性効果を得るとともに、体積効率を増大
させて出力を向上させるために、始動時よりも遅角側に
バルブタイミングを制御する。
おいて、吸気慣性効果を得るとともに、体積効率を増大
させて出力を向上させるために、始動時よりも遅角側に
バルブタイミングを制御する。
【００８４】このように、エンジン始動時においては、
アクチュエータ１５および１６のロックピン１５５を最
遅角位置と最進角位置とのほぼ中間位置にロックして始
動性を向上させ、エンジン始動後（ロック機構の解除
後）においては、特に高回転域で遅角制御することによ
り出力特性を向上させている。
アクチュエータ１５および１６のロックピン１５５を最
遅角位置と最進角位置とのほぼ中間位置にロックして始
動性を向上させ、エンジン始動後（ロック機構の解除
後）においては、特に高回転域で遅角制御することによ
り出力特性を向上させている。
【００８５】しかしながら、上記従来装置においては、
排気ガスの改善および触媒１２の昇温促進という技術観
点については何ら考慮していない。
排気ガスの改善および触媒１２の昇温促進という技術観
点については何ら考慮していない。
【００８６】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関のバル
ブタイミング制御装置は以上のように、排気ガスの改善
および触媒１２の昇温促進を考慮していないので、排気
ガスの改善および触媒１２の昇温促進を十分に達成する
ことができないという問題点があった。
ブタイミング制御装置は以上のように、排気ガスの改善
および触媒１２の昇温促進を考慮していないので、排気
ガスの改善および触媒１２の昇温促進を十分に達成する
ことができないという問題点があった。
【００８７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、始動時には最遅角位置と最進角
位置の間にアクチュエータをロックし、始動後にはロッ
クを解除するとともに、特に冷機アイドル時にバルブタ
イミングを遅角側に制御することにより、触媒の昇温促
進および有害排気ガスの低減を効果的に実現した内燃機
関のバルブタイミング制御装置を得ることを目的とす
る。
ためになされたもので、始動時には最遅角位置と最進角
位置の間にアクチュエータをロックし、始動後にはロッ
クを解除するとともに、特に冷機アイドル時にバルブタ
イミングを遅角側に制御することにより、触媒の昇温促
進および有害排気ガスの低減を効果的に実現した内燃機
関のバルブタイミング制御装置を得ることを目的とす
る。
【００８８】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関の
運転状態を検出するセンサ手段と、内燃機関のクランク
シャフトの回転に同期して内燃機関の吸気用および排気
用の各バルブを駆動する吸気用および排気用のカムシャ
フトと、吸気用および排気用のカムシャフトの少なくと
も一方に結合されたアクチュエータと、アクチュエータ
を駆動するための油圧を供給する油圧供給装置と、内燃
機関の運転状態に応じて油圧供給装置からアクチュエー
タへの供給油圧を制御し、クランクシャフトに対するカ
ムシャフトの相対位相を変更する制御手段とを備え、ア
クチュエータは、相対位相の変更範囲を設定するための
遅角油圧室および進角油圧室と、相対位相を変更範囲内
のロック位置に設定するためのロック機構と、油圧供給
装置から供給される所定油圧に応答してロック機構を解
除するためのロック解除機構とを有し、制御手段は、内
燃機関の運転状態が始動時を示す場合には、ロック機構
を駆動して相対位相をロック位置に制御し、内燃機関の
運転状態が始動後を示す場合には、ロック解除機構によ
りロック機構を解除するとともに、油圧供給装置から遅
角油圧室および進角油圧室への供給油圧を制御して、相
対位相の遅角制御および進角制御を実行し、運転状態が
冷機アイドル状態を示す場合には、相対位相を遅角側に
制御するものである。
る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関の
運転状態を検出するセンサ手段と、内燃機関のクランク
シャフトの回転に同期して内燃機関の吸気用および排気
用の各バルブを駆動する吸気用および排気用のカムシャ
フトと、吸気用および排気用のカムシャフトの少なくと
も一方に結合されたアクチュエータと、アクチュエータ
を駆動するための油圧を供給する油圧供給装置と、内燃
機関の運転状態に応じて油圧供給装置からアクチュエー
タへの供給油圧を制御し、クランクシャフトに対するカ
ムシャフトの相対位相を変更する制御手段とを備え、ア
クチュエータは、相対位相の変更範囲を設定するための
遅角油圧室および進角油圧室と、相対位相を変更範囲内
のロック位置に設定するためのロック機構と、油圧供給
装置から供給される所定油圧に応答してロック機構を解
除するためのロック解除機構とを有し、制御手段は、内
燃機関の運転状態が始動時を示す場合には、ロック機構
を駆動して相対位相をロック位置に制御し、内燃機関の
運転状態が始動後を示す場合には、ロック解除機構によ
りロック機構を解除するとともに、油圧供給装置から遅
角油圧室および進角油圧室への供給油圧を制御して、相
対位相の遅角制御および進角制御を実行し、運転状態が
冷機アイドル状態を示す場合には、相対位相を遅角側に
制御するものである。
【００８９】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置は、請求項１において、ロ
ック位置は、内燃機関の始動時および始動直後の制御に
好適な位相位置に設定されたものである。
のバルブタイミング制御装置は、請求項１において、ロ
ック位置は、内燃機関の始動時および始動直後の制御に
好適な位相位置に設定されたものである。
【００９０】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置は、請求項１または請求項
２において、油圧供給装置は、内燃機関が少なくとも冷
機アイドル状態を示す場合に、所定油圧を発生させるも
のである。
のバルブタイミング制御装置は、請求項１または請求項
２において、油圧供給装置は、内燃機関が少なくとも冷
機アイドル状態を示す場合に、所定油圧を発生させるも
のである。
【００９１】また、この発明の請求項４に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置は、請求項１から請求項３
までのいずれかにおいて、制御手段は、内燃機関が暖機
アイドル状態を示す場合には、相対位相をロック位置に
制御するものである。
のバルブタイミング制御装置は、請求項１から請求項３
までのいずれかにおいて、制御手段は、内燃機関が暖機
アイドル状態を示す場合には、相対位相をロック位置に
制御するものである。
【００９２】また、この発明の請求項５に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置は、請求項１から請求項４
までのいずれかにおいて、制御手段は、内燃機関が冷機
アイドル状態を示す場合には、内燃機関の点火時期を遅
角制御するものである。
のバルブタイミング制御装置は、請求項１から請求項４
までのいずれかにおいて、制御手段は、内燃機関が冷機
アイドル状態を示す場合には、内燃機関の点火時期を遅
角制御するものである。
【００９３】また、この発明の請求項６に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置は、請求項１から請求項５
までのいずれかにおいて、制御手段は、内燃機関が冷機
アイドル状態を示す場合には、内燃機関への燃料供給量
を減量制御するものである。
のバルブタイミング制御装置は、請求項１から請求項５
までのいずれかにおいて、制御手段は、内燃機関が冷機
アイドル状態を示す場合には、内燃機関への燃料供給量
を減量制御するものである。
【００９４】また、この発明の請求項７に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置は、請求項１から請求項６
までのいずれかにおいて、制御手段は、内燃機関が少な
くとも暖機後におけるアイドル以外の運転状態を示す場
合には、運転状態に応じた相対位相の遅角制御および進
角制御を実行するものである。
のバルブタイミング制御装置は、請求項１から請求項６
までのいずれかにおいて、制御手段は、内燃機関が少な
くとも暖機後におけるアイドル以外の運転状態を示す場
合には、運転状態に応じた相対位相の遅角制御および進
角制御を実行するものである。
【００９５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック構
成図であり、前述（図６参照）と同様のものについては
同一符号を付して詳述を省略する。
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック構
成図であり、前述（図６参照）と同様のものについては
同一符号を付して詳述を省略する。
【００９６】したがって、この場合、吸気側および排気
側の各バルブタイミングの変更制御範囲は図７に示した
通りであり、クランク角センサ出力とカム角センサ出力
との関係は図８に示した通りである。
側の各バルブタイミングの変更制御範囲は図７に示した
通りであり、クランク角センサ出力とカム角センサ出力
との関係は図８に示した通りである。
【００９７】また、アクチュエータ１５および１６の具
体的構成は、図９〜図１１に示した通りであり、ＯＣＶ
１９および２０の具体的構成は、図１２〜図１４に示し
た通りである。
体的構成は、図９〜図１１に示した通りであり、ＯＣＶ
１９および２０の具体的構成は、図１２〜図１４に示し
た通りである。
【００９８】また、図１内のＥＣＵ２１Ａは、前述と同
様に、エンジン始動時においてロック機構によりアクチ
ュエータ１５および１６をロック位置に制御するロック
制御手段と、エンジン始動後にはロック解除機構により
アクチュエータ１５および１６を遅角制御および進角制
御するロック解除制御手段とを含む。
様に、エンジン始動時においてロック機構によりアクチ
ュエータ１５および１６をロック位置に制御するロック
制御手段と、エンジン始動後にはロック解除機構により
アクチュエータ１５および１６を遅角制御および進角制
御するロック解除制御手段とを含む。
【００９９】さらに、ＥＣＵ２１Ａは、エンジン１の運
転状態が冷機アイドル状態を示す場合には、アクチュエ
ータ１５および１６により、クランクシャフトに対する
カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃの相対位相を遅角側に
制御する冷機アイドル制御手段を含んでいる。
転状態が冷機アイドル状態を示す場合には、アクチュエ
ータ１５および１６により、クランクシャフトに対する
カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃの相対位相を遅角側に
制御する冷機アイドル制御手段を含んでいる。
【０１００】また、ＥＣＵ２１Ａ内のロック解除制御手
段は、エンジン１が少なくとも冷機アイドル状態を示す
場合に、オイルポンプからロック解除用の所定油圧を発
生させるようになっている。
段は、エンジン１が少なくとも冷機アイドル状態を示す
場合に、オイルポンプからロック解除用の所定油圧を発
生させるようになっている。
【０１０１】また、ＥＣＵ２１Ａは、エンジン１が暖機
アイドル状態を示す場合には、アクチュエータ１５およ
び１６をロック位置に制御する暖機アイドル制御手段を
備えている。
アイドル状態を示す場合には、アクチュエータ１５およ
び１６をロック位置に制御する暖機アイドル制御手段を
備えている。
【０１０２】さらに、この場合、アクチュエータ１５お
よび１６のロック位置は、エンジン１の始動および始動
直後に好適な位置となるように設定されている。すなわ
ち、ロックピン１５５（図１０参照）によるベーン１５
２のロック位置は、始動時に適したバルブタイミングと
なるように設定される。
よび１６のロック位置は、エンジン１の始動および始動
直後に好適な位置となるように設定されている。すなわ
ち、ロックピン１５５（図１０参照）によるベーン１５
２のロック位置は、始動時に適したバルブタイミングと
なるように設定される。
【０１０３】前述したように、エンジン始動時および始
動直後においては、バルブタイミングが過遅角されても
過進角されても、始動性を悪化させることになるので、
ロックピン１５５およびロック凹部１５７の相対位置
は、図１０に示した中間位置に限らず、始動時および始
動直後に良好なバルブタイミングとなるようにあらかじ
め設定される。
動直後においては、バルブタイミングが過遅角されても
過進角されても、始動性を悪化させることになるので、
ロックピン１５５およびロック凹部１５７の相対位置
は、図１０に示した中間位置に限らず、始動時および始
動直後に良好なバルブタイミングとなるようにあらかじ
め設定される。
【０１０４】また、エンジン始動後の冷機アイドル状態
においては、各バルブのリフトタイミングを遅角位置に
制御するために、各アクチュエータ１５および１６のロ
ックピン１５５をロック凹部１５７から解除させる必要
がある。
においては、各バルブのリフトタイミングを遅角位置に
制御するために、各アクチュエータ１５および１６のロ
ックピン１５５をロック凹部１５７から解除させる必要
がある。
【０１０５】この場合も、アクチュエータ１５および１
６の作動（ロックピン１５５の係合解除も含む）には、
エンジン１の潤滑油圧が用いられており、エンジン潤滑
油圧は、エンジン回転数および油温などに依存して変化
する。
６の作動（ロックピン１５５の係合解除も含む）には、
エンジン１の潤滑油圧が用いられており、エンジン潤滑
油圧は、エンジン回転数および油温などに依存して変化
する。
【０１０６】上述したように、少なくとも、冷機アイド
ル状態で遅角制御を行う場合には、ロックピン１５５を
解除するための油圧を発生させる必要がある。また、冷
機アイドル状態での遅角制御が終了した後は、アクチュ
エータ１５および１６をロック位置に制御する。
ル状態で遅角制御を行う場合には、ロックピン１５５を
解除するための油圧を発生させる必要がある。また、冷
機アイドル状態での遅角制御が終了した後は、アクチュ
エータ１５および１６をロック位置に制御する。
【０１０７】このとき、ロック解除用の油圧を保持し
て、ロック位置付近でのフィードバック制御を実行して
もよく、ロック位置でロックピン１５５を係合させても
よい。この状態で、車両を走行させるためにアクセルを
踏み込むと、エンジン回転数が上昇するので、ロック状
態が解除され、エンジン１の運転状態に応じた遅角位置
または進角位置（ロック位置でない）での制御も可能と
なる。
て、ロック位置付近でのフィードバック制御を実行して
もよく、ロック位置でロックピン１５５を係合させても
よい。この状態で、車両を走行させるためにアクセルを
踏み込むと、エンジン回転数が上昇するので、ロック状
態が解除され、エンジン１の運転状態に応じた遅角位置
または進角位置（ロック位置でない）での制御も可能と
なる。
【０１０８】次に、前述の図７〜図１４とともに、図２
のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形
態１による制御動作について説明する。図２の処理ルー
チンは、ＥＣＵ２１Ａ内で所定タイミングごとに実行さ
れる。図２において、まず、ＥＣＵ２１Ａは、エンジン
１の運転状態が始動状態またはエンスト状態か否かを判
定する（ステップＳ１）。
のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形
態１による制御動作について説明する。図２の処理ルー
チンは、ＥＣＵ２１Ａ内で所定タイミングごとに実行さ
れる。図２において、まず、ＥＣＵ２１Ａは、エンジン
１の運転状態が始動状態またはエンスト状態か否かを判
定する（ステップＳ１）。
【０１０９】ステップＳ１において、エンジン１が始動
状態またはエンスト状態（すなわち、ＹＥＳ）と判定さ
れれば、ＯＣＶ１９および２０のコイル１９３に対する
供給電流を最小電流値ＭＩＮに設定し（ステップＳ
２）、図２の処理ルーチンを抜け出る。
状態またはエンスト状態（すなわち、ＹＥＳ）と判定さ
れれば、ＯＣＶ１９および２０のコイル１９３に対する
供給電流を最小電流値ＭＩＮに設定し（ステップＳ
２）、図２の処理ルーチンを抜け出る。
【０１１０】最小電流値ＭＩＮは、無通電値（＝０ｍ
Ａ）であってもよいが、次回の動作用の待機電流とし
て、１００ｍＡ程度に設定しておくことが望ましい。
Ａ）であってもよいが、次回の動作用の待機電流とし
て、１００ｍＡ程度に設定しておくことが望ましい。
【０１１１】一方、ステップＳ１において、始動状態ま
たはエンスト状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定され
れば、続いて、エンジン１がアイドル状態であるか否か
を判定する（ステップＳ３）。
たはエンスト状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定され
れば、続いて、エンジン１がアイドル状態であるか否か
を判定する（ステップＳ３）。
【０１１２】このとき、ステップＳ３の判定は、周知の
ように、アイドルスイッチのオンオフ、または、スロッ
トル開度が全閉か否かなどにより行われる。
ように、アイドルスイッチのオンオフ、または、スロッ
トル開度が全閉か否かなどにより行われる。
【０１１３】ステップＳ３において、エンジン１がアイ
ドル状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、エ
ンジン１の運転状態に見合ったマップ位置（遅角位置ま
たは進角位置）に制御し（ステップＳ４）、図２の処理
ルーチンを抜け出る。
ドル状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、エ
ンジン１の運転状態に見合ったマップ位置（遅角位置ま
たは進角位置）に制御し（ステップＳ４）、図２の処理
ルーチンを抜け出る。
【０１１４】ステップＳ４においては、ＥＣＵ２１Ａ内
のＲＯＭにマップデータとして記憶された目標位置とな
るように、フィードバック制御が実行される。前述した
通り、マップデータは、エンジン回転数およびエンジン
負荷により補間参照されるようになっている。
のＲＯＭにマップデータとして記憶された目標位置とな
るように、フィードバック制御が実行される。前述した
通り、マップデータは、エンジン回転数およびエンジン
負荷により補間参照されるようになっている。
【０１１５】一方、ステップＳ３において、エンジン１
がアイドル状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
れば、続いて、エンジン１が冷機状態であるか否かを判
定する（ステップＳ５）。
がアイドル状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
れば、続いて、エンジン１が冷機状態であるか否かを判
定する（ステップＳ５）。
【０１１６】ここで、冷機状態とは、たとえば、エンジ
ン１の冷却水温が４０℃以下を示す状態である。
ン１の冷却水温が４０℃以下を示す状態である。
【０１１７】ステップＳ５において、エンジン１が冷機
状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、アクチ
ュエータ１５および１６のベーン１５２をロック位置で
制御し（ステップＳ６）、図２の処理ルーチンを抜け出
る。
状態でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、アクチ
ュエータ１５および１６のベーン１５２をロック位置で
制御し（ステップＳ６）、図２の処理ルーチンを抜け出
る。
【０１１８】このとき、アクチュエータ１５および１６
をロック位置に制御することにより、バルブタイミング
を決定するカム位相は、前述の始動時および始動直後に
適した位置であって、且つアイドル安定性にも適した位
置に固定設定される。
をロック位置に制御することにより、バルブタイミング
を決定するカム位相は、前述の始動時および始動直後に
適した位置であって、且つアイドル安定性にも適した位
置に固定設定される。
【０１１９】一方、ステップＳ５において、エンジン１
が冷機状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場
合には、バルブタイミングを遅角側に制御し（ステップ
Ｓ７）、図２の処理ルーチンを抜け出る。
が冷機状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場
合には、バルブタイミングを遅角側に制御し（ステップ
Ｓ７）、図２の処理ルーチンを抜け出る。
【０１２０】ステップＳ７において、バルブタイミング
を遅角制御する場合、最遅角位置に制御してもよいが、
ロック位置と最遅角位置との間の任意位置に制御しても
よい。
を遅角制御する場合、最遅角位置に制御してもよいが、
ロック位置と最遅角位置との間の任意位置に制御しても
よい。
【０１２１】たとえば、ステップＳ７における遅角位置
は、触媒１２の昇温効果の大きい（排気ガス温度が最も
上昇する）制御位置に設定することが望ましく、また、
排気ガス中のＨＣの排出量が最も少なくなる制御位置に
設定することが望ましい。
は、触媒１２の昇温効果の大きい（排気ガス温度が最も
上昇する）制御位置に設定することが望ましく、また、
排気ガス中のＨＣの排出量が最も少なくなる制御位置に
設定することが望ましい。
【０１２２】このように、エンジン１の運転状態が始動
後の冷機アイドル状態を示す場合に、バルブタイミング
を遅角側に制御（ステップＳ７）することにより、排気
ガスの温度が速やかに上昇するので、触媒１２の昇温促
進に効果がある。
後の冷機アイドル状態を示す場合に、バルブタイミング
を遅角側に制御（ステップＳ７）することにより、排気
ガスの温度が速やかに上昇するので、触媒１２の昇温促
進に効果がある。
【０１２３】特に、排気バルブの閉弁完了タイミングを
遅くすることにより、排気管１０に排出された排気ガス
をエンジン１の燃焼室に再吸入させることができるの
で、燃焼室内での燃焼を緩慢にして排気ガスの温度上昇
を促進させることができ、触媒１２の昇温を促進させる
ことができる。
遅くすることにより、排気管１０に排出された排気ガス
をエンジン１の燃焼室に再吸入させることができるの
で、燃焼室内での燃焼を緩慢にして排気ガスの温度上昇
を促進させることができ、触媒１２の昇温を促進させる
ことができる。
【０１２４】また、吸排気の両バルブを同時に遅角側に
制御することにより、バルブオーバラップ期間が変化し
ないので、アイドル運転状態の安定性を向上させること
ができる。
制御することにより、バルブオーバラップ期間が変化し
ないので、アイドル運転状態の安定性を向上させること
ができる。
【０１２５】また、アクチュエータ１５および１６内の
ロック機構は、変更範囲内（最遅角位置および最進角位
置を除く）で、エンジン始動時の始動および始動直後に
好適なロック位置でベーン１５２を係止するので、エン
ジン始動性を向上させることができる。
ロック機構は、変更範囲内（最遅角位置および最進角位
置を除く）で、エンジン始動時の始動および始動直後に
好適なロック位置でベーン１５２を係止するので、エン
ジン始動性を向上させることができる。
【０１２６】また、エンジン始動後の少なくとも冷機ア
イドル時において、ロック機構は、オイルポンプから供
給される所定油圧によりロック解除されるので、アクチ
ュエータ１５および１６の遅角制御を可能にし、冷機ア
イドル時においても高温の排気ガスを排出して触媒１２
の活性化を促進して、有害排気ガスを低減することがで
きる。
イドル時において、ロック機構は、オイルポンプから供
給される所定油圧によりロック解除されるので、アクチ
ュエータ１５および１６の遅角制御を可能にし、冷機ア
イドル時においても高温の排気ガスを排出して触媒１２
の活性化を促進して、有害排気ガスを低減することがで
きる。
【０１２７】また、エンジン始動後の暖機アイドル時
（始動時と近似した運転状態）において、始動時と同様
に、アクチュエータ１５および１６をロック位置に制御
することにより、運転性を向上させることができる。
（始動時と近似した運転状態）において、始動時と同様
に、アクチュエータ１５および１６をロック位置に制御
することにより、運転性を向上させることができる。
【０１２８】また、少なくとも暖機後におけるアイドル
以外の運転状態（通常の走行状態）においては、運転状
態に応じた通常のバルブタイミングの遅角制御および進
角制御を実行することができる。
以外の運転状態（通常の走行状態）においては、運転状
態に応じた通常のバルブタイミングの遅角制御および進
角制御を実行することができる。
【０１２９】なお、図１においては、吸気用および排気
用の各カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃの両方にアクチ
ュエータ１５および１６を設けたが、一方のカムシャフ
ト１５Ｃまたは１６Ｃに対応したアクチュエータ１５ま
たは１６のみを設けてもよい。
用の各カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃの両方にアクチ
ュエータ１５および１６を設けたが、一方のカムシャフ
ト１５Ｃまたは１６Ｃに対応したアクチュエータ１５ま
たは１６のみを設けてもよい。
【０１３０】また、アクチュエータ１５および１６とし
て、図９〜図１１のように、ハウジング１５１内で位相
変更用のベーン１５２を回転移動させるタイプを用いた
が、ヘリカルタイプなど、他のアクチュエータを用いて
もよい。
て、図９〜図１１のように、ハウジング１５１内で位相
変更用のベーン１５２を回転移動させるタイプを用いた
が、ヘリカルタイプなど、他のアクチュエータを用いて
もよい。
【０１３１】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、エンジン１の冷機アイドル時に、アクチュエータ１
５および１６の遅角制御のみにより、触媒１２の昇温お
よび排気ガスの向上を促進させたが、アクチュエータ１
５および１６の遅角制御のみならず、エンジン１の点火
時期を遅角（リタード）制御してもよい。
は、エンジン１の冷機アイドル時に、アクチュエータ１
５および１６の遅角制御のみにより、触媒１２の昇温お
よび排気ガスの向上を促進させたが、アクチュエータ１
５および１６の遅角制御のみならず、エンジン１の点火
時期を遅角（リタード）制御してもよい。
【０１３２】以下、エンジン１の冷機アイドル時に点火
時期を遅角制御したこの発明の実施の形態２について説
明する。図３はこの発明の実施の形態２による制御動作
を示すフローチャートであり、前述（図２参照）と同様
の処理については、同一符号を付して詳述を省略する。
時期を遅角制御したこの発明の実施の形態２について説
明する。図３はこの発明の実施の形態２による制御動作
を示すフローチャートであり、前述（図２参照）と同様
の処理については、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１３３】この場合、ＥＣＵ２１Ａ（図１参照）は、
ステップＳ３およびＳ５において、エンジン１の運転状
態が冷機アイドル状態を示す（すなわち、ＹＥＳ）と判
定された場合には、アクチュエータ１５および１６を遅
角側に制御（ステップＳ７）するとともに、エンジン１
の点火時期を遅角制御し（ステップＳ８）、図３の処理
ルーチンを抜け出る。
ステップＳ３およびＳ５において、エンジン１の運転状
態が冷機アイドル状態を示す（すなわち、ＹＥＳ）と判
定された場合には、アクチュエータ１５および１６を遅
角側に制御（ステップＳ７）するとともに、エンジン１
の点火時期を遅角制御し（ステップＳ８）、図３の処理
ルーチンを抜け出る。
【０１３４】このように、ステップＳ８において点火時
期を遅角側に制御することにより、エンジン１の燃焼室
における燃焼速度が低下するので、排気ガスの温度上昇
が促進される。
期を遅角側に制御することにより、エンジン１の燃焼室
における燃焼速度が低下するので、排気ガスの温度上昇
が促進される。
【０１３５】したがって、前述のバルブタイミングの遅
角制御と組み合わせることにより、さらに触媒１２の昇
温効果が向上する。また、この場合も、前述と同様に吸
排気用の両方のバルブを遅角側に制御することにより、
各バルブのオーバラップ期間が変化しないので、アイド
ル運転状態の安定性を向上させることができる。
角制御と組み合わせることにより、さらに触媒１２の昇
温効果が向上する。また、この場合も、前述と同様に吸
排気用の両方のバルブを遅角側に制御することにより、
各バルブのオーバラップ期間が変化しないので、アイド
ル運転状態の安定性を向上させることができる。
【０１３６】このように、エンジン１の冷機アイドル時
において、バルブタイミングを遅角側に制御し且つ点火
時期を遅角制御することにより、前述よりも高温の排気
ガスが触媒１２に流入するので、さらに触媒１２を昇温
促進して早期に活性化させることができる。
において、バルブタイミングを遅角側に制御し且つ点火
時期を遅角制御することにより、前述よりも高温の排気
ガスが触媒１２に流入するので、さらに触媒１２を昇温
促進して早期に活性化させることができる。
【０１３７】実施の形態３．なお、上記実施の形態２で
は、エンジン１の冷機アイドル時に、アクチュエータ１
５および１６の遅角制御に加えて、点火時期を遅角制御
したが、エンジン１への燃料供給量を減量制御してもよ
い。
は、エンジン１の冷機アイドル時に、アクチュエータ１
５および１６の遅角制御に加えて、点火時期を遅角制御
したが、エンジン１への燃料供給量を減量制御してもよ
い。
【０１３８】以下、エンジン１の冷機アイドル時に燃料
供給量を減量制御したこの発明の実施の形態３について
説明する。図４はこの発明の実施の形態３による制御動
作を示すフローチャートであり、前述（図２、図３参
照）と同様の処理については、同一符号を付して詳述を
省略する。
供給量を減量制御したこの発明の実施の形態３について
説明する。図４はこの発明の実施の形態３による制御動
作を示すフローチャートであり、前述（図２、図３参
照）と同様の処理については、同一符号を付して詳述を
省略する。
【０１３９】この場合、ＥＣＵ２１Ａ（図１参照）は、
ステップＳ３およびＳ５において、エンジン１の運転状
態が冷機アイドル状態を示す（すなわち、ＹＥＳ）と判
定された場合には、アクチュエータ１５および１６を遅
角側に制御（ステップＳ７）するとともに、エンジン１
への燃料供給量を減量制御して空燃比Ａ／Ｆをリーン化
し（ステップＳ９）、図４の処理ルーチンを抜け出る。
ステップＳ３およびＳ５において、エンジン１の運転状
態が冷機アイドル状態を示す（すなわち、ＹＥＳ）と判
定された場合には、アクチュエータ１５および１６を遅
角側に制御（ステップＳ７）するとともに、エンジン１
への燃料供給量を減量制御して空燃比Ａ／Ｆをリーン化
し（ステップＳ９）、図４の処理ルーチンを抜け出る。
【０１４０】このように、エンジン１が冷機アイドル状
態であると判定された場合に、バルブタイミングを遅角
側に制御（ステップＳ７）するとともに、燃料噴射量を
減量して空燃比Ａ／Ｆをリーン化（ステップＳ９）する
ことにより、前述の触媒１２の昇温促進効果に加えて、
ＨＣなどの有害成分の排出量がさらに減少し、排気ガス
をさらに向上させることができる。
態であると判定された場合に、バルブタイミングを遅角
側に制御（ステップＳ７）するとともに、燃料噴射量を
減量して空燃比Ａ／Ｆをリーン化（ステップＳ９）する
ことにより、前述の触媒１２の昇温促進効果に加えて、
ＨＣなどの有害成分の排出量がさらに減少し、排気ガス
をさらに向上させることができる。
【０１４１】したがって、冷機アイドル時において、触
媒１２を昇温促進させて早期に活性化させつつ、排気ガ
スに含まれるＨＣをさらに低減させることができる。
媒１２を昇温促進させて早期に活性化させつつ、排気ガ
スに含まれるＨＣをさらに低減させることができる。
【０１４２】実施の形態４．なお、上記実施の形態２、
３では、エンジン１の冷機アイドル時に、アクチュエー
タ１５および１６の遅角制御に加えて、点火時期の遅角
制御または燃料供給量の減量制御を実行したが、点火時
期の遅角制御および燃料供給量の減量制御を同時に実行
してもよい。
３では、エンジン１の冷機アイドル時に、アクチュエー
タ１５および１６の遅角制御に加えて、点火時期の遅角
制御または燃料供給量の減量制御を実行したが、点火時
期の遅角制御および燃料供給量の減量制御を同時に実行
してもよい。
【０１４３】以下、エンジン１の冷機アイドル時に点火
時期の遅角制御および燃料供給量の減量制御を同時に実
行したこの発明の実施の形態４について説明する。図５
はこの発明の実施の形態４による制御動作を示すフロー
チャートであり、前述（図２〜図４参照）と同様の処理
については、同一符号を付して詳述を省略する。
時期の遅角制御および燃料供給量の減量制御を同時に実
行したこの発明の実施の形態４について説明する。図５
はこの発明の実施の形態４による制御動作を示すフロー
チャートであり、前述（図２〜図４参照）と同様の処理
については、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１４４】この場合、ＥＣＵ２１Ａ（図１参照）は、
ステップＳ３およびＳ５において、エンジン１の運転状
態が冷機アイドル状態を示す（すなわち、ＹＥＳ）と判
定された場合には、アクチュエータ１５および１６を遅
角側に制御（ステップＳ７）するとともに、点火時期の
遅角制御（ステップＳ８）および空燃比Ａ／Ｆのリーン
化（ステップＳ９）を実行し、図５の処理ルーチンを抜
け出る。
ステップＳ３およびＳ５において、エンジン１の運転状
態が冷機アイドル状態を示す（すなわち、ＹＥＳ）と判
定された場合には、アクチュエータ１５および１６を遅
角側に制御（ステップＳ７）するとともに、点火時期の
遅角制御（ステップＳ８）および空燃比Ａ／Ｆのリーン
化（ステップＳ９）を実行し、図５の処理ルーチンを抜
け出る。
【０１４５】このように、冷機アイドル時に、アクチュ
エータ１５および１６（バルブタイミング）の遅角制御
とともに、点火時期の遅角制御および燃料供給量の減量
制御を実行することにより、排気ガスの昇温による触媒
１２の昇温をさらに促進するとともに、ＨＣをさらに低
減させることができる。
エータ１５および１６（バルブタイミング）の遅角制御
とともに、点火時期の遅角制御および燃料供給量の減量
制御を実行することにより、排気ガスの昇温による触媒
１２の昇温をさらに促進するとともに、ＨＣをさらに低
減させることができる。
【０１４６】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、内燃機関の運転状態を検出するセンサ手段と、内
燃機関のクランクシャフトの回転に同期して内燃機関の
吸気用および排気用の各バルブを駆動する吸気用および
排気用のカムシャフトと、吸気用および排気用のカムシ
ャフトの少なくとも一方に結合されたアクチュエータ
と、アクチュエータを駆動するための油圧を供給する油
圧供給装置と、内燃機関の運転状態に応じて油圧供給装
置からアクチュエータへの供給油圧を制御し、クランク
シャフトに対するカムシャフトの相対位相を変更する制
御手段とを備え、アクチュエータは、相対位相の変更範
囲を設定するための遅角油圧室および進角油圧室と、相
対位相を変更範囲内のロック位置に設定するためのロッ
ク機構と、油圧供給装置から供給される所定油圧に応答
してロック機構を解除するためのロック解除機構とを有
し、制御手段は、内燃機関の運転状態が始動時を示す場
合には、ロック機構を駆動して相対位相をロック位置に
制御し、内燃機関の運転状態が始動後を示す場合には、
ロック解除機構によりロック機構を解除するとともに、
油圧供給装置から遅角油圧室および進角油圧室への供給
油圧を制御して、相対位相の遅角制御および進角制御を
実行し、運転状態が冷機アイドル状態を示す場合には、
相対位相を遅角側に制御するようにしたので、触媒の昇
温および有害排気ガスの低減を促進させた内燃機関のバ
ルブタイミング制御装置が得られる効果がある。
れば、内燃機関の運転状態を検出するセンサ手段と、内
燃機関のクランクシャフトの回転に同期して内燃機関の
吸気用および排気用の各バルブを駆動する吸気用および
排気用のカムシャフトと、吸気用および排気用のカムシ
ャフトの少なくとも一方に結合されたアクチュエータ
と、アクチュエータを駆動するための油圧を供給する油
圧供給装置と、内燃機関の運転状態に応じて油圧供給装
置からアクチュエータへの供給油圧を制御し、クランク
シャフトに対するカムシャフトの相対位相を変更する制
御手段とを備え、アクチュエータは、相対位相の変更範
囲を設定するための遅角油圧室および進角油圧室と、相
対位相を変更範囲内のロック位置に設定するためのロッ
ク機構と、油圧供給装置から供給される所定油圧に応答
してロック機構を解除するためのロック解除機構とを有
し、制御手段は、内燃機関の運転状態が始動時を示す場
合には、ロック機構を駆動して相対位相をロック位置に
制御し、内燃機関の運転状態が始動後を示す場合には、
ロック解除機構によりロック機構を解除するとともに、
油圧供給装置から遅角油圧室および進角油圧室への供給
油圧を制御して、相対位相の遅角制御および進角制御を
実行し、運転状態が冷機アイドル状態を示す場合には、
相対位相を遅角側に制御するようにしたので、触媒の昇
温および有害排気ガスの低減を促進させた内燃機関のバ
ルブタイミング制御装置が得られる効果がある。
【０１４７】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、ロック位置は、内燃機関の始動時および
始動直後の制御に好適な位相位置に設定されているの
で、始動性を向上させた内燃機関のバルブタイミング制
御装置が得られる効果がある。
項１において、ロック位置は、内燃機関の始動時および
始動直後の制御に好適な位相位置に設定されているの
で、始動性を向上させた内燃機関のバルブタイミング制
御装置が得られる効果がある。
【０１４８】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、油圧供給装置は、内燃機
関が少なくとも冷機アイドル状態を示す場合に、所定油
圧を発生させるようにしたので、冷機アイドル時にロッ
ク機構を解除してアクチュエータの遅角制御を可能と
し、触媒の昇温および排気ガスの低減を促進させた内燃
機関のバルブタイミング制御装置が得られる効果があ
る。
項１または請求項２において、油圧供給装置は、内燃機
関が少なくとも冷機アイドル状態を示す場合に、所定油
圧を発生させるようにしたので、冷機アイドル時にロッ
ク機構を解除してアクチュエータの遅角制御を可能と
し、触媒の昇温および排気ガスの低減を促進させた内燃
機関のバルブタイミング制御装置が得られる効果があ
る。
【０１４９】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１から請求項３までのいずれかにおいて、制御手段
は、内燃機関が暖機アイドル状態を示す場合には、相対
位相をロック位置に制御するようにしたので、始動状態
と近似した暖機アイドル時の運転性を向上させた内燃機
関のバルブタイミング制御装置が得られる効果がある。
項１から請求項３までのいずれかにおいて、制御手段
は、内燃機関が暖機アイドル状態を示す場合には、相対
位相をロック位置に制御するようにしたので、始動状態
と近似した暖機アイドル時の運転性を向上させた内燃機
関のバルブタイミング制御装置が得られる効果がある。
【０１５０】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、制御手段
は、内燃機関が冷機アイドル状態を示す場合には、内燃
機関の点火時期を遅角制御するようにしたので、触媒の
昇温および有害排気ガスの低減をさらに促進させた内燃
機関のバルブタイミング制御装置が得られる効果があ
る。
項１から請求項４までのいずれかにおいて、制御手段
は、内燃機関が冷機アイドル状態を示す場合には、内燃
機関の点火時期を遅角制御するようにしたので、触媒の
昇温および有害排気ガスの低減をさらに促進させた内燃
機関のバルブタイミング制御装置が得られる効果があ
る。
【０１５１】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項５までのいずれかにおいて、制御手段
は、内燃機関が冷機アイドル状態を示す場合には、内燃
機関への燃料供給量を減量制御するようにしたので、有
害排気ガスの低減をさらに促進させた内燃機関のバルブ
タイミング制御装置が得られる効果がある。
項１から請求項５までのいずれかにおいて、制御手段
は、内燃機関が冷機アイドル状態を示す場合には、内燃
機関への燃料供給量を減量制御するようにしたので、有
害排気ガスの低減をさらに促進させた内燃機関のバルブ
タイミング制御装置が得られる効果がある。
【０１５２】また、この発明の請求項７によれば、請求
項１から請求項６までのいずれかにおいて、制御手段
は、内燃機関が少なくとも暖機後におけるアイドル以外
の運転状態を示す場合には、運転状態に応じた相対位相
の遅角制御および進角制御を実行するようにしたので、
通常時の運転性を向上させた内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置が得られる効果がある。
項１から請求項６までのいずれかにおいて、制御手段
は、内燃機関が少なくとも暖機後におけるアイドル以外
の運転状態を示す場合には、運転状態に応じた相対位相
の遅角制御および進角制御を実行するようにしたので、
通常時の運転性を向上させた内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置が得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示すブロック構成
図である。
図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による制御動作を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態２による制御動作を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態３による制御動作を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態４による制御動作を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図６】 従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置
を示すブロック構成図である。
を示すブロック構成図である。
【図７】 従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置
による位相変更範囲をクランク角位置に対するバルブリ
フト量の関係により示す説明図である。
による位相変更範囲をクランク角位置に対するバルブリ
フト量の関係により示す説明図である。
【図８】 一般的なクランク角センサおよびカム角セン
サの各出力パルスの位相関係を示すタイミングチャート
である。
サの各出力パルスの位相関係を示すタイミングチャート
である。
【図９】 一般的なアクチュエータの最遅角位置での内
部構造を示す透視図である。
部構造を示す透視図である。
【図１０】 一般的なアクチュエータのロック位置での
内部構造を示す透視図である。
内部構造を示す透視図である。
【図１１】 一般的なアクチュエータの最進角位置での
内部構造を示す透視図である。
内部構造を示す透視図である。
【図１２】 一般的なＯＣＶ（油圧供給装置）の非励磁
状態での内部構造を示す側断面図である。
状態での内部構造を示す側断面図である。
【図１３】 一般的なＯＣＶのロック状態での内部構造
を示す側断面図である。
を示す側断面図である。
【図１４】 一般的なＯＣＶの励磁状態での内部構造を
示す側断面図である。
示す側断面図である。
１ エンジン、３ エアフローセンサ、４ 吸気管、７
インジェクタ、８点火プラグ、９ 点火コイル、１０
排気管、１１ Ｏ2センサ、１２ 触媒、１４ クラ
ンク角センサ、１５、１６ アクチュエータ、１５Ｃ、
１６Ｃ カムシャフト、１７、１８ カム角センサ、１
９、２０ ＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）、２１
Ａ ＥＣＵ、１５２ ベーン、１５３ 遅角油圧室、１
５４進角油圧室、１５５ ロックピン、１５６ スプリ
ング、１５７ ロック凹部、１９２ スプール、１９３
コイル、１９４ スプリング、Ｓ３、Ｓ５ 冷機アイ
ドル状態を判定するステップ、Ｓ７ 相対位相を遅角制
御するステップ、Ｓ８点火時期を遅角制御するステッ
プ、Ｓ９ 燃料供給量を減量制御するステップ。
インジェクタ、８点火プラグ、９ 点火コイル、１０
排気管、１１ Ｏ2センサ、１２ 触媒、１４ クラ
ンク角センサ、１５、１６ アクチュエータ、１５Ｃ、
１６Ｃ カムシャフト、１７、１８ カム角センサ、１
９、２０ ＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）、２１
Ａ ＥＣＵ、１５２ ベーン、１５３ 遅角油圧室、１
５４進角油圧室、１５５ ロックピン、１５６ スプリ
ング、１５７ ロック凹部、１９２ スプール、１９３
コイル、１９４ スプリング、Ｓ３、Ｓ５ 冷機アイ
ドル状態を判定するステップ、Ｓ７ 相対位相を遅角制
御するステップ、Ｓ８点火時期を遅角制御するステッ
プ、Ｓ９ 燃料供給量を減量制御するステップ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｂ ３０１Ｈ ３０１Ｚ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ (72)発明者 大内 裕史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3G018 AB02 AB07 AB17 BA33 CA20 DA49 DA70 DA73 EA02 EA11 EA12 EA16 EA17 EA21 EA26 EA32 FA01 FA07 GA09 GA11 3G022 CA01 CA02 CA03 DA02 GA01 GA05 GA06 GA08 GA09 3G084 BA06 BA13 BA17 BA23 CA01 CA02 CA03 DA09 DA10 EA04 EB08 EB12 EC02 FA07 FA10 FA19 FA20 FA29 FA33 FA38 3G092 AA01 AA11 AB02 BA09 BB05 DA01 DA02 DA03 DA10 DC03 DC04 DG05 DG09 EA02 EA04 EA11 EA22 EC01 FA18 FA31 FA40 FA42 GA01 GA04 HA01Z HA06X HA06Z HA10X HA13X HB01X HC09X HD05Z HE01Z HE03Z HE05Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA19 JA26 JA31 KA01 KA05 KA07 KA14 LA03 LA04 LA07 LB02 LC01 LC03 LC08 LC10 MA06 MA12 NA06 NA07 NB02 NC04 ND04 NE12 NE15 PA01Z PA11Z PA15A PB03A PD02Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z
Claims (7)
- 【請求項１】 内燃機関の運転状態を検出するセンサ手
段と、 前記内燃機関のクランクシャフトの回転に同期して前記
内燃機関の吸気用および排気用の各バルブを駆動する吸
気用および排気用のカムシャフトと、 前記吸気用および排気用のカムシャフトの少なくとも一
方に結合されたアクチュエータと、 前記アクチュエータを駆動するための油圧を供給する油
圧供給装置と、 前記内燃機関の運転状態に応じて前記油圧供給装置から
前記アクチュエータへの供給油圧を制御し、前記クラン
クシャフトに対する前記カムシャフトの相対位相を変更
する制御手段とを備え、 前記アクチュエータは、 前記相対位相の変更範囲を設定するための遅角油圧室お
よび進角油圧室と、 前記相対位相を前記変更範囲内のロック位置に設定する
ためのロック機構と、 前記油圧供給装置から供給される所定油圧に応答して前
記ロック機構を解除するためのロック解除機構とを有
し、 前記制御手段は、 前記内燃機関の運転状態が始動時を示す場合には、前記
ロック機構を駆動して前記相対位相を前記ロック位置に
制御し、 前記内燃機関の運転状態が始動後を示す場合には、前記
ロック解除機構により前記ロック機構を解除するととも
に、前記油圧供給装置から前記遅角油圧室および前記進
角油圧室への供給油圧を制御して、前記相対位相の遅角
制御および進角制御を実行し、 前記運転状態が冷機アイドル状態を示す場合には、前記
相対位相を遅角側に制御することを特徴とする内燃機関
のバルブタイミング制御装置。 - 【請求項２】 前記ロック位置は、前記内燃機関の始動
時および始動直後の制御に好適な位相位置に設定された
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタ
イミング制御装置。 - 【請求項３】 前記油圧供給装置は、前記内燃機関が少
なくとも前記冷機アイドル状態を示す場合に、前記所定
油圧を発生させることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、前記内燃機関が暖機ア
イドル状態を示す場合には、前記相対位相を前記ロック
位置に制御することを特徴とする請求項１から請求項３
までのいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制
御装置。 - 【請求項５】 前記制御手段は、前記内燃機関が前記冷
機アイドル状態を示す場合には、前記内燃機関の点火時
期を遅角制御することを特徴とする請求項１から請求項
４までのいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング
制御装置。 - 【請求項６】 前記制御手段は、前記内燃機関が前記冷
機アイドル状態を示す場合には、前記内燃機関への燃料
供給量を減量制御することを特徴とする請求項１から請
求項５までのいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミ
ング制御装置。 - 【請求項７】 前記制御手段は、前記内燃機関が少なく
とも暖機後におけるアイドル以外の運転状態を示す場合
には、前記運転状態に応じた前記相対位相の遅角制御お
よび進角制御を実行することを特徴とする請求項１から
請求項６までのいずれかに記載の内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000361438A JP3605354B2 (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
| US09/888,378 US6494173B2 (en) | 2000-11-28 | 2001-06-26 | Valve timing control system for internal combustion engine |
| DE10137367A DE10137367B4 (de) | 2000-11-28 | 2001-07-31 | Ventilzeitgabe-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor |
| KR10-2001-0052403A KR100429721B1 (ko) | 2000-11-28 | 2001-08-29 | 내연기관의 밸브타이밍 제어장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361438A JP3605354B2 (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002161722A true JP2002161722A (ja) | 2002-06-07 |
| JP3605354B2 JP3605354B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=18832874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000361438A Expired - Lifetime JP3605354B2 (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
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| JP (1) | JP3605354B2 (ja) |
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| DE (1) | DE10137367B4 (ja) |
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- 2001-06-26 US US09/888,378 patent/US6494173B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-31 DE DE10137367A patent/DE10137367B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-29 KR KR10-2001-0052403A patent/KR100429721B1/ko active IP Right Grant
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