JP2002227668A - 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷機始動時に触媒早期活性化を実現するとと
もにカム角の基準位置を学習して、制御精度を向上させ
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、冷機アイドル時にバルブタイミングを
最進角位置または最遅角位置に制御して基準位置を学習
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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
ル時に触媒昇温を促進させつつカム角の基準位置を学習
することにより、暖機後のアイドル制御性を安定させて
回転変動およびエンストの発生を防止するとともに、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。
【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。
【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。
【０００５】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、運転状態
に応じてシリンダへの吸排気用の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。
【０００６】この種の従来装置においては、エンジンの
クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位置を変
更する可変手段（アクチュエータ）を設け、クランク角
位置およびカムシャフトの相対位相を検出して可変手段
の基準位置を記憶し、エンジン運転状態に応じてカムシ
ャフトの相対位相を制御するようになっている。
【０００７】また、可変手段は、最進角と最遅角との間
の位置にロック機構を有し、エンジン始動時にはロック
機構に係合され、始動後には運転状態に応じたバルブタ
イミング制御が行われる。
【０００８】すなわち、ＥＣＵからなる制御手段は、バ
ルブタイミング制御用のカムシャフトの回転位相を検出
して、回転位相の変化方向の動きを機械的に規制した状
態で、カムシャフトの基準回転位置との位相差を学習す
るようになっている。
【０００９】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。
【００１０】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。
【００１１】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号公報などに参照するこ
とができる。図６は上記公報に参照される一般的な内燃
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。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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を横切るときに電気信号を発
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。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】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。
【００３３】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。
【００３４】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。
【００３５】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。
【００３６】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。
【００３７】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。
【００３８】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。
【００３９】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。
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】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。
【００４３】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。
【００４４】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。
【００４５】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。
【００４６】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。
【００４７】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。
【００４８】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。
【００４９】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。
【００５０】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。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】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。
【００５７】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。
【００５８】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。
【００５９】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。
【００６０】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。
【００６１】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。
【００６２】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
ブオーバラップ量が最小となるので、耐エンスト性に対
して有利に作用する。
【００６３】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。
【００６４】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。
【００６５】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。
【００６６】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。
【００６７】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。
【００６８】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。
【００６９】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。
【００７０】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。
【００７１】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。
【００７２】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への通電量を増加させる。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加する。
【００７３】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。
【００７４】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。
【００７５】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。
【００７６】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。
【００７７】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。
【００７８】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。
【００７９】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。
【００８０】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。
【００８１】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。
【００８２】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。
【００８３】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。
【００８４】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。
【００８５】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。
【００８６】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。
【００８７】次に、図１５を参照しながら、たとえば特
開平１１−２２９９１４号公報に記載された従来の内燃
機関のバルブタイミング制御装置による基準位置の学習
処理動作について説明する。図１５は上記公報に記載さ
れた従来装置の動作を示すフローチャートである。
【００８８】図１５において、まず、エンジン１が回転
中であるか否かを判定し（ステップＳ１０１）、回転中
でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、以下の処理
を実行せずに図１５の処理ルーチンを終了する。
【００８９】一方、ステップＳ１０１において、エンジ
ン１が回転中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれ
ば、続いて、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｏ以
上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００９０】ステップＳ１０２において、Ｎｅ＜Ｎｅｏ
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば図１５の処理ルーチ
ンを終了し、Ｎｅ≧Ｎｅｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定
されれば、続いて、エンジン１の冷却水温度Ｔｗが所定
温度Ｔｗｏ以上（暖機状態）であるか否かを判定する
（ステップＳ１０３）。
【００９１】ステップＳ１０３において、エンジン１が
冷機状態であって、Ｔｗ＜Ｔｗｏ（すなわち、ＮＯ）と
判定されれば、図１５の処理ルーチンを終了する。ま
た、Ｔｗ≧Ｔｗｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれ
ば、オーバラップ量が最小となるストッパ位置にバルブ
タイミングを制御する（ステップＳ１０４）。
【００９２】続いて、所定時間ｔｏが経過したか否かを
判定し（ステップＳ１０５）、所定時間ｔｏが経過して
いない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、図１５の処
理ルーチンを終了する。
【００９３】また、ステップＳ１０５において、所定時
間ｔｏが経過した（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれ
ば、クランクシャフトとカムシャフトとの回転位相差Ｄ
Ａ１を算出し（ステップＳ１０６）、回転位相差ＤＡ１
から基準回転位相差ＤＡｏを減算した値を偏差ＤＤＡと
して算出する（ステップＳ１０７）。
【００９４】最後に、偏差ＤＤＡを学習値としてメモリ
に記憶し（ステップＳ１０８）、図１５の処理ルーチン
を終了する。
【００９５】上記処理により、エンジン１の暖機アイド
ル時に吸気側バルブタイミングを最遅角位置に制御し且
つ排気側バルブタイミングを最進角位置に制御して、両
者のバルブオーバラップ量（シリンダ内の吹き抜けガス
量）を最小化させ、暖機アイドル時の制御安定性を向上
させることができる。
【００９６】また、この場合、暖機アイドル時におい
て、吸気側および排気側の最遅角位置および最進角位置
を学習値とするので、カム角を変更制御することなく、
通常のカム位置の制御範囲内で基準位置を学習すること
ができる。
【００９７】なお、前述の特開平９−３２４６１３号公
報のように、始動時にバルブタイミングをほぼ中間位置
で保持するようにした制御装置においては、通常制御と
は異なる基準位置を学習するためにカム角を変更制御す
る必要があり、図１５のような基準位置学習処理を適用
することはできない。
【００９８】また、カム角の基準位置を学習するため
に、通常とは異なるカム角（最遅角位置および最進角位
置）に制御する必要があるので、エンジン性能に影響を
与えて回転変動などを発生するおそれがある。
【００９９】また、上記いずれの従来装置においても、
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、何ら考慮されていない。
【０１００】
【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、特開平９−３２
４６１３号公報記載の装置では、始動時にカム角をほぼ
中間位置に保持する従来装置においても、基準位置を学
習するために通常とは異なるカム角に制御する必要があ
り、やはり、回転変動などが発生してエンジン性能に影
響を与えるという問題点があった。
【０１０１】また、特開平９−３２４６１３号公報記載
の装置に特開平１１−２２９９１４号公報記載の学習処
理を適用したとすると、カム角の基準位置を学習するた
めに通常とは異なるカム角に制御することになり、エン
ジン性能に影響を与えてしまうので、そのまま適用する
ことはできないという問題点があった。
【０１０２】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、冷機アイドル時にバルブタイミ
ングを最進角側（または最遅角側）に制御して触媒昇温
を促進させつつカム角の基準位置を学習することによ
り、暖機後のアイドル制御性を安定させて回転変動およ
びエンストの発生を防止するとともに、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を
得ることを目的とする。
【０１０３】また、この発明は、暖機後に基準位置が未
学習であれば、同様に基準位置を学習することにより、
暖機後のアイドル制御性を安定させて回転変動およびエ
ンストの発生を防止するとともに、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を得る
ことを目的とする。
【０１０４】また、この発明は、暖機後に基準位置が学
習済みであれば、最進角位置と最遅角位置との中間位置
に制御してアイドル制御性を安定させた内燃機関のバル
ブタイミング制御装置を得ることを目的とする。
【０１０５】また、この発明は、暖機後に基準位置が未
学習の場合に、基準位置を学習するとともに、回転変動
などが発生しないように点火時期および燃料量を変更制
御して回転変動やエンストの発生を防止するとともに、
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
ング制御装置を得ることを目的とする。
【０１０６】
【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、クランク
シャフトの回転位置を検出するクランク角センサと、カ
ムシャフトの回転位置を検出するカム角センサとを備
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、相対位相を最
進角側または最遅角側に制御するとともに、最進角側ま
たは最遅角側でのクランク角センサの検出値とカム角セ
ンサの検出値との相対位相差を基準位置として学習記憶
するものである。
【０１０７】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、制
御手段は、冷機アイドル状態におけるカムシャフトの制
御方向を、内燃機関の排気ガス温度が上昇するように設
定するものである。
【０１０８】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、制御手段は、運転状態が暖機状態を示すと
きに基準位置が学習記憶されていない場合には、カムシ
ャフトの相対位相を最進角側または最遅角側に制御し
て、クランク角センサの検出値とカム角センサの検出値
との相対位相差を基準位置として学習記憶するものであ
る。
【０１０９】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３において、制
御手段は、暖機状態での基準位置の学習記憶時における
カムシャフトの制御方向を、冷機アイドル状態における
制御方向と同一方向に設定したものである。
【０１１０】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３または請求項
４において、制御手段は、暖機状態における基準位置の
学習記憶時に、内燃機関の制御を変更するものである。
【０１１１】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５において、制
御手段は、暖機状態における基準位置の学習記憶時に、
内燃機関の燃料量、点火時期、ＩＳＣおよびスロットル
開度の少なくとも１つを制御し、学習記憶用の制御前の
状態と同等となるように内燃機関の出力トルクを変更す
るものである。
【０１１２】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、カムシャフトの
相対位相が通常制御されているときに、各バルブのオー
バラップ量を小さくする方向である最遅角側または最進
角側に相対位相が制御されたときのカム角センサの検出
値を第２の基準位置として学習記憶するものである。
【０１１３】また、この発明の請求項８に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置は、請求項７において、制
御手段は、基準位置の学習記憶時での制御方向が最進角
側に設定された場合には、通常制御中での吸気バルブ側
の最遅角位置を第２の基準位置として学習記憶するもの
である。
【０１１４】また、この発明の請求項９に係る内燃機関
のバルブタイミング制御装置は、請求項７または請求項
８において、制御手段は、第２の基準位置と、冷機アイ
ドル状態で学習記憶した基準位置とを、各バルブの制御
演算に用いるものである。
【０１１５】また、この発明の請求項１０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
９までのいずれかにおいて、制御手段は、運転状態が冷
機アイドル状態を示す場合に、内燃機関の回転数をアッ
プ制御するものである。
【０１１６】また、この発明の請求項１１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
１０までのいずれかにおいて、制御手段は、運転状態が
冷機アイドル状態を示す場合に、内燃機関の点火時期を
リタード制御するものである。
【０１１７】また、この発明の請求項１２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
１１までのいずれかにおいて、制御手段は、運転状態が
冷機アイドル状態を示す場合に、内燃機関の燃料量を減
量制御するものである。
【０１１８】
【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、図１において、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。
【０１１９】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。
【０１２０】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。
【０１２１】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。
【０１２２】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の相対位相を進角側に
制御する冷機アイドル制御手段を含む。
【０１２３】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。
【０１２４】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。
【０１２５】暖機アイドル時のアクチュエータ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。
【０１２６】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。
【０１２７】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進角位置
（または遅角位置）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１５
７から解除させる必要がある。
【０１２８】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。
【０１２９】上述したように、少なくとも、冷機アイド
ル状態で進角制御（または遅角制御）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進角制御（また
は遅角制御）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。
【０１３０】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。
【０１３１】すなわち、図１において、アクチュエータ
１５、１６は、始動時には最進角と最遅角との間の位置
でロックされ、始動後の冷機アイドル状態では触媒昇温
効果を有する位置すなわち機械的停止位置の進角側（ま
たは遅角側）に制御される。
【０１３２】また、ＥＣＵ２１Ａは、冷機アイドル状態
での最進角（または最遅角）制御において、カム角セン
サ１７、１８により検出されるクランクシャフトとカム
シャフト１５Ｃおよび１６Ｃとの位相差（相対位相）を
基準位置として学習し、バルブタイミング制御実行時の
位置制御性を向上させる。
【０１３３】基準位置を学習することにより、ＥＣＵ２
１Ａは、エンジン１の暖機後において、最進角と最遅角
との間の位置で相対位相を制御して位置制御性を高める
ようになっている。
【０１３４】また、ＥＣＵ２１Ａは、エンジン１の暖機
後においても、基準位置が未学習であれば、冷機アイド
ル時と同様に、相対位相を最進角（または最遅角）制御
して基準位置を学習する。なお、暖機時の制御方向（最
進角または最遅角）は、冷機時の制御方向と同一方向に
設定される。
【０１３５】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、図１に示したこの発
明の実施の形態１による制御動作について説明する。こ
こでは、代表的に、基準位置の学習時に最進角制御する
場合を示している。
【０１３６】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Ｓ
１）。
【０１３７】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
６）、図２の処理ルーチンを抜け出る。
【０１３８】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。
【０１３９】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Ｓ２）。
【０１４０】このとき、ステップＳ２におけるアイドル
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。
【０１４１】ステップＳ２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、ス
テップＳ７（後述する）に進み、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Ｓ
３）。
【０１４２】ここで、冷機状態とは、たとえば、エンジ
ン１の冷却水温Ｔｗ（検出または推測される）が所定温
度（暖機温度に対応した４０℃）以下を示す状態であ
る。冷却水温Ｔｗが所定温度以下の冷機状態において
は、触媒を早期に昇温させて活性化させる必要がある。
【０１４３】ステップＳ３において、冷却水温Ｔｗが所
定温度以上（暖機状態）であってエンジン１が冷機状態
でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ
９（後述する）に進む。
【０１４４】また、ステップＳ３において、冷却水温Ｔ
ｗが所定温度以下であってエンジン１が冷機状態である
（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、アクチュエータ
１５および１６を進角側の機械的停止位置に設定して、
カム角の相対位相を最進角に制御する（ステップＳ
４）。
【０１４５】ステップＳ４においては、排気側のＯＣＶ
２０の電流が最小値ＭＩＮに設定され、吸気側のＯＣＶ
１９の電流が最大値に設定されるか、または、目標進角
量が最進角位置になるように設定される。
【０１４６】上記最進角制御（ステップＳ４）に続い
て、最後に、最進角位置でのクランクシャフトとカムシ
ャフト１５Ｃおよび１６Ｃとの位相差を基準位置として
学習し（ステップＳ５）、図２の処理ルーチンを終了す
る。
【０１４７】この学習ステップＳ５は、クランク角とカ
ム角との位相差の検出値が最進角位置に達したことを確
認するか、または、確実に最進角位置に達すると見込ま
れる時間だけ待機した後に実行されることが望ましい。
【０１４８】なお、冷機アイドル時に、ステップＳ４に
より最進角位置に制御する理由は、排気バルブの開き始
めのタイミングを早くすることにより、燃焼途中の高温
の燃焼ガスを排気管１０に排出して触媒１２の昇温促進
効果を得て、排気ガスを低減させることにある。
【０１４９】また、バルブタイミングの最進角制御は、
排気側のみを対象としてもよいが、吸気側も同時に最進
角制御対象とすれば、バルブオーバラップ期間を拡大せ
ずに排気バルブの開き始めを早くすることができるの
で、アイドル安定性を確保しつつ、触媒１２の昇温効果
が得られるというメリットがある。
【０１５０】一方、図２内のステップＳ２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、続いて、基準位置が学習済みである（１回
でも学習した）か否かを判定する（ステップＳ７）。
【０１５１】ステップＳ７において、基準位置が学習済
みである（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、エンジ
ン１の運転状態（たとえば、回転数や負荷）に応じた最
適なバルブタイミング制御を行うために、運転状態に応
じた補間マップを参照して目標進角量を制御し（ステッ
プＳ８）、図２の処理ルーチンを終了する。
【０１５２】ステップＳ８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、目標進角位置の参照マップは、ＥＣＵ２１Ａ内の
ＲＯＭにあらかじめ記憶されており、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されるよ
うになっている。
【０１５３】また、ステップＳ７において、基準位置が
未学習である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、前述
のステップＳ４、Ｓ５に進み、最進角制御を行うととも
に、基準位置を学習する。
【０１５４】一方、ステップＳ３において冷機状態でな
い（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、基準位
置が学習済みであるか否かを判定し（ステップＳ９）、
学習済みである（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、
目標進角量を中間ロック位置に制御して（ステップＳ１
０）、図２の処理ルーチンを終了する。
【０１５５】ステップＳ１０における中間ロック位置
は、始動時での始動性に適したバルブタイミングに設定
されており、アイドル安定性にも適しているので、アイ
ドル時の回転変動を小さくすることができる。
【０１５６】また、ステップＳ９において、基準位置が
未学習である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、前述
のステップＳ４、Ｓ５に進む。
【０１５７】ステップＳ５において記憶された基準位置
（学習値）は、一旦学習されると、車載バッテリが外さ
れてＥＣＵ２１Ａへのバックアップ電源が遮断されない
限り保持される。
【０１５８】したがって、次回のエンジン始動後に、暖
機状態であるにもかかわらず最進角制御および学習（ス
テップＳ４、Ｓ５）を繰り返すという無駄な処理を回避
することができる。
【０１５９】このように、エンジン１の冷機アイドル時
においては、触媒１２の早期昇温活性化のためにバルブ
タイミングを最進角制御して、そのときの最進角位置を
基準位置として学習することができる。
【０１６０】また、エンジン１の暖機後に、バッテリが
外されて学習済みの基準位置が消去されるなどにより、
未学習状態となった場合には、強制的に最進角位置に制
御して基準位置を再学習することができる。
【０１６１】これにより、通常のエンジン運転状態毎の
最適バルブタイミング制御時において、制御性が向上さ
れるので、エンジン性能を十分に発揮させることができ
る。
【０１６２】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。
【０１６３】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。
【０１６４】また、図２においては、冷機アイドル時に
基準位置を学習するために、バルブタイミングを最進角
位置に制御したが、エンジン１の設計仕様によっては、
最遅角位置に制御してもよい。
【０１６５】たとえば、エンジン１によっては、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（特
に、排気バルブの開動作の完了タイミングを遅く設定す
る）ことにより、燃焼ガスがシリンダ内に再吸入され、
燃焼温度が低下して排気温度が上昇するものがある。
【０１６６】したがって、この種のエンジンの場合に
は、図２内のステップＳ４に代えて、冷機アイドル時に
最遅角制御して触媒１２の昇温を促進させるとともに、
最遅角位置を基準位置として学習することになる。
【０１６７】また、冷機アイドル時にバルブタイミング
を最遅角制御する場合には、暖機後に基準位置を学習す
る際にも最遅角制御が実行される。これにより、エンジ
ン１の冷機時と暖機時とにおける挙動差を小さくするこ
とができる。
【０１６８】このように、冷機アイドル時において、バ
ルブタイミングを最進角位置（または最遅角位置）に制
御して基準位置を学習することにより、触媒１２の早期
活性化を実現するとともに、カム角の制御精度の向上を
実現することができる。
【０１６９】また、暖機後においては、学習値（基準位
置）を用いて制御し、暖機後においても学習値が未学習
の場合には、同様にバルブタイミングを最進角（または
最遅角）制御して基準位置を学習することができる。
【０１７０】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、ステップＳ７またはＳ９において基準位置が学習済
みでない（すなわち、ＮＯ）と判定された場合に、最進
角（または最遅角）制御による基準位置の学習処理（ス
テップＳ４、Ｓ５）のみを実行したが、エンジン１の制
御（燃料噴射制御、点火時期制御など）を追加してもよ
い。
【０１７１】この場合、ＥＣＵ２１Ａは、暖機時に最進
角位置（または最遅角位置）に制御した場合、エンジン
１の回転変動が発生する場合があるので、燃料、点火な
どを制御して回転変動およびエンストなどを防止するよ
うになっている。
【０１７２】以下、基準位置が未学習の場合にエンジン
制御処理を追加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。
【０１７３】図３において、ステップＳ２でアイドル状
態でない（すなわち、ＮＯ）と判定され、さらにステッ
プＳ７で基準位置が未学習である（すなわち、ＮＯ）と
判定された場合には、エンジン１の出力制御（ステップ
Ｓ１１）を実行するとともに、学習ステップＳ４、Ｓ５
を実行する。
【０１７４】同様に、ステップＳ３で冷機状態ない（す
なわち、ＮＯ）と判定され、さらにステップＳ９で基準
位置が未学習である（すなわち、ＮＯ）と判定された場
合にも、エンジン１の出力制御（ステップＳ１２）を実
行するとともに、学習ステップＳ４、Ｓ５を実行する。
【０１７５】ステップＳ１１、Ｓ１２におけるエンジン
出力制御としては、燃料、点火、ＩＳＣまたはスロット
ル開度などの変更が含まれる。すなわち、ＥＣＵ２１Ａ
は、暖機状態における基準位置の学習記憶時に、エンジ
ン１の燃料量、点火時期、ＩＳＣおよびスロットル開度
の少なくとも１つを制御し、学習記憶用の（最進角側ま
たは最遅角側への）制御前の状態と同等となるようにエ
ンジン１の出力トルクを変更する。
【０１７６】このように、冷機アイドル時には最進角位
置を基準位置として学習し（ステップＳ４、Ｓ５）、通
常制御時には学習値（基準位置）を用いてマップ制御し
（ステップＳ８）、暖機時には最進角と最遅角との中間
位置に制御し（ステップＳ１０）、基準位置が未学習の
場合には、基準位置を学習するとともに、回転変動やエ
ンストを回避するための出力制御（ステップＳ１１、Ｓ
１２）を実行する。
【０１７７】一般に、排気側のバルブタイミングを進角
側に制御すると、バルブ開き始めのタイミングが早くな
って実膨張行程が短縮されるので、クランクシャフトの
回転力となって伝達される燃焼エネルギが減少し、回転
変動やエンストが発生するおそれがある。
【０１７８】そこで、回転変動やエンストの発生を回避
するために、上記ステップＳ１１、Ｓ１２において、た
とえば燃料の増量制御（空燃比Ａ／Ｆのリッチ化）、点
火時期の進角制御、ＩＳＣ開度の増大制御、または、電
子スロットル開度の増大制御により、エンジン１の発生
トルクを変更する。
【０１７９】このとき、排気側の最進角制御と同時に、
吸気側のバルブタイミングも最進角制御することによ
り、バルブオーバラップ期間を拡大することなく、排気
バルブの開き始めを早めることができるので、バルブオ
ーバラップ拡大による内部ＥＧＲ量の増加に起因したト
ルク低下を防止することができる。
【０１８０】また、ステップＳ４の最進角制御に代えて
最遅角制御する場合においても、燃焼ガスの再吸入によ
りエンジン発生トルクが低下するおそれがあるので、上
記と同様に出力トルク制御（ステップＳ１１、Ｓ１２）
を実行することにより、回転変動を抑制してエンストを
回避することができる。
【０１８１】実施の形態３．なお、上記実施の形態１で
は、冷機アイドル時の最進角（または最遅角）制御中の
カム角センサ１７、１８の検出値（基準位置）のみを学
習記憶したが、通常制御中に、バルブオーバラップ量を
小さくする方向に制御されたときのカム角センサ１７、
１８の検出値を第２の基準位置として学習記憶してもよ
い。
【０１８２】この場合、ＥＣＵ２１Ａは、カムシャフト
１５Ｃおよび１６Ｃの相対位相が通常のマップ制御（ス
テップＳ８）されているときに、吸排気バルブのオーバ
ラップ量を小さくする方向（たとえば、最遅角側）に相
対位相が制御されたときのカム角センサ１７、１８の検
出値を第２の基準位置として学習記憶するようになって
いる。
【０１８３】すなわち、エンジン１が冷機状態であっ
て、カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃの相対位相が暖機
状態時よりも進角側（または遅角側）に制御されている
ときに、バルブオーバラップ量が大きくなる方向にある
場合には、通常制御状態でのオーバラップ量を小さくす
る方向の最遅角側（または最進角側）に相対位相を制御
したときの検出値（第２の基準位置）を学習記憶する。
【０１８４】一般に、バルブオーバラップ量が小さい方
が、アイドル安定性および内部ＥＧＲ量が低下して燃焼
が安定するので、耐エンストなどに対して有利なことが
知られている。また、前述のように、ＯＣＶ１９、２０
は、無通電時においては、スプリング１９４により図１
２の状態となっている。
【０１８５】図１２の状態において、バルブオーバラッ
プ量が最小となる油路構成にすることにより、ＯＣＶ１
９、２０の断線故障発生時においてもアイドル不安定状
態またはエンスト状態などが発生することがなく、フェ
ールセーフ側に作用させることができる。
【０１８６】したがって、フェールセーフ側を基準側と
したときの位置を学習し、制御することが望ましい。具
体的には、基準位置の学習記憶時での制御方向が最進角
側に設定された場合には、通常制御中での吸気バルブ側
の最遅角位置を第２の基準位置として学習記憶する。
【０１８７】前述のように、エンジン１の冷機時におい
ては、触媒１２の活性化促進のために、吸排気バルブが
両方とも最進角制御（ステップＳ４）されている。この
とき、排気側においては、最進角側がバルブオーバラッ
プ量を最小化する方向であり、フェールセーフ側に作用
するので特に問題は生じない。
【０１８８】しかし、吸気側においては、最遅角側がバ
ルブオーバラップ量を最小化するフェールセーフ側とな
るので、最遅角側を第２の基準位置として学習し、位相
角制御を実行した方がよい。
【０１８９】以下、通常制御中に第２の基準位置を学習
記憶するように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。
【０１９０】図４において、まず、ステップＳ７で基準
位置が学習済みである（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
れば、目標進角量を運転状態に応じた最適の目標位置に
追従するように実進角量をマップ制御（ステップＳ８）
するとともに、目標進角量が最遅角位置であるか否かを
判定する（ステップＳ１３）。
【０１９１】ステップＳ１３において、実進角量も最遅
角位置に追従して制御されている（すなわち、ＹＥＳ）
と判定されれば、最遅角位置の検出値を第２の基準位置
として学習記憶し（ステップＳ１４）、図４の処理ルー
チンを終了する。
【０１９２】また、ステップＳ１３において、実進角量
が最遅角位置に制御されていない（すなわち、ＮＯ）と
判定されれば、ステップＳ１４を実行せずに、図４の処
理ルーチンを終了する。
【０１９３】以下、ＥＣＵ２１Ａは、冷機アイドル状態
で学習記憶した基準位置のみならず、第２の基準位置を
も用いて、各バルブの制御演算を実行する。
【０１９４】ここで、目標進角量への実進角量の追従制
御（ステップＳ８）において、基準位置の変化にとなも
う変更が生じない方が、制御をシンプル化してプログラ
ム作成工数などを少なくすることができる。
【０１９５】以下、制御プログラムのシンプル化および
作成工数の低減を実現した場合の、ステップＳ８による
具体的な処理動作について説明する。
【０１９６】まず、図４内のステップＳ４およびＳ５の
ように、最進角位置を基準位置として学習記憶した場
合、実進角量をＲａ、カム角センサによる検出進角量を
Ｓａ、アクチュエータの作動角をＤａ、最進角学習値を
Ｌａとすれば、実進角量Ｒａは以下の（１）式のように
算出される。
【０１９７】Ｒａ＝Ｓａ＋Ｄａ−Ｌａ ・・・（１）
【０１９８】（１）式において、作動角Ｄａは、ＶＶＴ
アクチュエータ１５、１６の最進角側から最遅角側まで
の角度である。
【０１９９】一方、最進角位置ではなく、最遅角位置を
基準位置として学習記憶した場合、最遅角学習値をＬｒ
とすれば、実進角量Ｒａは以下の（２）式のように算出
される。
【０２００】Ｒａ＝Ｓａ−Ｌｒ ・・・（２）
【０２０１】上記（１）式、（２）式のように、実進角
量Ｒａの算出方法を変更するのみでそれ以降の制御を変
更する必要はない。
【０２０２】すなわち、吸気側の位相制御において、最
進角学習値Ｌａが学習済みであり、且つ最遅角学習値Ｌ
ｒが学習未完了の場合には、上記（１）式を用いて実進
角量Ｒａを算出する。
【０２０３】また、最進角学習値Ｌａおよび最遅角学習
値Ｌｒの両方とも学習完了している場合には、上記
（２）式を用いて実進角量Ｒａを算出する。
【０２０４】なお、上記（１）式および（２）式におい
て、検出進角量Ｓａは、クランク角Ａｃおよびカム角Ａ
ｃａｍを用いて、以下の（３）式により表される。
【０２０５】Ｓａ＝Ａｃ−Ａｃａｍ ・・・（３）
【０２０６】（３）式において、クランク角Ａｃおよび
カム角Ａｃａｍは、クランク角センサ１４の検出パルス
の立ち下がり時間と、カム角センサ１７、１８の検出パ
ルスの立ち上がり時間とをそれぞれ角度に変換された値
であり、ＥＣＵ２１Ａ内のタイマ計測により得られる。
【０２０７】本来は、バルブオーバラップ量が小さくな
る側のフェールセーフ側を基準位置として学習して進角
制御を実行すべきであるが、反フェールセーフ側を基準
位置として学習して進角制御を実行しても、フェールセ
ーフ側を未学習時の制御精度を向上させることができ
る。
【０２０８】また、上述した通り、実進角量Ｒａを演算
するための（１）式および（２）式を変更するのみで、
それ以降の制御（たとえば、ＰＤ制御など）は、同一制
御でよいので、制御がシンプルであり、プログラムの開
発工数を低減させることができる。
【０２０９】実施の形態４．なお、上記実施の形態１で
は、冷機アイドル時におけるエンジン１の制御状態につ
いて特に言及しなかったが、冷機アイドル時に基準位置
の学習処理に加えてエンジン回転数をアップ制御しても
よい。
【０２１０】以下、冷機アイドル時にエンジン回転数を
アップ制御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。
【０２１１】図５において、ステップＳ３で冷機アイド
ル状態である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、基
準位置の学習記憶（ステップＳ４、Ｓ５）を実行するの
みならず、アイドル回転数のアップ制御（ステップＳ１
５）を実行し、アイドル回転数を通常よりも高くする。
【０２１２】このように、冷機アイドル時にアイドル回
転数をアップさせることにより、排気ガス量が増加して
熱量が増加するので、触媒１２の活性化が促進される。
したがって、バルブタイミングの進角側制御（ステップ
Ｓ４）と合わせて、上記ステップＳ１５を実行すること
により、さらに触媒昇温促進効果を奏する。
【０２１３】実施の形態５．なお、上記実施の形態４で
は、アイドル回転数のアップ制御（ステップＳ１５）を
実行したが、ステップＳ１５に代えて、点火時期のリタ
ード制御を実行してもよい。
【０２１４】このように、冷機アイドル時に点火時期を
リタード制御することにより、排気ガスの温度が上昇す
るので、前述と同様に、触媒活性化をさらに促進させる
ことができる。
【０２１５】また、ステップＳ１５に代えて、燃料量の
減量制御（Ａ／Ｆリーン化）を実行してもよい。このよ
うに、Ａ／Ｆをリーン化することにより、エンジン１か
ら排出される有毒ガス（ＴＨＣ）量を減少させることが
できる。
【０２１６】また、バルブタイミングの進角制御（ステ
ップＳ４）に加えて、上記アイドル回転数のアップ制御
（ステップＳ１５）のみならず、点火時期のリタード制
御および燃料量の減量制御（Ａ／Ｆリーン化）などを任
意に組み合わせて実行すれば、それぞれの効果が重畳さ
れることは言うまでもない。
【０２１７】また、前述した通り、エンジン１の仕様に
よっては冷機アイドル時に遅角側に制御した方が触媒１
２の昇温促進効果を有するものがあるので、冷機アイド
ル時および基準位置未学習時に、最遅角位置に制御して
基準位置を学習記憶し、最遅角位置を基準位置として進
角制御を実行してもよい。
【０２１８】
【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、クランクシャフトの回転位置を検出するクラ
ンク角センサと、カムシャフトの回転位置を検出するカ
ム角センサとを備え、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、相対位相を最進角側または最遅角側に制御すると
ともに、最進角側または最遅角側でのクランク角センサ
の検出値とカム角センサの検出値との相対位相差を基準
位置として学習記憶するようにしたので、アイドル制御
性を安定させて、回転変動およびエンストの発生を防止
するとともに、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が得られる効果がある。
【０２１９】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、制御手段は、冷機アイドル状態における
カムシャフトの制御方向を、内燃機関の排気ガス温度が
上昇するように設定するようにしたので、確実に有害排
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
御装置が得られる効果がある。
【０２２０】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、制御手段は、運転状態が
暖機状態を示すときに基準位置が学習記憶されていない
場合には、カムシャフトの相対位相を最進角側または最
遅角側に制御して、クランク角センサの検出値とカム角
センサの検出値との相対位相差を基準位置として学習記
憶するようにしたので、暖機後に基準位置が未学習の場
合にも基準位置を学習することのできる内燃機関のバル
ブタイミング制御装置が得られる効果がある。
【０２２１】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、制御手段は、暖機状態での基準位置の学
習記憶時におけるカムシャフトの制御方向を、冷機アイ
ドル状態における制御方向と同一方向に設定したので、
確実にアイドル制御性を安定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。
【０２２２】また、この発明の請求項５によれば、請求
項３または請求項４において、制御手段は、暖機状態に
おける基準位置の学習記憶時に、内燃機関の制御を変更
するようにしたので、確実に回転変動を抑制してエンス
トを回避し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。
【０２２３】また、この発明の請求項６によれば、請求
項５において、制御手段は、暖機状態における基準位置
の学習記憶時に、内燃機関の燃料量、点火時期、ＩＳＣ
およびスロットル開度の少なくとも１つを制御し、学習
記憶用の制御前の状態と同等となるように内燃機関の出
力トルクを変更するようにしたので、確実に回転変動を
抑制してエンストを回避し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。
【０２２４】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、カムシャフトの相対位相が通常制御されているとき
に、各バルブのオーバラップ量を小さくする方向である
最遅角側または最進角側に相対位相が制御されたときの
カム角センサの検出値を第２の基準位置として学習記憶
するようにしたので、制御演算を複雑化することなく、
アイドル制御性を安定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。
【０２２５】また、この発明の請求項８によれば、請求
項７において、制御手段は、基準位置の学習記憶時での
制御方向が最進角側に設定された場合には、通常制御中
での吸気バルブ側の最遅角位置を第２の基準位置として
学習記憶するようにしたので、制御演算を複雑化するこ
となく、アイドル制御性を安定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。
【０２２６】また、この発明の請求項９によれば、請求
項７または請求項８において、制御手段は、第２の基準
位置と、冷機アイドル状態で学習記憶した基準位置と
を、各バルブの制御演算に用いるようにしたので、制御
演算を複雑化することなく、アイドル制御性を安定させ
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。
【０２２７】また、この発明の請求項１０によれば、請
求項１から請求項９までのいずれかにおいて、制御手段
は、運転状態が冷機アイドル状態を示す場合に、内燃機
関の回転数をアップ制御するようにしたので、さらに触
媒昇温を促進させることのできる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。
【０２２８】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項１から請求項１０までのいずれかにおいて、制御手
段は、運転状態が冷機アイドル状態を示す場合に、内燃
機関の点火時期をリタード制御するようにしたので、さ
らに触媒昇温を促進させることのできる内燃機関のバル
ブタイミング制御装置が得られる効果がある。
【０２２９】また、この発明の請求項１２によれば、請
求項１から請求項１１までのいずれかにおいて、制御手
段は、運転状態が冷機アイドル状態を示す場合に、内燃
機関の燃料量を減量制御するようにしたので、さらに有
害排気ガスを低減させることのできる内燃機関のバルブ
タイミング制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図１５】 従来の内燃機関のバルブタイミング制御装
置による制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）、３ エアフローセンサ、４
吸気管、５ スロットルバルブ、６ ＩＳＣＶ（ＩＳ
Ｃバルブ）、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、１９、２０ ＯＣＶ（オイルコントロー
ルバルブ）、２１Ａ ＥＣＵ、１５２ ベーン、１５３
遅角油圧室、１５４ 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。
───────────────────────────────────────────────────── 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 11/10 Ｆ０２Ｄ 11/10 Ｇ ３Ｇ３０１ 41/06 ３１０ 41/06 ３１０ ３１５ ３１５ ３２０ ３２０ ３３０ ３３０Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ ３０１Ｈ ３０１Ｋ ３０１Ｌ ３０１Ｚ 45/00 ３１０ 45/00 ３１０Ｂ ３１０Ｄ ３１２ ３１２Ｒ ３４０ ３４０Ｃ ３４０Ｋ ３４０Ｆ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ (72)発明者 和田 浩司 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 AB07 AB17 BA33 CA20 DA45 DA70 DA73 DA82 DA84 EA03 EA11 EA12 EA16 EA17 EA21 EA24 EA31 EA32 EA35 FA01 FA09 GA08 GA09 GA11 3G022 CA02 CA03 DA02 EA03 FA06 GA01 GA05 GA06 GA08 GA09 GA12 3G065 CA05 CA12 DA04 DA15 EA01 EA02 EA03 GA00 GA05 GA09 GA10 GA13 GA15 GA18 GA41 HA21 HA22 KA02 3G084 BA03 BA06 BA13 BA17 BA23 CA01 CA02 CA03 DA10 DA34 EB08 EB12 EB16 EB17 FA07 FA10 FA13 FA20 FA29 FA33 FA36 FA38 3G092 AA01 AA11 AB02 BA01 BA03 BA09 BB05 DA01 DA02 DA10 DC03 DC04 DE01S DF04 DG05 DG09 EA01 EA02 EA03 EA04 EA11 EA22 EC03 EC05 EC09 FA18 FA20 FA31 FA40 GA01 GA02 GA04 GA17 HA01Z HA06Z HA10X HA13X HB01X HC09X HD05Z HE01Z HE04Z HE08Z 3G301 HA01 HA19 JA26 JA31 KA01 KA05 KA07 LA03 LA04 LA07 LB02 LC01 LC08 MA11 NA06 NA07 NA08 NC01 NC02 ND03 ND04 ND22 ND29 NE01 NE06 NE11 NE12 PA01Z PA11Z PA15A PB03A PD02Z PE01Z PE03Z PE08Z PE09A PE10A PF16Z

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 前記クランクシャフトの回転位置を検出するクランク角
    センサと、 前記カムシャフトの回転位置を検出するカム角センサと
    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
    相対位相を最進角側または最遅角側に制御するととも
    に、前記最進角側または前記最遅角側での前記クランク
    角センサの検出値と前記カム角センサの検出値との相対
    位相差を基準位置として学習記憶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。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記冷機アイドル状態
    における前記カムシャフトの制御方向を、前記内燃機関
    の排気ガス温度が上昇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バルブタイミング制御
    装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記運転状態が暖機状
    態を示すときに前記基準位置が学習記憶されていない場
    合には、前記カムシャフトの相対位相を前記最進角側ま
    たは前記最遅角側に制御して、前記クランク角センサの
    検出値と前記カム角センサの検出値との相対位相差を前
    記基準位置として学習記憶す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。
  4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記暖機状態での前記
    基準位置の学習記憶時における前記カムシャフトの制御
    方向を、前記冷機アイドル状態における制御方向と同一
    方向に設定したことを特徴とする請求項３に記載の内燃
    機関のバルブタイミング制御装置。
  5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記暖機状態における
    前記基準位置の学習記憶時に、前記内燃機関の制御を変
    更することを特徴とする請求項３または請求項４に記載
    の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記暖機状態における
    前記基準位置の学習記憶時に、前記内燃機関の燃料量、
    点火時期、ＩＳＣおよびスロットル開度の少なくとも１
    つを制御し、前記学習記憶用の制御前の状態と同等とな
    るように前記内燃機関の出力トルクを変更することを特
    徴とする請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミング
    制御装置。
  7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記カムシャフトの相
    対位相が通常制御されているときに、前記各バルブのオ
    ーバラップ量を小さくする方向である最遅角側または最
    進角側に前記相対位相が制御されたときの前記カム角セ
    ンサの検出値を第２の基準位置として学習記憶すること
    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。
  8. 【請求項８】 前記制御手段は、前記基準位置の学習記
    憶時での制御方向が最進角側に設定された場合には、前
    記通常制御中での吸気バルブ側の最遅角位置を前記第２
    の基準位置として学習記憶することを特徴とする請求項
    ７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  9. 【請求項９】 前記制御手段は、前記第２の基準位置
    と、前記冷機アイドル状態で学習記憶した基準位置と
    を、前記各バルブの制御演算に用いることを特徴とする
    請求項７または請求項８に記載の内燃機関のバルブタイ
    ミング制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記運転状態が冷機
    アイドル状態を示す場合に、前記内燃機関の回転数をア
    ップ制御することを特徴とする請求項１から請求項９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。
  11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記運転状態が冷機
    アイドル状態を示す場合に、前記内燃機関の点火時期を
    リタード制御することを特徴とする請求項１から請求項
    １０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。
  12. 【請求項１２】 前記制御手段は、前記運転状態が冷機
    アイドル状態を示す場合に、前記内燃機関の燃料量を減
    量制御することを特徴とする請求項１から請求項１１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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