JP2002256908A - 内燃機関のバルブ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の吸入空気の暖気性能と充填性能と
を両立させる。 【解決手段】 内燃機関の吸気バルブを電磁アクチュエ
ータで駆動し、この電磁アクチュエータをエンジン制御
回路で制御して吸気バルブの開閉を制御する構成とし、
エンジン始動完了後の触媒早期暖機の実行期間中に、排
気行程と吸気行程で吸気バルブを１回ずつ開弁する複数
回開弁制御を実施する。これにより、排気行程で吸気バ
ルブを開弁したときに、吸気管内で待機する吸入空気
を、筒内で燃焼した直後の高温燃焼ガスで効率良く暖気
することができ、その後、吸入行程で吸気バルブを開弁
したときに、暖気された吸入空気を筒内に効率良く充填
することができる。複数回開弁制御中は、吸気行程での
吸気バルブの開弁タイミングを吸入ＴＤＣよりも遅角側
に制御すると共に、排気行程での吸気バルブの開弁期間
やリフト量を吸入行程での吸気バルブのそれよりも小さ
くするように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気バ
ルブの開閉制御方法を改善した内燃機関のバルブ制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両に搭載される内燃機関におい
ては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減を目
的として、可変バルブ制御装置を採用したものが増加し
つつある。現在、実用化されている可変バルブ制御装置
は、吸気バルブのバルブタイミングやリフト量を可変す
るものが多く、例えば、部分負荷時に吸気バルブのバル
ブタイミングを進角させてバルブオーバーラップ量を増
大させることで、内部ＥＧＲ量（残留ガス量）を増加さ
せてポンピング損失を低減し、燃費を向上させる共に、
内部ＥＧＲにより吸入空気を暖気して噴射燃料の霧化を
促進し、ＨＣ排出量を低減させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吸入空気量が
少ないアイドル運転時や低負荷運転時には、吸気バルブ
のバルブタイミングを進角して（バルブオーバーラップ
量を大きくして）、内部ＥＧＲ量を多くすると、残留ガ
スの吸気側への吹き返しにより筒内への吸入空気の充填
が妨げられるため、燃焼状態が悪化して排気エミッショ
ンが悪化したり、エンジン振動が増大してエンジン回転
が不安定になるおそれがある。そこで、吸入空気の充填
性能を確保して燃焼安定性を向上させるために、吸気バ
ルブのバルブタイミングを遅角して（バルブオーバーラ
ップ量を小さくして）、内部ＥＧＲ量を少なくすると、
今度は、内部ＥＧＲによる吸入空気の暖気効果が小さく
なって、ＨＣ排出量の低減効果が得られなくなってしま
う。

【０００４】つまり、従来システムのように、吸入行程
における吸気バルブの動作特性（バルブタイミングやリ
フト量）を可変するシステムでは、吸入空気の暖気性能
を向上させる方向に吸気バルブの動作特性を制御する
と、それが吸入空気の充填性能を低下させる方向に働い
てしまうことがあり、吸入空気の暖気性能と充填性能を
高い次元で両立することができず、近年、益々厳しくな
る排気エミッション、燃費、エンジン回転安定性の向上
の要求を満足することができない。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、吸入空気の暖気性能
と充填性能を高い次元で両立させることができ、排気エ
ミッション、燃費、エンジン回転安定性を全て向上させ
ることができる内燃機関のバルブ制御装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】近年、吸気バルブや排気
バルブを電磁アクチュエータで駆動し、この電磁アクチ
ュエータをエンジン制御回路（バルブ制御手段）で制御
することで、吸気バルブや排気バルブをクランク角に関
係なく自由に開閉制御できるバルブ制御装置が開発され
ている。

【０００７】この点に着目して、本発明の請求項１の内
燃機関のバルブ制御装置は、バルブ制御手段によって内
燃機関の１サイクル内に吸気バルブを複数回開弁する複
数回開弁制御を行うようにしたものである。このように
すれば、１サイクル内に、吸入空気を筒内の燃焼ガスで
暖気するための吸気バルブの開弁と、吸入空気を筒内に
充填するための吸気バルブの開弁とを、それぞれ独立し
て最適なタイミングで行うことができるため、吸入空気
の暖気性能と充填性能とを高い次元で両立させることが
できる。これにより、吸入空気の暖気による噴射燃料の
ウェット低減及び霧化促進効果（燃焼性向上効果）によ
ってＨＣ排出量を低減しながら、吸入空気の充填性能確
保による燃焼安定性向上効果によって燃費及びエンジン
回転安定性を向上させることができる。

【０００８】この場合、請求項２のように、複数回開弁
制御中は、排気行程と吸入行程でそれぞれ吸気バルブを
開弁すると良い。排気行程で吸気バルブを開弁すれば、
吸気管内で待機する吸入空気を、筒内で燃焼した直後の
高温燃焼ガスで効率良く暖気することができ、その後、
吸入行程で吸気バルブを開弁すれば、暖気された吸入空
気を筒内に効率良く充填して燃焼効率を向上させること
ができる。

【０００９】また、請求項３のように、吸入行程におけ
る吸気バルブの開弁タイミングを吸入上死点よりも遅角
側に制御するようにしても良い。このようにすれば、ピ
ストンが吸入上死点から下降して筒内圧力がある程度下
がった状態で吸気バルブが開弁されるため、吸気管内の
吸入空気を一気に筒内に吸引して吸気流速を速くするこ
とができ、噴射燃料の霧化を更に促進することができ
る。

【００１０】また、請求項４のように、吸入行程におけ
る吸気バルブのリフト量を通常よりも小さくするように
制御するようにしても良い。この場合は、吸気バルブ開
弁時の流路断面積を通常よりも小さくすることで、吸気
流速を速くして、噴射燃料の霧化促進効果を高めること
ができる。

【００１１】更に、請求項５のように、吸入行程におけ
る吸気バルブの閉弁タイミングを略吸入下死点に制御す
るようにしても良い。吸気バルブを略吸入下死点で閉弁
すれば、有効圧縮比（充填効率）を高くして燃焼圧力を
高くすることができ、燃焼安定性を更に向上させること
ができる。

【００１２】一方、請求項６のように、吸入行程におけ
る吸気バルブの開弁期間中に、噴射燃料が吸気バルブの
開口部に到達するように燃料噴射弁の噴射時期を制御す
ると良い。このようにすれば、噴射燃料を吸気ポート内
で滞ることなく速やかに筒内に吸入させることができる
ので、噴射燃料の吸気ポート内壁や吸気バルブへの付着
量（ウェット量）を低減することができ、空燃比制御精
度を向上することができる。

【００１３】また、請求項７のように、排気行程におけ
る吸気バルブの開弁期間中に燃料を噴射しないように燃
料噴射弁の噴射時期を制御すると良い。このようにすれ
ば、排気行程における吸気バルブの開弁期間中に吸気側
に逆流する燃焼ガスによって噴射燃料が吹き返されてし
まうことを防止することができる。

【００１４】ところで、排気行程における吸気バルブの
開弁期間やリフト量を大きくし過ぎると、内部ＥＧＲ量
（筒内に残留する燃焼ガス量）が多くなって、吸入行程
で筒内に充填される新気（吸気管から新たに筒内に供給
される空気量）の割合が低下してしまい、燃焼状態が悪
化してしまうおそれがある。

【００１５】そこで、請求項８のように、排気行程にお
ける吸気バルブの開弁期間及び／又はリフト量を、吸入
行程における吸気バルブの開弁期間及び／又はリフト量
よりも小さくするように制御すると良い。このようにす
れば、内部ＥＧＲ量の過剰増加を抑えることができ、内
部ＥＧＲによる燃焼性の悪化を未然に防止することがで
きる。

【００１６】また、請求項９のように、複数回開弁制御
中に、排気行程と吸入行程の他に圧縮行程でも吸気バル
ブを開弁するようにしても良い。このように、圧縮行程
中に吸気バルブを開弁すれば、有効圧縮比（充填効率）
を適度に低下させてポンピング損失を適度に減少させる
ことができ、燃費を向上させることができる。

【００１７】この場合、圧縮行程における吸気バルブの
開弁期間やリフト量を大きくするほど、ポンピング損失
が減少するが、その分、有効圧縮比が低くなって燃焼圧
力が低下する。この特性を考慮して、請求項１０のよう
に、圧縮行程における吸気バルブの開弁期間及び／又は
リフト量を、吸入行程における吸気バルブの開弁期間及
び／又はリフト量よりも小さくするように制御すると良
い。このようにすれば、燃焼圧力の低下度合い（有効圧
縮比の低下度合い）を、エンジン回転の安定性を確保で
きる程度に抑えることができる。

【００１８】ここで、高回転運転中に、吸気バルブの複
数回開弁制御を実施すると、非常に短いサイクル内で吸
気バルブを複数回開閉する必要があるため、吸気バルブ
の開閉制御精度が低下するおそれがある。また、大きな
エンジン出力を必要とする高負荷運転中に、吸気バルブ
の複数回開弁制御を実施すると、エンジン出力不足とな
ってしまうおそれがある。

【００１９】このような事情を考慮して、請求項１１の
ように、アイドル運転、低回転運転、低負荷運転のうち
の少なくとも１つの運転状態のときに複数回開弁制御を
実施するようにすると良い。アイドル運転中や低回転運
転中であれば、比較的長いサイクル内で吸気バルブを複
数回開閉すれば良いので、吸気バルブを精度良く開閉制
御することができる。また、大きなエンジン出力を必要
としない低負荷運転中であれば、吸気バルブの複数回開
弁制御を実施しても、エンジン出力不足といった事態に
なることもない。

【００２０】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
の実施形態（１）を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジンの概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の各気筒の吸気ポート１２
には、電磁駆動式の吸気バルブ１３が設けられ、各気筒
の排気ポート１４には、電磁駆動式の排気バルブ１５が
設けられている。吸気バルブ１３と排気バルブ１５は、
それぞれ電磁アクチュエータ１６，１７によって駆動さ
れる。また、各気筒の吸気ポート１２の近傍には、燃料
を噴射する燃料噴射弁１８が設けられ、各気筒のシリン
ダヘッドには、点火プラグ２２が取り付けられている。
一方、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温
を検出する水温センサ１９や、エンジン回転速度を検出
するクランク角センサ２０が取り付けられている。

【００２１】これら水温センサ１９、クランク角センサ
２０等の各種のセンサ出力は、エンジン制御回路２１に
入力される。このエンジン制御回路２１は、マイクロコ
ンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ
（記憶媒体）に記憶された各種の制御プログラムを実行
することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１８
の燃料噴射量や燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御手
段として機能する。

【００２２】また、エンジン制御回路２１は、各バルブ
１３，１５の電磁アクチュエータ１６，１７を制御して
各バルブ１３，１５の開閉動作を制御するバルブ制御手
段として機能する。その際、エンジン制御回路２１は、
内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図２の吸気
バルブ制御プログラムを実行することで、通常時には、
吸入行程のみで吸気バルブ１３を開弁する通常開弁制御
を実施し（図３の点線参照）、触媒早期暖機制御の実行
中には、排気行程と吸入行程で吸気バルブ１３を１回ず
つ開弁する２回開弁制御を実施する（図３の実線参
照）。

【００２３】以下、図２の吸気バルブ制御プログラムの
具体的な処理内容を説明する。本プログラムは、所定時
間毎又は所定クランク角毎に繰り返し実行される。本プ
ログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、エ
ンジン回転速度ＮＥが完爆判定値（例えば４００ｒｐ
ｍ）よりも高いか否かによって、始動完了か否かを判定
する。もし、始動完了前であれば、ステップ１０９に進
み、通常開弁制御を実施して、図３に点線で示すよう
に、吸入行程のみで吸気バルブ１３を開弁する。この通
常開弁制御では、吸気バルブ１３の開弁タイミングを、
通常開弁制御用の目標開弁タイミングＶＴ１［例えば略
吸入ＴＤＣ（吸入上死点）］となるように、吸気バルブ
１３を制御する。

【００２４】その後、ステップ１０１で、始動完了と判
定されたときに、ステップ１０２に進み、触媒早期暖機
実行条件が成立しているか否かを、例えば冷却水温が所
定温度（例えば５０℃）よりも低いか否かによって判定
する。もし、この触媒早期暖機実行条件が成立していな
ければ、ステップ１０９に進み、始動完了後も引き続き
通常開弁制御を実施する。

【００２５】一方、触媒早期暖機実行条件が成立した場
合（冷間始動時の場合）は、ステップ１０３に進み、点
火時期遅角制御を実施して、点火プラグ２２の点火時期
を、触媒早期暖機用の目標点火時期［例えばＡＴＤＣ５
℃Ａ（上死点後５℃Ａ）］まで遅角させる。これによ
り、排出ガス温度を上昇させて、触媒の暖機（昇温）を
促進する。

【００２６】この後、吸気バルブ１３の２回開弁制御
（ステップ１０４〜１０８）を実施して、図３に実線で
示すように、排気行程と吸入行程で吸気バルブ１３を１
回ずつ開弁する。

【００２７】この２回開弁制御を実施する場合は、ま
ず、ステップ１０４で、吸入行程における吸気バルブ１
３の開弁タイミングを、２回開弁制御用の目標開弁タイ
ミングＶＴ２（例えばＡＴＤＣ２０℃Ａ）まで遅角す
る。この２回開弁制御用の目標開弁タイミングＶＴ２
は、吸入ＴＤＣよりも遅角側に設定され、固定値として
も良いが、エンジン運転状態に応じてマップ等により算
出しても良い。これにより、吸入行程における吸気バル
ブ１３の開弁タイミングが吸入ＴＤＣよりも遅角側に制
御される。

【００２８】この後、ステップ１０５に進み、燃料噴射
弁１８の噴射時期を、２回開弁制御用の目標噴射時期と
なるように制御する。この２回開弁制御用の目標噴射時
期は吸入行程における吸気バルブ１３の開弁期間中に噴
射燃料が吸気バルブ１３の開口部に到達し、且つ、後述
する排気行程における吸気バルブ１３の開弁期間中に燃
料を噴射しない噴射時期に設定される。

【００２９】この後、ステップ１０６に進み、吸気バル
ブ１３の実開弁タイミングが２回開弁制御用の目標開弁
タイミングＶＴ２となったか否かを判定し、それによっ
て、吸気バルブ１３の実開弁タイミングが２回開弁制御
用の目標開弁タイミングＶＴ２となったことを確認して
から、次のステップ１０７に進み、排気行程（排気バル
ブ１５の開弁期間中）における吸気バルブ１３の開弁制
御を実行して、排気行程と吸入行程で吸気バルブ１３を
１回ずつ開弁する。排気行程における吸気バルブ１３の
開弁期間とリフト量は、吸入行程における吸気バルブ１
３の開弁期間とリフト量よりもそれぞれ小さくなるよう
に制御される。

【００３０】この後、ステップ１０８に進み、始動後所
定時間が経過したか否か、又は、アイドル運転が終了し
たか否かを判定することで、触媒早期暖機終了条件が成
立したか否かを判定する。触媒早期暖機終了条件が不成
立の期間中、つまり、触媒早期暖機の実行期間中は、吸
気バルブ１３の２回開弁制御を継続する（ステップ１０
４〜１０８）。

【００３１】その後、ステップ１０８で、始動後所定時
間が経過したと判定されたり、又は、アイドル運転が終
了したと判定された場合は、触媒早期暖機終了条件が成
立したと判断してステップ１０９に進み、吸気バルブ１
３の２回開弁制御を終了して、通常開弁制御を実行し、
吸入行程のみで吸気バルブ１３を開弁する。この際、燃
料噴射弁１８の噴射時期は、通常制御に切り換える。

【００３２】以上説明した実施形態（１）の吸気バルブ
制御を実行した場合の制御例を図４を用いて説明する。

【００３３】図４のタイムチャートに示すように、エン
ジン始動完了後、触媒早期暖機実行条件が成立して点火
時期が遅角されると、まず、吸入行程における吸気バル
ブ１３の開弁タイミングを、２回開弁制御用の目標開弁
タイミングＶＴ２（例えばＡＴＤＣ２０℃Ａ）に遅角制
御する。そして、吸気バルブ１３の実開弁タイミングが
目標開弁タイミングＶＴ２となった時点で、排気行程に
おける吸気バルブ１３の開弁制御を開始して、排気行程
と吸入行程で吸気バルブ１３を１回ずつ開弁する２回開
弁制御を実施する。その後、始動後所定時間が経過して
触媒早期暖機終了条件が成立したときに、吸気バルブ１
３の２回開弁制御から通常開弁制御に切り換えて、吸入
行程のみで吸気バルブ１３を開弁する。

【００３４】２回開弁制御の実施中は、排気行程で吸気
バルブ１３を開弁したときに、吸気管内で待機する吸入
空気を、筒内で燃焼した直後の高温燃焼ガスで効率良く
暖気することができ、その後、吸入行程で吸気バルブ１
３を開弁したときに、暖気された吸入空気を筒内に効率
良く充填することができる。この場合、排気行程におけ
る吸気バルブ１３の開弁（吸入空気を筒内の燃焼ガスで
暖気するため開弁）と、吸入行程における吸気バルブ１
３の開弁（吸入空気を筒内に充填するための開弁）と
を、それぞれ独立して最適なタイミングで行うことがで
きるため、吸入空気の暖気性能と充填性能とを高い次元
で両立させることができる。従って、本実施形態（１）
のように、触媒早期暖機実行期間中に２回開弁制御を実
施すれば、触媒の排出ガス浄化能力が低い触媒早期暖機
実行期間中でも、吸入空気の暖気による噴射燃料のウェ
ット低減及び霧化促進効果（燃焼性向上効果）によって
ＨＣ排出量を低減することができると共に、吸入空気の
充填性能確保による燃焼安定性向上効果によって燃費及
びエンジン回転安定性を向上させることができる。

【００３５】更に、本実施形態（１）では、吸入行程に
おける吸気バルブ１３の開弁タイミングを吸入ＴＤＣよ
りも遅角側に制御する吸気バルブ遅開き制御を実施する
ようにしたので、ピストンが吸入ＴＤＣから下降して筒
内圧力がある程度下がった状態で吸気バルブ１３が開弁
されて、吸気管内の吸入空気を一気に筒内に吸引して吸
気流速を速くすることができて、噴射燃料の霧化を更に
促進することができ、ＨＣ排出量低減効果を向上させる
ことができる。

【００３６】また、本実施形態（１）では、２回開弁制
御中に、燃料噴射弁１８の噴射時期を２回開弁制御用の
目標噴射時期に制御して、吸入行程における吸気バルブ
１３の開弁期間中に噴射燃料が吸気バルブ１３の開口部
に到達し、且つ、排気行程における吸気バルブ１３の開
弁期間中に燃料を噴射しないようにしたので、排気行程
における吸気バルブ１３の開弁期間中に吸気側に逆流す
る燃焼ガスによって噴射燃料が吹き返されてしまうこと
を防止しながら、吸入行程で噴射燃料を吸気ポート内で
滞ることなく速やかに筒内に吸入することができて、噴
射燃料の吸気ポート１２内壁や吸気バルブ１３への付着
量（ウェット量）を低減することができ、空燃比制御精
度を向上することができる。

【００３７】ところで、排気行程における吸気バルブ１
３の開弁期間やリフト量を大きくし過ぎると、内部ＥＧ
Ｒ量（筒内に残留する燃焼ガス量）が多くなって、吸入
行程で筒内に充填される新気（吸気管から新たに筒内に
供給される空気量）の割合が低下してしまい、燃焼状態
が悪化してしまうおそれがある。その点、本実施形態
（１）では、排気行程における吸気バルブ１３の開弁期
間やリフト量を、吸入行程における吸気バルブ１３の開
弁期間やリフト量よりも小さくするように制御するの
で、内部ＥＧＲ量の過剰増加を抑えることができ、内部
ＥＧＲによる燃焼悪化を未然に防止することができる。

【００３８】［実施形態（２）］前記実施形態（１）で
は、吸気バルブ１３の２回開弁制御中に、吸入行程にお
ける吸気バルブ１３の開弁タイミングを吸入ＴＤＣより
も遅角側に制御する吸気バルブ遅開き制御を実施するよ
うにしたが、図５に示す本発明の実施形態（２）のよう
に、吸気バルブ１３の２回開弁制御中に、吸気バルブ遅
開き制御を実施せずに、吸入行程における吸気バルブ１
３の開閉タイミングを通常開弁制御と同じ開閉タイミン
グに制御するようにしても良い。

【００３９】この場合でも、排気行程における吸気バル
ブ１３の開弁によって吸入空気を暖気してＨＣ排出量を
低減しながら、吸入行程における吸気バルブ１３の開弁
によって吸入空気の充填性能確保して燃費及びエンジン
回転安定性を向上させることができる。

【００４０】［実施形態（３）］本発明の実施形態
（３）では、図６に示すように、吸気バルブ１３の２回
開弁制御中に、吸入行程における吸気バルブ１３の開弁
タイミングを通常開弁制御と同じタイミング（略吸入Ｔ
ＤＣ）に制御すると共に、吸入行程における吸気バルブ
１３の閉弁タイミングを略吸入ＢＤＣ（吸入下死点）に
制御する吸気バルブ早閉じ制御を実施するようにしてい
る。

【００４１】本実施形態（３）のように、吸気バルブ早
閉じ制御を実施して吸気バルブ１３を略吸入ＢＤＣで閉
弁すれば、有効圧縮比（充填効率）を高くして燃焼圧力
を高くすることができるので、触媒早期暖機実行期間中
の燃焼安定性を更に向上させることができ、触媒早期暖
機実行期間中のエンジン回転（アイドル回転）を更に安
定化させることができる。

【００４２】［実施形態（４）］前記実施形態（３）で
は、吸気バルブ１３の２回開弁制御中に、吸気バルブ早
閉じ制御のみを実施するようにしたが、図７に示す本発
明の実施形態（４）のように、吸気バルブ１３の２回開
弁制御中に、吸気バルブ遅開き制御と吸気バルブ早閉じ
制御の両方を実施して、吸入行程における吸気バルブ１
３の開弁タイミングを吸入ＴＤＣよりも遅角側に制御す
ると共に、吸入行程における吸気バルブ１３の閉弁タイ
ミングを略吸入ＢＤＣに制御するようにしても良い。

【００４３】以上説明した本実施形態（４）のようにす
れば、吸気バルブ遅開き制御による噴射燃料の霧化促進
効果によって排気エミッション向上効果を高めながら、
吸気バルブ早閉じ制御による燃焼安定性向上効果によっ
てエンジン回転（アイドル回転）の安定性を高めること
ができる。

【００４４】［実施形態（５）］前記実施形態（４）で
は、吸気バルブ１３の２回開弁制御中に、吸気バルブ１
３の開閉タイミング（位相）のみを変更して吸気バルブ
遅開き制御と吸気バルブ早閉じ制御を実施するようにし
たが、本発明の実施形態（５）では、図８に示すよう
に、吸気バルブ１３の開閉タイミングを変更して吸気バ
ルブ遅開き制御と吸気バルブ早閉じ制御を実施すると共
に、吸気バルブ１３のリフト量を通常よりも小さくする
ように制御する吸気バルブリフト量減量制御を実施する
ようにしている。

【００４５】本実施形態（５）のように吸気バルブ１３
のリフト量を通常よりも小さくすれば、吸気バルブ１３
開弁時の流路断面積を通常よりも小さくすることがで
き、吸気流速を更に速くして、噴射燃料の霧化促進効果
を更に高めることができる。

【００４６】尚、本実施形態（５）では、吸気バルブ１
３の２回開弁制御中に、吸気バルブ遅開き制御と吸気バ
ルブ早閉じ制御と吸気バルブリフト量減量制御とを３つ
とも実施するようにしたが、吸気バルブ遅開き制御と吸
気バルブ早閉じ制御のうちのいずれか一方と、吸気バル
ブリフト量減量制御とを実施するようにしたり、或は、
吸気バルブリフト量減量制御のみを実施するようにして
も良い。

【００４７】［実施形態（６）］上記各実施形態（１）
〜（５）では、排気行程と吸入行程で吸気バルブ１３を
１回ずつ開弁する２回開弁制御を実施するようにした
が、図９に示す本発明の実施形態（６）では、排気行程
と吸入行程の他に圧縮行程でも吸気バルブ１３を１回開
弁する３回開弁制御を実施するようにしている。この場
合、吸入行程における吸気バルブ１３の閉弁タイミング
を略吸入ＢＤＣに制御する吸気バルブ早閉じ制御を実施
すると共に、圧縮行程における吸気バルブ１３の開弁期
間及び／又はリフト量を、吸入行程における吸気バルブ
１３の開弁期間及び／又はリフト量よりもそれぞれ小さ
くするように制御している。

【００４８】前述したように、吸入行程で吸気バルブ早
閉じ制御を実施して吸気バルブ１３を略吸入ＢＤＣで閉
弁すれば、有効圧縮比（充填効率）を高くして燃焼圧力
を高くすることができるので、燃焼安定性を向上させて
エンジン回転（アイドル回転）を安定化させることがで
きるが、有効圧縮比が高くなり過ぎると、ポンピング損
失が増加して燃費が悪化する可能性がある。

【００４９】このような事情を考慮して、本実施形態
（６）では、３回開弁制御を実施して圧縮行程で吸気バ
ルブ１３を開弁するようにしているので、圧縮行程中の
吸気バルブ１３の開弁によって有効圧縮比を適度に低く
してポンピング損失を適度に減少させることができ、燃
費の悪化を防止することができる。

【００５０】この場合、圧縮行程における吸気バルブ１
３の開弁期間やリフト量を大きくするほど、ポンピング
損失が減少するが、その分、有効圧縮比が低くなって燃
焼圧力が低下し、エンジン回転（アイドル回転）の安定
性が損なわれてしまうおそれがある。この点を考慮し
て、本実施形態（６）では、圧縮行程における吸気バル
ブ１３の開弁期間及び／又はリフト量を、吸入行程にお
ける吸気バルブ１３の開弁期間及び／又はリフト量より
も小さくするように制御しているので、燃焼圧力の低下
度合い（有効圧縮比の低下度合い）を、エンジン回転の
安定性を確保できる程度に抑えることができる。

【００５１】尚、本実施形態（６）では、３回開弁制御
中に、吸入行程で吸気バルブ早閉じ制御を実施するよう
にしたが、３回開弁制御中の吸入行程における吸気バル
ブ１３の制御は、吸気バルブ早閉じ制御に限定されず、
必要に応じて適宜変更しても良い。

【００５２】［その他の実施形態］以上説明した各実施
形態（１）〜（６）では、触媒早期暖機実行期間中に、
吸気バルブ１３の複数回開弁制御（２回開弁制御又は３
回開弁制御）を実施するようにしたが、吸気バルブ１３
の複数回開弁制御の実施は、触媒早期暖機実行期間中に
限定されるものではなく、例えば、アイドル運転、低回
転運転、低負荷運転のうちの少なくとも１つの運転状態
のときに吸気バルブ１３の複数回開弁制御を実施するよ
うにしても良い。アイドル運転中や低回転運転中であれ
ば、比較的長いサイクル内で吸気バルブ１３を複数回開
閉すれば良いので、吸気バルブ１３を精度良く開閉制御
することができる。また、大きなエンジン出力を必要と
しない低負荷運転中であれば、吸気バルブ１３の複数回
開弁制御を実施しても、エンジン出力不足といった事態
になることもない。

【００５３】また、上記各実施形態（１）〜（６）で
は、排気バルブ１５のバルブタイミングやリフト量を固
定しているが、本発明を排気バルブ１５のバルブタイミ
ングやリフト量を可変するシステムに適用しても良い。
その他、本発明は、１サイクル中の吸気バルブ１３の開
弁回数を４回以上に設定しても良い等、種々変更して実
施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジンの概
略構成を示す縦断面図

【図２】実施形態（１）の吸気バルブ制御プログラムの
処理の流れを示すフローチャート

【図３】実施形態（１）のバルブ動作特性を示す図

【図４】実施形態（１）の吸気バルブ制御の実行例を示
すタイムチャート

【図５】実施形態（２）のバルブ動作特性を示す図

【図６】実施形態（３）のバルブ動作特性を示す図

【図７】実施形態（４）のバルブ動作特性を示す図

【図８】実施形態（５）のバルブ動作特性を示す図

【図９】実施形態（６）のバルブ動作特性を示す図

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１３…吸気バルブ、１５
…排気バルブ、１６，１７…電磁アクチュエータ、１８
…燃料噴射弁、２１…エンジン制御回路（バルブ制御手
段，燃料噴射制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── 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 ３０１Ｊ ３０１Ｚ Ｆターム(参考） 3G084 BA15 BA17 BA23 CA02 CA03 CA09 DA02 DA04 DA10 EC02 FA17 FA20 FA33 FA38 3G092 AA01 AA11 BB06 DA01 DA07 DA12 DE01S EA02 EA04 EA11 EA17 EB04 FA02 FA05 FA06 FA18 FA21 FA24 FA25 GA02 GA04 GA05 GA17 HA13X HB02X HC09X HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA01 HA19 JA02 JA04 JA21 KA05 KA07 KA08 KA24 LA07 LB02 MA19 NE06 NE12 PE01Z PE03Z PE08Z PE09Z PE10Z

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気バルブを駆動するアクチ
   ュエータと、このアクチュエータを制御して前記吸気バ
   ルブの開閉動作を制御するバルブ制御手段とを備えた内
   燃機関のバルブ制御装置において、 前記バルブ制御手段は、内燃機関の１サイクル内に前記
   吸気バルブを複数回開弁する複数回開弁制御を行うこと
   を特徴とする内燃機関のバルブ制御装置。
2. 【請求項２】 前記バルブ制御手段は、前記複数回開弁
   制御中に、排気行程と吸入行程でそれぞれ前記吸気バル
   ブを開弁することを特徴とする請求項１に記載の内燃機
   関のバルブ制御装置。
3. 【請求項３】 前記バルブ制御手段は、前記複数回開弁
   制御中に、吸入行程における前記吸気バルブの開弁タイ
   ミングを吸入上死点よりも遅角側に制御することを特徴
   とする請求項２に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
4. 【請求項４】 前記バルブ制御手段は、前記複数回開弁
   制御中に、吸入行程における前記吸気バルブのリフト量
   を通常よりも小さくするように制御することを特徴とす
   る請求項２又は３に記載の内燃機関のバルブ制御装置。
5. 【請求項５】 前記バルブ制御手段は、前記複数回開弁
   制御中に、吸入行程における前記吸気バルブの閉弁タイ
   ミングを略吸入下死点に制御することを特徴とする請求
   項２乃至４のいずれかに記載の内燃機関のバルブ制御装
   置。
6. 【請求項６】 燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段
   を備え、 前記燃料噴射制御手段は、前記複数回開弁制御中に、吸
   入行程における前記吸気バルブの開弁期間中に噴射燃料
   が前記吸気バルブの開口部に到達するように前記燃料噴
   射弁の噴射時期を制御することを特徴とする請求項２乃
   至５のいずれかに記載の内燃機関のバルブ制御装置。
7. 【請求項７】 燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御手段
   を備え、 前記燃料噴射制御手段は、前記複数回開弁制御中に、排
   気行程における前記吸気バルブの開弁期間中に燃料を噴
   射しないように前記燃料噴射弁の噴射時期を制御するこ
   とを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の内燃
   機関のバルブ制御装置。
8. 【請求項８】 前記バルブ制御手段は、前記複数回開弁
   制御中に、排気行程における前記吸気バルブの開弁期間
   及び／又はリフト量を吸入行程における前記吸気バルブ
   の開弁期間及び／又はリフト量よりも小さくするように
   制御することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに
   記載の内燃機関のバルブ制御装置。
9. 【請求項９】 前記バルブ制御手段は、前記複数回開弁
   制御中に、排気行程と吸入行程の他に圧縮行程でも前記
   吸気バルブを開弁することを特徴とする請求項２乃至８
   のいずれかに記載の内燃機関のバルブ制御装置。
10. 【請求項１０】 前記バルブ制御手段は、前記複数回開
    弁制御中に、圧縮行程における前記吸気バルブの開弁期
    間及び／又はリフト量を吸入行程における前記吸気バル
    ブの開弁期間及び／又はリフト量開度よりも小さくする
    ように制御することを特徴とする請求項９に記載の内燃
    機関のバルブ制御装置。
11. 【請求項１１】 前記バルブ制御手段は、アイドル運
    転、低回転運転、低負荷運転のうちの少なくとも１つの
    運転状態のときに、前記複数回開弁制御を実施すること
    を特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の内燃
    機関のバルブ制御装置。