JP3036378B2 - 内燃機関のバルブ開閉タイミング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のバルブ開閉タ
イミング制御装置に関し、特に、内燃機関の吸気弁、或
いは排気弁の開閉タイミングの変更を遅滞なくスムーズ
に行うことができる内燃機関のバルブ開閉タイミング制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の運転状態に応じて、吸気弁、
或いは排気弁の開閉タイミングを制御し、出力増加ある
いは燃費の改善を図ることのできるバルブ開閉タイミン
グ制御装置は公知である。このバルブ開閉タイミング制
御装置としては、ＯＨＣ形式の内燃機関では、内燃機関
のクランクシャフトによって駆動されるタイミングプー
リと、吸、排気弁を開弁させるカムシャフトの一端とを
バルブ開閉タイミング可変アクチュエータを介して接続
し、このバルブ開閉タイミング可変アクチュエータによ
り、クランクシャフトによって回転させられるタイミン
グプーリの回転位相と、カムシャフトとの回転位相とに
位相差を与えるものや、クランクシャフトに複数種類の
プロフィールを持ったカムを設けてカムを切り換えるも
の等があり、また、ＯＨＶ形式の内燃機関では、ロッカ
ーアームをバルブ開閉タイミング可変アクチュエータと
して機能させるもの等がある。

【０００３】ここでは、タイミングプーリとカムシャフ
トの一端とをバルブ開閉タイミング可変アクチュエータ
を介して接続し、このバルブ開閉タイミング可変アクチ
ュエータにより、タイミングプーリの回転位相に対して
カムシャフトの回転位相を異ならせるバルブ開閉タイミ
ング制御装置を従来例として説明する。一般に、この形
式のバルブ開閉タイミング可変アクチュエータの駆動源
としては、車載バッテリによって電力を供給されるステ
ッピングモータや、内燃機関によって駆動されるオイル
ポンプの油圧等が使用される。

【０００４】また、バルブ開閉タイミング可変アクチュ
エータにより、タイミングプーリの回転位相に対してカ
ムシャフトの回転位相を異ならせるように構成されたバ
ルブ開閉タイミング制御装置の中には、機関回転数の変
化率（ΔＮＥ）が大きい程、バルブ開閉タイミングの切
り換えを早く実施するようにし、合わせて油圧によるバ
ルブ開閉タイミング制御装置の応答遅れを補正するよう
にしたものが提案されている（実開平１−１７６７２５
公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
１−１７６７２５公報に提案されたバルブ開閉タイミン
グ制御装置においては、機関回転数の変化率に基づいて
バルブ開閉タイミングの切り換えを早めるように制御す
ると、バルブ開閉タイミングの切り換え直前に機関が加
速された場合、加速直後の機関回転数の変化率は小さい
ので、バルブ開閉タイミングの切り換えが遅くなって、
バルブ開閉タイミング制御装置の応答遅れの補正が適正
に行われない恐れがあった。

【０００６】そこで、本発明は、バルブ開閉タイミング
可変アクチュエータにより、タイミングプーリの回転位
相に対してカムシャフトの回転位相を異ならせるように
構成されたバルブ開閉タイミング制御装置は勿論のこ
と、その他の方式のバルブ開閉タイミング制御装置にお
いても、機関の運転状態に係わらずにバルブ開閉タイミ
ングの切り換えを応答遅れなしに適正に行うことが可能
な内燃機関のバルブ開閉タイミング制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の形態の内燃機関のバルブ開閉タイミング制御
装置は、開閉機構によって開閉される吸気弁、或いは排
気弁の開閉タイミングを、少なくとも２段階に非連続的
に切り換えることができるバルブ開閉タイミング可変ア
クチュエータを備えたバルブ開閉タイミング制御装置で
あって、機関回転数、変速機のシフト位置を含む機関の
運転状態パラメータを検出する機関の運転状態検出手段
と、前記非連続式のバルブ開閉タイミング可変アクチュ
エータの切り換え作動タイミングとなる機関回転数の目
標値を、変速機のシフト位置に基づいて演算する第１の
切換目標値演算手段と、前記非連続式のバルブ開閉タイ
ミング可変アクチュエータの切り換え作動タイミングと
なる機関回転数の目標値を、機関回転数の変化率に基づ
いて演算する第２の切換目標値演算手段と、前記第１、
第２の切換目標値のうち、現在の機関回転数に近い切換
目標値を最適切換目標値として設定する最適切換目標値
設定手段と、この最適切換目標値に実際の機関回転数が
達した時に、前記バルブ開閉タイミング可変アクチュエ
ータの切り換え作動タイミングを切り換える切換タイミ
ング制御手段とを備えることを特徴としている。

【０００８】また、前記目的を達成する本発明の第２の
形態の内燃機関のバルブ開閉タイミング制御装置は、開
閉機構によって開閉される吸気弁、或いは排気弁の開閉
タイミングを、連続的に切り換えることができるバルブ
開閉タイミング可変アクチュエータを備えたバルブ開閉
タイミング制御装置であって、機関回転数、負荷を含む
機関の運転状態パラメータを検出する機関の運転状態検
出手段と、機関回転数と負荷とからバルブ開閉タイミン
グを演算して設定するバルブ開閉タイミング設定手段
と、このバルブ開閉タイミング設定手段により設定され
た開閉タイミングになるように、前記バルブ開閉タイミ
ング可変アクチュエータのバルブ開閉タイミングを変更
する連続式バルブ開閉タイミング変更手段と、吸気また
は排気の流量効率を変更する流量効率変更手段と、前記
流量効率変更手段の変更に先立って、前記連続式バルブ
開閉タイミング可変手段の制御遅れを補償する補償手段
とを備えることを特徴としている。

【０００９】なお、前記補償手段は、前記流量効率変更
手段の動作に応じた前記バルブ開閉タイミング設定手段
の開閉タイミングを複数通り有し、前記流量効率変更手
段の変更に先立って、或る開閉タイミング設定値から別
の開閉タイミング設定値に変更するものであっても良
い。また、前記補償手段は、前記流量効率変更手段の変
更に先立って、現在の機関回転数に所定回転数加減した
回転数におけるバルブ開閉タイミングを前記バルブ開閉
タイミング設定手段から求め、前記連続式バルブ開閉タ
イミング変更手段の設定された開閉タイミングとするも
のであっても良い。

【００１０】

【作用】本発明の第１の形態の内燃機関のバルブ開閉タ
イミング制御装置によれば、内燃機関の吸気弁、或いは
排気弁の開閉タイミングを、少なくとも２段階に非連続
的に切り換えることができるバルブ開閉タイミング可変
アクチュエータを備えたバルブ開閉タイミング制御装置
において、機関の運転状態検出手段が運転状態パラメー
タを検出し、第１の切換目標値演算手段がバルブ開閉タ
イミング可変アクチュエータの切り換え作動タイミング
となる機関回転数の目標値を、変速機のシフト位置に基
づいて演算し、第２の切換目標値演算手段がバルブ開閉
タイミング可変アクチュエータの切り換え作動タイミン
グとなる機関回転数の目標値を、機関回転数の変化率に
基づいて演算する。そして、最適切換目標値設定手段が
第１、第２の切換目標値のうち、現在の機関回転数に近
い切換目標値を最適切換目標値として設定し、この最適
切換目標値に実際の機関回転数が達した時に、切換タイ
ミング制御手段がバルブ開閉タイミング可変アクチュエ
ータの切り換え作動タイミングを切り換える。

【００１１】また、本発明の第２の形態の内燃機関のバ
ルブ開閉タイミング制御装置によれば、内燃機関の吸気
弁、或いは排気弁の開閉タイミングを、連続的に切り換
えることができるバルブ開閉タイミング可変アクチュエ
ータを備えたバルブ開閉タイミング制御装置において、
機関の運転状態パラメータを機関の運転状態検出手段が
検出し、バルブ開閉タイミング設定手段が機関回転数と
負荷とからバルブ開閉タイミングを演算して設定する。
そして、連続式バルブ開閉タイミング変更手段がバルブ
開閉タイミング設定手段により設定された開閉タイミン
グになるようにバルブ開閉タイミング可変アクチュエー
タのバルブ開閉タイミングを変更し、流量効率変更手段
が吸気弁または排気弁の流量効率を変更する。そして、
補償手段は流量効率変更手段の変更に先立って、前記連
続式バルブ開閉タイミング変更手段の制御遅れを補償す
る。

【００１２】なお、補償手段は、流量効率変更手段の動
作に応じたバルブ開閉タイミング値設定手段の開閉タイ
ミングを複数通り有し、流量効率変更手段の変更に先立
って、或る開閉タイミングから別の開閉タイミングに変
更するか、または、流量効率変更手段の変更に先立っ
て、現在の機関回転数に所定回転数加減した回転数にお
けるバルブ開閉タイミングをバルブ開閉タイミング設定
手段から求め、連続式バルブ開閉タイミング変更手段の
設定された開閉タイミングとするように動作する。

【００１３】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の内燃機関のバル
ブ開閉タイミング制御装置の実施例を詳細に説明する。
図１は本発明にかかるＤＯＨＣ型の内燃機関のバルブ開
閉タイミング制御装置の全体構成図である。内燃機関の
１つの気筒１１にはピストン１１１が上下摺動可能に設
けられ、ピストン１１１上部が燃焼室１２となってい
る。ピストン１１１はコネクティングロッド１１２を介
してクランクシャフト１１３に接続されている。クラン
クシャフト１１３には磁性体１１４が埋め込まれてお
り、クランクシャフト１１３に近接して配置された第１
の磁気センサ１１５から基準パルスが出力される。また
クランクシャフト１１３の先端にはタイミングプーリ１
１６が設置されている。

【００１４】燃焼室１２には吸気管１２１および排気管
１２２が接続されており、吸気管１２１の上流には吸気
量を調節するスロットル弁１２３が設置される。なおス
ロットル弁１２３の開度は開度センサ１２４によって検
出される。燃焼室１２と吸気管１２１との接続口には吸
気弁１３が、吸気弁１３の直上流には燃料噴射弁１２５
が設置される。また、燃焼室１２と排気管１２２との接
続口には排気弁１４が設置される。

【００１５】吸気弁１３および排気弁１４はカムシャフ
ト１３１および１４１に取り付けられたカム（図示せ
ず。）によって駆動される。カムシャフト１３１および
１４１の先端にはタイミングプーリ１３２および１４２
が設置され、クランクシャフト１１３に設置されたタイ
ミングプーリ１１６とタイミングベルト１１７とを介し
て駆動される。

【００１６】以下に説明する実施例では、タイミングプ
ーリ１３２と吸気弁用カムシャフト１３１の一端とをバ
ルブ開閉タイミング可変アクチュエータ（以下ＶＶＴと
記す）１３３を介して接続し、このバルブ開閉タイミン
グ可変アクチュエータ１３３により、タイミングプーリ
１３２の回転位相に対してカムシャフト１３１の回転位
相を異ならせるバルブ開閉タイミング制御装置を例にと
って説明する。ＶＶＴ１３３は図示しない油圧源から供
給される油圧によって駆動され、制御弁１３４の開度を
制御することにより回転位相が制御される。

【００１７】また吸気弁用カムシャフト１３１には磁性
体１３５が埋め込まれており、近接して配置された第２
の磁気センサ１３６から吸気弁用カムシャフト１３１の
１回転ごとにパルスが出力される。内燃機関２にはディ
ストリビュータ１５が設けられており、第１の回転数セ
ンサ１５１によって内燃機関２回転ごとに１つのパルス
が、第２の回転数センサ１５２によって内燃機関の３０
°クランク角度（ＣＡ）ごとに１つのパルスが出力され
る。

【００１８】内燃機関制御装置１６はマイクロコンピュ
ータシステムであり、バス１６１を中心としてＣＰＵ
（中央処理ユニット）１６２、メモリ１６３、入力イン
ターフェイス１６４および出力インターフェイス１６５
から構成される。入力インターフェイス１６４には第１
の磁気センサ１１５、開度センサ１２４、第２の磁気セ
ンサ１３６、第１の回転数センサ１５１、第２の回転数
センサ１５２、冷却水温度センサ１１９および吸気温度
センサ１２６が接続されており、機関回転数ＮＥ、スロ
ットル弁開度ＴＡ、水温ＴＨＷ等の検出信号が内燃機関
制御装置１６に取り込まれる。出力インターフェイス１
６５には燃料噴射弁１２５および制御弁１３４が接続さ
れており、内燃機関制御装置１６の演算結果に基づく制
御信号によって制御される。

【００１９】図２は図１で説明したＶＶＴ１３３の詳細
な構成を示す断面図である。このＶＶＴ１３３は油圧に
よって駆動される。オイルパン２０１に貯蔵された作動
油はポンプ２０２で加圧され、フィルタ２０３で濾過さ
れ制御弁１３４で流量制御された後にＶＶＴ１３３に供
給される。吸気弁用カムシャフト１３１の先端に取り付
けられたキャップ２０４の内側には歯２０４ａが形成さ
れ、吸気弁用カムシャフト１３１と同軸に配置されるタ
イミングプーリ１３２にも歯１３２ａが形成される。な
お、歯２０４ａと１３２ａのうち、少なくとも一方は斜
歯となっている。

【００２０】リングギヤ２０５の内側にはタイミングプ
ーリ１３２に形成された歯１３２ａと嵌合する歯２０５
ａが形成され、外側にはキャップ２０４の内側に形成さ
れた歯２０４ａと嵌合する歯２０５ｂが形成される。リ
ングギヤ２０５は、リングギヤ２０５とタイミングプー
リ１３２との間に配置されるバネ２０６によってキャッ
プ２０４側に付勢されている。

【００２１】制御弁１３４を出た作動油は流路を介して
キャップ２０４とリングギヤ２０５との間に形成される
加圧室２０７に供給され、リングギヤ２０５をカムシャ
フト１３１の軸方向に変位させる。相互に嵌合する２組
の歯のうち少なくとも一方は斜歯に形成されているた
め、リングギヤ２０５が軸方向に変位するとカムシャフ
トには捩じりが与えられ、クランクシャフトに対するカ
ムシャフトの位相を調整することが可能となる。

【００２２】なお、制御弁１３４が全閉となり作動油の
供給が止まると、リングギヤ２０５はバネ２０６の付勢
力によってキャップ２０４側の所定位置（初期位置）に
戻される。次に、以上のように構成された内燃機関のバ
ルブ開閉タイミング制御装置の動作をフローチャートを
用いて説明する。

【００２３】最初に、開閉機構によって開閉される吸気
弁、或いは排気弁の開閉タイミングを、２段階に非連続
的に切り換えることができるＶＶＴ１３３を備えたバル
ブ開閉タイミング制御装置の動作を、本発明の第１の実
施例として図３から図１２を用いて説明する。第１の実
施例においては、機関の加速時に生じる機関回転数ＮＥ
の変化率ΔＮＥは徐々に大きくなり、選択された変速機
のギヤ位置（シフト位置）により或る一定値に収束する
ことを利用して、機関の加速時に現在の機関回転数ＮＥ
における機関回転数の変化率ΔＮＥに基づくバルグ開閉
タイミング切換目標回転数ＮＥvnとギヤ位置に基づくバ
ルブ開閉タイミング切換目標回転数ＮＥvgとを比較選択
してバルブ開閉タイミング切換を行い、ＶＶＴの切り換
え遅れを無くすようにしている。

【００２４】すなわち、この第１の実施例では、機関の
加速時にシフト位置からバルブ開閉タイミング切り換え
の目標回転数ＮＥvgを求め、現在の機関回転数ＮＥにお
ける機関回転数の変化率ΔＮＥに基づくバルブ開閉タイ
ミング切換目標回転数ＮＥvnとの比較を行ない、現在の
機関回転数ＮＥに近い切換目標回転数を最終切換目標回
転数ＮＥv として、機関の回転数ＮＥがこの最終目標回
転数ＮＥv になったら直ちにＶＶＴを切り換えるように
して、ＶＶＴの切り換え遅れを無くすようにしている。

【００２５】図５は変速機の各シフト位置において得ら
れる収束値である機関回転数の変化率ΔＮＥg の状態を
示すものであり、実線が主に平地での特性、破線が主に
登坂時の特性、一点鎖線が主に高地でのＷＯＴでの特性
を示している。このように、シフト位置と機関回転数の
変化率ΔＮＥg とは対応している。図３は加速時のＶＶ
Ｔの切換タイミング制御を示すフローチャートであり、
所定時間毎に行われる。ステップ３０１では、スロット
ル開度ＴＡが所定値Ａより大きいか否かが判定される。
この判定は機関が加速状態か否かを判定するものであ
り、機関回転数が高い時にはスロットル開度も大きいの
で、この所定値Ａは機関回転数ＮＥに応じて変化する値
である。図４に機関回転数ＮＥに応じたこの所定値Ａの
推移を示す。

【００２６】ステップ３０１においてＴＡ＞Ａの時は機
関の加速状態であり、この時はステップ３０２に進んで
シフト位置（ギヤ位置）が検出される。そして、続くス
テップ３０３において、このシフト位置に応じたＶＶＴ
（バルブ開閉タイミング可変アクチュエータ）の切り換
え作動タイミングとなる目標バルブ開閉タイミング切換
回転数ＮＥvgが演算される。この演算は図１に示したメ
モリ１６３に記憶させた図６に示すマップを用いて演算
される。一方、ステップ３０１においてＮＥ≦Ａの時は
ステップ３０４に進み、ＶＶＴの目標バルブ開閉タイミ
ング切換回転数ＮＥvgが図６に示す所定値Ｂとなる。こ
の所定値Ｂはシフト位置が５速の時の目標バルブ開閉タ
イミング切換回転数ＮＥvgよりも大きな値である。

【００２７】ステップ３０３またはステップ３０４が終
了するとステップ３０５に進み、機関回転数ＮＥの変化
率ΔＮＥが取り込まれる。この変化率ΔＮＥの演算は、
図示しないルーチンにおいて所定時間毎に実行されてい
る。そして、続くステップ３０６では、変化率ΔＮＥに
応じたＶＶＴの切り換え作動タイミングとなる目標バル
ブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvnが演算される。この
演算は図１に示したメモリ１６３に記憶させた図７に示
すマップを用いて演算される。

【００２８】続くステップ３０７では、ステップ３０３
で演算された目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥ
vgとステップ３０６で演算された目標バルブ開閉タイミ
ング切換回転数ＮＥvnとの大小が比較される。そして、
ＮＥvg＜ＮＥvnの時はステップ３０８に進み、最適目標
バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥv がシフト位置に
応じて演算された目標バルブ開閉タイミング切換回転数
ＮＥvgとなり、ＮＥvg≧ＮＥvnの時はステップ３０９に
進み、最適目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥv
が機関回転数の変化率ΔＮＥに応じた目標バルブ開閉タ
イミング切換回転数ＮＥvnとなる。このようにして、最
適目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥv が演算さ
れるとステップ３１０に進む。

【００２９】このステップ３１０はスロットル開度ＴＡ
が所定開度、例えば３０°より大きいか否かを判定する
ものであり、この判定は、スロットル開度ＴＡが３０°
以下の時に吸気弁と排気弁のオーバラップが大きくなる
ような内燃機関において、スロットル開度ＴＡが３０°
以下の時にＶＶＴを強制的に高速カムに切り換えるため
に実行されるものである。従って、スロットル開度が小
さい時に吸気弁と排気弁のオーバラップが大きくならな
いような内燃機関においてはこの判定ステップ３１０は
設ける必要はない。

【００３０】続くステップ３１１では、最適目標バルブ
開閉タイミング切換回転数ＮＥv を現在の機関回転数Ｎ
Ｅが越えたか否かが判定され、ＮＥ＞ＮＥv の時はステ
ップ３１２に進んでＶＶＴを高速カムに切り換える動作
が行われ、ＮＥ≦ＮＥv の時はステップ３１３に進んで
ＶＶＴを低速カムに切り換える動作が行われた後、この
ルーチンを終了する。

【００３１】図８は、スロットル開度ＴＡが３０°以下
の時に吸気弁と排気弁のオーバラップが大きくなるよう
な内燃機関における、最適目標バルブ開閉タイミング切
換回転数ＮＥv に対する機関回転数ＮＥとスロットル開
度ＴＡに応じたＶＶＴの高速、低速カムの動作領域を示
すものである。このように、第１の実施例では、機関回
転数の変化率ΔＮＥとシフト位置に応じたＶＶＴの切り
換え作動タイミングが両方求められ、現在の機関の運転
状態に応じた最適切換タイミングが選択されてＶＶＴが
切り換えられるので、機関の加速時のＶＶＴの切換タイ
ミングの制御遅れを小さくすることができる。

【００３２】図９は第１の実施例の減速時のＶＶＴの切
換タイミング制御を示すフローチャートである。減速時
はまずステップ９００において現在のＶＶＴが高速カム
であるか否かが判定され、低速カムである時はステップ
３０１に進み、高速カムである時のみステップ９０１に
進む。ステップ９０１では、スロットル開度ＴＡが所定
値ａより小さいか否かが判定される。この判定は機関が
減速状態か否かを判定するものであり、機関回転数が高
い時にはスロットル開度も大きいので、この所定値ａは
機関回転数ＮＥに応じて変化する値である。図１０に機
関回転数ＮＥに応じたこの所定値ａの推移を示す。

【００３３】ステップ９０１においてＴＡ＜ａの時は機
関の減速状態であり、この時はステップ９０２に進んで
シフト位置（ギヤ位置）が検出される。そして、続くス
テップ９０３において、このシフト位置に応じたＶＶＴ
の切り換え作動タイミングとなる減速時の目標バルブ開
閉タイミング切換回転数ＮＥvgnが演算される。この演
算は図１に示したメモリ１６３に記憶させた図１１に示
すマップを用いて演算される。一方、ステップ９０１に
おいてＮＥ≦ａの時はステップ９０４に進み、ＶＶＴの
目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvgn が図１１
に示す所定値ｂとなる。この所定値ｂはシフト位置が５
速の時の目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvgn
よりも小さな値である。

【００３４】ステップ９０３またはステップ９０４が終
了するとステップ９０５に進み、機関回転数ＮＥの減速
時の変化率ΔＮＥ (負の値) が取り込まれる。この減速
時の変化率ΔＮＥの演算も、図示しないルーチンにおい
て所定時間毎に実行されている。そして、続くステップ
９０６では、減速時の変化率ΔＮＥに応じたＶＶＴの切
り換え作動タイミングとなる目標バルブ開閉タイミング
切換回転数ＮＥvnnが演算される。この演算は図１に示
したメモリ１６３に記憶させた図１２に示すマップを用
いて演算される。

【００３５】続くステップ９０７では、ステップ９０３
で演算された目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥ
vgn とステップ９０６で演算された目標バルブ開閉タイ
ミング切換回転数ＮＥvnn との大小が比較される。そし
て、ＮＥvgn ＜ＮＥvnn の時はステップ９０８に進み、
最適目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥv がシフ
ト位置に応じて演算された目標バルブ開閉タイミング切
換回転数ＮＥvgn となり、ＮＥvgn ≧ＮＥvnn の時はス
テップ９０９に進み、最適目標バルブ開閉タイミング切
換回転数ＮＥv が機関回転数の減速時の変化率ΔＮＥに
応じた目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvnn と
なる。このようにして、最適目標バルブ開閉タイミング
切換回転数ＮＥv が演算されるとステップ９１０に進
む。

【００３６】このステップ３１０はスロットル開度ＴＡ
が所定開度、例えば３０°より大きいか否かを判定する
ものであり、この判定は、スロットル開度が小さい時に
吸気弁と排気弁のオーバラップが大きくならないような
内燃機関においてはこの判定ステップ３１０は設ける必
要はない。スロットル開度ＴＡが３０°以上の時にはス
テップ９１２に進み、スロットル開度ＴＡが３０°以下
の時にはステップ９１１に進む。

【００３７】ステップ９１１では、最適目標バルブ開閉
タイミング切換回転数ＮＥv より現在の機関回転数ＮＥ
が小さいか否かが判定され、ＮＥ＜ＮＥv の時はステッ
プ９１２に進んでＶＶＴを高速カムに切り換える動作が
行われ、ＮＥ≧ＮＥv の時はステップ９１３に進んでＶ
ＶＴを低速カムに切り換える動作が行われた後、このル
ーチンを終了する。

【００３８】このように、第１の実施例では、減速時に
も機関回転数の変化率ΔＮＥとシフト位置に応じたＶＶ
Ｔの切り換え作動タイミングが両方求められ、現在の機
関の運転状態に応じた最適切換タイミングが選択されて
ＶＶＴが切り換えられるので、機関の減速時のＶＶＴの
切換タイミングの制御遅れを小さくすることができる。

【００３９】図１３は前述の第１の実施例の加速時のＶ
ＶＴの切換タイミング制御の変形例のフローチャートで
ある。この変形例では、機関の加速時にシフト位置に応
じて演算したＶＶＴの切り換え作動タイミングとなる目
標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvgを、機関の定
常状態とは異なる運転状態の時に補正した点が図３で説
明した制御手順と異なるだけで、他の制御手順は図３で
説明したフローチャートと同じである。従って、図３の
フローチャートと同じ制御については同じステップ番号
を付してその説明を簡略化する。

【００４０】この変形例においては、図３で説明した加
速時のＶＶＴの切換タイミング制御の制御手順と同様
に、ステップ３０１からステップ３０６において、機関
の加速時のシフト位置に応じたＶＶＴの目標バルブ開閉
タイミング切換回転数ＮＥvgと定常時のＶＶＴの目標バ
ルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvg、および機関回転
数の変化率ΔＮＥに応じたＶＶＴの目標バルブ開閉タイ
ミング切換回転数ＮＥvnが演算される。

【００４１】続くステップ１３０１では、ステップ３０
３で演算された目標バルブ開閉タイミング切換回転数Ｎ
Ｅvgが、車両が坂道走行した時、高地走行した時、およ
び機関負荷の大小によって補正される。車両が坂道を走
行する時の補正係数Ｋ１は、図１４に示す特性図から求
めることができ、平坦地の値を１．０として、登坂時は
坂の傾斜に応じてＫ１の値がＫ１＞１．０の値となり、
降坂時は坂の傾斜に応じてＫ１の値がＫ１＜１．０とな
る。また、車両が高地を走行する時の補正係数Ｋ２は、
図１５に示す特性図から求めることができ、平地の値を
１．０として、高地を走行する時は、高度に応じてＫ２
の値がＫ２＞１．０の値となる。更に、機関負荷に応じ
た補正係数Ｋ３は図１６に示す特性図から求めることが
でき、負荷が大きい時にＫ３＞１．０の値となる。

【００４２】このようにして求められた補正係数Ｋ１，
Ｋ２，Ｋ３がステップ１３０１において目標バルブ開閉
タイミング切換回転数ＮＥvgに乗算され、補正目標バル
ブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvgo が演算される。そ
して、ステップ１３０２では、ステップ１３０１で演算
された補正目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvg
o とステップ３０６で演算された目標バルブ開閉タイミ
ング切換回転数ＮＥvnとの大小が比較される。そして、
ＮＥvgo＜ＮＥvnの時はステップ１３０３に進み、最適
目標バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥv が補正目標
バルブ開閉タイミング切換回転数ＮＥvgoとなり、ＮＥv
go≧ＮＥvnの時はステップ３０９に進み、最適目標バル
ブ開閉タイミング切換回転数ＮＥv が機関回転数の変化
率ΔＮＥに応じた目標バルブ開閉タイミング切換回転数
ＮＥvnとなる。このようにして、最適目標バルブ開閉タ
イミング切換回転数ＮＥv が演算されるとステップ３１
０に進む。

【００４３】ステップ３１０以降の制御は図３で説明し
た制御手順と同じであるので、その説明は省略する。こ
の変形例では、目標バルブ開閉タイミング切換回転数Ｎ
Ｅvgが、車両が坂道走行した時、高地走行した時、およ
び機関負荷の大小によって補正されるので、ＶＶＴの切
換タイミングが一層正確になる。

【００４４】次に、開閉機構によって開閉される吸気
弁、或いは排気弁の開閉タイミングを、連続的に切り換
えることができるＶＶＴ（バルブ開閉タイミング可変ア
クチュエータ）１３３を備えたバルブ開閉タイミング制
御装置の動作を、本発明の第２の実施例として図１７か
ら図２０を用いて説明する。なお、この第２の実施例で
は、吸気系に図２０(a) ，(b) に示す可変吸気システム
を採用した内燃機関のバルブ開閉タイミング制御装置に
ついて説明する。可変吸気システムは、吸気管１２１の
スロットル弁１２３の下流側にあるサージタンク２０の
内部を２分割している隔壁２１に吸気制御弁２２を設
け、この吸気制御弁２２を機関回転数ＮＥおよびスロッ
トル開度ＴＡに応じて開閉することにより、実質的な吸
気管長を２段階に制御し、低速から高速までの全域に渡
って出力の向上を図ったものである。また、吸気制御弁
の切り換えに伴い、機関回転数と負荷から定まる要求バ
ルブ開閉タイミングを変更することにより、一層の出力
向上を図ったものである。

【００４５】吸気制御弁２２は、図２０(b) に示すよう
に、ダイアフラム式のアクチュエータ２３によって駆動
されるようになっており、このアクチュエータ２３の駆
動源はＶＳＶ（負圧切換弁）２４を介してバキュームタ
ンク２５から導かれる負圧である。このＶＳＶ２４は、
エンジンコントロールコンピュータ（内燃機関制御装
置）１６からの信号によって、機関回転数ＮＥおよびス
ロットル開度ＴＡに応じてオンオフされ、アクチュエー
タ２３に作用する負圧を切り換えるようになっている。

【００４６】一般に、機関が中、低速回転域でスロット
ル開度が大きい時、または、機関が高回転域でスロット
ル開度が小さい時に、ＶＳＶ２４に信号が出力され、負
圧がアクチュエータ２３に作用して吸気制御弁２２が全
閉（吸気制御弁低速側）となって吸気管長が実質的に長
くなり、吸気慣性効果による吸入効率が中、低速域向上
して出力が高まるようになっている。また、機関が中、
低速回転域でスロットル開度が小さい時、または、機関
が高回転域でスロットル開度が大きい時にはＶＳＶ２４
への信号がなく、大気圧がアクチュエータ２３に作用し
て吸気制御弁２２が開く（吸気制御弁高速側）ことによ
って吸気管長が実質的に短くなり、吸入効率のピークが
高回転域に移ることによって高回転域での出力が向上す
るようになっている。

【００４７】なお、吸気制御弁２２の切り換えに要する
時間よりも、ＶＶＴが所定の開閉タイミングになるよう
に作動される時間の方が、一般的に長い。吸気制御弁２
２の開閉状態により機関回転数と負荷とから定められる
バルブ開閉タイミングが変わるため、本実施例の内燃機
関のバルブ開閉タイミング制御装置では、図１９に示す
ように、機関回転数ＮＥと負荷ＧＮにより定まるバルブ
開閉タイミングのマップを吸気制御弁低速側（低速マッ
プとして図に実線で示す）と、吸気制御弁高速側（高速
マップとして図に破線で示す）の２通り有している。な
お、ここでのマップは、等しい負荷ＧＮでのマップ値の
一例を示す。図１７は第２の実施例におけるＶＶＴ１３
３の制御手順を示すフローチャートであり、所定時間毎
に行われる。なお、図１７のフローチャートにおいて図
３で説明したステップと同じステップには同じステップ
番号を付して説明する。

【００４８】ステップ３０１では、スロットル開度ＴＡ
が所定値Ａより大きいか否かが判定される。この判定は
機関が加速状態か否かを判定するものであり、機関回転
数が高い時にはスロットル開度も大きいので、この所定
値Ａは機関回転数ＮＥに応じて変化する値であり、図４
にその特性が示される。ステップ３０１においてＴＡ＞
Ａの時は機関の加速状態であり、この時はステップ３０
２に進んでシフト位置（ギヤ位置）が検出される。そし
て、続くステップ１７０１において、このシフト位置に
応じたＶＶＴ（バルブ開閉タイミング可変アクチュエー
タ）１３３の制御マップ（図１９参照）の切換回転数Ｎ
Ｅvgが演算される。この演算は図１に示したメモリ１６
３に記憶させた図６に示すマップを用いて演算される。
一方、ステップ３０１においてＮＥ≦Ａの時はステップ
３０４に進み、ＶＶＴの目標バルブ開閉タイミング切換
回転数ＮＥvgが図６に示す所定値Ｂとなる。この所定値
Ｂはシフト位置が５速の時の目標バルブ開閉タイミング
切換回転数ＮＥvgよりも大きな値である。

【００４９】ステップ３０４またはステップ１７０１が
終了するとステップ３０５に進み、機関回転数ＮＥの変
化率ΔＮＥが取り込まれる。この変化率ΔＮＥの演算
は、図示しないルーチンにおいて所定時間毎に実行され
ている。そして、続くステップ１７０２では、変化率Δ
ＮＥに応じたＶＶＴ１３３の制御マップの切換回転数Ｎ
Ｅvnが演算される。この演算は図１に示したメモリ１６
３に記憶させた図７に示すマップを用いて演算される。

【００５０】続くステップ３０７では、ステップ１７０
１で演算されたＶＶＴ制御マップの切換回転数ＮＥvgと
ステップ１７０２で演算されたＶＶＴ制御マップの切換
回転数ＮＥvnとの大小が比較される。そして、ＮＥvg＜
ＮＥvnの時はステップ３０８に進み、最適ＶＶＴ制御マ
ップの切換回転数ＮＥv がシフト位置に応じて演算され
た目標ＶＶＴ制御マップの切換回転数ＮＥvgとなり、Ｎ
Ｅvg≧ＮＥvnの時はステップ３０９に進み、最適ＶＶＴ
制御マップの切換回転数ＮＥv が機関回転数の変化率Δ
ＮＥに応じた目標ＶＶＴ制御マップの切換回転数ＮＥvn
となる。このようにして、最適目標ＶＶＴ制御マップの
切換回転数ＮＥv が演算されるとステップ１７０３に進
む。

【００５１】ステップ１７０３では、最適目標ＶＶＴ制
御マップの切換回転数ＮＥv を、機関の暖機状態に応じ
て補正するための補正係数Ｋが演算される。即ち、最適
目標ＶＶＴ制御マップの切換回転数ＮＥv を、機関の水
温ＴＨＷまたは油温ＴＨＯに応じて補正するための補正
係数Ｋが演算される。この補正係数Ｋは図１８の特性図
に示すように、機関が通常温度（水温ＴＨＷが７０℃程
度）にある時が１．０であり、機関温度がこの通常温度
より低い場合、および、高い場合にＫ＜１．０の値とな
る。

【００５２】続くステップ１７０４では、ステップ１７
０３で求められた補正係数Ｋが最適目標ＶＶＴ制御マッ
プの切換回転数ＮＥv に乗算され、最適目標ＶＶＴ制御
マップの切換回転数ＮＥv が補正される。続くステップ
１７０５では、最適目標ＶＶＴ制御マップ切換回転数Ｎ
Ｅv を現在の機関回転数ＮＥが越えたか否かが判定さ
れ、ＮＥ＞ＮＥv の時はステップ１７０６に進んで吸気
制御弁高速側のＶＶＴ制御マップ（図１９の高速マッ
プ）に切り換える動作が行われ、ＮＥ≦ＮＥv の時はス
テップ１７１０に進んで吸気制御弁低速側のＶＶＴ制御
マップ（図１９の低速マップ）に切り換える動作が行わ
れる。

【００５３】この吸気制御弁低速側のＶＶＴ制御マップ
は図１９(a) に実線で示されるような回転数−負荷特性
を備えており、吸気制御弁高速側のＶＶＴ制御マップは
図１９(a) に破線で示されるような回転数−負荷特性を
備えている。そして、この図１９(a) のＶＶＴ制御マッ
プの或る負荷における機関回転数とＶＶＴの位相値との
関係を取り出すと、図１９(b) のようになる。

【００５４】そして、ステップ１７１０に進んだ場合は
吸気制御弁低速側のＶＶＴ制御マップに切り換えられた
後にこのルーチンを終了するが、ステップ１７０６に進
んで吸気制御弁高速側のＶＶＴ制御マップに切り換えら
れた後は、ステップ１７０７において吸気制御弁２２
（図２０参照）の切換条件か否かが判定される。この判
定は、現在の機関回転数ＮＥが予め定められた吸気制御
弁切換回転数ＮＥinより大きくなったか否かで判定され
る。

【００５５】そして、ＮＩin＜ＮＥの場合はステップ１
７０８に進み、吸気制御弁２２を高速側に切り換える動
作が行われる。実際には、図２０(b) に示したＶＳＶ２
４がオフされ、大気圧がアクチュエータ２３に作用して
吸気制御弁２２が開かれ、吸気管長が実質的に短くなっ
て高速回転域での出力が高まる。一方、ＮＩin≧ＮＥの
場合はステップ１７０９に進み、吸気制御弁２２を低速
側に切り換える動作が行われる。実際には、図２０(b)
に示したＶＳＶ２４がオンされ、負圧がアクチュエータ
２３に作用して吸気制御弁２２が全閉になり、吸気管長
が長くなって中、低速回転域での出力が高まる。ステッ
プ１７０８または１７０９において吸気制御弁２２の切
換制御が行われた後にこのルーチンを終了する。

【００５６】図２４にで示す曲線は、吸気制御弁２２
が低速側の状態にあり、この状態に適した位相値でＶＶ
Ｔを制御した場合のトルク特性である。また、で示す
曲線は、吸気制御弁２２が高速側の状態にあり、この状
態に適した位相値でＶＶＴを制御した場合のトルク特性
である。そして、で示す曲線は、吸気制御弁２２が高
速側の状態にあるが、の状態に適した位相値でＶＶＴ
を制御した場合のトルク特性である。また、図中のＮＥ
inは吸気制御弁２２の切換回転数である。

【００５７】以上説明した実施例では、図２５に示すよ
うに機関回転数が低い時にはＶＶＴは低速マップによっ
て制御され、機関回転数が高い時には高速マップによっ
て制御されている。そして、最適目標ＶＶＴ制御マップ
切換回転数ＮＥv を現在の機関回転数ＮＥが越えた場合
には、ＶＶＴの制御マップが低速マップから高速マップ
に切り換えられるので、機関回転数ＮＥｖにおけるＶＶ
Ｔの位相値は低速マップ上のＰ点の値よりも大きい、高
速マップ上のＱ点の値となる。従って、機関回転数ＮＥ
ｖを越えて機関が加速された場合は、機関回転数ＮＥｖ
を越えた時点でＶＶＴの位相値が高速側に切り換わる。
実際のＶＶＴの位相値は応答遅れによってすぐには高速
マップ上の位相値には切り換わらないが、吸気制御弁２
２が低速側から高速側に切り換わる機関回転数ＮＥinに
おいては高速マップ上の位相値に切り換わっている。よ
って、トルクは図２４に示した，の曲線上を推移す
るので、吸気制御弁の切換に対するＶＶＴの制御遅れが
発生せず、常に最適のトルク特性が得られることにな
る。図２５における破線は、吸気制御弁が切り換わる時
点で制御マップを変更するようにした場合の従来のＶＶ
Ｔの位相値の変化を示すものである。この従来の制御で
はＶＶＴの応答遅れによって加速時になかなかＶＶＴの
位相値が高速マップ上の位相値に切り換わらない。よっ
て、従来の制御では加速時のトルクが不足することにな
る。

【００５８】なお、吸気流量特性の変更は、前述のよう
にサージタンクに吸気制御弁２２を設けて行う以外にも
実際に吸気管長や吸気管の断面積を変更するようにして
も良い。更には、スーパーチャージャのＯＮ／ＯＦＦに
よる変更、排気系にターボチャージャを複数備えるもの
におけるターボチャージャの使用個数の変更、或いは排
圧制御弁を備えるものにあっては、排圧制御弁を制御す
ることによる変更等が考えられる。また、この第２の実
施例においても機関の減速時のタイミング制御は、加速
時の制御と同様に行われるので、その説明を省略する。

【００５９】更に、開閉機構によって開閉される吸気
弁、或いは排気弁の開閉タイミングを、連続的に切り換
えることができるバルブ開閉タイミング可変アクチュエ
ータを備えたバルブ開閉タイミング制御装置の別の動作
を、本発明の第３の実施例として図２１および図２２を
用いて説明する。なお、この第３の実施例でも内燃機関
の吸気系には図２０(a) ，(b) に示した可変吸気システ
ムが採用されているものとする。

【００６０】この第３の実施例においては、バルブ開閉
タイミング（タイミングプーリとカムシャフトの位相差
で決まる）を制御するＶＶＴの制御マップは１つであ
る。即ち、吸気制御弁低速側における機関回転数と負荷
により定まるバルブ開閉タイミングを与えるＶＶＴの制
御マップと、吸気制御弁高速側における機関回転数と負
荷により定まるバルグ開閉タイミングを与えるＶＶＴの
制御マップは、図２２に示すように、所定回転数βでそ
の特性が急変するマップである。そして、この実施例で
は、このようなバルブ開閉タイミングを与えるＶＶＴの
制御マップの特性が急変する部分において、吸気制御弁
が切り換えられた際のＶＶＴの制御遅れを防止するもの
である。

【００６１】図２１は第３の実施例におけるＶＶＴ１３
３の制御手順を示すフローチャートであり、所定時間毎
に行われる。なお、図２１のフローチャートにおいて図
３と図１７で説明したステップと同じステップには同じ
ステップ番号を付して説明する。ステップ３０１では、
スロットル開度ＴＡが所定値Ａより大きいか否かが判定
される。ＴＡ＞Ａの時は機関の加速状態であり、この時
はステップ３０２に進んでシフト位置（ギヤ位置）が検
出される。そして、続くステップ２１０１において、こ
のシフト位置に応じたＶＶＴ（バルブ開閉タイミング可
変アクチュエータ）１３３の強制進角回転数ＮＥvgが演
算される。一方、ステップ３０１においてＮＥ≦Ａの時
はステップ３０４に進み、ＶＶＴの目標強制進角回転数
ＮＥvgが図６に示す所定値Ｂとなる。この所定値Ｂはシ
フト位置が５速の時のＶＶＴの目標強制進角回転数ＮＥ
vgよりも大きな値である。

【００６２】ステップ３０４またはステップ２１０１が
終了するとステップ３０５に進み、機関回転数ＮＥの変
化率ΔＮＥが取り込まれる。この変化率ΔＮＥの演算
は、図示しないルーチンにおいて所定時間毎に実行され
ている。そして、続くステップ２１０２では、変化率Δ
ＮＥに応じたＶＶＴ１３３の強制進角回転数ＮＥvnが演
算される。

【００６３】続くステップ３０７では、ステップ２１０
１で演算されたＶＶＴ１３３の強制進角回転数ＮＥvgと
ステップ２１０２で演算されたＶＶＴ１３３の強制進角
回転数ＮＥvnとの大小が比較される。そして、ＮＥvg＜
ＮＥvnの時はステップ３０８に進み、ＶＶＴの最適強制
進角回転数ＮＥv がシフト位置に応じて演算された目標
強制進角回転数ＮＥvgとなり、ＮＥvg≧ＮＥvnの時はス
テップ３０９に進み、ＶＶＴの最適強制進角回転数ＮＥ
v が機関回転数の変化率ΔＮＥに応じた目標強制進角回
転数ＮＥvnとなる。このようにして、ＶＶＴの最適目標
強制進角回転数ＮＥv が演算されるとステップ１７０３
に進む。

【００６４】ステップ１７０３では、ＶＶＴの最適目標
強制進角回転数ＮＥv を、機関の暖機状態に応じて補正
するための補正係数Ｋが演算される。即ち、ＶＶＴの最
適目標強制進角回転数ＮＥv を、機関の水温ＴＨＷまた
は油温ＴＨＯに応じて補正するための補正係数Ｋが演算
される。この補正係数Ｋの特性は図１８の特性図に示す
通りである。続くステップ１７０４では、ステップ１７
０３で求められた補正係数ＫがＶＶＴの最適目標強制進
角回転数ＮＥv に乗算され、ＶＶＴの最適目標強制進角
回転数ＮＥv が補正される。

【００６５】ステップ１７０４が終了するとステップ２
１０３に進み、現在の可変吸気システムが低速吸気側
（吸気制御弁が全閉状態）か否かが判定される。そし
て、可変吸気システムが低速吸気側の場合はステップ２
１０４に進み、現在の機関回転数ＮＥがＶＶＴの最適目
標強制進角回転数ＮＥv を越えたか否かが判定される。
そして、ＮＥ＞ＮＥv の場合はステップ２１０５に進
み、ＶＶＴのバルブ切換タイミングが、通常のマップに
従った制御から一時的に強制的に進角（デューティ１０
０％）にされる。

【００６６】これは、図２６に示すように、ＶＶＴのバ
ルブ開閉タイミング位相値を油圧で制御しているものに
おいて、油圧のデューティ比を大きく（ここでは１００
％）して、強制的にＶＶＴを進角制御することにより、
吸気制御弁切り換え時の応答遅れを、吸気制御弁の切り
換え前にＶＶＴの進角を実行することによって抑制する
のである。なお、このＶＶＴの強制進角制御は、図２６
に示すように、通常マップに従った制御から、一時的に
機関回転数ＮＥが機関回転数ＮＥinになるまで実行され
る。

【００６７】一方、ステップ２１０３で可変吸気システ
ムが高速吸気側（吸気制御弁が全開状態）である場合、
または、ステップ２１０４でＮＥ≦ＮＥv の場合はステ
ップ２１０６に進む。ステップ２１０６においては、機
関回転数ＮＥと機関負荷に応じたＶＶＴのバルブ開閉タ
イミングの目標値ＶＶＴo が、図２２に示すような目標
マップを用いて演算される。そして、続くステップ２１
０７では、実際のＶＶＴのバルブ開閉タイミングが目標
値ＶＶＴo になるようにフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御
を行う指示がなされる。この指示によって、図示しない
ルーチンにおいて実際のＶＶＴのバルブ開閉タイミング
が目標値ＶＶＴo になるようなフィードバック（Ｆ／
Ｂ）制御が実行される。

【００６８】ステップ２１０５またはステップ２１０７
が終了した後はステップ１７０７からステップ１７０９
に進み、図１７で説明したように、現在の機関回転数Ｎ
Ｅが予め定められた吸気制御弁切換回転数ＮＥinより大
きくなった場合は吸気制御弁が高速側に切り換えられ、
現在の機関回転数ＮＥが予め定められた吸気制御弁切換
回転数ＮＥin以下の場合は、吸気制御弁が低速側に切り
換えられてこのルーチンを終了する。

【００６９】このように、第３の実施例では、現在の機
関回転数ＮＥがＶＶＴの最適目標強制進角回転数ＮＥv
を越えた場合には、直ちにＶＶＴのバルブ開閉タイミン
グが進角制御されるので、図２２に示したＶＶＴの制御
マップにおいて特性が急変する場合でも、ＶＶＴの制御
の遅れが小さくなり、更に、図１９に示したような機関
の回転数に応じた二重マップを持つ必要がなくなる。

【００７０】最後に、開閉機構によって開閉される吸気
弁、或いは排気弁の開閉タイミングを、連続的に切り換
えることができるバルブ開閉タイミング可変アクチュエ
ータを備えたバルブ開閉タイミング制御装置の更に別の
動作を、本発明の第４の実施例として図２３を用いて説
明する。なお、この第４の実施例でも内燃機関の吸気系
には図２０(a) ，(b) に示した可変吸気システムが同様
に採用されているものとする。

【００７１】この第４の実施例においては、第３の実施
例と同様の機関回転数と負荷から定められるバルブ開閉
タイミングを与えるＶＶＴの制御マップを備えている。
そして、図２１において説明した第３の実施例の制御の
ステップ２１０３までの制御と同じ制御が実行される。
そして、第３の実施例では現在の機関回転数ＮＥがＶＶ
Ｔの最適目標強制進角回転数ＮＥv を越えた場合は、Ｖ
ＶＴのバルブ開閉タイミングを強制的に進角制御するよ
うにしていたが、この第４の実施例では、現在の機関回
転数ＮＥがＶＶＴの最適目標強制進角回転数ＮＥv を越
えた場合には、ＶＶＴの目標バルブ開閉タイミングを吸
気制御弁の低速側から高速側への切換点β（機関回転数
ＮＥin) の値としている。従って、この第４の実施例で
は、ステップ１７０３までの制御の図示および説明は省
略し、ステップ１７０４以降の制御について説明する。

【００７２】第４の実施例では、ステップ１７０４にお
いてステップ１７０３で求められた補正係数ＫがＶＶＴ
の最適目標強制進角回転数ＮＥv に乗算され、最適目標
強制進角回転数ＮＥv が補正された後、ステップ２１０
３において、現在の可変吸気システムが低速吸気側（吸
気制御弁が全閉状態）か否かが判定される。そして、可
変吸気システムが低速吸気側の場合はステップ２１０４
に進み、現在の機関回転数ＮＥがＶＶＴの最適目標強制
進角回転数ＮＥv を越えたか否かが判定される。

【００７３】そして、ＮＥ＞ＮＥv の場合はステップ２
３０１に進み、ＶＶＴのバルブ開閉タイミングの目標値
ＶＶＴo の値が吸気制御弁の切換点β (機関回転数ＮＥ
in)の値にされる。この切換点βは図２２に示される。
一方、ステップ２１０３で可変吸気システムが高速吸気
側（吸気制御弁が全開状態）である場合、または、ステ
ップ２１０４でＮＥ≦ＮＥv の場合はステップ２１０６
に進む。ステップ２１０６においては、機関回転数ＮＥ
と機関負荷に応じたＶＶＴのバルブ開閉タイミングを与
える目標値ＶＶＴo が、図２２に示す目標マップを用い
て演算される。この時、吸気制御弁は閉じているので、
ＶＶＴのバルブ開閉タイミングの目標値ＶＶＴo は、機
関回転数が前述の切換点β (機関回転数ＮＥin) におけ
る回転数よりも小さな領域において機関負荷に応じて演
算される。

【００７４】ステップ２１０６の処理が終了するとステ
ップ２１０７に進む。ステップ２１０７では、実際のＶ
ＶＴのバルブ開閉タイミングの目標値ＶＶＴo になるよ
うなフィードバック制御が行われる。ステップ２１０７
またはステップ２３０１が終了した後はステップ１７０
８からステップ１７０７に進み、図１７で説明したよう
に、現在の機関回転数ＮＥが予め定められた吸気制御弁
切換回転数ＮＥinより大きくなった場合は吸気制御弁が
高速側に切り換えられ、現在の機関回転数ＮＥが予め定
められた吸気制御弁切換回転数ＮＥin以下の場合は、吸
気制御弁が低速側に切り換えられてこのルーチンを終了
する。

【００７５】このように、第４の実施例では、現在の機
関回転数ＮＥがＶＶＴの最適目標強制進角回転数ＮＥv
を越えた場合には直ちにＶＶＴのバルブ開閉タイミング
の目標値ＶＶＴo が吸気制御弁の切換点β (機関回転数
ＮＥin) の値に制御されるので、図２２に示したＶＶＴ
の制御マップにおいて特性が急変する場合でも、ＶＶＴ
の制御の遅れが小さくなり、更に、図１９に示したよう
な機関の回転数に応じた二重マップを持つ必要がなくな
る。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の形
態は、内燃機関の吸気弁、或いは排気弁の開閉タイミン
グを、少なくとも２段階に非連続的に切換可能なＶＶＴ
を備えたバルブ開閉タイミング制御装置に適用されるも
のであり、機関の運転状態パラメータに応じて、ＶＶＴ
の切換タイミングとなる機関回転数の目標値が、変速機
のシフト位置に基づいた値と、機関回転数の変化率に基
づいた値の２通り演算され、このうち現在の機関回転数
に近い方が最適目標値として選択され、この最適目標値
に実際の機関回転数が達した時にＶＶＴの切換タイミン
グが切り換わるので、機関加速時のＶＶＴの切換遅れを
小さくすることができるという効果がある。

【００７７】また、本発明の第２の形態は、内燃機関の
吸気弁、或いは排気弁の開閉タイミングを、連続的に切
り換え可能なＶＶＴを備えたバルブ開閉タイミング制御
装置に適用されるものであり、機関の運転状態パラメー
タに応じて、機関回転数と負荷とからバルブ開閉タイミ
ングが演算して設定され、この設定された開閉タイミン
グになるようにバルブ開閉タイミングが変更されると共
に、吸気制御弁または排気弁の流量効率が変更され、そ
してバルブ開閉タイミングの変更に要する時間が吸気制
御弁または排気弁の流量効率の変更に要する時間より長
くなる過渡時に、吸気制御弁または排気弁の流量効率の
変更に先立って、バルブ開閉タイミングの変更に要する
時間の遅れが補償されるので、機関加速時のＶＶＴの切
換遅れを小さくすることができるという効果がある。

【００７８】なお、バルブ開閉タイミングを複数のマッ
プで設定するようにすれば、吸、排気系の流量特性の急
激な変化があっても、ＶＶＴの目標切換タイミングのマ
ップを変更することで、精度良くＶＶＴの切換タイミン
グの制御遅れを防止することができる。更に、バルブ開
閉タイミングの設定を現在の機関回転数に所定回転数加
減した回転数によって行うようにすれば、バルブ開閉タ
イミングの設定を１つのマップで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関のバルブ開閉タイミング
制御装置の構成図である。

【図２】図１のバルブ開閉タイミング制御装置に使用す
る油圧式のバルブ開閉タイミング可変アクチュエータ
（ＶＶＴ）の一例の断面図である。

【図３】本発明の内燃機関のバルブ開閉タイミング制御
装置の第１の実施例における機関の加速時のＶＶＴのタ
イミング制御手順を示すフローチャートである。

【図４】第１の実施例において使用するスロットル弁開
度の開度判定基準値の機関回転数に対する推移を示すマ
ップ図である。

【図５】本発明において機関回転数の変化率が変速機の
シフト位置に対応することを説明するための説明図であ
る。

【図６】第１の実施例において、シフト位置に対するＶ
ＶＴの切換タイミングに相当する機関回転数を演算する
ためのマップ図である。

【図７】第１の実施例において、機関回転数の変化率に
対するＶＶＴの切換タイミングに相当する機関回転数を
演算するためのマップ図である。

【図８】図３の制御手順によって実施されるＶＶＴの低
速、高速カムの動作領域を、機関回転数とスロットル開
度に応じて示す説明図である。

【図９】本発明の内燃機関のバルブ開閉タイミング制御
装置の第１の実施例における機関の減速時のＶＶＴのタ
イミング制御手順を示すフローチャートである。

【図１０】第１の実施例において、機関の減速時に使用
するスロットル弁開度の開度判定基準値の機関回転数に
対する推移を示すマップ図である。

【図１１】第１の実施例において、機関減速時のシフト
位置に対するＶＶＴの切換タイミングに相当する機関回
転数を演算するためのマップ図である。

【図１２】第１の実施例において、機関減速時の機関回
転数の負の変化率に対するＶＶＴの切換タイミングに相
当する機関回転数を演算するためのマップ図である。

【図１３】本発明の内燃機関のバルブ開閉タイミング制
御装置の第１の実施例の変形例における機関加速時のＶ
ＶＴのタイミング制御手順を示すフローチャートであ
る。

【図１４】図１３の制御手順において演算する坂道補正
係数Ｋ１を求めるためのマップ図である。

【図１５】図１３の制御手順において演算する高地補正
係数Ｋ２を求めるためのマップ図である。

【図１６】図１３の制御手順において演算する負荷補正
係数Ｋ３を求めるためのマップ図である。

【図１７】本発明の内燃機関のバルブ開閉タイミング制
御装置の第２の実施例の機関加速時のＶＶＴのタイミン
グ制御手順を示すフローチャートである。

【図１８】図１７の制御手順において演算する補正係数
Ｋを求めるためのマップ図である。

【図１９】(a) は図１７の制御手順において使用するＶ
ＶＴ制御マップ、(b) はある負荷におけるＶＶＴ制御マ
ップの機関回転数に対するＶＶＴの位相値の特性を示す
マップである。

【図２０】(a) は本発明の第２の実施例を適用する内燃
機関の吸気系の構成を示すものであり、吸気管のサージ
タンク内の隔壁に設けられた吸気制御弁を説明する説明
図、(b) は吸気制御弁の制御系の構成を示す構成図であ
る。

【図２１】本発明の内燃機関のバルブ開閉タイミング制
御装置の第３の実施例の機関加速時のＶＶＴのタイミン
グ制御手順を示すフローチャートである。

【図２２】第３図の実施例における機関回転数に対する
吸気制御弁の開閉特性、およびＶＶＴの切換回転数の目
標値の吸気制御弁の開閉特性に応じた変化を示すマップ
図である。

【図２３】本発明の内燃機関のバルブ開閉タイミング制
御装置の第４の実施例の機関加速時のＶＶＴのタイミン
グ制御手順を示すフローチャートである。

【図２４】本発明のバルブ開閉タイミング制御装置にお
ける吸気制御弁の状態とＶＶＴの位相値とをパラメータ
とした機関回転数に対するトルク変化を示すマップ図で
ある。

【図２５】本発明のバルブ開閉タイミング制御装置にお
ける機関回転数に対する吸気制御弁の状態と、ＶＶＴの
吸気制御弁の状態に応じた位相値の変化を示すマップ図
である。

【図２６】本発明の内燃機関のバルブ開閉タイミング制
御装置の第３の実施例におけるデューティ値の変更によ
るＶＶＴの強制進角制御を説明する説明図である。

【符号の説明】

１６…エンジンコントロールコンピュータ（内燃機関制
御装置） ２０…サージタンク ２１…隔壁 ２２…吸気制御弁 ２３…アクチュエータ ２４…ＶＳＶ（負圧切換弁） ２５…バキュームタンク １１１…ピストン １１３…クランクシャフト １１５…第１の磁気センサ １２１…吸気管 １２３…スロットル弁 １２４…スロットル弁開度センサ １３…吸気弁 １３１…吸気弁カムシャフト １３３…ＶＶＴ １３４…制御弁 １３６…第２の磁気センサ １５１…第１の回転数センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 27/02 Ｆ０２Ｂ 27/02 Ｍ Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｃ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｍ ３１２Ｎ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 13/02 F01L 1/34 F01L 13/00 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関において、開閉機構によって開
   閉される吸気弁、或いは排気弁の開閉タイミングを、少
   なくとも２段階に非連続的に切り換えることができるバ
   ルブ開閉タイミング可変アクチュエータを備えたバルブ
   開閉タイミング制御装置であって、 機関回転数、変速機のシフト位置を含む機関の運転状態
   パラメータを検出する機関の運転状態検出手段と、 前記非連続式のバルブ開閉タイミング可変アクチュエー
   タの切り換え作動タイミングとなる機関回転数の目標値
   を、変速機のシフト位置に基づいて演算する第１の切換
   目標値演算手段と、 前記非連続式のバルブ開閉タイミング可変アクチュエー
   タの切り換え作動タイミングとなる機関回転数の目標値
   を、機関回転数の変化率に基づいて演算する第２の切換
   目標値演算手段と、 前記第１、第２の切換目標値のうち、現在の機関回転数
   に近い切換目標値を最適切換目標値として設定する最適
   切換目標値設定手段と、 この最適切換目標値に実際の機関回転数が達した時に、
   前記バルブ開閉タイミング可変アクチュエータの切り換
   え作動タイミングを切り換える切換タイミング制御手段
   と、 を備えることを特徴とする内燃機関のバルブ開閉タイミ
   ング制御装置。
2. 【請求項２】 内燃機関において、開閉機構によって開
   閉される吸気弁、或いは排気弁の開閉タイミングを、連
   続的に切り換えることができるバルブ開閉タイミング可
   変アクチュエータを備えたバルブ開閉タイミング制御装
   置であって、 機関回転数、負荷を含む機関の運転状態パラメータを検
   出する機関の運転状態検出手段と、 機関回転数と負荷とからバルブ開閉タイミングを演算し
   て設定するバルブ開閉タイミング設定手段と、 このバルブ開閉タイミング設定手段により設定された開
   閉タイミングになるように、前記バルブ開閉タイミング
   可変アクチュエータのバルブの開閉タイミングを変更す
   る連続式バルブ開閉タイミング変更手段と、 吸気または排気の流量効率を変更する流量効率変更手段
   と、 前記流量効率変更手段の変更に先立って、前記連続式バ
   ルブ開閉タイミング可変手段の制御遅れを補償する補償
   手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関のバルブ開閉タイミ
   ング制御装置。
3. 【請求項３】 前記補償手段は、前記流量効率変更手段
   の動作に応じた前記バルブ開閉タイミング設定手段の開
   閉タイミングを複数通り有し、前記流量効率変更手段の
   変更に先立って、或る開閉タイミング設定値から別の開
   閉タイミング設定値に変更するものであることを特徴と
   する請求項２に記載の内燃機関のバルブ開閉タイミング
   制御装置。
4. 【請求項４】 前記補償手段は、前記流量効率変更手段
   の変更に先立って、現在の機関回転数に所定回転数加減
   した回転数におけるバルブ開閉タイミングを前記バルブ
   開閉タイミング設定手段から求め、前記連続式バルブ開
   閉タイミング変更手段の設定された開閉タイミングとす
   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
   開閉タイミング制御装置。