JP3082509B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸気バルブの開弁時期
を調整可能とした可変バルブタイミング機構を備えた内
燃機関の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の運転状態に応じて
吸気側カムシャフトの回転位相を変化させて、吸気バル
ブの開閉時期を早めたり遅らせたりする可変バルブタイ
ミング機構がある。その一つとして、吸気バルブの閉弁
時期を、機関始動時にピストン下死点ＢＤＣ近くまで早
めるようにした技術がある。この技術は、閉弁時期を早
めることで吸気の吹返しを防ぎ、充填効率及び実圧縮比
を上昇させて、始動性を改善しようとするものである。

【０００３】ところが、始動性改善のためには、単に充
填効率を確保するだけでは不十分であり、機関回転数の
確保も考慮する必要がある。すなわち、冬期や寒冷地等
において内燃機関を始動させる場合、オイル粘度の上昇
等により、もともとピストンの摺動抵抗が大きくなって
いる。そのうえに上記のように充填効率を上げると、ピ
ストンの圧縮抵抗が大きくなり、ピストンの受ける抵抗
がより一層大きくなって、機関回転数が上昇しにくくな
り、機関始動性が損なわれてしまう。

【０００４】そこで、例えば特開昭６０−１３８２１８
号公報では、内燃機関の冷間始動時に、吸気バルブの閉
弁時期をアイドリング時の閉弁時期よりも遅らせるよう
にしている。この技術によると、冷間始動時における内
燃機関のクランキング中は、実質的な充填量を最小限に
とどめて、ピストンが受ける圧縮抵抗を減少させ、機関
回転数を早期に立ち上がらせることにより、始動性を改
善することが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、後者の技術
では吸気バルブの閉弁時期を調整して圧縮抵抗を減少で
きるものの、燃料噴射時期に関しては何ら考慮されてい
ない。このため、燃料噴射時期の設定の仕方によって
は、噴射燃料の微粒化がなされないおそれがある。その
結果、機関始動性が十分に改善されなかったり、始動時
のエミッションの悪化を招いたりするという問題があ
る。

【０００６】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、内燃機関の始動時における噴射
燃料の微粒化を促進し、エミッションの悪化を招くこと
なく始動性の向上を図ることが可能な内燃機関の制御装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、図１に示すように、ピストンＭ１の往復動
をクランクシャフトＭ２の回転運動に変換して動力を得
る内燃機関Ｍ３に設けられ、クランクシャフトＭ２の回
転にて駆動されることにより、内燃機関Ｍ３の燃焼室Ｍ
４に連通する吸気通路Ｍ５及び排気通路Ｍ６をそれぞれ
開閉する吸気バルブＭ７及び排気バルブＭ８と、前記吸
気バルブＭ７及び排気バルブＭ８のうち、少なくとも吸
気バルブＭ７の開弁時期を調整可能な可変バルブタイミ
ング機構Ｍ９と、前記吸気通路Ｍ５に設けられ、燃焼室
Ｍ４へ燃料を噴射する燃料噴射弁Ｍ１０と、前記内燃機
関Ｍ３の始動状態を検出する始動状態検出手段Ｍ１１
と、前記始動状態検出手段Ｍ１１により内燃機関Ｍ３の
始動状態が検出されたときには、排気バルブＭ８の閉弁
後であって前記ピストンＭ１が上死点に達してから所定
期間が経過した後に吸気バルブＭ７が開弁するように可
変バルブタイミング機構Ｍ９を駆動制御する第１の制御
手段Ｍ１２と、前記始動状態検出手段Ｍ１１により内燃
機関Ｍ３の始動状態が検出されたときには、吸気バルブ
Ｍ７が開弁するのと同時に燃料噴射が開始されるように
燃料噴射弁Ｍ１０を駆動制御する第２の制御手段Ｍ１３
とを備えている。

【０００８】

【作用】内燃機関Ｍ３が始動されて、その始動状態が始
動状態検出手段Ｍ１１によって検出されると、可変バル
ブタイミング機構Ｍ９が第１の制御手段Ｍ１２によって
駆動制御される。この駆動制御により、排気バルブＭ８
の閉弁後であってピストンＭ１が上死点に達してから所
定期間が経過した後に吸気バルブＭ７が開弁される。つ
まり、吸入行程においては、排気バルブＭ８及び吸気バ
ルブＭ７がともに閉弁している期間が存在し、この期間
にピストンＭ１が上死点から下死点へ向けて下降運動す
る。このため、同期間には燃焼室Ｍ４内に大きな負圧が
発生する。この状態で吸気バルブＭ７が開弁されると、
前記負圧の作用により、吸気通路Ｍ５を通過する吸入空
気と燃料噴射弁Ｍ１０からの噴射燃料とからなる混合気
が燃焼室Ｍ４へ勢いよく吸い込まれる。

【０００９】また、始動状態検出手段Ｍ１１によって内
燃機関Ｍ３の始動状態が検出されると、燃料噴射弁Ｍ１
０が第２の制御手段Ｍ１３によって駆動制御される。こ
の駆動制御により、前記吸気バルブＭ７の開弁と同時に
燃料が噴射される。

【００１０】従って、内燃機関Ｍ３の始動時において
は、燃焼室Ｍ４内で負圧が発生しているときに吸気バル
ブＭ７が開弁されて、燃焼室Ｍ４へ吸気が導入されると
ともに、その導入と同時に燃料噴射弁Ｍ１０から燃料が
噴射される。この際の負圧の作用により、噴射燃料の微
粒化が促進される。その結果、燃焼状態が良好になり、
エミッションの悪化が抑えられるとともに始動性の向上
が図られるようになる。

【００１１】

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図２〜
図６に従って説明する。図２は、自動車に搭載される内
燃機関としての多気筒ガソリンエンジン（以下、単にエ
ンジンという）１の概略構成図である。エンジン１のシ
リンダブロック１ａには、気筒数に応じた数のシリンダ
２が並設され、各シリンダ２内にはピストン３が上下方
向への往復動可能に収容されている。ピストン３はコネ
クティングロッド１５によってクランクシャフトＣに連
結されている。ピストン３の往復運動がコネクティング
ロッド１５によって回転運動に変換され、クランクシャ
フトＣが回転駆動される。

【００１３】ピストン３の上方には燃焼室４が形成さ
れ、ここに吸気通路５及び排気通路６がそれぞれ連通し
ている。燃焼室４と吸気通路５との連通部分は吸気バル
ブ７によって開閉され、燃焼室４と排気通路６との連通
部分は排気バルブ８によって開閉される。これらの吸気
バルブ７及び排気バルブ８は、前記クランクシャフトＣ
に駆動連結されたカムシャフト９，１０によりそれぞれ
往復動される。

【００１４】前記エンジン１は、吸気通路５からの外気
と、燃料噴射弁１１から噴射される燃料とからなる混合
気を、吸気バルブ７を介して燃焼室４内へ導入する。そ
して、エンジン１は点火プラグ１２により混合気を燃焼
室４内で爆発させて駆動力を得た後、その排気ガスを排
気バルブ８を介して排気通路６へ排出する。

【００１５】前記吸気通路５には、アクセルペダル（図
示しない）の操作に連動して開閉されるスロットルバル
ブ１３が設けられており、このスロットルバルブ１３の
開閉により吸気通路５への吸入空気の量が調節される。
スロットルバルブ１３の近傍には、その開度（スロット
ル開度ＴＡ）を検出するスロットル開度センサ１４が取
付けられている。また、スロットルバルブ１３の上流側
には、吸入空気量Ｑを検出するためのエアフロメータ１
６が配設されている。エアフロメータ１６には、エンジ
ン１が吸入する空気の温度（吸気温ＴＨＡ）を検出する
ための吸気温センサ１７が内蔵されている。

【００１６】前記点火プラグ１２には、ディストリビュ
ータ１８で分配された点火電圧が印加される。ディスト
リビュータ１８は、イグナイタ１９から出力される高電
圧を、クランクシャフトＣの回転に同期して各点火プラ
グ１２に分配するためのものであり、各点火プラグ１２
の点火タイミングはイグナイタ１９からの高電圧出力タ
イミングにより決定される。

【００１７】ディストリビュータ１８は始動状態検出手
段としての回転数センサ２１と気筒判別センサ２２とを
内蔵している。回転数センサ２１はクランクシャフトＣ
の一定角度（例えば３０°ＣＡ）毎にパルス信号を発生
し、このパルス信号からクランク角を検出するととも
に、単位時間当たりのパルス信号の数からクランクシャ
フトＣの回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する。ま
た、気筒判別センサ２２は、クランクシャフトＣの所定
角度（例えば３６０°ＣＡ）毎にパルス信号を発生し、
このパルス信号からクランク角基準位置（上死点ＴＤ
Ｃ）を検出するとともに気筒判別を行う。

【００１８】エンジン１のシリンダブロック１ａには、
冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ
２３が取付けられている。また、自動車の走行速度（車
速ＳＰＤ）を検出するための車速センサ２０が、トラン
スミッション（図示しない）に設けられている。

【００１９】加えて、本実施例では前記吸気バルブ７の
開弁時期及び閉弁時期を調整するための可変バルブタイ
ミング機構２４が設けられている。次に、この機構２４
について詳述する。

【００２０】図３に示すように、エンジン１には、前記
吸気バルブ７を開閉駆動するためのカムシャフト９がシ
リンダヘッド１ｂ及びベアリングキャップ３０によって
回転可能に支持されている。また、シリンダヘッド１ｂ
及びカムシャフト９には、カムジャーナル９ａに潤滑油
を供給するためのジャーナル油路２５，２６がそれぞれ
形成されている。そして、エンジン１の運転中にオイル
ポンプ２７によりオイルパン２８から吸い上げられる潤
滑油が、オイルフィルタ２９を介してジャーナル油路２
５，２６へ送られ、カムジャーナル９ａに供給されるよ
うになっている。

【００２１】前記可変バルブタイミング機構２４は、カ
ムシャフト９の前端部（図３の左端部）に設けられてい
る。同機構２４は、外周に複数の外歯３１を有し、かつ
前側部に収容凹部３２を有するプーリ本体３３と、その
収容凹部３２を覆うようにカムシャフト９の前端にてボ
ルト３４で固定されたキャップ３５とを備えている。プ
ーリ本体３３の開口端とキャップ３５の外周との間に
は、緩衝用の粘性継手（ビスカスカップリング）３６が
設けられている。ビスカスカップリング３６は、プーリ
本体３３に圧入固定されたアウタープレート３７と、キ
ャップ３５の外周に形成されたインナープレート３８と
からなり、両者３７，３８の間に高粘度の粘性流体が封
入されている。

【００２２】プーリ本体３３とキャップ３５との間には
リングギヤ３９が介在されて両者３３，３５が連結され
ている。すなわち、キャップ３５により密閉されたプー
リ本体３３の収容凹部３２にはリングギヤ３９が収容さ
れている。リングギヤ３９は、その内外周に設けられた
複数の歯３９ａ，３９ｂの両方がヘリカル歯になってお
り、リングギヤ３９の軸線方向（図３の左右方向）への
移動によってカムシャフト９に対し相対回動可能になっ
ている。各歯３９ａ，３９ｂは、プーリ本体３３の内歯
３３ａとキャップ３５の内歯３５ａとにそれぞれ噛合し
ている。そして、プーリ本体３３の外歯３１に掛装され
たタイミングベルト４１を介して、同プーリ本体３３が
エンジン１のクランクシャフトＣに駆動連結されてい
る。

【００２３】従って、クランクシャフトＣの回転がプー
リ本体３３に伝達されることにより、リングギヤ３９に
て連結されたプーリ本体３３とキャップ３５とが一体的
に回転され、カムシャフト９が回転駆動される。

【００２４】プーリ本体３３の収容凹部３２においてリ
ングギヤ３９の前端側は加圧室４４となっており、ここ
には、シリンダヘッド１ｂ及びカムシャフト９内に形成
された制御油路４２，４３等を通じて送られる制御油が
作用する。同じく収容凹部３２においてリングギヤ３９
の後端側はスプリング室４５となっており、ここには、
前記制御油圧に対向する釣り合い用のスプリング４６が
圧縮状態で収容されている。

【００２５】また、可変バルブタイミング機構２４はオ
イルスイッチングバルブ４７を備えている。オイルスイ
ッチングバルブ４７は、前記オイルフィルタ２９からジ
ャーナル油路２５へ送られる潤滑油の一部を、前記制御
油路４２，４３を介し加圧室４４へ供給又は停止するた
めのものである。そして、エンジン１の運転中にこのオ
イルスイッチングバルブ４７が閉弁されると、スプリン
グ４６の付勢力によってリングギヤ３９が図３で示すよ
うに前側に位置する。このときの吸気バルブ７の開閉時
期を始動時タイミングとする。

【００２６】一方、前述の状態からオイルスイッチング
バルブ４７が開弁されると、加圧室４４に制御油が導か
れる。すると、リングギヤ３９の前端側に制御油圧が加
えられ、そのリングギヤ３９がスプリング４６の付勢力
に抗して後方へ移動しながら回動される。この結果、吸
気用のカムシャフト９に捩じりが付与され、カムシャフ
ト９とプーリ本体３３との回転方向における相対位置が
変えられる。このときの吸気バルブ７の開弁時期及び閉
弁時期は、ともに前記始動時タイミングよりも早い通常
タイミングとなる。

【００２７】なお、カムシャフト９の捩じりの際にはリ
ングギヤ３９にバックラッシが生じるが、そのバックラ
ッシに基づくガタツキはビスカスカップリング３６の作
用により緩衝され、異音の発生が抑えられる。また、前
記収容凹部３２の加圧室４４からスプリング室４５へ漏
れ出た制御油をオイルパン２８へ戻すために、プーリ本
体３３及びカムシャフト９の一部には戻し油路４８が形
成されている。また、カムシャフト９を支持するシリン
ダヘッド１ｂ及びベアリングキャップ３０には、油戻し
孔４９がそれぞれ形成されている。

【００２８】ところで、図４には、始動時タイミング及
び通常タイミングにおける吸気バルブ７の開閉弁時期、
及び排気バルブ８の開閉弁時期を、バルブリフト量との
関係で示す。吸気バルブ７は、始動時タイミングにおい
ては、例えば実線で示すように上死点ＴＤＣ後約３５°
ＣＡで開弁され、下死点ＢＤＣ後約８０°ＣＡで閉弁さ
れる。また、吸気バルブ７は通常タイミングにおいて
は、例えば二点鎖線で示すように上死点ＴＤＣ前約５°
ＣＡで開弁され、下死点ＢＤＣ後約４０°ＣＡで閉弁さ
れる。一方、排気バルブ８の開閉弁時期は変更されず、
例えば下死点ＢＤＣ前約４０°ＣＡで開弁され、上死点
ＴＤＣ後約５°ＣＡで閉弁される。

【００２９】図２に示すように、前述したスロットル開
度センサ１４、エアフロメータ１６、吸気温センサ１
７、車速センサ２０、回転数センサ２１、気筒判別セン
サ２２及び水温センサ２３は、電子制御装置（以下、単
に「ＥＣＵ」という）５１の入力側に電気的に接続され
ている。また、各燃料噴射弁１１、イグナイタ１９及び
オイルスイッチングバルブ４７は、ＥＣＵ５１の出力側
に電気的に接続されている。

【００３０】ＥＣＵ５１は、第１の制御手段及び第２の
制御手段としての中央処理装置（以下、ＣＰＵという）
５２、読み出し専用メモリ（以下、ＲＯＭという) ５
３、ランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭという）５
４、入力ポート５５及び出力ポート５６を備え、これら
は互いにバス５７によって接続されている。ＣＰＵ５２
は、予め設定された制御プログラムに従って各種演算処
理を実行し、ＲＯＭ５３はＣＰＵ５２で演算処理を実行
するために必要な制御プログラムや初期データを予め記
憶している。また、ＲＡＭ５４はＣＰＵ５２の演算結果
を一時記憶する。

【００３１】ＣＰＵ５２は、入力ポート５５を介して前
記スロットル開度センサ１４、エアフロメータ１６、吸
気温センサ１７、車速センサ２０、回転数センサ２１、
気筒判別センサ２２及び水温センサ２３からの信号を入
力する。ＣＰＵ５２はこれらの検出信号に基づいて、出
力ポート５６に接続された燃料噴射弁１１、イグナイタ
１９及びオイルスイッチングバルブ４７を駆動して燃焼
噴射制御、バルブタイミング制御等をそれぞれ実行す
る。

【００３２】次に、前記のように構成された本実施例の
作用を説明する。図５のフローチャートはＣＰＵ５２に
よって実行される各処理のうち、吸気バルブ７のバルブ
タイミングを制御するためのルーチンを示す。また、図
６のフローチャートは、燃料噴射弁１１による燃料噴射
を制御するためのルーチンを示す。これらのルーチン
は、いずれもエンジン１の始動のためにイグニションキ
ーがオン操作された後、所定時間毎に実行される。

【００３３】図５のバルブタイミング制御ルーチンが開
始されると、ＣＰＵ５２はまずステップ１０１におい
て、回転数センサ２１によるエンジン回転数ＮＥを読み
込む。続いて、ＣＰＵ５２はステップ１０２において、
前記エンジン回転数ＮＥが、予め定められた回転数（例
えば５００ｒｐｍ）以上であるか否かを判定する。ステ
ップ１０２の判定条件が成立していないと（ＮＥ＜５０
０ｒｐｍ）、ＣＰＵ５２はエンジン１が始動中であると
判断し、ステップ１０３でオイルスイッチングバルブ４
７を閉弁させるための制御信号を出力し、このルーチン
を終了する。すると、加圧室４４への制御油の供給が停
止されてリングギヤ３９の前端に制御油圧が加えられな
いので、スプリング４６の付勢力によってリングギヤ３
９が図３で示す位置に保持される。その結果、図４にお
いて実線で示すように、吸気バルブ７の開弁時期及び閉
弁時期がともに排気バルブ８の閉弁時期よりも遅くな
り、排気終わりの上死点ＴＤＣ付近で吸気バルブ７及び
排気バルブ８の両者が開弁している期間（バルブオーバ
ーラップ）がなくなる。

【００３４】一方、前記ステップ１０２の判定条件が成
立すると（ＮＥ≧５００ｒｐｍ）と、ＣＰＵ５２はエン
ジン１の始動が終了したと判断し、ステップ１０４でオ
イルスイッチングバルブ４７を開弁させるための制御信
号を出力し、このルーチンを終了する。すると、加圧室
４４へ制御油が供給されてリングギヤ３９の前端に制御
油圧が加えられ、リングギヤ３９が回転しながら後方へ
移動する。その結果、カムシャフト９とプーリ本体３３
との回転方向における相対位置が変えられ、吸気バルブ
７の開弁時期及び閉弁時期が図４において二点鎖線で示
すようにともに早められる。そして、吸・排気両バルブ
７，８のバルブオーバーラップが０°ＣＡよりも大きな
所定値（この場合約１０°ＣＡ）となる。すると、慣性
を利用して吸気効率が高められ、高出力が得られる。

【００３５】このようにバルブタイミング制御ルーチン
では、エンジン１の始動時と始動終了後とで吸気バルブ
７の開閉弁時期が変更される。特に、始動時には、吸・
排気両バルブ７，８のバルブオーバーラップが負に調整
される。この負の期間（排気バルブ８が閉弁されてから
吸気バルブ７が開弁されるまでの期間）には、燃焼室４
内が大きく減圧され、負圧となる。

【００３６】次に、図６の燃料噴射制御ルーチンについ
て説明する。このルーチンが開始されると、ＣＰＵ５２
はまずステップ２０１で、エアフロメータ１６による吸
入空気量Ｑ、吸気温センサ１７による吸気温ＴＨＡ、回
転数センサ２１によるエンジン回転数ＮＥ、気筒判別セ
ンサ２２による基準位置信号、水温センサ２３による冷
却水温ＴＨＷ等のエンジン１の運転状態に関する各種デ
ータを読み込む。

【００３７】次に、ＣＰＵ５２はステップ２０２におい
て、前記ステップ２０１でのエンジン回転数ＮＥが５０
０ｒｐｍ以上であるか否かを判定する。ステップ２０２
の判定条件が満たされない場合（ＮＥ＜５００ｒｐ
ｍ）、ＣＰＵ５２はエンジン１が始動状態にあると判断
し、ステップ２０３へ移行し、始動時における燃料噴射
弁１１への通電時間である始動時噴射時間ＴＡＵＳＴを
算出する。

【００３８】ここで、一般にエンジン１の始動時には、
吸入空気量Ｑが少ないことからエアフロメータ１６によ
る検出精度があまり高くない。このため、始動時噴射時
間ＴＡＵＳＴの算出は、吸入空気量Ｑ及びエンジン回転
数ＮＥによらず、冷却水温ＴＨＷに応じた噴射時間を例
えばマップから求める。このマップでは、冷却水温ＴＨ
Ｗが低いほど（エンジン１が冷えているほど）、吸気通
路５の壁面等に付着した燃料が気化しにくくなることか
ら、低温側では噴射時間が長く設定され、冷却水温ＴＨ
Ｗが上昇するに従い噴射時間が短く設定されている。そ
して、前記マップから求められた噴射時間に無効噴射時
間を加算して、その加算結果を始動時噴射時間ＴＡＵＳ
Ｔとする。無効噴射時間は、燃料噴射弁１１の作動遅れ
を補正するための時間である。

【００３９】次に、ＣＰＵ５２はステップ２０４におい
て始動時噴射時期を算出する。すなわち、吸気バルブ７
が開弁される時期（この場合、上死点ＴＤＣ後約３５°
ＣＡ）を求める。そして、ＣＰＵ５２はステップ２０５
において、前記した始動時噴射時期にて燃料噴射が開始
され、始動時噴射時間ＴＡＵＳＴの経過後に燃料噴射が
終了するように、燃料噴射弁１１に駆動信号を出力す
る。ステップ２０５の実行後、ＣＰＵ５２はこの燃料噴
射制御ルーチンを終了する。

【００４０】一方、前記ステップ２０２の判定条件が満
たされると（ＮＥ≧５００ｒｐｍ）、ＣＰＵ５２はエン
ジン１の始動が終了したと判断し、ステップ２０６で始
動後噴射時間ＴＡＵを算出する。この算出に際しては、
エンジン回転数ＮＥと吸入空気量Ｑとから、１回転当た
りの吸入空気量（Ｑ／ＮＥ）を求めて、これに定数を乗
算して基本噴射時間とする。そして、そのときのエンジ
ン１の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、冷却水温ＴＨ
Ｗ、吸気温ＴＨＡ、吸入空気量Ｑ、車速ＳＰＤ等）によ
り前記基本噴射時間を補正する。補正後の値に燃料噴射
弁１１の無効噴射時間を加算して、その加算結果を始動
後噴射時間ＴＡＵとする。

【００４１】続いて、ＣＰＵ５２はステップ２０７にお
いて、予め設定されたマップ又は計算式に従い、そのと
きのエンジン１の運転状態に応じた始動後噴射時期を算
出する。本実施例ではこの噴射時期として、吸気バルブ
７及び排気バルブ８がともに開弁されるバルブオーバー
ラップの途中（図４では上死点ＴＤＣ）が決定される。
そして、ＣＰＵ５２はステップ２０８において、前記し
た始動後噴射時期にて燃料噴射が開始され、始動後噴射
時間ＴＡＵの経過後に燃料噴射が終了するように、燃料
噴射弁１１に駆動信号を出力する。ステップ２０８の実
行後、ＣＰＵ５２はこの燃料噴射制御ルーチンを終了す
る。

【００４２】このように本実施例では、バルブタイミン
グの制御に際しエンジン１が始動中であるか、あるいは
始動が終了したかがエンジン回転数ＮＥに基づき判断さ
れる（ステップ１０２）。そして、その判断結果に応じ
て、オイルスイッチングバルブ４７が駆動制御され（ス
テップ１０３，１０４）、可変バルブタイミング機構２
４の作動状態が切換えられる。この切換えにより、エン
ジン１の始動時の吸入行程では、排気バルブ８が閉弁
し、かつピストン３が上死点ＴＤＣに達した後（この場
合、ＴＤＣ後約３５°ＣＡ）に吸気バルブ７が開弁され
る。つまり、排気バルブ８及び吸気バルブ７がともに閉
弁している期間に、ピストン３が上死点ＴＤＣから下死
点ＢＤＣへ向けて下降運動する。この期間には、燃焼室
４内に大きな負圧が発生する。この状態で吸気バルブ７
が開弁されると、前記負圧の作用により、吸気通路５を
通過する吸入空気と燃料噴射弁１１からの噴射燃料とか
らなる混合気が燃焼室４へ吸い込まれる。

【００４３】また、燃料噴射制御に際しエンジン１が始
動中であるか、あるいは始動が終了したかがエンジン回
転数ＮＥに基づき判断され（ステップ２０２）、その判
断結果に応じて、燃料噴射弁１１が駆動制御される。こ
の駆動制御により、エンジン１の始動時には、前記吸気
バルブ７の開弁とほぼ同時に燃料が噴射される（ステッ
プ２０３〜２０５）。

【００４４】従って、エンジン１の始動時においては、
燃焼室４内で大きな負圧が発生しているときに吸気バル
ブ７が開弁されて燃焼室４へ吸気が導入されるととも
に、その導入と同時に燃料噴射弁１１から燃料が噴射さ
れる。この負圧の作用により噴射燃料の微粒化が促進さ
れ、噴射燃料が安定して完全燃焼しやすくなり、始動時
における排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）が低減される。

【００４５】また、エンジン１の始動時には、吸気バル
ブ７の閉弁時期が始動後の閉弁時期よりも遅らされる
（下死点ＢＤＣ後約４０°ＣＡ→下死点ＢＤＣ後約８０
°ＣＡ）。このため、ピストン３が下死点ＢＤＣから上
死点ＴＤＣへ向けて移動する圧縮行程では、ピストン３
が受ける圧縮抵抗が低下する。この低下にともない、始
動時（クランキング時）のエンジン回転数ＮＥが上昇し
やすくなり、始動性が向上する。

【００４６】なお、エンジン１の始動終了後には、運転
状態に応じた時期にて吸気バルブ７が開弁されるととも
に、同運転状態に応じた時期にて燃料が噴射される。さ
らに、本実施例では吸気通路５と燃焼室４との連通箇所
である吸気ポートへの燃料付着が少なくなる。その減少
分だけ、噴射燃料量を減量することが可能となり、燃費
向上のうえで有利である。また、噴射燃料量の減量によ
り、混合気が濃くなりすぎるのを防止できるので、点火
プラグ１２のくすぶり（発火部全体に黒い乾いたカーボ
ンが付着する現象）を改善するうえでも有利である。

【００４７】本発明は前記実施例の構成に限定されるも
のではなく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱し
ない範囲で任意に変更してもよい。 （１）前記実施例では、油圧により作動するタイプの可
変バルブタイミング機構２４を用いたが、電動モータに
より駆動されるタイプ等、他のタイプの可変バルブタイ
ミング機構を用いてもよい。

【００４８】（２）前記実施例では可変バルブタイミン
グ機構２４におけるリングギヤ３９の内外周の歯３９
ａ，３９ｂを両方ともヘリカル歯にしたが、いずれか一
方の歯３９ａ，３９ｂのみをヘリカル歯としてもよい。

【００４９】（３）吸気バルブ７だけでなく排気バルブ
８の開弁時期及び閉弁時期を制御するようにしてもよ
い。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、内
燃機関の始動時において、排気バルブの閉弁後であって
ピストンが上死点に達してから所定期間が経過した後に
吸気バルブを開弁させるとともに、その開弁と同時に燃
料噴射弁から燃料を噴射させるようにしたので、機関始
動時における噴射燃料の微粒化を促進し、エミッション
の悪化を抑えるとともに始動性の向上を図ることができ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念構成図である。

【図２】本発明を自動車用ガソリンエンジンに具体化し
た一実施例の概略構成図である。

【図３】一実施例の可変バルブタイミング機構の断面図
である。

【図４】一実施例において、クランク角と吸・排気両バ
ルブのバルブリフト量との関係を示す特性図である。

【図５】一実施例において、ＣＰＵによって実行される
バルブタイミング制御ルーチンを説明するフローチャー
トである。

【図６】一実施例において、ＣＰＵによって実行される
燃料噴射制御ルーチンを説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、３…ピストン、４…燃
焼室、５…吸気通路、６…排気通路、７…吸気バルブ、
８…排気バルブ、１１…燃料噴射弁、２１…始動状態検
出手段としての回転数センサ、２４…可変バルブタイミ
ング機構、５２…第１の制御手段及び第２の制御手段と
してのＣＰＵ、Ｃ…クランクシャフト、ＴＤＣ…上死点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｚ (56)参考文献 特開 昭56−141030（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−138218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−150459（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−303141（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−264782（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−235307（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−115412（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−95049（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 13/02 F01L 1/34 F01L 13/00 F02D 41/06 F02D 43/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンの往復動をクランクシャフトの
   回転運動に変換して動力を得る内燃機関に設けられ、ク
   ランクシャフトの回転にて駆動されることにより、内燃
   機関の燃焼室に連通する吸気通路及び排気通路をそれぞ
   れ開閉する吸気バルブ及び排気バルブと、 前記吸気バルブ及び排気バルブのうち、少なくとも吸気
   バルブの開弁時期を調整可能な可変バルブタイミング機
   構と、 前記吸気通路に設けられ、燃焼室へ燃料を噴射する燃料
   噴射弁と、 前記内燃機関の始動状態を検出する始動状態検出手段
   と、 前記始動状態検出手段により内燃機関の始動状態が検出
   されたときには、排気バルブの閉弁後であって前記ピス
   トンが上死点に達してから所定期間が経過した後に吸気
   バルブが開弁するように可変バルブタイミング機構を駆
   動制御する第１の制御手段と、 前記始動状態検出手段により内燃機関の始動状態が検出
   されたときには、吸気バルブが開弁するのと同時に燃料
   噴射が開始されるように燃料噴射弁を駆動制御する第２
   の制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御
   装置。