JP3351268B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運転状態に応じて
内燃機関の吸気弁と排気弁とのバルブオーバラップ量を
調節するバルブタイミング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の回転数、負荷等の
運転状態に応じて吸排気弁の開閉タイミング（バルブタ
イミング）を変更し、各運転状態における出力や燃費の
向上を図るバルブタイミング制御装置が知られている。
この種のバルブタイミング制御装置では、バルブタイミ
ングの変更により、吸気弁と排気弁との両方が同時に開
弁している期間（以下、この期間の長さを「バルブオー
バラップ量」と称する）を最適な値に設定することによ
り、各運転状態における機関性能を向上させている。

【０００３】この種のバルブタイミング制御装置の例と
しては、例えば特開平４−１９４３３１号公報に記載さ
れたものがある。同公報の装置は、機関運転状態に応じ
てバルブタイミングの切換を行い、低回転低負荷運転時
にはバルブオーバラップ量を小さく設定し、更に機関温
度が低い冷間運転時には上記に加えて全運転領域でバル
ブオーバラップ量を小さく設定するようにしたものであ
る。

【０００４】一般に、バルブオーバラップ量を大きく設
定すると排気行程時に排気弁とともに吸気弁が開弁する
期間が長くなるため、気筒内の既燃ガスが吸気ポートに
逆流する、いわゆる吸気ポートへの既燃ガスの吹き返し
が増大する。特に、低負荷運転時にはスロットル弁開度
が小さく吸気ポート負圧が大きく（すなわち吸気ポート
内の絶対圧力が低く）なるため、低負荷運転時にはバル
ブオーバラップ量が大きいとにより吸気ポートへの既燃
ガスの吹き返しが大きくなる。

【０００５】上記吸気ポートへの既燃ガスの吹き返しが
大きいと、吸気ポートに逆流した既燃ガスが吸気行程時
に再度気筒内に吸入されることにより、気筒に供給され
る新気の量が低下する問題（内部ＥＧＲ量の増大）が生
じる他、特に機関温度が低い場合には吸気ポートに供給
された燃料のうち吸気ポート壁面に付着する燃料（壁面
付着燃料）の量が増大するため十分な量の燃料が気筒に
供給されなくなる問題が生じる。

【０００６】すなわち、機関温度が低い場合には、吸気
ポートに供給された燃料は気化しにくいため、吸気ポー
ト内に比較的大きな液体燃料粒子を形成している。この
状態で吸気ポートに既燃ガスが逆流すると、吸気ポート
内の燃料粒子が吹き戻されて壁面に付着してしまう。ま
た、機関温度が低い程、すなわち燃料の気化状態が悪い
程壁面に付着する燃料の量が増大する。このため、機関
低温時には既燃ガスの吹き返しによる燃料の壁面付着が
生じると気筒に実際に供給される燃料の量が減少してし
まう問題が生じる。そこで、通常機関低温時には壁面に
付着する燃料の量を考慮した上で、十分な量の燃料が気
筒内に供給されるように吸気ポートに供給する燃料量を
増量することが行われている。

【０００７】上記特開平４−１９４３３１号公報では、
吸気ポート負圧が大きく吹き返しが生じやすい低回転低
負荷運転時には、バルブオーバラップ量を小さくして、
既燃ガスの吹き返しを低減し、内部ＥＧＲ量の増大によ
る燃焼の悪化を防止するとともに、更に、機関温度が低
い冷間運転時には全運転領域でバルブオーバラップ量を
小さくし、既燃ガスの吹き返しによる壁面付着燃料の量
を低減するようにしている。これにより上記公報の装置
では、特に機関冷間運転時に燃料量を増量することなく
十分な量の燃料を気筒に供給することができ、低回転低
負荷運転時や冷間運転時の機関運転状態を向上させるこ
とが可能となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、バルブタイ
ミングを変更することにより気筒のバルブオーバラップ
量を変更するバルブタイミング制御装置に上記のような
制御を行った場合には、機関性能が大きく低下する問題
がある。バルブタイミングを変更することによりバルブ
オーバラップ量を変更する場合には、通常バルブの開弁
期間は一定に維持される。すなわち、吸気弁の開閉タイ
ミングを変更してバルブオーバラップを制御する場合を
例にとって考えると、吸気弁の開閉タイミングを早くす
る（進角させる）程バルブオーバラップ量は増大し、遅
くする程（遅角させる程）バルブオーバラップは減少す
る。このため、バルブタイミングを制御する場合には、
バルブオーバラップ量を小さく設定すると吸気弁の閉弁
タイミングも同時に遅くなり吸気弁が、気筒の吸気行程
終了後圧縮行程中に開弁している時間が長くなってしま
う。このように、吸気弁の閉弁時期が圧縮行程にかかる
ようになると、一旦気筒内に吸入された吸気が圧縮行程
時に吸気弁から吸気ポートに押し戻されるようになり気
筒の吸気体積効率が低下してしまう問題が生じる。特
に、機関低回転時には、吸気慣性による過給効果が殆ど
得られないため吸気弁の閉弁時期が遅くなると吸気体積
効率の低下による機関出力の減少も大きくなる。

【０００９】さらに、高地走行時などでは大気圧が低く
吸入空気密度が小さくなるため、バルブオーバラップ量
を小さくするために吸気弁の閉弁時期を遅らせると吸気
体積効率の低下に空気密度の低下が加わるために機関出
力は更に低下することになる。一方、大気圧が低下する
とそれに応じて機関吸気ポート圧力も低下する。吸気ポ
ート圧力が低下すると、吸気ポート内では燃料が気化し
易くなり壁面付着燃料の量は低下する。このため、例え
ば大気圧が低い場合等では機関温度が低い場合でも壁面
付着燃料の量は必ずしも増大しない場合がある。

【００１０】上記特開平４−１９４３３１号公報の装置
では，機関温度が低い場合には一律にバルブオーバラッ
プ量を小さく設定しているため、壁面付着燃料の量が必
ずしも増大しない条件下でも吸気弁の閉弁時期が遅角さ
れてしまい、本来必要のない場合にも吸気体積効率の低
下により機関出力が低下してしまう問題がある。本発明
は上記問題に鑑み、バルブタイミングを変えることによ
りバルブオーバラップ量を調節する場合に、真に必要な
場合にのみバルブオーバラップ量を低減することによ
り、従来機関出力の低下を生じていた運転領域で機関出
力を向上させることが可能なバルブタイミング制御装置
を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の運転状態に応じてバルブタイミング
を変更することにより、バルブリフトと開弁期間とを変
更することなく機関のバルブオーバラップ量を変更する
内燃機関のバルブタイミング制御装置において、機関回
転数と機関負荷とを検出する運転状態検出手段と、前記
運転状態検出手段により検出された機関回転数と機関負
荷とに応じて、機関バルブオーバラップ量の設定値を設
定する設定手段と、機関温度を検出する機関温度検出手
段と、前記設定手段により設定された機関バルブオーバ
ラップ量を、前記機関温度が低い程小さな値になるよう
に機関温度に応じて補正する温度補正手段と、大気圧を
検出する大気圧検出手段と、前記温度補正手段により補
正された後の機関バルブオーバラップ量を、大気圧が低
い程大きな値になるように大気圧に応じて補正する大気
圧補正手段と、前記温度補正手段と大気圧補正手段とに
より補正された後の機関バルブオーバラップ量を得るよ
うに機関のバルブタイミングを調節するバルブタイミン
グ調節手段と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制
御装置が提供される。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、内燃機関
の運転状態に応じて機関のバルブオーバラップ量を変更
する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、機
関回転数と機関負荷とを検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段により検出された機関回転数と機
関負荷とに応じて、機関バルブオーバラップ量の設定値
を設定する設定手段と、機関温度を検出する機関温度検
出手段と、前記設定手段により設定された機関バルブオ
ーバラップ量を、前記機関温度が低い程小さな値になる
ように機関温度に応じて補正する温度補正手段と、大気
圧を検出する大気圧検出手段と、前記温度補正手段によ
り補正された後の機関バルブオーバラップ量を、大気圧
が低い程大きな値になるように大気圧に応じて補正する
大気圧補正手段と、前記温度補正手段と大気圧補正手段
とにより補正された後の機関バルブオーバラップ量を得
るように機関のバルブタイミングを調節するバルブタイ
ミング調節手段と、を備え、前記大気圧補正手段は、機
関負荷が所定値以上の高負荷領域においてのみ機関バル
ブオーバラップ量の前記補正を行う内燃機関のバルブタ
イミング制御装置が提供される。請求項１のバルブタイ
ミング制御装置では、温度補正手段は機関回転数と機関
負荷とに応じて設定されるバルブオーバラップ設定値
を、機関温度が低いほど小さくなるように補正する。こ
のため、同じ機関回転数、負荷条件であっても機関温度
が低くなって、既燃ガスの吹き返しにより壁面付着燃料
量の増大や燃焼の悪化が生じやすくなるほどバルブオー
バラップ量が減少し、既燃ガスの吹き返しが小さくな
る。一方、大気圧補正手段は、温度補正手段により補正
した後のバルブオーバラップ量設定値を、大気圧が低く
なる程大きくなるように補正する。このため機関温度が
低くても、大気圧が低くなり燃料の気化状態が良好にな
って燃料の壁面付着が生じにくくなる程バルブオーバラ
ップ量は増大される。これにより、燃料の壁面付着が生
じにくい状況では、機関温度が低い場合でもバルブオー
バラップ量は比較的大きな値に維持され、不必要な機関
出力の低下が防止される。

【００１３】また、請求項２のバルブタイミング制御装
置では、上記大気圧補正手段による補正は機関負荷が所
定値以上の高負荷運転領域においてのみ実行される。高
負荷運転領域では、機関スロットル弁開度が大きく吸気
管負圧は低下して吸気ポート圧力は大気圧に近づいてい
る。この状態では、バルブオーバラップ量が大きくとも
吸気ポート圧力が比較的高いため既燃ガスの吹き返しは
小さくなる。また、高負荷運転領域は最も機関出力が必
要とされる運転状態である。そこで、低温時に全運転領
域で大気圧補正を行う代わりに、機関高負荷運転領域の
みでバルブオーバラップ量の大気圧補正を行うことによ
り、最も機関出力が必要とされる運転状態での機関出力
を改善することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態について説明する。図１は本発明のバルブタイミ
ング制御装置を４サイクル機関に適用した場合を示す図
である。本実施形態においては、吸気弁と排気弁との駆
動用ににそれぞれ別のカムシャフトを有するダブルオー
バヘッドカムシャフト（ＤＯＨＣ）型機関が使用され、
バルブタイミングを変更するための可変バルブタイミン
グ機構が吸気カムシャフトのみに設けられている。すな
わち、本実施形態では排気弁のバルブタイミング変更は
行わず、吸気弁のバルブタイミングのみを運転条件に応
じて変更することにより、吸気弁と排気弁とのバルブオ
ーバラップ量を変更する例について示している。なお、
本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、排気
弁のみのバルブタイミング変更を行うもの、或いは吸気
弁と排気弁との両方のバルブタイミング変更を行うもの
についても適用可能である。

【００１５】図１において、１はＤＯＨＣ型機関の吸気
弁（図示せず）を開閉駆動する吸気カムシャフト、その
全体を１０で示すのは吸気カムシャフト端部に設けられ
た可変バルブタイミング機構である。可変バルブタイミ
ング機構１０は、円筒状スリーブ１３を有するタイミン
グプーリ１２と、カムシャフト１の端部を覆うカバー１
４とを備えており、タイミングプーリ１２は円筒状スリ
ーブ１３を介して吸気カムシャフト１の周囲にカムシャ
フト１に対して回転可能に装着されている。また、カバ
ー１４はタイミングプーリ１２にボルト１５により固定
され、プーリ１２と一体に回転するようになっている。

【００１６】カバー１４内部にはピストン部材１７が設
けられている。ピストン部材１７は、円環状のピストン
部１９と、ピストン部１９から延びる円筒部２１とを備
えており、ピストン部１９の外周面と内周面とは、カバ
ー１４の内周面とプーリ１２のスリーブ１３の外周面と
にそれぞれ摺接している。また、ピストン部材１７の円
筒部２１の外周面と内周面とには、それぞれ所定の捩じ
れ角を有するアウターヘリカルギヤ２１ａとインナーヘ
リカルギヤ２１ｂとが刻設されており、アウターヘリカ
ルギヤ２１ａはカバー１４内周面に形成された内歯ヘリ
カルギヤ２２ａと、またインナーヘリカルギヤ２１ｂは
カムシャフト１の端面にボルト１ａ、ピン１ｂにより一
体に装着されたリング状の外歯ヘリカルギヤ２２ｂとそ
れぞれ噛合している。

【００１７】本実施形態の可変バルブタイミング機構１
０では、機関のクランク軸（図示せず）の回転は、図示
しないタイミングベルトを介してタイミングプーリ１２
に伝えられる。プーリ１２が回転すると、カバー１４が
プーリ１２と一体に回転し、ヘリカルギヤ２２ａ、２１
ａを介してカバー１４に連結されたピストン部材１７が
カバー１４と一体に回転する。ピストン部材１７は、ヘ
リカルギヤ２１ｂ、２２ｂを介して同時にカムシャフト
１にも連結されているため、これによりカムシャフト１
がプーリ１２と一体に回転する。

【００１８】すなわち、本実施形態の可変バルブタイミ
ング機構１０では、カムシャフト１の回転駆動力は、ク
ランク軸からタイミングベルト１２ａを介してタイミン
グプーリ１２に伝達され、プーリ１２からカバー１４、
ヘリカルギヤ２２ａ、２１ａ、ピストン部材１７及びヘ
リカルギヤ２１ｂ、２２ｂを経てカムシャフト１に伝達
される。

【００１９】本実施形態の可変バルブタイミング機構１
０は、ピストン部材１７をカムシャフト１軸線方向に移
動させることにより吸気弁のバルブタイミングの変更を
行う。すなわち、ピストン部材１７は、互いに噛合す
る、それぞれ所定の捩じれ角のヘリカルギヤ２２ａ、２
１ａと２１ｂ、２２ｂとによってカバー１４およびカム
シャフト１に連結されている。このため、ピストン部材
１７がカムシャフト軸線方向に移動すると、ヘリカルギ
ヤ２２ａと２１ａ及び２１ｂ、２２ｂの噛合位置はそれ
ぞれの歯筋に沿って軸線方向に移動する。ところが、そ
れぞれのギヤの歯面は、カムシャフト軸線方向に対して
捩じれ角を有するため、噛合位置が軸線方向に移動する
と、カバー１４とピストン部材１７、及びピストン部材
１７とカムシャフト１とはそれぞれヘリカルギヤの歯筋
に沿って円周方向に相対移動する。このため、ピストン
部材１７の軸線方向移動にともなってカバー１４とピス
トン部材１７、及びピストン部材１７とカムシャフト１
とは相対的に回転することになる。従って、機関の運転
中にピストン部材１７をカムシャフト１軸線方向に移動
させることにより、タイミングプーリ１２の回転位相、
すなわちクランク軸の回転位相に対するカムシャフト１
の回転位相を進める（或いは遅らせる）ことが可能とな
り、カムシャフト１に駆動される吸気弁の開閉タイミン
グを進角（或いは遅角）させることができる。

【００２０】上述のように、本実施形態の可変バルブタ
イミング機構１０は吸気カムシャフト１の回転位相のみ
を変化させるものであるため、バルブタイミング変更の
際には吸気弁の開弁時期と閉弁時期とは常に同じ量だけ
変化し、吸気弁の開弁期間自体は一定に維持される。本
実施形態では、機関運転中に、油圧を用いてピストン部
材１７を移動させることによって吸気弁のバルブタイミ
ング変更操作を行う。図１に示すように、カムシャフト
１内には２つの油通路２及び３が軸線方向に沿って穿設
されている。油通路２はカムシャフト１の中心に設けら
れ、油通路２の軸端側はボルト１ａに穿設されたポート
２ａを介してカバー１４内面とピストン１７の軸端側端
面との間に形成される油圧室５に連通している。また、
油通路２のもう一方の端部はカムシャフト１に半径方向
に穿設されたポート２ｂを介して後述するリニアソレノ
イドバルブ２５に接続されている。一方、油通路３の軸
端側端部は前述のリング状外歯ヘリカルギヤ２２ｂによ
り閉塞されている。また、油通路３は半径方向に穿設さ
れたポート３ａを介して、ピストン１７端面とタイミン
グプーリ１２及びカバー１４とで形成される油圧室８に
連通するとともに、別のポート３ｂを介してリニアソレ
ノイドバルブ２５に連通している。

【００２１】リニアソレノイドバルブ２５は、スプール
２６を有するスプール弁であり、前述の油通路２のポー
ト２ｂに配管を介して接続された油圧ポート２６ａと、
油通路３のポート３ｂに配管を介して接続された油圧ポ
ート２６ｂ、機関潤滑油ポンプ等の圧力油供給源２８に
接続されたポート２６ｃ及び２つのドレーンポート２６
ｄ、２６ｅを備えている。バルブ２５のスプール２６は
ポート２６ａと２６ｂのうちのいずれかをポート２６ｃ
に連通し、他方をドレーンポートに接続するように動作
する。

【００２２】すなわち、図１においてスプール２６が左
方向に移動すると、油圧通路２のポート２ｂに連通する
ポート２６ａはポート２６ｃを介して油圧供給源２８に
接続され、ドレーンポート２６ｄは閉鎖される。また、
この時同時に油圧通路３のポート３ｂに接続されたポー
ト２６ｂはドレーンポート２６ｅに連通する。このた
め、可変バルブタイミング機構１０の油圧室５には、機
関の潤滑油ポンプ等の油圧供給源２８から油圧通路２、
ポート２ａを介して潤滑油が流入し、ピストン１９を図
１右方向に押動する。また、この時油圧室８内の潤滑油
はポート３ａから油通路３、ポート３ｂ、リニアソレノ
イドバルブ２５のポート２６ｂ等を通ドレーンポート２
６ｅから排出される。このため、ピストン部材１７は図
１右方向に移動する。

【００２３】また、図１において逆にスプール２６が右
方向に移動すると、ポート２６ｂはポート２６ｃに接続
され、ポート２６ａはドレーンポート２６ｄに接続され
る。これにより、油圧室８には油通路３を通って潤滑油
が流入し、油圧室５からは油通路２を通ってドレーンポ
ート２６ｄに潤滑油が排出されるため、ピストン部材１
７は図１左方向に移動する。

【００２４】なお、本実施形態では、油圧室５に潤滑油
が供給されてピストン部材１７が図１右方向に移動する
と吸気弁バルブタイミングは進角側に変更され、油圧室
８に潤滑油が供給されてピストン部材１７が図１左方向
に移動すると吸気弁バルブタイミングは遅角側に変更さ
れるようにヘリカルギヤ２１ａ、２１ｂ及び２２ａ、２
２ｂの捩じり角が設定されている。

【００２５】また、図１に２５ｂで示すのは、スプール
２６を駆動するリニアソレノイドアクチュエータであ
る。リニアソレノイドアクチュエータ２５ｂは後述する
制御回路３０からの制御信号を入力し、この制御信号の
大きさに比例する量だけスプール２６を移動させること
により、ピストン部材１７の位置、すなわち吸気弁のバ
ルブタイミングを変更する。

【００２６】図１に３０で示すのは、リニアソレノイド
バルブ２５の動作を制御する制御回路である。本実施形
態では、制御回路３０はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）
３２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３３、マイク
ロプロセッサ（ＣＰＵ）３４、入力ポート３５、出力ポ
ート３６を相互に双方向性バス３１で接続した公知の構
成のディジタルコンピュータとして構成される。また、
制御回路３０は、バッテリ等の電源に直結され機関が停
止されても記憶保持が可能なバックアップＲＡＭ３７を
備えている。本実施形態の制御回路３０は、機関運転条
件に応じてリニアソレノイドバルブ２５の動作を制御し
て吸気弁のバルブタイミングを調節し、吸排気弁のバル
ブオーバラップ量を制御する。この制御のため、制御回
路３０の入力ポート３５には、機関の吸気通路に設けら
れたエアフローメータ４１から機関吸入空気量（体積流
量）に比例する電圧信号と、機関冷却水通路に設けられ
た水温センサ４２から機関冷却水温度ＴＨＷに比例する
電圧信号、また機関吸気通路のスロットル弁（図示せ
ず）近傍に配置されたスロットル開度センサ４０からス
ロットル弁開度ＴＡを表す電圧信号とが、それぞれＡＤ
変換器４３を介して入力されているほか、機関クランク
軸に設けられたクランク軸回転角センサ４４からクラン
ク軸回転角ＣＡを表すパルス信号と、カムシャフトに設
けられたカム回転角センサ４５からカムシャフト１の回
転角ＣＭＡを表すパルス信号とが入力されている。

【００２７】エアフローメータ４１で検出した機関吸入
空気量は、後述する大気圧補正係数ＫＰＡを用いて重量
流量Ｇに換算され、更に機関回転数ＮＥを用いて機関１
回転当たりの吸気重量流量ＧＮ（＝Ｇ／ＮＥ）が一定時
間毎に算出され、制御回路３０のＲＡＭ３３に格納され
る。クランク軸回転角センサ４４からのパルス信号は、
クランク軸回転７２０度毎に発生するクランク軸の基準
位置を示すＮ１信号と、クランク軸回転３０度毎に発生
するＮＥ信号とからなり、カム回転角センサ４５からは
カムシャフト回転３６０度毎にカムシャフトが基準位置
に到達したことを示すＣＮ１パルス信号が発生する。制
御回路３０は一定時間毎にＮＥ信号のパルス間隔から機
関回転数ＮＥを計算するとともに、この機関回転数ＮＥ
を用いてＮ１信号とＣＮ１信号との時間間隔からカムシ
ャフト１の実際の回転位相（吸気弁のバルブタイミン
グ）ＶＴを演算する。この演算結果はＲＡＭ３３に格納
される。また、スロットル弁開度ＴＡと冷却水温度ＴＨ
Ｗとは一定時間毎にＡＤ変換され同様にＲＡＭ３３に格
納される。つまり、ＲＡＭ３３に格納されるＮＥ、Ｖ
Ｔ、ＧＮ、ＴＡ、ＴＨＷ等の値は一定時間毎に更新さ
れ、常時最新の値がＲＡＭ３３に格納されている。

【００２８】後述するように、機関回転数ＮＥと機関吸
入空気量ＧＮ、及びスロットル弁開度ＴＡは、機関の負
荷条件を表すパラメータとして使用される。また、冷却
水温度ＴＨＷは後述するバルブタイミングの機関温度に
基づく補正のために使用される。一方制御回路３０の出
力ポート３６は、駆動回路４８を介してリニアソレノイ
ドバルブ２５のアクチュエータ２５ｂに接続され、制御
信号をアクチュエータ２５ｂに供給している。

【００２９】本実施形態では、制御回路３０は、、機関
バルブオーバラップ量の設定値を設定する設定手段と機
関バルブオーバラップ量の設定値を機関温度に応じて補
正する温度補正手段、大気圧検出手段、大気圧補正手段
の各手段として機能する。次に、本実施形態の吸気弁の
バルブタイミング設定について図２を用いて説明する。

【００３０】図２は吸気弁と排気弁との一般的な開閉時
期を模式的に示す図である。図２ににおいて、ＴＤＣは
ピストン工程上死点、ＢＤＣは下死点を示し、ＩＯ、Ｉ
Ｃはそれぞれ吸気弁の開弁時期と閉弁時期、ＥＯ、ＥＣ
はそれぞれ排気弁の開弁時期と閉弁時期とを表してい
る。図２に示すように、吸気弁は排気工程上死点（ＴＤ
Ｃ）前から開弁し、吸気工程下死点（ＢＤＣ）後に閉弁
する。また、排気弁は爆発工程下死点（ＢＤＣ）前から
開弁し、排気工程上死点（ＴＤＣ）後に閉弁する。図２
に示すように、排気行程では排気弁が閉じる（ＥＣ）前
に吸気弁が開く（ＩＯ）ようにバルブタイミングが設定
されるため、吸気弁と排気弁との両方が開弁している期
間（図２にＯＬ）で示す期間が存在する。本実施形態で
は期間ＯＬの長さ（角度）をバルブオーバラップ量と称
する。また、本実施形態では吸気弁開弁時期から上死点
までの角度をバルブタイミング値ＶＴと定義している。
図２から判るように、本実施形態では排気弁の閉弁時期
は固定されているため、バルブタイミング値ＶＴとバル
ブオーバラップ量ＯＬとは一対一に対応する。すなわ
ち、ＶＴが大きい（吸気弁の開弁時期ＩＯが早い）こと
はバルブオーバラップ量ＯＬもそれに応じて大きくなっ
ていることを意味し、ＶＴが小さい（吸気弁の開弁時期
ＩＯが遅い）ことは、バルブオーバラップ量ＯＬもそれ
に応じて小さくなっていることを意味している。

【００３１】一般に、吸気弁のバルブタイミングＶＴ
（バルブオーバラップＯＬ）の設定が機関性能に及ぼす
影響は以下の通りである。 （１）ＶＴを増大させてバルブオーバラップ量ＯＬを大
きく設定すると、吸気管負圧が増大（吸気ポート絶対圧
力が低下）する低負荷時には既燃ガスの吸気ポートへの
吹き返しが大きくなる。また、吸気ポートに吹き返した
既燃ガスが燃焼室内に再吸入されるため燃焼室内の残留
既燃ガス量が大きくなる、いわゆる内部ＥＧＲ効果が増
大する。一方、負荷が増大するにつれて吸気負圧は減少
するため、高負荷時にはバルブオーバラップＯＬを大き
く設定しても既燃ガスの吹き返しは小さくなる。

【００３２】（２）ＶＴを減少させて（吸気弁開弁時期
を遅らせて）バルブオーバラップ量ＯＬを小さく設定す
ると、吸気弁の閉弁時期（図２、ＩＣ）が遅くなるた
め、圧縮行程時（ＢＤＣ後）に吸気弁が開弁している期
間が長くなる。このため、低中速回転領域では気筒内に
吸入された新気が圧縮行程初期に気筒から吸気ポートに
押し戻されるようになり、気筒の新気充填効率が低下す
る。従って、バルブオーバラップ量ＯＬを小さく設定す
ると、気筒の実圧縮比が低下する。

【００３３】一方、高回転領域では吸気の流速が早くな
るため吸気慣性効果が生じ、閉弁時期を遅くするほど充
填効率が向上して実圧縮比が増大する。このため、機関
高回転領域では、バルブオーバラップＯＬを小さく設定
すると、気筒の実圧縮比は増大する。本実施形態では、
上記の機関性能に対するバルブタイミング値の影響を考
慮して、以下に説明するように機関の各運転領域におけ
る吸気弁バルブタイミングを設定している。

【００３４】図３は、本実施形態の標準状態における運
転時、すなわち機関の暖機完了後、かつ平地（１気圧の
大気圧下）での運転時のバルブタイミング値ＶＴの設定
値の一例を示している。以下、この標準状態における、
バルブタイミング設定値を基本バルブタイミング値（ｔ
ＶＶＴ）と称する。図３においてｔＶＶＴの値はクラン
ク軸回転角（℃Ａ）で表わしている。

【００３５】図３の表中、縦軸は機関負荷を表すパラメ
ータとして使用する機関１回転当たりの吸入空気重量Ｇ
Ｎ（グラム／回転）、横軸は機関回転数ＮＥ（ＲＰＭ）
をそれぞれ表している。図３に示すように、基本バルブ
タイミング値ｔＶＶＴは、機関の中回転中負荷運転領域
（図３においてＮＥ≒２４００〜３２００ＲＰＭ、ＧＮ
≒１．０〜１．２５グラム／回転付近の領域）で最大値
をとり（すなわち、バルブオーバラップＯＬも最大とな
り）、この中回転中負荷領域から回転数または負荷が離
れるほど小さな値になり、バルブオーバラップ量ＯＬも
小さくなる。

【００３６】すなわち、本実施形態では低負荷領域（例
えば、ＧＮ＜１．００）では、負荷が低いほど基本バル
ブタイミングｔＶＶＴ（すなわち、バルブオーバラップ
量ＯＬ）を小さく設定して、既燃ガスの吹き返しによる
内部ＥＧＲの低減による燃焼の安定を図っている。ま
た、中負荷領域では、内部ＥＧＲ量を大幅に増大するこ
とによりエミッションの改善とポンピングロスの低減を
図ることができるためバルブオーバラップ量ＯＬ（バル
ブタイミングｔＶＶＴ）は低負荷または高負荷時より全
般的に大きく設定される。しかし、中負荷領域において
も、低速領域でバルブオーバラップ量ＯＬをあまり大き
く設定すると燃焼不安定が生じやすくなるため、また高
速中負荷領域ではＯＬを大きく設定する吸気慣性を利用
できなくなり逆に充填効率が低下するため、低速領域と
高速領域ではＯＬは比較的小さい値に設定される。この
ため本実施形態では、中速中負荷領域でバルブオーバラ
ップＯＬが最大となるように基本バルブタイミングｔＶ
ＶＴの値が設定されている。

【００３７】また、高負荷領域では、内部ＥＧＲを低減
して出力を増大する必要があるためＶＴは全般的に小さ
く設定される。特に高速領域ではＶＴを小さくするほど
吸気慣性による新気充填効率の向上効果が大きいため、
低、中速領域よりもＶＴが小さく設定されている。この
ため、本実施形態では、高負荷領域（ＧＮ＞１．２５の
領域）では、負荷が大きくなるほどバルブオーバラップ
量ＯＬは小さくなり、更に同一負荷では低速領域（ＮＥ
＜１６００ＲＰＭ）より高速領域（ＮＥ＞３２００ＲＰ
Ｍ）でバルブオーバラップＯＬが小さくなるように基本
バルブタイミングｔＶＶＴの値が設定されている。

【００３８】次に、機関低温時のバルブオーバラップ量
ＯＬの設定について説明する。上述したように、図３に
示したバルブタイミングｔＶＶＴ（バルブオーバラップ
量）は、機関が十分に暖機された後の標準状態における
ものである。ところが、機関温度が低い状態では燃料の
気化状態が悪いため、吸気ポートへの既燃ガスの吹き返
しが大きいと、吸気ポートに供給された気化しないまま
の燃料粒子が既燃ガスの吹き返しにより吸気ポート壁面
に付着してしまう問題がある。機関低温時には吸気ポー
ト壁面温度も低く、吸気ポート壁面に付着した燃料は気
化しないため、機関低温時に燃料の壁面付着が生じると
気筒内に実際に供給される燃料の量が減少してしまい、
低温運転時の機関回転数上昇のもたつき（いわゆる冷間
ヘジテーション）などの問題が生じる。そこで、本実施
形態では、機関冷却水温度ＴＨＷに基づいて図３の基本
バルブタイミングｔＶＶＴを補正し、機関温度（機関冷
却水温度ＴＨＷ）が低いほど実際のバルブオーバラップ
が小さくなるようにして、冷間ヘジテーションの発生を
防止している。

【００３９】図４は、冷却水温度ＴＨＷと、ＴＨＷに基
づくバルブタイミング温度補正量ｔＶＴＨＷ１との関係
を示すグラフである。図４に示すように、温度補正量ｔ
ＶＴＨＷ１の値は、暖機完了後（冷却水温度ＴＨＷが所
定値ＴＨＷ₁ 以上）では０に設定され、ＴＨＷ＜ＴＨＷ
₁ の温度範囲では冷却水温度が低いほど大きな値に設定
され、さらに冷却水温度が所定値ＴＨＷ₀ 以下の領域で
は一定の大きな値に設定される。後述するように、制御
回路３０は冷却水温度ＴＷＨに基づいて、温度補正量ｔ
ＶＴＨＷ１の値を図４から決定し、機関回転数と負荷と
から決定される基本バルブタイミングｔＶＶＴを温度補
正量ｔＶＴＨＷ１を用いて補正し、実際の可変バルブタ
イミング機構１０のバルブタイミング制御目標値ＶＶＴ
を、ＶＶＴ＝ｔＶＶＴ−ｔＶＴＨＷ１（但しＶＶＴ≧
０）として算出する。

【００４０】この結果、温度補正後のバルブタイミング
制御目標値ＶＶＴは、図３の基本バルブタイミングｔＶ
ＶＴから全運転領域にわたって一律に冷却水温度に応じ
た補正量ｔＶＴＨＷ１だけ小さく設定されることにな
る。図５は、上記温度補正を行った場合の機関温度によ
るバルブタイミング制御目標値ＶＶＴの変化を示す図で
ある。図５において、縦軸はバルブタイミングＶＶＴ、
横軸は機関負荷を示し、図中のカーブＡ、Ｂ、Ｃは、そ
れぞれ中速運転時の完全暖機後（ＴＨＷ≧ＴＨＷ₁ ）、
半暖機状態（ＴＨＷ₀ ≦ＴＨＷ＜ＴＨＷ₀ ）、及び冷間
始動直後（ＴＨＷ＜ＴＨＷ₀ ）における温度補正後のバ
ルブタイミング制御目標値を示している。

【００４１】図５、カーブＡに示すように、完全暖機後
の状態（ＴＨＷ≧ＴＨＷ₁ ）では温度補正量ｔＶＴＨＷ
１の値は０に設定されるため、バルブタイミング設定値
ＶＶＴは図３の基本バルブタイミングｔＶＶＴと同一の
値になり、中負荷領域でバルブタイミングＶＶＴ（すな
わちバルブオーバラップ量ＯＬ）は最大になる。また、
半暖機状態（カーブＢ）では、カーブＡに対して全運転
領域で一律にバルブタイミングＶＶＴが小さくなり、中
負荷領域付近でバルブタイミングが進角される他は、バ
ルブタイミングＶＶＴは０に設定され低負荷領域、高負
荷領域ともバルブオーバラップ量は極めて小さくなる。
更に、冷間時（カーブＢ）では中負荷領域も含めて、機
関の全運転領域でバルブタイミングＶＶＴは０に設定さ
れ、全運転領域でバルブオーバラップ量は小さな値に設
定される。

【００４２】ところが、上記カーブＢ、Ｃのように機関
低温時に全部の負荷領域においてバルブオーバラップ量
が小さくなるような温度補正をすると、前述したように
吸気弁の閉弁時期（図２、ＩＣ）が圧縮行程の比較的遅
い時期になるようになるため、特に吸気慣性による過給
効果が得られない低中速運転領域では機関実圧縮比の低
下による機関の出力低下が大きくなる。

【００４３】また、高地走行等で大気圧が低い条件下で
上記のようなバルブタイミングの温度補正を行うと、実
圧縮比の低下に加えて空気密度の低下が生じるため機関
出力の低下は更に大きくなってしまう。ところで、上記
バルブタイミングの温度補正は既燃ガスの吸気ポートへ
の吹き返しによる機関低温時の燃料粒子のポート壁面付
着を防止することを主たる目的としている。しかし、機
関低温時でも吸気ポートに供給された燃料粒子が気化ま
たは十分に微粒化していれば、既燃ガスの吸気ポートへ
の吹き返しがあっても燃料の壁面付着は少なくなる。一
方、高地等の大気圧が低い条件下での運転では、吸気ポ
ート圧力（絶対圧力）も大気圧が高い場合に較べて低く
なる。このため、大気圧が低い条件下では、燃料の気化
状態が良好になり機関低温時でも燃料の壁面付着は生じ
にくくなっている。従って、燃料の吸気ポート壁面付着
のみを考慮すれば、大気圧が低い条件下では機関低温時
であっても大気圧が高い場合に較べてバルブオーバラッ
プ量を大きく設定して気筒の実圧縮比を増大させること
が可能となる。そこで、本実施形態では、前述の温度補
正を行った後のバルブタイミング設定値を更に大気圧に
基づいて補正し、大気圧が低い条件ではバルブタイミン
グ設定値を増大（すなわちバルブオーバラップ量を増
大）するようにしている。

【００４４】また、上記の大気圧によるバルブオーバラ
ップ量の増大補正は、機関の全負荷領域にわたって行っ
ても良いが、本実施形態では機関が高負荷で運転されて
いる場合にのみ大気圧によりバルブオーバラップ量の増
大補正を行い、低中負荷領域では大気圧による補正を行
わないようにしている。これは、以下の理由による。

【００４５】低中負荷領域では、吸気ポート負圧が大き
い（吸気ポート圧力が低い）ため、燃料の気化状態は非
常に良好になるが、その一方、バルブオーバラップ量を
増大補正すると吸気ポート圧力の低下のために既燃ガス
の吹き返しが大きくなり、内部ＥＧＲの増加により、機
関低温時には特に燃焼状態が悪化するおそれがある。一
方、大気圧が低い条件での高負荷運転ではスロットル弁
開度が大きいため、吸気ポート圧力は大気圧に近づく。
すなわち、この状態では大気圧が高い状態での高負荷運
転時に較べれば吸気ポート圧力は低くなっているもの
の、機関低中負荷領域ほどには吸気ポート圧力は低下し
ない。このため、大気圧が低い条件下での高負荷運転で
は、燃料の気化は良好であり、しかもバルブオーバラッ
プ量を増大しても既燃ガスの吹き返しによる内部ＥＧＲ
量はそれ程増大しない。また、機関の出力が必要とされ
る高負荷運転時には、できるだけ機関実圧縮比の低下を
防止して機関出力の増大を図りたい。

【００４６】そこで、本実施形態では燃料の気化が良好
になることによる壁面付着燃料の低減効果が得られ、し
かも内部ＥＧＲ量が大幅に増大しない機関高負荷運転時
のみについて低温時のバルブタイミングを大気圧に基づ
いて補正するようにしている。これにより、低温時の高
負荷運転時には大気圧にかかわらず冷間ヘジテーション
の発生と機関出力の低下とを同時に防止することが可能
となる。

【００４７】図６は、本実施形態のバルブタイミング制
御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンで
は、機関運転条件に応じてバルブタイミングを設定する
とともに、上記に説明したように機関冷却水温度と大気
圧とに基づいてバルブタイミング設定値を補正する。こ
のルーチンは、制御回路３０により一定時間毎に実行さ
れる。

【００４８】図６においてルーチンがスタートすると、
ステップ６０１では、機関１回転当たりの吸気重量流量
ＧＮと機関回転数ＮＥとが読み込まれる。次いでステッ
プ６０３では、このＧＮとＮＥとの値を用いて図３から
基本バルブタイミングｔＶＶＴが読みだされる。図３の
関係は、予めＧＮとＮＥとを用いた数値マップとして制
御回路３０のＲＯＭ３２に格納されている。

【００４９】基本バルブタイミングｔＶＶＴ算出後、ス
テップ６０５では、現在の冷却水温度ＴＨＷとスロット
ル弁開度ＴＡとが読み込まれ、ステップ６０７では、ス
ロットル弁開度ＴＡの値が所定値αより小さいか否かが
判定される。ここで、αは機関が高負荷運転されている
か否かをスロットル弁開度から判定するための判定値で
あり、例えばαは６０％程度の開度に設定されている。
ここで、機関が高負荷運転されているか否かを、ＧＮで
はなくスロットル弁開度ＴＡから判断しているのは、大
気圧が変化すると機関の最大出力も変化し、高負荷領域
に相当するＧＮの値も異なってくるため、機関が高負荷
（最大出力付近）で運転されているか否かをＧＮのみで
判定すると判定誤差が生じるためである。

【００５０】ステップ６０７で、機関が高負荷領域で運
転されていない場合（すなわちＴＡ＜α）の場合には、
ステップ６０９が実行され、冷却水温度ＴＨＷから図４
の関係を用いて温度補正量ｔＶＴＨＷ１が決定される。
ここで、図４の関係も予めＴＨＷの値を用いた数値マッ
プの形で制御回路３０のＲＯＭ３２に格納されている。
また、ステップ６１１では、基本バルブタイミングｔＶ
ＶＴの値が温度補正量ｔＶＴＨＷ１を用いて温度補正さ
れ、バルブタイミングの設定値ＶＶＴが、ＶＶＴ＝ｔＶ
ＶＴ−ｔＶＴＨＷ１として算出される。すなわち、機関
が高負荷領域で運転されていない場合には、バルブタイ
ミングの温度補正のみが行われ、後述する大気圧補正は
行われない。

【００５１】次いで、ステップ６１３、６１５では、ス
テップ６１１で補正したバルブタイミング設定値ＶＶＴ
が負の値になっている場合のみＶＶＴ＝０に再設定し、
バルブタイミング設定値ＶＶＴが常にＶＶＴ≧０になる
ように制限する。そして、ステップ６１７では、カム軸
回転角センサ４５で検出した実際のバルブタイミングＶ
Ｔが設定値ＶＶＴに一致するようにリニアソレノイドバ
ルブ２５を制御してルーチンを終了する。この制御は、
例えばＶＶＴとＶＴとの偏差に基づくＰＤＩ（比例微分
積分）制御とされる。

【００５２】これにより、機関が高負荷領域で運転され
ていない場合には、機関温度が低いほどバルブタイミン
グは小さな値に設定されるようになる。一方、ステップ
６０７でＴＡ≧αだった場合、すなわち機関が高負荷領
域で運転されている場合には、ステップ６１９に進み機
関回転数ＮＥを用いて図７に示す高負荷運転用のマップ
から高負荷用基本バルブタイミングｔＶＶＴを決定す
る。高負荷運転時にはＧＮを用いずにＮＥのみから基本
ｔＶＶＴを決定するのは、前述のように高負荷運転時の
ＧＮの値は大気圧に応じて変化するため、一旦スロット
ル弁開度ＴＡから高負荷運転中と判断された場合には、
回転数のみに基づいてｔＶＶＴを設定したほうが正確な
バルブタイミング設定ができるためである。なお、図７
に示すように、本実施形態では高負荷領域運転時の基本
バルブタイミングｔＶＶＴの値は、図３のＷＯＴ時（最
大出力時）のｔＶＶＴの値（すなわち、図３においてＧ
Ｎ＝１．７５の時の値）と同じ値に設定されている。

【００５３】ステップ６１９で高負荷用基本バルブタイ
ミングｔＶＶＴを設定後、ステップ６２１では、同様に
機関温度ＴＨＷから高負荷用の温度補正量ｔＶＴＨＷ２
が決定される。本実施形態では、高負荷領域での温度補
正量ｔＶＴＨＷ２は、ステップ６０９の温度ｔＶＴＨＷ
１（図４）とは異なる値に設定されている。図８は、本
実施形態における高負荷領域用の温度補正量ｔＶＴＨＷ
２の値を示す。図８から判るように、高負荷領域用の温
度補正量ｔＶＴＨＷ２は、同一温度であればｔＶＴＨＷ
１より小さな値に設定され、高負荷時のバルブオーバラ
ップ量の減少が少なくなるようにされている。

【００５４】次いで、ステップ６２３では後述の図１１
に示すルーチンで別途設定される大気圧補正係数ＫＰＡ
の値が読み込まれる。大気圧補正係数ＫＰＡは、現在の
大気圧と標準状態の大気圧との比として表されるため、
ＫＰＡの値が小さいほど現在の大気圧は低い値となって
いる。ステップ６２５では、上記により読み込んだ大気
圧補正係数ＫＰＡの値を用いて、大気圧補正量ｔＶＰＡ
が決定される。図９は、本実施形態における大気圧補正
係数ＫＰＡと補正量ｔＶＰＡとの関係を示す図である。
図９に示すように、大気圧補正量ｔＶＰＡの値は大気圧
補正係数ＫＰＡの値が小さいほど、すなわち大気圧が低
いほど小さな値に設定される。

【００５５】また、ステップ６２７では、ステップ６１
９で決定した高負荷基本バルブタイミング値ｔＶＶＴ
を、ステップ６２１とステップ６２５とで求めた温度補
正量ｔＶＴＨＷ２と大気圧補正量ｔＶＰＡとで補正し、
バルブタイミング設定値ＶＶＴを、ＶＶＴ＝ｔＶＶＴ−
ｔＶＴＨＷ２−ｔＶＰＡとして設定する。ステップ６２
７でバルブタイミング設定値ＶＶＴを設定後、ルーチン
はステップ６１３から６１５に進み、ＶＶＴの値をＶＶ
Ｔ≧０に制限した後、実際のバルブタイミング値ＶＴが
設定値ＶＶＴに調節される。

【００５６】前述のように、大気圧補正量ｔＶＰＡの値
は大気圧が（ＫＰＡの値が）低いほど小さな値に設定さ
れるため、ステップ６１９から６２７の実行によりバル
ブタイミング設定値ＶＶＴは、機関温度が同一であれば
大気圧が低いほど大きな値に補正されることになる。図
１０は、図６に示したような温度補正と大気圧補正とを
行った場合の大気圧が低い場合のバルブタイミング設定
値ＶＶＴ変化を示す図５と同様な図である。図１０のカ
ーブＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれ図５のカーブＡ、Ｂ、Ｃの
機関温度と対応している。図１０に示すように、本実施
形態では、図５と同様に機関低温時には全体的にバルブ
タイミング（バルブオーバラップ値）は暖機完了後の値
より小さく補正されるが、大気圧が低い場合の高負荷領
域では図５に較べて大きな値に設定されることが判る。
これにより、特に機関出力不足が問題となる大気圧が低
い条件下での高負荷運転時にも、冷間ヘジテーションを
生じることなく出力を増大することが可能となってい
る。

【００５７】なお、図６、ステップ６１１、６２７では
基本バルブタイミング値ｔＶＶＴから温度補正量ｔＶＴ
ＨＷ１（ｔＶＴＨＷ２）、大気圧補正量ｔＶＰＡを減算
することによりそれぞれ補正を行っているが、図１１、
図１２に示すように温度補正量ｔＶＴＨＷ１（ｔＶＴＨ
Ｗ２）と大気圧補正量ｔＶＰＡを設定し、ステップ６１
１、ステップ６２７で、それぞれＶＶＴ＝ｔＶＶＴ×ｔ
ＶＴＨＷ１及び、ＶＶＴ＝ｔＶＶＴ×ｔＶＴＨＷ２×ｔ
ＶＰＡのように補正量をｔＶＶＴに乗じることによって
補正を行ってもよい。

【００５８】次に、図１３を用いて図１０ステップ６２
５で使用する大気圧補正係数ＫＰＡの算出について説明
する。大気圧補正係数ＫＰＡは、エアフローメータ４１
で検出した吸入空気量（体積流量）を吸気温度と大気圧
とで補正して重量流量に換算する際に使用される補正係
数であり、ＫＰＡ＝〔現在の大気圧〕／〔標準大気圧
（１気圧）〕として表される。

【００５９】ＫＰＡの値は、機関に大気圧センサを設け
て現在の大気圧を直接計測することによっても求めるこ
とができるが、本実施形態では図１３に示す算出ルーチ
ンにより、運転条件から計算される吸入空気量ＧＮＴＡ
とエアフローメータ４１の検出値から算出した実際の吸
入空気量ＧＮとに基づいて算出される。図１３のルーチ
ンは制御回路３０により一定時間毎に実行される。

【００６０】図１３においてルーチンがスタートする
と、ステップ１３０１では、機関１回転当たりの吸入空
気重量ＧＮ、機関回転数ＮＥ、スロットル弁開度ＴＡ及
びバルブタイミング値ＶＴの最新の値が読みだされる。
次いで、ステップ１３０３では、現在のスロットル弁開
度ＴＡが所定値βより大きいか否かを判定する。本実施
形態では、後述するようにスロットル弁開度ＴＡと機関
回転数ＮＥ、バルブタイミングＶＴとに基づいて算出し
た吸入空気量ＧＮＴＡに基づいて大気圧補正係数ＫＰＡ
を算出するため、スロットル弁開度ＴＡがある程度大き
く吸入空気量が多い場合の方がＫＰＡの算出が正確にな
る。このため、ステップ１３０３でスロットル弁開度Ｔ
ＡがＴＡ≦βの場合には、ステップ１３０５以下のＫＰ
Ａ算出を行わずにそのままルーチンを終了する。

【００６１】一方、ステップ１３０３でＴＡ＞βであっ
た場合には、ステップ１３０５に進み、ステップ１３０
１で読み込んだスロットル弁開度ＴＡ、回転数ＮＥと実
際のバルブタイミングＶＴとから標準状態における吸入
空気量ＧＮＴＡを算出する。標準状態における吸入空気
量ＧＮＴＡは、機関が標準大気状態（１気圧）で運転さ
れているときの機関１回転当たりの吸入空気重量であ
り、機関回転数ＮＥ、スロットル弁開度ＴＡ、バルブタ
イミングＶＴの関数として予め制御回路３０のＲＯＭ３
２に記憶されている。

【００６２】次いで、ステップ１３０７では現在の大気
圧補正係数ＫＰＡの値を上記により算出した吸入空気量
ＧＮＴＡに乗じた値と、ステップ１３０１で読み込んだ
実際の吸入空気量ＧＮとを比較する。本来、標準状態に
おける吸入空気量ＧＮＴＡに大気圧補正係数ＫＰＡを乗
じた値は、実際の吸入空気量ＧＮに等しくなるはずであ
り、両者が等しくならない場合には現在使用している大
気圧補正係数ＫＰＡの値が実際の大気圧に対応していな
いことが考えられる。

【００６３】そこで、ステップ１３０７でＧＮＴＡ×Ｋ
ＰＡ≦ＧＮであった場合には、ステップ１３０９で現在
のＫＰＡの値を所定値Ｋ１だけ増大する。また、逆にス
テップ１３０７でＧＮＴＡ×ＫＰＡ＞ＧＮであった場合
には、ステップ１３０９で現在のＫＰＡの値を所定値Ｋ
１だけ減少する。この操作を繰り返すことにより、ＫＰ
Ａの値は徐々に増減され、実際の大気圧に対応した値に
収束する。

【００６４】なお、ＫＰＡの値は機関停止時には、バッ
クアップＲＡＭ３７に格納され、機関始動時にはバック
アップＲＡＭ３７から前回機関停止時のＫＰＡの値を読
み出し、初期値として使用して上記ルーチンを実行す
る。また、吸気管圧力を計測する吸気圧力センサを備え
た機関では、機関始動直前の吸気管圧力を大気圧と仮定
して算出したＫＰＡの値を初期値として上記ルーチンを
実行すれば、ＫＰＡの値は短時間で実際の大気圧に対応
した値に収束するようになる。

【００６５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、機関低温時にバルブオーバラップ量を機関温度が低
いほど小さな値になるように温度補正するとともに、高
負荷運転時には温度補正後のバルブオーバラップ量を大
気圧が低い程大きくなるように大気圧補正するようにし
たことにより、高地走行時に機関低温時の機関出力不足
を解決することが可能となる。

【００６６】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、高地走
行時等の大気圧が低い運転条件下で、機関低温時に冷間
ヘジテーションの発生と機関出力低下とを同時に防止す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブタイミング制御装置を４サイク
ル機関の吸気弁に適用した実施例の概略構成を示す図で
ある。

【図２】吸気弁と排気弁との一般的な開閉時期を模式的
に示す図である。

【図３】機関の暖機完了後の基本バルブタイミング値の
設定例を示す図である。

【図４】バルブタイミングの温度補正量と機関冷却水温
度との関係を示す図である。

【図５】温度補正後の機関バルブタイミングの機関負荷
による変化を説明する図である。

【図６】図１の実施形態のバルブタイミング制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図７】高負荷運転時の基本バルブタイミング値の設定
を示す図である。

【図８】高負荷運転時の温度補正量と機関冷却水温度と
の関係を示す図である。

【図９】大気圧補正量と大気圧との関係を示す図であ
る。

【図１０】温度補正と大気圧補正とを行った後の機関バ
ルブタイミングの機関負荷による変化を説明する図であ
る。

【図１１】温度補正量の図４、図８とは別の設定例を示
す図である。

【図１２】大気圧補正量の、図９とは別の設定例を示す
図である。

【図１３】大気圧補正係数算出ルーチンの一実施形態を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…カムシャフト １０…可変バルブタイミング機構 ３０…制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 13/00 F02D 41/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の運転状態に応じてバルブタイ
   ミングを変更することにより、バルブリフトと開弁期間
   とを変更することなく機関のバルブオーバラップ量を変
   更する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、 機関回転数と機関負荷とを検出する運転状態検出手段
   と、 前記運転状態検出手段により検出された機関回転数と機
   関負荷とに応じて、機関バルブオーバラップ量の設定値
   を設定する設定手段と、 機関温度を検出する機関温度検出手段と、 前記設定手段により設定された機関バルブオーバラップ
   量を、前記機関温度が低い程小さな値になるように機関
   温度に応じて補正する温度補正手段と、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 前記温度補正手段により補正された後の機関バルブオー
   バラップ量を、大気圧が低い程大きな値になるように大
   気圧に応じて補正する大気圧補正手段と、 前記温度補正手段と大気圧補正手段とにより補正された
   後の機関バルブオーバラップ量を得るように機関のバル
   ブタイミングを調節するバルブタイミング調節手段と、 を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 【請求項２】 内燃機関の運転状態に応じて機関のバル
   ブオーバラップ量を変更する内燃機関のバルブタイミン
   グ制御装置において、 機関回転数と機関負荷とを検出する運転状態検出手段
   と、 前記運転状態検出手段により検出された機関回転数と機
   関負荷とに応じて、機関バルブオーバラップ量の設定値
   を設定する設定手段と、 機関温度を検出する機関温度検出手段と、 前記設定手段により設定された機関バルブオーバラップ
   量を、前記機関温度が低い程小さな値になるように機関
   温度に応じて補正する温度補正手段と、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 前記温度補正手段により補正された後の機関バルブオー
   バラップ量を、大気圧が低い程大きな値になるように大
   気圧に応じて補正する大気圧補正手段と、 前記温度補正手段と大気圧補正手段とにより補正された
   後の機関バルブオーバ ラップ量を得るように機関のバル
   ブタイミングを調節するバルブタイミング調節手段と、
   を備え、 前記大気圧補正手段は、機関負荷が所定値以上の高負荷
   領域においてのみ機関バルブオーバラップ量の前記補正
   を行う内燃機関のバルブタイミング制御装置。