JP5893586B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、クランクシャフトに対する吸気カム及び／又は排気カムの位相であるカム位相を変更することにより、機関弁の開閉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する。

従来、この種のバルブタイミング制御装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このバルブタイミング制御装置は、エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング機構と、エンジンの冷却水温（以下「エンジン水温」という）を検出する水温センサと、可変バルブタイミング機構を制御するＥＣＵなどを備えている。

このバルブタイミング制御装置では、エンジンにおけるポンピングロスを低減するために、エンジン回転数及びスロットル開度をパラメータとする所定のマップに基づき、吸気バルブの開閉タイミングを進角させるように構成されている。また、上記のバルブタイミング制御装置では、エンジンの有効圧縮比の低下を抑制するために、エンジン水温に応じて、吸気バルブの開閉タイミングの制御範囲を規制するようにしている。具体的には、エンジン水温が低いほど、吸気バルブの開閉タイミングを進角させる際の可変位相の範囲（以下、単に「位相範囲」という）が次第に狭くなるように設定されている。したがって、吸気バルブの上記の位相範囲における下限側の位相（以下「下限位相」という）については、エンジン水温が低いほど、大きくなるように設定される一方、上限側の位相については、エンジン水温が低いほど、小さくなるように設定されている。

特許第３１７５２４３号

上述したように、上記のバルブタイミング制御装置では、エンジン水温が低いほど、吸気バルブの下限位相が大きくなるように設定され、進角の際には、その下限位相以上に進角するように、吸気バルブが制御される。しかし、低温時において、例えばエンジンの始動時などの低負荷時に、上記の設定された下限位相が比較的大きく、その下限位相以上に吸気バルブが進角したときに、エンジンの吸気系において異音が発生することがある。これは、エンジンの気筒に吸引された吸気の吹き返しによって発生する衝撃波により、エンジンの吸気マニホルドなどが共鳴するためであると考えられる。

また、可変バルブタイミング機構が油圧によって作動するように構成されている場合、低温時には、作動油の粘度が高くなり、そのため、エンジンの始動直後などにおいて、可変バルブタイミング機構の作動及び制御を適切に行えないことがある。具体的には、可変バルブタイミング機構によって変更すべき吸気カムや排気カムのカム位相を、エンジンの運転状態に応じた目標カム位相に迅速に追従させることができず、その結果、所望の開閉タイミングに対する機関弁の応答性が低下してしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、異音の発生を回避しながら、低温時であっても、機関弁を適正な開閉タイミングに速やかに制御することができる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、クランクシャフト９に対する吸気カム６ａ及び排気カム７ａの少なくとも一方の位相であるカム位相ＣＡＩＮを変更することにより、機関弁（実施形態における（以下、本項において同じ）吸気バルブ４及び排気バルブ５の少なくとも一方）の開閉タイミングを制御する内燃機関３のバルブタイミング制御装置１であって、カム位相を所定の位相範囲内で変更するカム位相可変機構８と、内燃機関の温度（エンジン水温ＴＷ）を検出する温度検出手段（水温センサ２６）と、検出された温度が所定の第１温度ｔｗ１以下であるときに、位相範囲の一方の限界であって内燃機関の停止時におけるカム位相が相当する第１限界位相（最遅角値ｌｍｔ１）と、位相範囲の他方の限界である第２限界位相（最進角値ｌｍｔ２）との間において、位相範囲の一方側の限界（遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴ）を、第１限界位相に代えて、第２限界位相側に所定分、接近させた第３限界位相（遅角限界値ｌｍｔ３）に設定する限界位相設定手段（ＥＣＵ２）と、検出された温度が第１温度以下であるときに、カム位相を第３限界位相に保持するように、カム位相可変機構８を制御する制御手段（ＥＣＵ２）と、を備え、第１温度ｔｗ１は、０℃よりも低い温度であり、限界位相設定手段は、検出された温度が、第１温度と、０℃以上の所定の第２温度ｔｗ２との間のときには、検出された温度が高いほど、位相範囲の一方側の限界を、第２限界位相から離れるように設定することを特徴とする。

この構成によれば、カム位相可変機構によって、吸気カム及び排気カムの少なくとも一方のカム位相を所定の位相範囲内で変更することにより、機関弁（吸気バルブ及び排気バルブの少なくも一方）の開閉タイミングを、進角又は遅角するように制御する。また、温度検出手段によって検出された内燃機関の温度が、所定の第１温度以下であるときに、限界位相設定手段により、位相範囲の一方側の限界を、第１限界位相に代えて、位相範囲の他方の限界である第２限界位相側に所定分、接近させた第３限界位相に設定するとともに、制御手段によってカム位相可変機構を制御することにより、カム位相を第３限界位相に保持する。

前述したように、従来のバルブタイミング制御装置では、低温・低負荷時において、吸気バルブの開閉タイミングが所定の位相以上に進角するように制御されると、内燃機関の吸気系において異音が発生することがある。したがって、上記の第３限界位相として、例えば、内燃機関の運転時に異音の発生を回避し得る位相を設定し、低温・低負荷時において機関弁の開閉タイミングを第３限界位相に進角又は遅角した状態に保持することにより、内燃機関の低温・低負荷時における異音の発生を確実に回避することができる。また、内燃機関の温度が第１温度以下である低温時において、機関弁の開閉タイミングを、あらかじめ第３限界位相に保持し、その後、第３限界位相から進角又は遅角させることが可能であるので、第１限界位相から進角又は遅角させる場合に比べて、所望の開閉タイミングに対する機関弁の応答性を向上させることができ、それにより、機関弁を適正な開閉タイミングに速やかに制御することができる。
また、上記の構成によれば、内燃機関の温度が、０℃よりも低い温度である第１温度と、０℃以上の第２温度との間のときには、温度が高いほど、位相範囲の一方側の限界、すなわち第１限界位相側の限界が、第２限界位相から離れるように設定される。これにより、内燃機関が冷機状態から暖機状態になるにつれて、カム位相の位相範囲をゆるやかに拡大することができる。これにより、機関弁の開閉タイミングの位相範囲を拡大しながら、内燃機関の運転状態に応じて、適切に進角又は遅角させることができる。

請求項２に係る発明は、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において、機関弁は、吸気カムの回転に伴って開閉される吸気バルブ４であり、第３限界位相（遅角限界値ｌｍｔ３）は、内燃機関の運転時に異音の発生を回避し得る位相になるように設定されていることを特徴とする。

この構成によれば、機関弁としての吸気バルブを開閉するための吸気カムに対し、その第３限界位相を、内燃機関の運転時に異音の発生を回避し得る位相に設定する。これにより、前述した請求項１の作用、効果、すなわち、内燃機関の低温・低負荷時における異音の発生を確実に回避しながら、吸気バルブを適正な開閉タイミングに速やかに制御することができるという作用、効果を得ることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、内燃機関の始動時において、カム位相可変機構の作動を内燃機関の始動後から所定時間（作動禁止時間ＴＮＧ）、禁止するカム位相変更禁止手段（ＥＣＵ２）と、検出された温度が低いほど、所定時間を長くするように設定する禁止時間設定手段（ＥＣＵ２）と、をさらに備えていることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関の始動時において、カム位相変更禁止手段により、カム位相可変機構の作動を内燃機関の始動後から所定時間、禁止する。また、この所定時間は、内燃機関の温度が低いほど、長くなるように設定されている。一般に、カム位相可変機構が油圧によって作動するように構成されている場合、オイルポンプなどの起動による油圧の立ち上がりに時間を要するため、カム位相可変機構の応答性が低下してしまう。また、油温が低い場合には、作動油の粘度が高いために、油圧の立ち上がりに、より多くの時間を要し、その結果、カム位相可変機構の応答性がより一層低下してしまう。このため、本発明によれば、カム位相可変機構の作動を内燃機関の始動後から所定時間、禁止し、加えて、その所定時間を、内燃機関の温度が低いほど長くするように設定することにより、油圧の立ち上がりを待ってから、カム位相変更機構を作動させるので、内燃機関の運転状態に応じた機関弁の開閉タイミングの十分な応答性を確保でき、機関弁に対する適正な制御を実行することができる。

本発明の一実施形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置の概略構成図である。 図１の制御装置によるカム位相可変機構（ＶＴＣ）の制御処理を示すメインルーチンである。 ＶＴＣの作動禁止時間の設定処理を示すサブルーチンである。 ＶＴＣによる吸気バルブの遅角限界の設定処理を示すサブルーチンである。 ＶＴＣによる吸気バルブの遅角限界への進角処理を示すサブルーチンである。 ＶＴＣの作動禁止時間の算出に用いるマップの一例を示す図である。 吸気バルブの遅角限界の算出に用いるマップの一例を示す図である。 内燃機関の始動時からのカム位相の遅角限界の推移の一例、及びカム位相の可変範囲を説明するためのタイミングチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置（以下、単に「制御装置」という）の概略構成を示している。同図に示すように、この制御装置１は、ＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２が、本発明の限界位相設定手段、制御手段、カム位相変更禁止手段及び禁止時間設定手段を構成しており、内燃機関（以下「エンジン」という）３の運転状態に応じて、後述する制御処理を実行する。

エンジン３は、例えば車両用の４サイクルＤＯＨＣ型ガソリンエンジンであり、吸気カムシャフト６及び排気カムシャフト７を備えている。両カムシャフト６、７はそれぞれの従動スプロケット６ｂ、７ｂ及びタイミングチェーン（図示せず）を介して、クランクシャフト９に連結されており、クランクシャフト９の２回転当たり１回転の割合で回転駆動される。吸気カムシャフト６及び排気カムシャフト７には、吸気バルブ４及び排気バルブ５をそれぞれ開閉駆動する複数の吸気カム６ａ及び排気カム７ａ（いずれも１つのみ図示）が一体に設けられている。

また、吸気カムシャフト６は、その従動スプロケット６ｂに所定角度の範囲で回転可能に連結されている。この従動スプロケット６ｂに対する吸気カムシャフト６の相対的角度を変更することにより、クランクシャフト９に対する吸気カム６ａの位相（以下、単に「カム位相」という）ＣＡＩＮが変更され、吸気バルブ４の開閉タイミング（バルブタイミング）が進角又は遅角する。また、吸気カムシャフト６の一端部には、カム位相ＣＡＩＮを制御するためのカム位相可変機構（以下「ＶＴＣ」という）８及び油圧制御弁１０が設けられている。

ＶＴＣ８は、吸気カムシャフト６と一体のベーン（図示せず）の両側に画成された進角室及び遅角室（いずれも図示せず）を有しており、エンジン３で駆動されるオイルポンプ（図示せず）の油圧が、油圧制御弁１０の制御により、進角室又は遅角室に選択的に供給されることによって、吸気カムシャフト６を従動スプロケット６ｂに対し、進角方向又は遅角方向に回転駆動するように構成されている。

油圧制御弁１０は、コイルと、これにより駆動されるスプール（いずれも図示せず）などを備えるリニアソレノイド弁で構成されている。油圧制御弁１０は、ＥＣＵ２により制御されるコイルへの電流の出力デューティ比ＤＤＯＵＴに従って、スプールの位置が無段階に変化するように構成されていて、その位置に応じてＶＴＣ８の進角室又は遅角室を開閉する。

上記のＶＴＣ８及び油圧制御弁１０により、吸気カム６ａのカム位相ＣＡＩＮが、所定の最遅角値と所定の最進角値との間の位相範囲内で、連続的に変更可能になっている。上記の位相範囲の両限界は、後述する図７及び図８に示すように、遅角側の限界である最遅角値ｌｍｔ１（第１限界位相）と、進角側の限界である最進角値ｌｍｔ２（第２限界位相）とで規定されている。また、エンジン３の停止時には、吸気カム６ａのカム位相ＣＡＩＮは、最遅角値ｌｍｔ１に相当しており、この最遅角値ｌｍｔ１が基準値として０ｄｅｇに設定されている。

また、図１に示すように、吸気カムシャフト６のＶＴＣ８と反対側の端部には、カム角センサ１１が設けられている。このカム角センサ１１は、例えばマグネットロータ及びＭＲＥピックアップで構成されており、吸気カムシャフト６の回転に伴い、パルス信号であるＣＡＭ信号を所定のカム角（例えば１ｄｅｇ）ごとに、ＥＣＵ２に出力する。また、クランクシャフト９には、クランク角センサ１２が設けられている。このクランク角センサ１２は、カム角センサ１１と同様に構成されており、クランクシャフト９の回転に伴い、所定のクランク角（例えば１ｄｅｇ）ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号及び上記ＣＡＭ信号から実際のカム位相ＣＡＩＮを算出（検出）する（以下、このように実際に検出されたカム位相を適宜「実カム位相」という）。また、ＥＣＵ２は、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを求める。

また、エンジン３の吸気管２０には、スロットル弁開度センサ２１を取り付けたスロットル弁２２が設けられており、その下流側にはさらに、インジェクタ２３、吸気温センサ２４、及び吸気圧センサ２５が取り付けられている。インジェクタ２３の燃料噴射時間（燃料噴射量）ＴＯＵＴは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御される。

吸気温センサ２４は吸気管２０内の吸入空気の温度である吸気温ＴＡを、吸気圧センサ２５は吸気管２０内の絶対圧ＰＢＡを、スロットル弁開度センサ２１はスロットル弁２２の開度θＴＨをそれぞれ検出し、それらの検出信号をＥＣＵ２に送る。

また、エンジン３の本体には、エンジン水温センサ２６（温度検出手段）が取り付けられており、このエンジン水温センサ２６は、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出して、その検出信号をＥＣＵ２に送る。

また、ＥＣＵ２には、エンジン３を始動させるためのイグニッションスイッチから、そのＯＮ信号及びＯＦＦ信号がＩＧ信号として出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース，ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＣＰＵは、各種のセンサからの入力信号に応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラム及びデータ、並びにＲＡＭに記憶されたデータに従って、以下に述べるようにして、ＶＴＣ８の制御（以下「ＶＴＣ制御」という）を実行する。

図２は、ＶＴＣ制御の処理を示すメインルーチンである。この制御処理は、前述したＩＧ信号がＯＮに切り替わったときに開始され、所定の制御周期ＣＹＣＬ（例えば１００ｍｓｅｃ）で実行される。

図２のステップ１（図では「Ｓ１」と表示。以下同じ）ではまず、後述する禁止タイマ設定済みフラグＦ＿ＴＭＳＥＴが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ダウンカウントタイマである禁止タイマＴＭが既に設定されているとして、後述するステップ２をスキップし、ステップ３に進む。一方、ステップ１の判別結果がＮＯのときには、ＶＴＣ８の作動禁止時間を設定する（ステップ２）。

この設定処理は、図３に示すように、まず、エンジン水温ＴＷに基づき、図６に示すマップを検索することにより、作動禁止時間ＴＮＧを算出する。同図に示すように、このマップでは、作動禁止時間ＴＮＧは、エンジン水温ＴＷが所定温度ｔｗ０（＞０℃）よりも低いほど、より長い時間に設定され、エンジン水温ＴＷが所定温度ｔｗ０以上のときには、一定の所定時間ｔｎｇ（例えば１ｓｅｃ）に設定されている。これは、ＶＴＣ８を作動させる油圧の油温が、所定温度ｔｗ０よりも低いほど、作動油の粘度がより高く、油圧の立ち上がりに、より多くの時間を要するので、油圧の立ち上がりを待ってから、ＶＴＣ８を作動させるためである。

次いで、算出された作動禁止時間ＴＮＧを、禁止タイマＴＭにセットし（ステップ１２）、そのことを表すための禁止タイマ設定済みフラグＦ＿ＴＭＳＥＴを「１」にセットして（ステップ１３）、本処理を終了する。

図２に戻り、続くステップ３において、禁止タイマＴＭのタイマ値が０であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本メインルーチンを終了する。一方、ステップ３の判別結果がＹＥＳで、エンジン３の始動後から作動禁止時間ＴＮＧが経過したときには、ＶＴＣ８の作動が許可され、続くステップ４において、エンジン水温ＴＷが所定の第２温度ｔｗ２（＞０℃）よりも低いか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、エンジン水温ＴＷが第２温度ｔｗ２以上であるときには、エンジン３の温度が高く、暖機済みであるとして、ＶＴＣ８の後述する通常制御を実行し（ステップ９）、本メインルーチンを終了する。

一方、ステップ４の判別結果がＹＥＳで、エンジン水温ＴＷが第２温度ｔｗ２よりも低いときには、続くステップ５において、遅角限界設定済みフラグＦ＿ＬＭＴＳＥＴが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ＶＴＣ８による吸気カム６ａの後述する遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴが既に設定されているとして、ステップ６をスキップし、ステップ７に進む。一方、ステップ５の判別結果がＮＯのときには、吸気カム６ａの遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴを設定する（ステップ６）。

この設定処理は、図４に示すように、エンジン水温ＴＷに基づき、図７に示すマップを検索することにより、吸気カム６ａの遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴを算出する（ステップ２１）。図７に示すように、このマップでは、遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴは、エンジン水温ＴＷが所定の第１温度ｔｗ１（＜０℃）以下のときには、最遅角値ｌｍｔ１よりも所定分、最進角値ｌｍｔ２側に接近した所定の遅角限界値ｌｍｔ３に設定される。この遅角限界値ｌｍｔ３は、エンジン３の低温・低負荷の運転時に異音の発生を回避し得る位相に設定されている。また、エンジン水温ＴＷが所定の第２温度ｔｗ２（＞０℃）以上のときには、遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴは、最遅角値ｌｍｔ１に設定される。さらに、エンジン水温ＴＷが第１温度ｔｗ１と第２温度ｔｗ２の間のときには、エンジン水温ＴＷが高いほど、遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴがより小さくなるようにリニアに設定されている。換言すると、エンジン水温ＴＷが高いほど、遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴが、最進角値ｌｍｔ２から離れ、最遅角値ｌｍｔ１に接近するように、設定されている。

次いで、上記の遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴが設定されたことを表すために、遅角限界設定済みフラグＦ＿ＬＭＴＳＥＴを「１」にセットして（ステップ２２）、本処理を終了する。

図２に戻り、続くステップ７において、上記ステップ６で設定された遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴ分、吸気カム６ａ（吸気カムシャフト６）を進角させる。

この進角処理は、図５に示すように、まず、エンジン水温ＴＷに基づき、図示しないマップを検索することにより、進角速度ＡＤＶを算出する。このマップでは、進角速度ＡＤＶは、単位時間当たりの角度（例えばｄｅｇ／ｓｅｃ）で表されており、ＶＴＣ８による吸気カム６ａの進角可能な速度であって、エンジン水温ＴＷが高いほど、値が大きくなるように設定されている。次いで、算出された進角速度ＡＤＶとメインルーチンの制御周期ＣＹＣＬ（本例では０．１ｓｅｃ）との積を、進角増加分ΔＡＤとしてセットする（ステップ３２）。

次いで、目標カム位相ＣＡＩＮ＿ＣＭＤの前回値に進角増加分ΔＡＤを加算し、目標カム位相ＣＡＩＮ＿ＣＭＤの今回値としてセットする（ステップ３３）。なお、目標カム位相の初期値は値０に設定されている。そして、吸気カム６ａの実カム位相ＣＡＩＮが目標カム位相ＣＡＩＮ＿ＣＭＤになるように、ＶＴＣ８を進角駆動する（ステップ３４）。そして、実カム位相ＣＡＩＮが、遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴ以上であるか否かを判別し（ステップ３５）、その判別結果がＮＯのときには、本処理をそのまま終了する。一方、ステップ３５の判別結果がＹＥＳで、実カム位相ＣＡＩＮが遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴに達したときには、そのことを表すために、遅角限界進角終了フラグＦ＿ＶＴＣＬＭＴＡＤを「１」にセットして（ステップ３６）、本処理を終了する。

図２に戻り、続くステップ８において、前記ステップ３６で設定される遅角限界進角終了フラグＦ＿ＶＴＣＬＭＴＡＤが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ８の判別結果がＹＥＳで、カム位相ＣＡＩＮの遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴへの進角が終了しているときには、ＶＴＣ８について通常制御を実行し（ステップ９）、本メインルーチンを終了する。

図８は、エンジン３の始動時からのカム位相ＣＡＩＮの遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴの推移の一例、及びカム位相ＣＡＩＮの可変範囲を示している。同図に示すように、エンジン水温ＴＷが第１温度ｔｗ１（＜０℃）よりも低い状態において、エンジン３を始動させると、その始動時（時刻ｔ１）から、ＶＴＣ８の作動禁止時間ＴＮＧが経過後（時刻ｔ２）、ＶＴＣ８が作動し、吸気カム６ａの実カム位相ＣＡＩＮを、同図の一点鎖線の矢印で示すように、最遅角値ｌｍｔ１から徐々に進角させながら、エンジン水温ＴＷが第１温度ｔｗ１よりも低いときの遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴ、すなわち遅角限界値ｌｍｔ３まで進角させる（時刻ｔ３）。

その後、ＶＴＣ８については、前記ステップ９の通常制御を実行する。すなわち、吸気カム６ａの実カム位相ＣＡＩＮが、エンジン３の運転状態に応じて設定される目標カム位相ＣＡＩＮ＿ＣＭＤになるように、フィードバック制御され、吸気カム６ａが、図８の白抜き矢印で示すように、最進角値ｌｍｔ２と、エンジン水温ＴＷに応じて設定される遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴとの間で、進角又は遅角される。

具体的には、吸気カム６ａのカム位相ＣＡＩＮは、エンジン水温ＴＷが第１温度ｔｗ１よりも低いとき（時刻ｔ３〜ｔ４）には、最進角値ｌｍｔ２と遅角限界値ｌｍｔ３の間で、エンジン水温ＴＷが第１温度ｔｗ１と第２温度ｔｗ２の間のとき（時刻ｔ４〜ｔ５）には、最進角値ｌｍｔ２と遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴとの間で、エンジン水温ＴＷが第２温度ｔｗ２以上のとき（時刻ｔ５以降）には、最進角値ｌｍｔ２と最遅角値ｌｍｔ１の間で、進角又は遅角される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、エンジン３のエンジン水温ＴＷが第１温度ｔｗ１以下の低温であるときに、吸気カム６ａのカム位相ＣＡＩＮを、最遅角値ｌｍｔ１に代えて、最進角値ｌｍｔ２寄りの所定の遅角限界値ｌｍｔ３に進角させる。この遅角限界値ｌｍｔ３は、エンジン３の低温・低負荷時における異音の発生を回避し得る位相であるので、エンジン３の始動時などの低負荷時において、吸気カム６ａのカム位相ＣＡＩＮを遅角限界値ｌｍｔ３に保持することにより、異音の発生を確実に回避することができる。また、エンジン水温ＴＷが第１温度ｔｗ１以下である低温時において、吸気カム６ａのカム位相ＣＡＩＮを遅角限界値ｌｍｔ３に進角させてから、ＶＴＣ８の通常制御を行うので、例えば、吸気カム６ａのカム位相ＣＡＩＮを最遅角値ｌｍｔ１から進角させる場合に比べて、所望の開閉タイミングに対する吸気バルブ４の応答性を向上させることができ、それにより、吸気バルブ４を適正な開閉タイミングに速やかに制御することができる。

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ＶＴＣ８によって、吸気カム６ａのカム位相ＣＡＩＮのみを変更することにより、吸気バルブ４の開閉タイミングを制御したが、吸気カム６ａに代えて、または吸気カム６ａとともに、排気カム７ａのカム位相を変更することにより、排気バルブ５の開閉タイミングを制御することも、もちろん可能である。また、実施形態では、油圧によって作動するカム位相可変機構８を例示したが、電動式のものを採用することも可能である。さらに、エンジン３の温度として、エンジン水温ＴＷを検出し、これに応じて、ＶＴＣ８の作動禁止時間ＴＮＧ、及び遅角限界ＣＡＩＮＬＭＴを算出するようにしたが、これらを、油圧の作動油の温度に応じて算出することも可能である。

また、実施形態では、本発明の制御装置を車両用のガソリンエンジンに適用したが、本発明の制御装置が適用される内燃機関はこれに限定されるものではなく、車両用のディーゼルエンジンの他、船舶用の内燃機関など、産業用の種々の内燃機関に適用することができる。さらに、実施形態で示した制御装置１の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。

１ バルブタイミング制御装置
２ ＥＣＵ（限界位相設定手段、制御手段、カム位相変更禁止手段
及び禁止時間設定手段）
３ 内燃機関
４ 吸気バルブ（機関弁）
５ 排気バルブ（機関弁）
６ 吸気カムシャフト
６ａ 吸気カム
７ 排気カムシャフト
７ａ 排気カム
８ カム位相可変機構
９ クランクシャフト
１０ 油圧制御弁
２６ 水温センサ（温度検出手段）
ＣＡＩＮ カム位相
ｌｍｔ１ 最遅角値（第１限界位相）
ｌｍｔ２ 最進角値（第２限界位相）
ｌｍｔ３ 遅角限界値（第３限界位相）
ＴＷ エンジン水温
ＣＹＣＬ 制御周期
ＴＮＧ 作動禁止時間
ｔｗ１ 第１温度
ｔｗ２ 第２温度
ＣＡＩＮＬＭＴ 遅角限界

Claims (3)

1. クランクシャフトに対する吸気カム及び排気カムの少なくとも一方の位相であるカム位相を変更することにより、機関弁の開閉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であって、
   前記カム位相を所定の位相範囲内で変更するカム位相可変機構と、
   内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、
   前記検出された温度が所定の第１温度以下であるときに、前記位相範囲の一方の限界であって内燃機関の停止時における前記カム位相が相当する第１限界位相と、前記位相範囲の他方の限界である第２限界位相との間において、前記位相範囲の前記一方側の限界を、前記第１限界位相に代えて、前記第２限界位相側に所定分、接近させた第３限界位相に設定する限界位相設定手段と、
   前記検出された温度が前記第１温度以下であるときに、前記カム位相を前記第３限界位相に保持するように、前記カム位相可変機構を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記第１温度は、０℃よりも低い温度であり、
   前記限界位相設定手段は、前記検出された温度が、前記第１温度と、０℃以上の所定の第２温度との間のときには、当該検出された温度が高いほど、前記位相範囲の前記一方側の限界を、前記第２限界位相から離れるように設定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. 前記機関弁は、前記吸気カムの回転に伴って開閉される吸気バルブであり、
   前記第３限界位相は、内燃機関の運転時に異音の発生を回避し得る位相になるように設定されてい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. 内燃機関の始動時において、前記カム位相可変機構の作動を当該内燃機関の始動後から所定時間、禁止するカム位相変更禁止手段と、
   前記検出された温度が低いほど、前記所定時間を長くするように設定する禁止時間設定手段と、
   をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

Images