JPH0599006A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】冷間時や暖機後で異なる油圧駆動方式の可変バ
ルブタイミング機構（ＶＶＴ）の作動遅れ時間に応じて
アイドルアップを適合させる。 【構成】ＥＣＵ７０はスロットルセンサ６２、回転数セ
ンサ６６の検出値等に基づき、吸気バルブ８と排気バル
ブ９とのバルブオーバラップを大きい状態から小さい状
態へ切換えるべく油圧駆動方式のＶＶＴ２５を駆動切換
えし、そのＶＶＴの作動遅れによる吸入空気量の不足を
アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）２４
を駆動制御により補ってアイドルアップを適合させるよ
うにする。又、ＥＣＵは水温センサ６５の検出値をＶＶ
Ｔの作動油温度相当値として使用し、その検出温度が低
いほどＩＳＣＶの駆動制御量（開度、開弁時間）を大き
く補正する。これにより、ＶＶＴの作動油の粘性状態に
起因するＶＶＴの作動遅れ時間の違いに合わせて吸入空
気量の補正が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の運転中に
吸気バルブの開閉タイミングを可変にするバルブタイミ
ング制御装置に係り、詳しくはアイドル運転を安定させ
るべく吸入空気量を調整するアイドル吸気量調整手段を
備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば特開
昭５８−１５８３３５号公報に開示されたものが知られ
ている。即ち、この技術では、内燃機関における吸気バ
ルブの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミン
グ機構と、アイドル時に機関の吸入空気量を増大させて
アイドルアップを図るアイドル吸気量調整手段とを備え
ている。そして、機関のアイドル時に、可変バルブタイ
ミング機構により吸気バルブが目標とする開閉タイミン
グに切換えられる時に、その開閉タイミングがアイドル
運転に不適当な開閉タイミングである場合には、アイド
ル吸気量調整手段を所定の制御量をもって作動させてア
イドルアップを図ることにより、吸入空気量を所定量だ
け増大させて安定なアイドル運転を確保できるようにし
ていた。これは、可変バルブタイミング機構に避けられ
ない作動遅れがあることから、その作動遅れに対処して
吸入空気量を補うために行われるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では、機関のアイドル時に、可変バルブタイミング機構
により吸気バルブの開閉タイミングが切換えられる際、
アイドル吸気量調整手段の作動時間は常に一定であり、
その作動量により増大される吸入空気量も一定となって
いた。又、可変バルブタイミング機構を油圧により駆動
させる機構とした場合に、その機構の作動遅れ時間は温
度によって変わる油の粘性状態にも左右されることにな
った。

【０００４】従って、従来技術において、油圧駆動方式
の可変バルブタイミング機構を使用した場合には、アイ
ドル吸気量調整手段の作動時間やその作動量が常に一定
であることから、機関の冷間時と暖機後で油の粘性状態
の違いから可変バルブタイミング機構の作動遅れ時間に
差が生じ、アイドルアップに不適合が生じることになっ
た。即ち、冷間時にアイドルアップを適合させるように
アイドル吸気量調整手段の作動時間や作動量を設定した
場合には、完全暖機後にアイドルアップが過大となる不
適合を生じる。逆に、完全暖機後にアイドルアップを適
合させるようにアイドル吸気量調整手段の作動時間や作
動量を設定した場合には、冷間時にアイドルアップが不
足する不適合を生じることになった。

【０００５】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、油圧駆動方式の可変バルブ
タイミング機構の作動遅れによる吸入空気量の不足をア
イドル吸気量調整手段の作動により補ってアイドルアッ
プを適合させるようにした内燃機関において、冷間時や
暖機後で異なる可変バルブタイミング機構の作動遅れ時
間に応じてアイドルアップを適合させることの可能な内
燃機関のバルブタイミング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】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては図１に示すように、内燃機関
Ｍ１の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、燃
焼室Ｍ２に通じる吸気通路Ｍ３及び排気通路Ｍ４をそれ
ぞれ開閉する吸気バルブＭ５及び排気バルブＭ６と、吸
気バルブＭ５の開閉タイミングを可変にするために油圧
により駆動される可変バルブタイミング機構Ｍ７と、吸
気バルブＭ５よりも上流側の吸気通路Ｍ３にて、内燃機
関Ｍ１のアイドル運転時にそのアイドル運転を安定させ
るべく吸入空気量を調整するために駆動されるアイドル
吸気量調整手段Ｍ８と、内燃機関Ｍ１の運転状態を検出
する運転状態検出手段Ｍ９と、その運転状態検出手段Ｍ
９の検出結果に基づき吸気バルブＭ５と排気バルブＭ６
とのバルブオーバラップを大きい状態から小さい状態へ
切換えるべく可変バルブタイミング機構Ｍ７を駆動切換
えすると共に、その時の吸入空気量の不足を補正するた
めにアイドル吸気量調整手段Ｍ８を駆動制御する駆動制
御手段Ｍ１０とを備えた内燃機関のバルブタイミング制
御装置において、可変バルブタイミング機構Ｍ７の駆動
に使用される油の温度状態を検出する油温検出手段Ｍ１
１と、その油温検出手段Ｍ１１の検出温度に基づき、そ
の検出温度が低いほどアイドル吸気量調整手段Ｍ８の駆
動制御量を大きく補正する油温補正手段Ｍ１２とを備え
ている。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、図１に示すように、内燃
機関Ｍ１の運転時に、吸気バルブＭ５及び排気バルブＭ
６は、内燃機関Ｍ１の回転に同期して所定のタイミング
で駆動され、燃焼室Ｍ２に通じる吸気通路Ｍ３及び排気
通路Ｍ４がそれぞれ開閉されて燃焼室Ｍ２における吸排
気が行われる。そして、可変バルブタイミング機構Ｍ７
が油圧により駆動切換えされることにより、吸気バルブ
Ｍ５の開閉タイミングが変えられ、これにより吸気バル
ブＭ５と排気バルブＭ６とのバルブオーバラップが切換
えられる。運転状態検出手段Ｍ９は内燃機関Ｍ１の運転
状態を検出する。又、アイドル吸気量調整手段Ｍ８は、
吸気バルブＭ５よりも上流側の吸気通路Ｍ３にて、内燃
機関Ｍ１のアイドル運転時にそのアイドル運転を安定さ
せるべく吸入空気量を調整するために駆動される。更
に、油温検出手段Ｍ１１は、可変バルブタイミング機構
Ｍ７の駆動に使用される油の温度状態を検出する。

【０００８】そして、駆動制御手段Ｍ１０は、運転状態
検出手段Ｍ９の検出結果に基づき、バルブオーバラップ
を大きい状態から小さい状態へ切換えるべく、即ちアイ
ドル運転に適したバルブオーバラップとなるように可変
バルブタイミング機構Ｍ７を駆動切換える。これと同時
に、駆動制御手段Ｍ１０は、その時の吸入空気量の不足
を補正するためにアイドル吸気量調整手段Ｍ８を駆動制
御する。この時、油温補正手段Ｍ１２は、油温検出手段
Ｍ１１の検出温度に基づき、その検出温度が低いほどア
イドル吸気量調整手段Ｍ８の駆動制御量を大きく補正す
る。

【０００９】従って、可変バルブタイミング機構Ｍ７の
駆動切換え時には、その駆動に使用される油の温度状
態、つまりは油の粘性状態に応じて、アイドル吸気量調
整手段Ｍ８により吸入空気量の不足が補正される。よっ
て、油の粘性状態に起因する可変バルブタイミング機構
Ｍ７の作動遅れ時間の違いに合わせて、アイドル吸気量
調整手段Ｍ８による吸入空気量の補正が行われる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明における内燃機関のバルブタ
イミング制御装置をガソリンエンジンに具体化した一実
施例を図２〜図１２に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図２はこの実施例における内燃機関のバル
ブタイミング制御装置を示す概略構成図である。複数気
筒よりなる内燃機関としてのエンジン１は、各気筒毎の
シリンダ２内にて上下動可能に設けられたピストン３を
備え、そのピストン３の上側が燃焼室４となっている。
各燃焼室４には点火プラグ５がそれぞれ設けられてい
る。又、各燃焼室４には吸気ポート６ａ及び排気ポート
７ａを通じて吸気通路６及び排気通路７がそれぞれ連通
して設けられている。そして、吸気ポート６ａ及び排気
ポート７ａには、開閉用の吸気バルブ８及び排気バルブ
９がそれぞれ設けられている。これら吸気バルブ８及び
排気バルブ９は吸気側カムシャフト１０及び排気側カム
シャフト１１の回転によって駆動される。又、各カムシ
ャフト１０，１１の一端には、吸気側タイミングプーリ
１２及び排気側タイミングプーリ１３がそれぞれ設けら
れている。更に、各タイミングプーリ１２，１３は、タ
イミングベルト１４を介して図示しないクランクシャフ
トに駆動連結されている。

【００１２】従って、エンジン１の運転時には、クラン
クシャフトからタイミングベルト１４及び各タイミング
プーリ１２，１３を介して各カムシャフト１０，１１に
回転動力が伝達され、各カムシャフト１０，１１の回転
により吸気バルブ８及び排気バルブ９が開閉駆動され
る。又、これら吸気バルブ８及び排気バルブ９の開閉タ
イミングは、クランクシャフトの回転に同期して、即ち
吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及び排気行程の一
連の４行程に同期して、所定のタイミングで開閉駆動さ
れるようになっている。

【００１３】吸気通路６の入口側にはエアクリーナ１５
が設けられ、各気筒毎の吸気ポート６ａの近傍には、燃
料噴射用のインジェクタ１６がそれぞれ設けられてい
る。そして、エンジン１は吸気通路６を通じてエアクリ
ーナ１５から外気を取り込む。又、その外気の取り込み
と同時に、エンジン１は各インジェクタ１６から噴射さ
れる燃料を取り込む。そして、エンジン１は取り込んだ
燃料と外気との混合気を、吸入行程での吸気バルブ８の
開きに同期して燃焼室４へ導入する。又、エンジン１は
燃焼室４に導入した混合気を点火プラグ５の点火により
爆発・燃焼させて駆動力を得た後、その排気ガスを排気
行程での排気バルブ９の開きに同期して排気ポート７ａ
へ導出し、更に排気通路７を通じて外部へ排出する。

【００１４】吸気通路６の途中には、図示しないアクセ
ルペダルの操作に連動して開閉されるスロットルバルブ
１７が設けられている。そして、このスロットルバルブ
１７が開閉されることにより、吸気通路６への外気の取
り込み量である吸入空気量Ｑが調節される。又、そのス
ロットルバルブ１７の下流側には、吸入空気の脈動を平
滑化させるサージタンク１８が設けられている。吸気通
路６においてエアクリーナ１５の近傍には、吸気温度Ｔ
ＨＡを検出する吸気温センサ６１が設けられている。
又、スロットルバルブ１７の近傍には、そのスロットル
開度ＴＡを検出するスロットルセンサ６２が設けられて
いる。更に、サージタンク１８には、同タンク１８に連
通して吸入空気圧力（吸気圧力）ＰＭを検出する吸気圧
センサ６３が設けられている。

【００１５】一方、排気通路７の途中には、排気ガスを
浄化するための三元触媒１９を内蔵してなる触媒コンバ
ータ２０が設けらている。そして、排気通路７の途中に
は、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ６４が設け
られている。

【００１６】又、エンジン１には、その冷却水の温度
（冷却水温）ＴＨＷを検出する水温センサ６５が設けら
れている。各気筒毎の各点火プラグ５には、ディストリ
ビュータ２１にて分配された点火信号が印加される。デ
ィストリビュータ２１はイグナイタ２２から出力される
高電圧をクランクシャフトの回転、即ちクランク角に同
期して各点火プラグ５に分配する。そして、各点火プラ
グ５の点火タイミングはイグナイタ２２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２１には、排気側カム
シャフト１１に連結されてクランクシャフトの回転に連
動して回転される図示しないロータが内蔵されている。
そして、ディストリビュータ２１には、そのロータの回
転からエンジン１の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検
出する回転数センサ６６が取り付けられている。又、デ
ィストリビュータ２１には、同じくロータの回転に応じ
てエンジン１のクランク角基準位置ＧＰを所定の割合で
検出する気筒判別センサ６７が取り付けられている。こ
の実施例では、吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及
び排気行程の一連の４行程に対してクランクシャフトが
２回転するものとして、回転数センサ６６は１パルス当
たり３０°ＣＡの割合でクランク角を検出する。又、気
筒判別センサ６７は１パルス当たり３６０°ＣＡの割合
でクランク角を検出する。

【００１８】加えて、この実施例において、吸気バルブ
８の上流側の吸気通路６には、スロットルバルブ１７を
迂回して同バルブ１７の上流側と下流側とを連通させる
バイパス通路２３が設けられている。このバイパス通路
２３の途中には、スロットルバルブ１７が全閉となるエ
ンジン１のアイドル運転時に、そのアイドル運転を安定
させるべく吸入空気量Ｑを調整するために駆動されるア
イドル吸気量調整手段としてのリニアソレノイド式のア
イドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ）２４が
設けられている。周知のように、ＩＳＣＶ２４はその内
部に図示しない電磁コイルを貫通して伸びるバルブシャ
フトを備えている。そして、ＩＳＣＶ２４はその電磁コ
イルが所定の制御信号に応じて磁力を変えられることに
より、バルブシャフトが前後に移動してバイパス通路２
３に通じる隙間の大きさ、即ち開度が変えられるように
なっている。

【００１９】従って、エンジン１のアイドル運転時に、
ＩＳＣＶ２４の開度及びその開弁時間を制御することに
より、バイパス通路２３を流れる空気量が調節され、燃
焼室４への吸入空気量Ｑの供給が制御されるようになっ
いる。

【００２０】併せて、この実施例において、吸気側タイ
ミングプーリ１２には、吸気バルブ８の開閉タイミング
を可変にするために油圧により駆動される可変バルブタ
イミング機構（以下単に「ＶＶＴ」という）２５が設け
られている。

【００２１】次に、このＶＶＴ２５等の構成について図
３に従って詳しく説明する。カムシャフト１０はそのカ
ムジャーナル１０ａがエンジン１のシリンダヘッド１ａ
とベアリングキャップ１ｂとの間で回転可能に支持され
ている。そして、カムシャフト１０の一端部に、タイミ
ングプーリ１２と一体に設けられたＶＶＴ２５が設けら
れている。

【００２２】タイミングプーリ１２は、外周に複数の外
歯３１を有すると共に一側に収容凹部３２を備えてい
る。又、その収容凹部３２を覆うようにカムシャフト１
０の先端にはキャップ３３がボルト３４により締付け固
定されている。更に、タイミングプーリ１２の開口端と
キャップ３３の外周との間には、そのプーリ１２に圧入
固定されたアウタープレート３５と、キャップ３３に形
成されたインナープレート３６等とからなる緩衝用の周
知の粘性継手（ビスカスカップリング）３７が設けられ
ている。

【００２３】このタイミングプーリ１２とカムシャフト
１０との間にはリングギヤ３８が介在されて両者１２，
１０が連結されている。即ち、キャップ３３により密閉
されたタイミングプーリ１２の収容凹部３２にはリング
ギヤ３８が収容されている。このリングギヤ３８は、そ
の内外周に設けられた複数の歯３８ａ，３８ｂの両方が
ヘリカル歯になっており、軸方向への移動によってカム
シャフト１０と相対回動可能になっている。リングギヤ
３８の内外周の歯３８ａ，３８ｂはタイミングプーリ１
２の内歯１２ａ及びキャップ３３の内歯３３ａにそれぞ
れ噛み合わされている。又、タイミングプーリ１２はそ
の外歯３１に掛装されたタイミングベルト１４を介し
て、図示しないクランクシャフトに駆動連結されてい
る。

【００２４】従って、クランクシャフトからタイミング
ベルト１４を介してタイミングプーリ１２に駆動伝達さ
れることにより、更にリングギヤ３８で連結されたタイ
ミングプーリ１２とキャップ３３とが一体的に回転さ
れ、カムシャフト１０が回転駆動される。この時、リン
グギヤ３８が軸方向（図３の左右方向）へ移動されるこ
とにより、カムシャフト１０にタイミングプーリ１２に
対する捩じりが付与される。その結果、カムシャフト１
０とタイミングプーリ１２との回転方向における相対位
置が変えられ、吸気バルブ８の開閉タイミングが変えら
れる。このカムシャフト１０の捩じりの際にリングギヤ
３８のバックラッシに起因するガタツキは、ビスカスカ
ップリング３７の作用ににより緩衝されて異音の発生が
抑えられる。

【００２５】リングギヤ３８を油圧により駆動させるた
めに、タイミングプーリ１２の収容凹部３２において、
リングギヤ３８の軸方向一端側は、作動油による油圧を
導入する加圧室３９となっている。又、同じく収容凹部
３２において、リングギヤ３８の他端側は、その油圧に
対抗する釣り合い用のスプリング４０を収容するスプリ
ング室４１となっている。更に、加圧室３９に油圧のた
めの作動油を供給するために、エンジン１のシリンダヘ
ッド１ａ及びカムシャフト１０には、互いに連通するヘ
ッド油路４２及びシャフト油路４３がそれぞれ形成され
ている。

【００２６】一方、加圧室３９から作動油を抜くため
に、タイミングプーリ１２及びカムシャフト１０の一部
には、加圧室３９からスプリング室４１へ洩れ出た作動
油を導出するための戻し油路４４が形成されている。
又、その戻し油路４４に連通して、タイミングプーリ１
２の一端側には、カムシャフト１０、シリンダヘッド１
ａ、ベアリングキャップ１ｂ及びゴム製のシール４５に
よって囲まれた油回収室４６が設けられている。更に、
カムシャフト１０の下側位置にて、シリンダヘッド１ａ
の一部には、油回収室４６にて回収された作動油をエン
ジン１のオイルパン４７へ戻すための油戻し穴４８が形
成されている。

【００２７】尚、シリンダヘッド１ａの上側はヘッドカ
バー４９によって覆われている。又、シリンダヘッド１
ａには、カムジャーナル１０ａに潤滑油を供給するため
のヘッド油路５０が形成されている。

【００２８】この実施例では、作動油としてエンジン１
の潤滑油が利用されている。即ち、図２，３に示すよう
に、エンジン１の運転に連動してオイルポンプ５１が駆
動されることにより、オイルパン４７に溜まった潤滑油
が吸い上げられ、その潤滑油がオイルフィルタ５２から
オイルスイッチングバルブ（ＯＳＶ）５３を介して作動
油として、シリンダヘッド１ａのヘッド油路４２に供給
されるようになっている。又、オイルポンプ５１により
吸い上げられた潤滑油は、オイルフィルタ５２から別の
ヘッド油路５０へ導かれ、カムジャーナル１０ａに供給
されるようになっている。

【００２９】加圧室３９への作動油の供給は、ＯＳＶ５
３のオン・オフ切換えにより制御されるものである。Ｏ
ＳＶ５３がオンされた時には、ヘッド油路４２への作動
油の供給が許容され、作動油はヘッド油路４２からシャ
フト油路４３を通じて加圧室３９に導入される。そし
て、その油圧によりリングギヤ３８がスプリング４０の
付勢力に抗して軸方向の一方（図３の右方向）へ押圧さ
れる。これにより、カムシャフト１０に捩じりが付与さ
れてタイミングプーリ１２との回転位相がずれる。即
ち、図５（ｂ）に示すように、吸気バルブ８の開き・閉
じが早められ、吸気行程における吸気バルブ８と排気バ
ルブ９とのバルブオーバラップが大きくなる方向へ変え
られる。

【００３０】一方、ＯＳＶ５３がオフされた時には、ヘ
ッド油路４２への作動油の供給が遮断される。これによ
り、加圧室３９では油圧が抜け、リングギヤ３８がスプ
リング４０の付勢力によって軸方向の他方（図３の左方
向）へ押圧されて戻される。これにより、カムシャフト
１０に逆の捩じりが付与されてタイミングプーリ１２と
の回転位相がずれる。即ち、図５（ａ）に示すように、
吸気バルブ８の開き・閉じが遅らされ、吸気行程におけ
るバルブオーバラップが小さくなる方向へ変えられる。
この時、加圧室３９からスプリング室４１へ洩れ出る作
動油は、戻し油路４４を通じて油回収室４６へと導か
れ、更に油戻し穴４８を通じてオイルパン４７へとドレ
ンされる。

【００３１】そして、各インジェクタ１６、イグナイタ
２２、ＩＳＣＶ２４及びＯＳＶ５３は電子制御装置（以
下単に「ＥＣＵ」という）７０に電気的に接続され、同
ＥＣＵ７０の作動によってそれらの駆動タイミングが制
御される。このＥＣＵ７０は駆動制御手段及び油温補正
手段を構成しており、同ＥＣＵ７０には前述した吸気温
センサ６１、スロットルセンサ６２、吸気圧センサ６
３、酸素センサ６４、水温センサ６５、回転数センサ６
６及び気筒判別センサ６７がそれぞれ接続されている。
そして、ＥＣＵ７０はこれら各センサ６１〜６７からの
出力信号に基き各インジェクタ１６、イグナイタ２２、
ＩＳＣＶ２４及びＯＳＶ５３を好適に駆動制御する。

【００３２】尚、この実施例では、スロットルセンサ６
２及び回転数センサ６６等によりエンジン１の運転状態
を検出する運転状態検出手段が構成されている。又、こ
の実施例では、ＶＶＴ２５の駆動に使用される作動油の
温度状態を検出する油温状態検出手段として水温センサ
６５が兼用されており、その検出値である冷却水温ＴＨ
Ｗが油温の代用値として使用されるようになっている。

【００３３】次に、ＥＣＵ７０に係る電気的構成につい
て図４のブロック図に従って説明する。ＥＣＵ７０は中
央処理装置（ＣＰＵ）７１、所定の制御プログラム等を
予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）７２、ＣＰ
Ｕ７１の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）７３、予め記憶されたデータを保存する
バックアップＲＡＭ７４等と、これらと外部入力回路７
５及び外部出力回路７６等とをバス７７によって接続し
た理論演算回路として構成されている。

【００３４】外部入力回路７５には、前述した吸気温セ
ンサ６１、スロットルセンサ６２、吸気圧センサ６３、
酸素センサ６４、水温センサ６５、回転数センサ６６及
び気筒判別センサ６７がそれぞれ接続されている。

【００３５】一方、外部出力回路７６には、各インジェ
クタ１６、イグナイタ２２、ＩＳＣＶ２４及びＯＳＶ５
３がそれぞれ接続されている。そして、ＣＰＵ７１は外
部入力回路７５を介して入力される各センサ６１〜６７
等からの信号を入力値として読み込む。又、ＣＰＵ７１
は各センサ６１〜６７から読み込んだ入力値に基づき、
各インジェクタ１６、イグナイタ２２、ＩＳＣＶ２４及
びＯＳＶ５３等を好適に制御する。

【００３６】次に、前述したＥＣＵ７０により実行され
るバルブタイミング制御等の処理動作について図６〜図
１２に従って説明する。尚、この実施例におけるＥＣＵ
７０の処理では、エンジン１の運転状態に応じて吸気バ
ルブ８と排気バルブ９とのバルブオーバラップを、大き
い状態から小さい状態へ切換えるべくＶＶＴ２５を駆動
切換えする時に、その時のＶＶＴ２５の作動遅れに起因
する吸入空気量Ｑの不足を補正するためにＩＳＣＶ２４
を駆動制御してアイドルアップを図るようになってい
る。以下に、そのための処理動作について順次説明す
る。

【００３７】図６のフローチャートはＥＣＵ７０により
実行される各処理のうち、吸気バルブ７の開閉タイミン
グを変えるための、延いてはバルブオーバラップの大小
状態を切換えるために行われるＶＶＴ２５の駆動切換え
のための「ＶＶＴ駆動切換え制御ルーチン」を示してお
り、エンジン１の運転中に所定時間毎の定時割り込みで
実行される。

【００３８】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１０１において、スロットルセンサ６２の検出値
に基づき、スロットル開度ＴＡを読み込む。続いて、ス
テップ１０２において、回転数センサ６６の検出値に基
づき、エンジン回転数ＮＥを読み込む。

【００３９】そして、ステップ１０３において、ＶＶＴ
２５をオンさせるための領域であるか否かを判断する。
この判断は、先に読み込まれたスロットル開度ＴＡ及び
エンジン回転数ＮＥに基づき、図７に示すようなマップ
を参照して行われる。このマップにおいて、エンジン回
転数ＮＥの中低速域では、燃焼の安定する高負荷域、即
ちスロットル開度ＴＡの大きい領域にてエンジン１の出
力トルクを向上させるべく、ＶＶＴ２５をオンさせて吸
気バルブ８の閉じを早め、バルブオーバラップを大きく
するように設定されている。又、エンジン回転数ＮＥの
高速域では、負荷に関係なく、即ちスロットル開度ＴＡ
に関係なくエンジン１の出力トルクを向上させるべく、
ＶＶＴ２５をオフさせて吸気バルブ８の閉じを遅らせ、
バルブオーバラップを小さくするように設定されてい
る。

【００４０】従って、ステップ１０３において、ＶＶＴ
２５をオンさせる領域である場合には、ステップ１０４
において、ＶＶＴ２５をオンさせるべくＯＳＶ５３をオ
ンさせる。続いて、ステップ１０５において、バルブタ
イミングフラグＹＶＶＴを「１」にセットし、その後の
処理を一旦終了する。

【００４１】一方、ステップ１０３において、ＶＶＴ２
５をオフさせる領域である場合には、ステップ１０６に
おいて、ＶＶＴ２５をオフさせるべくＯＳＶ５３をオフ
させる。次に、ステップ１０７において、「ＤＶＶＴ，
ＴＶＶＴ算出ルーチン」をコールする。続いて、ステッ
プ１０８において、バルブタイミングフラグＹＶＶＴを
「０」にリセットし、その後の処理を一旦終了する。

【００４２】上記のようにして、バルブオーバラップを
変更させるためのＶＶＴ２５の駆動切換え制御が実行さ
れる。次に、ＶＶＴ２５の作動遅れに起因する吸入空気
量Ｑの不足を補正するために行われるＩＳＣＶ２４の駆
動制御のための処理動作について説明する。図１０のフ
ローチャートはＥＣＵ７０により実行される各処理のう
ち、ＩＳＣＶ２４の開度に相当するアイドルアップ量Ｄ
ＶＶＴ及びそのホールド時間ＴＶＶＴを算出する「ＤＶ
ＶＴ，ＴＶＶＴ算出ルーチン」を示している。この算出
ルーチンは、前述した「ＶＶＴ駆動切換え制御ルーチ
ン」において、ＶＶＴ２５のオフ領域であると判断され
た時に、バルブタイミングフラグＹＶＶＴが「０」にリ
セットされる前にサブルーチンコールされて実行され
る。

【００４３】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ２０１において、バルブタイミングフラグＹＶＶ
Ｔの設定を読み込むと共に、水温センサ６５の検出値か
ら冷却水温ＴＨＷを読み込む。合わせて、ＶＶＴ２５を
オンしてからのカウント時間ＣＶＶＴＯＮを読み込む。
ここで、カウント時間ＣＶＶＴＯＮは、ＶＶＴ２５がオ
ンされてから別途のカンウトルーチンにてカウントアッ
プされる値である。

【００４４】続いて、ステップ２０２において、バルブ
タイミングフラグＹＶＶＴが「０」であるか否か、即ち
ＶＶＴ２５がオフとなった直後であか否かを判断する。
ここで、ＶＶＴ２５がオフとなった直後でない場合、即
ち前回もＶＶＴ２５がオフの場合には、そのままその後
の処理を一旦終了する。

【００４５】一方、ステップ２０２において、ＶＶＴ２
５がオフとなった直後である場合には、ステップ２０３
において、冷却水温ＴＨＷが所定の基準温度（例えば
「８０℃」）Ｃ０以上であるか否かを判断する。ここ
で、冷却水温ＴＨＷはＶＶＴ２５を駆動させる作動油温
度の指標値として代用されているものであり、冷却水温
ＴＨＷが基準温度Ｃ０よりも低いことは、作動油の温度
が低くてその油の粘性が高く、ＶＶＴ２５からの作動油
の抜けに時間がかかり、ＶＶＴ２５の作動遅れ時間を長
引かせることを意味している。

【００４６】従って、ステップ２０３において、冷却水
温ＴＨＷが基準温度Ｃ０以上である場合には、ＶＶＴ２
５を駆動させるための作動油の粘性が充分に低くてＶＶ
Ｔ２５の作動遅れ時間が充分に短いものとして、そのま
まその後の処理を一旦終了する。又、ステップ２０３に
おいて、冷却水温ＴＨＷが基準温度Ｃ０よりも低い場合
には、ＶＶＴ２５の駆動させるための作動油の粘性が高
くてＶＶＴ２５の作動遅れ時間が長引くものとして、ス
テップ２０４へ移行する。

【００４７】ステップ２０４においては、ＶＶＴ２５を
オンしてからのカウント時間ＣＶＶＴＯＮが所定の基準
時間Ｔ０よりも小さいか否かを判断する。そして、カウ
ント時間ＣＶＶＴＯＮが基準時間Ｔ０よりも小さい場合
には、そのままその後の処理を一旦終了する。

【００４８】又、ステップ２０４において、カウント時
間ＣＶＶＴＯＮが基準時間Ｔ０以上である場合には、ス
テップ２０５において、冷却水温ＴＨＷによりアイドル
アップの際の初期値、即ちアイドルアップ初期値ＤＶＶ
ＴＩＮＴのホールド時間ＴＴＨＷを算出する。このホー
ルド時間ＴＴＨＷは図８に示すように予め定められたマ
ップを参照して求められる。このマップでは、冷却水温
ＴＨＷが低くなるに従いホールド時間ＴＴＨＷが大きく
なるように設定されている。

【００４９】続いて、ステップ２０６において、そのホ
ールド時間ＴＴＨＷをＶＶＴ２５の駆動切換えの際に使
用されるホールド時間ＴＶＶＴとして設定する。次に、
ステップ２０７において、ホールド時間ＴＴＨＷのカウ
ント時間ＣＤＶＶＴを「０」にリセットする。ここで、
カウント時間ＣＤＶＶＴは、アイドルアップ量ＤＶＶＴ
に基づきＩＳＣＶ２４を開弁制御してからのカウント値
であり、別途のカンウトルーチンにてカウントアップさ
れる値である。

【００５０】更に、ステップ２０８において、冷却水温
ＴＨＷよりＩＳＣＶ２４の開度に相当するアイドルアッ
プ初期値ＤＶＶＴＩＮＴを算出する。このアイドルアッ
プ初期値ＤＶＶＴＩＮＴは図９に示すように予め定めら
れたマップを参照して求められる。このマップでは、冷
却水温ＴＨＷが低くなるに従いアイドルアップ初期値Ｄ
ＶＶＴＩＮＴが大きくなるように設定されている。又、
ステップ２０９において、そのアイドルアップ初期値Ｄ
ＶＶＴＩＮＴを今回のＩＳＣＶ２４の開度に相当するア
イドルアップ量ＤＶＶＴとして設定する。

【００５１】そして、最後にステップ２１０において、
ＶＶＴ２５をオンしてからのカウント時間ＣＶＶＴＯＮ
を「０」にリセットし、その後の処理を一旦終了する。
上記のようにして、ＩＳＣＶ２４の開度に相当するアイ
ドルアップ量ＤＶＶＴ及びそのホールド時間ＴＶＶＴが
算出され、それらの算出結果に基づきＩＳＣＶ２４が開
弁制御される。

【００５２】次に図１１のフローチャートはＥＣＵ７０
により実行される各処理のうち、上記のように求められ
たアイドルアップ量ＤＶＶＴを減衰させるための「ＤＶ
ＶＴ減衰処理ルーチン」を示している。この処理ルーチ
ンは、所定時間毎の定時割込みによりサブルーチンコー
ルされて実行される。

【００５３】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ３０１において、前述した「ＤＶＶＴ，ＴＶＶＴ
算出ルーチン」にて設定されたホールド時間ＴＶＶＴ及
びアイドルアップ量ＤＶＶＴを読み込むと共に、アイド
ルアップ量ＤＶＶＴに基づきＩＳＣＶ２４を開弁制御し
てからのカウント時間ＣＤＶＶＴを読み込む。

【００５４】続いて、ステップ３０２において、カウン
ト時間ＣＤＶＶＴがホールド時間ＴＶＶＴを越えていな
いか否かを判断する。そして、カウント時間ＣＤＶＶＴ
がホールド時間ＴＶＶＴを越えていない場合には、その
まま処理を一旦終了する。

【００５５】又、ステップ３０２において、カウント時
間ＣＤＶＶＴがホールド時間ＴＶＶＴを越えている場合
には、ステップ３０３において、アイドルアップ量ＤＶ
ＶＴから所定の減衰係数ＫＤＶＶＴを減算した結果を新
たなアイドルアップ量ＤＶＶＴとして設定する。即ち、
アイドルアップ量ＤＶＶＴを減衰させる処理を行うので
ある。

【００５６】その後、ステップ３０４において、減衰さ
れたアイドルアップ量ＤＶＶＴが「０」を含むプラスの
値であるか否かを判断する。ここで、アイドルアップ量
ＤＶＶＴがプラスの値である場合には、そのまま処理を
一旦終了する。

【００５７】一方、ステップ３０４において、減衰され
たアイドルアップ量ＤＶＶＴがマイナス値である場合に
は、ステップ３０５において、アイドルアップ量ＤＶＶ
Ｔを「０」にセットしてその後の処理を一旦終了する。

【００５８】上記のように、アイドルアップ量ＤＶＶＴ
が減衰処理されることにより、ＩＳＣＶ２４はそれに従
って徐々に閉弁されることになる。ここで、上記の「Ｄ
ＶＶＴ，ＴＶＶＴ算出ルーチン」及び「ＤＶＶＴ減衰処
理ルーチン」に従って行われる制御の結果を、図１２に
示すタイムチャートに従って説明する。

【００５９】今、バルブオーバラップを大きい状態から
小さい状態へ切換えるべくＶＶＴ２５がオン状態からオ
フ状態へ切換えられることにより、冷却水温ＴＨＷで決
まるアイドルアップ初期値ＤＶＶＴＩＮＴが設定され、
そのアイドルアップ初期値ＤＶＶＴＩＮＴがＩＳＣＶ２
４の最初の開度であるアイドルアップ量ＤＶＶＴとして
使用されてアイドルアップが行われる。

【００６０】その後、そのアイドルアップ量ＤＶＶＴ
が、冷却水温ＴＨＷで決まるホールド時間ＴＴＨＷ（Ｔ
ＶＶＴ）だけホールドされてから、所定の減衰係数ＫＤ
ＶＶＴの分だけ徐々に減衰され、やがてアイドルアップ
量ＤＶＶＴが「０」となった時点でＩＳＣＶ２４の開弁
制御によるアイドルアップが終了する。

【００６１】上記のようにこの実施例では、ＶＶＴ２５
のオンからオフへの駆動切換えの際、即ちバルブオーバ
ラップの大きい状態から小さい状態への切換えの際に、
ＩＳＣＶ２４の開弁制御によってアイドルアップが行わ
れ、その時の吸入空気量Ｑの不足が補われる。しかも、
その時のＩＳＣＶ２４の初めの開度に相当するアイドル
アップ初期値ＤＶＶＴＩＮＴやそのホールド時間ＴＴＨ
Ｗ（ＴＶＶＴ）は、その時の冷却水温ＴＨＷの大きさ、
つまりはＶＶＴ２５の作動油の粘性状態に応じて変えら
れ、アイドルアップのための吸入空気量Ｑの不足が補わ
れる。

【００６２】即ち、冷却水温ＴＨＷが低くて作動油の粘
性が高い時には、アイドルアップ初期値ＤＶＶＴＩＮＴ
及びホールド時間ＴＴＨＷ（ＴＶＶＴ）が大きく設定さ
れる。よって、ＩＳＣＶ２４を大きな開度で長時間をも
って開弁させることができ、バルブオーバラップの切換
えに際して多量の吸入空気量Ｑを補うことができ、もっ
て大きなアイドルアップを図ることができる。一方、冷
却水温ＴＨＷが高くて作動油の粘性が低い時時には、ア
イドルアップ初期値ＤＶＶＴＩＮＴ及びホールド時間Ｔ
ＴＨＷ（ＴＶＶＴ）が小さく設定される。よって、ＩＳ
ＣＶ２４を小さな開度で短時間をもって開弁させること
ができ、バルブオーバラップの切換えに際して少量の吸
入空気量Ｑを補うことができ、もって小さなアイドルア
ップを図ることができる。

【００６３】従って、この実施例においても、エンジン
１の冷間時と暖機後で作動油の粘性状態の違いからＶＶ
Ｔ２５の作動遅れ時間に差が生じるのであるが、その時
々の作動遅れ時間に合わせて吸入空気量Ｑを補うことが
でき、ＶＶＴ２５の切換え時のアイドルアップを、冷間
時や暖機後で異なる作動遅れ時間に適合させて行うこと
ができる。

【００６４】その結果、冷間時には、作動油の粘性の高
さからＶＶＴ２５の作動遅れ時間が長引くのに合わせて
アイドルアップを適合させることができ、もって冷間時
のエンジンストールを未然に防止することができる。
又、エンジン１の完全暖機後には、作動油の粘性の低さ
からＶＶＴ２５の作動遅れ時間が短くなるのに合わせて
アイドルアップを適合させることができ、もって暖機完
了後の燃費の悪化を未然に防止することができる。

【００６５】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、一系統の油圧制御によって駆動
切換えされるＶＶＴ２５を用いたが、これに限定される
ものではなく、二系統の油圧制御によって駆動切換えさ
れるＶＶＴを用いてもよい。又、油圧で駆動されるもの
であれば他の機構のＶＶＴを採用してもよい。

【００６６】（２）前記実施例では、油温検出手段とし
て水温センサ６５を代用したが、作動油の温度状態を検
出する油温センサを特別に設けてもよい。 （３）前記実施例では、ＩＳＣＶ２４の駆動制御量を、
その開度に相当するアイドルアップ初期値ＤＶＶＴＩＮ
Ｔとその開度でのホールド時間ＴＴＨＷ（ＴＶＶＴ）、
つまりはアイドルアップ時間とアイドルアップ量のパラ
メータとして、それらを加減設定するようにしたが、両
パラメータのうちの一方のみを加減するようにしてもよ
い。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、内燃機関の運転状態に基づき吸気バルブと排気バル
ブとのバルブオーバラップを大きい状態から小さい状態
へ切換えるべく油圧駆動方式の可変バルブタイミング機
構を駆動切換えすると共に、その可変バルブタイミング
機構の作動遅れによる吸入空気量の不足をアイドル吸気
量調整手段を駆動制御により補ってアイドルアップを適
合させるようにした内燃機関において、可変バルブタイ
ミング機構の駆動に使用される油の温度が低いほどその
油の粘性状態が高いものとしてアイドル吸気量調整手段
の駆動制御量を大きく補正するようにしたので、油の粘
性状態に起因する可変バルブタイミング機構の作動遅れ
時間の違いに合わせて吸入空気量の補正が行われ、冷間
時や暖機後で異なる可変バルブタイミング機構の作動遅
れ時間に応じてアイドルアップを適合させることができ
るという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な概念構成を説明する概念構
成図である。

【図２】この発明を具体化した一実施例における内燃機
関のバルブタイミング制御装置を示す概略構成図であ
る。

【図３】一実施例においてＶＶＴ等の構成を示す断面図
である。

【図４】一実施例においてＥＣＵ等の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】一実施例において吸気バルブと排気バルブとの
バルブオーバラップを説明し、（ａ）はＶＶＴオフ時の
バルブオーバラップの説明図、（ｂ）はＶＶＴオン時の
バルブオーバラップの説明図である。

【図６】一実施例においてＥＣＵにより実行される「Ｖ
ＶＴ駆動切換え制御ルーチン」を説明するフローチャー
トである。

【図７】一実施例においてエンジン回転数とスロットル
開度との関係からＶＶＴオン・オフの領域を予め定めた
マップである。

【図８】一実施例において冷却水温に対するホールド時
間の関係を予め定めたマップである。

【図９】一実施例において冷却水温に対するアイドルア
ップ初期値の関係を予め定めたマップである。

【図１０】一実施例においてＥＣＵにより実行される
「ＤＶＶＴ，ＴＶＶＴ算出ルーチン」を説明するフロー
チャートである。

【図１１】一実施例においてＥＣＵにより実行される
「ＤＶＶＴ減衰処理ルーチン」を説明するフローチャー
トである。

【図１２】一実施例においてＶＶＴ駆動切換えからのカ
ウント時間に対するアイドルアップ量等の変化を説明す
るタイムチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、４…燃焼室、６…吸気
通路、７…排気通路、８…吸気バルブ、９…排気バル
ブ、２４…アイドル吸気量調整手段としてのＩＳＣＶ、
２５…可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）、６２…ス
ロットルセンサ、６６…回転数センサ（６２，６６は運
転状態検出手段を構成している）、６５…油温検出手段
を構成する水温センサ、７０…駆動制御手段及び油温補
正手段を構成するＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｄ 8109−3Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の回転に同期して所定のタイミ
   ングで駆動され、燃焼室に通じ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、 前記吸気バルブの開閉タイミングを可変にするために油
   圧により駆動される可変バルブタイミング機構と、 前記吸気バルブよりも上流側の前記吸気通路にて、前記
   内燃機関のアイドル運転時にそのアイドル運転を安定さ
   せるべく吸入空気量を調整するために駆動されるアイド
   ル吸気量調整手段と、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づき前記吸気バル
   ブと前記排気バルブとのバルブオーバラップを大きい状
   態から小さい状態へ切換えるべく前記可変バルブタイミ
   ング機構を駆動切換えすると共に、その時の吸入空気量
   の不足を補正するために前記アイドル吸気量調整手段を
   駆動制御する駆動制御手段とを備えた内燃機関のバルブ
   タイミング制御装置において、 前記可変バルブタイミング機構の駆動に使用される油の
   温度状態を検出する油温検出手段と、 前記油温検出手段の検出温度に基づき、その検出温度が
   低いほど前記アイドル吸気量調整手段の駆動制御量を大
   きく補正する油温補正手段とを備えたことを特徴とする
   内燃機関のバルブタイミング制御装置。