JPH06317129A - 可変バルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】精度の高いバルブタイミング制御を可能とし、
もって要求される運転状態を高い精度で達成し、機関特
性、排気特性を最大限に改善する。 【構成】可変バルブタイミング装置３９は基本タイミン
グを基準としてステップモータの駆動により吸気バルブ
９の開閉タイミングを連続的に調整する。基本タイミン
グを得るに際してのステップモータの目標基本ステップ
数を補正する場合に、ＶＶＴＥＣＵ５４は、エンジン１
が所定の運転状態にあるときにおいて、予め記憶された
吸気負圧の差に相当する負圧差が生じたときに、そのと
きの進角量に基づいて、目標基本ステップ数を補正す
る。そのため、実際の開閉タイミングと目標とする開閉
タイミングとのずれに基づいて補正が行われる場合とは
異なり、補正された後の基本タイミングがより直接的に
最終的な運転状態の１つたる吸気負圧に反映されたもの
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の運転状態
に応じて吸気バルブの開閉タイミングを連続的に調整可
能な可変バルブタイミング機構を備えた可変バルブタイ
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
５９−１１０８１７号公報に開示されたものが知られて
いる。この技術では、バルブタイミングの１つの基準値
を実測するためのセンサが設けられている。そして、当
該センサからの検知信号に基づき、実際のバルブタイミ
ングがある１つのタイミングとなったときにその旨が検
出される。この検出結果に基づき、実際の制御タイミン
グと、目標とされるタイミングとのずれが算出される。
そして、そのずれの分だけバルブタイミングの補正がな
される。従って、この補正により、バルブタイミング
は、常に目標値となるように維持される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、バルブタイ
ミングというのは、あくまでも制御対象の１つの条件で
しかなく、最終的に要求される指標ではない。従って、
上記従来技術では、目標とする開閉タイミングと実際の
開閉タイミングとの整合性は向上するものの、実際の運
転状態が要求通りになるとは限らなかった。すなわち、
バルブタイミングのが目標通りになったとしても、その
タイミングが制御されて実際の運転状態に反映されるま
での経路の間での、本来的にハード内に内在する誤差
は、補正することができなかった。その結果、炭化水素
（ＨＣ）や、一酸化炭素（ＣＯ）等が適切に低減できな
くなるおそれが生じる等、機関特性、排気特性に悪影響
を与えるおそれがあった。

【０００４】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、精度の高いバルブタイミン
グ制御が可能で、ひいては、要求される運転状態を高い
精度で達成し、機関特性、排気特性を最大限に改善する
ことの可能な可変バルブタイミング制御装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記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Ｍ
１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を開閉する吸気バルブＭ４
と、吸気バルブＭ４の開閉タイミングを、所定の基本タ
イミングを基準として進角側及び遅角側に連続的に調整
可能な可変バルブタイミング機構Ｍ５と、内燃機関Ｍ１
の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ６と、運転状
態検出手段Ｍ６の検出結果に基づき、可変バルブタイミ
ング機構Ｍ５を駆動制御する駆動制御手段Ｍ７とを備え
た可変バルブタイミング制御装置において、吸気バルブ
Ｍ４の開閉タイミングの調整に伴って変動する吸気通路
Ｍ３内の吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段Ｍ８と、
可変バルブタイミング機構Ｍ５が所定の基本状態とな
り、吸気バルブＭ４が基本タイミングで開閉されたとき
の第１の吸気負圧と、開閉タイミングが基本タイミング
から所定量だけ進角されるよう可変バルブタイミング機
構Ｍ５が駆動制御されたときの第２の吸気負圧との差を
予め記憶する負圧差記憶手段Ｍ９と、運転状態検出手段
Ｍ６の検出結果に基づく内燃機関Ｍ１の運転状態が予め
定められた所定状態にあるとき、駆動制御手段Ｍ７によ
る駆動制御を一旦無効化し、可変バルブタイミング機構
Ｍ５を、吸気通路Ｍ３内の吸気負圧が第１の吸気負圧と
なる所定状態に設定するとともに、その設定後開閉タイ
ミングを進角させるべく駆動制御する補正時駆動制御手
段Ｍ１０と、運転状態検出手段Ｍ６の検出結果に基づく
内燃機関Ｍ１の運転状態が所定状態にあるとき、吸気負
圧検出手段Ｍ８の検出結果に基づく実測吸気負圧と、補
正時駆動制御手段Ｍ１０の駆動制御の開始時における実
測吸気負圧との差が、負圧差記憶手段Ｍ９により記憶さ
れた差を超えたとき、そのときの可変バルブタイミング
機構Ｍ５の状態に基づいて、基本タイミングを補正する
補正手段Ｍ１１とを備えたことをその要旨としている。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、図１に示すように、吸気
バルブＭ４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を
開閉する。吸気バルブＭ４の開閉タイミングは、可変バ
ルブタイミング機構Ｍ５により、所定の基本タイミング
を基準として進角側及び遅角側に連続的に調整され得
る。運転状態検出手段Ｍ６により内燃機関Ｍ１の運転状
態が検出され、その検出結果に基づき、可変バルブタイ
ミング機構Ｍ５が駆動制御手段Ｍ７により駆動制御され
る。

【０００７】また、吸気負圧検出手段Ｍ８により、吸気
バルブＭ４の開閉タイミングの調整に伴って変動する吸
気通路Ｍ３内の吸気負圧が検出される。さらに、負圧差
記憶手段Ｍ９では、可変バルブタイミング機構Ｍ５が所
定の基本状態となり、吸気バルブＭ４が基本タイミング
で開閉されたときの第１の吸気負圧と、開閉タイミング
が基本タイミングから所定量だけ進角されるよう可変バ
ルブタイミング機構Ｍ５が駆動制御されたときの第２の
吸気負圧との差が予め記憶される。

【０００８】そして、運転状態検出手段Ｍ６の検出結果
に基づく内燃機関Ｍ１の運転状態が予め定められた所定
状態にあるとき、駆動制御手段Ｍ７による駆動制御が、
補正時駆動制御手段Ｍ１０により一旦無効化される。ま
た、補正時駆動制御手段Ｍ１０により、吸気通路Ｍ３内
の吸気負圧が第１の吸気負圧となる所定状態に可変バル
ブタイミング機構Ｍ５が設定されるとともに、その設定
後開閉タイミングを進角させるべく駆動制御される。

【０００９】そして、運転状態検出手段Ｍ６の検出結果
に基づく内燃機関Ｍ１の運転状態が所定状態にあると
き、補正手段Ｍ１１により、吸気負圧検出手段Ｍ８の検
出結果に基づく実測吸気負圧と、補正時駆動制御手段Ｍ
１０の駆動制御の開始時における実測吸気負圧との差が
算出される。その差が、負圧差記憶手段Ｍ９により記憶
された差を超えたとき、補正手段Ｍ１１により、そのと
きの可変バルブタイミング機構Ｍ５の状態に基づいて、
基本タイミングが補正される。

【００１０】従って、本発明によれば、可変バルブタイ
ミング機構Ｍ５の基本タイミングが補正されるのに際
し、実際の開閉タイミングと目標とする開閉タイミング
とのずれに基づいて行われるのではなく、最終的な運転
状態の指標の１つたる吸気負圧に基づいて行われる。す
なわち、補正時において、予め記憶された吸気負圧の差
に相当する負圧差が生じたときに、そのときの可変バル
ブタイミング機構Ｍ５の状態に基づいて、基本タイミン
グが補正される。そのため、実際の開閉タイミングと目
標とする開閉タイミングとのずれに基づいて行われる場
合に比べて、補正後のバルブタイミング制御がより直接
的に運転状態に反映されることになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図６に従って説明する。図２は本実施例のバルブタイミ
ング制御装置が適用される内燃機関としてのエンジン１
の概略構成を示す図である。エンジン１のシリンダ２に
はピストン３が上下動可能に収容されている。ピストン
３の上方には燃焼室４が形成され、この燃焼室４に吸気
通路５及び排気通路６が連通している。燃焼室４と吸気
通路５との連通部分は吸気ポート７となっており、この
吸気ポート７はシリンダヘッド８に上下動可能に取付け
られた吸気バルブ９によって開閉される。また、燃焼室
４と排気通路６との連通部分は排気ポート１１となって
おり、この排気ポート１１はシリンダヘッド８に上下動
可能に取付けられた排気バルブ１２によって開閉され
る。

【００１２】吸気バルブ９及び排気バルブ１２には圧縮
状態のバルブスプリング１３，１４、バルブリフタ１
５，１６等が組付けられている。各バルブリフタ１５，
１６の上方には吸気側カムシャフト１７及び排気側カム
シャフト１８が回転可能に設けられ、両カムシャフト１
７，１８には前記吸気バルブ９及び排気バルブ１２を開
閉するためのカム１７ａ，１８ａが一体に形成されてい
る。吸気側カムシャフト１７及び排気側カムシャフト１
８の各端部にはタイミングプーリ２１，２２が取付けら
れ、両タイミングプーリ２１，２２がタイミングベルト
によってクランクシャフトに連結されている。

【００１３】そして、前記バルブスプリング１３，１４
はバルブリフタ１５，１６が常にカム１７ａ，１８ａに
当接するように吸気バルブ９及び排気バルブ１２を上方
へ付勢している。この付勢方向は、前記吸気ポート７及
び排気ポート１１を閉じる方向である。そのため、クラ
ンクシャフトの回転がタイミングベルトを介して各タイ
ミングプーリ２１，２２に伝達されると、吸気側カムシ
ャフト１７及び排気側カムシャフト１８が回転する。こ
れにともない、カム１７ａ，１８ａがバルブスプリング
１３，１４の付勢力に抗しバルブリフタ１５，１６を周
期的に押し下げると、バルブリフタ１５，１６が吸気バ
ルブ９及び排気バルブ１２を下方へ押圧して開閉動作さ
せる。

【００１４】前記吸気通路５において、吸気ポート７の
近傍には燃料噴射弁２３が取付けられている。また、こ
の燃料噴射弁２３よりも上流側の吸気通路５には吸入空
気の脈動を平滑化させるためのサージタンク２４が配設
され、さらにその上流の吸気通路５内には、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２５が設けられている。そして、このスロッ
トルバルブ２５の開閉により吸気通路５への吸入空気量
が調節される。スロットルバルブ２５の近傍には、スロ
ットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ２６が
取付けられている。同じく、スロットルバルブ２５の近
傍には、アイドルスイッチ２７が取付けられている。こ
のアイドルスイッチ２７により全閉信号ＬＬが出力され
るようになっている。この全閉信号ＬＬは、スロットル
バルブ２５が全閉状態のときオンとなり、全閉以外の状
態のときオフとなる。

【００１５】また、吸気通路５にはスロットルバルブ２
５を迂回し、かつスロットルバルブ２５の上流側と下流
側とを連通させるバルパス通路２８が設けられている。
このバイパス通路２８の途中には、アイドルスピードコ
ントロールバルブ（ＩＳＣＶ）２９が取付けられてい
る。ＩＳＣＶ２９はパルス信号に応じてステップモータ
のロータが回転し、そのロータの回転により弁体２９ａ
が移動してバルブの開口面積が変化する、いわゆるステ
ップモータ式のものである。そして、このＩＳＣＶ２９
の開度を調整してバイパス通路２８に流れる空気量を調
節することにより、アイドル運転時のエンジン回転数Ｎ
Ｅが制御される。

【００１６】前記燃料噴射弁２３から噴射される燃料と
吸気通路５内へ導入された外気とからなる混合気は、吸
気バルブ９の開かれる際に吸気ポート７を通じて燃焼室
４内へ導入される。この燃焼室４に導入された混合気に
着火するために、シリンダヘッド８には点火プラグ３１
が取付けられている。点火プラグ３１はディストリビュ
ータ３２にて分配された点火信号に基づいて駆動され
る。ディストリビュータ３２はイグナイタ３３から出力
される高電圧をエンジン１のクランク角に同期して点火
プラグ３１に分配するためのものである。そして、点火
プラグ３１の点火によって燃焼室４内へ導入された混合
気が爆発・燃焼され、ピストン３及びクランクシャフト
等を介してエンジン１の駆動力が得られる。このように
燃焼室４で生成した燃焼ガスは、排気バルブ１２が開か
れる際に排気ポート１１から排気通路６を通じて外部へ
排出される。なお、前記ディストリビュータ３２には、
そのロータの回転を検出してエンジン回転信号を出力す
る回転数センサ３４が設けられている。換言すれば、回
転数センサ３４により、エンジン回転数ＮＥが検出され
る。

【００１７】さらに、前記各種センサ以外にも、エンジ
ン１のシリンダブロック１９には、冷却水温ＴＨＷを検
出する水温センサ３５が取付けられている。また、トラ
ンスミッション（図示しない）近傍には、シフトポジシ
ョンがＮレンジ（ニュートラルレンジ）にあるか否かを
検出するニュートラルスイッチ３６が設けられている。
さらに、エアコンが作動したときにオンとなるエアコン
スイッチ３７、ヘッドライト、ヒータ、デフォッガ等に
接続され、これらが作動されたときにオン信号を出力す
る電気負荷スイッチ３８が設けられている。そして、こ
れらスロットル開度センサ２６、アイドルスイッチ２
７、回転数センサ３４、水温センサ３５、ニュートラル
スイッチ３６、エアコンスイッチ３７及び電気負荷スイ
ッチ３８等により運転状態検出手段が構成されている。

【００１８】併せて、サージタンク２４には、同タンク
２４に連通して、エンジン１の負荷に相当する吸気負圧
ＭＶを検出する吸気負圧検出手段としての吸気圧センサ
４０が設けられている。

【００１９】さて、前記のようなエンジン１の基本的構
成に加え、本実施例では前記吸気バルブ９の開閉タイミ
ングを調整するための可変バルブタイミング機構として
の可変バルブタイミング装置３９が設けられている。次
に、この可変バルブタイミング装置３９について詳述す
る。

【００２０】図３で示すように、吸気側カムシャフト１
７の先端（図３の左端）に設けられたタイミングプーリ
２１の外周には多数の外歯２１ａが形成され、中心部分
にはボス２１ｂが形成されている。また、外歯２１ａと
ボス２１ｂの中間部分には筒状部２１ｃが形成されてい
る。そして、タイミングプーリ２１はボス２１ｂにて吸
気側カムシャフト１７の先端部外周に相対回転可能に嵌
合されている。

【００２１】前記吸気側カムシャフト１７の先端面には
インナスリーブ４１が取付けられている。インナスリー
ブ４１は、大筒部４１ａとその反対側へ延びる小筒部４
１ｂとを備え、大筒部４１ａが前記ボス２１ｂの外周に
嵌合されて、同インナスリーブ４１がタイミングプーリ
２１に対し相対回転可能となっている。また、インナス
リーブ４１は、吸気側カムシャフト１７の先端部に対し
ボルト４２及びノックピン４３により相対回転不能に取
付けられている。このインナスリーブ４１は、前記タイ
ミングプーリ２１が吸気側カムシャフト１７の軸方向へ
移動するのを規制している。

【００２２】前記タインミングプーリ２１とインナスリ
ーブ４１とはアウタスリーブ４４によって連結されてい
る。アウタスリーブ４４は外筒部４４ａと内筒部４４ｂ
とを有する二重筒形状をなしている。アウタスリーブ４
４の外筒部４４ａはタイミングプーリ２１の筒状部２１
ｃの外周に嵌合され、同アウタスリーブ４４の内筒部４
４ｂはタイミングプーリ２１の筒状部２１ｃとインナス
リーブ４１の大筒部４１ａとの間に挿入されている。

【００２３】さらに、インナスリーブ４１における大筒
部４１ａの外周、アウタスリーブ４４における内筒部４
４ｂの内外周及びタイミングプーリ２１における筒状部
２１ｃの内周には、それぞれはす歯４１ｃ，４４ｃ，４
４ｄ，２１ｄが形成されている。これらのはす歯４１
ｃ，４４ｃ，４４ｄ，２１ｄは相互に噛合されており、
その噛合の関係から、アウタスリーブ４４が軸方向へ移
動すると、タイミングプーリ２１に対し吸気側カムシャ
フト１７が相対回転する。

【００２４】タイミングプーリ２１の外歯２１ａにはタ
イミングベルト４５が掛装されており、前述したように
クランクシャフトの回転がこのタイミングベルト４５に
よりタイミングプーリ２１に伝達される。従って、この
回転力の伝達により、アウタスリーブ４４により連結さ
れたタイミングプーリ２１とインナスリーブ４１とが一
体的に回転され、さらにボルト４２及びノックピン４３
によりインナスリーブ４１に連結された吸気側カムシャ
フト１７が一体的に回転駆動される。

【００２５】前記アウタスリーブ４４の前方位置には、
これを吸気側カムシャフト１７の軸方向へ移動させるた
めのステップモータ４６が配設されている。ステップモ
ータ４６は複数の励磁コイルを有し、その励磁コイルが
順次磁化されることにより、所定方向へ１ステップずつ
回転する。ステップモータ４６の出力軸には後面を開放
した駆動筒４７が取付けられている。駆動筒４７の外周
には外ねじ４７ａが螺刻されてウォームギヤとして構成
されている。また、ステップモータ４６には駆動筒４７
を覆うようにして筒状ガイド部材４８が固定されてい
る。

【００２６】駆動筒４７は前記インナスリーブ４１の小
筒部４１ｂ外周に対し相対回転可能に嵌合され、アウタ
スリーブ４４の中心部を貫通している。一方、アウタス
リーブ４４には、内周に内ねじ４９ａを有するベアリン
グ４９が相対回転可能に組付けられている。そして、ベ
アリング４９の内ねじ４９ａと駆動筒４７の外ねじ４７
ａとが互いに噛合されている。

【００２７】前記ベアリング４９の外周面の一部には軸
方向へ延びる溝４９ｂが形成され、この溝４９ｂには、
前記ガイド部材４８の内周に設けられた突起４８ａが係
入している。この突起４８ａは、前記ベアリング４９の
回転を阻止するとともに、軸方向への移動を可能にして
いる。従って、タイミングプーリ２１と吸気側カムシャ
フト１７とが一体回転しているときに、ステップモータ
４６が駆動されて駆動筒４７が所定角度回転されると、
回転を阻止されているベアリング４９が軸方向へ移動さ
れる。これにともない、ベアリング４９の取付けられた
アウタスリーブ４４が同一軸方向へ移動され、タイミン
グプーリ２１と吸気側カムシャフト１７との間に相対回
転が生じて同吸気側カムシャフト１７に捩じりが付与さ
れる。

【００２８】このように、前記可変バルブタイミング装
置３９では、ステップモータ４６を駆動制御することに
より、アウタスリーブ４４の軸方向における位置が変更
され、その結果として吸気側カムシャフト１７に捩じり
が付与される。この捩じりの付与により、吸気バルブ９
の開閉タイミングが調整される。本実施例では、ステッ
プモータ４６の駆動筒４７が正転するとアウタスリーブ
４４が図３の右方へ移動し、吸気バルブ９の開閉タイミ
ングが早められる。また、駆動筒４７が逆転するとアウ
タスリーブ４４が図３の左方へ移動し、前記吸気バルブ
９の開閉タイミングが遅らされるように設定されてい
る。

【００２９】なお、吸気側カムシャフト１７の内部には
油路５１，５２が形成され、それらの油路５１，５２を
通じてタイミングプーリ２１の内部に潤滑油が供給され
るようになっている。

【００３０】図２に示すように、前記エンジン１には、
燃料噴射、点火時期、アイドル時のエンジン回転数等を
制御するエンジン電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵ
という）５３と、可変バルブタイミング装置３９を駆動
制御する可変バルブタイミング電子制御装置（以下、Ｖ
ＶＴＥＣＵという）５４とが設けられている。このＶＶ
ＴＥＣＵ５４により、駆動制御手段、負圧差記憶手段、
補正時駆動制御手段及び補正手段が構成されている。さ
て、エンジンＥＣＵ５３の入力側には、前記スロットル
開度センサ２６、アイドルスイッチ２７、回転速度セン
サ３４、水温センサ３５、ニュートラルスイッチ３６、
エアコンスイッチ３７、電気負荷スイッチ３８及び吸気
圧センサ４０が電気的に接続され、出力側には燃料噴射
弁２３、ＩＳＣＶ２９及びイグナイタ３３が電気的に接
続されている。

【００３１】エンジンＥＣＵ５３は、アイドルスイッチ
２７の検出結果等に基づきエンジン１がアイドル状態で
あると判断すると、エンジン１の運転状態（冷却水温Ｔ
ＨＷ、エアコンスイッチ３７のオン、オフ等）に応じた
目標回転数と、回転数センサ３４によって検出されるエ
ンジン回転数ＮＥとの偏差を求める。そして、その偏差
を零にするのに必要な吸入空気量を算出し、その算出結
果に基づいてＩＳＣＶ２９をフィードバック制御する。

【００３２】また、エンジンＥＣＵ５３とＶＶＴＥＣＵ
５４とはデータ通信可能に接続されており、前記のよう
にエンジンＥＣＵ５３に取り込まれた各センサからの信
号は、ＶＶＴＥＣＵ５４に送出されるようになってい
る。このＶＶＴＥＣＵ５４の出力側には前記可変バルブ
タイミング装置３９のステップモータ４６が電気的に接
続されている。ＶＶＴＥＣＵ５４は、中央処理装置（以
下ＣＰＵという）５５と、読み出し専用メモリ（以下Ｒ
ＯＭという) ５６と、ランダムアクセスメモリ（以下Ｒ
ＡＭという）５７と、入力ポート５８と、出力ポート５
９とを備え、これらは互いにバス６１によって接続され
ている。ＣＰＵ５５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、ＲＯＭ５６はＣＰＵ５
５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、ＲＡＭ５７はＣ
ＰＵ５５の演算結果を一時記憶する。

【００３３】ＣＰＵ５５は、エンジンＥＣＵ５３及び入
力ポート５８を介して前記スロットル開度センサ２６、
回転数センサ３４、水温センサ３５、ニュートラルスイ
ッチ、エアコンスイッチ３７、電気負荷スイッチ３８及
び吸気圧センサ４０からの信号を入力する。ＣＰＵ５５
はこれらの信号に応じて吸気バルブ９の開閉タイミング
を制御するために、ステップモータ４６に駆動信号を出
力する。

【００３４】ここでの吸気バルブ９の開閉タイミングは
角度で与えられており、詳しくは、基準となる角度から
何度進角したときに吸気バルブ９が閉じるかを進角量θ
で示している。本実施例では、制御上最も遅い開閉タイ
ミング（基本タイミング）となるときの進角量θが、
「Ｃ°」に設定されている。

【００３５】そして、ＣＰＵ５５は、前記開閉タイミン
グにて吸気バルブ９を開閉させるためには、ステップモ
ータ４６の駆動筒４７を、基準位置から何ステップ回転
させる必要があるかを所定の演算式に基づいて算出し、
これを目標ステップ数Ｖstepとする。そして、ＣＰＵ５
５は、基本的には、ステップモータ４６のステップ数が
上記算出した目標ステップ数Ｖstepとなるよう、ステッ
プモータ４６を駆動制御する。また、同様にＣＰＵ５５
は、前記基本タイミングにて吸気バルブ９を開閉させる
ためには、ステップモータ４６の駆動筒４７を、基準位
置から何ステップ回転させる必要があるかを所定の演算
式に基づいて算出し、これを目標基本ステップ数Ｃstep
とする。さらに、ＣＰＵ５５は、算出した目標基本ステ
ップ数Ｃstepに対し、エンジン１が所定の運転状態にあ
るときに、以下に述べるような必要な補正を適宜に行
う。

【００３６】次に、前記可変バルブタイミング装置の制
御に関し、上記基本タイミングを得るに際しての目標基
本ステップ数Ｃstepを補正する場合の処理について説明
する。

【００３７】図４及び図５はＣＰＵ５５によって実行さ
れる各処理のうち、目標基本ステップ数Ｖstepを補正し
て、吸気バルブ９の基本タイミングを補正するための
「基本タイミング補正ルーチン」を示すフローチャート
である。このルーチンは、通常のバルブタイミング制御
を実行するためのメインルーチンに対する所定時間毎の
定時割り込み処理として実行される。

【００３８】処理がこのルーチンに移行すると、ＣＰＵ
５５は、まずステップ１０１において、アイドルスイッ
チ２７、水温センサ３５、ニュートラルスイッチ３６、
エアコンスイッチ３７、電気負荷スイッチ３８からの検
出信号に基づき、全閉信号ＬＬ、冷却水温ＴＨＷ及びそ
の他各種スイッチ信号を読み込む。

【００３９】次に、ステップ１０２においては、ステッ
プ１０１で読み込んだ全閉信号ＬＬが「オン」であるか
否かを判断する。そして、全閉信号ＬＬが「オン」でな
い場合には、アイドル状態ではないものとして、その後
の処理を一旦終了する。そして、処理をメインルーチン
へ復帰させる。

【００４０】一方、全閉信号ＬＬが「オン」の場合に
は、続くステップ１０３へ移行する。ステップ１０３に
おいては、ステップ１０１で読み込んだ冷却水温ＴＨＷ
が予め定められた所定値α以上であるか否かを判断す
る。そして、冷却水温ＴＨＷが所定値α以上でない場合
には、未だエンジン１が十分に暖められていないものと
して、その後の処理を一旦終了し、処理をメインルーチ
ンへ復帰させる。

【００４１】また、冷却水温ＴＨＷが所定値α以上の場
合には、次のステップ１０４において、ステップ１０１
で読み込んだエアコンスイッチ３７及び電気負荷スイッ
チ３８のスイッチ信号が共に「オフ」であるか否かを判
断する。そして、前記スイッチ信号が共に「オフ」でな
い場合には、電気負荷が加わっているため適性な補正が
困難であるものとして、その後の処理を一旦終了し、処
理をメインルーチンへ復帰させる。

【００４２】一方、前記スイッチ信号が共に「オフ」の
場合には、続くステップ１０５において、ステップ１０
１で読み込んだニュートラルスイッチ３６からのスイッ
チ信号が「オン」であるか否かを判断する。そして、ニ
ュートラルスイッチ３６からのスイッチ信号が「オン」
でない場合には、現在のシフトポジションがＮレンジで
なく、補正には適さない状態であるものする。この場合
には、その後の処理を一旦終了し、処理をメインルーチ
ンへ復帰させる。

【００４３】このように、現在の運転状態がアイドル状
態にない場合や、或いは、基本タイミングの補正を行う
のに適当な条件が整わないような場合には、その後の処
理は行われない。一方、上記ステップ１０２〜ステップ
１０５の各条件を全て満足する場合には、基本タイミン
グの補正を行うのに適切な運転状態にあるものとして、
以降の処理が行われる。

【００４４】すなわち、ステップ１０６において、ＣＰ
Ｕ５５は、ＩＳＣＶ２９の開度を固定させる。換言すれ
ば、ＩＳＣＶ２９のステップモータのロータの回転を停
止させる。この開度の固定により、アイドル状態におけ
るバイパス通路２８に流れる空気量がほぼ一定となり、
これに伴って、エンジン回転数ＮＥがほぼ一定となる。

【００４５】次に、ステップ１０７において、構成（ハ
ード）上最も遅い開閉タイミングとなるよう、すなわち
進角量θがハード上の最遅角たる「Ａ°」となるよう、
ステップモータ４６を駆動制御する。また、このときの
ステップ数を最遅角ステップ数Ａstepとする。

【００４６】また、ステップ１０８においては、吸気圧
センサ４０からの検出に基づき、進角量θが最遅角「Ａ
°」となったときの吸気負圧ＭＶを読み込む。ここで、
ＶＶＴＥＣＵ５３のＲＯＭ５６には、次に説明するデー
タが予め記憶されている。すなわち、図６は吸気バルブ
９の進角量θに対する吸気負圧ＭＶの関係を示すグラフ
である。同図に示すように、進角量θがハード上の最遅
角たる「Ａ°」から制御上の最遅角たる「Ｃ°」までの
間においては、吸気負圧ＭＶは最も大きく「ａ」という
値をとる。そして、進角量θが「Ｃ°」を超えたあたり
から吸気負圧ＭＶは徐々に小さくなる傾向にある。さ
て、本実施例において予め記憶されているデータという
のは、制御上の最遅角たる「Ｃ°」における吸気負圧Ｍ
Ｖの値「ａ」と、「Ｃ°」から所定量だけ進角させた
「Ｂ°」における吸気負圧ＭＶの値「ｂ」である。但
し、「Ｃ°」におけるそのときステップモータ４６のス
テップ数は目標基本ステップ数Ｃstepであり、「Ｂ°」
におけるステップ数は定量進角ステップ数Ｂstepであ
る。従って、ステップ１０８において、進角量θが最遅
角「Ａ°」となったときの吸気負圧ＭＶの値は「ａ」で
ある。

【００４７】次に、ステップ１０９において、ステップ
モータ４６のステップ数を１ステップ進角側へ増大させ
る。そして、ステップ１１０においては、吸気圧センサ
４０からの検出に基づき、そのときの吸気負圧ＭＶを読
み込む。そして、そのときの値を「ｂ１」とする。

【００４８】続いて、ステップ１１１において、ＣＰＵ
５５は、ステップ１０８で読み込んだ吸気負圧ＭＶの値
は「ａ」からステップ１１０で読み込んだ吸気負圧ＭＶ
の値「ｂ１」を減算する。また、その減算値（ａ−ｂ
１）が、予め記憶されていたデータに基づく吸気負圧の
差（ａ−ｂ）を超えたか否か（以上か否かでもよい）を
判断する。減算値（ａ−ｂ１）が吸気負圧の差（ａ−
ｂ）を未だ超えていない場合には、ステップ１１２へ移
行し、ステップ１１０で読み込んだ吸気負圧ＭＶの値
「ｂ１」をデータから消去する。そして、再度ステップ
１０９へ移行し、ステップモータ４６のステップ数を１
ステップ進角側へ増大させ、減算値（ａ−ｂ１）が吸気
負圧の差（ａ−ｂ）を超えるまでステップ１１０及びス
テップ１１１の処理を繰り返す。

【００４９】また、減算値（ａ−ｂ１）が吸気負圧の差
（ａ−ｂ）を超えた場合には、ステップ１１３へ移行す
る。ステップ１１３においては、そのときの進角量θの
値に基づいて制御上の最遅角たる「Ｃ°」を補正する。
すなわち、そのときの進角量θの値を「Ｂ１°」とした
場合、「Ｂ１°」から、「Ｂ°」と「Ｃ°」との差を減
算した値を新たに制御上の最遅角たる「Ｃ°」として設
定する［Ｃ＝Ｂ１−（Ｂ−Ｃ）］。

【００５０】また、ステップ１１４においては、進角量
θの値が「Ｂ１°」となったときのステップ数Ｂ１step
から、定量進角ステップ数Ｂstepとそれまでの目標基本
ステップ数Ｃstepとの差を減算した値を新たに制御上の
目標基本ステップ数Ｃstepとして設定する［Ｃstep＝Ｂ
１step−（Ｂstep−Ｃstep）］。そして、その後の処理
を一旦終了し、処理をメインルーチンへ復帰させる。

【００５１】以上説明したように、本実施例の可変バル
ブタイミング制御装置によれば、基本タイミングを得る
に際しての目標基本ステップ数Ｃstepを補正する場合
に、最終的な運転状態の指標の１つたる吸気負圧ＭＶに
基づいて補正が行われるようにした。すなわち、補正時
において、予め記憶された吸気負圧ＭＶの差（ａ−ｂ）
に相当する負圧差（ａ−ｂ１）が生じたときに、そのと
きの進角量θに基づいて、目標基本ステップ数Ｃstepが
補正される。そのため、実際の開閉タイミングと目標と
する開閉タイミングとのずれに基づいて補正が行われる
従来技術とは異なり、補正された後の基本タイミングが
より直接的に吸気負圧ＭＶに反映されたものとなる。そ
の結果、補正後のバルブタイミング制御がより直接的に
運転状態に反映されることになる。従って、精度の高い
バルブタイミング制御を行うことができ、ひいては、要
求される運転状態を高い精度で達成し、エンジン特性、
排気特性を最大限に改善することができる。

【００５２】換言すれば、本実施例では、バルブタイミ
ングが制御されて実際の運転状態に反映されるまでの経
路の間での、本来的にハード内に内在する誤差について
も、補正を行うことができる。その結果、特に低負荷状
態における内部ＥＧＲの増大に伴う炭化水素（ＨＣ）
や、一酸化炭素（ＣＯ）等の大幅な低減を図ることがで
きる。

【００５３】なお、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、アイドルスピードコントロール
を行うタイプのエンジン１に具体化したが、ＩＳＣＶ２
９を有しないタイプのエンジン１にも適用することがで
きる。かかる場合には、ステップ１０６の処理の代わり
に、スロットル開度ＴＡが固定されているか否かを判断
し、その開度ＴＡが固定されている場合にのみ次の処理
（ステップ１０７）に移行させるようにしてもよい。

【００５４】（２）前記実施例では、ステップモータ４
６を駆動源とする可変バルブタイミング装置３９を採用
したが、その外にも例えば油圧駆動式の可変バルブタイ
ミング機構を採用することも可能である。

【００５５】（３）前記実施例では、ガソリンエンジン
１に具体化したが、ディーゼルエンジンに具体化するこ
ともできる。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明の可変バ
ルブタイミング制御装置によれば、吸気負圧を検出する
ことにより、その変化に応じた可変バルブタイミング機
構の状態に基づいて基本タイミングを補正するようにし
た。従って、精度の高いバルブタイミング制御を行うこ
とができ、ひいては、要求される運転状態を高い精度で
達成し、機関特性、排気特性を最大限に改善することが
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】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の制御装置が適
用されるエンジンの概略構成図である。

【図３】一実施例における可変バルブタイミング装置の
拡大断面図である。

【図４】一実施例において、ＣＰＵによって実行される
各処理のうち、目標基本ステップ数を補正して、吸気バ
ルブの基本タイミングを補正するためのフローチャート
である。

【図５】一実施例において、ＣＰＵによって実行される
各処理のうち、目標基本ステップ数を補正して、吸気バ
ルブの基本タイミングを補正するためのフローチャート
である。

【図６】一実施例において、吸気バルブの進角量に対す
る吸気負圧の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、４…燃焼室、５…吸気
通路、９…吸気バルブ、２６…運転状態検出手段を構成
するスロットル開度センサ、２７…運転状態検出手段を
構成するアイドルスイッチ、３４…運転状態検出手段を
構成する回転数センサ、３５…運転状態検出手段を構成
する水温センサ、３６…運転状態検出手段を構成するニ
ュートラルスイッチ、３７…エアコンスイッチ、３８…
電気負荷スイッチ、３９…可変バルブタイミング機構と
しての可変バルブタイミング装置、４０…吸気負圧検出
手段としての吸気圧センサ、５４…駆動制御手段、負圧
差記憶手段、補正時駆動制御手段及び補正手段を構成す
るＶＶＴＥＣＵ。

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を開閉する吸
   気バルブと、 前記吸気バルブの開閉タイミングを、所定の基本タイミ
   ングを基準として進角側及び遅角側に連続的に調整可能
   な可変バルブタイミング機構と、 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、前記可変バ
   ルブタイミング機構を駆動制御する駆動制御手段とを備
   えた可変バルブタイミング制御装置において、 前記吸気バルブの開閉タイミングの調整に伴って変動す
   る前記吸気通路内の吸気負圧を検出する吸気負圧検出手
   段と、 前記可変バルブタイミング機構が所定の基本状態とな
   り、前記吸気バルブが前記基本タイミングで開閉された
   ときの第１の吸気負圧と、前記開閉タイミングが前記基
   本タイミングから所定量だけ進角されるよう前記可変バ
   ルブタイミング機構が駆動制御されたときの第２の吸気
   負圧との差を予め記憶する負圧差記憶手段と、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づく前記内燃機関
   の運転状態が予め定められた所定状態にあるとき、前記
   駆動制御手段による駆動制御を一旦無効化し、前記可変
   バルブタイミング機構を、前記吸気通路内の吸気負圧が
   前記第１の吸気負圧となる所定状態に設定するととも
   に、その設定後前記開閉タイミングを進角させるべく駆
   動制御する補正時駆動制御手段と、 前記運転状態検出手段の検出結果に基づく前記内燃機関
   の運転状態が前記所定状態にあるとき、前記吸気負圧検
   出手段の検出結果に基づく実測吸気負圧と、前記補正時
   駆動制御手段の駆動制御の開始時における実測吸気負圧
   との差が、前記負圧差記憶手段により記憶された差を超
   えたとき、そのときの前記可変バルブタイミング機構の
   状態に基づいて、前記基本タイミングを補正する補正手
   段とを備えたことを特徴とする可変バルブタイミング制
   御装置。