JPH06330715A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高いバルブタイミングの追従性を要求される運
転条件下や、機関温度が低く、タイミング制御用の作動
油の粘性が上昇したとき、あるいは機関回転数が低く、
油圧が不足するとき等において、応答遅れを補償し高い
追従性を得る。 【構成】 エンジン１の冷間運転時において、ＥＣＵ７
０は水温センサ６５の冷却水温が所定値以下の場合、エ
アーフローメータ６２の出力値のなまし前の生出力値を
選択する。ＥＣＵ７０はそのなまし前の生出力値に基づ
いて目標進角量を演算し、可変バルブタイミング機構２
３の制御範囲を変更する。

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
応じて吸気バルブ或いは排気バルブの開閉タイミングを
連続的に可変にする可変バルブタイミング機構を備えた
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、特開昭６０−１９０６１０号に示
されているようにエンジンの加速時に吸気の吹返しを防
止し、空気の充填効率を高めるために吸気バルブの閉じ
タイミングの目標値を通常よりも大きく設定することが
提案されている。このことにより、可変バルブタイミン
グ機構の機械的遅れを補償してエンジン加速時のバルブ
タイミング制御の応答性を向上することができる。

【０００３】特に油圧駆動式の可変バルブタイミング機
構は冷間時においては、作動油の粘性が高いため、作動
速度が遅く、過渡時の追従性が悪くなる。又、エンジン
回転数が低いと、作動油の油圧が低いため、作動速度が
遅くなり、同様に過渡時の追従性が悪化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さらに、冷間加速時に
おいて吸入空気量の変化に基づいてタイミングの目標値
を設定する場合、スロットル開度ＴＡが図７の場合、実
際の空気量に対してエアーフローメータの出力値ＡＦＭ
は図８の実線に示すようになる。この図面に示すように
実際のエアーフローメータの出力値にはオーバーシュー
トがあるため、このオーバーシュートの悪影響をなくす
目的でこの出力値の代りに点線で示すようになまし出力
値ＡＦＭＳＭが採用されている。このなまし出力値ＡＦ
ＭＳＭは出力値ＡＦＭよりも立ち上がりが遅れており、
このなまし出力値に基づいて可変バルブタイミング機構
の目標進角値を求めて、可変バルブタイミング機構を作
動させると、さらに、立ち上がりが遅れ、実際の空気量
に対して大幅に追従性が悪化する問題がある。

【０００５】このように、もともと実吸入空気量変化に
対して吸気通路に設けられたエアーフローメータのなま
し出力値には遅れ側に誤差が存在し、タイミング制御の
追従性を向上させるには限界がある。

【０００６】このような問題はエンジン回転数が低い場
合にも、作動油の油圧が低いため同様に存在する。この
発明の目的は、加速時、減速時あるいは所定条件以上の
加減速時等のように高いバルブタイミングの追従性を要
求される運転条件下や、機関温度が低く、タイミング制
御用の作動油の粘性が上昇したとき、あるいは機関回転
数が低く、油圧が不足するとき等において、応答遅れを
補償して、高い追従性を得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にある。

【０００７】

【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ための
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駆動される可変バ
ルブタイミング機構Ｍ７と、内燃機関Ｍ１の運転状態を
検出するための運転状態検出手段Ｍ８と、前記運転状態
検出手段Ｍ８の検出結果のうち少なくとも吸入空気量を
検出するエアーフローメータＭ９のなまし出力値に基づ
いて、前記バルブオーバラップ量を制御すべく前記可変
バルブタイミング機構Ｍ７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、前記運転状態検出手段の検出結果によって特
定の機関状態、あるいは機関運転条件のとき、前記エア
ーフローメータＭ９の出力値のなまし前の生出力値を選
択する選択手段Ｍ１１と、前記選択手段Ｍ１１が選択し
たエアーフローメータＭ９の出力値のなまし前の生出力
値にて前記駆動制御手段Ｍ１０における前記可変バルブ
タイミング機構Ｍ７の制御範囲を変更する進角量変更手
段Ｍ１２とを備えたことを趣旨としている。

【０００８】

【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が内燃機関Ｍ１の回転に同期して駆動され、燃焼室Ｍ
２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。又、駆
動制御手段Ｍ１０により可変バルブタイミング機構Ｍ７
が駆動制御されることにより、吸気バルブＭ５の開閉タ
イミングが変更される。又、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変更され
る。

【０００９】そして、選択手段Ｍ１１は運転状態検出手
段Ｍ８の検出結果によって特定の機関状態、あるいは機
関運転条件のとき、エアーフローメータＭ９の出力値の
なまし前の生出力値を選択する。進角量変更手段Ｍ１１
は選択手段Ｍ１１が選択したエアーフローメータＭ９の
出力値のなまし前の生出力値にて駆動制御手段Ｍ１０に
おける前記可変バルブタイミング機構Ｍ７の制御範囲を
変更する。

【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８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には、各気筒毎
のシリンダ２内においてピストン３が上下動可能にそれ
ぞれ設けられ、各ピストン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。

【００１３】吸気通路６の入口側にはエアクリーナ１５
が設けられている。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、吸気通路６にはエアクリーナ１５を通
じて外気が取り込まれる。又、その外気の取り込みと同
時に、吸気ポート６ａには各インジェクタ１６から燃料
が噴射される。そして、エンジン１では、それら外気と
燃料との混合気が、吸入行程における吸気バルブ８の開
きに同期して燃焼室４に導入される。又、エンジン１で
は、燃焼室４に導入された混合気が点火プラグ５の点火
により爆発・燃焼されて駆動力が得られる。又、燃焼後
の排気ガスは、排気行程における排気バルブ９の開きに
同期して排気ポート７ａから導出され、更に排気通路７
を通じて外部へと排出される。

【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。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
である吸入空気量が調節される。吸気通路６においてス
ロットルバルブ１７の下流側には、吸入空気の脈動を平
滑化させるためのサージタンク１８が設けられている。
又、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ＴＨＡを検出するための吸気温センサ６１が設
けられている。同じく、エアクリーナ１５の近傍には、
吸入空気量を検出するためのエアフローメータ６２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を検出するためのスロットルセ
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。又、排気通路７の途中には、
排気中の酸素濃度を検出するための酸素センサ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を検出するための水温センサ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
るための回転数センサ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
で検出するための気筒判別センサ６７が取り付けられて
いる。この実施例では、エンジン１における吸気行程、
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では１パルス当たり３０°ＣＡの割合で
クランク角が検出される。又、気筒判別センサ６７では
１パルス当たり３６０°ＣＡの割合でクランク角が検出
される。

【００１８】この実施例では、上記したエアフローメー
タ６２、スロットルセンサ６３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ための運転状態
検出手段が構成されている。

【００１９】加えて、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）２３が設け
られている。

【００２０】ここで、このＶＶＴ２３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１
ａ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ＶＶＴ２３が設け
られている。

【００２１】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。

【００２２】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、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。

【００２３】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の作用により緩衝されて異音の発生が抑
えられる。

【００２４】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に作動油に
よる油圧を供給するために、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。

【００２５】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孔４８が形
成されている。

【００２６】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。

【００２７】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の運転に連動するオイルポンプ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
が吸い上げられる。そして、その潤滑油がオイルフィル
タ５２から第１の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。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。一方、ヘッド油路４２からの戻りの潤滑油は、
ドレン用の第２のＯＳＶ５５を介してオイルパン４７に
ドレンされる。

【００２８】加圧室３９に対するの作動油の供給とその
解除は、第１及び第２のＯＳＶ５３，５４のオン・オフ
切換えにより制御される。つまり、第１のＯＳＶ５３が
オンされ、第２のＯＳＶ５４がオフされた時には、ヘッ
ド油路４２へ作動油が供給され、作動油はヘッド油路４
２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に対する回転位相が
変えられる。即ち、図５（ｂ）に示すように、吸気バル
ブ８の開き・閉じのタイミング、即ち開閉タイミングが
早められ（進角され）、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。

【００２９】一方、第１のＯＳＶ５３がオフされ、第２
のＯＳＶ５４がオンされた時には、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に対する回転位相が
変えられる。即ち、図５（ａ）に示すように、吸気バル
ブ８の開閉タイミングが遅らされ（遅角され）、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、油戻し孔４８を通じてオイルパン４７へとド
レンされる。

【００３０】各インジェクタ１６、イグナイタ２２、第
１及び第２のＯＳＶ５３，５４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ＥＣ
Ｕ７０の作動によりそれらの駆動タイミングが制御され
る。このＥＣＵ７０により駆動制御手段、選択手段、進
角量変更手段が構成されている。そして、ＥＣＵ７０に
は前述した吸気温センサ６１、エアフローメータ６２、
スロットルセンサ６３、酸素センサ６４、水温センサ６
５、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。ＥＣＵ７０はこれら各センサ６１，
６３〜６７及びエアフローメータ６２からの出力信号に
基き各インジェクタ１６、イグナイタ２２、第１及び第
２のＯＳＶ５３，５４を好適に制御する。

【００３１】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等を備えている。そして、ＥＣ
Ｕ７０は各部材７１〜７４と外部入力回路７５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。

【００３２】外部入力回路７５には、前述した吸気温セ
ンサ６１、エアフローメータ６２、スロットルセンサ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。

【００３３】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、第１のＯＳＶ５３及び第２
のＯＳＶ５４がそれぞれ接続されている。そして、ＣＰ
Ｕ７１は外部入力回路７５を介して入力される各センサ
６１，６３〜６７及びエアフローメータ６２等からの出
力信号を入力値として読み込む。又、ＣＰＵ７１はその
読み込まれた入力値に基づき、各インジェクタ１６、イ
グナイタ２２、第１及び第２のＯＳＶ５３，５４等を好
適に制御する。

【００３４】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の処理動作について図６〜図９
に従って説明する。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
イミングを切り換えるために行われる「バルブタイミン
グ制御ルーチン」を示しており、エンジン１の運転中に
所定時間（この実施例では「１０ｍｓ」）毎の定時割り
込みで実行される。

【００３５】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、エアフローメータ６２、スロッ
トルセンサ６３及び回転数センサ６６からの各出力信号
に基づき、吸入空気量の生出力値Ｑ１、スロットル開度
ＴＡ及びエンジン回転数ＮＥをそれぞれ読み込む。そし
て、前記吸入空気量の生出力値Ｑ１に基づいてなまし出
力値Ｑ２を算定する。なお、前記生出力値Ｑ１は図８の
実線（ＡＦＭ）で示すようにオーバーシュートが存在す
る。又、算定されたなまし出力値は図８の点線（ＡＦＭ
ＳＭ）で示すように生出力値Ｑ１よりも立ち上がりを遅
らせ、オーバーシュートがないようになっている。

【００３６】続いて、ステップ１０２において、エンジ
ン１がアイドル運転状態であるか否かを判断する。この
判断は、今回読み込まれたスロットル開度ＴＡ及びエン
ジン回転数ＮＥ等に基づいて行われる。ここで、アイド
ル運転状態である場合には、ステップ１１０において、
ＶＶＴ２３を駆動させて吸気バルブ８の開閉タイミング
を遅角させるために、第１のＯＳＶ５３をオフさせると
共に第２のＯＳＶ５４をオンさせる。そして、このステ
ップ１１０の処理を終了した後、その後の処理を一旦終
了する。

【００３７】一方、ステップ１０２において、アイドル
運転状態でない場合には、ステップ１０３で冷却水温Ｔ
ＨＷが所定値Ｔよりも低いが否かを判定する。すなわ
ち、機関温度が冷間時か否かを判定する。冷却水温ＴＨ
Ｗが所定値Ｔよりも高い場合にはステップ１０４に移行
する。ステップ１０４においては吸入空気量の生出力値
Ｑ１を吸入空気量Ｑとして設定し、ステップ１０６に移
行する。ステップ１０３において冷却水温ＴＨＷが所定
値Ｔ以下の場合には、冷間時と判定してステップ１０５
に移行する。ステップ１０５においては吸入空気量のな
まし出力値Ｑ２を吸入空気量Ｑとして設定し、ステップ
１０６に移行する。

【００３８】次にステップ１０６において、前記設定さ
れた吸入空気量Ｑ及びエンジン回転数ＮＥより、エンジ
ン１の負荷状態を指示する負荷相当値ＱＮを求める。即
ち、吸入空気量Ｑをエンジン回転数ＮＥで割り算した結
果を負荷相当値ＱＮとして設定する。又、ステップ１０
７において、その負荷相当値ＱＮとエンジン回転数ＮＥ
とに基づき、エンジン１の運転領域を演算する。即ち、
エンジン１が低回転、中回転、或いは高回転の運転領域
であるか、並びにエンジン１が低負荷、中負荷、或いは
高負荷の運転領域であるかを演算する。 そして、ステ
ップ１０８において、今回演算された運転領域が、吸気
バルブ８の開閉タイミングを進角させるべき「進角領
域」であるか否かを判断する。

【００３９】そして、ステップ１０８において、エンジ
ン１の運転領域が「進角領域」である場合には、ステッ
プ１０９において、ＶＶＴ２３を駆動させ、吸気バルブ
８の開閉タイミングを進角させるために、第１のＯＳＶ
５３をオンさせると共に第２のＯＳＶ５４をオフさせ
る。そして、このステップ１０９の処理を終了した後、
その後の処理を一旦終了する。 一方、ステップ１０８
において、エンジン１の運転領域が「進角領域」でない
場合、即ち「遅角領域」である場合には、ステップ１１
０へ移行し、前述したと同様の処理を実行した後、その
後の処理を一旦終了する。

【００４０】上記のようにして、吸気バルブ８の開閉タ
イミングを変更させるためのバルブタイミング制御が実
行される。このようにこの実施例では吸気バルブ８の開
閉タイミングを制御するに当たり、エンジン１の運転領
域が「進角領域」であるか「遅角領域」であるかがＶＶ
Ｔ制御マップを参照して判断される。そして、その判断
結果に応じて第１及び第２のＯＳＶ５３，５４がオン・
オフされることによりＶＶＴ２３が駆動され、吸気バル
ブ８の開閉タイミングが進角側又は遅角側へ変更され
る。又、それによって、吸気バルブ８と排気バルブ９と
のバルブオーバラップが大小に変更される。

【００４１】そして、この実施例では冷間時において運
転領域が進角領域の場合にはエアーフローメータ６２の
生出力値Ｑ１に基づいてＶＶＴ２３の進角量が設定され
て、制御されることになる。従って、目標の進角量の立
ち上がりは従来のなまし出力値Ｑ２に基づいて目標の進
角量を設定した場合に比較して速くなる。なお、生出力
値Ｑ１にはオーバーシュートが存在するが、作動油の粘
性による作動遅れによって、実際のＶＶＴ２３の進角量
は実際には現れない。従って、なまし出力値Ｑ２に基づ
いてＶＶＴ２３の進角量が設定されて、制御されていた
従来の場合（図９の点線で示す）と比較して図９の実線
で示すようにＶＶＴ２３の進角量の立ち上がりは速くな
り、実際の空気量で制御した場合の立ち上がりに近くす
ることができる。

【００４２】又、排気ガス中の有害成分であるＮＯｘ、
ＨＣを低減することができ、燃費を向上することができ
る。そして、冷間過渡時においても実際の空気量に対し
て適切に近い吸気バルブの進角量を制御できるため、内
部ＥＧＲを十分に確保することができる。

【００４３】なお、この実施例ではアイドル運転状態で
は、吸気バルブ８の開閉タイミングが遅角されることか
ら、排気行程から吸気行程へ移る直前での吸気バルブ８
の開きが遅くなり、バルブオーバラップが小さくなる。
よって、この運転領域では、吸入空気の量と勢いが小さ
いのに合わせて、燃焼室４にうまく吸入空気が導入さ
れ、アイドル運転を安定させることができる。

【００４４】次に第二実施例を図１０に従って説明す
る。この実施例では前記第一実施例の構成中、ステップ
１０１とステップ１０２の間にステップ１１１が入り、
さらにステップ１０３の代りにステップ１１２の処理が
行なわれることが異なっている。

【００４５】ステップ１１１においては、時間に対する
スロットル開度ＴＡの変化量、すなわちｄＴＡ／ｄｔを
演算する。又、ステップ１１２においてはステップ１１
１にて算出されたｄＴＡ／ｄｔが所定値Ｘ以上か否か、
すなわち、加速時が否かを判定する。そして、ステップ
１１２において加速時ではないと判定すると、ステップ
１０５に移行し、加速時であると判定すると、ステップ
１０４に移行する。

【００４６】従って、この第二実施例ではスロットル開
度ＴＡを基づいて加速時か否かを判定し、加速時と判定
されると、吸入空気量の生出力値Ｑ１に基づいてＶＶＴ
目標進角量を算出する。この場合にも前記実施例と同様
にオーバーシュートが存在するが、作動油の粘性による
作動遅れによって、実際のＶＶＴ２３の進角量は実際に
は現れない。従って、なまし出力値Ｑ２に基づいてＶＶ
Ｔ２３の進角量が設定されて、制御されていた従来の場
合（図９の点線で示す）と比較して図９の実線で示すよ
うにＶＶＴ２３の進角量の立ち上がりは速くなり、実際
の空気量で制御した場合の立ち上がりに近くすることが
できる。

【００４７】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、二つのＯＳＶ５３，５４により
駆動切換えされる油圧式のＶＶＴ２３を用いたが、これ
に限定されるものではなく、一つのＯＳＶを使用して駆
動切換えされるＶＶＴを用いてもよい。

【００４８】（２）前記第一実施例では、ステップ１０
３において冷却水温ＴＨＷが所定値以内の場合に、空気
量Ｑ１（ＡＦＭ）に基づいて目標進角量を設定したが、
その代りにエンジン回転数ＮＥが所定値よりも低い時に
空気量Ｑ１（ＡＦＭ）に基づいて目標進角量を設定して
もよい。このようにすると、作動油の油圧が低い場合、
すなわち、エンジン回転数が低回転過渡時においても実
際の空気量に対し適切に近い吸気バルブの進角量に制御
でき、内部ＥＧＲが十分に確保される。

【００４９】（３）前記第二実施例では加速時に対応す
るようにしたが、ステップ１１２を所定値以上の減速時
の場合に、空気量Ｑ１（ＡＦＭ）に基づいて目標進角量
を設定してもよい。

【００５０】（４）前記各実施例では加速時、減速時あ
るいは冷却水温が所定値以下の場合、エンジン回転数が
所定値以下の場合に具体化したが、これらの諸条件を複
数組合せもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、加速時、減速時あるいは所定条件以上の加減速時等
のように高いバルブタイミングの追従性を要求される運
転条件下や、機関温度が低く、タイミング制御用の作動
油の粘性が上昇したとき、あるいは機関回転数が低く、
油圧が不足するとき等において、応答遅れを補償して、
高い追従性を得ることができ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第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】同じくＶＶＴ等の構成を示す断面図である。

【図４】同じくＥＣＵ等の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】同じく吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミ
ングの関係を説明し、（ａ）は吸気バルブの開閉タイミ
ングを遅角させた場合の説明図、（ｂ）は吸気バルブの
開閉タイミングを進角させた場合の説明図である。

【図６】同じくＥＣＵにより実行される「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７】同じくある状態における時間に対するスロット
ル開度を示す説明図である。

【図８】エアーフローメータの実出力値（ＡＦＭ），な
まし出力値（ＡＦＭＳＭ），実際の空気量の特性曲線を
示すグラフである。

【図９】エアーフローメータの実出力値（ＡＦＭ）及び
なまし出力値（ＡＦＭＳＭ）でＶＶＴ進角制御を行なっ
た場合の進角量の特性図である。

【図１０】第二実施例のＥＣＵにより実行される「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。

【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、２３…可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）、６２
…エアフローメータ、６３…スロットルセンサ、６６…
回転数センサ（６２，６３，６５，６６は運転状態検出
手段を構成している）、７０…ＥＣＵ（駆動制御手段、
選択手段、進角量変更手段を構成している）。

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
   吸気バルブ及び前記排気バルブの少なくとも一方を駆動
   してバルブオーバラップ量を可変にするための可変バル
   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
   果のうち少なくとも吸入空気量を検出するエアーフロー
   メータのなまし出力値に基づいて、前記バルブオーバラ
   ップ量を制御すべく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内燃機関のバルブタ
   イミング制御装置において、 前記運転状態検出手段の
   検出結果によって特定の機関状態、あるいは機関運転条
   件のとき、前記エアーフローメータの出力値のなまし前
   の生出力値を選択する選択手段と、 前記選択手段が選択したエアーフローメータの出力値の
   なまし前の生出力値にて前記駆動制御手段における前記
   可変バルブタイミング機構の制御範囲を変更する進角量
   変更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。