JPH07233714A - 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】内燃機関の使用域に応じて、バルブタイミング
をより高精度に制御する。 【構成】吸気カムと排気カムとの相対位相を可変バルブ
タイミング機構５により変更可能なエンジン１のバルブ
タイミング制御装置は、エンジン１のバルブオーバーラ
ップの大小を判定するＥＣＵ２９を備えている。さら
に、ＥＣＵ２９は、バルブオーバーラップ大領域では前
記両カムの位相差に基づいてバルブタイミングを調整す
るとともに、バルブオーバーラップ小領域ではクランク
シャフト２と吸気カムとの位相差に基づいてバルブタイ
ミングを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの運転中に吸気
バルブ及び排気バルブの作動タイミングを制御するバル
ブタイミング制御装置に係り、詳しくは、クランクシャ
フトとカムシャフトとの位相差を検出して制御を行うバ
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、この種のバルブタイミング制御装
置では、エンジンの負荷や、エンジンの回転数に基づい
てバルブタイミングが設定されるようになっている。こ
のバルブタイミングを検出するために、特開昭５２−１
８５１６号公報に、カムシャフトとスプロケットとの間
の相対位相を検出する位相検出手段及び制御装置が記載
されている。

【０００３】この位相検出手段はスプロケットに設けら
れた回転検出用金属片からなり、これに対向するよう軸
受にセンサが固設されている。さらに、カムシャフトに
も同様に回転検出金属片が設けられ、これに対向するよ
うに軸受にセンサが固設されている。前記２個のセンサ
からの信号をトリガ回路に入力して比較することによ
り、カムシャフトとスプロケットの相対位相が検出され
る。

【０００４】一方、制御装置は機関回転数及び機関吸入
負圧信号から機関運転状態にマッチしたバルブ開閉タイ
ミングに対応する相対位相信号を発生する。この望まし
い相対位相信号と実際のカムシャフトとスプロケットの
相対位相との差をなくすようにモータが駆動され、バル
ブ開閉タイミングが制御される。

【０００５】この種のバルブタイミング装置では、カム
軸のクランク軸に対する位相差を正確に知る必要があ
る。ところが、上記従来例ではクランクシャフトからの
信号は何ら検出されていない。従って、従来のバルブタ
イミング装置では、カム軸のクランク軸に対する位相差
を正確に検出することは困難である。

【０００６】この問題を解決するため、本願出願人は、
クランク軸の回転を検出するセンサを設けたバルブタイ
ミング装置を提案している。すなわち、特開昭５９−１
０５９１１号公報に、クランクシャフトとカムシャフト
との位相差を検出する手段が開示されている。クランク
シャフト上の所定位置には、磁性体よりなる検知片が設
けられ、これと対面して磁気センサが設けられている。
この検知片と磁気センサにより、クランクシャフトの１
回転毎のパルスを発生するパルス発生器が構成されてい
る。一方、カムシャフト上の所定位置にも同様に、磁性
体よりなる検知片が設けられ、これと対面して磁気セン
サが設けられている。この検知片と磁気センサにより、
カムシャフトの１回転毎のパルスを発生するパルス発生
器を構成する。これらの２つのパルス発生器における磁
気センサは、制御回路に入力され、それぞれの磁気セン
サから入力される２つの隣接するパルス間の時間間隔が
計測される。このパルス間の時間間隔とエンジン回転数
により正確な位相差が検出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のバルブタイミン
グ制御装置において、全負荷領域では吸気閉タイミング
を正確に制御し、部分負荷のオーバーラップ大領域では
オーバーラップ量を正確に制御したいという要求があ
る。ところが、上記従来技術では、クランクシャフトと
カムシャフトとの位相差のみを検出しており、この構成
は吸気閉タイミングを正確に制御するためには有利であ
るが、オーバーラップ量を正確に制御することは困難で
あるという問題がある。

【０００８】さらに、カムシャフトのパルス発生器とク
ランクシャフトのパルス発生器との間には、タイミング
ベルト、スプロケット等多くの部品が介在されている。
そして、これらの部品は個体差あるいは経時変化のばら
つきが大きく、クランクシャフトとカムシャフトとの位
相差は、このばらつきによる誤差を含むことになる。こ
の誤差を含んだ状態は、前記全負荷領域では問題となら
ないが、部分負荷のオーバーラップ大領域において、バ
ルブタイミング制御装置の最適な制御が行われず、燃焼
悪化等をまねく虞がある。

【０００９】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、内燃機関の使用域に応じ
て、バルブタイミングをより高精度に制御するバルブタ
イミング制御装置を提供することにある。

【００１０】

【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、吸気カムと
排気カムとの相対位相を可変バルブタイミング機構Ｍ１
により変更可能にした内燃機関Ｍ４のバルブタイミング
制御装置において、前記内燃機関Ｍ４の運転状態を検出
する運転状態検出手段Ｍ２と、前記運転状態検出手段Ｍ
２の検出結果により、前記両カムの位相差に基づいてバ
ルブタイミングを制御する第１の制御と、クランクシャ
フトと吸気カムとの位相差に基づいてバルブタイミング
を制御する第２の制御とを切り替えるバルブタイミング
調整手段Ｍ３とを備えてなることをその要旨としてい
る。

【００１１】第２の発明において、図２に示すように、
内燃機関Ｍ１５に回動可能に設けられたクランクシャフ
トＭ５と、前記クランクシャフトＭ５と伝達手段Ｍ６を
介して回動可能な吸気側及び排気側カムシャフトＭ７，
Ｍ８と、少なくとも前記吸気側のカムシャフトＭ７に設
けられ、吸気カムと排気カムとの相対位相を内燃機関Ｍ
１５の運転状態に応じて変更し、バルブタイミングを変
更する可変バルブタイミング機構Ｍ９と、前記クランク
シャフトＭ５の回転位相を検出する第１の回転位相検出
手段Ｍ１０と、前記吸気側カムシャフトＭ７の回転位相
を検出する第２の回転位相検出手段Ｍ１１と、前記排気
側カムシャフトＭ８の回転位相を検出する第３の回転位
相検出手段Ｍ１２と、内燃機関Ｍ１５の運転状態が高負
荷状態か軽負荷状態かを判定する負荷状態判定手段Ｍ１
３と、前記判定手段Ｍ１３の判定に基づいて高負荷時に
は第１の回転位相検出手段Ｍ１０が検出したクランクシ
ャフトＭ５の回転位相と第２の回転位相検出手段Ｍ１１
が検出した吸気側カムシャフトＭ７の回転位相との位相
差により、軽負荷時には第２の回転位相検出手段Ｍ１１
が検出した吸気側カムシャフトＭ７の回転位相と第３の
回転位相検出手段Ｍ１２が検出した排気側カムシャフト
Ｍ８の回転位相との位相差により、バルブタイミングを
制御するバルブタイミング制御手段Ｍ１４とを備えてな
ることをその要旨としている。

【００１２】

【作用】上記第１の発明の構成によれば、吸気カムと排
気カムとの相対位相は可変バルブタイミング機構Ｍ１に
より変更可能である。運転状態検出手段Ｍ２により、内
燃機関Ｍ４の運転状態が判定される。この運転状態に基
づいて、バルブタイミング調整手段Ｍ３は、両カムの位
相差に基づいてバルブタイミングを制御する第１の制御
と、クランクシャフトと吸気カムとの位相差に基づいて
バルブタイミングを制御する第２の制御とを切り替え
る。

【００１３】上記第２の発明の構成によれば、内燃機関
Ｍ１５に設けられたクランクシャフトＭ５の回動にとも
ない、クランクシャフトＭ５と伝達手段Ｍ６を介して設
けられた吸気側及び排気側カムシャフトＭ７，Ｍ８も回
動する。少なくとも吸気側のカムシャフトＭ７に設けら
れた可変バルブタイミング機構Ｍ９により、吸気カムと
排気カムとの相対位相が内燃機関Ｍ１５の運転状態に応
じて変更される。第１、第２、第３の回転位相検出手段
Ｍ１０，Ｍ１１，Ｍ１２により、クランクシャフトＭ５
の回転位相、吸気側カムシャフトＭ７の回転位相、排気
側カムシャフトＭ８の回転位相がそれぞれ検出される。
そして、負荷状態判定手段Ｍ１３により、内燃機関Ｍ１
５の運転状態が高負荷状態か軽負荷状態かが判定され
る。この判定手段Ｍ１３の判定に基づいて、バルブタイ
ミング制御手段Ｍ１４により、高負荷時には第１の回転
位相検出手段Ｍ１０と第２の回転位相検出手段Ｍ１１と
の位相差によって、軽負荷時には第２の回転位相検出手
段Ｍ１１と第３の回転位相検出手段Ｍ１２との位相差に
よって、バルブタイミングは制御される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明における内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置を具体化した第１実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。

【００１５】図３は本実施例のバルブタイミング制御装
置を適用した直列型４気筒のガソリンエンジンにおける
概略構成図である。ここでガソリンエンジンの運転制御
については周知の制御が行われるものとして説明を省略
し、バルブタイミング制御についてのみの説明を行う。

【００１６】エンジン１の下部にはクランクシャフト２
が回動可能に設けられ、エンジン１の各気筒は、同クラ
ンクシャフト２に対応して直列に配置されている。エン
ジン１上部にはクランクシャフト２を挟んで左右に吸気
カムシャフト３、排気カムシャフト４がそれぞれ設けら
れている。吸気カムシャフト３側には、同カムシャフト
３によって開閉駆動される図示しない吸気バルブのリフ
ト及び作用角を可変にするＶＶＴ（可変バルブタイミン
グ機構）５が設けられている。

【００１７】このＶＶＴ５には油圧によって駆動される
図示しないアクチュエータが内蔵されている。ＶＶＴ５
の構成については、既に周知であるのでここでは詳しい
説明を省略する。

【００１８】前記エンジン１の回りにはＶＶＴ５への油
圧の供給を調節する油圧回路６が設けられている。この
油圧回路６はＶＶＴ５に通じる油路７とタンク８の動作
油を圧送する油圧ポンプ９及び電磁バルブ１０よりなる
ポンプユニット１１とから構成されている。そして、Ｖ
ＶＴ５が油圧によって駆動されることにより、ＶＶＴ５
を構成する吸気カムシャフト３とそのタイミングプーリ
１３の位相差が変更される。このため、クランクシャフ
ト２に対する吸気バルブの開閉タイミングが可変とされ
て、バルブタイミングが調節される。なお、ポンプユニ
ット１１はエンジン１に予め装着されているオイルポン
プとの共有も可能である。

【００１９】前記クランクシャフト２の一端にはクラン
クプーリ１２が固着されている。そして、各吸気及び排
気カムシャフト３，４の一端に設けられたタイミングプ
ーリ１３，１４とクランクプーリ１２との間にはタイミ
ングベルト１５が掛装され、各カムシャフト３，４はク
ランクシャフト２に連結されている。また、エンジン１
には、掛装されたタイミングベルト１５に所要の張力を
付与するためのアイドラ１６及びテンションプーリ１７
が設けられている。

【００２０】さらに、吸気及び排気カムシャフト３，４
上の所定位置には磁性体よりなる検知片１８ａ，１８ｂ
が設けられ、この検知片１８ａ，１８ｂに対向して磁気
センサ１９ａ，１９ｂがそれぞれ設けられている。前記
検知片１８ａ，１８ｂ及び磁気センサ１９ａ，１９ｂに
より、吸気カム角センサ２０及び排気カム角センサ２１
が構成されている。吸気及び排気カム角センサ２０，２
１は吸気及び排気カムシャフト３，４の１回転毎に１パ
ルスを発生する。一方、クランクシャフト２上の所定位
置にも、同様に、磁性体よりなる検知片１８ｃが設けら
れ、この検知片１８ｃに対向して磁気センサ１９ｃがそ
れぞれ設けられている。前記検知片１８ｃ及び磁気セン
サ１９ｃにより、クランク角センサ２２が構成されてい
る。クランク角センサ２２はクランクシャフト２の１回
転毎に１パルスを発生し、エンジン回転数Ｎをも検出す
ることができる。

【００２１】一方、各気筒の燃焼室には吸気通路２３及
び図示しない排気通路が連通して設けられており、吸気
通路２３には図示しないエアクリーナを介して外気が導
入される。吸気通路２３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
２４が設けられている。同スロットルバルブ２４の近傍
には、そのスロットル開度を検出するスロットルセンサ
２５と、スロットルバルブ２４が全閉位置にあるときに
「オン」されて全閉信号を出力する全閉スイッチ２６が
それぞれ設けられている。また、スロットルバルブ２４
よりも下流側には、吸入空気量の脈動を平滑化させるサ
ージタンク２７が設けられている。さらに、スロットル
バルブ２４よりも上流側には、外部から吸気通路２３に
取り込まれる吸入空気量を検出する周知のエアーフロー
メータ２８が設けられている。

【００２２】前記クランク角センサ２２及び両カム角セ
ンサ２０，２１からのパルス信号、スロットルセンサ２
５からのスロットル開度、全閉スイッチ２６の全閉信号
はそれぞれ電子制御装置（ＥＣＵ）２９の入力側に接続
されている。また、ＥＣＵ２９の出力側には前記ポンプ
ユニット１１の電磁バルブ１０等が接続されている。こ
のＥＣＵ２９は中央処理装置（ＣＰＵ）３０を備え、同
ＣＰＵ３０には、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３１、
読み出し書換え可能なメモリ（ＲＡＭ）３２、入出力装
置（Ｉ／Ｏ）３３がバス３４を介して接続されている。
前記ＥＣＵ２９の入力側に接続された信号及び出力側に
接続された電磁バルブ１０等の信号は、同Ｉ／Ｏ３３を
介してＣＰＵ３０と接続されている。また、前記ＲＯＭ
３１には図４、図５に示す目標進角マップ及び負荷領域
判定マップ等の各種制御マップ及びバルブタイミング制
御装置の制御プログラムが記憶されている。

【００２３】図４に示す前記目標進角マップは横軸にエ
ンジン回転数Ｎ、縦軸に負荷相当値Ｑ／Ｎを配したもの
で、エンジン回転数Ｎ及び負荷相当値Ｑ／Ｎに対する目
標進角値の関係を予め定めるものである。さらに、図５
に示す負荷領域判定マップは、前記目標進角マップを高
負荷領域と軽負荷領域との２つに分割した状態を示すも
のである。なお、図中Ａの領域は高負荷領域であり、Ｂ
の領域は軽負荷領域である。

【００２４】次に、前述したＥＣＵ２９により実行され
るバルブタイミング制御のための処理動作について説明
する。エンジン１の運転状態に応じて、すなわち、各セ
ンサの検出値に基づいてバルブタイミングを制御すべ
く、ＥＣＵ２９により電磁バルブ１０が好適にデューテ
ィ制御される。本実施例では、図１１（ａ）に示すよう
に、吸気バルブの開閉タイミングが遅角され、吸気行程
におけるバルブオーバーラップが小さい状態すなわち高
負荷領域では発生トルクを向上させるため、吸気開閉タ
イミングが制御される。また、図１１（ｂ）に示すよう
に、吸気バルブの開閉タイミングが進角され、吸気行程
における吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラ
ップが大きい状態、すなわち、軽負荷領域では、安定性
を向上させるため、オーバーラップ量が制御される。

【００２５】上記制御は具体的には次のように実施され
る。すなわち、クランク角センサ２２とエアーフローメ
ータ２８からの検出信号に基づいて、エンジン回転数Ｎ
及び吸入空気量Ｑが演算される。そして、演算されたエ
ンジン回転数Ｎ及び吸入空気量Ｑから、エンジン１の負
荷相当値Ｑ／Ｎが算出され、この負荷相当値Ｑ／Ｎと前
記負荷領域判定マップとにより、現在のエンジン１が高
負荷領域にあるか、あるいは軽負荷領域にあるかが判定
される。

【００２６】この判定に基づき、高負荷領域では、エン
ジン出力の向上を図るように、クランク角センサ２２と
吸気カム角センサ２１とにより、吸気弁の閉タイミング
が制御される。一方、軽負荷領域では、燃焼を安定化さ
せ、燃費、排気ガスの低減を図るように、吸気カム角セ
ンサ２０と排気カム角センサ２１とにより、オーバーラ
ップ量が制御される。

【００２７】さらに、上記バルブタイミング制御のため
の処理動作を図６のフローチャートに基づいて詳細に説
明する。このフローチャートはＣＰＵ３０により実行さ
れるルーチンの中で、ＶＶＴ５の進角値制御ルーチンを
示し、この進角値制御ルーチンはサブルーチンとして実
行される。すなわち、進角値制御が必要な時期にその都
度同ルーチンは実行される。

【００２８】処理がこのルーチンに移行すると、ステッ
プ１００において、クランク角センサ２２とエアーフロ
ーメータ２８からの検出信号を入力して、エンジン回転
数Ｎ及び吸入空気量Ｑが演算される。クランク角センサ
２２の検出信号はパルス信号であり、所定時間内に発生
するパルスの数によりエンジン回転数Ｎが演算される。
ステップ１００の処理により、クランク角信号入力手
段、吸入空気信号入力手段、エンジン回転数演算手段及
び吸入空気量演算手段が等価的に構成される。

【００２９】次に、ステップ１０１では、クランク角セ
ンサ２２の検出信号に加え、さらに吸気カム角センサ２
０、排気カム角センサ２１からの検出信号が入力され
る。前記検出信号は図７に示すようなパルス信号であ
り、クランク角センサ２２と吸気カム角センサ２０との
位相差αにより、吸気弁の閉タイミングに対応する進角
値が求められる。また、吸気カム角センサ２０と排気カ
ム角センサ２１との位相差βにより、オーバーラップ量
に対応する進角値が求められる。ステップ１０１の処理
により、クランク角信号入力手段、位相差検出手段及び
進角値演算手段が等価的に構成される。

【００３０】ここで、クランク角信号と吸気カム角信号
との位相差αを検出するためには、クランク角信号の立
ち上がりを検出してＣＰＵ３０内部のカウンタをスター
トさせる。そして、吸気カム角信号の立ち上がりを検出
して前記カウンタを停止させる。このカウンタの値がク
ランク角信号と吸気カム角信号との位相差αとなる。同
様に、吸気カム角信号と排気カム角信号との位相差βを
検出するためには、排気カム角信号の立ち上がりを検出
してＣＰＵ３０内部のカウンタをスタートさせる。そし
て、吸気カム角信号の立ち上がりを検出して前記カウン
タを停止させる。このカウンタの値が排気カム角信号と
吸気カム角信号との位相差βとなる。

【００３１】ステップ１０２において、現在のエンジン
１の状態が高負荷領域か否かが判定される。すなわち、
ステップ１００で演算されたエンジン回転数Ｎ及び吸入
空気量Ｑから、エンジンの負荷相当値Ｑ／Ｎが算出さ
れ、この負荷相当値Ｑ／Ｎ及びエンジン回転数Ｎと、図
５に示す負荷領域判定マップとにより、現在のエンジン
１が高負荷領域Ａにあるか、あるいは軽負荷領域Ｂにあ
るかが判定される。ステップ１０２の処理により、エン
ジン１の負荷相当値演算手段、運転状態検出手段、バル
ブオーバーラップ判定手段、及び負荷状態判定手段が等
価的に構成される。

【００３２】高負荷領域Ａであればステップ１０３に進
み、現在の吸気弁の閉タイミングに対応する進角値と、
図４の目標進角マップから求められる目標進角値との差
が演算される。ステップ１０３の処理により、差分演算
手段が等価的に構成される。さらにステップ１０４に進
み、前記の差がゼロになるように電磁バルブ１０がデュ
ーティ制御され、進角が目標進角値になるように制御さ
れる。進角が目標進角値に制御されると、処理ルーチン
を一旦終了し、メインルーチンに戻る。ステップ１０４
の処理により、目標進角値制御手段が構成される。

【００３３】一方ステップ１０２において軽負荷領域Ｂ
であると判定された場合はステップ１０５に進み、現在
のオーバーラップ量に対応する進角値と、図４の目標進
角マップから求められる目標進角値との差が演算され
る。ステップ１０５の処理により、差分演算手段が構成
される。さらにステップ１０４に進み、前記の差がゼロ
になるように電磁バルブ１０がデューティ制御され、進
角が目標進角値になるように制御される。進角が目標進
角値に制御されると、処理ルーチンを一旦終了し、メイ
ンルーチンに戻る。

【００３４】上記のように本実施例において、高負荷領
域Ａではクランク角センサ２２と吸気カム角センサ２０
との位相差に基づいて吸気弁の閉タイミングに対応する
進角が制御される。従って、吸気弁の閉タイミングが精
度良く制御でき、出力を向上させることができる。一
方、軽負荷領域Ｂでは吸気カム角センサ２０と排気カム
角センサ２１との位相差に基づいて、オーバーラップ量
に対応する進角値が制御される。このため、軽負荷領域
ではタイミングベルト１５等の経時変化による誤差を極
力排除でき、オーバーラップ量が精度良く制御できる。
従って、オーバーラップ量を可能な限り大きくとること
ができ、失火等を防いで燃焼を極めて安定して制御でき
る。

【００３５】次に、本発明における内燃機関のバルブタ
イミング制御装置を具体化した第２実施例を図面に基づ
いて詳細に説明する。なお、前記第１実施例の構成のう
ち排気カム角センサ２１は省くことが可能であり、以下
には前記第１実施例と異なる処理動作についてのみ説明
する。

【００３６】図８に示すフローチャートは、クランク角
センサ２２と吸気カム角センサ２０との位相差からタイ
ミングベルト１５等の経時変化による誤差を排除するた
めの補正値を演算する補正値演算ルーチンを示す。この
補正値演算ルーチンは所定時間の定時割り込みによって
実行される。

【００３７】処理がこのルーチンへ移行すると、ステッ
プ２００で最遅角状態か否かが判定される。すなわち、
バルブタイミングを最遅角方向へ制御する最遅角制御が
所定時間以上続いた場合、あるいは、前記スロットルバ
ルブ２４の全閉スイッチ２６の「オン」信号が所定時間
以上保持された場合に最遅角状態と判定される。この
時、最遅角状態ではない場合は処理を終了してメインル
ーチンに戻る。ステップ２００の処理により、最遅角状
態判定手段が等価的に構成される。

【００３８】一方、ステップ２００で最遅角状態である
と判定されるとステップ２０１に進み、クランク角信号
及び吸気カム角信号が入力される。クランク角信号及び
吸気カム角信号はパルス信号であり、最遅角状態ではク
ランク角信号及び吸気カム角信号の立ち上がりは一致し
ていなければならない。しかしながら、実際には図９に
示すように、両センサ２０，２２の組付け誤差及びタイ
ミングベルト１５の伸び等のため、若干の偏差δが発生
している。この偏差δを測定するためには、クランク角
信号の立ち上がりでＣＰＵ３０の内部カウンタをスター
トさせ、吸気カム角信号の立ち上がりで停止させる。こ
のときのカウンタの値が偏差δとなる。ステップ２０１
の処理により、偏差演算手段が等価的に構成される。ス
テップ２０２ではこの偏差δを補正値として学習する。
補正値の学習を行った後、処理を終了してメインルーチ
ンに戻る。ステップ２０２の処理により偏差学習手段が
等価的に構成される。

【００３９】続いて、図１０に示すフローチャートは、
ＶＶＴ５の進角値制御ルーチンを示している。この進角
値制御ルーチンはサブルーチンとして実行され、進角値
制御が必要な時期にその都度同ルーチンは実行される。

【００４０】処理がこのルーチンに移行すると、ステッ
プ３００において、クランク角センサ２２とエアフロー
メータ２８からの検出信号を入力してエンジン回転数Ｎ
及び吸入空気量Ｑが演算される。クランク角センサ２２
の検出信号はパルス信号であり、所定時間内に発生する
パルスの数によりエンジン回転数Ｎが演算される。

【００４１】次に、ステップ３０１では、クランク角セ
ンサ２２と吸気カム角センサ２０との位相差αにより、
吸気弁の閉タイミングに対応する現在の進角値が演算さ
れる。

【００４２】ステップ３０２において、現在のエンジン
１の状態が軽負荷領域Ｂか否かが判定される。すなわ
ち、負荷相当値Ｑ／Ｎ及びエンジン回転数Ｎと、図５に
示す負荷領域判定マップとにより、現在のエンジン１が
高負荷領域Ａにあるか、あるいは軽負荷領域Ｂにあるか
が判定される。高負荷領域Ａであればステップ３０５に
進み、電磁バルブ１０がデューティ制御され、現在の吸
気弁の閉タイミングに対応する進角値が目標進角値にな
るように制御される。進角値が目標進角値に制御される
と、処理ルーチンを終了し、メインルーチンに戻る。

【００４３】一方ステップ３０２において軽負荷領域Ｂ
であると判定された場合はステップ３０３に進み、ステ
ップ３０１で求められた現在の進角値に、前述の補正値
演算ルーチンで求められた補正値が加算され、新たな補
正後進角値として記憶される。ステップ３０３の処理に
より、補正手段、補正値加算手段が等価的に構成され
る。そして、ステップ３０４に進み、ステップ３００で
演算されたエンジン回転数Ｎ及び吸入空気量Ｑから、エ
ンジンの負荷相当値Ｑ／Ｎが算出され、この負荷相当値
Ｑ／Ｎ及びエンジン回転数Ｎとにより、図４の目標進角
マップから目標進角値が求められる。そして、電磁バル
ブ１０がデューティ制御され、補正後の進角値が目標進
角値になるように制御される。補正進角値が目標進角値
に制御されると、処理ルーチンを終了し、メインルーチ
ンに戻る。

【００４４】以上、詳述したように、学習により偏差δ
が補正されるため、軽負荷領域ではタイミングベルト１
５等の経時変化による誤差を極力排除でき、制御を高精
度に行うことができる。

【００４５】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、伝達手段としてタイミングベル
トを使用したが、代わりに歯車、チェーン等を使用して
もよい。

【００４６】（２）前記実施例では、第１〜第３の回転
位相検出手段として磁気センサを利用したが、電磁ピッ
クアップ等を使用してもよい。さらに、検知片の数を増
やして、各シャフトの１回転で複数パルスを発生させる
ようにしてもよい。

【００４７】（３）前記実施例では、位相変更手段とし
て油圧を利用する油圧アクチュエータを使用したが、モ
ータにより位相を変更する構成としてもよい。上記実施
例から把握できる請求項以外の技術的思想について以下
にその効果とともに記載する。

【００４８】（ｉ）吸気カムと排気カムとの相対位相を
変更可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置におい
て、クランクシャフトの回転位相を検出する第１の回転
位相検出手段と、吸気側カムシャフトの回転位相を検出
する第２の回転位相検出手段と、前記内燃機関が最遅角
状態か否かを判定する最遅角状態判定手段と、最遅角状
態において前記第１の回転位相検出手段と第２の回転位
相検出手段との位相差を偏差として記憶学習する学習手
段と、前記第１の回転位相検出手段と第２の回転位相検
出手段とにより現進角値を演算する進角値演算手段と、
前記内燃機関の運転状態が高負荷状態か軽負荷状態かを
判定する負荷状態判定手段と、前記内燃機関の軽負荷状
態では現進角値を学習手段により記憶学習された偏差で
補正する補正手段とを備えてな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。この構成によれば、
学習によって偏差を補正するため、タイミングベルト１
５等の経時変化も補正ができ正確な進角値が検出可能で
ある。

【００４９】なお、上記実施例において、内燃機関はガ
ソリンエンジン、ディーゼルエンジンを含む。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、運転状態に基づいて位相検出の基準を切り替えるた
め、吸気閉タイミングが正確に制御されるとともに、オ
ーバーラップ量をも高精度に制御を行うことができると
いう優れた効果を奏する。この結果、好適なトルクを得
ることができるとともに、エミッション、燃費の向上、
ドライバビリティの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１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】第２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３】本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４】エンジン回転数及び負荷相当値に対する目標進
角値の関係を予め定めてなるマップである。

【図５】エンジン回転数及び負荷相当値に対し、現エン
ジンの状態が高負荷領域あるいは軽負荷領域にあるかの
判定を行うための負荷領域判定マップである。

【図６】第１実施例のバルブタイミング制御装置の進角
値制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】クランク角信号、吸気カム角信号、排気カム角
信号を示すタイミングチャートである。

【図８】第２実施例におけるタイミングベルト等の経時
変化による誤差を排除するための補正値を演算する補正
値演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図９】クランク角信号、吸気カム角信号を示すタイミ
ングチャートである。

【図１０】第２実施例のバルブタイミング制御装置の進
角値制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】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。

【符号の説明】

１…（内燃機関である）エンジン、２…クランクシャフ
ト、３…吸気カムシャフト、４…排気カムシャフト、５
…（可変バルブタイミング機構である）ＶＶＴ、２０…
（第２の回転位相検出手段である）吸気カム角センサ、
２１…（第３の回転位相検出手段である）排気カム角セ
ンサ、２２…（第１の回転位相検出手段である）クラン
ク角センサ、（運転状態検出手段、バルブタイミング調
整手段、負荷状態判定手段、バルブタイミング制御手段
を構成する）２９…ＥＣＵ、３０…ＣＰＵ、３１…ＲＯ
Ｍ、３２…ＲＡＭ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気カムと排気カムとの相対位相を可変
   バルブタイミング機構により変更可能にした内燃機関の
   バルブタイミング制御装置において、 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より、前記両カムの
   位相差に基づいてバルブタイミングを制御する第１の制
   御と、クランクシャフトと吸気カムとの位相差に基づい
   てバルブタイミングを制御する第２の制御とを切り替え
   るバルブタイミング調整手段とを備えてなることを特徴
   とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 【請求項２】 内燃機関に回動可能に設けられたクラン
   クシャフトと、 前記クランクシャフトと伝達手段を介して回動可能な吸
   気及び排気側カムシャフトと、 少なくとも前記吸気側のカムシャフトに設けられ、吸気
   カムと排気カムとの相対位相を内燃機関の運転状態に応
   じて変更し、バルブタイミングを変更する可変バルブタ
   イミング機構と、 前記クランクシャフトの回転位相を検出する第１の回転
   位相検出手段と、 前記吸気側カムシャフトの回転位相を検出する第２の回
   転位相検出手段と、 前記排気側カムシャフトの回転位相を検出する第３の回
   転位相検出手段と、 内燃機関の運転状態が高負荷状態か軽負荷状態かを判定
   する負荷状態判定手段と、 前記判定手段の判定に基づいて高負荷時には第１の回転
   位相検出手段が検出したクランクシャフトの回転位相と
   第２の回転位相検出手段が検出した吸気側カムシャフト
   の回転位相との位相差により、軽負荷時には第２の回転
   位相検出手段が検出した吸気側カムシャフトの回転位相
   と第３の回転位相検出手段が検出した排気側カムシャフ
   トの回転位相との位相差により、バルブタイミングを制
   御するバルブタイミング制御手段とを備えてなることを
   特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。