JPH08232695A - 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】可変バルブタイミング機構を備える内燃機関に
おいて、スロットル弁の全閉を素早く認識して、制御の
遅れによる不具合の発生を防止する。 【構成】電子制御装置（ＥＣＵ）７０はバルブタイミン
グを制御するべくオイルコントロールバルブ８０を制御
する。すなわち、スロットル弁が全閉である場合、目標
進角量が零に設定され、その値に向けてＶＶＴ５０がフ
ィードバック制御される。ＥＣＵ７０は、全閉スイッチ
ではなくスロットルセンサ４５の検出結果に基づきスロ
ットル開度が基準開度に所定開度を加算した値に等しく
なった場合に、スロットル弁全閉と認定する。このた
め、スロットル弁が実際に全閉になったときには、既に
スロットル弁が全閉であると認識されており、この時点
で目標進角量が零に設定されている。そして、ＥＣＵ７
０により速やかにＶＶＴ５０が制御され、実際のバルブ
タイミングが最遅角状態となるよう制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置に係り、特に、吸気バルブと排気バルブ
とが同時に開弁する期間（バルブオーバラップ量）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
平４−２７９７０５号公報に開示されたものが知られて
いる。この技術では、エンジンの運転状態に応じて、吸
気バルブと排気バルブとが同時に開弁する期間（バルブ
オーバラップ量）を変更させるための可変バルブタイミ
ング機構が開示されている。この可変バルブタイミング
機構によれば、エンジンの高回転域においては、吸気バ
ルブの閉タイミングを遅角させることにより、吸気慣性
等を得て燃焼室内への吸入空気の充填効率を向上させる
ことができる。一方、低回転域においては、吸気バルブ
の閉タイミングを進角させることにより、充填効率を向
上させることができる。

【０００３】一般に、この種の可変バルブタイミング機
構をエンジンでは、そのときどきの運転状態（エンジン
回転数、エンジン負荷、スロットル開度等）に応じて目
標とするバルブタイミング、すなわち、目標進角量が制
御装置により算出される。そして、該制御装置により、
その目標進角量に実際の進角量が一致するように可変バ
ルブタイミング機構が制御される。ここで、例えば走行
中においてバルブオーバラップ量の大きい状態で、スロ
ットル弁が閉じられた場合、制御装置はそれを認識し、
バルブオーバラップ量を小さくするべく、目標進角量を
最小（例えば「０°」）とする。このような制御によ
り、失火による減速時のショック、触媒過熱等の抑制が
図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術においては、スロットル弁の全閉の認識は、スロット
ル弁近傍に設けられた全閉スイッチからの全閉信号ＸＩ
ＤＬに基づいて行われていた。すなわち、スロットル弁
が全閉とされた場合、全閉スイッチがオフからオンに切
り替わり、この切り替わりに伴って、「１」の全閉信号
ＸＩＤＬが出力される。ここで、全閉信号ＸＩＤＬが
「１」の場合には、全閉スイッチがオン状態にある旨が
示され、「０」の場合には、全閉スイッチがオン状態に
ある旨が示されている。そして、制御装置は、自身に入
力される上記全閉信号ＸＩＤＬに基づいてスロットル弁
の全閉を認識していた。

【０００５】しかしながら、かかる技術においては、図
８に示すように、一般に、実際に全閉スイッチがオフか
らオンに切り替わってから、「１」の全閉信号ＸＩＤＬ
が出力されるまでの間に所定の遅延時間が設けられてい
た。このように遅延時間が設けられているのは、全閉信
号ＸＩＤＬが別途、燃料噴射制御（ＥＦＩ制御）にも使
用されるパラメータであり、当該ＥＦＩ制御に際してス
イッチのチャタリングの防止、ドライバビリティの向上
を図る必要があったからである。このため、バルブオー
バラップ量の大きい、進角側での走行中に、アクセルペ
ダルの踏込みを解除した場合には、スロットル弁が全閉
となるが、このとき、上記遅延時間の存在により、その
全閉を認識するまでの間に時間を要することとなってい
た。従って、失火による減速時のショックや、触媒過熱
等が発生してしまうおそれがあった。また、無負荷状態
でエンジン回転数を上昇させた、いわゆるレーシング直
後においては、エンジンストールに陥ってしまうおそれ
もあった。

【０００６】本発明は、上述した従来の問題点を解消す
るためになされたものであって、その目的は、可変バル
ブタイミング機構を備える内燃機関において、スロット
ル弁の全閉を素早く認識して、制御の遅れによる失火、
触媒過熱等の不具合の発生を防止することのできる内燃
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】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、図１に示すよう
に、内燃機関Ｍ１のクランクシャフトＭ２の回転に同期
して所定のタイミングで駆動され、燃焼室Ｍ３に通じる
吸気通路Ｍ４及び排気通路Ｍ５をそれぞれ開閉する吸気
バルブＭ６及び排気バルブＭ７と、前記吸気通路Ｍ４に
設けられ、前記内燃機関Ｍ１に導入される吸入空気の量
を調整するために開閉されるスロットル弁Ｍ８と、前記
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Ｍ９と、その運転状態検出手段Ｍ９によって検出さ
れた内燃機関Ｍ１の運転状態に応じた目標バルブタイミ
ングを決定するための目標バルブタイミング決定手段Ｍ
１０と、前記吸気バルブＭ６又は前記排気バルブＭ７の
うち少なくともいずれか一方のバルブタイミングを変更
させてバルブオーバラップ量を調整するための可変バル
ブタイミング機構Ｍ１１と、前記目標バルブタイミング
決定手段Ｍ１０によって決定された目標バルブタイミン
グに実際のバルブタイミングを一致させるため前記可変
バルブタイミング機構Ｍ１１を制御するバルブタイミン
グ制御手段Ｍ１２と、少なくとも前記スロットル弁Ｍ８
が全閉であると認識したとき、前記目標バルブタイミン
グを、前記バルブオーバラップ量がほぼ最小となるよう
な値に設定する全閉時目標タイミング設定手段Ｍ１３と
を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置であっ
て、少なくとも零よりも大きい領域で前記スロットル弁
Ｍ８の開度を検出するためのスロットル開度検出手段Ｍ
１４と、前記スロットル開度検出手段Ｍ１４により、前
記スロットル弁Ｍ８の開度が零よりも所定開度だけ大き
いと検出されたとき、前記スロットル弁Ｍ８が全閉であ
ると擬制する全閉擬制手段Ｍ１５とを設けたことをその
要旨としている。

【０００８】

【作用】上記構成を備えた請求項１の発明に係る内燃機
関のバルブタイミング制御装置では、内燃機関Ｍ１が始
動すると、吸気バルブＭ６、及び排気バルブＭ７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Ｍ３に通じる吸気通路Ｍ４、及び排気通路Ｍ
５を開閉する。また、吸気通路Ｍ４に設けられたスロッ
トル弁Ｍ８が開閉されることにより、内燃機関Ｍ１に導
入される吸入空気の量が調整される。さらに、運転状態
検出手段Ｍ９により、内燃機関Ｍ１の運転状態が検出さ
れ、その運転状態に応じた目標バルブタイミングが目標
バルブタイミング決定手段Ｍ１０により決定される。可
変バルブタイミング機構Ｍ１１は、吸気バルブＭ６、排
気バルブＭ７のうち少なくともいずれか一方のバルブタ
イミングを変更し、これによってバルブオーバラップ量
が調整される。そして、バルブタイミング制御手段Ｍ１
２によって可変バルブタイミング機構Ｍ１１が制御さ
れ、この制御により、実際のバルブタイミングが、目標
バルブタイミング決定手段Ｍ１０によって決定された目
標バルブタイミングに一致させられる。

【０００９】ここで、少なくともスロットル弁Ｍ８が全
閉であると認識されたとき、全閉時目標タイミング設定
手段Ｍ１３によって、目標バルブタイミングが、バルブ
オーバラップ量がほぼ最小となるような値に設定され
る。このため、スロットル弁Ｍ８全閉時における内燃機
関Ｍ１の安定性確保が図られる。

【００１０】さて、本発明では、スロットル開度検出手
段Ｍ１４により、少なくとも零よりも大きい領域でスロ
ットル弁Ｍ８の開度が検出される。そして、スロットル
開度検出手段Ｍ１４により、スロットル弁Ｍ８の開度が
零よりも所定開度だけ大きいと検出されたとき、全閉擬
制手段Ｍ１５によりスロットル弁Ｍ８が全閉であるとみ
なされる。このため、スロットル弁Ｍ８が実際に全閉に
なったときには、既にスロットル弁Ｍ８が全閉であると
認識されており、この時点で全閉時目標タイミング設定
手段Ｍ１３によって、目標バルブタイミングが、バルブ
オーバラップ量が最小となるような値に設定されてい
る。そして、バルブタイミング制御手段Ｍ１２によって
速やかに可変バルブタイミング機構Ｍ１１が制御され、
実際のバルブタイミングがバルブオーバラップ量がほぼ
最小となるよう制御される。従って、スロットル弁Ｍ８
が実際に全閉になってから、実際のバルブタイミングが
バルブオーバラップ量がほぼ最小となるまでの時間が著
しく短いものとなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の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のそれに具体化した一実施
例について、図２〜図７を参照して説明する。

【００１２】先ず、エンジン１０のバルブタイミング制
御装置ＶＣの構成について図２及び図３を参照して説明
する。ここに、図２は内燃機関のバルブタイミング制御
装置ＶＣを含むガソリンエンジンシステムを示す概略構
成図である。

【００１３】内燃機関としてのエンジン１０は、複数の
シリンダが形成されているシリンダブロック１１と、シ
リンダブロック１１上部に連結されるシリンダヘッド１
２と、シリンダブロック１１の各シリンダ内を上下に往
復移動するピストン１３とを備えている。また、ピスト
ン１３の下端部にはクランクシャフト１４が連結されて
おり、ピストン１３が上下動することによりクランクシ
ャフト１４が回転させられる。

【００１４】さらに、クランクシャフト１４の近傍に
は、クランク角センサ４０が配設されており、クランク
角センサ４０は、クランクシャフト１４に連結されてい
る磁性体ロータ（図示しない）と、電磁ピックアップ
（図示しない）とから構成されている。ここで、ロータ
の外周には等角度歯が形成されており、ロータの等角度
歯が電磁ピックアップの前方を通過する毎に、パルス状
のクランク角度信号が検出される。そして、後述する気
筒判別センサ４２による基準位置信号の発生後に、クラ
ンク角センサ４０からのクランク角度信号の発生数を計
測することで、クランクシャフト１４の回転角度（クラ
ンク角度）が検出される。

【００１５】各シリンダブロック１１、及びシリンダヘ
ッド１２の内壁と、ピストン１３の頂部とによって区画
形成された空間は、混合気を燃焼させるための燃焼室１
５として機能する。また、シリンダヘッド１２の頂部に
は、混合気に点火するための点火プラグ１６が、燃焼室
１５に突出するように配設されている。各点火プラグ１
６は、プラグコード等（図示しない）を介してディスト
リビュータ１８に接続されている。そして、イグナイタ
１９から出力された高電圧は、ディストリビュータ１８
によって、クランク角度に同期して各点火プラグ１６に
分配される。

【００１６】さらに、ディストリビュータ１８には、排
気側カムシャフト３３に連結され、クランクシャフト１
４の回転数を検出するエンジン回転数センサ４１が配設
されている。エンジン回転数センサ４１は、クランクシ
ャフト１４に同期して回転する磁性体ロータ（図示しな
い）と、電磁ピックアップ（図示しない）とからなり、
電磁ピックアップがロータの回転数を検出することによ
り、クランクシャフト１４の回転数（エンジン回転数Ｎ
Ｅ）が検出されることとなる。また、ディストリビュー
タ１８には、ロータの回転からクランクの基準位置を所
定の割合で検出するための気筒判別センサ４２が配設さ
れている。

【００１７】シリンダブロック１１には、冷却水通路を
流れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出するため
の水温センサ４３が配設されている。シリンダヘッド１
２は、吸気ポート２２及び排気ポート３２を有してお
り、吸気ポート２２には吸気通路２０が接続されてお
り、排気ポート３２には排気通路３０が接続されてい
る。また、シリンダヘッド１２の吸気ポート２２には、
吸気バルブ２１が配設され、排気ポート３２には排気バ
ルブ３１が配設されている。

【００１８】そして、吸気バルブ２１の上方には、吸気
バルブ２１を開閉駆動するための吸気側カムシャフト２
３が配置され、排気バルブ３１の上方には、排気バルブ
３１を開閉駆動するための排気側カムシャフト３３が配
置されている。また、各カムシャフト２３、３３の一端
には、吸気側タイミングプーリ２７、排気側タイミング
プーリ３４が装着されており、各タイミングプーリ２
７、３４は、タイミングベルト３５を介して、クランク
シャフト１４に連結されている。

【００１９】従って、エンジン１０の作動時にはクラン
クシャフト１４からタイミングベルト３５及び各タイミ
ングプーリ２７、３４を介して各カムシャフト２３、３
３に回転駆動力が伝達され、各カムシャフト２３、３３
が回転することにより吸気バルブ２１、及び排気バルブ
３１が開閉駆動される。これら各バルブ２１、３１は、
クランクシャフト１４の回転及びピストン１３の上下動
に同期して、すなわち吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張
行程、及び排気行程よりなるエンジン１０における一連
の４行程に同期して、所定の開閉タイミングで駆動され
る。

【００２０】さらに、吸気側カムシャフト２３の近傍に
は、吸気バルブ２１のバルブタイミングを検出するため
のカム角センサ４４が配設されており、カム角センサ４
４は、吸気側カムシャフト２３に連結された磁性体ロー
タ（図示せず）と電磁ピックアップとから構成されてい
る。また、磁性体ロータの外周には、複数の歯が等角度
毎に形成されており、例えば、所定気筒の圧縮上死点
（ＴＤＣ）の前、ＢＴＤＣ９０°〜３０°の間に、吸気
側カムシャフト２３の回転にともなうパルス状のカム角
度信号が検出されるようになっている。

【００２１】吸気通路２０の空気取り入れ側には、エア
クリーナ２４が接続されており、吸気通路２０の途中に
は、アクセルペダル（図示しない）に連動して開閉駆動
されるスロットル弁２６が配設されている。そして、か
かるアクセルペダルが開閉されることにより、吸入空気
量が調整される。

【００２２】そして、スロットル弁２６の近傍には、少
なくとも零より大きい領域でスロットル開度ＴＡを検出
するスロットルセンサ４５及びスロットル弁２６の全閉
を検知する全閉スイッチ４６が設けられている。なお、
この全閉スイッチ４６は、スロットル弁２６が全閉とさ
れた場合に全閉スイッチがオフからオンに切り替わり、
この切り替わりに伴って、「１」の全閉信号ＸＩＤＬを
出力する。ここで、全閉信号ＸＩＤＬが「１」の場合に
は、全閉スイッチがオン状態にある旨が示され、「０」
の場合には、全閉スイッチがオン状態にある旨が示され
る。但し、この全閉信号ＸＩＤＬは、専ら別途の燃料噴
射制御（ＥＦＩ制御）に使用されるパラメータであっ
て、本実施例では全閉を認定するパラメータとしては使
用されない。これは、全閉信号ＸＩＤＬが「０」から
「１」に切り替わる際の出力に際し、遅延時間が設けら
れており、従来技術で説明した不具合が発生するおそれ
があるからである。この遅延時間により、当該ＥＦＩ制
御に際してスイッチのチャタリングの防止、ドライバビ
リティの向上が図られているのである。

【００２３】さらに、スロットル弁２６の下流側には、
吸気脈動を抑制するためのサージタンク２５が形成され
ている。そして、サージタンク２５には、サージタンク
２５内における吸気圧（ＰｉＭ）を検出する吸気圧力セ
ンサ４７が配設されている。また、各シリンダの吸気ポ
ート２２の近傍には、燃焼室１５へ燃料を供給するため
のインジェクタ１７が配設されている。各インジェクタ
１７は、通電により開弁される電磁弁であり、各インジ
ェクタ１７には、燃料ポンプ（図示しない）から圧送さ
れる燃料が供給される。

【００２４】従って、エンジン１０の作動時において
は、吸気通路２０には、エアクリーナ２４によって濾過
された空気が取り込まれ、その空気の取り込みと同時に
各インジェクタ１７から吸気ポート２２に向けて燃料が
噴射される。この結果、吸気ポート２２では混合気が生
成され、混合気は、吸入行程において開弁される吸気バ
ルブ２１の開弁にともなって、燃焼室１５内に吸入され
る。

【００２５】排気通路３０の途中には、排ガスを浄化す
るための三元触媒を内蔵してなる触媒コンバータ３６が
配置されている。また、排気通路３０の途中には、排ガ
ス中の酸素濃度を検出する酸素センサ４８が配設されて
いる。本実施例では、上述したクランク角センサ４０、
エンジン回転数センサ４１、気筒判別センサ４２、水温
センサ４３、カム角センサ４４、スロットルセンサ４
５、全閉スイッチ４６、吸気圧力センサ４７及び酸素セ
ンサ４８等によって運転状態検出手段が構成されてい
る。また、特に、スロットルセンサ４５により、スロッ
トル開度検出手段が構成されている。

【００２６】本実施例におけるガソリンエンジンシステ
ムでは、吸気バルブ２１の開閉タイミングを変更してバ
ルブオーバラップ量の変更を実現するために、油圧によ
り駆動される可変バルブタイミング機構５０（以下「Ｖ
ＶＴ」という。）が配設されている。このＶＶＴ５０
は、クランクシャフト１４（吸気側タイミングプーリ２
７）の回転に対する吸気側カムシャフト２３の回転の位
相を変化させることにより、吸気バルブ２１のバルブタ
イミングを連続的に変更させるための機構である。

【００２７】かかるＶＶＴ５０のシステム構成につい
て、図３を参照して説明する。ここに、図３はＶＶＴ５
０が配設された吸気側カムシャフト２３近傍の断面、及
びＶＶＴ５０の制御システム全体を示す説明図である。

【００２８】ＶＶＴ５０の制御システムは、ＶＶＴ５
０、ＶＶＴ５０に対して駆動力を印加するオイルコント
ロールバルブ８０（以下「ＯＣＶ」という。）、カム角
度信号を検出するカム角センサ４４、その他の各種セン
サ、及びカム角センサ４４をはじめとする各種センサか
らの入力信号に基づいてＯＣＶ８０を駆動制御する電子
制御装置（以下「ＥＣＵ」という）７０を備えている。

【００２９】ＶＶＴ５０は、吸気側カムシャフト２３と
吸気側タイミングプーリ２７との間に配設されており、
吸気側カムシャフト２３は、シリンダヘッド１２、及び
ベアリングキャップ５１間において回転自在に支持され
ている。吸気側カムシャフト２３の先端部近傍には、吸
気側タイミングプーリ２７が相対回転可能に装着されて
おり、また、吸気側カムシャフト２３の先端には、イン
ナキャップ５２が中空ボルト５３及びピン５４により一
体回転可能に取着されている。

【００３０】吸気側タイミングプーリ２７には、キャッ
プ５５を有するハウジング５６がボルト５７及びピン５
８により一体回転可能に取着されており、このハウジン
グ５６によって、吸気側カムシャフト２３の先端、及び
インナキャップ５２の全体が覆われている。また、吸気
側タイミングプーリ２７の外周には、タイミングベルト
３５を掛装するための外歯２７ａが多数形成されてい
る。

【００３１】吸気側カムシャフト２３及び吸気側タイミ
ングプーリ２７は、ハウジング５６及びインナキャップ
５２間に介在されたリングギヤ５９によって連結されて
いる。リングギヤ５９は、略円環形状をなし、吸気側タ
イミングプーリ２７、ハウジング５６及びインナキャッ
プ５２によって囲まれた空間Ｓ内において、吸気側カム
シャフト２３の軸方向へ往復動自在に収容されている。
また、リングギヤ５９の内外周には多数の歯５９ａ、５
９ｂが形成されている。

【００３２】これに対応して、インナキャップ５２の外
周及びハウジング５６の内周には、多数の歯５２ａ、５
６ｂがそれぞれ形成されている。これらの歯５９ａ、５
９ｂ、５２ａ、５６ｂはいずれも、その歯すじが吸気側
カムシャフト２３の軸線に対して所定角度で交差するヘ
リカル歯となっている。すなわち、歯５２ａと歯５９ａ
とが互いに噛合し、歯５６ｂと歯５９ｂとが互いに噛合
している、ヘリカルスプラインを構成している。そし
て、これらの噛合によって、吸気側タイミングプーリ２
７の回転は、ハウジング５６、及びインナキャップ５２
を介して、吸気側カムシャフト２３に伝達される。ま
た、各歯５９ａ、５９ｂ、５２ａ、５６ｂがヘリカル歯
であることから、リングギヤ５９が吸気側カムシャフト
２３の軸方向に移動すると、インナキャップ５２及びハ
ウジング５６に捻り力が付与され、吸気側カムシャフト
２３が吸気側タイミングプーリ２７に対して相対移動す
る。

【００３３】空間Ｓ内においては、リングギヤ５９を軸
方向へ移動させるために、リングギヤ５９の先端側に第
１油圧室６０が、リングギヤ５９の後端側に第２油圧室
６１がそれぞれ形成されている。また、ベアリングキャ
ップ５１には、第１油圧供給孔５１ａ及び第２油圧供給
孔５１ｂが形成されている。さらに、吸気側カムシャフ
ト２３内部には、第１油圧供給孔５１ａと第１油圧室６
０とを連通する第１油圧供給路６２、及び第２油圧供給
孔５１ｂと第２油圧室６１とを連通する第２油圧供給路
６３がそれぞれ形成されている。

【００３４】そして、各油圧供給孔５１ａ、５１ｂに
は、油圧ポンプ６４によってオイルパン６５から吸い上
げられた潤滑油が、所定の圧力をもってオイルフィルタ
６６を介して供給される。また、各油圧供給路６２、６
３を介して各油圧室６０、６１へ選択的に油圧を供給す
るために、各油圧供給孔５１ａ、５１ｂには、ＯＣＶ８
０が接続されている。

【００３５】このＯＣＶ８０は、電磁式アクチュエータ
８１及びコイルスプリング８２によって駆動されるプラ
ンジャ８３がスプール８４を軸方向に往復移動させるこ
とにより、潤滑油の流れ方向を切り替える４ポート方向
制御弁である。そして、電磁式アクチュエータ８１がデ
ューティ制御されることによって、その開度が調整さ
れ、各油圧室６０、６１に供給する油圧の大きさが調整
される。

【００３６】ＯＣＶ８０のケーシング８５は、タンクポ
ート８５ｔ、Ａポート８５ａ、Ｂポート８５ｂ、及びリ
ザーバポート８５ｒを有している。そして、タンクポー
ト８５ｔは、油圧ポンプ６４を介してオイルパン６５と
接続されており、Ａポート８５ａは第１油圧供給孔５１
ａと、Ｂポート８５ｂは第２油圧供給孔５１ｂとそれぞ
れ接続されている。また、リザーバポート８５ｒは、オ
イルパン６５と連通されている。

【００３７】スプール８４は、円筒状の弁体であり、２
つのポート間における潤滑油の流れを封止する４つのラ
ンド８４ａと、２つのポート間を連通し、潤滑油の流れ
を許容するパセージ８４ｂと、さらに他の２つのパセー
ジ８４ｃとを有している。

【００３８】これらの構成を備えるＶＶＴ５０では、Ｏ
ＣＶ８０が駆動制御され、スプール８４が図面左方に移
動された場合には、中央のパセージ８４ｂはタンクポー
ト８５ｔとＡポート８５ａとを連通し、第１油圧供給孔
５１ａに潤滑油が供給される。そして、第１油圧供給孔
５１ａに供給された潤滑油は、第１油圧供給路６２を介
して第１油圧室６０に供給され、リングギヤ５９の先端
側に油圧が印加される。

【００３９】これと同時に、図中右側のパセージ８４ｃ
は、Ｂポート８５ｂとリザーバポート８５ｒとを連通
し、第２油圧室６１内の潤滑油は、第２油圧供給路６
３、第２油圧供給孔５１ｂ、及びＯＣＶ８０のＢポート
８５ｂ、リザーバポート８５ｒを介して、オイルパン６
５に排出される。

【００４０】従って、リングギヤ５９は、先端側に印加
された油圧によって後端側（図面右方）に回動しながら
移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カムシャ
フト２３に捻りが付与される。この結果、吸気側タイミ
ングプーリ２７（クランクシャフト１４）に対する吸気
側カムシャフト２３の回転位相が変更され、吸気側カム
シャフト２３は最遅角位置から最進角位置に向けて回転
し、吸気バルブ２１の開弁タイミングが進角される（バ
ルブオーバラップ量大）。

【００４１】こうして開弁タイミングが進角された吸気
バルブ２１は、排気バルブ３１が開弁している間に開弁
されることとなり、吸気バルブ２１と排気バルブ３１と
が同時に開弁するバルブオーバラップ量が拡大される。
なお、リングギヤ５９の後端側への移動は、リングギヤ
５９が吸気側タイミングプーリ２７と当接することによ
って規制され、リングギヤ５９が吸気側タイミングプー
リ２７と当接して停止した際に、吸気バルブ２１の開弁
タイミングが最も早くなる。

【００４２】一方、ＯＣＶ８０が駆動制御され、スプー
ル８４が図面右方に移動された場合には、中央のパセー
ジ８４ｂはタンクポート８５ｔとＢポート８５ｂとを連
通し、第２油圧供給孔５１ｂに潤滑油が供給される。そ
して、第２油圧供給孔５１ｂに供給された潤滑油は、第
２油圧供給路６３を介して第２油圧室６１に供給され、
リングギヤ５９の後端側に油圧が印加される。

【００４３】これと同時に、図中左側のパセージ８４ｃ
は、Ａポート８５ａとリザーバポート８５ｒとを連通
し、第１油圧室６０内の潤滑油は、第１油圧供給路６
２、第１油圧供給孔５１ａ、及びＯＣＶ８０のＡポート
８５ａ、リザーバポート８５ｒを介して、オイルパン６
５に排出される。

【００４４】したがって、リングギヤ５９は、後端側に
印加された油圧によって先端側（図面左方）に回動しな
がら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カム
シャフト２３に逆向きの捻りが付与される。この結果、
吸気側タイミングプーリ２７（クランクシャフト１４）
に対する吸気側カムシャフト２３の回転位相が変更さ
れ、吸気側カムシャフト２３は最進角位置から最遅角位
置に向けて回転し、吸気バルブ２１の開弁タイミングが
遅角される（バルブオーバラップ量小）。

【００４５】こうして、吸気バルブ２１の開弁タイミン
グが遅角されることにより、吸気バルブ２１と排気バル
ブ３１とが同時に開弁するバルブオーバラップ量が縮
小、あるいは、除去される。なお、リングギヤ５９の先
端側への移動は、リングギヤ５９がハウジング５６と当
接することによって規制され、リングギヤ５９がハウジ
ング５６と当接して停止した際に、吸気バルブ２１の開
弁タイミングが最も遅くなる。

【００４６】上記ＶＶＴ５０により変更される吸気バル
ブ２１のバルブタイミングは、カム角センサ４４から出
力されるカム角度信号と、クランク角センサ４０から出
力されるクランク角度信号とによって算出される。すな
わち、ＥＣＵ７０にカム角度信号が入力されてから、Ｂ
ＴＤＣ３０°のクランク角度信号（基準ＮＥタイミング
信号）が入力されるまでに要する時間、例えば、エンジ
ン回転数ＮＥを計測し、その時間を変位角に換算するこ
とによってクランクシャフト１４に対する吸気側カムシ
ャフト２３の実変位角が算出されるのである。

【００４７】続いて、本実施例に係る内燃機関のバルブ
タイミング制御装置ＶＣの制御系について図４に示す制
御ブロック図を参照して説明する。本実施例に係る内燃
機関のバルブタイミング制御装置ＶＣの制御系は、電子
制御ユニット７０（以下「ＥＣＵ」という。）を核とし
て構成されている。そして、ＥＣＵ７０によって目標バ
ルブタイミング決定手段、バルブタイミング制御手段、
全閉時目標タイミング設定手段及び全閉擬制手段が構成
されている。

【００４８】ＥＣＵ７０は、ＶＶＴ制御プログラム等の
各種制御プログラム、各種条件に対応したバルブタイミ
ングの変更を行うためのマップを格納したＲＯＭ７１を
有している。また、ＥＣＵ７０はＲＯＭ７１に格納され
た制御プログラムに基づいて演算処理を実行するＣＰＵ
７２、ＣＰＵ７２での演算結果、各センサから入力され
たデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ７３、電源供給停
止時にＲＡＭ７３に格納された各種データを保持するた
めのバックアップＲＡＭ７４を有している。そして、Ｃ
ＰＵ７２、ＲＯＭ７１、ＲＡＭ７３及びバックアップＲ
ＡＭ７４は、双方向バス７５を介して互いに接続される
とともに、入力インターフェース７６及び出力インター
フェース７７と接続されている。

【００４９】入力インターフェース７６には、クランク
角センサ４０、エンジン回転数センサ４１、気筒判別セ
ンサ４２、水温センサ４３、カム角センサ４４、スロッ
トルセンサ４５、全閉スイッチ４６、吸気圧力センサ４
７、酸素センサ４８等が接続されている。そして、各セ
ンサから出力された信号がアナログ信号である場合に
は、図示しないＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号
に変換された後、双方向バス７５に出力される。また、
出力インターフェース７７には、インジェクタ１７、イ
グナイタ１９、ＯＣＶ６２等の外部回路が接続されてお
り、これら外部回路は、ＣＰＵ７２において実行された
制御プログラムの演算結果に基づいて作動制御される。

【００５０】次に、上記構成を備えた本実施例に係る内
燃機関のバルブタイミング制御装置ＶＣにおける可変バ
ルブタイミング（ＶＶＴ）制御プログラムについて図５
に示すフローチャートを参照して説明する。図５に示す
フローチャートは、ＥＣＵ７０により実行される「ＶＶ
Ｔ制御ルーチン」を示すものであって、所定時間毎の定
時割り込みで実行される。

【００５１】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
７０はまず、ステップ１０１において、エンジン回転数
センサ４１、吸気圧力センサ４７及びスロットルセンサ
４５等からの検出信号に基づき、エンジン回転数ＮＥ、
吸気圧ＰｉＭ及びスロットル開度ＴＡ等の各種運転状態
を示す信号を読み込む。

【００５２】次に、ステップ１０２において、今回読み
込んだエンジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰｉＭに基づき、
図６に示すマップに基づいて目標進角量θＶＴを算出す
る。ここで、図６に示すマップは、そのときどきのエン
ジン回転数ＮＥ及び吸気圧ＰｉＭに対する目標進角量θ
ＶＴを予め定めたものであって、ＥＣＵ７０はこのマッ
プを参照することにより目標進角量θＶＴを補間的に算
出する。

【００５３】さらに、ＥＣＵ７０は、ステップ１０３に
おいて、今回読み込んだスロットル開度ＴＡが基準開度
ＴＢＡＳＥに予め定められた所定開度αを加算した値に
等しいか否かを判断する。ここで、基準開度ＴＢＡＳＥ
とは、ＥＣＵ７０により別途のルーチンで学習設定され
るものである。すなわち、ＥＣＵ７０は、スロットル弁
２６の全閉位置の経時的変化を補正するべく、別途のル
ーチンで全閉位置の学習を行っている。そして、この学
習により得られた全閉位置の学習値が、基準開度ＴＢＡ
ＳＥとして採用される。従って、この基準開度ＴＢＡＳ
Ｅは、実際にはほぼ「０度」に近い値となる。また、所
定開度αとは、例えば「０．１度」といった比較的小さ
い値である。このため、基準開度ＴＢＡＳＥに所定開度
αを加算した値というのは、「０度」ではないものの、
実際には、「０度」に極めて近い値となる。そして、ス
テップ１０３において、スロットル開度ＴＡが基準開度
ＴＢＡＳＥに所定開度αを加算した値に等しくない場合
には、スロットル弁２６が全閉でないものと判断してス
テップ１０４へ移行する。

【００５４】ステップ１０４においては、実際の進角量
が目標進角量θＶＴに一致するよう、ＯＣＶ８０ひいて
はＶＶＴ５０をフィードバック制御する。そして、その
後の処理を一旦終了する。

【００５５】一方、ステップ１０３において、スロット
ル開度ＴＡが基準開度ＴＢＡＳＥに所定開度αを加算し
た値に等しい場合には、ＥＣＵ７０は、スロットル弁２
６が全閉になったものと認定してステップ１０５へ移行
する。ここで、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＢＡＳ
Ｅに所定開度αを加算した値に等しい場合というのは、
実際には、未だスロットル弁２６は全閉になっていない
状態であるのだが、ＥＣＵ７０はあえてそのように擬制
するのである。

【００５６】そして、ステップ１０５において、ＥＣＵ
７０は、目標進角量θＶＴを「０°」に設定し、ステッ
プ１０４へと移行する。ステップ１０４においては、実
際の進角量が目標進角量θＶＴ、すなわち、「０°」に
一致するよう、ＯＣＶ８０ひいてはＶＶＴ５０をフィー
ドバック制御する。この制御により、ＶＶＴ５０は最遅
角側に駆動される。そして、ＥＣＵ７０はその後の処理
を一旦終了する。

【００５７】このように、上記「ＶＶＴ制御ルーチン」
においては、そのときどきの運転状態に基づき、目標進
角量θＶＴが設定される。また、スロットル弁２６が全
閉であると認定された場合には、目標進角量θＶＴが
「０°」に設定される。そして、実際の進角量が目標進
角量θＶＴに一致するようＶＶＴ５０がフィードバック
制御される。

【００５８】以上説明したように、本実施例によれば、
全閉スイッチ４６からの全閉信号ＸＩＤＬに基づき、ス
ロットル弁２６が全閉であると認識していた従来技術と
は異なり、スロットルセンサ４５にて検出されたスロッ
トル開度ＴＡに基づき全閉か否かを判断するようにし
た。すなわち、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＢＡＳ
Ｅに所定開度αを加算した値に等しい場合に、スロット
ル弁２６が全閉になったものと認定するようにした。こ
こで、図７に示すように、スロットル開度ＴＡが基準開
度ＴＢＡＳＥに所定開度αを加算した値に等しい場合と
いうのは、実際には、未だスロットル弁２６は全閉にな
っていない状態である。しかし、その後極めて短い時間
経過後にスロットル弁２６は全閉となることは明らかで
ある。従って、本実施例ではスロットル弁２６は全閉に
なる直前の状態において、既にスロットル弁２６は全閉
であると擬制されるのである。

【００５９】このため、スロットル弁２６が実際に全閉
になったときには、既にスロットル弁２６が全閉である
と認識されており、この時点で目標進角量θＶＴが、バ
ルブオーバラップ量が最小となるような値（本実施例で
は「０°」）に設定されている。そして、ＥＣＵ７０に
よって速やかにＯＣＶ８０ひいてはＶＶＴ５０が制御さ
れ、実際のバルブタイミングがバルブオーバラップ量最
小（最遅角状態）となるよう制御される。従って、スロ
ットル弁２６が実際に全閉になってから、実際のバルブ
タイミングが最遅角状態となるまでの時間を著しく短い
ものとすることができる。その結果、スロットル弁２６
の全閉を素早く認識して、制御の遅れによる失火による
減速時のショック、触媒過熱、或いはラフアイドル、エ
ンジンストール等の不具合の発生を確実に防止すること
ができる。

【００６０】尚、本発明は上記実施例に限定されず、例
えば次の如く構成してもよい。 （１）上記実施例では、スロットル開度ＴＡが基準開度
ＴＢＡＳＥに所定開度αを加算した値に等しい場合に、
スロットル弁２６が全閉になったものと認定するように
した。しかし、スロットル開度ＴＡが零よりも所定開度
だけ大きいと検出されたとき（但し、零に近似する値で
あることが望ましい）、全閉になったものと認定するも
のであれば、いかなる値を採用してもよい。つまり、必
ずしも別途学習される基準開度ＴＢＡＳＥを考慮したり
する必要はない。また、所定開度αの値も上記実施例の
数値に何ら限定されるものではない。

【００６１】（２）上記実施例では、吸気バルブ２１の
バルブタイミングを可変制御することによりバルブオー
バラップの期間を変更する構成を備えている。しかしな
がら、排気バルブ３１のバルブタイミングを可変制御す
ることにより、あるいは、吸気バルブ２１及び排気バル
ブ３１双方のバルブタイミングを可変制御することによ
りバルブオーバラップの期間を変更する構成としてもよ
い。

【００６２】いずれの場合にも、バルブオーバラップ量
が変更されることに変わりなく、所望するエンジン特性
が得られるように、採用すれば良いことである。 （３）上記実施例においては、内燃機関としてガソリン
エンジンのバルブタイミング制御について具体化した
が、ディーゼルエンジンのそれに具体化することもでき
る。

【００６３】特許請求の範囲の請求項に記載されないも
のであって、上記実施例から把握できる技術的思想につ
いて以下にその効果とともに記載する。 （ａ）請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置に
おいて、前記所定開度は零に近似する値であることを特
徴とする。かかる構成とすることにより、より正確な制
御を実行することが可能となる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る内燃
機関のバルブタイミング制御装置によれば、可変バルブ
タイミング機構を備える内燃機関において、スロットル
弁の全閉を素早く認識して、制御の遅れによる失火、触
媒過熱等の不具合の発生を防止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】本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】一実施例におけるエンジンシステム等の概略構
成図である。

【図３】可変バルブタイミング機構システムの概略構成
図である。

【図４】一実施例のＥＣＵ等の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】「ＶＶＴ制御ルーチン」を示すフローチャート
である。

【図６】回転数、吸気圧に対する目標進角量を定めたマ
ップである。

【図７】時間の経過に対する目標・実進角量、スロット
ル開度、全閉信号の関係を示すタイミングチャートであ
る。

【図８】従来技術の全閉スイッチ、全閉信号の挙動を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０…内燃機関としてのエンジン、１５…燃焼室、２０
…吸気通路、２１…吸気バルブ、２６…スロットル弁、
３０…排気通路、４０…クランク角センサ、４１…エン
ジン回転数センサ、４２…気筒判別センサ、４３…水温
センサ、４４…カム角センサ、４５…スロットルセン
サ、４６…全閉スイッチ、４７…吸気圧力センサ、４８
…酸素センサ（４１〜４８の各センサ等は運転状態検出
手段を構成している。又、スロットルセンサ４５はスロ
ットル開度検出手段を構成している。）、５０…ＶＶ
Ｔ、７０…目標バルブタイミング決定手段、バルブタイ
ミング制御手段、全閉時目標タイミング設定手段及び全
閉擬制手段を構成するＥＣＵ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のクランクシャフトの回転に同
   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、 前記吸気通路に設けられ、前記内燃機関に導入される吸
   入空気の量を調整するために開閉されるスロットル弁
   と、 前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出
   手段と、 その運転状態検出手段によって検出された内燃機関の運
   転状態に応じた目標バルブタイミングを決定するための
   目標バルブタイミング決定手段と、 前記吸気バルブ又は前記排気バルブのうち少なくともい
   ずれか一方のバルブタイミングを変更させてバルブオー
   バラップ量を調整するための可変バルブタイミング機構
   と、 前記目標バルブタイミング決定手段によって決定された
   目標バルブタイミングに実際のバルブタイミングを一致
   させるため前記可変バルブタイミング機構を制御するバ
   ルブタイミング制御手段と、 少なくとも前記スロットル弁が全閉であると認識したと
   き、前記目標バルブタイミングを、前記バルブオーバラ
   ップ量がほぼ最小となるような値に設定する全閉時目標
   タイミング設定手段とを備えた内燃機関のバルブタイミ
   ング制御装置であって、 少なくとも零よりも大きい領域で前記スロットル弁の開
   度を検出するためのスロットル開度検出手段と、 前記スロットル開度検出手段により、前記スロットル弁
   の開度が零よりも所定開度だけ大きいと検出されたと
   き、前記スロットル弁が全閉であると擬制する全閉擬制
   手段とを設け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。