JPH10141098A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関のバルブタイミング制御装置

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JPH10141098A
JPH10141098A JP8304722A JP30472296A JPH10141098A JP H10141098 A JPH10141098 A JP H10141098A JP 8304722 A JP8304722 A JP 8304722A JP 30472296 A JP30472296 A JP 30472296A JP H10141098 A JPH10141098 A JP H10141098A
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temperature
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高地低温走行時の機関出力不足と冷間ヘジテ
ーションの発生とを同時に防止する。 【解決手段】 可変バルブタイミング装置10により、
吸気カムシャフトの回転位相を変えて、吸気弁と排気弁
とのバルブオーバラップ量を機関負荷と回転数とに応じ
て設定する。制御回路30は、設定されたバルブオーバ
ラップ量を、機関温度が低くなるほど小さくなるように
温度補正するとともに、機関高負荷運転時には温度補正
後のバルブオーバラップ量設定値を、大気圧が低いほど
大きくなるように大気圧補正する。これにより、機関低
温時の冷間ヘジテーションの発生が防止されるととも
に、高地走行時の機関出力不足が解消される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、運転状態に応じて
内燃機関の吸気弁と排気弁とのバルブオーバラップ量を
調節するバルブタイミング制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関の回転数、負荷等の
運転状態に応じて吸排気弁の開閉タイミング(バルブタ
イミング)を変更し、各運転状態における出力や燃費の
向上を図るバルブタイミング制御装置が知られている。
この種のバルブタイミング制御装置では、バルブタイミ
ングの変更により、吸気弁と排気弁との両方が同時に開
弁している期間(以下、この期間の長さを「バルブオー
バラップ量」と称する)を最適な値に設定することによ
り、各運転状態における機関性能を向上させている。
【0003】この種のバルブタイミング制御装置の例と
しては、例えば特開平4−194331号公報に記載さ
れたものがある。同公報の装置は、機関運転状態に応じ
てバルブタイミングの切換を行い、低回転低負荷運転時
にはバルブオーバラップ量を小さく設定し、更に機関温
度が低い冷間運転時には上記に加えて全運転領域でバル
ブオーバラップ量を小さく設定するようにしたものであ
る。
【0004】一般に、バルブオーバラップ量を大きく設
定すると排気行程時に排気弁とともに吸気弁が開弁する
期間が長くなるため、気筒内の既燃ガスが吸気ポートに
逆流する、いわゆる吸気ポートへの既燃ガスの吹き返し
が増大する。特に、低負荷運転時にはスロットル弁開度
が小さく吸気ポート負圧が大きく(すなわち吸気ポート
内の絶対圧力が低く)なるため、低負荷運転時にはバル
ブオーバラップ量が大きいとにより吸気ポートへの既燃
ガスの吹き返しが大きくなる。
【0005】上記吸気ポートへの既燃ガスの吹き返しが
大きいと、吸気ポートに逆流した既燃ガスが吸気行程時
に再度気筒内に吸入されることにより、気筒に供給され
る新気の量が低下する問題(内部EGR量の増大)が生
じる他、特に機関温度が低い場合には吸気ポートに供給
された燃料のうち吸気ポート壁面に付着する燃料(壁面
付着燃料)の量が増大するため十分な量の燃料が気筒に
供給されなくなる問題が生じる。
【0006】すなわち、機関温度が低い場合には、吸気
ポートに供給された燃料は気化しにくいため、吸気ポー
ト内に比較的大きな液体燃料粒子を形成している。この
状態で吸気ポートに既燃ガスが逆流すると、吸気ポート
内の燃料粒子が吹き戻されて壁面に付着してしまう。ま
た、機関温度が低い程、すなわち燃料の気化状態が悪い
程壁面に付着する燃料の量が増大する。このため、機関
低温時には既燃ガスの吹き返しによる燃料の壁面付着が
生じると気筒に実際に供給される燃料の量が減少してし
まう問題が生じる。そこで、通常機関低温時には壁面に
付着する燃料の量を考慮した上で、十分な量の燃料が気
筒内に供給されるように吸気ポートに供給する燃料量を
増量することが行われている。
【0007】上記特開平4−194331号公報では、
吸気ポート負圧が大きく吹き返しが生じやすい低回転低
負荷運転時には、バルブオーバラップ量を小さくして、
既燃ガスの吹き返しを低減し、内部EGR量の増大によ
る燃焼の悪化を防止するとともに、更に、機関温度が低
い冷間運転時には全運転領域でバルブオーバラップ量を
小さくし、既燃ガスの吹き返しによる壁面付着燃料の量
を低減するようにしている。これにより上記公報の装置
では、特に機関冷間運転時に燃料量を増量することなく
十分な量の燃料を気筒に供給することができ、低回転低
負荷運転時や冷間運転時の機関運転状態を向上させるこ
とが可能となっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、バルブタイ
ミングを変更することにより気筒のバルブオーバラップ
量を変更するバルブタイミング制御装置に上記のような
制御を行った場合には、機関性能が大きく低下する問題
がある。バルブタイミングを変更することによりバルブ
オーバラップ量を変更する場合には、通常バルブの開弁
期間は一定に維持される。すなわち、吸気弁の開閉タイ
ミングを変更してバルブオーバラップを制御する場合を
例にとって考えると、吸気弁の開閉タイミングを早くす
る(進角させる)程バルブオーバラップ量は増大し、遅
くする程(遅角させる程)バルブオーバラップは減少す
る。このため、バルブタイミングを制御する場合には、
バルブオーバラップ量を小さく設定すると吸気弁の閉弁
タイミングも同時に遅くなり吸気弁が、気筒の吸気行程
終了後圧縮行程中に開弁している時間が長くなってしま
う。このように、吸気弁の閉弁時期が圧縮行程にかかる
ようになると、一旦気筒内に吸入された吸気が圧縮行程
時に吸気弁から吸気ポートに押し戻されるようになり気
筒の吸気体積効率が低下してしまう問題が生じる。特
に、機関低回転時には、吸気慣性による過給効果が殆ど
得られないため吸気弁の閉弁時期が遅くなると吸気体積
効率の低下による機関出力の減少も大きくなる。
【0009】さらに、高地走行時などでは大気圧が低く
吸入空気密度が小さくなるため、バルブオーバラップ量
を小さくするために吸気弁の閉弁時期を遅らせると吸気
体積効率の低下に空気密度の低下が加わるために機関出
力は更に低下することになる。一方、大気圧が低下する
とそれに応じて機関吸気ポート圧力も低下する。吸気ポ
ート圧力が低下すると、吸気ポート内では燃料が気化し
易くなり壁面付着燃料の量は低下する。このため、例え
ば大気圧が低い場合等では機関温度が低い場合でも壁面
付着燃料の量は必ずしも増大しない場合がある。
【0010】上記特開平4−194331号公報の装置
では,機関温度が低い場合には一律にバルブオーバラッ
プ量を小さく設定しているため、壁面付着燃料の量が必
ずしも増大しない条件下でも吸気弁の閉弁時期が遅角さ
れてしまい、本来必要のない場合にも吸気体積効率の低
下により機関出力が低下してしまう問題がある。本発明
は上記問題に鑑み、バルブタイミングを変えることによ
りバルブオーバラップ量を調節する場合に、真に必要な
場合にのみバルブオーバラップ量を低減することによ
り、従来機関出力の低下を生じていた運転領域で機関出
力を向上させることが可能なバルブタイミング制御装置
を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、内燃機関の運転状態に応じて機関のバルブオー
バラップ量を変更する内燃機関のバルブタイミング制御
装置において、機関回転数と機関負荷とを検出する運転
状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出され
た機関回転数と機関負荷とに応じて、機関バルブオーバ
ラップ量の設定値を設定する設定手段と、機関温度を検
出する機関温度検出手段と、前記設定手段により設定さ
れた機関バルブオーバラップ量を、前記機関温度が低い
程小さな値になるように機関温度に応じて補正する温度
補正手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、前記
温度補正手段により補正された後の機関バルブオーバラ
ップ量を、大気圧が低い程大きな値になるように大気圧
に応じて補正する大気圧補正手段と、前記温度補正手段
と大気圧補正手段とにより補正された後の機関バルブオ
ーバラップ量を得るように機関のバルブタイミングを調
節するバルブタイミング調節手段と、を備えた内燃機関
のバルブタイミング制御装置が提供される。
【0012】請求項2に記載の発明によれば、前記大気
圧補正手段は、機関負荷が所定値以上の高負荷領域にお
いてのみ機関バルブオーバラップ量の前記補正を行う請
求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置が
提供される。請求項1のバルブタイミング制御装置で
は、温度補正手段は機関回転数と機関負荷とに応じて設
定されるバルブオーバラップ設定値を、機関温度が低い
ほど小さくなるように補正する。このため、同じ機関回
転数、負荷条件であっても機関温度が低くなって、既燃
ガスの吹き返しにより壁面付着燃料量の増大や燃焼の悪
化が生じやすくなるほどバルブオーバラップ量が減少
し、既燃ガスの吹き返しが小さくなる。一方、大気圧補
正手段は、温度補正手段により補正した後のバルブオー
バラップ量設定値を、大気圧が低くなる程大きくなるよ
うに補正する。このため機関温度が低くても、大気圧が
低くなり燃料の気化状態が良好になって燃料の壁面付着
が生じにくくなる程バルブオーバラップ量は増大され
る。これにより、燃料の壁面付着が生じにくい状況で
は、機関温度が低い場合でもバルブオーバラップ量は比
較的大きな値に維持され、不必要な機関出力の低下が防
止される。
【0013】また、請求項2のバルブタイミング制御装
置では、上記大気圧補正手段による補正は機関負荷が所
定値以上の高負荷運転領域においてのみ実行される。高
負荷運転領域では、機関スロットル弁開度が大きく吸気
管負圧は低下して吸気ポート圧力は大気圧に近づいてい
る。この状態では、バルブオーバラップ量が大きくとも
吸気ポート圧力が比較的高いため既燃ガスの吹き返しは
小さくなる。また、高負荷運転領域は最も機関出力が必
要とされる運転状態である。そこで、低温時に全運転領
域で大気圧補正を行う代わりに、機関高負荷運転領域の
みでバルブオーバラップ量の大気圧補正を行うことによ
り、最も機関出力が必要とされる運転状態での機関出力
を改善することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態について説明する。図1は本発明のバルブタイミ
ング制御装置を4サイクル機関に適用した場合を示す図
である。本実施形態においては、吸気弁と排気弁との駆
動用ににそれぞれ別のカムシャフトを有するダブルオー
バヘッドカムシャフト(DOHC)型機関が使用され、
バルブタイミングを変更するための可変バルブタイミン
グ機構が吸気カムシャフトのみに設けられている。すな
わち、本実施形態では排気弁のバルブタイミング変更は
行わず、吸気弁のバルブタイミングのみを運転条件に応
じて変更することにより、吸気弁と排気弁とのバルブオ
ーバラップ量を変更する例について示している。なお、
本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、排気
弁のみのバルブタイミング変更を行うもの、或いは吸気
弁と排気弁との両方のバルブタイミング変更を行うもの
についても適用可能である。
【0015】図1において、1はDOHC型機関の吸気
弁(図示せず)を開閉駆動する吸気カムシャフト、その
全体を10で示すのは吸気カムシャフト端部に設けられ
た可変バルブタイミング機構である。可変バルブタイミ
ング機構10は、円筒状スリーブ13を有するタイミン
グプーリ12と、カムシャフト1の端部を覆うカバー1
4とを備えており、タイミングプーリ12は円筒状スリ
ーブ13を介して吸気カムシャフト1の周囲にカムシャ
フト1に対して回転可能に装着されている。また、カバ
ー14はタイミングプーリ12にボルト15により固定
され、プーリ12と一体に回転するようになっている。
【0016】カバー14内部にはピストン部材17が設
けられている。ピストン部材17は、円環状のピストン
部19と、ピストン部19から延びる円筒部21とを備
えており、ピストン部19の外周面と内周面とは、カバ
ー14の内周面とプーリ12のスリーブ13の外周面と
にそれぞれ摺接している。また、ピストン部材17の円
筒部21の外周面と内周面とには、それぞれ所定の捩じ
れ角を有するアウターヘリカルギヤ21aとインナーヘ
リカルギヤ21bとが刻設されており、アウターヘリカ
ルギヤ21aはカバー14内周面に形成された内歯ヘリ
カルギヤ22aと、またインナーヘリカルギヤ21bは
カムシャフト1の端面にボルト1a、ピン1bにより一
体に装着されたリング状の外歯ヘリカルギヤ22bとそ
れぞれ噛合している。
【0017】本実施形態の可変バルブタイミング機構1
0では、機関のクランク軸(図示せず)の回転は、図示
しないタイミングベルトを介してタイミングプーリ12
に伝えられる。プーリ12が回転すると、カバー14が
プーリ12と一体に回転し、ヘリカルギヤ22a、21
aを介してカバー14に連結されたピストン部材17が
カバー14と一体に回転する。ピストン部材17は、ヘ
リカルギヤ21b、22bを介して同時にカムシャフト
1にも連結されているため、これによりカムシャフト1
がプーリ12と一体に回転する。
【0018】すなわち、本実施形態の可変バルブタイミ
ング機構10では、カムシャフト1の回転駆動力は、ク
ランク軸からタイミングベルト12aを介してタイミン
グプーリ12に伝達され、プーリ12からカバー14、
ヘリカルギヤ22a、21a、ピストン部材17及びヘ
リカルギヤ21b、22bを経てカムシャフト1に伝達
される。
【0019】本実施形態の可変バルブタイミング機構1
0は、ピストン部材17をカムシャフト1軸線方向に移
動させることにより吸気弁のバルブタイミングの変更を
行う。すなわち、ピストン部材17は、互いに噛合す
る、それぞれ所定の捩じれ角のヘリカルギヤ22a、2
1aと21b、22bとによってカバー14およびカム
シャフト1に連結されている。このため、ピストン部材
17がカムシャフト軸線方向に移動すると、ヘリカルギ
ヤ22aと21a及び21b、22bの噛合位置はそれ
ぞれの歯筋に沿って軸線方向に移動する。ところが、そ
れぞれのギヤの歯面は、カムシャフト軸線方向に対して
捩じれ角を有するため、噛合位置が軸線方向に移動する
と、カバー14とピストン部材17、及びピストン部材
17とカムシャフト1とはそれぞれヘリカルギヤの歯筋
に沿って円周方向に相対移動する。このため、ピストン
部材17の軸線方向移動にともなってカバー14とピス
トン部材17、及びピストン部材17とカムシャフト1
とは相対的に回転することになる。従って、機関の運転
中にピストン部材17をカムシャフト1軸線方向に移動
させることにより、タイミングプーリ12の回転位相、
すなわちクランク軸の回転位相に対するカムシャフト1
の回転位相を進める(或いは遅らせる)ことが可能とな
り、カムシャフト1に駆動される吸気弁の開閉タイミン
グを進角(或いは遅角)させることができる。
【0020】上述のように、本実施形態の可変バルブタ
イミング機構10は吸気カムシャフト1の回転位相のみ
を変化させるものであるため、バルブタイミング変更の
際には吸気弁の開弁時期と閉弁時期とは常に同じ量だけ
変化し、吸気弁の開弁期間自体は一定に維持される。本
実施形態では、機関運転中に、油圧を用いてピストン部
材17を移動させることによって吸気弁のバルブタイミ
ング変更操作を行う。図1に示すように、カムシャフト
1内には2つの油通路2及び3が軸線方向に沿って穿設
されている。油通路2はカムシャフト1の中心に設けら
れ、油通路2の軸端側はボルト1aに穿設されたポート
2aを介してカバー14内面とピストン17の軸端側端
面との間に形成される油圧室5に連通している。また、
油通路2のもう一方の端部はカムシャフト1に半径方向
に穿設されたポート2bを介して後述するリニアソレノ
イドバルブ25に接続されている。一方、油通路3の軸
端側端部は前述のリング状外歯ヘリカルギヤ22bによ
り閉塞されている。また、油通路3は半径方向に穿設さ
れたポート3aを介して、ピストン17端面とタイミン
グプーリ12及びカバー14とで形成される油圧室8に
連通するとともに、別のポート3bを介してリニアソレ
ノイドバルブ25に連通している。
【0021】リニアソレノイドバルブ25は、スプール
26を有するスプール弁であり、前述の油通路2のポー
ト2bに配管を介して接続された油圧ポート26aと、
油通路3のポート3bに配管を介して接続された油圧ポ
ート26b、機関潤滑油ポンプ等の圧力油供給源28に
接続されたポート26c及び2つのドレーンポート26
d、26eを備えている。バルブ25のスプール26は
ポート26aと26bのうちのいずれかをポート26c
に連通し、他方をドレーンポートに接続するように動作
する。
【0022】すなわち、図1においてスプール26が左
方向に移動すると、油圧通路2のポート2bに連通する
ポート26aはポート26cを介して油圧供給源28に
接続され、ドレーンポート26dは閉鎖される。また、
この時同時に油圧通路3のポート3bに接続されたポー
ト26bはドレーンポート26eに連通する。このた
め、可変バルブタイミング機構10の油圧室5には、機
関の潤滑油ポンプ等の油圧供給源28から油圧通路2、
ポート2aを介して潤滑油が流入し、ピストン19を図
1右方向に押動する。また、この時油圧室8内の潤滑油
はポート3aから油通路3、ポート3b、リニアソレノ
イドバルブ25のポート26b等を通ドレーンポート2
6eから排出される。このため、ピストン部材17は図
1右方向に移動する。
【0023】また、図1において逆にスプール26が右
方向に移動すると、ポート26bはポート26cに接続
され、ポート26aはドレーンポート26dに接続され
る。これにより、油圧室8には油通路3を通って潤滑油
が流入し、油圧室5からは油通路2を通ってドレーンポ
ート26dに潤滑油が排出されるため、ピストン部材1
7は図1左方向に移動する。
【0024】なお、本実施形態では、油圧室5に潤滑油
が供給されてピストン部材17が図1右方向に移動する
と吸気弁バルブタイミングは進角側に変更され、油圧室
8に潤滑油が供給されてピストン部材17が図1左方向
に移動すると吸気弁バルブタイミングは遅角側に変更さ
れるようにヘリカルギヤ21a、21b及び22a、2
2bの捩じり角が設定されている。
【0025】また、図1に25bで示すのは、スプール
26を駆動するリニアソレノイドアクチュエータであ
る。リニアソレノイドアクチュエータ25bは後述する
制御回路30からの制御信号を入力し、この制御信号の
大きさに比例する量だけスプール26を移動させること
により、ピストン部材17の位置、すなわち吸気弁のバ
ルブタイミングを変更する。
【0026】図1に30で示すのは、リニアソレノイド
バルブ25の動作を制御する制御回路である。本実施形
態では、制御回路30はリードオンリメモリ(ROM)
32、ランダムアクセスメモリ(RAM)33、マイク
ロプロセッサ(CPU)34、入力ポート35、出力ポ
ート36を相互に双方向性バス31で接続した公知の構
成のディジタルコンピュータとして構成される。また、
制御回路30は、バッテリ等の電源に直結され機関が停
止されても記憶保持が可能なバックアップRAM37を
備えている。本実施形態の制御回路30は、機関運転条
件に応じてリニアソレノイドバルブ25の動作を制御し
て吸気弁のバルブタイミングを調節し、吸排気弁のバル
ブオーバラップ量を制御する。この制御のため、制御回
路30の入力ポート35には、機関の吸気通路に設けら
れたエアフローメータ41から機関吸入空気量(体積流
量)に比例する電圧信号と、機関冷却水通路に設けられ
た水温センサ42から機関冷却水温度THWに比例する
電圧信号、また機関吸気通路のスロットル弁(図示せ
ず)近傍に配置されたスロットル開度センサ40からス
ロットル弁開度TAを表す電圧信号とが、それぞれAD
変換器43を介して入力されているほか、機関クランク
軸に設けられたクランク軸回転角センサ44からクラン
ク軸回転角CAを表すパルス信号と、カムシャフトに設
けられたカム回転角センサ45からカムシャフト1の回
転角CMAを表すパルス信号とが入力されている。
【0027】エアフローメータ41で検出した機関吸入
空気量は、後述する大気圧補正係数KPAを用いて重量
流量Gに換算され、更に機関回転数NEを用いて機関1
回転当たりの吸気重量流量GN(=G/NE)が一定時
間毎に算出され、制御回路30のRAM33に格納され
る。クランク軸回転角センサ44からのパルス信号は、
クランク軸回転720度毎に発生するクランク軸の基準
位置を示すN1信号と、クランク軸回転30度毎に発生
するNE信号とからなり、カム回転角センサ45からは
カムシャフト回転360度毎にカムシャフトが基準位置
に到達したことを示すCN1パルス信号が発生する。制
御回路30は一定時間毎にNE信号のパルス間隔から機
関回転数NEを計算するとともに、この機関回転数NE
を用いてN1信号とCN1信号との時間間隔からカムシ
ャフト1の実際の回転位相(吸気弁のバルブタイミン
グ)VTを演算する。この演算結果はRAM33に格納
される。また、スロットル弁開度TAと冷却水温度TH
Wとは一定時間毎にAD変換され同様にRAM33に格
納される。つまり、RAM33に格納されるNE、V
T、GN、TA、THW等の値は一定時間毎に更新さ
れ、常時最新の値がRAM33に格納されている。
【0028】後述するように、機関回転数NEと機関吸
入空気量GN、及びスロットル弁開度TAは、機関の負
荷条件を表すパラメータとして使用される。また、冷却
水温度THWは後述するバルブタイミングの機関温度に
基づく補正のために使用される。一方制御回路30の出
力ポート36は、駆動回路48を介してリニアソレノイ
ドバルブ25のアクチュエータ25bに接続され、制御
信号をアクチュエータ25bに供給している。
【0029】本実施形態では、制御回路30は、、機関
バルブオーバラップ量の設定値を設定する設定手段と機
関バルブオーバラップ量の設定値を機関温度に応じて補
正する温度補正手段、大気圧検出手段、大気圧補正手段
の各手段として機能する。次に、本実施形態の吸気弁の
バルブタイミング設定について図2を用いて説明する。
【0030】図2は吸気弁と排気弁との一般的な開閉時
期を模式的に示す図である。図2ににおいて、TDCは
ピストン工程上死点、BDCは下死点を示し、IO、I
Cはそれぞれ吸気弁の開弁時期と閉弁時期、EO、EC
はそれぞれ排気弁の開弁時期と閉弁時期とを表してい
る。図2に示すように、吸気弁は排気工程上死点(TD
C)前から開弁し、吸気工程下死点(BDC)後に閉弁
する。また、排気弁は爆発工程下死点(BDC)前から
開弁し、排気工程上死点(TDC)後に閉弁する。図2
に示すように、排気行程では排気弁が閉じる(EC)前
に吸気弁が開く(IO)ようにバルブタイミングが設定
されるため、吸気弁と排気弁との両方が開弁している期
間(図2にOL)で示す期間が存在する。本実施形態で
は期間OLの長さ(角度)をバルブオーバラップ量と称
する。また、本実施形態では吸気弁開弁時期から上死点
までの角度をバルブタイミング値VTと定義している。
図2から判るように、本実施形態では排気弁の閉弁時期
は固定されているため、バルブタイミング値VTとバル
ブオーバラップ量OLとは一対一に対応する。すなわ
ち、VTが大きい(吸気弁の開弁時期IOが早い)こと
はバルブオーバラップ量OLもそれに応じて大きくなっ
ていることを意味し、VTが小さい(吸気弁の開弁時期
IOが遅い)ことは、バルブオーバラップ量OLもそれ
に応じて小さくなっていることを意味している。
【0031】一般に、吸気弁のバルブタイミングVT
(バルブオーバラップOL)の設定が機関性能に及ぼす
影響は以下の通りである。 (1)VTを増大させてバルブオーバラップ量OLを大
きく設定すると、吸気管負圧が増大(吸気ポート絶対圧
力が低下)する低負荷時には既燃ガスの吸気ポートへの
吹き返しが大きくなる。また、吸気ポートに吹き返した
既燃ガスが燃焼室内に再吸入されるため燃焼室内の残留
既燃ガス量が大きくなる、いわゆる内部EGR効果が増
大する。一方、負荷が増大するにつれて吸気負圧は減少
するため、高負荷時にはバルブオーバラップOLを大き
く設定しても既燃ガスの吹き返しは小さくなる。
【0032】(2)VTを減少させて(吸気弁開弁時期
を遅らせて)バルブオーバラップ量OLを小さく設定す
ると、吸気弁の閉弁時期(図2、IC)が遅くなるた
め、圧縮行程時(BDC後)に吸気弁が開弁している期
間が長くなる。このため、低中速回転領域では気筒内に
吸入された新気が圧縮行程初期に気筒から吸気ポートに
押し戻されるようになり、気筒の新気充填効率が低下す
る。従って、バルブオーバラップ量OLを小さく設定す
ると、気筒の実圧縮比が低下する。
【0033】一方、高回転領域では吸気の流速が早くな
るため吸気慣性効果が生じ、閉弁時期を遅くするほど充
填効率が向上して実圧縮比が増大する。このため、機関
高回転領域では、バルブオーバラップOLを小さく設定
すると、気筒の実圧縮比は増大する。本実施形態では、
上記の機関性能に対するバルブタイミング値の影響を考
慮して、以下に説明するように機関の各運転領域におけ
る吸気弁バルブタイミングを設定している。
【0034】図3は、本実施形態の標準状態における運
転時、すなわち機関の暖機完了後、かつ平地(1気圧の
大気圧下)での運転時のバルブタイミング値VTの設定
値の一例を示している。以下、この標準状態における、
バルブタイミング設定値を基本バルブタイミング値(t
VVT)と称する。図3においてtVVTの値はクラン
ク軸回転角(℃A)で表わしている。
【0035】図3の表中、縦軸は機関負荷を表すパラメ
ータとして使用する機関1回転当たりの吸入空気重量G
N(グラム/回転)、横軸は機関回転数NE(RPM)
をそれぞれ表している。図3に示すように、基本バルブ
タイミング値tVVTは、機関の中回転中負荷運転領域
(図3においてNE≒2400〜3200RPM、GN
≒1.0〜1.25グラム/回転付近の領域)で最大値
をとり(すなわち、バルブオーバラップOLも最大とな
り)、この中回転中負荷領域から回転数または負荷が離
れるほど小さな値になり、バルブオーバラップ量OLも
小さくなる。
【0036】すなわち、本実施形態では低負荷領域(例
えば、GN<1.00)では、負荷が低いほど基本バル
ブタイミングtVVT(すなわち、バルブオーバラップ
量OL)を小さく設定して、既燃ガスの吹き返しによる
内部EGRの低減による燃焼の安定を図っている。ま
た、中負荷領域では、内部EGR量を大幅に増大するこ
とによりエミッションの改善とポンピングロスの低減を
図ることができるためバルブオーバラップ量OL(バル
ブタイミングtVVT)は低負荷または高負荷時より全
般的に大きく設定される。しかし、中負荷領域において
も、低速領域でバルブオーバラップ量OLをあまり大き
く設定すると燃焼不安定が生じやすくなるため、また高
速中負荷領域ではOLを大きく設定する吸気慣性を利用
できなくなり逆に充填効率が低下するため、低速領域と
高速領域ではOLは比較的小さい値に設定される。この
ため本実施形態では、中速中負荷領域でバルブオーバラ
ップOLが最大となるように基本バルブタイミングtV
VTの値が設定されている。
【0037】また、高負荷領域では、内部EGRを低減
して出力を増大する必要があるためVTは全般的に小さ
く設定される。特に高速領域ではVTを小さくするほど
吸気慣性による新気充填効率の向上効果が大きいため、
低、中速領域よりもVTが小さく設定されている。この
ため、本実施形態では、高負荷領域(GN>1.25の
領域)では、負荷が大きくなるほどバルブオーバラップ
量OLは小さくなり、更に同一負荷では低速領域(NE
<1600RPM)より高速領域(NE>3200RP
M)でバルブオーバラップOLが小さくなるように基本
バルブタイミングtVVTの値が設定されている。
【0038】次に、機関低温時のバルブオーバラップ量
OLの設定について説明する。上述したように、図3に
示したバルブタイミングtVVT(バルブオーバラップ
量)は、機関が十分に暖機された後の標準状態における
ものである。ところが、機関温度が低い状態では燃料の
気化状態が悪いため、吸気ポートへの既燃ガスの吹き返
しが大きいと、吸気ポートに供給された気化しないまま
の燃料粒子が既燃ガスの吹き返しにより吸気ポート壁面
に付着してしまう問題がある。機関低温時には吸気ポー
ト壁面温度も低く、吸気ポート壁面に付着した燃料は気
化しないため、機関低温時に燃料の壁面付着が生じると
気筒内に実際に供給される燃料の量が減少してしまい、
低温運転時の機関回転数上昇のもたつき(いわゆる冷間
ヘジテーション)などの問題が生じる。そこで、本実施
形態では、機関冷却水温度THWに基づいて図3の基本
バルブタイミングtVVTを補正し、機関温度(機関冷
却水温度THW)が低いほど実際のバルブオーバラップ
が小さくなるようにして、冷間ヘジテーションの発生を
防止している。
【0039】図4は、冷却水温度THWと、THWに基
づくバルブタイミング温度補正量tVTHW1との関係
を示すグラフである。図4に示すように、温度補正量t
VTHW1の値は、暖機完了後(冷却水温度THWが所
定値THW1 以上)では0に設定され、THW<THW
1 の温度範囲では冷却水温度が低いほど大きな値に設定
され、さらに冷却水温度が所定値THW0 以下の領域で
は一定の大きな値に設定される。後述するように、制御
回路30は冷却水温度TWHに基づいて、温度補正量t
VTHW1の値を図4から決定し、機関回転数と負荷と
から決定される基本バルブタイミングtVVTを温度補
正量tVTHW1を用いて補正し、実際の可変バルブタ
イミング機構10のバルブタイミング制御目標値VVT
を、VVT=tVVT−tVTHW1(但しVVT≧
0)として算出する。
【0040】この結果、温度補正後のバルブタイミング
制御目標値VVTは、図3の基本バルブタイミングtV
VTから全運転領域にわたって一律に冷却水温度に応じ
た補正量tVTHW1だけ小さく設定されることにな
る。図5は、上記温度補正を行った場合の機関温度によ
るバルブタイミング制御目標値VVTの変化を示す図で
ある。図5において、縦軸はバルブタイミングVVT、
横軸は機関負荷を示し、図中のカーブA、B、Cは、そ
れぞれ中速運転時の完全暖機後(THW≧THW1 )、
半暖機状態(THW0 ≦THW<THW0 )、及び冷間
始動直後(THW<THW0 )における温度補正後のバ
ルブタイミング制御目標値を示している。
【0041】図5、カーブAに示すように、完全暖機後
の状態(THW≧THW1 )では温度補正量tVTHW
1の値は0に設定されるため、バルブタイミング設定値
VVTは図3の基本バルブタイミングtVVTと同一の
値になり、中負荷領域でバルブタイミングVVT(すな
わちバルブオーバラップ量OL)は最大になる。また、
半暖機状態(カーブB)では、カーブAに対して全運転
領域で一律にバルブタイミングVVTが小さくなり、中
負荷領域付近でバルブタイミングが進角される他は、バ
ルブタイミングVVTは0に設定され低負荷領域、高負
荷領域ともバルブオーバラップ量は極めて小さくなる。
更に、冷間時(カーブB)では中負荷領域も含めて、機
関の全運転領域でバルブタイミングVVTは0に設定さ
れ、全運転領域でバルブオーバラップ量は小さな値に設
定される。
【0042】ところが、上記カーブB、Cのように機関
低温時に全部の負荷領域においてバルブオーバラップ量
が小さくなるような温度補正をすると、前述したように
吸気弁の閉弁時期(図2、IC)が圧縮行程の比較的遅
い時期になるようになるため、特に吸気慣性による過給
効果が得られない低中速運転領域では機関実圧縮比の低
下による機関の出力低下が大きくなる。
【0043】また、高地走行等で大気圧が低い条件下で
上記のようなバルブタイミングの温度補正を行うと、実
圧縮比の低下に加えて空気密度の低下が生じるため機関
出力の低下は更に大きくなってしまう。ところで、上記
バルブタイミングの温度補正は既燃ガスの吸気ポートへ
の吹き返しによる機関低温時の燃料粒子のポート壁面付
着を防止することを主たる目的としている。しかし、機
関低温時でも吸気ポートに供給された燃料粒子が気化ま
たは十分に微粒化していれば、既燃ガスの吸気ポートへ
の吹き返しがあっても燃料の壁面付着は少なくなる。一
方、高地等の大気圧が低い条件下での運転では、吸気ポ
ート圧力(絶対圧力)も大気圧が高い場合に較べて低く
なる。このため、大気圧が低い条件下では、燃料の気化
状態が良好になり機関低温時でも燃料の壁面付着は生じ
にくくなっている。従って、燃料の吸気ポート壁面付着
のみを考慮すれば、大気圧が低い条件下では機関低温時
であっても大気圧が高い場合に較べてバルブオーバラッ
プ量を大きく設定して気筒の実圧縮比を増大させること
が可能となる。そこで、本実施形態では、前述の温度補
正を行った後のバルブタイミング設定値を更に大気圧に
基づいて補正し、大気圧が低い条件ではバルブタイミン
グ設定値を増大(すなわちバルブオーバラップ量を増
大)するようにしている。
【0044】また、上記の大気圧によるバルブオーバラ
ップ量の増大補正は、機関の全負荷領域にわたって行っ
ても良いが、本実施形態では機関が高負荷で運転されて
いる場合にのみ大気圧によりバルブオーバラップ量の増
大補正を行い、低中負荷領域では大気圧による補正を行
わないようにしている。これは、以下の理由による。
【0045】低中負荷領域では、吸気ポート負圧が大き
い(吸気ポート圧力が低い)ため、燃料の気化状態は非
常に良好になるが、その一方、バルブオーバラップ量を
増大補正すると吸気ポート圧力の低下のために既燃ガス
の吹き返しが大きくなり、内部EGRの増加により、機
関低温時には特に燃焼状態が悪化するおそれがある。一
方、大気圧が低い条件での高負荷運転ではスロットル弁
開度が大きいため、吸気ポート圧力は大気圧に近づく。
すなわち、この状態では大気圧が高い状態での高負荷運
転時に較べれば吸気ポート圧力は低くなっているもの
の、機関低中負荷領域ほどには吸気ポート圧力は低下し
ない。このため、大気圧が低い条件下での高負荷運転で
は、燃料の気化は良好であり、しかもバルブオーバラッ
プ量を増大しても既燃ガスの吹き返しによる内部EGR
量はそれ程増大しない。また、機関の出力が必要とされ
る高負荷運転時には、できるだけ機関実圧縮比の低下を
防止して機関出力の増大を図りたい。
【0046】そこで、本実施形態では燃料の気化が良好
になることによる壁面付着燃料の低減効果が得られ、し
かも内部EGR量が大幅に増大しない機関高負荷運転時
のみについて低温時のバルブタイミングを大気圧に基づ
いて補正するようにしている。これにより、低温時の高
負荷運転時には大気圧にかかわらず冷間ヘジテーション
の発生と機関出力の低下とを同時に防止することが可能
となる。
【0047】図6は、本実施形態のバルブタイミング制
御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンで
は、機関運転条件に応じてバルブタイミングを設定する
とともに、上記に説明したように機関冷却水温度と大気
圧とに基づいてバルブタイミング設定値を補正する。こ
のルーチンは、制御回路30により一定時間毎に実行さ
れる。
【0048】図6においてルーチンがスタートすると、
ステップ601では、機関1回転当たりの吸気重量流量
GNと機関回転数NEとが読み込まれる。次いでステッ
プ603では、このGNとNEとの値を用いて図3から
基本バルブタイミングtVVTが読みだされる。図3の
関係は、予めGNとNEとを用いた数値マップとして制
御回路30のROM32に格納されている。
【0049】基本バルブタイミングtVVT算出後、ス
テップ605では、現在の冷却水温度THWとスロット
ル弁開度TAとが読み込まれ、ステップ607では、ス
ロットル弁開度TAの値が所定値αより小さいか否かが
判定される。ここで、αは機関が高負荷運転されている
か否かをスロットル弁開度から判定するための判定値で
あり、例えばαは60%程度の開度に設定されている。
ここで、機関が高負荷運転されているか否かを、GNで
はなくスロットル弁開度TAから判断しているのは、大
気圧が変化すると機関の最大出力も変化し、高負荷領域
に相当するGNの値も異なってくるため、機関が高負荷
(最大出力付近)で運転されているか否かをGNのみで
判定すると判定誤差が生じるためである。
【0050】ステップ607で、機関が高負荷領域で運
転されていない場合(すなわちTA<α)の場合には、
ステップ609が実行され、冷却水温度THWから図4
の関係を用いて温度補正量tVTHW1が決定される。
ここで、図4の関係も予めTHWの値を用いた数値マッ
プの形で制御回路30のROM32に格納されている。
また、ステップ611では、基本バルブタイミングtV
VTの値が温度補正量tVTHW1を用いて温度補正さ
れ、バルブタイミングの設定値VVTが、VVT=tV
VT−tVTHW1として算出される。すなわち、機関
が高負荷領域で運転されていない場合には、バルブタイ
ミングの温度補正のみが行われ、後述する大気圧補正は
行われない。
【0051】次いで、ステップ613、615では、ス
テップ611で補正したバルブタイミング設定値VVT
が負の値になっている場合のみVVT=0に再設定し、
バルブタイミング設定値VVTが常にVVT≧0になる
ように制限する。そして、ステップ617では、カム軸
回転角センサ45で検出した実際のバルブタイミングV
Tが設定値VVTに一致するようにリニアソレノイドバ
ルブ25を制御してルーチンを終了する。この制御は、
例えばVVTとVTとの偏差に基づくPDI(比例微分
積分)制御とされる。
【0052】これにより、機関が高負荷領域で運転され
ていない場合には、機関温度が低いほどバルブタイミン
グは小さな値に設定されるようになる。一方、ステップ
607でTA≧αだった場合、すなわち機関が高負荷領
域で運転されている場合には、ステップ619に進み機
関回転数NEを用いて図7に示す高負荷運転用のマップ
から高負荷用基本バルブタイミングtVVTを決定す
る。高負荷運転時にはGNを用いずにNEのみから基本
tVVTを決定するのは、前述のように高負荷運転時の
GNの値は大気圧に応じて変化するため、一旦スロット
ル弁開度TAから高負荷運転中と判断された場合には、
回転数のみに基づいてtVVTを設定したほうが正確な
バルブタイミング設定ができるためである。なお、図7
に示すように、本実施形態では高負荷領域運転時の基本
バルブタイミングtVVTの値は、図3のWOT時(最
大出力時)のtVVTの値(すなわち、図3においてG
N=1.75の時の値)と同じ値に設定されている。
【0053】ステップ619で高負荷用基本バルブタイ
ミングtVVTを設定後、ステップ621では、同様に
機関温度THWから高負荷用の温度補正量tVTHW2
が決定される。本実施形態では、高負荷領域での温度補
正量tVTHW2は、ステップ609の温度tVTHW
1(図4)とは異なる値に設定されている。図8は、本
実施形態における高負荷領域用の温度補正量tVTHW
2の値を示す。図8から判るように、高負荷領域用の温
度補正量tVTHW2は、同一温度であればtVTHW
1より小さな値に設定され、高負荷時のバルブオーバラ
ップ量の減少が少なくなるようにされている。
【0054】次いで、ステップ623では後述の図11
に示すルーチンで別途設定される大気圧補正係数KPA
の値が読み込まれる。大気圧補正係数KPAは、現在の
大気圧と標準状態の大気圧との比として表されるため、
KPAの値が小さいほど現在の大気圧は低い値となって
いる。ステップ625では、上記により読み込んだ大気
圧補正係数KPAの値を用いて、大気圧補正量tVPA
が決定される。図9は、本実施形態における大気圧補正
係数KPAと補正量tVPAとの関係を示す図である。
図9に示すように、大気圧補正量tVPAの値は大気圧
補正係数KPAの値が小さいほど、すなわち大気圧が低
いほど小さな値に設定される。
【0055】また、ステップ627では、ステップ61
9で決定した高負荷基本バルブタイミング値tVVT
を、ステップ621とステップ625とで求めた温度補
正量tVTHW2と大気圧補正量tVPAとで補正し、
バルブタイミング設定値VVTを、VVT=tVVT−
tVTHW2−tVPAとして設定する。ステップ62
7でバルブタイミング設定値VVTを設定後、ルーチン
はステップ613から615に進み、VVTの値をVV
T≧0に制限した後、実際のバルブタイミング値VTが
設定値VVTに調節される。
【0056】前述のように、大気圧補正量tVPAの値
は大気圧が(KPAの値が)低いほど小さな値に設定さ
れるため、ステップ619から627の実行によりバル
ブタイミング設定値VVTは、機関温度が同一であれば
大気圧が低いほど大きな値に補正されることになる。図
10は、図6に示したような温度補正と大気圧補正とを
行った場合の大気圧が低い場合のバルブタイミング設定
値VVT変化を示す図5と同様な図である。図10のカ
ーブA、B、Cは、それぞれ図5のカーブA、B、Cの
機関温度と対応している。図10に示すように、本実施
形態では、図5と同様に機関低温時には全体的にバルブ
タイミング(バルブオーバラップ値)は暖機完了後の値
より小さく補正されるが、大気圧が低い場合の高負荷領
域では図5に較べて大きな値に設定されることが判る。
これにより、特に機関出力不足が問題となる大気圧が低
い条件下での高負荷運転時にも、冷間ヘジテーションを
生じることなく出力を増大することが可能となってい
る。
【0057】なお、図6、ステップ611、627では
基本バルブタイミング値tVVTから温度補正量tVT
HW1(tVTHW2)、大気圧補正量tVPAを減算
することによりそれぞれ補正を行っているが、図11、
図12に示すように温度補正量tVTHW1(tVTH
W2)と大気圧補正量tVPAを設定し、ステップ61
1、ステップ627で、それぞれVVT=tVVT×t
VTHW1及び、VVT=tVVT×tVTHW2×t
VPAのように補正量をtVVTに乗じることによって
補正を行ってもよい。
【0058】次に、図13を用いて図10ステップ62
5で使用する大気圧補正係数KPAの算出について説明
する。大気圧補正係数KPAは、エアフローメータ41
で検出した吸入空気量(体積流量)を吸気温度と大気圧
とで補正して重量流量に換算する際に使用される補正係
数であり、KPA=〔現在の大気圧〕/〔標準大気圧
(1気圧)〕として表される。
【0059】KPAの値は、機関に大気圧センサを設け
て現在の大気圧を直接計測することによっても求めるこ
とができるが、本実施形態では図13に示す算出ルーチ
ンにより、運転条件から計算される吸入空気量GNTA
とエアフローメータ41の検出値から算出した実際の吸
入空気量GNとに基づいて算出される。図13のルーチ
ンは制御回路30により一定時間毎に実行される。
【0060】図13においてルーチンがスタートする
と、ステップ1301では、機関1回転当たりの吸入空
気重量GN、機関回転数NE、スロットル弁開度TA及
びバルブタイミング値VTの最新の値が読みだされる。
次いで、ステップ1303では、現在のスロットル弁開
度TAが所定値βより大きいか否かを判定する。本実施
形態では、後述するようにスロットル弁開度TAと機関
回転数NE、バルブタイミングVTとに基づいて算出し
た吸入空気量GNTAに基づいて大気圧補正係数KPA
を算出するため、スロットル弁開度TAがある程度大き
く吸入空気量が多い場合の方がKPAの算出が正確にな
る。このため、ステップ1303でスロットル弁開度T
AがTA≦βの場合には、ステップ1305以下のKP
A算出を行わずにそのままルーチンを終了する。
【0061】一方、ステップ1303でTA>βであっ
た場合には、ステップ1305に進み、ステップ130
1で読み込んだスロットル弁開度TA、回転数NEと実
際のバルブタイミングVTとから標準状態における吸入
空気量GNTAを算出する。標準状態における吸入空気
量GNTAは、機関が標準大気状態(1気圧)で運転さ
れているときの機関1回転当たりの吸入空気重量であ
り、機関回転数NE、スロットル弁開度TA、バルブタ
イミングVTの関数として予め制御回路30のROM3
2に記憶されている。
【0062】次いで、ステップ1307では現在の大気
圧補正係数KPAの値を上記により算出した吸入空気量
GNTAに乗じた値と、ステップ1301で読み込んだ
実際の吸入空気量GNとを比較する。本来、標準状態に
おける吸入空気量GNTAに大気圧補正係数KPAを乗
じた値は、実際の吸入空気量GNに等しくなるはずであ
り、両者が等しくならない場合には現在使用している大
気圧補正係数KPAの値が実際の大気圧に対応していな
いことが考えられる。
【0063】そこで、ステップ1307でGNTA×K
PA≦GNであった場合には、ステップ1309で現在
のKPAの値を所定値K1だけ増大する。また、逆にス
テップ1307でGNTA×KPA>GNであった場合
には、ステップ1309で現在のKPAの値を所定値K
1だけ減少する。この操作を繰り返すことにより、KP
Aの値は徐々に増減され、実際の大気圧に対応した値に
収束する。
【0064】なお、KPAの値は機関停止時には、バッ
クアップRAM37に格納され、機関始動時にはバック
アップRAM37から前回機関停止時のKPAの値を読
み出し、初期値として使用して上記ルーチンを実行す
る。また、吸気管圧力を計測する吸気圧力センサを備え
た機関では、機関始動直前の吸気管圧力を大気圧と仮定
して算出したKPAの値を初期値として上記ルーチンを
実行すれば、KPAの値は短時間で実際の大気圧に対応
した値に収束するようになる。
【0065】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、機関低温時にバルブオーバラップ量を機関温度が低
いほど小さな値になるように温度補正するとともに、高
負荷運転時には温度補正後のバルブオーバラップ量を大
気圧が低い程大きくなるように大気圧補正するようにし
たことにより、高地走行時に機関低温時の機関出力不足
を解決することが可能となる。
【0066】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、高地走
行時等の大気圧が低い運転条件下で、機関低温時に冷間
ヘジテーションの発生と機関出力低下とを同時に防止す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバルブタイミング制御装置を4サイク
ル機関の吸気弁に適用した実施例の概略構成を示す図で
ある。
【図2】吸気弁と排気弁との一般的な開閉時期を模式的
に示す図である。
【図3】機関の暖機完了後の基本バルブタイミング値の
設定例を示す図である。
【図4】バルブタイミングの温度補正量と機関冷却水温
度との関係を示す図である。
【図5】温度補正後の機関バルブタイミングの機関負荷
による変化を説明する図である。
【図6】図1の実施形態のバルブタイミング制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。
【図7】高負荷運転時の基本バルブタイミング値の設定
を示す図である。
【図8】高負荷運転時の温度補正量と機関冷却水温度と
の関係を示す図である。
【図9】大気圧補正量と大気圧との関係を示す図であ
る。
【図10】温度補正と大気圧補正とを行った後の機関バ
ルブタイミングの機関負荷による変化を説明する図であ
る。
【図11】温度補正量の図4、図8とは別の設定例を示
す図である。
【図12】大気圧補正量の、図9とは別の設定例を示す
図である。
【図13】大気圧補正係数算出ルーチンの一実施形態を
示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…カムシャフト 10…可変バルブタイミング機構 30…制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の運転状態に応じて機関のバル
    ブオーバラップ量を変更する内燃機関のバルブタイミン
    グ制御装置において、 機関回転数と機関負荷とを検出する運転状態検出手段
    と、 前記運転状態検出手段により検出された機関回転数と機
    関負荷とに応じて、機関バルブオーバラップ量の設定値
    を設定する設定手段と、 機関温度を検出する機関温度検出手段と、 前記設定手段により設定された機関バルブオーバラップ
    量を、前記機関温度が低い程小さな値になるように機関
    温度に応じて補正する温度補正手段と、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 前記温度補正手段により補正された後の機関バルブオー
    バラップ量を、大気圧が低い程大きな値になるように大
    気圧に応じて補正する大気圧補正手段と、 前記温度補正手段と大気圧補正手段とにより補正された
    後の機関バルブオーバラップ量を得るように機関のバル
    ブタイミングを調節するバルブタイミング調節手段と、 を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置。
  2. 【請求項2】 前記大気圧補正手段は、機関負荷が所定
    値以上の高負荷領域においてのみ機関バルブオーバラッ
    プ量の前記補正を行う請求項1に記載の内燃機関のバル
    ブタイミング制御装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT500841A1 (de) * 1999-06-17 2006-04-15 Thomas Dipl Ing Mikosch Abgasaufladung
JP2009236049A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Mitsubishi Motors Corp エンジンの制御装置
DE102013106862A1 (de) 2012-07-04 2014-05-22 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Motorsteuervorrichtung
CN104295386A (zh) * 2013-07-17 2015-01-21 福特环球技术公司 低速下增强的牵引功率
JP2019167926A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
JP2019173566A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の制御装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT500841A1 (de) * 1999-06-17 2006-04-15 Thomas Dipl Ing Mikosch Abgasaufladung
JP2009236049A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Mitsubishi Motors Corp エンジンの制御装置
DE102013106862A1 (de) 2012-07-04 2014-05-22 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Motorsteuervorrichtung
US8989987B2 (en) 2012-07-04 2015-03-24 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Engine control device
DE102013106862B4 (de) 2012-07-04 2024-05-29 Subaru Corporation Motorsteuervorrichtung
CN104295386A (zh) * 2013-07-17 2015-01-21 福特环球技术公司 低速下增强的牵引功率
US9909515B2 (en) 2013-07-17 2018-03-06 Ford Global Technologies, Llc Enhanced tractive power at low speeds
JP2019167926A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
JP2019173566A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の制御装置
CN110360013A (zh) * 2018-03-26 2019-10-22 三菱自动车工业株式会社 发动机的控制设备

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