JP2004360604A - 内燃機関の可変バルブタイミング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関回転速度や機関負荷に拘わらず効率よく十分に内燃機関の出力性能の向上を図ることの可能な内燃機関の可変バルブタイミング装置を提供する。
【解決手段】可変バルブタイミング機構を制御するに際し、機関回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１以上のときには、機関回転速度Ｎｅと体積効率Ｅｖとに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定する一方（Ｓ１０，Ｓ１４）、機関回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さいときには、機関回転速度Ｎｅとスロットルバルブの開度θｔｈとに基づいて目標バルブ開閉タイミングを設定する（Ｓ１０，Ｓ１６）。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の可変バルブタイミング装置に係り、詳しくは、可変バルブタイミング機構の制御技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
近年、内燃機関（エンジン）の低中速低負荷域及び高速高負荷域の双方の出力性能の向上を図ることを目的として、吸排気バルブの開閉タイミングを可変させることの可能な可変動弁装置が実用化されている。
そして、最近では、可変動弁装置として、例えば、エンジン回転に応じて回転するカムシャフトとカムスプロケット間、即ちカムシャフトとクランクシャフト間の位相角を所定範囲内で連続的に変更することで吸排気バルブの開閉タイミングを可変制御可能な可変バルブタイミング（バリアブル・バルブ・タイミング；ＶＶＴ）機構が開発されている。
【０００３】
この可変バルブタイミング機構では、エンジン回転速度（機関回転速度）とエンジン負荷（機関負荷）とに基づいてカムシャフトとクランクシャフト間の目標位相角を設定し、当該目標位相角に基づいてバルブタイミングを可変制御するようにしている。
例えば、エンジンが吸気管噴射型のエンジンである場合には、一般にエンジン負荷と燃焼室内における体積効率との相関が高いため、吸入空気量から体積効率を求めるようにし、エンジン回転速度と当該体積効率とから目標位相角（目標バルブ開閉タイミング）を設定するようにしている。
【０００４】
しかしながら、エンジン回転速度と吸入空気量に基づく体積効率とから目標位相角を設定するようにすると、例えば高負荷時には、吸気バルブの開閉タイミングの変更に伴って吸入空気量が変化し、変化した吸入空気量に基づいてさらに吸気バルブの開閉タイミングの変更が実施されるという現象が繰り返され、安定した制御を実施できない可能性がある。
【０００５】
そこで、例えばスロットルバルブの開度、即ちスロットル開度が閾値開度以上となる高負荷時において、エンジン回転速度とスロットル開度から目標位相角を設定する技術が開発されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３１８５４３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンが吸気管噴射型のエンジンである場合、エンジン回転速度が低回転域にありながら当該スロットル開度が大きい領域において、スロットル開度の開度変化に対して吸入空気量、ひいては体積効率の変化が緩慢になることが確認されている（図３参照）。そして、このような領域においてもエンジン回転速度と体積効率とから目標位相角を設定するようにすると、運転者の意思、即ちスロットル開度を反映した位相角の適正な制御を行うことができず、低中速域におけるエンジンの出力性能の向上を十分に図れないという問題がある。
【０００８】
この場合、エンジン回転速度やエンジン負荷に拘わらず全領域でエンジン回転速度とスロットル開度とに基づいて目標位相角を設定することも考えられる。しかしながら、吸気管噴射型のエンジンでは、通常、点火時期等をエンジン回転速度と体積効率とから設定するようにしており、一般にエンジン制御においては極力制御パラメータを共通化することが好ましいことから、目標位相角についてもできる限り設定パラメータを統一化して求めるのが効率よく、基本的にはエンジン回転速度と体積効率とから目標位相角を設定することが望ましい。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、機関回転速度や機関負荷に拘わらず効率よく十分に内燃機関の出力性能の向上を図ることの可能な内燃機関の可変バルブタイミング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】
上記した目的を達成するために、請求項１の内燃機関の可変バルブタイミング装置では、吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを連続可変で調整可能な可変バルブタイミング機構と、該可変バルブタイミング機構を制御する可変バルブタイミング制御手段とを備える内燃機関の可変バルブタイミング装置において、アクセル操作に応じて開閉し、吸気通路の通路面積を調節するスロットルバルブと、該スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段と、内燃機関の機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、該吸入空気量検出手段により検出される吸入空気量に基づき体積効率を算出する体積効率算出手段とを備え、前記可変バルブタイミング制御手段は、前記機関回転速度検出手段により検出される機関回転速度が所定回転速度以上のときには、該検出される機関回転速度と前記体積効率算出手段により算出される体積効率とに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定する一方、機関回転速度が前記所定回転速度より小さいときには、該機関回転速度と前記スロットル開度検出手段により検出される前記スロットルバルブの開度とに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定し、該目標バルブ開閉タイミングに応じて前記可変バルブタイミング機構を制御することを特徴としている。
【００１１】
上述したように、エンジンが例えば吸気管噴射型のエンジンである場合、機関回転速度（エンジン回転速度）が低回転域にあり且つスロットル開度が大きい領域ではスロットル開度の開度変化に対して吸入空気量、ひいては体積効率の変化が緩慢になることが確認されている。故に、本発明に係る可変バルブタイミング装置では、可変バルブタイミング機構を制御するに際し、機関回転速度が所定回転速度以上のときには、従来通り該検出される機関回転速度と体積効率算出手段により算出される体積効率とに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定する一方、機関回転速度が所定回転速度より小さいときには、該機関回転速度とスロットル開度検出手段により検出されるスロットルバルブの開度とに基づいて目標バルブ開閉タイミングを設定するようにする。
【００１２】
これにより、スロットル開度と体積効率とが直線的に比例関係をなす高速域では、他の点火時期等の設定に用いる制御パラメータと同じく体積効率から機関負荷（エンジン負荷）が求められ、機関回転速度と体積効率とに基づいて目標バルブ開閉タイミングが良好に設定される一方、スロットル開度が大きい領域で体積効率の変化が緩慢となりスロットル開度と体積効率とが完全には比例関係をなさない低中速域では、体積効率ではなく直接にスロットル開度から機関負荷が求められ、機関回転速度とスロットル開度とに基づいて目標バルブ開閉タイミングが設定されることになり、高速域のみならず低中速域においても運転者の意思、即ちスロットル開度を適正に反映して吸排気バルブの開閉タイミングが適正に可変制御される。
【００１３】
従って、機関回転速度や機関負荷に拘わらず効率よく十分に内燃機関の出力性能の向上が図られる。
また、請求項２の内燃機関の可変バルブタイミング装置では、前記可変バルブタイミング制御手段は、機関回転速度が前記所定回転速度より小さく、且つ、前記スロットルバルブの開度が所定開度以上のときに、機関回転速度と前記スロットルバルブの開度とに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定することを特徴としている。
【００１４】
つまり、機関回転速度が所定回転速度より小さく且つスロットル開度が所定開度以上の領域、即ち体積効率の変化が緩慢となりスロットル開度と体積効率とが完全には比例関係をなさない低中速高負荷域においてのみ、体積効率ではなく直接にスロットル開度から機関負荷が求められ、機関回転速度とスロットル開度とに基づいて目標バルブ開閉タイミングが設定される。
【００１５】
これにより、吸排気バルブの開閉タイミングがより適正にして効果的に可変制御され、機関回転速度や機関負荷に拘わらず一層効率よく十分に内燃機関の出力性能の向上が図られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係る内燃機関の可変バルブタイミング装置の概略構成図が示されており、以下、当該可変バルブタイミング装置の構成を説明する。
【００１７】
同図に示すように、内燃機関であるエンジン本体（以下、単にエンジンという）１としては、吸気管噴射型（Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ：ＭＰＩ）ＤＯＨＣガソリンエンジンが採用される。
エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４が取り付けられており、点火プラグ４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。
【００１８】
シリンダヘッド２には、各気筒毎に吸気ポート９が形成されており、各吸気ポート９の燃焼室５側には、エンジン回転に応じて回転するカムシャフト１２のカム１２ａに倣って開閉作動し、各吸気ポート９と燃焼室５との連通と遮断とを行う吸気バルブ１１がそれぞれ設けられている。そして、各吸気ポート９には吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されており、吸気マニホールド１０には吸入空気量を調節する電磁式のスロットルバルブ（ＥＴＶ）１７が設けられている。スロットルバルブ１７近傍には、スロットル開度θｔｈを検出するスロットルポジションセンサ（スロットル開度検出手段、ＴＰＳ）１８が設けられている。
【００１９】
また、吸気マニホールド１０には、電磁式の燃料噴射弁６が取り付けられており、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。
さらに、吸気マニホールド１０のスロットルバルブ１７よりも上流部分には、吸入空気量Ｑａを検出するエアフローセンサ（吸入空気量検出手段）１９が設けられている。エアフローセンサ１９としては、例えばカルマン渦式エアフローセンサが使用される。
【００２０】
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に排気ポート１３が形成されており、各排気ポート１３の燃焼室５側には、エンジン回転に応じて回転するカムシャフト１６のカム１６ａに倣って開閉作動し、各排気ポート１３と燃焼室５との連通と遮断とを行う排気バルブ１５がそれぞれ設けられている。そして、各排気ポート１３には排気マニホールド１４の一端がそれぞれ接続されている。
【００２１】
排気マニホールド１４の他端には排気管２０が接続されており、当該排気管２０には、排気浄化触媒装置として三元触媒３０が介装されている。
また、シリンダヘッド２には、カム１２ａやカム１６ａを進角或いは遅角操作することで吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングを可変させる可変バルブタイミング機構４０が設けられている。
【００２２】
可変バルブタイミング機構４０は、歯付きベルトを介してクランク軸３と同期回転するベーンハウジングと、カムシャフト１２、１６の一端に固定されたベーンロータとからなるベーンユニット４２、４２、及び、電磁式のオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）４４から構成されている。
詳しくは、ベーンロータには例えば２つのベーンが一体に形成され、ベーンハウジングには２つのベーン収容室が設けられており、各ベーン収容室は、各々収容されたベーンにより遅角油室と進角油室とに区分されている。そして、各油室がＯＣＶ４４を介して油ポンプ（図示せず）に接続されている。
【００２３】
つまり、可変バルブタイミング機構４０は、ＯＣＶ４４の開閉操作により各油室に対する圧油の給排が制御されることで、ベーン収容室内でベーンの位置が変化し、クランクシャフト３に対するカムシャフト１２、１６の位相角が変化するように構成されている。これにより、吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングが可変制御される。
【００２４】
なお、当該ベーン式の可変バルブタイミング機構は公知であり、構成の詳細についてはここでは説明を省略する。
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）５０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ５０により、エンジン１や本発明に係る可変バルブタイミング装置等の総合的な制御が行われる。
【００２５】
ＥＣＵ５０の入力側には、上述したＴＰＳ１８、エアフローセンサ１９の他、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ５２や、エンジン１の加減速操作を行うアクセルペダル５４の操作量、即ちアクセル開度θａｃｃを検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）５６等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。なお、クランク角センサ５２からのクランク角情報に基づいてエンジン回転速度Ｎｅが検出される（機関回転速度検出手段）。
【００２６】
一方、ＥＣＵ５０の出力側には、上述の燃料噴射弁６、点火コイル８、スロットルバルブ１７、可変バルブタイミング機構４０のＯＣＶ４４等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、吸排気バルブ開度（例えば、デューティ率）等がそれぞれ出力される。
【００２７】
詳しくは、アクセルペダル５４の操作によりアクセル開度θａｃｃが変化すると、ＡＰＳ５６からのアクセル開度情報θａｃｃに基づいてスロットルバルブ１７が適正な開度に調整される。そして、エアフローセンサ１９からの吸入空気量情報Ｑａに基づいて体積効率Ｅｖが求められ（体積効率算出手段）、当該体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標空燃比（目標Ａ／Ｆ）が設定され、当該目標Ａ／Ｆに応じた量の燃料が適正なタイミングで燃料噴射弁６から噴射される。さらに、体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標点火時期が設定され、当該目標点火時期に応じて適正なタイミングで点火プラグ４により火花点火が実施される。また、ＥＣＵ５０によりＯＣＶ４４が制御されて可変バルブタイミング機構４０の可変操作も行われ、これにより吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングの適正化が図られ、エンジン１の出力性能の向上が図られる。
【００２８】
ところで、可変バルブタイミング機構４０では、クランクシャフト３とカムシャフト１２、１６との目標位相角、即ち吸気バルブ１１や排気バルブ１５の目標バルブ開閉タイミングを主としてエンジン回転速度Ｎｅに応じて設定し、位相角が当該目標位相角となるようにＯＣＶ４４を制御して吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングを可変させているが、例えば、目標位相角、即ち目標バルブ開閉タイミングを目標Ａ／Ｆや目標点火時期と同様に体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて設定するようにしていると、上述したように、エンジン回転速度Ｎｅが小さくスロットル開度θｔｈが大きい領域ではスロットル開度θｔｈの開度変化に対して吸入空気量Ｑａ、ひいては体積効率Ｅｖの変化が緩慢になることが確認されている。つまり、図３を参照すると、スロットル開度θｔｈと体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとの関係が計測データとして示されているが、エンジン回転速度Ｎｅが小さくスロットル開度θｔｈが大きい領域では、このように、体積効率Ｅｖの変化が急に緩慢となり、体積効率Ｅｖがスロットル開度θｔｈの開度変化に追従しきれないという現象が起こることが確認されている。
【００２９】
そして、このような領域においてもエンジン回転速度Ｎｅと体積効率Ｅｖとから目標位相角を設定するようにすると、スロットル開度θｔｈを適正に反映した位相角の制御を行うことができず、故に吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングの適正化を図れず、低中速高負荷域におけるエンジンの出力性能の向上を十分に図れない。
【００３０】
そこで、本発明の可変バルブタイミング装置では、このような問題を解決すべく目標位相角を設定するようにしており、以下、本発明に係る可変バルブタイミング装置の目標位相角設定手法について説明する。
図２を参照すると、本発明に係る目標位相角設定のための設定ルーチンがフローチャートで示されており（可変バルブタイミング制御手段）、以下、図３を参照しながら当該フローチャートに沿い説明する。
【００３１】
先ず、ステップＳ１０では、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１（例えば、３０００ｒｐｍ）より小さいか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さいと判定された場合には、ステップＳ１２に進み、今度はスロットル開度θｔｈが所定開度θ１（例えば、７０％の開度）以上であるか否か、即ちエンジン負荷が大きいか否かを判別する。
【００３２】
上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）でエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１以上と判定された場合、或いは、当該ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）でスロットル開度θｔｈが所定開度θ１より小さいと判定された場合には、次にステップＳ１４に進む。
即ち、図３に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１以上の高速域、或いは、スロットル開度θｔｈが所定開度θ１より小さい低負荷域（斜線以外の領域）においては、スロットル開度θｔｈと体積効率Ｅｖとは直線的にしてほぼ良好に比例関係にある。従って、ステップＳ１４では、目標Ａ／Ｆや目標点火時期と同様に体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとに基づき、予め設定したＮｅ−Ｅｖマップより目標位相角、即ち目標バルブ開閉タイミングを設定するようにする。
【００３３】
このように、目標Ａ／Ｆや目標点火時期と同様に体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標位相角を設定すると、目標Ａ／Ｆや目標点火時期等と設定パラメータの統一化が図られて都合がよく、エンジン１の制御性の向上を図ることができることになる。
一方、ステップＳ１２の判別結果が真（Ｙｅｓ）、即ち、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さく、且つ、スロットル開度θｔｈが所定開度θ１以上であると判定された場合には、次にステップＳ１６に進む。
【００３４】
即ち、図３に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さく、且つ、スロットル開度θｔｈが所定開度θ１以上の低中速高負荷域（斜線領域）においては、スロットル開度θｔｈと体積効率Ｅｖとは完全には比例関係になく直線的でない。つまり、この低中速高負荷域では、スロットル開度θｔｈと体積効率Ｅｖとが比例関係にないため、体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標位相角を設定すると、スロットル開度θｔｈを反映した位相角の適正な制御を行うことができず、吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングの適正化を図れず、エンジン１の出力性能の向上を十分に図ることができない。
【００３５】
従って、ステップＳ１６では、スロットル開度θｔｈとエンジン回転速度Ｎｅとに基づき、予め設定したＮｅ−θｔｈマップより目標位相角を設定するようにする。つまり、低中速高負荷域であっても確実に変化するスロットル開度θｔｈに基づいて直接に目標位相角を設定する。
これにより、低中速高負荷域であっても、可変バルブタイミング機構４０の位相角を適正に制御可能となり、高速域や低負荷域と同様に、吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングの適正化を図り、エンジン１の出力性能の向上を十分に図ることができる。
【００３６】
このように、本発明に係る可変バルブタイミング装置では、スロットル開度θｔｈと体積効率Ｅｖとが直線的にしてほぼ良好に比例関係をなす高速域や低負荷域においては、目標Ａ／Ｆや目標点火時期等と同様に体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとに基づき目標位相角を設定し、一方、体積効率Ｅｖの変化が緩慢となるようなスロットル開度θｔｈと体積効率Ｅｖとが比例関係になく直線的でない低中速高負荷域においては、スロットル開度θｔｈとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標位相角を設定するようにしている。
【００３７】
従って、目標Ａ／Ｆや目標点火時期等の設定パラメータとの統一化を図り制御性を向上させながら、体積効率Ｅｖがスロットル開度θｔｈと比例関係にない低中速高負荷域では可変バルブタイミング機構４０の位相角を適正に制御可能となり、高速域や低負荷域のみならず低中速高負荷域においても吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングの適正化を図ることができ、エンジン回転速度Ｎｅやエンジン負荷に拘わらず効率よく十分にエンジン１の出力性能の向上を図ることができる。
【００３８】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さく、且つ、スロットル開度θｔｈが所定開度θ１以上である低中速高負荷域において、スロットル開度θｔｈとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標位相角を設定するようにしたが、図３を参照すると、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さく、且つ、スロットル開度θｔｈが所定開度θ１より小さい低中速低負荷域では、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１以上の高速域ほどは比例関係が直線的ではないといえ、故に、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さいときには常にスロットル開度θｔｈとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標位相角を設定するようにしてもよい。
【００３９】
つまり、図４にフローチャートを示すように、他の実施例として、ステップＳ１０においてエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さいか否かの判別を行った後、上記図２におけるステップＳ１２でのスロットル開度判別を行わず、そのままステップＳ１４或いはステップＳ１６を実行するようにしてもよい。
これにより、高速域のみならず低中速域においても吸気バルブ１１や排気バルブ１５の開閉タイミングの適正化を図ることができることになり、目標Ａ／Ｆや目標点火時期等と設定パラメータの統一化を図れない領域が増えるために若干効率が低下するものの、やはりエンジン回転速度Ｎｅやエンジン負荷に拘わらず十分にエンジン１の出力性能の向上を図ることができる。
【００４０】
また、上記実施形態では、可変バルブタイミング機構４０としてベーン式の可変バルブタイミング機構を採用したが、これに限られず、可変バルブタイミング機構４０は如何なる方式のものであってもよく、カム切換式の可変バルブタイミング機構であっても本願を良好に適用可能である。
また、上記実施形態では、エンジン１としてＭＰＩエンジンを採用した例を示したが、これに限られず、エンジン１は筒内噴射型エンジンであってもよく、この場合には吸気行程噴射時において本願を適用可能である。
【００４１】
また、上記実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ１より小さいときにはスロットル開度θｔｈとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標位相角を設定するようにしたが、この場合、ＡＰＳ５６により検出されるアクセル開度θａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて目標位相角を設定するようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、可変バルブタイミング機構は吸気バルブ１１と排気バルブ１５の双方の開閉タイミングを可変制御するようなものとしたが、吸気バルブ１１と排気バルブ１５のいずれか一方だけを可変制御するようなものであっても勿論よい。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の内燃機関の可変バルブタイミング装置によれば、可変バルブタイミング機構を制御するに際し、機関回転速度（エンジン回転速度）が所定回転速度以上のときには、従来通り該検出される機関回転速度と体積効率算出手段により算出される体積効率とに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定する一方、機関回転速度が所定回転速度より小さいときには、該機関回転速度とスロットル開度検出手段により検出されるスロットルバルブの開度とに基づいて目標バルブ開閉タイミングを設定するようにしたので、スロットル開度と体積効率とが直線的に比例関係をなす高速域では、他の点火時期等の設定に用いる制御パラメータと同じく体積効率から機関負荷（エンジン負荷）を求め、機関回転速度と体積効率とに基づいて目標バルブ開閉タイミングを良好に設定でき、一方、スロットル開度が大きい領域で体積効率の変化が緩慢となりスロットル開度と体積効率とが完全には比例関係をなさない低中速域では、体積効率ではなく直接にスロットル開度から機関負荷を求め、機関回転速度とスロットル開度とに基づいて目標バルブ開閉タイミングを設定することができる。
【００４４】
これにより、高速域のみならず低中速域においてもスロットル開度を適正に反映して吸排気バルブの開閉タイミングを可変制御でき、機関回転速度や機関負荷に拘わらず効率よく十分に内燃機関の出力性能の向上を図ることができる。
また、請求項２の内燃機関の可変バルブタイミング装置によれば、機関回転速度が所定回転速度より小さく且つスロットル開度が所定開度以上の領域、即ち体積効率の変化が緩慢となりスロットル開度と体積効率とが完全には比例関係をなさない低中速高負荷域においてのみ、体積効率ではなく直接にスロットル開度から機関負荷を求め、機関回転速度とスロットル開度とに基づいて目標バルブ開閉タイミングを設定することが可能となり、吸排気バルブの開閉タイミングをより適正にして効果的に可変制御でき、機関回転速度や機関負荷に拘わらず一層効率よく十分に内燃機関の出力性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載された本発明に係る内燃機関の可変バルブタイミング装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る目標位相角設定のための設定ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】スロットル開度θｔｈと体積効率Ｅｖとエンジン回転速度Ｎｅとの関係を示す計測データである。
【図４】本発明の他の実施例に係る目標位相角設定のための設定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン本体
１１ 吸気バルブ
１２ カムシャフト
１２ａ カム
１５ 排気バルブ
１６ カムシャフト
１６ａ カム
１７ スロットルバルブ
１８ ＴＰＳ（スロットル開度検出手段）
１９ エアフローセンサ（吸入空気量検出手段）
４０ 可変バルブタイミング機構
５０ ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
５２ クランク角センサ（機関回転速度検出手段）
５６ ＡＰＳ

Claims (2)

1. 吸気バルブ又は排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを連続可変で調整可能な可変バルブタイミング機構と、該可変バルブタイミング機構を制御する可変バルブタイミング制御手段とを備える内燃機関の可変バルブタイミング装置において、
   アクセル操作に応じて開閉し、吸気通路の通路面積を調節するスロットルバルブと、
   該スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度検出手段と、
   内燃機関の機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
   吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
   該吸入空気量検出手段により検出される吸入空気量に基づき体積効率を算出する体積効率算出手段とを備え、
   前記可変バルブタイミング制御手段は、前記機関回転速度検出手段により検出される機関回転速度が所定回転速度以上のときには、該検出される機関回転速度と前記体積効率算出手段により算出される体積効率とに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定する一方、機関回転速度が前記所定回転速度より小さいときには、該機関回転速度と前記スロットル開度検出手段により検出される前記スロットルバルブの開度とに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定し、該目標バルブ開閉タイミングに応じて前記可変バルブタイミング機構を制御することを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング装置。
2. 前記可変バルブタイミング制御手段は、機関回転速度が前記所定回転速度より小さく、且つ、前記スロットルバルブの開度が所定開度以上のときに、機関回転速度と前記スロットルバルブの開度とに基づき目標バルブ開閉タイミングを設定することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の可変バルブタイミング装置。

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