JP3123398B2 - 内燃機関の連続可変バルブタイミング制御装置 - Google Patents

内燃機関の連続可変バルブタイミング制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気弁又は排気弁
のバルブタイミング（弁開閉時期）を連続的に変更する
ことを可能とするバルブタイミング連続可変機構を有す
る内燃機関（エンジン）において、目標バルブタイミン
グを設定して当該可変機構を制御する装置（内燃機関の
連続可変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、自動車用エンジンにおいて
は、運転状態に応じて最適なバルブタイミングを達成す
るために動弁系の可変機構が種々実用化されている。か
かる可変機構として主として普及しているものは、２段
切り替え式すなわちＯＮ／ＯＦＦ制御式のものである。
この２段切り替え式のバルブタイミング可変機構を有す
る内燃機関では、例えば、機関負荷が所定の切り替え負
荷を越えたときに、吸気弁のバルブタイミングが通常タ
イミングから早期タイミングへと切り替えられるような
制御がなされる。その一例として、実開平 3-99844号公
報は、大気圧の減少に応じて、かかる切り替え負荷を減
少補正し、又は検出した機関負荷を増大補正することに
より、バルブタイミング切り替え時期が最適時期に維持
されるような技術を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年においては、エン
ジンに対する更なる高性能化の要求に応えるべく、バル
ブタイミング可変機構においても、従来の２段切り替え
式のものに代えて、常時最適な任意のバルブタイミング
を設定することが可能な連続可変式のものが開発され
（例えば、特開平 4-17543号公報参照）、その採用が増
えつつある。このような連続可変式のバルブタイミング
可変機構においては、常にバルブタイミングを連続的に
変更するため、当然のことながら、上述のような、大気
圧に応じた最適なバルブタイミング切り替え時期といっ
たものは存在せず、かかる連続可変式のバルブタイミン
グ可変機構に対する最適な制御方式は未だ確立されてい
ない状況にある。
【０００４】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、連続
可変式のバルブタイミング可変機構を有する内燃機関に
おいて、大気圧に応じた最適なバルブタイミングを設定
可能な制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、高地・高負荷
域において出力性能の向上を図るとともに、高地・低中
負荷域においても燃費の向上及び排出ガス浄化性能の向
上を図る、という観点に立って、以下に記載されるよう
な技術構成を採用することにより、上記目的を達成する
ものである。
【０００６】すなわち、本願第１の発明に係る、内燃機
関の連続可変バルブタイミング制御装置は、吸気弁又は
排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に
変更することが可能なバルブタイミング連続可変機構
と、機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、大気圧を
検出する大気圧検出手段と、前記大気圧検出手段によっ
て検出された大気圧が低いほど、前記機関負荷検出手段
によって検出された機関負荷を増大補正する機関負荷補
正手段と、前記機関負荷補正手段によって補正された機
関負荷に基づいて、前記バルブタイミング連続可変機構
に対する目標バルブタイミングを設定するバルブタイミ
ング設定手段と、を具備する。
【０００７】また、第２の発明に係る、内燃機関の連続
可変バルブタイミング制御装置は、吸気弁又は排気弁の
少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更する
ことが可能なバルブタイミング連続可変機構と、機関負
荷を検出する機関負荷検出手段と、大気圧を検出する大
気圧検出手段と、前記機関負荷検出手段によって検出さ
れた機関負荷に基づいて、前記バルブタイミング連続可
変機構に対する目標バルブタイミングを所定の基準タイ
ミングからの変位量として設定する変位量設定手段と、
前記大気圧検出手段によって検出された大気圧が低いほ
ど、前記変位量設定手段によって設定された変位量を減
少補正する変位量補正手段と、を具備する。
【０００８】高地においては、空気密度が低下し、吸入
空気量が低下する。上述の如く構成された、第１又は第
２の発明に係る連続可変バルブタイミング制御装置にお
いては、高地において出力低下を招くことないように適
切なバルブタイミングを設定することが可能となる。
【０００９】また、第３の発明によれば、第１の発明に
係る装置において、さらに、前記機関負荷検出手段によ
って検出された機関負荷が低中負荷域にあるときに前記
機関負荷補正手段による補正を禁止する機関負荷補正禁
止手段が具備される。
【００１０】第１の発明に係る装置では、出力性能の観
点から高地では全負荷域にわたり機関負荷が大気圧に基
づき補正される。しかし、低中負荷域においてもそのよ
うな補正を実施した場合、排出ガス浄化性能の向上及び
ポンピング損失の低減による燃費の向上を目的とする内
部排気ガス再循環（内部ＥＧＲ）の観点からみると、そ
の量が過大となり、燃焼悪化を招く。第３の発明におい
ては、そのような事情が考慮され、低中負荷域において
大気圧に基づく機関負荷補正が禁止され、過大な内部Ｅ
ＧＲ量となることが防止される。
【００１１】また、第４の発明によれば、第１の発明に
係る装置において、さらに、前記機関負荷検出手段によ
って検出された機関負荷が低中負荷域にあるときに、前
記バルブタイミング設定手段により設定された目標バル
ブタイミングを、該目標バルブタイミングと機関負荷に
より定まるバルブタイミングとの間の値へと補正するバ
ルブタイミング補正手段が具備される。
【００１２】第３の発明に係る装置では、低中負荷域に
おいて大気圧に基づく機関負荷補正が単に禁止されるだ
けである。しかし、高地では、吸気管負圧の低下に伴
い、吸気吹き返し量すなわち内部ＥＧＲ量が減少する。
第４の発明においては、低中負荷域において、吸気吹き
返し量の減少を考慮して、大気圧に基づく機関負荷の補
正がされるため、最適な内部ＥＧＲ量が高地においても
維持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施例を説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施例に係る連続可変
バルブタイミング制御装置を備えた電子制御式内燃機関
の全体概要図である。エンジン２０の燃焼に必要な空気
は、エアクリーナ２でろ過され、スロットルボデー４を
通ってサージタンク（インテークマニホルド）６で各気
筒の吸気管７に分配される。なお、その吸入空気量は、
スロットルボデー４に設けられたスロットル弁５により
調節されるとともに、エアフローメータ４０により質量
流量として計測される。また、吸入空気温度は、吸気温
センサ４３により検出される。また、吸気管圧力は、バ
キュームセンサ４１によって検出される。また、大気圧
は、車両の走行風圧の影響を受けない場所に設置された
大気圧センサ４６によって検出される。
【００１５】また、スロットル弁５の開度は、スロット
ル開度センサ４２により検出される。また、スロットル
弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。また、スロットル弁５をバイパスするアイ
ドルアジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調
節するためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６
が設けられている。
【００１６】一方、燃料タンク１０に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。
【００１７】吸気管７では、空気と燃料とが混合され、
その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわ
ち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃
焼室２１において、混合気は、ピストン２３により圧縮
された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。
そのような点火は、点火信号を受けたイグナイタ６２
が、点火コイル６３の１次電流の通電及び遮断を制御
し、その２次電流が、点火ディストリビュータ６４を介
してスパークプラグ６５に供給されることによりなされ
る。
【００１８】なお、点火ディストリビュータ６４には、
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ５０、及び３０°ＣＡごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ５１が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ５３によって検出される。また、エン
ジン２０は、冷却水通路２２に導かれた冷却水により冷
却され、その冷却水温度は、水温センサ４４によって検
出される。
【００１９】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度を検出するＯ2 センサ４５が設けられてい
る。さらにそれより下流の排気系には、触媒コンバータ
３８が設けられており、その触媒コンバータ３８には、
排気ガス中の未燃成分（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化
物（ＮＯx ）の還元とを同時に促進する三元触媒が収容
されている。こうして触媒コンバータ３８において浄化
された排気ガスが大気中に排出される。
【００２０】ここで、吸気弁２４及び排気弁２６の開閉
機構について説明する。ピストン２３は、コネクティン
グロッド８０を介してクランクシャフト８１に接続され
ている。そして、クランクシャフト８１の端部には、タ
イミングプーリ８４が設置されている。吸気弁２４及び
排気弁２６は、カムシャフト８５及び８６に取り付けら
れたカム８７及び８８によって駆動される。そして、カ
ムシャフト８５及び８６の端部には、タイミングプーリ
８９及び９０が設置されている。タイミングプーリ８９
及び９０は、タイミングベルト９１を介して前記したタ
イミングプーリ８４と連結されている。こうして、クラ
ンクシャフト８１によってカムシャフト８５及び８６が
回転駆動せしめられ、吸気弁２４及び排気弁２６が一定
のクランク角において開閉せしめられる。なお、クラン
クシャフト８１には、磁性体８２が埋め込まれており、
クランクシャフト８１に近接して配置された第１の磁気
センサ５４から基準パルスが出力される。また、吸気弁
２４のカムシャフト８５には、磁性体９３が埋め込まれ
ており、カムシャフト８５に近接して配置された第２の
磁気センサ５５から基準パルスが出力される。
【００２１】特に、吸気弁２４のカムシャフト８５とタ
イミングプーリ８９との間には、一般的に公知のバルブ
タイミング連続可変機構９２が設けられている。これ
は、カムシャフト８５とタイミングプーリ８９とを相対
回転せしめるものである。詳細には、バルブタイミング
連続可変機構９２は、カムシャフト８５とタイミングプ
ーリ８９とを外歯とし、ヘリカル歯を有する中間歯車を
介して両者を連結し、この中間歯車を軸線方向に移動さ
せることによって、前述の相対回転を実現する。この中
間歯車の移動は、例えば油圧源から供給される油圧力を
制御することによってなされ、その油圧力制御のために
油圧制御弁６８が設けられている。
【００２２】エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣ
Ｕ）７０は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回
転速度制御などに加え、本発明に係るバルブタイミング
制御を実行するマイクロコンピュータシステムであり、
そのハードウェア構成は、図２のブロック図に示され
る。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３に格納されたプ
ログラム及び各種のマップに従って、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）７１は、各種センサ及びスイッチからの信号をＡ
／Ｄ変換回路７５又は入力インタフェース回路７６を介
して入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実行
し、その演算結果に基づき駆動制御回路７７ａ〜７７ｄ
を介して各種アクチュエータ用制御信号を出力する。ラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、その演算・制
御処理過程における一時的なデータ記憶場所として使用
される。また、これらのＥＣＵ内の各構成要素は、アド
レスバス、データバス、及びコントロールバスからなる
システムバス７２によって接続されている。
【００２３】以上のようなハードウェア構成を有する内
燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。
【００２４】燃料噴射制御は、基本的には、エンジン１
回転当たりの吸入空気質量に基づいて、所定の目標空燃
比を達成する燃料噴射量すなわち燃料噴射弁６０による
噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で燃
料を噴射すべく、駆動制御回路７７ａを介して燃料噴射
弁６０を制御するものである。なお、エンジン１回転当
たりの吸入空気質量は、エアフローメータ４０により計
測される吸入空気質量流量とクランク角センサ５１から
得られるエンジン回転速度とから算出されるか、又はバ
キュームセンサ４１から得られる吸気管圧力とエンジン
回転速度とによって推定される。そして、かかる燃料噴
射量演算の際には、スロットル開度センサ４２、吸気温
センサ４３、水温センサ４４等の各センサからの信号に
基づく基本的な補正、Ｏ2 センサ４５からの信号に基づ
く空燃比フィードバック補正、そのフィードバック補正
値の中央値が理論空燃比となるようにする空燃比学習補
正、等を加える。
【００２５】また、点火時期制御は、クランク角センサ
５１から得られるエンジン回転速度及びその他のセンサ
からの信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、
最適な点火時期を決定し、駆動制御回路７７ｂを介して
イグナイタ６２に点火信号を送るものである。
【００２６】また、アイドル回転速度制御は、アイドル
スイッチ５２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
５３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ４４からのエンジン冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際のエンジン回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路７７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ６６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
【００２７】また、バルブタイミング制御は、運転状態
に応じて吸気弁２４の目標バルブタイミング（弁開閉時
期）を設定してバルブタイミング連続可変機構９２を制
御するものであり、具体的には、吸気弁２４のカムシャ
フト８５がクランクシャフト８１に対して所望の回転位
相を保つように、第１の磁気センサ５４及び第２の磁気
センサ５５からの信号に基づいて油圧制御弁６８をフィ
ードバック制御する。以下、本発明に係るバルブタイミ
ング制御について詳細に説明する。
【００２８】図３は、吸気弁２４及び排気弁２６の開閉
時期をクランク角により表したバルブタイミング図であ
る。この図に示されるように、排気弁２６は、固定の開
弁時期ＥＶＯ（例えば、排気下死点前５０°）にて開弁
せしめられるとともに、固定の閉弁時期ＥＶＣ（例え
ば、排気上死点後３°）にて閉弁せしめられる。一方、
吸気弁２４については、その開弁期間は一定であるが、
その開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣは可変であり、
最も遅角側の開閉時期（同図のＩＶＯｒ及びＩＶＣｒ）
を基準位置として、ともに進角方向へ任意の量だけ変位
したタイミングに設定することができる。そして、この
基準位置からのバルブタイミング変位量ＩＶＴＤが制御
目標量とされる。ここで、基準位置としては、基準開弁
時期ＩＶＯｒが例えば排気上死点後３°であり、基準閉
弁時期ＩＶＣｒが例えば吸気下死点後６５°である。し
たがって、この場合、バルブタイミング変位量ＩＶＴＤ
が例えば３０°ＣＡ（クランク角）のときには、ＩＶＯ
は排気上死点前２７°となり、ＩＶＣは吸気下死点後３
５°となる。
【００２９】図４は、上述のような吸気弁バルブタイミ
ング変位量ＩＶＴＤを定めるためのマップを示す図であ
る。この図に示されるように、吸気弁バルブタイミング
変位量ＩＶＴＤは、一般的に、機関回転速度ＮＥと機関
負荷すなわちエンジン１回転当たりの吸入空気質量ＧＮ
とに応じた最適なバルブタイミングとなるように定めら
れる。
【００３０】例えば、ＮＥ＝2000rpm において機関負荷
ＧＮと変位量ＩＶＴＤとの関係を抽出してグラフ化する
と図５に示すようになる。この図に示されるように、低
中負荷域（ＧＮ≦ 1.2 g／rev.）においては、吸気弁及
び排気弁が同時に開弁されるバルブオーバラップの量を
増大させて内部ＥＧＲ量を増大させることにより、排出
ガス浄化性能の向上とポンピング損失の低減による燃費
の向上とを図る、という観点に立って、吸気弁バルブタ
イミング変位量ＩＶＴＤは徐々に増大せしめられる。し
かし、高負荷域（ＧＮ≧ 1.2 g／rev.）においては、出
力を向上させるという観点に立って吸気弁バルブタイミ
ング変位量ＩＶＴＤは定められており、スロットル全開
（ＷＯＴ）時に相当する負荷ＧＮ＝ 2.0 g／rev.のとき
には、ＩＶＴＤ＝４０°CAとされている。
【００３１】図４及び図５に示されるような目標値は、
平地において適合せしめられたものである。高地におい
ては、空気密度が低下し、従って吸入空気量が低下する
ため、その弊害が生ずる。例えば、図５に示されるＮＥ
＝2000rpm の場合について考える。平地では、ＷＯＴ時
に例えば同図に示されるように 2.0 g／rev.の吸入空気
量が得られる。すなわち、検出される負荷がＧＮ＝ 2.0
g／rev.のときには、ＷＯＴであり高出力が要求されて
いると判定して、それに応えるべく、吸気弁バルブタイ
ミング変位量ＩＶＴＤは高出力を達成する４０°CAとさ
れるのである。しかし、高地では、ＷＯＴであっても、
吸入空気量は例えば 1.6 g／rev.にしか達しない。そし
て、この値に基づいて変位量ＩＶＴＤを求めると、図５
に示されるように５０°CAが目標値となってしまう。こ
の目標値は、高出力要求を満足させるものではない。高
地においても、ＷＯＴ時にはＩＶＴＤ＝４０°CAに設定
されるのが好ましい。以下、本発明において、どのよう
に高地補正（大気圧補正、空気密度補正）を実施するか
について、４つの実施例を採り上げて説明する。
【００３２】まず、第１の発明に係る第１実施例につい
て説明する。この第１実施例は、検出される大気圧が低
いほど検出される機関負荷を増大補正することにより、
高地における高負荷運転域での出力低下を防止しようと
するものである。すなわち、図６に示される曲線は、
平地にて適合せしめられたもの（すなわち、図５の曲線
と同一）であるが、高地において大気圧が低下するほ
ど、曲線の方向へと移動された曲線にて制御がなされ
るように、機関負荷ＧＮを補正する。
【００３３】このような補正を実現する具体的な可変バ
ルブタイミング（ＶＶＴ）制御ルーチンの処理手順は、
図７のフローチャートに示される。本ルーチンは、所定
の周期で実行されるように構成されている。まず、クラ
ンク角センサ５１からの出力に基づいて算出される機関
回転速度ＮＥを取り込む（ステップ１０２）。次いで、
エアフローメータ４０により計測される吸入空気質量流
量とクランク角センサ５１から得られる機関回転速度と
から算出される機関負荷（エンジン１回転当たりの吸入
空気質量）ＧＮを取り込む（ステップ１０４）。次い
で、大気圧センサ４６によって検出される大気圧ＰＡを
取り込む（ステップ１０６）。
【００３４】次いで、大気圧ＰＡに基づいて図８に示さ
れるようなマップを検索して、大気圧（空気密度）補正
係数Ｋpaを求める（ステップ１０８）。この大気圧補正
係数Ｋpaは、平地のときすなわちＰＡ＝ 760mmHgのとき
に 1.0となり、高地に行くほどすなわちＰＡが小さくな
るほど小さくなるよう設定されている。なお、このよう
なマップは、予めＲＯＭ７３に格納されている。次い
で、大気圧補正後機関負荷ＧＮpaを、次式、 ＧＮpa←ＧＮ／Ｋpa に基づいて算出する（ステップ１１０）。
【００３５】そして、この補正後機関負荷ＧＮpaと機関
回転速度ＮＥとに基づいて、前記した図４のマップを参
照することにより、大気圧補正後の吸気弁バルブタイミ
ング変位量ＩＶＴＤpaを求める（ステップ１１２）。な
お、このマップも、予めＲＯＭ７３に格納されている。
【００３６】次いで、こうして求められたＩＶＴＤpaを
吸気弁バルブタイミング変位量の制御目標値ＩＶＴＤt
とする（ステップ１１４）。最後に、実際の吸気弁バル
ブタイミング変位量が制御目標値ＩＶＴＤt となるよう
に、第１の磁気センサ５４及び第２の磁気センサ５５か
らの信号を監視しつつ油圧制御弁６８をフィードバック
制御する。
【００３７】次に、第２の発明に係る第２実施例につい
て説明する。この第２実施例は、検出された機関負荷に
基づいてまず制御目標値を設定した後、その制御目標値
を大気圧が低いほど減少補正することにより、第１実施
例と同様に、高地における高負荷運転域での出力低下を
防止しようとするものである。そのための具体的なＶＶ
Ｔ制御ルーチンの処理手順は、図９のフローチャートに
示される。まず、ステップ２０２〜２０６は、第１実施
例のステップ１０２〜１０６（図７）と同一である。
【００３８】次いで、大気圧ＰＡに基づいて図１０に示
されるようなマップを検索して、大気圧に基づき吸気弁
バルブタイミング変位量の制御目標値を補正するための
補正係数Ｌpaを求める（ステップ２０８）。この補正係
数Ｌpaは、平地のときすなわちＰＡ＝ 760mmHgのときに
1.0となり、高地に行くほどすなわちＰＡが小さくなる
ほど小さくなる。なお、このマップは、予めＲＯＭ７３
に格納されている。次いで、機関負荷ＧＮと機関回転速
度ＮＥとに基づいて、図４のマップを参照することによ
り、吸気弁バルブタイミング変位量ＩＶＴＤo を求める
（ステップ２１０）。
【００３９】こうして求められたＩＶＴＤo を、 ＩＶＴＤt ←ＩＶＴＤo ×Ｌpa なる演算式により補正することにより、吸気弁バルブタ
イミング変位量の制御目標値ＩＶＴＤt を求める（ステ
ップ２１２）。最後に、実際の吸気弁バルブタイミング
変位量が制御目標値ＩＶＴＤt となるように、油圧制御
弁６８をフィードバック制御する。
【００４０】次に、第３の発明に係る第３実施例につい
て説明する。前述した第１実施例では、全負荷域にわた
り機関負荷が大気圧に基づき補正された。しかし、低中
負荷域においてもそのような補正を実施した場合、バル
ブオーバラップ量が増大するため、内部ＥＧＲ量が過大
となり、燃焼悪化を招く可能性がある。第３実施例にお
いては、そのような事情が考慮され、低中負荷域におい
て大気圧に基づく機関負荷補正が禁止される。すなわ
ち、図１１の曲線に示されるように、高負荷域におい
ては大気圧が低下するほど機関負荷が拡大補正される
が、低中負荷域においては補正されないのである。な
お、図１１における曲線及びは、図６の曲線及び
と同一である。
【００４１】第３実施例に係るＶＶＴ制御ルーチンの処
理手順は、図１２のフローチャートに示される。ステッ
プ３０２〜３１２は、第１実施例のステップ１０２〜１
１２（図７）と同一である。次のステップ３１４では、
機関負荷ＧＮと機関回転速度ＮＥとに基づいて、図４の
マップを参照することにより、吸気弁バルブタイミング
変位量ＩＶＴＤo を求める。
【００４２】次に、ステップ３１２及び３１４で求めら
れたＩＶＴＤpa及びＩＶＴＤo とを比較することによ
り、低中負荷域にあるか又は高負荷域にあるかを判定す
る（ステップ３１６）。この比較により負荷判定が可能
な理由は次の通りである。すなわち、吸気弁バルブタイ
ミング変位量が大きいほど内部ＥＧＲ量が増加するとと
もに、許容内部ＥＧＲ量は高負荷ほど増加するため、原
則的には高負荷域にてバルブタイミング変位量は最大と
なる。しかし、ＷＯＴまで最大バルブタイミング変位量
とすると、燃焼悪化に伴い出力の低下を招いてしまう。
そこで、高負荷域では出力要求に合わせるようにするた
め、結果として変位量マップは、中負荷域にて最大値を
持つ。従って、図１３に示されるように、負荷を高地補
正した場合のバルブタイミング変位量ＩＶＴＤpaと、補
正しない場合のバルブタイミング変位量ＩＶＴＤo とを
比較し、 ＩＶＴＤpa＞ＩＶＴＤo のとき、低中負荷域 ＩＶＴＤpa≦ＩＶＴＤo のとき、高負荷域 との判定が可能となる。
【００４３】そして、低中負荷域にあると判定されたと
きにはＩＶＴＤo を、また、高負荷域にあると判定され
たときにはＩＶＴＤpaを、それぞれ吸気弁バルブタイミ
ング変位量の制御目標値ＩＶＴＤt とし（ステップ３１
８，３２０）、その値に基づいて油圧制御弁６８をフィ
ードバック制御する（ステップ３２２）。
【００４４】最後に、第４の発明に係る第４実施例につ
いて説明する。前述した第３実施例では、低中負荷域に
おいて大気圧に基づく機関負荷補正が単に禁止されるだ
けであった。しかし、高地では、吸気管負圧の低下に伴
い、吸気吹き返し量すなわち内部ＥＧＲ量が減少する。
第４実施例は、低中負荷域において最適な内部ＥＧＲ量
が達成されるように吸気吹き返し量の減少を考慮した機
関負荷補正を実施しようというものである。すなわち、
図１４の曲線に示されるように、低中負荷域において
は、第１実施例の曲線と第３実施例の曲線との間に
機関負荷が拡大補正される。なお、図１４における曲線
、及びは、図１１の曲線、及びと同一であ
る。
【００４５】具体的に説明すると、第４実施例に係るＶ
ＶＴ制御ルーチンの制御手順は、図１５のフローチャー
トに示される。第３実施例と異なる部分は、第３実施例
のステップ３１８（図１２）に対応するステップ４１８
のみである。すなわち、ステップ４１８では、 ＩＶＴＤt ←（ＩＶＴＤpa−ＩＶＴＤo ）×ａ＋ＩＶＴ
Ｄo ここで、例えばａ＝０．５ のように、低中負荷域における制御目標値が設定され
る。これにより、高地・低中負荷域においても平地と同
様に最適な内部ＥＧＲ量が達成される。
【００４６】以上の各実施例によれば、機関負荷と機関
回転速度との２次元マップで平高地とも連続的に制御さ
れるので、負荷及びスロットル開度に対するトルク特性
が滑らかとなる。
【００４７】以上、本発明の実施例について述べてきた
が、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、
様々な実施例を案出することは当業者にとって容易なこ
とである。例えば、本実施例においては、可変バルブタ
イミング制御をエンジンＥＣＵにて実現しているが、専
用のＥＣＵにより実現してもよい。また、本発明は、排
気弁に関しても適用可能であろう。さらに、機関負荷と
しては、吸気管圧力も採用することができる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
連続可変式のバルブタイミング可変機構を有する内燃機
関において、大気圧に応じた最適なバルブタイミングを
設定することができる制御装置が提供される。すなわ
ち、第１又は第２の発明によれば、高地において出力低
下を招くことないように適切なバルブタイミングを設定
することが可能となる。第１の発明では、出力性能の観
点から高地では全負荷域にわたり機関負荷が大気圧に基
づき補正される。しかし、低中負荷域においてもそのよ
うな補正を実施した場合、排出ガス浄化性能の向上及び
ポンピング損失の低減による燃費の向上を目的とする内
部排気ガス再循環（内部ＥＧＲ）の観点からみると、そ
の量が過大となり、燃焼悪化を招く。第３の発明によれ
ば、高地・高負荷域における出力低下が防止されるとと
もに、低中負荷域において大気圧に基づく機関負荷補正
が禁止され、過大な内部ＥＧＲ量となることが防止され
る。さらに、第４の発明によれば、高地・高負荷域にお
ける出力低下が防止されるとともに、高地・低中負荷域
において、吸気吹き返し量の減少を考慮して、大気圧に
基づく機関負荷補正がされるため、最適な内部ＥＧＲ量
が高地においても維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る連続可変バルブタイミ
ング制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図
である。
【図２】本発明の一実施例に係るエンジンＥＣＵのハー
ドウェア構成を示すブロック図である。
【図３】吸気弁及び排気弁の開閉時期をクランク角によ
り表したバルブタイミング図である。
【図４】機関回転速度と機関負荷（エンジン１回転当た
りの吸入空気質量）とに基づいて吸気弁バルブタイミン
グ変位量を定めるためのマップである。
【図５】機関回転速度ＮＥ＝2000rpm における、機関負
荷と目標吸気弁バルブタイミング変位量との関係を示す
特性図である。
【図６】第１実施例に係る、大気圧に基づく機関負荷補
正を説明するための特性図である。
【図７】第１実施例に係る可変バルブタイミング制御ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】機関負荷ＧＮに対する大気圧（ＰＡ）補正係数
Ｋpaを定めるマップである。
【図９】第２実施例に係る可変バルブタイミング制御ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】吸気弁バルブタイミング変位量に対する大気
圧（ＰＡ）補正係数Ｌpaを定めるマップである。
【図１１】第３実施例に係る、大気圧に基づく機関負荷
補正を説明するための特性図である。
【図１２】第３実施例に係る可変バルブタイミング制御
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】機関負荷と吸気弁バルブタイミング変位量と
の関係を、平地（ＩＶＴＤo ）及び高地（ＩＶＴＤpa）
について示す特性図である。
【図１４】第４実施例に係る、大気圧に基づく機関負荷
補正を説明するための特性図である。
【図１５】第４実施例に係る可変バルブタイミング制御
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２…エアクリーナ ４…スロットルボデー ５…スロットル弁 ６…サージタンク（インテークマニホルド） ７…吸気管 ８…アイドルアジャスト通路 １０…燃料タンク １１…燃料ポンプ １２…燃料配管 ２０…エンジン本体（気筒） ２１…燃焼室 ２２…冷却水通路 ２３…ピストン ２４…吸気弁 ２６…排気弁 ３０…排気マニホルド ３４…排気管 ３８…触媒コンバータ ４０…エアフローメータ ４１…バキュームセンサ ４２…スロットル開度センサ ４３…吸気温センサ ４４…水温センサ ４５…Ｏ2 センサ ４６…大気圧センサ ５０…基準位置検出センサ ５１…クランク角センサ ５２…アイドルスイッチ ５３…車速センサ ５４…第１の磁気センサ ５５…第２の磁気センサ ６０…燃料噴射弁 ６２…イグナイタ ６３…点火コイル ６４…点火ディストリビュータ ６５…スパークプラグ ６６…アイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ） ６８…油圧制御弁 ７０…エンジンＥＣＵ ７１…ＣＰＵ ７２…システムバス ７３…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７５…Ａ／Ｄ変換回路 ７６…入力インタフェース回路 ７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ…駆動制御回路 ８０…コネクティングロッド ８１…クランクシャフト ８２…磁性体 ８４…タイミングプーリ ８５，８６…カムシャフト ８７，８８…カム ８９，９０…タイミングプーリ ９１…タイミングベルト ９２…バルブタイミング連続可変機構 ９３…磁性体

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気弁又は排気弁の少なくとも一方のバ
    ルブタイミングを連続的に変更することが可能なバルブ
    タイミング連続可変機構と、 機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 前記大気圧検出手段によって検出された大気圧が低いほ
    ど、前記機関負荷検出手段によって検出された機関負荷
    を増大補正する機関負荷補正手段と、 前記機関負荷補正手段によって補正された機関負荷に基
    づいて、前記バルブタイミング連続可変機構に対する目
    標バルブタイミングを設定するバルブタイミング設定手
    段と、 前記機関負荷検出手段によって検出された機関負荷が低
    中負荷域にあるときに前記機関負荷補正手段による補正
    を禁止する機関負荷補正禁止手段と、 を具備する、内燃機関の連続可変バルブタイミング制御
    装置。
  2. 【請求項２】 吸気弁又は排気弁の少なくとも一方のバ
    ルブタイミングを連続的に変更することが可能なバルブ
    タイミング連続可変機構と、 機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 前記大気圧検出手段によって検出された大気圧が低いほ
    ど、前記機関負荷検出手段によって検出された機関負荷
    を増大補正する機関負荷補正手段と、 前記機関負荷補正手段によって補正された機関負荷に基
    づいて、前記バルブタイミング連続可変機構に対する目
    標バルブタイミングを設定するバルブタイミング設定手
    段と、 前記機関負荷検出手段によって検出された機関負荷が低
    中負荷域にあるときに、前記バルブタイミング設定手段
    により設定された目標バルブタイミングを、該目標バル
    ブタイミングと機関負荷により定まるバルブタイミング
    との間の値へと補正するバルブタイミング補正手段と、 を具備する、内燃機関の連続可変バルブタイミング制御
    装置。
  3. 【請求項３】 吸気弁のバルブタイミングを連続的に変
    更することが可能なバルブタイミング連続可変機構と、 機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、 大気圧を検出する大気圧検出手段と、 前記機関負荷検出手段によって検出された機関負荷に基
    づいて、前記バルブタイミング連続可変機構に対する目
    標バルブタイミングを最遅角位置からの変位量として設
    定する変位量設定手段と、 前記大気圧検出手段によって検出された大気圧が低いほ
    ど、前記変位量設定手段によって設定された変位量を減
    少補正する変位量補正手段と、 を具備する、内燃機関の連続可変バルブタイミング制御
    装置。
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