JP4532004B2 - 可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4532004B2 JP4532004B2 JP2001065290A JP2001065290A JP4532004B2 JP 4532004 B2 JP4532004 B2 JP 4532004B2 JP 2001065290 A JP2001065290 A JP 2001065290A JP 2001065290 A JP2001065290 A JP 2001065290A JP 4532004 B2 JP4532004 B2 JP 4532004B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- fuel injection
- timing
- intake
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブオーバラップ量と過給圧とに応じて燃料噴射時期を適正化する可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方の開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいては、エンジン運転状態に応じて吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方のバルブタイミングを変更している。例えば、アイドル時においては、吸気バルブの開閉タイミングを遅角化して排気バルブと吸気バルブとのオーバラップ量を減少させてアイドル回転安定化を図り、また、高負荷運転時には、吸気バルブの開閉タイミングを進角して排気バルブと吸気バルブとのオーバラップ量を増加させて掃気効率の向上によりエンジン出力の向上を図り、更に、低，中負荷運転時には、燃費向上に最適なバルブタイミングを得るようにしている。
【０００３】
しかしながら、可変バルブタイミング機構を介したバルブタイミング制御によりバルブオーバラップ量が大きくなると、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けが多くなるという問題がある。このため、吸気行程直前に燃料噴射を終了する従来の燃料噴射タイミングでは、吸気ポートの吸気バルブ付近に留まった濃い混合気又は燃料がバルブオーバラップ初期に排気側に吹き抜けてしまい、ＨＣの増加、排気管内での未燃焼ガスの燃焼による排気温度の上昇、燃費の悪化等を引き起こす。
【０００４】
このため、可変バルブタイミング機構を備えたエンジンでは、バルブタイミングの変化に対応して燃料噴射時期を制御する技術が採用されている。例えば、特開平６−２４１１０２号公報には、内燃機関の負荷が定常状態である場合は吸気バルブの開弁前の第１の時期を燃料噴射時期とし、内燃機関の負荷が過渡状態である場合は第１の時期以降の第２の時期を燃料噴射時期として、吸気バルブと排気バルブとが共に開弁状態となるバルブオーバラップ時間が長いほど、第２の時期を第１の時期より大きく遅らせる技術が開示されている。この先行技術では、内燃機関の負荷が変動して吸入空気量が過渡的な状態にある場合に、バルブオーバラップ時に排気ガスが吸気管内に逆流するバックフローにより、噴射された燃料が吸気管内壁に付着して要求燃料量と実際に燃焼室内に流入する燃料量との間に差違が生じることを防止し、内燃機関の応答性を改善する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可変バルブタイミング機構に加えて過給機を備えたエンジンでは、定常状態においても過給によって吸気管内の圧力が排気ガス圧力より高い状態が多く、先行技術のように過渡時にのみ燃料噴射時期を遅らせる技術では、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止することはできず、排気吹き返しによるインジェクタの噴射口へのデポジットの堆積やインジェクタ及びその噴射口回りの樹脂製のカバーの熱損傷が発生する虞があり、適正な燃料噴射を継続することは困難である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃料噴射時期をバルブオーバラップ量と過給圧とに応じて適正に遅角化し、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止することのできる可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【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記載の発明は、吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方の開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構と過給機とを備えた可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置であって、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射時期を設定する燃料噴射時期設定手段と、上記可変バルブタイミング機構により可変される吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバラップ量と上記過給機による過給圧とに基づいて燃料噴射時期の遅角量を設定すると共に、上記過給機による過給圧を制御するための制御弁の開度が増加するに従い減少する第１の補正係数またはスロットル弁の開度が減少するに従い減少する第２の補正係数により上記遅角量を補正し、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、上記燃料噴射時期設定手段で設定した燃料噴射時期を遅角化させる燃料噴射時期遅角化手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記燃料噴射時期遅角化手段は、エンジン回転数に基づき第３の補正係数を設定し、この第３の補正係数により上記遅角量を補正することを特徴とする
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明は、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定した燃料噴射時期に対し、可変バルブタイミング機構により可変される吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバラップ量と過給機による過給圧とに基づいて燃料噴射時期の遅角量を設定すると共に、過給機による過給圧を制御するための制御弁の開度が増加するに従い減少する第１の補正係数またはスロットル弁の開度が減少するに従い減少する第２の補正係数により遅角量を補正し、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、燃料噴射時期を遅角化させることで、過給時の吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止する。
【００１３】
その際、請求項２記載の発明のように、エンジン回転数に基づく第３の補正係数により燃料噴射時期の遅角量を補正することで、燃料噴射時期の遅角量を運転状態に応じてより緻密に設定することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図１６は本発明の実施の第１形態に係わり、図１は可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの全体構成図、図２は可変バルブタイミング機構の概略構成図、図３は可変バルブタイミング機構の最進角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図、図４は可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図、図５は排気バルブに対する吸気バルブのバルブタイミングの変化を示す説明図、図６はクランクロータとクランク角センサの正面図、図７は吸気カムプーリの背面図、図８はカムロータとカム位置センサの正面図、図９はクランクパルス、気筒判別パルス、及びカム位置パルスの関係を示すタイムチャート、図１０は電子制御系の回路構成図、図１１はバルブタイミング制御ルーチンのフローチャート、図１２はバルブタイミングの制御領域を示す説明図、図１３は燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンのフローチャート、図１４は基本燃料噴射開始時期の説明図、図１５は噴射時期遅角量の説明図、図１６はＩＮＪＳＴ割込みルーチンのフローチャートである。
【００１５】
先ず、本発明が適用される可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの全体構成について、図１を用いて説明する。同図において、符号１は、可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）であり、図においては、ＤＯＨＣ水平対向型４気筒ガソリンエンジンを示す。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に気筒毎に吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。
【００１６】
エンジン１の吸気系として、各吸気ポート２ａに吸気マニホルド３が連通され、この吸気マニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介してスロットル弁５ａが介装されたスロットルチャンバ５が連通されている。そして、このスロットルチャンバ５の上流にインタークーラ６が介装され、インタークーラ６が吸気管７を介して過給機の一例としてのターボ過給機１７のコンプレッサ１７ｂに連通され、更に、エアクリーナ８を介してエアインテークチャンバ９が連通されている。
【００１７】
また、スロットルチャンバ５にスロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路１０が設けられており、このバイパス通路１０に、バイパス通路１０を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル制御弁（ＩＳＣ弁）１１が介装されている。更に、吸気マニホルド３の各気筒の吸気ポート２ａの直上流にインジェクタ１２が配設され、シリンダヘッド２の各気筒毎に点火プラグ１３が配設されている。尚、点火プラグ１３は、イグナイタ内蔵点火コイル１４（図１０参照）の二次巻線側に接続されている。
【００１８】
一方、エンジン１の排気系としては、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通する排気マニホルド１５により排気が合流され、排気マニホルド１５に排気管１６が接続される。そして、排気管１６にターボ過給機１７のタービン１７ａが介装され、その下流に、触媒１８、マフラ１９が配設されて大気に開放される。ターボ過給機１７は、タービン１７ａに導入する排気のエネルギによりコンプレッサ１７ｂが回転駆動され、空気を吸入、加圧して過給するものであり、タービン１７ａ側に、ダイヤフラム式アクチュエータからなるウェストゲート弁作動用アクチュエータ２０を備えたウェストゲート弁２１が設けられている。
【００１９】
ウェストゲート弁作動用アクチュエータ２０は、ダイヤフラムにより２室に仕切られ、一方が過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに連通する圧力室を形成し、他方がウェストゲート弁２１を閉方向に付勢するスプリングを収納すると共にダイヤフラムとウェストゲート弁２１とを連設するロッドが延出されるスプリング室を形成しており、スプリング室が大気に解放されている。
【００２０】
また、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬは、ウェストゲート弁作動用アクチュエータ２０の圧力室、及びターボ過給機１７のコンプレッサ１７ｂ下流の吸気管７にオリフィス２２を介して連通するポートと、コンプレッサ１７ｂ上流の吸気管７に連通するポートとを有する電磁二方弁であり、後述する電子制御装置６０（図１０参照）から出力される制御信号のデューティ比に応じてコンプレッサ１７ｂ上流の吸気管７に連通するポートの弁開度が調節され、コンプレッサ１７ｂの上流側の圧力と下流側の圧力とが調圧されてウェストゲート弁作動用アクチュエータ２０の圧力室に制御圧が供給され、ウェストゲート弁２１の開度が調節されて過給圧が制御される。
【００２１】
ここで、図１〜図４に基づいて、エンジン１の可変バルブタイミング機構について説明する。エンジン１のクランク軸２３の回転は、左右バンクの各シリンダヘッド２内にそれぞれ配設された各吸気カム軸２４及び各排気カム軸２５に、クランク軸２３に固設されたクランクプーリ２６、タイミングベルト２７、吸気カム軸２４に介装された吸気カムプーリ２８、排気カム軸２５に固設された排気カムプーリ２９等を介して伝達され、クランク軸２３とカム軸２４，２５とが２対１の回転角度となるよう設定されている。そして、吸気カム軸２４に設けられたカム２４ａ、及び排気カム軸２５に設けられた排気カム（図示せず）は、それぞれクランク軸２３と２対１の回転角度に維持される各カム軸２４，２５の回転に基づいて、吸気バルブ３０、排気バルブ３１を開閉駆動する。
【００２２】
図２に示すように、左右バンクの各吸気カム軸２４と吸気カムプーリ２８との間には、吸気カムプーリ２８と吸気カム軸２４とを相対回動してクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の回転位相（変位角）を連続的に変更する油圧駆動式の可変バルブタイミング機構３２が配設されている。この可変バルブタイミング機構３２は、周知のように、リニアソレノイド弁或いはデューティソレノイド弁等からなるオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）によって油圧が切換えられるものであり、後述のエンジン制御用の電子制御装置６０からの駆動信号により作動する。尚、各符号における添え字Ｌ，ＬＨは右バンク、添え字Ｒ，ＲＨは左バンクを表す。
【００２３】
吸気カム軸２４は、シリンダヘッド２及びベアリングキャップ（図示せず）間において回転自在に支持され、吸気カム軸２４の先端部に、図２〜図４に示すように、３つのベーン３３ａを有するベーンロータ３３がボルト３４により一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムプーリ２８には、ハウジング３５及びハウジングカバー３６がボルト３７により一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムプーリ２８の外周には、タイミングベルト２７を掛装するための外歯２８ａが多数形成されている。
【００２４】
そして、吸気カム軸２４が回動自在にハウジングカバー３６を貫通し、吸気カム軸２４に固設されたベーンロータ３３の各ベーン３３ａが吸気カムプーリ２８と一体のハウジング３５に形成された３つの扇状空間部３８に回動自在に収納される。各扇状空間部３８は、それぞれベーン３３ａによって進角室３８ａと遅角室３８ｂとに区画される。
【００２５】
進角室３８ａは、それぞれベーンロータ３３、吸気カム軸２４、シリンダヘッド２に形成された進角側オイル通路３３ｂ，２４ｂ，３９を介してオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）のＡポート４１ａに連通され、また、遅角室３８ｂは、それぞれベーンロータ３３、吸気カム軸２４、シリンダヘッド２に形成された遅角側オイル通路３３ｃ，２４ｃ，４０を介してオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）のＢポート４１ｂに連通されている。
【００２６】
オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）は、オイルパン４２からオイルポンプ４３、オイルフィルタ４４を介してオイルすなわち所定の油圧が供給されるオイル供給通路４５に接続するオイル供給ポート４１ｃと、２つのドレイン通路４６，４７にそれぞれ連通するドレインポート４１ｄ，４１ｆとを有し、４つのランド及び各ランド間に形成された３つのパッセージを有するスプール４１ｇを軸方向に往復動させることで、Ａポート４１ａ，Ｂポート４１ｂと、オイル供給ポート４１ｃ，ドレインポート４１ｄ又は４１ｆとを選択的に連通する。
【００２７】
本形態においては、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）は、後述の電子制御装置６０により電流制御されるリニアソレノイドをアクチュエータとして備える４方向制御弁であり、リニアソレノイドの通電電流に比例してスプール４１ｇが軸方向に移動し、オイルの流れ方向を切換えると共にパッセージの開度を調整し、各進角室３８ａ、遅角室３８ｂに供給する油圧の大きさが調整される。
【００２８】
また、符号３３ｄは、ベーンロータ３３のベーン３３ａに挿通されたストッパピンであり、可変バルブタイミング機構３２が最遅角状態のとき（図４参照）、ハウジング３５に形成された孔３５ａに係合して位置決めを行う。尚、図３は可変バルブタイミング機構３２の最進角状態を示し、図４は可変バルブタイミング機構３２の最遅角状態を示す。
【００２９】
以上の可変バルブタイミング機構３２には、その作動位置を検出するセンサとして、クランク軸２３に軸着されて同期回転するクランクロータ４８外周の所定クランク角毎の突起４８ａ，４８ｂ，４８ｃ（図６参照）を検出し、クランク角を表すクランクパルスを出力するクランク角センサ４９と、吸気カム軸２４の後端に固設されて同期回転するカムロータ５０外周の等角度毎の複数の突起５０ａ（図８参照）を検出し、カム位置を表すカム位置パルスを出力するカム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）とが用いられる。
【００３０】
そして、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）から出力されるカム位置パルスを電子制御装置６０に入力し、該電子制御装置６０によって、クランクパルスとカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の変位角（実バルブタイミング）を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するよう可変バルブタイミング機構３２をフィードバック制御する。
【００３１】
本実施の形態においては、可変バルブタイミング機構３２を吸気カム軸２４側にのみ設け、図５に示すように、排気バルブ３１の開閉タイミングに対し、吸気バルブ３０の開タイミングをエンジン運転状態に応じて変更する。また、本形態で採用するリニアソレノイド式のオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）は、電子制御装置６０から出力される制御電流値が大きいほど、スプール４１ｇが図３に示すように左方向に移動してクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角を進角させ、制御電流値が小さいほど、スプール４１ｇが図４に示すように右方向に移動してクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角を遅角させる。
【００３２】
すなわち、エンジン運転状態に基づいて設定した目標変位角（目標バルブタイミング）に対し、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角が進角しているときには、電子制御装置６０は、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）に出力する制御電流値を減少して可変バルブタイミング機構３２の作動によりクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角を遅角させ、クランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角が遅角しているときには、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）に出力する制御電流値を増加して可変バルブタイミング機構３２の作動によりクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角を進角させる。
【００３３】
オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値が増加すると、スプール４１ｇが図３に示すように左方向に移動し、Ａポート４１ａとオイル供給ポート４１ｃとが連通して可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａが進角側オイル通路３３ｂ，２４ｂ，３９、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）を介してオイル供給通路４５に連通する。また、これと共に、Ｂポート４１ｂとドレインポート４１ｆとが連通することで、可変バルブタイミング機構３２の遅角室３８ｂが遅角側オイル通路３３ｃ，２４ｃ，４０、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）を介してドレイン通路４７に連通する。
【００３４】
その結果、可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａにオイルが供給されて進角室３８ａに作用する油圧が上昇すると共に、遅角室３８ｂ内のオイルのドレインにより遅角室３８ｂに作用する油圧が低下し、図３に示すように、ベーンロータ３３が図の時計回り方向に回動し、吸気カムプーリ２８に対する吸気カム軸２４の回転位相、すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角が進角化されて、吸気カム軸２４の吸気カム２４ａによって駆動される吸気バルブ３０の開閉タイミングが進角される。
【００３５】
逆に、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値が減少すると、スプール４１ｇが図４に示すように右方向に移動し、Ａポート４１ａとドレインポート４１ｄとが連通して可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａが進角側オイル通路３３ｂ，２４ｂ，３９、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）を介してドレイン通路４６に連通する。また、これと共に、Ｂポート４１ｂとオイル供給ポート４１ｃとが連通することで、可変バルブタイミング機構３２の遅角室３８ｂが遅角側オイル通路３３ｃ，２４ｃ，４０、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）を介してオイル供給通路４５に連通する。
【００３６】
これにより、可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａ内のオイルのドレインにより進角室３８ａに作用する油圧が低下すると共に、遅角室３８ｂにオイルが供給されて遅角室３８ｂに作用する油圧が上昇し、図４に示すように、ベーンロータ３３が図の反時計回り方向に回動し、吸気カムプーリ２８に対する吸気カム軸２４の回転位相、すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角が遅角化されて、吸気カム軸２４の吸気カム２４ａによって駆動される吸気バルブ３０の開閉タイミングが遅角される。
【００３７】
次に、エンジン運転状態を検出するためのセンサ類について説明する。吸気管７のエアクリーナ８の直下流には、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ５２が介装されている。また、スロットルチャンバ５に配設されたスロットル弁５ａにスロットル開度センサ５３が連設され、エアチャンバ４に吸気管圧力センサ５４が臨まされている。更に、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ５５が取付けられ、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路１ｂに冷却水温センサ５６が臨まされている。
【００３８】
また、各バンクの排気マニホルド１５が合流する合流部に空燃比センサ５７が配設されており、エンジン１のクランク軸２３に軸着するクランクロータ４８の外周にクランク角センサ４９が対設され、クランク軸２３に対し１／２回転する吸気カムプーリ２８の裏面に気筒判別センサ５８が対設されている（図２参照）。更に、吸気カム軸２４の後端に固設されたカムロータ５０の外周に、カム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）が対設されている。
【００３９】
クランクロータ４８は、図６に示すように、その外周に突起４８ａ，４８ｂ，４８ｃが形成され、これらの各突起４８ａ，４８ｂ，４８ｃが、各気筒（＃１，＃２気筒と＃３，＃４気筒）の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）θ１，θ２，θ３の位置に形成されている。本形態においては、θ１＝９７°ＣＡ，θ２＝６５°ＣＡ，θ３＝１０°ＣＡである。
【００４０】
また、図７に示すように、吸気カムプーリ２８の裏面の外周側に、気筒判別用の突起２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが形成され、突起２８ｂが＃３，＃４気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ４の位置に形成され、突起２８ｃが３個の突起で構成されて最初の突起が＃１気筒のＡＴＤＣθ５の位置に形成されている。更に、突起２８ｄが２個の突起で形成され、最初の突起が＃２気筒のＡＴＤＣθ６の位置に形成されている。尚、本形態においては、θ４＝２０°ＣＡ，θ５＝５°ＣＡ，θ６＝２０°ＣＡである。また、これら気筒判別用の突起２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ、及び気筒判別センサ５８は、一方のバンクのみに設けられる。
【００４１】
さらに、本形態で採用するエンジン１が４気筒エンジンであるのに対応して、カムロータ５０は、図８に示すように、その外周にカム位置検出用の突起５０ａが１８０°ＣＡの等角度毎に１個づつ計４個形成されている。そして、これら各突起５０ａは、可変バルブタイミング機構３２の作動によって、各気筒の圧縮上死点を基準として、θ７＝ＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１０°ＣＡの間で変化する。
【００４２】
尚、図８においては、ＲＨ側の吸気カム軸２４に固設されているカムロータ５０を示すが、ＬＨ側の吸気カム軸２４にも、同様にカムロータ５０が固設され、その外周にカム位置検出用の突起５０ａが１８０°ＣＡの等角度毎に４個形成されており、これら各突起５０ａは、可変バルブタイミング機構３２の作動によって、各気筒の圧縮上死点を基準として、θ８＝ＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１０°ＣＡの間で変化する。
【００４３】
そして、図９のタイムチャートに示すように、エンジン運転に伴い、クランク軸２３、吸気カムプーリ２８、及び吸気カム軸２４の回転により、クランクロータ４８及びカムロータ５０が回転して、クランクロータ４８の各突起４８ａ，４８ｂ，４８ｃがクランク角センサ４９によって検出され、クランク角センサ４９からθ１，θ２，θ３（ＢＴＤＣ９７°，６５°，１０°ＣＡ）の各クランクパルスがエンジン１／２回転（１８０°ＣＡ）毎に出力される。
【００４４】
また、θ３クランクパルスとθ１クランクパルスとの間で吸気カムプーリ２８の各突起２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが気筒判別センサ５８によって検出され、気筒判別センサ５８から所定数の気筒判別パルスが出力される。更に、可変バルブタイミング機構３２によってクランク軸２３に対し回転位相が変化する右バンク，左バンクの各吸気カム軸２４の後端に固設されたカムロータ５０の各突起５０ａがカム位置センサ５１Ｒ，５１Ｌによって検出され、カム位置センサ５１Ｒ，５１Ｌからそれぞれθ７，θ８のカム位置パルスが出力される。
【００４５】
そして、以下の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）６０において、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルスの入力間隔時間に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出し、また、各気筒の燃焼行程順（例えば、＃１気筒→＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒）と、気筒判別センサ５８からの気筒判別パルスをカウンタによって計数した値とのパターンに基づいて、燃焼行程気筒、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒の気筒判別を行う。さらに、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルス（例えば、突起４８ｂに対応するθ２クランクパルス）、及び、カム位置センサ５１Ｒ，５１Ｌから出力されるθ７，θ８カム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の実変位角（実バルブタイミング）を算出する。
【００４６】
ＥＣＵ６０は、前述の各種センサ・スイッチ類からの信号を処理して各種アクチュエータ類に対する制御量を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、過給圧制御、吸気バルブ３０に対するバルブタイミング制御等を行うものである。図１０に示すように、ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、バックアップＲＡＭ６４、カウンタ・タイマ群６５、Ｉ／Ｏインターフェース６６がバスラインを介して接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定電圧回路６７、Ｉ／Ｏインターフェース６６に接続される駆動回路６８、Ａ／Ｄ変換器６９等の周辺回路が内蔵されている。
【００４７】
尚、カウンタ・タイマ群６５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、クランク角センサ信号（クランクパルス）の入力間隔計時用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマが用いられる。
【００４８】
定電圧回路６７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー７０の第１のリレー接点を介してバッテリ７１に接続されている。電源リレー７０は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路６８に接続されている。尚、電源リレー７０の第２のリレー接点には、バッテリ７１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。
【００４９】
また、バッテリ７１には、イグニッションスイッチ７２の一端が接続され、このイグニッションスイッチ７２の他端がＩ／Ｏインターフェース６６の入力ポートに接続されている。また、定電圧回路６７は、直接、バッテリ７１に接続されており、イグニッションスイッチ７２のＯＮが検出されて電源リレー７０の接点が閉になると、ＥＣＵ６０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ７２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ６４にバックアップ用の電源を供給する。
【００５０】
また、Ｉ／Ｏインターフェース６６の入力ポートには、ノックセンサ５５、クランク角センサ４９、気筒判別センサ５８、カム位置センサ５１Ｒ，５１Ｌ、車速を検出するための車速センサ５９等が接続され、更に、Ａ／Ｄ変換器６９を介して、吸入空気量センサ５２、スロットル開度センサ５３、吸気管圧力センサ５４、冷却水温センサ５６、空燃比センサ５７等が接続されると共に、バッテリ電圧ＶBが入力されてモニタされる。一方、Ｉ／Ｏインターフェース６６の出力ポートには、ＩＳＣ弁１１、インジェクタ１２、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬ、オイルフロー制御弁４１Ｒ，４１Ｌ、電源リレー７０のリレーコイルが駆動回路６８を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵点火コイル１４が接続されている。
【００５１】
ＣＰＵ６１では、ＲＯＭ６２に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／０インターフェース６６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ６３に格納される各種データ、及びバックアップＲＡＭ６４に格納されている各種学習値データ，ＲＯＭ６２に記憶されている固定データ等に基づき、インジェクタ１２、イグナイタ内蔵点火コイル１４、ＩＳＣ弁１１、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬ、オイルフロー制御弁４１Ｒ，４１Ｌ等に対する制御量を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、ＩＳＣ制御、過給圧制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。
【００５２】
ここで、ＥＣＵによる燃料噴射制御においては、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定した燃料噴射時期を、可変バルブタイミング機構３２を介したバルブタイミング制御により吸気バルブ３０と排気バルブ３１とが共に開弁状態となるバルブオーバラップ量、及び、ターボ過給機１７を介した過給圧制御による過給圧を考慮して遅角化する。そして、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、燃料噴射時期を遅角化させることで、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止する。
【００５３】
すなわち、ＥＣＵ６０は、本発明に係わる燃料噴射時期設定手段、燃料噴射時期遅角化手段としての機能を実現する。以下、ＥＣＵ６０による燃料噴射時期の遅角化に係わる処理について、図１１，１３，１６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
図１１は、ＥＣＵ６０において所定周期（所定時間）毎に実行されるバルブタイミング制御ルーチンであり、このルーチンでは、先ず、ステップＳ１０１で、エンジン負荷としての基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数ＮＥとに基づいてテーブルを参照し、補間計算により目標バルブタイミング（目標変位角）ＶＴＴＧＴを設定する（ＶＴＴＧＴ←ＴＢＬ（Ｔｐ，ＮＥ））。
【００５５】
図１２に示すように、バルブタイミング制御においては、エンジン負荷とエンジン回転数とによる運転状態に応じて４つの制御領域に分け、それぞれ目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを設定してエンジン１を最適な状態に制御するようにしており、低負荷低回転のアイドル領域においては、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを０°として、吸気バルブ３０の開閉タイミングを進角量＝０°の最遅角状態に制御し、排気バルブ３１と吸気バルブ３０とのオーバラップをなくしてアイドル回転安定化を図る。
【００５６】
また、中負荷運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを小〜中の進角量に設定し、吸気バルブ３０の開閉タイミングを進角側に制御し、排気バルブ３１と吸気バルブ３０とのオーバラップ量を大きくして内部ＥＧＲ率を増加することで、エンジンのポンピングロスを低減して燃費の向上を図る。高負荷運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを進角量大に設定して吸気バルブ３０の開閉タイミングを中負荷域よりも進角側に制御し、排気バルブ３１と吸気バルブ３０とのオーバラップ量を更に増加させて充填効率及び掃気効率を高め、エンジン出力を向上する。更に、低負荷高回転の運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを進角量小として吸気バルブ３０の開閉タイミングを遅角側に制御し、バルブオーバラップ量を減少させてエンジンの過回転を防止する。
【００５７】
そして、ステップ１０１で目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを設定した後、ステップＳ１０２へ進み、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルスとカム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づき、クランク軸２３に対する吸気カム軸２４の実バルブタイミング（実変位角）ＶＴを算出する。この実バルブタイミングＶＴの算出は、具体的には、クランクパルスによって算出されるエンジン回転数ＮＥから単位角度当たりの回転時間を求め、この単位角度回転当たりの時間に、θ２クランクパルスが入力してからθ７，θ８カム位置パルスが入力するまでの時間を乗算することで、θ２クランクパルスによる基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角ＶＴに換算することで行われる。
【００５８】
次いで、ステップＳ１０３へ進み、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の保持電流値ＩＶＴＨに、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの偏差に比例ゲインＫを乗算したフィードバック電流値（Ｋ×（ＶＴＴＧＴ−ＶＴ））を加算し、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値ＩＶＴを算出する。そして、ステップＳ１０４で、制御電流値ＩＶＴによる制御電流を駆動回路６８を介してオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）に出力すべく、制御電流値ＩＶＴをセットして、ルーチンを抜ける。
【００５９】
保持電流値ＩＶＴＨは、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）のスプール４１ｇを、そのランドを以ってＡポート４１ａ及びＢポート４１ｂを閉塞する位置に保持し、シリンダヘッド２側の進角側オイル通路３９、遅角側オイル通路４０を、オイルフロー制御弁４１Ｌ（４１Ｒ）のオイル供給ポート４１ｃ、ドレインポート４１ｄ，４１ｆから遮断することで、可変バルブタイミング機構３２のベーンロータ３３を進角側にも遅角側にも変位させず、所定の目標バルブタイミングに収束した定常状態に保持するための電流値であり、個別の制御系のオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）毎に学習される。
【００６０】
そして、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値ＩＶＴは、保持電流値ＩＶＴＨに対して目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの偏差に応じたフィードバック電流値（Ｋ×（ＶＴＴＧＴ−ＶＴ））により増減され（例えば、ＩＶＴ＝１００ｍＡ〜１０００ｍＡ）、スプール４１ｇのストロークが変更されて、進角側オイル通路３９或いは遅角側オイル通路４０とオイル供給通路４５との接続量、進角側オイル通路３９或いは遅角側オイル通路４０とドレイン通路４６，４７との接続量が０〜１００％の間で変更され、実バルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに収束するようフィードバック制御される。
【００６１】
すなわち、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対し、実バルブタイミングＶＴが遅角しているときには、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値ＩＶＴが増加され、スプール４１ｇが進角側オイル通路３９とオイル供給通路４５との接続量及び遅角側オイル通路４０とドレイン通路４７との接続量を増加する方向に移動する。これにより、可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａの油圧が上昇すると共に遅角室３８ｂの油圧が低下し、ベーンロータ３３が時計回り方向（図３参照）に回動し、吸気カムプーリ２８に対する吸気カム軸２４の回転位相すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の回転位相（変位角）が進角化され、吸気カム軸２４の吸気カム２４ａによって駆動される吸気バルブ３０の開閉タイミングが進角される。
【００６２】
また、逆に、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対し、実バルブタイミングＶＴが進角しているときには、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値ＩＶＴが減少され、スプール４１ｇが遅角側オイル通路４０とオイル供給通路４５との接続量及び進角側オイル通路３９とドレイン通路４６との接続量を増加する方向に移動する。これにより、可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａの進角室３８ａの油圧が低下すると共に遅角室３８ｂの油圧が上昇し、ベーンロータ３３が反時計回り方向（図４参照）に回動し、吸気カムプーリ２８に対する吸気カム軸２４の回転位相すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の回転位相（変位角）が遅角化され、吸気カム軸２４の吸気カム２４ａによって駆動される吸気バルブ３０の開閉タイミングが遅角される。
【００６３】
そして、実バルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに収束すると（ＶＴＴＧＴ＝ＶＴ）、フィードバック電流値が０となってオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）のスプール４１ｇが進角側オイル通路３９及び遅角側オイル通路４０を閉塞する位置に移動し、可変バルブタイミング機構３２のベーンロータ３３が停止・保持される。
【００６４】
以上のバルブタイミング制御により、中・高負荷運転領域でバルブオーバラップ量が大きくなると、これに呼応して、燃料噴射制御においては、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、燃料噴射時期を遅角する。以下、燃料噴射制御に係わる処理について説明する。
【００６５】
図１３は、所定周期（所定時間）毎に実行される燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンであり、先ず、ステップＳ２０１で、吸入空気量Ｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本燃料噴射量を定める基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを算出し（Ｔｐ←Ｋ×Ｑ／ＮＥ；Ｋはインジェクタ特性補正定数）、ステップＳ２０２で、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐに各種補正項を乗算及び加算してエンジンへ供給する最終的な燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出する。基本燃料噴射パルス幅Ｔｐに対する補正乗算項としては、例えば、冷却水温補正、加減速補正、全開増量補正、アイドル後増量補正等に係わる各種補正係数ＣＯＥＦ、空燃比センサ５７の出力に基づく空燃比補正に係わる空燃比フィードバック補正係数α、吸入空気量センサ５２等の吸入空気量計測系及びインジェクタ１２等の燃料供給系の生産時のバラツキや経時劣化等を補正するための空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣ、燃料カットのための燃料カット係数ＫＦＣがあり、また、補正加算項としては、バッテリ電圧ＶBに応じて変化するインジェクタ１２の無効噴射時間を補正するための電圧補正パルス幅Ｔｓがある。そして、これらの補正項により、最終的な燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出する（Ｔｉ←Ｔｐ×ＣＯＥＦ×α×ＫＢＬＲＣ×ＫＦＣ＋Ｔｓ）。
【００６６】
次に、ステップＳ２０３へ進み、エンジン負荷としての燃料噴射パルス幅Ｔｉとエンジン回転数ＮＥとに基づきテーブルを補間計算付で参照して基本燃料噴射開始噴射時期ＩＮＪＳＴＢを設定する（ＩＮＪＳＴＢ←ＴＢＬ（Ｔｉ，ＮＥ）。基本燃料噴射開始噴射時期ＩＮＪＳＴＢは、図１４に示すように、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射パルス幅Ｔｉとをパラメータとする各運転領域毎に、空気利用率を高めて吸入空気と燃料との良好な混合を得るに最適な噴射開始時期を予めシミュレーション或いは実験等から求めたものであり、低負荷域から高負荷域に移行するほど噴射開始時期を進角させる。
【００６７】
続くステップＳ２０４では、実バルブタイミングＶＴに基づきバルブオーバラップ量ＶＯＲを算出し、ステップＳ２０５で、バルブオーバラップ量ＶＯＲと、吸気管圧力センサ５４によりセンシングした実過給圧Ｐとに基づいてテーブルを補間計算付で参照し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを設定する（ＲＩＮＪ←ＴＢＬ（ＶＯＲ，Ｐ））。噴射時期遅角量ＲＩＮＪは、図１５に示すように、バルブオーバラップ量ＶＯＲと実過給圧Ｐとをパラメータとする各運転領域毎に、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止するに適正な遅角量を予めシミュレーション或いは実験等から求めたものであり、バルブオーバラップ量ＶＯＲが小さく実過給圧Ｐが低い領域ほど吹き抜けの影響が小さいため、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを小さくし、バルブオーバラップ量ＶＯＲが大きく実過給圧Ｐが高い領域ほど吹き抜けの影響が大きくなるため、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを大きくする。
【００６８】
その後、ステップＳ２０６へ進み、基本燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴＢに、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを加算し、最終的な燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴを設定する（ＩＮＪＳＴ←ＩＮＪＳＴＢ＋ＲＩＮＪ）。本実施の形態では、時間制御方式を採用し、該当気筒に対する燃料噴射開始時期をθ１クランクパルス入力後の時間によって制御するため、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを基本燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴＢに加算項として与えることで、燃料噴射開始時期を遅角補正する。そして、ステップＳ２０７，Ｓ２０８で、燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴ、燃料噴射パルス幅Ｔｉを、それぞれ噴射タイマにセットし、ルーチンを抜ける。
【００６９】
そして、噴射タイマによる計時がスタートして燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴに達すると、図１６のＩＮＪＳＴ割込みルーチンが起動する。このルーチンでは、ステップＳ３０１で燃料噴射パルス幅Ｔｉの駆動信号をインジェクタ１２に出力してインジェクタ１２からの燃料噴射を開始させ、ルーチンを抜ける。
【００７０】
すなわち、図９のタイムチャートに破線で示すように、インジェクタ１２に出力する燃料噴射パルス幅Ｔｉによる燃料噴射時期を、エンジン負荷とエンジン回転数に基づいて設定される燃料噴射時期をバルブオーバラップ量に応じて遅角化する。これにより、バルブオーバラップ時の排気吹き返しを防止して適正な燃料噴射を継続することができ、インジェクタ１２の噴射口へのデポジットの堆積やインジェクタ１２及びその噴射口回りの熱損傷を回避すると共に、排気エミッションや燃費の悪化を防止することができる。
【００７１】
図１７〜図２０は本発明の実施の第２形態に係わり、図１７は燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンのフローチャート、図１８は第１の補正係数の説明図、図１９は第２の補正係数の説明図、図２０は第３の補正係数の説明図である。
【００７２】
第２形態は、ウェストゲート弁２１の開度、スロットル弁５ａの開度、エンジン回転数等の運転状態に応じて噴射時期遅角量ＲＩＮＪを補正し、より緻密に燃料噴射時期を制御するものである。このため、第２形態においては、第１形態の燃料噴射量・噴射時期設定ルーチン（図１３参照）に若干の処理を追加する。
【００７３】
すなわち、図１７に示すように、第２形態の燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンでは、第１形態で説明したステップＳ２０１〜Ｓ２０５を経てステップＳ２０５−１へ進み、ウェストゲート弁２１の開度に対応する過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに対する制御量（本形態ではデューティ比ＤＵＴＹ）に基づいてテーブルを補間計算付で参照し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを適正率補正するための第１の補正係数Ｒ１を設定する。
【００７４】
第１の補正係数Ｒ１は、ウェストゲート弁２１の開度が大きくなると、ターボ過給機１７のタービン効率が低下することから、同じ過給圧を得るためには排圧が高くなり、吹き抜けの影響が小さくなることを考慮し、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに対する制御信号のデューティ比ＤＵＴＹをパラメータとして予めシミュレーション或いは実験などにより噴射時期遅角量ＲＩＮＪに対する適正な補正率を求めたものである。すなわち、図１８に示すように、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに対する制御信号のデューティ比ＤＵＴＹが設定値以下（ウェストゲート弁２１の開度が設定開度以下）で実質補正なしのＲ１＝１とし、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに対する制御信号のデューティ比ＤＵＴＹが大きくなるほど（ウェストゲート弁２１の開度が大きくなるほど）、１＞Ｒ１として燃料噴射時期の過大な遅角化を防止する。
【００７５】
次に、ステップＳ２０５−１からステップＳ２０５−２へ進み、スロットル開度ＴＨＶに基づいてテーブルを補間計算付で参照し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを適正率補正するための第２の補正係数Ｒ２を設定する。第２の補正係数Ｒ２は、スロットル弁５ａの開度が小さいほど、スロットル弁５ａ上流側の圧力が高くなり、排気圧が高くなって吹き抜けの影響が小さくなることを考慮し、スロットル開度ＴＨＶをパラメータとして予めシミュレーション或いは実験などにより噴射時期遅角量ＲＩＮＪに対する適正な補正率を求めたものである。すなわち、図１９に示すように、設定スロットル開度で実質補正無しのＲ２＝１として、スロットル開度が小さくなるほど、１＞Ｒ２として燃料噴射時期の過大な遅角化を防止する。
【００７６】
続くステップＳ２０５−３では、エンジン回転数ＮＥに基づいてテーブルを補間計算付で参照し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを適正率補正するための第３の補正係数Ｒ３を設定する。第３の補正係数Ｒ３は、エンジン回転数によって排気の脈動が変化し、吸気側から排気側への吹き抜け量が変化することを考慮し、エンジン回転数ＮＥをパラメータとして予めシミュレーション或いは実験などにより噴射時期遅角量ＲＩＮＪに対する適正な補正率を求めたものである。すなわち、図２０に示すように、実質補正無しのＲ３＝１に対し、エンジン回転数ＮＥが高くなるに従い、１＞Ｒ３として燃料噴射時期の過大な遅角化を防止する。
【００７７】
その後、ステップＳ２０５−４へ進み、噴射時期遅角量ＲＩＮＪに第１，第２，第３の補正係数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を乗算し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを補正する（ＲＩＮＪ←ＲＩＮＪ×Ｒ１×Ｒ２×Ｒ３）。そして、ステップＳ２０５−４からステップＳ２０６へ進み、基本燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴＢに補正された噴射時期遅角量ＲＩＮＪを加算して最終的な燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴを設定し（ＩＮＪＳＴ←ＩＮＪＳＴＢ＋ＲＩＮＪ）、ステップＳ２０７，Ｓ２０８で、燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴ、燃料噴射パルス幅Ｔｉを、それぞれ噴射タイマにセットしてルーチンを抜ける。
【００７８】
第２形態では、前述の第１形態と同様、バルブオーバラップ時の排気吹き返しを防止して適正な燃料噴射を継続することができるばかりでなく、吸気側及び排気側の圧力状態を考慮するため、燃料噴射時期の遅角量をより緻密に設定することができ、制御性を向上することができる。
【００７９】
尚、本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、各実施の形態は、燃料噴射開始時期を基準として燃料噴射時期を設定しているが、燃料噴射終了時期を基準として定め、燃料噴射終了時期から燃料噴射パルス幅により逆算して燃料噴射開始時期を設定しても良い。
【００８０】
また、各実施の形態では、吸気カム軸側にのみ可変バルブタイミング機構を配設したエンジンに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されず、可変バルブタイミング機構を吸気カム軸と排気カム軸との少なくとも一方に配設したものであれば良い。
【００８１】
更に、各実施の形態においては、連続可変バルブタイミング機構付エンジンに適用した例につき説明したが、これに限定されず、可変バルブタイミング機構として、特開平７−１１９８１号公報等に開示されるような低速カムと高速カムとを選択的に切換えるものに適用することも可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、燃料噴射時期をバルブオーバラップ量と過給圧とに応じて適正に遅角化して吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止することができ、インジェクタの噴射口へのデポジットの堆積やインジェクタ及びその噴射口回りの熱損傷を未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの全体構成図
【図２】同上、可変バルブタイミング機構の概略構成図
【図３】同上、可変バルブタイミング機構の最進角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図４】同上、可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図５】同上、排気バルブに対する吸気バルブのバルブタイミングの変化を示す説明図
【図６】同上、クランクロータとクランク角センサの正面図
【図７】同上、吸気カムプーリの背面図
【図８】同上、カムロータとカム位置センサの正面図
【図９】同上、クランクパルス、気筒判別パルス、及びカム位置パルスの関係を示すタイムチャート
【図１０】同上、電子制御系の回路構成図
【図１１】同上、バルブタイミング制御ルーチンのフローチャート
【図１２】同上、バルブタイミングの制御領域を示す説明図
【図１３】同上、燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンのフローチャート
【図１４】同上、基本燃料噴射開始時期の説明図
【図１５】同上、噴射時期遅角量の説明図
【図１６】同上、ＩＮＪＳＴ割込みルーチンのフローチャート
【図１７】本発明の実施の第２形態に係わり、燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンのフローチャート
【図１８】同上、第１の補正係数の説明図
【図１９】同上、第２の補正係数の説明図
【図２０】同上、第３の補正係数の説明図
【符号の説明】
１ 可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジン
１７ ターボ過給機（過給機）
３０ 吸気バルブ
３１ 排気バルブ
３２ 可変バルブタイミング機構
６０ 電子制御装置（燃料噴射時期設定手段、燃料噴射時期遅角化手段）
ＮＥ エンジン回転数
ＶＯＲ バルブオーバラップ量
Ｐ 過給圧
ＩＮＪＳＴ 燃料噴射開始時期
ＲＩＮＪ 噴射時期遅角量
ＤＵＴＹ デューティ比（過給圧を制御するための制御弁の開度）
ＴＨＶ スロットル開度（スロットル弁の開度）
Ｒ１ 第１の補正係数
Ｒ２ 第２の補正係数
Ｒ３ 第３の補正係数
【発明の属する技術分野】
本発明は、バルブオーバラップ量と過給圧とに応じて燃料噴射時期を適正化する可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方の開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいては、エンジン運転状態に応じて吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方のバルブタイミングを変更している。例えば、アイドル時においては、吸気バルブの開閉タイミングを遅角化して排気バルブと吸気バルブとのオーバラップ量を減少させてアイドル回転安定化を図り、また、高負荷運転時には、吸気バルブの開閉タイミングを進角して排気バルブと吸気バルブとのオーバラップ量を増加させて掃気効率の向上によりエンジン出力の向上を図り、更に、低，中負荷運転時には、燃費向上に最適なバルブタイミングを得るようにしている。
【０００３】
しかしながら、可変バルブタイミング機構を介したバルブタイミング制御によりバルブオーバラップ量が大きくなると、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けが多くなるという問題がある。このため、吸気行程直前に燃料噴射を終了する従来の燃料噴射タイミングでは、吸気ポートの吸気バルブ付近に留まった濃い混合気又は燃料がバルブオーバラップ初期に排気側に吹き抜けてしまい、ＨＣの増加、排気管内での未燃焼ガスの燃焼による排気温度の上昇、燃費の悪化等を引き起こす。
【０００４】
このため、可変バルブタイミング機構を備えたエンジンでは、バルブタイミングの変化に対応して燃料噴射時期を制御する技術が採用されている。例えば、特開平６−２４１１０２号公報には、内燃機関の負荷が定常状態である場合は吸気バルブの開弁前の第１の時期を燃料噴射時期とし、内燃機関の負荷が過渡状態である場合は第１の時期以降の第２の時期を燃料噴射時期として、吸気バルブと排気バルブとが共に開弁状態となるバルブオーバラップ時間が長いほど、第２の時期を第１の時期より大きく遅らせる技術が開示されている。この先行技術では、内燃機関の負荷が変動して吸入空気量が過渡的な状態にある場合に、バルブオーバラップ時に排気ガスが吸気管内に逆流するバックフローにより、噴射された燃料が吸気管内壁に付着して要求燃料量と実際に燃焼室内に流入する燃料量との間に差違が生じることを防止し、内燃機関の応答性を改善する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可変バルブタイミング機構に加えて過給機を備えたエンジンでは、定常状態においても過給によって吸気管内の圧力が排気ガス圧力より高い状態が多く、先行技術のように過渡時にのみ燃料噴射時期を遅らせる技術では、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止することはできず、排気吹き返しによるインジェクタの噴射口へのデポジットの堆積やインジェクタ及びその噴射口回りの樹脂製のカバーの熱損傷が発生する虞があり、適正な燃料噴射を継続することは困難である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃料噴射時期をバルブオーバラップ量と過給圧とに応じて適正に遅角化し、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止することのできる可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。
【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記載の発明は、吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方の開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構と過給機とを備えた可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置であって、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射時期を設定する燃料噴射時期設定手段と、上記可変バルブタイミング機構により可変される吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバラップ量と上記過給機による過給圧とに基づいて燃料噴射時期の遅角量を設定すると共に、上記過給機による過給圧を制御するための制御弁の開度が増加するに従い減少する第１の補正係数またはスロットル弁の開度が減少するに従い減少する第２の補正係数により上記遅角量を補正し、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、上記燃料噴射時期設定手段で設定した燃料噴射時期を遅角化させる燃料噴射時期遅角化手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記燃料噴射時期遅角化手段は、エンジン回転数に基づき第３の補正係数を設定し、この第３の補正係数により上記遅角量を補正することを特徴とする
【００１２】
すなわち、請求項１記載の発明は、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定した燃料噴射時期に対し、可変バルブタイミング機構により可変される吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバラップ量と過給機による過給圧とに基づいて燃料噴射時期の遅角量を設定すると共に、過給機による過給圧を制御するための制御弁の開度が増加するに従い減少する第１の補正係数またはスロットル弁の開度が減少するに従い減少する第２の補正係数により遅角量を補正し、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、燃料噴射時期を遅角化させることで、過給時の吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止する。
【００１３】
その際、請求項２記載の発明のように、エンジン回転数に基づく第３の補正係数により燃料噴射時期の遅角量を補正することで、燃料噴射時期の遅角量を運転状態に応じてより緻密に設定することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図１６は本発明の実施の第１形態に係わり、図１は可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの全体構成図、図２は可変バルブタイミング機構の概略構成図、図３は可変バルブタイミング機構の最進角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図、図４は可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図、図５は排気バルブに対する吸気バルブのバルブタイミングの変化を示す説明図、図６はクランクロータとクランク角センサの正面図、図７は吸気カムプーリの背面図、図８はカムロータとカム位置センサの正面図、図９はクランクパルス、気筒判別パルス、及びカム位置パルスの関係を示すタイムチャート、図１０は電子制御系の回路構成図、図１１はバルブタイミング制御ルーチンのフローチャート、図１２はバルブタイミングの制御領域を示す説明図、図１３は燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンのフローチャート、図１４は基本燃料噴射開始時期の説明図、図１５は噴射時期遅角量の説明図、図１６はＩＮＪＳＴ割込みルーチンのフローチャートである。
【００１５】
先ず、本発明が適用される可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの全体構成について、図１を用いて説明する。同図において、符号１は、可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）であり、図においては、ＤＯＨＣ水平対向型４気筒ガソリンエンジンを示す。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に気筒毎に吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。
【００１６】
エンジン１の吸気系として、各吸気ポート２ａに吸気マニホルド３が連通され、この吸気マニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介してスロットル弁５ａが介装されたスロットルチャンバ５が連通されている。そして、このスロットルチャンバ５の上流にインタークーラ６が介装され、インタークーラ６が吸気管７を介して過給機の一例としてのターボ過給機１７のコンプレッサ１７ｂに連通され、更に、エアクリーナ８を介してエアインテークチャンバ９が連通されている。
【００１７】
また、スロットルチャンバ５にスロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路１０が設けられており、このバイパス通路１０に、バイパス通路１０を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル制御弁（ＩＳＣ弁）１１が介装されている。更に、吸気マニホルド３の各気筒の吸気ポート２ａの直上流にインジェクタ１２が配設され、シリンダヘッド２の各気筒毎に点火プラグ１３が配設されている。尚、点火プラグ１３は、イグナイタ内蔵点火コイル１４（図１０参照）の二次巻線側に接続されている。
【００１８】
一方、エンジン１の排気系としては、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通する排気マニホルド１５により排気が合流され、排気マニホルド１５に排気管１６が接続される。そして、排気管１６にターボ過給機１７のタービン１７ａが介装され、その下流に、触媒１８、マフラ１９が配設されて大気に開放される。ターボ過給機１７は、タービン１７ａに導入する排気のエネルギによりコンプレッサ１７ｂが回転駆動され、空気を吸入、加圧して過給するものであり、タービン１７ａ側に、ダイヤフラム式アクチュエータからなるウェストゲート弁作動用アクチュエータ２０を備えたウェストゲート弁２１が設けられている。
【００１９】
ウェストゲート弁作動用アクチュエータ２０は、ダイヤフラムにより２室に仕切られ、一方が過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに連通する圧力室を形成し、他方がウェストゲート弁２１を閉方向に付勢するスプリングを収納すると共にダイヤフラムとウェストゲート弁２１とを連設するロッドが延出されるスプリング室を形成しており、スプリング室が大気に解放されている。
【００２０】
また、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬは、ウェストゲート弁作動用アクチュエータ２０の圧力室、及びターボ過給機１７のコンプレッサ１７ｂ下流の吸気管７にオリフィス２２を介して連通するポートと、コンプレッサ１７ｂ上流の吸気管７に連通するポートとを有する電磁二方弁であり、後述する電子制御装置６０（図１０参照）から出力される制御信号のデューティ比に応じてコンプレッサ１７ｂ上流の吸気管７に連通するポートの弁開度が調節され、コンプレッサ１７ｂの上流側の圧力と下流側の圧力とが調圧されてウェストゲート弁作動用アクチュエータ２０の圧力室に制御圧が供給され、ウェストゲート弁２１の開度が調節されて過給圧が制御される。
【００２１】
ここで、図１〜図４に基づいて、エンジン１の可変バルブタイミング機構について説明する。エンジン１のクランク軸２３の回転は、左右バンクの各シリンダヘッド２内にそれぞれ配設された各吸気カム軸２４及び各排気カム軸２５に、クランク軸２３に固設されたクランクプーリ２６、タイミングベルト２７、吸気カム軸２４に介装された吸気カムプーリ２８、排気カム軸２５に固設された排気カムプーリ２９等を介して伝達され、クランク軸２３とカム軸２４，２５とが２対１の回転角度となるよう設定されている。そして、吸気カム軸２４に設けられたカム２４ａ、及び排気カム軸２５に設けられた排気カム（図示せず）は、それぞれクランク軸２３と２対１の回転角度に維持される各カム軸２４，２５の回転に基づいて、吸気バルブ３０、排気バルブ３１を開閉駆動する。
【００２２】
図２に示すように、左右バンクの各吸気カム軸２４と吸気カムプーリ２８との間には、吸気カムプーリ２８と吸気カム軸２４とを相対回動してクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の回転位相（変位角）を連続的に変更する油圧駆動式の可変バルブタイミング機構３２が配設されている。この可変バルブタイミング機構３２は、周知のように、リニアソレノイド弁或いはデューティソレノイド弁等からなるオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）によって油圧が切換えられるものであり、後述のエンジン制御用の電子制御装置６０からの駆動信号により作動する。尚、各符号における添え字Ｌ，ＬＨは右バンク、添え字Ｒ，ＲＨは左バンクを表す。
【００２３】
吸気カム軸２４は、シリンダヘッド２及びベアリングキャップ（図示せず）間において回転自在に支持され、吸気カム軸２４の先端部に、図２〜図４に示すように、３つのベーン３３ａを有するベーンロータ３３がボルト３４により一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムプーリ２８には、ハウジング３５及びハウジングカバー３６がボルト３７により一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムプーリ２８の外周には、タイミングベルト２７を掛装するための外歯２８ａが多数形成されている。
【００２４】
そして、吸気カム軸２４が回動自在にハウジングカバー３６を貫通し、吸気カム軸２４に固設されたベーンロータ３３の各ベーン３３ａが吸気カムプーリ２８と一体のハウジング３５に形成された３つの扇状空間部３８に回動自在に収納される。各扇状空間部３８は、それぞれベーン３３ａによって進角室３８ａと遅角室３８ｂとに区画される。
【００２５】
進角室３８ａは、それぞれベーンロータ３３、吸気カム軸２４、シリンダヘッド２に形成された進角側オイル通路３３ｂ，２４ｂ，３９を介してオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）のＡポート４１ａに連通され、また、遅角室３８ｂは、それぞれベーンロータ３３、吸気カム軸２４、シリンダヘッド２に形成された遅角側オイル通路３３ｃ，２４ｃ，４０を介してオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）のＢポート４１ｂに連通されている。
【００２６】
オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）は、オイルパン４２からオイルポンプ４３、オイルフィルタ４４を介してオイルすなわち所定の油圧が供給されるオイル供給通路４５に接続するオイル供給ポート４１ｃと、２つのドレイン通路４６，４７にそれぞれ連通するドレインポート４１ｄ，４１ｆとを有し、４つのランド及び各ランド間に形成された３つのパッセージを有するスプール４１ｇを軸方向に往復動させることで、Ａポート４１ａ，Ｂポート４１ｂと、オイル供給ポート４１ｃ，ドレインポート４１ｄ又は４１ｆとを選択的に連通する。
【００２７】
本形態においては、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）は、後述の電子制御装置６０により電流制御されるリニアソレノイドをアクチュエータとして備える４方向制御弁であり、リニアソレノイドの通電電流に比例してスプール４１ｇが軸方向に移動し、オイルの流れ方向を切換えると共にパッセージの開度を調整し、各進角室３８ａ、遅角室３８ｂに供給する油圧の大きさが調整される。
【００２８】
また、符号３３ｄは、ベーンロータ３３のベーン３３ａに挿通されたストッパピンであり、可変バルブタイミング機構３２が最遅角状態のとき（図４参照）、ハウジング３５に形成された孔３５ａに係合して位置決めを行う。尚、図３は可変バルブタイミング機構３２の最進角状態を示し、図４は可変バルブタイミング機構３２の最遅角状態を示す。
【００２９】
以上の可変バルブタイミング機構３２には、その作動位置を検出するセンサとして、クランク軸２３に軸着されて同期回転するクランクロータ４８外周の所定クランク角毎の突起４８ａ，４８ｂ，４８ｃ（図６参照）を検出し、クランク角を表すクランクパルスを出力するクランク角センサ４９と、吸気カム軸２４の後端に固設されて同期回転するカムロータ５０外周の等角度毎の複数の突起５０ａ（図８参照）を検出し、カム位置を表すカム位置パルスを出力するカム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）とが用いられる。
【００３０】
そして、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）から出力されるカム位置パルスを電子制御装置６０に入力し、該電子制御装置６０によって、クランクパルスとカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の変位角（実バルブタイミング）を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するよう可変バルブタイミング機構３２をフィードバック制御する。
【００３１】
本実施の形態においては、可変バルブタイミング機構３２を吸気カム軸２４側にのみ設け、図５に示すように、排気バルブ３１の開閉タイミングに対し、吸気バルブ３０の開タイミングをエンジン運転状態に応じて変更する。また、本形態で採用するリニアソレノイド式のオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）は、電子制御装置６０から出力される制御電流値が大きいほど、スプール４１ｇが図３に示すように左方向に移動してクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角を進角させ、制御電流値が小さいほど、スプール４１ｇが図４に示すように右方向に移動してクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角を遅角させる。
【００３２】
すなわち、エンジン運転状態に基づいて設定した目標変位角（目標バルブタイミング）に対し、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角が進角しているときには、電子制御装置６０は、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）に出力する制御電流値を減少して可変バルブタイミング機構３２の作動によりクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角を遅角させ、クランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角が遅角しているときには、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）に出力する制御電流値を増加して可変バルブタイミング機構３２の作動によりクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角を進角させる。
【００３３】
オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値が増加すると、スプール４１ｇが図３に示すように左方向に移動し、Ａポート４１ａとオイル供給ポート４１ｃとが連通して可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａが進角側オイル通路３３ｂ，２４ｂ，３９、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）を介してオイル供給通路４５に連通する。また、これと共に、Ｂポート４１ｂとドレインポート４１ｆとが連通することで、可変バルブタイミング機構３２の遅角室３８ｂが遅角側オイル通路３３ｃ，２４ｃ，４０、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）を介してドレイン通路４７に連通する。
【００３４】
その結果、可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａにオイルが供給されて進角室３８ａに作用する油圧が上昇すると共に、遅角室３８ｂ内のオイルのドレインにより遅角室３８ｂに作用する油圧が低下し、図３に示すように、ベーンロータ３３が図の時計回り方向に回動し、吸気カムプーリ２８に対する吸気カム軸２４の回転位相、すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角が進角化されて、吸気カム軸２４の吸気カム２４ａによって駆動される吸気バルブ３０の開閉タイミングが進角される。
【００３５】
逆に、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値が減少すると、スプール４１ｇが図４に示すように右方向に移動し、Ａポート４１ａとドレインポート４１ｄとが連通して可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａが進角側オイル通路３３ｂ，２４ｂ，３９、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）を介してドレイン通路４６に連通する。また、これと共に、Ｂポート４１ｂとオイル供給ポート４１ｃとが連通することで、可変バルブタイミング機構３２の遅角室３８ｂが遅角側オイル通路３３ｃ，２４ｃ，４０、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）を介してオイル供給通路４５に連通する。
【００３６】
これにより、可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａ内のオイルのドレインにより進角室３８ａに作用する油圧が低下すると共に、遅角室３８ｂにオイルが供給されて遅角室３８ｂに作用する油圧が上昇し、図４に示すように、ベーンロータ３３が図の反時計回り方向に回動し、吸気カムプーリ２８に対する吸気カム軸２４の回転位相、すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角が遅角化されて、吸気カム軸２４の吸気カム２４ａによって駆動される吸気バルブ３０の開閉タイミングが遅角される。
【００３７】
次に、エンジン運転状態を検出するためのセンサ類について説明する。吸気管７のエアクリーナ８の直下流には、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ５２が介装されている。また、スロットルチャンバ５に配設されたスロットル弁５ａにスロットル開度センサ５３が連設され、エアチャンバ４に吸気管圧力センサ５４が臨まされている。更に、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ５５が取付けられ、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路１ｂに冷却水温センサ５６が臨まされている。
【００３８】
また、各バンクの排気マニホルド１５が合流する合流部に空燃比センサ５７が配設されており、エンジン１のクランク軸２３に軸着するクランクロータ４８の外周にクランク角センサ４９が対設され、クランク軸２３に対し１／２回転する吸気カムプーリ２８の裏面に気筒判別センサ５８が対設されている（図２参照）。更に、吸気カム軸２４の後端に固設されたカムロータ５０の外周に、カム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）が対設されている。
【００３９】
クランクロータ４８は、図６に示すように、その外周に突起４８ａ，４８ｂ，４８ｃが形成され、これらの各突起４８ａ，４８ｂ，４８ｃが、各気筒（＃１，＃２気筒と＃３，＃４気筒）の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）θ１，θ２，θ３の位置に形成されている。本形態においては、θ１＝９７°ＣＡ，θ２＝６５°ＣＡ，θ３＝１０°ＣＡである。
【００４０】
また、図７に示すように、吸気カムプーリ２８の裏面の外周側に、気筒判別用の突起２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが形成され、突起２８ｂが＃３，＃４気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ４の位置に形成され、突起２８ｃが３個の突起で構成されて最初の突起が＃１気筒のＡＴＤＣθ５の位置に形成されている。更に、突起２８ｄが２個の突起で形成され、最初の突起が＃２気筒のＡＴＤＣθ６の位置に形成されている。尚、本形態においては、θ４＝２０°ＣＡ，θ５＝５°ＣＡ，θ６＝２０°ＣＡである。また、これら気筒判別用の突起２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ、及び気筒判別センサ５８は、一方のバンクのみに設けられる。
【００４１】
さらに、本形態で採用するエンジン１が４気筒エンジンであるのに対応して、カムロータ５０は、図８に示すように、その外周にカム位置検出用の突起５０ａが１８０°ＣＡの等角度毎に１個づつ計４個形成されている。そして、これら各突起５０ａは、可変バルブタイミング機構３２の作動によって、各気筒の圧縮上死点を基準として、θ７＝ＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１０°ＣＡの間で変化する。
【００４２】
尚、図８においては、ＲＨ側の吸気カム軸２４に固設されているカムロータ５０を示すが、ＬＨ側の吸気カム軸２４にも、同様にカムロータ５０が固設され、その外周にカム位置検出用の突起５０ａが１８０°ＣＡの等角度毎に４個形成されており、これら各突起５０ａは、可変バルブタイミング機構３２の作動によって、各気筒の圧縮上死点を基準として、θ８＝ＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１０°ＣＡの間で変化する。
【００４３】
そして、図９のタイムチャートに示すように、エンジン運転に伴い、クランク軸２３、吸気カムプーリ２８、及び吸気カム軸２４の回転により、クランクロータ４８及びカムロータ５０が回転して、クランクロータ４８の各突起４８ａ，４８ｂ，４８ｃがクランク角センサ４９によって検出され、クランク角センサ４９からθ１，θ２，θ３（ＢＴＤＣ９７°，６５°，１０°ＣＡ）の各クランクパルスがエンジン１／２回転（１８０°ＣＡ）毎に出力される。
【００４４】
また、θ３クランクパルスとθ１クランクパルスとの間で吸気カムプーリ２８の各突起２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが気筒判別センサ５８によって検出され、気筒判別センサ５８から所定数の気筒判別パルスが出力される。更に、可変バルブタイミング機構３２によってクランク軸２３に対し回転位相が変化する右バンク，左バンクの各吸気カム軸２４の後端に固設されたカムロータ５０の各突起５０ａがカム位置センサ５１Ｒ，５１Ｌによって検出され、カム位置センサ５１Ｒ，５１Ｌからそれぞれθ７，θ８のカム位置パルスが出力される。
【００４５】
そして、以下の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）６０において、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルスの入力間隔時間に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出し、また、各気筒の燃焼行程順（例えば、＃１気筒→＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒）と、気筒判別センサ５８からの気筒判別パルスをカウンタによって計数した値とのパターンに基づいて、燃焼行程気筒、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒の気筒判別を行う。さらに、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルス（例えば、突起４８ｂに対応するθ２クランクパルス）、及び、カム位置センサ５１Ｒ，５１Ｌから出力されるθ７，θ８カム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の実変位角（実バルブタイミング）を算出する。
【００４６】
ＥＣＵ６０は、前述の各種センサ・スイッチ類からの信号を処理して各種アクチュエータ類に対する制御量を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、過給圧制御、吸気バルブ３０に対するバルブタイミング制御等を行うものである。図１０に示すように、ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、バックアップＲＡＭ６４、カウンタ・タイマ群６５、Ｉ／Ｏインターフェース６６がバスラインを介して接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定電圧回路６７、Ｉ／Ｏインターフェース６６に接続される駆動回路６８、Ａ／Ｄ変換器６９等の周辺回路が内蔵されている。
【００４７】
尚、カウンタ・タイマ群６５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、クランク角センサ信号（クランクパルス）の入力間隔計時用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマが用いられる。
【００４８】
定電圧回路６７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー７０の第１のリレー接点を介してバッテリ７１に接続されている。電源リレー７０は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路６８に接続されている。尚、電源リレー７０の第２のリレー接点には、バッテリ７１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。
【００４９】
また、バッテリ７１には、イグニッションスイッチ７２の一端が接続され、このイグニッションスイッチ７２の他端がＩ／Ｏインターフェース６６の入力ポートに接続されている。また、定電圧回路６７は、直接、バッテリ７１に接続されており、イグニッションスイッチ７２のＯＮが検出されて電源リレー７０の接点が閉になると、ＥＣＵ６０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ７２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ６４にバックアップ用の電源を供給する。
【００５０】
また、Ｉ／Ｏインターフェース６６の入力ポートには、ノックセンサ５５、クランク角センサ４９、気筒判別センサ５８、カム位置センサ５１Ｒ，５１Ｌ、車速を検出するための車速センサ５９等が接続され、更に、Ａ／Ｄ変換器６９を介して、吸入空気量センサ５２、スロットル開度センサ５３、吸気管圧力センサ５４、冷却水温センサ５６、空燃比センサ５７等が接続されると共に、バッテリ電圧ＶBが入力されてモニタされる。一方、Ｉ／Ｏインターフェース６６の出力ポートには、ＩＳＣ弁１１、インジェクタ１２、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬ、オイルフロー制御弁４１Ｒ，４１Ｌ、電源リレー７０のリレーコイルが駆動回路６８を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵点火コイル１４が接続されている。
【００５１】
ＣＰＵ６１では、ＲＯＭ６２に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／０インターフェース６６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ６３に格納される各種データ、及びバックアップＲＡＭ６４に格納されている各種学習値データ，ＲＯＭ６２に記憶されている固定データ等に基づき、インジェクタ１２、イグナイタ内蔵点火コイル１４、ＩＳＣ弁１１、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬ、オイルフロー制御弁４１Ｒ，４１Ｌ等に対する制御量を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、ＩＳＣ制御、過給圧制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。
【００５２】
ここで、ＥＣＵによる燃料噴射制御においては、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて設定した燃料噴射時期を、可変バルブタイミング機構３２を介したバルブタイミング制御により吸気バルブ３０と排気バルブ３１とが共に開弁状態となるバルブオーバラップ量、及び、ターボ過給機１７を介した過給圧制御による過給圧を考慮して遅角化する。そして、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、燃料噴射時期を遅角化させることで、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止する。
【００５３】
すなわち、ＥＣＵ６０は、本発明に係わる燃料噴射時期設定手段、燃料噴射時期遅角化手段としての機能を実現する。以下、ＥＣＵ６０による燃料噴射時期の遅角化に係わる処理について、図１１，１３，１６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
図１１は、ＥＣＵ６０において所定周期（所定時間）毎に実行されるバルブタイミング制御ルーチンであり、このルーチンでは、先ず、ステップＳ１０１で、エンジン負荷としての基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数ＮＥとに基づいてテーブルを参照し、補間計算により目標バルブタイミング（目標変位角）ＶＴＴＧＴを設定する（ＶＴＴＧＴ←ＴＢＬ（Ｔｐ，ＮＥ））。
【００５５】
図１２に示すように、バルブタイミング制御においては、エンジン負荷とエンジン回転数とによる運転状態に応じて４つの制御領域に分け、それぞれ目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを設定してエンジン１を最適な状態に制御するようにしており、低負荷低回転のアイドル領域においては、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを０°として、吸気バルブ３０の開閉タイミングを進角量＝０°の最遅角状態に制御し、排気バルブ３１と吸気バルブ３０とのオーバラップをなくしてアイドル回転安定化を図る。
【００５６】
また、中負荷運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを小〜中の進角量に設定し、吸気バルブ３０の開閉タイミングを進角側に制御し、排気バルブ３１と吸気バルブ３０とのオーバラップ量を大きくして内部ＥＧＲ率を増加することで、エンジンのポンピングロスを低減して燃費の向上を図る。高負荷運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを進角量大に設定して吸気バルブ３０の開閉タイミングを中負荷域よりも進角側に制御し、排気バルブ３１と吸気バルブ３０とのオーバラップ量を更に増加させて充填効率及び掃気効率を高め、エンジン出力を向上する。更に、低負荷高回転の運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを進角量小として吸気バルブ３０の開閉タイミングを遅角側に制御し、バルブオーバラップ量を減少させてエンジンの過回転を防止する。
【００５７】
そして、ステップ１０１で目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを設定した後、ステップＳ１０２へ進み、クランク角センサ４９から出力されるクランクパルスとカム位置センサ５１Ｒ（５１Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づき、クランク軸２３に対する吸気カム軸２４の実バルブタイミング（実変位角）ＶＴを算出する。この実バルブタイミングＶＴの算出は、具体的には、クランクパルスによって算出されるエンジン回転数ＮＥから単位角度当たりの回転時間を求め、この単位角度回転当たりの時間に、θ２クランクパルスが入力してからθ７，θ８カム位置パルスが入力するまでの時間を乗算することで、θ２クランクパルスによる基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の変位角ＶＴに換算することで行われる。
【００５８】
次いで、ステップＳ１０３へ進み、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の保持電流値ＩＶＴＨに、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの偏差に比例ゲインＫを乗算したフィードバック電流値（Ｋ×（ＶＴＴＧＴ−ＶＴ））を加算し、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値ＩＶＴを算出する。そして、ステップＳ１０４で、制御電流値ＩＶＴによる制御電流を駆動回路６８を介してオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）に出力すべく、制御電流値ＩＶＴをセットして、ルーチンを抜ける。
【００５９】
保持電流値ＩＶＴＨは、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）のスプール４１ｇを、そのランドを以ってＡポート４１ａ及びＢポート４１ｂを閉塞する位置に保持し、シリンダヘッド２側の進角側オイル通路３９、遅角側オイル通路４０を、オイルフロー制御弁４１Ｌ（４１Ｒ）のオイル供給ポート４１ｃ、ドレインポート４１ｄ，４１ｆから遮断することで、可変バルブタイミング機構３２のベーンロータ３３を進角側にも遅角側にも変位させず、所定の目標バルブタイミングに収束した定常状態に保持するための電流値であり、個別の制御系のオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）毎に学習される。
【００６０】
そして、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値ＩＶＴは、保持電流値ＩＶＴＨに対して目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの偏差に応じたフィードバック電流値（Ｋ×（ＶＴＴＧＴ−ＶＴ））により増減され（例えば、ＩＶＴ＝１００ｍＡ〜１０００ｍＡ）、スプール４１ｇのストロークが変更されて、進角側オイル通路３９或いは遅角側オイル通路４０とオイル供給通路４５との接続量、進角側オイル通路３９或いは遅角側オイル通路４０とドレイン通路４６，４７との接続量が０〜１００％の間で変更され、実バルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに収束するようフィードバック制御される。
【００６１】
すなわち、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対し、実バルブタイミングＶＴが遅角しているときには、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値ＩＶＴが増加され、スプール４１ｇが進角側オイル通路３９とオイル供給通路４５との接続量及び遅角側オイル通路４０とドレイン通路４７との接続量を増加する方向に移動する。これにより、可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａの油圧が上昇すると共に遅角室３８ｂの油圧が低下し、ベーンロータ３３が時計回り方向（図３参照）に回動し、吸気カムプーリ２８に対する吸気カム軸２４の回転位相すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の回転位相（変位角）が進角化され、吸気カム軸２４の吸気カム２４ａによって駆動される吸気バルブ３０の開閉タイミングが進角される。
【００６２】
また、逆に、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対し、実バルブタイミングＶＴが進角しているときには、オイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）の制御電流値ＩＶＴが減少され、スプール４１ｇが遅角側オイル通路４０とオイル供給通路４５との接続量及び進角側オイル通路３９とドレイン通路４６との接続量を増加する方向に移動する。これにより、可変バルブタイミング機構３２の進角室３８ａの進角室３８ａの油圧が低下すると共に遅角室３８ｂの油圧が上昇し、ベーンロータ３３が反時計回り方向（図４参照）に回動し、吸気カムプーリ２８に対する吸気カム軸２４の回転位相すなわちクランク軸２３に対する吸気カム軸２４の回転位相（変位角）が遅角化され、吸気カム軸２４の吸気カム２４ａによって駆動される吸気バルブ３０の開閉タイミングが遅角される。
【００６３】
そして、実バルブタイミングＶＴが目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに収束すると（ＶＴＴＧＴ＝ＶＴ）、フィードバック電流値が０となってオイルフロー制御弁４１Ｒ（４１Ｌ）のスプール４１ｇが進角側オイル通路３９及び遅角側オイル通路４０を閉塞する位置に移動し、可変バルブタイミング機構３２のベーンロータ３３が停止・保持される。
【００６４】
以上のバルブタイミング制御により、中・高負荷運転領域でバルブオーバラップ量が大きくなると、これに呼応して、燃料噴射制御においては、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、燃料噴射時期を遅角する。以下、燃料噴射制御に係わる処理について説明する。
【００６５】
図１３は、所定周期（所定時間）毎に実行される燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンであり、先ず、ステップＳ２０１で、吸入空気量Ｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいて基本燃料噴射量を定める基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを算出し（Ｔｐ←Ｋ×Ｑ／ＮＥ；Ｋはインジェクタ特性補正定数）、ステップＳ２０２で、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐに各種補正項を乗算及び加算してエンジンへ供給する最終的な燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出する。基本燃料噴射パルス幅Ｔｐに対する補正乗算項としては、例えば、冷却水温補正、加減速補正、全開増量補正、アイドル後増量補正等に係わる各種補正係数ＣＯＥＦ、空燃比センサ５７の出力に基づく空燃比補正に係わる空燃比フィードバック補正係数α、吸入空気量センサ５２等の吸入空気量計測系及びインジェクタ１２等の燃料供給系の生産時のバラツキや経時劣化等を補正するための空燃比学習補正係数ＫＢＬＲＣ、燃料カットのための燃料カット係数ＫＦＣがあり、また、補正加算項としては、バッテリ電圧ＶBに応じて変化するインジェクタ１２の無効噴射時間を補正するための電圧補正パルス幅Ｔｓがある。そして、これらの補正項により、最終的な燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出する（Ｔｉ←Ｔｐ×ＣＯＥＦ×α×ＫＢＬＲＣ×ＫＦＣ＋Ｔｓ）。
【００６６】
次に、ステップＳ２０３へ進み、エンジン負荷としての燃料噴射パルス幅Ｔｉとエンジン回転数ＮＥとに基づきテーブルを補間計算付で参照して基本燃料噴射開始噴射時期ＩＮＪＳＴＢを設定する（ＩＮＪＳＴＢ←ＴＢＬ（Ｔｉ，ＮＥ）。基本燃料噴射開始噴射時期ＩＮＪＳＴＢは、図１４に示すように、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射パルス幅Ｔｉとをパラメータとする各運転領域毎に、空気利用率を高めて吸入空気と燃料との良好な混合を得るに最適な噴射開始時期を予めシミュレーション或いは実験等から求めたものであり、低負荷域から高負荷域に移行するほど噴射開始時期を進角させる。
【００６７】
続くステップＳ２０４では、実バルブタイミングＶＴに基づきバルブオーバラップ量ＶＯＲを算出し、ステップＳ２０５で、バルブオーバラップ量ＶＯＲと、吸気管圧力センサ５４によりセンシングした実過給圧Ｐとに基づいてテーブルを補間計算付で参照し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを設定する（ＲＩＮＪ←ＴＢＬ（ＶＯＲ，Ｐ））。噴射時期遅角量ＲＩＮＪは、図１５に示すように、バルブオーバラップ量ＶＯＲと実過給圧Ｐとをパラメータとする各運転領域毎に、吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止するに適正な遅角量を予めシミュレーション或いは実験等から求めたものであり、バルブオーバラップ量ＶＯＲが小さく実過給圧Ｐが低い領域ほど吹き抜けの影響が小さいため、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを小さくし、バルブオーバラップ量ＶＯＲが大きく実過給圧Ｐが高い領域ほど吹き抜けの影響が大きくなるため、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを大きくする。
【００６８】
その後、ステップＳ２０６へ進み、基本燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴＢに、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを加算し、最終的な燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴを設定する（ＩＮＪＳＴ←ＩＮＪＳＴＢ＋ＲＩＮＪ）。本実施の形態では、時間制御方式を採用し、該当気筒に対する燃料噴射開始時期をθ１クランクパルス入力後の時間によって制御するため、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを基本燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴＢに加算項として与えることで、燃料噴射開始時期を遅角補正する。そして、ステップＳ２０７，Ｓ２０８で、燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴ、燃料噴射パルス幅Ｔｉを、それぞれ噴射タイマにセットし、ルーチンを抜ける。
【００６９】
そして、噴射タイマによる計時がスタートして燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴに達すると、図１６のＩＮＪＳＴ割込みルーチンが起動する。このルーチンでは、ステップＳ３０１で燃料噴射パルス幅Ｔｉの駆動信号をインジェクタ１２に出力してインジェクタ１２からの燃料噴射を開始させ、ルーチンを抜ける。
【００７０】
すなわち、図９のタイムチャートに破線で示すように、インジェクタ１２に出力する燃料噴射パルス幅Ｔｉによる燃料噴射時期を、エンジン負荷とエンジン回転数に基づいて設定される燃料噴射時期をバルブオーバラップ量に応じて遅角化する。これにより、バルブオーバラップ時の排気吹き返しを防止して適正な燃料噴射を継続することができ、インジェクタ１２の噴射口へのデポジットの堆積やインジェクタ１２及びその噴射口回りの熱損傷を回避すると共に、排気エミッションや燃費の悪化を防止することができる。
【００７１】
図１７〜図２０は本発明の実施の第２形態に係わり、図１７は燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンのフローチャート、図１８は第１の補正係数の説明図、図１９は第２の補正係数の説明図、図２０は第３の補正係数の説明図である。
【００７２】
第２形態は、ウェストゲート弁２１の開度、スロットル弁５ａの開度、エンジン回転数等の運転状態に応じて噴射時期遅角量ＲＩＮＪを補正し、より緻密に燃料噴射時期を制御するものである。このため、第２形態においては、第１形態の燃料噴射量・噴射時期設定ルーチン（図１３参照）に若干の処理を追加する。
【００７３】
すなわち、図１７に示すように、第２形態の燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンでは、第１形態で説明したステップＳ２０１〜Ｓ２０５を経てステップＳ２０５−１へ進み、ウェストゲート弁２１の開度に対応する過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに対する制御量（本形態ではデューティ比ＤＵＴＹ）に基づいてテーブルを補間計算付で参照し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを適正率補正するための第１の補正係数Ｒ１を設定する。
【００７４】
第１の補正係数Ｒ１は、ウェストゲート弁２１の開度が大きくなると、ターボ過給機１７のタービン効率が低下することから、同じ過給圧を得るためには排圧が高くなり、吹き抜けの影響が小さくなることを考慮し、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに対する制御信号のデューティ比ＤＵＴＹをパラメータとして予めシミュレーション或いは実験などにより噴射時期遅角量ＲＩＮＪに対する適正な補正率を求めたものである。すなわち、図１８に示すように、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに対する制御信号のデューティ比ＤＵＴＹが設定値以下（ウェストゲート弁２１の開度が設定開度以下）で実質補正なしのＲ１＝１とし、過給圧制御用デューティソレノイド弁Ｄ．ＳＯＬに対する制御信号のデューティ比ＤＵＴＹが大きくなるほど（ウェストゲート弁２１の開度が大きくなるほど）、１＞Ｒ１として燃料噴射時期の過大な遅角化を防止する。
【００７５】
次に、ステップＳ２０５−１からステップＳ２０５−２へ進み、スロットル開度ＴＨＶに基づいてテーブルを補間計算付で参照し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを適正率補正するための第２の補正係数Ｒ２を設定する。第２の補正係数Ｒ２は、スロットル弁５ａの開度が小さいほど、スロットル弁５ａ上流側の圧力が高くなり、排気圧が高くなって吹き抜けの影響が小さくなることを考慮し、スロットル開度ＴＨＶをパラメータとして予めシミュレーション或いは実験などにより噴射時期遅角量ＲＩＮＪに対する適正な補正率を求めたものである。すなわち、図１９に示すように、設定スロットル開度で実質補正無しのＲ２＝１として、スロットル開度が小さくなるほど、１＞Ｒ２として燃料噴射時期の過大な遅角化を防止する。
【００７６】
続くステップＳ２０５−３では、エンジン回転数ＮＥに基づいてテーブルを補間計算付で参照し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを適正率補正するための第３の補正係数Ｒ３を設定する。第３の補正係数Ｒ３は、エンジン回転数によって排気の脈動が変化し、吸気側から排気側への吹き抜け量が変化することを考慮し、エンジン回転数ＮＥをパラメータとして予めシミュレーション或いは実験などにより噴射時期遅角量ＲＩＮＪに対する適正な補正率を求めたものである。すなわち、図２０に示すように、実質補正無しのＲ３＝１に対し、エンジン回転数ＮＥが高くなるに従い、１＞Ｒ３として燃料噴射時期の過大な遅角化を防止する。
【００７７】
その後、ステップＳ２０５−４へ進み、噴射時期遅角量ＲＩＮＪに第１，第２，第３の補正係数Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を乗算し、噴射時期遅角量ＲＩＮＪを補正する（ＲＩＮＪ←ＲＩＮＪ×Ｒ１×Ｒ２×Ｒ３）。そして、ステップＳ２０５−４からステップＳ２０６へ進み、基本燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴＢに補正された噴射時期遅角量ＲＩＮＪを加算して最終的な燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴを設定し（ＩＮＪＳＴ←ＩＮＪＳＴＢ＋ＲＩＮＪ）、ステップＳ２０７，Ｓ２０８で、燃料噴射開始時期ＩＮＪＳＴ、燃料噴射パルス幅Ｔｉを、それぞれ噴射タイマにセットしてルーチンを抜ける。
【００７８】
第２形態では、前述の第１形態と同様、バルブオーバラップ時の排気吹き返しを防止して適正な燃料噴射を継続することができるばかりでなく、吸気側及び排気側の圧力状態を考慮するため、燃料噴射時期の遅角量をより緻密に設定することができ、制御性を向上することができる。
【００７９】
尚、本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、各実施の形態は、燃料噴射開始時期を基準として燃料噴射時期を設定しているが、燃料噴射終了時期を基準として定め、燃料噴射終了時期から燃料噴射パルス幅により逆算して燃料噴射開始時期を設定しても良い。
【００８０】
また、各実施の形態では、吸気カム軸側にのみ可変バルブタイミング機構を配設したエンジンに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されず、可変バルブタイミング機構を吸気カム軸と排気カム軸との少なくとも一方に配設したものであれば良い。
【００８１】
更に、各実施の形態においては、連続可変バルブタイミング機構付エンジンに適用した例につき説明したが、これに限定されず、可変バルブタイミング機構として、特開平７−１１９８１号公報等に開示されるような低速カムと高速カムとを選択的に切換えるものに適用することも可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、燃料噴射時期をバルブオーバラップ量と過給圧とに応じて適正に遅角化して吸気側から排気側への混合気の吹き抜けを防止することができ、インジェクタの噴射口へのデポジットの堆積やインジェクタ及びその噴射口回りの熱損傷を未然に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの全体構成図
【図２】同上、可変バルブタイミング機構の概略構成図
【図３】同上、可変バルブタイミング機構の最進角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図４】同上、可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図５】同上、排気バルブに対する吸気バルブのバルブタイミングの変化を示す説明図
【図６】同上、クランクロータとクランク角センサの正面図
【図７】同上、吸気カムプーリの背面図
【図８】同上、カムロータとカム位置センサの正面図
【図９】同上、クランクパルス、気筒判別パルス、及びカム位置パルスの関係を示すタイムチャート
【図１０】同上、電子制御系の回路構成図
【図１１】同上、バルブタイミング制御ルーチンのフローチャート
【図１２】同上、バルブタイミングの制御領域を示す説明図
【図１３】同上、燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンのフローチャート
【図１４】同上、基本燃料噴射開始時期の説明図
【図１５】同上、噴射時期遅角量の説明図
【図１６】同上、ＩＮＪＳＴ割込みルーチンのフローチャート
【図１７】本発明の実施の第２形態に係わり、燃料噴射量・噴射時期設定ルーチンのフローチャート
【図１８】同上、第１の補正係数の説明図
【図１９】同上、第２の補正係数の説明図
【図２０】同上、第３の補正係数の説明図
【符号の説明】
１ 可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジン
１７ ターボ過給機（過給機）
３０ 吸気バルブ
３１ 排気バルブ
３２ 可変バルブタイミング機構
６０ 電子制御装置（燃料噴射時期設定手段、燃料噴射時期遅角化手段）
ＮＥ エンジン回転数
ＶＯＲ バルブオーバラップ量
Ｐ 過給圧
ＩＮＪＳＴ 燃料噴射開始時期
ＲＩＮＪ 噴射時期遅角量
ＤＵＴＹ デューティ比（過給圧を制御するための制御弁の開度）
ＴＨＶ スロットル開度（スロットル弁の開度）
Ｒ１ 第１の補正係数
Ｒ２ 第２の補正係数
Ｒ３ 第３の補正係数
Claims (2)
- 吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方の開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構と過給機とを備えた可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置であって、
エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射時期を設定する燃料噴射時期設定手段と、
上記可変バルブタイミング機構により可変される吸気バルブ及び排気バルブのバルブオーバラップ量と上記過給機による過給圧とに基づいて燃料噴射時期の遅角量を設定すると共に、上記過給機による過給圧を制御するための制御弁の開度が増加するに従い減少する第１の補正係数またはスロットル弁の開度が減少するに従い減少する第２の補正係数により上記遅角量を補正し、バルブオーバラップ量が大きく、過給圧が高いほど、上記燃料噴射時期設定手段で設定した燃料噴射時期を遅角化させる燃料噴射時期遅角化手段とを備えたことを特徴とする可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置。 - 上記燃料噴射時期遅角化手段は、エンジン回転数に基づき第３の補正係数を設定し、この第３の補正係数により上記遅角量を補正することを特徴とする請求項１記載の可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001065290A JP4532004B2 (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | 可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001065290A JP4532004B2 (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | 可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002266686A JP2002266686A (ja) | 2002-09-18 |
| JP4532004B2 true JP4532004B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=18923969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001065290A Expired - Fee Related JP4532004B2 (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | 可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4532004B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3460220A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-27 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for engine |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2879258B1 (fr) * | 2004-12-13 | 2011-02-11 | Renault Sas | Commande d'injection de carburant pour un moteur suralimente |
| JP2006322353A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関 |
| JP4823948B2 (ja) | 2007-03-23 | 2011-11-24 | 富士重工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
| JP5447696B2 (ja) * | 2011-01-24 | 2014-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | 過給機付き内燃機関の制御装置 |
| JP5810862B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2015-11-11 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP6011477B2 (ja) | 2013-06-28 | 2016-10-19 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0586942A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-06 | Mazda Motor Corp | エンジンの燃料供給装置 |
| JPH07151006A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-13 | Yamaha Motor Co Ltd | 過給機付火花点火機関の燃料噴射時期制御装置 |
-
2001
- 2001-03-08 JP JP2001065290A patent/JP4532004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0586942A (ja) * | 1991-09-26 | 1993-04-06 | Mazda Motor Corp | エンジンの燃料供給装置 |
| JPH07151006A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-13 | Yamaha Motor Co Ltd | 過給機付火花点火機関の燃料噴射時期制御装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3460220A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-27 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for engine |
| US20190093585A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for engine |
| CN109555616A (zh) * | 2017-09-25 | 2019-04-02 | 三菱自动车工业株式会社 | 发动机的控制设备 |
| US10767588B2 (en) | 2017-09-25 | 2020-09-08 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Control apparatus for engine |
| CN109555616B (zh) * | 2017-09-25 | 2021-09-24 | 三菱自动车工业株式会社 | 发动机的控制设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002266686A (ja) | 2002-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4823948B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
| US8051835B2 (en) | Internal combustion engine and internal combustion engine control method | |
| JP5935817B2 (ja) | 内燃機関の過給制御装置 | |
| EP1856393B1 (en) | Engine | |
| JP3818118B2 (ja) | 可変容量過給機の故障診断装置 | |
| JP4277897B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| KR100809122B1 (ko) | 과급 내연 기관의 제어 방법 | |
| JP2006046084A (ja) | 内燃機関の点火時期制御装置 | |
| US20100186406A1 (en) | Control device of an internal combustion engine | |
| JP4706618B2 (ja) | 内燃機関 | |
| US10480434B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP4532004B2 (ja) | 可変バルブタイミング機構及び過給機付エンジンの燃料噴射制御装置 | |
| WO2012060006A1 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP2002004903A (ja) | 過給機付きエンジン | |
| JP2003065111A (ja) | エンジンの燃料噴射制御装置 | |
| JP3771101B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3323542B2 (ja) | 吸気温度予測方法 | |
| JP4501107B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御方法 | |
| JP2019060311A (ja) | 内燃機関の制御装置、及び内燃機関の制御方法 | |
| JP2004346876A (ja) | エンジンのノッキング制御装置 | |
| JP4438575B2 (ja) | 内燃機関の点火時期制御装置 | |
| JP4160745B2 (ja) | 内燃機関の制御方法 | |
| JP2673427B2 (ja) | 過給機付エンジン | |
| JPH1113493A (ja) | エンジンの吸気制御装置 | |
| JPH10148141A (ja) | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080303 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091124 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091218 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100601 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100610 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4532004 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |