JP2003201945A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

内燃機関の点火時期制御装置

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timing
ignition timing
variable valve
intake
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博和 清水
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Abstract

(57)【要約】 【課題】吸気バルブのバルブリフトを変化させる機構と
バルブタイミングを変化させる機構とを備えた機関にお
いて、吸気バルブの開特性の過渡時に、点火時期を適切
に補正する。 【解決手段】可変バルブリフト機構及び可変バルブタイ
ミング機構の動作位置に基づいて吸気バルブの実開時期
ＩＶＯを求める一方、可変バルブリフト機構及び可変バ
ルブタイミング機構の制御目標に基づいて吸気バルブの
目標開時期ＩＶＯを求める。そして、実開時期ＩＶＯと
目標開時期ＩＶＯとの偏差に応じて基本補正値を設定
し、該基本補正値を吸気圧及び運転領域に基づいて修正
し、該修正結果に基づいて基本点火時期を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気バルブの開特
性に応じて点火時期を補正する内燃機関の点火時期制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、吸気バルブの開特性を変化さ
せる可変バルブ機構を備えた内燃機関において、吸気バ
ルブの開特性に応じて点火時期を設定することが行われ
ている。例えば、特開２００１−２２１１０５号公報に
は、バルブオーバーラップ量から内部ＥＧＲ量（シリン
ダ残留排気量）を推定し、該推定した内部ＥＧＲ量に応
じて点火時期を補正する構成が開示されている。
【０００３】また、特開平９−２０９８９５号公報に
は、吸気バルブのバルブタイミングを変化させる可変バ
ルブタイミング機構を備えた機関において、実バルブタ
イミングと目標バルブタイミングとのずれに応じて、基
本点火時期を補正する構成の開示がある。一方、特開２
００１−０１２２６２号公報には、吸気バルブ・排気バ
ルブのバルブリフト量を、バルブ開期間（バルブ作動
角）の変化を伴って連続的に可変にする構成の可変バル
ブリフト機構が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開２
００１−２２１１０５号公報に開示されるものでは、吸
・排気バルブの目標開閉時期に基づいたバルブオーバー
ラップ量に応じて点火時期を補正する構成であるため、
バルブタイミングの切換時で実際のバルブタイミングと
目標バルブタイミングとの間にずれが生じているときに
は、実際のバルブオーバーラップ量に対応しない補正が
施されることになってしまうという問題があった。
【０００５】また、内部ＥＧＲ量の推定演算を行って、
この内部ＥＧＲ量から点火時期の補正値を設定する構成
では、演算負荷及び必要なＲＯＭ容量が増加するという
問題もあった。一方、特開平９−２０９８９５号公報に
開示されるものでは、バルブタイミングの過渡状態に対
応して点火時期を補正することができるが、可変バルブ
タイミング機構によるバルブタイミング変位量を基準に
点火時期の補正値を設定する構成であるため、特開２０
０１−０１２２６２号公報に開示されるバルブリフト量
を可変にする機構と、可変バルブタイミング機構とを共
に備える機関には対応できないという問題があった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、吸気バルブのバルブリフト量を可変にする機構
と、吸気バルブのバルブタイミングを可変する機構とを
備える機関において、吸気バルブの開特性の過渡状態で
あっても適切に点火時期を補正することができる簡便な
構成の点火時期制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、吸気バルブのバルブリフト量をバルブ開期間と
共に連続的に変化させる可変バルブリフト機構と、吸気
バルブの開期間のクランク軸に対する位相を連続的に変
化させる可変バルブタイミング機構とを備えた内燃機関
において、可変バルブリフト機構及び可変バルブタイミ
ング機構の目標制御状態に対応する吸気バルブの目標開
時期と、吸気バルブの実際の開時期との偏差に基づい
て、点火時期の補正値を設定する構成とした。
【０００８】上記構成によると、吸気バルブのバルブリ
フト量がバルブ開期間と共に連続的に変化し、かつ、吸
気バルブの開期間のクランク軸に対する位相が連続的に
変化し、それぞれの目標に対応する目標開時期と実際の
開時期との偏差が生じたとき、即ち、吸気バルブの開特
性変化の過渡時には、前記偏差に応じて点火時期の補正
値が設定される。
【０００９】尚、排気バルブの閉時期が固定であれば、
吸気バルブの開時期でバルブオーバーラップ量が決定す
るから、吸気バルブの開時期の目標からのずれ量から内
部ＥＧＲ量（シリンダ残留排気量）の見込み量に対する
ずれが推定され、該内部ＥＧＲ量のずれ量に対応する点
火時期補正が施されることになる。請求項２記載の発明
では、前記点火時期の補正値を、吸気圧に基づいて修正
する構成とした。
【００１０】上記構成によると、吸気バルブの目標開時
期と実際の開時期との偏差に応じた補正値が、更に、内
部ＥＧＲ量に影響する吸気圧に基づいて修正される。請
求項３記載の発明では、前記点火時期の補正値を、機関
回転速度と機関負荷とに基づいて修正する構成とした。
上記構成によると、吸気バルブの目標開時期と実際の開
時期との偏差に応じた補正値が、更に、内部ＥＧＲ量に
影響する機関負荷及び機関回転速度（運転領域）に基づ
いて修正される。
【００１１】請求項４記載の発明では、前記可変バルブ
リフト機構が、クランク軸に同期して回転する駆動軸
と、前記駆動軸に固定された駆動カムと、揺動すること
で吸気バルブを開閉作動する揺動カムと、一端で前記駆
動カム側と連係し他端で前記揺動カム側と連係する伝達
機構と、前記伝達機構の姿勢を変化させる制御カムを有
する制御軸と、前記制御軸を回動するアクチュエータと
からなり、前記アクチュエータにより前記制御軸を回動
制御することによりバルブリフト量をバルブ開期間と共
に連続的に変化させる構成であって、 前記可変バルブタイミング機構が、クランク軸に対する
前記駆動軸の回転位相を連続的に変化させる構成とし
た。
【００１２】上記構成によると、目標バルブリフト量に
なるように、制御軸の作動角が制御され、また、目標バ
ルブタイミングになるように、クランク軸に対する駆動
軸（カム軸）の回転位相が制御される。請求項５記載の
発明では、前記制御軸の目標角度と前記駆動軸の目標回
転位相とから、吸気バルブの目標開時期を演算し、前記
制御軸の実角度と前記駆動軸の実際の回転位相とから、
吸気バルブの実際の開時期を演算する構成とした。
【００１３】上記構成によると、前記制御軸の作動角及
びクランク軸に対する駆動軸の回転位相の目標から、目
標バルブリフト量及び目標バルブタイミングにおける吸
気バルブの開時期（目標開時期）が求められ、前記制御
軸の実際の作動角及びクランク軸に対する駆動軸の実際
の回転位相を検出することで、実際の吸気バルブの開時
期が検出される。
【００１４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、吸気バル
ブのバルブリフト量をバルブ開期間と共に連続的に変化
させる可変バルブリフト機構と、吸気バルブの開期間の
クランク軸に対する位相を連続的に変化させる可変バル
ブタイミング機構とを備える機関において、吸気バルブ
の開特性の過渡時において点火時期を適切に補正するこ
とができ、実際の内部ＥＧＲに応じた点火時期の設定を
簡便な構成でかつ精度良く行わせることができるという
効果がある。
【００１５】請求項２記載の発明によると、吸気圧によ
る内部ＥＧＲ量の変化に対応して、吸気バルブの開特性
の過渡時における点火時期を精度良く修正することがで
きるという効果がある。請求項３記載の発明によると、
機関負荷・回転速度による内部ＥＧＲ量の変化に対応し
て、吸気バルブの開特性の過渡時における点火時期を精
度良く修正することができるという効果がある。
【００１６】請求項４記載の発明によると、アクチュエ
ータによって制御軸を回動制御することで吸気バルブの
バルブリフト量を連続的に変化させる可変バルブリフト
機構と、クランク軸に対する駆動軸（カム軸）の回転位
相を変化させることで、吸気バルブの開期間のクランク
軸に対する位相を連続的に変化させる機構とを備えた機
関において、バルブリフト量及び／又はバルブタイミン
グの変化させるときに、適切な点火時期で着火燃焼させ
ることができるという効果がある。
【００１７】請求項５記載の発明によると、制御軸の角
度及び駆動軸（カム軸）の回転位相から、吸気バルブの
目標開時期及び実開時期を求めて、バルブリフト量及び
／又はバルブタイミングの過渡時における点火時期を適
切に補正することができるという効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、実施形態における車両用内
燃機関の構成図であり、内燃機関１０１の吸気管１０２
には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１
０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装
され、該電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ１０
５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。
【００１９】燃焼排気は燃焼室１０６から排気バルブ１
０７を介して排出され、フロント触媒１０８及びリア触
媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。前記排
気バルブ１０７は、排気側カム軸１１０に軸支されたカ
ム１１１によって一定のバルブリフト量及びバルブ作動
角を保って開閉駆動されるが、吸気バルブ１０５は、可
変バルブリフト機構ＶＥＬ１１２によってバルブリフト
量及びバルブ作動角が連続的に変えられると共に、可変
バルブタイミング機構ＶＴＣ１１３によってバルブタイ
ミングが連続的に変えられるようになっている。
【００２０】マイクロコンピュータを内蔵するエンジン
コントロールユニット（ＥＣＵ）１１４は、スロットル
バルブ１０３ｂの開度及び吸気バルブ１０５の開特性に
よってアクセル開度に対応する目標吸入空気量が得られ
るように、アクセルペダルセンサＡＰＳ１１６で検出さ
れるアクセルペダルの開度ＡＰＯ等に応じて前記電子制
御スロットル１０４，可変バルブリフト機構ＶＥＬ１１
２及び可変バルブタイミング機構ＶＴＣ１１３を制御す
る。
【００２１】前記ＥＣＵ１１４には、前記アクセルペダ
ルセンサＡＰＳ１１６の他、機関１０１の吸入空気量Ｑ
を検出するエアフローメータ１１５、クランク軸１２０
から回転信号を取り出すクランク角センサ１１７、スロ
ットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロット
ルセンサ１１８、機関１０１の冷却水温度Ｔｗを検出す
る水温センサ１１９、吸気圧を検出する吸気圧センサ１
３４等からの検出信号が入力される。
【００２２】尚、前記クランク角センサ１１７から出力
される回転信号に基づいてエンジンコントロールユニッ
ト１１４において機関回転速度Ｎｅが算出される。ま
た、各気筒の吸気バルブ１０５上流側の吸気ポート１３
０には、電磁式の燃料噴射弁１３１が設けられ、該燃料
噴射弁１３１は、前記エンジンコントロールユニット１
１４からの噴射パルス信号によって開弁駆動されると、
所定圧力に調整された燃料を吸気バルブ１０５に向けて
噴射する。
【００２３】シリンダ内に形成された混合気は、点火プ
ラグ１３２による火花点火によって着火燃焼する。各点
火プラグ１３２には、それぞれにパワートランジスタを
内蔵したイグニッションコイル１３３が設けられてお
り、前記ＥＣＵ１１４は、前記パワートランジスタをス
イッチング制御することによって、点火時期（点火進角
値）を制御する。
【００２４】図２〜図４は、前記可変バルブリフト機構
ＶＥＬ１１２の構造を詳細に示すものである。但し、吸
気バルブ１０５のバルブリフト量を変化させるための可
変バルブリフト機構ＶＥＬ１１２を、図２〜図４に示す
構成のものに限定するものではない。図２〜図４に示す
可変バルブリフト機構ＶＥＬは、一対の吸気バルブ１０
５，１０５と、シリンダヘッド１１のカム軸受１４に回
転自在に支持された中空状のカム軸１３（駆動軸）と、
該カム軸１３に軸支された回転カムである２つの偏心カ
ム１５，１５（駆動カム）と、前記カム軸１３の上方位
置に同じカム軸受１４に回転自在に支持された制御軸１
６と、該制御軸１６に制御カム１７を介して揺動自在に
支持された一対のロッカアーム１８，１８と、各吸気バ
ルブ１０５，１０５の上端部にバルブリフター１９，１
９を介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム
２０，２０とを備えている。
【００２５】前記偏心カム１５，１５とロッカアーム１
８，１８とは、リンクアーム２５，２５によって連係さ
れ、ロッカアーム１８，１８と揺動カム２０，２０と
は、リンク部材２６，２６によって連係されている。上
記ロッカアーム１８，１８，リンクアーム２５，２５，
リンク部材２６，２６が伝達機構を構成する。
【００２６】前記偏心カム１５は、図５に示すように、
略リング状を呈し、小径なカム本体１５ａと、該カム本
体１５ａの外端面に一体に設けられたフランジ部１５ｂ
とからなり、内部軸方向にカム軸挿通孔１５ｃが貫通形
成されていると共に、カム本体１５ａの軸心Ｘがカム軸
１３の軸心Ｙから所定量だけ偏心している。また、前記
偏心カム１５は、カム軸１３に対し前記バルブリフター
１９に干渉しない両外側にカム軸挿通孔１５ｃを介して
圧入固定されていると共に、カム本体１５ａの外周面１
５ｄが同一のカムプロフィールに形成されている。
【００２７】前記ロッカアーム１８は、図４に示すよう
に、略クランク状に屈曲形成され、中央の基部１８ａが
制御カム１７に回転自在に支持されている。また、基部
１８ａの外端部に突設された一端部１８ｂには、リンク
アーム２５の先端部と連結するピン２１が圧入されるピ
ン孔１８ｄが貫通形成されている一方、基部１８ａの内
端部に突設された他端部１８ｃには、各リンク部材２６
の後述する一端部２６ａと連結するピン２８が圧入され
るピン孔１８ｅが形成されている。
【００２８】前記制御カム１７は、円筒状を呈し、制御
軸１６外周に固定されていると共に、図２に示すように
軸心Ｐ１位置が制御軸１６の軸心Ｐ２からαだけ偏心し
ている。前記揺動カム２０は、図２及び図６，図７に示
すように略横Ｕ字形状を呈し、略円環状の基端部２２に
カム軸１３が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔２
２ａが貫通形成されていると共に、ロッカアーム１８の
他端部１８ｃ側に位置する端部２３にピン孔２３ａが貫
通形成されている。
【００２９】また、揺動カム２０の下面には、基端部２
２側の基円面２４ａと該基円面２４ａから端部２３端縁
側に円弧状に延びるカム面２４ｂとが形成されており、
該基円面２４ａとカム面２４ｂとが、揺動カム２０の揺
動位置に応じて各バルブリフター１９の上面所定位置に
当接するようになっている。即ち、図８に示すバルブリ
フト特性からみると、図２に示すように基円面２４ａの
所定角度範囲θ１がベースサークル区間になり、カム面
２４ｂの前記ベースサークル区間θ１から所定角度範囲
θ２が所謂ランプ区間となり、更に、カム面２４ｂのラ
ンプ区間θ２から所定角度範囲θ３がリフト区間になる
ように設定されている。
【００３０】また、前記リンクアーム２５は、円環状の
基部２５ａと、該基部２５ａの外周面所定位置に突設さ
れた突出端２５ｂとを備え、基部２５ａの中央位置に
は、前記偏心カム１５のカム本体１５ａの外周面に回転
自在に嵌合する嵌合穴２５ｃが形成されている一方、突
出端２５ｂには、前記ピン２１が回転自在に挿通するピ
ン孔２５ｄが貫通形成されている。
【００３１】更に、前記リンク部材２６は、所定長さの
直線状に形成され、円形状の両端部２６ａ，２６ｂには
前記ロッカアーム１８の他端部１８ｃと揺動カム２０の
端部２３の各ピン孔１８ｄ，２３ａに圧入した各ピン２
８，２９の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔２６
ｃ，２６ｄが貫通形成されている。尚、各ピン２１，２
８，２９の一端部には、リンクアーム２５やリンク部材
２６の軸方向の移動を規制するスナップリング３０，３
１，３２が設けられている。
【００３２】上記構成において、制御軸１６の軸心Ｐ２
と制御カム１７の軸心Ｐ１との位置関係によって、図
６，７に示すように、バルブリフト量が変化することに
なり、前記制御軸１６を回転駆動させることで、制御カ
ム１７の軸心Ｐ１に対する制御軸１６の軸心Ｐ２の位置
を変化させる。前記制御軸１６は、図１０に示すような
構成により、ＤＣサーボモータ（アクチュエータ）１２
１によって所定回転角度範囲内で回転駆動されるように
なっており、前記制御軸１６の作動角を前記アクチュエ
ータ１２１で変化させることで、吸気バルブ１０５のバ
ルブリフト量がバルブ作動角の変化を伴って連続的に変
化する（図９参照）。
【００３３】尚、本実施形態では、制御軸１６の作動角
が大きくなるほど、吸気バルブ１０５のリフト量が大き
くなるものとする。図１０において、ＤＣサーボモータ
１２１は、その回転軸が制御軸１６と平行になるように
配置され、回転軸の先端には、かさ歯車１２２が軸支さ
れている。一方、前記制御軸１６の先端に一対のステー
１２３ａ，１２３ｂが固定され、一対のステー１２３
ａ，１２３ｂの先端部を連結する制御軸１６と平行な軸
周りに、ナット１２４が揺動可能に支持される。
【００３４】前記ナット１２４に噛み合わされるネジ棒
１２５の先端には、前記かさ歯車１２２に噛み合わされ
るかさ歯車１２６が軸支されており、ＤＣサーボモータ
１２１の回転によってネジ棒１２５が回転し、該ネジ棒
１２５に噛み合うナット１２４の位置が、ネジ棒１２５
の軸方向に変位することで、制御軸１６が回転されるよ
うになっている。
【００３５】ここで、ナット１２４の位置をかさ歯車１
２６に近づける方向が、バルブリフト量が小さくなる方
向で、逆に、ナット１２４の位置をかさ歯車１２６から
遠ざける方向が、バルブリフト量が大きくなる方向とな
っている。前記制御軸１６の先端には、図１０に示すよ
うに、制御軸１６の作動角を検出するポテンショメータ
式の作動角センサ１２７が設けられており、該作動角セ
ンサ１２７で検出される実際の作動角が目標作動角に一
致するように、前記エンジンコントロールユニット１１
４が前記ＤＣサーボモータ１２１をフィードバック制御
する。
【００３６】次に、前記可変バルブタイミング機構ＶＴ
Ｃ１１３の構成を、図１１に基づいて説明する。但し、
可変バルブタイミング機構ＶＴＣ１１３を、図１１に示
したものに限定するものではなく、クランク軸に対する
カム軸の回転位相を連続的に変化させる構成のものであ
れば良い。
【００３７】本実施形態における可変バルブタイミング
機構ＶＴＣ１１３は、ベーン式の可変バルブタイミング
機構であり、クランク軸１２０によりタイミングチェー
ンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイ
ミングスプロケット）と、吸気側カム軸１３の端部に固
定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容され
た回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット
５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カム
スプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所
定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えて
いる。
【００３８】前記カムスプロケット５１は、外周にタイ
ミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯
部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配
置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジ
ング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフ
ロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成され
る。
【００３９】前記ハウジング５６は、前後両端が開口形
成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈
し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられ
る４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。前
記回転部材５３は、吸気側カム軸１４の前端部に固定さ
れており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４
つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられ
ている。
【００４０】前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、
それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹
部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベ
ーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との
間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成す
る。前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部
材５３の最大遅角側の回動位置（基準作動状態）におい
て係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
【００４１】前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に
対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧
室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２
系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２に
は、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれ
ぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続され
ている。
【００４２】前記供給通路９３には、オイルパン９６内
の油を圧送するエンジン駆動のオイルポンプ９７が設け
られている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端が
オイルパン９６に連通している。前記第１油圧通路９１
は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて
各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接
続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開
口する４つの油孔９２ｄに接続される。
【００４３】前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁
体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通
路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するように
なっている。前記ＥＣＵ１１４は、前記電磁切換弁９５
を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、
ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号に基づいて
制御する。
【００４４】例えば、電磁アクチュエータ９９にデュー
ティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、オ
イルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路
９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進
角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通っ
て第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出さ
れる。
【００４５】従って、遅角側油圧室８３の内圧が高、進
角側油圧室８２の内圧が低となって、回転部材５３は、
ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、こ
の結果、吸気バルブ１０５の開期間がクランク軸の回転
位相角に対して遅くなる。一方、電磁アクチュエータ９
９にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出
力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側
油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内
の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂ
を通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３
が低圧になる。
【００４６】このため、回転部材５３は、ベーン７８ａ
〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによっ
て、吸気バルブ１０５の開期間がクランク軸の回転位相
角に対して早くなる。本実施形態において、前記ＥＣＵ
１１４は、目標吸入空気量が得られるように、前記電子
制御スロットル１０４，可変バルブリフト機構ＶＥＬ１
１２及び可変バルブタイミング機構ＶＴＣ１１３を制御
するが、目標吸入空気量に応じて制御する構成に限定す
るものではなく、また、前記スロットルバルブ１０３ｂ
がアクセルペダルに機械的にリンクして開閉動作する構
成であっても良い。
【００４７】また、前記ＥＣＵ１１４は、図１２のブロ
ック図に示すようにして、点火時期（点火進角値）を決
定する。図１２のブロック図において、実ＩＶＯ演算部
２０１には、作動角センサ１２７で検出される前記制御
軸１６の実作動角（実ＶＥＬ角度）と、クランク角セン
サ１１７及び吸気側カム軸１３の角度を検出するカムセ
ンサ（図示省略）に基づいて検出されるバルブタイミン
グの進角値（実ＶＴＣ角度）とが入力される。
【００４８】そして、実ＩＶＯ演算部２０１では、吸気
バルブ１０５の実バルブリフト量に相当する前記制御軸
１６の実作動角（実ＶＥＬ角度）から、バルブタイミン
グの進角値を０（最遅角位置）としたときの吸気バルブ
１０５の開時期ＩＶＯを求め、該開時期ＩＶＯにバルブ
タイミングの進角値（実ＶＴＣ角度）を加算すること
で、吸気バルブ１０５の実際の開時期ＩＶＯを演算す
る。
【００４９】一方、目標ＩＶＯ演算部２０２には、前記
制御軸１６の目標作動角（目標ＶＥＬ角度：目標バルブ
リフト量）と、バルブタイミングの目標進角値（目標Ｖ
ＴＣ角度）とが入力される。そして、目標ＩＶＯ演算部
２０２では、吸気バルブ１０５の目標バルブリフト量に
相当する前記制御軸１６の目標作動角（目標ＶＥＬ角
度）から、バルブタイミングの進角値を０（最遅角位
置）としたときの吸気バルブ１０５の開時期ＩＶＯを求
め、該開時期ＩＶＯにバルブタイミングの目標進角値
（目標ＶＴＣ角度）を加算することで、吸気バルブ１０
５の目標の開時期ＩＶＯを演算する。
【００５０】ＩＶＯずれ代演算部２０３は、前記吸気バ
ルブ１０５の実開時期ＩＶＯと目標開時期ＩＶＯとの偏
差ΔＩＶＯを演算する。基本補正値演算部２０４では、
前記偏差ΔＩＶＯにゲインＧＡＩＮ＃を乗算して、点火
時期ＡＤＶの基本補正値ΔＡＤＶを演算する。尚、前記
基本補正値ΔＡＤＶは、目標開時期ＩＶＯよりも実際の
開時期ＩＶＯが進角している場合には、点火時期ＡＤＶ
をより進角側に補正し、逆に、目標開時期ＩＶＯよりも
実際の開時期ＩＶＯが遅角している場合には、点火時期
ＡＤＶをより遅角側に補正する。
【００５１】また、インマニ負圧補正値演算部２０５で
は、吸気圧センサ１３４で検出された吸気圧（インマニ
負圧）に基づいて前記基本補正値ΔＡＤＶを修正するた
めの補正値ｋ１を演算する。前記補正値ｋ１は、吸気圧
が大気圧に近いほど前記基本補正値ΔＡＤＶをより小さ
く補正するように設定される。
【００５２】更に、運転領域補正値演算部２０６では、
機関負荷・回転速度に応じて予め補正値ｋ２を記憶した
マップを参照し、前記基本補正値ΔＡＤＶを修正するた
めの補正値ｋ２を検索する。前記補正値ｋ２は、高負荷
・高回転側で前記基本補正値ΔＡＤＶをより小さく補正
するように設定される。
【００５３】前記補正値ｋ１，ｋ２は、前記基本補正値
ΔＡＤＶに乗算され、該乗算結果は、リミッタ部２０７
に入力される。前記リミッタ部２０７では、補正値ΔＡ
ＤＶを所定範囲内（例えばプラス・マイナス１０°以
内）に制限し、制限結果が最終的な補正値ΔＡＤＶとし
て出力される。
【００５４】前記最終的な補正値ΔＡＤＶは、機関負荷
・機関回転速度等に応じて設定される基本点火時期ＡＤ
Ｖに加算され、該加算結果を最終的な点火時期ＡＤＶと
する。そして、前記最終的な点火時期ＡＤＶに火花点火
を行わせるべく、前記イグニッションコイル１３３に内
蔵されたパワートランジスタのＯＮ・ＯＦＦを、クラン
ク角センサ１１７の検出結果に基づいて各気筒毎に制御
する。
【００５５】上記構成によると、可変バルブリフト機構
ＶＥＬ１１２，可変バルブタイミング機構ＶＴＣ１１３
による吸気バルブ１０５のバルブリフト量・バルブタイ
ミングの切り換え制御時に、目標の開特性と実際の開特
性とにずれが生じ、吸気バルブ１０５の開時期ＩＶＯが
目標開時期ＩＶＯからずれても、目標開時期ＩＶＯに対
応して設定される基本点火時期を、実際の開時期ＩＶＯ
（実際のオーバーラップ量）に対応した点火時期に補正
することができる。
【００５６】従って、バルブリフト量・バルブタイミン
グの過渡時において、適切な点火時期で点火を行わせる
ことができ、機関の運転性能を向上させることができ
る。尚、前記補正値ｋ１，ｋ２のうちのいずれか一方、
又は、双方を省略しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における内燃機関のシステム構成
図。
【図２】実施の形態における可変バルブリフト機構を示
す断面図（図３のＡ−Ａ断面図）。
【図３】上記可変バルブリフト機構の側面図。
【図４】上記可変バルブリフト機構の平面図。
【図５】上記可変バルブリフト機構に使用される偏心カ
ムを示す斜視図。
【図６】上記可変バルブリフト機構の低リフト時の作用
を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図７】上記可変バルブリフト機構の高リフト時の作用
を示す断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）。
【図８】上記可変バルブリフト機構における揺動カムの
基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図９】上記可変バルブリフト機構のバルブタイミング
とバルブリフトの特性図。
【図１０】上記可変バルブリフト機構における制御軸の
回転駆動機構を示す斜視図。
【図１１】実施の形態における可変バルブタイミング機
構を示す縦断面図。
【図１２】実施形態における点火時期制御の様子を示す
制御ブロック図。
【符号の説明】
１３…カム軸 １５…偏心カム １６…制御軸 １７…制御カム １８…ロッカアーム ２０…揺動カム ２５…リンクアーム １０１…内燃機関 １０４…電子制御スロットル １０５…吸気バルブ １１２…可変バルブリフト機構ＶＥＬ １１３…可変バルブタイミング機構ＶＴＣ １１４…エンジンコントロールユニット １１５…エアフローメータ １１６…アクセルペダルセンサ １１７…クランク角センサ １１８…スロットルセンサ １１９…水温センサ １２０…クランク軸 １２１…ＤＣサーボモータ（アクチュエータ） １２７…作動角センサ １３２…点火プラグ １３３…イグニッションコイル １３４…吸気圧センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ 45/00 ３６４Ｄ 45/00 ３６４ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ Ｆターム(参考） 3G018 AB05 AB17 BA19 BA33 CA13 CA20 DA03 DA04 DA09 DA10 DA12 DA19 DA21 EA11 EA35 FA01 FA06 FA07 FA08 FA09 FA23 GA09 3G022 AA00 DA10 EA07 FA04 GA00 GA01 GA05 GA06 GA07 GA08 GA09 3G084 BA05 BA17 BA23 EA11 EB11 EC06 FA07 FA10 FA11 FA18 FA20 FA33 FA38 3G092 AA11 BA09 DA01 DA03 DA12 DC03 DG08 EA08 EA09 EA10 EC01 EC08 HA01Z HA05Z HA06Z HA11Z HA13X HA13Z HC09X HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA19 LA00 LA03 LA07 LB01 LC03 LC08 NA08 ND01 ND41 NE17 NE19 PA01Z PA07Z PA11Z PA17Z PE01Z PE03Z PE08Z PE10Z PF03Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸気バルブのバルブリフト量をバルブ開期
    間と共に連続的に変化させる可変バルブリフト機構と、
    吸気バルブの開期間のクランク軸に対する位相を連続的
    に変化させる可変バルブタイミング機構とを備えた内燃
    機関の点火時期制御装置であって、 前記可変バルブリフト機構及び前記可変バルブタイミン
    グ機構の目標制御状態に対応する吸気バルブの目標開時
    期と、吸気バルブの実際の開時期との偏差に基づいて、
    点火時期の補正値を設定することを特徴とする内燃機関
    の点火時期制御装置。
  2. 【請求項２】前記点火時期の補正値を、吸気圧に基づい
    て修正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
    点火時期制御装置。
  3. 【請求項３】前記点火時期の補正値を、機関回転速度と
    機関負荷とに基づいて修正することを特徴とする請求項
    １又は２記載の内燃機関の点火時期制御装置。
  4. 【請求項４】前記可変バルブリフト機構が、 クランク軸に同期して回転する駆動軸と、 前記駆動軸に固定された駆動カムと、 揺動することで吸気バルブを開閉作動する揺動カムと、 一端で前記駆動カム側と連係し他端で前記揺動カム側と
    連係する伝達機構と、 前記伝達機構の姿勢を変化させる制御カムを有する制御
    軸と、 前記制御軸を回動するアクチュエータとからなり、 前記アクチュエータにより前記制御軸を回動制御するこ
    とによりバルブリフト量をバルブ開期間と共に連続的に
    変化させる構成であって、 前記可変バルブタイミング機構が、 クランク軸に対する前記駆動軸の回転位相を連続的に変
    化させる構成であることを特徴とする請求項１〜３のい
    ずれか１つに記載の内燃機関の可変バルブ制御装置。
  5. 【請求項５】前記制御軸の目標角度と前記駆動軸の目標
    回転位相とから、前記吸気バルブの目標開時期を演算
    し、前記制御軸の実角度と前記駆動軸の実際の回転位相
    とから、前記吸気バルブの実際の開時期を演算すること
    を特徴とする請求項４記載の内燃機関の点火時期制御装
    置。
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