JPH09195840A

JPH09195840A - 可変動弁機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH09195840A
Application number: JP8009694A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Takemura; 信一竹村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1997-07-29
Anticipated expiration: 2016-01-24
Also published as: JP3620134B2

Abstract

(57)【要約】【課題】例えばバルブオーバーラップが大きい部分負
荷走行時にエンジンストール等で機関が停止すると、カ
ム反力や各部の摩擦力等の保持力によって、始動時バル
ブタイミングに復帰する前に、再始動時の燃料噴射が開
始されることがあり、この場合には、排気側に過大に燃
料が吹き抜けて排気性能が悪化する。【解決手段】機関本体１の再始動時には、バルブタイ
ミング判定部１６は、カム角センサ１２が検出したカム
角θ_Cに基づいてバルブタイミングを検出し、バルブオ
ーバーラップの小さい始動時バルブタイミングに復帰し
たか否かを監視する。そして、始動時バルブタイミング
に復帰すると、燃料噴射許可部１７は、始動燃料の噴射
開始を許可する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸排気弁のバルブ
タイミングを可変に設定可能な可変動弁機構を備えた内
燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に、エンジン停止
時には始動時バルブタイミングに復帰する特性を有する
可変動弁機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアイドリング時等の低回転低負荷
走行域では、吸排気弁の開時期が重なるバルブオーバー
ラップは少ない方が望ましい。これに対し、高回転高負
荷走行域では、バルブオーバーラップは大きい方が好ま
しい。従って、この相反する要請に応えるべく、近年
は、運転条件に応じて吸排気弁のバルブタイミングを可
変に調整可能な可変動弁機構を備えた内燃機関が種々提
案されている。

【０００３】この可変動弁機構としては、カムシャフト
を回転させて作動中心角を可変制御するカムひねり型
（または中心角可変型）のもの、駆動軸外周に配置した
カムシャフトを駆動軸に対して不等速回転させることで
作動角を可変制御する作動角可変型のもの、作動角の異
なるカムを切り換えてバルブタイミングを可変制御する
カム切換型のものとが知られている。いずれも、通常、
機関停止時には、再始動に備えて、初期状態としての始
動時のバルブタイミングに自動的に復帰する構造となっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるものでは、バルブオーバーラップが大きく
設定された部分負荷時（パーシャル時）に、エンジンス
トール等で機関が停止すると、バルブリフトによるカム
反力、カムの駆動伝達系（例えば駆動用ベルト、駆動用
チェーン）及びリングギアの摩擦力等によって、機関停
止直前のバルブオーバーラップがそのまま維持される場
合がある。

【０００５】このため、部分負荷走行域に応じて設定さ
れた大きなバルブオーバーラップのままで、機関が再始
動される可能性があり、再始動時に噴射される始動時燃
料が排気側に過大に吹き抜けてしまい、排気性能が悪化
するおそれがある。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みて
なされたもので、その目的は、再始動時の排気性能低下
を防止できるようにした可変動弁機構を備えた内燃機関
の燃料噴射制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、機関
再始動時には、始動時バルブタイミングに達したことを
検出するか、または始動時バルブタイミングに達したと
みなせる場合にのみ、始動時の燃料噴射を許可すること
により、噴射燃料の排気側への過大な吹き抜けを防止せ
んとしている。

【０００８】即ち、本発明に係る可変動弁機構を備えた
内燃機関の燃料噴射制御装置の採用する構成は、吸排気
弁の開閉タイミングを可変制御する可変動弁機構を備え
た内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前記吸排気弁
のバルブタイミングが始動時バルブタイミングに達した
ときには燃料噴射を許可する燃料噴射許可手段を設けた
ことを特徴としている。これにより、機関再始動時に
は、吸排気弁のバルブタイミングが始動時バルブタイミ
ングに復帰しない限り、始動燃料の噴射が許可されるこ
とがない。

【０００９】また、より具体的な請求項２に係る発明で
は、吸排気弁の開閉タイミングを可変制御する可変動弁
機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置であって、前
記吸排気弁のバルブタイミングを検出するバルブタイミ
ング検出手段と、この検出されたバルブタイミングが始
動時バルブタイミングに達したか否かを判定するバルブ
タイミング判定手段と、前記吸排気弁のバルブタイミン
グが始動時バルブタイミングに達したときには燃料噴射
を許可する燃料噴射許可手段とを設けたことを特徴とし
ている。これにより、バルブタイミング検出手段が検出
した吸排気弁のバルブタイミングが始動時バルブタイミ
ングに達するまでの間、始動燃料の噴射が阻止される。

【００１０】請求項３に係る発明では、吸排気弁の開閉
タイミングを可変制御する可変動弁機構を備えた内燃機
関の燃料噴射制御装置であって、機関始動時には所定の
遅延時間が経過したときに燃料噴射を許可する燃料噴射
許可手段を設けたことを特徴としている。可変動弁機構
の特性に応じて遅延時間を設定することにより、直接的
にバルブタイミングを検出することなく、バルブタイミ
ングが始動時バルブタイミングに戻ったとき頃を見計ら
って始動燃料を噴射することができる。

【００１１】請求項４に係る発明では、前記遅延時間を
前記吸排気弁のバルブタイミングに関連したパラメータ
に基づいて設定することを特徴としている。機関再始動
時に吸排気弁のバルブタイミングが始動時バルブタイミ
ングに復帰するまでの所要時間は、可変動弁機構の特
性、運転状態等によって種々変化する。従って、予め実
機試験やシュミレーション等により、バルブタイミング
に関連したパラメータ、即ち、始動時バルブタイミング
への復帰時間に影響を与えるパラメータを選定してお
き、このパラメータの値に応じて遅延時間を設定するこ
とにより、正確に始動時バルブタイミングに達した時期
に燃料噴射を開始することができる。

【００１２】具体的には、請求項５に係る発明では、前
記パラメータとして、前記可変動弁機構を駆動する作動
流体の温度または機関冷却水温のいずれかを用いること
を特徴としている。温度によって作動流体（作動油）の
粘性は変化し、この粘性によって始動時バルブタイミン
グに復帰するまでの所要時間は変化する。従って、作動
流体の粘性を、作動流体の温度または機関冷却水温を介
して間接的に検出することにより、最適な遅延時間を設
定することができる。

【００１３】請求項６に係る発明では、前記パラメータ
として、クランキング回転を用いることを特徴としてい
る。再始動によりクランキングが開始されると、リター
ンスプリング等の復帰力によって徐々に始動時バルブタ
イミングに戻っていくため、クランキングの回転開始を
検出してから所定の遅延時間が経過した後に、始動燃料
を噴射することにより、ほぼ始動時バルブタイミングに
復帰した時期に燃料を供給することができる。

【００１４】請求項７に係る発明では、前記パラメータ
として、前記可変動弁機構の機関停止時におけるカム状
態を用いることを特徴としている。機関停止時における
カム状態、例えば作動角、作動中心角等によって、始動
時バルブタイミングに復帰するまでの所要時間は変化す
る。従って、カム状態に基づいて遅延時間を設定するこ
とにより、始動時バルブタイミングに戻った時期に始動
燃料を噴射することができる。

【００１５】請求項８に係る発明では、前記可変動弁機
構を備えた内燃機関として、左右のバンクにそれぞれ可
変動弁機構を有するＶ型内燃機関を用い、左右のバンク
のうち先に前記始動時バルブタイミングに達したバンク
側から燃料噴射を許可することを特徴としている。これ
により、左右の各バンクのうち、いずれか一方が他方よ
りも早く始動時バルブタイミングに復帰した場合には、
当該バンク側の燃料噴射が先行して開始される。従っ
て、この片方のバンクの燃料噴射による機関回転数の上
昇により、他方のバンクは通常のクランキング時よりも
短時間で始動時バルブタイミングに復帰する。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る可変動弁機構を備えた内燃
機関の燃料噴射制御装置によれば、機関再始動時には、
吸排気弁のバルブタイミングが始動時バルブタイミング
に復帰しない限り、始動燃料は噴射されない。従って、
バルブオーバーラップが大きい状態で始動燃料が噴射さ
れるのを防止でき、排気側に過大に噴射燃料が吹き抜け
て排気が悪化するのを防止することができる。

【００１７】また、所定の遅延時間経過後に始動燃料を
噴射する構成によれば、直接的にバルブタイミングを検
出することなく、バルブタイミングが始動時バルブタイ
ミングに戻ったとき頃を見計らって始動燃料を噴射で
き、制御構造を簡素化することができる。

【００１８】より具体的には、前記遅延時間を前記吸排
気弁のバルブタイミングに関連したパラメータに基づい
て設定する構成により、より正確に始動時バルブタイミ
ングに達した時期に燃料噴射を開始することができ、排
気の悪化を防止できる。

【００１９】具体的なパラメータとして、作動流体の温
度または機関冷却水温を用いれば、始動時バルブタイミ
ングへの復帰時間に影響を与える作動流体の粘性に応じ
て、最適な遅延時間を設定することができ、排気悪化を
防止できる。

【００２０】また、パラメータとして、クランキング回
転を用いる構成によっても、ほぼ始動時バルブタイミン
グに復帰した時期に始動燃料を供給でき、排気悪化を防
止することができる。

【００２１】さらに、パラメータとして、可変動弁機構
の機関停止時におけるカム状態を用いる構成によって
も、例えば作動角、作動中心角等のカム状態によって変
化する始動時バルブタイミングへの復帰時間に応じたタ
イミングで、始動燃料を噴射することができ、排気悪化
を防止できる。

【００２２】可変動弁機構を備えた内燃機関として、左
右のバンクにそれぞれ可変動弁機構を有するＶ型内燃機
関を用い、左右のバンクのうち先に始動時バルブタイミ
ングに達したバンク側から燃料噴射を許可する構成によ
り、左右の各バンクのうち、いずれか早く始動時バルブ
タイミングに復帰した側の燃料噴射を先行して開始する
ことができ、この先行した片方のバンクの燃料噴射によ
る機関回転数の上昇によって、他方のバンクの復帰時間
を通常のクランキングによる復帰時間よりも短縮でき、
排気悪化を防止しつつ再始動時間を短縮して運転性を向
上できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図８に基づいて説明する。

【００２４】まず、図１は、本発明の第１の実施例に係
る可変動弁機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置の
全体構成を示す構成説明図であって、機関本体１には、
図示せぬ吸気弁を駆動するための吸気カムシャフト２が
シリンダヘッドの上方に設けられている。また、図示を
省略しているが、排気弁を駆動するための排気カムシャ
フトもシリンダヘッドの上方に機関本体１の長手方向に
沿って配設され、これによりＤＯＨＣ型機関が構成され
ている。以下、吸気カムシャフト２側について説明す
る。

【００２５】この吸気カムシャフト２は、その前部がカ
ムスプロケット３及び駆動用チェーンを介してクランク
シャフト（いずれも図示せず）に接続されており、その
後部は機関本体１に軸支されている。吸気カムシャフト
２には、２個１組の吸気カム４が軸方向に離間して各気
筒毎に設けられていると共に、吸気カムシャフト２の前
端には可変バルブタイミング装置５が設けられており、
これによって、「可変動弁機構」を構成している。

【００２６】この可変バルブタイミング装置５は、制御
油圧の給排によって吸気カムシャフト２のカムスプロケ
ット３に対する位相を遅延させることにより、吸気カム
４の作動中心角を可変に制御するものである。そして、
これら各一対の吸気カム４によってロッカシャフト６に
支持された吸気ロッカアーム７が揺動し、吸気弁が開閉
されるようになっている。ここで、可変バルブタイミン
グ装置５は、図８と共に後述する如く、吸気カムシャフ
ト２の前端に取付ボルト等を介して軸方向に接続された
インナハウジングと、このインナハウジングの外周側に
離間して設けられたアウタハウジングと、これら各ハウ
ジング間の環状室内に軸方向に移動可能に設けられた第
１，第２の各ヘリカルギアと、この各ヘリカルギアを常
時始動時バルブタイミングを形成する方向に向けて付勢
するリターンスプリングと、このリターンスプリングの
復帰力に抗して各ヘリカルギアを移動させるべく油圧を
供給する油圧通路（いずれも図示せず）等から概略構成
されており、機関本体１が停止したときには、リターン
スプリングのばね力によって各ヘリカルギアは初期位置
に押し戻され、これにより、始動時バルブタイミングを
形成するようになっている。

【００２７】図中において、９は機関回転数Ｎを検出す
るクランク角センサ、１０は機関冷却水温Ｔ_wを検出す
る水温センサ、１１は吸入空気量Ｑを検出するエアフロ
ーメータ、１２はカム角度θ_Cを検出するカム角セン
サ、１３はスタータモータ（図示せず）の作動を検出す
るスタータスイッチをそれぞれ示し、これら各センサ類
は、図示せぬスロットルセンサ、空燃比センサ等と共
に、後述のコントロールユニット１４に接続されてい
る。ここで、前記カム角センサ１２が「バルブタイミン
グ検出手段」を構成している。

【００２８】機関本体１には、例えば常開型の電磁弁等
からなる油圧制御弁８が設けられている。この油圧制御
弁８は、コントロールユニット１４によって開閉制御さ
れるものであり、可変バルブタイミング装置５に供給す
る油圧をオンオフ制御することにより、吸気カムシャフ
ト２の位相を変化させるものである。

【００２９】機関を電気的に集中制御するコントロール
ユニット１４は、例えばＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，入出
力インターフェース（いずれも図示せず）からマイクロ
コンピュータシステムとして構成されている。このコン
トロールユニット１４の出力側には前記油圧制御弁８、
各燃料噴射弁１５、図示せぬ点火栓等が接続されてお
り、各燃料噴射弁１５から所定の燃料噴射時期に噴射さ
れた燃料は、点火栓によって強制着火される。ここで、
このコントロールユニット１４は、機関本体１の運転状
態に応じた燃料噴射量を演算して各燃料噴射弁１５の作
動を制御するための燃料噴射量制御部と、機関本体１の
運転状態に応じて最適のバルブタイミングを実現するべ
く可変バルブタイミング装置５を制御するバルブタイミ
ング制御部（いずれも図示せず）とを備えている。

【００３０】また、コントロールユニット１４には、そ
の特徴的内部機能として、機関再始動時のバルブタイミ
ングが所定の始動時バルブタイミングに復帰したか否か
を判定する「バルブタイミング判定手段」としてのバル
ブタイミング判定部１６と、始動時バルブタイミングに
復帰したときには始動燃料の噴射を許可する「燃料噴射
許可手段」としての燃料噴射許可部１７とが設けられて
いる。

【００３１】次に、本実施例の作動について図２及び図
３を参照しつつ説明する。まず、図２は機関始動時の制
御処理を示すフローチャートであって、ステップ（図中
では「Ｓ」と示す）１では、エンジンキーの挿入回転に
よって「ＡＣＣ」→「イグニッション」→「スタート」
の順で信号が生成されると、スタータモータへの給電が
開始され、スタータモータによるクランキングが始ま
る。次に、ステップ２では、カム角センサ１２が検知し
たカム角θ_Cによって現在のバルブタイミングを検出
し、ステップ３では、この検出したバルブタイミングが
始動時バルブタイミングであるか否か、即ち、可変バル
ブタイミング装置８のリターンスプリング等によって、
バルブタイミングが始動時バルブタイミングに復帰した
か否かを監視する。

【００３２】そして、バルブタイミングが始動時バルブ
タイミングに復帰したときは、前記ステップ３は「ＹＥ
Ｓ」と判定してステップ４に移る。このステップ４で
は、通常の燃料噴射制御部に対して燃料噴射許可を与
え、これによって、始動燃料の噴射が開始される。

【００３３】このように構成される本実施例によれば、
以下の効果を奏する。

【００３４】第１に、吸排気弁のバルブタイミングが始
動時バルブタイミングに達したときには燃料噴射を許可
する燃料噴射許可部１７を設ける構成のため、例えばバ
ルブオーバーラップが大きい部分負荷走行時にエンジン
ストール等で機関本体１が停止した場合でも、再始動時
には、始動時バルブタイミングに復帰するのを待ってか
ら始動燃料を噴射供給することができる。この結果、吸
気カム２の駆動系の摩擦力やカム反力等でバルブオーバ
ーラップの値が大きいまま再始動が開始された場合で
も、始動時バルブタイミングに復帰しなければ燃料が噴
射されないため、始動燃料が過大に排気側に吹き抜けて
排気が悪化するのを効果的に防止することができる。

【００３５】この点について図３を参照しつつ説明す
る。図３は、始動時における燃料噴射時期、バルブオー
バーラップ量及び機関回転数の各時間変化を示すタイミ
ングチャートであって、機関本体１がバルブオーバーラ
ップの大きい部分負荷走行域にある最中、時刻Ｔ₀でエ
ンジンストール等により機関停止となった場合、可変バ
ルブタイミング装置５は、その内蔵したリターンスプリ
ングによって、バルブタイミングを始動時バルブタイミ
ングに戻そうとする。しかし、カム反力やチェーン、リ
ングギア等の摩擦力によって、カムシャフト２の位相は
初期状態としての始動時バルブタイミングに速やかに戻
らないため、依然としてバルブオーバーラップは大きい
値を維持している。

【００３６】そして、時刻Ｔ₁で運転者がエンジンキー
を操作して機関再始動を行うと、スタータモータが駆動
してクランキングが開始される。ここで、従来技術によ
るものでは、バルブタイミングの復帰遅れに対する考慮
を欠くため、クランキング開始後、時刻Ｔ₃で燃料噴射
を開始する。しかし、上記摩擦力等によって、まだバル
ブオーバーラップは大きいままであるため、図３中の点
線で示す如く、この時刻Ｔ₀で燃料を噴射すると、排気
側に通常値よりも多い量の燃料が吹き抜けてしまい、排
気性能が低下する。

【００３７】これに対し、本実施例では、クランキング
開始によってバルブオーバーラップが小さい始動時バル
ブタイミングに復帰する時刻Ｔ₂まで待ってから、燃料
噴射を許可するため、通常値以上の燃料が排気側に吹き
抜けることがなく、排気性能を改善することができるの
である。

【００３８】第２に、具体的には、カム角センサ１２が
検出するカム角θ_Cによってバルブタイミングを検知
し、このバルブタイミングが始動時バルブタイミングに
達したとバルブタイミング判定部１６が判断したとき
に、燃料噴射許可部１７が燃料の噴射開始を許可する構
成のため、実際のバルブタイミングが始動時バルブタイ
ミングに復帰したのを確認してから始動燃料を噴射する
ことができ、一層排気性能を改善することができる。

【００３９】なお、ここで、「バルブタイミング検出手
段」としては、カム角センサ１２に限らず、油圧制御弁
８によって制御される油圧を圧力センサで検出し、この
検出油圧力によってバルブタイミングを検知する構成で
もよい。可変バルブタイミング装置５は油圧制御される
ため、かかる油圧力をモニタすれば、バルブタイミング
を間接的に検出することができる。

【００４０】次に、図４及び図５を参照しつつ本発明の
第２の実施例を説明する。なお、以下の各実施例では前
記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、
その説明を省略するものとする。本実施例の特徴は、再
始動時にバルブオーバーラップの小さい始動時バルブタ
イミングに復帰する遅延時間を予め設定しておき、その
遅延時間経過後に燃料の噴射開始を許可するものであ
る。

【００４１】図４は、本実施例によるコントロールユニ
ット２１の内部機能を示す機能ブロック図であって、こ
のコントロールユニット２１は、遅延時間の経過をもっ
て始動時バルブタイミングに復帰したものとみなすバル
ブタイミング判定部２２と、バルブタイミング判定部２
２が始動時バルブタイミングに達したとみなしたときに
燃料噴射弁１５による燃料の噴射開始を許可する燃料噴
射許可部２３とを備えている。また、前記バルブタイミ
ング判定部２２は、油圧制御弁８によって切換制御され
る「作動流体」としての作動油の温度ｔ_Aを検出する油
温センサ２４が接続された遅延時間設定部２５と、油温
ｔ_Aに応じた遅延時間Ｔｄがマップ化された温度−遅延
時間マップ２６と、このマップ２６に基づいて設定され
た遅延時間Ｔｄが経過したか否かをタイマ２７の計時情
報に基づいて判定する遅延時間判定部２８とから構成さ
れている。

【００４２】ここで、作動油の油温ｔ_Aが「吸排気弁の
バルブタイミングに関連したパラメータ」の一例であ
る。油温ｔ_Aによって作動油の粘性が変化し、これによ
り可変バルブタイミング装置５の作動時間が影響される
からである（温度が低下するほど粘度が増し、粘度の増
大に応じて復帰時間が長くなる）。従って、作動油の粘
性を水温センサ１０による機関冷却水温Ｔ_wによって、
より間接的に検出する構成であってもよい。この場合
は、作動油粘度の検出がより間接的になる反面、構造を
簡素化することができる。

【００４３】次に、図５のフローチャートに基づいて本
実施例の作用について説明する。まず、エンジンキーが
「スタート」位置まで回動された時点で本プログラムは
開始され、ステップ１１では、油温センサ２４によって
油温ｔ_Aを検出する。次に、ステップ１２では、この検
出された油温ｔ_Aに基づいて温度−遅延時間マップ２６
から該油温ｔ_Aに応じた遅延時間Ｔｄを読み出して遅延
時間設定部２５により設定し、次にステップ１３では、
スタータモータを回転させてクランキングを開始する。

【００４４】そして、ステップ１４では、タイマ２７を
スタートさせてタイムカウントを開始し、ステップ１５
では、遅延時間判定部２８により遅延時間Ｔｄが経過す
るのを監視する。そして、遅延時間Ｔｄが経過してタイ
ムアップしたときは、前記ステップ１５で「ＹＥＳ」と
判定され、ステップ１６では、燃料噴射許可部２３によ
って燃料噴射弁１５による燃料の噴射開始を許可する。

【００４５】このように構成される本実施例でも、図３
中に示す如く、機関再始動時から所定の遅延時間Ｔｄが
経過するのを待ってから燃料の噴射開始を許可するた
め、バルブオーバーラップが小さい始動時バルブタイミ
ングになってから燃料を供給することができ、排気性能
の悪化を防止することができる。

【００４６】特に、前記第１の実施例とは異なり、バル
ブタイミングを常時監視するのではなく、再始動時に設
定された遅延時間Ｔｄの経過を待つだけであるから、制
御構造を簡素化することができる。

【００４７】第２に、油圧制御弁８の作動油の温度ｔ_A
に応じて遅延時間Ｔｄを設定する構成のため、より正確
に、始動時バルブタイミングになった時期に燃料を噴射
することができる。

【００４８】なお、本実施例では、吸排気弁のバルブタ
イミングに関連したパラメータとして作動油の油温ｔ_A
または冷却水温Ｔ_wが使用可能であることは既に述べた
が、これに限らず、クランキング時のエンジン回転数ま
たは機関本体１の停止時におけるカム状態を用いてもよ
い。すなわち、図３に示す如く、クランキングの開始に
よってチェーンの摩擦力等が軽減されるため、クランキ
ングの開始時点を検出して、このクランキング開始時を
起点に遅延時間を設定すれば、始動時バルブタイミング
に復帰した時期に燃料を噴射することができる。また、
機関本体１の停止時におけるカム状態をカム角センサ１
２により検出して記憶しておき、再始動時には、この記
憶された停止時のカム状態に基づいて始動時バルブタイ
ミングに達すると見込める遅延時間を可変に設定する構
成としてもよい。

【００４９】次に、図６に基づき、本発明の第３の実施
例を説明する。本実施例の特徴は、左右のバンクを備え
たＶ型の内燃機関に適用したことにある。

【００５０】すなわち、図６は本実施例による可変動弁
機構を備えた内燃機関の燃料噴射装置の全体構成を示す
構成説明図であって、機関本体３１は、左バンク３２Ｌ
及び右バンク３２Ｒを備えたＶ型機関として構成され、
各バンク３２Ｌ，３２Ｒには、それぞれ独立した可変バ
ルブタイミング装置３３Ｌ，３３Ｒが設けられ、これら
各可変バルブタイミング装置３３Ｌ，３３Ｒは、それぞ
れ別体の油圧制御弁３４Ｌ，３４Ｒによって制御される
ようになっている。

【００５１】本実施例によるコントロールユニット３５
の入力側には、クランク角センサ９等と共に、左右の可
変バルブタイミング装置３３Ｌ，３３Ｒによってそれぞ
れ変化されるカム角θ_CL，θ_CRをそれぞれ検出するため
の左バンク側カム角センサ３６Ｌ，右バンク側カム角セ
ンサ３６Ｒが接続されている。

【００５２】また、コントロールユニット３５内には、
左バンク側カム角センサ３６Ｌが検出したカム角θ_CLに
基づいて左バンク側のカムシャフト２が始動時バルブタ
イミングに復帰したか否かを判定する左バンク側バルブ
タイミング判定部３７Ｌと、始動時バルブタイミングに
達したときには左バンク側の燃料噴射の開始を許可する
左バンク側燃料噴射許可部３８Ｌと、これらと同様の作
用を営む右バンク側バルブタイミング判定部３７Ｌ及び
右バンク側燃料噴射許可部３８Ｒとを備えて構成されて
いる。

【００５３】次に、本実施例の作用について図７に基づ
き説明する。図７は、本実施例による始動処理のフロー
チャートを示し、まず、ステップ２１では、エンジンキ
ーの操作によりスタータモータを回転させてクランキン
グを開始する。次に、ステップ２３〜２４の左バンク側
処理と、ステップ２５〜２７の右バンク側処理とが並列
的に実行される。

【００５４】左バンク側について説明すると、ステップ
２２では、左バンク側カム角センサ３６Ｌが検出したカ
ム角θ_CLによって現在のバルブタイミングを検出し、ス
テップ２３では、このバルブタイミングがバルブオーバ
ーラップの小さい始動時バルブタイミングに達するまで
監視する。始動時バルブタイミングに復帰したときは、
前記ステップ２３で「ＹＥＳ」と判定されてステップ２
４に移り、このステップ２４では、左バンク側の燃料噴
射弁１５による燃料の噴射開始を許可する。

【００５５】一方、右バンク側でも、右バンク側カム角
センサ３６Ｒのカム角θ_CRによって検出されたバルブタ
イミング（ステップ２５）が始動時バルブタイミングに
達するまで監視し（ステップ２６）、始動時バルブタイ
ミングに達したときは右バンク側の燃料噴射の開始を許
可する。

【００５６】従って、このように、機関本体３１の再始
動時には、左右のバンク３２Ｌ，３２Ｒのそれぞれにつ
いて独立にバルブタイミングの監視が行われ、他方のバ
ンクのバルブタイミング状態に拘わらず、先に始動時バ
ルブタイミングに復帰した方から燃料噴射が開始され
る。

【００５７】このように構成される本実施例によれば、
左右のバンク３２Ｌ，３２Ｒのそれぞれについて独立に
バルブタイミングを検出し、いずれか早く始動時バルブ
タイミングに達した方のバンクから燃料噴射を許可する
構成のため、先に燃料が噴射されるバンクによる機関回
転数の上昇によって、他方のバンク側の復帰時間をクラ
ンキングのみの場合よりも短縮することができる。従っ
て、再始動時の排気性能を改善しつつ再始動時間を短く
して運転性を向上することができる。

【００５８】なお、前記各実施例では、可変動弁機構と
して、例えば特開平６−１７６１８号公報等に記載され
た作動中心角を可変に制御する作動中心角可変型のもの
を例示したが、この型式の具体的一例を図８に基づいて
簡単に説明する。カムシャフト２には、軸方向に油孔４
１Ａが形成されたボルト４１を介してインナハウジング
４２が固定され、インナハウジング４２の外周側には、
基端側にカムスプロケット３が形成されたアウタハウジ
ング４３が相対回転可能に配設されている。これら両ハ
ウジング４２，４３間には、第１ヘリカルギア４４，第
２ヘリカルギア４５が軸方向に移動可能に設けられてい
る。各ヘリカルギア４４，４５は、リターンスプリング
４６によって、常時、始動時バルブタイミングを実現す
る方向に付勢されており、リターンスプリング４６のば
ね力に対向するべく、油圧室４７が画成されている。そ
して、油圧ポンプ４８が発生させた油圧が、油通路４
９，油孔４１Ａを介して油圧室４７に作用すると、各ヘ
リカルギア４４，４５はリターンスプリング４２のばね
力に抗して軸方向に移動し、この移動によってアウタハ
ウジング４３とインナハウジング４２とが相対回転する
ことにより、作動中心角が調整されてバルブオーバーラ
ップが大きくなる。一方、アイドリング時等の低負荷域
になると、油圧制御弁８が開弁して、油圧室４７内の油
圧が油孔４１Ａ，油通路４９，リターン通路５０を介し
て図示せぬ油タンク内に逃げるため、各ヘリカルギア４
４，４５はリターンスプリングによって押し戻され、こ
れにより、カムシャフト２の位相ずれが解消してバルブ
オーバーラップが小さい始動時バルブタイミングに設定
される。

【００５９】また、本発明は中心角可変型のものに限定
されず、例えば特開平６−１８５３２１号公報に記載さ
れている如く、不等速継手の原理を応用した作動角可変
型のものを用いてもよい。

【００６０】前記特開平６−１８５３２１号公報等にお
いて公知の構成であるので、その詳細な説明は省略する
が、この作動角可変型のものは、機関の回転に同期して
回転する駆動軸の外周側に、各気筒毎に分割した円筒状
のカムシャフトを設け、かつ該カムシャフトの端部のフ
ランジ部と駆動軸側のフランジ部とにそれぞれ半径方向
に沿った係合溝を形成すると共に、両フランジ部間に介
在する環状ディスクに各係合溝に係合する一対のピンを
設けた構成を有しており、前記環状ディスクを制御ハウ
ジングによって回転自在に保持すると共に、該制御ハウ
ジングを介して環状ディスクをカムシャフトに対して偏
心させることができるようにし、その偏心量を制御する
ことにより、バルブリフト特性が変化するようになって
いる。また、前記特開平６−１８５３２１号公報には、
制御ハウジングを軸直角方向に移動させるために、偏心
カムを用いた構成が開示されている。即ち、制御ハウジ
ングが支軸により揺動可能に支持されていると共に、該
制御ハウジングに円形のカム嵌合孔が開口形成されてお
り、制御シャフトに形成された偏心カムがこのカム嵌合
孔に回転可能に嵌合している。そして、制御シャフトの
回転位置をアクチュエータによって制御することによ
り、制御ハウジングを移動させる構成となっている。こ
の公報記載のものでは、上述の可変機構が例えば吸気側
に適用されており、一つの環状ディスクを一つの制御ハ
ウジングが回転自在に保持している。かかる構成によ
り、環状ディスクが駆動軸と同心位置にあれば、カムシ
ャフトが等速回転するため、カムプロフィールに沿った
バルブリフト特性が得られ、環状ディスクが駆動軸の中
心に対して偏心すると、一種の不等速継手となってカム
シャフトは駆動軸に対して不等速回転し、これにより、
バルブリフト特性及びバルブ作動角が変化する。

【００６１】さらには、例えば特公平３−７５７２８号
公報等に記載されている如く、大小２個のカムを切り換
える型式のものでもよい。かかる技術は、前記公報等に
よって既に公知となっているため、その説明を省略す
る。このカム切換型の場合にあっては、油温が低い状態
でカムを切り換える場合、油圧が高く粘度が高い低油温
時のエンジンストール即再始動には、油圧低下しない可
能性があるため、バルブタイミングを検知してから始動
燃料を噴射する方が好ましい。

【００６２】なお、吸気側のカムシャフト２に可変動弁
機構を適用する場合を示したが、これに限らず、排気側
カムシャフトに適用してもよく、両カムシャフトに適用
してもよい。両カムシャフトに可変動弁機構を適用する
場合、違いに異なる型式の可変動弁機構を用いてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る可変動弁機構を備
えた内燃機関の燃料噴射制御装置の全体構成図である。

【図２】機関再始動時の処理を示すフローチャートであ
る。

【図３】燃料噴射時期、バルブオーバーラップ及び機関
回転数の時間変化を示すタイミングチャートである。

【図４】本発明の第２の実施例に係る可変動弁機構を備
えた内燃機関の燃料噴射制御装置の機能を示す機能ブロ
ック図である。

【図５】機関再始動時の処理を示すフローチャートであ
る。

【図６】本発明の第３の実施例に係る可変動弁機構を備
えた内燃機関の燃料噴射制御装置の全体構成を示す構成
説明図である。

【図７】機関再始動時の処理を示すフローチャートであ
る。

【図８】可変動弁機構としての一例である中心角可変型
の可変動弁機構の要部を拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

１…機関本体２…カムシャフト（吸気カムシャフト）３…カムスプロケット４…カム５…可変バルブタイミング装置（可変動弁機構）９…クランク角センサ１０…水温センサ１２…カム角センサ（バルブタイミング検出手段）１４，２１，３５…コントロールユニット１６，２２，３７Ｌ，３７Ｒ…バルブタイミング判定部
（バルブタイミング判定手段）１７，２３，３８Ｌ，３８Ｒ…燃料噴射許可部（燃料噴
射許可手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸排気弁の開閉タイミングを可変制御す
る可変動弁機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置で
あって、前記吸排気弁のバルブタイミングが始動時バルブタイミ
ングに達したときには燃料噴射を許可する燃料噴射許可
手段を設けたことを特徴とする可変動弁機構を備えた内
燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】吸排気弁の開閉タイミングを可変制御す
る可変動弁機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置で
あって、前記吸排気弁のバルブタイミングを検出するバルブタイ
ミング検出手段と、この検出されたバルブタイミングが始動時バルブタイミ
ングに達したか否かを判定するバルブタイミング判定手
段と、前記吸排気弁のバルブタイミングが始動時バルブタイミ
ングに達したときには燃料噴射を許可する燃料噴射許可
手段とを設けたことを特徴とする可変動弁機構を備えた
内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】吸排気弁の開閉タイミングを可変制御す
る可変動弁機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置で
あって、機関始動時には所定の遅延時間が経過したときに燃料噴
射を許可する燃料噴射許可手段を設けたことを特徴とす
る可変動弁機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】前記遅延時間を前記吸排気弁のバルブタ
イミングに関連したパラメータに基づいて設定すること
を特徴とする請求項３記載の可変動弁機構を備えた内燃
機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】前記パラメータとして、前記可変動弁機
構を駆動する作動流体の温度または機関冷却水温のいず
れかを用いることを特徴とする請求項４記載の可変動弁
機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】前記パラメータとして、クランキング回
転を用いることを特徴とする請求項４記載の可変動弁機
構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】前記パラメータとして、前記可変動弁機
構の機関停止時におけるカム状態を用いることを特徴と
する請求項４記載の可変動弁機構を備えた内燃機関の燃
料噴射制御装置。
【請求項８】前記可変動弁機構を備えた内燃機関とし
て、左右のバンクにそれぞれ可変動弁機構を有するＶ型
内燃機関を用い、左右のバンクのうち先に前記始動時バ
ルブタイミングに達したバンク側から燃料噴射を許可す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の可変
動弁機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置。