(57)【要約】【課題】エンジン冷態時において、燃料種の違いと無関係に、エンジン回転挙動の安定化を図ることができるエンジンのバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期とのオーバーラップ量を変更可能な可変動弁機構と、可変動弁機構を制御するタイミング制御手段とを備えたエンジンのバルブタイミング制御装置であって、タイミング制御手段は、エンジンの冷態始動からの経過時間を検出（Ｓ２０４）する経過時間検出手段を備え、経過時間検出手段による経過時間が所定時間に達するまでの間は、吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期との少なくとも一方を排気上死点よりも進角側に位置させる進角制御を実施する（Ｓ２０３）よう構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期とのオーバーラップ量を変更可能な可変動弁機構と、該可変動弁機構を制御するタイミング制御手段とを備えたエンジンのバルブタイミング制御装置において、
前記タイミング制御手段は、前記エンジンの冷態始動からの経過時間を検出する経過時間検出手段を備え、該経過時間検出手段による経過時間が所定時間に達するまでの間は、前記吸気弁の開弁時期と前記排気弁の閉弁時期との少なくとも一方を排気上死点よりも進角側に位置させる進角制御を実施することを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記エンジンの回転速度を検出する実エンジン回転速度検出手段と、前記エンジンに使用される燃料の所定の気化特性に対応して前記所定時間に達したときの前記エンジンの目標回転速度を設定する目標エンジン回転速度設定手段とを備え、
前記所定時間に達した後、前記実エンジン回転速度検出手段による回転速度が前記目標エンジン回転速度設定手段による目標回転速度以上であるとき、前記進角制御を禁止することを特徴とする請求項１記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記所定時間に達した後、前記実エンジン回転速度検出手段による回転速度が前記目標エンジン回転速度設定手段による目標回転速度よりも小さいとき、前記進角制御を継続することを特徴とする請求項２記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記所定時間に達した後、前記実エンジン回転速度検出手段による回転速度が前記目標エンジン回転速度設定手段による目標回転速度以上であるときには、燃料の気化特性が良い旨を判定し、前記実エンジン回転速度検出手段による回転速度が前記目標回転速度よりも小さいときには、燃料の気化特性が劣る旨を判定し、該判定に基づいて前記可変動弁機構を制御することを特徴とする請求項２又は３記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのバルブタイミング制御装置に係り、詳しくは、燃料種によらず冷態時のエンジン回転挙動の安定化の達成に適用されるエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、吸気弁及び排気弁の開閉時期は、出力性能に大きな影響を及ぼすものであり、この開閉時期の設定変更によってバルブオーバラップ領域が設けられる場合がある。このうち、吸気弁及び排気弁の作動角を重ねるように設定されたオーバーラップは、エンジン回転の高速時には排気を吸気の慣性で排気通路側へ押し出すことができ、吸排気効率の向上を図ることができるものである。
【０００３】
そして、バルブオーバラップ領域には、エンジン回転の低速時から高速時までの各要求に応じて適宜の変更が必要になる。具体的には、ピストンの排気行程で吸気ポートを介した燃料噴射がなされるＭＰＩ型エンジンを例に挙げると、エンジンの冷態始動時等においては、燃料が吸気ポート壁面に付着し、加速時にもたつきが生ずるという問題があり、エンジン運転状態に応じた適宜の変更が必要になる。そこで、この問題を解決すべく運転状態に応じて吸気弁及び排気弁がともに開弁されるオーバーラップ量を変更させるバルブタイミング制御装置の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
当該制御装置では、例えば冷態時にはオーバーラップ量を小さくして、内部ＥＧＲ量を減少させている。これにより、加速時のもたつきの防止、及び内部ＥＧＲの抑制による燃焼安定性の確保を図っている。
また、当該制御装置では、エンジンに使用される燃料の気化特性を判別し、気化特性の良好な軽質燃料であると判定されたときには、気化特性の劣る重質燃料であるときに比してオーバーラップ量を大きくし、エンジンの低温時でも、燃料種に応じて燃料が吸気ポート壁面等に付着し難いようにされている。
【０００５】
また、エンジンの冷態始動時の如く空燃比のばらつきにより燃焼が不安定な場合には、ピストンの排気上死点（ＴＤＣ）にて排気弁の閉弁時期と吸気弁の開弁時期とを一致させる如く、オーバーラップ量を０に近づけるように設定し、内部ＥＧＲの抑制による燃焼安定性の確保が行われ得る。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１７６５５７号公報（段落番号０００７、００１７、００４９、図１０等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷態始動時にオーバーラップ量を上記の如く０に近づけることは、上述のように内部ＥＧＲが抑制されることになるので、燃焼安定性の確保が図られる一方、吸気ポート側へ吹き返される排ガス量が減少したり、また、いったん排出された排ガスの気筒内に再吸入される割合が減少することになるので、これに起因する問題がある。つまり、内部ＥＧＲの抑制には、エンジン冷態始動時に対する燃料の霧化を促進させることができず、燃料の気化が悪化するという問題がある。特に、当該エンジンに対して気化特性の悪い重質燃料を用いた場合には、空燃比が大幅にリーン化し、エンジン回転挙動が不安定になってエンストを引き起こしかねないとの問題が生ずる。
【０００８】
ここで、この問題を解決するために、エンジン始動時には、燃料を増量させて空燃比をリッチ化にすることも考えられるが、エンジン始動時の未燃燃料（ＨＣ）が増加して排ガス性能が悪化するとの問題がある。
このように、エンジンの冷態始動時には、エンジン回転挙動が不安定となることに対する何等かの措置が必要である。しかし、前記従来の技術では、エンジンが低温の場合にはオーバーラップ量を小さく設定するものの、このオーバーラップ量の設定は、燃料の気化特性の判定がなされてから行われている。つまり、燃料の気化特性に応じてオーバーラップ量を変更することができる一方、エンジン始動時については格別の配慮がなされておらず、燃料種によってエンジン回転挙動が不安定になり、エンストを引き起こしてしまうとの問題が依然として残されている。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、エンジン冷態時において、燃料種の違いと無関係に、エンジン回転挙動の安定化を図ることができるエンジンのバルブタイミング制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載のバルブタイミング制御装置は、エンジンの吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期とのオーバーラップ量を変更可能な可変動弁機構と、可変動弁機構を制御するタイミング制御手段とを備えたエンジンのバルブタイミング制御装置において、タイミング制御手段は、エンジンの冷態始動からの経過時間を検出する経過時間検出手段を備え、経過時間検出手段による経過時間が所定時間に達するまでの間は、吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期との少なくとも一方を排気上死点よりも進角側に位置させる進角制御を実施することを特徴としている。
【００１１】
すなわち、軽質燃料又は重質燃料のいずれの燃料を使用する場合においても、まず、エンジン始動から所定時間が経過するまでは、吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期との少なくとも一方を排気上死点よりも進角側に位置させている。これにより、新気とともに燃焼室内に吹き返される残留ガスの流速が大きくなって燃料霧化が促進され、冷態始動時のエンジン回転挙動の安定化が図られる。特に使用される燃料が重質燃料であったとしてもエンストが回避される。また、燃料霧化の促進により、未燃燃料（ＨＣ）の増加による排ガス性能の悪化が防止され、しかも燃費が向上する。
【００１２】
なお、この吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期との少なくとも一方を進角制御する方法としては、排気弁の閉弁時期のみをピストンの排気上死点よりも進角させる、若しくは、排気弁の閉弁時期の他、吸気弁の開弁時期もまた排気上死点よりも進角させる、又は、吸気弁の開弁時期のみを排気上死点よりも進角させることが好ましい。さらに、排気弁の閉弁時期のみを排気上死点よりも進角側に位置させておき、そして、所定時間に達するまでの間は、吸気弁の開弁時期のみを排気上死点よりも進角させることも好ましい。
【００１３】
また、請求項２記載の発明では、制御装置は、エンジンの回転速度を検出する実エンジン回転速度検出手段と、エンジンに使用される燃料の所定の気化特性に対応して所定時間に達したときのエンジンの目標回転速度を設定する目標エンジン回転速度設定手段とを備え、所定時間に達した後、実エンジン回転速度検出手段による回転速度が目標エンジン回転速度設定手段による目標回転速度以上であるとき、進角制御を禁止することを特徴としている。
【００１４】
これにより、エンジン始動からの経過時間が所定時間を経過したファーストアイドル時に、実エンジン回転速度が所定時間に達したときの所定の気化特性に対応した目標回転速度よりも大きい場合には、上記進角制御、すなわち、燃料霧化の促進のための制御を禁止するので、使用される燃料が軽質燃料の場合のように燃料の気化特性が良く目標回転速度よりも大きくなるような場合には、オーバーリーン（過度の燃料気化）の抑制が可能になり、始動時の燃料の減量が可能になり、未燃燃料（ＨＣ）の増加が防止される。
【００１５】
さらに、請求項３記載の発明では、制御装置は、所定時間に達した後、実エンジン回転速度検出手段による回転速度が目標エンジン回転速度設定手段による目標回転速度よりも小さいとき、進角制御を継続することを特徴としている。
このように、ファーストアイドル時において、実エンジン回転速度が所定時間に達したときの所定の気化特性に対応した目標回転速度よりも小さい場合には、上記進角への制御、すなわち、燃料霧化の促進のための制御を継続するので、使用される燃料が重質燃料の場合のように燃料の気化特性が劣り目標回転速度よりも小さいような場合には、燃料霧化の促進によるエンジン回転挙動の安定化を継続してエンスト回避が維持されるとともに、未燃燃料（ＨＣ）の増加による排ガス性能の悪化の防止も継続され、燃費向上も維持される。
【００１６】
さらにまた、請求項４記載の発明では、制御装置は、所定時間に達した後、実エンジン回転速度検出手段による回転速度が目標エンジン回転速度設定手段による目標回転速度以上であるときには、燃料の気化特性が良い旨を判定し、実エンジン回転速度検出手段による回転速度が目標回転速度よりも小さいときには、燃料の気化特性が劣る旨を判定し、判定に基づいて可変動弁機構を制御することを特徴としている。
【００１７】
これにより、燃料性状をエンジン回転速度の観点から検知し、これに応じたバルブタイミング制御を行っているので、前記所定時間の経過後のファーストアイドル時においても、燃料種によらずにエンジン回転挙動の安定化を図ることが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係るエンジンのバルブタイミング制御装置に適用されるエンジンシステム構成図が示されており、以下図１に基づき本発明に係るバルブタイミング制御装置の構成を説明する。
【００１９】
当該バルブタイミング制御装置に用いられる内燃機関（以下、エンジン）１としては、例えば、吸気ポート９を介した燃料噴射が実施可能なマルチポイントインジェクションエンジン（ＭＰＩ型エンジン）が採用される。
同図に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に吸気ポート９が形成されており、各吸気ポート９の燃焼室５側には、各吸気ポート９と燃焼室５との連通と遮断とを行う吸気弁１１がそれぞれ設けられている。吸気弁１１は、エンジン回転に応じて回転するカムシャフト１２のカム１２ａに倣って吸気口９ａを開閉作動する。各吸気ポート９には、各気筒に燃料噴射を行う電磁式のインジェクタ６が取り付けられており、インジェクタ６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。そして、インジェクタ６は、ピストン２１の排気行程で燃焼室５に向けて燃料を噴射する。
【００２０】
また、各吸気ポート９には吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド１０には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１７が設けられている。スロットル弁１７近傍には、スロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）１８が設けられている。さらに、吸気マニホールド１０のスロットル弁１７よりも上流部分には、吸入空気量を検出するため、カルマン渦式のエアフローセンサ１９が設けられている。
【００２１】
シリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４が取り付けられており、点火プラグ４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。そして、吸気マニホールド１０からの新気とインジェクタ６からの燃料とからなる混合気に対して燃焼室５内で火花点火を行う。
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に排気ポート１３が形成されており、各排気ポート１３の燃焼室５側には、各排気ポート１３と燃焼室５との連通と遮断とを行う排気弁１５がそれぞれ設けられている。排気弁１５は、エンジン回転に応じて回転するカムシャフト１６のカム１６ａに倣って排気口１３ａを開閉作動する。
【００２２】
そして、各排気ポート１３には排気マニホールド１４の一端がそれぞれ接続されている。排気マニホールド１４の他端には排気管２０が接続されており、排気管２０には、ストイキオ近傍においてＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを高効率で浄化可能な三元触媒コンバータ３０が介装されている。また、排気管２０の三元触媒コンバータ３０の直上流部分には、排気中の酸素濃度ひいては排気空燃比を検出するＯ２センサ２２が設けられている。
【００２３】
また、シリンダヘッド２には、カム１２ａやカム１６ａを進角或いは遅角操作することで吸気弁１１や排気弁１５の開閉時期を油圧調整によって可変させる可変動弁機構４０が設けられている。この可変動弁機構４０としては、例えばカムシャフト１２、１６を揺動させる振り子式可変バルブタイミング機構が適用される。なお、振り子式可変バルブタイミング機構は公知であり、ここではその構成の詳細については説明を省略する。
【００２４】
ＥＣＵ６０は、入出力装置、記憶装置、中央処理装置（ＣＰＵ）等を備えており、当該ＥＣＵ６０により、エンジン１の総合的な制御が行われる。
ＥＣＵ６０の入力側には、上記ＴＰＳ１８、エアフローセンサ１９、Ｏ２センサ２２等の他、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ６２やクランク角を検出するクランク角センサ６４等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。なお、クランク角センサ６４からはエンジン１の回転速度（実Ｎｅ）が検出される。また、本実施形態のＥＣＵ６０の記憶装置には、燃料の所定の気化特性に対応したエンジン１の目標回転速度（目標Ｎｅ）が設定されており、気化特性の良い軽質燃料では、実Ｎｅが目標Ｎｅ以上となる如く燃料量及び空気量が設定されている。
【００２５】
一方、ＥＣＵ６０の出力側には、上記インジェクタ６、点火コイル８、スロットル弁１７、可変動弁機構４０等の各種出力デバイスが接続されており、インジェクタ６、点火コイル８、スロットル弁１７には、上記各種センサ類からの検出情報に応じて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度の各信号がそれぞれ出力される。これにより、インジェクタ６からは適正量の燃料が適正時期で噴射され、点火プラグ４により適正時期で火花点火が実施され、さらに、スロットル開度が適正な開度に制御される。また、可変動弁機構４０に対して適正なバルブタイミング指令が行われる。
【００２６】
特に、本発明のバルブタイミング制御装置では、ＥＣＵ６０にタイミング制御部（タイミング制御手段）６１が設けられており、可変動弁機構４０を制御している。
タイミング制御部６１は、エンジン１の冷態始動からの経過時間を検出する経過時間検出手段と、エンジン１の回転速度（実Ｎｅ）を検出する実エンジン回転速度検出手段と、エンジン１に使用される燃料の所定の気化特性に対応してエンジン１の目標回転速度（目標Ｎｅ）を設定する目標エンジン回転速度設定手段と、経過時間検出手段、実エンジン回転速度検出手段、及び目標エンジン回転速度設定手段からの各出力信号に基づいて、エンジン１の冷態時の目標ＶＶＴ位相を設定する冷態時目標タイミング設定手段とを備えている。
【００２７】
冷態時目標タイミング設定手段は、経過時間検出手段による経過時間が所定時間（第一所定時間）に達するまでは、吸気弁１１の開弁時期ＩＯをピストン２１の排気行程の上死点（排気上死点）ＴＤＣにしつつ、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを始動時に位置していた排気上死点ＴＤＣよりも進角側に位置させるべく、目標ＶＶＴ位相を設定する。
【００２８】
このように、冷態時目標タイミング設定手段は、まず、冷態始動から第一所定時間が経過するまでは、使用燃料が軽質燃料又は重質燃料のいずれの場合においても、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを排気上死点ＴＤＣよりも進角側に位置させているので、新気とともに燃焼室５内に吹き返される残留ガスの流速により、燃料霧化が促進されてエンジン回転挙動の安定化を図っている。
【００２９】
次に、冷態時目標タイミング設定手段は、第一所定時間経過後のファーストアイドル時には、異なる燃料種によるエンジン回転速度の差から目標ＶＶＴ位相を設定している。つまり、第一所定時間に達した後、実Ｎｅが目標Ｎｅ以上であるときには、使用燃料の気化特性が良い旨を判定し、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを排気上死点ＴＤＣに遅角させ、排気弁１５の閉弁時期ＥＣへの前記進角制御を禁止すべく可変動弁機構４０を制御し、第一所定時間に達した後、実Ｎｅが目標Ｎｅよりも小さいときには、使用燃料の気化特性が劣る旨を判定し、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを排気上死点ＴＤＣよりも進角側に位置させる前記進角制御を継続すべく可変動弁機構４０を制御している。なお、排気上死点ＴＤＣとは、ピストン２１の排気行程においてピストン２１がシリンダヘッド２に最も接近する位置をいい、また、ファーストアイドル時は、例えば、変速機のシフト位置がＮレンジにされている場合が該当する。
【００３０】
このように、冷態時目標タイミング設定手段は、第一所定時間が経過した後のファーストアイドル時には、実Ｎｅと目標Ｎｅとの比較から、現在使用されている燃料の気化特性を判別し、その結果に応じて排気弁１５の閉弁時期ＥＣのタイミングを設定して燃料霧化を禁止又は促進させ、未燃燃料（ＨＣ）の排出防止又はエンジン回転挙動の安定化を図っている。
【００３１】
図２には、上記本発明に係るバルブタイミング制御装置により実施される冷態時吸排ＶＶＴ位相制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づきＶＶＴ位相制御の制御手順を説明する。
同図のステップＳ２０１では、イグニッションＳＷがオンにされ、ステップＳ２０２では、水温センサ６２からの出力信号に基づいて冷却水温が所定値よりも低いか否か、すなわち、冷態始動時か否かを判別し、冷却水温が所定値よりも低いと判定された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２０３に進み、冷態時目標タイミング設定手段にて、排気弁１５の閉弁時期ＥＣへの目標ＶＶＴ位相を排気上死点ＴＤＣよりも進角側に設定してステップＳ２０４に進む。一方、冷却水温が所定値以上であると判定された場合には、ステップＳ２０５に進む。
【００３２】
ステップＳ２０４では、経過時間検出手段にて、エンジン１の冷態始動からファーストアイドル時の開始時間までを示す第一所定時間が経過しているか否かを判別し、第一所定時間が経過していると判定された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２０５に進む。一方、第一所定時間が経過していないと判定された場合には、排気弁１５の閉弁時期ＥＣへの進角制御を続けるべくステップＳ２０３に戻る。
【００３３】
ステップＳ２０５では、冷態時目標タイミング設定手段にて、実エンジン回転速度検出手段の実Ｎｅと目標エンジン回転速度設定手段の目標Ｎｅと比較し、実Ｎｅが目標Ｎｅ以上であるか否かを判別し、実Ｎｅが目標Ｎｅ以上であって使用燃料の気化特性の良い旨が判定された場合、すなわちＹＥＳのときにはステップＳ２０６に進んで、内部ＥＧＲを抑制させるべく、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを排気上死点ＴＤＣ前から排気上死点ＴＤＣに遅角させるように、排気弁１５の閉弁時期ＥＣへの目標ＶＶＴ位相を遅角側に設定してステップＳ２０８に進む。
【００３４】
一方、ステップＳ２０５にて、実Ｎｅが目標Ｎｅよりも小さく使用燃料の気化特性の劣る旨が判定された場合には、排気弁１５の閉弁時期ＥＣに対する進角制御を継続すべく、排気弁１５の閉弁時期ＥＣへの目標ＶＶＴ位相を排気上死点ＴＤＣよりも進角側に設定したままでステップＳ２０８に進む。なお、目標ＶＶＴ位相には、進角制限値が設けられている。これは、内部ＥＧＲの利用によって燃料霧化の促進を図ることができるものの、内部ＥＧＲ量が過度に増大すると、エンストを引き起こしかねないからである。
【００３５】
ステップＳ２０８では、経過時間検出手段にて、ファーストアイドル時の終了時間を示し、重質燃料でも十分に燃焼安定性を確保できる第二所定時間が経過しているか否かを判別し、第二所定時間が経過していると判定された場合、すなわちＹＥＳのときにはこのルーチンを抜けて発進に備える。一方、第二所定時間が経過していないと判定された場合には、ファーストアイドル時における排気弁１５の閉弁時期ＥＣの制御を続けるべくステップＳ２０５に戻る。
【００３６】
図３は、上記バルブタイミング制御装置による冷態時制御（Ｓ２０３、Ｓ２０６、Ｓ２０７）のタイミングチャートである。同図では、縦軸がバルブリフトＬｆ、横軸がクランク角θを示しており、ＥＯ及びＥＣは排気弁１５の開及び閉タイミングをそれぞれ示し、ＩＯ及びＩＣは吸気弁１１の開及び閉タイミングをそれぞれ示している。
【００３７】
同図（ａ）に示すように、上記ステップＳ２０３、又はステップＳ２０７の如くの、ファーストアイドル時の開始を示す第一所定時間が経過するまで、又は重質燃料の場合に対するファーストアイドル時の終了を示す第二所定時間が経過するまでは、吸気弁１１の開弁時期ＩＯが排気上死点ＴＤＣの直後の位置に設定されるとともに、排気弁１５の閉弁時期ＥＣが排気上死点ＴＤＣよりも前に位置する如くの進角側への変更が行われ、吸気弁１１の開弁時期ＩＯと排気弁１５の閉弁時期ＥＣと間においてマイナス側のオーバーラップＶＯＬｎが設定され、燃焼室５が密閉されている。
【００３８】
このように、目標ＶＶＴ位相が、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを排気上死点ＴＤＣ前に進角制御する如く設定された場合には、残留ガスは、ピストン２１の上昇によって圧縮・昇温され、その後の吸気弁１１の開弁に伴って、いったん吸気口９ａから燃焼室５外に吹き出される。しかし、この残留ガスは、ピストン２１の下降による十分な負圧によって、吸気ポート９で噴射された燃料及び新気とともに再度燃焼室５内に戻ることになり、燃料の空気との混合及び燃料の霧化が促進される。
【００３９】
同図（ｂ）に示すように、エンジン１の冷態始動時の他、上記ステップＳ２０６の如く、第一所定時間が経過し、軽質燃料の場合に対するファーストアイドル時の終了を示す第二所定時間が経過するまでは、吸気弁１１の開弁時期ＩＯが排気上死点ＴＤＣの直後の位置に設定されるとともに、排気弁１５の閉弁時期ＥＣは排気上死点ＴＤＣに位置する如くの遅角側への変更が行われ、上記オーバーラップＶＯＬｎが解消されている。つまり、排気弁１５の閉弁時期ＥＣが吸気弁１１の開弁時期ＩＯに一致されてオーバーラップ量が０にされる。
【００４０】
このように、目標ＶＶＴ位相が、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを排気上死点ＴＤＣに遅角させる如く設定された場合には、内部ＥＧＲが抑制されるので、気化特性が良好な軽質燃料の使用に対する燃料の霧化が禁止される。
以上のように、本発明では、エンジン１の吸気弁１１の開弁時期ＩＯと排気弁１５の閉弁時期ＥＣとのオーバーラップ量を制御するタイミング制御部６１を備えたエンジン１のバルブタイミング制御装置であって、エンジン１の冷態始動からの経過時間を検出する経過時間検出手段と、実Ｎｅを検出する実エンジン回転速度検出手段と、エンジン１に使用される燃料の所定の気化特性に対応して目標Ｎｅを設定する目標エンジン回転速度設定手段と、エンジン１の冷態時に、実Ｎｅと目標Ｎｅとを比較して目標とするバルブタイミングを設定する冷態時目標タイミング設定手段とを備え、該冷態時目標タイミング設定手段は、経過時間検出手段による経過時間が所定時間に達するまで、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを排気上死点ＴＤＣよりも進角側に位置させるので、圧縮・昇温されたガスが早期に燃焼室５内に再吸入され、如何なる燃料種が使用された場合にも燃料霧化の促進を図ることができ、冷態始動から直ちにエンジン回転挙動の安定化を確保することができる。
【００４１】
また、冷態時目標タイミング設定手段は、経過時間検出手段による経過時間が第一所定時間に達した後、実Ｎｅが目標Ｎｅ以上であるときには、気化特性が良い旨を判定し、排気弁１５の閉弁時期ＥＣに対する進角制御を禁止し、排気上死点ＴＤＣ付近にて前記オーバーラップ量を０にするので、内部ＥＧＲを抑制して燃焼安定化を図ることができる。換言すれば、軽質燃料の如くの気化特性の良好な燃料では、上記進角制御期間が長く続くときには、燃料気化が過度に促進され、その後にオーバーリーンが発生してエンジン回転挙動が不安定になる。これを防止するためには、燃料の増量化が考えられるが、上記進角を禁止してもオーバーリーンを抑制できる。したがって、上記構成によって燃料の増量化が不要になり、未燃燃料（ＨＣ）の低減を図ることができる。
【００４２】
さらに、冷態時目標タイミング設定手段は、経過時間検出手段による経過時間が第一所定時間に達した後、実Ｎｅが目標Ｎｅよりも小さいときには、気化特性が劣る旨を判定し、排気弁１５の閉弁時期ＥＣに対する進角制御を継続するので、重質燃料の如くの気化特性の劣る燃料では、ファーストアイドル時においても燃料霧化の促進が行われ、エンジン回転挙動の安定化を確保し続けることができる。
【００４３】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、排気弁１５の閉弁時期ＥＣのみを排気上死点ＴＤＣよりも進角側に位置すべく進角制御する構成としているが、この形態の他、吸気弁１１の開弁時期ＩＯと排気弁１５の閉弁時期ＥＣとの少なくとも一方を排気上死点よりも進角側に位置させる構成であっても良い。
【００４４】
図４は、バルブタイミング制御装置による他の冷態時制御のタイミングチャートである。すなわち、同図（ａ）は、排気弁１５の閉弁時期ＥＣの他、吸気弁１１の開弁時期ＩＯをも進角させたものであり、一方、（ｂ）は、吸気弁１１の開弁時期ＩＯのみを進角させたものである。
同図（ａ）のように、排気弁１５の閉弁時期ＥＣ及び吸気弁１１の開弁時期ＩＯをともに排気上死点ＴＤＣよりも前に進角させれば、気筒内の残留ガスは、より早期に燃焼室５内に再吸入され、排気弁１５の閉弁時期ＥＣのみを排気上死点ＴＤＣ前に進角制御する構成に比して、気化時間をより長く確保することができる。また、同図（ｂ）のように、排気弁１５の閉弁時期ＥＣを排気上死点ＴＤＣにする一方、吸気弁１１の開弁時期ＩＯを排気上死点ＴＤＣよりも前に進角させても、気化時間をより長く確保することができる。
【００４５】
また、吸気弁１１の開弁時期ＩＯと排気弁１５の閉弁時期ＥＣとの少なくとも一方を排気上死点よりも進角側に位置させる他の構成としては、始動においては、図３（ａ）に示す如く、吸気弁１１の開弁時期ＩＯが排気上死点ＴＤＣの直後の位置に設定されるとともに、排気上死点ＴＤＣよりも進角側に位置させておき、その後、冷態始動時の終了時点である第一所定時間が経過するまでは、図４（ａ）に示す如く、排気弁１５の閉弁時期ＥＣはそのままで、吸気弁１１の開弁時期ＩＯを排気上死点ＴＤＣよりも進角側に位置させても良く、この場合にも気化時間を長く確保することができる。
【００４６】
さらに、上記実施形態では、ＭＰＩ型エンジンについて示されているが、この形態に限定されるものではなく、例えば、筒内噴射型エンジンに上記バルブタイミング制御装置を適応させても良く、この場合にも、燃料種の違いと無関係に冷態時のエンジン回転挙動の安定化を図ることが可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、請求項１記載の本発明のエンジンのバルブタイミング制御装置によれば、軽質燃料又は重質燃料のいずれの燃料を使用する場合においても、まず、エンジン始動から所定時間が経過するまでは、吸気弁の開弁時期と排気弁の閉弁時期との少なくとも一方を排気上死点よりも進角側に位置させるよう進角制御を実施しているので、新気とともに燃焼室内に吹き返される残留ガスの流速が大きくなって燃料霧化が促進され、冷態始動時のエンジン回転挙動の安定化を図ることができ、特に使用される燃料が重質燃料であったとしてもエンストを回避することができる。また、燃料霧化の促進により、未燃燃料（ＨＣ）の増加による排ガス性能の悪化を防止し、燃費を向上させることができる。
【００４８】
また、請求項２記載の発明によれば、エンジン始動からの経過時間が所定時間を経過したファーストアイドル時に、実エンジン回転速度が所定時間に達したときの所定の気化特性に対応した目標回転速度よりも大きい場合には上記進角制御、すなわち、燃料霧化の促進のための制御を禁止するので、使用される燃料が軽質燃料の場合には、オーバーリーン（過度の燃料気化）の抑制が可能になり、始動時の燃料を減量させて未燃燃料（ＨＣ）の増加を防止することができる。
【００４９】
さらに、請求項３記載の発明によれば、ファーストアイドル時において、実エンジン回転速度が所定時間に達したときの所定の気化特性に対応した目標回転速度よりも小さい場合には上記進角への制御、すなわち、燃料霧化の促進のための制御を継続するので、使用される燃料が重質燃料の場合には、燃料霧化の促進によるエンジン回転挙動の安定化を継続してエンスト回避を維持することができるとともに、未燃燃料（ＨＣ）の増加による排ガス性能の悪化の防止も継続されて、燃費向上も維持することができる。
【００５０】
また、請求項４記載の発明によれば、燃料性状をエンジン回転速度の観点から検知し、これに応じたバルブタイミング制御を行っているので、所定時間の経過後のファーストアイドル時においても、燃料種によらずにエンジン回転挙動の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンシステム構成図である。
【図２】図１のバルブタイミング制御装置により実施される冷態時の制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】図１のバルブタイミング制御装置による冷態時制御のタイミングチャートである。
【図４】バルブタイミング制御装置による他の冷態時制御のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
１１  吸気弁
１５  排気弁
４０  可変動弁機構
６０  ＥＣＵ
６１  タイミング制御部（タイミング制御手段）
【図１】
2004251157.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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