(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブタイミングを可変制御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、
バルブタイミングを可変制御するときに、バルブタイミングが目標バルブタイミングに遅れなく制御された場合の吸気ポートの燃料壁流量変化に見合って、エンジンに供給される燃料の過渡補正量を設定し、目標バルブオーバラップ量に対して実際のバルブオーバラップ量が大きい場合は、前記過渡補正量を減量する方向に修正し、目標バルブオーバラップ量に対して実際のバルブオーバラップ量が小さい場合は、前記過渡補正量を増量する方向に修正することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記目標バルブオーバラップ量と実際のバルブオーバラップ量との偏差が大きいときほど、前記過渡補正量の修正量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記可変バルブタイミング制御機構は、吸気弁のバルブタイミングのみを可変制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
エンジン過渡運転状態のパラメータに基づいて算出された過渡補正量の基本値を、前記バルブオーバラップ量の変化状態に基づいて算出した修正値によって修正することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記可変バルブタイミング制御機構は、吸気弁のバルブタイミングと、排気弁のバルブタイミングとを独立に可変制御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記可変バルブタイミング制御機構は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることで、バルブタイミングを連続的に可変制御することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項７】
主として吸気ポートに燃料が噴射されるエンジンに適用されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいて、バルブタイミングを可変制御する過渡運転時の燃料噴射量を高精度に補正制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンの燃料噴射制御においては、過渡運転時に燃料の壁流量が変化することによる空燃比変化を抑制するため、過渡補正を行っている。
例えば、特開平１１−２１８０４３号に開示されるものでは、噴射燃料の吸気ポートに付着するポート壁流量や、シリンダ内壁に付着するシリンダ壁流量などを算出し、これら壁流量が変化する過渡運転時にも精度良く燃料噴射量が設定されるようにしている。
【０００３】
一方、例えば、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることで、吸・排気弁のバルブタイミング（開閉時期）を連続的に可変制御する可変バルブタイミング機構を備えたエンジンがある（特開平１０−１４１０２２号公報等参照）。
上記可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいて、過渡運転時には運転状態の変化に伴いバルブタイミングが変更され、吸・排気弁のバルブオーバラップ量が変化する。したがって、過渡運転時に燃料噴射量を制御する際は、バルブオーバラップ量の変化も前記壁流量に影響するが、従来は、バルブオーバラップ量変化も含んだ過渡運転時の運転状態変化に応じて過渡補正量の適合（設定）を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにバルブオーバラップ量変化も含んだ過渡運転時の運転状態変化に応じて過渡補正量を適合した場合は、バルブタイミングの過渡特性のバラツキに対応できない。すなわち、同一条件で運転状態を変化させたときに目標バルブタイミングに対する実際のバルブタイミングの応答特性が、過渡補正量適合時の特性に対して許容範囲から外れている場合には、バルブオーバラップの変化特性のずれにより、燃料噴射量が良好に設定されず、空燃比のずれにより過渡運転性能、排気エミッション性能が悪化する。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、可変バルブタイミング機構の応答性のバラツキに影響されることなく、バルブタイミングが変化する過渡運転時の燃料噴射量を良好に制御できるようにしたエンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
バルブタイミングを可変制御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、
バルブタイミングを可変制御するときに、バルブタイミングが目標バルブタイミングに遅れなく制御された場合の吸気ポートの燃料壁流量変化に見合って、エンジンに供給される燃料の過渡補正量を設定し、目標バルブオーバラップ量に対して実際のバルブオーバラップ量が大きい場合は、前記過渡補正量を減量する方向に修正し、目標バルブオーバラップ量に対して実際のバルブオーバラップ量が小さい場合は、前記過渡補正量を増量する方向に修正することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る発明によると、
バルブタイミング制御の応答性にバラツキがあっても、吸・排気弁のバルブオーバラップ量の目標値と実際値（検出値）の大小関係に基づいて過渡補正量を修正することにより、応答遅れに応じた修正が行われる。これにより、バルブタイミングが可変制御される過渡運転時の過渡補正量を適正に設定することができ、良好な過渡運転性能を確保することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、
前記目標バルブオーバラップ量と実際のバルブオーバラップ量との偏差が大きいときほど、前記過渡補正量の修正量を大きくすることを特徴とする。
請求項２に係る発明によると、
目標バルブオーバラップ量と実際のバルブオーバラップ量との偏差が大きいときほど、バルブタイミング制御の応答遅れが大きいので、過渡補正量の修正量を大きくすることにより適正な修正を行うことができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、
エンジン過渡運転状態のパラメータに基づいて算出された過渡補正量の基本値を、前記バルブオーバラップ量の変化状態に基づいて算出した修正値によって修正することを特徴とする。
請求項３に係る発明によると、
例えば、エンジンの回転速度、負荷の他、スロットル弁開度の変化率等、過渡運転状態のパラメータに基づいて過渡補正量の基本値が算出される。ここで、該過渡運転状態によるバルブタイミング変更による影響も含めて基本値が算出される。そして、前記実際のバルブタイミング変化の応答遅れに対して前記基本値を修正することで、適正な過渡補正量とすることができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明は、
前記可変バルブタイミング制御機構は、吸気弁のバルブタイミングのみを可変制御することを特徴とする。
請求項４に係る発明によると、
吸気弁のバルブタイミングのみを可変制御するものでは、該バルブタイミングの制御量のみでバルブオーバラップ量を検出でき、過渡補正量を容易に修正することができる。
【００１４】
また、請求項５に係る発明は、
前記可変バルブタイミング制御機構は、吸気弁のバルブタイミングと、排気弁のバルブタイミングとを独立に可変制御することを特徴とする。
請求項５に係る発明によると、
吸気弁のバルブタイミングと、排気弁のバルブタイミングとを独立に可変制御するものでは、これら吸気弁のバルブタイミングと、排気弁のバルブタイミングとの双方の制御量に基づいてバルブオーバラップ量が検出され、過渡補正量が修正される。
【００１５】
また、請求項６に係る発明は、
前記可変バルブタイミング制御機構は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることで、バルブタイミングを連続的に可変制御することを特徴とする。請求項８に係る発明によると、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることで、カムシャフトにより駆動される吸・排気弁のバルブタイミングが連続的に可変制御される。
【００１６】
また、請求項７に係る発明は、
主として吸気ポートに燃料が噴射されるエンジンに適用されることを特徴とする。
請求項７に係る発明によると、
吸気ポートに燃料が噴射されるエンジンでは、吸気ポートに付着する燃料壁流量が、吸・排気弁のバルブオーバラップ量が変化して排気吹き抜け量が変化することにより大きく変化するので、特に、本発明を適用することによる効果が大きい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図６は、本実施形態において、エンジンに備えられる可変バルブタイミング機構を示す。
図において、エンジン（内燃機関）のクランクシャフト（図示省略）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１（タイミングスプロケット）と、該カムスプロケット１に対して相対回転可能に設けられたカムシャフト２と、該カムシャフト２の端部に固定されてカムスプロケット１内に回転自在に収容された回転部材３と、該回転部材３をカムスプロケット１に対して相対的に回転させる油圧回路４と、カムスプロケット１と回転部材３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１０とを備えている。
【００１８】
前記カムスプロケット１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５ａを有する回転部５と、該回転部５の前方に配置されて回転部材３を回転自在に収容したハウジング６と、該ハウジング６の前端開口を閉塞する蓋体たる円板状のフロントカバー７と、ハウジング６と回転部５との間に配置されてハウジング６の後端部を閉塞する略円板状のリアカバー８とから構成され、これら回転部５とハウジング６及びフロントカバー７，リアカバー８は、４本の小径ボルト９によって軸方向から一体的に結合されている。
【００１９】
前記回転部５は、略円環状を呈し、周方向の約９０°の等間隔位置に各小径ボルト９が螺着する４つの雌ねじ孔５ｂが前後方向へ貫通形成されていると共に、内部中央位置に後述する通路構成用のスリーブ２５が嵌合する段差径状の嵌合孔１１が貫通形成されている。更に、前端面には、前記リアカバー８が嵌合する円板状の嵌合溝１２が形成されている。
【００２０】
また、前記ハウジング６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面の周方向の９０°位置には、４つの隔壁部１３が突設されている。この隔壁部１３は、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング６の軸方向に沿って設けられて、各両端縁がハウジング６の両端縁と同一面になっていると共に、基端側には、小径ボルト９が挿通する４つのボルト挿通孔１４が軸方向へ貫通形成されている。更に、各隔壁部１３の内端面中央位置に軸方向に沿って切欠形成された保持溝１３ａ内に、コ字形のシール部材１５と該シール部材１５を内方へ押圧する板ばね１６が嵌合保持されている。
【００２１】
更に、前記フロントカバー７は、中央の比較的大径なボルト挿通孔１７が穿設されていると共に、前記ハウジング６の各ボルト挿通孔１４と対応する位置に４つのボルト孔１８が穿設されている。
また、リアカバー８は、後端面に前記回転部材５の嵌合溝１２内に嵌合保持される円板部８ａを有していると共に、中央にスリーブ２５の小径な円環部２５ａが嵌入する嵌入孔８ｃが穿設され、更に、前記ボルト挿通孔１４に対応する位置に４つのボルト孔１９が同じく形成されている。
【００２２】
前記カムシャフト２は、シリンダヘッド２２の上端部にカム軸受２３を介して回転自在に支持され、外周面の所定位置に、バルブリフターを介して吸気弁を開動作させるカム（図示省略）が一体に設けられていると共に、前端部にはフランジ部２４が一体に設けられている。
前記回転部材３は、フランジ部２４と嵌合穴１１にそれぞれ前後部が嵌合した前記スリーブ２５を介して軸方向から挿通した固定ボルト２６によってカムシャフト２の前端部に固定されており、中央に前記固定ボルト２６が挿通するボルト挿通孔２７ａを有する円環状の基部２７と、該基部２７の外周面周方向の９０°位置に一体に設けられた４つのベーン２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄとを備えている。
【００２３】
前記第１〜第４ベーン２８ａ〜２８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部１３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２８ａ〜２８ｄの両側と各隔壁部１３の両側面との間に、進角側油圧室３２と遅角側油圧室３３を構成する。また、各ベーン２８ａ〜２８ｄの外周面の中央に軸方向に切欠された保持溝２９にハウジング６の内周面６ａに摺接するコ字形のシール部材３０と該シール部材３０を外方に押圧する板ばね３１がそれぞれ嵌着保持されている。
【００２４】
前記ロック機構１０は、前記回転部５の嵌合溝１２の外周側所定位置に形成された係合溝２０と、前記係合溝２０に対応した前記リアカバー８の所定位置に貫通形成されて、内周面がテーパ状の係合孔２１と、該係合孔２１に対応した前記１つのベーン２８の略中央位置に内部軸方向に沿って貫通形成された摺動用孔３５と、該１つのベーン２８の前記摺動用孔３５内に摺動自在に設けられたロックピン３４と、該ロックピン３４の後端側に弾装されたばね部材であるコイルスプリング３９と、ロックピン３４と摺動用孔３５との間に形成された受圧室４０とから構成されている。
【００２５】
前記ロックピン３４は、中央側の中径状の本体３４ａと、該本体３４ａの先端側に略先細り円錐状に形成された係合部３４ｂと、本体３４ａの後端側に形成された段差大径状のストッパ部３４ｃとから構成されており、ストッパ部３４ｃの内部凹溝３４ｄの底面とフロントカバー７の内端面との間に弾装された前記コイルスプリング３９のばね力によって係合孔２１方向へ付勢されるようになっていると共に、前記本体３４ａとストッパ部３４ｃとの間の外周面及び摺動用孔３５の内周面との間に形成された受圧室４０内の油圧によって、係合孔２１から抜け出る方向に摺動するようになっている。また、この受圧室４０は、前記ベーン２８の側部に形成された通孔３６によって前記遅角側油圧室３３に連通している。また、ロックピン３４の係合部３４ｂは、回転部材３の最大遅角側の回動位置において係合部３４ｂが係合孔２１内に係入するようになっている。
【００２６】
前記油圧回路４は、進角側油圧室３２に対して油圧を給排する第１油圧通路４１と、遅角側油圧室３３に対して油圧を給排する第２油圧通路４２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路４１，４２には、供給通路４３とドレン通路４４とがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁４５を介して接続されている。前記供給通路４３には、オイルパン４６内の油を圧送するオイルポンプ４７が設けられている一方、ドレン通路４４の下流端がオイルパン４６に連通している。
【００２７】
前記第１油圧通路４１は、シリンダヘッド２２内からカムシャフト２の軸心内部に形成された第１通路部４１ａと、固定ボルト２６内部の軸線方向を通って頭部２６ａ内で分岐形成されて第１通路部４１ａと連通する第１油路４１ｂと、頭部２６ａの小径な外周面と回転部材３の基部２７内に有するボルト挿通孔２７ａの内周面との間に形成されて第１油路４１ｂに連通する油室４１ｃと、回転部材３の基部２７内に略放射状に形成されて油室４１ｃと各進角側油圧室３２に連通する４本の分岐路４１ｄとから構成されている。
【００２８】
一方、第２油圧通路４２は、シリンダヘッド２２内及びカムシャフト２の内部一側に形成された第２通路部４２ａと、前記スリーブ２５の内部に略Ｌ字形状に折曲形成されて第２通路部４２ａと連通する第２油路４２ｂと、回転部材５の嵌合孔１１の外周側孔縁に形成されて第２油路４２ｂと連通する4つの油通路溝４２ｃと、リアカバー８の周方向の約９０°の位置に形成されて、各油通路溝４２ｃと遅角側油圧室３３とを連通する４つの油孔４２ｄとから構成されている。
【００２９】
前記電磁切換弁４５は、内部のスプール弁体が各油圧通路４１，４２と供給通路４３及びドレン通路４４ａ，４４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっていると共に、コントローラ４８からの制御信号によって切り換え作動されるようになっている。
具体的には、図４〜図６に示すように、シリンダブロック４９の保持孔５０内に挿通固定された筒状のバルブボディ５１と、該バルブボディ５１内の弁孔５２に摺動自在に設けられて流路を切り換えるスプール弁体５３と、該スプール弁体５３を作動させる比例ソレノイド型の電磁アクチュエータ５４とから構成されている。
【００３０】
前記バルブボディ５１は、周壁の略中央位置に前記供給通路４３の下流側端と弁孔５２とを連通する供給ポート５５が貫通形成されていると共に、該供給ポート５５の両側に前記第１，第２油圧通路４１，４２の他端部と弁孔５２とを連通する第１ポート５６及び第２ポート５７がそれぞれ貫通形成されている。また、周壁の両端部には、両ドレン通路４４ａ，４４ｂと弁孔５２とを連通する第３，第４ポート５８，５９が貫通形成されている。
【００３１】
前記スプール弁体５３は、小径軸部の中央に供給ポート５５を開閉する略円柱状の第１弁部６０を有していると共に、両端部に第３，第４ポート５８，５９を開閉する略円柱状の第２，第３弁部６１，６２を有している。また、スプール弁体５３は、前端側の支軸５３ａの一端縁に有する傘部５３ｂと弁孔５２の前端側内周壁に有するスプリングシート５１ａとの間に弾装された円錐状の弁ばね６３によって、図中右方向、つまり第１弁部６０で供給ポート５５と第２油圧通路４２とを連通する方向に付勢されている。
【００３２】
前記電磁アクチュエータ５４は、コア６４，移動プランジャ６５，コイル６６，コネクタ６７などを備え、移動プランジャ６５の先端に前記スプール弁体５３の傘部５３ｂを押圧する駆動ロッド６５ａが固定されている。
前記コントローラ４８は、機関回転速度を検出する回転センサ１０１や吸入空気量を検出するエアフローメータ１０２からの信号によって現在の運転状態（負荷、回転）を検出すると共に、クランク角センサ１０３及びカムセンサ１０４からの信号によってカムスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位置、即ち、クランクシャフトに対するカムシャフト２の回転位相を検出する。
【００３３】
前記コントローラ４８は、前記電磁アクチュエータ５４に対する通電量をデューティ制御信号に基づいて制御する。
例えば、コントローラ４８から電磁アクチュエータ５４にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、スプール弁体５３が弁ばね６３のばね力で図４に示す位置、つまり、最大右方向に移動する。これによって、第１弁部６０が供給ポート５５の開口端５５ａを開成して第２ポート５７と連通させると同時に、第２弁部６１が第３ポート５８の開口端を開成すると共に、第４弁部６２が第４ポート５９を閉止する。このため、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、供給ポート５５，弁孔５２，第２ポート５７，第２油圧通路４２を通って遅角側油圧室３３に供給されると共に、進角側油圧室３２内の作動油が、第１油圧通路４１，第１ポート５６，弁孔５２，第３ポート５８を通って第１ドレン通路４４ａからオイルパン４６内に排出される。
【００３４】
従って、遅角側油圧室３３の内圧が高、進角側油圧室３２の内圧が低となって、回転部材３は、ベーン２８ａ〜２８ｂを介して最大一方向に回転する。これによって、カムスプロケット１とカムシャフト２とは一方側へ相対回動して位相が変化し、この結果、吸気弁の開時期が遅くなり、排気弁とのオーバーラップが小さくなる。
【００３５】
一方、各種エンジン制御を行うエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４８から電磁アクチュエータ５４にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、スプール弁体５３が弁ばね６３のばね力に抗して図６に示すように左方向へ最大に摺動して、第３弁部６１が第３ポート５８を閉止すると同時に、第４弁部６２が第４ポート５９を開成すると共に、第１弁部６０が、供給ポート５５と第１ポート５６とを連通させる。このため、作動油は、供給ポート５５、第１ポート５６、第１油圧通路４１を通って進角側油圧室３２内に供給されると共に、遅角側油圧室３３内の作動油が第２油圧通路４２、第２ポート５７、第４ポート５９、第２ドレン通路４４ｂを通ってオイルパン４６に排出され、遅角側油圧室３３が低圧になる。
【００３６】
このため、回転部材３は、ベーン２８ａ〜２８ｄを介して他方向へ最大に回転し、これによって、カムスプロケット１とカムシャフト２とは他方側へ相対回動して位相が変化し、この結果、吸気弁の開時期が早くなり（進角され）、排気弁とのオーバーラップが大きくなる。
前記ＥＣＵ４８は、第１弁部６０が供給ポート５５を閉止し、かつ、第３弁部６１が第３ポート５８を閉止し、かつ、第４弁部６２が第４ポート５９を閉止する位置となるデューティ比をベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹとする一方、クランク角センサ１０３及びカムセンサ１０４からの信号に基づいて検出されるカムスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位置（回転位相）と、運転状態に応じて設定した前記相対回動位置（回転位相）の目標値（目標進角値）とを一致させるためのフィードバック補正分ＵＤＴＹを後述するように設定し、前記ベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹとフィードバック補正分ＵＤＴＹとの加算結果を最終的なデューティ比ＶＴＣＤＴＹとし、該デューティ比ＶＴＣＤＴＹの制御信号を電磁アクチュエータ５４に出力するようにしてある。
【００３７】
なお、前記ベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹは、供給ポート５５，第３ポート５８，第４ポート５９が共に閉止され、いずれの油圧室３２，３３でも油の給排が行われないデューティ比範囲の略中央値（例えば５０％）に設定されている。
つまり、前記相対回動位置（回転位相）を遅角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹによりデューティ比が減少され、オイルポンプ４７から圧送された作動油が遅角側油圧室３３に供給されると共に、進角側油圧室３２内の作動油がオイルパン４６内に排出されるようになり、逆に、前記相対回動位置（回転位相）を進角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹによりデューティ比が増大され、作動油が進角側油圧室３２内に供給されると共に、遅角側油圧室３３内の作動油がオイルパン４６に排出されるようになる。そして、前記相対回動位置（回転位相）を現状の状態に保持する場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹの絶対値が減ることで、ベースデューティ比付近のデューティ比に戻るよう制御され、供給ポート５５，第３ポート５８，第４ポート５９の閉止（油圧の給排の停止）により各油圧室３２，３３の内圧を保持するように制御される。
【００３８】
ここで、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹは、例えば、通常のＰＩＤ制御当によって算出される。すなわち、前記検出されるカムスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位置（回転位相）を可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）の実角度ＶＴＣＮＯＷ、その目標値をＶＴＣの目標角度ＶＴＣＴＲＧとしてとき、両者の偏差ＶＴＣＥＲＲ（＝ＶＴＣＮＯＷ−ＶＴＣＴＲＧ）に対して比例分Ｐ、積分分Ｉ、微分分Ｄを算出して制御する。
【００３９】
図７は、上記可変バルブタイミング機構を備えたエンジンのシステム構成を示す。
図において、上記可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）１２１は、吸気弁側にのみ設けられる。エンジン２０１の吸気通路２０２には、気筒毎の吸気ポートに燃料噴射する燃料噴射弁２０３が設けられており、該燃料噴射弁２０３から噴射される燃料と空気とが予混合し、シリンダ内に吸気弁２０４を介して吸引される。シリンダ内の燃焼混合気は、点火栓２０５による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁２０６を介して排気通路２０７に排出される。
【００４０】
排気通路２０７には、三元触媒２０８が介装されており、該三元触媒２０８で排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘが浄化される。
前記三元触媒２０８の上流側には、排気空燃比の変化に対して出力値が変化する特性を有することにより空燃比を検出する空燃比センサ２０９が介装されている。
【００４１】
また、吸気通路２０２には、吸入空気量を制御するスロットル弁２１０が介装されると共に、該スロットル弁１２０の開度を検出するスロットルセンサ２１１が設けられ、更にその上流には吸入空気量を検出する前記エアフローメータ１０２が設けられる。その他、エンジン冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ２１２が設けられる。
【００４２】
前記各センサの検出信号は，前記ＥＣＵ４８に入力され、該ＥＣＵ４８は、前記ＶＴＣ１２１による吸気弁２０４のバルブタイミング制御の他、前記燃料噴射弁２０３による燃料噴射量制御、点火栓２０５による点火制御などを行う。
以下、前記本発明にかかる過渡補正を含む燃料噴射量制御について、図８以下のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４３】
燃料噴射制御のメインルーチンを示す図８において、ステップ１では、前記クランク角センサ１０１によって検出されたエンジン回転速度Ｎｅと、エアフローメータ１０２によって検出された吸入空気流量Ｑとに基づいて、基本燃料噴射量Ｔｐを算出する。
ステップ２では、水温等に基づく各種補正係数ＣＯＥＦおよびバッテリ電圧に応じた無効パルス分Ｔｓを設定する。
【００４４】
ステップ３では、別ルーチンで算出される過渡補正量Ｔｔｒを読み込む。
ステップ４では、次式により最終的な燃料噴射量（燃料噴射量パルス幅）Ｔｉを算出する。
Ｔｉ＝Ｔｐ・ＣＯＥＦ＋Ｔｔｒ＋Ｔｓ
ステップ５では、前記燃料噴射量Ｔｉの噴射パルス信号を、燃料噴射弁２０３に出力して燃料噴射制御する。
【００４５】
図９は、前記ステップ３で読み込まれる過渡補正量Ｔｔｒを演算するルーチンのフローチャートを示す。
ステップ１１では、エンジン回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射量Ｔｐ（負荷）、スロットル弁開度ＴＶＯ等が読み込まれる。
ステップ１２では、エンジン回転速度Ｎｅ、基本燃料噴射量Ｔｐ、スロットル弁開度ＴＶＯの変化率ΔＴＶＯ等より、基本過渡補正量Ｔｔｒｂを算出する。ここで、該基本過渡補正量Ｔｔｒｂは、運転状態変化により可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）で可変制御されるバルブタイミング変化の影響も含めて設定されており、具体的には、バルブタイミングが目標バルブタイミングに遅れなく制御された場合の吸気ポートの燃料壁流量変化に見合って設定されている。
【００４６】
ステップ１３では、バルブオーバラップ量の変化状態に応じたＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを算出する。
前記ＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを算出するサブルーチンを、図１０にしたがって説明する。
ステップ２１では、可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）の実角度ＶＴＣＮＯＷと、目標角度ＶＴＣＴＲＧとを読み込む。
【００４７】
ステップ２２では、前記実角度ＶＴＣＮＯＷと目標角度ＶＴＣＴＲＧの偏差ＶＴＣＥＲＲ（＝ＶＴＣＮＯＷ−ＶＴＣＴＲＧ）を算出する。
ステップ２３では、前記偏差ＶＴＣＥＲＲに基づいて、予め図１１に示したよな特性テーブルから前記ＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを検索する。
ここで、バルブオーバラップ量と燃料に壁流量との関係について、図１２を用いて説明する。まず、燃料噴射弁２０４から噴射された燃料Ｔｏｕｔのうち、一部は吸気ポート壁に付着してポート壁流Ｆｗとなり、またシリンダ内に流入する燃料の一部はシリンダ壁に付着してシリンダ壁流Ｆｃｙｌとなるが、これら２つの壁流のうち、バルブオーバラップ量により壁流量が大きく影響されるのは、ポート壁流Ｆｗの方である。すなわち、シリンダ壁流Ｆｃｙｌの方は、バルブオーバラップ期間中に、排気ポートから吸気ポートへの排気の吹き抜けがあっても、シリンダ内は燃焼ガスに晒されているのでシリンダ壁温が大きく変化することはない。これに対し、前記バルブオーバラップ期間中の排気の吹き抜け量が多いほど、該吹き抜け排気によって吸気ポート壁が暖められてポート壁温が大きく上昇すること、および、吹き抜け排気とポート壁流との衝突による壁流燃料の微粒化が促進されることにより、ポート壁流の燃料蒸発率ｐが増大する。そして、バルブオーバラップ期間が長いほど排気の吹き抜け量が多くなるので、ポート壁流の燃料蒸発率ｐが増大してポート壁流量Ｆｗが減少する。
【００４８】
本実施形態のように吸気弁側にのみＶＴＣを備える場合は、実角度ＶＴＣＮＯＷが目標角度ＶＴＣＴＲＧより進角側（遅角側）にあるときは、目標バルブオーバラップ量に対して実バルブオーバラップ量が大きい（小さい）。そして、実バルブオーバラップ量が相対的に大きい（小さい）ほど、排気の吹き抜け量が相対的に大きく（小さく）なって、ポート壁流量Ｆｗが目標バルブオーバラップ量に対応する値より減少（増大）する。
【００４９】
そこで、上記のように偏差ＶＴＣＥＲＲが正（負）の値で大きいときほど、つまり実バルブオーバラップ量が目標バルブオーバラップ量より大きい（小さい）ときほど、ポート壁流量Ｆｗの減少（増大）に応じて燃料噴射量を減少（増大）するように、前記ＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃが偏差ＶＴＣＥＲＲ＝０に対応する補正なしでの値１に対して、より小さい（大きい）値に設定されている。
【００５０】
図９に戻って、ステップ１４では、ステップ１２で算出した基本過渡補正量Ｔｔｒｂと、ステップ１３すなわち図１０のサブルーチンで算出したＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃとに基づいて、次式により最終的な過渡補正量Ｔｔｒを算出する。
過渡補正量Ｔｔｒ＝基本過渡補正量Ｔｔｒｂ×ＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃ
このようにすれば、過渡運転時にＶＴＣ制御によりバルブオーバラップ量が変化するときに、バルブタイミング制御の応答遅れに対して過渡補正量を適切に修正することができ、もって過渡運転中の空燃比のリーン化若しくはリッチ化を防止でき、安定した過渡運転性能を確保できると共に、良好な排気エミッション低減性能を確保できる。
【００５１】
図１３は、エンジン加速時における各種状態量の変化を示す。
また、上記実施形態では、吸気弁側のみにＶＴＣを設けたエンジンについて示したが、図７に一点鎖線で示すように、排気弁側にもＶＴＣ１２２を設けたエンジンにも適用でき、基本的な考え方は同様である。
図１４は、同上の吸気弁側と排気弁側との両方にＶＴＣを設けたエンジンに適用した第２の実施形態におけるＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃの算出ルーチンを示す。
【００５２】
ステップ３１では、吸気弁側の目標開度ＶＴＣＴＲＧ（ｉｎｔ）と実開度開度ＶＴＣＮＯＷ（ｉｎｔ）、排気弁側の目標開度ＶＴＣＴＲＧ（ｅｘｈ）と実開度開度ＶＴＣＮＯＷ（ｅｘｈ）を読み込む。
ステップ３２では、目標バルブオーバラップ量ＯＬＴＲＧを、次式により算出する。
【００５３】
ＯＬＴＲＧ＝ＶＴＣＴＲＧ（ｉｎｔ）＋ＶＴＣＴＲＧ（ｅｘｈ）＋ＯＦＦＳＥＴ
ただし、ＯＦＦＳＥＴは、ＶＴＣの非作動時における初期バルブオーバラップ量であり、ＶＴＣＴＲＧ（ｉｎｔ）、ＶＴＣＮＯＷ（ｉｎｔ）、ＶＴＣＴＲＧ（ｅｘｈ）、ＶＴＣＮＯＷ（ｅｘｈ）は、それぞれバルブオーバラップ量ＯＬＴＲＧを増大する方向すなわち、吸気弁側では遅角方向、排気弁側では進角方向を正の値として設定される。
【００５４】
ステップ３３では、実際のバルブオーバラップ量ＯＬＮＯＷを、次式により算出する。
ＯＬＮＯＷ＝ＶＴＣＮＯＷ（ｉｎｔ）＋ＶＴＣＮＯＷ（ｅｘｈ）＋ＯＦＦＳＥＴ
ステップ３４では、前記目標バルブオーバラップ量ＯＬＴＲＧと実バルブオーバラップ量ＯＬＮＯＷとの偏差ＯＬＥＲＲを、次式により算出する。
【００５５】
ＯＬＥＲＲ＝ＯＬＮＯＷ−ＯＬＴＲＧ
ステップ３５では、前記偏差ＯＬＥＲＲに基づいて、予め図１５に示したよな特性テーブルから前記ＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを検索する。該ＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃは、既述の理由により、図１１に示したものと同様にして設定されている。
【００５６】
なお、上記各実施形態では、目標バルブオーバラップ量に対する実バルブオーバラップ量の偏差に基づいて過渡補正量を修正する構成としたため、簡易な演算で修正を行えるが、基準の応答特性（応答遅れ）に対する偏差によって過渡補正量を修正する構成としてもよい。例えば、目標バルブオーバラップ量に対して一次遅れ演算処理等を行って基準の応答特性（応答遅れ）に対応する基準バルブオーバラップ量を求め、該基準バルブオーバラップ量に対する実バルブオーバラップ量の偏差に基づいてＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを算出して修正する。このようにすれば、フィードフォワード値である基本過渡補正量を実際の応答特性により近い値で設定することができるので、より高精度に過渡補正量を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態におけるバルブタイミング制御機構を示す断面図。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図３】上記バルブタイミング制御機構の分解斜視図。
【図４】上記バルブタイミング制御機構における電磁切換弁を示す縦断面図。
【図５】上記バルブタイミング制御機構における電磁切換弁を示す縦断面図。
【図６】上記バルブタイミング制御機構における電磁切換弁を示す縦断面図。
【図７】上記可変バルブタイミング機構を備えたエンジンのシステム構成を示す図。
【図８】上記エンジンの燃料噴射量制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図９】上記燃料噴射量の過渡補正量Ｔｔｒを算出するサブルーチンを示すフローチャート。
【図１０】上記過渡補正量Ｔｔｒ算出に用いられるＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを算出するサブルーチンを示すフローチャート。
【図１１】上記ＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを設定したマップ。
【図１２】噴射された燃料の状態変化を説明するための図。
【図１３】第１実施形態における加速時に各種状態の変化を示すタイムチャート。
【図１４】第２実施形態において過渡補正量Ｔｔｒ算出に用いられるＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを算出するサブルーチンを示すフローチャート。
【図１５】上記第２実施形態においてＶＴＣ過渡補正係数Ｋｖｔｃを設定したマップ。
【符号の説明】
１０１…回転センサ
１０２…エアフローメータ
１０３…クランク角センサ
１０４…カムセンサ
１２１，１２２…可変バルブタイミング機構
２０１…エンジン
２０４…吸気弁
２０５…点火栓
２０６…排気弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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