(57)【要約】【課題】最適なリフト量および位相で内燃機関を運転しつつ、バルブおよびピストンの干渉を遅れなく回避する。【解決手段】バルブのリフト量を変更することができる可変リフト機構および該バルブの位相を変更することができる可変位相機構を備える内燃機関において、該バルブと該内燃機関のピストンの干渉を回避するための制御装置が提供される。該制御装置は、位相の予測値（Ｐｒｅ＿θ）を算出する。該制御装置は、該予測値が第１の所定値（θｓ１またはθｓ２）を超えたかどうかを判定する第１の判定手段を備える。該予測値が第１の所定値を超えたと判定されたならば、制御装置は、リフト量および位相の少なくとも一方を変更して、バルブおよびピストンの干渉を回避する。予測値を用いることにより、干渉を遅れなく回避することができる。【選択図】図１２
2006029159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブのリフト量を変更することができる可変リフト機構および該バルブの位相を変更することができる可変位相機構を備える内燃機関において、該バルブと該内燃機関のピストンの干渉を回避するための制御装置であって、
前記位相の予測値を算出する手段と、
前記予測値が第１の所定値を超えたかどうかを判定する第１の判定手段と、
前記予測値が前記第１の所定値を超えたと判定されたならば、前記リフト量および前記位相の少なくとも一方を変更して、前記バルブおよび前記ピストンの干渉を回避する干渉回避手段と、
を備える、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記干渉回避手段は、前記リフト量および前記位相の少なくとも一方を、干渉回避値に設定して、前記干渉を回避するよう構成されており、
リフト量についての前記干渉回避値は、任意の位相に対して前記バルブおよび前記ピストンの干渉を回避することができるリフト量を表し、位相についての該干渉回避値は、任意のリフト量に対して前記バルブおよび前記ピストンの干渉を回避することができる位相を表す、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記予測値は、前記位相の実測値の変化量に基づいて算出される、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記予測値は、前記内燃機関の回転数に基づいて算出される、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
さらに、前記リフト量の実測値に基づいて、前記バルブおよび前記ピストンの干渉が起こらない位相の限界値を、前記第１の所定値として算出する手段を備える、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
さらに、前記リフト量の実測値に基づいて、前記バルブおよび前記ピストンの干渉が起こらない位相の限界値に、所定の余裕値を加えた値を、前記第１の所定値として算出する手段を備える、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
さらに、前記位相の実測値が、第２の所定値を超えたかどうかを判定する第２の判定手段を備え、
前記干渉回避手段は、前記第１の判定手段により、前記予測値が前記第１の所定値を超えたと判定されるか、または前記第２の判定手段により、前記位相の実測値が前記第２の所定値を超えたと判定されたとき、前記リフト量および前記位相の少なくとも一方を変更して、前記バルブおよび前記ピストンの干渉を回避する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項８】
さらに、前記リフト量の実測値に基づいて、前記バルブおよび前記ピストンの干渉が起こらない位相の限界値を、前記第２の所定値として算出する手段を備える、
請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
さらに、
前記干渉回避手段によりリフト量が変更されたならば、少なくとも前記可変リフト機構がリセットされるまで、該変更されたリフト量を保持し、前記干渉回避手段により位相が変更されたならば、少なくとも前記可変位相機構がリセットされるまで、該変更された位相を保持する保持手段を備える、
請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
さらに、前記リフト量の実測値が、第２の所定値を超えたかどうかを判定する第２の判定手段を備え、
前記干渉回避手段は、前記第１の判定手段により、前記予測値が前記第１の所定値を超えたと判定されるか、または前記第２の判定手段により、前記リフト量の実測値が前記第２の所定値を超えたと判定されたとき、前記リフト量および前記位相の少なくとも一方を変更して、前記バルブおよび前記ピストンの干渉を回避する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項１１】
さらに、前記位相の実測値に基づいて、前記バルブおよび前記ピストンの干渉が起こらないリフト量の限界値を、前記第２の所定値として算出する手段を備える、
請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１２】
バルブのリフト量を変更することができる可変リフト機構および該バルブの位相を変更することができる可変位相機構を備える内燃機関において、該バルブと該内燃機関のピストンの干渉を回避するための制御装置であって、
前記リフト量の予測値を算出する手段と、
前記予測値が第１の所定値を超えたかどうかを判定する第１の判定手段と、
前記予測値が前記第１の所定値を超えたと判定されたならば、前記リフト量および前記位相の少なくとも一方を変更して、前記バルブおよび前記ピストンの干渉を回避する干渉回避手段と、
を備える、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関のバルブのリフト量を変更することができる可変リフト機構および該バルブの位相を変更することができる可変位相機構を備える内燃機関において、該内燃機関のピストンおよびバルブの干渉を回避するための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の可変動弁装置には、該内燃機関の吸排気バルブ（以下、バルブと呼ぶ）のリフト量を可変に制御することができる機構、および該バルブの位相を可変に制御することができる機構を備えるものがある。リフト量および位相を制御することにより、内燃機関への吸入空気量を制御して、所望のエンジン出力を得ることができる。
【０００３】
リフト量および位相を変更すると、バルブおよびピストンの間に干渉（衝突）が生じるおそれがある。このような干渉を回避するために、いくつかの技術が提案されている。
【０００４】
一例によると、ピストンの上部にリセス（窪み）を設け、バルブの先端部を収容することができるようにする。他の例によると、リフト量および位相を変更するレンジを制限して、両者の干渉を防止する。
【０００５】
下記の特許文献１に記載の手法によれば、バルブのリフト量についての実測値と目標値との差が、所定値より大きいかどうかを判断する。該差が該所定値より大きいと判断した場合には、干渉警戒線を超える（オーバーシュートする）おそれがあるので、バルブの位相を所定量だけ遅角させる。
【特許文献１】特開２００２−３３２８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ピストンの上部にバルブ用のリセスを設けると、リセス内に不燃ガスが残留しやすくなるので、エミッションを低下させるおそれがある。このような不燃ガスは、燃焼時間を増大させ、よって燃焼効率を低下させるおそれがある。
【０００７】
リフト量および位相の変更レンジを制限する手法では、吸気弁と排気弁のオーバーラップを最適化することが困難になる。オーバーラップの最適化が行われないと、残留ガス（内部ＥＧＲ量）が増大し、これは、燃費の向上を妨げるおそれがある。
【０００８】
リフト量および位相を制御することにより所望のエンジン出力を得ることができるので、スロットル弁を不要とすることができ、よってポンピングロスを低減させることができる。しかしながら、リフト量および位相の変更レンジが制限されると、リフト量および位相の制御だけでは、所望のエンジン出力を得ることができないおそれがある。
【０００９】
このような問題は、上記の特許文献１の技術によってある程度解消される。しかしながら、この技術では、リフト量の目標値と実測値の差を用いて干渉を回避するかどうかを判断するので、リフト量または位相において急峻なオーバーシュートが生じると回避が遅れ、バルブとピストンの干渉が起こるおそれがある。このような干渉を回避するためには、干渉を警戒すべき領域を広く設定する必要がある。このように広く設定した干渉警戒領域の下では、最適なリフト量および位相を用いて内燃機関を運転することができないおそれがある。
【００１０】
したがって、最適なリフト量および位相で内燃機関を運転しつつ、バルブおよびピストンの干渉を遅れなく回避することのできる制御装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の一つの側面によると、バルブのリフト量を変更することができる可変リフト機構および該バルブの位相を変更することができる可変位相機構を備える内燃機関において、該バルブと該内燃機関のピストンの干渉を回避するための制御装置が提供される。該制御装置は、位相の予測値（Ｐｒｅ＿θ）を算出する。該制御装置は、該予測値が第１の所定値（θｓ１、θｓ２）を超えたかどうかを判定する第１の判定手段を備える。該予測値が第１の所定値を超えたと判定されたならば、制御装置は、リフト量および位相の少なくとも一方を変更して、バルブおよびピストンの干渉を回避する。
【００１２】
干渉回避は、リフト量および位相の少なくとも一方を、干渉回避値に設定することにより行われる。リフト量についての干渉回避値（Ｌｓｆ）は、任意の位相に対してバルブおよびピストンの干渉を回避することができるリフト量を表す。位相についての干渉回避値（θｓｆ）は、任意のリフト量に対してバルブおよびピストンの干渉を回避することができる位相を表す。
【００１３】
予測値は、位相の実測値の変化量に基づいて算出される。一実施例では、位相の実測値が得られるタイミングが、内燃機関の回転数に依存して変化する。この場合、予測値は、内燃機関の回転数を考慮して算出されるのが好ましい。
【００１４】
上記の第１の所定値は、一実施例では、リフト量の実測値に基づいて、バルブおよびピストンの干渉が起こらない位相の限界値（θｓ１）を算出することにより決定される。他の実施例では、該限界値に、所定の余裕値（θａ１）を加えることにより得られる値（θｓ２）を、第１の所定値として算出する。
【００１５】
この発明の一実施形態によると、制御装置は、さらに、位相の実測値が、第２の所定値（θｓ１）を超えたかどうかを判定する第２の判定手段を備える。上記の第１の判定手段により、予測値が第１の所定値を超えたと判定されるか、または該第２の判定手段により、位相の実測値が第２の所定値を超えたと判定されたとき、リフト量および位相の少なくとも一方を変更して、バルブおよびピストンの干渉を回避する。
【００１６】
第２の所定値は、一実施例では、リフト量の実測値に基づいて、バルブおよびピストンの干渉が起こらない位相の限界値（θｓ１）を算出することにより決定される。
【００１７】
この発明の一実施形態によると、干渉回避動作によりリフト量が変更されたならば、少なくとも可変リフト機構がリセットされるまで、該変更されたリフト量を保持する。また、干渉回避動作により位相が変更されたならば、少なくとも可変位相機構がリセットされるまで、該変更された位相を保持する。
【００１８】
この発明の他の実施形態によると、第２の判定手段を、リフト量の実測値が、第２の所定値を超えたかどうかを判定するよう構成してもよい。この場合、第２の所定値は、位相の実測値に基づいて、バルブおよびピストンの干渉が起こらないリフト量の限界値を算出することにより決定される。
【００１９】
この発明の他の側面によると、位相の予測値を算出することに代えて、リフト量の予測値を算出することができる。該リフト量の予測値が所定値を超えたと判定されたならば、リフト量および位相の少なくとも一方を変更して、バルブおよびピストンの干渉を回避することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、位相の予測値を用いるので、干渉が起こりそうかどうかを事前に予測することができる。たとえば可変位相機構の故障および内燃機関のカム駆動系の故障によって位相またはリフト量が急激に変化する場合でも、該予測値を用いることにより、遅れることなく、バルブおよびピストンの干渉を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の実施形態に従う、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）およびその制御装置の全体的な構成図である。
【００２２】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）１は、車両の各部から送られてくるデータを受け入れる入力インターフェース１ａ、車両の各部の制御を行うための演算を実行するＣＰＵ１ｂ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有するメモリ１ｃ、および車両の各部に制御信号を送る出力インターフェース１ｄを備えている。メモリ１ｃのＲＯＭには、車両の各部の制御を行うためのプログラムおよび各種のデータが格納されている。この発明に従う制御のためのプログラムは、該ＲＯＭに格納される。ＲＯＭは、ＥＰＲＯＭのような書き換え可能なＲＯＭでもよい。ＲＡＭには、ＣＰＵ１ｂによる演算のための作業領域が設けられる。車両の各部から送られてくるデータおよび車両の各部に送り出す制御信号は、ＲＡＭに一時的に記憶される。
【００２３】
エンジン２は、４気筒４サイクルのエンジンであり、図には、そのうちの一つの気筒が概略的に示されている。エンジン２は、吸気バルブ３を介して吸気管４に連結され、排気バルブ５を介して排気管６に連結されている。ＥＣＵ１からの制御信号に従って燃料を噴射する燃料噴射弁７が、吸気管４に設けられている。燃料室８には、ＥＣＵ１からの点火時期信号に従って火花を飛ばす点火プラグ９が設けられている。
【００２４】
エンジン２は、吸気管４から吸入される空気と、燃料噴射弁７から噴射される燃料との混合気を、燃焼室８に吸入し、該混合気を、点火プラグ９による火花により燃焼する。この燃焼により混合気の体積は増大し、ピストン１０を下方に押し下げる。ピストン１０の往復運動は、クランクシャフト１１の回転運動に変換される。４サイクルエンジンでは、エンジンのサイクルは、吸入、圧縮、燃焼、および排気行程からなる。ピストン１０は、１サイクルにつき２往復する。
【００２５】
エンジン２には、クランク角センサ１７が設けられている。クランク角センサ１７は、クランクシャフト１１の回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ１に出力する。
【００２６】
ＣＲＫ信号は、所定のクランク角で（たとえば、３０度ごとに）出力されるパルス信号である。ＥＣＵ１は、該ＣＲＫ信号に応じ、エンジン２の回転数ＮＥを算出する。ＴＤＣ信号は、ピストン１０のＴＤＣ位置（上死点）に関連したクランク角度で出力されるパルス信号である。
【００２７】
リフト量センサ２１が、ＥＣＵ１に接続されている。リフト量センサ２１は、吸気バルブ３（および／または排気バルブ５）のリフト量Ｌｉｆｔを検出し、それをＥＣＵ１に送る。この実施例では、リフト量Ｌｉｆｔは、所定の時間間隔（たとえば、５ミリ秒）で検出される。
【００２８】
カム角センサ２２が、ＥＣＵ１に接続されている。カム角センサ２２は、吸気カムを介して吸気バルブ３に連結されたカムシャフト（図示せず）の回転に伴い、所定のカム角ごとに、パルス信号であるＣＡＭ信号をＥＣＵ１に出力する。
【００２９】
この実施例では、エンジンが４気筒であり、それぞれの気筒についてＴＤＣ信号が送出される。したがって、ＴＤＣ信号は、クランクシャフト１１が９０度回転するたびに得られる。一方、ＣＡＭ信号を、カムシャフトが９０度回転するたびに取得することができる。ＥＣＵ１は、該ＴＤＣ信号の受信に応じて、該ＴＤＣ信号に対する、該カムシャフトの９０度回転の度に取得したＣＡＭ信号との位相差、すなわちカムシャフトのクランクシャフト１１に対する実際の位相Ｃａｉｎを算出する。
【００３０】
エンジン水温（ＴＷ）センサ２３は、エンジン２のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁（図示せず）に取り付けられ、エンジン冷却水の温度ＴＷを検出し、それをＥＣＵ１に送る。
【００３１】
アクセルペダル開度（ＡＰ）センサ２４が、ＥＣＵ１に接続されている。アクセルペダル開度センサ２４は、アクセルペダルの開度を検出し、それをＥＣＵ１に送る。
【００３２】
可変リフト機構２６は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って、吸気バルブ３のリフト量を変更することができる機構である。可変リフト機構２６は、任意の既知の手法により実現することができる。たとえば、いわゆるＶＴＥＣと呼ばれる機構は、複数の異なる形状のカムを設け、運転状態に応じてカムを切り換える。選択されたカムに従い、吸排気バルブのリフト量を異なる（たとえば、特開平７−１９７８４６号公報など）。当然ながら、排気バルブ５のリフト量をも変更することができるように可変リフト機構２６を構成することができる。この実施例で使用される可変リフト機構２６の一例は、図２を参照して後述される。
【００３３】
可変位相機構（ＶＴＣと呼ばれる）２７は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って、吸気バルブ３の開閉タイミングを変更することができる機構である。可変位相機構２７は、任意の既知の手法により実現することができる。たとえば、電磁的に吸気バルブの位相を進角または遅角に制御する手法が提案されている（特開２０００−２２７０３３号公報など）。当然ながら、排気バルブ５の位相をも変更することができるように可変位相機構２７を構成することができる。この実施例で使用される可変位相機構２７の一例は、図３を参照して後述される。
【００３４】
代替的に、可変リフト機構と可変位相機構を一体的に構成してもよい。
【００３５】
ＥＣＵ１に向けて送られた信号は入力インターフェース１ａに渡され、アナログ−デジタル変換される。ＣＰＵ１ｂは、変換されたデジタル信号を、メモリ１ｃに格納されているプログラムに従って処理し、車両のアクチュエータに送るための制御信号を作り出す。出力インターフェース１ｄは、これらの制御信号を、燃料噴射弁７、点火プラグ９、およびその他の機械要素のアクチュエータに送る。
【００３６】
図２は、この発明の一実施例に従う、可変リフト機構２６を示す。可変リフト機構２６は、カムシャフト３１、タペットねじ３２、ロッカアーム３５を備える。タペットねじ３２は、吸気バルブ３の上端に位置し、ロッカアーム３５の一端に連結されている。ロッカアーム３５は、カムシャフト３１に設けられたカム３３に転がり接触するローラ３４を有する。ローラ３４は、カムシャフト３１と平行な軸線を有する支持筒４４で、回転可能に支持されている。ロッカアーム３５には、第１のリンクアーム３６および第２のリンクアーム３７が連結されている。
【００３７】
第１のリンクアーム３６の一端部に設けられる支軸４１は、固定位置でシリンダヘッド１２に連結される。第２のリンクアーム３７の一端部に設けられる支軸４２は、アクチュエータ（図示せず）により無段階に駆動されることができる。吸気バルブ３のリフト量を最大にするときには、第２のリンクアーム３７の支軸４２を、図２の（ａ）に示されるような位置に配置する。リフト量を最大値から小さくするときには、アクチュエータにより、図２の（ｂ）に示されるように、第２のリンクアーム３７の支軸４２を下方に移動せしめる。
【００３８】
ロッカアーム３５の瞬間中心Ｃは、支軸４１および支持筒４４を結ぶ直線と、支軸４２および連結軸４５を結ぶ直線との交点である。支軸４２が、アクチュエータによって図２の（ａ）から図２の（ｂ）の位置に移動すると、タペットねじ３２の吸気バルブへの接触点と瞬間中心Ｃ間の距離Ａと、ローラ３４のカム３３への接触点と瞬間中心Ｃ間の距離Ｂとの比であるレバー比（＝Ａ／Ｂ）が変化する。図２の（ｂ）のレバー比は、図２の（ａ）のレバー比よりも小さい。
【００３９】
このようなレバー比の変化により、支軸４２が図２の（ａ）に示す位置にあるとき、ローラ３４がカム３３で押し上げられると、リフト量は最大になる、支軸４２が図２の（ｂ）に示す位置にあるときに、ローラ３４がカム３３により押し上げられると、リフト量が最大値のたとえば２０％程度になる。
【００４０】
支軸４２の位置は、アクチュエータにより無段階に変更可能であり、よってレバー比を無段階に変化させることができる。結果として、吸気バルブ３のリフト量を無段階に変化させることができる。アクチュエータは、ＥＣＵ１から目標リフト量を受け取り、該目標リフト量を達成するよう支軸４２の位置を変化させる。
【００４１】
図３は、この発明の一実施例に従う、可変位相機構２７を示す。図３の（ａ）は可変位相機構２７の側面図を示す。可変位相機構２７は、遊星歯車機構５１および電磁ブレーキ機構５２を備える。図３の（ｂ）は、遊星歯車機構５１の正面図を示し、図３の（ｃ）は、電磁ブレーキ機構５２の正面図を示す。
【００４２】
遊星歯車機構５１は、カムシャフト３１に連結されるリングギヤ６１、スプロケット５３（これは、クランクシャフト１１にチェーン等を介して連結され、クランクシャフト１１からの回転力が伝達される）に連結されるキャリア６２、および電磁ブレーキ機構５２に連結されるサンギヤ６３を備える。複数のプラネタリギヤ６４が、キャリア６２に回転可能なように支持されており、リングギヤ６１およびサンギヤ６３と噛合されている。
【００４３】
電磁ブレーキ機構５２は、永久磁石７１、電磁石７２、およびリターンスプリング５４を備える。永久磁石７１は、図では点の網掛け領域に示されており、Ｓ極とＮ極が交互に並ぶよう配置されている。永久磁石７１は、接続部材を介してサンギヤ６３に連結されている。永久磁石７１の外側に、電磁石７２が、図では縦線の網掛け領域に示されるように配置されている。電磁石７２には、アクチュエータ（図示せず）が連結されており、電磁石７２への通電を制御することにより、電磁石７２の磁性をＮとＳの間で切り換えることができる。リターンスプリング５４は、サンギヤ６３への接続部材とキャリア６２への接続部材との間に連結されている。
【００４４】
アクチュエータにより電磁石７２への通電がオフされているとき、スプロケット５３の回転に従って矢印８１の方向にキャリア６２が回転すると、該キャリア６２の回転に従ってリングギヤ６１が矢印８２の方向に回転し、これによりカムシャフト３１が回転する。サンギヤ６３は、矢印８３に示される方向にフリーに回転している。この状態では、カムの位相は、スプロケットに対して最遅角になっている。
【００４５】
電磁石の７２ａおよび７２ｂの部分がＮ極になり、７２ｃおよび７２ｄ部分がＳ極になるように、アクチュエータによって電磁石７２を通電すると、永久磁石７１のＮおよびＳ極部分が、電磁石のＳおよびＮ極部分にそれぞれ吸引される。その結果、サンギヤ６３の接続部材に、リターンスプリング５４の付勢力に抗するように、ブレーキ（制動）力８５がかかる。
【００４６】
キャリア６２の回転速度は、スプロケット５３の回転速度により拘束されている。ブレーキ力８５により、サンギヤ６３の、キャリア６２に対する相対回転速度が大きくなる。プラネタリギヤの作動原理により、キャリア６２に対するサンギヤ６３の相対回転速度が増すと、キャリア６２に対するリングギヤ６１の相対回転速度が増す。すなわち、カムシャフト３１の、スプロケット５３に対する相対回転速度が大きくなる。その結果、カムシャフト３１の回転は、スプロケット５３に対して進角方向に変位する。
【００４７】
こうして、電磁石７２への通電量でサンギヤ６３へのブレーキ力８５を制御することにより、カムシャフト３１の位相を所望の値に制御することができる。アクチュエータは、ＥＣＵ１から目標位相を受け取り、該目標位相を達成するよう電磁石への通電量を制御する。
【００４８】
図４および図５を参照して、本願発明の原理を説明する。図４の（ａ）は、バルブおよびピストンの挙動の一例を示す。符号１０１はバルブのリフト量を示し、符号１０２はピストンの位置を示す。ピストンが上死点に達する直前に、バルブが開き始める（時刻ｔ１）。このような通常の位相でバルブが開く場合には、バルブおよびピストンが干渉（衝突）するおそれはない。
【００４９】
図４の（ｂ）を参照すると、バルブの位相が遅角されており、よってピストンが上死点に達した後にバルブが開き始める（時刻ｔ２）。この場合においても、バルブおよびピストンが干渉するおそれがない。
【００５０】
図４の（ｃ）を参照すると、バルブの位相が進角されており、よってピストンが上死点に達する前にバルブが開き始める。この場合には、バルブおよびピストンが干渉するおそれがある（時刻ｔ３）。
【００５１】
このように、バルブの位相を進角させると、バルブおよびピストンの干渉が起こる可能性があり、このような干渉を回避する必要がある。以下の説明における「進角量」は、ピストンがほぼ上死点に達した時にバルブが開くタイミングを基準位相とし、該基準位相に対してどのくらい進角しているかを表している。「遅角量」は、該基準位相に対してどのくらい遅角しているかを表している。
【００５２】
図５は、バルブのリフト量と位相の関係についてのマップを示す。このマップは、たとえばシミュレーション等によって作成されることができる。
【００５３】
このマップの横軸はバルブのリフトの量（ｍｍ）を示しており、たとえば、０〜１２ｍｍの範囲を示している。縦軸はバルブの位相（度）を示しており、最遅角（たとえば、遅角量が−４０度）から最進角（たとえば、進角量が８０度）の範囲を示している。
【００５４】
符号１１１は干渉曲線を表しており、所与のリフト量Ｌに対する、位相の干渉値θｂを示す。バルブのリフト量がＬの時に、位相が干渉値θｂを超えると、バルブとピストンの干渉が発生するおそれがある。干渉曲線により確定される領域（斜線で網掛けされている）は、干渉領域と呼ばれる。
【００５５】
符号１１２は非干渉曲線を表しており、所与のリフト量Ｌに対する、位相の非干渉値θｓ１を示す。バルブのリフト量がＬの時に、位相が非干渉値θ１以下であれば、バルブとピストンは干渉するおそれがない。非干渉曲線１１２により画定される領域（点で網掛けされている）を、非干渉領域と呼ぶ。
【００５６】
図に示されるように、干渉領域と非干渉領域の間に、余裕領域を設けるのが好ましい。干渉値θｂと非干渉値θｓ１の差が、θａ１（たとえば、１０度）で表されている。
【００５７】
余裕領域内に描かれる臨界曲線１１３（点線で示されている）は、しきい値θｓ１に所定の余裕値θａ２（＜θａ１）を加算した値θｓ２（＝θｓ１＋θａ２）を示し、臨界値と呼ぶ。位相が臨界値θｓ２を超えると、バルブが干渉領域に入る危険性があることを示す。
【００５８】
本願発明では、バルブとピストンの干渉を回避するため、以下の２つの条件、すなわち、
１）位相についての予測値が、非干渉領域を逸脱したかどうか、および、
２）位相の実測値（実位相）が、非干渉領域を逸脱したかどうか、
を用いた判定を行う。
【００５９】
上記１）の判定条件では、位相の予測値を用いているので、バルブが非干渉領域を逸脱することを予測することができる。バルブが非干渉領域を逸脱すると予測される場合には、干渉回避動作を起動する。干渉回避動作では、リフト量および位相を制御して、バルブが実際に非干渉領域を逸脱するのを防止する。
【００６０】
予測値を用いることにより、バルブが非干渉領域を逸脱するのを、事前に防止することができる。たとえば、位相またはリフト量に急峻なオーバーシュートを生じる場合でも、バルブが該オーバーシュートに起因して非干渉領域を逸脱することを予測することができるので、より確実に干渉を回避することができる。
【００６１】
上記２）の判定条件により、バルブが、非干渉領域を実際に逸脱したかどうかを判断することができる。非干渉領域を逸脱したならば、干渉回避動作を起動し、リフト量を制御して、バルブが非干渉領域に戻るようにする。
【００６２】
これら２つの条件に基づく判定は、独立して行われる。上記のいずれかの条件が満たされれば、干渉回避動作が起動される。可変リフト機構および可変位相機構の一方が故障により正常に動作しなくなった場合でも、このような２つの判定条件を用いることにより、より確実に、干渉を回避することができる。
【００６３】
上記の判定条件１）は、代わりに、
１）位相についての予測値が、臨界曲線１１３を干渉領域に向かって超えたかどうか、
という条件を用いてもよい。
【００６４】
前述したように、臨界曲線１１３は、非干渉値θｓ１に余裕値θａ２を加算することにより求められる値を規定する。位相の予測値を用いるので、干渉領域により近い臨界曲線１１３を超えたと判断してから干渉回避動作を起動しても、干渉の発生を回避することができる。
【００６５】
以下、２つの実施例を参照して、上記２つの条件を用いた干渉を回避するための手法を説明する。以下に説明する実施例では、該臨界曲線１１３に基づく判定条件１）を用いている。
【実施例１】
【００６６】
図６は、本願発明の第１の実施例に従うブロック図を示す。予測値算出部１２１は、位相センサ２２（図１）の出力に基づいて検出された実位相Ｃａｉｎに基づいて、位相についての予測値Ｐｒｅ＿θを、式（１）に従って算出する。予測値は、位相の変化量δｔ×（Ｃａｉｎ（ｋ）−Ｃａｉｎ（ｋ−１））を、実位相の今回値Ｃａｉｎ（ｋ）に加算することにより求められる。
【００６７】
Ｐｒｅ＿θ＝Ｃａｉｎ（ｋ）＋δｔ×（Ｃａｉｎ（ｋ）−Ｃａｉｎ（ｋ−１））
（１）
パラメータδｔは、ＴＤＣ信号の周期を表している。前述したように、実位相ＣａｉｎはＴＤＣ信号の周期で算出されるので、（Ｃａｉｎ（ｋ）−Ｃａｉｎ（ｋ−１））は、ＴＤＣ信号の１周期の間の変化量を表している。ＴＤＣ信号の１周期は、エンジン回転数ＮＥに従って変化するので、クランク角センサ１７（図１）の出力に基づいて検出されたエンジン回転数ＮＥに基づいてパラメータδｔを算出するのが好ましい。
【００６８】
この実施例では、パラメータ算出部１２２が、式（２）に従ってパラメータδｔを算出する。この実施例では、エンジン回転数ＮＥは、１分間あたりの回転数を表しており（ｒｐｍ）、１エンジン回転数あたり、ＴＤＣ信号が２回送出される。したがって、パラメータδｔは、式（２）のように求められる。
【００６９】
δｔ＝（６０／２ＮＥ）×１０００（ミリ秒）        （２）
パラメータδｔとエンジン回転数ＮＥの関係をマップで示すと、図７のようになる。代替的に、パラメータ算出部１２２は、エンジン回転数ＮＥに基づいて該マップを参照し、パラメータδｔを求めてもよい。該マップは、たとえばＥＣＵ１のメモリ１ｃ（図１）に記憶されることができる。
【００７０】
臨界値算出部１２３は、リフト量センサ２１（図１）により検出されたリフト量の実測値Ｌｉｆｔを受け取る。臨界値算出部１２３は、該実リフト量Ｌｉｆｔに基づいて、臨界曲線１１３を参照し、該実リフト量Ｌｉｆｔに対応する臨界値θｓ２（＝非干渉値θｓ１＋余裕値θａ１）を求める。
【００７１】
図８は、図５と同様のマップを表しており、たとえばＥＣＵ１のメモリ１ｃ（図１）に記憶されることができる。実リフト量Ｌｉｆｔに対応する臨界値θｓ２が、ポイントＰ２として示されている。バルブがポイントＰ２を超えると、すなわちリフト量Ｌｉｆｔにおいて位相が臨界値θｓ２を超えると、バルブが干渉領域に近づいていることを示す。
【００７２】
第１の干渉回避判定部１２４は、上記の条件１）に基づく判定を行う。具体的には、位相の予測値Ｐｒｅ＿θと臨界値θｓ２とを比較する。予測値Ｐｒｅ＿θが臨界値θｓ２以上ならば、バルブが、近い将来干渉領域に達すると予測される。第１の干渉回避判定部１２４は、干渉の発生を回避するため、位相の干渉回避値θｓｆをリフト量／位相制御部１２５に渡す。
【００７３】
位相の干渉回避値θｓｆは、どのリフト量についても干渉が起こらない値に設定されるのが好ましい。たとえば、図８を参照すると、位相が範囲Ｄ内にあるときは、リフト量がいずれの値であっても干渉が起こらない。したがって、位相の干渉回避値θｓｆは、範囲Ｄ内のいずれかの値（たとえば、最遅角）に設定される。
【００７４】
リフト量／位相制御部１２５は、位相の干渉回避値θｓｆを、位相の目標値Ｃａｉｎ＿ｃｍｄに設定する。可変位相機構２７（図１）は、バルブの位相が該目標値Ｃａｉｎ＿ｃｍｄになるようバルブを制御する。こうして、バルブが干渉領域に近い将来達することが予測される場合には、干渉回避の動作を起動するよう、位相が干渉回避値θｓｆに設定される。
【００７５】
さらに、第１の干渉回避判定部１２４は、リフト量の干渉回避値Ｌｓｆを、リフト量／位相制御部１２５に渡す。リフト量の干渉回避値Ｌｓｆは、どの位相についても干渉が起こらない値に設定されるのが好ましい。たとえば、図８を参照すると、リフト量が範囲Ｅ内にあるときは、位相がいずれの値であっても干渉が起こらない。したがって、リフト量の干渉回避値Ｌｓｆは、範囲Ｅ内のいずれかの値（たとえば、２ｍｍ）に設定される。
【００７６】
リフト量／位相制御部１２５は、リフト量の干渉回避値Ｌｓｆを、リフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄに設定する。可変リフト機構２６（図１）は、バルブのリフト量が該目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄになるようバルブを制御する。こうして、バルブが干渉領域に近い将来達すると予測される場合には、干渉回避の動作を起動するようリフト量が回避値θｓｆに設定される。
【００７７】
位相の予測値を用いることにより、バルブが干渉領域に近づくことを予測することができるので、バルブが実際に干渉領域に近づく前に、干渉回避動作を起動することができる。
【００７８】
位相の予測値に基づく判定であるので、位相およびリフト量の両方を干渉回避値に収束させるのが好ましい。予測値に何らかの誤差が含まれていても、位相およびリフト量の両方を干渉回避値に制御することにより、より確実に干渉を回避することができる。また、位相の予測値が臨界値に達したということは、可変位相機構またはエンジンのカム駆動系の何らかの異常によって位相が急変する状態になっている可能性がある。特に、図３に示すような、電磁的に位相を変更する可変位相機構の場合、故障が生じると、たとえ位相を干渉回避値に制御しようとしても、位相が最進角または最遅角に向けて急変するおそれがある。このような状態でリフト量を自由に変更可能なようにすると、干渉回避が間に合わないおそれがある。位相とリフト量の両方を干渉回避値に制御することにより、干渉回避が間に合わない事態を、より確実に防ぐことができる。
【００７９】
代替的に、位相およびリフト量の一方を、干渉回避値に収束させるようにしてもよい。たとえば、リフト量の目標値への収束速度が十分速ければ、位相を干渉回避値に制御することによって、干渉を回避するようにしてもよい。
【００８０】
さらなる代替形態では、予測値と非干渉値とを比較して、バルブが非干渉領域を逸脱することが予測されたときに、干渉回避動作を起動するようにしてもよい。この場合、位相の予測値Ｐｒｅ＿θと非干渉値θｓ１とを比較し、予測値Ｐｒｅ＿θが非干渉値θｓ１以上ならば、位相を干渉回避値θｆｓに収束させる。
【００８１】
図６に戻り、非干渉値算出部１２６は、実リフト量Ｌｉｆｔに基づいて非干渉曲線１１２を参照し、該実リフト量Ｌｉｆｔに対応する非干渉値θｓ１を求める。
【００８２】
図８に、実リフト量Ｌｉｆｔに対応する非干渉値θｓ１が、ポイントＰ１として示されている。バルブがポイントＰ１を超えると、すなわちリフト量Ｌｉｆｔにおいて位相が非干渉値θｓ１を超えると、バルブが非干渉領域を逸脱したことを示す。
【００８３】
第２の干渉回避判定部１２７は、上記の条件２）に基づく判定を行う。具体的には、第２の干渉回避判定部１２７は、実位相Ｃａｉｎと非干渉値θｓ１とを比較する。実位相Ｃａｉｎが非干渉値θｓ１以上ならば、バルブが実際に非干渉領域を逸脱したことを示す。第２の干渉回避判定部１２７は、干渉を回避する動作を起動するため、リフト量の干渉回避値Ｌｓｆを、リフト量／位相制御部１２５に渡す。
【００８４】
リフト量の干渉回避値Ｌｓｆは、前述したように、どの位相についても干渉が起こらない値に設定される。リフト量／位相制御部１２５は、リフト量の干渉回避値Ｌｓｆを、リフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄに設定する。可変リフト機構２６は、バルブのリフト量が該目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄになるようバルブを制御する。こうして、バルブが非干渉領域を逸脱したことが検出されたならば、リフト量が干渉回避値Ｌｓｆに設定され、バルブは、非干渉領域に戻される。
【００８５】
バルブが非干渉領域を実際に逸脱したということは、典型的には、可変リフト機構に何らかの故障が生じた可能性を示す。可変リフト機構は、一般に、フリクションおよびカムから受けるリンク機構への反力が大きいので、リフト量が急変するおそれは少ない。したがって、干渉回避値へ制御するのがリフト量のみでも、該回避動作の後に干渉を生じさせるおそれはない。
【００８６】
代替的に、位相のみをその干渉回避値に制御することにより、または、リフト量および位相の両方を干渉回避値に制御することにより、バルブを非干渉領域に戻してもよい。目標値への収束速度に従い、リフト量および位相のいずれかを選択して、干渉回避値に制御するようにしてもよい。
【００８７】
リフト量が干渉回避値に設定されたならば、可変リフト機構２６のリセット動作が行われるまでは、該干渉回避値に設定されたリフト量が保持されるのが好ましい。また、位相が干渉回避値に設定されたならば、可変位相機構２７のリセット動作が行われるまでは、該干渉回避値に設定された位相が保持されるのが好ましい。リセット動作は、所定の装置（ＰＧＭテスターなどの診断装置）を用いて行ってもよく、または、バッテリをキャンセルする等の人的なリセット処理によってでもよい。リセット動作が行われると、可変リフト機構２６および可変位相機構２７は、所定の初期状態に戻される。このように、リセット動作が行われるまで干渉回避値に保持することにより、可変リフト機構または可変位相機構が故障しているにもかかわらず干渉回避動作が誤って解除されて、エンジンが破損することを防止することができる。
【００８８】
このように、本願発明によれば、位相の予測値を用いて、バルブが干渉領域に近づいていることを予測するので、干渉回避動作を遅れなく起動させることができる。バルブが干渉領域に近づいていることを予測するので、干渉余裕領域の大きさを最小限に抑制することができる。これは、バルブの駆動範囲をより広く設定することを可能にする。バルブの駆動範囲が広く設定されると、リフト量および位相を最適な値に保持することが可能となる。これは、燃費向上効果を維持し、さらには、ポンピングロスの低減効果を維持する。また、ピストン上部のリセスを最小にすることができるため、燃焼効率の低下を防ぐことができる。
【００８９】
図９は、本願発明の一実施例に従う、条件１）が満たされる時のバルブの挙動を示す。位相の予測値Ｐｒｅ＿θは、ライン１３１により表されている。時間ｔ０からｔ１にかけて、リフト量が増大すると共に、位相の予測値Ｐｒｅ＿θも増大している。ライン１３２は、図８の非干渉曲線１１２に基づく非干渉値θｓ１を表す。ライン１３３は、図８の臨界曲線１１３に基づく臨界値θｓ２を表す。時間ｔ１において、非干渉値θｓ１および臨界値θｓ２が、減少し始める。時間ｔ１におけるリフト量は、図８に示される範囲Ｅの上限値に対応する。
【００９０】
時間ｔ２において、位相の予測値Ｐｒｅ＿θが臨界値θｓ２に達すると、上記の条件１）が満たされる。バルブが干渉領域に達することが予測され、干渉回避動作が起動される。この例では、干渉回避動作の起動により、リフト量および位相が、それぞれの干渉回避値Ｌｆｓおよびθｆｓになるよう制御されている。
【００９１】
図１０は、本願発明の一実施例に従う、条件２）が満たされる時のバルブの挙動を示す。実位相Ｃａｉｎは、ライン１３４により表されている。時間ｔ０からｔ１にかけて、リフト量が増大すると共に、実位相Ｃａｉｎも増大している。ライン１３２は、図８の非干渉曲線１１２に基づく非干渉値θｓ１を表す。時間ｔ１において、非干渉値θｓ１が減少し始める。時間ｔ１におけるリフト量は、図８に示される範囲Ｅの上限値に対応する。
【００９２】
時間ｔ２において、実位相Ｃａｉｎが非干渉値θｓ１に達すると、上記の条件２）が満たされる。バルブが非干渉領域を逸脱したと判断され、干渉回避動作が起動される。この例では、干渉回避動作の起動により、リフト量および位相の両方が、それぞれの干渉回避値Ｌｆｓおよびθｆｓになるよう制御されている。
【００９３】
図１１は、第１の実施例に従う、バルブを制御するプロセスのフローチャートである。このフローチャートは、所定の時間間隔（たとえば、５ミリ秒）で実施される。
【００９４】
ステップＳ１において、干渉回避判定ルーチン（図１２）を実施する。ステップＳ２において、干渉回避判定ルーチンにおいて干渉回避動作が起動されたならば値１に設定されるフラグＦ＿ｓｆを調べる。Ｆ＿ｓｆ＝１ならば、ステップＳ１２に進み、リフト量および位相のそれぞれについて、干渉を回避するよう算出された目標値を実現するよう、可変リフト機構２６および可変位相機構２７を介してバルブを制御する。
【００９５】
ステップＳ３において、エンジンが始動中かどうかを判断する。エンジンが始動中ならば、エンジン水温センサ２３（図１）により検出されたエンジン水温ＴＷに基づいて、図１３の（ａ）に示されるようなマップを参照し、リフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄを求める（Ｓ６）。さらに、エンジン水温ＴＷに基づいて、図１３の（ｂ）に示されるようなマップを参照し、位相の目標値Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを求める（Ｓ７）。これらのマップは、メモリ１ｃ（図１）に記憶されることができる。
【００９６】
ステップＳ３の判断がＮｏならば、ステップＳ４において、アクセルペダルセンサ２４（図１）の出力を調べ、アクセルペダルが全閉かどうかを判断する。アクセルペダルが全閉ならば、エンジンはアイドル状態にあることを示す。ステップＳ５に進み、触媒昇温制御を実施するために設定された所定時間が経過したかどうかを判断する。該所定時間が経過していなければ、触媒昇温制御が実行中であることを示す。触媒昇温制御は、吸気量を一時的に増大させて触媒を活性化させる制御である。ステップＳ８において、エンジンが始動してからの経過時間およびエンジン水温ＴＷに基づいて、図１４の（ａ）に示されるようなマップを参照し、リフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄを求める。さらに、エンジンが始動してからの経過時間およびエンジン水温ＴＷに基づいて、図１４の（ｂ）に示されるようなマップを参照し、位相の目標値Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを求める（Ｓ９）。これらのマップは、メモリ１ｃ（図１）に記憶されることができる。
【００９７】
ステップＳ５において触媒昇温制御が終了したならば、エンジンが暖機状態に至ったことを示す。ステップＳ１０において、クランク角センサ１７（図１）の出力から検出されたエンジン回転数ＮＥ、およびアクセルペダル開度センサ２４（図１）により検出されたアクセルペダル開度ＡＰに基づいて、図１５の（ａ）に示されるようなマップを参照し、リフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄを求める。さらに、エンジン回転数ＮＥおよびアクセルペダル開度ＡＰに基づいて、図１５の（ｂ）に示されるようなマップを参照し、位相の目標値Ｃａｉｎ＿ｃｍｄを求める（Ｓ１１）。これらのマップは、メモリ１ｃ（図１）に記憶されることができる。
【００９８】
ステップＳ１２において、ステップＳ６〜Ｓ１１で算出されたリフト量の目標値および位相の目標値が実現されるように、可変リフト機構２６および可変位相機構２７を介してバルブを制御する。
【００９９】
図１２は、図１１のステップＳ１で実施される、干渉回避判定ルーチンを示す。ステップＳ２２において、前述した式（２）に従い、または図７に示されるようなマップを参照して、パラメータδｔを算出する。ステップＳ２１において、前述した式（１）に従い、位相の予測値Ｐｒｅ＿θを算出する。ステップＳ２３において、リフト量センサ２１（図１）により検出された実リフト量Ｌｉｆｔに基づいて、たとえばメモリ１ｃに記憶された図８のマップの非干渉曲線１１２を参照し、非干渉値θｓ１を算出する。ステップＳ２４において、実リフト量Ｌｉｆｔに基づいて、図８のマップの臨界曲線１１３を参照し、臨界値θｓ２を算出する。
【０１００】
ステップＳ２５において、位相センサ２２（図１）の出力に基づいて検出された実位相Ｃａｉｎを、非干渉値θｓ１と比較する。ステップＳ２７において、予測値Ｐｒｅ＿θと臨界値θｓ２とを比較する。
【０１０１】
ステップＳ２５の判断がＹｅｓであり、かつステップＳ２７の判断がＹｅｓならば、バルブが非干渉領域を実際に逸脱しており、かつ、バルブが干渉領域に達することが予測される。この場合、ステップＳ２８において、位相の目標値Ｃａｉｎ＿ｃｍｄおよびリフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄに、干渉回避値θｓｆおよびＬｓｆをそれぞれ設定する。ステップＳ３１において、干渉回避動作を起動するため、フラグＦ＿ｆｓに値１を設定する。
【０１０２】
ステップＳ２５の判断がＹｅｓであり、かつステップＳ２７の判断がＮｏであれば、バルブが干渉領域には達しないと予測されるが、バルブが現在非干渉領域を逸脱していることを示す。ステップＳ２９において、リフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄに回避値Ｌｓｆを設定し、バルブを非干渉領域内に戻す。この場合、位相の目標値Ｃａｉｎ＿ｃｍｄは、たとえば図１５の（ｂ）のマップに従って設定されることができる。ステップＳ３１において、干渉回避動作を起動するため、フラグＦ＿ｆｓに値１を設定する。
【０１０３】
ステップＳ２５の判断がＮｏであるならば、ステップＳ２６において、予測値を臨界値θｓ２と比較する。ステップＳ２５の判断がＮｏでステップＳ２６の判断がＹｅｓならば、バルブは現在非干渉領域を逸脱していないが、バルブが近い将来干渉領域に達すると予測される。将来における干渉の発生を防止するため、ステップＳ３０において、リフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄおよび位相の目標値Ｃａｉｎ＿ｃｍｄに、それぞれ、干渉回避値Ｌｆｓおよびθｆｓを設定する。ステップＳ３１において、干渉回避動作を起動するため、フラグＦ＿ｆｓに値１を設定する。
【０１０４】
ステップＳ２５の判断がＮｏであり、かつステップＳ２６の判断がＮｏならば、バルブは現在非干渉領域内にあり、かつバルブの予測される状態も非干渉領域内にある。バルブの干渉は起こらないと判断することができ、そのままこのルーチンを抜ける。
【実施例２】
【０１０５】
図１６は、本願発明の第２の実施例に従うブロック図である。第２の実施例は、第１の実施例と、基本的に同じ原理に基づいている。第２の実施例は、上記の条件２）を判定する手法が若干第１の実施例と異なる。
【０１０６】
予測値算出部１４１、パラメータ算出部１４２、臨界値算出部１４３および第１の干渉回避判定部１４４は、図６に示されるものと同様の動作を実施する。
【０１０７】
図１７は、図５と同様のマップを表している。第１の実施例（図８）と同様に、実リフト量Ｌｉｆｔに対応する臨界値θｓ２が、ポイントＰ２として表されている。バルブがポイントＰ２を超えると、すなわちリフト量Ｌｉｆｔにおいて位相が臨界値θｓ２を超えると、バルブが干渉領域に達することが予測される。第１の干渉回避判定部１４４により、リフト量および位相の干渉回避値θｓｆおよびＬｓｆが、リフト量／位相制御部１４５に渡される。前述したように、位相の回避値θｓｆは、どのリフト量についても干渉が起こらない値、すなわち範囲Ｄ内のいずれかの値に設定される。リフト量の回避値Ｌｓｆは、どの位相についても干渉が起こらない値、すなわち範囲Ｅ内のいずれかの値に設定される。
【０１０８】
図１６に戻り、非干渉値算出部１４６は、位相センサ２２（図１）の出力に基づいて検出された実位相Ｃａｉｎを受け取る。非干渉値算出部１４６は、実位相Ｃａｉｎに基づいて非干渉曲線１１２を参照し、該実位相Ｃａｉｎに対応するリフト量Ｌｓ１を、非干渉値として求める。
【０１０９】
図１７に、実位相Ｃａｉｎに対応する非干渉値Ｌｓ１を、ポイントＰ３として示す。バルブがポイントＰ３を超えると、すなわち位相Ｃａｉｎにおいてリフト量が非干渉値Ｌｓ１を超えると、バルブが実際に非干渉領域を逸脱したことを示す。
【０１１０】
第２の干渉回避判定部１４７は、上記の条件２）に基づく判定を行う。具体的には、第２の干渉回避判定部１４７は、リフト量センサ２１（図１）により検出された実リフト量Ｌｉｆｔと、非干渉値Ｌｓ１とを比較する。実リフト量Ｌｉｆｔが非干渉値Ｌｓ１以上ならば、バルブが非干渉領域を逸脱したことを示す。第２の干渉回避判定部１４７は、干渉回避動作を起動するため、リフト量の干渉回避値Ｌｓｆを、リフト量／位相制御部１４５に渡す。
【０１１１】
リフト量／位相制御部１４５は、リフト量の干渉回避値Ｌｓｆを、リフト量の目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄに設定する。可変リフト機構２６（図１）は、バルブのリフト量が該目標値Ｌｉｆｔ＿ｃｍｄになるようバルブを制御する。こうして、バルブが非干渉領域を逸脱したならば、リフト量を干渉回避値Ｌｓｆに設定して、バルブを非干渉領域に戻す。
【０１１２】
このように、第２の実施例は、第１の実施例と、非干渉値を実リフト量から求めるか、実位相から求めるかが異なり、非干渉値を用いてバルブが非干渉領域を逸脱したことを検出する原理は同じである。
【０１１３】
図９に示される挙動は、第２の実施例についても同様に適用される。図１０に示される挙動は、干渉回避動作が、リフト量Ｌｉｆｔが非干渉値Ｌｓ１に達したことに応じて起動されることを除き、第２の実施例にも同様に適用される。
【０１１４】
図１１のバルブ制御プロセスのフローチャートは、第２の実施例にも同様に適用される。図１８は、第２の実施例に従う、干渉回避判定ルーチンを示す。
【０１１５】
第１の実施例に従う図１２の干渉回避判定ルーチンと異なる点は、ステップＳ４３およびＳ４５である。
【０１１６】
ステップＳ４３では、位相センサ２２（図１）の出力から検出された実位相Ｃａｉｎに基づき、たとえばメモリ１ｃ（図１）に記憶された図１７に示すようなマップの非干渉曲線１１２を参照し、非干渉値Ｌｓ１を求めている。ステップＳ４５では、こうして算出された非干渉値Ｌｓ１と、リフト量センサ２１（図１）により検出されたリフト量とを比較し、バルブが非干渉領域を逸脱したかどうかを調べている。
【０１１７】
他のステップＳ４１〜Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４６〜Ｓ５１の動作は、図１２を参照して説明したステップＳ２１〜Ｓ２１、Ｓ２４、Ｓ２６〜Ｓ３１の動作と同様であるので、説明を省略する。
【０１１８】
上記の第１および第２の実施例では、予測値を位相について求めた。たとえば、図３に示されるような可変位相機構では、位相を電磁的に変更するので、位相の変化速度が大きい。また、実位相Ｃａｉｎを、ＴＤＣ周期に従って算出するので、エンジン回転数が低くなるほど、実位相が得られる時間間隔が長くなる。時間間隔が長いと、実位相の前回値と今回値との間に急激な変動が起こることもあり、これは、干渉回避動作の起動を遅らせるおそれがある。位相の予測値を算出することにより、位相の現在値を予測することができるので、このような干渉回避動作の起動の遅れを防止することができる。
【０１１９】
代替的に、リフト量についての予測値を算出し、該予測値に基づいて、バルブが干渉領域に達することを予測することもできる。リフト量の予測値は、たとえば、式（１）における実位相を、実リフト量に置き換え、時間パラメータδｔを、リフト量が検出される時間間隔に設定することにより求めることができる。リフト量の予測値が、非干渉曲線または臨界曲線を超えたならば、干渉回避動作を起動することができる。
【０１２０】
本発明は、汎用の（例えば、船外機等の）内燃機関に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】この発明の一実施例に従う、エンジンおよびその制御装置を概略的に示す図。
【図２】この発明の一実施例に従う、可変リフト機構の概略を示す図。
【図３】この発明の一実施例に従う、可変位相機構の概略を示す図。
【図４】バルブとピストンの挙動の一例を示す図。
【図５】本願発明の一実施例に従う、バルブのリフト量と位相との関係を示すマップ。
【図６】この発明の一実施例に従う、干渉を回避する制御装置のブロック図。
【図７】この発明の一実施例に従う、位相の予測値を求めるためのパラメータを示すマップ。
【図８】この発明の一実施例に従う、判定条件１）を満たすポイントおよび判定条件２）を満たすポイントを示す、リフト量−位相マップ。
【図９】この発明の一実施例に従う、判定条件１）を満たすバルブとピストンの挙動を示す図。
【図１０】この発明の一実施例に従う、判定条件２）を満たすバルブとピストンの挙動を示す図。
【図１１】この発明の一実施例に従う、リフト量および位相を制御するプロセスのフローチャート。
【図１２】この発明の一実施例に従う、干渉回避を判定するプロセスのフローチャート。
【図１３】この発明の一実施例に従う、エンジン始動中における目標リフト量および目標位相を求めるためのマップ。
【図１４】この発明の一実施例に従う、触媒暖機制御中の目標リフト量および目標位相を求めるためのマップ。
【図１５】この発明の一実施例に従う、触媒暖機後の目標リフト量および目標位相を求めるためのマップ。
【図１６】この発明の他の実施例に従う、干渉を回避する制御装置のブロック図。
【図１７】この発明の他の実施例に従う、判定条件１）を満たすポイントおよび判定条件２）を満たすポイントを示す、リフト量−位相マップ。
【図１８】この発明の他の実施例に従う、干渉回避判定ルーチンのフローチャート。
【符号の説明】
【０１２２】
１  ＥＣＵ    ２  エンジン
３  吸気バルブ    １０  ピストン
２１  リフト量センサ    ２２  位相センサ
２６  可変リフト機構    ２７  可変位相機構
【図１】
2006029159.tif 000003
【図２】
2006029159.tif 000004
【図３】
2006029159.tif 000005
【図４】
2006029159.tif 000006
【図５】
2006029159.tif 000007
【図６】
2006029159.tif 000008
【図７】
2006029159.tif 000009
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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