(57)【要約】【課題】カムレス方式のディーゼルエンジンにおいて、フェイル発生時にバルブとピストンとの衝突による内燃機関の破壊を防止する。【解決手段】フェイル発生時に吸気または排気用の全てのバルブ４を複数回に分けて強制的に閉じる制御方式を持つカムレス方式のディーゼルエンジン１において、フェイル発生の検出時に、複数の気筒の各々のピストンの位置を検出し、その検出結果に基づいて、ピストンとバルブ４とが衝突する可能性のある気筒を判別し、その気筒のバルブ４を優先的に閉じる。これにより、フェイル発生時に危険度の高い気筒のバルブ４を優先的に閉じることができるので、バルブ４とピストンとの衝突によるディーゼルエンジン１の破壊を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒の各々に、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングでバルブを開閉することが可能な駆動装置を備える内燃機関において、
前記駆動装置を制御することにより前記バルブの通常の開閉制御を行う第１制御部と、前記第１制御部が前記バルブの開閉制御の異常を検出した時に、前記第１制御部からの信号に基づいて前記駆動装置を制御することにより、前記バルブの全数を複数回に分けて強制的に閉じる制御を行う第２制御部とを備え、
前記第２制御部は、前記複数の気筒の各々のピストンの位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記ピストンと前記バルブとが衝突する可能性のある気筒を判別し、その気筒のバルブを優先的に閉じる制御を行う内燃機関。
【請求項２】
前記駆動装置の各々のドライバ回路は、前記複数の気筒の中で動作タイミングが最も離れた気筒の各々のバルブを閉じる２個の閉弁装置に電気的に接続されている請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
複数の気筒の各々に、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングでバルブを開閉することが可能な駆動装置を備える内燃機関の制御方法において、
前記バルブの通常の開閉を行う第１制御ステップと、前記バルブの開閉制御の異常を検出した時に、前記バルブの全数を複数回に分けて強制的に閉じる第２制御ステップとを含み、
前記第２制御ステップにおいては、前記複数の気筒の各々のピストンの位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記ピストンと前記バルブとが衝突する可能性のある気筒を判別し、その気筒のバルブを優先的に閉じる制御を行う内燃機関の制御方法。
【請求項４】
前記駆動装置の各々のドライバ回路は、前記複数の気筒の中で動作タイミングが最も離れた気筒の各々のバルブを閉じる２個の閉弁装置を別々に駆動する請求項３記載の内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関およびその制御方法に関し、更に詳しくは、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングで吸排気バルブを開閉可能な駆動装置を有するカムレス方式の内燃機関において、吸排気バルブとピストンとの衝突による内燃機関の破壊を防止することが可能な内燃機関およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用エンジンに対する排ガス規制強化や燃費改善の要求増大に伴って燃焼制御の高度化が進んでいる。燃焼制御を改善するための１つの方法として、エンジンの吸排気バルブの動作タイミングを運転状態に応じて任意に変化させる可変バルブ機構があり、中でも、カムシャフトが無く、クランクシャフトの回転角度をセンサ等の検出手段によって認識し、コントローラが各気筒の運転行程（吸気、圧縮、膨張、排気）に合わせて最適なタイミングで吸排気バルブの動作を制御する、カムレスエンジンの開発が進められている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、カムシャフトを有する通常のエンジンでは、バルブとピストンとの位置関係が機械的な構造で一意に決まり、両者が干渉することは通常あり得ない。しかし、カムレスエンジンの場合は、バルブの動作タイミングを自由に変えることができるため、不適切なタイミングで指示を与えたり、コントローラが暴走したりすると、バルブとピストンとが衝突し、例えばバルブが燃焼室内に突き出たまま戻らない等、エンジンが破壊されてしまう。
【０００４】
このようなエンジンの破壊は、制御異常の発生時間が極めて短い時間、例えば１サイクル期間だけでも生じるため、カムレスエンジンにおいて制御信頼性を高めることは非常に重要であるが、制御信頼性を高める一方で万が一にも制御異常が発生した場合にエンジンを安全に停止する手段が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２８７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した安全な停止方法として、通常制御系とは別に異常検出時に強制的にバルブを閉じる、いわゆるフェイルセーフシステムを備えた制御系の２重制御化が効果的であると考えられる。カムレスエンジンでは、制御異常が即エンジンの破壊に繋がり、そのエンジンの破壊による直接、間接的な損失の方が、２重制御化によるコストアップに比べて大きいからである。
【０００７】
フェイルセーフ方式の１つに、コントローラから一定周期のパルス（ウォッチドッグパルス）を出力し、このパルスを別のコントローラで監視して、そのパルスが断絶した時に制御系の異常と判断してバルブを強制的に閉じる方法がある。
【０００８】
ここで、高速開閉が必要なカムレスバルブは、瞬間的に大電流を流してソレノイドを高速に駆動するためにバルブを駆動するドライバ回路の内部に１００Ｖまたはそれ以上の高電圧を得る昇圧回路が設けられているが、単気筒カムレスシステムの場合、その昇圧回路が単気筒なのでソレノイドの数だけ存在し、フェイル発生時に全てのバルブを一斉に閉じるようになっている。
【０００９】
一方、多気筒カムレスシステムの場合、回転同期で制御するカムレスソレノイドでは、全気筒が同時にオンすることは無いため、１個のソレノイドに１個の昇圧回路を設けるのはコスト面およびサイズ面で無駄が多いので、１個の昇圧回路を２つのソレノイド（ドライバ回路の２つのチャンネル）で共用するようにしている。しかし、この場合、２つのチャネルを同時に動作させると昇圧電圧が不足するので、同時に動作させることができない。
【００１０】
そのため、１つのドライバ回路において、あるチャネルへの出力が終わった後に他のチャネルへの出力を行い、２回に分けてバルブを閉じる必要がある。例えば６気筒カムレスエンジンの場合、２４個のバルブがあり、それぞれのバルブに１つずつ閉弁用ソレノイドが設けられている。２４チャネルに同時に閉弁パルスを出力できれば問題ないが、回路の制約上、１２チャネルを、時間差をつけて２回出力し、２回に分けて全バルブを閉じるようにしている。
【００１１】
このように閉弁パルスを２回に分けた場合、１、２回目ごとに、どの気筒のどのバルブを駆動するかを割り当てる必要がある。この割り当てを固定した場合（単純な分け方として、６気筒エンジンで１回目は１，２，３気筒、２回目は４，５，６気筒など）、２回目に閉じるバルブはフェイル発生から一定時間経過した後になるので２回目の閉弁パルスが出力されるまでの間に、待たされているバルブがピストンと衝突する可能性がある。
【００１２】
このように２回（またはそれ以上）に分けて強制閉弁を行う場合、バルブの割り当てを固定する方法では、バルブとピストンとの衝突の発生がフェイル発生のタイミングによって決まってしまい、エンジンが破壊される問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、カムレス方式の内燃機関において、吸排気バルブとピストンとの衝突による内燃機関の破壊を防止することができる内燃機関およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、複数の気筒の各々に、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングでバルブを開閉することが可能な駆動装置を備える内燃機関において、前記駆動装置を制御することにより前記バルブの通常の開閉制御を行う第１制御部と、前記第１制御部が前記バルブの開閉制御の異常を検出した時に、前記第１制御部からの信号に基づいて前記駆動装置を制御することにより、前記バルブの全数を複数回に分けて強制的に閉じる制御を行う第２制御部とを備え、前記第２制御部は、前記複数の気筒の各々のピストンの位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記ピストンと前記バルブとが衝突する可能性のある気筒を判別し、その気筒のバルブを優先的に閉じる制御を行うものである。
【００１５】
また、上記した内燃機関において、前記駆動装置の各々のドライバ回路は、前記複数の気筒の中で動作タイミングが最も離れた気筒の各々のバルブを閉じる２個の閉弁装置に電気的に接続されているものである。
【００１６】
また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の制御方法は、複数の気筒の各々に、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングでバルブを開閉することが可能な駆動装置を備える内燃機関の制御方法において、前記バルブの通常の開閉を行う第１制御ステップと、前記バルブの開閉制御の異常を検出した時に、前記バルブの全数を複数回に分けて強制的に閉じる第２制御ステップとを含み、前記第２制御ステップにおいては、前記複数の気筒の各々のピストンの位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記ピストンと前記バルブとが衝突する可能性のある気筒を判別し、その気筒のバルブを優先的に閉じる制御を行う制御を行うものである。
【００１７】
また、上記した内燃機関の制御方法において、前記駆動装置の各々のドライバ回路は、前記複数の気筒の中で動作タイミングが最も離れた気筒の各々のバルブを閉じる２個の閉弁装置を別々に駆動するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、内燃機関において吸排気バルブの開閉制御の異常を検出した時に、複数の気筒の各々のピストンの位置を検出し、その検出結果に基づいて、ピストンと吸排気バルブとが衝突する可能性のある気筒を判別し、その気筒の吸排気バルブを優先的に閉じる制御を行うことにより、異常検出時に危険度の高い気筒の吸排気バルブを優先的に閉じることができるので、吸排気バルブとピストンとの衝突による内燃機関の破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の内燃機関の要部構成図である。
【図２】ノーマルカムおよびカムレスに関してバルブプロファイルを比較して示したグラフ図である。
【図３】図１の内燃機関の動弁制御システムの構成図である。
【図４】図１の内燃機関において１個のドライバ回路に接続される２個の閉弁用電磁弁の割り当て例を示した回路ブロック図である。
【図５】図１の内燃機関において１個のドライバ回路に接続される２個の開弁用電磁弁の割り当て例を示した回路ブロック図である。
【図６】図１の内燃機関の動作タイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態の内燃機関について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本実施の形態の内燃機関の要部の構成図を示している。
【００２１】
本実施の形態の内燃機関は、例えばディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１として構成される。このエンジン１は、シリンダ（燃焼室）内において圧縮されて高温になった空気に燃料を供給して自己着火させ、この自己着火をもとにした膨張でシリンダ内のピストンを押し出す構成を有しており、トラック等のような自動車に搭載される。なお、本発明はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等にも適用することもできる。
【００２２】
このエンジン１は、電子制御ユニット（Engine Control Unit：以下、ＥＣＵという）２と、動弁機構部３とを備えている。
【００２３】
ＥＣＵ２は、エンジン１の運転における電気的な制御を総合的に行うためのマイクロコントローラである。ＥＣＵ２には、エンジン１の運転状態（クランク角度、回転速度、エンジン負荷等）を検出するセンサが電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、その各センサからの信号に基づいてエンジン１の運転状態を把握し、それに応じた駆動信号をインジェクタ（燃料噴射装置）の電磁ソレノイドに送信することにより、インジェクタからの燃料の噴射を実行したり停止したりする。
【００２４】
動弁機構部３は、カムを用いることなくクランクシャフトの回転角度に依存しない任意のタイミングと任意のリフト量とで吸気用または排気用のバルブ４を開閉できるカムレス型の駆動機構部で構成される。なお、図１では１個のバルブ４を例示している。図示のバルブ４は吸気用または排気用のバルブのいずれかである。通常のエンジンでは、１気筒あたり、例えば２〜４本のバルブ４が設置されている。
【００２５】
バルブ４は、バルブヘッド４ａとバルブステム４ｂとを一体的に有している。このバルブ４は、昇降可能な状態でシリンダヘッド６に設置されている。バルブステム４ｂの外周には、リフトセンサ７が設置されている。このリフトセンサ７は、バルブ４のリフト量を検出するためのセンサであり、ＥＣＵ２と電気的に接続されている。また、バルブステム４ｂの外周には、バルブスプリング８がバルブステム４ｂの外周を囲繞するように設置されている。このバルブスプリング８は、例えばコイルバネからなり、バルブ４を閉弁方向に付勢するように圧縮状態で設置されている。
【００２６】
また、バルブ４は、例えば油圧で動作する。この油圧は、専用の高圧供給ポンプ（油圧ポンプ）１１により形成される。この高圧供給ポンプ１１は、ドライバ回路（駆動装置）１２を介してＥＣＵ２と電気的に接続されており、そのポンプ動作がＥＣＵ２により制御される。
【００２７】
また、この高圧供給ポンプ１１の回転軸にはギア１３ａが接続されており、クランクシャフトの１／２の速度で回転している。このギア１３ａの近傍には回転センサ１４ａが配置されている。一方、クランクシャフトにはギア１３ｂが接続されており、このギア１３ｂの近傍には回転センサ１４ｂが配置されている。回転センサ１４ａ，１４ｂは、ギア１３ａ，１３ｂの回転角度を検出するためのセンサであり、ＥＣＵ２と電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、このような速度の異なる２軸の回転速度を検出し、演算することで、クランク角度（０〜７２０°ＣＡ）を把握する。作動流体としては、例えばエンジン１の燃料と共通の軽油が使用されている。
【００２８】
高圧供給ポンプ１１から供給された油圧は、それぞれのバルブ４の機構部に加わっているが、非制御状態では油圧経路が遮断されており、バルブ４は現在位置で保持されている。この油圧経路には、電磁弁（駆動装置）１５が設置されており、この電磁弁１５のオンオフにより、バルブ４の開閉動作が制御されている。電磁弁１５は、１つのバルブ４に対して、開弁用電磁弁（駆動装置）１５ａと閉弁用電磁弁（駆動装置、閉弁装置）１５ｂとの２つの電磁弁がある。例えば６気筒２４バルブエンジンでは、合計で４８個の電磁弁１５が設置される。
【００２９】
開弁用電磁弁１５ａは、バルブ４の開弁動作を制御するための制御弁であり、高圧供給ポンプ１１と圧力室１８とを結ぶ油圧経路に設置されている。圧力室１８は、バルブ４の開弁のための加圧された作動流体が高圧供給ポンプ１１から供給される部屋であり、シリンダヘッド６上のカムレスブロック２０においてバルブステム４ｂの上部に形成されている。圧力室１８の底面にはバルブステム４ｂの上端面（受圧面）が露出されている。
【００３０】
閉弁用電磁弁１５ｂは、バルブ４の閉弁動作を制御するための制御弁であり、低圧ライン２１と圧力室１８とを結ぶ油圧経路に設置されている。低圧ライン２１は閉弁時に圧力室１８の高圧作動流体を逃がすためのラインであり、低圧となった作動流体は高圧供給ポンプ１１により再加圧される。
【００３１】
開弁用電磁弁１５ａおよび閉弁用電磁弁１５ｂは、それぞれドライバ回路１２を介してＥＣＵ２に電気的に接続されており、その各々の電磁弁の開閉動作がＥＣＵ２により制御される。バルブ動作量（燃焼室内へのバルブ突き出し量）は、開弁用電磁弁１５ａに加えるパルス幅により決定され、バルブ動作タイミングは、そのパルスをクランク角の何度で出力するかにより決定される。バルブ４を閉じる場合も同様である（ただし、必ず全閉状態になる）。
【００３２】
バルブ４の開弁動作に際しては、開弁用電磁弁１５ａを開き、閉弁用電磁弁１５ｂを閉じた状態で、矢印Ａで示すように、高圧供給ポンプ１１から圧力室１８に高圧の作動流体を供給するとバルブ４が開方向（図１の下方側）に押され、この押圧力がバルブスプリング８の付勢力を上回るとバルブ４が下方に開弁する。
【００３３】
バルブ４の閉弁動作に際しては、開弁用電磁弁１５ａを閉じ、閉弁用電磁弁１５ｂを開いた状態で、矢印Ｂに示すように、圧力室１８内の不要となった高圧作動流体が低圧ライン２１に流れ込み、バルブ４がバルブスプリング８の付勢力により閉方向（図１の上方側）に戻され、バルブ４が上方に閉弁する。
【００３４】
このようなカムレス型の動弁機構部３においては、ＥＣＵ２からの制御パルス幅やタイミング等を変えることによりバルブ４の開閉を自由に制御することができる。図２は、ノーマルカムとカムレスに関してバルブプロファイルを比較して示している。符号Ｖ０はカムを用いるノーマルカムのバルブプロファイルを示し、符号Ｖ１はカムを用いないカムレスのバルブプロファイルを示している。カムレスの場合、バルブリフト量を種々変えることができる。なお、図２ではリフト量のみを変更しているが、カムレスの場合、動作開始・終了タイミングも自由に設定できる。
【００３５】
次に、図３は本実施の形態のエンジン１の動弁制御システム２５の構成例を示している。なお、ここでは６気筒のカムレスエンジンを例にして説明するが、気筒数はこれに限定されるものではなく種々変更可能である。
【００３６】
エンジン１の動弁制御システム２５は、カムレスＥＣＭ（Engine Control Module：第１制御部）２ａと、その後段に電気的に接続されたフェイルセーフＥＣＭ（第２制御部）２ｂと、例えば２４個のドライバ回路１２と、例えば４８個の電磁弁１５とを有している。
【００３７】
ＥＣＵ２内のカムレスＥＣＭ２ａは、例えば４８チャネルの電磁弁駆動信号ＣＳを、ＥＣＵ２内のフェイルセーフＥＣＭ２ｂを介してドライバ回路１２および電磁弁１５に送信することによりドライバ回路１２および電磁弁１５を制御してバルブ４の通常の開閉制御を行う。このとき、カムレスＥＣＭ２ａは、上記のように制御パルス幅やタイミングによりバルブ４の開閉を自由に制御することができる。
【００３８】
また、カムレスＥＣＭ２ａは、制御系の異常を知らせるためのウォッチドッグパルス信号ＷＳをフェイルセーフＥＣＭ２ｂに一定周期で送信する。フェイルセーフＥＣＭ２ｂは、このウォッチドッグパルス信号を監視してパルスが断絶した時に制御系の異常と診断し、ドライバ回路１２および電磁弁１５を制御して全てのバルブ４を強制的に閉じる。
【００３９】
このようなカムレスＥＣＭ２ａおよびフェイルセーフＥＣＭ２ｂには、クランク角度を算出するためのカム／クランク信号ＣＣＳが入力される。このカム／クランク信号ＣＣＳは、フェイルセーフＥＣＭ２ｂには必須ではないが、これに入力することでフェイル発生時の制御精度を向上させることができる。
【００４０】
フェイルセーフＥＣＭ２ｂには、例えば２４個のドライバ回路が電気的に接続されている。各ドライバ回路１２には、瞬間的に大電流を流して電磁弁１５を高速に駆動するために、例えば１００Ｖまたはそれ以上の高電圧を得ることが可能な昇圧回路が設けられている。
【００４１】
また、各ドライバ回路１２には、２個の電磁弁１５が電気的に接続されている。すなわち、１個のドライバ回路１２（１つの昇圧回路）で２個の電磁弁１５を駆動することが可能となっている。このため、１個の電磁弁１５に１個の昇圧回路を設ける場合に比べて、昇圧回路の数を減らすことができるので、コストを低減でき、また、制御系のサイズを縮小できる。
【００４２】
ただし、１個のドライバ回路１２で２個の電磁弁１５を同時に駆動すると、昇圧電圧が不足するので同時には駆動できない。したがって、２個の電磁弁１５を１個のドライバ回路１２でタイミングをずらして別々に駆動する
このため、本実施の形態１のエンジン１の場合、上記のようにフェイルセーフＥＣＭ２ｂが電磁弁１５を強制的に閉じる時にも全部のバルブ４を１回で閉じることはできず、全部のバルブ４を複数回（ここでは、例えば２回）に分けて強制的に閉じる。
【００４３】
ここで、どの気筒のどのバルブ４を閉じるかについての割り当てを固定した場合、２回目に閉じるバルブ４はフェイル発生から一定時間経過した後になるので、２回目の閉弁パルスが出力されるまでの間に、待たされているバルブ４がピストンと衝突し、エンジン１が破壊される虞がある。
【００４４】
そこで、本実施の形態のエンジン１では、上記のように制御系の異常を検出した時に、フェイルセーフＥＣＭ２ｂは、６気筒の各々のピストンの位置（すなわち、クランク角度）を検出し、その検出結果に基づいて、ピストンとバルブ４とが衝突する可能性のある気筒を判別し、その気筒のバルブ４を優先的に閉じる制御を行う。これにより、バルブ４の開閉制御の異常を検出した時に危険度の高い気筒のバルブ４を優先的に閉じることができるので、バルブ４とピストンとの衝突によるエンジン１の破壊を防止することができる。
【００４５】
次に、図４は１個のドライバ回路１２に接続される２個の閉弁用電磁弁１５ｂの割り当て例を示し、図５は１個のドライバ回路１２に接続される２個の開弁用電磁弁１５ａの割り当て例を示している。
【００４６】
なお、符号のＣ１〜Ｃ８は、フェイルセーフＥＣＭ２ｂの出力端子、Ｉｎ１，Ｉｎ２はドライバ回路１２の入力端子、Ｏｕｔ１，Ｏｕｔ２はドライバ回路１２の出力端子、ＨｉＶｄは昇圧回路の出力端子をそれぞれ示している。
【００４７】
また、電磁弁１５におけるＣｙ♯１〜♯６は、気筒の番号を示している。ＩＶ♯１，ＩＶ♯２は吸気用のバルブ４の番号、ＥＶ♯１，ＥＶ♯２は排気用のバルブ４の番号を示している。例えばＣｙ♯６，ＩＶ♯１は６番目の気筒の１番目の吸気用のバルブ４を意味している。
【００４８】
本実施の形態１のエンジン１では、図４に示すように、１個のドライバ回路１２に対して、動作タイミングが一番離れている気筒の各々の閉弁用電磁弁１５ｂ，１５ｂが電気的に接続されている。例えば図４の一番上のドライバ回路１２には、６番目の気筒の１番目の吸気用のバルブ４を駆動する閉弁用電磁弁１５ｂと、１番目の気筒の１番目の吸気用のバルブ４を駆動する閉弁用電磁弁１５ｂとが電気的に接続されている。なお、図５に示すように、開弁側は、１個のドライバ回路１２に対して、同じ気筒の吸気用と排気用のバルブ４，４を開く開弁用電磁弁１５ａ，１５ａが電気的に接続されている。
【００４９】
このような気筒の組み合わせにする理由は、動作タイミングが最も離れている気筒同士をペアにすることで、なるべく高い回転域までパルスの出力タイミングが重ならないようにするためである。また、閉弁側のみ気筒の組み合わせを変える理由は、閉弁側は確実な閉弁動作のために、パルス幅が開弁パルスに比べて１０〜２０倍程度長く、パルスの出力タイミングの重なりが発生し易いためである。
【００５０】
次に、図６は、エンジン１の動作タイミングチャートを示している。曲線は各気筒のピストン位置を示している。符号のＩＶＯは吸気用のバルブ４の開弁状態時期、ＥＶＯは排気用のバルブ４の開弁状態時期を示している。
【００５１】
破線で示すタイミングでフェイルが発生した場合、先にピストンが上死点に到達する３つの気筒（Ｃｙ♯１，２，５）のバルブ４を優先的に閉じ、残りの気筒（Ｃｙ♯３，４，６）のバルブ４を後回しとする。また、フェイル発生と同時に、それ以降のバルブ４の開動作を禁止する。
【００５２】
この時、優先度をつけて強制閉弁パルス信号を出力するためには、（１）フェイル発生時点で開いているバルブ４の判別が可能なこと、（２）ピストン位置を知るためにクランク角度を認識可能なことの２点が必要となる。上記の（１）については、バルブ４の開閉制御信号に基づいて判別可能である。また、上記の（２）については、カム／クランク信号の情報から算出する。コストダウン等の観点からカム／クランクセンサ処理回路が無い場合やセンサの故障等によりクランク角度信号が使えない場合でも、各気筒のバルブ４の開閉パルス入力の組み合わせから大まかなクランク角度を演算することで上述の優先度付き強制閉弁パルス信号の出力が可能である。ただし、カム／クランクセンサやロータリーエンコーダ等によりクランク角度を正確に認識した方がより高精度に優先度をつけることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の内燃機関およびその制御方法は、内燃機関において吸排気バルブの開閉制御の異常を検出した時に、複数の気筒の各々のピストンの位置を検出し、その検出結果に基づいて、ピストンと吸排気バルブとが衝突する可能性のある気筒を判別し、その気筒の吸排気バルブを優先的に閉じる制御を行うことにより、異常検出時に危険度の高い気筒のバルブを優先的に閉じることができ、吸排気バルブとピストンとの衝突による内燃機関の破壊を防止することができるので、自動車等の内燃機関およびその制御方法に利用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ディーゼルエンジン（内燃機関）
２  電子制御ユニット
２ａ  カムレスＥＣＭ（第１制御部）
２ｂ  フェイルセーフＥＣＭ（第２制御部）
３  動弁機構部
４  バルブ
４ａ  バルブヘッド
４ｂ  バルブステム
１２  ドライバ回路（駆動装置）
１５  電磁弁（駆動装置）
１５ａ  開弁用電磁弁（駆動装置）
１５ｂ  閉弁用電磁弁（駆動装置、閉弁装置）
２５  動弁制御システム
【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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