(57)【要約】【課題】電磁駆動弁とピストンとの干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保できる電磁駆動弁の制御装置を提供すること。【解決手段】電磁駆動弁４０を小リフト量と通常リフト量との２種類の開度で開くことができるように設け、ＥＣＵ８０には、電磁駆動弁４０が通常リフト量で開弁した際に弁体４５とピストン８とが干渉する領域である干渉領域を含むかを判断する干渉判断部８７を設ける。これにより、通常は通常リフト量で電磁駆動弁４０を開弁して吸気時や排気時の開口面積を大きくすることができ、通常リフト量で開弁した際には干渉領域を含まれる場合には、小リフト量で開弁することにより、電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン８とが干渉することを抑制することができる。この結果、電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。【選択図】        図１
2008002404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動が可能なピストンが内設された気筒を有すると共に前記ピストンの往復運動に伴い回転運動が可能なクランク軸を有する内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の弁体が設けられ、且つ、前記弁体を少なくとも開く度合いの異なる２種類の開度で開くことが可能な電磁駆動弁と、
前記電磁駆動弁の前記２種類の開度のうち開く度合いが大きい方の前記開度である大開度で前記電磁駆動弁を開弁した際には前記弁体と前記ピストンとが干渉する領域である干渉領域を含むかを判断する干渉判断手段と、
前記電磁駆動弁の開弁及び閉弁の制御をすると共に、前記電磁駆動弁を開弁する際に前記干渉領域を含むと前記干渉判断手段で判断した場合には、前記２種類の開度のうち開く度合いが小さい方の前記開度である小開度で前記電磁駆動弁を開弁する制御手段と、
を備えることを特徴とする電磁駆動弁の制御装置。
【請求項２】
前記干渉判断手段は、前記電磁駆動弁の開弁が前記干渉領域を含む開弁であるかを、前記クランク軸の回転角度位置であるクランク角に基づいて判断することを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項３】
前記干渉判断手段は、前記電磁駆動弁の開弁が前記干渉領域を含む開弁であるかを、前記電磁駆動弁の作動時期における前記クランク角と、前記電磁駆動弁の開弁が前記干渉領域を含んだ開弁となる境界の前記クランク角である干渉クランク角と、を比較することにより判断することを特徴とする請求項２に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項４】
さらに、前記クランク軸の回転数を取得する回転数取得手段と、
前記回転数取得手段が取得した前記回転数より、前記回転数に応じた前記干渉クランク角を導出する干渉クランク角導出手段と、
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項５】
前記電磁駆動弁は複数設けられていると共に前記複数の電磁駆動弁のうち少なくとも一部の前記電磁駆動弁の前記弁体は前記吸気弁として設けられており、
前記制御手段は、前記内燃機関の運転中において閉弁状態の前記吸気弁が前記干渉領域を含む開弁となる作動時期よりも早い時期に開弁する際に、前記小開度で前記吸気弁を開弁することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項６】
さらに、前記内燃機関運転時の負荷を取得する負荷取得手段が備えられており、
前記制御手段は、前記負荷取得手段で取得した前記負荷が高負荷である場合には、前記干渉領域における前記吸気弁の開度は前記小開度を維持し、前記干渉領域での開弁後に前記吸気弁の開度を前記大開度にすることを特徴とする請求項５に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項７】
前記電磁駆動弁は複数設けられていると共に前記複数の電磁駆動弁のうち少なくとも一部の前記電磁駆動弁の前記弁体は前記排気弁として設けられており、
前記制御手段は、前記内燃機関の運転中において開弁状態の前記排気弁を閉弁する際に、開弁状態の前記排気弁が前記干渉領域を含んで閉弁する作動時期よりも遅い時期に閉弁する場合に、前記排気弁の開弁状態を前記小開度にすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【請求項８】
さらに、前記内燃機関運転時の負荷を取得する負荷取得手段が備えられており、
前記制御手段は、前記負荷取得手段で取得した前記負荷が高負荷である場合には、前記干渉領域での開弁より前の前記排気弁の開度は前記大開度にし、少なくとも前記干渉領域における前記排気弁の開度は前記小開度にすることを特徴とする請求項７に記載の電磁駆動弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁駆動弁の制御装置に関するものである。特に、この発明は、吸気弁と排気弁とがオーバーラップする内燃機関に備えられる電磁駆動弁の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関では、運転性能を向上させるために、吸気弁や排気弁の開閉に用いられるカムの回転位相をずらしたり、異なるカムプロファイルを有するカムを複数備えたりするなどして、内燃機関運転中の吸気弁や排気弁の開閉時期を変化させているものがある。さらに、この開閉時期を内燃機関の運転状態に応じて任意に、且つ、適切に設定して、より高性能化を図れるように、従来の内燃機関では、吸気弁や排気弁、即ち吸排気弁に電磁駆動弁を用いているものがある。この電磁駆動弁は、駆動電流を印加することに作動するため、内燃機関の運転状態に応じて駆動電流を印加することにより開弁や閉弁することができるので、より確実に任意の開閉時期で開閉させることができ、より確実に内燃機関の運転状態に適した開閉時期にすることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の電磁バルブ駆動装置付きエンジンでは、内燃機関、即ちエンジンの回転数とクランク角度とを検出し、検出した回転数とクランク角度とにより、エンジン回転数に応じたバルブリフト量とバルブタイミングで電磁駆動弁を作動させている。これにより、より確実にエンジンの運転状況に応じた吸排気を行なうことができ、運転性能の向上を図ることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２９４５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、吸排気弁に電磁駆動弁が用いられている場合には、電磁駆動弁はピストンに機械的に接続されていないため、ピストンの位置に関係なく開閉することができる。このため、ピストンが上死点に位置した際に電磁駆動弁が開弁した場合には、これらが干渉する虞がある。また、内燃機関の運転性能を向上させる場合には、吸排気時の開口面積を大きくするのが好ましいが、開口面積を大きくする、即ち、開度を大きくして開弁する場合、ピストンが上死点付近に位置した際に、ピストンと吸排気弁とは、より干渉し易くなる虞がある。また、吸排気弁の開弁時の開度を、吸排気弁とピストンとが干渉しない程度の開度にした場合には、内燃機関運転時の吸排気の効率が低下し、運転性能を向上させるのが困難なものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電磁駆動弁とピストンとの干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保できる電磁駆動弁の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、往復運動が可能なピストンが内設された気筒を有すると共に前記ピストンの往復運動に伴い回転運動が可能なクランク軸を有する内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の弁体が設けられ、且つ、前記弁体を少なくとも開く度合いの異なる２種類の開度で開くことが可能な電磁駆動弁と、前記電磁駆動弁の前記２種類の開度のうち開く度合いが大きい方の前記開度である大開度で前記電磁駆動弁を開弁した際には前記弁体と前記ピストンとが干渉する領域である干渉領域を含むかを判断する干渉判断手段と、前記電磁駆動弁の開弁及び閉弁の制御をすると共に、前記電磁駆動弁を開弁する際に前記干渉領域を含むと前記干渉判断手段で判断した場合には、前記２種類の開度のうち開く度合いが小さい方の前記開度である小開度で前記電磁駆動弁を開弁する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明では、弁体が吸気弁や排気弁として用いられる電磁駆動弁が大開度で開弁した際には干渉領域を含むと干渉判断手段で判断した場合には、制御手段で電磁駆動弁を小開度で開弁している。これにより、通常は大開度で電磁駆動弁を開弁して吸気時や排気時の開口面積を大きくすることができ、大開度で開弁した際には干渉領域を含まれる場合には、小開度で開弁することにより、電磁駆動弁の弁体とピストンとが干渉することを抑制することができる。この結果、電磁駆動弁とピストンとの干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【０００９】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、前記干渉判断手段は、前記電磁駆動弁の開弁が前記干渉領域を含む開弁であるかを、前記クランク軸の回転角度位置であるクランク角に基づいて判断することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、前記干渉判断手段は、前記電磁駆動弁の開弁が前記干渉領域を含む開弁であるかを、前記電磁駆動弁の作動時期における前記クランク角と、前記電磁駆動弁の開弁が前記干渉領域を含んだ開弁となる境界の前記クランク角である干渉クランク角と、を比較することにより判断することを特徴とする。
【００１１】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、さらに、前記クランク軸の回転数を取得する回転数取得手段と、前記回転数取得手段が取得した前記回転数より、前記回転数に応じた前記干渉クランク角を導出する干渉クランク角導出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、前記電磁駆動弁は複数設けられていると共に前記複数の電磁駆動弁のうち少なくとも一部の前記電磁駆動弁の前記弁体は前記吸気弁として設けられており、前記制御手段は、前記内燃機関の運転中において閉弁状態の前記吸気弁が前記干渉領域を含む開弁となる作動時期よりも早い時期に開弁する際に、前記小開度で前記吸気弁を開弁することを特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、さらに、前記内燃機関運転時の負荷を取得する負荷取得手段が備えられており、前記制御手段は、前記負荷取得手段で取得した前記負荷が高負荷である場合には、前記干渉領域における前記吸気弁の開度は前記小開度を維持し、前記干渉領域での開弁後に前記吸気弁の開度を前記大開度にすることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、前記電磁駆動弁は複数設けられていると共に前記複数の電磁駆動弁のうち少なくとも一部の前記電磁駆動弁の前記弁体は前記排気弁として設けられており、前記制御手段は、前記内燃機関の運転中において開弁状態の前記排気弁を閉弁する際に、開弁状態の前記排気弁が前記干渉領域を含んで閉弁する作動時期よりも遅い時期に閉弁する場合に、前記排気弁の開弁状態を前記小開度にすることを特徴とする。
【００１５】
また、この発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、さらに、前記内燃機関運転時の負荷を取得する負荷取得手段が備えられており、前記制御手段は、前記負荷取得手段で取得した前記負荷が高負荷である場合には、前記干渉領域での開弁より前の前記排気弁の開度は前記大開度にし、少なくとも前記干渉領域における前記排気弁の開度は前記小開度にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、電磁駆動弁とピストンとの干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る電磁駆動弁の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１は、複数の気筒５を有しており、各気筒５は、内部に燃焼室１５が形成されたシリンダヘッド６及びシリンダブロック７を有している。また、シリンダブロック７の内部には、気筒５内を往復運動可能に設けられたピストン８が内設されており、当該内燃機関１の運転時におけるピストン８の下死点方向には、クランク軸であるクランクシャフト１２が設けられている。このように配設されるピストン８とクランクシャフト１２とは、コネクティングロッド１１によって接続されている。これにより、クランクシャフト１２はピストン８の往復運動に伴い回転運動が可能に設けられている。
【００１９】
また、シリンダブロック７には、運転時の内燃機関１を循環して内燃機関１を冷却する冷却水が通る冷却水路１８が形成されている。また、シリンダヘッド６は、シリンダブロック７の、当該シリンダブロック７におけるピストン８が上死点に向かう方向側の端部に、ガスケット（図示省略）を介して固定されている。また、クランクシャフト１２の近傍には、クランクシャフト１２の回転角度位置であるクランク角を検出するクランク角検出センサ３１が設けられている。詳しくは、このクランク角は、クランクシャフト１２の回転軸を中心とした場合におけるコネクティングロッド１１が接続されている部分の回転角度位置となっている。
【００２０】
また、シリンダヘッド６には、点火プラグ２５と、電磁駆動弁４０とが設けられており、本実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３は、この電磁駆動弁４０を制御可能に設けられている。また、これらの点火プラグ２５及び電磁駆動弁４０は、複数形成される気筒５のそれぞれの気筒５に設けられている。このうち、電磁駆動弁４０には、当該電磁駆動弁４０に電流を供給することにより往復運動が可能な弁体４５が各電磁駆動弁４０に設けられている。また、燃焼室１５には吸気通路２１と排気通路２２とが接続されており、前記電磁駆動弁４０は、この吸気通路２１側と排気通路２２側とに設けられ、吸気通路２１側に設けられる電磁駆動弁４０は吸気側電磁駆動弁４１、排気通路２２側に設けられる電磁駆動弁４０は排気側電磁駆動弁４２となっている。
【００２１】
これらのように設けられる電磁駆動弁４０の弁体４５のうち、吸気側電磁駆動弁４１の弁体４５は、往復運動をすることにより吸気通路２１と燃焼室１５とを連通または遮断するように設けられた吸気弁である吸気バルブ４６として設けられている。また、電磁駆動弁４０の弁体４５のうち、排気側電磁駆動弁４２の弁体４５は、往復運動をすることにより排気通路２２と燃焼室１５とを連通または遮断するように設けられた排気弁である排気バルブ４７として設けられている。これらの吸気バルブ４６及び排気バルブ４７は、シリンダヘッド６に設けられた電磁駆動弁４０が有しているため、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７は、内燃機関１運転時におけるピストン８の上死点方向に設けられている。
【００２２】
また、点火プラグ２５は、吸気側電磁駆動弁４１と排気側電磁駆動弁４２との間に設けられており、さらに、高電圧をかけた際に放電する点火部２６を有し、この点火部２６が燃焼室１５内に位置するように設けられている。また、吸気通路２１には、内燃機関１の運転時に使用される燃料を吸気通路２１内に噴射する燃料供給手段であるインジェクタ３０が設けられている。
【００２３】
また、電磁駆動弁４０には、当該電磁駆動弁４０に駆動電流である励磁電流を供給する駆動回路３３が接続されている。電磁駆動弁４０は、この駆動回路３３から供給される励磁電流により作動可能に設けられている。これらのクランク角検出センサ３１や駆動回路３３は、当該内燃機関１を搭載する車両（図示省略）の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０に接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ８０には、処理部８１、記憶部８８及び入出力部８９が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＣＵ８０に接続されているクランク角検出センサ３１や駆動回路３３は、入出力部８９に接続されており、入出力部８９は、これらのセンサ等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部８８には、本発明に係る電磁駆動弁４０の制御装置３を制御するコンピュータプログラム、即ち、本発明に係る電磁駆動弁４０の制御装置３の制御方法を実現するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部８８は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００２５】
また、処理部８１は、メモリ（図示省略）及びＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示省略）により構成されており、少なくとも、電磁駆動弁４０の弁体４５を作動させ、開弁と閉弁とを切り替える制御をする制御手段である電磁駆動弁制御部８２と、クランク角を取得するクランク角取得部８３と、内燃機関１の運転中に電磁駆動弁４０の弁体４５のバルブタイミングを計算するタイミングであるかを判断する計算タイミング判断手段である計算タイミング判断部８４と、クランクシャフト１２の回転数を取得する回転数取得手段である回転数取得部８５と、電磁駆動弁４０を作動させる際の計算を行なうバルブ制御計算手段であるバルブ制御計算部８６と、電磁駆動弁４０を開弁した際に後述する干渉領域を含むかを判断する干渉判断手段である干渉判断部８７と、を有している。
【００２６】
当該内燃機関１に設けられる電磁駆動弁４０の制御は、クランク角検出センサ３１など車両の各部に設けられたセンサ（図示省略）による検出結果に基づいて、処理部８１が前記コンピュータプログラムを当該処理部８１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じて駆動回路３３に制御信号を送ることにより、電磁駆動弁４０を制御する。その際に処理部８１は、適宜記憶部８８へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように電磁駆動弁４０の制御装置３を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵ８０とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００２７】
図２は、図１に示す電磁駆動弁の詳細図である。電磁駆動弁４０が有する弁体４５は、略円柱形に形成された軸であるバルブステム５０に連結されており、バルブステム５０は、シリンダヘッド６の内部に固定されたバルブガイド５１により軸方向に変位可能に保持されている。このバルブステム５０には、当該バルブステム５０の両端部のうち、弁体４５側の端部の反対側に位置する端部付近にロアリテーナ５５が保持されている。さらに、このロアリテーナ５５が保持されている側のバルブステム５０の端部には、非磁性材料によって略円筒形の形状で形成された軸であるアーマチャシャフト５２が接続されている。
【００２８】
また、ロアリテーナ５５における弁体４５側には、螺旋状に形成されたバネ部材であるロアスプリング５６が配設されており、ロアリテーナ５５に当接している。このロアスプリング５６のロアリテーナ５５側に位置する端部の反対側の端部、即ち、弁体４５側の端部は、シリンダヘッド６に当接している。このロアスプリング５６は、ロアリテーナ５５に対して、アーマチャシャフト５２方向の付勢力を与えており、ロアリテーナ５５を介してバルブステム５０及びアーマチャシャフト５２もロアスプリング５６によって同方向の付勢力が与えられている。
【００２９】
また、アーマチャシャフト５２の両端部のうち、バルブステム５０側に位置する端部の反対側の端部には、アッパリテーナ６０が固定されている。さらに、アッパリテーナ６０における前記弁体４５側の反対側には、螺旋状に形成されたバネ部材であるアッパスプリング６１が配設されており、アッパリテーナ６０に当接している。
【００３０】
また、このアッパスプリング６１の周囲には、その外周を取り巻くように略円筒形の形状で形成されたアッパキャップ６５が配設されている。このように円筒形の形状で形成されるアッパキャップ６５の両端部のうち、前記弁体４５側に位置する端部の反対側の端部には、当該アッパキャップ６５に螺合したアジャストボルト６６が設けられており、アッパスプリング６１は、アッパリテーナ６０に当接している側の反対側の端部が、このアジャストボルト６６に当接している。このアッパスプリング６１は、アッパリテーナ６０に対して、ロアリテーナ５５方向の付勢力を与えており、アッパリテーナ６０を介してアーマチャシャフト５２及びバルブステム５０もアッパスプリング６１によって同方向の付勢力が与えられている。
【００３１】
また、アーマチャシャフト５２の外周には、アーマチャ５３が接合されている。このアーマチャ５３は、軟磁性材料で構成された環状の部材となっている。このアーマチャ５３におけるアッパリテーナ６０側には、アッパコイル６２及びアッパコア６３が配設されており、アーマチャ５３におけるロアリテーナ５５側には、ロアコイル５７及びロアコア５８が配設されている。これらのアッパコア６３及びロアコア５８は、共に磁性材料で構成された部材となっている。
【００３２】
また、アッパコア６３及びロアコア５８は、中央部に貫通孔が形成された略円筒形の形状で形成されており、アーマチャシャフト５２は、アッパコア６３及びロアコア５８に形成された貫通孔を通り、摺動可能に保持されている。また、アッパコイル６２及びロアコイル５７は、前記駆動回路３３（図１参照）に接続されている。この駆動回路３３は、ＥＣＵ８０から供給される制御信号に応じてアッパコイル６２及びロアコイル５７に駆動電流である励磁電流を供給する。
【００３３】
アッパコア６３及びロアコア５８の外周には、略円筒形の形状で形成された外筒６８が配設されている。アッパコア６３とロアコア５８とは、双方の間に所定の間隔が確保されるように、外筒６８により保持されている。また、アッパキャップ６５は、アッパコア６３におけるロアコア５８側の端部の反対側に位置する端部の端面に固定されている。また、アジャストボルト６６は、アッパキャップ６５に螺合しているので、螺合している部分をねじ込むことによりアッパキャップ６５に対する位置を調整することができ、アジャストボルト６６に当接しているアッパスプリング６１のアッパキャップ６５に対する相対的な位置を調整することができる。これにより、アッパスプリング６１に当接しているアッパリテーナ６０及びアッパリテーナ６０が固定されているアーマチャシャフト５２を介してアーマチャ５３の位置を調整することができ、この調整により、アーマチャ５３の中立位置は、アッパコア６３とロアコア５８との中央に調整される。即ち、アッパコイル６２及びロアコイル５７に励磁電流を供給していない状態のアーマチャ５３の位置が、アッパコア６３とロアコア５８との中央になるようにアジャストボルト６６により調整される。
【００３４】
この実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。前記内燃機関１の運転は、ピストン８がシリンダブロック７内で往復運動を繰り返すことにより、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を１つのサイクルとしてこのサイクルを繰り返して運転し、クランクシャフト１２が回転する。また、このように内燃機関１を運転する際には、ＥＣＵ８０から制御信号を受けた駆動回路３３が電磁駆動弁４０に対して励磁電流を供給することにより、電磁駆動弁４０を作動させる。この作動は、詳しくは、内燃機関１の運転時には、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する電磁駆動弁制御部８２から制御信号を駆動回路３３に対して送信し、制御信号を受けた駆動回路３３が電磁駆動弁４０のアッパコイル６２やロアコイル５７に対して励磁電流を供給することにより、電磁駆動弁４０を作動させる。
【００３５】
図３は、図１のＡ部詳細図である。電磁駆動弁４０のアッパコア６３やロアコア５８に励磁電流を与えない、または、アッパコア６３とロアコア５８とに同程度の励磁電流を与えた状態では、アーマチャシャフト５２やバルブステム５０は、アッパスプリング６１やロアスプリング５６の付勢力がつり合う位置に保持される。これにより、アーマチャ５３は、アッパコア６３とロアコア５８との中央に位置し、中立位置となる（図２参照）。このように、アーマチャ５３等が中立位置となっている場合には、弁体４５は吸気通路２１や排気通路２２を閉じておらず、小さい開度である小開度で開いた状態、即ち、小リフト量で開いた状態となる。つまり、小リフト状態７０の弁体４５は、吸気通路２１または排気通路２２と燃焼室１５内とを小さい開口面積で連通させ、ピストン８の方向に若干突出している。
【００３６】
また、ピストン８には、シリンダヘッド６側の面、或いは弁体４５に対向する面であるピストン上面９に、弁体４５の逃げであるバルブリセス１０が形成されている。このバルブリセス１０は、ピストン８が上死点に位置し、弁体４５が小リフト状態７０の場合でも弁体４５とピストン８とが干渉しない深さで、弁体４５から離れる方向に凹んだ形状でピストン上面９に形成されている。換言すると、小リフト状態７０の弁体４５は、ピストン８が上死点に位置した場合でもピストン８と干渉しない位置関係となっており、即ち、小リフト量とは、ピストン８が上死点に位置した場合でも弁体４５がピストン８に干渉しないリフト量をいう。
【００３７】
図４は、図２に示す電磁駆動弁を通常リフト量で開弁している状態を示す説明図である。また、電磁駆動弁４０を、開度が大きい状態で開弁させる際には、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に制御信号を送り、駆動回路３３からロアコイル５７に対して励磁電流を供給する。ロアコイル５７に駆動電流が供給されると、ロアコイル５７に電磁力が発生し、ロアコイル５７の電磁力に伴いロアコア５８にも電磁力が発生する。このようにロアコア５８に電磁力が発生すると、この電磁力はアーマチャ５３をロアコア５８の方向に吸引する吸引力となってアーマチャ５３に作用する。ロアコア５８からアーマチャ５３に作用するこの吸引力は、ロアスプリング５６からロアリテーナ５５に作用する付勢力に対向する力となるが、ロアコア５８の吸引力はロアスプリング５６の付勢力よりも大きくなっている。このため、アーマチャ５３はロアコア５８の吸引力が作用する方向に移動し、ロアコア５８の方向に移動してロアコア５８に当接して停止する。
【００３８】
また、このように、アーマチャ５３が移動すると、アーマチャ５３と一体に形成されたアーマチャシャフト５２やバルブステム５０も一体となって移動し、弁体４５も移動する。アーマチャ５３がロアコア５８の方向に移動し、弁体４５が同方向に移動すると、弁体４５は吸気通路２１または排気通路２２から離れる方向に移動する。これにより、吸気通路２１に設けられる弁体４５である吸気バルブ４６は吸気通路２１を開弁し、排気通路２２に設けられる弁体４５である排気バルブ４７は排気通路２２を、大きい開度である大開度で開いた状態になり、大開度時のリフト量である通常リフト量で開弁した状態となる（図３参照）。即ち、通常リフト状態７１の弁体４５は、吸気通路２１または排気通路２２と燃焼室１５内とを、大きい開口面積で連通させ、ピストン８の方向に大きく突出している。
【００３９】
図５は、図２に示す電磁駆動弁の閉弁状態を示す説明図である。また、電磁駆動弁４０を閉弁させる際には、ＥＣＵ８０の電磁駆動弁制御部８２から駆動回路３３に制御信号を送り、駆動回路３３からアッパコイル６２に対して励磁電流を供給する。アッパコイル６２に駆動電流が供給されると、アッパコイル６２に電磁力が発生し、アッパコイル６２の電磁力に伴いアッパコア６３にも電磁力が発生する。このようにアッパコア６３に電磁力が発生すると、この電磁力はアーマチャ５３をアッパコア６３の方向に吸引する吸引力となってアーマチャ５３に作用する。アッパコア６３からアーマチャ５３に作用するこの吸引力は、アッパスプリング６１からアッパリテーナ６０に作用する付勢力に対向する力となるが、アッパコア６３の吸引力はアッパスプリング６１の付勢力よりも大きくなっている。このため、アーマチャ５３はアッパコア６３の吸引力が作用する方向に移動し、アッパコア６３の方向に移動してアッパコア６３に当接して停止する。
【００４０】
また、このように、アーマチャ５３が移動すると、アーマチャ５３と一体に形成されたアーマチャシャフト５２やバルブステム５０も一体となって移動し、弁体４５も移動する。アーマチャ５３がアッパコア６３の方向へ移動し、弁体４５が同方向に移動すると、弁体４５は吸気通路２１または排気通路２２に近付く方向に移動する。これにより、吸気通路２１側に設けられる弁体４５である吸気バルブ４６は吸気通路２１を閉弁し、排気通路２２側に設けられる弁体４５である排気バルブ４７は排気通路２２を閉弁する（図３参照）。即ち、閉弁状態７２の弁体４５は、吸気通路２１または排気通路２２と燃焼室１５内とを遮断する。
【００４１】
内燃機関１の運転時には、このようにロアコイル５７とアッパコイル６２とに必要に応じて励磁電流を流すことにより、弁体４５を小リフト状態７０や通常リフト状態７１の開弁状態と、閉弁状態７２とを繰り替えして作動させることができる。これにより、吸気通路２１や排気通路２２と燃焼室１５との連通と遮断とを繰り返すことができる。
【００４２】
電磁駆動弁４０は、このように駆動回路３３からの制御信号により開閉するため、ピストン８の作動には連動しておらず、電磁駆動弁４０とピストン８とは、それぞれ独立して作動可能になっている。ここで、内燃機関１は、運転性能の向上を目的として圧縮比を向上させるために、ピストン８が上死点に位置する場合には、シリンダヘッド６の方向に近付くように設けられている。また、ピストン８に形成されるバルブリセス１０は、圧縮比を向上させるために、上死点に位置したピストン８と、小リフト状態７０の弁体４５とが干渉しない程度の深さになっている。このため、電磁駆動弁４０が通常リフト量で開弁した状態でピストン８が上死点付近に位置した場合には、ピストン８と電磁駆動弁４０の弁体４５とは、干渉する位置関係となっている。
【００４３】
内燃機関１の運転時には、上述したように電磁駆動弁４０が作動することより弁体４５が作動して吸気通路２１や排気通路２２と燃焼室１５との連通と遮断とを繰り返すことにより、吸排気を行ない、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を繰り返す。各行程の概略は、吸気行程ではインジェクタ３０から燃料を噴射することにより吸気通路２１内に燃料を供給し、吸気通路２１内を流れる空気と燃料との混合気を生成する。さらに、排気側電磁駆動弁４２が有する排気バルブ４７は閉弁し、吸気側電磁駆動弁４１が有する吸気バルブ４６は開弁した状態で気筒５内のピストン８が弁体４５方向からクランクシャフト１２方向、即ち上死点方向から下死点方向に移動することにより、吸気通路２１から燃焼室１５内に混合気が吸入される。
【００４４】
また、圧縮行程では、吸気バルブ４６も排気バルブ４７も閉弁し、この状態でピストン８がクランクシャフト１２方向から弁体４５方向に移動することにより、吸気行程で燃焼室１５内に取り入れた混合気を圧縮する。
【００４５】
また、燃焼行程では、吸気バルブ４６と排気バルブ４７とを閉弁した状態で点火プラグ２５に高電圧の電流を印加し、点火プラグ２５の点火部２６にアーク放電を発生させることにより、圧縮した混合気が点火する。これにより、圧縮した混合気中の燃料が燃焼するので、燃焼時の圧力によりピストン８は弁体４５方向からクランクシャフト１２の方向に移動する。さらに、コネクティングロッド１１によってピストン８に接続されているクランクシャフト１２は、ピストン８のこの移動に伴って回動する。
【００４６】
また、排気行程では、吸気バルブ４６は閉弁し、排気バルブ４７は開弁した状態でピストン８がクランクシャフト１２方向から弁体４５方向に移動することにより、燃料の燃焼後の排気ガスが燃焼室１５から排気通路２２の方向に流れ、排気される。
【００４７】
図６は、内燃機関の高回転時における吸気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。なお、図６は、横軸が時間軸となっており、図の左側から右側に向けて時間が進行している。また、図６の縦軸は、吸気バルブとピストンとの相対的な位置関係を示している。電磁駆動弁４０は、内燃機関１の運転時には上述したように作動し、また、電磁駆動弁４０が通常リフト状態７１の場合においてピストン８が上死点付近に位置した場合には、ピストン８と電磁駆動弁４０の弁体４５とは干渉する位置関係となっているが、内燃機関１の高回転時、つまり、クランクシャフト１２が高速回転で回転する状態で内燃機関１を運転する場合には、吸気側電磁駆動弁４１は、通常リフト量で開弁する。
【００４８】
つまり、内燃機関１の吸気行程時には、ピストン８が上死点付近に位置した際に吸気側電磁駆動弁４１は開弁をし始め、さらに、吸気側電磁駆動弁４１は、吸気効率を向上させるため、往復運動をするピストン８が上死点に位置するよりも若干早く、開弁を始める。このように、ピストン８が上死点に位置するよりも早く開弁をし始めた吸気側電磁駆動弁４１の弁体４５である吸気バルブ４６は、吸気側電磁駆動弁４１を開弁作動させることによりピストン８の方向に向かう。その際に、内燃機関１を高回転で運転している場合のピストン８は、高速で往復運動をするため、上死点に位置した後、早急に下死点の方向、つまり、吸気バルブ４６から離れる方向に向かう。このため、吸気側電磁駆動弁４１を通常リフト量で開弁し、吸気バルブ４６が完全に開弁した時点では、ピストン８は既に下死点方向に移動しており、吸気バルブ４６とピストン８とは干渉しない。
【００４９】
即ち、吸気バルブ４６の開き具合を示す線である吸気バルブ開度線１０１は、ピストン８の位置を示すピストン位置線１０３が上死点１０４付近に位置した際にピストン位置線１０３の方向に向かうが、ピストン位置線１０３は早急に吸気バルブ開度線１０１から離れて下死点１０５の方向に向かうため、吸気バルブ開度線１０１とピストン位置線１０３とは交差しない。
【００５０】
図７は、内燃機関の低回転時に通常リフト量で開弁した場合における吸気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。なお、図７は、ピストンの移動状態が基準となっており、図６よりも時間軸を縮めて図６のピストン位置線と合わせている。つまり、吸気バルブとピストンとの相対的な位置関係を示す説明図となっている。内燃機関１の低回転時には、クランクシャフト１２は低速回転をするため、ピストン８の往復運動の速度が低下するのに対し、電磁駆動弁４０を開閉する際における弁体４５の開閉の速度は、内燃機関１の運転速度に関わらず一定である。このため、内燃機関１を低回転で運転している場合に吸気側電磁駆動弁４１を開弁すると、内燃機関１を高回転で運転している場合に吸気側電磁駆動弁４１を開弁した場合と比較して、ピストン８の移動速度に対する吸気バルブ４６の相対的な開弁速度は速くなる。これにより、内燃機関１の低回転運転時に、ピストン８が上死点付近に位置した際に吸気側電磁駆動弁４１を通常リフト量で開弁すると、吸気バルブ４６は、内燃機関１を高回転で運転している場合と比較して相対的に早い速度でピストン８の方向に向かう。この場合、ピストン８が吸気バルブ４６から離れる速度よりも早い速度で吸気バルブ４６はピストン８の方向に向かうので、ピストン８が十分に吸気バルブ４６から下死点の方向に離れる前に吸気バルブ４６は大きく開弁するため、吸気バルブ４６とピストン８とは干渉する。
【００５１】
即ち、吸気バルブ開度線１０１は、ピストン位置線１０３が上死点１０４に位置するよりも早い段階でピストン位置線１０３の方向に向かい、ピストン位置線１０３が吸気バルブ開度線１０１から離れて下死点１０５に向かう速度よりも早い速度でピストン位置線１０３に近付く。このため、吸気バルブ開度線１０１とピストン位置線１０３は交差する。つまり、吸気バルブ４６とピストン８とは干渉する。このように、内燃機関１の運転時において吸気側電磁駆動弁４１を通常リフト量で開弁した際に、弁体４５とピストン８とが干渉する領域は、干渉領域１０８となっている。
【００５２】
図８は、内燃機関の低回転時に小リフト量で開弁した場合における吸気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。上記のように、内燃機関１の低回転運転時に吸気側電磁駆動弁４１を通常リフト量で開弁すると吸気バルブ４６とピストン８とは干渉するため、内燃機関１の低回転運転時には、吸気側電磁駆動弁４１は小リフト量で開弁する。この場合、吸気側電磁駆動弁４１は、通常リフト量で開弁する場合と同様に、ピストン８が上死点に位置するよりも若干早く開弁し始める。
【００５３】
このタイミングで開弁を始めた吸気バルブ４６は、内燃機関１の低回転時には、ピストン８が吸気バルブ４６から離れるよりも早い移動速度でピストン８に近付くが、吸気バルブ４６が小リフト量で開弁する際には、吸気バルブ４６が完全に開弁した場合でも、吸気バルブ４６はピストン８に干渉しない位置関係になっている。このため、吸気バルブ４６は、小リフト量で開弁する場合には、ピストン８に干渉することなく開弁する。
【００５４】
即ち、吸気バルブ開度線１０１は、ピストン位置線１０３が上死点１０４に位置するよりも早い段階でピストン位置線１０３の方向に向かい、ピストン位置線１０３が吸気バルブ開度線１０１から離れて下死点１０５に向かう速度よりも早い速度でピストン位置線１０３に近付くが、吸気バルブ開度線１０１とピストン位置線１０３とが交差する前に、吸気バルブ開度線１０１のピストン位置線１０３の方向への移動は停止する。このため、吸気バルブ開度線１０１とピストン位置線１０３とは交差しない。換言すると、吸気バルブ開度線１０１は、ピストン位置線１０３の上死点１０４の位置よりも常に離れた位置に位置するため、吸気バルブ開度線１０１とピストン位置線１０３とは交差しない。
【００５５】
図９は、内燃機関の高回転時における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。なお、図９は、横軸が時間軸となっており、図の左側から右側に向けて時間が進行している。また、図９の縦軸は、排気バルブとピストンとの相対的な位置関係を示している。内燃機関１の高回転運転時における排気側電磁駆動弁４２は、内燃機関１の高回転運転時における吸気側電磁駆動弁４１と同様に通常リフト量で開弁する。また、内燃機関１の排気行程では、開弁状態の排気側電磁駆動弁４２が、ピストン８が上死点付近に位置した場合に閉弁する。詳しくは、排気側電磁駆動弁４２は、排気効率を高めるため、往復運動をするピストン８が上死点を若干過ぎてから完全に閉弁する。このため、開弁中の排気側電磁駆動弁４２は、このタイミングで完全に閉弁できるように閉弁を開始する。即ち、開弁中の排気側電磁駆動弁４２は、ピストン８が下死点から上死点に向かっている途中で閉弁を開始する。その際に、内燃機関１を高回転で運転している場合のピストン８は、高速で往復運動をするため、排気側電磁駆動弁４２は、早い段階、つまり、下死点から上死点方向に移動中のピストン８が上死点に近付く前に閉弁を開始する。このため、ピストン８が上死点に近付いた場合には、排気側電磁駆動弁４２の弁体４５である排気バルブ４７はピストン８から離れた状態になっており、排気バルブ４７は、ピストン８が上死点を若干過ぎた時点で完全に閉弁する。従って、内燃機関１を高回転で運転している場合には、排気側電磁駆動弁４２を通常リフト量で開弁した場合でも排気バルブ４７とピストン８とは干渉しない。
【００５６】
即ち、排気バルブ４７の開き具合を示す線である排気バルブ開度線１０２は、排気行程においてピストン位置線１０３が下死点１０５付近に位置している際に開弁状態となってピストン位置線１０３の方向に近付き、ピストン位置線１０３の下死点１０５と上死点１０４との途中の早い段階で排気バルブ開度線１０２はピストン位置線１０３から離れ始める。このため、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差しない。
【００５７】
図１０は、内燃機関の低回転時に通常リフト量で開弁した場合における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。なお、図１０は、図７と同様にピストンの移動状態が基準となっている。内燃機関１の低回転時には、ピストン８の移動速度に対する排気バルブ４７の相対的な閉弁速度は速くなる。このため、開弁中の排気バルブ４７をピストン８が上死点を若干過ぎた時点で完全に閉弁するには、排気側電磁駆動弁４２の閉弁動作の開始タイミングを遅らせる必要がある。この場合、排気側電磁駆動弁４２が閉弁動作を終了する前にピストン８は上死点に近付くため、排気バルブ４７とピストン８とは干渉する。
【００５８】
即ち、排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３が下死点１０５から上死点１０４に向かい、上死点１０４に近付いてもピストン位置線１０３から離れないため、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差する。つまり、排気バルブ４７とピストン８とは干渉する。従って、内燃機関１を低回転で運転する際において排気バルブ４７を通常リフト量で開弁する際には、干渉領域１０８を有する。
【００５９】
図１１は、内燃機関の低回転時に小リフト量で開弁した場合における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。上記のように、内燃機関１の低回転運転時に排気側電磁駆動弁４２を通常リフト量で開弁すると排気バルブ４７とピストン８とは干渉するため、内燃機関１の低回転運転時には、排気側電磁駆動弁４２は小リフト量で開弁する。この場合、小リフト量で開弁した排気側電磁駆動弁４２は、通常リフト量で開弁した排気側電磁駆動弁４２を閉弁する場合と同様に、ピストン８が上死点を若干過ぎた時点で完全に閉弁するタイミングで閉弁動作を開始する。つまり、排気側電磁駆動弁４２は、ピストン８が上死点に近付いた段階で閉弁動作を開始するが、排気バルブ４７を小リフト量で開弁している際には、排気バルブ４７が開弁してピストン８が上死点に位置している場合でも、排気バルブ４７とピストン８とは干渉しない位置関係になっている。このため、排気バルブ４７は、小リフト量で開弁している場合には、ピストン８に干渉することなく、ピストン８が上死点を若干過ぎた時点で閉弁することができる。
【００６０】
即ち、ピストン位置線１０３に近付いた状態の排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３が下死点１０５から上死点１０４に向かい、上死点１０４付近に位置した段階でピストン位置線１０３から離れるが、排気バルブ開度線１０２はピストン位置線１０３の上死点１０４の位置よりも常に離れた位置に位置するため、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差しない。
【００６１】
図１２は、内燃機関の高回転時における吸気バルブと排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。内燃機関１の運転時には、運転性能の向上を図るため排気行程における排気バルブ４７はピストン８が上死点を若干過ぎた位置で完全に閉弁し、吸気行程における吸気バルブ４６は、ピストン８が上死点に位置するよりも若干早く、開弁を始める。即ち、排気行程から吸気行程への移行する際の排気バルブ４７と吸気バルブ４６とは、オーバーラップしている。このように、排気バルブ４７と吸気バルブ４６とをオーバーラップさせる場合でも、内燃機関１を高回転で運転する場合には、排気バルブ４７と吸気バルブ４６とは、共に通常リフト量で開弁する。内燃機関１を高回転で運転する場合には、ピストン８は高速で往復運動するため、このように排気バルブ４７と吸気バルブ４６とをオーバーラップさせ、これらを通常リフト量で開弁させた場合でも、排気バルブ４７や吸気バルブ４６は、ピストン８に干渉しない。即ち、吸気バルブ開度線１０１や排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３と交差しない。
【００６２】
図１３は、内燃機関の低回転時に通常リフト量で開弁した場合における吸気バルブと排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。また、内燃機関１を低回転で運転する場合には、排気バルブ４７と吸気バルブ４６とをオーバーラップさせた場合でも、これらを通常リフト量で開弁することにより排気バルブ４７や吸気バルブ４６とピストン８とは干渉する。即ち、吸気バルブ開度線１０１や排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３と交差する。
【００６３】
図１４は、内燃機関の低回転時に小リフト量で開弁した場合における吸気バルブと排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。また、内燃機関１を低回転で運転する場合において、排気バルブ４７と吸気バルブ４６とを共に小リフト量で開弁する場合には、これらをオーバーラップさせた場合でも、排気バルブ４７や吸気バルブ４６は、ピストン８に干渉しない。即ち、吸気バルブ開度線１０１や排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３とは交差しない。
【００６４】
吸気バルブ４６や排気バルブ４７は、これらのように内燃機関１の運転状態によって干渉の仕方が変化するため、運転状態に応じてリフト量を変化させる。具体的には、クランク角検出センサ３１で検出したクランク角を、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するクランク角取得部８３で取得し、所定時間あたりのクランク角の変化を取得することにより、クランクシャフト１２の回転数を取得する。前記電磁駆動弁制御部８２では、この取得した回転数より弁体４５のリフト量を決定して電磁駆動弁４０を作動させる。
【００６５】
図１５は、本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３の制御方法、即ち、当該電磁駆動弁４０の制御装置３の処理手順について説明する。この処理手順では、まず、回転中のクランクシャフト１２のクランク角を取得する（ステップＳＴ１０１）。このクランク角は、クランク角検出センサ３１で検出した検出結果がＥＣＵ８０の処理部８１が有するクランク角取得部８３に伝達され、このクランク角取得部８３で取得される。
【００６６】
次に、運転中の内燃機関１が、吸気バルブ４６や排気バルブ４７の開閉のタイミング、即ちバルブタイミングを計算するタイミングであるかを判断する（ステップＳＴ１０２）。この判断は、クランク角取得部８３で取得したクランク角がＥＣＵ８０の処理部８１が有する計算タイミング判断部８４に伝達され、この計算タイミング判断部８４で判断する。また、この判断の基になるタイミングは、予めＥＣＵ８０の記憶部８８に記憶されている。具体的には、このタイミングは、バルブタイミングの計算を開始するタイミングとしてクランク角によって設定されており、このクランク角が記憶部８８に記憶されている。計算タイミング判断部８４では、クランク角取得部８３で取得したクランク角と記憶部８８に記憶されたクランク角とを比較し、クランク角取得部８３で取得したクランク角が記憶部８８に記憶されたクランク角ではない場合には、運転中の内燃機関１はバルブタイミングを計算するタイミングではないと判断する。この場合、ステップＳＴ１０１に戻り、再びクランク角を取得する。
【００６７】
計算タイミング判断部８４で、運転中の内燃機関１がバルブタイミングを計算するタイミングであると判断された場合には、次に、内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数を取得する（ステップＳＴ１０３）。詳しくは、クランク角取得部８３で取得したクランク角が、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する回転数取得部８５に伝達され、伝達されたクランク角より所定時間におけるクランク角の変化を回転数取得部８５で検出し、この変化よりクランクシャフト１２の回転数を算出して取得する。
【００６８】
次に、吸気開弁時期ＩＮＯＰを算出する（ステップＳＴ１０４）。この計算は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有するバルブ制御計算部８６で行なう。つまり、回転数取得部８５で取得されたクランクシャフト１２の回転数がバルブ制御計算部８６に伝達され、伝達された回転数より、この回転数に応じた吸気バルブ４６の開弁時期、即ち、吸気開弁時期ＩＮＯＰをバルブ制御計算部８６で算出する。同様に、バルブ制御計算部８６で、クランクシャフト１２の回転数に応じた排気バルブ４７の閉弁時期である排気閉弁時期ＥＸＣＬを算出する（ステップＳＴ１０５）。
【００６９】
次に、算出した吸気開弁時期ＩＮＯＰが、吸気バルブ４６とピストン８との干渉基準となるＣＲ１以下であるかを判断する（ステップＳＴ１０６）。この判断は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する干渉判断部８７によって行ない、バルブ制御計算部８６で算出した吸気開弁時期ＩＮＯＰと、吸気バルブ４６とピストン８との干渉基準となるＣＲ１とを比較し、ＣＲ１≧ＩＮＯＰであるかを判断する。なお、このＣＲ１は、通常リフト量で開弁した際における吸気側電磁駆動弁４１の開弁が干渉領域１０８（図７参照）を含んだ開弁となる境界のクランク角である干渉クランク角となっており、所定値としてＥＣＵ８０の記憶部８８に予め記憶されている。即ち、ＣＲ１は、通常リフト量で吸気側電磁駆動弁４１を開弁する際に、クランク角においてＣＲ１よりも早いタイミングで開くと吸気バルブ４６とピストン８とは干渉し、ＣＲ１よりも遅いタイミングで開くと吸気バルブ４６とピストン８とは干渉しないタイミングとなるクランク角となっている。
【００７０】
この判断により、ＩＮＯＰがＣＲ１以下（図８参照）であると判断された場合には、吸気バルブ４６のリフト量を示すフラグであるＬｉｎを小リフトにする（ステップＳＴ１０７）。なお、このＬｉｎには、吸気バルブ４６のリフト量の状態として、小リフトと通常リフトとのいずれかの情報が入れられる。このように、干渉判断部８７での判断によりＩＮＯＰがＣＲ１以下であると判断された場合には、吸気側電磁駆動弁４１を通常リフト量で開弁した際に吸気バルブ４６とピストン８とが干渉する虞があることを示しているので、この場合、フラグＬｉｎを小リフトにする。また、このようにフラグＬｉｎに吸気バルブ４６のリフト量の情報を入れる場合には、バルブ制御計算部８６によって入れられ、フラグＬｉｎは、ＥＣＵ８０の記憶部８８で記憶される。
【００７１】
また、干渉判断部８７での判断により、ＩＮＯＰがＣＲ１よりも大きい（図６参照）と判断された場合には、フラグＬｉｎを通常リフトにする（ステップＳＴ１０８）。干渉判断部８７での判断によりＩＮＯＰがＣＲ１よりも大きいと判断された場合には、吸気側電磁駆動弁４１を通常リフト量で開弁した際に吸気バルブ４６とピストン８とは干渉しないことを示しているので、この場合、フラグＬｉｎを通常リフトにする。
【００７２】
次に、ステップＳＴ１０５で算出した排気閉弁時期ＥＸＣＬが、排気バルブ４７とピストン８との干渉基準となるＣＲ２以上であるかを判断する（ステップＳＴ１０９）。この判断は、干渉判断部８７によって行ない、バルブ制御計算部８６で算出した排気閉弁時期ＥＸＣＬと、排気バルブ４７とピストン８との干渉基準となるＣＲ２とを比較し、ＣＲ２≦ＥＸＣＬであるかを判断する。なお、このＣＲ２は、通常リフト量で開弁した際における排気側電磁駆動弁４２の開弁が干渉領域１０８（図１０参照）を含んだ開弁となる境界のクランク角である干渉クランク角となっており、ＣＲ１と同様に所定値としてＥＣＵ８０の記憶部８８に予め記憶されている。即ち、ＣＲ２は、通常リフト量で排気側電磁駆動弁４２を開弁し続けた際に、クランク角においてＣＲ２よりも遅いタイミングで閉じる排気バルブ４７とピストン８とは干渉し、ＣＲ２よりも早いタイミングで閉じると排気バルブ４７とピストン８とは干渉しないタイミングとなるクランク角となっている。
【００７３】
この判断により、ＥＸＣＬがＣＲ２以上（図１１参照）であると判断された場合には、排気バルブ４７のリフト量を示すフラグであるＬｅｘを小リフトにする（ステップＳＴ１１０）。なお、このＬｅｘには、排気バルブ４７のリフト量の状態として、小リフトと通常リフトとのいずれかの情報が入れられる。このように、干渉判断部８７での判断によりＥＸＣＬがＣＲ２以上であると判断された場合には、排気側電磁駆動弁４２を通常リフト量で開弁し続けた際に排気バルブ４７とピストン８とが干渉する虞があることを示しているので、この場合、フラグＬｅｘを小リフトにする。また、このようにフラグＬｅｘに排気バルブ４７のリフト量の情報を入れる場合には、バルブ制御計算部８６によって入れられ、フラグＬｅｘは、ＥＣＵ８０の記憶部８８で記憶される。
【００７４】
また、干渉判断部８７での判断により、ＥＸＣＬがＣＲ２よりも小さい（図９参照）と判断された場合には、フラグＬｅｘを通常リフトにする（ステップＳＴ１１１）。干渉判断部８７での判断によりＥＸＣＬがＣＲ２よりも小さいと判断された場合には、排気側電磁駆動弁４２を通常リフト量で開弁し続けた場合でも排気バルブ４７とピストン８とは干渉しないことを示しているので、この場合、フラグＬｅｘを通常リフトにする。
【００７５】
次に、排気側電磁駆動弁４２を作動させる（ステップＳＴ１１２）。この排気側電磁駆動弁４２の作動は、ＥＣＵ８０の処理部８１が有する電磁駆動弁制御部８２が駆動回路３３に対して制御信号を送信し、制御信号を受けた駆動回路３３が排気側電磁駆動弁４２に対して励磁電流を供給することにより排気側電磁駆動弁４２は作動する。排気バルブ４７は、このように排気側電磁駆動弁４２が作動することにより開閉するが、排気行程において排気側電磁駆動弁４２を作動させる際には、フラグＬｅｘを参照する。即ち、電磁駆動弁制御部８２は、フラグＬｅｘを参照し、フラグＬｅｘが小リフトの場合には、排気側電磁駆動弁４２を小リフト量で開弁させ、フラグＬｅｘが通常リフトの場合には、排気側電磁駆動弁４２を通常リフト量で開弁させる。
【００７６】
次に、吸気側電磁駆動弁４１を作動させる（ステップＳＴ１１３）。この吸気側電磁駆動弁４１の作動は、排気側電磁駆動弁４２の作動と同様に、電磁駆動弁制御部８２及び駆動回路３３によって作動する。吸気バルブ４６は、このように吸気側電磁駆動弁４１が作動することにより開閉するが、吸気行程において吸気側電磁駆動弁４１を作動させる際には、フラグＬｉｎを参照する。即ち、電磁駆動弁制御部８２は、フラグＬｉｎを参照し、フラグＬｉｎが小リフトの場合には、吸気側電磁駆動弁４１を小リフト量で開弁させ、フラグＬｉｎが通常リフトの場合には、吸気側電磁駆動弁４１を通常リフト量で開弁させる。
【００７７】
以上の電磁駆動弁４０の制御装置３は、吸気バルブ４６や排気バルブ４７を有する電磁駆動弁４０が、小リフト量と通常リフト量との２種類の開度で開くことが可能に設けられており、干渉判断部８７は、電磁駆動弁４０が通常リフト量で開弁した際には干渉領域１０８を含むかを判断可能に設けられている。また、電磁駆動弁制御部８２は、電磁駆動弁４０の開弁及び閉弁の制御をすると共に、電磁駆動弁４０を開弁する際に干渉領域１０８を含むと干渉判断部８７で判断した場合には、小リフト量で電磁駆動弁４０を開弁させる。これにより、通常は通常リフト量で電磁駆動弁４０を開弁することにより、吸気時や排気時の開口面積を大きくすることができ、干渉領域１０８を含む開弁となる場合には、小リフト量で開弁することにより、電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン８とが干渉することを抑制することができる。この結果、電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【００７８】
また、干渉判断部８７は、電磁駆動弁４０の開弁が干渉領域１０８を含む開弁であるかを、クランク角に基づいて判断している。このため、電磁駆動弁４０を開弁した際にその開弁が干渉領域１０８を含む開弁であるかを判断する際に、電磁駆動弁４０の弁体４５とピストン８との状態を検出することなく判断できるので、容易に判断することができる。従って、電磁駆動弁４０を開弁する際に、弁体４５とピストン８とが干渉するかを容易に判断できるので、弁体４５とピストン８とが干渉する場合には小リフト量にして容易に干渉を抑制でき、弁体４５とピストン８とが干渉しない場合には通常リフト量にして容易に開口面積を確保できる。この結果、容易に電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【００７９】
また、干渉判断部８７は、干渉クランク角ＣＲ１と、吸気側電磁駆動弁４１の作動時期である吸気開弁時期ＩＮＯＰにおけるクランク角とを比較することにより、吸気側電磁駆動弁４１の開弁が干渉領域１０８を含む開弁であるか否かを判断しており、干渉クランク角ＣＲ２と、排気側電磁駆動弁４２の作動時期である排気閉弁時期ＥＸＣＬにおけるクランク角とを比較することにより、排気側電磁駆動弁４２の開弁が干渉領域１０８を含む開弁であるか否かを判断している。これにより、電磁駆動弁４０を開弁した際にその開弁が干渉領域１０８を含む開弁であるかを判断する際に、クランク角同士を比較して判断できるので、より確実に判断することができる。従って、電磁駆動弁４０を開弁する際に、弁体４５とピストン８とが干渉するか否を、より確実に判断することができる。この結果、より確実に電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【００８０】
また、複数の電磁駆動弁４０のうち、一部の電磁駆動弁４０である吸気側電磁駆動弁４１の弁体４５は吸気バルブ４６として設けられており、吸気側電磁駆動弁４１は、吸気バルブ４６を作動可能に設けられている。また、吸気開弁時期ＩＮＯＰが干渉クランク角ＣＲ１以下の場合、即ち、吸気開弁時期ＩＮＯＰが干渉クランク角ＣＲ１よりも早い時期である場合には、バルブ制御計算部８６はフラグＬｉｎを小リフトにし、電磁駆動弁４０の開閉を制御する電磁駆動弁制御部８２は、フラグＬｉｎに基づいて吸気側電磁駆動弁４１を作動させ、吸気バルブ４６を小リフト量で開弁させている。つまり、電磁駆動弁制御部８２は、内燃機関１の運転中において閉弁状態の吸気バルブ４６が干渉領域１０８を含む開弁となる作動時期よりも早い時期に開弁する際に、小リフト量で吸気バルブ４６を開弁させる。
【００８１】
これにより、より確実に吸気バルブ４６の開弁時に吸気バルブ４６とピストン８とが干渉することを抑制できる。また、内燃機関１の運転中において閉弁状態の吸気バルブ４６が干渉領域１０８を含む開弁となる作動時期よりも遅い時期に開弁する場合には、吸気バルブ４６を通常リフト量で開弁させているので、吸気時の開口面積を確保できる。これらの結果、より確実に電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【００８２】
また、複数の電磁駆動弁４０のうち、一部の電磁駆動弁４０である排気側電磁駆動弁４２の弁体４５は排気バルブ４７として設けられており、排気側電磁駆動弁４２は、排気バルブ４７を作動可能に設けられている。また、排気閉弁時期ＥＸＣＬが干渉クランク角ＣＲ２以下の場合、即ち、排気閉弁時期ＥＸＣＬが干渉クランク角ＣＲ２よりも遅い時期である場合には、バルブ制御計算部８６はフラグＬｅｘを小リフトにし、電磁駆動弁４０の開閉を制御する電磁駆動弁制御部８２は、フラグＬｅｘに基づいて排気側電磁駆動弁４２を作動させ、排気バルブ４７の開弁を小リフト量にしている。つまり、電磁駆動弁制御部８２は、内燃機関１の運転中において開弁状態の排気バルブ４７を閉弁する際に、開弁状態の排気バルブ４７が干渉領域１０８を含んで閉弁する作動時期よりも遅い時期に閉弁する場合には、排気バルブ４７のリフト量を小リフト量にしている。
【００８３】
これにより、より確実に排気バルブ４７の閉弁時に排気バルブ４７とピストン８とが干渉することを抑制できる。また、電磁駆動弁制御部８２は、内燃機関１の運転中において開弁状態の排気バルブ４７を閉弁する際において、開弁状態の排気バルブ４７が干渉領域１０８を含んで閉弁する作動時期よりも早い時期に閉弁する場合には、排気バルブ４７を通常リフト量で開弁させているので、排気時の開口面積を確保できる。これらの結果、より確実に電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【００８４】
また、これらのように吸気バルブ４６と排気バルブ４７とをそれぞれ電磁駆動弁４０で作動させ、吸気バルブ４６や排気バルブ４７の開弁が干渉領域１０８を含む開弁となる場合には小リフト量で開弁し、干渉領域１０８を含まないで開弁する際には通常リフト量で開弁しているので、内燃機関１の運転性能の向上を目的としてバルブリセス１０を小さくした場合でも、吸気バルブ４６や排気バルブ４７とピストン８との干渉を抑制できる。これにより、自由なバルブオーバーラップタイミングを設定することができる。この結果、電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ、より確実に内燃機関１の運転性能の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００８５】
本実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置は、実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置と略同様の構成であるが、干渉クランク角を内燃機関の回転数に応じて変更させている点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図１６は、本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３と同様に内燃機関１に設けられており、ＥＣＵ１２０を有している。このＥＣＵ１２０には、実施例１に係る電磁駆動弁４０の制御装置３と同様に処理部８１が設けられており、処理部８１は、少なくとも電磁駆動弁制御部８２と、クランク角取得部８３と、計算タイミング判断部８４と、回転数取得部８５と、バルブ制御計算部８６と、干渉判断部８７と、を有している。さらに、この処理部８１は、回転数取得部８５が検出した回転数より、回転数に応じた干渉クランク角を導出する干渉クランク角導出手段である干渉クランク角導出部１２１を有している。
【００８６】
この実施例２に係る電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。内燃機関１の運転時には、電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、ＥＣＵ１２０の干渉判断部８７で吸気開弁時期ＩＮＯＰと干渉クランク角ＣＲ１とを比較し、この比較の結果に基づいて電磁駆動弁制御部８２で吸気側電磁駆動弁４１を制御することにより、吸気バルブ４６のリフト量を変化させる。同様に、干渉判断部８７で排気閉弁時期ＥＸＣＬと干渉クランク角ＣＲ２とを比較し、この比較の結果に基づいて電磁駆動弁制御部８２で排気側電磁駆動弁４２を制御することにより、排気バルブ４７のリフト量を変化させる。
【００８７】
図１７は、クランクシャフトの回転数に対する干渉クランク角の一例を示す図表である。電磁駆動弁制御部８２は、このように吸気バルブ４６や排気バルブ４７のリフト量を変化させながら電磁駆動弁４０を作動させるが、その際に、ＥＣＵ１２０の回転数取得部８５は内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数を取得し、干渉クランク角導出部１２１でクランクシャフト１２の回転数に応じた干渉クランク角ＣＲ１、ＣＲ２を導出する。具体的には、記憶部８８にはクランクシャフト１２の回転数（ＮＥ）に応じた干渉クランク角のマップである干渉クランク角マップ１３０が予め記憶されており、干渉クランク角導出部１２１は、この干渉クランク角マップ１３０より干渉クランク角ＣＲ１、ＣＲ２を導出する。
【００８８】
つまり、干渉クランク角マップ１３０には、所定の回転数における吸気側電磁駆動弁４１の干渉クランク角であるｍａｐ＿ＣＲ１が複数の回転数に対応して記憶されている。同様に、干渉クランク角マップ１３０には、所定の回転数における排気側電磁駆動弁４２の干渉クランク角であるｍａｐ＿ＣＲ２が複数の回転数に対応して記憶されている。干渉クランク角導出部１２１は、記憶部８８に記憶された干渉クランク角マップ１３０を参照し、回転数取得部８５が取得した回転数に対応した干渉クランク角ｍａｐ＿ＣＲ１、ｍａｐ＿ＣＲ２より、ＣＲ１、ＣＲ２を導出する。これにより、電磁駆動弁制御部８２は、内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数に応じて吸気側電磁駆動弁４１と排気側電磁駆動弁４２とを作動させて、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７のリフト量を、内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数に応じて変化させる。これらにより、吸気バルブ４６や排気バルブ４７は、ピストン８に干渉することなく、内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数に適したリフト量で開閉する。
【００８９】
なお、記憶部８８に記憶された干渉クランク角マップ１３０の干渉クランク角ｍａｐ＿ＣＲ１、ｍａｐ＿ＣＲ２のうち、ｍａｐ＿ＣＲ１は回転数が高くなるに従って数値、つまりクランク角が小さくなり、ｍａｐ＿ＣＲ２は回転数が高くなるに従って数値、つまりクランク角が大きくなっている。
【００９０】
図１８は、本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例２に係る電磁駆動弁４０の制御装置１１０の制御方法、即ち、当該電磁駆動弁４０の制御装置１１０の処理手順について説明する。この処理手順では、まず、クランク角検出センサ３１で検出した検出結果より、ＥＣＵ１２０のクランク角取得部８３で回転中のクランクシャフト１２のクランク角を取得する（ステップＳＴ２０１）。次に、クランク角取得部８３で取得したクランク角より、運転中の内燃機関１がバルブタイミングを計算するタイミングであるかをＥＣＵ１２０の計算タイミング判断部８４で判断する（ステップＳＴ２０２）。この判断により、運転中の内燃機関１はバルブタイミングを計算するタイミングではないと判断した場合には、ステップＳＴ２０１に戻り、再びクランク角を取得する。
【００９１】
計算タイミング判断部８４で、運転中の内燃機関１がバルブタイミングを計算するタイミングであると判断された場合には、次に、ＥＣＵ１２０の回転数取得部８５で、内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数を取得する（ステップＳＴ２０３）。
【００９２】
次に、回転数取得部８５で取得したクランクシャフト１２の回転数より、ＥＣＵ１２０のバルブ制御計算部８６で吸気開弁時期ＩＮＯＰを算出する（ステップＳＴ２０４）。同様に、バルブ制御計算部８６で、クランクシャフト１２の回転数に応じた排気バルブ４７の閉弁時期である排気閉弁時期ＥＸＣＬを算出する（ステップＳＴ２０５）。
【００９３】
次に、クランクシャフト１２の回転数に対応した吸気側の干渉クランク角ＣＲ１を導出する（ステップＳＴ２０６）。詳しくは、回転数取得部８５が取得したクランクシャフト１２の回転数が、ＥＣＵ１２０の処理部８１が有する干渉クランク角導出部１２１に伝達される。回転数が伝達された干渉クランク角導出部１２１は、記憶部８８に記憶された干渉クランク角マップ１３０（図１７参照）を参照し、回転数（ＮＥ）に対応した吸気側の干渉クランク角であるｍａｐ＿ＣＲ１を、吸気開弁時期ＩＮＯＰと比較する干渉クランク角ＣＲ１として導出する。
【００９４】
次に、クランクシャフト１２の回転数に対応した排気側の干渉クランク角ＣＲ２を導出する（ステップＳＴ２０７）。この排気側の干渉クランク角ＣＲ２の導出は、吸気側の干渉クランク角ＣＲ１の導出と同様に干渉クランク角導出部１２１で行なう。即ち、干渉クランク角導出部１２１が、記憶部８８に記憶された干渉クランク角マップ１３０を参照して、回転数（ＮＥ）に対応した排気側の干渉クランク角であるｍａｐ＿ＣＲ２を、排気閉弁時期ＥＸＣＬと比較する干渉クランク角ＣＲ２として導出する。
【００９５】
次に、算出した吸気開弁時期ＩＮＯＰが、吸気バルブ４６とピストン８との干渉基準となるＣＲ１以下であるかを、ＥＣＵ１２０の干渉判断部８７で判断する（ステップＳＴ２０８）。即ち、干渉判断部８７で、前記吸気開弁時期ＩＮＯＰと、干渉クランク角導出部１２１で導出したＣＲ１とを比較し、ＣＲ１≧ＩＮＯＰであるかを判断する。
【００９６】
この判断により、ＩＮＯＰがＣＲ１以下であると判断された場合には、バルブ制御計算部８６で吸気バルブ４６のリフト量を示すフラグであるＬｉｎを小リフトにする（ステップＳＴ２０９）。また、干渉判断部８７での判断により、ＩＮＯＰがＣＲ１よりも大きいと判断された場合には、フラグＬｉｎを通常リフトにする（ステップＳＴ２１０）。
【００９７】
次に、ステップＳＴ２０５で算出した排気閉弁時期ＥＸＣＬが、排気バルブ４７とピストン８との干渉基準となるＣＲ２以上であるかを、ＥＣＵ１２０の干渉判断部８７で判断する（ステップＳＴ２１１）。即ち、干渉判断部８７で、排気閉弁時期ＥＸＣＬと、干渉クランク角導出部１２１で導出したＣＲ２とを比較し、ＣＲ２≦ＥＸＣＬであるかを判断する。
【００９８】
この判断により、ＥＸＣＬがＣＲ２以上であると判断された場合には、バルブ制御計算部８６で排気バルブのリフト量を示すフラグであるＬｅｘを小リフトにする（ステップＳＴ２１２）。また、干渉判断部８７での判断により、ＥＸＣＬがＣＲ２よりも小さいと判断された場合には、フラグＬｅｘを通常リフトにする（ステップＳＴ２１３）。
【００９９】
次に、フラグＬｅｘに基づいて、電磁駆動弁制御部８２によって排気側電磁駆動弁４２を作動させる（ステップＳＴ２１４）。これにより、電磁駆動弁制御部８２は、フラグＬｅｘが小リフトの場合には排気側電磁駆動弁４２を小リフト量で開弁させ、フラグＬｅｘが通常リフトの場合には排気側電磁駆動弁４２を通常リフト量で開弁させる。
【０１００】
次に、フラグＬｉｎに基づいて、電磁駆動弁制御部８２によって吸気側電磁駆動弁４１を作動させる（ステップＳＴ２１５）。これにより、電磁駆動弁制御部８２は、フラグＬｉｎが小リフトの場合には吸気側電磁駆動弁４１を小リフト量で開弁させ、フラグＬｉｎが通常リフトの場合には吸気側電磁駆動弁４１を通常リフト量で開弁させる。
【０１０１】
以上の電磁駆動弁４０の制御装置１１０は、回転数取得部８５でクランクシャフト１２の回転数を取得し、取得した回転数に応じた干渉クランク角ＣＲ１、ＣＲ２を、干渉クランク角導出部１２１で導出している。即ち、回転数に応じて、干渉クランク角ＣＲ１、ＣＲ２を変化させている。これにより、吸気バルブ４６や排気バルブ４７のリフト量を、回転数に応じてより適切に変化させることができる。従って、電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制する際に小リフト量で開弁する領域を少なくすることができ、吸排気時の開口面積が不必要に小さくなることを抑制できるので、小リフト量で開弁した際の吸気絞り、または排気絞りが発生する領域を最小限に抑えることができる。この結果、電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【０１０２】
また、吸気バルブ４６や排気バルブ４７のリフト量を、回転数に応じてより適切に変化させることにより、高回転域において通常リフト量のままオーバーラップを設定することができる。これにより、排気行程時に、大きな掃気効果を得ることができる。この結果、排気効率の向上を図ることができ、内燃機関１の運転性能の向上を図ることができる。
【０１０３】
また、吸気側の干渉クランク角ＣＲ１は、回転数が高くなるに従ってクランク角が小さくなっている。つまり、回転数が高くなるに従って、通常リフト量で吸気側電磁駆動弁４１を開弁できるバルブタイミングが早くなっている。また、排気側の干渉クランク角ＣＲ２は、回転数が高くなるに従ってクランク角が大きくなっている。つまり、回転数が高くなるに従って、通常リフト量で排気側電磁駆動弁４２を開弁し続けることができるバルブタイミングが遅くなっている。これらにより、より確実に小リフト量で開弁する領域を少なくすることができ、また、多量の吸気や排気を行なう高回転時の吸排気の開口面積を確保することができる。この結果、より確実に吸排気の効率を向上させることができ、より確実に内燃機関１の運転性能の向上を図ることができる。
【実施例３】
【０１０４】
本実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置は、実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置と略同様の構成であるが、内燃機関運転時の負荷に応じて弁体の開度を変化させている点に特徴がある。他の構成は実施例２と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図１９は、本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す電磁駆動弁４０の制御装置１４０は、実施例２に係る電磁駆動弁４０の制御装置１１０と同様に内燃機関１に設けられており、ＥＣＵ１５０を有している。このＥＣＵ１５０には、実施例２に係る電磁駆動弁４０の制御装置１１０と同様に処理部８１が設けられており、処理部８１は、少なくとも電磁駆動弁制御部８２と、クランク角取得部８３と、計算タイミング判断部８４と、回転数取得部８５と、バルブ制御計算部８６と、干渉判断部８７と、干渉クランク角導出部１２１と、を有している。さらに、この処理部８１は、内燃機関１運転時の負荷を取得する負荷取得手段である負荷取得部１５１と、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷であるかを判断する負荷判断手段である負荷判断部１５２と、電磁駆動弁４０のリフト量を変化させるクランク角であるリフト量変化クランク角を導出するリフト量変化クランク角導出手段であるリフト量変化クランク角導出部１５３と、電磁駆動弁４０の弁体４５の開閉時期であるかを判断する開閉時期判断手段である開閉時期判断部１５４と、電磁駆動弁４０の弁体４５の開度を判断する開度判断手段である開度判断部１５５と、運転中の内燃機関１のクランク角がリフト量変化クランク角であるかを判断するリフト量変化クランク角判断手段であるリフト量変化クランク角判断部１５６と、を有している。
【０１０５】
この実施例３に係る電磁駆動弁４０の制御装置１４０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。内燃機関１の運転時には、電磁駆動弁４０の制御装置１４０は、ＥＣＵ１５０の干渉判断部８７で吸気開弁時期ＩＮＯＰと干渉クランク角ＣＲ１とを比較し、この比較の結果に基づいて電磁駆動弁制御部８２で吸気側電磁駆動弁４１を制御することにより、吸気バルブ４６のリフト量を変化させる。同様に、干渉判断部８７で排気閉弁時期ＥＸＣＬと干渉クランク角ＣＲ２とを比較し、この比較の結果に基づいて電磁駆動弁制御部８２で排気側電磁駆動弁４２を制御することにより、排気バルブ４７のリフト量を変化させる。
【０１０６】
また、このＣＲ１とＣＲ２は、クランクシャフト１２の回転数により変化させ、干渉クランク角導出部１２１によって、クランクシャフト１２の回転数に応じた干渉クランク角を導出する。これにより、電磁駆動弁制御部８２は、内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数に応じて吸気側電磁駆動弁４１と排気側電磁駆動弁４２とを作動させて、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７のリフト量を、内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数に応じて変化させる。
【０１０７】
また、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有する負荷取得部１５１は、内燃機関１を搭載する車両（図示省略）に設けられるアクセルペダル（図示省略）の開度等より、内燃機関１運転時の負荷を取得する。このように負荷取得部１５１で取得した負荷は、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有する負荷判断部１５２に伝達される。負荷判断部１５２では、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷であるかを判断し、判断した結果は、電磁駆動弁制御部８２に伝達される。
【０１０８】
図２０は、本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の低回転時における吸気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。電磁駆動弁制御部８２は、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷であると負荷判断部で判断した場合、即ち、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷である場合には、吸気バルブ４６を開弁した際に、干渉領域１０８（図７参照）における吸気バルブ４６の開度は小リフト量を維持し、干渉領域１０８での開弁後に吸気バルブ４６の開度を通常リフト量にする。つまり、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷である場合には、吸気バルブ４６を開弁した際に、その開弁が干渉領域１０８を含む場合、電磁駆動弁制御部８２は、吸気側電磁駆動弁４１に対して、内燃機関１の運転中に吸気バルブ４６の開弁が干渉領域１０８での開弁となっている間は小リフト量で開弁させ続け、干渉領域１０８を過ぎたら吸気バルブ４６の開度を通常リフト量にさせる。
【０１０９】
即ち、吸気バルブ開度線１０１は、ピストン位置線１０３が上死点１０４に位置するよりも早い段階でピストン位置線１０３の方向に向かい、ピストン位置線１０３が吸気バルブ開度線１０１から離れて下死点１０５に向かう速度よりも早い速度でピストン位置線１０３に近付くが、吸気バルブ開度線１０１とピストン位置線１０３とが交差する前に、吸気バルブ開度線１０１のピストン位置線１０３の方向への移動は、一旦停止する。その後、所定の期間を経過した時点で、吸気バルブ開度線１０１はピストン位置線１０３の方向に再び向かい、吸気バルブ４６の開度は大きくなる。このように、吸気バルブ開度線１０１は、ピストン位置線１０３と交差する前にピストン位置線１０３の方向への移動が、一旦停止するため、吸気バルブ開度線１０１とピストン位置線１０３とは交差しない。
【０１１０】
図２１は、本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の低回転時における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。また、電磁駆動弁制御部８２は、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷であると負荷判断部１５２で判断した場合、即ち、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷である場合には、排気バルブ４７を開弁した際に、干渉領域１０８（図１０参照）での開弁より前の排気バルブ４７の開度は通常リフト量にし、その後、少なくとも干渉領域１０８における排気バルブ４７の開度は小リフト量にする。つまり、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷である場合には、排気バルブ４７を開弁した際に、その開弁が干渉領域１０８を含む場合、電磁駆動弁制御部８２は排気側電磁駆動弁４２に対して、内燃機関１の運転中において干渉領域１０８での開弁より前の排気バルブ４７の開度は通常リフト量で開弁させ、開弁が少なくとも干渉領域１０８での開弁になったら排気バルブ４７の開度を小リフト量にさせる。
【０１１１】
即ち、排気バルブ開度線１０２は、排気行程においてピストン位置線１０３が下死点１０５付近に位置している際に開弁状態となってピストン位置線１０３の方向に近付く。その後、排気バルブ開度線１０２は、ピストン位置線１０３が下死点１０５から上死点１０４に向かう段階で、ピストン位置線１０３から離れ、ピストン位置線１０３が上死点１０４に位置した場合でもピストン位置線１０３と交差しない位置になる。これらのため、排気バルブ開度線１０２とピストン位置線１０３とは交差しない。
【０１１２】
また、これらのように、電磁駆動弁４０の弁体４５のリフト量を変化させる際には、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有するリフト量変化クランク角導出部１５３がリフト量変化クランク角を導出し、内燃機関１の運転時にクランク角がリフト量変化クランク角に達した際に、リフト量を変化させる。ここで、リフト量変化クランク角とは、小リフト量で開弁している吸気バルブ４６を通常リフト量に変化させるタイミング、または、通常リフト量で開弁している排気バルブ４７を小リフト量に変化させるタイミングのクランク角であり、吸気側のリフト量変化クランク角ＣＲ４（図２０）と排気側のリフト量変化クランク角ＣＲ５（図２１）とは、異なったクランク角になっている。
【０１１３】
また、このリフト量変化クランク角は、クランクシャフト１２の回転数に応じたリフト量変化クランク角のマップであるリフト量変化クランク角マップ（図示省略）が予め記憶部８８に記憶されており、このリフト量変化クランク角マップよりリフト量変化クランク角を導出する。即ち、リフト量変化クランク角マップには、所定の回転数における吸気側電磁駆動弁４１のリフト量変化クランク角であるｍａｐ＿ＣＲ４が複数の回転数に対応して記憶されている。同様に、リフト量変化クランク角マップには、所定の回転数における排気側電磁駆動弁４２のリフト量変化クランク角であるｍａｐ＿ＣＲ５が複数の回転数に対応して記憶されている。リフト量変化クランク角導出部１５３は、記憶部８８に記憶されたリフト量変化クランク角マップを参照し、回転数取得部８５が取得した回転数に対応したリフト量変化クランク角ｍａｐ＿ＣＲ４、ｍａｐ＿ＣＲ５より、ＣＲ４、ＣＲ５を導出する。
【０１１４】
これにより、電磁駆動弁制御部８２は、運転中の内燃機関１の負荷が高負荷の場合には、クランクシャフト１２の回転数に応じて吸気側電磁駆動弁４１と排気側電磁駆動弁４２とを作動させて、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７のリフト量を、これらの弁体４５が開弁している最中にクランクシャフト１２の回転数に応じて変化させる。これにより、運転中の内燃機関１の負荷が高負荷の場合には、吸気バルブ４６や排気バルブ４７は、少なくとも通常リフト量で開弁する期間を設けて開口面積を確保し、また、干渉領域１０８付近では小リフト量にして吸気バルブ４６や排気バルブ４７とピストン８との干渉を抑制している。
【０１１５】
図２２−１、図２２−２は、本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例３に係る電磁駆動弁４０の制御装置１４０の制御方法、即ち、当該電磁駆動弁４０の制御装置１４０の処理手順について説明する。なお、以下の説明では、吸気側電磁駆動弁４１と排気側電磁駆動弁４２とのうち、排気側電磁駆動弁４２の制御について説明する。この処理手順では、まず、クランク角検出センサ３１で検出した検出結果より、ＥＣＵ１５０のクランク角取得部８３で回転中のクランクシャフト１２のクランク角を取得し（ステップＳＴ３０１）、取得したクランク角より、運転中の内燃機関１がバルブタイミングを計算するタイミングであるかをＥＣＵ１５０の計算タイミング判断部８４で判断する（ステップＳＴ３０２）。この判断により、運転中の内燃機関１はバルブタイミングを計算するタイミングではないと判断した場合には、ステップＳＴ３０１に戻り、再びクランク角を取得する。
【０１１６】
計算タイミング判断部８４で、運転中の内燃機関１がバルブタイミングを計算するタイミングであると判断された場合には、次に、ＥＣＵ１５０の回転数取得部８５で、内燃機関１運転時のクランクシャフト１２の回転数を取得する（ステップＳＴ３０３）。次に、回転数取得部８５で取得したクランクシャフト１２の回転数より、ＥＣＵ１５０のバルブ制御計算部８６で、クランクシャフト１２の回転数に応じた排気バルブ４７の閉弁時期である排気閉弁時期ＥＸＣＬを算出する（ステップＳＴ３０４）。
【０１１７】
次に、クランクシャフト１２の回転数に対応した排気側の干渉クランク角ＣＲ２を導出する（ステップＳＴ３０５）。つまり、干渉クランク角導出部１２１が、記憶部８８に記憶された干渉クランク角マップ（図１７参照）を参照し、回転数（ＮＥ）に対応した排気側の干渉クランク角であるｍａｐ＿ＣＲ２を、排気閉弁時期ＥＸＣＬと比較する干渉クランク角ＣＲ２として導出する。
【０１１８】
次に、排気閉弁時期ＥＸＣＬが、排気バルブ４７とピストン８との干渉基準となるＣＲ２以上であるかを、ＥＣＵ１５０の干渉判断部８７で判断する（ステップＳＴ３０６）。即ち、干渉判断部８７で、排気閉弁時期ＥＸＣＬと、干渉クランク角導出部１２１で導出したＣＲ２とを比較し、ＣＲ２≦ＥＸＣＬであるかを判断する。
【０１１９】
この判断により、ＥＸＣＬがＣＲ２以上であると判断された場合には、バルブ制御計算部８６で排気バルブ４７のリフト量を示すフラグであるＬｅｘを小リフトにする（ステップＳＴ３０７）。また、干渉判断部８７での判断により、ＥＸＣＬがＣＲ２よりも小さいと判断された場合には、フラグＬｅｘを通常リフトにする（ステップＳＴ３０８）。
【０１２０】
次に、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有する負荷取得部１５１で、アクセルペダル（図示省略）の開度等より内燃機関１運転時の負荷を取得する（ステップＳＴ３０９）。次に、負荷取得部１５１で取得した負荷が、高負荷であるかを判断する（ステップＳＴ３１０）。詳しくは、負荷取得部１５１で取得した負荷が、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有する負荷判断部１５２に伝達され、負荷判断部１５２で行なう。なお、この判断は、負荷を数値化して所定の数値以上の場合には高負荷であると判断してもよく、また、複数のパラメータより作成した負荷のマップを予め記憶部８８に記憶しておき、負荷取得部１５１で取得した負荷をこのマップに照らし合わせて、マップ上の所定の範囲に位置する場合には、高負荷であると判断してもよい。
【０１２１】
この判断により、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷であると負荷判断部１５２で判断された場合には、クランクシャフト１２の回転数に対応した排気側のリフト量変化クランク角ＣＲ５を導出する（ステップＳＴ３１１）。つまり、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有するリフト量変化クランク角導出部１５３が、記憶部８８に記憶されたリフト量変化クランク角マップ（図示省略）を参照し、クランクシャフト１２の回転数に対応した排気側のリフト量変化クランク角であるｍａｐ＿ＣＲ５を、排気側のリフト量変化クランク角ＣＲ５として導出する。
【０１２２】
また、負荷判断部１５２での判断により、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷であると判断された場合には、内燃機関１の運転が高負荷であるかを示すフラグであるＦＬＧをＯＮにする（ステップＳＴ３１２）。このＦＬＧは、バルブ制御計算部８６によって内容が変更され、また、ＦＬＧは、ＥＣＵ１５０の記憶部８８で記憶される。また、負荷取得部１５１で取得した負荷が高負荷ではないと負荷判断部１５２で判断された場合には、ＦＬＧをＯＦＦにする（ステップＳＴ３１３）。
【０１２３】
次に、運転中の内燃機関１のクランク角をクランク角取得部８３で取得する（ステップＳＴ３１４）。次に、取得したクランク角が排気バルブ４７の開弁時期であるかを判断する（ステップＳＴ３１５）。この判断は、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有する開閉時期判断部１５４によって行なわれる。この開閉時期判断部１５４には、クランク角取得部８３で取得したクランク角がクランク角取得部８３から伝達され、開閉時期判断部１５４は、伝達されたクランク角より、運転中の内燃機関１が排気バルブ４７の開弁時期であるかを判断する。この判断により、排気バルブ４７の開弁時期ではないと判断された場合には、ステップＳＴ３１４に戻ってクランク角を取得し、クランク角が開弁時期になるまで開弁時期の判断を繰り返す。
【０１２４】
開閉時期判断部１５４の判断により、運転中の内燃機関１が排気バルブの開弁時期であると判断された場合には、次に、内燃機関１の運転が高負荷であるかを示すＦＬＧがＯＮであるかを判断する（ステップＳＴ３１６）。この判断は、負荷判断部１５２で行ない、ＦＬＧ＝ＯＮであると判断された場合には、通常リフトで排気バルブ４７を開弁する（ステップＳＴ３１７）。即ち、開閉時期判断部１５４での判断の結果が電磁駆動弁制御部８２に伝達され、この結果に応じて電磁駆動弁制御部８２が駆動回路３３に対して排気側電磁駆動弁４２を通常リフト量で開弁させる制御信号を送信する。制御信号を受けた駆動回路３３は、排気側電磁駆動弁４２に対して励磁電流を供給し、これにより排気側電磁駆動弁４２は作動して排気バルブ４７を通常リフト量で開弁する。
【０１２５】
これに対し、負荷判断部１５２での判断により、ＦＬＧ＝ＯＮではないと判断された場合には、小リフトで排気バルブ４７を開弁する（ステップＳＴ３１８）。即ち、電磁駆動弁制御部８２及び駆動回路３３によって排気側電磁駆動弁４２を作動させ、排気バルブ４７を小リフト量で開弁させる。
【０１２６】
排気側電磁駆動弁４２を開弁した場合には、次に、排気バルブ４７のリフト量を示すフラグＬｅｘの状態とＦＬＧの状態とを判断する。具体的には、Ｌｅｘ＝小リフトで、且つ、ＦＬＧ＝ＯＮであるかを判断する（ステップＳＴ３１９）。この判断は、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有する開度判断部１５５でＬｅｘ＝小リフトであるかを判断し、負荷判断部１５２でＦＬＧ＝ＯＮであるかを判断する。この判断により、Ｌｅｘ＝小リフトで、且つ、ＦＬＧ＝ＯＮではないと判断された場合には、後述するステップＳＴ３２３に向かう。
【０１２７】
これに対し、開度判断部１５５での判断により、Ｌｅｘ＝小リフトで、且つ、ＦＬＧ＝ＯＮであると判断された場合には、次に、運転中の内燃機関１のクランク角をクランク角取得部８３で取得する（ステップＳＴ３２０）。次に、クランク角取得部８３で取得したクランク角が、リフト量変化クランク角導出部１５３で導出したリフト量変化クランク角ＣＲ５であるかを判断する（ステップＳＴ３２１）。この判断は、ＥＣＵ１５０の処理部８１が有するリフト量変化クランク角判断部１５６で判断し、このリフト量変化クランク角判断部１５６により、クランク角取得部８３で取得したクランク角＝ＣＲ５であるかを判断する。この判断により、取得したクランク角がリフト量変化クランク角ＣＲ５ではないと判断された場合には、ステップＳＴ３２０に戻ってクランク角を取得し、クランク角がＣＲ５になるまで、リフト量変化クランク角判断部１５６での判断を繰り返す。
【０１２８】
リフト量変化クランク角判断部１５６での判断により、クランク角＝ＣＲ５であると判断された場合には、排気バルブ４７の開度を小リフトに移動する（ステップＳＴ３２２）（図２１参照）。詳しくは、電磁駆動弁制御部８２及び駆動回路３３によって排気側電磁駆動弁４２を作動させ、排気バルブ４７が通常リフト量で開弁している場合には、リフト量を小リフト量に移動させ、排気バルブ４７を小リフト量で開弁させる。つまり、Ｌｅｘ＝小リフトで、且つ、ＦＬＧ＝ＯＮの場合、即ち、電磁駆動弁４０のリフト量が小リフト量で、内燃機関１運転時の負荷が高負荷である場合には、クランク角がリフト量変化クランク角ＣＲ５に到達した際に、リフト量を小リフト量にする。
【０１２９】
排気バルブ４７のリフト量を小リフト量にした後、または、開度判断部１５５、及び負荷判断部１５２の判断で（ステップＳＴ３１９）、Ｌｅｘ＝小リフトで、且つ、ＦＬＧ＝ＯＮではないと判断された場合には、次に、運転中の内燃機関１のクランク角をクランク角取得部８３で取得する（ステップＳＴ３２３）。次に、取得したクランク角が排気バルブ４７の閉弁時期であるかを判断する（ステップＳＴ３２４）。この判断は、ＥＣＵ１５０の開閉時期判断部１５４によって行なわれる。この開閉時期判断部１５４には、クランク角取得部８３で取得したクランク角がクランク角取得部８３から伝達され、開閉時期判断部１５４は、伝達されたクランク角より、運転中の内燃機関１が排気バルブ４７の閉弁時期であるかを判断する。この判断により、排気バルブ４７の閉弁時期ではないと判断された場合には、ステップＳＴ３２３に戻ってクランク角を取得し、クランク角が閉弁時期になるまで閉弁時期の判断を繰り返す。
【０１３０】
開閉時期判断部１５４の判断により、運転中の内燃機関１が排気バルブ４７の閉弁時期であると判断された場合には、排気バルブ４７の閉弁処理を行なう（ステップＳＴ３２５）。即ち、電磁駆動弁制御部８２及び駆動回路３３によって排気側電磁駆動弁４２を作動させて排気側電磁駆動弁４２を閉弁作動させ、開弁状態の排気バルブ４７を閉弁する。
【０１３１】
なお、この処理手順は排気側電磁駆動弁４２の制御について説明しているが、吸気側電磁駆動弁４１を制御する場合も、同様の処理手順で行なう。即ち、クランクシャフト１２の回転数に応じて吸気バルブ４６を小リフト量、または通常リフト量のいずれで開弁するかを判断し、また、内燃機関１の運転時の負荷が高負荷であるかを判断する。これらの判断により、吸気バルブ４６の開弁初期には小リフト量で開弁する必要があり、且つ、運転中の内燃機関１の負荷が高負荷である場合には、まず、小リフトで吸気バルブ４６を開弁し、所定のクランク角になった際にリフト量を通常リフト量にする。
【０１３２】
以上の電磁駆動弁４０の制御装置１４０は、ＥＣＵ１５０の処理部８１に負荷取得部１５１を設けて内燃機関１運転時の負荷を取得し、取得した負荷が高負荷の場合には、電磁駆動弁４０を通常リフト量で開弁する期間を設けている。つまり、取得した負荷が高負荷の場合には、吸気側電磁駆動弁４１では、運転中の内燃機関１のクランク角がリフト量変化クランク角ＣＲ４に到達した際に、吸気バルブ４６を小リフトから通常リフトに移動させている。また、取得した負荷が高負荷の場合、排気側電磁駆動弁４２では、運転中の内燃機関１のクランク角がリフト量変化クランク角ＣＲ５に到達した際に、排気バルブを通常リフトから小リフトに移動させている。
【０１３３】
換言すると、運転中の内燃機関１の負荷が高負荷の場合には、吸気側電磁駆動弁４１では、干渉領域１０８における吸気バルブ４６の開度は小リフト量にし、クランク角がリフト量変化クランク角ＣＲ４に到達した際、つまり、干渉領域１０８での開弁を経過した後に、吸気バルブ４６の開度を通常リフト量にしている。また、運転中の内燃機関１の負荷が高負荷の場合には、排気側電磁駆動弁４２では、干渉領域１０８での開弁より前の排気バルブ４７の開度は通常リフト量にし、クランク角がリフト量変化クランク角ＣＲ５に到達した際、つまり、干渉領域１０８では、排気バルブ４７の開度を小リフト量にしている。
【０１３４】
このように、干渉領域１０８では吸気バルブ４６や排気バルブ４７を小リフト量で開弁しているので、吸気バルブ４６や排気バルブ４７とピストン８とが干渉することを抑制できる。また、内燃機関１を高負荷で運転している際の干渉領域１０８以外の開弁は、通常リフト量で開弁しているので、効率よく多量の吸排気をする必要がある高負荷運転時の吸排気の開口面積を確保することができる。これらの結果、高負荷運転時において、より確実に電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【０１３５】
また、小リフトで開弁した吸気側電磁駆動弁４１は、クランク角がリフト量変化クランク角ＣＲ４に到達した際に通常リフトで開弁しているので、吸気行程の途中から吸気通路２１の開口面積が大きくなっている。このため、吸気時における慣性効果を最大限に活用できる。つまり、吸気行程前半では、ピストン８が上死点から下死点の方向に向かうことにより気筒５内に負圧が発生し、吸気通路２１から新気が導かれる。この時、気筒５内に流入する新気は、大きな流速を得て流入するので気筒５内の圧力が高くなっても流れは停止せず、正圧に転じるまで気筒５内に流入する。即ち、吸入行程では慣性効果が生じるが、吸気行程の途中からは吸気通路２１の開口面積が大きくなっているので、吸気時における慣性効果を最大限に活用できる。これらの結果、吸排気の効率を、より確実に向上させることができる。
【０１３６】
また、排気側電磁駆動弁４２の開弁直後は通常リフトで開弁し、クランク角がリフト量変化クランク角ＣＲ５に到達した際に、小リフトにしているので、排気行程の前半は排気通路の開口面積が大きくなっており、排気行程の途中から排気通路の開口面積が小さくなっている。このため、排気行程における前半で、排気ガスの大半を排気させることができ、燃焼室１５内の残留排気ガスを、より確実に低減できる。この結果、内燃機関１の高負荷運転時におけるノッキングの発生を低減することができる。
【０１３７】
なお、上述した電磁駆動弁４０は、２種類の開度で弁体４５が開くように設けられているが、弁体４５は３種類以上の開度で開くように設けられていてもよい。要は、複数の開度で開弁するように電磁駆動弁４０が設けられている場合において、大開度で開弁した際には弁体４５とピストン８とが干渉する場合には、小開度で開弁し、それ以外の場合には大開度で開弁するように設けられていればよい。これにより、電磁駆動弁４０とピストン８との干渉を抑制しつつ吸排気時の開口面積を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
以上のように、本発明に係る電磁駆動弁の制御装置は、電磁駆動弁を有する内燃機関に有用であり、特に、内燃機関運転時における吸排気バルブとピストンとの干渉の抑制と、運転性能の確保とを両立する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図２】図１に示す電磁駆動弁の詳細図である。
【図３】図１のＡ部詳細図である。
【図４】図２に示す電磁駆動弁を通常リフト量で開弁している状態を示す説明図である。
【図５】図２に示す電磁駆動弁の閉弁状態を示す説明図である。
【図６】内燃機関の高回転時における吸気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図７】内燃機関の低回転時に通常リフト量で開弁した場合における吸気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図８】内燃機関の低回転時に小リフト量で開弁した場合における吸気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図９】内燃機関の高回転時における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図１０】内燃機関の低回転時に通常リフト量で開弁した場合における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図１１】内燃機関の低回転時に小リフト量で開弁した場合における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図１２】内燃機関の高回転時における吸気バルブと排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図１３】内燃機関の低回転時に通常リフト量で開弁した場合における吸気バルブと排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図１４】内燃機関の低回転時に小リフト量で開弁した場合における吸気バルブと排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施例１に係る電磁駆動弁の制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【図１６】本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図１７】クランクシャフトの回転数に対する干渉クランク角の一例を示す図表である。
【図１８】本発明の実施例２に係る電磁駆動弁の制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【図１９】本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図２０】本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の低回転時における吸気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図２１】本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置が設けられた内燃機関の低回転時における排気バルブとピストンとの位置関係を示す説明図である。
【図２２−１】本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【図２２−２】本発明の実施例３に係る電磁駆動弁の制御装置の処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  内燃機関
３、１１０、１４０  制御装置
５  気筒
６  シリンダヘッド
７  シリンダブロック
８  ピストン
９  ピストン上面
１０  バルブリセス
１１  コネクティングロッド
１２  クランクシャフト
１５  燃焼室
１８  冷却水路
２１  吸気通路
２２  排気通路
２５  点火プラグ
２６  点火部
３０  インジェクタ
３１  クランク角検出センサ
３３  駆動回路
４０  電磁駆動弁
４１  吸気側電磁駆動弁
４２  排気側電磁駆動弁
４５  弁体
４６  吸気バルブ
４７  排気バルブ
５０  バルブステム
５１  バルブガイド
５２  アーマチャシャフト
５３  アーマチャ
５５  ロアリテーナ
５６  ロアスプリング
５７  ロアコイル
５８  ロアコア
６０  アッパリテーナ
６１  アッパスプリング
６２  アッパコイル
６３  アッパコア
６５  アッパキャップ
６６  アジャストボルト
６８  外筒
７０  小リフト状態
７１  通常リフト状態
７２  閉弁状態
８０、１２０、１５０  ＥＣＵ
８１  処理部
８２  電磁駆動弁制御部
８３  クランク角取得部
８４  計算タイミング判断部
８５  回転数取得部
８６  バルブ制御計算部
８７  干渉判断部
８８  記憶部
８９  入出力部
１０１  吸気バルブ開度線
１０２  排気バルブ開度線
１０３  ピストン位置線
１０４  上死点
１０５  下死点
１０８  干渉領域
１２１  干渉クランク角導出部
１３０  干渉クランク角マップ
１５１  負荷取得部
１５２  負荷判断部
１５３  リフト量変化クランク角導出部
１５４  開閉時期判断部
１５５  開度判断部
１５６  リフト量変化クランク角判断部
【図１】
2008002404.tif 000003
【図２】
2008002404.tif 000004
【図３】
2008002404.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008002404.tif 000009
【図８】
2008002404.tif 000010
【図９】
2008002404.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2008002404.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008002404.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2008002404.tif 000017
【図１６】
2008002404.tif 000018
【図１７】
2008002404.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2008002404.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
2008002404.tif 000023
【図２２−１】
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【図２２−２】
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