(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）が、少なくとも、開弁角度、閉弁角度、弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）、及び弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）の位相状態（ｐｎ）の諸パラメータによって作動を表すことのできる少なくとも一つの吸気弁（１４）を備え、
前記諸パラメータの少なくとも一つのパラメータ（ｐｎ）が連続的に調節可能で、且つ別の一つのパラメータ（Ｈ１、Ｈ２）が段階的に切り換え可能であり、
段階的に切換え可能なパラメータ（Ｈ１、Ｈ２）の切り換え（７４）に先だって、連続的に調節可能なパラメータ（ｐｎ）が調節されて、段階的に切換え可能なパラメータ（Ｈ１、Ｈ２）の切り換え（７４）の際に、吸気弁（１４）に割当てられている燃焼室（１２）の燃焼の少なくとも一つの状態値（ｒｌ）が変化しないようにされ、
前記段階的に切り換え可能なパラメータは、異なる弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）が少なくともその時々の最大ストロークによって区別されるように、弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）であり、且つ前記連続的に調節可能なパラメータは、クランクシャフト角度に対する弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）の位相状態（ｐｎ）である、
内燃機関（１０）の作動方法において、
弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）の切り換え（７４）の時点で、吸気弁（１４）と排気弁（２６）との間の弁のオーバーラップが行われないことを特徴とする内燃機関の作動方法。
【請求項２】
燃焼の前記少なくとも一つの状態値が、外気充填率（ｒｌ）及び燃焼の重心の少なくともいずれかを含んでいるということを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の作動方法。
【請求項３】
吸気弁（１４）の閉弁角度が、全ての弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）で同一の位相状態（ｐｎ）の場合に等しく、且つ弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）の切り換え（７４）が、低い回転数の場合及び中間の回転数の場合の少なくともいずれかの場合にのみ行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の作動方法。
【請求項４】
より小さな最大ストロークを有する弁ストローク曲線（Ｈ２）が、より大きな最大ストロークを有する弁ストローク曲線（Ｈ１）の中の中央に配置されること、及び一つの弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）から別の弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）への切り換え（７４）が、弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）の位相状態を遅い方へ変位して、両方の弁ストローク曲線（Ｈ１、Ｈ２）によって燃焼室（１２）の中で同じ外気充填率（ｒｌ）が達成される位相状態（ｐｎ１）で行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の作動方法。
【請求項５】
燃焼室一つ当たり複数の吸気弁が存在しており、且つそれ等の吸気弁のうちの少なくとも一つの弁ストローク曲線の一つが最大ストロークゼロを有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の内燃機関の作動方法。
【請求項６】
コンピュータの上で実行された時に、請求項１ないし５のいずれかに記載の作動方法の実施のために適していることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
フラッシュメモリーに格納されていることを特徴とする請求項６に記載のコンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のコンピュータプログラムが格納された記憶装置を含むことを特徴とする内燃機関を作動させるための制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の制御装置（５０）を含むことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、先ず、少なくとも、開弁角度、閉弁角度、弁ストローク曲線、及び弁ストローク曲線の位相状態の諸パラメータによって作動を記述することのできる少なくとも一つの吸気弁を備え、その際そのような諸パラメータの少なくとも一つが、連続的に調節され且つ別の一つのパラメータが段階的に切り換えることができる、内燃機関を作動させるための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
その様な内燃機関を作動させるための方法の一つが市場から知られている。該当する内燃機関の一つは、いわゆる“可変弁制御装置”を備えている。その様な可変弁制御装置は、特に、高い回転数でも作動させることのできる内燃機関の場合には、少ない排気ガス（中の大気汚染物質）排出と低い燃料消費率という利点を持っており、これ等の利点は、高い回転数（最高出力領域）の場合でも中間の回転数（最大トルク領域）の場合でも、更に又低い回転数の場合でも、良好に満たされる。
【０００３】
通常、内燃機関の吸気弁はカムシャフトによって駆動される。カムシャフトによって、内燃機関のカムシャフトの特定の“開弁角度”或いは特定の“閉弁角度”に対応する吸気弁が開かれ或いは閉じられる。吸気弁がカムシャフトによって何時駆動されるかという弁ストローク曲線は、カムの形状によって定められる。弁ストローク曲線の位相状態も又、通常は内燃機関の個々のシリンダー独自のカムシャフトの角度に係わっており、且つクランクシャフトに対するカムシャフトの角度位置に依存している。
【０００４】
従来の技術から様々な種類の可変弁制御装置が知られている。例えば、内燃機関の運転中に、必要であれば、カムシャフトをその長軸を中心としてクランクシャフトに対して回転させることが可能である。カムシャフトの回転は二つの最終位置の間で無段階的に可能である。これによって、弁ストローク曲線の位相状態は二つの最終位置の間で無段階的に変化させることができる。
【０００５】
カムシャフト（このカムシャフトは、カムシャフトの軸方向に変化しているプロフィル（断面形）を持つカムを有している）を長軸方向にスライドさせることも可能である。この操作によって上述した全てのパラメータを変化させることができる。
【０００６】
更に、吸気弁の制御のために、単にカムのプロフィルだけでなく対にして配置された二つのカムプロフィルを持つカムシャフトが存在している。その様なカムシャフトをその長軸方向にスライドさせることによって、前もってそれぞれのカムによって与えられている二つの弁ストローク曲線の何れかを選択することができる。
【０００７】
一つの弁ストローク曲線から別の弁ストローク曲線への切り換えを行う場合には、しかるべき対抗措置が無いとすれば、燃焼室内の様々な状態値（量）が、又その結果として内燃機関のトルクが、急激に変化することがあるという問題が生じる。例えば、大きな弁ストロークを有する弁ストローク曲線から小さな弁ストロークを有する弁ストローク曲線へ切り換えられると、燃焼室内へ送り込まれる外気が急激に減少し、これが再び内燃機関の“ガクガク作動”を引き起こす。
【０００８】
内燃機関のトルクのその様な突然の急激な変化が生じない様にするために、これまでは、ストロークの切り換え、内燃機関のスロットルバルブの制御、点火角度の出力、及び燃焼室内への燃料の噴射が、高いコストを掛けて同期化されていた。
【０００９】
これ等の同期化の制御はできる限り正確に切り換え時点を知ることが必要となるが、この切り換え時点は、油圧式調節システムの場合でしかもとりわけオイルが冷えている場合には、明らかに制御自体よりも遅れてしまうことがある。更にその様なシステムの診断も非常にコストが掛かる。システムの診断が必要なのは、誤った切り換え位置は、（例え、唯一つのシリンダの切り換え位置であっても）内燃機関のミスファイアや望ましくない加速或いは減速をもたらすことがあるからである。しかも、このことは既に低い回転数や中間の回転数の下でも起こり得る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、少なくとも、開弁角度、閉弁角度、弁ストローク曲線、及び弁ストローク曲線の位相状態の諸パラメータによって作動を記述することのできる少なくとも一つの吸気弁を備え、その際前記諸パラメータの少なくとも一つパラメータが連続的に調節可能で、且つ別の一つのパラメータが段階的に切り換え可能な、内燃機関の作動方法において、そのようなパラメータの正確な切り換えを、同期化コスト及び診断コストを低減するか或いは更に全く不要にすることで実現することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題は、前述のような内燃機関の作動方法において、段階的に切り換え可能のパラメータの切換えの前に、連続的に調節可能のパラメータが、段階的に切換え可能なパラメータの切り換えの際に当該の吸気弁に割当てられている燃焼室の燃焼の少なくとも一つの状態大きさが全く或いは殆ど変化しないように調節されることによって解決される。
【００１２】
本発明に従って、吸気弁の駆動を記述する多くのパラメータの場合、燃焼室内の類似の或いは同じ燃焼状態は、異なるパラメータ組み合わせを用いて達成することができるということが分かった。その結果、パラメータの連続的な調節可能性は、パラメータを、切り換え可能なパラメータの変化が燃焼室の内の燃焼の一つ或いは幾つかの状態値に全く或いは殆ど影響を与えないように調節することが可能となる。
【００１３】
しかしながら、トルクに係わる燃焼室内の燃焼パラメータが切り換えによって全く或いは殆ど影響を受けていない場合には、例えば、切り換え可能なパラメータの切り換え過程と、点火時点、噴射時点、及びスロットルバルブ位置との間のコストの掛かる同期化及びこれ等の同期化の診断を放棄することができる。従って内燃機関を比較的安価に製造することができる。
【００１４】
本発明の有利な拡張例は、複数の従属請求項に示されている。
第一の拡張例では、燃焼の状態値が外気充填率及び／又は燃焼の重心を含むということが提案される。これ等の二つのパラメータは、内燃機関のトルクに対して特に重要な影響を与える。
【００１５】
また、段階的に切り換え可能なパラメータは、異なる弁ストローク曲線が少なくともそれぞれの最大ストロークによって区別されているように、弁ストローク曲線に係わっているということ、並びに連続的に調節可能なパラメータは弁ストローク曲線の位相状態に係わっているということが提案される。
【００１６】
これ等の二つのパラメータについて言えば、一方では、燃焼室内の燃焼に対して特に強い影響を与えるパラメータ、従ってこれによって可変弁制御の一般的な利点を上手く実現することのできるパラメータが重要である。更にこれ等のパラメータは、技術的に比較的簡単に変化させることができる。
【００１７】
同じ位相状態の場合の給気弁の閉弁角度が何れの弁ストローク曲線の場合にもほゞ同じであり、且つ弁ストローク曲線の切り換えが低い回転数の時にのみ行われると、特に有利である。
【００１８】
この拡張例の基本的な思想は、特に、低い回転数の時に、吸気弁の閉弁時点或いは閉弁角度が燃焼室内の外気充填率に対して大きな影響を与えるという事実にある。かくして、弁ストローク曲線の切り換えが低い回転数の時にのみ行われる場合には、該曲線の切り換えを弁ストローク曲線の位相状態とは十分に無関係に行うことができる。この方法は極めて容易に実現することができる。
【００１９】
その際、弁ストローク曲線の切り換えの時点で、吸気弁と排気弁との間に弁オーバーラップが全く或いは殆ど無いと、非常に有利である。これによって、弁ストローク曲線の切り換えの際に、内部排気ガス再循環のために燃焼室内にある残留ガス成分が殆ど変化しないということがもたらされる。従って、与えられた点火角度の下では、燃焼の重心又従って内燃機関のトルクは僅かしか変化しない。
【００２０】
本発明に基づく方法の有利な実施例では、より小さな最大ストロークを有する弁ストローク曲線が、より大きな最大ストロークを有する弁ストローク曲線の中のほゞ中央に配置されるということ、及び一つの弁ストローク曲線から別の弁ストローク曲線への切り換えが、両方の弁ストローク曲線によって燃焼室の中でほゞ同じ外気充填率が達成される、弁ストローク曲線の遅い位相状態で行われるということも提案される。
【００２１】
これによって、個々の吸気弁ストローク曲線の閉弁角度を等しく設定した場合には、事情によっては、小さい最大ストロークではストローク曲線の十分な早期移動ができないという事実が考慮される。しかしながら、その様な大幅な早期移動によってのみ、スロットルバルブを対応して開くことから得られる燃料節約の潜在的可能性を、しばしば、最適に利用することができる。それでも弁ストローク曲線の早期移動には、燃焼室内で運動しているピストンとの衝突の危険性によって次の様な限界が設定されている。小さな最大ストロークを有するストローク曲線から大きな最大ストロークを有するストローク曲線へ誤って切り換えられて、ストローク曲線が“早い”方へ大きく移動されると、その様な吸気弁とピストンとの衝突の危険性が生まれることがあり、その様な衝突は不可避的に内燃機関に対する損傷をもたらすであろう。
【００２２】
本発明に基づく方法の提案されている上記の実施態様は、小さい最大ストロークを有する弁ストローク曲線の位相状態を“早い”方へ向かって十分移動させると同時に、大きな最大ストロークを有する弁ストローク曲線を“遅い”方に残しておくことを可能にする。これによって、大きな最大ストロークへの誤った切り換えの際に、吸気弁とピストンとの衝突の危険性が低減される。それでも切り換えの際にトルクの急激な変化を全く発生させない様にするために、切り換えは、比較的遅い位相状態で、且つどちらの弁ストローク曲線でも燃焼室内でほゞ同じ外気充填率が達成される様なクランクシャフト角度の時に行われる。
【００２３】
燃焼室一つ当たり複数の吸気弁が存在しており、且つそれ等の吸気弁のうちの少なくとも一つの弁ストローク曲線の一つが最大ストロークゼロを有していることもあり得る。結局のところその様な弁ストローク曲線によって、対応する吸気弁は遮断される。
【００２４】
冒頭に述べられた解決策に対する代替策として、本発明に基づいて、吸気弁の閉弁角度が全ての弁ストローク曲線でほぼ等しく、且つ一つの弁ストローク曲線から別の弁ストローク曲線への切り換えが低い回転数の時にだけ行われるということも提案される。本発明に基づく方法のこの変形例は、とりわけ簡単に且つ価格的に有利に実現が可能である。
【００２５】
本発明は又、コンピュータの上で実行されると、上記の作動方法の実施のために適しているコンピュータプログラムにも係わっている。その際、このコンピュータプログラムが、記憶装置、とりわけフラッシュメモリーに格納されていると、とりわけ有利である。
【００２６】
本発明は又、内燃機関を作動させるための制御装置にも係わっている。該制御装置が、上記の種類のコンピュータプログラムが格納された記憶装置を含んでいると、とりわけ有利である。
【００２７】
更に本発明は、上記の種類の制御装置を備えている内燃機関に係わっている。
【００２８】
【実施例】
図１において、内燃機関は全体として参照記号１０を与えられている。内燃機関１０は、複数のシリンダを含んでおり（図１には一つのシリンダのみ示されている）、該シリンダは燃焼室１２を含んでいる。燃焼室１２には、燃焼用空気が吸気弁１４と吸気管１６を通して供給される。燃料噴射装置１８は、燃料を吸気管１６の中へ噴射する。燃料は燃料系２０によって準備される。スロットル弁２２は、吸気管１６の断面を狭くすることを可能にする。吸気管１６によって吸引されるエアマスは、ＨＦＭセンサ（ホットフィルム式エアマスセンサ）２４によって測定される。
【００２９】
燃焼排出ガスは、燃焼室１２から排気弁２６を通して排気管２８へ送り出される。燃焼室１２内の燃料／空気混合気は点火プラグ３０によって点火されるが、点火プラグ３０は点火システム３２によって制御される。図示されていないピストンは、同じく図示されていない連接棒を介して、象徴的に示されているクランクシャフト３４と連接されている。クランクシャフト３４の角度位置と回転数はセンサ３６によって測定される。
【００３０】
吸気弁１４は吸気カムシャフト３８によって、排気弁２６は排気カムシャフト４０によって駆動される。カムシャフト３８及び４０は、アクチュエータ４２及び４４によって、後で詳しく説明される方法で、調節可能である。吸気カムシャフト３８の実際の角度位置はセンサ４６によって測定される。排気カムシャフト４０の実際の角度位置はセンサ４８によって測定される。
【００３１】
内燃機関１０の作動は、制御装置５０によって調整或いは制御される。制御装置５０の入力側は、ＨＦＭセンサ２４、クランクシャフトセンサ３６、並びにカムシャフトセンサ４６及び４８に接続されている。制御装置５０の出力側は、燃料噴射装置１８、スロットル弁２２、点火システム３２、カムシャフト３８及び４０のアクチュエータ４２及び４４に接続されている。
【００３２】
図２には、図１の吸気カムシャフト３８と、図１には示されていない、吸気弁１４のタペット５２が示されている。図２には、角度位置が異なる場合の吸気カムシャフト３８の全部で５つの個別図が示されている。簡単にするために、参照符号は一つの個別図にのみ示されている。
【００３３】
図２から、吸気カムシャフト３８は、吸気弁１４一つ当たり、対にして配置された二つのカム５４及び５６を備えているということが分かる。アクチュエータ４２によって生じさせることができる吸気カムシャフト３８の長軸方向の移動によって、カム５４又はカム５６がタペット５２に対して作用する。カム５４のストローク曲線は、図３にＨ１で示され、カム５６のストローク曲線は図３にＨ２で示されている。図２では、カム５４によって生み出されるタペット５２の位置は実線で表され、カム５６によって生み出されるタペット位置は鎖線で表されている。
【００３４】
図３から、カム５４によって生み出されるタペット５２の最大ストロークｈｍａｘｌは、カム５６によって生み出されるタペット５２の最大ストロークｈｍａｘ２よりも凡そ２倍大きいことが分かる。また、吸気弁１４は、タペット５２がカム５６によって駆動された時には、タペット５２がカム５４によって駆動された場合よりも遅く開くということも分かる。最後に、図３から、吸気弁１４の閉弁角度は、二つのストローク曲線Ｈ１及びＨ２のどちらの場合も、常に同じであるということが分かる。このことについては次の考察が基礎となっている。
【００３５】
可変弁制御時間は、全ての回転数領域において排気ガスによる大気汚染を少なくし且つ燃料消費率を引き下げるという要求を、非可変弁制御の場合よりもより良く満たすことができるという利点を持っている。吸気弁１４の制御時間を変化させるために可能な一つの簡単な手段は、タペット５２をカム５４或いはカム５６によって駆動し、これによって図３の異なるストローク曲線Ｈ１又はＨ２が実現できるようにすることである。しかしながらその際には、一つのストローク曲線から別のストローク曲線への切り換えの際に、トルクがその切り換えのために急激に変化しないように留意しなければならない。
【００３６】
低い回転数の場合には、燃焼室１２内へ到達する空気充填率は、ストローク曲線が異なっていても、弁ストローク曲線の閉弁時点が同じであれば、ほゞ同じであるということが既に知られている。しかしながら、燃焼室１２内に存在している空気充填率は、内燃機関１０が生成するトルクにとって決定的なパラメータである。それ故、図３の二つのストローク曲線Ｈ１及びＨ２の場合に当てはまるように、吸気弁１４の閉弁時点が二つの弁ストローク曲線Ｈ１及びＨ２のどちらの場合でもほゞ同じであれば、少なくとも低い回転数の場合には、一つの弁ストローク曲線から別の弁ストローク曲線への切り換えの際に、内燃機関１０によって生成されるトルクに急激な変化は生じないということを仮定することができる。
【００３７】
吸気弁１４の閉弁時点を同じにすることは、二つのカム５４及び５６を、図２から理解されるように、対応する弁ストローク曲線Ｈ１及びＨ２が常に、選ばれたストローク曲線Ｈ１又はＨ２に依存しない、吸気弁１４の同じ閉弁角度をもたらすように設計し、且つ互いにリジッドに配置することによって実現することができる。ストローク曲線Ｈ２（最大ストロークが小さい方）を使用する際には、ストローク曲線Ｈ１（最大ストロークが大きい方）を使用する際よりも、吸気弁１４の閉弁をわずかに遅らせた方が有利となることさえある。これによって、特定の回転数の際に、より小さなストロークによって生じる充填損が補償されることがある。
【００３８】
しかしながら、図２及び図３に示されている実施例で理解されるように、弁ストローク曲線Ｈ１及びＨ２のいずれの場合にも、吸気弁１４の閉弁角度が等しくなるということは、図４に示されるように、特定のケースでは欠点となる。即ち、特定のケースでは、吸気弁１４の制御時間を、単に一つの弁ストローク曲線から別の弁ストローク曲線へ切り換えることによって変えるだけではなく、弁ストローク曲線の位相状態がクランクシャフト角度に対して変化されることによっても変えることが有利である。この位相変位は、吸気カムシャフト３８をクランクシャフト３４に対して回転させることによって、技術的に簡単に、連続的に、従って中間段階無しに行うことができる。即ち、その様な回転は、クランクシャフト３４に対するカムシャフトの位相変位をもたらす。
【００３９】
可変弁制御の燃料節約と大気汚染物質排出最適化の可能性をフルに利用することができるためには、例えば、小さい最大ストロークを有する弁ストローク曲線Ｈ２が使用される際には、吸気弁１４の開弁時点は、できるだけピストンの上死点の領域内、従ってクランクシャフト角度ｗｋが凡そ３６０°の所にあるべきであろう。これを達成するためには、吸気カムシャフト３８の位相状態は“早い”方へ移動される（図４を参照すると、遅い位相状態を有する弁ストローク曲線は実線（Ｈ１）又は鎖線（Ｈ２）で示され、早い位相状態を有する弁ストローク曲線Ｈ１及びＨ２は破線で示され、排気弁２６の弁ストローク曲線は二重線で示されている）。
【００４０】
しかしながら基本的に、制御装置５０でのエラーによって、小さな最大ストロークを有する小さな弁ストローク曲線Ｈ２から大きな最大ストロークを有する弁ストローク曲線Ｈ１への誤った切り換えが起こるというケースが常に考慮されていなければならない。図４には、破線で示されている弁ストローク曲線Ｈ２の早い位相状態の場合と二つの弁ストローク曲線Ｈ１及びＨ２の同時閉弁角度の場合には、その様な誤った切り換えが起こった時に吸気弁１４とピストンとの衝突が起こり得る（ピストンのストローク曲線は、図４において参照符号６２で示されている）。
【００４１】
一つのストローク曲線から別のストローク曲線への誤った切り換えの際に、吸気弁１４の弁要素と燃焼室１２のピストンとのその様な衝突を避けるために、二つの弁ストローク曲線Ｈ１及びＨ２が、互いに図５に示されているような位相状態を持っていることが有利である。弁ストローク曲線Ｈ１及びＨ２のこの“相対”位相状態は、小さな最大ストロークを有するストローク曲線Ｈ２が大きな最大ストロークを有するストローク曲線Ｈ１に対して、ほゞ中央にあるように選ばれている。
【００４２】
早い“絶対”位相状態の場合、即ちクランクシャフト角度ｗｋと関係付けられた、小さな最大ストロークを有するストローク曲線Ｈ２（これは、ピストンの上死点の領域内の開弁角度に対応している）の場合でも、小さな最大ストロークを有するストローク曲線Ｈ２から大きな最大ストロークを有するストローク曲線への誤った切り換えの際には、吸気弁１４の弁要素と内燃機関１０のピストンとの小さな衝突がもたらされるであろう（図５の曲線６２）。
【００４３】
しかしながら、今度は小さな最大ストロークを有するストローク曲線Ｈ２の閉弁角度が大きな最大ストロークを有するストローク曲線Ｈ１の閉弁角度とは異なっているので、一つのストローク曲線から別のストローク曲線への切り換えの際に、内燃機関１０のトルクに望ましくない変化が生じないことを保証するためには、別の手段が見いだされなければならない。このために図６及び図７を参照されたい。
【００４４】
図６には、図５のグラフのクランクシャフト角度ｗｋ３６０°から５４０°迄の角度領域が拡大されて示されている。点線は、吸気カムシャフト３８の位相角度の場合の弁ストローク曲線Ｈ１及びＨ２を示しており、これは値ｐｎ０に対応している。この場合、“早い”方へはっきりと変位された吸気カムシャフト３８に対応している、吸気カムシャフト３８の位相角度が重要である。
【００４５】
図７には、異なるストローク曲線Ｈ１及びＨ２を用いて、吸気カムシャフト３８の異なる位相角度の場合に達成される燃焼室１２の空気充填率ｒｌが示されている。ストローク曲線Ｈ１を用いて達成される空気充填曲線は、図７では参照符号６４を付けられ且つ実線で示されているのに対して、ストローク曲線Ｈ２（小さい最大ストローク）を用いて達成される空気充填曲線は、図７では参照符号６６を付けられ且つ鎖線で示されている
吸気カムシャフト３８の“絶対”位相状態ｐｎ０の場合には、ストローク曲線Ｈ１（大きな最大ストローク）を用いて達成される、燃焼室１２内の空気充填率は、同じ位相状態ｐｎ０でストローク曲線Ｈ２（小さな最大ストローク）を用いて達成される空気充填率よりも、はっきりと大きい。空気充填率ｒｌのこの差は、図７ではｄｒｌで表されている。しかしながら、空気充填率ｒｌのその様な差ｄｒｌは、内燃機関１０の望ましくないトルクの急激な変化をもたらすであろう。
【００４６】
しかしながら、同じく図７から、吸気カムシャフト３８の位相状態ｐｎを“遅い”方へ変位させると、ストローク曲線Ｈ２（小さい最大ストローク）を用いて燃焼室１２内で達成可能な空気充填率は高まるのに対して、ストローク曲線Ｈ１（大きい最大ストローク）を用いて燃焼室１２内で達成できる空気充填率は低下する、ということが分かる。空気充填率曲線６４は、値ｐｎ１を持つ吸気カムシャフト３８の位相状態で空気充填率曲線６６と交差する。このことは、一つのストローク曲線から別のストローク曲線への切り換えの前に、吸気カムシャフト３８の位相状態が値ｐｎ１に調節されていれば、一つのストローク曲線から別のストローク曲線への切り換えの際に、例え二つのストローク曲線の閉弁角度が異なっていても、内燃機関１０の好ましくないトルクの急激な変化を生じないということを意味している。
【００４７】
対応する方法が、図８に次の様な流れ図として示されている。スタートのブロック６８の後、ブロック７０で、ストローク曲線Ｈ１から別のストローク曲線Ｈ２へ切り換えられるべきか否かがチェックされる。切り換えられるべきである場合には、ブロック７２で吸気カムシャフト３８の位相状態ｐｎが変位される（パラメータｐｎの調節）。ブロック７２での変位の間に、ブロック７３において、調節された位相状態ｐｎでの内燃機関１０の実際の作動ポイントの場合にストローク曲線Ｈ１の空気充填率ｒｌがストローク曲線Ｈ２の空気充填率ｒｌと同じであるか否かがチェックされる（ｒｌ（Ｈ１）＝ｒ２（Ｈ２））。もし同じであれば、ブロック７４で、一つのストローク曲線から別のストローク曲線へ切り換えられる。この方法はブロック７６で終了する。
【００４８】
内燃機関１０の実際の作動ポイントで、両方のストローク曲線Ｈ１及びＨ２の空気充填率ｒｌが等しい時の吸気カムシャフト３８の位相状態は、直接一つ或いは幾つかの特性曲線のグラフから求めることができるので、対応する位相状態は直ちに到達できる、ということが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、切り換え可能な及び調節可能なカムシャフトによって制御される吸気弁を備えた内燃機関の略図である。
【図２】カムシャフトの角度位置が異なる場合に、図１のカムシャフトのカム対の二つのカムと図１の吸気弁のタペットの対応位置を示す図である。
【図３】図２の二つのカムによって生成される図１の吸気弁のストローク曲線のグラフである。
【図４】クランクシャフトに対してカムシャフトが異なる位相状態にある場合における、図２の弁ストローク曲線のグラフである。
【図５】図４に類似した、弁ストローク曲線の変形例のグラフである。
【図６】図５の曲線の一部拡大図である。
【図７】カムシャフトの位相状態が異なる場合における、図６の弁ストローク曲線によって生成された外気充填率を示したグラフである。
【図８】一つのカムから別のカムシャフトへ切り換えるための方法を示している流れ図である。
【符号の説明】
１０…内燃機関
１２…燃焼室
１４…吸気弁
１６…吸気管
１８…燃料噴射装置
２０…燃料系
２２…スロットル弁
２４…ＨＦＭセンサ（エアマスを測定）
２６…排気弁
２８…排気管
３０…点火プラグ
３２…点火システム
３４…クランクシャフト
３６…センサ（クランクシャフトの角度位置と回転数を測定）
３８…吸気カムシャフト
４０…排気カムシャフト
４２、４４…アクチュエータ（カムシャフトを調節）
４６…センサ（吸気カムの角度位置を測定）
４８…センサ（排気カムシャフトの角度位置を測定）
５０…制御装置
５２…タペット
５４、５６…カム
６２…ピストンのストローク曲線
６４…空気充填率曲線（Ｈ１）
６６…空気充填率曲線（Ｈ２）
【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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