JP5532989B2 - 可変動弁システムの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸／排気バルブのバルブタイミングの可変制御とその作用角の可変制御とを行う可変動弁システムの制御装置に関する。

近年、車載等の内燃機関に適用されるシステムとして、吸／排気バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁システムが実用されている。こうした可変動弁システムを採用する内燃機関では、その運転状況に応じて吸／排気バルブのバルブ特性を適宜に調整することで、機関出力や燃費、エミッション等の性能の向上が図られている。

また近年には、吸気バルブのバルブタイミングと作用角との双方の可変制御を行う可変動弁システムも実用されている。こうした可変動弁システムでは、バルブタイミングを固定したまま作用角を拡大すると吸気バルブの開弁時期は早くなり、作用角を縮小すると吸気バルブの開弁時期は遅くなるようになる。そこで、こうした可変動弁システムでは、作用角の変更に応じて吸気バルブの開弁時期が極端に早くなったり、遅くなったりしないように、作用角の拡大に応じて吸気バルブのバルブタイミングを遅角するようにしている。そのため、こうした可変動弁システムを採用する内燃機関の吸気バルブのバルブリフト曲線は、概ね図６に示される態様で可変とされるようになっている。

またこうした可変動弁システムでは、バルブタイミングが進角され、吸気バルブのリフト中心がピストン上死点の近くに位置する状態で作用角を拡大すると、ピストンと吸気バルブとの干渉、いわゆるバルブスタンプが発生する虞がある。こうしたバルブスタンプを回避する意味でも、吸気バルブのバルブタイミングは、作用角の拡大に応じて遅角されるようになっている。

図７は、こうした可変動弁システムにおける吸気バルブのバルブタイミングと作用角との関係を示している。同図においてハッチングで示される領域は、バルブスタンプの発生する干渉領域Ａとなっている。そのため、上記のような可変動弁システムでは、バルブタイミング及び作用角の制御範囲を干渉領域Ａ以外の領域、すなわち非干渉領域に限るようにしている。

なお、非干渉領域内でバルブタイミング及び作用角を制御しようとしても、バルブタイミングや作用角がその目標値に向って推移しつつある過渡の状態では、一時的に干渉領域Ａ内に侵入する蓋然性がある。例えば作用角の拡大に対してバルブタイミングの遅角が遅れたり、バルブタイミングの進角に対して作用角の縮小が遅れたりすれば、干渉領域Ａ内への侵入が生じることがある。

そこで従来、より確実なバルブスタンプの回避を図る技術として、特許文献１に記載の可変動弁システムの制御装置が提案されている。同文献１に記載の制御装置では、バルブタイミングの予測を行うとともに、その予測値が所定値を超えるときには、作用角を縮小するようにしている。すなわち、同文献１に記載の制御装置では、図７における干渉領域Ａと非干渉領域との境界線Ｂのやや下方に臨界曲線Ｃを設定するようにしている。そして現状の作用角とバルブタイミングの予測値との交点が、その臨界曲線Ｃを超えて干渉領域Ａ側に侵入したときには、作用角の縮小やバルブタイミングの遅角といったバルブスタンプ回避動作を実施するようにしている。

特開２００６−０２９１５９号公報

こうした従来の可変動弁システムの制御装置において、干渉領域Ａから十分な余裕を持って臨界曲線Ｃを設定すれば、バルブスタンプの発生は確かに回避することができるようになる。しかしながら、想定される状況のすべてにおいてバルブスタンプを回避可能とするには、境界線Ｂから大きな余裕を持って臨界曲線Ｃを設定せざるを得ず、その分、バルブタイミングや作用角の制御範囲が制限されてしまうようになる。なお、こうした問題は、排気バルブのバルブタイミングと作用角との双方の可変制御を行う可変動弁システムにおいても、同様に発生し得るものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、バルブスタンプを確実に回避可能としつつも、比較的広い作用角制御範囲を確保することのできる可変動弁システムの制御装置を提供することにある。

内燃機関の吸気バルブのバルブタイミング及び作用角の可変制御を行う可変動弁システムでは概ね、作用角の拡大に応じてバルブタイミングを遅角するように、バルブタイミング及び作用角の可変制御が行われる。そのため、作用角が拡大されるときには、バルブタイミングの目標値は遅角側の値に設定されるようになる。こうした状態でバルブタイミングの実値がその目標値を超えて進角側にオーバーシュートすると、バルブタイミング及び作用角が、バルブスタンプの発生する干渉領域に侵入することがある。これを確実に回避するには、干渉領域と非干渉領域との境界線から十分な余裕を持って作用角の上限ガードを行う必要がある。しかしながら、上限ガードの余裕代を大きく取れば、バルブタイミング及び作用角の制御範囲は縮小してしまうことになる。

その点、内燃機関の吸気バルブのバルブタイミングの可変制御と同吸気バルブの作用角の可変制御とを行い、作用角の目標値の拡大に応じてバルブタイミングの目標値を遅角させる可変動弁システムの制御装置としての請求項１に記載の発明は、バルブタイミングの実値を同バルブタイミングの目標値に向けて変更する際に、バルブタイミングの実値に応じて作用角の目標値の上限ガードを行うとともに、バルブタイミングの目標値がバルブスタンプ発生の蓋然性が高いバルブタイミングの目標値である規定の判定値よりも遅角側の値となるときには、そうでないときに比してその上限ガードを強化するようにしている。こうした制御装置では、吸気バルブのバルブタイミングの目標値が遅角側の値に設定されており、バルブスタンプ発生の蓋然性が高くなっているときに限り、作用角の上限ガードの強化が、すなわち干渉領域と非干渉領域との境界線から大幅の余裕を持っての上限ガードの設定が行われる。一方、そうでない通常の状態では、上記のような上限ガードの余裕代は小さく留められるようになる。したがって上記構成によれば、バルブスタンプを確実に回避可能としつつも、比較的広い作用角制御範囲を確保することができるようになる。

ところで作用角の目標値の拡大とそれに応じたバルブタイミングの目標値の遅角とを行っても、実際に作用角が拡大されるまでには、応答遅れのため、ある程度の時間を要する。したがってバルブスタンプ発生の蓋然性が実際に高くなるのは、吸気バルブのバルブタイミングの目標値が遅角されてから一定の時間が経過した後となる。そこで請求項２によるように、バルブタイミングの目標値が規定の判定値よりも遅角側の値となってからの経過時間が、作用角の目標値の拡大及びそれに伴うバルブタイミングの目標値の遅角を行ってから実作用角の拡大及びそれに伴うバルブタイミングの実値の遅角がなされるまでの応答遅れ時間である既定値を超えることを条件に上限ガードの強化を行うこととすれば、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

一方、吸気バルブのバルブタイミングの実値がその目標値よりも進角側にあるときには、バルブタイミングは遅角側に推移することになる。すなわち、このときの吸気バルブのバルブタイミングは、バルブスタンプについてはより安全な側に遷移することになる。したがって、吸気バルブのバルブタイミングの目標値が遅角されていても、その実値がある程度に進角側の値であるときには、上限ガードを強化せずとも、バルブスタンプの回避は可能である。そこで請求項３によるように、バルブタイミングの実値が同バルブタイミングの目標値よりも遅角側の値であることを条件に上限ガードの強化を行うこととすれば、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

また同様に、吸気バルブのバルブタイミングの実値が遅角側に推移しているのであれば、そのバルブタイミングは、バルブスタンプについてはより安全な側に遷移することになる。したがって、吸気バルブのバルブタイミングの目標値が遅角されていても、その実値が遅角側に推移しているのであれば、上限ガードを強化せずとも、バルブスタンプの回避は可能である。そこで請求項４によるように、バルブタイミングの実値が進角側に推移していることを条件に上限ガードの強化を行うこととすれば、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

なお、内燃機関の排気バルブのバルブタイミングの可変制御と同排気バルブの作用角の可変制御とを行う可変動弁システムでは概ね、作用角の拡大に応じてバルブタイミングを進角するように、バルブタイミング及び作用角の可変制御が行われる。そのため、排気バルブの作用角が拡大されるときには、そのバルブタイミングの目標値は進角側の値に設定されるようになる。

そこで、内燃機関の排気バルブのバルブタイミングの可変制御と同排気バルブの作用角の可変制御とを行い、作用角の目標値の拡大に応じてバルブタイミングの目標値を進角させる可変動弁システムの制御装置としての請求項５に記載の発明では、バルブタイミングの実値を同バルブタイミングの目標値に向けて変更する際に、バルブタイミングの実値に応じて前記作用角の目標値の上限ガードを行うとともに、バルブタイミングの目標値がバルブスタンプ発生の蓋然性が高いバルブタイミングの目標値である規定の判定値よりも進角側の値となるときには、そうでないときに比して上限ガードを強化するようにしている。こうした上記構成では、排気バルブのバルブタイミングの目標値が進角側の値に設定されており、バルブスタンプ発生の蓋然性が高くなっているときに限り、作用角の上限ガードの強化が、すなわち干渉領域と非干渉領域との境界線から大幅の余裕を持っての上限ガードの設定が行われる。一方、そうでない通常の状態では、上記のような上限ガードの余裕代は小さく留められるようになる。したがって上記構成によれば、バルブスタンプを確実に回避可能としつつも、比較的広い作用角制御範囲を確保することができるようになる。

ところで作用角の拡大に応じて排気バルブのバルブタイミングの目標値を進角しても、応答遅れにより、実際の作用角の拡大には、ある程度の時間を要する。したがってバルブスタンプ発生の蓋然性が実際に高くなるのは、排気バルブのバルブタイミングの目標値が進角されてから一定の時間が経過した後となる。そこで請求項６によるように、バルブタイミングの目標値が前記規定の判定値よりも進角側の値となってからの経過時間が、作用角の目標値の拡大及びそれに伴うバルブタイミングの目標値の進角を行ってから実作用角の拡大及びそれに伴うバルブタイミングの実値の進角がなされるまでの応答遅れ時間である既定値を超えることを条件に上限ガードの強化を行うこととすれば、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

一方、排気バルブのバルブタイミングの実値がその目標値よりも遅角側にあるときには、バルブタイミングは進角側に推移することになる。すなわち、このときの排気バルブのバルブタイミングは、バルブスタンプについてはより安全な側に遷移することになる。したがって、排気バルブのバルブタイミングの目標値が進角されていても、その実値がある程度に遅角側の値であるときには、上限ガードを強化せずとも、バルブスタンプの回避は可能である。そこで請求項７によるように、バルブタイミングの実値が同バルブタイミングの目標値よりも進角側の値であることを条件に上限ガードの強化を行うこととすれば、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

また同様に、排気バルブのバルブタイミングの実値が進角側に推移しているのであれば、そのバルブタイミングは、バルブスタンプについてはより安全な側に遷移することになる。したがって、排気バルブのバルブタイミングの目標値が進角されていても、その実値が進角側に推移しているのであれば、上限ガードを強化せずとも、バルブスタンプの回避は可能である。そこで請求項８によるように、バルブタイミングの実値が遅角側に推移していることを条件に上限ガードの強化を行うこととすれば、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

ちなみに、上記各構成における作用角の上限ガードの強化は、例えば請求項９によるように、上限ガードの範囲を示すマップとして、同範囲のより小さい第１のガードマップと同範囲のより大きい第２のガードマップとを備えるとともに、上限ガードに際して参照するマップを第１のガードマップから第２のガードマップへと切り替えることで行うことが可能である。

本発明の第１実施形態の全体構造を模式的に示す略図。 同実施形態に採用される第１のガードマップの設定態様を示すグラフ。 同実施形態に採用される第２のガードマップの設定態様を示すグラフ。 同実施形態に適用される作用角上限ガード設定ルーチンのフローチャート。 本発明の第２実施形態に適用される作用角上限ガード設定ルーチンのフローチャート。 吸気バルブのバルブタイミングと作用角との双方の可変制御を行う可変動弁システムにおけるバルブリフト曲線の可変態様の概要を示すグラフ。 従来の可変動弁システムにおける干渉領域と臨界曲線との関係を示すグラフ。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の可変動弁システムの制御装置を具体化した一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。

図１に、本実施の形態の可変動弁システムの制御装置の適用される内燃機関及びその制御系の構成を示す。
本実施の形態の適用される内燃機関の燃焼室１は、吸気バルブ２を介して吸気菅３に連結されるとともに、排気バルブ４を介して排気菅５に連結されている。吸気菅３には、その内部を流れる吸気中に燃料を噴射するインジェクター６が設けられている。また燃焼室１には、その内部に導入された空気と燃料との混合気を点火する点火プラグ７が設けられている。

こうした内燃機関の吸気バルブ２の動弁系には、吸気バルブ２のバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構８が設けられている。また吸気バルブ２の動弁系には、吸気バルブ２の作用角及びリフト量を可変とする作用角／リフト量可変機構９も設けられている。

以上のように構成された内燃機関は、電子制御ユニット１０により制御されている。電子制御ユニット１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１、読込専用メモリー（ＲＯＭ）１２、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）１３、入力ポート１４、及び出力ポート１５を備えている。ＣＰＵ１１は、機関制御に係る各種の演算処理を実施し、ＲＯＭ１２は、機関制御用のプログラムやデータを記憶する。またＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１の演算結果やセンサーの検出結果を一時記憶する。

こうした電子制御ユニット１０には、車両各部のセンサーからの検出データが入力ポート１４を介して入力される。例えばクランクシャフトの一定の回転角毎にパルス信号を出力するクランク角センサー１６や吸気カムシャフトの規定の回転角において信号を出力するカム角センサー１７などの検出データが入力ポート１４を介して電子制御ユニット１０に入力されている。また入力ポート１４を介しては、作用角／リフト量可変機構９の動作位置から吸気バルブ２の作用角を検出する作用角センサー１８の検出データも、電子制御ユニット１０に入力されている。なお、電子制御ユニット１０は、クランク角センサー１６及びカム角センサー１７の検出データから、吸気バルブ２のバルブタイミングを確認している。なお吸気バルブ２のバルブタイミングは、バルブタイミング可変機構８によるバルブタイミングの可変範囲の最遅角位置からの進角量［クランク角］として表わされるようになっている。

一方、電子制御ユニット１０からは、出力ポート１５を介して車両各部への指令が出力される。例えば上記インジェクター６や点火プラグ７、バルブタイミング可変機構８、作用角／リフト量可変機構９などの駆動回路への指令が、出力ポート１５を通じて出力されている。

以上のように構成された本実施の形態において電子制御ユニット１０は、機関運転中、現状の機関運転状況に最適な吸気バルブ２のバルブタイミング及び作用角の目標値、すなわち、目標バルブタイミングと目標作用角とを算出する。そして電子制御ユニット１０は、その算出した目標バルブタイミング及び目標作用角を、バルブタイミング可変機構８及び作用角／リフト量可変機構９の駆動回路にそれぞれ指令することで、吸気バルブ２のバルブ特性を制御している。ここでのバルブ特性の制御は、大きくは、作用角の拡大に応じてバルブタイミングを遅角するように行われる。

なお、電子制御ユニット１０は、目標作用角の算出に際し、クランク角センサー１６及びカム角センサー１７の検出データから把握されるバルブタイミングの実値、すなわち実バルブタイミングに応じて、目標作用角の上限ガードを行うようにしている。そしてこれにより、バルブスタンプの発生を回避するようにしている。

ここで本実施の形態では、電子制御ユニット１０は、作用角の上限ガードの範囲を示すマップとして、２つのガードマップ、すなわち第１のガードマップＭ１と第２のガードマップＭ２とを備えるようにしている。これらのガードマップＭ１，Ｍ２は、電子制御ユニット１０のＲＯＭ１２に記憶されている。そして電子制御ユニット１０は、そのときの目標バルブタイミングの値に応じて、使用するガードマップＭ１，Ｍ２を切り替えるようにしている。

図２は、第１のガードマップＭ１の設定態様を示している。また図３は、第２のガードマップＭ２の設定態様を示している。これらの対比から明らかなように、第２のガードマップＭ２は、第１のガードマップＭ１に比して、目標作用角の上限ガードの範囲が広くなっている。

ここで、目標バルブタイミングが遅角側の値となるときには、作用角が拡大されるため、バルブスタンプ発生の蓋然性が高くなる。そこで電子制御ユニット１０は、目標バルブタイミングが規定の判定値αよりも遅角側の値となるときには、作用角上限ガード範囲のより大きい第２のガードマップＭ２を用い、そうでないときには、作用角上限ガード範囲のより小さい第１のガードマップＭ１を用いるようにしている。すなわち、本実施の形態では、目標バルブタイミングが判定値αよりも遅角側の値となるときには、そうでないときに比して作用角の上限ガードを強化するようにしている。こうしてバルブスタンプ発生の蓋然性が高いときにのみ、作用角上限ガードを強化することで、バルブスタンプを確実に回避可能としつつも、比較的広い作用角制御範囲を確保するようにしている。

図４は、こうした本実施の形態に適用される作用角上限ガード設定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関運転中に電子制御ユニット１０により周期的に繰り返し実行されるものとなっている。

さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット１０はまずステップＳ１００において、吸気バルブ２の目標バルブタイミングが判定値αよりも遅角側の値であるか否かを、すなわちバルブタイミングの目標進角量が判定値α以下であるか否かを判定する。ここでバルブタイミングの目標進角量が判定値αよりも大きければ（Ｓ１００：ＮＯ）、電子制御ユニット１０は、ステップＳ１０１において、作用角上限ガード範囲のより小さい第１のガードマップＭ１を用いて作用角の上限ガードを実施する。一方、バルブタイミングの目標進角量が判定値α以下であれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、電子制御ユニット１０は、ステップＳ１０２において、作用角上限ガード範囲のより大きい第２のガードマップＭ２を用いて作用角の上限ガードを実施する。

以上説明した本実施の形態の可変動弁システムの制御装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施の形態では、実バルブタイミングに応じて作用角の上限ガードを行うとともに、目標バルブタイミングが規定の判定値αよりも遅角側の値となるときには、そうでないときに比してその上限ガードを強化するようにしている。こうした本実施の形態では、吸気バルブ２の目標バルブタイミングが遅角側の値に設定されており、バルブスタンプ発生の蓋然性が高くなっているときに限り、作用角の上限ガードの強化が、すなわち干渉領域と非干渉領域との境界線から大幅の余裕を持っての上限ガードの設定が行われる。一方、そうでない通常の状態では、上記のような上限ガードの余裕代は小さく留められるようになる。したがって本実施の形態によれば、バルブスタンプを確実に回避可能としつつも、比較的広い作用角制御範囲を確保することができるようになる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の可変動弁システムの制御装置を具体化した第２の実施の形態を、図５を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施の形態にあって、上記実施の形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

上記のような可変動弁システムでは、目標作用角の拡大とそれに応じた目標バルブタイミングの遅角とを行っても、実際に作用角が拡大されるまでには、応答遅れのため、ある程度の時間を要する。したがってバルブスタンプ発生の蓋然性が実際に高くなるのは、吸気バルブ２の目標バルブタイミングが遅角されてから一定の時間が経過した後となる。そこで本実施の形態では、目標バルブタイミングが上記判定値αよりも遅角側の値となってからの経過時間が既定値γを超えることを条件に上限ガードの強化を行うようにするようにしている。そしてこれにより、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制するようにしている。

一方、吸気バルブ２の実バルブタイミングが目標バルブタイミングよりも進角側にあるときには、バルブタイミングは遅角側に推移することになる。すなわち、このときの吸気バルブ２のバルブタイミングは、バルブスタンプについてはより安全な側に遷移することになる。したがって、吸気バルブ２のバルブタイミングの目標値が遅角されていても、その実値がある程度に進角側の値であるときには、上限ガードを強化せずとも、バルブスタンプの回避は可能である。そこで本実施の形態では、実バルブタイミングが既定値βよりも遅角側の値であることを条件に上限ガードの強化を行うことで、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制するようにしている。

また同様に、吸気バルブ２のバルブタイミングの実値が遅角側に推移しているのであれば、そのバルブタイミングは、バルブスタンプについてはより安全な側に遷移することになる。したがって、吸気バルブ２の目標バルブタイミングが遅角されていても、実バルブタイミングが遅角側に推移しているのであれば、上限ガードを強化せずとも、バルブスタンプの回避は可能である。そこで本実施の形態では、実バルブタイミングが進角側に推移していることを条件に上限ガードの強化を行うことで、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制するようにしている。

図５は、こうした本実施の形態に適用される作用角上限ガード設定ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、機関運転中に電子制御ユニット１０により周期的に繰り返し実行されるものとなっている。

さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット１０はまずステップＳ２００において、吸気バルブ２の目標バルブタイミングが判定値αよりも遅角側の値であるか否かを、すなわち吸気バルブ２の目標進角量が判定値α以下であるか否かを判定する。ここで目標進角量が判定値αよりも大きければ（Ｓ２００：ＮＯ）、電子制御ユニット１０は、ステップＳ２０１において、作用角上限ガード範囲のより小さい第１のガードマップＭ１を用いて作用角の上限ガードを実施する。

一方、吸気バルブ２の目標進角量が判定値α以下であれば（Ｓ２００：ＹＥＳ）、電子制御ユニット１０は、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の判定を行う。すなわち、ステップＳ２０２では、吸気バルブ２の実バルブタイミングが既定値βよりも遅角側の値であるか否かが、すなわち吸気バルブの実進角量が既定値β以下であるか否かが判定される。またステップＳ２０３では、吸気バルブ２の実バルブタイミングが進角側に推移しているか否かが判定される。更にステップＳ２０４では、吸気バルブ２の目標進角量が既定値α以下となってからの経過時間が既定値γを超えたか否かが判定される。そして電子制御ユニット１０は、これらステップＳ２０２〜Ｓ２０４の判定のいずれかにおいて肯定判定されたのであれば、ステップＳ２０５において、作用角上限ガード範囲のより大きい第２のガードマップＭ２を用いて作用角の上限ガードを実施する。一方、電子制御ユニット１０は、そうでなければ、バルブスタンプの蓋然性は低いとして、ステップＳ２０１にて、作用角上限ガード範囲のより小さい第１のガードマップＭ１を用いて作用角の上限ガードを実施する。

本実施の形態によれば、上記（１）に記載の効果に加え、更に次の効果を奏することができる。
（２）本実施の形態では、目標バルブタイミングが判定値αよりも遅角側の値となってからの経過時間が既定値γを超えることを条件に作用角の上限ガードの強化を行うようにしている。目標作用角の拡大とそれに応じた吸気バルブ２の目標バルブタイミングの遅角とを行っても、応答遅れのため、実際の作用角の拡大には、ある程度の時間を要する。したがってバルブスタンプ発生の蓋然性が実際に高くなるのは、吸気バルブ２のバルブタイミングの目標値が遅角されてから一定の時間が経過した後となる。そのため、本実施の形態では、バルブスタンプ発生の蓋然性が本当に高いときにのみ、上限ガードの強化がなされるようになり、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

（３）本実施の形態では、実バルブタイミングが既定値βよりも遅角側の値であることを条件に作用角の上限ガードの強化を行うようにしている。吸気バルブ２の実バルブタイミングが目標バルブタイミングよりも進角側にあるときには、バルブタイミングは遅角側に推移することになる。すなわち、このときの吸気バルブ２のバルブタイミングは、バルブスタンプについてはより安全な側に遷移することになる。したがって、吸気バルブのバルブタイミングの目標値が遅角されていても、その実値がある程度に進角側の値であるときには、上限ガードを強化せずとも、バルブスタンプの回避は可能である。そのため、本実施の形態では、バルブスタンプ発生の蓋然性が本当に高いときにのみ、上限ガードの強化がなされるようになり、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

（４）本実施の形態では、実バルブタイミングが進角側に推移していることを条件に作用角の上限ガードの強化を行うようにしている。吸気バルブ２の実バルブタイミングが遅角側に推移しているのであれば、そのバルブタイミングは、バルブスタンプについてはより安全な側に遷移することになる。したがって、吸気バルブ２の目標バルブタイミングが遅角されていても、実バルブタイミングが遅角側に推移しているのであれば、上限ガードを強化せずとも、バルブスタンプの回避は可能である。そのため、本実施の形態では、バルブスタンプ発生の蓋然性が本当に高いときにのみ、上限ガードの強化がなされるようになり、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小を更に抑制することができるようになる。

（排気バルブの可変動弁システムに適用する場合）
次に本発明を排気バルブの可変動弁システムに適用する場合について説明する。排気バルブのバルブタイミング及び作用角を可変とする可変動弁システムでは、排気バルブのバルブタイミングが遅角された状態でその作用角を拡大すると、バルブスタンプが発生することがある。またこうした可変動弁システムでは、通常、作用角の拡大に応じて排気バルブのバルブタイミングを進角するようにバルブ特性の可変制御が行われる。

そのため、こうした可変動弁システムでは、図４のステップＳ１００及び図５のステップＳ２００では、排気バルブの目標バルブタイミングが規定の判定値よりも進角側の値となっているか否かを、すなわち排気バルブの目標遅角量が判定値以下であるか否か判定することになる。また図５のステップＳ２０２では、排気バルブの実バルブタイミングが既定値よりも進角側の値となっているか否かを、すなわち排気バルブの実遅角量が既定値以下であるか否かを判定することになる。更に図５のステップＳ２０３では、排気バルブの実バルブタイミングが遅角側に推移しているか否かを、図５のステップＳ２０４では、排気バルブの目標バルブタイミングが判定値よりも進角側の値となってからの経過時間が既定値を超えたか否かを、それぞれ判定することになる。

なお、上記実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第２の実施の形態の作用角上限ガード設定ルーチンにおけるステップＳ２０２〜Ｓ２０４の判定のいずれか１つ或いは２つを省略するようにしても良い。そうした場合であれ、バルブスタンプ回避のための作用角の上限ガードによる制御範囲の縮小はある程度に抑制されるようになる。

・上記実施の形態の作用角／リフト量可変機構９は、作用角及びリフト量の双方を可変とする可変制御とを行う場合を説明したが、同可変機構がリフト量は固定したまま、作用角を可変とするような可変動弁システムにも、本発明は同様に適用可能である。

１…燃焼室、２…吸気バルブ、３…吸気菅、４…排気バルブ、５…排気管、６…インジェクター、７…点火プラグ、８…バルブタイミング可変機構、９…作用角／リフト量可変機構、１０…電子制御ユニット（１１…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、１２…読込専用メモリー（ＲＯＭ）、１３…ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、１４…入力ポート、１５…出力ポート）、１６…クランク角センサー、１７…カム角センサー、１８…作用角センサー。

Claims (9)

1. 内燃機関の吸気バルブのバルブタイミングの可変制御と同吸気バルブの作用角の可変制御とを行い、前記作用角の目標値の拡大に応じて前記バルブタイミングの目標値を遅角させる可変動弁システムの制御装置において、
   前記バルブタイミングの実値を同バルブタイミングの目標値に向けて変更する際に、
   前記バルブタイミングの実値に応じて前記作用角の目標値の上限ガードを行うとともに、
   前記バルブタイミングの目標値がバルブスタンプ発生の蓋然性が高いバルブタイミングの目標値である規定の判定値よりも遅角側の値となるときには、そうでないときに比して前記上限ガードを強化する
   ことを特徴とする可変動弁システムの制御装置。
2. 前記上限ガードの強化は、前記バルブタイミングの目標値が前記規定の判定値よりも遅角側の値となってからの経過時間が、前記作用角の目標値の拡大及びそれに伴う前記バルブタイミングの目標値の遅角を行ってから実作用角の拡大及びそれに伴う前記バルブタイミングの実値の遅角がなされるまでの応答遅れ時間である既定値を超えることを条件に行われる
   請求項１に記載の可変動弁システムの制御装置。
3. 前記上限ガードの強化は、前記バルブタイミングの実値が同バルブタイミングの目標値よりも遅角側の値であることを条件に行われる
   請求項１に記載の可変動弁システムの制御装置。
4. 前記上限ガードの強化は、前記バルブタイミングの実値が進角側に推移していることを条件に行われる
   請求項１に記載の可変動弁システムの制御装置。
5. 内燃機関の排気バルブのバルブタイミングの可変制御と同排気バルブの作用角の可変制御とを行い、前記作用角の目標値の拡大に応じて前記バルブタイミングの目標値を進角させる可変動弁システムの制御装置において、
   前記バルブタイミングの実値を同バルブタイミングの目標値に向けて変更する際に、
   前記バルブタイミングの実値に応じて前記作用角の目標値の上限ガードを行うとともに、
   前記バルブタイミングの目標値がバルブスタンプ発生の蓋然性が高いバルブタイミングの目標値である規定の判定値よりも進角側の値となるときには、そうでないときに比して前記上限ガードを強化すること
   を特徴とする可変動弁システムの制御装置。
6. 前記上限ガードの強化は、前記バルブタイミングの目標値が前記規定の判定値よりも進角側の値となってからの経過時間が、前記作用角の目標値の拡大及びそれに伴う前記バルブタイミングの目標値の進角を行ってから実作用角の拡大及びそれに伴う前記バルブタイミングの実値の進角がなされるまでの応答遅れ時間である既定値を超えることを条件に行われる
   請求項５に記載の可変動弁システムの制御装置。
7. 前記上限ガードの強化は、前記バルブタイミングの実値が同バルブタイミングの目標値よりも進角側の値であることを条件に行われる
   請求項５に記載の可変動弁システムの制御装置。
8. 前記上限ガードの強化は、前記バルブタイミングの実値が遅角側に推移していることを条件に行われる
   請求項５に記載の可変動弁システムの制御装置。
9. 前記上限ガードの範囲を示すマップとして、同範囲のより小さい第１のガードマップと同範囲のより大きい第２のガードマップとを備えるとともに、
   前記上限ガードに際して参照するマップを前記第１のガードマップから前記第２のガードマップへと切り替えることで、前記上限ガードの強化を行う
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の可変動弁システムの制御装置。

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