用于内燃发动机的控制设备及控制方法

专利名称：用于内燃发动机的控制设备及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于具有改变进气门的气门特性的可变气门机构的内 燃发动机的控制设备，并且特别涉及一种用于具有提升量改变机构和气门
背景技术：
配备有可变气门机构的内燃发动机已经进入实际应用，所述可变气门
机构根据发动才;^转状态来改变进气门的气门特性。作为这种类型的可变 气门机构，气门正时改变机构是广泛公知的，其通过相对于曲轴改变凸轮 轴的旋转相位来改变由凸轮轴打开和关闭的进气门的气门正时。
近年来，已经提出了提升量改变机构(日本专利申请公报No. 2001-263015 (JP-A-2001-263015))，其能够通过连续改变进气门的提升量来连 续改变最大提升值及提升时间。在这种提升量改变机构中，当可动部分变 成定位在位于规定的可动范围一侧处的可动极限位置处时，提升量变成最 大。然后，通过在该可动范围内改变可动部分的位置，进气门的提升量发 生变化。具有这种提升量改变机构的内燃发动机的控制设备基于可动部分 从基准位置的累积移动量来检测当前的提升量，所述基准位置是基于提升 量变成最大处的可动极限位置而设定的。
具有这种提升量改变机构和上述气门正时改变机构的内燃发动机根据 由提升量改变机构设定的进气门的提升量来改变气门正时(即，进行提升 量改变机构和气门正时改变机构的协调控制)。通过这种方式，可以根据 发动机运转状态来精细地控制进气门的气门正时和提升量，并且可以改进 输出、燃料消耗以及排放性能。但是，当由于向控制设备供应电力的电力线的连接故障等而导致发生 电力供应的突然短缺(即，所谓的瞬时中断)并且记录在存储器中的可动 部分累积移动量消失时，具有上述类型的提升量改变机构的内燃发动机的 控制设备变得不能识别提升量。此外，当在电力未供应到控制设备并且可 动部分的移位量未被监控的发动机停止期间可动部分的移位量由于某些原 因而改变时，由控制设备获知的提升量与实际提升量之间产生差异。
当由控制设备获知的提升量与实际提升量之间以此方式产生差异并且 因此控制设备变得不能精确地获知实际提升量时，基于由控制设备获知的 提升量设定的气门正时变得不适合于发动机运转状态。这导致发动机运转
状态的不稳定，并且在某些情况下这还会导致发生断火(失火，misfiring)、 爆燃(爆震，knocking)等。
具体而言，当如图14A所示在进气门的提升量非常大的状态下进气门 的气门正时移动到提前侧时，因为进气门的气门打开时刻IVO变早，所以 气门重叠变得非常大，并且内部EGR量增加。这导致用于燃烧的氧供给 不足、燃烧不稳定以及较大危险的断火。此外，当如图14B所示在进气门 的提升量非常小的状态下进气门的气门正时移动到延迟侧时，进气门的气 门打开时刻IVO在上止点处或者之后，并且气门关闭时刻IVC在下止点 附近。结果，在进气门的气门打开时刻处燃烧室内的负压增加，此时引入 到燃烧室内的空气的流速增加，并且在下止点附近进气门关闭且开始压缩， 这导致燃烧室内温度和压力的上升以及较大危险的爆燃。

发明内容
本发明提供了 一种用于内燃发动机的控制设备及控制方法，即使在无 法通过控制设备精确获知进气门的提升量时，该控制设备和控制方法也能 够抑制断火和爆燃的发生。
本发明的第一方面涉及一种用于内燃发动机的控制设备，所述内燃发 动才几具有用于改变进气门的气门正时的气门正时改变机构；用于通过可 动部分的移位来改变所述进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构；位置检测装置，所述位置检测装置用于基于所述最大提升值及提升时 间为最大的可动极限位置来设定基准位置，并且用于基于所述可动部分从 所述基准位置的累积移动量来检测所述可动部分的位置；以及用于执行协 调控制的控制装置，在所述协调控制中，所述可动部分的目标位置基于要 求的进气量而被设定，所述可动部分被移动以使得所述可动部分的所述检 测到的位置变成所述目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所述气门 正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作。上述控制设 备还包括异常推定装置，所述异常推定装置用于推定由所述检测装置检测 到的所述可动部分的位置与所述可动部分的实际位置之间的差异是否大。 当由所述异常推定装置推定为所述差异大时(在所述差异净皮推定为大的时 间段内)，所述控制装置禁止所述协调控制并基于发动机负荷来操作所述 气门正时改变才几构。
当发动机负荷小时，也就是当在进气行程期间引入到燃烧室中的空气 量少时，由于燃烧室内的氧少，燃烧变得不稳定，并且容易发生断火。但 是，当发动机负荷大时，也就是当在进气行程期间引入到燃烧室中的空气 量多时，由于在压缩行程期间燃烧室内的温度和压力容易升高，容易发生 爆燃。因而，在本发明的上述第一方面中，当所述可动部分的实际位置与 由所述检测装置检测到的所述可动部分的位置之间的差异被推定为大时 (也就是当控制器推定为由控制设备获知的进气门的最大提升值及提升时 间(以下简称为"提升量")与实际提升量之间的差异大时)，禁止协调 控制，并且基于发动机负荷来操作气门正时改变机构。由于此原因，避免 了基于提升量改变机构的不正确控制状态来设定气门正时，并且可以改变 气门正时以使得在发动机负荷小时抑制断火的发生以及在发动机负荷大时 抑制爆燃的发生。结果，即使当控制设备不能精确地获知进气门的提升量 时，也能够抑制断火和爆燃的发生。
当进气门的气门正时在进气门的提升量极大的状态下被移动到提前侧 时，气门重叠变得非常大，供应到燃烧室的氧变得不足，燃烧变得不稳定， 并且存在容易发生断火的趋势。但是，当进气门的气门正时在进气门的提升量极小的状态下被移动到延迟侧时，进气门的气门打开时刻在上止点处或之后，气门关闭时刻在下止点附近，燃烧室内的温度和压力趋于增加，并且容易发生爆燃。
因而，如果所述可动部分的实际位置与由所述检测装置检测到的所述可动部分的位置之间的差异被所述异常推定装置推定为大，则气门正时改变机构可被操作，以使得随着所述发动机负荷减小而将所述进气门的气门
正时更多地"i殳定到延迟侧，以及随着所述发动机负荷增大而将所述进气门的气门正时更多地设定到提前侧。
根据这样的构造，当发动机负荷小时(也就是尽管不易发生爆燃但容易发生断火时)，进气门的气门正时被设定在延迟侧，并且即使在进气门的提升量不能被精确地获知的情况下，也可以避免将进气门的气门特性设定为会导致容易发生断火的气门特性，由此能够适当地抑制断火的发生。此外，当发动机负荷高时(也就是尽管不易发生断火但容易发生爆燃时)，进气门的气门正时被移动到提前侧，并且即使在不能精确地获知进气门的提升量的状态下，也可以避免将进气门的气门特性设定为会导致容易发生爆燃的气门特性，由此能够适当地抑制爆燃的发生。
上述控制设备还可以包括学习装置，所述学习装置用于执行最大位置学习，以通过在使用进气通路的节气门调节进气量的同时，移动所述可动部分以使得所述最大提升值及提升时间增加并将所述可动部分的停止位置学习为所述可动极限位置，来校正所述累积移动量。当所述异常推定装置推定为所述差异大时，所述学习装置执行所述最大位置学习。
对于这种构造，通过执行最大位置学习，可以消除实际提升量与由控制设备获知的提升量之间的差异。此外，因为通过操作可动部分使得在通过节气门调节进气量的同时提升量变大来执行最大位置学习，所以能够通过节气门的节流作用抑制进气量变得过大，并且即使在发动机运转期间也能够执行最大位置学习。
此外，当以上述方式通过节气门来调整进气量时，即使在最大位置学习的执行期间也能够通过改变节气门的开度来改变发动机输出。当以此方式改变节气门的开度时，由于发动机负荷的改变，发生断火和爆燃的可能性分别改变。因而，当采用以此方式执行最大位置学习的构造时，由于还采用了以上述方式基于发动机负荷来改变气门正时的构造，气门正时根据与发动机负荷的改变相关的发生断火和爆燃的可能性而改变，并且可以对断火和爆燃的发生采用更合适的控制。
所述控制装置可以通过在规定的控制范围内移动所述可动部分来改变所述进气门的所述最大提升值及提升时间，所述规定的控制范围设定在比所述可动部分的可动范围窄的范围内并且落在所述可动部分的可动范围内。
当通过在由进气门的提升量变成最大的可动极限位置(以下称作Hi限位)和进气门的提升量变成最小的可动极限位置(以下称作Lo限位)确定的整个可动范围上操作可动部分来试图改变进气门的提升量时，随着提升量改变，每次在可动部分的运动在Lo限位和Hi限位处停止时引起冲击，这可能导致提升量改变才几构的耐久性下降。当通过在如上所述#皮_没定为比由Lo限位和Hi限位限制的可动范围窄的范围的规定控制范围内移动该可动部分来改变提升量进而解决该问题时，可以避免当提升量改变时由于Lo限位和Hi限位使可动部分的移动停止而发生的冲击，从而可以提高提升量改变机构的耐久性。
当负荷极低时例如在怠速时，燃烧变得不稳定并且容易发生断火。由于此原因，当上述异常推定装置推定为上述差异大时，怠速转速可以升高为高于通常运转时的怠速转速。通过这种方式，可以稳定燃烧并适当地抑制断火的发生。
此外，当以上述方式执行最大位置学习时，因为可动部分被操作直至进气门的提升量变成最大的Hi限位，气门重叠变得过大并且断火容易发生。因此，在最大位置学习的执行期间，怠速转速优选升高。
本发明的第二方面涉及一种用于内燃发动机的控制设备，所述内燃发动机包括用于改变进气门的气门正时的气门正时改变机构；用于通过可动部分的移位来改变所述进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构；位置检测装置，所述位置检测装置用于基于所述最大提升值及提升时间为最大的可动极限位置来设定基准位置，并且用于基于所述可动部分从所述基准位置的累积移动量来检测所述可动部分的位置；以及用于执行协调控制的控制装置，在所述协调控制中，所述可动部分的目标位置基于要求的进气量而被设定，所述可动部分被移动以使得所述可动部分的所述检测到的位置变成所述目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作。所述控制设备包括异常推定装置，所述异常推定装置用于推定所述可动部分的所述检测到的位置是否不同于所述可动部分的待检测位置；其中，在推定为所述可动部分的所述检测到的位置不同于所述可动部分的所述待检测位置的时间段内，所述控制装置禁止所述协调控制并基于发动机负荷来操作所述气门正时改变冲几构。
本发明的第三方面涉及一种用于内燃发动机的控制设备，包括改变进气门的气门正时的气门正时改变机构；通过可动部分的移位来改变所述进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构；检测所述可动部分的位置的位置检测器；执行协调控制的控制器，在所述协调控制中，所述可动部分的目标位置基于要求的进气量而被设定，所述可动部分被移动以使得所述可动部分的位置变成所述可动部分的目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作；以及推定部，所述推定部推定所述可动部分的所述检测到的位置与所述可动部分的实际位置之间的差异是否大。当所述可动部分的所述检测到的位置与所述可动部分的实际位置之间的差异^皮推定为大时，所述控制器禁止所述协调控制。
本发明的第四方面涉及一种用于内燃发动机的控制设备，包括改变进气门的气门正时的气门正时改变机构；通过可动部分的移位来改变所述进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构；检测所述可动部分的位置的位置检测器；执行协调控制的控制器，在所述协调控制中，所述可动部分的目标位置基于要求的进气量而被设定，所述可动部分被移动以使得所述可动部分的位置变成所述可动部分的目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态
而被操作；以及推定部，所述推定部推定所述可动部分的所述检测到的位置是否不同于所述可动部分的待检测位置。在推定为所述可动部分的所述检测到的位置不同于所述可动部分的所述待检测位置的时间段内，所述控制器禁止所述协调控制。
本发明的第五方面涉及一种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发
的移位来改变所述进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构。所述控制方法包括以下步骤检测所述可动部分的位置；推定所述可动部分的所述检测到的位置与所述可动部分的实际位置之间是否存在差异；当推定为所述移位存在时，禁止协调控制，在所述协调控制中，所述可动部分被移动以使得所述可动部分的位置变成目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作；以及在所述协调控制被禁止的时间段内，基于发动机负荷来操作所迷气门正时改变才几构。
本发明的第六方面涉及一种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机具有用于通过可动部分的移位来改变进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构，并具有用于使所述可动部分移动的操作设备。所述控制方法包括检测所述可动部分的位置；推定所述可动部分的所述检测到的位置是否不同于所述可动部分的待检测位置；当推定为所述可动部分的所述检测到的位置不同于所述可动部分的所述待检测的位置时，禁止协调控制，在所述协调控制中，所述可动部分被移动以使得所述可动部分的位置变成目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作；以及在所述协调控制被禁止的时间段内，基于发动机负荷来操作所述气门正时改变机构。


从参照附图对示例性实施例的以下描述中，本发明的前述和其他目的、
特征及优点将显而易见，其中类似的标号用于表示类似的元件，附图中图1是示出根据本发明一具体实施例的内燃发动机的简化结构的示意图。
图2是根据上述实施例的提升量改变机构的局部切除透视图。
图3的曲线图示出由于进气门的提升量的改变而导致的气门打开时刻和气门关闭时刻的变化模式。
图4的曲线图示出根据提升量改变机构和气门正时改变机构的协调控制，进气门的提升量的变化模式。
图5的示意图示出根据上述实施例的提升量改变机构的致动器和电子控制设备的简化结构。
图6的时序图示出随着无刷马达旋转，位置传感器的输出信号以及位置计数值和行程计数值的转变模式。
图7的表格示出根据上述实施例，位置计数值的增加或减小与位置传感器的输出信号之间的关系。
图8A至8C是示出控制轴的位置与行程计数值之间的关系的说明图。
图9的流程图示出根据上述实施例，伴随提升量改变机构的控制而进^f亍的处理的顺序。图10的流程图示出才艮据上述实施例，伴随气门正时改变机构的控制而进行的处理的顺序。
图11的曲线图示出由于上述实施例的协调控制，进气凸轮的相位及控制轴的位置的变化模式。
图12的曲线图示出由于根据上述实施例禁止协调控制，发动机负荷与进气凸轮的目标相位之间的关系。
图13的时序图示出由于根据上述实施例禁止协调控制，行程计数值及进气凸轮的相位的变化模式。
图14A的曲线图示出断火容易发生的气门特性的一个具体示例。
图14B的曲线图示出爆燃容易发生的气门特性的一个具体示例。
具体实施例方式
以下将参照图l至图14B来说明根据本发明的内燃发动机的控制设备的一个具体实施例。图l的示意图示出采用了该控制设备的内燃发动机的
简化结构。
如图1所示，该内燃发动机1具有结合了气缸体10和气缸盖20的结构。在形成于气釭体IO中的气缸ll内，活塞12以可以滑动的方式容纳在其中。该活塞12通过连杆16连接到曲轴15。气缸盖20与气缸体10的上部组装在一起并连接到其上。燃烧室13由气缸11的内周表面、气缸盖20的下表面以及活塞12的上表面限定而成。
在气缸盖20中，设置有伸入到燃烧室13中的火花塞14，并且形成有与燃烧室13连通的进气口 21和排气口 22。进气口 21连接到进气歧管(图中未示出)以形成进气通路30的一部分。另外，排气口22连接到排气歧管(图中未示出)以形成排气通路40的一部分。在进气通路30中设置有用于调节引入到燃烧室13中的空气量的节气门33和用于向燃烧室13喷射燃料的燃料喷射阀34。
如图1所示，在气缸盖20中设置有使进气通路30与燃烧室13连接和断开的进气门31以及使排气通路40与燃烧室13连接和断开的排气门41。气门31和气门41均由各自的气门弹簧(图中未示出)的推动力在气门关闭方向上推动。
此外，在气缸盖20的内部，分别对应于气门31和气门41设置有间隙调节器25,并且设置有摇臂26,该摇臂26跨越间隙调节器25与气门31和气门41之间的间隙。如图l所示，摇臂26在其一端处由间隙调节器25支承，其另一端接触气门31和气门41的基端部分。
另外，操作气门41的排气凸轮轴42和操作气门31的进气凸轮轴32由气缸盖20可旋转地支承。进气凸轮轴32和排气凸轮轴42均通过正时链(图中未示出)连接到曲轴15，使得曲轴15每旋转一次，各凸轮轴旋转两次。此外，进气凸轮轴32设置有气门正时改变机构200，用于通过改变进气凸轮轴32相对于曲轴15的相对旋转相位来改变进气门31的气门正 时。
在进气凸轮轴32中形成有进气凸轮32a，在排气凸轮轴42中形成有 排气凸轮42a。排气凸轮42a的外周表面接触与排气门41接触的摇臂26。 以此方式，当排气凸轮轴42在发动机运转期间旋转时，由于排气凸轮42a 的作用，摇臂26以被间隙调节器25支承的部分作为支点而摆动。这导致 排气门41在气门打开的方向上被摇臂26提升。
而在进气凸轮32a和与进气门31接触的摇臂26之间设置有提升量改 变机构300。提升量改变机构300具有输入臂311和输出臂321。输入臂 311和输出臂321被支承以能够绕固定到气缸盖20上的支承管330摆动。 摇臂26被气门弹簧的推动力朝向输出臂321侧推动，并与输出臂321的外 周表面接触。以此方式，提升量改变机构300如图1所示在逆时针方向 Wl上被推动，并且设置在输入臂311的末端处的滚轮311a被压靠于进气 凸轮32a的外周表面。因此，当进气凸轮32a在发动机运转期间旋转时， 由于进气凸轮32a的作用，提升量改变机构300经历绕支承管330的摆动。 然后，由于输出臂321的作用，摇臂26以由间隙调节器25支承的部分作 为支点而摆动。这导致进气门31在气门打开的方向上被摇臂26提升。
以下将参照图2详细描述提升量改变机构300的结构。图2是示出提 升量改变机构300的内部结构的局部切除透视图。如图2所示，在固定于 气缸盖20的支承管330内，控制轴340被插入以便能够在轴向上移动。此 外，圆筒状滑动件350嵌配到支承管330的外侧以便能够在轴向上移动。
在圆筒状滑动件350的内壁上形成有沿周向延伸的槽353,并且衬套 354与该槽353接合。长孔331形成在支承管330的管壁上并且沿其轴向 延伸。在滑动件350与控制轴340之间设置有锁止销341，用于穿过长孔 331将滑动件350和控制轴340连接在一起。锁止销341的一端插入到形 成于控制轴340中的凹部(图中未示出)，锁止销341的另一端插入到形 成于衬套354中的通孔。以此方式，滑动件350以支承管330和控制轴340 为中心在其周向上自由地摆动，并能够响应于控制轴340的轴向移位而在其轴向上移动。
在气缸350的外周表面中，螺旋花键351形成在其中部处，并且螺旋 花键352形成在螺旋花键351的两侧使得齿峰相对地倾斜。
如图2所示， 一对输出部320嵌配在滑动件350的外侧并被定位成夹 住输入部310。在输入部310的内周表面中形成有螺旋花键312,并且螺旋 花键312与滑动件350的螺旋花键351啮合。 一对输入臂311形成在输入 部310的外周表面上并在控制轴340的径向上突出。滚轮311a可旋转地支 承在该对输入臂311之间。
在该对输出部320的内周表面中形成有螺旋花键322，并且各螺旋花 键322与滑动件350的相应的螺旋花键352啮合。在各个输出部320的外 周表面上分别形成沿着控制轴340的径向突出的输出臂321。
利用这种提升量改变机构300,滑动件350响应于控制轴340沿其轴 向的移位而在轴向上移动。形成于滑动件350的外周表面中的螺旋花键351 与形成于输入部310的内周表面中的螺旋花键312啮合，并且形成于滑动 件350的外周表面中的螺旋花键352与形成于输出部320的内周表面中的 螺旋花键322啮合。由此，当滑动件350沿其轴向移动时，输入部310和 输出部320在彼此相反的方向上转动。结果，输入臂311和输出臂321之 间的相对相位差改变，并且进气门31的最大提升值及提升时间(以下简称 为"提升量")改变。具体而言，当控制轴340在由图2的箭头所示Hi 方向上移动时，滑动件350与控制轴340 —起在Hi方向上移动。以此方式， 输入臂311和输出臂321之间的相对相位差变大，并且进气门31的提升量 变大。但是，当控制轴340在由图2中的箭头所示Lo方向上移动时，滑 动件350与控制轴340 —起在Lo方向上移动，由此输入臂311和输出臂 321之间的相对相位差变小，并且进气门31的提升量变小。
如图1所示，为内燃发动机1设置有用于检测发动机运转状态的各种 传感器和用于检测驾驶员操作的开关。例如，为加速踏板70而设置的加速 器传感器71检测加速踏板70的操作量(加速器操作量ACCP )。设置在 曲轴15附近的曲柄角传感器72对于曲轴15的特定转角的各转动增量而输出脉冲信号，基于该信号来计算发动机转速NE。节气门位置传感器73检 测设置在进气通路30中的节气门33的开度(节气门打开程度)。设置在 进气通路30中的空气流量计74检测引入到燃烧室13中的进气的进气量 GA。设置在进气凸轮轴32附近的凸轮位置传感器75输出与进气凸轮32a 的相位角e相对应的信号。此外，用于检测车辆驾驶员的发动机操作请求 的点火开关76由驾驶员进行开关操作，并输出与当前开关位置相对应的信
号°- ' - ' -、 ， ' - 、 i
述各种类型的传感器和开关。电子控制单元60接收来自这些各种类型的传 感器和开关的信号，执行用于发动机控制的各种类型的计算处理，并响应 于这种计算的结果而向火花塞14、燃料喷射阀34等输出操作信号，以对
内燃发动机1的发动机运转进行全面的控制。
此外，在本实施例的内燃发动机l中，设置在进气通路30中的节气门 33在发动机运转期间保持在全开状态，并且进气量GA通过由提升量改变 机构300对进气门31的提升量的改变而进行调节。基于加速器操作量 ACCP、发动机转速NE等，电子控制单元60计算所要求的进气量并基于 该所要求的进气量来操作提升量改变机构300。
但是，当进气门31的提升量通过提升量改变机构300的操作而被改变 时，如图3所示，气门打开时刻IVO和气门关闭时刻IVC随进气门31的 提升量的改变一起变化。具体而言，如图3中的双点划线所示，当进气门 31的提升量增加时，提升时间变长，并且这导致气门打开时刻IVO的提 前和气门关闭时刻IVC的延迟。这导致进气门31和排气门41之间的气门 重叠根据提升量的变化而变化。
因而，根据本实施例的内燃发动机1,通过气门正时改变机构200响 应于提升量改变机构300的控制状态的操作，抑制了气门打开时刻IVO随 着进气门31提升量的变化而产生的变化。具体而言，如图4所示，当进气 门31的提升量增加时，气门正时相应地延迟。但是，当提升量减小时，气 门正时相应地提前。以此方式，即使在提升量改变时也能抑制气门重叠的改变。
当以此方式响应于提升量改变机构300的控制状态来操作气门正时改 变机构200时，也就是当进行提升量改变机构300和气门正时改变机构200 之间的协调控制时，可以消除随着进气门31提升量的变化而发生的气门重 叠变化，并响应于发动机运转状态来精细地控制进气门31的提升量和气门 重叠。
这里，为了响应于发动机运转状态改变进气门31的提升量以及将气门 重叠调节到所期望的量，需要对提升量改变机构300的控制状态进行精确 的检测。
根据本实施例的内燃发动机1,基于控制轴340的位置来检测提升量 改变机构300的控制状态。以下将参照图5至图8来详细说明控制轴340 的操作和控制轴340的位置的检测方法。
图5的示意图示出用于操作控制轴340的致动器50以及该致动器50 的控制设备的简化结构。如图5所示，在控制轴340的基端部分(图5中 的右側端部)处，作为致动器50,通过转换机构51连接无刷马达52。无 刷马达52的旋转运动通过转换机构51转换成沿着控制轴340轴向的直线 运动。通过上述无刷马达52在一定转角范围内(例如在无刷马达52的10 圏旋转的转角范围(0-3600°)内)的旋转运动，控制轴340在轴向上移位， 并且提升量改变机构300操作。
当无刷马达52在正转方向上旋转时，控制轴340在图5中箭头所示的 Hi方向上移动，并且提升量改变机构300的输入臂311与输出臂321之间 的相对相位差变大。控制轴340在Hi箭头方向上的移动受到设置在控制轴 340上的Hi限位侧止动件343的限制。该Hi限位侧止动件343与气缸盖 20的部分相接触的位置是进气门31的提升量变成最大的可动极限位置(以 下称作"Hi限位")。
但是，当无刷马达52在反转方向上旋转时，控制轴340在由图5中的 箭头所示的Lo方向上移动，并且输入臂311与输出臂321之间的相对相 位差变小。控制轴340在Lo箭头方向上的移动受到设置在控制轴340上的Lo限位侧止动件342的限制。该Lo限位侧止动件342与气缸盖20的 部分相接触的位置是进气门31的提升量变成最小的可动极限位置(以下称 作"Lo限位，，)。
控制轴340以此方式在控制轴340的轴向上移动，由此进气门31的提 升量才艮据控制轴340的轴向位置而变化。控制轴340的轴向位置响应于无 刷马达52的在上述特定转角范围内的转角而变化。
无刷马达52设置有两个位置传感器Sl和S2作为位置检测传感器77， 用于基于旋转角度来输出信号以检测控制轴340的位置。响应于在无刷马 达52的旋转期间与无刷马达52的转子一起转动的具有48个极的多极磁体 的磁通量的变化，如图6中的上部所示，各位置传感器S1和S2交替地输 出脉冲形信号(即，高信号"H"和低信号"L")。图6的时序图示出与 无刷马达52的旋转相伴的位置传感器Sl和S2的信号，并示出位置计数 值P和行程计数值S的转变模式。
此外，来自两个位置传感器Sl和S2的脉冲信号以彼此移位的相位输 出。在正转期间，来自位置传感器S1的脉冲信号的上升沿和下降沿分别在 来自位置传感器S2的脉冲信号的上升沿和下降沿之前。从传感器Sl和S2 中的一个输出的脉冲信号的边沿是无刷马达52每旋转7.5。时产生的。来自 一个传感器的脉冲信号相对于来自另一个传感器的脉冲信号在相位上移位 无刷马达52的3.75°旋转。因此，来自位置传感器S1和S2的脉冲信号的 边沿间隔变成3.75。。
如图5所示，各位置传感器Sl和S2的上述信号被已经参照图1进行 了描述的上述电子控制单元60接收。基于这些信号，电子控制单元60控 制无刷马达52的驱动。电子控制单元60包括中央处理单元(CPU) 61、 只读存储器(ROM) 62、随机存取存储器(RAM) 63、 EEPROM64，该 EEPROM是能够重写存储数据的非易失性存储器。
以上述方式，CPU61执行各种计算处理，例如控制燃料喷射量、控制 点火时间、通过气门正时改变机构200的操作来控制气门正时所需的计算 (这些计算是内燃发动机1的发动机运转所需要的)以及用于提升量改变机构300的操作(例如无刷马达52的操作所需)的计算。具体而言，基于 来自位置传感器S1和S2的信号，检测控制轴340的位置，计算与要求进 气量相对应的控制轴340的目标位置，并控制无刷马达52使得控制轴340 的位置到达目标位置。各种控制程序等预先存储在ROM 62中。RAM 63 是需要备用电池来保持存储数据的易失性存储器，并且RAM 63用作存储 CPU 61等的计算结果的临时存储器。EEPROM64能够电重写存储数据， 并且该存储器不需要备用电池来保持其存储数据。
以下将参照图6和图7来详细说明控制轴340的轴向位置的检测方法。 图7的表格示出各位置传感器Sl和S2的信号与位置计数值P的增加或减 小之间的关系。
如前所述，图6的上部示出在无刷马达52的旋转期间，分别从位置传 感器S1和S2输出的脉沖信号的输出模式。图6的下部示出与无刷马达52 的旋转相伴的位置计数值P和行程计数值S的转变模式。位置计数值P对 应于累积移动量，其表示控制轴340的轴向位置已经发生了多少变化，也 就是在内燃发动机1启动时进行的点火开关76的ON操作(IG ON )之后， 随着无刷马达52的旋转，控制轴340已经从基准位置移动了多少。行程计 数值S是基于表示基准位置的标准值Sst和位置计数值P来计算的，并且 行程计数值S表示控制轴340的轴向位置。标准值Sst是之前的发动机运 转停止时的行程计数值S,并且每次发动机运转停止时标准值Sst存储在 EEPROM 64中。
在控制轴340的位置检测期间，首先，基于来自各位置传感器Sl和 S2的脉冲信号的输出模式，对于这些脉冲信号的每个边沿，使位置计数值 P增加或者减小。具体而言，如图7所示，根据位置传感器S1和S2中的 一个是否已经发生脉冲信号的上升沿或者下降沿，并且根据来自另一个传 感器的输出是高信号H还是低信号L,将位置计数值P增加"+ 1"或"-1"。在图7中，"T"符号表示脉冲信号的上升沿，'U"符号表示脉冲信 号的下降沿。以此方式获得的位置计数值P是计数各位置传感器Sl和S2 的脉冲信号的边沿的值。当无刷马达52正向旋转时，如图6所示，对于来自位置传感器S1和 S2的脉冲信号的每个边沿，使位置计数值P增加"1"。当无刷马达52反 向旋转时，对于上述的各个边沿从位置计数值P减'T，。因为位置计数 值P存储在电子控制单元60的RAM63中，如图6所示，当点火开关76 受到OFF操作(IG OFF )并且向RAM 63供电停止时，位置计数值P复 位为"0"。
当以此方式计算出位置计数值P时，CPU 61基于计算出的位置计数 值P和存储在EEPROM 64中的标准值Sst来计算行程计数值S。具体而 言，通过将位置计数值P与预先存储在EEPROM 64中的标准值Sst相加 而获得的值被计算为新的行程计数值S。通过以此方式更新行程计数值S, 检测控制轴340的位置。
以此方式，如图6所示，在无刷马达52的正向旋转中，行程计数值S 根据位置计数值P的增加而增加。但是，在无刷马达52的反向旋转中， 行程计数值S才艮据位置计数值P的减小而减小。
当计算出行程计数值S时，电子控制单元60比较行程计数值S与作 为控制轴340的目标位置的目标行程计数值Sp。然后，进行无刷马达52 的旋转控制，即提升量改变机构300的操作控制，使得行程计数值S与目 标行程计数值Sp —致。
以下将参照图8A至8C来详细说明当以此方式检测控制轴340的位置 时控制轴340的实际位置与行程计数值S之间的关系。
图8A至8C是示出当提升量改变机构300在与无刷马达52的10圏旋 转(0-3600°)对应的可动范围内操作时控制轴340的实际位置与行程计数 值S的值之间的关系的说明图。
如上所述，在本实施例的内燃发动机1中，对于无刷马达52每3.75。 的旋转，位置计数值P和行程计数值S增加或者减小"1"。由于此原因， 当对应于Lo限位的行程计数值S假设为"0"时，对应于Hi限位的行程 计数值S则为"960"。以下将说明将基准位置(Sst=480 )作为Lo限位和 Hi限位之间的中间位置的情况。例如，当如图8A所示的控制轴340被朝向Hi限位侧操作与无刷马达 52的两圏旋转(720°)对应的量并且移动到由离开基准位置的箭头所示的 位置时，位置计数值P变成"192"，并且行程计数值"S"变成"672"。 以此方式，当假设从Lo限位到Hi限位的距离为"1"时，控制轴340被 检测为定位在朝向Hi侧的"672/960"处(也就是检测为处于"7/10"位 置处)。
但是，当由于向电子控制单元60供应电力的电力线的连接故障等导致 电力供应暂时中断(所谓的瞬时中断)时，存在存储在RAM63中的位置 计数值P消失的情况。当位置计数值P由于这种瞬时中断而消失时，也就 是例如当导致的位置计数值P变成初始值"0"时，行程计数值S发生错 位，也就是由电子控制单元60获知的控制轴340的位置与控制轴340的实 际位置发生错位。
具体而言，当位置计数值P由于瞬时中断而变成"0"时，尽管如图 8B中的箭头所示控制轴340朝向Hi限位的实际位置是"7/10",但是导 致的行程计数值S变成"480"。以此方式，电子控制单元60错误地识别 为控制轴340处于基准位置(即，在Lo限位和Hi限位之间的中间位置)。
当控制轴340的位置以此方式被错误地检测时，在基于错误检测到的 位置推定出的进气门31的提升量与进气门31的实际提升量之间产生差异。
由于此原因，当基于由电子控制单元60获知的提升量改变机构300 的控制状态来进行气门正时改变机构200的协调控制时，由气门正时改变 机构200设定的气门正时变得不适合于发动机运转状态。结果，发动机运 转状态变得不稳定，并且在一些情况下，可能发生断火、爆燃等。
具体而言，如果如图14A所示在进气门31的提升量非常大时进气门 31的气门正时移动到提前侧，则进气门31的气门打开时刻IVO变早，气 门重叠变得非常大并且内部的EGR量增加。结果，为燃烧供应的氧不足， 燃烧变得不稳定，并且容易发生断火。此外，当如图14B所示在进气门31 的提升量非常小时进气门31的气门正时移动到延迟侧时，进气门31的气 门打开时刻IVO在上止点处或者之后，并且气门关闭时刻IVC变得接近下止点。结果，燃烧室13的负压在进气门31的气门打开时增加，引入到 燃烧室13的空气的流速增加，并且进气门31在下止点附近关闭以开始压 缩。因而，燃烧室13内的温度和压力容易上升并且容易发生爆燃。
但是，为了抑制由于这种瞬时中断而导致的位置计数值P的消失，已 经考虑采用其中位置计数值P的值存储在不需要备用电池来保持存储数据 的EEPROM 64中的构造。但是，向EEPROM 64重写存储数据的次数是 有限的，并且如果EEPROM 64被用于存储在控制轴340的操作期间连续 变化的位置计数值P，则EEPROM 64的耐久性显著下降，因而采用这种 构造变得不现实。
因此，对于根据本实施例的内燃发动机1,通过以下述方式执行最大 位置学习，来校正由于位置计数值P的消失而导致的行程计数值S与控制 轴340的实际位置之间的差异。
才艮据最大位置学习，当位置计数值P由于瞬时中断而消失时，如图8C 中的虚线箭头所示，控制轴340通过恒定操作力朝向Hi限位侧移位。此时， 进气门31的提升量逐渐增加，并且因此转换到通过设置在进气通路30中 的节气门33来调节进气量GA的节气门控制，从而随着提升量的增加出现 的进气量GA的过度增加被抑制。然后，Hi限位侧止动件343接触气缸盖 20并且控制轴340的运动停止的位置被学习为Hi P艮位。例如，位置计数 值P的值被设定为"480"使得该位置处的行程计数值S变成"960"。
通过执行其中控制轴340被朝向Hi限位侧操作并且停止位置被学习为 Hi限位的最大位置学习，能够消除控制轴340的实际位置与由电子控制单 元60获知的控制轴340的位置之间的差异。
此外，在本实施例的内燃发动机l中，当控制轴340的实际位置与由 电子控制单元60获知的控制轴340的位置之间的差异被推定为大时(在该 差异被推定为大的时间段内，也就是在推定为可动部分的检测到的位置不 同于可动部分的待检测位置的时间段内)，提升量改变机构300和气门正 时改变机构200的协调控制被禁止。
将参照图9和图IO说明对于最大位置学习和协调控制的禁止来说，气门正时改变机构200的控制模式和提升量改变机构300的控制模式。
首先，将参照图9来说明使用最大位置学习对提升量改变机构300的 控制。图9的流程图示出根据这种控制的学习的顺序。在发动机运转期间 这种学习由电子控制单元60反复地进行。
当学习开始时，首先，在步骤S100中，判断是否这是在向电子控制单 元60的电力供应开始之后的首个控制周期。如果在步骤S100处判定这是 在向电子控制单元60的电力供应开始之后的首个控制周期(步骤SIOO中 为"是")，则学习进行到步骤S110并且判断驱动标志Fdrv是否为ON。 驱动标志Fdrv在发动机启动时被设定为ON并且在发动机运转停止时被 设定为OFF,并且该值存储在不需要备用电池来保持存储数据的 EEPROM64中。此外，电力在发动机启动之前供应到电子控制单元60。 由于此原因，在步骤S110中，当驱动标志Fdrv械 没定为ON时，推定为 向电子控制单元60的电力供应是在没有经过正常的发动机运转完成的情 况下重新开始的(即，电力供应在发生瞬时中断之后重新开始)。
如果在步骤S110处驱动标志Fdrv被判定为ON(步骤S110中为"是" (即，判定为在此之前刚刚发生了瞬时中断))，则学习进行到步骤S120， 并且瞬时中断判定标志Fsd被设定为ON。当以上述方式判定为已经发生 瞬时中断时该瞬时中断判定标志被设定为ON，当上述最大位置学习完成 时该瞬时中断判定标志被设定为OFF。瞬时中断判定标志Fsd存储在RAM 63中并且在初始状态中(即，在发动机启动时)祐:i殳定为OFF。当瞬时中 断判定标志Fsd已经以上述方式被设定为ON时，学习进行到步骤S130。
但是，如果在步骤S110中驱动标志Fdrv被判定为OFF (步骤S110 中为"否，，)，则推定为是在经历正常的发动机运转停止之后(即，未发 生瞬时中断)开始向电子控制单元60供应电力，步骤S120被忽略，并且 学习进行到步骤S130。
此外，如果在步骤S100中判定为这不是向电子控制单元60的电力供 应开始之后的首个控制周期(步骤S100中为否)，则步骤S110和步骤S120 被忽略，并且学习进行到步骤S130。在步骤S130处，判定瞬时中断判定标志Fsd是否为ON。如果在步骤 S130中瞬时中断判定标志Fsd被判定为OFF (步骤S130中为"否")， 则没有发生瞬时中断，因此学习进行到步骤S140,并且怠速转速NEi被设 定为处于通常怠速转速的标准转速NEst。
然后，执行进行到步骤S150，以前述方式基于所要求的进气量来设定 控制轴340的目标位置，并且进行其中通过操作控制轴340来改变进气门 31的提升量的通常控制。当控制轴340以此方式被操作时，该学习结束。
但是，如果在步骤S130中瞬时中断判定标志Fsd已经被判定为ON(步 骤S130中为"是")，则推定为控制轴340的实际位置与由电子控制单元 60基于行程计数值S的值获知的控制轴340的位置之间由于瞬时中断的发 生而具有差异，并且控制轴340的实际位置与由电子控制单元60获知的控 制轴340的位置之间的差异被推定为较大。执行然后进行到步骤S145,怠 速转速NEi祐z没定为通过将特定量a与标准转速NEst相加而获得的值， 在步骤S155中执行上述的最大位置学习，并且学习结束。
通过以此方式重复地进行学习，判定瞬时中断是否发生。然后，基于 以上述方式判定瞬时中断是否发生的结果，如果控制轴340的实际位置与 由电子控制单元60获知的控制轴340的位置之间的差异被推定为较大，则 执行最大位置学习。
以下将参照图10来说明用于禁止协调控制的气门正时改变机构200 的控制。图IO的流程图示出用于该控制的处理的顺序。在发动机运转期间 该处理由电子控制单元60重复地执行。
当该处理开始时，首先，在步骤S200中，判定瞬时中断判定标志Fsd 是否被设定为ON。如果在步骤S200中判定为瞬时中断判定标志Fsd被设 定为OFF,则推定为瞬时中断未发生，并且基于从进气量GA和发动机转 速NE计算的发动机负荷来设定目标气门重叠，并且基于提升量改变机构 300的控制状态对气门正时改变机构200进行协调控制。也就是说，基于 发动机负荷和行程计数值S来设定进气凸轮32a的目标相位etrg。基本上， 基于控制轴340的位置，随着进气门31的提升量变大，目标相位etrg更向延迟侧移动，并且随着进气门31的提升量变小，目标相位etrg更向提 前侧移动。以此方式，进气门31的气门打开时刻IVO随着提升量的变化 而发生的变化被进气凸轮32a的相位e的改变所补偿。然后，与该补偿一 起，目标相位0trg进一步向提前侧或者延迟侧移动，使得气门重叠的量适 合于发动机运转状态。
当用于协调控制的目标相位6trg被以此方式设定时，执行进行到步骤 S220，气门正时改变机构200被操作使得由凸轮位置传感器75检测到的进 气凸轮32a的相位0与目标相位etrg —致，并且处理结束。
以此方式经历协调控制的控制轴340的位置和进气凸轮32a的相位e 根据图ll所示的曲线L改变。基本上，随着发动机负荷变大，控制轴340 被朝向Hi限位侧操作，并且进气凸轮32a的相位e被朝向延迟侧改变。以 此方式，进气门31的提升量变大并且进气量GA增加。但是，随着发动机 负荷变小，控制轴340被朝向Lo限位侧操作，并且进气凸轮32a的相位0 被朝向提前侧改变。以此方式，进气门31的提升量变小并且进气量GA减 小。如图11所示，在本实施例的内燃发动机l中，当调节进气量GA时控 制轴340移动的控制范围可以设定为小于由Hi P艮位和Lo限位限制的控制 轴340的可动范围。
但是，如果在步骤S200中判定为瞬时中断判定标志Fsd被设定为ON (步骤S200中为"否")，则控制进行到步骤S215,并且在不依赖提升 量改变机构300的控制状态的情况下基于发动机负荷来设定目标相位 etrg。具体而言，电子控制单元60参考存储在电子控制单元60的ROM 62 中的用于计算的脉镨图，并设定目标相位etrg。如图12所示，该脉语图被 限定为使得目标相位etrg与发动机负荷成比例地被提前，使得目标相位 etrg随着发动机负荷变大而变大，目标相位etrg随着发动机负荷变小而变 小。
当目标相位etrg已经以此方式基于发动机负荷被设定时，在步骤S220 中气门正时改变^L构200 ^皮操作，^f吏得进气门31的相位e与目标相位etrg
一致，并且处理结束。通过以此方式反复地执行处理，判定是否发生瞬时中断，然后基于该
判定结果，如果控制轴340的实际位置与由电子控制单元60获知的控制轴 340的位置之间的差异被推定为较大，则禁止协调控制。
以下将参照图13来说明当协调控制被以此方式禁止时的操作。图13 的时序图示出随着协调控制的禁止，进气凸轮32a的相位e和行程计数值 S的变化模式。
如图13所示，只要未发生瞬时中断(时间tO-tl),也就是当行程计 数值S等于与控制轴340的实际位置对应的值时，执行协调控制，并且进 气凸轮32a的相位9随着行程计数值S的值的变化而变化。
但是，当在时刻tl处发生瞬时中断并且存储在RAM 63中的位置计数 值P的值消失时，行程计数值S的值变得不清楚，并且瞬时中断判定标志 Fsd被设定为ON。
当瞬时中断判定标志Fsd被设定为ON并且控制轴340的实际位置与 由电子控制单元60获知的控制轴340的位置之间的差异被推定为较大时， 协调控制,皮禁止，并且怠速转速NEi增加特定量a。
然后，在时刻tl处开始最大位置学习，并且控制轴340被朝向Hi限 位侧操作。在以此方式执行最大位置学习的时段内(时间tl至t3)，进气 量GA由节气门33调节，并且进气凸轮32a的相位e基于发动机负荷而改 变。例如，如图13中的实线所示当发动机负荷高时，进气凸轮32a的相位 e朝向提前侧移动。但是，如图13中的虛线所示当发动机负荷低时，进气 凸轮32a的相位9朝向延迟侧移动。
当在时刻t2处控制轴340接触Hi限位并且移位停止时，控制轴340 的位置被学习为与Hi限位对应的位置，并且行程计数值S的值被校正(时 间t2至t3)。然后，在时刻t3处，最大位置学习结束，并且当行程计数 值S的值变得等于与控制轴340的实际位置对应的值时，瞬时中断判定标 志Fsd被设定为OFF，协调控制的禁止被取消，并且怠速转速NEi被设定 为标准转速NEst。
然后，在时刻t3处，对于提升量改变机构300的控制和气门正时改变机构200的控制再次执行协调控制，并且因此进气凸轮32a的相位9随着 行程计数值S的值的变化而变化。
以下将列出4艮据如前所述本实施例获得的有利效果
(1) 当发动机负荷低时(即，当在进气行程中引入到燃烧室13内的 空气量少时)，由于燃烧室13中的氧少，燃烧变得不稳定，并且容易发生 断火。但是，当发动机负荷高时(即，当在进气行程中引入到燃烧室13 内的空气量多时)，在压缩行程中燃烧室13内的温度和压力容易增加，并 且因此容易发生爆燃。因而，根据以上实施例，基于对瞬时中断是否已经 发生的判定，当实际提升量与由电子控制单元60获知的进气门31的提升 量之间的差异被推定为较大时，协调控制被禁止并且基于发动机负荷来进 行气门正时改变机构200的操作。由于此原因，避免了基于提升量改变机 构300的不正确控制状态对气门正时的设定，并且气门正时能够被改变以 在发动机负荷低时抑制断火的发生，并且气门正时能够被改变以在发动机 负荷高时抑制爆燃的发生。结果，即使当电子控制单元60已经变得不能精 确地获知进气门31的提升量时，也可以抑制断火和爆燃的发生。
(2) 当在进气门31的提升量极高的情况下进气门31的气门正时被移 动到提前侧时，气门重叠非常大，为燃烧而供应的氧变得不足，燃烧变得 不稳定，并且容易发生断火。但是，当在进气门31的提升量极低的情况下 进气门31的气门正时被移动到延迟侧时，进气门31的气门打开时刻IVO 在上止点处或其之后，并且气门关闭时刻IVC在下止点附近，从而燃烧室 13内的温度和压力容易增加，并且容易发生爆燃。因而，根据上述实施例， 当控制轴340的实际位置与由电子控制单元60获知的控制轴340的位置之 间的差异4皮推定为较大时，随着发动机负荷变小进气门31的气门正时更多 地被移动到延迟侧，并且随着发动机负荷增大进气门31的气门正时更多地 被移动到提前侧。由于此构造，当发动机负荷低时(即，当断火容易发生 而爆燃不容易发生时)，进气门31的气门正时朝向延迟侧移动，并且即使 当进气门31的提升量不能被精确地获知时，也可以避免进气门31的气门 特性净皮设定为断火容易发生的气门特性，并且能够适当地抑制断火的发生。此外，当发动机负荷高时(即，当爆燃容易发生而断火不容易发生时)，
进气门31的气门正时朝向提前侧移动，并且即使当进气门31的提升量不 能被精确地获知时，也可以避免进气门31的气门特性被设定为爆燃容易发 生的气门特性，并且能够适当地抑制爆燃的发生。
(3)当发生瞬时中断并且控制轴340的实际位置与由电子控制单元 60获知的控制轴340的位置之间的差异被推定为较大时，执行最大位置学 习。由于此原因，可以消除控制轴340的实际位置与由电子控制单元60 获知的控制轴340的位置之间的差异。此外，通过操作控制轴340使得在 利用节气门33调节进气量GA的同时提升量增加，来执行最大位置学习。 因而通过节气门33的节流操作可以抑制进气量GA变得过大，并且即使在 发动机运转期间也能够执行最大位置学习。
此外，当根据节气门33来调节进气量GA时，即使在最大位置学习的 执行过程中也可以通过改变节气门33的开度来改变发动机输出。当以此方 式改变节气门33的开度时，断火和爆燃各自的发生可能性也由于发动机负 荷的变化而变化。根据上述实施例中气门正时基于发动机负荷而改变的构 造，气门正时根据与发动机负荷的变化相伴的断火和爆燃的发生可能性而 改变，由此可以适当地抑制断火和爆燃的发生。
(4 )当通过在由Lo限位侧止动件342和Hi限位侧止动件343限制 的控制轴的整个可动范围上操作控制轴340来改变进气门31的提升量时， 随着提升量改变每次控制轴340的运动被Lo限位侧止动件342和Hi限位 侧止动件343停止时会引起冲击，并且由此可能导致提升量改变机构300 的耐久性下降。因此，根据上述实施例，通过使控制轴340在被设定成比 该可动范围窄的范围的特定控制范围内移动来改变提升量。根据此构造， 可以避免当提升量改变时由于控制轴340的移动被Lo限位侧止动件342 和Hi P艮位侧止动件343停止而发生的冲击，并且由此可以提高提升量改变 才几构300的耐久性。
(5)在诸如怠速时之类的极低负荷的情况下，燃烧变得不稳定并且容 易发生断火。由于此原因，通过根据上述实施例提高怠速转速NEi,在怠
29速状态期间可以使燃烧稳定并可以更适当地抑制断火的发生。此外，当执
行最大位置学习时，由于伴随最大位置学习的执行控制轴340被操作直至进气门31的提升量变成最大的扭限位，气门重叠变得非常高并且这导致断火特别容易发生的状态。因而，通过采用根据以上实施例的使怠速转速NEi升高的构造，即使在断火特别容易发生的最大位置学习的执行期间，也可以适当地抑制断火的发生。
上述实施例可以通过对其进行适当变型而根据下述的方面来执行。以上已经描述了一种构造，其中当控制轴340的实际位置与由电子控制单元60获知的控制轴340的位置之间的差异被推定为较大时，怠速转速NEi增加特定量a。特定量a的值可以适当地改变，只要该值使得可以抑制断火的发生。
此外，即使在未采用以此方式使怠速转速NEi增加的构造时，通过采用至少基于发动机负荷来改变气门正时的构造，即使在电子控制单元60不能精确地获知进气门31的提升量时，也可以抑制断火和爆燃的发生。
在上述实施例的以上描述中，示出了这样一种构造，其中禁止协调控制，并且参照被限定为使得如图12所示提前量成比例于发动机负荷而变高的计算脉镨图，目标相位etrg随着发动机负荷变低而更多地移动到延迟侧，并且目标相位etrg随着发动机负荷变高而更多地移动到提前侧。相反，可以适当地改变相对于发动机负荷来设定目标相位etrg的模式。例如，可以采用其中当发动机负荷变得高于或者等于特定负荷时将进气门31的气门正时移动到提前侧的构造。当采用这种构造时，在容易发生爆燃的高负荷期间，通过将气门正时移动到提前侧至少能够抑制爆燃的发生。此外，可以采用其中当发动机负荷变得等于或者低于特定负荷时将进气门31的气门正时移动到延迟侧的构造。当采用这种构造时，在容易发生断火的低负荷期间，通过将气门正时移动到延迟侧至少能够抑制断火的发生。这些构造也可以结合，并且可以采用如下的构造，其中通过在发动机负荷大于或者等于特定负荷时将气门正时移动到提前侧并且在发动机负荷低于特定负荷时将气门正时移动到延迟侧，目标相位etrg以步进方式改变。
30在上述实施例的以上描述中，已经描述了这样一种构造，其中在判定
瞬时中断已经发生时，异常推定装置推定控制轴340的实际位置与由电子控制单元60获知的控制轴340的位置之间的差异是否较大。但是，使用异常推定装置来推定差异是否较大的构造也可以适当地改变。本质上，无论这种推定方法是什么，如果采用其中当差异被推定为较大时禁止协调控制并基于发动机负荷操作气门正时改变机构200的构造，则可以抑制断火和爆燃的发生。
此外，在上述实施例中，已经描述了这样一种构造，其中在控制轴340的实际位置与由电子控制单元60获知的控制轴340的位置之间的差异-皮推定为较大时执行最大位置学习。但是，即使在内燃发动机未执行这种学习时，通过釆用本发明的其中当该差异被推定为较大时禁止协调控制并基于发动机负荷来操作气门正时改变机构200的构造，至少可以抑制断火和爆燃的发生。此外对于另一个方面，也就是执行其中控制轴340被朝向气门31的提升量变成最小的Lo限位侧操作并且控制轴340停止的位置被学习为Lo限位的学习的内燃发动机，通过采用其中禁止协调控制并基于发动机负荷来操作气门正时改变机构200的构造，可以抑制断火和爆燃的发生。
在上述实施例的以上描述中说明的提升量改变机构300是提升量改变机构的一个示例，并且本发明还可以应用在其他构造的情况，只要内燃发动机的控制设备设有用于通过使可动部分移位来改变进气门31的提升量的提升量改变机构，并且通过基于提升量改变机构的控制状态操作气门正时改变机构来执行协调控制。
此外，其中两个位置传感器Sl和S2被设置为位置传感器77并且基于从各个位置传感器Sl和S2输出的脉冲信号控制轴340的累积运动量被计算为行程计数值S以推定提升量改变机构的控制状态的配置，是基于从基准位置的相对位移量来检测控制轴340的位置的位置检测装置的一个示例，并且因此该配置可以适当地改变。
权利要求
1.一种用于内燃发动机的控制设备，所述内燃发动机包括改变进气门的气门正时的气门正时改变机构；通过可动部分的移位来改变所述进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构；位置检测装置，所述位置检测装置基于所述最大提升值及提升时间为最大的可动极限位置来设定基准位置，并且基于所述可动部分从所述基准位置的累积移动量来检测所述可动部分的位置；以及执行协调控制的控制装置，在所述协调控制中，所述可动部分的目标位置基于要求的进气量而被设定，所述可动部分被移动以使得所述可动部分的所述检测到的位置变成所述目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作，所述控制设备包括异常推定装置，所述异常推定装置推定所述可动部分的所述检测到的位置与所述可动部分的实际位置之间的差异是否大；其中，当推定为所述差异大时，所述控制装置禁止所述协调控制并基于发动机负荷来操作所述气门正时改变机构。
2. 根据权利要求1所述的控制设备，其中，当推定出所述差异大时， 所述控制设备操作所述气门正时改变机构，以便随着所述发动机负荷减小 而将所述进气门的气门正时更多地设定到延迟侧，以及随着所述发动机负 荷增大而将所述进气门的气门正时更多地设定到提前侧。
3. 根据权利要求1或2所述的控制设备，还包括学习装置，所述学习 装置用于执行最大位置学习，以通过在使用进气通路的节气门调节进气量 的同时，移动所述可动部分以使得所述最大提升值及提升时间增加并将所 述可动部分的停止位置学习为所述可动极P艮位置，来校正所述累积移动量， 其中当推定为所述差异大时，所述学习装置执行所述最大位置学习。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的控制设备，其中，所述控制装 置通过在M^定的控制范围内移动所述可动部分来改变所述进气门的所述最 大提升值及提升时间，所述规定的控制范围设定在比所述可动部分的可动范围窄的范围内。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的控制设备，其中，当推定为所 述差异大时，所述控制装置将怠速转速升高为高于通常运转时的怠速转速。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的控制设备，其中，所述控制装 置通过累积在发动机运转开始时间之后所述可动部分的移动量来获得所述 累积移动量。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的控制设备，还包括用于存储所 述累积移动量的存储器。
8. 根据权利要求7所述的控制设备，其中，当所述发动机停止时所述 控制装置将存储在所述存储器中的所述累积移动量复位为零。
9. 根据权利要求7或8所述的控制设备，其中，当尽管所述发动机并 未停止但是所述存储器中的所述累积移动量被复位为零时，所述异常推定 装置推定为所述可动部分的所述检测到的位置与所述可动部分的实际位置 之间的差异大。
10. —种用于内燃发动机的控制设备，所述内燃发动机包括改变进 气门的气门正时的气门正时改变机构；通过可动部分的移位来改变所述进 气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构；位置检测装置，所述位 置检测装置基于所述最大提升值及提升时间为最大的可动极P艮位置来设定 基准位置，并且基于所述可动部分从所述基准位置的累积移动量来检测所述可动部分的位置；以及执行协调控制的控制装置，在所述协调控制中，所述可动部分的目标位置基于要求的进气量而被设定，所述可动部分被移 动以使得所述可动部分的所述检测到的位置变成所述目标位置从而操作所 述提升量改变机构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作，所述控制设备包括异常推定装置，所述异常推定装置推定所述可动部分的所述检测到的 位置是否不同于所述可动部分的待检测位置；其中，在推定为所述可动部 分的所述检测到的位置不同于所述可动部分的所述待检测位置的时间段 内，所述控制装置禁止所述协调控制并基于发动机负荷来操作所述气门正时改变纟几构。
11. 一种用于内燃发动机的控制设备，包括 改变进气门的气门正时的气门正时改变机构；通过可动部分的移位来改变所述进气门的最大提升值及提升时间的提 升量改变机构；检测所述可动部分的位置的位置检测器；执行协调控制的控制器，在所述协调控制中，所述可动部分的目标位 置基于要求的进气量而被设定，所述可动部分被移动以使得所述可动部分 的位置变成所述可动部分的目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所 述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作；以及推定部，所述推定部推定所述可动部分的所述检测到的位置与所述可 动部分的实际位置之间的差异是否大；其中，当所述可动部分的所述检测到的位置与所述可动部分的实际位 置之间的差异被推定为大时，所述控制器禁止所述协调控制。
12. —种用于内燃发动机的控制设备，包括 改变进气门的气门正时的气门正时改变机构；通过可动部分的移位来改变所述进气门的最大提升值及提升时间的提 升量改变机构；检测所述可动部分的位置的位置检测器；执行协调控制的控制器，在所述协调控制中，所述可动部分的目标位 置基于要求的进气量而被设定，所述可动部分被移动以使得所述可动部分 的位置变成所述可动部分的目标位置从而操作所述提升量改变机构，且所 述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操作；以及推定部，所迷推定部推定所述可动部分的所述检测到的位置是否不同 于所述可动部分的待检测位置，其中，在推定为所述可动部分的所述检测到的位置不同于所述可动部 分的所述待检测位置的时间段内，所述控制器禁止所述协调控制。
13. —种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机具有用于改变进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机构；其中，所述控制方法 包括检测所述可动部分的位置；推定所述可动部分的所述检测到的位置与所述可动部分的实际位置之 间是否存在差异；当推定为所述移位存在时，禁止协调控制，在所述协调控制中，所述 可动部分被移动以使得所述可动部分的位置变成目标位置从而操作所述提 升量改变机构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制 状态而被操作；以及在所述协调控制被禁止的时间段内，基于发动机负荷来操作所述气门 正时改变机构。
14. 一种用于内燃发动机的控制方法，所述内燃发动机具有用于通过 可动部分的移位来改变进气门的最大提升值及提升时间的提升量改变机 构，并具有用于使所述可动部分移动的操作设备，所述控制方法包括检测所述可动部分的位置；推定所述可动部分的所述检测到的位置是否不同于所述可动部分的待 检测位置；当推定为所述可动部分的所述检测到的位置不同于所述可动部分的所 述待检测的位置时，禁止协调控制，在所述协调控制中，所述可动部分被 移动以使得所述可动部分的位置变成目标位置从而操作所述提升量改变机 构，且所述气门正时改变机构根据所述提升量改变机构的控制状态而被操 作；以及在所述协调控制被禁止的时间段内，基于发动机负荷来操作所述气门 正时改变纟几构。
全文摘要
内燃发动机(1)包括用于改变进气凸轮(32a)的相位的气门正时改变机构(200)和用于通过使控制轴(340)移位来改变提升量的提升量改变机构(300)。电子控制单元(60)执行协调控制，其中提升量改变机构(300)被操作以使得控制轴(340)的由位置检测传感器(77)检测到的位置成为目标位置，并且气门正时改变机构(200)根据提升量改变机构(300)的控制状态而被操作。当控制轴(340)的实际位置与其被检测到的位置之间的差异被推定为较大时，禁止所述协调控制并基于发动机负荷来操作气门正时改变机构。
文档编号F01L1/34GK101680370SQ200880017286
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月26日 优先权日2007年5月24日
发明者不破直秀, 伊藤登喜司, 玉田诚幸, 钟本宏行 申请人:丰田自动车株式会社