发动机控制设备和方法

专利名称：发动机控制设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种通过控制可变气门机构改变发动机气门的开闭特性的发动机的 控制设备和控制设备方法。
背景技术：
在装配有可变气门机构的发动机中，发动机的进气门和排气门的开闭特性可以改 变。日本专利申请特开平No. 2001-263015描述了改变发动机气门的持续时间和最大升程 的可变气门机构。近年来，能进一步改进燃料经济性和操纵性(车辆驾驶舒适性)的发动机是希望 的，以满足来自环境因素和来自使用者的不断增长的多样化需求。与装配有可变气门机构的发动机控制设备相协作，给出了多种旨在改进燃料经济 性和发动机输出的建议；然而，尚未存在适当的旨在改善车辆操纵性的建议。

发明内容
本发明提供了一种发动机控制设备和一种发动机控制方法，它们的每个通过控制 可变气门机构改进了车辆操纵性。本发明的第一方面是通过控制可变气门机构改变发动机气门的开闭特性的发动 机控制设备。控制设备包括当发动机停止时禁止改变发动机气门的开闭特性的控制单元。因为在发动机停止期间轿舱内相对安静，因此车辆的乘员可能可以听到与发动机 气门的开闭特性的改变相关联的噪声。这样的噪声可能烦扰车辆的驾驶员或其他乘员。因此，本发明的第一方面设计为使得在发动机停止时开闭特性不改变。因此，变得 可以抑制由于发动机气门的开闭特性的改变导致的操纵性的下降。在本发明的第二方面中，发动机控制设备的控制单元在从发动机停止时点火开关 开启时至起动电动机第一次被驱动时期间禁止改变发动机气门开闭特性。因为在发动机起动前车辆骄舱内相对安静，因此车辆的乘员可能可以听到与发动 机气门的开闭特性的改变相关的噪声。车辆的驾驶员或其他乘员可能被这样的噪声烦扰。因此，本发明的第二方面设计为使得发动机气门的开闭特性在从发动机停止而点 火开关切换到开位置时至起动电动机的驱动开始时的期间不改变。因此，变得可以抑制在 发动机起动前由可变气门机构的运行噪声导致的车辆的操纵性的下降。在本发明的第三特征中，发动机控制设备的控制单元在从检测到发生发动机熄火 时到发动机重起动开始时的期间内禁止改变发动机气门的开闭特性。当发动机因发动机熄火而停止时，在车辆的骄舱内相对安静。因此，如果发动机气 门的开闭特性在这样的情况中改变，则驾驶员或其他乘员可能被可变气门机构的运行噪声烦扰。因此，本发明的第三特征设计为使得在从检测到发生发动机熄火时到检测到发动 机重起动开始时的期间内发动机气门的开闭特性不改变。因此，可以抑制在发动机重起动 前由可变气门机构的运行噪声导致的车辆操纵性的下降。本发明的第四方面基于第三方面；其中控制单元在禁止发动机气门的开闭特性改 变时维持在检测到发动机熄火前正使用的发动机气门的开闭特性。如果在发动机气门的开闭特性被改变时发生发动机熄火，则中断开闭特性的改 变。因此，在发动机重起动后，要求开闭特性的改变立即恢复。考虑到这样的情形，本发明的第四方面设计为当发动机因发动机熄火而停止时， 维持在检测到发动机熄火发生前正使用的发动机气门的开闭特性。因此，变得可以在发动 机重起动后立即恢复开闭特性的改变。在本发明的第五方面中，当通过节气门开度的改变调节进气流量时，发动机控制 设备控制可变气门机构使得可变气门机构切换到第一驱动方式。另外，且当进气流量通过 改变发动机气门的开闭特性调节时，发动机控制设备控制可变气门机构使得可变气门机构 切换到第二驱动方式。在本发明的此方面中，控制单元当检测到发动机的运行状态处于过 渡运行状态时允许从第一驱动方式切换到第二驱动方式。当从第一驱动方式切换到第二驱动方式时，用于调节进气流量的控制对象从进气 门改变到可变气门机构。因此，实际进气流量与目标进气流量的偏差可以临时地增加。这 导致转矩的急剧波动，其导致下降的操纵性。然而，当发动机的运行状态处于过渡运行状态 时，发动机和车辆的振动大，使得转矩波动不可能被驾驶员觉察到。考虑到这样的情形，本发明的第五方面设计为使得当控制单元检测到发动机的运 行状态处于过渡运行状态时，它允许从第一驱动方式切换到第二驱动方式。因此，变得可以 抑制由从第一驱动方式切换到第二驱动方式导致的车辆操纵性的下降。在本发明的第六方面中，当通过改变节气门开度调节进气流量时，发动机控制设 备控制可变气门机构，使得可变气门机构切换到第一驱动方式。另外，且当进气流量通过改 变发动机气门的开闭特性调节时，发动机控制设备控制可变气门机构，使得可变气门机构 切换到第二驱动方式。然而，在本发明的第六方面中，当控制单元检测到车辆的行驶状态不 是低速行驶状态时，控制单元允许从第一驱动方式切换到第二驱动方式。当从第一驱动方式切换到第二驱动方式时，调节进气流量的控制对象从节气门改 变到可变气门机构。因此，实际进气流量从与目标进气流量的偏差可以临时地增加。这导 致转矩的急剧波动，其导致车辆操纵性的下降。然而，当车辆速度处于相对高(当车辆的行 驶状态不是低速行驶状态)时，发动机和车辆的振动大，因此转矩波动不可能被驾驶员觉 察到。考虑到这样的情形，本发明的第六方面设计为使得当控制单元检测到车辆的行驶 状态不是低速行驶状态时，允许从第一驱动方式切换到第二驱动方式。因此，变得可以抑制 由从第一驱动方式切换到第二驱动方式导致的车辆操纵性的下降。在本发明的第七方面中，当进气流量通过改变节气门开度调节时，发动机控制设 备控制可变气门机构，使得可变气门机构切换到第一驱动方式。另外，且当进气流量通过改 变发动机气门开闭特性调节时，发动机控制设备控制可变气门机构，使得可变气门机构切换到第二驱动方式。然而，在本发明的第七方面中，当控制单元检测到发动机的运行状态处于高负荷运行状态时，控制单元允许从第一驱动方式切换到第二驱动方式。当从第一驱动方式切换到第二驱动方式时，用于调节进气流量的控制对象从节气 门改变到可变气门机构。因此，实际进气流量与目的进气流量的偏差可能临时地增加。这 导致转矩的急剧波动，其导致车辆操纵性的下降。另外，进气流量与目的进气流量的偏差程 度趋向于随在驱动方式切换的时间发生的开闭特性的改变程度的增加而增加。顺便提及的是，当发动机运行状态处于高负荷运行状态时设定的开闭特性和用于 第一驱动方式设定的开闭特性之间的差异小于当发动机运行状态不是高负荷运行状态时 设定的开闭特性与用于第一驱动方式设定的开闭特性之间的差异。考虑到这样的情形，本发明的第七方面设定为使得当控制单元检测到发动机的运 行状态处于高负荷运行状态时，允许从第一驱动方式切换到第二驱动方式。因此，在从第一 驱动方式切换到第二驱动方式时开闭特性的改变程度降低。因此，使得抑制车辆操纵性下 降变得可能。在本发明的第八方面中，当进气流量通过改变节气门开度调节时，发动机控制设 备控制可变气门机构使得可变气门机构切换到第一驱动方式。另外，且当进气流量通过改 变发动机气门的开闭特性调节时，发动机控制设备控制可变气门机构，使得可变气门机构 切换到第二驱动方式。然而，在本发明的第八方面中，当控制器检测到发动机的运行状态不 是低负荷运行状态时，控制单元允许从第一驱动方式切换到第二驱动方式。当从第一驱动方式切换到第二驱动方式时，也存在由于实际进气流量与目标进气 流量之间的增加的偏差即实际进气流量变得远小于目的进气流量所导致的发动机熄火的 风险。然而，当发动机的运行状态不是低负荷运行状态时，即使进气流量临时地变小也可以 避免发动机熄火的发生。考虑到这样的情形，本发明的第八方面设计为使得当控制单元检测到发动机的运 行状态不是低负荷运行状态时，允许从第一驱动方式切换到第二驱动方式。因此，变得可以 抑制由于从第一驱动方式切换到第二驱动方式而导致的发动机熄火的发生。在本发明的第九方面中，可变气门机构改变进气门的开闭特性为发动机气门的开 闭特性。特别地，发动机控制设备的控制单元将进气门的开闭特性向初始开闭特性改变，该 初始开闭特性限定为当点火开关关闭时进气门的最大或几乎最大气门打开持续时间。在此车辆中，因为在发动机停止期间可变气门机构中的异常的发生，因此进气门 的开闭特性的改变在发动机起动时是不可能的。如果在这样的情况中，则进气门的开闭特 性设定为涉及最小打开气门持续时间的开闭特性，或接近最小打开气门持续时间的开闭特 性，可构想的是在发动机起动时进气流量可能是不足的，从而导致起动失败。考虑到这样的情形，本发明的第九方面设计为使得当车辆的驾驶结束时，将进气 门的开闭特性向初始开闭特性改变，以准备发动机再次起动。因此，即使可变气门机构具有 异常也抑制了当发动机起动时不足的空气供给。因此变得可以改进发动机的可起动性。本发明的第十方面基于第九方面。然而，根据第十方面，当控制单元检测到在进气 门开闭特性向初始开闭特性改变时车辆速度大于或等于阈值时，控制单元暂停进气门开闭 特性的改变直至车辆速度变得小于阈值。如果进气门的开闭特性向初始开闭特性改变同时发动机旋转速度过高时，在燃烧室内剩余的燃料可能因增加的进气流量而燃烧。在这样的情况中，尽管驾驶员要求车辆停 止但发动机速度增加，这可能导致驾驶员不舒适。考虑到这样的情形，本发明的第十方面设计为使得进气门开闭特性的改变被暂停 直至车辆速度下降到阈值以下。因此，变得可以避免尽管驾驶员要求车辆停止而发动机速 度发生增加。本发明的第十一方面基于第九方面，除了如果控制单元当进气门 开闭特性向初始 开闭特性改变时检测到发动机速度高于或等于阈值，则控制单元中止进气门开闭特性的改 变直至发动机速度变得小于标准值。如果在发动机速度过高时进气门的开闭特性向初始开闭特性改变，则在燃烧室内 剩余的燃料可能因为增加的进气量燃烧。在这样的情况中，尽管驾驶员要求车辆停止但发 动机速度升高，这可能导致驾驶员不舒适。考虑到这样的情形，本发明的第十一方面设计为使得进气门开闭特性的改变中止 直至发动机速度变得小于阈值。因此，变得可以避免尽管驾驶员要求车辆停止而发动机速 度发生增加。本发明的第十二方面是基于第九方面的发动机控制设备，其中如果控制单元检测 到到点火开关切换到关位置时发动机仍未起动，则禁止进气门开闭特性向初始开闭特性改变。一般地，当驾驶员终止车辆驾驶时点火由驾驶员有意地关闭。然而，在一些情况 中，点火开关可能在驾驶员不意图于终止驱动时切换到关位置。在这样的情况中，发动机的 起动在相对短的时间内进行，且因此在发动机重起动前在可变气门机构内发生异常的风险 非常小。即，即使开闭特性不基于切换到关位置的点火开关而改变到初始开闭特性，也考虑 为大体上不必担心由于不足的空气供给导致的起动失败。考虑到这样的情形，本发明的第十二方面设计为如果控制单元检测到发动机到点 火开关切换到关位置时仍未起动，则禁止进气门开闭特性的改变。因此，变得可以降低可变 气门机构的不必要的动作。本发明的第十三方面基于根据第十二方面的发动机控制设备，其中控制单元禁止 改变进气门开闭特性且维持即将关闭点火时进气门具有的开闭特性。如果发动机直至点火开关切换到关位置时未处于起动完成状态，则计算出驾驶员 完成驾驶前点火开关切换到关位置。即，计算出发动机将在相对短的时间内开始重起动。考虑到这样的情形，本发明的第十三方面设计为当禁止进气门开闭特性的改变 时，维持在检测到点火开关刚切换到关位置前进气门具有的开闭特性。因此，变得可以在发 动机起动后立即进行进气门开闭特性的改变。本发明的第十四方面提供了基于第九至第十三方面的任一个方面的发动机控制 设备，其中如果计算出或检测到发动机速度下降到低于参考值，则控制单元终止进气门的 开闭特性的改变。如果进气门开闭特性在发动机转速非常低(等于或接近“0”)时改变，则可变气门 机构可能被其上过分地增加的载荷而损坏。考虑到这样的情形，本发明的第十四方面设计为如果计算出发动机转速低于参考 值，或如果检测出发动机转速低于参考值，则终止进气门开闭特性的改变。因此变得可以抑制由于开闭特性的改变导致的可变气门机构的损坏。在本发明的第十五方面中，根据第一至第十四方面的任一个方面的发动机控制设 备，可变气门机构包括布置在气缸盖内以在轴线方向可移动的控制轴，绕控制轴安装的操 作发动机气门的气门提升机构，和移动控制轴的促动器，且其中气门提升机构包括可与控 制轴协同移动的滑动齿轮，安装在滑动齿轮上以由凸轮轴的凸轮操作的输入齿轮，和安装 在滑动齿轮上以操作发动机气门的输出齿轮，且其中促动器通过由控制轴的移动使得输入 齿轮和输出齿轮相对旋转来改变发动机气门的气门打开持续时间。根据本发明的第十六方面，发动机控制设备基于第十五方面；然而，促动器通过电 力驱动。


本发明的前述和其他的目的、特征和优点将从如下的优选实施例的描述中参考附 图变得更清楚，其中类似的数字用于代表类似的元件，且其中图1是示出了装配有与实施例结合的可变气门机构的发动机的总体构造，在该实 施例中实施了根据本发明的发动机控制设备；图2是示出了实施例的发动机气缸盖的平面结构的俯视图；图3是指示了由实施例中的可变气门机构操作的进气门的气门持续时间和最大 气门升程的改变方式的曲线图；图4是实施例中的可变气门机构内的电动促动器和气门机构主体的透视图；图5是实施例中的可变气门机构内的气门机构主体的分解透视图；图6是实施例中的可变气门机构内的滑动齿轮的透视图；图7是滑动齿轮(输入花键和输出花键)的截面视图；图8是实施例中的可变气门机构内的控制轴及其周围构件的透视图；图9是实施例中的可变气门机构内的气门机构主体的分解透视图；图10是示出了实施例中的可变气门机构内的气门提升机构的内部结构的剖开的 透视图；图11是根据实施例的发动机的气缸盖内的可变气门机构及其周围结构的截面视 图；图12是示意性地图示了由实施例中的可变气门机构内的电子控制设备在驱动模 式之间切换的方式的图；图13是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“发动机启动过程”的处理程序 的流程图；图14是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第一可变气门机构驱动过程” 的处理程序的流程图；图15是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第一可变气门机构驱动过程” 的另一个处理程序的流程图；图16是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第一促动器驱动过程”的处理 程序的流程图；图17是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第二可变气门机构驱动过程”的处理程序的流程图；图18是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第二可变气门机构驱动过程”的其他的处理程序的流程图；图19是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第二促动器驱动过程”的处理 程序的流程图；图20是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第二促动器驱动过程”的另一 个处理程序的流程图；图21是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第二促动器驱动过程”的又一 个处理程序的流程图；图22是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第三可变气门机构驱动过程” 的处理程序的流程图；图23是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第三可变气门机构驱动过程” 的另一个处理程序的流程图；图24是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第三促动器驱动过程”的处理 程序的流程图；图25是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第四可变气门机构驱动过程” 的处理程序的流程图；图26是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第四可变气门机构驱动过程” 的另一个处理程序的流程图；图27是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第四促动器驱动过程”的处理 程序的流程图；图28是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第四促动器驱动过程”的另一 个处理程序的流程图；图29是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第五可变气门机构驱动过程” 的处理程序的流程图；图30是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第五促动器驱动过程”的处理 程序的流程图；图31是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第五促动器驱动过程”的另一 个处理程序的流程图；图32是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第六可变气门机构驱动过程” 的处理程序的流程图；图33是示出了通过实施例的电子控制设备执行的“第六促动器驱动过程”的处理 程序的流程图；图34是指示了通过实施例的电子控制设备控制可变气门机构的方式的时间图；图35是指示了通过实施例的电子控制设备控制可变气门机构的另一个方式的时 间图；图36是指示了通过实施例的电子控制设备控制可变气门机构的又一个方式的时 间图。
具体实施例方式将参考图1至图36描述本发明的实施例。在此实施例中，本发明实施为改变进气门开闭特性(持续时间和最大气门升程)的可变气门机构。<发动机结构>发动机1大体上由气缸体2和气缸盖3形成。气缸体2具有多个气缸21。水套 22绕气缸21形成。活塞23布置在每个气缸21内。进一步地，限定了燃烧室24，即燃烧室24由气缸 21的内周表面、活塞23的顶表面，和气缸盖3所围绕。活塞23通过连杆25连接到曲轴26。气缸盖3设有将燃烧室24和进气管31连通地连接的进气口 32，和将燃烧室24和 排气管35连通地连接的排气口 36。进气口 32通过进气门33打开和关闭。进气门33通过进气凸轮轴34的凸轮34C打开且通过气门弹簧关闭。排气口 36通过排气门37打开和关闭。排气门37通过排气凸轮轴38的凸轮38C打开且通过气门弹簧关闭。节气门39改变了进气管31内的空气可通过面积。喷射器41将燃料喷射到燃烧 室24内。火花塞42将燃烧室24内的混合气体点燃。可变气门机构5改变了进气门33的 气门打开持续时间(气门持续时间INCAM)。起动电动机11在发动机1起动时使曲轴26旋转。电池12向起动电动机11、火花 塞42、可变气门机构5、电子控制设备9等供电。在图1中，从电池12向前述的设备等的供 电路径由点划线指示。顺便提及的是，电池12设置在安装有发动机1的车辆内。在如下的 描述中，“车辆”指其中安装有发动机1的车辆。发动机1由电子控制设备9进行中央控制。电子控制设备9大体上由下述部件组成执行涉及发动机控制的计算处理的中央 处理单元，其中事先存储了发动机控制所需的程序和MAP图的只读存储器，用于临时地存 储中央处理单元的计算结果等的随机存取存储器，用于输入外部信号的输入口，用于向外 部设备输出信号的输出口等。电子控制设备9的输入口连接到转速传感器91、冷却水温度传感器92、进气温度 传感器93、空气流量计94、加速器位置传感器95、车辆速度传感器96、点火开关97等。转速传感器91设置在曲轴26附近，且输出对应于曲轴26的转速(发动机转速 NE)的电信号。转速传感器91的输出信号输入到电子控制设备9，且然后用作发动机转速 测量值NEM用于多种控制。冷却水温度传感器92设置在气缸21周围且输出对应于水套22内的冷却水温度 (冷却水温度THW)的电信号。冷却水温度传感器92的输出信号输入到电子控制设备9，且 然后用作冷却水温度测量值THWM用于多种控制。进气温度传感器93设置在进气道内空气滤清器下游处，且输出对应于进气管31 内的空气温度(进气温度THA)的电信号。进气温度传感器93的输出信号输入到电子控制 设备9，且然后用作进气温度测量值THAM用于多种控制。空气流量计94设置在进气道内空气滤清器下游处，且输出对应于进气管31内的空气流量(进气流量GA)的电信号。空气流量计94的输出信号输入到电子控制设备9，且 然后用作进气流量测量值GAM用于多种控制。顺便提及的是，进气流量GA对应于供给到燃 烧室24内的空气量(进气量)。加速器位置传感器95设置在车辆的加速器踏板附近，且输出对应于加速器踏板压下量(加速器操作量ACP)的电信号。加速器位置传感器95的输出信号输入到电子控制 设备9，且然后用作加速器操作量测量值ACPM用于多种控制。车辆速度传感器96设置在车辆的轮胎车轮附近，且输出对应于轮胎车轮转速(车 辆速度SPD)的电信号。车辆速度传感器96的输出信号输入到电子控制设备9，且然后作为 车辆速度的测量值SPDM用于多种控制。点火开关97设置在车辆的驾驶员座椅侧面处且被切换到“关”、“ACC”、“开”和 “START”位置中的一个。当点火开关97处于“开”位置时，点火信号IG输入到电子控制设 备9。当点火开关97处于“START”位置时，起动机信号STA与点火信号IG —起输入到电子 控制设备9。顺便提及的是，在此实施例中，其中点火开关97处于“ACC”的位置的状态假定 与其中电话开关97处于“关”位置的状态相同。电子控制设备9的输出口连接到喷射器41、火花塞42、起动电动机11、可变气门机 构5等的驱动电路。基于从多种传感器等的输出信号所获取的发动机运行状态，电子控制设备9进行 多种控制，例如调节节气门39的开度(节气门开度THR)的节气门控制，调节从喷射器41 喷射的燃料量的燃料喷射控制，调节火花塞42的点火正时的点火正时控制，调节气门持续 时间INCAM的可变气门机构控制等。顺便提及的是，控制单元包括电子控制设备9。<改变气门持续时间的方式>参考图3，将描述通过可变气门机构5改变气门持续时间INCAM的方式。可变气门机构5在最大的气门持续时间(最大气门持续时间INCAMmax)和最小的 气门持续时间(最小气门持续时间INCAMmin)之间连续改变气门持续时间INCAM。进气门 33的最大气门升程INVL(进气门33从在关闭的气门侧的极限位置移动到打开的气门侧的 极限位置的量)与气门持续时间INCAM的改变同步地改变。当气门持续时间INCAM处于最大气门持续时间INCAMmax时，最大气门升程INVL 达到最大的最大气门升程(上限最大气门升程INVLmax)。进一步地，当气门持续时间INCAM 处于最小气门持续时间INCAMmin时，最大气门升程INVL达到最小的最大气门升程(下限 最大气门升程INVLmin)。S卩，最大气门升程INVL在上限最大气门升程INVLmax和下限最大 气门升程INVLmin之间与气门持续时间INCAM的改变同步地连续改变。〈可变气门机构的结构〉参考图4至图11，将描述可变气门机构5的详细结构。应注意的是可变气门机构 5在其对应于单独的气缸21的位置处具有大体上相同的结构，且图4、图5、图8、图9和图 10示出了仅设置在对应于一个气缸21处的结构。[1]可变气门机构的总体结构可变气门机构大体上由电动促动器5A和气门机构主体5B形成。气门机构主体5B大体上由摇臂轴51、控制轴52和气门提升机构53组成。气门提 升机构53对于每个气缸21分开提供。
摇臂轴51布置在气缸盖3内，在气缸布置方向(箭头F、R的方向)延伸。进一步 地，摇臂轴51被固定以不可旋转也不可在轴线方向移动。顺便提及的是，箭头F指示了远 离电动促动器5A的方向，且箭头R指示了向着电动促动器5A的方向。 在摇臂轴51内，控制轴52布置为可在轴线方向移动。在摇臂轴51上，气门提升 机构53设置在对应于单独的气缸21的位置处。即，所有的气门提升机构53由单一的共同 摇臂轴51支承。控制轴52连接到电动促动器5A。电动促动器5A大体上由电动机5A1和运动转换 机构5A2形成。电动机5A1靠电池12提供的电力运行。运动转换机构5A2将电动机5A1 的旋转运动转换为直线运动，且将直线运动传递到控制轴52。S卩，在可变气门机构5中，控 制轴52被电动促动器5A的电动机5A1促动。电子控制设备9通过使控制轴52在轴线方向被电动促动器5A位移来改变进气门 33的气门持续时间INCAM和最大气门升程INVL。当控制轴52在箭头F的方向位移时，进 气门33的气门持续时间INCAM和最大气门升程INVL在增加的方向改变。相反地，当控制 轴52在箭头R的方向位移时，进气门33的气门持续时间INCAM和最大气门升程INVL在减 小的方向改变。顺便提及的是，控制轴52的位移方向和气门持续时间INCAM和最大气门升 程INVL的改变方向之间的关系可以设定为与前述的关系相反。[2]气门机构主体的结构气门提升机构53大体上由滑动齿轮6、输入齿轮7和输出齿轮8形成。滑动齿轮6设置在摇臂轴51上。进一步地，滑动齿轮6在摇臂轴51上沿轴线方 向与控制轴52联合地可移动。滑动齿轮6、输入齿轮7和输出齿轮8通过螺旋花键相互连接。特别地，输入齿轮 7和输出齿轮8配合到滑动齿轮6，其配合方式使得齿轮7、齿轮8的相互面对的面相互接 触。[3]滑动齿轮的结构滑动齿轮6具有滑动齿轮输入花键61和滑动齿轮输出花键62。滑动齿轮输入花键61在轴线方向设置在滑动齿轮6的中心处。进一步地，滑动齿 轮输入花键61形成为与输入齿轮7的螺旋花键(输入齿轮花键71)啮合。滑动齿轮输出花键62设置在滑动齿轮输入花键61的两个相对的侧上。进一步地， 滑动齿轮输出花键62形成为与输出齿轮8的螺旋花键(输出齿轮花键81)分别啮合。滑动齿轮输入花键61和每个滑动齿轮输出花键62形成为使它们的花键的倾斜方 向相反。进一步地，每个滑动齿轮输出花键62的外径设定为小于滑动齿轮输入花键61的 沟槽部分的直径。在轴线方向延伸的轴插入孔63形成在滑动齿轮6内。进一步地，在滑动齿轮输入 花键61内侧形成了在周向方向延伸的销沟槽64。滑动齿轮6具有销插入孔61H，它允许连接销54插入到内部空间内。销插入孔61H 形成为从滑动齿轮输入花键61的外周表面穿过滑动齿轮输入花键61到销沟槽64的通孔。 连接销54接附到滑动齿轮6，用于联合滑动齿轮6和控制轴52的移动的目的。[4]输入齿轮结构输入齿轮7大体上由输入齿轮壳体72形成，输入齿轮壳体72是输入齿轮7的主体。在输入齿轮壳体72的内侧形成了在摇臂轴51的轴线方向延伸的空间。输入齿轮壳体 72的内周具有螺旋花键(输入齿轮花键71)，该花键与滑动齿轮6的滑动齿轮输入花键61啮合。输入齿轮壳体72的外周表面设有输入臂73，输入臂73接触进气凸轮轴34的凸轮 34C。输入臂73大体上由一对支承臂73L和73R、轴73和滚子73B形成。前述的输入臂73的组成元件的构造如下 支承臂73L、73R在径向方向从输入齿轮壳体72的外周突出。另外，支承臂73L、 73R形成为相互平行。·轴73A设置在支承臂73L和73R之间，以平行于摇臂轴51的轴线。·滚子73B配合到轴73A以可旋转。[5]输出齿轮的结构每个输出齿轮8大体上由输出齿轮壳体82形成，输出齿轮壳体82是输出齿轮8 的主体。在输出齿轮壳体82内侧形成了在摇臂轴51的轴线方向延伸的空间。输出齿轮壳 体82的内周具有螺旋花键(输出齿轮花键81)，该花键与滑动齿轮6的滑动齿轮输出花键 62啮合。顺便提及的是，输出齿轮花键81的花键倾斜方向与输入齿轮花键71的花键倾斜 方向相反。输出齿轮壳体82的圆形基部部分(基部部分82A)的外周具有输出臂83，输出臂 83在径向方向向外突出。输出臂83的侧面具有以凹入的方式弯曲的凸轮表面83A。[6]摇臂轴和控制轴的结构图8以透视图示出了摇臂轴51和控制轴52的结构。控制轴52具有销插入孔52H，销插入孔52H形成在其中布置了气门提升机构53的 每个位置处。即，在此实施例中，控制轴52具有四个销插入孔52H。连接销54配合在每个销插入孔52H内，用于将控制轴52和滑动齿轮6的移动在 轴线方向联合的目的。摇臂轴51在对应于控制轴52的销插入孔52H的位置处具有销滑动孔51H。每个 销滑动孔51H形成为延长的孔，该延长的孔在轴线方向延伸以允许连接销54相对于摇臂轴 51移动。衬套55接附到连接销54。衬套55形成为使其一般地与控制轴52的轴线方向正交的表面(支承端表面55F) 与滑动齿轮6的销沟槽64表面接触。进一步地，衬套55具有销插入孔55H，连接销54配合 到销插入孔55H内。衬套55在控制轴52的轴线方向的长度大体上设定为等于滑动齿轮6的销沟槽64 的宽度。因此，配合到连接销54的衬套55固定控制轴52和滑动齿轮6在轴线方向的相对位置。[7]组装气门机构主体的方式图9以分解透视图示出了阀机构主体5B的组装方式。气门机构主体5B的多种构件可以以如下程序组装·将控制轴52插入到摇臂轴51内。
·将衬套55布置在滑动齿轮6的销沟槽64内。·将摇臂轴51插入到滑动齿轮6内。·通过将连接销54插入通过滑动齿轮6、衬套55和摇臂轴51而将它安置到控制 车由52 ο[8]气门提升机构的内部结构
图10示出了气门提升机构53的内部结构。连接销54相对于销沟槽64布置，布置的方式使得连接销54的远端不与滑动齿轮 6的内周表面接触。衬套55布置在销沟槽64内，布置的方式使得衬套55的支承端表面55F 与滑动齿轮6表面接触。因此，当控制轴52在轴线方向移动时，滑动齿轮6在与控制轴2相同的方向上移 动与控制轴2相同的量。即，滑动齿轮6在轴线方向与控制轴52联合移动。在这样的移动 时，作用在轴线的每个方向的力被衬套55和销沟槽64的整个接触表面接收，使得通过连接 销54可稳定地引导滑动齿轮6的移动。连接销54和衬套55相对于销沟槽64布置为相对于滑动齿轮6可移动。以此，当 进气凸轮轴34的转矩传递到输入齿轮7时，滑动齿轮6绕摇臂轴51摆动。S卩，销沟槽64 在周向方向相对于连接销54和衬套55移动。因为衬套55的支承端表面55F和销沟槽64 在相互之上滑动同时保持了相互的表面接触，所以相对移动稳定地发生。[9]改变气门持续时间和最大气门升程的方式在可变气门机构5中，如果滑动齿轮6、输入齿轮7和输出齿轮8在轴线方向的相 对位置由控制轴52在轴线方向的移动而改变，则输入齿轮7和每个输出齿轮8在彼此相反 的方向接收扭转。因此，输入齿轮7和每个输出齿轮8彼此相对旋转，从而改变了输出齿轮7 (输入 臂73)和每个输出齿轮8 (输出臂83)之间的相对相位差。这里应注意的是，在可变气门机 构5中，因为所有滑动齿轮6固定到信号共同控制轴52，所以在所有气门提升机构53内相 对的相位差由控制轴52的移动同时改变。进气门33的气门持续时间INCAM和最大气门升程INVL由于相对相位差的改变而 如下改变(a)当相对相位差降低时，即当输入臂73和每个输出臂83在周向方向相互接近 时，进气门33的气门持续时间INCAM和最大气门升程INVL降低。(b)当相对相位差增加时，即当输入臂73和每个输出臂83在周向方向相互远离 时，进气门33的气门持续时间INCAM和最大气门升程INVL增加。[10]发动机的气门提升结构图11示出了气缸盖3中的可变气门机构5周围的结构。在气缸盖3内，进气滚子摇臂43布置在进气门33上方。此外，可变气门机构5的 气门提升机构53布置在进气凸轮轴34和进气滚子摇臂43之间。进气摇臂滚子43的端部部分由间隙调节器44支承。其另一个端部部分与进气门 33的杆端接触。进气滚子摇臂43由进气门33的气门弹簧45向可变气门机构5侧推动。滚子43R 保持与气门提升机构53的输出齿轮8恒定接触。
输出齿轮7的滚子73B被以压缩状态布置在气缸盖3内的弹簧向进气凸轮轴34 侧推动。因此，滚子73B保持与进气凸轮轴34的凸轮34C的恒定接触。在每个输出齿轮8内，或壳体82的基部部分82A或输出臂83的凸轮表面83A与 进气滚子摇臂43的滚子43R恒定接触。 在发动机1内，当凸轮轴34旋转时每个输出齿轮7被推动。当进气凸轮轴34的 转矩通过每个输入齿轮7和每个滑动齿轮6传递到输出齿轮8时，输出齿轮8摆动。当输 出齿轮8摆动时，进气滚子摇臂43被推动，因此在气门打开的方向提升了进气门33。在发动机1内，每个进气滚子摇臂43的由相应的输出齿轮8所完成的压下的量 (进气滚子摇臂43从完全关闭的气门位置到完全打开的气门位置的移动量)根据输出臂 83和输入臂73之间的相对相位差改变，且进气门33的气门持续时间INCAM和最大气门升 程INVL相应地改变。<可变气门机构的控制方式>参考图12，将描述可变气门机构5的驱动模式，由电子控制设备9从中选择适当的 模式。[1] “选择驱动模式的方式”电子控制设备9基本上以如下方式(a)和(b)选择可变气门机构5的驱动模式的 一个(a)在其中点火信号IG为开的状态期间(其中点火信号IG输入到电子控制设备 9的状态)驱动可变气门机构5时，电子控制设备9选择“第一模式”、“第二模式”、“第三模 式”和“第四模式”中的一个作为可变气门机构5的驱动模式。(b)在其中点火信号IG为关的状态期间(其中点火信号IG不输入到电子控制设 备9的状态)驱动可变气门机构5时，电子控制设备9选择“第五模式”和“第六模式”中 的一个作为可变气门机构5的驱动模式。[2] “可变气门机构驱动过程”电子控制设备9通过“可变气门机构驱动过程”在驱动模式之间切换。可变气门 机构驱动过程包括过程(a)至(f)。(a) “第一可变气门机构驱动过程”(图14和图15)(b) “第二可变气门机构驱动过程”(图17和图18)(c) “第三可变气门机构驱动过程”(图22和图23)(d) “第四可变气门机构驱动过程”(图25和图26)(e) “第五可变气门机构驱动过程”(图29)(f) “第六可变气门机构驱动过程”(图32)[3] “执行可变气门机构驱动过程的方式”电子控制设备9以如下的方式(a)至(C)执行可变气门机构驱动过程。顺便提 及的是，在此实施例的车辆中，电子控制设备9的驱动继续而不考虑点火开关97处于位置 “关”、“ ACC ”、“开，，和 “ START，，中的哪一个。(a)当电子控制设备9的驱动开始时，“第一可变气门机构驱动过程”开始。(b)在“第一可变气门机构驱动过程”开始后，电子控制设备9在每个过程的流程 后执行适当的可变气门机构驱动过程。
(c)如果“第六可变气门机构驱动过程”不在“第五可变气门机构驱动过程”的末尾开始，或如果“第四可变气门机构驱动过程”不在“第六可变气门机构驱动过程”的末尾 开始，则电子控制设备9再次开始“第一可变气门机构驱动过程”。[4]驱动模式和可变气门机构驱动过程之间的关系可变气门机构5的驱动模式和可变气门机构驱动过程之间的关系如下指示。(a)如果可变气门机构5的驱动模式设定为“第一模式”，则执行“第一可变气门机 构驱动过程”(图14和图15)。此外，通过“第一促动器驱动过程”(图16)进行对电动促动 器5A的控制，“第一促动器驱动模式”作为“第一可变气门机构驱动过程”的部分被执行。(b)如果可变气门机构5的驱动模式设定为“第二模式”，则执行“第二可变气门机 构驱动过程”(图17和图18)。此外，通过“第二促动器驱动过程”(图19至图21)进行对 电动促动器5A的控制，“第二促动器驱动模式”作为“第二可变气门机构驱动过程”的部分 被执行。(c)如果可变气门机构5的驱动模式设定为“第三模式”，则执行“第三可变气门机 构驱动过程”(图22和图23)。此外，通过“第三促动器驱动过程”(图24)进行对电动促动 器5A的控制，“第三促动器驱动模式”作为“第三可变气门机构驱动过程”的部分被执行。(d)如果可变气门机构5的驱动模式设定为“第四模式”，则执行“第四可变气门机 构驱动过程”(图25和图26)。此外，通过“第四促动器驱动过程”(图27和图28)进行对 电动促动器5A的控制，“第四促动器驱动模式”作为“第四可变气门机构驱动过程”的部分 被执行。(e)如果可变气门机构5的驱动模式设定为“第五模式”，则执行“第五可变气门机 构驱动过程”(图29)。此外，通过“第五促动器驱动过程”(图30和图31)进行对电动促动 器5A的控制，“第五促动器驱动模式”作为“第五可变气门机构驱动过程”的部分被执行。(f)如果可变气门机构5的驱动模式设定为“第六模式”，则执行“第六可变气门机 构驱动过程”(图32)。此外，通过“第六促动器驱动过程”(图33)进行对电动促动器5A的 控制，“第六促动器驱动模式”作为“第六可变气门机构驱动过程”的部分被执行。[5] “切换驱动模式的方式”电子控制设备9基本上以如下方式(a)至(h)切换驱动模式。在此应注意的是如 下描述仅阐明了用于切换的代表性情况。(a)如果检测到点火开关97从“关”(或“ACC”)位置切换到“开”位置同时可变 气门机构5已停止，则电子控制设备9将可变气门机构5的驱动模式切换到“第一模式”。(b)如果检测到发动机1起动同时“第一模式”被选作可变气门机构5的驱动模 式，则电子控制设备9将可变气门机构5的驱动模式从“第一模式”切换到“第二模式”。(c)如果检测到可变气门机构5的暖机完成同时“第二模式”被选作可变气门机构 5的驱动模式，则电子控制设备9将可变气门机构5的驱动模式从“第二模式”切换到“第 三模式”。(d)如果检测到发动机已熄火同时“第二模式”或“第三模式”被选作可变气门机 构5的驱动模式，则电子控制设备9将可变气门机构5的驱动模式从“第二模式”或“第三 模式”切换到“第四模式”。(e)如果检测到发动机1起动同时“第四模式”被选作可变气门机构5的驱动模式，则电子控制设备9将可变气门机构5的驱动模式从“第四模式”切换到在发动机熄火发生前选择的驱动模式(即切换到“第二模式”或“第三模式”)。(f)如果检测到发动机1的停止持续时间超过预先确定的持续时间同时“第四模 式”被选作可变气门机构5的驱动模式，则电子控制设备9将可变气门机构5的驱动模式从 “第四模式”切换到“第一模式”。(g)如果检测到点火开关97已切换到“关”(或“ACC”)位置同时“第一模式”、“第 二模式”、“第三模式”和“第四模式”中的任一个被选作可变气门机构5的驱动模式，则电子 控制设备9将可变气门机构5的驱动模式从第一到第四模式中所选择的一个切换到“第五 模式”。(h)如果检测到发动机1的起动在从点火开关97切换到“开”位置直至其切换到 “关”位置的整个时间中未完成，同时“第五模式”被选作可变气门机构5的驱动模式，则电 子控制设备9将可变气门机构5的驱动模式从“第五模式”切换到“第六模式”。<控制电动促动器的方式>将粗略描述其中电子控制设备9控制电动促动器5A的方式。在发动机运行期间，电子控制设备9监控气门持续时间INCAM。如果由控制调节的 气门持续时间INCAM (监控的气门持续时间INCAMmnt)与目标气门持续时间INCAM (目标气 门持续时间INCAMtrg)不同，则电子控制设备9控制电动促动器5A使得监控的气门持续时 间INCAMmnt变得等于目标气门持续时间INCAMtrg。监控的气门持续时间INCAMmnt可以例如以如下方式计算。(1)基于电动促动器5A(电动机5A1)的控制量确定控制轴52的当前位置。(2)通过将步骤(1)中确定的控制轴52的位置施加到其中预先设定了控制轴52 的位置和气门持续时间INCAM之间的关系的MAP图来计算监控的气门持续时间INCAMmnt。通过电子控制设备9将电动促动器5A的驱动状态切换到如下的状态(a)至(c) 中的一个。顺便提及的是，以下描述的“待机状态”对应于其中电动促动器5A停止的状态。 此外，“可变状态”和“保持状态”对应于其中电动促动器5A被驱动的状态。(a) “待机状态”其中不从电池12供给电力的状态。(b) “可变状态”其中控制轴52的位置通过使用从电池12供给的电力改变的状态。(c) “保持状态”其中控制轴52的位置通过使用从电池12供给的电力保持的状态。电动促动器5A具有将控制轴52的位置机械地固定的内置的锁定机构。在此实施 例中，当电动促动器5A的驱动状态从“可变状态”或“保持状态”切换到“待机状态”时，控 制轴52的位置(气门持续时间INCAM)通过锁定机构固定。此外，当电动促动器5A的驱动 状态从“待机状态”切换到“可变状态”或“保持状态”时，控制轴52的位置不再被锁定机构固定。电子控制设备9基本上以如下方式切换电动促动器5A的驱动状态(a)如果监控的气门持续时间INCAMmnt与目标气门持续时间INCAMtrg不同，则电 子控制设备9将电动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”以改变气门持续时间INCAM。(b)当监控的气门持续时间INCAMmnt变得与目标气门持续时间INCAMtrg相等时，电子控制设备9将电动促动器5A的驱动状态设定为“保持状态”以保持气门持续时间INCAM的现有大小。<进气流量调节>在发动机1中，通过由可变气门机构5改变气门持续时间INCAM来调节进气流量 GA，可以改进在低负荷运行状态下的燃料经济性和改进在高负荷运行状态下的输出。然而， 在其中可变气门机构5暖机不充分的状态(其中控制轴52的摩擦等大的状态)期间，当气 门持续时间INCAM被改变时在电动促动器5A上的负荷倾向于变得过大。因此，在这样的情形中，在发动机1中可以以如下方式调节进气流量GA。(a)如果可变气门机构5未完全暖机(即如果可变气门机构5的驱动模式已设定 为“第二模式”)，则通过改变节气门开度THR调节进气流量GA。即，节气门开度THR被控制 使得进气流量的测量值GAM收敛于进气流量GA的目标值(目标进气流量GAtrg)。顺便提 及的是，目标进气流量GAtrg可以基于加速器操作量ACP、发动机转速NE等计算。(b)如果可变气门机构5已暖机(即如果可变气门机构5的驱动模式已设定为“第 三模式”)，则进气流量GA通过由可变气门机构5改变气门持续时间INCAM来调节。即，可 变气门机构5被控制使得进气流量测量值GAM收敛于目标进气流量GAtrg。顺便提及的是， 在这样的情况中，节气门开度THR保持在相对大的开度。然后，如果存在来自正由电子控制 设备9所执行的另一个控制的要求(例如，调节进气管31内的负压的要求)，则节气门开度 THR根据要求改变。<发动机起动过程>在描述“可变气门机构驱动过程”前，将描述用于起动发动机1的“发动机起动过程。图13示出了 “发动机起动过程”的处理程序。此过程通过电子控制设备9进行。此外，在点火信号IG从关状态切换为开状态的 情况下过程开始。步骤SlO 确定起动机信号STA是否已经从关状态切换到开状态。·如果信号已经从关状态切换到开状态，则进行步骤S12的过程。·如果信号未从关状态切换到开状态，则再次进行SlO的步骤。步骤S12 起动电动机11的驱动开始。步骤S14 可以基于气缸判定的完成执行燃料喷射控制和点火控制。步骤S20 确定发动机1是否已经从初始燃烧状态转移到完全燃烧状态。在步骤 S20的过程中，基于测量的大于或等于阈值的发动机速度值NEM确定发动机1是否从初始 燃烧状态转移到完全燃烧状态。在此说明书中，初始燃烧状态指其中空气_燃料混合物发 生燃烧但发动机1不能进行自维持运行(其中曲轴26的旋转不需要来自起动电动机11的 转矩帮助而持续的状态)的状态。完全燃烧状态指其中发动机1可以进行自维持运行的状 态。如果发动机1已转移到完全燃烧状态，则进行步骤S22的过程。如果发动机未转移到 完全燃烧状态，则再次进行步骤S20的过程。步骤S22 起动电动机11停止。步骤S24 将指示发动机1起动完成的起动完成标 志eST设定为开状态。因此，在“发动机起动过程”中，当起动机信号STA开启时，起动电动机11的驱动开始，即发动机1的起动开始。然后，当发动机1转移到完全燃烧状态时，起动电动机11的 驱动停止。即，发动机1的起动完成。
<第一可变气门机构驱动过程>参考图14和图15，将描述“第一可变气门驱动过程”。步骤SllO 确定点火信号IG 是否已经从关状态切换到开状态。如果信号已经从关状态切换到开状态，则进行步骤S112 的过程。如果信号未从关状态切换到开状态，则再次进行步骤SllO的过程。步骤S112 “第一促动器驱动过程”(图16)开始。顺便提及的是，后文中将详细 描述“第一促动器驱动过程”。步骤S120 确定点火信号IG是否已从开状态切换到关状态。 如果信号已从开状态切换到关状态，则进行步骤S122的过程(图15)。如果信号未从开状 态切换到关状态，则进行步骤S130的过程。步骤S122 目前执行的电动促动器5A的驱动过程停止，即“第一促动器驱动过程” 停止。步骤S124 “第五可变气门机构驱动过程”(图29)开始且“第一可变气门机构驱动 过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第一模式”切换到“第五模式”。步骤S130 确定“第一促动器驱动过程”是否已经结束。如果驱动过程已经结束， 则进行步骤S132的过程。如果此驱动过程未结束，则再次进行步骤S120的过程。步骤S132 “第二可变气门机构驱动过程”(图17)开始，且“第一可变气门机构驱 动过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第一模式”切换到“第二模式”。<第一促动器驱动过程>参考图16，将描述“第一促动器驱动过程”。步骤T102 将电动促动器5A的驱动 状态设定为“待机状态”。即，禁止电动促动器5A的驱动状态切换到“可变状态”或“保持状 态”。步骤TllO 确定起动电动机11的驱动持续时间(在起动电动机11开始驱动后经 过的时间(电动机驱动持续时间TM))是否大于或等于屏蔽持续时间(mask duration) TMX。屏蔽持续时间TMX是预先设定的值，用于检测电池12的电压过度降低的状态，例 如，当最初驱动起动电动机11时。电子控制设备9通过步骤TllO的过程确定电池12的状态。(a)如果电动机驱动持续时间TM小于屏蔽持续时间TMX，则电子控制设备9确定 电池电压BV已因起动电动机11的驱动而过分下降。电子控制设备9如果确定了电池电压 BV已过度下降，则重复步骤TllO的过程。(b)如果电动机驱动持续时间TM大于或等于屏蔽持续时间TMX，则电子控制设备9 确定电池12已从电池电压BV因起动电动机11的驱动而处于过度降低的水平的状态恢复。 如果获得了此确定结果，则电子控制设备9终止“第一促动器驱动过程”。因此，在“第一促动器驱动过程”中，步骤TllO的过程在从点火开关97切换到“开” 位置直至电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持续时间TMX的整个时间内重复进 行。即，电动促动器5A的“待机状态”持续。从驾驶员和其他乘员进入车辆的轿舱直至发动机1开始起动，车辆的轿舱内相对 安静。因此，如果在这样的情况下可变气门机构5 (电动促动器5A)被驱动，则可设想的是 车辆的驾驶员和/或其他乘员可能被可变气门机构5 (电动促动器5A)的运行噪声烦扰。因此，在“第一促动器驱动过程”中，至少直至发动机1起动开始，电动促动器5A的驱动状态设定为“待机状态”，以降低车辆的驾驶员和/或其他乘员可能被烦扰的可能性。 此外，直至电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持续时间TMX，电动促动器5A的驱 动状态被设定为“待机状态”，以降低发动机1例如因为降低的电池电压BV而将不能起动的 可能性。<第二可变气门机构驱动过程>
将参考图17和图18描述“第二可变气门机构驱动过程”。步骤S202 “第二促动 器驱动过程”(图19)开始。顺便提及的是，“第二促动器驱动过程”将在后文中详细描述。步骤S210 确定发动机熄火是否已经发生。如果发动机熄火已经发生，则进行步 骤S212(图18)。如果发动机熄火未发生，则进行步骤S220。步骤S212 目前执行的电动促动器5A的驱动过程停止，即“第二促动器驱动过程” 停止。步骤S214:“第四可变气门机构驱动过程”(图25)开始，且“第二可变气门机构驱动 过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第二模式”切换为“第四模式”。步骤S220 确定点火信号IG是否从开状态已经切换为关状态。如果信号已从开 状态切换为关状态，则进行步骤S222(图18)的过程。如果信号未从开状态切换为关状态， 则进行步骤S230的过程。步骤S222 目前执行的电动促动器5A的驱动过程停止，即“第二促动器驱动过程” 停止。步骤S224:“第五可变气门机构驱动过程”(图29)开始，且“第二可变气门机构驱动 过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第二模式”切换为“第五模式”。步骤S230 确定“第二促动器驱动模式”是否已经结束。如果本驱动过程已经结 束，则进行步骤S232的过程。如果驱动过程未结束，则进行步骤S210的过程。步骤S232 “第三可变气门机构驱动过程”(图22)开始，且“第二可变气门机构驱 动过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第二模式”切换为“第三模式”。<第二促动器驱动过程>将参考图19至图21描述“第二促动器驱动过程”。步骤T210 确定测量进气温度 THAM是否大于或等于参考进气温度THAX。在发动机1刚起动后节气门39不作为进气节气门起作用。因此，在发动机起动后 的暂短时间内(直至从发动机1起动开始经过的时间(起动后持续时间TE)达到参考起动 后持续时间TEX的时间)，大量的空气流入到燃烧室24内。因此，在发动机1刚起动后，实 际压缩比超过对应于节气门开度THR的压缩比。此外，实际压缩比随进气温度THA的增加 而增加。因此，如果发动机1在进气温度THA相对高时起动，则在起动后持续时间TE达到 参考起动后持续时间TEX之前存在将发生爆震的可能性。因此，在步骤T210的过程中，通过将进气温度的测量值THAM与参考进气温度THAX 对比来确定进气温度THA是否在导致爆震的范围内。顺便提及的是，参考进气温度THAX可 以经验地确定。通过步骤T210的确定过程，电子控制设备9在发动机1刚起动后进行关于爆震的 确定，如下(a)如果进气温度的测量值THAM大于或等于参考进气温度THAX，则电子控制设备 9确定存在因实际压缩比的过分增加而导致爆震发生的风险。如果获得此确定结果，则进行 步骤T212的过程。
(b)如果进气温度的测量值THAM小于参考进气温度THAX，则电子控制设备9确定 不存在产生爆震的风险。如果获得此确定结果，则进行步骤T232(图20)的过程。步骤Τ212 将第一气门持续时间INCAMfst设定为目标气门持续时间INCAMtrg。 第一气门持续时间INCAMfst指涉及离开下止点或下止点附近的进气门33的关闭定时的气 门持续时间INCAM。应注意的是当进气门33的关闭定时设定在下止点处或下止点附近时，实际压缩 比大于当进气门33的关闭定时设定在其他处时的实际压缩比。因此，通过将气门持续时间 INCAM设定在第一气门持续时间INCAMfst，变得可以获得考虑到实际压缩比和气门持续时 间INCAM之间的关系时相对地小的实际压缩比。步骤T214 将电动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”。然后，将电动促动器 5A被控制使得气门持续时间INCAM等于第一气门持续时间INCAMfst。步骤T220 确定监控气门持续时间INCAMmnt是否等于目标气门持续时间 INCAMtrg(第一气门持续时间INCAMfst)。如果监控气门持续时间INCAMmnt等于第一气门 持续时间INCAMfst，则进行步骤T222的过程。如果监控气门持续时间INCAMmnt不等于第 一气门持续时间INCAMfst，则再次进行步骤T220的过程。S卩，电动促动器5A的“可变状态” 继续直至监控气门持续时间的INCAMmnt等于第一气门持续时间INCAMfst。步骤T222 将电动促动器5A的驱动状态从“可变状态”切换为“保持状态”。因此， 其中气门持续时间INCAM设定为第一气门持续时间INCAMfst的状态被维持。步骤T230 确定从发动机1起动开始后经过的时间(起动后持续时间TE)是否大 于或等于参考起动后持续时间TEX。通过步骤T230的确定过程，电子控制设备9进行关于 气门持续时间INCAM的大小的确定，如下(a)如果起动后持续时间TE大于或等于参考起动后持续时间TEX，则节气门39正 确地运行；因此，确定即使将气门持续时间INCAM设定为与第一气门持续时间INCAMfst不 同的角度，也可以大体上防止爆震的发生。如果获得此确定结果，则进行步骤T232的过程。(b)如果起动后持续时间TE小于参考起动后持续时间TEX，则节气门39不正确地 运行；因此，确定需要将气门持续时间INCAM设定为第一气门持续时间INCAMfst。如果获 得此确定结果，则再次进行步骤T230的过程。步骤T232 将第二气门持续时间INCAMscd设定为目标气门持续时间INCAMtrg。 第二气门持续时间INCAMscd对应于优化进气效率的气门持续时间INCAM。在步骤T232的过程中，适合于当前发动机速度NE的第二气门持续时间INCAMscd 通过将测量的发动机速度值NEM施加到MAP图来计算，该MAP图中预先设定了发动机速度 NE和第二气门持续时间INCAMscd之间的关系。步骤T234 将电动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”。然后，将电动促动器 5A控制为使得气门持续时间INCAM变得等于第二气门持续时间INCAMscd。步骤T240 确定监控气门持续时间INCAMmnt是否等于目标气门持续时间 INCAMtrg(第二气门持续时间INCAMscd)。如果监控气门持续时间INCAMmnt等于第二气门 持续时间INCAMscd，则进行步骤T242的过程。如果监控气门持续时间INCAMmnt不等于第 二气门持续时间INCAMscd，则再次进行步骤T240的过程。S卩，电动促动器5A的“可变状态” 持续直至监控气门持续时间INCAMmnt等于第二气门持续时间INCAMscd。
步骤T242 将电动促动器5A的驱动状态从“可变状态”切换到“保持状态”。因此， 其中气门持续时间INCAM设定为第二气门持续时间INCAMscd的状态被维持。步骤T250 确定可变气门机构5的暖机是否完成。在步骤T250的过程中，采用冷 却剂温度THW作为可变气门机构5的指示值，且通过将测量冷却剂温度THWM与参考冷却剂 温度THWX比较来确定可变气门机构5的暖机是否完成。顺便提及的是，参考冷却剂温度 THWX可以经验地确定。通过步骤T250的过程，电子控制设备9进行关于可变气门机构5的暖机状态的确 定，如下(a)如果测量冷却剂温度THWM大于或等于参考冷却剂温度THWX，则电子控制设备 9确定可变气门机构5的暖机已完成。如果获得此确定结果，则进行步骤T260的过程。(b)如果测量冷却剂温度THWM小于参考冷却剂温度THWX，则电子控制设备9确定 可变气门机构5的暖机未完成。如果获得此确定结果，则再次进行步骤T232的过程。步骤T260 确定用于允许将可变气门机构5的驱动模式从“第二模式”切换到“第 三模式”同时抑制车辆操纵性的下降的条件(模式转移条件)是否已经满足。当发动机1内的可变气门机构5的驱动模式已经设定为“第二模式”时，通过控制 节气门39 (改变节气门开度THR)调节进气流量GA。另一方面，当可变气门机构5的驱动模 式设定为“第三模式”时，通过控制可变气门机构5 (改变气门持续时间INCAM)进行进气流 量GA的调节。在任何情况中，节气门开度THR和气门持续时间INCAM改变以使得实际进气 流量GA变得等于目标进气流量GAtrg。然而在驱动模式转移时，用于调节进气流量GA的控制对象从节气门39改变为可 变气门机构5，使得当进行如上所述的调节时实际进气流量GA和目标进气流量GAtrg之间 的偏差可以临时地增加。此外，实际进气流量GA和目标进气流量GAtrg之间的偏差程度倾 向于随在模式转移时发生的气门持续时间INCAM的改变量(在驱动模式改变开始时发生的 实际气门持续时间INCAM和目标气门持续时间INCAMtrg之间的差)的增加而增加。如果在实际进气流量GA和目标进气流量GAtrg之间的偏差程度的这样的增加发 生，则发动机1的转矩急剧改变，导致车辆操纵性下降。顺便提及的是，前述的偏差增加被 考虑为当由进气门39、可变气门机构5等的单独的差异导致的控制精度的下降程度在驱动 模式转移时变得大于驱动模式转移之前或之后(当驱动模式固定时)时发生。为抑制与驱动模式转移相关的车辆的操纵性的下降，“第二促动器驱动过程”设计 为使得如果通过步骤T260的过程确定满足模式转移条件，则允许从“第二模式”到“第三模 式”的转移(“第二促动器驱动过程”结束)。在步骤T260的过程中，如果满足以下将描述的“条件1”、“条件2”、“条件3”和“条 件4”的至少一个，则确定为满足模式转移条件。S卩，如果满足“条件1”、“条件2”、“条件3” 和“条件4”的至少一个，则允许从“第二模式”转移到“第三模式”。“条件1，，车辆的行驶状态不是低速行驶状态。“条件2” 发动机1的运行状态是过渡运行状态。“条件3” 发动机1的运行状态是高负荷运行状态。“条件4” 发动机1的运行状态不是低负荷运行状态。在此实施例中，采用进气率GAP作为发动机1上的负荷的指示值。即，发动机1上的负荷通过进气率GAP确定。进气率GAP指最大的进气流量GA(最大进气流量GAmax)和在发动机1上获得的进气流量测量值GAM的比值。即，进气率GAP计算为“GAP — GAM/GAmax”。顺便提及的是， 可以采用先前经验地获得的值作为最大进气流量GAmax。在后文中，将解释用于基于前述的条件，即“条件1”至“条件4”切换驱动模式的 原因。[1]关于“条件1”当车辆行驶速度(车辆速度SPD)相对高时，发动机1和车辆的振动也大，使得转 矩的波动不可能被驾驶员或乘员觉察到。因此，通过允许当车辆速度SPD处于这样的范围 (转矩波动允许范围)时将驱动模式从“第二模式”切换到“第三模式”，可以降低由于驱动 模式转换导致的车辆操纵性的下降。在此实施例中，因此，对于驱动模式切换，确定是否满足“条件1” (车辆速度SPD 是否处于转矩波动允许范围)。特别地，在步骤T260的过程中，可以通过将测量车辆速度 SPDM和下限车辆速度SPDUL比较确定是否满足“条件1”。下限车辆速度SPDUL对应于在转矩波动允许范围内的车辆速度SPD的最低车辆速 度SPD。即，如果车辆速度SPD小于下限车辆速度SPDUL，则车辆速度SPD不在转矩波动允许 范围内。相反地，如果车辆速度SPD大于或等于下限车辆速度SPDUL，则车辆速度SPD在转 矩波动允许范围内。顺便提及的是，在此实施例中，下限车辆速度SPDUL可以经验地确定。通过在步骤T260内确定关于“条件1”的过程，电子控制设备9进行关于驱动模式 转移的确定，如下。(a)如果测量车辆速度SPDM大于或等于下限车辆速度SPDUL，则发动机1和车辆 的振动相对地大，且因此电子控制设备9确定即使由从“第二模式”到“第三模式”的转移 导致转矩波动，也不导致车辆操纵性的降低。(b)如果测量车辆速度SPDM小于下限车辆速度SPDUL，则电子控制设备9确定存 在可能由于由从“第二模式”到“第三模式”的转移导致的转矩波动导致车辆操纵性的下降 的风险。[2]关于“条件2”当发动机1的运行状态是过渡运行状态时，发动机1和车辆的振动大，使得转矩波 动不可能由驾驶员或其他乘员觉察到。因此，如果从“第二模式”到“第三模式”的转移在发 动机1的过渡运行状态期间进行，则可能抑制由于驱动模式转移导致的车辆操纵性下降。在此实施例中，因此，为驱动模式切换，确定是否满足“条件2”。特别地，在步骤 T260的过程中，通过将进气率GAP的改变量(进气率改变量Δ GAP)与参考改变量AGAPX 进行比较确定是否满足“条件2”。参考改变量Δ GAPX对应于导致发动机1的运行状态变成过渡运行状态的进气率 改变量AGAP中的最小进气率改变量Δ GAP。即，如果进气率改变量Δ GAP小于参考改变量 Δ GAPX，则发动机1的运行状态是稳定运行状态。相反，如果进气率改变量Δ GAP大于或等 于参考改变量AGAPX，则发动机1的运行状态是过渡运行状态。顺便提及的是，在此实施例 中，参考改变量AGAPX可以基于经验确定而设定。通过在步骤T260中的关于“条件2”的确定过程，电子控制设备9进行关于驱动模式转移的确定，如下。(a)如果进气率GAP大于或等于参考改变量Δ GAPX,则发动机1和车辆的振动相对地大，且因此电子控制设备9确定即使由从“第二模式”到“第三模式”的转移导致转矩 波动，也将不导致车辆操纵性的下降。(b)如果进气率GAP小于参考改变量AGAPX，则电子控制设备9确定存在可能由 于由从“第二模式”到“第三模式”的转移导致的转矩波动导致车辆操纵性的下降的风险。[3]关于“条件3”当发动机1的运行状态是高负荷运行状态时，气门持续时间INCAM设定为增加的 持续时间。另外，当“第二模式”被选择时，气门持续时间INCAM基本上设定为大于当发动 机1的运行状态是中负荷运行状态或低负荷运行状态时设定的持续时间。因此，如果当发 动机1的运行状态处于高负荷运行状态时进行从“第二模式”到“第三模式”的转移，则涉 及驱动模式转移的气门持续时间INCAM的改变量下降，且因此变得可以抑制由驱动模式转 移所导致的车辆操纵性的下降。因此，在此实施例中，为了驱动模式切换，确定是否满足“条件3”。特别地，在步骤 T260的过程中，通过进气率GAP和第一进气率GAPXl之间的对比确定是否满足“条件3”。第一进气率GAPXl对应于导致发动机1的运行状态变成高负荷运行状态的进气率 GAP中的最小进气率GAP。S卩，当进气率GAP小于第一进气率GAPXl时，发动机1的运行状 态不是高负荷运行状态。相反，当进气率GAP大于或等于第一进气率GAPXl时，发动机1的 运行状态是高负荷运行状态。顺便提及的是，在此实施例中，第一进气率GAPXl可以通过实 验等预先设定。通过在步骤T260中确定关于“条件3”的过程，电子控制设备9进行关于驱动模式 转移的确定，如下。(a)如果进气率GAP大于或等于参考改变量△ GAPX，则在驱动模式转移时气门持 续时间INCAM的改变量相对地小，且因此电子控制设备9确定即使由于从“第二模式”转移 到“第三模式”导致转矩波动，也将不导致车辆操纵性的下降。(b)如果进气率GAP小于参考改变量AGAPX，则电子控制设备9确定存在可能由 于由从“第二模式”到“第三模式”的转移导致的转矩波动导致车辆操纵性的下降的风险。[4]关于“条件4”在驱动模式转移时，实际进气流量GA和目标进气流量GAtrg之间的偏差可能增 力口，即实际进气流量GA可能变得大大地小于目标进气流量GAtrg，因此使发动机熄火。然 而，在其中发动机1上的负荷相对地大的状态(当发动机1的运行状态不是低负荷运行状 态)期间，进气流量GA的临时增加，如果存在，将不使发动机熄火。顺便提及的是，低负荷 运行状态的例子包括怠速运行状态。因此，在此实施例中，为驱动模式切换确定是否满足“条件4”。特别地，在步骤 T260的过程中，通过进气率GAP和第二进气率GAPX2之间的对比确定是否满足“条件4”。第一进气率GAPX2对应于导致发动机1的运行状态变成低负荷运行状态的进气率 GAP中的最大进气率GAP。S卩，当进气率GAP小于或等于第二进气率GAPX2时，则发动机1 的运行状态是低负荷运行状态。相反，当进气率GAP大于第二进气率GAPX2时，发动机1的 运行状态不是低负荷运行状态。顺便提及的是，在此实施例中，第二进气率GAPX2可以基于经验确定而设置。而且，第二进气率GAPX2可以设定为小于第一进气率GAPXl的值。通过在步骤T260中关于“条件4”的确定过程，电子控制设备9进行关于驱动模式 转移的确定，如下。(a)如果进气率GAP小于或等于第二进气率GAPX2，则电子控制设备9确定在从 “第二模式”转移到“第三模式”时，当实际进气流量GA变得大大地小于目标进气流量GAtrg 时存在发生发动机熄火的风险。(b)如果进气率GAP大于第二进气率GAPX2，则电子控制设备9确定在从“第二模式”转移到“第三模式”时即使实际进气流量GA变得大大地小于目标进气流量GAtrg，也不 存在发生发动机熄火的风险。<第三可变气门机构驱动过程>将参考图22和图23描述“第三可变气门机构驱动过程”。步骤S302 “第三促动 器驱动过程”(图24)开始。“第三促动器驱动过程”的详细的处理程序将在后文中描述。步骤S310 确定是否已经发生发动机熄火。如果已经发生发动机熄火，则进行步 骤S312的过程(图23)。如果未发生发动机熄火，则进行步骤S320的过程。步骤S312 :目前执行的电动促动器5A的驱动过程，即“第三促动器驱动过程”停 止。步骤S314:“第四可变气门机构驱动过程”(图25)开始，且“第三可变气门机构驱动过 程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第三模式”切换到“第四模式”。步骤S320 确定“第三促动器驱动过程”是否已经结束。如果此驱动过程已经结 束，则进行步骤S322的过程。如果此驱动过程未结束，则再次进行步骤S310的过程。步骤S322 “第五可变气门机构驱动过程”(图29)开始，且“第三可变气门机构驱 动过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第三模式”转移到“第五模式”。<第三促动器驱动过程>将参考图24描述“第三促动器驱动过程”。步骤T302 计算适合于发动机1的目 前运行状态的气门持续时间INCAM (第三气门持续时间INCAMthd)。在步骤T302的过程中，计算使进气流量测量值GAM收敛于目标进气流量GAtrg所 需的气门持续时间INCAM作为第三气门持续时间INCAMthd。步骤T304 将第三气门持续时间INCAMthd设定为目标气门持续时间INCAMtrg。 步骤T306 将电动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”。然后，控制电动促动器5A使 得气门持续时间INCAM变成等于第三气门持续时间INCAMthd。步骤T310 确定监控气门持续时间INCAMmnt是否等于目标气门持续时间 INCAMtrg(第三气门持续时间INCAMthd)。如果监控气门持续时间INCAMmnt等于第三气门 持续时间INCAMthd，则进行步骤T312的过程。如果监控气门持续时间INCAMmnt不等于第 三气门持续时间INCAMthd，则进行步骤T320的过程。步骤T312 将电动促动器5A的驱动状态从“可变状态”切换到“保持状态”。因此， 其中气门持续时间INCAM设定为第三气门持续时间INCAMthd的状态被维持。步骤T320 确定点火信号IG是否从开状态切换到关状态。如果点火信号IG已从 开状态切换到关状态，则“第三促动器驱动过程”结束。如果点火信号IG未从开状态切换 到关状态，则再次进行步骤T302的过程。<第四可变气门机构驱动过程>
将参考图25和图26描述“第四可变气门机构驱动过程”。步骤S402 “第四促动 器驱动过程”(图27)开始。“第四促动器驱动过程”的详细处理程序将在后文中描述。步骤S410 确定点火信号IG是否已经从开状态切换到关状态。如果点火信号IG 已从开状态切换到关状态，则进行步骤S412(图26)的过程。如果点火信号IG未从开状态 切换到关状态，则进行步骤S420的过程。 步骤S412 目前执行的电动促动器5A的驱动过程，即”第四促动器驱动过程”停 止。步骤S414:“第五可变气门机构驱动过程”(图29)开始，且“第四可变气门机构驱动过 程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第四模式”切换到“第五模式”。步骤S420 确定“第四促动器驱动过程”是否已经结束。如果此驱动过程已结束， 则进行步骤S430的过程。如果此驱动过程未结束，则再次进行步骤S410的过程。步骤S430 确定在整个“第四促动器驱动过程”中是否已经指定了到“第二模式” 的转移。如果已指定到“第二模式”的转移，则进行步骤S432的过程。如果未指定到“第二 模式”的转移，则进行步骤S440 (图26)的过程。步骤S432 “第二可变气门机构驱动过程”(图17)开始，且“第四可变气门机构驱 动过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第四模式”切换到“第二模式”。步骤S440:确定是否在整个“第四促动器驱动过程”中已经指定了到“第三模式” 的转移。如果已经指定了到“第三”模式的转移，则进行到步骤S442的过程。如果未指定 到“第三模式”的转移，则进行步骤S444的过程。步骤S442 “第三可变气门机构驱动过程”(图22)开始，且“第四可变气门机构驱 动过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第四模式”切换到“第三模式”。步骤S444 “第一可变气门机构驱动过程”(图14)开始，且“第四可变气门机构驱 动过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第四模式”切换到“第一模式”。<第四促动器驱动模式>将参考图27和图28描述“第四促动器驱动过程”。步骤T402 电动促动器5A的驱动状态设定为“保持状态”。如果发动机熄火发生同时气门持续时间INCAM改变，则气门持续时间INCAM的改 变停止；因此，在发动机1重起动后，要求气门持续时间INCAM的改变迅速地恢复。在步骤T402中，如果发动机1因为发动机熄火而停止，则电动促动器5A设定为 “保持状态”，使得气门持续时间INCAM的改变可以在发动机1已重起动后迅速进行。在此应注意的是因为执行“第四促动器驱动过程”同时发动机1处于停止，所以电 动促动器5A在步骤T402的过程中到“保持状态”的设定在其中电动促动器5A的运行噪声 相对地可能被驾驶员或其他乘员觉察到的情况下进行。然而，当发动机熄火已经发生时，驾 驶员等不易于由相对地低的噪声，例如电动促动器5A的运行噪声烦扰，这是因为在从发动 机1被驱动的状态(其中发动机1的运行噪声充分地大于电动促动器5A的运行噪声的状 态)转移到发动机1处于停止的状态(其中来自发动机1的运行噪声的产生已停止的状 态)后时间很短。考虑到这样的情况，“第四促动器驱动过程”设计为允许电动促动器5A在 发动机1停止期间设定为“保持状态”。步骤T410 确定发动机1是否处于重起动过程(起动电动机11的驱动开始)。如 果发动机1重起动已开始，则进行步骤T420的过程。如果发动机1不处于重起动的过程，则进行步骤T430的过程(图28)。步骤T420 确定起动电动机11的驱动持续时间(在驱动开始后经过的时间(电 动机驱动持续时间TM))是否大于或等于屏蔽持续时间TMX。如果电动机驱动持续时间TM 大于或等于屏蔽持续时间TMX，则进行步骤T422的过程。如果电动机驱动持续时间TM小于 屏蔽持续时间TMX，则再次进行步骤T420的过程。步骤T422 设定驱动模式转移以跟随“第四促动器驱动过程”的结束。(a)如果“第二模式”在发生发动机熄火前(在“第四可变气门机构驱动过程”开 始前)选择，则“第二模式”设定为驱动模式以转移至跟随“第四促动器驱动过程”的结束。(b)如果“第三模式”在发生发动机熄火前(在“第四可变气门机构驱动过程”开 始前)选择，则“第三模式”设定为驱动模式以转移至跟随“第四促动器驱动过程”的结束。步骤T430 确定从发生发动机熄火(起动待机持续时间TS)后经过的时间是否大 于或等于参考待机持续时间TSX。如果发生发动机熄火，则在通常情况中发动机1在一些时 间后重起动。然而，在一些情况中，发动机1的重起动不长时间进行。在这样的情况中，可 以希望的是将电动促动器5A设定为“待机状态”，以降低从电池12消耗的电力而非持续电 动促动器5A的“保持状态”，以维持准备发动机1的重起动。因此，在步骤T430的过程中，通过比较起动待机持续时间TS与参考待机持续时间 TSX，确定发动机1的重起动是否可能立刻进行。顺便提及的是，参考待机持续时间TSX预 先确定为从发动机熄火的发生到发动机1的重起动开始的标准持续时间。通过步骤T430的过程的确定，电子控制设备9进行关于发动机1重起动的确定， 如下。(a)如果起动待机持续时间TS大于或等于参考待机持续时间TSX，则电子控制设 备9确定发动机1立刻重起动的可能性小。即，电子控制设备9确定希望将电子促动器5A 设定为“待机状态”。如果获得此确定结果，则进行步骤T432的过程。(b)如果起动待机持续时间TS小于参考待机持续时间TSX，则电子控制设备9确 定发动机1立刻重起动的可能性大。即，电子控制设备9确定希望持续电子促动器5A的 “保持状态”。如果获得此确定结果，则再次进行步骤T410的过程。步骤T432 “第一模式”设定为驱动模式以转移至跟随“第四促动器驱动过程”的 结束。因此，在跟随此步骤的过程中，电子促动器5A在整个“第一促动器驱动过程”中设定 为“待机状态”。<第五可变气门机构驱动过程>将参考图29描述“第五可变气门机构驱动过程”。步骤S502 “第五促动器驱动过 程”(图30)开始。顺便提及的是，“第五促动器驱动过程”将在后文中详细描述。步骤S510 确定“第五促动器驱动过程”是否已经结束。如果此驱动过程已结束， 则进行步骤S520的过程。如果此驱动过程未结束，则再次进行步骤S510的过程。步骤S520 确定在整个“第五促动器驱动过程”中是否已指定到“第六模式”的转 移。如果已指定到“第六模式”的转移，则进行步骤S522的过程。如果未指定到“第六模 式”的转移，则“第五可变气门机构驱动过程”结束。顺便提及的是，如果电子控制设备9的驱动持续，则“第五可变气门机构驱动过 程”的结束作为在步骤S520的过程中的负判定的结果由“第一可变气门机构驱动过程”的开始跟随。步骤S522 “第六可变气门机构驱动过程”(图32)开始，且“第五可变气门机构驱动过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第五模式”切换到“第六模式”。<第五促动器驱动过程>将参考图30和图31描述“第五促动器驱动过程”。在车辆中，可能发生的是因为 在发动机1停止期间在电动促动器5A中发生异常而不能在发动机1起动时改变气门持续 时间INCAM。如果在这样的情况中，气门持续时间INCAM设定为等于或接近最小气门持续时 间INCAMmin，则可构想的是在发动机1起动时，供给到燃烧室24内的空气量将变得不足，因 此导致起动失败。因此，为使得即使在电动促动器5A具有异常时也可以起动发动机1，此实施例设 计为使得当选择了 “第五模式”时进行“第五促动器驱动过程”。在“第五促动器驱动过程”中，当车辆的驾驶结束时，气门持续时间INCAM设定为 最大气门持续时间INCAMmax以准备下次驱动。因此，即使发生电动促动器5A异常，也大体 上防止在发动机1起动时供给不足的空气，因此改进了发动机可起动性。步骤T510 确定发动机1的起动是否在点火开关97切换到“关”位置前完成(是 否存在这样的操作历史)。换言之，确定在点火开关97切换到“关”位置前发动机是否起动 失败。在步骤T510的过程中，假定起动完成标志eST已经设定为开状态确定是否存在这 样的操作历史。当驾驶员完成车辆的驾驶时点火开关97通常从“开”位置切换到“关”位 置。然而，在一些情况中，点火开关97可能在驾驶员完成驾驶车辆前切换到“关”位置。在后者情况中，发动机1在相对短的时间内起动。因此，在从点火开关97切换到 “关”位置直至发动机1重起动的时间期间发生电动促动器5A的异常的风险的可能非常小。 艮口，认为即使气门持续时间INCAM未基于点火开关97切换到“关”位置而改变到最大气门 持续时间INCAMmax，也不存在因为不足的空气供给导致的起动失败的风险。另外，在这样的 情况中将气门持续时间INCAM改变到最大气门持续时间INCAMmax通常导致对电池12的不 需要的电力消耗，这是因为气门持续时间INCAM改变为适合于发动机1刚起动后的运行状 态的目标值持续时间INCAMtrg。因此，在其中当驾驶员不意图完成车辆的驾驶时点火开关97切换到“关”位置的 情况中，可以优选的是气门持续时间INCAM不改变为最大气门持续时间INCAMmax。因此，在步骤T510的过程中，确定点火开关97到“关”位置的切换是否是因为驾 驶员基于发动机1的运行历史完成车辆的驱动而已执行的操作。通过步骤T510的确定过程，电子控制设备9进行关于点火开关97的操作的确定， 如下。(a)如果起动完成标志eST为开，则电子控制设备9确定因为驾驶员完成了车辆的 驱动，因此驾驶员已将点火开关97切换到“关”位置。即，电子控制设备9确定发动机1将 不可能在短时间内重起动。如果获得此确定结果，则进行步骤T520的确定过程。(b)如果起动完成标志eST为关，则电子控制设备9确定在驾驶员完成车辆的驱动 前点火开关97已切换到“关”位置。即，电子控制设备9确定存在发动机1在短时间内重 起动的一些可能性。如果获得此确定结果，则进行步骤T514的过程。
步骤T512 电动促动器5A的驱动状态设定为“保持状态”。步骤T514 指定从“第五模式”到“第六模式”的转移，且“第五促动器驱动过程”结束。步骤T520 确定发动机1的状态是否是其中可允许气门持续时间INCAM改变为增 加侧的状态(改变可允许状态)。在步骤T520的过程中，假定车速测量值SPDM小于参考车 速SPDX，则确定发动机1的状态处于改变可允许状态。如果气门持续时间INCAM向最大气门持续时间INCAMmax改变同时发动机速度NE 过度地高，则因此增加的进气流量GA可能导致燃烧室24内剩余的燃料燃烧。在此情况中， 即使驾驶员可能希望停止车辆，发动机速度NE也增加，这可能导致驾驶员的不舒适。因此，在步骤T520的过程中，通过将车辆速度测量值SPDM与参考车辆速度SPDX 对比确定发动机1的状态是否处于前述的改变可允许状态。顺便提及的是，参考车辆速度 SPDX可以基于经验确定来设定。通过步骤T250的确定过程，电子控制设备9进行关于气门持续时间INCAM的改变 的确定，如下。(a)如果车辆速度测量值SPDM小于参考车辆速度SPDX，则电子控制设备9确定不 存在增加的气门持续时间INCAM导致发动机速度NE增加的风险。如果获得此确定结果，则 进行步骤T522的过程。(b)如果车辆速度测量值SPDM大于或等于参考车辆速度SPDX，则电子控制设备9 确定存在增加的气门持续时间INCAM将导致发动机速度NE增加的风险。如果获得此确定 结果，则再次进行步骤T520的过程。步骤T522 最大气门持续时间INCAMmax设定为目标气门持续时间INCAMtrg。步 骤T524 电动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”。控制电动促动器5A使得气门持续 时间INCAM变得等于最大气门持续时间INCAMmax。步骤T530 确定监控气门持续时间INCAMmnt是否等于目标气门持续时间 INCAMtrg(最大气门持续时间INCAMmax)。如果监控气门持续时间INCAMmnt等于最大气门 持续时间INCAMmax，则进行步骤T542的过程。如果监控气门持续时间INCAMmnt不等于最 大气门持续时间INCAMmax，则进行步骤T540的过程。步骤T540 确定从点火信号IG切换到关状态所经过的时间(IG-关闭持续时间 Todff)是否大于参考关闭持续时间ToffX。如果气门持续时间INCAM的改变在发动机速度 NE非常低(等于或接近0)时进行，则电动促动器5A在移动控制轴52时接收的负荷变得相 当地大，使得电动促动器5A可能随气门持续时间INCAM的改变而损坏。因此，在其中气门持续时间INCAM基于点火开关97到“关”位置的切换而改变为 最大气门持续时间INCAMmax的情况下，当发动机速度NE已变得小于极限速度(下限转速 NEUL)后，希望停止气门持续时间INCAM的改变而不考虑气门持续时间INCAM的大小。顺便提及的是，下限发动机速度NEUL对应于在发动机1停止的时间期间，使得能 改变气门持续时间INCAM而不过度增加电动促动器5A上的负荷的发动机速度NE中的最低 的发动机速度。即，如果气门持续时间INCAM的改变当发动机速度NE低于下限发动机速度 NEUL时进行，则存在电动促动器5A上的负荷变得过大的风险。另一方面，如果气门持续时 间INCAM的改变当发动机速度NE大于或等于下限发动机速度NEUL时进行，则不存在电动 促动器5A上的负荷变得过大的风险。
考虑到这样的情况，步骤T540的过程设计为使得通过比较IG-关闭持续时间Toff 和参考关闭持续时间ToffX确定发动机速度NE是否小于下限发动机速度NEUL。顺便提及 的是，参考关闭持续时间ToffX预先设定为从点火开关97切换到“关”位置直至发动机速 度NE变得小于下限发动机速度NEUL的标准持续时间。通过步骤T540的确定过程，电子控制设备9进行关于气门持续时间INCAM的改变 的确定，如下。(a)如果IG-关闭持续时间Toff大于或等于参考关闭持续时间ToffX，则电子控 制设备9确定发动机速度NE小于或等于下限发动机速度NEUL。即，电子控制设备9确定存 在气门持续时间INCAM的改变的持续将损坏电动促动器5A的风险。如果获得此确定结果， 则进行步骤T542的过程。(b)如果IG-关闭持续时间Toff小于参考关闭持续时间ToffX，则电子控制设备 9确定发动机速度NE大于下限发动机速度NEUL。即，电子控制设备9确定不存在气门持续 时间INCAM的改变的持续将损坏电动促动器5A的风险。如果获得此确定结果，则再次进行 步骤T530的过程。步骤T542 电动促动器5A的驱动状态从“可变状态”切换到“待机状态”。所以， 到电动促动器5A的电力供给停止。此外，因为控制轴52的位置通过锁定机构机械地固定， 因此防止了在发动机1停止期间控制轴52的移动(即气门持续时间INCAM的改变)。<第六可变气门机构驱动过程>将参考图32描述“第六可变气门机构驱动过程”。步骤S602 “第六促动器驱动过 程”(图33)开始。顺便提及的是，在后文中将详细描述“第六促动器驱动过程”。步骤S610 确定“第六促动器驱动过程”是否结束。如果此驱动过程已结束，则进 行步骤S620的过程。如果此驱动过程尚未结束，则再次进行步骤S610的过程。步骤S620 确定是否通过“第六促动器驱动过程”已指定到“第四模式”的转移。 如果已指定到“第四模式”的转移，则进行步骤S622的过程。如果尚未指定到“第四模式” 的转移，则“第六可变气门机构驱动过程”结束。顺便提及的是，如果电子控制设备9的驱动继续，则“第六可变气门机构驱动过 程”的结束作为步骤S620的过程中的负判定的结果由“第一可变气门机构驱动过程”的开 始跟随。步骤S622 “第四可变气门机构驱动过程”(图25)开始，且“第六可变气门机构驱 动过程”结束。即，可变气门机构5的驱动模式从“第六模式”切换到“第四模式”。 <第六促动器驱动模式>将参考图33描述“第六促动器驱动过程”。步骤T602 电动促动器5A的驱动状态设定为“保持状态”。在“第六促动器驱动过程”开始时的情况是其中计算出发动机1将在短时间内起 动的情况。因此，在步骤T602中，通过将电动促动器5A设定为“保持状态”，变得可以在发动 机1起动后迅速地改变气门持续时间INCAM。在此应注意的是因为“第六促动器驱动过程”在发动机1处于停止时执行，因此在步骤T602的过程中将电动促动器5A设定到“保持状态”在下述情况中进行，其中电动促动器5A的运行噪声相对地可能被驾驶员或其他乘员察觉。然而，当已选择“第六模式”时，驾 驶员或乘员不易于被相对地低的噪声烦扰，例如电动促动器5A等的运行噪声，这是因为在 从起动电动机11被驱动的状态(其中存在充分地大于电动促动器5A的运行噪声的发动机 1的运行噪声的状态)到起动电动机11处于停止的状态(其中来自发动机1的运行噪声的 产生已经停止的状态)的转移后仅是短的时间。因此，“第六促动器驱动过程”设计为允许 电动促动器5A在发动机1停止期间设定为“保持状态”。步骤T610 确定点火信号IG是否已经从关状态切换到开状态。如果点火信号IG已经从关状态切换到开状态，则进行步骤T612的过程。如果点 火信号IG尚未从关状态切换到开状态，则进行步骤T620的过程。步骤T612 “第一模式”设定为在“第六促动器驱动过程”结束后将转移到的驱动 模式。步骤T620 确定从点火信号IG切换到关状态(IG-关闭持续时间Toff)所经过的 时间是否大于或等于重起动前持续时间ToffY。如果在点火开关97切换到“关”位置前未检测到运行历史，则计算出驾驶员未终 止驱动，即计算出发动机1将在短时间内重起动，如上所提及。然而，如果驾驶员的实际意 图与这样的计算不同(例如驾驶员要求车辆停止)但电动促动器5A的驱动状态已设定为 “保持状态”或“可变状态”，则可构想的是电动促动器5A和可变气门机构5的运行噪声可 能导致驾驶员等不舒服。因此，步骤T620的过程设计为使得通过将IG-关闭持续时间Toff与重起动前持 续时间ToffY对比确认发动机1将迅速起动的计算是否合适。顺便提及的是，重起动前持 续时间ToffY预设为从当驾驶员不意图终止驱动车辆时点火开关97切换到“关”位置到发 动机1的起动开始的标准持续时间。通过步骤T620的确定过程，电子控制设备9进行关于发动机1的起动的确定，如 下。(a)如果IG-关闭持续时间Toff大于或等于重起动前持续时间T关Y，则电子控 制设备9确定点火开关97切换到“关”位置和驾驶员不意图停止车辆的计算是不合适的。 艮口，电子控制设备9确定发动机1不可能在短时间内将起动。如果获得此确定结果，则进行 步骤T622的过程。(b)如果IG-关闭持续时间Toff小于重起动前持续时间ToffY，则电子控制设备9 确定点火开关97切换到“关”位置和驾驶员不意图停止车辆的计算是无问题的。S卩，电子控 制设备9确定发动机1将可能起动。如果获得此确定结果，则再次进行步骤T610的过程。步骤T622 电动促动器5A的驱动状态从“保持状态”切换到“待机状态”。因此， 到电动促动器5A的电力供给停止。此外，因为控制轴52的位置通过锁定机构机械地固定， 因此防止在发动机1停止期间控制轴52的移动(气门持续时间INCAM的改变)。<可变气门机构的控制方式>参考图34至图36，描述在如下情况[a]至[c]期间可变气门机构5的控制方式。[a]其中发动机1正常运行的情况。[b]其中发动机熄火的情况。[c]其中发动机1发生起动失败的情况。
[1] “在正常运行期间的控制方式”[A]时间点til 当点火信号IG从关状态切换到开状态时，可变气门机构5的驱动模式设定为“第一模式”。因此，禁止了电动促动器5A的驱动状态改变为“保持状态”或“可 变状态”。[B]时间点tl2 当起动机信号STA从关状态切换到开状态时，起动电动机11的驱 动开始。电动促动器5A在从点火信号IG切换到开状态直至电动机驱动持续时间TM变得 大于或等于屏蔽持续时间TMX的时间期间保持处于“待机状态”。[C]时间点tl3 当电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持续时间TMX时， 可变气门机构5的驱动模式设定为“第二模式”。因此，目标气门持续时间INCAMtrg更新 (在此假定将第二气门持续时间INCAMscd设定为目标气门持续时间INCAMtrg)。然后，电 动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”，且气门持续时间INCAM改变。[D]时间点tl4 当监控气门持续时间INCAMmnt变得等于第二气门持续时间 INCAMscd时，电动促动器5A的驱动状态从“可变状态”切换到“保持状态”。在从时间点 tl4直至允许到“第三模式”的转移的时间期间，电动促动器5A在每次第二气门持续时间 INCAMscd根据发动机速度NE更新时设定为“可变状态”。[E]时间点tl5 当在其中可变气门机构5的暖机已完成的状态期间满足模式转移 条件时，可变气门机构5的驱动模式设定为“第三模式”。因此，第三气门持续时间INCAMthd 设定为目标气门持续时间INCAMtrg。然后，电动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”， 且气门持续时间INCAM改变。顺便提及的是，从时间点tl5开始，电动促动器5A在每次第 三气门持续时间INCAMthd基于目标进气流量GAtrg和进气流量测量值GAM而更新时设定 为“可变状态”，同时可变气门机构5的设定驱动模式为“第三模式”。[F]时间点tl6 当点火信号IG从开状态切换到关状态时，可变气门机构5的驱 动模式设定为“第五模式”。因此，最大气门持续时间INCAMmax设定为目标气门持续时间 INCAMtrgo然后，电动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”，且气门持续时间INCAM改 变。[G]时间点tl7 当监控的气门持续时间INCAMmnt变得等于最大气门持续时间 INCAMmax时(或当IG-关闭持续时间Toff变得大于或等于参考关闭持续时间ToffX时)， 电动促动器5A的驱动状态从“可变状态”切换到“待机状态”。[2] “发动机熄火时的控制方式”[A]时间点t21 当在发动机1运行期间发生发动机熄火时，可变气门机构5的驱 动模式设定为“第四模式”。因此，电动促动器5A的驱动状态设定为“保持状态”。[B]时间点t22 当起动机信号STA从关状态切换到开状态时，起动电动机11的驱 动开始。电动促动器5A在发动机熄火发生时直至电动机驱动持续时间TM变得大于或等于 屏蔽持续时间TMX期间保持处于“保持状态”。[C]时间点t23 当电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持续时间TMX时， 可变气门机构5的驱动模式设定为“第三模式”。顺便提及的是，从时间点t23开始，在每次 第三气门持续时间INCAMthd基于目标进气流量GAtrg和进气流量测量值GAM而更新时电 动促动器5A设定为“可变状态”，同时可变气门机构5的设定驱动模式为“第三模式”。[D]时间点t24 因为在发动机1运行期间发生另一个发动机熄火，所以可变气门机构5的驱动模式设定为“第四模式”。因此，电动促动器5A的驱动状态设定为“保持状态”。[E]时间点t25 当点火信号IG从开状态切换到关状态时，可变气门机构5的驱 动模式设定为“第五模式”。因此，最大气门持续时间INCAMmax设定为目标气门持续时间 INCAMtrgo然后，电动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”，且气门持续时间INCAM改变。[F]时间点t26 当监控气门持续时间INCAMmnt变得等于最大气门持续时间 INCAMmax时(或IG-关闭持续时间Toff变得大于或等于参考关闭持续时间ToffX时)，电 动促动器5A的驱动状态从“可变状态”切换到“待机状态”。[3] “起动失败时的控制方式”[A]时间点t31 当点火信号IG从关状态切换到开状态时，可变气门机构5的驱动 模式设定为“第一模式”。因此，禁止电动促动器5A的驱动状态改变到“保持状态”或“可变 状态”。[B]时间点t32 当起动机信号STA从关状态切换到开状态时，起动电动机11的驱 动开始。在从点火信号IG切换到开状态到电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持 续时间TMX的时间期间，电动促动器5A保持为“待机状态”。[C]时间点t33 当电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持续时间TMX时， 可变气门机构5的驱动模式设定为“第二模式”。因此，目标气门持续时间INCAMtrg更新 (在此假定第二气门持续时间INCAMscd设定为目标气门持续时间INCAMtrg)。然后，电动 促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”，且气门持续时间INCAM改变。[D]时间点t34 因为发动机1起动失败，因此可变气门机构5的驱动模式设定为 “第四模式”。因此，电动促动器5A的驱动状态设定为“保持状态”。[E]时间点t35 在点火开关97切换到“关”位置时不存在发动机1的运行历史时， 可变气门机构5的驱动模式设定为“第六模式”。另外，电动促动器5A的“保持状态”被维 持。[F]时间点t36 当点火信号IG从关状态切换到开状态时，可变气门机构5的驱 动模式设定为“第四模式”。顺便提及的是，如果在点火信号IG从关状态切换到开状态前 IG-关闭持续时间Toff变得大于或等于重起动前持续时间ToffY，则电动促动器5A的驱动 状态从“保持状态”切换到“待机状态”。[G]时间点t37 当起动机信号STA从关状态切换到开状态时，起动电动机11的驱 动开始。在从发生发动机熄火时到电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持续时间 TMX的时间期间，电动促动器5A保持处于“保持状态”。[H]时间点t38 当电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持续时间TMX时， 可变气门机构5的驱动模式设定为“第二模式”。因此，目标气门持续时间INCAMtrg更新 (在此假定将第二气门持续时间INCAMscd设定为目标气门持续时间INCAMtrg)。然后，电 动促动器5A的驱动状态设定为“可变状态”，且气门持续时间INCAM改变。如可以从前述描述中理解，根据此实施例的用于发动机的控制设备实现了如下优 点ο(1)在发动机1停止期间，轿舱内相对安静。因此，如果在这样的情况中气门持续 时间INCAM改变，则可构想的是驾驶员和其他乘员可能受到与气门持续时间INCAM的改变一起产生的噪声的烦扰。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为使得在发动机1停止期间，气门 持续时间INCAM不改变。因此，变得可以抑制由于气门持续时间INCAM改变导致的操纵性 的下降。(2)在从驾驶员或其他乘员进入车辆内开始到发动机1起动时结束的时间期间， 轿舱内相对安静。因此，如果在这样的情况中可变气门机构5或电动促动器5A被驱动，则 可以构想的是驾驶员或其他乘员可能被可变气门机构5或电动促动器5A的运行噪声烦扰。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为使得电动促动器5A的驱动状态保持为“待机状态”，直至发动机1起动。因此，变得可能的是在发动机1起动前抑制由可变 气门机构5或电动促动器5A的运行噪声导致的操纵性的下降。(3)在此实施例的控制设备中，电动促动器5A的驱动状态保持为“待机状态”直至 电动机驱动持续时间TM变得大于或等于屏蔽持续时间TMX。因此，变得可能的是抑制由于 降低的电池电压BV导致的发动机1的起动失败的发生。(4)在此实施例的控制设备中，如果进气温度THA大于或等于参考进气温度THAX， 则第一气门持续时间INCAMfst设定为目标气门持续时间INCAMtrg直至起动后持续时间TE 变得大于或等于参考起动后持续时间TEX。因此，变得可能的是即使在其中当进气温度THA 相对高时起动发动机1的情况中也可以抑制爆震的发生。(5)在驱动模式转移时，存在由于实际进气流量GA与目标进气流量GAtrg之间增 加的偏差，即实际进气流量GA变得大大低于目标进气流量GAtrg导致发动机熄火的风险。 然而，当发动机1的运行状态不是低负荷运行状态时，即使进气流量GA临时变小也可以避 免发动机熄火的发生。考虑到这样的情况，此实施例的控制设备设计为使得如果不满足“条件4” (进气 率GAP大于第二进气率GAPX2)，则禁止从“第二模式”切换到“第三模式”。因此，变得可能 的是抑制由于驱动模式切换而导致的发动机熄火的发生。(6)与驱动模式转移相关的车辆操纵性下降可以在当车辆或发动机1处于如下状 态中的任一个时被抑制在其中车辆速度(车辆速度SPD)相对高的状态期间，发动机1和车辆的振动大， 使得转矩的波动不可能被驾驶员觉察到。因此，允许当车辆速度SPD处于这样的范围(转 矩波动允许范围)时将驱动模式从“第二模式”切换到“第三模式”有助于抑制由于驱动模 式转换导致的车辆操纵性的下降。当发动机1的运行状态是过渡运行状态时，发动机1和车辆的振动大，使得转矩波 动不可能由驾驶员觉察到。因此，在发动机1的过渡运行状态期间进行从“第二模式”到“第 三模式”的转移有助于抑制由于驱动模式转移导致的车辆操纵性下降。当发动机1的运行状态是高负荷运行状态时，气门持续时间INCAM设定为相对地 大。当“第二模式”被选择时，气门持续时间INCAM基本上设定为一持续时间，其大于当发 动机1的运行状态是中负荷运行状态或低负荷运行状态时设定的持续时间。因此，当发动 机1的运行状态处于高负荷运行状态时进行从“第二模式”到“第三模式”的转移降低了涉 及驱动模式转移的气门持续时间INCAM的改变量，且因此有助于抑制由驱动模式转移所导 致的车辆操纵性的下降。
考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为使得不满足“条件1” (车辆速度 测量值SPDM大于或等于下限车辆速度SPDUL)、“条件2”(进气率改变量Δ GAP大于或等于 参考改变量AGAPX)，和“条件3”(进气率GAP大于或等第一进气率GAPX1)中任何条件时 禁止从“第二模式”到“第三模式”的切换。即在满足“条件1”、“条件2”和“条件3”中的 至少一个时允许驱动模式切换。因此，变得可以抑制由驱动模式切换导致的操纵性下降。(7)如果发动机熄火同时气门持续时间INCAM被改变，则气门持续时间INCAM的改变自然不连续，使得要求在发动机1已经重起动后迅速恢复气门持续时间INCAM的改变。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为使得当发动机1因为发动机熄火而已停止时将电动促动器5A设定为“保持状态”。因此，在发动机1已经重起动后可能迅速 改变气门持续时间INCAM。(8)当电动促动器5A设定在“可变状态”时(即由可变气门机构5改变气门持续时间INCAM期间)，电动促动器5A的运行噪声大于当电动促动器5A设定为“保持状态”时 的噪声。另外，可变气门机构5的运行噪声也在电动促动器5A的“可变状态”期间发生。因 此，如果当发动机1因发动机熄火而已停止时电动促动器5A设定为“可变状态”，则可构想 的是可变气门机构5或电动促动器5A的运行噪声可能烦扰驾驶员或其他乘员。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为使得当发动机1因发动机熄火已 停止时，电动促动器5A不设定为“可不状态”。因此，变得可以抑制在发动机熄火已发生时 由可变气门机构5或电动促动器5A的运行噪声导致的操纵性下降。(9)如果发生发动机熄火，则发动机1通常不久后重起动；然而，在一些情况中，发 动机1长时间保持在停止状态。在这样的情况中，可以优选的是将电动促动器5A设定为 “待机状态”以降低从电池12的电力消耗，而非继续电动促动器5A的“保持状态”以维持准 备发动机1的重起动。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为使得如果起动待机持续时间TS 大于或等于参考待机持续时间TSX，则电动促动器5A的驱动状态设定为“待机状态”。因此， 控制设备可以抑制从电池12的电力消耗。(10)对于此车辆，可能发生的是因为在发动机1停止期间发生电动促动器5A内 的异常而不能在发动机1起动时改变气门持续时间INCAM。如果在这样的情况中，气门持 续时间INCAM设定为等于或接近最小气门持续时间INCAMmin，则可构想的是发动机1起动 时，供给到燃烧室24的空气量将变得不足，因此导致起动失败。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为使得当车辆驱动结束时，将气门 持续时间INCAM设定为最大气门持续时间INCAMmax以准备下次驱动。因此，即使当电动促 动器5A的异常发生时，在发动机1起动时也大体上防止了不足的空气供给，因此改进了发 动机可起动性。(11)当驾驶员已经完成驱动车辆时通常将点火开关97从“开”位置切换到“关” 位置。然而，在一些情况中，点火开关97可以在驾驶员完成驱动车辆前切换到“关”位置。 在后者情况中，发动机1在相对短的时间内重起动，且因此在从点火开关97切换到“关”位 置直至发动机1重起动的时间期间内发生电动促动器5A异常的风险可以说是非常小。艮口， 考虑为即使气门持续时间INCAM未基于点火开关97到“关”位置的切换而改变到最大气门 持续时间INCAMmax，也不存在由于不足的空气供给导致的起动失败的风险。另外，在这样的情况中将气门持续时间INCAM改变到最大气门持续时间INCAMmax将变得不需要从电池12的电力消耗，这是因为在发动机1起动后立刻将气门持续时间INCAM改变到适合于运行状 态的目标气门持续时间INCAMtrg。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为如果当点火开关97切换到“关”位置时不存在操作历史，则禁止气门持续时间INCAM的改变。因此，可以消除可变气门机构 5的不需要的运行。此外，可以抑制对电池12的电力消耗。(12)如果气门持续时间INCAM向最大气门持续时间INCAMmax改变同时发动机速 度NE过大，则因此增加的进气流量GA可以导致在燃烧室24内剩余的燃料燃烧。在此情况 中，即使驾驶员可能希望停止车辆，发动机速度NE也升高，这可能导致驾驶员不舒适。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为使得如果测量的车辆速度SPDM 大于或等于参考车辆速度SPDX，则禁止增加气门持续时间INCAM。因此，变得可以大大地降 低当驾驶员希望停止车辆时发动机速度NE上升的意外。(13)如果在发动机速度NE非常低(等于或接近0)时进行气门持续时间INCAM的 改变，则当移动控制轴52时电动促动器5A接收的负荷变得相当大，使得电动促动器5A可 能随气门持续时间INCAM的改变而被损坏。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为如果IG-关闭持续时间Toff大于 或等于参考关闭持续时间ToffX，则禁止气门持续时间INCAM的改变。因此，变得可以大大 地降低电动促动器5A随着气门持续时间INCAM的改变的损坏的意外。(14)在此实施例的控制设备中，电动促动器5A设定为“保持状态”而可变气门机 构5的驱动模式设定为“第六模式”。因此，变得可以在发动机1已经起动后迅速改变气门 持续时间INCAM。(15)当电动促动器5A设定为“可变状态”时(即由可变气门机构5改变气门持续 时间INCAM期间)，电动促动器5A的运行噪声大于当电动促动器5A设定为“保持状态”时 的运行噪声。另外，可变气门机构5的运行噪声在电动促动器5A的“可变状态”期间也发 生。因此，如果当发动机1因起动失败而停止时电动促动器5A设定为“可变状态”，则可构 想的是可变气门机构5或电动促动器5A的运行噪声可能烦扰驾驶员或其他车辆乘员。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为当发动机1已因起动失败而停止 时，电动促动器5A不设定为“可变状态”。因此，变得可以抑制在发动机1的起动失败发生 时由可变气门机构5或电动促动器5A的运行噪声导致的操纵性下降。(16)如果在点火开关97切换到“关”位置时未检测到运行历史，则计算为驾驶员 不意图于终止驱动，即计算出发动机1将在短时间内重起动。然而，如果驾驶员的实际意图 与这样的计算不同(例如驾驶员实际上希望停止车辆)但电动促动器5A的驱动状态已设 定为“保持状态”或“可变状态”，则可构想的是电动促动器5A和可变气门机构5的运行噪 声可能导致驾驶员或其他的车辆乘员不舒适。考虑到这样的情形，此实施例的控制设备设计为如果IG-关闭持续时间Toff大于 或等于起动前持续时间ToffY，则将电动促动器5A的驱动状态设定为“待机状态”。因此， 变得可以大大地降低其中电动促动器5A或可变气门机构5的运行噪声导致驾驶员或其他 的车辆乘员不舒适的情况。<其他实施例>
前述实施例可以修改，例如以如下方式修改。在前述实施例的“第二促动器驱动过程”的步骤T260的过程中，如果“条件1”、“条 件2”、“条件3”和“条件4”中的至少一个被满足，则确定满足模式转移的条件。然而，这可 以修改，例如如下修改。(a)如果“条件1”至“条件4”的至少一个被满足则确定满足模式转移条件。(b)如果“条件1，，至“条件4”全部被满足则确定满足模式转移条件。在前述的实施例中，如下抑制车辆操纵性的下降。即，在可变气门机构5的驱动 模式设定为“第二模式”后，直至在“第二促动器驱动过程”中满足步骤T250的条件和步骤 T260的条件时才进行到“第三模式”的切换。然而，这可以修改，例如如下修改。即，在可变 气门机构5的驱动模式设定为“第二模式”后，到“第三模式”的切换基于在“第二促动器驱 动过程”中步骤T250的条件的满足开始，且在驱动模式切换期间，柔和地改变气门持续时 间INCAM。以此方式，抑制了车辆操纵性的下降。在这种情况下的改变气门持续时间INCAM 的方式的例子中，气门持续时间INCAM每单位时间的改变量设定为处于或低于预先确定的 值。在前述实施例中“第二促动器驱动过程”的步骤T250的过程中，采用冷却剂温度 THW作为可变气门机构5的暖机状态的指示值。然而，也可以采用其他参数作为暖机状态的 指示值。例如，发动机1的润滑油温度、从发动机1起动开始经过的时间等可以用作用于确 定可变气门机构5的暖机是否完成的基础。进一步地，可以直接测量可变气门机构5的温 度以获取其暖机状态。前述实施例构造为当可变气门机构5的驱动模式设定为“第四模式”时，电动促动 器5A的驱动状态设定为“保持状态”。然而，这可以如下修改。即，电动促动器5A的驱动状 态可以设定为“待机状态”(在“第四促动器驱动过程”的步骤T402的过程中，电动促动器 5A的驱动状态可以设定为“待机状态”)。在前述实施例的“第五促动器驱动过程”的步骤T520的过程中，如果测量的车辆 速度SPDM小于参考车辆速度SPDX，则确定发动机1的目前状态处于改变可允许状态。然 而，这可以修改，例如如下修改。即，如果发动机速度NE小于标准值，则也可以确定发动机 1的状态处于改变可允许状态。顺便提及的是，标准值设定为大于下限发动机速度NEUL的 值。在前述实施例的“第五促动器驱动过程”的步骤T522的过程中，最大气门持续时 间INCAMmax设定为目标气门持续时间INCAMtrg。然而，也可以将不同于最大气门持续时间 INCAMmax的持续时间设定为目标气门持续时间INCAMtrg。简要地说，不同于最大气门持续 时间INCAMmax的任何合适的持续时间也可以设定为目标气门持续时间INCAMtrg，只要它 是在发动机1起动时大体上避免了空气不足供给的气门持续时间INCAM。在前述实施例的“第五促动器驱动过程”的步骤T540的过程中，采用预先设定的 参考关闭持续时间ToffX。然而，这可以修改，例如如下修改。即，也可以使得每次在点火开 关97切换到“关”位置时，基于此时的发动机速度NE设定参考关闭持续时间ToffX。 在前述实施例的“第五促动器驱动过程”的步骤T540的过程中，基于IG-关闭持 续时间Toff和参考关闭持续时间ToffX的比较确定是否继续气门持续时间INCAM的改变。 然而，这可以修改，例如如下修改。即，关于是否继续气门持续时间INCAM的改变的确定也可以基于发动机速度测量值NEM和下限发动机速度NEUL之间的比较进行。如果采用此构 造，则“第五促动器驱动过程”的步骤T540的过程构造如下。(a)如果NEM彡NEUL,则进行步骤T530的过程。(b)如果NEM < NEUL,则进行步骤T542的过程。
在前述的实施例中，在可变气门机构5的驱动模式设定为“第五模式”后，气门持 续时间INCAM的改变继续直至在“第五促动器驱动过程”中满足步骤T530的条件或步骤 T540的条件。然而，这可以修改，例如如下修改。即，也可以在可变气门机构5的驱动模式 设定为“第五模式”后，将气门持续时间INCAM向最大气门持续时间INCAMmax改变，且直至 监控气门持续时间INCAMmnt变得等于最大气门持续时间INCAMmax，发动机1的运行继续。在前述实施例中，当可变气门机构5的驱动模式设定为“第六模式”时，基于对“第 六促动器驱动过程”的步骤T620的条件的满足，电动促动器5A的驱动状态设定为“待机状 态”。然而，这可以修改，例如如下修改。即，也可以在可变气门机构5的驱动模式设定为 “第六模式”时，将电动促动器5A的驱动状态设定为“待机状态”(电动促动器5A的驱动状 态在“第六促动器驱动过程”的步骤T620的过程中设定为“待机状态”)。虽然在前述的实施例中，“可变气门机构驱动过程”由“第一可变气门驱动过程”到 “第六可变气门驱动过程”构成，但是“可变气门机构驱动过程”的构造也可以如下修改。艮口， “可变气门机构驱动过程”可以由“第一可变气门驱动过程”到“第五可变气门驱动过程”的 至少一个过程构成。虽然前述实施例采用了具有锁定机构的电动促动器5A，但也可以采用不具有锁定 机构的电动促动器。虽然在前述实施例中采用的电动促动器5A在“待机状态”期间通过锁 定机构固定了控制轴52的位置，且在“保持状态”期间通过来自电池12的电力保持了控制 轴52的位置，但也可以采用如下描述的电动促动器。即，也可以采用在“待机状态”期间和 “保持状态”期间通过锁定机构固定控制轴52的位置的电动促动器。在前述的实施例中，发动机1假定为其中进气流量GA通过节气门39调节直至可 变气门机构5的暖机完成的发动机。然而，本发明的可变气门机构可以应用到的发动机不 限制于在实施例中例证的发动机。本发明的可变气门机构也应用于例如其中在发动机从起 动到停止的整个运行中进气流量GA通过可变气门机构调节的发动机。此外，本发明的可变 气门机构也应用于其中在发动机从起动到停止的整个运行中进气流量GA通过可变气门机 构和节气门的协同控制调节的发动机。在前述的实施例中，本发明应用于改变进气门33的开闭特性(气门持续时间和最 大气门升程)的可变气门机构5。然而，本发明也可应用于用于排气门37的可变气门机构。本发明已结合具有在图4至图11中例证的结构的可变气门机构进行了描述。然 而，应理解的是本领域一般技术人员可以进行多种修改、改变和改造而不偏离本发明的精 神和范围。意图于本发明仅由附带的权利要求限定。
权利要求
一种发动机控制设备，该发动机控制设备通过控制可变气门机构改变发动机气门的开闭特性，所述控制设备特征在于当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到第一驱动方式；且当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构切换到第二驱动方式，并且所述发动机控制设备包括控制单元(9)，当该控制单元检测到所述发动机处于过渡运行状态时，该控制单元允许从所述第一驱动方式切换到所述第二驱动方式。
2.一种发动机控制设备，该发动机控制设备通过控制可变气门机构改变发动机气门的 开闭特性，所述控制设备特征在于当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到第一驱动方式；且 当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构切换到第二 驱动方式，并且所述发动机控制设备包括控制单元(9)，当该控制单元检测到车辆不是低速行驶状态 时，该控制单元允许从所述第一驱动方式切换到所述第二驱动方式。
3.一种发动机控制设备，该发动机控制设备通过控制可变气门机构改变发动机气门的 开闭特性，所述控制设备特征在于当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到第一驱动方式；且 当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构切换到第二 驱动方式，并且所述控制设备包括控制单元(9)，当所述控制设备检测到所述发动机是高负荷运行状 态时，该控制单元允许从所述第一驱动方式切换到所述第二驱动方式。
4.一种发动机控制设备，该发动机控制设备通过控制可变气门机构改变发动机气门的 开闭特性，所述控制设备特征在于当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到第一驱动方式；且 当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构切换到第二 驱动方式，并且所述控制设备包括控制单元(9)，当该控制单元检测到所述发动机不是低负荷运行状 态时，控制单元允许从所述第一驱动方式切换到所述第二驱动方式。
5.根据权利要求4所述的发动机控制设备，其特征在于如果在点火开关切换到所述关位置前所述控制单元检测到所述发动机已经起动失败， 则所述控制单元(9)禁止将进气门的开闭特性向初始开闭特性改变。
6.根据权利要求5所述的发动机控制设备，其特征在于当所述控制单元禁止改变所述进气门的开闭特性时，所述控制单元(9)维持即将检测 到所述点火开关切换到所述关位置时使用的所述进气门的开闭特性。
7.根据权利要求5至6中的任一项所述的发动机控制设备，其特征在于如果在改变所述进气门的开闭特性时所述控制单元确定或预测到发动机速度小于参 考值，则所述控制单元(9)中断改变所述进气门的开闭特性。
8.根据权利要求1至6中的任一项所述的发动机控制设备，其特征在于所述可变气门 机构包括设置在气缸盖内的控制轴(52)；绕所述控制轴安装的操作发动机气门的气门提升机构(53)；和 使所述控制轴沿所述控制轴的纵向轴线移动的促动器(5A)，其中所述气门提升机构(53)包括与所述控制轴(52)协作移动的滑动齿轮(6)；安装 在所述滑动齿轮上的通过凸轮轴的凸轮操作的输入齿轮(7)；和安装在所述滑动齿轮上的 操作所述发动机气门的输出齿轮(8)，并且所述促动器通过由所述控制轴的移动来相对旋转所述输入齿轮和所述输出齿轮从而 改变所述发动机气门的持续时间。
9.根据权利要求8所述的发动机控制设备，其特征在于所述促动器由电力驱动。
10.一种控制发动机中的气门开闭特性的方法，其特征在于包括 确定所述发动机是否处于过渡运行状态，并且当确定所述发动机处于所述过渡运行状态时，允许将可变气门机构的所述气门开闭特 性从第一驱动方式改变为第二驱动方式，其中，当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到所述第一驱 动方式；且当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构 切换到所述第二驱动方式。
11.一种控制发动机中的气门开闭特性的方法，其特征在于包括 确定发动机是否不处于低速运行状态，并且当确定所述发动机不处于所述低速运行状态时，允许将可变气门机构的所述气门开闭 特性从第一驱动方式改变为第二驱动方式，其中，当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到所述第一驱 动方式；且当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构 切换到所述第二驱动方式。
12.—种控制发动机中的气门开闭特性的方法，其特征在于包括 确定发动机是否处于高负荷运行状态，并且当确定所述发动机处于所述高负荷运行状态时，允许将可变气门机构的所述气门开闭 特性从第一驱动方式改变为第二驱动方式，其中当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到所述第一驱动 方式；且当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构切 换到所述第二驱动方式。
13.—种控制发动机中的气门开闭特性的方法，其特征在于包括 确定发动机是否不处于低负荷运行状态，并且当确定所述发动机不处于所述低负荷运行状态时，允许将可变气门机构的所述气门开 闭特性从第一驱动方式改变为第二驱动方式，其中，当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到所述第一驱 动方式；且当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构 切换到所述第二驱动方式。
全文摘要
本发明涉及发动机控制设备和方法。具体地，提供了一种通过控制可变气门机构改进车辆操纵性的发动机控制设备和方法。当通过改变节气门的开度调节进气量时，所述可变气门机构切换到第一驱动方式；且当通过改变所述发动机气门的开闭特性调节所述进气量时，所述可变气门机构切换到第二驱动方式，并且所述发动机控制设备包括控制单元，当该控制单元检测到所述发动机处于过渡运行状态时，该控制单元允许从所述第一驱动方式切换到所述第二驱动方式。
文档编号F02D41/04GK101806254SQ20101016366
公开日2010年8月18日 申请日期2006年7月13日 优先权日2005年7月15日
发明者不破直秀 申请人:丰田自动车株式会社