专利名称：内燃机的可变气门装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的可变气门装置，该内燃机的可变气门装置包括驱动内燃机气门的输出旋转体以及驱动该输出旋转体的输入旋转体，该内燃机的可变气门装置具有变更输出旋转体相对于输入旋转体的旋转相位亦即相对旋转相位的功能、以及在相对旋转相位为特定相位时将输入旋转体和输出旋转体相互固定的功能。
背景技术：
作为上述可变气门装置，已知有例如专利文献I所记载的装置。该可变气门装置设置有判定输入旋转体和输出旋转体是否被相互固定的传感器。并且，计算相对于传感器的输出信号的基准值的朝正方向的偏移量和朝负方向的偏移量之比亦即偏移比。该偏移比根据是否将输入旋转体和输出旋转体相互固定而如下进行变化。即，当两旋转体被固定时，偏移比成为规定值以下的值。当两旋转体未被固定时，输出旋转体相对于输入旋转体摇动，因此偏移比变得比规定值大。在上述可变气门装置中，在内燃机的旋转的停止过程中，当偏移比在规定值以下时，判定为两旋转体被相互固定，当偏移比大于规定值时，判定为两旋转体未被固定。专利文献1:日本特开2009 - 167989号公报但是，在可变气门装置中残留有润滑油的情况下，存在输出旋转体和输入旋转体被相互固定时的偏移比、与输出旋转体和输入旋转体未被相互固定时的偏移比之间并无实质上的差别的可能性。因此，存在当输出旋转体和输入旋转体未被相互固定时判定为两旋转体被固定的顾虑。
发明内容
本发明是鉴于如上的实际情况而完成的，其目的在于提供能够准确判定输入旋转体和输出旋转体是否被相互固定的内燃机的可变气门装置。以下，对用于实现上述目的的手段及其作用效果进行记载。另外，在用于解决本课题的手段一栏中，将输入旋转体和输出旋转体未被相互固定的情况表示为“非固定状态”，将输入旋转体和输出旋转体被相互固定的情况表示为“固定状态”。根据本发明，其主旨在于提供一种内燃机的可变气门装置，该内燃机的可变气门装置包括驱动内燃机气门的输出旋转体以及驱动该输出旋转体的输入旋转体，上述内燃机的可变气门装置具有变更上述输出旋转体相对于上述输入旋转体的旋转相位亦即相对旋转相位的功能、以及在上述相对旋转相位为特定相位时将上述输入旋转体和上述输出旋转体相互固定的功能，其中，基于上述相对旋转相位的变化量亦即相位变动量判定上述输入旋转体和上述输出旋转体是否被相互固定。当输出旋转体从内燃机气门承受力时，相对旋转相位变动。如果对非固定状态时的相对旋转相位的变动量和固定状态时的相对旋转相位的变动量进行比较，则前者大于后者。即，相对旋转相位的变动量根据输入旋转体以及输出旋转体处于固定状态还是处于非固定状态而变动。在本发明中，由于基于相位变动量判定输入旋转体和输出旋转体是否被相互固定，因此能够准确地进行该判定。可以形成为上述可变气门装置具备输入角传感器，该输入角传感器检测上述输入旋转体的旋转相位；以及输出角传感器，该输出角传感器检测上述输出旋转体的旋转相位，基于上述输入角传感器的检测信号亦即输入角信号以及上述输出角传感器的检测信号亦即输出角信号计算上述相位变动量。可以形成为上述可变气门装置基于上述输出角传感器检测到的上述输出角信号的上升信号以及下降信号计算上述相位变动量。可以形成为上述输出角传感器设置成检测正时转子，上述正时转子包括形成上述上升信号的第一相位检测部和与上述下降信号对应的第二相位检测部，上述第一相位检测部设置于在上述输出旋转体的扭矩减少过程中该扭矩的变动量成为零的附近，上述第二相位检测部设置于在上述输出旋转体的扭矩增大过程中该扭矩的变动量成为零的附近。当从内燃机气门施加于输出旋转体的力的方向为该旋转体的旋转方向的相反方向时，输出旋转体的扭矩减少。当在输出旋转体的扭矩的减少过程中扭矩的变动量为零时，输出旋转体的在延迟方向上的相位变动量最大。并且，当该力的方向为该旋转体的旋转方向的顺方向时，输出旋转体的扭矩增大。当在输出旋转体的扭矩的增大过程中扭矩的变动量为零时，输出旋转体的在提前方向上的相位变动量最大。在本发明中，由于利用输出角传感器在输出旋转体的扭矩的减少过程中当扭矩成为零时检测上升信号，因此能够计算输出旋转体在延迟方向上最大地变动时的相位变动量。并且，由于当在输出旋转体的扭矩的增大过程中扭矩成为零时检测下降信号，因此能够计算输出旋转体在提前方向上最大地变动时的相位变动量。可以形成为上述可变气门装置基于上述输出角传感器检测到的上述输出角信号的上升信号计算上述相位变动量，上述输出角传感器检测施加于上述输出旋转体的扭矩从延迟方向朝提前方向切换的正时作为上述上升信号。当从内燃机气门施加于输出旋转体的力的方向相对于该旋转体的旋转方向从相反方向朝顺方向变化时，输出旋转体相对于输入旋转体的旋转相位朝延迟侧大幅变动。在本发明中，由于利用输出角传感器检测施加于上述输出旋转体的扭矩从延迟方向(与该旋转体相反方向)朝提前方向(该旋转体的顺方向)切换的正时，因此能够检测输出旋转体相对于输入旋转体的相对旋转相位的朝延迟侧的变动量。可以形成为上述可变气门装置基于上述输出角传感器检测到的上述输出角信号的下降信号计算上述相位变动量，上述输出角传感器检测施加于上述输出旋转体的扭矩从提前方向朝延迟方向切换的正时作为上述下降信号。当从内燃机气门施加于输出旋转体的力的方向相对于该旋转体的旋转方向从顺方向朝相反方向变化时，输出旋转体相对于输入旋转体的相对的相位朝提前侧大幅变动。在本发明中，由于利用输出角传感器检测施加于输出旋转体的扭矩从提前方向(该旋转体的顺方向)朝延迟方向(该旋转体的相反方向)切换的正时，因此能够检测输出旋转体相对于输入旋转体的相对旋转相位的朝提前侧的变动量。可以形成为上述输出角传感器检测相对于上述输出旋转体的扭矩从延迟方向朝提前方向切换的第一正时、以及相对于上述输出旋转体的扭矩从提前方向朝延迟方向切换的第二正时，基于上述第一正时和上述第二正时计算上述相位变动量。根据本发明，由于基于与相对旋转相位的朝延迟侧的变动量关联的第一正时以及与相对旋转相位的朝提前侧的变动量关联的第二正时计算相位变动量，因此能够更准确地求出相位变动量。可以形成为当上述内燃机处于停止过程时，上述可变气门装置执行上述输入旋转体和上述输出旋转体是否被相互固定的判定。在本发明中，在内燃机的旋转的停止过程中进行是固定状态还是非固定状态的判定。因此，在下次内燃机启动时能够进行与固定状态或非固定状态相应的启动控制。可以形成为当上述内燃机的停止过程中的内燃机旋转速度降低到规定旋转速度时，上述可变气门装置执行上述输入旋转体和上述输出旋转体是否被相互固定的判定。优选在内燃机的停止过程中的较晚的正时进行输入旋转体和输出旋转体是否被相互固定的判定。假想以下情况假设当在内燃机的停止过程中的初期进行了该判定时，之后通过输入旋转体和输出旋转体的旋转，两旋转体被相互固定。在该情况下，该判定与实际的输入旋转体和输出旋转体之间的固定状态不同。关于这点，由于本发明在内燃机旋转速度降低到规定旋转速度之后进行该判定，因此能够降低成为判定结果与实际的输入旋转体和输出旋转体之间的固定状态不同的结果的频率。可以形成为当上述相位变动量小于基准判定值时，上述可变气门装置判定为上述输入旋转体和上述输出旋转体被相互固定，当上述相位变动量大于上述基准判定值时，判定为上述输入旋转体和上述输出旋转体未被相互固定。可以形成为基于上述输出旋转体和上述输入旋转体被相互固定时的上述输入角信号以及上述输出角信号更新上述基准判定值。可变气门装置存在个体差异。即，由于输出旋转体以及输入旋转体的尺寸偏差、输出旋转体和输入旋转体的组装偏差，输出旋转体相对于输入旋转体的摆动的程度也不同。关于这点，根据本发明，输出旋转体相对于输入旋转体是否被固定的基准判定值基于输出旋转体和输入旋转体被相互固定时的输入角信号以及输出角信号被更新。由此，能够更准确地进行上述判定。可以形成为当上述内燃机启动后、且上述输出旋转体和上述输入旋转体被相互固定时，基于上述输入角信号以及上述输出角信号更新上述基准判定值。根据本发明，由于在内燃机停止前更新基准判定值，因此能够在之后的内燃机停止时，使用该基准判定值进行输入旋转体和输出旋转体是否被相互固定的判定。可以形成为具备当上述内燃机自动停止时将上述输入旋转体和上述输出旋转体相互固定的功能，当上述内燃机处于自动停止状态、且上述输入旋转体和上述输出旋转体被相互固定时，基于上述输入角信号以及上述输出角信号更新上述基准判定值。根据本发明，通过在内燃机的自动停止时更新基准判定值，能够在与内燃机启动时相比接近内燃机停止时的条件下求出基准判定值。由此，能够更准确地判定输入旋转体和输出旋转体是否被相互固定。可以形成为当上述内燃机启动时，在上述相对旋转相位未被固定的情况下，与上述相对旋转相位被固定的情况相比，使燃料喷射的开始正时延迟。当内燃机启动时、且处于非固定状态的情况下，所喷射的燃料难以燃烧。在本发明中，由于使在内燃机启动时、且处于非固定状态的情况下的燃料喷射的开始正时晚于在内燃机启动时、且处于固定状态的情况下的燃料喷射的开始正时，因此能够减少例如所喷射的燃料附着于火花塞的量。并且，根据本发明，其主旨在于提供一种内燃机的可变气门装置，该内燃机的可变气门装置包括驱动内燃机气门的输出旋转体以及驱动该输出旋转体的输入旋转体，上述内燃机的可变气门装置具有变更上述输出旋转体相对于上述输入旋转体的旋转相位亦即相对旋转相位的功能、以及在上述相对旋转相位为特定相位时将上述输入旋转体和上述输出旋转体相互固定的功能。上述可变气门装置具备输入角传感器，该输入角传感器检测上述输入旋转体的相位；以及输出角传感器，该输出角传感器检测上述输出旋转体的旋转相位，上述输出角传感器检测施加于上述输出旋转体的扭矩从提前方向朝延迟方向切换的时刻作为第一检测正时，并且，检测施加于上述输出旋转体的扭矩从延迟方向朝提前方向切换的时刻作为第二检测正时，当上述第一检测正时与上述第二检测正时之间的间隔的变动量亦即期间变动量小于基准判定值时，判定为上述输出旋转体相对于上述输入旋转体被固定，当上述期间变动量大于基准判定值时，判定为上述输出旋转体相对于上述输入旋转体被固定。当处于非固定状态时，当输出旋转体从内燃机气门承受力时相对旋转相位变动。另一方面，当处于固定状态时，输出旋转体从内燃机气门承受力时的相对旋转相位的变动量小于非固定状态时的相对旋转相位的变动量。即，相对旋转相位的变动量根据输入旋转体以及输出旋转体处于固定状态还是处于非固定状态而变动。在本发明中，由于基于期间变动量判定输入旋转体和上述输出旋转体是否被相互固定，因此能够准确地进行该判定。
图1是示意性地示出本发明的第一实施方式的内燃机的构造的示意图。图2示出本实施方式的气门可变机构，其中，(A)是示出该气门正时可变机构的截面构造的剖视图，(B)是示出沿(A)的A — A线的截面构造的剖视图。图3是示意性地示出该实施方式的进气门、进气凸轮、以及凸轮位置传感器之间的位置关系的剖视图。图4是针对该实施方式的可变气门装置示出进气门的变位量、进气凸轮轴的扭矩、进气凸轮轴的相位变动量、以及检测部之间的关系的示意图。图5是针对该实施方式的可变气门装置示意性地示出凸轮转角信号和气门正时可变机构的固定状态之间的关系的示意图。图6是针对该实施方式的可变气门装置示出由电子控制装置执行的“基准相对旋转相位运算处理”的步骤的流程图。图7是针对该实施方式的可变气门装置示出由电子控制装置执行的“固定判定处理”的步骤的流程图。图8是针对该实施方式的可变气门装置示出由电子控制装置执行的“基准判定值学习处理”的步骤的流程图。图9是针对该实施方式的可变气门装置示出内燃机停止时的总相位变动量的推移的时序图。
图10是针对该实施方式的内燃机示出由电子控制装置执行的“内燃机启动处理”的步骤的流程图。图11是针对本发明的第二实施方式的可变气门装置示出由电子控制装置执行的“固定判定处理”的步骤的流程图。
具体实施例方式参照图1 图10对本发明的一个实施方式进行说明。在该实施方式中，示出了将本发明的可变气门装置具体化为V型六缸内燃机的可变气门装置的一例。内燃机I包括包括气缸体11、气缸盖12以及油底壳18的内燃机主体10 ;包括设置于气缸盖12的气门系统的各要素的可变气门装置20 ;向内燃机主体10等供给润滑油的润滑装置50 ;以及对上述装置总括地进行控制的控制装置60。气缸13中设置有往复运动的活塞14。在气缸盖12设置有燃料喷射阀16。燃料喷射阀16向进气口喷射燃料。可变气门装置20包括对燃烧室15进行开闭的进气门21和排气门28 ;将上述气门分别压下的进气凸轮轴(输出旋转体)22和排气凸轮轴29 ;变更进气凸轮轴22的旋转相位相对于曲轴(输入旋转体)17的旋转相位(以下称作“气门正时VT”)的气门正时可变机构30。在进气凸轮轴22设置有三组两个一组的进气凸轮23。三组进气凸轮23的突出方向分别相差120度。以下，将三组进气凸轮23分别称作第一进气凸轮23A、第二进气凸轮23B、以及第三进气凸轮23C。
润滑装置50包括排出油底壳18的润滑油的油泵52 ;将从油泵52排出的润滑油供给到内燃机I的各部位的润滑油路51 ;以及控制向气门正时可变机构30供给润滑油的供给方式的油控制阀53。控制装置60构成为包括进行用于控制内燃机I的各种运算处理等的电子控制装置61 ;以及以曲轴位置传感器80和凸轮位置传感器90为首的各种传感器。曲轴位置传感器80将与曲轴17的旋转角度相应的信号(以下称作“曲轴转角信号CB”)输出至电子控制装置61。凸轮位置传感器90是将与进气凸轮轴22的旋转角度相应的信号(以下称作“凸轮转角信号DB”)输出至电子控制装置61的输出角传感器。凸轮位置传感器90由磁传感器90B构成。磁传感器90B设置成检测被固定于进气凸轮轴22的正时转子90A。正时转子90A包括与第一进气凸轮23A对应的第一检测部91 ;与第二进气凸轮23B对应的第二检测部92 ;以及与第三进气凸轮23C对应的第三检测部93。磁传感器90B在检测到任一检测部91、92、93时输出高电平信号，在检测不到检测部91、92、93时输出低电平信号。即，在检测部91、92、93的提前侧端部94通过该传感器9( 时，该磁传感器90B检测到上升信号，在该检测部的延迟侧端部95通过该传感器90B时，该磁传感器90B检测到下降信号。上升信号的响应速度快于下降信号。电子控制装置61计算以下各项作为用于在各种控制中使用的参数。即，基于曲轴转角信号CB和凸轮转角信号DB计算与进气凸轮轴22相对于曲轴17的相对的相对旋转相位对应的运算值。并且，基于内燃机运转状态对燃料喷射阀16的喷射正时进行控制。作为由电子控制装置61进行的控制，例举通过气门正时可变机构30的控制变更气门正时VT的气门正时控制、以及对燃料喷射阀16的喷射方式进行控制的燃料喷射控制。在气门正时控制中，基于内燃机运转状态将气门正时VT在最靠提前侧的气门正时VT (以下称作“最提前VTmax”)和最靠延迟侧的气门正时VT (以下称作“最延迟VTmin”)之间变更。并且，在内燃机停止时，将气门正时VT变更为中间角VTmdl。中间角VTmdl是使气门正时VT处于最提前VTmax和最延迟VTmin之间的特定的正时。参照图2，对气门正时可变机构30的结构进行说明。另外，图中的箭头X示出链轮33和进气凸轮轴22的旋转方向。如图2的(A)所示，气门正时可变机构30包括与曲轴17同步旋转的壳体转子31 ;与进气凸轮轴22同步旋转的叶片转子35 ;以及将气门正时VT固定于中间角VTmdl的相位固定机构40。壳体转子31包括经由正时链与曲轴17连结的链轮33 ;被组装在链轮33的内侧而与链轮33 —体旋转的壳体主体32 ；以及被安装在壳体主体32的罩34。在壳体主体32设置有沿径向朝壳体转子31的旋转轴(进气凸轮轴22)突出的三个分隔壁31A。叶片转子35被固定于进气凸轮轴22的端部，且被配置在壳体主体32内的空间。在叶片转子35设置有朝壳体主体32的相邻的分隔壁31A之间突出的三个叶片36。各叶片36将形成在分隔壁31A之间的叶片收纳室37划分成提前室38和延迟室39。 对气门正时可变机构30的动作进行说明。通过向提前室38供给润滑油并从延迟室39排出润滑油，提前室38扩大且延迟室39缩小，叶片转子35相对于壳体转子31朝提前侧即进气凸轮轴22的旋转方向X旋转。由此，气门正时VT朝提前侧变化。当叶片转子35相对于壳体转子31旋转到了最提前侧时、即叶片转子35相对于壳体转子31的旋转相位处于最提前相位PA时，气门正时VT被设定为最提前VTmax。通过从提前室38排出润滑油并向延迟室39供给润滑油，延迟室39扩大且提前室38缩小，叶片转子35相对于壳体转子31朝延迟侧、即进气凸轮轴22的旋转方向X的相反方向旋转。由此，气门正时VT朝延迟侧变化。当叶片转子35相对于壳体转子31旋转到最延迟侧时、即叶片转子35相对于壳体转子31的旋转相位处于最延迟相位PB时，气门正时VT被设定为最延迟VTmin。并且，当叶片转子35相对于壳体转子31旋转，从而叶片转子35相对于壳体转子31的旋转相位处于位于最提前相位PA和最延迟相位PB之间的特定的相位、即中间角相位PM时，气门正时VT被设定为中间角VTmdl。如图2的(B)所示，相位固定机构40包括形成于壳体转子31的卡合部46 ;与卡合部46卡合的限制销41 ;从润滑装置50接受润滑油的供给的限制室44 ;将限制销41朝一方向推压的限制弹簧42 ；以及收纳该弹簧的弹簧室45。限制销41被收纳于由限制室44和弹簧室45构成的收纳室43、并沿叶片转子35的旋转轴的轴向移动而从该收纳室43突出。以下，将限制销41从收纳室43突出的方向设定为“突出方向ZA”，将限制销41被收纳于收纳室43的方向设定为“收纳方向ZB”。卡合部46具备供限制销41嵌入的卡合孔48、以及与卡合孔48的深度相比而深度相对较小的上层槽47。卡合孔48被设置在与中间角相位PM对应的地方。上层槽47遍及从相比中间角相位PM靠延迟侧的延迟相位到中间角相位PM而形成。
当朝限制室44供给油压时，限制销41被维持在收纳于叶片36中的状态。当限制室44的油压被排出时，限制销41被维持在从叶片36突出的状态。当限制销41从叶片36突出而与卡合孔48卡合时，叶片转子35相对于壳体转子31的旋转相位被固定于中间角相位PM。以后，将叶片转子35相对于壳体转子31的旋转相位被固定于中间角相位PM的状态称作“固定状态”。将叶片转子35相对于壳体转子31的旋转相位未被固定于中间角相位PM的状态称作“非固定状态”。对气门正时可变机构30和相位固定机构40的动作进行说明。在内燃机启动时，当叶片转子35相对于壳体转子31未被固定时，由于内燃机启动时的曲轴转动，叶片转子35相对于壳体转子31摇动。由于并未朝限制室44供给润滑油，因此限制销41由限制弹簧42朝突出方向ZA施力。当叶片转子35旋转而限制销41被配置于上层槽47上时，限制销41的末端部抵靠于上层槽47的底面。此外，当叶片转子35旋转而限制销41和卡合孔48的位置一致时，限制销41的末端部抵靠于卡合孔48的底面。这样，气门正时VT被固定于中间角VTmdl。另外，在内燃机启动时，在叶片转子35相对于壳体转子31未被固定的情况下，在内燃机启动时的曲轴转动过程中，壳体转子31和叶片转子35 —体地旋转。在内燃机运转过程中，当存在气门正时VT的提前请求时，利用油控制阀53朝提前室38供给润滑油。此时，利用该阀朝限制室44供给润滑油。因此，在限制销41被收纳于收纳室43的状态下，叶片转子35相对于壳体转子31朝提前侧旋转。在内燃机运转过程中，当存在气门正时VT的延迟请求时，利用油控制阀53朝延迟室39供给润滑油。此时，利用油控制阀53朝限制室44供给润滑油。因此，在限制销41被收纳于收纳室43的状态下，叶片转子35相对于壳体转子31朝延迟侧旋转。当存在内燃机停止时将气门正时VT设定在中间角VTmdl的中间角请求时，利用油控制阀53对朝提前室38以及延迟室39供给润滑油的供给状态进行控制，以使叶片转子35相对于壳体转子31的旋转相位成为中间角相位PM。并且，在内燃机停止时，油泵52的转速降低，从而油压降低，因此在限制销41施加有朝向突出方向ZA的力。因此，当叶片转子35相对于壳体转子31的旋转相位成为中间角相位PM时，限制销41嵌入到卡合孔48。由此，气门正时VT被固定在中间角VTmdl。参照图3示意性地示出进气门21、进气凸轮23、以及磁传感器90B之间的位置关系。
正时转子90A的第一检测部91、第二检测部92、以及第三检测部93与各进气凸轮23之间的关系被定位。以下，对第一进气凸轮23A和第一检测部91之间的位置关系进行说明。第二进气凸轮23B和第二检测部92之间的关系、以及第三进气凸轮23C和第三检测部93之间的关系，与第一进气凸轮23A和第一检测部91之间的位置关系是同样的。第一检测部91的提前侧端部94被设置在如下位置当第一进气凸轮23A的尖端24的顶点部25抵接于进气门21的摇臂21A的辊时，该提前侧端部94被磁传感器90B检测到。第一检测部91的延迟侧端部95被设置在如下位置当第一进气凸轮23A的尖端24的延迟侧下摆部27抵接于摇臂21A的辊时，该延迟侧端部95被磁传感器90B检测到。S卩，第一检测部91的提前侧端部94用于检测施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB从延迟方向朝提前方向切换的正时(第一正时)。第一检测部91的延迟侧端部95用于检测施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB从提前方向朝延迟方向切换的正时(第二正时)。参照图4，对进气门21的变位量HA、因从进气门21施加于进气凸轮23的力而产生的对进气凸轮23的负载扭矩HB、曲轴17和进气凸轮轴22之间的相对旋转相位的变动量(以下称作“相位变动量HC”)、各检测部91、92、93的提前侧端部94和延迟侧端部95之间的关系进行说明。该图4将曲轴17旋转一周设定为360CA，示出进气凸轮轴22的一个周期、即曲轴17的旋转两周的量的期间(720CA)的各参数的变化。图4的(a)示出进气门21的变位量HA。第一进气凸轮23A、第二进气凸轮23B、以及第三进气凸轮23C的尖端24与各进气凸轮23所对应的摇臂21A的辊接触。第一进气凸轮23A、第二进气凸轮23B、第三进气凸轮23C的变位周期分别错开三分之一周期。当各进气凸轮23的尖端24的顶点部25与摇臂21A的辊接触时，与该进气凸轮23对应的进气门21变位到最下方，进气门21全开、即变位量HA最大。图4的(b)示出施加于进气凸轮轴22的扭矩变动。当进气门21开始打开时、即进气凸轮23的尖端24的提前侧下摆部26开始与摇臂21A的辊接触时，朝向与进气凸轮轴22的旋转方向相反方向施加进气门21的力。因此，沿延迟方向施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB增大。此时，进气凸轮轴22的旋转扭矩减少。之后，进气凸轮轴22旋转，当进气凸轮23的尖端24与摇臂21A的辊接触的接触部分移动时，沿延迟方向施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB减少。此时，进气凸轮轴22的旋转扭矩增大。将进气凸轮轴22的旋转扭矩增大的期间称作“扭矩增大过程”。当进气门21从全开起开始关闭时、即进气凸轮23的尖端24的相比顶点部25靠延迟侧的部分与摇臂21A的辊接触时，沿进气凸轮轴22的旋转方向施加有进气门21的力。因此，沿提前方向施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB增大。之后，当进气凸轮23的尖端24与摇臂21A的辊接触的接触部分移动时，沿提前方向施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB开始减少。此时，进气凸轮轴22的旋转扭矩开始减少。将进气凸轮轴22的旋转扭矩减少的期间称作“扭矩减少过程”。当进气凸轮23的尖端24的延迟侧下摆部27与摇臂21A的辊接触时，沿进气凸轮轴22的旋转方向施加的进气门21的力消失。因此，施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB变为0，之后，进气凸轮轴22的负载扭矩HB从减少切换至增大。另外，每当进气凸轮23的尖端24与摇臂21A的辊接触时，就从各进气门21朝进气凸轮轴22施加力。因此，施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB每隔三分之一周期发生变化。图4的(C)示出进气凸轮轴22的相位变动量HC。进气凸轮轴22相对于曲轴17的旋转朝提前侧和延迟侧摆动。当进气门21变位到最下方时，进气凸轮轴22摆动到最延迟侧。即，延迟侧的相位变动量(以下称作“延迟变动量HCB”)在延迟侧变为最大。另一方面，当进气门21的变位量HA最小时，进气凸轮轴22摆动到最提前侧。此时，提前侧的相位变动量(以下称作“提前变动量HCA”)在提前侧变为最大。提前变动量HCA和延迟变动量HCB根据朝气门正时可变机构30供给的润滑油的温度和油压、或者气门正时可变机构30是否处于固定状态而变动。延迟变动量HCB和提前变动量HCA成为零的相对旋转相位不会提前或延迟，被固定在大致恒定的相对旋转相位。该相对旋转相位是进气凸轮轴22相对于曲轴17的平均的相对旋转相位(以下称作“基准相对旋转相位PK”)。图4的(d)示出提前侧端部94和延迟侧端部95被磁传感器90B检测到的位置、进气门21的变位量HA、施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB、以及相位变动量HC的关系。对于各检测部91、92、93的提前侧端部94，在施加于进气凸轮23的负载扭矩HB从延迟方向朝提前方向的过程中该负载扭矩HB成为零的相位、即相位变动量HC在延迟侧变为最大时，该提前侧端部94被磁传感器90B检测到。对于各检测部91、92、93的延迟侧端部95，在施加于进气凸轮23的负载扭矩HB从提前方向朝延迟方向切换时该负载扭矩HB成为零的相位、即相位变动量HC在提前侧变为最大时，该延迟侧端部95被磁传感器90B检测到。参照图5对凸轮转角信号DB和气门正时可变机构30的固定状态之间的关系进行说明。该图5的曲轴转角信号CB的缺齿部表示该曲轴转角信号CB的一个周期中的基准正时。凸轮转角信号DB表示与第一检测部91对应的信号。对于第二检测部92和第三检测部93的凸轮转角信号DB，相对于气门正时可变机构30是否处于固定状态的凸轮转角信号DB的变化与第一检测部91是同样的，因此省略对此的说明。该图5的(a)示出假设进气凸轮轴22相对于曲轴17的相对旋转相位没有变动时的第一检测部91的凸轮转角信号DB的波形。在该情况下，第一检测部91的提前侧端部94相对于曲轴17的相对旋转相位、以及第一检测部91的延迟侧端部95相对于曲轴17的相对旋转相位成为基准相对旋转相位PK。该图5的(b)示出气门正时可变机构30处于固定状态时的第一检测部91的凸轮转角信号DB的波形。此时，第一检测部91的提前侧端部94相对于曲轴17的相对旋转相位成为与基准相对旋转相位PK相比朝延迟侧偏移规定旋转相位PNl后的值。另一方面，第一检测部91的延迟侧端部95相对于曲轴17的相对旋转相位成为与基准相对旋转相位PK相比朝提前侧偏移规定旋转相位PN2后的值。由于当气门正时可变机构30处于固定状态时叶片转子35和壳体转子31被相互固定，因此在叶片转子35和壳体转子31之间不会发生旋转相位的偏移。但是，由于从进气门21对进气凸轮23作用有力，因此夹装于曲轴17和壳体转子31之间的正时链的挠曲量会发生变动，第一检测部91的提前侧端部94以及延迟侧端部95相对于曲轴17的相对旋转相位变动。该图5的(C)示出当气门正时可变机构30处于非固定状态时的第一检测部91的凸轮转角信号DB的波形。在该情况下，第一检测部91的提前侧端部94相对于曲轴17的相对旋转相位成为与基准相对旋转相位PK相比朝延迟侧偏移规定旋转相位PN3后的值。该偏移量即规定旋转相位PN3大于当气门正时可变机构30处于固定状态时的偏移量亦即规定旋转相位PNl。第一检测部91的延迟侧端部95相对于曲轴17的相对旋转相位成为相比基准相对旋转相位PK朝提前侧偏移规定旋转相位PM后的值。该偏移量即规定旋转相位PM大于当气门正时可变机构30处于固定状态时的偏移量亦即规定旋转相位PN2。
由于当气门正时可变机构30处于非固定状态时叶片转子35和壳体转子31未被相互固定，因此在叶片转子35和壳体转子31之间产生旋转相位的偏移。并且，当从进气门21朝进气凸轮23作用有力时，夹装于曲轴17和壳体转子31之间的正时链的挠曲量产生变动。因此，与气门正时可变机构30处于固定状态时相比，第一检测部91的提前侧端部94以及延迟侧端部95相对于曲轴17的相对旋转相位大幅变动。如上所示，第一检测部91的凸轮转角信号DB的波形根据气门正时可变机构30是处于固定状态还是处于非固定状态而变化。进而，对于第一检测部91的提前侧端部94相对于曲轴17的相对旋转相位，与固定状态相比，在非固定状态时该相对旋转相位相对于基准相对旋转相位PK的偏移量朝延迟侧变大。并且，对于第一检测部91的延迟侧端部95相对于曲轴17的相对旋转相位，与固定状态相比，在非固定状态时该相对旋转相位相对于基准相对旋转相位PK的偏移量朝提前侧变大。参照图6，对在电子控制装置61中执行的“基准相对旋转相位运算处理”的具体步骤进行说明。另外，该处理由电子控制装置61按照规定的运算周期反复执行。在基准相对旋转相位运算处理中，求出进气凸轮轴22相对于曲轴17的平均相对旋转相位亦即基准相对旋转相位PK。在步骤SlOO中，取得内燃机I的内燃机旋转速度NE。其次，在步骤SllO中，基于内燃机旋转速度NE和提前侧端部94的上升信号求出第一检测部91的提前侧端部94相对于曲轴17的相对旋转相位PNA。基于内燃机旋转速度NE和延迟侧端部95的下降信号求出延迟侧端部95相对于曲轴17的相对旋转相位PNB。其次，在步骤S120中，求出相对旋转相位PNA和相对旋转相位PNB的平均值，并将此设定为基准相对旋转相位PK。参照图7对内燃机停止时执行的“固定判定处理”的具体步骤进行说明。另外，该处理由电子控制装置61按照规定的运算周期反复执行。当点火开关被从接通切换至断开时，在步骤S200中，利用提前侧端部94的相对旋转相位PNA和基准相对旋转相位PK之差求出提前变动量HCA。并且利用延迟侧端部95的相对旋转相位PNB和基准相对旋转相位PK之差求出延迟变动量HCB。其次，在步骤S120中，通过求出提前变动量HCA和延迟变动量HCB之和求出总相位变动量HCC。在步骤S220中，对总相位变动量HCC和基准判定值HCK进行比较。当总相位变动量HCC大于基准判定值HCK时，在步骤S230中，判定为进气凸轮轴22相对于曲轴17未被固定。并且，当总相位变动量HCC与基准判定值HCK相同、或者小于基准判定值HCK时，在步骤S240中判定为进气凸轮轴22相对于曲轴17被固定。以这种方式判定当内燃机停止时进气凸轮轴22相对于曲轴17是否被固定。该判定被存储，并在内燃机启动时将该判定结果用于各种控制。然而，气门正时可变机构30的摩擦根据各个气门正时可变机构30而不同，因此，该机构30处于固定状态时的总相位变动量HCC也取不同的值。并且，气门正时可变机构30处于固定状态时的总相位变动量HCC也根据该机构30的摩擦的经时变化而变化。当将基准判定值HCK设定为固定值时，有可能无法准确地判定进气凸轮轴22相对于曲轴17是否被固定。因此，在内燃机运转中学习基准判定值HCK。参照图8，对“基准判定值HCK的学习处理”的具体步骤进行说明。另外，该处理由电子控制装置61按照规定的运算周期反复执行。
在步骤S300和步骤S310中，判定内燃机I是否处于内燃机启动中，气门正时可变机构30是否处于固定状态。当该判定为肯定时，在步骤S320中，判定内燃机I的内燃机旋转速度NE是否为规定旋转速度ΝΕΑ。当该判定为肯定时，在步骤S330中求出总相位变动量HCC,并将该总相位变动量HCC设定为基准判定值HCK。另外，当内燃机旋转速度NE为小于规定旋转速度NEA小的界限旋转速度NEG时，凸轮转角信号DB变得不稳定，因此不能准确地检测出与各检测部的提前侧端部94和延迟侧端部95对应的信号。因此，学习基准判定值HCK时的规定旋转速度NEA设定成大于能够准确检测凸轮转角信号DB的界限旋转速度NEG的值。参照图9，对当内燃机停止时执行了 “固定判定处理”的情况下的各种参数的推移的一例进行说明。另外，该处理由电子控制装置61按照规定的运算周期反复执行。在时刻tl时、即由于点火开关被从接通切换至断开而执行内燃机停止时，气门正时可变机构30的目标相位被设定在中间角VTmdl。当在内燃机停止时气门正时VT被设定在相比中间角VTmdl靠提前侧的值的情况下，油控制阀53将气门正时VT朝延迟侧变更。在时刻t2时，限制销41嵌入卡合孔48，叶片转子35相对于壳体转子31被固定。此时，进气凸轮轴22相对于曲轴17的相对旋转被抑制，因此相位变动量HC变小。在时刻t3时、即内燃机I的内燃机旋转速度NE成为规定旋转速度NEA时，基于进气凸轮轴22相对于曲轴17的总相位变动量HCC来判定是否处于进气凸轮轴22相对于曲轴17被固定的状态。在该例中，由于总相位变动量HCC小于基准判定值HCK，因此判定为处于进气凸轮轴22相对于曲轴17被固定的状态。另一方面，当内燃机旋转速度NE成为规定旋转速度NEA时，在叶片转子35相对于壳体转子31未被固定的情况下，总相位变动量HCC变得大于基准判定值HCK。此时，判定为处于进气凸轮轴22相对于曲轴17未被固定的状态。
参照图10，对内燃机启动时执行的“内燃机启动处理”的具体步骤进行说明。在内燃机启动处理中，使用进气凸轮轴22相对于曲轴17是否被固定的判定结果来执行燃料喷射控制。另外，该处理由电子控制装置61按照规定的运算周期反复执行。当点火开关被从断开切换至接通时，在步骤S400和步骤S410中，判定进气温度是否低于基准温度、气门正时可变机构30是否处于非固定状态。在该判定为肯定时，在步骤S420中，直到从启动开始起经过的经过时间超过延迟时间为止，禁止燃料喷射。延迟时间设定成用于确保当曲轴转动时限制销41嵌入卡合孔48为止的时间的期间。当在步骤S400和步骤S410中任一项的条件被否定时，以通常模式执行燃料喷射控制。即，从曲轴转动的开始正时起喷射燃料。另外，步骤S400中的基准温度设定为在气门正时可变机构30处于非固定状态时无法确保内燃机I的启动性的温度。S卩，在上述的内燃机启动处理中，当处于内燃机I的启动性变低的条件时，将从曲轴转动的开始到经过规定时间为止的期间设定成用于在不喷射燃料的状态下将气门正时可变机构30设定为固定状态的期间。根据本实施方式能够起到以下的作用效果。(I)在本实施方式中，其主旨在于基于进气凸轮轴22相对于曲轴17的相对旋转相位的变化量亦即总相位变动量HCC，判定曲轴17和进气凸轮轴22是否被相互固定。
当进气凸轮轴22从进气门21承受力时，相对旋转相位变动。对非固定状态时的相对旋转相位的相位变动量HC和固定状态时的相对旋转相位的相位变动量HC进行比较，前者大于后者。即，相对旋转相位的变动量根据曲轴17和进气凸轮轴22处于固定状态还是处于非固定状态而变动。在上述结构中，由于基于总相位变动量HCC来判定曲轴17和进气凸轮轴22是否被相互固定，因此能够准确地进行该判定。(2)在本实施方式中，凸轮位置传感器90设置成检测包括形成上升信号的提前侧端部94和与下降信号对应的延迟侧端部95的正时转子90A。此外，提前侧端部94设置于在进气凸轮轴22的扭矩减少过程中旋转扭矩的变动量成为零的附近。延迟侧端部95设置于在进气凸轮轴22的扭矩增大过程中旋转扭矩的变动量成为零的附近。当从进气门21施加于进气凸轮轴22的力的方向相对于该进气凸轮轴22的旋转方向为相反方向时，进气凸轮轴22的旋转扭矩减少。当在进气凸轮轴22的扭矩的减少过程中旋转扭矩的变动量成为零时，进气凸轮轴22的在延迟方向的相位变动量HC最大。并且，当该力的方向相对于该旋转体的旋转方向为顺方向时，进气凸轮轴22的旋转扭矩增大。当在进气凸轮轴22的扭矩增大过程中旋转扭矩的变动量成为零时，进气凸轮轴22的在提前方向的相位变动量HC最大。在该结构中，利用凸轮位置传感器90在进气凸轮轴22的旋转扭矩的减少过程中旋转扭矩成为零时检测到上升信号，因此能够检测出进气凸轮轴22朝延迟方向最大程度变动时的延迟变动量HCB。并且，由于在进气凸轮轴22的旋转扭矩的增大过程中扭矩成为零时检测到下降信号，因此能够检测出进气凸轮轴22朝提前方向最大程度变动时的提前变动量HCA。(3)在本实施方式中，电子控制装置61基于凸轮位置传感器90所检测到的上升信号计算相位变动量HC，凸轮位置传感器90检测施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB从延迟方向朝提前方向切换的正时作为上升信号。当从进气门21施加于进气凸轮轴22的力的方向相对于该旋转体的旋转方向从相反方向朝顺方向变化时，进气凸轮轴22相对于曲轴17的相对旋转相位朝延迟侧大幅变动。在该结构中，利用凸轮位置传感器90检测施加于进气凸轮轴22的扭矩从延迟方向(与旋转体相反方向)朝提前方向(该旋转体的顺方向)切换的正时，因此能够计算进气凸轮轴22相对于曲轴17的相对旋转相位的朝向延迟侧的相位变动量HC。(4)在本实施方式中，电子控制装置61基于凸轮位置传感器90所检测到的下降信号计算相位变动量HC，该传感器90检测施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB从提前方向朝延迟方向切换的正时作为下降信号。当从进气门21施加于进气凸轮轴22的力的方向相对于该旋转体的旋转方向从顺方向朝相反方向变化时，进气凸轮轴22相对于曲轴17的相对的相位朝提前侧大幅变动。在该结构中，利用凸轮位置传感器90检测施加于进气凸轮轴22的负载扭矩HB从提前方向(该旋转体的顺方向)朝延迟方向(该旋转体的相反方向)切换的正时，因此能够计算出进气凸轮轴22相对于曲轴17的相对旋转相位的朝向提前侧的相位变动量HC。(5)在本实施方式中，凸轮位置传感器90检测相对于进气凸轮轴22的负载扭矩从延迟方向朝提前方向切换的第一正时、以及相对于进气凸轮轴22的负载扭矩从提前方向朝延迟方向切换的第二正时，并基于第一正时和第二正时计算相位变动量HC。根据该结构，由于基于与相对旋转相位的朝延迟侧的变动量相关联的第一正时和与相对旋转相位的朝提前侧的变动量相关联的第二正时计算总相位变动量HCC，因此能够更准确地求出总相位变动量HCC。(6)在本实施方式中，当内燃机I处于停止过程时，电子控制装置61执行曲轴17和进气凸轮轴22是否被相互固定的判定。在该结构中，在内燃机I的旋转的停止过程中进行是固定状态还是非固定状态的判定。因此，在下次内燃机启动时能够进行与固定状态或非固定状态相应的启动控制。(7)在本实施方式中，当内燃机I的停止过程中的内燃机旋转速度NE降低到固定旋转速度NEA时，电子控制装置61执行曲轴17和进气凸轮轴22是否被相互固定的判定。曲轴17和进气凸轮轴22是否被相互固定的判定优选在内燃机I的停止过程中在较晚的正时进行。假想以下情况假设当在内燃机I的停止过程中的初期进行了该判定时，之后通过曲轴17和进气凸轮轴22的旋转，两旋转体被相互固定。在该情况下，该判定与实际的曲轴17和进气凸轮轴22之间的固定状态不同。关于这点，在上述结构中，由于在内燃机旋转速度NE降低到规定旋转速度NEA后进行该判定，因此能够降低成为判定结果与实际的曲轴17和进气凸轮轴22之间的固定状态不同的结果的频率。(8)在本实施方式中，基于进气凸轮轴22和曲轴17被固定时的曲轴转角信号CB以及凸轮转角信号DB更新基准判定值HCK。气门正时可变机构30存在个体差异。即，由于进气凸轮轴22以及曲轴17的寸法偏差、进气凸轮轴22和曲轴17的组装偏差，进气凸轮轴22相对于曲轴17的相位变动量HC的程度也不同。关于这点，根据该结构，利用基于进气凸轮轴22和曲轴17被相互固定时的曲轴转角信号CB以及凸轮转角信号DB的总相位变动量HCC对进气凸轮轴22相对于曲轴17是否被固定的基准判定值HCK进行更新。由此能够更准确地进行上述判定。(9)在本实施方式中，当内燃机I启动后、且进气凸轮轴22和曲轴17被相互固定时，基于曲轴转角信号CB以及凸轮转角信号DB更新基准判定值HCK。在该结构中，由于在相比执行内燃机I的停止处理的正时靠前的内燃机启动时更新基准判定值HCK，因此能够在之后的内燃机停止时，使用该基准判定值HCK进行曲轴17和进气凸轮轴22是否被相互固定的判定。(10)在本实施方式中，当内燃机I启动时，在相对旋转相位未固定的情况下，与相对旋转相位被固定于中间角相位PM的情况相比，延迟燃料喷射的开始正时。当内燃机启动时，在处于非固定状态的情况下，所喷射的燃料难以燃烧。在该结构中，在内燃机启动时且处于非固定状态的情况下的燃料喷射的开始正时晚于在内燃机启动时且处于固定状态的情况下的燃料喷射的开始正时，因此例如能够减少所喷射的燃料附着于火花塞的量。(其他的实施方式)另外，本发明的实施方式并不限于在上述实施方式中例示的方式，能够将其例如按照以下所示的方式变更而加以实施。并且，以下的各变形例并不应用于上述实施方式，也能够将不同的变形例彼此相互组合而加以实施。·在上述实施方式中，相位固定机构40构成为包括上层槽47，但能够省略该上层槽47。在该情况下，相位固定机构40由与中间角相位PM对应地设置的卡合孔48和限制销41构成。
·在上述实施方式中，相位固定机构40的上层槽47从中间角相位PM起朝相比该相位靠延迟侧的一侧形成，但是也能够将上层槽47从中间角相位PM起朝相比该相位靠提前侧的一侧形成。·在上述实施方式中，在内燃机启动时执行基准判定值HCK的学习，但也能够预先进行设定。并且，在从内燃机启动时起到内燃机停止时为止的内燃机运转过程中的怠速时执行使内燃机停止的自动停止的内燃机I中，能够在自动停止时的规定内燃机旋转速度NE时执行基准判定值HCK的学习。在该情况下，进气凸轮轴22相对于曲轴17的相位变动量根据内燃机状态而变动。对内燃机I启动时和内燃机I自动停止时进行比较，自动停止时更接近运转停止时的状态。在该变形例中，由于在自动停止时求出基准判定值HCK，因此，与使用在内燃机启动时求出的基准判定值HCK的情况比较，能够更准确地判定进气凸轮轴22相对于曲轴17是否被固定。·在上述实施方式中，正时转子90A形成为与各进气凸轮23对应地设置有检测部91、92、93的结构，但也能够省略某一个或两个。并且，也可以将某两个形成为一体。 在上述实施方式中，在正时转子90A仅设置了检测曲轴17和进气凸轮轴22的相对旋转相位的检测部91、92、93，但也能够设置用于辨别气缸的检测部。·在上述实施方式中，各检测部91、92、93的延迟侧端部95以及提前侧端部94与负载扭矩HB为零的相位、即总相位变动量HCC在延迟侧或提前侧成为最大值的相位对应地设置，但各检测部91、92、93的延迟侧端部95以及提前侧端部94也能够按以下所示的方式设置。(a)能够与延迟侧端部95以及提前侧端部94的负载扭矩HB最大的相位、即总相位变动量HCC为零附近的相位对应地设置检测部91、92、93中的某一个或两个。根据该结构，能够利用与总相位变动量HCC为零附近的相位对应地设置的检测部，来求出曲轴17和进气凸轮轴22之间的相对旋转相位。(b)各检测部91、92、93的延迟侧端部95也可以并不设置在相位变动量HC在延迟侧最大的位置，而是设置在从该相位偏移的位置。(c)各检测部91、92、93的提前侧端部94也可以并不设置在相位变动量HC在提前侧最大的位置，而是设置在从该位置偏移的位置。 在上述实施方式中，基于进气凸轮轴22相对于曲轴17的总相位变动量HCC来进行进气凸轮轴22相对于曲轴17是否被固定的判定。代替这样的判定，也能够仅基于凸轮转角信号DB进行该判定。参照图5以及图11对基于凸轮转角信号DB的“固定判定处理”的步骤进行说明。当点火开关被从接通切换至断开时，在步骤S500中，基于内燃机旋转速度NE、第一检测部91的提前侧端部94的检测正时以及延迟侧端部95的检测正时求出相位间隔PNX(期间变动量)。其次，在步骤S510中，对相位间隔PNX和基准判定值HCKA进行比较。基准判定值HCKA被设定为内燃机启动时的规定旋转速度下的相位间隔PNX。当相位间隔PNX大于基准判定值HCKA时，在步骤S520中，判定为进气凸轮轴22相对于曲轴17未被固定。当相位间隔PNX为基准判定值HCKA或小于基准判定值HCKA时，在步骤S530中，判定为进气凸轮轴22相对于曲轴17被固定。在该结构中，由于基于相位间隔PNX判定曲轴17和进气凸轮轴22是否被相互固定，因此能够准确地进行该判定。 在上述实施方式中，进气凸轮轴22相对于曲轴17是否被固定的判定在内燃机停止时执行，但该判定时机并不限于此。例如，能够在内燃机启动时执行该判定。并且，在具有自动停止功能的内燃机I中，能够在自动停止时执行该判定。
在上述实施方式以及上述变形例中，在曲轴17和进气凸轮轴22之间的关系中求出总相位变动量HCC或者相位间隔PNX，并基于该总相位变动量HCC或者相位间隔PNX判定进气凸轮轴22相对于曲轴17是否被固定。但是，本发明所被应用的对象并不限定于曲轴17和进气凸轮轴22。例如，本发明也能够在用于判定壳体转子31和进气凸轮轴22之间的相对旋转相位的固定状态的情况下应用。并且，也能够在判定曲轴17和壳体转子31之间的相对旋转相位的固定状态的情况下应用。·在上述实施方式中，将本发明应用于包括固定在中间角VTmdl的气门正时可变机构30的可变气门装置20，但不限于能够将本发明应用于该气门正时可变机构30。例如，也能够将本发明应用于包括固定在最延迟VTmin的气门正时可变机构30的可变气门装置20。 在上述实施方式中，将本发明应用于具有利用一个限制销41来固定壳体转子31和叶片转子35的相位固定机构40的气门正时可变机构30。但是，本发明也能够应用于具有利用两个限制销41来固定壳体转子31和叶片转子35的相位固定机构40的气门正时可变机构30。 在上述实施方式中，形成为将限制销41设置于叶片转子35、将各卡合孔48设置于壳体转子31的结构，但也能够形成为将限制销41设置于壳体转子31、并将卡合孔48设置于叶片转子35的结构。 在上述实施方式中，将限制销41和卡合孔48之间的卡合以及解除方向设定在叶片转子35的轴向，但也能够以该方向与叶片转子35的径向一致的方式形成限制销41和卡合孔48。·在上述实施方式中，将本发明应用于将气门正时VT固定在最延迟VTmin的气门正时可变机构30，但也能够将本发明应用于将气门正时VT固定在最提前VTmax的气门正时可变机构30。标号说明I…内燃机；10···内燃机主体；11…气缸体；12…气缸盖；13…气缸；14…活塞；15…燃烧室;16…燃料喷射阀;17…曲轴;18…油底壳;20…可变气门装置;21…进气门；21A…摇臂；22…进气凸轮轴；23…进气凸轮；23A…第一进气凸轮；23B…第二进气凸轮；23C…第三进气凸轮;24…尖端；25…顶点部；26…提前侧下摆部；27…延迟侧下摆部；28···排气门；29…排气凸轮轴；30…气门正时可变机构；31…壳体转子；31A…分隔壁；32···壳体主体;33…链轮;34…罩;35…叶片转子;36…叶片;37…叶片收纳室;38…提前室;39…延迟室；40…相位固定机构;41…限制销;42…限制弹簧；43…收纳室;44…限制室;45…弹簧室;46…卡合部;47…上层槽;48…卡合孔;50…润滑装置;51…润滑油路;52…油泵；53…油控制阀；60…控制装置；61···电子控制装置；80···曲轴位置传感器(输入角传感器)；90…凸轮位置传感器(输出角传感器)；90A…正时转子；90B…磁传感器；91···第一检测部；92…第二检测部；93···第三检测部；94···提前侧端部(第一相位检测部)；95···延迟侧端部(第二相位检测部)。
权利要求
1.一种内燃机的可变气门装置，该内燃机的可变气门装置包括驱动内燃机气门的输出旋转体以及驱动该输出旋转体的输入旋转体，所述内燃机的可变气门装置具有变更所述输出旋转体相对于所述输入旋转体的旋转相位亦即相对旋转相位的功能、以及在所述相对旋转相位为特定相位时将所述输入旋转体和所述输出旋转体相互固定的功能， 所述内燃机的可变气门装置的特征在于， 基于所述相对旋转相位的变化量亦即相位变动量判定所述输入旋转体和所述输出旋转体是否被相互固定。
2.根据权利要求1所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 所述内燃机的可变气门装置具备输入角传感器，该输入角传感器检测所述输入旋转体的旋转相位；以及输出角传感器，该输出角传感器检测所述输出旋转体的旋转相位， 基于所述输入角传感器的检测信号亦即输入角信号以及所述输出角传感器的检测信号亦即输出角信号计算所述相位变动量。
3.根据权利要求2所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 基于所述输出角传感器检测到的所述输出角信号的上升信号以及下降信号计算所述相位变动量。
4.根据权利要求3所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 所述输出角传感器设置成检测正时转子，所述正时转子包括形成所述上升信号的第一相位检测部和与所述下降信号对应的第二相位检测部， 所述第一相位检测部设置于在所述输出旋转体的扭矩减少过程中该扭矩的变动量成为零的附近， 所述第二相位检测部设置于在所述输出旋转体的扭矩增大过程中该扭矩的变动量成为零的附近。
5.根据权利要求2或3所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 基于所述输出角传感器检测到的所述输出角信号的上升信号计算所述相位变动量， 所述输出角传感器检测施加于所述输出旋转体的扭矩从延迟方向朝提前方向切换的正时作为所述上升信号。
6.根据权利要求2或3所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 基于所述输出角传感器检测到的所述输出角信号的下降信号计算所述相位变动量， 所述输出角传感器检测施加于所述输出旋转体的扭矩从提前方向朝延迟方向切换的正时作为所述下降信号。
7.根据权利要求2或3所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 所述输出角传感器检测相对于所述输出旋转体的扭矩从延迟方向朝提前方向切换的第一正时、以及相对于所述输出旋转体的扭矩从提前方向朝延迟方向切换的第二正时， 基于所述第一正时和所述第二正时计算所述相位变动量。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 当所述内燃机处于停止过程时，执行所述输入旋转体和所述输出旋转体是否被相互固定的判定。
9.根据权利要求8中记载所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 当所述内燃机的停止过程中的内燃机旋转速度降低到规定旋转速度时，执行所述输入旋转体和所述输出旋转体是否被相互固定的判定。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 当所述相位变动量小于基准判定值时，判定为所述输入旋转体和所述输出旋转体被相互固定， 当所述相位变动量大于所述基准判定值时，判定为所述输入旋转体和所述输出旋转体未被相互固定。
11.根据权利要求10所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 基于所述输出旋转体和所述输入旋转体被相互固定时的所述输入角信号以及所述输出角信号更新所述基准判定值。
12.根据权利要求11所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 当所述内燃机启动后、且所述输出旋转体和所述输入旋转体被相互固定时，基于所述输入角信号以及所述输出角信号更新所述基准判定值。
13.根据权利要求12所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 所述内燃机的可变气门装置具备当所述内燃机自动停止时将所述输入旋转体和所述输出旋转体相互固定的功能， 当所述内燃机处于自动停止状态、且所述输入旋转体和所述输出旋转体被相互固定时，基于所述输入角信号以及所述输出角信号更新所述基准判定值。
14.根据权利要求1 13中任一项所述的内燃机的可变气门装置，其特征在于， 当所述内燃机启动时，在所述相对旋转相位未被固定的情况下，与所述相对旋转相位被固定的情况相比，使燃料喷射的开始正时延迟。
15.一种内燃机的可变气门装置，该内燃机的可变气门装置包括驱动内燃机气门的输出旋转体以及驱动该输出旋转体的输入旋转体，所述内燃机的可变气门装置具有变更所述输出旋转体相对于所述输入旋转体的旋转相位亦即相对旋转相位的功能、以及在所述相对旋转相位为特定相位时将所述输入旋转体和所述输出旋转体相互固定的功能， 所述内燃机的可变气门装置的特征在于， 所述内燃机的可变气门装置具备输入角传感器，该输入角传感器检测所述输入旋转体的相位；以及输出角传感器，该输出角传感器检测所述输出旋转体的旋转相位， 所述输出角传感器检测施加于所述输出旋转体的扭矩从提前方向朝延迟方向切换的时刻作为第一检测正时，并且，检测施加于所述输出旋转体的扭矩从延迟方向朝提前方向切换的时刻作为第二检测正时， 当所述第一检测正时与所述第二检测正时之间的间隔的变动量亦即期间变动量小于基准判定值时，判定为所述输出旋转体相对于所述输入旋转体被固定， 当所述期间变动量大于基准判定值时，判定为所述输出旋转体相对于所述输入旋转体被固定。
全文摘要
本发明提供一种能够准确定判定输入旋转体和输出旋转体是否被相互固定的内燃机的可变气门装置。该可变气门装置包括驱动进气门的进气凸轮轴以及驱动该轴的曲轴，上述可变气门装置具有变更进气凸轮轴相对于曲轴的相对的相位旋转相位功能、以及将进气凸轮轴相对于曲轴进行固定的功能。进而，基于进气凸轮轴相对于曲轴的相对的相对旋转相位的变化量亦即总相位变动量(HCC)判定进气凸轮轴相对于曲轴是否被固定。
文档编号F01L1/34GK103038461SQ20108006667
公开日2013年4月10日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者横山友, 沼仓雅树 申请人:丰田自动车株式会社