本发明涉及内燃机的控制装置，更详细而言，涉及对具备凸轮切换机构的内燃机进行控制的控制装置，所述凸轮切换机构能够切换对开闭燃烧室的进气门或排气门进行驱动的凸轮。
背景技术：
例如，在专利文献1中公开了一种具备使进气门的作用角可变的可变作用角机构的内燃机。该可变作用角机构构成为将用于进行进气门的开闭的凸轮在小作用角凸轮与大作用角凸轮之间进行切换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-151911号公报
专利文献2：日本特开2015-034534号公报
专利文献3：德国专利申请公开第102012006820号说明书
技术实现要素：
发明所要解决的课题
已知有一种内燃机，其具备多个气缸，能够以气缸为单位或以气缸组为单位将对开闭燃烧室的气门(进气门或排气门)进行驱动的气门驱动凸轮的轮廓在多个凸轮的轮廓之间进行切换。这样的内燃机中，在一部分气缸或气缸组中轮廓的切换失败的情况下，在气缸间或气缸组间气门驱动凸轮的轮廓会不同。其结果，内燃机的驱动性能或排气排放性能可能会下降。
本发明是鉴于上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种内燃机的控制装置，在进行了切换多个气缸的气门驱动凸轮的轮廓的凸轮切换动作时，即使在一部分气缸或气缸组中轮廓的切换失败，也能降低在气缸间或气缸组间气门驱动凸轮的不同的轮廓混合存在的概率。
用于解决课题的手段
本发明的内燃机的控制装置控制如下的内燃机，该内燃机具备：多个气缸；相对于所述多个气缸的每个气缸配置的、轮廓不同的多个凸轮；及凸轮切换机构，构成为以气缸为单位或以气缸组为单位将气门驱动凸轮的轮廓在所述多个凸轮的轮廓之间进行切换，所述气门驱动凸轮是对在所述多个气缸的每个气缸中开闭燃烧室的气门进行驱动的凸轮。所述控制装置，在尽管使所述凸轮切换机构执行了用于将所述多个气缸各自的所述气门驱动凸轮的轮廓从第1轮廓切换为第2轮廓的第1凸轮切换动作，所述多个气缸的全部的所述气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为所述第2轮廓的情况下，至少以轮廓成功切换为所述第2轮廓的一个或多个气缸即一个或多个正常气缸为对象，使所述凸轮切换机构执行用于将所述气门驱动凸轮的轮廓切换为所述第1轮廓的第2凸轮切换动作。
可以是，至少以所述一个或多个正常气缸为对象的所述第2凸轮切换动作在如下情况下执行：在发动机转速的上升时，尽管使所述凸轮切换机构执行了所述第1凸轮切换动作，所述多个气缸的全部的所述气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为所述第2轮廓。
可以是，所述控制装置在发动机转速的上升时，尽管使所述凸轮切换机构执行了所述第1凸轮切换动作，所述多个气缸的全部的所述气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为所述第2轮廓的情况下，判定在距离发动机转速达到能够切换所述气门驱动凸轮的轮廓的发动机转速的切换上限值为止的期间是否残留有再执行余裕时间，该再执行余裕时间是所述第1凸轮切换动作的再执行所需的时间与假设在该再执行失败时执行所述第2凸轮切换动作所需的时间之和。并且，可以是，所述控制装置在残留有所述再执行余裕时间的情况下，使所述凸轮切换机构再次执行所述第1凸轮切换动作，在没有残留所述再执行余裕时间的情况下，使所述凸轮切换机构执行所述第2凸轮切换动作。
可以是，对在所述多个气缸的每个气缸配置的所述多个凸轮进行润滑的油的温度越低，则发动机转速的所述切换上限值越小。
可以是，所述控制装置，在尽管使所述凸轮切换机构执行了所述第1凸轮切换动作，所述多个气缸的全部的所述气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为所述第2轮廓的次数超过了规定次数的情况下，为了向搭载所述内燃机的车辆的驾驶员通知与所述凸轮切换机构相关的异常而使异常报知装置工作。
可以是，所述凸轮切换机构包括：凸轮槽，设置于凸轮轴的外周面；及致动器，具有能够相对于所述凸轮槽卡合脱离的卡合销，能够使所述卡合销朝向所述凸轮轴突出。并且，可以是，所述凸轮切换机构构成为，在所述卡合销卡合于所述凸轮槽时，所述气门驱动凸轮伴随于所述凸轮轴的旋转而在所述多个凸轮之间切换。
发明效果
根据本发明，在尽管执行了第1凸轮切换动作，多个气缸的全部的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，执行第2凸轮切换动作。在基于第1凸轮切换动作的向第2轮廓的切换出现了失败的气缸中再次尝试将气门驱动凸轮的轮廓切换为第2轮廓的情况下，可认为，成为上述失败的要因的异常会带来影响而导致向第2轮廓的切换再次失败。因此，可认为，与将基于第1凸轮切换动作的向第2轮廓的切换出现了失败的气缸的气门驱动凸轮的轮廓再次切换为第2轮廓的第1凸轮切换动作成功的可能性相比，用于使正常地成功进行了基于第1凸轮切换动作的向第2轮廓的切换的气缸的气门驱动凸轮的轮廓恢复为第1轮廓的第2凸轮切换动作成功的可能性高。因而，根据本发明，即使在进行了对多个气缸的气门驱动凸轮的轮廓进行切换的凸轮切换动作时，在一部分气缸或气缸组中轮廓的切换出现了失败，也能够降低在气缸间或气缸组间气门驱动凸轮的不同的轮廓混合存在的概率。
附图说明
图1是概略地示出本发明的实施方式1所涉及的内燃机的气门传动系统的主要部分的结构的图。
图2是用于说明图1所示的凸轮槽的具体结构的图。
图3是将各气缸的凸轮槽的配置用该配置与各气缸的气门提升曲线的关系表示的图。
图4是用于概略地说明图1所示的致动器的结构例的图。
图5是用于说明由凸轮切换机构进行的凸轮切换动作的一例的图。
图6是示出与本发明的实施方式1所涉及的凸轮切换机构的控制相关的处理的例程的流程图。
图7是示出与本发明的实施方式2所涉及的凸轮切换机构的控制相关的处理的例程的流程图。
图8是表示基于油的温度的发动机转速Ne的切换上限值Neth的设定例的图。
图9是示出与本发明的实施方式3所涉及的凸轮切换机构的控制相关的处理的例程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。不过，在以下所示的实施方式中提及了各要素的个数、数量、量、范围等数字的情况下，除了特别明确说明的情况和在原理上明显限定于该数字的情况之外，本发明不限定于该提及的数字。另外，在以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等除了特别明确说明的情况和在原理上明显限定于此的情况之外，对于本发明而言不是必需的。
实施方式1.
首先，参照图1～图6对本发明的实施方式1进行说明。
1.实施方式1所涉及的系统的结构
本实施方式的系统所具备的内燃机1搭载于车辆，作为其动力源而使用。作为一例，本实施方式的内燃机1是直列4缸型的4冲程发动机。作为一例，内燃机1的点火顺序是1号气缸#1、3号气缸#3、4号气缸#4及2号气缸#2的顺序。
图1是概略地示出本发明的实施方式1所涉及的内燃机1的气门传动系统的主要部分的结构的图。作为一例，在内燃机1的各气缸设置有两个进气门(图示省略)。并且，内燃机1具备用于驱动这两个进气门的可变气门传动装置10。此外，关于以下说明的可变气门传动装置10，只要是对燃烧室进行开闭的气门即可，也可以取代进气门而用于驱动排气门。
1-1.凸轮轴
可变气门传动装置10具备用于驱动各气缸的进气门的凸轮轴12。凸轮轴12经由图示省略的正时滑轮及正时链条(或带)而与曲轴(图示省略)连结，以按照曲轴的1/2的速度进行旋转的方式由曲轴的转矩驱动。
1-2.进气凸轮
可变气门传动装置10针对各气缸的各个进气门具备轮廓不同的多个(作为一例是两个)进气凸轮14、16。进气凸轮14、16以后述的方式设置于凸轮轴12。一方的进气凸轮14的轮廓被设定成，进气凸轮14作为用于得到相对较小的提升量及作用角作为进气门的提升量及作用角的“小凸轮”发挥功能。另一方的进气凸轮16的轮廓被设定成，进气凸轮16作为得到比由进气凸轮14得到的提升量及作用角大的提升量及作用角的“大凸轮”发挥功能。此外，多个进气凸轮的轮廓中的一个可以仅是与凸轮轴12的轴心相距的距离相等的基圆部。即，进气凸轮中的一个也可以设定为不向进气门施加按压力的零提升凸轮。
在进气门分别设置有用于将来自进气凸轮14或16的按压力向进气门传递的摇臂18。图1示出了进气凸轮(小凸轮)14驱动进气门时的动作状态。因而，在该动作状态下，进气凸轮14各自与摇臂18(更详细而言是摇臂18的滚轮)。
1-3.凸轮切换机构
可变气门传动装置10还具备凸轮切换机构20。凸轮切换机构20进行将驱动进气门的凸轮(换言之是成为与进气门机械地连结的对象的凸轮)即“气门驱动凸轮”的轮廓在进气凸轮14、16的轮廓之间切换的凸轮切换动作。凸轮切换机构20针对每个气缸具备凸轮推杆22和致动器24。
凸轮推杆22以在凸轮轴12的轴向上滑动自如且其旋转方向的移动受到束缚的方式由凸轮轴12支撑。如图1所示，在凸轮推杆22形成有用于驱动同一气缸的两个进气门的2对进气凸轮14、16。并且，进气凸轮14、16的各对彼此相邻设置。另外，在相当于凸轮轴12的外周面的一部分的凸轮推杆22的外周面形成有凸轮槽26。
(凸轮槽)
图2是用于说明图1所示的凸轮槽26的具体结构的图。更详细而言，图2(A)是将在凸轮推杆22的外周面上形成的凸轮槽26在平面上展开而得到的图。凸轮槽26与后面详述的一对卡合销28a、28b对应地作为一对凸轮槽26a、26b而设置。此外，卡合销28相对于凸轮槽26的行进基于凸轮轴12的旋转，因此，如图2(A)所示，其行进方向成为与凸轮轴12的旋转方向相反的方向。
一对凸轮槽26a、26b以在凸轮轴12的周向上延伸的方式形成，如图2(A)所示，两者的路径在其中途合流成1条。更详细而言，凸轮槽26a、26b与卡合销28a、28b分别对应，且各自包含“插入区间”和“切换区间”。
插入区间分别形成为在与凸轮轴12的轴向垂直的“垂直方向”上延伸且接受卡合销28a、28b中的一者的插入。切换区间形成为相对于插入区间在凸轮轴12的旋转方向的后方侧的位置处与插入区间的一端连续且在相对于上述垂直方向倾斜的方向上延伸。切换区间设置成处于在形成有具有该切换区间的凸轮槽26的凸轮推杆22设置的进气凸轮14、16未使进气门提升的区间(基圆区间)内。凸轮槽26a的切换区间和凸轮槽26b的切换区间相对于凸轮轴12的轴向以朝向彼此相反的方式倾斜。另外，在凸轮槽26a、26b中两者的路径合流的共通的部位相当于卡合销28从凸轮槽26退出的“退出区间”。
在图2(A)中表示出与凸轮轴12的旋转相伴的卡合销28的移动路径R。图2(B)是沿着图2(A)中的A-A线(即，沿着卡合销28的移动路径R)将凸轮推杆22切断而得到的凸轮槽26a的纵剖视图。此外，凸轮槽26b的纵剖视图也与此相同。如图2(B)所示，插入区间和切换区间的槽深作为一例是恒定的。另一方面，退出区间的槽深不是恒定的，而是随着槽的位置接近凸轮轴12的旋转方向的后方侧的端部而逐渐变浅。
此外，在图2(A)及图2(B)所示的例子中，凸轮槽26a相对于插入区间在凸轮轴12的旋转方向的前方侧具备槽深逐渐变化的“倾斜区间”。然而，在本发明的凸轮槽中也可以不形成这样的倾斜区间，因此，与切换区间相反一侧的插入区间的端部也可以伴随着台阶形状而与凸轮推杆22的外周面连续。
图3是以各气缸的凸轮槽26的配置与各气缸的气门提升曲线的关系进行表示的图。此外，在图3中，代表性地图示出一对凸轮槽26a、26b中的凸轮槽26a。
在作为一例是直列4缸发动机的内燃机1中，如图3所示，各气缸的凸轮槽26以按照上述的点火顺序的顺序伴随着曲轴角度180°(凸轮角90°)的相位差而形成。如上所述，各气缸的切换区间以处于各个气缸的进气门的基圆区间内的方式设置。另外，在图3中由虚线表示的凸轮槽26a，以#2气缸为例，表示出与由实线表示的凸轮槽26a的位置对应的燃烧循环的下一燃烧循环所对应的凸轮槽26a的位置。这样，同一凸轮槽26a中的卡合销28的插入区间在每一个燃烧循环到来。
(致动器)
致动器24在与凸轮槽26对向的位置处固定于气缸盖等静止构件27。致动器24具有能够相对于凸轮槽26a、26b分别卡合/脱离的卡合销28a、28b。致动器24构成为能够使卡合销28a、28b中的一者选择性地朝向凸轮轴12(更详细而言，朝向凸轮槽26)突出。
此外，作为凸轮切换动作的前提，如图1所示，在一对进气凸轮14、16、一对凸轮槽26a、26b以及一对卡合销28a、28b之间满足以下那样的位置关系。即，凸轮槽26a的插入区间的槽中心线与凸轮槽26a、26b的(共通的)退出区间的槽中心线的距离和凸轮槽26b的插入区间的槽中心线与退出区间的槽中心线的距离都为距离D1而相等。并且，该距离D1与一对进气凸轮14、16的中心线间距离D2及一对卡合销28a、28b的中心线间距离D3分别相等。
图4是用于概略地说明图1所示的致动器24的结构例的图。作为一例，本实施方式的致动器24为电磁螺线管式。如图4所示，致动器24相对于一对卡合销28a、28b具备电磁铁30(一对电磁铁30a、30b)。卡合销28内置于致动器24。卡合销28在与电磁铁30对向一侧的端部具有由磁性材料形成的板状的部位29。向致动器24(电磁铁30)的通电的控制基于来自后述的电子控制单元(ECU)40的指令来进行。致动器24构成为，在执行了向电磁铁30的通电时，使卡合销28与电磁铁30相排斥而朝向凸轮轴12(凸轮推杆22)突出。因而，通过在合适的定时执行向致动器24的通电，能够使卡合销28卡合于凸轮槽26。
当卡合于凸轮槽26的卡合销28伴随于凸轮轴12的旋转而进入退出区间时，在槽深逐渐变浅的退出区间的底面的作用下，卡合销28以向电磁铁30侧被推回的方式进行位移。当卡合销28这样被推回时，在电磁铁30b会产生感应电动势。当检测到该感应电动势时，停止向致动器24(电磁铁30)的通电。其结果，卡合销28被电磁铁30吸引，卡合销28从凸轮槽26的退出完成。
1-4.控制系统
本实施方式的内燃机系统具备作为控制装置的ECU40。ECU40与搭载于内燃机1及搭载该内燃机1的车辆的各种传感器和用于控制内燃机1的运转的各种致动器电连接。
上述的各种传感器包括曲轴角传感器42、油温传感器44、空气流量传感器46、加速器位置传感器48、车速传感器50及档位传感器52。曲轴角传感器42输出与曲轴角相应的信号。ECU40能够使用曲轴角传感器42来取得发动机转速Ne。油温传感器44输出与对内燃机1的各部分(包括进气凸轮14、16等可变气门传动装置10的各部分)进行润滑的油的温度相应的信号。空气流量传感器46输出与向内燃机1吸入的空气的流量相应的信号。加速器位置传感器48输出与搭载内燃机1的车辆的加速器踏板的踩踏位置相应的信号。车速传感器50输出与车辆的速度相应的信号。档位传感器52输出与车辆的变速器的齿轮级相应的信号。
另外，上述的各种致动器除了致动器24之外还包括燃料喷射阀54及点火装置56。而且，在上述车辆搭载有用于将与凸轮切换机构20相关的异常向驾驶员通知的故障显示灯(MIL)58。MIL58电连接于ECU40。
ECU40具备处理器、存储器及输入输出接口。输入输出接口从上述的各种传感器取入传感器信号，并且对上述的各种致动器输出操作信号。在存储器中存储有用于控制各种致动器的各种控制程序及映射。处理器从存储器读出控制程序并执行。由此，实现本实施方式的“控制装置”的功能。
2.凸轮切换动作
接着，参照图5，对使用凸轮切换机构20进行的凸轮切换动作进行说明。关于使用进气凸轮(小凸轮)14和进气凸轮(大凸轮)16中的哪一个作为驱动进气门的凸轮，例如根据发动机运转条件(主要是发动机负荷和发动机转速Ne)及来自驾驶员的要求转矩的变化率的大小来决定。
2-1.从小凸轮向大凸轮的凸轮切换动作
图5是用于说明利用凸轮切换机构20进行的凸轮切换动作的一例的图。更详细而言，图5所示的例子相当于将驱动气门的凸轮从进气凸轮(小凸轮)14切换为进气凸轮(大凸轮)16时的凸轮切换动作。在图5中表示出凸轮角A～D中的各个凸轮角下的凸轮推杆22及致动器24。此外，在图5中，伴随于凸轮轴12的旋转而凸轮槽26从纸面上方朝向下方移动。
在图5中的凸轮角A下，凸轮推杆22以凸轮槽26b的插入区间与卡合销28b对向的方式位于凸轮轴12上。在该凸轮角A下，未进行向致动器24的电磁铁30a、30b的通电。另外，在凸轮角A下，摇臂18分别与进气凸轮14接触。
图5中的凸轮角B相当于从凸轮角A起凸轮轴12旋转了90°时的凸轮角。作为伴随于向致动器(电磁铁30b)的通电的执行而卡合销28b朝向凸轮轴12(凸轮推杆22)突出的结果，卡合销28b在插入区间中与凸轮槽26b卡合。如图5所示，在凸轮角B下，卡合销28b在插入区间中与凸轮槽26b卡合。
图5中的凸轮角C相当于从凸轮角B起凸轮轴12进一步旋转了90°时的凸轮角。卡合销28b伴随于凸轮轴12的旋转而经过插入区间进入切换区间。如图5所示，在凸轮角C下，卡合销28b在切换区间中与凸轮槽26b卡合。由于卡合销28这样位于切换区间，所以将图5中的凸轮角B与凸轮角C进行比较可知，凸轮推杆22伴随于凸轮轴12的旋转而从与凸轮角B对应的位置向图5的左方向滑动。
图5中的凸轮角D相当于从凸轮角C起凸轮轴12进一步旋转了90°时的凸轮角。卡合销28b当完全穿过切换区间后进入退出区间。当卡合销28b进入退出区间后，如上所述，在退出区间的底面的作用下，卡合销28b向电磁铁30b侧被推回。若卡合销28b被推回，则ECU40检测到电磁铁30b的感应电动势而停止向电磁铁30b的通电。其结果，卡合销28b被电磁铁30b吸引，卡合销28b从凸轮槽26b的退出完成。在图5中表示出卡合销28b从凸轮槽26b的退出已完成的凸轮角D下的凸轮推杆22及致动器24。
另外，在图5中的凸轮角D下，凸轮推杆22向图5中的左方向的滑动动作也已完成。因而，将对摇臂18施加按压力的凸轮从进气凸轮(小凸轮)14切换为进气凸轮(大凸轮)16的凸轮切换动作完成。根据这样的凸轮切换动作，能够在凸轮轴12旋转一圈的期间(即，在一个燃烧循环中)进行凸轮的切换。
进一步补充说明，当从进气凸轮(小凸轮)14向进气凸轮(大凸轮)16的凸轮切换动作完成时，从图5中的与凸轮角D相关的图示可知，另一方的卡合销28a与另一方的凸轮槽26a的插入区间对向。
2-2.从大凸轮向小凸轮的凸轮切换动作
从进气凸轮(大凸轮)16向进气凸轮(小凸轮)14的凸轮切换动作与上述的从进气凸轮(小凸轮)14向进气凸轮(大凸轮)16的凸轮切换动作是同样的，因此，在此如以下这样进行概略说明。
即，从进气凸轮(大凸轮)16向进气凸轮(小凸轮)14的凸轮切换动作在凸轮推杆22处于与图5中的与凸轮角D相关的图示同样的位置时执行。首先，执行向致动器24(电磁铁30a)的通电以使卡合销28a向凸轮槽26a的插入区间插入。之后，在卡合销28a穿过切换区间的期间，凸轮推杆22伴随于凸轮轴12的旋转而向图5中的右方向滑动。之后，当卡合销28a完全穿过切换区间后，凸轮推杆22的滑动动作完成，对摇臂18施加按压力的凸轮从进气凸轮(大凸轮)16切换为进气凸轮(小凸轮)14。另外，进行卡合销28a从凸轮槽26a的退出。此外，当这样凸轮切换动作完成时，与图5中的与凸轮角A相关的图示同样地，凸轮推杆22的位置返回到卡合销28b与凸轮槽26b的插入区间对向的位置。
3.实施方式1所涉及的凸轮切换机构的控制
3-1.进行各气缸的凸轮切换动作时的课题
在发出了将各气缸的气门驱动凸轮在进气凸轮(小凸轮)14与进气凸轮(大凸轮)16之间进行切换的凸轮切换要求的情况下，从能够朝向插入区间进行卡合销28的突出动作的定时最先到来的气缸起执，行凸轮切换动作。更详细而言，在具有多个(作为一例是四个)气缸的多缸式的内燃机1中，如图3所示，在各气缸中能够进行卡合销28的突出动作的定时以与点火顺序相应的顺序每隔规定间隔(作为一例是180℃A)连续到来。因而，通过以按照点火顺序的顺序依次在各气缸中执行卡合销28的突出动作的方式控制凸轮切换机构20，能够将各气缸的气门驱动凸轮的轮廓伴随于凸轮轴12的旋转而在一个燃烧循环内依次切换。
在如上述那样进行各气缸的凸轮切换动作时，若由于卡合销28的突出的延迟等要因而即使仅在一个气缸中轮廓的切换出现失败，也会导致在气缸间气门驱动凸轮的轮廓不同。其结果，在气缸间进气门的开阀特性会不同，所以内燃机1的驱动性能或排气排放性能可能会下降。
关于凸轮切换动作出现失败的理由，如以下这样补充说明。凸轮切换机构20构成为基本上凸轮切换动作不会出现失败。更详细而言，考虑向致动器24施加的电流值的偏差、致动器24的温度特性及油的特性等与凸轮切换动作的成立性具有关系的要因，来决定凸轮槽26等凸轮切换机构20的各部分的形状、卡合销28的突出动作的开始定时、及致动器24的电流值等各种规格。此外，油的特性与凸轮切换动作的成立性具有关系的理由在于，当由于油的温度低所以油的粘度低时，卡合销28的突出动作容易受到油的妨碍。然而，即使具备这样的基本结构，在内燃机1的运转中产生了由于某些要因而致动器24的电流值大幅下降或者在凸轮切换机构20的各部分产生历时变化等预料外的异常的情况下，凸轮切换动作也可能会出现失败。
3-2.实施方式1所涉及的凸轮切换机构的控制的概要
在本实施方式中，鉴于上述课题，为了使得即使在进行了对多个气缸(在本实施方式中是内燃机1的全部气缸)的气门驱动凸轮的轮廓进行切换的凸轮切换动作时在一部分气缸中轮廓的切换出现了失败，也能够降低成为在气缸间气门驱动凸轮的轮廓不同的状态的概率，而执行以下这样的控制。在此，为了便于说明，将发出了凸轮切换要求时的切换前的气门驱动凸轮的(在全部气缸中是共通的)轮廓称作“第1轮廓”，将切换后的气门驱动凸轮的(在全部气缸中是共通的)轮廓称作“第2轮廓”。
即，在本实施方式中，在尽管使凸轮切换机构20执行了用于将全部气缸各自的气门驱动凸轮的轮廓从第1轮廓切换为第2轮廓的凸轮切换动作(为了方便，称作“第1凸轮切换动作”)，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，ECU40使凸轮切换机构20执行用于将气门驱动凸轮的轮廓切换为第1轮廓的凸轮切换动作(为了方便，称作“第2凸轮切换动作”)。在本实施方式中，该第2凸轮切换动作不是仅以轮廓成功切换为第2轮廓的一个或多个气缸(为了方便，称作“一个或多个正常气缸”)为对象，而是以全部气缸为对象来执行。
3-3.与实施方式1所涉及的凸轮切换机构的控制相关的ECU的处理
图6是示出与本发明的实施方式1所涉及的凸轮切换机构20的控制相关的处理的例程的流程图。此外，本例程在内燃机1的运转中以规定的控制周期反复执行。
在图6所示的例程中，ECU40首先判定是否存在凸轮切换要求(步骤S100)。凸轮切换要求的有无例如基于根据发动机运转条件(主要是发动机负荷和发动机转速Ne)的变化而要求的进气凸轮(小凸轮14或大凸轮16)是否存在变化来判定。
ECU40在步骤S100中判定为不存在凸轮切换要求的情况下，结束本例程的本次的处理循环。而在判定为存在凸轮切换要求的情况下，ECU40使凸轮切换机构20执行第1凸轮切换动作(即，用于将全部气缸各自的气门驱动凸轮的轮廓从第1轮廓切换为第2轮廓的凸轮切换动作)(步骤S102)。本实施方式的凸轮切换机构20的例子中，在小凸轮14的轮廓对应于第1轮廓的情况下，大凸轮16的轮廓对应于第2轮廓，相反，在大凸轮16的轮廓对应于第1轮廓的情况下，小凸轮14的轮廓对应于第2轮廓。
成为发出在步骤S100中判定的凸轮切换要求的要因的发动机运转条件的变化，包括发动机转速Ne的上升。因而，在进行基于步骤S102的处理的第1凸轮切换动作的状况中包括发动机转速Ne的上升时(加速时)。
接着，ECU40判定是否成功确认到了全部气缸的切换完成信号(步骤S104)。在凸轮切换机构20的结构中，如已经叙述那样，在插入到凸轮槽26的卡合销28完全穿过切换区间之后进入退出区间，然后在退出区间的底面的作用下卡合销28向电磁铁30侧被推回时(即，凸轮切换动作正常完成时)，会在电磁铁30产生感应电动势。因此，作为一例，凸轮切换动作是否正常完成能够基于在这样的应该产生感应电动势的定时(也就是说，卡合销28完全穿过退出区间的定时)是否实际检测到该感应电动势来判定。因而，作为上述的切换完成信号的一例，与这样的感应电动势相应的信号相当于此。另外，凸轮切换动作是否正常完成例如也可以通过利用间隙传感器检测凸轮推杆22(进气凸轮14、16)的位移的有无来判定。
ECU40在步骤S104中成功确认到了全部气缸的切换完成信号的情况下，也就是说，在能够判断为作为第1凸轮切换动作正常进行的结果而全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓统一为第2轮廓的情况下，结束本例程的本次的处理循环。
另一方面，在步骤S104中没能成功确认到全部气缸的切换完成信号的情况下，也就是说，在能够判断为尽管使凸轮切换机构20执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，ECU40进入步骤S106。
在步骤S106中，ECU40使凸轮切换机构20执行第2凸轮切换动作。更详细而言，在步骤S106中，作为第2凸轮切换动作的一例，不是仅以轮廓成功切换为第2轮廓的正常气缸为对象，而是以全部气缸为对象来执行将气门驱动凸轮的轮廓切换为第1轮廓的凸轮切换动作。若进一步补充说明，则在步骤S104中判定的切换完成信号的有无能够伴随于凸轮轴12的旋转而以按照点火顺序的气缸顺序来掌握。于是，ECU40可以在完全掌握了全部气缸的切换完成信号的有无时执行步骤S104的判定。或者，ECU40也可以在完全掌握全部气缸的切换完成信号的有无之前检测到在某气缸中未产生切换完成信号的定时，判定为步骤S104的判定不成立，立即进入步骤S106。
接着，ECU40通过与步骤S104同样的处理来判定是否成功确认到了全部气缸的切换完成信号(步骤S108)。其结果，在步骤S108中成功确认到了全部气缸的切换完成信号的情况下，也就是说，在能够判断为作为第2凸轮切换动作正常进行的结果而全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓统一为第1轮廓的情况下，结束本例程的本次的处理循环。
另一方面，在步骤S108中没能成功确认到全部气缸的切换完成信号的情况下，也就是说，在能够判断为尽管使凸轮切换机构20执行了第2凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第1轮廓的情况下，ECU40进入步骤S110。
在步骤S110中，ECU40执行规定的失效处理。具体而言，ECU40接受没能成功将全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓恢复为第1轮廓这一结果，而判断为凸轮切换机构20可能产生了异常，为了将该意思向驾驶员通知而执行使MIL58点亮的处理。另外，在步骤S110中，ECU40根据需要而向凸轮切换机构20发出用于将全部气缸的气门驱动凸轮固定为默认凸轮的指令。作为一例，在此所说的默认凸轮是指预定在内燃机1的怠速运转时使用的进气凸轮14或16。
更详细而言，在基于步骤S110的处理之前的步骤S106的处理的第2凸轮切换动作相当于将气门驱动凸轮切换为默认凸轮的动作的情况下，ECU40在步骤S110中不执行进一步的凸轮切换动作。另一方面，在基于步骤S110的处理之前的步骤S106的处理的第2凸轮切换动作是与将气门驱动凸轮切换为默认凸轮的动作相反的动作的情况下，ECU40在步骤S110中向凸轮切换机构20发出用于将全部气缸的气门驱动凸轮切换为默认凸轮的指令，在发出本指令之后不执行进一步的凸轮切换动作。
4.实施方式1所涉及的凸轮切换机构的控制的效果
根据以上说明的图6所示的例程的处理，在尽管执行了用于将全部气缸各自的气门驱动凸轮的轮廓从第1轮廓切换为第2轮廓的第1凸轮切换动作(从第1轮廓向第2轮廓的切换)，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，包括轮廓成功切换为第2轮廓的正常气缸在内，将全部气缸作为对象，执行用于将气门驱动凸轮的轮廓切换为第1轮廓的第2凸轮切换动作。
在基于第1凸轮切换动作的向第2轮廓的切换出现了失败的气缸中再次尝试将气门驱动凸轮的轮廓切换为第2轮廓的情况下，可认为成为上述失败的要因的异常会带来影响而导致向第2轮廓的切换再次失败。因此，可认为，与将基于第1凸轮切换动作的向第2轮廓的切换出现了失败的气缸的气门驱动凸轮的轮廓再次切换为第2轮廓的第1凸轮切换动作成功的可能性相比，用于使正常地成功进行了基于第1凸轮切换动作的向第2轮廓的切换的气缸的气门驱动凸轮的轮廓恢复为第1轮廓的第2凸轮切换动作成功的可能性高。因而，根据上述例程的处理，即使在进行了切换多个气缸(在本实施方式中是全部气缸)的气门驱动凸轮的轮廓的凸轮切换动作时在一部分气缸中轮廓的切换失败，也能降低在气缸间不同的气门驱动凸轮的轮廓混合存在的概率。
(以全部气缸为对象进行第2凸轮切换动作的效果)
另外，根据上述例程的处理，在尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，不是仅以轮廓成功切换为第2轮廓的正常气缸为对象，而是以全部气缸为对象来执行第2凸轮切换动作。这样以全部气缸为对象来进行第2凸轮切换动作存在以下这样的优点。即，例如，在产生了与基于步骤S104的处理的切换完成信号的检测相关的异常时，有可能存在产生尽管第1凸轮切换动作实际成功却误判定为第1凸轮切换动作失败的气缸的情况。然而，即使这样的情况，通过以全部气缸为对象进行第2凸轮切换动作，也能够尝试将如上述那样被误判定的气缸的气门驱动凸轮的轮廓恢复为第2轮廓。并且，这在降低在气缸间不同的气门驱动凸轮的轮廓混合存在的概率的方面有效。
(发动机转速Ne的上升时(加速时)进行第2凸轮切换动作的效果)
另外，如上所述，在图6所示的例程的处理中，在尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸各自的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下执行第2凸轮切换动作的状况之中，包括发动机转速Ne上升时。
在利用凸轮轴12的旋转来切换气门驱动凸轮的轮廓的凸轮切换机构20中，轮廓的切换需要如上述那样在基圆区间中进行，在能够设置可将卡合销28插入凸轮槽26的插入区间(参照图2、3)的曲轴角度范围有限。并且，凸轮轴12的转速(即，发动机转速Ne)越高，则可将卡合销28插入凸轮槽26的时间越短。而且，在这样的有限的时间内，需要使卡合销28的突出动作的指示、突出动作的执行及卡合销28在凸轮槽26的插入区间内的落座完成。因而，在能够执行轮廓的可靠切换的发动机转速Ne上，存在切换上限值Neth。而且，如上所述，在多缸式的内燃机1中，如图3所示，在各气缸中能够进行卡合销28的突出动作的定时以与点火顺序相应的顺序每隔规定间隔连续到来，因此，为了切换全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓，需要一个燃烧循环(即，曲轴旋转两圈)。因此，在发动机转速Ne的上升时，需要既考虑全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓的切换需要一个燃烧循环这一点，又在发动机转速Ne到达切换上限值Neth之前完成切换。因而，若考虑这样的点，则能够可靠完成全部气缸的切换的条件更加严格。
对于这样的在发动机转速Ne的观点上的进一步的课题，根据上述例程的处理，在尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，执行第2凸轮切换动作。不同于这样的处理，在发动机转速Ne的上升中全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓没有统一为第2轮廓的情况下，可考虑尝试通过再次执行第1凸轮切换动作来使全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓统一为第2轮廓。然而，若尽管存在切换上限值Neth，在发动机转速Ne的上升时这样的再次尝试却又失败，则之后无法确保用于使全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓恢复为第1轮廓的时间。与此相对，根据上述例程的处理，即使在由于存在切换上限值Neth所以在轮廓的切换所能够使用的时间上余裕少的发动机转速Ne的上升时发出了凸轮切换要求的情况下，也能降低以一部分气缸中的轮廓的切换的失败为起因而在气缸间不同的气门驱动凸轮的轮廓混合存在的概率。
实施方式2.
接着，参照图7，对本发明的实施方式2进行说明。
1.实施方式2所涉及的系统的结构及凸轮切换动作
以下的说明中，作为实施方式2所涉及的系统的结构的一例，使用图1所示的结构。另外，本实施方式的凸轮切换动作除了与以下说明的凸轮切换机构20的控制相关的点之外，与实施方式1的凸轮切换动作是同样的。
2.实施方式2所涉及的凸轮切换机构的控制
2-1.实施方式2所涉及的凸轮切换机构的控制的概要
在上述的实施方式1中，在尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，立即执行第2凸轮切换动作。与此相对，在本实施方式中，在发动机转速Ne的上升时，尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，ECU40判定在距离发动机转速Ne达到切换上限值Neth(在实施方式1中已经叙述的值)为止的期间是否残留有“再执行余裕时间”。再执行余裕时间是第1凸轮切换动作的再执行所需的时间T1与假设在该再执行失败时执行第2凸轮切换动作所需的时间T2之和。并且，在残留有再执行余裕时间的情况下，ECU40使凸轮切换机构20再次执行第1凸轮切换动作，另一方面，在没有残留再执行余裕时间的情况下，ECU40使凸轮切换机构20执行第2凸轮切换动作。
2-2.与实施方式2所涉及的凸轮切换机构的控制相关的ECU的处理
图7是示出与本发明的实施方式2所涉及的凸轮切换机构20的控制相关的处理的例程的流程图。关于图7所示的例程中的步骤S100～S110的处理，如在实施方式1中已经叙述那样。
在图7所示的例程中，ECU40在步骤S104中没能成功确认到全部气缸的切换完成信号的情况下，也就是说，在能够判断为尽管使凸轮切换机构20执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，进入步骤S200。
在步骤S200中，判定在距离发动机转速Ne达到切换上限值Neth为止的期间是否残留有第1凸轮切换动作的再执行所需的时间T1与假设在该再执行失败时执行第2凸轮切换动作所需的时间T2之和即再执行余裕时间。这样的判定例如可以基于当前的发动机转速Ne的值和发动机转速Ne的上升率的预测结果来进行。在该判定中利用发动机转速Ne的上升率的预测结果的理由如下。即，若发动机转速Ne的上升率高，则有可能在极短时间内发动机转速Ne超过切换上限值Neth。因而，为了更准确地判定是否由于无法确保上述的再执行余裕时间所以发动机转速Ne超过切换上限值Neth，也使用发动机转速Ne的上升率。
更具体而言，发动机转速Ne的上升率例如可通过事先求出发动机转速Ne、加速器踏板的踩踏量及踩踏率、以及车辆的齿轮级与上升率的关系，在内燃机1的运转中作为与当前的发动机转速Ne的值、使用加速器位置传感器48能够取得的加速器踏板的踩踏量及踩踏率、以及基于档位传感器52的车辆的齿轮级相应的值算出。并且，若知道上升率，则基于当前的发动机转速Ne的值和上升率可算出距离发动机转速Ne达到切换上限值Neth为止的时间。另外，构成再执行余裕时间的上述的时间T1、T2分别可以通过例如事先求出该时间T1、T2与发动机转速Ne等参数的关系，而在内燃机1的运转中作为与发动机转速Ne等参数相应的值算出。而且，上述的发动机转速Ne的上升率的预测结果也可以还考虑如下观点来求出。即，例如，在驾驶员误将变速器的齿轮级变更为比当前的齿轮级低的齿轮级的情况下，发动机转速Ne有可能急速上升。作为对这样的发动机转速Ne的急速上升的方式带来影响的参数，可举出因变速操作的失误而可能产生的切换的前后的齿轮级的组、车速及加速器踏板的踩踏量等。于是，例如，将确定了因这样的变速操作的失误而可能设想到的发动机转速Ne的最大的上升率与上述参数的关系的映射存储于ECU40。在此基础上，步骤S200的判定可以考虑参照这样的映射而得到的最大的上升率的预测值来执行。
在步骤S200中判定为残留有再执行余裕时间的情况下，ECU40进入步骤S202，再次执行第1凸轮切换动作。另一方面，在步骤S200中判定为没有残留再执行余裕时间的情况下，ECU40进入步骤S106，执行第2凸轮切换动作。
3.实施方式2所涉及的凸轮切换机构的控制的效果
根据以上说明的图7所示的例程的处理，在发动机转速Ne的上升时(加速时)发出了凸轮切换要求的情况下，尽力尝试向按照该凸轮切换要求的轮廓的切换，且即使作为该尝试的结果而在一部分气缸中轮廓的切换出现了失败，也通过与实施方式1共通的处理来降低在气缸间不同的气门驱动凸轮的轮廓混合存在的概率。
5.基于油的温度的发动机转速Ne的切换上限值Neth的设定例
图8是表示出基于油的温度的发动机转速Ne的切换上限值Neth的设定例的图。如上所述，当由于对内燃机1的各部分(包括进气凸轮14、16等的可变气门传动装置10的各部分)进行润滑的油的温度低所以油的粘度低时，卡合销28的突出动作容易受到油的妨碍。于是，在进行上述的步骤S200的判定时，也可以在例如使用油温传感器44取得了油的温度的基础上，使用如图8所示那样油的温度越低则被决定为越小的切换上限值Neth。根据这样的控制例，能够也考虑油的温度(粘度)对卡合销28的突出动作带来的影响，而在步骤S200的判定中更准确地评价再执行余裕时间。
实施方式3.
接着，参照图9，对本发明的实施方式3进行说明。
1.实施方式3所涉及的系统的结构及凸轮切换动作
以下的说明中，作为实施方式3所涉及的系统的结构的一例，使用图1所示的结构。另外，本实施方式的凸轮切换动作除了以下说明的与凸轮切换机构20的控制相关的点之外，与实施方式1的凸轮切换动作是同样的。
2.实施方式3所涉及的凸轮切换机构的控制
2-1.实施方式3所涉及的凸轮切换机构的控制的概要
在上述的实施方式1中，在尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，立即执行第2凸轮切换动作。与此相对，在本实施方式中，在表示“尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸各自的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓”这一情况的次数的切换失败计数器的值Ncsf未达到规定的阈值Ncsfguard的期间，ECU40反复执行第2凸轮切换动作。并且，在切换失败计数器的值Ncsf达到了阈值Ncsfguard的情况下，ECU40取代第2凸轮切换动作的执行而执行使MIL58点亮的处理。
2-2.与实施方式3所涉及的凸轮切换机构的控制相关的ECU的处理
图9是示出与本发明的实施方式3所涉及的凸轮切换机构20的控制相关的处理的例程的流程图。关于图9所示的例程中的步骤S100～S110的处理，如在实施方式1中已经叙述那样。
在图9所示的例程中，ECU40在步骤S104中成功确认到全部气缸的切换完成信号的情况下，也就是说，在能够判断为作为第1凸轮切换动作正常进行的结果而全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓统一为第2轮廓的情况下，进入步骤S300而将切换失败计数器清零(Ncsf＝0)，然后结束本例程的本次的处理循环。
另一方面，在步骤S104中没能确认到全部气缸的切换完成信号的情况下，也就是说，在能够判断为尽管使凸轮切换机构20执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，ECU40进入步骤S302。
在步骤S302中，ECU40使切换失败计数器增加(Ncsf＝Ncsf+1)。接着，ECU40判定切换失败计数器的值Ncsf是否达到了阈值Ncsfguard(Ncsf≥Ncsfguard)(步骤S304)。阈值Ncsfguard是2以上的任意整数，事先决定并存储于ECU40。
在步骤S302中切换失败计数器的值Ncsf未达到阈值Ncsfguard的期间，ECU40进入步骤S106，执行第2凸轮切换动作。另一方面，在切换失败计数器的值Ncsf达到了阈值Ncsfguard的情况下，ECU40不执行第2凸轮切换动作而是进入步骤S110，执行失效处理(使MIL58点亮的处理和用于将气门驱动凸轮固定为默认凸轮的处理)。
3.实施方式3所涉及的凸轮切换机构的控制的效果
根据以上说明的图9所示的例程的处理，在表示“尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸各自的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓”这一情况的次数的切换失败计数器的值Ncsf达到了阈值Ncsfguard的情况下，取代第2凸轮切换动作的执行而将MIL58点亮。根据这样的处理，能够更准确地判断出凸轮切换机构20产生了异常，并且，能够通知驾驶员产生了异常。
4.实施方式3的变形例
也可以对上述的实施方式3所涉及的凸轮切换机构的控制组合实施方式2所涉及的凸轮切换机构的控制。具体而言，可以在图9所示的例程的步骤S304的处理不成立的情况下执行图7所示的例程的步骤S200的处理。并且，可以在步骤S200的判定成立的情况下处理进入步骤S102，在步骤S200的判定不成立的情况下处理进入步骤S106。另外，在进行步骤S200的判定时，可以按照图8所示的关系，根据油的温度变更切换上限值Neth。
其他实施方式.
(以气缸组为单位的凸轮切换动作)
在上述的实施方式1～3中，举出了针对每个气缸而具备形成有多个进气凸轮14、16和凸轮槽26的凸轮推杆22及与此建立了关联的致动器24的例子。也就是说，举出了凸轮切换动作针对每个气缸而进行的结构为例。然而，这样的凸轮推杆及致动器也可以针对包含两个以上的气缸的每个气缸组而设置。更详细而言，以在卡合销穿过切换对象的气缸组所包含的多个气缸的凸轮的共通的基圆区间时凸轮推杆滑动的方式，构成凸轮切换机构即可。
(仅以正常气缸为对象来进行第2凸轮切换动作的例子)
在上述的实施方式1～3中，在尽管执行了第1凸轮切换动作，全部气缸的气门驱动凸轮的轮廓却没有统一为第2轮廓的情况下，不是仅以轮廓成功切换为第2轮廓的正常气缸为对象，而是以全部气缸为对象来执行第2凸轮切换动作。然而，第2凸轮切换动作也可以仅以一个或多个正常气缸为对象来执行。这样的处理例如适合在具备能够高精度地判定第1凸轮切换动作是否成功的结构的情况下执行。其理由在于，用于使统一轮廓的对象的“多个气缸”的全部的气门驱动凸轮的轮廓统一为第2轮廓的指令可以是必要最小限度。此外，关于本发明中的“轮廓成功切换为第2轮廓的一个或多个气缸即一个或多个正常气缸”，以气缸为单位进行切换的例子中的一部分气缸、或以气缸组为单位进行切换的例子中的一部分气缸组中包含的多个气缸相当于此。
(凸轮切换机构的其他例子)
上述实施方式1～3所涉及的凸轮切换机构20包括在凸轮轴12的外周面(更详细而言是凸轮推杆22的外周面)设置的凸轮槽26和具有能够相对于凸轮槽26卡合/脱离的卡合销28且能够使卡合销28朝向凸轮轴12突出的致动器24，构成为在卡合销28卡合于凸轮槽26时，气门驱动凸轮伴随于凸轮轴12的旋转而在多个进气凸轮14、16之间进行切换。然而，成为本发明的对象的凸轮切换机构只要具有“以气缸为单位或以气缸组为单位，将对在多个气缸的每个气缸中开闭燃烧室的气门进行驱动的凸轮即气门驱动凸轮的轮廓在多个凸轮的轮廓之间进行切换”这一结构X即可，不限于利用凸轮切换机构20的例子。即，凸轮切换机构例如也可以如国际公开第2011/064852号所记载的机构那样，虽然利用在凸轮轴的外周面设置的凸轮槽，但不伴有凸轮的滑动动作。而且，凸轮切换机构只要具有上述的结构X即可，也可以是不利用凸轮槽的机构。
(统一气门驱动凸轮的轮廓的对象的“多个气缸”的解释)
在上述的实施方式1～3中，举出了在此所说的“多个气缸”是内燃机1的全部气缸的例子。然而，“多个气缸”不限定于“内燃机的全部气缸”，例如，如果是具备多个包含多个气缸的气缸列的内燃机，则也可以是属于各个气缸列的多个气缸。
(异常报知装置的其他例子)
在上述的实施方式1～3中的失效处理中，通过MIL58的点亮来向驾驶员通知与凸轮切换机构20相关的异常。然而，本发明中的“异常报知装置”不限于利用MIL58的例子，例如也可以利用警告音或语音来报知异常。
另外，以上说明的各实施方式所记载的例子及其他的各变形例除了明确公开的组合以外也可以在可能的范围内适当组合，另外，也可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形。
标号说明
1 内燃机
10 可变气门传动装置
12 凸轮轴
14 进气凸轮(小凸轮)
16 进气凸轮(大凸轮)
20 凸轮切换机构
22 凸轮推杆
24 致动器
26(26a、26b) 凸轮槽
28(28a、28b) 卡合销
30(30a、30b) 电磁铁
40 电子控制单元(ECU)
42 曲轴角传感器
44 油温传感器
48 加速器位置传感器
50 车速传感器
52 档位传感器