阀正时控制单元的制作方法

1.本发明涉及一种阀正时控制单元。


背景技术：

2.作为内燃机，在四冲程型的发动机中，为了调整进气阀或者排气阀的开闭正时，已知有如下的日本特开2004-332671号公报、日本特开2008-286120号公报、日本特开2019-157679号公报所展示的可变阀装置等。
3.日本特开2004-332671号公报展示了一种可变阀装置，其为了同时连续地控制进气阀的升程量以及工作角(升程特性)，根据具备偏心凸轮的控制轴的旋转位置，确定阀升程特性。在上述装置中，采用通过蜗轮蜗杆(worm gears)机构联接的执行机构(actuator)来驱动控制轴，从而设定升程特性的控制方式。
4.尤其是，在上述日本特开2004-332671号公报中，记载了下列内容：当在指定期间内将控制轴的目标旋转位置维持于一定值时，控制执行机构以强制地使控制轴以微小的振幅进行往复动作。
5.另外，在日本特开2008-286120号公报中记载了一种可变阀机构，其中，通过电动机驱动螺母旋转，使与螺母螺合的行星齿轮轴(planetary shaft)进行直线运动，从而改变进气阀的最大升程量。另外，在日本特开2008-286120号公报中，记载了一种控制方式，其中，在结束最大升程量的变更的时刻，在最大升程量超过指定值的情况下，使电动机往复移动。
6.在日本特开2019-157679号公报中，展示了一种阀正时控制装置，其中，在同轴心上配置有与曲轴同步旋转的驱动侧旋转体以及与凸轮轴一体旋转的从动侧旋转体，并且具备减速机构，该减速机构具有输入齿轮、输出齿轮以及十字滑块联轴器等，以通过电动执行机构的驱动力来设定上述驱动侧旋转体与从动侧旋转体的相对旋转相位。


技术实现要素：

7.在利用电动执行机构(电动机)的驱动力，经由减速机构设定阀正时的装置中，在维持于指定的阀正时的状态下，会对齿轮的特定位置持续作用压力，因此，在齿轮的接触位置容易造成磨损，为了抑制上述磨损，在日本特开2004-332671号公报、日本特开2008-286120号公报中，进行了通过使电动执行机构往复地动作来抑制特定位置的齿轮磨损的控制。
8.人们认为上述磨损不仅限于齿轮，例如，如日本特开2019-157679号公报所记载，也存在作用于支承减速齿轮的滚珠轴承型轴承而导致滚珠(ball)磨损的情况。
9.即，由于日本特开2019-157679号公报所记载的减速机构为从偏心部件作用压力，以使输入齿轮的外齿的一部分与输出齿轮的内齿型输出齿轮的一部分咬合的结构，因此也担心会向轴承过度作用偏离径向的力，导致滚珠磨损，影响顺利工作。
10.基于上述理由，人们寻求一种可以控制轴承的磨损的阀正时控制单元。
11.本发明涉及的阀正时控制单元的特征结构在于，具备阀正时控制机构，其包含以下部件而形成：驱动侧旋转体，所述驱动侧旋转体与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，所述从动侧旋转体与开闭所述内燃机的燃烧室的阀的凸轮轴一体旋转，配置为与所述驱动侧旋转体的旋转轴心同轴心，并且经由轴承而相对于所述驱动侧旋转体可以改变相对旋转相位；用于设定所述相对旋转相位的电动机以及减速齿轮；以及相位传感器单元，所述相位传感器单元检测出所述驱动侧旋转体与所述从动侧旋转体的所述相对旋转相位作为以所述旋转轴心为中心的实际相位，所述阀正时控制单元具备控制部，其沿缩小由所述相位传感器单元检测出的所述实际相位与目标相位之间的相位差的方向控制所述电动机，所述控制部具备摆动(oscillation)控制部，其在维持所述目标相位，并且所述实际相位的变动量相对于所述目标相位被保持在不足设定值的保持区域的情况下，在所述目标相位附近使所述目标相位摆动。
12.在内燃机运转时来自于凸轮轴的凸轮的力(凸轮波动扭矩)作用于阀正时控制机构，并且通过电动机的驱动力使减速齿轮的多个齿轮持续旋转的情况下，因为轴承旋转，因此即使被施加来自于凸轮的力，上述力也会被分散在轴承的周向区域，压力不会强烈地作用于轴承的周向上的特定位置。与此相反，在实际相位到达目标相位的附近，实际相位的变动量减少时，来自凸轮的力会作用于轴承的周向上的特定位置。即，在目标相位与实际相位的差超过设定值的状态下，由于持续进行相位差收敛控制，因此，例如，在滚动轴承的情况下，虽然滚珠的旋转量较大，可以抑制较强的力持续作用于滚珠、座圈的特定的部位的不良现象，但是相位收敛控制导致上述差变小时，例如，滚动轴承的滚珠的旋转量变少，压力作用于局部，结果导致磨损。
13.鉴于上述原因，在维持目标相位，并将实际相位的变动量保持在不足设定值的状态下，通过进行在目标相位附近使目标相位摆动的相位摆动控制，使轴承积极地旋转，由此将扩大轴承在周向上的压力所作用的区域，消除较强的力持续作用于轴承的特定部位的不良现象。由此，构成可以抑制轴承的磨损的阀正时控制单元。
14.作为上述结构的附加结构，所述摆动控制部设定以所述目标相位的值为基准而仅向提前角侧与滞后角侧进行相等量的变位的摆动目标相位，并且在2个所述摆动目标相位之间，以设定周期使所述目标相位往复摆动。
15.由此，可以以设定周期使目标相位往复摆动，在抑制轴承磨损的同时，将摆动的目标相位的平均值保持在原来的目标相位，因此可以将平均的阀正时维持于原来的阀正时。
16.作为上述结构的附加结构，所述相位传感器单元由检测所述曲轴的旋转角的曲轴转角传感器、检测所述凸轮轴的旋转角的凸轮轴角度传感器、和根据所述曲轴转角传感器与所述凸轮轴角度传感器的检测信号来求取所述实际相位的演算部构成，将通过所述演算部求出的所述实际相位的最大值与最小值的差的绝对值作为所述变动量。
17.因为凸轮波动扭矩从凸轮轴发挥作用，因此从动侧旋转体以指定的周期增减旋转速度，实际相位也随之发生变化。因此，可以根据曲轴转角传感器的检测值与凸轮轴角度传感器的检测值，通过控制部求出实际相位以后，将求出的实际相位的最大值与最小值的差的绝对值设为变动量。
18.作为上述结构的附加结构，可以将所述摆动控制部中的所述目标相位的摆动量设
定为大于在所述保持区域中所述实际相位发生变动的变动量的值。
19.由此，在摆动控制部中设定的目标相位的摆动量变得大于在阀正时控制机构的实际相位被保持在保持区域的状态下的实际相位的变动量，因此可以扩大压力在轴承与齿轮上所作用的区域，切实地消除压力局部作用于轴承与齿轮的特定部位的不良现象。
20.作为上述结构的附加结构，可以具备检测所述曲轴的每单位时间的转数的转数检测部，在所述转数检测部检测出的转数超过设定值的情况下，开始进行所述摆动控制部中的控制。
21.在阀正时控制机构以较低的转数(每单位时间的转数)旋转时，因为驱动侧旋转体与从动侧旋转体自然地向旋转方向摆动(旋转速度增减)，因此会发生实际相位摆动的“振动”现象。上述“振动”的振幅存在随着曲轴的转数的增大而逐渐降低的倾向。因此，在转数检测部检测出的转数较低时，即使不通过摆动控制部进行控制，也可以扩大压力在轴承与齿轮上所作用的区域，并且可以抑制较强的力持续作用于轴承与齿轮的特定部位的不良现象，但是在转数增大时，难以抑制不良现象。
22.鉴于上述理由，当转数超过设定值时，通过进行相位摆动控制，可以扩大压力在轴承与齿轮上所作用的区域，消除较强的力持续作用于轴承的周向上的特定部位的不良现象。
23.作为上述结构的附加结构，所述内燃机具备控制进气阀的开闭时期的进气侧阀正时控制机构以及控制排气阀的开闭时期的排气侧阀正时控制机构作为所述阀正时控制机构，所述控制部进行关联动作，该关联动作为与通过所述摆动控制部的控制使所述进气侧阀正时控制机构与所述排气侧阀正时控制机构中的一方的所述目标相位摆动的控制相关联，使另一方的所述目标相位向同一相位摆动方向摆动。
24.由此，在进行相位摆动控制时，由于使进气侧阀正时控制机构的目标相位与排气侧阀正时控制机构的目标相位同时地向同一摆动方向联动摆动，因此可以保持进气阀的进气正时与排气阀的排气正时的关系。特别是在进气侧阀正时控制机构的开闭时期(阀正时)与排气侧阀正时控制机构的开闭时期(阀正时)之间设定有重叠区域的装置中，可以保持重叠区域的区域长度，并且可以进行良好的进气与排气。
25.作为上述结构的附加结构，所述内燃机可以具备控制进气阀的开闭时期的进气侧阀正时控制机构以及控制排气阀的开闭时期的排气侧阀正时控制机构作为所述阀正时控制机构，在利用所述排气侧阀正时控制机构的关闭所述排气阀以前的正时中，设定利用所述进气侧阀正时控制机构的开放所述进气阀的重叠区域，在使所述进气侧阀正时控制机构以及所述排气侧阀正时控制机构的任意一方的开闭时期向扩大所述重叠区域的方向变位的状态下，通过所述摆动控制部使所述进气侧阀正时控制机构以及所述排气侧阀正时控制机构中的任意另一方的目标相位摆动。
26.由此，因为事先使进气侧阀正时控制机构与排气阀排气侧阀正时控制机构的一方的开闭时期向扩大重叠区域的方向变位，并通过摆动控制使进气侧阀正时控制机构与排气阀排气侧阀正时控制机构的另一方摆动，由此即使在重叠区域减少的正时下，也可以确保燃烧室的进气与排气所需要的重叠区域，不会降低内燃机的进气与排气性能。
27.作为上述结构的附加结构，所述内燃机具备控制进气阀的开闭时期的进气侧阀正时控制机构作为所述阀正时控制机构，并且具备控制向燃烧室供给的进气量的电动型调节
阀(throttle)，在所述控制部中，在所述进气侧阀正时控制机构中进行利用所述摆动控制部的控制时，与所述进气侧阀正时控制机构的向提前角方向的变动量的增大相关联，谋求利用所述调节阀来增大进气量。
28.由此，在进气侧阀开闭控制机构中进行相位摆动控制时，可以在进气侧阀正时控制机构的进气正时向提前角方向变位而谋求增大进气量的情况下，对应于提前角方向的变位量来增大调节阀的流量，从而消除燃烧室的进气量不足的不良现象。
29.作为上述结构的附加结构，所述内燃机具备向燃烧室供给燃料的燃料喷射装置，所述控制部对应于利用所述调节阀的进气量的增减来控制利用所述燃料喷射装置的燃料的喷射量。
30.由此，与摆动控制部的控制相关联，可以在进气阀的进气量增减的情况下，通过增减燃料喷射装置的燃料喷射量，保持一定的空燃比，从而实现良好的燃烧。
附图说明
31.图1为展示发动机的剖面与控制单元的图。图2为阀开闭时期控制装置的剖面图。图3为图2的iii-iii线剖面图。图4为展示实际相位变化的图表。图5为相位控制的流程图。图6为摆动控制的流程图。图7为展示阀正时与重叠区域的图表。图8为曲轴的转数、进气侧可变阀机构的正时、标志、排气侧可变阀机构与调节阀的开度的时序图。图9为展示其他实施方式(a)的阀正时与重叠区域的图表。
具体实施方式
32.下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。[基本结构]如图1所示，阀正时控制单元a构成为具备设定作为内燃机的发动机e的进气阀va的阀正时(开闭时期)的进气侧可变阀机构vta(进气侧阀正时控制机构的一个示例)、和设定发动机e的排气阀vb的阀正时(开闭时期)的排气侧可变阀机构vtb(排气侧阀正时控制机构的一个示例)，并且具备控制进气侧可变阀机构vta与排气侧可变阀机构vtb的发动机控制装置40(控制部的一个示例)。
[0033]
发动机e(内燃机一个示例)表示为了获得轿车等的行驶驱动力而设置在车辆上的装置。发动机控制装置40不仅控制可变阀机构vt(进气侧可变阀机构vta与排气侧可变阀机构vtb的上位概念)，也控制发动机e的启动与发动机e的停止。尤其是，在发动机e运转的状况下，当指定的条件成立时，发动机控制装置40通过进行使可变阀机构vt的目标相位t(参照图4)摆动(向提前角侧和滞后角侧往复摆动)的摆动控制，实现对可变阀机构vt的轴承、齿轮的磨损的抑制。该控制方式将在后面描述。
[0034]
[发动机]
如图1、图2所示，发动机e构成为四冲程型结构，其在以使曲轴1旋转自如的方式支承曲轴1的气缸体2的上部连结有缸盖3，在形成于气缸体2的多个缸膛内收纳有往复动作自如的活塞4，并且通过连接杆5将活塞4连结于曲轴1。
[0035]
在缸盖3具备进气阀va与排气阀vb，在缸盖3的上部具有控制进气阀va的进气凸轮轴7以及控制排气阀vb的排气凸轮轴8。另外，横跨曲轴1的输出滑轮1s与进气侧可变阀机构vta、排气侧可变阀机构vtb的各自的驱动滑轮21s而卷绕有正时皮带6。
[0036]
在缸盖3具备向燃烧室喷射燃料的喷射器9(燃料喷射装置的一个示例)以及火花塞10。在缸盖3上连结有通过进气阀va向燃烧室供给空气的进气岐管11以及通过排气阀vb排出燃烧室的燃烧气体的排气岐管12。
[0037]
此外，在进气岐管11的上游位置具备通过调节阀控制电动机13a调节进气量的电动型调节阀13，在排气岐管12的中间位置具备净化废气的催化剂14。发动机e具备在启动时驱动曲轴1旋转的启动电动机15(参照图2)。
[0038]
(可变阀机构)因为进气侧可变阀机构vta(进气侧阀正时控制机构)与排气侧可变阀机构vtb(排气侧阀正时控制机构)为共通的结构，因此在图2、图3中对共通的结构标注共通的符号，并且在需要进行区分的部位标注可以进行区分的符号。
[0039]
如图2、图3所示，在可变阀机构vt中，将驱动壳体21(进气驱动侧旋转体/排气驱动侧旋转体的一个示例)、内部转子22(进气从动侧旋转体/排气从动侧旋转体的一个示例)与进气凸轮轴7或者排气凸轮轴8的旋转轴心x同轴心地配置，并且具备通过作为电动机的相位控制电动机m(进气侧相位控制电动机ma与排气侧相位控制电动机mb的上位概念)的驱动力来控制它们的相对旋转相位的相位调节机构g(减速齿轮的一个示例)。
[0040]
驱动壳体21在其外周形成有驱动带轮21s。内部转子22被内包在驱动壳体21内，并且通过连结螺栓23连接固定在进气凸轮轴7或者排气凸轮轴8上。通过该结构，驱动壳体21以相对旋转自如的方式被支承于内部转子22的外周部位，内部转子22与对应的凸轮轴(进气凸轮轴7或者排气凸轮轴8)一体旋转。
[0041]
前板24通过多个紧固螺栓25紧固于覆盖驱动壳体21的开口部分的位置。由此，相位调节机构g与内部转子22的在沿着旋转轴心x的方向上的变位被前板24限制。
[0042]
如图1、图3所示，可变阀机构vt通过来自于正时皮带6的驱动力，整体向驱动旋转方向s进行旋转。另外，经由相位调节机构g将相位控制电动机m的驱动力传递至内部转子22，使内部转子22相对于驱动壳体21的相对旋转相位进行变位。在上述变位中，将朝向与驱动旋转方向s相同的方向的变位方向称为提前角方向sa，将其相反方向称为滞后角方向sb。
[0043]
[可变阀机构：相位调节机构]相位调节机构g具备在内部转子22的内周形成为与旋转轴心x同轴心的齿圈26、在内部转子22的内周侧与偏心轴心y同轴心且旋转自如地配置的内齿轮27、配置在内齿轮27的内周侧的偏心凸轮体28、前板24以及接头部j。偏心轴心y以平行于旋转轴心x的姿势形成。
[0044]
齿圈26具有多个内齿部26t，内齿轮27具有多个外齿部27t，通过将上述内齿轮27配置于偏心凸轮体28的沿着外周的偏心凸轮表面28a的位置，内齿轮27以与偏心轴心y同轴心的方式配置，外齿部27t的一部分与齿圈26的内齿部26t咬合。上述相位调节机构g形成为
内齿轮27的外齿部27t的齿数相比齿圈26的内齿部26t的齿数仅少1个齿的内啮合型行星齿轮减速机。
[0045]
接头部j具备将钢板材料冲压加工而成的接头部件33，并构成为使上述接头部件33的外周部与驱动壳体21卡合，在上述接头部件33的内周部卡合有内齿轮27的卡合凸部27u的十字滑块联轴器型。由此，接头部j维持内齿轮27相对于驱动壳体21偏心的位置关系，并实现内齿轮27与驱动壳体21一体旋转的动作。
[0046]
偏心凸轮体28整体呈筒状，并且在内周以平行于旋转轴心x的姿势形成有一对卡合槽28b。偏心凸轮体28相对于前板24，被作为滚动轴承而发挥作用的第1轴承31(轴承的1个示例)支承，以与旋转轴心x同轴心地旋转。此外，在比上述第1轴承31的支承位置更靠近进气凸轮轴7侧的部位的外周形成有偏心凸轮表面28a。
[0047]
偏心凸轮表面28a形成为以平行于旋转轴心x的姿势的偏心轴心y为中心的圆形(剖面形状为圆形)。内齿轮27相对于上述偏心凸轮表面28a的外周，以旋转自如的方式被作为滚动轴承而发挥作用的第2轴承32(轴承的一个示例)支承。另外，将弹簧体29嵌入形成于偏心凸轮表面28a的凹部，并通过第2轴承32向内齿轮27作用上述弹簧体29的作用力。基于这样结构，使内齿轮27的外齿部27t的一部分与齿圈26的内齿部26t的一部分咬合，并利用弹簧体29的作用力来维持咬合状态。
[0048]
相位控制电动机m被发动机e支承，并且将形成于输出轴ms的卡合销34嵌入偏心凸轮体28的内周的卡合槽28b。虽然没有详细图示，但是相位控制电动机m具备具有永久磁铁的转子、具有配置在包围上述转子的位置的多个励磁线圈的定子、传递转子的旋转的输出轴ms而构成为具有与三相电动机共通的结构的无刷型结构。
[0049]
在上述可变阀机构vt中，当发动机e运转时，通过以与凸轮轴相等的速度向驱动旋转方向s驱动输出轴ms旋转，维持可变阀机构vt的相对旋转相位。另外，在使相对旋转相位向提前角方向sa变位的情况下，进行减小输出轴ms的旋转速度的控制，在相对旋转相位向滞后角sb方向变位的情况下，进行增大输出轴ms的旋转速度的控制。
[0050]
对发动机e停止的状态进行说明，在相位调节机构g中，因为内齿轮27的外齿部27t与齿圈26的内齿部26t啮合，在由于相位控制电动机m的驱动，偏心凸轮体28伴随输出轴ms的旋转，以旋转轴心x为中心进行旋转时，随着该旋转，内齿轮27在以旋转轴心x为中心进行公转，同时，以偏心轴心y为中心进行自转。
[0051]
另外，内齿轮27以旋转轴心x为中心每旋转1周(公转)，内齿轮27相对于齿圈26，以与内齿轮27和齿圈26的齿数差相对应的角度进行相对旋转(自转)，从而实现较大的减速。其结果为，通过相位控制电动机m的旋转速度的控制，通过接头部j而相对于内齿轮27一体旋转的驱动壳体21与通过连结螺栓23连结于齿圈26的凸轮轴相对旋转，从而实现阀正时的调节。
[0052]
[控制结构]如图1、图2所示，在发动机e具备驱动曲轴1旋转的启动电动机15，在曲轴1附近的位置具有可以检测旋转角的曲轴转角传感器16(也作为转数检测部而发挥作用)，在进气凸轮轴7的附近具有可以检测进气凸轮轴7的旋转角的进气侧凸轮轴角度传感器17，在排气凸轮轴8的附近具有可以检测排气凸轮轴8的旋转角的排气侧凸轮轴角度传感器18。
[0053]
曲轴转角传感器16、进气侧凸轮轴角度传感器17、排气侧凸轮轴角度传感器18形
成为随着旋转而间歇式地输出脉冲信号的拾取型结构。曲轴转角传感器16在曲轴1旋转时对基于曲轴1的旋转基准的脉冲信号进行计数，从而获取基于旋转基准的旋转角。与此相同，进气侧凸轮轴角度传感器17与排气侧凸轮轴角度传感器18形成为在进气侧凸轮轴7旋转时，基于进气凸轮轴7的旋转基准对脉冲信号进行计数，从而可以在发动机控制装置40中获取基于旋转基准的旋转角的结构。
[0054]
基于上述结构，例如，通过事先存储图3所示的驱动壳体21与内部转子22处于指定的基准相位(例如，中间相位)的状态下的曲轴转角传感器16的计数值、与进气侧凸轮轴角度传感器17或者排气侧凸轮轴角度传感器18的计数值，无论相对旋转相位从基准相位向提前角侧(提前角方向sa)与滞后角侧(滞后角方向sb)中的哪一侧变位，均可以通过比较两种计数值来获取相对旋转相位。
[0055]
如此，由曲轴转角传感器16与进气侧凸轮轴角度传感器17构成进气侧的相位传感器单元is，由曲轴转角传感器16与排气侧凸轮轴角度传感器18构成排气侧的相位传感器单元es。
[0056]
如图1所示，发动机控制装置40在输入来自曲轴转角传感器16、进气侧凸轮轴角度传感器17与排气侧凸轮轴角度传感器18的检测信号的同时，输入来自主开关45与加速踏板传感器47的检测信号。发动机控制装置40向主开关15、相位控制电动机m(进气侧相位控制电动机ma以及排气侧相位控制电动机mb)、燃烧管理部19、调节阀控制电动机13a输出控制信号。
[0057]
另外，发动机控制装置40具备发动机控制部41、相位控制部42(演算部的一个示例)、摆动控制部43、补偿控制部44。它们虽然由软件构成，但是可以使它们中的一部分仅由硬件构成，也可以组合硬件与软件而构成。
[0058]
发动机控制部41进行从发动机e的启动到停止为止的控制，相位控制部42在发动机e启动时、发动机e运转时、发动机e停止时控制进气侧可变阀机构vta与排气侧可变阀机构vtb的阀正时(开闭时期)。摆动控制部43通过实行图6的流程图所示的摆动控制，抑制轴承(第1轴承31与第2轴承32)、齿轮(齿圈26与内齿轮27)的磨损。补偿控制部44在摆动控制部43实行时进行进气量等的补偿。
[0059]
在上述控制结构中，主开关45被配置在车辆驾驶座椅的面板部分，使得可以通过人为操作启动发动机e，并且可以通过人为操作使其完全停止。加速踏板传感器47获取加速踏板(未图示)的踩踏量。燃烧管理部19管理向喷射器9供给燃料的泵类的工作，并且向火花塞10供给电力的点火回路的控制，管理点火顺序、点火定时。
[0060]
[控制方式]进气侧可变阀机构vta与排气侧可变阀机构vtb具备偏心凸轮体28，并且从上述偏心凸轮体28作用弹簧体29的作用力，以使齿圈26的内齿部26t的一部分与内齿轮27的外齿部27t的一部分咬合。
[0061]
基于上述结构，保持齿圈26与内齿轮27相互偏心的位置关系，并且在向使得可以进行相对旋转相位的变位的第1轴承31与第2轴承32施加较强的力的同时，向内齿部26t与外齿部27t的接触面也施加较强的力。
[0062]
尤其是，由于第1轴承31与第2轴承32为在内圈与外圈之间配置多个滚珠的结构，因此认为在发动机e运转的状况下向第1轴承31与第2轴承32施加凸轮波动扭矩所伴有的压
力时，滚珠在径向上压接于内圈及外圈而导致滚珠磨损。
[0063]
与此相同，由于在发动机e运转的状况下向内齿部26t与外齿部27t的接触面作用凸轮波动扭矩的作用所伴有的压力，因此认为会导致接触面磨损。
[0064]
为了控制上述磨损，发动机控制装置40进行如图5的流程图所示的控制。在上述流程图中展示有在发动机e运转的状况下用于控制进气阀va的阀正时(开闭时期)的进气侧可变阀机构vta的相位控制的控制方式。
[0065]
即，获取基于加速踏板传感器47检测出的加速踏板的踩踏量、或者利用曲轴转角传感器16计数的转数(每单位时间的曲轴1的转数)等信息而设定的目标相位t(步骤#01)，并且基于曲轴转角传感器16的计数值与进气侧凸轮轴角度传感器17的计数值获取进气侧可变阀机构vta的实际相位p(步骤#02)。
[0066]
由相位控制部42来实行上述步骤#01、#02，并且判定通过上述方式获取的目标相位t与实际相位p的相位差是不足设定值(例如，1.0ca～1.2ca)还是设定值以上(步骤#03)。由相位控制部42来实行上述步骤#03，在判定相位差不足设定值时(步骤#03的否)，进行相位差收敛控制(使进气侧相位电动机ma向缩小相位差的方向上工作的控制)(步骤#04)，然后退出相位控制并返回。由相位控制部42来实行上述步骤#04。
[0067]
尤其是，如图4所示，在相位差收敛控制中，以目标相位t为基准，横跨提前角侧与滞后角侧而设定保持区域k，在实际相位p达到包含在保持区域k的状态时结束(停止)相位收敛控制(步骤#04的控制)。在保持区域k被设定在比较狭窄的区域，并且结束相位收敛控制的状态下，实际相位p在被包含在保持区域k的状态下由于凸轮波动扭矩的作用而形成向提前角侧与滞后角侧交替变动(增减进气凸轮轴7的旋转速度)的状态。应予说明，在该图中，在初始区域q中展示了目标相位t与实际相位p已收敛的状态。
[0068]
在步骤#03中判定相位差不足设定值(步骤#03的是)的情况下，当该状态的持续时间为设定时间(例如大约0.1秒)以上时，获取曲轴1的转数(每单位时间的转数)，然后判定通过上述方式获取的转数是否为设定转数以上(步骤#06、步骤#07)。另外，在相位差不足设定值(步骤#03的是)的情况下，当该状态的持续时间不足设定时间时(步骤#05的否)，退出该相位控制并返回。
[0069]
另外，当在步骤#07中判定转数为设定转数以上时(步骤#07的是)，实行摆动控制(步骤#100)，在转数不足设定转数时(步骤#07的否)，退出控制并返回。应予说明，#05～#07是用于判定是否需要进入摆动控制的处理，由摆动控制部43实行。
[0070]
如此，在相位差不足设定值(收敛状态)，并且该状态的持续时间超过设定时间，曲轴1的转数为设定转数以上时，实行摆动控制(步骤#100)。
[0071]
摆动控制(步骤#100)被设定为子程序，基本上由摆动控制部43实行。即，如图6的流程图所示，获取进气侧与排气侧的目标相位t(参照图4，在该图中仅展示进气侧与排气侧中的一方)，设定以获取的2个目标相位t为基准而偏离相等量的摆动目标相位tx、ty(步骤#102、步骤#103)。
[0072]
另外，在图4的时序图中，设定以目标相位t为基准而在提前角方向与滞后角方向(在图4中为上下方向)上形成相等的振幅的摆动目标相位tx、ty。上述摆动目标相位tx、ty的摆动方向(在图4中为上下方向)的间隔是目标相位t的摆动量，上述摆动量被设定为大于凸轮波动扭矩的作用所导致的实际相位p的变动量。
[0073]
在进气凸轮轴7中，由于凸轮波动扭矩的作用，旋转速度向提前角方向与滞后角方向交替变动，因此转数以较短的周期增减。因此，如图4的时序图中的实线所示，实际相位p以指定振幅的波状的方式变动，上述变动的振幅构成变动量。
[0074]
因为实际相位p的变动量较小，如果位于保持区域k的状态持续，则局部作用于第1轴承31与第2轴承32的各自的滚珠的压力可能会导致滚珠磨损。因此，为了抑制上述磨损，最好通过摆动控制使滚珠进行指定角度(例如45度或90度等)以上的旋转。鉴于上述理由，为了使滚珠进行指定角度以上的旋转，设定摆动目标相位tx、ty，并且使摆动目标相位tx、ty的值形成为大于在保持区域k中实际相位p发生变动的变动量的值。
[0075]
在这样设定摆动目标相位tx、ty以后，进行摆动动作(步骤#103)的处理。应予说明，在步骤#103中实行的相位差收敛控制仅是为了使驱动壳体21与内部转子22摆动而利用了相位收敛控制的例行程序，与为了将实际相位p收敛为目标相位t(保持区域k)的控制不同。
[0076]
例如，在将摆动目标相位tx设为以目标相位t为基准的提前角侧，将摆动目标相位ty设为以目标相位t为基准的滞后角侧时，在摆动动作(步骤#103)中，以设定周期r来切换2个摆动目标相位tx、ty，并且通过进行相位差收敛控制，对应于上述控制所伴有的进气量的变化来控制调节阀13。由补偿控制部44来实行上述调节阀13的控制。
[0077]
在上述步骤#103的控制中，以相等的设定周期r切换设定在提前角侧(提前角方向sa)与滞后角侧(滞后角方向sb)的2个摆动目标相位tx、ty，并且通过在进气侧可变阀机构vta与排气侧可变阀机构vtb中进行相位差收敛控制，以追随图4的时序图中虚线表示的波峰与波谷所示的模式的方式来进行相等量的往复动作。并且，在进行上述步骤#103的控制以后，返回图5的相位控制。可以根据发动机状态(转数、负荷)来设定摆动目标相位tx、ty、设定周期r。
[0078]
尤其是，在上述摆动动作中，如图7所示，排气侧可变阀机构vtb的排气阀正时ex与进气侧可变阀机构vta的进气阀正时in在与曲轴转角的方向相同方向上以相同的正时(timing)进行相等量的往复动作。
[0079]
如此，通过进行摆动动作，驱动壳体21与内部转子22相对摆动，可以抑制第1轴承31与第2轴承32的滚珠压接于内圈或者外圈而导致磨损加深的不良现象、以及齿圈26的内齿部26t与内齿轮27的外齿部27t压接而在它们的压接面处磨损加深的不良现象。此外，如图7所示，通过进行摆动动作，使进气侧可变阀机构vta与排气侧可变阀机构vtb关联而向同一方向动作(关联动作)，不会改变重叠区域w的区域长度，而且也不会改变进气量。
[0080]
此外，在图7中，以实线表示排气侧可变阀机构vtb的初始的排气阀正时ex，以虚线表示进气侧可变阀机构vta的进气阀正时in。另外，设定相对的正时，以使得排气阀vb在排气阀正时ex的阀关闭正时evc处进入关闭状态，在此之前，进气阀va在进气阀正时in的阀打开正时ivo处进入打开状态。由此，阀关闭正时evc与阀打开正时ivo之间的区域构成重叠区域w。
[0081]
[时序图]另外，在图8的时序图中展示有在发动机e启动到停止的过程中进行摆动控制时的曲轴1的转数、进气侧可变阀机构vta的阀正时、以及实行摆动控制时的标志(flag)。
[0082]
应予说明，在该图中，除了上述内容以外，展示有排气侧可变阀机构vtb的阀正时
与调节阀13的开度，但将在其他实施方式(b)中对它们说明。
[0083]
如图8的时序图所示，发动机e启动时，进气侧可变阀机构vta的阀正时位于最大提前角相位，在发动机e启动以后，向滞后角侧变更。另外，在发动机e刚启动后，在曲轴1的转数较高的状态下进行催化剂预热。
[0084]
在将进气侧可变阀机构vta的阀正时设定于滞后角侧时，设定指定的目标相位t(参照图4)，通过进气侧相位控制电动机ma的控制，将实际相位p收敛于目标相位t，因此上述步骤#03与步骤#05的条件成立。通过像这样使条件成立，标志从关闭切换为开启，进行摆动控制(图5的步骤#100)。
[0085]
在该时序图中虽然仅展示了进气侧可变阀机构vta的摆动控制，但是可以与进气侧可变阀机构vta同步，在与上述进气侧可变阀机构vta的摆动方向相同的方向上，按照相同的正时进行使排气侧可变阀机构vtb的实际相位p摆动的摆动控制，通过上述摆动控制，将重叠区域w保持一定。
[0086]
此外，在目标相位t与实际相位p的相位差为设定值以上的情况和在如发动机e处于空转状态的状况般曲轴1的转数较低的情况下，不进行摆动控制，而是使目标相位t与实际相位p的相位差收敛至不足设定值(步骤#03)，在像轿车行驶的状况般曲轴1的转数达到较高的状态(步骤#05)的情况下，在条件成立的第1区域u1、第2区域u2、第3区域u3这3个区域中标志变为开启，并且对这些区域进行摆动控制。
[0087]
[实施方式的作用效果]在目标相位t与实际相位p的差超过设定值的状态下，进行相位差收敛控制(使相位控制电动机m向缩小相位差的方向动作的控制)，轴承的滚珠在内圈与外圈之间旋转移动，因此可以抑制这些滚珠压接于特定的位置的不良现象，不会出现发生磨损的不良现象。当基于相同的理由进行相位控制时，因为内齿部26t与外齿部27t的接触位置发生移动，因此不会导致内齿部26t与外齿部27t压接而发生磨损的不良现象。
[0088]
另外，在可变阀机构vt(进气侧可变阀机构vta或者排气侧可变阀机构vtb)以较低的转数进行旋转时，驱动壳体21与内部转子22的相对的转数会自然地相对增减，从而发生实际相位p摆动的“振动”现象。上述“振动”的振幅(旋转角度差)存在随着可变阀机构vt的转数增大而逐渐降低的倾向。因此，在曲轴转角传感器16(转数检测部)检测出的转数较低的情况下，即使不进行摆动控制，也会扩大在轴承(第1轴承31或者第2轴承32)与齿轮(齿圈26与内齿轮27)上压力所作用的区域，可以抑制较强的力沿压接方向持续作用于轴承与齿轮的特定部位的不良现象。
[0089]
与此相反，在可变阀机构vt的转数上升的情况下，“振动”的振幅缩小，作用于轴承、齿轮的特定位置的压力上升而造成磨损。鉴于上述理由，利用相位收敛控制，在达到驱动壳体21与内部转子22几乎不进行相对旋转的状态下，并且在曲轴转角传感器16所检测出的转数达到设定数以上的情况下，实行摆动控制(步骤#100)而使目标相位t摆动，通过进行该控制，抑制较强的力沿压接方向持续作用于轴承与齿轮的特定部位的不良现象，从而消除磨损。
[0090]
另外，在进行摆动控制时，因为使进气侧可变阀机构vta与排气侧可变阀机构vtb沿同一方向同步进行相等量的摆动，因此不仅可以抑制轴承、齿轮的磨损，而且可以不改变进气量而维持重叠区域w的区域长度，因此不会使进气与排气性能发生变化。
[0091]
[其他实施方式]除了上述实施方式以外，本发明可以采用如下所示的结构(在具有与上述实施方式相同的作用的部分标注与上述实施方式相同的编号、符号)。
[0092]
(a)当仅对排气侧可变阀机构vtb与进气侧可变阀机构vta的一方进行摆动控制时，为了将重叠区域w的搭接(lap)长度保持在设定值以上，事先进行相关控制，使未进行摆动控制的可变阀机构vt的正时向扩大重叠区域w的搭接长度方向移动。
[0093]
在上述其他实施方式(a)中展示了一种控制方式，作为排气侧可变阀机构vtb，其使用例如液压控制的排气正时控制机构，仅进行进气侧可变阀机构vta的摆动控制。具体来讲，如图9所示，以实线表示排气侧可变阀机构vtb的初始排气阀正时ex，以虚线表示进行摆动控制前的进气侧可变阀机构vta的进气阀正时in。另外，将排气阀正时ex与进气阀正时in重叠的区域表示为初始重叠区域wp(重叠区域w的一个示例)。
[0094]
由此，在设定各个阀正时的状态下进行进气侧可变阀机构vta的摆动控制时(在图9中向提前角方向sa与滞后角方向sb摆动时)，为了可以确保初始重叠区域wp，设定了控制方式，即，将排气阀正时ex从初始正时向滞后角方向sb仅变位事先使用双点划线标注的设定正时z，以便事先设定已经扩大的扩大重叠区域ws(重叠区域w的一个示例)。
[0095]
因为进行了上述控制，因此通过摆动控制使进气阀正时向滞后角方向sb变位时，可以在重叠区域w轻松地进行燃烧室气体的排放与吸入操作。由此，可以通过控制补偿控制部44实现事先将排气阀正时ex从初始正时向滞后角方向sb变位设定正时z的操作。因为将上述设定正时z设定得大于进行进气侧可变阀机构vta的摆动控制时的摆动目标相位ty(将ty设为滞后角方向sb时)，因此即使进气侧可变阀机构vta达到摆动目标相位ty，也可以确保初始重叠区域wp。
[0096]
另外，仅进行排气侧可变阀机构vtb的目标相位t的摆动控制时，可以通过事先控制进气侧可变阀机构vta的阀正时，使其仅向提前角侧变位设定正时z的方式，实现上述其他实施方式(a)。由此，事先进行阀正时变位的可变阀机构vt可以使用以液压方式控制阀正时的结构。
[0097]
(b)如图8的时序图所示，进行进气侧可变阀机构vta的摆动控制时，通过与上述摆动控制同步的正时来设定排气侧可变阀机构vtb的阀正时，并且通过控制调节阀13的方式控制进气量的增减。
[0098]
在该图中，在第1区域u1、第2区域u2、第3区域u3等3个区域内实行摆动控制。为了增大进气量，在第1区域u1、第2区域u2的摆动控制中增大了进气侧可变阀机构vta的提前角方向的变位量，并且在第3区域u3中缩小了提前角方向的变位量，以降低进气量。
[0099]
为了切实地进行上述进气量的增减，如虚线所示，在第1区域u1以及第2区域u2的摆动控制中，使排气侧可变阀机构vtb的排气正时向滞后角方向变位的同时，增大了如调节阀13中的虚线所示的调节阀13的进气量。
[0100]
与此相反，如虚线所示，在第3区域u3的摆动控制中，使排气侧可变阀机构vtb的排气正时向提前角侧变位的同时，减少了如调节阀13中的虚线所示的调节阀13的进气量。
[0101]
在其他实施方式(b)中，通过补偿控制部44来实现排气侧可变阀机构vtb与调节阀13的控制。进行进气侧可变阀机构vta的摆动控制时，可以通过上述控制来抑制进气量的变化。另外，在上述其他实施方式(b)中，因为不需要使用排气侧可变阀机构vtb进行高速运
转，因此可以使用以液压方式进行排气阀正时控制的结构。
[0102]
(c)如前面说明的其他实施方式(b)所示，可以在增大进气侧可变阀机构vta的提前角方向的变位量，使排气侧可变阀机构vtb向滞后角方向变位的状况下，进行增大喷射器9的燃料供给量的控制。可以通过进行上述控制的方式，使空燃比保持恒定，并且使燃烧室保持适当的燃烧。