CN101839183A - 发动机的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供发动机的控制装置和控制方法，该发动机具有可变气门正时机构，该可变气门正时机构具有将凸轮轴相对于曲轴的旋转相位锁定为发动机起动时用的目标的锁定机构，在发动机起动开始时旋转相位未达到起动时用的目标的情况下，在从起动开始到发动机气门的开启次数的累计值达到阈值的期间，禁止向发动机喷射燃料，当开启次数的累计值达到阈值时，认为由锁定机构将旋转相位锁定为起动时用的目标，允许向发动机喷射燃料。

Description

发动机的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及应用于具有变更凸轮轴相对于曲轴的旋转相位的可变气门正时机构的发动机的控制装置。

背景技术

在日本特开2004-324421号公报中有以下记载：一种发动机具有可变气门正时机构，该可变气门正时机构具有将凸轮轴的旋转相位锁定为起动时用的目标的锁定机构，在该发动机中，在起动时未被锁定为所述目标的情况下，禁止向发动机供给燃料。

另外，在所述可变气门正时机构中，根据表示曲轴旋转位置的传感器输出信号和表示凸轮轴旋转位置的传感器输出信号，检测实际的旋转相位，在实际的旋转相位与所述目标一致的情况下，判定锁定状态。

然而，在发动机起动时，由于发动机旋转速度的变动大，旋转相位的检测精度下降，因而存在难以适当禁止燃料供给的问题。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可稳定判定为可变气门正时机构被锁定为目标的旋转相位、且可适当禁止燃料供给的发动机的控制装置和控制方法。

为了达到上述目的，本发明涉及的控制装置是发动机的控制装置，该发动机具有可变气门正时机构，该可变气门正时机构变更凸轮轴相对于曲轴的旋转相位，该可变气门正时机构具有将所述凸轮轴的旋转相位锁定为发动机起动时用的目标的锁定机构，在发动机起动时所述凸轮轴的旋转相位未被锁定为所述目标的情况下，禁止向发动机供给燃料，所述发动机的控制装置的特征在于，在发动机起动时所述凸轮轴的旋转相位未被锁定为所述目标的情况下，从发动机起动开始到对由所述凸轮轴驱动的发动机气门的开启驱动的累计次数进行计数、且所述累计次数达到阈值的期间，禁止向所述发动机供给燃料。

并且，本发明涉及的控制方法是发动机的控制方法，该发动机具有可变气门正时机构，该可变气门正时机构变更凸轮轴相对于曲轴的旋转相位，该可变气门正时机构具有将所述凸轮轴的旋转相位锁定为发动机起动时用的目标的锁定机构，在发动机起动时所述凸轮轴的旋转相位未被锁定为所述目标的情况下，禁止向发动机供给燃料，所述发动机的控制方法的特征在于，在所述发动机起动时所述凸轮轴的旋转相位未被锁定为所述目标的情况下，从发动机起动开始到对由所述凸轮轴驱动的发动机气门的开启驱动的累计次数进行计数、且所述累计次数达到阈值的期间，禁止向所述发动机供给燃料。

本发明的其他目的和特征将参照附图从以下说明中明白。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式中的车辆用发动机的图。

图2是示出所述发动机具有的可变气门升程机构的立体图。

图3是所述可变气门升程机构的部分放大图。

图4是示出所述发动机具有的可变气门正时机构的剖面图。

图5是示出实施方式的可变气门升程机构和可变气门正时机构的进气门的开启特性的变化的图。

图6是示出所述可变气门正时机构具有的锁定机构的部分放大图。

图7是示出实施方式中的发动机起动时的燃料喷射控制的流程图。

图8是示出所述可变气门正时机构的锁定机构的剖面图。

具体实施方式

图1是示出应用本发明涉及的控制装置的车辆用发动机(内燃机)的图。

图1所示的发动机101是直列4气缸的汽油发动机，然而还可以是使V型发动机和水平对置发动机，并且气缸数不限于4气缸。

在所述发动机101的进气管102内设有检测发动机101的吸入空气流量QA的吸入空气量传感器103。

作为所述吸入空气量传感器103，例如使用检测质量流量的热线式流量计等。

作为发动机气门的进气门105对各气缸的燃烧室104的进气口进行开闭，在所述进气门105的上游侧的进气管102内，针对各气缸配置有燃料喷射阀106。

另外，发动机还可以是燃料喷射阀106向燃烧室104内直接喷射燃料的缸内直喷式发动机。

所述燃料喷射阀106喷射的燃料经由进气门105与空气一起被吸引到燃烧室104内，通过火花塞107进行的火花点火而点火燃烧，由该燃烧引起的压力将活塞108向曲轴109按下，从而对所述曲轴109进行旋转驱动。

并且，作为发动机气门的排气门110对所述燃烧室104的排气口进行开闭，当所述排气门110开启时，排气被排出到排气管111。

在所述排气管111内配置有催化剂转换器112，该催化剂转换器112具有三元催化剂等，并利用催化作用来净化排气。

所述进气门105和排气门110根据进气凸轮轴115和排气凸轮轴211的旋转进行开启动作。

所述排气门110以一定的升程特性进行开启动作，然而所述进气门105的升程特性通过可变气门升程机构113和可变气门正时机构114而变化。

所述可变气门升程机构113是使进气门105的气门作用角与最大气门升程一起连续变化的机构。所述可变气门正时机构114是这样的机构：通过使进气凸轮轴115相对于曲轴109的旋转相位变化，使进气门105的气门作用角的中心相位连续变化。

另外，气门作用角是发动机气门的从开启正时IVO到关闭正时IVC的曲柄角。

并且，所述火花塞107与点火模块116连接。

所述点火模块116包含点火线圈和控制向该点火线圈通电的功率晶体管。

发动机控制装置201控制所述燃料喷射阀106、可变气门升程机构113、可变气门正时机构114以及点火模块116。

所述发动机控制装置201包含微型计算机，并输入来自各种传感器和开关的信号。

然后，所述发动机控制装置201依据预先存储的程序进行运算处理，以此运算所述燃料喷射阀106、可变气门升程机构113、可变气门正时机构114以及点火模块116的操作量，并输出该操作量。

发动机101具有以下所述传感器和开关：所述吸入空气量传感器103；曲柄角传感器203，其每当曲轴109旋转单位角度时产生脉冲信号POS；油门开度传感器206，其检测油门踏板207的踩下量；凸轮角传感器204，其输出进气凸轮轴115的角度信号CAM；空燃比传感器209，其根据所述催化剂转换器112上游侧的排气管111中的排气中的氧气浓度来检测空燃比AF；以及点火开关205，其是发动机101的运转和停止的主开关。

图2是示出所述可变气门升程机构113的立体图。

在所述进气门105的上方，沿着气缸列方向以可旋转的方式支撑进气凸轮轴115。

将摇动凸轮4以可相对旋转的方式外嵌在所述进气凸轮轴115上，该摇动凸轮4与进气门105的气门挺杆105a抵接来对进气门105进行开启驱动。

在所述进气凸轮轴115与摇动凸轮4之间配设有所述可变气门升程机构113，并且，在所述进气凸轮轴115的一端部配设有所述可变气门正时机构114。

如图2和图3所示，所述可变气门升程机构113具有：圆形的驱动凸轮11，其偏心地固定设置在进气凸轮轴115上；环状连杆12，其以可相对旋转的方式外嵌在该驱动凸轮11上；控制轴13，其与进气凸轮轴115大致平行地朝气缸列方向延伸；圆形的控制凸轮14，其偏心地固定设置在该控制轴13上；摇臂15，其以可相对旋转的方式外嵌在该控制凸轮14上，并且一端与环状连杆12的顶端连接；以及棒状连杆16，其与该摇臂15的另一端和摇动凸轮4连接。

所述控制轴13通过电动机(致动器)17的驱动经由齿轮系(减速器)18在预定的控制范围内旋转。

根据上述结构，当进气凸轮轴115与曲轴109联动而旋转时，经由驱动凸轮11使环状连杆12与之大致一起动作，并且摇臂15围绕控制凸轮14的轴心摇动，摇动凸轮4经由棒状连杆16摇动，进气门105进行开启动作。

并且，通过对所述电动机17进行驱动控制来使控制轴13的角度变化，成为摇臂15摇动中心的控制凸轮14的轴心位置变化，摇动凸轮4的姿势变化。

由此，如图5的箭头301所示，在进气门105的气门作用角的中心相位SP大致一定的状态下，进气门105的气门作用角OA与最大气门升程VL一起连续变化。

另外，可变气门升程机构113可以是这样的可变气门升程机构：伴随气门作用角和最大气门升程的变化，气门作用角的中心相位变化。

并且，可变气门升程机构113可以是按照控制轴的轴向位移使发动机气门的气门作用角和最大气门升程可变的机构。

所述发动机控制装置210输入角度传感器202的输出信号，并基于角度传感器202的输出信号来检测所述控制轴13的角度，角度传感器202输出与所述控制轴13的角度对应的信号。

然后，所述发动机控制装置201根据发动机负荷或发动机旋转速度等运转条件来运算控制轴13的目标角度，对所述电动机17的操作量进行反馈控制，以使控制轴13的角度接近所述目标角度。

图4示出所述可变气门正时机构114。

所述可变气门正时机构114具有：凸轮链轮(正时链轮)51；旋转部件53，其以自由旋转的方式收容在所述凸轮链轮51内；油压电路54，其使该旋转部件53相对于凸轮链轮51旋转；以及锁定机构60，其将凸轮链轮51和旋转部件53的相对旋转位置机械锁定在预定位置。

所述凸轮链轮51具有：旋转部(图示省略)，其在外周具有与正时链或正时皮带啮合的齿部；壳体56，其以自由旋转的方式收容所述旋转部件53；以及盖(图示省略)，其闭塞该壳体56的开口。

所述壳体56呈现前后两端开口的圆筒状，在所述壳体56的内周面，以90°间隔突设有横截面呈梯形状的4个隔壁部63。

所述旋转部件53具有圆环状的基部77、以及在所述基部77的外周面以90°间隔设置的4个叶片78a、78b、78c、78d，并固定在进气凸轮轴115的前端部。

所述第1～第4叶片78a～78d配置在由隔壁部63夹持的各空间内，将所述空间分隔成旋转方向的前后，形成超前角侧油压室82和滞后角侧油压室83。

所述锁定机构60是将旋转相位锁定为发动机起动时用的目标的机构，如图6所示，通过使锁定销84插入到卡定孔86内，将旋转部件53锁定在与所述目标相当的相对角度位置。

在发动机101起动时、超前角侧油压室82和滞后角侧油压室83的油压漏失、且后述的油泵97的排出量少的状态下，当通过发动机101的曲柄摇动产生的凸轮反作用力作用于进气凸轮轴115时，旋转相位大幅变动，发动机101的起动性恶化。

因此，在发动机101起动时，利用所述锁定机构60机械锁定进气凸轮轴115的旋转相位，以使进气凸轮轴115的旋转相位保持一定。

另外，关于所述锁定机构60，后面进行详细说明。

所述油压电路54具有第1油压通路91和第2油压通路92的双系统的油压通路，第1油压通路91控制对超前角侧油压室82的工作油给排，第2油压通路92控制对滞后角侧油压室83的工作油给排。

所述两个油压通路91、92经由电磁切换阀95与供给通路93或排放通路94连接。

在所述供给通路93内设有压送油底壳96内的工作油的发动机驱动的油泵97，另一方面，排放通路94的下游端与油底壳96连通。

所述第1油压通路91与4个分支路91d连接，该4个分支路91d以大致放射状形成在旋转部件53的基部77内并与各超前角侧油压室82连通，第2油压通路92与开口于各滞后角侧油压室83的4个油孔92d连接。

所述电磁切换阀95的内部的滑阀芯对各油压通路91、92、供给通路93以及排放通路94进行相对切换控制。

所述发动机控制装置201通过根据重叠有高频颤动(dither)信号的占空控制信号来控制对驱动所述电磁切换阀95的电磁致动器99的通电量，以此在以下状态间进行切换：对超前角侧油压室82和滞后角侧油压室83的工作油给排都停止的状态；向超前角侧油压室82供给工作油、且从滞后角侧油压室83排出工作油的状态；以及从超前角侧油压室82排出工作油、且向滞后角侧油压室83供给工作油的状态。

这里，在向超前角侧油压室82供给工作油、且从滞后角侧油压室83排出工作油的状态下，旋转部件53经由叶片78a～78b旋转到超前角侧，由此，进气门105的开启期间相对于活塞位置朝超前角侧相对变化。

并且，在从超前角侧油压室82排出工作油、且向滞后角侧油压室83供给工作油的状态下，旋转部件53经由叶片78a～78b旋转到滞后角侧，由此，进气门105的开启期间相对于活塞位置朝滞后角侧相对变化。

然后，在对超前角侧油压室82和滞后角侧油压室83的工作油给排都停止的状态下，保持此时的旋转相位。

这样，所述可变气门正时机构114是这样的机构：如图5的箭头302所示，不改变进气门105的气门作用角OA和最大气门升程VL，而使进气门105的气门作用角的中心相位SP变化。所述可变气门正时机构114通过变更所述控制信号的占空比，可使进气门105的气门作用角的中心相位变化到从最滞后角位置到最超前角位置之间的任意位置。

所述发动机控制装置201根据曲柄角传感器203和凸轮角传感器204的检测信号，检测进气凸轮轴115的旋转相位，对所述电磁致动器99的占空比进行反馈控制，以使实际的旋转相位接近与发动机负荷和发动机旋转速度等发动机运转条件对应的目标。

这里，根据图6详细说明所述可变气门正时机构114中的锁定机构60。

所述锁定机构60具有：滑动用孔85，其针对叶片78d沿着进气凸轮轴115的轴方向形成；锁定销84，其以自由滑动的方式设在所述滑动用孔85内；卡定孔86，其形成在所述凸轮链轮51的内端面；以及螺旋弹簧87，其使所述锁定销84向所述卡定孔86(凸轮链轮51)施力。

当所述叶片78d相对于凸轮链轮51的角度处于与起动时用的目标相当的角度位置时，所述滑动用孔85内和卡定孔86形成为在同一轴上排列连续。所述起动时用的目标是最滞后角位置、或者从最滞后角位置朝超前角侧偏移的位置。

所述锁定销84利用弹性安装在外端侧的螺旋弹簧87的弹力朝卡定孔86侧施力，当达到所述起动时用的目标而使所述滑动用孔85内和卡定孔86排列在同一轴上时，利用所述螺旋弹簧87的弹力将锁定销84插入到卡定孔86内。

另外，将卡定孔86的滞后角侧卡合面和/或超前角侧卡合面形成在插入有锁定销84那一侧变宽的倾斜面内或者形成为阶梯状，当实际的旋转相位回到起动时用的目标附近时，由所述倾斜面或者阶梯状的卡合面引导，可促进向起动时用的目标恢复。

特别是，在将锁定位置设定为从最滞后角位置朝超前角侧偏移的位置的情况下，当发动机101在最滞后角位置停止时，锁定销84的前端面利用螺旋弹簧87的弹力与卡定孔86的倾斜面碰触，从而产生使旋转部件53朝超前角侧进行相对旋转的力，可最终停止并锁定在从最滞后角位置朝超前角侧偏移的位置。

在所述滑动用孔85的后端部形成有扩径部85a，并在所述锁定销84的外端侧形成有凸缘部84a，通过将所述凸缘部84a嵌插到所述扩径部85a内，形成由所述滑动用孔85的内周壁、锁定销84以及外周壁包围的环状的压力室88，所述压力室88经由连通路89与所述滞后角侧油压室83连通。

这里，当向所述滞后角侧油压室83供给工作油、所述滞后角侧油压室83内的油压增高、所述压力室88的油压克服螺旋弹簧87的弹力时，施加使锁定销84克服螺旋弹簧87的弹力从卡定孔86拉出的方向的力，锁定销84从卡定孔86被拉出而处于锁定解除状态。

并且，在为使旋转相位朝超前角侧变化而从滞后角侧油压室83排出工作油的情况下，叶片旋转以使滞后角侧油压室83变窄，滞后角侧油压室83的油压、进而压力室88的压力被保持为克服螺旋弹簧87弹力的压力，保持锁定解除状态。

因此，例如在锁定状态下向所述滞后角侧油压室83提供工作油的情况下，处于锁定解除状态，在起动时用的目标是最滞后角位置的情况下可保持该位置，或者在起动时用目标在超前角侧而不是最滞后角位置的情况下，可进一步朝滞后角侧变化。

并且，在朝超前角侧变化的情况下，由于如上所述，压力室88的压力被保持为克服螺旋弹簧87弹力的压力，因而不进行锁定机构60的锁定，可使旋转相位朝超前角侧变化到与运转条件对应的目标相位。

并且，在发动机101的停止过程中，油泵97的排出量下降，从而滞后角侧油压室83的压力下降，与此对应，当锁定机构60的油压室88的压力下降、不能克服螺旋弹簧87的弹力时，依靠螺旋弹簧87的弹力而使锁定销84朝从滑动用孔85突出的方向施力。

因此，在发动机101的停止过程中，当所述滑动用孔85内和卡定孔86排列在同一轴上时，依靠螺旋弹簧87的弹力而向卡定孔86施力的锁定销84被插入到卡定孔86内，处于锁定状态。

另外，为了可靠进行发动机101的停止过程中的旋转相位的锁定，可将旋转相位控制为比起动时用的目标超前的位置，之后，可将电磁切换阀95控制成使旋转相位逐渐朝滞后角方向变化。

在所述锁定机构60的锁定状态下，由于旋转部件53相对于凸轮链轮51固定，因而进气凸轮轴115和凸轮链轮51的组装角度固定，进气门105的气门正时是机械固定的。

因此，在发动机101起动时，即使在油压从油压室82、83漏失的状态下，只要旋转相位由锁定机构60机械锁定，就能在最适于起动的气门正时对进气门105稳定地进行开启驱动，可维持高的起动性。

另一方面，在旋转相位未由锁定机构60锁定在起动时用的目标的状态下，在起动时旋转相位变动，当在该状态下开始燃料喷射时，空燃比大幅变动，排气性能恶化，并且，燃烧稳定性下降，发动机101的起动性恶化。

然而，在由于发动机失速(engine stall)等而使旋转相位停止在比起动时用的目标超前的位置的情况下，伴随曲柄摇动对进气门105进行开启驱动，从而凸轮反作用力作用成使进气凸轮轴115朝滞后角侧方向相对旋转，接近起动时用的目标，在到达起动时用的目标的时点进行锁定机构60的锁定。

因此，在停止在比起动时用目标超前的位置的情况下，只要等待从曲柄摇动开始到旋转相位回到起动时用目标，即使之后开始喷射燃料，也能抑制排气性能的恶化和燃烧稳定性的下降。

然而，由于在曲柄摇动中发动机101的旋转变动大、不能精度良好地检测实际的旋转相位，因而存在这样的可能性：在旋转相位回到起动时用的目标之前开始喷射燃料，或者虽然旋转相位回到起动时用的目标但却不开始喷射燃料，起动时间延长。

这里，如上所述，在由于曲柄摇动时的进气门105的开启驱动的反作用力作用于使旋转相位滞后的方向、而不进行锁定机构60的锁定的状态下，在从停止在比起动时用的目标位于超前角侧的位置的状态开始曲柄摇动的情况下，每当产生进气门105的开启驱动的反作用力时，旋转相位逐渐朝滞后角方向变化，回到所述起动时用的目标而处于锁定状态。

因此，在本实施方式中，所述发动机控制装置201，如图7的流程图所示，估计出回到起动时用的目标，开始喷射燃料。

图7的流程图所示的程序在一定时间时间断执行，首先，在步骤S1001中，根据点火开关205的信号或发动机旋转速度等判断发动机101的起动状态。

然后，在不是发动机101的起动时、而是发动机101的起动后的情况下，进到步骤S1002，存储根据曲柄角传感器203和凸轮角传感器204的信号而检测出的旋转相位的最新值。

因此，在发动机101的运转时，依次存储当前时刻的旋转相位，重复存储处理直到发动机将要停止前，从而最终存储发动机101停止时的旋转相位。

另一方面，当在步骤S1001判断出发动机101的起动开始时，进到步骤S1003，判断是否是曲柄摇动中。

在状态是利用起动电机使发动机101旋转的曲柄摇动状态的情况下，进到步骤S1004，读入旋转相位的存储值，即发动机101停止时的旋转相位。

然后，在下一步骤S1005中，判断在步骤S1004读入的旋转相位是否与起动时用的目标一致。

在发动机停止时进行锁定机构60的锁定、且旋转相位与起动时用的目标一致的状态下进行发动机101的起动的情况下，由于进气门105的气门正时被机械保持在适于起动时的状态，因而进到步骤S1009，允许喷射燃料和点火。

因此，在发动机101停止时旋转相位回到起动时用的目标而被锁定的情况下，在再起动时立即允许喷射燃料和点火，在满足气缸判别等的开始喷射燃料的条件的情况下，开始喷射燃料，由于可在短时间内起动发动机101，并且旋转相位被机械锁定在起动时用的目标，因而可避免起动时的排气性能的恶化。

另一方面，在步骤S1005中，在发动机停止时的旋转相位与起动时用的目标不一致、且在旋转相位比起动时用的目标超前的状态下进行发动机起动的情况下，进到步骤S1006。

在步骤S1006中，判断是否是进气门105的开启驱动的反作用力为极大值(local maximum value：局部极大值)的正时。

所述极大值的产生正时的判定，可将各气缸的进气上止点后的预定曲柄角位置预先定为反作用力为极大值的正时。

具体地说，例如，可将极大值的产生正时设定为曲柄角ATDC为90度，这是进气门105的气门升程为最大的正时附近。

换句话说，凸轮反作用力的极大值的产生正时的判定是判断各气缸中的进气门105的开启驱动的实施。

因此，例如，在气缸间的行程相位差是曲柄角为180度的4气缸发动机中，由于按各曲柄角为180度对进气门105进行开启驱动，因而可针对各曲柄角为180度或者曲柄角为180度的整数倍的各曲柄角来判定极大值的产生正时。

另外，极大值的产生正时的判定，可根据曲柄角传感器203的信号进行，并且还可根据凸轮角传感器204的信号进行判断。

然后，在不是极大值的产生正时的情况下，在该状态下结束本程序。

另一方面，在判定为是极大值的产生正时时，进到步骤S1007，使用于对极大值的产生正时的累计次数进行计数的计数器PEAKCONT的值增大预定的级数。

所述计数器PEAKCONT的值表示从发动机101起动开始的进气门105的开启驱动的累计次数。

在步骤S1008中，通过判断所述计数器PEAKCONT的值是否超过阈值SL，来判断进气凸轮轴115的旋转相位是否变化到起动时用的目标。

即，伴随曲柄摇动对进气门105进行开启驱动，从而凸轮反作用力作用于进气凸轮轴115上，使进气凸轮轴115的旋转相位朝滞后角方向变化，极大值的产生次数、即进气门105的开启驱动的累计次数与进气凸轮轴115的旋转相位的朝滞后角方向的角度变化量成比例。

因此，可根据所述计数器PEAKCONT的值，来判断旋转相位是否朝滞后角方向变化到起动时用的目标。

这里，发动机停止时的旋转相位与起动时用的目标之角度差越大，则达到起动时用的目标之前所需要的极大值的产生次数就越多。因此，在发动机控制装置201中，发动机停止时的旋转相位与起动时用的目标之角度差越大、即发动机停止时的旋转相位越超前，所述阈值SL就变为越大的值。

换句话说，通过将使发动机停止时的旋转相位与起动时用的目标之角度差除以由进气门105的1次开启驱动产生的旋转相位朝滞后角方向的角度变化量之值设定为阈值，当所述计数器PEAKCONT的值超过阈值SL时，可估计为进气凸轮轴115的旋转相位变化到起动时用的目标。

并且，由进气门105的1次开启驱动产生的旋转相位朝滞后角方向的角度变化量按照凸轮反作用力的大小而变化，气门作用角和最大气门升程越大，则凸轮反作用力的大小就越大，因而由所述可变气门升程机构113可变的气门作用角和最大气门升程越大，则将所述阈值SL校正得就越小。

即，当气门作用角和最大气门升程大时，凸轮反作用力增大，通过进气门105的1次开启驱动而使旋转相位朝滞后角侧位移的角度增大，因而能以更少的累计次数回到起动时用的目标，因此气门作用角和最大气门升程越大，则将所述阈值SL校正得就越小。

并且，当所述可变气门正时机构114的工作油温度低时，摩擦增大，通过进气门105的1次开启驱动而使旋转相位朝滞后角方向位移的角度减小，因而所述可变气门正时机构114的温度越低，则将所述阈值SL校正得就越大。

另外，所述可变气门正时机构114的工作油温度可根据发动机101的冷却水温度和润滑油温度等来估计，并且还可以设置检测所述可变气门正时机构114的工作油温度的温度传感器。

并且，取代校正阈值SL，可根据发动机停止时的旋转相位与起动时用的目标之角度差、由所述可变气门升程机构113可变的气门作用角和最大气门升程、或所述可变气门正时机构114的工作油温度，来校正与所述阈值SL进行比较的所述计数器PEAKCONT的值或者每次产生极大值时使计数器PEAKCONT进行增大变化的级宽。

具体地说，发动机停止时的旋转相位与起动时用的目标之角度差越大，则所述计数器PEAKCONT的值或所述级宽就校正得越小，并且，气门作用角和最大气门升程越大，则所述计数器PEAKCONT的值或所述级宽就校正得越大，并且，所述可变气门正时机构114的工作油温度越低，所述计数器PEAKCONT的值或所述级宽就校正得越小。

在步骤S1008判断为计数器PEAKCONT的值不超过所述阈值SL的情况下，估计为实际的旋转相位比由锁定机构60锁定的起动时用的目标超前，在该状态下结束本程序，从而在判定为计数器PEAKCONT的值超过所述阈值SL之前，禁止喷射燃料和点火。

在未进行锁定机构60的锁定的状态下，在发动机101起动时，实际的旋转相位大幅变动，进气门105的气门正时大幅变动。当在该状态下进行了燃料喷射时，空燃比大幅变动，使排气性能恶化，因而在由锁定机构60将旋转相位锁定为起动时用的目标之前，禁止喷射燃料。

另一方面，在步骤S1008判断为计数器PEAKCONT的值超过所述阈值SL的情况下，估计为实际的旋转相位朝滞后角侧变化直到由锁定机构60锁定的起动时用的目标、且进行了锁定机构60的锁定，进到步骤S1009，允许燃料喷射和点火。

在曲柄摇动中，油压室82、83的压力下降，锁定销84依靠螺旋弹簧87的弹力向凸轮链轮51施力，因而在发动机停止状态下比起动时用的目标超前的旋转相位每当依靠凸轮反作用力的作用对进气门105进行开启驱动时朝滞后角侧变化，当朝滞后角变化直到所述滑动用孔85内和卡定孔86排列在同一轴上的状态时，在该时点，锁定销84被插入到卡定孔86内，处于阻止进一步的滞后角变化和超前角变化的锁定状态。

然后，当达到起动时用的目标且进行了锁定机构60的锁定时，例如即使油压室82、83的压力漏失，旋转相位也被维持一定，即使开始喷射燃料，空燃比也不会大幅变动，因而允许燃料喷射和点火。

这里，所述凸轮反作用力的极大值的产生正时的判定是判断发动机101的累计旋转数，因而即使在曲柄摇动中那样的旋转变动大的状态下，也能进行可靠判断。

与此相对，在测量曲柄角传感器203的检测信号与凸轮角传感器204的检测信号之相位差来检测实际的旋转相位的情况下，在曲柄摇动时那样的旋转变动大的状态下，检测误差增大。

因此，只要根据所述计数器PEAKCONT的值是否超过所述阈值SL来估计实际的旋转相位是否达到起动时用的目标，并判断燃料喷射和点火的允许和禁止，就能在避免由于在达到起动时用的目标之前开始燃料喷射和点火而使起动时的排气性能恶化的情况的同时，抑制虽然达到起动时用的目标但却不开始燃料喷射和点火而使起动时间延长的情况。

当在步骤S1003判断出曲柄摇动结束时，进到步骤S1010，判断是否处于能基于曲柄角传感器203和凸轮角传感器204的检测信号来检测旋转相位的状态。

具体地说，在发动机101的旋转速度NE的每单位时间的变化下降到预定值以下、且是发动机旋转处于稳定状态的情况下，判断为能基于曲柄角传感器203和凸轮角传感器204的检测信号来检测旋转相位。

即，判断所述旋转变化的预定值被设定成可判断是否能确保基于曲柄角传感器203和凸轮角传感器204的检测信号来检测旋转相位的检测精度，在发动机101的旋转速度NE的每单位时间的变化是预定值以下的情况下，判断为可根据曲柄角传感器203和凸轮角传感器204的检测信号以所需充分精度来检测旋转相位。

在曲柄摇动刚结束后发动机旋转还不稳定的情况下，判断为不能检测旋转相位，绕过下一步骤S1011进到步骤S1009，从而可在利用锁定机构60保持起动时用的目标的旋转相位的状态下，进行燃料喷射和点火。

另一方面，当在步骤S1010中判断为发动机旋转稳定、且可根据曲柄角传感器203和凸轮角传感器204的检测信号以所需充分精度来检测旋转相位时，进到步骤S1011，根据曲柄角传感器203和凸轮角传感器204的检测信号来检测实际的旋转相位，对所述可变气门正时机构114的操作量进行反馈控制，以使实际的旋转相位接近目标相位。

这里，当控制油压以使实际的旋转相位从起动时用的目标变化时，解除锁定机构60的锁定，处于可变更旋转相位的状态。

另外，在上述实施方式中，采用使锁定机构60的锁定销84沿进气凸轮轴115的轴向移动的结构，然而，例如可以是这样的锁定机构：通过沿进气凸轮轴115的径向移动，在锁定状态和锁定解除状态之间切换。

并且，可利用电磁螺线管而不是利用油压来进行锁定销84从卡定孔86的拉出。

并且，如图8所示，可将所述卡定孔86形成为阶梯状。

即，将所述卡定孔86的位于叶片圆周方向的超前角侧卡合面86a形成为向下倾斜状，另一方面，将与该超前角侧卡合面86a在圆周方向对置的滞后角侧卡合部86b形成为阶梯状的多级面。

这里，在滞后角侧卡合部86b中，从最高位的滞后角侧到最低位的超前角侧的各级的上升高度被均匀设定，在由从最低位的上升面86c和所述超前角侧卡合面86a夹持的凹部86d内嵌插有所述锁定销84的位置被设定为起动时用的目标的旋转相位。

并且，在最滞后角位置，借助螺旋弹簧87的施力将锁定销84的前端抵住滞后角侧卡合部86b的最高位的阶梯面86e。

因此，在发动机101停止时旋转相位停止在比起动时用的目标位于滞后角侧、例如最滞后角位置的情况下，如图8(A)所示，处于锁定销84的前端抵住滞后角侧卡合部86b的最高位的阶梯面86e的状态。

当从该状态伴随发动机再起动进行曲柄摇动时，伴随进气门105的开启驱动，产生作用于滞后角侧的凸轮反作用力和作用于超前角侧的凸轮反作用力，然而在凸轮反作用力作用于滞后角侧的情况下，锁定销84的侧面抵住所述滞后角侧卡合部86b的上升面86c，从而限制朝滞后角方向的位移。

然而，在凸轮反作用力作用于超前角侧的情况下，容许锁定销84朝超前角侧的相对移动，因而如图8(B)所示，当锁定销84朝超前角侧相对移动、其前端离开最上位的阶梯面86e、且面对更下位的阶梯面86e时，依靠弹簧87的施力压出锁定销84，如图8(C)所示，处于锁定销84的侧面与下一级的上升面86c卡合的状态。

即，即便使旋转相位朝滞后角侧变化的扭矩产生得比使旋转相位朝超前角侧变化的扭矩强，也能针对朝滞后角侧变化的扭矩，通过使锁定销84的侧面与所述滞后角侧卡合部86b的上升面86c卡合，限制实际的旋转相位的滞后角变化，依靠作用于超前角侧的扭矩使实际的旋转相位朝超前角侧变化。

因此，在进气门105的每次开启动作时，旋转相位逐渐朝超前角侧变化，最终，如图8(D)所示，处于在所述凹部86d内嵌插锁定销84的状态，在锁定销84嵌插在凹部86d内的状态下，锁定销84朝超前角方向和滞后角方向的位移被限制，从而即使产生作用于滞后角方向的凸轮反作用力和作用于超前角方向的凸轮反作用力中的任一方，也能维持嵌插在凹部86d内的状态，保持起动时用的目标。

即，如果采用图8所示的形状的卡定孔86，则在停止在比起动时用的目标超前的位置的情况、以及停止在比起动时用的目标滞后的位置的情况的两种情况下，在从起动开始后进气门105的每次开启动作时，旋转相位逐渐接近起动时用的目标。

因此，只要对旋转相位的停止位置是比起动时用的目标超前的位置还是滞后的位置加以区别，并根据该区别设定凸轮反作用力的极大值的产生数的阈值SL，即使在停止在比起动时用的目标滞后的位置的情况下，也能精度良好地判定出实际的旋转相位达到起动时用的目标。

于2009年3月19日提交的日本专利申请第2009-068845号的全部内容被收在本说明书中以供参考。

尽管仅选定的实施方式被选出用于说明本发明，然而本领域技术人员从本公开中将明白，可在不背离所附权利要求书规定的本发明范围的情况下进行各种变更和修改。

并且，根据本发明的实施方式的上述描述是仅为说明而提供的，不是以对由所附权利要求及其等同物所定义的本发明进行限制为目的。

Claims (19)

1.一种发动机的控制装置，该发动机具有可变气门正时机构，该可变气门正时机构变更凸轮轴相对于曲轴的旋转相位，该可变气门正时机构具有将所述凸轮轴的旋转相位锁定为发动机起动时用的目标的锁定机构，在发动机起动时所述凸轮轴的旋转相位未被锁定为所述目标的情况下，禁止向发动机供给燃料，所述发动机的控制装置的特征在于，

在发动机起动时所述凸轮轴的旋转相位未被锁定为所述目标的情况下，从发动机起动开始到对由所述凸轮轴驱动的发动机气门的开启驱动的累计次数进行计数、且所述累计次数达到阈值的期间，禁止向所述发动机供给燃料。

2.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，按照所述目标与所述发动机停止时的所述旋转相位之差，可变地设定所述阈值。

3.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，按照所述目标与所述发动机停止时的所述旋转相位之差，校正与所述阈值进行比较的所述累计次数。

4.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，所述发动机具有所述可变气门正时机构、以及使所述发动机气门的气门作用角可变的可变气门升程机构，

按照由所述可变气门升程机构可变的气门作用角，可变地设定所述阈值。

5.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，所述发动机具有所述可变气门正时机构、以及使所述发动机气门的气门作用角可变的可变气门升程机构，

按照由所述可变气门升程机构可变的气门作用角，校正与所述阈值进行比较的所述累计次数。

6.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，按照所述可变气门正时机构的温度，可变地设定所述阈值。

7.根据权利要求1所述的发动机的控制装置，其特征在于，按照所述可变气门正时机构的温度，校正与所述阈值进行比较的所述累计次数。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的发动机的控制装置，其特征在于，在所述凸轮轴的旋转相位比所述目标超前的情况下，在从所述发动机起动开始到所述累计次数达到阈值的期间，禁止向所述发动机供给燃料。

9.根据权利要求1～7中的任一项所述的发动机的控制装置，其特征在于，存储发动机停止时的所述旋转相位，在发动机起动时，基于发动机停止时的所述旋转相位，判定所述凸轮轴的旋转相位是否被锁定为所述目标。

10.根据权利要求1～7中的任一项所述的发动机的控制装置，其特征在于，针对所述发动机气门的气门升程为最大的各曲轴角，增大所述累计次数。

11.根据权利要求1～7中的任一项所述的发动机的控制装置，其特征在于，针对所述发动机气门的开启驱动的反作用力为极大值的各正时，增大所述累计次数。

12.一种发动机的控制方法，该发动机具有可变气门正时机构，该可变气门正时机构变更凸轮轴相对于曲轴的旋转相位，该可变气门正时机构具有将所述凸轮轴的旋转相位锁定为发动机起动时用的目标的锁定机构，在发动机起动时所述凸轮轴的旋转相位未被锁定为所述目标的情况下，禁止向发动机供给燃料，所述发动机的控制方法的特征在于，

在所述发动机起动时所述凸轮轴的旋转相位未被锁定为所述目标的情况下，从发动机起动开始到对由所述凸轮轴驱动的发动机气门的开启驱动的累计次数进行计数、且所述累计次数达到阈值的期间，禁止向所述发动机供给燃料。

13.根据权利要求12所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包含这样的步骤：按照所述目标与所述发动机停止时的所述旋转相位之差，可变地设定所述阈值。

14.根据权利要求12所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包含这样的步骤：按照所述目标与所述发动机停止时的所述旋转相位之差，校正与所述阈值进行比较的所述累计次数。

15.根据权利要求12所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述发动机具有所述可变气门正时机构、以及使所述发动机气门的气门作用角可变的可变气门升程机构，

所述控制方法还包含这样的步骤：按照由所述可变气门升程机构可变的气门作用角，可变地设定所述阈值。

16.根据权利要求12所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述发动机具有所述可变气门正时机构、以及使所述发动机气门的气门作用角可变的可变气门升程机构，

所述控制方法还包含这样的步骤：按照由所述可变气门升程机构可变的气门作用角，校正与所述阈值进行比较的所述累计次数。

17.根据权利要求12所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包含这样的步骤：按照所述可变气门正时机构的温度，可变地设定所述阈值。

18.根据权利要求12所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包含这样的步骤：按照所述可变气门正时机构的温度，校正与所述阈值进行比较的所述累计次数。

19.根据权利要求12～18中的任一项所述的发动机的控制方法，其特征在于，禁止向所述发动机供给燃料的步骤是在所述旋转相位比所述目标超前的情况下，在所述累计次数达到阈值之前的期间，禁止向所述发动机供给燃料。

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