CN103016089A - 内燃机的可变气门正时机构的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的可变气门正时机构的控制装置及控制方法，在曲轴反转的情况下，也可以高精度地检测凸轮轴的旋转相位，进行良好的气门正时控制。依次算出以曲轴的1/2旋转速度旋转的链轮和电动机的定子一体旋转的电动VTC的电动机轴旋转角θf_m[deg.]、曲轴正旋转角θf_crp[deg.CA]、曲轴反旋转角θf_crp[deg.CA]、最终的曲轴旋转角θf_cr[deg.CA]、链轮的旋转角θf_cs[deg.]，算出控制周期间Ts[s]间的电动机轴旋转角变化量Δθf_m[deg.]，同样算出链轮旋转角变化量Δθf_cs[deg.]、电动机轴旋转角变化量Δθs_m[deg.]、进气凸轮轴的旋转角变化量Δθs_cm[deg.CA]、进气凸轮轴的当前实际旋转角（VTC实际角度）θs_cm[deg.CA]，运算VTC实际角度θs_cm[deg.CA]追随VTC目标角度θtrg[deg.CA]的VTC操作量。

Description

内燃机的可变气门正时机构的控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及变更内燃机的内燃机气门（进气门或排气门）的气门正时的可变气门正时机构的控制装置及控制方法。

背景技术

在这种可变气门正时机构的控制装置中，通过检测凸轮轴相对曲轴的旋转相位，并利用可变气门正时机构使该旋转相位接近于目标旋转相位，来控制气门正时。

在日本专利第4123127号公开的可变气门正时机构的控制装置中，在使用电动机驱动进气门开闭用凸轮轴的可变气门正时机构中，与设置于凸轮轴的旋转角传感器比较，使用凸轮轴的每单位旋转角的检测频率高的电动机轴的旋转信号，由此谋求实现内燃机低速域中的精度高的气门正时控制。

但是，在停止内燃机的运转等的情况下，在停止之前的极低速旋转时，曲轴有时向正旋转方向的反方向旋转（反转），在上述专利日本第4123127号公开的可变气门正时机构的控制装置中，在反转的情况下不能正确地检测凸轮轴旋转相位。因此，例如在停止举动中要想把进气门的气门正时控制为起动用的气门正时等时，不能进行良好的气门正时控制。

发明内容

因此，本发明是鉴于这种现有的问题而提出的，其目的在于提供在曲轴反转的情况下，也能够高精度地检测凸轮轴的旋转相位而可以进行良好的气门正时控制的可变气门正时机构的控制装置。

为了实现上述目的，本发明提供的内燃机的可变气门正时机构的控制装置包括：

曲轴角传感器，其检测曲轴的旋转角；

凸轮传感器，其检测内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；

第一旋转相位检测部，其基于来自所述曲轴角传感器及所述凸轮传感器的各信号，检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位；

促动器，其使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转，能够变更所述旋转相位；

该控制装置基于所述旋转相位的检测值驱动所述促动器，通过进行反馈控制使所述旋转相位接近目标值；

并且，该控制装置还包含：

正反转检测装置，其判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；

促动器旋转传感器，其以比所述第一旋转相位检测部的旋转相位检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；

第二旋转相位检测部，其基于所述曲轴的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位检测部的检测频率高的频率检测所述凸轮轴的旋转相位。

另外，本发明提供的内燃机的可变气门正时机构的控制方法包括：

检测曲轴的旋转角及内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；

基于所述曲轴的旋转角及所述内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角的各信号，作为第一旋转相位检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位；

驱动通过使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转而能够变更所述第一旋转相位的促动器，基于所述旋转相位的检测值，进行反馈控制以使所述旋转相位接近目标值；

并且，该控制方法还包含：

判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；

以比所述第一旋转相位的检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；

基于所述曲轴的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位的检测频率高的频率作为第二旋转相位检测所述凸轮轴的旋转相位。

参照附图并基于下面的记载，本发明的其它目的和特征变得更加明了。

附图说明

图1是本发明实施方式的内燃机系统构成图；

图2是表示同上实施方式的曲轴角传感器及凸轮传感器的结构的图；

图3是表示同上实施方式的曲轴角传感器及凸轮传感器的输出特性的时间图；

图4（A）、（B）是表示同上实施方式的旋转信号随着正转和反转变化的脉宽及振幅的时间图；

图5是表示同上实施方式的检测反转时计数器CNTPOS的增减变化的时间图；

图6是在同上实施方式中被控制的气门正时，（A）表示起动后的米勒循环运转时，（B）表示起动时气门正时；

图7是表示同上实施方式的可变气门正时机构的纵剖面图；

图8是同上可变气门正时机构的主要构成部件的主要部分放大剖面图；

图9是图7的A－A线剖面图；

图10是图7的B－B线剖面图；

图11是同上可变气门正时机构的罩部件和第一油封的分解立体图；

图12是图7的C－C线剖面图；

图13是表示同上实施方式所使用的电动机旋转传感器的构成的立体图；

图14是同上电动机旋转传感器输出的信号波形图，（A）表示电动机顺时针方向旋转时，（B）表示电动机逆时针方向旋转时。

图15是同上可变气门正时机构所进行的进气门的气门正时控制的第一实施方式的流程图；

图16表示同上可变气门正时机构所进行的进气门的气门正时控制的第二实施方式的流程的前段；

图17表示同上第二实施方式的流程的后段；

图18表示同上可变气门正时机构所进行的进气门的气门正时控制的第三实施方式的一部分流程；

图19表示同上第三实施方式的一部分流程；

图20表示同上第三实施方式的一部分流程；

图21是表示同上各实施方式的内燃机停止举动中进气门的气门正时控制的各种状态变化的时间图。

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明的一实施方式。

图1是应用了本发明的控制装置的车辆用内燃机101的构成图。在本实施方式中，内燃机101是直列式四缸四冲程内燃机，但不限定于此。

在图1中，在内燃机101的进气管102上安装有通过节气门控制马达103a开闭驱动节气门103b的电子控制节气门103。

而且，内燃机101经由电子控制节气门103及进气门105，将空气吸入各气缸的燃烧室106。

在各气缸的进气口130设有燃料喷射阀131，燃料喷射阀131根据来自作为控制装置的ECU（发动机控制单元）114的喷射脉冲信号进行开阀动作，喷射燃料。

燃烧室106内的燃料因点火火花塞104的点火而燃烧。在点火火花塞104上安装有内装了点火线圈及控制对该点火线圈的通电的功率晶体管的点火模块112。

燃烧室106内的燃烧气体经由排气门107向排气管111流出。设置于排气管111的前催化剂转换器108及后催化剂转换器109净化流经排气管111的排气。

进气凸轮轴134和排气凸轮轴110一体地具有凸轮，利用该凸轮使进气门105及排气门107动作。

进气门105通过使用电动机（促动器）使进气凸轮轴134相对于曲轴120相对旋转的可变气门正时机构（电动VTC）113，可变控制气门正时。

ECU114内置有微型计算机，根据预先存储于内存的程序进行运算，控制电子控制节气门103，燃料喷射阀131，点火模块112等。

ECU114输入来自各种传感器的检测信号。作为各种传感器，设有检测油门踏板116a的开度（油门开度）ACC的油门开度传感器116、检测内燃机101的吸入空气量Q的空气流量传感器115、根据内燃机101的输出轴即曲轴120的旋转输出脉冲状的旋转信号（单位曲轴角信号）POS的曲轴角传感器（旋转传感器）117、检测节气门103b的开度TVO的节气门传感器118、检测内燃机101的冷却水温度TW的水温传感器119、根据进气凸轮轴134的旋转输出脉冲状的凸轮信号PHASE的凸轮传感器133、检测驱动电动VTC113的电动机的电动机轴旋转角的电动机旋转传感器201、在车辆的驾驶者踏下制动踏板121的制动状态下接通的制动开关122、检测以内燃机101为动力源的车辆的行驶速度（车速）VSP的车速传感器123等。

另外，ECU114输入内燃机101运转及停止的主开关即点火开关124的接通及断开信号、起动开关125的接通及断开信号。

图2表示曲轴角传感器117及凸轮传感器133的结构。

曲轴角传感器117由信号板152和旋转检测装置153构成，其中，信号板152轴支承于曲轴120，且在周围具有作为被检测部的突起部151，而旋转检测装置153固定于内燃机101侧，用于检测突起部151并输出旋转信号POS。

旋转检测装置153具有包含波形发生电路、选择电路等的各种处理电路，同时具有检测突起部151的拾波器，旋转检测装置153输出的旋转信号POS通常是低电平，是由检测到上述突起部151时仅在一定时间内变为低电平的脉冲序列构成的脉冲信号。

信号板152的突起部151按曲轴角10deg的间距等间隔地形成，在中间夹着曲轴120的旋转中心而对置的两部位上，设置有使突起部151连续空缺两个部分。

需要说明的是，突起部151的空缺数可以是一个，也可以三个以上连续空缺。

根据上述结构，如图3所示，曲轴角传感器117（旋转检测装置153）输出的旋转信号POS每曲轴角10deg（单位曲轴角）连续十六次变为高电平后，在30deg期间保持低电平，再连续十六次变为高电平。

因此，曲轴角30deg的低电平期间（丢数区域、空缺部分）过后的最初的旋转信号POS以曲轴角180deg间隔输出，该曲轴角180deg相当于本实施方式的四气缸内燃机101的气缸间的行程相位差，换言之，相当于点火间隔。

另外，在本实施方式，曲轴角传感器117被设定为，在各气缸的上止点前50deg（BTDC50deg）的活塞位置，输出曲轴角30deg的低电平期间过后（丢数区域）的最初的旋转信号POS。

另一方面，凸轮传感器133由信号板158和旋转检测装置159构成，其中，信号板158轴支承于进气凸轮轴134的端部，且在周围具有作为被检测部的突起部157，而旋转检测装置159固定于内燃机101侧，用于检测突起部157并输出凸轮信号PHASE。

旋转检测装置159具有包含波形整形电路等的各种处理电路，同时具有检测突起部157的拾波器。

信号板158的突起部157在每隔凸轮角90deg的四个部位分别设置一个、三个、四个、两个，在连接设置多个突起部157的部分，将突起部157的间距设定为曲轴角30deg（凸轮角15deg）。

而且，如图3所示，凸轮传感器133（旋转检测装置159）输出的凸轮信号PHASE通常为低电平，是由通过检测上述突起部157仅在一定时间内变为高电平的脉冲序列构成的脉冲信号，每次凸轮角90deg、曲轴角180deg，一个单独、三个连续、四个连续、两个连续地变为高电平。

另外，一个单独的凸轮信号PHASE及多个连续输出的凸轮信号PHASE的先头信号隔着曲轴角180deg间隔输出，并且，一个单独、三个连续、四个连续、两个连续的输出图形在某气缸的上止点TDC和下一个气缸的上止点TDC之间分别输出。需要说明的是，根据电动VTCo，估计气门正时的变更范围，设定凸轮信号PHASE的输出位置及输出间隔以便即使变更进气门105的气门正时，凸轮信号PHASE的输出位置也不会横切上止点TDC变化。

更详细地说，凸轮信号PHASE的输出位置及输出间隔设定为，在第一气缸的压缩上止点TDC和第三气缸的压缩上止点TDC之间三个连续输出凸轮信号PHASE，在第三气缸的压缩上止点TDC和第四气缸的压缩上止点TDC之间四个连续输出凸轮信号PHASE，在第四气缸的压缩上止点TDC和第二气缸的压缩上止点TDC之间两个连续输出凸轮信号PHASE，在第二气缸的压缩上止点TDC和第一气缸的压缩上止点TDC之间一个单独输出凸轮信号PHASE。

在各上止点TDC之间输出的凸轮信号PHASE的连续输出数表示成为下一个压缩上止点的气缸序号，例如，在本次上止点TDC和前次上止点TDC之间三个连续输出凸轮信号PHASE的情况下，表示本次上止点TDC为第三气缸的压缩上止点TDC。

在本实施方式的四气缸内燃机101中，由于按照第一气缸→第三气缸→第四气缸→第二气缸的顺序进行点火，因此，在上止点TDC间输出的凸轮信号PHASE的输出图形如图3所示，按照一个单独、三个连续、四个连续、两个连续的顺序设定。

ECU114例如根据旋转信号POS的周期变化等判断旋转信号POS的丢数部位，以该丢数位置为基准，对旋转信号POS的发生次数进行计数，由此检测上止点TDC（基准曲轴角位置REF）。在本实施方式中，旋转信号POS的丢数区域过后的第六个输出的旋转信号POS相当于各气缸的上止点TDC。

而且，ECU114通过在上止点TDC间对凸轮信号PHASE的输出数进行计数，判别下一次的活塞位置成为压缩上止点TDC（规定活塞位置）的气缸，并且对来自上止点TDC的旋转信号POS的发生次数进行计数，基于该计数值CNTPOS，检测这时的曲轴角。

当检测压缩上止点TDC的气缸及曲轴角时，ECU114确定进行燃料喷射及点火的气缸以及燃料喷射正时和点火正时，并且，根据基于上述计数值CNTPOS检测的曲轴120的角度（曲轴角），输出喷射脉冲信号及点火控制信号。

活塞的位置成为压缩上止点TDC（规定活塞位置）的气缸的判别结果为按照点火顺序更新，因此，通过在上止点TDC间对凸轮信号PHASE的输出数进行计数，对下一个活塞位置成为压缩上止点TDC（规定活塞位置）的气缸进行判别后，能够在每个上止点TDC按照点火顺序更新压缩上止点TDC的气缸。

需要说明的是，不是将对凸轮信号PHASE的发生数进行计数的区间限定于上止点TDC间，而是可以将任意的曲轴角（活塞位置）作为对凸轮信号PHASE的发生数进行计数的区间的基准。

另外，代替根据凸轮信号PHASE的发生数判别规定活塞位置的气缸，可以基于凸轮信号PHASE的脉宽的差异等判别规定活塞位置的气缸。

另外，在本实施方式中，使旋转信号POS的脉冲序列的一部分空缺，以空缺位置为基准可以检测曲轴120的角度位置（曲轴角），但是，代替不会每隔10deg空缺地输出旋转信号POS，设置在每隔曲轴角180deg的基准曲轴角位置产生信号的基准位置传感器，以该基准位置传感器的输出信号为基准，对旋转信号POS进行计数，由此也能够检测曲轴120的角度位置（曲轴角）。

另外，通过对从基准曲轴角位置到一个单独凸轮信号PHASE或多个连续输出的凸轮信号PHASE的先头信号为止的旋转信号POS的发生数进行计数，能够检测由电动VTC113变更的进气凸轮轴134相对于曲轴120的旋转相位（进气门105的实际气门正时），基于该检测值，能够以使气门正时接近目标值的方式进行反馈控制。

然而，在内燃机101（曲轴120）向正方向旋转（正转）的情况下，旋转信号POS的发生表示曲轴120仅正转了10deg，自基准曲轴角位置开始的旋转信号POS的发生数表示从基准曲轴角位置开始的曲轴120的旋转角度。

但是，在内燃机101停止之前，因缸内的压缩压力等，内燃机101（曲轴120）有时向反方向旋转（反转），在该反转时也与正转时一样，对旋转信号POS的发生数连续计数时，往往误检测曲轴120的角度位置（曲轴角）。

于是，曲轴角传感器117（旋转检测装置153）在曲轴120的正转时和反转时输出脉宽不同的旋转信号POS（脉冲信号），以便能够判别内燃机101（曲轴120）的正转和反转（参照图4（A））。

作为利用旋转轴的旋转方向产生脉宽不同的脉冲信号的装置，使用例如日本特开2001－165951号公报公开的装置。具体而言，作为信号板152的突起部151的检测脉冲信号，产生相位相互错开的两个信号，通过比较这些信号，判定是正转还是反转，并基于是正转还是反转的判定结果，有选择地输出生成为相互不同的脉宽WIPOS的两个脉冲信号中的任一个脉冲信号。

在ECU114中，测量旋转信号POS的脉宽WIPOS，比较脉宽的测量值WIPOS和是正转还是反转的判别阈值即阈值SL，由此判断是正转时的脉宽WIPOS还是反转时的脉宽WIPOS，并判别曲轴120是正转还是反转。

用于判别是正转还是反转的阈值SL被设定为正转时的脉宽WIPOS和反转时的脉宽WIPOS的中间值（例如，55μs～80μs），在反转时的脉宽WIPOS比正转时的脉宽WIPOS长的本实施方式中，只要脉宽WIPOS为上述阈值SL以上，就判断为反转状态，只要脉宽WIPOS小于上述阈值SL，就判断为正转状态。

需要说明的是，如图4（A）所示，在本实施方式中，将正转时的脉宽WIPOS设定为45μs，将反转时的脉宽WIPOS设定为90μs，但是脉宽WIPOS不限定于上述的45μs和90μs。另外，正转时的脉宽WIPOS也可以设定为比反转时的脉宽WIPOS大。

另外，在图4（A）所示的例子中，当旋转信号POS以通常低电平达到既定的角度位置时，仅在一定时间将其变为高电平的脉冲信号，但也可以在以通常高电平达到既定的角度位置时，仅在一定时间将其变为低电平的脉冲信号，在该情况下，低电平期间可以设定为在旋转方向上不同，将低电平期间的长度作为脉宽WIPOS测量并判别旋转方向。

另外，如图4（B）所示，使旋转信号POS的振幅（信号电平）在正转和反转中不同，通过振幅（信号电平）的不同，可以判别是正转还是反转。

在图4（B）所示的例子中，旋转信号POS是在以通常低电平达到既定的角度位置时，仅在一定时间变为高电平的脉冲信号，达到既定的角度位置时的信号电平被设定为正转时比反转时高，具体而言，被设定为正转时输出5V，反转时输出2.5V的信号。

而且，如图5（A）所示，如果是曲轴120正转时，则每次产生旋转信号POS就增加计数值CNTPOS，由此检测曲轴120向正转方向的旋转角，如果是曲轴120反转时，则对于旋转信号POS的产生减少上述计数值CNTPOS，由此，曲轴120向正转方向的旋转角减小反转的量。

另外，在反转而横切上止点TDC的情况下，如图5所示，通过使规定活塞位置的气缸的判别结果按照点火顺序返回到前一个气缸，检测内燃机101的停止时的各气缸的活塞位置。

在图5所示的图形中，按照第一气缸→第三气缸→第四气缸→第三气缸→第四气缸的顺序更新规定活塞位置的气缸数据，这表示经过了第三气缸的上止点TDC后内燃机101反转，再次横切第三气缸的上止点TDC而返回，在第一气缸的上止点TDC和第三气缸的上止点之间从反转转换为正转，横切第三气缸的上止点TDC而停止的状态。

如上所述，如果通过正转和反转的判别来检测曲轴角，则即使在内燃机101停止之前进行反转，也能够高精度地检测停止时的曲轴角及停止时的各气缸的活塞位置。

另一方面，在本实施方式的内燃机中，起动后如图6（A）所示，通过将进气门105的闭时期（IVC）设定为相对于进气下止点（BDC）大幅滞后（或提前）的气门正时，来进行米勒（阿特金森）循环运转，使膨胀比大于气缸的有效压缩比。由此，爆震回避性能提高，使燃油消耗率降低。

但是，在起动时，若使IVC过于滞后（提前），则气缸吸入空气量减少，不能确保良好的起动性能。于是，起动时，如图6（B）所示，通过进行减小IVC的滞后量（提前量）使其接近BDC的气门正时控制，进行使气缸吸入空气量增大以确保起动性的运转。在此，在本实施方式中，从曲轴转动开始作为上述起动用气门正时，因此，在断开点火开关使内燃机停止的停止举动中，以使停止后的气门正时成为起动用气门正时的方式进行控制。

这样，在停止举动中利用电动VTC113变更进气门105的气门正时，如上述，即使在停止之前曲轴反转的情况下，也能够高精度地检测曲轴角位置（活塞位置）。

与此相对，对于被电动VTC113变更的进气凸轮轴134的旋转相位（进气门105的气门正时）而言，在对从上述的基准曲轴角位置到凸轮信号（多个输出的气缸中为先头凸轮信号）输出的旋转信号POS的发生数进行计数检测的方式中，若发生反转，则误检测应该检测到的凸轮信号，不能正确地检测旋转相位。

另外，由于每次产生气缸间行程相位差都检测对应的旋转相位，因此，即使在正转时，停止之前的极低速旋转时的旋转相位的检测周期也比反馈控制的控制周期长，在从前次控制时机至本次控制时机之间检测值未被更新，从而不能高精度地检测在此之间也被变更的旋转相位。

因此，在本实施方式中配置了检测频率高的电动机旋转传感器（促动器旋转传感器）201，该电动机旋转传感器201在任何时机能够检测将旋转方向包括在内的电动VTC的驱动用电动机（促动器）的电动机轴旋转角（旋转动作量）。而且，基于由该电动机旋转传感器201检测到的电动机轴旋转角信号和来自具备上述正转和反转判别功能的曲轴角传感器117的旋转信号POS，即使发生曲轴120的反转，在任何时机也能够高精度地检测进气凸轮轴134的旋转相位（进气门105的气门正时）。

如图7～图12所示，上述电动VTC113具有：通过内燃机的曲轴120旋转驱动的驱动旋转体即正时链轮1、经由轴承44旋转自如地支承在气缸头上并通过从上述正时链轮1传递到的旋转力旋转的进气凸轮轴134、配置于该正时链轮1的前方位置并利用螺栓安装固定于固定部即链罩40的罩部件3、配置于上述正时链轮1和进气凸轮轴134之间并根据内燃机运转状态变更两者1，2的相对旋转相位的可变机构即相位变更机构4。

正时链轮1整体由铁系金属一体地形成，由圆环状的链轮主体1a和齿轮部1b构成，该链轮主体1a的内周面为台阶径状，该齿轮部1b一体地设置于该链轮主体1a的外周并经由卷绕的正时链42接受来自曲轴的旋转力。而且，正时链轮1通过第三轴承即第三滚珠轴承43旋转自如地支承于进气凸轮轴134上，该第三滚珠轴承43安装在形成于上述链轮主体1a的内周侧的圆形槽1c和一体地设置于上述进气凸轮轴134的前端部的壁厚的凸缘部2a的外周之间第三滚珠轴承。

在链轮主体1a的前端部外周缘一体地形成有环状突起1e。在该链轮主体1a的前端部，利用螺栓7从轴向紧固有环状部件19和大径圆环状的板6，该环状部件19同轴地定位于上述环状突起1e的内周侧且内周形成有波形状的啮合部即内齿19a。另外，如图10所示，在上述链轮主体1a的内周面的局部，沿着周向在规定长度范围内形成有圆弧状的卡合部即限位凸部1d。

在板6的前端侧外周通过螺栓11固定有上述相位变更机构4的后述的减速器8及以覆盖电动机12的各构成部件的状态向前方突出的圆筒状的壳体5。

壳体5由铁系金属一体地形成并作为轭铁发挥功能，在其前端侧一体地具有圆环板状的保持部5a，并且包含该保持部5a的外周侧整体利用上述罩部件3以保持规定的间隙覆盖的形式配置。

进气凸轮轴134在外周对应每个使进气门105进行开动作的气缸具有两个驱动凸轮，并且，从动旋转体即从动部件9通过凸轮螺栓10从轴向与其前端部结合。另外，如图10所示，在进气凸轮轴134的上述凸缘部2a，沿圆周方向形成有供上述链轮主体1a的限位凸部1d卡入的卡止部即限位凹槽2b。该限位凹槽2b在圆周方向上形成为规定长度的圆弧状，在该长度范围内转动的限位凸部1d的两端缘分别与周向的对置缘2c、2d抵接，从而限制进气凸轮轴134相对于正时链轮1的最大提前侧或最大滞后侧的相对旋转位置。

凸轮螺栓10在头部10a的轴部10b侧的端缘一体地形成有凸缘状的座面部10c，并且在轴部10b的外周形成有从上述进气凸轮轴134的端部与形成于内部轴向的内螺纹部螺纹连接的外螺纹部。

从动部件9由铁系金属材一体地形成，如图8所示，由形成于前端侧的圆板部9a和一体地形成于后端侧的圆筒状的圆筒部9b构成。

圆板部9a在后端面的径向大体中央位置一体地形成有与上述进气凸轮轴134的凸缘部2a大体同外径的环状台阶突起9c，该台阶突起9c的外周面和上述凸缘部2a的外周面插入配置于上述第三滚珠轴承43的内圈43a的内周。第三滚珠轴承43的外圈43b压入固定于链轮主体1a的圆形槽1c的内周面。

另外，如图7～图11所示，在圆板部9a的外周部一体地设置有保持后述的多个滚柱34的保持器41。该保持器41从上述圆板部9a的外周部向和上述圆筒部9b相同方向突出形成，由向圆周方向大体等间隔的位置保持规定的间隙的多个细长的突起部41a形成。

如图7所示，圆筒部9b在中央贯通形成有供上述凸轮螺栓10的轴部10b插入的插入孔9d，并且外周侧设置有第一轴承即后述的第一滚针轴承30。

如图7及图11所示，罩部件3由较厚的合成树脂材料一体地形成，由杯状膨出的盖主体3a和该盖主体3a的后端部外周一体地具有的托架3b构成。

盖主体3a配置成覆盖相位变更机构4的前端侧，即从壳体5的轴向的保持部5b保持规定间隙覆盖后端部侧的大致整体。另外，在上述托架3b的大体圆环状形成的六个凸台部分别形成有螺栓插入孔3f。

另外，如图7所示，罩部件3的托架3b经由多个螺栓147固定在上述链罩40上，并且在上述盖主体3a的前端部3c的内周面以露出各内端面的状态埋设固定有内外两重滑环48a，48b，而且在上端部设置有连接器部49，该连接器49在内部固定有经由导电部件与上述滑环48a、48b连接的连接器端子49a。另外，对上述连接器端子49a，从未图示的蓄电池电源通过控制单元21进行通电或断开通电。

而且，如图7所示，在盖主体3a的后端部侧的内周面和上述壳体5的外周面之间安装有密封部件即直径大的第一油封50。该第一油封50形成为横截面大体コ形，在合成橡胶基材的内部埋设有芯棒，并且外周侧的圆环状基部50a嵌装固定于形成在上述罩部件3a后端部的内周面上的圆形槽3d内。另外，在圆环状基部50a的内周侧一体地形成有与上述壳体5的外周面抵接的密封面50b。

相位变更机构4由配置于进气凸轮轴134的大体同轴上前端侧的电动机12和减小该电动机12的旋转速度使其向进气凸轮轴134传递的上述减速器8构成。

如图7及图8所示，电动机12是带刷的DC电动机，具有：与正时链轮1一体旋转的轭铁即壳体5、旋转自如地设置于该壳体5的内部的输出轴即电动机轴13、固定于壳体5的内周面的半圆弧状的一对永久磁铁14，15、固定于壳体保持部5a的内底面侧的定子16。

电动机轴13形成为筒状，作为电枢发挥功能，在轴向的大体中央位置的外周固定有具有多个极的转子铁心17，并且在该转子铁心17的外周卷绕有电磁线圈18。另外，在电动机轴13的前端部外周压入固定有换向器20，在该换向器20上，上述电磁线圈18和分割数与上述转子铁心17的极数相同的各分割块连接。

如图12所示，定子16主要由圆环板状的树脂支架22、周向内外两个第一刷23a、23b及第二刷24a、24b构成，其中，树脂支架22通过四个螺钉22a被固定在保持部5a的内底壁上；周向内外两个第一刷23a、23b沿轴向贯通该树脂支架22和保持部5a而配置，并且其各前端面与上述一对滑环48a、48b滑动连接而被供电；第二刷24a、24b向内侧进退自如地保持在树脂支架22的内周侧，并且其圆弧状的前端部与上述换向器20的外周面滑动连接。

第一刷23a、23b和第二刷24a、24b通过尾纤线束25a、25b连接，并且通过分别与第一刷23a、23b和第二刷24a、24b弹性接触的扭簧26a、27a的弹力，对第一刷23a、23b和第二刷24a、24b向滑环48a、48b方向及换向器20方向施力。

电动机轴13通过第一轴承即滚针轴承28和配置于滚针轴承28的轴向侧部的轴承即第四滚珠轴承35旋转自如地支承在凸轮螺栓10的头部10a侧的轴部10b的外周面上。另外，在上述电动机轴13的进气凸轮轴134侧的后端部，一体设置有构成减速器8的一部分的圆筒状的偏心轴部30。

第一滚针轴承28由压入偏心轴部30的内周面的圆筒状的保持架28a和旋转自如地保持在该保持架28a的内部的多个滚动体即滚针28b构成。该滚针28b在上述从动部件9的圆筒部9b的外周面上转动。

第四滚珠轴承35的内圈35a以夹持状态固定于上述从动部件9的圆筒部9b的前端缘和凸轮螺栓10的座面部10c之间，而外圈35b沿轴向定位支承于形成在电动机轴13的内周的台阶部和止脱环即弹性挡环36之间。

另外，在电动机轴13（偏心轴部30）的外周面和板6的内周面之间，设置有阻止润滑油从减速器8内部向电动机12内渗漏的摩擦部件即第二油封32。该第二油封32通过使其内周部与上述电动机轴13的外周面弹性接触，对该电动机轴13的旋转赋予摩擦阻力。

如图7和图8所示，减速器8主要由进行偏心旋转运动的上述偏心轴部30、设置于该偏心轴部30的外周的第二轴承即第二滚珠轴承33、设置于该第二滚珠轴承33的外周的上述滚柱34、在滚动方向上保持该滚柱34且容许径向的移动的上述保持器41、与该保持器41一体的上述从动部件9构成。

偏心轴部30的形成于外周面的凸轮面的轴心Y从电动机轴13的轴心X向径向稍稍偏心。另外，上述第二滚珠轴承33和滚柱34等作为行星啮合部构成。

第二滚珠轴承33大径状地形成，其整体在第一滚针轴承28的径向位置以大致重叠的状态配置，其内圈33a被压入固定于偏心轴部30的外周面，并且上述滚柱34总是与外圈33b的外周面抵接。另外，在外圈33b的外周侧形成有圆环状的间隙C，通过该间隙C，第二滚珠轴承33整体随着上述偏心轴部30的偏心旋转可向径向移动，即可偏心移动。

各滚柱34随着第二滚珠轴承33的偏心移动，向径向移动，并嵌入上述环状部件19的内齿19a，并且通过保持器41的突起部41a沿周向被导向且向径向摆动运动。

通过润滑油供给装置，向减速器8的内部供给润滑油。如图7所示，该润滑油供给装置由油供给通路47、油供给孔48、小径的油供给孔45及大径的三个未图示的油排出孔构成，其中，油供给通路47形成于气缸头的轴承44的内部，且从未图示的主油道被供给润滑油；油供给孔48在上述进气凸轮轴134的内部轴向上形成，且经由凹槽与上述油供给通路47连通；小径的油供给孔45沿着从动部件9的内部轴向贯通形成，且其一端在该油供给孔48开口，而其另一端在上述第一滚针轴承28和第二滚珠轴承33的附近开口，大径的三个油排出孔同样贯通从动部件9而形成。

下面，对本电动VTC113的运转进行说明。首先，当内燃机的曲轴旋转驱动时，经由正时链条42使正时链轮1旋转，该正时链轮1的旋转力经由壳体5、环状部件19和板6使电动机12同步旋转。另一方面，环状部件19的旋转力从滚柱34经由保持器41及从动部件9向进气凸轮轴134传递。由此，进气凸轮轴134的凸轮使进气门开闭运转。

然后，在驱动电动VTC113变更进气凸轮轴134的旋转相位（进气门105的气门正时）时，从控制单元21经由滑环48a、48b等对电动机12的电磁线圈17通电。由此，电动机轴13被旋转驱动，该旋转力经由减速器8，被减速的旋转力向进气凸轮轴134传递。

即，随着电动机轴13的旋转，偏心轴部30偏心旋转时，电动机轴13每旋转一圈，各滚柱34一边被保持器41的突起部41a向径向导向，一边越过环状部件19的一个内齿19a向邻接的另一个内齿19a滚动而移动，依次反复这些动作，向圆周方向滚动。通过该各滚柱34的滚动，上述电动机轴13的旋转被减速，同时向从动部件9传递旋转力。这时的减速比根据滚柱34的个数等可任意地设定。

由此，进气凸轮轴134相对于正时链轮1正反相对旋转，变换相对旋转相位，使进气门的开闭定时变换控制到提前侧或滞后侧。

而且，进气凸轮轴134相对于正时链轮1的正反相对旋转的最大位置限制（角度位置限制）是通过使上述限位凸部1d的各侧面与上述限位凹槽2b的各对置面2c、2d中的任一面抵接来进行的。

即，从动部件9随着偏心轴部30的偏心转动，向和正时链轮1的旋转方向同方向旋转，由此限位凸部1d的一侧面与限位凹槽2b的一侧的对置面1c抵接，限制从动部件9向同方向过度旋转。由此，进气凸轮轴134相对于正时链轮1的相对旋转相位向提前侧变更为最大。

另一方面，从动部件9向正时链轮1的旋转方向的相反方向旋转，限位凸部1d的另一侧面与限位凹槽2b的另一方侧的对置面2d抵接，由此限制从动部件9向同方向过度旋转。由此，进气凸轮轴134相对于正时链轮1的相对旋转相位向滞后侧变更为最大。

另外，如图13所示，电动机旋转传感器201由被检测部201A和间隙传感器即旋转角检测部201B构成，其中旋转角检测部201B检测该被检测部201A的旋转方向的位移。

如图7及图8所示，被检测部201A嵌插固定于电动机轴13的前端缘，如图7所示，旋转角检测部201B嵌插固定于将罩部件3的与被检测部201A的前方对置的部分贯通而形成的孔内。

如图13所示，被检测部201A形成为三维形状，向轴向突出的三个靶部形成于圆周方向的等间隔位置，该各靶部分别由与旋转角检测部201B对置的端面向周向圆弧状形成的倾斜部201a和从该倾斜部201a的端缘向轴向且向径向直线状切割的边缘部201b构成。

各倾斜部201a形成为从以边缘部201b为顶点的一端侧绕顺时针方向朝向另一端侧以规定的角度向下倾斜的面状，使得由上述旋转角检测部201B检测的检测位置连续变化。另一方面，边缘部201b分别沿半径方向切割而形成，并且从倾斜部201a的一端向轴向形成为平坦面状，检测位置非连续变化。

旋转角检测部201B为电磁拾波器式的检测部，通过检测对置的被检测部201A的倾斜部201a和边缘部201b，如图14所示，输出连续的阶梯状（锯齿状）的波形信号。即，电动机轴13绕顺时针方向旋转时，在倾斜部201a的检测时输出渐增，在边缘部201b的检测时输出成为急剧下降的波形信号，电动机轴13绕逆时针方向旋转时，在倾斜部201a的检测时输出渐减，在边缘部201b的检测时输出成为急剧上升的波形信号。

使用该特性，在输出渐增时，根据该输出的渐增，使电动机轴13绕顺时针方向（例如，提前方向）的旋转角渐增，在输出渐减时，根据该输出的渐减，使电动机轴13绕逆时针方向（例如，滞后方向）的旋转角渐增，由此可以连续（线性）地检测旋转方向和旋转角（旋转动作量）。另外，在边缘部201b的检测时，通过学习对应的旋转角的输出值（输出电压），可以抑制检测误差。

而且，如上所述，基于来自具有这种特性的电动机旋转传感器201的电动机轴旋转角检测信号和来自曲轴角传感器117的旋转信号POS，在内燃机停止举动中，高精度地检测进气凸轮轴134的旋转相位即进气门105的气门正时，并且根据与停止操作前的米勒循环运转对应的气门正时，对起动时用气门正时进行提前角控制。

下面，对进气门105的气门正时控制的各实施方式进行说明。

图15表示第一实施方式的流程。在本实施方式中，凸轮信号PHASE用于气缸判别，气门正时则使用曲轴角传感器117和内燃机旋转传感器201的检测信号进行检测。

在步骤1中，基于内燃机（内燃机）的运转状态，算出VTC目标角度θtrg[deg.CA]即通过电动VTC113控制的进气凸轮轴134的目标旋转相位（进气门105的目标气门正时）。在此，VTC目标角度θtrg[deg.CA]在米勒循环运转时被设定为如图6（A）所示的米勒运转用的目标气门正时，但在断开点火开关停止内燃机运转时被切换为如图6（B）所示的起动时用的目标气门正时。

在步骤2中，根据电动机旋转传感器201的输出算出电动机轴旋转角θf_m[deg.CA]。在此，在本实施方式中，电动机主体与正时链轮1一体旋转，因此，电动机轴旋转角θf_m[deg.CA]作为在正时链轮1的旋转角上加算电动机轴13相对于电动机主体的驱动旋转角的旋转角算出。

在步骤3中，根据曲轴角传感器117的输出算出曲轴120的正转方向的旋转角（曲轴正旋转角）θf_crp[deg.CA]。在本实施方式中，如上所述，曲轴正旋转角θf_crp[deg.CA]通过对从各气缸的基准位置（压缩TDC）每隔10deg输出的旋转信号POS进行计数来算出。

在步骤4中，同样根据曲轴角传感器117的输出算出曲轴120的反转方向的旋转角（曲轴反旋转角）θf_crn[deg.CA]。曲轴反旋转角θf_crn[deg.CA]如上所述，通过对判断出反转并输出的旋转信号POS进行计数来算出。在未发生反转的情况下，θf_crn[deg.CA]＝0。

在步骤5中，通过下式算出最终检测的将反转的有无包括在内的曲轴旋转角θf_cr[deg.CA]。

θf_cr＝θf_crp－θf_crn

在步骤6中，通过下式算出正时链轮1的旋转角θf_cs[deg.CA]。

θf_cs＝θf_cr×1/2

在此，正时链轮1的旋转速度被减速为曲轴旋转速度θf_cr的1/2，因此乘以减速比1/2而算出。

在步骤7中，算出控制周期（从前次控制时机至本次控制时机之间）Ts[s]间的电动机轴旋转角变化量Δθf_m[deg.CA]。

Δθf_m＝θf_m－θf_m前次值

在步骤8中，算出控制周期Ts[s]间的链轮旋转角变化量Δθf_cs[deg.CA]。

Δθf_cs＝θf_cs－θf_cs前次值

在步骤9中，算出控制周期Ts[s]间的电动机轴相对于正时链轮1的旋转角变化量（驱动旋转角的变化量）Δθs_m[deg.CA]。

Δθs_m＝Δθf_m－Δθf_cs

在步骤10中，算出控制周期Ts[s]间的进气凸轮轴相对于正时链轮1的旋转角变化量（凸轮轴旋转角变化量）的曲轴角换算值Δθs_cm[deg.CA]。

Δθs_cm＝Δθf_m×减速比×2

在此，减速比是通过上述的减速器8相对电动机旋转速度被减速的凸轮轴旋转速度的减速比（例如，1/60）。另外，乘以曲轴角[deg.CA]的换算系数2。

在步骤11中，利用下式算出进气凸轮轴134的当前的实际旋转角（VTC实际角度）θs_cm[deg.CA]，即进气凸轮轴134的旋转相位（进气门105的气门正时）。

θs_cm＝θs_cm前次值＋Δθs_cm

在步骤S12中，运算VTC实际角度θs_cm[deg.CA]追随VTC目标角度θtrg[deg.CA]的VTC操作量。

由此，电动VTC113根据上述VTC操作量驱动电动机12，进气门105的气门正时在米勒循环运转中被控制为使IVC充分地滞后的米勒运转用气门正时，在停止举动中被控制为停止后提前到起动时用的气门正时。

根据以上所示的第一实施方式，如图21中用实线所示，即使在停止举动中等发生曲轴反转的现象的情况下，通过曲轴角传感器117检测反转，并使用通过电动机旋转传感器201以高频率检测的电动机轴旋转角，能够在任意时机高精度地检测进气凸轮轴134的旋转相位。而且，基于这样高精度地检测到的进气凸轮轴134的旋转相位，能够将进气门105的内燃机停止后的气门正时高精度地反馈控制在起动时用的提前的气门正时，从而可以在之后的起动时得到充分的吸入空气量，能够确保良好的起动性。因此，如图21中单点划线所示，在仅基于使用凸轮信号检测到的进气凸轮轴的旋转相位进行控制的情况下，因检测频率低而不进行高精度的检测，不进行高精度的气门正时控制。另外，在曲轴反转的情况下，误检测反转而不能控制在正确的气门正时。

另外，在起动（转动）中等的极低速旋转时，也能够基于使用电动机轴旋转角的高精度的气门正时检测值，维持高精度的气门正时控制。需要说明的是，在起动中有偶尔发生反转的可能性，但在该情况下，也能够正确地检测气门正时，维持在起动时用的气门正时。

图16及图17表示进气门105的气门正时控制的第二实施方式流程。在本实施方式中，基本上使用来自凸轮传感器133的凸轮信号PHASE和来自曲轴角传感器的旋转信号POS检测进气凸轮轴134的旋转相位，但是，在检测出反转的情况下和在正转时在控制周期间通过上述方式的进气凸轮轴134的旋转相位的检测也未被更新的情况下，与第一实施方式同样，使用来自曲轴角传感器117的旋转信号POS和由电动机旋转传感器201检测的电动机轴旋转角，检测进气凸轮轴134的旋转相位。

下面，以与第一实施方式不同的步骤为主进行说明。

在步骤1之后的步骤21中，使用来自凸轮传感器133的凸轮信号PHASE和来自曲轴角传感器的旋转信号POS，算出VTC实际角度θcrcm[deg.CA]（进气凸轮轴134的旋转相位＝进气门105的气门正时）。具体而言，如上所述，通过对从基准曲轴角位置到一个单独的凸轮信号PHASE或多个连续输出的凸轮信号PHASE的先头信号为止的旋转信号POS的发生数进行计数，检测VTC实际角度θcrcm[deg.CA]（进气门105的实际气门正时）。

之后，直至步骤2～步骤10，进行与第一实施方式同样的运算处理后，在步骤22中，在控制周期Ts［s］间判定上述VTC实际角度θcrcm[deg.CA]是否已更新。

当判定为在控制周期Ts［s］间VTC实际角度θcrcm[deg.CA]已更新时，进入步骤23。

在步骤23中，基于来自曲轴角传感器117的旋转信号POS，判定内燃机是否已反转。

判定为内燃机维持正转时进入步骤24，将步骤21中基于来自凸轮传感器133的凸轮信号PHASE和来自曲轴角传感器117的旋转信号POS算出的VTC实际角度θcrcm[deg.CA]设定为最终的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]。

另一方面，在步骤23中，判定为在控制周期Ts［s］间上述VTC实际角度θcrcm[deg.CA]未更新时进入步骤11，基于电动机轴旋转角θf_m[deg.]和旋转信号POS，与第一实施方式同样使用步骤2～步骤10的算出结果，如下式算出VTC实际角度θs_cm[deg.CA]。

θs_cm＝θs_cm前次值＋Δθs_cm

而且，在步骤12中，运算通过步骤24或步骤11中的任一方式算出的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]追随VTC目标角度θtrg[deg.CA]的VTC操作量。

在上述第二实施方式中得到下面的效果。

曲轴反转时以及在控制周期间未能更新VTC实际角度θcrcm[deg.CA]时，通过使用电动机轴旋转角算出VTC实际角度θs_cm[deg.CA]，能够抑制VTC实际角度的误检测，并能够提高检测精度。

另一方面，在设定周期中更新VTC实际角度且内燃机正转的情况下，基于来自凸轮传感器133的凸轮信号PHASE和来自曲轴角传感器的旋转信号POS直接检测VTC实际角度θcrcm[deg.CA]的情况与使用电动机轴旋转角的检测方式比较，以未安装减速器8等的量能够高精度地进行检测。

因此，在维持内燃机正转且基于凸轮信号PHASE和旋转信号POS检测的VTC实际角度θcrcm[deg.CA]能够在控制周期间更新检测的大半的运转区域中，通过将该VTC实际角度θcrcm[deg.CA]作为最终的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]使用，能够尽可能地确保检测精度。

这样，根据上述的各内燃机状态，更恰当地选择算出的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]，由此，能够尽可能地提高进气门的气门正时控制精度。

图18～图20表示进气门105的气门正时控制的第三实施方式的流程。在本实施方式中，与第二实施方式同样，根据各内燃机状态，更恰当地选择算出的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]，另一方面，使用电动机轴旋转角仅在需要时算出VTC实际角度θs_cm[deg.CA]，进一步减轻运算负荷。

下面，以与第二实施方式不同的步骤为主说明该第三实施方式。

在步骤1之后的步骤31中，基于来自曲轴角传感器117的旋转信号POS算出曲轴旋转速度（内燃机旋转速度）CRS［deg.CA/s］。具体而言，可以通过设为与每单位时间的旋转信号POS输入次数的计数值成正比的值等的方式来算出。

接着，在步骤32中，算出基准曲轴位置的检测周期Td。该检测周期用上述曲轴旋转速度CRS[deg.CA/s]除气缸间行程相位差（在本实施方式中为180°）来算出，并与用于检测VTC实际角度的每个气缸的凸轮信号检测周期一致。

而且，在步骤33中，比较按照上述算出的检测周期Td[s]和由电动VTC113对气门正时进行反馈控制的要求曲轴角位置检测周期即控制周期Ts[s]，判定检测周期Td[s]是否为控制周期Ts[s]以下。

判定为Td[s]≤Ts[s]时，使用凸轮信号PHASE和来自曲轴角传感器的旋转信号POS的VTC实际角度θcrcm[deg.CA]的检测值在控制周期Ts[s]间更新一次以上，因此，可以判断为使用该检测值能够进行良好的反馈控制。因此，在步骤21中，使用凸轮信号PHASE和来自曲轴角传感器的旋转信号POS算出VTC实际角度θcrcm[deg.CA]，将该VTC实际角度θcrcm[deg.CA]设为最终的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]。

在步骤33中，判定为Td[s]＞Ts[s]时，判断为有在控制周期间未更新使用凸轮信号的VTC实际角度θcrcm[deg.CA]的检测值的情况，向步骤2之后进入。

而且，在步骤2算出电动机轴旋转角，并且在步骤3算出正旋转方向的曲轴正旋转角后，进入步骤34，判定为步骤31中算出的曲轴旋转速度CRS[deg.CA/s]是不是超过有发生反转的可能性的临界旋转速度（反转发生开始旋转速度）CRSr。

在步骤34中，判定为超过反转发生开始旋转速度CRSr时，判断为没有反转的发生，在步骤S35中，将步骤3中算出的曲轴正旋转角θf_crp[deg.CA]设为最终的曲轴旋转角θf_cr[deg.CA]。

在步骤34中，判定为曲轴旋转速度未超过反转发生开始旋转速度CRSr时，在步骤4、步骤5依次算出曲轴反旋转角θf_crn[deg.CA]、最终轴旋转角θf_cr[deg.CA]。

如上所述，在步骤35或步骤5中设定并算出最终曲轴旋转角θf_cr[deg.CA]后，向步骤7以后进入，进行与第二实施方式的步骤7以后同样的处理。即，算出凸轮轴旋转角变化量Δθs_cm[deg.CA]后（步骤6～步骤10），在控制周期Ts［s］间更新使用凸轮信号PHASE和旋转信号POS的VTC实际角度θcrcm[deg.CA]，并且在内燃机正转时，将VTC实际角度θs_cm[deg.CA]为设最终VTC实际角度θs_cm[deg.CA]（步骤22，步骤23，步骤24），在周期Ts0间未更新VTC实际角度θs_cm[deg.CA]时，或者曲轴反转时，使用电动机轴旋转角算出VTC实际角度θs_cm[deg.CA]（步骤22，步骤11）。

而且，在步骤12中，运算在步骤21、步骤35或步骤5中算出的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]追随VTC目标角度θtrg[deg.CA]的VTC操作量。

在上述第三实施方式中，与第二实施方式同样，基于凸轮信号PHASE和旋转信号POS的VTC实际角度θcrcm[deg.CA]因曲轴的反转而被误检测时以及在控制周期间未能更新VTC实际角度θcrcm[deg.CA]时，通过使用电动机轴旋转角算出VTC实际角度θs_cm[deg.CA]，能够抑制误检测，或者提高检测精度，在除此以外的运转区域中，通过使用基于凸轮信号PHASE和旋转信号POS的VTC实际角度θcrcm[deg.CA]可以确保检测精度，能够尽可能地提高进气门的气门正时控制精度。

另外，推定为在反馈控制的要求控制周期间更新了基于凸轮信号PHASE和旋转信号POS的VTC实际角度θcrcm[deg.CA]的情况下，不计算基于电动机轴旋转角的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]，将VTC实际角度θcrcm[deg.CA]设为最终的VTC实际角度θs_cm[deg.CA]，从而能够减少无益的运算负荷。

另外，根据曲轴旋转速度（内燃机旋转速度）CRS，算出与有可能发生反转的低旋转域中发生了反转的情况对应的曲轴角位置（步骤4），若是未发生反转的旋转速度，则放弃发生反转时的计算处理（步骤4），由此也能够减少无益的运算负荷。

需要说明的是，在上述第三实施方式中认为，在有可能发生反转的低旋转域中，在控制周期Ts［s］间更新VTC实际角度θcrcm[deg.CA]的概率低。因此，省略步骤S22、步骤S23的判定，进入步骤S11，也可以使用电动机轴旋转角算出VTC实际角度θs_cm[deg.CA]，进而能够减少运算负荷。

另外，在以上记载的实施方式中，由于电动机具有内置了定子的电动机主体与链轮一体旋转的结构，因此，仅在变更气门正时（凸轮轴的旋转相位）时旋转驱动电动机轴，在保持气门正时时，仅消耗电动机轴的保持所需要的电力。与此相反，如专利文献1公开的在罩上固定电动机的定子的电动VTC的结构为，使电动机的旋转速度相对于使凸轮轴与链轮以同一速度旋转的电动机轴旋转速度（保持气门正时的旋转速度）增减而变更气门正时的方式，因此总是需要高速旋转驱动。

因此，通过采用仅在变更气门正时驱动电动机轴的上述实施方式的结构，与专利文献1的结构比较，可以大幅度节省电动机的消耗电力。需要说明的是，本发明包含应用于专利文献1的结构的电动VTC的形式。

另外，在上述实施方式中表示了线性地检测电动机轴旋转角的电动机旋转传感器，但也可以使用具有与曲轴角传感器同样的构成的电动机旋转传感器。即，作为被检测部在电动机轴端部配置沿周向形成有多个突起的信号板，作为其检测脉冲信号，产生相位相互错开的两个信号，通过比较这些信号，与曲轴角传感器同样判定是正转还是反转，并且能够在任何时机检测旋转角。

另外，作为电动机可以使用无刷电动机，利用配置于控制部内的电气角传感器检测电动机轴旋转角，或者基于由电动势等推定的电气角，判别是正转还是反转的同时算出电动机轴旋转角。

另外，在上述实施方式中表示了应用于切换进气门的米勒循环运转用的气门正时和起动时用的气门正时的控制的情况，但是，即使是不进行米勒循环运转的内燃机，也能够适当地设定起动时的气门正时。

另外，用电动机变更排气门的气门正时的电动VTC也能够适用于在停止举动时等将排气门控制在适用于起动时的气门正时控制时等。

基于9月20日申请的日本专利申请NO.2011－205391的全部内容通过引用并入本文。

仅选择选定的实施例说明本发明，但这将是本领域技术人员从本公开显而易见的，在不脱离本发明的范围即所附的权利要求书中的范围内可以进行各种变更和修改。

此外，前面的描述只用于说明目的，而不是用于限制由所附权利要求书及其等同物限定的本发明的目的，这取决于根据本发明的实施例。

Claims (18)

1.一种内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，包括：

曲轴角传感器，其检测曲轴的旋转角；

凸轮传感器，其检测内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；

第一旋转相位检测部，其基于来自所述曲轴角传感器及所述凸轮传感器的各信号，检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位；

促动器，其能够使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转而变更所述旋转相位；

该控制装置基于所述旋转相位的检测值驱动所述促动器，并且以使所述旋转相位接近目标值的方式进行反馈控制，

该控制装置还包括：

正反转检测部，其判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；

促动器旋转传感器，其以比所述第一旋转相位检测部的旋转相位检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；

第二旋转相位检测部，其基于所述曲轴的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位检测部高的频率检测所述凸轮轴的旋转相位。

2.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

在检测出所述曲轴的反向旋转时，或者在所述反馈控制的控制时机所述第一旋转相位检测部所检测到的旋转相位的检测值从前次值未被更新时，将所述第二旋转相位检测部所检测到的旋转相位的检测值应用于反馈控制，在除此之外的情况下，将所述第一旋转相位检测部所检测到的旋转相位的检测值应用于反馈控制。

3.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

判定基于来自所述曲轴角传感器的信号检测的曲轴旋转速度是否处于能够发生反向旋转的极低速旋转区域，当判定为处于极低速旋转区域时，由所述第二旋转相位检测部检测旋转相位。

4.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

所述第一旋转相位检测部对旋转相位的检测周期在所述可变气门正时机构的控制周期以下时，将所述第一旋转相位检测部所检测到的旋转相位的检测值应用于反馈控制。

5.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

将与所述曲轴联动地旋转的链轮和所述凸轮轴同心地配置，

所述促动器由电动机构成，该电动机构成为电动机轴与同心地配置的所述链轮及所述凸轮轴同心地配置，并且包含定子的电动机主体与所述链轮一体旋转，通过经由减速器向所述凸轮轴传递所述电动机轴的旋转，使所述凸轮轴相对所述链轮相对旋转，变更所述旋转相位。

6.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

基于内燃机的停止举动中由所述第二旋转相位检测部检测到的旋转相位，以使停止后的旋转相位接近起动时用的目标旋转相位的方式进行反馈控制。

7.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

将作为内燃机气门的进气门非起动时的目标旋转相位设为米勒循环运转用值，将起动时用的目标旋转相位设定为与非起动时用的目标旋转相位相比接近进气下止点的值。

8.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

所述第二旋转相位检测部的形状形成为：固定于所述促动器的旋转轴端部的被检测部中沿绕该旋转轴方向被分割为多个的各部能够连续地检测旋转位置。

9.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

所述曲轴角传感器在所述曲轴的正转时和反转时输出脉宽不同的旋转信号，所述正反转检测部根据该脉宽检测正转和反转。

10.一种内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，包括：

曲轴角检测装置，其检测曲轴的旋转角；

凸轮角检测装置，其检测内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；

第一旋转相位检测装置，其基于来自所述曲轴角检测装置及所述凸轮角检测装置的各信号，检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位；

促动器，其能够使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转而变更所述旋转相位；

该控制装置基于所述旋转相位的检测值驱动所述促动器，并且以使所述旋转相位接近目标值的方式进行反馈控制；

该控制装置还包括：

正反转检测装置，其判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；

促动器旋转检测装置，其以比所述第一旋转相位检测装置的旋转相位检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；

第二旋转相位检测装置，其基于所述曲轴旋转的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位检测装置高的频率检测所述凸轮轴的旋转相位。

11.如权利要求10所述的内燃机的可变气门正时机构的控制方法，其特征在于，

判定基于来自所述曲轴角检测装置的信号检测的曲轴旋转速度是否处于能够发生反向旋转的极低速旋转区域，当判定为处于极低速旋转区域时，进行所述第二旋转相位的检测。

12.如权利要求10所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，

所述第一旋转相位检测装置的旋转相位的检测周期在所述可变气门正时机构的控制周期以下时，将所述第一旋转相位检测装置的旋转相位检测值应用于反馈控制。

13.如权利要求10所述的内燃机的可变气门正时机构的控制方法，其特征在于，

基于内燃机的停止举动中由所述第二旋转相位检测装置检测到的旋转相位，以使停止后的旋转相位接近起动时用的目标旋转相位的方式进行反馈控制。

14.如权利要求10所述的内燃机的可变气门正时机构的控制方法，其特征在于，

所述曲轴角检测装置在所述曲轴的正转时和反转时输出脉宽不同的旋转信号，根据该脉宽检测正转和反转。

15.一种内燃机的可变气门正时机构的控制方法，其特征在于，包括：

检测曲轴的旋转角及内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；

基于所述曲轴的旋转角及所述内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角的各信号，将所述凸轮轴相对所述曲轴的旋转相位作为第一旋转相位进行检测；

驱动能够使所述凸轮轴相对所述曲轴相对旋转而变更所述凸轮轴的旋转相位的促动器，基于所述旋转相位的检测值，以使所述旋转相位接近目标值的方式进行反馈控制；

判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；

以比所述第一旋转相位的检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；

基于所述曲轴的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位高的频率检测所述凸轮轴的旋转相位作为第二旋转相位。

16.如权利要求15所述的内燃机的可变气门正时机构的控制方法，其特征在于，

在检测到所述曲轴的反向旋转时，或者在所述反馈控制的控制时机所述第一旋转相位的检测值从前次值未被更新时，将所述第二旋转相位的检测值应用于反馈控制，在除此之外的情况下，将所述第一旋转相位的检测值应用于反馈控制。

17.如权利要求15所述的内燃机的可变气门正时机构的控制方法，其特征在于，

将与所述曲轴联动地旋转的链轮和所述凸轮轴同心地配置；

所述促动器由电动机构成，该电动机构成为电动机轴与同心地配置的所述链轮及所述凸轮轴同心地配置，并且包含定子的电动机主体与所述链轮一体旋转，通过经由减速器向所述凸轮轴传递所述电动机轴的旋转，使所述凸轮轴相对所述链轮相对旋转，变更所述旋转相位。

18.如权利要求15所述的内燃机的可变气门正时机构的控制方法，其特征在于，

将作为内燃机气门的进气门非起动时的目标旋转相位作为米勒循环运转用值，将起动时用的目标旋转相位设定为与非起动时用的目标旋转相位相比接近吸气下止点的值。

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