CN108442993B - 内燃机系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种内燃机系统。在选择大凸轮作为发动机起动时的驱动凸轮的系统中，在产生了发动机停止要求的情况下，判定是否存在选择了小凸轮作为驱动凸轮的小凸轮汽缸。在判定为存在小凸轮汽缸的情况下，发出从小凸轮向大凸轮切换的切换指令。在产生了发动机起动要求的情况下，再次进行与上述判定相同内容的判定。在判定为存在小凸轮汽缸的情况下，对所有电磁致动器再次发出前述的切换指令。除此之外，到驱动凸轮的切换动作在所有汽缸中完成为止，使燃料喷射器的驱动处于待机状态。

Description

内燃机系统
技术领域
本发明涉及内燃机系统。
背景技术
在日本专利第5404427中公开了一种气门传动装置，所述气门传动装置具备设置于发动机的凸轮轴的凸轮推杆和使凸轮推杆在凸轮轴的轴向上滑动的伺服机构。凸轮推杆具有能够驱动进气门并且凸轮轮廓不同的三种凸轮。在凸轮推杆的外周面形成有预定形状的槽。预定形状的槽具备相对于凸轮轴的轴倾斜的倾斜部。伺服机构进行动作以将能够与凸轮推杆的槽卡合的卡合要素从预定的引入位置推出、或者使其回到预定的引入位置。当在凸轮轴的旋转期间使伺服机构工作时，卡合要素沿着凸轮推杆的槽移动。当卡合要素沿着上述的倾斜部移动时，凸轮推杆在凸轮轴的轴向上滑动。根据这样的气门传动装置，能够在所期望的定时将驱动进气门的凸轮(以下也称为“驱动凸轮”)切换为所期望的凸轮。
发明内容
然而，在利用上述那样的驱动凸轮的切换的发动机是多汽缸发动机的情况下，通常在所有汽缸中驱动凸轮的凸轮轮廓被统一为相同的凸轮轮廓。在假设在所有汽缸中共用的单一凸轮推杆设置于凸轮轴的情况下，所有驱动凸轮的凸轮轮廓均被统一为相同的凸轮轮廓。另一方面，在其他情况下，也就是说，在按每个汽缸或每个汽缸组设置有凸轮推杆的情况下，以凸轮推杆为单位依次切换驱动凸轮的凸轮轮廓。
在多汽缸发动机的起动时，期望所有驱动凸轮的凸轮轮廓统一为适合起动的凸轮轮廓(以下也称为“起动用轮廓”)。但是，在按每个汽缸或每个汽缸组设置有凸轮推杆的情况下，当与发动机起动并行地进行向起动用轮廓的变更时，该变更未完成的汽缸的燃烧状态可能会变得不稳定。另外，在变更完成了的汽缸与变更未完成的汽缸之间也可能会在燃烧状态上产生偏差。因此，期望向起动用轮廓的变更在发动机起动之前完成，进一步说明的话，更加期望在发动机的上次停止时完成。但是，在上次停止时向起动用轮廓的变更不一定成功。
在假设上次停止时的向起动用轮廓的变更在一部分的凸轮推杆处失败的状态下直接进行发动机起动的情况下，会产生上述的与燃烧状态有关的问题。作为其对策，举出在上次停止时，延长发动机停止直到向起动用轮廓的变更完成为止的例子。但是，存在如果延长发动机停止，则燃料消耗量会增加相应的量这一问题。另外，在发动机停止中也存在各种形态，也有时根本无法进行发动机停止的延长。即，也存在如下问题：在发生了不取决于驾驶员的意思、车载计算机的控制的意外的发动机停止的情况下，上次停止时的向起动用轮廓的变更其本身就无法进行。
本发明是鉴于上述那样的课题而做出的发明。即，目的在于：在通过按每个汽缸或每个汽缸组设置的凸轮推杆来切换凸轮轮廓不同的多种凸轮的多汽缸发动机的系统中，抑制在发动机起动时的燃烧状态上产生问题的情况。
本发明的一技术方案涉及的内燃机系统包括：具有多个汽缸的内燃机；多种凸轮，其能够驱动设置于所述内燃机的各汽缸的进气门，并且所述多种凸轮的凸轮轮廓不同；以汽缸为单位或以汽缸组为单位支承所述多种凸轮的多个凸轮推杆，所述多个凸轮推杆设置于与所述内燃机的曲轴同步旋转的凸轮轴；与所述凸轮推杆分别对应地设置的多个切换机构，所述多个切换机构在所述多种凸轮之间切换实际驱动所述进气门的驱动凸轮；以及控制装置。所述控制装置构成为：i)在使所述内燃机停止时，对所述切换机构输出用于进行将所述各汽缸的所述驱动凸轮向预定的起动用凸轮的切换的切换指令；ii)在发生了所述切换的失败的情况下，在所述内燃机的下次起动时，对所述切换机构输出所述切换指令；iii)到所述切换在所有汽缸中完成为止，使各汽缸中的混合气的燃烧的开始处于待机状态。
可以是，所述多个切换机构通过使能够与所述凸轮推杆卡合的销突出，来使所述凸轮推杆分别沿所述凸轮轴的轴向依次滑动。
所述多个切换机构可以是电磁致动器。可以是，在任一电磁致动器中都没检测出由于所述销被向所述电磁致动器推回而产生的感应电动势的情况下，所述内燃机系统判定为发生向所述预定的起动用凸轮的切换的失败。
根据上述技术方案，即使在内燃机的停止时向起动用凸轮的切换失败了，也能够在该内燃机的下次起动时进行向起动用凸轮的切换，并且能够使各汽缸中的混合气的燃烧的开始处于待机状态直到该切换在所有汽缸中完成为止。也就是说，能够使得：在内燃机的下次起动时，在向起动用凸轮的切换在所有汽缸中完成之后，开始各汽缸中的混合气的燃烧。因此，能够抑制在内燃机的下次起动时的燃烧状态上产生问题这一情况。
可以是，所述控制装置构成为，确定作为在使所述内燃机停止时发生了向所述起动用凸轮的切换的失败的汽缸的特定汽缸、或者包括发生了向所述起动用凸轮的切换的失败的汽缸在内的特定汽缸组，在所述内燃机的下次起动时仅对与所述特定汽缸或所述特定汽缸组对应地设置的所述切换机构输出所述切换指令。
根据上述技术方案，能够使得：仅在内燃机的停止时向起动用凸轮的切换失败了的汽缸或汽缸组中，在该内燃机的下次起动时进行向起动用凸轮的切换。因此，与在所有汽缸中进行向起动用凸轮的切换的情况相比，能够抑制因切换机构的驱动而消耗的电量。
也可以是，所述内燃机系统还具备使所述曲轴旋转的电动机。也可以是，所述控制装置构成为，确定作为在使所述内燃机停止时发生了向所述起动用凸轮的切换的失败的汽缸的特定汽缸、或者包括发生了向所述起动用凸轮的切换的失败的汽缸在内的特定汽缸组，在所述内燃机的停止期间控制所述电动机，以使得所述汽缸或所述汽缸组在所述内燃机的下次起动时的向所述起动用凸轮的切换的顺序提前。
根据上述技术方案，能够使得在内燃机的停止时向起动用凸轮的切换失败了的汽缸或汽缸组的，在该内燃机的下次起动时向起动用凸轮切换的顺序提前。因此，能够缩短内燃机的下次起动时的各汽缸中的混合气的燃烧的待机时间，从而使起动动作提前完成。
附图说明
下面将参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点及技术和产业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中：
图1是表示本发明的实施方式1涉及的系统的构成例的概略图。
图2A～图2D是对图1所示的销20与槽18的卡合下的凸轮推杆12的旋转动作例进行说明的图。
图3是对驱动凸轮的切换动作与发动机的四行程的对应关系的例子进行说明的图。
图4是对本发明的实施方式1的停止时控制及起动时控制的例子进行说明的图。
图5是表示在本发明的实施方式1中与ECU所执行的起动时控制有关的处理例程的一个例子的图。
图6是表示在本发明的实施方式2中与ECU所执行的起动时控制有关的处理例程的一个例子的图。
图7是对本发明的实施方式3的停止期间控制的例子进行说明的图。
图8是对本发明的实施方式3的停止期间控制的另一例进行说明的图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在各图中对共通的要素标注相同的标号并省略重复的说明。另外，本发明不被以下的实施方式所限定。
首先，参照图1至图5对本发明的实施方式1进行说明。
图1是表示本发明的实施方式1涉及的系统的构成例的概略图。图1所示的系统是搭载于车辆的内燃机的系统。该内燃机是四冲程型的往复式发动机，也是直列四汽缸型的发动机。该发动机的点火顺序是一号汽缸#1、三号汽缸#3、四号汽缸#4、二号汽缸#2这一顺序。此外，发动机的汽缸数可以是2个，也可以是3个，还可以是5个以上。另外，发动机的点火顺序也没有被特别地限定。
图1所示的气门传动系统具备凸轮轴10。凸轮轴10连接于发动机的曲轴(未图示)，并与该曲轴同步地旋转。在凸轮轴10配置有由中空轴形成的4个凸轮推杆12。凸轮推杆12配置成在凸轮轴10的旋转方向上被固定，但是能够在凸轮轴10的轴向上滑动。凸轮推杆12具有凸轮轮廓(意味着升程量及作用角中的至少一方，以下相同)不同的两种进气凸轮14、16，进气凸轮14与进气凸轮16处于相邻的状态。“作用角”以角度的形式表示气门打开的时间。
在本实施方式1中，进气凸轮14具有比进气凸轮16小的作用角和升程量。以下，为了便于说明，作用角/升程量相对较小的进气凸轮也称为“小凸轮”，作用角/升程量相对较大的进气凸轮也称为“大凸轮”。小凸轮14及大凸轮16按每个汽缸安装有两组。这是因为每个汽缸配置有两个进气门。不过，本发明中的每个汽缸的进气门的配置数目也可以是一个，还可以是3个以上。
在凸轮推杆12的表面，形成有沿凸轮轴10的轴向一边旋转一边延伸的螺旋状的槽18。槽18形成为在汽缸之间具有相位差。具体而言，一号汽缸#1的槽18与三号汽缸#3的槽18之间、三号汽缸#3的槽18与四号汽缸#4的槽18之间、四号汽缸#4的槽18与二号汽缸#2的槽18之间、以及二号汽缸#2的槽18与一号汽缸#1的槽18之间分别设置有90°的相位差。关于各汽缸的槽18，分支的两条在中途汇合成一条。以下，在特别地区分槽18的部位时，将汇合后的槽18称为槽18a，将汇合前的槽18称为槽18b、18c。槽18a的槽深度不是恒定的，从槽18a的中间部到端部形成为越朝向端部则槽深度越浅。
图1所示的气门传动系统在每个气缸均具备电磁致动器24，所述电磁致动器24具有两个销20、22以及线圈(未图示)。销20、22由磁体构成。当向线圈通电时，销20(或销22)从电磁致动器24突出。当销20(或销22)突出时，销20(或销22)插入槽18b(或槽18c)，从而销20(或销22)与槽18卡合。
当处于与槽18卡合的状态的销20(或销22)被槽18a的槽较浅的端部挤压时，销20(或销22)被向电磁致动器24侧推回。因为在线圈中有电流流动，所以当销20(或销22)被向电磁致动器24侧推回时会产生感应电动势。如果检测出该感应电动势，则切断向线圈的通电。当切断向线圈的通电时，销20(或销22)被引入电磁致动器24，从而解除销20(或销22)与槽18的卡合状态。以下，在不需要特别地区分销20、22时，仅称为“销”。
图2A～图2D是对销20与槽18的卡合下的凸轮推杆12的旋转动作例进行说明的图。此外，在图2A～图2D中，凸轮推杆12沿从上方朝向下方的方向旋转。为了便于说明，在图2A～图2D中仅示出凸轮推杆12和电磁致动器24以及与小凸轮14或大凸轮16接触的摇臂滚子(rocker arm roller)26。在图2A中，销20、22被一起引向电磁致动器24。另外，销20与槽18b相对，另一方面，销22与凸轮推杆12的没有形成槽18的部分相对。
在图2B中描绘出了从图2A所示的状态起旋转90°后的凸轮推杆12的姿势。对图2B与图2A进行比较可知，当凸轮推杆12旋转时，槽18a向里侧(进深侧)移动，另一方面，槽18b、18c向跟前侧移动。在图2B中描绘出的槽18b、18c相对于凸轮推杆12的轴正交。以下在该图2B中描绘出的槽18b、18c的部位也称为“正交部位”。在图2B中，销20从电磁致动器24突出。销20的突出动作在销20与槽18b的正交部位相对的期间进行。通过向线圈通电，从电磁致动器24突出的销20插入槽18b的正交部位而与槽18b卡合。
在图2C中描绘出了从图2B所示的状态起旋转90°后的凸轮推杆12的姿势。对图2C与图2B进行比较可知，当凸轮推杆12旋转时，槽18a的整个区域完全移动至里侧，另一方面，槽18b、18c进一步向跟前侧移动。图2C所描绘出的槽18b、18c相对于凸轮推杆12的轴倾斜。该图2C所描绘出的槽18b、18c的部位也称为“倾斜部位”。另外，对图2C与图2B进行比较可知，凸轮推杆12向左方向滑动。这是因为，槽18b的正交部位和倾斜部位伴随着凸轮推杆12的旋转而一边保持与销20的卡合状态一边移动。
在图2D中描绘出从图2C所示的状态起旋转90°后的凸轮推杆12的姿势。对图2D与图2C进行比较可知，当凸轮推杆12旋转时，槽18b、18c的倾斜部位向里侧移动，另一方面，槽18a向跟前侧移动。在图2D中，销20被引入电磁致动器24。销20的引入动作在销20与槽18a相对的期间进行。处于与槽18a卡合的状态的销20伴随着凸轮推杆12的旋转而到达槽18a的槽较浅的端部。当销20在槽18a的槽较浅的端部移动时，销20被向电磁致动器24侧推回。当销20被推回时会产生感应电动势，当伴随着检测出该感应电动势而切断向线圈的通电时，销20被引入电磁致动器24。
根据图2A～图2D可知，当凸轮推杆12向左方向滑动时，与摇臂滚子26接触的凸轮(也就是驱动凸轮)从小凸轮14切换为大凸轮16。
此外，从大凸轮16向小凸轮14的切换动作像以下那样进行。凸轮推杆12从图2D所示的状态起进一步旋转，在销22与槽18c的正交部位相对的期间使销22从电磁致动器24突出。如此一来，销22插入槽18c的正交部位。并且，槽18c的正交部位和倾斜部位一边保持与销22卡合的状态一边移动。因此，凸轮推杆12向右方向滑动。销22从槽18c向槽18a移动，当到达槽18a的槽较浅的端部时，销22被向电磁致动器24侧推回。当销22被推回时会产生感应电动势，当伴随着检测出该感应电动势而切断向线圈的通电时，销22被引入电磁致动器24。通过上述动作，与摇臂滚子26接触的凸轮从大凸轮16切换为小凸轮14。
回到图1，继续说明系统的构成例。图1所示的系统具备作为控制装置的ECU30。ECU30具备RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)及CPU(微处理器)等。ECU30对搭载于车辆的各种传感器的信号进行取入处理。各种传感器包括输出与曲轴的旋转角度相应的信号的曲轴角传感器32。各种传感器也包括输出使发动机起动的信号(IG信号)和使发动机停止的信号(IG-OFF信号)的点火钥匙34。ECU30对所取入的各种传感器的信号进行处理并按照预定的控制程序对各种致动器进行操作。各种致动器包括上述的电磁致动器24。各种致动器也包括设置于发动机的各汽缸的燃料喷射器36和点火装置38。各种致动器还包括起动用马达(起动器)40。起动用马达40是接受来自蓄电池(未图示)的驱动电力来使曲轴旋转的周知的起动装置。
在本实施方式1中，在发动机处于通常状态时(除发动机起动时以外，以下相同)主要使用小凸轮作为驱动凸轮。另一方面，在发动机起动时必须使用大凸轮作为驱动凸轮。图3是对驱动凸轮的切换动作与发动机的四行程的对应关系的例子进行说明的图。此外，虽然在图3中是对一号汽缸#1的驱动凸轮的切换动作进行说明，但二号汽缸#2～四号汽缸#4的驱动凸轮的切换动作也基本上与此相同。一号汽缸#1的驱动凸轮的切换动作在凸轮轴(凸轮推杆)旋转一圈的期间进行。更详细而言，一号汽缸#1的驱动凸轮的切换动作在图3的左侧所示出的排气行程的中期开始。该排气行程的中期相当于销即将与槽18b或槽18c的正交部位相对的期间。销的突出动作在该期间开始。
销的突出动作在图3的左侧所示出的进气行程的初期完成。突出动作完成后的销成为全行程(full stroke)状态。全行程状态的销落座于槽18b(或槽18c)的正交部位并与其卡合。槽18b(或槽18c)的倾斜部位从该状态起一边保持与落座于槽18b(或槽18c)的正交部位的销的卡合状态一边移动。并且，在排气行程的初期，销成为与槽18a卡合的状态。到全行程状态的销与槽18a卡合为止的期间相当于驱动凸轮的切换期间。并且，从图3的右侧所示出的排气行程的后期起开始销的引入动作。该排气行程的后期相当于在图2D中说明的销靠近槽18a的槽较浅的端部的期间。销的引入动作在图3的右侧所示出的进气行程的后期完成。由此，一号汽缸#1的驱动凸轮的切换动作也完成。
预想到在发动机处于通常状态时主要使用小凸轮的系统中多出现如下情形：在产生了针对发动机的停止要求(指的是针对燃料喷射器和点火装置的驱动的停止要求，以下相同)时，选择小凸轮作为驱动凸轮。因此，在本实施方式1中，在产生了针对发动机的停止要求的情况下，判定是否包括选择小凸轮作为驱动凸轮的汽缸(以下也称为“小凸轮汽缸”)。并且，在判定为包括小凸轮汽缸的情况下，发出从小凸轮向大凸轮切换的切换指令。以下，这样的使发动机停止时的控制也称为“停止时控制”。在本实施方式1的停止时控制中，对所有电磁致动器发出从小凸轮向大凸轮切换的切换指令。
但是，在产生了针对发动机的停止要求之后，即使是在停止时控制的过程中凸轮轴的旋转也会停止。在停止时控制的过程中凸轮轴的旋转停止时，基于前述的切换指令的驱动凸轮的切换动作在一部分的汽缸中可能未完成。也就是说，基于前述的切换指令的驱动凸轮的切换动作可能会失败。根据相比于执行停止时控制而优先使发动机停止的本实施方式1，与优先执行停止时控制而延长发动机停止的情况相比，能够抑制燃料消耗量。与之相反，在发生了切换动作的失败的状态下起动发动机的情况下，在小凸轮汽缸中燃烧状态可能会恶化。另外，由于汽缸之间的驱动凸轮不统一这一原因，在汽缸之间燃烧状态也可能会产生偏差。
因此，在本实施方式1中，在产生了针对发动机的起动要求的情况下，再次进行与上述的判定相同内容的判定。并且，在判定为包括小凸轮汽缸的情况下，对所有电磁致动器再次发出前述的切换指令。除此之外，到驱动凸轮的切换动作在所有汽缸中完成为止，使燃料喷射器的驱动处于待机状态。以下，这样的发动机起动时的控制也称为“起动时控制”。
图4是对本发明的实施方式1的停止时控制及起动时控制的例子进行说明的图。在图4的例子中，在时刻t1产生针对发动机的停止要求，在时刻t2发动机转速变成零。另外，在从时刻t1到时刻t2的期间进行一号汽缸#1、三号汽缸#3及四号汽缸#4中的驱动凸轮的切换。另一方面，二号汽缸#2中的驱动凸轮的切换仍未完成。也就是说，二号汽缸#2为小凸轮汽缸。因此，在时刻t3以后进行二号汽缸#2中的驱动凸轮的切换。时刻t3是根据针对发动机的起动要求来开始起动用马达的驱动的时刻。当驱动起动用马达时，凸轮推杆与曲轴的旋转同步地旋转。所以，如果在时刻t3以后发出前述的切换指令，则二号汽缸#2中的驱动凸轮的切换在时刻t4完成。
当二号汽缸#2中的驱动凸轮的切换完成时，所有汽缸中的驱动凸轮的切换完成。在图4的例子中，在时刻t4发出针对各喷射器的喷射许可，在时刻t5以后实际开始燃料的喷射。换言之，到时刻t4为止，使从各喷射器的燃料的喷射处于待机状态。这样，在起动时控制中，到在起动用马达的驱动的过程中所有汽缸中的驱动凸轮的切换完成为止，使各汽缸中的混合气的燃烧的开始处于待机状态。因此，能够防患于未然地防止产生上述的与燃烧状态有关的问题。发动机转速通过从起动用马达供给的转矩及通过混合气的燃烧而产生的转矩来提高。此外，起动用马达的驱动在发动机转速达到了阈值Neth的时刻t6停止。
在图4的例子中，对所有电磁致动器发出前述的切换指令。因此，销的突出动作不仅在二号汽缸#2中进行，也在驱动凸轮的切换完成了的其他汽缸中进行。但是，在二号汽缸#2以外的汽缸中，从电磁致动器突出的销与在图2A～图2D中所说明的凸轮推杆12的位于槽18b的正交部位与槽18c的正交部位之间的表面相对。另外，即使图2A～图2D所示出的凸轮推杆12发生旋转，也会变成突出状态的销插入槽18a，然后被槽18a的槽较浅的端部挤压而被向电磁致动器侧推回这一情况。因此，在二号汽缸#2以外的汽缸中不会发生凸轮推杆的滑动，只有二号汽缸#2的凸轮推杆会滑动。
另外，当销被向电磁致动器侧推回时会产生上述的感应电动势，切断向线圈的通电。因此，与销的突出动作同样地，销的引入动作也在所有汽缸中都进行。
图5是表示在本发明的实施方式1中与ECU所执行的起动时控制有关的处理例程的一个例子的图。本例程每当产生针对发动机的起动要求时执行。此外，起动要求的有无例如基于ECU是否接收到来自图1所示的点火钥匙34的IG信号来进行判定。IG信号是在由车辆的驾驶员进行了预定的操作(例如，将点火钥匙转到预定位置等操作)的情况下输出的信号。
在图5所示的例程中，首先，对起动用马达发出驱动指令(步骤S2)。接着，判定是否在所有汽缸中驱动凸轮都切换为了大凸轮(步骤S4)。步骤S4的判定利用对在即将执行本例程之前进行的停止时控制中的感应电动势的产生的检测结果来进行。具体而言，在所有电磁致动器中都检测出了感应电动势的产生的情况下，判定为在所有汽缸中驱动凸轮都切换为了大凸轮。另一方面，在任一电磁致动器中没有检测出感应电动势的产生的情况下，判定为发生了基于停止时控制的驱动凸轮的切换的失败。
在步骤S4的判定是否定的情况下，能够判断为包括小凸轮汽缸。因此，对所有电磁致动器发出前述的切换指令(步骤S6)。接着，判定是否在所有汽缸中驱动凸轮都切换为了大凸轮(步骤S8)。步骤S8的判定利用对基于在步骤S6中发出的切换指令而产生的感应电动势的检测结果来进行。具体而言，在所有电磁致动器中都检测出了感应电动势的产生的情况下，判定为在所有汽缸中驱动凸轮都切换为了大凸轮。反复进行步骤S8的处理直到出现肯定的判定结果为止。
在步骤S4或步骤S8的判定是肯定的情况下，能够判断为不包括小凸轮汽缸。因此，发出允许从燃料喷射器的喷射的指令(步骤S10)。接着，判定发动机转速是否超过了阈值Neth(步骤S12)。反复进行步骤S12的处理直到出现肯定的判定结果为止。在步骤S12的判定是肯定的情况下，对起动用马达发出驱动停止指令(步骤S14)。
以上，根据图5所示的例程，在产生了针对发动机的起动要求的情况下，能够在开始燃料喷射之前使得在所有汽缸中驱动凸轮均成为大凸轮。因此，能够防患于未然地防止发生上述的与燃烧状态有关的问题。另外，根据图5所示的例程，无论对停止时控制中的感应电动势的检测结果是怎样的结果，均能够在开始进行之后的发动机起动时的燃料喷射之前，使得在所有汽缸中驱动凸轮均成为大凸轮。即，能够与上次停止时的发动机停止的形态无关地，在开始本次的发动机起动时的燃料喷射之前使得在所有汽缸中驱动凸轮均成为大凸轮。
此外，在上述的实施方式1中，电磁致动器相当于“切换机构”的一个例子。ECU相当于“控制装置”的一个例子。大凸轮相当于“起动用凸轮”的一个例子。
接着，参照图6对本发明的实施方式2进行说明。此外，本实施方式2的系统的构成例与图1所示的构成例是共通的。另外，驱动凸轮的切换动作与在图2A～图2D以及图3中所说明的一样。因此，省略关于系统的构成例和驱动凸轮的切换动作的说明。
在上述实施方式1中，执行停止时控制，另外，执行与判定结果相应的起动时控制，所述判定结果是产生了针对发动机的停止要求时的与小凸轮汽缸有关的判定结果。另外，在执行起动时控制时，对所有电磁致动器再次发出在停止时控制时发出的切换指令。在本实施方式2中执行与上述实施方式1相同内容的停止时控制，另外，根据上述的与小凸轮汽缸有关的判定结果来执行起动时控制。但是，在执行本实施方式2的起动时控制时，仅对与小凸轮汽缸对应的电磁致动器再次发出在停止时控制时发出的切换指令。
如在上述实施方式1的图5的步骤S4中说明的那样，与驱动凸轮的切换的失败有关的判定利用对停止时控制中的感应电动势的产生的检测结果来进行。因为该检测结果是以电磁装置为单位而得到的，所以在停止时控制的结束时间点判明了哪个汽缸属于小凸轮汽缸。另外，上述的向线圈的通电以电磁致动器为单位来进行。并且，仅对与小凸轮汽缸对应的电磁致动器发出前述的切换指令是指不对与小凸轮汽缸对应的电磁致动器以外的电磁致动器发出前述的切换指令。因此，根据本实施方式2的起动时控制，能够省略向一部分的线圈的通电。因此，与上述实施方式1相比，能够抑制与起动时控制的执行相伴的耗电量。
图6是表示在本发明的实施方式2中与ECU所执行的起动时控制有关的处理例程的一个例子的图。本例程与图5所示的例程同样，也是每当产生针对发动机的起动要求时执行。另外，本例程所示出的处理与图5所示出的例程的处理基本上相同。具体而言，图6的步骤S16、S18、S24、S26、S28的处理与图5的步骤S2、S4、S10、S12、S14的处理相同。以下，对与图5的处理部分不同的图6的步骤S20、S22的处理进行说明。
在图6的步骤S20中，对与小凸轮汽缸对应的电磁致动器发出前述的切换指令。如已经说明的那样，在停止时控制的结束时间点判明了哪个汽缸为小凸轮汽缸。在步骤S20的处理中，基于该信息来确定小凸轮汽缸，并发出前述的切换指令。接着，判定在小凸轮汽缸中驱动凸轮是否切换为了大凸轮(步骤S22)。步骤S22的判定利用对基于在步骤S20中发出的切换指令而产生的感应电动势的检测结果来进行。具体而言，在与小凸轮汽缸对应的电磁致动器中检测出了感应电动势的产生的情况下，判定为在小凸轮汽缸中驱动凸轮切换为了大凸轮。反复进行步骤S22的处理直到出现肯定的判定结果为止。
以上，根据图6所示的例程，在包括小凸轮汽缸的情况下，能够在开始燃料喷射之前将小凸轮汽缸的驱动凸轮切换为大凸轮。因此，与上述实施方式1相比，能够抑制与起动时控制的执行相伴的耗电量。
接着，参照图7和图8对本发明的实施方式3进行说明。此外，本实施方式3的系统的构成例是在图1所示的构成例中追加电动发电机(未图示)的构成例。作为一个例子，电动发电机由永磁体型交流同步电动马达构成。电动发电机的旋转轴与曲轴连结。电动发电机给予曲轴通过动力运行驱动而产生的马达转矩。电动发电机也通过再生驱动而作为发电机来动作。但是，电动发电机以外的构成与图1所示的构成例是共通的。另外，驱动凸轮的切换动作与在图2A～图2D以及图3中所说明的一样。因此，省略关于系统的构成例和驱动凸轮的切换动作的说明。
在上述实施方式1中，执行停止时控制，另外，执行与判定结果相应的起动时控制，所述判定结果是产生了针对发动机的停止要求时的与小凸轮汽缸有关的判定结果。在本实施方式3中，执行与上述实施方式1相同内容的停止时控制和起动时控制。但是，在本实施方式3中，基于在停止时控制的结束时间点判明的小凸轮汽缸的信息来在发动机停止的期间执行对电动发电机进行动力运行驱动的控制。以下，这样的发动机停止期间的控制也称为“停止期间控制”。
图7是对本发明的实施方式3的停止期间控制的例子进行说明的图。在图7的例子中，在时刻t1产生针对发动机的停止要求，在时刻t2发动机转速变成零。另外，在从时刻t1到时刻t2的期间进行一号汽缸#1、三号汽缸#3及四号汽缸#4中的驱动凸轮的切换。另一方面，二号汽缸#2中的驱动凸轮的切换仍未完成。到此为止，与在图4中说明的停止时控制的内容相同。
在时刻t2判明了二号汽缸#2属于小凸轮汽缸。因此，在图7的例子中，在时刻t2以后的时刻t7开始电动发电机的动力运行驱动，使曲轴旋转。当曲轴旋转时凸轮推杆的停止位置移动。在图7的例子中，一边参照来自曲轴角传感器的位置信息，一边持续进行电动发电机的驱动直到时刻t8为止，以使得在时刻t3以后进行的二号汽缸#2的销的突出动作比其他汽缸的切换动作先开始。也就是说，从时刻t7到时刻t8对电动发电机进行动力运行驱动，以使得二号汽缸#2的销的突出动作的顺序提前。
如果执行停止期间控制，则能够在时刻t9完成二号汽缸#2中的驱动凸轮的切换。并且，如果在时刻t9发出针对各喷射器的喷射许可，则会在时刻t10以后实际开始燃料的喷射。在假设没有使二号汽缸#2的顺序提前的情况下，与起动时控制的执行相伴的燃料喷射的开始可能会推迟。关于这一点，如果执行停止期间控制，则能够缩短到开始燃料喷射为止的延迟期间，使发动机转速在短时间内上升。此外，起动用马达的驱动在发动机转速达到了阈值Neth的时刻t11停止。
图8是对本发明的实施方式3的停止期间控制的另一例进行说明的图。在图8的例子中，在时刻t1产生针对发动机的停止要求，在时刻t2发动机转速变成零。到此为止，与在图4中说明的停止时控制的内容相同。
在图8的例子中，在从时刻t1到时刻t2的期间进行一号汽缸#1及四号汽缸#4中的驱动凸轮的切换。另一方面，二号汽缸#2及三号汽缸#3中的驱动凸轮的切换仍未完成。但是，在时刻t2判明了二号汽缸#2及三号汽缸#3属于小凸轮汽缸。因此，在图8的例子中，在时刻t2以后的时刻t12开始电动发电机的动力运行驱动，使曲轴旋转。当曲轴旋转时凸轮推杆的停止位置移动。在图8的例子中，一边参照来自曲轴角传感器的位置信息一边持续进行电动发电机的驱动直到时刻t13为止，以使得在时刻t3以后进行的三号汽缸#3的销的突出动作第一个开始，二号汽缸#2的销的突出动作第三个开始。
如果执行停止期间控制，则能够使三号汽缸#3中的驱动凸轮的切换在时刻t14完成，使二号汽缸#2中的驱动凸轮的切换在时刻t15完成。也就是说，能够在时刻t15完成所有汽缸中的驱动凸轮的切换。并且，如果在时刻t15发出针对各喷射器的喷射许可，则会在时刻t16以后实际开始燃料的喷射。以下内容在说明图7的例子时也进行了描述，在假设没有使二号汽缸#2及三号汽缸#3的顺序提前的情况下，与起动时控制的执行相伴的燃料喷射的开始可能会推迟。关于这一点，如果执行停止期间控制，则能够缩短到开始燃料喷射为止的延迟期间，使发动机转速在短时间内上升。此外，起动用马达的驱动在达到了阈值Neth的时刻t17停止。
此外，在上述的实施方式3中，电动发电机相当于“电动机”的一个例子。
在上述实施方式1至实施方式3中，对图1所示的在凸轮轴10配置有4个凸轮推杆12的例子进行了说明。也就是说，对按每个汽缸配置凸轮推杆12的例子进行了说明。但也可以跨及2个汽缸以上地配置凸轮推杆12。这样的配置例与在日本特开2009-228543中所公开的一样。也就是说，无论是在采用什么样的凸轮推杆的构成的情况下，如果利用凸轮推杆的滑动实现的凸轮的切换不是在所有汽缸中统一进行，而是以汽缸或汽缸组为单位来进行，则能够应用上述的停止时控制、起动时控制及停止期间控制。
另外，在上述实施方式1至3中，对将发动机处于通常状态时的驱动凸轮主要设为小凸轮，将发动机起动时的驱动凸轮设为大凸轮的例子进行了说明。但是，该发动机的运转状态与驱动凸轮的关系只不过是一个例子，也可以是，将发动机处于通常状态时的驱动凸轮主要设为大凸轮，将发动机起动时的驱动凸轮设为小凸轮。也就是说，即使在将发动机起动时的驱动凸轮设为小凸轮的情况下，也能够应用上述的停止时控制、起动时控制及停止期间控制。进一步而言，凸轮推杆所具有的驱动凸轮的候补不限于小凸轮和大凸轮这两种，驱动凸轮的候补也可以是3种以上。即使在这样的情况下，在使发动机起动时的驱动凸轮在所有汽缸中均统一为特定的起动用凸轮时，也能够应用上述的停止时控制、起动时控制及停止期间控制。
另外，在上述实施方式1至实施方式3中，利用对销被向电磁致动器侧推回时的感应电动势的检测结果来判定有无驱动凸轮的切换的失败。另外，在上述实施方式2中，利用该检测结果来确定小凸轮汽缸。但也可以是，另行设置检测与摇臂滚子相对的进气凸轮的传感器，使用该传感器的输出来判定有无上述的失败，并且也可以确定小凸轮汽缸。
另外，在上述实施方式3中，执行与上述实施方式1相同内容的停止时控制和起动时控制。但是，在上述实施方式3中也可以执行上述实施方式2的起动时控制来替代上述实施方式1的起动时控制。
另外，在上述实施方式1至实施方式3中，在起动时控制中，到驱动凸轮的切换动作在所有汽缸中完成为止，使燃料喷射器的驱动处于待机状态。但也可以是，替代燃料喷射器的驱动而使点火装置的驱动处于待机状态，或者是，使点火装置的驱动与燃料喷射器的驱动一并处于待机状态。如果使点火装置的驱动处于待机状态，则至少能够使各汽缸中的混合气的燃烧处于待机状态，因此能够防患于未然地防止发生上述的与燃烧状态有关的问题。此外，从抑制燃料消耗量这一观点出发，优选不使点火装置的驱动处于待机状态而是使燃料喷射器的驱动处于待机状态。

Claims (4)

1.一种内燃机系统，其特征在于，具备：
具有多个汽缸的内燃机；
多种凸轮，所述多种凸轮具有不同的凸轮轮廓，构成为能够驱动设置于所述内燃机的各汽缸的进气门；
以汽缸为单位或以汽缸组为单位支承所述多种凸轮的多个凸轮推杆，所述多个凸轮推杆设置于与所述内燃机的曲轴同步旋转的凸轮轴；
与所述凸轮推杆分别对应地设置的多个切换机构，所述多个切换机构在所述多种凸轮之间切换实际驱动所述进气门的驱动凸轮；以及
控制装置，
所述控制装置构成为：
i)在使所述内燃机停止时，对所述切换机构输出用于进行将所述各汽缸的所述驱动凸轮向预定的起动用凸轮的切换的切换指令；
ii)在发生了所述切换的失败的情况下，在所述内燃机的下次起动时，对所述切换机构输出所述切换指令；
iii)到所述切换在所有汽缸中完成为止，使各汽缸中的混合气的燃烧的开始处于待机状态，
所述控制装置构成为，确定作为在使所述内燃机停止时发生了向所述起动用凸轮的切换的失败的汽缸的特定汽缸、或者包括发生了向所述起动用凸轮的切换的失败的汽缸在内的特定汽缸组，在所述内燃机的下次起动时仅对与所述特定汽缸或所述特定汽缸组对应地设置的所述切换机构输出所述切换指令。
2.根据权利要求1所述的内燃机系统，其特征在于，
所述多个切换机构通过使能够与所述凸轮推杆卡合的销突出，来使所述凸轮推杆分别沿所述凸轮轴的轴向依次滑动。
3.根据权利要求2所述的内燃机系统，其特征在于，
所述多个切换机构是电磁致动器；并且
在任一电磁致动器中都没检测出由于所述销被向所述电磁致动器推回而产生的感应电动势的情况下，所述内燃机系统判定为发生向所述预定的起动用凸轮的切换的失败。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机系统，其特征在于，
所述内燃机系统还包括使所述曲轴旋转的电动机，其中，
所述控制装置构成为，确定作为在使所述内燃机停止时发生了向所述起动用凸轮的切换的失败的汽缸的特定汽缸、或者包括发生了向所述起动用凸轮的切换的失败的汽缸在内的特定汽缸组，在所述内燃机的停止期间控制所述电动机，以使得所述特定汽缸或所述特定汽缸组在所述内燃机的下次起动时的向所述起动用凸轮的切换的顺序提前。
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