CN1834411A - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内燃机，其中可变升程和/或作动角机构根据内燃机的驱动条件可变地控制排气门的升程和/或作动角，可变相位机构根据发动机的驱动条件可变地控制所述排气门的升程中心角的相位，当前位置检测部分检测所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中的每一个机构的当前操作位置，以及控制部分在所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构之一出现故障时沿气缸内残留气体量变得最小的方向控制所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中正常操作的另一个机构。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种内燃机，且尤其涉及这样一种内燃机，其中装备有可变地控制排气门的升程和/或作动角的可变升程和/或作动角机构和可变地控制排气门的升程中心角的相位的可变相位机构。
背景技术
2001年3月13日出版的日本专利申请第一次出版物No.2001-65321公开了一种以前提出的用于内燃机的可变操作气门装置。在该以前提出的可变操作气门装置中，设置有根据发动机驱动条件可变地控制至少发动机气门的升程特性的第一可变机构，可变地控制至少发动机气门的开启-和-关闭正时特性的第二可变机构，以及用于检测或是第一可变机构或是第二可变机构的当前位置的位置检测装置，当第一和第二可变机构之一出现故障时，第一和第二可变机构中没有出现故障的那个机构的操作根据由位置检测装置检测到的、第一和第二可变机构中已经出现故障的另一机构的位置进行控制以落入预定范围内。在上述日本专利申请第一次出版物中，当第一和第二可变机构之一出现故障时，对升程特性或相位进行控制以便避免活塞与相关发动机气门之间以及发动机气门的(各)进气门与其(各)排气门之间的干涉。因此，在避免机械故障的同时，可防止机械性能的下降。
不过，在以前提出的、公开于上述日本专利申请第一次出版物中的可变操作气门装置中，在排气门关闭正时过度提前于上止点的状态下第一可变机构和第二可变机构之一出现故障的情况下，不执行使排气门关闭正时向上止点主动延迟的控制。因此，根据这种情况，存在气缸内残留气体量增加以及因此燃烧稳定性下降的可能性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够避免气缸内残留气体量增加以及燃烧稳定性下降的内燃机。
根据本发明的一个方面，提供了一种内燃机，包括：根据所述内燃机的驱动条件可变地控制排气门的升程和/或作动角的可变升程和/或作动角机构；根据所述内燃机的驱动条件可变地控制所述排气门的升程中心角的相位的可变相位机构；检测所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中的每一个机构的当前操作位置的当前位置检测部分；以及控制部分，该控制部分在所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构之一出现故障时沿气缸内残留气体量变得最小的方向控制所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中正常操作的另一个机构。
根据本发明另一方面，提供了一种内燃机，包括：根据所述内燃机的驱动条件可变地控制排气门的升程和/或作动角的可变升程和/或作动角机构；根据所述内燃机的驱动条件可变地控制所述排气门的升程中心角的相位的可变相位机构；检测所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中的每一个机构的当前操作位置的当前位置检测部分；以及控制部分，该控制部分在所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构之一出现故障时以这样一种方式控制所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中正常操作的另一个机构控制，使得排气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或者低于预定量。
该发明内容部分并不一定要描述所有必要技术特征，而是本发明也可以是这些特征的子组合。
附图说明
图1是表示装配在内燃机的排气门侧的可变操作气门的说明性视图。
图2是沿图1所示的A-A线截得的横截面剖视图。
图3是可变升程和/或作动角机构的平面图。
图4是用于说明在可变相位机构的最大提前角固定期间、在可变升程和/或作动角机构处于小升程状态的情况下的配气正时的说明性视图。
图5是表示当执行根据本发明的可变气门和/或作动角机构的控制时的配气正时的说明性视图。
图6是用于说明当执行根据本发明的可变气门和/或作动角机构的控制时的配气正时的说明性视图。
图7是用于说明在将可变气门和/或作动角机构固定为小升程和小作动角期间、当相位可变机构处于提前角状态时的配气正时的说明性视图。
图8是用于说明当执行根据本发明的可变相位机构的控制时的配气正时的说明性视图。
图9是表示当执行根据本发明的可变相位机构的控制时的配气正时的说明性视图。
具体实施方式
下面将参照附图以便有利于更好地理解本发明。
图1示出了设置于排气门侧的可变操作气门装置。该可变操作气门装置包括：能够扩大和缩小排气门12的升程和/或作动角的可变升程和/或作动角机构1；以及能够提前或延迟排气门12的升程中心角的相位的可变相位机构。
可变升程和/或作动角机构1根据发动机驱动条件通过气门导管同时并且连续地改变每个发动机气缸的滑动安装于气缸盖11上的两个排气门12、12的升程量(升程变量)和升程作动角。可变气门机构2根据发动机驱动条件同时并且连续地改变每个排气门12、12的升程中心角的相位以修正每个排气门12、12的开启-和-关闭正时。
如图1至3所示，可变升程和/或作动角机构1包括：可转动地支撑在位于气缸盖11上部处的轴颈14上的中空驱动轴13；两个驱动凸轮15、15，所述驱动凸轮是借助压配合固定在中空驱动轴13上的偏心旋转凸轮；摆动凸轮17、17，所述摆动凸轮通过滑动接触设置于相应排气门12、12上端部的气门挺杆16、16的平坦上表面16a、16a来开启和操作相应排气门12、12；连接于驱动凸轮15、15与摆动凸轮17、17之间的传动机构18、18，用以传送作为每个摆动凸轮17、17的摆动力的每个驱动凸轮15的扭矩(回转力)；以及可变地控制每个传动机构18、18的操作位置的控制机构19。
驱动轴13沿着发动机的前-和-后方向设置，发动机曲轴的扭矩(回转力)经由设置在其一端部等处、并套绕在后文将要描述的可变相位机构2的正时链轮40上的正时链传送至驱动轴13。
轴颈14设置于气缸盖11的上端部，如图1所示，并且包括支撑驱动轴13上部的主支架14a；以及安装于主支架14a上端部并且可旋转地支撑将要在后文进行描述的控制轴32的辅支架14b。主和辅支架14a、14b二者从气缸盖11的上方借助一对螺栓14c、14c固定(拧紧)到一起。
两个驱动凸轮15基本呈环形形状，如图1至3所示，并且包括：凸轮主体(主构架)15a；一体地设置于凸轮主体15a的外(外部)端表面上的圆柱形部分15b。驱动轴插入孔15c沿着每个驱动凸轮15的内部轴向方向贯穿形成。凸轮主体15a的轴心X从驱动轴13的轴心Y沿径向偏移预定量。另外，各个驱动凸轮15、15以压配合的形式被固定套装在驱动轴13上，从而不与相应气门挺杆16、16发生干涉，并且两个凸轮主体15a、15a的外圆周表面15d、15d形成为相同的凸轮轮廓。
摆动凸轮17、17呈现基本上横向字母U形形状，典型地如图2所示，并且包括：位于每个摆动凸轮17、17的一端侧部上的环形基体端部20，支撑孔20a贯穿形成其上，驱动轴13贯穿于该孔中；以及位于另一端部的凸轮凸部21，其上贯穿形成有销孔21a。此外，凸轮表面22形成在每个摆动凸轮17、17的下表面上。基体圆形表面22a、从基体圆形表面22a起朝向每个凸轮凸部21沿基本上弧形形状延伸的斜坡表面22b、以及位于斜坡表面22b端侧处的提升表面22c连续地形成于每个凸轮表面22上。基体圆形表面22a、斜坡表面22b和提升表面22c根据每个摆动凸轮17的摆动位置接触每个气门挺杆16的上表面16a的预定位置。
每个传动机构18、18包括，如图2所示，设置于驱动轴13上部的摇臂23、在摇臂23的端部23a与驱动凸轮25之间互连的连杆臂24、以及作为在摇臂23的另一端部23b与相应一个摆动凸轮17、17之间互连的互连部件的连杆25。
如从图3的平面图看到的(如图3所示)，每个摇臂23弯折成基本上曲拐的形状并且包括位于相应一个摇臂23、23的中心处、且可旋转地支撑于后文将要描述的控制凸轮33上的筒柱基部23c。另外，其中插装有与连杆臂24可相对旋转连接的销26的销孔23d贯穿形成于朝向相应摇臂23、23的每个基部23c的每个外端部突出的一个端部23a上，典型地如图2和3所示。另一方面，其中贯穿有可相对旋转地与每个连杆25的一个端部25a连接的销27的销孔23e形成于朝向每个基部23c的内端部突出的另一端部23b上。
另外，每个连杆臂24、24包括：具有相对较大直径的环形(环状)基部24a；在环形基部24a外周表面上的预定位置处突起的突出端24b。可旋转地装配于驱动凸轮15凸轮主体15a的外周表面上的配合孔24c形成于基部24a的中心位置处。销26可旋转地插入其中的销孔24d贯穿形成在每个连杆臂24、24的突出端24b。
而且，每个连杆25弯折成基本上为<符号的形状并且具有典型地如图2所示的预定长度，销插入孔25c、25d形成于每个连杆25的相应端部25a、25b，如图1所示。各个销27、28的端部可旋转地插入相应销插入孔25c、25d。各个销27、28可旋转地插入设置在每个摇臂23另一端部23b上的销孔23e以及设置在每个摆动凸轮17、17的凸轮凸部21上的销孔21a中。
每个连杆25将各个摆动凸轮17、17中的对应凸轮的最大摆动范围限制在相应一个摇臂23、23的摆动范围内。
需要指出，卡环(snap ring)29、30和31设置于相应销26、27和28的一个端部上以限制每个连杆臂24和每个连杆25的轴向移动。
控制机构19包括：沿着发动机的前-和-后方向设置的控制轴32；控制凸轮33，每个控制凸轮固定于控制轴32的外周上以作为每个摇臂23的摆动支点；以及作为电操作(驱动)致动器的电动机34，以控制控制轴32的旋转位置。
控制轴32平行于驱动器轴13设置并且如上所述可旋转地支撑于轴颈14的辅支架14b与轴颈14的主支架14a的轴颈槽之间。另一方面，每个控制凸轮33为圆柱形，并且每个控制凸轮33的轴心P1的位置与控制轴32的轴心P2的位置以α偏移，典型地如图2所示。
电动机34经由设置于驱动轴末端34a的第一正齿轮35与安装于控制轴32后端部的第二正齿轮36之间的啮合将回转力(扭矩)传送至控制轴32。电动机34响应于来自检测发动机驱动条件的控制器37的控制信号被驱动。发动机驱动条件根据例如发动机转速、发动机负载、油温度(冷却剂的水温)和发动机启动后经过的时间由控制器37进行确定。
另一方面，可变相位机构2设置于驱动轴13的端侧，如图1所示，并且包括如图1所示设置于驱动轴13的末端部正时链轮(sprocket)40，来自发动机曲轴的回转力经由正时链(未示出)传送至正时链轮40；套筒42，其借助螺栓41沿轴向固定于驱动轴13的轴向方向；设置在正时链轮40与套筒42之间的圆柱齿轮43；以及作为驱动机构驱动圆柱齿轮43以沿着驱动轴13的前-和-后方向移动的液压回路44。
正时链轮40包括链(未示出)套绕其上、位于正时链轮40圆柱形主构架(主体)40a的后端部并且借助于螺栓45进行固定的链轮部分40b；以及使用前壳40c封闭的圆柱形主构架40a的前端开口。另外，呈斜齿正齿轮形式的内齿46形成在圆柱形主体40a的内周表面上。
驱动轴13的末端部配装其中的装配槽形成于套筒42的后端部，并且装设用来经由前盖40c沿向前方向偏压正时链轮40的螺旋弹簧47安装于设置在套筒42前端部处的保持凹槽中。呈正齿轮形式的外齿48形成在套筒42的外周表面上。
圆柱齿轮43从轴向直角方向分为两个齿轮构成部分并且借助销和弹簧沿前-和-后齿轮构成部分相互趋近彼此的方向受到偏压，并且与相应内齿46与外齿48啮合的正齿轮形式的内和外齿形成于圆柱齿轮43的内和外周表面上。相对施加于形成在圆柱齿轮43前-和-后方向上的第一和第二液压腔49、50的液压导致每个内和外齿之间的可滑动接触，并且圆柱齿轮43沿前-和-后方向移动(在图1中为向左-和-向右方向)。另外，当圆柱齿轮43移动至其碰撞(撞击)前盖40c的最大向前移动位置处时，该圆柱齿轮43将排气门12、12控制在最大延迟角位置。另一方面，当圆柱齿轮43移动至最大向后位置处时，该圆柱齿轮43将排气门12、12控制在最大提前角位置。而且，弹性地安装在第二液压腔50中的返回弹簧51在第一液压腔49中的液压没有供给的情况下借助返回弹簧51偏置于最大向前移动位置。
液压回路44包括：连接于与油盘(未示出)连通的油泵52的下游侧的主通道53；在主通道53的下游侧分支并且连接于第一和第二液压腔49、50的第一和第二液压通道54、55；安装于主通道53与第一和第二液压通道54、55之间的分支位置处的流动通道转换电磁阀56；以及连接于流动通道转换阀56的排放通道57。
流动通道转换阀56响应于来自驱动地控制可变升程和/或作动角机构1的电动机34的相同控制器37的控制信号进行转换和驱动。
控制器37根据来自曲轴角度传感器的发动机(回转)转速、来自气流计的进气流量(发动机负载)以及来自发动机油温传感器的发动机油温的检测信号通过数学运算检测当前发动机驱动条件，并且根据来自作为当前位置检测装置(部分)检测控制轴32的当前回转位置的第一位置检测传感器58和来自作为当前位置检测装置(部分)检测驱动轴13和正时链轮40之间的相对枢转位置的第二位置检测传感器58的检测信号将控制信号输出至电动机34和流动通道转换阀56。
也就是说，控制器37确定每个排气门12(在每个发动机气缸一个排气门的情况下，排气门12)的目标升程特性，换句话说，根据发动机转速、发动机负载、油温和发动机启动后经过的时间的信息信号确定控制轴32的目标回转位置，并且根据控制轴32的确定的目标回转位置(其对应于指令信号)通过回转电动机34经由控制轴32可旋转地将控制凸轮33控制为预先确定的回转角度位置。另外，第一位置检测传感器58监测控制轴32的实际回转位置，并且借助反馈控制将控制轴32回转至目标相位。
另一方面，在流动通道转换阀56处，每个排气门12、12(在每个发动机气缸一个排气门12的情况下，排气门12)的目标提前角度量如上所述根据各个传感器的信息信号确定，第一液压通道54和主通道53根据所确定的目标提前角度量借助流动通道转换阀56以预定的时间连通，第二液压通道55和排放通道57以另一预定的时间连通。因此，正时链轮40与驱动轴13之间的相对枢转位置经由圆柱齿轮43进行转换从而被控制朝向提前角侧。另外，在这种情况下，第二位置检测传感器59预先监测正时链轮40与驱动轴13之间的实际相对枢转位置并且采用反馈控制使驱动轴13朝向目标相对枢转位置回转，即目标提前角度量回转。
在该实施例中，当可变升程和/或作动角机构1和可变相位机构2中的任何一个机构出现故障时，两个可变机构1和2中没有出现故障的(正常操作的)那个机构沿朝向气缸内残留气体量(每个发动机气缸)达到最小的方向进行控制。换句话说，当可变升程和/或作动角机构1和可变相位机构2中的一个机构出现故障时，即可变升程和/或作动角机构1和可变相位机构2中没有出现故障(正常操作)的另一个机构以这样一种方式进行控制，使得排气门关闭正时的提前角度量等于或者低于预定量。
如果排气门关闭正时在上止点之前被过度地提前，那么每个排气门12、12关闭后的燃烧室容积被过度地扩大，使得已经燃烧的气体(已燃气体)残留于每个气缸内，并因此，燃烧稳定性变差。因此，当可变升程和/或作动角机构1和可变相位机构2中的任何一个出现故障时，可变升程和/或作动角机构1和可变相位机构2中没有出现故障的另一个机构沿朝向气缸内残留气体量变得最小的方向进行控制。因此，气缸内残留气体量被减小，且燃烧稳定性的恶化得以避免。
图4示出了在可变相位机构2的最大提前角固定状态期间可变升程和/或作动角机构1处于小升程状态的配气正时曲线图，即，在每个排气门12、12(在每个发动机气缸一个排气门的情况下，排气门12)的升程中心角的相位处于最大提前角度位置的状态下可变相位机构2出现故障情况下的配气正时曲线图，且当每个排气门12的升程中心角固定(锁定)在最大提前角度位置时，排气门12处于小升程和小操作角状态。在这种情况下，由于排气门关闭正时距上止点被过度提前，所以气缸内残留气体量增加。燃烧稳定性变差。
于是，如图5所示，由于每个排气门12的气门升程量(变量)被固定于某一值，使得在排气门关闭正时处距上止点的提前角度变得等于或者低于预定量，所以气缸内残留气体量被减小并且燃烧稳定性的恶化得以避免。
更详细地说，在可变相位机构2出现故障期间，可变升程和/或作动角机构1以这样一种方式进行控制，使得排气门关闭正时处于根据试验预先确定的预定范围内，即排气门关闭正时处于跨过上止点(TDC)的预先设定的预定范围内。具体地说，(每个)排气门12的气门升程量(变量)被固定为这样的气门升程量(变量)以便将排气门关闭正时限制在提前角侧界限值与延迟角侧界限值之间。在该实施例中，排气门关闭正时被固定为达到延迟角侧界限值(参见图5中的粗实线)的气门升程量(变量)。
另外，如图6所示，(每个)排气门的气门升程量(变量)可以借助可变升程和/或作动角机构1可变地控制在排气门关闭正时落在提前角侧界限值和延迟角侧界限值之间的某一值的范围内。因此，气缸内残留气体量可被减小并且(每个)排气门12的气门升程量(变量)能够避免恶化。换句话说，(每个)排气门12的气门升程量(变量)可以可变地控制在排气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或者低于预定量的第一可变范围内(图6中两条粗实线包围的区域)。
需要指出，为了执行如图5和6所示的控制，对可变升程和/或作动角机构1进行控制，使得(各)排气门12不与活塞或(各)吸气(进气)门发生干涉。换句话说，提前角侧界限值和延迟角侧界限值在考虑(每个)排气门12固定位置的升程中心角的情况下被最终确定。
图7示出了在可变升程和/或作动角机构1固定于小升程和小作动角期间、可变相位机构2处于提前角状态的情况下，即当(每个)排气门12的气门升程量(变量)处于小升程状态并且可变升程和/或作动角机构1被固定(锁定)时、(每个)排气门12的升程中心角的相位处于提前角侧的情况下的配气正时曲线图。在这种情况下，排气门关闭正时距上止点被过度提前，并且气缸内残留气体量增加并且燃烧稳定性下降。
为了解决上述缺陷，如图8所示，(每个)排气门12的升程中心角的相位被延迟并且被固定为某一值，使得(每个)排气门12的气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或者低于预定量，使得气缸内残留量被减小并且燃烧稳定性的恶化得以避免。
更详细地说，对可变相位机构2进行控制，使得排气门关闭正时落入根据试验预先确定的预定范围中，即排气门关闭正时落入跨过上止点(TDC)的预定范围内。(各)排气门12被固定为这样的升程中心角，使得排气门关闭正时落在提前角侧界限值与延迟角侧界限值之间的该预定范围内。在该实施例中，排气门12的气门关闭正时被固定为排气门关闭正时达到延迟角界限值的升程中心角(参照图8中的粗实线)。
另外，如图9所示，排气门12的升程中心角的相位被可变地控制在排气门关闭正时落在提前角侧界限值与延迟角侧界限值之间的某一值的范围内。因此，气缸内残留气体量可被减小并且燃烧稳定性的恶化得以避免。换句话说，排气门12的升程中心角的相位可以可变地在排气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或低于预定量的第二可变范围(由图9所示的两条粗实现标注的升程曲线的每个升程中心角之间的范围)内改变。
需要指出，为了执行如图8和9所示的控制，对可变相位机构2进行控制，使得排气门12不与活塞或者(各)进气门发生干涉。在这种情况下，延迟角侧界限值和提前角侧界限值在考虑可变升程和/或作动角机构1的固定期间(每个)排气门12的气门升程量(变量)的情况下被最终确定。
还需要指出，控制器37(控制部分)包括：根据第一位置检测传感器58的当前位置信息、确定可变升程和/或作动角机构1的当前位置是否与其目标位置相一致从而确定可变升程和/或作动角机构1是否出现故障的第一故障确定部分；以及根据第二位置检测传感器59的当前位置信息、确定可变相位机构2的当前位置是否与可变相位机构2的目标位置相一致从而确定可变相位机构2是否出现故障的第二故障确定部分。还需要指出，图4至9的每一个的横轴上的一个刻度对应于60°的曲轴转角。
上面提及的作动角是指气门动作的角度，即从打开倒关闭为止的凸轮或曲轴的角度。
从上述实施例中可把握本发明的技术思想以及本发明的优势。
(1)该内燃机包括：根据发动机操作条件可变地控制每个排气门的升程和/或作动角的可变升程和/或作动角机构(在每气缸一个排气门的情况下，排气门)；可变地控制每个排气门的升程中心角的相位的可变相位机构(在每气缸一个排气门的情况下，排气门)；以及检测可变升程和/或作动角机构和可变相位机构的当前操作位置的位置检测部分，以及当可变升程和/或作动角调节机构和可变相位机构中的任何一个已经出现故障时，对两个可变机构中没有出现故障(正常操作)的那个机构沿着气缸内残留气体量变为最小的方向进行控制。因此，当可变升程和/或作动角机构和可变相位机构中的任何一个已经出现故障时，气缸内残留气体的增加以及燃烧稳定性的变差得以避免。
(2)该内燃机包括：根据发动机操作条件可变地控制每个排气门的升程和/或作动角的可变升程和/或作动角机构(在每气缸一个排气门的情况下，排气门)；可变地控制每个排气门的升程中心角的相位的可变相位机构(在每气缸一个排气门的情况下，排气门)；以及检测可变升程和/或作动角机构和可变相位机构的当前操作位置的位置检测部分，且当可变升程和/或作动角调节机构和可变相位机构中的任何一个已经出现故障时，对两个可变机构中没有出现故障的那个机构以这样一种方式进行控制，使得排气门关闭正时距上止点的提前角度量等于或者低于预定量。
(3)在上述第(1)条或第(2)条所述的内燃机中，当可变相位机构于每个排气门的升程中心角的相位被相对提前的状态下被固定时，每个排气门的气门升程量被固定为预定值，使得排气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或者低于预定量。
(4)在上述第(1)条或第(2)条所述的内燃机中，当在每个排气门的升程中心角的相位被相对提前的状态下可变相位机构被固定时，每个排气门的气门升程量可变地控制在第一可变范围内，使得排气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或者低于预定量。
(5)在上述第(1)条至第(4)条中任一条所述的内燃机中，当在(每个)排气门的气门升程量相对处于小升程状态的状态下、可变升程和/或作动角机构被固定时，每个排气门的升程中心角的相位以这样一种方式被延迟并被固定，使得排气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或者低于预定量。
(6)在上述第(1)条至第(4)条中任一条所述的内燃机中，当在排气门的气门升程量相对处于小升程量的状态下、可变升程和/或作动角机构被固定时，升程中心角的相位在第二可变范围内可变地控制，使得排气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或者低于预定量。
本申请以2005年3月15日在日本提交的在先日本专利申请No.2005-072141为基础，其公开的内容在此引用作为参考。
虽然上面已经参照本发明的特定实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述实施例。本领域技术人员可根据上述教导得出上述实施例的改进和变化。本发明的范围参照下述权利要求进行限定。

Claims (11)

1、一种内燃机，包括：
可变升程和/或作动角机构(1)，根据所述内燃机的驱动条件可变地控制排气门的升程和/或作动角；
可变相位机构(2)，根据所述内燃机的驱动条件可变地控制所述排气门的升程中心角的相位；
当前位置检测部分(58、59)，检测所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中的每一个机构的当前操作位置；以及
控制部分(37)，该控制部分在所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构之一出现故障时沿气缸内残留气体量变得最小的方向控制所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中正常操作的另一个机构。
2、一种内燃机，包括：
可变升程和/或作动角机构(1)，根据所述内燃机的驱动条件可变地控制排气门的升程和/或作动角；
可变相位机构(2)，根据所述内燃机的驱动条件可变地控制所述排气门的升程中心角的相位；
当前位置检测部分(58、59)，检测所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中的每一个机构的当前操作位置；以及
控制部分(37)，该控制部分在所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构之一出现故障时以这样一种方式控制所述可变升程和/或作动角机构和所述可变相位机构中正常操作的另一个机构控制，使得排气门关闭正时距上止点的提前角度量变得等于或者低于预定量。
3、根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，在所述排气门的升程中心角的相位相对提前的状态下所述可变相位机构被固定时，所述控制部分通过所述可变升程和/或作动角机构将所述排气门的气门升程变量固定为预定值，在所述预定值下所述排气门关闭正时距所述上止点的提前角度量小于等于预定量。
4、根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，在所述排气门的升程中心角的相位被相对提前的状态下所述可变相位机构被固定时，所述控制部分通过所述可变升程和/或作动角机构将所述排气门的气门升程变量可变地控制在第一可变范围内，在该第一可变范围内所述排气门关闭正时距所述上止点的提前角度量小于等于预定量。
5、根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，在所述排气门的气门升程变量处于相对小升程侧的状态下所述可变升程和/或作动角机构被固定时，所述控制部分通过所述可变相位机构以这样一种方式延迟并固定所述排气门的升程中心角的相位，使得所述排气门关闭正时距所述上止点的提前角度量小于等于预定量。
6、根据权利要求1或2所述的内燃机，其中，在所述排气门的气门升程变量处于相对小升程侧的状态下所述可变升程和/或作动角机构被固定时，所述控制部分通过所述可变相位机构将所述排气门的升程中心角的相位可变地控制在第二可变范围内，在该第二可变范围内所述排气门关闭正时距所述上止点的提前角度量小于等于预定量。
7、根据权利要求6所述的内燃机，其中，所述控制部分包括第一故障确定部分，该第一故障确定部分确定所述可变升程和/或作动角机构的当前位置是否与其目标位置一致以确定所述可变升程和/或作动角机构是否发生故障，并且其中，当所述第一故障确定部分确定所述可变升程和/或作动角机构发生故障时，所述控制部分通过所述可变相位机构将所述排气门的升程中心角的相位可变地控制在第二可变范围内，在该第二可变范围内所述排气门关闭正时距所述上止点的提前角度量变得等于或者低于所述预定量。
8、根据权利要求4所述的内燃机，其中，所述控制部分包括第二故障确定部分，该第二故障确定部分确定所述可变相位机构的当前位置是否与其目标位置一致以确定所述可变相位机构是否发生故障，并且其中，当所述第二故障确定部分确定所述可变相位机构发生故障时，所述控制部分通过所述可变升程和/或作动角机构将所述排气门的气门升程变量可变地控制在第一可变范围内，在该第一可变范围内所述排气门关闭正时距所述上止点的提前角度量变得等于或者低于所述预定量。
9、根据权利要求2所述的内燃机，其中，所述可变升程和/或作动角机构包括在其外周面具有驱动凸轮的驱动轴(13)；一端部可旋转地与所述驱动凸轮的外周面连接的连杆臂(24、24)；一端部可旋转地与所述连杆臂的另一端部连接并且摆动中心借助控制凸轮(33、33)可变地进行控制的摇臂(23、23)；用以开启和关闭相关联的发动机气门的摆动凸轮(17、17)；机械地且可旋转地连接在每个摆动凸轮和每个摇臂的另一端部之间以将每个摆动凸轮的最大摆动范围限制在每个摇臂的摆动范围内的连杆部件(25、25)；以及根据所述内燃机的驱动条件经由控制轴(32)可旋转地控制每个控制凸轮的致动器(34)。
10、根据权利要求9所述的内燃机，其中，所述可变相位机构包括正时链轮(40)，旋转力从发动机曲轴传送至所述正时链轮；轴向固定于所述驱动轴的末端部的套筒(42)；设置在所述正时链轮与所述套筒之间的圆柱齿轮(43)；以及根据所述内燃机的驱动条件沿所述驱动轴的前-和-后方向驱动地控制所述圆柱齿轮的液压回路(44)。
11、根据权利要求9所述的内燃机，其中，所述相关联的发动机气门是排气门(12、12)。
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