CN102333937B - 内燃机的可变动阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内燃机的可变动阀装置，能够在车辆***的起动中有时使内燃机停止的车辆***中很好地减小电力消耗。包括能够在第一摇臂(96)和第二摇臂(98)经由切换销(112，118)相互连结的连结状态与该连结被解除的非连结状态之间进行切换的切换机构(90)。切换机构(90)包括电驱动式执行器(130)。当随着预定的停止条件的成立而停止向内燃机(12)供应燃料时，进行向各气缸的执行器(130)的通电。在向执行器(130)的通电期间中内燃机(12)的曲轴(78)停止旋转时并且曲轴(78)未被外部动力驱动时，停止向各气缸的执行器(130)的所述通电。

Description

内燃机的可变动阀装置
技术领域
本发明涉及内燃机的可变动阀装置，具体地涉及适合在车辆***的起动中有时使燃料喷射停止的内燃机中使用的内燃机的可变动阀装置。
背景技术
以往例如专利文献1公开了包括内燃机以及与所述内燃机直接连结的电动发电机作为动力源的混合动力车辆的控制装置。该以往的内燃机包括能够使所有气缸的进气阀和排气阀在闭阀状态下停止的进气和排气控制装置。并且，当不使用内燃机的驱动力仅靠电动发电机的驱动力进行车辆的行驶时，通过使进气阀和排气阀在闭阀状态下停止来减小内燃机的泵送损失(在气缸休止电动机行驶模式时)。
另外，以往例如专利文献2公开了通过使用电驱动式的执行器(螺线管)能够改变内燃机的阀升程量的可变动阀机构。
专利文献1：日本专利文献特开2004-28280号公报
专利文献2：日本专利文献特开2007-32556号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述专利文献1中记载的混合动力车辆中，也可考虑采用使用将电驱动式执行器作为驱动源的可变动阀装置使进气阀和排气阀在闭阀状态下停止的构成。但是，如果用于此构成的可变动阀装置是需要继续向电驱动式执行器通电以将进气阀和排气阀维持为闭阀状态的装置，则当内燃机被停止的状态下的车辆***的起动时间(基于电动发电机的行驶时间或车辆暂时停止时间)变长时，会导致向电驱动式执行器的通电时间变长。其结果是，内燃机的耗油率可能恶化。
本发明是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于提供一种内燃机的可变动阀装置，所述可变动阀装置能够在车辆***的起动中有时使内燃机停止的车辆***中很好地减小电力消耗。
用于解决问题的手段
第一发明提供一种内燃机的可变动阀装置，其特征在于，
所述可变动阀装置用于在车辆***的起动中当预定的停止条件成立时自动地停止并且当预定的再次起动条件成立时自动地再次起动的内燃机，所述可变动阀装置能够在阀工作状态与阀停止状态之间改变所述内燃机的各气缸中的进气阀和排气阀中的至少一种阀的动作状态，
所述可变动阀装置包括：
第一摇臂，所述第一摇臂与内燃机的凸轮同步地摆动；
第二摇臂，所述第二摇臂能够推动所述进气阀或所述排气阀；以及
切换机构，所述切换机构具有被配置为可自由地***到分别形成于所述第一摇臂和所述第二摇臂上的销孔中的切换销，并且所述切换机构能够在经由所述切换销相互连结所述第一摇臂和所述第二摇臂的连结状态与该连结被解除的非连结状态之间进行切换，
所述切换机构包括进行直接或间接地移动所述切换销的动作的电驱动式执行器，
所述切换机构在所述执行器不被通电时成为所述连结状态，并且通过所述执行器被继续通电来维持所述非连结状态，
所述可变动阀装置包括通电控制单元，当随着所述停止条件的成立而停止向所述内燃机供应燃料时，所述通电控制单元进行向各气缸的所述执行器的通电，
所述通电控制单元包括通电停止执行单元，当在向所述执行器通电的期间中所述内燃机的曲轴停止旋转时并且所述曲轴未被外部动力驱动时，所述通电停止执行单元停止向各气缸的所述执行器的所述通电。
另外，第二发明在第一发明的基础上，还具有以下的特征：
所述切换机构包括：
施力单元，所述施力单元将所述切换销从所述非连结状态的位置向所述连结状态的位置施力；以及
销驱动机构，所述销驱动机构随着通电时的所述执行器的动作，利用所述凸轮的旋转动力，使所述切换销对抗所述施力单元产生的施加力而从所述连结状态的位置向所述非连结状态的位置变位，
所述销驱动机构构成为当向所述执行器的通电停止时使得将所述切换销向所述非连结状态的位置推动的力消失，
所述可变动阀装置还包括：
停止位置判别单元，所述停止位置判别单元判别在所述内燃机停止时的各气缸的活塞停止位置；
再次起动执行单元，当随着所述再次起动条件的成立而进行所述内燃机的再次起动时，所述再次起动执行单元从进气行程首先到来的气缸开始起动。
另外，第三发明在第一发明的基础上，还具有以下的特征：
所述可变动阀装置是能够在阀工作状态与阀停止状态之间改变所述内燃机的各气缸中的所述进气阀和所述排气阀两者的动作状态的装置，
所述切换机构包括：
施力单元，所述施力单元将所述切换销从所述非连结状态的位置向所述连结状态的位置施力；
销驱动机构，所述销驱动机构随着通电时的所述执行器的动作，利用所述凸轮的旋转动力，使所述切换销对抗所述施力单元产生的施加力而从所述连结状态的位置向所述非连结状态的位置变位，
所述销驱动机构构成为当向所述执行器的通电停止时使得将所述切换销向所述非连结状态的位置推动的力消失，
所述可变动阀装置还包括：
缸内压判别单元，所述缸内压判别单元判别在所述通电期间中所述曲轴停止旋转后所述内燃机的至少一个气缸中的缸内压是否小于或等于预定值，
所述通电停止执行单元包括通电继续执行单元，如果在所述通电期间中所述曲轴停止旋转后所述至少一个气缸中的所述缸内压小于或等于所述预定值，则所述通电继续执行单元继续进行向各气缸的所述执行器的所述通电。
另外，第四发明在第三发明的基础上，还具有以下的特征：
所述通电控制单元包括通电顺序设定单元，当随着所述停止条件的成立而停止向所述内燃机供应燃料时，所述通电顺序设定单元在各气缸中按照承担所述进气阀的控制的所述执行器、接着承担所述排气阀的控制的所述执行器的顺序进行向所述执行器的所述通电，
所述可变动阀装置被设定为：通过向所述执行器的所述通电使所述排气阀处于停止状态时的所述排气阀的关闭正时成为上止点附近的正时。
另外，第五发明在第二至第四发明的任一发明的基础上，还具有以下的特征：
所述可变动阀装置是能够针对所述内燃机的每个气缸在阀工作状态与阀停止状态之间改变各气缸中的所述进气阀和所述排气阀中的至少所述排气阀的动作状态的装置，
所述通电控制单元包括排气侧通电继续执行单元，在所述通电期间中所述曲轴停止旋转时，对于活塞处于压缩行程、膨胀行程以及进气行程中的至少压缩行程和膨胀行程中的任一者的气缸，所述排气侧通电继续执行单元继续进行向承担所述气缸具有的所述排气阀的控制的所述执行器的所述通电。
发明效果
根据第一发明，当停止向内燃机供应燃料时，通过进行向各气缸的执行器的通电使各气缸中的进气阀和排气阀的至少一者处于闭阀状态。由此，能够防止在内燃机的停止过程中新空气向配置在排气通路中的催化剂供应，能够避免在催化剂的温度高时该催化剂的劣化。基于此，根据本发明，在向执行器的上述通电期间中曲轴停止旋转时，并且曲轴未被外部动力驱动时，停止向各气缸的执行器的通电。如此，如果在确认曲轴的旋转已停止之后停止向执行器的通电，空气不会向催化剂流动。因此，根据本发明，能够防止在内燃机的停止过程中催化剂的劣化，并且能够很好地减小电力消耗。
根据第二发明中的切换机构的结构，当在使切换销变位到连结状态的位置的状态下停止向执行器的通电时，通过施力单元产生的施加力使切换销向非连结状态的位置返回。因此，为了之后通过进行向执行器的通电使切换销变位到连结状态的位置，需要等待在内燃机再次起动时凸轮发生旋转。根据本发明，在具有这种结构的切换机构的情况下，从进气行程首先到来的气缸开始进行再次起动。由此，能够避免在再次起动时新空气向催化剂导入。因此，根据本发明，通过上述第一发明的控制能够很好地减小电力消耗，并且能够可靠地防止在停止时和再次起动时催化剂的劣化。
根据第三发明，即使在具有与上述第二发明相同的结构的切换机构的情况下，在缸内压低的状况下执行再次起动时，通过继续向各气缸的执行器的通电，也能够防止在再次起动后的各气缸的最初的一个周期中复原到阀工作状态。其结果是，能够使得空气不向该一个周期中进气行程到来的气缸的缸内导入，能够很好地将这些气缸的燃烧室内的压力保持得很低。由此，与在再次起动后的最初的一个周期中复原到阀工作状态的情况相比，能够很好地减小曲轴转动所需的负载。
根据第四发明，能够在内燃机停止时使燃烧室内有效地负压化。由此，能够更充分地显示上述第三发明的效果。
根据第五发明，即使在具有与上述第二至第四发明相同的结构的切换机构的情况下，也能够可靠地防止在内燃机的停止中从曲轴室侧吸入到燃烧室的空气在再次起动时从各气缸向催化剂供应。
附图说明
图1是示出应用了本发明的混合动力车辆的驱动***的简要结构的图；
图2是用于说明图1中所示内燃机的***结构的图；
图3是简要示出图2中所示的进气可变动阀装置的整体结构的图；
图4是从阀的基端部侧俯视图3所示的可变机构的图；
图5是从摇臂轴的轴向(图4中的箭头A的方向)观察第一摇臂的图；
图6是以与图5相同地从摇臂轴的轴向(箭头A的方向)观察第二摇臂的图；
图7是用于说明图3所示的切换机构的详细的结构的图；
图8是从凸轮轴的轴向(图7中的箭头B的方向)观察切换机构的图；
图9是示出在阀工作状态时(通常的升程动作时)的控制状态的图；
图10是示出阀停止动作开始时的控制状态的图；
图11是示出滑动动作结束时的控制状态的图；
图12是示出在通过锁销保持滑动销的保持动作时的控制状态的图；
图13是示出在通过锁销保持滑动销的保持动作时的控制状态的图；
图14是用于说明本发明的实施方式1中的内燃机自动停止时的动作的时序图；
图15是表示在曲轴角度为420°CA的状态下曲轴停止旋转时的各气缸的动作状况的图；
图16是示出进气阀和排气阀的阀开闭正时的一例的图；
图17是在本发明的实施方式1中执行的例程的流程图；
图18是以本发明的实施方式2所示的顺序进行阀停止控制后使曲轴继续旋转数秒时的P-V曲线图；
图19是用于说明在缸内为负压状态时空气从曲轴室侧向燃烧室侧的流动的图；
图20是在本发明的实施方式2中执行的例程的流程图；
图21是表示在曲轴角度为420°CA的状态下曲轴停止旋转时的各气缸的动作状况的图；
图22是在本发明的实施方式3中执行的例程的流程图。
标号说明
10驱动***
12内燃机
14电动机
16发电机
18动力分割机构
22驱动轮
40 ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)
42活塞
44燃烧室
46进气通路
48排气通路
54燃料喷射阀
56火花塞
58进气阀
60排气阀
62进气可变动阀装置
64排气可变动阀装置
66催化剂
70曲轴角传感器
74缸内压传感器
76 IG开关
78曲轴
80凸轮轴
82主凸轮
82a基圆部
82b突出部
84副凸轮
86可变机构
90切换机构
92凸轮角传感器
96第一摇臂
98L、98R第二摇臂
110第一销孔
112第一切换销
116L、116R第二销孔
118L、118R第二切换销
120复位弹簧
122滑动销
122a圆柱部
122b臂部
122c突起部
122d按压面
122e切口部
122f引导面
126大径部
128导轨
128a基端
128b远端
128c浅底部
130执行器
132螺线管
132a驱动轴
134锁销
Pmax1变位端
Pmax2变位端
具体实施方式
实施方式1
[HV***的结构]
图1是示出应用了本发明的混合动力车辆的驱动***10的简要结构的图。该驱动***10包括内燃机12和车辆驱动用电动机(以下，简记为“电动机”)14作为车辆的动力源。另外，驱动***10还包括接受驱动力的供应而产生电力的发电机16。内燃机12、电动机14以及发电机16经由行星齿轮式的动力分割机构18相互连结。减速器20连接到与动力分割机构18相连的电动机14的旋转轴。减速器20连结电动机14的旋转轴和与驱动轮22相连的驱动轴24。动力分割机构18是将内燃机12的驱动力分割到发电机16侧和减速器20侧的装置。能够任意地改变动力分割机构18对驱动力的分配。
驱动***10还包括逆变器26、变换器28以及高压电池30。逆变器26与发电机16以及电动机14连接，并还经由变换器28与高压电池30连接。由发电机16发出的电力能够经由逆变器26供应到电动机14，并且也能够经由逆变器26以及变换器28对高压电池30充电。另外，对高压电池30充电的电力能够经由变换器28以及逆变器26供应到电动机14。
根据以上说明的驱动***10，可以基于预定的条件，在使电动机14停止的状态下仅通过内燃机12的驱动力使驱动轮22旋转，反之，也可以在使内燃机12停止的状态下仅通过电动机14的驱动力使驱动轮22旋转。另外，还可以使电动机14和内燃机12这两者动作而通过两者的驱动力使驱动轮22旋转。另外，还可以通过使发电机16发挥起动器的功能来驱动内燃机12，从而控制内燃机12的起动。
本实施方式的驱动***10由ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)40控制。ECU40综合地控制包括内燃机12、电动机14、发电机16、动力分割机构18、逆变器26以及变换器28等的整个驱动***10。
[内燃机的***结构]
图2是用于说明图1所示的内燃机12的***结构的图。这里，假设内燃机12是具有四个气缸(#1～#4)并按照#1→#3→#4→#2的顺序(一例)等间隔地进行爆发行程的直列四气缸型的发动机。在内燃机12的缸内设置有活塞42。在内燃机12的缸内，在活塞42的顶部侧形成有燃烧室44。进气通路46和排气通路48与燃烧室44连通。
在进气通路46的入口附近设置有输出相应于进入到进气通路46中的空气的流量的信号的空气流量计50。在空气流量计50的下游设置有节流阀52。节流阀52是能够独立于加速器开度控制节流阀开度的电子控制式节流阀。
另外，在节流阀52的下游配置有用于向内燃机12的进气口喷射燃料的燃料喷射阀54。另外，火花塞56以从燃烧室44的顶部向燃烧室44内突出的方式安装在内燃机12具有的气缸盖上。在进气口以及排气口中分别设置有进气阀58和排气阀60，进气阀58用于使燃烧室44与进气通路46成为导通状态或阻断状态，排气阀60用于使燃烧室44与排气通路48成为导通状态或阻断状态。
进气阀58和排气阀60分别由进气可变动阀装置62和排气可变动阀装置64驱动。下面参照图3至图13描述所述可变动阀装置62、64的详细的结构。另外，在排气通路48上配置有用于净化排气的催化剂66。此外，在比催化剂66靠上流侧的排气通路48上安装有用于检测排气的空燃比的A/F传感器68。
另外，检测发动机转速的曲轴角传感器70、用于检测发动机冷却水温度的冷却水温度传感器72、用于检测燃烧室44内的压力(缸内压力)的缸内压传感器74以及车辆的点火开关(IG开关)76与上述的各种传感器一起连接到上述的ECU40的输入端。另外，上述的各种执行器连接到ECU40的输出端。ECU40能够基于这些传感器的输出控制内燃机12的运转状态。
接着参照图3至图13对进气可变动阀装置62的结构及其动作进行说明。
[可变动阀装置的结构]
图3是简要示出图2所示的进气可变动阀装置62的整体结构的图。这里，以进气可变动阀装置62为例进行说明，但是对于排气可变动阀装置64与进气可变动阀装置62相同地构成。
本实施方式的可变动阀装置62包括凸轮轴80。凸轮轴80构成为通过正时链或正时带与曲轴78(参照图2)连结，并以曲轴78的1/2的速度旋转。在凸轮轴80上针对每个气缸形成有一个主凸轮82和两个副凸轮84。主凸轮82配置在两个副凸轮84之间。
主凸轮82包括：与凸轮轴80同轴的圆弧状的基圆部82a(参照图5)；以及使所述基圆的一部分以朝向半径方向外侧膨胀的方式形成的突出部82b(参照图5)。另外，在本实施方式中，副凸轮84构成为仅具有基圆部的凸轮(零升程凸轮)(参照图6)。
可变机构86介于各气缸的凸轮82、84与进气阀58(以下，简记为“阀58”)之间。即，凸轮82、84的作用力经由可变机构86向两个阀58传递。阀58利用凸轮82、84的作用力和阀弹簧88的施加力而被打开和关闭。另外，图3所示的状态表示#1气缸的阀58受到主凸轮82的作用力而使开阀的状态。
可变机构86是通过在向阀58传递主凸轮82的作用力的状态与向阀58传递副凸轮84的作用力的状态之间进行切换来改变阀58的开阀特性的机构。另外，在本实施方式中，由于副凸轮84为零升程凸轮，因此副凸轮84的作用力向阀58传递的状态意味着阀58不打开和不关闭的状态(阀休止状态)。
另外，本实施方式的可变动阀装置62对于每个气缸包括切换机构90，切换机构90用于通过驱动各个可变机构86从而在阀工作状态与阀停止状态之间切换阀58的动作状态。另外，用于检测凸轮轴80的旋转角度的凸轮角传感器92连接到ECU40。切换机构90按照来自上述的ECU40的驱动信号而被驱动。
(可变机构的结构)
接着，参照图4至图6说明可变机构86的详细的结构。
图4是从阀58的基端部侧俯视图3所示的可变机构86的图。
可变机构86包括平行于凸轮轴80配置的摇臂轴94。如图4所示，一个第一摇臂96和一对第二摇臂98R、98L可自由旋转地安装在摇臂轴94上。第一摇臂96配置在两个第二摇臂98R、98L之间。另外，在本说明书中，左右的第二摇臂98R、98L在未被特别地区分时有时简记为第二摇臂98。
图5是从摇臂轴94的轴向(图4中的箭头A的方向)观察第一摇臂96的图，图6是与图5相同地从摇臂轴94的轴向(箭头A的方向)观察第二摇臂98的图。
如图5所示，在第一摇臂96中的摇臂轴94的相反侧的端部上，在能够与主凸轮82接触的位置上可旋转地安装有第一辊100。第一摇臂96被施力使得第一辊100通过安装在摇臂轴94上的螺旋弹簧102始终与主凸轮82抵接。
另一方面，如图6所示，阀58的基端部(具体地，阀体的基端部)与第二摇臂98中的摇臂轴94的相反侧的端部抵接。另外，第二辊104可旋转地安装到第二摇臂98的中央部位。
另外，在第二摇臂98的另一端，摇臂轴94经由间隙调节器106支承在凸轮推杆(或者气缸盖等)上，凸轮推杆是内燃机12的静止部件。因此，第二摇臂98通过从间隙调节器106受到上推力而被向副凸轮84施力。
另外，第二辊104相对于第一辊100的位置被确定为：当第一辊100与主凸轮82的基圆部82a抵接(参照图5)并且第二辊104与副凸轮84的基圆部抵接(参照图6)时，第二辊104的轴心与第一辊100的轴心如图4所示位于同一直线L上。
切换机构的结构
接着，参照图7和图8说明切换机构90的详细的结构。
切换机构90是用于对第一摇臂96与第二摇臂98之间的连结/非连结进行切换的机构，由此，通过切换主凸轮82的作用力被传递给第二摇臂98的状态与所述作用力未被传递给第二摇臂98的状态，能够在阀工作状态与阀停止状态(使阀58在闭阀状态下休止的状态)之间切换阀58的动作状态。
图7是用于说明图3所示的切换机构90的详细的结构的图。另外，在图7中，使用在辊100、104的轴心位置剖开的剖面表示可变机构86。另外，从容易理解说明的观点出发，将相对于可变机构86的安装位置的凸轮轴80的安装位置以除凸轮轴80的轴向位置以外与实际的安装位置不同的状态表示。
如图7所示，在第一辊100的第一支承轴108的内部以沿其轴向贯穿的方式形成有第一销孔110，并且第一销孔110的两端在第一摇臂96的两侧面开口。圆柱状的第一切换销112可自由滑动地***到第一销孔110中。
另一方面，第二销孔116L形成在第二摇臂98L侧的第二辊104的第二支承轴114L的内部，第二销孔116L的与第一摇臂96相反侧的端部封闭，而第二销孔116L的第一摇臂96侧的端部开口。另外，在第二摇臂98R侧的第二辊104的第二支承轴114R的内部以沿其轴向贯穿的方式形成有第二销孔116R，并且第二销孔116R的两端在第二摇臂98R的两侧面开口。
圆柱状的第二切换销118L可自由滑动地***到第二销孔116L中。另外，在第二销孔116L的内部配置有将第二切换销118L朝向第一摇臂96方向(以下，称为“切换销的前进方向”)施力的复位弹簧120。另外，圆柱状的第二切换销118R可自由滑动地***到第二销孔116R中。
以上的三个销孔110、116L、116R的相对位置被确定为：当第一辊100与主凸轮82的基圆部82a抵接(参照图5)并且第二辊104与副凸轮84的基圆部抵接(参照图6)时三个销孔110、116L、116R的轴心位于同一直线上。
参照上述图7并新参照图8继续说明切换机构90。
图8是从凸轮轴80的轴向(图7中的箭头B的方向)观察切换机构90的图。另外，在图8以后的图中，有时简化图示锁销134与螺线管132之间的关系。
切换机构90包括用于利用主凸轮82的旋转动力使切换销112、118L、118R朝向第二摇臂98L侧(切换销的退出方向)变位的滑动销122。如图7所示，滑动销122包括圆柱部122a，圆柱部122a具有与第二切换销118R的端面抵接的端面。圆柱部122a以可沿轴向自由地进退以及可沿圆周方向自由地旋转的方式由固定到凸轮推杆的支承部件124支承。
另外，棒状的臂部122b以朝向圆柱部122a的半径方向外侧突出的方式设置在圆柱部122a的与第二切换销118R相反侧的端部上。即，所述臂部122b构成为可绕所述圆柱部122a的轴心自由地旋转。如图8所示，臂部122b的顶端部构成为延伸到与凸轮轴80的周面相对的位置。另外，突起部122c以朝向凸轮轴80的周面突出的方式设置在臂部122b的顶端部。
在凸轮轴80的与突起部122c相对的外周面上形成有具有比所述凸轮轴80更大的外径的大径部126。在大径部126的周面上形成有沿周向延伸的螺旋状的导轨128。导轨128的宽度形成为比突起部122c的外径稍大。
另外，切换机构90包括用于使突起部122c***导轨128中的执行器130。更具体地，执行器130包括基于来自ECU40的指令被执行占空控制的螺线管132以及与所述螺线管132的驱动轴132a抵接的锁销134。锁销134形成为圆筒状。
弹簧136产生对抗螺线管132的推力的施加力，弹簧136的一端固定地连结到锁销134，所述弹簧136的另一端固定地连结到支承部件138，支承部件138被固定到作为静止部件的凸轮推杆。根据这种结构，当基于来自ECU40的指令驱动螺线管132时，螺线管132的推力克服弹簧136的施加力，从而能够使锁销134前进。另一方面，当螺线管132的驱动被停止时，弹簧136的施加力能够使锁销134和驱动轴132a快速地退到预定位置。另外，通过支承部件138限制锁销134向其半径方向移动。
另外，螺线管132在锁销134能够朝向导轨128按压滑动销122的臂部122b的顶端部的按压面(与设有突起部122c的面相反侧的面)122d的位置上，被固定到凸轮推杆等静止部件。换言之，按压面122d的形状和位置设置为突起部122c能够被锁销134朝向导轨128按压。
滑动销122的臂部122b设置为能够在由凸轮轴80侧的大径部126和止动器140限制的范围内绕圆柱部122a的轴心旋转。并且，各构成要素的位置关系设定为：当臂部122b位于所述范围内并且滑动销122的轴向位置位于下述的变位端Pmax1时，由螺线管132驱动的锁销134能够与臂部122b的按压面122d可靠地抵接。另外，朝向止动器140对所述臂部122b施力的弹簧142安装到臂部122b。
凸轮轴80的导轨128中的螺旋的方向设置为：在突起部122c***导轨内部的状态下，凸轮轴80沿图8所示的预定的旋转方向旋转时，滑动销122对抗复位弹簧120的施加力沿退出方向压退切换销112、118L、118R并沿接近摇臂96、98的方向变位。
这里，通过复位弹簧120的施加力，第二切换销118L变为***第二销孔116L和第一销孔110两者中的状态并且第一切换销112变为***第一销孔110和第二销孔116R两者中的状态时的滑动销122的位置被称为“变位端Pmax1”。当滑动销122位于该变位端Pmax1时，第一摇臂96与第二摇臂98R、98L成为全部连结的状态。并且，因切换销112等受到来自滑动销122的力使得第二切换销118L、第一切换销112以及第二切换销118R分别变为仅***第二销孔116L、第一销孔110以及第二销孔116R的状态时的滑动销122的位置被称为“变位端Pmax2”。即，当滑动销122位于该变位端Pmax2时，第一摇臂96与第二摇臂98R、98L变为全部分离的状态。
在本实施方式中，导轨128的基端128a在凸轮轴80的轴向上的位置被设定为与滑动销122位于上述变位端Pmax1时的突起部122c的位置一致。并且，导轨128的终端128b在凸轮轴80的轴向上的位置被设定为与滑动销122位于上述变位端Pmax2时的突起部122c的位置一致。即，在本实施方式中，构成为能够在突起部122c被导轨128引导的范围内使滑动销122在从变位端Pmax1到Pmax2之间变位。
另外，如图8所示，本实施方式的导轨128设置有作为滑动销122到达变位端Pmax2之后终端128b侧的预定区间的浅底部128c，在浅底部128c中，随着凸轮轴80的旋转导轨128的深度逐渐变浅。另外，在导轨128中除浅底部128c以外的部位的深度恒定。
另外，本实施方式的臂部122b设置有通过切去按压面122d的一部分而形成为凹状的切口部122e。按压面122d设置为在滑动销122从变位端Pmax1变位到变位端Pmax2的期间维持与锁销134抵接的状态。并且，切口部122e设置在：在滑动销122位于上述的变位端Pmax2的状态下，通过上述的浅底部128c的作用突起部122c越到大径部126的表面上时能够与锁销134配合的部位。
另外，切口部122e形成为以如下方式与锁销134配合：能够限制臂部122b沿突起部122c***导轨128中的方向旋转并且能够限制滑动销122沿切换销的前进方向移动。更具体地，在切口部122e上设置有引导面122f，随着锁销134移入所述切口部122e内，引导面122f引导滑动销122离开大径部126。
可变动阀装置的动作
接着，参照图9至图13对进气可变动阀装置62的动作进行说明。
(阀工作状态时)
图9是示出阀工作状态时(通常的升程动作时)的控制状态的图。
在此情况下，如图9的(B)所示，螺线管132的驱动被关闭，由此，滑动销122在离开凸轮轴80的状态下并受到复位弹簧120的施加力而位于变位端Pmax1。在这种状态下，如图9的(A)所示，第一摇臂96与两个第二摇臂98经由切换销112、118L连结。其结果是，主凸轮82的作用力从第一摇臂96经由左右的第二摇臂98R、98L向两者的阀58传递。因此，按照主凸轮82的轮廓执行阀58的通常的升程动作。
(阀停止动作开始时(滑动动作开始时))
图10是示出阀停止动作开始时的控制状态的图。
例如，当通过ECU40检测出内燃机12的燃料切断请求等预定的阀停止动作的执行请求时，执行阀停止动作。由于这种阀停止动作是利用主凸轮82的旋转动力通过滑动销122使切换销112、118L、118R沿它们的退出方向变位的动作，所以需要在这些切换销112、118L、118R的轴心位于同一直线时、即第一摇臂96不发生摆动时执行这些阀停止动作。
在本实施方式中，导轨128设定为使滑动销122沿切换销的退出方向进行滑动动作的区间与主凸轮82的基圆区间内对应。因此，当ECU40检测到预定的阀停止动作的执行请求时，首先从基圆区间到来的气缸开始依次地驱动螺线管132，从而如图(10)的(B)所示，突起部122c***导轨128中，依次地开始各气缸的阀停止动作。并且，通过***导轨128中的突起部122c被所述导轨128引导，如图10的(A)所示，利用主凸轮82的旋转动力，朝向变位端Pmax2侧开始滑动销122的滑动动作。
(滑动动作结束时)
图11是示出滑动动作结束时的控制状态的图。
在滑动动作的执行中，在突起部122c与导轨128的侧面抵接从而受到复位弹簧120的施加力的状态下，滑动销122朝向变位端Pmax2移动。图11的(A)示出了滑动销122到达变位端Pmax2、阀停止请求时的滑动动作结束了的定时，即第一切换销112和第二切换销118L被分别收容在第一销孔110和第二销孔116L内使得第一摇臂96与第二摇臂98R、98L之间的连结被解除的定时。另外，在该定时，如图11的(B)所示，突起部122c在导轨128内的位置还未到达浅底部128c。
当滑动动作如上所述地结束并且第一摇臂96与第二摇臂98R、98L成为非连结状态时，随着主凸轮82的旋转，被螺旋弹簧102朝向主凸轮82施力的第一摇臂96单独地摆动。因此，主凸轮82的作用力不会传递到两个第二摇臂98。另外，由于与第二摇臂98抵接的副凸轮84是零升程凸轮，所以用于驱动阀58的力不会施加到未被传递主凸轮82的作用力的第二摇臂98。其结果是，第二摇臂98处于静止状态而与主凸轮82的旋转无关，所以阀58的升程动作成为停止状态。
(变位部件的保持动作时)
图12和图13是示出通过锁销134保持滑动销122的保持动作时的控制状态的图。更具体地，图12示出了第一摇臂96未进行摆动动作(升程动作)时的状态。图13示出了所述第一摇臂96进行摆动动作(升程动作)时的状态。
当凸轮轴80从上述图11所示的滑动动作结束时开始进一步旋转时，突起部122c来到槽逐渐变浅的浅底部128c。其结果是，通过浅底部128c的作用使滑动销122沿离开凸轮轴80的方向旋转。并且，随着槽因浅底部128c变浅，锁销134沿其退出方向稍微变位。之后，当滑动销122进一步旋转直到使由螺线管132持续驱动的锁销134与切口部122e一致时，滑动销122侧的与锁销134抵接的部位从按压面122d变换到切口部122e。
其结果是，锁销134与切口部122e配合。由此，如图12的(B)和图13的(B)所示，滑动销122在突起部122c离开凸轮轴80的状态以及通过锁销134受到复位弹簧120的施加力的状态下被保持。因此，在该保持动作中，如图12的(A)和图13的(A)所示，第一摇臂96与第二摇臂98被维持非连结的状态，即阀停止状态。
(阀复原动作时)
例如，当通过ECU40检测到从燃料切断复原的请求等预定的阀复原动作的执行请求时，进行用于从阀停止状态返回到进行通常的升程动作的阀工作状态的阀复原动作。在图12、图13所示的控制状态下，通过ECU40在预定的定时(比切换销112等能够移动的基圆区间的开始定时超前螺线管132的动作所需要的预定时间量的定时)断开向螺线管132的通电，来开始这种阀复原动作。当向螺线管132的通电被断开时，滑动销122的切口部122e与锁销134之间的配合被解除。其结果是，对抗复位弹簧120的施加力而将第一切换销112和第二切换销118L分别留在第一销孔110和第二销孔116L中的力消失。
因此，当切换销112、118L、118R的位置一致的基圆区间到来时，切换销112、118在复位弹簧120的施加力的作用下沿前进方向移动，由此返回到第一摇臂96与两个第二摇臂98经由切换销112、118连结的状态，即通过主凸轮82的作用力能够实现阀58的升程动作的状态。另外，随着切换销112、118在复位弹簧120的施加力的作用下沿前进方向移动，滑动销122经由第二切换销118R从变位端Pmax2返回到变位端Pmax1。
(总结)
根据如上构成的本实施方式的进气可变动阀装置62，利用螺线管132的通电的接通断开、主凸轮82的旋转动力以及复位弹簧120的施加力，使滑动销122的轴向位置在变位端Pmax1与Pmax2之间移动，从而能够在阀工作状态与阀停止状态之间切换阀58的动作状态。
更具体地，当提出阀停止请求时，通过接通螺线管132的通电从而使突出部122c***导轨128中，能够通过利用凸轮轴80的旋转力的滑动销122使切换销122等沿切换销的退出方向移动。其结果是，通过以机械方式巧妙地使摇臂96、98的动作与切换销118等的动作同步化，能够在一个基圆区间中，将第一摇臂96与两个第二摇臂98从连结状态快速地切换到非连结状态。由此，能够成为阀停止状态。另外，当提出阀复原请求时，通过断开螺线管132的通电从而解除滑动销122与锁销134之间的配合，能够利用复位弹簧120的施加力使切换销122等或滑动销122沿切换销的前进方向移动。其结果是，能够在一个基圆区间中，将第一摇臂96与两个第二摇臂98从非连结状态快速地切换到连结状态，并且能够使滑动销122返回到使阀停止动作开始的原位置(Pmax1)。由此，能够使阀58的动作状态复原到阀工作状态。
[实施方式1的独特的控制]
(内燃机自动停止时的控制)
在具有上述的驱动***的混合动力车辆中，即使是在车辆***的起动中(车辆的IG开关76接通的状态)，也可根据需要使内燃机12的运转自动地停止。以下，在本说明书中，为了区分这种情况下的内燃机12的停止与伴随IG开关76的断开的停止，有时将这种情况下的内燃机12的停止称为“自动停止”。
通过停止燃料供应来停止内燃机12的运转。然而，即使是在从外部(驱动轮22或发电机16)未获得使曲轴78旋转的动力的情况下停止向内燃机12供应燃料时，内燃机12的运转(曲轴78的旋转)因运动部件(曲轴78、活塞42、飞轮等)的惯性力的存在并不立即停止，并且曲轴78旋转一段时间。因此，如果这期间进气阀58、排气阀60如通常那样工作，则会导致向催化剂66供应氧浓度高的新空气。其结果是，如果催化剂66处于高温状态，则催化剂66可能会发生劣化。
为了防止在内燃机12的停止过程中向催化剂66供应新空气，考虑在内燃机12停止时，对分别设置在各气缸的进气侧和排气侧的螺线管132进行通电，从而维持进气阀58、排气阀60处于闭阀状态。然而，在本实施方式的可变动阀装置62、64的情况下，为了将进气阀58、排气阀60维持为闭阀状态，需要持续对螺线管132通电。因此，在内燃机12停止的状态下的车辆***的起动时间(基于电动机14的行驶时间或车辆暂时停止的时间)变长时，向螺线管132的通电时间变长。其结果是，内燃机12的耗油率可能会恶化。
因此，在本实施方式中，为了在内燃机12自动停止时防止催化剂66劣化并减小电力消耗，在催化剂66的温度大于等于所述催化剂66的劣化可能温度的状况下，在车辆***的起动中停止向内燃机12供应燃料时，通过持续实施向各气缸的螺线管132的通电，从而使各气缸的进气阀58、排气阀60以闭阀状态停止。而且，在向螺线管132的通电期间中内燃机12的曲轴78停止了旋转时、并且曲轴78未被外部动力(发电机16的驱动力或来自驱动轮22的旋转反力)驱动时，停止向螺线管132的通电。
图14是用于说明本发明的实施方式1中的内燃机12自动停止时的动作的时序图。更具体地，图14的(A)示出了自动停止时的发动机转速NE的波形，图14的(B)示出了表示燃料切断F/C标志的成败的波形。另外，图14的(C)示出了驱动锁销134的螺线管132的驱动占空比的变化，图14的(D)示出了进气压PM的波形。另外，图14的(E)和图14的(F)分别示出了各气缸的燃料喷射和点火的执行定时。另外，图14的(G)示出了由A/F传感器68检测的排气的空气燃料比的波形，图14的(H)示出了表示曲轴角度的变化的波形。
图14所示的时序图示出了从#3气缸开始依次地停止内燃机12的运转的例子。在这种情况下，如图14的(C)所示，从#3气缸开始依次地开始向螺线管32的通电，从而从#3气缸开始依次地停止进气阀58、排气阀60的工作。另外，如图14的(B)所示，随着向螺线管132的通电开始，燃料切断F/C的执行标志设为ON。其结果是，如图14的(E)所示，向各气缸的燃料喷射与阀停止同步地停止，并且，如图14的(F)所示，向各气缸的点火也停止。
随着燃料喷射如上述那样停止，如图14的(A)所示，发动机转速NE下降并不久变为零。另外，当各气缸的阀停止结束时，如图14的(C)所示，螺线管132的占空比下降到用于将进气阀58、排气阀60维持为闭阀状态所需的值(保持占空比)。另外，通过进行各气缸的阀停止，空气不会从进气侧向排气侧流通，所以进气压PM向大气压逐渐升高。
在本实施方式中，如图14的(A)和图14的(C)所示，在自动停止时发动机转速NE变为零之后(即，在向螺线管132的通电期间中曲轴78的旋转停止之后)，通过使螺线管132的占空比成为0％，而停止向所述螺线管132的通电。
根据以上的控制，通过在内燃机12的停止过程中将进气阀58、排气阀60维持为闭阀状态，能够防止新空气向催化剂66供应。因此，如图14的(G)所示，供应到催化剂66的排气的空燃比A/F保持为理论空燃比(理论配比)附近的值，因而能够避免催化剂66发生氧化并劣化。
另外，图14所示的控制例是曲轴78不被外部动力驱动的情况下的控制例。在这种情况下，如果在确认发动机转速NE变为零之后断开向螺线管132的通电，则曲轴78停止旋转，因此空气不会流向催化剂66，如图14的(G)所示，催化剂66不会发生氧化。因此，即使催化剂66处于高温状态，也能够防止催化剂66的劣化并且能够很好地减小电力消耗。其结果是，能够改善内燃机12的耗油率。
(内燃机的再次起动时的控制)
如以上所说明的，如果在内燃机12自动停止时发动机转速NE变为零之后断开向螺线管132的通电，则螺线管122的切口部122e与锁销134的配合被解除。其结果是，对于处于主凸轮82未按压第一摇臂96的状态(主凸轮82的基圆部82a与第一辊100接触的状态)下的阀58、60，通过复位弹簧120的施加力，复原到阀工作状态。另外，对于处于主凸轮82按压第一摇臂96的状态(主凸轮82的突出部82b与第一摇臂96接触的状态)下的阀58、60，再次起动时，在凸轮轴80旋转从而成为主凸轮82未按压第一摇臂96的状态之后，复原到阀工作状态。
在如上述那样返回到阀工作状态的状态下，如果不进行任何考虑而之后使内燃机12起动(转动曲轴)，则会进行阀58、60的打开和关闭动作，从而导致氧浓度高的新空气向催化剂66供应。其结果是，如果催化剂温度高时，催化剂66可能发生劣化。
另外，即使为了抑制在如上述那样返回到阀工作状态的状态下的再次起动时(转动曲轴时)催化剂66发生劣化，而在内燃机12的再次起动开始的同时开始向螺线管132的通电，阀58、60的动作状态的切换也需要预定时间。更具体地，在本实施方式的可变动阀装置62、64的结构的情况下，如已经描述的那样，通过开始向螺线管132的通电使突起部122c***导轨128中之后，随着凸轮轴80的旋转，被导轨128引导的滑动销122沿切换销的退出方向变位，成为阀停止状态。因此，从阀工作状态向阀停止状态切换需要内燃机12的一个周期所经过的期间。并且，由于如此从阀工作状态向阀停止状态切换的过程中新空气向催化剂66供应，所以催化剂有可能发生劣化。
另一方面，为了解决如上所述的再次起动时的问题，如果与上述的自动停止时的控制不同在自动停止时继续向螺线管132的通电，则即使能够解决再次起动时的问题，也不能实现自动停止时的电力消耗的减小。这里，在本实施方式中，在自动停止时，如上述那样进行断开向螺线管132的通电的控制，并在其后的再次起动时，从再次起动时进气行程首先到来的气缸开始起动(燃烧)。
以下，参照图15和图16，对应用内燃机12的再次起动时的上述控制的一例进行详述。
图15是表示在曲轴角度为420°CA的状态下曲轴78停止旋转时的各气缸的动作状况的图。另外，这里，#1气缸的活塞42位于压缩上止点时的曲轴角度被设定为0°CA。另外，图16是示出进气阀58和排气阀60的阀开闭正时的一例的图。另外，这里，如图16所示，作为一例，示出了设定为使进气阀58在进排气上止点(TDC)处打开后在压缩行程的中途关闭并且排气阀60在膨胀行程的中途打开后在进排气上止点处关闭的阀开闭正时。
图15的(A)中由圆形圈出的行程表示：即使在再次起动时开始向各气缸的螺线管132的通电的情况下，进气阀58或排气阀60也复原到阀工作状态的行程。另外，图15(A)中由四边形圈出的行程表示：是否复原到阀工作状态依据自动停止时的活塞停止位置和阀开闭正时的设定发生改变的行程。具体而言，在能够通过在再次起动时接通向螺线管132的通电使滑动销122的突起部122c直接***导轨128的情况下，可以不复原到阀工作状态。
图15的(B)是分别对于进气侧和排气侧示出了上述图15的(A)中所示的情况中再次起动时复原到阀工作状态的气缸的顺序的图。即，即使在再次起动时开始向各气缸的螺线管132的通电的情况下，对于进气阀58也按照#3气缸、#4气缸、#2气缸的顺序复原到阀工作(升程)状态。但是，对于#2气缸，如上述那样，依据活塞停止位置和阀开闭正时，有时不发生复原。另外，对于#1气缸，能够实现再次起动之后的阀停止。另外，对于排气阀60按照#4气缸、#2气缸、#1气缸的顺序复原到阀工作(升程)状态。但是，对于#1气缸，如上述那样，依据活塞停止位置和阀开闭正时，有时不发生复原。另外，对于#1气缸，能够实现再次起动之后的阀停止。
在本实施方式中，在上述图15所示的情况中，在从自动停止开始再次起动时，#3气缸被选择为首先开始起动(燃烧)的气缸。在内燃机12自动停止的情况中，与IG开关76被关闭而停止的情况不同，车辆***的电源保持动作。因此，ECU40基于曲轴角传感器70或凸轮角传感器92的输出，能够在自动停止中掌握各气缸的活塞42的停止位置和凸轮轴80的停止位置。因此，ECU40能够在再次起动时选择#3气缸并立即开始燃料供应和点火，由此能够从所述#3气缸开始起动。
根据以上的再次起动时的控制，即使在自动停止中向螺线管132的通电被断开的情况下，也能够避免在其后的再次起动时新空气向催化剂66导入。因此，能够通过自动停止时的螺线管132的上述控制很好地减少电力消耗，并且能够可靠地防止在自动停止时以及再次起动时催化剂66的氧化(劣化)。另外，通过在不伴随曲轴转动的情况下立即起动，能够期待防止发生自燃的作用。
图17是为了实现上述的内燃机12的自动停止时的控制和再次起动时的控制而在本实施方式1中由ECU40所执行的例程的流程图。另外，作为本例程的处理的前提，本实施方式的驱动***10为以下的方式：在内燃机12的自动停止时通过电动机14驱动车辆的情况下，曲轴78未被旋转驱动。
在图17所示的例程中，首先，基于来自与ECU40连接的各种传感器的信息，判别在车辆***的起动中内燃机12的预定的自动停止条件是否成立(是否有自动停止请求)。
其结果是，当判定出自动停止条件成立时，判别催化剂66的温度是否大于或等于预定值(步骤102)。上述预定值是作为用于判断在氧浓度高的空气向催化剂66供应的情况中是否可能发生劣化的阈值而预先设定的值。通过基于来自各种传感器的信息获取发动机冷却水温度和发动机负载记录等，能够推定催化剂66的温度。另外，催化剂66的温度不限于通过推定获得的方法，也可以通过使用传感器进行实际测量。
在上述步骤102中，当判定出催化剂66的温度低于上述预定值时，为了使内燃机12停止，在预定的定时停止各气缸的燃料喷射以及点火(步骤104)。另一方面，当判定出催化剂66的温度大于或等于上述预定值时，为了将各气缸的进气阀58、排气阀60维持为闭阀状态，向螺线管132的通电被接通(步骤106)，并且各气缸的燃料喷射以及点火被停止(步骤108)。
接着，判别随着上述步骤106和108的处理发动机转速NE是否变为零(步骤110)。另外，这里，当在以内燃机12的自动停止时曲轴78未被旋转驱动的方式作为前提下本步骤110的判定成立时，曲轴78的旋转停止的情况并且所述曲轴78未被驱动的情况被判断为成立。然而，例如，在使用离合器控制内燃机与电动机或驱动轮的连结的情况中，也可以在本步骤110中进一步判断离合器的工作状态来判断是否为曲轴未被外部动力驱动的情况。
在上述步骤110中，在判定出发动机转速NE变为零的情况下，向螺线管132的通电被断开(步骤112)。
接着，基于来自与ECU40连接的各种传感器的信息判别内燃机12的再次起动条件是否成立(是否有再次起动请求)(步骤114)。其结果是，当判定出再次起动时条件成立时，基于曲轴角传感器70等的输出确定再次起动时进气行程首先到来的气缸，之后从所述气缸开始起动(燃料喷射以及点火)(步骤116)。
然而，在上述的实施方式1中，为了改变阀58、60的工作状态，利用主凸轮82的旋转动力通过导轨128驱动以向螺线管132的通电为契机而动作的滑动销122，来使切换销112、118L以及118L移动。但是，本发明的电驱动式执行器不限于如此间接地使切换销动作，只要构成为使第一摇臂与第二摇臂在不通电时成为连结状态并且通过继续通电将第一摇臂和第二摇臂维持为非连结状态即可。即，例如，也可以将螺线管配置于能够在切换销退出方向上驱动切换销112、118L、118R的位置上，通过向所述螺线管的通电直接驱动这些切换销112、118L、118R。另外，电驱动式执行器也可以是例如通过由机油控制阀(OCV)控制的油压对阀的工作状态进行切换的结构中的OCV，该OCV的通电被占空控制。
另外，在上述的实施方式1中，在所有气缸的进气侧和排气侧上具有螺线管132。然而，在本发明中，在防止自动停止时空气向催化剂流入方面，具有能够使各气缸中的进气阀和排气阀中的至少一者处于阀停止状态的结构即可。即，只要使各气缸中的进气阀和排气阀中的一者处于阀停止状态，新空气就不会从进气通路侧流通到排气通路侧。因此，在本实施方式中，在各气缸中，也可以仅在进气侧和排气侧的任一者上安装螺线管132。
另外，在上述的实施方式1中，通过ECU40执行上述步骤100和106的处理以及通过ECU40执行上述步骤110和112的处理，分别实现了所述第一发明中的“通电控制单元”以及所述第一发明中的“通电停止执行单元”。
另外，在上述的实施方式1中，复位弹簧120相当于所述第二发明中的“施力单元”，滑动销122和导轨128相当于所述第二发明中的“销驱动机构”。另外，通过ECU40基于曲轴角传感器70和凸轮角传感器92的输出判别各气缸的活塞停止位置以及通过ECU40执行上述步骤114和116的处理，分别实现了所述第二发明中的“停止位置判别单元”以及所述第二发明中的“再次起动执行单元”。
实施方式2
接着，参照图18至图20，对本发明的实施方式2进行说明。
通过使用图1至图13所示的硬件结构并使ECU40执行下述的图20所示的例程而代替图17所示的例程，能够实现本实施方式的***。
同样地，在本实施方式中，在内燃机12的自动停止时，在执行了使各气缸的进气阀58、排气阀60在闭阀状态下停止的阀停止控制的基础上，在发动机转速NE变为零之后断开向螺线管132的通电。基于此，本实施方式在发动机转速变为零之后断开向螺线管132的通电的时机上具有特征。具体而言，在发动机转速NE变为零之后，当缸内压小于或等于预定值时，继续向螺线管132的通电，当缸内压高于上述预定值时，断开向螺线管132的通电。
另外，在本实施方式中，为了使缸内压紧随着内燃机12的自动停止之后变为充足的负压，按照以下的顺序进行上述阀停止控制。即，当在自动停止时停止进气阀58、排气阀60时，在各气缸中，首先使进气阀58的动作停止，之后使排气阀60的动作停止。另外，在上述图16的(B)所示的排气阀开闭正时中，排气阀60被设定为在进排气上止点处停止。因此，如果按照这种顺序使进排气阀58、60的动作停止，则可在缸内的气体充分地排到排气通路48之后，实现阀停止状态。
图18是以上述的顺序进行了阀停止控制之后使曲轴78继续旋转数秒时的P-V曲线图。
如果以上述的顺序进行阀停止控制，则如图18所示，阀刚停止之后，在活塞42位于上止点的状态下缸内压大致等于大气压，并且随着活塞42朝向下止点下降缸内压将大大地负压化。
图19是用于说明在缸内为负压状态的情况下空气从曲轴室侧向燃烧室44侧的流动的图。
如果缸内(燃烧室内)变为负压，如图19所示，曲轴室(省略图示)内的空气经由活塞42与缸壁面之间的间隙流入燃烧室内。其结果是，在上述图18所示的活塞42的往复动作中，随着时间的经过，活塞42所压缩的空气量暂且增加。因此，如图18所示，随着时间的经过，缸内压变高。
如以上所说明的，认识到，如果在自动停止时以上述的顺序进行阀停止控制，则在阀刚停止之后缸内压大大地负压化。另外，在本实施方式中，在当自动停止时曲轴78停止旋转的情况下，通过使用发电机16驱动曲轴78，各气缸的活塞42的停止位置被调整到上止点与下止点之间的中间附近。
如图14所示，自动停止的动作本身在零点几秒内结束。因此，在曲轴78停止旋转后进行了活塞停止位置的上述调整之后，缸内压立即变为被充分负压化的状态。在本实施方式中，在如此使缸内压大大地负压化的状况下，如在实施方式2的开头所说明的，继续向螺线管132的通电。并且，在随着其后的时间的经过空气从曲轴室侧向缸内流入使得缸内压接近大气压的情况下，断开向螺线管132的通电。
通过如上述那样进行螺线管132的通电控制，即使在使用本实施方式的可变动阀装置62的情况下，通过在缸内压低的状况下执行再次起动时继续向螺线管132的通电，也能够防止在再次起动后的各气缸的最初的一个周期中复原到阀工作状态。其结果是，空气能够不被导入到该一个周期中进气行程到来的气缸(在上述图15的(A)所示的例子的情况中，#3气缸、#4气缸以及附有上述条件下的#2气缸)的缸内，能够在负压下保持这些气缸的燃烧室44内。由此，与在再次起动后的最初的一个周期中复原到阀工作状态的情况(断开向螺线管132的通电的情况)相比，能够很好地减小曲轴转动所需要的负载(发挥起动器功能的发电机16的消耗电力)。
另外，在本实施方式中，在自动停止时曲轴78停止旋转的情况中，各气缸的活塞42的停止位置被调整到上止点与下止点之间的中间附近。在不进行这样考虑而使各气缸的活塞42随意停止的情况中，例如，在活塞42停止于下止点附近的气缸中，当缸内的空气量随着自动停止后的时间的经过而逐渐增加时，曲轴转动所需的负载变大。相对于此，通过对活塞42的停止位置进行上述考虑，能够使曲轴转动所需的负载减小。另外，也能够减小随着曲轴转动的执行的振动。
图20是为了实现上述的功能在本实施方式2中ECU40执行的例程的流程图。另外，在图20中，关于与实施方式1中图17所示的步骤相同的步骤，标注相同的符号并省略或简化它们的说明。
在图20所示的例程中，在步骤100和102中判定内燃机12的自动停止条件成立并且催化剂66为高温的情况下，按照通过在进气阀58关闭之后排气阀60在进排气上止点处关闭来结束各气缸的进气阀58、排气阀60的阀停止的顺序，接通向螺线管132的通电(步骤200)，并停止各气缸的燃料喷射和点火(步骤108)。
接着，在步骤110中判定出发动机转速NE变为零的情况下，通过发电机16调整曲轴78的旋转位置，使得各气缸的活塞42的停止位置为上止点与下止点之间的中间附近(步骤202)。
接着，判别各气缸的缸内压是否小于或等于预定值(步骤204)。本步骤204中的预定值如上所述为接近大气压的负压值。各气缸的缸内压随着自动停止后的时间的经过逐渐接近大气压。因此，随着时间经过，阀停止状态下的曲轴转动所需的负载逐渐增大。因此，上述预定值设定为使继续向螺线管132的通电所消耗的电力量与曲轴转动所需的能量的节省量的收支为正。
在上述步骤204中判定出各气缸的缸内压小于或等于上述预定值的情况下，判别内燃机12的再次起动条件是否成立(步骤206)。其结果是，在缸内压小于或等于上述预定值的状态下提出了再次起动请求时，在继续向螺线管132的通电的状态下，随着预定周期数的曲轴转动而执行内燃机12的起动(燃料喷射和点火)(步骤208)。
另一方面，在上述步骤204中判定出各气缸的缸内压比所述预定值高的情况下，向螺线管132的通电被断开(步骤112)。其后，如果在步骤114中再次起动条件成立，则随着预定周期数的曲轴转动而执行内燃机12的起动(燃料喷射和点火)(步骤210)。
然而，在上述的实施方式2中，利用各气缸中配备的缸内压传感器74的输出来判断自动停止结束后各气缸的缸内压是否小于或等于所述预定值，从而确定断开向螺线管132的通电的时机。然而，用于判断这种时机的方法不限于利用缸内压传感器74的输出来执行判断，例如，也可以判断内燃机12自动停止结束后的经过时间是否达到预定值。
另外，在上述的实施方式2中，在自动停止结束后各气缸的活塞42的停止位置被调整到上止点与下止点之间的中间附近。另外，使阀停止动作在各气缸的排气阀60位于进排气上止点的状况下结束。由此，由于内燃机12为具有等间隔的爆发间隔的四缸发动机，所以在自动停止后各气缸的缸内压变为大致均等的负压。相对于此，在不进行上述的活塞停止位置的调整的情况下使各气缸的活塞42随意停止时，为了确定断开向螺线管132的通电的时机，活塞42在充分远离上止点的位置停止的气缸中，只要在自动停止中检出负压即可。
另外，在上述的实施方式2中，通过ECU40执行上述步骤204的处理实现了所述第三发明中的“缸内压判别单元”，通过在上述步骤204的判定成立的情况中不断开向螺线管132的通电，实现了所述第三发明中的“通电继续执行单元”。
另外，在上述的实施方式2中，通过ECU40执行上述步骤100和200的处理，实现了所述第四发明中的“通电顺序设定单元”。
实施方式3
接着，参照图21和图22描述本发明的实施方式3。
通过使用图1至图13所示的硬件结构并使ECU40执行下述的图22所示的例程而代替图17所示的例程，能够实现本实施方式的***。
如参照上述图19所述的那样，如果在内燃机12的自动停止中燃烧室变为负压，则空气从曲轴室侧向燃烧室44流入。通常，在内燃机中，为了对燃烧时从燃烧室侧44向曲轴室侧流入的窜漏气体进行扫气，使新空气在曲轴室内循环。因此，在自动停止中从曲轴室侧向燃烧室44流入的气体变为氧气浓度高的气体。因此，如果再次起动刚开始之后排气阀60打开，则自动停止时滞留在缸内的氧气浓度高的气体从各气缸的燃烧室44向催化剂66排出。
图21是表示在曲轴角度为420°CA的状态下曲轴78停止旋转时的各气缸的动作状况的图。另外，图21作为一例示出了与上述图15的(A)相同的关系。
如上所述，在本实施方式的可变动阀装置62、64的结构中，如果在内燃机12的自动停止时暂且断开向螺线管132的通电，则即使在再次起动时进行了向螺线管132的通电，对于图21中被三角形圈出的排气行程(即，#4气缸、#2气缸以及附带条件下的#1气缸的排气行程)，排气阀60也复原到阀工作状态。其结果是，在再次起动时，空气可能从这些气缸向催化剂66供应。
因此，在本实施方式中，对于在自动停止结束时处于膨胀行程、压缩行程以及进气行程的气缸，即使在自动停止中发动机转速NE变为零时，也例外地继续向用于控制排气阀60的螺线管132的通电。即，对于这些气缸的排气阀60，在自动停止结束后仍继续阀停止状态。
通过如上述那样进行排气侧的螺线管132的通电控制，即使使用本实施方式的可变动阀装置62、64，也能够防止在再次起动后的各气缸的最初的一个周期中成为所述通电控制的对象的排气阀60复原到阀工作状态。另外，对于自动停止中处于排气行程的气缸(在图21所示的例子中，#3气缸)的排气阀60，在自动停止中处于经过中途的排气行程再次起动时所经过的期间内，维持为闭阀状态。另外，对于之后到来的最初的排气行程，通过在再次起动时立即进行向螺线管132的通电，能够使排气阀60成为阀停止状态。另外，该#3气缸相当于上述的实施方式1中再次起动时的起动动作的初次的起动气缸。因此，即使在本实施方式中也进行所述起动动作，也能够防止不伴随燃烧的情况下空气向催化剂6流入。
如上所述，通过进行上述的排气侧的螺线管132的通电控制，能够可靠地防止在自动停止中从曲轴室侧吸到燃烧室44的空气在再次起动时从各气缸向催化剂66供应。
另外，即使进行了上述的排气侧的螺线管132的通电控制，也能够在自动停止时抑制催化剂66的劣化的情况下，断开分别配备在四个气缸的进气侧和排气侧上的共计八个螺线管132中的五个螺线管132。因此，能够得到充分的节电效果，并由此能够提高内燃机12的耗油率。
图22是为了实现上述的功能在本实施方式3中ECU40所执行的例程的流程图。另外，在图22中，对于与实施方式1中图17所示的步骤相同的步骤，标注相同的符号并省略或简化它们的说明。
在图22所示的例程中，如果在步骤110中判定出自动停止时发动机转速NE变为零，则判别是在自动停止中处于压缩行程、膨胀行程以及进气行程中的任一者的气缸的排气阀60还是除此以外的阀58、60(步骤300)。
其结果是，对于在自动停止中处于压缩行程、膨胀行程以及进气行程中的任一者的气缸的排气阀60，继续向承担所述排气阀60的控制的螺线管132的通电(步骤302)。另一方面，对于上述排气阀60以外的阀(即，在自动停止中处于排气行程的气缸的排气阀60以及所有气缸的进气阀58)，断开向承担这些阀58、60的控制的螺线管132的通电(步骤304)。另外，省略对以后的步骤114和116的处理的说明。
然而，在上述的实施方式3中，对于在内燃机12的自动停止中处于压缩行程、膨胀行程以及进气行程中的任一者的气缸的排气阀60，继续向螺线管132的通电。但是，如上所述，对于此情况下处于进气行程的气缸的排气阀60，依据活塞停止位置和排气阀60的阀开闭正时，有时通过在再次起动时立即进行向螺线管132的通电使初次的排气行程中的排气阀60的动作停止。因此，在上述图22所示的例程的处理中，更精密地判断是否需要向承担该排气阀60的控制的螺线管132的通电，如果不需要，则也可停止向所述螺线管132的通电。
另外，上述的实施方式3中排气侧的螺线管132的通电控制也可以与上述的实施方式2中螺线管132的通电控制一起执行。
另外，在上述的实施方式3中，所有气缸的进气侧和排气侧都配备有螺线管132。然而，在本发明中，在防止自动停止时空气向催化剂流入方面，只要具有能够使各气缸中进气阀和排气阀中的至少一者处于阀停止状态的结构即可。因此，在本实施方式中，也可以仅在所有气缸的排气侧上配备螺线管132。
另外，在上述的实施方式3中，通过ECU40执行上述步骤110、300以及302的处理，实现了所述第五发明中的“排气侧通电继续执行单元”。
然而，在上述的实施方式1至3中，以安装在混合动力车辆中的内燃机12所使用的可变动阀装置62、64为例进行了说明。但是，作为本发明的对象的内燃机如果是在车辆***的起动中预定的停止条件成立时自动地停止并且在预定的再次起动条件成立时自动地再次起动的内燃机，则不限于安装在混合动力车辆中的内燃机，例如也可以是在车辆***的起动中具有怠速熄火功能的车辆。

Claims (5)

1.一种内燃机的可变动阀装置，包括：
第一摇臂，所述第一摇臂与内燃机的凸轮同步地摆动；
第二摇臂，所述第二摇臂能够推动所述进气阀或所述排气阀；以及
切换机构，所述切换机构具有被配置为可自由地***到分别形成于所述第一摇臂和所述第二摇臂上的销孔中的切换销，并且所述切换机构能够在经由所述切换销相互连结所述第一摇臂和所述第二摇臂的连结状态与该连结被解除的非连结状态之间进行切换，
所述切换机构包括进行直接或间接地移动所述切换销的动作的电驱动式执行器，
所述可变动阀装置的特征在于，
所述可变动阀装置用于在车辆***的起动中当预定的停止条件成立时自动地停止并且当预定的再次起动条件成立时自动地再次起动的内燃机，所述可变动阀装置能够在阀工作状态与阀停止状态之间改变所述内燃机的各气缸中的进气阀和排气阀中的至少一种阀的动作状态，
所述切换机构在所述执行器不被通电时成为所述连结状态，并且通过所述执行器被继续通电来维持所述非连结状态，
所述可变动阀装置包括通电控制单元，当随着所述停止条件的成立而停止向所述内燃机供应燃料时，所述通电控制单元进行向各气缸的所述执行器的通电，
所述通电控制单元包括通电停止执行单元，当在向所述执行器通电的期间中所述内燃机的曲轴停止旋转时并且所述曲轴未被外部动力驱动时，所述通电停止执行单元停止向各气缸的所述执行器的所述通电。
2.根据权利要求1所述的内燃机的可变动阀装置，其特征在于，
所述切换机构包括：
施力单元，所述施力单元将所述切换销从所述非连结状态的位置向所述连结状态的位置施力；以及
销驱动机构，所述销驱动机构随着通电时的所述执行器的动作，利用所述凸轮的旋转动力，使所述切换销对抗所述施力单元产生的施加力而从所述连结状态的位置向所述非连结状态的位置变位，
所述销驱动机构构成为当向所述执行器的通电停止时使得将所述切换销向所述非连结状态的位置推动的力消失，
所述可变动阀装置还包括：
停止位置判别单元，所述停止位置判别单元判别在所述内燃机停止时的各气缸的活塞停止位置；
再次起动执行单元，当随着所述再次起动条件的成立而进行所述内燃机的再次起动时，所述再次起动执行单元从进气行程首先到来的气缸开始起动。
3.根据权利要求1所述的内燃机的可变动阀装置，其特征在于，
所述可变动阀装置是能够在阀工作状态与阀停止状态之间改变所述内燃机的各气缸中的所述进气阀和所述排气阀两者的动作状态的装置，
所述切换机构包括：
施力单元，所述施力单元将所述切换销从所述非连结状态的位置向所述连结状态的位置施力；
销驱动机构，所述销驱动机构随着通电时的所述执行器的动作，利用所述凸轮的旋转动力，使所述切换销对抗所述施力单元产生的施加力而从所述连结状态的位置向所述非连结状态的位置变位，
所述销驱动机构构成为当向所述执行器的通电停止时使得将所述切换销向所述非连结状态的位置推动的力消失，
所述可变动阀装置还包括：
缸内压判别单元，所述缸内压判别单元判别在所述通电期间中所述曲轴停止旋转后所述内燃机的至少一个气缸中的缸内压是否小于或等于预定值，
所述通电停止执行单元包括通电继续执行单元，如果在所述通电期间中所述曲轴停止旋转后所述至少一个气缸中的所述缸内压小于或等于所述预定值，则所述通电继续执行单元继续进行向各气缸的所述执行器的所述通电。
4.根据权利要求3所述的内燃机的可变动阀装置，其特征在于，
所述通电控制单元包括通电顺序设定单元，当随着所述停止条件的成立而停止向所述内燃机供应燃料时，所述通电顺序设定单元在各气缸中按照承担所述进气阀的控制的所述执行器、接着承担所述排气阀的控制的所述执行器的顺序进行向所述执行器的所述通电，
所述可变动阀装置被设定为：通过向所述执行器的所述通电使所述排气阀处于停止状态时的所述排气阀的关闭正时成为上止点附近的正时。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的内燃机的可变动阀装置，其特征在于，
所述可变动阀装置是能够针对所述内燃机的每个气缸在阀工作状态与阀停止状态之间改变各气缸中的所述进气阀和所述排气阀中的至少所述排气阀的动作状态的装置，
所述通电控制单元包括排气侧通电继续执行单元，在所述通电期间中所述曲轴停止旋转时，对于活塞处于压缩行程、膨胀行程以及进气行程中的至少压缩行程和膨胀行程中的任一者的气缸，所述排气侧通电继续执行单元继续进行向承担所述气缸具有的所述排气阀的控制的所述执行器的所述通电。
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