CN108730046A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机的控制装置，其目的在于：在具有设置于凸轮轴的外周面的凸轮槽、和能够使可与凸轮槽卡合/分离的卡合销朝向凸轮轴突出的电磁式的致动器的凸轮切换机构中，既抑制根据线圈温度变化等各种电流变化要因而线圈电流变得过大的情况又能够进行凸轮切换动作。关于ECU(40)，在使凸轮切换机构(20)进行凸轮切换动作的情况下，执行对致动器(24)的通电以使得卡合销(28)落座于前方外周面，并且，伴随该通电而在致动器(24)中流动的电流(线圈电流I)越大，则在使卡合销(28)从前方外周面朝向凸轮槽(26)突出时，越降低施加于致动器(24)的每单位时间的平均电压。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置，更详细而言，涉及控制具备凸轮切换机构的内燃机的控制装置，所述凸轮切换机构能够切换驱动对燃烧室进行开闭的进气门或排气门的凸轮。
背景技术
例如，在专利文献1中公开了一种具备凸轮切换机构的内燃机***，所述凸轮切换机构能够将驱动对燃烧室进行开闭的气门的凸轮在多个凸轮间切换。该凸轮切换机构具备凸轮槽(螺旋槽)、致动器以及凸轮架(凸轮推板/cam carrier)。凸轮架以在凸轮轴的轴向上滑动自如的形态设置于该凸轮轴。凸轮槽形成于该凸轮架的外周面。另外，上述多个凸轮固定于凸轮架。致动器具有能够与凸轮槽卡合/分离的卡合销，构成为能够使卡合销朝向凸轮槽突出。而且，凸轮切换机构构成为，在通过致动器的动作而使得卡合销***凸轮槽时，凸轮架伴随凸轮轴的旋转而在凸轮轴的轴向上滑动。通过凸轮架像这样滑动来切换驱动气门的凸轮。
上述的致动器是电磁式(螺线管式)的。致动器的工作时期(更详细而言，是进行使卡合销朝向凸轮槽突出的动作的正时)根据致动器的各种工作条件(更详细而言，至少致动器的温度和动作电压中的一方或者两方)进行调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：德国专利申请公开第102004027966号说明书
发明内容
发明要解决的问题
像在专利文献1中记载的凸轮切换机构那样，在为了将卡合销***凸轮槽而具备电磁式的致动器的凸轮切换机构中，即使使电压恒定，为了驱动卡合销而在致动器的线圈中流动的电流(线圈电流)也会根据致动器的线圈的温度变化等各种电流变化要因而变得不同。更详细而言，例如当线圈温度变低时，其电阻值下降，所以在同一电压下的线圈电流的值变大。因此，当线圈温度大幅降低时，线圈电流会变得过大，结果，致动器的周边的部件(例如，电子控制单元(ECU))可能会过热。
本发明是鉴于上述那样的问题而做出的发明，其目的在于提供一种内燃机的控制装置，以使得在具有设置于凸轮轴的外周面的凸轮槽、和能够使可与凸轮槽卡合/分离的卡合销朝向凸轮轴突出的电磁式的致动器的凸轮切换机构中，能够一边抑制根据线圈温度变化等各种电流变化要原而线圈电流变得过大、一边进行凸轮切换动作。
用于解决问题的技术方案
本发明的内燃机的控制装置对内燃机进行控制，所述内燃机具备：
凸轮轴，其被驱动而旋转；
轮廓不同的多个凸轮，所述多个凸轮设置于所述凸轮轴；以及
凸轮切换机构，其进行凸轮切换动作，在所述多个凸轮之间切换用于驱动对燃烧室进行开闭的气门的凸轮。
所述凸轮切换机构包括凸轮槽和电磁式的致动器，所述凸轮槽设置于所述凸轮轴的外周面，所述电磁式的致动器具有能够与所述凸轮槽卡合/分离的卡合销，并且能够使所述卡合销朝向所述凸轮轴突出。
所述凸轮切换机构构成为，在所述卡合销与所述凸轮槽卡合时，驱动所述气门的凸轮伴随所述凸轮轴的旋转而在所述多个凸轮之间切换。
所述凸轮轴的所述外周面包括前方外周面，所述前方外周面比所述凸轮槽的所述凸轮轴的旋转方向的前方侧的端部位于所述旋转方向的前方侧。
在使所述凸轮切换机构进行所述凸轮切换动作的情况下，执行对所述致动器的通电以使得所述卡合销落座于所述前方外周面，并且，伴随所述通电而在所述致动器中流动的电流越大，则越降低在使所述卡合销从所述前方外周面朝向所述凸轮槽突出时施加于所述致动器的每单位时间的平均电压。
也可以是，所述控制装置，在伴随用于使所述卡合销落座于所述前方外周面的所述通电地使所述凸轮切换机构进行所述凸轮切换动作时，在从所述卡合销朝向所述凸轮槽的内部的突出动作开始起到完成为止所需要的时间比预定时间长的情况下，在所述卡合销落座于所述前方外周面后使所述卡合销从所述前方外周面后退，并且以在与进行了向所述前方外周面的落座的燃烧循环相同的燃烧循环中所述卡合销突出到所述凸轮槽的内部的方式执行对所述致动器的通电。
可以是，发动机转速越高则所述预定时间越短。
发明效果
根据本发明，在使凸轮切换机构进行凸轮切换动作的情况下，执行对致动器的通电以使得卡合销落座于前方外周面，并且，伴随该通电而在致动器中流动的电流越大，则之后在使卡合销从前方外周面朝向凸轮槽突出时，越降低施加于致动器的每单位时间的平均电压。在通电时，在电磁式的致动器中流动的电流根据致动器的线圈的温度变化等各种电流变化要因而发生变化。例如，致动器的线圈的温度越低则该电流越大。因此，上述电流越大则越降低上述平均电压，由此既抑制根据线圈温度变化等各种电流变化要因而线圈电流变得过大的情况、又能够进行凸轮切换动作。
附图说明
图1是概略地示出本发明的实施方式1的内燃机的气门传动***的主要部分的构成的图。
图2是用于说明图1所示的凸轮槽的具体的构成的图。
图3是用于概略地说明图1所示的致动器的构成例的图。
图4是用于说明基于凸轮切换机构的凸轮切换动作的一个例子的图。
图5是用于说明深槽落座模式、外周落座模式以及两次通电模式的概要的图。
图6是表示线圈温度与线圈电流I的关系的图。
图7是表示内燃机的油温/水温与线圈温度的关系的图。
图8是用于说明成为线圈电流I的推定处理的执行对象的可推定电流区间的图。
图9是表示凸轮轴的转速(Ne/2)与时间的关系的图。
图10是用于说明推定电流值Iest的算出方法的一个例子的图。
图11是用于说明外周落座位置与全行程(full stroke)响应时间T_oland的关系的图。
图12是表示外周落座所需要的时间(S1的行程所需要的时间)与油温以及线圈电流I的关系的图。
图13是表示要求响应时间与发动机转速Ne的关系的图。
图14是表示本发明的实施方式1的与致动器的通电控制有关的处理的例程的流程图。
附图标记说明
1 内燃机
10 可变气门装置
12 凸轮轴
14 进气凸轮(小凸轮)
16 进气凸轮(大凸轮)
18 摇臂
20 凸轮切换机构
22 凸轮架
24 电磁式的致动器
26 (26a、26b)凸轮槽
28 (28a、28b)卡合销
30 (30a、30b)电磁体
32 致动器的线圈
38 蓄电池
40 电子控制单元(ECU)
42 曲轴角传感器
44 油温传感器
46 水温传感器
具体实施方式
以下，参照图1～图14对本发明的实施方式进行说明。但是，在以下示出的实施方式中提及各要素的个数、数量、量、范围等数值的情况下，除了特别明示了的情况、在原理上明确确定为该数值的情况以外，本发明并不限定于该提及的数值。另外，在以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等，除了特别明示了的情况、在原理上明确确定为该结构、步骤等的情况以外，并非一定是本发明所必需的。
实施方式1
1.实施方式1的***的构成
本实施方式的***所具备的内燃机1搭载于车辆，并且被用作车辆的动力源。作为一个例子，本实施方式的内燃机1是直列四汽缸型的四冲程发动机。作为一个例子，内燃机1的点火顺序是1号汽缸#1、3号汽缸#3、4号汽缸#4、2号汽缸#2这一顺序。
图1是概略地示出本发明的实施方式1的内燃机1的气门传动***的主要部分的构成的图。作为一个例子，在内燃机1的各汽缸具备两个进气门(省略图示)。并且，内燃机1具备用于驱动这两个进气门的可变气门装置10。此外，以下说明的可变气门装置10是对开闭燃烧室的气门进行驱动的装置即可，也可以替代驱动进气门，而用于驱动排气门。
1-1.凸轮轴
可变气门装置10具备用于驱动各汽缸的进气门的凸轮轴12。凸轮轴12经由省略图示的正时带轮和正时链条(或带)而与曲轴(省略图示)连结，通过曲轴的转矩来驱动凸轮轴12以使得凸轮轴12按曲轴的1/2的速度旋转。
1-2.进气凸轮
可变气门装置10针对各汽缸的各个进气门具备轮廓不同的多个(作为一个例子是两个)进气凸轮14、16。进气凸轮14、16以后述的形态设置于凸轮轴12。一方的进气凸轮14的轮廓被设定为使得进气凸轮14作为用于得到相对较小的升程量和作用角来作为进气门的升程量和作用角的“小凸轮”发挥作用。另一方的进气凸轮16的轮廓被设定为使得进气凸轮16作为能够得到比通过进气凸轮14得到的升程量和作用角大的升程量和作用角的“大凸轮”发挥作用。此外，多个进气凸轮的轮廓之一可以仅是距凸轮轴12的轴心的距离相等的基圆部。即，进气凸轮之一可以被设定成不对进气门施加推压力的零升程凸轮。
在各进气门设置有用于向进气门传递来自进气凸轮14或16的推压力的摇臂18。图1示出了进气凸轮(小凸轮)14驱动进气门时的动作状态。因此，在该动作状态下，进气凸轮14分别与摇臂18(更详细而言，摇臂18的滚轮)接触。
1-3.凸轮切换机构
可变气门装置10还具备凸轮切换机构20。凸轮切换机构20是进行将驱动进气门的凸轮(换言之是成为与进气门机械地连结的对象的凸轮)在进气凸轮14、16之间切换的凸轮切换动作的机构。凸轮切换机构20针对每个汽缸均具备凸轮架22和致动器24。
凸轮架22以在凸轮轴12的轴向上滑动自如、并且其旋转方向上的移动被约束的形态被凸轮轴12支承。如图1所示，在凸轮架22形成有用于驱动同一汽缸的两个进气门的两对进气凸轮14、16。并且，各对进气凸轮14、16彼此相邻地设置。另外，在相当于凸轮轴12的外周面的一部分的凸轮架22的外周面形成有凸轮槽26。
(凸轮槽)
图2是用于说明图1所示的凸轮槽26的具体的构成的图。更详细而言，图2(A)是将形成于凸轮架22的外周面的凸轮槽26在平面上展开而得到的图。关于凸轮槽26，与后面详细描述的一对卡合销28a、28b对应地具备一对凸轮槽26a、26b。此外，卡合销28相对于凸轮槽26的行进基于凸轮轴12的旋转，所以如图2(A)所示，该行进方向为与凸轮轴12的旋转方向相反的方向。
一对凸轮槽26a、26b形成为在凸轮轴12的周向上延伸，如图2(A)所示，两者的路径在路径中途汇合成一条。更详细而言，凸轮槽26a、26b分别与卡合销28a、28b对应，并且分别包括“***区间”和“切换区间”。
***区间分别形成为在与凸轮轴12的轴向垂直的“垂直方向”上延伸、并且接受卡合销28a、28b中的一方的***。切换区间形成为相对于***区间在凸轮轴12的旋转方向的后方侧的位置与***区间的一端连续、并且在相对于上述垂直方向倾斜的方向上延伸。切换区间设置为处于下述进气凸轮14、16不使进气门升程的区间(基圆区间)内，该进气凸轮14、16是指设置于形成有具有该切换区间的凸轮槽26的凸轮架22的进气凸轮。凸轮槽26a的切换区间与凸轮槽26b的切换区间相对于凸轮轴12的轴向而向彼此相反的方向倾斜。另外，在凸轮槽26a、26b中两者的路径汇合的共通的部位相当于卡合销28从凸轮槽26退出的“退出区间”。
在图2(A)中示出与凸轮轴12的旋转相伴的卡合销28的移动路径C。图2(B)是以图2(A)中的A-A线(即，沿卡合销28的移动路径C)对凸轮架22进行剖切而得到的凸轮槽26a的纵向剖视图。此外，凸轮槽26b的纵向剖视图也与此同样。如图2(B)所示，作为一个例子，***区间和切换区间的槽深是恒定的。另一方面，退出区间的槽深不是恒定的，随着槽的位置接近凸轮轴12的旋转方向的后方侧的端部而逐渐变浅。此外，各汽缸的凸轮槽26按照上述点火顺序的顺序伴随以凸轮角为90°的相位差而形成。
另外，如图2(B)所示，相对于凸轮槽26a的***区间在凸轮轴12的旋转方向的前方侧存在相当于凸轮轴12的外周面的一部分的凸轮架22的外周面。在此，为了便于进行说明，将存在于该位置的外周面称为“前方外周面”。如图2(A)所示，在凸轮槽26b中也存在同样的前方外周面。
此外，在图2(A)和图2(B)所示的例子中，在凸轮槽26a、26b的“前方外周面”与“***区间”之间设置有槽深逐渐变化的“倾斜区间”。然而，本发明的凸轮槽中并非必须设置有这样的倾斜区间，因此，“前方外周面”与“***区间”的边界也可以伴随着台阶形状而连续。此外，在具有上述倾斜区间的凸轮槽26中，倾斜区间中的凸轮轴12的旋转方向的前方侧的端部相当于本发明中的“凸轮槽中的凸轮轴的旋转方向的前方侧的端部”，在不具有倾斜区间的凸轮槽中，***区间中的上述旋转方向的前方侧的端部相当于“凸轮槽中的凸轮轴的旋转方向的前方侧的端部”。
(致动器)
致动器24在与凸轮槽26相对的位置固定于汽缸盖等静止部件27。致动器24具有能够与凸轮槽26a、26b分别卡合/分离的卡合销28a、28b。致动器24构成为能够选择性地使卡合销28a、28b中的一方朝向凸轮轴12(更详细而言，朝向凸轮槽26)突出。
此外，作为凸轮切换动作的前提，如图1所示，在一对进气凸轮14、16与一对凸轮槽26a、26b以及一对卡合销28a、28b之间，满足以下这样的位置关系。即，凸轮槽26a的***区间的槽中心线与凸轮槽26a、26b的(共通的)退出区间的槽中心线的距离、和凸轮槽26b的***区间的槽中心线与退出区间的槽中心线的距离均为距离D1而相等。并且，该距离D1与一对进气凸轮14、16的中心线间距离D2和一对卡合销28a、28b的中心线间距离D3分别相等。
图3是用于概略地说明图1所示的致动器24的构成例的图。作为一个例子，本实施方式的致动器24是电磁式的。关于致动器24，如图3所示，在金属制的壳体36内针对一对卡合销28a、28b而具备具有线圈32和芯34的电磁体30(一对电磁体30a、30b)。卡合销28内置于致动器24。卡合销28在壳体36内与电磁体30相对的一侧的端部具有由磁性材料形成的板状的磁性部29。
从蓄电池38向各电磁体30供给电力。对致动器24(电磁体30)的通电的控制基于来自后述的电子控制单元(ECU)40的指令来进行。致动器24构成为，在执行对电磁体30的通电时，卡合销28与电磁体30相斥而朝向凸轮轴12(凸轮架22)突出。因此，详细而言，通过在后述的适当的正时执行对致动器24的通电，能够使卡合销28与凸轮槽26卡合。更详细而言，在图3所示的致动器24的构成例中，当卡合销28因对致动器24的通电而朝向凸轮轴12突出时，卡合销28的磁性部29被与电磁体30相反的一侧的壳体36的壁面吸引并落座于该壁面。即，卡合销28进行全行程移动。因此，在卡合销28进行了全行程移动后，不需要继续对致动器24的通电便能够维持全行程状态。
当卡合于凸轮槽26的卡合销28伴随凸轮轴12的旋转而进入退出区间时，由于槽深逐渐变浅的退出区间的底面的作用，卡合销28发生变位而被向电磁体30侧推回。当通过该底面的作用而使卡合销28的磁性部29被推回到比该磁性部29的行程的中央位置靠电磁体30侧时，卡合销28被电磁体30吸引，卡合销28从凸轮槽26的退出完成。另外，当卡合销28像这样被推回时，在电磁体30b中产生感应电动势。因此，ECU40能够利用有无检测出该感应电动势来判定有没有完成凸轮切换动作。
1-4.控制***
本实施方式的***具备作为控制装置的ECU40。ECU40与各种传感器以及用于控制内燃机1的运转的各种致动器电连接，所述各种传感器搭载于内燃机1和搭载有内燃机1的车辆。
上述的各种传感器包括曲轴角传感器42、油温传感器44、水温传感器46以及空气流量传感器48。曲轴角传感器42输出与曲轴角相应的信号。ECU40能够用曲轴角传感器42来取得发动机转速。油温传感器44输出与对内燃机1的各部(包括凸轮轴12等可变气门装置10的各部)进行润滑的油的温度相应的信号。水温传感器46输出与对内燃机1进行冷却的冷却水的温度相应的信号。空气流量传感器48输出与被吸入内燃机1的空气的流量相应的信号。另外，上述的各种致动器包括致动器24，并且包括燃料喷射阀50和点火装置52。
ECU40具备处理器(processor)、存储器以及输入/输出接口。输入/输出接口从上述的各种传感器取入传感器信号，并且对上述的各种致动器输出操作信号。在存储器中存储有用于控制各种致动器的各种控制程序和映射(map)。处理器从存储器读出并执行控制程序。由此实现本实施方式的“控制装置”的功能。
2.凸轮切换动作
接着，参照图4对使用凸轮切换机构20实现的凸轮切换动作进行说明。例如根据发动机运转条件(主要是发动机负荷和发动机转速Ne)和来自驾驶员的要求转矩的变化率的大小来决定使用进气凸轮(小凸轮)14和进气凸轮(大凸轮)16中的哪一个来作为驱动进气门的凸轮。
2-1.从小凸轮向大凸轮的凸轮切换动作
图4是用于说明凸轮切换机构20的凸轮切换动作的一个例子的图。更详细而言，图4所示的例子相当于将驱动气门的凸轮从进气凸轮(小凸轮)14向进气凸轮(大凸轮)16切换时的凸轮切换动作。在图4中示出凸轮角A～D中的各凸轮角下的凸轮架22和致动器24。此外，在图4中，伴随凸轮轴12的旋转，凸轮槽26从纸面的上方朝向下方移动。
在图4中的凸轮角A下，凸轮架22以凸轮槽26b的***区间与卡合销28b相对的方式位于凸轮轴12上。在该凸轮角A下，没有进行对致动器24的电磁体30a、30b的通电。另外，在凸轮角A下，摇臂18分别与进气凸轮14接触。
图4中的凸轮角B相当于凸轮轴12从凸轮角A起旋转了90°后的凸轮角。卡合销28b伴随对致动器(电磁体30b)的通电的执行而朝向凸轮轴12(凸轮架22)突出，结果，卡合销28b在***区间与凸轮槽26b卡合。如图4所示，在凸轮角B下，卡合销28b在***区间与凸轮槽26b卡合。
图4中的凸轮角C相当于凸轮轴12从凸轮角B起进一步旋转了90°后的凸轮角。关于卡合销28b，伴随凸轮轴12的旋转，卡合销28经过***区间而进入切换区间。如图4所示，在凸轮角C下，卡合销28b在切换区间中与凸轮槽26b卡合。像这样，卡合销28位于切换区间，所以，如对图4中的凸轮角B与凸轮角C进行比较可知的那样，凸轮架22伴随凸轮轴12的旋转而从凸轮角B下的位置向图4的左方向滑动。
图4中的凸轮角D相当于凸轮轴12从凸轮角C起进一步旋转了90°后的凸轮角。卡合销28b在通过了切换区间后进入退出区间。当卡合销28b进入退出区间时，如上所述，由于退出区间的底面的作用，卡合销28b被向电磁体30b侧推回。当卡合销28b被推回时，ECU40检测出电磁体30b的感应电动势而停止对电磁体30b的通电。结果，卡合销28b被电磁体30b吸引，卡合销28b从凸轮槽26的退出完成。在图4中示出卡合销28b从凸轮槽26b的退出完成后的凸轮角D下的凸轮架22和致动器24。
另外，在图4中的凸轮角D下，凸轮架22向图4中的左方向的滑动动作也完成。因此，将对摇臂18施加推压力的凸轮从进气凸轮(小凸轮)14向进气凸轮(大凸轮)16切换的凸轮切换动作完成。通过这样的凸轮切换动作，能够在凸轮轴12旋转一圈的期间进行凸轮的切换。
此外，当从进气凸轮(小凸轮)14向进气凸轮(大凸轮)16的凸轮切换动作完成时，根据图4中的与凸轮角D有关的图示可知，另一方的卡合销28a与另一方的凸轮槽26a的***区间相对。
2-2.从大凸轮向小凸轮的凸轮切换动作
从进气凸轮(大凸轮)16向进气凸轮(小凸轮)14的凸轮切换动作，与上述的从进气凸轮(小凸轮)14向进气凸轮(大凸轮)16的凸轮切换动作同样，所以，在此像以下这样进行概略的说明。
即，从进气凸轮(大凸轮)16向进气凸轮(小凸轮)14的凸轮切换动作在凸轮架22处于与图4中的关于凸轮角D的图示同样的位置时执行。首先，执行对致动器24(电磁体30a)的通电以使得卡合销28a***凸轮槽26a的***区间。此后，在卡合销28a通过切换区间的期间，凸轮架22伴随凸轮轴12的旋转而向图4中的右方向滑动。此后，当卡合销28a通过了切换区间后，凸轮架22的滑动动作完成，使对摇臂18施加推压力的凸轮从进气凸轮(大凸轮)16切换为进气凸轮(小凸轮)14。另外，进行卡合销28a从凸轮槽26的退出。此外，当像这样凸轮切换动作完成时，与图4中的关于凸轮角A的图示同样地，凸轮架22的位置回到卡合销28b与凸轮槽26b的***区间相对的位置。
2-3.用于向凸轮槽***销的致动器的控制模式
在上述的凸轮切换机构20中，能够选择“深槽落座模式”、“外周落座模式”以及“两次通电模式”来作为用于使卡合销28***凸轮槽26的致动器24的控制模式。更详细而言，“深槽落座模式”与“外周落座模式”和“两次通电模式”的切换能够通过由ECU40进行的对致动器24的通电正时和通电期间的控制来实现。图5(A)～图5(C)是用于说明深槽落座模式、外周落座模式以及两次通电模式的概要的图。
2-3-1.深槽落座模式
如图5(A)所示，深槽落座模式是控制对致动器24的通电正时以使得卡合销28不落座于前方外周面而直接落座于凸轮槽26的***区间的底面的模式。此外，像这样，在本实施方式中，举出了在使卡合销28直接***凸轮槽26的内部时，卡合销28的头端直接落座于凸轮槽26的***区间的底面的例子。然而，在成为本发明的对象的凸轮切换机构中，在使卡合销直接******区间的凸轮槽的内部的情况下，也并非必须像上述的例子那样构成为卡合销的头端落座于(接触)底面。即，只要卡合销***凸轮槽即可，例如也可以构成为，在图3所示的致动器24的例子中，卡合销28不落座于凸轮槽26的底面而磁性部29落座于与电磁体30相反的一侧的壁面。
2-3-2.外周落座模式
如图5(B)所示，外周落座模式是控制致动器24以使得卡合销28在暂时落座于前方外周面后从前方外周面***凸轮槽26内的模式。更详细而言，在外周落座模式下，在比深槽落座模式时早的正时开始对致动器24的通电以使得卡合销28暂时落座于前方外周面。对致动器24的通电持续到卡合销28在落座于前方外周面后从前方外周面***到凸轮槽26的***区间***完成的正时为止。
2-3-3.两次通电模式
如图5(C)所示，两次通电模式相当于在开始外周落座模式后执行向深槽落座模式的控制模式的变更的模式。更详细而言，在两次通电模式下，与外周落座模式时同样地，在比深槽落座模式时早的正时开始对致动器24的通电以使得卡合销28暂时落座于前方外周面。并且，在两次通电模式下，在卡合销28落座于前方外周面后且在比深槽落座模式的通电正时早的正时暂时停止对致动器24的通电。当在卡合销28落座于前方外周面的小行程状态下停止对致动器24的通电时，卡合销28(的磁性部29)被电磁体30吸引，由此卡合销28后退。在两次通电模式下，随后在与深槽落座模式时同样的正时，再次执行对致动器24的通电以使得卡合销28落座于凸轮槽26的***区间的底面。
3.实施方式1的致动器的通电控制
3-1.与致动器的通电控制相关的问题
像本实施方式的凸轮切换机构20那样，在为了使卡合销***凸轮槽而具备电磁式的致动器的凸轮切换机构中，即使使施加于线圈32的电压保持恒定，为了驱动卡合销而在致动器的线圈中流动的电流(以下，仅称为“线圈电流I”)也会根据线圈的温度变化或线圈电阻值R的偏差等各种电流变化要因而不同。更详细而言，例如当线圈温度变低时，线圈电阻值R下降，所以在同一电压下的线圈电流I的值变大。因此，当线圈温度大幅降低时，线圈电流I可能会变得过大，致动器的周边的部件可能会过热。例如当用于驱动致动器的电路内置于ECU时，ECU可能会过热。
3-2.实施方式1的致动器的通电控制的概要
鉴于上述的问题，在本实施方式中，为了既抑制根据线圈温度的变化等各种电流变化要因而线圈电流I变得过大的情况又能够进行凸轮切换动作，执行以下那样的通电控制。
3-2-1.线圈温度与线圈电流I的关系
图6是表示线圈温度与线圈电流I的关系的图。如图6中直线L1所示，线圈电流I随着线圈温度增高而逐渐减小。图6中的“致动器动作保证温度范围”是保证了致动器24能够进行所期望的动作以进行凸轮切换动作的设计上的温度范围。另外，图6中的动作保证最低电流值是致动器24为了进行上述所期望的动作所需要的线圈电流I的最低值，上限电流值是从致动器24的周边的部件的温度管理的观点出发而要求的线圈电流I的上限值，所述致动器24的周边的部件是成为抑制由于对致动器24的通电而引起的过热的对象的部件。在本实施方式中，作为一个例子，用于驱动致动器24的电路内置于ECU40，作为一个例子，在本实施方式中假定的上述部件是ECU40。因此，上限电流值成为基于ECU40的温度管理的制约而设定的值。
另外，如图6所示，作为线圈电流I的目标值(基准值)的目标电流Iref是以成为位于上限电流值与动作保证最低电流值之间的值(更详细而言，两者的大致中间的值)的方式而被事先决定了的值。
图6中的线圈温度的阈值TH1相当于线圈电流I变得与上限电流值相等时的线圈温度值。在线圈温度比阈值TH1高的情况下，线圈电流I小于上限电流值。在该情况下，即使没有特别控制线圈电流I，线圈电流I也不会超过上限电流值。因此，比阈值TH1靠高温侧的线圈温度范围相当于不需要限制线圈电流I的电流控制的“不需要控制电流范围”。
另一方面，在线圈温度为阈值TH1以下的情况下，如果不进行特别的控制，则线圈电流I会超过上限电流值。因此，阈值TH1以下的低温侧的线圈温度范围相当于需要将线圈电流I限制为小于上限电流值的电流控制的“需要控制电流范围”。
此外，在图6中由直线L1所示的线圈电流I与线圈温度的关系是蓄电池电压V+B为标准值时的关系。例如，当蓄电池电压V+B比该标准值低时，线圈电流I的值在线圈温度的整个范围内变小。因此，阈值TH1根据蓄电池电压V+B变化。此外，图6中的“致动器动作保证温度范围”是考虑了假定的蓄电池电压V+B的变动、并且保证了致动器24的所期望的动作的温度范围。
3-2-2.基于油温/水温的线圈温度的推定
图7是表示内燃机1的油温/水温与线圈温度的关系的图。油温与线圈温度的关系、和水温与线圈温度的关系相似，因此，在图7中横轴表示油温/水温，总括性地示出了这两种关系。
线圈温度伴随一定的偏差而分别与油温和水温具有相关性。更详细而言，伴随图7所示那样的偏差幅度，油温越高则与油温的各值对应的线圈温度越高，同样地，水温越高则与水温的各值对应的线圈温度越高。如参照图6所说明的那样，当线圈温度变低时，限制线圈电流I的要求变高。因此，在本实施方式中，为了控制线圈电流I，像以下那样利用与图7中的油温/水温的各值对应的线圈温度的偏差幅度的下限值。
在图7中所示的直线L2是连接与油温/水温的各值对应的线圈温度的偏差幅度的下限值而得到的直线。在此基础上，图7中的油温/水温的判定阈值TH2是上述的线圈温度变得与阈值TH1相等时的油温/水温的值。因此，通过事先求得并掌握图7中的直线L2、并且预先求得判定阈值TH2，能够基于油温/水温的值来判定是否需要进行用于将线圈电流I设为小于上限电流值的电流控制。更详细而言，在油温/水温的值比判定阈值TH2高的情况下，能够判定为不需要进行电流控制，在油温/水温的值成为判定阈值TH2以下的情况下，能够判定为需要进行电流控制。
另外，在本实施方式中，事先通过实验等来取得由直线L2表示的线圈温度的偏差幅度的下限值与油温/水温的关系，并将其作为映射存储于ECU40。并且，利用该映射来推定与油温/水温相应的线圈温度(下限值)。推定出的线圈温度在以下的线圈电流I的推定处理中被使用。此外，与上述的例子不同，线圈温度(下限值)也可以作为与油温和水温中的任一方相应的值而被推定。
3-2-3.线圈电流I的推定处理(Iest的算出处理)
图8是用于说明成为线圈电流I的推定处理的执行对象的可推定电流区间的图。在发出了执行凸轮切换动作的凸轮切换要求时，利用外周落座模式来执行该电流推定处理。
(电流推定处理的可否判定E1)
图8中的通电开始凸轮角度(电流推定用)θcrnk0相当于与为了进行该电流推定处理而开始对致动器24的通电的正时对应的凸轮角度的值。该通电开始凸轮角度θcrnk0相当于前方外周面的提前侧的端部的位置，即，相当于在某个燃烧循环中利用外周落座模式来执行凸轮切换动作时能够最提前的位置。另一方面，图8中的通电开始凸轮角度θcrnk是与下述通电开始正时对应的凸轮角度的值，该通电开始正时是在利用了深槽落座模式时，为了使卡合销28能够落座于销突出完成目标位置(换言之，***区间内的目标落座位置)而需要的通电开始正时。
当在比上述的通电开始凸轮角度θcrnk靠延迟侧的凸轮角度下开始通电时，则无法保证凸轮切换动作的成功。也就是说，从通电开始凸轮角度(电流推定用)θcrnk0到通电开始凸轮角度(深槽落座模式用)θcrnk为止的凸轮角度范围相当于能够执行电流推定处理的“可推定电流区间”。此外，从通电开始凸轮角度(深槽落座模式用)θcrnk到销突出完成目标位置为止的凸轮角度范围相当于在深槽落座模式时卡合销28朝向凸轮槽26突出的“突出区间”。
此外，当发动机转速Ne(∝凸轮轴转速)变高时，每单位时间的曲轴角的变化量以及与此相伴的凸轮角的变化量变大。因此，根据发动机转速Ne来变更通电开始凸轮角度θcrnk，更详细而言，发动机转速Ne越高则通电开始凸轮角度θcrnk越提前。另外，当因油温(即，对内燃机1的各部(包括凸轮轴12等可变气门装置10的各部)进行润滑的油的温度)低而油的粘度低时，卡合销28的突出动作容易被油阻碍。因此，根据油温来变更通电开始凸轮角度θcrnk，更详细而言，油温越低则通电开始凸轮角度θcrnk越提前。因此，可推定电流区间以及突出区间根据发动机转速Ne以及油温变化。
在上述的电流推定处理中，详细情况在后面进行叙述，为了取得与当前的线圈温度(基于图7所示的关系的推定值)相应的线圈电流I的推定电流值Iest，需要在从与通电开始凸轮角度(电流推定用)θcrnk0对应的时间点(通电开始正时)起经过了预定时间x(单位为ms(毫秒))的正时的线圈电流I的值。在此，在利用外周落座模式时，与利用深槽落座模式时相比，用于使卡合销28突出到凸轮槽26的底面所需要的时间变长。这是因为，在利用外周落座模式时，在卡合销28落座于前方外周面时卡合销28的突出速度暂时变成零，在通过了前方外周面后，像图5所示那样从初速度零的状态再次加速。因此，存在如下可能性：在为了电流推定处理而执行了外周落座模式时，在预定时间x的经过期间到达了通电开始凸轮角度(深槽落座模式用)θcrnk的情况下，就不能使卡合销28向***区间内突出而不使执行凸轮切换动作的燃烧循环延迟。
因此，在本实施方式中，在开始电流推定处理前，执行电流推定处理的可否判定E1。基于电流推定完成凸轮角度θestc(预测值)是否与通电开始凸轮角度(深槽落座模式用)θcrnk相同或者是否比所述通电开始凸轮角度θcrnk提前来执行该可否判定E1，所述电流推定完成凸轮角度θestc是从通电开始正时开始的预定时间x经过时的凸轮角度。
图9是表示凸轮轴12的转速(Ne/2)与时间的关系的图。能够基于曲轴角传感器42的输出来算出与通电开始凸轮角度(电流推定用)θcrnk0对应的时间点(通电开始正时)的发动机转速Ne0(deg/ms)和发动机转速的变化率ΔNe(deg/ms2)。结果，如图9所示，可知通电开始正时的凸轮轴转速(Ne0/2)和凸轮轴转速的变化率(ΔNe/2)，所以能够掌握经过预定时间x的期间的凸轮轴转速的推移。
以下的(1)式(不等式)的左边相当于电流推定完成凸轮角度θestc。即，作为一个例子，在本实施方式中，根据(1)式的左边所示出的关系，基于通电开始正时的凸轮轴转速(Ne0/2)和凸轮轴转速的变化率(ΔNe/2)来算出电流推定完成凸轮角度θestc。并且，如(1)式所示，判定所算出的电流推定完成凸轮角度θestc是否为通电开始凸轮角度(深槽落座模式用)θcrnk以下(即，是否与θcrnk相同或者比θcrnk提前)。
t：时间(ms)
在本实施方式中，像在图8中所示的例1那样，在电流推定完成凸轮角度θestc与通电开始凸轮角度θcrnk相同或者比通电开始凸轮角度θcrnk提前的情况下，执行上述的电流推定处理。另一方面，像例2那样，在电流推定完成凸轮角度θestc比通电开始凸轮角度θcrnk延迟的情况下，不执行上述的电流推定处理(即，不进行与线圈温度相应的线圈电流I的准确的推定)而是通过在通电开始凸轮角度θcrnk处执行通电来执行深槽落座模式。
(推定电流值Iest的算出)
图10是用于说明推定电流值Iest的算出方法的一个例子的图。作为一个例子，在本实施方式的电流推定处理中，作为前提，通过以100％的占空比对线圈32施加电压来进行在通电开始凸轮角度(电流推定用)θcrnk0的通电。即，对线圈32施加了蓄电池电压V+B，所以在该通电下，基于占空(Duty)控制实现的每单位时间的平均电压与电压值V+B相等。
如图10所示，当对线圈32施加蓄电池电压V+B时，线圈电流I伴随时间的经过而增加，并最终收敛。线圈电流I的收敛值相当于推定电流值Iest。关于在图10所示那样的线圈电流I的上升的特性，有如下见解：如果知道在从通电开始起经过了一定时间后的时间点的电流值，则可知道收敛值。上述的预定时间x相当于在此所说的一定时间。因此，通过事先设定在经过了预定时间x后的时间点的电流值Ix与收敛值的关系并作成映射，就能够取得与在运转期间计测的电流值Ix相应的收敛值(即，推定电流值Iest)。更详细而言，电流值Ix与收敛值的关系根据线圈温度和施加电压(蓄电池电压V+B)而发生变化。因此，上述的映射被决定为映射值根据线圈温度和施加电压而不同。此外，关于预定时间x，不论其是假定的线圈温度和施加电压的范围内的什么样的值，都被决定为比线圈电流I达到收敛值为止所需要的时间短。另外，例如线圈电流I能够利用内置于ECU40的电流传感器来进行测量。
与像这样利用电流值Ix的方法不同，也考虑持续计测线圈电流I直到得到收敛值为止由此检测出收敛值本身。然而，如此一来，像图10中所示的波形W1那样，根据线圈温度或施加电压的值，线圈电流I可能会超过上限电流值(参照图6)。与此相对，根据利用电流值Ix的方法，能够避免在线圈电流I的计测期间线圈电流I超过上限电流值的情况、并且能够算出推定电流值Iest。
3-2-4.目标占空比Dutyref的算出
目标占空比Dutyref是施加于致动器24的电压的占空比(在预定的周期中施加电压的赋予时间所占的比例)的目标值。为了抑制超过上限电流值的线圈电流I的流动，关于目标占空比Dutyref，像以下说明的那样作为根据推定电流值Iest而变化的值而被算出。在此，为了算出目标占空比Dutyref，首先算出线圈电阻值Rest。线圈电阻值Rest，能够基于通过在占空比为100％时(即，在每单位时间的平均施加电压成为蓄电池电压V+B的条件下)所进行的电流推定处理所得到的推定电流值Iest和蓄电池电压V+B像以下的(2)式所示那样来算出。
另外，可以说目标占空比Dutyref是对在施加了蓄电池电压V+B的条件下每单位时间的平均施加电压进行设定的参数。如以下的(3)式所示，目标占空比Dutyref被确定为使目标电流Iref(参照图6)与线圈电阻值Rest的乘积除以蓄电池电压V+B而得到的值。而且，考虑上述(2)式的关系对(3)式进行变形，由此目标占空比Dutyref最终被确定为使目标电流Iref除以推定电流值Iest而得到的值。
根据上述(3)式，在某个蓄电池电压V+B和目标电流Iref下，线圈电阻值Rest越小(即，线圈温度越低)则算出的目标占空比Dutyref越低。另外，根据(3)式，在目标电流Iref与线圈电阻值Rest的乘积变得比蓄电池电压V+B的值大的情况下(换言之，在推定电流值Iest成为目标电流Iref以下的情况下)，按上限值即100％固定目标占空比Dutyref。并且，在推定电流值Iest比目标电流Iref大的情况下，推定电流值Iest越大(即，线圈温度越低)则目标占空比Dutyref被限制得越低。
根据像上述那样决定的目标占空比Dutyref，推定电流值Iest越大，则施加于致动器24的每单位时间的平均电压越减小。此外，降低目标占空比Dutyref的处理，以即使通过减小平均电压来限制线圈电流I，线圈电流I也不会低于动作保证最低电流值(参照图6)的方式被执行。
3-2-5.外周落座模式继续可否判定E2
图11(A)和图11(B)是用于说明外周落座位置与全行程响应时间T_oland的关系的图。为了便于进行说明，也将使用外周落座模式而使卡合销28落座于前方外周面时的凸轮角度称为“外周落座位置”。另外，也将使卡合销28落座于前方外周面简单地称为“外周落座”。
全行程响应时间T_oland是使卡合销28进行全行程移动所需要的时间。更详细而言，在利用外周落座模式而使卡合销28暂时落座于前方外周面的情况下，全行程响应时间T_oland为外周落座所需要的时间与之后卡合销28从前方外周面朝向凸轮槽26的底面进行行程移动所需要的时间之和。此外，换言之，外周落座所需要的时间是卡合销28行进行程S1所需要的时间，该行程S1相当于通电断开(OFF)时的从卡合销28的头端到前方外周面为止的距离。此外，全行程响应时间T_oland相当于本发明的“从卡合销的朝向凸轮槽的内部的突出动作开始到完成为止所需要的时间”。
像以下说明的那样，在使卡合销28落座于前方外周面的情况下得到的全行程响应时间T_oland根据外周落座位置而发生变化。图11(A)和图11(B)的横轴是凸轮角度，在此基础上，图11(B)示出全行程响应时间T_oland与外周落座位置的关系。根据图11(B)所示的关系，在外周落座位置与通电开始凸轮角度θcrnk0接近的情况下，全行程响应时间T_oland为与利用深槽落座模式时同样的较小值。与此相对，当因例如蓄电池电压V+B较低这一原由而外周落座位置处于比图11中的凸轮角度θz靠延迟侧时，全行程响应时间T_oland急剧变长。这是因为，外周落座位置像这样延迟(靠延迟侧)的原因是线圈电流I较小，因此，在外周落座位置产生延迟的情况下全行程响应时间T_oland也变长。
当在像上述那样全行程响应时间T_oland变得过长的情况下继续利用外周落座模式时，难以使卡合销28落座于凸轮槽26内的预定的销突出完成目标位置(参照图8)。结果，凸轮切换动作可能会失败。因此，在利用伴随有基于上述的电流推定处理的目标占空比Dutyref的设定的外周落座模式的情况下，用以下的那样的方法来执行外周落座模式继续可否判定E2以保证即使进行了目标占空比Dutyref的限制凸轮切换动作也不会失败。
(外周落座模式继续可否判定E2的具体的内容)
图12是表示外周落座所需要的时间(S1的行程所需要的时间)、油温以及线圈电流I的关系的图。如图12所示，油温越低则外周落座所需要的时间越长。这是因为，当因油温低而油的粘度低时，卡合销28的突出动作容易被油阻碍。另外，如图12所示，在同一油温下线圈电流I越低则外周落座所需要的时间越长。
事先通过实验等来取得图12所示那样的关系，并将其作为映射存储于ECU40。在可否判定E2中，首先，参照决定了图12所示那样的关系的映射，取得在使用油温传感器44取得的当前的油温下动作保证最低电流值(参照图6)在线圈32中流动时外周落座所需要的时间(也就是说，在当前的油温下外周落座所需要的时间的最差值(最慢值)y(ms))。
在图11(A)和图11(B)中示出了卡合销28需要上述最差值y来落座于前方外周面的例子。图11(B)中所示的θy是从通电开始凸轮角度θcrnk0起经过了最差值y时的凸轮角度的值的一个例子。在可否判定E2中，利用上述(1)式来算出上述凸轮角度θy的值，由此推定需要最差值y来进行外周落座的情况下的外周落座位置。
事先通过实验等来取得图11(B)所示那样的全行程响应时间T_oland与外周落座位置的关系，并将其作为映射存储于ECU40。更详细而言，全行程响应时间T_oland的峰值根据蓄电池电压V+B和油温变化。因此，该映射被决定为映射值根据蓄电池电压V+B和油温变化。在可否判定E2中，参照这样的映射，取得与像上述那样算出的凸轮角度θy相应的全行程响应时间T_oland的值。
图13是表示要求响应时间与发动机转速Ne的关系的图。该要求响应时间是为了保证凸轮切换动作的成功而要求的卡合销28的全行程所需要的时间(响应时间)的值。发动机转速Ne越高，则每单位时间的凸轮角度的变化量越大，所以如图13所示，发动机转速Ne(∝凸轮轴转速)越高则要求响应时间越短。此外，要求响应时间相当于本发明的“预定时间”。
在可否判定E2中，对假定上述最差值y而取得(推定)的全行程响应时间T_oland、和与发动机转速Ne相应的要求响应时间进行比较。并且，在该全行程响应时间T_oland成为要求响应时间以下的情况下，判定为能够执行利用外周落座模式的凸轮切换动作。在该情况下，根据上述(3)式，目标占空比Dutyref从在通电开始时被设定的100％变更为与推定电流值Iest相应的值(更详细而言是限制使得线圈电流I不超过上限电流值(参照图6)的电流值)。结果，在继续利用外周落座模式的状态下，卡合销28向凸轮槽26内突出。
在可否判定E2中，与上述的情况相反，在与上述最差值y对应的全行程响应时间T_oland变得比要求响应时间长情况下，判定为无法执行利用外周落座模式的凸轮切换动作。在该情况下，对致动器24的通电暂时断开。结果，落座于前方外周面的卡合销28后退。之后，在通电开始凸轮角度θcrnk到来的正时再次执行对致动器24的通电。即，在该情况下，执行上述的两次通电模式，最终卡合销28使用深槽落座模式而***凸轮槽26内。另外，在该情况下，也利用目标占空比Dutyref(与推定电流值Iest相应的值)。
像以上那样，利用伴随有基于上述的电流推定处理的线圈电流I的限制的外周落座模式的凸轮切换动作只有在可否判定E2的结果为肯定的情况下才执行。
3-3.实施方式1的与致动器的通电控制有关的ECU的处理
图14是表示本发明的实施方式1的与致动器24的通电控制有关的处理的例程的流程图。此外，本例程在发出了凸轮切换要求的情况下被执行。凸轮切换要求在例如要求的进气凸轮(小凸轮14或大凸轮16)伴随发动机运转条件(主要是，发动机负荷和发动机转速Ne)的变化而变化了时被发出。
在图14所示的例程中，ECU40首先判定油温/水温是否为判定阈值TH2(参照图7)以下(步骤S100)。更详细而言，判定使用油温传感器44取得的油温是否为相当于判定阈值TH2的油温阈值以下，并且判定使用水温传感器46取得的水温是否为相当于判定阈值TH2的水温阈值以下。结果，在与油温和水温相关的判定中的至少一方成立的情况下，步骤S100的判定成立。此外，在步骤S100中，也可以与上述例子不同地仅执行油温和水温中的任一方的判定。
在步骤S100的判定不成立的情况下，也就是说，在能够判断为不需要为了避免超过上限电流值(参照图6)而进行限制的线圈电流I的控制的情况下，ECU40在通电开始凸轮角度θcrnk到来的正时开始对致动器24的通电(步骤S102)。即，执行深槽落座模式。在ECU40中存储有事先设定了油温/水温与目标占空比Dutyref的关系的映射(省略图示)。在本步骤S102中，ECU40参照这样的映射取得与当前的油温/水温相应的目标占空比Dutyref，并使用所取得的目标占空比Dutyref来控制致动器24的通电。此外，也可以与上述的例子不同地，目标占空比Dutyref也可以作为与油温和水温中的任一方相应的值而被取得。
另一方面，在步骤S100的判定成立的情况下，也就是说，在能够判断为需要为了避免超过上限电流值(参照图6)而进行限制的线圈电流I的控制的情况下，ECU40进入步骤S104。
步骤S104的处理相当于与上述的电流推定处理的可否判定相关的处理。即，在步骤S104中，ECU40判定在上述那样的步骤中算出的电流推定完成凸轮角度θestc是否与通电开始凸轮角度(深槽落座模式用)θcrnk相同或者是否比通电开始凸轮角度(深槽落座模式用)θcrnk提前。
在步骤S104的判定不成立的情况下，也就是说，在能够判断为当执行利用外周落座模式的电流推定处理时可能无法使卡合销28向当前的燃烧循环的凸轮槽26的***区间内突出的情况下，ECU40进入步骤S102并执行深槽落座模式。另一方面，在步骤S104的判定成立的情况下，也就是说，在能够判断为即使执行利用外周落座模式的电流推定处理也能够使卡合销28向当前的燃烧循环的凸轮槽26的***区间内突出的情况下，ECU40在通电开始凸轮角度θcrnk0到来的正时使用100％占空比开始对致动器24的通电(步骤S106)。
接着，ECU40执行步骤S108的处理。ECU40构成为能够检测蓄电池电压V+B。在步骤S108中，ECU40首先取得当前的蓄电池电压V+B，并且通过上述的电流推定处理来算出将线圈温度考虑在内的推定电流值Iest。此外，步骤S108中的推定电流值Iest的算出在经过了上述预定时间x的正时被执行。并且，在步骤S108中，ECU40在根据上述(2)式使蓄电池电压V+B除以推定电流值Iest由此算出线圈电阻值Rest之后，根据上述(3)式来算出目标占空比Dutyref(步骤S108)。根据(3)式可知，在目标占空比Dutyref中，反映了推定电流值Iest。
接着，ECU40算出卡合销28的全行程响应时间T_oland(步骤110)。该步骤S110和下一步骤S112的处理相当于与上述的外周落座模式继续可否判定E2相关的处理。在继步骤S110之后的步骤S112中，ECU40判定在步骤S110中算出的全行程响应时间T_oland是否为要求响应时间以下。
在步骤S112的判定成立的情况下，也就是说，在能够判断为即使限制线圈电流I以使其不超过从ECU40的温度制约的观点出发所要求的上限电流值并且继续外周落座模式也能够使卡合销28在要求响应时间以内向凸轮槽26突出的情况下，ECU40进入步骤S114。在步骤S114中，ECU40使占空比从通过步骤S106的处理而成为100％的占空比变更为通过步骤S108的处理算出的目标占空比Dutyref(与推定电流值Iest相应的值)。结果，在该情况下，继续实施外周落座模式，在对致动器24施加基于目标占空比Dutyref的电压的状态下，卡合销28从前方外周面朝向凸轮槽26的内部***。
另一方面，在步骤S112的判定不成立的情况下，也就是说，在能够判断为若限制线圈电流I以使其不超过上限电流值、并且使外周落座模式继续则可能无法使卡合销28在要求响应时间以内向凸轮槽26突出的情况下，ECU40使对致动器24的通电暂时断开(步骤S116)。接着，ECU40在通电开始凸轮角度θcrnk下使用通过步骤S108的处理算出的目标占空比Dutyref(与推定电流值Iest相应的值)来开始对致动器24的通电(步骤S118)。像这样，在该情况下，从外周落座模式切换为深槽落座模式。即，执行上述的两次通电模式。
4.实施方式1的致动器的通电控制的效果
根据在以上所说明的图14中所示的例程的处理，在基于步骤S100、步骤S104以及步骤S112的各判定的预定的排除条件不成立的情况下(即，这些步骤的判定全部成立的情况下)，执行以下那样的通电控制。即，为了取得推定电流值Iest(也就是说，伴随通电开始凸轮角度θcrnk0下的通电而在致动器24(线圈32)中流动的电流的推定值)，在通电开始凸轮角度θcrnk到来的正时执行外周落座模式。并且，所取得的推定电流值Iest越大，则目标占空比Dutyref越降低。并且，在根据像这样决定的目标占空比Dutyref而电压被控制的状态下执行外周落座模式。结果，推定电流值Iest越大，则在使卡合销28从前方外周面朝向凸轮槽26突出时施加于致动器24的每单位时间的平均电压越低。
如上所述，线圈温度越低则线圈电流I越大。另外，线圈电流I也因线圈电阻值R的偏差等其他要因而变化。根据上述例程的处理，在发出了凸轮切换要求的情况下，尝试执行用于使卡合销28落座于前方外周面的通电。并且，在能够执行外周落座的条件下，能够利用用于外周落座的通电动作来掌握体现线圈温度变化等各种电流变化要因的影响的推定电流值Iest(线圈电阻的推定值Rest)。在此基础上，推定电流值Iest越大则最终卡合销28从前方外周面朝向凸轮槽26突出时施加于致动器24的每单位时间的平均电压越低，由此能够考虑到上述各种电流变化要因的影响，并且像上述那样将使卡合销28突出时的线圈电流I限制为不超过上限电流值。
像以上那样，根据本实施方式的致动器24的通电控制，既能够抑制根据线圈温度的变化等各种电流变化要因而线圈电流I变得过大的情况又能够进行凸轮切换动作。另外，根据基于这样的通电控制的对策，不需要设置追加的温度传感器(即，不使成本上升)便能够掌握线圈温度变化的影响、并且能够抑制线圈电流I的过度上升。
(外周落座模式继续可否判定E2的效果)
另外，上述例程的处理包括外周落座模式继续可否判定E2。该可否判定E2是适于与用于根据推定电流值Iest来限制线圈电流I的上述的处理进行组合的处理。即，根据可否判定E2，在利用外周落座模式来使凸轮切换机构20进行凸轮切换动作时，在卡合销28的全行程响应时间T_oland比要求响应时间(参照图13)长的情况下，在卡合销28落座于前方外周面后，暂时断开通电。由此，使卡合销28从前方外周面后退。在此基础上，在与执行了上述的外周落座的燃烧循环相同的燃烧循环中再次执行对致动器24的通电以使得卡合销28向凸轮槽26的内部(***区间)突出。即，落座模式从外周落座模式切换为能够得到更短的全行程响应时间T_oland的深槽落座模式。根据这样的处理，即使在因蓄电池电压V+B低等要因而卡合销28的突出速度降低的情况下，也能够避免因为伴随有基于推定电流值Iest大小的线圈电流I的限制的外周落座模式的继续而使凸轮切换动作在所期望的燃烧循环期间失败。换言之，即使在这样的情况下，也能够保证致动器24的响应速度。此外，根据上述的外周落座模式继续可否判定E2，作为外周落座所需要的时间，着眼于与动作保证最低电流值(参照图6)对应的最差值y。即，能够考虑在致动器24进行卡合销28的突出动作时最严格的条件来实施可否判定E2。因此，能够更可靠地保证致动器24的响应速度。
而且，以发动机转速Ne越高则越短的方式决定用于可否判定E2的要求响应时间。像这样，通过将执行凸轮切换动作时的发动机转速Ne的高低与要求响应时间的决定相关联地进行考虑，能够更准确地进行可否判定E2。
其他实施方式.
(除了占空控制以外的致动器的驱动电压的控制例)
在上述的实施方式1中，推定电流值Iest越大，则在使卡合销28从前方外周面朝向凸轮槽26突出时施加于致动器24的每单位时间的平均电压越低，所以推定电流值Iest越大则目标占空比Dutyref越低。也可以与这样的例子不同，如果是构成为对致动器施加的电压的值本身能够进行变更的控制装置，则推定电流值Iest越大，对致动器施加的电压的值本身越下降，由此来降低上述平均电压。
(以汽缸组为单位的凸轮切换动作)
在上述的实施方式1中，举出了按每个汽缸具备多个进气凸轮14、16、形成有凸轮槽26的凸轮架22、以及与其对应设置的致动器24的例子。也就是说，举出了按每个汽缸进行凸轮切换动作的构成的例子。然而，也可以按每个汽缸组具备这样的凸轮架和致动器，所述汽缸组由两个以上的汽缸构成。更详细而言，凸轮切换机构只要构成使得凸轮架在卡合销通过切换对象汽缸组所包括的多个汽缸的凸轮共通的基圆区间时滑动即可。
(不伴随凸轮的滑动动作而进行使用了凸轮槽的凸轮切换动作的凸轮切换机构的例子)
上述实施方式1的凸轮切换机构20具有设置于凸轮轴12的外周面(更详细而言，凸轮架22的外周面)的凸轮槽26、和能够与凸轮槽26卡合/分离的卡合销28，并且包括能够使卡合销28朝向凸轮轴12突出的致动器24，所述凸轮切换机构20构成为，在卡合销28与凸轮槽26卡合时，固定于凸轮架22的进气凸轮14、16伴随凸轮轴12的旋转而滑动，结果，切换驱动进气门的凸轮。然而，成为本发明的对象的凸轮切换机构，只要具有能够供卡合销落座的上述前方外周面，卡合销伴随致动器的动作而***凸轮槽，并且结果是驱动气门的凸轮被切换即可，在该凸轮切换机构中，凸轮本身不一定需要滑动。因此，凸轮切换机构例如也可以像国际公开第2011/064852号中记载的那样，虽然利用设置于凸轮轴的外周面的凸轮槽，但不伴随凸轮的滑动动作。更详细而言，成为本发明的对象的凸轮槽，并非限定于像可变气门装置10的凸轮槽26那样形成于与凸轮轴分体的凸轮架的外周面(作为凸轮轴的外周面的一部分发挥作用)，也可以像在上述文献中记载的凸轮切换机构的凸轮槽那样，形成于形成(固定)在凸轮轴的一部分的圆筒部的外周面(作为凸轮轴的外周面的一部分发挥作用)。另外，成为本发明的对象的卡合销并非限定于像凸轮切换机构20的卡合销28那样内置于致动器的结构。即，卡合销也可以是例如在上述文献中记载的凸轮切换机构中滑动部件(滑动销)所具备的突起部，所述滑动部件配置在内置于电磁式的致动器的锁销(lock pin)(不是与凸轮槽卡合的“卡合销”)与凸轮槽之间。另外，关于按每个汽缸或按每个汽缸组设置的卡合销的数量，并非像可变气门装置10所具备的卡合销28那样限定于多个，也可以像在上述文献中记载的凸轮切换机构那样设为一个。
另外，在以上说明的各实施方式中记载的例子和其他的各变形例除了明示的组合以外，也可以在可能的范围内进行适当地组合，另外，也可以在不脱离本发明的要旨的范围内进行各种变形。

Claims (3)

1.一种控制内燃机的控制装置，所述内燃机具备：
凸轮轴，其被驱动而旋转；
轮廓不同的多个凸轮，所述多个凸轮设置于所述凸轮轴；以及
凸轮切换机构，其进行凸轮切换动作，在所述多个凸轮之间切换用于驱动对燃烧室进行开闭的气门的凸轮，
所述内燃机的控制装置的特征在于，
所述凸轮切换机构包括：
凸轮槽，其设置于所述凸轮轴的外周面；和
电磁式的致动器，其具有能够与所述凸轮槽卡合/分离的卡合销，并且能够使所述卡合销朝向所述凸轮轴突出，
所述凸轮切换机构构成为，在所述卡合销与所述凸轮槽卡合时，驱动所述气门的凸轮伴随所述凸轮轴的旋转而在所述多个凸轮之间切换，
所述凸轮轴的所述外周面包括前方外周面，所述前方外周面比所述凸轮槽的所述凸轮轴的旋转方向的前方侧的端部位于所述旋转方向的前方侧，
在使所述凸轮切换机构进行所述凸轮切换动作的情况下，执行对所述致动器的通电以使得所述卡合销落座于所述前方外周面，并且，伴随所述通电而在所述致动器中流动的电流越大，则越降低在使所述卡合销从所述前方外周面朝向所述凸轮槽突出时施加于致动器的每单位时间的平均电压。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述控制装置，在伴随用于使所述卡合销落座于所述前方外周面的所述通电地使所述凸轮切换机构进行所述凸轮切换动作时，在从所述卡合销朝向所述凸轮槽的内部的突出动作开始起到完成为止所需要的时间比预定时间长的情况下，在所述卡合销落座于所述前方外周面后使所述卡合销从所述前方外周面后退，并且以在与进行了向所述前方外周面的落座的燃烧循环相同的燃烧循环中所述卡合销突出到所述凸轮槽的内部的方式执行对所述致动器的通电。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
发动机转速越高则所述预定时间越短。
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