JP2006274809A - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気バルブの作動角の中心位相及びリフト特性を可変とする可変動弁機構を備えた機関において、特性ばらつきを精度良く補正する。
【解決手段】 吸気バルブの可変バルブタイミング機構及び可変リフト機構を備えるＶ型機関において、バンク間におけるトルク段差を求め、吸気バルブの開口面積が閾値よりも大きい領域において、前記トルク段差を縮小すべく可変バルブタイミング機構による吸気バルブのバルブタイミングを学習し、該学習が終了した後、前記開口面積が閾値よりも小さい領域において、前記トルク段差を縮小すべく可変リフト機構による吸気バルブのリフト特性を学習する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、内燃機関の吸気バルブの作動角の中心位相、及び、前記吸気バルブのリフト特性（リフト量及び／又は作動角）を可変とする可変動弁機構の制御装置に関する。

特許文献１には、機関バルブを電磁コイルにより駆動する電磁駆動バルブにおいて、機関バルブのリフト量を検出するリフトセンサのバルブ全開位置及びバルブ全閉位置での出力値を、スタータモータの通電時に学習する装置が開示されている。
また、特許文献２には、クランク軸に対するカム軸の位相差を調整することで機関バルブのバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構において、バルブタイミングの最遅角位置を機関の運転領域毎に学習する装置が開示されている。
特開平１１−２１０５１０号公報 特開平１１−８２０７３号公報

ところで、前記特許文献１，２に開示される技術によれば、機関バルブの全閉・全開位置やバルブタイミングの最遅角位置を学習することで、可変範囲における制御位置を精度良く検知できるようになるが、可変範囲のばらつきを吸収することはできず、例えば、Ｖ型機関において、各バンクの吸気バルブに可変動弁機構をそれぞれ備える場合には、バンク間で空気量に偏差が生じてしまい、機関回転の安定性や機関の静粛性を低下させてしまう。

そこで、空気量のばらつきを学習して、各バンクの可変動弁機構に補正を加えることが望まれるが、機関バルブのリフト特性（リフト量及び／又は作動角）を可変とする可変リフト機構と、クランク軸に対するカム軸の位相差を調整する可変バルブタイミング機構とを組み合わせた可変動弁機構を備える場合には、空気量がリフト特性と作動角の中心位相との双方に影響されて変化するため、可変リフト機構と可変バルブタイミング機構とにそれぞれ適正な補正制御を加えることができないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、内燃機関の吸気バルブの作動角の中心位相、及び、前記吸気バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構を備えた機関において、作動角の中心位相のばらつきとリフト特性のばらつきとに分離して補正制御を行わせることができる制御装置を提供することを目的とする。

そのため請求項１記載の発明は、内燃機関の吸気バルブの作動角の中心位相、及び、前記吸気バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構の制御装置であり、吸気バルブの中心位相に依存する空気量のばらつきと、吸気バルブのリフト特性に依存する空気量のばらつきとを、吸気系の状態量に基づき領域を分けて個別に学習する構成とした。
係る構成によると、吸気系の状態量により、吸気バルブの開口面積のばらつき影響を大きく受ける領域と、吸気バルブの作動角の中心位相（閉弁タイミング）のばらつき影響を大きく受ける領域とを判別し、ぞれぞれの領域で空気量ばらつきを分離学習する。

従って、作動角の中心位相のばらつきとリフト特性のばらつきとに分離してそれぞれ補正制御を行わせることができるようになり、例えばＶ型機関では、バンク間における空気量ばらつきを精度良く補正でき、機関回転の安定性や静粛性を向上させることができる。
請求項２記載の発明では、吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量に基づいて、吸気バルブの作動角の中心位相に依存する空気量のばらつきを学習する領域と、吸気バルブのリフト特性に依存する空気量のばらつきを学習する領域とに分ける構成とした。

係る構成によると、吸気バルブを通過するガス量が、吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量に応じて変化する領域と、吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量に応じて変化しない領域とが存在するので、吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量に応じて、作動角の中心位相のばらつきを学習する領域とリフト特性のばらつきを学習する領域とに分ける。

従って、作動角の中心位相のばらつきとリフト特性のばらつきとに分離して、精度良く学習させることができる。
請求項３記載の発明では、吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量が閾値よりも大きい領域で、吸気バルブの作動角の中心位相に依存する空気量のばらつきを学習し、吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量が少なくとも前記閾値よりも小さい領域で、吸気バルブのリフト特性に依存する空気量のばらつきを学習する構成とした。

係る構成によると、吸気バルブの開口面積が小さい領域では、吸気バルブの通過ガス量が吸気バルブの開口面積に応じて変化するが、吸気バルブの開口面積が大きくなると、吸気バルブの通過ガス量が吸気バルブの開口面積に応じて変化しなくなり、吸気バルブの作動角の中心位相（閉弁タイミング）に大きく影響されて通過ガス量が変化するようになるので、吸気バルブの開口面積を閾値で区別して、作動角の中心位相のばらつきを学習する領域とリフト特性のばらつきを学習する領域とに分ける。

従って、作動角の中心位相のばらつきに依存する空気量のばらつきと、リフト特性のばらつきに依存する空気量のばらつきとをそれぞれに精度良く学習させることができる。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における車両用内燃機関のシステム構成図である。
図１において、内燃機関１０１は、左右２つのバンクからなるＶ型機関である。但し、内燃機関１０１は水平対向機関であっても良い。
前記機関１０１の吸気管１０２には、電子制御スロットル１０４が介装され、該電子制御スロットル１０４を通過した空気は、各バンク、更に、各気筒に分配される。

各気筒では、吸気バルブ１０５を介して燃焼室１０６内に空気が吸入される。
燃焼排気は、燃焼室１０６から排気バルブ１０７を介して排出された後、バンク毎に排気が集合され、バンク毎に設けられるフロント触媒１０８ａ，１０８ｂ及びリア触媒１０９ａ，１０９ｂで浄化される。
前記リア触媒１０９ａ，１０９ｂで浄化された後のバンク毎の排気は、合流してマフラーに１０３に流入し、その後大気中に放出される。

前記排気バルブ１０７は、排気側カム軸１１０に軸支されたカムによって一定のバルブリフト量，バルブ作動角及びバルブタイミングを保って開閉駆動される。
一方、吸気バルブ１０５側には、バルブリフト量をバルブ作動角と共に連続的に可変制御する可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂがバンク毎に設けられる。
更に、吸気バルブ１０５側には、クランク軸に対する吸気側カム軸の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変制御する可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂがバンク毎に設けられる。

上記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂ及び可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂの組み合わせによって、吸気バルブ１０５の可変動弁機構が構成される。
マイクロコンピュータを内蔵する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１４は、アクセル開度に対応する目標吸入空気量が得られるように、前記電子制御スロットル１０４，可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂ及び可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂを制御する。

前記ＥＣＵ１１４には、機関１０１の吸入空気流量を検出するエアフローメータ１１５、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１１６、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３ｂの開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９、各バンクの排気空燃比を検出する酸素センサ１１１ａ，１１１ｂ等からの検出信号が入力される。

また、各気筒の吸気バルブ１０５上流側の吸気ポート部には、燃料噴射弁１３１が設けられる。
前記燃料噴射弁１３１には、燃料タンク１３２内の燃料が燃料ポンプ１３３により圧送され、該燃料噴射弁１３１が、前記ＥＣＵ１１４からの噴射パルス信号（空燃比制御信号）によって開弁駆動されると、噴射パルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料が噴射される。

次に前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂ及び可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂの構造を、図２〜図４に基づいて説明する。
実施形態のＶ型機関１０１は、各気筒に一対の吸気バルブ１０５，１０５が設けられており、これら吸気バルブ１０５，１０５の上方に、クランクシャフトによって回転駆動される吸気駆動軸３（吸気側カム軸）が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。

前記吸気駆動軸３には、吸気バルブ１０５のバルブリフタ２ａに当接して吸気バルブ１０５を開閉駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気駆動軸３と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量を連続的に変更する可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂが設けられている。
また、前記吸気駆動軸３の一端部には、クランクシャフトに対する前記吸気駆動軸３の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を連続的に変更する可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂが配設されている。

前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂは、図２及び図３に示すように、吸気駆動軸３に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気駆動軸３と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１４と、この制御カム１４に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。

前記制御軸１３は、電動アクチュエータ１７（モータ）によりギア列１８を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランクシャフトに連動して吸気駆動軸３が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２がほぼ並進移動するとともに、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気バルブ１０５が開閉駆動される。

また、前記制御軸１３の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。
これにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量が連続的に増減変化する。
図４は、前記可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂを示している。

前記可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂは、クランクシャフトと同期して回転するスプロケット２５に固定され、このスプロケット２５と一体的に回転する第１回転体２１と、ボルト２２ａにより前記吸気駆動軸３の一端に固定され、吸気駆動軸３と一体的に回転する第２回転体２２と、ヘリカルスプライン２６により第１回転体２１の内周面と第２回転体２２の外周面とに噛合する筒状の中間ギア２３と、を有している。

前記中間ギア２３には３条ネジ２８を介してドラム２７が連結されており、このドラム２７と中間ギア２３との間にねじりスプリング２９が介装されている。
前記中間ギア２３は、ねじりスプリング２９によって遅角方向（図４の左方向）へ付勢されており、電磁リターダ２４に電圧を印加して磁力を発生すると、ドラム２７及び３条ネジ２８を介して進角方向（図４の右方向）へ動かされる。

この中間ギア２３の軸方向位置に応じて、回転体２１，２２の相対位相が変化して、クランクシャフトに対する吸気駆動軸３の位相が変化し、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相が連続的に変化する。
前記電動アクチュエータ１７及び電磁リターダ２４は、前記ＥＣＵ１１４からの制御信号により駆動制御される。

本実施形態において、前記ＥＣＵ１１４は、前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂ及び可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂを組み合わせた吸気バルブ１０５の可変動弁機構のばらつきによるバンク間の空気量ばらつきを学習する機能を有する。
以下では、前記ばらつき学習の詳細を説明する。
図５のフローチャートは、バンク間のトルク段差を検出する手段の第１実施形態を示すものであり、クランク角センサ１１７からの検出信号に基づいてトルク段差を演算する。

まず、ステップＳ１では、クランク角センサ１１７からの検出信号に基づいて気筒間における行程位相差（４気筒で１８０degCA, ６気筒で１２０degCA）毎の基準クランク角位置を検出し、前記基準クランク角位置の周期ＴＩＮＴを計測する。
ステップＳ２では、前記周期ＴＩＮＴに基づいて、行程が１回転分だけずれている気筒間におけるトルク段差を示すパラメータＭＩＳＣを演算する。

前記パラメータＭＩＳＣの演算においては、前記周期ＴＩＮＡＴについて、最新値ＴＩＮＴ１から所定回数前のデータＴＩＮＴｎまでを時系列に記憶しておく。即ち、ＴＩＮＴｎのｎは正の整数であって、２であれば前回値を示し、３であれば前々回値であることを示す。
そして、周期ＴＩＮＴが更新される毎に、以下の計算を行う。
「４気筒の場合」

「６気筒の場合」

上式でＴＰは、シリンダ空気量相当である基本燃料噴射量（基本噴射パルス幅）であり、ＭＩＳＢ２はパラメータＭＩＳＢの前回値、ＭＩＳＢ３はパラメータＭＩＳＢの前々回値である。
ステップＳ３では、前記パラメータＭＩＳＣを右バンク成分と左バンク成分とに分ける。

更に、ステップＳ４では、バンク毎にパラメータＭＩＳＣの平均値ＭＩＳＣＲＡＶＥ，ＭＩＳＣＬＡＶＥを求める。
そして、ステップＳ５では、バンク間トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳを、前記平均値ＭＩＳＣＲＡＶＥ，ＭＩＳＣＬＡＶＥの偏差として求める。
ＢＮＫＳＴＰＭＳ＝ＭＩＳＣＲＡＶＥ−ＭＩＳＣＬＡＶＥ
図６のフローチャートは、バンク間のトルク段差を空気量段差として求める第２実施形態を示す。

この第２実施形態では、バンク毎に個別に吸入空気流量を計測する右バンク用のエアフローメータ１１５と左バンク用のエアフローメータ１１５とを備えるものとする。
ステップＳ１１では、右バンクにおける吸入空気流量ＱＲを右バンクに備えられたエアフローメータ１１５の検出信号に基づいて検出する。
ステップＳ１２では、左バンクにおける吸入空気流量ＱＬを左バンクに備えられたエアフローメータ１１５の検出信号に基づいて検出する。

ステップＳ１３では、右バンクにおけるシリンダ空気量に相当する基本燃料噴射量（基本噴射パルス幅）ＴＰ０Ｒを演算する。
ＴＰ０Ｒ＝Ｋ×ＱＲ／Ｎ
尚、Ｋは定数、Ｎは機関回転速度である。
ステップＳ１４では、左バンクにおけるシリンダ空気量に相当する基本燃料噴射量（基本噴射パルス幅）ＴＰ０Ｌを演算する。

ＴＰ０Ｌ＝Ｋ×ＱＬ／Ｎ
ステップＳ１５では、右バンクの基本燃料噴射量ＴＰ０Ｒを平滑化処理し、その結果をＴＰＲとする。
ステップＳ１６では、左バンクの基本燃料噴射量ＴＰ０Ｌを平滑化処理し、その結果をＴＰＬとする。

ステップＳ１７では、右バンクの充填効率ＩＴＡＣＲを、全開時の基本燃料噴射量ＴＰＭＡＸ＃を用いて演算する。
ＩＴＡＣＲ＝ＴＰＲ／ＴＰＭＡＸ＃
ステップＳ１８では、左バンクの充填効率ＩＴＡＣＬを、全開時の基本燃料噴射量ＴＰＭＡＸ＃を用いて演算する。

ＩＴＡＣＬ＝ＴＰＬ／ＴＰＭＡＸ＃
ステップＳ１９では、前記右バンクの充填効率ＩＴＡＣＲ及び左バンクの充填効率ＩＴＡＣＬを平滑化処理し、その結果を、ＩＴＡＣＲＡＶＥ，ＩＴＡＣＬＡＶＥとする。
ステップＳ２０では、右バンクの平均充填効率ＩＴＡＣＲＡＶＥと、左バンクの平均充填効率ＩＴＡＣＬＡＶＥとの偏差として、バンク間の充填効率段差ＢＮＫＳＴＰＩＣを演算する。

ＢＮＫＳＴＰＩＣ＝ＩＴＡＣＲＡＶＥ−ＩＴＡＣＬＡＶＥ
図７のフローチャートは、バンク間のトルク段差を空燃比段差として求める第３実施形態を示す。
ステップＳ３１では、右バンクの酸素センサ１１１ａの検出信号を読み込む。
ステップＳ３２では、左バンクの酸素センサ１１１ｂの検出信号を読み込む。

ステップＳ３３では、右バンクの空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量のフィードバック補正係数ＡＬＰＨＡＲを、前記右バンクの酸素センサ１１１ａの検出信号に基づいて演算する。
ステップＳ３４では、左バンクの空燃比を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量のフィードバック補正係数ＡＬＰＨＡＬを、前記左バンクの酸素センサ１１１ｂの検出信号に基づいて演算する。

ステップＳ３５では、右バンクの空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡＲを平滑化処理し、その結果をＡＶＥＡＬＰＲとする。
ステップＳ３６では、左バンクの空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡＬを平滑化処理し、その結果をＡＶＥＡＬＰＬとする。
ステップＳ３７では、前記右バンクの平均補正係数ＡＶＥＡＬＰＲと、前記左バンクの平均補正係数ＡＶＥＡＬＰＬとの偏差として、バンク間の空燃比段差ＢＮＫＳＴＰＡＬを演算する。

ＢＮＫＳＴＰＡＬ＝ＡＶＥＡＬＰＲ−ＡＶＥＡＬＰＬ
図８のフローチャートは、図５のフローチャートで求められる前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳに基づいてバンク間のトルク段差を補正する制御を示す。
ステップＳ４１では、吸気バルブ１０５の開口面積ValveAAを機関回転速度Ｎｅ及び排気量Volで割った値（ValveAA／Ｎｅ／Vol）が第１閾値LRNAACET#以上であるか否かを判別する。

尚、前記開口面積ValveAAは、可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂの操作量から推定できる。
バルブ開口面積に相関する状態量であるValveAA／Ｎｅ／Volが第１閾値LRNAACET#以上である領域は、図９に示すように、吸気バルブ１０５の開口面積の変化に対して吸気バルブ１０５の通過ガス量が大きく変化しない領域（Ｂ）であって、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相（閉弁タイミング）が通過ガス量に大きく影響する領域である。

ValveAA／Ｎｅ／Volが第１閾値LRNAACET#以上であるときには、ステップＳ４２に進み、前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPMR＃（＜０）よりも小さいか否かを判別する。
前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPMR＃よりも小さいときには、左バンクのMISC平均値が右バンクのMISC平均値よりも大きいということであり、換言すれば、右バンクにおける中心位相が左バンクに対してより遅角しており、右バンク側で空気量がより大きくなっている状態であることを示す。

そこで、前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPMR＃よりも小さいときには、ステップＳ４３へ進み、右バンクの中心位相をより進角させるべく、右バンクの吸気バルブ１０５の作動角中心位相の最遅角学習値BASLRNRを所定値HSTPV#だけ減少設定する。
前記吸気バルブの作動角の中心位相は、基準クランク角位置から基準カム角位置までの位相角度として計測され、最遅角学習値BASLRNR（最遅角時における位相角度）から実測の位相角度を減算した結果が最進角位置からの進角量として算出され、該進角量が目標に一致するようにフィードバック制御される。

そして、吸気バルブの作動角の中心位相を早めて、吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点前に早めることで、所謂早閉じ制御によって空気量が絞られる。
従って、最遅角学習値BASLRNRが所定値HSTPV#だけ減少設定されると、進角量がより少なく検出されることになり、該減少分を補うように進角されることになる。
右バンクの吸気バルブの中心位相を進角側に修正することで、左バンクよりも大きい右バンクの空気量が減少補正され、バンク間のトルク段差が縮小される。

尚、最遅角学習値BASLRNRを所定値HSTPV#だけ減少設定する代わりに、右バンクの吸気バルブ１０５の作動角中心位相の進角目標値VTCTRGRを所定値HSTPV#だけ増大補正して、より進角側に修正しても良い。
一方、前記ステップＳ４２で前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPMR＃以上であると判断されると、ステップＳ４４へ進む。

ステップＳ４４では、前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPML＃（＞０）よりも大きいか否かを判別する。
前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPML＃よりも大きいときには、右バンクのMISC平均値が左バンクのMISC平均値よりも大きいということであり、換言すれば、右バンクにおける中心位相が左バンクに対してより進角しており、右バンク側で空気量がより小さくなっている状態であることを示す。

そこで、前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPML＃よりも大きいときには、ステップＳ４５へ進み、左バンクの吸気バルブ１０５の作動角中心位相の最遅角学習値BASLRNLを所定値HSTPV#だけ減少設定するか、左バンクの吸気バルブ１０５の作動角中心位相の進角目標値VTCTRLを所定値HSTPV#だけ増大補正する。
これにより、左バンクの吸気バルブの中心位相がより進角側に修正され、右バンクよりも大きい左バンクの空気量が減少補正され、バンク間のトルク段差が縮小される。

上記のように、ValveAA／Ｎｅ／Volが第１閾値LRNAACET#以上であって吸気バルブ１０５の作動角の中心位相が通過ガス量に大きく影響する領域でのバンク間のトルク段差は、可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂのばらつきによる左右バンクでの中心位相のばらつきが原因であると判断して、各バンクの中心位相をバンク間のトルク段差が縮小する方向に修正する。

そして、STPMR＃≦ＢＮＫＳＴＰＭＳ≦STPML＃になり、バンク間のトルク段差が充分に小さいと判断されるようになると、ステップＳ４６へ進んで、中心位相の学習終了フラグFCNTLRNに１をセットする。
一方、前記ステップＳ４１でValveAA／Ｎｅ／Volが第１閾値LRNAACET#よりも小さいと判断されると、ステップＳ４７へ進む。

ステップＳ４７では、前記フラグFCNTLRNに１をセットされているか否か、即ち、可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂ（中心位相）のばらつき学習が終了しているか否かを判別する。
そして、前記フラグFCNTLRNが０で、可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂ（中心位相）のばらつき学習が終了していない場合には、ステップＳ４８以降のリフト学習を実行することなく、本ルーチンを終了させる。

従って、中心位相の学習が終了してから、ステップＳ４８以降の学習が行われることになる。
ステップＳ４７において、前記フラグFCNTLRNが１で、可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂ（中心位相）のばらつき学習が終了していると判断されると、ステップＳ４８へ進む。

ステップＳ４８では、ValveAA／Ｎｅ／Volが第２閾値LRNAALFT#（≦第１閾値LRNAACET#）以下であるか否かを判別する。
前記ValveAA／Ｎｅ／Volが第２閾値LRNAALFT#以下である領域は、図９に示すように、吸気バルブ１０５の開口面積の変化に対して吸気バルブ１０５の通過ガス量が変化する領域（Ａ）であって、かつ、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相によっても通過ガス量が変化する領域である。

しかし、既に、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相のばらつきによる空気量のばらつきについては、学習済みであるので、係る領域でのバンク間におけるトルク段差は、前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂによるリフト特性（リフト量及び作動角）のばらつきによるものであると判断される。
そこで、前記ValveAA／Ｎｅ／Volが第２閾値LRNAALFT#以下であると判断されると、ステップＳ４９以降へ進んで、前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂによるリフト特性（リフト量及び作動角）のばらつき学習を行う。

一方、前記ValveAA／Ｎｅ／Volが第２閾値LRNAALFT#よりも大きい場合には、図９に示す非学習領域（Ｃ）に該当することになり、そのまま本ルーチンを終了させる。
まず、ステップＳ４９では、前記ステップＳ４２と同様に、前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPMR＃（＜０）よりも小さいか否かを判別する。
前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPMR＃よりも小さいときには、右バンク側で空気量がより大きくなっている状態であることを示すので、ステップＳ５０へ進み、左バンクの吸気バルブのリフト量をより大きく修正する。

具体的には、左バンクの最小リフト学習値VSLRNLを所定値HSTPL#だけ増大補正するか、左バンクのリフト量の目標値VELTRGLを所定値HSTPL#だけ増大補正する。最小リフト学習値VSLRNLを所定値HSTPL#だけ増大補正すると、実測値と最小リフト学習値VSLRNLとの偏差としてのリフト量の増大代が見かけ上減少し、リフト量をより大きくするように制御されることになる。

一方、前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPMR＃以上であるときには、ステップＳ５１へ進み、前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPML＃（＞０）よりも大きいか否かを判別する。
前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＭＳが閾値STPML＃よりも大きい場合には、ステップＳ５２へ進み、右バンクの吸気バルブのリフト量をより大きく修正すべく、右バンクの最小リフト学習値VSLRNRを所定値HSTPL#だけ増大補正するか、右バンクのリフト量の目標値VELTRGRを所定値HSTPL#だけ増大補正する。

図１０のフローチャートは、図６のフローチャートで求められる前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＩＣに基づいてバンク間のトルク段差を補正する制御を示す。
ここで、図１０のフローチャートは、図８のフローチャートに対して、ステップＳ６２，６４，６９，７１の部分のみが異なり、他の各ステップは、前記図８のフローチャートと同様の処理が行われる。

前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＩＣは、右バンクの空気量が左バンクに比べて大きいときにプラスの値に算出されるので、ステップＳ６２では、トルク段差ＢＮＫＳＴＰＩＣが閾値STPIR＃（＞０）よりも大きいか否かを判別する。
そして、ＢＮＫＳＴＰＩＣ＞STPIR＃であるときに、右バンクにおける中心位相をより進角させるべく（右バンクの空気量を減少させるべく）ステップＳ６３へ進む。

一方、ステップＳ６４では、トルク段差ＢＮＫＳＴＰＩＣが閾値STPIL＃（＜０）よりも小さいか否かを判別することで、左バンクの空気量が右バンクに比べて大きいか否かを判別する。
そして、ＢＮＫＳＴＰＩＣ＜STPIL＃であれば、左バンクにおける中心位相をより進角させるべく（左バンクの空気量を減少させるべく）ステップＳ６５へ進む。

同様に、ステップＳ６９でＢＮＫＳＴＰＩＣ＞STPIR＃であると判別されと、左バンクにおけるリフト量（空気量）を増大させるべくステップＳ７０へ進み、ステップＳ７１でＢＮＫＳＴＰＩＣ＜STPIL＃であると判別されと、右バンクにおけるリフト量（空気量）を増大させるべくステップＳ７２へ進む。
図１１のフローチャートは、図７のフローチャートで求められる前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＡＬに基づいてバンク間のトルク段差を補正する制御を示す。

ここで、図１１のフローチャートは、図８のフローチャートに対して、ステップＳ８２，８４，８９，９１の部分のみが異なり、他の各ステップは、前記図８のフローチャートと同様の処理が行われる。
前記空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡＲは、燃料量に対して空気量が多く空燃比がリーンになるほど大きな値に設定され、前記トルク段差ＢＮＫＳＴＰＡＬは、右バンクの空気量が左バンクに比べて大きいときにプラスの値に算出されるので、ステップＳ８２では、トルク段差ＢＮＫＳＴＰＡＬが閾値STPIR＃（＞０）よりも大きいか否かを判別する。

そして、ＢＮＫＳＴＰＡＬ＞STPIR＃であるときに、右バンクにおける中心位相をより進角させるべく（右バンクの空気量を減少させるべく）ステップＳ８３へ進む。
一方、ステップＳ８４では、トルク段差ＢＮＫＳＴＰＡＬが閾値STPIL＃（＜０）よりも小さいか否かを判別することで、左バンクの空気量が右バンクに比べて大きいか否かを判別する。

そして、ＢＮＫＳＴＰＡＬ＜STPIL＃であれば、左バンクにおける中心位相をより進角させるべく（左バンクの空気量を減少させるべく）ステップＳ８５へ進む。
同様に、ステップＳ８９でＢＮＫＳＴＰＡＬ＞STPIR＃であると判別されと、左バンクにおけるリフト量（空気量）を増大させるべくステップＳ９０へ進み、ステップＳ９１でＢＮＫＳＴＰＡＬ＜STPIL＃であると判別されと、右バンクにおけるリフト量（空気量）を増大させるべくステップＳ９２へ進む。

ところで、上記実施形態では、前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂのばらつきを学習させる領域と可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂのばらつきを学習させる領域とを、吸気バルブの開口面積を基準に区別する構成としたが、開口面積に相関する状態量として、吸気バルブを通過するガス流速に基づいて学習領域を判別させることができる。

即ち、吸気バルブを通過するガス流速が音速となる領域内に、前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂのばらつきを学習させる領域を設定し、ガス流速が非音速となる領域内に可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂのばらつきを学習させる領域を設定し、前記実施形態と同様に、可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂのばらつき学習が終了した後で、前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂのばらつき学習を行わせる。

前記吸気バルブを通過するガス流速が音速であるか非音速であるかは、吸気バルブの前後圧を検出することで判定することができる。
そして、前記ValveAA／Ｎｅ／Volと閾値とを比較する各ステップを、吸気バルブを通過するガス流速が音速であるか非音速であるかを判別する処理に書き換えることで、前記可変リフト機構１１２ａ，１１２ｂのばらつきと可変バルブタイミング機構１１３ａ，１１３ｂのばらつきとを分離して学習させることができる。

また、前記ValveAA／Ｎｅ／Volと比較させる第１，第２閾値は、第１閾値LRNAACET#＝第２閾値LRNAALFT#としても良いが、第２閾値LRNAALFT#＜第１閾値LRNAACET#として、中間に非学習領域を設けるようにすれば、吸気バルブ１０５の開口面積の変化に対して通過ガス量の変化が安定しない領域で誤学習されてしまうことを回避できる。
尚、上記実施形態では、Ｖ型機関のバンク間における空気量ばらつきの補正を行ったが、例えば直列機関において、可変動弁機構の操作量から予測される吸入空気量に対する実吸入空気量の偏差を、中心位相に依存するものとリフト特性に依存するものとに領域別に分離して学習させることができ、更に、係る学習をＶ型或いは水平対向機関においてバンク毎に行わせることができる。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項３記載の可変動弁機構の制御装置において、前記吸気バルブの作動角の中心位相に依存する空気量のばらつき学習が終了してから、前記吸気バルブのリフト特性に依存する空気量のばらつきを学習することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。

係る構成によると、前記吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量が閾値よりも大きい領域では、専ら前記中心位相に依存して空気量が変化するのに対し、前記吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量が少なくとも前記閾値よりも小さい領域では、前記中心位相及びリフト特性に依存して空気量が変化するので、中心位相に依存する空気量のばらつき学習が終了し、中心位相の影響がなくなってからリフト特性のばらつきを学習させる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記内燃機関が複数バンクを有してなり、バンク間のトルク段差を減少させるように、前記中心位相及びリフト特性の制御特性を各バンクで補正することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。

係る構成によると、前記中心位相又はリフト特性のばらつきによるバンク間でのトルク段差を、中心位相によるばらつき分と、リフト特性によるばらつき分とに領域を分けて学習させ、バンク間でのトルク段差を解消させる。
（ニ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記中心位相に依存する空気量のばらつきを学習する領域と、前記リフト特性に依存する空気量のばらつきを学習する領域との間に非学習領域を設定することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。

係る構成によると、中心位相に依存して空気量が変化する領域と、中心位相及びリフト特性に依存して空気量が変化する領域との間の、特性が不安定となる領域で学習が行われることで、誤学習されることを防止する。
（ホ）請求項２又は３記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記吸気バルブの開口面積に相関する状態量として、前記吸気バルブを通過するガス流速が音速であるか否かを判別し、該判別結果に基づいて前記中心位相に依存する空気量のばらつきを学習する領域と、前記リフト特性に依存する空気量のばらつきを学習する領域とに分けることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。

係る構成によると、ガス流速に基づいて、前記中心位相に依存する空気量のばらつきと前記リフト特性に依存する空気量のばらつきとを分離して学習させることができる。
（ヘ）請求項２又は３記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記吸気バルブの開口面積をValveAA、機関回転速度をＮｅとしたときに、ValveAA／Ｎｅを前記吸気バルブの開口面積に相関する状態量として演算することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。

係る構成によると、機関回転速度の違いによる適正学習領域の変化に対応して、学習領域を精度良く設定できる。

本発明の実施形態における内燃機関の構成図。 上記実施形態における可変リフト機構の構造を示す斜視図。 前記可変リフト機構の側面図。 上記実施形態における可変バルブタイミング機構を示す断面図。 バンク間のトルク段差を検出する手段の第１実施形態を示すフローチャート。 バンク間のトルク段差を検出する手段の第２実施形態を示すフローチャート。 バンク間のトルク段差を検出する手段の第３実施形態を示すフローチャート。 バンク間の空気量ばらつきの学習制御の第１実施形態を示すフローチャート。 空気量ばらつき学習の領域区分を示す線図。 バンク間の空気量ばらつきの学習制御の第２実施形態を示すフローチャート。 バンク間の空気量ばらつきの学習制御の第３実施形態を示すフローチャート。

符号の説明

１０１…内燃機関、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１０７…排気バルブ、１１１ａ，１１１ｂ…酸素センサ、１１２ａ，１１２ｂ…可変リフト機構、１１３ａ，１１３ｂ…可変バルブタイミング機構、１１４…電子制御ユニット（ＥＣＵ）

Claims (3)

1. 内燃機関の吸気バルブの作動角の中心位相、及び、前記吸気バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構の制御装置であって、
   前記中心位相に依存する空気量のばらつきと、前記リフト特性に依存する空気量のばらつきとを、吸気系の状態量に基づき領域を分けて個別に学習することを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
2. 前記吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量に基づいて、前記中心位相に依存する空気量のばらつきを学習する領域と、前記リフト特性に依存する空気量のばらつきを学習する領域とに分けることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構の制御装置。
3. 前記吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量が閾値よりも大きい領域で、前記中心位相に依存する空気量のばらつきを学習し、前記吸気バルブの開口面積又は該開口面積に相関する状態量が少なくとも前記閾値よりも小さい領域で、前記リフト特性に依存する空気量のばらつきを学習することを特徴とする請求項２記載の可変動弁機構の制御装置。

Images