JP2007126992A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入される空気量がシリンダ間で不均一になることを抑制する。
【解決手段】ＥＣＵは、クランク角を検知するステップ（Ｓ１００）と、インテークカムシャフトの回転方向の逆方向にカムトルクが作用するクランク角において、インテークバルブが閉じる位相を進角し、インテークカムシャフトの回転方向にカムトルクが作用するクランク角において、インテークバルブが閉じる位相を遅角するステップ（Ｓ２００）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図７

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、バルブを駆動するカムシャフトに作用するトルクに応じてバルブが閉じる位相を進角したり遅角したりする技術に関する。

従来より、カムシャフトが回転することにより開閉されるインテークバルブやエキゾーストバルブ等のバルブが設けられた内燃機関が知られている。このような内燃機関においては、カムシャフトが回転すると、バルブからの反力によりカムシャフトにはトルク（以下、カムトルクとも記載する）が作用する。バルブを開く際、カムトルクはカムシャフトの回転方向の逆方向に作用する（カムシャフトの回転を抑制する方向に作用する）。一方、バルブを閉じる際、カムトルクはカムシャフトの回転方向に作用する（カムシャフトの回転を促進する方向に作用する）。したがって、カムシャフトを回転させるために必要なトルクは、カムシャフトが１回転する間に大きく変動し得る。そのため、バルブを駆動するカムシャフトを回転（スプロケット等に対して相対的に回転）することによりバルブが開閉する位相（バルブの開閉タイミング）を変更するＶＶＴ（Variable Valve Timing）においては、カムトルクの影響を受け得る。すなわち、カムトルクが作用する方向によっては、カムシャフトを回転せしめて位相を変更し易かったり、変更し難かったりする場合がある。そこで、カムトルクを考慮して位相を制御する必要がある。

特開２００５−７６５１８号公報（特許文献１）は、カムトルクに応じて位相を変化する可変バルブタイミング機構の制御装置を開示する。特許文献１に記載の制御装置は、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させることで、吸気バルブ（インテークバルブ）又は排気バルブ（エキゾーストバルブ）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を制御する。この制御装置は、吸気バルブ又は排気バルブを開閉駆動するカムの動作によってカムシャフトに生じるカムトルクの状態を検出し、カムトルクが回転位相を変化させる方向と対向するよう生じているときは、回転位相の変化を減少させるか、または回転位相を変化させずにそのまま保持する。

この公報に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置によれば、回転位相を変化させる際に、その妨げとなる方向にカムトルクが生じているときは、回転位相の変化（量）が減少されるか回転位相の変化が停止される。従って、カムトルクによる機関負荷の増加を防止することができる。
特開２００５−７６５１８号公報

ところで、クランクピンを９０度間隔で配置したダブルプレーン（デュアルプレーンともいう）のクランクシャフトを採用したＶ型８気筒の内燃機関では、左右のバンクを交互に点火できずに一方のバンクで点火が連続することが知られている。このようなＶ型８気筒の内燃機関では、シリンダの点火間隔が等間隔でない。したがって、各気筒に設けられたバルブの位相（開閉タイミング）も等間隔ではない。そのため、いずれかの気筒のバルブが閉じる位相（タイミング）において、同じバンクの他の気筒のバルブの開動作が開始される場合がある一方、そのようなことがない場合もある。そのため、一部の気筒のバルブが閉じる位相（タイミング）においてカムシャフトの回転方向の逆方向に作用するカムトルクが大きくなる。カムシャフトの回転方向の逆方向に作用するカムトルクが大きいと、クランクシャフトとカムシャフトとを連結するチェーンやその他の部品の撓み等の影響により、バルブが実際に閉じる位相が制御上の位相よりも遅れる。また、いずれかの気筒のインテークバルブが閉じる位相において、同じバンクの他の気筒のインテークバルブが開動作から閉動作に転じる場合がある一方、そのようなことがない場合もある。そのため、一部の気筒のバルブが閉じる位相においてカムシャフトが回転する方向に作用するカムトルクが大きくなる。カムシャフトの回転方向に作用するカムトルクが大きいと、クランクシャフトとカムシャフトとを連結するチェーンやその他の部品の撓み等の影響により、バルブが実際に閉じる位相が制御上の位相よりも早くなる。インテークバルブの閉じる位相が遅くなるシリンダにおいては、ピストンの上昇に伴なってシリンダから吸気通路内に押し戻される空気量が増え、結果的にシリンダ内に吸入される空気量が減る。逆に、インテークバルブの閉じる位相が早くなるシリンダにおいては、ピストンの上昇に伴なってシリンダから吸気通路内に押し戻される空気量が減り、結果的にシリンダ内に吸入される空気量が増える。したがって、一部の気筒において吸入される空気量が他の気筒に吸入される空気量に比べて少なくなる。また、エキゾーストバルブの閉じる位相が遅くなるシリンダにおいては、ピストンの下降に伴なって排気通路からシリンダ内に吸い戻される排気ガス量が増える（内部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）量が増える）。逆に、エキゾーストバルブの閉じる位相が早くなるシリンダにおいては、ピストンの下降に伴なって排気通路からシリンダ内に吸い戻される排気ガス量が減る。したがって、内部ＥＧＲ量が気筒間で不均一になる。このような内燃機関において、特開２００５−７６５１８号公報に記載の可変バルブタイミング機構の制御装置を適用すると、気筒に吸入される空気量や内部ＥＧＲ量のばらつきが助長され得る。すなわち、インテークバルブやエキゾーストバルブの閉じる位相が遅れる気筒においては、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相において位相を進角させる方向（カムシャフトの回転方向）の逆方向にカムトルクが作用することにより位相の進角が抑制されたり停止されたりする。一方、インテークバルブやエキゾーストバルブの閉じる位相が早められる気筒においては、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相において位相を進角させる方向にカムトルクが作用することにより位相の進角が続行される。そのため、インテークバルブやエキゾーストバルブが実際に閉じる位相が制御上の位相に対してさらに大きくずれ、気筒間における空気量や内部ＥＧＲのばらつきが助長され得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、吸入される空気量や内部ＥＧＲ量が気筒間で不均一になることを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、バルブを駆動するカムシャフトと、バルブが閉じる位相を変更する変更機構とが設けられた内燃機関を制御する。この制御装置は、カムシャフトが回転することによりカムシャフトに作用するトルクがカムシャフトの回転方向の逆方向に作用する場合において、位相を進角するように変更機構を制御するための第１の制御手段と、トルクがカムシャフトの回転方向に作用する場合において、位相を遅角するように変更機構を制御するための第２の制御手段とを含む。

第１の発明によると、カムシャフトの回転方向の逆方向にトルクが作用する場合においてバルブが閉じる位相が進角され、カムシャフトの回転方向にトルクが作用する場合において位相が遅角される。これにより、カムシャフトが回転する方向の逆方向に作用するトルクによりインテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相（タイミング）が遅れ得るシリンダにおいて、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相を進角することができる。そのため、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相が遅れることを抑制することができる。また、カムシャフトが回転する方向に作用するカムトルクによりインテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相が早くなり得るシリンダにおいて、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相を遅角することができる。そのため、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相が早くなることを抑制することができる。その結果、各シリンダにおいてインテークバルブやエキゾーストバルブが実際に閉じる位相が制御上の位相に対してずれることを抑制し、各シリンダに吸入される空気量や内部ＥＧＲ量が不均一になることを抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、第１の制御手段は、カムシャフトの回転方向の逆方向に作用するトルクが大きいほど位相をより進角するように変更機構を制御するための手段を含む。第２の制御手段は、カムシャフトの回転方向に作用するトルクが大きいほど位相をより遅角するように変更機構を制御するための手段を含む。

第２の発明によると、カムシャフトの回転方向の逆方向に作用するトルクが大きいほど、インテークバルブやエキゾーストバルブの位相がより進角される。また、カムシャフトの回転方向に作用するトルクが大きいほど、インテークバルブやエキゾーストバルブの位相がより遅角される。これにより、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相の遅れが大きいほど、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相をより進角することができる。また、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相が早められるほど、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相をより遅角することができる。そのため、各シリンダにおいてインテークバルブやエキゾーストバルブが実際に閉じる位相が制御上の位相に対してずれることを抑制し、各シリンダに吸入される空気量や内部ＥＧＲ量が不均一になることを抑制することができる。

第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、第１の制御手段は、カムシャフトの回転数が高いほど位相をより進角するように変更機構を制御するための手段を含む。第２の制御手段は、カムシャフトの回転数が高いほど位相をより遅角するように変更機構を制御するための手段を含む。

第３の発明によると、カムシャフトの回転数が高くなることによりカムシャフトの回転方向の逆方向に作用するトルクが大きくなるほど、インテークバルブやエキゾーストバルブの位相がより進角される。また、カムシャフトの回転数が高くなることによりカムシャフトの回転方向に作用するトルクが大きくなるほど、インテークバルブやエキゾーストバルブの位相がより遅角される。これにより、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相の遅れが大きいほど、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相をより進角することができる。また、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相が早められるほど、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相をより遅角することができる。そのため、各シリンダにおいてインテークバルブやエキゾーストバルブが実際に閉じる位相が制御上の位相に対してずれることを抑制し、各シリンダに吸入される空気量や内部ＥＧＲ量が不均一になることを抑制することができる。

第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、第１の制御手段は、内燃機関の負荷が大きいほど位相をより進角するように変更機構を制御するための手段を含む。第２の制御手段は、内燃機関の負荷が大きいほど位相をより遅角するように変更機構を制御するための手段を含む。

第４の発明によると、内燃機関の負荷が大きくなることによりカムシャフトの回転方向の逆方向に作用するトルクが大きくなるほど、インテークバルブやエキゾーストバルブの位相がより進角される。また、内燃機関の負荷が大きくなることによりカムシャフトの回転方向に作用するトルクが大きくなるほど、インテークバルブやエキゾーストバルブの位相がより遅角される。これにより、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相の遅れが大きいほど、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相をより進角することができる。また、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相が早められるほど、インテークバルブやエキゾーストバルブが閉じる位相をより遅角することができる。そのため、各シリンダにおいてインテークバルブやエキゾーストバルブが実際に閉じる位相が制御上の位相に対してずれることを抑制し、各シリンダに吸入される空気量や内部ＥＧＲ量が不均一になることを抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両のエンジンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、たとえば図１に示すＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０００が実行するプログラムにより実現される。

エンジン１０００は、「Ａ」バンク１０１０と「Ｂ」バンク１０１２とに、それぞれ４つの気筒からなる気筒群が設けられたＶ型８気筒エンジンである。なお、Ｖ型８気筒以外の形式のエンジンを用いるようにしてもよい。

エンジン１０００には、エアクリーナ１０２０から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０３０により調整される。スロットルバルブ１０３０はモータにより駆動される電子スロットルバルブである。

空気は、シリンダ１０４０（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０４０には、インジェクタ１０５０から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ１０５０の噴射孔はシリンダ１０４０内に設けられている。

燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ１０５０の噴射孔がシリンダ１０４０内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン１０００を説明するが、直噴用のインジェクタ１０５０に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。

シリンダ１０４０内の混合気は、点火プラグ１０６０により着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒１０７０により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１０８０押し下げられ、クランクシャフト１０９０が回転する。

シリンダ１０４０の頭頂部には、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０が設けられる。インテークバルブ１１００はインテークカムシャフト１１２０により駆動される。エキゾーストバルブ１１１０はエキゾーストカムシャフト１１３０により駆動される。インテークカムシャフト１１２０とエキゾーストカムシャフト１１３０とは、チェーンやギヤ等により連結され、同じ回転数で回転する。

インテークバルブ１１００は、インテークカムシャフト１１２０に設けられたインテーク用ＶＶＴ機構２０００により、位相（開閉タイミング）が制御される。エキゾーストバルブ１１１０は、エキゾーストカムシャフト１１３０に設けられたエキゾースト用ＶＶＴ機構３０００により、位相（開閉タイミング）が制御される。

本実施の形態においては、インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０がＶＶＴ機構により回転されることにより、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の位相が制御される。なお、位相を制御する方法はこれに限らない。

インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、電動モータにより作動する。エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００は、油圧により作動する。なお、インテーク用ＶＶＴ機構２０００を油圧により作動するようにしてもよく、エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００を電動モータにより作動するようにしてもよい。また、ＶＶＴ機構には、公知の技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。

ＥＣＵ４０００には、クランク角センサ５０００からクランクシャフト１０９０の回転数およびクランク角を表す信号が入力される。また、ＥＣＵ４０００には、カムポジションセンサ５０１０からインテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０の位相（回転方向におけるカムシャフトの位置）を表す信号が入力される。

さらに、ＥＣＵ４０００には、水温センサ５０２０からエンジン１０００の水温（冷却水の温度）を表す信号が、エアフローメータ５０３０からエンジン１０００の吸入空気量（エンジン１０００に吸入される空気量）を表す信号が入力される。

ＥＣＵ４０００は、これらのセンサから入力された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１０００が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、インテークバルブ１１００の位相、エキゾーストバルブ１１１０の位相などを制御する。

本実施の形態において、ＥＣＵ４０００は、図２に示すように、エンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＫＬとをパラメータとしたマップに基づいて、インテークバルブ１１００の位相を決定する。インテークバルブ１１００の位相を決定するためのマップは、水温別に複数記憶される。

図３を参照して、エンジン１０００についてさらに説明する。エンジン１０００のシリンダブロック１００２には、「Ｂ」バンク１０１２に位置して、車両前方から車両後方の順に＃１、＃３、＃５および＃７の番号がそれぞれ割り振られたシリンダ１０４０が並んで形成される。

また、シリンダブロック１００２には、「Ａ」バンク１０１０に位置して、車両前方から車両後方の順に＃２、＃４、＃６および＃８の番号がそれぞれ割り振られたシリンダ１０４０が形成される。

図４に示すように、エンジン１０００は、♯１シリンダ、♯８シリンダ、♯７シリンダ、♯３シリンダ、♯６シリンダ、♯５シリンダ、♯４シリンダ、♯２シリンダの順に点火される。各点火が行なわれる間隔は、クランク角（CA: Crank Angle）で９０°である。

エンジン１０００は、クランクシャフト１０９０が２回転する間（クランク角で７２０°の間）に、吸入工程→圧縮工程→爆発工程→排気工程の４工程からなる１サイクルを完了する。このため、点火順序が２つ離れたシリンダ間、つまり、クランク角で１８０°だけ点火間隔が離れたシリンダ間では、上記の工程の１つ分のずれが生じる。

したがって、たとえば、♯１シリンダが吸気工程から圧縮工程に移る際、♯７シリンダは、排気工程から吸気工程に移る段階にある。このとき、♯１シリンダにおけるインテークバルブ１１００が閉じる位相（タイミング）において、♯７シリンダにおけるインテークバルブ１１００が開動作を開始する。そのため、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクが大きくなる。

インテークカムシャフト１１２０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクは、♯１シリンダにおけるインテークバルブ１１００閉じる位相以外に、♯３シリンダにおけるインテークバルブ１１００が閉じる位相において大きくなる。

また、点火順序が連続したシリンダ間、つまり、クランク角で９０°だけ点火間隔が離れたシリンダ間では、先に点火されるシリンダのインテークバルブ１１００が閉じる位相において、後に点火されるシリンダのインテークバルブ１１００が開動作から閉動作に転じる。

本実施の形態においては、♯７シリンダのインテークバルブ１１００が閉じる位相において、♯３シリンダのインテークバルブ１１００が開動作から閉動作に転じる。そのため、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向に作用するカムトルクが大きくなる。

同様のことが「Ａ」バンク１０１０においても起こり得る。図５に示すように、♯２シリンダおよび♯６シリンダにおけるインテークバルブ１１００が閉じる位相において、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクが大きくなる。また、♯４シリンダにおけるインテークバルブ１１００閉じる位相において、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向に作用するカムトルクが大きくなる。

なお、図５において、実線は「Ｂ」バンク１０１２に設けられたインテークカムシャフト１１２０に作用するカムトルクを示す。破線は、「Ａ」バンク１０１０に設けられたインテークカムシャフト１１２０に作用するカムトルクを示す。黒点は、各シリンダ１０４０のインテークバルブ１１００が閉じられるクランク角におけるカムトルクを示す。

また、図５においては、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクを正値で表し、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向に作用するカムトルクを負値で表している。

インテークカムシャフト１１２０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクが大きいと、クランクシャフトとカムシャフトとを連結するチェーンやその他の部品の撓み等の影響により、インテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が制御上の位相よりも遅くなる。そのため、♯１シリンダ、♯３シリンダ、♯２シリンダおよび♯６シリンダにおけるインテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が、他のシリンダにおけるインテークバルブ１１００の閉じる位相に比べて遅くなる。

逆に、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向に作用するカムトルクが大きいと、クランクシャフトとカムシャフトとを連結するチェーンやその他の部品の撓み等の影響により、インテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が制御上の位相よりも早くなる。そのため、♯７シリンダおよび♯４シリンダにおけるインテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が、他のシリンダにおけるインテークバルブ１１００の閉じる位相に比べて早くなる。

インテークバルブ１１００の閉じる位相が遅くなるシリンダ１０４０においては、ピストン１０８０の上昇に伴なってシリンダ１０４０から吸気通路内に押し戻される空気量が増え、結果的にシリンダ１０４０内に吸入される空気量が減る。

逆に、インテークバルブ１１００の閉じる位相が早くなるシリンダ１０４０においては、ピストン１０８０の上昇に伴なってシリンダ１０４０から吸気通路内に押し戻される空気量が減り、結果的にシリンダ１０４０内に吸入される空気量が増える。

したがって、吸入される空気量がシリンダ間でばらつく。この場合、クランクシャフト１０９０の回転変動（１回転する間における回転速度の変動）が大きくなり、エンジン１０００の振動や騒音が大きくなり得る。

そこで、本実施の形態においては、シリンダ１０４０内に吸入される空気量の差が抑制されるように、インテークバルブ１１００が閉じる位相が補正される。インテークバルブ１１００が閉じる位相は、図６に示すように、カムトルクに応じて位相の補正量が定められたマップに基づいて補正される。

インテークバルブ１１００が閉じる位相は、インテークカムシャフト１１２０の回転方向の逆方向にカムトルクが作用するクランク角において、図２に示したマップにより定められる基準の位相（エンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＫＬとから決定される位相）よりも進角するように補正される。

また、インテークバルブ１１００が閉じる位相は、インテークカムシャフト１１２０の回転方向にカムトルクが作用するクランク角において、図２に示したマップにより定められる基準の位相よりも遅角するように補正される。

図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ４０００は、クランク角センサ５０００から送信された信号（パルス信号）に基づいて、クランク角を検知する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ４０００は、検知されたクランク角および上述したマップ（図６参照）に基づいて、各シリンダ１０４０のインテークバルブ１１００が閉じる位相を基準の位相よりも進角側に補正したり遅角側に補正したりする。インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、補正された位相になるように制御される。その後、この処理は終了する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４０００の動作について説明する。

エンジンの運転中、クランク角が検知され（Ｓ１００）、インテークカムシャフト１１２０の回転方向の逆方向にカムトルクが作用するクランク角において、インテークバルブ１１００が閉じる位相が進角される（Ｓ２００）。

これにより、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクによりインテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が遅れ得るシリンダ１０４０において、インテークバルブ１１００の位相を進角することができる。そのため、インテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が遅れることを抑制することができる。

また、インテークカムシャフト１１２０の回転方向にカムトルクが作用するクランク角において、インテークバルブ１１００が閉じるが遅角される（Ｓ２００）。これにより、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクによりインテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が早くなり得るシリンダ１０４０において、インテークバルブ１１００の位相を遅角することができる。そのため、インテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が早くなることを抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによれば、インテークカムシャフトの回転方向の逆方向にカムトルクが作用するクランク角において、インテークバルブが閉じる位相を進角するように、インテーク用ＶＶＴ機構が制御される。また、インテークカムシャフトの回転方向にカムトルクが作用するクランク角において、インテークバルブが閉じる位相を遅角するようにインテーク用ＶＶＴ機構が制御される。これにより、インテークカムシャフトが回転する方向の逆方向に作用するカムトルクによりインテークバルブが実際に閉じる位相が遅れ得るシリンダにおいて、インテークバルブが閉じる位相を進角することができる。そのため、インテークバルブが実際に閉じる位相が遅れることを抑制することができる。また、インテークカムシャフトが回転する方向の逆方向に作用するカムトルクによりインテークバルブが実際に閉じる位相が早くなり得るシリンダにおいて、インテークバルブの位相を遅角することができる。そのため、インテークバルブが実際に閉じる位相が早くなることを抑制することができる。その結果、各シリンダにおいてインテークバルブが実際に閉じる位相が制御上の位相に対してずれることを抑制し、各シリンダに吸入される空気量が不均一になることを抑制することができる。

＜その他の実施の形態＞
インテークカムシャフト１１２０の回転数が高い場合やエンジン１０００の負荷が大きい場合等、カムトルクの絶対値が大きい場合は小さい場合に比べて、位相の補正量をより大きくするようにしてもよい。すなわち、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクが大きい場合は小さい場合に比べて、インテークバルブ１１００が閉じる位相をより進角するようにしてもよい。また、インテークカムシャフト１１２０が回転する方向にして作用するカムトルクの絶対値が大きい場合は小さい場合に比べて、インテークバルブ１１００が閉じる位相をより進角するようにしてもよい。

このようにすれば、インテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が遅れるほど、インテークバルブ１１００の位相をより進角することができる。また、インテークバルブ１１００が実際に閉じる位相が早いほど、インテークバルブ１１００の位相をより遅角することができる。そのため、各シリンダにおいてインテークバルブが実際に閉じる位相が制御上の位相に対してずれることを抑制し、各シリンダに吸入される空気量が不均一になることを抑制することができる。

また、インテークバルブ１１００に加えてもしくは代わりに、エキゾーストバルブ１１１０の位相を、カムトルクに応じて進角したり遅角したりするようにしてもよい。エキゾーストバルブ１１１０の閉じる位相が遅くなるシリンダにおいては内部ＥＧＲ量が増え、早くなるシリンダにおいては内部ＥＧＲ量が減り、内部ＥＧＲ量がシリンダ間で不均一になって、エンジン１０００の回転変動が大きくなるからである。

このようにすれば、エキゾーストカムシャフト１１３０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクによりエキゾーストバルブ１１１０が実際に閉じる位相が遅れ得るシリンダ１０４０において、エキゾーストバルブ１１１０の位相を進角することができる。そのため、エキゾーストバルブ１１１０が実際に閉じる位相が遅れることを抑制することができる。

また、エキゾーストカムシャフト１１３０が回転する方向の逆方向に作用するカムトルクによりエキゾーストバルブ１１１０が実際に閉じる位相が早くなり得るシリンダ１０４０において、エキゾーストバルブ１１１０の位相を遅角することができる。そのため、エキゾーストバルブ１１１０が実際に閉じる位相が早くなることを抑制することができる。その結果、各シリンダにおいてエキゾーストバルブ１１１０が実際に閉じる位相が制御上の位相に対してずれることを抑制し、各シリンダにおける内部ＥＧＲ量が不均一になることを抑制することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵが搭載された車両のエンジンを示す概略構成図である。 インテークカムシャフトの位相の目標値を定めたマップである。 シリンダブロックを示す斜視図である。 エンジンの点火順序を示す表である。 インテーク用カムシャフトに作用するカムトルクの推移を示す図である。 インテークバルブの位相を補正するためのマップを示す図である。 図１のＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１０００ エンジン、１０１０ 「Ａ」バンク、１０１２ 「Ｂ」バンク、１０２０ エアクリーナ、１０３０ スロットルバルブ、１０４０ シリンダ、１０５０ インジェクタ、１０６０ 点火プラグ、１０７０ 三元触媒、１０９０ クランクシャフト、１１００ インテークバルブ、１１１０ エキゾーストバルブ、１１２０ インテークカムシャフト、１１３０ エキゾーストカムシャフト、１１４０ 高圧ポンプ、２０００ インテーク用ＶＶＴ機構、３０００ エキゾースト用ＶＶＴ機構、４０００ ＥＣＵ、５０００ クランク角センサ、５０１０ カムポジションセンサ、５０２０ 水温センサ、５０３０ エアフローメータ。

Claims (4)

1. バルブを駆動するカムシャフトと、前記バルブが閉じる位相を変更する変更機構とが設けられた内燃機関の制御装置であって、
   前記カムシャフトが回転することにより前記カムシャフトに作用するトルクが前記カムシャフトの回転方向の逆方向に作用する場合において、位相を進角するように前記変更機構を制御するための第１の制御手段と、
   前記トルクが前記カムシャフトの回転方向に作用する場合において、位相を遅角するように前記変更機構を制御するための第２の制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
2. 前記第１の制御手段は、前記カムシャフトの回転方向の逆方向に作用するトルクが大きいほど位相をより進角するように前記変更機構を制御するための手段を含み、
   前記第２の制御手段は、前記カムシャフトの回転方向に作用するトルクが大きいほど位相をより遅角するように前記変更機構を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記第１の制御手段は、前記カムシャフトの回転数が高いほど位相をより進角するように前記変更機構を制御するための手段を含み、
   前記第２の制御手段は、前記カムシャフトの回転数が高いほど位相をより遅角するように前記変更機構を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記第１の制御手段は、前記内燃機関の負荷が大きいほど位相をより進角するように前記変更機構を制御するための手段を含み、
   前記第２の制御手段は、前記内燃機関の負荷が大きいほど位相をより遅角するように前記変更機構を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。

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