JP2009203829A - 内燃機関のバンク間ばらつき学習装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気バルブのバルブ作動角を変化させる可変動弁機構のバンク間ばらつきを学習する。
【解決手段】 バンク毎に、エアフローメータ７Ａ、７Ｂと、スロットル弁８Ａ、８Ｂと、吸気コレクタ３Ａ、３Ｂとを有すると共に、可変吸気バルブ１０による吸気コレクタの連通・遮断により１系統吸気と２系統吸気とに切換可能である。先ず、吸気バルブを大作動角にし、かつ１系統吸気の状態で、各バンクの空燃比センサ１４Ａ、１４Ｂ出力により、バンク間の燃料系ばらつきを学習する。次に、２系統吸気に切換え、各バンクの空燃比センサ出力により、バンク間のエアフローメータのばらつきを学習する。次に、吸気バルブを小作動角にし、各バンクのエアフローメータ検出吸入空気量を学習値により補正し、補正後の吸入空気量の偏差から、バンク間の可変動弁機構のばらつきを学習する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｖ型あるいは水平対向など気筒グループ毎の２つのバンクを備え、バンク毎に可変動弁機構を備える内燃機関のバンク間ばらつき学習装置及び方法に関する。

内燃機関において、吸気バルブのバルブ作動角（及びリフト量）を連続的に変化させることができる可変動弁機構を用い、運転条件に応じて吸気バルブのバルブ作動角を制御することで、吸入空気量を制御することが知られている。

Ｖ型内燃機関などにおいて、かかる可変動弁機構をバンク毎に備える場合は、各バンクの可変動弁機構の特性ばらつきにより、バンク間で吸入空気量に偏差を生じることがあり、特に吸入空気量が少ないアイドル運転時には、バンク間の吸入空気量の偏差の影響が大きくなって、アイドル運転の安定性が損なわれる。

そこで、特許文献１に記載の技術では、バンク毎に排気系に設けた空燃比センサにより検出されるバンク間の空燃比偏差に基づいて、バンク間の可変動弁機構のばらつきを学習し、補正制御している。

また、小作動角状態での空燃比偏差（作動角のばらつきと燃料系のばらつきとによる）と、大作動角状態での空燃比偏差（燃料系のばらつきによる）とを検出し、これらの差に基づいて学習することで、燃料系のばらつきの影響を受けないようにしている。
特開２００５−０１６３６５号公報

ところで、バンク毎に吸気系が独立していて、バンク毎に、吸入空気量計測手段（エアフローメータ等）と、スロットル弁と、吸気コレクタとを有し、更に、２つの吸気コレクタの連通・遮断を制御して１系統吸気と２系統吸気とに選択的に切換えることができる可変吸気バルブを有する内燃機関の場合、各バンクの吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量偏差から、バンク間の可変動弁機構のばらつきをより正確に学習することが可能である。

しかし、この場合も、バンク間の吸入空気量計測手段のばらつき等を考慮する必要がある。
本発明は、このような実状に鑑み、各バンクの吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量偏差から、バンク間の可変動弁機構のばらつきを正確に学習できるようにすることを目的とする。

このため、本発明では、次の（１）〜（３）のステップで学習する。
（１）可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にし、可変吸気バルブにより１系統吸気に切換えた状態で、各バンクの空燃比センサ出力に基づいてバンク間の空燃比偏差を検出することで、バンク間の燃料系のばらつきを学習する。

（２）可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にし、可変吸気バルブにより２系統吸気に切換えた状態で、前記燃料系のばらつきの学習値によりバンク間の燃料系のばらつきを補正しつつ、各バンクの空燃比センサ出力に基づいてバンク間の空燃比偏差を検出することで、バンク間の吸入空気量計測手段のばらつきを学習する。

（３）可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を小作動角にし、可変吸気バルブにより２系統吸気に切換えた状態で、各バンクの吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量を、前記吸入空気量計測手段のばらつきの学習値により補正し、補正後のバンク間の吸入空気量の偏差を検出することで、バンク間の可変動弁機構のばらつきを学習する。

本発明によれば、バンク間の燃料系のばらつき、及び、バンク間の吸入空気量計測手段のばらつきの影響を受けることなく、バンク間の吸入空気量の偏差から、バンク間の可変動弁機構のばらつきを正確に学習することが可能となる。

これにより、バンク間の可変動弁機構のばらつきの学習値に基づいて、可変動弁機構を補正制御することにより、各バンクの可変動弁機構による吸入空気量の制御を正確に行うことができ、ノンスロットル運転によるポンプロス低減（燃費向上）や、アイドル安定性の向上を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す内燃機関の平面図、図２は同上の正面図である。
本実施形態の内燃機関は、Ｖ型６気筒エンジンであり、その左右のバンク１Ａ、１Ｂにそれぞれ３気筒ずつ配置されている。具体的には、左側のバンク（第１バンク）１Ａに＃１、＃３、＃５気筒が配置され、右側のバンク（第２バンク）１Ｂに＃２、＃４、＃６気筒が配置されている。

このエンジンの各気筒には、吸気バルブ３９、排気バルブ５２、燃焼室内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁５３、燃焼室内の混合気に点火する点火プラグ５４などが設けられている。

そして、バンク毎に、吸気バルブ３９のバルブ作動角及びリフト量とバルブタイミング（バルブ作動角の中心位相）とを連続的に変化させることができる可変動弁機構２Ａ、２Ｂが設けられている。可変動弁機構２Ａ、２Ｂの詳細については後述する。

また、各気筒の燃料噴射弁５３に対しては、バンク毎に設けた燃料蓄圧管（コモンレール）５５から所定の燃圧に制御された燃料が供給される。
このエンジンの吸気系は、第１及び第２バンク１Ａ、１Ｂの上方に、バンク毎の吸気コレクタ３Ａ、３Ｂと、各吸気コレクタ３Ａ、３Ｂから各気筒への３本ずつのブランチ管４Ａ、４Ｂとを備える。尚、第１バンク１Ａの各気筒へのブランチ管４Ａと第２バンク１Ｂの各気筒へのブランチ管４Ｂとはクロスしており、右側の吸気コレクタ３Ａが左側の第１バンク１Ａ用、左側の吸気コレクタ３Ｂが右側の第２バンク１Ｂ用である。

バンク毎の吸気コレクタ３Ａ、３Ｂの前端側には、それぞれ吸気通路５Ａ、５Ｂが接続されており、各吸気通路５Ａ、５Ｂには、それぞれ、上流側から、エアクリーナ６Ａ、６Ｂ、エアフローメータ７Ａ、７Ｂ、スロットル弁（電制スロットル弁）８Ａ、８Ｂが設けられている。

また、吸気コレクタ３Ａ、３Ｂは、１つのボックスを左右の中間で仕切り壁９より仕切ったもので、その仕切り壁９に連通部が設けられ、該連通部に可変吸気バルブ１０が設けられている。可変吸気バルブ１０は、仕切り壁９の延在方向に配置した弁軸周りを回動することで、連通部を開閉し、２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂの連通・遮断を制御する。従って、可変吸気バルブ１０の開状態では、２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂが連通して、１系統吸気となり、可変吸気バルブ１０の閉状態では、２つの吸気コレクタ３Ａ、３Ｂが遮断されて、２系統吸気となる。

このエンジンの排気系は、バンク毎に集合させた排気通路１３Ａ、１３Ｂを有し、各排気通路１３Ａ、１３Ｂには、排気空燃比を検出する空燃比センサ（Ｏ２センサ）１４Ａ、１４Ｂが設けられている。尚、空燃比センサ１４Ａ、１４Ｂとしては、リーン〜リッチの広域でセンサ出力が連続的に変化するタイプのものであってもよいし、ストイキを境として出力が急変するタイプのものであってもよい。

次に、バンク毎に設けられる可変動弁機構（２Ａ、２Ｂ）について、図３により説明する。
可変動弁機構としては、吸気バルブのバルブ作動角（吸気バルブ開弁時期から閉弁時期までの開期間）、詳しくはバルブ作動角及びリフト量を連続的に変化させることができるバルブ作動角及びリフト量可変機構（ＶＥＬ機構；ＶＥＬアクチュエータ４９）と、吸気バルブのバルブタイミング（バルブ作動角の中心位相）を連続的に変化させることができるバルブタイミング可変機構（ＶＴＣ機構；ＶＴＣアクチュエータ５１）とが設けられている。

詳しくは、吸気バルブ３９（１気筒につき２つ設けられており、バルブステム端部のみを図示）の端部のバルブリフタ４０の上方には、図外のクランク軸に連動して軸周りに回転駆動されるカム軸４１が気筒列方向に延在している。このカム軸４１の外周には、吸気バルブ３９に対応して揺動カム４２が揺動可能に外装されており、この揺動カム４２がバルブリフタ４０に当接してこれを押圧することにより、吸気バルブ３９が図外のバルブスプリングのバネ力に抗して開閉駆動される。

ここにおいて、カム軸４１と揺動カム４２との間で、両者４１、４２を機械的に連携するリンクの姿勢を変化させて、吸気バルブ３９のバルブ作動角及びリフト量を連続的に可変制御可能なバルブ作動角及びリフト量可変機構（ＶＥＬ機構）が設けられている。

ＶＥＬ機構は、カム軸４１に偏心して設けられてカム軸４１と一体的に回転する円形の駆動カム４３と、この駆動カム４３の外周に相対回転可能に外嵌するリング状リンク４４と、カム軸４１と略平行に気筒列方向へ延在する制御軸４５と、この制御軸４５に偏心して設けられて制御軸４５と一体的に回転する円形の制御カム４６と、この制御カム４６の外周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４４の先端と相対回転可能に連結されたロッカアーム４７と、このロッカアーム４７の他端と揺動カム４２の先端とに回転可能に連結され、両者４７、４２を機械的に連携するロッド状リンク４８と、を有している。

上記のカム軸４１及び制御軸４５は、軸受ブラケットを介してエンジンのシリンダヘッド側へ回転可能に支持されている。制御軸４５の一端にはバルブ作動角及びリフト量変更用のアクチュエータ（ＶＥＬアクチュエータ）４９の出力端が接続されており、このＶＥＬアクチュエータ４９によって制御軸４５が所定の制御角度範囲内で軸周りに回転駆動されると共に、所定の回転位相に保持される。

このような構成により、クランク軸に連動してカム軸４１が回転すると、駆動カム４３を介してリング状リンク４４が実質的に並進作動すると共に、ロッカアーム４７が制御カム４６周りを揺動し、ロッド状リンク４８を介して揺動カム４２が揺動して、吸気バルブ３９が開閉駆動される。

また、ＶＥＬアクチュエータ４９により制御軸４５を回動することにより、ロッカアーム４７の揺動中心となる制御カム４６の中心位置が変化して、各リンク４４、４８等の姿勢が変化し、揺動カム４２の揺動角度範囲が変化する。これにより、バルブ作動角の中心位相が略一定のままで、バルブ作動角及びリフト量が連続的に変化する。より具体的には、制御軸４５を一方向へ回動することにより、バルブ作動角及びリフト量が増加し、他方向へ回動することによりバルブ作動角及びリフト量が減少するようになっている。

従って、ＶＥＬアクチュエータ４９の通電量をデューティ制御することで、制御軸４５の回転位相を変更して、吸気バルブ３９のバルブ作動角及びリフト量を変更することができ（図４参照）、これによりバルブ作動角及びリフト量可変機構（ＶＥＬ機構）が構成される。尚、バルブ作動角に対しリフト量は一義的に定められ、バルブ作動角を大→小に制御すると、リフト量も大→小に制御され、大作動角・高リフト〜小作動角・低リフトの範囲で制御できる。

一方、カム軸４１は、クランク軸の回転がタイミングベルトによりスプロケット５０に入力されて駆動されるが、バルブタイミング変更のため、スプロケット５０とカム軸４１との間に、これらの回転位相を制御可能なロータリー式のアクチュエータ（ＶＴＣアクチュエータ）５１が装着されている。

従って、ＶＴＣアクチュエータ５１の通電量をデューティ制御することで、クランク軸とカム軸４１との回転位相を変更して、吸気バルブ３９のバルブタイミング（バルブ作動角の中心位相；図４の点線示）を変更することができ、これによりバルブタイミング可変機構（ＶＴＣ機構）が構成される。

ここで、図４に示すように、ＶＥＬ機構による大作動角・高リフト〜小作動角・低リフトの制御に合わせて、ＶＴＣ機構によりバルブタイミングを進角することで、吸気バルブの開弁時期を一定に維持しつつ、大作動角・高リフト〜小作動角・低リフトに制御し、閉弁時期を進角する。

より具体的には、運転条件との関係では、低回転低負荷で、小作動角・低リフト（閉弁時期進角）、高回転高負荷で、大作動角・高リフト（閉弁時期遅角）に制御する。
また、ＶＴＣ機構のＶＴＣアクチュエータ５１は、エンジン制御ユニット（ＥＣＭ）１１により直接制御するが、ＶＥＬ機構のＶＥＬアクチュエータ４９は、可変動弁制御ユニット（ＶＥＬ−Ｃ／Ｕ）１２を介して制御する。

すなわち、エンジン制御ユニット１１にて、運転条件に応じて目標バルブ作動角と目標バルブタイミングとを演算し、目標バルブ作動角については、可変動弁制御ユニット１２に送信する。可変動弁制御ユニット１２では、エンジン制御ユニット１１からの目標バルブ作動角に従って、実際のバルブ作動角を検出しつつ、ＶＥＬアクチュエータ４９の駆動量をフィードバック制御する。バルブタイミングの制御は、エンジン制御ユニット１１にて、目標バルブタイミングに従って、実際のバルブタイミングを検出しつつ、ＶＴＣアクチュエータ５１の駆動量をフィードバック制御する。

かかる制御は、バンク毎に行うが、バンク間で可変動弁機構（特にＶＥＬ機構）の特性にばらつきがあると、フィードバック制御の遅れ期間にて、吸入空気量の偏差を生じ、特に吸入空気量の少ないアイドル運転時には、バンク間の吸入空気量の偏差が大きくなって、アイドル運転の安定性が損なわれる。

そこで本発明では、バンク間の可変動弁機構のばらつきを正確に学習し、その学習値に基づいて可変動弁機構を補正制御する。
基本的な考え方は、各バンクの吸入空気量計測手段（エアフローメータ）により計測される吸入空気量の偏差に基づいて、可変動弁機構のばらつきを学習するが、バンク間の吸入空気量のばらつきには、可変動弁機構のばらつきと、エアフローメータ自体のばらつきとがあるので、エアフローメータのばらつきを学習する必要がある。

エアフローメータのばらつきを学習するには、吸気バルブのバルブ作動角を大きくした状態で、各バンクの空燃比センサにより計測される空燃比のばらつきを学習するのがよいが、バンク間の空燃比のばらつきには、バンク間の燃料系のばらつき（例えば燃圧のばらつき）も含まれるため、燃料系のばらつきを学習する必要がある。

本発明では、このような考えに基づき、バンク間の燃料系のばらつきの学習、バンク間の吸入空気量計測手段（エアフローメータ）のばらつきの学習を経て、バンク間の可変動弁機構のばらつきの学習を行う。

図５はバンク間ばらつき学習を行うエンジン制御ユニット１１の入出力を示したものである。
エンジン制御ユニット１１への入力は、第１及び第２バンクのエアフローメータ７Ａ、７Ｂ、第１及び第２バンクの空燃比センサ１４Ａ、１４Ｂ、アクセル開度センサ６１、クランク角センサ６２などである。

エンジン制御ユニット１１の出力先は、各気筒の燃料噴射弁５３、第１及び第２バンクのスロットル弁８Ａ、８Ｂ、ＶＴＣアクチュエータ５１、可変動弁制御ユニット１２（ＶＥＬアクチュエータ４９）などである。

図６はエンジン制御ユニット１１により実行されるバンク間ばらつき学習のメインルーチンのフローチャートであり、学習可能な所定の運転条件（アイドル運転時など）にて実行される。以下これに沿って説明する。

Ｓ１では、可変動弁機構（ＶＥＬ機構）により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にし、スロットル弁により吸入空気量を制御して運転する。可変動弁機構の特徴である小作動角のときのシリンダ吸入空気量の大きなばらつきをキャンセルするためである。

また、吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にするときは、図１１に示すように、排気バルブと吸気バルブとのオーバーラップを無しの状態にする。筒内残留ガスの影響をキャンセルすることにより、バンク間の空気量誤差の要因を排除するためである。尚、排気バルブ側にバルブタイミングを制御可能な可変動弁機構を備えている場合は、これを併用することができる。

同時に、可変吸気バルブ１０を開き、吸気コレクタ３Ａ、３Ｂを連通させて、１系統吸気に切換える。バンク間の吸入空気量のばらつきをキャンセルするためである。
Ｓ２では、この状態で、図７のサブルーチンに従って、バンク間の燃料系ばらつき学習を行う。

Ｓ２０１では、第１及び第２バンクのエアフローメータ（ＡＦＭ）出力の和（あるいは平均値）に基づいて、吸入空気量Ｑａを検出し、これに基づいて、基本燃料噴射量Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅを算出する（Ｎｅはエンジン回転数、Ｋは定数）。

Ｓ２０２では、第１及び第２バンクの空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）を用い、バンク毎に空燃比フィードバック制御を行って、バンク毎に最終的な燃料噴射量Ｔｉ１、Ｔｉ２を算出する。

すなわち、第１バンクについては、第１バンクの空燃比センサ出力とストイキ相当のスライスレベルとを比較して、リーン・リッチを判定し、リーンのときは、空燃比補正係数α１（初期値１）を微小量増大させ、リッチのときは、空燃比補正係数α１を微小量減少させて、空燃比補正係数α１を設定・更新する。

そして、基本燃料噴射量Ｔｐに空燃比補正係数α１を乗じて、最終的な燃料噴射量Ｔｉ１を算出する（次式参照）。
Ｔｉ１＝Ｔｐ×α１×（１＋αｆ１）
尚、αｆ１は第１バンク側の燃料系ばらつき学習値であり、学習前（初期値）は０である。

第２バンクについても、同様に、第２バンクの空燃比センサ出力とストイキ相当のスライスレベルとを比較して、リーン・リッチを判定し、リーンのときは、空燃比補正係数α２（初期値１）を微小量増大させ、リッチのときは、空燃比補正係数α２を微小量減少させて、空燃比補正係数α２を設定・更新する。

そして、基本燃料噴射量Ｔｐに空燃比補正係数α２を乗じて、最終的な燃料噴射量Ｔｉ２を算出する（次式参照）。
Ｔｉ２＝Ｔｐ×α２×（１＋αｆ２）
尚、αｆ２は第２バンク側の燃料系ばらつき学習値であり、学習前（初期値）は０である。

Ｓ２０３では、第１バンク側の空燃比補正係数α１と第２バンクの空燃比補正係数α２との差をとり、バンク間空燃比段差Δα＝α１−α２を算出する。尚、これはＳ２０２での空燃比フィードバック制御を所定期間行うことで、空燃比補正係数α１、α２が収束した後に行う。

この場合は、１系統吸気であるので、バンク間空燃比段差Δαは、バンク間の燃料系のばらつき（特に燃圧のばらつき）に起因するものと言える。
Ｓ２０４では、バンク間の燃料系のばらつき（バンク間空燃比段差）を各バンクに半分ずつ振り分け、第１及び第２バンク燃料系ばらつき学習値αｆ１、αｆ２を算出する（次式参照）。

αｆ１＝＋Δα／２
αｆ２＝−Δα／２
尚、例えばΔα＝α１−α２＞０（すなわちα１＞α２）のときは、第１バンクの方がリーンであり、第１バンクの燃料噴射量を増量、第２バンクの燃料噴射量を減少すべく、αｆ１＞０、αｆ２＜０となる。

以上で、燃料系ばらつき学習を終了し、図６のメインルーチンに戻る。
Ｓ３では、Ｓ１と同様、可変動弁機構（ＶＥＬ機構）により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角で、かつ排気バルブとのオーバーラップ無しの状態にし、スロットル弁により吸入空気量を制御して運転する。

その一方、可変吸気バルブ１０を閉じ、吸気コレクタ３Ａ、３Ｂの連通を遮断して、２系統吸気に切換える。
Ｓ４では、この状態で、図８のサブルーチンに従って、バンク間のエアフローメータ（ＡＦＭ）ばらつき学習を行う。

Ｓ４０１では、バンク毎にエアフローメータ（ＡＦＭ）出力に基づいて、吸入空気量Ｑａ１、Ｑａ２を検出し、これに基づいて、バンク毎に基本燃料噴射量Ｔｐ１、Ｔｐ２を算出する。

すなわち、第１バンクのエアフローメータ出力により、第１バンク側の吸入空気量Ｑａ１を検出し、これに基づいて、第１バンク側の基本燃料噴射量Ｔｐ１＝Ｋ×Ｑａ１／Ｎｅを算出する。

また、第２バンクのエアフローメータ出力により、第２バンク側の吸入空気量Ｑａ２を検出し、これに基づいて、第２バンク側の基本燃料噴射量Ｔｐ２＝Ｋ×Ｑａ２／Ｎｅを算出する。

Ｓ４０２では、図６のＳ２（図７）にて算出した第１及び第２バンクの燃料系ばらつき学習値αｆ１、αｆ２により、第１及び第２バンクの燃料噴射量を補正する。
すなわち、第１バンクの基本燃料噴射量Ｔｐ１に第１バンク燃料系ばらつき学習値αｆ１（詳しくは１＋αｆ１）を乗じて、第１バンクの燃料噴射量Ｔｉを算出するようにする（次式参照）。

Ｔｉ１＝Ｔｐ１×α１×（１＋αｆ１）
また、第２バンクの基本燃料噴射量Ｔｐ２に第２バンク燃料系ばらつき学習値αｆ２（詳しくは１＋αｆ２）を乗じて、第２バンクの燃料噴射量Ｔｉ２を算出するようにする（次式参照）。

Ｔｉ２＝Ｔｐ２×α２×（１＋αｆ２）
これにより、バンク間の燃料系ばらつきの影響を受けないようになる。
Ｓ４０３では、Ｓ２０２と同様、第１及び第２バンクの空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）を用い、バンク毎に空燃比フィードバック制御を行って、バンク毎に最終的な燃料噴射量Ｔｉ１、Ｔｉ２を算出する。

すなわち、第１バンクについては、第１バンクの空燃比センサ出力とストイキ相当のスライスレベルとを比較して、リーン・リッチを判定し、リーンのときは、空燃比補正係数α１（初期値１）を微小量増大させ、リッチのときは、空燃比補正係数α１を微小量減少させて、空燃比補正係数α１を設定・更新する。

そして、基本燃料噴射量Ｔｐ１に空燃比補正係数α１を乗じて、最終的な燃料噴射量Ｔｉ１を算出する（次式参照）。
Ｔｉ１＝Ｔｐ１×α１×（１＋αｆ１）
尚、αｆ１は第１バンク側の燃料系ばらつき学習値であり、既に適用されている。

第２バンクについても、同様に、第２バンクの空燃比センサ出力とストイキ相当のスライスレベルとを比較して、リーン・リッチを判定し、リーンのときは、空燃比補正係数α２（初期値１）を微小量増大させ、リッチのときは、空燃比補正係数α２を微小量減少させて、空燃比補正係数α２を設定・更新する。

そして、基本燃料噴射量Ｔｐ２に空燃比補正係数α２を乗じて、最終的な燃料噴射量Ｔｉ２を算出する（次式参照）。
Ｔｉ２＝Ｔｐ２×α２×（１＋αｆ２）
尚、αｆ２は第２バンク側の燃料系ばらつき学習値であり、既に適用されている。

Ｓ４０４では、第１バンク側の空燃比補正係数α１と第２バンクの空燃比補正係数α２との差をとり、バンク間空燃比段差Δα＝α１−α２を算出する。尚、これはＳ４０３での空燃比フィードバック制御を所定期間行うことで、空燃比補正係数α１、α２が収束した後に行う。

この場合は、バンク間の燃料系のばらつきは既に補正されており、バンク間の可変動弁機構のばらつきは大作動角ゆえ無いと言えるので、バンク間空燃比段差Δαは、バンク間のエアフローメータ（ＡＦＭ）のばらつきに起因するものと言える。

Ｓ４０５では、バンク間のエアフローメータ（ＡＦＭ）のばらつき（バンク間空燃比段差）を各バンクに半分ずつ振り分け、第１及び第２バンクＡＦＭばらつき学習値αＱ１、αＱ２を算出する（次式参照）。

αＱ１＝＋Δα／２
αＱ２＝−Δα／２
尚、例えばΔα＝α１−α２＞０（すなわちα１＞α２）のときは、第１バンクの方がリーンであり、第１バンクのエアフローメータ検出吸入空気量を増量側に補正し、第２バンクのエアフローメータ検出吸入空気量を減少側に補正すべく、αＱ１＞０、αＱ２＜０となる。

以上で、エアフローメータ（ＡＦＭ）ばらつき学習を終了し、図６のメインルーチンに戻る。
Ｓ５では、可変動弁機構（ＶＥＬ機構）により吸気バルブのバルブ作動角を小作動角で、かつ排気バルブとのオーバーラップ無しの状態にし、吸気バルブにより吸入空気量を制御して運転する。従って、スロットル弁はほぼ全開に維持して、ノンスロットル運転となる。

その一方、Ｓ３と同様に、可変吸気バルブ１０を閉じ、吸気コレクタ３Ａ、３Ｂの連通を遮断して、２系統吸気の状態とする。
Ｓ６では、この状態で、図９のサブルーチンに従って、バンク間の可変動弁機構（ＶＥＬ）ばらつき学習を行う。

Ｓ６０１では、バンク毎にエアフローメータ（ＡＦＭ）出力に基づいて、吸入空気量Ｑａ１、Ｑａ２を検出する。
すなわち、第１バンクのエアフローメータ出力により、第１バンク側の吸入空気量Ｑａ１を検出し、第２バンクのエアフローメータ出力により、第２バンク側の吸入空気量Ｑａ２を検出する。

Ｓ６０２では、図６のＳ４（図８）にて算出した第１及び第２バンクＡＦＭばらつき学習値αＱ１、αＱ２を用いて、第１及び第２バンクの吸入空気量Ｑａ１、Ｑａ２を補正する。

すなわち、第１バンクＡＦＭばらつき学習値αＱ１により、第１バンクの吸入空気量Ｑａ１を補正する（補正後Ｑａ１＝Ｑａ１×αＱ１）。
また、第２バンクＡＦＭばらつき学習値αＱ２により、第２バンクの吸入空気量Ｑａ２を補正する（補正後Ｑａ２＝Ｑａ２×αＱ２）。

Ｓ６０３では、第１バンク側の補正後吸入空気量（補正後Ｑａ１）と第２バンク側の補正後吸入空気量（補正後Ｑａ２）との差をとり、バンク間吸入空気量段差ΔＱ＝補正後Ｑａ１−補正後Ｑａ２を算出する。

この場合は、バンク間の燃料系のばらつきとバンク間のエアフローメータのばらつきとが既に補正されており、バンク間吸入空気量段差ΔＱは、バンク間の可変動弁機構のばらつきに起因するものと言える。

Ｓ６０４では、バンク間吸入空気量段差ΔＱに所定のゲインを乗じて、バンク間の可変動弁機構の作動角の段差（ＶＥＬ段差）に変換する（次式参照）。
ＶＥＬ段差＝ΔＱ×ゲイン
Ｓ６０５では、バンク間の可変動弁機構のばらつき（ＶＥＬ段差）を各バンクに半分ずつ振り分けて、第１及び第２バンクＶＥＬばらつき学習値Ｅ１、Ｅ２を算出する（次式参照）。

Ｅ１＝−ＶＥＬ段差／２
Ｅ２＝＋ＶＥＬ段差／２
尚、例えばＶＥＬ段差＞０のときは、第１バンクの方が吸入空気量が多く、作動角が大きいので、第１バンクの目標作動角を減少側に補正し、第２バンクの目標作動角を増大側に補正すべく、Ｅ１＜０、Ｅ２＞０となる。

以上で、可変動弁機構（ＶＥＬ）ばらつき学習を終了し、図６のメインルーチンに戻って、エンドとなる。
尚、図６のルーチンは、１トリップ１回程度実施すればよく、Ｓ１〜Ｓ２の処理と、Ｓ３〜Ｓ４の処理と、Ｓ５〜Ｓ６の処理は、この順で行えばよく、必ずしも連続して行う必要はなく、それぞれの処理の環境が整った段階で行えばよい。

また、学習値については、乗算補正用の係数としてもよいし、加算補正用の加算値としてもよい。また、運転パラメータ別の学習値としてもよい。
また、学習値を更新する際は、前回までの学習値に、新たな学習値の少なくとも一部を加算する形で、更新してもよい。

図１０はＶＥＬばらつき補正のフローチャートであり、エンジン運転条件に応じて設定される目標バルブ作動角（ＶＥＬ目標値）を補正するためのものである。
Ｓ１１では、エンジン運転条件に応じて設定されるＶＥＬ目標値に、第１バンクのＶＥＬばらつき学習値Ｅ１を加算して、第１バンクの最終的なＶＥＬ目標値を算出する（次式参照）。

第１バンクのＶＥＬ目標値＝ＶＥＬ目標値＋Ｅ１
Ｓ１２では、エンジン運転条件に応じて設定されるＶＥＬ目標値に、第２バンクのＶＥＬばらつき学習値Ｅ２を加算して、第２バンクの最終的なＶＥＬ目標値を算出する（次式参照）。

第２バンクのＶＥＬ目標値＝ＶＥＬ目標値＋Ｅ２
これより、バンク間の可変動弁機構のばらつきの影響を受けることなく、良好な制御が可能となる。

このように目標バルブ作動角を補正する他、目標バルブ作動角と実バルブ作動角とを比較してフィードバック制御を行う場合は、実バルブ作動角をバンク間のばらつき分補正するようにしてもよい。

なお、燃料噴射弁ばらつきを学習する時の大作動角と、エアフローメータばらつきを学習する時の大作動角は、それぞれ少なくとも吸入空気量（可変動弁機構）ばらつきを学習する時の作動角（小作動角）よりも大きければ良く、必ずしも等しい作動角（大作動角）である必要はない。

また、以上の実施形態では、吸入空気量計測手段として、吸入空気量を直接計測するエアフローメータを用いたが、圧力センサなどにより吸入空気量を間接的に計測するものを用いてもよい。

本発明の一実施形態を示す内燃機関の平面図 同上の内燃機関の正面図 可変動弁機構の構成図 可変動弁機構によるバルブリフト特性図 エンジン制御ユニット（ＥＣＭ）の入出力を示す図 バンク間ばらつき学習のメインルーチンのフローチャート 燃料系ばらつき学習のサブルーチンのフローチャート ＡＦＭばらつき学習のサブルーチンのフローチャート ＶＥＬばらつき学習のサブルーチンのフローチャート ＶＥＬばらつき補正のフローチャート 学習時のバルブリフト特性図

符号の説明

１Ａ、１Ｂ 第１及び第２バンク
２Ａ、２Ｂ 可変動弁機構
３Ａ、３Ｂ 吸気コレクタ
４Ａ、４Ｂ ブランチ管
５Ａ、５Ｂ 吸気通路
６Ａ、６Ｂ エアクリーナ
７Ａ、７Ｂ エアフローメータ
８Ａ、８Ｂ スロットル弁
９ 仕切り壁
１０ 可変吸気バルブ
１１ エンジン制御ユニット（ＥＣＭ）
１２ 可変動弁制御ユニット（ＶＥＬ−Ｃ／Ｕ）
１３Ａ、１３Ｂ 排気通路
１４Ａ、１４Ｂ 空燃比センサ
３９ 吸気バルブ
４０ バルブリフタ
４１ カム軸
４２ 揺動カム
４３ 駆動カム
４４ リンク
４５ 制御軸
４７ ロッカアーム
４８ リンク
４９ ＶＥＬアクチュエータ
５０ スプロケット
５１ ＶＴＣアクチュエータ
５２ 排気バルブ
５３ 燃料噴射弁
５４ 点火プラグ
５５ 燃料蓄圧管（コモンレール）
６１ アクセル開度センサ
６２ クランク角センサ

Claims (5)

1. ２つのバンクを備え、バンク毎に、吸入空気量計測手段と、スロットル弁と、吸気コレクタと、運転条件に応じて吸気バルブのバルブ作動角を可変とする可変動弁機構と、排気空燃比を検出する空燃比センサとを有すると共に、２つの吸気コレクタの連通・遮断を制御して１系統吸気と２系統吸気とに選択的に切換えることができる可変吸気バルブを有する内燃機関において、
   前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にし、前記可変吸気バルブにより１系統吸気に切換えた状態で、各バンクの空燃比センサ出力に基づいてバンク間の空燃比偏差を検出することで、バンク間の燃料系のばらつきを学習する第１の学習手段と、
   前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にし、前記可変吸気バルブにより２系統吸気に切換えた状態で、前記第１の学習手段による学習値によりバンク間の燃料系のばらつきを補正しつつ、各バンクの空燃比センサ出力に基づいてバンク間の空燃比偏差を検出することで、バンク間の吸入空気量計測手段のばらつきを学習する第２の学習手段と、
   前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を小作動角にし、前記可変吸気バルブにより２系統吸気に切換えた状態で、各バンクの吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量を、前記第２の学習手段による学習値により補正し、補正後のバンク間の吸入空気量の偏差を検出することで、バンク間の可変動弁機構のばらつきを学習する第３の学習手段と、を備え、
   前記第３の学習手段による学習値に基づいて前記可変動弁機構を補正制御することを特徴とする内燃機関のバンク間ばらつき学習装置。
2. 前記第１の学習手段が、前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にするときは、吸気バルブと排気バルブとのオーバーラップを無しの状態にすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のバンク間ばらつき学習装置。
3. 前記第１及び第２の学習手段が、前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にするときは、スロットル弁により吸入空気量を制御し、前記第３の学習手段が、前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を小作動角にするときは、スロットル弁をほぼ全開に維持して、前記可変動弁機構により吸入空気量を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関のバンク間ばらつき学習装置。
4. 各バンクの空燃比センサ出力に基づいてバンク間の空燃比偏差を検出するときは、各バンクの空燃比センサの出力に基づいて燃料噴射量に対する空燃比補正係数を設定し、バンク間の空燃比補正係数の偏差を検出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関のバンク間ばらつき学習装置。
5. ２つのバンクを備え、バンク毎に、吸入空気量計測手段と、スロットル弁と、吸気コレクタと、運転条件に応じて吸気バルブのバルブ作動角を可変とする可変動弁機構と、排気空燃比を検出する空燃比センサとを有すると共に、２つの吸気コレクタの連通・遮断を制御して１系統吸気と２系統吸気とに選択的に切換えることができる可変吸気バルブを有する内燃機関において、
   バンク間の可変動弁機構のばらつきを学習して、可変動弁機構を補正制御する際し、
   前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にし、前記可変吸気バルブにより１系統吸気に切換えた状態で、各バンクの空燃比センサ出力に基づいてバンク間の空燃比偏差を検出することで、バンク間の燃料系のばらつきを学習する第１の学習ステップと、
   前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を大作動角にし、前記可変吸気バルブにより２系統吸気に切換えた状態で、前記第１の学習ステップによる学習値によりバンク間の燃料系のばらつきを補正しつつ、各バンクの空燃比センサ出力に基づいてバンク間の空燃比偏差を検出することで、バンク間の吸入空気量計測手段のばらつきを学習する第２の学習ステップと、
   前記可変動弁機構により吸気バルブのバルブ作動角を小作動角にし、前記可変吸気バルブにより２系統吸気に切換えた状態で、各バンクの吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量を、前記第２の学習ステップによる学習値により補正し、補正後のバンク間の吸入空気量の偏差を検出することで、バンク間の可変動弁機構のばらつきを学習する第３の学習ステップと、を順次実行し、
   前記第３の学習ステップによる学習値に基づいて前記可変動弁機構を補正制御することを特徴とする内燃機関のバンク間ばらつき学習方法。

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