JP2013174173A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転抵抗の大きなカム軸を有するバンクに設けられる点火プラグの点火性能の低下を抑制しつつ、機関始動を速やかに完了させることのできる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１１は第１のバンク１２Ａと第２のバンク１２Ｂを備え、第１及び第２の各バンク１２Ａ，１２Ｂには、吸気バルブ２１の開閉タイミングを調整可能なバルブタイミング調整装置２６Ａがそれぞれ設けられている。そして、内燃機関１１の制御装置６０は、機関始動時には、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射を、第２のバンク１２Ｂのカム軸２４Ａよりも回転抵抗の大きいカム軸２４Ａを有する第１のバンク１２Ａでの燃料噴射に先立って開始させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｖ型や水平対向型といった気筒配列の内燃機関のように２つのバンクを備える内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１に記載されるように、Ｖ型や水平対向型といった気筒配列の内燃機関は２つのバンクを備え、これら各バンクにはカム軸により開閉される吸気バルブ及び排気バルブなどの機関バルブのバルブタイミングを調整する装置がそれぞれ設けられている。こうした装置は、内燃機関のクランク軸の回転に連動して回転する第１の回転体とカム軸と共に回転する第２の回転体との回転位相差、換言すればクランク軸とカム軸との相対回転位相を調整する油圧駆動式の可変機構と、同相対回転位相を所定のロック位相で保持するロック機構とを備えている。なお、このロック位相は、機関始動時に最適なタイミングで機関バルブが開閉する位相であり、最進角位相と最遅角位相との間の位相に設定されている。

機関運転時には、可変機構の進角室及び遅角室の油圧に基づいて上記相対回転位相を調整することにより、機関バルブのバルブタイミングが機関運転状態に応じたタイミングに変更される。そして、機関運転停止時には、進角室及び遅角室の油圧を調整することにより相対回転位相がロック位相に変更されるとともに、この状態がロック機構のロック操作を通じて保持される。したがって、次回の機関始動時には、ロック位相に応じたタイミングで機関バルブが開閉することになる。

特開２００９−２６４２３１号公報

ところで、上述したように機関運転停止時には、通常、ロック機構のロック操作を通じてクランク軸とカム軸との相対回転位相がロック位相に保持されるが、機関運転が停止する前の状況によってはこうしたロック操作がなされないまま、内燃機関の運転が停止されることがある。この場合、次の機関始動時では、ロック位相に応じたタイミングとは異なるタイミングで機関バルブが開閉することになり、機関始動に要する期間が長期化するなど、機関始動性の悪化を招くこととなる。

ただし、カム軸には機関バルブを開閉することに伴ってバルブタイミングを遅角させようとする正トルクと進角させようとする負トルクとが交互に作用するようになる。そのため、機関始動時において相対回転位相がロック位相で保持されていない場合であっても、クランク軸に対するカム軸の相対回転位相が周期的に変動することで一時的に進角し、相対回転位相がロック位相になったときにロック機構によるロック操作がなされることがある。こうした、いわゆる自己進角作用を通じてロック機構によるロック操作がなされれば、その後は速やかに機関始動が完了するようになる。

ところで、２つバンクを有する内燃機関にあっては、各バンクのカム軸に作用する回転抵抗が例えばカム軸に駆動連結される補機の種類や数によって異なることがある。このため、回転抵抗の大きいカム軸を有するバンクにおいては、カム軸に対して正トルク及び負トルクが交互に作用してもそれに伴う相対回転位相の変動量が小さくなるため、上述した自己進角作用を通じたロック操作がもう一方のバンクと比較して行われにくいことになる。したがって、こうした内燃機関の機関始動時に両バンクとも同時に燃料噴射を開始すると、回転抵抗の大きいカム軸を有するバンクでのロック操作が長期間にわたってなされないまま、同バンクでの燃料噴射が継続されることによって同バンクの点火プラグに多量の未燃燃料が付着し、その点火性能を大きく低下させるおそれがある。

一方、こうした点火性能の低下を避けるために、例えば両バンクのロック操作が完了するまで燃料噴射を禁止するといった方法を採用することも考えられる。しかしながら、この場合、回転抵抗の大きいカム軸を有するバンクでのロック操作が機関始動時から長期間にわたってなされないときには、燃料噴射を開始することができず、結局は機関始動に要する時間の長期化を招くこととなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転抵抗の大きなカム軸を有するバンクに設けられる点火プラグの点火性能の低下を抑制しつつ、機関始動を速やかに完了させることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
この発明は、第１のカム軸を有する第１のバンク及び第１のカム軸よりも回転抵抗が小さい第２のカム軸を有する第２のバンクに、カム軸とクランク軸との相対回転位相をそれぞれ調整してバンクのバルブタイミングを変更する可変機構と相対回転位相を最遅角位相及び最進角位相の間のロック位相に保持するロック機構とがそれぞれ設けられた内燃機関をその制御対象とする制御装置を前提としている。そして、この制御装置では、機関始動時に第２のバンクでの燃料噴射を第１のバンクでの燃料噴射に先立って開始させる非同期噴射処理を実行するようにしている。

こうした構成によれば、第１のバンク、すなわちカム軸に作用する回転抵抗が相対的に大きいため、自己進角作用によるロック操作の完了が遅れる可能性の高いバンクについては、第２のバンクよりも燃料噴射が遅れて開始される。そのため、第１のバンクのロック機構によるロック操作が完了していない状態で機関運転が開始され、その後の自己進角作用によるロック操作の完了が遅れた場合であっても、第１のバンクの点火プラグに未燃燃料が付着する量を低減することができ、その点火性能の低下を抑制することができるようになる。一方、第２のバンクでは、第１のバンクに先だって燃料噴射が開始されるため、第１のバンクのロック操作が完了するまで第２のバンクでの燃料噴射が禁止される場合と比較して、機関回転速度を速やかに上昇させて機関始動に要する時間を短くすることができる。したがって、回転抵抗の大きなカム軸を有するバンクに設けられる点火プラグの点火性能の低下を抑制しつつ、機関始動を速やかに完了させることができるようになる。

ここで、こうした非同期噴射処理については、これを第１のバンクに設けられたロック機構のロック操作が機関始動時になされているか否かなどにかかわらず常に実行するようにしてもよいが、機関始動時に第１のバンクに設けられたロック機構のロック操作がなされていないことを条件として実行することが望ましい。こうした条件が成立したときに非同期噴射処理を実行するようにすれば、第１のバンクでの燃料噴射の開始時期が不必要に遅延されることがないため、機関回転速度を速やかに上昇させることができ、機関始動時間の短縮を図ることができるようになる。

ところで、このように非同期噴射処理を通じて第１のバンクでの燃料噴射を第２のバンクでの燃料噴射よりも遅れて開始させる場合には、第１のバンクのロック機構によりロック操作されたことを条件に第１のバンクの燃料噴射を開始させるのが望ましい。このように第１のバンクの燃料噴射開始の時期を設定すれば、第１のバンクのロック機構によりロック操作がなされているため、同バンクの点火プラグに未燃燃料が多量に付着することに起因する点火性能の低下を適切に抑制することができることとなる。

また、可変機構が機関駆動式のポンプから供給される作動油の油圧に基づいて駆動されるものである場合には、上述したように第１のバンクに先立って第２のバンクでの燃料噴射が開始されることにより、機関回転速度の上昇に伴って機関駆動式のポンプから可変機構に対して作動油が供給可能な状態に移行する。このため、非同期噴射処理の実行に併せて、第１のバンクの相対回転位相がロック位相となるように可変機構を駆動させることが望ましい。こうした構成によれば、上述したような自己進角作用に加えて、可変機構の駆動に基づいて相対回転位相をより早期にロック位相に変更することができるため、第１のバンクのロック機構によるロック操作の完了時期を早めることができるようになる。

なお、上述したように各カム軸の回転負荷が異なる場合としては、各カム軸に駆動連結される補機の有無、数、種類等の差異、すなわち補機の駆動連結態様によって第１のカム軸の回転抵抗が第２のカム軸の回転抵抗よりも大きくなる場合を挙げることができる。

本発明の一実施形態の内燃機関の概略構成を示す模式図。 （ａ）はバルブタイミング調整装置を示す断面図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図。 機関運転を開始させる際に実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。 （ａ）〜（ｅ）は機関運転が開始される際のタイミングチャート。

以下、本発明をＶ型６気筒の内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、内燃機関１１は、所定のバンク角で配置された２つのバンク１２Ａ，１２Ｂを備えており、これら各バンク１２Ａ，１２Ｂでは、内燃機関１１のクランク軸１３の延びる方向に３つの気筒１４が配列されている。これら気筒１４内にはピストン１５が往復動可能に設けられており、気筒１４内の燃焼室１６には、吸気を燃焼室１６内に導入させるための吸気ポート１７と、燃焼室１６から排気を排出させるための排気ポート１８とが接続されている。

吸気ポート１７には燃料を噴射するインジェクタ１９が設けられており、この吸気ポート１７からは吸気及び燃料からなる混合気が燃焼室１６内に導入される。そして、燃焼室１６内では、混合気が点火プラグ２０の点火によって燃焼されることによりピストン１５が往復動し、ピストン１５の往復動に基づいた動力がクランク軸１３に伝達される。

また、気筒１４には、吸気ポート１７を開閉する吸気バルブ２１と、排気ポート１８を開閉する排気バルブ２２とが設けられている。これら吸気バルブ２１及び排気バルブ２２は、スプリング２３によって閉弁する方向に付勢されている。そして、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２は、クランク軸１３に連動して回転するカム軸２４Ａ，２４Ｂと一体回転するカム２５に押された場合にはスプリング２３からの付勢力に抗して開弁され、カム２５に押されない場合にはスプリング２３からの付勢力によって閉弁される。こうした吸気バルブ２１の開弁タイミング及び閉弁タイミング、すなわちバルブタイミングは、吸気バルブ用のバルブタイミング調整装置２６Ａによって調整され、排気バルブ２２のバルブタイミングは、排気バルブ用のバルブタイミング調整装置２６Ｂによって調整される。

これらバルブタイミング調整装置２６Ａ，２６Ｂは、動力伝達経路上においてクランク軸１３とカム軸２４Ａ，２４Ｂとの間に設けられている。そして、吸気バルブ２１用の２つのカム軸２４Ａのうち、第１のバンク１２Ａに設けられたカム軸２４Ａには補機としてのバキュームポンプ２７が駆動連結されている一方、第２のバンク１２Ｂに設けられたカム軸２４Ａには補機が駆動連結されていない。すなわち、本実施形態では、第１のバンク１２Ａ側のカム軸２４Ａが、回転抵抗の大きい第１のカム軸に相当し、第２のバンク１２Ｂ側のカム軸２４Ａが、第１のカム軸よりも回転抵抗の小さい第２のカム軸に相当する。なお、バキュームポンプ２７は、運転者によるブレーキペダルの踏力を増大させるバキュームブースタに負圧を供給するためのポンプである。

また、内燃機関１１には、作動油を貯留するオイルパン３０と、クランク軸１３の回転力を利用して駆働する機関駆動式のオイルポンプ３１とが設けられている。このオイルポンプ３１によってオイルパン３０から汲み上げられた作動油は、供給路３２を通じて吸気バルブ用のバルブタイミング調整装置２６Ａに供給される。こうした供給路３２には、吸気バルブ用のバルブタイミング調整装置２６Ａの油圧室に対する作動油の供給及び油圧室からの作動油の排出を制御する制御弁が設けられている。なお、図１においては、第１のバンク１２Ａ側のバルブタイミング調整装置２６Ａ用の「制御弁３３」を図示し、第２のバンク１２Ｂ側のバルブタイミング調整装置２６Ａ用の制御弁の図示を省略している。

次に、吸気バルブ用のバルブタイミング調整装置２６Ａの具体的な構成について、図２（ａ）（ｂ）を参照して説明する。
図２（ａ）に示すように、バルブタイミング調整装置２６Ａは、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更するための油圧駆動式の可変機構４０と、吸気バルブ２１のバルブタイミングを最進角時期と最遅角時期との間の中間時期にロックするための機械式のロック機構５０とが設けられている。

可変機構４０は、カム軸２４Ａと一体回転するベーンロータ４１と、ベーンロータ４１が収容されるハウジングロータ４２とを備えている。ベーンロータ４１は、カム軸２４Ａに固定される略円筒状のボス４１Ａから複数のベーン４１Ｂを径方向外側に突出させた構成となっている。ハウジングロータ４２は、円筒形状のハウジング本体４２Ａから複数の区画壁４２Ｂを径方向内側に突出させた構成となっている。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、ハウジング本体４２Ａの一方側の開口（図２（ｂ）では下側の開口）は、吸気用のスプロケット４３によって閉塞されている。一方、ハウジング本体４２Ａの他方側の開口（図２（ｂ）では上側の開口）は、略円盤状のカバー４４によって閉塞されている。そして、クランク軸１３の回転が図示しないチェーンベルトを介してスプロケット４３に伝達されると、ハウジングロータ４２はクランク軸１３の回転に連動して回転方向Ｘに回転する。

また、ハウジングロータ４２内において周方向で互いに隣り合う区画壁４２Ｂ同士の間には、ベーンロータ４１のベーン４１Ｂを収容する収容室４５が形成されている。こうした収容室４５は、ベーン４１Ｂによって２つの油圧室に区画されている。すなわち、収容室４５におけるベーン４１Ｂの回転方向Ｘの後側の空間（図２（ｂ）では左側）は、進角用の油圧室である進角室４６であり、収容室４５におけるベーン４１Ｂの回転方向Ｘの前側の空間（図２（ｂ）では右側）は、遅角用の油圧室である遅角室４７である。

そして、バルブタイミングを進角側に変更する場合には、進角室４６内に制御弁３３を通じて作動油が供給され、遅角室４７内の作動油が制御弁３３を通じてオイルパン３０に排出される。これにより、ベーンロータ４１は、進角室４６が広くなると共に遅角室４７が狭くなるようにハウジングロータ４２に対して相対回転する。一方、バルブタイミングを遅角側に変更する場合には、遅角室４７内に制御弁３３を通じて作動油が供給され、進角室４６内の作動油が制御弁３３を通じてオイルパン３０に排出される。これにより、ベーンロータ４１は、遅角室４７が広くなると共に進角室４６が狭くなるようにハウジングロータ４２に対して相対回転する。このようにオイルポンプ３１から吐出される作動油によって進角室４６及び遅角室４７の油圧を制御することにより、ベーンロータ４１とハウジングロータ４２との相対回転位相、即ち吸気バルブ２１のバルブタイミングが調整される。

図２（ｂ）に示すように、本実施形態のロック機構５０は、ベーンロータ４１とハウジングロータ４２との相対回転位相が所定のロック位相（本実施形態では、吸気バルブ２２のバルブタイミングが中間時期となるような位相）に近づいた場合に、スプロケット４３に形成された係合部５１に係合されるロックピン５２を備えている。このロックピン５２は、ベーンロータ４１のベーン４１Ｂに形成された収容孔５３内に収容されている。この収容孔５３内におけるロックピン５２のカバー４４側（図２（ｂ）では上側）には、該ロックピン５２をスプロケット４３側（図２（ｂ）では下方）に付勢するロック用スプリング５４が設けられている。

なお、本実施形態では、ロックピン５２がロック用スプリング５４によって付勢される方向（図２（ｂ）では下方）のことを「突出方向ＺＡ」といい、この突出方向ＺＡの反対方向（図２（ｂ）では上方）を「収容方向ＺＢ」というものとする。

係合部５１は、ベーンロータ４１とハウジングロータ４２との相対回転位相をロック位相に保持させるためのロック穴５１Ａと、このロック穴５１Ａの進角室４６側に形成された上段溝５１Ｂとを有している。ロック穴５１Ａは、ベーンロータ４１とハウジングロータ４２との相対回転位相がロック位相となった場合に、ロックピン５２が進入するような位置に形成されている。また、上段溝５１Ｂの深さは、ロック穴５１Ａの深さよりも浅くなっている。

すなわち、ベーンロータ４１のハウジングロータ４２に対する相対回転によって、ロックピン５２が進角室４６側から上段溝５１Ｂの上方位置まで相対移動すると、ロックピン５２は、ロック用スプリング５４からの付勢力によってベーンロータ４１から突出方向ＺＡに突出する。これにより、ロックピン５２が上段溝５１Ｂに係合される。この状態では、係合部５１内の油圧の上昇によってロックピン５２がベーンロータ４１の収容孔５３内に収容されない限り、ベーンロータ４１は、ハウジング本体４２Ａに対して遅角側（図２（ｂ）における左側）に相対移動しない。

そして、ロックピン５２が上段溝５１Ｂに係合された状態でロックピン５２がさらに進角側（図２（ｂ）では右側）に相対移動すると、ロックピン５２がロック穴５１Ａの上方位置に達した時点で、ロック用スプリング５４からの付勢力によってロックピン５２がロック穴５１Ａ内に進入する。このようなロック機構５０のロック操作によって、ベーンロータ４１とハウジングロータ４２との相対回転位相がロック位相で保持される。

なお、相対回転位相をロック位相とは異なる位相にする場合、制御弁３３及び図示しない油路を介して係合部５１及び収容孔５３に作動油が供給される。すると、係合部５１内及び収容孔５３内の油圧の上昇に伴い、ロック用スプリング５４からの付勢力に抗してロックピン５２が収容方向ＺＢに移動してベーンロータ４１内に収容される。この状態で、遅角室４７及び進角室４６の油圧が調整されることにより回転位相が制御される。

次に、内燃機関１１の制御装置６０について図１を参照して説明する。
図１に示すように、制御装置６０の入力側インターフェースには、吸気バルブ用のカム軸２４Ａの回転速度に応じた検出信号を出力するカムポジションセンサ６１と、クランク軸１３の回転速度に応じた検出信号を出力するクランクポジションセンサ６２とが電気的に接続されている。そして、制御装置６０は、カムポジションセンサ６１からの検出信号に基づきカム軸２４Ａの回転位置や回転速度などの回転情報を検出すると共に、クランクポジションセンサ６２からの検出信号に基づきクランク軸１３の回転位置や回転速度などの回転情報を検出する。

また、制御装置６０の出力インターフェースには、点火プラグ２０及び制御弁３３が電気的に接続されている。そして、制御装置６０は、検出したカム軸２４Ａ及びクランク軸１３の回転情報などに基づき点火プラグ２０及び制御弁３３を制御する。

次に、制御装置６０が実行する各種処理ルーチンのうち、機関始動時に実行される処理ルーチンについて、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
図３に示す処理ルーチンにおいて、制御装置６０は、クランキング動作を開始させるべく図示しないスターターモータを作動させ（ステップＳ１１）、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射を許可する（ステップＳ１２）。そして、制御装置６０は、第１のバンク１２Ａのバルブタイミング調整装置２６Ａの相対回転位相がロック位相で保持されているか否かを判定する（ステップＳ１３）。

例えば、ステップＳ１３において、制御装置６０は、第１のバンク１２Ａに設けられたカムポジションセンサ６１からの検出信号に基づいたカム２５の回転位置を取得すると共に、クランクポジションセンサ６２からの検出信号に基づいたクランク軸１３の回転位置を取得する。そして、制御装置６０は、カム２５の回転位置とクランク軸１３の回転位置との差を相対回転位相として算出し、この相対回転位相がロック位相を含む所定の位相領域に含まれているか否かを判定する。制御装置６０は、算出した回転位相が位相領域に含まれている場合には回転位相がロック位相で保持されていると判定する一方、回転位相が位相領域に含まれていない場合には回転位相がロック位相で保持されていないと判定する。

第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相で保持されている場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御装置６０は、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射を許可し（ステップＳ１４）、その後、本処理ルーチンを終了する。

一方、第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相で保持されていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御装置６０は、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射を禁止する（ステップＳ１５）。すなわち、本実施形態では、第１のバンク１２Ａに設けられたロック機構５０のロック操作が機関始動時になされていないことを条件に、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射を第１のバンク１２Ａでの燃料噴射に先立って開始する非同期噴射処理が実行される。そして、制御装置６０は、第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相となるように、第１のバンク１２Ａのバルブタイミング調整装置２６Ａの進角室４６及び遅角室４７の油圧を調整すべく制御弁３３を制御する（ステップＳ１６）。続いて、制御装置６０は、その処理を前述したステップＳ１３に移行する。

次に、内燃機関１１の機関始動時における動作について、図４に示すタイミングチャートを参照して説明する。なお、図４（ｂ）の「ロックフラグ」は第２のバンク１２Ｂの相対回転位相がロック機構５０のロック操作を通じてロック位相で保持されている場合にオンにセットされるフラグである。また、図４（ｃ）の「ロックフラグ」は第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック機構５０のロック操作を通じてロック位相で保持された場合にオンにセットされるフラグである。

前提として、前回の機関運転の停止時に、第１及び第２の各バンク１２Ａ，１２Ｂ共に相対回転位相をロック位相にすることができなかったものとする。
図４（ａ）に示すように、今回の機関運転が開始されると、第１のタイミングｔ１でクランキング動作が開始され、クランク軸１３が回転し始める。本実施形態では、図４（ａ）（ｄ）に示すように、クランキング動作が開始される第１のタイミングｔ１で、第２のバンク１２Ｂの相対回転位相がロック位相で保持されているか否かには関係なく、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射が許可される。そのため、第１のタイミングｔ１以降では、第２のバンク１２Ｂを構成する各気筒１４内には、燃料が適宜供給される。

カム軸２４Ａが回転し始めると、吸気バルブ２１が開閉動作するようになる。すると、吸気バルブ２１の開閉に伴いカム軸２４Ａ及びベーンロータ４１には、バルブタイミングを遅角させる方向への正トルクと、バルブタイミングを進角させる方向への負トルクとが交互に作用するようになる。そのため、ベーンロータ４１がハウジングロータ４２に対して相対的に揺動し、相対回転位相が周期的に変動する。

ここで、上述したように、第２のバンク１２Ｂのカム軸２４Ａに付与される回転抵抗は比較的小さい。そのため、第２のバンク１２Ｂにおいては、ベーンロータ４１がハウジングロータ４２に対して比較的大きく揺動し、第２のバンク１２Ｂ側のベーンロータ４１に設けられたロックピン５２が係合部５１のロック穴５１Ａの上方位置に達しやすい。すなわち、ベーンロータ４１に正トルク及び負トルクが交互に作用することにより、第２のバンク１２Ｂでは、相対回転位相が周期的に変動することで一時的に進角するいわゆる自己進角作用によって、図４（ｂ）に示すように、相対回転位相が比較的早期にロック位相になり、ロック機構５０によって相対回転位相がロック位相で保持されるようになる（第２のタイミングｔ２）。

そのため、クランキング動作の開始と共に第２のバンク１２Ｂで燃料噴射を開始させたとしても、第２のバンク１２Ｂの各気筒１４内では、燃料を含む混合気が燃焼されない可能性は低い。その結果、第２のバンク１２Ｂの気筒１４に設けられた点火プラグ２０への未燃燃料の付着が抑制される。

その一方で、第１のバンク１２Ａのカム軸２４Ａに付与される回転抵抗は比較的大きい。そのため、第１のバンク１２Ａにおいては、ベーンロータ４１に正トルク及び負トルクが交互に作用しても、ベーンロータ４１がハウジングロータ４２に対してほとんど揺動しない。すなわち、第１のバンク１２Ａでは、自己進角作用によって、相対回転位相をロック位相にすることが困難である。こうした状況は、特に極低温時などのように潤滑油の粘性が非常に高い場合に起こりやすい。

そこで、本実施形態では、図４（ｄ）（ｅ）に示すように、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射に先行して、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射が開始される（第１のタイミングｔ１）。これにより、クランク軸１３には、第２のバンク１２Ｂの各気筒１４内での混合気の燃焼に基づいた動力が伝達されるため、図４（ａ）に示すように、クランク軸１３の回転数であるエンジン回転数ＮＥは、機関運転が開始される第１のタイミングｔ１から比較的早期に上昇する。このようなエンジン回転数ＮＥの上昇に伴ってオイルポンプ３１からの作動油の吐出量が増大する。

その結果、第１のバンク１２Ａのバルブタイミング調整装置２６Ａには、進角室４６及び遅角室４７の油圧を制御するのに必要な油量の作動油が比較的早期に供給されるようになる。そのため、オイルポンプ３１から吐出された作動油を用いた油圧制御によって、第１のバンク１２Ａの相対回転位相が速やかにロック位相に近づく。そして、図４（ｃ）に示すように、第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相になる第３のタイミングｔ３で、ロック機構５０によって第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相で保持される。

すると、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射が許可される。このように第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相で保持されると、第１のバンク１２Ａの各気筒１４に供給された燃料を含む混合気は適切に燃焼される。その結果、第１のバンク１２Ａの気筒１４に設けられる点火プラグ２０に未燃燃料が付着することが抑制される。

なお、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射を第１のバンク１２Ａでの燃料噴射に先立って行わせる場合としては、今回の機関始動時において第１のバンク１２Ａの相対回転位相のみがロック位相で保持されていない場合が挙げられる。

以上説明したように、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、機関始動時において第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相ではない場合には、カム軸２４Ａに作用する回転抵抗が相対的に大きいため、自己進角作用によるロック操作の完了が遅れる可能性の高い第１のバンク１２Ａでの燃料噴射が、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射よりも遅れて開始される。そのため、第１のバンク１２Ａにおいては、多量の未燃燃料が点火プラグ２０に付着することが抑制され、この点火プラグ２０の点火性能の低下が抑制される。

また、第２のバンク１２Ｂでは、第１のバンク１２Ａよりも先だって燃料噴射が開始される。そのため、第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相になるまで第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射も禁止される場合と比較して、第２のバンク１２Ｂの気筒１４内での燃料の燃焼によって発生した動力がクランク軸１３に伝達される分、このクランク軸１３の回転速度を速やかに上昇させることができる。その結果、機関始動に要する時間を短くすることができる。したがって、第１のバンク１２Ａに設けられる点火プラグ２０の点火性能の低下を抑制しつつ、機関始動を速やかに完了させることができるようになる。

（２）その一方で、機関始動時において第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相に保持されている場合には、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射が第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射とほぼ同時に開始される。そのため、第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相である場合でも第１のバンク１２Ａでの燃料噴射を第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射よりも遅らせる場合と比較して、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射の開始時期が不必要に遅延されることがないため、機関始動を速やかに完了させることができるようになる。

（３）機関始動時において第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相ではない場合には、第１のバンク１２Ａに先立って第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射が開始されることにより、オイルポンプ３１からの作動油の吐出量が速やかに多くなる。そして、この状態でオイルポンプ３１から吐出される作動油を用いた油圧制御によって第１のバンク１２Ａの相対回転位相が調整され、この相対回転位相がロック機構５０によってロック位相に保持されてから第１のバンク１２Ａでの燃料噴射が開始される。そのため、自己進角作用によって第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相となるのを待つ場合と比較して、第１のバンク１２Ａの相対回転位相を速やかにロック位相で保持させることができるようになる。そのため、機関始動を速やかに完了させることのできるようになる。

また、第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相になってから第１のバンク１２Ａでの燃料噴射が開始されるようになる。そのため、第１のバンク１２Ａの点火プラグ２０に未燃燃料が付着することが抑制され、この点火プラグ２０の点火性能の低下を抑制できるようになる。

（４）本実施形態では、機関始動時において第１及び第２の各バンク１２Ａ，１２Ｂの相対回転位相が共にロック位相ではない場合、第２のバンク１２Ｂの相対回転位相がロック位相となる前から第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射が開始される。そのため、第２のバンク１２Ｂの相対回転位相がロック位相になるまで第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射が禁止される場合と比較して、第２のバンク１２Ｂの気筒１４内での燃料の燃焼によって発生した動力がクランク軸１３に伝達される分、このクランク軸１３の回転速度を速やかに上昇させることができる。その結果、第１のバンク１２Ａの相対回転位相を、油圧制御によって速やかにロック位相にすることが可能となる。したがって、機関始動を速やかに完了させることのできるようになる。

なお、実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第２のバンク１２Ｂのカム軸２４Ａに付与される回転抵抗よりも第１のバンク１２Ａのカム軸２４Ａに付与される回転抵抗のほうが大きくなるのであれば、第１のバンク１２Ａのカム軸２４Ａだけではなく、第２のバンク１２Ｂのカム軸２４Ａにも補機を駆動連結させてもよい。なお、バキュームポンプ２７以外の補機としては、例えば、高圧燃料ポンプが挙げられる。

・第１のバンク１２Ａのカム軸２４Ａに駆動連結される補機がこのカム軸２４Ａに付与する回転抵抗は、第２のバンク１２Ｂのカム軸２４Ａに駆動連結される補機がこのカム軸２４Ａに付与する回転抵抗と同程度であってもよい。この場合、外気温が低い場合に、この外気温の影響を受けやすいバンクを第１のバンクとしてもよい。この場合、第１のバンクの潤滑部位に供給される作動油の粘性が高くなっており、第１のバンクのカム軸２４Ａは、外気温の影響を受けにくい第２のバンクのカム軸２４Ａよりも回転しにくい。

・今回の機関運転の始動時において第１及び第２の各バンク１２Ａ，１２Ｂともに相対回転位相がロック位相で保持されていない場合には、第２のバンク１２Ｂの相対回転位相がロック位相で保持されるようになった時点で、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射を開始させるようにしてもよい。

また、今回の機関始動時において第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相ではない場合には、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数以上になった時点で第１のバンク１２Ａでの燃料噴射を開始させるようにしてもよい。なお、「所定の回転数」は、アイドリング用の回転数ＮＥＩ又はこの回転数ＮＥＩよりも僅かに低い回転数であることが好ましい。

上記のように第１のバンク１２Ａのロック機構５０によるロック操作が完了していない状態で第１のバンク１２Ａでの燃料噴射を開始させても、この第１のバンク１２Ａでの燃料噴射の開始を第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射の開始よりも遅らせることで第１のバンク１２Ａの点火プラグ２０に未燃燃料が付着する量を低減することができる。これにより、その点火性能の低下を抑制することができるようになる。

・今回の機関始動時において第１及び第２のバンク１２Ａ，１２Ｂの相対回転位相が共にロック位相ではない場合、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射を、第２のバンク１２Ｂの相対回転位相がロック位相になってから開始させるようにしてもよい。そして、その後において第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相になってから第１のバンク１２Ａでの燃料噴射を開始させてもよい。このような制御構成を採用すると、第２のバンク１２Ｂに設けられる点火プラグ２０への未燃燃料の付着を抑制することができ、この点火プラグ２０の点火性能の低下を抑制することができるようになる。

・機関始動時では、オイルポンプ３１から吐出される作動油を利用した油圧制御によって第１のバンク１２Ａの相対回転位相をロック位相にしなくてもよい。この場合であっても、第１のバンク１２Ａのロック機構５０によるロック操作が完了していない状態で機関運転が開始され、その後の自己進角作用によるロック操作の完了が遅れた場合であっても、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射が第２のバンク１２Ｂよりも遅れて開始されることにより、第１のバンク１２Ａの点火プラグ２０に未燃燃料が付着する量を低減することができるようになる。

・機関始動時に、第１のバンク１２Ａの相対回転位相がロック位相であるか否かの判定結果とは関係なく、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射を、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射に遅らせて開始させてもよい。

・排気バルブ用のバルブタイミング調整装置２６Ｂが相対回転位相を調整する可変機構を備えた構成である場合には、第１のバンク１２Ａのバルブタイミング調整装置２６Ｂにおける相対回転位相がロック位相で保持されていないときに、第２のバンク１２Ｂでの燃料噴射を、第１のバンク１２Ａでの燃料噴射に先だって開始させるようにしてもよい。

・内燃機関は、２つのバンクを備えた構成であればＶ型以外の他の型（例えば、水平対向型）の内燃機関であってもよい。

１１…内燃機関、１２Ａ…第１のバンク、１２Ｂ…第２のバンク、１３…クランク軸、２４Ａ，２４Ｂ…カム軸、２７…補機の一例としてのバキュームポンプ、３１…オイルポンプ、４０…可変機構、５０…ロック機構、６０…制御装置。

Claims (5)

1. 第１のカム軸を有する第１のバンク及び前記第１のカム軸よりも回転抵抗が小さい第２のカム軸を有する第２のバンクに、前記カム軸とクランク軸との相対回転位相をそれぞれ調整して前記バンクのバルブタイミングを変更する可変機構と前記相対回転位相を最遅角位相及び最進角位相の間のロック位相に保持するロック機構とがそれぞれ設けられてなる内燃機関の制御装置において、
   機関始動時には前記第２のバンクでの燃料噴射を前記第１のバンクでの燃料噴射に先立って開始させる非同期噴射処理を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記第１のバンクに設けられた前記ロック機構のロック操作が機関始動時になされていないことを条件に前記非同期噴射処理を実行する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記非同期噴射処理の実行に際し、前記第１のバンクの前記ロック機構によりロック操作されたことを条件に前記第１のバンクでの燃料噴射を開始させる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記可変機構は、機関駆動式のポンプから供給される作動油の油圧に基づいて駆動されるものであり、
   前記非同期噴射処理の実行に併せて前記第１のバンクの前記相対回転位相が前記ロック位相となるように前記可変機構を駆動する請求項２又は請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記各カム軸には前記第１のカム軸の回転抵抗が前記第２のカム軸の回転抵抗よりも大きくなる態様で補機がそれぞれ駆動連結されてなる請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。