JP3948226B2 - 内燃機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気弁の作動角を連続的に調整可能な作動角調整機構を備えた内燃機関の制御装置及び制御方法に関し、特に、吸気弁の作動角を容易に精度良く補正する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランクシャフトの位相に対する吸気弁の作動角の位相を調整可能な位相調整機構を有する内燃機関において、位相調整機構の最遅角側（イニシャル値）の位相がずれていると、制御精度が低下して、機関全体の安定度が低下し、内部還流を有効に利用した燃費向上効果等が目減りする等の不具合がある。このような問題に対して、特開平１１−８２０７３号公報には、位相調整機構による位相制御の適正化を図るために、最遅角位相（イニシャル値）のずれ分を、吸気管圧力に基づいて補正する技術が開示されている。
【０００３】
ところで、図２２に示すように、Ｖ型内燃機関のような２つ以上の気筒列（バンク）を有する内燃機関では、一般的に、左右バンクの双方へ吸気を供給する吸気集合部１０１に、単一の空気重量計測手段としてのエアフローメータ１０２が設けられ、このエアフローメータ１０２により空気重量（吸入空気量）が計測される。また、両バンクの排気が集合する排気集合部１０３に、排気を浄化する触媒１０５が設けられるとともに、この触媒１０５の上流側に、Ｏ_２センサ等の空燃比センサ１０４が設けられる。この空燃比センサ１０４により検出される排気パラメータに基づいて、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１０６により空燃比がフィードバック制御される。これにより、燃料噴射弁やエアフローメータ１０２等の個体差及び経年変化等を吸収して、機関の空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃比）に維持するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような複数の気筒列を有する内燃機関において、コレクタ形状等を適宜に設計することにより、左右バンク（気筒列）間の吸入空気量のばらつきを抑制し、特にバンク毎に吸入空気量を計量しなくとも、左右バンクでほぼ均等に吸入空気を分配することも理論的には不可能ではない。
【０００５】
しかしながら、吸気弁の作動角（及びバルブリフト量）を連続的に調整可能な作動角調整機構を用いた場合、吸入空気量は、スロットル開度のみならず、作動角調整機構による作動角の大きさによっても大きく変化する。例えば図２３に示すように、左右バンクで、吸気弁の開時期（ＩＶＯ）が等しいにもかかわらず、作動角が互いに異なる場合、吸入空気量に差異を生じてしまう。図２３の例では、（ａ）の特性が、（ｂ）の特性に比して、相対的に作動角が大きく吸気弁の閉時期（ＩＶＣ）が下死点に近づくため、吸入空気量が多くなる。なお、左右バンクでバルブリフト量が異なる場合でも、吸気通路の実質的な最小開口面積に差異が生じるため、上記作動角が異なる場合と同様、やはり吸入空気量に差異を生じる。
【０００６】
このように、左右バンクで作動角つまり吸入空気量が異なる状況で、排気集合部に設けられた一つの空燃比センサで検出される排気パラメータに基づいて、空燃比をフィードバック制御すると、左右バンクで実際の空燃比（Ａ／Ｆ）に差異を生じるため、トルクがばらつき、機関安定度が低下するおそれがある。そこで、バンク毎に空燃比センサを設けて空燃比のフィードバック制御を行うと、上述した左右バンクでＡ／Ｆが異なることに起因する安定度の低下は抑制される。しかしながら、左右バンク間での作動角の差異は解消されず、吸入空気量の差異が解消されないため、これらの差異に基づく左右バンクのトルクのばらつきを改善することはできない。すなわち、Ｖ型内燃機関のように複数の気筒列を有し、各気筒列毎に作動角（バルブリフト量）調整機構を適用した場合、気筒列間で吸入空気量を等しくするためには、気筒列間の作動角（バルブリフト量）を正確に等しくする必要がある。
【０００７】
ところで、吸気弁の開時期及び閉時期を調整して機関ポンプ損失を低減する手法として、以下の２つが挙げられる。第１に、吸気弁閉時期を調整することにより機関のポンプ損失を低減する手法であり、第２に、吸気弁開時期を調整してバルブオーバラップ量を変化させ、排気の内部還流によりポンプ損失を低減する手法である。両者は組み合わせて使用することが可能なものであり、両者の使い分けは、好ましくは機関の運転領域（回軽数、負荷等）によって異ならせる。例えば、軽負荷、低回転領域では、機関の安定度に余裕が少ないため、主に吸気弁閉時期を下死点より早める又は遅らせることによりポンプ損失を低減し、吸気弁開時期は上死点近傍又は上死点後に設定することが好ましい。負荷、回転が上昇するに従って、好ましくは吸気弁開時期を上死点前に設定し、機関安定性が悪化しない程度まで残留ガス割合を増加させる。
【０００８】
しかしながら、前述した位相調整機構のみが適用され、作動角調整機構が設けられていない場合には、吸気弁の開時期及び閉時期を互いに独立して調整することができず、幅広い運転領域でポンプ損失を低減することが困難である。つまり、幅広い運転領域で良好な吸気弁のバルブリフト特性を得ようとすると、位相調整機構のみでは困難であり、作動角調整機構を併用する必要がある。
【０００９】
このような要求に応えた例として、例えば特開２０００−２３４５３３号公報が挙げられる。この公報では、内燃機関の吸気弁に位相調整機構及び作動角調整機構の双方が適用されており、かつ、両調整機構を併用した場合の特有の問題であるフェールセーフ性、あるいは、過渡時における各調整機構の作動順序等が規定されている。しかしながら、このような２つの調整機構を各気筒列（バンク）毎に設けた場合、複数の気筒列間で吸入空気量に差があると、機関安定度の悪化や燃費悪化を生じるおそれがあるため、吸気弁の作動角と開時期（及び閉時期）のイニシャル値を複数のバンク間で揃える必要性がある。
【００１０】
また、上述した特開平１１−８２０７３号公報の技術、すなわち、吸気管圧力に基づいて最遅角位相（イニシャル値）のずれを補正する技術を、複数のバンクに対して適用する場合、各バンク毎に独立した吸気管及び吸気管圧力測定機構が必要となり、構造の複雑化及び部品点数の増加等を免れない。
【００１１】
本発明の一つの目的は、一般的な空燃比フィードバック制御に用いられる空燃比検出手段を利用した簡素な構造で、吸気弁の作動角を正確に補正し、機関運転性能の向上を図ることにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、複数の気筒列間の作動角のばらつきを無くし、機関安定度の向上や燃費の向上等を図ることにある。
【００１３】
加えて、本発明は、作動角の補正時におけるピストンと吸気弁との干渉を確実に回避することを更なる目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気弁の作動角を連続的に調整可能な作動角調整機構と、機関の空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、排気通路に配設され、上記空燃比フィードバック制御手段で用いられる排気パラメータを検出する空燃比検出手段と、上記排気パラメータに基づいて、上記作動角を補正する作動角補正手段と、を有することを特徴としている。
【００１５】
また、第２の発明に係る内燃機関の制御方法は、吸気弁の作動角を連続的に調整可能な作動角調整機構と、機関の空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、排気通路に配設され、上記空燃比フィードバック制御手段で用いられる排気パラメータを検出する空燃比検出手段と、を有し、上記排気パラメータに基づいて、上記吸気弁の作動角を補正することを特徴としている。
【００１６】
本発明は、好ましくはＶ型内燃機関のような複数の気筒列を有する内燃機関に適用される。そして、より好ましくは、上記作動角調整機構及び空燃比検出手段が各気筒列毎にそれぞれ設けられ、各気筒列毎に上記空燃比のフィードバック制御が行われる。
【００１７】
上記空燃比検出手段として、簡素なＯ_２センサが用いられ、このＯ_２センサからの排気パラメータに基づいて、基本燃料噴射量に対する燃料補正量すなわちフィードバック量が各気筒列毎に算出される。
【００１８】
そして、空燃比のフィードバック制御中に、複数の気筒列で燃料補正量が実質的に等しくなるように、上記作動角の補正が行われる。これにより、複数の気筒列間の作動角のばらつきを解消することができる。
【００１９】
更に上記第１及び第２発明では、上記排気パラメータに基づいて複数の気筒列の作動角の大小を判定する気筒列判定手段を有し、この気筒列判定手段により作動角が相対的に大きいと判定された気筒列の作動角を、所定の微少量ずつ小作動角側へ補正する。これにより、作動角の補正時に吸気弁の作動角が不用意に大きくなることが回避される。
【００２０】
この気筒列判定手段は、例えば、吸気弁の閉時期が下死点よりも進角している場合、上記燃料補正量が相対的に大きい気筒列の作動角が大きいと判定し、吸気弁の閉時期が下死点よりも遅角している場合、上記燃料補正量が相対的に小さい気筒列の作動角が大きいと判定する。
【００２１】
後述する参考例では、上記作動角の補正が行われる気筒列の吸気弁の作動角を、所定量または所定の値まで小作動角化する手段と、この小作動角化された気筒列の燃料補正量と、予め設定された作動角−吸入空気量のテーブル又はマップと、に基づいて、この気筒列の作動角の補正量を算出する手段と、を有している。すなわち、予め設定されたテーブル等を用いて、吸気弁の作動角を各気筒列毎に補正する構成となっている。
【００２２】
上記空燃比検出手段が排気の実空燃比を検出するリニア型の空燃比センサである場合、好ましくは、上記空燃比のフィードバック制御が行われていない状態で、所定の気筒列の実空燃比と、予め設定された作動角−吸入空気量のテーブル又はマップと、に基づいて、この気筒列の作動角の補正量を算出する。つまり、リニア型の空燃比センサを用いた場合、この空燃比センサで検出される実空燃比を直接的に利用して作動角補正量を算出できる。
【００２３】
このような作動角の補正は、好ましくは、上記吸気弁の閉時期が略下死点で、かつ、吸気弁の作動角が略１８０°ＣＡのときに行う。
【００２４】
より好ましくは、作動角の補正とは別に、燃料流量の補正を行う。すなわち、上記空燃比のフィードバック制御が行われていない状態で、所定の気筒列の実空燃比と、予め設定された燃料噴射弁のパルス幅−燃料流量のテーブル又はマップと、に基づいて、この気筒列のパルス幅の補正量が算出され、このパルス幅の補正量に基づいて、燃料流量を補正する手段を有している。
【００２５】
好ましくは、上記内燃機関が複数の気筒列を有し、上記空燃比検出手段が、各気筒列の排気分岐通路の排気の実気筒列空燃比を検出する気筒列用空燃比検出手段と、上記排気分岐通路が集合する排気集合部の排気の実集合空燃比を検出する集合空燃比検出手段と、を有している。すなわち、排気分岐通路と排気集合部にそれぞれ空燃比センサ等の空燃比検出手段が配設されている。
【００２６】
そして、上記複数の気筒列で実気筒列空燃比が略等しくなるように、上記作動角が補正されることを特徴としている。
【００２７】
より好ましくは、上記実気筒列空燃比に基づいて、複数の気筒列の作動角の大小を判定する気筒列判定手段を有し、この気筒列判定手段により作動角が相対的に大きいと判定された気筒列の作動角を小作動角側へ補正した後、この補正前後の実集合空燃比が略等しくなるように、上記気筒列判定手段により作動角が相対的に小さいと判定された気筒列の作動角を、微少量ずつ大作動角側へ補正する。
【００２８】
更に好ましくは、吸気弁の閉時期が下死点より進角しており、かつ、吸気弁の開時期が略上死点の状態で、上記作動角の補正が行われ、上記気筒列判定手段は、上記実気筒列空燃比が相対的に大きい気筒列の作動角が相対的に大きいと判定し、上記実気筒列空燃比が相対的に小さい気筒列の作動角が相対的に小さいと判定する。
【００２９】
好ましくは、クランクシャフトに対する吸気弁の作動角の位相を連続的に調整可能な位相調整機構と、上記作動角の位相をフィードバック制御する位相フィードバック制御手段と、が設けられ、この位相のフィードバック制御中に、上記作動角補正手段による作動角の補正が行われる。
【００３０】
上記作動角調整機構は、好ましくは、クランクシャフトと連動して回転する駆動軸と、この駆動軸の外周に揺動可能に外嵌し、上記吸気弁を駆動する揺動カムと、上記駆動軸に偏心して設けられ、この駆動軸と一体的に回転する駆動カムと、この駆動カムの外周に相対回転可能に外嵌する第１のリンクと、作動角の変更時に回転駆動される制御軸と、この制御軸に偏心して設けられ、この制御軸と一体的に回転する制御カムと、この制御カムの外周に相対回転可能に外嵌するとともに、一端が上記第１のリンクの先端と連結されたロッカーアームと、このロッカーアームの他端と上記揺動カムとに連結された第２のリンクと、を有し、上記作動角補正手段による作動角の変更時に、上記制御軸が回動される。
【００３１】
【発明の効果】
上記第１，第２の発明によれば、一般的な空燃比のフィードバック制御に用いられる排気パラメータを利用するという比較的簡素な構造で、吸気弁の作動角を正確に補正し、機関運転性能を向上させることができる。
【００３２】
他の発明によれば、各気筒列毎に空燃比をフィードバック制御するようにしたため、各気筒列毎に空燃比が正しくフィードバック制御され、少なくとも気筒列間での空燃比のばらつきは解消される。
【００３３】
更に他の発明によれば、Ｏ_２センサを利用した比較的簡素な構造で、複数の気筒列間での作動角のばらつきを解消し、機関安定度の向上を図ることができる。また、このような作動角の補正が空燃比のフィードバック制御中に行われるため、作動角の補正中に排気の悪化等を招くことがない。
【００３４】
上記第１，第２の発明によれば、相対的に作動角が大きい気筒列の作動角が微少量ずつ小作動角側へ補正されるため、不用意に作動角が大きくなってピストンと干渉するおそれがなく、また、バルブオーバーラップが不用意に大きくなって残留ガスが増加し、燃焼悪化を来すおそれもない。
【００３５】
他の発明によれば、吸気弁の閉時期及び燃料補正量に基づいて、相対的に作動角が大きい気筒列を容易かつ正確に判定することができる。
【００３６】
参考例によれば、作動角の変化に対する吸入空気量の変化が比較的大きい小作動角側で、作動角の補正を行うことができ、その補正精度が一段と向上する。また、このような作動角の補正を各気筒列に対して行うことにより、気筒列間の作動角のばらつきを解消することも可能となる。
【００３７】
参考例によれば、空燃比のフィードバック制御を行っていない運転領域、例えば始動時，始動直後，暖機後高負荷，減速時等の運転領域で、作動角の補正が行われることとなり、逆に言えば、空燃比のフィードバック制御が好適に用いられる市街地等の運転条件で補正が行なわれることがないため、補正中の運転性能の低下等が実用上問題とならない。更に、作動角の補正時に、フィードバック制御による空燃比の収束を待つ必要がないため、補正時間の短縮化を図れる。そして、このような作動角の補正を各気筒列に対して行うことにより、気筒列間の作動角のばらつきを解消することも可能となる。
【００３８】
作動角の補正とは別に、気筒列の燃料流量を補正することにより、上記作動角の補正精度が一段と向上する。
【００３９】
他の発明によれば、作動角の変化に対する吸入空気量の変化が表れやすい運転状態、つまり吸気弁の閉時期が概略下死点で且つ吸気弁の作動角が概略１８０°ＣＡのときに、作動角の補正が行れることとなり、補正精度が一段と向上する。
【００４０】
他の発明によれば、集合空燃比検出手段と気筒列用空燃比検出手段とを併用することにより、一般的な空燃比のフィードバック制御に関わる燃料流量の誤差等と、作動角調整機構に関わる作動角の補正量と、を効果的に分離し、気筒列間の作動角のばらつきをより確実に解消することができる。
【００４１】
他の発明によれば、相対的に作動角が大きい気筒列の作動角が先に小作動角側へ補正されるため、不用意に作動角が大きくなってピストンと干渉するおそれがなく、また、バルブオーバーラップが不用意に大きくなって残留ガスが増加し、燃焼悪化を来すおそれもない。また、補正前後の実集合空燃比が略等しくなるように補正が行われるため、補正に伴う空燃比の変動が抑制される。
【００４２】
他の発明によれば、作動角の変化に対する吸入空気量の変化が大きい領域、つまり、吸気弁の閉時期が下死点より進角しており、かつ、吸気弁の開時期が略上死点の状態で、作動角の補正が行われるため、作動角の補正精度の向上を図れる。また、実気筒列空燃比に基づいて複数の気筒列の大小を容易かつ正確に判定することができる。
【００４３】
他の発明のように、作動角調整機構と位相調整機構とを併用することにより、吸気弁の開時期及び閉時期を互いに独立して調整することができ、上述したように幅広い運転領域でポンプ損失の低減効果等が得られる。そして、位相調整機構が正確にフィードバック制御されている状態で作動角の補正を行うようにしたため、作動角の補正精度が一段と向上する。
【００４４】
他の発明の作動角調整機構は、直動式でありながら、制御精度に優れていると共に、コンパクトで機関搭載性に優れており、かつ、潤滑が行い易く、耐久性，信頼性にも優れている。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をガソリン式のＶ型内燃機関に適用した好ましい実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００４６】
図１は、第１実施形態及び第１，第２参考例に係る内燃機関の制御装置の概略構成図である。この内燃機関では、気筒列としての左バンクＬＢ及び右バンクＲＢがＶ型に配置されている。つまり、一つのシリンダブロックＳＢに対し、各バンクに対応して２つのシリンダヘッドＳＨが固定されている。そして、各バンクのそれぞれに、吸気弁１の作動角（開弁期間）を連続的に調整可能な作動角調整機構１０と、クランクシャフト５の回転位相に対する吸気弁１の作動角の位相（例えば中心位相）を連続的に変更可能な位相調整機構２０と、が設けられている。なお、作動角調整機構１０及び位相調整機構２０については、それぞれ図２及び図３を参照して後述する。
【００４７】
排気系には、シリンダヘッドＳＨに形成される排気ポート５２と、各シリンダヘッドＳＨに取り付けられる排気マニホールド５３と、を有している。排気ポート５２は、各気筒の燃焼室７に接続しており、排気弁５１により開閉される。排気マニホールド５３は、各バンクの複数の排気ポート５２に接続する合計２つの排気分岐通路５４と、両バンクの排気分岐通路５４に接続する一つの排気集合部５５と、を有している。各排気分岐通路５４には、各気筒列の排気パラメータを検出する排気検出手段としての空燃比センサ５６がそれぞれ配設されている。この空燃比センサ５６として、後述する第１実施形態と第１参考例ではスライスレベルを挟んで出力が反転するＯ_２センサが用いられ、第２参考例では排気分岐通路５４中の実際の空燃比に相当するパラメータすなわち実空燃比を検出するリーンバーンセンサ等のリニア型の空燃比センサが用いられる。また、排気集合部５５には、排気を浄化するための触媒５７が配設されている。
【００４８】
吸気系では、各気筒の燃焼室７へ接続する吸気ポート６６に吸気弁１が配設されており、これら吸気ポート６６の上流側には一つの吸気コレクタ６５が設けられている。この吸気コレクタ６５へ吸入空気を導入する吸気取入管６７には、上流側より順に、エアクリーナ６２，吸入空気量を検出するエアフローメータ６３，及び吸入空気量を調整するスロットル弁６４が配設されている。
【００４９】
ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）５０は、各種センサから検出されるエンジン回転数，負荷，水温及び車速等に応じて、上記の調整機構１０，２０の制御を行う他、点火時期制御，燃料噴射制御等の一般的なエンジン制御を記憶及び実行するメモリ及びＣＰＵを備えている。すなわち、ＥＣＵ５０は、空燃比センサ５６，エアフローメータ６３，クランク回転数を検出するクランク角度センサ７１，吸気駆動軸（カムシャフト）の位相を検出する駆動軸角度センサ７２等の検出信号に基づいて、吸気ポート６６へ燃料を噴射する燃料噴射弁７３，燃焼室７に臨んだ点火プラグ７４，及び両調整機構１０，２０等の動作を制御する。
【００５０】
図２を参照して、先ず作動角調整機構１０側の構成について説明すると、各バンクの吸気弁１のバルブリフタ２の上方には、それぞれ駆動軸３が気筒列方向に延在している。各駆動軸３は、シリンダヘッドＳＨ（図１）に回転可能に支持されており、クランクシャフト５から伝達される回転動力により、このクランクシャフト５と連動して軸周りに回転する。この駆動軸３には、吸気弁１のバルブリフタ２を押圧する揺動カム４が回転可能に外嵌されているとともに、各気筒毎に偏心カム１１が固定又は一体形成されている。この偏心カム１１の外周面の軸心は駆動軸３の軸心に対して偏心しており、この偏心カム１１の外周面にリング状の第１リンク１２が回転可能に外嵌されている。
【００５１】
また、駆動軸３と平行にシリンダヘッドＳＨに回転可能に支持される制御軸１３には、各気筒毎に制御カム１４が固定又は一体形成されている。この制御カム１４の外周面の軸心は制御軸１３の軸心に対して偏心しており、この制御カム１４の外周面に、ロッカーアーム１５の中央部が回転自在に外嵌している。このロッカーアーム１５の一端部は第１リンク１２の先端部と回転自在に連結されており、ロッカーアーム１５の他端部はロッド状の第２リンク１６の一端部と回転自在に連結されている。この第２リンク１６の他端部は揺動カム４の先端部と回転自在に連結されている。
【００５２】
従って、クランクシャフトの回転に連動して駆動軸３が軸周りに回転すると、偏心カム１１に外嵌する第１リンク１２がほぼ並進方向に作動し、この第１リンク１２の並進運動がロッカーアーム１５の揺動運動に変換されて、第２リンク１６を介して揺動カム４が揺動する。この揺動する揺動カム４が吸気弁１のバルブリフタ２に当接してこれを押圧することにより、吸気弁１が図外のバルブスプリングの反力に抗して開閉駆動される。
【００５３】
また、アクチュエータ３０により制御軸１３を回転駆動すると、ロッカーアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の中心位置が変化して、このロッカーアーム１５及びリンク１２，１６の姿勢が変化し、揺動カム４の位相や揺動角度等の揺動特性が変化する。これにより、吸気弁１の作動角及びバルブリフト量の双方が連続的に変更される。なお、クランクシャフトの回転位相に対する吸気弁１の作動角の中心位相は、作動角調整機構１０の作動によってほとんど変化することはない。
【００５４】
このような構成の作動角調整機構１０は、吸気弁１を開閉駆動する揺動カム４が駆動軸３に同軸上に取り付けられているため、揺動カム４と駆動軸３との軸ズレ等を生じるおそれがなく、制御精度に優れていると共に、ロッカーアーム１５や各リンク１２，１６を駆動軸３の周囲に集約させて、コンパクト化を図ることができ、機関搭載性に優れている。また、偏心カム１１と第１リンク１２との軸受部分や、制御カム１４とロッカーアーム１５との軸受部分のように、部材間の連結部分の多くが面接触となっているため、潤滑が行い易く、耐久性，信頼性にも優れている。更に、この作動角調整機構１０を、固定カム及びカムシャフトを備えた一般的な固定動弁系に適用する場合にも、これら固定カム及びカムシャフトの位置に揺動カム４及び駆動軸３を配置すれば良く、レイアウトの変更が非常に少なくて済むため、その適用が極めて容易である。
【００５５】
図３を参照して、上記の作動角調整用アクチュエータ３０の内部には、ピストン３２の受圧部３２ａを挟んで第１油圧室３３と第２油圧室３４とが画成されている。このピストン３２の先端部にはピン３２ｂが設けられ、このピン３２ｂは、上記の制御軸１３の端部に設けられたディスク１７の径方向溝１７ａへ摺動可能に嵌合している。従って、第１油圧室３３及び第２油圧室３４への供給油圧に応じてピストン３２が進退することにより、上記のピン３２ｂ及びディスク１７を介して制御軸１３が回転して吸気弁１の作動角が変化する。
【００５６】
これら油圧室３３，３４への供給油圧は、ソレノイドバルブ３１のスプール３５の位置に応じて切り換えられ、このソレノイドバルブ３１はＥＣＵ５０からの出力信号によりＯＮ−ＯＦＦ駆動（デューティ制御）される。つまり、機関運転状態に応じて出力信号のデューティー比を変化させることにより、上記スプール３５の位置が切り換えられる。例えば、スプール３５が図の最も右側に保持されている状態では、第１油圧室３３に接続する第１油路３６と油圧ポンプ９とが連通し、第１油圧室３３へ油圧が供給されるとともに、第２油圧室３４に接続する第２油路３７とドレン通路３８とが連通し、第２油圧室３４がドレンされる。このため、アクチュエータ３０のピストン３２は図の左側に押圧，移動される。一方、スプール３５が図の最も左側に保持されている状態では、第１油路３６とドレン通路３８とが連通して第１油圧室３３がドレンされるとともに、第２油路３７と油圧ポンプ９とが連通して第２油圧室３４へ油圧が供給される。このため、ピストン３２は図の右側に押圧，移動される。更に、スプール３５が中間位置に保持されている状態では、第１油路３６のポート部と第２油路３７のポート部の双方がスプール３５により閉塞される。これにより、第１，第２油圧室３３，３４内の油圧が保持（ロック）され、ピストン３２がその位置に保持される。
【００５７】
このように、アクチュエータ３０のピストン３２を任意の位置に移動，保持することにより、吸気弁１の作動角を所定の制御範囲内で任意の作動角に変更，保持することが可能で、簡素な構造でありながら、制御の自由度が非常に高い。
【００５８】
次に図４を参照して、位相調整機構２０及びその位相調整用アクチュエータ４０について説明する。上記の駆動軸３の前端部の外周側にはカムスプロケット（又はカムプーリ）６が同軸上に配置されている。このカムスプロケット６は、チェーン（又はベルト）を介してクランクシャフトから回転動力が伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。位相調整機構２０は、カムスプロケット６の内周側に一体的に形成された外筒部２１と、駆動軸３に中空のボルト２２を介して固定され、この駆動軸３と一体的に回転する内筒部２３と、これらの外筒部２１と内筒部２３との間に介装されるリング状のピストン４２と、を有している。ピストン４２の内，外周面と、内筒部２３の外周面及び外筒部２１の内周面との噛合部分２５はヘリカルスプラインとなっている。従って、ピストン４２が内，外筒部の軸方向（図３の左右方向）へ移動することにより、この軸方向の運動が内筒部２３と外筒部２１との相対回転運動に変換され、外筒部２１と内筒部２３との相対回転位相が連続的に変化する。これにより、カムスプロケット６に対する駆動軸３の相対回転位相が変化し、吸気弁１の作動角の位相が作動角一定のままで連続的に変化する。
【００５９】
このような構成の位相調整機構２０は、コンパクトで機関への搭載性に優れ、部品点数も低く抑制される。また、上記の作動角調整機構１０と併用した場合にも、互いに干渉せずに容易に配置することができる。
【００６０】
上記のピストン４２は、その前後に画成される第１油圧室４３及び第２油圧室４４への供給油圧に応じて駆動される。つまり、外筒部２１，内筒部２３及びピストン４２等により上記の位相変更アクチュエータ４０が構成されている。これら油圧室４３，４４への供給油圧はソレノイドバルブ４１のスプール４５の位置に応じて切り換えられ、このソレノイドバルブ４１はＥＣＵ５０からの出力信号によりＯＮ−ＯＦＦ駆動（デューティ制御）される。つまり、機関運転状態に応じて出力信号のデューティー比を変化させることにより、スプール４５の位置が切り換えられる。
【００６１】
例えば、スプール４５が図の最も左側に保持されている状態では、第１油圧室４３に接続する第１油路４６と油圧ポンプ９とが連通し、第１油圧室４３へ油圧が供給されるとともに、第２油圧室４４に接続する第２油路４７とドレン通路４８とが連通し、第２油圧室４４がドレンされる。このため、アクチュエータ４０のピストン４２は図の左側に押圧，移動される。一方、スプール４５が図の最も右側に保持されている状態では、第１油路４６とドレン通路４８とが連通して第１油圧室４３がドレンされるとともに、第２油路４７と油圧ポンプ９とが連通して第２油圧室４４へ油圧が供給される。このため、ピストン４２は図の右側に押圧，移動される。更に、スプール４５が中間位置に保持されている状態では、第１油路４６のポート部と第２油路４７のポート部の双方がスプール４５により閉塞される。これにより、第１，第２油圧室４３，４４内の油圧が保持（ロック）され、ピストン４２がその位置に保持される。
【００６２】
このように、アクチュエータ４０のピストン４２を任意の位置に移動，保持することにより、吸気弁１の作動角の位相を任意の位相に変更，保持することが可能で、簡素な構造でありながら、制御の自由度が非常に高い。
【００６３】
次に図５及び図６に示すタイミングチャートを参照して、第１実施形態に係る吸気弁の作動角の補正（修正）制御の流れの概要を説明する。なお、図５，６等では、一方のバンクをＡバンク、他方のバンクをＢバンクとしている。また、この第１実施形態では、空燃比センサ５６として、典型的にはＯ_２センサが用いられる。
【００６４】
図１に示すような直動式の作動角調整機構１０を用いた場合、比較的簡素な構造でありながら作動角を連続的に調整可能である反面、揺動カム４やバルブリフタ２の寸法公差等に起因して、左右バンクの吸気弁の作動角が互いにずれるおそれがある。このような左右バンクの作動角のずれに起因して、左右バンクで吸入空気量，Ａ／Ｆ，トルク等に差異を生じ、機関安定性を損ねるおそれがある。このような問題に対し、本実施形態では、各バンク毎に設けられた空燃比センサ５６により検出される排気パラメータに基づいて、各バンク毎に空燃比をフィードバック制御している。これにより、左右バンク毎に空燃比が目標空燃比に正しく調整され、左右バンクでＡ／Ｆが異なることによる機関安定度の低下は回避できる。
【００６５】
そして、このように空燃比がフィードバック制御されている状態で、吸気弁の作動角の補正制御を並行して行うようになっている。具体的には、空燃比のフィードバック制御中に、空燃比センサ５６の検出結果に基づいて、基本燃料噴射量に対する燃料補正量（フィードバック量）αＲ，αＬが各気筒毎に算出され、これら燃料補正量に基づいて、吸気弁の作動角が相対的に大きいバンクを推定し、このバンクの作動角を、所定の微少量ΔＡずつ段階的に縮小する。そして、左右バンクの燃料補正量αＲ，αＬがほぼ等しくなった時点で、左右バンクの吸気弁の作動角が互いに略等しくなったと判断し、作動角の補正を終える。この結果、図５及び図６に示すように、作動角の制御目標値つまり目標作動角が左右バンクで異なるものの、作動角の実際の値つまり実作動角が左右バンクで略等しいものとなる。この結果、左右バンクの吸入空気量が略等しくなり、基本燃料噴射量に対する燃料補正量αも左右バンクで略等しくなる。
【００６６】
このような第１実施形態に係る制御の流れを、ＥＣＵ５０により実行されるフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００６７】
図７に示すように、Ｓ（ステップ）１０１では、吸気弁１の作動角（開弁期間）の補正（修正）を行うかを判定するか否かを表す補正フラグ設定用のサブルーチンが実行される。続くＳ１０２で、補正フラグがＯＮであると判定されると、Ｓ１０３へ進み、補正を行うバンク（気筒列）を決定するサブルーチンが実行される。続くＳ１０４では、Ｓ１０３で設定されたバンクに対し、作動角を補正するサブルーチンが実行される。
【００６８】
図８は、図７のＳ１０１で実行される補正フラグ設定用のサブルーチンを示している。Ｓ１１１では、クランク角度センサ７１で検出される回転数、温度センサ（図示省略）で検出される油水温、エアフローメータ６３で計量される空気重量（吸入空気量）等の機関の運転状態を示すパラメータの他、機関回転数及び負荷に基づいて設定される基本燃料噴射量、左右バンクの燃料補正量（フィードバック量）αＬ，αＲ、及び要求作動角等の制御用のパラメータが読み込まれる。
【００６９】
これらのパラメータに基づいて、Ｓ１１２〜１１６では、作動角の補正を行うか否かの条件が判定される。つまり、Ｓ１１２では、空燃比のフィードバック制御（λコントロール）領域であるが判定される。Ｓ１１３では、位相調整機構（ＶＴＣ）２０のフィードバック領域であるかが判定される。つまり、この実施形態では、クランク角度センサ７１及び駆動軸角度センサ７２の出力に基づいて、クランク位相に対する駆動軸１１の位相のフィードバック制御を行うようになっている。そして、このようなＶＴＣフィードバック制御を行う領域、つまり、位相が精度良く制御されている状態で、左右バンクの作動角の補正を精度良く行うようにしている。なお、ＶＴＣフィードバック制御が行われていない状態、例えば固定ピン等により駆動軸１１が最遅角位置に固定されている状態では、初期の個体差、公差の積み上げ等により、ＶＴＣフィードバック制御時よりも、左右バンクで位相調整機構２０のばらつきに起因するＡ／Ｆ差が生じ易いこととなるため、作動角の補正には適していない。
【００７０】
Ｓ１１４では、安定した状態で補正を行うように、作動角の補正を行う油水温を暖気時（８０℃）に限定している。また、Ｓ１１５では、補正を行う際の作動角（開弁期間）を小作動角側、つまりクランク角度で１８０°ＣＡ以下に限定している。この理由として、作動角の補正を行う領域は、左右バンクの作動角のずれによって空気量が変化し易い領域のほうが判断が容易で精度が良くなる。そして、吸気弁の開時期が概略吸気上死点（ＴＤＣ）で、かつ吸気弁閉時期が下死点（ＢＤＣ）より進角しており、吸入空気重量が相対的に抑制されている状況のときに、吸気弁の作動角の変化に応じて空気量が変化し易いので、このような状況で、作動角の補正を行うようにしている。また左右バンクで燃料補正量が略同じであれば、左右バンクの作動角が略等しいと考えられるので、Ｓ１１６では、燃料補正量が左右バンクで異なっているかを判定する。
【００７１】
これらＳ１１２〜Ｓ１１６の全ての条件を満たしていれば、Ｓ１１７で補正フラグがＯＮに設定され、作動角の補正が行われる。それ以外の場合、つまり、一つでも条件を満たしていなければ、Ｓ１１８で補正フラグがＯＦＦに設定され、作動角の補正は行われない。
【００７２】
図９は、補正を行うバンクを決定するサブルーチンであり、このルーチンは図７のＳ１０３で実行される。このルーチンでは、吸気弁の作動角が過度に増加して、Ｏ／Ｌ拡大による安定度悪化やピストンとの干渉を回避するために、作動角が大きい方のバンクの作動角を段階的に小作動角側へ補正する。
【００７３】
つまり、Ｓ１２３では要求されている吸気弁閉時期（ＩＶＣ）がＢＤＣよりも進角しているか否か、つまり早閉じか遅閉じかを判断する。続く、Ｓ１２４又はＳ１２７では、右バンクの燃料補正量αＲが左バンクの燃料補正量αＬより大きいかが判定される。ここで、ＩＶＣがＢＤＣよりも進角していれば、吸気弁の作動角が大きいほど、吸入空気量も大きくなる。従って、Ｓ１２４において、燃料補正量が相対的に大きい方のバンクの作動角が相対的に大きいと判断して、Ｓ１２５又はＳ１２６へ進み、補正フラグを設定する。一方、ＩＶＣがＢＤＣより進角していなければ、作動角が大きくなるに従って、ＢＤＣからの遅角量が大きくなるため、吸入空気量は逆に小さくなる。従って、Ｓ１２７において、燃料補正量が小さい方のバンクの作動角が相対的に大きいと判断して、Ｓ１２８又はＳ１２９へ進み、補正フラグを設定する。
【００７４】
図１０は、作動角の補正を行うサブルーチンであり、このルーチンは図７のＳ１０４で実行される。Ｓ１３２では、左右バンクの燃料補正量αＲ及びαＬの差分Δαを算出する。Ｓ１３４では、図９のルーチンで作動角が大きいと判定されたバンクの作動角を微少量だけ小さくする。具体的には、制御軸１３の角度を小作動角側へ微少角度ΔＡだけ回転駆動し、微少な小作動角化を行う。そして、Ｓ１３３において、左右バンクの燃料補正量がほぼ等しい、例えば差分Δαが０．５以下であると判定されるまで、上記のＳ１３４とＳ１３２が繰り返し実行される。つまり、作動角の段階的な小作動角化が続行される。なお、補正精度を向上するために、好ましくは、Ｓ１３４からＳ１３２へ移行する際に、空燃比のフィードバック制御による燃料補正量αが収束するまでの所定期間を設ける。
【００７５】
このようにして補正された制御軸１３の角度を所期の設定角度として更新することにより、他の制御軸１３の角度においても、上述した補正の内容が正しく反映される。また、Ｓ１３４の微少角度ΔＡの積算値を記憶しておき、起動時等には上記の積算値に基づいて制御軸１３の初期位相を修正することにより、以降の運転時にも上記補正内容を反映させることができる。
【００７６】
このように本実施形態では、一般的な燃料のフィードバック制御に用いられる空燃比センサ５６の排気パラメータを利用した簡素な構造で、作動角調整機構１０により調整される作動角を補正することができ、更に言えば、左右バンクの作動角を略等しく補正することができる。この結果、左右バンクのトルクのばらつき等が抑制され、機関安定度が向上する。また、このような作動角の補正を燃料のフィードバック制御中に行うようにしているため、補正時の排気性能の低下等を招くことがない。つまり、運転性の悪化を伴うことなく補正を実行することができる。
【００７７】
図１１は、第１参考例に係る作動角の補正制御の流れを示すフローチャートである。この第１参考例では、気筒列（バンク）毎に作動角を積極的に動かし、作動角を補正するものであり、吸気弁の開時期や閉時期の変化に対する吸入空気量の変化が鈍感な運転領域で補正を行う場合に適している。なお、第１実施形態と重複する説明は適宜省略する。
【００７８】
Ｓ１４１では、図８のＳ１１１と同様、回転数、油水温、空気重量、目標作動角、及び左右バンクの燃料補正量αＬ，αＲ等のパラメータを読み込む。続くＳ１４２，Ｓ１４３において、図８のＳ１１２，Ｓ１１３と同様、空燃比フィードバック制御及びＶＴＣフィードバック制御が続行中であるかが判定される。双方の条件を満たしていなければ補正を行わない。
【００７９】
続くＳ１４４では、ＩＶＣが概略ＢＤＣで、且つ作動角が概略１８０°ＣＡの領域であるかを判定する。この理由を図１２を参照して説明する。同図に示すように、作動角の変化に対する吸入空気量の感度（変化）は、大作動角側で鈍くなる傾向にある。また、特に低回転領域では、慣性効果等の影響が少ないため、ＩＶＣがＢＤＣ付近で略一定とされ、かつ、ＩＶＯがＢＤＣから多少ずれていても吸入空気量の変化に大差はない。そこで、ＩＶＣが概略ＢＤＣのときに作動角の補正を行うようにしている。また、残留ガス量を極力少なくし、体積効率に影響を及ぼし難いように、好ましくは開弁時期が上死点近傍のときに作動角の補正を行う。両者を兼ね備える作動角の補正領域は、ＩＶＣが概略ＢＤＣで、且つ作動角が概略１８０°ＣＡとなる。
【００８０】
続くＳ１４５では、左右バンクの燃料補正量αＲ，αＬを読み込む。Ｓ１４６では、作動角のずれに対する吸入空気量の変化が良好に表れるように、一方のバンクを小作動角化する。例えば図１２に示すように、一方のバンクの作動角を所定の小作動角θ１まで小さくし、あるいは所定の角度θ２だけ縮小する。そして、小作動角化したバンクの燃料補正量が空燃比フィードバック制御により収束するまで放置した後、Ｓ１４７へ進み、小作動角化したバンクの燃料補正量αＲ２又はαＬ２を計測し、読み込みを行う。Ｓ１４８では、燃料流量より吸入空気量を算出する。Ｓ１４９では、予め設定，記憶されている作動角−吸入空気量のテーブルを参照する。このテーブルは、例えば図１２に示すようなテーブルデータであっても良いが、補正を行う運転領域が広い場合には作動角−吸入空気量のマップデータとなる。Ｓ１５０では、Ｓ１４８で算出された吸入空気量に基づいて上記のテーブルを参照することにより、作動角の補正量Δγを決定する。この補正量Δγに基づいて、作動角の補正が実行されることとなる。本フローは各バンク毎に行い、両バンクともに同様な補正を行う。例えば、この参考例のように左右バンクの２つの気筒列を有する構成では、図１１のフローチャートが２回行われる。
【００８１】
このように、本参考例では、作動角を所定の小作動角θ１まで小さくし、あるいは所定の角度θ２だけ縮小して、作動角の補正量を算出するようにしたため、作動角の変化に対する吸入空気量の変化が大きい小作動角側で、補正量を算出することができ、補正精度が向上する。また、このような補正を各バンク毎に行うことにより、上記第１実施形態と同様、バンク間の作動角のばらつきを抑制することも可能である。
【００８２】
図１３は第２参考例に係る吸気弁の作動角の補正制御の流れを示すフローチャートである。この参考例では、左右バンクの空燃比センサ５６として、Ｏ_２センサではなく、排気の実際の空燃比に相当する値すなわち実空燃比を検出可能なリニア型の空燃比センサが用いられている。そして、非λコントロール領域で作動角の補正を行うものであり、補正のパラメータとして、燃料補正量αの代わりに、空燃比センサ５６で測定される排気の実空燃比を直接的に用いるものである。
【００８３】
すなわち、Ｓ１５１では、Ｓ１１１やＳ１４１と同様、機関運転状態を表すパラメータや制御パラメータを読み込む。Ｓ１５２では、非λコントロール領域であるかを判断する。Ｓ１５３，Ｓ１５４では、上記のＳ１４３，Ｓ１４４と同様、補正を行う条件が判定される。Ｓ１５２〜Ｓ１５４の条件を全て満たしていれば、Ｓ１５５へ進み、気筒列用空燃比センサ５６からの実空燃比を読み込む。続くＳ１５６では、Ｓ１４６と同様、一方のバンクの作動角を小作動角化する。Ｓ１５７では、小作動角化したバンクの実空燃比Ａ／Ｆ−Ｒ又はＡ／Ｆ−Ｌを読み込む。この実空燃比及び燃料流量に基づいて吸入空気量を算出する（Ｓ１５８）。Ｓ１５９では、予め設定，記憶されている作動角−吸入空気量のテーブル（又はマップ）を参照する。そして、Ｓ１６０では、Ｓ１５８で算出された吸入空気量と、Ｓ１５９の作動角−空気量テーブルと、に基づいて、上記小作動角化したバンクの作動角の補正量を算出し、この補正量に基づいて補正が実行される。このフローは各バンク毎に行われる。
【００８４】
このように本参考例では、非λコントロール領域を使用することで、補正可能領域は限定されるが、燃料補正量が収束する時間を待たなくてよいため、補正期間の短縮化を図ることができる。
【００８５】
また、運転性悪化の影響が少ない非空燃比フィードバック領域で補正が行われることとなり、作動角を積極的に小作動角化することによる補正中の運転性の悪化が効果的に抑制される。つまり、実際の非λコントロール領域は、始動時、始動直後、暖気中、暖気後高負荷、減速時などであり、市街地で頻繁に使用される暖気後の定常走行、緩加速領域が除かれているため、実用上大きな問題となることはない。特に、始動直後に上記の補正を実施し、その後の運転に補正内容を反映させることにより、始動直後から燃費及び燃焼安定性の向上を図ることができる。
【００８６】
上述した作動角の補正制御の精度をより向上するために、好ましくは、燃料流量を予め補正しておく。図１４は、燃料流量の補正制御の一例を示すフローチャートである。補正する対象が作動角ではなく燃料流量（燃料噴射弁のパルス幅）であること以外、基本的には図１３のフローチャートと同様である。すなわち、Ｓ１８６では、パルス幅の変化に対する燃料流量の変化が効果的に表れるように、一方のバンクの小流量化（パルス幅の縮小化）を行う。例えば図１５に示すように、燃料噴射弁のパルス幅を所定量Ｄ２又は所定値Ｄ１まで小さくする。Ｓ１８８では、各バンク毎の流量補正値を算出し、Ｓ１８９では、パルス幅の補正量を決定する。この補正量に基づいて、一方のバンクのパルス幅を補正する。他方のバンクのパルス幅も同様に補正する。
【００８７】
このような燃料パルス幅の補正制御を、上述した作動角の補正制御と同時又は前もって行うことにより、左右バンクの燃料流量を実質的に等しくした状態で、作動角の補正を行うことができ、その制御精度が一段と向上する。つまり、左右バンクで運転性能が異なる原因として、燃料流量が異なる場合と、作動角（吸入空気量）が異なる場合とが主に考えられるが、燃料パルス幅の補正と作動角の補正とを個別に行うことにより、左右バンク間の燃料流量のばらつきと作動角（吸入空気量）のばらつきとを互いに分離して精度良く補正することができる。
【００８８】
図１６は、第２実施形態及び第３参考例に係る内燃機関の制御装置の概略構成図である。この第２実施形態及び第３参考例では、図１に示す第１実施形態及び第１，第２参考例と同様、排気マニホールド５３の排気分岐通路５４に、それぞれ気筒列用空燃比センサ５６が配設されていることに加え、これら排気分岐通路５４が合流する排気集合部５５にも、集合空燃比センサ５８が配設されている。これらの気筒列用空燃比センサ５６及び集合空燃比センサ５８は、共に実空燃比を検出できるリニア型のセンサであり、気筒列用空燃比センサ５６により実気筒列空燃比（Ａ／Ｆ−Ｒ，Ａ／Ｆ−Ｌ）が、集合空燃比センサ５８により実集合空燃比（集合部Ａ／Ｆ）が検出される。他の構成は図１と同様であり、同一参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００８９】
図１７は、第２実施形態及び第３参考例に係る左右バンクの吸気弁の作動角の補正制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ１６１では、補正を行うか否かを表す補正フラグをセットするサブルーチンが実行される。続くＳ１６２で補正フラグがＯＮと判定されると、Ｓ１６３へ進み、作動角の補正用サブルーチンが実行される。
【００９０】
図１８は、Ｓ１６１で実行される補正フラグ設定用のサブルーチンである。Ｓ１７１では、機関の運転状態を示す回転数や油水温の他、要求作動角や要求中心位相等のパラメータを算出し、読み込む。Ｓ１７２では、要求吸気弁開時期（ＩＶＯ）、要求吸気弁閉時期（ＩＶＣ）を算出する。
【００９１】
Ｓ１７３〜Ｓ１７６では、作動角の補正を行う条件が判定される。つまり、Ｓ１７３では、λコントロール領域であるかを判断する。続くＳ１７４及びＳ１７５は、作動角の補正を行う吸気弁開閉時期を規定するものである。すなわち、要求吸気弁閉時期（ＩＶＣ）が下死点よりも進角し、且つ要求吸気弁開時期（ＩＶＯ）が概略上死点であるかが判定される。これは、左右バンクの作動角差に対する空気量差がより顕著に表れる領域で補正を行うためである。Ｓ１７６では、電源投入から今までに補正フラグがＯＮとなっていないかが判定される。これは、作動角補正制御が気筒列間の差異を解消する目的であるため、同様な補正を数度にわたって行う必要がないからである。ただし、過渡領域のように、吸気弁の作動角や中心位相が異なる領域で積極的に本補正を行う場合には、一度とせずに数度の補正を行い、収束状況で補正フラグＯＮ，ＯＦＦの判断を行ってもよい。上記のＳ１７３〜Ｓ１７６の全ての条件を満たしていれば、Ｓ１７７において補正フラグをＯＮとし、一つでも満たしていなければ、Ｓ１７８において補正フラグをＯＦＦとする。
【００９２】
図１９は、第２実施形態に係る作動角の補正用サブルーチンであり、このルーチンは、図１７のＳ１６３で実行される。
【００９３】
Ｓ１９１では、気筒列用空燃比センサ５６で検出される実気筒列空燃比（Ａ／Ｆ−Ｒ，Ａ／Ｆ−Ｌ）と、集合空燃比センサ５８により検出される実集合空燃比（集合部Ａ／Ｆ−ｏｌｄ）の値と、を読み込む。Ｓ１９３では、Ｓ１９１，Ｓ１９２で読み込まれた各バンク毎の実気筒列空燃比と燃料量とに基づいて左右バンクの吸入空気量を算出する。Ｓ１９４では、左右バンクの実気筒列空燃比の差が０．５未満である（ほぼ等しい）かが判定される。Ｓ１９４で実気筒列空燃比が左右バンクで異なると判定されると、Ｓ１９５に進み、燃料流量を固定する。つまり、空燃比フィードバック制御を一時的に中断し、オープン制御とする。
【００９４】
Ｓ１９６では、実気筒列空燃比に基づいて、作動角が相対的に大きいリーン側気筒列を判定し、このリーン側気筒列に対し、作動角を所定の微少量だけ小さくする。具体的には、制御軸１３を小作動角側へ所定の微少角度ΔＡだけ回動する。このＳ１９６について補足すると、図１８のＳ１７４で補正を行う運転領域をＩＶＣが下死点より進角した状態に限定しているため、リーン側の気筒列ではリッチ側の気筒列に比して吸気弁の作動角が相対的に大きいこととなる。
【００９５】
Ｓ１９９では、リッチ側（小作動角側）と判定された気筒列に対し、作動角を微少量だけ大きくする。具体的には、例えば制御軸１３を大作動角へ所定の微少角度ΔＢだけ回動する。続くＳ１９７では、集合空燃比センサ５８により検出される現在の集合部Ａ／Ｆを読み込む。次いでＳ１９８では、Ｓ１９１で読み込まれた集合部Ａ／Ｆ−ｏｌｄとＳ１９７で読み込まれた集合部Ａ／Ｆとを比較する。つまり、Ｓ１９９（及びＳ１９６）における作動角の補正処理を行う前後の実集合空燃比が略等しくなるまで、Ｓ１９９が繰り返し実行され、小作動角側気筒列の段階的な大作動角化が行われる。このようにして、補正前後の実集合空燃比が略等しくなり、全体の空気重量が制御前と同等になったと判定されると、Ｓ１９８からＳ２００へ進み、燃料流量の固定を解除して、Ｓ１９１へ戻る。このようなＳ１９１〜Ｓ２００の処理は、Ｓ１９４で左右バンクのＡ／Ｆがほぼ等しいと判定されるまで繰り返し行われる。Ｓ１９４で左右バンクのＡ／Ｆがほぼ等しいと判定されると、本ルーチンを終了する。なお、このＳ１９４では、左右バンク間の許容され得るＡ／Ｆ差を０．５としているが、これは、目標空燃比（理論空燃比）近傍での運転状態における約４％程度の空気量差であり、４気筒以上の内燃機関で常用される回転領域で安定度悪化が許容され得る最低限のばらつき幅となるからである。
【００９６】
また、Ｓ１９６で作動角が相対的に大きいリーン側気筒列の作動角を小作動角化した後に、Ｓ１９９で作動角が相対的に小さいリッチ側気筒列の作動角の大作動角化を行う順序とすることにより、補正時に作動角が過度に大きくなるおそれがなく、ピストンとバルブの干渉が確実に回避されるとともに、バルブオーバラップの不用意な増加を防ぐことができる。
【００９７】
更に、Ｓ１９６で空気量を減少させた後、Ｓ１９８〜Ｓ１９９で空気量を増加させているため、全体としての吸入空気量の変動が抑制され、補正時のトルク変動が抑制されるとともに、作動角に対する空気量変化の大きい小作動角時にもハンチング等をおこさずに的確に補正が行える。
【００９８】
加えて、空燃比フィードバック制御を一時的に中断して作動角の補正を行っているため、λコントロールに関わる補正分と、作動角の補正分との分離が容易に行え、燃費効果の確保と安定度の両立が図れる。
【００９９】
図２０は、第３参考例に係る作動角補正用のサブルーチンを示しており、このルーチンは、図１７のＳ１６３で実行される。つまり、この第３参考例では、Ｓ１６３で実行される作動角の補正用サブルーチンの内容が第２参考例と異なっている。
【０１００】
Ｓ２１３では、Ｓ２１１，Ｓ２１２で得られる左右バンクの実気筒列空燃比と燃料量とに基づいて、左右バンクの空気重量が算出される。続くＳ２１４では、例えば図２１に示すような予め記憶されている作動角−吸入空気量（又はＡ／Ｆ）のテーブルを読み込む。Ｓ２１５では、Ｓ２１３，Ｓ２１４で得られる左右バンクの空気重量とテーブルデータに基づいて、左右バンクの作動角の補正量ΔβＬ，ΔβＲ（図２１）が直接的に導かれ、これらの補正量ΔβＬ，ΔβＲに基づいて補正が実行される。具体的には、制御軸１３の角度を変更する。
【０１０１】
このように本参考例では、第２実施形態に比して、テーブルデータを参照して迅速に作動角の補正を行うことができるため、補正期間が短縮され、補正時における燃費悪化や安定度の低下を十分に抑制することができる。
【０１０２】
なお、本参考例では、図２１に示すように、回転数固定、油水温固定、水蒸気分圧等を一定とした作動角に対する吸入空気重量のテーブルデータを参照する構成としているが、補正を行う領域を広くしたい場合には、このようなテーブルデータに代えてマップデータを用いることもできる。また、大気圧、水蒸気分圧の影響を加味したい場合には、各々を計測する手段を吸気入口部に備え、補正を行えば良い。ただし、これらの補正は周知なものであるので、ここでは説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態及び第１，第２参考例に係る内燃機関の制御装置を示す概略構成図。
【図２】 作動角調整機構を示す概略斜視図。
【図３】 作動角調整用アクチュエータを示す構成図。
【図４】 位相調整機構を示す断面対応図。
【図５】 第１実施形態に係る制御の流れを示すタイミングチャート。
【図６】 同じく制御の流れを示すタイミングチャート。
【図７】 第１実施形態に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図８】 図７のフローチャートの補正フラグ設定用サブルーチン。
【図９】 図７のフローチャートの補正バンク設定用サブルーチン。
【図１０】 図７のフローチャートの作動角補正用サブルーチン。
【図１１】 第１参考例に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図１２】 第１参考例に係る作動角−吸入空気量のテーブルデータを示す特性図。
【図１３】 第２参考例に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図１４】 燃料流量の補正制御の流れを示すフローチャート。
【図１５】 燃料噴射弁のパルス幅−燃料流量のテーブルデータを示す特性図。
【図１６】 本発明の第２実施形態及び第３参考例に係る内燃機関の制御装置を示す概略構成図。
【図１７】 第２実施形態及び第３参考例に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図１８】 図１７のフローチャートの補正フラグ設定用サブルーチン。
【図１９】 第２実施形態に係る作動角の補正用サブルーチン。
【図２０】 第３参考例に係る作動角の補正用サブルーチン。
【図２１】 第３参考例に係る作動角−吸入空気量のテーブルデータを示す特性図。
【図２２】 一般的なＶ型内燃機関の構成図。
【図２３】
従来の課題を示す説明図。
【符号の説明】
１０…作動角調整機構
２０…位相調整機構
５４…排気分岐通路
５５…排気集合部
５６…空燃比センサ（気筒列用空燃比検出手段）
５８…集合空燃比センサ（集合空燃比検出手段）

Claims (13)

1. 吸気弁の作動角を連続的に調整可能な作動角調整機構と、
   機関の空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
   排気通路に配設され、上記空燃比フィードバック制御手段で用いられる排気パラメータを検出する空燃比検出手段と、
   上記排気パラメータに基づいて、複数の気筒列の作動角の大小を判定する気筒列判定手段と、
   この気筒列判定手段により作動角が相対的に大きいと判定された気筒列の作動角を、所定の微少量ずつ小作動角側へ補正する作動角補正手段と、を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 上記作動角調整機構及び空燃比検出手段が各気筒列毎にそれぞれ設けられ、
   各気筒列毎に上記空燃比のフィードバック制御が行われることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 上記空燃比検出手段がＯ_２センサであり、
   上記排気パラメータに基づいて、基本燃料噴射量に対する燃料補正量が各気筒列毎に算出され、
   上記空燃比のフィードバック制御中に、複数の気筒列で燃料補正量が実質的に等しくなるように、上記作動角の補正が行われることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 上記気筒列判定手段は、吸気弁の閉時期が下死点よりも進角している場合、上記燃料補正量が相対的に大きい気筒列の作動角が大きいと判定し、吸気弁の閉時期が下死点よりも遅角している場合、上記燃料補正量が相対的に小さい気筒列の作動角が大きいと判定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 上記空燃比のフィードバック制御が行われていない状態で、所定の気筒列の実空燃比と、予め設定された燃料噴射弁のパルス幅−燃料流量のテーブル又はマップと、に基づいて、この気筒列のパルス幅の補正量が算出され、このパルス幅の補正量に基づいて、燃料流量を補正する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
6. 上記吸気弁の閉時期が略下死点で、かつ、吸気弁の作動角が略１８０°ＣＡのとき、上記作動角の補正が行われることを特徴とする請求項１又は５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 上記空燃比検出手段が、各気筒列の排気分岐通路の排気の実気筒列空燃比を検出する気筒列用空燃比検出手段と、上記排気分岐通路が集合する排気集合部の排気の実集合空燃比を検出する集合空燃比検出手段と、を有し、
   上記複数の気筒列で実気筒列空燃比が略等しくなるように、上記作動角が補正されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
8. 上記気筒列判定手段が、実気筒列空燃比に基づいて複数の気筒列の作動角の大小を判定し、
   上記作動角補正手段は、この気筒列判定手段により作動角が相対的に大きいと判定された気筒列の作動角を小作動角側へ補正した後、この補正前後の実集合空燃比が略等しくなるように、上記気筒列判定手段により作動角が相対的に小さいと判定された気筒列の作動角を、微少量ずつ大作動角側へ補正することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
9. 吸気弁の閉時期が下死点より進角しており、かつ、吸気弁の開時期が略上死点の状態で、上記作動角の補正が行われ、
   上記気筒列判定手段は、上記実気筒列空燃比が相対的に大きい気筒列の作動角が相対的に大きいと判定し、上記実気筒列空燃比が相対的に小さい気筒列の作動角が相対的に小さいと判定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
10. 上記内燃機関が、２つの気筒列を備えたＶ型の内燃機関であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
11. クランクシャフトに対する吸気弁の作動角の位相を連続的に調整可能な位相調整機構と、
    上記作動角の位相をフィードバック制御する位相フィードバック制御手段と、を有し、
    この位相のフィードバック制御中に、上記作動角補正手段による作動角の補正が行われることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
12. 上記作動角調整機構が、クランクシャフトと連動して回転する駆動軸と、この駆動軸の外周に揺動可能に外嵌し、上記吸気弁を駆動する揺動カムと、上記駆動軸に偏心して設けられ、この駆動軸と一体的に回転する駆動カムと、この駆動カムの外周に相対回転可能に外嵌する第１のリンクと、作動角の変更時に回転駆動される制御軸と、この制御軸に偏心して設けられ、この制御軸と一体的に回転する制御カムと、この制御カムの外周に相対回転可能に外嵌するとともに、一端が上記第１のリンクの先端と連結されたロッカーアームと、このロッカーアームの他端と上記揺動カムとに連結された第２のリンクと、を有し、
    上記作動角補正手段による作動角の変更時に、上記制御軸が回動されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
13. 吸気弁の作動角を連続的に調整可能な作動角調整機構と、機関の空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、排気通路に配設され、上記空燃比フィードバック制御手段で用いられる排気パラメータを検出する空燃比検出手段と、を有する内燃機関の制御方法において、
    上記排気パラメータに基づいて、複数の気筒列の作動角の大小を判定し、
    作動角が相対的に大きいと判定された気筒列の作動角を、所定の微少量ずつ小作動角側へ補正することを特徴とする内燃機関の制御方法。

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