JP4168872B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
本出願人が先に提案した特許文献１には、吸気弁のバルブリフト特性を連続的に可変制御可能な可変動弁機構が開示されている。この可変動弁機構は、吸気弁の作動角を連続的に拡大縮小制御可能な作動角可変機構と、吸気弁のリフト中心角の位相を遅進させる位相可変機構と、を組み合わせたものである。
また、特許文献２には、気筒間の空燃比バラツキを解消するために、空燃比センサの検出信号の時間的変化と各気筒の排気タイミングとを照合して、各気筒の空燃比をそれぞれ検出し、気筒別に燃料噴射量のフィードバック補正を行う技術が開示されている。
特開２００２−８９３４１号公報 特開平９−２０３３３７号公報
上記のような可変動弁機構をＶ型内燃機関に適用し、吸気弁のバルブリフト特性を可変制御する場合、左右のバンクにそれぞれ可変動弁機構が設けられることになるが、可変動弁機構をＶ型内燃機関の本体に組み付ける際の左右両バンク間での組付誤差や、これら各可変動弁機構に付随する部品の製品バラツキ等によって、バンク毎の吸気弁のリフト作動角、リフト中心角に差が生じ、運転性、燃費、エミッション等の悪化を引き起こす可能性がある。
また、上記特許文献２には、上述したように、気筒別に空燃比をフィードバック制御することが開示されているが、このような可変動弁機構のバラツキに対しては何ら対処することができない。
そこで、本発明は、吸気弁のバルブリフト特性を変更して内燃機関の吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置において、各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、一対の気筒群間の筒内圧力に基づいた燃焼安定度を比較する燃焼安定度比較手段と、を有し、吸気弁の開弁後に排気弁が閉弁するよう吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とがオーバーラップし、吸気弁閉時期が下死点前に設定された運転状態で、一方の気筒群の平均筒内圧力と他方の気筒群の平均筒内圧力との差が所定値以上ある場合に、燃焼安定度比較手段により、平均筒内圧力大側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼が、平均筒内圧力小側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼より安定していないと判定されたときには、可変動弁機構を用いて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のリフト作動角を所定量縮小するリフト作動角縮小補正制御を行い、燃焼安定度比較手段により、平均筒内圧力大側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼が、平均筒内圧力小側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼よりも安定していると判定されたときには、可変動弁機構を用いて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のリフト中心角を所定量進角させるリフト中心角進角補正制御を行う。
本発明によれば、可変動弁機構を各気筒群毎に組み付けた際に、各気筒群間での組み付け誤差等によって生じた各気筒群間の吸入空気量の差、すなわち各気筒群間の吸入空気量のバラツキを効果的に吸収することができ、運転性、燃費、エミッション等が悪化してしまうことを抑制することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、この発明をＶ型６気筒のガソリン機関１に適用した実施例を示しており、左右バンク（一対の気筒群）の吸気弁３側に、後述する可変動弁機構２がそれぞれ設けられている。排気弁４側の動弁機構は、排気カムシャフト５により排気弁４を駆動する直動型のものであり、そのバルブリフト特性は、常に一定である。
左右バンクの排気マニホルド６は、触媒コンバータ７に接続され、かつこの触媒コンバータ７の上流位置に、排気空燃比を検出する空燃比センサ８が設けられている。この空燃比センサ８は、空燃比のリッチ、リーンのみを検出する酸素センサであってもよく、あるいは、空燃比の値に応じた出力が得られる広域型空燃比センサであってもよい。左右バンクの排気通路は、触媒コンバータ７の下流側で合流し、さらに下流に、第２の触媒コンバータ１０および消音器１１を備えている。
各気筒の吸気ポートにはブランチ通路１５が接続され、かつこの６本のブランチ通路１５の上流端が、コレクタ１６にそれぞれ接続されている。また、これら各ブランチ通路１５には、各気筒の吸気ポートに向かって各気筒毎に燃料を噴射供給するように燃料噴射弁１２が配設されている。上記コレクタ１６の一端には、吸気入口通路１７が接続されており、この吸気入口通路１７に、電子制御スロットル弁１８が設けられている。この電子制御スロットル弁１８は、その駆動源として電気モータからなるアクチュエータ（図示せず）を備え、エンジンコントロールユニット１９から与えられる制御信号によって、その開度が制御される。なお、スロットル弁１８は、スロットル弁１８の実際の開度を検出する図示せぬセンサを一体に備えており、その検出信号に基づいて、スロットル弁開度が目標開度にクローズドループ制御される。また、スロットル弁１８の上流に、吸入空気流量を検出するエアフロメータ２５が配置され、さらに上流にエアクリーナ２０が設けられている。
また、機関回転速度およびクランク角位置を検出するために、クランクシャフトに対してクランク角センサ２１が設けられている。本実施形態では、このクランク角センサ２１の検出信号からクランクシャフトの角速度変化、すなわちクランクシャフトの回転変動率を算出し、この回転変動率から爆発行程にある気筒の筒内圧力を検出するようにしている。さらに、運転者により操作されるアクセルペダル開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２２を備えている。これらの検出信号は、上記のエアフロメータ２５や空燃比センサ８の検出信号とともに、エンジンコントロールユニット１９に入力されている。エンジンコントロールユニット１９では、これらの検出信号に基づいて、燃料噴射弁１２の噴射量や噴射時期、点火プラグ２４による点火時期、可変動弁機構２によるバルブリフト特性、スロットル弁１８の開度、などを制御する。
上記の吸気弁３側の可変動弁機構２は、例えば前述した特開２００２−８９３４１号公報によって公知のものであり、図２に示すように、吸気弁３のリフト・作動角を連続的に可変（拡大・縮小）制御するリフト・作動角可変機構５１と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を連続的に進角もしくは遅角させる位相可変機構５２と、が組み合わされて構成されている。このようにリフト・作動角可変機構５１と位相可変機構５２とを組み合わせた可変動弁機構によれば、吸気弁開時期および吸気弁閉時期の双方をそれぞれ独立して任意に制御することが可能であり、また同時に、低負荷域ではリフト量（最大リフト量）を小さくすることで、負荷に応じた吸入空気量に制限することができる。なお、リフト量がある程度大きな領域では、シリンダ内に流入する空気量が主に吸気弁３の開閉時期によって定まるのに対し、リフト量が十分に小さい状態では、主にリフト量によって空気量が定まる。
図３の動作説明図を併せて、リフト・作動角可変機構５１の概要を説明すると、このリフト・作動角可変機構５１は、シリンダヘッドに回転自在に支持され、かつクランクシャフトに連動して回転する中空状の駆動軸５３と、この駆動軸５３に固定された偏心カム５５と、上記駆動軸５３の上方位置において平行に配置された回転自在な制御軸５６と、この制御軸５６の偏心カム部５７に揺動自在に支持されたロッカアーム５８と、各吸気弁３上端のタペット５９に当接する揺動カム６０と、を備えている。上記偏心カム５５とロッカアーム５８とはリンクアーム６１によって連係されており、ロッカアーム５８と揺動カム６０とは、リンク部材６２によって連係されている。上記リンクアーム６１は、その環状部６１ａが上記偏心カム５５の外周面に回転可能に嵌合している。またリンクアーム６１の延長部６１ｂが上記ロッカアーム５８の一端部に連係しており、該ロッカアーム５８の他端部に、上記リンク部材６２の上端部が連係している。上記偏心カム部５７は、制御軸５６の軸心から偏心しており、従って、制御軸５６の角度位置に応じてロッカアーム５８の揺動中心は変化する。
上記揺動カム６０は、駆動軸５３の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部６０ａに、上記リンク部材６２の下端部が連係している。この揺動カム６０の下面には、駆動軸５３と同心状の円弧をなす基円面６４ａと、該基円面６４ａから上記端部６０ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面６４ｂと、が連続して形成されている。上記基円面６４ａは、リフト量が０となる区間であり、図３に示すように、揺動カム６０が揺動してカム面６４ｂがタペット５９に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。
上記制御軸５６は、一端部に設けられた例えば電動モータからなるリフト・作動角制御用アクチュエータ６５によって、その回転位置が制御されている。
このアクチュエータ６５により例えば偏心カム部５７が図３（Ａ）のように上方位置にあると、ロッカアーム５８は全体として上方へ位置し、揺動カム６０の端部６０ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム６０の初期位置は、そのカム面６４ｂがタペット５９から離れる方向に傾く。従って、駆動軸５３の回転に伴って揺動カム６０が揺動した際に、基円面６４ａが長くタペット５９に接触し続け、カム面６４ｂがタペット５９に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。
逆に、偏心カム部５７が図３（Ｂ）のように下方へ位置しているとすると、ロッカアーム５８は全体として下方へ位置し、揺動カム６０の端部６０ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム６０の初期位置は、そのカム面６４ｂがタペット５９に近付く方向に傾く。従って、駆動軸５３の回転に伴って揺動カム６０が揺動した際に、リフト量が大きく得られ、かつその作動角も拡大する。
上記の偏心カム部５７の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図４に示すように、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。
次に、位相可変機構５２は、図２に示すように、上記駆動軸５３の前端部に設けられたスプロケット７１と、このスプロケット７１と上記駆動軸５３とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用油圧アクチュエータ７２と、から構成されている。上記スプロケット７１は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。従って、上記位相制御用油圧アクチュエータ７２への油圧制御によって、スプロケット７１と駆動軸５３とが相対的に回転し、図５に示すように、リフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。
尚、リフト・作動角可変機構５１ならびに位相可変機構５２の制御としては、実際のリフト・作動角あるいは位相を検出するセンサを設けて、クローズドループ制御するようにしても良く、あるいは運転条件に応じて単にオープンループ制御するようにしても良い。
上記のような構成においては、アクセルペダル開度により定まる要求トルクが得られるように吸入空気量が制御されるのであるが、電子制御スロットル弁１８の開度は、基本的には、排気還流などの上で必要な最小限の負圧がコレクタ１６内に生成されるように制御される。そして、この大気圧に近い吸入負圧の下で、シリンダ内に流入する空気量が最適なものとなるように、上記可変動弁機構２が制御される。
ここで、Ｖ型のガソリン機関１においては、可変動弁機構２が左右のバンク毎にそれぞれ取り付けられることになり、一方のバンクに取り付けられた可変動弁機構２と他方のバンクに取り付けられた可変動弁機構２とのガソリン機関１に対する組み付け誤差、一方のバンクに取り付けられた可変動弁機構２のリフト・作動角制御用アクチュエータ６５と他方のバンクに取り付けられた可変動弁機構２のリフト・作動角制御用アクチュエータ６５との製品バラツキ及び組み付け誤差、一方のバンクに取り付けられた可変動弁機構２の位相制御用アクチュエータ７２と他方のバンクに取り付けられた可変動弁機構２の位相制御用アクチュエータ７２との製品バラツキ及び組み付け誤差、等によって、バンク間で吸気弁のリフト作動角、リフト中心角に差が生じ、運転性、燃費、エミッション等の悪化を引き起こす可能性がある。
本発明では、このような可変動弁機構２の組み付け誤差等に起因する左右両バンク間の可変動弁機構のリフト作動角、リフト中心角の差を補正し、左右両バンクの吸入空気量を等しくする補正制御を、図６に示すように、吸気弁開時期（ＩＶＯ）と排気弁閉時期（ＥＶＣ）とがオーバーラップし、吸気弁閉時期が下死点前に設定された運転状態のとき、すなわちいわゆる早閉じミラーサイクルとなる運転状態のときに実施する。図６に示すような運転状態のときに実施するのは、エンジンの回転条件等に因らず吸気弁閉時期（ＩＶＣ）が遅い程筒内の空気量が増え、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）が早い程筒内の空気量が少なくなる為である。
図７は、上述した状態下において、左右両バンクのリフト作動角、リフト中心角の差を補正する際の制御の流れ示すフローチャートである。
ステップ（以下単にＳと記す）１では、左右両バンクの一方のバンクの平均筒内圧力Ｐｉ１と、他方のバンクの平均筒内圧力Ｐｉ２と、を比較し、Ｐｉ１とＰｉ２との差が所定値よりも大きいか否かを判定し、Ｐｉ１とＰｉ２との差が所定値よりも大きい場合には、Ｓ２に進む。尚、Ｐｉ１とＰｉ２との差が所定値よりも大きいか否かの判定は、具体的には、後述する図８及び図９に示すように、平均筒内圧力大側バンクの平均筒内圧力ＰHと平均筒内圧力小側バンクの平均筒内圧力ＰLとの圧力差Ｈが所定値よりも大きいか否かによって判定する。さらに言えば、平均筒内圧力大側バンクの平均筒内圧力ＰHと平均筒内圧力小側バンクの平均筒内圧力ＰLとが４〜５％以上の差がある場合にのみＳ２に進む。
燃焼安定度比較手段に相当するＳ２では、平均筒内圧力大側バンクの燃焼が、平均筒内圧力小側バンクの燃焼に対して安定しているか否か、すなわち平均筒内圧力大側バンクの所定サイクルでの各気筒の筒内圧力のバラツキが平均筒内圧力小側バンクの所定サイクルでの各気筒の筒内圧力のバラツキよりも大きいか否かを判定する。ここで、平均筒内圧力大側バンクと平均筒内圧力小側バンクは、平均筒内圧力Ｐｉ１と平均筒内圧力Ｐｉ２の大小関係から相対的に決定されるものである。
図８及び図９は、平均筒内圧力大側バンクの燃焼が、平均筒内圧力小側バンクの燃焼に対して安定している場合（図８）と、安定していない場合（図９）と、をそれぞれ模式的に示した説明図であり、便宜上、平均筒内圧力大側バンクが偶数シリンダとなり、平均筒内圧力小側バンクが奇数シリンダとなった場合を示している。
図８に示すように、平均筒内圧力大側バンクの平均筒内圧力ＰHに対する平均筒内圧力大側バンクの各気筒の筒内圧力が、平均筒内圧力小側バンクの平均筒内圧力ＰLに対する平均筒内圧力小側バンクの各気筒の筒内圧力よりもばらついておらず、平均筒内圧力大側バンクの燃焼が平均筒内圧力小側バンクの燃焼と同等、もしくはそれよりも安定している場合には、Ｓ３に進む。
一方、図９に示すように、平均筒内圧力大側バンクの平均筒内圧力ＰHに対する平均筒内圧力大側バンクの各気筒の筒内圧力が、平均筒内圧力小側バンクの平均筒内圧力ＰLに対する平均筒内圧力小側バンクの各気筒の筒内圧力よりもばらついており、平均筒内圧力大側バンクの燃焼が平均筒内圧力小側バンクの燃焼よりも安定していない場合には、Ｓ４に進む。
ここで、Ｓ２について詳述すれば、平均筒内圧力大側バンクの平均筒内圧力ＰHに対する平均筒内圧力大側バンクの各気筒の筒内圧力が、平均筒内圧力小側バンクの平均筒内圧力ＰLに対する平均筒内圧力小側バンクの各気筒の筒内圧力よりもばらついているか否かの判定は、より具体的には、所定サイクル内における、平均筒内圧力大側バンクの筒内圧力の標準偏差と、平均筒内圧力小側バンクの筒内圧力の標準偏差と、を算出し、平均筒内圧力大側バンクの筒内圧力の標準偏差が平均筒内圧力小側バンクの筒内圧力の標準偏差よりも大きい場合に、平均筒内圧力大側バンクの所定サイクルでの燃焼が平均筒内圧力小側バンクの所定サイクルでの燃焼よりも安定していないと判定する。
Ｓ３では、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト中心角が遅角設定になっていると判断して、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト作動角を保持した状態で、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト中心角を所定量進角させる。換言すれば、平均筒内圧力大側バンクの各気筒の吸入空気量と、平均筒内圧力小側バンクの各気筒の吸入空気量とが等しくなるよう、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト中心角を所定量進角させる。このように、Ｓ３にてリフト中心角進角補正を行うのは、平均筒内圧力大側バンクの燃焼は安定しているので、吸気弁開時期（ＩＶＯ）と排気弁閉時期（ＥＶＣ）とのオーバーラップ量大による内部ＥＧＲ率の増加により、平均筒内圧力大側バンクの燃焼が不安定になっていないものとして、上記圧力差Ｈが小さくなるよう吸気弁閉時期（ＩＶＣ）を進角させるために、リフト中心角を進角させるのである。
Ｓ４では、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト作動角が大きいと判断して、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト中心角を保持し、かつ平均筒内圧力大側バンクの吸気弁開時期と排気弁閉時期とがオーバーラップした状態を維持する範囲で、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト作動角を所定量縮小する。換言すれば、平均筒内圧力大側バンクの各気筒の吸入空気量と、平均筒内圧力小側バンクの各気筒の吸入空気量とが等しくなるよう、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト作動角を所定量縮小させる。このように、Ｓ４にてリフト作動角縮小補正を行うのは、吸気弁開時期と排気弁閉時期とのオーバーラップが大きいために内部ＥＧＲ率が増加して平均筒内圧力大側バンクの燃焼が不安定となっている可能性を考慮し、上記圧力差Ｈが小さくなるよう吸気弁閉時期（ＩＶＣ）を進角させるために、吸気弁開時期（ＩＶＯ）と排気弁閉時期（ＥＶＣ）とのオーバーラップ量が小さくなるようリフト作動角を縮小するのである。
ここで、Ｓ３及びＳ４にて行う平均筒内圧力大側バンクのリフト中心角の進角補正及びリフト作動角の縮小補正の各補正量は、補正時における吸気弁閉時期が下死点に近い程その補正量が大きくなるよう設定されていると共に、補正時における吸気弁閉時期がピストンスピードが最大となるクランク角に近い程その補正量が小さくなるよう設定されている。これは、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）での筒内容積と吸気の密度によって筒内の空気量が決定するため、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）がピストンスピードが最大となる付近ほど吸気弁閉時期（ＩＶＣ）による空気量の感度が高いためである。
また、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁に対して上述した補正制御を実施するのは、平均筒内圧力小側バンクの平均筒内圧力ＰLを平均筒内圧力大側バンクの平均筒内圧力ＰHに合わせようとすると空気量が大となり燃費効果が小さくなると共に、平均筒内圧力小側バンクの吸気弁のリフト作動角を拡大する場合に、吸排気弁のバルブオーバーラップが大きくなり燃焼悪化を招く虞があるためである。
以上説明してきたように、本実施形態においては、吸気弁開時期（ＩＶＯ）と排気弁閉時期（ＥＶＣ）とがオーバーラップし、かつ吸気弁閉時期が下死点前に設定された運転状態において、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト作動角もしくはリフト中心角を、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）を進角させる方向に補正制御することにより、平均筒内圧力大側バンクの平均筒内圧力ＰHを低下させ、平均筒内圧力大側バンクの平均筒内圧力ＰHと平均筒内圧力小側バンクの平均筒内圧力ＰLとの差を減少させる。
すなわち、可変動弁機構２を各バンク毎に組み付けた際に、両バンク間での組み付け誤差等によって生じた各バンク間の吸入空気量の差がなくなるように、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のバルブリフト特性を変更することによって、各バンク間の吸入空気量のバラツキを効果的に吸収でき、運転性、燃費、エミッション等が悪化してしまうことを抑制することができる。
尚、上述した実施形態のＳ２においては、所定サイクル内における、平均筒内圧力大側バンクの筒内圧力の最大値及び最小値と、平均筒内圧力小側バンクの筒内圧力の最大値及び最小値と、を比較して、平均筒内圧力大側バンクの筒内圧力の最大値と最小値との差が、平均筒内圧力小側バンクの筒内圧力の最大値と最小値との差とよりも大きい場合に、平均筒内圧力大側バンクの所定サイクルでの燃焼が平均筒内圧力小側バンクの所定サイクルでの燃焼よりも安定していないと判定してもよい。また、特定周波数の変動成分に着目し、平均筒内圧力大側バンクから発生する上記特定周波数の変動成分のバラツキが、平均筒内圧力小側バンクから発生する上記特定周波数の変動成分のバラツキよりも大きい場合に、平均筒内圧力大側バンクの燃焼が平均筒内圧力小側バンクの燃焼よりも安定していないと判定するようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、特別なセンサを追加することなくクランク角センサ２１を用いて各気筒の筒内圧力を検出するようにしているが、点火プラグとともに装着される公知の座金型センサや、燃焼室の外壁等に埋設されたピエゾ式圧力センサ等の圧電素子を用いた圧電式センサを各気筒毎に配置して直接検出するようにしてもよい。
上記各実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
（１） 内燃機関の制御装置は、一対の気筒群と、それぞれの気筒群毎に、吸気弁のバルブリフト特性を変更して内燃機関の吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、を備えたものであって、各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、一対の気筒群間の燃焼安定度を比較する燃焼安定度比較手段と、を有し、吸気弁開時期と排気弁閉時期とがオーバーラップし、吸気弁閉時期が下死点前に設定された運転状態で、一方の気筒群の平均筒内圧力と他方の気筒群の平均筒内圧力との差が所定値以上ある場合に、燃焼安定度比較手段により、一方の気筒群の燃焼安定度と他方の気筒群の燃焼安定度とを比較し、比較結果に応じて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のバルブリフト特性を変更し、各気筒群の吸入空気量が等しくなるよう制御する。これによって、可変動弁機構を各気筒群毎に組み付けた際に、各気筒群間での組み付け誤差等によって生じた各気筒群間の吸入空気量の差、すなわち各気筒群間の吸入空気量のバラツキを効果的に吸収することができ、運転性、燃費、エミッション等が悪化してしまうことを抑制することができる。
（２） 内燃機関の制御装置は、一対の気筒群と、それぞれの気筒群毎に、運転状態に応じて少なくとも吸気弁のリフト作動角を拡大縮小することにより内燃機関の吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、を備えたものであって、各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、一対の気筒群間の燃焼安定度を比較する燃焼安定度比較手段と、を有し、吸気弁開時期と排気弁閉時期とがオーバーラップし、吸気弁閉時期が下死点前に設定された運転状態で、一方の気筒群の平均筒内圧力と他方の気筒群の平均筒内圧力との差が所定値以上ある場合に、燃焼安定度比較手段により、平均筒内圧力大側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼が、平均筒内圧力小側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼より安定していないと判定されたときには、可変動弁機構を用いて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のリフト作動角を所定量縮小するリフト作動角縮小補正制御を行う。これによって、可変動弁機構を各気筒群毎に組み付けた際に、各気筒群間での組み付け誤差等によって生じた各気筒群間のリフト作動角の差を補正することによって、各気筒群間の吸入空気量のバラツキを効果的に吸収することができ、運転性、燃費、エミッション等が悪化してしまうことを抑制することができる。
（３） 内燃機関の制御装置は、一対の気筒群と、それぞれの気筒群毎に、運転状態に応じて少なくとも吸気弁のリフト中心角の位相を遅進することにより内燃機関の吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、を備えたものであって、各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、一対の気筒群間の燃焼安定度を比較するする燃焼安定度比較手段と、を有し、吸気弁開時期と排気弁閉時期とがオーバーラップし、吸気弁閉時期が下死点前に設定された運転状態で、一方の気筒群の平均筒内圧力と他方の気筒群の平均筒内圧力との差が所定値以上ある場合に、燃焼安定度比較手段により、平均筒内圧力大側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼が、平均筒内圧力小側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼よりも安定していると判定されたときには、可変動弁機構を用いて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のリフト中心角を所定量進角させるリフト中心角進角補正制御を行う。これによって、可変動弁機構を各気筒群毎に組み付けた際に、各気筒群間での組み付け誤差等によって生じた各気筒群間のリフト中心角の差を補正することによって、各気筒群間の吸入空気量のバラツキを効果的に吸収することができ、運転性、燃費、エミッション等が悪化してしまうことを抑制することができる。
（４） 内燃機関の制御装置は、一対の気筒群と、それぞれの気筒群毎に、運転状態に応じて吸気弁のリフト作動角の拡大縮小及びリフト中心角の位相の遅進を行い内燃機関の吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、を備えたものであって、各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、一対の気筒群間の燃焼安定度を比較する燃焼安定度比較手段と、を有し、吸気弁開時期と排気弁閉時期とがオーバーラップし、吸気弁閉時期が下死点前に設定された運転状態で、一方の気筒群の平均筒内圧力と他方の気筒群の平均筒内圧力との差が所定値以上ある場合に、燃焼安定度比較手段により、平均筒内圧力大側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼が、平均筒内圧力小側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼より安定していないと判定されたときには、可変動弁機構を用いて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のリフト作動角を所定量縮小するリフト作動角縮小補正制御を行い、燃焼安定度比較手段により、平均筒内圧力大側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼が、平均筒内圧力小側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼よりも安定していると判定されたときには、可変動弁機構を用いて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のリフト中心角を所定量進角させるリフト中心角進角補正制御を行う。これによって、可変動弁機構を各気筒群毎に組み付けた際に、各気筒群間での組み付け誤差等によって生じた各気筒群間のリフト作動角あるいはリフト中心角の差を補正することによって、各気筒群間の吸入空気量のバラツキを効果的に吸収することができ、運転性、燃費、エミッション等が悪化してしまうことを抑制することができる。
（５） 上記（２）または（４）に記載の内燃機関の制御装置におけるリフト作動角縮小補正制御は、より具体的には、リフト中心角を保持し、かつ吸気弁開時期と排気弁閉時期とがオーバーラップした状態を保持する範囲で、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト作動角を縮小させる。
（６） 上記（３）または（４）に記載の内燃機関の制御装置におけるリフト中心角進角補正制御は、より具体的には、リフト作動角を維持した状態で、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト中心角を進角させる。
（７） 上記（２）、（４）、（５）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置におけるリフト作動角縮小補正制御は、より具体的には、吸気弁閉時期が下死点に近い程吸気弁のリフト作動角縮小量を大きくすると共に、吸気弁閉時期がピストンスピードが最大となるクランク角に近い程吸気弁のリフト作動角縮小量を小さくする。
（８） 上記（３）、（４）、（６）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置におけるリフト中心角進角補正制御は、より具体的には、吸気弁閉時期が下死点に近い程吸気弁のリフト中心角進角量を大きくすると共に、吸気弁閉時期がピストンスピードが最大となるクランク角に近い程吸気弁のリフト中心角進角量を小さくする。
（９） 上記（１）〜（８）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、燃焼安定度比較手段は、より具体的には、所定サイクル内における、平均筒内圧力大側気筒群の筒内圧力の標準偏差と、平均筒内圧力小側気筒群の筒内圧力の標準偏差と、を用いて、平均筒内圧力大側気筒群が平均筒内圧力小側気筒群に対して燃焼が安定しているか否かを判定している。
（１０） 上記（１）〜（８）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、燃焼安定度比較手段は、より具体的には、特定周波数の変動成分に着目し、平均筒内圧力大側気筒群から発生する上記特定周波数の変動成分のバラツキと、平均筒内圧力小側気筒群から発生する上記特定周波数の変動成分のバラツキと、を比較して、平均筒内圧力大側気筒群が平均筒内圧力小側気筒群に対して燃焼が安定しているか否かを判定している。
（１１） 上記（１）〜（８）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、燃焼安定度比較手段は、より具体的には、所定サイクル内における、平均筒内圧力大側気筒群の筒内圧力の最大値及び最小値と、平均筒内圧力小側気筒群の筒内圧力の最大値及び最小値と、を比較して、平均筒内圧力大側気筒群が平均筒内圧力小側気筒群に対して燃焼が安定しているか否かを判定している。
（１２） 上記（１）〜（１１）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、筒内圧力検出手段は、より具体的には、圧電素子を用いた圧電式センサであり、各気筒毎にそれぞれ配置されている。
（１３） 上記（１）〜（１１）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、筒内圧力検出手段は、より具体的には、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサの検出信号を用いて算出された回転変動率から各気筒毎の筒内圧力を検出している。
（１４） 上記（１）〜（１３）のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、各気筒毎に燃料を供給する燃料供給手段と、内燃機関の各気筒群の排気系にそれぞれ設けられた空燃比検出手段と、これら空燃比検出手段の検出信号に基づいて目標空燃比となるように上記燃料供給手段による燃料供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備えている。
本発明に係るＶ型内燃機関の制御装置の構成説明図。 可変動弁機構の構成を示す説明図。 リフト・作動角可変機構の動作説明図。 リフト・作動角可変機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図。 位相可変機構によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図。 本発明に係るＶ型内燃機関の制御装置で行う可変動弁機構の補正制御が行われる運転状態を模式的に示す説明図。 本発明に係るＶ型内燃機関の制御装置で行う可変動弁機構の補正制御の制御の流れを示すフローチャート。 平均筒内圧力大側バンクの燃焼が、平均筒内圧力小側バンクの燃焼に対して安定している場合を模式的に示す説明図。 平均筒内圧力大側バンクの燃焼が、平均筒内圧力小側バンクの燃焼に対して安定していない場合を模式的に示す説明図。
符号の説明
２…可変動弁機構
３…吸気弁

Claims (11)

  1. 一対の気筒群と、それぞれの気筒群毎に、運転状態に応じて吸気弁のリフト作動角の拡大縮小及びリフト中心角の位相の遅進を行い内燃機関の吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、を備えた内燃機関の制御装置において、
    各気筒の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、
    一対の気筒群間の筒内圧力に基づいた燃焼安定度を比較する燃焼安定度比較手段と、を有し、
    吸気弁の開弁後に排気弁が閉弁するよう吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とがオーバーラップし、吸気弁閉時期が下死点前に設定された運転状態で、一方の気筒群の平均筒内圧力と他方の気筒群の平均筒内圧力との差が所定値以上ある場合に、
    燃焼安定度比較手段により、平均筒内圧力大側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼が、平均筒内圧力小側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼より安定していないと判定されたときには、可変動弁機構を用いて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のリフト作動角を所定量縮小するリフト作動角縮小補正制御を行い、
    燃焼安定度比較手段により、平均筒内圧力大側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼が、平均筒内圧力小側気筒群の所定サイクルでの各気筒の燃焼よりも安定していると判定されたときには、可変動弁機構を用いて平均筒内圧力大側気筒群の吸気弁のリフト中心角を所定量進角させるリフト中心角進角補正制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 上記リフト作動角縮小補正制御は、リフト中心角を保持し、かつ吸気弁開時期と排気弁閉時期とがオーバーラップした状態を保持する範囲で、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト作動角を縮小させ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. 上記リフト中心角進角補正制御は、リフト作動角を維持した状態で、平均筒内圧力大側バンクの吸気弁のリフト中心角を進角させ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。
  4. 上記リフト作動角縮小補正制御は、吸気弁閉時期が下死点に近い程吸気弁のリフト作動角縮小量を大きくすると共に、吸気弁閉時期がピストンスピードが最大となるクランク角に近い程吸気弁のリフト作動角縮小量を小さくすることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 上記リフト中心角進角補正制御は、吸気弁閉時期が下死点に近い程吸気弁のリフト中心角進角量を大きくすると共に、吸気弁閉時期がピストンスピードが最大となるクランク角に近い程吸気弁のリフト中心角進角量を小さくすることを特徴とする請求項１または３に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 燃焼安定度比較手段は、所定サイクル内における、平均筒内圧力大側気筒群の筒内圧力の標準偏差と、平均筒内圧力小側気筒群の筒内圧力の標準偏差と、を用いて、平均筒内圧力大側気筒群が平均筒内圧力小側気筒群に対して燃焼が安定しているか否かを判定していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  7. 燃焼安定度比較手段は、内燃機関から発生する振動の周波数のうち特定周波数の変動成分に着目し、平均筒内圧力大側気筒群から発生する上記特定周波数の変動成分のバラツキと、平均筒内圧力小側気筒群から発生する上記特定周波数の変動成分のバラツキと、を比較して、平均筒内圧力大側気筒群が平均筒内圧力小側気筒群に対して燃焼が安定しているか否かを判定していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  8. 燃焼安定度比較手段は、所定サイクル内における、平均筒内圧力大側気筒群の筒内圧力の最大値及び最小値と、平均筒内圧力小側気筒群の筒内圧力の最大値及び最小値と、を比較して、平均筒内圧力大側気筒群が平均筒内圧力小側気筒群に対して燃焼が安定しているか否かを判定していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  9. 筒内圧力検出手段は、圧電素子を用いた圧電式センサであり、各気筒毎にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  10. 筒内圧力検出手段は、クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサの検出信号を用いて算出された回転変動率を用いて各気筒毎の筒内圧力を算出していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
  11. 各気筒毎に燃料を供給する燃料供給手段と、内燃機関の各気筒群の排気系にそれぞれ設けられた空燃比検出手段と、これら空燃比検出手段の検出信号に基づいて目標空燃比となるように上記燃料供給手段による燃料供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備えてい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。
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