JP5076856B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、可変動弁機構を搭載した内燃機関の制御装置に関し、特に、複数気筒のバルブリフト量を可変動弁機構により一括して変化させる構成とした内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１（特開２００４−１９０５９４号公報）に開示されているように、複数気筒のバルブリフト量を可変動弁機構により一括して変化させる構成とした内燃機関の制御装置が知られている。この種の従来技術による内燃機関は、各気筒の吸気バルブにそれぞれ設けられた可変動弁機構を備えている。これらの可変動弁機構は、単一のアクチュエータによって回転駆動される共通の制御軸を有している。

このような構成において、各気筒のバルブリフト量を制御するときには、例えば可変動弁機構の構成部品の寸法誤差、組付誤差などによってリフト量のばらつきが生じ易い。このため、従来技術では、各気筒の間でリフト量のばらつきを補正するための補正制御を実行している。

この補正制御では、まずリフト量のばらつきに対応する指標として、各気筒の吸入空気量のばらつきを検出する。そして、補正の実行時には、補正対象気筒の開弁期間の直前に全気筒が閉弁状態となる期間を利用して、この期間中にアクチュエータを駆動し、ばらつきに対応する角度分だけ制御軸を回転させる。

ここで、全気筒の閉弁期間中に補正を行うのは、アクチュエータに作用するバルブ反力を軽減するためである。即ち、アクチュエータの駆動時には、何れかの気筒で吸気バルブが開弁していると、その気筒におけるバルブスプリング、ロストモーションスプリング等のバルブ反力がアクチュエータにも作用する。このため、従来技術では、バルブ反力が作用しない全気筒の閉弁期間を利用して、補正を円滑に行う構成としている。

特開２００４−１９０５９４号公報

上述した従来技術では、全気筒の閉弁期間を利用して、アクチュエータを高速駆動する構成としている。しかしながら、例えばＶ８型などの多気筒エンジンにあっては、２つの気筒の開弁期間がオーバーラップしているか、隣接していることが多い。

このため、従来技術の補正制御は、Ｖ８型などの多気筒エンジンに対してそのまま適用することができないという問題がある。即ち、上述した２つの気筒のうち、点火順序が２番目となる気筒の開弁期間の直前には、最初の気筒の開弁期間が配置されており、全気筒の閉弁期間が存在しない。

このような構成において、従来技術の補正制御を実施した場合には、例えば最初の気筒の開弁期間中に２番目の気筒の補正を行うことになる。つまり、バルブ反力に抗してアクチュエータを高速駆動する必要が生じるから、アクチュエータの大型化や出力の増大を招くことになる。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数気筒のバルブリフト量を一括して制御する場合において、可変動弁機構のアクチュエータを緩やかに駆動しつつ、各気筒のばらつきを補正することができ、アクチュエータの小型化や効率的な駆動を実現することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。

第１の発明は、気筒別のカムが回転することにより、各気筒のバルブが個々のカムノーズに対応する位置で開，閉する複数の気筒と、
前記複数の気筒のうち前記カムノーズの間隔が最小に設定され、前記バルブのリフト期間がオーバーラップまたは隣接するように設定された少なくとも２つの気筒である近接気筒群と、
アクチュエータ及び該アクチュエータにより回転せしめられ、該回転位置に応じて前記複数の気筒に設けられる前記バルブの作用角又はリフト量である制御パラメータを可変させる制御軸を有する可変動弁機構と、
前記近接気筒群のうち点火順序が最初となる気筒を基準として、各気筒における前記制御パラメータのばらつきである気筒別の誤差データを取得する誤差取得手段と、
前記誤差データに基づいて前記アクチュエータを駆動することにより、各気筒における前記制御パラメータのばらつきを補正する補正手段と、
前記補正手段が補正対象気筒に対して補正を行う補正期間を、前記補正対象気筒と該補正対象気筒よりも先にバルブが開く気筒との間のカムノーズ間隔に応じて可変に設定する補正期間可変手段と、を備え、
前記補正期間可変手段は、前記カムノーズ間隔に応じて定められる前記近接気筒群のうち点火順序が２番目以降の気筒を前記補正対象気筒とする場合に、前記補正期間を当該気筒のリフト期間に一致させる構成としたことを特徴とする。

第２の発明によると、前記誤差取得手段は、前記近接気筒群のうち点火順序が最初の気筒を基準気筒として使用し、他の気筒の誤差データを前記基準気筒に対する相対値として取得する構成としている。

第３の発明によると、前記補正期間可変手段は、前記近接気筒群以外の気筒の補正期間を、補正対象気筒よりも先にバルブが開く気筒の補正期間が終了してから補正対象気筒が最大リフト量となるまでの期間として設定する構成としている。

第４の発明は、気筒別のカムが回転することにより、各気筒のバルブが個々のカムノーズに対応する位置で開，閉する複数の気筒と、
前記複数の気筒のうち前記カムノーズの間隔が最小に設定され、前記バルブのリフト期間がオーバーラップまたは隣接するように設定された少なくとも２つの気筒である近接気筒群と、
アクチュエータ及び該アクチュエータにより回転せしめられ、該回転位置に応じて前記複数の気筒に設けられる前記バルブの作用角又はリフト量である制御パラメータを可変させる制御軸を有する可変動弁機構と、
前記近接気筒群を基準気筒として使用し、他の気筒における前記制御パラメータのばらつきを前記近接気筒群のばらつきの平均値に対する相対的な誤差データとして取得する誤差取得手段と、
前記誤差データに基づいて前記アクチュエータを駆動することにより、前記近接気筒群以外の気筒における前記制御パラメータのばらつきを補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。

第５の発明は、前記近接気筒群以外の気筒において、前記ばらつきの補正方向が小作用角側である気筒の補正期間を、当該気筒よりも先にバルブが開く気筒のリフト期間が終了してから当該気筒のリフト期間が終了するまでの期間として設定する第１の補正期間設定手段と、
前記近接気筒群以外の気筒において、前記ばらつきの補正方向が大作用角側である気筒の補正期間を、当該気筒よりも先にバルブが開く気筒のリフト期間が終了してから当該気筒のリフト期間が開始するまでの期間として設定する第２の補正期間設定手段と、
を備える構成としている。

第６の発明は、予め測定された各気筒の誤差データを記憶する記憶手段を備え、
前記誤差取得手段は、前記記憶手段から前記誤差データを取得する構成としている。

第１の発明によれば、誤差取得手段は、各気筒における制御パラメータのばらつきを気筒別の誤差データとして取得することができる。そして、補正手段は、この誤差データに基づいて制御パラメータのばらつきを確実に補正することができる。このとき、補正期間可変手段は、補正対象気筒と、該補正対象気筒よりも先にバルブが開く気筒（直前の気筒）との間のカムノーズ間隔に応じて、個々の気筒における補正期間の長さを適切に設定することができる。

これにより、例えばカムノーズ間隔が狭い気筒間では、補正期間を出来るだけ長く設定することができ、この補正期間中に可変動弁機構のアクチュエータを緩やかに駆動することができる。従って、高速駆動が可能な大型のアクチュエータ等を用いる必要がないから、アクチュエータの小型化や効率的な駆動を実現することができる。

また、近接気筒群のうち点火順序が２番目以降の気筒では、リフト期間の開始前に十分な補正期間が確保できなくても、リフト期間の開始から終了までの期間を補正期間として用いることができる。従って、当該気筒の補正期間を出来るだけ長く設定することができ、この補正期間中にアクチュエータを補正角度分だけ徐々に駆動すればよいから、アクチュエータの動作速度を緩やかにすることができ、その消費電力を低減することができる。

第２の発明によれば、誤差取得手段は、近接気筒群のうち点火順序が最初の気筒を基準気筒として用いることができ、他の気筒の誤差データは、基準気筒に対する相対値として取得することができる。この結果、基準気筒のリフト期間中には、ばらつきの補正を行う必要がなくなり、例えばアクチュエータを基準位置に保持することができる。

そして、基準気筒の直後の気筒で補正を開始するときには、アクチュエータを基準位置に静止した状態から緩やかに駆動し始めることができる。従って、近接気筒群のカムノーズ間隔に対応した狭い期間内において、例えば補正方向が切換わることによってアクチュエータの駆動方向が急激に逆転するのを避けることができ、アクチュエータの負荷を軽減することができる。

第３の発明によれば、補正期間可変手段は、近接気筒群以外の気筒の補正期間を、直前の気筒の補正期間が終了してから補正対象気筒が最大リフト量となるまでの期間として設定することができる。これにより、例えば近接気筒群の直後ではない気筒の補正期間には、その直前に位置する気筒のリフト期間の後半部分と、当該気筒のリフト期間の前半部分とを含めることができる。

また、例えば近接気筒群の直後である気筒の補正期間には、少なくとも当該気筒のリフト期間の前半部分を含めることができる。従って、近接気筒以外の各気筒において、補正期間を平均的に長く設定することができる。これにより、アクチュエータの動作速度を全体として抑えることができ、その消費電力を低減することができる。

第４の発明によれば、カムノーズ間隔が最小に設定された近接気筒群の各気筒を基準気筒として用いることができる。即ち、これらの気筒は、ばらつきが零である基準気筒とみなすことができる。これにより、カムノーズ間隔が狭い（即ち、補正期間が短い）近接気筒群に対しては、ばらつきの補正を省略することができる。従って、短い補正期間内にアクチュエータが高速駆動されるのを回避することができ、アクチュエータの動作速度を抑えることができる。このため、第１の発明と同様に、アクチュエータの小型化や効率的な駆動を実現することができる。

また、基準気筒以外の気筒の誤差データは、基準気筒間のばらつきの平均値を基準として相対的に設定することができる。この場合、各基準気筒の間に存在するばらつきは、その平均値に対する比較的小さな誤差として無視することができる。従って、基準気筒間のばらつきが補正制御に与える影響を最小限に抑えることができる。

第５の発明によれば、第１，第２の補正期間設定手段は、ばらつきを補正するときの補正方向（アクチュエータの駆動方向）に応じて各気筒の補正期間を可変に設定することができる。即ち、例えば小作用角側に補正を行うときには、その補正期間中にバルブを開弁させることができ、バルブ反力をアクチュエータの駆動方向に作用させることができる。

従って、アクチュエータの駆動力をバルブ反力によって補助することができ、モータを効率よく、円滑に作動させることができる。一方、大作用角側に補正を行うときには、その補正期間をバルブの開弁前に終わらせることができる。このため、遅閉補正中には、アクチュエータの駆動方向に対してバルブ反力が逆向きに作用するのを回避することができ、アクチュエータを効率よく作動させることができる。

第６の発明によれば、記憶手段には、予め測定された各気筒の誤差データを記憶しておくことができる。誤差取得手段は、これらの誤差データを記憶手段から容易に取得することができる。従って、例えば内燃機関の運転中に誤差データを検出しなくてもよいので、誤差検出用の構造や制御が不要となり、システムを簡略化することができる。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図８を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１及び図２は、実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。本実施形態のシステムは、図２に示すように、例えばＶ８エンジン等からなる多気筒型の内燃機関１０を備えている。

内燃機関１０は、例えば＃１，＃３，＃５，＃７気筒からなる左バンク１２と、＃２，＃４，＃６，＃８気筒からなる右バンク１４とを備えている。なお、各気筒の番号は、説明の便宜上、一例として付したものであり、本発明を限定するものではない。そして、図１は、１つの気筒の断面を示したものである。

図１に示すように、内燃機関１０の各気筒内にはピストン１６が挿嵌されており、このピストン１６は気筒内に燃焼室１８を画成している。各気筒のピストン１６は、内燃機関１０の出力軸であるクランク軸２０に連結されている。また、内燃機関１０には、クランク軸２０の回転角（クランク角）を検出するクランク角センサ２２が設けられている。

各気筒の燃焼室１８には、内燃機関１０の吸入空気が燃焼室１８に向けて流通する吸気通路２４と、燃焼室１８から排気ガスが流出する排気通路２６とが接続されている。吸気通路２４の流入口近傍には、吸気通路２４を流れる吸入空気の流量（吸入空気量）を検出するエアフローメータ２８が設けられている。また、吸気通路２４には、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ３０が設けられている。スロットルバルブ３０は、アクセル開度等に基づいてスロットルモータ３２により駆動される。

また、各気筒には、燃焼室１８に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３４と、燃焼室１８内の混合気に点火する点火プラグ３６と、燃焼室１８に対して吸気通路２４を開，閉する吸気バルブ３８と、燃焼室１８に対して排気通路２６を開，閉する排気バルブ４０とが設けられている。

これらの吸気バルブ３８と排気バルブ４０は、動弁系４２，４４によってそれぞれ駆動される。吸気動弁系４２は、後述するカムシャフト８０，８２の回転角をそれぞれ検出する２つのカム角センサ４６（一方のみ図示）と、後述する制御軸６４，６６の回転角をそれぞれ検出する２つの回転角センサ４８とを備えている。これらのセンサ４６，４８は、一般的に公知な各種の非接触式センサ等により構成されている。なお、吸気動弁系４２の構造については後述する。排気動弁系４４は、吸気動弁系４２とほぼ同様に構成されているので、その説明を省略する。

一方、本実施の形態のシステムは、内燃機関１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータ等によって構成され、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶手段としての記憶回路５０Ａを備えている。

ＥＣＵ５０の入力側には、上述したクランク角センサ２２、エアフローメータ２８、カム角センサ４６、回転角センサ４８等に加えて、内燃機関１０の冷却水温度を検出する水温センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ等を含むセンサ系統が接続されている。ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルモータ３２、燃料噴射弁３４及び点火プラグ３６と、後述のモータ６０，６２とを含む各種のアクチュエータが接続されている。

そして、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の運転状態をセンサ系統によって検出しつつ、各アクチュエータを駆動することによって運転制御を行う。また、ＥＣＵ５０は、各気筒におけるバルブリフト量のばらつきを補正するために、後述の補正制御を実行する。

（吸気動弁系）
次に、図２を参照しつつ、吸気動弁系４２について説明する。吸気動弁系４２は、ＥＣＵ５０により制御されるアクチュエータとしての左モータ６０，右モータ６２と、これらのモータ６０，６２により回転駆動される左制御軸６４，右制御軸６６と、内燃機関１０の各気筒にそれぞれ設けられた可変動弁機構６８とを備えている。

左制御軸６４は、左バンク１２側の各可変動弁機構６８に対する共通の制御軸となっている。このため、左バンク１２側の可変動弁機構６８は、左制御軸６４の回転角（回転位置）に応じて、＃１，＃３，＃５，＃７気筒の吸気バルブ３８のリフト量（以下、バルブリフト量と称す）及び作用角を一括して変化させることができる。これと同様に、右バンク１４側の可変動弁機構６８は、右制御軸６６の回転角に応じて、＃２，＃４，＃６，＃８気筒のバルブリフト量及び作用角を一括して変化させることができる。

（可変動弁機構）
次に、図４を参照して、可変動弁機構６８の構造について説明する。図４は可変動弁機構６８の斜視図を示している。可変動弁機構６８は、例えば特開２００７−１３２３２６号公報に開示されているような公知の構成を有し、後述する各気筒のカムＣ1〜Ｃ8とロッカアーム７８との間に配置されている。また、可変動弁機構６８は、制御アーム７０、入力ローラ７２、出力ローラ７４及び揺動カムアーム７６を備えている。

制御アーム７０は、基端側が制御軸６４（または制御軸６６）に揺動可能に取付けられている。入力ローラ７２は、制御アーム７０の先端側に回転可能に設けられており、何れかのカムＣ1〜Ｃ8から入力を受承する。出力ローラ７４は、制御アーム７０の先端側に回転可能に設けられ、入力ローラ７２の軸方向両側にそれぞれ配置されている。出力ローラ７４は、入力ローラ７２によって受承した力を揺動カムアーム７６に出力する。

揺動カムアーム７６は、各出力ローラ７４にそれぞれ対応する位置で制御軸６４（６６）の外周側に揺動可能に取付けられている。これらの揺動カムアーム７６は、上面側が各出力ローラ７４に当接し、下面側が各ロッカアーム７８のロッカローラに当接している。従って、カムＣ1〜Ｃ8の入力は、可変動弁機構６８を介して各ロッカアーム７８にそれぞれ伝達されるので、ロッカアーム７８によって吸気バルブ３８を開，閉させることができる。

また、各ローラ７２，７４は、揺動カムアーム７６の基端側と先端側との間で、制御軸６４（６６）の回転角に応じた位置に保持されている。そして、揺動カムアーム７６が揺動するときの振幅及びタイミングは、出力ローラ７４の位置に応じて変化する。このため、可変動弁機構６８によれば、制御軸６４（６６）の回転角に応じてバルブリフト量及び作用角を可変に設定することができる。

（カムの配置）
次に、図５及び図６を参照して、Ｖ８型の内燃機関における吸気側のカムの配置について説明する。図５は、左バンク側のカムの配置を示す説明図であり、図６は、右バンク側のカムの配置を示す説明図である。

図５に示すように、左バンク１２のカムシャフト８０には、＃１，＃３，＃５，＃７気筒に対応する４つのカムＣ1，Ｃ3，Ｃ5，Ｃ7が設けられている。ここで、各気筒の運転サイクルにおいて、＃５，＃７気筒の吸気バルブ３８が開弁している期間（以下、単に＃５，＃７気筒のリフト期間と称す）は、後述の図７に示すように僅かにオーバーラップするか、または殆ど間隔をあけずに隣接している。このため、＃５，＃７気筒のカムＣ1，Ｃ7は、カムノーズの角度間隔（以下、カムノーズ間隔と称す）が左バンク１２の各気筒のうちで最小に設定されている。

また、右バンク１４のカムシャフト８２には、図６に示すように、＃２，＃４，＃６，＃８気筒に対応する４つのカムＣ2，Ｃ4，Ｃ6，Ｃ8が設けられている。右バンク１４では、＃４，＃８気筒のリフト期間が、前述した＃５，＃７気筒の場合と同様の位置関係で配置されている。このため、カムＣ4，Ｃ8のカムノーズ間隔は、右バンク１４の各気筒のうちで最小に設定されている。以下の説明では、＃５，＃７気筒を左バンク１２の近接気筒群と称し、＃４，＃８気筒を右バンク１４の近接気筒群と称するものとする。

機関運転時には、左，右のカムシャフト８０，８２と共にカムＣ1〜Ｃ8が回転し、個々のカムによって各気筒の可変動弁機構６８の入力ローラ７２がそれぞれ押動される。この結果、各気筒の吸気バルブ３８は、カムＣ1〜Ｃ8のカムノーズに対応する位置で開，閉され、そのリフト量及び作用角はカムプロフィールに応じたものとなる。

（基本的な可変動弁制御）
ＥＣＵ５０は、左，右バンクのモータ６０，６２をそれぞれ駆動することにより、各バンクの制御軸６４，６６を目標回転角まで回転させる。この結果、各気筒におけるバルブリフト量及び作用角は、可変動弁機構６８により制御軸６４，６６の回転角に応じた大きさに設定され、この設定動作はバンク毎に一括して行われる。これにより、ＥＣＵ５０は、各気筒の制御パラメータであるバルブリフト量及び作用角を、内燃機関の運転状態等に応じて適切に制御することができる。

［実施の形態１の特徴部分］
上述したように、各気筒のバルブリフト量及び作用角は、バンク毎に一括して制御される。しかしながら、これらの制御パラメータには、例えば可変動弁機構６８の各部品の寸法誤差、組付誤差などによって気筒間のばらつきが生じ易い。

このため、本実施の形態では、例えば内燃機関１０を出荷する前に、各気筒間の制御パラメータのばらつきを予め測定しておき、その測定結果を各気筒の誤差データとしてＥＣＵ５０の記憶回路５０Ａに記憶させる構成としている。図３は、ＥＣＵ５０に記憶された各気筒の誤差データを示している。なお、本実施の形態では、誤差データとして、作用角のばらつき（以下、作用角ばらつきと称す）を用いた場合を例示している。

この図に示すように、左バンク１２における＃１，＃３，＃７気筒の誤差データα1，α3，α7は、近接気筒群（＃５，＃７気筒）のうち点火順序が最初となる＃５気筒を基準気筒として設定されている。つまり、これらの誤差データα1，α3，α7は、基準気筒の作用角ばらつきに対する相対値として設定されている。

従って、誤差データα1とは、＃１気筒の作用角が＃５気筒を基準として角度α1分だけずれていることを表している。なお、各気筒の誤差データは、零または正負の値をとるように設定されている。誤差データの正負は、基準気筒に対して作用角が大きくなる方向のばらつきか、小さくなる方向のばらつきかによって設定されている。

一方、右バンク１４における＃２，＃４，＃６気筒の誤差データα2，α4，α6は、近接気筒群（＃４，＃８気筒）のうち点火順序が最初となる＃８気筒を基準気筒として、左バンク１２とほぼ同様に設定されている。

また、右バンク１４の＃８気筒は、左，右のバンク１２，１４を合わせた全体の基準気筒として用いられている。つまり、左バンク１２の基準気筒（＃５気筒）は、＃８気筒を基準として作用角ばらつきが予め測定されている。この作用角ばらつきは、＃８気筒に対する相対値として求められ、バンク間誤差βとしてＥＣＵ５０に予め記憶されている。

ＥＣＵ５０は、これらの誤差データα1〜α8，βを記憶回路５０Ａから取得することにより、気筒別のばらつき補正制御を正確に行うことができる。この構成によれば、例えば内燃機関１０の運転中に誤差データを検出しなくてもよいので、誤差検出用の構造や制御が不要となり、システムを簡略化することができる。なお、ばらつき補正制御は、前述した基本的な可変動弁制御と並行して実施される。

（気筒別のばらつき補正制御）
図７は、各気筒のリフト期間とばらつき補正の実行状態を示すタイミングチャートである。図７中の上側の太線は、左モータ６０による＃１，＃３，＃５，＃７気筒での補正の実行状態を示している。下側の太線は、右モータ６２による＃２，＃４，＃６，＃８気筒での補正の実行状態を示している。

また、図７中のθn（ｎ=1,2,3...8）は、＃ｎ気筒での吸気バルブ３８の目標作用角θn′に対する実際の作用角（実作用角）を示している。さらに、図７中に示す実線の山形曲線は、実作用角θnに対応するバルブリフト量及び作用角を示し、破線の山形曲線は、目標作用角θn′に対応するバルブリフト量及び作用角を示している。

ここで、目標作用角θn′に対する実作用角θnの誤差は、＃５気筒を除けば、ＥＣＵ５０に記憶された誤差データα1〜α8に相当している。＃５気筒の目標作用角θ5′に対する実作用角θ5の誤差は、バンク間誤差βに相当している。また、＃８気筒は全体の基準気筒であるから、実作用角θ8は目標作用角と一致した状態（誤差データが零の状態）となっている。また、＃５気筒は、左バンク１２の基準気筒であるから、バンク内における＃５気筒の誤差データは零に設定されている（図３参照）。

内燃機関の運転が開始されると、ＥＣＵ５０は、まず左制御軸６４をバンク間誤差βに対応した補正角度分だけ回転させる。その後、左制御軸６４の回転角は、右制御軸６６の回転角に対して前記補正角度分だけオフセットした状態に保持される（オフセット制御）。ここで、補正角度とは、基本的な可変動弁制御により設定される制御軸６４，６６の回転角に対して、ばらつき補正により加算または減算される角度である。

このオフセット制御によれば、右バンク１４の＃８気筒を基準として、左バンク１２の基準気筒である＃５気筒の作用角ばらつき（即ち、目標作用角θ5′に対する実作用角θ5の誤差）を補正することができる。この結果、＃５気筒を基準として左バンク１２のばらつき補正を行い、＃８気筒を基準として右バンク１４のばらつき補正を行う場合でも、全ての気筒の補正を同一の基準で実施することができる。

また、本実施の形態において、各気筒の点火順序は、例えば＃１→＃８→＃４→＃３→＃６→＃５→＃７→＃２の順番に設定されている。内燃機関の運転中には、この順番で各気筒の開弁期間（リフト期間）が到来する。このとき、ＥＣＵ５０は、図７に示すように、個々の気筒がリフト期間を迎える毎に、モータ６０（またはモータ６２）をばらつき補正のために駆動し、当該気筒の誤差データに対応した補正角度分だけ制御軸６４（６６）を回転させる。

即ち、例えば＃７気筒では、目標作用角θ7′に対して実作用角θ7が小作用角方向にずれている。このため、＃７気筒のリフト期間中には、モータ６０を誤差データα7に応じて大作用角方向（遅閉側）に駆動し、吸気バルブ３８の閉弁時期を遅らせる遅閉補正を実行する。なお、図７に示すバルブ特性は、例えば位相連成型の可変動弁機構を用いることにより、吸気バルブ３８の開弁時期を一定に保持しつつ、閉弁時期を変化させる場合を例に挙げている。

また、例えば＃３気筒では、目標作用角θ3′に対して実作用角θ3が大作用角方向にずれている。このため、＃３気筒のリフト期間以前には、モータ６０を誤差データα3に応じて小作用角方向（早閉側）に駆動し、吸気バルブ３８の閉弁時期を早くする早閉補正を実行する。さらに、他の＃１，＃２，＃４，＃６気筒でも同様に、目標作用角θn′と実作用角θnとのずれに相当する誤差データαnに応じて、前述した早閉補正または遅閉補正が実行される。

このように、本実施の形態のばらつき補正（早閉補正及び遅閉補正）によれば、各気筒での作用角ばらつきを個々の気筒毎に適切なタイミングで補正することができる。従って、基本的な可変動弁制御を行うときには、気筒間の作用角ばらつきが抑制された状態で、各気筒のバルブリフト量や作用角を正確に制御することができる。

一方、＃８気筒は全体の基準気筒であるから、そのリフト期間中には、ばらつき補正が実行されず、右モータ６２が右バンク側の基準位置に静止した状態に保持される。また、＃５気筒は左バンク１２の基準気筒であるから、そのリフト期間中には、ばらつき補正が実行されず、左モータ６０が左バンク側の基準位置に保持される。ここで、左バンク側の基準位置は、前述のオフセット制御により右バンク側の基準位置に対して補正角度分だけオフセットされた位置となっている。

（補正期間の設定）
本実施の形態では、モータ６０，６２の動作速度を抑えるために、ばらつき補正を行う補正期間を、補正対象気筒とその直前の気筒との間のカムノーズ間隔に応じて可変に設定する構成としている。ここで、補正期間とは、個々の気筒において、制御軸６４（６６）を補正角度分だけ回転させるためにモータ６０（６２）を駆動する期間である。また、直前の気筒とは、補正対象気筒よりも先に吸気バルブ３８が開く気筒であり、前述した点火順序において一つ前の気筒を表すものとする。

一般に、各気筒のばらつき補正は、直前の気筒のリフト期間が終了してから、補正対象気筒のリフト期間が開始するまでの間に完了させるのが好ましい。しかしながら、Ｖ８型の内燃機関１０においては、例えば近接気筒群のうち点火順序が２番目である＃４，＃７気筒と、その直前の＃５，＃８気筒との間でカムノーズ間隔が最小に設定され、これらの気筒のリフト期間はほぼ連続している。従って、＃４，＃７気筒には、上述した好ましい補正タイミングが存在しない。

このため、本実施の形態では、＃４，＃７気筒の補正期間を、当該気筒のリフト期間とほぼ一致させる構成としている。以下、補正期間の設定基準として用いる「リフト期間」とは、ばらつき補正を実行した後のリフト期間（即ち、目標作用角θn′に対応する破線のリフト期間）を示すものとする。そして、ばらつき補正では、補正期間が終了するときに、補正された角度が最大となるように（即ち、ばらつき補正が完了するように）、モータ６０，６２を出来るだけ緩やかに駆動する。

この構成によれば、近接気筒群のうち点火順序が２番目である＃４，＃７気筒では、リフト期間の開始前に十分な補正期間が確保できなくても、リフト期間の開始から終了までの期間を補正期間として用いることができる。従って、＃４，＃７気筒の補正期間を出来るだけ長く設定することができ、この補正期間中にモータ６０，６２を補正角度分だけ徐々に駆動すればよい。これにより、モータ６０，６２の動作速度を緩やかにすることができ、その消費電力を低減することができる。

この場合、ばらつき補正は、前述したように、補正対象気筒のリフト期間の開始前に完了するのが好ましい。しかし、リフト期間中にバルブリフト量及び作用角を補正した場合にも、その分だけ吸入空気量を変化させることができるから、＃４，＃７気筒においても補正の効果を十分に得ることができる。

また、＃４，＃７気筒のばらつき補正は、その直前の＃５，＃８気筒を基準気筒として実行される。この場合、＃５，＃８気筒のリフト期間中には、ばらつき補正が実行されず、モータ６０，６２が基準位置に保持されている。このため、基準気筒の直後に＃４，＃７気筒のばらつき補正を開始するときには、モータ６０，６２を基準位置に静止した状態から緩やかに駆動し始めることができる。従って、近接気筒群のカムノーズ間隔に対応した狭い期間内において、例えば補正方向が切換わることによってモータ６０，６２の回転方向が急激に逆転するのを避けることができ、モータの負荷を軽減することができる。

一方、本実施の形態では、近接気筒群以外となる＃１，＃２，＃３，＃６気筒の補正期間を、直前の気筒の補正期間が終了してから補正対象気筒が最大リフト量となるまでの期間として設定している。これらの気筒と直前の気筒との間には、比較的大きなカムノーズ間隔（例えば、クランク角で９０〜１８０°ＣＡ）が確保されている。そして、これらの気筒のばらつき補正でも、補正期間中にモータ６０，６２を出来るだけ緩やかに駆動し、補正期間が終了するときに補正された角度が最大となるようにする。

この構成によれば、例えば近接気筒群の直後ではない＃３気筒の補正期間には、その直前に位置する＃１気筒のリフト期間の後半部分と、当該＃３気筒のリフト期間の前半部分とを含めることができる。また、例えば近接気筒群の直後である＃６気筒の補正期間には、少なくとも当該＃６気筒のリフト期間の前半部分を含めることができる。従って、近接気筒以外の各気筒において、補正期間を平均的に長く設定することができ、モータ６０，６２の動作速度を全体として抑えることができる。

上述したように、本実施の形態によれば、補正対象気筒とその直前の気筒との間のカムノーズ間隔に応じて、個々の気筒における補正期間の長さを適切に設定することができる。従って、複数気筒のバルブリフト量を一括して制御する場合でも、モータ６０，６２を緩やかに駆動しつつ、各気筒の作用角ばらつきを確実に補正することができる。これにより、高速駆動が可能な大型のモータ等を用いる必要がないから、モータ６０，６２の小型化や効率的な駆動を実現することができる。

［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図８は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図８に示すルーチンは、内燃機関の始動時に開始され、一定の時間毎に繰返し実行されるものである。

まず、内燃機関の運転が開始されると、ＥＣＵ５０は、ＥＣＵ５０の記憶回路５０Ａからバンク間誤差βを取得し、前述したオフセット制御を実行する。これにより、左バンク１２の基準気筒である＃５気筒の作用角ばらつきが補正される。

そして、ステップ１００では、クランク角センサ２２、カム角センサ４６等の検出信号を用いることにより、次にリフト期間を迎える気筒（補正対象気筒）の直前の気筒に対するばらつき補正が終了したか否かを判定する。ここで、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ１０４に移る。また、ステップ１００で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ１０２で直前の気筒に対するばらつき補正を続行し、そのまま終了する。

次に、ステップ１０４では、ＥＣＵ５０の記憶回路５０Ａから補正対象気筒の誤差データを取得する。また、ステップ１０６では、補正対象気筒が基準気筒（＃５，＃８気筒）であるか否かを判定する。ここで、「ＹＥＳ」と判定したときには、ばらつき補正を行う必要がないので、ステップ１０８では、モータ６０（またはモータ６２）を基準位置に戻し、そのまま終了する。

また、ステップ１０６で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ１１０で補正対象気筒が近接気筒群であるか否かを判定する。ここで、「ＹＥＳ」と判定したときには、補正対象気筒が＃４，＃７気筒の何れかである。このため、ステップ１１２では、ばらつき補正を行う補正期間を、補正対象気筒のリフト期間と一致するように設定し、後述のステップ１１６に移る。

また、ステップ１１０で「ＮＯ」と判定したときには、補正対象気筒が近接気筒群ではない＃１，＃２，＃３，＃６気筒の何れかである。このため、ステップ１１４では、補正期間を、直前の気筒の補正期間が終了してから補正対象気筒が最大リフト量となるまでの期間に設定する。

次に、ステップ１１６では、補正対象気筒の誤差データに応じて補正角度を求め、例えば補正角度を補正期間で除算する等の演算を行うことにより、単位期間当りのモータ６０（６２）の動作速度を算出する。そして、ステップ１１８では、動作速度の算出値に応じてモータ６０（６２）を駆動する。

以上、詳述した通り、本実施の形態によれば、補正対象気筒とその直前の気筒との間のカムノーズ間隔に応じて、補正期間の長さを適切に設定することができ、モータ６０，６２の動作速度を抑えることができる。

実施の形態２．
次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

［実施の形態２の特徴部分］
本実施の形態では、近接気筒群となる複数の気筒を基準気筒として使用している。そして、他の気筒の誤差データは、これら基準気筒の作用角ばらつきの平均値に対する相対値として取得するようにしている。また、本実施の形態では、ばらつき補正の補正方向（モータの駆動方向）に応じて補正期間を可変に設定しており、これらの点で実施の形態１と構成が異なるものである。

図９は、実施の形態２において、ＥＣＵ５０に記憶された各気筒の誤差データを示している。この図に示すように、左バンク１２における＃１，＃３気筒の誤差データα1′，α3′は、近接気筒群である＃５，＃７気筒の作用角ばらつきの平均値を基準として、この基準に対する相対値として設定されている。この場合、＃５，＃７気筒は、作用角ばらつきを零とみなす基準気筒として使用されている。

一方、右バンク１４における＃２，＃６気筒の誤差データα2′，α6′は、左バンク１２の場合と同様に、基準気筒（＃４，＃８気筒）の作用角ばらつきの平均値に対する相対値として設定されている。右バンク１４に対する左バンク１２の作用角ばらつきは、実施の形態１の場合と同様に、バンク間誤差β′としてＥＣＵ５０に予め記憶されている。

次に、図１０は、各気筒のリフト期間とばらつき補正の実行状態を示すタイミングチャートである。本実施の形態では、上述したように、近接気筒群を作用角ばらつきが零である基準気筒とみなしている。このため、カムノーズ間隔が最小に設定された＃４，＃８気筒間（及び＃５，＃７気筒間）では、図１０に示すように、ばらつき補正を実行する必要がなくなり、モータ６０，６２を基準位置に静止した状態に保持することができる。

つまり、本実施の形態によれば、カムノーズ間隔が狭い（即ち、補正期間が短い）近接気筒群に対しては、ばらつき補正を省略することができる。従って、短い補正期間内にモータ６０，６２が高速駆動されるのを回避することができ、モータの動作速度を抑えることができる。

また、基準気筒以外の＃１，＃２，＃３，＃６気筒の誤差データは、各基準気筒の作用角ばらつきの平均値を基準として相対的に設定される。この場合、各基準気筒の間に存在する作用角ばらつきは、その平均値に対する比較的小さな誤差として無視することができる。従って、基準気筒間の作用角ばらつきが補正制御に与える影響を最小限に抑えることができる。

また、本実施の形態では、ばらつき補正の補正方向が小作用角側（早閉側）である気筒の補正期間を、直前の気筒のリフト期間が終了してから当該気筒のリフト期間が終了するまでの期間に設定している。また、補正方向が大作用角側（遅閉側）である気筒の補正期間を、直前の気筒のリフト期間が終了してから当該気筒のリフト期間が開始するまでの期間に設定している。

即ち、例えば図１０中の＃３気筒のばらつき補正では、モータ６０が小作用角側に駆動されることにより、早閉補正が実行される。このとき、＃３気筒の補正期間は、＃１気筒のリフト期間が終了してから＃３気筒のリフト期間が終了するまでの期間として設定される。従って、例えば＃３，＃６気筒のように早閉補正を行う場合には、その補正期間中に吸気バルブ３８を開弁させることができる。

ここで、吸気バルブ３８の開弁中には、吸気バルブ３８を閉弁方向に付勢するバルブスプリングの反力や、可変動弁機構６８に設けられたロストモーションスプリング（何れも図示せず）の反力等が、バルブ反力としてモータ６０，６２にも付加される。このバルブ反力は、モータの出力軸に対して小作用角方向に作用する。

このため、早閉補正を行う場合には、吸気バルブ３８のバルブ反力を早閉補正の補正方向（モータ６０，６２の駆動方向）に作用させることができる。従って、モータ６０，６２の駆動力をバルブ反力によって補助することができ、モータを効率よく、円滑に作動させることができる。

一方、例えば＃２気筒のばらつき補正では、モータ６０が大作用角側に駆動されることにより、遅閉補正が実行される。このとき、＃２気筒の補正期間は、＃６気筒のリフト期間が終了してから＃２気筒のリフト期間が開始するまでの期間として設定される。

これにより、遅閉補正を行う場合には、その補正期間を吸気バルブ３８の開弁前に終わらせることができる。このため、遅閉補正中には、モータ６０，６２の駆動方向に対してバルブ反力が逆向きに作用するのを回避することができ、モータを効率よく作動させることができる。

［実施の形態２を実現するための具体的な処理］
図１１は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図１１に示すルーチンは、内燃機関の始動時に開始され、一定の時間毎に繰返し実行されるものである。

まず、内燃機関の運転が開始されると、ＥＣＵ５０は、実施の形態１で述べたオフセット制御を実行する。そして、ステップ２００〜２０８では、実施の形態１のステップ１００〜１０８と同様の処理を行う。

次に、ステップ２１０では、補正対象気筒が基準気筒以外の場合において、ばらつき補正の補正方向が小作用角側であるか否かを判定する。ここで、「ＹＥＳ」と判定したときには、早閉補正であるから、ステップ２１２では、補正期間を、直前の気筒のリフト期間の終了時点から補正対象気筒のリフト期間の終了時点までに設定する。

また、ステップ２１０で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ２１４で補正方向が大作用角側であるか否かを判定する。ここで、「ＹＥＳ」と判定したときには、遅閉補正であるから、ステップ２１６では、補正期間を、直前の気筒のリフト期間の終了時点から補正対象気筒のリフト期間の開始時点までに設定する。

ステップ２１８，２２０では、実施の形態１と同様に、モータ６０，６２の動作速度を算出し、これを駆動して終了する。

以上、詳述した通り、本実施の形態によれば、近接気筒群となる複数の気筒を基準気筒として使用したので、カムノーズ間隔が最小に設定された気筒間では、モータ６０，６２を高速で駆動する必要がない。これにより、モータの動作速度を抑えることができ、その消費電力を低減することができる。

また、ばらつき補正の補正方向に応じて補正期間を可変に設定する構成としたので、バルブ反力を利用してモータ６０，６２の駆動力を補助することができる。従って、本実施の形態によっても、実施形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができ、モータ６０，６２の小型化や効率的な駆動を実現することができる。

なお、前記実施の形態１，２では、図８，図１１中のステップ１０４，２０４が誤差取得手段の具体例を示している。また、ステップ１１８，２２０は、補正手段の具体例を示している。図８中のステップ１１２，１１４は、請求項１乃至４における補正期間可変手段の具体例を示している。図１１中のステップ２１２，２１６は、請求項６における第１，第２の補正期間設定手段の具体例を示している。

また、各実施の形態では、例えば近接気筒群が２つの気筒（＃４，＃８気筒または＃５，＃７気筒）により構成されている場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、近接気筒群が３つ以上の気筒により構成されている内燃機関に適用してもよい。

また、実施の形態１では、近接気筒群のうち点火順序が２番目以降の気筒の補正期間を当該気筒のリフト期間に一致させる構成とした。また、実施の形態２では、ばらつき補正の補正方向に応じて補正期間を可変に設定する構成とした。この場合、本発明は、実施の形態１，２を組合わせる構成としてもよい。即ち、近接気筒群のうち点火順序が２番目以降の気筒の補正期間は当該気筒のリフト期間に一致させ、かつ他の気筒の補正期間はばらつき補正の補正方向に応じて可変に設定する構成としてもよい。

また、実施の形態では、吸気バルブ３８の閉弁時期のみを可変に設定する位相連成型の可変動弁機構６８を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばバルブトロニックやバルブマティック等のように、位相連成しないタイプの可変動弁機構に適用してもよい。そして、このタイプの可変動弁機構を用いる場合には、例えばバルブの位相を変化させるＶＶＴ（Variable Valve Timing system）との間で協調制御を行う構成とすればよい。

また、実施の形態では、Ｖ８型の内燃機関１０に適用する構成とした。しかし、本発明はＶ型の内燃機関に限らず、例えば直列、並列または水平対向型の内燃機関に適用してもよい。また、本発明は、気筒数についても８気筒に限定されるものではなく、８気筒以外の複数気筒に適用してもよい。

さらに、実施の形態では、吸気バルブ３８に適用する構成としたが、本発明はこれに限らず、排気バルブ４０に適用してもよい。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体図である。 Ｖ８型の内燃機関における吸気動弁系の構成を示す説明図である。 ＥＣＵの記憶回路に記憶された気筒別の誤差データを示す説明図である。 各気筒に設けられた吸気側の可変動弁機構を示す斜視図である。 左バンクにおける吸気側のカムの配置を示す説明図である。 右バンクにおける吸気側のカムの配置を示す説明図である。 各気筒のリフト期間とばらつき補正の実行状態を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２において、ＥＣＵの記憶回路に記憶された気筒別の誤差データを示す説明図である。 各気筒のリフト期間とばらつき補正の実行状態を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１０ 内燃機関
１２ 左バンク
１４ 右バンク
１６ ピストン
１８ 燃焼室
２０ クランク軸
２２ クランク角センサ２２
２４ 吸気通路
２６ 排気通路
２８ エアフローメータ
３０ スロットルバルブ
３２ スロットルモータ
３４ 燃料噴射弁
３６ 点火プラグ
３８ 吸気バルブ
４０ 排気バルブ
４２，４４ 吸気動弁系，排気動弁系
４６ カム角センサ
４８ 回転角センサ
５０ ＥＣＵ
５０Ａ 記憶回路（記憶手段）
６０，６２ モータ（アクチュエータ）
６４，６６ 制御軸
６８ 可変動弁機構
７０ 制御アーム
７２ 入力ローラ
７４ 出力ローラ
７６ 揺動カムアーム
７８ ロッカアーム
８０，８２ カムシャフト
Ｃ1〜Ｃ8 カム

Claims (6)

1. 気筒別のカムが回転することにより、各気筒のバルブが個々のカムノーズに対応する位置で開，閉する複数の気筒と、
   前記複数の気筒のうち前記カムノーズの間隔が最小に設定され、前記バルブのリフト期間がオーバーラップまたは隣接するように設定された少なくとも２つの気筒である近接気筒群と、
   アクチュエータ及び該アクチュエータにより回転せしめられ、該回転位置に応じて前記複数の気筒に設けられる前記バルブの作用角又はリフト量である制御パラメータを可変させる制御軸を有する可変動弁機構と、
   前記近接気筒群のうち点火順序が最初となる気筒を基準として、各気筒における前記制御パラメータのばらつきである気筒別の誤差データを取得する誤差取得手段と、
   前記誤差データに基づいて前記アクチュエータを駆動することにより、各気筒における前記制御パラメータのばらつきを補正する補正手段と、
   前記補正手段が補正対象気筒に対して補正を行う補正期間を、前記補正対象気筒と該補正対象気筒よりも先にバルブが開く気筒との間のカムノーズ間隔に応じて可変に設定する補正期間可変手段と、を備え、
   前記補正期間可変手段は、前記カムノーズ間隔に応じて定められる前記近接気筒群のうち点火順序が２番目以降の気筒を前記補正対象気筒とする場合に、前記補正期間を当該気筒のリフト期間に一致させる構成としたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記誤差取得手段は、前記近接気筒群のうち点火順序が最初の気筒を基準気筒として使用し、他の気筒の誤差データを前記基準気筒に対する相対値として取得する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記補正期間可変手段は、前記近接気筒群以外の気筒の補正期間を、補正対象気筒よりも先にバルブが開く気筒の補正期間が終了してから補正対象気筒が最大リフト量となるまでの期間として設定する構成としてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 気筒別のカムが回転することにより、各気筒のバルブが個々のカムノーズに対応する位置で開，閉する複数の気筒と、
   前記複数の気筒のうち前記カムノーズの間隔が最小に設定され、前記バルブのリフト期間がオーバーラップまたは隣接するように設定された少なくとも２つの気筒である近接気筒群と、
   アクチュエータ及び該アクチュエータにより回転せしめられ、該回転位置に応じて前記複数の気筒に設けられる前記バルブの作用角又はリフト量である制御パラメータを可変させる制御軸を有する可変動弁機構と、
   前記近接気筒群を基準気筒として使用し、他の気筒における前記制御パラメータのばらつきを前記近接気筒群のばらつきの平均値に対する相対的な誤差データとして取得する誤差取得手段と、
   前記誤差データに基づいて前記アクチュエータを駆動することにより、前記近接気筒群以外の気筒における前記制御パラメータのばらつきを補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 前記近接気筒群以外の気筒において、前記ばらつきの補正方向が小作用角側である気筒の補正期間を、当該気筒よりも先にバルブが開く気筒のリフト期間が終了してから当該気筒のリフト期間が終了するまでの期間として設定する第１の補正期間設定手段と、
   前記近接気筒群以外の気筒において、前記ばらつきの補正方向が大作用角側である気筒の補正期間を、当該気筒よりも先にバルブが開く気筒のリフト期間が終了してから当該気筒のリフト期間が開始するまでの期間として設定する第２の補正期間設定手段と、
   を備えてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 予め測定された各気筒の誤差データを記憶する記憶手段を備え、
   前記誤差取得手段は、前記記憶手段から前記誤差データを取得する構成としてなる請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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