JP5281449B2 - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の複数バンクそれぞれに備えられ、機関バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構の制御装置に関する。

特許文献１には、規範モデルを用いて目標値を実現するように、可変動弁機構の制御入力を操作してバルブタイミングを制御する制御装置が開示されている。

特開２００６−１７００７５号公報

ところで、Ｖ型機関や水平対向機関などの複数バンクを備えた内燃機関において、各バンクに可変動弁機構を設けた場合、各可変動弁機構を、規範モデルに基づいて制御しても、バンク毎の可変動弁機構には作動応答にばらつきがあるため、該ばらつきによってバンク間で機関バルブのリフト特性に過渡的なばらつきを生じ、該ばらつきがバンク間での燃焼ばらつきを生じさせ、機関の運転性を向上させることが難しいという問題があった。

そこで、本発明は、バンク間における可変動弁機構の作動応答のばらつきによって、バンク間でリフト特性に過渡的なばらつきが生じることを抑制し、機関の運転性を向上させることができる可変動弁機構の制御装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明では、各バンクの可変動弁機構の作動応答の検出回数が少ない場合には、既定の第１作動応答と、各バンクの可変動弁機構の作動応答のうちで遅い側の作動応答である第２作動応答とのうちの遅い側を選択し、前記検出回数が多い場合には、前記第２作動応答を選択し、選択した作動応答に応じて各可変動弁機構を制御するようにした。
また、本願発明では、各バンクの前記可変動弁機構の作動応答をそれぞれに検出し、前記各バンクの前記可変動弁機構の作動応答のうちの最も遅い作動応答を、前記作動応答の時系列の検出結果を平滑化して求め、前記作動応答の時系列の検出回数が少ない場合には、既定の作動応答と前記最も遅い作動応答とのうちの遅い側を選択し、前記作動応答の時系列の検出回数が多い場合には、前記最も遅い作動応答を選択し、前記選択した作動応答に沿って前記リフト特性を変化させるように、前記可変動弁機構の操作量を演算して出力するようにした。

上記発明によると、バンク間における可変動弁機構の作動応答にばらつきがあっても、バンク間でリフト特性に過渡的なばらつきが生じることを抑制でき、機関の運転性をより向上させることができる。

実施形態における車両用内燃機関のシステム図である。 実施形態における吸気バルブの可変リフト機構を示す斜視図である。 前記可変リフト機構の要部を示す断面図である。 実施形態における可変バルブタイミング機構を示す図である。 実施形態における吸気バルブのバルブリフト量・バルブ作動角・バルブ作動角の中心位相の変化特性を示す線図である。 実施形態における可変リフト機構の制御ブロック図である。 実施形態における作動応答の検出処理を示すフローチャートである。 実施形態における作動応答の選択処理を示すフローチャートである。 実施形態における選択された作動応答に基づく最大速度ＲＭの設定処理を示すフローチャートである。 実施形態における選択された作動応答に基づく最大速度ＲＭの設定処理を示すフローチャートである。 実施形態における油温毎の最大速度ＲＭの学習処理を示すフローチャートである。 実施形態における目標値の制限停止又は制限緩和処理を示すフローチャートである。 実施形態における目標値の制限処理を示すフローチャートである。 実施形態における目標値の制限処理を示すフローチャートである。 実施形態における目標値変化の特性を示すタイムチャートである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施形態における車両用の内燃機関を示す。
図１に示す内燃機関１０１は、２つのバンク（気筒グループ）１０１ａ，１０１ｂからなるＶ型６気筒機関である。

但し、内燃機関１０１は、Ｖ型機関の他、水平対向機関などであってもよく、また、気筒数を６気筒に限定するものではなく、４気筒，８気筒，１２気筒などであってもよい。
内燃機関１０１の各気筒の燃焼室１０２内は、吸気ダクト１０３、吸気マニホールド１０４ａ，１０４ｂ、吸気ポート１０５を介して大気側と連通している。

前記燃焼室１０２（シリンダ）の吸気口１０２ａは、吸気バルブ１０６で開閉され、ピストン１０７が降下するときに前記吸気バルブ１０６が開くと、燃焼室１０２内に空気が吸引される。

一方、前記吸気バルブ１０６の上流側の吸気通路である、前記吸気マニホールド１０４ａ，１０４ｂのブランチ部１４０ａ，１４０ｂには、各気筒それぞれに燃料噴射弁１０８が配設されており、この燃料噴射弁１０８から噴射された燃料が空気と共に燃焼室１０２内に吸引される。

前記燃料噴射弁１０８は、その噴霧の中心軸が略吸気バルブ１０６の傘部（吸気口１０２ａ）を指向するように配置されている。
尚、燃料噴射弁１０８が燃焼室１０２内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射式内燃機関であってもよい。

前記シリンダ１０２内の燃料は、点火プラグ１０９による火花点火によって着火燃焼し、これによって発生する爆発力がピストン１０７を押し下げ、該押し下げ力によってクランクシャフト１１０が回転駆動される。

また、前記燃焼室１０２（シリンダ）の排気口１０２ｂは、排気バルブ１１１で開閉され、ピストン１０７が上昇するときに前記排気バルブ１１１が開くと、燃焼室１０２内の燃焼ガスが排気ポート１１２に排出される。

前記クランクシャフト１１０の回転駆動力が伝達される吸気カムシャフト１３１及び排気カムシャフト１３２が各バンク１０１ａ，１０１ｂそれぞれに備えられ、前記吸気バルブ１０６及び排気バルブ１１１は、前記吸気カムシャフト１３１及び排気カムシャフト１３２が回転することで開駆動される。

ここで、前記排気バルブ１１１は、前記排気カムシャフト１３２に一体的に設けられたカム１３２ａによって、一定のバルブリフト量・バルブ作動角・バルブタイミング（リフト特性）で開駆動される。

尚、本実施形態におけるバルブリフト量とは、吸・排気バルブ（機関バルブ）の開期間での最大値を示すものとする。
一方、前記クランクシャフト１１０に対する吸気カムシャフト１３１の回転位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂが、各バンク１０１ａ，１０１ｂの吸気カムシャフト１３１それぞれに設けられている。

そして、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂによって吸気カムシャフト１３１の回転位相を可変とすることで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角（開期間）の中心位相が連続的に進・遅角変化するようになっている。

また、吸気カムシャフト１３１と、吸気バルブ１０６（機関バルブ）のバルブリフタ１０６ａに当接して吸気バルブ１０６を開駆動する後述の揺動カム４との間には、吸気バルブ１０６のバルブ作動角をバルブリフト量（最大バルブリフト量）と共に連続的に変更するための可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ（可変動弁機構）が各バンク１０１ａ，１０１ｂそれぞれに設けられている。

前記排気ポート１１２には、排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの各ブランチ部が接続され、更に、排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの各集合部は合流して、排気ダクト１１４に接続されている。

前記排気ダクト１１４には、排気を浄化するための三元触媒等の触媒装置を内蔵する触媒コンバータ１１５が介装されている。
また、前記吸気ダクト１０３には、モータ等のアクチュエータで開閉駆動される電子制御スロットル１１６が介装されている。

前記燃料噴射弁１０８、点火プラグ１０９、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ、電子制御スロットル１１６などは、ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）１２１から出力される操作量に応じて制御され、これによって、燃料噴射量、点火時期、吸気バルブ１０６のリフト特性、スロットル開度が調整される。

前記ＥＣＭ１２１は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサからの信号を入力し、該入力信号を予め記憶されているプログラムに従って演算処理して、前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂなどの操作量を演算し、該操作量を出力する。

前記各種センサとしては、アクセル開度ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ１２２、内燃機関１０１の冷却水温度ＴＷを検出する水温センサ１２３、内燃機関１０１が搭載される車両の走行速度（車速）ＶＳＰを検出する車速センサ１２４、クランクシャフト１１０が単位角度だけ回転する毎の単位クランク角信号ＰＯＳと基準クランク角位置毎の基準クランク角信号ＲＥＦとをそれぞれに出力するクランク角センサ１２５、各バンクの排気マニホールド１１３ａ，１１３ｂの集合部にそれぞれ配置され、排気中の酸素濃度に基づいて各バンクの空燃比ＡＦをそれぞれに検出する空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂ、内燃機関１０１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ１２７、前記電子制御スロットル１１６の開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ１２８、電子制御スロットル１１６下流側の吸気通路内の圧力（吸気管圧）ＰＢを検出する圧力センサ１２９、機関１０１の潤滑油温度ＴＯを検出する油温センサ１３０などが設けられている。

そして、前記ＥＣＭ１２１は、燃料噴射弁１０８による燃料噴射の制御においては、前記エアフローセンサ１２７で検出される吸入空気流量ＱＡと、クランク角センサ１２５からの出力信号に基づいて算出される機関回転速度ＮＥとから基本燃料噴射パルス幅ＴＰを演算する。

更に、前記基本燃料噴射パルス幅ＴＰを、冷却水温度ＴＷに応じた補正係数や、空燃比センサ１２６ａ，１２６ｂの出力から検出される実際の空燃比を目標空燃比に近づけるように設定される空燃比フィードバック補正係数などによって補正することで、最終的な燃料噴射パルス幅ＴＩを演算し、各気筒の吸気行程にタイミングを合わせ、各気筒の燃料噴射弁１０８に対して個別に前記燃料噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力する。

前記燃料噴射弁１０８は、前記燃料噴射パルス幅ＴＩに相当する時間だけ開弁し、開弁時間に比例する量の燃料を噴射する。
また、点火プラグ１０９には、それぞれに点火コイル及び該点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタを内蔵した点火モジュール１３８が直付けされており、前記ＥＣＭ１２１は、機関運転条件（例えば、機関負荷（基本燃料噴射パルス幅ＴＰ）と機関回転速度ＮＥ）に基づいて点火時期を算出し、該点火時期及び点火エネルギを得るための通電時間とから、前記点火コイルへの通電開始時期及び通電遮断時期を決定し、該通電開始時期及び通電遮断時期に対応する点火制御信号で前記パワートランジスタのオン・オフを制御し、前記点火時期での火花点火を実行させる。

尚、点火時期は圧縮上死点前に設定され、圧縮上死点からの点火時期までのクランク角度を点火時期（点火進角値）として、そのときの機関負荷及び機関回転速度ＮＥから算出する。

更に、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御においては、例えば目標トルクと機関回転速度ＮＥとから目標中心位相及び目標バルブ作動角（目標バルブリフト量）を演算し、実際の中心位相及び実際のバルブ作動角（実際のバルブリフト量）が前記目標に近づくように、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの操作量を算出して出力する（制御手段）。

また、前記電子制御スロットル１１６におけるスロットル開度の制御においては、例えば目標トルクと機関回転速度ＮＥとから目標負圧を算出し、圧力センサ１２９で検出される実際の吸気管圧ＰＢが、前記目標負圧に近づくように操作量を算出して出力する。

図２は、吸気バルブ１０６のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に可変とする可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの構造を示す斜視図である。
前記吸気バルブ１０６の上方に、前記クランクシャフト１１０によって回転駆動される吸気カムシャフト１３１が、各バンクの気筒列方向に沿って図外のシリンダヘッドに回転可能に支持されている。

前記吸気カムシャフト１３１には、吸気バルブ１０６のバルブリフタ１０６ａに当接して吸気バルブ１０６を開駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気カムシャフト１３１と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０６のバルブ作動角（バルブ作用角）をバルブリフト量と共に連続的に変更するための可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂが設けられている。

また、前記吸気カムシャフト１３１の一端部には、クランクシャフト１１０に対する前記吸気カムシャフト１３１の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０６のバルブ作動角（開期間）の中心位相を連続的に変更する可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂが配設されている。

前記可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂは、図２及び図３に示すように、吸気カムシャフト１３１に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気カムシャフト１３１と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１４と、この制御カム１４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１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。

前記制御軸１３は、電動モータ１７等のアクチュエータによりリンク機構１８を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。前記電動モータ１７としては、ブラシレスモータやＤＣモータを適用することができる。

前記リンク機構１８は、電動モータ１７の出力軸１７ａに形成された雄ねじ１８ａと、該雄ねじ１８ａに螺合される雌ねじを備えてなる可動子１８ｂと、前記制御軸１３と一体的に設けられ、先端が前記可動子１８ｂに対して回転可能に接続されるリンクアーム１８ｃとから構成される。

そして、前記電動モータ１７の出力軸１７ａが回転すると、回り止めされている可動子１８ｂが、前記出力軸１７ａの軸方向に平行移動し、該可動子１８ｂの平行移動に伴ってリンクアーム１８ｃが制御軸１３を中心に揺動することで、リンクアーム１８ｃと一体の制御軸１３が回転する構成である。

ここで、制御軸１３の可動角度範囲の一方端が、バルブリフト量が最大となる位置であり、また、他方端が、バルブリフト量が最小となる位置であり、前記一方端から他方端に向けて制御軸１３を回転させることでバルブリフト量が漸減し、逆に、前記他方端から一方端に向けて制御軸１３を回転させることでバルブリフト量が漸増する。

上記の構成により、クランクシャフト１１０に連動して吸気カムシャフト１３１が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２がほぼ並進移動すると共に、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気バルブ１０６が開駆動される。

また、前記電動モータ１７を駆動制御して制御軸１３の角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。

前記電動モータ１７の駆動制御においては、バルブ作動角・バルブリフト量の増大要求時（正転要求時）であるか、減少要求時（逆転要求時）であるかによって通電の向きを決定する一方、前記制御軸１３の実際の角度と目標角度との偏差に応じて、電動モータ１７の印加電圧を制御するためのデューティ比を決定し、該デューティ比で電動モータ１７の通電を制御する。

これにより、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角がバルブリフト量と共に連続的に変化する。
尚、バルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に変化すると同時、バルブ作動角の中心位相が変化するように構成した可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂであってもよい。

また、前記制御軸１３を回転駆動するアクチュエータとして、電動モータ１７に代えて油圧アクチュエータなどを用いることができる。
図４は、前記クランクシャフト１１０に対する吸気カムシャフト１３１の回転位相を連続的に可変とすることで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を可変とする前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの構造を示す。

前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂは、クランクシャフト１１０によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイミングスプロケット）と、各バンクの吸気カムシャフト１３１の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。

前記カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。

前記ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。

前記回転部材５３は、吸気カムシャフト１３１の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。

前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。

前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の初期位置において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。

前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。

前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄに接続される。

前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記ＥＣＭ１２１は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号（操作量）に基づいて制御する。

可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいては、電磁アクチュエータ９９にデューティ比（オン時間割合）０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出されるようにしてある。

従って、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいては、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、遅角側油圧室８３の内圧が高くなる一方で、進角側油圧室８２の内圧が低くなり、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ１０６の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に遅角変化する。

即ち、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの電磁アクチュエータ９９への通電を遮断すると、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相は遅角方向に変化し、最終的には、最遅角位置で停止する。

また、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいて、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。

このため、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂにおいて、デューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ１０６の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に進角変化する。

即ち、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの電磁アクチュエータ９９への通電を継続すると、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相は進角方向に変化し、最終的には、最進角位置で停止する。

尚、吸気バルブ１０６のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に可変とする可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ、及び、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂは、上記の図２〜図４に示した構造のものに限定されない。

例えば、バルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂとしては、上記のベーン式の他、歯車を用いてクランクシャフト１１０に対し前記吸気カムシャフト１３１を相対回転させる機構などを用いることができ、更に、油圧アクチュエータの他、電動モータや電磁ブレーキをアクチュエータとして用いる機構を採用できる。

また、吸気バルブ１０６のバルブ作動角をバルブリフト量と共に連続的に可変とする可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂとしては、制御軸の軸方向の変位に応じてバルブ作動角が変化する機構であってもよい。

前記ＥＣＭ１２１は、内燃機関１０１の運転状態（目標トルク・機関回転速度ＮＥなど）に基づいて、前記吸気バルブ１０６のバルブ作動角・バルブリフト量の目標値に相当する制御軸１３の目標角度を演算し、角度センサ１３５で検出される制御軸１３の実際の角度θ（制御量）が前記目標角度に近づくように、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの電動モータ１７の操作量をフィードバック制御する（制御手段）。

前記制御軸１３の角度は、最小バルブ作動角となる角度位置を０degとして、バルブ作動角（バルブリフト量）が増大する方向への回転角で示されるものとする。
また、前記ＥＣＭ１２１は、内燃機関１０１の運転状態（目標トルク・機関回転速度など）に基づいてバルブ作動角の中心位相の目標値を演算し、実際の中心位相（制御量）が、前記目標値に近づくように、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂの電磁アクチュエータ９９に出力する操作量をフィードバック制御する。

前記実際の中心位相は、クランク角センサ１２５で検出されるクランクシャフト１１０の基準角度位置から、吸気カムセンサ１３６で検出される吸気カムシャフト１３１の基準角度位置までの角度を計測することで検出される。

また、前記吸気バルブ１０６の中心位相は、最遅角位置からの進角量として示すものとする。
図５は、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂ及び可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂによる吸気バルブ１０６のリフト特性の変化を示す。

図５に示すように、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂを動作させると、矢印（イ）に示すように、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相が略一定のままで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角がバルブリフト量と共に連続的に変化する。

一方、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂを動作させると、矢印（ロ）に示すように、吸気バルブ１０６のバルブ作動角及びバルブリフト量が一定のままで、吸気バルブ１０６のバルブ作動角の中心位相が進角・遅角変化する。

以下では、バンク毎に設けられる可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御を、詳細に説明する。
図６は、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの制御ブロック図であり、この図６に示される、規範モデル３０１、規範モデル制限部３０２、第１操作量演算部３０３、第２操作量演算部３０４及び最大速度演算部３０５は、前記ＥＣＭ１２１に備えられる演算機能を示す。

図６において、規範モデル３０１（規範応答変換手段）には、内燃機関１０１の運転状態（目標トルク・機関回転速度ＮＥなど）に基づいて算出された制御軸１３の目標角度θtgが入力され、該目標角度を、理想応答で変化する角度θmoに変換する。

前記規範モデル３０１とは、理想の応答特性を示す伝達関数であり、入力される目標角度θtgのステップ変化に対して、理想的な応答で追従する目標角度θmoを出力する。
前記規範モデル３０１の出力θmoは、規範モデル制限部３０２（制限手段）に出力され、この規範モデル制限部３０２で規範モデル３０１の出力値θmoの変化を制限（抑制）する処理が選択的になされる。

そして、前記規範モデル制限部３０２の出力は前記規範モデル３０１に対して前回値として入力される一方、最終的な制御目標値θtgfとして、第１操作量演算部３０３及び第２操作量演算部３０４に出力される。

前記第１操作量演算部３０３では、前記規範モデル制限部３０２から出力される最終的な目標値θtgfと、可変リフト機構１３４ａに設けられる角度センサ１３５で検出される制御軸１３の実際の角度θ（制御量）との偏差に基づいて、前記実際の角度θを前記目標値θtgfに近づけるように、第１バンク１０１ａに備えられる可変リフト機構１３４ａの操作量（デューティ比）を演算して出力する。

また、前記第２操作量演算部３０４では、前記規範モデル制限部３０２から出力される最終的な目標値θtgfと、可変リフト機構１３４ｂに設けられる角度センサ１３５で検出される制御軸１３の実際の角度θ（制御量）との偏差に基づいて、前記実際の角度θを前記目標値θtgfに近づけるように、第２バンク１０１ｂに備えられる可変リフト機構１３４ｂの操作量（デューティ比）を演算して出力する。

前記第１操作量演算部３０３及び第２操作量演算部３０４における操作量（デューティ比）の演算においては、例えば、前記偏差（制御エラー）に基づく比例・積分・微分動作によって、操作量（デューティ比）が算出される。

各角度センサ１３５で検出された制御軸１３の角度θは、各可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの操作量と共に、最大速度演算部３０５（最大速度演算手段）に入力される。
前記最大速度演算部３０５は、各可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの作動応答（最大動作速度）を検出し、それぞれの作動応答の遅い方を、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの双方で実現可能な最大の作動応答（最大速度ＲＭ）として選択し、この最大の作動応答を超える応答で目標値θtgfが変化することがないように、換言すれば、前記最大応答ＲＭで追従可能な目標値θtgfが出力されるように、前記規範モデル制限部３０２における制限特性を決定する。

即ち、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの間には作動応答のばらつきがあり、例えば、可変リフト機構１３４ａが可変リフト機構１３４ｂよりも作動応答が速い場合、可変リフト機構１３４ａ側では、前記規範モデル出力θmoに対して実際の角度θを追従変化させることができても、可変リフト機構１３４ｂ側では、規範モデル出力θmoに対して実際の角度θの変化が遅れてしまい、過渡的に両バンクでのバルブ作動角・バルブリフト量に偏差が生じてしまうことになる。

そこで、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのうち作動応答が遅い側が追従することができる目標値θtgfが、規範モデル制限部３０２から出力されるように、規範モデル制限部３０２における規範モデル出力θmoの制限特性を設定するようにしてある。

換言すれば、前記規範モデル制限部３０２は、前記規範モデル出力θmoを、各バンクの可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂが追従できる目標に変換する処理を行うものであり、作動応答が遅い方のバンクが追従できる目標値θtgfが設定されれば、両バンクのリフト特性が共に目標値θtgfに沿って変化することで、両バンク間でリフト特性のばらつきが生じることがなく、過渡的な燃焼性の悪化を抑制できる。

図６において、最大速度演算部３０５に入力される環境条件とは、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの作動応答に影響を与える条件であり、例えば、機関のバルブ駆動系や可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのフリクションの大きさを示す、機関や可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの温度条件であり、該温度条件は潤滑油温度ＴＯや機関冷却水温度ＴＷなどで代表させることができる。

そして、前記最大速度演算部３０５では、前記最大速度ＲＭを算出すると、そのときの環境条件（温度条件）毎にテーブル値として記憶し、前記テーブルを参照して、前記規範モデル制限部３０２に出力する最大速度ＲＭを決定する。

以下では、前記最大速度演算部３０５における処理の内容（作動応答の検出、最大速度ＲＭの算出）を、フローチャートを参照しつつ説明する。
図７のフローチャートは、定時割り込みによって実行される、各バンクの可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌをそれぞれに検出するルーチンであって、このルーチンは、各バンクについて個別に行われる同一の処理を示すものとする。

まず、ステップＳ４０１では、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂの電動モータ１７が最大デューティ比（例えば１００％ＯＮデューティ）で駆動されているか否か、換言すれば、最大の動作速度になる操作量（最大電圧）が電動モータ１７に与えられているか否かを判断し、最大デューティ比（最大電圧）以外で駆動されている場合には、そのまま本ルーチンを終了させる。

尚、電動モータ１７の最大デューティ比には、正転方向に回転駆動する最大デューティ（＋１００％）と、逆転方向に回転駆動する最大デューティ（−１００％）とがあり、それぞれについて作動応答を検出するものとする。

即ち、可変リフト機構１３４ａについて、モータ正転方向（例えばバルブ作動角の増大方向）の作動応答と、モータ逆転方向（例えばバルブ作動角の減少方向）の作動応答とを求め、可変リフト機構１３４ｂについても、モータ正転方向（例えばバルブ作動角の増大方向）の作動応答と、モータ逆転方向（例えばバルブ作動角の減少方向）の作動応答とを求める。

電動モータ１７が最大デューティ比で駆動されている場合には、ステップＳ４０２へ進み、デューティ比が最大である状態が所定時間Ｔ１（＞０）になっているか否かを判断する。

前記所定時間Ｔ１とは、制御量（制御軸１３の角度）の変化方向の反転に要する時間に基づき設定され、前記所定時間Ｔ１以上経過していれば、そのときの操作量に対応する方向に制御量（制御軸１３の角度）が変化していると判断できるように、予め適合されている。

ステップＳ４０２で、最大デューティ比の継続時間が所定時間Ｔ１になっていると判断されると、ステップＳ４０３へ進み、所定時間Ｔ１の時点での角度センサ１３５による制御軸１３の検出角度θ（制御量）を、検出値Ｄ１にセットする。

一方、ステップＳ４０２で、最大デューティ比の継続時間が所定時間Ｔ１ではないと判断されると、ステップＳ４０３を迂回してステップＳ４０４へ進む。
ステップＳ４０４では、最大デューティ比の継続時間が所定時間Ｔ２になっているか否かを判断する。

前記所定時間Ｔ２は、所定時間Ｔ１よりも長い時間であり（Ｔ２＞Ｔ１＞０）、最大デューティ比の継続時間が所定時間Ｔ２になっている場合には、所定時間Ｔ１と所定時間Ｔ２との差の時間だけ、最大デューティ比によって制御軸１３が一定方向に回転駆動されていることになる。

ここで、所定時間Ｔ２が短く所定時間Ｔ１との差が小さいと、作動応答の検出精度が低下し、また、逆に、所定時間Ｔ２が長く所定時間Ｔ１との差が大きいと、所定時間Ｔ２に達する前にデューティ比が低下してしまって学習機会が低下することになってしまうので、検出精度と学習機会とを両立できるように、前記所定時間Ｔ２は予め適合される。

ステップＳ４０４で、最大デューティ比の継続時間が所定時間Ｔ２になっていると判断されると、ステップＳ４０５へ進み、所定時間Ｔ２の時点での角度センサ１３５による制御軸１３の検出角度θ（制御量）を、検出値Ｄ２にセットする。

そして、ステップＳ４０６では、前記所定時間Ｔ１，Ｔ２及び検出値Ｄ１，Ｄ２に基づき、最大デューティ比で制御した場合での単位時間当たりの制御軸角度θの変化量を、各バンクの作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌを示す値（応答の特性値）として算出する。

Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌ＝（Ｄ２−Ｄ１）／（Ｔ２−Ｔ１）
尚、作動応答Ｒ３Ｒは、第１バンク１０１ａの作動応答を示し、作動応答Ｒ３Ｌは、第２バンク１０１ｂの作動応答を示すものとする。

また、前記作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌは、その値が大きいほど、制御量の変化（制御軸の回転速度）が速いこと、換言すれば、応答速度（動作速度）が速いことになり、かつ、応答速度（動作速度）が最も速くなる操作量を与えたときの値であるので、各バンクで実現できる最大の応答速度（最大の動作速度）である。

上記のようにして、各バンクの可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂそれぞれについて求められる作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌは、図８のフローチャートに示すルーチンで読み込まれて、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの遅い方（小さい方）を選択する処理がなされる。

図８のフローチャートに示すルーチンは定時割り込みで実行され、まず、ステップＳ５０１では、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌが計測済みであるか否かを判断し、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌが計測されていない場合には、そのまま本ルーチンを終了させる。

一方、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌが計測済みであれば、ステップＳ５０２へ進み、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの値を読み込む。
次のステップＳ５０３では、第１バンク１０１ａ（可変リフト機構１３４ａ）の作動応答Ｒ３Ｒと、第２バンク１０１ｂ（可変リフト機構１３４ｂ）の作動応答Ｒ３Ｌとを比較する。

そして、作動応答Ｒ３Ｒが作動応答Ｒ３Ｌ以上である場合、即ち、第１バンク１０１ａ（可変リフト機構１３４ａ）の作動応答Ｒ３Ｒが、第２バンク１０１ｂ（可変リフト機構１３４ａ）の作動応答Ｒ３Ｌと同じであるか、より速い（大きい）場合には、ステップＳ５０４へ進み、遅い方の第２バンク１０１ｂ（可変リフト機構１３４ｂ）の作動応答Ｒ３Ｌを、作動応答αにセットする。

一方、作動応答Ｒ３Ｒが作動応答Ｒ３Ｌ未満である場合、即ち、第２バンク１０１ｂ（可変リフト機構１３４ｂ）の応答速度Ｒ３Ｌが、第１バンク１０１ａ（可変リフト機構１３４ａ）の作動応答Ｒ３Ｒよりも速い（大きい）場合には、ステップＳ５０５へ進み、遅い方の第１バンク１０１ａ（可変リフト機構１３４ａ）の作動応答Ｒ３Ｒを、作動応答αにセットする。

従って、作動応答αは、第１バンク１０１ａ（可変リフト機構１３４ａ）の作動応答Ｒ３Ｒと、第２バンク１０１ｂ（可変リフト機構１３４ｂ）の作動応答Ｒ３Ｌとのうち、遅い側の作動応答を選択した結果となる。

ステップＳ５０６では、今回ステップＳ５０４又はステップＳ５０５で設定された作動応答αと、作動応答αの最小値である作動応答Ｒ２の前回値とを比較する。
そして、今回求めた作動応答αが、作動応答Ｒ２の前回値以下である場合には、ステップＳ５０７へ進み、作動応答αの値を、作動応答Ｒ２にセットする。

従って、作動応答αは、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの最新計測値について遅い方を選択した値であり、作動応答Ｒ２は、作動応答αの時系列データのうちの最小値を示すことになり、前記作動応答Ｒ２は、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂが共通して実現可能な最大の動作速度を示す。

例えば、可変リフト機構１３４ａの作動応答Ｒ３Ｒが、可変リフト機構１３４ｂの作動応答Ｒ３Ｌよりも速い場合に、可変リフト機構１３４ａは追従できるが、可変リフト機構１３４ｂは追従することができない目標値を設定すると、両バンク間のバルブ作動角・バルブリフト量が過渡的にばらつくことになってしまう。

これに対して、作動応答が遅い方の可変リフト機構１３４ｂが追従することができる目標値を設定すれば、作動応答が速い方の可変リフト機構１３４ａも目標変化に実際の制御量を追従変化させることができるから、両バンクで目標変化に実際の制御量を追従させることができ、両バンク間にバルブ作動角・バルブリフト量の過渡的なばらつきが生じることを抑制できる。

そこで、上記のように、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂのうちの遅い方の作動応答を示す作動応答Ｒ２を求め、これを、両バンク間での過渡的なリフト特性のばらつきを生じさせない最大速度ＲＭとして、後述するように、目標値の過渡応答の制限に用いる。

即ち、前記最大速度ＲＭに基づき、図６の規範モデル制限部３０２が目標値変化を抑制する処理を行うことで、最大速度ＲＭで追従することができる目標値に補正する。
目標値の過渡応答の制限に用いる最大速度ＲＭは、前記作動応答Ｒ２に基づき、図９のフローチャートに示すルーチンに従って設定される。

図９のフローチャートに示すルーチンは定時割り込み実行され、まず、ステップＳ６０１では、作動応答Ｒ２が計測済みであるか否かを判断し、作動応答Ｒ２が計測済でない場合には、ステップＳ６０５へ進み、予め記憶されている既定の作動応答Ｒ１を最大速度ＲＭに設定する。

前記作動応答Ｒ１は、設計上での作動応答の標準値（下限値）であり、該作動応答Ｒ１で前記規範モデル３０１から出力される目標角度θmoに実際の角度を追従変化させることができるように、規範モデルが設定されている。

一方、ステップＳ６０１で作動応答Ｒ２が計測済みであると判断されると、ステップＳ６０２へ進み、図８のフローチャートに示すルーチンに従って計測された作動応答Ｒ２を読み込む。

そして、次のステップＳ６０３では、前記作動応答Ｒ１と作動応答Ｒ２とを比較し、作動応答Ｒ１が作動応答Ｒ２以上である場合、即ち、実際の作動応答Ｒ２が、設計上の作動応答Ｒ１と同じかより低い場合には、ステップＳ６０４へ進み、最大速度ＲＭに前記作動応答Ｒ２を設定する。

即ち、作動応答Ｒ２が作動応答Ｒ１よりも小さい場合（遅い場合）、作動応答Ｒ１に基づいて目標値の応答変化を決定したのでは、少なくも作動応答が遅い側のバンクで目標に追従させることができなくなるので、実際の作動応答Ｒ２を最大速度ＲＭに設定し、実際の作動応答Ｒ２で追従させることができる目標値が設定されるようにする。

一方、作動応答Ｒ１よりも作動応答Ｒ２が大きく、設計上の作動応答Ｒ１よりも実際の作動応答Ｒ２が速い場合には、ステップＳ６０５へ進んで、遅い方の作動応答Ｒ１を最大速度ＲＭに設定する。

上記のように、作動応答Ｒ１と作動応答Ｒ２との遅い方を、最大速度ＲＭに設定するものであり、これにより確実に実現可能な作動応答を、最大速度ＲＭに設定することができる。

例えば、検出誤差によって作動応答Ｒ２が作動応答Ｒ１よりも高くなっても、より低い作動応答Ｒ１に基づいて目標変化を制限させるようにすれば、両バンク間での過渡的なリフト特性のばらつきを生じることを抑制できる。

一方、検出誤差によって作動応答Ｒ２が作動応答Ｒ１よりも低い値になった場合には、この実力よりも遅い作動応答Ｒ２に基づいて目標変化を制限すれば、過剰に応答が遅くなってしまうが、一方のバンクが目標に追従できずに、両バンク間での過渡的なリフト特性のばらつきを生じることを抑制できる。

ところで、図９のフローチャートに示す処理では、作動応答Ｒ２が計測済みである場合、作動応答Ｒ１と作動応答Ｒ２との遅い方を最大速度ＲＭに設定したが、作動応答Ｒ２の更新回数が多くなれば、それだけ作動応答Ｒ２の信頼性が高まり、作動応答Ｒ２をそのまま最大速度ＲＭに設定することができ、係る構成とした最大速度ＲＭの設定処理を、図１０のフローチャートに従って説明する。

図１０のフローチャートに示すルーチンは、定時割り込みで実行され、まず、ステップＳ７０１では、作動応答Ｒ２の更新回数（検出回数）が所定値未満であるか否かを判断する。

前記所定値は、更新回数から作動応答Ｒ２の信頼性を判断するための閾値であり、予め実機又はシミュレーションによって、更新回数と信頼性（作動応答Ｒ２の検出誤差）との相関を求め、係る相関から設定される。

作動応答Ｒ２の更新回数が所定値未満である場合には、作動応答Ｒ２の信頼性が低いので、前記ステップＳ６０１〜ステップＳ６０５と同様に、ステップＳ７０２〜ステップＳ７０６で、作動応答Ｒ２が計測済みでなければ、作動応答Ｒ１を最大速度ＲＭに設定し、計測済みであれば、作動応答Ｒ１と作動応答Ｒ２との遅い方を、最大速度ＲＭに設定する処理を実行する。

一方、ステップＳ７０１で、作動応答Ｒ２の更新回数が所定値以上であると判断されると、ステップＳ７０７へ進み、それまでに計測された作動応答Ｒ２の時系列データを平滑化する処理を行う。

前記平滑化処理では、作動応答Ｒ２の加重平均演算や、作動応答Ｒ２の計測値の最近のＮ個について、単純平均又は加重平均演算させる。
ステップＳ７０７で、作動応答Ｒ２を平滑化処理すると、次のステップＳ７０８では、ステップＳ７０７で平滑化された作動応答Ｒ２を最大速度ＲＭに設定する。

このように、作動応答Ｒ２の更新回数（検出回数）が所定値よりも多くなった場合には、作動応答Ｒ２の信頼性が高くなり、実際よりも高い応答に検出されることはないものと判断し、平滑化処理した値を最大速度ＲＭに設定する。

但し、平滑処理を行うことなく、作動応答Ｒ２の最新値を最大速度ＲＭに設定させることができる。
ところで、前記作動応答Ｒ２や、該作動応答Ｒ２に基づいて算出される最大速度ＲＭは、フリクションなどによって変化するため、フリクションの大きさを示す温度条件などに応じて前記作動応答Ｒ２や最大速度ＲＭを更新記憶して、そのときの温度条件に対応する作動応答Ｒ２や最大速度ＲＭを読み出して用いる学習制御を行わせることが好ましく、また、前記作動応答Ｒ１もフリクション（温度条件）によって異なるので、予め温度条件毎に求めた作動応答Ｒ１をテーブルに記憶させておき、そのときの温度条件に対応する作動応答Ｒ１を前記テーブルから検索して用いることが好ましい。

上記のようにフリクション（温度条件）毎に作動応答を設定すれば、作動応答が遅くなる低温時に検出した作動応答Ｒ２に基づき、完暖後（暖機後）に目標変化が過剰に小さく制限され、バルブ作動角・バルブリフト量の変化が過剰に遅くなってしまうことを抑制できる。

図１１のフローチャートに示すルーチンは、前記学習制御の様子を示すものであり、定時割り込みによって実行される。
図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ８０１では、油温センサ１３０で検出された潤滑油温度ＴＯを読み込む。

尚、フリクションに相関する温度条件として、潤滑油温度ＴＯに代えて機関冷却水温度ＴＷを用いることができる。
次のステップＳ８０２では、前記最大速度ＲＭの演算を、前記図８〜図１０のフローチャートに示すルーチンのいずれかによって行う。

そして、次のステップＳ８０３では、ステップＳ８０２で算出された最大速度ＲＭ及び該最大速度ＲＭの算出に用いた作動応答Ｒ２を、ステップＳ８０１で読み込んだ油温に対応する値として更新記憶させる。

前記最大速度演算部３０５では、前述のように、油温毎に記憶されている最大速度ＲＭ及び作動応答Ｒ２を用いて、前記規範モデル制限部３０２における制限特性を決定する。
油温毎の作動応答Ｒ２の記憶値は、例えば、図１０のフローチャートにおけるステップＳ７０７における平滑化演算に用いられる。

また、油温毎に最大速度ＲＭ及び作動応答Ｒ２の設計値を予め記憶させておき、実際に求めた最大速度ＲＭ及び作動応答Ｒ２に基づき、前記設計値を一律に書き換えることで、経験していない油温条件での値を実際の作動応答に対応する値に書き換えるようにすることもできる。

尚、油温条件毎の最大速度ＲＭ及び作動応答Ｒ２の記憶テーブルは、可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂ毎、更に、電動モータ１７の回転方向毎（制御量の変化方向毎）に個別に設定され、機関の停止中（キーオフ中）も記憶が保持されるバックアップＲＡＭ若しくはＥＥＰＲＯＭに記憶させる。

ところで、規範モデル制限部３０２で目標値の変化が抑制される結果、実際の制御軸１３の角度θを目標値θtgfに近づけるために設定されるデューティ比が最大値（１００％）になる機会が減少し、新たな作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの計測機会を十分に得られなくなってしまう可能性がある。

一方、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの計測は、１トリップ（機関の運転開始から停止までの間）に１回程度行えれば十分である。
そこで、機関始動後（キースイッチオン後）から作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌが計測されるまでの間、前記規範モデル制限部３０２による制限を停止させ、最終的な目標値θtgfを理想応答目標値θmoに一致させるか、又は、前記規範モデル制限部３０２による制限を緩めて、最終的な目標値θtgfを理想応答目標値θmoに近づける補正を行うことで、デューティ比が最大値（１００％）に設定され易くすることができる。

上記の制限停止又は制限緩和の処理を行えば、最終的な目標値θtgfの応答変化が速まる結果、実際の制御軸１３の角度θを目標値θtgfに近づけるために設定されるデューティ比が最大値（１００％）になる機会が増え、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌを計測させることができる。

図１２のフローチャートに示すルーチンは、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌを計測させるために、規範モデル制限部３０２における制限停止又は制限緩和の処理を行うものであり、定時割り込みによって実行される。

ステップＳ９０１では、機関始動後（キースイッチオン後）、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの計測が未だ行われていない状態であるか否かを判断する。
そして、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの計測が未だ行われていない状態であれば、ステップＳ９０２へ進み、規範モデル制限部３０２における制限を停止させるか又は制限を緩和させる。

前記制限の停止とは、規範モデル３０１の出力θmoを、規範モデル制限部３０２がそのまま最終的な目標値θtgfとして出力させる状態であり、制限の緩和とは、最終的な目標値θtgfを理想応答目標値θmoに近づける補正であり、例えば、制限特性の決定に用いる最大速度ＲＭをより大きく（より速い方向に）補正することで実行される。

上記のように、最終的な目標値θtgfを理想応答目標値θmoに近づければ、目標値θtgfの応答が速くなる結果、デューティ比が最大値に設定される機会が増え、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの計測を行わせることができるようになる。

但し、規範モデル制限部３０２における制限を停止させるか又は制限を緩和させる処理を行うと、両バンクのうち可変リフト機構１３４の応答が遅いバンクでは、制御軸１３の実際の角度を目標値θtgfに追従変化させることができなくなって、両バンク間にリフト特性のばらつきが生じてしまう可能性がある。

そこで、次のステップＳ９０３では、操作量（デューティ比）の補正によって、各バンクのバルブ作動角・バルブリフト量の変化を同期させる応答合わせ制御を実行する。
前記応答合わせ制御とは、応答の速い側の操作量（デューティ比）を減少補正し、及び／又は、応答の遅い側の操作量（デューティ比）を増大補正させるものである。

より具体的には、制御目標に対する追従が遅れる側のデューティ比が高い領域（例えば８０％以上であって、増大補正代が確保できない領域）であれば、応答が速い方のデューティ比を減少補正させ、また、制御目標に対する追従が遅れる側のデューティ比が低い領域（例えば８０％未満であって、増大補正代が確保できる領域）であれば、応答が遅い方のデューティ比を増大補正して、相互の応答が近づくようにする。

上記のような操作量（デューティ比）の補正によって両バンク間でのリフト特性の応答変化を合わせる制御を行わせながら、デューティ比として最大値（１００％）が出力されるまで待機し、最大値（１００％）が出力されるようになれば、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの計測を行わせる。

尚、前記両バンク間でのリフト特性の応答変化を合わせる制御における応答が速い方の可変リフト機構は、デューティ比が減少補正され、デューティ比が最大値（１００％）となる機会が減少するが、応答の遅い方の可変リフト機構は、デューティ比が最大値（１００％）となる機会を得ることができるので、作動応答Ｒ３ＲないしＲ３Ｌの計測、即ち、最大速度ＲＭの設定に影響を与えることはない。

そして、作動応答Ｒ３Ｒ，Ｒ３Ｌの計測が実施されると、ステップＳ９０４へ進んで、計測結果に基づき規範モデル制限部３０２での制限を行わせ、次のステップＳ９０５では、ステップＳ９０３で行われる操作量補正を停止させる。

次に、前記規範モデル制限部３０２における制限処理を、図１３のフローチャートに従って説明する。
図１３のフローチャートに示すルーチンは、定時割り込みで実行され、ステップＳ１００１では、前回の規範モデル制限部３０２の出力（制御目標値θtgf）と、今回の規範モデル３０１の出力（角度θmo）との偏差Ａを算出する。

Ａ＝前回の目標値θtgf−今回の目標角度θmo
そして、次のステップＳ１００２では、前記偏差Ａの絶対値が、「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ(ms)」以下であるか否かを判断する。

前記偏差Ａの絶対値が「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」に一致する場合、作動応答の遅い側のバンクにおいて最大速度ＲＭとなる最大デューティ比（１００％）を出力することで、制御周期Ｔ後には、今回の規範モデル３０１の出力（角度θmo）に到達することができることになる。

また、前記偏差Ａの絶対値が「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」未満であれば、作動応答が遅い側のバンクにおいても、最大デューティを下回るデューティ比を与えることで、制御周期Ｔ後には今回の規範モデル３０１の出力（角度θmo）に到達することができることになり、いずれの場合も、作動応答が遅い側のバンクで、今回の規範モデル３０１の出力（角度θmo）に実際の制御量を追従変化させることができることになる。

従って、前記偏差Ａの絶対値が「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」以下であれば、ステップＳ１００３へ進み、規範モデル制限部３０２が、今回の規範モデル３０１の出力（角度θmo）に制限を加えることなく、そのまま制御目標値θtgfとして出力するようにする。

一方、前記偏差Ａの絶対値が「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」よりも大きい場合には、作動応答の遅いバンク側では、たとえ最大デューティ比（１００％）を与えたとしても、制御周期Ｔ後に、今回の規範モデル３０１の出力（角度θmo）に到達させることができないことになり、実際に到達できるのは、前回の規範モデル制限部３０２の出力（制御目標値θtgf）から、「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」だけ変化した位置である。

そこで、前記偏差Ａの絶対値が「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」よりも大きいと判断された場合には、ステップＳ１００４へ進み、前回の規範モデル制限部３０２の出力（制御目標値θtgf）から「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」だけ変化した角度を、制御目標値θtgfとして出力させるようにする。

尚、目標角度θtgの増大変化時であれば、前回の規範モデル制限部３０２の出力（制御目標値θtgf）から「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」だけ大きな角度を、今回の制御目標値θtgfとし、目標角度θtgの減少変化時であれば、前回の規範モデル制限部３０２の出力（制御目標値θtgf）から「最大速度ＲＭ×制御周期Ｔ」だけ小さい角度を、今回の制御目標値θtgfとする。

また、目標角度θtgの増大変化時であるか、減少変化時であるかによって、最大速度ＲＭを個別に求める場合には、そのときの目標角度θtgの変化方向に対応する最大速度ＲＭを用いるようにする。

上記のように、最大速度ＲＭで追従できるように、制御目標値θtgfの変化を制限すれば、作動応答が遅い側のバンクにおいても、実際の角度θを制御目標値θtgfに追従変化させることができる。

従って、作動応答の違いによって、両バンク間で過渡的に吸気バルブ１０６のバルブ作動角及びバルブリフト量の違いが生じて燃焼ばらつきが発生することを抑制でき、過渡時の運転性を向上させることができる。

前記規範モデル制限部３０２における制限処理としては、図１３のフローチャートに示した処理の他、図１４のフローチャートに示す処理を行わせることができる。
図１４のフローチャートに示すルーチンは定時割り込みによって実行され、ステップＳ１１０１では、目標値θtgと該目標値θtgの変化に対して最大速度ＲＭで追従する角度との偏差Ｂの絶対値と、目標値θtgと規範モデル出力角度θmoとの偏差Ｃの絶対値とを比較する。

そして、前記偏差Ｂの絶対値が偏差Ｃの絶対値以上である場合、換言すれば、目標値θtgに対して最大速度ＲＭで追従する角度よりも角度θmoの方が、目標値θtgに近い場合には、ステップＳ１１０２へ進み、目標値θtgの変化に対して最大速度ＲＭで追従する角度を、今回の目標値θtgfに設定することで、規範モデル出力角度θmoよりも応答の遅い角度に目標値θtgfを制限する。

即ち、前記偏差Ｂの絶対値が偏差Ｃの絶対値以上であるということは、最大速度ＲＭによる応答では、規範モデル出力角度θmoに実際の角度を追従変化させることができないことを示すので、目標値θtgの変化に対して最大速度ＲＭで追従する角度を目標値θtgfに設定することで、目標値θtgfを実際の角度を追従させることができる値に制限する。

一方、前記偏差Ｂの絶対値が偏差Ｃの絶対値よりも小さい場合、即ち、角度θmoよりも、目標値θtgに対して最大速度ＲＭで追従する角度が、目標値θtgにより近い場合には、ステップＳ１１０３へ進み、今回の規範モデル出力角度θmoをそのまま目標値θtgfに設定し、前記規範モデル制限部３０２で制限されないようにする。

即ち、前記偏差Ｂの絶対値が偏差Ｃの絶対値よりも小さい場合、規範モデル出力角度θmoよりも速い応答で実際の角度を変化させることができることを示すが、規範モデル出力角度θmoは理想の変化応答であり、規範モデル出力角度θmoよりも速い応答で実角度を変化させることはオーバーシュートなどを発生させる可能性があって好ましくないので、規範モデル出力角度θmoをそのまま目標値θtgfに設定する。

図１３のフローチャートに示すルーチンと、図１４のフローチャートに示すルーチンとは、同一条件で同じ目標値θtgfに制限することになるが、最大速度ＲＭで追従できる規範モデル出力角度θmoが設定されているか否かを判断する手段が異なる。

図１５（Ａ）は、規範モデル制限部３０２による制限を停止させた場合（規範モデル制限部３０２を備えない場合）の目標値θtgf（規範モデル）の変化を、目標値θtg及び該目標値θtgに対して最大速度ＲＭで追従する実角度θと共に示すタイムチャートであり、図１５（Ｂ）は、規範モデル制限部３０２が制限を行う場合（規範モデル制限部３０２を備える場合）の目標値θtgfの変化を、目標値θtg及び該目標値θtgに対して最大速度ＲＭで追従する実角度θと共に示すタイムチャートである。

図１５（Ａ）に示すように、両バンクのうちの遅い側の作動応答である最大速度ＲＭが、目標値θtgfの変化速度よりも遅いと、応答が遅い側の制御量の変化は、前記最大速度ＲＭで律速されることになり、例えば、応答が速い側の制御量が目標値θtgf（規範モデル）に追従変化すると、両バンク間には、図１５（Ａ）の最大速度ＲＭで変化する実角度θと目標値θtgfとの差に対応するバルブ作動角・バルブリフト量の差を生じることになる。

これに対し、図１５（Ｂ）に示すように、規範モデル制限部３０２による制限動作が行われた場合には、最大速度ＲＭで追従できるように、目標値θtgfの変化が制限されるから、応答が遅い側の制御量も目標値θtgfに追従変化させることができ、両バンクのバルブ作動角・バルブリフト量が共に目標値θtgfの変化に沿って変化し、バンク間でバルブ作動角・バルブリフト量に差が生じることが抑制されるから、バンク間で燃焼ばらつきが発生することを抑制でき、過渡時の運転性を向上させることができる。

尚、上記実施形態では、内燃機関を２つのバンクによって構成される機関としたが、Ｗ型機関のような３つのバンクによって構成される機関であってもよく、その場合は、３つのバンクに備えられる可変動弁機構それぞれについて作動応答を検出し、これらの中で最も遅い作動応答を最大速度ＲＭとして、該最大速度ＲＭに基づいて目標値θtgfの変化を制限すればよい。

また、上記実施形態では、作動応答を検出する可変動弁機構を可変リフト機構１３４ａ，１３４ｂとしたが、可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂそれぞれについて作動応答を検出して最大速度ＲＭを求め、バルブタイミング（中心位相）の目標変化を、前記最大速度ＲＭによって制限させることができる。

また、可変動弁機構は、排気バルブ１１１（排気カムシャフト１３２）に備えられる機構であってもよい。
また、可変動弁機構の作動応答の検出においては、制御量を一定の方向に変化させる操作量のうちの応答が最も速くなる操作量を出力させればよく、例えば、前記可変バルブタイミング機構１３３ａ，１３３ｂのように、デューティ比５０％でそのときのバルブタイミングを保持し、デューティ比１００％で進角方向に最大速度で変化し、デューティ比０％で遅角方向に最大速度で変化する場合には、デューティ比１００％を与えたときの単位時間当たりの進角変化量を作動応答として検出すると共に、デューティ比０％を与えたときの単位時間当たりの遅角変化量を作動応答として検出すればよい。

また、デューティ比の最大値が、１００％未満に制限される場合には、出力し得る最大デューティ比の出力状態で、作動応答を計測させればよい。
また、各バンクにおける作動応答を検出するために、作動応答が最大となる操作量を強制的に出力させることができ、前記作動応答が最大となる操作量の強制出力は、減速燃料カット状態などの運転性に影響を与えない条件で行わせることが好ましい。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項１又は２記載の可変動弁機構の制御装置において、
機関運転状態に基づいて設定したリフト特性の目標値θtgを、規範モデルに従って規範応答の目標値θmoに変換する規範応答変換手段と、
前記選択された作動応答に基づいて前記規範応答の目標値θmoに制限を加えて、最終的な目標値θtgfとして出力する制限手段と、
を含む可変動弁機構の制御装置。

上記発明によると、選択された作動応答が、規範応答の目標値θmoに追従できる場合には、規範応答の目標値θmoに沿ってリフト特性を変化させ、選択された作動応答が、規範応答の目標値θmoに追従できない場合には、規範応答の目標値θmoに制限を加えることで、最終的な目標値θtgfを実現可能な作動応答に近づける。
（ロ）請求項（イ）記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記規範応答の目標値θmoが、前記選択された作動応答を上回る応答を示す場合に、前記選択された作動応答で、前記目標値θtgに追従する目標値θtgfを出力する可変動弁機構の制御装置。

上記発明によると、規範応答の目標値θmoに追従変化させることができないバンクが存在する場合には、規範応答の目標値θmoよりも応答変化が遅く、選択された作動応答で追従することができるように制限し、複数バンクが追従変化できる目標値θtgfを設定する。
（ハ）請求項１又は２記載の可変動弁機構の制御装置において、
最大の作動応答となる操作量が前記可変動弁機構に出力されている状態の継続時間が、所定時間Ｔ１に達してから所定時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１＞０）になるまでの間でのリフト特性の変化量を、作動応答を示すデータとして検出する可変動弁機構の制御装置。

上記発明によると、最大の作動応答となる操作量が出力されるようになった初期においては、例えば、リフト特性の変化方向の反転などが生じている可能性があり、係る期間を含めて作動応答を検出させると、作動応答の検出精度が低下するので、最大の作動応答となる操作量が出力されるようになった初期の期間を除外して、作動応答の検出を行わせる。

（ニ）請求項１又は２記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記選択された作動応答を、温度条件毎に記憶し、そのときの温度条件に対応して記憶されている作動応答に基づいて前記操作量の演算を行う可変動弁機構の制御装置。

上記発明によると、温度条件による作動応答の違いを学習するので、温度条件が変化しても、実現可能な作動応答に沿ってリフト特性を変化させることができ、バンク間でのリフト特性のばらつきを抑制できる。

１０１…内燃機関、１０６…吸気バルブ、１０８…燃料噴射弁、１０９…点火プラグ、１１０…クランクシャフト、１１６…電子制御スロットル、１２１…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、１２２…アクセル開度センサ、１２３…水温センサ、１２４…車速センサ、１２５…クランク角センサ、１２６ａ，１２６ｂ…空燃比センサ、１２７…エアフローセンサ、１２８…スロットル開度センサ、１２９…圧力センサ、１３０…油温センサ、１３３ａ，１３３ｂ…可変バルブタイミング機構、１３４ａ，１３４ｂ…可変リフト機構

Claims (2)

1. 内燃機関の複数バンクそれぞれに備えられ、機関バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構の制御装置であって、
   各バンクの可変動弁機構の作動応答の検出回数が少ない場合には、既定の第１作動応答と、各バンクの可変動弁機構の作動応答のうちで遅い側の作動応答である第２作動応答とのうちの遅い側を選択し、前記検出回数が多い場合には、前記第２作動応答を選択し、選択した作動応答に応じて各可変動弁機構を制御する、可変動弁機構の制御装置。
2. 内燃機関の複数バンクそれぞれに備えられ、機関バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構の制御装置であって、
   各バンクの前記可変動弁機構の作動応答をそれぞれに検出し、
   前記各バンクの前記可変動弁機構の作動応答のうちの最も遅い作動応答を、前記作動応答の時系列の検出結果を平滑化して求め、
   前記作動応答の時系列の検出回数が少ない場合には、既定の作動応答と前記最も遅い作動応答とのうちの遅い側を選択し、前記作動応答の時系列の検出回数が多い場合には、前記最も遅い作動応答を選択し、前記選択した作動応答に沿って前記リフト特性を変化させるように、前記可変動弁機構の操作量を演算して出力する、可変動弁機構の制御装置。

Images