(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒群毎に、それぞれ機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を備え、
前記機関バルブの開弁特性の目標値に対応する前記可変動弁機構の目標値を算出する目標値算出手段と、
前記気筒群毎の可変動弁機構の実特性値を検出する実特性値検出手段と、
前記複数の可変動弁機構が定常状態であるかを判定する定常判定手段と、
実特性値を平滑化するフィルタ手段と、
前記複数の可変動弁機構が定常状態であると判定されたときは、前記フィルタ手段で平滑化した実特性値を用い、それ以外のときは、フィルタ手段による平滑化を行わない実特性値を用いるように切り換える切換手段と、
気筒群毎に、可変動弁機構の目標値と実特性値との偏差に基づいて、各可変動弁機構の操作量を設定して可変動弁機構の駆動手段に出力し、目標値に近づけるように制御するフィードバック制御手段と、
前記偏差が大きい方の可変動弁機構について、応答を早める方向の操作量補正を行う余裕の有無を判定する補正余裕判定手段と、
前記偏差が大きい方の可変動弁機構の応答を早める方向の操作量補正を行う余裕があると判定されたときは、該可変動弁機構に対して操作量補正を行い、余裕がないと判定されたときは、前記偏差が小さい方の可変動弁機構に対して操作量補正を行うことを決定する補正可変動弁機構選択手段と、
前記操作量補正を行うことを決定した可変動弁機構に対し、操作量補正を行わない可変動弁機構との偏差の差分を無くすように操作量を補正する操作量補正手段と、
を含んで構成したことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項２】
前記可変動弁機構を、前記目標値の変化に対して規定した応答特性で応答させたときの規範応答値を算出する規範応答値算出手段を更に備え、
前記フィードバック制御手段は、気筒群毎に、可変動弁機構の規範応答値と実特性値との偏差に基づいて、各可変動弁機構の操作量を設定して可変動弁機構の駆動手段に出力し、規範応答値に追従して応答するように制御することを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項３】
前記補正余裕判定手段は、応答を早める補正が操作量を増大する方向の場合は、前記駆動手段の最大駆動量と当該可変動弁機構の操作量との差分が所定値以上であるときに、補正を行う余裕があり、前記差分が所定値未満のときに、補正の余裕がないと判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、操作量を駆動電圧または通電デューティ比とする電動アクチュエータであり、前記最大駆動量は電動アクチュエータの駆動電源電圧または通電デューティ比が１００％であることを特徴とする請求項３に記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項５】
気筒群毎の可変動弁機構の偏差の相違が所定値以下で、かつ、いずれかの可変動弁機構が過渡状態であるときは、前記操作量補正手段による補正量の算出を停止（補正量＝０）することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項６】
前記可変動弁機構は、機関バルブの作動角、リフト量の少なくとも一方を可変とする機構であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置。
【請求項７】
前記可変動弁機構は、機関バルブの中心位相を可変とする機構であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸・排気バルブ（機関バルブ）の作動特性、例えば、リフト量（又は／及び作動角）やバルブタイミングを可変とする可変動弁機構を、複数の気筒群毎に備えた内燃機関における可変動弁機構の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、各バンクの気筒群毎に可変動弁機構を備えたＶ型エンジンにおいて、応答の遅い気筒群の可変動弁機構の特性に、応答の速い他の気筒群の可変動弁機構の応答を合わせるように操作量を補正し、バンク間のトルク段差等を無くすことが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３３６５２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１では、常に応答の遅い可変動弁機構に合わせて応答の速い可変動弁機構の応答を遅らせるため、当該エンジンで得られる可変動弁機構の効果（燃費、排気性能向上等）を十分に引き出すことができなかった。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、複数の気筒群毎の可変動弁機構の応答を、できるだけ、応答が速い側に合わせることにより、気筒群間の出力性能等をバランスさせつつ、可変動弁機構の効果をできるだけ引き出すことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、請求項１に係る発明は、
複数の気筒群毎に、それぞれ機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構を備え、
前記機関バルブの開弁特性の目標値に対応する前記可変動弁機構の目標値を算出する目標値算出手段と、
前記気筒群毎の可変動弁機構の実特性値を検出する実特性値検出手段と、
前記複数の可変動弁機構が定常状態であるかを判定する定常判定手段と、
実特性値を平滑化するフィルタ手段と、
前記複数の可変動弁機構が定常状態であると判定されたときは、前記フィルタ手段で平滑化した実特性値を用い、それ以外のときは、フィルタ手段による平滑化を行わない実特性値を用いるように切り換える切換手段と、
気筒群毎に、可変動弁機構の目標値と実特性値との偏差に基づいて、各可変動弁機構の操作量を設定して可変動弁機構の駆動手段に出力し、目標値に近づけるように制御するフィードバック制御手段と、
前記偏差が大きい方の可変動弁機構について、応答を早める方向の操作量補正を行う余裕の有無を判定する補正余裕判定手段と、
前記偏差が大きい方の可変動弁機構の応答を早める方向の操作量補正を行う余裕があると判定されたときは、該可変動弁機構に対して操作量補正を行い、余裕がないと判定されたときは、前記偏差が小さい方の可変動弁機構に対して操作量補正を行うことを決定する補正可変動弁機構選択手段と、
前記操作量補正を行うことを決定した可変動弁機構に対し、操作量補正を行わない可変動弁機構との偏差の差分を無くすように操作量を補正する操作量補正手段と、
を含んで構成したことを特徴とする。
【０００５】
かかる構成によると、複数の気筒群間の可変動弁機構の応答を合わせるように操作量を補正するのに際し、偏差が大きく応答が遅い側の可変動弁機構について応答を早めるように操作量の補正を行う余裕があると判定された場合は、該補正を行って、応答の速い側の可変動弁機構の応答に合わせられ、前記余裕がないときは、偏差が小さく応答が速い側の可変動弁機構に対して操作量を補正して応答が遅い側の可変動弁機構の応答に合わせられる。
【０００６】
これによって、気筒群間の可変動弁機構の応答を合わせて性能をバランスさせることができると共に、できる限り、応答が遅い方の可変動弁機構の応答を早めて合わせるようにしたため、可変動弁機構の効果も十分に引き出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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内燃機関のシステム図である。
図１において、内燃機関１０１は、左右２つのバンクからなるＶ型機関である。
前記機関１０１の吸気管１０２には、電子制御スロットル１０４が介装され、該電子制御スロットル１０４を通過した空気は、各バンクに分配された後、更に、各気筒に分配される。
【０００９】
各気筒では、吸気バルブ１０５を介して燃焼室１０６内に空気が吸入される。
燃焼排気は、燃焼室１０６から排気バルブ１０７を介して排出された後、バンク毎に排気が集合され、バンク毎に設けられるフロント触媒１０８ａ，１０８ｂ及びリア触媒１０９ａ，１０９ｂで浄化される。
前記リア触媒１０９ａ，１０９ｂで浄化された後のバンク毎の排気は、合流してマフラーに１０３に流入し、その後大気中に放出される。
【００１０】
前記排気バルブ１０７は、排気側カム軸１１０に軸支されたカムによって一定のリフト，作動角及びバルブタイミング（作動角の中心位相）を保って開閉駆動される。
一方、吸気バルブ１０５側には、吸気バルブ１０５のリフトを作動角と共に連続的に可変とする第１の可変動弁機構である作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂがバンク毎に設けられる。なお、リフトと作動角のいずれか一方のみを可変とする可変動弁機構を適用することもできる。
【００１１】
更に、吸気バルブ１０５側には、クランク軸に対する吸気バルブ駆動軸の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を連続的に可変制御する第２の可変動弁機構である中心位相可変機構１１３ａ，１１３ｂがバンク毎に設けられる。
マイクロコンピュータを内蔵する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１４は、アクセル開度などに対応する目標吸入空気量が得られるように、前記電子制御スロットル１０４，作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂ及び中心位相可変機構１１３ａ，１１３ｂを制御する。
【００１２】
前記電子制御ユニット１１４には、機関１０１の吸入空気流量を検出するエアフローメータ１１５（流量計）、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ１１６、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ１１７、電子制御スロットル１０４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９、各バンクの排気空燃比を検出する空燃比センサ１１１ａ，１１１ｂ等からの検出信号が入力される。
【００１３】
また、各気筒の吸気バルブ１０５上流側の吸気ポート部には、燃料噴射弁１３１が設けられる。
前記燃料噴射弁１３１には、燃料タンク１３２内の燃料が燃料ポンプ１３３により圧送され、該燃料噴射弁１３１が、前記電子制御ユニット１１４からの噴射パルス信号（空燃比制御信号）によって開弁駆動されると、噴射パルス幅（開弁時間）に比例する量の燃料が機関１０１に噴射される。
【００１４】
次に、前記作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂ及び中心位相可変機構１１３ａ，１１３ｂの構造を、図２〜図４に基づいて説明する。
本実施形態の機関１０１は、各気筒に一対の吸気バルブ１０５，１０５が設けられており、これら吸気バルブ１０５，１０５の上方に、クランク軸によって回転駆動される吸気バルブ駆動軸３が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。
【００１５】
前記吸気バルブ駆動軸３には、吸気バルブ１０５のバルブリフタ２ａに当接して吸気バルブ１０５を開閉駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気バルブ駆動軸３と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０５の作動角及びバルブリフト量を連続的に変更する作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂが設けられている。
【００１６】
また、前記吸気バルブ駆動軸３の一端部には、クランク軸に対する前記吸気バルブ駆動軸３の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を連続的に変更する中心位相可変機構１１３ａ，１１３ｂが配設されている。
前記作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂは、図２及び図３に示すように、吸気バルブ駆動軸３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、吸気バルブ駆動軸３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。
【００１７】
前記制御軸１３は、電動アクチュエータ１７（モータ）によりギア列１８を介して所定の制御角度範囲内で回転駆動される。
上記の構成により、クランク軸に連動して吸気バルブ駆動軸３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ともに、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１０５が開閉駆動される。
【００１８】
また、前記制御軸１３の回転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。
これにより、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相を略一定としたままで、吸気バルブ１０５の作動角及びリフトが連続的に増減変化する。
図４は、前記中心位相可変機構１１３ａ，１１３ｂを示している。
【００１９】
前記中心位相可変機構１１３ａ，１１３ｂは、クランク軸と同期して回転するスプロケット２５に固定され、このスプロケット２５と一体的に回転する第１回転体２１と、ボルト２２ａにより前記吸気バルブ駆動軸３の一端に固定され、吸気バルブ駆動軸３と一体的に回転する第２回転体２２と、ヘリカルスプライン２６により第１回転体２１の内周面と第２回転体２２の外周面とに噛合する筒状の中間ギア２３と、を有している。
【００２０】
前記中間ギア２３は、ネジ２８を介してドラム２７が連結されており、このドラム２７と中間ギア２３との間にねじりスプリング２９が介装されている。
前記中間ギア２３は、ねじりスプリング２９によって遅角方向（図４の左方向）へ付勢されており、電磁リターダ２４に電圧を印加して磁力を発生すると、ドラム２７及びネジ２８を介して進角方向（図４の右方向）へ動かされる。
【００２１】
この中間ギア２３の軸方向位置に応じて、回転体２１，２２の相対位相が変化して、クランク軸に対する吸気バルブ駆動軸３の位相が変化し、吸気バルブ１０５の作動角の中心位相が連続的に変化する。
前記電動アクチュエータ１７及び電磁リターダ２４は、前記電子制御ユニット１１４からの制御信号により駆動制御される。
【００２２】
尚、前記中心位相可変機構１１３ａ，１１３ｂの構造を、上記のものに限定するものではなく、クランク軸に対する吸気バルブ駆動軸３（吸気側カム軸）の回転位相を可変とする公知の機構を適用できる。
前記電子制御ユニット１１４は、前記制御軸１３の目標角度（目標リフト）を設定し、角度センサ３２で検出される実際の角度が前記目標角度に近づくように、前記電動アクチュエータ１７の操作量をフィードバック制御する。
【００２３】
更に、前記電子制御ユニット１１４は、前記吸気バルブ駆動軸３の所定角度位置で検出信号を出力する駆動軸センサ３１からの信号と、前記クランク角センサ１１７からの検出信号とから、クランク軸に対する吸気バルブ駆動軸３の回転位相を検出し、この検出結果が目標の回転位相に近づくように、前記電磁リターダ２４の操作量をフィードバック制御する。
【００２４】
ここで、本発明（第１実施形態）に係る制御として、バンク毎の可変動弁機構の応答の相違を無くすと共に、可能な限り応答が遅い方を応答が早い方に合わせる補正を行う。
以下、可変動弁機構である作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂにおける前記制御の詳細を説明する。
図５は、作動角・リフト可変機構１１２（１１２ａ，１１２ｂ）の第１実施形態における制御のブロック図を示す。
【００２５】
目標値算出部Ａは、機関運転状態に基づいて、吸気バルブ１０５の作動角・リフト特性の目標値（目標作動角）に対応する作動角・リフト可変機構１１２の目標値（制御軸１３の目標回転角）θＴを算出する。
第１制御偏差算出部Ｂ１は、前記目標値θＴと一方のバンク（以下第１バンクという）の作動角・リフト可変機構１１２ａの実際値（制御軸１３の実回転角）θＲ１との制御偏差ＥＲＲ１を算出する。
【００２６】
第２制御偏差算出部Ｂ２は、前記目標値θＴと他方のバンク（以下第２バンクという）の作動角・リフト可変機構１１２ａの実際値（制御軸１３の実回転角）θＲ２との制御偏差ＥＲＲ２を算出する。
補正バンク選択部Ｃは、電源電圧Ｖ０と、前記各制御偏差ＥＲＲ１、ＥＲＲ２を入力し、
制御偏差（絶対値）が小さい方、つまり応答が遅いバンク側の作動角・リフト可変機構１１２を応答が早いバンク側の作動角・リフト可変機構１１２の応答に合わせることが可能であるかを判断し、可能であれば、応答が遅いバンク側の作動角・リフト可変機構１１２の操作量を補正し、可能でない場合は、応答が早いバンク側の作動角・リフト可変機構１１２の操作量を応答が遅いバンク側の作動角・リフト可変機構１１２の応答に合わせるように操作量を補正することを決定する。
【００２７】
補正量演算部Ｄは、前記補正バンク選択部Ｃで決定された補正バンク選択情報と、バンク間の作動角・リフト可変機構１１２の制御偏差の差分とに基づいて補正量を算出し、補正を行うバンク側の作動角・リフト可変機構１１２に補正量を出力して、操作量の補正を行わせる。
図６は、前記制御の詳細なフローを示す。
【００２８】
ステップＳ１では、前記作動角・リフト可変機構１１２の目標値θＴを読み込む。
ステップＳ２では、各バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの実際値θＲ１，θＲ２を読み込む。
ステップＳ３では、前記目標値θＴと第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの実際値θＲ１とに基づいて、制御偏差ＥＲＲ１（＝θＴ−θＲ１）と、該制御偏差ＥＲＲ１の絶対値ＡＢＳＥＲＲ１を算出する。
【００２９】
ステップＳ４では、前記目標値θＴと第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの実際値θＲ２とに基づいて、制御偏差ＥＲＲ２（＝θＴ−θＲ２）と、該制御偏差ＥＲＲ２の絶対値ＡＢＳＥＲＲ２を算出する。
ステップＳ５では、前記各バンクの制御偏差の絶対値ＡＢＳＥＲＲ１，ＡＢＳＥＲＲ２の大きさを比較する。
【００３０】
そして、ＡＢＳＥＲＲ１≧ＡＢＳＥＲＲ２と判定されたとき、つまり、第１のバンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの制御偏差ＥＲＲ１が、第２のバンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの制御偏差ＥＲＲ２以上であるときは、ステップＳ６以降へ進み、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの操作量を、応答を早める方向に補正する余裕があるときは、該応答を早める方向の補正を行い、余裕がないときは、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの応答を遅らせて、両作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの応答を合わせるように制御する。ここで、制御軸回転角θ（吸気バルブの作動角・リフト）を増大させる方向の操作量がプラスの駆動電圧Ｖで、減少させる方向の操作量がマイナスの駆動電圧Ｖとする。
【００３１】
ステップＳ６では、前記偏差ＥＲＲ１が０以上であるかを判定する。ＥＲＲ１≧０、つまり、目標値θＴの方が実際値θＲ１以上であると判定されたときは、ステップＳ７へ進んで、電動アクチュエータ１７の電源電圧Ｖ０（プラスの電圧）と操作量（プラスの駆動電圧Ｖ）との差分ｄＶ（＝Ｖ０−Ｖ）が所定の余裕代ｄＶ０（電圧）以上あるか否かで操作量の増大補正を行う余裕があるか否かを判定する。
【００３２】
上記余裕代ｄＶ０は確実に増大補正を行えるように設定した固定値でもよいが、予め算出したバンク間の制御偏差の差分に基づいて、該差分の解消に必要なだけの値に設定すれば、応答が早い側への補正をより高い頻度で行うことができる。
また、操作量を通電デューティ比として制御する場合は、最大駆動量である通電デューティ比１００％と操作量との差分デューティ比が所定の余裕デューティ比以上あるか否かで操作量の増大補正を行う余裕があるか否かを判定する構成とすればよい。
【００３３】
そして、ステップＳ７でｄＶ≧ｄＶ０と判定されたときは、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａによって応答を早める補正を行う余裕があるので、ステップＳ８へ進んで、該作動角・リフト可変機構１１２ａで応答を早める操作量の増大補正を行う。
具体的には、バンク間の偏差の差分ｄＥＲＲ（＝ＡＢＳＥＲＲ１−ＡＢＳＥＲＲ２）を算出し、該差分ｄＥＲＲに基づいて、該差分ｄＥＲＲを無くすため、作動角・リフト可変機構１１２ａの操作量（プラスの駆動電圧Ｖ）を増大補正する補正量Ｖｈａを算出し、出力する。
【００３４】
これにより、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの通常のＰＩＤ等フィードバック制御によって設定される基本操作量Ｖに、前記補正量Ｖｈａが加算され、実際値θＲ１が目標値θＴに近づけられて応答を早められ、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの実際値θＲ２とのずれが無くなって、両バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの応答を合わせることができる。
【００３５】
また、応答が遅い方の応答を早めて目標値に近づけることができるので、所望のエンジン性能に近づけることができる。
また、ステップＳ７でｄＶ＜ｄＶ０と判定されたときは、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａで応答を早める補正を行う余裕がないので、ステップＳ９へ進んで、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの応答を遅らせて、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの応答に合わせる補正を行う。
【００３６】
具体的には、前記同様に、バンク間の偏差の差分ｄＥＲＲを算出して、該差分ｄＥＲＲに基づいて、該差分ｄＥＲＲを無くすため、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの操作量（プラス方向の駆動電圧Ｖ）を減少補正する補正量Ｖｈｂを算出し、出力する。
これにより、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの基本操作量Ｖから前記補正量Ｖｈｂが減算され、作動角・リフト可変機構１１２ｂの実際値θＲ２が、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの実際値θＲ１に近づけられて、両バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの応答を合わせることができる。
【００３７】
また、ステップＳ６でＥＲＲ１＜０、つまり、目標値θＴの方が実際値θＲ１より小さいと判定されたときは、目標値により近づけるように応答を早める方向は、操作量（マイナスの駆動電圧Ｖ）を増大（マイナス電圧値の絶対値が増大）する方向である。
そこで、ステップＳ１０へ進んで、電動アクチュエータ１７の電源電圧Ｖ０（マイナスの電圧）と操作量（マイナスの駆動電圧Ｖ）との差分の絶対値｜ｄＶ｜（＝｜Ｖ０−Ｖ｜）が所定の余裕代ｄＶ０（＞０）以上あるか否かで操作量の増大補正を行う余裕があるか否かを判定する。
【００３８】
そして、ステップＳ１０で｜ｄＶ｜≧ｄＶ０と判定されたときは、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａによって応答を早める補正を行う余裕があるので、ステップＳ１１へ進んで、該第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａで応答を早める操作量（マイナスの駆動電圧Ｖ）の増大補正を行う。
具体的には、バンク間の偏差の差分ｄＥＲＲを算出して、該差分ｄＥＲＲを無くすため、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの操作量（マイナスの駆動電圧Ｖ）を増大補正する補正量Ｖｈａ（マイナス値）を算出し、出力する。
【００３９】
これにより、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの基本操作量（マイナスの駆動電圧Ｖ）が増大補正されて（マイナス電圧の絶対値が増大）、実際値θＲ１が目標値θＴに近づけられ、両バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの応答を合わせることができると共に、応答が遅い方の応答を早めて目標値に近づけることができるので、所望のエンジン性能に近づけることができる。
【００４０】
また、ステップＳ１０で｜ｄＶ｜＜ｄＶ０と判定されたときは、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａで応答を早める補正を行う余裕がないので、ステップＳ１２へ進んで、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの応答を遅らせて、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの応答に合わせる減少補正を行う。
具体的には、バンク間の偏差の差分ｄＥＲＲを無くすため、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの操作量（マイナスの駆動電圧Ｖ）を減少補正する補正量Ｖｈｂ（マイナス値）を算出し、出力する。
【００４１】
これにより、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの基本操作量（マイナスの駆動電圧Ｖ）から前記補正量Ｖｈｂが減算され（マイナス電圧の絶対値が減少）、作動角・リフト可変機構１１２ｂの実際値θＲ２が、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの実際値θＲ１に近づけられて、両バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの応答を合わせることができる。
【００４２】
ステップＳ５でＡＢＳＥＲＲ１＜ＡＢＳＥＲＲ２と判定されたとき、つまり、第２のバンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの制御偏差ＥＲＲ２の方が、第１のバンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの制御偏差ＥＲＲ１より大きいときも、同様に制御される。すなわち、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂの操作量を、応答を早める方向に補正する余裕があるときは、該応答を早める方向の補正を行い、余裕がないときは、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａの応答を遅らせて、両作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの応答を合わせるように制御する。
【００４３】
ステップＳ１３〜ステップＳ１９は、ステップＳ６〜ステップＳ１２において、第１バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａと、第２バンクの作動角・リフト可変機構１１２ｂとを入れ換えわっているだけであるから、説明は省略する。
図７は、以上の制御についてまとめて表に示したものである。
本実施形態によれば、まず、両バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂの応答を合わせて吸入空気量ひいてはエンジントルクの応答を合わせられる。特に、アイドル時など吸入空気量が小さい領域での吸入空気量の相違によるバンク間トルク段差を抑制でき、加速時に各気筒のトルクを滑らかに増大でき加速性も向上する。
【００４４】
そして、特に本発明の特徴として、可能な限り応答を早める側に合わせることができるため、可変動弁機構である作動角・リフト可変機構１１２による性能をできるだけ引き出してエンジン性能を高めることができる。
また、上記ステップＳ６，７，１０，１３，１４，１７における補正の余裕の有無の判定は、次のようにしてもよい（後述する第２実施形態の図１０のステップＳ３１，３２，３５，３８，３９，４０でも同様）。
【００４５】
電源電圧Ｖ０,所定値ｄＶ０を正の値とし、操作量（駆動電圧Ｖ）をＥＲＲ１≧０のときは正、ＥＲＲ１＜０のときは負の値として、
ＥＲＲ１≧０と判定されたときは、
Ｖ０−ｄＶ０≧Ｖのとき補正の余裕があり、Ｖ０−ｄＶ０＜Ｖのとき補正の余裕が無いと判断する。
【００４６】
ＥＲＲ１＜０と判定されたときは、
−（Ｖ０−ｄＶ０）≦Ｖのとき補正の余裕があり、−（Ｖ０−ｄＶ０）＜Ｖのとき補正の余裕が無いと判断する。
次に、第２の実施形態について説明する。
作動角・リフト可変機構など可変動弁機構の制御装置においては、可変動弁機構に機関バルブの開閉に伴い駆動カムからの駆動反力が周期的に印加され、可変動弁機構の出力部に振動を生じる。その振動を抑えようするフィードバック制御の反応で、過大な操作量が出力され、消費電力の増大による燃費の悪化や駆動回路、モータが発熱し、耐久性低下につながる。
【００４７】
そこで、本実施形態では、可変動弁機構の実際値をフィルタ処理して平滑化した後、フィードバックして制御偏差を算出することにより、上記課題を解消する。しかし、常に、フィルタ処理を行うと、過渡時などは、実際値とフィードバック値との相違が大きくなって良好なフィードバック制御が行えなくなるので、このような所定の条件では、フィルタ処理を停止し、また、バンク間の応答を合わせる補正を行うと制御性が損なわれる条件では該補正を停止するなどの処理を行う。
【００４８】
図８は、第２の実施形態の制御ブロック図を示し、図５で示した第１の実施の形態の制御ブロック図の構成に以下の各部を加えて構成される。
バンク毎に、作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂの実際値θＲ１，θＲ２を、フィルタ処理して平滑化するフィルタ部Ｅ１，Ｅ２と、これら実際値θＲ１，θＲ２と、実際値θＲ１，θＲ２を各フィルタ部Ｅ１，Ｅ２によってフィルタ処理した値θＲ１’，θＲ２’とのいずれかを選択して第１制御偏差演算部Ｂ１，第２制御偏差演算部Ｂ２に出力する選択部Ｆ１，Ｆ２と、を設ける。
【００４９】
また、前記選択部Ｆ１，Ｆ２における選択を決める条件および補正量演算部Ｄで演算される補正量を０として、応答合わせ用の補正を停止させる条件を決定する制御切換部Ｇを設ける。
図９、図１０は、本第２実施形態の詳細なフローを示す。
ステップＳ２１、ステップＳ２２では、作動角・リフト可変機構１１２の目標値θＴ、各バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの実際値θＲ１，θＲ２、制御偏差の絶対値ＡＢＳＥＲＲ１，ＡＢＳＥＲＲ２を読み込む。
【００５０】
ステップＳ２３では、各バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂが定常状態であるかを判定する。具体的には、各バンクの制御偏差の絶対値ＡＢＳＥＲＲ１，ＡＢＳＥＲＲ２が共に、所定値Ａ以下の状態が所定時間継続したときに定常と判定し、所定値Ｂ（＞Ａ）以上の状態で過渡と判定する。
なお、上記の条件で定常と判定され、定常判定条件を満たさなくなってから前記過渡条件を満たして過渡との判定に切り換えられるまでの間は定常の判定を維持し、同じく過渡条件を満たさなくなってから定常条件を満たすまでの間は過渡の判定を維持して、ヒステリシスを持たせることにより、ハンチングを防止する。
【００５１】
ステップＳ２３で定常と判定されたときは、ステップＳ２４へ進んで、前記各実際値θＲ１，θＲ２を各フィルタ部Ｅ１，Ｅ２によってフィルタ処理した値θＲ１’，θＲ２’を、フィードバック制御に用い、過渡と判定された場合は、ステップＳ２４をバイパスし、各実際値θＲ１，θＲ２をそのままフィードバック制御に用いる。
ステップＳ２５，ステップＳ２６では、第１バンクにおける制御偏差ＥＲＲ１、該制御偏差ＥＲＲ１の絶対値ＡＢＳＥＲＲ１、第２バンクにおける制御偏差ＥＲＲ２、該制御偏差ＥＲＲ２の絶対値ＡＢＳＥＲＲ２を算出する。
【００５２】
ステップＳ２７では、前記バンク毎の制御偏差（絶対値）ＡＢＳＥＲＲ１，ＡＢＳＥＲＲ２相互の差分ｄＥＲＲ１２（＝｜ＡＢＳＥＲＲ１−ＡＢＳＥＲＲ２｜）が所定値Ｃ以下の小さい値であるかを判定し、ｄＥＲＲ１２≦Ｃと判定されたときは、ステップＳ２８へ進み、作動角・リフト可変機構１１２ａ,１１２ｂのいずれかが過渡状態であるかを判定し、過渡状態であると判定されたときは、ステップＳ２９へ進み、各作動角・リフト可変機構１１２ａ、１１２ｂの応答を合わせる補正を停止（補正量＝０）とする。
【００５３】
ステップＳ２７でバンク間の制御偏差の差分ｄＥＲＲ１２が所定値Ｃを上回り、または、ステップＳ２８でいずれの作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂも過渡状態でないと判定されたときは、ステップＳ３０以降へ進み、ステップＳ３０〜ステップＳ４４において、前記第２実施形態の図６のステップＳ５〜ステップＳ１９同様に、両作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂの応答を合わせる補正操作量を算出する。
【００５４】
本第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果、すなわち、両バンクの作動角・リフト可変機構１１２ａ，１１２ｂの応答を合わせて吸入空気量ひいてはエンジントルクの応答を合わせられるとともに、可能な限り応答が早い側に合わせることができるため、可変動弁機構である作動角・リフト可変機構１１２による性能をできるだけ引き出してエンジン性能を高めることができる。
【００５５】
また、定常時には、フィルタ処理を行った値θＲ１’，θＲ２’を、フィードバック制御に用いることにより、駆動カムから周期的な駆動反力が印加されても、操作量が過大となることを抑制でき、消費電力の増大による燃費の悪化や駆動回路、モータが発熱することによる耐久性低下を抑制できる。
一方、過渡時には、フィルタ処理を行わない実際値θＲ１，θＲ２をフィードバック制御に用いることにより、フィルタ処理値θＲ１’，θＲ２’の位相遅れに伴う制御性（収束性）の悪化を防止できる。
【００５６】
また、バンク間の制御偏差の差分が小さいときの過渡状態では、例えば第１バンク側の作動角・リフト可変機構１１２ａについて応答を合わせる補正を行うと、差分が小さいため、第２バンク側の作動角・リフト可変機構１１２ｂの応答を追い越しやすく、追い越してしまうと、今度は、作動角・リフト可変機構１１２ｂについて補正することとなる。次に、補正した作動角・リフト可変機構１１２ｂが他方の作動角・リフト可変機構１１２ａの応答を追い越すと、また、作動角・リフト可変機構１１２ａを補正することとなる。
【００５７】
これらの動作を繰り返すと、図１１に示すように、応答性が悪化してしまう。
そこで、本実施形態では、バンク間の制御偏差の差分が小さいときの過渡状態では、応答を合わせる補正を停止したことにより、かかる応答性の悪化を防止できる。
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
作動角・リフト可変機構１１２など可変動弁機構の目標値に対して所望の特性で応答する規範応答特性（規範モデル）を設定し、可変動弁機構の実際値の応答が規範応答特性に応答に追従するように制御するものがあり、本第３実施形態は、かかる制御を行う作動角・リフト可変機構１１２に適用したものである。
【００５８】
図１２は、上記規範応答制御によって基本操作量を算出する制御ブロック図を示す。
目標値算出部Ａは、既述したように作動角・リフト可変機構１１２の目標値θＴを算出する。
規範応答値演算部Ｈは、作動角・リフト可変機構１１２の目標値θＴを入力し、設計者が希望する規定の応答特性（規範応答特性）にしたがって応答させたときの規範応答値θＭを算出する。すなわち、規範値θＭは、最終的な目標値θＴに所望の応答特性で収束させる過渡的な目標値として設定される。
【００５９】
具体的には、下式(1)に示す作動角・リフト可変機構１１２の下記の動特性（運動方程式）に対し、安定した応答が得られる規範応答特性Ｒ(s)を、式(2)のように設定し、式(3)により規範応答値θＭを算出する。
Ｔ＝Ｊ（ｄ２θ／ｄｔ２）＋μ（ｄθ／ｄｔ）＋Ｋθ・・・(1)
ただし、Ｔ：駆動トルク、θ：作動角・リフト可変機構１１２の制御軸１３の回転角、Ｊ：作動角・リフト可変機構１１２の慣性モーメント、μ：作動角・リフト可変機構１１２の摩擦係数、Ｋ：作動角・リフト可変機構１１２のバネ定数
Ｒ(s)＝ω２／（ｓ２＋２ζωｓ＋ω２）・・・(2)
ただし、ｓ：ラプラス演算子、ω：周波数、ζ：減衰係数
θＭ＝θＴ・Ｒ(s)・・・(3)
フィードフォワード操作量演算部Ｉは、作動角・リフト可変機構１１２を規範応答特性にしたがって応答させるためのフィードフォワード操作量を算出して出力する。
【００６０】
具体的には、フィードフォワード伝達関数ＦＦＦ(s)を、次式(4)のように、前記作動角・リフト可変機構１１２の下記の動特性の伝達関数Ｐ(s)を逆変換した関数Ｐ(s)−１と規範応答特性Ｒ(s)との積Ｐ(s)−１Ｒ(s)として設定する。
ＦＦＦ(s)＝Ｐ(s)−１Ｒ(s)・・・(4)
そして、次式(5)のように、入力した目標値θＴに伝達関数ＦＦ(s)を乗じることによりフィードフォワード駆動電流ｉＦＦを算出する。
【００６１】
ｉＦＦ＝ＦＦ(s)・θＴ・・・(5)
電動アクチュエータ１７の駆動電流ｉを、駆動電圧によって制御する場合は、フィードバック操作量として、前記フィードフォワード駆動電流ｉＦＦを得るフィードフォワード駆動電圧ＶＦＦに変換して出力する。
フィードバック操作量演算部Ｊは、前記規範応答値θＭと作動角・リフト可変機構１１２の実応答値（実回転角）θＲとの偏差θＥＲＲ（＝θＭ−θＲ）に基づき、次式(5)により比例要素Ｐ、積分要素Ｉを用いて次式(6)によりフィードバック駆動電流ｉＦＢを算出し、フィードバック操作量としてフィードバック駆動電圧ＶＦＢに変換して出力する。
【００６２】
ｉＦＢ＝（Ｐ＋Ｉ／ｓ＋Ｄｓ）・θＥＲＲ・・・(6)
前記フィードフォワード駆動電圧ＶＦＦとフィードバック駆動電圧ＶＦＢとを加算した駆動電圧ＶＢを基本操作量として、作動角・リフト可変機構１１２（電動アクチュエータ１７）に出力する。
すなわち、作動角・リフト可変機構１１２を規範応答特性にしたがって応答するようにフィードフォワード操作量で制御しつつ、機構のバラツキや使用条件などにより生じる規範値と実際値とのずれを、フィードバック操作量で吸収する制御である。
【００６３】
かかる規範応答制御において、本発明にかかるバンク間の応答を合わせるための補正操作量を算出し、前記基本操作量と加算して作動角・リフト可変機構１１２に出力する。
図１３は、上記第３実施形態の制御ブロック図を示す。
第１実施形態との相違は、制御偏差が規範応答値θＭと実応答値（実際値）θＲとの偏差ＥＲＲ（＝θＭ−θＲ）に代わったことであり、その他は、同様である。
【００６４】
図１３は第１実施形態の図５に対応するが、第２実施形態の図８に対応したフィルタ処理機能を備えた第４実施形態とすることもでき、図１４のようになる。
フローチャートも、第１実施形態の図６、第２実施形態の図９，１０において、制御偏差を規範応答値θＭと実際値θＲとの偏差ＥＲＲ（＝θＭ−θＲ）とすれば、そのまま適用できる。
【００６５】
本第３実施形態では、規範応答制御を用いた所望の応答への制御において、両バンクの可変動弁機構の応答を合わせ、かつ、可能な限り規範応答特性に近い方に合わせて最大限に作動角・リフト可変機構１１２の性能を引き出すことができる。
以上、可変動弁機構として作動角・リフト可変機構１１２ａ，ｂに適用した実施の形態を示したが、第２の可変動弁機構である中心位相可変機構１１３ａ，ｂに対しても、同様に適用することができる。
【００６６】
作動角・リフト可変機構１１２ａ，ｂと中心位相可変機構１１３ａ，ｂの双方に本発明を適用した場合は、最適な効果が得られるが、一方のみに適用しても十分な効果が得られることは勿論である。
また、以上の実施形態では、吸気バルブの特性を可変とする可変動弁機構（作動角・リフト可変機構１１２、中心位相可変機構１１３）に適用したものを示したが、排気バルブの特性を可変とする可変動弁機構においても、排気バルブの特性を可変とすることによって、吸入空気量特性ひいてはエンジントルクを可変とすることができるから、本発明を適用することにより、同様の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関の構成図。
【図２】上記実施形態における作動角・リフト可変機構の構造を示す斜視図。
【図３】前記作動角・リフト可変機構の側面図。
【図４】上記実施形態における中心位相可変機構を示す断面図。
【図５】上記作動角・リフト可変機構の第１実施形態における制御ブロック図。
【図６】第１実施形態における操作量の補正量を算出する制御のフローチャート。
【図７】上記第１実施形態における制御をまとめた表。
【図８】上記作動角・リフト可変機構の第２実施形態における制御ブロック図。
【図９】第２実施形態における操作量の補正量を算出する制御の前段のフローチャート。
【図１０】第２実施形態における操作量の補正量を算出する制御の後段のフローチャート。
【図１１】第２実施形態における所定の条件での状態を示す図。
【図１２】第３実施形態における規範応答制御で基本操作量を算出する制御ブロック図。
【図１３】上記作動角・リフト可変機構の第３実施形態における制御ブロック図。
【図１４】上記作動角・リフト可変機構の第４実施形態における制御ブロック図。
【符号の説明】
【００６８】
１０１…内燃機関、１０４…電子制御スロットル、１０５…吸気バルブ、１０７…排気バルブ、１１１ａ，１１１ｂ…酸素センサ、１１２ａ，１１２ｂ…作動角・リフト可変機構（ＶＥＬ）、１１３ａ，１１３ｂ…中心位相可変機構（ＶＴＣ）、１１４…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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