エンジンの制御装置
【課題】各気筒群の燃焼状態が揃った状態での可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出し、運転状態に左右されることなく各気筒群の燃焼状態のズレを補正可能とする。
【解決手段】バルブオーバラップを無くしたときのノック点火時期ＡＤＶ１と、右バンクの吸気バルブタイミングを設定量進角させたときのノック点火時期ＡＤＶ２とを比較し（Ｓ７）、ＡＤＶ１＞ＡＤＶ２の場合、右バンクの吸気バルブタイミングを遅角させながら点火時期の変化を監視し（Ｓ８〜Ｓ１１）、ＡＤＶ１≦ＡＤＶ２の場合、右バンクの吸気バルブタイミングを進角させながら点火時期の変化を監視する（Ｓ１３〜Ｓ１６）ことで、左右バンクの吸気カム角の位相差を記録する。同様の処理を排気バルブタイミングに関しても行い、左右バンクの排気カム角の位相差を記録する。これにより、運転状態に左右されることなく各バンクの燃焼状態のズレを補正可能とする。
【解決手段】バルブオーバラップを無くしたときのノック点火時期ＡＤＶ１と、右バンクの吸気バルブタイミングを設定量進角させたときのノック点火時期ＡＤＶ２とを比較し（Ｓ７）、ＡＤＶ１＞ＡＤＶ２の場合、右バンクの吸気バルブタイミングを遅角させながら点火時期の変化を監視し（Ｓ８〜Ｓ１１）、ＡＤＶ１≦ＡＤＶ２の場合、右バンクの吸気バルブタイミングを進角させながら点火時期の変化を監視する（Ｓ１３〜Ｓ１６）ことで、左右バンクの吸気カム角の位相差を記録する。同様の処理を排気バルブタイミングに関しても行い、左右バンクの排気カム角の位相差を記録する。これにより、運転状態に左右されることなく各バンクの燃焼状態のズレを補正可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁のバルブタイミングを可変する吸気側の可変バルブタイミング機構と排気弁のバルブタイミングを可変する排気側の可変バルブタイミング機構とを気筒群毎に備えるエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を可変する可変バルブタイミング機構システムを備えたエンジンが実用化されている。この可変バルブタイミング機構は、エンジン運転状態に応じて吸気弁と排気弁との少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更するものであるが、Ｖ型エンジンや水平対向エンジン等のように複数の気筒群（バンク）を有するエンジンでは、各気筒群毎に、吸気側の可変バルブタイミング機構と排気側の可変バルブタイミング機構とを備えることで、バルブタイミングをより精密に制御し、燃費向上や排気エミッションの向上を図るものが知られている。
【０００３】
このようなエンジンでは、各バンクの実圧縮比のバラツキや、各バンクの動弁系部品の寸法誤差等によるバルブタイミングの相違から生じる空気量のバラツキにより、エンジンの燃焼状態が変動する虞がある。このため、従来から、可変バルブタイミング機構を動かしてＶ型エンジンのバンク毎の圧縮比バラツキや空気量バラツキを揃える技術が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、タイミングベルト又はチェーンの経時変化による形状変化量を検出し、この形状変化量に基づいてバルブタイミング可変機構の制御量を補正することで、各バンクの間におけるバルブタイミングのズレを補正する技術が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、各バンクの吸気管の圧力が等しくなるようにバルブタイミング機構の制御量を補正することで、バンク間の燃焼状態を等しくする技術が開示されている。
【０００６】
更に、特許文献３には、各バンク毎のノッキング検出結果に基づいて各バンクにおけるバルブタイミングに係る制御量を算出し、両バンクの制御量を比較してバルブタイミング機構の制御量を補正することで、バンク間の実圧縮比のズレによる燃焼状態のズレを補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１３６４０４号公報
【特許文献２】特開平６−２２９２１２号公報
【特許文献３】特開平１０−１４１０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の技術では、或る運転状態（エンジン負荷、回転数等）で可変バルブタイミング機構を運転した結果に基づいて各バンクの燃焼状態を揃えるだけであり、回転数や負荷等、燃焼状態が変化すると、その都度、可変バルブタイミング機構を運転し直して各バンクの燃焼状態を揃える必要があり、その調整のための工数が大となる。更には、従来の技術による燃焼状態の揃え方では、非ノック域の燃焼状態を揃えることは困難である。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、各気筒群の燃焼状態が揃った状態での可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出し、運転状態に左右されることなく各気筒群の燃焼状態のズレを補正可能とすることのできるエンジンの制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明によるエンジンの制御装置は、エンジンの気筒群毎に、吸気弁のバルブタイミングを可変する吸気側の可変バルブタイミング機構と排気弁のバルブタイミングを可変する排気側の可変バルブタイミング機構とを備えるエンジンの制御装置であって、上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバラップを無くした状態で、同一点火時期におけるエンジンの不正燃焼の発生を基準にして上記気筒群毎の吸気側の可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出する吸気位相差検出部と、上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバラップを所定量以上に設定した状態で、同一点火時期におけるエンジンの不正燃焼の発生を基準にして上記気筒群毎の排気側の可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出する排気位相差検出部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各気筒群の燃焼状態が揃った状態での可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出することで、運転状態に左右されることなく各気筒群の燃焼状態のズレを補正可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】可変バルブタイミング機構付エンジンの全体構成図
【図２】左右バンクの可変バルブタイミング機構に対する位相差検出制御のフローチャート
【図３】左右バンクの可変バルブタイミング機構に対する位相差検出制御のフローチャート（続き）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は、可変バルブタイミング機構付きエンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）である。図１においては、エンジン１は、シリンダブロック１ａがクランク軸１ｂを中心として左右２つのバンク（図の右側が左バンク、左側が右バンク）の気筒群に分割される水平対向型エンジンを示している。
【００１４】
先ず、エンジン１の吸排気系について説明する。エンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられている。シリンダヘッド２の各吸気ポートには、インテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３の各気筒の吸気ポート直上流に、インジェクタ１１が配設されている。尚、シリンダヘッド２の各気筒毎には、放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１２が配設されている。
【００１５】
インテークマニホルド３は、各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介してスロットルチャンバ５に連通されている。スロットルチャンバ５には、スロットルアクチュエータ１０によって駆動されるスロットルバルブ５ａが介装されている。更に、スロットルチャンバ５の上流には、吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられ、このエアクリーナ７に接続されるエアインテーク通路にチャンバ８が連通されている。
【００１６】
一方、シリンダヘッド２の各排気ポートには、エキゾーストマニホルド１４が連通され、このエキゾーストマニホルド１４の集合部に排気管１５が連通されている。排気管１５には触媒コンバータ１６が介装され、マフラ１７に連通されている。
【００１７】
次に、エンジン１の動弁系について説明する。エンジン１の左右バンクの各シリンダヘッド２内には、それぞれ吸気カム軸１９、排気カム軸２０が配設され、各カム軸１９，２０にクランク軸１ｂの回転が伝達される。このクランク軸１ｂの吸気カム軸１９、排気カム軸２０への回転の伝達は、クランク軸１ｂに固設されたクランクプーリ２１、タイミングベルト２２、吸気カム軸１９に介装された吸気カムプーリ２３、排気カム軸２０に固設された排気カムプーリ２４等を介して行われる。そして、吸気カム軸１９に設けられた吸気カム、及び排気カム軸２０に設けられた排気カムにより、それぞれクランク軸１ｂと２対１の回転角度に維持される各カム軸１９，２０の回転に基づいて、吸気弁２５、排気弁２６が開閉駆動される。
【００１８】
また、左右バンクの各動弁系には、吸気カム軸１９のクランク軸１ｂに対する回転位相（変位角）を連続的に変更する可変バルブタイミング機構２７inと、排気カム軸２０のクランク軸１ｂに対する回転位相を連続的に変更する可変バルブタイミング機構２７exとが設けられている。吸気側の可変バルブタイミング機構２７inは、吸気カム軸１９と吸気カムプーリ２３との間に設けられ、吸気カムプーリ２３と吸気カム軸１９とを相対回転させる。一方、排気側の可変バルブタイミング機構２７exは、排気カム軸２０と排気カムプーリ２４との間に設けられ、排気カムプーリ２４と排気カム軸２０とを相対回転させる。
【００１９】
これらの可変バルブタイミング機構２７in，２７exは、例えば、周知の油圧駆動式バルブタイミング機構により構成されている。吸気側の可変バルブタイミング機構２７inで代表して説明すると、可変バルブタイミング機構２７inは、吸気カムプーリ２３に連結されるハウジング内に、吸気カム軸１９に連結されるベーン体を収納して構成され、このベーン体を油圧によって相対回転させることで、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の相対回転位相を変更する。排気側の可変バルブタイミング機構２７exも同様である。
【００２０】
また、可変バルブタイミング機構２７in，２７exには、オイルパン１ｃから図示しないオイルポンプを介して供給される作動油圧を調整してカム角を制御するためのカム角制御弁２８in，２８exがそれぞれ備えられている。カム角制御弁２８in，２８exは、例えば電磁スプール弁等からなり、マイクロコンピュータ等からなる電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）５０によってデューティ制御され、可変バルブタイミング機構２７in，２７exの油圧室（ハウジング内にベーン体によって区画・形成される油圧室）に供給する油圧の大きさを調整する。
【００２１】
すなわち、デューティ制御による通電電流に比例してカム角制御弁２８in，２８exのスプールが軸方向に移動すると、可変バルブタイミング機構２７in，２７exの進角室（進角作動の油圧室）、遅角室（遅角作動の油圧室）に連通する各ポートが切換えられ、オイルの流れ方向が切換えられると共にパッセージの開度が調整される。その結果、可変バルブタイミング機構２７in，２７exの進角室、遅角室に供給する油圧の大きさが調整され、吸気弁２５や排気弁２６の開閉タイミングが進角或いは遅角側に制御される。
【００２２】
次に、エンジン１の状態を検出するためのセンサ類について説明する。スロットルチャンバ５のスロットルバルブ５ａには、スロットルバルブ５ａの開度を検出するスロットルセンサ３０が介装され、吸気管６のエアクリーナ７の直下流には、吸入空気量センサ３１が介装されている。一方、排気管１５の触媒コンバータ１６の上下流側には、空燃比センサ３２，３３がそれぞれ配設されている。
【００２３】
また、シリンダブロック１ａのクランク軸１ｂに軸着するクランクロータ３４の外周に、クランク角センサ３５が対設され、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路３６に、水温センサ３７が臨まされている。更に、シリンダブロック１ａには、左バンク或いは左バンクで発生するノッキングによってシリンダブロック１ａに伝わる振動を検出するピエゾ式センサ等からなるノックセンサ３８が配設されている。
【００２４】
尚、本実施の形態においては、ノッキングの検出は左右バンクで独立しては行わない。これは、シリンダブロック１ａの振動を右バンクと左バンクで区別するようにすると、ノッキングの検出タイミングと燃焼タイミングとを比較する等の処理が必要となって煩雑化するためである、従って、点火時期についても左右バンク同時に変更される。
【００２５】
また、吸気側の可変バルブタイミング機構２７inの作動位置を検出するためのセンサとして、吸気カム軸１９の後端に固設されたカムロータ３９の外周に、吸気カム位置検出用のカム位置センサ４０が対設されている。更に、排気側の可変バルブタイミング機構２７exの作動位置を検出するためのセンサとして、排気カム軸２０の後端に固設されたカムロータ４１の外周に、排気カム位置検出用のカム位置センサ４２が対設されている。
【００２６】
以上の各センサ類の出力信号は、ＥＣＵ５０に入力されて処理され、エンジン運転状態が検出される。ＥＣＵ５０は、予め内部に格納されている制御プログラムに従って、各センサ類・スイッチ類等からの信号を処理し、前述のインジェクタ１１、スロットルアクチュエータ１０、吸気側の可変バルブタイミング機構２７inのカム角制御弁２８in、排気側の可変バルブタイミング機構２７exのカム角制御弁２８ex等に対する制御量を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、スロットル制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。
【００２７】
また、ＥＣＵ５０は、左右バンクの実圧縮比やバルブオーバラップのズレを把握することで、左右バンクの燃焼状態を揃える。そのため、ＥＣＵ５０は、所定の条件下で一方のバンクの可変バルブタイミング機構２７in，２７exを意図的に操作し、同一点火時期での不正燃焼の発生を基準として各バンクの燃焼状態が揃った状態でのバルブタイミングの位相差を検出することにより、左右バンクの圧縮比のズレやバルブタイミングのズレによる燃焼変動を抑制可能とする。左右バンクの位相差の検出は、吸気側と排気側との双方で行い、基準とする不正燃焼の発生を、ノックセンサ３８によるノッキングの検出によって判定する。
【００２８】
詳細には、ＥＣＵ５０は、先ず、吸気位相差検出部としての機能により、吸排気のバルブオーバラップを無くした状態で一方のバンクの吸気側の可変バルブタイミング機構２７inを制御して吸気弁２５のタイミングを所定量ずつ進角或いは遅角させ、そのときのノック限界を調べることにより、左右バンクの「空気量＋圧縮比」の違いを把握する。
【００２９】
更に、ＥＣＵ５０は、排気位相差検出部としての機能により、一方のバンクの排気側の可変バルブタイミング機構２７exを制御してバルブオーバラップを所定値以上に設定し、内部ＥＧＲ量を変化させる。このとき、他方のバンクとの間にバルブオーバラップ量の違いがあると内部ＥＧＲ量に違いが生じ、左右バンクでノック限界が異なってくる（内部ＥＧＲ量の多い方がノック限界が低く、ノックが発生し易い）。
【００３０】
すなわち、内部ＥＧＲ量を意図的に操作する前に、元々内部ＥＧＲ量を増やそうとした側のバンクでノックが発生していれば、意図的に内部ＥＧＲを増加させると、ノックが激しくなる（ノック限界の低下）。逆に、ノック感度が変わらないのであれば、意図的に操作した側のバルブオーバラップ量が他方のバンクに対して少ないことになる。
【００３１】
このような現象を利用して、一方のバンクのバルブタイミングを意図的にオーバラップが生じるように設定して内部ＥＧＲを増加させ、ノック限界の低下を判断することで、左右バンクのバルブオーバラップ量の差異を明確にすることができる。
【００３２】
具体的には、左右バンクのバルブタイミングの相違は、図２，図３のフローチャートに示す左右バンクの可変バルブタイミング機構に対する位相差検出制御のプログラムを実行することで検出される。次に、この位相差検出制御について説明する。
【００３３】
図２，図３の位相差検出制御は、アイドリング運転或いは定常走行状態等の運転状態に変化が生じない状態で開始される処理であり、図２は、左右バンクの「空気量＋圧縮比」のバラツキに起因する左右バンクの可変バルブタイミング機構によるカム角の位相差を検出するステージ１の処理を示し、続く図３のフローチャートは、左右バンクの可変バルブタイミング機構によるバルブオーバラップ量の相違を検出するためのステージ２の処理を示している。
【００３４】
本実施の形態においては、ステージ１の処理は、基本的に右バンクの吸気側の可変バルブタイミング機構２７inを対象として制御を行い、吸気弁２５のバルブタイミングの左右バンクの相違を検出する。また、ステージ２の処理は、基本的に右バンクの排気側の可変バルブタイミング機構２７exを対象として制御を行い、吸排気のバルブオーバラップ量の左右バンクの相違を検出する。
【００３５】
この位相差検出制御が開始されると、先ず、ステップＳ１で、エンジンの運転領域がノッキングの発生する領域（ノック領域）であるかどうかを判定する。ノック領域でない場合には、ステップＳ２でノック領域となるようにエンジン制御における運転状態の設定を変更した後、ノック領域に入ったか否かを再度判定する。尚、ノック領域へのエンジン制御の変更ができない場合には、本制御による位相差検出は実質的に実行されない。
【００３６】
ステップＳ１においてノッキングの発生する領域である場合、ステップＳ１からステップＳ３へ進み、吸気弁２５と排気弁２６とのバルブオーバラップを無くすように制御する。この吸排気のバルブオーバラップを無くす制御では、右バンクの排気側の可変バルブタイミング機構２７exを介して排気弁２６の閉弁タイミングを進角させ、バルブオーバラップが発生しない領域となるように設定する。
【００３７】
次に、ステップＳ４へ進み、ノッキングが発生する直前の限界の点火時期（ノック点火時期）ＡＤＶ１を把握・記録する。尚、点火時期は、本制御とは独立して実行される周知の点火時期制御により、ノックセンサ３８の信号からノッキング発生を検出したときに遅角され、ノッキングが生じないときにはノッキングが生じる直前まで進角するよう制御されている。また、ここでの点火時期は、上死点前（ＢＴＤＣ）のクランク角度で示し、その値が大きいほど進角していることを示している。
【００３８】
その後、ステップＳ５へ進んで右バンクの吸気側の可変バルブタイミング機構２７inを制御し、吸気弁２５のバルブタイミングをノッキングが発生しやすい方向に設定量Δｖｖｔだけ進角する。そして、ステップＳ６で吸気バルブタイミングを進角した後のノック点火時期ＡＤＶ２を把握・記録し、ステップＳ７において、吸気バルブタイミングを進角する前のノック点火時期ＡＤＶ１と吸気バルブタイミングを進角した後のノック点火時期ＡＤＶ２とを比較する。
【００３９】
ステップＳ７での点火時期の比較結果、ＡＤＶ１＞ＡＤＶ２である場合には、ノック点火時期が遅角側に変化している、すなわち右バンクの吸気バルブタイミングの進角により右バンクのノック限界が低下し、右バンクでノッキングが発生しているものとしてステップＳ８以降へ進む。ステップＳ８では、ノック点火時期ＡＤＶ１を右バンクのノック限界調査用の初期値ＡＤＶＲ0として（ＡＤＶＲ0←ＡＤＶ１）、ステップＳ９〜ステップＳ１１で右バンクの吸気弁２５のタイミングを遅角させながら点火時期の変化を監視する。
【００４０】
すなわち、ステップＳ９で右バンクの吸気弁２５のバルブタイミングを設定量Δｖｖｔだけ遅角し、ステップＳ１０で吸気バルブタイミングの遅角に対応して変化する点火時期ＡＤＶＲi（ｉ＝１，２，…）を記録する。次に、ステップＳ１１で、吸気バルブタイミング遅角前の点火時期ＡＤＶＲi-1と吸気バルブタイミング遅角後の点火時期ＡＤＶＲiとを比較する。
【００４１】
その結果、ＡＤＶＲi-1≦ＡＤＶＲiである場合には、吸気バルブタイミングの遅角によって右バンクのノック限界が上がったと判断して、ステップＳ９へ戻り、吸気バルブタイミングを設定量Δｖｖｔだけ更に遅角する。そして、この吸気バルブタイミングの遅角に対応する点火時期ＡＤＶＲiを記録し（ステップＳ１０）、再度、点火時期ＡＤＶＲi-1，ＡＤＶＲiを比較する（ステップＳ１１）。
【００４２】
その後、ステップＳ１１においてＡＤＶＲi-1＞ＡＤＶＲiとなり、点火時期ＡＤＶＲiが直前の点火時期ＡＤＶＲi-1より遅角されたとき、ステップＳ１１からステップＳ１２へ進んで右バンクの吸気バルブタイミングを、最後の遅角量Δｖｖｔだけ戻す（進角させる）。このとき、左右バンクの吸気バルブタイミングが合ったものとして、この状態での左右バンクの吸気カム角の位相差を記録し、ステップＳ１８以降のステージ２の処理へ進む。
【００４３】
これは、右バンクの吸気バルブタイミングの遅角により右バンクのノック限界が上がることで、独立して制御されている点火時期制御により点火時期が進角され、この点火時期の進角によりノッキングが発生するような場合、右バンクはノック限界が上がっている筈であることから、ノッキング発生は左バンクであると判断できるためである。
【００４４】
一方、ステップＳ７においてＡＤＶ１≦ＡＤＶ２の場合には、右バンクのノック限界が左バンクよりも高く、ノッキング発生は左バンクであるとして、ステップＳ７からステップＳ１３へ進み、ノック点火時期ＡＤＶ１を左バンクのノック限界調査用の初期値ＡＤＶＬ0として（ＡＤＶＬ0←ＡＤＶ１）、ステップＳ１４〜ステップＳ１６で右バンクの吸気弁２５のタイミングを進角させながら点火時期の変化を監視する。
【００４５】
ステップＳ１４〜Ｓ１６は、前述したステップＳ９〜ステップＳ１１の処理に対して、吸気バルブタイミングを進角側に進めることで右バンクのノック限界を下げ、左バンクのノック限界と合わせるための処理である。すなわち、ステップＳ１４で右バンクの吸気弁２５のバルブタイミングを設定量Δｖｖｔだけ進角させ、ステップＳ１５で吸気バルブタイミングの進角に対応して変更された点火時期ＡＤＶＬi（ｉ＝１，２，…）を記録する。次に、ステップＳ１６で、吸気バルブタイミング進角前の点火時期ＡＤＶＬi-1と吸気バルブタイミング進角後の点火時期ＡＤＶＬiとを比較する。
【００４６】
その結果、ＡＤＶＬi-1≦ＡＤＶＬiである場合には、右バンクの吸気バルブタイミングを進角させても、未だ右バンクのノック限界が左バンクよりも高いとして、ステップＳ９へ戻り、吸気バルブタイミングを設定量Δｖｖｔだけ更に進角する。そして、この吸気バルブタイミングの進角に伴って変更された点火時期ＡＤＶＬiを記録し（ステップＳ１５）、再度、点火時期ＡＤＶＬi-1，ＡＤＶＬiを比較する（ステップＳ１６）。
【００４７】
その後、ステップＳ１６においてＡＤＶＬi-1＞ＡＤＶＬiとなり、点火時期ＡＤＶＬiが直前の点火時期ＡＤＶＬi-1より遅角されたとき、右バンクのノック限界と左バンクのノック限界とがほぼ同じになったと判断して、ステップＳ１６からステップＳ１７へ進んで吸気バルブタイミングを、最後の進角量Δｖｖｔだけ戻す（遅角させる）。このとき、左右バンクの吸気バルブタイミングが合ったものとして、この状態での左右バンクの吸気カム角の位相差を記録し、次のステップＳ１８以降のステージ２の処理へ進む。
【００４８】
ステップＳ１８以降のステージ２の処理では、ステージ１での吸気バルブタイミングの操作と同様の操作を、排気バルブタイミングに関して行う。このため、先ず、ステージ１と同様、ステップＳ１８で、エンジンの運転領域がノッキングの発生するノック領域であるかどうか判定する。
【００４９】
ノック領域でない場合には、ステップＳ１８からステップＳ１９へ進んでノック領域となるようにエンジン制御における運転状態の設定を変更した後、ステップＳ１８でノック領域に入ったか否かを再度判定する。このとき、ノック領域へのエンジン制御の変更ができない場合には、ステージ２の処理は実質的に実行されない。
【００５０】
次に、ステップＳ１８でノッキングの発生する領域である場合、ステップＳ２０へ進み、吸排気のバルブオーバラップが所定値以上生じる領域にバルブタイミングを設定する。このバルブオーバラップは、右バンクの排気側の可変バルブタイミング機構２７exによって排気弁２６の閉弁タイミングを遅角することで設定する。
【００５１】
続くステップＳ２１では、排気バルブタイミングを遅角してバルブオーバラップをつけたときのノック点火時期ＡＤＶ１’を把握・記録すると、ステップＳ２２で右バンクの排気弁２６のバルブタイミングをノッキングの発生しやすい方向に設定量Δｖｖｔ’だけ遅角する。そして、ステップＳ２３で排気バルブタイミングを遅角した後のノック点火時期ＡＤＶ２’を把握・記録し、ステップＳ２３において、吸気バルブタイミングを遅角する前のノック点火時期ＡＤＶ１’と排気バルブタイミングを遅角した後のノック点火時期ＡＤＶ２’とを比較する。
【００５２】
ステップＳ２４での比較の結果、ＡＤＶ１’＞ＡＤＶ２’である場合には、ノック点火時期が遅角側に変化している、すなわち右バンクの排気バルブタイミングの遅角により右バンクのノック限界が低下し、右バンクでノッキングが発生しているものとしてステップＳ２５以降へ進む。ステップＳ２５では、ノック点火時期ＡＤＶ１’を右バンクのノック限界調査用の初期値ＡＤＶＲ0として（ＡＤＶＲ0←ＡＤＶ１’）、ステップＳ２６〜ステップＳ２８で右バンクの排気弁２６のタイミングを進角させながら点火時期の変化を監視する。
【００５３】
すなわち、ステップＳ２６で右バンクの排気弁２６のバルブタイミングを設定量Δｖｖｔ’だけ進角し、ステップＳ２７で排気バルブタイミングの進角に対応して変化する点火時期ＡＤＶＲi（ｉ＝１，２，…）を把握・記録する。次に、ステップＳ２８で、排気バルブタイミング進角前の点火時期ＡＤＶＲi-1と排気バルブタイミング進角後の点火時期ＡＤＶＲiとを比較する。
【００５４】
その結果、ＡＤＶＲi-1≦ＡＤＶＲiである場合には、排気バルブタイミングの進角によって右バンクのノック限界が上がったと判断して、ステップＳ２６へ戻り、排気バルブタイミングを設定量Δｖｖｔ’だけ更に進角する。そして、この排気バルブタイミングの進角に対応する点火時期ＡＤＶＲiを記録し（ステップＳ２７）、再度、点火時期ＡＤＶＲi-1，ＡＤＶＲiを比較する（ステップＳ２８）。
【００５５】
その後、ステップＳ２８においてＡＤＶＲi-1＞ＡＤＶＲiとなり、点火時期ＡＤＶＲiが直前の点火時期ＡＤＶＲi-1より遅角されたとき、ステップＳ２８からステップＳ２９へ進んで右バンクの排気バルブタイミングを、最後の進角量Δｖｖｔ’だけ戻す（遅角させる）。このとき、左右バンクの吸気バルブタイミングが合ったものとして、この状態での左右バンクの排気カム角の位相差を記録し、本制御を抜ける。
【００５６】
これは、右バンクの排気バルブタイミングの進角により右バンクのノック限界が上がることで、独立して制御されている点火時期制御により点火時期が進角され、この点火時期の進角によりノッキングが発生するような場合、右バンクはノック限界が上がっている筈であることから、ノッキング発生は左バンクであると判断できるためである。
【００５７】
一方、ステップＳ２４においてＡＤＶ１’≦ＡＤＶ２’の場合には、右バンクのノック限界が左バンクよりも高く、ノッキング発生は左バンクであるとして、ステップＳ２４からステップＳ３０へ進み、ノック点火時期ＡＤＶ１’を左バンクのノック限界調査用の初期値ＡＤＶＬ0として（ＡＤＶＬ0←ＡＤＶ１’）、ステップＳ３１〜ステップＳ３３で右バンクの排気弁２６のタイミングを遅角させながら点火時期の変化を監視する。
【００５８】
ステップＳ３１〜Ｓ３３は、ステップＳ２６〜ステップＳ２８の処理に対して、排気バルブタイミングを遅角することで右バンクのノック限界を下げ、左バンクのノック限界と合わせるための処理を行う。すなわち、ステップＳ３１で右バンクの排気弁２６のバルブタイミングを設定量Δｖｖｔ’だけ遅角させ、ステップＳ３２で吸気バルブタイミングの遅角に対応して変更された点火時期ＡＤＶＬi（ｉ＝１，２，…）を把握・記録する。次に、ステップＳ３３で、排気バルブタイミング遅角前の点火時期ＡＤＶＬi-1と排気バルブタイミング遅角後の点火時期ＡＤＶＬiとを比較する。
【００５９】
その結果、ＡＤＶＬi-1≦ＡＤＶＬiである場合には、右バンクの排気バルブタイミングを遅角させても、未だ右バンクのノック限界が左バンクよりも高いとして、ステップＳ３１へ戻り、排気バルブタイミングを設定量Δｖｖｔ’だけ更に遅角する。そして、この排気バルブタイミングの遅角に伴って変更された点火時期ＡＤＶＬiを記録し（ステップＳ３２）、再度、点火時期ＡＤＶＬi-1，ＡＤＶＬiを比較する（ステップＳ３３）。
【００６０】
その後、ステップＳ３３においてＡＤＶＬi-1＞ＡＤＶＬiとなり、点火時期ＡＤＶＬiが直前の点火時期ＡＤＶＬi-1より遅角されたとき、右バンクのノック限界と左バンクのノック限界とがほぼ同じになったと判断して、ステップＳ３３からステップＳ３４へ進んで排気バルブタイミングを最後の遅角量Δｖｖｔ’だけ戻す（進角させる）。このとき、左右バンクの吸気バルブタイミングが合ったものとして、この状態での左右バンクの排気カム角の位相差を記録し、本制御を抜ける。
【００６１】
以上の位相差検出制御によって検出された左右バンクの吸気カム角の位相差及び排気カム角の位相差により、左右バンクの可変バルブタイミング機構２７in，２７exに対する制御量が補正され、左右バンクの圧縮比や吸入空気量の相違による燃焼変動を抑制することが可能となる。
【００６２】
尚、本実施の形態においては、水平対向型エンジンを例に取って説明したが、本発明は、水平対向型エンジンに限らずＶ型エンジン等の複数組の可変バルブタイミング機構を備えるエンジンにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ エンジン
１ｂ クランク軸
１９ 吸気カム軸
２０ 排気カム軸
２７in 吸気側の可変バルブタイミング機構
２７ex 排気側の可変バルブタイミング機構
５０ 電子制御装置（吸気位相差検出部、排気位相差検出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁のバルブタイミングを可変する吸気側の可変バルブタイミング機構と排気弁のバルブタイミングを可変する排気側の可変バルブタイミング機構とを気筒群毎に備えるエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を可変する可変バルブタイミング機構システムを備えたエンジンが実用化されている。この可変バルブタイミング機構は、エンジン運転状態に応じて吸気弁と排気弁との少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更するものであるが、Ｖ型エンジンや水平対向エンジン等のように複数の気筒群（バンク）を有するエンジンでは、各気筒群毎に、吸気側の可変バルブタイミング機構と排気側の可変バルブタイミング機構とを備えることで、バルブタイミングをより精密に制御し、燃費向上や排気エミッションの向上を図るものが知られている。
【０００３】
このようなエンジンでは、各バンクの実圧縮比のバラツキや、各バンクの動弁系部品の寸法誤差等によるバルブタイミングの相違から生じる空気量のバラツキにより、エンジンの燃焼状態が変動する虞がある。このため、従来から、可変バルブタイミング機構を動かしてＶ型エンジンのバンク毎の圧縮比バラツキや空気量バラツキを揃える技術が種々提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、タイミングベルト又はチェーンの経時変化による形状変化量を検出し、この形状変化量に基づいてバルブタイミング可変機構の制御量を補正することで、各バンクの間におけるバルブタイミングのズレを補正する技術が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、各バンクの吸気管の圧力が等しくなるようにバルブタイミング機構の制御量を補正することで、バンク間の燃焼状態を等しくする技術が開示されている。
【０００６】
更に、特許文献３には、各バンク毎のノッキング検出結果に基づいて各バンクにおけるバルブタイミングに係る制御量を算出し、両バンクの制御量を比較してバルブタイミング機構の制御量を補正することで、バンク間の実圧縮比のズレによる燃焼状態のズレを補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１３６４０４号公報
【特許文献２】特開平６−２２９２１２号公報
【特許文献３】特開平１０−１４１０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の技術では、或る運転状態（エンジン負荷、回転数等）で可変バルブタイミング機構を運転した結果に基づいて各バンクの燃焼状態を揃えるだけであり、回転数や負荷等、燃焼状態が変化すると、その都度、可変バルブタイミング機構を運転し直して各バンクの燃焼状態を揃える必要があり、その調整のための工数が大となる。更には、従来の技術による燃焼状態の揃え方では、非ノック域の燃焼状態を揃えることは困難である。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、各気筒群の燃焼状態が揃った状態での可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出し、運転状態に左右されることなく各気筒群の燃焼状態のズレを補正可能とすることのできるエンジンの制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明によるエンジンの制御装置は、エンジンの気筒群毎に、吸気弁のバルブタイミングを可変する吸気側の可変バルブタイミング機構と排気弁のバルブタイミングを可変する排気側の可変バルブタイミング機構とを備えるエンジンの制御装置であって、上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバラップを無くした状態で、同一点火時期におけるエンジンの不正燃焼の発生を基準にして上記気筒群毎の吸気側の可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出する吸気位相差検出部と、上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバラップを所定量以上に設定した状態で、同一点火時期におけるエンジンの不正燃焼の発生を基準にして上記気筒群毎の排気側の可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出する排気位相差検出部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各気筒群の燃焼状態が揃った状態での可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出することで、運転状態に左右されることなく各気筒群の燃焼状態のズレを補正可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】可変バルブタイミング機構付エンジンの全体構成図
【図２】左右バンクの可変バルブタイミング機構に対する位相差検出制御のフローチャート
【図３】左右バンクの可変バルブタイミング機構に対する位相差検出制御のフローチャート（続き）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は、可変バルブタイミング機構付きエンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）である。図１においては、エンジン１は、シリンダブロック１ａがクランク軸１ｂを中心として左右２つのバンク（図の右側が左バンク、左側が右バンク）の気筒群に分割される水平対向型エンジンを示している。
【００１４】
先ず、エンジン１の吸排気系について説明する。エンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられている。シリンダヘッド２の各吸気ポートには、インテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３の各気筒の吸気ポート直上流に、インジェクタ１１が配設されている。尚、シリンダヘッド２の各気筒毎には、放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１２が配設されている。
【００１５】
インテークマニホルド３は、各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介してスロットルチャンバ５に連通されている。スロットルチャンバ５には、スロットルアクチュエータ１０によって駆動されるスロットルバルブ５ａが介装されている。更に、スロットルチャンバ５の上流には、吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられ、このエアクリーナ７に接続されるエアインテーク通路にチャンバ８が連通されている。
【００１６】
一方、シリンダヘッド２の各排気ポートには、エキゾーストマニホルド１４が連通され、このエキゾーストマニホルド１４の集合部に排気管１５が連通されている。排気管１５には触媒コンバータ１６が介装され、マフラ１７に連通されている。
【００１７】
次に、エンジン１の動弁系について説明する。エンジン１の左右バンクの各シリンダヘッド２内には、それぞれ吸気カム軸１９、排気カム軸２０が配設され、各カム軸１９，２０にクランク軸１ｂの回転が伝達される。このクランク軸１ｂの吸気カム軸１９、排気カム軸２０への回転の伝達は、クランク軸１ｂに固設されたクランクプーリ２１、タイミングベルト２２、吸気カム軸１９に介装された吸気カムプーリ２３、排気カム軸２０に固設された排気カムプーリ２４等を介して行われる。そして、吸気カム軸１９に設けられた吸気カム、及び排気カム軸２０に設けられた排気カムにより、それぞれクランク軸１ｂと２対１の回転角度に維持される各カム軸１９，２０の回転に基づいて、吸気弁２５、排気弁２６が開閉駆動される。
【００１８】
また、左右バンクの各動弁系には、吸気カム軸１９のクランク軸１ｂに対する回転位相（変位角）を連続的に変更する可変バルブタイミング機構２７inと、排気カム軸２０のクランク軸１ｂに対する回転位相を連続的に変更する可変バルブタイミング機構２７exとが設けられている。吸気側の可変バルブタイミング機構２７inは、吸気カム軸１９と吸気カムプーリ２３との間に設けられ、吸気カムプーリ２３と吸気カム軸１９とを相対回転させる。一方、排気側の可変バルブタイミング機構２７exは、排気カム軸２０と排気カムプーリ２４との間に設けられ、排気カムプーリ２４と排気カム軸２０とを相対回転させる。
【００１９】
これらの可変バルブタイミング機構２７in，２７exは、例えば、周知の油圧駆動式バルブタイミング機構により構成されている。吸気側の可変バルブタイミング機構２７inで代表して説明すると、可変バルブタイミング機構２７inは、吸気カムプーリ２３に連結されるハウジング内に、吸気カム軸１９に連結されるベーン体を収納して構成され、このベーン体を油圧によって相対回転させることで、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の相対回転位相を変更する。排気側の可変バルブタイミング機構２７exも同様である。
【００２０】
また、可変バルブタイミング機構２７in，２７exには、オイルパン１ｃから図示しないオイルポンプを介して供給される作動油圧を調整してカム角を制御するためのカム角制御弁２８in，２８exがそれぞれ備えられている。カム角制御弁２８in，２８exは、例えば電磁スプール弁等からなり、マイクロコンピュータ等からなる電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）５０によってデューティ制御され、可変バルブタイミング機構２７in，２７exの油圧室（ハウジング内にベーン体によって区画・形成される油圧室）に供給する油圧の大きさを調整する。
【００２１】
すなわち、デューティ制御による通電電流に比例してカム角制御弁２８in，２８exのスプールが軸方向に移動すると、可変バルブタイミング機構２７in，２７exの進角室（進角作動の油圧室）、遅角室（遅角作動の油圧室）に連通する各ポートが切換えられ、オイルの流れ方向が切換えられると共にパッセージの開度が調整される。その結果、可変バルブタイミング機構２７in，２７exの進角室、遅角室に供給する油圧の大きさが調整され、吸気弁２５や排気弁２６の開閉タイミングが進角或いは遅角側に制御される。
【００２２】
次に、エンジン１の状態を検出するためのセンサ類について説明する。スロットルチャンバ５のスロットルバルブ５ａには、スロットルバルブ５ａの開度を検出するスロットルセンサ３０が介装され、吸気管６のエアクリーナ７の直下流には、吸入空気量センサ３１が介装されている。一方、排気管１５の触媒コンバータ１６の上下流側には、空燃比センサ３２，３３がそれぞれ配設されている。
【００２３】
また、シリンダブロック１ａのクランク軸１ｂに軸着するクランクロータ３４の外周に、クランク角センサ３５が対設され、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路３６に、水温センサ３７が臨まされている。更に、シリンダブロック１ａには、左バンク或いは左バンクで発生するノッキングによってシリンダブロック１ａに伝わる振動を検出するピエゾ式センサ等からなるノックセンサ３８が配設されている。
【００２４】
尚、本実施の形態においては、ノッキングの検出は左右バンクで独立しては行わない。これは、シリンダブロック１ａの振動を右バンクと左バンクで区別するようにすると、ノッキングの検出タイミングと燃焼タイミングとを比較する等の処理が必要となって煩雑化するためである、従って、点火時期についても左右バンク同時に変更される。
【００２５】
また、吸気側の可変バルブタイミング機構２７inの作動位置を検出するためのセンサとして、吸気カム軸１９の後端に固設されたカムロータ３９の外周に、吸気カム位置検出用のカム位置センサ４０が対設されている。更に、排気側の可変バルブタイミング機構２７exの作動位置を検出するためのセンサとして、排気カム軸２０の後端に固設されたカムロータ４１の外周に、排気カム位置検出用のカム位置センサ４２が対設されている。
【００２６】
以上の各センサ類の出力信号は、ＥＣＵ５０に入力されて処理され、エンジン運転状態が検出される。ＥＣＵ５０は、予め内部に格納されている制御プログラムに従って、各センサ類・スイッチ類等からの信号を処理し、前述のインジェクタ１１、スロットルアクチュエータ１０、吸気側の可変バルブタイミング機構２７inのカム角制御弁２８in、排気側の可変バルブタイミング機構２７exのカム角制御弁２８ex等に対する制御量を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、スロットル制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。
【００２７】
また、ＥＣＵ５０は、左右バンクの実圧縮比やバルブオーバラップのズレを把握することで、左右バンクの燃焼状態を揃える。そのため、ＥＣＵ５０は、所定の条件下で一方のバンクの可変バルブタイミング機構２７in，２７exを意図的に操作し、同一点火時期での不正燃焼の発生を基準として各バンクの燃焼状態が揃った状態でのバルブタイミングの位相差を検出することにより、左右バンクの圧縮比のズレやバルブタイミングのズレによる燃焼変動を抑制可能とする。左右バンクの位相差の検出は、吸気側と排気側との双方で行い、基準とする不正燃焼の発生を、ノックセンサ３８によるノッキングの検出によって判定する。
【００２８】
詳細には、ＥＣＵ５０は、先ず、吸気位相差検出部としての機能により、吸排気のバルブオーバラップを無くした状態で一方のバンクの吸気側の可変バルブタイミング機構２７inを制御して吸気弁２５のタイミングを所定量ずつ進角或いは遅角させ、そのときのノック限界を調べることにより、左右バンクの「空気量＋圧縮比」の違いを把握する。
【００２９】
更に、ＥＣＵ５０は、排気位相差検出部としての機能により、一方のバンクの排気側の可変バルブタイミング機構２７exを制御してバルブオーバラップを所定値以上に設定し、内部ＥＧＲ量を変化させる。このとき、他方のバンクとの間にバルブオーバラップ量の違いがあると内部ＥＧＲ量に違いが生じ、左右バンクでノック限界が異なってくる（内部ＥＧＲ量の多い方がノック限界が低く、ノックが発生し易い）。
【００３０】
すなわち、内部ＥＧＲ量を意図的に操作する前に、元々内部ＥＧＲ量を増やそうとした側のバンクでノックが発生していれば、意図的に内部ＥＧＲを増加させると、ノックが激しくなる（ノック限界の低下）。逆に、ノック感度が変わらないのであれば、意図的に操作した側のバルブオーバラップ量が他方のバンクに対して少ないことになる。
【００３１】
このような現象を利用して、一方のバンクのバルブタイミングを意図的にオーバラップが生じるように設定して内部ＥＧＲを増加させ、ノック限界の低下を判断することで、左右バンクのバルブオーバラップ量の差異を明確にすることができる。
【００３２】
具体的には、左右バンクのバルブタイミングの相違は、図２，図３のフローチャートに示す左右バンクの可変バルブタイミング機構に対する位相差検出制御のプログラムを実行することで検出される。次に、この位相差検出制御について説明する。
【００３３】
図２，図３の位相差検出制御は、アイドリング運転或いは定常走行状態等の運転状態に変化が生じない状態で開始される処理であり、図２は、左右バンクの「空気量＋圧縮比」のバラツキに起因する左右バンクの可変バルブタイミング機構によるカム角の位相差を検出するステージ１の処理を示し、続く図３のフローチャートは、左右バンクの可変バルブタイミング機構によるバルブオーバラップ量の相違を検出するためのステージ２の処理を示している。
【００３４】
本実施の形態においては、ステージ１の処理は、基本的に右バンクの吸気側の可変バルブタイミング機構２７inを対象として制御を行い、吸気弁２５のバルブタイミングの左右バンクの相違を検出する。また、ステージ２の処理は、基本的に右バンクの排気側の可変バルブタイミング機構２７exを対象として制御を行い、吸排気のバルブオーバラップ量の左右バンクの相違を検出する。
【００３５】
この位相差検出制御が開始されると、先ず、ステップＳ１で、エンジンの運転領域がノッキングの発生する領域（ノック領域）であるかどうかを判定する。ノック領域でない場合には、ステップＳ２でノック領域となるようにエンジン制御における運転状態の設定を変更した後、ノック領域に入ったか否かを再度判定する。尚、ノック領域へのエンジン制御の変更ができない場合には、本制御による位相差検出は実質的に実行されない。
【００３６】
ステップＳ１においてノッキングの発生する領域である場合、ステップＳ１からステップＳ３へ進み、吸気弁２５と排気弁２６とのバルブオーバラップを無くすように制御する。この吸排気のバルブオーバラップを無くす制御では、右バンクの排気側の可変バルブタイミング機構２７exを介して排気弁２６の閉弁タイミングを進角させ、バルブオーバラップが発生しない領域となるように設定する。
【００３７】
次に、ステップＳ４へ進み、ノッキングが発生する直前の限界の点火時期（ノック点火時期）ＡＤＶ１を把握・記録する。尚、点火時期は、本制御とは独立して実行される周知の点火時期制御により、ノックセンサ３８の信号からノッキング発生を検出したときに遅角され、ノッキングが生じないときにはノッキングが生じる直前まで進角するよう制御されている。また、ここでの点火時期は、上死点前（ＢＴＤＣ）のクランク角度で示し、その値が大きいほど進角していることを示している。
【００３８】
その後、ステップＳ５へ進んで右バンクの吸気側の可変バルブタイミング機構２７inを制御し、吸気弁２５のバルブタイミングをノッキングが発生しやすい方向に設定量Δｖｖｔだけ進角する。そして、ステップＳ６で吸気バルブタイミングを進角した後のノック点火時期ＡＤＶ２を把握・記録し、ステップＳ７において、吸気バルブタイミングを進角する前のノック点火時期ＡＤＶ１と吸気バルブタイミングを進角した後のノック点火時期ＡＤＶ２とを比較する。
【００３９】
ステップＳ７での点火時期の比較結果、ＡＤＶ１＞ＡＤＶ２である場合には、ノック点火時期が遅角側に変化している、すなわち右バンクの吸気バルブタイミングの進角により右バンクのノック限界が低下し、右バンクでノッキングが発生しているものとしてステップＳ８以降へ進む。ステップＳ８では、ノック点火時期ＡＤＶ１を右バンクのノック限界調査用の初期値ＡＤＶＲ0として（ＡＤＶＲ0←ＡＤＶ１）、ステップＳ９〜ステップＳ１１で右バンクの吸気弁２５のタイミングを遅角させながら点火時期の変化を監視する。
【００４０】
すなわち、ステップＳ９で右バンクの吸気弁２５のバルブタイミングを設定量Δｖｖｔだけ遅角し、ステップＳ１０で吸気バルブタイミングの遅角に対応して変化する点火時期ＡＤＶＲi（ｉ＝１，２，…）を記録する。次に、ステップＳ１１で、吸気バルブタイミング遅角前の点火時期ＡＤＶＲi-1と吸気バルブタイミング遅角後の点火時期ＡＤＶＲiとを比較する。
【００４１】
その結果、ＡＤＶＲi-1≦ＡＤＶＲiである場合には、吸気バルブタイミングの遅角によって右バンクのノック限界が上がったと判断して、ステップＳ９へ戻り、吸気バルブタイミングを設定量Δｖｖｔだけ更に遅角する。そして、この吸気バルブタイミングの遅角に対応する点火時期ＡＤＶＲiを記録し（ステップＳ１０）、再度、点火時期ＡＤＶＲi-1，ＡＤＶＲiを比較する（ステップＳ１１）。
【００４２】
その後、ステップＳ１１においてＡＤＶＲi-1＞ＡＤＶＲiとなり、点火時期ＡＤＶＲiが直前の点火時期ＡＤＶＲi-1より遅角されたとき、ステップＳ１１からステップＳ１２へ進んで右バンクの吸気バルブタイミングを、最後の遅角量Δｖｖｔだけ戻す（進角させる）。このとき、左右バンクの吸気バルブタイミングが合ったものとして、この状態での左右バンクの吸気カム角の位相差を記録し、ステップＳ１８以降のステージ２の処理へ進む。
【００４３】
これは、右バンクの吸気バルブタイミングの遅角により右バンクのノック限界が上がることで、独立して制御されている点火時期制御により点火時期が進角され、この点火時期の進角によりノッキングが発生するような場合、右バンクはノック限界が上がっている筈であることから、ノッキング発生は左バンクであると判断できるためである。
【００４４】
一方、ステップＳ７においてＡＤＶ１≦ＡＤＶ２の場合には、右バンクのノック限界が左バンクよりも高く、ノッキング発生は左バンクであるとして、ステップＳ７からステップＳ１３へ進み、ノック点火時期ＡＤＶ１を左バンクのノック限界調査用の初期値ＡＤＶＬ0として（ＡＤＶＬ0←ＡＤＶ１）、ステップＳ１４〜ステップＳ１６で右バンクの吸気弁２５のタイミングを進角させながら点火時期の変化を監視する。
【００４５】
ステップＳ１４〜Ｓ１６は、前述したステップＳ９〜ステップＳ１１の処理に対して、吸気バルブタイミングを進角側に進めることで右バンクのノック限界を下げ、左バンクのノック限界と合わせるための処理である。すなわち、ステップＳ１４で右バンクの吸気弁２５のバルブタイミングを設定量Δｖｖｔだけ進角させ、ステップＳ１５で吸気バルブタイミングの進角に対応して変更された点火時期ＡＤＶＬi（ｉ＝１，２，…）を記録する。次に、ステップＳ１６で、吸気バルブタイミング進角前の点火時期ＡＤＶＬi-1と吸気バルブタイミング進角後の点火時期ＡＤＶＬiとを比較する。
【００４６】
その結果、ＡＤＶＬi-1≦ＡＤＶＬiである場合には、右バンクの吸気バルブタイミングを進角させても、未だ右バンクのノック限界が左バンクよりも高いとして、ステップＳ９へ戻り、吸気バルブタイミングを設定量Δｖｖｔだけ更に進角する。そして、この吸気バルブタイミングの進角に伴って変更された点火時期ＡＤＶＬiを記録し（ステップＳ１５）、再度、点火時期ＡＤＶＬi-1，ＡＤＶＬiを比較する（ステップＳ１６）。
【００４７】
その後、ステップＳ１６においてＡＤＶＬi-1＞ＡＤＶＬiとなり、点火時期ＡＤＶＬiが直前の点火時期ＡＤＶＬi-1より遅角されたとき、右バンクのノック限界と左バンクのノック限界とがほぼ同じになったと判断して、ステップＳ１６からステップＳ１７へ進んで吸気バルブタイミングを、最後の進角量Δｖｖｔだけ戻す（遅角させる）。このとき、左右バンクの吸気バルブタイミングが合ったものとして、この状態での左右バンクの吸気カム角の位相差を記録し、次のステップＳ１８以降のステージ２の処理へ進む。
【００４８】
ステップＳ１８以降のステージ２の処理では、ステージ１での吸気バルブタイミングの操作と同様の操作を、排気バルブタイミングに関して行う。このため、先ず、ステージ１と同様、ステップＳ１８で、エンジンの運転領域がノッキングの発生するノック領域であるかどうか判定する。
【００４９】
ノック領域でない場合には、ステップＳ１８からステップＳ１９へ進んでノック領域となるようにエンジン制御における運転状態の設定を変更した後、ステップＳ１８でノック領域に入ったか否かを再度判定する。このとき、ノック領域へのエンジン制御の変更ができない場合には、ステージ２の処理は実質的に実行されない。
【００５０】
次に、ステップＳ１８でノッキングの発生する領域である場合、ステップＳ２０へ進み、吸排気のバルブオーバラップが所定値以上生じる領域にバルブタイミングを設定する。このバルブオーバラップは、右バンクの排気側の可変バルブタイミング機構２７exによって排気弁２６の閉弁タイミングを遅角することで設定する。
【００５１】
続くステップＳ２１では、排気バルブタイミングを遅角してバルブオーバラップをつけたときのノック点火時期ＡＤＶ１’を把握・記録すると、ステップＳ２２で右バンクの排気弁２６のバルブタイミングをノッキングの発生しやすい方向に設定量Δｖｖｔ’だけ遅角する。そして、ステップＳ２３で排気バルブタイミングを遅角した後のノック点火時期ＡＤＶ２’を把握・記録し、ステップＳ２３において、吸気バルブタイミングを遅角する前のノック点火時期ＡＤＶ１’と排気バルブタイミングを遅角した後のノック点火時期ＡＤＶ２’とを比較する。
【００５２】
ステップＳ２４での比較の結果、ＡＤＶ１’＞ＡＤＶ２’である場合には、ノック点火時期が遅角側に変化している、すなわち右バンクの排気バルブタイミングの遅角により右バンクのノック限界が低下し、右バンクでノッキングが発生しているものとしてステップＳ２５以降へ進む。ステップＳ２５では、ノック点火時期ＡＤＶ１’を右バンクのノック限界調査用の初期値ＡＤＶＲ0として（ＡＤＶＲ0←ＡＤＶ１’）、ステップＳ２６〜ステップＳ２８で右バンクの排気弁２６のタイミングを進角させながら点火時期の変化を監視する。
【００５３】
すなわち、ステップＳ２６で右バンクの排気弁２６のバルブタイミングを設定量Δｖｖｔ’だけ進角し、ステップＳ２７で排気バルブタイミングの進角に対応して変化する点火時期ＡＤＶＲi（ｉ＝１，２，…）を把握・記録する。次に、ステップＳ２８で、排気バルブタイミング進角前の点火時期ＡＤＶＲi-1と排気バルブタイミング進角後の点火時期ＡＤＶＲiとを比較する。
【００５４】
その結果、ＡＤＶＲi-1≦ＡＤＶＲiである場合には、排気バルブタイミングの進角によって右バンクのノック限界が上がったと判断して、ステップＳ２６へ戻り、排気バルブタイミングを設定量Δｖｖｔ’だけ更に進角する。そして、この排気バルブタイミングの進角に対応する点火時期ＡＤＶＲiを記録し（ステップＳ２７）、再度、点火時期ＡＤＶＲi-1，ＡＤＶＲiを比較する（ステップＳ２８）。
【００５５】
その後、ステップＳ２８においてＡＤＶＲi-1＞ＡＤＶＲiとなり、点火時期ＡＤＶＲiが直前の点火時期ＡＤＶＲi-1より遅角されたとき、ステップＳ２８からステップＳ２９へ進んで右バンクの排気バルブタイミングを、最後の進角量Δｖｖｔ’だけ戻す（遅角させる）。このとき、左右バンクの吸気バルブタイミングが合ったものとして、この状態での左右バンクの排気カム角の位相差を記録し、本制御を抜ける。
【００５６】
これは、右バンクの排気バルブタイミングの進角により右バンクのノック限界が上がることで、独立して制御されている点火時期制御により点火時期が進角され、この点火時期の進角によりノッキングが発生するような場合、右バンクはノック限界が上がっている筈であることから、ノッキング発生は左バンクであると判断できるためである。
【００５７】
一方、ステップＳ２４においてＡＤＶ１’≦ＡＤＶ２’の場合には、右バンクのノック限界が左バンクよりも高く、ノッキング発生は左バンクであるとして、ステップＳ２４からステップＳ３０へ進み、ノック点火時期ＡＤＶ１’を左バンクのノック限界調査用の初期値ＡＤＶＬ0として（ＡＤＶＬ0←ＡＤＶ１’）、ステップＳ３１〜ステップＳ３３で右バンクの排気弁２６のタイミングを遅角させながら点火時期の変化を監視する。
【００５８】
ステップＳ３１〜Ｓ３３は、ステップＳ２６〜ステップＳ２８の処理に対して、排気バルブタイミングを遅角することで右バンクのノック限界を下げ、左バンクのノック限界と合わせるための処理を行う。すなわち、ステップＳ３１で右バンクの排気弁２６のバルブタイミングを設定量Δｖｖｔ’だけ遅角させ、ステップＳ３２で吸気バルブタイミングの遅角に対応して変更された点火時期ＡＤＶＬi（ｉ＝１，２，…）を把握・記録する。次に、ステップＳ３３で、排気バルブタイミング遅角前の点火時期ＡＤＶＬi-1と排気バルブタイミング遅角後の点火時期ＡＤＶＬiとを比較する。
【００５９】
その結果、ＡＤＶＬi-1≦ＡＤＶＬiである場合には、右バンクの排気バルブタイミングを遅角させても、未だ右バンクのノック限界が左バンクよりも高いとして、ステップＳ３１へ戻り、排気バルブタイミングを設定量Δｖｖｔ’だけ更に遅角する。そして、この排気バルブタイミングの遅角に伴って変更された点火時期ＡＤＶＬiを記録し（ステップＳ３２）、再度、点火時期ＡＤＶＬi-1，ＡＤＶＬiを比較する（ステップＳ３３）。
【００６０】
その後、ステップＳ３３においてＡＤＶＬi-1＞ＡＤＶＬiとなり、点火時期ＡＤＶＬiが直前の点火時期ＡＤＶＬi-1より遅角されたとき、右バンクのノック限界と左バンクのノック限界とがほぼ同じになったと判断して、ステップＳ３３からステップＳ３４へ進んで排気バルブタイミングを最後の遅角量Δｖｖｔ’だけ戻す（進角させる）。このとき、左右バンクの吸気バルブタイミングが合ったものとして、この状態での左右バンクの排気カム角の位相差を記録し、本制御を抜ける。
【００６１】
以上の位相差検出制御によって検出された左右バンクの吸気カム角の位相差及び排気カム角の位相差により、左右バンクの可変バルブタイミング機構２７in，２７exに対する制御量が補正され、左右バンクの圧縮比や吸入空気量の相違による燃焼変動を抑制することが可能となる。
【００６２】
尚、本実施の形態においては、水平対向型エンジンを例に取って説明したが、本発明は、水平対向型エンジンに限らずＶ型エンジン等の複数組の可変バルブタイミング機構を備えるエンジンにも適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ エンジン
１ｂ クランク軸
１９ 吸気カム軸
２０ 排気カム軸
２７in 吸気側の可変バルブタイミング機構
２７ex 排気側の可変バルブタイミング機構
５０ 電子制御装置（吸気位相差検出部、排気位相差検出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの気筒群毎に、吸気弁のバルブタイミングを可変する吸気側の可変バルブタイミング機構と排気弁のバルブタイミングを可変する排気側の可変バルブタイミング機構とを備えるエンジンの制御装置であって、
上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバラップを無くした状態で、同一点火時期におけるエンジンの不正燃焼の発生を基準にして上記気筒群毎の吸気側の可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出する吸気位相差検出部と、
上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバラップを所定量以上に設定した状態で、同一点火時期におけるエンジンの不正燃焼の発生を基準にして上記気筒群毎の排気側の可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出する排気位相差検出部と
を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記エンジンの不正燃焼はノッキングであり、該ノッキングの発生を点火時期の遅角によって判定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記気筒群毎の可変バルブタイミング機構は、エンジンの各気筒がクランク軸を中心に二位置に分けて配置されるバンク毎の吸気側及び排気側の可変バルブタイミング機構であることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの制御装置。
【請求項１】
エンジンの気筒群毎に、吸気弁のバルブタイミングを可変する吸気側の可変バルブタイミング機構と排気弁のバルブタイミングを可変する排気側の可変バルブタイミング機構とを備えるエンジンの制御装置であって、
上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバラップを無くした状態で、同一点火時期におけるエンジンの不正燃焼の発生を基準にして上記気筒群毎の吸気側の可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出する吸気位相差検出部と、
上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバラップを所定量以上に設定した状態で、同一点火時期におけるエンジンの不正燃焼の発生を基準にして上記気筒群毎の排気側の可変バルブタイミング機構の動作位相差を検出する排気位相差検出部と
を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記エンジンの不正燃焼はノッキングであり、該ノッキングの発生を点火時期の遅角によって判定することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記気筒群毎の可変バルブタイミング機構は、エンジンの各気筒がクランク軸を中心に二位置に分けて配置されるバンク毎の吸気側及び排気側の可変バルブタイミング機構であることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−９４５９４（Ｐ２０１１−９４５９４Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５２１４１（Ｐ２００９−２５２１４１）
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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