JP2008095699A5 - - Google Patents

Description

多気筒内燃機関の制御装置

本発明は多気筒内燃機関の制御装置に関する。

従来、気筒間ばらつきを抑制するようにした多気筒内燃機関の制御装置が知られている。この種の多気筒内燃機関の制御装置の例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献に記載された多気筒内燃機関の制御装置では、空燃比センサの出力値に基づいて複数気筒のうちのどの気筒の空燃比がいくつであるかを算出し、各気筒のバルブリフト量を制御することにより、気筒間の空燃比のばらつきが抑制されている。

特開平６−２１３０４４号公報

ところが、特許文献１に記載された多気筒内燃機関の制御装置のように空燃比センサの出力値に基づいて複数気筒のうちのどの気筒の空燃比がいくつであるかが算出され、各気筒のバルブリフト量が制御されると、気筒間の空燃比のばらつきが抑制されるものの、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在する場合には気筒間のトルクのばらつきが生じてしまい、脈動が生じてしまうおそれがあった。一方、特許文献１に記載された多気筒内燃機関の制御装置では、気筒間の空燃比のばらつきが抑制されても気筒間のトルクのばらつきが生じてしまうおそれがあることが考慮されていない。従って、特許文献１に記載された多気筒内燃機関の制御装置によっては、気筒間の空燃比のばらつきが抑制されるものの気筒間のトルクのばらつきが生じてしまう状況を回避することができないおそれがあった。

更に特許文献１に記載された多気筒内燃機関の制御装置では、バルブリフト量を制御することにより気筒間の空燃比のばらつきが抑制されているものの、特許文献１には、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量が変更され得る場合に、どのように気筒間の空燃比のばらつきを抑制すべきかについて開示されていない。また特許文献１には、吸気弁の作用角が変更され得る場合に、どのように気筒間の空燃比のばらつきを抑制すべきかについても開示されていない。従って特許文献１に記載された多気筒内燃機関の制御装置によっては、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量が変更され得る場合や、吸気弁の作用角が変更され得る場合に、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制できないおそれがあった。

前記問題点に鑑み、本発明は気筒間の空燃比のばらつきを抑制すると共に気筒間のトルクのばらつきを抑制することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

更に本発明は気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。詳細には、本発明は吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量が変更され得る場合や吸気弁の作用角が変更され得る場合に気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

更に本発明は吸気弁の作用角に基づいて目標空燃比が補正されない場合よりも目標空燃比の値を適切な値にすることができる。つまり、センサのガス当たりが悪い場合、つまり、センサの出力値から算出される目標空燃比が適切な目標空燃比にならない場合であっても適切な空燃比フィードバック制御を実行することができる多気筒内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によれば、空燃比とトルクの気筒間ばらつきを抑制するようにした多気筒内燃機関の制御装置において、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて空燃比とトルクの気筒間ばらつきを抑制することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制することを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の制御装置が提供される。

請求項１及び２に記載の多気筒内燃機関の制御装置では、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて空燃比とトルクの気筒間ばらつきが抑制される。詳細には、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量が変更され得る場合に、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間ばらつきが抑制されない特許文献１に記載された多気筒内燃機関の制御装置よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。つまり、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、空燃比又は酸素濃度を検出するためのセンサの数が気筒数よりも少ない多気筒内燃機関の制御装置において、吸気弁の作用角に基づいて、空燃比フィードバック制御に関する所定の係数を補正することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置が提供される。
請求項４に記載の発明によれば、前記空燃比フィードバック制御に関する所定の係数の補正は、吸気弁の作用角が小さくなるほど目標空燃比の補正量が大きくなるように前記所定の係数が補正されるものであることを特徴とする、請求項３に記載の多気筒内燃機関の制御装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、空燃比又は酸素濃度を検出するためのセンサの数が気筒数よりも少ない多気筒内燃機関の制御装置において、吸気弁の作用角に基づいて目標空燃比を補正することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置が提供される。
請求項６に記載の発明に寄れば、前記目標空燃比の補正は、吸気弁の作用角が小さくなるほど目標空燃比の補正量が大きくなるものであることを特徴とする、請求項５に記載の多気筒内燃機関の制御装置が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、気筒間の空燃比のばらつきが検出されたときに、目標空燃比を算出し、その目標空燃比とそのときの吸気弁の作用角とに基づいて目標空燃比と吸気弁の作用角との関係を算出し、吸気弁の作用角が変更されたときには、変更後の吸気弁の作用角とその関係とに基づいて吸気弁作用角変更後の目標空燃比を算出することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の多気筒内燃機関の制御装置が提供される。

請求項３〜７に記載の多気筒内燃機関の制御装置では、空燃比フィードバック制御に関する所定の係数が吸気弁の作用角に基づいて補正される。詳細には、吸気弁の作用角に基づいて目標空燃比が補正される。例えばセンサのガス当たりが悪いために目標空燃比が適切に設定されず、その結果、全体の空燃比がリッチ側にシフトしている場合には、全体の空燃比をリーン側にシフトさせるように目標空燃比が補正される。また、吸気弁の実際の作用角が吸気弁の目標作用角からずれてしまう場合、センサの出力値に基づいて設定される目標空燃比は、吸気弁の作用角が小さいほど適切な目標空燃比から大きくずれてしまう傾向がある点に鑑み、例えば吸気弁の作用角が小さくなるほど目標空燃比の補正量が多くされる。そのため、吸気弁の作用角に基づいて目標空燃比が補正されない場合よりも目標空燃比の値を適切な値にすることができる。つまり、センサのガス当たりが悪い場合、つまり、センサの出力値から算出される目標空燃比が適切な目標空燃比にならない場合であっても適切な空燃比フィードバック制御を実行することができる。詳細には、気筒間の空燃比のばらつきが検出されたときに、目標空燃比が算出（適切な目標空燃比に補正）され、その目標空燃比とそのときの吸気弁の作用角とに基づいて目標空燃比と吸気弁の作用角との関係が算出され、吸気弁の作用角が変更されたときには、変更後の吸気弁の作用角とその関係とに基づいて吸気弁作用角変更後の適切な目標空燃比が算出される。目標空燃比と吸気弁の作用角との関係を示すものとしては、例えば関係式やマップが使用可能である。

請求項８に記載の発明によれば、算出された燃料噴射量の補正量が小さいときには、それぞれの気筒について燃料噴射量を別個に補正することによって気筒間の空燃比のばらつきを抑制し、算出された燃料噴射量の補正量が大きいときには、燃料噴射量の補正量を所定値でガードすると共に、目標空燃比を補正し、その目標空燃比に基づいてすべての気筒の燃料噴射量を一律に補正することを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の多気筒内燃機関の制御装置が提供される。

請求項８に記載の多気筒内燃機関の制御装置では、燃料噴射量の補正量が大きいとトルク変動が生ずるおそれがある点に鑑み、算出された燃料噴射量の補正量が小さいときには、それぞれの気筒について燃料噴射量を別個に補正することによって気筒間の空燃比のばらつきが抑制され、算出された燃料噴射量の補正量が大きいときには、燃料噴射量の補正量が所定値でガードされると共に、目標空燃比が補正され、その目標空燃比に基づいてすべての気筒の燃料噴射量が一律に補正される。そのため、トルク変動を抑制しつつ空燃比を適切に制御することができる。

請求項１及び２に記載の発明によれば、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量が変更され得る場合に、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間ばらつきが抑制されない特開平６−２１３０４４号公報に記載された多気筒内燃機関の制御装置よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。つまり、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。

請求項３〜７に記載の発明によれば、吸気弁の作用角に基づいて目標空燃比が補正されない場合よりも目標空燃比の値を適切な値にすることができる。つまり、センサのガス当たりが悪い場合、つまり、センサの出力値から算出される目標空燃比が適切な目標空燃比にならない場合であっても適切な空燃比フィードバック制御を実行することができる。

請求項８に記載の発明によれば、トルク変動を抑制しつつ空燃比を適切に制御することができる。

以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第一から第１０の実施形態のうち、第一から第三の実施形態は、特許請求の範囲に記載した発明の前提及び参考となる技術を説明するためのものであり、特許請求の範囲に記載した発明を構成するものではない。

図１は第一の実施形態の概略構成図、図２は図１に示した内燃機関の制御装置の吸気系等の詳細図、図３は図２に示した内燃機関の制御装置の吸気系等の平面図である。図１〜図３において、１は内燃機関、２は吸気弁、３は排気弁、４は吸気弁を開閉させるためのカム、５は排気弁を開閉させるためのカム、６は吸気弁用カム４を担持しているカムシャフト、７は排気弁用カム５を担持しているカムシャフトである。図４は図１に示した吸気弁用カム及びカムシャフトの詳細図である。図４に示すように、本実施形態のカム４のカムプロフィルは、カムシャフト中心軸線の方向に変化している。つまり、本実施形態のカム４は、図４の左端のノーズ高さが右端のノーズ高さよりも大きくなっている。すなわち、本実施形態の吸気弁２のバルブリフト量は、バルブリフタがカム４の左端と接しているときよりも、バルブリフタがカム４の右端と接しているときの方が小さくなる。

図１〜図３の説明に戻り、８は気筒内に形成された燃焼室、９はバルブリフト量を変更するために吸気弁２に対してカム４をカムシャフト中心軸線の方向に移動させるためのバルブリフト量変更装置である。つまり、バルブリフト量変更装置９を作動することにより、カム４の左端（図４）においてカム４とバルブリフタとを接触させたり、カム４の右端（図４）においてカム４とバルブリフタとを接触させたりすることができる。バルブリフト量変更装置９によって吸気弁２のバルブリフト量が変更されると、それに伴って、吸気弁２の開口面積が変更されることになる。本実施形態の吸気弁２では、バルブリフト量が増加されるに従って吸気弁２の開口面積が増加するようになっている。１０はバルブリフト量変更装置９を駆動するためのドライバ、１１は吸気弁２の開弁期間を変更することなく吸気弁の開閉タイミングをシフトさせるための開閉タイミングシフト装置である。つまり、開閉タイミングシフト装置１１を作動することにより、吸気弁２の開閉タイミングを進角側にシフトさせたり、遅角側にシフトさせたりすることができる。１２は開閉タイミングシフト装置１１を作動するための油圧を制御するオイルコントロールバルブである。尚、本実施形態における可変動弁機構には、バルブリフト量変更装置９及び開閉タイミングシフト装置１１の両者が含まれることになる。

１３はクランクシャフト、１４はオイルパン、１５は燃料噴射弁、１６は吸気弁２のバルブリフト量及び開閉タイミングシフト量を検出するためのセンサ、１７は機関回転数を検出するためのセンサである。１８は気筒内に吸入空気を供給する吸気管内の圧力を検出するための吸気管圧センサ、１９はエアフローメータ、２０は内燃機関冷却水の温度を検出するための冷却水温センサ、２１は気筒内に供給される吸入空気の吸気管内における温度を検出するための吸入空気温センサ、２２はＥＣＵ（電子制御装置）である。５０はシリンダ、５１，５２は吸気管、５３はサージタンク、５４は排気管、５５は点火栓、５６はアクセルペダル開度とは無関係に開度が変更せしめられるスロットル弁、５７は排気ガス空燃比を検出するための空燃比センサである。

図５は図１に示したバルブリフト量変更装置等の詳細図である。図５において、３０は吸気弁用カムシャフト６に連結された磁性体、３１は磁性体３０を左側に付勢するためのコイル、３２は磁性体３０を右側に付勢するための圧縮ばねである。コイル３１に対する通電量が増加されるに従って、カム４及びカムシャフト６が左側に移動する量が増加し、吸気弁２のバルブリフト量が減少せしめられることになる。

図６はバルブリフト量変更装置が作動されるのに伴って吸気弁のバルブリフト量が変化する様子を示した図である。図６に示すように、コイル３１に対する通電量が減少されるに従って、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられる（実線→破線→一点鎖線）。また本実施形態では、バルブリフト量変更装置９が作動されるのに伴って、吸気弁２の開弁期間も変更せしめられる。つまり、吸気弁２の作用角も変更せしめられる。詳細には、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられるのに伴って、吸気弁２の作用角が増加せしめられる（実線→破線→一点鎖線）。更に本実施形態では、バルブリフト量変更装置９が作動されるのに伴って、吸気弁２のバルブリフト量がピークとなるタイミングも変更せしめられる。詳細には、吸気弁２のバルブリフト量が増加せしめられるのに伴って、吸気弁２のバルブリフト量がピークとなるタイミングが遅角せしめられる（実線→破線→一点鎖線）。

図７は図１に示した開閉タイミングシフト装置等の詳細図である。図７において、４０は吸気弁２の開閉タイミングを進角側にシフトさせるための進角側油路、４１は吸気弁２の開閉タイミングを遅角側にシフトさせるための遅角側油路、４２はオイルポンプである。進角側油路４０内の油圧が増加されるに従い、吸気弁２の開閉タイミングが進角側にシフトせしめられる。つまり、クランクシャフト１３に対するカムシャフト６の回転位相が進角せしめられる。一方、遅角側油路４１の油圧が増加されるに従い、吸気弁２の開閉タイミングが遅角側にシフトせしめられる。つまり、クランクシャフト１３に対するカムシャフト６の回転位相が遅角せしめられる。

図８は開閉タイミングシフト装置が作動されるのに伴って吸気弁の開閉タイミングがシフトする様子を示した図である。図８に示すように、進角側油路４０内の油圧が増加されるに従って吸気弁２の開閉タイミングが進角側にシフトされる（実線→破線→一点鎖線）。このとき、吸気弁２の開弁期間は変更されない、つまり、吸気弁２が開弁している期間の長さは変更されない。

図９は第二の実施形態の内燃機関の制御装置の吸気系等の詳細図である。図９において、図１〜図８に示した参照番号と同一の参照番号は、図１〜図８に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。本実施形態において、排気弁駆動用カムは図４に示した吸気弁駆動用カム４とほぼ同様に構成されている。９’は排気弁３のバルブリフト量を変更するために排気弁３に対して排気弁駆動用カムをカムシャフト中心軸線の方向に移動させるためのバルブリフト量変更装置である。このバルブリフト量変更装置９’は、バルブリフト量変更装置９とほぼ同様に構成されている。１１’は排気弁３の開弁期間を変更することなく排気弁の開閉タイミングをシフトさせるための開閉タイミングシフト装置である。この開閉タイミングシフト装置１１’は、開閉タイミングシフト装置１１とほぼ同様に構成されている。

図１０は第三の実施形態の内燃機関の制御装置の吸気系等の詳細図である。図１０において、図１〜図８に示した参照番号と同一の参照番号は、図１〜図８に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。５８は個々の吸気弁２（図３参照）をそれぞれ独立して駆動することができる例えば電磁駆動式の吸気弁駆動装置である。５８’は個々の排気弁３（図３参照）をそれぞれ独立して駆動することができる例えば電磁駆動式の排気弁駆動装置である。

尚、上述した第一から第三の実施形態の変形例では、スロットル弁５６を排除することも可能である。

上述した第一から第三の実施形態及びそれらの変形例において、空燃比センサ５７の出力値に基づいて複数気筒♯１〜♯４のうちのどの気筒の空燃比がいくつであるかを算出し、各気筒の吸気弁２及び／又は排気弁３のバルブリフト量を制御すると、気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。ところが、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在する場合には、気筒間の空燃比のばらつきが抑制されたとしても、気筒間のトルクのばらつきが生じてしまい、脈動（トルク変動）が生じてしまう。そこで第一から第三の実施形態及びそれらの変形例では、気筒間の空燃比のばらつきを抑制すると共に気筒間のトルクのばらつきを抑制するために後述するような制御が行われる。

図１１は第一から第三の実施形態及びそれらの変形例の燃料噴射量ばらつき学習方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図１１に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ１００において、吸気弁２の作用角が例えば図６に一点鎖線で示すように最大になっているか否かが判断される。ＹＥＳのときには、シリンダ５０内に吸入される吸入空気量がスロットル弁５６の開度又は吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて決定され、気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきが存在するとしても、それに伴って吸入空気量が気筒間でばらつくことはないと判断し、ステップ１０１に進む。一方、ＮＯのとき、つまり、吸気弁２の作用角が比較的小さく吸気弁２の開口面積が比較的小さいときには、シリンダ５０内に吸入される吸入空気量が吸気弁２の開口面積に基づいて決定され、仮に気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきが存在する場合には吸入空気量が気筒間でばらついてしまい、燃料噴射量のばらつき学習を行うことができないと判断し、このルーチンを終了する。

ステップ１０１では複数気筒♯１〜♯４のうちの特定気筒（Ｎ番気筒）の排気ガス空燃比を算出するタイミングであるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１０２に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。ステップ１０２では、Ｎ番気筒の排気ガス空燃比が数サイクル分ほど検出され、それらの平均空燃比が算出される。この平均空燃比の算出は、すべての気筒♯１〜♯４について行われる。次いでステップ１０３では、各気筒♯１〜♯４内に吸入される吸入空気量が等しくなっているとの考えに基づき、ステップ１０２において算出された各気筒♯１〜♯４の空燃比から気筒間の燃料噴射量のばらつきΔＱｎが算出される。

次いでステップ１０４では、ステップ１０３において算出された気筒間の燃料噴射量のばらつきΔＱｎに基づいて燃料噴射量のばらつき率Ｑｒａｔｅ−ｎが算出される。次いでステップ１０５では、気筒間の燃料噴射量のばらつきがなくなるように、各気筒♯１〜♯４の燃料噴射量が補正される。

第一から第三の実施形態によれば、吸気弁２の作用角が最大作用角に設定されているとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２の作用角に基づいては制限されないように吸気弁２の作用角が設定されているとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。より詳細には、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２の作用角に基づいては制限されず、スロットル弁５６の開度に基づいて制限されるように吸気弁２の作用角が設定されているとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、ステップ１０２においてある気筒の排気ガス空燃比を算出する場合には、不図示のステップにおいて、その気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２の作用角に基づいては制限されず、スロットル弁５６の開度に基づいて制限されるように吸気弁２の作用角が最大作用角に設定される。すなわち、１番気筒♯１の排気ガス空燃比を算出するときのスロットル弁５６の開度と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比を算出するときのスロットル弁５６の開度とをほぼ等しくしておくことにより、１番気筒♯１の排気ガス空燃比を算出するときにその気筒♯１内に吸入される吸入空気量と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比を算出するときにその気筒♯２〜♯４内に吸入される吸入空気量とを等しくすることができる。

更に第一から第三の実施形態によれば、ある気筒♯１の排気ガス空燃比を算出するときにその気筒♯１内に吸入される吸入空気量と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比を算出するときにその気筒♯２〜♯４内に吸入される吸入空気量とが等しくなるとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０５において、排気ガス空燃比に基づいて気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。すなわち、すべての気筒の吸入空気量が等しくされた上で、すべての気筒の排気ガス空燃比が等しくなるように燃料噴射量が補正される。そのため、気筒間の空燃比のばらつきを抑制すると共に気筒間のトルクのばらつきを抑制することができる。

言い換えれば、第一から第三の実施形態によれば、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２のバルブ開特性に基づいては制限されず、スロットル弁５６の開度に基づいて制限されるように吸気弁２のバルブ開特性が設定されているとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、ステップ１０２においてある気筒の排気ガス空燃比を算出する場合には、不図示のステップにおいて、その気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２のバルブ開特性に基づいては制限されず、スロットル弁５６の開度に基づいて制限されるように吸気弁２のバルブ開特性が設定される。

また、スロットル弁５６が設けられていない第一から第三の実施形態の変形例によれば、第一から第三の実施形態と同様に、吸気弁２の作用角が最大作用角に設定されているとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２の作用角に基づいては制限されないように吸気弁２の作用角が設定されているとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。より詳細には、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２の作用角に基づいては制限されず、吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて制限されるように吸気弁２の作用角が設定されているとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、ステップ１０２においてある気筒の排気ガス空燃比を算出する場合には、不図示のステップにおいて、その気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２の作用角に基づいては制限されず、吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて制限されるように吸気弁２の作用角が最大作用角に設定される。

言い換えれば、第一から第三の実施形態の変形例によれば、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２のバルブ開特性に基づいては制限されず、吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて制限されるように吸気弁２のバルブ開特性が設定されているとステップ１００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、ステップ１０２においてある気筒の排気ガス空燃比を算出する場合には、不図示のステップにおいて、その気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２のバルブ開特性に基づいては制限されず、吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて制限されるように吸気弁２のバルブ開特性が設定される。

また、第一から第三の実施形態及びそれらの変形例によれば、吸気弁の作用角に基づいて気筒間ばらつきが抑制される。詳細には、吸気弁の作用角に基づいて気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。更に詳細には、図１１のステップ１００において吸気弁２の作用角が最大であると判断されたときに、ステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁の作用角が変更され得る場合に、吸気弁の作用角に基づいて気筒間ばらつきが抑制されない場合よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。つまり、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。

図１２は第三の実施形態及びその変形例の吸気弁作用角ばらつき学習方法を示したフローチャートである。このルーチンは、図１１に示したルーチンと同様に所定時間間隔で実行される。図１２に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ１５０において、図１１に示したステップ１０５の実行が完了したか否かが判断される。全気筒の燃料噴射量の補正が完了しているときにはステップ１５１に進み、まだ完了していないときには気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきを抑制することができないと判断し、このルーチンを終了する。ステップ１５１では、吸気弁２の作用角が予め定められた閾値以下であるか否かが判断される。つまり、気筒内に吸入される吸入空気量がスロットル弁５６の開度に基づいては制限されず、吸気弁２の作用角に基づいて制限されるように、吸気弁２の作用角が比較的小さい値に設定されているか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１５２に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。

ステップ１５２では複数気筒♯１〜♯４のうちの特定気筒（Ｎ番気筒）の排気ガス空燃比を算出するタイミングであるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１５３に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。ステップ１５３では、Ｎ番気筒の排気ガス空燃比が数サイクル分ほど検出され、それらの平均空燃比が算出される。この平均空燃比の算出は、すべての気筒♯１〜♯４について行われる。次いでステップ１５４では、各気筒♯１〜♯４の燃料噴射量が等しくなっているとの考えに基づき、ステップ１５３において算出された各気筒♯１〜♯４の空燃比から気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱが算出される。

次いでステップ１５５では、ステップ１５４において算出された気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱに基づいて特定気筒（Ｎ番気筒）の吸気弁２の作用角のばらつきΔＡｎｇが算出される。この吸気弁２の作用角のばらつきΔＡｎｇの算出は、すべての気筒♯１〜♯４について行われる。次いでステップ１５６では、気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきがなくなるように、つまり、気筒間の吸入空気量のばらつきがなくなるように、吸気弁駆動装置５８によって各気筒♯１〜♯４の吸気弁２の作用角が補正される。

第三の実施形態によれば、図１１のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、気筒内に吸入される吸入空気量がスロットル弁５６の開度に基づいては制限されず、吸気弁２のバルブ開特性に基づいて制限されるように吸気弁２のバルブ開特性が設定されているとステップ１５１において判断されたときには、ステップ１５３において、その気筒の排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ１５６において、その排気ガス空燃比に基づいて気筒間の吸気弁２のバルブ開特性のばらつきが抑制される。つまり、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した上で、ある気筒♯１の排気ガス空燃比と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比とが等しくなるように各気筒♯１〜♯４の吸気弁２のバルブ開特性が変更せしめられる。そのため、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在していた場合であっても、気筒間のトルクのばらつきを生じさせることなく気筒間の吸気弁２のバルブ開特性のばらつきを抑制することができる。

また、第三の実施形態の変形例によれば、図１１のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいては制限されず、吸気弁２のバルブ開特性に基づいて制限されるように吸気弁２のバルブ開特性が設定されているとステップ１５１において判断されたときには、ステップ１５３において、その気筒の排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ１５６において、その排気ガス空燃比に基づいて気筒間の吸気弁２のバルブ開特性のばらつきが抑制される。つまり、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した上で、ある気筒♯１の排気ガス空燃比と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比とが等しくなるように各気筒♯１〜♯４の吸気弁２のバルブ開特性が変更せしめられる。そのため、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在していた場合であっても、気筒間のトルクのばらつきを生じさせることなく気筒間の吸気弁２のバルブ開特性のばらつきを抑制することができる。

詳細には、第三の実施形態及びその変形例によれば、図１１のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、ステップ１５１において吸気弁２の作用角が最大作用角よりも小さい所定作用角に設定されていると判断されたときには、ステップ１５３において排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ１５６において、その排気ガス空燃比に基づいて気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきが抑制される。つまり、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した上で、ある気筒♯１の排気ガス空燃比と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比とが等しくなるように各気筒♯１〜♯４の吸気弁２の作用角が変更せしめられる。そのため、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在していた場合であっても、気筒間のトルクのばらつきを生じさせることなく気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきを抑制することができる。

言い換えれば、第三の実施形態及びその変形例によれば、図１１のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、ステップ１５１において吸気弁２の作用角が最大作用角よりも小さい所定作用角に設定されていると判断されたときには、ステップ１５３において排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ１５６において、その排気ガス空燃比に基づいて気筒間の吸入空気量のばらつきが抑制される。つまり、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した上で、ある気筒♯１の排気ガス空燃比と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比とが等しくなるように各気筒♯１〜♯４の吸気弁２の作用角が変更せしめられる。そのため、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在していた場合であっても、気筒間のトルクのばらつきを生じさせることなく気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制することができる。

また、第一から第三の実施形態及びそれらの変形例によれば、吸気弁の作用角に基づいて気筒間ばらつきが抑制される。詳細には、図１２のステップ１５１において吸気弁２の作用角が予め定められた閾値以下であると判断されたときに、ステップ１５６において気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁の作用角が変更され得る場合に、上述した閾値とは無関係に気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきが抑制される場合よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。つまり、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。

図１３は第一及び第二の実施形態及びそれらの変形例の吸気弁作用角ばらつき学習方法を示したフローチャートである。このルーチンは、図１１に示したルーチンと同様に所定時間間隔で実行される。図１３に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ１５０において、図１２に示した場合と同様に、図１１に示したステップ１０５の実行が完了したか否かが判断される。全気筒の燃料噴射量の補正が完了しているときにはステップ１５１に進み、まだ完了していないときには気筒間の吸気弁２の作用角のばらつきを抑制することができないと判断し、このルーチンを終了する。ステップ１５１では、図１２に示した場合と同様に、吸気弁２の作用角が予め定められた閾値以下であるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１５２に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。

ステップ１５２では、図１２に示した場合と同様に、複数気筒♯１〜♯４のうちの特定気筒（Ｎ番気筒）の排気ガス空燃比を算出するタイミングであるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１５３に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。ステップ１５３では、図１２に示した場合と同様に、Ｎ番気筒の排気ガス空燃比が数サイクル分ほど検出され、それらの平均空燃比が算出される。次いでステップ１５４では、図１２に示した場合と同様に、各気筒♯１〜♯４の燃料噴射量が等しくなっているとの考えに基づき、ステップ１５３において算出された各気筒♯１〜♯４の空燃比から気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱが算出される。

次いでステップ２５０では、ステップ１５４において算出された気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱに基づき、全気筒♯１〜♯４のトルクが等しくなるように各気筒の燃料噴射量が補正される。次いでステップ２５１では、ステップ１５４において算出された気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱに基づき、全気筒♯１〜♯４のトルクが等しくなるように各気筒の点火時期が補正される。例えばノッキングが発生しやすい機関高負荷運転時には、吸入空気量が比較的多い気筒の点火時期が遅角せしめられる。

第一及び第二の実施形態によれば、図１１のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、気筒内に吸入される吸入空気量がスロットル弁５６の開度に基づいては制限されず、吸気弁２のバルブ開特性に基づいて制限されるように吸気弁２のバルブ開特性が設定されていると図１３のステップ１５１において判断されたときには、ステップ１５３において、その気筒の排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ２５０及びステップ２５１において燃料噴射量及び点火時期が補正されて、気筒間のトルクのばらつきが抑制される。

また、第一及び第二の実施形態の変形例によれば、図１１のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいては制限されず、吸気弁２のバルブ開特性に基づいて制限されるように吸気弁２のバルブ開特性が設定されていると図１３のステップ１５１において判断されたときには、ステップ１５３において、その気筒の排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ２５０及びステップ２５１において燃料噴射量及び点火時期が補正されて、気筒間のトルクのばらつきが抑制される。

また、第一から第三の実施形態及びそれらの変形例によれば、吸気弁の作用角に基づいて気筒間ばらつきが抑制される。詳細には、図１３のステップ１５１において吸気弁２の作用角が予め定められた閾値以下であると判断されたときに、ステップ２５０において気筒間の空燃比のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁の作用角が変更され得る場合に、上述した閾値とは無関係に気筒間の空燃比のばらつきが抑制される場合よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。つまり、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。

以下、本発明の内燃機関の制御装置の第四から第六の実施形態について説明する。第四から第六の実施形態の構成は、それぞれ上述した第一から第三の実施形態の構成とほぼ同様である。また第四から第六の実施形態の変形例の構成は、それぞれ上述した第一から第三の実施形態の変形例の構成とほぼ同様である。

図１４は第四から第六の実施形態及びそれらの変形例の燃料噴射量ばらつき学習方法を示したフローチャートである。このルーチンは、図１１に示した場合と同様に所定時間間隔で実行される。図１４に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ３００において、吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が最小になっているか否かが判断される。ＹＥＳのときには、シリンダ５０から吸気管５１への吹き返しガス量が少ないために、シリンダ５０内に吸入される吸入空気量がスロットル弁５６の開度又は吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて決定され、気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきが存在するとしても、それに伴って吸入空気量が気筒間でばらつくことはないと判断し、ステップ１０１に進む。一方、ＮＯのとき、つまり、吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が比較的大きいときには、シリンダ５０内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量に基づいて決定され、仮に気筒間のバルブオーバラップ量のばらつきが存在する場合には吸入空気量が気筒間でばらついてしまい、燃料噴射量のばらつき学習を行うことができないと判断し、このルーチンを終了する。

ステップ１０１では、図１１に示した場合と同様に、複数気筒♯１〜♯４のうちの特定気筒（Ｎ番気筒）の排気ガス空燃比を算出するタイミングであるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１０２に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。ステップ１０２では、図１１に示した場合と同様に、Ｎ番気筒の排気ガス空燃比が数サイクル分ほど検出され、それらの平均空燃比が算出される。次いでステップ１０３では、図１１に示した場合と同様に、ステップ１０２において算出された各気筒♯１〜♯４の空燃比から気筒間の燃料噴射量のばらつきΔＱｎが算出される。

次いでステップ１０４では、図１１に示した場合と同様に、ステップ１０３において算出された気筒間の燃料噴射量のばらつきΔＱｎに基づいて燃料噴射量のばらつき率Ｑｒａｔｅ−ｎが算出される。次いでステップ１０５では、図１１に示した場合と同様に、気筒間の燃料噴射量のばらつきがなくなるように、各気筒♯１〜♯４の燃料噴射量が補正される。

第四から第六の実施形態によれば、吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が最小バルブオーバラップ量に設定されているとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量に基づいては制限されないように吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が設定されているとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。より詳細には、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量に基づいては制限されず、スロットル弁５６の開度に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が設定されているとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、ステップ１０２においてある気筒の排気ガス空燃比を算出する場合には、不図示のステップにおいて、その気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量に基づいては制限されず、スロットル弁５６の開度に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が最小バルブオーバラップ量に設定される。すなわち、１番気筒♯１の排気ガス空燃比を算出するときのスロットル弁５６の開度と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比を算出するときのスロットル弁５６の開度とをほぼ等しくしておくことにより、１番気筒♯１の排気ガス空燃比を算出するときにその気筒♯１内に吸入される吸入空気量と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比を算出するときにその気筒♯２〜♯４内に吸入される吸入空気量とを等しくすることができる。

更に第四から第六の実施形態によれば、ある気筒♯１の排気ガス空燃比を算出するときにその気筒♯１内に吸入される吸入空気量と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比を算出するときにその気筒♯２〜♯４内に吸入される吸入空気量とが等しくなるとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０５において、排気ガス空燃比に基づいて気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。すなわち、すべての気筒の吸入空気量が等しくされた上で、すべての気筒の排気ガス空燃比が等しくなるように燃料噴射量が補正される。そのため、気筒間の空燃比のばらつきを抑制すると共に気筒間のトルクのばらつきを抑制することができる。

言い換えれば、第四から第六の実施形態によれば、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性に基づいては制限されず、スロットル弁５６の開度に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が設定されているとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、ステップ１０２においてある気筒の排気ガス空燃比を算出する場合には、不図示のステップにおいて、その気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性に基づいては制限されず、スロットル弁５６の開度に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が設定される。

また、スロットル弁５６が設けられていない第四から第六の実施形態の変形例によれば、第四から第六の実施形態と同様に、吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が最小バルブオーバラップ量に設定されているとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量に基づいては制限されないように吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が設定されているとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。より詳細には、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量に基づいては制限されず、吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が設定されているとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、ステップ１０２においてある気筒の排気ガス空燃比を算出する場合には、不図示のステップにおいて、その気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量に基づいては制限されず、吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が最小バルブオーバラップ量に設定される。

言い換えれば、第四から第六の実施形態の変形例によれば、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性に基づいては制限されず、吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が設定されているとステップ３００において判断されたときに、ステップ１０２において、その気筒の排気ガス空燃比が算出される。つまり、ステップ１０２においてある気筒の排気ガス空燃比を算出する場合には、不図示のステップにおいて、その気筒内に吸入される吸入空気量が吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性に基づいては制限されず、吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が設定される。

また、第四から第六の実施形態及びそれらの変形例によれば、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間ばらつきが抑制される。詳細には、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。更に詳細には、図１４のステップ３００において吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が最小であると判断されたときに、ステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量が変更され得る場合に、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間ばらつきが抑制されない場合よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。つまり、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。

図１５は第六の実施形態及びその変形例のバルブオーバラップ量ばらつき学習方法を示したフローチャートである。このルーチンは、図１４に示したルーチンと同様に所定時間間隔で実行される。図１５に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ１５０において、図１２に示した場合と同様に、図１４に示したステップ１０５の実行が完了したか否かが判断される。全気筒の燃料噴射量の補正が完了しているときにはステップ４５０に進み、まだ完了していないときには気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきを抑制することができないと判断し、このルーチンを終了する。ステップ４５０では、吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が予め定められた閾値以上であるか否かが判断される。つまり、気筒内に吸入される吸入空気量がスロットル弁５６の開度に基づいては制限されず、吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量に基づいて制限されるように、吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が比較的大きい値に設定されているか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１５２に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。

ステップ１５２では、図１２に示した場合と同様に、複数気筒♯１〜♯４のうちの特定気筒（Ｎ番気筒）の排気ガス空燃比を算出するタイミングであるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１５３に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。ステップ１５３では、図１２に示した場合と同様に、Ｎ番気筒の排気ガス空燃比が数サイクル分ほど検出され、それらの平均空燃比が算出される。次いでステップ１５４では、図１２に示した場合と同様に、各気筒♯１〜♯４の燃料噴射量が等しくなっているとの考えに基づき、ステップ１５３において算出された各気筒♯１〜♯４の空燃比から気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱが算出される。

次いでステップ４５１では、ステップ１５４において算出された気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱに基づいて特定気筒（Ｎ番気筒）の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきΔＶＯが算出される。この吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきΔＶＯの算出は、すべての気筒♯１〜♯４について行われる。次いでステップ４５２では、気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきがなくなるように、つまり、気筒間の吸入空気量のばらつきがなくなるように、吸気弁駆動装置５８によって各気筒♯１〜♯４の吸気弁２の開弁時期が補正されると共に、排気弁駆動装置５８’によって各気筒♯１〜♯４の排気弁３の閉弁時期が補正される。

第六の実施形態によれば、図１４のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、気筒内に吸入される吸入空気量がスロットル弁５６の開度に基づいては制限されず、吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が設定されていると図１５のステップ４５０において判断されたときには、ステップ１５３において、その気筒の排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ４５２において、その排気ガス空燃比に基づいて気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性のばらつきが抑制される。つまり、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した上で、ある気筒♯１の排気ガス空燃比と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比とが等しくなるように各気筒♯１〜♯４の吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が変更せしめられる。そのため、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在していた場合であっても、気筒間のトルクのばらつきを生じさせることなく気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性のばらつきを抑制することができる。

また、第六の実施形態の変形例によれば、図１４のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいては制限されず、吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が設定されていると図１５のステップ４５０において判断されたときには、ステップ１５３において、その気筒の排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ４５２において、その排気ガス空燃比に基づいて気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性のばらつきが抑制される。つまり、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した上で、ある気筒♯１の排気ガス空燃比と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比とが等しくなるように各気筒♯１〜♯４の吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が変更せしめられる。そのため、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在していた場合であっても、気筒間のトルクのばらつきを生じさせることなく気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性のばらつきを抑制することができる。

詳細には、第六の実施形態及びその変形例によれば、図１４のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、図１５のステップ４５０において吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が最小バルブオーバラップ量よりも大きい所定バルブオーバラップ量に設定されていると判断されたときには、ステップ１５３において排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ４５２において、その排気ガス空燃比に基づいて気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきが抑制される。つまり、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した上で、ある気筒♯１の排気ガス空燃比と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比とが等しくなるように各気筒♯１〜♯４の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が変更せしめられる。そのため、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在していた場合であっても、気筒間のトルクのばらつきを生じさせることなく気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきを抑制することができる。

言い換えれば、第六の実施形態及びその変形例によれば、図１４のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、図１５のステップ４５０において吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が最小バルブオーバラップ量よりも大きい所定バルブオーバラップ量に設定されていると判断されたときには、ステップ１５３において排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ４５２において、その排気ガス空燃比に基づいて気筒間の吸入空気量のばらつきが抑制される。つまり、気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した上で、ある気筒♯１の排気ガス空燃比と他の気筒♯２〜♯４の排気ガス空燃比とが等しくなるように各気筒♯１〜♯４の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が変更せしめられる。そのため、気筒間の燃料噴射量のばらつきが存在していた場合であっても、気筒間のトルクのばらつきを生じさせることなく気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制することができる。

また、第六の実施形態及びその変形例によれば、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間ばらつきが抑制される。詳細には、図１５のステップ４５０において吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が予め定められた閾値以上であると判断されたときに、ステップ４５２において気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量が変更され得る場合に、上述した閾値とは無関係に気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきが抑制される場合よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。つまり、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。

図１６は第四及び第五の実施形態及びそれらの変形例のバルブオーバラップ量ばらつき学習方法を示したフローチャートである。このルーチンは、図１４に示したルーチンと同様に所定時間間隔で実行される。図１６に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ１５０において、図１５に示した場合と同様に、図１４に示したステップ１０５の実行が完了したか否かが判断される。全気筒の燃料噴射量の補正が完了しているときにはステップ４５０に進み、まだ完了していないときには気筒間の吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量のばらつきを抑制することができないと判断し、このルーチンを終了する。ステップ４５０では、図１５に示した場合と同様に、吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が予め定められた閾値以上であるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１５２に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。

ステップ１５２では、図１５に示した場合と同様に、複数気筒♯１〜♯４のうちの特定気筒（Ｎ番気筒）の排気ガス空燃比を算出するタイミングであるか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ１５３に進み、ＮＯのときには、このルーチンを終了する。ステップ１５３では、図１５に示した場合と同様に、Ｎ番気筒の排気ガス空燃比が数サイクル分ほど検出され、それらの平均空燃比が算出される。次いでステップ１５４では、図１５に示した場合と同様に、各気筒♯１〜♯４の燃料噴射量が等しくなっているとの考えに基づき、ステップ１５３において算出された各気筒♯１〜♯４の空燃比から気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱが算出される。

次いでステップ２５０では、図１３に示した場合と同様に、ステップ１５４において算出された気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱに基づき、全気筒♯１〜♯４のトルクが等しくなるように各気筒の燃料噴射量が補正される。次いでステップ２５１では、図１３に示した場合と同様に、ステップ１５４において算出された気筒間の吸入空気量のばらつきΔＱに基づき、全気筒♯１〜♯４のトルクが等しくなるように各気筒の点火時期が補正される。例えばノッキングが発生しやすい機関高負荷運転時には、吸入空気量が比較的多い気筒の点火時期が遅角せしめられる。

第四及び第五の実施形態によれば、図１４のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、気筒内に吸入される吸入空気量がスロットル弁５６の開度に基づいては制限されず、吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が設定されていると図１６のステップ４５０において判断されたときには、ステップ１５３において、その気筒の排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ２５０及びステップ２５１において燃料噴射量及び点火時期が補正されて、気筒間のトルクのばらつきが抑制される。

また、第四及び第五の実施形態の変形例によれば、図１４のステップ１０５において気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制した後、気筒内に吸入される吸入空気量が吸気管５１，５２内の最も絞られている部分の断面積に基づいては制限されず、吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性に基づいて制限されるように吸気弁２及び排気弁３のバルブ開特性が設定されていると図１６のステップ４５０において判断されたときには、ステップ１５３において、その気筒の排気ガス空燃比が算出され、次いでステップ２５０及びステップ２５１において燃料噴射量及び点火時期が補正されて、気筒間のトルクのばらつきが抑制される。

また、第四及び第五の実施形態及びそれらの変形例によれば、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間ばらつきが抑制される。詳細には、図１６のステップ４５０において吸気弁２及び排気弁３のバルブオーバラップ量が予め定められた閾値以上であると判断されたときに、ステップ２５０において気筒間の空燃比のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量が変更され得る場合に、上述した閾値とは無関係に気筒間の空燃比のばらつきが抑制される場合よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。つまり、気筒間の空燃比のばらつきを適切に抑制することができる。

以下、本発明の内燃機関の制御装置の第七の実施形態について説明する。本実施形態の構成は、上述した第一から第六の実施形態及びそれらの変形例のいずれかの構成と、後述する構成とを組み合わせたものである。図１７は第七の実施形態の内燃機関の制御装置の概略構成図である。図１７において、図１〜図１０に示した参照番号と同一の参照番号は、図１〜図１０に示した部品又は部分と同一の部品又は部分を示している。２２’はＥＣＵ２２の一部を構成する吸入空気量演算部、２２”はＥＣＵ２２の他の一部を構成するニューラルネットワークによる遅れ系演算部、６０はニューラルネットワークである。ニューラルネットワーク６０は、例えば特開平９−８８６８５号公報に記載された公知のニューラルネットワークとほぼ同様に構成されている。

本実施形態では、機関過渡運転時にバルブリフト量変更装置９，９’、開閉タイミングシフト装置１１，１１’、吸気弁駆動装置５８及び排気弁駆動装置５８’が有する遅れを補うために、ニューラルネットワーク６０を用いて気筒間のばらつきが抑制される。具体的には、機関過渡運転時に吸入空気量を算出する場合、エアフローメータ１９の出力値、スロットル弁５６の開度、スロットル弁開度の変化率、吸気弁２の開弁時期、吸気弁２の閉弁時期、機関回転数、水温、油温、油圧、吸入空気温センサ２１の出力値に基づいて吸入空気量を推定し、その吸入空気量と空燃比センサ５７の出力値に基づいて算出された空気量との差分から、ニューラルネットワークによる遅れが学習される。その結果、どのような条件下においても実際の空燃比を目標空燃比に精度良く一致させることができる。

つまり、吸入空気量遅れの演算部にニューラルネットワークを適用し、上述したデータに基づいて吸入空気量を算出する。その吸入空気量に基づいて算出された燃料噴射量と、そのサイクルでの実際の排気ガス空燃比とから誤差が検出される。あらゆるパターンでこれを繰り返し、各パラメータの感度係数を修正していくことにより、どのような機関運転条件下においても実際の空燃比を目標空燃比に精度良く一致させることができる。

以下、本発明の内燃機関の制御装置の第八の実施形態について説明する。第八の実施形態の構成は、上述した第一及び第二の実施形態並びにそれらの変形例のうちのいずれかの構成とほぼ同様である。あるいは、図示しないが、カムプロフィルが異なる複数の吸気弁用カムを備え、それらを切換えて使用することにより、吸気弁のバルブ開特性を変更できるように第八の実施形態を構成することも可能である。

図１８は第八の実施形態の気筒間ばらつき抑制制御方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図１８に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ５００において、後述するマップが既に作成されているか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ５０５に進み、ＮＯのときにはステップ５０１に進む。ステップ５０１では、例えば特開昭５９−１０１５６２号公報、又は特開平５−１８００４０号公報に記載された方法により、空燃比センサ５７の出力値に基づいて例えば機関アイドル運転時のような定常状態における各気筒＃１〜＃４の空燃比が算出される。

次いでステップ５０２では、気筒間の空燃比のばらつきがあるか否かが判断される。気筒間の空燃比のばらつきが所定値以上のときにはステップ５０３に進み、気筒間の空燃比のばらつきが所定値未満のときには、このルーチンを終了する。ステップ５０３では、算出された各気筒＃１〜＃４の空燃比に基づいて各気筒＃１〜＃４の燃料噴射量補正係数がそれぞれ算出される。例えばある気筒の実際の空燃比が目標空燃比に対してリッチ側にばらついているときには、その気筒の燃料噴射量を減量補正すべく比較的小さい値の燃料噴射量補正係数が算出される。一方、ある気筒の実際の空燃比が目標空燃比に対してリーン側にばらついているときには、その気筒の燃料噴射量を増量補正すべく比較的大きい値の燃料噴射量補正係数が算出される。

次いでステップ５０４では、ステップ５０３において算出された燃料噴射量補正係数とそのときの吸気弁２の作用角とに基づき、燃料噴射量補正係数と吸気弁２の作用角との関係を示す燃料噴射量補正係数マップが作成される。図１９は燃料噴射量補正係数と吸気弁の作用角との関係を示す図である。図１９に示すように、ステップ５０３において点Ｐ１が算出されると、ステップ５０４において、燃料噴射量補正係数と吸気弁の作用角との関係を示す曲線Ｌ１が点Ｐ１から算出され、その曲線Ｌ１に基づいて燃料噴射量補正係数マップが作成される。第八の実施形態の変形例では、ステップ５０４において、マップを作成する代わりに、曲線Ｌ１を簡略化させた関係式を算出することも可能である。また第八の実施形態の他の変形例では、点Ｐ１だけでなく点Ｐ１’をステップ５０３と同様のステップにおいて算出し、点Ｐ１と点Ｐ１’とに基づいて曲線Ｌ１と同様の曲線を算出し、その曲線に基づいて燃料噴射量補正係数マップを作成することも可能である。

ステップ５０５では、各気筒＃１〜＃４について燃料噴射量が補正される。つまり、図１９に示したマップが作成されておらず、ステップ５００においてＮＯと判断されたときには、燃料噴射量の補正を行うための燃料噴射量補正係数がステップ５０３において算出され、ステップ５０５において、その燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量が補正される。一方、図１９に示したマップが既に作成されており、ステップ５００においてＹＥＳと判断されたときには、マップが作成された時点から吸気弁２の作用角が変更されている場合であってもステップ５０３は実行されず、ステップ５０５において、既に作成されたマップに基づいて燃料噴射量が補正されることになる。

上述したステップ５０５を実行するとハンチングするおそれがある場合には、不図示のステップにおいて燃料噴射量補正係数をなまし、次いでステップ５０５に代わるステップにおいて、そのなまされた燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量を補正することも可能である。（この場合には、燃料噴射量補正係数をなました値を用いて燃料噴射量を補正し、再び燃料噴射量補正係数を求めることを繰返して収束した燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量を補正する。）

第八の実施形態又はその変形例によれば、吸気弁２の作用角に基づいて気筒間ばらつきが抑制される。詳細には図１９に示すように、吸気弁２の作用角に基づいて各気筒＃１〜＃４の燃料噴射量補正係数を算出し、ステップ５０５において、その燃料噴射量補正係数に基づいて各気筒＃１〜＃４の燃料噴射量を補正することにより、気筒間の燃料噴射量のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁の作用角が変更され得る場合に、吸気弁の作用角に基づいて気筒間ばらつきが抑制されない場合よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。
また、第八の実施形態又はその変形例によれば、吸気弁の作用角に基づいて気筒間ばらつきが抑制されるため、例えばセンサ５７のガス当りが悪く、センサ５７の出力値から算出される目標空燃比が適切な目標空燃比にならない場合にも適切に気筒間ばらつきを抑制することが可能となる。

また第八の実施形態又はその変形例によれば、ステップ５０５において吸気弁２の作用角に基づいて燃料噴射量を補正することにより気筒間の空燃比のばらつきが抑制される。例えばある気筒の空燃比がリッチ側にばらついている場合にはその気筒の燃料噴射量を減量補正することにより気筒間の空燃比のばらつきが抑制される。また、吸気弁の作用角が小さくなるほど、実際の作用角が目標作用角からずれたときに気筒間の空燃比のばらつきが大きくなる点に鑑み、図１９に示すように、吸気弁の作用角が小さくなるほど燃料噴射量補正係数と１．０との差分が大きくなるようにし、その結果、燃料噴射量の補正量が多くなるようにすることにより気筒間の空燃比のばらつきが抑制される。そのため、吸気弁の作用角に基づいて燃料噴射量が補正されない場合よりも適切に気筒間の空燃比のばらつきを抑制することができる。

詳細には、ステップ５０１及びステップ５０２において気筒間の空燃比のばらつきが検出されたとき、ステップ５０３において、そのばらつきを低減する燃料噴射量補正係数が算出され、ステップ５０４において、その燃料噴射量補正係数とそのときの吸気弁の作用角とに基づいて燃料噴射量補正係数と吸気弁の作用角との関係Ｌ１が算出され、吸気弁の作用角が変更されたときには、変更後の吸気弁の作用角とその関係Ｌ１とに基づいて吸気弁作用角変更後の燃料噴射量補正係数が算出される。

以下、本発明の内燃機関の制御装置の参考例としての第九の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を構成するものではない。第九の実施形態の構成は、上述した第八の実施形態の構成とほぼ同様である。

図２０は第九の実施形態の目標空燃比補正制御方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図２０に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ６００において、後述するマップが既に作成されているか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ６０４に進み、ＮＯのときにはステップ５０１に進む。ステップ５０１では、第八の実施形態と同様に、空燃比センサ５７の出力値に基づいて例えば機関アイドル運転時のような定常状態における各気筒＃１〜＃４の空燃比が算出される。

次いでステップ５０２では、第八の実施形態と同様に、気筒間の空燃比のばらつきがあるか否かが判断される。気筒間の空燃比のばらつきが所定値以上のときにはステップ６０１に進み、気筒間の空燃比のばらつきが所定値未満のときには、このルーチンを終了する。ステップ６０１では、すべての気筒＃１〜＃４の平均空燃比が算出される。すべての気筒＃１〜＃４の平均空燃比は、例えば各気筒＃１〜＃４の空燃比を加算し、それを４で割ることによって算出される。次いでステップ６０２では、センサ５７の出力値に基づく目標空燃比（以下、「センサ目標空燃比」という）と、例えばストイキ空燃比と、ステップ６０１において算出された平均空燃比とに基づいて、新たな目標空燃比（以下、「補正目標空燃比」という）が算出される。つまり、センサ目標空燃比が補正されて、補正目標空燃比が算出される。
補正目標空燃比＝センサ目標空燃比×ストイキ空燃比／平均空燃比・・（１）

上述した式（１）によってはハンチングするおそれがある場合、あるいは、ステップ６０１において算出された平均空燃比の精度が低い場合には、式（２）に示すように、なまして補正目標空燃比を算出することも可能である。（この場合には、補正目標空燃比をなました値を用いて空燃比を補正し、再び補正目標空燃比を求めることを繰返して収束した補正目標空燃比を用いてステップ６０３にて目標空燃比マップを作成する。）
補正目標空燃比
＝（ストイキ空燃比−平均空燃比）／ｋ＋センサ目標空燃比・・（２）
ｋは正の整数

次いでステップ６０３では、ステップ６０２において算出された補正目標空燃比とそのときの吸気弁２の作用角とに基づき、補正目標空燃比と吸気弁２の作用角との関係を示す目標空燃比マップが作成される。図２１は補正目標空燃比と吸気弁の作用角との関係を示す図である。図２１に示すように、ステップ６０２において点Ｐ２が算出されると、ステップ６０３において、補正目標空燃比と吸気弁の作用角との関係を示す曲線Ｌ２が点Ｐ２から算出され、その曲線Ｌ２に基づいて目標空燃比マップが作成される。第九の実施形態の変形例では、ステップ６０３において、マップを作成する代わりに、曲線Ｌ２を簡略化させた関係式を算出することも可能である。また第九の実施形態の他の変形例では、点Ｐ２だけでなく点Ｐ２’をステップ６０２と同様のステップにおいて算出し、点Ｐ２と点Ｐ２’とに基づいて曲線Ｌ２と同様の曲線を算出し、その曲線に基づいて燃料噴射量補正係数マップを作成することも可能である。

ステップ６０４では空燃比のフィードバック制御が実行される。つまり、ステップ６０３において作成されたマップ上の補正目標空燃比に基づいて、すべての気筒＃１〜＃４の燃料噴射量が一律に補正される。すなわち、図２１に示したマップが作成されておらず、ステップ６００においてＮＯと判断されたときには、空燃比のフィードバック制御を実行するための補正目標空燃比がステップ６０２において算出され、ステップ６０４において、その補正目標空燃比に基づいて空燃比のフィードバック制御が実行される。一方、図２１に示したマップが既に作成されており、ステップ６００においてＹＥＳと判断されたときには、マップが作成された時点から吸気弁２の作用角が変更されている場合であってもステップ６０２は実行されず、ステップ６０４において、既に作成されたマップ上の補正目標空燃比に基づいて空燃比のフィードバック制御が実行されることになる。

第九の実施形態では、燃料噴射量は下記の式（３），（４）に基づいて算出される。
燃料噴射量＝基本噴射量＋フィードバック補正量・・（３）
フィードバック補正量＝ａ×ｆ＋ｂ×ｇ・・・・・・（４）
ａ，ｂはゲイン、ｆ，ｇは補正目標空燃比及びセンサ目標空燃比の関数

つまり、例えば補正目標空燃比がリーン側にシフトすると、フィードバック補正量が減少し、燃料噴射量が減量補正される。一方、例えば補正目標空燃比がリッチ側にシフトすると、フィードバック補正量が増加し、燃料噴射量が増量補正される。

上述したように第九の実施形態では、吸気弁２の作用角に基づいて目標空燃比が補正される、つまり、吸気弁２の作用角に基づいて補正目標空燃比が変更されているが（図２１参照）、第九の実施形態の変形例では、代わりに、吸気弁２の作用角に基づいて空燃比フィードバック制御に関するいずれか又はすべての係数を補正することも可能である。これらの係数には、上述した補正目標空燃比の他、ゲインａ，ｂ、センサ目標空燃比などが含まれる。

また第九の実施形態の他の変形例では、代わりに、燃料噴射量は下記の式（５），（６）に基づいて算出される。
燃料噴射量＝基本噴射量＋増量系補正量＋フィードバック補正量・・（５）
フィードバック補正量＝Ａ×Ｐ＋ΣＡ×Ｉ＋（ｄＡ／ｄｔ）×Ｄ・・（６）
Ａは補正目標空燃比とセンサ目標空燃比との偏差、Ｐ，Ｉ，Ｄはゲイン
増量系補正量には機関冷却水温が低い時の補正量や排気温度の上昇を抑制するための補正量が含まれる。

第九の実施形態の変形例では、吸気弁２の作用角に基づいて空燃比フィードバック制御に関するいずれか又はすべての係数を補正することが可能である。これらの係数には、上述した補正目標空燃比の他、ゲインＰ，Ｉ，Ｄ、補正目標空燃比とセンサ目標空燃比との偏差Ａなどが含まれる。

第九の実施形態又はその変形例によれば、空燃比フィードバック制御に関する所定の係数が吸気弁２の作用角に基づいて補正される。詳細には、図２１に示したように、吸気弁２の作用角に基づいて補正目標空燃比が算出される。例えばセンサ５７のガス当たりが悪いためにセンサ目標空燃比が適切に設定されず、その結果、全体の空燃比がリッチ側にシフトしている場合には、全体の空燃比をリーン側にシフトさせるように補正目標空燃比が算出される。

また第九の実施形態又はその変形例によれば、吸気弁２の実際の作用角が吸気弁２の目標作用角からずれてしまう場合、センサ５７の出力値に基づいて設定されるセンサ目標空燃比は、吸気弁２の作用角が小さいほど適切な目標空燃比から大きくずれてしまう傾向がある点に鑑み、図２１に示したように、例えば吸気弁２の作用角が小さくなるほど、目標空燃比の補正量が多くされる、つまり、補正目標空燃比とストイキ空燃比との偏差が大きくされる。そのため、吸気弁２の作用角に基づいて目標空燃比が補正されない場合よりも目標空燃比の値を適切な値にすることができる。つまり、センサ５７のガス当たりが悪い場合、つまり、センサ５７の出力値から算出されるセンサ目標空燃比が適切な目標空燃比にならない場合であっても適切な空燃比フィードバック制御を実行することができる。

詳細には、ステップ５０１及びステップ５０２において気筒間の空燃比のばらつきが検出されたとき、ステップ６０２において目標空燃比が算出（適切な目標空燃比に補正）され、ステップ６０３において、その目標空燃比とそのときの吸気弁２の作用角とに基づいて目標空燃比と吸気弁の作用角との関係Ｌ２が算出され、吸気弁２の作用角が変更されたときには、変更後の吸気弁２の作用角とその関係Ｌ２とに基づいて吸気弁作用角変更後の適切な補正目標空燃比が算出される。

以下、本発明の内燃機関の制御装置の参考例としての第１０の実施形態について説明する。本実施形態は、本発明を構成するものではない。第１０の実施形態の構成は、上述した第八及び第九の実施形態の構成とほぼ同様である。従って、第八及び第九の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。

図２２は第１０の実施形態の気筒間ばらつき抑制制御方法を示したフローチャートである。このルーチンは所定時間間隔で実行される。図２２に示すように、このルーチンが開始されると、まずステップ５０１において、第八及び第九の実施形態と同様に、空燃比センサ５７の出力値に基づいて例えば機関アイドル運転時のような定常状態における各気筒＃１〜＃４の空燃比が算出される。次いでステップ５０２では、第八及び第九の実施形態と同様に、気筒間の空燃比のばらつきがあるか否かが判断される。気筒間の空燃比のばらつきが所定値以上のときにはステップ５０３に進み、気筒間の空燃比のばらつきが所定値未満のときには、このルーチンを終了する。

ステップ５０３では、第八の実施形態と同様に、算出された各気筒＃１〜＃４の空燃比に基づいて各気筒＃１〜＃４の燃料噴射量補正係数がそれぞれ算出される。例えば実際の空燃比が目標空燃比に対してリッチ側にばらついているときには、燃料噴射量を減量補正すべく比較的小さい値の燃料噴射量補正係数が算出される。一方、実際の空燃比が目標空燃比に対してリーン側にばらついているときには、燃料噴射量を増量補正すべく比較的大きい値の燃料噴射量補正係数が算出される。次いでステップ７００では、ステップ５０３において算出された燃料噴射量補正係数が所定値の範囲内にあるか否かが判断される。つまり、燃料噴射量補正係数が小さすぎるときには、ステップ７０１に進む。また、燃料噴射量補正係数が大きすぎるときにも、ステップ７０１に進む。一方、燃料噴射量補正係数が所定値の範囲内にあるときには、ステップ５００に進む。

ステップ５００では、燃料噴射量補正係数マップが既に作成されているか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ５０４に進み、ＮＯのときにはステップ５０５に進む。ステップ５０４では、第八の実施形態と同様に、ステップ５０３において算出された燃料噴射量補正係数とそのときの吸気弁２の作用角とに基づき、図１９に示したような燃料噴射量補正係数と吸気弁２の作用角との関係を示す燃料噴射量補正係数マップが作成される。ステップ５０５では、第八の実施形態と同様に、各気筒＃１〜＃４について燃料噴射量が補正される。つまり、図１９に示したマップが作成されておらず、ステップ５００においてＮＯと判断されたときには、ステップ５０３において算出された燃料噴射量補正係数に基づいて燃料噴射量が補正される。一方、図１９に示したマップが既に作成されており、ステップ５００においてＹＥＳと判断されたときには、既に作成されたマップに基づいて燃料噴射量が補正されることになる。

ステップ７０１では、ステップ５０３において算出された燃料噴射量補正係数が所定の上限値及び下限値によりガードされる。次いでステップ６００では、第九の実施形態と同様に、目標空燃比マップが既に作成されているか否かが判断される。ＹＥＳのときにはステップ６０４に進み、ＮＯのときにはステップ６０１に進む。ステップ６０１では、第九の実施形態と同様に、すべての気筒＃１〜＃４の平均空燃比が算出される。次いでステップ６０２では、第九の実施形態と同様に、センサ目標空燃比と例えばストイキ空燃比とステップ６０１において算出された平均空燃比とに基づいて補正目標空燃比が算出される。次いでステップ６０３では、第九の実施形態と同様に、ステップ６０２において算出された補正目標空燃比とそのときの吸気弁２の作用角とに基づき、補正目標空燃比と吸気弁２の作用角との関係を示す目標空燃比マップが作成される。

ステップ６０４では、第九の実施形態と同様に、ステップ６０４では空燃比のフィードバック制御が実行される。尚、上述したようにステップ７０１において燃料噴射量補正係数がガードされているため、燃料噴射量の補正量はあまり大きくならない。

上述したように第１０の実施形態では、吸気弁２の作用角に基づいて目標空燃比が補正される、つまり、吸気弁２の作用角に基づいて補正目標空燃比が変更されているが（図２１参照）、第１０の実施形態の変形例では、代わりに、第九の実施形態の変形例と同様に、吸気弁２の作用角に基づいて空燃比フィードバック制御に関するいずれか又はすべての係数を補正することも可能である。

また第１０の実施形態の他の変形例では、第九の実施形態の他の変形例と同様に、燃料噴射量は上述した式（５），（６）に基づいて算出される。また第１０の実施形態の変形例では、第九の実施形態の変形例と同様に、吸気弁２の作用角に基づいて空燃比フィードバック制御に関するいずれか又はすべての係数を補正することが可能である。

第１０の実施形態によれば、第八及び第九の実施形態と同様の効果を奏することができる。更に第１０の実施形態によれば、燃料噴射量の補正量が大きいとトルク変動が生ずるおそれがある点に鑑み、算出された燃料噴射量の補正量が小さいときとステップ７００において判断されたときには、ステップ５０５においてそれぞれの気筒＃１〜＃４について燃料噴射量を別個に補正することによって気筒間の空燃比のばらつきが抑制され、一方、算出された燃料噴射量の補正量が大きいときとステップ７００において判断されたときには、ステップ７０１において燃料噴射量の補正量が所定値でガードされ、ステップ６０２及びステップ６０３において補正目標空燃比が算出され、ステップ６０４においてその補正目標空燃比に基づいてすべての気筒＃１〜＃４の燃料噴射量が一律に補正される。つまり、空燃比のフィードバック制御が実行される。そのため、トルク変動を抑制しつつ、空燃比を適切に制御することができる。

当然ながら、上述した第八から第１０の実施形態は、吸気弁２のバルブリフト量が図６の実線に示すように設定されている場合のみならず、図６の一点鎖線に示すように設定されている場合や、それよりも吸気弁２の閉弁時期を遅角させた場合にも適用可能である。

内燃機関の制御装置の第一の実施形態の概略構成図である。 図１に示した内燃機関の制御装置の吸気系等の詳細図である。 図２に示した内燃機関の制御装置の吸気系等の平面図である。 図１に示した吸気弁用カム及びカムシャフトの詳細図である。 図１に示したバルブリフト量変更装置等の詳細図である。 バルブリフト量変更装置が作動されるのに伴って吸気弁のバルブリフト量が変化する様子を示した図である。 図１に示した開閉タイミングシフト装置等の詳細図である。 開閉タイミングシフト装置が作動されるのに伴って吸気弁の開閉タイミングがシフトする様子を示した図である。 第二の実施形態の内燃機関の制御装置の吸気系等の詳細図である。 第三の実施形態の内燃機関の制御装置の吸気系等の詳細図である。 第一から第三の実施形態及びそれらの変形例の燃料噴射量ばらつき学習方法を示したフローチャートである。 第三の実施形態及びその変形例の吸気弁作用角ばらつき学習方法を示したフローチャートである。 第一及び第二の実施形態及びそれらの変形例の吸気弁作用角ばらつき学習方法を示したフローチャートである。 第四から第六の実施形態及びそれらの変形例の燃料噴射量ばらつき学習方法を示したフローチャートである。 第六の実施形態及びその変形例のバルブオーバラップ量ばらつき学習方法を示したフローチャートである。 第四及び第五の実施形態及びそれらの変形例のバルブオーバラップ量ばらつき学習方法を示したフローチャートである。 第七の実施形態の内燃機関の制御装置の概略構成図である。 第八の実施形態の気筒間ばらつき抑制制御方法を示したフローチャートである。 燃料噴射量補正係数と吸気弁の作用角との関係を示す図である。 第九の実施形態の目標空燃比補正制御方法を示したフローチャートである。 目標空燃比と吸気弁の作用角との関係を示す図である。 第１０の実施形態の気筒間ばらつき抑制制御方法を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 吸気弁
３ 排気弁
４，５ カム
６，７ カムシャフト
８ 気筒内の燃焼室
９ バルブリフト量変更装置
１１ 開閉タイミングシフト装置
５６ スロットル弁
５７ 空燃比センサ
５８ 吸気弁駆動装置
５８’ 排気弁駆動装置

Claims (8)

1. 空燃比とトルクの気筒間ばらつきを抑制するようにした多気筒内燃機関の制御装置において、吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて空燃比とトルクの気筒間ばらつきを抑制することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
2. 吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ量に基づいて気筒間の燃料噴射量のばらつきを抑制することを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
3. 空燃比又は酸素濃度を検出するためのセンサの数が気筒数よりも少ない多気筒内燃機関の制御装置において、吸気弁の作用角に基づいて、空燃比フィードバック制御に関する所定の係数を補正することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
4. 前記空燃比フィードバック制御に関する所定の係数の補正は、吸気弁の作用角が小さくなるほど目標空燃比の補正量が大きくなるように前記所定の係数が補正されるものであることを特徴とする、請求項３に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
5. 空燃比又は酸素濃度を検出するためのセンサの数が気筒数よりも少ない多気筒内燃機関の制御装置において、吸気弁の作用角に基づいて目標空燃比を補正することを特徴とする多気筒内燃機関の制御装置。
6. 前記目標空燃比の補正は、吸気弁の作用角が小さくなるほど目標空燃比の補正量が大きくなるものであることを特徴とする、請求項５に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
7. 気筒間の空燃比のばらつきが検出されたときに、目標空燃比を算出し、その目標空燃比とそのときの吸気弁の作用角とに基づいて目標空燃比と吸気弁の作用角との関係を算出し、吸気弁の作用角が変更されたときには、変更後の吸気弁の作用角とその関係とに基づいて吸気弁作用角変更後の目標空燃比を算出することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。
8. 算出された燃料噴射量の補正量が小さいときには、それぞれの気筒について燃料噴射量を別個に補正することによって気筒間の空燃比のばらつきを抑制し、算出された燃料噴射量の補正量が大きいときには、燃料噴射量の補正量を所定値でガードすると共に、目標空燃比を補正し、その目標空燃比に基づいてすべての気筒の燃料噴射量を一律に補正することを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載の多気筒内燃機関の制御装置。