JP4835692B2 - 多気筒内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

本発明は多気筒内燃機関の空燃比制御装置に関する。

空燃比の値を検出する空燃比センサもしくは残留酸素濃度に基づいて空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するための酸素センサ（Ｏ₂センサ）を内燃機関の排気通路に設け、そのセンサ出力に基づいて燃料噴射量を制御して空燃比を制御する、空燃比のフィードバック制御が公知である。

そして、このような空燃比のフィードバック制御を行う場合に、上記空燃比センサもしくは酸素センサを排気浄化手段である触媒の上流側に設けると共に別の酸素センサを上記触媒の下流側に設け、触媒上流側のセンサの出力に基づくメインフィードバック制御に加えて、触媒下流側の酸素センサの出力に基づくサブフィードバック制御を実施するようにしたものが知られている。

すなわち、一般に触媒の下流側では排気ガスは触媒の酸素吸放出反応の影響を受けているので、下流側の酸素センサの出力は、触媒の酸素吸放出反応を加味した混合気全体のリッチ／リーンの傾向を示すようになる。このため、上記サブフィードバック制御を行って、触媒上流側センサの出力に基づくメインフィードバック制御において決定されたメインフィードバック値を触媒下流側の酸素センサの出力に基づいて決定されたサブフィードバック値で補正して最終的なフィードバック値を決定するようにすることにより、空燃比制御の精度の向上を図ることができるのである。

そして、このような空燃比のフィードバック制御においては、センサ出力とフィードバック値との関係を、実際に空燃比制御を実施する中でより正確且つ迅速に空燃比制御が行われるように変更していく学習制御（フィードバック学習制御）が実施されるものがある。すなわち例えば、上述したようなメインフィードバック制御やサブフィードバック制御における学習制御（メインフィードバック学習制御及びサブフィードバック学習制御）では、実際に制御を実施する中でより正確且つ迅速に空燃比制御が行われるように上記触媒上流側センサの出力と上記メインフィードバック値との関係や上記触媒下流側の酸素センサの出力と上記サブフィードバック値との関係が補正されるようになっている。

ところで、近年、スロットル弁に加えて、吸気弁や排気弁の作用角やバルブリフト量等の開弁特性を制御する装置を備え、スロットル弁開度と共に上記開弁特性をも制御して燃焼室内に吸入される空気量（以下、「吸気量」と言う）を制御するようにした内燃機関が開発され、公知となっている。そして、このような内燃機関の中にはスロットル弁開度によって吸気量が制御される状態と、吸気弁の開弁特性によって吸気量が制御される状態とが切換えられるものがある（例えば、特許文献１参照）。

一方、従来より多気筒内燃機関においては、弁部分に関する組み付け公差や機差、あるいは弁部分の摩耗やデポジット付着等のために、気筒間で吸気量にばらつきが生じ、その結果、気筒間で空燃比にばらつきが生じる問題がある。そしてこのような問題は、上記のような開弁特性を制御して吸気量を制御するタイプの多気筒内燃機関においても同様に生じる場合があり、特にその影響は吸気圧が同じであれば吸気量が少なくなるような開弁特性である場合ほど、つまり、例えば吸気弁の作用角やバルブリフト量が小さい場合ほど大きくなることがわかっている。

より具体的には、例えば吸気弁に同じ量のデポジットが付着している場合、実際の吸気量の目標吸気量からのずれは、同じ目標吸気量に対して作用角やバルブリフト量を小さくして吸気を行った場合の方が作用角やバルブリフト量を大きくして吸気を行った場合に比べ大きくなる。そしてその結果、上記空燃比の気筒間ばらつきへの影響も作用角やバルブリフト量が小さいほど大きくなる。

特開２００５−２３８７４号公報

そして、上述したような空燃比のフィードバック学習制御が行われる場合において、上記のような気筒間での吸気量のばらつきに起因する気筒間での空燃比のばらつきが生じていると正確な学習が行われず、その結果として正確な空燃比制御が実施できない可能性がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気量を制御する手段として、スロットル弁と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する手段とを備えた多気筒内燃機関において、上述したような空燃比のフィードバック学習制御を実施する空燃比制御装置であって、より正確な空燃比制御を実施できる多気筒内燃機関の空燃比制御装置を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された多気筒内燃機関の空燃比制御装置を提供する。

本発明の一態様では、吸気量制御手段として、スロットル弁と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角及び／またはバルブリフト量を制御する開弁特性制御手段とを備えた多気筒内燃機関において、排気通路を流通する排気ガスの空燃比を検出するセンサ及び／または酸素濃度を検出するセンサの出力に基づいて燃料噴射量を制御して空燃比のフィードバック制御を実施する空燃比制御装置であって、上記フィードバック制御においては、上記センサの出力とフィードバック値との関係が上記フィードバック制御実施中の上記センサの出力に基づいて学習され決定されるフィードバック学習補正値に基づいて補正される学習制御が実施されるようになっていて、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合に吸気量が上記スロットル弁のみによって制御される時には、上記作用角及び／またはバルブリフト量が予め定めた値以上の一定値となるよう制御されることを特徴とする、多気筒内燃機関の空燃比制御装置が提供される。

上記のような開弁特性制御手段によって吸気量を制御する場合には、例えば吸気弁の作用角やバルブリフト量を小さくして吸気を行う場合等において気筒間で吸気量にばらつきが生じ易いため、結果として気筒間で空燃比にばらつきが生じてしまう場合がある。そしてこのように気筒間で空燃比にばらつきが生じていると、上記学習制御において正確な学習が行えず（すなわち、上記フィードバック学習補正値を適切に決定することが困難になり）、結果的に正確な空燃比制御が実施できない可能性がある。

この点、例えば上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、吸気量が上記スロットル弁のみによって制御されるようになっていると、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合において、気筒間での空燃比のばらつきの発生が抑制されるので、上記学習制御においてより正確な学習を迅速に行うことができるようになり（すなわち、上記フィードバック学習補正値をより適切に素早く決定することができるようになり）、結果としてより正確な空燃比制御を迅速に実施することが可能となる。

また、本態様のようにして、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合に吸気量が上記スロットル弁のみによって制御される時に、上記作用角及び／またはバルブリフト量が比較的大きな値に固定されるようにすることによって、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合における気筒間での空燃比のばらつきの発生をより確実に抑制することができる。その結果、上記学習制御において正確な学習が行われることをより確実にでき（すなわち、上記フィードバック学習補正値が適切に決定されることをより確実にでき）、正確な空燃比制御が実施されることをより確実にすることができる。

なお、本願の特許請求の範囲及び明細書において、フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合とは、同フィードバック学習補正値を何ら有していない状態からその値を決定する場合（すなわち例えば、全く新たに上記フィードバック学習補正値を学習して決定する場合や、以前に学習して決定され記憶していたフィードバック学習補正値が例えばバッテリクリア等により消去された後、再度フィードバック学習補正値を学習し決定する場合）の他、フィードバック学習補正値を定期的にまたは不定期的に更新する場合も含まれる。

本発明の別の態様では、上記スロットル弁のみによって上記吸気量を制御する場合の上記フィードバック学習補正値を決定した後に、上記開弁特性制御手段を用いて上記吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっている。

また、本発明の更に別の態様では、上記開弁特性制御手段を用いて上記吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値は、上記作用角及び／またはバルブリフト量の予め定めた制御範囲毎に学習され決定されるようになっている。

これらの態様のようにすれば、上記開弁特性制御手段を用いて上記吸気量を制御する場合において、より正確な空燃比制御を実施することが可能となる。

本発明の更に別の態様では、上記開弁特性制御手段を用いて上記吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、上記作用角及び／またはバルブリフト量の制御範囲が、上記予め定めた制御範囲のうちの上記作用角及び／またはバルブリフト量の値が最も大きくなる制御範囲に限定され、同制御範囲に対応する上記フィードバック学習補正値から学習され決定されるようになっている。

本態様のようにすれば、上記開弁特性制御手段を用いて上記吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を学習し決定するのに際し、気筒間の吸気量のばらつき（すなわち、それに起因する気筒間の空燃比のばらつき）による誤差は小さいものの一般的に学習機会の少ない上記作用角及び／またはバルブリフト量の値が大きくなる制御範囲におけるフィードバック学習補正値を迅速且つ確実に得ることができる。そして、このフィードバック学習補正値を用いることでより正確な空燃比制御を実施することが可能となる。

なお、本発明に関連する参考実施形態として、吸気量制御手段として、スロットル弁と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角及び／またはバルブリフト量を制御する開弁特性制御手段とを備えた多気筒内燃機関において、排気通路を流通する排気ガスの空燃比を検出するセンサ及び／または酸素濃度を検出するセンサの出力に基づいて燃料噴射量を制御して空燃比のフィードバック制御を実施する空燃比制御装置であって、上記フィードバック制御においては、上記センサの出力とフィードバック値との関係が上記フィードバック制御実施中の上記センサの出力に基づいて学習され決定されるフィードバック学習補正値に基づいて補正される学習制御が実施されるようになっていて、上記フィードバック学習補正値は上記作用角及び／またはバルブリフト量の予め定めた制御範囲毎に学習され決定されるようになっており、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、上記作用角及び／またはバルブリフト量の制御範囲が、上記予め定めた制御範囲のうちの上記作用角及び／またはバルブリフト量の値が最も大きくなる制御範囲に限定され、同制御範囲に対応する上記フィードバック学習補正値から学習され決定されることを特徴とする、多気筒内燃機関の空燃比制御装置が考えられる。

このようにすれば、気筒間の吸気量のばらつき（すなわち、それに起因する気筒間の空燃比のばらつき）による誤差は小さいものの一般的に学習機会の少ない上記作用角及び／またはバルブリフト量の値が大きくなる制御範囲におけるフィードバック学習補正値を迅速且つ確実に得ることができる。そして、このフィードバック学習補正値を用いることでより正確な空燃比制御を実施することが可能となる。

また、本発明の更に別の態様では、上記予め定めた制御範囲は、上記作用角及び／またはバルブリフト量が小さな値となる側でより細かく設定されている。

上記作用角及び／またはバルブリフト量の制御範囲が上記作用角及び／またはバルブリフト量が小さな値となる側になる程、上記作用角及び／またはバルブリフト量の変化の吸気量に与える影響が大きくなり、また、気筒間の吸気量のばらつき（すなわち、それに起因する気筒間の空燃比のばらつき）も生じ易くなる。このため、本態様のようにすることによって、上記作用角及び／またはバルブリフト量が比較的小さな値で制御される場合においても正確な空燃比制御を実施することが可能となる。

本発明の更に別の態様では、吸気量制御手段として、スロットル弁と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角及び／またはバルブリフト量を制御する開弁特性制御手段とを備えた多気筒内燃機関において、排気通路を流通する排気ガスの空燃比を検出するセンサ及び／または酸素濃度を検出するセンサの出力に基づいて燃料噴射量を制御して空燃比のフィードバック制御を実施する空燃比制御装置であって、上記フィードバック制御においては、上記センサの出力とフィードバック値との関係が上記フィードバック制御実施中の上記センサの出力に基づいて学習され決定されるフィードバック学習補正値に基づいて補正される学習制御が実施されるようになっていて、上記作用角及び／またはバルブリフト量が予め定めた値以上である場合にのみ上記フィードバック学習補正値が新たに学習され決定されることを特徴とする、多気筒内燃機関の空燃比制御装置が提供される。

また、本発明の更に別の態様では、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、上記作用角及び／またはバルブリフト量の制御範囲が、上記作用角及び／またはバルブリフト量の値が上記予め定めた値以上となる制御範囲に限定されるようになっている。

これらの態様のようにしても上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する際の上記作用角及び／またはバルブリフト量が比較的大きな値となるので、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合における気筒間での空燃比のばらつきの発生を確実に抑制することができる。その結果、上記学習制御において正確な学習が行われることをより確実にでき（すなわち、上記フィードバック学習補正値が適切に決定されることをより確実にでき）、正確な空燃比制御が実施されることをより確実にすることができる。

本発明の更に別の態様では、排気通路に排気浄化手段が設けられ、同排気浄化手段よりも上流側に排気ガスの空燃比を検出するセンサまたは酸素濃度を検出するセンサが上流側センサとして設けられると共に、上記排気浄化手段よりも下流側に排気ガスの空燃比を検出するセンサまたは酸素濃度を検出するセンサが下流側センサとして設けられていて、上記フィードバック制御は、上記上流側センサの出力に基づいて実施されるメインフィードバック制御と上記下流側センサの出力に基づいて実施されるサブフィードバック制御の少なくとも一方を含んでいる。

本態様において、上記フィードバック制御が上記メインフィードバック制御を含んでいる場合には、上記上流側センサの出力とメインフィードバック値との関係が上記フィードバック制御実施中の上記上流側センサの出力に基づいて学習され決定されるメインフィードバック学習補正値に基づいて補正される学習制御が実施され、同メインフィードバック学習補正値を学習し決定する場合には上述した何れかの態様のようにされる。また、上記フィードバック制御が上記サブフィードバック制御を含んでいる場合には、上記下流側センサの出力とサブフィードバック値との関係が上記フィードバック制御実施中の上記下流側センサの出力に基づいて学習され決定されるサブフィードバック学習補正値に基づいて補正される学習制御が実施され、同サブフィードバック学習補正値を学習し決定する場合には上述した何れかの態様のようにされる。したがって、本態様のようにすることによって、上述した各態様と同様、より正確な空燃比制御を実施することができる。

なお、当然のことながら、本態様は、上記メインフィードバック制御と上記サブフィードバック制御の両方で上記学習制御が実施されるようになっていて、上記メインフィードバック制御と上記サブフィードバック制御の何れか一方における学習制御においてのみ、その学習補正値を学習し決定する場合に上述した何れかの態様のようにされるものを含むものである。

以下、添付図面と本発明の好適な実施形態の記載から本発明を一層十分に理解できるであろう。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。尚、図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照番号を付す。

図１は本発明の一実施形態の空燃比制御装置を適用した多気筒内燃機関の概略構成図、図２は図１に示した多気筒内燃機関の吸気系及び排気系等の平面図である。図１及び図２において、１は内燃機関本体、２は吸気弁、３は排気弁である。図２から明らかなように、本実施形態における内燃機関は四気筒内燃機関であり、図２中の＃１〜＃４はそれぞれ第一気筒から第四気筒を示している。

図１において、５は燃料噴射弁、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、吸気弁２のバルブリフト量を制御することができる。本実施形態では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したがって吸気弁２の開口面積が増加するようになっている。また、後述するように本実施形態では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の作用角も変更される。

一方、１０は吸気弁２のバルブリフト量及び作用角を変更することなく開閉タイミングを変更するための開閉タイミング変更装置である。つまり、本実施形態では開閉タイミング変更装置１０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、これによってバルブオーバーラップ量の調整等を行うことができる。

５０はシリンダ、５１は点火栓、５２は各気筒への分岐吸気通路を構成する下流側吸気管、５３は上流側吸気管、５４はサージタンク、５５はスロットル弁である。また、５６は各気筒からの排気枝通路を構成する上流側排気管、５７は下流側排気管である。そして、図２に示されているように下流側排気管５７によって構成される排気通路には、排気ガスを浄化するための触媒が直列に二つ設けられている。これらの触媒、すなわち上流側触媒５８と下流側触媒５９は、それぞれが排気浄化手段を構成している。つまり本実施形態では排気通路に二つの排気浄化手段が設けられている。

そして、上記排気通路の上流側触媒５８の上流側には排気ガスの空燃比の値を検出する空燃比センサが上流側センサ１４として設けられている。また、上記排気通路の上記上流側触媒５８の下流側（より詳細には、上記上流側触媒５８と下流側触媒５９の間）には排気ガスの酸素濃度を検出し排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチかリーンかを感知するための酸素センサが下流側センサ１５として設けられている。

なお、本実施形態では上流側センサ１４として空燃比センサが用いられたが、他の実施形態では上記下流側センサ１５として用いられているような酸素センサを用いても良い。また、本実施形態では下流側センサ１５として酸素センサが用いられたが、他の実施形態では上記上流側センサ１４として用いられているような空燃比センサを用いても良い。更に、本実施形態では、下流側センサ１５は上流側触媒５８と下流側触媒５９との間に設けられたが、他の実施形態では上記排気通路の下流側触媒５９の下流側に設けられても良い。

また、上述したように本実施形態では排気通路に二つの排気浄化手段（上流側触媒５８および下流側触媒５９）が設けられているが、他の実施形態においては排気通路に排気浄化手段が一つだけ設けられ、それよりも上流側および下流側に上流側センサおよび下流側センサがそれぞれ設けられても良い。あるいは、排気浄化手段が三つ以上設けられても良く、この場合、上記下流側センサは少なくとも一つの排気浄化手段よりも下流側に設けられる。

また図１において、１６は吸気弁２のバルブリフト量及び作用角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は吸気圧を検出するための吸気圧センサ、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は吸気温を検出するための吸気温センサ、２２は吸気弁２の開閉タイミングを検出するための開閉タイミングセンサ、２３は電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。

ＥＣＵ２３は公知の形式のデジタルコンピュータからなり、内燃機関の制御のために設けられている各種センサや作動装置と信号をやり取りして内燃機関の運転に必要な制御を実施するようになっている。すなわち例えば、本実施形態において、燃料噴射弁５はＥＣＵ２３に接続されており、ＥＣＵ２３からの信号によって噴射される燃料量や噴射時期を制御することができる。同様に、点火栓５１もＥＣＵ２３に接続されており、ＥＣＵ２３からの信号によって点火時期を制御することができる。また、スロットル弁５５の開度はアクセルペダルの踏込み量とは無関係に変更することができ、スロットル弁開度を調整することで吸気圧が制御される。

図３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変化する様子を示した図である。図３に示すように、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連続的に変更せしめられる。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）。したがって、バルブリフト量変更装置９によって、バルブリフト量と作用角を制御することができ、本実施形態においてバルブリフト量変更装置９は開弁特性制御手段を構成する。

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）。

以上のように本実施形態では、スロットル弁５５によって吸気圧を制御することができ、開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９によって吸気弁２の開弁特性を制御することができる。そして通常は、スロットル弁５５とバルブリフト量変更装置９とを協調制御することによって、燃焼室８内に吸入される空気量、すなわち吸気量が制御される。つまり、本実施形態では多気筒内燃機関が吸気量制御手段としてスロットル弁５５と、バルブリフト量変更装置９とを備えている。なお、本実施形態では吸気量をスロットル弁５５とバルブリフト量変更装置９の何れか一方のみによって制御することも可能である。

また、本実施形態においては、上述した上流側センサ１４および下流側センサ１５がＥＣＵ２３に接続されており、これらセンサからの出力に基づいて燃料噴射量等を決定して空燃比を目標空燃比に制御するフィードバック制御が行われるようになっている。より詳細には、本実施形態においては、上記上流側センサ１４の出力に基づくメインフィードバック制御に加えて、上記下流側センサ１５の出力に基づくサブフィードバック制御が実施されるようになっている。換言すれば、本実施形態においては、上記上流側センサ１４の出力に基づく空燃比制御が上記下流側センサ１５の出力に基づいて補正されるようになっている。

そして更に本実施形態においては、上記のような各フィードバック制御において、センサの出力とフィードバック値との関係がフィードバック制御実施中により正確且つ迅速に空燃比制御が行われるように変更される学習制御（フィードバック学習制御）が実施されるようになっている。より詳細には本実施形態では、センサの出力とフィードバック値との関係が、フィードバック制御実施中のセンサの出力に基づいて学習され決定されるフィードバック学習補正値に基づいて補正されるようになっている。

すなわち、フィードバック制御が実施される場合、通常、センサ出力とフィードバック値との関係は、基本となる関係（ベース関係）が予め定められて記憶されており、このベース関係を用いてフィードバック制御が開始されることになるのであるが、上記フィードバック学習補正値はこのベース関係を補正する、もしくはこのベース関係から求まるフィードバック値を補正するための値である。

そして、このフィードバック学習補正値の学習は、上記ベース関係を用いてフィードバック制御を開始し、そのフィードバック制御実施中のセンサ出力に基づいてフィードバック学習補正値を徐々に適切な値に収束させていくことによって行われる。つまり、センサ出力に基づいてフィードバック学習補正値を変更しながら同フィードバック学習補正値によってセンサ出力とフィードバック値の関係もしくはフィードバック値を補正し、より正確且つ迅速に空燃比制御が行われるようになるフィードバック学習補正値が求められる。そして、このようにしてフィードバック学習補正値が学習され決定されると、その値が記憶され、その後のフィードバック制御において用いられることになる。

本実施形態では、上記メインフィードバック制御に関して、上記上流側センサ１４の出力に基づいてメインフィードバック学習補正値についての学習が行われてその値が決定されるようになっている。そして、その後は上記メインフィードバック学習補正値に基づいて、予め定められてＥＣＵ２３に記憶されている上記上流側センサ１４の出力とメインフィードバック値との間のベース関係、もしくはそのベース関係から求まるメインフィードバック値が補正されて（すなわち、上記上流側センサ１４の出力とメインフィードバック値との関係が変更されて）メインフィードバック制御が実施されるようになっている。すなわち、メインフィードバック学習制御が実施される。

更に本実施形態では、上記サブフィードバック制御に関して、上記下流側センサ１５の出力に基づいてサブフィードバック学習補正値についての学習が行われてその値が決定されるようになっている。そして、その後は上記サブフィードバック学習補正値に基づいて、予め定められてＥＣＵ２３に記憶されている上記下流側センサ１５の出力とサブフィードバック値との間のベース関係、もしくはそのベース関係から求まるサブフィードバック値が補正されて（すなわち、上記下流側センサ１５の出力とサブフィードバック値との関係が変更されて）サブフィードバック制御が実施されるようになっている。すなわち、サブフィードバック学習制御が実施される。

ところで、一般に多気筒内燃機関においては、弁部分に関する組み付け公差や機差、あるいは弁部分の摩耗やデポジット付着等のために、気筒間の吸気量にばらつきが生じ、その結果、気筒間で空燃比にばらつきが生じる問題がある。そしてこのような問題は、本実施形態のような開弁特性を制御して吸気量を制御するタイプの多気筒内燃機関においても同様に生じる場合があり、特にその影響は吸気圧が同じであれば吸気量が少なくなるような開弁特性である場合ほど、つまり、例えば吸気弁２の作用角やバルブリフト量が小さい場合ほど大きくなることがわかっている。

より具体的には、例えば吸気弁２に同じ量のデポジットが付着している場合、実際の吸気量の目標吸気量からのずれは、同じ目標吸気量に対して作用角やバルブリフト量を小さくして吸気を行った場合の方が作用角やバルブリフト量を大きくして吸気を行った場合に比べ大きくなる。そしてその結果、上記空燃比の気筒間ばらつきへの影響も作用角やバルブリフト量が小さいほど大きくなる。

そして、本実施形態のような空燃比のフィードバック学習制御が行われる場合においては、上記のような気筒間での吸気量のばらつきに起因する気筒間での空燃比のばらつきが生じていると、上記フィードバック学習補正値の正確な学習が行われず、その結果として正確な空燃比制御が実施できない可能性がある。

そこで、本実施形態ではこのような点を考慮し、フィードバック学習補正値の学習、決定に関して以下で説明するような制御を行うようにして、吸気量を制御する手段として、スロットル弁と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開弁特性を制御する手段とを備えた多気筒内燃機関において空燃比のフィードバック学習制御を実施する場合に、より正確な空燃比制御を実施できるようにしている。

なお、以下の説明では開弁特性としてバルブリフト量を用いて説明するが、作用角を用いても同様に説明することができる。また、本実施形態では、以下で説明する制御がメインフィードバック学習制御とサブフィードバック学習制御の両方について実施されるようになっている。そこで、ここではメインフィードバック学習制御とサブフィードバック学習制御とをまとめて単にフィードバック学習制御と言い、メインフィードバック学習補正値とサブフィードバック学習補正値とをまとめて単にフィードバック学習補正値と言うこととする。なお、他の実施形態においては、以下で説明する制御がメインフィードバック学習制御とサブフィードバック学習制御の何れか一方についてのみ実施されるようになっていてもよい。

図４は、本実施形態においてフィードバック学習補正値の学習、決定に関して実施される制御について説明するためのフローチャートである。このフローチャートで示される制御ルーチンがスタートすると、まずステップ１０１でフィードバック学習補正値の学習が必要であるか否かが判定される。本実施形態ではＥＣＵ２３にフィードバック学習補正値が記憶されていない場合にフィードバック学習補正値の学習を行うようになっており、ここではＥＣＵ２３にフィードバック学習補正値が記憶されているか否かが判定される。最初に内燃機関の運転をする場合や、以前に学習して決定され記憶していたフィードバック学習補正値がバッテリクリア等により消去された場合には、ＥＣＵ２３にフィードバック学習補正値が記憶されていない状態になっている。

なお、他の実施形態では、フィードバック学習補正値を定期的にまたは不定期的に更新するようにしてもよく、その場合には更新時期が到来しているか否かが判定される。また、複数のフィードバック学習補正値が用いられる場合（例えば、吸気量等に応じて運転領域を分け、運転領域毎に異なるフィードバック学習補正値が用いられる場合）には、ＥＣＵ２３に総てのフィードバック学習補正値が記憶されているか否かが判定されると共に、記憶されていない（すなわち学習が必要な）フィードバック学習補正値が特定される。

ステップ１０１でフィードバック学習補正値の学習が必要ではないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、フィードバック学習補正値の学習が必要であると判定された場合にはステップ１０３に進む。そしてステップ１０３では、フィードバック学習補正値の学習を実施する条件が成立しているか否かが判定される。

ここでの判定はより具体的には、例えば内燃機関本体及び触媒の暖機が完了しているか否かの判定等である。また、複数のフィードバック学習補正値が用いられる場合には、学習しようとしているフィードバック学習補正値に対応する学習条件が成立したか否かも判定される。すなわち例えば、運転領域毎に異なるフィードバック学習補正値が用いられる場合には、その時の運転状態が学習しようとしているフィードバック学習補正値に対応する運転領域にあるか否かが判定される。

ステップ１０３でフィードバック学習補正値の学習実施条件が成立していないと判定された場合には再度ステップ１０３の制御が繰り返される。すなわち、この場合にはフィードバック学習補正値の学習実施条件が成立するまで待機することになる。一方、ステップ１０３でフィードバック学習補正値の学習実施条件が成立していると判定された場合にはステップ１０５に進み、そこでバルブリフト量固定制御が実施される。すなわち、バルブリフト量変更装置９によるバルブリフト量の制御が停止されてスロットル弁５５のみによる吸気量制御が実施される。

そして本実施形態では、この時、バルブリフト量が予め定めた値以上の一定値となるようにされる。これはバルブリフト量が比較的大きな値に固定されるようにするためであり、上記予め定めた値は、例えばバルブリフト量の差の吸気量に与える影響を考慮して予め定められる（すなわち例えば、バルブリフト量の差の吸気量に与える影響が十分小さくなる値とされる。）。また、他の実施形態では、上記予め定めた値をバルブリフト量の制御範囲の中間値としてもよいし、上記一定値をバルブリフト量の最大値としてもよい。

ステップ１０５でバルブリフト量固定制御が開始されるとステップ１０７に進む。ステップ１０７ではフィードバック学習補正値の学習が実施される。すなわち、空燃比のフィードバック制御が実施され、そのフィードバック制御実施中のセンサ出力に基づいてフィードバック学習補正値を徐々に適切な値に収束させていく制御が実施される。

そして、続くステップ１０９において、フィードバック学習補正値の学習を完了する条件が成立しているか否かが判定される。ここでの判定はすなわち、求めているフィードバック学習補正値が十分に収束したか否かの判定である。そしてステップ１０９においてフィードバック学習補正値の学習完了条件が成立していないと判定された場合には、ステップ１０７に戻り、フィードバック学習補正値の学習が継続される。一方、ステップ１０９においてフィードバック学習補正値の学習完了条件が成立していると判定された場合には、ステップ１１１に進み、フィードバック学習補正値の学習を完了する（すなわちフィードバック学習補正値を決定する。）。

ステップ１１１でフィードバック学習補正値の学習を完了すると、ステップ１１５に進む。そしてステップ１１５においてバルブリフト量固定制御が終了され、バルブリフト量変更装置９によるバルブリフト量制御を用いた吸気量制御が可能な状態とされて本制御ルーチンが終了する。

以上のように、本実施形態では上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、吸気量が上記スロットル弁５５のみによって制御されるようになっている。そして、このようにすることによって、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合において、気筒間での空燃比のばらつきの発生が抑制されるので、より正確な学習を迅速に行うことができるようになり（すなわち、上記フィードバック学習補正値をより適切に素早く決定することができるようになり）、結果としてより正確な空燃比制御を迅速に実施することが可能となる。

また、本実施形態では、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合に吸気量が上記スロットル弁５５のみによって制御される時には、バルブリフト量が、バルブリフト量の差の吸気量に与える影響を考慮して予め定めた値以上の一定値とされるようになっている。このように上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合に吸気量が上記スロットル弁５５のみによって制御される時にバルブリフト量が比較的大きな値に固定されるようにすることによって、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合における気筒間での空燃比のばらつきの発生をより確実に抑制することができる。その結果、フィードバック学習制御において正確な学習が行われることをより確実にでき（すなわち、上記フィードバック学習補正値が適切に決定されることをより確実にでき）、正確な空燃比制御が実施されることをより確実にすることができる。

なお、これまでの説明からも明らかであるが、図４のフローチャートに示されている制御ルーチンは、複数のフィードバック学習補正値が用いられる場合には、例えば一定時間毎に繰り返し実施されるようにされる。一方、複数のフィードバック学習補正値が用いられる場合については、図５のフローチャートで示される制御ルーチンのような制御が実施されてもよい。

ここで図５を参照すると、図５の制御ルーチンの各ステップにおける制御のうちステップ２０１、２０３、２０５、２０７、２０９及び２１１における制御は、それぞれ上述した図４の制御ルーチンのステップ１０１、１０３、１０５、１０７、１０９及び１１１の制御に対応するものである。そして、図５の制御ルーチンではステップ２１１においてフィードバック学習補正値の学習を完了するとステップ２１３に進むようになっている。そして、ステップ２１３では他のフィードバック学習補正値の学習が必要であるか否かが判定される。ここでの制御は基本的には図４の制御ルーチンのステップ１０１における制御と同じである。

そして、ステップ２１３において他のフィードバック学習補正値の学習が必要でないと判定された場合にはステップ２１５に進んでバルブリフト量固定制御が終了され、バルブリフト量変更装置９によるバルブリフト量制御を用いた吸気量制御が可能な状態とされて本制御ルーチンが終了する。このステップ２１５における制御は図４の制御ルーチンのステップ１１５における制御と同じである。

一方、ステップ２１３において他のフィードバック学習補正値の学習が必要であると判定された場合にはステップ２１７に進む。ステップ２１７では、ステップ２１３において学習が必要であるとされたフィードバック学習補正値について学習を実施する条件が成立しているか否かが判定される。このステップ２１７における制御は基本的には図４の制御ルーチンのステップ１０３における制御と同じである。

そして、ステップ２１７において、ステップ２１３で学習が必要であるとされたフィードバック学習補正値について学習を実施する条件が成立していると判定された場合にはステップ２０７に進み、フィードバック学習補正値の学習が実施される。つまりこの場合にはバルブリフト量固定制御を継続したまま次のフィードバック学習補正値についての学習が開始される。

一方、ステップ２１７において、ステップ２１３で学習が必要であるとされたフィードバック学習補正値について学習を実施する条件が成立していないと判定された場合にはステップ２１９に進み、そこでバルブリフト量固定制御が終了されて、つまり、バルブリフト量変更装置９によるバルブリフト量制御を用いた吸気量制御が可能な状態とされてステップ２０３に進む。つまり、この場合には一旦バルブリフト量固定制御が終了され、バルブリフト量変更装置９によるバルブリフト量制御を用いた吸気量制御が可能な状態とされて次のフィードバック学習補正値の学習実施条件が成立するまで待機することになる。なお、このステップ２１９における制御は、ステップ２１５及び図４の制御ルーチンのステップ１１５における制御と同じである。

次に本発明の更に別の実施形態について説明する。この実施形態も図１及び図２に示したような構成において実施され得るもので、上述した実施形態と共通する部分を多く有しており、それら共通する部分については原則として説明を省略する。

この実施形態では、上記スロットル弁５５のみによって上記吸気量を制御する場合の上記フィードバック学習補正値を決定した後に、開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９を用いて上記吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値（すなわちバルブリフト量可動時のフィードバック学習補正値）が学習され決定されるようになっている。なおここで、開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９を用いて上記吸気量を制御する場合には、バルブリフト量変更装置９のみを用いて上記吸気量を制御する場合の他、スロットル弁５５とバルブリフト量変更装置９とを協調制御することによって吸気量を制御する場合も含まれる。

より詳細には、この実施形態では、図４のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されてスロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合の上記フィードバック学習補正値が決定された後に、図６のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されて開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっている。なお、図４のフローチャートで示される制御ルーチンの制御については先に説明したので、以下では図６のフローチャートで示される制御ルーチンの制御について説明する。

図６のフローチャートで示される制御ルーチンがスタートすると、まずステップ１２１でバルブリフト量可動時のフィードバック学習補正値の学習が必要であるか否かが判定される。このステップ１２１における制御は基本的に図４の制御ルーチンのステップ１０１における制御と同じであり、本実施形態ではＥＣＵ２３にバルブリフト量可動時のフィードバック学習補正値が記憶されているか否かが判定される。

なお、他の実施形態では、バルブリフト量可動時のフィードバック学習補正値を定期的にまたは不定期的に更新するようにしてもよく、その場合には更新時期が到来しているか否かが判定される。また、複数のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が用いられる場合（例えば、バルブリフト量の制御範囲等に応じて運転領域を分け、バルブリフト量の制御範囲毎に異なるバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が用いられる場合）には、ＥＣＵ２３に総てのバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が記憶されているか否かが判定されると共に、記憶されていない（すなわち学習が必要な）バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が特定される。

ステップ１２１においてバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要ではないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要であると判定された場合にはステップ１２３に進む。そしてステップ１２３では、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習を実施する条件が成立しているか否かが判定される。

このステップ１２３における制御は基本的に図４の制御ルーチンのステップ１０３における制御と同じであり、複数のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が用いられる場合には、学習しようとしているバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値に対応する学習条件が成立したか否かも判定される。すなわち例えば、バルブリフト量の制御範囲毎に異なるバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が用いられる場合には、その時の運転状態（バルブリフト量の制御範囲）が学習しようとしているバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値に対応するバルブリフト量の制御範囲にあるか否かが判定される。

ステップ１２３でバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習実施条件が成立していないと判定された場合には再度ステップ１２３の制御が繰り返される。すなわち、この場合にはバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習実施条件が成立するまで待機することになる。

一方、ステップ１２３でバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習実施条件が成立していると判定された場合にはステップ１２７に進み、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が実施される。すなわち、バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する状態において空燃比のフィードバック制御が実施され、そのフィードバック制御実施中のセンサ出力に基づいてバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値を徐々に適切な値に収束させていく制御が実施される。

そして、続くステップ１２９において、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習を完了する条件が成立しているか否かが判定される。このステップ１２９における制御は基本的に図４の制御ルーチンのステップ１０９における制御と同じである。すなわちここでは求めているバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が十分に収束したか否かが判定される。そしてステップ１２９においてバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習完了条件が成立していないと判定された場合には、ステップ１２７に戻り、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が継続される。一方、ステップ１２９においてバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習完了条件が成立していると判定された場合には、ステップ１３１に進み、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が完了されて（すなわちバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が決定されて）本制御ルーチンが終了する。

以上のように、本実施形態では、上記スロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を決定した後に、バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっている。そしてこのようにすることによってバルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合において、より正確な空燃比制御を実施することが可能となる。

また、上記バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が上記バルブリフト量の予め定めた制御範囲毎に学習され決定されるようになっていてもよく、このようにして得られた複数のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値を用いて空燃比制御を実施することで、バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合において更に正確な空燃比制御の実現が可能となる。

なお、以上の説明からも明らかであるが、図６のフローチャートに示されている制御ルーチンは、複数のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が用いられる場合には、例えば一定時間毎に繰り返し実施されるようにされる。一方、複数のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が用いられる場合については、図７のフローチャートの制御ルーチンで示されるような制御が実施されてもよい。すなわち、他の実施形態では、例えば、図５のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されてスロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が決定された後に、図７のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されて開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっている。

図５のフローチャートで示される制御ルーチンの制御については先に説明したのでここでは説明を省略し、以下では図７のフローチャートで示される制御ルーチンの制御について説明する。すなわち、図７を参照すると、この制御ルーチンの各ステップにおける制御のうちステップ２２１、２２３、２２７、２２９及び２３１における制御は、それぞれ上述した図６の制御ルーチンのステップ１２１、１２３、１２７、１２９及び１３１の制御に対応するものである。そして、図７の制御ルーチンではステップ２３１においてバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習を完了するとステップ２３３に進むようになっている。そして、ステップ２３３では他のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要であるか否かが判定される。ここでの制御は基本的には図５の制御ルーチンのステップ２１３における制御と同じである。

そして、ステップ２３３において他のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要でないと判定された場合には本制御ルーチンは終了する。一方、ステップ２３３において他のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要であると判定された場合にはステップ２２３に戻り、ステップ２３３において学習が必要であるとされたバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値について学習を実施する条件が成立しているか否かが判定され、そこからの制御が継続される。

また、上記バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が上記バルブリフト量の予め定めた制御範囲毎に学習されて決定され、それら複数のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が用いられる場合については、図８のフローチャートで示される制御ルーチンのような制御が実施されてもよい。すなわち、更に他の実施形態では、例えば、図５のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されてスロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が決定された後に、図８のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されて開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっている。

ここでは図５のフローチャートで示される制御ルーチンの制御については説明を省略し、図８のフローチャートで示される制御ルーチンの制御について説明する。すなわち、図８のフローチャートで示される制御ルーチンがスタートすると、まずステップ３２１でバルブリフト量可動時のフィードバック学習補正値の学習が必要であるか否かが判定される。このステップ３２１における制御は基本的に図７の制御ルーチンのステップ２２１における制御と同じであり、ＥＣＵ２３にバルブリフト量可動時のフィードバック学習補正値が記憶されているか否かや、バルブリフト量可動時のフィードバック学習補正値の更新時期が到来しているか否か等が判定される。

ステップ３２１でバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要ではないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要であると判定された場合にはステップ３２３に進む。そしてステップ３２３では、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習を実施する条件が成立しているか否かが判定される。

このステップ３２３における制御は基本的に図７の制御ルーチンのステップ２２３における制御と同じであるが、ステップ３２３ではバルブリフト量の制御範囲については判定されない点が異なっている。すなわち、ステップ３２３においては、その時の運転状態（バルブリフト量の制御範囲）が学習しようとしているバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値に対応するバルブリフト量の制御範囲にあるか否かについては判定されない。

ステップ３２３でバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習実施条件が成立していないと判定された場合には再度ステップ３２３の制御が繰り返される。すなわち、この場合にはバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習実施条件が成立するまで待機することになる。

一方、ステップ３２３でバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習実施条件が成立していると判定された場合にはステップ３２４に進み、バルブリフト量の制御範囲の限定制御が実施される。すなわち、本実施形態ではバルブリフト量の制御範囲に関して、図９に示すような制御範囲ＸａとＸｂとが予め定められている。ここで制御範囲Ｘａはバルブリフト量がａ以上である制御範囲であり、制御範囲Ｘｂはバルブリフト量がａ未満である制御範囲である。そして、上記バルブリフト量制御範囲限定制御が実施されると、バルブリフト量の制御範囲が学習しようとしているバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値に対応するバルブリフト量の制御範囲に限定される。

なお、本実施形態では、上記制御範囲Ｘａ及びＸｂの何れに対するバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値も得られていない場合には、先ずバルブリフト量の値の大きい制御範囲Ｘａにバルブリフト量の制御範囲が限定されるようになっている。すなわち、本実施形態では、バルブリフト量の値が大きい制御範囲の上記バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値から学習され決定されるようになっている。

また、バルブリフト量制御範囲限定制御が既に実施されている状態で再度ステップ３２４に進んだ場合には、限定される制御範囲がバルブリフト量の値が小さい側に変更され、そのバルブリフト量の制御範囲におけるバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっている。

ステップ３２４においてバルブリフト量制御範囲限定制御が実施されるとステップ３２７に進み、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が実施される。このステップ３２７における制御は基本的に図７の制御ルーチンのステップ２２７における制御と同じである。そして、その後のステップ３２９、３３１及び３３３においてはそれぞれ、図７の制御ルーチンのステップ２２９、２３１及び２３３における制御と基本的に同じ制御が実施される。

そして本制御ルーチンでは、ステップ３３３で他のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要でないと判定された場合にはステップ３３４に進み、そこで上述したバルブリフト量制御範囲限定制御が終了され、本制御ルーチンが終了する。一方、ステップ３３３において他のバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が必要であると判定された場合にはステップ３２３に戻り、そこからの制御が継続される。

以上のように本実施形態では、バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、バルブリフト量の制御範囲が予め定めた制御範囲のうちのバルブリフト量の値が大きくなる制御範囲Ｘａに限定され、その制御範囲Ｘａに対応する上記フィードバック学習補正値から学習され決定されるようになっている。

このようにすると、上記バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を学習し決定するのに際し、気筒間の吸気量のばらつき（すなわち、それに起因する気筒間の空燃比のばらつき）による誤差は小さいものの一般的に学習機会の少ないバルブリフト量の値が大きくなる制御範囲におけるフィードバック学習補正値を迅速且つ確実に得ることができる。そして、このフィードバック学習補正値を用いることでより正確な空燃比制御を実施することが可能となる。

なお、バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値がバルブリフト量の予め定めた制御範囲毎に学習され決定される場合において、上記予め定めた制御範囲は３つ以上設定されてもよい。すなわち例えば他の実施形態においては、バルブリフト量の制御範囲に関して、図１０に示すような制御範囲Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃ及びＹｄが予め定められていてもよい。ここで制御範囲Ｙａはバルブリフト量がｂ以上である制御範囲であり、制御範囲Ｙｂはバルブリフト量がｃ以上、ｂ未満である制御範囲であり、制御範囲Ｙｃはバルブリフト量がｄ以上、ｃ未満である制御範囲であり、制御範囲Ｙｄはバルブリフト量がｄ未満である制御範囲である。

そしてこのような場合において、バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、まずバルブリフト量の制御範囲が予め定めた制御範囲のうちのバルブリフト量の値が最も大きくなる制御範囲に限定され、その制御範囲に対応する上記フィードバック学習補正値から学習され決定されるようにしてもよい。

また、図１０に示した例では、上記予め定めた制御範囲は、バルブリフト量が小さな値となる側でより細かく設定されている。上述したように、バルブリフト量の制御範囲がバルブリフト量が小さな値となる側になる程、バルブリフト量の変化の吸気量に与える影響が大きくなり、また、気筒間の吸気量のばらつき（すなわち、それに起因する気筒間の空燃比のばらつき）も生じ易くなるため、このようにすることによって、バルブリフト量が比較的小さな値で制御される場合においても正確な空燃比制御を実施することが可能となる。

なお、スロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が決定された後に、開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようにする場合の制御の組合せは上述したものに限定されるものではない。すなわち例えば、他の実施形態では、図４のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されてスロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が決定された後に、図７または図８のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されて開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっていてもよいし、図５のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されてスロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が決定された後に、図６のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されて開弁特性制御手段であるバルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっていてもよい。

また、他の実施形態では、上記スロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を学習することなく、バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値のみを学習し決定するようになっていてもよい。すなわちこの場合は、空燃比制御において上述したバルブリフト可動時学習補正値のみが用いられる場合であって、例えば、上述したようなスロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を学習し決定するための制御を実施することなく、図８のフローチャートで示される制御ルーチンの制御が実施されてバルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定されるようになっている。そしてこのようにしても、吸気量を制御する手段として、スロットル弁５５と、バルブリフト量変更装置９とを備えた多気筒内燃機関において空燃比のフィードバック学習制御を実施する場合に、より正確な空燃比制御を実施することが可能になる。

また、上記スロットル弁５５のみによって吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を学習するか否かに拘らず、すなわち、空燃比制御においてバルブリフト可動時の学習補正値のみが用いられる場合であるか、バルブリフト固定時の学習補正値とバルブリフト可動時の学習補正値の両方が用いられる場合であるかに拘らず、バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を学習し決定する場合に関し、バルブリフト量が予め定めた値以上である場合にのみ上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定するようになっていてもよい。なおここでも、バルブリフト量変更装置９を用いて吸気量を制御する場合には、バルブリフト量変更装置９のみを用いて吸気量を制御する場合の他、スロットル弁５５とバルブリフト量変更装置９とを協調制御することによって吸気量を制御する場合が含まれる。

より詳細にはこの場合、例えば図６のフローチャートで示される制御ルーチンにおいて、ステップ１２３で成立したか否かが判定される学習実施条件にバルブリフト量が予め定めた値以上であるか否かを含めるようにする。また、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合に、バルブリフト量の制御範囲をバルブリフト量の値が上記予め定めた値以上となる制御範囲に限定するようにしてもよい。すなわち、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合に、バルブリフト量の値が上記予め定めた値以上となるように制御範囲を限定するバルブリフト量の制御範囲の限定制御を実施するようにする。なおここでの予め定めた値は、先述の実施形態で説明したものと同様のものであって、例えばバルブリフト量の差の吸気量に与える影響を考慮して予め定められるものである（すなわち例えば、バルブリフト量の差の吸気量に与える影響が十分小さくなる値とされる。）。

そしてこのようにすることによっても上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する際のバルブリフト量が比較的大きな値となるので、上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合における気筒間での空燃比のばらつきの発生を確実に抑制することができる。その結果、上記学習制御において正確な学習が行われることをより確実にでき（すなわち、上記フィードバック学習補正値が適切に決定されることをより確実にでき）、正確な空燃比制御が実施されることをより確実にすることができる。

なお、これまでの説明から明らかなように、バルブリフト固定時であるかバルブリフト可動時であるかに拘らず、バルブリフト量が予め定めた値以上である場合にのみフィードバック学習補正値を新たに学習し決定するようにすることによって、フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合における気筒間での空燃比のばらつきの発生を確実に抑制することができる。そしてその結果として、学習制御において正確な学習が行われることをより確実にでき（すなわち、フィードバック学習補正値が適切に決定されることをより確実にでき）、正確な空燃比制御が実施されることをより確実にすることができる。

また、以上で説明した実施形態において、バルブリフト量の制御範囲を判定するために図１１のフローチャートの制御ルーチンで示されるような制御が実施されてもよい。ここで図１１のフローチャートの制御ルーチンは、バルブリフト量の制御範囲に関して、図９に示すような制御範囲ＸａとＸｂとが予め定められている場合の例である。また、この制御ルーチンは一定時間毎に繰り返し実施されるようになっている。

図１１のフローチャートで示される制御ルーチンがスタートすると、先ずステップ４０１においてその時のバルブリフト量の読込みが行われる。ステップ４０１でバルブリフト量の読込みが行われるとステップ４０３に進み、ステップ４０１で読込まれたバルブリフト量が予め定めたバルブリフト量ａ以上であるか否かが判定される。ここでバルブリフト量ａは上記制御範囲Ｘａの下限値である。

ステップ４０３において、ステップ４０１で読込まれたバルブリフト量が予め定めたバルブリフト量ａ以上であると判定された場合には、ステップ４０５に進んでＸａ側タイマーがインクリメントされ、更にステップ４０７に進んでＸｂ側タイマーがクリアされる。一方、ステップ４０３において、ステップ４０１で読込まれたバルブリフト量が予め定めたバルブリフト量ａ以上ではない（すなわち、バルブリフト量ａ未満である）と判定された場合には、ステップ４０９に進んでＸｂ側タイマーがインクリメントされ、更にステップ４１１に進んでＸａ側タイマーがクリアされる。

ステップ４０７及びステップ４１１に続いてはステップ４１３に進む。ステップ４１３ではＸａ側タイマーの値が予め定めた基準値Ｒ未満であるか否かが判定される。ステップ４１３においてＸａ側タイマーの値が予め定めた基準値Ｒ未満ではない（すなわち、基準値Ｒ以上である）と判定された場合には、ステップ４１５に進んでバルブリフト量が制御範囲Ｘａ側にあると判定して本制御ルーチンが終了する。

一方、ステップ４１３においてＸａ側タイマーの値が予め定めた基準値Ｒ未満であると判定された場合には、ステップ４１７に進む。ステップ４１７ではＸｂ側タイマーの値が予め定めた基準値Ｒ以上であるか否かが判定される。そしてステップ４１７においてＸｂ側タイマーの値が予め定めた基準値Ｒ以上であると判定された場合にはステップ４１９に進んでバルブリフト量が制御範囲Ｘｂ側にあると判定して本制御ルーチンが終了する。一方、ステップ４１７においてＸｂ側タイマーの値が予め定めた基準値Ｒ以上ではない（すなわち、基準値Ｒ未満である）と判定された場合には、制御範囲の判定は行わずに本制御ルーチンが終了する。

そして、図１１のフローチャートの制御ルーチンで示される制御を実施してバルブリフト量の制御範囲についての判定がなされた後に、上述したバルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習を開始するようにすると、バルブリフト量が何れか一方の制御範囲（すなわち、制御範囲ＸａまたはＸｂ）内にのみある状態が上記基準値Ｒで示される一定期間の間続いてから上記学習が開始されることになる。このため、上記基準値Ｒを適切に設定することによって、上記バルブリフト量可動時フィードバック学習補正値の学習が安定した運転状態において行われるようにすることができる。

なお、以上では空燃比のフィードバック学習制御としてメインフィードバック学習制御とサブフィードバック学習制御とが実施される場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の方法で空燃比のフィードバック学習制御が行われる場合（例えば、メインフィードバック学習制御のみが行われる場合等）にも適用可能である。

また、上述した実施形態では、バルブリフト量変更装置９が吸気弁２側のみに設けられているが、他の実施形態においてはバルブリフト量変更装置が排気弁３側に設けられてもよいし、吸気弁２側および排気弁３側の両方に設けられてもよい。また、上述した実施形態では、開弁特性である作用角とバルブリフト量に一定の関係があったが、他の実施形態では作用角とバルブリフト量とを互いに独立に変更するようにしても良く、作用角のみもしくはバルブリフト量のみを変更しても良い。

なお、本発明について特定の実施形態に基づいて詳述しているが、当業者であれば、本発明の請求の範囲及び思想から逸脱することなく、様々な変更、修正等が可能である。

図１は、本発明の一実施形態の空燃比制御装置を適用した多気筒内燃機関の概略構成図である。 図２は、図１に示した多気筒内燃機関の吸気系及び排気系等の平面図である。 図３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４は、本発明の一実施形態においてフィードバック学習補正値の学習、決定に関して実施される制御について説明するためのフローチャートである。 図５は、本発明の他の実施形態においてフィードバック学習補正値の学習、決定に関して実施される制御について説明するためのフローチャートである。 図６は、本発明の更に他の実施形態においてフィードバック学習補正値の学習、決定に関して実施される制御について説明するためのフローチャートである。 図７は、本発明の更に他の実施形態においてフィードバック学習補正値の学習、決定に関して実施される制御について説明するためのフローチャートである。 図８は、本発明の更に他の実施形態においてフィードバック学習補正値の学習、決定に関して実施される制御について説明するためのフローチャートである。 図９は、バルブリフト量に関して予め定められる制御範囲について説明するための図である。 図１０は、バルブリフト量に関して予め定められる制御範囲について説明するための別の図である。 図１１は、バルブリフト量の制御範囲を判定するために実施される制御について説明するためのフローチャートである。

１ 内燃機関本体
２ 吸気弁
３ 排気弁
８ 気筒内の燃焼室
９ バルブリフト量変更装置
１０ 開閉タイミング変更装置
１４ 上流側センサ
１５ 下流側センサ
５５ スロットル弁

Claims (8)

1. 吸気量制御手段として、スロットル弁と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角及び／またはバルブリフト量を制御する開弁特性制御手段とを備えた多気筒内燃機関において、排気通路を流通する排気ガスの空燃比を検出するセンサ及び／または酸素濃度を検出するセンサの出力に基づいて燃料噴射量を制御して空燃比のフィードバック制御を実施する空燃比制御装置であって、
   上記フィードバック制御においては、上記センサの出力とフィードバック値との関係が上記フィードバック制御実施中の上記センサの出力に基づいて学習され決定されるフィードバック学習補正値に基づいて補正される学習制御が実施されるようになっていて、
   上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合に吸気量が上記スロットル弁のみによって制御される時には、上記作用角及び／またはバルブリフト量が予め定めた値以上の一定値となるよう制御されることを特徴とする、多気筒内燃機関の空燃比制御装置。
2. 上記スロットル弁のみによって上記吸気量を制御する場合の上記フィードバック学習補正値を決定した後に、上記開弁特性制御手段を用いて上記吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値が学習され決定される、請求項１に記載の多気筒内燃機関の空燃比制御装置。
3. 上記開弁特性制御手段を用いて上記吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値は、上記作用角及び／またはバルブリフト量の予め定めた制御範囲毎に学習され決定される、請求項２に記載の多気筒内燃機関の空燃比制御装置。
4. 上記開弁特性制御手段を用いて上記吸気量を制御する場合のフィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、上記作用角及び／またはバルブリフト量の制御範囲が、上記予め定めた制御範囲のうちの上記作用角及び／またはバルブリフト量の値が最も大きくなる制御範囲に限定され、該制御範囲に対応する上記フィードバック学習補正値から学習され決定される、請求項３に記載の多気筒内燃機関の空燃比制御装置。
5. 上記予め定めた制御範囲は、上記作用角及び／またはバルブリフト量が小さな値となる側でより細かく設定されている、請求項３または４に記載の多気筒内燃機関の空燃比制御装置。
6. 吸気量制御手段として、スロットル弁と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の作用角及び／またはバルブリフト量を制御する開弁特性制御手段とを備えた多気筒内燃機関において、排気通路を流通する排気ガスの空燃比を検出するセンサ及び／または酸素濃度を検出するセンサの出力に基づいて燃料噴射量を制御して空燃比のフィードバック制御を実施する空燃比制御装置であって、
   上記フィードバック制御においては、上記センサの出力とフィードバック値との関係が上記フィードバック制御実施中の上記センサの出力に基づいて学習され決定されるフィードバック学習補正値に基づいて補正される学習制御が実施されるようになっていて、
   上記作用角及び／またはバルブリフト量が予め定めた値以上である場合にのみ上記フィードバック学習補正値が新たに学習され決定されることを特徴とする、多気筒内燃機関の空燃比制御装置。
7. 上記フィードバック学習補正値を新たに学習し決定する場合には、上記作用角及び／またはバルブリフト量の制御範囲が、上記作用角及び／またはバルブリフト量の値が上記予め定めた値以上となる制御範囲に限定される、請求項６に記載の多気筒内燃機関の空燃比制御装置。
8. 排気通路に排気浄化手段が設けられ、該排気浄化手段よりも上流側に排気ガスの空燃比を検出するセンサまたは酸素濃度を検出するセンサが上流側センサとして設けられると共に、上記排気浄化手段よりも下流側に排気ガスの空燃比を検出するセンサまたは酸素濃度を検出するセンサが下流側センサとして設けられていて、
   上記フィードバック制御は、上記上流側センサの出力に基づいて実施されるメインフィードバック制御と上記下流側センサの出力に基づいて実施されるサブフィードバック制御の少なくとも一方を含んでいる、請求項１から７の何れか一項に記載の多気筒内燃機関の空燃比制御装置。

Images