JPWO2013054391A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

内燃機関の制御装置は、各気筒に、互いに独立している第１および第２吸気ポート（１６ａ、１６ｂ）と、第１および第２吸気ポート（１６ａ、１６ｂ）に対してそれぞれ備えられた第１および第２燃料噴射弁（３０ａ、３０ｂ）とを備える。第１排気弁（３２ａ）が第２排気弁（３２ｂ）よりも先に開くように排気可変動弁機構（３８）が制御された状況下において、排気行程の前半および後半にて第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２がそれぞれ取得される。取得された第１空燃比Ａ／Ｆ１（または第２空燃比Ａ／Ｆ２）がリーンである場合には、前記リーンである第１空燃比Ａ／Ｆ１（または第２空燃比Ａ／Ｆ２）に対応する第１または第２燃料噴射弁（３０ａ、３０ｂ）による次サイクルの燃料噴射量が減少させられる。

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、同一気筒に対して備えられた複数の吸気ポートのそれぞれに対して燃料噴射弁を備える内燃機関を制御するうえで好適な内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、各気筒に設けられた２つの吸気ポートのそれぞれに対して燃料噴射弁を備える内燃機関の空燃比学習制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、各気筒の２つの燃料噴射弁の噴射特性ずれを個別に学習補正できるようにするために、次のような制御を行うようにしている。すなわち、各気筒の２つの燃料噴射弁のうちの一方のみを一時的に順に駆動するようにしたうえで、排気通路に配置された空燃比センサの出力を利用して、他方の燃料噴射弁の噴射停止前後の空燃比フィードバック補正量に基づいて学習対象気筒の各燃料噴射弁の噴射特性ずれを個別に学習している。

上述した特許文献１に記載の内燃機関のように、各気筒に互いに独立して設けられた複数の吸気ポートのそれぞれに対して燃料噴射弁を備える内燃機関においては、各吸気ポートから筒内に空気とともに流入する燃料の量は、各吸気ポート等への燃料付着、および各燃料噴射弁の噴射特性ずれ等の要因によって、サイクル毎に変動し得るものである。しかしながら、上記特許文献１に記載の手法では、各気筒の複数（例えば、２つ）の燃料噴射弁を同時に駆動させている状態では、各燃料噴射弁によって噴射されたうえで各吸気ポートから筒内に流入する燃料の量のばらつきをサイクル毎に吸気ポート別に検知することはできない。また、上記特許文献１に記載の手法のように、噴射特性ずれの学習のために片方の燃料噴射弁のみから燃料を噴射させるようにすると、筒内に供給される燃料が偏ってしまい（不均一となり）、燃費や排気エミッション（ＴＨＣ、ＣＯ等）の悪化が生ずることが懸念される。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。

日本特開２０１０−１６８９０５号公報 日本特開２００４−１２４７９３号公報 日本特開２００１−８２２２１号公報 日本特開２０１０−４３５４３号公報 日本特開２００４−２３２４８７号公報 日本特開２０００−２９１４３６号公報 日本特開平１１−５０９００号公報 日本特開２００６−６３８２１号公報

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、同一気筒に対して互いに独立して設けられた複数の吸気ポートのそれぞれに対して燃料噴射弁を備える内燃機関において、各吸気ポートから筒内に流入する燃料量のばらつきをサイクル毎に吸気ポート別に補正することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関の制御装置であって、複数の吸気ポートと、複数の吸気弁と、複数の燃料噴射弁と、複数の排気弁と、複数の排気ポートと、排気空燃比取得手段と、燃料噴射制御手段とを備えている。
複数の吸気ポートは、同一気筒に対して備えられ、互いに独立している。複数の吸気弁は、前記複数の吸気ポートをそれぞれ開閉する。複数の燃料噴射弁は、前記複数の吸気ポートに対してそれぞれ備えられ、前記複数の吸気ポートに向けて燃料をそれぞれ噴射可能なものである。複数の排気弁は、前記複数の吸気弁に近接してそれぞれ配置されている。複数の排気ポートは、前記複数の排気弁によりそれぞれ開閉される。排気空燃比取得手段は、前記複数の排気ポートから排出される排気ガスの空燃比を個別に取得する。燃料噴射制御手段は、前記排気空燃比取得手段により個別に取得された前記複数の排気ポートからのそれぞれの排気ガスの空燃比に基づいて、前記複数の排気ポートからのそれぞれの排気ガスの空燃比が次サイクルにおいて所定の目標空燃比となるように、前記排気空燃比取得手段により個別に取得された前記それぞれの排気ガスの空燃比に対応する排気ポートに近接する吸気ポートに向けて次サイクルに噴射される燃料噴射量を制御する。

本発明では、複数の吸気弁に近接して複数の排気弁がそれぞれ配置されている。各排気弁を通って各排気ポートに排出されるガスとしては、排気弁の開弁当初では、当該排気弁の周りのガス、すなわち、当該排気弁に近接する吸気弁に対応する吸気ポートから筒内に流入したうえで燃焼に付されたガスが支配的となる。従って、排気空燃比取得手段によって各排気ポートから排出される排気ガスの空燃比を個別に取得することによって、各排気ポートにそれぞれ対応する吸気ポートから筒内に流入したガスの空燃比を把握することが可能とする。そして、燃焼噴射制御手段の上記制御によれば、このようにして把握された各吸気ポートからの筒内流入ガスの各空燃比を考慮して、各空燃比に対応する吸気ポートに向けて次サイクルに噴射される燃料噴射量が制御されることになる。このため、本発明によれば、各吸気ポートから筒内に流入する燃料量のばらつきをサイクル毎に吸気ポート別に補正することが可能となる。

また、本発明における前記複数の吸気ポートは、第１および第２吸気ポートであってもよい。前記複数の吸気弁は、前記第１および第２吸気ポートをそれぞれ開閉する第１および第２吸気弁であってもよい。前記複数の燃料噴射弁は、前記第１および第２吸気ポートに対してそれぞれ備えられた第１および第２燃料噴射弁であってもよい。前記複数の排気弁は、前記第１吸気弁に近接して配置された第１排気弁と、前記第２吸気弁に近接して配置された第２排気弁であってもよい。前記複数の排気ポートは、前記第１および第２排気弁によりそれぞれ開閉される第１および第２排気ポートであってもよい。前記排気空燃比取得手段は、前記第１および第２排気ポートから排出される排気ガスの第１および第２空燃比を個別に取得する手段であってもよい。そして、前記燃料噴射制御手段は、取得された前記第１および第２空燃比のうちの少なくとも一方が前記目標空燃比に対してリーンである場合には、前記リーンである前記第１および第２空燃比のうちの少なくとも一方に対応する前記第１および第２燃料噴射弁のうちの少なくとも一方による次サイクルの燃料噴射量を減少させるものであってもよい。
これにより、各吸気ポートに付着する燃料量のサイクル変動を考慮して、次サイクルにおいて筒内に局所的にリッチな混合気分布が生ずるのを防止することができる。このため、ＮＯｘ排出量を低減させることができる。

また、本発明における前記内燃機関は、同一気筒内において、前記第１排気弁の開き時期よりも前記第２排気弁の開き時期が遅角するように設定され、または、同一気筒内において、前記第１排気弁の開き時期よりも前記第２排気弁の開き時期が遅角するように前記内燃機関の運転中に前記第１および第２排気弁の開き時期を相対的に変更可能とする排気動弁機構を更に備えるものであってもよい。そして前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含むものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気弁のみが開弁している期間中に前記第１排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第１空燃比として取得し、その後の排気行程において前記第２排気弁の開弁期間中に前記第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２空燃比として取得するものであってもよい。
これにより、第１排気弁の開き時期と第２排気弁の開き時期とを異ならせることによって第１および第２排気ポートを通って排気ガスが排出されるタイミングを排気ポート別に変化させることにより、単一の空燃比センサによって、第１および第２吸気ポートからの筒内流入ガスのそれぞれの空燃比を示す第１および第２空燃比を個別に取得することができる。

また、本発明における前記内燃機関は、同一気筒内において、前記第１排気弁が前記第２排気弁よりも先に開き、その後、前記第１排気弁の閉じ時期と同時もしくは当該第１排気弁の閉じ時期の前後の所定期間中に前記第２排気弁が開くように設定され、または、同一気筒内において、前記第１排気弁が前記第２排気弁よりも先に開き、その後、前記第１排気弁の閉じ時期と同時もしくは当該第１排気弁の閉じ時期の近傍の所定期間中に前記第２排気弁が開くように前記内燃機関の運転中に前記第１および第２排気弁の開弁特性を変更可能とする排気動弁機構と、筒内の混合気に点火するための点火装置と、を更に備えるものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含むものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記第２排気弁のみが開弁している期間中に前記第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２空燃比として取得する手段であってもよい。そして、前記内燃機関の制御装置は、前記排気空燃比取得手段によって取得された前記第２空燃比が所定の判定値よりもリッチである場合に、次サイクルの点火時期を進角させる点火時期制御手段を更に備えるものであってもよい。
これにより、排気空燃比取得手段を利用して、筒内に残留するガスの空燃比を好適に示す値として第２空燃比が取得される。そして、当該第２空燃比がリッチであることで、残留ガス中のＣＯ２濃度が高いと判断できる場合に、次サイクルの点火時期を進角させることにより、残留ガス中のＣＯ２濃度が高いことに起因して次サイクルの燃焼変動が増大するのを回避することができる。

また、本発明における前記内燃機関は、同一気筒内において、前記第１排気弁が前記第２排気弁よりも先に開き、その後、前記第１排気弁の閉じ時期と同時もしくは当該第１排気弁の閉じ時期の前後の所定期間中に前記第２排気弁が開くように設定され、または、同一気筒内において、前記第１排気弁が前記第２排気弁よりも先に開き、その後、前記第１排気弁の閉じ時期と同時もしくは当該第１排気弁の閉じ時期の近傍の所定期間中に前記第２排気弁が開くように前記内燃機関の運転中に前記第１および第２排気弁の開弁特性を変更可能とする排気動弁機構と、筒内の混合気に点火するための点火装置と、を更に備えるものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含むものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記第２排気弁のみが開弁している期間中に前記第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２空燃比として取得する手段であってもよい。そして、前記内燃機関の制御装置は、前記排気空燃比取得手段によって取得された前記第２空燃比に応じて、次サイクルにおいて前記点火装置が発生する点火エネルギーを調整する第１点火エネルギー調整手段を更に備えるものであってもよい。
これにより、排気空燃比取得手段を利用して、筒内に残留するガスの空燃比を好適に示す値として第２空燃比が取得される。当該第２空燃比がリーンであると、残留ガス温度が低いために、次サイクルにおいて失火が発生し易くなると判断することができる。このため、上記第２空燃比に応じて、次サイクルにおいて点火装置が発生する点火エネルギーを調整することにより、すべてのサイクルにおいて高い点火エネルギーで運転することによる電極の磨耗を回避しつつ、残留ガス温度の低下に起因する失火を抑制することが可能となる。

また、本発明における前記内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の筒内圧力を取得する筒内圧力取得手段と、前記筒内圧力取得手段により取得された筒内圧力が最大値を示す際のクランク角度に応じて、次サイクルにおいて前記点火装置が発生する点火エネルギーを調整する第２点火エネルギー調整手段と、を更に備えるものであってもよい。
筒内圧力が最大値を示す際のクランク角度が早い（進角する）と、膨張行程から排気行程にかけて筒内圧力が早く低下し、その結果として、残留（既燃）ガスの温度が低下することになる。このため、第２空燃比がリーンであることと、上記クランク角度が早いことが重なると、残留ガス温度がより低くなり、失火がより発生し易くなる。従って、上記第２空燃比に加え、筒内圧力が最大値を示す際のクランク角度に応じて、次サイクルにおいて前記点火装置が発生する点火エネルギーを調整することにより、残留ガス温度の低下に起因する失火がより発生し易い状況下において、失火を抑制することが可能となる。

また、本発明は、前記第２排気ポートを含めて前記第２排気弁から前記空燃比センサの前記配置部位までの第２排気経路長が、前記第１排気ポートを含めて前記第１排気弁から前記空燃比センサの配置部位までの第１排気経路長よりも長くなるように構成されているものであってもよい。
これにより、第２排気通路長が第１排気通路長よりも長く形成されていることにより、第２排気弁の開弁後に第２排気ポートを流れる排気ガスが空燃比センサに到達するまでに要する時間を、第１排気弁の開弁後に第１排気ポートを流れる排気ガスが空燃比センサに到達するまでに要する時間よりも長くすることができる。このような構成によって空燃比センサへの排気ガスの到達時間を第１および第２排気ポート間で異ならせることにより、第１空燃比と第２空燃比とをより精度良く区別して取得することが可能となる。

また、本発明における前記内燃機関は、同一気筒内において、前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期とを相対的に変更可能とする排気可変動弁機構を更に備えるものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含むものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記排気可変動弁機構によって前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期とが相対的に変更されている場合において、前記第１および第２排気弁のうちの先に開弁する方の前記第１または第２排気弁のみが開弁している期間中に前記第１または第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第１または第２空燃比として取得し、その後の排気行程において後から開弁する方の前記第２または第１排気弁が開弁している期間中に前記第２または第１排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２または第１空燃比として取得する手段であってもよい。そして、前記内燃機関の制御装置は、前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期との相対的な早遅を定期的に逆転させる排気弁開き時期入替制御を実行する排気弁開き時期入替制御手段を更に備えるものであってもよい。
ピストンが筒内を上昇する際には、シリンダ壁面に付着しているオイルがピストンによって掻き上げられる。掻き上げられるオイル中には燃料が含まれている。このため、排気行程の後半では、オイルの掻き上げに起因して、筒内から排出される排気ガス中のＨＣ濃度が高くなる。従って、第１排気弁の開き時期と第２排気弁の開き時期との相対的な早遅を定期的に逆転させる排気弁開き時期入替制御を実行することにより、第１排気弁（もしくは第２排気弁）が先に開弁した時の空燃比の値（すなわち、オイルの掻き上げの影響を受けない（もしくは受けにくい）時の値）を用いて、第１排気弁（もしくは第２排気弁）が後から開弁する際の空燃比の値から上記ズレを校正することが可能となる。これにより、第１および第２空燃比の計測精度をより向上させることができる。

また、本発明における前記内燃機関の制御装置は、前記排気弁開き時期入替制御手段を用いて軽負荷運転時に前記排気弁開き時期入替制御を実行させた際に、前記第１および第２空燃比のうちの何れか一方が所定の判定値に対してリーンな値を示す場合には、当該リーンな値を示す前記第１および第２空燃比のうちの少なくとも一方に対応する前記第１および第２燃料噴射弁のうちの少なくとも一方による燃料噴射量を増やす燃料増量実行手段を更に備えるものであってもよい。
各吸気ポートに付着する燃料量は相対的に少なくなる軽負荷運転時には、燃料噴射量自体が少なくなる。このため、上記構成によれば、各吸気ポートへの燃料付着の影響の少ない条件を利用して、第１および第２燃料噴射弁による個々の燃料噴射量を精度良く評価することができる。これにより、経年劣化による各燃料噴射弁の燃料噴射量の低下を正確に補正することが可能となる。

また、本発明における前記内燃機関は、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒を更に備えるものであってもよい。そして、前記内燃機関の制御装置は、前記排気空燃比取得手段によりサイクル毎に取得される前記第１空燃比と前記第２空燃比との空燃比偏差の積算値が所定の判定値に達した場合に、前記第１および第２燃料噴射弁のうちの少なくとも一方を用いて次サイクルにリッチスパイク制御を実行するリッチスパイク制御実行手段を更に備えるものであってもよい。
第１および第２吸気ポート間での付着燃料量のばらつきが大きく、その結果として第１空燃比と第２空燃比との空燃比偏差が大きいサイクルでは、筒内に局所的にリッチな混合気分布が存在することによって、筒内から排出されるＮＯｘの量が多くなり、ＮＯｘ触媒へのＮＯｘ吸蔵量が多くなることが予想される。従って、サイクル毎に取得される空燃比偏差の積算値が所定の判定値に達した場合に、第１および第２燃料噴射弁のうちの少なくとも一方を用いて次サイクルにリッチスパイク制御を実行することにより、ＮＯｘ吸蔵量と高い相関のある空燃比偏差（の積算値）に基づいて、リッチスパイク制御の実施タイミングが決定されることになる。このため、適切なタイミングでのリッチスパイク制御を実行できるようになり、燃費改善を図ることができる。

また、本発明における前記内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の冷間時に、前記第１排気弁および前記第２排気弁のうちの何れか一方のみが開弁するように前記排気可変動弁機構を制御する冷間時排気弁制御手段を更に備えるものであってもよい。
これにより、冷間時に使用される排気ポートの表面積を減少させることによって、排気ポート壁面への熱伝達による排気ガス温度の低下を軽減し、空燃比センサの急速暖機（早期活性化）が可能となる。

本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。 図１に示す内燃機関が備える各気筒の燃焼室周りの詳細な構成を説明するための図である。 各吸気ポート等に付着する燃料量のばらつきに起因する課題について説明するための図である。 温間時にリーンバーン運転が実施される際の本発明の実施の形態１における制御を説明するための図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態４における特徴的な排気通路の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態５において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態６の制御において用いられる第１および第２排気弁の開弁特性の設定を表した図である。 本発明の実施の形態６において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態７において実行されるルーチンのフローチャートである。 筒内圧力Ｐとクランク角度θとの関係を表したＰ−θ図である。

実施の形態１．
［内燃機関のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置は特に限定されないが、本実施形態の内燃機関１０は、一例として、＃１〜＃４の４つの気筒を有する直列４気筒型エンジンであるものとする。

内燃機関１０の各気筒内には、ピストン１２が設けられている。各気筒内には、ピストン１２の頂部側に燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。吸気通路１６の入口近傍には、吸気通路１６に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。

エアフローメータ２０の下流には、スロットルバルブ２２が設けられている。スロットルバルブ２２は、スロットルモーター２４により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ２２の近傍には、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ２６が配置されている。

図２は、図１に示す内燃機関１０が備える各気筒の燃焼室１４周りの詳細な構成を説明するための図である。
図２に示すように、吸気通路１６は、各気筒に対し、互いに独立した２つの吸気ポート、すなわち、第１吸気ポート１６ａと第２吸気ポート１６ｂとを備えている。第１吸気ポート１６ａおよび第２吸気ポート１６ｂは、第１吸気弁２８ａおよび第２吸気弁２８ｂによってそれぞれ開閉される。第１吸気ポート１６ａ付近の吸気通路１６には、当該第１吸気ポート１６ａに向けて燃料を噴射可能な第１燃料噴射弁３０ａが配置されており、同様に、第２吸気ポート１６ｂ付近の吸気通路１６には、当該第２吸気ポート１６ｂに向けて燃料を噴射可能な第２燃料噴射弁３０ｂが配置されている。

また、図２に示すように、各気筒には、第１吸気弁２８ａに近接する（対向する）位置に第１排気弁３２ａが配置されており、同様に、第２吸気弁２８ｂに近接する（対向する）位置に第２排気弁３２ｂが配置されている。排気通路１８は、第１排気弁３２ａおよび第２排気弁３２ｂによりそれぞれ開閉される第１および第２排気ポート１８ａ、１８ｂを備えている。そして、第１排気ポート１８ａからの排気ガスと第２排気ポート１８ｂからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路１８ｃには、その位置で排気ガスの空燃比を検知するための空燃比センサ３４が気筒毎に配置されている。尚、ここでは、各気筒に対して空燃比センサ３４を備えることとしているが、当該空燃比センサ３４は、内燃機関１０が備える４つの気筒に向けて枝分かれする排気通路１８の排気マニホールド（図示省略）の集合部にのみ配置されたものであってもよい。

図１に示すように、各気筒の第１および第２吸気弁２８ａ、２８ｂは、吸気可変動弁機構３６によって開閉駆動され、一方、各気筒の第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂは、排気可変動弁機構３８によって開閉駆動される。より具体的には、排気可変動弁機構３８は、ここでは、第１排気弁３２ａの開き時期と閉じ時期を任意のタイミングに変更でき、また、第２排気弁３２ｂの開き時期と閉じ時期を、第１排気弁３２ａの開き時期と閉じ時期とは独立して任意のタイミングに変更可能な機構であり、更に、第１排気弁３２ａおおび第２排気弁３２ｂの動作状態を個別に弁稼働状態と閉弁停止状態との間で変更可能な機構であるものとする。このような排気可変動弁機構３８の機能は、例えば、電磁駆動式の可変動弁機構を用いることにより実現することができる。

また、各気筒には、燃焼室１４内の混合気に点火するための点火プラグ４０が設けられている。点火プラグ４０には、点火コイル４２が電気的に接続されている。更に、各気筒からの排気ガスが集められた後の排気通路１８には、排気ガスを浄化するために、ＮＯｘ吸蔵還元型の三元触媒（以下、単に「ＮＯｘ触媒」と称する）４４が配置されている。更に、内燃機関１０のクランクシャフト４６の近傍には、クランクシャフト４６の回転角度（クランク角度）やエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ４８が配置されている。また、各気筒には、筒内圧力Ｐを検知するための筒内圧力センサ５０が取り付けられている。更に、シリンダブロック１０ａには、エンジン冷却水温度を検知するための水温センサ５２が取り付けられている。

更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５４を備えている。ＥＣＵ５４の入力部には、上述したエアフローメータ２０、スロットル開度センサ２６、空燃比センサ３４、クランク角センサ４８、筒内圧力センサ５０および水温センサ５２等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ５４には、内燃機関１０が搭載された車両のアクセル開度を検知するためのアクセル開度センサ５６が電気的に接続されている。更に、ＥＣＵ５４の出力部には、上述したスロットルモーター２４、燃料噴射弁３０ａ、３０ｂ、可変動弁機構３６、３８、点火コイル４２等の内燃機関１０の運転を制御するための各種のアクチュエータが電気的に接続されている。ＥＣＵ５４は、上述した各種センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。具体的には、本実施形態の内燃機関１０の暖機完了後には、基本的に、制御目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな所定の空燃比に制御することによってリーンバーン運転が実施されるようになっている。

［実施の形態１における制御］
（前提とする課題について）
図３は、各吸気ポート１６ａ、１６ｂ等に付着する燃料量のばらつきに起因する課題について説明するための図である。尚、図３（Ｃ）は、吸気行程中に各吸気ポート１６ａ、１６ｂから筒内に吸入されたそれぞれの混合気の分布を概念的に表した図である。

ポート噴射式の内燃機関では、噴射燃料のうちの一部が吸気ポートや吸気弁に付着することで、筒内（燃焼室１４内）に流入する燃料量が変動し得る。例えば、噴射燃料のうちの吸気ポート等に付着する燃料量が増えると、筒内への流入が次サイクルに持ち越される燃料量が増加することとなる。このようなサイクル毎の付着燃料量の変動への対策として、ポート噴射式の内燃機関では、一般的に、吸気ポートに向けて噴射された燃料の挙動（噴射された燃料の一部の吸気ポートの内壁等への付着やその付着燃料の気化という現象）を考慮して、燃料噴射量を補正する処理が行われている。

本実施形態の内燃機関１０は、第１および第２吸気ポート１６ａ、１６ｂに第１および第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂをそれぞれ備えたものである。このような構成を備えている場合には、各吸気ポート１６ａ、１６ｂ（各吸気弁２８ａ、２８ｂへの付着を含む）に付着する燃料量が吸気ポート間でばらつくことが生じ得る。例えば、図３（Ａ）に示すように、Ｎ−１サイクルにおいて第１吸気ポート１６ａへの燃料付着量が増加すると、当該Ｎ−１サイクル中に第１吸気ポート１６ａから筒内に流入する燃料量が減少する。これにより、その次のＮサイクルにおいて第１吸気ポート１６ａから筒内に流入する燃料量は、目標とする空燃比を得るべく本来予定された燃料量と、Ｎ−１サイクルにおいて筒内への流入が持ち越された付着燃料量との和となる。このため、Ｎサイクルでは、第１吸気ポート１６ａから筒内に流入する混合気の空燃比は、もう一方の第２吸気ポート１６ｂから筒内に流入する混合気の空燃比に対してリッチとなる。

本実施形態の内燃機関１０では、吸気行程中の筒内にスワール流を生成させることを意図した構成（吸気ポート形状など）を備えていない。このため、吸気行程中に第１吸気ポート１６ａから筒内に吸入される混合気は、基本的には、第１吸気ポート１６ａに近い部位を中心として筒内に偏って分布し、一方、吸気行程中に第２吸気ポート１６ｂから筒内に吸入される混合気は、基本的には、第２吸気ポート１６ｂに近い部位を中心として筒内に偏って分布することになる。その結果、上記図３（Ａ）、（Ｂ）に示すような状況が発生した場合には、Ｎサイクルでは、分かり易く表すと図３（Ｃ）に示すように、第１吸気ポート１６ａから筒内に流入した混合気の分布が、局所的にリッチな混合気の分布となる。

燃焼によるＮＯｘの生成量は、燃焼温度と高い相関を有しており、燃焼温度は、燃焼に付される混合気の空燃比と相関を有している。従って、リーンバーン運転中において上記図３に示す現象によって筒内に局所的にリッチな混合気分布が生じた場合には、当該混合気分布の空燃比がリッチになるほど、局所的に燃焼温度が高くなり、その結果として、ＮＯｘ排出量が増加してしまう。

また、上記図３に示すケースにおけるＮ−１サイクルでは、第１吸気ポート１６ａから筒内に流入した混合気の分布は、本来の狙いよりも局所的にリーンな混合気分布となる。そして、このような混合気分布の影響で、点火プラグ４０近傍の混合気が局所的にリーンとなることが想定される。各吸気ポート１６ａ、１６ｂへの燃料付着量の変動に伴って点火プラグ４０近傍の混合気が局所的にリーンとなる際に失火を発生させないようにすることを考慮すると、リーンバーン運転時における筒内の全体としての制御空燃比には、失火防止への余裕をもたせることが必要となる。このため、当該制御空燃比を十分にリーンとすることが難しくなる。つまり、各吸気ポート１６ａ、１６ｂへの燃料付着量の変動に起因する失火抑制を考慮すると、上記制御空燃比のリーン化が制限され、この点も、ＮＯｘの生成量の増加要因となる。

また、以上説明した筒内の混合気分布の局所的なリッチ化、および、点火プラグ４０近傍の混合気の局所的なリーン化は、各吸気ポート１６ａ、１６ｂへの燃料付着の態様がサイクル毎に変動することによって、第１および第２吸気ポート１６ａ、１６ｂのどちらを原因としても生じ得るものである。

（実施の形態１の制御の具体的な内容）
図４は、温間時にリーンバーン運転が実施される際の本発明の実施の形態１における制御を説明するための図である。
本実施形態では、内燃機関１０の暖機が完了した後の温間時にリーンバーン運転が実施される際には、図４（Ａ）に示すバルブリフトカーブが得られるように第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性が制御される。具体的には、第２排気弁３２ｂに対して第１排気弁３２ａが先に開くようにするために、排気可変動弁機構３８を用いて、第１排気弁３２ａの開き時期よりも第２排気弁３２ｂの開き時期を遅角させる制御が実行される。これにより、図４（Ａ）に示すように、膨張下死点（ＢＤＣ）よりも所定時期だけ早いタイミングで第１排気弁３２ａが開いてから所定時期の経過後に、第２排気弁３２ｂが開かれるようになっている。そして、双方の排気弁３２ａ、３２ｂは、吸排気上死点（ＴＤＣ）付近で閉じるようになっている。

第１排気弁３２ａの開弁時には、排気のブローダウン作用により、図４（Ａ）に示す制御によって第１排気弁３２ａのみが先に開いた当初において、排気ガスが勢い良く第１排気ポート１８ａに排出されることになる。第１排気ポート１８ａから排出される排気ガスとしては、第１排気弁３２ａの周りのガス、すなわち、第１排気弁３２ａに近接する（対向する）第１吸気弁２８ａ側の第１吸気ポート１６ａから筒内に流入したうえで燃焼に付されたガス（以下、便宜上、「第１吸気ポート由来ガス」と称することがある）が支配的となる。そして、この第１吸気ポート由来ガスが空燃比センサ３４に到達した際に、当該第１吸気ポート由来ガスの空燃比（以下、「第１空燃比」と称する）Ａ／Ｆ１が空燃比センサ３４によって検出されることとなる。

一方、第１排気弁３２ａが開いた後に第２排気弁３２ｂが開いた際に、第２排気ポート１８ｂから排出される排気ガスとしては、第２排気弁３２ｂの周りのガス、すなわち、第２排気弁３２ｂに近接する（対向する）第２吸気弁２８ｂ側の第２吸気ポート１６ｂから筒内に流入したうえで燃焼に付されたガス（以下、便宜上、「第２吸気ポート由来ガス」と称することがある）が支配的となる。そして、この第２吸気ポート由来ガスが空燃比センサ３４に到達した際に、当該第２吸気ポート由来ガスの空燃比（以下、「第２空燃比」と称する）Ａ／Ｆ２が空燃比センサ３４によって検出されることとなる。

そこで、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、排気行程の前半において空燃比センサ３４によって検知された排気ガスの空燃比を、第１吸気ポート由来ガスの第１空燃比Ａ／Ｆ１として取得し、排気行程の後半において空燃比センサ３４によって検知された排気ガスの空燃比を、第２吸気ポート由来ガスの第２空燃比Ａ／Ｆ２として取得するようにした。そのうえで、取得された第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２に基づいて、次サイクルの第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２のそれぞれが現在のリーンバーン運転時の所定の目標空燃比となるように、次サイクルのために各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂからそれぞれ噴射される燃料噴射量を制御するようにした。

具体的には、取得された第１空燃比Ａ／Ｆ１が上記目標空燃比に対してリーンである場合には、今回のサイクルにおける第１吸気ポート１６ａへの燃料付着が多く、その結果、何らの配慮がなければ次サイクルにおいて第１吸気ポート１６ａから筒内に流入する燃料量が多くなると判断することができる。そこで、本実施形態では、この場合には、今回のサイクルにおいて増加した付着燃料分だけ、次サイクルのために第１燃料噴射弁３０ａから噴射される燃料噴射量を減少させるようにした。また、取得された第２空燃比Ａ／Ｆ２が上記目標空燃比に対してリーンである場合には、同様の考えに基づき、今回のサイクルにおいて増加した付着燃料分だけ、次サイクルのために第２燃料噴射弁３０ｂから噴射される燃料噴射量を減少させるようにした。

更に、本実施形態では、内燃機関１０の暖機が完了していない冷間時（基本的には冷間始動時）には、上記図４（Ａ）に示す排気弁３２ａ、３２ｂの制御とは異なり、一方の排気弁のみ（ここでは、一例として第１排気弁３２ａのみ）が開弁するように排気可変動弁機構３８を制御するようにした。そのうえで、冷間時においても、温間時と同様に、排気行程の前半と後半において同様に第１空燃比Ａ／Ｆ１と第２空燃比Ａ／Ｆ２とを取得するようにした。そして、取得された第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２に基づいて、次サイクルの第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２のそれぞれが現在のリーンバーン運転時の目標空燃比となるように、次サイクルのために各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂからそれぞれ噴射される燃料噴射量を制御するようにした。

図５は、上述した実施の形態１の制御を実現するために、ＥＣＵ５４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、内燃機関１０の各気筒において、サイクル毎に繰り返し実行されるものとする。

図５に示すルーチンでは、先ず、水温センサ５２を利用して、エンジン冷却水温度が所定値よりも高いか否かが判定される（ステップ１００）。本ステップ１００における所定値は、内燃機関１０の暖機が完了したか否か、すなわち、内燃機関１０が温間状態であるか冷間状態であるかを判断可能なエンジン冷却水温度の閾値として予め設定された値である。

上記ステップ１００の判定が成立する場合、すなわち、内燃機関１０が温間状態にあると判断できる場合には、排気可変動弁機構３８を用いて、第１排気弁３２ａの開き時期よりも第２排気弁３２ｂの開き時期が遅角するように、第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性が制御される（ステップ１０２）。

次に、排気行程の前半の所定のタイミングにおいて空燃比センサ３４によって検知される排気ガスの空燃比が第１空燃比Ａ／Ｆ１として取得され、排気行程の後半の所定のタイミングにおいて空燃比センサ３４によって検知される排気ガスの空燃比が第２空燃比Ａ／Ｆ２として取得される（ステップ１０４）。より具体的には、本ステップ１０４では、第１排気弁３２ａのみが開弁している期間中に第１排気ポート１８ａに排出される排気ガスが空燃比センサ３４に到達するタイミングにおいて当該空燃比センサ３４によって検知される排気ガスの空燃比を第１空燃比Ａ／Ｆ１として取得できるようにするために、排気行程の前半の上記所定のタイミングが（運転条件に変化に対する排気ガスの輸送に要する時間の変化を考慮して）エンジン回転数などに応じて設定されている。同様に、第１排気弁３２ａの開弁後の排気行程において第２排気弁３２ｂの開弁期間中に第２排気ポート１８ｂに排出される排気ガスが空燃比センサ３４に到達するタイミングにおいて当該空燃比センサ３４によって検知される排気ガスの空燃比を第２空燃比Ａ／Ｆ２として取得できるようにするために、排気行程の後半の上記所定のタイミングがエンジン回転数などに応じて設定されている。

次に、上記ステップ１０４において取得された第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２に基づいて、次サイクルの第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２のそれぞれが現在のリーンバーン運転時の目標空燃比となるように、次サイクルのために各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂからそれぞれ噴射される燃料噴射量が制御される（ステップ１０６）。ＥＣＵ５４には、上記目標空燃比が得られるように内燃機関１０の運転状態（例えば、吸入空気量（負荷）とエンジン回転数とで規定）に応じて予め設定された各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂの基本燃料噴射量が記憶されている。そのうえで、本ステップ１０６では、上記のように取得された第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２に基づいて、次サイクルの第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２のそれぞれが現在のリーンバーン運転時の目標空燃比となるように、必要に応じて、各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂの基本燃料噴射量が補正される。より具体的には、取得された第１、第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２の目標空燃比に対する偏差の大きさに比例する値として、次サイクルの燃料噴射量の減少量または増加量が決定される。例えば、上記ステップ１０２において取得された第１空燃比Ａ／Ｆ１が上記目標空燃比に対してリーンである場合には、今回のサイクルにおいて増加した付着燃料量に相当する燃料量の補正を行うために、次サイクルのために第１燃料噴射弁３０ａから噴射される燃料噴射量が所定の減少量だけ減少するように燃料噴射量が補正される。また、上記ステップ１０２において取得された第２空燃比Ａ／Ｆ２が上記目標空燃比に対してリーンである場合には、今回のサイクルにおいて増加した付着燃料量に相当する燃料量の補正を行うために、次サイクルのために第２燃料噴射弁３０ｂから噴射される燃料噴射量が所定の減少量だけ減少するように燃料噴射量が補正される。逆に、上記ステップ１０２において取得された第１空燃比Ａ／Ｆ１または第２空燃比Ａ／Ｆ２が上記目標空燃比に対してリッチである場合には、今回のサイクルにおいて減少した付着燃料量に相当する燃料量の補正を行うために、次サイクルのために第１または第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂから噴射される燃料噴射量が所定の増加量だけ増加するように燃料噴射量が補正される。

一方、上記ステップ１００の判定が不成立である場合、すなわち、内燃機関１０が冷間状態にあると判断できる場合には、排気可変動弁機構３８を用いて、第１排気弁３２ａのみが開弁するように、第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性が制御される（ステップ１０８）。上記ステップ１０２の処理とは異なる本ステップ１０８の処理が行われた場合であっても、第１排気弁３２ａのみが先に開いた当初は、排気のブローダウン作用によって、第１排気ポート１８ａから排出される排気ガスとしては、第１吸気ポート由来ガスが支配的となる。そして、第１吸気ポート由来ガスが排出された後に、第１排気弁３２ａから遠い側の第２吸気ポート由来ガスが排出されることとなる。このため、本ステップ１０８の処理が行われた場合においても、排気行程の前半において空燃比センサ３４によって検知された排気ガスの空燃比を、第１吸気ポート由来ガスの第１空燃比Ａ／Ｆ１として取得し、排気行程の後半において空燃比センサ３４によって検知された排気ガスの空燃比を、第２吸気ポート由来ガスの第２空燃比Ａ／Ｆ２として取得することができる。

次に、上記ステップ１０６と同様の処理によって、上記ステップ１０８において取得された第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２に基づいて、次サイクルの第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２のそれぞれが現在のリーンバーン運転時の目標空燃比となるように、次サイクルのために各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂからそれぞれ噴射される燃料噴射量が制御される（ステップ１１２）。

以上説明した図５に示すルーチンによれば、第１排気弁３２ａを第２排気弁３２ｂよりも先に開弁した状態（もしくは第１排気弁３２ａのみを開弁した状態）で、空燃比センサ３４を用いて排気行程の前半と後半とで排気ガスの空燃比を検知することにより、第１および第２吸気ポート由来ガスの空燃比をそれぞれ第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２として個別に検知（推定）することができる。そのうえで、これらの第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２に基づいて、各吸気ポート１６ａ、１６ｂへの付着燃料量のサイクル変動を考慮して、次サイクルの燃料噴射量を吸気ポート毎に補正することができる。これにより、各吸気ポート１６ａ、１６ｂ間での付着燃料量のサイクル変動にかかわらず、各吸気ポート１６ａ、１６ｂから筒内に供給される混合気の空燃比のばらつきを精度良く低減させることができる。そして、その結果として、筒内の混合気分布の局所的な偏り（リッチ化もしくはリーン化）が生ずるのを抑制することができる。

より具体的には、第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２をサイクル毎に個別に取得するようにしたことで、吸気ポート１６ａ、１６ｂのどちらへの燃料付着が発生した（増加した）のかを検知することができる。そして、例えば、燃料付着の発生（増加）が検知されたのが第１吸気ポート１６ａ側である場合には、当該燃料付着による次サイクルへの燃料の持ち越しを考慮して、第１燃料噴射弁３０ａによる次サイクルのための燃料噴射量を減少する補正が実行される。これにより、ポート付着燃料量のサイクル変動の存在にかかわらず、筒内の混合気分布（燃料分布）を均質とすることが可能となる。このため、燃焼室１４内の混合気分布が局所的にリッチとなるのを抑制することができるので、ＮＯｘ排出量を低減させることができる。更に、本実施形態の制御によって各吸気ポート１６ａ、１６ｂから筒内に供給される混合気の空燃比のばらつきを精度良く低減できることにより、空燃比のリーン化による失火発生の懸念が減退するので、リーンバーン運転時における筒内の全体としての制御空燃比をより十分にリーンにすることができる。このことによっても、リーンバーン運転時におけるＮＯｘ排出量の更なる減少を実現することができる。また、燃焼が不安定となることに起因するＨＣ排出量の増大をも回避することが可能となる。

また、上記ルーチンによれば、冷間運転時には、上記第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２を取得する際の第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性の制御として、第１排気弁３２ａのみを開弁させる制御を行うようにしている。このような制御によれば、冷間時に使用される排気ポートの表面積を減少させることによって、排気ポート壁面への熱伝達による排気ガス温度の低下を軽減し、空燃比センサ３４の急速暖機（早期活性化）が可能となる。尚、温間運転時には、燃焼変動増大の要因となる残留ガス量を減らす必要があるため、本制御とは異なる上述した温間運転時の制御（上記ステップ１０２参照）が実行される。

ところで、上述した実施の形態１においては、排気可変動弁機構３８を用いて、温間時にリーンバーン運転が実施される際に、第１排気弁３２ａの開き時期よりも第２排気弁３２ｂの開き時期が遅角するように第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性を制御するようにした。しかしながら、本発明は、このように運転中に第１および第２排気弁の開弁特性を変更する可変式の排気動弁機構を有するものに限定されない。すなわち、同一気筒内において、第１排気弁の開き時期よりも第２排気弁の開き時期が遅角するように予め設定された固定式の排気動弁機構が用いられるようになっていてもよい。

尚、上述した実施の形態１においては、第１および第２吸気ポート１６ａ、１６ｂが本発明における「複数の吸気ポート」に、第１および第２吸気弁２８ａ、２８ｂが本発明における「複数の吸気弁」に、第１および第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂが本発明における「複数の燃料噴射弁」に、第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂが本発明における「複数の排気弁」に、第１および第２排気ポート１８ａ、１８ｂが本発明における「複数の排気ポート」に、そして、排気可変動弁機構３８が本発明における「排気動弁機構」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５４が上記ステップ１０２および１０４、または上記ステップ１０８および１１０の処理を実行することにより本発明における「排気空燃比取得手段」が実現され、ＥＣＵ５４が上記ステップ１０６または１１２の処理を実行することにより本発明における「燃料噴射制御手段」が実現され、ＥＣＵ５４が上記ステップ１００の判定が不成立となる場合に上記ステップ１０８の処理を実行することにより本発明における「冷間時排気弁制御手段」が実現されている。

実施の形態２．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５４に図５に示すルーチンに代えて後述の図６に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

本実施形態のシステムにおいても、上述した実施の形態１の制御が実行される。そのうえで、本実施形態では、第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２を取得する際に先に開かれることとなる排気弁を、所定期間毎に第１排気弁３２ａと第２排気弁３２ｂとの間で入れ替えるようにした。

図６は、本発明の実施の形態２の制御を実現するために、ＥＣＵ５４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図６において、実施の形態１における図５に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図６に示すルーチンでは、上記ステップ１００において内燃機関１０が温間状態にあると判断された場合には、次いで、先に開弁する排気弁を前回設定した（入れ替えた）時から所定期間が経過したか否かが判定される（ステップ２００）。本ステップ２００における所定期間は、第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２を取得する際に、先に開弁する排気弁３２ａもしくは３２ｂを定期的に入れ替えるタイミングを判断するための予め設定された期間（所定サイクル数や所定時間など）である。

上記ステップ２００において上記所定期間が経過したと判定された場合には、第１排気弁３２ａと第２排気弁３２ｂとの間で、先に開弁する排気弁を入れ替える処理が実行される（ステップ２０２）。尚、本ステップ２０２の処理においてベースとなる第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性の設定は、図４に示すものである。

次に、上記ステップ１０４の処理と基本的に同様の処理によって、先に開弁する排気弁が第１排気弁３２ａである場合には、排気行程の前半および後半において第１空燃比Ａ／Ｆ１および第２空燃比Ａ／Ｆ２がそれぞれ取得され、一方、先に開弁する排気弁が第２排気弁３２ｂである場合には、排気行程の前半および後半において第２空燃比Ａ／Ｆ２および第１空燃比Ａ／Ｆ１がそれぞれ取得される（ステップ２０４）。

ピストン１２が筒内を上昇する際には、シリンダ壁面に付着しているオイルがピストン１２によって掻き上げられる。掻き上げられるオイル中には燃料が含まれている。このため、排気行程の後半では、オイルの掻き上げに起因して、筒内から排出される排気ガス中のＨＣ濃度が高くなる。その結果、本実施形態のように第１排気弁３２ａの開き時期と第２排気弁３２ｂの開き時期とを異ならせるようにしている場合には、排気行程の後半において第１または第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２として計測される空燃比の値に対して、オイルの掻き上げに起因する分だけズレが生ずることとなる。

上記の課題に対し、以上説明した図６に示すルーチンによれば、先に開弁する排気弁３２ａもしくは３２ｂが定期的に交互に入れ替えられる。これにより、第１排気弁３２ａ（もしくは第２排気弁３２ｂ）が先に開弁した時の空燃比の値（すなわち、オイルの掻き上げの影響を受けない（もしくは受けにくい）時の値）を用いて、第１排気弁３２ａ（もしくは第２排気弁３２ｂ）が後から開弁する際の空燃比の値から上記ズレを校正することが可能となる。これにより、第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２の計測精度をより向上させることができる。

また、本実施形態の制御とは異なり、特定の排気弁３２ａもしくは３２ｂのみが先に開弁するようになっていると、排気行程初期において高温の排気ガスが周囲を通過することとなる当該特定の排気弁３２ａもしくは３２ｂの周辺の温度が局所的に高くなる。そして、この事に起因して、燃焼時にＮＯｘの生成量が増大することが懸念される。これに対し、本実施形態の制御のように先に開弁する排気弁３２ａもしくは３２ｂを定期的に入れ替えることにより、このような要因によるＮＯｘ生成量の増大を防ぐこともできる。

尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５４が上記ステップ２００および２０２の処理を実行することにより本発明における「排気弁開き時期入替制御手段」が実現されている。

実施の形態３．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５４に図６に示すルーチンに代えて後述の図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

本実施形態のシステムは、上述した実施の形態２における温間運転時の制御を軽負荷運転時に実行した際に、以下のような制御を追加的に行う点に特徴を有している。すなわち、本実施形態では、軽負荷運転時に取得される第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２の少なくとも一方が所定の判定値に対してリーンな値を示す場合には、当該リーンな値を示す第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２のうちの少なくとも一方に対応する第１および第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂのうちの少なくとも一方による燃料噴射量を増やすようにした。

図７は、本発明の実施の形態３の制御を実現するために、ＥＣＵ５４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図７において、実施の形態２における図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図７に示すルーチンでは、上記ステップ１０６の処理が実行された後に、次いで、内燃機関１０の現在の運転領域が所定の軽負荷領域であるか否かが判定される（ステップ３００）。内燃機関１０の負荷状態を表す指標の１つである負荷率は、エアフローメータ２０により検出される吸入空気量およびクランク角センサ４８の出力を用いて算出されるエンジン回転数に基づいて算出することができる。本ステップ３００の判定は、例えば、算出される負荷率が所定値よりも低いか否かを判別することによって行うことができる。

その結果、上記ステップ３００の判定が成立する場合、すなわち、軽負荷運転時であると判断できる場合には、上記ステップ２０４において取得された第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２の少なくとも一方が所定の判定値よりも大きいか（リーンであるか）否かが判定される（ステップ３０２）。その結果、本ステップ３０２の判定が成立する場合には、リーンな値を示す第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２のうちの少なくとも一方に対応する第１および第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂのうちの少なくとも一方による燃料噴射量を所定量だけ増やす補正が実行される（ステップ３０４）。尚、本ステップ３０４における燃料噴射量の補正は、後述するように燃料噴射弁３０ａおよび／または３０ｂの噴射特性の経年変化に起因するズレ（各サイクルに渡って存在する平均的なズレ）に対する補正という位置づけのものであり、上記ステップ１０６の処理によるサイクル毎の燃料噴射量の補正とは位置づけの異なるものである。

以上説明した図７に示すルーチンによれば、実施の形態２において上述した効果に加え、次のような効果を奏することができる。すなわち、燃料噴射弁３０ａ、３０ｂでは、経年劣化によって、指令した値に対して実際に噴射された燃料噴射量が少なくなることが生じ得る。また、軽負荷運転時には、燃料噴射量自体が少ないため、吸気ポート１６ａ、１６ｂに付着する燃料量は相対的に少なくなる。このような運転条件下であるにもかかわらず、第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２の少なくとも一方がリーンである場合には、経年劣化による各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂの燃料噴射量の低下が生じているものと判断することができる。このように、上記ルーチンによれば、軽負荷運転時に上記ステップ３０２および３０４の処理を実行することにより、吸気ポート１６ａ、１６ｂへの燃料付着の影響の少ない条件を利用して、燃料噴射弁３０ａ、３０ｂによる個々の燃料噴射量を精度良く評価することができる。これにより、経年劣化による各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂの燃料噴射量の低下を正確に補正することが可能となる。

尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５４が上記ステップ３００〜３０４の一連の処理を実行することにより本発明における「燃料増量実行手段」が実現されている。

実施の形態４．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図８は、本発明の実施の形態４における特徴的な排気通路６２の構成を説明するための図である。尚、図８において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、本実施形態の内燃機関６０は、図８を参照して以下に示す構成が異なる点を除き、上述した実施の形態１の内燃機関１０と同様に構成されているものとする。

図８に示すように、本実施形態の排気通路６２では、第２排気ポート６２ｂを含めて第２排気弁３２ｂから空燃比センサ３４の配置部位までの第２排気経路長が、第１排気ポート６２ａを含めて第１排気弁３２ａから空燃比センサ３４の配置部位までの第１排気経路長よりも長くなるように構成されている。そして、本実施形態では、上述した実施の形態１の制御が行われるものとする。つまり、図８に示す構成は、上述した実施の形態１の制御が実行される際に第１排気弁３２ａよりも後から開かれることとなる第２排気弁３２ｂ側の第２排気通路長がもう一方の第１排気通路長よりも長くなるように構成されている。また、図８に示す構成においても、空燃比センサ３４は、図２に示す構成と同様に、合流後排気通路６２ｃに配置されている。

以上説明した排気通路６２の構成によれば、第２排気通路長が第１排気通路長よりも長く形成されていることにより、第２排気弁３２ｂの開弁後に第２排気ポート６２ｂを流れる排気ガスが空燃比センサ３４に到達するまでに要する時間を、第１排気弁３２ａの開弁後に第１排気ポート６２ａを流れる排気ガスが空燃比センサ３４に到達するまでに要する時間よりも長くすることができる。このような構成によって空燃比センサ３４への排気ガスの到達時間を排気ポート６２ａ、６２ｂ間で異ならせることにより、第１排気弁３２ａの開き時期と第２排気弁３２ｂの開き時期とを異ならせることによって第１空燃比Ａ／Ｆ１と第２空燃比Ａ／Ｆ２とを個別に取得するうえで、上述した図２に示す構成が採用されている場合と比べ、第１空燃比Ａ／Ｆ１と第２空燃比Ａ／Ｆ２とをより精度良く区別して取得することが可能となる。また、第１排気通路長と第２排気通路長とを異ならせていることにより、排気脈動が重ねあわされることによって排気圧力の変動が減少するため、空燃比センサ３４の配置部位において排気ガスの往復が減少する。この点においても、第１空燃比Ａ／Ｆ１と第２空燃比Ａ／Ｆ２の取得精度の向上を図ることができるといえる。

尚、上述した実施の形態４においては、第１および第２排気ポート６２ａ、６２ｂが本発明における「複数の排気ポート」に相当している。

実施の形態５．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５４に図５に示すルーチンに代えて後述の図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

本実施形態のシステムにおいても、上述した実施の形態１の制御が実行される。そのうえで、本実施形態では、サイクル毎に取得される第１空燃比Ａ／Ｆ１と第２空燃比Ａ／Ｆ２との空燃比偏差の積算値が所定の判定値に達した場合に、第１および第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂを用いて次サイクルから所定サイクルに渡ってリッチスパイク制御を実行するようにした。

図９は、本発明の実施の形態５の制御を実現するために、ＥＣＵ５４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図９において、実施の形態１における図５に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図９に示すルーチンでは、上記ステップ１０６の処理が実行された後に、次いで、今回のサイクルにおいて取得された第１空燃比Ａ／Ｆ１と第２空燃比Ａ／Ｆ２との差である空燃比偏差が算出される（ステップ４００）。次いで、今回のサイクルにおいて算出された空燃比偏差を前回のサイクルにおいて算出済みの空燃比偏差の積算値に足し合わせることによって、今回のサイクルにおける空燃比偏差の積算値が算出される（ステップ４０２）。空燃比偏差の積算は、直近のリッチスパイク制御の実行後の各サイクルにおいて気筒毎に行われている。

ここで、第１空燃比Ａ／Ｆ１に対して第２空燃比Ａ／Ｆ２がリッチであった（小さい）場合には、第１空燃比Ａ／Ｆ１と第２空燃比Ａ／Ｆ２との差である空燃比偏差は正の値となり、逆に、第２空燃比Ａ／Ｆ２に対して第１空燃比Ａ／Ｆ１がリッチであった（小さい）場合には、上記空燃比偏差は負の値となる。従って、上記ステップ４０２では、各サイクルにおいて算出される空燃比偏差が正の値であるか負の値であるかに応じて、空燃比偏差を個別に積算しているものとする。

次に、上記ステップ４０２において算出された空燃比偏差の積算値が所定の判定値に達したか否かが判定される（ステップ４０４）。本ステップ４０４における判定値は、空燃比偏差の積算値に基づいて推定されるＮＯｘ触媒４４へのＮＯｘ吸蔵量がリッチスパイク制御を実施すべき量に達したかどうかを判断できる閾値として予め設定された値である。尚、本ステップ４０４では、空燃比偏差の積算値のうちの負の積算値については、その絶対値が上記判定値と比較される。

上記ステップ４０４において空燃比偏差の上記積算値が上記判定値に達したと判定された場合には、次サイクルからの所定サイクルにおいて第１および第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂを用いてリッチスパイク制御が実行されるように設定される（ステップ４０６）。リッチスパイク制御は、リーンバーン運転中に、ＮＯｘ触媒４４に吸蔵されたＮＯｘを放出して還元するために排気ガスの空燃比を短時間だけリーン空燃比からリッチ空燃比に切り換える制御である。尚、上記リッチスパイク制御のための燃料噴射量の調整は、上記とは異なり、第１および第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂのうちの何れか一方のみを用いて行うようにしてもよい。次いで、現在の空燃比偏差の積算値がリセットされる（ステップ４０８）。

以上説明した図９に示すルーチンによれば、実施の形態１において上述した効果に加え、以下に示すように、適切なタイミングでのリッチスパイク制御を実行できるようになる。すなわち、リッチスパイク制御は、燃費悪化を伴うものであるので、必要とされる時にのみ必要最小限の量で実行できるようになっていることが望ましい。吸気ポート１６ａ、１６ｂ間での付着燃料量のばらつきが大きく、その結果として第１空燃比Ａ／Ｆ１と第２空燃比Ａ／Ｆ２との差（上記空燃比偏差）が大きいサイクルでは、筒内に局所的にリッチな混合気分布が存在することによって、筒内から排出されるＮＯｘの量が多くなり、ＮＯｘ触媒４４へのＮＯｘ吸蔵量が多くなることが予想される。従って、各サイクルの空燃比偏差を積算することによって、ＮＯｘ触媒４４に吸蔵されたトータルでのＮＯｘ吸蔵量を見積もることが可能となる。上記ルーチンによれば、このようにＮＯｘ吸蔵量と高い相関のある空燃比偏差（の積算値）に基づいて、リッチスパイク制御の実施タイミングが決定される。このため、適切なタイミングでのリッチスパイク制御を実行できるようになり、燃費改善を図ることができる。

また、上述した正または負の空燃比偏差の積算値が大きい場合には、第１または第２燃料噴射弁３０ａ、３０ｂの燃料噴射量自体に恒常的なズレが生じていると判断することができる。そこで、正の空燃比偏差の積算値が大きい場合（すなわち、第１空燃比Ａ／Ｆ１に対して第２空燃比Ａ／Ｆ２が恒常的にリッチ側にずれていると判断できる場合）には、第２燃料噴射弁３０ｂの燃料噴射量を減少させる補正を行うようにしてもよい。また、同様に、負の空燃比偏差の積算値が絶対値として大きい場合（すなわち、第２空燃比Ａ／Ｆ２に対して第１空燃比Ａ／Ｆ１が恒常的にリッチ側にずれていると判断できる場合）には、第１燃料噴射弁３０ａの燃料噴射量を減少させる補正を行うようにしてもよい。このように、本実施形態の制御を応用することにより、各燃料噴射弁３０ａ、３０ｂの噴射特性のばらつきに対処できるようになる。

尚、上述した実施の形態５においては、ＥＣＵ５４が上記ステップ４００〜４０８の一連の処理を実行することにより本発明における「リッチスパイク制御実行手段」が実現されている。

実施の形態６．
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５４に図５に示すルーチンに代えて後述の図１１に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

図１０は、本発明の実施の形態６の制御において用いられる第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性の設定を表した図である。
本実施形態のシステムにおいても、上述した実施の形態１の制御が、第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性を図１０に示すように変形した態様で実行される。図１０に示す第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂのバルブリフトカーブは、第１排気弁３２ａが先に開閉した後に第２排気弁３２ｂが開閉するように設定されている。より具体的には、第１排気弁３２ａは、膨張下死点（ＢＤＣ）よりも所定時期だけ早いタイミングで開いてから排気行程の中央付近において閉じ、一方、第２排気弁３２ｂは、第１排気弁３２ａの閉弁と同時に開いた後に、吸排気上死点（ＴＤＣ）付近で閉じるようになっている。

上記図１０に示すような第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性の設定が用いられている場合においても、第１排気弁３２ａのみが先に開いた当初は、排気のブローダウン作用によって、第１排気ポート１８ａから排出される排気ガスとしては、第１吸気ポート由来ガスが支配的となる。そして、第１吸気ポート由来ガスが十分に排出された後に、第１排気弁３２ａの閉弁とともに第２排気弁３２ｂが開いた後には、筒内に多く残された第２吸気ポート由来ガスが排出されることとなる。このため、上記設定が用いられている場合においても、排気行程の前半において（より具体的には、第１排気弁３２ａのみが開弁している期間中に第１排気ポート１８ａに排出される排気ガスが空燃比センサ３４に到達するタイミングにおいて）空燃比センサ３４によって検知される排気ガスの空燃比を第１空燃比Ａ／Ｆ１として取得することができる。そして、排気行程の後半において（より具体的には、第２排気弁３２ｂのみが開弁している期間中に第２排気ポート１８ｂに排出される排気ガスが空燃比センサ３４に到達するタイミングにおいて）空燃比センサ３４によって検知される排気ガスの空燃比を第２空燃比Ａ／Ｆ２として取得することができる。

更に、本実施形態では、第２空燃比Ａ／Ｆ２が所定の判定値よりもリッチである場合には、次サイクルの点火時期を所定量だけ進角させるようにした。

図１１は、本発明の実施の形態６の制御を実現するために、ＥＣＵ５４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図１１において、実施の形態１における図５に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図１１に示すルーチンでは、上記ステップ１００において内燃機関１０が温間状態にあると判断された場合には、次いで、第１排気弁３２ａが先に開閉した後に、第２排気弁３２ｂが開閉するように、第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性が制御される（ステップ５００）。次いで、本ステップ５００の処理によって第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性が制御された状態で、上記ステップ１０４および１０６の処理が実行される。

次に、上記ステップ１０４において取得された第２空燃比Ａ／Ｆ２が所定の判定値よりも小さいか（リッチであるか）否かが判定される（ステップ５０２）。その結果、本ステップ５０２の判定が成立する場合には、次サイクルの点火時期を進角させる処理が実行される（ステップ５０４）。

以上説明した図１１に示すルーチンによれば、実施の形態１において上述した効果に加え、次のような効果を奏することができる。すなわち、残留ガスとして筒内に残留するガスの空燃比がリッチであると（当該ガス中のＣＯ２（不活性ガス）の濃度が高いと）、そのような残留ガスの存在によって次サイクルの燃焼が遅くなる。上記ルーチンの処理によって、後から開く第２排気弁３２ｂを通過して排出される排気ガスの空燃比（第２空燃比Ａ／Ｆ２）は、筒内に残留する排気ガスの空燃比と同等であると判断することができる。そして、上記ルーチンによれば、そのような第２空燃比が所定の判定値よりもリッチである場合には、次サイクルの点火時期を進角する処理が実行される。これにより、残留ガス中のＣＯ２濃度が高いことに起因して次サイクルの燃焼変動が増大するのを回避することができ、燃費改善を図ることができる。

また、本実施形態では、第２空燃比Ａ／Ｆ２を取得するにあたって、第１排気弁３２ａが先に開閉した後に第２排気弁３２ｂが開閉するようにしている。このような第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性の設定によれば、排気行程の後半においては第２排気弁３２ｂのみが開弁しているため、第２排気弁３２ｂが閉弁した後に筒内に残留するガスの空燃比は、第２排気弁３２ｂを通過して第２排気ポート１８ｂに排出されたガス（第２吸気ポート由来ガスが多くを占めるガス）の空燃比である第２空燃比Ａ／Ｆ２に近い値であるといえる。つまり、上記設定によれば、第２空燃比Ａ／Ｆ２を利用して残留ガスの空燃比をより正確に把握できるようになる。

ところで、上述した実施の形態６においては、図１０に示すように、先に開いた第１排気弁３２ａが閉じるのと同時に第２排気弁３２ｂを開くようにしている。しかしながら、本発明は、上記のような態様の排気弁の開弁特性の制御に限定されるものではない。すなわち、本発明における第２排気弁は、第１排気弁の閉じ時期の前後の所定期間中に開くように設定されたものであってもよい。

また、上述した実施の形態６においては、第２空燃比Ａ／Ｆ２が所定の判定値よりもリッチである場合に、次サイクルの点火時期を所定量だけ進角させるようにしている。しかしながら、この場合の点火時期の制御は、上記のものに代え、第２空燃比Ａ／Ｆ２がよりリッチであるほど、次サイクルの点火時期をより大きく進角させるものであってもよい。

尚、上述した実施の形態６においては、排気可変動弁機構３８が本発明における「排気動弁機構」に、点火プラグ４０および点火コイル４２が本発明における「点火装置」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態６においては、ＥＣＵ５４が上記ステップ５０２および５０４の処理を実行することにより本発明における「点火時期制御手段」が実現されている。

実施の形態７．
次に、図１２および図１３を参照して、本発明の実施の形態７について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５４に図１１に示すルーチンに代えて後述の図１２に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。

本実施形態のシステムにおいても、上述した実施の形態６と同様に、上述した実施の形態１の制御が、第１および第２排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性を図１０に示すように変形した態様で実行される。そのうえで、本実施形態では、第２空燃比Ａ／Ｆ２が所定の判定値よりもリーンであり、かつ、筒内圧力Ｐが最大値Ｐｍａｘを示す際のクランク角度（以下、「Ｐｍａｘ位置」と称する）が所定の判定値よりも早い（進角側の値である）場合には、次サイクルの点火エネルギーを増大させるようにした。

図１２は、本発明の実施の形態７の制御を実現するために、ＥＣＵ５４が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図１２において、実施の形態６における図１１に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図１２に示すルーチンでは、上記ステップ１０６の処理が実行された後に、次いで、クランク角センサ４８および筒内圧力センサ５０を利用して取得される単位クランク角度毎の筒内圧力Ｐの履歴に基づいて、今回のサイクルのＰｍａｘ位置が取得される（ステップ６００）。

次に、上記ステップ１０４において取得された第２空燃比Ａ／Ｆ２が所定の判定値よりも大きいか（リーンであるか）否かが判定される（ステップ６０２）。その結果、本ステップ６０２の判定が成立する場合には、次いで、上記ステップ６００において取得されたＰｍａｘ位置が所定の判定値よりも早いか（進角側の値であるか）否かが判定される（ステップ６０４）。

その結果、上記ステップ６０４の判定が成立する場合、すなわち、第２空燃比Ａ／Ｆ２がリーンであり、かつＰｍａｘ位置が早い場合には、次サイクルの点火エネルギーを増大させるために、次サイクルの点火コイル４２の通電時間を長くする処理が実行される（ステップ６０６）。

以上説明した図１２に示すルーチンによれば、実施の形態１において上述した効果に加え、以下に示す効果を奏することができる。

図１３は、筒内圧力Ｐとクランク角度θとの関係を表したＰ−θ図である。図１３に示すように、Ｐｍａｘ位置が進角すると、膨張行程から排気行程にかけて筒内圧力Ｐが早く低下し、その結果として、残留（既燃）ガスの温度が低下することになる。また、燃焼ガスの空燃比がリーンであると、燃焼温度が低くなるので、残留ガス温度も低くなる。このため、第２空燃比Ａ／Ｆ２がリーンであることと、Ｐｍａｘ位置が早いことが重なると、残留ガス温度がより低くなる。そして、残留ガス温度が低いと、次サイクルの燃焼時のガス温度も低くなる。その結果、火炎伝播速度が低くなるので、失火が発生し易くなる。

上記の課題に対して、上記ルーチンによれば、第２空燃比Ａ／Ｆ２がリーンであり、かつＰｍａｘ位置が早い場合に、次サイクルの点火エネルギーを増大させるために、次サイクルの点火コイル４２の通電時間を長くする処理が実行される。これにより、失火が発生し易くなるサイクルにおいて点火の強化を行うことにより、燃焼変動を効果的に低減することができる。

ところで、上述した実施の形態７においては、第２空燃比Ａ／Ｆ２がリーンであり、かつＰｍａｘ位置が早い場合に、次サイクルの点火コイル４２の通電時間を長くする処理が実行される。これにより、これらの第２空燃比Ａ／Ｆ２とＰｍａｘ位置の２つの条件が成立することで、次サイクルにおいて失火がより発生し易い状況下において、点火の強化を図ることができる。しかしながら、本発明は、上記の２つの条件が成立する場合に実行されるものに限らず、第２空燃比Ａ／Ｆ２およびＰｍａｘ位置のうちの少なくとも一方に応じて、次サイクルの点火エネルギーを調整するものであればよい。
また、本発明における点火エネルギーの調整手法は、上述したように、点火コイル４２の通電時間を調整するものに限らない。すなわち、例えば、１気筒あたり２つ以上の点火コイルを備えるようにしたうえで、点火を強化する際に、通電する点火コイルの数を増やすものであってもよい。
また、第２空燃比Ａ／Ｆ２がリーンであるほど、或いは、Ｐｍａｘ位置がより早いほど、次サイクルの点火エネルギーをより増大させるために、次サイクルの点火コイル４２の通電時間をより長くするものであってもよい。

尚、上述した実施の形態７においては、排気可変動弁機構３８が本発明における「排気動弁機構」に、点火プラグ４０および点火コイル４２が本発明における「点火装置」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態７においては、ＥＣＵ５４が上記ステップ６０２の判定が成立する状況下において上記ステップ６０６の処理を実行することにより本発明における「第１点火エネルギー調整手段」が実現され、ＥＣＵ５４が上記ステップ６０４の判定が成立する状況下において上記ステップ６０６の処理を実行することにより本発明における「第２点火エネルギー調整手段」が実現されている。

ところで、上述した実施の形態１乃至７においては、合流後排気通路１８ｃ（または６２ｃ）に気筒毎に空燃比センサ３４を備え、第１排気弁３２ａの開き時期よりも第２排気弁３２ｂの開き時期を遅角させる等の排気弁３２ａ、３２ｂの開弁特性の制御を行うことによって、第１および第２吸気ポート由来ガスの空燃比である第１および第２空燃比Ａ／Ｆ１、Ａ／Ｆ２を個別に取得する構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明は、上記の構成を有するものに限定されるものではなく、例えば、同一気筒に対して複数個配置される排気ポートのそれぞれに空燃比センサを備えるようにして、各吸気ポートから筒内に流入したガスの空燃比を個別に取得するようにしてもよい。
また、本発明において排気空燃比取得手段によって取得される、複数の排気ポートから排出されるそれぞれの排気ガスの空燃比は、空燃比センサ３４を用いて取得されるものに限らない。すなわち、筒内から排出される排気ガスの空燃比は、燃焼温度と高い相関を有している。そこで、例えば、複数の排気ポートから排出されるそれぞれの排気ガスの空燃比を取得するために、空燃比センサ３４により検知される実空燃比に代え、各排気ポートを通過する排気ガスの温度（実排気温度）を排気温度センサ（図示省略）によって検知するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１乃至７においては、内燃機関１０の各気筒に、２つの吸気ポート１６ａ、１６ｂに対して２つの燃料噴射弁３０ａ、３０ｂを備え、かつ、２つの吸気弁２８ａ、２８ｂに近接して配置された２つの排気弁３２ａ、３２ｂと、これら２つの排気弁３２ａ、３２ｂに対応する２つの排気ポート１８ａ、１８ｂを備える構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明における吸気ポート、燃料噴射弁、吸気弁、排気弁および排気ポートの個数は、必ずしも２つに限られるものではなく、３つ以上であってもよい。

１０、６０ 内燃機関
１０ａ シリンダブロック
１２ ピストン
１４ 燃焼室
１６ 吸気通路
１６ａ 第１吸気ポート
１６ｂ 第２吸気ポート
１８、６２ 排気通路
１８ａ、６２ａ 第１排気ポート
１８ｂ、６２ｂ 第２排気ポート
１８ｃ、６２ｃ 合流後排気通路
２０ エアフローメータ
２２ スロットルバルブ
２４ スロットルモーター
２６ スロットル開度センサ
２８ａ 第１吸気弁
２８ｂ 第１吸気弁
３０ａ 第１燃料噴射弁
３０ｂ 第２燃料噴射弁
３２ａ 第１排気弁
３２ｂ 第２排気弁
３４ 空燃比センサ
３６ 吸気可変動弁機構
３８ 排気可変動弁機構
４０ 点火プラグ
４２ 点火コイル
４４ 吸蔵還元型の三元触媒（ＮＯｘ触媒）
４６ クランクシャフト
４８ クランク角センサ
５０ 筒内圧力センサ
５２ 水温センサ
５４ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５６ アクセル開度センサ

また、本発明は、前記第２排気ポートを含めて前記第２排気弁から前記空燃比センサの配置部位までの第２排気経路長が、前記第１排気ポートを含めて前記第１排気弁から前記空燃比センサの配置部位までの第１排気経路長よりも長くなるように構成されているものであってもよい。
これにより、第２排気通路長が第１排気通路長よりも長く形成されていることにより、第２排気弁の開弁後に第２排気ポートを流れる排気ガスが空燃比センサに到達するまでに要する時間を、第１排気弁の開弁後に第１排気ポートを流れる排気ガスが空燃比センサに到達するまでに要する時間よりも長くすることができる。このような構成によって空燃比センサへの排気ガスの到達時間を第１および第２排気ポート間で異ならせることにより、第１空燃比と第２空燃比とをより精度良く区別して取得することが可能となる。

また、本発明における前記内燃機関は、同一気筒内において、前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期とを相対的に変更可能とする可変式の排気動弁機構を更に備えるものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含むものであってもよい。そして、前記排気空燃比取得手段は、前記排気動弁機構によって前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期とが相対的に変更されている場合において、前記第１および第２排気弁のうちの先に開弁する方の前記第１または第２排気弁のみが開弁している期間中に前記第１または第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第１または第２空燃比として取得し、その後の排気行程において後から開弁する方の前記第２または第１排気弁が開弁している期間中に前記第２または第１排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２または第１空燃比として取得する手段であってもよい。そして、前記内燃機関の制御装置は、前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期との相対的な早遅を定期的に逆転させる排気弁開き時期入替制御を実行する排気弁開き時期入替制御手段を更に備えるものであってもよい。
ピストンが筒内を上昇する際には、シリンダ壁面に付着しているオイルがピストンによって掻き上げられる。掻き上げられるオイル中には燃料が含まれている。このため、排気行程の後半では、オイルの掻き上げに起因して、筒内から排出される排気ガス中のＨＣ濃度が高くなる。従って、第１排気弁の開き時期と第２排気弁の開き時期との相対的な早遅を定期的に逆転させる排気弁開き時期入替制御を実行することにより、第１排気弁（もしくは第２排気弁）が先に開弁した時の空燃比の値（すなわち、オイルの掻き上げの影響を受けない（もしくは受けにくい）時の値）を用いて、第１排気弁（もしくは第２排気弁）が後から開弁する際の空燃比の値から上記ズレを校正することが可能となる。これにより、第１および第２空燃比の計測精度をより向上させることができる。

また、本発明における前記排気動弁機構は、可変式であって、前記内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の冷間時に、前記第１排気弁および前記第２排気弁のうちの何れか一方のみが開弁するように前記排気動弁機構を制御する冷間時排気弁制御手段を更に備えるものであってもよい。
これにより、冷間時に使用される排気ポートの表面積を減少させることによって、排気ポート壁面への熱伝達による排気ガス温度の低下を軽減し、空燃比センサの急速暖機（早期活性化）が可能となる。

Claims (11)

1. 同一気筒に対して備えられ、互いに独立している複数の吸気ポートと、
   前記複数の吸気ポートをそれぞれ開閉する複数の吸気弁と、
   前記複数の吸気ポートに対してそれぞれ備えられ、前記複数の吸気ポートに向けて燃料をそれぞれ噴射可能な複数の燃料噴射弁と、
   前記複数の吸気弁に近接してそれぞれ配置された複数の排気弁と、
   前記複数の排気弁によりそれぞれ開閉される複数の排気ポートと、
   前記複数の排気ポートから排出される排気ガスの空燃比を個別に取得する排気空燃比取得手段と、
   前記排気空燃比取得手段により個別に取得された前記複数の排気ポートからのそれぞれの排気ガスの空燃比に基づいて、前記複数の排気ポートからのそれぞれの排気ガスの空燃比が次サイクルにおいて所定の目標空燃比となるように、前記排気空燃比取得手段により個別に取得された前記それぞれの排気ガスの空燃比に対応する排気ポートに近接する吸気ポートに向けて次サイクルに噴射される燃料噴射量を制御する燃料噴射制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記複数の吸気ポートは、第１および第２吸気ポートであって、
   前記複数の吸気弁は、前記第１および第２吸気ポートをそれぞれ開閉する第１および第２吸気弁であって、
   前記複数の燃料噴射弁は、前記第１および第２吸気ポートに対してそれぞれ備えられた第１および第２燃料噴射弁であって、
   前記複数の排気弁は、前記第１吸気弁に近接して配置された第１排気弁と、前記第２吸気弁に近接して配置された第２排気弁であって、
   前記複数の排気ポートは、前記第１および第２排気弁によりそれぞれ開閉される第１および第２排気ポートであって、
   前記排気空燃比取得手段は、前記第１および第２排気ポートから排出される排気ガスの第１および第２空燃比を個別に取得する手段であって、
   前記燃料噴射制御手段は、取得された前記第１および第２空燃比のうちの少なくとも一方が前記目標空燃比に対してリーンである場合には、前記リーンである前記第１および第２空燃比のうちの少なくとも一方に対応する前記第１および第２燃料噴射弁のうちの少なくとも一方による次サイクルの燃料噴射量を減少させることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関は、同一気筒内において、前記第１排気弁の開き時期よりも前記第２排気弁の開き時期が遅角するように設定され、または、同一気筒内において、前記第１排気弁の開き時期よりも前記第２排気弁の開き時期が遅角するように前記内燃機関の運転中に前記第１および第２排気弁の開き時期を相対的に変更可能とする排気動弁機構を更に備え、
   前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含み、
   前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気弁のみが開弁している期間中に前記第１排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第１空燃比として取得し、その後の排気行程において前記第２排気弁の開弁期間中に前記第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２空燃比として取得することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関は、
   同一気筒内において、前記第１排気弁が前記第２排気弁よりも先に開き、その後、前記第１排気弁の閉じ時期と同時もしくは当該第１排気弁の閉じ時期の前後の所定期間中に前記第２排気弁が開くように設定され、または、同一気筒内において、前記第１排気弁が前記第２排気弁よりも先に開き、その後、前記第１排気弁の閉じ時期と同時もしくは当該第１排気弁の閉じ時期の近傍の所定期間中に前記第２排気弁が開くように前記内燃機関の運転中に前記第１および第２排気弁の開弁特性を変更可能とする排気動弁機構と、
   筒内の混合気に点火するための点火装置と、
   を更に備え、
   前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含み、
   前記排気空燃比取得手段は、前記第２排気弁のみが開弁している期間中に前記第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２空燃比として取得する手段であって、
   前記内燃機関の制御装置は、前記排気空燃比取得手段によって取得された前記第２空燃比が所定の判定値よりもリッチである場合に、次サイクルの点火時期を進角させる点火時期制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関は、
   同一気筒内において、前記第１排気弁が前記第２排気弁よりも先に開き、その後、前記第１排気弁の閉じ時期と同時もしくは当該第１排気弁の閉じ時期の前後の所定期間中に前記第２排気弁が開くように設定され、または、同一気筒内において、前記第１排気弁が前記第２排気弁よりも先に開き、その後、前記第１排気弁の閉じ時期と同時もしくは当該第１排気弁の閉じ時期の近傍の所定期間中に前記第２排気弁が開くように前記内燃機関の運転中に前記第１および第２排気弁の開弁特性を変更可能とする排気動弁機構と、
   筒内の混合気に点火するための点火装置と、
   を更に備え、
   前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含み、
   前記排気空燃比取得手段は、前記第２排気弁のみが開弁している期間中に前記第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２空燃比として取得する手段であって、
   前記内燃機関の制御装置は、前記排気空燃比取得手段によって取得された前記第２空燃比に応じて、次サイクルにおいて前記点火装置が発生する点火エネルギーを調整する第１点火エネルギー調整手段を更に備えることを特徴とする請求項２または４記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記内燃機関の制御装置は、
   前記内燃機関の筒内圧力を取得する筒内圧力取得手段と、
   前記筒内圧力取得手段により取得された筒内圧力が最大値を示す際のクランク角度に応じて、次サイクルにおいて前記点火装置が発生する点火エネルギーを調整する第２点火エネルギー調整手段と、
   を更に備えることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記第２排気ポートを含めて前記第２排気弁から前記空燃比センサの前記配置部位までの第２排気経路長が、前記第１排気ポートを含めて前記第１排気弁から前記空燃比センサの配置部位までの第１排気経路長よりも長くなるように構成されていることを特徴とする請求項３乃至６の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記内燃機関は、同一気筒内において、前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期とを相対的に変更可能とする排気可変動弁機構を更に備え、
   前記排気空燃比取得手段は、前記第１排気ポートからの排気ガスと前記第２排気ポートからの排気ガスとが合流した後の合流後排気通路を流れる排気ガスの空燃比を検知する空燃比センサを含み、
   前記排気空燃比取得手段は、前記排気可変動弁機構によって前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期とが相対的に変更されている場合において、前記第１および第２排気弁のうちの先に開弁する方の前記第１または第２排気弁のみが開弁している期間中に前記第１または第２排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第１または第２空燃比として取得し、その後の排気行程において後から開弁する方の前記第２または第１排気弁が開弁している期間中に前記第２または第１排気ポートに排出される排気ガスが前記空燃比センサに到達するタイミングにおいて当該空燃比センサによって検知される排気ガスの空燃比を前記第２または第１空燃比として取得する手段であって、
   前記内燃機関の制御装置は、前記第１排気弁の開き時期と前記第２排気弁の開き時期との相対的な早遅を定期的に逆転させる排気弁開き時期入替制御を実行する排気弁開き時期入替制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
9. 前記内燃機関の制御装置は、前記排気弁開き時期入替制御手段を用いて軽負荷運転時に前記排気弁開き時期入替制御を実行させた際に、前記第１および第２空燃比のうちの何れか一方が所定の判定値に対してリーンな値を示す場合には、当該リーンな値を示す前記第１および第２空燃比のうちの少なくとも一方に対応する前記第１および第２燃料噴射弁のうちの少なくとも一方による燃料噴射量を増やす燃料増量実行手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の制御装置。
10. 前記内燃機関は、吸蔵還元型のＮＯｘ触媒を更に備え、
    前記内燃機関の制御装置は、前記排気空燃比取得手段によりサイクル毎に取得される前記第１空燃比と前記第２空燃比との空燃比偏差の積算値が所定の判定値に達した場合に、前記第１および第２燃料噴射弁のうちの少なくとも一方を用いて次サイクルにリッチスパイク制御を実行するリッチスパイク制御実行手段を更に備えることを特徴とする請求項３、７、８または９記載の内燃機関の制御装置。
11. 前記内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の冷間時に、前記第１排気弁および前記第２排気弁のうちの何れか一方のみが開弁するように前記排気可変動弁機構を制御する冷間時排気弁制御手段を更に備えることを特徴とする請求項３乃至６、８、９の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。

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