WO2006075531A1 - 吸入空気量ばらつき検出装置 - Google Patents

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WO2006075531A1
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Yukihiro Nakasaka
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a detection device that detects variation in intake air amount between cylinders in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and more specifically, a variable valve that can change the working angle and lift amount of an intake valve.
  • the present invention relates to a detection device suitable for use in an internal combustion engine including the device.
  • an internal combustion engine equipped with a variable valve device that can variably control the operating angle and lift amount of an intake valve is known.
  • the intake air amount can be controlled by the working angle and lift amount without using the throttle valve. In this case, it is possible to reduce the force that the negative pressure is not generated in the intake pipe and the bombing loss of the internal combustion engine.
  • the intake air amount is determined by the operating angle and the lift amount. Therefore, if the operating angle and the lift amount vary among the cylinders, this is the intake air amount between the cylinders. Will cause variation.
  • the effect of variation in operating angle and lift amount on the variation in intake air amount is particularly noticeable at small working angles where the intake air amount is small and small lifts. Torque fluctuations and exhaust emission deterioration. For this reason, in an internal combustion engine equipped with a variable valve system, it is required to detect variations in the intake air amount between the cylinders and adjust the operating angle and lift amount of each cylinder so that the variation is within an allowable range. .
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2831483
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-299084
  • Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-176689
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 5-156979
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an intake air amount variation detection device capable of accurately detecting an intake air amount variation between cylinders. aimed to.
  • a first invention is an apparatus for detecting a variation in intake air amount between cylinders in an internal combustion engine having a plurality of cylinders.
  • Injection amount control means for changing the fuel injection amount to either the increase side or the decrease side during the stoichiometric operation
  • Output means for outputting, as an index value indicating the degree of variation in the intake air amount between the cylinders, the variation range of the torque or the rotational speed obtained by the computing means;
  • determining means for determining that the variation in the intake air amount between the cylinders exceeds a permissible level when the change width exceeds the reference value.
  • the amount of change and a predetermined reference value when the fuel injection amount is changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the decreasing side by the injection amount control means are compared;
  • determining means for determining that the variation in the intake air amount between the cylinders exceeds a permissible level when the change width is smaller than the reference value.
  • a fourth invention is the invention according to any one of the first to third inventions, wherein the injection amount control means sets the fuel injection amount to a predetermined amount increase side or a predetermined amount decrease from the injection amount during the stoichiometric operation. Is configured to change periodically to the side,
  • the calculation means is configured to extract a fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency of the fuel injection amount from a change in torque or rotation speed, and to obtain the amplitude of the extracted fluctuation component as the change width. It is characterized by that.
  • a fifth invention is an apparatus for detecting variation in intake air amount between cylinders in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, in order to achieve the above object.
  • An injection amount control means for changing the fuel injection amount of a specific cylinder among the plurality of cylinders to either the increase side or the decrease side during the stoichiometric operation;
  • And output means for outputting, as an index value indicating the degree of deviation of the intake air amount in the specific cylinder, the output width of the torque or rotation speed obtained by the calculating means.
  • a comparison means for comparing with a reference value when the fuel injection amount of the specific cylinder is changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the increasing side by the injection amount control means, A comparison means for comparing with a reference value;
  • It is characterized by comprising determination means for determining that the deviation of the intake air amount in the specific cylinder to the excessive side exceeds the allowable level when the change width exceeds the reference value.
  • the change amount when the fuel injection amount of the specific cylinder is changed from the injection amount at the time of the stoichiometric operation to a decreasing side by the injection amount control means and a predetermined amount A comparison means for comparing with a reference value
  • the amount of intake air in the specific cylinder It is characterized by comprising determination means for determining that the deviation to the short side exceeds the allowable level.
  • An eighth invention is the invention according to any one of the fifth to seventh inventions, wherein the injection amount control means moves the fuel injection amount of the specific cylinder from the injection amount during the stoichiometric operation to a predetermined amount increasing side. Or it is configured to change periodically to a predetermined amount decreasing side,
  • the calculation means extracts a fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency of the fuel injection amount of the specific cylinder from a change in torque or rotation speed, and obtains the amplitude of the extracted fluctuation component as the fluctuation width. It is structured and is characterized by that.
  • a ninth invention is an apparatus for detecting a variation in intake air amount between cylinders in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, in order to achieve the above object.
  • An injection amount control means for changing the fuel injection amount from the injection amount during the stoichiometric operation to either the increase side or the decrease side;
  • Output means for outputting the torque or the amount of each cylinder obtained by the computing means or the variation in the rotation speed as an index value indicating the degree of deviation of the intake air amount in each cylinder.
  • the range of change and the predetermined reference value when the fuel injection amount is changed to the injection amount force increasing side during the stoichiometric operation by the injection amount control means are compared.
  • a determination unit that determines that the deviation of the intake air amount in the cylinder to the excessive side exceeds an allowable level.
  • determining means for determining that the shift of the intake air amount to the shortage side in the cylinder exceeds an allowable level when the change width is less than the reference value. ing.
  • the injection amount control means sets the fuel injection amount to a predetermined amount increasing side from the injection amount during the stoichiometric operation or to a predetermined amount. It is configured to change periodically to the decreasing side,
  • the calculation means extracts a fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency of the torque or rotational speed variation force fuel injection amount sampled for each cylinder, and obtains the amplitude of the extracted fluctuation component as the variation width in each cylinder. It is characterized by being configured.
  • a thirteenth invention is an apparatus for detecting a variation in intake air amount between cylinders in an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
  • First injection amount control means for changing a fuel injection amount of a specific cylinder among the plurality of cylinders to an injection amount force increasing side during stoichiometric operation
  • First calculating means for obtaining a change width of torque or rotation speed when the fuel injection amount of the specific cylinder is changed by the first injection amount control means;
  • a second injection amount control means When the torque or the rotational speed change obtained by the first calculating means does not exceed a predetermined reference value, the fuel injection amount of the specific cylinder is changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the decreasing side.
  • Second computing means for obtaining a change width of torque or rotational speed when the fuel injection amount of the specific cylinder is changed by the second injection amount control means;
  • the variation in the torque or the rotational speed obtained by the first computing means and the variation in the torque or the rotational speed obtained by the second computing means are used as the deviation of the intake air amount in the specific cylinder.
  • the fourteenth invention is the four inventions according to any of the fourth, eighth and twelfth inventions, wherein the injection amount control means cycles the fuel injection amount at a frequency outside the frequency band that can be felt by humans. It is characterized by changing it automatically.
  • the variation in the intake air amount between the cylinders is replaced with the variation in the operating angle of the intake valve and / or the lift amount between the cylinders. It is characterized by having a conversion means for calculating.
  • the torque or rotational speed variation width when the fuel injection amount is changed is output as an index value indicating the degree of variation in the intake air amount between the cylinders. The amount variation can be accurately detected.
  • the torque changes in the cylinder where the intake air amount is deviated to the appropriate or insufficient side.
  • the variation in the intake air amount between the cylinders can be determined by comparing the change range of the torque or the rotational speed with the predetermined reference value when the fuel injection amount is changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the increasing side. It is possible to accurately determine whether an acceptable level is exceeded.
  • the amount of intake air between the cylinders can be determined by comparing the predetermined amount of fuel or the amount of fuel injected during the stoichiometric operation, or the change in torque or rotational speed when the fuel injection amount is reduced. It is possible to accurately determine whether or not the variation exceeds the allowable level.
  • the fuel injection amount is periodically changed from the injection amount at the time of the stoichiometric operation, and a fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency is extracted from a change in the torque or the rotational speed.
  • the range of change in the torque or the rotational speed when the fuel injection amount of the specific cylinder is changed is output as an index value indicating the degree of deviation of the intake air amount in the specific cylinder. Therefore, it is possible to accurately detect the deviation of the intake air amount in the specific cylinder. Can do. Then, by detecting the difference in intake air amount for all cylinders, it is possible to accurately detect the variation in intake air amount between the cylinders. Further, according to the present invention, since the fuel injection amount of a specific cylinder among the plurality of cylinders is changed, the change in the fuel injection amount as a whole can be reduced, and fluctuations in torque and air-fuel ratio can be suppressed. .
  • the intake air amount of the specific cylinder shifts to an appropriate or insufficient side. Torque does not vary, but the intake air amount deviates to the excessive side, and torque varies depending on the degree of deviation. Therefore, by comparing the amount of fuel injection in a specific cylinder with the injection amount force at the time of stoichiometric operation, or the range of change in torque or rotational speed when increasing, the specified reference value is compared. It is possible to accurately determine whether or not the displacement of the intake air amount in the cylinder exceeds the allowable level.
  • the intake air amount of the specific cylinder is appropriate or excessive.
  • the intake air amount is deviated to the shortage side, the fluctuation of the tonoleque becomes smaller depending on the degree of deviation. Therefore, by comparing the fuel injection amount in a specific cylinder with the predetermined amount of the torque or the rotation speed when the injection amount force during the stoichiometric operation is changed to the decreasing side, the specific cylinder is compared. It is possible to accurately determine whether or not the intake air amount shifts to the insufficient side exceeds the allowable level.
  • the fuel injection amount of the specific cylinder is periodically changed from the injection amount at the time of the stoichiometric operation, and the fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency is changed in the torque or the rotational speed.
  • the variation range of the torque or the rotational speed when the fuel injection amount is changed is obtained for each cylinder, and this is an index value indicating the degree of deviation of the intake air amount in each cylinder. Because it is output as, it is necessary to accurately detect the difference in intake air amount in each cylinder. Can do. Then, by detecting the difference in the intake air amount in each cylinder, it is possible to accurately detect the variation in the intake air amount between the cylinders. In addition, according to the present invention, it is possible to detect a deviation in the intake air amount in each cylinder in a shorter time than when changing the fuel injection amount for each cylinder.
  • the tenth aspect of the invention by changing the fuel injection amount from the injection amount at the time of the stoichiometric operation to the increasing side, the fluctuation of the torque occurs in the cylinder in which the intake air amount is deviated to the proper or insufficient side.
  • the torque varies depending on the degree of deviation. Therefore, the amount of change in the torque or rotation speed when the fuel injection amount is changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the increasing side is determined for each cylinder and compared with a predetermined reference value. It is possible to accurately determine for each cylinder whether or not the deviation to the side exceeds the allowable level.
  • the eleventh invention by changing the fuel injection amount from the injection amount at the time of the stoichiometric operation to the decreasing side, a constant torque is provided in the cylinder in which the intake air amount is deviated to the proper or excessive side. While fluctuation occurs, in the cylinder where the intake air amount is deviated to the short side, the torque fluctuation force becomes smaller depending on the degree of deviation. Therefore, when the fuel injection amount is changed to the injection force reduction side during the stoichiometric operation, the torque fluctuation range is calculated for each cylinder and compared with the specified reference value. It is possible to accurately determine for each cylinder whether or not the deviation to the level exceeds the allowable level.
  • the fuel injection amount is periodically changed from the injection amount at the time of the stoichiometric operation, and the fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency is sampled for each cylinder or the rotational speed.
  • the fuel injection amount in the specific cylinder is changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the increasing side, and the range of change in the torque or the rotational speed at that time is in the specific cylinder. It is output as an index value indicating the degree of deviation of the intake air amount.
  • the change width does not exceed the reference value
  • the fuel injection amount in the specific cylinder is changed from the injection amount at the time of the stoichiometric operation to the decreasing side, and the change width of the torque or the rotational speed at that time also corresponds to the special change. It is output as an index value indicating the degree of deviation of the intake air amount in the fixed cylinder. Accordingly, misalignment of the intake air amount in the specific cylinder can be accurately detected while preventing misfire that may occur when the intake air amount in the specific cylinder is shifted to the excessive side.
  • the frequency is outside the frequency band that can be felt by humans. There is an advantage of not feeling uncomfortable if it feels uncomfortable.
  • the variation in the intake air amount between the cylinders is converted into the variation in the working angle and / or lift amount of the intake valve between the cylinders, so that the variation in the intake air amount is corrected. For this reason, there is an advantage that the work for this becomes easy.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an internal combustion engine to which an intake air amount variation detecting device according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the generated torque of the internal combustion engine and the in-cylinder air-fuel ratio.
  • FIG. 3 Changes in the in-cylinder air-fuel ratio, torque, and rotation speed in a cylinder in which the intake air amount is deviated excessively when the fuel injection amount is periodically changed to the increase side during the stoichiometric operation. It is a figure shown about.
  • FIG. 4 Changes in the in-cylinder air-fuel ratio, torque, and rotation speed in a cylinder in which the intake air amount is deviated to the short side when the fuel injection amount is periodically changed to the increase side during the stoichiometric operation. It is a figure shown about a bag.
  • FIG. 5 is a flowchart of a working angle variation detection routine executed in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of filter processing executed in the routine of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a flowchart of a working angle variation detection routine executed in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart of a working angle variation detection routine executed in the third embodiment of the present invention.
  • Fig. 9 Changes in in-cylinder air-fuel ratio, torque, and rotation speed in a cylinder where the intake air amount is deviating to the insufficient side when the fuel injection amount is periodically changed to the injection amount force decreasing side during stoichiometric operation It is a figure shown about.
  • FIG. 10 When the fuel injection amount is periodically changed to the injection amount force decreasing side during the stoichiometric operation, the intake air amount is shifted to the excessive side, and the cylinder air-fuel ratio, torque, and rotation speed are reduced.
  • FIG. 11 is a flowchart of a working angle variation detection routine executed in the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an internal combustion engine to which an intake air amount variation detecting device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the internal combustion engine 2 according to the present embodiment is configured as an in-line four-cylinder engine having four cylinders # 1 to # 4.
  • the internal combustion engine 2 has an intake passage 4 for introducing air and an exhaust passage 6 for discharging combustion gas.
  • An air cleaner 20 is provided at the upstream end of the intake passage 4, and an air flow meter 32 for measuring an intake air amount (inflow amount of air per hour) is disposed immediately downstream of the air cleaner 20.
  • the downstream end of the intake passage 4 and the upstream end of the exhaust passage 6 are connected to the combustion chambers 10 of the cylinders # 1 to # 4, respectively.
  • An indicator 18 is attached to each of the cylinders # 1 to # 4 in the downstream portion of the intake passage 4.
  • An intake valve 12 for controlling the communication state is provided at a connection portion between the combustion chamber 10 and the intake passage 4.
  • An exhaust valve 14 for controlling the communication state is provided at a connection portion between the combustion chamber 10 and the exhaust passage 6.
  • the intake valve 12 and the exhaust valve 14 both open and close in response to input of driving force from a camshaft (not shown).
  • the intake valve 12 is provided with a variable valve gear 16 for each of the cylinders # 1 to # 4, which can variably control the operating angle and lift amount of the intake valve 12.
  • Each variable valve device 16 is connected by a common control shaft 24. By rotating the control shaft 24 with an actuator (for example, a motor) 22, all the variable valve devices 16 are operated. It is designed to be physically driven.
  • this internal combustion engine 2 by operating the actuator 22 according to the operation of the accelerator pedal (not shown) and driving the variable valve device 16 to variably control the operating angle and the lift amount of the intake valve 12, The amount of intake air can be controlled without using a throttle valve.
  • a force S can be configured as follows.
  • a swing arm is provided between the camshaft and the intake valve 12 to swing in synchronization with the cam operation.
  • the swing arm is assembled to the internal combustion engine 2 with a degree of freedom so that the basic relative angle with respect to the intake valve 12 can be changed as the control shaft 24 rotates.
  • the reference relative angle between the swing arm and the intake valve 12 changes.
  • this relative angle changes after the cam pressing force starts to be transmitted to the swing arm, that is, after the swing arm starts to swing due to the action of the cam, the period until the swing arm actually starts to push down the intake valve 12 Changes. Therefore, according to the above configuration, the operating angle of the intake valve 12 and the lift amount can be changed by controlling the rotational position of the control shaft 24 with the actuator 22.
  • the internal combustion engine 2 includes an ECU (Electronic Control Unit) 30 as a control device thereof.
  • ECU Electronic Control Unit
  • Various devices such as the above-described injector 18 and variable valve operating device 16 are connected to the output side of the ECU 30.
  • various sensors such as a crank angle sensor 34 are connected to the input side of the ECU 30.
  • the crank angle sensor 34 is a sensor that outputs a signal every time the crankshaft 28 rotates by a certain angle.
  • the ECU 30 drives each device according to a predetermined control program based on the output of each sensor, and functions as the intake air amount variation detection device of the present invention.
  • FIG. 2 shows the relationship between the torque generated by the internal combustion engine and the air-fuel ratio (A / F) in the cylinder.
  • a / F air-fuel ratio
  • the torque changes greatly according to the air-fuel ratio, and the tonlek decreases as the air-fuel ratio becomes leaner. That is, the sensitivity of the torque to the air / fuel ratio is great. This is because all the supplied fuel burns and the torque is determined by the amount of fuel burned.
  • the difference in the intake air amount between the cylinders is detected by utilizing such a difference in sensitivity of Tonerec with respect to the air-fuel ratio.
  • 3 and 4 show changes in the in-cylinder air-fuel ratio, torque, and rotation speed when the fuel injection amount is periodically changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the increasing side in the idle state. I'm going.
  • the air-fuel ratio in the entire internal combustion engine is stoichiometric.
  • the operating angle and lift amount of the intake valve 12 vary among cylinders. There are cylinders where the intake air amount is more than the standard amount and cylinders where the intake air amount is less than the standard amount. In the former cylinder, the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric, In the latter cylinder, the air-fuel ratio is richer than the stoichiometry.
  • the in-cylinder air-fuel ratio when the fuel injection amount is changed as described above, the in-cylinder air-fuel ratio, torque, and rotational speed are as shown in FIG. To change.
  • the in-cylinder air-fuel ratio periodically changes between the lean side and the rich side through the stoichiometry.
  • the sensitivity of Tonolek to the air-fuel ratio when the in-cylinder air-fuel ratio force is on the high-side is high, whereas the sensitivity of Tonolek to the air-fuel ratio is low when the in-cylinder air-fuel ratio is on the rich side.
  • the torque is substantially constant when the in-cylinder air-fuel ratio force S is on the rich side, and when it is on the in-cylinder air-fuel ratio force lean side, the torque decreases according to the degree of lean.
  • the torque of the lean cylinder changes at the same cycle as the change in the cylinder air-fuel ratio.
  • the rotational speed changes according to the torque, so the rotational speed also shows the same change as that of Tonnolec.
  • the vibration amplitude ⁇ of Tonlek and the vibration amplitude A Ne of the rotation speed shown in Fig. 3 increase as the in-cylinder air-fuel ratio during the stoichiometric operation greatly deviates toward the stoichiometric force.
  • the in-cylinder air-fuel ratio changes periodically in the region richer than the stoichiometric range.
  • the in-cylinder air-fuel ratio force is on the rich side, the sensitivity of the torque to the air-fuel ratio is small, so in the rich cylinder, the torque is substantially constant regardless of the change in the in-cylinder air-fuel ratio.
  • the rotational speed is substantially constant as in Tonerek.
  • the greater the degree of deviation of the intake air amount in the lean cylinder toward the excess side the greater the vibration amplitude of torque rotation. If the degree of deviation of the intake air amount in the lean cylinder to the excessive side is large, it can be said that the degree of deviation of the intake air amount in the rich cylinder to the insufficient side is large. That is, it can be said that the variation in the intake air amount between the cylinders is large. Therefore, by monitoring the change in torque or rotation speed and measuring the vibration amplitude, it is possible to accurately grasp the degree of variation in the intake air amount between the cylinders.
  • FIG. 5 shows a routine executed by the ECU 30.
  • this routine variations in the working angle and lift amount of the intake valve 12 are detected based on the basic concept described above, and it is determined whether the working angle and lift amount need to be corrected based on the results. Done.
  • the detection mode for detecting the variation in the working angle and the lift amount (hereinafter simply referred to as the working angle) has been selected as the control mode of the internal combustion engine 2. Determined.
  • the detection mode is automatically selected at regular intervals during driving of the vehicle. It can also be selected as one of the diagnostic modes when the internal combustion engine 2 is commissioned or maintained.
  • the variable valve gear 16 of each cylinder is operated by a command signal from the ECU 30 to the actuator 22, and the intake valve 12 of each cylinder has a predetermined operating angle.
  • a small working angle is set.
  • the lift amount of the intake valve 12 is changed to a small lift amount in conjunction with the operating angle.
  • the reason for setting the intake valve 12 to a small operating angle in this way is that the smaller the operating angle, the greater the effect that the operating angle variation has on the intake air amount variation. In other words, it is easy to detect variations in the working angle.
  • the intake valve 12 set to a small operating angle the idling operation of the internal combustion engine 2 is performed (step 102).
  • the fuel injection amount from the injector 18 is periodically changed to the injection amount force increasing side during the stoichiometric operation.
  • This variation operation of the fuel injection amount is performed uniformly for all cylinders except for a specific cylinder.
  • the fluctuation frequency of the fuel injection amount is set to exclude the frequency range force that is easy for humans to detect. This is because when the detection mode is executed while the vehicle is in operation, the torque and the rotational speed are This is to prevent fluctuations from being transmitted to the passengers as a sense of incongruity.
  • the rotational speed at that time is then monitored (step 106).
  • the rotational speed of the internal combustion engine 2 (the rotational speed per unit time) can be obtained by processing the crank angle signal from the crank angle sensor 34.
  • the monitored speed is buffered in memory.
  • the buffered rotational speed data is filtered by an FFT or the like, and a fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency of the fuel injection amount is extracted (step). 108).
  • the fluctuation component having the same period as the fluctuation period ⁇ of the fuel injection amount is obtained.
  • step 110 the amplitude of the fluctuation force of the rotational speed detected in step 108 is also measured.
  • the amplitude of the rotational speed when the fuel injection amount is periodically changed from the injection amount force during the stoichiometric operation to the increasing side is related to the amount of variation in the intake air amount between the cylinders.
  • the larger the variation amount the larger the rotation speed amplitude.
  • the variation in the intake air amount between the cylinders becomes larger as the variation in the working angle is larger. In other words, the greater the variation in the operating angle between the cylinders, the greater the amplitude of the rotational speed.
  • the amount of variation in the working angle that occurs between the cylinders is calculated by collating the measured amplitude of the rotational speed with a correspondence table prepared in advance.
  • step 112 it is determined whether or not the operating angle variation calculated in step 110 exceeds a predetermined allowable value.
  • the allowable value is set in consideration of the influence of variations in the intake air amount on torque fluctuations and exhaust emissions, and measurement errors. If the operating angle variation is less than the permissible value, it can be determined that there is no variation in the intake air amount that causes a problem at present. In this case, there is no need to correct the operating angle of the intake valve 12 of each cylinder, so this routine ends without performing special processing.
  • the amount of variation in the operating angle is greater than or equal to the allowable value. In this case, it can be determined that there is a non-negligible variation in the intake air amount between the cylinders. In this case, since the operating angle of the intake valve 12 needs to be corrected, the ECU 30 outputs a signal for notifying the driver and the mechanic that the operating angle varies (step 114). This signal is output until the operating angle of the intake valve 12 is properly corrected and the variation in the intake air amount between the cylinders is eliminated.
  • the “injection amount control means” of the first invention is realized by the execution of the processing of step 104 by the ECU 30, and the execution of the processing of steps 106, 108, and 110 is performed.
  • the “arithmetic means” of the first invention is realized, and the “output means” of the first invention is realized by executing the processing of the above steps 112 and 114.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the intake air amount variation detecting device as the second embodiment of the present invention can be realized by causing the ECU 30 to execute the routine of FIG. 7 instead of the routine of FIG. 5 in the first embodiment. it can.
  • the variation in the intake air amount generated between the cylinders is detected, but it is also detected up to which cylinder the intake air amount is large and which cylinder the intake air amount is small.
  • the deviation of the intake air amount for each cylinder can be detected by controlling the fuel injection amount for each cylinder based on the basic concept described above.
  • the fuel of a certain cylinder When the fuel injection amount is periodically changed to the injection amount force increase side during the stoichiometric operation, if the torque or the rotational speed changes periodically, the intake air amount of the cylinder is shifted to the excessive side. In addition, it can be determined that the larger the amplitude of fluctuation such as the rotational speed, the greater the deviation of the intake air amount toward the excess side. Therefore, by monitoring the change in torque or rotation speed when the fuel injection amount is changed for each cylinder and measuring the vibration amplitude, the degree of deviation of the intake air amount to the excess side can be determined. It becomes possible to grasp every time.
  • the flowchart of FIG. 7 shows a routine executed by the ECU 30 in the present embodiment.
  • a deviation in the working angle and lift amount of the intake valve 12 is detected for each cylinder based on the basic concept described above, and whether or not it is necessary to correct the working angle and the lift amount based on the result. Is determined.
  • step 200 of the routine shown in FIG. 7 it is determined whether or not the current control mode has been selected as a detection mode for detecting variations in operating angle and amount of lift (hereinafter simply referred to as operating angle). . If the detection mode is selected, the process of step 202 is executed. In step 202, the variable valve device 16 of each cylinder is operated by a command signal from the ECU 30 to the actuator 22, and the operating angle of the intake valve 12 of each cylinder is set to a predetermined small operating angle. Then, the idling operation of the internal combustion engine 2 is performed with the intake valve 12 set to a small operating angle.
  • the injection amount at the time of stoichiometric operation is the air-fuel ratio of the entire internal combustion engine, that is, the fuel of the specific cylinder when the fuel injection amount of each cylinder is adjusted so that the average air-fuel ratio of all cylinders becomes stoichiometric. It is the amount of injection.
  • the fluctuating frequency of the fuel injection amount at this time is set so that it is easily perceivable by humans and out of the frequency range.
  • the fuel injection amount of the cylinders other than the specific cylinder is held at the fuel injection amount during the stoichiometric operation.
  • the specific cylinder is set to the first cylinder # 1.
  • the rotational speed at that time is then monitored and buffered in the memory (step 206).
  • the monitoring time of the rotation speed reaches the predetermined time
  • the buffered rotation speed data is filtered by FFT etc.
  • a fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency of the fuel injection amount is extracted (step 208).
  • the amplitude of the fluctuation force of the rotational speed detected in step 208 is also measured.
  • the amplitude of the rotational speed when the fuel injection amount of a specific cylinder is periodically changed from the injection amount during stoichiometric operation to the increase side is the reference value of the intake air amount in that cylinder (the amount of intake air that can realize the stoichiometry) )
  • the reference value of the intake air amount in that cylinder the amount of intake air that can realize the stoichiometry
  • the greater the deviation of the intake air amount to the excess side the greater the amplitude of the rotational speed.
  • the deviation of the intake air amount to the excessive side becomes larger as the deviation amount from the reference value of the working angle in the cylinder to the large working angle side becomes larger.
  • step 210 the deviation of the operating angle generated in the cylinder is calculated by comparing the measured amplitude of the rotational speed with a correspondence table prepared in advance.
  • step 212 it is determined whether or not the operating angle deviation has been detected for all the cylinders.
  • step 216 the specific cylinder for which the fuel injection amount fluctuation operation is performed is changed. Specifically, when the current specific cylinder is the cylinder with cylinder number #n, the specific cylinder is changed to the cylinder with the next cylinder number # n + 1.
  • step 216 the processes of steps 204 to 212 are performed again.
  • step 204 only the fuel injection amount of the specific cylinder set in step 216 is periodically changed from the injection amount force during the stoichiometric operation to the increasing side. The above loop is repeatedly executed until the detection of all cylinders is completed and the condition of step 212 is satisfied.
  • step 214 the amount of variation in operating angle between cylinders is calculated from the amount of deviation in operating angle for each cylinder calculated by executing the above loop. Then, it is determined whether or not the calculated variation amount of the operating angle exceeds a predetermined allowable value. When the amount of variation in the operating angle is less than the allowable value, it is not necessary to correct the operating angle of the intake valve 12 of each cylinder, so this routine ends without performing any special processing.
  • step 214 if the result of determination in step 214 shows that the variation amount of the operating angle is greater than or equal to the allowable value, it is determined that there is a non-negligible variation in the intake air amount between the cylinders. I can refuse.
  • the ECU 30 since there is a force S necessary to correct the operating angle of the intake valve 12 for each cylinder, the ECU 30 outputs a signal for notifying the driver and the mechanic that the operating angle varies (step 218). .
  • This signal includes the amount of deviation of the working angle for each cylinder as information. The signal from the ECU 30 is output until the operating angle of the intake valve 12 is appropriately corrected for each cylinder and the variation in the intake air amount between the cylinders is eliminated.
  • the variation in the intake air amount between the cylinders can be accurately detected as in the first embodiment. It is also possible to detect the amount of displacement of the operating angle for each cylinder, specifically, the amount of displacement to the large operating angle side where the intake air amount deviates more than the reference value. Therefore, according to the present embodiment, when the operating angle (and lift amount) of the intake valve 12 is corrected for each cylinder, the correction amount can be easily grasped, and the variation in the intake air amount between the cylinders can be determined. It can be resolved more quickly.
  • the exhaust emission is reduced by reducing the fluctuation of the exhaust air-fuel ratio.
  • the impact on the can be reduced.
  • the “injection amount control means” is realized by the execution of the processing of steps 204, 212, and 216 performed by the ECU 30, and the steps 206, 208,
  • the “arithmetic means” of the fifth aspect of the invention is realized by executing the process 210, and the “output means” of the fifth aspect of the invention is realized by executing the processes of steps 214 and 218.
  • the intake air amount variation detection device can be realized by causing the ECU 30 to execute the routine of FIG. 8 instead of the routine of FIG. 5 in the first embodiment.
  • the second embodiment only the fuel injection amount of a specific cylinder among a plurality of cylinders is changed to detect a deviation in the intake air amount of the cylinder.
  • combustion occurs sequentially in each cylinder, and the torque and the rotational speed fluctuate under the influence of the combustion state of the cylinder currently in the combustion stroke. Therefore, even when the fuel injection amounts of all the cylinders are similarly changed as in the first embodiment, the change in the torque and the rotational speed in the combustion stroke of each cylinder is monitored for each cylinder.
  • the force S is used to grasp the degree of deviation of the intake air amount for each cylinder by measuring the vibration amplitude.
  • the flowchart of FIG. 8 shows a routine executed by the ECU 30 in the present embodiment.
  • a deviation in the working angle and lift amount of the intake valve 12 is detected for each cylinder based on the basic concept described above, and whether or not it is necessary to correct the working angle and the lift amount based on the result. Is determined.
  • step 300 of the routine shown in FIG. 8 it is determined whether or not the current control mode is selected as a detection mode for detecting variations in the operating angle and the shift amount (hereinafter simply referred to as the operating angle). . If the detection mode is selected, the process of step 302 is executed. In step 302, the variable valve device 16 of each cylinder is operated by a command signal from the ECU 30 to the actuator 22, and the operating angle of the intake valve 12 of each cylinder is set to a predetermined small operating angle. Then, the idling operation of the internal combustion engine 2 is performed with the intake valve 12 set to a small operating angle.
  • the fuel injection amount of all cylinders is periodically changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the increasing side.
  • the fluctuating frequency of the fuel injection amount is detected by humans and is set out of the frequency range.
  • the rotational speed when the fuel injection amount is periodically changed is monitored for each cylinder and buffered in the memory.
  • the monitoring period is set to a period in which the influence of the combustion of each cylinder on the number of revolutions can be distinguished from that of other cylinders, such as during the combustion stroke of each cylinder.
  • the buffered rotational speed data is filtered by an FFT or the like, and a fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency of the fuel injection amount is extracted for each cylinder (step 308 ).
  • the amplitude is measured from the fluctuation in the rotational speed detected in step 308.
  • the rotation amplitude monitored for each cylinder when the fuel injection amount is periodically changed to the increase side during the stoichiometric operation is the reference value of the intake air amount in each cylinder (the amount of intake air that can achieve the stoichiometric amount). ) Force This is related to the amount of deviation to the excess side. The larger the amount of deviation of the intake air amount to the excess side, the larger the amplitude of the rotation speed.
  • the difference in intake air amount is large when the operating angle in the cylinder is shifted toward the large operating angle. It gets bigger.
  • step 310 the amplitude of the rotational speed monitored for each cylinder is collated with a correspondence table prepared in advance to calculate the amount of deviation of the working angle generated in each cylinder.
  • Working angle deviation force Force The amount of variation in working angle between cylinders is calculated.
  • step 312 it is determined whether or not the variation amount of the operating angle calculated in step 310 exceeds a predetermined allowable value.
  • the amount of variation in the operating angle is less than the allowable value, it is not necessary to correct the operating angle of the intake valve 12 of each cylinder, so this routine ends without performing any special processing.
  • step 312 determines whether the operating angle variation is greater than or equal to the allowable value. If the result of determination in step 312 indicates that the operating angle variation is greater than or equal to the allowable value, it is determined that there is a non-negligible variation in intake air amount between the cylinders. Can do.
  • the ECU 30 outputs a signal for notifying the driver and the mechanic that the operating angle varies (step 314). This signal includes the amount of deviation of the working angle for each cylinder as information. The signal from the ECU 30 is output until the operating angle of the intake valve 12 is appropriately corrected for each cylinder and the variation in the intake air amount between the cylinders is eliminated.
  • the “injection amount control means” according to the ninth aspect of the present invention is realized by the execution of the process of step 304 by the ECU 30, and the processes of steps 306, 308, and 310 are executed.
  • the “arithmetic means” according to the ninth aspect of the invention is realized;
  • the “output means” according to the ninth aspect of the invention is realized by executing the processing of steps 312 and 314 described above.
  • the intake air amount variation detection device is the basic idea of the intake air amount variation detection described in FIG. 3 and FIG. Instead, it can be realized by detecting variations in the operating angle and lift amount of the intake valve 12 based on the concept described with reference to FIG. 9 and FIG.
  • FIG. 9 and 10 show changes in the in-cylinder air-fuel ratio, torque, and rotation speed when the fuel injection amount is periodically changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the decreasing side in the idle state.
  • the in-cylinder air-fuel ratio when the fuel injection amount is changed as described above, the in-cylinder air-fuel ratio, torque, and rotational speed are as shown in FIG. To change.
  • the in-cylinder air-fuel ratio periodically changes between the rich side and the lean side through the stoichiometry.
  • the sensitivity of the torque to the air-fuel ratio is small when it is on the cylinder air-fuel ratio switch side, whereas the air-fuel ratio force in the cylinder; Sensitivity to fuel ratio is great.
  • the torque in the rich cylinder, the torque is substantially constant when it is on the in-cylinder air-fuel ratio force latch side, and when the in-cylinder air-fuel ratio is on the lean side, the torque decreases according to the degree of lean.
  • the number of revolutions shows the same change.
  • the torque vibration amplitude ⁇ T and the rotational vibration amplitude ⁇ ⁇ ⁇ shown in Fig. 9 become smaller as the in-cylinder air-fuel ratio during the stoichiometric operation greatly deviates from the stoichiometric side to the rich side.
  • the in-cylinder air-fuel ratio changes periodically in a region leaner than the stoichiometric range. Since the sensitivity of the torque to the air-fuel ratio is high when it is on the in-cylinder air-fuel ratio can side, the torque and the rotational speed change periodically with substantially the same waveform as the in-cylinder air-fuel ratio waveform.
  • the vibration amplitude ⁇ of Tonlek and the vibration amplitude ⁇ Ne of the rotational speed are substantially maximum values, and are substantially constant regardless of how much the in-cylinder air-fuel ratio during stoichiometric operation deviates from the stoic to the lean side. It becomes size.
  • the fuel injection amount periodically changes from the injection amount during the stoichiometric operation to the decreasing side. Then, by monitoring the change of the torque and the rotational speed at that time, it is possible to detect the presence of the cylinder in which the intake air amount is deviated to the insufficient side.
  • the vibration amplitude of the torque and the rotational speed will be smaller than the vibration amplitude when the intake air amount is appropriate in all cylinders.
  • the decrease in the vibration amplitude of the torque and the rotational speed indicates that the intake air amount varies among the cylinders.
  • the greater the degree of deviation of the intake air amount in the rich cylinder toward the shortage side the smaller the vibration amplitude of the torque speed. If the degree of deviation of the intake air amount in the rich cylinder to the short side is large, it can be said that the degree of deviation of the intake air amount in the lean cylinder to the excess side is conversely large. That is, it can be said that the variation in the intake air amount between the cylinders is large. Therefore, by monitoring the change in torque or rotation speed and measuring the vibration amplitude, it is possible to accurately grasp the degree of variation in the intake air amount between the cylinders.
  • a routine for detecting variations in the operating angle and lift amount of the intake valve 12 based on the basic concept described above can be explained by the flowchart of FIG. 5 as in the first embodiment.
  • the first step 100 it is determined whether or not the detection mode is selected, and in the next routine 102, the internal combustion engine 2 is idled with the intake valve 12 of each cylinder set to a small working angle. .
  • the fuel injection amount from the injector 18 is periodically changed from the injection amount at the time of the stoichiometric operation to the decreasing side.
  • the rotation speed at that time is monitored and buffered in the memory (step 106), and the same frequency as the fluctuation frequency of the fuel injection amount is obtained from the data of the buffered rotation speed.
  • the frequency fluctuation component is extracted (step 108).
  • the amplitude is measured from the fluctuation in the rotational speed detected in step 108.
  • the amplitude of the rotational speed when the fuel injection amount is periodically changed from the injection amount at the time of the stoichiometric operation to the decreasing side becomes smaller as the variation amount of the intake air amount between the cylinders becomes larger. Further, the variation in the intake air amount between the cylinders becomes larger as the variation in the working angle increases. That is, the larger the variation in the operating angle between the cylinders, the smaller the amplitude of the rotational speed.
  • the amplitude of the measured rotational speed is collated with a correspondence table prepared in advance to calculate the amount of variation in the working angle that occurs between the cylinders.
  • step 112 it is determined whether or not the variation amount of the operating angle calculated in step 110 exceeds a predetermined allowable value, and the variation amount of the operating angle becomes greater than or equal to the allowable value. If it is, a signal is output to inform that the operating angle varies (step 114). By correcting the operating angle (and lift amount) of the intake valve 12 for each cylinder according to this detection signal, the variation in the intake air amount among the cylinders can be quickly eliminated.
  • the concept of the variation detection of the intake air amount described with reference to Figs. 9 and 10 is the operation of the intake valve 12 according to the second embodiment and the third embodiment.
  • the present invention can also be applied to detection of variations in corners and lift amounts. In that case, as described briefly below, it is possible to detect for each cylinder the amount of deviation from the reference value of the operating angle to the small operating angle side.
  • the fuel injection amount of a specific cylinder is periodically changed to the injection amount force decreasing side during the stoichiometric operation, and the amplitude of the rotational speed at that time is measured. Is done.
  • the measured amplitude of the rotational speed is related to the amount of deviation from the reference value of the intake air amount in the cylinder to the short side, and the larger the amount of deviation to the short side, the smaller the amplitude of the rotational speed.
  • the deviation of the intake air amount toward the short side becomes larger as the deviation amount from the reference value of the working angle in the cylinder to the small working angle side becomes larger.
  • the fuel injection amount of all the cylinders is periodically changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the decreasing side, and the amplitude of the rotational speed at that time is changed for each cylinder. It is measured.
  • the amplitude of the rotational speed measured for each cylinder is related to the amount of deviation from the reference value of the intake air amount in each cylinder to the insufficient side, and the larger the amount of deviation to the insufficient side, the smaller the amplitude of the rotational speed.
  • the deviation of the intake air amount toward the insufficient side becomes larger as the reference value force of the operating angle in the cylinder is larger toward the small operating angle side.
  • Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the intake air amount variation detection device as the fifth embodiment of the present invention can be realized by causing the ECU 30 to execute the routine of FIG. 11 instead of the routine of FIG. 5 in the first embodiment. it can.
  • the amount of deviation from the reference value of the operating angle to the large operating angle can be detected for each cylinder.
  • the concept of the variation detection of the intake air amount described with reference to FIGS. 9 and 10 is applied to the variation detection according to the second and third embodiments.
  • the reference value force of the operating angle can be detected for each cylinder by the shift amount to the small operating angle side. Therefore, when these two methods are combined, even if the operating angle shift is larger than the reference value, it is larger or smaller. This can be detected for each cylinder.
  • the fuel injection amount of a specific cylinder is periodically changed to the injection amount force increasing side during the stoichiometric operation, and then during the stoichiometric operation.
  • the amount of injection is periodically changed to the decreasing side. According to this, even if the operating angle deviation occurring in the special cylinder is a large operating angle side deviation or a small operating angle side deviation with respect to the reference value, the amount of deviation is accurately determined. Can be detected. As a result, when the operating angle (and lift amount) of the intake valve 12 is corrected for each cylinder, the correction amount can be grasped more accurately.
  • the fuel injection amount is periodically changed to the injection amount force increasing side during the stoichiometric operation, and the rotational speed is monitored for each cylinder. Subsequently, the fuel injection amount is periodically changed from the injection amount during the stoichiometric operation to a decreasing side, and the rotational speed is monitored for each cylinder. According to this, it is possible to detect the presence of both the rich cylinder and the lean cylinder, and accurately detect the displacement amount regardless of whether the operating angle shift of each cylinder is the large operating angle side or the small operating angle side. It becomes possible to do.
  • the fuel injection amount should be changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the decreasing side only for the cylinders other than the lean cylinder. That's fine. That is, the lean cylinder may be detected prior to the detection of the rich cylinder, and then the rich cylinder may be detected for each cylinder other than the lean cylinder. According to this, it is possible to accurately detect a rich cylinder that does not need to reduce the change width of the fuel injection amount to the decreasing side.
  • the flowchart in Fig. 11 shows a routine executed by the ECU 30 in the present embodiment.
  • this routine as described above, first, a shift of the intake air amount to the excess side is detected for each cylinder, and then, for the cylinders other than the lean cylinder where the intake air amount is shifted to the excess side, the intake air amount is increased. A shift to the shortage side of the amount is detected for each cylinder. Based on the result, it is determined whether or not the working angle and the lift amount need to be corrected.
  • step 400 of the routine shown in Fig. 11 whether or not the current control mode has been selected as a detection mode for detecting variations in the operating angle and lift amount (hereinafter simply referred to as operating angle and rebound). Determined. If the detection mode is selected, the process of step 402 is executed. In step 402, the variable valve gear 16 of each cylinder is operated by a command signal to the ECU 30 force actuator 22, and the operating angle of the intake valve 12 of each cylinder is set to a predetermined small working angle. Then, the idling operation of the internal combustion engine 2 is performed with the intake valve 12 set to a small operating angle.
  • This counter n is fuel This represents the cylinder number of a specific cylinder whose injection amount is periodically changed.
  • the change in the intake air amount is monitored by monitoring the change in the torque or the rotational speed when the fuel injection amount is changed for each cylinder and measuring the vibration amplitude. Use a method to determine the degree of each cylinder.
  • Step 406 only the fuel injection amount of the specific cylinder (nth cylinder) is periodically changed to the injection amount force increasing side during the stoichiometric operation. Then, the change in the torque or the rotational speed at that time is monitored, and the amount of deviation of the working angle generated in the specific cylinder toward the large working angle is calculated based on the vibration amplitude. Note that the detailed contents of the processing executed in step 406 are the same as the processing described in steps 204 to 210 in the routine of FIG.
  • step 408 it is determined whether or not a shift of the operating angle toward the large operating angle is detected for all the cylinders. If undetected cylinders remain, the routine proceeds to step 410, and the specific cylinder on which the fuel injection amount variation operation is performed is changed from the nth cylinder to the n + 1th cylinder. After the process of step 408, the process of step 406 is performed again. In step 406, only the fuel injection amount of the specific cylinder set in step 410 is periodically changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the increasing side. The above loop is repeatedly executed until the detection of all cylinders is completed and the condition of step 408 is satisfied.
  • step 414 whether or not the current specific cylinder (first cylinder) is a lean cylinder in which the intake air amount is deviated excessively, in other words, a working angle large cylinder in which the working angle is deviated to the large working angle side. Is determined. Whether or not the first cylinder is a lean cylinder is determined based on the detection result in step 406. If the result of determination is that the first cylinder is a lean cylinder, the routine proceeds to step 420, where the specific cylinder is changed from the first cylinder to the second cylinder. After the change of the specific cylinder, the determination in step 414 is performed again, and it is determined whether or not the newly set specific cylinder is a lean cylinder.
  • step 416 As a result of the determination in step 414, the process in step 416 is executed only when the specific cylinder (nth cylinder) is not a lean cylinder.
  • step 416 only the fuel injection amount of the specific cylinder is periodically changed from the injection amount during the stoichiometric operation to the decreasing side. And then the tor The change in the rotational speed is monitored, and the vibration amplitude is collated with a corresponding table prepared in advance to shift the working angle generated in the specific cylinder to the smaller working angle side. A quantity is calculated.
  • step 416 it is determined whether or not a shift of the operating angle to the small operating angle side has been detected for all the cylinders other than the lean cylinder. If an undetected cylinder remains, the process proceeds to step 420, and the specific cylinder on which the fuel injection amount changing operation is performed is changed to the cylinder of the next cylinder number. After step 420, it is determined in step 414 whether the current specific cylinder is a lean cylinder. If the result of determination is that the cylinder is a specific cylinder power lean cylinder, the routine returns to step 420, and the specific cylinder is further changed to the cylinder of the next cylinder number.
  • step 416 is executed only when it is not determined that the specific cylinder can cylinder is reset at step 420.
  • the above loop is repeatedly executed until the detection of all cylinders other than the lean cylinder is completed and the condition of step 418 is satisfied.
  • step 422 the determination of step 422 is performed.
  • step 422 the amount of deviation of the working angle calculated for each cylinder by the execution of the loop of steps 406, 408, and 410 to the large working angle side.
  • the amount of variation in the operating angle between the cylinders is calculated from the amount of shift of the operating angle calculated for each cylinder to the small operating angle side by executing the step. Then, it is determined whether or not the calculated variation amount of the operating angle exceeds a predetermined allowable value. When the amount of variation in the operating angle is less than the allowable value, it is not necessary to correct the operating angle of the intake valve 12 of each cylinder, so this routine ends without performing any special processing.
  • step 422 determines whether the variation amount of the operating angle is greater than or equal to the allowable value. If the result of determination in step 422 shows that the variation amount of the operating angle is greater than or equal to the allowable value, it is determined that there is a non-negligible variation in intake air amount between the cylinders. Can do. In this case, it is necessary to correct the operating angle of the intake valve 12 for each cylinder; therefore, the ECU 30 outputs a signal for notifying the driver and the mechanic that the operating angle varies (step 424). . This signal includes the amount of deviation of the working angle for each cylinder as information. The signal from the ECU 30 is output until the operating angle of the intake valve 12 is appropriately corrected for each cylinder and the variation in the intake air amount between the cylinders is eliminated.
  • the amount of deviation of the working angle in the lean cylinder toward the large working angle is calculated.
  • the “first injection amount control means” and the “first calculation means” according to the thirteenth aspect of the present invention are realized by the execution of the processing of step 406 by the ECU 30. Yes. Further, the “second injection amount control means” and the “second calculation means” according to the thirteenth aspect of the present invention are realized by the execution of the processing of steps 414 and 416 by the ECU 30. Further, the “output means” of the thirteenth aspect of the present invention is realized by the execution of the processing of steps 422 and 424 by the ECU 30.
  • the force detection mode in which the detection mode is executed during the idling operation of the internal combustion engine 2 can be executed during the partial load operation.
  • the generated torque of the internal combustion engine 2 can be obtained by a known method such as calculation from the combustion pressure or the angular speed of the crankshaft 28.
  • the execution of the detection mode is not limited to a substantially constant steady state torque, it can be force s run even transient state torque is changed, Ru. This is because if the filtering process using FFT or the like is performed as described above, it is possible to extract a fluctuation component having the same frequency as the fluctuation frequency of the fuel injection amount.
  • the fuel injection amount is periodically changed from the injection amount at the time of the stoichiometric operation to the increase side or the decrease side, but is only temporarily changed to the increase side or the decrease side. Moyore. In this case as well, changes in the intake air amount between cylinders appear in the torque and rotation speed of the internal combustion engine. Variations in the amount of air can be detected.
  • the present invention is applied to an internal combustion engine provided with the variable valve device 16 in the intake valve 12, but is also applied to an internal combustion engine not provided with the variable valve device 16. You can. Even in such an internal combustion engine, by applying the present invention, it is possible to detect the variation in the intake air amount between the cylinders due to the assembly error of the intake valve 12, and the assembly of the intake valve 12 according to the detection result. By correcting for each cylinder, it is possible to quickly eliminate the variation in the intake air amount between the cylinders. Further, in the case of an internal combustion engine having an intake control valve in each cylinder, it is possible to detect a variation in the opening of the intake control valve by detecting a variation in the intake air amount according to the present invention.

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Abstract

複数の気筒を有する内燃機関において気筒間の吸入空気量のばらつきを検出する装置に関し、気筒間の吸入空気量のばらつきを正確に検出できるようにする。　燃料噴射量をストイキ運転時の噴射量から増大側或いは減少側の何れか一方に変化させる。そのときのトルク或いは回転数の変化幅を求め、求めたトルク或いは回転数の変化幅を、気筒間の吸入空気量のばらつきの程度を示す指標値として出力する。

Description

明 細 書
吸入空気量ばらつき検出装置
技術分野
[0001] 本発明は、複数の気筒を有する内燃機関において気筒間の吸入空気量のばらつ きを検出する検出装置に関し、詳しくは、吸気バルブの作用角やリフト量を変更可能 な可変動弁装置を備えた内燃機関に用いて好適な検出装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、吸気バルブの作用角やリフト量を可変制御できる可変動弁装置を備えた内 燃機関が知られている。この種の内燃機関では、吸気バルブの作用角及びリフト量 を可変制御することで、スロットルバルブを用いることなぐその作用角及びリフト量に より吸入空気量を制御することができる。この場合、吸気管内に負圧が発生しなくなる こと力 、内燃機関のボンビングロスを減らすことが可能になる。
[0003] しかし、可変動弁装置を備える内燃機関では吸入空気量は作用角及びリフト量に よって決まるため、気筒間で作用角及びリフト量にばらつきがあると、それが気筒間で 吸入空気量がばらつく原因となってしまう。作用角及びリフト量のばらつきが吸入空 気量のばらつきに与える影響は、特に、吸入空気量が少ない小作用角'小リフト時に おいて顕著になり、吸入空気量のばらつきが過大になると内燃機関のトルク変動を招 いたり、排気ェミッションの悪化を招いたりしてしまう。このため、可変動弁装置を備え る内燃機関では、気筒間の吸入空気量のばらつきを検出し、ばらつきが許容範囲に 収まるように各気筒の作用角及びリフト量の調整を行うことが求められる。
[0004] 気筒間の吸入空気量のばらつきを検出する方法としては、例えば、気筒毎の燃焼 状態を検出し、そのばらつきから検出する方法が考えられる。気筒毎の燃焼状態の ばらつきを検出する方法に関しては、特許文献 1等に記載されている。また、気筒毎 の吸気管負圧の変化量、気筒毎の空燃比、或いは、気筒毎の燃焼圧を検出し、それ らのばらつき力 気筒間の吸入空気量のばらつきを検出する方法も考えられる。 特許文献 1：日本特許 2831483号公報
特許文献 2 :日本特開平 4一 299084号公報 特許文献 3 :日本特開 2004— 176689号公報
特許文献 4:日本特開平 5— 156979号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかしながら、先に列挙した各検出方法では、検出時の計測誤差が大きいため、気 筒間の吸入空気量のばらつきを正確に検出することが難しい。気筒間の吸入空気量 のばらつき状態を正確に把握できなければ、吸気バルブの作用角及びリフト量を気 筒毎に正確に調整することもできなレ、。
[0006] 本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、気筒間の吸入空気 量のばらつきを正確に検出できるようにした、吸入空気量ばらつき検出装置を提供す る iとを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 第 1の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒を有する内燃機関におい て気筒間の吸入空気量のばらつきを検出する装置であって、
燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大側或いは減少側の何れか一方に 変化させる噴射量制御手段と、
前記噴射量制御手段により燃料噴射量を変化させたときのトルク或いは回転数の 変化幅を求める演算手段と、
前記演算手段により求められたトルク或いは回転数の変化幅を、気筒間の吸入空 気量のばらつきの程度を示す指標値として出力する出力手段と、
'を備えることを特徴としている。
[0008] 第 2の発明は、第 1の発明において、前記噴射量制御手段により燃料噴射量をスト ィキ運転時の噴射量から増大側に変化させたときの前記変化幅と所定の基準値とを 比較する比較手段と、
前記変化幅が前記基準値を超えるときには、気筒間の吸入空気量のばらつきが許 容レベルを超えてレ、ると判定する判定手段とを備えることを特徴としてレ、る。
[0009] 第 3の発明は、第 1の発明において、前記噴射量制御手段により燃料噴射量をスト ィキ運転時の噴射量から減少側に変化させたときの前記変化幅と所定の基準値とを 比較する比較手段と、
前記変化幅が前記基準値を下回るときには、気筒間の吸入空気量のばらつきが許 容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特徴としている。
[0010] 第 4の発明は、第 1乃至第 3の何れか 1つの発明において、前記噴射量制御手段 は、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から所定量増大側に、或いは所定量減少 側に周期的に変化させるように構成されており、
前記演算手段は、トルク或レ、は回転数の変化から燃料噴射量の変動周波数と同じ 周波数の変動成分を抽出し、抽出した変動成分の振幅を前記変化幅として求めるよ うに構成されてレ、ることを特徴としてレ、る。
[0011] また、第 5の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒を有する内燃機関に おいて気筒間の吸入空気量のばらつきを検出する装置であって、
前記複数の気筒のうち特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大 側或いは減少側の何れか一方に変化させる噴射量制御手段と、
前記噴射量制御手段により前記特定気筒の燃料噴射量を変化させたときのトルク 或レ、は回転数の変化幅を求める演算手段と、
前記演算手段により求められたトルク或いは回転数の変化幅を、前記特定気筒に おける吸入空気量のずれの程度を示す指標値として出力する出力手段と、 を備えることを特徴としてレ、る。
[0012] 第 6の発明は、第 5の発明において、前記噴射量制御手段により前記特定気筒の 燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側に変化させたときの前記変化幅と 所定の基準値とを比較する比較手段と、
前記変化幅が前記基準値を超えるときには、前記特定気筒における吸入空気量の 過剰側へのずれが許容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特 .徴としている。
[0013] 第 7の発明は、第 5の発明において、前記噴射量制御手段により前記特定気筒の 燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側に変化させたときの前記変化幅と 所定の基準値とを比較する比較手段と、
前記変化幅が前記基準値を下回るときには、前記特定気筒における吸入空気量の 不足側へのずれが許容レべノレを超えていると判定する判定手段とを備えることを特 徴としている。
[0014] 第 8の発明は、第 5乃至第 7の何れか 1つの発明において、前記噴射量制御手段 は、前記特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から所定量増大側に、或 いは所定量減少側に周期的に変化させるように構成されており、
前記演算手段は、トルク或レ、は回転数の変化から前記特定気筒の燃料噴射量の 変動周波数と同じ周波数の変動成分を抽出し、抽出した変動成分の振幅を前記変 化幅として求めるように構成されてレ、ることを特徴としてレ、る。
[0015] また、第 9の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒を有する内燃機関に おいて気筒間の吸入空気量のばらつきを検出する装置であって、
燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側或いは減少側の何れか一方に 変化させる噴射量制御手段と、
前記噴射量制御手段により燃料噴射量を変化させたときのトルク或いは回転数の 変化幅を気筒毎に求める演算手段と、
前記演算手段により求められた気筒毎のトルク或レ、は回転数の変化幅を、各気筒 における吸入空気量のずれの程度を示す指標値として出力する出力手段と、 を備えることを特徴としてレ、る。
[0016] 第 10の発明は、第 9の発明において、前記噴射量制御手段により燃料噴射量をス トイキ運転時の噴射量力 増大側に変化させたときの前記変化幅と所定の基準値と を気筒毎に比較する比較手段と、
前記変化幅が前記基準値を超えるときには、当該気筒における吸入空気量の過剰 側へのずれが許容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特徴とし ている。
[0017] 第 11の発明は、第 9の発明において、前記噴射量制御手段により燃料噴射量をス トイキ運転時の噴射量から減少側に変化させたときの前記変化幅と所定の基準値と を気筒毎に比較する比較手段と、
前記変化幅が前記基準値を下回るときには、当該気筒における吸入空気量の不足 側へのずれが許容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特徴とし ている。
[0018] 第 12の発明は、第 9乃至第 11の何れか 1つの発明において、前記噴射量制御手 段は、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から所定量増大側に、或いは所定量減 少側に周期的に変化させるように構成されており、
前記演算手段は、気筒毎にサンプリングしたトルク或いは回転数の変化力 燃料噴 射量の変動周波数と同じ周波数の変動成分を抽出し、抽出した変動成分の振幅を 各気筒における前記変化幅として求めるように構成されてレ、ることを特徴としている。
[0019] また、第 13の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒を有する内燃機関 において気筒間の吸入空気量のばらつきを検出する装置であって、
前記複数の気筒のうち特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大 側に変化させる第 1の噴射量制御手段と、
前記第 1の噴射量制御手段により前記特定気筒の燃料噴射量を変化させたときの トルク或いは回転数の変化幅を求める第 1の演算手段と、
前記第 1の演算手段により求められたトノレク或いは回転数の変化幅が所定の基準 値を超えていない場合には、前記特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量 から減少側に変化させる第 2の噴射量制御手段と、
前記第 2の噴射量制御手段により前記特定気筒の燃料噴射量を変化させたときの トルク或いは回転数の変化幅を求める第 2の演算手段と、
前記第 1の演算手段により求められたトルク或いは回転数の変化幅、及び、前記第 2の演算手段により求められたトルク或いは回転数の変化幅を、前記特定気筒にお ける吸入空気量のずれの程度を示す指標値として出力する出力手段と、 を備えることを特徴としてレ、る。
[0020] また、第 14の発明は、第 4、第 8、第 12の何れ力 4つの発明において、前記噴射量 制御手段は、人間が体感可能な周波数帯域外の周波数で燃料噴射量を周期的に 変化させることを特徴として 、る。
[0021] 第 15の発明は、第 1乃至第 14の何れ力 1つの発明において、気筒間の吸入空気 量のばらつきを、.気筒間の吸気バルブの作用角及び/又はリフト量のばらつきに換 算する換算手段を備えることを特徴としてレヽる。 発明の効果
[0022] 気筒間の吸入空気量にばらつきがある場合、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射 量力 増大側或いは減少側の何れか一方に変化させると、吸入空気量のばらつきの 程度に応じてトルク或いは回転数に変化が表れる。第 1の発明によれば、燃料噴射 量を変化させたときのトルク或いは回転数の変化幅力 気筒間の吸入空気量のばら つきの程度を示す指標値として出力されるので、気筒間の吸入空気量のばらつきを 正確に検出することができる。
[0023] 特に、第 2の発明によれば、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側に変 化させることで、吸入空気量が適正或いは不足側にずれている気筒ではトルクの変 動が生じないのに対し、吸入空気量が過剰側にずれている気筒ではずれの程度に 応じてトルクの変動が生じる。したがって、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から 増大側に変化させたときのトルク或いは回転数の変化幅と所定の基準値とを比較す ることで、気筒間の吸入空気量のばらつきが許容レベルを超えているか否か正確に 判定することができる。
[0024] また、第 3の発明によれば、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 減少側に変 化させることで、吸入空気量が適正或いは過剰側にずれている気筒では一定のトノレ ク変動が生じるのに対し、吸入空気量が不足側にずれてレ、る気筒ではずれの程度に 応じてトルクの変動が小さくなる。したがって、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量 力、ら減少側に変化させたときのトルク或いは回転数の変化幅と所定の基準値とを比 較することで、気筒間の吸入空気量のばらつきが許容レベルを超えているか否か正 確に判定することができる。
[0025] さらに、第 4の発明によれば、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から周期的に 変化させ、その変動周波数と同じ周波数の変動成分をトルク或いは回転数の変化か ら抽出することにより、内燃機関の運転状態が定常状態である力過度状態であるか にかかわらず、吸入空気量のばらつきの程度を正確に把握することができる。
[0026] 第 5の発明によれば、特定気筒の燃料噴射量を変化させたときのトノレク或いは回転 数の変化幅が、当該特定気筒における吸入空気量のずれの程度を示す指標値とし て出力されるので、当該特定気筒における吸入空気量のずれを正確に検出すること ができる。そして、全気筒についてそれぞれ吸入空気量のずれを検出することで、気 筒間の吸入空気量のばらつきを正確に検出することができる。また、本発明によれば 、複数の気筒のうちの特定気筒の燃料噴射量を変化させるので、全体での燃料噴射 量の変化を小さくすることでき、トルクや空燃比の変動を抑えることができる。
[0027] 特に、第 6の発明によれば、特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から 増大側に変化させることで、当該特定気筒の吸入空気量が適正或いは不足側にず れている場合にはトルクの変動が生じないのに対し、吸入空気量が過剰側にずれて レ、る場合にはずれの程度に応じてトルクの変動が生じる。したがって、特定気筒にお ける燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力、ら増大側に変化させたときのトルク或い は回転数の変化幅と所定の基準値とを比較することで、当該特定気筒における吸入 空気量の過剰側へのずれが許容レベルを超えているか否か正確に判定することが できる。
[0028] また、第 7の発明によれば、特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から 減少側に変化させることで、当該特定気筒の吸入空気量が適正或レ、は過剰側にず れてレ、る場合には一定のトノレク変動が生じるのに対し、吸入空気量が不足側にずれ ている場合にはずれの程度に応じてトノレクの変動が小さくなる。したがって、特定気 筒における燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力、ら減少側に変化させたときのトノレ ク或いは回転数の変化幅と所定の基準値とを比較することで、当該特定気筒におけ る吸入空気量の不足側へのずれが許容レベルを超えているか否か正確に判定する こと力 Sできる。
[0029] さらに、第 8の発明によれば、特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量か ら周期的に変化させ、その変動周波数と同じ周波数の変動成分をトルク或いは回転 数の変化から抽出することにより、内燃機関の運転状態が定常状態であるか過度状 態であるかにかかわらず、当該特定気筒における吸入空気量のずれを正確に把握 することができる。
[0030] 第 9の発明によれば、燃料噴射量を変化させたときのトルク或いは回転数の変化幅 が気筒毎に求められ、それが各気筒における吸入空気量のずれの程度を示す指標 値として出力されるので、各気筒における吸入空気量のずれを正確に検出すること ができる。そして、各気筒における吸入空気量のずれを検出することで、気筒間の吸 入空気量のばらつきを正確に検出することができる。また、本発明によれば、気筒毎 に燃料噴射量を変化させる場合に比較して、各気筒における吸入空気量のずれを 短時間で検出することができる。
[0031] 特に、第 10の発明によれば、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側に 変化させることで、吸入空気量が適正或いは不足側にずれている気筒ではトルクの 変動が生じないのに対し、吸入空気量が過剰側にずれている気筒ではずれの程度 に応じてトルクの変動が生じる。したがって、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量か ら増大側に変化させたときのトルク或いは回転数の変化幅を気筒毎に求めて所定の 基準値と比較することで、吸入空気量の過剰側へのずれが許容レベルを超えてレ、る か否か気筒毎に正確に判定することができる。
[0032] また、第 11の発明によれば、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側に 変化させることで、吸入空気量が適正或いは過剰側にずれている気筒では一定のト ルク変動が生じるのに対し、吸入空気量が不足側にずれている気筒ではずれの程度 に応じてトルクの変動力小さくなる。したがって、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射 量力 減少側に変化させたときのトノレク或いは回転数の変化幅を気筒毎に求めて所 定の基準値と比較することで、吸入空気量の不足側へのずれが許容レベルを超えて レ、るか否か気筒毎に正確に判定することができる。
[0033] さらに、第 12の発明によれば、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から周期的に 変化させ、その変動周波数と同じ周波数の変動成分を気筒毎にサンプリングしたトノレ ク或いは回転数の変化から抽出することにより、内燃機関の運転状態が定常状態で ある力過度状態であるかにかかわらず、吸入空気量のずれを気筒毎に正確に把握 することができる。
[0034] 第 13の発明によれば、特定気筒における燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量か ら增大側に変化させ、そのときのトノレク或いは回転数の変化幅が当該特定気筒にお ける吸入空気量のずれの程度を示す指標値として出力される。また、前記の変化幅 が基準値を超えていない場合には、特定気筒における燃料噴射量をストィキ運転時 の噴射量から減少側に変化させ、そのときのトノレク或いは回転数の変化幅も当該特 定気筒における吸入空気量のずれの程度を示す指標値として出力される。これによ り、当該特定気筒における吸入空気量が過剰側へずれている場合に起こりうる失火 を防止しつつ、当該特定気筒における吸入空気量のずれを正確に検出することがで きる。
[0035] また、第 14の発明によれば、燃料噴射量を周期的に変化させることでトルクに変動 が生じたとしても、その周波数は人間が体感可能な周波数帯域外であるので、乗員 に違和感ゃ不快感を与えることがな 、とレ、う利点がある。
[0036] 第 15の発明によれば、気筒間の吸入空気量のばらつきが気筒間の吸気バルブの 作用角及び/又はリフト量のばらつきに換算されるので、吸入空気量のばらつきを修 正するための作業が容易になるという利点がある。
図面の簡単な説明
[0037] [図 1]本発明の実施の形態 1としての吸入空気量ばらつき検出装置が適用された内 燃機関の構成を説明するための図である。
[図 2]内燃機関の発生トルクと筒内空燃比との関係を示す図である。
[図 3]燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大側に周期的に変化させたときの 、吸入空気量が過剰側にずれている気筒における筒内空燃比、トルク、回転数の変 化について示す図である。
[図 4]燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大側に周期的に変化させたときの 、吸入空気量が不足側にずれている気筒における筒内空燃比、トルク、回転数の変 ィ匕について示す図である。
[図 5]本発明の実施の形態 1において実行される作用角ばらつき検出ルーチンのフロ 一チャートである。
[図 6]図 5のルーチンにおいて実行されるフィルタ処理の効果を説明するための図で ある。
[図 7]本発明の実施の形態 2において実行される作用角ばらつき検出ルーチンのフロ —チャートである。
[図 8]本発明の実施の形態 3において実行される作用角ばらつき検出ル一チンのフロ —チャートである。 [図 9]燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 減少側に周期的に変化させたときの 、吸入空気量が不足側にずれている気筒における筒内空燃比、トルク、回転数の変 化について示す図である。
[図 10]燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 減少側に周期的に変化させたとき の、吸入空気量が過剰側にずれてレ、る気筒における筒内空燃比、トノレク、回転数の 変化にっレ、て示す図である。
[図 11]本発明の実施の形態 5において実行される作用角ばらつき検出ルーチンのフ ローチャートである。
符号の説明
2 内燃機関
4 吸気通路
6 排気通路
10 燃焼室
12 吸気バルブ
14 排気バルブ
16 可変動弁装置
18 インジェクタ
22 ァクチユエ一タ
24 制御軸
28 クランクシャフト
30 ECU
32 エアフローメータ
34 クランク角センサ
# 1 第 1気筒
# 2 第 2気筒
# 3 第 3気筒
#4 第 4気筒
発明を実施するための最良の形態 [0039] 実施の形態 1.
以下、図 1乃至図 6を参照して、本発明の実施の形態 1について説明する。
図 1は本発明の実施の形態としての吸入空気量ばらつき検出装置が適用された内 燃機関の構成を説明するための図である。本実施形態にかかる内燃機関 2は、 4つ の気筒 # 1〜 # 4を有する直列 4気筒エンジンとして構成されてレ、る。
[0040] 内燃機関 2は、空気を導入する吸気通路 4と燃焼ガスを排出する排気通路 6を有し ている。吸気通路 4の上流端にはエアクリ一ナ 20が備えられ、エアクリーナ 20の直ぐ 下流部分には吸入空気量 (時間当たりの空気の流入量)を測定するエアフローメータ 32が配置されている。吸気通路 4の下流側端部と排気通路 6の上流側端部はそれぞ れ各気筒 # 1〜# 4の燃焼室 10に接続されている。吸気通路 4の下流部には、気筒 # 1〜 #4毎にインジ工クタ 18が取り付けられている。
[0041] 燃焼室 10と吸気通路 4との接続部にはその連通状態を制御する吸気バルブ 12が 設けられている。燃焼室 10と排気通路 6との接続部にはその連通状態を制御する排 気バルブ 14が設けられている。吸気バルブ 12と排気バルブ 14は、ともに図示しない カムシャフトからの駆動力の入力を受けて開閉動作する。特に、吸気バルブ 12には、 吸気バルブ 12の作用角及びリフト量を可変制御することができる可変動弁装置 16が 気筒 # 1〜# 4毎に設けられている。各可変動弁装置 16は、共通の制御軸 24によつ て連結されており、制御軸 24をァクチユエ一タ（例えばモータ） 22によって回転駆動 することで、全ての可変動弁装置 16がー体的に駆動されるようになっている。この内 燃機関 2では、図示しなレ、アクセルペダルの操作に応じてァクチユエータ 22を操作し 、可変動弁装置 16を駆動して吸気バルブ 12の作用角及びリフト量を可変制御する ことで、スロットルバノレブを用いることなく吸入空気量を制御することができる。
[0042] なお、可変動弁装置 16の構造についての限定はないが、例えば、次のように構成 すること力 Sできる。カムシャフトと吸気バルブ 12との間に、カムの動作と同期して揺動 する揺動アームを備える。揺動アームは、制御軸 24の回転に伴って吸気バルブ 12 に対する基本の相対角度を変化させることができるように、自由度をもって内燃機関 2に組み付けられる。このような構成において、制御軸 24が回動すると、揺動アーム と吸気バルブ 12の基準の相対角度が変化する。そして、この相対角度が変化すると 、カムの押圧力が揺動アームに伝達され始めた後、つまり、カムの作用により揺動ァ —ムが揺動し始めた後、揺動アームが実際に吸気バルブ 12を押し下げ始めるまで の期間に変化が生ずる。このため、上記の構成によれば、制御軸 24の回転位置をァ クチユエ一タ 22で制御することで、吸気バルブ 12の作用角及びリフト量の大きさを変 化させることができる。
[0043] また、内燃機関 2は、その制御装置として ECU (Electronic Control Unit) 30を備え ている。 ECU30の出力側には前述のインジヱクタ 18や可変動弁装置 16等の種々 の機器が接続されている。 ECU30の入力側には、前述のエアフローメータ 32の他、 クランク角センサ 34等の種々のセンサ類が接続されている。クランク角センサ 34は、 クランクシャフト 28が一定角度回転する毎に信号を出力するセンサである。 ECU30 は、各センサの出力に基づき、所定の制御プログラムにしたがって各機器を駆動する ようになっており、本発明の吸入空気量ばらつき検出装置としても機能するようになつ ている。
[0044] 次に、図 2乃至図 4を用いて、吸入空気量のばらつき検出の基本的な考え方につ レ、て説明する。まず、図 2は、内燃機関の発生トルクと筒内の空燃比 (A/F)との関 係を示している。この図に示すように、空燃比がストィキよりもリッチ側にある場合には 、空燃比に対するトノレクの変化はほとんどなレ、。つまり、トルクの空燃比に対する感度 は小さい。これは、ストィキを超える分の燃料は酸素が不足するために燃焼せず、ト ルクにほとんど寄与しないからである。一方、空燃比がストィキよりもリーン側にある場 合には、トルクは空燃比に応じて大きく変化し、空燃比がリーンになるほどトノレクも小 さくなる。つまり、トルクの空燃比に対する感度は大きい。これは、供給した燃料は全 て燃焼し、燃焼した燃料量によってトルクが決まるからである。本発明では、このよう な空燃比に対するトノレクの感度差を利用して、気筒間の吸入空気量のばらつきを検 出する。
[0045] 図 3及び図 4は、アイドル状態において、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から 増大側に周期的に変化させたときの筒内空燃比、トルク、回転数の変化について示 してレ、る。内燃機関 2のストィキ運転時、内燃機関全体での空燃比はストィキになって いる。しかし、吸気バルブ 12の作用角及びリフト量に気筒間でばらつきがある場合に は、吸入空気量が標準量よりも過剰になっている気筒と、吸入空気量が標準量よりも 不足している気筒とが存在し、前者の気筒では空燃比はストィキよりもリーンになり、 後者の気筒では空燃比はストィキよりもリッチになっている。
[0046] 吸入空気量が過剰側にずれている気筒（リーン気筒という）では、上記のように燃料 噴射量を変化させたとき、筒内空燃比、トルク、回転数はそれぞれ図 3に示すように 変化する。まず、筒内空燃比は、ストィキを通ってリ一ン側とリッチ側とに周期的に変 化する。筒内空燃比力 ^—ン側にあるときのトノレクの空燃比に対する感度は大きいの に対し、筒内空燃比がリッチ側にあるときはトノレクの空燃比に対する感度は小さい。こ のため、リーン気筒では、筒内空燃比力 Sリッチ側にあるときはトルクは略一定となり、 筒内空燃比力リーン側にあるときはリーンの程度に応じてトルクは低下する。その結 果、リーン気筒のトルクは、筒内空燃比の変化と同じ周期で変化することになる。また 、アイドノレ状態では、トルクに応じて回転数が変化することから、回転数もトノレクと同様 の変化を示すことになる。図 3中に示すトノレクの振動振幅 Δ Τや回転数の振動振幅 A Neは、ストィキ運転時の筒内空燃比がストィキ力 リーン側に大きくずれているほ ど、大きくなる。
[0047] これに対し、吸入空気量が不足側にずれている気筒（リッチ気筒という）では、上記 のように燃料噴射量を変化させたとき、筒内空燃比、トルク、回転数はそれぞれ図 4 に示すように変化する。まず、筒内空燃比は、ストィキよりもリッチ側の領域で周期的 に変化する。しかし、筒内空燃比力リッチ側にあるときはトルクの空燃比に対する感度 は小さいため、リッチ気筒では、筒内空燃比の変化にかかわらずトルクは略一定とな る。また、アイドル状態では、回転数もトノレクと同様に略一定となる。
[0048] 以上のことから、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側に周期的に変化 させ、そのときのトノレク或いは回転数の変化をモニタリングすることで、吸入空気量が 過剰側にずれている気筒の存在を検出することができる。つまり、吸入空気量が過剰 側にずれてレ、る気筒がある場合には、トルクや回転数に周期的な変化が生じることに なる。また、吸入空気量が過剰側にずれてレ、る気筒が存在するならば、逆に吸入空 気量が不足側にずれている気筒も必ず存在することになる。したがって、トルクや回 転数の周期的な変化は、気筒間で吸入空気量にばらつきがあることを示している。 [0049] また、リーン気筒における吸入空気量の過剰側へのずれの程度が大きいほど、トル クゃ回転数の振動振幅も大きくなる。リーン気筒における吸入空気量の過剰側への ずれの程度が大きければ、逆にリッチ気筒における吸入空気量の不足側へのずれ の程度も大きいと言える。つまり、気筒間の吸入空気量のばらつきが大きいと言える。 したがって、トルク或いは回転数の変化をモニタリングし、その振動振幅を測定するこ とで、気筒間の吸入空気量のばらつきの程度を正確に把握することが可能になる。
[0050] 次に、 ECU30により実行される処理にっレ、て説明する。図 5のフローチャートは、 E CU30により実行されるルーチンを示している。このルーチンでは、上述の基本的な 考え方に基づいて吸気バルブ 12の作用角及びリフト量のばらつきが検出され、その 結果に基づいて作用角及びリフト量の補正の必要があるか否かの判定が行われる。
[0051] 図 5に示すルーチンの最初のステップ 100では、内燃機関 2の制御モードとして作 用角及びリフト量 (以下では単に作用角という）のばらつきを検出する検出モードが選 択されたか否か判定される。検出モードは、例えば、車両の運転中、一定の走行距 離ごとに定期的に自動選択されるようになっている。また、内燃機関 2の試運転時や 整備時の診断モードの 1つとして選択できるようにもなつている。
[0052] 検出モードが選択された場合、 ECU30からァクチユエ一タ 22への指令信号によつ て各気筒の可変動弁装置 16が操作され、各気筒の吸気バルブ 12はその作用角を 所定の小作用角に設定される。作用角が小作用角に設定されることで、吸気バルブ 12のリフト量は作用角に連動して小リフト量に変更される。このように吸気バルブ 12 を小作用角に設定するのは、作用角が小さいほど、作用角のばらつきが吸入空気量 のばらつきに与える影響が大きくなることによる。つまり、作用角のばらつきが検出し やすくなるからである。吸気バルブ 12を小作用角に設定した状態で、内燃機関 2の アイドル運転が行われる（以上、ステップ 102)。
[0053] 次のステップ 104では、インジヱクタ 18からの燃料噴射量がストィキ運転時の噴射 量力 増大側に周期的に変化させられる。この燃料噴射量の変動操作は、ある特定 の気筒だけでな 全ての気筒について一様に行われる。また、燃料噴射量の変動 周波数は、人間が感知しやすい周波数域力 外して設定されている。これは、検出 モードを車両の運転中に実行する場合、燃料噴射量の変動に伴うトルクや回転数の 変動が乗員に違和感として伝わらないようにするためである。
[0054] 燃料噴射量を周期的に変化させたら、次に、そのときの回転数がモニタリングされる (ステップ 106)。内燃機関 2の回転数 (単位時間あたりの回転数）は、クランク角セン サ 34からのクランク角信号を処理することで取得することができる。モニタリングされ た回転数はメモリにバッファリングされる。
[0055] 回転数のモニタリング時間が所定時間に達したら、バッファリングした回転数のデ一 タが FFT等でフィルタ処理され、燃料噴射量の変動周波数と同周波数の変動成分 が抽出される（ステップ 108)。このフィルタ処理により、例えば、図 6に示すように、ェ アコン等の補機負荷の変化によって回転数が変化した場合であっても、燃料噴射量 の変動周期 Δ ΐと同周期の変動成分を抽出することで、このような外乱の影響を受け ることなぐ燃料噴射量の変動に伴う回転数の変動を正確に抽出することが可能にな る。
[0056] 次のステップ 110では、まず、ステップ 108で検出された回転数の変動力もその振 幅が測定される。前述のように、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力ら増大側に 周期的に変化させたときの回転数の振幅は、気筒間の吸入空気量のばらつき量に 関係しており、吸入空気量のばらつき量が大きいほど回転数の振幅は大きくなる。ま た、気筒間の吸入空気量のばらつきは作用角のばらつきが大きいほど大きくなる。つ まり、気筒間の作用角のばらつき量が大きいほど、回転数の振幅も大きくなる。ステツ プ 110では、測定された回転数の振幅を予め用意された対応テーブルに照合するこ とで、気筒間に生じてレ、る作用角のばらつき量が算出される。
[0057] 次のステップ 112では、ステップ 110で算出された作用角のばらつき量が所定の許 容値を超えているか否か判定される。許容値は、吸入空気量のばらつきがトルク変動 や排気ェミッションに与える影響と計測誤差とを考慮して設定されている。作用角の ばらつき量が許容値未満の場合には、現在のところ、問題となるような吸入空気量の ばらつきは生じていないと判断することができる。この場合は、各気筒の吸気バルブ 1 2の作用角を補正する必要は無いので、特別な処理を行うことなく本ルーチンは終了 する。
[0058] —方、ステップ 112の判定の結果、作用角のばらつき量が許容値以上になってい る場合には、気筒間に無視できない程度の吸入空気量のばらつきが生じていると判 断することができる。この場合は、吸気バルブ 12の作用角を補正する必要があるの で、 ECU30は、運転者や整備士に作用角にばらつきがあることを知らせるための信 号を出力する (ステップ 114)。この信号は、吸気バルブ 12の作用角が適正に補正さ れ、気筒間の吸入空気量のばらつきが解消されるまで出力される。
[0059] 以上のルーチンによれば、気筒間の吸入空気量のばらつきを正確に検出すること ができ、その検出結果に従って吸気バルブ 12の作用角（及びリフト量)を適正に補正 することで、気筒間の吸入空気量のばらつきを速やかに解消することができる。なお 、吸気バルブ 12の作用角のばらつきは、可変動弁装置 16の組み付け状態を気筒毎 に調整することで補正することができる。ただし、各気筒の可変動弁装置 16に吸気バ ルブ 12の作用角を自動調整できる機能がついているならば、ステップ 110で算出さ れる作用角のばらつき量 (或いは回転数の変動幅）に基づいて自動調整するようにし てもよい。
[0060] なお、上述した実施の形態においては、 ECU30による上記ステップ 104の処理の 実行により、第 1の発明の「噴射量制御手段」が実現され、上記ステップ 106, 108， 110の処理の実行により、第 1の発明の「演算手段」が実現され、上記ステップ 112, 114の処理の実行により、第 1の発明の「出力手段」が実現されてレ、る。
[0061] 実施の形態 2.
次に、図 7を参照して本発明の実施の形態 2について説明する。
本発明の実施の形態 2としての吸入空気量ばらつき検出装置は、実施の形態 1に おいて、 ECU30に、図 5のルーチンに代えて図 7のル一チンを実行させることにより 実現することができる。
[0062] 実施の形態 1では、気筒間に生じている吸入空気量のばらつきを検出しているが、 どの気筒の吸入空気量が多ぐどの気筒の吸入空気量が少ないかまでは検出するよ うにはなっていない。各気筒の吸気バルブ 12の作用角及びリフト量を個別に調整し ていく上では、吸入空気量の基準値からのずれ量を気筒毎に把握できるようにする のが望ましい。気筒毎の吸入空気量のずれは、前述の基本的な考え方に基づいて 燃料噴射量を気筒毎に制御することで検出することができる。つまり、ある気筒の燃 料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大側に周期的に変化させたとき、トルクや 回転数に周期的な変化が生じる場合には、当該気筒の吸入空気量は過剰側にずれ ていると判断することができ、しかも、回転数等の変動の振幅が大きいほど、吸入空 気量の過剰側へのずれは大きいと判断することができる。したがって、燃料噴射量を 気筒毎に変化させたときのトルク或レ、は回転数の変化をモニタリングし、その振動振 幅を測定することで、吸入空気量の過剰側へのずれの程度を気筒毎に把握すること が可能になる。
[0063] 図 7のフローチャートは、本実施形態において ECU30により実行されるルーチンを 示している。このルーチンでは、前述の基本的な考え方に基づいて吸気バルブ 12の 作用角及びリフト量のずれが気筒毎に検出され、その結果に基づいて作用角及びリ フト量の補正の必要があるか否かの判定が行われる。
[0064] 図 7に示すルーチンの最初のステップ 200では、現在の制御モードが作用角及びリ フト量 (以下では単に作用角という）のばらつきを検出する検出モードが選択されたか 否か判定される。検出モードが選択された場合、ステップ 202の処理が実行される。 ステップ 202では、 ECU30からァクチユエ一タ 22への指令信号によって各気筒の可 変動弁装置 16が操作され、各気筒の吸気バルブ 12はその作用角を所定の小作用 角に設定される。そして、吸気バルブ 12を小作用角に設定した状態で、内燃機関 2 のアイドル運転が行われる。
[0065] 次のステップ 204では、ある特定気筒の燃料噴射量のみストィキ運転時の噴射量 力 増大側に周期的に変化させられる。'なお、ストィキ運転時の噴射量とは、内燃機 関全体の空燃比、つまり、全気筒の平均空燃比がストィキになるように各気筒の燃料 噴射量を調整したときの、当該特定気筒の燃料噴射量のことである。このときの燃料 噴射量の変動周波数は、人間が感知しやすレ、周波数域力 外して設定されてレ、る。 特定気筒以外の気筒の燃料噴射量は、ストィキ運転時の燃料噴射量に保持される。 本ステップの最初の実行時には、特定気筒は第 1気筒 # 1に設定されている。
[0066] 第 1気筒 # 1の燃料噴射量を周期的に変化させたら、次に、そのときの回転数がモ ユタリングされてメモリにバッファリングされる（ステップ 206)。回転数のモニタリング時 間が所定時間に達したら、バッファリングした回転数のデータが FFT等でフィルタ処 理され、燃料噴射量の変動周波数と同周波数の変動成分が抽出される (ステップ 20 8)。
[0067] 次のステップ 210では、まず、ステップ 208で検出された回転数の変動力もその振 幅が測定される。ある特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側 に周期的に変化させたときの回転数の振幅は、当該気筒における吸入空気量の基 準値 (ストィキを実現できる吸入空気量）から過剰側へのずれ量に関係しており、吸 入空気量の過剰側へのずれ量が大きいほど回転数の振幅は大きくなる。また、吸入 空気量の過剰側へのずれは、当該気筒における作用角の基準値から大作用角側へ のずれ量が大きいほど大きくなる。つまり、当該気筒における作用角の大作用角側へ のずれ量が大きいほど、回転数の振幅も大きくなる。ステップ 210では、測定された 回転数の振幅を予め用意された対応テーブルに照合することで、当該気筒に生じて レ、る作用角のずれ量が算出される。
[0068] ステップ 212では、全気筒について作用角のずれが検出されたか否か判定される。
未検出の気筒が残っている場合にはステップ 216に進み、燃料噴射量の変動操作 が行われる特定気筒の変更が行われる。具体的には、現在の特定気筒が気筒番号 # nの気筒の場合、次の気筒番号 # n+ lの気筒へ特定気筒が変更される。ステップ 216の処理の後は、再びステップ 204乃至 212の処理が行われる。ステップ 204で は、ステップ 216で設定された特定気筒の燃料噴射量のみストィキ運転時の噴射量 力ら増大側に周期的に変化させられる。以上のループは、全気筒の検出が終了して ステップ 212の条件が成立するまで繰り返し実行される。
[0069] ステップ 212の条件が成立した場合、ステップ 214の判定が行われる。ステップ 21 4では、上記のループの実行により算出された気筒毎の作用角のずれ量から、気筒 間の作用角のばらつき量が算出される。そして、算出された作用角のばらつき量が所 定の許容値を超えているか否か判定される。作用角のばらつき量が許容値未満の場 合には、各気筒の吸気バルブ 12の作用角を補正する必要は無いので、特別な処理 を行うことなく本ルーチンは終了する。
[0070] 一方、ステップ 214の判定の結果、作用角のばらつき量が許容値以上になってい る場合には、気筒間に無視できない程度の吸入空気量のばらつきが生じていると判 断することができる。この場合は、吸気バルブ 12の作用角を気筒毎に補正する必要 力 Sあるので、 ECU30は、運転者や整備士に作用角にばらつきがあることを知らせる ための信号を出力する (ステップ 218)。この信号には、気筒毎の作用角のずれ量が 情報として含まれている。 ECU30からの信号は、吸気バルブ 12の作用角が気筒毎 に適正に補正され、気筒間の吸入空気量のばらつきが解消されるまで出力される。
[0071] 以上のルーチンによれば、実施の形態 1と同様、気筒間の吸入空気量のばらつき を正確に検出することができる。しカ^、気筒毎の作用角のずれ量、詳しくは、吸入空 気量が基準値よりも過剰側にずれることになる大作用角側へのずれ量も検出すること 力できる。したがって、本実施形態によれば、吸気バルブ 12の作用角（及びリフト量） を気筒毎に補正する際にその補正量を容易に把握することができ、気筒間の吸入空 気量のばらつきをより速やかに解消することができる。さらに、本実施形態によれば、 検出モードにおいて燃料噴射量の変動操作が行われるのは、複数ある気筒のうちの 1つの気筒のみであるので、排気空燃比の変動を小さくして排気ェミッションへの影 響を小さくすることができるという利点もある。
[0072] なお、上述した実施の形態においては、 ECU30による上記ステップ 204, 212, 2 16の処理の実行により、第 5の発明の「噴射量制御手段」が実現され、上記ステップ 206, 208, 210の処理の実行により、第 5の発明の「演算手段」が実現され、上記ス テツプ 214, 218の処理の実行により、第 5の発明の「出力手段」が実現されている。
[0073] 実施の形態 3.
次に、図 8を参照して本発明の実施の形態 3について説明する。
本発明の実施の形態 3としての吸入空気量ばらつき検出装置は、実施の形態 1に おいて、 ECU30に、図 5のルーチンに代えて図 8の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。
[0074] 実施の形態 2では、複数の気筒のうち特定気筒の燃料噴射量のみを変動させるこ とで、当該気筒の吸入空気量のずれを検出している。しかし、各気筒では順に燃焼 が起きており、トルクや回転数は、現在燃焼行程にある気筒の燃焼状態の影響を受 けて変動する。したがって、実施の形態 1のように全気筒の燃料噴射量を同様に変動 させる場合でも、各気筒の燃焼行程におけるトルクや回転数の変化を気筒毎にモニ タリングし、その振動振幅を測定することで、吸入空気量のずれの程度を気筒毎に把 握すること力 Sでさる。
[0075] 図 8のフローチャートは、本実施形態において ECU30により実行されるルーチンを 示している。このルーチンでは、前述の基本的な考え方に基づいて吸気バルブ 12の 作用角及びリフト量のずれが気筒毎に検出され、その結果に基づいて作用角及びリ フト量の補正の必要があるか否かの判定が行われる。
[0076] 図 8に示すルーチンの最初のステップ 300では、現在の制御モードが作用角及びリ フト量 (以下では単に作用角という）のばらつきを検出する検出モードが選択されたか 否か判定される。検出モードが選択された場合、ステップ 302の処理が実行される。 ステップ 302では、 ECU30からァクチユエータ 22への指令信号によって各気筒の可 変動弁装置 16が操作され、各気筒の吸気バルブ 12はその作用角を所定の小作用 角に設定される。そして、吸気バルブ 12を小作用角に設定した状態で、内燃機関 2 のアイドル運転が行われる。
[0077] 次のステップ 304では、全気筒の燃料噴射量がストィキ運転時の噴射量から増大 側に周期的に変化させられる。このときの燃料噴射量の変動周波数は、人間が感知 しゃすレ、周波数域から外して設定されてレ、る。
[0078] 次のステップ 306では、燃料噴射量を周期的に変化させたときの回転数が気筒毎 にモニタリングされ、メモリにバッファリングされる。モニタリング期間は、各気筒の燃焼 行程中等、各気筒の燃焼が回転数に与える影響を他の気筒のそれと区別して確認 できる期間に設定されている。回転数のモニタリング時間が所定時間に達したら、バ ッファリングした回転数のデータが FFT等でフィルタ処理され、燃料噴射量の変動周 波数と同周波数の変動成分が気筒毎に抽出される (ステップ 308)。
[0079] 次のステップ 310では、まず、ステップ 308で検出された回転数の変動からその振 幅が測定される。燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大側に周期的に変化 させたときに気筒毎にモニタリングされる回転数の振幅は、各気筒における吸入空気 量の基準値 (ストィキを実現できる吸入空気量)力 過剰側へのずれ量に関係してお り、吸入空気量の過剰側へのずれ量が大きいほど回転数の振幅は大きくなる。また、 吸入空気量のずれは、当該気筒における作用角の大作用角側へのずれ量が大きい ほど大きくなる。つまり、作用角の大作用角側へのずれ量が大きい気筒ほど、気筒毎 にモニタリングされる回転数の振幅も大きくなる。ステップ 310では、気筒毎にモニタ リングされた回転数の振幅を予め用意された対応テーブルに照合することで、各気 筒に生じている作用角のずれ量が算出され、算出された気筒毎の作用角のずれ量 力 気筒間の作用角のばらつき量が算出される。
[0080] 次のステップ 312では、ステップ 310で算出された作用角のばらつき量が所定の許 容値を超えているか否か判定される。作用角のばらつき量が許容値未満の場合には 、各気筒の吸気バルブ 12の作用角を補正する必要は無いので、特別な処理を行うこ となく本ルーチンは終了する。
[0081] 一方、ステップ 312の判定の結果、作用角のばらつき量が許容値以上になってい る場合には、気筒間に無視できない程度の吸入空気量のばらつきが生じていると判 断することができる。この場合は、吸気バルブ 12の作用角を気筒毎に補正する必要 があるので、 ECU30は、運転者や整備士に作用角にばらつきがあることを知らせる ための信号を出力する（ステップ 314)。この信号には、気筒毎の作用角のずれ量が 情報として含まれている。 ECU30からの信号は、吸気バルブ 12の作用角が気筒毎 に適正に補正され、気筒間の吸入空気量のばらつきが解消されるまで出力される。
[0082] 以上のルーチンによれば、気筒間の吸入空気量のばらつきを正確に検出すること ができる。また、吸入空気量が基準値よりも過剰側にずれることになる、作用角の大 作用角側へのずれ量を気筒毎に検出することもできる。したがって、本実施形態によ れば、実施の形態 2と同様、吸気バルブ 12の作用角（及びリフト量)を気筒毎に補正 する際にその補正量を容易に把握することができ、気筒間の吸入空気量のばらつき を速やかに解消することができる。
[0083] なお、上述した実施の形態においては、 ECU30による上記ステップ 304の処理の 実行により、第 9の発明の「噴射量制御手段」が実現され、上記ステップ 306， 308, 310の処理の実行により、第 9の発明の「演算手段」が実現され；上記ステップ 312， 314の処理の実行により、第 9の発明の「出力手段」が実現されている。
[0084] 実施の形態 4.
次に、図 9及び図 10を参照して本発明の実施の形態 4につレ、て説明する。 本発明の実施の形態 4としての吸入空気量ばらつき検出装置は、実施の形態 1に おいて、 ECU30に、図 3及び図 4を用いて説明した吸入空気量のばらつき検出の基 本的な考え方に代えて、図 9及ぴ図 10を用いて説明される考え方に基づいて吸気 バルブ 12の作用角及びリフト量のばらつきを検出させることにより実現することができ る。
[0085] 以下、図 9及び図 10を用いて、本実施形態において採られた吸入空気量のばらつ き検出の基本的な考え方について説明する。図 9及び図 10は、アイドル状態におい て、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側に周期的に変化させたときの 筒内空燃比、トルク、回転数の変化について示している。
[0086] 吸入空気量が不足側にずれている気筒（リッチ気筒という）では、上記のように燃料 噴射量を変化させたとき、筒内空燃比、トルク、回転数はそれぞれ図 9に示すように 変化する。まず、筒内空燃比は、ストィキを通ってリッチ側とリーン側とに周期的に変 化する。図 2を用いて説明したように、筒内空燃比カ^ッチ側にあるときはトルクの空 燃比に対する感度は小さいのに対し、筒内空燃比力;リーン側にあるときのトノレクの空 燃比に対する感度は大きい。このため、リッチ気筒では、筒内空燃比力 ツチ側にあ るときはトノレクは略一定となり、筒内空燃比がリーン側にあるときはリーンの程度に応 じてトルクは低下する。回転数も同様の変化を示す。図 9中に示すトルクの振動振幅 厶 Tや回転数の振動振幅 Δ Νβは、ストィキ運転時の筒内空燃比がストィキからリッチ 側に大きくずれているほど、小さくなる。
[0087] これに対し、吸入空気量が過剰側にずれている気筒（リーン気筒という）では、上記 のように燃料噴射量を変化させたとき、筒内空燃比、トルク、回転数はそれぞれ図 10 に示すように変化する。まず、筒内空燃比は、ストィキよりもリーン側の領域で周期的 に変化する。筒内空燃比カ^ーン側にあるときはトルクの空燃比に対する感度は大き いため、トルクや回転数も筒内空燃比の波形と略同じ波形で周期的に変化する。こ のときのトノレクの振動振幅 Δ Τや回転数の振動振幅 Δ Neは略最大値となり、ストィキ 運転時の筒内空燃比がストィキからリーン側にどれだけずれているかにかかわらず、 略一定の大きさとなる。
[0088] 以上のことから、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側に周期的に変化 させ、そのときのトノレク或いは回転数の変化をモニタリングすることで、吸入空気量が 不足側にずれている気筒の存在を検出することができる。つまり、吸入空気量が不足 側にずれている気筒がある場合には、トルクや回転数の振動振幅が全気筒で吸入空 気量が適正な場合の振動振幅よりも減少することになる。また、吸入空気量が不足側 にずれている気筒が存在するならば、逆に吸入空気量が過剰側にずれている気筒も 必ず存在することになる。したがって、トルクや回転数の振動振幅の減少は、気筒間 で吸入空気量にばらつきがあることを示してレ、る。
[0089] また、リッチ気筒における吸入空気量の不足側へのずれの程度が大きいほど、トノレ クゃ回転数の振動振幅は小さくなる。リッチ気筒における吸入空気量の不足側への ずれの程度が大きければ、逆にリーン気筒における吸入空気量の過剰側へのずれ の程度も大きいと言える。つまり、気筒間の吸入空気量のばらつきが大きいと言える。 したがって、トルク或いは回転数の変化をモニタリングし、その振動振幅を測定するこ とで、気筒間の吸入空気量のばらつきの程度を正確に把握することが可能になる。
[0090] 上述の基本的な考え方に基づいて吸気バルブ 12の作用角及びリフト量のばらつき を検出するためのルーチンは、実施の形態 1と同様、図 5のフローチャートによって説 明することができる。まず、最初のステップ 100では、検出モードが選択されたか否か 判定され、次のルーチン 102では、各気筒の吸気バルブ 12を小作用角に設定した 状態で、内燃機関 2のアイドル運転が行われる。
[0091] 次のステップ 104では、インジェクタ 18からの燃料噴射量がストィキ運転時の噴射 量から減少側に周期的に変化させられる。燃料噴射量を周期的に変化させたら、次 に、そのときの回転数がモニタリングされてメモリにバッファリングされ (ステップ 106) 、ノくッファリングした回転数のデータから燃料噴射量の変動周波数と同周波数の変 動成分が抽出される (ステップ 108)。
[0092] 次のステップ 110では、ステップ 108で検出された回転数の変動からその振幅が測 定される。燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側に周期的に変化させた ときの回転数の振幅は、気筒間の吸入空気量のばらつき量が大きいほど小さくなる。 また、気筒間の吸入空気量のばらつきは作用角のばらつきが大きいほど大きくなる。 つまり、気筒間の作用角のばらつき量が大きいほど、回転数の振幅は小さくなる。ス テツプ 110では、測定された回転数の振幅を予め用意された対応テーブルに照合す ることで、気筒間に生じて 、る作用角のばらつき量が算出される。
[0093] 次のステップ 112では、ステップ 110で算出された作用角のばらつき量が所定の許 容値を超えてレ、るか否力判定され、作用角のばらつき量が許容値以上になってレ、る 場合には、作用角にばらつきがあることを知らせるための信号が出力される (ステップ 114)。この検出信号に従い、吸気バルブ 12の作用角（及びリフト量)を気筒毎に補 正することで、気筒間の吸入空気量のばらつきを速やかに解消することができる。
[0094] なお、上記実施の形態において、図 9及び図 10を用いて説明した吸入空気量のば らつき検出の考え方は、実施の形態 2及び実施の形態 3にかかる吸気バルブ 12の作 用角及びリフト量のばらつき検出にも適用することができる。その場合は、以下に簡 単に説明するように、作用角の基準値から小作用角側へのずれ量を気筒毎に検出 すること力できる。
[0095] まず、実施の形態 2にかかるばらつき検出への適用では、特定気筒の燃料噴射量 をストィキ運転時の噴射量力 減少側に周期的に変化させ、そのときの回転数の振 幅が計測される。計測された回転数の振幅は、当該気筒における吸入空気量の基 準値から不足側へのずれ量に関係しており、不足側へのずれ量が大きいほど回転 数の振幅は小さくなる。また、吸入空気量の不足側へのずれは、当該気筒における 作用角の基準値から小作用角側へのずれ量が大きいほど大きくなる。つまり、作用 角の小作用角側へのずれ量が大きいほど回転数の振幅は小さくなる。しがって、測 定された回転数の振幅を予め用意された対応テーブルに照合することで、当該気筒 に生じている作用角の小作用角側へのずれ量を求めることができる。
[0096] 実施の形態 3にかかるばらつき検出への適用では、全気筒の燃料噴射量をストィキ 運転時の噴射量から減少側に周期的に変化させ、そのときの回転数の振幅が気筒 毎に計測される。気筒毎に計測される回転数の振幅は、各気筒における吸入空気量 の基準値から不足側へのずれ量に関係しており、不足側へのずれ量が大きいほど回 転数の振幅は小さくなる。また、吸入空気量の不足側へのずれは、当該気筒におけ る作用角の基準値力も小作用角側へのずれ量が大きいほど大きくなる。つまり、作用 角の小作用角側へのずれ量が大きいほど回転数の振幅は小さくなる。しがって、気 筒毎に計測された回転数の振幅を予め用意された対応テーブルに照合することで、 各気筒に生じている作用角の小作用角側へのずれ量を求めることができる。
[0097] 実施の形態 5.
次に、図 11を参照して本発明の実施の形態 5について説明する。
本発明の実施の形態 5としての吸入空気量ばらつき検出装置は、実施の形態 1に おいて、 ECU30に、図 5のルーチンに代えて図 11の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。
[0098] 実施の形態 2及び実施の形態 3にかかるばらつき検出によれば、作用角の基準値 から大作用角側へのずれ量を気筒毎に検出することができる。また、実施の形態 4に おいて説明したように、図 9及び図 10を用いて説明した吸入空気量のばらつき検出 の考え方を、実施の形態 2及び実施の形態 3にかかるばらつき検出に適用することで 、作用角の基準値力 小作用角側へのずれ量を気筒毎に検出することもできる。した がって、これら 2つの方法を組み合せれば、作用角のずれが基準値に対して大作甩 角側のずれであっても、或いは小作用角側のずれであっても、そのずれ量を気筒毎 に検出することが可能になると考えられる。
[0099] 例えば、実施の形態 2にかかるばらつき検出の方法を応用する場合、特定気筒の 燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大側に周期的に変化させ、続いて、スト ィキ運転時の噴射量力 減少側に周期的に変化させる。これによれば、特的気筒に 生じている作用角のずれが基準値に対して大作用角側のずれであっても、或いは小 作用角側のずれであっても、そのずれ量を正確に検出することができる。その結果、 吸気バルブ 12の作用角（及びリフト量)を気筒毎に補正する際、その補正量をより正 確に把握することが可能になる。
[0100] また、実施の形態 3にかかるばらつき検出の方法を応用する場合は、燃料噴射量を ストィキ運転時の噴射量力 増大側に周期的に変化させて気筒毎に回転数をモニタ リングし、続いて、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側に周期的に変化 させて気筒毎に回転数をモニタリングする。これによれば、リッチ気筒とリーン気筒の 双方の存在を検出することができ、各気筒の作用角のずれが大作用角側か小作用 角側かを問わず、そのずれ量を正確に検出することが可能になる。 [0101] ところで、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側に変化させる場合、図 1 0に示すように、もともと吸入空気量が過剰側にずれているリーン気筒では、筒内空 燃比がさらにリーン化することになる。空燃比には燃料が正常に燃焼できる燃焼可能 範囲があるため、筒内空燃比カ^ーンィ匕しすぎると、そのリーン気筒では失火を招い てしまう可能性がある。したがって、リーン気筒における筒内空燃比が燃焼可能範囲 のリーン側の限界（リーン限界）を超えなレ、ように燃料噴射量を変化させる必要がある 力 燃料噴射量の減少側への変化幅を小さくすると、吸入空気量が不足側にずれて いるリッチ気筒を正確に検出できなくなるおそれがある。
[0102] リーン気筒における失火を招くことなぐリッチ気筒を正確に検出するためには、リ一 ン気筒以外の気筒についてのみ燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側 に変化させるようにすればよい。つまり、リッチ気筒の検出に先立ってリーン気筒を検 出し、その後、リーン気筒以外の気筒について気筒毎にリッチ気筒の検出を行うよう にすればよい。これによれば、燃料噴射量の減少側への変化幅を小さくする必要が なぐリッチ気筒を正確に検出することができる。
[0103] 図 11のフローチャートは、本実施形態において ECU30により実行されるルーチン を示している。このルーチンでは、前述のように、先ず、吸入空気量の過剰側へのず れが気筒毎に検出され、続いて、吸入空気量が過剰側にずれているリーン気筒以外 の気筒について、吸入空気量の不足側へのずれが気筒毎に検出される。そして、そ の結果に基づいて作用角及びリフト量の補正の必要があるか否かの判定が行われる
[0104] 図 11に示すルーチンの最初のステップ 400では、現在の制御モードが作用角及び リフト量（以下では単に作用角とレ、う）のばらつきを検出する検出モードが選択された か否か判定される。検出モードが選択された場合、ステップ 402の処理が実行される 。ステップ 402では、 ECU30力 ァクチユエータ 22への指令信号によって各気筒の 可変動弁装置 16が操作され、各気筒の吸気バルブ 12はその作用角を所定の小作 用角に設定される。そして、吸気バルブ 12を小作用角に設定した状態で、内燃機関 2のアイドル運転が行われる。
[0105] 次のステップ 404では、カウンタ nが初期化（n= l)される。このカウンタ nは、燃料 噴射量が周期的に変化させられる特定気筒の気筒番号を表してレ、る。本実施形態 では、実施の形態 2と同様に、燃料噴射量を気筒毎に変化させたときのトルク或いは 回転数の変化をモニタリングし、その振動振幅を測定することで、吸入空気量のずれ の程度を気筒毎に把握する方法を採って 、る。
[0106] ステップ 406では、特定気筒（第 n気筒）の燃料噴射量のみストィキ運転時の噴射 量力 増大側に周期的に変化させられる。そして、そのときのトルク或いは回転数の 変化がモニタリングされ、その振動振幅に基づいて当該特定気筒に生じている作用 角の大作用角側へのずれ量が算出される。なお、ステップ 406で実施される処理の 詳細な内容は、図 7のルーチンにおけるステップ 204乃至ステップ 210で説明した処 理と同内容である。
[0107] ステップ 408では、全気筒について作用角の大作用角側へのずれが検出されたか 否か判定される。未検出の気筒が残っている場合にはステップ 410に進み、燃料噴 射量の変動操作が行われる特定気筒が第 n気筒から第 n+1気筒へ変更される。ステ ップ 408の処理の後は、再びステップ 406の処理が行われる。ステップ 406では、ス テツプ 410で設定された特定気筒の燃料噴射量のみストィキ運転時の噴射量から增 大側に周期的に変化させられる。以上のループは、全気筒の検出が終了してステツ プ 408の条件が成立するまで繰り返し実行される。
[0108] ステップ 408の条件の成立後、カウンタ nは再び初期化（n= 1)される（ステップ 412 )。次のステップ 414では、現在の特定気筒（第 1気筒）が、吸入空気量が過剰側に ずれているリーン気筒、言い換えれば、作用角が大作用角側へずれている作用角大 気筒か否か判定される。第 1気筒がリーン気筒か否かの判定は、ステップ 406での検 出結果に基づいて行われる。判定の結果、第 1気筒がリーン気筒である場合にはス テツプ 420に進み、特定気筒が第 1気筒から第 2気筒へ変更される。特定気筒の変 更後、再び、ステップ 414の判定が行われ、新たに設定された特定気筒についてリ ーン気筒か否かの判定が行われる。
[0109] ステップ 414の判定の結果、特定気筒（第 n気筒）がリーン気筒ではなレ、場合のみ、 ステップ 416の処理が実行される。ステップ 416では、特定気筒の燃料噴射量のみス トイキ運転時の噴射量から減少側に周期的に変化させられる。そして、そのときのトル ク或.レ、は回転数の変化がモニタリングされ、その振動振幅を予め用意された対応テ —ブルに照合することで、当該特定気筒に生じている作用角の小作用角側へのず れ量が算出される。
[0110] ステップ 416では、リーン気筒以外の全気筒について作用角の小作用角側へのず れが検出されたか否か判定される。未検出の気筒が残っている場合にはステップ 42 0に進み、燃料噴射量の変動操作が行われる特定気筒が次の気筒番号の気筒へ変 更される。ステップ 420の処理の後は、ステップ 414において現在の特定気筒がリー ン気筒か否か判定される。判定の結果、特定気筒力リーン気筒である場合にはステ ップ 420に戻り、特定気筒はさらに次の気筒番号の気筒へ変更される。そして、ステ ップ 420で再設定された特定気筒カ^ーン気筒と判定されなかった場合のみ、ステツ プ 416の処理が実行される。以上のループは、リーン気筒以外の全気筒の検出が終 了してステップ 418の条件が成立するまで繰り返し実行される。
[0111] ステップ 418の条件が成立した場合、ステップ 422の判定が行われる。ステップ 42 2では、上記のステップ 406， 408, 410のループの実行により気筒毎に算出された 作用角の大作用角側へのずれ量と、上記のステップ 414， 416, 418, 420のノレ一プ の実行により気筒毎に算出された作用角の小作用角側へのずれ量とから、気筒間の 作用角のばらつき量が算出される。そして、算出された作用角のばらつき量が所定の 許容値を超えているか否か判定される。作用角のばらつき量が許容値未満の場合に は、各気筒の吸気バルブ 12の作用角を補正する必要は無いので、特別な処理を行 うことなく本ルーチンは終了する。
[0112] 一方、ステップ 422の判定の結果、作用角のばらつき量が許容値以上になってい る場合には、気筒間に無視できない程度の吸入空気量のばらつきが生じていると判 断することができる。この場合は、吸気バルブ 12の作用角を気筒毎に補正する必要 力；あるので、 ECU30は、運転者や整備士に作用角にばらつきがあることを知らせる ための信号を出力する (ステップ 424)。この信号には、気筒毎の作用角のずれ量が 情報として含まれている。 ECU30からの信号は、吸気バルブ 12の作用角が気筒毎 に適正に補正され、気筒間の吸入空気量のばらつきが解消されるまで出力される。
[0113] 以上のルーチンによれば、リーン気筒における作用角の大作用角側へのずれ量を 正確に検出することができるとともに、そのリーン気筒における失火を招くことなぐリツ チ気筒における作用角の小作用角側へのずれ量も正確に検出することができる。し たがって、本実施形態によれば、吸気バルブ 12の作用角（及びリフト量)を気筒毎に 補正する際にその補正量をより正確に把握することができ、気筒間の吸入空気量の ばらつきをより速やかに解消することができる。
[0114] なお、上述した実施の形態においては、 ECU30による上記ステップ 406の処理の 実行により、第 13の発明の「第 1の噴射量制御手段」及び「第 1の演算手段」が実現 されている。また、 ECU30による上記ステップ 414, 416の処理の実行により、第 13 の発明の「第 2の噴射量制御手段」及び「第 2の演算手段」が実現されている。また、 ECU30による上記ステップ 422, 424の処理の実行により、第 13の発明の「出力手 段」が実現されている
[0115] その他.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限 定されるものではなぐ本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること ができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
[0116] 上記各実施の形態では、内燃機関 2のアイドル運転中に検出モードを実行してい る力 検出モードは部分負荷運転時にも実行することができる。この場合は、回転数 の変わりにトルクの変動を測定し、その振動振幅から気筒間の作用角のばらつきを検 出するのが好ましい。内燃機関 2の発生トルクは、燃焼圧やクランクシャフト 28の角速 度から算出する等、公知の方法で求めることができる。なお、検出モードの実行はト ルクが略一定の定常状態には限定されず、トルクが変化してレ、る過度状態であって も実行すること力 sできる。前述のように FFT等によるフィルタ処理を行えば、トルクの 変化力も燃料噴射量の変動周波数と同周波数の変動成分を抽出することができるか らである。
[0117] また、上記各実施の形態では、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側 或いは減少側に周期的に変化させているが、増大側或いは減少側に一時的に変化 させるだけもよレ、。この場合も、内燃機関のトルクや回転数には気筒間の吸入空気量 のばらつきに応じた変化が現れるので、その変化幅を測定することで、気筒間の吸入 空気量のばらつきを検出することができる。
また、上記各実施の形態では、本発明を吸気バルブ 12に可変動弁装置 16を備え る内燃機関に適用してレ、るが、可変動弁装置 16を備えない内燃機関にも適用するこ とができる。このような内燃機関でも、本発明を適用することで、吸気バルブ 12の組 み付け誤差等に伴う気筒間の吸入空気量のばらつきを検出することができ、検出結 果に従って吸気バルブ 12の組み付けを気筒毎に補正することで、気筒間の吸入空 気量のばらつきを速やかに解消することができる。また、各気筒に吸気制御バルブを 備える内燃機関であれば、本発明によって吸入空気量のばらつきを検出することで、 吸気制御バルブの開度のばらつきを検出することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の気筒を有する内燃機関において気筒間の吸入空気量のばらつきを検出す る装置であって、
燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側或いは減少側の何れか一方に 変化させる噴射量制御手段と、
前記噴射量制御手段により燃料噴射量を変化させたときのトルク或いは回転数の 変化幅を求める演算手段と、
前記演算手段により求められたトルク或レ、は回転数の変化幅を、気筒間の吸入空 気量のばらつきの程度を示す指標値として出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする吸入空気量ばらつき検出装置。
[2] 前記噴射量制御手段により燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大側に変 化させたときの前記変化幅と所定の基準値とを比較する比較手段と、
前記変化幅が前記基準値を超えるときには、気筒間の吸入空気量のばらつきが許 容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項 1記載 の吸入空気量ばらつき検出装置。
[3] 前記噴射量制御手段により燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から減少側に変 化させたときの前記変化幅と所定の基準値とを比較する比較手段と、
前記変化幅が前記基準値を下回るときには、気筒間の吸入空気量のばらつきが許 容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特徴とする請求項 1記載 の吸入空気量ばらつき検出装置。
[4] 前記噴射量制御手段は、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から所定量増大側 に、或いは所定量減少側に周期的に変化させるように構成されており、
前記演算手段は、トルク或レ、は回転数の変化から燃料噴射量の変動周波数と同じ 周波数の変動成分を抽出し、抽出した変動成分の振幅を前記変化幅として求めるよ うに構成されていることを特徴とする請求項 1乃至 3の何れ力 1項に記載の吸入空気 量ばらつき検出装置。
[5] 複数の気筒を有する内燃機関において気筒間の吸入空気量のばらつきを検出す る装置であって、 前記複数の気筒のうち特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大 側或いは減少側の何れか一方に変化させる噴射量制御手段と、
前記噴射量制御手段により前記特定気筒の燃料噴射量を変化させたときのトルク 或レ、は回転数の変化幅を求める演算手段と、
前記演算手段により求められたトルク或いは回転数の変化幅を、前記特定気筒に おける吸入空気量のずれの程度を示す指標値として出力する出力手段と、 を備えることを特徴とする吸入空気量ばらつき検出装置。
[6] 前記噴射量制御手段により前記特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量 力 増大側に変化させたときの前記変化幅と所定の基準値とを比較する比較手段と 前記変化幅が前記基準値を超えるときには、前記特定気筒における吸入空気量の 過剰側へのずれが許容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特 徴とする請求項 5記載の吸入空気量ばらつき検出装置。
[7] 前記噴射量制御手段により前記特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量 から減少側に変化させたときの前記変化幅と所定の基準値とを比較する比較手段と 前記変化幅が前記基準値を下回るときには、前記特定気筒における吸入空気量の 不足側へのずれが許容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特 徴とする請求項 5記載の吸入空気量ばらつき検出装置。
[8] 前記噴射量制御手段は、前記特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量 力ら所定量増大側に、或いは所定量減少側に周期的に変化させるように構成されて おり、
前記演算手段は、トルク或レ、は回転数の変化から前記特定気筒の燃料噴射量の 変動周波数と同じ周波数の変動成分を抽出し、抽出した変動成分の振幅を前記変 化幅として求めるように構成されていることを特徴とする請求項 5乃至 7の何れ力 1項 に記載の吸入空気量ばらつき検出装置。
[9] 複数の気筒を有する内燃機関において気筒間の吸入空気量のばらつきを検出す る装置であって、 燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側或いは減少側の何れか一方に 変化させる噴射量制御手段と、
前記噴射量制御手段により燃料噴射量を変化させたときのトルク或いは回転数の 変化幅を気筒毎に求める演算手段と、
前記演算手段により求められた気筒毎のトルク或いは回転数の変化幅を、各気筒 における吸入空気量のずれの程度を示す指標値として出力する出力手段と、 を備えることを特徴とする吸入空気量ばらつき検出装置。
[10] 前記噴射量制御手段により燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から増大側に変 化させたときの前記変化幅と所定の基準値とを気筒毎に比較する比較手段と、 前記変化幅が前記基準値を超えるときには、当該気筒における吸入空気量の過剰 側へのずれが許容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特徴とす る請求項 9記載の吸入空気量ばらつき検出装置。
[11] 前記噴射量制御手段により燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 減少側に変 化させたときの前記変化幅と所定の基準値とを気筒毎に比較する比較手段と、 前記変化幅が前記基準値を下回るときには、当該気筒における吸入空気量の不足 側へのずれが許容レベルを超えていると判定する判定手段とを備えることを特徴とす る請求項 9記載の吸入空気量ばらつき検出装置。
[12] 前記噴射量制御手段は、燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量から所定量増大側 に、或いは所定量減少側に周期的に変化させるように構成されており、
前記演算手段は、気筒毎にサンプリングしたトノレク或レ、は回転数の変化から燃料噴 射量の変動周波数と同じ周波数の変動成分を抽出し、抽出した変動成分の振幅を 各気筒における前記変化幅として求めるように構成されていることを特徴とする請求 項 9乃至 11の何れ力 1項に記載の吸入空気量ばらつき検出装置。
[13] 複数の気筒を有する内燃機関において気筒間の吸入空気量のばらつきを検出す る装置であって、
前記複数の気筒のうち特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量力 増大 側に変化させる第 1の噴射量制御手段と、
前記第 1の噴射量制御手段により前記特定気筒の燃料噴射量を変化させたときの トルク或いは回転 i [の変化幅を求める第 lの演算手段と、
前記第 1の演算手段により求められたトルク或いは回転数の変化幅が所定の基準 値を超えてレ、なレ、場合には、前記特定気筒の燃料噴射量をストィキ運転時の噴射量 から減少側に変化させる第 2の噴射量制御手段と、
前記第 2の噴射量制御手段により前記特定気筒の燃料噴射量を変化させたときの トルク或いは回転数の変化幅を求める第 2の演算手段と、
前記第 1の演算手段により求められたトルク或いは回転数の変化幅、及び、前記第
2の演算手段により求められたトルク或いは回転数の変化幅を、前記特定気筒にお ける吸入空気量のずれの程度を示す指標値として出力する出力手段と、 を備えることを特徴とする吸入空気量ばらつき検出装置。
[14] 前記噴射量制御手段は、人間が体感可能な周波数帯域外の周波数で燃料噴射 量を周期的に変化させることを特徴とする請求項 4、 8、 12の何れか 1項に記載の吸 入空気量ばらつき検出装置。
[15] 気筒間の吸入空気量のばらつきを、気筒間の吸気バルブの作用角及び/又はリフ ト量のばらつきに換算する換算手段を備えることを特徴とする請求項 1乃至 14の何 れか 1項に記載の吸入空気量ばらつき検出装置。
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