JP4710652B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制する装置に関する。

リフト特性（リフト量及び作用角）が最小設定値となるアイドル運転時に、エンジン振動に基づいて気筒間のリフト特性のばらつきを検出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置によれば、エンジン振動が所定値以上である場合には、リフト特性の最小設定値が増加側に更新され、吸気バルブの閉弁時期を一定に保つべく中心位相が進角側に補正される。

特開２００５−２４０６６５号公報 特開２００２−２５６９０５号公報

しかしながら、上記装置のようにリフト特性を大きい側に補正すると、気筒間の吸入空気量のばらつきは抑制されるものの、小リフト量及び小作用角で運転することによる燃費向上効果が十分に得られなくなってしまう。

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、燃費向上効果を十分に得つつ、気筒間の吸入空気量のばらつきを十分に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制する内燃機関の制御装置であって、
気筒毎に設けられた吸気バルブと、
前記吸気バルブのリフト量及び作用角を変更可能な第１可変動弁機構と、
前記吸気バルブの閉弁時期を変更可能な第２可変動弁機構と、
前記第１可変動弁機構によりリフト量及び作用角が小リフト量及び小作用角にされた状態で、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記第１可変動弁機構によりリフト量及び作用角を小リフト量及び小作用角に保ったまま前記第２可変動弁機構により前記吸気バルブの目標閉弁時期を下死点付近に設定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記制御手段は、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、全気筒の前記吸気バルブの閉弁時期を算出する吸気バルブ閉弁時期算出手段と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記吸気バルブ閉弁時期算出手段により算出された閉弁時期のうちの最進角側の閉弁時期と、最遅角側の閉弁時期との平均値を算出する平均値算出手段と、
を含み、前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記平均値算出手段により算出された平均値が下死点となるように、前記吸気バルブの目標閉弁時期を設定することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、
気筒毎に設けられた排気バルブと、
前記排気バルブの閉弁時期を変更可能な第３可変動弁機構と、
前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記第３可変動弁機構により前記排気バルブの閉弁時期を前記吸気バルブの開弁時期と同じかそれよりも遅角側に設定する排気バルブ閉弁時期設定手段と、
を備えたことを特徴とする。

第１の発明によれば、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきが所定値よりも大きい場合に、吸気バルブの目標閉弁時期が下死点付近に設定される。これにより、吸気バルブ閉弁時のピストン位置の気筒間ばらつきが小さくされるため、リフト量及び作用角を増加側に補正することなく、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制することができる。よって、燃費向上効果を十分に得つつ、気筒間の吸入空気量のばらつきを十分に抑制することができる。

第２の発明によれば、吸気バルブの最進角側の閉弁時期と最遅角側の閉弁時期との平均値が下死点となるように、吸気バルブの目標閉弁時期が設定される。これにより、吸気バルブ閉弁時のピストン位置の気筒間ばらつきを最小にすることができるため、気筒間の吸入空気量のばらつきを最小に抑制することができる。

第３の発明によれば、気筒間の吸入空気量を抑制する際に、排気バルブの閉弁時期が吸気バルブの開弁時期と同じかそれよりも遅角側に設定される。これにより、吸気バルブの閉弁時期を下死点付近に設定することに起因するポンピング損失の発生を抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

［システムの構成］
図１は、本発明の実施の形態によるシステムの全体構成を説明するための図である。図２は、図１に示すシステムにおける内燃機関１の近傍を示す図である。
本実施の形態１のシステムは、内燃機関１を備えている。内燃機関１は、複数の気筒２を有するシリンダブロック４を備えている。各気筒２の内部にはピストン３が配置されている。ピストン３は、クランク機構を介してクランク軸５と接続されている。クランク軸５の近傍には、クランク角センサ６が設けられている。クランク角センサ６は、クランク軸５の回転角度（以下「クランク角CA」という。）を検出するように構成されている。シリンダブロック４には、内燃機関１の冷却水温を検出する冷却水温センサ７が設けられている。

シリンダブロック４の上部にはシリンダヘッド８が組み付けられている。ピストン３上面からシリンダヘッド８までの空間は燃焼室１０を形成している。シリンダヘッド８には、点火プラグ１１と筒内圧センサ１２とが設けられている。点火プラグ１１は、燃焼室１０内の混合気に点火するように構成されている。筒内圧センサ１２は、燃焼室１０内の燃焼圧（以下「筒内圧」という。）を検出するように構成されている。

シリンダヘッド８は、燃焼室１０と連通する吸気ポート１３を備えている。吸気ポート１３と燃焼室１０との接続部には吸気バルブ１４が設けられている。図１に示すシステムは、気筒毎に２つの吸気バルブ１４を備えている。吸気カム軸１５に設けられた吸気カム１６と吸気バルブ１４との間には、第１可変動弁機構１７が設けられている。第１可変動弁機構１７は、吸気バルブ１４のリフト量及び作用角を変更可能に構成されている。第１可変動弁機構１７の詳細な構成については、後述する。

また、吸気カム軸１５の端部には、第２可変動弁機構１８が設けられている。第２可変動弁機構１８は、吸気バルブ１４の開閉弁時期（すなわち、開弁位相）を変更可能に構成されている。第２可変動弁機構１８は、公知の油圧式もしくは電動式アクチュエータ５３を備えている。このアクチュエータ５３を作動させることで、クランク軸５に対する吸気カム軸１５の回転位相差を変更することができる。

吸気ポート１３は、吸気マニホールド１９を介して吸気通路２０に接続されている。吸気マニホールド１９には、吸気ポート１３近傍に燃料を噴射するインジェクタ２１が設けられている。複数のインジェクタ２１は、共通のデリバリーパイプ２２に接続されている。デリバリーパイプ２２は、燃料ポンプ２３を介して燃料タンク２４と連通している。

吸気通路２０の途中には、吸気圧を検出する吸気圧センサ２５が設けられている。吸気圧センサ２５の上流には、スロットルバルブ２６が設けられている。スロットルバルブ２６は、スロットルモータ２７により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ２６は、アクセル開度センサ３１により検出されるアクセル開度AAに基づいて駆動されるものである。スロットルバルブ２６の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットル開度センサ２８が設けられている。

スロットルバルブ２６の上流には、エアフロメータ２９が設けられている。エアフロメータ２９は吸入空気量Gaを検出するように構成されている。エアフロメータ２９の上流にはエアクリーナ３０が設けられている。

また、シリンダヘッド８は、燃焼室１０と連通する排気ポート３２を備えている。排気ポート３２と燃焼室１０との接続部には排気バルブ３３が設けられている。排気バルブ３３は、排気カム軸３４に設けられた排気カム３５により上下に駆動されるものである。排気カム軸３４の端部には、第３可変動弁機構３６が設けられている。第３可変動弁機構３６は、排気バルブ３３の開閉弁時期（すなわち、開弁位相）を変更可能に構成されている。第３可変動弁機構３６は、上記第２可変動弁機構１８と同様に、油圧式もしくは電動式アクチュエータ５４を備えている。このアクチュエータ５４を作動させることで、クランク軸５に対する排気カム軸３４の回転位相差を変更することができる。

排気ポート３２は、排気マニホールド３７を介して排気通路３８に接続されている。排気マニホールド３７は、上記吸気マニホールド１９と対向するように配置されている。排気通路３８には、排気ガスを浄化する触媒３９が設けられている。触媒３９の上流には、排気空燃比を検出する空燃比センサ４０が設けられている。

また、本実施の形態のシステムは、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０の出力側には、点火プラグ１１、インジェクタ２１、燃料ポンプ２３、スロットルモータ２７、アクチュエータ５２，５３，５４等が接続されている。ＥＣＵ６０の入力側には、クランク角センサ６、冷却水温センサ７、筒内圧センサ１２、スロットル開度センサ２８、エアフロメータ２９、アクセル開度センサ３１、空燃比センサ４０等が接続されている。
ＥＣＵ６０は、クランク角CAに基づいて、機関回転数NEを算出する。さらに、ＥＣＵ６０は、クランク角CAに基づいて、機関回転数NEの変動量（以下「回転変動量」という。）を算出する。また、ＥＣＵ６０は、吸入空気量Gaに基づいて、負荷KLを算出する。
ＥＣＵ６０は、内燃機関１の運転状態（機関回転数NE，吸入空気量Ga等）に応じて、第１可変動弁機構１７のアクチュエータ５２の作動量を制御することで、吸気バルブ１４のリフト量及び作用角を制御する。また、ＥＣＵ６０は、第２可変動弁機構１８のアクチュエータ５３の作動量を制御することで、吸気バルブ１４のバルブタイミング（開閉弁時期）を制御する。また、ＥＣＵ６０は、第３可変動弁機構３６のアクチュエータ５４の作動量を制御することで、排気バルブ３３のバルブタイミング（開閉弁時期）を制御する。
ＥＣＵ６０は、各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や点火時期制御のような内燃機関全体の制御を実行する。

［第１可変動弁機構１７の構成］
図３は、図１に示すシステムにおいて、第１可変動弁機構１７の構成を説明するための図である。図４は、図３に示す第１可変動弁機構１７において、制御軸４４の近傍を示す図である。

図３に示すように、ロッカーアーム４１の一端は吸気バルブ１４によって支持されている。可変動弁機構１７は、吸気カム１６とロッカーアーム４１との間に介在している。可変動弁機構１７は、吸気カム１６の回転運動とロッカーアーム４１の揺動運動との連動状態を連続的に変化させるように構成されている。

可変動弁機構１７は、吸気カム軸１５と平行に配置された制御軸４４を備えている。制御軸４４は、軸方向に移動可能に構成されている。図４に示すように、制御軸４４には、入力部４５と、この入力部４５を挟むようにして配置された２つの揺動カム４６Ｌ，４６Ｒとが回転可能に取り付けられている。入力部４５の外周面には、突出する２つのアーム４５ａが形成されている。２つのアーム４５ａの先端には、軸４５ｂを中心として回転可能なローラ４５ｃが取り付けられている。このローラ４５ｃは、図３に示すように、吸気カム１６の周面に押し当てられている。入力部４５の内周面には、ヘリカルスプライン４５ｄが形成されている。このヘリカルスプライン４５ｄは、軸方向に右ネジの螺旋状に形成されている。

揺動カム４６の外周面には、突出する略三角形状のノーズ４６ａが形成されている。揺動カム４６の内周面には、ヘリカルスプライン４６ｂが形成されている。このヘリカルスプライン４６ｂは、軸方向に左ネジの螺旋状に形成されている。

制御軸４４には、スライダギヤ５０が取り付けられている。スライダギヤ５０は、右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン５０ａを備えている。さらに、制御軸４４には、このヘリカルスプライン５０ａを挟んで、左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン５０ｂが２つ配置されている。ヘリカルスプライン５０ａは入力部４５のヘリカルスプライン４５ｄと、ヘリカルスプライン５０ｂは揺動カム４６のヘリカルスプライン４６ｂと、それぞれ噛み合わされている。

図３に示すように、揺動カム４６の下方には、上記ロッカーアーム４１が配置されている。ロッカーアーム４１の中間部にはロッカーローラ４２が回転可能に取り付けられている。ロッカーローラ４２は、揺動カム４６の周面に押し当てられている。ロッカーアーム４１の他端は、油圧式ラッシュアジャスタ４３によって回転自在に支持されている。

図５は、制御軸４４の駆動機構を示す図である。具体的には、図５（Ａ）は駆動機構を示す側面図であり、図５（Ｂ）はその平面図である。図５に示すように、制御軸４４の端部には、ラックギヤ４４ａが形成されている。このラックギヤ４４ａと噛み合わされるようにピニオンギヤ５１が配置されている。ピニオンギヤ５１は、電動式のアクチュエータ（以下「電動アクチュエータ」という。）５２の出力軸５２ａと固定されている。これにより、電動アクチュエータ５２の回転力が与えられた場合に、制御軸４４を軸方向に移動させることが可能となる。

上記の構成によれば、制御軸４４が軸方向に移動することで、入力部４５と揺動カム４６とが互いに逆方向に回転する。これにより、入力部４５のローラ４５ｃと、揺動カム４６のノーズ４６ａとの位相差が変化する。よって、ＥＣＵ６０の指令に基づいて電動アクチュエータ５２が駆動されることで、制御軸４４の軸方向における位置を調整することができ、吸気バルブ１４のリフト量及び作用角が可変となる。具体的には、吸気バルブ１４のリフト量及び作用角は、制御軸４４を方向Ｆへ移動させるほど大きくなり、制御軸４４を方向Ｒへ移動させるほど小さくなる。

［本実施の形態の特徴］
上記システムによれば、可変動弁機構１７の制御軸４４の位置を制御することで、吸気バルブ１４のリフト量及び作用角を小さくすることができる。小リフト量及び小作用角で運転することにより、大きいスロットル開度TAを確保しつつ、燃焼室１０内に吸入される空気量を少なくすることができる。よって、ポンピングロスの低減により、燃費を向上させることができる。

ところで、吸気バルブ１４にデポジットが付着したり、リフト量の調整不良が発生したりすると、気筒間でリフト量及び作用角のばらつきが生じる。その結果、気筒間で吸入空気量のばらつきが生じてしまう。上述したように、小リフト量及び小作用角で運転する場合は吸入空気量が少ないため、吸入空気量が多い場合（すなわち、大リフト及び大作用角で運転する場合）に比して、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきの影響が大きい。従って、小リフト量及び小作用角で運転する場合には、かかる気筒間のリフト量及び作用角のばらつきが小さくても、大きなトルク変動が生じたり、空燃比制御性が大幅に低下してエミッション特性が悪化する可能性がある。よって、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきを定期的に検出し、ばらつきが許容値よりも大きい場合には補正する必要がある。かかるばらつきは、例えば、気筒毎に求められた吸入空気量や筒内圧等の差に基づいて検出することができる。

既述した装置によれば、アイドル運転時に作用角を増加側に補正することで、気筒間の吸入空気量のばらつきが補正されている。しかし、このように作用角を補正すると、小リフト量及び小作用角で運転することができないため、燃費改善効果が不十分になってしまう。

ところで、吸入空気量は、吸気圧が一定である条件下では、吸気バルブ１４の閉弁時期によって定まる。具体的には、吸気バルブ１４の閉弁時期が上死点TDCに近いほど吸入空気量は少なくなり、下死点BDCに近いほど吸入空気量は多くなる。換言すれば、吸気バルブ１４の閉弁時のピストン３の位置によって、吸入空気量が定まる。よって、吸気バルブ１４の閉弁時のピストン位置のばらつきが小さいほど、気筒間の吸入空気量のばらつきも小さくなる。

そこで、本実施の形態では、図６に示すように、吸気バルブ１４の目標閉弁時期を下死点BDC付近に設定する。図６は、本実施の形態において、吸気バルブ１４の閉弁時におけるピストン位置のばらつきを示す図である。図６には、作用角が制御目標値よりも小さい側にずれることで吸気バルブ１４の閉弁時期が目標閉弁時期よりも進角側にずれている気筒と、作用角が目標値よりも大きい側にずれることで吸気バルブ１４の閉弁時期よりも遅角側にずれている気筒とが示されている。かかる２つの気筒間でリフト量及び作用角がばらついているため、吸気バルブ１４の閉弁時期は角度Ａだけ異なっている。上述したように吸気バルブ１４の目標閉弁時期を下死点付近に設定することにより、気筒間で作用角のばらつきが発生しているときでも、吸気バルブ１４の閉弁時のピストン位置のばらつきが小さくされる。その結果、気筒間の吸入空気量のばらつきを十分に抑制することができる。さらに、リフト量及び作用角は小さく保たれているため、十分な燃費向上効果を確保することができる。

図７は、本実施の形態において、吸気バルブ１４の目標閉弁時期の設定例を説明するための図である。図７において、作用角が目標値どおりに制御される気筒を「作用角ずれ無し」と示している。また、作用角が目標値よりも大きい側にずれることで、吸気バルブ１４の閉弁時期が制御目標よりも遅角側にずれる気筒を「作用角大」と示している。さらに、作用角が目標値よりも小さい側にずれることで、吸気バルブ１４の閉弁時期が制御目標よりも進角側にずれる気筒を「作用角小」と示している。

図７（Ａ）に示す例では、「作用角ずれ無し」気筒と、「作用角大」気筒とが存在している。ここで、「作用角ずれ無し」気筒の吸気弁閉弁時期が最進角側であり、「作用角大」気筒の吸気弁閉弁時期が最遅角側である。この場合、最進角側の吸気弁閉弁時期と最遅角側の吸気弁閉弁時期との平均値が下死点BDCとなるように、吸気バルブ１４の目標閉弁時期が設定される。具体的には、該目標閉弁時期は下死点BDCよりも進角側のＢ点に設定される。これにより、吸気バルブ閉弁時における「作用角ずれ無し」気筒のピストン位置と、「作用角大」気筒のピストン位置とを同等にすることができる。

図７（Ｂ）に示す例では、「作用角ずれ無し」気筒と、「作用角小」気筒とが存在している。ここで、「作用角小」気筒の吸気弁閉弁時期が最進角側であり、「作用角ずれ無し」気筒の吸気弁閉弁時期が最遅角側である。この場合も、最進角側の吸気弁閉弁時期と最遅角側の吸気弁閉弁時期との平均値が下死点BDCとなるように、吸気バルブ１４の目標閉弁時期が設定される。具体的には、該目標閉弁時期は下死点BDCよりも遅角側のＣ点に設定される。これにより、吸気バルブ閉弁時における「作用角小」気筒のピストン位置と、「作用角ずれ無し」気筒のピストン位置とを同等にすることができる。

図７（Ｃ）に示す例では、「作用角ずれ無し」気筒と、「作用角小」気筒と、「作用角大」気筒とが存在している。ここで、「作用角小」気筒の吸気弁閉弁時期が最進角側であり、「作用角大」気筒の吸気弁閉弁時期が最遅角側である。この場合も、最進角側の吸気弁閉弁時期と最遅角側の吸気弁閉弁時期との平均値が下死点BDCとなるように、吸気バルブ１４の目標閉弁時期が設定される。具体的には、該目標閉弁時期は、下死点BDCに設定される。これにより、吸気バルブ閉弁時におけるピストン位置のばらつきを最小にすることができる。

上述のように、吸気バルブ１４の目標閉弁時期を下死点BDC付近に設定することで、リフト量及び作用角を増加側に補正することなく、つまり、小リフト量及び小作用角のままで、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制される。
このように、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制すべく、小作用角及び小リフト量に保ったまま、吸気バルブ１４の目標閉弁時期を下死点BDC付近に設定すると、図８に実線Ｌ１で示される吸気バルブ１４の開弁期間となる。すなわち、吸気バルブ１４は遅開きの設定となる。図８は、気筒間の吸入空気量のばらつき抑制時において、吸気バルブ１４及び排気バルブ３３の開弁期間を示す図である。図８には、通常の排気バルブ３３の開弁期間を破線Ｌ２で示している。この破線Ｌ２で示される排気バルブ３３の開弁期間と、実線Ｌ１で示される吸気バルブ１４の開弁期間との間には、吸気バルブ１４と排気バルブ３３の両方が閉じられた期間が存在する。この両方のバルブ１４，３３が閉じられた期間は、ポンプ損失を増大させるため、燃費ロスが生じてしまう。
そこで、本実施の形態では、図８に実線Ｌ３で示すように、排気バルブ３３の閉弁時期が、吸気バルブ１４の開弁時期と同じか、もしくは、遅角側になるように、排気バルブ３３の位相（閉弁時期）を遅角させる。これにより、吸気バルブ１４の閉弁時期を下死点付近に設定することに起因するポンプ損失の発生を抑制することができるため、燃費ロスを抑制することができる。

［実施の形態における具体的処理］
図９は、本実施の形態において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。
図９に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１の運転状態を取得する（ステップ１００）。このステップ１００では、機関回転数NE、負荷KL、吸気圧、筒内圧等がＥＣＵ６０内に読み込まれる。

次に、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきの検出要求が有るか否かを判別する（ステップ１０２）。このステップ１０２では、前回のばらつき検出時から所定の距離だけ走行したか否かが判別される。ここで、ＥＣＵ６０は、本ルーチンとは別のルーチンにおいて、前回のばらつき検出時からの走行距離数をカウントしている。このステップ１０２では、カウントされた走行距離数が読み込まれ、読み込まれた走行距離数が基準値よりも大きい場合に、ばらつき検出要求が有ると判断される。

上記ステップ１０２でばらつき検出要求が無いと判別された場合、つまり、走行距離数が基準値以下である場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、ステップ１０２でばらつき検出要求が有ると判別された場合には、ばらつき検出の前提条件を具備しているか否かを判別する（ステップ１０４）。このステップ１０４では、例えば、小リフト量／小作用角で運転中であり、機関回転数NEが所定値以下（すなわち、低回転）であり、かつ、定常運転中であるか否かが判別される。ここで、低回転を前提条件とするのは、機関回転数NEが高くなるほど爆発間隔が短くなり、気筒毎の吸入空気量や筒内圧等が検出し難くなるためである。

上記ステップ１０４で前提条件を具備していないと判別された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、ステップで前提条件を具備していると判別された場合には、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきを検出する（ステップ１０６）。このステップ１０６では、先ず、気筒毎の吸入空気量が求められる。そして、ＥＣＵ６０内に予め記憶されたマップを参照して、この求められた吸入空気量に応じたリフト量及び作用角が気筒毎に算出される。そうすると、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきを検出することができる。なお、吸入空気量以外にも、気筒毎の機関回転数、吸気圧、筒内圧又は排気空燃比を求め、それらの差分に基づいて、ばらつきを検出することができる。

次に、上記ステップ１０６で検出されたばらつきが、基準値（許容値）よりも大きいか否かを判別する（ステップ１０８）。このステップ１０８でばらつきが基準値以下であると判別された場合には、気筒間の吸入空気量のばらつきの抑制が不要であると判断され、本ルーチンを一旦終了する。
一方、上記ステップ１０８でばらつきが基準値よりも大きいと判別された場合には、気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制する必要があると判断される。この場合、全気筒の吸気バルブ１４の閉弁時期を算出する（ステップ１１０）。このステップ１１０では、上記ステップ１０６で求められた各気筒の吸気バルブ１４のリフト量及び作用角に基づき、吸気バルブ１４の閉弁時期が算出される。

次に、上記ステップ１１０で算出された全気筒の吸気バルブ１４の閉弁時期のうちで、最も進角側の閉弁時期と、最も遅角側の閉弁時期との平均値を算出する（ステップ１１２）。図７（Ｃ）に示す例では、「作用角小」の閉弁時期と、「作用角大」の閉弁時期との平均値が算出される。
そして、この平均値が下死点BDCとなるように、吸気バルブ１４の目標閉弁時期を設定する（ステップ１１４）。すなわち、かかる目標閉弁時期となるように、第２可変動弁機構１８により吸気バルブ１４の位相が変更される。

次に、第３可変動弁機構３６により排気バルブ３３の位相を制御することで、排気バルブ３３の閉弁時期を吸気バルブ１４の開弁時期と同じかそれよりも遅角側に設定する（ステップ１１６）。図８に示す例では、排気バルブ３３の閉弁時期が、吸気バルブ１４の開弁時期よりも遅角側に設定されている。これにより、吸気バルブ１４と排気バルブ３３が共に開弁しているバルブオーバーラップ期間が確保される。

以上説明したように、図９に示すルーチンによれば、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきが基準値よりも大きい場合には、最進角側の吸気バルブ１４の閉弁時期と、最遅角側の吸気バルブ１４の閉弁時期との平均値が下死点BDCとなるように、吸気バルブ１４の目標閉弁時期が設定される。これにより、吸気バルブ１４の閉弁時における、ピストン位置のばらつきを最小にすることができる。よって、気筒間の吸入空気量のばらつきを十分に抑制することができる。ここで、吸気バルブ１４のリフト量及び作用角は増加側に補正されないため、小リフト及び小作用角で運転することによる燃費向上効果を十分に得ることができる。従って、燃費向上効果を十分に得つつ、気筒間の吸入空気量のばらつきを十分に抑制することができる。
さらに、排気バルブ３３の閉弁時期を吸気バルブ１４の開弁時期と同じかそれよりも遅角側に設定することで、ポンピング損失による燃費ロスの発生を抑制することができる。

尚、本実施の形態においては、ＥＣＵ６０が、ステップ１０６の処理を実行することにより第１の発明における「検出手段」が、ステップ１１４の処理を実行することにより第１及び第２の発明における「制御手段」が、ステップ１１０の処理を実行することにより第２の発明における「吸気バルブ閉弁時期算出手段」が、ステップ１１２の処理を実行することにより第２の発明における「平均値算出手段」が、ステップ１１６の処理を実行することにより第３の発明における「排気バルブ閉弁時期設定手段」が、それぞれ実現されている。

本発明の実施の形態によるシステムの全体構成を説明するための図である。 図１に示すシステムにおける内燃機関１の近傍を示す図である。 図１に示すシステムにおいて、第１可変動弁機構１７の構成を説明するための図である。 図３に示す第１可変動弁機構１７において、制御軸４４の近傍を示す図である。 制御軸４４の駆動機構を示す図である。 本発明の実施の形態において、吸気バルブ１４の閉弁時におけるピストン位置のばらつきを示す図である。 本発明の実施の形態において、吸気バルブ１４の目標閉弁時期の設定例を説明するための図である。 気筒間の吸入空気量のばらつき抑制時において、吸気バルブ１４及び排気バルブ３３の開弁期間を示す図である。 本発明の実施の形態において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒
３ ピストン
６ クランク角センサ
１０ 燃焼室
１１ 点火プラグ
１２ 筒内圧センサ
１３ 吸気ポート
１４ 吸気バルブ
１５ 吸気カム軸
１６ 吸気カム
１７ 第１可変動弁機構
１８ 第２可変動弁機構
２０ 吸気通路
２５ 吸気圧センサ
２６ スロットルバルブ
２８ スロットル開度センサ
２９ エアフロメータ
３１ アクセル開度センサ
３２ 排気ポート
３３ 排気バルブ
３４ 排気カム軸
３５ 排気カム
３６ 第３可変動弁機構
４０ 空燃比センサ
４４ 制御軸
４５ 入力部
４６ 揺動カム
５２，５３，５４ アクチュエータ
６０ ＥＣＵ

Claims (3)

1. 気筒間の吸入空気量のばらつきを抑制する内燃機関の制御装置であって、
   気筒毎に設けられた吸気バルブと、
   前記吸気バルブのリフト量及び作用角を変更可能な第１可変動弁機構と、
   前記吸気バルブの閉弁時期を変更可能な第２可変動弁機構と、
   前記第１可変動弁機構によりリフト量及び作用角が小リフト量及び小作用角にされた状態で、気筒間のリフト量及び作用角のばらつきを検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記第１可変動弁機構によりリフト量及び作用角を小リフト量及び小作用角に保ったまま前記第２可変動弁機構により前記吸気バルブの目標閉弁時期を下死点付近に設定する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、全気筒の前記吸気バルブの閉弁時期を算出する吸気バルブ閉弁時期算出手段と、
   前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記吸気バルブ閉弁時期算出手段により算出された閉弁時期のうちの最進角側の閉弁時期と、最遅角側の閉弁時期との平均値を算出する平均値算出手段と、
   を含み、前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記平均値算出手段により算出された平均値が下死点となるように、前記吸気バルブの目標閉弁時期を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
   気筒毎に設けられた排気バルブと、
   前記排気バルブの閉弁時期を変更可能な第３可変動弁機構と、
   前記検出手段により検出されたばらつきが所定値よりも大きい場合に、前記第３可変動弁機構により前記排気バルブの閉弁時期を前記吸気バルブの開弁時期と同じかそれよりも遅角側に設定する排気バルブ閉弁時期設定手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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