(57)【要約】【課題】簡単な検出構造をもって気筒間における吸入空気量のばらつきを正確に検出することの可能な内燃機関を提供する。【解決手段】この内燃機関１０は、互いの吸気弁のリフト作用角がオーバーラップしない状態となり得る気筒のみによって構成される２つのバンク（Ａバンク及びＢバンク）を有し、それらバンク毎に、各気筒♯１〜♯４／♯５〜♯８に対して各別に接続された吸気分岐通路１７ａ／１７ｂが集合して接続される吸気集合通路１５ａ／１５ｂを備える。各吸気集合通路１５ａ／１５ｂに設けられたサージタンク１６ａ／１６ｂには、吸気圧を検出する吸気圧センサ５２ａ／５２ｂが設けられる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの吸気弁の開弁期間がオーバーラップしない状態となり得る気筒のみによって構成される気筒群を複数有し、それら気筒群毎に、各気筒に対して各別に接続された分岐通路が集合して接続される集合通路、及び同集合通路の吸気圧を検出する検出部を備える内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関において、
前記気筒群は、互いの排気弁の開弁期間がオーバーラップしない気筒のみによって構成される
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関において、
前記吸気弁の開弁期間が短く設定されるときほどそのリフト量が小さくなるように同開弁期間を変更可能な変更機構を更に備える
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の内燃機関において、
同一の気筒群を構成する各気筒の吸気弁についてその開弁期間がオーバーラップする状態とオーバーラップしない状態とに変更可能な変更機構を更に備え、
前記検出部は前記変更機構によって前記オーバーラップしない状態に変更されているときに前記吸気圧の検出を実行する
ことを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関において、
当該内燃機関は２つのバンクを有し、それらバンク単位で気筒群が設定され、各バンク交互に点火がなされるように点火順序が設定されてなる
ことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒を備える内燃機関にかかり、詳しくは各気筒間における吸入空気量のばらつきを検出する検出装置を有する内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多気筒内燃機関では、その吸気系部材の個体差や経時変化などによって、各気筒の吸入空気量にばらつきが生じることがある。吸入空気量のばらつきが大きくなると、例えば機関回転速度の変動を招く等、種々の不都合を招くこととなる。そこで従来、そうした不都合を回避するべく、吸入空気量ばらつきを検出する装置の設けられた内燃機関が種々提案されている。
【０００３】
そうした検出装置を有する内燃機関としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この内燃機関にあっては、複数の気筒それぞれに、気筒内の圧力を検出するための筒内圧センサが設けられている。そして、対応する筒内圧センサによって検出される気筒内圧力に基づいて吸入空気量が気筒毎に求められて、吸入空気量ばらつきが検出されるようになっている。
【０００４】
また、上記検出装置を有する内燃機関としては、特許文献２に記載のものも知られている。この内燃機関では、その吸気通路にあって複数の気筒から各別に延びる分岐通路が集合された部分（詳しくはサージタンク）に、吸入空気の圧力を検出するための吸気圧センサが設けられている。そして、この吸気圧センサによって、各気筒における空気吸入のタイミングで吸気圧が検出され、同吸気圧から吸入空気量が気筒毎に求められる。そしてこれにより、各気筒間での吸入空気量ばらつきが検出される。
【特許文献１】特公平７−３２０４号公報
【特許文献２】特開２００１−２３４７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載の内燃機関にあっては、各気筒の吸入空気量をそれぞれ精度良く求めることができ、各気筒間での吸入空気量ばらつきについてもこれを精度良く検出することができる。しかしながら、全ての気筒に筒内圧センサを設ける必要があることから、これが構成の複雑化を招くこととなり、この点においてなお改善の余地を残すものとなっている。
【０００６】
一方、上記特許文献２に記載の内燃機関では、サージタンク内の吸気圧を検出する吸気圧センサ１つのみを用いて、全ての気筒についての吸入空気量を各別に検出することが可能である。しかしながら、内燃機関のサージタンク内では各気筒での空気吸入に伴う吸気圧変動が互いに干渉し合っているために、そうしたサージタンク内の吸気圧に基づき吸入空気量ばらつきを検出する特許文献２に記載の内燃機関では、高い検出精度を得ることが困難である。
【０００７】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な検出構造をもって気筒間における吸入空気量のばらつきを正確に検出することの可能な内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
先ず、請求項１に記載の発明は、互いの吸気弁の開弁期間がオーバーラップしない状態となり得る気筒のみによって構成される気筒群を複数有し、それら気筒群毎に、各気筒に対して各別に接続された分岐通路が集合して接続される集合通路、及び同集合通路の吸気圧を検出する検出部を備えることをその要旨とする。
【０００９】
同構成によれば、各気筒群についてそれぞれ、他気筒の吸気弁が開弁することによる圧力変動の影響が極めて小さい状況下で、所定気筒の吸気弁が開閉弁することによって生じる集合通路の吸気圧変動を検出することができるようになる。したがって、その吸気圧変動の大きさを各気筒について比較することにより、各気筒についてそ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ようになる。しかも、吸気圧検出のための検出部を気筒毎に設ける場合とは異なり、簡単な検出構造をもって、そうした吸入空気量ばらつきを高い精度で検出することができる。
【００１０】
なお、上記内燃機関には、以下の（Ａ）及び（Ｂ）に記載する内燃機関が含まれる。
（Ａ）いかなる運転領域にあっても同一の気筒群を構成する各気筒の吸気弁の開弁期間がオーバーラップしないようにそれら開弁期間が予め設定された内燃機関。
（Ｂ）機関運転状態に応じて同一の気筒群を構成する各気筒の吸気弁の開弁期間がオーバーラップする状態及びオーバーラップしない状態で切り替わる内燃機関。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関において、前記気筒群は、互いの排気弁の開弁期間がオーバーラップしない気筒のみによって構成されることをその要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、各気筒群についてそれぞれ、他気筒の排気弁の開閉弁に伴う排気圧変動による悪影響を極力回避しつつ、所定気筒の吸気弁の開閉弁に伴う吸気圧変動を検出することができるようになる。したがって、各気筒についてその吸入空気量のばらつきを一層正確に検出することができるようになる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関において、前記吸気弁の開弁期間が短く設定されるときほどそのリフト量が小さくなるように同開弁期間を変更可能な変更機構を更に備えることをその要旨とする。
【００１４】
吸気弁の開弁期間を変更可能な変更機構として、吸気弁の開弁期間を短く設定するほどそのリフト量が小さくなるようにこれを変更するものを備える内燃機関では、アイドル運転時等、吸気弁の開弁期間が短く設定されてそのリフト量が小さくなるときほど、その開弁時において吸入空気の通過する間隙が狭くなる。また、そのようにリフト量が小さく設定されるアイドル運転時等、低負荷運転時においては、各気筒の吸入空気量のばらつきが大きいほど、それに起因する機関回転速度の変動増大等、その悪影響も大きなものとなる。すなわち、そうした内燃機関にあっては、吸気弁などへのデポジット付着による影響や変更機構の変更動作のばらつきによる影響を受け易いと云える。
【００１５】
この点、上記構成によれば、そうした変更機構を備える内燃機関の吸入空気量ばらつきを正確に検出することができるようになる。更に、同構成の場合には、各気筒間での吸入空気量のばらつきを検出することにより、変更機構の作動が正常であるか否かを判断することも可能になる。すなわち、特定気筒の吸気弁の開弁期間がその目標とする期間と異なる場合には吸入空気量のばらつきが大きくなるため、これに基づいて変更機構が正常に作動しているか否かを判断することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関において、同一の気筒群を構成する各気筒の吸気弁についてその開弁期間がオーバーラップする状態とオーバーラップしない状態とに変更可能な変更機構を更に備え、前記検出部は前記変更機構によって前記オーバーラップしない状態に変更されているときに前記吸気圧の検出を実行することをその要旨とする。
【００１７】
同構成によれば、変更機構の作動を通じて同一の気筒群を構成する各気筒の吸気弁の開弁期間がオーバーラップしない状態となるときに、それら気筒の吸入空気量に生じるばらつきを検出するようにしているため、正確な検出を行うことができる。更に、同構成の場合には、それら気筒間での吸入空気量のばらつきを検出することにより、変更機構の作動が正常であるか否かを判断することも可能になる。すなわち、特定気筒の吸気弁の開弁期間がその目標とする期間と異なる場合には吸入空気量のばらつきが大きくなるため、これに基づいて変更機構が正常に作動しているか否かを判断することができる。
【００１８】
なお、同構成における変更機構として、請求項３に記載の構成によるように、前記吸気弁の開弁期間が短く設定されるときほどそのリフト量が小さくなるように同開弁期間を変更可能なものを採用することにより、上述したように吸気弁などへのデポジット付着による影響や変更機構の変更動作のばらつきによる影響を受け易い内燃機関にあって、その吸入空気量ばらつきを正確に検出することができるようになる。
【００１９】
なお、例えばＶ型或いは水平対向型の気筒配列を有する内燃機関等、２つのバンクを有する内燃機関にあって請求項１〜４のいずれか一項に記載の構成の実現を図る上では、請求項５に記載の構成のように、バンク単位で気筒群を設定し、各バンク交互に点火がなされるように点火順序を設定することが望ましい。このように構成することにより、分岐通路や集合通路の配設構造の複雑化を極力抑制することができるようになる。
【００２０】
また、請求項５に記載の構成において、バンク毎に、各気筒に対して各別に接続された排気系の分岐通路が集合して接続される集合通路を設けることにより、請求項２に記載の構成を具現化する際、それら分岐通路や集合通路の配設構造の複雑化についてもこれを極力抑制することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明にかかる内燃機関を具体化した一実施の形態について説明する。
本実施の形態にかかる内燃機関は、Ａバンク及びＢバンクからなるとともに各バンクがそれぞれ４つの気筒を備えるＶ型８気筒の内燃機関である。
【００２２】
先ず、本実施の形態にかかる内燃機関の概略構成について説明する。
この内燃機関の各バンクの基本構造は同一であるために、ここではＡバンクの基本構造についてのみ説明し、Ｂバンクの基本構造についての説明は省略する。また、以下の説明において、各バンクで同一の構成要素についてはその符号として同一の番号を付すとともに、それらを区別するために、Ａバンクの構成要素についてはその末尾に「ａ」を付し、Ｂバンクの構成要素についてはその末尾に「ｂ」を付す。なお、バンク毎に区別する必要のない構成要素に関しては、符号として番号のみを付すこととする。
【００２３】
図１は、本実施の形態にかかる内燃機関のＡバンクの概略構成を示している。
同図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、スロットル弁１２が設けられている。スロットル弁１２には、スロットルモータ１３が連結されている。そして、このスロットルモータ１３の駆動制御を通じてスロットル弁１２の開度（スロットル開度ＴＡ）が調節され、これにより吸気通路１１を通じて各燃焼室１４内に吸入される空気の量が調節される。
【００２４】
この吸気通路１１は上記スロットル弁１２の下流側において２本の通路に分岐されており、その一方（吸気集合通路１５ａ）がＡバンクに接続され、他方（吸気集合通路１５ｂ）がＢバンクに接続されている。吸気集合通路１５ａの途中には、サージタンク１６ａが設けられている。また、この吸気集合通路１５ａは、サージタンク１６ａよりも下流側でさらに４本の吸気分岐通路１７ａに分岐されている。そして、それら吸気分岐通路１７ａが各気筒♯１〜♯４（図中には１つの気筒のみ図示）に各別に接続されている。また、各吸気分岐通路１７ａにはそれぞれ燃料噴射弁１８が設けられている。この燃料噴射弁１８は吸気分岐通路１７ａ内に燃料を噴射する。
【００２５】
内燃機関１０の各燃焼室１４においては、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ１９による点火が行われる。この点火動作によって混合気が燃焼してピストン２０が往復移動し、クランクシャフト２１が回転する。そして、燃焼後の混合気は、排気として各燃焼室１４から排気通路２２（詳しくは排気分岐通路２３ａ）に送り出され、同排気通路２２（詳しくは排気集合通路２４ａ）に設けられた排気浄化触媒２５ａを通じて浄化された後、外部に排出される。
【００２６】
内燃機関１０において、吸気分岐通路１７ａと燃焼室１４との間は吸気弁３０ａの開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室１４と排気分岐通路２３ａとの間は排気弁３２ａの開閉動作によって連通・遮断される。また、吸気弁３０ａはクランクシャフト２１の回転が伝達される吸気カムシャフト３４ａの回転に伴って開閉動作し、排気弁３２ａは同じくクランクシャフト２１の回転が伝達される排気カムシャフト３６ａの回転に伴い開閉動作する。
【００２７】
吸気カムシャフト３４ａと吸気弁３０ａとの間には作用角変更機構３８ａが設けられている。この作用角変更機構３８ａは、吸気弁３０ａの開弁期間（リフト作用角）を機関運転条件に応じて可変設定するものであり、電動モータ等のアクチュエータ４０ａの駆動制御を通じて作動する。この作用角変更機構３８ａの作動による吸気弁３０ａのリフト作用角の変更態様を図２に示す。同図２から分かるように、作用角変更機構３８ａの作動によって、吸気弁３０ａのリフト作用角はリフト量に同期して変化し、例えばリフト作用角が小さくなるほどリフト量も小さくなる。このリフト作用角が小さくなるということは、吸気弁３０ａの開弁時期と閉弁時期とが互いに近づくということであり、吸気弁３０ａの開弁期間が短くなるということを意味する。
【００２８】
本実施の形態では、吸入空気量の調節が、スロットル弁１２（図１）の開度制御（スロットル制御）と作用角変更機構３８ａの作動制御（リフト作用角可変制御）との協働制御を通じて行われる。吸入空気量は、スロットル開度ＴＡが大きいほど、また吸気弁３０ａのリフト作用角が大きいときほど多くなる。そのため上記協働制御にあっては、吸気弁３０ａのリフト作用角を大きく設定するときにはスロットル開度ＴＡを相対的に小さく設定し、逆に同リフト作用角を小さく設定するときにはスロットル開度ＴＡを相対的に大きく設定するといったようにスロットル制御及びリフト作用角可変制御がそれぞれ実行されて、吸入空気量が所望の量に調節される。なお、この協働制御では、機関負荷が大きいときほど、吸気弁３０ａのリフト作用角及びスロットル開度ＴＡが大きく設定される。
【００２９】
このように、上記内燃機関１０では、スロットル開度ＴＡを変更することに加えて、吸気弁３０ａのリフト作用角を変更することによって吸入空気量が調節される。この場合、スロットル弁１２を絞ることのみをもって吸入空気量を低減するよりも、低出力（低空気量）での機関運転が可能となる。これは、次のような理由による。
【００３０】
リフト作用角の変更を通じて吸入空気量を調節する構成では、スロットル弁１２による絞り度合が小さくなるために、吸気弁３０ａの上流側における吸入空気の圧力が高くなる。そのため、所定量の空気を燃焼室１４に導入する場合、すなわち機関吸入行程における最終的な燃焼室１４圧力が同一になる場合には、同機関吸入行程の途中における燃焼室１４圧力が、スロットル弁１２のみを絞る構成よりもリフト作用角を変更する構成の方が高くなり、その分だけポンピング損失が小さくなるためである。
【００３１】
この点をふまえ、本実施の形態にかかる協働制御にあっては、スロットル弁１２を絞ることのみをもって吸入空気量を低減する構成よりもリフト作用角が小さくなるように、作用角変更機構３８ａの作動が制御される。これにより、燃費性能の向上が図られている。
【００３２】
本実施の形態にかかる内燃機関はその運転状態を検出するための各種センサを備えている。
そうした各種センサとしては、例えばクランクシャフト２６の回転角（クランク角）を検出するためのクランクセンサや、作用角変更機構３８ａによって設定されている吸気弁３０ａのリフト作用角（正確には、作用角変更機構３８ａの作動量）を検出するための作用角センサが設けられている。その他、サージタンク１６ａ内の吸入空気の圧力（吸気圧）を検出するための吸気圧センサ５２ａ等も設けられている。本実施の形態では、この吸気圧センサ５２ａ（及び吸気圧センサ５２ｂ）が、集合通路の吸気圧を検出する検出部として機能する。
【００３３】
内燃機関１０は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置５０を備えている。この電子制御装置５０は、各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて上記スロットル制御や、リフト作用角可変制御、燃料噴射弁１８の駆動制御（燃料噴射制御）等といった機関制御を実行する。
【００３４】
次に、上記内燃機関１０の吸気系及び排気系の概略構成について、図３を参照しつつ説明する。
本実施の形態では、比較的簡単な検出構造をもって吸入空気量ばらつきを精度良く検出するべく、内燃機関１０の吸気系及び排気系が以下のように構成されている。
【００３５】
図３に示すように、内燃機関１０にあっては、その吸気系における上記吸気集合通路１５ａ，１５ｂ、サージタンク１６ａ，１６ｂ、及び吸気圧センサ５２ａ，５２ｂ、更にはその排気系における排気集合通路２４ａ，２４ｂ及び排気浄化触媒２５ａ，２５ｂが、各バンクに対応して各別に設けられている。
【００３６】
また、内燃機関１０にあっては、同一のバンクにおいて連続して点火が行われないように、換言すれば、各バンク交互に点火がなされるように、その点火順序が設定されている。この点火順序は、具体的には、図４に内燃機関１０の行程図を示すように、「気筒♯５（Ｂバンク）→気筒♯１（Ａバンク）→気筒♯６（Ｂバンク）→気筒♯３（Ａバンク）→気筒♯８（Ｂバンク）→気筒♯４（Ａバンク）→気筒♯７（Ｂバンク）→気筒♯２（Ａバンク）」といった順序に設定されている。これにより、各バンクがそれぞれ、互いの吸気弁３０ａ，３０ｂのリフト作用角がオーバーラップしない状態となり得る気筒のみによって構成される。
【００３７】
更に、内燃機関１０にあっては、前記リフト作用角可変制御を通じて、同一バンクに対応する複数の吸気弁３０ａ，３０ｂについてそのリフト作用角がオーバーラップする状態とオーバーラップしない状態とで切り替わるようになっている。具体的には、内燃機関１０の高負荷運転時には同一バンクに対応する複数の吸気弁３０ａ，３０ｂのリフト作用角がオーバーラップする状態になり、例えばアイドル運転時など低負荷運転時には同リフト作用角がオーバーラップしない状態になる。一方、同一バンクの各気筒に対応する複数の排気弁３２ａ，３２ｂについては、それらのリフト作用角がいかなる機関運転状態にあってもオーバーラップしないように予め設定されている。
【００３８】
図５は内燃機関１０の低負荷運転時（詳しくは、同一バンクに対応する複数の吸気弁３０ａ，３０ｂのリフト作用角がオーバーラップしない状態となっているとき）にあってそのＡバンクの吸気系における（ａ）吸気流量、及び（ｂ）吸気圧の推移を示している。また、図６は同じく内燃機関１０の低負荷運転中にあってそのＢバンクの吸気系における（ａ）吸気流量、及び（ｂ）吸気圧の推移を示している。なお、図５（ａ）及び図６（ａ）において、実線はサージタンク１６ａ，１６ｂから各気筒に吸入される空気量Ｍｃａ，Ｍｃｂの推移を示し、一点鎖線はスロットル弁１２の上流側からサージタンク１６ａ，１６ｂに流入する空気量Ｍｔａ，Ｍｔｂの推移を示している。
【００３９】
図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、サージタンク１６ａ，１６ｂから各気筒に吸入される空気量Ｍｃａ，Ｍｃｂ、及びスロットル弁１２の上流側からサージタンク１６ａ，１６ｂに流入する空気量Ｍｔａ，Ｍｔｂは共に、各気筒での吸気弁３０ａ，３０ｂの開弁に伴って一旦増加した後、その閉弁に伴って減少するといったように脈動している。
【００４０】
また、これに伴い、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、サージタンク１６ａ，１６ｂ内の吸気圧についても、各気筒における吸気弁３０ａ，３０ｂの開弁による空気吸入の開始に伴って一旦低下した後、吸気弁３０ａ，３０ｂの閉弁に伴う空気吸入の停止によって上昇するといったように、脈動している。
【００４１】
本実施の形態では、そうした各吸気弁３０ａ，３０ｂの開閉弁に伴う吸気圧の変動量（例えば「最大値−最小値」）が各吸気圧センサ５２ａ，５２ｂによって検出され、それら圧力変動量を比較することによって各気筒間での吸入空気量ばらつきが検出される。
【００４２】
なお、そうした吸入空気量ばらつきを検出するための手法としては、クランクシャフト２１の回転変動に基づく検出手法や、排気空燃比に基づく検出手法なども考えられる。しかしながら、これら検出手法は各燃料噴射弁１８の噴射量のばらつきによる影響を受けるために、高い検出精度を確保することが難しい。この点、上記吸気圧の変動量に基づく検出手法は、そうした噴射量ばらつきの影響を受けないことから、吸入空気量ばらつきを比較的精度良く検出することが可能である。
【００４３】
ここで、吸気弁のリフト作用角がオーバーラップしていると、所定気筒の吸気弁の開弁時における吸気圧に対する影響であって、オーバーラップしている他気筒の吸気弁の開弁による吸気圧の変動による影響が極めて大きくなる。これは上記圧力変動量を変化させることともなり、同圧力変動量に基づく吸入空気量の検出にかかる精度を低下させる一因となる。
【００４４】
そこで、本実施の形態にかかる内燃機関１０では、前記リフト作用角可変制御を通じて、同一バンクに対応する複数の吸気弁３０ａ，３０ｂについてそのリフト作用角がオーバーラップしない状態に変更されている状況下において、吸気圧、ひいては吸気圧の変動量を検出するようにしている。これにより、各バンクについてそれぞれ、他気筒の吸気弁３０ａ，３０ｂの開弁による圧力変動の影響が極めて小さい状況下で、所定気筒の吸気弁３０ａ，３０ｂが開閉弁することによる吸気圧の変動量が検出されるようになる。
【００４５】
したがって、この吸気圧の変動量を各気筒について比較することにより、それら気筒についてそ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ようになる。しかも、吸気圧検出のための検出部を気筒毎に設ける場合とは異なり、各サージタンク１６ａ，１６ｂにそれぞれ吸気圧センサ５２ａ，５２ｂを設けるといった比較的簡単な検出構造をもって、そうした吸入空気量ばらつきを高い精度で検出することができるようになる。
【００４６】
また、こうした吸気圧の変動量に基づく検出手法にあっては、吸気圧の脈動幅が大きいほど、吸入空気量ばらつきを精度よく検出することができる。
図７は、上記内燃機関１０の比較例Ａとして、全気筒共通のサージタンクが設けられるとともに各吸気弁のリフト作用角がオーバーラップするように設定される内燃機関の運転中にあって、その吸気系における（ａ）吸気流量、及び（ｂ）吸気圧の推移を示している。
【００４７】
本実施の形態では、同一バンクに対応する吸気弁３０ａのリフト作用角がオーバーラップしないときに吸気圧が検出されるため、その吸気圧の脈動幅（図５中のΔＰＡａ、図６中のΔＰＡｂ）が、上記比較例Ａにおける吸気圧の脈動幅（図７中のΔＰＡｉ）と比べて大きくなる。本実施の形態では、このように吸気圧の脈動幅が大きく設定されることによっても、吸入空気量ばらつきについての精度のよい検出が実現されるようになる。
【００４８】
一方、上記内燃機関１０（図３）の運転中にあっては、排気通路２２における各排気浄化触媒２５ａ，２５ｂよりも上流側、すなわち各排気分岐通路２３ａ，２３ｂや各排気集合通路２４ａ，２４ｂの内部における排気圧力についても、上述した吸気圧と同じく、脈動している。具体的には、各排気弁３２ａ，３２ｂの開弁による燃焼室１４からの排気放出に伴って一旦上昇した後、各排気弁３２ａ，３２ｂの閉弁に伴う排気放出の停止によって低下するといったように、脈動している。
【００４９】
ところで、各排気弁のリフト作用角をオーバーラップするように設定すると、所定気筒の排気弁の開弁時における排気圧に対する影響であって、オーバーラップしている他気筒の排気弁の開弁による排気圧変動への影響が極めて大きくなる。これは、所定気筒から排気通路への排気放出量や、排気通路から所定気筒に還流される排気の量（いわゆる内部ＥＧＲ量）を不要に変化させることとなり、ひいては吸気圧の変動量と所定気筒の吸入空気量との関係を変化させることとなるために、上記吸入空気量ばらつきについての検出精度の向上を妨げる一因となる。
【００５０】
これに対し、上記内燃機関１０では、いかなる運転状態にあっても同一バンクの各気筒に対応する排気弁３２ａ，３２ｂのリフト作用角がオーバーラップしないように予め設定されている。そのため、各バンクについてそれぞれ、他気筒の排気弁３２ａ，３２ｂの開閉弁に伴う排気圧変動による悪影響を極力回避することの可能な状況下で、所定気筒の吸気弁３０ａ，３０ｂの開閉弁に伴う吸気圧の変動量が検出されるようになる。
【００５１】
他方、内燃機関１０にあっては、上記作用角変更機構３８ａ，３８ｂを通じて、吸気弁３０ａ，３０ｂのリフト作用角が小さく設定されるときほどそのリフト量が小さく設定される。そのため、図８に吸入空気の通過する間隙（詳しくは開弁時における吸気弁３０ａとその弁座Ｓとの間隙）と吸気弁３０ａのリフト作用角との関係を示すように、吸気弁３０ａのリフト作用角が小さく設定されてそのリフト量が小さくなるほど、同間隔が狭くなる。
【００５２】
また、前述したように、本実施の形態にかかる協働制御にあっては、スロットル弁１２を絞ることのみをもって吸入空気量が低減される内燃機関（比較例Ｂ）よりもリフト作用角が小さくなるようにリフト作用角可変制御が実行される。
【００５３】
そのため、開弁時における吸気弁３０ａ及びその周辺構造を図９に示すように、上記比較例Ｂにあっては上記間隙が比較的大きい状態で維持されるのに対し（図９（ｂ））、本実施の形態にかかる内燃機関１０では、例えばそのアイドル運転時等の低負荷運転時において、上記間隙がごく小さくなる（図９（ａ））。
【００５４】
図８中の一点鎖線は、作用角変更機構３８ａの個体差や経時劣化、あるいは吸気弁３０ａへのデポジット付着などによって上記間隙が変化した場合における同間隙と吸気弁３０ａのリフト作用角との関係の一例を示している。
【００５５】
同図８から明らかなように、リフト作用角が小さいほど、上記間隔の変化量ΔＣＬが間隙全体に占める割合（変化率）が大きくなる。したがって、作用角変更機構３８ａ，３８ｂの作動制御を通じて上記間隙がごく小さく設定されることのある内燃機関１０にあっては、上記比較例Ｂと比べて、吸気弁３０ａ，３０ｂなどへのデポジット付着による影響や作用角変更機構３８ａ，３８ｂの可変動作のばらつきによる影響が顕著に現われると云える。また、そのようにリフト量が小さく設定されるアイドル運転時等、内燃機関１０の低負荷運転時においては、吸入空気量のばらつきが大きいほど、それに起因する機関回転速度の変動増大等、その悪影響も大きなものとなる。本実施の形態によれば、そうした内燃機関１０の吸入空気量ばらつきを正確に検出することができるようになり、吸入空気量ばらつきが大きくなった場合にはこれに適切に対処することができるようになる。
【００５６】
また、本実施の形態によれば、各気筒間での吸入空気量のばらつきの検出を通じて、作用角変更機構３８ａ，３８ｂの作動が正常であるか否かを判断することなども可能になる。すなわち、特定気筒の吸気弁のリフト作用角がその目標とするリフト作用角と異なる場合には吸入空気量のばらつきが大きくなるため、これに基づいて作用角変更機構３８ａ，３８ｂが正常に作動しているか否かを判断することができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）互いの吸気弁３０ａ，３０ｂのリフト作用角がオーバーラップしない状態となり得る気筒のみによって構成される各バンクに対応して、吸気集合通路１５ａ，１５ｂ、サージタンク１６ａ，１６ｂ、及び吸気圧センサ５２ａ，５２ｂを各別に設けるようにした。そのため、各バンクについてそれぞれ、他気筒の吸気弁３０ａ，３０ｂの開弁による圧力変動の影響が極めて小さい状況下で、所定気筒の吸気弁３０ａ，３０ｂが開閉弁することによる吸気圧の変動量を検出することができるようになる。したがって、この吸気圧の変動量を各気筒について比較することにより、各気筒についてそ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ようになる。しかも、吸気圧検出のための検出部を気筒毎に設ける場合とは異なり、各サージタンク１６ａ，１６ｂに吸気圧センサ５２ａ，５２ｂをそれぞれ設けるといった比較的簡単な検出構造をもって、そうした吸入空気量ばらつきを高い精度で検出することができるようになる。
【００５８】
（２）同一バンクの各気筒に対応する排気弁３２ａ，３２ｂのリフト作用角をオーバーラップしないように設定した。そのため、各バンクについてそれぞれ、他気筒の排気弁３２ａ，３２ｂの開閉弁に伴う排気圧変動による悪影響を極力回避しつつ、所定気筒の吸気弁３０ａ，３０ｂの開閉弁に伴う吸気圧変動を検出することができるようになり、吸入空気量のばらつきを一層正確に検出することができるようになる。
【００５９】
（３）吸気弁３０ａ，３０ｂなどへのデポジット付着による影響や作用角変更機構３８ａ，３８ｂの可変動作のばらつきによる影響が顕著に現われる内燃機関１０にあって、吸入空気量ばらつきを正確に検出することができる。
【００６０】
（４）作用角変更機構３８ａ，３８ｂを通じて、同一バンクに対応する複数の吸気弁３０ａ，３０ｂのリフト作用角がオーバーラップしない状態に変更されているときに、吸気圧の変動量を検出するようにしたために、吸入空気量ばらつきを高い精度で検出することができるようになる。
【００６１】
（５）内燃機関１０として、Ｖ型の気筒配列を有し、その各バンク交互に点火がなされるように点火順序が設定されるものを用いるようにした。これにより、互いの吸気弁の開弁期間がオーバーラップしない状態となり得る気筒のみによって構成される気筒群に対応して吸気集合通路１５ａ，１５ｂ、サージタンク１６ａ，１６ｂ、及び吸気圧センサ５２ａ，５２ｂを各別に設ける上で、それらの配設構造の複雑化を極力抑制することができるようになる。
【００６２】
また、バンク毎に、各気筒に対して各別に接続された排気分岐通路２３ａ，２３ｂの接続される排気集合通路２４ａ，２４ｂを設けるようにした。そのため、互いの排気弁３２ａ，３２ｂのリフト作用角がオーバーラップしない気筒のみによって構成される気筒群に対応して排気集合通路２４ａ，２４ｂを各別に設ける際、排気分岐通路２３ａ，２３ｂや排気集合通路２４ａ，２４ｂの配設構造の複雑化についてもこれを極力抑制することができるようになる。
【００６３】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、吸入空気量ばらつきを検出するために、吸気圧センサ５２ａ，５２ｂによって、各吸気弁３０ａ，３０ｂの開閉弁に伴う吸気圧の変動量を検出するようにした。同検出する吸気圧変動量としては、吸気圧の最大値と最小値との差（最大値−最小値）の他、それら最大値と最小値との比や、クランク角が所定角度だけ変化する所定期間における吸気圧変動量、或いは吸気圧の変化速度等を検出するようにしてもよい。要は、その比較を通じて吸入空気量のばらつきを精度よく検出することの可能な吸気圧変動の一態様であれば、吸気圧センサ５２ａ，５２ｂを通じて検出する値は任意に変更可能である。
【００６４】
・本発明は、同一バンクに対応する複数の排気弁のリフト作用角がオーバーラップするようにそれらリフト作用角が設定された内燃機関にも適用可能である。同構成においては、排気集合通路として両バンク共通のものを内燃機関に設けることも可能である。
【００６５】
・本発明は、いかなる機関運転状態にあっても同一バンクに対応する複数の吸気弁のリフト作用角がオーバーラップしないように予め設定された内燃機関にも適用することができる。
【００６６】
・本発明は、Ｖ型の気筒配列を有する８気筒の内燃機関の他にも、同じくＶ型の気筒配列を有する４気筒、６気筒、１０気筒、あるいは１２気筒等の内燃機関にも適用可能である。
【００６７】
・本発明は、Ｖ型の気筒配列を有する内燃機関に限らず、直列型の気筒配列を有する内燃機関にも適用可能である。この場合、例えば内燃機関を次のように構成すればよい。すなわち先ず、内燃機関の全気筒を、互いの吸気弁のリフト作用角がオーバーラップしない状態となり得る気筒のみによって構成される２つ以上の気筒群に分ける。そして、それら気筒群毎にそれぞれ吸気集合通路、サージタンク、吸気圧センサを設ける。
【００６８】
なお、図１０に示すように、直列の気筒配列を有する内燃機関にあっては、気筒数が多くなるほど、吸気弁のリフト作用角をオーバーラップしないように設定することの可能な同リフト作用角の設定範囲（図中に斜線で示す範囲）が狭くなる。そのため、気筒数の多い内燃機関ほど、吸気弁のリフト作用角の設定についての自由度が低くなる。
【００６９】
この点、同一の気筒群を構成する気筒が連続して点火されることのないように上記内燃機関の点火順序を設定するようにすれば、吸気弁のリフト作用角についての設定可能範囲を大きく設定することができ、同リフト作用角の設定についての自由度を高く維持することができるようになる。更に、それら気筒群毎に、各気筒に対して各別に接続された排気系の分岐通路が集合して接続される集合通路を設けることにより、排気弁のリフト作用角設定の自由度についてもこれを高く維持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明にかかる内燃機関を具体化した一実施の形態の概略構成図。
【図２】作用角変更機構の作動に基づく吸気弁のリフト作用角の変化態様を示すグラフ。
【図３】同実施の形態にかかる内燃機関の吸気系及び排気系の概略構成図。
【図４】同実施の形態にかかる内燃機関の行程図。
【図５】機関低負荷運転中のＡバンク吸気系における（ａ）吸気流量の推移、及び（ｂ）吸気圧の推移を示すタイムチャート。
【図６】機関低負荷運転中のＢバンクの吸気系における（ａ）吸気流量の推移、及び（ｂ）吸気圧の推移を示すタイムチャート。
【図７】比較例Ａの内燃機関の吸気系における（ａ）吸気流量の推移、及び（ｂ）吸気圧の推移を示すタイムチャート。
【図８】吸入空気の通過する間隙と吸気弁のリフト作用角との関係の一例を示すグラフ。
【図９】（ａ）及び（ｂ）開弁時における吸気弁及びその周辺構造を示す断面図。
【図１０】直列の気筒配列を有する内燃機関の気筒数とオーバーラップしないように設定することの可能な吸気弁のリフト作用角の設定範囲との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００７１】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…スロットル弁、１３…スロットルモータ、１４…燃焼室、１５ａ，１５ｂ…吸気集合通路、１６ａ，１６ｂ…サージタンク、１７ａ…吸気分岐通路、１８…燃料噴射弁、１９…点火プラグ、２０…ピストン、２１…クランクシャフト、２２…排気通路、２３ａ，２３ｂ…排気分岐通路、２４ａ，２４ｂ…排気集合通路、２５ａ，２５ｂ…排気浄化触媒、２６…クランクシャフト、３０ａ，３０ｂ…吸気弁、３２ａ，３２ｂ…排気弁、３４ａ…吸気カムシャフト、３６ａ…排気カムシャフト、３８ａ，３８ｂ…作用角変更機構、４０ａ…アクチュエータ、５０…電子制御装置、５２ａ，５２ｂ…吸気圧センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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