(57)【要約】【課題】  吸気バルブのバルブリフト量やバルブ作用角のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量偏差を抑制するための制御において、従来手法とは異なる手法を提供することにより制御選択の幅を広げる。【解決手段】  気筒間吸入空気量ばらつきＳｄ＞基準値Ｋｒｇの場合（Ｓ１５４で「ＹＥＳ」）、通常設定されるバルブリフト量よりも大きい平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘを目標バルブリフト量に設定することにより吸気バルブでの平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とする（Ｓ１５６）。このことにより吸気流速変化が音速により制限される期間を少なくして、吸気流速変化により吸入空気量ばらつきの補償が或程度なされるようにする。このようにして気筒間の吸入空気量ばらつきは抑制されたものとなり、課題が達成される。【選択図】      図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒間における吸気バルブのバルブリフト量とバルブ作用角との一方又は両方のバルブ状態量のばらつきを検出するバルブ状態量偏差検出手段と、
前記バルブ状態量偏差検出手段にて検出されるバルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、吸気バルブ開弁期間における吸気バルブでの吸気流速が音速となる期間の割合を小さくする吸気流量偏差低下手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記吸気流量偏差低下手段は、吸気バルブ開弁期間における吸気バルブでの平均吸気流速を、音速の０．８０〜０．９０倍の範囲に含まれる流速以下とすることにより前記割合を小さくすることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記平均吸気流速を、音速の０．８５倍以下とすることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記バルブ状態量偏差検出手段は、内燃機関の燃焼不安定度により気筒間におけるバルブ状態量のばらつきを検出することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記内燃機関は、前記バルブ状態量を可変とすることにより吸入空気量の調節を可能としていることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項６】
請求項５において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から予め設定した内燃機関の運転状態と前記バルブ状態量又は吸気バルブリフトの時間面積の調節量との関係に基づいて、内燃機関の運転状態に応じて前記バルブ状態量又は前記時間面積を調節することにより、前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記内燃機関は、吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミングを調節可能としていることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項８】
請求項７において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記バルブ状態量偏差検出手段にて検出されるバルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、バルブタイミングの調節により前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項９】
請求項８において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記バルブ状態量偏差検出手段にて検出されるバルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、前記バルブタイミングの調節により吸気バルブ開弁期間における筒内圧力と吸気ポート側圧力との差圧を低減させることで前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１０】
請求項８又は９において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記吸気バルブの開タイミングを進角させることにより、前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から予め設定した内燃機関の運転状態と前記開タイミングの調節量との関係により、内燃機関の運転状態に応じて前記開タイミングを調節することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１２】
請求項８又は９において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記吸気バルブの閉タイミングを遅角させることにより、前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１３】
請求項１２において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から予め設定した内燃機関の運転状態と前記閉タイミングの調節量との関係により、内燃機関の運転状態に基づいて前記閉タイミングを調節することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１４】
請求項８又は９において、前記吸気流量偏差低下手段は、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップを大きく又は該バルブオーバーラップ位相を進角させることにより、前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１５】
請求項１４において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から予め設定した内燃機関の運転状態と前記バルブオーバーラップの調節量との関係により、内燃機関の運転状態に応じて前記バルブオーバーラップを調節することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１６】
内燃機関の気筒間における吸気バルブのバルブリフト量とバルブ作用角との一方又は両方のバルブ状態量のばらつきを検出するバルブ状態量偏差検出手段と、
前記バルブ状態量偏差検出手段にて検出されるバルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、前記吸気バルブでの逆流を発生又は逆流量を増加させる吸気流量偏差低下手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１７】
請求項１６において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記逆流量を順流量の２５重量％以下の範囲で調節することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７において、前記バルブ状態量偏差検出手段は、内燃機関の燃焼不安定度により気筒間におけるバルブ状態量のばらつきを検出することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれかにおいて、前記内燃機関は、吸気バルブのバルブタイミングを調節可能としていることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２０】
請求項１９において、前記内燃機関は、前記バルブ状態量を可変とすることにより吸入空気量の調節を可能としていることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記バルブタイミングの調節により前記逆流を発生又は前記逆流量を増加させることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれかにおいて、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態に応じて前記逆流量を調節することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２３】
請求項２２において、前記内燃機関の運転状態は内燃機関の負荷及び回転数であり、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて前記逆流量を増加させることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２４】
請求項２３において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップを大きくすることにより前記逆流量を増加させることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２５】
請求項２４において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて、前記バルブオーバーラップ時に吸気バルブの開タイミングを上死点よりも前へ移行させることにより前記逆流量を増加させることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２６】
請求項２３において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて、吸気バルブの閉タイミングを下死点よりも後ろへ移行させることにより前記逆流量を増加させることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２７】
請求項２３において、内燃機関の吸気通路にスロットルバルブを備え、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて、前記スロットルバルブの開度を小さくすることにより前記逆流量を増加させることを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２８】
請求項１〜２６のいずれかにおいて、前記吸気流量偏差低下手段による処理が行われた場合に生じる内燃機関の出力トルク変化を抑制する出力トルク変化抑制手段を備えたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項２９】
請求項２８において、内燃機関の吸気通路にスロットルバルブを備え、前記出力トルク変化抑制手段は前記スロットルバルブの開度調節により、出力トルク変化を抑制することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【請求項３０】
請求項１〜２９のいずれかにおいて、内燃機関の筒内温度を検出する筒内温度検出手段を備えて、該筒内温度検出手段にて検出される筒内温度により筒内の低温化が判定された場合には、前記吸気流量偏差低下手段は処理を抑制することを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気バルブのバルブリフト量やバルブ作用角のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量偏差を抑制するための吸入空気量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダヘッド上に設けた可変動弁機構により、個々の気筒の吸気バルブのバルブリフト量やバルブ作用角といったバルブ状態量を調節することで各気筒の吸入空気量を調節する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような吸入空気量制御装置では、いかなるバルブ状態量に調節しても気筒間にて一律のバルブ状態量にしておかなければ、気筒間で吸入空気量のばらつきが生じ、これに起因して回転変動やエミッション悪化が生じるおそれがある。特に低負荷時等でバルブ状態量を小さくしている時には、気筒間での吸入空気量のばらつきが与える機関運転への悪影響が大きくなる傾向にある。
【０００４】
前記特許文献１の技術では、回転変動が大きくなった場合にはバルブ状態量を増量補正することにより、すなわち吸気バルブのバルブリフト量を増大補正することにより、気筒間のバルブリフト量ばらつきによる吸入空気量への影響を少なくしている。
【特許文献１】特開２００４−１３８０３６号公報（第１１−１５頁、図３，６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１では気筒間で吸入空気量のばらつきを検出して、このばらつきが小さくなるようにフィードバック制御にて吸気バルブのバルブリフト量やバルブ作用角を増量補正する手法である。このような手法のみでは気筒間における吸気バルブのバルブリフト量やバルブ作用角のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量偏差を抑制するための制御の種類としては不足である。すなわち気筒間の吸入空気量ばらつきに迅速に対応して高応答の抑制制御を行いたい場合、あるいは可変動弁機構上の制約やその他の制約などにより単純にバルブリフト量を大きくできない状態で抑制制御を行おうとする場合には十分ではない。
【０００６】
本発明は、吸気バルブのバルブリフト量やバルブ作用角のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量偏差を抑制するための制御において、前記特許文献１の手法とは異なる手法を提供することにより制御選択の幅を広げることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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記載する。
請求項１に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置は、内燃機関の気筒間における吸気バルブのバルブリフト量とバルブ作用角との一方又は両方のバルブ状態量のばらつきを検出するバルブ状態量偏差検出手段と、前記バルブ状態量偏差検出手段にて検出されるバルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、吸気バルブ開弁期間における吸気バルブでの吸気流速が音速となる期間の割合を小さくする吸気流量偏差低下手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
バルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には吸入空気量に気筒間にばらつきが生じて回転変動やエミッション悪化を生じるおそれがある。この場合には吸気流量偏差低下手段は吸気バルブ開弁期間における吸気バルブでの吸気流速が音速となる期間の割合を小さくしている。
【０００９】
バルブ状態量の気筒間のばらつきは、各気筒の吸気バルブ部分での流速の違いを生じることから、通常、吸入空気量のばらつきに、バルブ状態量のばらつきはそのまま反映されず抑制されたものとなる。例えば他の気筒よりもバルブリフト量が小さい気筒は、他の気筒に比較して吸気バルブ部分での吸気流速が増加する。このことによりバルブ状態量のばらつきに対する吸入空気量ばらつきの補償が或程度なされることになる。
【００１０】
しかし各気筒への吸気流速は、通常、吸気バルブ部分で最高流速となるが、この最高流速は物理的に音速を上限としている。このため吸気バルブ開弁期間において吸気流が音速に達して吸気流速が一定となると上述した吸気流速の変化による吸入空気量ばらつきの補償は生じなくなり、各気筒の吸入空気量はバルブ状態量のばらつきがそのまま反映されて、気筒間の吸入空気量のばらつきは抑制されなくなる。
【００１１】
ここで吸気流量偏差低下手段は、バルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、吸気バルブ部分での吸気流速が音速となる期間の割合を小さくしている。すなわち音速より低い期間の割合を大きくして、前記補償がなされる期間を増加している。このことによりバルブ状態量のばらつきは、吸入空気量のばらつきにそのまま反映されなくなり抑制されたものとなる。
【００１２】
このようにして特許文献１のごとくのフィードバック制御以外の手法によってバルブ状態量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくしている。特に本発明の手法ではフィードバックでなく直接的に吸気バルブ部分での吸気流速が音速となる期間の割合を小さくしているので高応答に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００１３】
このようにして吸気バルブのバルブリフト量やバルブ作用角のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制するための制御において、新たな手法を提供することにより制御選択の幅を広げることができる。
【００１４】
請求項２に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１において、前記吸気流量偏差低下手段は、吸気バルブ開弁期間における吸気バルブでの平均吸気流速を、音速の０．８０〜０．９０倍の範囲に含まれる流速以下とすることにより前記割合を小さくすることを特徴とする。
【００１５】
特に吸気バルブ開弁期間における吸気バルブでの平均吸気流速を指標として用いて、この平均吸気流速が音速の０．８０〜０．９０倍の範囲に含まれる流速以下とすることにより、吸気バルブ開弁期間における吸気バルブでの吸気流速が音速となる期間の割合を効果的に小さくできる。このことにより高応答に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００１６】
請求項３に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項２において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記平均吸気流速を、音速の０．８５倍以下とすることを特徴とする。
【００１７】
特に、前記平均吸気流速を、音速の０．８５倍以下とすることにより確実に前記割合を小さくして、高応答に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
請求項４に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記バルブ状態量偏差検出手段は、内燃機関の燃焼不安定度により気筒間におけるバルブ状態量のばらつきを検出することを特徴とする。
【００１８】
バルブ状態量のばらつきは、直接、バルブ状態量自体を検出して気筒間偏差を算出しても良いが、バルブ状態量のばらつきは、内燃機関の燃焼不安定度(例えば内燃機関の回転変動、筒内圧力偏差、点火プラグを通して流れるイオン電流の偏差など)に現れる。したがって、このような内燃機関の燃焼不安定度により気筒間におけるバルブ状態量のばらつきを検出しても良い。
【００１９】
請求項５に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記内燃機関は、前記バルブ状態量を可変とすることにより吸入空気量の調節を可能としていることを特徴とする。
【００２０】
このようにバルブ状態量を可変とすることにより吸入空気量の調節を可能としている内燃機関では、バルブ状態量が固定している内燃機関に比較して複雑な機構を採用しているため、組み付け誤差、温度特性、部品公差などにより気筒間においてバルブ状態量のばらつきを生じやすい。
【００２１】
したがってこのようなバルブ状態量を可変とする内燃機関において特に効果的にかつ高応答に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
請求項６に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項５において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から予め設定した内燃機関の運転状態と前記バルブ状態量又は吸気バルブリフトの時間面積の調節量との関係に基づいて、内燃機関の運転状態に応じて前記バルブ状態量又は前記時間面積を調節することにより、前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする。
【００２２】
内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合とは対応していることから、前記平均吸気流速又は前記割合そのものを検出しなくても内燃機関の運転状態から前記平均吸気流速又は前記割合を推定できる。
【００２３】
更に、前記平均吸気流速又は前記割合を調節するのはバルブ状態量又は吸気バルブリフトの時間面積の調節により可能である。
したがって、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から、予め内燃機関の運転状態と、前記平均吸気流速又は前記割合を適切に小さくするためのバルブ状態量又は吸気バルブリフトの時間面積の調節量との関係を設定しておく。そしてこの関係を用いることにより、内燃機関の運転状態から、前記平均吸気流速又は前記割合を適切に小さく調節するためのバルブ状態量又は吸気バルブリフトの時間面積を求めることができ、効果的にかつ高応答に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００２４】
請求項７に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記内燃機関は、吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミングを調節可能としていることを特徴とする。
【００２５】
このように内燃機関は吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミングを調節可能としているものであっても良い。
請求項８に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項７において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記バルブ状態量偏差検出手段にて検出されるバルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、バルブタイミングの調節により前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする。
【００２６】
このように吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミングの調節によっても平均吸気流速又は前記割合を小さくすることができる。
したがってバルブ状態量又は吸気バルブリフトの時間面積とは異なる因子であるバルブタイミングによっても、バルブリフト量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくでき、気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制するための制御において新たな手法を提供でき、制御選択の幅を広げることができる。
【００２７】
請求項９に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項８において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記バルブ状態量偏差検出手段にて検出されるバルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、前記バルブタイミングの調節により吸気バルブ開弁期間における筒内圧力と吸気ポート側圧力との差圧を低減させることで前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする。
【００２８】
吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミングの調節により、筒内圧力と吸気ポート側圧力との差圧を低減できるので、バルブタイミングの調節により平均吸気流速又は前記割合を小さくすることができる。
【００２９】
請求項１０に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項８又は９において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記吸気バルブの開タイミングを進角させることにより、前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする。
【００３０】
吸気バルブの開タイミングを進角させると、進角させない場合に比較して、吸気行程開始時において内燃機関のピストン速度を低下させたり、あるいはピストン下降開始時に吸気バルブの開口面積を大きくしておくことができる。このため平均吸気流速又は前記割合を小さくすることができる。このようにしてバルブリフト量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくできる。
【００３１】
請求項１１に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１０において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から予め設定した内燃機関の運転状態と前記開タイミングの調節量との関係により、内燃機関の運転状態に応じて前記開タイミングを調節することを特徴とする。
【００３２】
前述したごとく内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合とは対応している。したがって内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から、予め内燃機関の運転状態と、前記平均吸気流速又は前記割合を適切に小さくするための吸気バルブの開タイミングの調節量との関係を設定しておく。そしてこの関係を用いることにより、内燃機関の運転状態から、前記平均吸気流速又は前記割合を適切に小さく調節するための吸気バルブの開タイミングを求めることができ、効果的に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００３３】
請求項１２に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項８又は９において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記吸気バルブの閉タイミングを遅角させることにより、前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする。
【００３４】
吸気バルブの閉タイミングを遅角させると、遅角させない場合に比較して吸気行程終了時において内燃機関のピストン速度を低下させたり、あるいはピストン下降停止まで吸気バルブの開口面積を大きくしておくことができる。このため筒内圧力が急速に低下するのを防止できるので平均吸気流速又は前記割合を小さくすることができる。このようにしてバルブリフト量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくできる。
【００３５】
請求項１３に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１２において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から予め設定した内燃機関の運転状態と前記閉タイミングの調節量との関係により、内燃機関の運転状態に基づいて前記閉タイミングを調節することを特徴とする。
【００３６】
前述したごとく内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合とは対応している。したがって、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から、予め内燃機関の運転状態と、前記平均吸気流速又は前記割合を適切に小さくするための吸気バルブの閉タイミングの調節量との関係を設定しておく。そしてこの関係を用いることにより、内燃機関の運転状態から、前記平均吸気流速又は前記割合を適切に小さく調節するための吸気バルブの閉タイミングを求めることができ、効果的に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００３７】
請求項１４に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項８又は９において、前記吸気流量偏差低下手段は、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップを大きく又は該バルブオーバーラップ位相を進角させることにより、前記平均吸気流速又は前記割合を小さくすることを特徴とする。
【００３８】
吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップが大きいと、吸入行程時において残存する排気により筒内圧力が高くなり、吸気バルブから吸い込まれる吸気流速が抑制される。このため平均吸気流速又は前記割合を小さくすることができる。
【００３９】
又、バルブオーバーラップ位相が進角されると、残存排気の効果と共に前述した吸気バルブ開タイミングの進角と同じ効果が生じて、平均吸気流速又は前記割合を小さくすることができる。
【００４０】
このようにしてバルブリフト量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくできる。
請求項１５に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１４において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から予め設定した内燃機関の運転状態と前記バルブオーバーラップの調節量との関係により、内燃機関の運転状態に応じて前記バルブオーバーラップを調節することを特徴とする。
【００４１】
前述したごとく内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合とは対応している。このため内燃機関の運転状態と前記平均吸気流速又は前記割合との対応関係から、予め内燃機関の運転状態と、前記平均吸気流速又は前記割合を適切に小さくするためのバルブオーバーラップの調節量との関係を設定しておく。そしてこの関係を用いることにより、内燃機関の運転状態から、前記平均吸気流速又は前記割合を適切に小さく調節するためのバルブオーバーラップを求めることができ、効果的に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００４２】
請求項１６に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置は、内燃機関の気筒間における吸気バルブのバルブリフト量とバルブ作用角との一方又は両方のバルブ状態量のばらつきを検出するバルブ状態量偏差検出手段と、前記バルブ状態量偏差検出手段にて検出されるバルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には、前記吸気バルブでの逆流を発生又は逆流量を増加させる吸気流量偏差低下手段とを備えたことを特徴とする。
【００４３】
上記バルブ状態量のばらつきが基準値より大きい場合には吸入空気量に気筒間にばらつきが生じて回転変動やエミッション悪化を生じるおそれがある。この場合には吸気流量偏差低下手段は吸気バルブでの逆流を発生させたり、又は逆流量を増加させたりしている。
【００４４】
バルブ状態量のばらつきによって引き起こされる吸気バルブを通過する気体流量のばらつきは、内燃機関の場合、順流と逆流とで感度が異なる。ここでは順流に比較して逆流の方がバルブ状態量の差が大きく現れる。
【００４５】
すなわち他の気筒よりバルブ状態量が小さい気筒において、筒内の排気を吸気バルブを介して吸気ポートなどの吸気通路側へ逆流させた場合には、当然、他の気筒に比較して逆流量が少ない。逆流後に生じた順流により逆流した排気と吸気とを吸入した場合には、やはり他の気筒に比較して順流量が少ない。
【００４６】
しかしバルブ状態量の違いによる逆流量の感度は順流量よりも大きいため、他の気筒よりバルブ状態量が小さい気筒では順流量よりも逆流量の方が大きく減少している。これと反対にバルブ状態量が大きい気筒では順流量よりも逆流量の方が大きく増加している。
【００４７】
したがってバルブ状態量のばらつきが逆流量と順流量との合計により相殺されて、筒内へのトータルの吸入空気量にはそのまま反映されることがなく抑制されたものとなる。この相殺関係は順流が先で逆流が後でも同じであり、順流の前後で共に逆流を発生させても同じである。
【００４８】
このように特許文献１のバルブ状態量フィードバック制御とは異なる手法によってバルブ状態量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくしている。
こうして吸気バルブのバルブリフト量やバルブ作用角のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制するための制御において、新たな手法を提供することにより制御選択の幅を広げることができる。
【００４９】
請求項１７に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１６において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記逆流量を順流量の２５重量％以下の範囲で調節することを特徴とする。
【００５０】
このように逆流量を順流量の２５重量％以下の範囲で調節することにより、特に安定した燃焼状態で効果的に気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制するために好ましい。
請求項１８に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１６又は１７において、前記バルブ状態量偏差検出手段は、内燃機関の燃焼不安定度により気筒間におけるバルブ状態量のばらつきを検出することを特徴とする。
【００５１】
バルブ状態量のばらつきは、直接、バルブ状態量自体を検出しても良いが、内燃機関の燃焼不安定度(例えば内燃機関の回転変動、筒内圧力偏差、イオン電流偏差など)に現れる。したがって、このような内燃機関の燃焼不安定度により気筒間におけるバルブ状態量のばらつきを検出しても良い。
【００５２】
請求項１９に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１６〜１８のいずれかにおいて、前記内燃機関は、吸気バルブのバルブタイミングを調節可能としていることを特徴とする。
【００５３】
このように内燃機関としては吸気バルブのバルブタイミングを調節可能としているものとすることができる。
請求項２０に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１９において、前記内燃機関は、前記バルブ状態量を可変とすることにより吸入空気量の調節を可能としていることを特徴とする。
【００５４】
このようにバルブ状態量を可変とすることにより吸入空気量の調節を可能としている内燃機関では、バルブ状態量が固定している内燃機関に比較して複雑な機構を採用しているため、組み付け誤差、温度特性、部品公差などにより気筒間においてバルブ状態量のばらつきを生じやすい。
【００５５】
したがってこのようなバルブ状態量を可変とする内燃機関において特に効果的に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
請求項２１に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１９又は２０において、前記吸気流量偏差低下手段は、前記バルブタイミングの調節により前記逆流を発生又は前記逆流量を増加させることを特徴とする。
【００５６】
吸気バルブのバルブタイミングを調節することにより、吸気バルブにおいて逆流を発生させたり、あるいはこの逆流量を増加させることができる。このことにより、吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００５７】
請求項２２に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１９〜２１のいずれかにおいて、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の運転状態に応じて前記逆流量を調節することを特徴とする。
【００５８】
内燃機関の運転状態により吸気バルブのバルブ状態量のばらつきによる吸入空気量への影響は異なることから、内燃機関の運転状態と上記吸入空気量への影響との対応関係から、予め内燃機関の運転状態と、吸入空気量のばらつきを適切に小さくするための逆流量の調節量との関係を設定しておく。そしてこの関係を用いることにより、内燃機関の運転状態から、吸入空気量のばらつきを適切に小さく調節するための逆流量を求めることができ、効果的に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００５９】
請求項２３に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項２２において、前記内燃機関の運転状態は内燃機関の負荷及び回転数であり、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて前記逆流量を増加させることを特徴とする。
【００６０】
内燃機関の負荷や回転数が高い場合には、吸気バルブにおける流速が増大することから、バルブ状態量のばらつきによる吸入空気量への影響は大きくなる。このため逆流量を増加させることにより、効果的に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【００６１】
請求項２４に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項２３において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップを大きくすることにより前記逆流量を増加させることを特徴とする。
【００６２】
このようにバルブオーバーラップにより逆流量を増加させることができ、効果的に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
請求項２５に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項２４において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて、前記バルブオーバーラップ時に吸気バルブの開タイミングを上死点よりも前へ移行させることにより前記逆流量を増加させることを特徴とする。
【００６３】
逆流量の増加は、バルブオーバーラップ時に吸気バルブの開タイミングを上死点よりも前へ移行させることにより行っても良い。このことにより逆流量の増加効果を顕著にすることができる。
【００６４】
請求項２６に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項２３において、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて、吸気バルブの閉タイミングを下死点よりも後ろへ移行させることにより前記逆流量を増加させることを特徴とする。
【００６５】
このように逆流量を増加させる手法として、吸気バルブの閉タイミングを下死点よりも後ろへ移行させても良い。このように順流の後に逆流を生じさせても、前述したごとくの感度の違いにより、吸気バルブのバルブ状態量のばらつきによる吸入空気量への影響を相殺させて、吸入空気量のばらつきを抑制することができる。
【００６６】
請求項２７に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項２３において、内燃機関の吸気通路にスロットルバルブを備え、前記吸気流量偏差低下手段は、内燃機関の負荷と回転数との一方又は両方が高くなるに応じて、前記スロットルバルブの開度を小さくすることにより前記逆流量を増加させることを特徴とする。
【００６７】
スロットルバルブが備えられている場合には、このスロットルバルブの開度を小さくすることにより、吸気バルブにおいて逆流を起こしやすくして、逆流量を増加させることができる。このようにして逆流量を調節して吸気バルブのバルブ状態量のばらつきによる吸入空気量への影響を相殺させることで、吸入空気量のばらつきを抑制することができる。
【００６８】
請求項２８に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１〜２６のいずれかにおいて、前記吸気流量偏差低下手段による処理が行われた場合に生じる内燃機関の出力トルク変化を抑制する出力トルク変化抑制手段を備えたことを特徴とする。
【００６９】
吸気流量偏差低下手段による処理により吸気バルブにおける吸気流状態が変化している。このため１回の吸入行程当たりの吸入空気量に変化が生じ、この結果、内燃機関に出力トルク変化を生じていることがある。
【００７０】
したがって出力トルク変化抑制手段により内燃機関の出力トルク変化を抑制することによって、より安定した内燃機関運転を継続することができる。
請求項２９に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項２８において、内燃機関の吸気通路にスロットルバルブを備え、前記出力トルク変化抑制手段は前記スロットルバルブの開度調節により、出力トルク変化を抑制することを特徴とする。
【００７１】
このように内燃機関の吸気通路にスロットルバルブを備えている場合には、この開度調節により出力トルク変化を抑制することができる。
請求項３０に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１〜２９のいずれかにおいて、内燃機関の筒内温度を検出する筒内温度検出手段を備えて、該筒内温度検出手段にて検出される筒内温度により筒内の低温化が判定された場合には、前記吸気流量偏差低下手段は処理を抑制することを特徴とする。
【００７２】
吸気流量偏差低下手段の処理により、例えば吸気バルブの開タイミングが進角して、排気が吸気バルブから吸気通路に逆流し再度筒内に戻るなどの内部排気再循環現象により、筒内温度が低下して、内燃機関の燃焼状態が不安定化し、かえって回転変動やエミッションに悪影響を及ぼす場合もある。このような筒内の低温化が判定された場合には吸気流量偏差低下手段による処理が抑制されることにより、安定した燃焼状態を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
［実施の形態１］
図１，２は、上述した発明が適用された多気筒（本実施の形態では４気筒）内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２及びその可変動弁機構の構成を示している。尚、図１は各気筒における縦断面を表している。図２はエンジン２の上部構成の平面図である。
【００７４】
本実施の形態のエンジン２は車両用であり、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダブロック４上に取り付けられたシリンダヘッド８を備えている。
シリンダブロック４に形成された＃１（第１気筒を意味する），＃２（第２気筒を意味する），＃３（第３気筒を意味する），＃４（第４気筒を意味する）の各気筒には、シリンダブロック４、ピストン６及びシリンダヘッド８にて区画された燃焼室１０が形成されている。尚、気筒数は１〜３でも良く、５以上の気筒数でも良い。又、本実施の形態のごとく直列４気筒でなくても、Ｖ型でも良く、その他の配置でも良い。
【００７５】
各気筒＃１〜＃４には、それぞれ２つの吸気バルブ１２及び２つの排気バルブ１６の４バルブが配置されている。吸気バルブ１２は吸気ポート１４を、排気バルブ１６は排気ポート１８を開閉する。図１にて模式的に示すごとく、全ての吸気ポート１４は、吸気マニホールド２０を介してサージタンク２２に接続され、サージタンク２２側から供給された空気を各気筒＃１〜＃４に分配している。尚、各気筒＃１〜＃４の吸気ポート１４に燃料を噴射するように各吸気ポート１４又は吸気マニホールド２０にはそれぞれ燃料噴射弁２３が配置されている。尚、このように吸気バルブ１２の上流側にて燃料噴射する構成以外に、直接、各燃焼室１０内に燃料を噴射する筒内噴射型ガソリンエンジンとして構成することもできる。
【００７６】
ここでエンジン２は、各気筒について、吸気バルブ１２のバルブ状態量としてバルブリフト量を連続的に調節可能である。尚、実際にはバルブ作用角も同時に変化しているので、以下、説明するバルブリフト量の調節はバルブ作用角の調節にも対応している。
【００７７】
サージタンク２２上流側の吸気通路にはスロットルバルブ２４が配置されている。このスロットルバルブ２４は、エンジン運転状態によって、駆動モータ２４ａにて駆動されることで、吸気バルブ１２のバルブリフト制御と協働して各気筒（＃１〜＃４）に対して供給される吸入空気量を調節している。更にエンジン２の始動時にはスロットルバルブ２４を全開にし、エンジン２の停止時にはスロットルバルブ２４を全閉にする制御を行う。そして可変動弁機構の故障により吸気バルブ１２のバルブリフト量調節が困難となった場合には、スロットルバルブ２４単独で吸入空気量を調節する。尚、スロットルバルブ２４にはスロットル開度センサ２４ｂが設けられてスロットル開度ＴＡを検出している。そしてスロットルバルブ２４の上流側には吸入空気量センサ２５が設けられて吸入空気量ＧＡを検出している。
【００７８】
各気筒の吸気バルブ１２のリフト駆動は、シリンダヘッド８に配置された仲介駆動機構１２０及びローラロッカーアーム５２を介して、吸気カムシャフト４５に設けられた吸気カム４５ａのバルブ駆動力が伝達されることにより可能となっている。このバルブ駆動力伝達において、スライドアクチュエータ１００の機能にて仲介駆動機構１２０による伝達状態が調節されることにより各気筒の吸気バルブ１２のバルブリフト量が連続的に調節される。
【００７９】
尚、吸気カムシャフト４５は、一端に配置されたバルブタイミング可変機構１４０（タイミングスプロケットを含む）とタイミングチェーン４７とを介して、エンジン２のクランクシャフト４９に対して１／２の回転数で連動している。
【００８０】
各気筒（＃１〜＃４）の排気バルブ１６は排気カムシャフト４６に設けられた排気カム４６ａにより、ローラロッカーアーム５４を介して一定のバルブリフト量で開閉されている。尚、排気カムシャフト４６は、一端に配置されたバルブタイミング可変機構１４２（タイミングスプロケットを含む）とタイミングチェーン４７とを介してエンジン２のクランクシャフト４９の回転に１／２の回転数で連動している。そして各気筒＃１〜＃４の排気ポート１８は排気マニホルドに連結され、排気を浄化用触媒コンバータを介して外部に排出している。
【００８１】
上述した吸気カムシャフト４５、排気カムシャフト４６、スライドアクチュエータ１００、仲介駆動機構１２０及びバルブタイミング可変機構１４０，１４２はシリンダヘッド８上に一体に組み込まれている。尚、これらの構成はシリンダヘッド８の本体に直接取り付けられるのではなく、シリンダヘッド８に属するカムキャリア上に配置される構成でも良い。
【００８２】
シリンダヘッド８上での吸気カムシャフト４５及び排気カムシャフト４６は、それぞれの軸受１６０，１６２上に平行に配置されて、カムキャップ１６０ａ，１６２ａが取り付けられることにより回転可能に支持されている。更に各気筒のそれぞれに対応して設けられた仲介駆動機構１２０が、吸気カムシャフト４５と平行に配列されている。そしてこれら仲介駆動機構１２０の中心軸部分には１本のロッカーシャフト１３０が貫通した状態で軸受１６２とカムキャップ１６２ａとにより挟持されて固定されている。このことで各仲介駆動機構１２０はロッカーシャフト１３０により揺動可能に支持されている。更にこのロッカーシャフト１３０内にはコントロールシャフト１３２（図１）が軸方向に摺動可能に配置されている。
【００８３】
エンジン２を制御している電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６０は、デジタルコンピュータを中心に構成され、双方向性バスを介して相互に接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種ドライバー回路、入力ポート及び出力ポート等の構成を備えている。ＥＣＵ６０の入力ポートへは、スロットル開度ＴＡ、アクセル開度ＡＣＣＰ、エンジン回転数ＮＥ、吸入空気量ＧＡ、エンジン冷却水温度ＴＨＷ、空燃比ＡＦ、基準クランク角Ｇ２等の各信号が入力されている。
【００８４】
更に、本実施の形態では、ＥＣＵ６０は、スライドアクチュエータ１００においてボールネジシャフト１００ｅの軸方向移動位置を検出するためのシャフト位置センサ１００ｄから実ストローク量ＶＳＡを表すシャフト位置信号ＳＬが入力されている。
【００８５】
ＥＣＵ６０の出力ポートは、駆動回路を介して各気筒の燃料噴射弁２３に接続され、ＥＣＵ６０はエンジン運転状態に応じて各燃料噴射弁２３の開弁制御を行い、燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御を実行している。更に出力ポートはスロットルバルブ２４の駆動モータ２４ａに接続されて、スロットル開度ＴＡを調節している。その他、点火時期制御などの各種制御を実行している。
【００８６】
更に、本実施の形態では、ＥＣＵ６０は、スライドアクチュエータ駆動回路６２へ実制御量ＶＬｙを表す駆動信号Ｄｓを出力することで、スライドアクチュエータ１００によりボールネジシャフト１００ｅを介してコントロールシャフト１３２の軸方向位置を調節している。このことで仲介駆動機構１２０を介して各気筒の吸気バルブ１２のバルブリフト量が調節される。
【００８７】
スライドアクチュエータ１００は、モータ１００ａ、ギア部１００ｂ及びボールネジ部１００ｃから構成されている。モータ１００ａはスライドアクチュエータ駆動回路６２からの給電制御により回転方向と回転量とが調節される。そしてこの回転がギア部１００ｂにより減速されてボールネジ部１００ｃに伝達され、コントロールシャフト１３２側に軸力を伝達するボールネジシャフト１００ｅがモータ１００ａの回転方向に応じた軸方向に、モータ１００ａの回転量に応じた移動量で移動する。
【００８８】
ＥＣＵ６０は、シャフト位置センサ１００ｄにて検出されるボールネジシャフト１００ｅの実ストローク量ＶＳＡがエンジン運転状態に応じて設定される目標バルブリフト量ＶＬＡｔに一致するように、実制御量ＶＬｙ（駆動信号Ｄｓ）によりモータ１００ａの回転方向と回転量とを調節する。更に前述したごとくエンジン運転状態に応じてＥＣＵ６０はスロットル開度ＴＡを調節する。このことにより各気筒＃１〜＃４に対する吸入空気量が調節される。
【００８９】
次に仲介駆動機構１２０について説明する。図３は仲介駆動機構１２０の斜視図を、図４は分解斜視図、図５は仲介駆動機構１２０の外部と共に内部のスライダギア１２８も破断して示した部分破断斜視図である。
【００９０】
仲介駆動機構１２０は、中央に設けられた入力部１２２、入力部１２２の一端側に設けられた第１揺動カム１２４、第１揺動カム１２４とは反対側に設けられた第２揺動カム１２６及び内部に配置されたスライダギア１２８を備えている。
【００９１】
入力部１２２のハウジング１２２ａは内部に軸方向に空間を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジ型螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２２ｂ（図４，５）を形成している。ハウジング１２２ａの外周面からは平行な２つのアーム１２２ｃが突出して形成されている。アーム１２２ｃの先端には、ハウジング１２２ａの軸方向と平行なシャフト１２２ｅが掛け渡され、ローラ１２２ｆが回転可能に取り付けられている。尚、図１に示したごとく、ハウジング１２２ａには、圧縮状態のスプリング１２０ａにより付勢力が与えられていることにより、ローラ１２２ｆは吸気カム４５ａ側に常に接触するようにされている。このような機能を果たすスプリング１２０ａは、例えばハウジング１２２ａとシリンダヘッド８との間に設けられている。この他、ハウジング１２２ａとロッカーシャフト１３０との間にスプリング１２０ａを設けても良い。
【００９２】
第１揺動カム１２４のハウジング１２４ａは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジ型螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２４ｂ（図４）を形成している。ハウジング１２４ａの内部空間は、シャフト挿通孔を有するリング状の端面壁部１２４ｃにて一端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２４ｄが突出して形成されている。このノーズ１２４ｄの一辺はカム面１２４ｅを形成している。
【００９３】
第２揺動カム１２６のハウジング１２６ａは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジ型螺旋状に形成されたヘリカルスプライン１２６ｂ（図５）を形成している。ハウジング１２６ａの内部空間は、シャフト挿通孔を有するリング状の端面壁部１２６ｃにて一端が覆われている。また外周面からは略三角形状のノーズ１２６ｄが突出して形成されている。このノーズ１２６ｄの一辺はカム面１２６ｅを形成している。
【００９４】
これらの第１揺動カム１２４および第２揺動カム１２６は、図４に示したごとく、入力部１２２に対して両側から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が図４に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。
【００９５】
入力部１２２及び２つの揺動カム１２４，１２６から構成される内部空間に配置されているスライダギア１２８について説明する。スライダギア１２８の外形は図４に示したごとくである。図６はスライダギア１２８を軸に沿って破断した状態の斜視図である。
【００９６】
スライダギア１２８は略円筒状をなし、外周面中央には右ネジ型螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン１２８ａが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン１２８ａの一端側には小径部１２８ｂを挟んで左ネジ型螺旋状に形成された第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃが形成されている。この第１出力用ヘリカルスプライン１２８ｃとは反対側には小径部１２８ｄを挟んで左ネジ型螺旋状に形成された第２出力用ヘリカルスプライン１２８ｅが形成されている。尚、２つの出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅは、同じ外径であるが、入力用ヘリカルスプライン１２８ａの溝部分の径よりも外径が小さく形成されている。
【００９７】
スライダギア１２８の内部には中心軸方向に貫通孔１２８ｆが形成されている。そして軸方向において入力用ヘリカルスプライン１２８ａの位置で、貫通孔１２８ｆの内周面には周方向に周溝１２８ｇが形成されている。この周溝１２８ｇには一カ所にて径方向に外部に貫通するピン挿入孔１２８ｈが形成されている。
【００９８】
スライダギア１２８の貫通孔１２８ｆ内には、図７の斜視図に示しているロッカーシャフト１３０が貫通することでスライダギア１２８を支持している。このようにしてロッカーシャフト１３０に支持されたスライダギア１２８は周方向に摺動することにより揺動可能である。図２に示したごとく、このロッカーシャフト１３０は各気筒に対して配置された４つの仲介駆動機構１２０に共通の１本が設けられている。そしてこの１本のロッカーシャフト１３０には各仲介駆動機構１２０に対応する位置に軸方向に長く形成された長孔１３０ａが開口している。この長孔１３０ａはロッカーシャフト１３０の内部空間まで貫通した状態で形成されている。
【００９９】
更にロッカーシャフト１３０の内部空間には、コントロールシャフト１３２が軸方向に摺動可能に貫通して配置されている。コントロールシャフト１３２は丸棒状に形成されたものであるが、各仲介駆動機構１２０に対応する位置には、軸直角方向の支持穴１３２ａが設けられている。この支持穴１３２ａにはそれぞれコントロールピン１３４の基端部が挿入されることにより、ロッカーシャフト１３０の長孔１３０ａを貫通するようにして、コントロールピン１３４を軸直角方向に突出して支持できるようにされている。更に、このコントロールピン１３４の先端側には、ロッカーシャフト１３０の外側からブッシュ１３６が自身の支持孔１３６ａにコントロールピン１３４に貫かれることにより支持されている。
【０１００】
そしてコントロールシャフト１３２がロッカーシャフト１３０の内部に配置されている状態では、各コントロールピン１３４の先端及びこの先端に貫かれているブッシュ１３６は、図５に示したごとく各仲介駆動機構１２０内に存在するスライダギア１２８の内周面に形成された周溝１２８ｇに挿入されている。尚、ブッシュ１３６の軸方向の幅は、周溝１２８ｇの幅と同一に形成されている。このことによりコントロールシャフト１３２とスライダギア１２８とは軸方向において相対的な位置は固定され、コントロールシャフト１３２の軸方向移動に連動してスライダギア１２８は軸方向に移動することになる。
【０１０１】
尚、コントロールシャフト１３２の一端側（図２における左側）は付勢機構１３８の内部に設けられた押圧スプリングにより、スライドアクチュエータ１００側へ付勢されている。このコントロールシャフト１３２の一端側には付勢機構１３８を設けずに自由端としても良い。
【０１０２】
コントロールシャフト１３２の基端側（図２における右側）は、前述したごとくスライドアクチュエータ１００にて駆動されるボールネジシャフト１００ｅに接続されている。このことによりコントロールシャフト１３２は軸方向での駆動力をスライドアクチュエータ１００から受けることができる。
【０１０３】
入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６は軸受１６２により軸方向での移動は阻止されているので、コントロールシャフト１３２の軸方向移動により、スライダギア１２８は入力部１２２及び揺動カム１２４，１２６内部で、コントロールシャフト１３２の移動量と同一の移動量で軸方向に移動する。スライダギア１２８の入力用ヘリカルスプライン１２８ａと入力部１２２のヘリカルスプライン１２２ｂとのスプライン噛合と、スライダギア１２８の出力用ヘリカルスプライン１２８ｃ，１２８ｅと揺動カム１２４，１２６のヘリカルスプライン１２４ｂ，１２６ｂとのスプライン噛合とは、ねじれ角が異なる。実際には逆のねじれ角となっている。このため、図３，５で示した矢印のＬ方向にコントロールシャフト１３２が移動すると、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの回転位相は相対的に近づく。逆に矢印のＨ方向にコントロールシャフト１３２が移動すると、入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの回転位相は相対的に遠ざかる。このことにより図８，９に示すごとく、吸気バルブ１２のバルブリフト量をコントロールシャフト１３２の軸方向移動により調節することができる。
【０１０４】
ここで図８は、スライドアクチュエータ１００の駆動力を調節して、コントロールシャフト１３２を制御上で最大限Ｌ方向へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図８の(Ａ)が吸気バルブ１２の閉弁時、図８の(Ｂ)が開弁時（実際には閉弁状態）である。この場合には入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相位置関係が最も近い状態となる。したがって図８の(Ｂ)に示すごとく吸気カム４５ａが最大限に入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げても、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄのカム面１２４ｅ，１２６ｅによるロッカーローラ５２ａの押し下げ量は最小、実際には全く押し下げず、吸気バルブ１２のバルブリフト量は「０」となる。図１０に示すごとく、カム面１２４ｅ，１２６ｅには揺動中心からの距離が一定のベース円部と揺動中心から次第に離れて行くリフト部とが存在する。図８の状態では、ローラ１２２ｆとノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相位置関係が近いので、ベース円部がロッカーローラ５２ａに当接していてリフトされない距離が長くなり、リフト部によりリフトされることがない。したがって各気筒において吸気ポート１４から燃焼室１０内へは空気は流れ込まない。
【０１０５】
図９は、スライドアクチュエータ１００の駆動力を調節して、コントロールシャフト１３２を制御上で最大限Ｈ方向へ移動させた場合の仲介駆動機構１２０の状態を示している。図９の(Ａ)が吸気バルブ１２の閉弁時、図９の(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部１２２のローラ１２２ｆと揺動カム１２４，１２６のノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相位置関係が最も遠い状態となる。このため、図９の(Ｂ)に示すごとく吸気カム４５ａが最大限に入力部１２２のローラ１２２ｆを押し下げた時には、ノーズ１２４ｄ，１２６ｄのカム面１２４ｅ，１２６ｅによるロッカーローラ５２ａの押し下げ量は最大となり、吸気バルブ１２のバルブリフト量は最大となる。すなわちローラ１２２ｆとノーズ１２４ｄ，１２６ｄとの位相位置関係が遠いので、ベース円部がロッカーローラ５２ａに当接している距離が短く、実際にはほとんど無く、リフト部によりリフトされる距離が長くなる。したがって各気筒において吸気ポート１４から燃焼室１０内への吸気能力は最大限の状態となる。
【０１０６】
そしてスライドアクチュエータ１００により、図８の状態と図９の状態との間で連続的にコントロールシャフト１３２の軸方向位置を調節することで、吸気バルブ１２のバルブリフト量を連続的に調節できる。すなわちスロットルバルブ２４によることなく、吸気バルブ１２のバルブリフト量調節にて吸入空気量の無段階調節が可能となる。
【０１０７】
尚、前記図８の(Ｂ)に示したごとく最小のバルブリフト調節状態では吸気バルブ１２の開弁時のバルブリフト量は「０」であったが、最小のバルブリフト調節状態でも或る程度の開度が存在するようにしても良い。
【０１０８】
次に本実施の形態において、ＥＣＵ６０により実行される制御の内で、吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理を図１１のフローチャートに示す。本処理はエンジン回転周期あるいは時間周期、例えば５０ｍｓ毎に繰り返し実行される処理である。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【０１０９】
本処理が開始されると、まずエンジン運転状態のデータを作業メモリ内に読み込む（Ｓ１０２）。ここではコントロールシャフト１３２にて調節される全気筒の吸気バルブ１２のバルブリフト量ＶＬ、エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣＰ、スロットル開度ＴＡ等である。この内でバルブリフト量ＶＬは、スライドアクチュエータ１００に設けられたシャフト位置センサ１００ｄにより検出される実ストローク量ＶＳＡに基づいて全気筒共通のバルブリフト量として求められている。
【０１１０】
次にアイドル時か否かが判定される（Ｓ１０４）。ここでアイドル時であれば（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、アイドル目標回転数ＮＥｔ（ｒｐｍ）と実際のエンジン回転数ＮＥ（ｒｐｍ）とに基づいて初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉ（％）を算出を算出する（Ｓ１０６）。
【０１１１】
ここでアイドル目標回転数ＮＥｔはエンジン負荷などに基づいて設定されているアイドル時におけるエンジン回転数ＮＥの目標値である。初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉは、後述する平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの設定前においては、アイドル目標回転数ＮＥｔを達成するために吸気バルブ１２のバルブリフト量の調節量として設定される目標値（例えば最大リフト量に対する百分率）である。ＥＣＵ６０はアイドル時の目標回転数ＮＥｔと実際のエンジン回転数ＮＥとの差に基づいてフィードバック制御計算を実行することにより初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉを算出する。
【０１１２】
一方、アイドル時でないと判定された場合には（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、アクセル開度ＡＣＣＰ（％）に基づいて初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉを算出する（Ｓ１１０）。ここではアクセル開度ＡＣＣＰが大きくなるにつれて初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉも大きくされるように設定されている。尚、エンジン回転数ＮＥも初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉ算出のパラメータに含めても良い。更に、この初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉに対して、既にアイドル回転数フィードバック制御（Ｓ１０６）時に積分項等として得られている学習値による補正を実行しても良い。
【０１１３】
ステップＳ１０６あるいはステップＳ１１０にて初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉが算出されると、次にスロットルバルブ２４の開度制御に用いられる初期目標スロットル開度ＴＡｔｉが算出される（Ｓ１１２）。ここでは初期目標スロットル開度ＴＡｔｉは「１００％」、すなわち全開となるように設定される。
【０１１４】
次に初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉが、図１２に示す平均吸気流速低減用バルブリフト量算出処理にて算出されている平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘより小さいか否かが判定される（Ｓ１１４）。
【０１１５】
ここでＶＬＡｔｉ≧ＶＬＡｘであれば（Ｓ１１４で「ＮＯ」）、目標バルブリフト量ＶＬＡｔには初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉの値が設定される（Ｓ１２２）。すなわち初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉが補正されずに目標バルブリフト量ＶＬＡｔとして設定されることになる。
【０１１６】
そして目標スロットル開度ＴＡｔには初期目標スロットル開度ＴＡｔｉの値がそのまま設定される（Ｓ１２４）。
一方、ＶＬＡｔｉ＜ＶＬＡｘであれば（Ｓ１１４で「ＹＥＳ」）、目標バルブリフト量ＶＬＡｔには平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値が設定される（Ｓ１１６）。すなわち初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉよりも大きい値である平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘが設定されることにより、初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉが増加補正されて目標バルブリフト量ＶＬＡｔとして設定される処理と同等の処理が行われる。
【０１１７】
ここで平均吸気流速低減用バルブリフト量算出処理（図１２）について説明する。本処理はエンジン回転周期あるいは時間周期、例えば５０ｍｓ毎、あるいは更に短い周期で繰り返し実行される処理である。
【０１１８】
処理が開始されると、まず気筒間吸入空気量ばらつきＳｄを検出する（Ｓ１５２）。気筒間に吸入空気量のばらつきが存在すると、一部の気筒にてエンジン２の燃焼安定性が阻害されるので、ここでは気筒間吸入空気量ばらつきＳｄとしては、燃焼不安定度を検出する。例えば、エンジン回転数ＮＥを検出している回転数センサの出力信号に基づいて一定クランク角（例えば３０℃Ａ）に要した時間Ｔ３０を算出し、各気筒の燃焼行程に対応する期間毎にＴ３０の最大値と最小値の差に基づいて各気筒の回転変動Ｄｎｅを算出する。こうして算出された回転変動Ｄｎｅの気筒間でのばらつき（例えば標準偏差）を燃焼不安定度として気筒間吸入空気量ばらつきＳｄとして設定する。あるいは回転変動Ｄｎｅの気筒間のばらつきを換算式で換算して気筒間吸入空気量ばらつきＳｄとする。
【０１１９】
これ以外に各気筒の燃焼状態に応じて筒内圧力や、点火プラグを通して流れるイオン電流も変動するため、各気筒に筒内圧力センサやイオン電流検出器を配置して、筒内圧力やイオン電流において気筒間のばらつきを数値化して燃焼不安定度として気筒間吸入空気量ばらつきＳｄに設定しても良い。
【０１２０】
次に気筒間吸入空気量ばらつきＳｄが基準値Ｋｒｇより大きくなっているか否かが判定される（Ｓ１５４）。ここでＳｄ≦Ｋｒｇであれば（Ｓ１５４で「ＮＯ」）、平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘが、後述するステップＳ１５６にて未算出か否かが判定される（Ｓ１５７）。最初は未算出であるので（Ｓ１５７で「ＹＥＳ」）、平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値はクリアされて「０」となる（Ｓ１５８）。この場合の平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値は使用されないのでマイナスの値を設定しておいても良い。
【０１２１】
一方、Ｓｄ＞Ｋｒｇであれば（Ｓ１５４で「ＹＥＳ」）、各気筒の吸気バルブ１２において平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とする平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値が算出される（Ｓ１５６）。
【０１２２】
この平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘは、前述したステップＳ１１６が実行された場合には、目標バルブリフト量ＶＬＡｔに設定するための値である。すなわち全気筒の吸気バルブ１２のバルブリフト量を大きくすることにより、吸気バルブ１２での開口面積を大きくし、吸気流速を低下させるためのバルブリフト量である。そして平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値算出の指標となるのが、吸気バルブ１２の開弁期間における平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とするバルブリフト量である。ここで平均吸気流速とは、時間による吸気流速の平均値、あるいはクランク角による吸気流速の平均値のいずれでも良い。
【０１２３】
この平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とする平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値は、予め実験により形成されたマップから算出される。このマップは、エンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとをパラメータとして平均吸気流速が音速の０．８５倍以下となるバルブリフト量を記述したマップであり、このマップから、現在のエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて算出する。このマップの例としては図１３に示すごとくであり、エンジン負荷が高い側、あるいはエンジン回転数ＮＥが高い側で、平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値が大きくなる傾向に設定されている。
【０１２４】
尚、この図１３のマップにおいてもエンジン負荷及びエンジン回転数ＮＥの全領域において平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘを算出するのではなく、気筒間のバルブリフト量ばらつきが吸入空気量ばらつきに大きく影響する領域に限って算出しても良い。例えばエンジン負荷を負荷率で表した場合に５０％以下の負荷率領域で、あるいはエンジン回転数ＮＥが１２００ｒｐｍ以上の回転数領域で、平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘを算出するようにし、他の領域ではステップＳ１５８のごとく平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘをクリアしても良い。
【０１２５】
ステップＳ１５６にて平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘが算出された後の制御周期でＳｄ≦Ｋｒｇとなった場合（Ｓ１５４で「ＮＯ」）には、ステップＳ１５７では「ＮＯ」と判定される。したがって平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値は維持されるか、あるいは「０」に向かって減衰される（Ｓ１６０）。
【０１２６】
ステップＳ１５６、ステップＳ１５８又はステップＳ１６０にて平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘが求められると、一旦本処理を終了する。以後、平均吸気流速低減用バルブリフト量算出処理（図１２）では上述した処理を周期的に繰り返す。
【０１２７】
図１１の説明に戻る。目標バルブリフト量ＶＬＡｔに平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘの値が設定されると（Ｓ１１６）、エンジン運転状態と目標バルブリフト量ＶＬＡｔとに基づいてエンジン出力を要求出力トルクにするためのスロットル開度補正量Ｄｔａが算出される（Ｓ１１８）。
【０１２８】
そして次式１のごとく初期目標スロットル開度ＴＡｔｉがスロットル開度補正量Ｄｔａにより減少補正されて目標スロットル開度ＴＡｔとして設定される（Ｓ１２０）。
［式１］  ＴＡｔ  ←  ＴＡｔｉ  −  Ｄｔａ
平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘを目標バルブリフト量ＶＬＡｔに設定すると、吸気バルブ１２のバルブリフト量が増加することになるので、吸入空気量は、初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉに対応する吸入空気量よりも増加して実際の出力トルクは要求出力トルクよりも大きくなろうとする。しかしスロットル開度補正量Ｄｔａにより目標スロットル開度ＴＡｔが初期目標スロットル開度ＴＡｔｉより小さくされるので、スロットルバルブ２４が絞られることにより吸入空気量は要求出力トルクに合致する状態に維持される。
【０１２９】
そして上述したごとく設定された目標バルブリフト量ＶＬＡｔによりスライドアクチュエータ１００の制御がなされるように、更に目標スロットル開度ＴＡｔによりスロットルバルブ２４の開度制御がなされるように設定されて（Ｓ１２６）、一旦本処理を終了する。
【０１３０】
以後、上述した処理を周期的に繰り返すことにより、気筒間吸入空気量ばらつきがＳｄ＞Ｋｒｇとなる場合には、吸気バルブ１２における平均吸気流速を音速の０．８５倍以下にするように吸気バルブ１２のバルブリフト量制御が行われる。
【０１３１】
図１４のグラフに気筒間のバルブリフト量のばらつきが大きい場合の吸気バルブ１２における吸気流速及び吸入空気量のばらつき状態を示す。図１４の(Ａ)はバルブリフト量（％）を示し、スライドアクチュエータ１００による全気筒同一の調節量のもとで、バルブリフト量が大きい気筒（実線）と小さい気筒（破線）との２つを代表で示している。
【０１３２】
このようなバルブリフト量のばらつきにより、図１４の(Ｂ)に示すグラフの内で、吸気バルブ１２での吸気流速が音速に達していない期間は、バルブリフト量が大きい気筒（実線）の吸気流速が、バルブリフト量が小さい気筒（破線）の吸気流速に比較して低くなっている。しかしバルブリフト量やエンジン運転状態によっては、直ちに吸気流速が音速に到達する。そして音速となるとバルブリフト量が大きい気筒（実線）の吸気流速と、バルブリフト量が小さい気筒（破線）の吸気流速とは共に音速であるので、吸気流速に差が生じなくなる。このため図１４の(Ｃ)に示すごとく気筒間のバルブリフト量のばらつきが、そのまま吸入空気量のばらつきとして現れ、エンジン２の燃焼不安定度が高まることになる。尚、図１４の(Ｃ)では、プラス側は、バルブリフト量が大きい気筒がバルブリフト量が小さい気筒よりも吸入空気量が大きいことを示し、マイナス側は、バルブリフト量が大きい気筒がバルブリフト量が小さい気筒よりも吸入空気量が小さいことを示している。
【０１３３】
このように燃焼不安定度が高まる状況では、本実施の形態では図１５に示すごとく平均吸気流速を音速の０．８５倍以下にするよう全気筒の吸気バルブ１２のバルブリフト量を増加させる処理が行われる（Ｓ１５４で「ＹＥＳ」、Ｓ１５６、Ｓ１１４で「ＹＥＳ」、Ｓ１１６）。すなわち気筒間でバルブリフト量のばらつきが存在したまま、図１５の(Ａ)に示すごとくに全気筒の吸気バルブ１２のバルブリフト量が増加した状態に直ちに移行する。
【０１３４】
このことにより、図１５の(Ｂ)に示すごとく吸気バルブ１２での吸気流速が音速未満であることによりバルブリフト量が大きい気筒（実線）の吸気流速が、バルブリフト量が小さい気筒（破線）の吸気流速に比較して低くなる期間が長くなる。したがって図１５の(Ｂ)に示したごとく音速に達してバルブリフト量が大きい気筒（実線）の吸気流速とバルブリフト量が小さい気筒（破線）の吸気流速とに差が生じなくなる期間が短くなる。すなわち音速となる期間の割合が小さくされることで、平均吸気流速が音速の０．８５倍以下にされる。このため図１５の(Ｃ)に示すごとくバルブリフト量のばらつきは、そのまま吸入空気量のばらつきとして現れず、マイナス部分とプラス部分との面積が近づき、気筒間の吸入空気量ばらつきが抑制される。
【０１３５】
このように、目標バルブリフト量ＶＬＡｔに平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘを直ちに設定することにより、気筒間のバルブリフト量ばらつきに起因してエンジン２の燃焼不安定度が高まるのを迅速に防止できる。
【０１３６】
上述した構成において請求項との関係はステップＳ１５２がバルブ状態量偏差検出手段としての処理に、ステップＳ１５４，Ｓ１５６，Ｓ１１４，Ｓ１１６が吸気流量偏差低下手段としての処理に、ステップＳ１１８，Ｓ１２０が出力トルク変化抑制手段としての処理に相当する。
【０１３７】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理(図１１)及び平均吸気流速低減用バルブリフト量算出処理（図１２）において、気筒間のバルブ状態量のばらつきを燃焼不安定度により捉えて基準値Ｋｒｇより大きいか否かを判定している。そして、この燃焼不安定度が基準値Ｋｒｇより大きい場合には、吸気バルブ開弁期間における吸気バルブ１２での吸気流速が音速となる期間の割合を小さくしている。この割合を小さくする手法としては平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とすることにより行っている。
【０１３８】
このように吸気流速変化が音速により制限される期間を少なくして、気筒間にバルブ状態量のばらつきが存在しても、吸気流速変化により吸入空気量ばらつきの補償が或程度なされるようにしている。このため気筒間のバルブ状態量ばらつきは、気筒間の吸入空気量ばらつきにそのまま反映されなくなり抑制されたものとなる。
【０１３９】
このようにして特許文献１のごとくのフィードバック制御以外の手法によってバルブ状態量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくしている。
特に本実施の形態ではフィードバックでなく、ステップＳ１１４，Ｓ１１６により直接的に吸気バルブ１２部分での吸気流速が音速となる期間の割合を小さくしているので高応答に気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制できる。
【０１４０】
このようにして吸気バルブ１２のバルブリフト量やバルブ作用角と言ったバルブ状態量のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制する制御において、新たな手法を提供することにより制御選択の幅を広げることができる。
【０１４１】
（ロ）．特に本実施の形態のごとくバルブ状態量を可変とするエンジンでは、バルブ状態量が固定しているエンジンに比較して図１〜１０に示したごとく複雑な機構を採用しているため、組み付け誤差、温度特性、部品公差などにより気筒間においてバルブ状態量のばらつきを生じやすい。
【０１４２】
したがってこのようなエンジンにおいて特に効果的にかつ高応答に、気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制できるようになる。
（ハ）．平均吸気流速低減用バルブリフト量算出処理（図１２）のステップＳ１５６においては平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘを図１３に示したマップによりエンジン運転状態であるエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとの関係から算出している。
【０１４３】
エンジン運転状態と前記平均吸気流速とは対応していることから、前記平均吸気流速そのものを検出しなくてもエンジン運転状態から前記平均吸気流速を推定できる。更に前記平均吸気流速を調節するのはバルブ状態量の調節により可能である。したがってエンジン運転状態と前記平均吸気流速との対応関係から予め前記図１３のマップを作成していることにより、エンジン運転状態から、前記平均吸気流速を音速の０．８５倍以下に調節するために適切なバルブ状態量を容易に求めることができ、効果的にかつ高応答に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【０１４４】
（ニ）．平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘにより吸気バルブ１２のバルブリフト量が調節された場合には、エンジン２の出力トルク変化を抑制するためにスロットルバルブ２４を絞ることによりエンジン２全体の吸入空気量を調節している。このことにより、より安定したエンジン運転を継続することができる。
【０１４５】
［実施の形態２］
本実施の形態では、図１１，１２の処理の代わりに図１６，１７の処理が同様な周期で繰り返し実行される。他の構成については前記実施の形態１と同じである。特にハード構成については図１〜１０を参照して説明する。
【０１４６】
吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理(図１６)について説明する。本処理ではステップＳ２０２〜Ｓ２１２までは前記図１１におけるステップＳ１０２〜Ｓ１１２までと同じ処理である。
【０１４７】
ステップＳ２１２の次には、初期目標バルブリフト量ＶＬＡｔｉをそのまま目標バルブリフト量ＶＬＡｔに設定する（Ｓ２１４）。そして平均吸気流速低減用バルブタイミングの算出後か否かが判定される（Ｓ２１６）。
【０１４８】
本実施の形態では、平均吸気流速低減用バルブタイミングは、吸気バルブ１２において平均吸気流速を低減するために算出される開弁タイミングに該当し、ここでは図１７に示す平均吸気流速低減用進角値算出処理にて平均吸気流速低減用進角値θｘとして算出されるものである。
【０１４９】
平均吸気流速低減用進角値算出処理（図１７）について説明する。本処理のステップＳ２５２，Ｓ２５４は前記図１２のステップＳ１５２，Ｓ１５４と同一の処理である。更に、ステップＳ２５７〜Ｓ２６０についても、対象とする物理量の種類は異なるが、実質的に前記図１２のステップＳ１５７〜Ｓ１６０と同一の処理である。
【０１５０】
ここで気筒間吸入空気量ばらつきＳｄ≦基準値Ｋｒｇである場合には（Ｓ２５４で「ＮＯ」）、平均吸気流速低減用進角値θｘが未算出ならば（Ｓ２５７で「ＹＥＳ」）、平均吸気流速低減用進角値θｘの値はクリアされて「０（°）」となる（Ｓ２５８）。したがってこの時には前記図１６のステップＳ２１６では平均吸気流速低減用バルブタイミングの算出後ではないとして「ＮＯ」と判定される。
【０１５１】
Ｓｄ＞Ｋｒｇである場合には（Ｓ２５４で「ＹＥＳ」）、各気筒の吸気バルブ１２において平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とする平均吸気流速低減用進角値θｘが算出される（Ｓ２５６）。
【０１５２】
この平均吸気流速低減用進角値θｘはＥＣＵ６０がバルブタイミング可変機構１４０（図２）を駆動することにより、更に必要ならスライドアクチュエータ１００も駆動することにより実行する吸気バルブ１２のバルブタイミング制御において、吸気バルブ１２の開タイミング進角値を決定するための値である。すなわち図１に示したピストン６の下降開始により燃焼室１０の容積拡大が開始される時に、吸気バルブ１２の開口面積を大きくしておくことにより平均吸気流速の低下、又は吸気流速が音速となる期間の割合の低下を行うための進角値である。別の見方をすれば吸気行程開始時においてピストン６の下降速度を低下させることにより平均吸気流速の低下、又は吸気流速が音速となる期間の割合の低下を行うための進角値である。
【０１５３】
ここで平均吸気流速低減用進角値θｘの値設定の指標となるのが、吸気バルブ１２の開弁期間における平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とする進角値である。この平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とする平均吸気流速低減用進角値θｘは、予め実験により形成されたマップから算出される。このマップは、エンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとをパラメータとして平均吸気流速が音速の０．８５倍以下となる開タイミング進角値を記述したマップであり、このマップから、現在のエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて平均吸気流速低減用進角値θｘを算出する。
【０１５４】
このマップは前記図１３と同様な傾向であり、エンジン負荷が高い側、あるいはエンジン回転数ＮＥが高い側で、平均吸気流速低減用進角値θｘの値が大きくなる傾向に設定されている。
【０１５５】
ステップＳ２５６、ステップＳ２５８又はステップＳ２６０にて平均吸気流速低減用進角値θｘが求められると、一旦本処理を終了する。以後、平均吸気流速低減用進角値算出処理（図１７）では上述した処理を周期的に繰り返す。
【０１５６】
吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理(図１６)の説明に戻る。平均吸気流速低減用進角値θｘが未算出では（Ｓ２１６で「ＮＯ」）、目標スロットル開度ＴＡｔには初期目標スロットル開度ＴＡｔｉの値がそのまま設定される（Ｓ２２２）。
【０１５７】
一方、平均吸気流速低減用進角値θｘが算出されている場合は（Ｓ２１６で「ＹＥＳ」）、エンジン運転状態、目標バルブリフト量ＶＬＡｔ及び平均吸気流速低減用バルブタイミング（ここでは進角値θｘ）に基づいて要求出力トルクを実現するスロットル開度補正量Ｄｔａが算出される（Ｓ２１８）。
【０１５８】
次に前記式１のごとく初期目標スロットル開度ＴＡｔｉがスロットル開度補正量Ｄｔａにより減少補正されて目標スロットル開度ＴＡｔとして設定される（Ｓ２２０）。
そして上述したごとく設定された目標バルブリフト量ＶＬＡｔによりスライドアクチュエータ１００の制御がなされるように、更に目標スロットル開度ＴＡｔによりスロットルバルブ２４の開度制御がなされるように設定されて（Ｓ２２４）、一旦本処理を終了する。
【０１５９】
以後、上述した処理を繰り返すことにより、気筒間吸入空気量ばらつきがＳｄ＞Ｋｒｇとなる場合には平均吸気流速を音速の０．８５倍以下にするよう吸気バルブ１２の開タイミングの進角制御が行われる。
【０１６０】
本実施の形態においてもバルブリフト量のばらつきが大きい場合の比較例は前記図１４に示したごとくである。前記図１４のごとく燃焼不安定度が高くなろうとした場合には、本実施の形態では図１８に示すごとく平均吸気流速を音速の０．８５倍以下にするよう吸気バルブ１２の開タイミングを進角させる処理が行われる（Ｓ２５４で「ＹＥＳ」、Ｓ２５６）。すなわち気筒間のバルブリフト量ばらつきが存在したまま、図１８の(Ａ)に示すごとくに全気筒の吸気バルブ１２の開タイミングを直ちに進角させる。
【０１６１】
このことにより、図１８の(Ｂ)に示すごとく音速に達してバルブリフト量が大きい気筒（実線）の吸気流速とバルブリフト量が小さい気筒（破線）の吸気流速とに差が生じなくなる期間が短くなる。すなわち音速となる期間の割合が小さくされることで、平均吸気流速が音速の０．８５倍以下にされる。このため図１８の(Ｃ)に示すごとくバルブリフト量のばらつきは、そのまま吸入空気量のばらつきとして現れず、マイナス部分とプラス部分との面積が近づき、気筒間の吸入空気量のばらつきが抑制される。
【０１６２】
このように平均吸気流速低減用進角値θｘを直ちに算出することで、気筒間のバルブリフト量のばらつきに起因してエンジンの燃焼不安定度が高まるのを迅速に防止できる。
上述した構成において請求項との関係はステップＳ２５２がバルブ状態量偏差検出手段としての処理に、ステップＳ２５４，Ｓ２５６が吸気流量偏差低下手段としての処理に、ステップＳ２１６，Ｓ２１８，Ｓ２２０が出力トルク変化抑制手段としての処理に相当する。
【０１６３】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理(図１６)及び平均吸気流速低減用進角値算出処理（図１７）において、燃焼不安定度が基準値Ｋｒｇより大きい場合には、吸気バルブ１２の開タイミングの進角により吸気流速が音速となる期間の割合を小さくしている。この割合を小さくする手法としては平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とすることにより行っている。
【０１６４】
このように吸気流速変化が音速により制限される期間を少なくすることで、気筒間のバルブ状態量ばらつきが、気筒間の吸入空気量ばらつきにそのまま反映されないようにでき、吸入空気量のばらつきは抑制されたものとなる。
【０１６５】
このようにして特許文献１のごとくのフィードバック制御以外の手法によって、特に本実施の形態ではバルブタイミングの変更によりバルブ状態量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくしている。
【０１６６】
本実施の形態でもフィードバックではなく、直接的に吸気バルブ１２部分での吸気流速が音速となる期間の割合を小さくしているので、高応答に吸入空気量のばらつきを抑制できる。
【０１６７】
このようにして吸気バルブ１２のバルブリフト量やバルブ作用角と言ったバルブ状態量のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制する制御において、新たな手法を提供することにより制御選択の幅を広げることができる。
【０１６８】
（ロ）．平均吸気流速低減用バルブリフト量と平均吸気流速低減用バルブタイミングとの違いはあるが、前記実施の形態１の（ロ）、（ハ）、（ニ）と同様な効果を生じる。
［実施の形態３］
本実施の形態では、図１６，１７の処理の代わりに図１９，２０の処理が同様な周期で繰り返し実行される。他の構成については前記実施の形態２と同じである。特にハード構成については図１〜１０を参照して説明する。
【０１６９】
吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理(図１９)について説明する。本処理では基本的な処理の流れは前記図１６の処理と同じである。ただしステップＳ３１６，Ｓ３１８におけるバルブタイミングは、平均吸気流速低減用に限らず、気筒間の吸入空気量ばらつき低減用に設定されるバルブタイミングである。したがって平均吸気流速を低減するためのバルブタイミングともなり得るが、これ以外には特に本実施の形態にて例示している吸気バルブ１２を介して燃焼室１０内（筒内）の排気を吸気ポート１４に吹き返えさせるためのバルブタイミングともなる。
【０１７０】
したがってステップＳ３１６では、吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミングの設定がされているか否かが判定される。尚、吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミングの設定の有無は、後述する開タイミング進角値θｙ＞０か否かにより判定し、θｙ＞０であれば設定されているものとする。
【０１７１】
ここで吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミングが設定されていれば（Ｓ３１６で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３１８でエンジン運転状態、目標バルブリフト量ＶＬＡｔ及び吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミングに基づきエンジン出力を要求出力トルクにするためのスロットル開度補正量Ｄｔａが算出される。このスロットル開度補正量Ｄｔａにより初期目標スロットル開度ＴＡｔｉが前記式１のごとく補正されて目標スロットル開度ＴＡｔに設定される（Ｓ３２０）。
【０１７２】
吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミング算出処理（図２０）について説明する。本処理が開始されると、まず前記図１２のステップＳ１５２，Ｓ１５４にて述べたごとく、気筒間吸入空気量ばらつきＳｄが検出され（Ｓ３５２）、Ｓｄ＞Ｋｒｇか否かが判定される（Ｓ３５４）。
【０１７３】
ここでＳｄ＞Ｋｒｇであれば（Ｓ３５４で「ＹＥＳ」）、次式２に示すごとく、吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミングに対応している吸気バルブ１２の開タイミング進角値θｙが増加補正量ｋθｉ分増加される（Ｓ３５６）。
【０１７４】
［式２］  θｙ  ←  θｙ  ＋  ｋθｉ
一方、Ｓｄ≦Ｋｒｇであれば（Ｓ３５４で「ＮＯ」）、次式３に示すごとく、開タイミング進角値θｙが減少補正量ｋθｄ分減少される（Ｓ３５８）。
【０１７５】
［式３］  θｙ  ←  θｙ  −  ｋθｄ
尚、上記式３による減少処理はθｙ＝０が限度である。
開タイミング進角値θｙの初期値は「０（°）」であるが、Ｓｄ＞Ｋｒｇとなれば開タイミング進角値θｙは増加し、Ｓｄ≦Ｋｒｇであれば「０」を限度として減少する。このことにより、開タイミング進角値θｙを用いてＥＣＵ６０が実行しているバルブタイミング制御により、気筒間に吸気バルブ１２のバルブリフト量ばらつきが存在した場合には、吸気バルブ１２の開タイミングは気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制するタイミングに調節されることになる。尚、ステップＳ３５６にて増加される開タイミング進角値θｙの範囲としては、順流量に対して逆流量を２５重量％以下の範囲で調節できるようにしている。
【０１７６】
開タイミング進角値θｙの設定により、吸気バルブ１２において排気の吹き返しを生じさせて、気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制している例を図２１に示す。尚、本実施の形態においてもバルブリフト量のばらつきが大きい場合の比較例は前記図１４に示したごとくである。前記図１４のごとく燃焼不安定度が高くなろうとした場合には、図２１に示したごとく排気の吹き返しを生じさせるための吸気バルブ１２の開タイミング進角処理が行われる（Ｓ３５４で「ＹＥＳ」、Ｓ３５６）。すなわち気筒間にバルブリフト量のばらつきが存在したまま、図２１の(Ａ)に示すごとくに全気筒の吸気バルブ１２の開タイミングを、上死点（ＴＤＣ）を越えて進角させる。
【０１７７】
このことにより、図２１の(Ｂ)にて流量がマイナスになっているごとく、吸気バルブ１２では吸気バルブ１２の開弁当初には燃焼室１０から吸気ポート１４への吹き返し（逆流）が生じている。この逆流時においては、順流時に比較して、バルブリフト量が大きい気筒（実線）の流量は、バルブリフト量が小さい気筒（破線）の流量よりも差が一層大きくなる。
【０１７８】
このため図２１の(Ｃ)に示すごとく、逆流と順流とのトータルの吸入空気量のばらつきは、バルブリフト量のばらつきよりも抑制されて現れることになる。こうして気筒間のバルブリフト量ばらつきに起因してエンジン２の燃焼不安定度が高まるのを防止できる。
【０１７９】
上述した構成において請求項との関係はステップＳ３５２がバルブ状態量偏差検出手段としての処理に、ステップＳ３５４，Ｓ３５６が吸気流量偏差低下手段としての処理に、ステップＳ３１６，Ｓ３１８，Ｓ３２０が出力トルク変化抑制手段としての処理に相当する。
【０１８０】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．気筒間吸入空気量ばらつきＳｄが基準値Ｋｒｇより大きい場合には（Ｓ３５４で「ＹＥＳ」）、吸気バルブ１２の開タイミングを進角することにより（Ｓ３５６）、ここでは特にＴＤＣを越えて進角させることにより、吸気バルブ１２で逆流を生じさせている。そして燃焼不安定度が基準値Ｋｒｇより大きければ大きいほど、ステップＳ３５４にて「ＹＥＳ」との判定が繰り返されて開タイミング進角値θｙの増加（Ｓ３５６）が繰り返されるので逆流量が増大される。
【０１８１】
バルブ状態量ばらつきによって引き起こされる吸気バルブ１２を通過する気体流量の気筒間ばらつきは、順流と逆流とで感度が異なり、順流に比較して逆流の方がバルブ状態量の差が大きく現れる。
【０１８２】
すなわち他の気筒よりバルブ状態量が小さい気筒においては、燃焼室１０内の排気を吸気バルブ１２を介して吸気ポート１４側へ逆流させた場合には、当然、他の気筒に比較して逆流量が少ない。逆流後に生じた順流においても、やはり他の気筒に比較して順流量が少ない。
【０１８３】
しかしバルブ状態量の違いによる逆流量の感度は順流量よりも大きいため、図２１にて示したごとく、他の気筒よりバルブ状態量が小さい気筒では順流量よりも逆流量の方が大きく減少している。これと反対にバルブ状態量が大きい気筒では順流量よりも逆流量の方が大きく増加している。
【０１８４】
このため気筒間のバルブ状態量ばらつきは、逆流量と順流量との合計により相殺されて、燃焼室１０内へのトータルの吸入空気量にはそのまま反映されることがなく抑制されたものとなる。
【０１８５】
更に吸気バルブ１２の開タイミング進角調節としては、順流量に対して逆流量が２５重量％以下の範囲となるようにしているので、特に安定した燃焼状態で効果的に気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制できる。
【０１８６】
このようにして特許文献１のごとくのバルブ状態量フィードバック制御以外の手法によってバルブ状態量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくしている。
したがって吸気バルブ１２のバルブリフト量やバルブ作用角のばらつきに対処して気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制する制御において、新たな手法を提供することにより制御選択の幅を広げることができる。
【０１８７】
（ロ）．平均吸気流速低減用バルブリフト量と吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミングとの違いはあるが、前記実施の形態１の（ロ）、（ニ）と同様な効果を生じる。
［実施の形態４］
本実施の形態では、図２０の処理の代わりに図２２の処理が同様な周期で繰り返し実行される。吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理については図１９と同じ処理が行われる。他の構成については前記実施の形態３と同じである。特にハード構成については図１〜１０を参照して説明する。
【０１８８】
本実施の形態においても開タイミング進角値θｙを算出することで吸気バルブ１２において排気の吹き返しを生じさせて、気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制する点については同じであるが、開タイミング進角値θｙの算出内容が異なる。
【０１８９】
吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミング算出処理（図２２）では、気筒間吸入空気量ばらつきＳｄを検出して（Ｓ４５２）、Ｓｄ＞Ｋｒｇか否かを判定する（Ｓ４５４）点については前記図２０のステップＳ３５２，Ｓ３５４と同じである。
【０１９０】
ここでＳｄ＞Ｋｒｇである場合には（Ｓ４５４で「ＹＥＳ」）、エンジン運転状態に応じて開タイミング進角値θｙを算出している（Ｓ４５６）。Ｓｄ≦Ｋｒｇである場合には（Ｓ４５４で「ＮＯ」）、開タイミング進角値θｙが未算出か否かが判定される（Ｓ４５７）。開タイミング進角値θｙが未算出なら（Ｓ４５７で「ＹＥＳ」）、開タイミング進角値θｙの値はクリアされて「０（°）」とされている（Ｓ４５８）。一方、開タイミング進角値θｙの算出後であれば（Ｓ４５７で「ＮＯ」）、開タイミング進角値θｙの維持又は減衰が行われる（Ｓ４６０）。このステップＳ４５７〜Ｓ４６０の処理は、対象の数値は異なるが前記図１７のステップＳ２５７〜Ｓ２６０と実質的に同じである。
【０１９１】
ステップＳ４５６におけるエンジン運転状態に応じた開タイミング進角値θｙの算出は、ここではエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて予め実験により形成されているマップによりなされる。このマップではエンジン負荷が大きいほど、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、開タイミング進角値θｙは大きくなるように設定されている。例えば前記図１３と類似の傾向にマップが形成されている。尚、エンジン負荷領域やエンジン回転数領域による制限については前記実施の形態１にて述べたごとくであり、順流量に対する逆流量の割合についても前記実施の形態３にて述べたごとくである。
【０１９２】
したがって図１９の処理においては、前記ステップＳ４５６にて開タイミング進角値θｙが算出されていた場合にはステップＳ３１６にて「ＹＥＳ」と判定される。したがって、エンジン運転状態、目標バルブリフト量ＶＬＡｔ及び開タイミング進角値θｙに基づいてエンジン出力を要求出力トルクにするためのスロットル開度補正量Ｄｔａが算出される（Ｓ３１８）。そして前記式１のごとくスロットル開度補正量Ｄｔａと初期目標スロットル開度ＴＡｔｉとにより目標スロットル開度ＴＡｔが設定される（Ｓ３２０）。
【０１９３】
このように処理が実行されることにより、前記図２１に示したごとく気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制することができる。
上述した構成において請求項との関係はステップＳ４５２がバルブ状態量偏差検出手段としての処理に、ステップＳ４５４，Ｓ４５６が吸気流量偏差低下手段としての処理に、ステップＳ３１６，Ｓ３１８，Ｓ３２０が出力トルク変化抑制手段としての処理に相当する。
【０１９４】
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態３の（イ）、（ロ）と同様な効果を生じる。特に、エンジン運転状態、ここではエンジン負荷や回転数が高い場合には、吸気バルブ１２における流速が増大することから、バルブ状態量のばらつきによる吸入空気量への影響は大きくなる。このためエンジン運転状態に応じた開タイミング進角値θｙの算出により逆流量を増加させることで、効果的に気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制できる。
【０１９５】
［実施の形態５］
本実施の形態では、図２０の処理の代わりに図２３の処理が同様な周期で繰り返し実行される。吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理については図１９と同じ処理が行われる。他の構成については前記実施の形態３と同じである。特にハード構成については図１〜１０を参照して説明する。
【０１９６】
本実施の形態においては、吸気バルブ１２と排気バルブ１６とのバルブオーバーラップ量θｖを算出して、このバルブオーバーラップ調節により排気の吹き返しを生じさせて、気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制している点が異なる。
【０１９７】
吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミング算出処理（図２３）では、気筒間吸入空気量ばらつきＳｄを検出して（Ｓ５５２）、Ｓｄ＞Ｋｒｇか否かを判定する（Ｓ５５４）点については前記図２０のステップＳ３５２，Ｓ３５４と同じである。更にステップＳ５５７〜Ｓ５６０は、対象とする物理量の種類が異なるが実質的に前記図２２のステップＳ４５７〜Ｓ４６０と同じ処理である。
【０１９８】
ここでＳｄ＞Ｋｒｇである場合には（Ｓ５５４で「ＹＥＳ」）、エンジン運転状態に応じて吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖ（°）を算出している（Ｓ５５６）。Ｓｄ≦Ｋｒｇである場合には（Ｓ５５４で「ＮＯ」）、吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖが未算出ならば（Ｓ５５７で「ＹＥＳ」）、バルブオーバーラップ量θｖはクリアされて「０（°）」とされている（Ｓ５５８）。一方、算出後であれば（Ｓ５５７で「ＮＯ」）、バルブオーバーラップ量θｖの維持又は減衰がなされる（Ｓ５６０）。
【０１９９】
ステップＳ５５６におけるエンジン運転状態に応じた吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖの算出は、ここではエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づいて予め実験により形成されているマップによりなされる。このマップでは、エンジン負荷が大きいほど、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖは大きくなるように設定されている。例えば前記図１３と類似の傾向にマップが形成されている。尚、エンジン負荷領域やエンジン回転数領域による制限については前記実施の形態１にて述べたごとくであり、順流量に対する逆流量の割合についても前記実施の形態３にて述べたごとくである。
【０２００】
ＥＣＵ６０では吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖの値に応じて、図２に示した吸気バルブ１２用のバルブタイミング可変機構１４０と、排気バルブ１６用のバルブタイミング可変機構１４２とを駆動する。更に必要ならスライドアクチュエータ１００も駆動する。この駆動により吸気バルブ１２と排気バルブ１６との一方又は両方のバルブタイミングを変更して、バルブオーバーラップが吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖとなるように制御する。特にこの吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖによる制御では、吸気バルブ１２の開タイミングを上死点よりも前に配置するように制御して、吸気バルブ１２における逆流量を確実なものとしている。
【０２０１】
図１９では吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖの算出後には（Ｓ３１６で「ＹＥＳ」）、エンジン運転状態、目標バルブリフト量ＶＬＡｔ及びバルブオーバーラップ量θｖに基づいてエンジン出力を要求出力トルクにするためのスロットル開度補正量Ｄｔａが算出される（Ｓ３１８）。そして前記式１のごとくスロットル開度補正量Ｄｔａと初期目標スロットル開度ＴＡｔｉとにより目標スロットル開度ＴＡｔが設定される（Ｓ３２０）。
【０２０２】
このように処理が実行されることにより、吸気バルブ１２において逆流が生じて前記図２１と同様に気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制することができる。
上述した構成において請求項との関係はステップＳ５５２がバルブ状態量偏差検出手段としての処理に、ステップＳ５５４，Ｓ５５６が吸気流量偏差低下手段としての処理に、ステップＳ３１６，Ｓ３１８，Ｓ３２０が出力トルク変化抑制手段としての処理に相当する。
【０２０３】
以上説明した本実施の形態５によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態３の（イ）、（ロ）と同様な効果を生じる。特に、エンジン運転状態、ここではエンジン負荷や回転数が高い場合には、吸気バルブ１２における流速が増大することから、バルブ状態量のばらつきによる吸入空気量への影響は大きくなる。このためエンジン運転状態に応じて吸入空気量ばらつき低減用バルブオーバーラップ量θｖを大きく算出すると共に、更に吸気バルブ１２の開タイミングを上死点前とする処理により逆流量を確実に増加させているので、効果的に気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制できる。
【０２０４】
［実施の形態６］
本実施の形態では、図２０の処理の代わりに図２４の処理が同様な周期で繰り返し実行される。吸気バルブ１２のバルブリフト量及びスロットル開度制御処理については図１９と同じ処理が行われる。他の構成については前記実施の形態３と同じである。特にハード構成については図１〜１０を参照して説明する。
【０２０５】
本実施の形態においても開タイミング進角値θｙを算出することで吸気バルブ１２において排気の吹き返しを生じさせて、気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制する点については前記実施の形態３と同じであるが、筒内温度の低下によっては開タイミング進角値θｙの値を制限する点が異なる。
【０２０６】
吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミング算出処理（図２４）について説明する。本処理が開始されると、気筒間吸入空気量ばらつきＳｄを検出してＳｄ＞Ｋｒｇか否かを判定し、開タイミング進角値θｙを算出する一連の処理（Ｓ６５２〜Ｓ６５８）は図２０の処理と同じである。
【０２０７】
本処理では、開タイミング進角値θｙを算出した（Ｓ６５６，Ｓ６５８）後に、筒内温度ＴＨＣ検出が行われる（Ｓ６６０）。ここで筒内温度ＴＨＣは、エンジン２の燃焼室１０内の温度（筒内温度）、特に燃焼室１０の壁面温度であり、エンジン２の運転履歴から推定している。具体的には、エンジン運転中において燃料噴射弁２３から噴射された燃料の燃焼に伴う発生熱量、外気温や冷却水の循環による放熱量、吸気による吸熱量等の熱収支を周期的に積算する推定計算処理を実行することにより筒内温度ＴＨＣを検出している。尚、燃焼室１０に温度計を設けて筒内温度ＴＨＣを直接検出しても良い。
【０２０８】
次に筒内温度ＴＨＣが限界低温Ｔｌｉｍより高いか否かが判定される（Ｓ６６２）。ここでＴＨＣ＞Ｔｌｉｍであれば（Ｓ６６２で「ＹＥＳ」）、筒内温度ＴＨＣは燃焼不安定を引き起こすほどには低下していないとして、このまま処理を一旦終了する。したがって開タイミング進角値θｙはそのままバルブタイミング制御に用いられることになる。
【０２０９】
ＴＨＣ≦Ｔｌｉｍであれば（Ｓ６６２で「ＮＯ」）、筒内温度ＴＨＣは燃焼不安定を引き起こす可能性のある低下化が生じているとして、次に開タイミング進角値θｙが最低進角値θｌｉｍ以下か否かが判定される（Ｓ６６４）。既に開タイミング進角値θｙが最低進角値θｌｉｍに引き下げられていた場合には（Ｓ６６４で「ＹＥＳ」）、このまま処理を一旦終了する。したがって開タイミング進角値θｙはそのままバルブタイミング制御に用いられることになる。
【０２１０】
一方、θｙ＞θｌｉｍであれば（Ｓ６６４で「ＮＯ」）、開タイミング進角値θｙの値は最低進角値θｌｉｍの値に置き換えられる（Ｓ６６６）。このため吸気バルブ１２の開タイミングの進角により生じていた筒内温度ＴＨＣの低温化は解消されて行き、エンジン２は燃焼安定性を維持できる。
【０２１１】
上述した構成において請求項との関係は、ステップＳ６６０が筒内温度検出手段としての処理に、ステップＳ６５２がバルブ状態量偏差検出手段としての処理に相当する。ステップＳ６５４，Ｓ６５６，Ｓ６６２，Ｓ６６４，Ｓ６６６が吸気流量偏差低下手段としての処理に、ステップＳ３１６，Ｓ３１８，Ｓ３２０が出力トルク変化抑制手段としての処理に相当する。
【０２１２】
以上説明した本実施の形態６によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態３の（イ）、（ロ）と同様な効果を生じる。
（ロ）．開タイミング進角値θｙが大きくなることにより、排気が吸気バルブ１２から吸気ポート１４側へ逆流して再度燃焼室１０に戻るなどの内部排気再循環現象により、燃焼室１０内の温度が低下して、エンジン２の燃焼状態が不安定化し、かえって回転変動やエミッションに悪影響を及ぼす場合がある。このような筒内の低温化が判定された場合には（Ｓ６６２で「ＮＯ」）、開タイミング進角値θｙを最低進角値θｌｉｍに引き下げて（Ｓ６６４，Ｓ６６６）、低温化を防止している。このことにより安定した燃焼状態を継続することができる。
【０２１３】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態２においては、平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とするために吸気バルブにおける開タイミングの平均吸気流速低減用進角値θｘを算出したが、これ以外に吸気バルブの閉タイミングに対して平均吸気流速低減用遅角値を算出して用いても良い。
【０２１４】
吸気バルブの閉タイミングを遅角させると、遅角させない場合に比較して吸気行程終了時において内燃機関のピストン速度を低下させたり、あるいはピストン下降停止まで吸気バルブの開口面積を大きくしておくことができる。このため吸気バルブ部分での平均吸気流速、又は吸気流速が音速となる期間の割合を、小さくすることができる。このようにしてバルブリフト量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくできる。
【０２１５】
尚、平均吸気流速低減用遅角値の算出に際しては、前記図１３と同様な傾向で、エンジン負荷が高い側、エンジン回転数ＮＥが高い側で、平均吸気流速低減用遅角値を大きくするように算出することにより、より適切な制御ができる。
【０２１６】
（ｂ）．平均吸気流速を音速の０．８５倍以下とするために、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップの大きさを算出して用いても良い。
バルブオーバーラップが大きい場合には、吸入行程時において残存する排気により燃焼室内の圧力が高くなり、吸気バルブから吸い込まれる吸気流速が抑制される。このため平均吸気流速又は前記割合を小さくすることができる。
【０２１７】
又、バルブオーバーラップ位相を進角しても良く、このようにすると、残存排気の効果と共に前記実施の形態２にて述べた吸気バルブ開タイミングの進角と同じ効果が生じて、平均吸気流速又は前記割合を小さくすることができる。このようにしてバルブリフト量の気筒間差による吸入空気量へのばらつきの影響を少なくできる。前記図１３と同様な傾向で、エンジン運転状態に応じてバルブオーバーラップを算出することにより、より適切な設定ができる点については（ａ）に述べたごとくである。
【０２１８】
（ｃ）．前記実施の形態３では吹き返しのために吸気バルブの開タイミング進角値θｙを算出したが、この代わりに、吹き返しのために下死点よりも後ろとなる吸気バルブの閉タイミング遅角値を算出して用いても良い。
【０２１９】
このことにより、前記実施の形態３とは異なり、順流の後に逆流を生じさせることになる。このようにしても前記実施の形態３にて述べたごとくの感度の違いにより、吸気バルブのバルブ状態量ばらつきによる吸入空気量への影響を相殺させて、気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制することができる。
【０２２０】
（ｄ）．吸気バルブにおいて逆流を生じさせる手法として、前述した各手法以外に、前記図１に示したごとくスロットルバルブ２４を備えている場合には、スロットルバルブ２４を絞ることにより、逆流を生じさせたり、逆流量を増加させたりすることができる。
【０２２１】
スロットルバルブ２４の開度を小さくすることにより吸気ポート１４側の圧力を少し下げることができる。このことにより前記開タイミング進角や閉タイミング遅角のごとくに燃焼室１０内の圧力を増加させたのと同一の相対的な圧力差を生じさせられるので、逆流を生じさせたり、逆流量を増加させたりすることができるようになる。尚、更に、前記開タイミング進角、閉タイミング遅角あるいは前記実施の形態５のようなバルブオーバーラップ調節を組み合わせても良い。
【０２２２】
このようにしても前記実施の形態３にて述べたごとくの感度の違いにより、吸気バルブのバルブ状態量ばらつきによる吸入空気量への影響を相殺させて、気筒間の吸入空気量ばらつきを抑制することができる。
【０２２３】
（ｅ）．前記実施の形態１，２においては平均吸気流速を音速の「０．８５」倍以下とする処理を行っていたが、音速の「０．８０〜０．９０」倍の範囲に含まれる流速以下でも良く、このように平均吸気流速を制御するようにすれば、吸入空気量のばらつきを十分に低減できる。
【０２２４】
（ｆ）．前記実施の形態１では吸気バルブのバルブリフト量を調節し、同時にバルブ作用角も調節していた。これ以外に、仲介駆動機構１２０を用いずに吸気カムに、軸方向に駆動可能な３次元カムを用いることにより、バルブリフト量のみを調節するようにしても良く、又、バルブ作用角のみを調節するようにしても良い。この場合も同様な効果を生じさせることができる。
【０２２５】
更に、バルブリフト量やバルブ作用角といったバルブ状態量を調節対象にするのではなく、吸気バルブのバルブリフトの時間面積を調節対象にしても良い。
（ｇ）．前記各実施の形態では、図２に示したごとく、仲介駆動機構１２０による吸気バルブのバルブリフト量の調節、バルブタイミング可変機構１４０による吸気バルブのバルブタイミング調節、及びバルブタイミング可変機構１４２による排気バルブのバルブタイミング調節がそれぞれ可能である。これ以外に、バルブタイミング可変機構１４０，１４２を備えずに、仲介駆動機構１２０のみの可変動弁機構として、吸気バルブのバルブリフト量・バルブ作用角の調節のみで吸気流速や前記割合を小さくしたり、吸気バルブでの逆流を生じさせても良い。あるいは仲介駆動機構１２０を備えずに、バルブタイミングの進角・遅角の調節のみで吸気流速や前記割合を小さくしたり、吸気バルブでの逆流を生じさせても良い。
【図面の簡単な説明】
【０２２６】
【図１】実施の形態１のエンジン及び可変動弁機構の縦断面。
【図２】上記エンジンの上部構成を示す平面図。
【図３】実施の形態１の仲介駆動機構の斜視図。
【図４】実施の形態１の仲介駆動機構の分解斜視図。
【図５】実施の形態１の仲介駆動機構の部分破断斜視図。
【図６】実施の形態１のスライダギアの垂直破断斜視図。
【図７】実施の形態１のロッカーシャフト及びコントロールシャフトの部分破断斜視図。
【図８】実施の形態１の仲介駆動機構の動作説明図。
【図９】実施の形態１の仲介駆動機構の動作説明図。
【図１０】実施の形態１の仲介駆動機構におけるカム面の構成説明図。
【図１１】実施の形態１のＥＣＵにより実行される吸気バルブのバルブリフト量及びスロットル開度制御処理のフローチャート。
【図１２】同じく平均吸気流速低減用バルブリフト量算出処理のフローチャート。
【図１３】上記制御処理にて用いられる平均吸気流速低減用バルブリフト量ＶＬＡｘマップの構成説明図。
【図１４】実施の形態１における処理に対する比較例を説明するグラフ。
【図１５】実施の形態１における処理の一例を説明するグラフ。
【図１６】実施の形態２の吸気バルブのバルブリフト量及びスロットル開度制御処理のフローチャート。
【図１７】実施の形態２の平均吸気流速低減用進角値算出処理のフローチャート。
【図１８】実施の形態２における処理の一例を説明するグラフ。
【図１９】実施の形態３の吸気バルブのバルブリフト量及びスロットル開度制御処理のフローチャート。
【図２０】実施の形態３の吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミング算出処理のフローチャート。
【図２１】実施の形態３における処理の一例を説明するグラフ。
【図２２】実施の形態４における吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミング算出処理のフローチャート。
【図２３】実施の形態５における吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミング算出処理のフローチャート。
【図２４】実施の形態６における吸入空気量ばらつき低減用バルブタイミング算出処理のフローチャート。
【符号の説明】
【０２２７】
２…エンジン、４…シリンダブロック、６…ピストン、８…シリンダヘッド、１０…燃焼室、１２…吸気バルブ、１４…吸気ポート、１６…排気バルブ、１８…排気ポート、２０…吸気マニホールド、２２…サージタンク、２３…燃料噴射弁、２４…スロットルバルブ、２４ａ…駆動モータ、２４ｂ…スロットル開度センサ、２５…吸入空気量センサ、４５…吸気カムシャフト、４５ａ…吸気カム、４６…排気カムシャフト、４６ａ…排気カム、４７…タイミングチェーン、４９…クランクシャフト、５２…ローラロッカーアーム、５２ａ…ロッカーローラ、５４…ローラロッカーアーム、６０…ＥＣＵ、６２…スライドアクチュエータ駆動回路、１００…スライドアクチュエータ、１００ａ…モータ、１００ｂ…ギア部、１００ｃ…ボールネジ部、１００ｄ…シャフト位置センサ、１００ｅ…ボールネジシャフト、１２０…仲介駆動機構、１２０ａ…スプリング、１２２…入力部、１２４，１２６…揺動カム、１２８…スライダギア、１３０…ロッカーシャフト、１３２…コントロールシャフト、１３４…コントロールピン、１３６…ブッシュ、１３８…付勢機構、１４０…吸気バルブ用のバルブタイミング可変機構、１４２…排気バルブ用のバルブタイミング可変機構、１６０，１６２…軸受、１６０ａ，１６２ａ…カムキャップ。
【図１】
2006152984.tif 000003
【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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【図１１】
2006152984.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2006152984.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2006152984.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2006152984.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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