(57)【要約】【課題】燃焼安定性を確保しながら、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御で得られる燃費低減効果を増大させる。【解決手段】スロットル開度学習値ＧＴＡとバルブリフト学習値ＧＶＬをそれぞれスロットル開度ＴＡ、バルブリフト量ＶＬとし、回転変動等に基づいて算出した燃焼不安定度が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　よりも大きい場合は、バルブリフト量ＶＬを増量補正し、燃焼不安定度が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　以下の場合は、バルブリフト量ＶＬを減量補正する（ステップ１０１〜１０８）。更に、バルブリフト量ＶＬの補正によるエンジン回転速度ＮＥの変化（吸入空気量ＧＮの変化）を抑えるようにスロットル開度ＴＡを減量補正又は増量補正し（ステップ１０９〜１１１）、スロットル開度学習値ＧＴＡとバルブリフト学習値ＧＶＬをそれぞれ現在のスロットル開度ＴＡ、バルブリフト量ＶＬで更新する（ステップ１１２、１１３）。【選択図】　図３
2004138036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブの制御量を可変することで吸入空気量を制御可能な可変吸気バルブ機構を備えた内燃機関の制御装置において、
内燃機関の燃焼不安定度を検出する燃焼不安定度検出手段と、
前記燃焼不安定度に基づいて前記吸気バルブの制御量及び／又はスロットルバルブの制御量を制御して吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃焼不安定度検出手段は、回転変動、筒内圧力、イオン電流のうちの少なくとも１つに基づいて前記燃焼不安定度を検出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃焼不安定度検出手段で検出した燃焼不安定度が所定値以上のときに前記吸気バルブの制御量の可変範囲を制限する制御量制限手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御量制限手段は、前記燃焼不安定度検出手段で検出した燃焼不安定度が所定値以上のときに前記吸気バルブの制御量を所定値に固定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記スロットルバルブの開度が所定の異常判定値以下であるか否かで吸入空気量制御系の構成部品の異常の有無を判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記吸入空気量制御手段は、前記異常判定手段で異常を検出したときに前記吸気バルブの制御量を固定して前記スロットルバルブの開度の制御により吸入空気量を制御する異常時吸入空気量制御を実行することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記異常判定手段は、前記異常時吸入空気量制御の実行中に前記燃焼不安定度検出手段で検出した燃焼不安定度が所定値より小さくなっているときに前記可変吸気バルブ機構の異常と判定することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記異常判定手段は、前記異常時吸入空気量制御の実行中に前記燃焼不安定度検出手段で検出した燃焼不安定度が所定値以上となっているときに、前記可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを判定し、正常に動作していると判定されれば、前記可変吸気バルブ機構以外の構成部品の異常と判定することを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記異常判定手段は、前記可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを、前記吸気バルブの位置を検出するセンサの出力と該吸気バルブの制御量とを比較して判定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
内燃機関の吸気バルブの制御量を可変することで吸入空気量を制御可能な可変吸気バルブ機構を備えた内燃機関の制御装置において、
内燃機関の気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値を検出する気筒間ばらつき検出手段と、
前記気筒間ばらつき値に基づいて前記吸気バルブの制御量及び／又はスロットルバルブの制御量を制御して吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記気筒間ばらつき検出手段は、吸入空気量、吸気管圧力、回転変動、筒内圧力、イオン電流、空燃比のうちの少なくとも１つに基づいて前記気筒間ばらつき値を検出することを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記気筒間ばらつき検出手段で検出した気筒間ばらつき値が所定値以上のときに前記吸気バルブの制御量の可変範囲を制限する制御量制限手段を備えていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記制御量制限手段は、前記気筒間ばらつき検出手段で検出した気筒間ばらつき値が所定値以上のときに前記吸気バルブの制御量を所定値に固定することを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
前記スロットルバルブの開度が所定の異常判定値以下であるか否かで吸入空気量制御系の構成部品の異常の有無を判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１５】
前記吸入空気量制御手段は、前記異常判定手段で異常を検出したときに前記吸気バルブの制御量を固定して前記スロットルバルブの開度の制御により吸入空気量を制御する異常時吸入空気量制御を実行することを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１６】
前記異常判定手段は、前記異常時吸入空気量制御の実行中に前記気筒間ばらつき検出手段で検出した気筒間ばらつき値が所定値より小さくなっているときに前記可変吸気バルブ機構の異常と判定することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１７】
前記異常判定手段は、前記異常時吸入空気量制御の実行中に前記気筒間ばらつき検出手段で検出した気筒間ばらつき値が所定値以上となっているときに、前記可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを判定し、正常に動作していると判定されれば、前記可変吸気バルブ機構以外の構成部品の異常と判定することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１８】
前記異常判定手段は、前記可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを、前記吸気バルブの位置を検出するセンサの出力と該吸気バルブの制御量とを比較して判定することを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１９】
前記吸入空気量制御手段により設定した前記吸気バルブの制御量及び／又は前記スロットルバルブの制御量を学習する学習手段を備え、
前記吸入空気量制御手段は、前記学習手段で学習した制御量に基づいて次の制御量を設定することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブの制御量を可変することで吸入空気量を制御可能な可変吸気バルブ機構を備えた内燃機関の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、吸気バルブのリフト量や開閉時期等のバルブ制御量を可変する可変吸気バルブ機構を設け、アクセル開度やエンジン運転状態等に応じて吸気バルブのバルブ制御量を可変することで吸入空気量を制御できるようにしたものがある。この可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御は、吸気バルブのリフト量や開弁期間を小さくすることによって、吸気通路をスロットルバルブで絞ることなく吸入空気量を少なくすることができるので、ポンピングロスを低減して燃費を向上させることができる利点がある。
【０００３】
従来の一般的なスロットルバルブ制御による吸入空気量制御では、低負荷時にスロットルバルブの開度を小さくして吸入空気量を少なくするため、スロットルバルブ下流側の吸入空気の圧力がかなり負圧になるが、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、スロットルバルブを大きく開いた状態で、吸気バルブのリフト量や開弁期間を可変して筒内の充填空気量を制御するため、低負荷・高負荷を問わず、スロットルバルブ下流側の吸入空気の圧力がほぼ大気圧に保たれ、低負荷時でも、ほぼ大気圧の空気が吸気ポートから筒内に吸入されるようになる。このため、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、低負荷時に吸気ポートを流れる空気の流れがスロットルバルブ制御による吸入空気量制御と比較して緩やかとなり、吸気ポートの壁面等に付着した燃料（ウェット燃料）の気化特性や筒内混合気の流動特性が低下する傾向がある。しかも、低負荷時に吸気バルブの開弁時間を短くするように吸気バルブの閉弁タイミングを吸気下死点よりも進角するため、吸気バルブの閉弁後にもピストンが下降して、筒内混合気が膨脹して温度低下する傾向がある。これらの理由から、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、低負荷時に燃焼状態が悪化してドライバビリティや排気エミッションに悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
この対策として、特許文献１（特開２００１−１５９３４１号公報）に示すように、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を行うと燃焼状態が悪化する可能性がある特定運転条件（例えばアイドル運転や冷機時の低負荷運転）のときに、吸入空気量制御モードを、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御からスロットルバルブ制御による吸入空気量制御に切り換えて、吸気バルブのリフト量や開弁期間を例えば最大値に固定した状態でスロットルバルブ制御によって吸入空気量を制御することで燃焼状態の悪化を防止し、特定運転条件以外の通常運転条件のときに、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を行うようにしたものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５９３４１号公報（第２頁等）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を行うと燃焼状態が悪化する運転条件は、車両を取り巻く環境（温度、湿度、大気圧等）の変化等によって変化することがある。しかし、上記特許文献１の方法では、予め設定した特定運転条件のときに、常にスロットルバルブ制御による吸入空気量制御に切り換えてしまうため、環境変化等によって実際には燃焼状態が悪化しない運転条件でも、スロットルバルブ制御による吸入空気量制御に切り換えてしまうことがあり、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を十分に活用することができないという欠点がある。
【０００７】
また、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、低負荷時に吸気バルブのリフト量が小さくなるため、各気筒で目標リフト量に対する実リフト量のばらつき（各気筒の部品公差や組付公差によるばらつき）の割合が大きくなって、気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなる傾向がある。このため、低負荷時に気筒間の吸入空気量ばらつきの影響を受けて気筒間のトルクばらつきや空燃比ばらつきが大きくなることがあり、ドライバビリティや排気エミッションが悪化することがある。この問題に対しても、低負荷時に、スロットルバルブ制御による吸入空気量制御に切り換えることが考えられる。
【０００８】
しかし、実リフト量のばらつきには、個体差や経時変化があるため、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の低負荷時に必ず気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなるとは限らない。従って、低負荷時に、常にスロットルバルブ制御による吸入空気量制御に切り換えてしまうと、実際には気筒間の吸入空気量ばらつきによる悪影響が発生しない場合でも、スロットルバルブ制御による吸入空気量制御に切り換えてしまうことがあり、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を十分に活用することができなくなってしまう。
【０００９】
本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、第１の目的は、燃焼安定性を確保しながら、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増大させることであり、また、第２の目的は、気筒間の吸入空気量ばらつきを小さくしながら、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増大させることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼不安定度を燃焼不安定度検出手段により検出し、その燃焼不安定度に基づいて吸入空気量制御手段により吸気バルブの制御量及び／又はスロットルバルブの制御量を制御して吸入空気量を制御するようにしたものである。
【００１１】
このようにすれば、実際に検出した燃焼不安定度に応じて吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を制御することができるので、燃焼状態が悪化傾向にあるときには、燃焼状態を安定させる方向（燃焼不安定度を小さくする方向）に吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を制御し、燃焼状態が安定しているときには、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増加させる方向に吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を制御することができる。これにより、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御によって発生する燃焼状態の悪化を防止しながら、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御で得られるポンピングロス低減、燃費向上の効果を増大させることができる。
【００１２】
この場合、請求項２のように、回転変動、筒内圧力、イオン電流のうちの少なくとも１つに基づいて燃焼不安定度を検出すると良い。各気筒の燃焼状態に応じて回転変動、筒内圧力、イオン電流が変化するので、クランク角センサの出力信号に基づいて検出した回転変動、筒内圧力センサ等で検出した筒内圧力、点火プラグ等を介して検出したイオン電流を監視すれば、燃焼不安定度を精度良く検出することができる。
【００１３】
ところで、本発明による吸入空気量制御は、燃焼状態が悪化する方向（燃焼不安定度が大きくなる方向）に変化するときには、燃焼状態を安定させる方向（燃焼不安定度を小さくする方向）に吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を制御するため、通常は、燃焼不安定度が小さくなっているが、運転条件等によって燃焼状態がある程度悪化した状態（燃焼不安定度がある程度大きくなった状態）で、吸気バルブの制御量を大きく変化させると、益々、燃焼状態が悪化する可能性がある。
【００１４】
そこで、請求項３のように、燃焼不安定度検出手段で検出した燃焼不安定度が所定値以上のときには、制御量制限手段により吸気バルブの制御量の可変範囲を制限するようにしても良い。このようにすれば、燃焼状態がある程度悪化した状態（燃焼不安定度がある程度大きくなった状態）で、吸気バルブの制御量を無理に変化させて、益々、燃焼状態を悪化させてしまうという悪循環を回避することができ、燃焼安定性を確保することができる。
【００１５】
この場合、燃焼不安定度が所定値以上のときに、吸気バルブの制御量の可変範囲を制限する手段としては、例えば、吸気バルブの制御量を所定のガード値でガード処理するようにしたり、或は、吸気バルブの制御量の可変範囲を狭めるようにしても良いが、請求項４のように、吸気バルブの制御量を所定値に固定すようにしても良い。このようにすれば、吸気バルブの制御量を設定する演算処理が容易になる利点がある。
【００１６】
ところで、通常の運転中は、ポンピングロスを低減して燃費を向上させるために、スロットルバルブを大きく開いた状態で、吸気バルブの制御量（リフト量や開弁期間）を可変して吸入空気量を制御するため、スロットルバルブの開度は大きく開いた状態となっている。従って、スロットルバルブの開度が小さければ、吸入空気量制御系の構成部品に何等かの異常が発生していることが予想される。
【００１７】
このような観点から、請求項５のように、異常判定手段によってスロットルバルブの開度が所定の異常判定値以下であるか否かを判定して吸入空気量制御系の構成部品の異常の有無を判定するようにしても良い。このようにすれば、吸入空気量制御系の構成部品の異常を診断する機能を、新たなセンサ類を追加することなく、実現することができる。
【００１８】
この場合、請求項６のように、異常判定手段で異常を検出したときには、吸気バルブの制御量を固定してスロットルバルブの開度の制御によって吸入空気量を制御する異常時吸入空気量制御を実行するようにしても良い。つまり、スロットルバルブの駆動系・制御系は、可変吸気バルブ機構よりも故障の可能性が少ないと思われるため、異常検出時には、スロットル制御によって吸入空気量を制御した方が、可変バルブ制御によって吸入空気量を制御する場合よりも吸入空気量を精度良く制御できる可能性が高い。
【００１９】
この際、請求項７のように、異常時吸入空気量制御の実行中に、燃焼不安定度検出手段で検出した燃焼不安定度が所定値より小さくなっているときに、可変吸気バルブ機構の異常と判定するようにしても良い。異常時吸入空気量制御の実行中は、スロットル制御によって吸入空気量を制御するため、異常時吸入空気量制御（スロットル制御）によって燃焼不安定度が小さくなるということは、スロットル制御による吸入空気量制御によって安定した燃焼状態が得られることを意味し、ひいては、スロットル制御によって吸入空気量が精度良く制御されていること（スロットルバルブの駆動系・制御系が正常であること）を意味する。従って、異常時吸入空気量制御の実行中に燃焼不安定度が小さくなれば、可変吸気バルブ機構の異常と判定することができる。
【００２０】
また、請求項８のように、異常時吸入空気量制御の実行中に、燃焼不安定度検出手段で検出した燃焼不安定度が所定値以上となっているときに、可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを判定し、正常に動作していると判定されれば、可変吸気バルブ機構以外の構成部品の異常と判定するようにしても良い。つまり、異常時吸入空気量制御の実行中に、燃焼不安定度が大きくなるということは、スロットル制御による吸入空気量制御でも燃焼状態が良くならないことを意味し、スロットルバルブの駆動系・制御系が故障している可能性があることを意味する。この場合、スロットルバルブの駆動系・制御系と可変吸気バルブ機構の両方が故障している可能性もあるため、可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを判定し、正常に動作していると判定されれば、可変吸気バルブ機構以外の構成部品（スロットルバルブの駆動系・制御系）の異常と判定することができる。これにより、可変吸気バルブ機構の異常と、それ以外の構成部品の異常とを区別して判定することができる。
【００２１】
この際、請求項９のように、可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを、吸気バルブの位置を検出するセンサの出力と該吸気バルブの制御量とを比較して判定するようにすると良い。このようにすれば、可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを正確に判定することができる。
【００２２】
また、前記第２の目的を達成するために、請求項１０のように、内燃機関の気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値を気筒間ばらつき検出手段により検出し、その気筒間ばらつき値に基づいて吸入空気量制御手段により吸気バルブの制御量及び／又はスロットルバルブの制御量を制御して吸入空気量を制御するようにしても良い。
【００２３】
このようにすれば、実際に検出した気筒間ばらつき値に応じて吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を制御することができるので、気筒間ばらつき値が大きいときには、気筒間の吸入空気量ばらつきを小さくする方向に吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を制御し、気筒間ばらつき値が小さいときには、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増加させる方向に吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を制御することができる。これにより、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御によって発生する気筒間の吸入空気量ばらつきを小さくしながら、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増大させることができる。
【００２４】
この場合、請求項１１のように、吸入空気量、吸気管圧力、回転変動、筒内圧力、イオン電流、空燃比のうちの少なくとも１つに基づいて気筒間ばらつき値を検出すると良い。エアフローメータ等で検出した吸入空気量や吸気管圧力センサ等で検出した吸気管圧力は、各気筒の吸気行程に対応して変化するので、吸入空気量や吸気管圧力を監視すれば、気筒間の吸入空気量ばらつきを反映した気筒間ばらつき値を検出することができる。また、各気筒の吸入空気量に応じて各気筒の空燃比が変化するため、空燃比センサ等で検出した空燃比を監視すれば、気筒間の吸入空気量ばらつきを反映した気筒間ばらつき値を検出することができる。また、各気筒の吸入空気量に応じて各気筒の燃焼状態が変化し、その燃焼状態に応じて回転変動、筒内圧力、イオン電流が変化するため、回転変動、筒内圧力、イオン電流を監視すれば、気筒間の吸入空気量ばらつきを反映した気筒間ばらつき値を検出することができる。
【００２５】
ところで、気筒間ばらつき値を用いた吸入空気量制御は、気筒間の吸入空気量ばらつき（気筒間ばらつき値）が大きくなる方向に変化するときには、気筒間の吸入空気量ばらつき（気筒間ばらつき値）を小さくする方向に吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を制御するため、通常の運転中は、気筒間の吸入空気量ばらつき（気筒間ばらつき値）が小さくなっているが、運転条件等によって気筒間の吸入空気量ばらつき（気筒間ばらつき値）がある程度大きくなった状態で、吸気バルブの制御量を大きく変化させると、益々、気筒間の吸入空気量ばらつき（気筒間ばらつき値）が大きくなる可能性がある。
【００２６】
そこで、請求項１２のように、気筒間ばらつき検出手段で検出した気筒間ばらつき値が所定値以上のときには、制御量制限手段により吸気バルブの制御量の可変範囲を制限するようにしても良い。このようにすれば、気筒間の吸入空気量ばらつき（気筒間ばらつき値）がある程度大きくなった状態で、吸気バルブの制御量を無理に変化させて、益々、気筒間の吸入空気量ばらつき（気筒間ばらつき値）を大きくしてしまうという悪循環を回避することができる。
【００２７】
この場合、気筒間ばらつき値が所定値以上のときに、吸気バルブの制御量の可変範囲を制限する手段としては、例えば、吸気バルブの制御量を所定のガード値でガード処理するようにしたり、或は、吸気バルブの制御量の可変範囲を狭めるようにしても良いが、請求項１３のように、吸気バルブの制御量を所定値に固定すようにしても良い。このようにすれば、吸気バルブの制御量を設定する演算処理が容易になる利点がある。
【００２８】
また、請求項１４のように、異常判定手段によってスロットルバルブの開度が所定の異常判定値以下であるか否かを判定して吸入空気量制御系の構成部品の異常の有無を判定するようにしても良い。通常は、ポンピングロスを低減して燃費を向上させるために、スロットルバルブを大きく開いた状態で、吸気バルブの制御量を可変して吸入空気量を制御するため、スロットルバルブの開度が所定の異常判定値以下であるか否かで、吸入空気量制御系の構成部品の異常の有無を簡単に判定することができる。
【００２９】
この場合、請求項１５のように、異常判定手段で異常を検出したときには、吸気バルブの制御量を固定してスロットルバルブの開度の制御によって吸入空気量を制御する異常時吸入空気量制御を実行するようにしても良い。このように、異常検出時に、スロットル制御によって吸入空気量を制御した方が、可変バルブ制御によって吸入空気量を制御する場合よりも吸入空気量を精度良く制御できる可能性が高い。
【００３０】
この際、請求項１６のように、異常時吸入空気量制御の実行中に、気筒間ばらつき検出手段で検出した気筒間ばらつき値が所定値より小さくなっているときに可変吸気バルブ機構の異常と判定するようにしても良い。異常時吸入空気量制御の実行中は、スロットル制御によって吸入空気量を制御するため、異常時吸入空気量制御（スロットル制御）によって気筒間ばらつき値が小さくなるということは、スロットル制御によって各気筒の吸入空気量が精度良く制御されていること（スロットルバルブの駆動系・制御系が正常であること）を意味する。従って、異常時吸入空気量制御の実行中に、気筒間ばらつき値が小さくなれば、可変吸気バルブ機構の異常と判定することができる。
【００３１】
また、請求項１７のように、異常時吸入空気量制御の実行中に、気筒間ばらつき検出手段で検出した気筒間ばらつき値が所定値以上となっているときに、可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを判定し、正常に動作していると判定されれば、可変吸気バルブ機構以外の構成部品の異常と判定するようにしても良い。つまり、異常時吸入空気量制御の実行中に、気筒間ばらつき値が大きくなるということは、スロットル制御による吸入空気量制御によっても気筒間の吸入空気量ばらつきが小さくならないことを意味し、スロットルバルブの駆動系・制御系が故障している可能性があることを意味する。この場合、スロットルバルブの駆動系・制御系と可変吸気バルブ機構の両方が故障している可能性もあるため、可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを判定し、正常に動作していると判定されれば、可変吸気バルブ機構以外の構成部品（スロットルバルブの駆動系・制御系）の異常と判定することができる。
【００３２】
この際、請求項１８のように、可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを、吸気バルブの位置を検出するセンサの出力と該吸気バルブの制御量とを比較して判定するようにすると良い。このようにすれば、可変吸気バルブ機構が正常に動作しているか否かを正確に判定することができる。
【００３３】
また、請求項１９のように、吸入空気量制御手段により設定した吸気バルブの制御量及び／又はスロットルバルブの制御量を学習手段により学習し、吸入空気量制御手段は、学習手段で学習した制御量に基づいて今回の制御量を設定するようにしても良い。このようにすれば、制御システムの製造ばらつきや経時変化等の影響を受けずに、吸気バルブの制御量やスロットルバルブの制御量を速やかに適正値に制御することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
《実施形態（１）》
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図５に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。
【００３５】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点火プラグ２１の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００３６】
また、エンジン１１の吸気バルブ２８と排気バルブ２９には、それぞれバルブリフト量を可変する可変バルブリフト機構３０，３１が設けられている。更に、吸気バルブ２８と排気バルブ２９に、それぞれバルブタイミング（開閉タイミング）を可変する可変バルブタイミング機構を設けるようにしても良い。尚、排気バルブ２９には、可変バルブリフト機構３１を設けずに、可変バルブタイミング機構のみを設けるようにしても良い。
【００３７】
一方、エンジン１１の排気管２２には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒２３が設けられ、この触媒２３の上流側に、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ２４が設けられている。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ２５や、エンジン１１のクランク軸が一定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２６が取り付けられている。このクランク角センサ２６の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００３８】
これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２７に入力される。このＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２０の燃料噴射量や点火プラグ２１の点火時期を制御する。
【００３９】
次に、図２に基づいて吸気バルブ２８の可変バルブリフト機構（可変吸気バルブリフト機構）３０の構成を説明する。尚、排気バルブ２９の可変バルブリフト機構（可変排気バルブリフト機構）３１は、可変吸気バルブリフト機構３０と実質的に同一構成であるため、説明を省略する。
【００４０】
図２に示すように、吸気バルブ２８を駆動するためのカムシャフト３２とロッカーアーム３３との間に、リンクアーム３４が設けられ、このリンクアーム３４の上方に、ステッピングモータ等のモータ４１で回動駆動されるコントロールシャフト３５が設けられている。コントロールシャフト３５には、偏心カム３６が一体的に回動可能に設けられ、この偏心カム３６の軸心に対して偏心した位置に、リンクアーム３４が支持軸（図示せず）を介して揺動可能に支持されている。このリンクアーム３４の中央部には、揺動カム３８が設けられ、この揺動カム３８の側面が、カムシャフト３２に設けられたカム３７の外周面に当接している。また、リンクアーム３４の下端部には、押圧カム３９が設けられ、この押圧カム３９の下端面が、ロッカーアーム３３の中央部に設けられたローラ４０の上端面に当接している。
【００４１】
これにより、カムシャフト３２の回転によってカム３７が回転すると、そのカム３７の外周面形状に追従してリンクアーム３４の揺動カム３８が左右に移動して、リンクアーム３４が左右に揺動する。リンクアーム３４が左右に揺動すると、押圧カム３９が左右に移動するため、押圧カム３９の下端面形状に応じてロッカーアーム３３のローラ４０が上下に移動して、ロッカーアーム３３が上下に揺動する。このロッカーアーム３３の上下動によって吸気バブル２８が上下動するようになっている。
【００４２】
一方、コントロールシャフト３５の回転によって偏心カム３６が回転すると、リンクアーム３４の支持軸の位置が移動して、リンクアーム３４の押圧カム３９とロッカーアーム３３のローラ４０との初期の接触点位置が変化する。また、リンクアーム３４の押圧カム３９の下端面は、左側部分にロッカーアーム３３の押圧量が０（吸気バルブ２８のバルブリフト量が０）となるような曲率でベース曲面３９ａが形成され、このベース曲面３９ａから右方に向かうに従ってロッカーアーム３３の押圧量が大きくなる（吸気バルブ２８のバルブリフト量が大きくなる）ような曲率で押圧曲面３９ｂが形成されている。
【００４３】
吸気バルブ２８のバルブリフト量を大きくする高リフトモードの場合には、コントロールシャフト３５の回転によってリンクアーム３４の押圧カム３９とロッカーアーム３３のローラ４０との初期の接触点位置を右方に移動させる。これにより、カム３７の回転によって押圧カム３９が左右に移動したときに押圧カム３９の下端面のうちローラ４０に接触する区間が右方に移動するため、ロッカーアーム３３の最大押圧量が大きくなって吸気バルブ２８の最大バルブリフト量が大きくなると共に、ロッカーアーム３３が押圧される期間が長くなって吸気バブル２８の開弁期間が長くなる。
【００４４】
一方、吸気バルブ２８のバルブリフト量を小さくする低リフトモードの場合には、コントロールシャフト３５の回転によってリンクアーム３４の押圧カム３９とロッカーアーム３３のローラ４０との初期の接触点位置を左方に移動させる。これにより、カム３７の回転によって押圧カム３９が左右に移動したときに押圧カム３９の下端面のうちローラ４０に接触する区間が左方に移動するため、ロッカーアーム３３の最大押圧量が小さくなって吸気バルブ２８の最大バルブリフト量が小さくなると共に、ロッカーアーム３３が押圧される期間が短くなって吸気バブル２８の開弁期間が短くなる。
【００４５】
以上説明した可変吸気バルブリフト機構３０では、モータ４１でコントロールシャフト３５を回転させてリンクアーム３４の押圧カム３９とロッカーアーム３３のローラ４０との初期の接触点位置を連続的に移動させれば、全気筒の吸気バルブ２８の最大バルブリフト量と開弁期間（以下単に「バルブリフト量」という）を一括して連続的に可変することができる。
【００４６】
ＥＣＵ２７は、アクセル開度等に基づいて設定した目標吸入空気量に応じて可変吸気バルブリフト機構３０を制御して、吸気バルブ２８のバルブリフト量を連続的に可変して吸入空気量を制御する。尚、可変吸気バルブリフト機構３０と可変吸気バルブタイミング機構を併用したシステムの場合には、バルブリフト量とバルブタイミングの両方を連続的に可変して吸入空気量を制御するようにしても良い。
【００４７】
このような可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、前述したように、ポンピングロスを低減して燃費を向上させる効果があるが、バルブリフト量を小さくする低負荷時に燃焼状態が悪化してドライバビリティや排気エミッションに悪影響を及ぼす可能性がある。
【００４８】
そこで、ＥＣＵ２７は、ＲＯＭに記憶された図３に示す吸入空気量制御プログラムを実行することで、回転変動等に基づいて燃焼不安定度を検出し、その燃焼不安定度が所定の判定値よりも大きく、燃焼状態が悪化傾向にあるときには、燃焼状態を安定させる方向にバルブリフト量やスロットル開度を補正する。一方、燃焼不安定度が所定の判定値以下で、燃焼状態が安定しているときには、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増加させる方向にバルブリフト量やスロットル開度を補正する。以下、ＥＣＵ２７が実行する図３の吸入空気量制御プログラムの処理内容を説明する。
【００４９】
図３に示す吸入空気量制御プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう吸入空気量制御手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、水温センサ２５で検出した冷却水温が所定の暖機判定水温Ｔ０　（例えば８０℃）よりも高いか否かによってエンジン１１の暖機が完了したか否かを判定する。
【００５０】
このステップ１０１で、暖機完了前と判定された場合には、ステップ１０２に進み、スロットルバルブ制御による吸入空気量制御を実行する。この場合、吸気バルブ２８のバルブリフト量（最大バルブリフト量と開弁期間）を例えば最大値に固定した状態で、スロットル開度のみを可変して吸入空気量を制御する。
【００５１】
その後、ステップ１０１で、暖機完了後と判定されると、ステップ１０３に進み、図４（ａ）に示すスロットル開度学習値ＧＴＡのマップを検索して、現在の運転状態（エンジン回転速度ＮＥと目標吸入空気量ＧＮｔｇ）に対応する運転領域のスロットル開度学習値ＧＴＡを読み込み、それをスロットル開度ＴＡとして設定する。
ＴＡ＝ＧＴＡ
【００５２】
図４（ａ）のマップは、エンジン回転速度ＮＥと目標吸入空気量ＧＮｔｇとをパラメータとする複数の運転領域に区分され、各運転領域毎に、それぞれスロットル開度学習値ＧＴＡが記憶されている。
【００５３】
この後、ステップ１０４に進み、図４（ｂ）に示すバルブリフト学習値ＧＶＬのマップを検索して、現在の運転状態（エンジン回転速度ＮＥと目標吸入空気量ＧＮｔｇ）に対応する運転領域のバルブリフト学習値ＧＶＬを読み込み、それをバルブリフト量ＶＬとして設定する。
ＶＬ＝ＧＶＬ
【００５４】
図４（ｂ）のマップは、エンジン回転速度ＮＥと目標吸入空気量ＧＮｔｇとをパラメータとする複数の運転領域に区分され、各運転領域毎に、それぞれバルブリフト学習値ＧＶＬが記憶されている。
【００５５】
この後、ステップ１０５に進み、燃焼不安定度を算出する。各気筒の燃焼状態に応じて回転変動の値が変化するという関係に着目して、このステップ１０５では、回転変動に基づいて燃焼不安定度を次のようにして算出する。まず、クランク角センサ２６の出力信号に基づいてクランク軸が所定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転するのに要した時間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ΔＮＥを算出する。そして、各気筒の回転変動ΔＮＥのばらつき度合（例えば標準偏差）を算出し、それを燃焼不安定度とする。このステップ１０５の処理が特許請求の範囲でいう燃焼不安定度検出手段としての役割を果たす。
【００５６】
尚、各気筒の燃焼状態に応じて筒内圧力やイオン電流も変化するため、ステップ１０５で筒内圧力やイオン電流に基づいて燃焼不安定度を算出するようにしても良い。
【００５７】
筒内圧力に基づいて燃焼不安定度を算出する場合は、各気筒にそれぞれ筒内圧力センサ（図示せず）を設け、各気筒の燃焼行程に対応する期間毎に各気筒の筒内圧力センサで検出した筒内圧力（図５参照）に基づいて筒内圧力特性値（例えば筒内圧力のピーク値、平均値、面積、所定クランク角の筒内圧力検出値等）を算出する。そして、各気筒の筒内圧力特性値のばらつき度合（例えば標準偏差）を算出して燃焼不安定度とする。
【００５８】
一方、イオン電流に基づいて燃焼不安定度を算出する場合は、各気筒の燃焼行程に対応する期間毎に各気筒の点火プラグ２１を介して検出したイオン電流に基づいてイオン電流特性値（ピーク値、平均値、面積、所定クランク角のイオン電流検出値等）を算出し、各気筒のイオン電流特性値のばらつき度合（例えば標準偏差）を算出して燃焼不安定度とする。
また、回転変動、筒内圧力、イオン電流のうちの２つ以上に基づいて燃焼不安定度を算出するようにしても良い。
【００５９】
燃焼不安定度の算出後、ステップ１０６に進み、燃焼不安定度を所定の判定値Ｋｒｏｕｇｈ　と比較して、燃焼不安定度が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　よりも大きければ、燃焼状態が悪化傾向にあると判断して、ステップ１０７に進み、燃焼状態を安定させるために、次式によりバルブリフト量ＶＬを所定量ｋＶＬ１　だけ増量補正する。
ＶＬ＝ＶＬ＋ｋＶＬ１
【００６０】
これに対して、ステップ１０６で、燃焼不安定度が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　以下であると判定された場合には、燃焼状態が安定していると判断して、ステップ１０８に進み、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増加させるために、次式によりバルブリフト量ＶＬを所定量ｋＶＬ２　だけ減量補正する。
ＶＬ＝ＶＬ−ｋＶＬ２
【００６１】
上記ステップ１０７又は１０８でバルブリフト量ＶＬを増量補正又は減量補正した後、以下のステップ１０９〜１１１の処理によって、バルブリフト量ＶＬの補正によるエンジン回転速度ＮＥの変化（吸入空気量ＧＮの変化）を抑えるように、スロットル開度ＴＡを減量補正又は増量補正する。
【００６２】
まず、ステップ１０９で、エンジン回転速度ＮＥを目標回転速度ＮＥｔｇと比較し、エンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｇよりも高ければ、ステップ１１０に進み、次式によりスロットル開度ＴＡを所定量ｋＴＡ１　だけ減量補正する。
ＴＡ＝ＴＡ−ｋＴＡ１
【００６３】
これに対して、エンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｇ以下であると判定された場合には、ステップ１１１に進み、次式によりスロットル開度ＴＡを所定量ｋＴＡ２　だけ増量補正する。
ＴＡ＝ＴＡ＋ｋＴＡ２
【００６４】
尚、上記ステップ１０９で、吸入空気量ＧＮが目標吸入空気量ＧＮｔｇよりも多いか否かを判定するようにしても良い。また、一般に、アイドル運転時は、出力トルクよりもエンジン回転速度ＮＥの安定性を重要視し、アイドル運転以外の通常運転時は、エンジン回転速度ＮＥの安定性よりも出力トルク（吸入空気量ＧＮ）を重要視するため、アイドル運転時には、上記ステップ１０９で、エンジン回転速度ＮＥが目標回転速度ＮＥｔｇよりも高いか否かを判定し、アイドル運転以外の通常運転時には、上記ステップ１０９で、吸入空気量ＧＮが目標吸入空気量ＧＮｔｇよりも多いか否かを判定するようにしても良い。
【００６５】
上記ステップ１１０又は１１１でスロットル開度ＴＡを減量補正又は増量補正した後、ステップ１１２に進み、上記ステップ１０３で読み込んだ運転領域のスロットル開度学習値ＧＴＡを補正後のスロットル開度ＴＡで更新する。
ＧＴＡ＝ＴＡ
【００６６】
この後、ステップ１１３に進み、上記ステップ１０４で読み込んだ運転領域のバルブリフト学習値ＧＶＬを補正後のバルブリフト量ＶＬで更新する。
ＧＶＬ＝ＶＬ
これらのステップ１１２及び１１３の処理が特許請求の範囲でいう学習手段としての役割を果たす。
【００６７】
以上説明した本実施形態（１）によれば、回転変動等に基づいて燃焼不安定度を検出し、その燃焼不安定度が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　よりも大きく、燃焼状態が悪化傾向にあるときには、燃焼状態を安定させるようにバルブリフト量ＶＬを増量補正し、燃焼不安定度が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　以下で、燃焼状態が安定しているときには、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増加させるようにバルブリフト量ＶＬを減量補正する。更に、バルブリフト量ＶＬの補正によるエンジン回転速度ＮＥの変化（吸入空気量ＧＮの変化）を抑えるように、スロットル開度ＴＡを減量補正又は増量補正する。これにより、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御によって発生する燃焼状態の悪化を防止してドライバビリティや排気エミッションを向上させながら、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の燃費向上効果を増大させることができる。
【００６８】
また、本実施形態（１）では、燃焼不安定度に基づいて設定したバルブリフト量ＶＬ、スロットル開度ＴＡをバルブリフト学習値ＧＶＬ、スロットル開度学習値ＧＴＡとして記憶しておき、これらのバルブリフト学習値ＧＶＬ、スロットル開度学習値ＧＴＡを補正して次のバルブリフト量ＶＬ、スロットル開度ＴＡを設定するようにしたので、制御システムの製造ばらつきや経時変化等の影響を受けずに、バルブリフト量ＶＬやスロットル開度ＴＡを速やかに適正値に制御することができる。
【００６９】
《実施形態（２）》
次に、本発明の実施形態（２）を図６及び図７を用いて説明する。
可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御では、バルブリフト量を小さくする低負荷時に、気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなって、気筒間のトルクばらつきや空燃比ばらつきが大きくなり、ドライバビリティや排気エミッションが悪化する懸念がある。
【００７０】
そこで、本実施形態（２）では、図６に示す吸入空気量制御プログラムを実行することで、気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値を検出し、その気筒間ばらつき値が所定の判定値よりも大きいときには、気筒間ばらつきを小さくする方向にバルブリフト量やスロットル開度を補正する。一方、気筒間ばらつき値が所定の判定値以下のときには、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増加させる方向にバルブリフト量やスロットル開度を補正する。
【００７１】
図６のプログラムは、前記実施形態（１）で説明した図３のプログラムのステップ１０５、１０６の処理をステップ１０５ａ，１０６ａの処理に変更したものであり、それ以外の処理は図３と同じである。
【００７２】
図６の吸入空気量制御プログラムが起動されると、ステップ１０１〜１０４で、暖機完了後に現在の運転状態に対応する運転領域のスロットル開度学習値ＧＴＡを読み込み、それをスロットル開度ＴＡとして設定すると共に、現在の運転状態に対応する運転領域のバルブリフト学習値ＧＶＬを読み込み、それをバルブリフト量ＶＬとして設定する。
【００７３】
この後、ステップ１０５ａに進み、気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値を算出する。図７に示すように、エンジン１１の吸気管１２内には、各気筒の吸気行程に対応して吸気脈動が発生するので、吸気管圧力センサ１８で検出した吸気管圧力の波形は、各気筒の吸気行程に対応した脈動波形、つまり、各気筒の吸入空気量を反映した脈動波形となる。
【００７４】
そこで、このステップ１０５ａでは、吸気管圧力センサ１８で検出した吸気管圧力に基づいて気筒間ばらつき値を算出する。この場合、各気筒の吸気行程に対応する期間毎に吸気管圧力センサ１８で検出した吸気管圧力に基づいて吸気管圧力特性値（極小値、極大値、平均値、振幅値、面積、軌跡長等）を算出する。そして、各気筒の吸気管圧力特性値のばらつき度合（例えば標準偏差）を算出し、それを気筒間ばらつき値とする。このステップ１０５ａの処理が特許請求の範囲でいう気筒間ばらつき検出手段としての役割を果たす。
【００７５】
尚、吸入空気の逆流も検出可能なエアフロメータ１４が用いられている場合は、エアフロメータ１４で検出した吸入空気量の波形も、各気筒の吸気行程に対応した脈動波形、つまり、各気筒の吸入空気量を反映した脈動波形となるため、エアフロメータ１４で検出した吸入空気量に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。この場合、各気筒の吸気行程に対応する期間毎にエアフロメータ１４で検出した吸入空気量に基づいて吸入空気量特性値（極小値、極大値、平均値、振幅値、面積、軌跡長等）を算出し、各気筒の吸入空気量特性値のばらつき度合（例えば標準偏差）を算出して気筒間ばらつき値を求める。
【００７６】
或は、各気筒の吸気マニホールド１９にそれぞれ吸入空気量センサを設け、各気筒の吸入空気量センサで検出した各気筒の吸入空気量に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。
【００７７】
また、各気筒の吸入空気量に応じて各気筒の排出ガスの空燃比が変化するため、空燃比センサ２４で検出した排出ガスの空燃比に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。この場合、エンジン１１から排出された排出ガスが空燃比センサ２４で検出されるまでに要する排気系の遅れ時間を考慮して、空燃比センサ２４の出力信号に基づいて各気筒の空燃比を推定し、各気筒の推定空燃比のばらつき度合（例えば標準偏差）を算出して気筒間ばらつき値を求める。
【００７８】
或は、各気筒の排気行程に対応する期間毎に空燃比センサ２４で検出した空燃比に基づいて空燃比特性値（平均値、面積、軌跡長等）を算出し、各気筒の空燃比特性値のばらつき度合（例えば標準偏差）を算出して気筒間ばらつき値を求めるようにしても良い。
【００７９】
また、各気筒の吸入空気量に応じて各気筒の燃焼状態が変化し、その燃焼状態に応じて回転変動、筒内圧力、イオン電流が変化するため、回転変動、筒内圧力、イオン電流に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。
【００８０】
回転変動に基づいて気筒間ばらつき値を算出する場合は、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ΔＮＥを算出し、各気筒の回転変動ΔＮＥのばらつき度合（例えば標準偏差）を算出して気筒間ばらつき値を求める。
【００８１】
筒内圧力に基づいて気筒間ばらつき値を算出する場合は、各気筒の燃焼行程に対応する期間毎に各気筒の筒内圧力センサで検出した筒内圧力（図５参照）に基づいて筒内圧力特性値（ピーク値、平均値、面積、軌跡長等）を算出し、各気筒の筒内圧力特性値のばらつき度合（例えば標準偏差）を算出して気筒間ばらつき値とする。
【００８２】
或は、各気筒の点火直前の筒内圧力値又は点火前の所定期間の筒内圧力特性値（平均値、面積、軌跡長等）に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。
【００８３】
また、イオン電流に基づいて気筒間ばらつき値を算出する場合は、各気筒の燃焼行程に対応する期間毎に各気筒の点火プラグ２１を介して検出したイオン電流に基づいてイオン電流特性値（ピーク値、平均値、面積等）を算出し、各気筒のイオン電流特性値のばらつき度合（例えば標準偏差）を算出して気筒間ばらつき値を求める。
また、吸気管圧力、吸入空気量、空燃比、回転変動、筒内圧力、イオン電流のうちの２つ以上に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。
【００８４】
気筒間ばらつき値の算出後、ステップ１０６ａに進み、気筒間ばらつき値を判定値Ｋｒｏｕｇｈ　と比較して、気筒間ばらつき値が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　よりも大きければ、ステップ１０７に進み、気筒間の吸入空気量ばらつきを小さくするために、バルブリフト量ＶＬを所定量ｋＶＬ１　だけ増量補正する。
【００８５】
これに対して、ステップ１０６ａで、気筒間ばらつき値が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　以下であると判定された場合には、ステップ１０８に進み、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増加させるために、バルブリフト量ＶＬを所定量ｋＶＬ２　だけ減量補正する。
【００８６】
この後、バルブリフト量ＶＬの補正によるエンジン回転速度ＮＥの変化（吸入空気量ＧＮの変化）を抑えるように、スロットル開度ＴＡを減量補正又は増量補正する（ステップ１０９〜１１１）。
【００８７】
この後、スロットル開度学習値ＧＴＡを補正後のスロットル開度ＴＡで更新すると共に、バルブリフト学習値ＧＶＬを補正後のバルブリフト量ＶＬで更新する（ステップ１１２、１１３）。
【００８８】
以上説明した本実施形態（２）では、気筒間の吸入空気量ばらつきを表す気筒間ばらつき値を検出し、その気筒間ばらつき値が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　よりも大きいときには、気筒間の吸入空気量ばらつきを小さくするようにバルブリフト量ＶＬを増量補正し、気筒間ばらつき値が判定値Ｋｒｏｕｇｈ　以下のときには、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の効果を増加させるようにバルブリフト量ＶＬを減量補正する。更に、バルブリフト量ＶＬの補正によるエンジン回転速度ＮＥの変化（吸入空気量ＧＮの変化）を抑えるように、スロットル開度ＴＡを減量補正又は増量補正する。これにより、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御によって発生する気筒間の吸入空気量ばらつきを少なくしてドライバビリティや排気エミッションを向上させながら、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の燃費向上効果を増大させることができる。
【００８９】
尚、上記各実施形態（１）、（２）では、まず、燃焼不安定度（又は気筒間ばらつき値）に基づいてバルブリフト量ＶＬを補正した後に、スロットル開度ＴＡを補正したが、これとは逆に、まず、燃焼不安定度（又は気筒間ばらつき値）に基づいてスロットル開度ＴＡを補正した後に、バルブリフト量ＶＬを補正するようにしても良い。
【００９０】
また、上記各実施形態（１）、（２）では、可変バルブリフト機構３０，３１の駆動源としてステッピングモータを用いたが、これ以外の電磁アクチュエータを用いたり、或は、油圧アクチュエータを用いても良い。或は、吸気バルブ２８や排気バルブ２９を電磁アクチュエータで直接駆動することによってバルブリフト量、バルブタイミング等を可変するようにしても良い。
【００９１】
《実施形態（３）》
次に、本発明の実施形態（３）を図８乃至図１１を用いて説明する。本実施形態（３）は、前記実施形態（１）又は前記実施形態（２）と組み合わせて実施すれば良い。
【００９２】
本実施形態（３）では、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御の実行領域を、燃焼安定性をある程度確保できる領域（又は気筒間の吸入空気量ばらつきをある程度少なくできる領域）に限定すると共に、異常診断機能とフェールセーフ機能を持たせている。以下、これらの機能を実現する各プログラムの処理内容を説明する。
【００９３】
［可変吸気バルブ制御実行フラグセット／リセット］
図８に示す可変吸気バルブ制御実行フラグセット／リセットプログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう制御量制限制御手段としての役割も果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、燃焼不安定度が所定値Ｋ１以上であるか否か（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ２以上であるか否か）を判定する。ここで、所定値Ｋ１（又はＫ２）は、可変吸気バルブ制御の実行領域の境界を定める判定値であり、実験やシミュレーション等で適当な値を設定すれば良い。
【００９４】
燃焼不安定度が所定値Ｋ１より小さい場合（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ２よりも小さい場合）は、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を行っても、燃焼安定性を確保できる（又は気筒間の吸入空気量ばらつきを小さくできる）と判断して、ステップ２０２に進み、可変吸気バルブ制御実行フラグを「１」にセットして、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を実行する。
【００９５】
これに対して、燃焼不安定度が所定値Ｋ１以上である場合（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ２以上である場合）は、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を行うと、燃焼状態が悪化する可能性（又は気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなる可能性）があると判断して、ステップ２０３に進み、可変吸気バルブ制御実行フラグを「０」にリセットして、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を禁止して、バルブリフト量ＶＬを最大バルブリフト量ＶＬｍａｘに固定し、スロットル制御による吸入空気量制御を実行する。この際、バルブリフト量ＶＬを最大バルブリフト量ＶＬｍａｘ以外のリフト量に固定しても良い。
【００９６】
尚、本プログラムでは、燃焼不安定度が所定値Ｋ１以上である場合（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ２以上である場合）に可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を禁止して、バルブリフト量ＶＬを固定するようにしたが、燃焼不安定度が所定値Ｋ１以上である場合（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ２以上である場合）に、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を禁止せずに、可変吸気バルブ制御のバルブリフト量ＶＬを所定のガード値でガード処理するようにしたり、或は、バルブリフト量ＶＬの可変範囲を狭めるようにしても良く、要は、バルブリフト量ＶＬの可変範囲を適度に制限するようにすれば良い。この際、可変吸気バルブ制御とスロットル制御とを併用して吸入空気量を制御するようにしても良い。
【００９７】
［異常診断］
図９に示す異常診断プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう異常診断としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２１１で、目標空気量に基づいてマップ等により異常判定値Ｋ３を算出する。この後、ステップ２１２、２１３で、次の２つの条件▲１▼、▲２▼を満たすか否かで、異常診断実行条件が成立しているか否かを判定する。
【００９８】
▲１▼エンジン回転速度が所定範囲内であること（ステップ２１２）
▲２▼エンジン負荷が所定範囲内であること（ステップ２１３）
これら２つの条件▲１▼、▲２▼のいずれか一方でも満たさない条件があれば、異常診断実行条件が成立せず、そのまま本プログラムを終了する。
【００９９】
これに対して、上記２つの条件▲１▼、▲２▼を同時に満たせば、異常診断実行条件が成立して、次のステップ２１４に進み、スロットル開度ＴＡが前記ステップ２１１で算出した異常判定値Ｋ３以下であるか否かで、吸入空気量制御系の構成部品の異常の有無を判定する。その結果、スロットル開度ＴＡが異常判定値Ｋ３以下と判定されれば、吸入空気量制御系の構成部品の異常有りと判断して、ステップ２１５に進み、異常判定フラグＸｆａｉｌを異常有りを意味する「１」にセットすると共に、可変吸気バルブ制御実行フラグを「０」にリセットして、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を禁止して、バルブリフト量ＶＬを最大バルブリフト量ＶＬｍａｘに固定し、スロットル制御により吸入空気量を制御する異常時吸入空気量制御を実行する。この際、バルブリフト量ＶＬを最大バルブリフト量ＶＬｍａｘ以外のリフト量に固定しても良い。
【０１００】
これに対して、上記ステップ２１４で、スロットル開度ＴＡが異常判定値Ｋ３よりも大きいと判定されれば、吸入空気量制御系の構成部品の異常無しと判断して、ステップ２１６に進み、異常判定フラグＸｆａｉｌを異常無しを意味する「０」にリセットすると共に、可変吸気バルブ制御実行フラグを「１」にセットして、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を実行する。
【０１０１】
［異常箇所判定］
図１０に示す異常箇所判定プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で実行され、前記図９の異常診断プログラムと共に特許請求の範囲でいう異常診断としての役割を果たす。
【０１０２】
本プログラムが起動されると、まず、ステップ２２１で、異常判定フラグＸｆａｉｌが異常有りを意味する「１」にセットされているか否かを判定し、異常判定フラグＸｆａｉｌが異常無しを意味する「０」であれば、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【０１０３】
これに対して、異常判定フラグＸｆａｉｌが異常有りを意味する「１」にセットされていれば、ステップ２２２に進み、燃焼不安定度が所定値Ｋ４以下であるか否か（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ５以下であるか否か）を判定する。ここで、所定値Ｋ４（又はＫ５）は、可変吸気バルブリフト機構３０の故障の有無を判定する判定値であり、実験やシミュレーション等で適当な値を設定すれば良い。
【０１０４】
このステップ２２２で、燃焼不安定度が所定値Ｋ４以下である（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ５以下である）と判定されれば、ステップ２２３に進み、可変吸気バルブリフト機構３０の故障と判定する。
【０１０５】
一方、燃焼不安定度が所定値Ｋ４よりも大きい（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ５よりも大きい）と判定されれば、ステップ２２４に進み、後述する図１１の可変吸気バルブリフト機構異常診断プログラムによる診断結果に基づいて、可変吸気バルブリフト機構３０が正常であるか否かを判定する。その結果、可変吸気バルブリフト機構３０が正常であると判定されれば、ステップ２２５に進み、可変吸気バルブリフト機構３０以外の構成部品の故障と判定する。また、可変吸気バルブリフト機構３０が正常でないと判定されれば、ステップ２２３に進み、可変吸気バルブリフト機構３０の故障と判定する。
【０１０６】
［可変吸気バルブリフト機構異常診断］
図１１に示す可変吸気バルブリフト機構異常診断プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で実行され、前記図９及び図１０のプログラムと共に特許請求の範囲でいう異常診断としての役割を果たす。本プログラムでは、実バルブリフト量が目標バルブリフト量に収束するのに要する時間に基づいて可変吸気バルブリフト機構３０の故障の有無を次のようにして判定する。まず、ステップ２３１で、目標バルブリフト量の変化量が所定値Ｋ６以下であるか否かを判定し、もし、目標バルブリフト量の変化量が所定値Ｋ６よりも大きければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【０１０７】
これに対して、上記ステップ２３１で、目標バルブリフト量の変化量が所定値Ｋ６以下と判定されれば、ステップ２３２に進み、リフトセンサ（図示せず）で検出した吸気バルブ２８の実バルブリフト量が目標バルブリフト量に所定時間Ｋ７以内に収束したか否かを判定する。ここで、所定時間Ｋ７は、目標バルブリフト量の変化量が所定値Ｋ６のときに実バルブリフト量が目標バルブリフト量に収束するのに要する時間の正常範囲の最長時間に相当し、実験やシミュレーション等で適当な値を設定すれば良い。
【０１０８】
上記ステップ２３２で、実バルブリフト量が目標バルブリフト量に所定時間Ｋ７以内に収束したと判定されれば、ステップ２３３に進み、可変吸気バルブリフト機構３０が正常と判定する。これに対して、実バルブリフト量が目標バルブリフト量に所定時間Ｋ７以内に収束しなかったと判定されれば、ステップ２３４に進み、可変吸気バルブリフト機構３０が故障と判定する。
【０１０９】
以上説明した本実施形態（３）によれば、運転条件等によって燃焼状態がある程度悪化した状態（又は気筒間の吸入空気量ばらつきがある程度大きくなった状態）で、バルブリフト量ＶＬを変化させると、益々、燃焼状態が悪化する可能性がある（又は気筒間の吸入空気量ばらつきが大きくなる可能性がある）ことを考慮して、燃焼不安定度が所定値Ｋ１以上である場合（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ２以上である場合）は、バルブリフト量ＶＬを固定するようにしたので、燃焼状態がある程度悪化した状態（又は気筒間の吸入空気量ばらつきがある程度大きくなった状態）で、バルブリフト量ＶＬを無理に変化させて、益々、燃焼状態を悪化させてしまう（又は気筒間の吸入空気量ばらつきを大きくしてしまう）という悪循環を回避することができる。
【０１１０】
また、通常の運転中は、ポンピングロスを低減して燃費を向上させるために、スロットルバルブ１５を大きく開いた状態で、バルブリフト量ＶＬを可変して吸入空気量を制御するため、スロットル開度は大きく開いた状態となっているという事情を考慮して、スロットル開度が異常判定値Ｋ３以下であるか否かで、吸入空気量制御系の構成部品の異常の有無を判定するようにしたので、新たなセンサ類を追加することなく、異常診断の機能を低コスト化の要求を満たしながら実現することができる。
【０１１１】
しかも、吸入空気量制御系の構成部品の異常を検出したときに、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を禁止し、バルブリフト量ＶＬを最大バルブリフト量ＶＬｍａｘに固定して、信頼性の高いスロットル制御により吸入空気量を制御する異常時吸入空気量制御を実行するようにしたので、異常検出時に、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御を実行する場合よりも吸入空気量を精度良く制御できる可能性が高い。
【０１１２】
この異常時吸入空気量制御の実行中は、スロットル制御によって吸入空気量を制御するため、異常時吸入空気量制御（スロットル制御）によって燃焼不安定度が小さくなる（又は気筒間ばらつき値が小さくなる）ということは、スロットル制御による吸入空気量制御によって安定した燃焼状態が得られる（又は気筒間の吸入空気量ばらつきが小さくなる）ことを意味し、ひいては、スロットル制御によって吸入空気量が精度良く制御されていること（スロットルバルブ１５の駆動系・制御系が正常であること）を意味する。
【０１１３】
この点を考慮して、本実施形態（３）では、異常時吸入空気量制御の実行中に燃焼不安定度が所定値Ｋ４以下であるか否か（又は気筒間ばらつき値が所定値Ｋ５以下であるか否か）によって、可変吸気バルブリフト機構３０の故障の有無を判定するようにしたので、新たなセンサ類を追加することなく、可変吸気バルブリフト機構３０の異常診断の機能を低コスト化の要求を満たしながら実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】可変バルブリフト機構の正面図
【図３】実施形態（１）の吸入空気量制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図４】（ａ）はスロットル開度学習値ＧＴＡのマップを概念的に示す図、（ｂ）はバルブリフト学習値ＧＶＬのマップを概念的に示す図
【図５】筒内圧力の挙動を示すタイムチャート
【図６】実施形態（２）の吸入空気量制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図７】吸気管圧力の挙動を示すタイムチャート
【図８】実施形態（３）の可変吸気バルブ制御実行フラグセット／リセットプログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図９】実施形態（３）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１０】実施形態（３）の異常箇所判定プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】実施形態（３）の可変吸気バルブリフト機構異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１４…エアフローメータ、１５…スロットルバルブ、１８…吸気管圧力センサ、２０…燃料噴射弁、２１…点火プラグ、２２…排気管、２４…空燃比センサ、２６…クランク角センサ、２７…ＥＣＵ（吸入空気量制御手段，燃焼不安定度検出手段，気筒間ばらつき検出手段，学習手段，制御量制限手段，異常判定手段）、２８…吸気バルブ、２９…排気バルブ、３０，３１…可変バルブリフト機構。
【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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【図１１】
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