(57)【要約】【課題】可変動弁機構２を極小リフトとして吸入空気量を小さく制御したときのリフト量のばらつきに起因する気筒間の空燃比のばらつきを抑制する。【解決手段】可変動弁機構が極小リフトとなるような車両停車中でかつ自動変速機が走行レンジにある条件下（ステップ１）で、各気筒の吸入空気量のばらつき試験を行う。λ＝１として運転しつつ各気筒の筒内圧Ｐｉを求める（ステップ２，３）。次に、一定の燃料増量を行った状態で各気筒の筒内圧Ｐｉを求め（ステップ４，５）、さらに一定の空気量増量を行った状態で各気筒の筒内圧Ｐｉを求める（ステップ６，７）。筒内圧Ｐｉの増加の有無からリーン気筒およびリッチ気筒を判定し（ステップ８）、以後の運転中に与えられる燃料噴射量の補正量を設定する（ステップ９）。【選択図】  図６
2004176642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁のバルブリフト特性を変更することにより内燃機関の吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、各気筒毎に燃料を供給する燃料供給手段と、内燃機関の排気系に設けられた空燃比検出手段と、この空燃比検出手段の検出信号に基づいて、目標空燃比となるように上記燃料供給手段による燃料供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備えてなる内燃機関の空燃比制御装置において、
上記可変動弁機構が極小リフト状態に制御されている所定の運転状態の下で、各気筒の吸入空気量のばらつきの試験を行い、このばらつきを相殺するように、各気筒の燃料供給量を増減補正することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
上記の試験は、各気筒の空燃比を、理論空燃比からリッチ側およびリーン側へ変化させ、それぞれの空燃比変化に伴う各気筒の筒内圧変化を検出することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
燃料供給量の増量によって空燃比をリッチ側へ変化させ、そのときに筒内圧が増加した気筒を、気筒群の中で相対的にリーンな気筒であると判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
吸入空気量の増量によって空燃比をリーン側へ変化させ、そのときに筒内圧が増加した気筒を、気筒群の中で相対的にリッチな気筒であると判定することを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
上記の試験を行う所定の運転状態は、車両の自動変速機が走行レンジにあり、かつブレーキ操作により車両が停車している走行レンジアイドル状態であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】
負荷に拘わらず一定量の燃料供給量の加算もしくは減算により各気筒の燃料供給量の増減補正を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項７】
上記可変動弁機構により吸気弁の作動角が所定値以上に大きく制御されているときには、各気筒の燃料供給量の増減補正を行わないことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項８】
各気筒の燃料供給量の増減補正により相対的に燃料供給量が大となる気筒の点火時期をリタードすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項９】
クランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサの検出信号を用いて、空燃比変化に伴う各気筒の筒内圧変化を検出することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１０】
各気筒に設けられた筒内圧センサを用いて、空燃比変化に伴う各気筒の筒内圧変化を検出することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸気弁のバルブリフト特性を変更することにより吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構を備えた内燃機関に関し、特にその空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、本出願人が先に提案した吸気弁のリフト量および作動角を連続的に可変制御し得る可変動弁機構が開示されている。この種の可変動弁機構によれば、スロットル弁の開度制御に依存せずにシリンダ内に流入する空気量を可変制御することが可能であり、特に負荷の小さな領域において、いわゆるスロットルレス運転ないしはスロットル弁の開度を十分に大きく保った運転を実現でき、ポンピングロスの大幅な低減が図れる。
【０００３】
また特許文献２には、気筒間の空燃比のばらつきを解消するために、空燃比センサの検出信号の時間的な変化と各気筒の排気タイミングとを照合して、各気筒の空燃比をそれぞれ検出し、気筒別に噴射量のフィードバック補正を行う技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−８９３４１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平９−２０３３３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような可変動弁機構を用いて吸入空気量の制御を行う場合、アイドル時のように非常に少量の吸入空気量を実現するためには、吸気弁のリフト量（最大リフト量）が例えば１ｍｍ程度の極小リフトとなる。このような極小リフトの状態では、各気筒のリフト量の僅かな誤差によってシリンダ内に流入する空気量が比較的大きくばらついてしまい、しかも吸入空気量そのものが少ないことから、気筒間の空燃比ばらつきが発生しやすい。
【０００７】
特許文献２には、前述したように、気筒別に空燃比をフィードバック制御することが開示されているが、特に気筒数の多い内燃機関では、排気タイミングに基づく気筒別の空燃比検出を精度よく行うことは困難である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、吸気弁のバルブリフト特性を変更することにより内燃機関の吸入空気量を連続的に可変制御可能な可変動弁機構と、各気筒毎に燃料を供給する燃料噴射弁などからなる燃料供給手段と、内燃機関の排気系に設けられた酸素センサもしくは広域空燃比センサなどからなる空燃比検出手段と、この空燃比検出手段の検出信号に基づいて、目標空燃比となるように上記燃料供給手段による燃料供給量を制御するフィードバック制御手段と、を備えてなる内燃機関の空燃比制御装置において、上記可変動弁機構が極小リフト状態に制御されている所定の運転状態の下で、各気筒の吸入空気量のばらつきの試験を行い、このばらつきを相殺するように、各気筒の燃料供給量を増減補正することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明では、可変動弁機構の気筒間の誤差が最も顕著に現れる極小リフト状態で運転されているときに、各気筒の吸入空気量のばらつきの有無を試験する。そして、通常の運転中は、この試験の際に検出されたばらつきを相殺するように、各気筒の燃料供給量を増減補正する。これにより、各気筒の実際の空燃比が、目標空燃比例えば理論空燃比に、より正確に一致する。
【００１０】
上記の試験は、より具体的には、各気筒の空燃比を、理論空燃比からリッチ側およびリーン側へ変化させ、それぞれの空燃比変化に伴う各気筒の筒内圧変化を検出することにより行うことができる。
【００１１】
複数の気筒全体として理論空燃比に制御されている状態で、仮にある気筒がリッチ（便宜上、これをリッチ気筒と呼ぶこととする）であり、他のある気筒がリーン（同様に、これをリーン気筒と呼ぶこととする）であり、残りの気筒が正しく理論空燃比（同様に、これをストイキ気筒と呼ぶこととする）であったとする。なお、これらの空燃比のばらつきは、主に可変動弁機構によるリフト量のばらつきに起因する。また、複数の気筒全体で理論空燃比であるので、通常は、リッチ気筒があれば同時にリーン気筒が存在している。この状態から、例えば燃料供給量を増量して複数の気筒全体の空燃比をリッチ側へ変化させると、リーン気筒では、十分な空気が存在していることから、燃料供給量の増量に伴って、トルクが増加する。つまり、理論空燃比時よりも高い筒内圧が検出される。これに対し、ストイキ気筒およびリッチ気筒では、余分な空気が存在しないので、燃料供給量を増量しても、筒内圧の上昇は生じない。一方、理論空燃比の状態から、例えば吸入空気量を増量して複数の気筒全体の空燃比をリーン側へ変化させると、リッチ気筒では、十分な燃料が存在していることから、空気量の増量に伴って、トルクが増加する。つまり、理論空燃比時よりも高い筒内圧が検出される。これに対し、ストイキ気筒およびリーン気筒では、余分な燃料が存在しないので、空気量を増量しても、筒内圧の上昇は生じない。
【００１２】
このように、強制的なリッチ運転およびリーン運転を短時間実行することで、リーン気筒およびリッチ気筒を容易に判別することができる。
【００１３】
【発明の効果】
この発明に係る内燃機関の空燃比制御装置によれば、吸入空気量を連続的に可変制御し得る可変動弁機構を備えた内燃機関において、可変動弁機構によるリフト量のばらつきに起因する各気筒の空燃比ばらつきを小さくすることができ、各気筒の空燃比ばらつきに起因する運転性の悪化やエミッションの悪化を回避するとともに、燃費のより一層の向上が図れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明に係る内燃機関の空燃比制御装置を示すシステム構成図であって、火花点火式ガソリン機関からなる内燃機関１は、吸気弁３と排気弁４とを有し、その吸気弁３側の動弁機構として、後述する可変動弁機構２が設けられている。排気弁４側の動弁機構は、排気カムシャフト５により排気弁４を駆動する直動型のものであり、そのバルブリフト特性は、常に一定である。
【００１６】
各気筒の排気を集合させる排気マニホルド６の出口側は、触媒コンバータ７に接続されており、かつこの触媒コンバータ７の上流位置に、空燃比を検出するための空燃比センサ８が設けられている。触媒コンバータ７の下流側には、さらに、第２の触媒コンバータ１０および消音器１１を備えている。上記空燃比センサ８は、空燃比のリッチ，リーンのみを検出する酸素センサであってもよく、あるいは、空燃比の値に応じた出力が得られる広域型空燃比センサであってもよい。
【００１７】
各気筒の吸気ポートに向かって各気筒毎に燃料を噴射供給するように燃料噴射弁１２が配設されている。この吸気ポートには、ブランチ通路１５がそれぞれ接続され、かつこの複数のブランチ通路１５の上流端が、コレクタ１６に接続されている。上記コレクタ１６の一端には、吸気入口通路１７が接続されており、この吸気入口通路１７に、電子制御スロットル弁１８が設けられている。この電子制御スロットル弁１８は、電気モータからなるアクチュエータ１８ａを備え、エンジンコントロールユニット１９から与えられる制御信号によって、その開度が制御される。なお、スロットル弁１８の実際の開度を検出するセンサ１８ｂを一体に備えており、その検出信号に基づいて、スロットル弁開度が目標開度にクローズドループ制御される。また、スロットル弁１８の上流に、吸入空気流量を検出するエアフロメータ２０が配置され、さらに上流にエアクリーナ２１が設けられている。
【００１８】
また、機関回転速度およびクランク角位置を検出するために、クランクシャフトに対してクランク角センサ２２が設けられている。本実施例では、このクランク角センサ２２の検出信号からクランクシャフトの角速度変化を求め、爆発行程にある気筒の筒内圧変化を検出するようにしている。つまり、各気筒の筒内圧を直接に検出する筒内圧センサは具備していない。さらに、運転者により操作されるアクセルペダル開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２３を備えている。これらの検出信号は、上記のエアフロメータ２０や空燃比センサ８等の検出信号とともに、エンジンコントロールユニット１９に入力されている。エンジンコントロールユニット１９では、これらの検出信号に基づいて、燃料噴射弁１２の噴射量や噴射時期、点火プラグ２４による点火時期、可変動弁機構２によるバルブリフト特性、スロットル弁１８の開度、などを制御する。
【００１９】
上記の吸気弁３側の可変動弁機構２は、例えば前述した特開２００２−８９３４１号公報によって公知のものであり、図２に示すように、吸気弁３のリフト・作動角を連続的に可変制御するリフト・作動角可変機構５１と、そのリフトの中心角の位相（クランクシャフトに対する位相）を連続的に進角もしくは遅角させる位相可変機構５２と、が組み合わされて構成されている。このようにリフト・作動角可変機構５１と位相可変機構５２とを組み合わせた可変動弁機構によれば、吸気弁開時期および吸気弁閉時期の双方をそれぞれ独立して任意に制御することが可能であり、また同時に、低負荷域ではリフト量（最大リフト量）を小さくすることで、負荷に応じた吸入空気量に制限することができる。なお、リフト量がある程度大きな領域では、シリンダ内に流入する空気量が主に吸気弁３の開閉時期によって定まるのに対し、リフト量が十分に小さい状態では、主にリフト量によって空気量が定まる。
【００２０】
図３の動作説明図を併せて、リフト・作動角可変機構５１の概要を説明すると、このリフト・作動角可変機構５１は、シリンダヘッドに回転自在に支持され、かつクランクシャフトに連動して回転する中空状の駆動軸５３と、この駆動軸５３に固定された偏心カム５５と、上記駆動軸５３の上方位置において平行に配置された回転自在な制御軸５６と、この制御軸５６の偏心カム部５７に揺動自在に支持されたロッカアーム５８と、各吸気弁３上端のタペット５９に当接する揺動カム６０と、を備えている。上記偏心カム５５とロッカアーム５８とはリンクアーム６１によって連係されており、ロッカアーム５８と揺動カム６０とは、リンク部材６２によって連係されている。上記リンクアーム６１は、その環状部６１ａが上記偏心カム５５の外周面に回転可能に嵌合している。またリンクアーム６１の延長部６１ｂが上記ロッカアーム５８の一端部に連係しており、該ロッカアーム５８の他端部に、上記リンク部材６２の上端部が連係している。上記偏心カム部５７は、制御軸５６の軸心から偏心しており、従って、制御軸５６の角度位置に応じてロッカアーム５８の揺動中心は変化する。
【００２１】
上記揺動カム６０は、駆動軸５３の外周に嵌合して回転自在に支持されており、側方へ延びた端部６０ａに、上記リンク部材６２の下端部が連係している。この揺動カム６０の下面には、駆動軸５３と同心状の円弧をなす基円面６４ａと、該基円面６４ａから上記端部６０ａへと所定の曲線を描いて延びるカム面６４ｂと、が連続して形成されている。上記基円面６４ａは、リフト量が０となる区間であり、図３に示すように、揺動カム６０が揺動してカム面６４ｂがタペット５９に接触すると、徐々にリフトしていくことになる。
【００２２】
上記制御軸５６は、一端部に設けられた例えば電動モータからなるリフト・作動角制御用アクチュエータ６５によって、その回転位置が制御されている。
【００２３】
このアクチュエータ６５により例えば偏心カム部５７が図３（Ａ）のように上方位置にあると、ロッカアーム５８は全体として上方へ位置し、揺動カム６０の端部６０ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム６０の初期位置は、そのカム面６４ｂがタペット５９から離れる方向に傾く。従って、駆動軸５３の回転に伴って揺動カム６０が揺動した際に、基円面６４ａが長くタペット５９に接触し続け、カム面６４ｂがタペット５９に接触する期間は短い。従って、リフト量が全体として小さくなり、かつその開時期から閉時期までの角度範囲つまり作動角も縮小する。
【００２４】
逆に、偏心カム部５７が図３（Ｂ）のように下方へ位置しているとすると、ロッカアーム５８は全体として下方へ位置し、揺動カム６０の端部６０ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム６０の初期位置は、そのカム面６４ｂがタペット５９に近付く方向に傾く。従って、駆動軸５３の回転に伴って揺動カム６０が揺動した際に、リフト量が大きく得られ、かつその作動角も拡大する。
【００２５】
上記の偏心カム部５７の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、バルブリフト特性は、図４に示すように、連続的に変化する。つまり、リフトならびに作動角を、両者同時に、連続的に拡大，縮小させることができる。
【００２６】
次に、位相可変機構５２は、図２に示すように、上記駆動軸５３の前端部に設けられたスプロケット７１と、このスプロケット７１と上記駆動軸５３とを、所定の角度範囲内において相対的に回転させる位相制御用油圧アクチュエータ７２と、から構成されている。上記スプロケット７１は、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介して、クランクシャフトに連動している。従って、上記位相制御用油圧アクチュエータ７２への油圧制御によって、スプロケット７１と駆動軸５３とが相対的に回転し、図５に示すように、リフト中心角が遅進する。つまり、リフト特性の曲線自体は変わらずに、全体が進角もしくは遅角する。
【００２７】
なお、リフト・作動角可変機構５１ならびに位相可変機構５２の制御としては、実際のリフト・作動角あるいは位相を検出するセンサを設けて、クローズドループ制御するようにしても良く、あるいは運転条件に応じて単にオープンループ制御するようにしても良い。
【００２８】
上記のような構成においては、アクセルペダル開度により定まる要求トルクが得られるように吸入空気量が制御されるのであるが、電子制御スロットル弁１８の開度は、基本的には、排気還流などの上で必要な最小限の負圧がコレクタ１６内に生成されるように制御される。そして、この大気圧に近い吸入負圧の下で、シリンダ内に流入する空気量が最適なものとなるように、上記可変動弁機構２が制御される。
【００２９】
ここで、前述したように、アイドル時のような低負荷領域では、リフト・作動角可変機構５１によって吸気弁３のリフト量が１ｍｍ程度の極小リフトとなり、そのリフト量に応じた空気量に制限されることになるので、可変動弁機構２における各気筒の部品の寸法誤差あるいは組付誤差等に起因した各気筒のリフト量の僅かなばらつきによって、各気筒の空気量が比較的大きくばらついてしまう。そして、各気筒の燃料噴射量は、排気系における空燃比センサ８の検出信号に基づいて、全気筒で目標空燃比（例えば理論空燃比）となるように制御される。従って、気筒間の空気量のばらつきが存在すると、各気筒の実際の空燃比は、目標空燃比からリッチ側もしくはリーン側へずれていることになる。
【００３０】
本発明では、このような可変動弁機構２による空気量のばらつきの影響を低減するために、可変動弁機構２が極小リフトに制御されている所定の運転状態の下で、各気筒の吸入空気量のばらつきの試験を行い、このばらつきを相殺するように、各気筒の燃料噴射量の補正を行うようにしている。
【００３１】
図６のフローチャートは、吸入空気量のばらつき試験の処理の流れを示すもので、まずステップ１で、試験を行う条件であるか否かを判定する。本実施例では、自動変速機を備えた内燃機関１に適用する例として、自動変速機が通常の走行レンジ（いわゆるＤレンジ）にあり、かつ運転者のブレーキ操作により車両が停車している状態、つまり走行レンジアイドル条件である場合に、ばらつき試験を実行する。このように停車中に試験を行うことにより、試験中に筒内圧の変化が生じても、乗員に違和感を与えることが少ない。また、自動変速機をニュートラルレンジとしたアイドル運転時には、内燃機関１の燃焼が比較的不安定であるので、リフト量のばらつき以外の要因による筒内圧の変動が生じやすく、これに比較して、僅かな負荷が加わっている上記の走行レンジアイドル条件の方が、後述する試験に伴う各気筒の筒内圧変化をより正確に検出できる。同様の理由により、例えば手動変速機付き内燃機関においてニュートラル状態で試験を行う場合には、空調装置用コンプレッサの負荷が加わっているアイドル条件下で行うことが望ましい。
【００３２】
ステップ１で試験条件であれば、ステップ２，３へ進み、目標空燃比を理論空燃比（すなわちλ＝１）とした運転を行いつつ、各気筒の筒内圧Ｐｉ（筒内有効平均圧）をそれぞれ測定する。つまり、空燃比センサ８の検出信号に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御し、λ＝１の状態に保持する。そして、各気筒の爆発行程に対応するクランクシャフトの角速度変化をクランク角センサ２２の検出信号に基づいて求め、対応する気筒の筒内圧Ｐｉを求める。これは、例えば１０秒間程度継続して行い、その間の複数サイクル（例えば５０サイクル程度となる）の平均値として筒内圧Ｐｉを求める。
【００３３】
次に、ステップ４，５へ進み、燃料噴射量を一定量（例えばλ＝１のときの噴射量の５〜１０％程度の量）増量して、空燃比をリッチ側へ変化させ、そのときの各気筒の筒内圧Ｐｉ（筒内有効平均圧）をそれぞれ測定する。これは、同様に１０秒間程度継続して行い、その間の複数サイクル（例えば５０サイクル程度となる）の平均値として筒内圧Ｐｉを求める。なお、このようにリッチ化する際には、空燃比フィードバック制御を停止してオープンループ制御とすれば足りるが、空燃比フィードバック制御を継続しつつ、その目標空燃比をリッチ側へ変化させるようにしてもよい。
【００３４】
次に、ステップ６，７へ進み、理論空燃比の状態から吸入空気量を一定量（例えばλ＝１のときの空気量の５〜１０％程度の量）増量して、空燃比をリーン側へ変化させ、そのときの各気筒の筒内圧Ｐｉ（筒内有効平均圧）をそれぞれ測定する。これは、同様に１０秒間程度継続して行い、その間の複数サイクル（例えば５０サイクル程度となる）の平均値として筒内圧Ｐｉを求める。なお、この吸入空気量の増量は、可変動弁機構２の制御によっても実現できるが、電子制御スロットル弁１８の開度を一時的に増加させてコレクタ１６内の圧力を高めることにより行うようにすれば、可変動弁機構２の極小リフトをそのまま保持できるので、より好ましい。
【００３５】
次に、ステップ８において、それぞれの空燃比の下での各気筒の筒内圧Ｐｉの変化から、リッチ気筒およびリーン気筒の判定を行う。これは、まず、λ＝１のときの筒内圧Ｐｉと燃料増量時の筒内圧Ｐｉとを比較して、筒内圧Ｐｉが増加した気筒をリーン気筒であると判定する。具体的に説明すると、λ＝１のときに燃料と空気とが「１対１」の量で存在するストイキ気筒であれば、燃料増量により例えば「１．１対１」の量となっても、「１」に相当する仕事量しか生じないので、λ＝１のときに比べて仕事量は増加せず、つまり筒内圧Ｐｉは上昇しない。λ＝１のときに燃料と空気とが例えば「１対０．９」の量で存在するリッチ気筒においても、同様に燃料増量により仕事量は増加しない。これに対し、λ＝１のときに燃料と空気とが例えば「１対１．１」の量で存在するリーン気筒では、燃料増量により燃料と空気とが例えば「１．１対１．１」の量となり、「１．１」に相当する仕事量となるので、λ＝１のときに比べて仕事量つまり筒内圧Ｐｉが増加する。
【００３６】
また、λ＝１のときの筒内圧Ｐｉと空気量増量時の筒内圧Ｐｉとを比較して、筒内圧Ｐｉが増加した気筒をリッチ気筒であると判定する。具体的に説明すると、λ＝１のときに燃料と空気とが「１対１」の量で存在するストイキ気筒であれば、空気量増量により例えば「１対１．１」の量となっても、仕事量は増加せず、つまり筒内圧Ｐｉは上昇しない。λ＝１のときに燃料と空気とが例えば「１対１．１」の量で存在するリーン気筒においても、同様に空気量増量により仕事量は増加しない。いずれも「１」に相当する仕事量のままである。これに対し、λ＝１のときに燃料と空気とが例えば「１対０．９」の量で存在するリッチ気筒では、λ＝１のときに「０．９」に相当する仕事量しか生じないので、空気量増量により燃料と空気とが例えば「１対１」の量となると、「１」に相当する仕事量が得られるため、λ＝１のときに比べて仕事量つまり筒内圧Ｐｉが増加する。
【００３７】
従って、一連の試験により、ストイキ気筒とリーン気筒とリッチ気筒との判別を行うことができる。なお、試験の際に、先にリーン化を行い、次にリッチ化を行うように、順序を入れ替えても、何ら問題はない。
【００３８】
ステップ８で、もしリーン気筒およびリッチ気筒が存在しなければ、全気筒がストイキ気筒となっているので、このばらつき試験を終了する。一方、リーン気筒およびリッチ気筒が存在していれば、ステップ９へ進み、そのリーン気筒およびリッチ気筒に対する燃料噴射量の補正量を設定するとともに、ステップ１０で実際に燃料噴射量を補正した上で、再度ステップ１へ戻って試験を繰り返す。上記の補正量は、上記の試験におけるリッチ化およびリーン化の際の増量に実質的に等しいものとする。つまり、シリンダ内に流入する空気量が相対的に多いと考えられるリーン気筒については、上述したリッチ化の際の燃料増量と等しい燃料量を補正量として付加する。また、シリンダ内に流入する空気量が相対的に少ないと考えられるリッチ気筒については、同じ燃料量を補正量として減算する。換言すれば、空燃比として５〜１０％程度となる補正を与える。
【００３９】
本実施例の試験では、リーン気筒およびリッチ気筒におけるリーン，リッチの程度は測定されないので、上述したように、リーン気筒およびリッチ気筒に対し燃料噴射量の補正を行った上で、再度試験を行う。そして、万一、この状態で、なおもリーン気筒およびリッチ気筒が存在すれば、ステップ９，１０でもう１段階同じ補正量を与える。最終的に、リーン気筒およびリッチ気筒が見つからなければ、ステップ８で一連の試験が終了する。このようにして各気筒毎に求められた補正量の値は、次回のばらつき試験により更新されるまで保存され、以後の運転中に使用される。
【００４０】
ここで、以後の運転の際には、上記の補正量は、各気筒の基本の燃料噴射量に加減算の形で与えられる。つまり、負荷に拘わらず、一定量の燃料量が加算もしくは減算される。これは、可変動弁機構２による吸入空気量のばらつきの影響が、リフト・作動角の大きな状態では非常に小さなものとなることに対応している。仮に、この気筒間のばらつきの補正を、補正係数を乗じる形で行ったとすると、リフト・作動角の大きな高負荷側で過補正となってしまう。また、同様の理由から、リフト・作動角がある値以上に大きく制御されているときに、上記の気筒間のばらつき補正のための噴射量補正を行わないようにしてもよい。これは、特に高速域での制御回路の演算負荷の軽減の上で有利となる。
【００４１】
一方、本発明では、可変動弁機構２による各気筒の吸入空気量のばらつきそのものは補正せず、これに対応した燃料噴射量が与えられるので、通常の運転中、特に補正の影響が相対的に大きい低速低負荷側の領域で、気筒間の筒内圧Ｐｉのばらつきが顕著となる可能性がある。従って、筒内圧Ｐｉのばらつきが振動騒音等の上で問題となるアイドル等の運転条件においては、燃料噴射量の補正と同時に、燃料噴射量が相対的に大となる気筒について点火時期のリタードを行い、筒内圧Ｐｉが他の気筒と均等となるようにすることが望ましい。
【００４２】
なお、リフト量のばらつきが極端なものでなければ、一般に上述した１段階の補正でもって各気筒がほぼ理論空燃比に揃うと考えられるので、ステップ２〜ステップ８のルーチンを繰り返さずに、リーン気筒およびリッチ気筒の検出を１回だけ行い、処理を簡略化することもできる。
【００４３】
上記実施例では、強制的なリッチ化を燃料増量で行い、強制的なリーン化を空気量増量で行っている。従って、いずれの場合も、リーン気筒もしくはリッチ気筒が、筒内圧Ｐｉの上昇という形で現れ、筒内圧Ｐｉの低下によるストールや燃焼不安定化を招来することはない。しかしながら、これらと逆に、強制的なリッチ化を空気量の制限で、強制的なリーン化を燃料の減量で、それぞれ行った場合にも、リーン気筒およびリッチ気筒の特定は可能である。
【００４４】
また、上記実施例では、特別なセンサを追加することなくクランク角センサ２２を用いて各気筒の筒内圧Ｐｉを検出するようにしているが、点火栓とともに装着される公知の座金型筒内圧センサや他の形式の筒内圧センサを用いて筒内圧Ｐｉの検出を行うことも可能である。
【００４５】
なお、本発明は、可変動弁機構として上記のようなリフト・作動角可変機構と位相可変機構とを組み合わせたものに限定されるものではなく、少なくとも低負荷域などでリフト量を極小リフトとする機構を備えた構成において、そのばらつきの補正のために同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図。
【図２】可変動弁機構の要部を示す斜視図。
【図３】リフト・作動角可変機構の動作説明図。
【図４】リフト・作動角可変機構によるリフト・作動角の特性変化を示す特性図。
【図５】位相可変機構によるバルブリフト特性の位相変化を示す特性図。
【図６】吸入空気量のばらつき試験の処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…可変動弁機構
３…吸気弁
８…空燃比センサ
１８…電子制御スロットル弁
５１…リフト・作動角可変機構
５２…位相可変機構
【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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