(57)【要約】【課題】エンジンにおける空燃比変動及びトルク変動を防止可能な、可変バルブ・タイミング装置を備えたエンジンの空燃比調整方法を提供する。【解決手段】本発明の方法は、第一吸気バルブＡ及び第二吸気バルブＢを備えた少なくとも一つの気筒を運転する工程と、第一気筒サイクル303、306にて第一吸気バルブＡを少なくとも一回開き、第一気筒サイクル303、306に引き続く第二気筒サイクル305、311にて第一吸気バルブＡを閉状態に保持する工程と、第一気筒サイクル303、306にて第二吸気バルブＢを閉状態に保持し、第二気筒サイクル305、311にて第二吸気バルブＢを少なくとも一回開く工程と、そして、第一気筒サイクル306及び第二気筒サイクル311において、エンジンのクランクシャフトの位置に対して異なったタイミングにて、各々第一吸気バルブＡ及び第二吸気バルブＢを開く工程307、310を備える。【選択図】    図3
2009092073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変バルブ・タイミング装置を備えたエンジンの少なくとも一つの気筒における空燃比を調整する方法であって、
第一吸気バルブ及び第二吸気バルブを備えた少なくとも一つの気筒を運転する工程、
上記第一吸気バルブ及び第二吸気バルブを、気筒サイクル毎に交互に切換えて作動させる工程、及び、
上記気筒内に導入された気筒内空気充填量に応じて、上記第一吸気バルブ及び第二吸気バルブの何れか一方の作動タイミングを調整する工程、を備え、
上記作動タイミングを調整する工程では、二つ前の気筒サイクルにおいて上記気筒に導入された気筒内空気充填量を用いて、上記作動タイミングの調整量を算出する、
空燃比調整方法。
【請求項２】
上記作動タイミングを調整する工程は、上記エンジンが定常状態にて作動するときに行う、請求項1に記載の空燃比調整方法。
【請求項３】
上記第一吸気バルブ及び第二吸気バルブは、電気作動式バルブである、請求項1又は2の何れかに記載の空燃比調整方法。
【請求項４】
上記第一吸気バルブの閉タイミングは、上記第二吸気バルブの閉タイミングよりも遅角側とする、請求項1乃至3の何れか一つに記載の空燃比調整方法。
【請求項５】
可変バルブ・タイミング装置を備えたエンジンの少なくとも一つの気筒における空燃比を調整する方法であって、
第一吸気バルブ及び第二吸気バルブを備えた少なくとも一つの気筒を運転する工程、
上記気筒における第一気筒サイクルにて、上記第一吸気バルブを少なくとも一回開き、上記第一気筒サイクルに引き続く第二気筒サイクルにて、上記第一吸気バルブを閉状態に保持する工程、及び、
上記第一気筒サイクルにて上記第二吸気バルブを閉状態に保持し、上記第二気筒サイクルにて上記第二吸気バルブを少なくとも一回開く工程、を有し、
上記第一気筒サイクルにおいて第一吸気バルブを開くタイミングを、上記第二気筒サイクルにおいて第二吸気バルブを開くタイミングとは異なるクランク角位置とする、空燃比調整方法。
【請求項６】
上記第一吸気バルブ及び第二吸気バルブは、電気作動式バルブである、請求項5に記載の空燃比調整方法。
【請求項７】
上記第一吸気バルブの閉タイミングは、上記第二吸気バルブの閉タイミングよりも遅角側とする、請求項5又は6の何れかに記載の空燃比調整方法。
【請求項８】
上記第一気筒サイクルにて供給する燃料の量を、上記第二気筒サイクルにて供給する燃料の量とは異ならせる、請求項5乃至7の何れか一つに記載の空燃比調整方法。
【請求項９】
燃料供給のタイミングを、上記第一気筒サイクルと上記第二気筒サイクルとで異ならせる、請求項5乃至8の何れか一つに記載の空燃比調整方法。
【請求項１０】
燃料を上記気筒内に直接噴射する、請求項8又は9の何れかに記載の空燃比調整方法。
【請求項１１】
燃料を上記気筒の吸気ポートに噴射する、請求項8又は9の何れかに記載の空燃比調整方法。
【請求項１２】
可変バルブ・タイミング装置を備えたエンジンの少なくとも一つの気筒における空燃比を調整する方法であって、
第一吸気バルブ及び第二吸気バルブを備えた少なくとも一つの気筒を運転する工程、
上記少なくとも一つの気筒における気筒サイクル毎に、上記第一吸気バルブ及び上記第二吸気バルブを交互に切換えて作動する工程、及び、
上記第二吸気バルブが作動する気筒サイクルにおける燃料噴射のタイミングとは異なるものとなるように、上記第一吸気バルブが作動する気筒サイクルにおける燃料噴射のタイミングを調整する工程、を備える空燃比調整方法。
【請求項１３】
燃料を一つ又は二つのインジェクタによって上記気筒に供給する、請求項12に記載の空燃比調整方法。
【請求項１４】
燃料を一つのインジェクタによって上記気筒内に直接噴射する、請求項12に記載の空燃比調整方法。
【請求項１５】
上記第一吸気バルブ及び上記第二吸気バルブは、電気作動式バルブである、請求項12乃至14の何れか一つに記載の空燃比調整方法。
【請求項１６】
上記気筒サイクルにおける燃料噴射のタイミング調整を、上記第一吸気バルブが作動しているときに行う、請求項12乃至15の何れか一つに記載の空燃比調整方法。
【請求項１７】
自動車用エンジンの気筒において電気作動式バルブを制御するためのコンピュータによって実行されるプログラムが記憶された、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
第一吸気バルブ及び第二吸気バルブを備えた少なくとも一つの気筒を運転するための指示、
上記気筒における第一気筒サイクルにて、上記第一吸気バルブを一回開き、上記第一気筒サイクルに引き続く第二気筒サイクルにて、上記第一吸気バルブを閉状態に保持するするための指示、
上記第一気筒サイクルにて上記第二吸気バルブを閉状態に保持し、上記第二気筒サイクルにて上記第二吸気バルブを開くための指示、
上記第一気筒サイクル及び上記第二気筒サイクルにおいて上記第一吸気バルブ及び第二吸気バルブをそれぞれ開くタイミングを、同じクランク角位置とするための指示、
上記第一気筒サイクル及び上記第二気筒サイクルにおいて上記気筒に噴射する燃料の量を互いに異ならせるための指示、及び、
記第一気筒サイクル及び上記第二気筒サイクルにおいて上記気筒に点火するタイミングを互いに異ならせるための指示、
を備えるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１８】
燃料は一つのポート・インジェクタによって噴射される、請求項17に記載の記憶媒体。
【請求項１９】
燃料は一つのインジェクタによって上記気筒内に直接噴射される、請求項17に記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変バルブ・タイミング装置を備えたエンジンの空燃比調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）において、任意に動作が可能なバルブの作動方法の一つが特許文献1に記載されている。
【０００３】
この方法は、一つの気筒に対して設けられた二つの吸気バルブが、気筒サイクル毎に交互に作動される（又は開かれる）ことを示している（ここで、気筒サイクルは、一つの気筒の1サイクルが反復するときのクランク角度期間として定義され、例えば4ストローク気筒サイクルの場合、1気筒サイクルはクランクシャフト角度の720°であるが、気筒サイクルは、気筒サイクル毎のストローク数に応じて増減しうることに留意すべきである）。
【０００４】
すなわち、ある気筒サイクルでは、二つの吸気バルブにおける第一吸気バルブは閉状態に保持される一方で、第二吸気バルブが開かれる。  そして、引き続く気筒サイクルでは、第二吸気バルブは閉状態に保持される一方で、第一吸気バルブが開かれる。  このようにして、第一吸気バルブ開イベント及び第二吸気バルブ開イベントは、一つの気筒サイクルおきに、交互に行なわれる。  この作動モードは、動力消費量（或いは燃料消費量）を低減し、気筒内空気量の制御性を改善し得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の方法は、幾つかの不利点を有する場合がある。  例えば、気筒の吸気特性は、特定の気筒サイクルにて作動される吸気バルブに応じて変化し得る。  すなわち、気筒は、一方の吸気バルブが作動するときには、他方の吸気バルブが作動するときに比べて、より多い或いは少ない空気を取り入れる場合がある。  これは、少なくとも幾つかの状態において、エンジンにおける空燃比変動及びトルク変動をもたらす。
【０００６】
本発明は、上述の不利点に鑑みて、そのような不利点を解消し得る交互切換式の吸気バルブの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における実施形態の一つは、可変バルブ・タイミング装置を備えたエンジンの少なくとも一つの気筒における空燃比調整方法の提供を含む。  本発明の方法は、第一吸気バルブ及び第二吸気バルブを備えた少なくとも一つの気筒を運転する工程と、第一気筒サイクルにて第一吸気バルブを少なくとも一回開き、第一気筒サイクルに引き続く第二気筒サイクルにて第一吸気バルブを閉状態に保持する工程と、第一気筒サイクルにて第二吸気バルブを閉状態に保持し、第二気筒サイクルにて第二吸気バルブを少なくとも一回開く工程と、そして、第一気筒サイクル及び第二気筒サイクルにおいて、エンジンのクランクシャフトの位置に対して異なったタイミングにて、各々第一吸気バルブ及び第二吸気バルブを開く工程を備える。  本発明の方法によって、従来技術における不利点の少なくとも幾つかが解消される。
【０００８】
エンジンの空燃比制御は、吸気バルブを異なったタイミングにて作動させることによって、交互に作動する気筒サイクルにて、交互切換式吸気バルブを作動するエンジンに関して、改善され得る。  吸気バルブを異なったタイミングにて作動させることによって、気筒のポート形状及びポートにおける吸気流れの吸気バルブ間における差異が、交互に作動する気筒サイクルにて吸気バルブが交互に作動される（すなわち開かれる）場合に、実質的に同じ量の空気が気筒に導入されるように補償され得る。  これは、吸気バルブが交互に作動されるときに、各々の気筒サイクルにおいて導入される空気の量が実質的に一定（すなわち、±0.05未満の荷重単位（units of load）。但し荷重単位＝気筒内に導入される空気の量の差異／理論上の気筒内空気量であり、0乃至1の範囲内に及ぶ）に保たれるので、エンジンの空燃比制御を改善し得る。
【０００９】
代替実施形態において、交互切換式吸気バルブにおける吸気バルブ・タイミングは、実質的に同一（例えば、±5°のクランク角度以内）であるものの、燃料噴射量は交互に作動する気筒サイクル間で変更され得る。  本発明の方法は、気筒サイクル間で異なった量の空気が気筒に導入された場合であっても、気筒サイクル間で同一の空燃比を達成するように使用され得る。  そして、必要に応じて、点火タイミングもまた、交互に作動される気筒サイクルにおいて異なった量の空気が導入される場合であっても、気筒によって生成されるトルクを均等化すべく、気筒サイクル毎に変更され得る。
【００１０】
本発明は、幾つかの利点を提供し得る。  具体的には、本発明の取組みは、一つの気筒サイクルにて二つの吸気バルブの一つのみを作動することによってエネルギーを節約するとき、エンジン排出物を改善することが可能である。  更に、本発明の方法は、交互に作動する気筒サイクルにて、二つの吸気バルブが交互に作動されるときに、気筒によるトルク生成をより均等化することも可能である。  更に、本発明の方法は、吸気バルブが交互に開かれるときに吸気ポート内に付着し得る燃料溜りの相違を補償するのに使用され得る。  その結果として、本発明は、少なくとも幾つかの状態において、今まで成し得なかった相乗的効果を達成することが可能となる。
【００１１】
上述の利点やその他の利点、及び、そして本発明の特徴は、後述の発明を実施するための最良の形態の説明から、それを単独で参照した時、或いは、添付図面と共に参照した時に、直ちに明白となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図1を参照すると、複数の気筒を有するエンジン10が電子エンジン制御器12によって制御される。  なお、図1においては複数の気筒の一つのみが示されている。  エンジン10は、燃焼室30、及び、クランクシャフト40に連結されるピストン36をその中に備えた気筒壁32を含む。  燃焼室30は、各々吸気バルブ52及び排気バルブ54を介して、吸気マニフォールド44および排気マニフォールド48と連通しているのが示されている。  吸気バルブ及び排気バルブの各々は、電気機械的に制御されるコイルとアーマチャとの組立体によって作動させられる。  或いは、吸気バルブ52又は排気バルブ54は、機械的に作動される場合がある。  アーマチャの温度が、温度センサー51によって測定される。  バルブの位置が、位置センサー50によって測定される。  バルブの位置は、線形可変変位振動子、不連続振動子、又は光学的振動子によって、或いは、アクチュエータの電流測定値から判定され得る。代替例においては、吸気バルブ52及び排気バルブ54のための各々のバルブ・アクチュエータが、位置センサー及び温度センサーを有する。更に別の代替例においては、抵抗損失が温度に対応し得るので、アーマチャの温度は、アクチュエータの電力消費量から判定される場合もある。
【００１３】
吸気マニフォールド44はまた、制御器12からの信号FPWのパルス幅に比例して液体燃料を供給するために、そこに結合されたインジェクタ（燃料噴射弁）66を有しているのが示されている。  代替実施形態において、二つのインジェクタが、気筒30に燃料を供給する場合がある。  燃料が、燃料タンク、燃料ポンプ、及び燃料レール(不図示)を含む燃料システム(不図示)によって、インジェクタ66に供給される。  或いは、エンジン10が、当業者において「直接噴射」として知られているように、燃料がエンジンの気筒内に直接的に噴射されるように構成される場合もある。  加えて、吸気マニフォールド44は、任意の電子スロットル125と連通しているのが示されている。  
【００１４】
ディストリビューターレス（distributor-less）の点火装置88が、制御器12に応答して点火プラグ92を介して燃焼室30に点火火花を供給する。  汎用排気ガス酸素（Universal Exhaust Gas Oxygen ：UEGO）センサー76が、触媒コンバータ70の上流の排気マニフォールド48に結合されているのが示されている。  或いは、ニ状態排気ガス酸素センサーが、UEGOセンサー76の代わりになり得る。  ニ状態排気ガス酸素センサー98は、触媒コンバータ70の下流の排気マニフォールド48に結合されているのが示されている（図1において、ニ状態排気ガス酸素センサー98からの信号をEGO2と示す）。  或いは、ニ状態排気ガス酸素センサー98もUEGOセンサーである場合もある。  触媒コンバータの温度が、温度センサー77によって測定される、及び/又は、エンジン速度、エンジン負荷、大気温度、エンジン温度、及び/又はエンジン吸気量、或いはそれらの組み合わせのような運転状態に基いて推定される。
【００１５】
触媒コンバータ70は、例の一つにおいて、複数の触媒ブリック（blick）を含み得る。      
【００１６】
別の例においては、各々複数の触媒ブリックを備えた複数の排気ガス制御装置が使用される場合がある。  例の一つにおいて、触媒コンバータ70は三元触媒であり得る。
【００１７】
制御器12は、図1において、マイクロ・プロセッサ・ユニット102、入力/出力ポート104、読み出し専用メモリー（read-only-memory: ROM）106、ランダム・アクセス・メモリー（random-access-memory: RAM）108、キープ・アライブ・メモリ（Keep-alive-memory）110、及び、通常のデータ・バスを含む、通常のマイクロ・コンピュータとして示されている。  制御器12は、エンジン10に結合されたセンサーから、前述の信号に加え、ウオーター・ジャケット114に結合された温度センサー112からのエンジン冷媒温度（ECT）、アクセルペダルに結合された位置センサー119、吸気マニフォールド44に結合された圧力センサー122からのエンジン・マニフォールド圧の計測値（MAP）、温度センサー117からのエンジンの吸気温度又はマニフォールド温度の計測値（ACT）及び、クランクシャフト40の位置を検出するホール効果センサー118からのエンジン位置の計測値を含む、種々の信号を受けているのが示されている。  本説明の好ましい態様において、エンジン位置センサー118は、そこからエンジン速度（RPM）が判定され得るクランクシャフトの回転毎に所定数の等間隔のパルスを生成する。  制御器12の記憶媒体であるＲＯＭ106は、後述する方法を実行するために、マイクロ・プロセッサ・ユニット102によって実行可能な命令を表すコンピュータ読み取り可能なデータを備えてプログラムされ得る。
【００１８】
図2を参照すると、電気作動式バルブの一例の概略図が示されている。  バルブ・アクチュエータが、電圧を印加されていない状態（すなわち、バルブ・アクチュエータのコイルに電流が供給されていない状態）において示されている。  電気作動式バルブは、アーマチャ組立体とバルブ組立体とから構成される。  アーマチャ組立体は、アーマチャ戻りバネ201、バルブ閉じコイル205、バルブ開きコイル209、アーマチャ板207、バルブ変位振動子217、及びアーマチャ・ステム203から構成される。  バルブ・コイルに電圧が印加されていないときには、アーマチャ戻りバネ201はバルブ戻りバネ211と釣り合いを保ち、バルブ・ステム213及びアーマチャ・ステム203が互いに当接し、そしてアーマチャ板207が基本的にバルブ開きコイル209とバルブ閉じコイル205との中心に置かれる。  これは、バルブ・ヘッド215が、吸気ポート219に対して、一部開き状態になるのを可能にする。  アーマチャが完全開き位置にあるときには、アーマチャ板207はバルブ開きコイル209の磁極面226に当接する。  アーマチャが完全閉じ位置にあるときには、アーマチャ板207はバルブ閉じコイル205の磁極面224に当接する。
【００１９】
実施形態の一つにおいて、アーマチャ板207は、永久磁石を含む。  別の実施形態において、アーマチャ板207は、永久磁石を含まない。  永久磁石は、少なくとも幾つかの状態において、保持電流が流れていない場合には、バルブを閉じ位置に保持し得るので、バルブ・アクチュエータに流れる電流を低減するのに使用され得る。
【００２０】
一般的に、永久磁石を備えるバルブ・アクチュエータは、バルブ開きコイル及び／又はバルブ閉じコイルに流れる電流を制御することによって、アーマチャを反発したり引き付けたりし得る。  その一方で、例えば永久磁石を備えないアーマチャを有するバルブ・アクチュエータのような、他の形式のバルブ・アクチュエータは、アーマチャを引き付けるのが制限される場合がある。  アーマチャ・ステム203に駆動力を加えることによって、アーマチャ戻りバネ201及び／又は磁力は、アーマチャ板207をバルブ閉じコイル205の磁極面224から離間させる。  その結果として、このアーマチャの動きは、バルブ・ステム213をバルブ・シートから持ち上げ、そして吸気ポート219を開放し始める場合がある。
【００２１】
吸気バルブを交互に切換えて動作するエンジンにおいては、気筒内空燃比が好ましくない変動を呈する場合がある。  その変動は、交互切換している吸気バルブのバルブ・タイミングが実質的に同一であるときでさえ、別の気筒サイクル（例えば前後の気筒サイクル）にて（異なる吸気バルブを介して）異なる量の空気を導入することに起因し得る。
【００２２】
空燃比の変動は、気筒サイクル毎に、同一の吸気バルブを介して、異なる空気量を導入する気筒に起因する場合がある。  これは、例えば、気筒の吸気ポート形状の差異、或いは、バルブ・アクチュエータ形状の差異に起因する場合もある。  そして、要求気筒内空燃比からの空燃比変動は、エンジン排出物を増加させて、エンジンのトルク制御性能を悪化させ得るので、気筒内空燃比の偏倚は、低減されるのが望ましい。
【００２３】
ここで図3を参照すると、気筒内空燃比を制御すべく、交互に作動される吸気バルブの擬似命令された制御ストラテジーの一例が示されている。  交互に作動される吸気バルブの制御ストラテジーにおいて、気筒における二つの吸気バルブ、又は二つの排気バルブが、交互に作動する気筒サイクルにて作動（開閉）される。  気筒サイクルが4ストロークである又はクランクシャフト角度720°である例の一つにおいて、二つの吸気バルブのうち第一吸気バルブは、第二吸気バルブが作動することなく、720°のクランクシャフト角度期間内で作動され、そして、第二吸気バルブは、第一吸気バルブが作動することなく、その次の720°のクランクシャフト角度期間内で作動される。  このようにして、二つの異なる吸気バルブが、1440°のクランクシャフト角度期間にわたって、各々一回もしくは複数回、作動される。
【００２４】
図3において、「気筒1における吸気バルブＡ」と説明が付されたバルブ軌跡は、ある気筒内で作動する第一吸気バルブを示す。  多気筒エンジンにおける一つの気筒の吸気バルブ・タイミングが図示されている。  「気筒1における吸気バルブＢ」と説明が付されたバルブ軌跡は、同じ気筒内で作動する第二吸気バルブを示す。  吸気バルブ軌跡Ａの左手側には「Ｏ」及び「Ｃ」の符号が付けられている。  「Ｏ」は、バルブ軌跡が「Ｏ」に近接するときに、吸気バルブが開いていることを示す。  「Ｃ」は、バルブ軌跡が「Ｃ」に近接するときに、吸気バルブが閉じていることを示す。  各々のバルブ軌跡は、バルブ軌跡を横方向に細分する縦標線によって、クランクシャフト角度と関係付けられ得る。  そのクランクシャフト角度を表す数字が、右側の縦標線と関係付けられている。  数字「0」は、図示された気筒において、圧縮工程の上死点に対応する。
【００２５】
吸気バルブ開イベント303及び305は、バルブＡ及びバルブＢのバルブ開期間が実質的に同一（例えば、±4°のクランクシャフト角度以内）である吸気イベントを表す。  交互切換式吸気バルブについてのバルブ開期間は、要求気筒内空気量（すなわち、一つの気筒サイクルにて気筒内に導入される空気の要求量：目標空気充填量）が実質的に一定（例えば、±0.5のエンジン負荷以内）であって、エンジン速度が実質的に一定（例えば、±150ＲＰＭ(回転／分) 以内）であって、そして、別の気筒サイクルにて、実質的に同一の吸気バルブ・タイミングが実質的に一定の空気量を気筒内に導入させるときには、実質的に同一であり得る。  別の例において、吸気バルブ・タイミングは、各々の気筒サイクルにて気筒内空気量を変化させることが望ましいならば、なおかつ、実質的に同一の吸気バルブ・タイミングが気筒内に導入される空気の量を変更するならば、実質的に同じに設定される場合がある。
【００２６】
吸気バルブ開イベント306及び311は、吸気バルブを交互に切換えて作動させる気筒サイクル（すなわち、交互切換バルブ・モード）にて作動している気筒における空燃比を調整すべく、どのように吸気バルブ・タイミングが変更され得るのかを示す図を提供する。  バルブ開イベント306は、バルブ開イベント303と同一クランクシャフト角度にて開始するが、バルブ開イベント306は吸気バルブを閉じる方向のバルブ変移307にて、バルブ開イベント303よりも早く終了する。  これは気筒内空気量（空気充填量）を低減する。  点線にて示された吸気バルブを閉じる方向のバルブ変移308は、バルブ開イベント303と、バルブ変移306及び307間に示されるバルブ開イベントとの間の異なるバルブ開期間を対比すべく、示される。  すなわち、バルブ開イベント303は、バルブ変移306及び308によって示されるバルブ開イベントと同一期間である。  このように、バルブ変移306及び307間のバルブ開イベントのバルブ開期間は、バルブ開イベント303のバルブ開期間に比べて短い。
【００２７】
その一方で、バルブ変移311にて開始するバルブ開イベントについては、そのバルブ開期間が、バルブ開イベント305に比べて増大する。  311にて開始するバルブ開イベントは、バルブ変移310にて終了する。  点線にて示された吸気バルブを閉じる方向のバルブ変移309は、バルブ開イベント305と、バルブ変移311及び310間に示されるバルブ開イベントとの間の異なるバルブ開期間を対比すべく、示される。  明らかに、バルブ変移311及び309の間のバルブ開イベントのバルブ開期間は、バルブ開イベント305のバルブ開期間に比べて長い。
【００２８】
306及び311にて開始するバルブ開イベントは、吸気バルブ・タイミングが、交互切換バルブ・モードにて作動している気筒における空燃比を変化するように使用され得る、一つの方法を示している。  この例において、吸気バルブ開イベント303及び305に対応する吸気イベントからのフィードバックが、要求気筒内空気量と比較される。  要求気筒内空気量が、バルブＡが開かれたときに気筒内に導入される空気の量よりも少ないとき、バルブＡの開期間は、その後に気筒に導入される気筒内空気量が実質的に要求気筒内空気量と合致するように、減少される。  これは、バルブ変移306及び307によって表されている。  要求気筒内空気量が、バルブＢが開かれたときに気筒内に導入される空気の量よりも多いとき、バルブＢの開期間は、その後に気筒に導入される気筒内空気量が実質的に要求気筒内空気量と合致するように、増大される。  これは、バルブ変移311及び310によって表されている。  このように、交互切換バルブ・モードにて作動している気筒における個々の吸気バルブ・タイミングは、気筒内空燃比を制御するのに使用され得る。  なお、吸気バルブ開イベント306及び311から見て、吸気バルブ開イベント303及び305は、各々二気筒サイクル前に相当し、本実施形態は二気筒サイクル前の気筒内空気量に応じて、その吸気バルブ開イベント306及び311のタイミング（吸気バルブを閉じる方向のバルブ変移タイミング307及び310）が調整されるように構成されている。
【００２９】
図6に記載されたフローチャートは、図3に示されるように、気筒内空燃比を制御可能であることに留意すべきである。  更に、バルブ位相（すなわち、バルブ開期間が変更されているか否かに関わらず、クランクシャフト角度に対する吸気バルブの開き位置及び／又は吸気バルブの閉じ位置）を調整する吸気バルブ・タイミングもまた、エンジンが交互切換バルブ・モードにて作動しているときに、気筒内空燃比を調整するのに使用され得る。      
【００３０】
バルブ位相が調整される場合には、吸気バルブ・タイミングは、気筒内空気量を増大すべく、進角され得る。
【００３１】
別の実施形態において、エンジン制御器が、交互切換バルブ・モードにて作動している気筒が要求空燃比での運転から逸脱していると判定するならば、一つの気筒における各々の吸気ポートに噴射される燃料の量は調整され得る。  この動作は、エンジン制御器が、互いに異なる気筒サイクルにて動作する（すなわち、吸気バルブの一方が、一つの気筒サイクルおきに作動し、吸気バルブの他方は異なる気筒サイクルにて作動する）二つの吸気バルブの吸気バルブ・タイミングを必ずしも調整する必要はなく、気筒内空燃比の相違を補償するのを可能にする。  また、幾つかの状態において、両方の吸気バルブのバルブ開期間が増減され得ることに留意すべきである。  
【００３２】
ここで図4を参照すると、気筒内空燃比を制御すべく、交互に作動される吸気バルブの擬似命令された制御ストラテジーの別の例が示される。  多気筒エンジンにおける一つの気筒の吸気バルブ・タイミングが図示されている。  図4に示される吸気バルブ軌跡及び燃料噴射イベントの説明付与は、図3に示されるものと同様な取り決めに従う。  「気筒1のインジェクタＡ」と説明が付された信号は、気筒に燃料供給するための燃料噴射信号を示す。  同様に、「気筒1のインジェクタＢ」と説明が付された信号は、気筒に燃料供給するための別の燃料噴射信号を示す。  すなわち、気筒は二つのインジェクタ（燃料インジェクタ）を備えて構成され、その一方は、吸気バルブＡを介して空気を供給する吸気ポートに向けられるインジェクタＡであり、他方は、吸気バルブＢを介して空気を供給する吸気ポートに向けられるインジェクタＢである。  この配置は、エンジン制御器が、二つの異なる量の燃料を、二つの異なる吸気ポートに供給するのを可能にする。  その結果として、異なる量の燃料が、燃料噴射イベントを所定の吸気バルブ開イベントに関係付ける或いは合わせるように、気筒に供給され得る。
【００３３】
図4において、吸気バルブ開イベント401、407、403、及び410は、実質的にバルブ開期間が同一である。  しかしながら、上述したように、これら吸気バルブ開イベントは、気筒内に導入される空気の量が、交互に作動する（すなわち、異なる気筒サイクルにて異なる吸気バルブが開く）吸気バルブ開イベントの間で同じにすることを、保証するものではない。  この実施形態は、吸気バルブ・タイミングが異なる量の空気を気筒内に導入するのを許容してしまうときでさえ、要求気筒内空燃比を達成すべく、インジェクタの燃料噴射タイミングを調整する。  燃料噴射イベント402及び404（すなわち、燃料が吸気ポートに噴射されるとき）は、実質的に同一期間（±2ミリ秒）の燃料噴射イベントを表す。  フィードバックが、気筒が要求空燃比から逸脱した混合気を燃焼していることを示すならば、各々のインジェクタによって供給される燃料は調整され得る。  420及び422にて開始する燃料噴射イベントは、その一例を示す。
【００３４】
「＊」として示される点火イベント405は、燃料噴射イベント402にて噴射された燃料、及び、吸気バルブ開イベント401にて導入された空気の燃焼を開始するのに使用されることに留意すべきである。
【００３５】
420にて開始する燃料噴射イベントは409にて終了し、噴射された燃料は吸気バルブ開イベント407にて気筒内に導入される。  点線408は、従来の燃料噴射イベントの燃料噴射期間を参照するために示される。  すなわち、燃料噴射イベントの境界線が420及び408であるならば、燃料噴射期間又は燃料噴射量は、402にて示されるものと同じになり得る。  このことから、420にて開始する燃料噴射イベントが、燃料噴射イベント402よりも低減された燃料噴射期間を有しているのが分かる。  燃料噴射期間を低減することによって、気筒に供給される燃料の量もまた、低減される。  その結果として、気筒内空燃比は、気筒内の実空燃比を要求空燃比に合致させるために、所定気筒サイクルにて増大され得る（例えば、13.3：1から14：1に移動される）。
【００３６】
吸気バルブ開イベント407に伴う燃焼イベントは、点火イベント413によって開始される。  点火イベント413は、点火イベント405よりも進角されていることが観測され得る。  この例において、点火は、点火イベント405により開始される燃焼イベントと点火イベント413により開始される燃焼イベントとの間でトルクを均等化すべく、進角される。
【００３７】
422にて開始する燃料噴射イベントは411にて終了し、噴射された燃料は吸気バルブ開イベント410の間に気筒内に導入される。  点線412は、従来の燃料噴射イベントの燃料噴射期間を参照するために示される。  すなわち、燃料噴射イベントの境界線が422及び412であるならば、燃料噴射期間又は燃料噴射量は、404にて示されるものと同じになり得る。      
【００３８】
このことから、422にて開始する燃料噴射イベントが、燃料噴射イベント404よりも増大された燃料噴射時間を有しているのが分かる。  燃料噴射期間を増大することによって、気筒に供給される燃料の量は、増大される。  その結果として、気筒内空燃比は、気筒内の実空燃比を要求空燃比に合致させるために、所定気筒サイクルにて低減され得る（例えば、15.3：1から14：1に移動される）。
【００３９】
吸気バルブ開イベント410に伴う燃焼イベントは、点火イベント414によって開始される。  点火イベント414は、点火イベント406よりも遅角されていることが観測され得る。  この例において、点火は、点火イベント406により開始される燃焼イベントと点火イベント414により開始される燃焼イベントとの間でトルクを均等化すべく遅角される。
【００４０】
図6に記載されたフローチャートは、図4に示されるように、気筒内空燃比を制御可能であることに留意すべきである。  更に、バルブ位相（すなわち、バルブ開期間が変更されているか否かに関わらず、クランクシャフト角度に対する吸気バルブの開き位置及び／又は吸気バルブの閉じ位置）を調整する吸気バルブ・タイミングもまた、エンジンが交互切換バルブ・モードにて作動しているときに、気筒内空燃比を調整するのに使用され得る。
【００４１】
ここで図5を参照すると、気筒内空燃比を制御すべく、交互に作動される吸気バルブの擬似命令された制御ストラテジーの更に別の例が示される。  多気筒エンジンにおける一つの気筒の吸気バルブ・タイミングが図示されている。  図5に示される吸気バルブ軌跡及び燃料噴射イベントの説明付与は、図3及び図4に示されるものと同様な取り決めに従う。  この図は、単一のインジェクタが、同じ気筒における両方の吸気ポートに燃料供給し、そして吸気バルブの作動が気筒サイクル毎に交互に切換えられる実施形態を示している。
【００４２】
燃料噴射イベント502及び503は、吸気バルブ開イベント500及び504に関係付けられる。      
【００４３】
燃料が502にて噴射されるとき、その燃料の少なくとも一部は、吸気バルブＡを介して、吸気バルブ開イベント500にて気筒内に導入される。  502にて噴射された燃料の残りは、吸気バルブＢを介して気筒に入る吸気ポートにも向けられる。  この燃料は吸気バルブ開イベント504までは吸気ポート内に留まり、その後にこの残りの燃料は気筒内に導入される。  同様に、燃料噴射イベント503にて噴射された燃料の一部は、その一部の燃料が吸気バルブ開イベント507にて気筒内に導入されるまで、吸気バルブＡを介して気筒に入る吸気ポート内に留まる。  燃料噴射イベント503にて噴射された燃料の残りは、吸気バルブ開イベント504にて気筒内に導入される。  このように、燃料が各々の吸気ポートを通過する燃料噴射イベント毎に、個々の吸気ポートに向けられる二つの燃料噴射イベントが存在する。
【００４４】
実質的に同一の吸気バルブ・タイミングを使用し、かつ実質的に同じ量の燃料を噴射することによって、一つの気筒における二つの燃焼イベントにわたって要求気筒内空燃比が達成されるのであれば、交互切換バルブ・モードでの吸気バルブ開イベントにて供給される燃料の量は、実質的に同一に維持されるはずである。  しかしながら、一つ又は複数の燃焼イベントにおいて混合気の実空燃比が要求空燃比とは異なるならば、噴射される燃料の量は、後に続く燃焼イベントにおける空燃比を補償するように使用され得る。  具体的には、所定吸気バルブ開イベントにて気筒内に導入される混合気の空燃比は、吸気バルブ開イベントにて、若しくはその直前に生じる燃料噴射イベントにて供給される燃料の量を調整することによって、補償され得る。
【００４５】
一つの例において、燃料は、一回目は第一気筒サイクルにて、二回目は第二気筒サイクルにて噴射され、第一気筒サイクルにおいては、第二吸気バルブは閉状態に保持される一方で第一吸気バルブが開かれ、第二気筒サイクルにおいて、第一吸気バルブは閉状態に保持される一方で第二吸気バルブが開かれ、そして、インジェクタは第一気筒サイクル及び第二気筒サイクルにて燃料を噴射し得る。
【００４６】
このシーケンスは、第一気筒サイクル及び第二気筒サイクルにて異なる気筒内空燃比の混合気が燃焼されるように、エンジン制御器が、第一燃料噴射イベント及び第二燃料噴射イベントにて噴射される燃料の量を変更するのを可能にする。  個々の吸気バルブ開イベントに付随して、各々二つの燃料噴射が存在している。  第一吸気バルブに対応する第一燃料噴射は、第一吸気バルブが閉状態に保持されて第二吸気バルブが開く気筒サイクルにて行なわれる。  この第一吸気バルブに対応する第一燃料噴射は、第一吸気バルブに対応する吸気ポート内に燃料蒸気及び燃料溜りを生成する。  第一吸気バルブに対応する第二燃料噴射は、第二吸気バルブが閉状態に保持されて第一吸気バルブが開く気筒サイクルにて行なわれる。  このように、第一吸気バルブ開イベント及び第二吸気バルブ開イベントの各々は、各々吸気バルブが閉じられる気筒サイクルにて行なわれる第一燃料噴射イベントと関係付けられる。  そして、第一吸気バルブ開イベント及び第二吸気バルブ開イベントの各々はまた、各々吸気バルブが開かれる気筒サイクルにて行なわれる燃料噴射イベントと関係付けられる。  その結果、各々の吸気バルブ開イベントに関係付けられる第二燃料噴射イベントは、所定吸気バルブが一つの気筒サイクルにて作動されるときに、個々の気筒内空燃比を調整するように使用され得る。
【００４７】
例の一つにおいて、所定吸気バルブ開イベントに関連する気筒内空燃比は、第二燃料噴射を制限することによって、調整され得る。  例えば、第二燃料噴射が省略（skip）されて、燃料が全く供給されないならば、引き続く吸気イベントにて生成される気筒内空燃比は、第一燃料噴射イベントにて噴射される燃料の量によって決定される場合がある。  しかしながら、気筒内空燃比は、単に第二燃料噴射イベントにて供給される燃料の量を増加することによって、第一燃料噴射イベントにて供給される燃料の量を上回って増大される場合もある。  このように、第二燃料噴射は、気筒内空燃比の制御幅を調整するのに使用され得る。
【００４８】
図5において、508及び514にて開始する燃料噴射イベントは、以前の燃料噴射イベント502及び503に応じて調整される。  燃料噴射イベント508は、吸気バルブＡが開く直前に行なわれ、それ故、点火イベント520によって開始される燃焼イベントのための空燃比を調整すべく、508にて開始する燃料噴射イベントの調整が行われ得る。  燃料噴射イベント514は、吸気バルブＢが開く直前に行なわれ、それ故、点火イベント521によって開始される燃焼イベントのための空燃比を調整すべく、514にて開始する燃料噴射イベントの調整が行われ得る。
【００４９】
508にて開始する燃料噴射イベントは、509にて終了する。  点線510は、吸気バルブＡの開イベント以前になされた燃料噴射イベント（すなわち502）と、燃料噴射イベント508との間で対比され得る参照情報を提供すべく使用される。  吸気バルブ・タイミングは一定であって、508にて開始する燃料噴射イベントはその燃料噴射期間が短いので、気筒内混合気は、燃料噴射502によって生成された気筒内混合気よりも、リーン化されるであろう。  点火520は、気筒内混合気のリーン化に付随し得るトルク損失を低減すべく、点火505に比べて進角される。  
【００５０】
514にて開始する燃料噴射イベントは、516にて終了する。  点線515は、ここでもまた、吸気バルブＢの開イベント以前になされた燃料噴射イベント（すなわち503）が燃料噴射イベント514と対比され得る参照情報を提供する。  吸気バルブ・タイミングは一定であって、514にて開始する燃料噴射はその継続期間が長いので、気筒内の混合気は、503での燃料噴射イベントによって生成された気筒内混合気よりも、リッチ化されるであろう。      
【００５１】
点火521は、気筒内混合気のリッチ化に付随し得るトルク増大を低減すべく、遅角される。  
【００５２】
ここで図6を参照すると、空燃比制御アルゴリズムの一例のフロー・チャートが示される。  ステップ601において、要求気筒内空気量及び要求排気ガス再循環（ＥＧＲ）量が判定され得る。  例の一つにおいて、アクセルペダルの位置センサー119によって運転者による要求（要求制動トルク）が判定され、それは要求制動トルクに変換される場合がある。  現在のエンジン速度及び運転者要求を検知することによって、要求気筒内空気量は、実験的に決定されたテーブル又は回帰分析されたデータから求められ得る。  米国特許第7,072,758号明細書に記述された方法が、気筒内空気量を判定するのに使用され、この記述された方法は参照として本明細書に完全に組み込まれ得る。  具体的には、この方法は、エンジンのトルクを個々の気筒内圧と関連付け、個々の気筒に供給される燃料の量を判定すべく、回帰分析を使用している。
【００５３】
作動気筒のポンピング損失及び摩擦損失は、以下の回帰分析方程式（1）及び回帰分析方程式（2）に基づき得る。
【００５４】
【数１】
2009092073.tif 000003
…（1）
【００５５】
但し、PMEPActは平均有効ポンピング圧力であり、C0乃至C4は記憶された所定多項式係数であり、VIVOは吸気バルブ開位置における気筒内容積であり、VEVCは排気バルブ閉位置における気筒内容積であり、VIVCは吸気バルブ閉位置における気筒内容積であり、VEVOは排気バルブ開位置における気筒内容積であり、そして、Nはエンジン速度である。  吸気バルブ開（ＩＶＯ）位置及び吸気バルブ閉（ＩＶＣ）位置におけるバルブ・タイミング位置は、最新の吸気バルブ・タイミング判定値に基づく。
【００５６】
【数２】
2009092073.tif 000004
…（2）
【００５７】
但し、FMEPActは平均有効摩擦圧力であり、C0乃至C2は記憶された所定多項式係数であり、そして、Nはエンジン速度である。
【００５８】
休止気筒のポンピング損失及び摩擦損失は、以下の回帰分析方程式（3）及び回帰分析方程式（4）に基づき得る。
【００５９】
【数３】
2009092073.tif 000005
…（3）
【００６０】
但し、PMEPDeactは平均有効ポンピング圧力であり、C0乃至C2は記憶された所定多項式係数であり、そして、Nはエンジン速度である。
【００６１】
【数４】
2009092073.tif 000006
…（4）
【００６２】
但し、FMEPDeactは平均有効摩擦圧力であり、C0乃至C2は記憶された所定多項式係数であり、そして、Nはエンジン速度である。
【００６３】
以下に、回帰分析手法（sheme）及び補間手法の更なる典型的な詳細を記述する。  作動気筒及び休止気筒に関する摩擦多項式係数及びポンピング多項式係数を含む、一次元方程式が使用される。  係数を判定するのに必要なデータは、トルク損失の要求精度を確保すべく、多数のエンジン速度ポイントにて収集される。  係数は、そのデータが存在しないポイントでは、補間され得る。  例えば、データが収集され、600、1000、2000、及び、3000ＲＰＭ（回転／分）のエンジン速度において、係数が判定され得る。  エンジンが1500ＲＰＭにて運転される場合には、1000ＲＰＭ及び2000ＲＰＭにおける係数が用いられ、1500ＲＰＭにおける係数を判定すべく補間され得る。  その後、総摩擦損失が、以下の式（5）及び式（6）の少なくとも何れか一方によって判定され得る。
【００６４】
【数５】
2009092073.tif 000007
…(5)
【００６５】
【数６】
2009092073.tif 000008
…(6）
【００６６】
但し、NumcylActは作動気筒数であり、NumcylDactは休止気筒数であり、Modfactは全気筒数に対する作動気筒数の比率であり、そして、FMEPtotalは総平均有効摩擦圧力である。  総ポンピング損失が、以下の式（7）及び式（8）の少なくとも何れか一方によって判定され得る。
【００６７】
【数７】
2009092073.tif 000009
…（7）
【００６８】
【数８】
2009092073.tif 000010
…（8）
【００６９】
但し、NumcylActは作動気筒数であり、NumcylDactは休止気筒数であり、Modfactは全気筒数に対する作動気筒数の比率であり、そして、PMEPtotalは総平均有効ポンピング圧力である。  更に多い又は少ない項を有する多項式が、PMEPAct、PMEPDeact、FMEPAct、及びFMEPDeactについての回帰分析において、要求曲線近似及びストラテジー複雑性（strategy complexity）に基づいて使用され得る。
【００７０】
圧力に基づく損失は、以下の式（9）及び式（10）によって、トルクに変換される。
【００７１】
【数９】
2009092073.tif 000011
…（9）
【００７２】
【数１０】
2009092073.tif 000012
…（10）
【００７３】
但し、VDは作動気筒の排気量である。
【００７４】
そして、各々の気筒についての指示された平均有効圧力（ＩＭＥＰ）は、例えば以下の式（11）を用いて、判定され得る。
【００７５】
【数１１】
2009092073.tif 000013
…（11）
【００７６】
但し、Num_cylActは作動気筒数であり、VDは作動気筒の排気量であり、SPKTRは最小最良トルク（ＭＢＴ：minimum best torque）から遅角された点火角度（すなわち最大トルク量を生成する最小点火進角量）に基づくトルク比である。  更に多い又は少ない項を有する多項式が、回帰分析において、要求曲線近似及びストラテジー複雑性に基づいて使用され得る。  或いは、別の推測形態が使用される場合もある。  項SPKTRは以下の式（12）に基づく場合がある。
【００７７】
【数１２】
2009092073.tif 000014
…（12）
【００７８】
但し、ΓΔSPKは最良トルクのための最小点火進角量（すなわち最小最良トルクＭＢＴ）から遅角された点火角度におけるトルクであり、ΓMBTはＭＢＴのトルクである。  例の一つにおいて、SPKTRの実測値は、以下の式（13）に基づいて回帰分析から判定され得る。
【００７９】
【数１３】
2009092073.tif 000015
…（13）
【００８０】
但し、C0乃至C3は記憶された所定多項式係数であり、Nはエンジン速度であり、そして、IMEPMBTはＭＢＴ点火タイミングにおける要求平均有効圧力（ＩＭＥＰ）である。  SPKTRの値は、ＭＢＴからの点火遅角に応じて、0から1に及び得る。
【００８１】
個々の気筒の燃料質量は、例の一つにおいて、各々の気筒について以下の式（14）によって、判定され得る
【００８２】
【数１４】
2009092073.tif 000016
…（14）
【００８３】
但し、mfは燃料質量であり、C0乃至C6は記憶された所定多項式係数であり、Nはエンジン速度であり、AFRは空燃比であり、そして、IMEPは指示された平均有効圧力である。  上述したように、更に多い又は少ない項を有する多項式が、回帰分析において、要求曲線近似及びストラテジー複雑性に基づいて使用され得る。  例えば、エンジン温度、空気充填温度、及び高度に関する多項式の項もまた、含まれる場合がある。
【００８４】
要求気筒内空気量は、要求燃料噴射量から判定され得る。  例の一つにおいて、排気ガスセンサーによるフィードバックの有無に関わらず、（エンジン速度、エンジン温度、及びエンジン負荷に基づく）所定混合気が、要求空燃比を判定すべく、使用され得る。  更に、交互切換バルブ・モードにて作動するときには、同一の気筒における別のバルブについては、異なる要求空燃比を有するのが好ましい。  すなわち、第一吸気バルブの作動に関連して第一空燃比を有し、第二吸気バルブの作動に関連して第二空燃比を有するのが好ましい。  このようにして、気筒は、交互に作動する気筒サイクルにて作動する交互切換式吸気バルブ、及び、交互に生成される空燃比を有する混合気を有することができる。
【００８５】
上述のように判定された燃料質量は、所定要求空燃比が乗算されて、要求気筒内空気量を決定し得る。  要求空気質量は、以下式（15）から決定され得る。
【００８６】
【数１５】
2009092073.tif 000017
…（15）
【００８７】
但し、maは気筒に入る空気の要求質量であり、mfは気筒に入る燃料の要求質量であり、そして、AFRは要求空燃比である。
【００８８】
加えて、ＥＧＲ量は、実験的に決定されたＥＧＲ量を含むテーブルを指標付けすることによって、決定され得る。  テーブル項目の具体的な値は、エンジン排出物、燃焼安定性、及び燃料経済性に基づく。
【００８９】
更に、テーブルは、エンジン速度、エンジン温度、及びエンジン負荷によって指標付けされる場合がある。  ルーチンはその後、ステップ603に進む。
【００９０】
ステップ603において、気筒を同時作動する二つの吸気バルブによって運転するか（すなわち、同時作動バルブ・モード）、或いは、気筒を交互切換式吸気バルブによって運転するか（すなわち、交互切換バルブ・モード）の選択が行なわれる。  ステップ601にて決定された気筒内空気量が、現在のエンジン速度において、交互切換バルブ・モード及び同時作動バルブ・モードを使用することが可能となる気筒内空気量の範囲と比較される。      
【００９１】
加えて、気筒内空気量は、利用可能な気筒内容積及びＥＧＲ量の関数であり得るので、ステップ601にて決定されたＥＧＲ量は、ＥＧＲ量と気筒内空気量の合計量にて交互切換バルブ・モード及び同時作動バルブ・モードが可能であるかどうかを判定するのに使用され得る。  要求気筒内空気量及び要求ＥＧＲ量が交互切換バルブ・モードの範囲内でないならば、吸気バルブは同時作動バルブ・モードにて作動され、ルーチンはステップ605での判定後に終了する。  また、エンジン・トルク要求又はエンジン負荷が実質的に変更されるならば、ルーチンはステップ605での判定後に終了するように構成され得る。  これは、ルーチンが、必要に応じて、エンジンが実質的に定常状態にて作動している間のみ、交互切換バルブ・モードでの吸気バルブ・タイミングの適合を可能にする。
【００９２】
要求気筒内空気量及び要求バルブ・モードの決定後に、吸気バルブ・タイミングが決定され得る。  ルーチンは、実験的に決定された（現在のエンジン速度にて要求気筒内空気量を生成するための）吸気バルブ・タイミングがデータとして埋められた一つ又は複数のテーブル及び／又は関数を指標付けすることによって、基本バルブ・タイミングを決定する。  各々のバルブ・モードには、所定のバルブ・モードについて吸気バルブ・タイミングを出力するための、所定のテーブル及び／又は関数が割り当てられ得る。  更に、吸気バルブｊ及び吸気バルブｊ＋１について、異なる吸気バルブ・タイミングが、気筒ｉが同じモード（例えば交互切換バルブ・モード）又は異なるモード（例えば同時作動バルブ・モード）にて運転しているときに、割り当てられ得る。  例えば、気筒が交互切換バルブ・モードにて運転しているとき、各々の吸気バルブには異なる基本バルブ・タイミングが割り当てられる場合がある。  このようにして、特有の吸気バルブ・タイミングが、必要に応じて、各々の気筒モードについて決定され得る。  同様に、基本燃料噴射タイミングが、異なる気筒運転状態にとって割り当てられる場合がある。
【００９３】
交互切換バルブ・モードが選択されて、エンジンが所望状態であるるならば、ルーチンはステップ605に進む。
【００９４】
ステップ605において、ルーチンは、吸気バルブが交互切換バルブ・モードにて作動されるべきかどうか、そして、運転状態が吸気バルブ・タイミング及び／又は燃料噴射タイミング（燃料噴射タイミングは、エンジンのクランクシャフト角度に関して、いつ燃料が気筒に供給されるか、なおかつ、インジェクタによって供給される燃料噴射量を含む）の調整に貢献するかどうかを判定する。  ステップ603にて交互切換バルブ・モードが選択され、かつ、エンジンが所望状態にあるならば、ルーチンはステップ607に進む。  そうでなければ、ルーチンは終了する。
【００９５】
ステップ607において、ルーチンは、所定の気筒において一方の吸気バルブ又は他方の吸気バルブの何れを作動させるべきかを判定する。  このルーチンは、各々の気筒について、交互切換バルブ・モードの気筒サイクルにて最後にどの吸気バルブが作動されたのかを追求する。  エンジンが未だ始動されていないため、交互切換バルブ・モードの気筒サイクル自体が存在していなかったならば、ルーチンは常に所定の吸気バルブ或いは割り当てがなされ得るランダムな吸気バルブにて始動するように構成される場合がある。  最後の気筒サイクルにて特定の吸気バルブが作動した（すなわち開閉した）ならば、最後の気筒サイクルにて作動しなかった（すなわち閉状態に維持されていた）吸気バルブが、現在又は次の気筒サイクルにて作動するように選択される。  ルーチンはその後、ステップ609に進む。
【００９６】
ステップ609において、ルーチンは、交互切換バルブ・モードにて最後に作動された各気筒及び各吸気バルブについて気筒内空気充填誤差及び気筒内空燃比誤差を決定する。  吸気バルブｊは、気筒ｉ内で一つの気筒サイクルおきにしか作動しないので、吸気バルブｊが最後に作動したときに気筒ｉに入る空気の量がメモリに記憶される。  この記憶された空気量は、吸気バルブｊが気筒ｉ内で最後に作動したときの要求気筒内空気量から減算され、その減算結果は気筒ｉ及び吸気バルブｊの組合せについての気筒内空気充填誤差である。  気筒内空気充填誤差は、気筒ｉ及び吸気バルブｊの各組合せについて、決定されて記憶される。  ｉ及びｊは、気筒及び吸気バルブの特定の組合せを表す整数変数であることに留意すべきである。
【００９７】
同様に、空燃比誤差が、交互切換バルブ・モードにて最後に作動された気筒ｉ及び吸気バルブｊの各組合せについて、決定される。  吸気バルブｊは、気筒ｉ内で一つの気筒サイクルおきにしか作動しないので、吸気バルブｊが最後に作動したときの気筒ｉに入る混合気の空燃比がメモリに記憶される。  この記憶された空燃比は、吸気バルブｊが気筒ｉ内で最後に作動したときの要求気筒内空燃比から減算され、その減算結果は気筒ｉ及び吸気バルブｊとの組合せについての気筒内空燃比誤差である。  例の一つにおいて、気筒内空燃比は、燃焼イベントに関する気筒内空燃比を判定すべく、燃焼イベント後の所定時期に排気ガスを計測する酸素センサーを用いて決定される。  なお、このステップによって、二気筒サイクル前の気筒内空気量及び／又は気筒内空燃比から、空気充填誤差及び／又は空燃比誤差が算出されていることが示されている。  ルーチンはステップ611に進む。
【００９８】
ステップ611において、ルーチンは、バルブ・タイミング調整、燃料噴射量調整、或いは、それら両方を行なうべきか決定する。  実施形態の一つにおいて、ルーチンが、実エンジン・トルクが要求エンジン・トルクから逸脱していると判定するならば、吸気バルブ・タイミング及び燃料噴射量が調整される。  実エンジン・トルクが要求エンジン・トルクに近接しているものの、気筒内空燃比が要求空燃比から逸脱しているならば、吸気バルブ・タイミングのみ又は燃料噴射量のみを調整するのが好ましい場合がある。  しかしながら、燃料噴射タイミング及び吸気バルブ・タイミングは、必要に応じて、同一気筒サイクル内で調整され得る。
【００９９】
例の一つにおいて、気筒内空燃比が要求空燃比から逸脱する場合に、最初にバルブ・タイミング調整が行なわれ、同じ吸気バルブが作動している別の気筒サイクルにおいても引き続き逸脱が起こっているならば、燃料噴射量の調整が行われる場合がある。  吸気バルブ・タイミング及び燃料噴射量に対する更なる調整が、空燃比の逸脱が実質的に除去又は低減されるまで、別の気筒サイクルにて行われ得る。  燃料噴射タイミング及び吸気バルブ・タイミングの調整は、特定気筒及び特定吸気バルブと関連付けられる。  すなわち、調整は、特定の気筒サイクルにて作動している、特定吸気バルブのバルブ・タイミングに対して、及び、特定インジェクタの燃料噴射タイミングに対して行われ得る。  例えば、第二吸気バルブが第三気筒の特定気筒サイクルにて作動するときに、第二インジェクタが燃料噴射するならば、第二インジェクタの燃料噴射タイミング調整、及び、第二吸気バルブのバルブ・タイミング調整は、第三気筒にて次回に第二吸気バルブが作動するときに行われ得る。  ルーチンは、気筒ｉ及び吸気バルブｊの特定組合せについて、最後の気筒シリンダにて生成された最後の調整形式を記録維持する。
【０１００】
ルーチンは、気筒内空気量及び気筒内空燃比が、気筒ｉ及び吸気バルブｊの特定組合せに関して要求範囲内であると判定するならば、燃料噴射制御及びバルブ・タイミング制御に対する更新を禁止し得る。  ルーチンは、ステップ613に進む。
【０１０１】
ステップ613において、ルーチンは、吸気バルブ・タイミングを調整すべきか否かを決定する。  ステップ611にて決定された調整に基づいて、ルーチンは、特定吸気バルブのタイミング調整が行われるべきか否か、又は、吸気バルブのタイミング調整処理が回避される必要があるかどうかを決定する。  吸気バルブのタイミング調整が要求されるならば、ルーチンはステップ615に進む。  そうでなければ、ルーチンはステップ619に進む。
【０１０２】
ステップ615において、ルーチンは、気筒ｉの現在又は来るべき（次回の）気筒サイクルにて作動することになる吸気バルブｊについて、具体的なタイミング調整量を決定する。  バルブ制御装置の幾つかは、吸気バルブが作動する現在の気筒サイクルにおいて、吸気バルブのタイミング調整量を決定可能であることに留意すべきである。  他のバルブ制御装置は、吸気バルブのタイミング調整量が、計画的な吸気バルブ作動よりも一つ又は複数の気筒サイクル前に決定される必要があり得る。  従って、吸気バルブのタイミング調整は、バルブ制御器の構成に依存して、次回の気筒サイクル或いは現在の気筒サイクルにて行なわれ得る。
【０１０３】
ルーチンは、吸気バルブのタイミング調整量を決定すべく、吸気バルブｊが、気筒ｉにおける以前の気筒サイクルにて作動したとき、気筒内空気充填誤差を決定する。  吸気バルブｊは、気筒ｉ内で一つの気筒サイクルおきにしか作動しないので、吸気バルブｊが最後に作動したときに気筒ｉに入る空気の量がメモリに記憶される。  この記憶された空気量は、吸気バルブｊが気筒ｉ内で最後に作動したときの要求気筒内空気量から減算され、その減算結果は気筒ｉ及び吸気バルブｊの組合せについての気筒内空気充填誤差である。      
【０１０４】
この決定は、交互作動バルブ・モードにて作動する全気筒について行われ得る。  ルーチンはステップ617に進む。
【０１０５】
気筒内空気充填誤差は、気筒ｉ内の作動している吸気バルブｊに関係付けられた基本バルブ・タイミングに加算される、又は、その基本バルブ・タイミングから減算されることによって、吸気バルブのタイミング調整量を決定するように使用される。  実施形態の一つにおいて、気筒ｉ及び吸気バルブｊの組合せについての空気充填誤差は、ゲイン項（gain term）にて乗算され、その乗算結果が、ステップ603にて決定された基本バルブ・タイミングに加算される。  別の実施形態において、幾何学的な吸気バルブ・モデルが、吸気バルブを閉じる方向のバルブ変移の進角量を推定するように使用され、さもなければ、現在のエンジン速度及び運転状態において気筒内空気充填誤差を除去するのに処理の遅延が発生する場合がある。  米国特許第6,850,831号明細書に表される幾何学的な吸気バルブ・モデルは、気筒内空気充填誤差に基づいて、吸気バルブのタイミング調整を決定するのに使用され得る一つのモデルであり、これによって、その記述はここに全ての目的のために参照として完全に組み込まれる。  ルーチンはステップ617に進む。
【０１０６】
ステップ617において、ルーチンは、ステップ615において決定された、吸気バルブのタイミング調整量をメモリに記憶する。  実施形態の一つにおいて、吸気バルブのタイミング調整量は、エンジン速度及びエンジン負荷によって指標付けされた配列にて記憶される。  ルーチンはステップ619に進む。
【０１０７】
ステップ619において、ルーチンは、燃料噴射をタイミング調整すべきか否かを決定する。  ステップ611にて決定された調整に基づいて、ルーチンは、特定燃料噴射のタイミング調整が行われるべきか否か、又は、燃料噴射のタイミング調整処理が回避される必要があるかどうかを決定する。  燃料噴射のタイミング調整が要求されるならば、ルーチンはステップ621に進む。  そうでなければ、ルーチンはステップ625に進む。
【０１０８】
ステップ621において、ルーチンは、気筒ｉの現在又は次回の気筒サイクルにて作動することになる吸気バルブｊについて、燃料噴射のタイミング調整量を決定する。  燃料噴射制御装置の幾つかは、吸気バルブが作動する現在の気筒サイクルにおいて、燃料噴射のタイミング調整量を決定可能である一方で、他の燃料噴射制御器は、燃料噴射タイミングがそれ以前の気筒サイクルにて判定される必要があることに留意すべきである。  従って、燃料噴射のタイミング調整は、燃料噴射制御器の構成に依存して、現在の気筒サイクル或いは以前の気筒サイクルにて行なわれ得る。  ルーチンは、気筒ｉにおける最後の気筒サイクルにて吸気バルブｊが作動したとき、気筒内空燃比誤差を決定する。
【０１０９】
実施形態の一つにおいて、気筒内空燃比誤差は、気筒内に空気を導入すべく吸気バルブｊが開いている（すなわち作動している）気筒サイクルにおいて、気筒ｉ内での燃焼後の所定時期に排気ガスをサンプリングすることによって、判定される。  排気ガス中の酸素濃度は、気筒内で燃焼された混合気の空燃比の推測値を提供する。  排気ガスにおける空燃比は、所定気筒サイクルにて気筒ｉ内における吸気バルブｊの作動に関連する空燃比誤差を決定すべく、要求空燃比から減算される。  実施形態の一つにおいて、空燃比誤差は、ゲイン項にて乗算され、その乗算結果は、現在のエンジン運転状態にて、気筒ｉにおける気筒サイクルにて作動している吸気バルブｉに関連付けられた基本燃料噴射タイミングに加算される。
【０１１０】
一つの気筒において両方の吸気ポートに導くように、単一のインジェクタが使用されるときには、燃料噴射のタイミング調整が、吸気バルブｊの開イベント直前若しくはその開イベント中に生成される燃料噴射イベントに対して行われる。  当然ながら、吸気バルブｊの開イベント直前若しくはその開イベント中に供給される燃料の噴射量を増加又は減少することは、吸気バルブｊ＋1（すなわち、同一気筒における他の吸気バルブ）が開くときに存在している燃料溜りに影響し得る。  従って、吸気バルブｊについての吸気バルブ開イベントの直前に供給される燃料もまた、吸気バルブｊ＋１が開かれるときに気筒内に導入されるであろう燃料溜りの変化を反映すべく、更新され得る。  ルーチンはステップ623に進む。
【０１１１】
ステップ623において、ルーチンは、ステップ621において決定された燃料噴射のタイミング調整量をメモリに記憶する。  実施形態の一つにおいて、燃料噴射のタイミング調整量は、エンジン速度及びエンジン負荷によって指標付けされた配列にて記憶される。  ルーチンはステップ625に進む。
【０１１２】
ステップ625において、ルーチンは、吸気バルブのタイミング及び／又は燃料噴射タイミングを更新するべきか否かを判定する。  ルーチンが、以前のステップの処理から更新（すなわちタイミング調整）が必要とされると判定するならば、ルーチンはステップ627に進む。  そうでないならば、ルーチンは終了する。
【０１１３】
ステップ627において、ルーチンは、調整された吸気バルブのタイミング調整量及び／又は燃料噴射のタイミング調整量を出力する。  ステップ615において決定された吸気バルブのタイミング調整量は、実際の気筒内空気量を要求気筒内空気量に近付ける修正済の吸気バルブ・タイミングを生成すべく、ステップ603において決定された基本バルブ・タイミングに加算される。  この修正済の吸気バルブ・タイミングは、専用のバルブ制御器に送られる場合があり、或いは、エンジン制御器によって吸気バルブに直接的に制御する場合もある。
【０１１４】
同様に、ステップ621において決定された燃料噴射のタイミング調整量は、実際の気筒内空燃比を要求気筒内空燃比に近付ける修正済の燃料噴射タイミングを生成すべく、ステップ603において決定された基本燃料噴射タイミングに加算される。  この修正済の燃料噴射タイミングは、エンジン制御器からインジェクタに送られ得る。  新たな燃料噴射タイミング命令及び／又は吸気バルブ・タイミング命令の出力後に、ルーチンは終了する。
【０１１５】
更なるステップが、ルーチン終了前に付加され、それによって点火タイミングが、如何なる吸気バルブのタイミング調整量又は燃料噴射のタイミング調整量に応じて調整され得ることに留意すべきである。  具体的には、気筒内空気量が減少する場合、或いは、気筒内空燃比が増大する場合には、点火タイミングは進角される場合がある。  その一方で、気筒内空気量が増大する場合、或いは、気筒内空燃比が減少する場合には、点火タイミングは遅角される場合もある。  点火タイミングが、特定の気筒サイクルにて、特定の吸気バルブの動作に基づいて調整され得ることもまた、認識されるべきである。  例えば、気筒ｉにおいて気筒サイクルにて吸気バルブｊが作動するときには、吸気バルブｊ＋１が作動するときに比べて、点火タイミングは進角又は遅角される場合がある。
【０１１６】
当業者によって理解されるように、図6において記述されたルーチンは、例えばイベント駆動、割り込み駆動、多重タスク処理、マルチ・スレッド等のような数多くの制御ストラテジー（処理ロジック）のうちの一つ又は複数を表し得る。  記述される種々のステップ又は機能は、それ自体、記述された順番で、または並行して実行され、或いは場合によっては削除される場合もある。  同様に、処理の順番は、ここに記載された目的、特徴、及び利点を達成するために必須のものではなく、図示と説明を簡単にするために提供されたものである。  明確には図示されていないが、本技術分野の当業者であれば、記述されたステップ又は機能が、使用される具体的な制御ストラテジーに応じて繰り返し実行され得ることを理解するであろう。
【０１１７】
これで説明を終わるが、本技術分野の当業者であれば、本記述を読むことにより、本発明の技術思想及び範囲を逸脱することなく、多くの代替案及び修正案を想定するであろう。  例えば、天然ガス、ガソリン、ディーゼル、又は、代替燃料で動作する、直列3気筒エンジン、直列4気筒エンジン、直列5気筒エンジン、V型6気筒エンジン、V型8気筒エンジン、V型10気筒エンジン、またはV型12気筒エンジンの構成が、本記述を有利に使用し得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】エンジンの概略図である。
【図２】中立状態にある電気作動式バルブを示す概略図である。
【図３】吸気バルブのタイミング調整の一例を示すプロット図である。
【図４】吸気バルブのタイミング調整、及び、燃料噴射のタイミング調整の例を示すプロット図である。
【図５】吸気バルブのタイミング調整、及び、燃料噴射のタイミング調整の別の例を示すプロット図である。
【図６】空燃比制御の制御ストラテジーを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１９】
10、エンジン
12、制御器
30、燃焼室
52、吸気バルブ
54、排気バルブ
66、インジェクタ
88、点火装置
92、点火プラグ
303、305、306、吸気バルブ開イベント
【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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