JP2007303326A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば内燃機関の燃焼室における燃焼安定性を確保する。
【解決手段】内燃機関制御装置は、内燃機関の燃焼室から排出される排気の空燃比を、所定期間に亘って複数回取得する空燃比取得手段（２２１）を備える。このように複数回取得された空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いに基いて、前記排気に含まれる炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方を推定する推定手段（１００）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃焼安定性を確保すると共に、例えば車載式故障診断システムのような自動車の排出ガス規制に対応する内燃機関制御装置に関する。

この種の内燃機関制御装置或いは車載式故障診断システムとして、例えば、以下の特許文献１から４に示すような技術が開示されている。

特許文献１によると、各気筒におけるクランク角速度の変動に基づいて各気筒毎の燃焼状態が検出される。特許文献２によると、最下流の炭化水素触媒の温度がＨＣ脱離温度を超えるか否かを確認し、それに応じて点火遅角制御することで、排気エミッションが向上する。特許文献３によると、酸素センサの出力電圧値と空気過剰率との特性的関係に基づいて内燃機関の空燃比が良好に調整される。特許文献４によると、ＨＣ吸着剤の下流又は上流に設けた酸素濃度センサから吸排気弁の開き重なり時間を制御することで、冷間始動時等のＨＣ吸着効果が向上する。

特開平３−１５６４５号公報 特開２００４−１１６３７０号公報 特許２９３０５９６号公報 特開２００２−２７６４２９号公報

しかしながら、例えば前述の特許文献１から４に開示されている技術には、以下のような問題が生じ得る。即ち、特許文献１に開示された技術は、検出の応答性に改善の余地がある。具体的には、燃焼状態を直接的でなく、クランク角速度の変動に置き換えて検出しているため、燃焼が不安定になり各気筒の発生トルクがばらついてからでないと不安定であることを検出できない虞がある。特許文献２に開示された技術では、炭化水素触媒の温度センサが別途必要となる。特許文献３に開示された技術では、特性的関係を更に明瞭にする余地がある。特許文献４に開示された技術では、定常走行時への応用が困難である。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであり、燃焼状態を早期に或いは精度良く推定し、燃焼安定性及び排出ガス低減性能を良好に保つことに役立ち得る内燃機関制御装置を提供することを課題とする。

本発明の内燃機関制御装置は、上記課題を解決するために、内燃機関の燃焼室から排出される排気の空燃比を、所定期間に亘って複数回取得する空燃比取得手段と、該複数回取得された空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いに基いて、前記排気に含まれる炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方を推定する推定手段とを備える。

本発明の内燃機関制御装置によると、以下に示すように排気に含まれる炭化水素の濃度が推定される。ここに、「炭化水素」とは、例えば「非メタン炭化水素」（ＮＭＨＣ）と、「メタン」（ＣＨ₄）のように、少なくとも炭素C及び水素Hを含有する化合物である。「炭化水素の濃度」とは、炭化水素の成分が排気に占める比率を指す尺度であり、例えばその重量比或いは体積比が百万分率［ppm］で表される。

先ず、その動作時に、典型的には定常時に、内燃機関の燃焼室から排出される排気の空燃比が、例えば空燃比センサ、λセンサ等を有する空燃比取得手段によって、所定期間に亘って複数回取得される。ここに「排気の空燃比」とは、排気に含まれる燃料と空気との定量的な関係を、狭義には直接的に重量比で示し、広義には空気過剰率λ等のように間接的に示す指標である。「所定期間」とは、後述する炭化水素の時間軸上におけるバラツキの度合いを特定するために必要とされる標本の数（即ち、排気の空燃比の測定数）と、かかる標本の取得周期とに基づいて、予め実験或いはシミュレーションによって求まる期間である。かかる所定期間は、後述する炭化水素の時間軸上におけるバラツキの度合いの特定精度に、応答遅れ等の観点を加味して求められるとよい。ここに「バラツキ」とは、標本が揃っていないこと、或いは不揃いの程度のことをいう。この「バラツキ」の度合いは各種統計量、具体的に例えば、標本の最大値と最小値の差である範囲、標本の分散若しくは標準偏差として特定されるとよい。

そして、例えば演算回路、メモリ等を有する推定手段によって、上述のように複数回取得された空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いに基いて、排気に含まれる炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方が推定される。ここに「空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いに基いて」とは、本願発明者の研究により解明された、空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いと炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値との相関関係或いは因果関係に基づく趣旨である。これらの関係は、マップ或いは関数として固体別に予めメモリ等に保持しておくとよく、事後的に変更されてもよい。例えば、炭化水素の濃度の平均値が上昇すると、燃焼が不安定になっているということなので、炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いも上昇する。他方で、炭化水素の濃度の平均値が上昇すると、燃焼が不安定になっているということなので、空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いも上昇する。即ち、燃焼が不安定になる分、炭化水素の濃度の平均値が上昇すると、炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いと空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いとが共に上昇する。

従って、空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いが上昇する場合、当該空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いを決定しうる他の要因が比較的軽度な条件下で、炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値が共に上昇していること、言い換えれば燃焼が相対的に不安定になっていることが推定される。

以上詳細に説明したように、複数回取得された空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いと炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値とは相関があるので、複数回取得された空燃比から炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値を推定できる。このため、後述するように、複数回取得された空燃比に基づいて空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いを求めた上で、炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値を求めてもよい。或いは、処理上は空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いを経由することなく、直接に炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値を求めてもよい。この推定結果に基づけば、たとえ燃焼が不安定になったとしても、かかる状態が早期に推定され、仮にクランク角速度の変動に置き換えて検出する場合に比べて早期に対応可能となり、もって燃焼安定性及び排出ガス低減性能が良好に保たれる。

本発明に係る内燃機関制御装置の一態様では、前記複数回取得された空燃比を標本として、前記空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いを特定する空燃比バラツキ特定手段を更に備え、前記推定手段は、該特定された前記空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いに基いて、前記排気に含まれる炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方を推定する。

この態様によると、複数回取得されたの空燃比を標本として、例えば演算回路、メモリ等を有する空燃比バラツキ特定手段によって、所定期間における空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いが特定される。そして、複数回取得された空燃比に基づいて空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いを求めた上で、炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方が推定される。従って、この態様においても上述したように、燃焼が早期に推定されるので、実践上非常に有利である。

本発明に係る内燃機関制御装置の他の態様では、前記所定期間における前記内燃機関は定常状態である。

この態様によると、内燃機関は定常状態である場合に、上述の如く所定期間における空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いが特定される。従って、他の要因が極力排除されるので、上述の推定精度が向上する。ここに「定常状態」とは、内燃機関の状態が略一定であることをいい、例えば、上述した空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いと炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値との相関関係或いは因果関係の関係の強さ（例えば、相関係数或いは他の要因と比較した場合の寄与率）が、所定閾値を超えることをいう。この所定閾値は、本発明による推定が実践上有効に働き得る値として、予め実験或いはシミュレーションによって求められるとよく、所定のマージンをもたせても、事後的に学習させてもよい。このような「定常状態」であるか否かは、具体的に例えば回転数或いはスロットル開度の経時変化に基づいて、判定されるとよい。

本発明に係る内燃機関制御装置の他の態様では、前記所定期間を、前記内燃機関の回転数に基いて決定する決定手段を更に備える。

この態様によると、所定期間が、例えばクランク角センサ及び演算回路等を有する決定手段によって、内燃機関の回転数に基いて決定される。例えば、所定期間が、内燃機関の回転数に略反比例するように決定される。このように、内燃機関の回転数に適した所定期間が決定されるので、空燃比を余計に取得することを回避できる。従って、極力短い期間で、炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値を推定することができる。

尚、単純に所定期間を一定期間としても、相応の精度での推定は可能であり、この場合には、全体として処理が簡易で済むという利益が得られる。

本発明に係る内燃機関制御装置の他の態様では、前記空燃比取得手段は、前記排出される排気を浄化する触媒よりも、前記燃焼室側に備えられる。

この態様によると、空燃比取得手段が、触媒よりも燃焼室側の上流に備えられるので、炭化水素が触媒に吸着される前の排気に基づいて上述の推定が行われる。ここで、触媒より上流側の排気は、下流側の排気に比べて、燃焼室の燃焼状態を直接的に示し得る。従って、上述の推定精度及び信頼性が向上する。

本発明に係る内燃機関制御装置の他の態様では、前記内燃機関に備わる吸気弁及び排気弁の開閉時期を互いに独立して調整する可変動弁手段を更に備え、前記炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を超える場合、前記可変動弁手段は、前記時間軸上におけるバラツキの度合いが前記所定閾値を下回るように、前記吸気弁及び前記排気弁が共に開く期間を減少させる。

この態様によると、上述の如く推定された炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を超えるか否かが判断される。ここに「所定閾値」とは、燃焼が著しく不安定であるような、炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いとして、予め実験或いはシミュレーションにより求められる値であり、所定のマージンをもたせても、事後的に学習させてもよい。そして、炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を超える場合、即ち燃焼が著しく不安定である虞がある場合には、可変動弁手段は、時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を下回るように、吸気弁及び排気弁が共に開く期間（即ち、オーバーラップ量）を減少させる。従って、早期に推定された炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いに応じて、好適に燃焼の安定性を確保できる。他方で、所定閾値を下回る場合には、オーバーラップ量を増大させて、出力向上を図るとよい。尚、本態様は、燃焼安定性を確保するための手立ての一例であり、他の手立てを講ずることを妨げない。加えて、推定された炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いに代えて、空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いの大きさに基づいて、上述の如き判断してもよい。

本発明に係る内燃機関制御装置の他の態様では、前記排気の少なくとも一部を吸気の一部として還流させる還流量を調整する排気環流手段を更に備え、前記炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を超える場合、前記時間軸上におけるバラツキの度合いが前記所定閾値を下回るように、前記排気還流手段は、前記還流量を減少させる。

この態様によると、上述の如く推定された炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を超える場合、即ち燃焼が著しく不安定である虞がある場合には、可変動弁手段は、時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を下回るように、排気還流手段は、還流量を減少させる。従って、この態様においても、早期に推定された炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いに応じて、好適に燃焼の安定性を確保できる。他方で、所定閾値を下回る場合には、還流量を増大させて、燃焼温度を下げ、ＮＯｘ等の排出量を低減できる。尚、本態様は、燃焼安定性を確保するための手立ての一例であり、他の手立てを講ずることを妨げない。加えて、推定された炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合いに代えて、空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いの大きさに基づいて、上述の如き判断してもよい。

本発明の作用及び他の利得は、次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下、発明を実施するための最良の形態として本発明の一実施形態を、図面に基いて詳細に説明する。

（１）構成
先ず、本実施形態に係る内燃機関制御装置の構成について、図１を参照して説明する。ここに、図１は、本発明の実施形態に係る、内燃機関制御装置が搭載された車両の模式的な断面図である。

図１において、エンジン２００は、クランクポジションセンサ２１８、空燃比センサ２２１、可変動弁装置１０及びＥＧＲ装置２２９及び制御装置１００を備え、以下の如く、所定期間における空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いから、排気に含まれる、本発明に係る「炭化水素」の一例としての全炭化水素ＴＨＣ（Ｔｏｔａｌ ＨｙｄｒｏＣａｒｂｏｎｓ：ＴＨＣ）の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方が好適に推定されるように構成されている。ここに、「全炭化水素ＴＨＣの濃度」とは、エミッション上問題となる排気に含まれる炭化水素系成分の総量を示す定量的な指標であり、例えば「非メタン炭化水素」（ＮＭＨＣ）と、「メタン」（ＣＨ₄）との濃度の合計値で表される。ただし、「全炭化水素」の「全」は、必ずしも全ての炭化水素を含むことを要求する趣旨ではなく、実践上の必要に応じて成分が選択されればよい。

エンジン２００は、制御装置１００による制御下で、シリンダ２０１内における燃焼に際し、外部から空気（即ち、吸入空気）を吸気管２０６に備わる吸気バルブ２０８を介して吸入させる。吸気管２０６には、外部から吸入される空気を浄化するクリーナ２１１、吸入された空気の質量流量を直接測定するエアフローメータ２１２、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ２１３、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４、スロットルバルブ２１４の開度を検出するスロットルポジションセンサ２１５、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２１６、踏み込み量に基いてスロットルバルブ２１４を駆動するスロットルバルブモータ２１７が備わる。燃料タンク２２３に貯蔵された燃料（ガソリン）は、フィルタ２２４を通過してインジェクタ２０７へと供給される。燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。インジェクタ２０７から噴射された燃料は、この吸入空気に混合されて混合気を形成し、シリンダ２０１内で点火プラグ２０２により着火爆発（即ち、燃焼）させられることで、ピストン２０３が往復運動する。この往復運動は、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換され、当該エンジン２００が搭載された車両を駆動可能に構成されている。シリンダ２０１の周辺には、エンジン２００のノック強度を測定可能なノックセンサ２１９、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が備わる。シリンダ２０１内部での燃焼に伴い発生する排気ガスは、排気バルブ２０９を介して排気管２１０を下って排気される。三元触媒装置２２２は、例えばエンジン２００から排出されるＨＣ（炭化水素）の他、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒を含んでいる。

クランクポジションセンサ２１８は、本発明に係る「時間決定手段」の一例であり、クランクシャフト２０５の回転角（即ち、クランク角）を定期或いは不定期に検出する。

空燃比センサ２２１は、本発明に係る「空燃比取得手段」の一例であり、排気管２１０における三元触媒装置２２２の上流側に配設され、排気管２１０から排出される排気から、エンジン２００の空燃比を定期或いは不定期に検出する。この空燃比センサ２２１によって、所定期間に亘って複数回、空燃比が検出される。

ＥＧＲ装置２２９（Exhaust Gas Recirculation装置：ＥＧＲ装置）は、本発明に係る「排気環流手段」の一例であり、排気管２１０に排出される排気の一部を、ＥＧＲ管２２８を介して吸気管２０６に環流する。この環流量（即ち、ＥＧＲ量）は、ＥＧＲ管２２８に管路に設置されたＥＧＲ弁２２７の開度を、制御装置１００が制御することによって調整される。

可変動弁装置１０は、本発明に係る「可変動弁手段」の一例であり、気筒の吸気弁２０３及び排気弁２０４の動弁特性を変更可能に構成されている。吸気弁及び排気弁の開閉時期を制御できるものであればよく、カムバイワイヤ、電磁駆動弁等を用いることができる。

制御装置１００は、本発明に係る「時間決定手段」、「空燃比バラツキ特定手段」及び「推定手段」の一例であり、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）及び各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されている。この専用メモリ或いは随時書き込み読み出しメモリには、空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いと全炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値との相関関係或いは因果関係を示すマップ或いは関数が予め格納されている（図３、図４、図５参照）。そして、クランクポジションセンサ２１８、空燃比センサ２２１等の各種センサから入力信号を受ける入力ポートと、可変動弁装置１０、ＥＧＲ装置２２９等の各種アクチュエータに制御信号を送る出力ポートとに、バスを介して接続されている。従って、クランクポジションセンサ２１８に検出された回転角に基いて、制御装置１００はエンジン２００の回転数Ｎｅを算出する。この回転数Ｎｅに基づいて、空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いを特定する際に要する所定期間が決定される。そして排気に含まれる空燃比が、所定期間に亘って検出される。この検出結果から空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いが例えば分散として算出され、先のマップに照らし合わされることで、例えば対応づけられた全炭化水素の濃度の分散が推定される。言い換えれば、燃焼の安定性が推定される。この推定結果に基づき、燃焼の安定性が確保されるように、制御装置１００は、可変動弁装置１０或いはＥＧＲ装置２２９のような装置を制御する（図６、図７参照）。

以上図１に示すように、本実施形態に係る、エンジン２００は、クランクポジションセンサ２１８、空燃比センサ２２１、制御装置１００を備えるので、所定期間における空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いから、排気に含まれる全炭化水素THCの濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方が好適に推定され、例えば、可変動弁装置１０及びＥＧＲ装置２２９を用いて燃焼を安定化させる各種制御が可能となる。

（２）動作処理
上述の如く構成された本実施形態に係る内燃機関制御装置の動作処理について、図１に加えて、図２から図７を用いて説明する。

先ず、図２を用いて、本実施形態に係る内燃機関制御装置の動作処理を説明する。ここに、図２は、実施形態に係る、内燃機関制御装置の動作処理を示すフローチャートである。

図２において先ず、エンジン２００が定常状態であるかが判定される（ステップＳ１１）。定常状態であるか否かは、例えば過去１０秒間のスロットルポジションセンサ２１５の出力値の経時変化に基づいて判定される。

ここで、定常状態でないと判定される場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、通常の空燃比フィードバック制御が行われ、定常状態になるまで待機する。

他方、定常状態であると判定される場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御装置１００は、平均化時間（即ち、本発明に係る「所定期間」）を決定すべく、クランクポジションセンサ２１８に検出された回転角に基いて、エンジン２００の回転数Ｎｅを特定する（ステップＳ１２）。この回転数Ｎｅに例えば略反比例する値として、平均化時間が決定される（ステップＳ１３）。

続いて、空燃比センサ２２１は、三元触媒装置２２２上流の空燃比を標本として取得し、制御装置１００へ伝達する（ステップＳ２１）。その後、標本として空燃比を取得し始めてから平均化時間が経過したか否かが、制御装置１００によって判断される（ステップＳ２２）。ここで、平均化時間が経過していない場合、言い換えると、所望の標本数に満たない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、引き続き空燃比が取得される（ステップＳ２１）。

他方、平均化時間が経過している場合、言い換えると、所望の標本数が満たされた場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、この平均化時間における空燃比の分散が、制御装置１００によって特定される（ステップＳ３１）。

この空燃比の分散に基づいて、全炭化水素の平均・分散が推定される（ステップＳ４１）。即ち、間接的に、エンジン２００の燃焼状態が推定される。この推定について、図３から図５を用いて、説明を加える。ここに、図３は、実施形態に係る、排気に含まれる全炭化水素の濃度の平均値と分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）との関係を示す特性図であり、図４は、実施形態に係る、排気に含まれる全炭化水素の濃度の平均値と空燃比の分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）との関係を示す特性図であり、図５は、実施形態に係る、排気に含まれる全炭化水素の濃度の平均値と分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）と空燃比の分散の度合いとの経時変化における関係を示す特性図である。

図３では、排気に含まれる全炭化水素の濃度の平均値が増大すればするほど、エンジン２００の燃焼も不安定化するので或いはしているので、この濃度の分散も増大する傾向にあることが示されている。

図４では、排気に含まれる全炭化水素の濃度の平均値が増大すればするほど、図３のように、この濃度の分散も増大するので、空燃比センサ２２１により検出された空燃比の分散も増大する傾向にあることが示されている。

図５では、図３及び図４を踏まえ、排気に含まれる全炭化水素の濃度の平均値が増大すると、燃焼が不安定になる分、この濃度の分散及び空燃比の分散が、共に増大する様子が、経時変化として示されている。

以上、図３から図５によると、逆に、空燃比の分散を増大させうる他の要因が比較的軽度な定常状態の下で、空燃比の分散が増大するのであれば、この全炭化水素の濃度の分散及び平均値が共に増大していること、言い換えれば燃焼が相対的に不安定になっていることが推定される。このようにして、空燃比の分散の度合いに基いて、排気に含まれる全炭化水素の濃度の分散の度合い及び平均値の少なくとも一方が、推定される。かかる推定は、制御装置１００が図３及び図４をマップとして保持し、このマップに空燃比の分散を照らし合わせることで行われる。

再び図２に戻り、全炭化水素の濃度の分散が所定閾値を超えるか否かが判断される（ステップＳ５１）。即ち、エンジン２００の燃焼が、実践上問題となりうる程に不安定であるか否かが判断される。ここで、この分散が所定閾値を超えない場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、燃焼は比較的安定していると推定されるので、引き続き通常の制御に従い運転が継続される。

他方、この分散が所定閾値を超える場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、エンジン２００の燃焼が、実践上問題となりうる程に不安定であると推測される。従って、燃焼を安定化させるべく、オーバーラップ量、ＥＧＲ量等が調整される（ステップＳ５２）。この調整について、図６及び図７を用いて説明を加える。ここに、図６は、実施形態に係る、オーバーラップ量と空燃比の分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）との関係を示す特性図であり、図７は、実施形態に係る、ＥＧＲ量と空燃比の分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）との関係を示す特性図である。

図６に示すように、制御装置１００が、オーバーラップ量を低減するように、可変動弁装置１０を制御すると、排気の空燃比及び排気に含まれる全炭化水素の濃度の分散も低減できる。

図７に示すように、制御装置１００が、ＥＧＲ量を低減するように、ＥＧＲ装置２２９を制御すると、排気の空燃比（排気に含まれる全炭化水素の濃度）の分散を低減できる。

このように、図６或いは図７の何れの制御によっても、エンジン２００の燃焼の安定性を改善できる。

以上の結果、図１から図７を用いて説明した実施形態によれば、特に本願発明者の研究による図３から図５に示す関係に基づき、空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いから、排気に含まれる全炭化水素の濃度の時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方が好適に推定される。この推定結果に基づけば、たとえエンジン２００の燃焼が不安定になったとしても、その状態が直接的に推定され、オーバーラップ量或いはＥＧＲ量を調整する等の対応を早期にとることができる。このようにして、実施形態に係る内燃機関制御装置によると、燃焼安定性及び排出ガス低減性能が良好に保たれるのである。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関制御装置も又、本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の実施形態に係る、内燃機関制御装置が搭載された車両の模式的な断面図である。 実施形態に係る、内燃機関制御装置の動作処理を示すフローチャートである。 実施形態に係る、排気に含まれる全炭化水素濃度の平均値と分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）との関係を示す特性図である。 実施形態に係る、排気に含まれる全炭化水素濃度の平均値と空燃比の分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）との関係を示す特性図である。 実施形態に係る、排気に含まれる全炭化水素濃度の平均値と分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）と空燃比の分散の度合いとの経時変化における関係を示す特性図である。 実施形態に係る、オーバーラップ量と空燃比の分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）との関係を示す特性図である。 実施形態に係る、ＥＧＲ量と空燃比の分散（即ち、時間軸上におけるバラツキの度合い）との関係を示す特性図である。

符号の説明

２００…エンジン、２１８…クランクポジションセンサ、２２１…空燃比センサ、１００…制御装置、１０…可変動弁装置、２２９…ＥＧＲ装置

Claims (7)

1. 内燃機関の燃焼室から排出される排気の空燃比を、所定期間に亘って複数回取得する空燃比取得手段と、
   該複数回取得された空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いに基いて、前記排気に含まれる炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方を推定する推定手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 前記複数回取得された空燃比を標本として、前記空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いを特定する空燃比バラツキ特定手段を更に備え、
   前記推定手段は、該特定された前記空燃比の時間軸上におけるバラツキの度合いに基いて、前記排気に含まれる炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合い及び平均値の少なくとも一方を推定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 前記所定期間における前記内燃機関は定常状態である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関制御装置。
4. 前記所定期間を、前記内燃機関の回転数に基いて決定する決定手段を更に備える
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
5. 前記空燃比取得手段は、前記排出される排気を浄化する触媒よりも、前記燃焼室側に備えられる
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
6. 前記内燃機関に備わる吸気弁及び排気弁の開閉時期を互いに独立して調整する可変動弁手段を更に備え、
   前記炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を超える場合、前記可変動弁手段は、前記時間軸上におけるバラツキの度合いが前記所定閾値を下回るように、前記吸気弁及び前記排気弁が共に開く期間を減少させる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
7. 前記排気の少なくとも一部を吸気の一部として還流させる還流量を調整する排気環流手段を更に備え、
   前記炭化水素の濃度の前記時間軸上におけるバラツキの度合いが所定閾値を超える場合、前記時間軸上におけるバラツキの度合いが前記所定閾値を下回るように、前記排気還流手段は、前記還流量を減少させる
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。

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