JP2010071136A - 内燃機関システム制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の気筒間のＥＧＲ率の差を精度良く判定すること。
【解決手段】 内燃機関システム制御装置（４）は、多気筒内燃機関（２）の各気筒（２１）から排気通路に排出された排気ガスの一部を吸気通路に導入し得るように構成された排気ガス再循環機構を備えた内燃機関システム（１）を制御する装置であって、排気通路を通過する排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段（４０、４５）と、空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比の、排気ガス再循環機構による排気ガスの導入時と非導入時との差を、気筒毎に取得する空燃比差取得手段（４０）と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）機構を備えた内燃機関システムを制御する、内燃機関システム制御装置に関する。

従来、内燃機関における排気ガスの一部を、吸気側に還流させる、排気ガス再循環機構が知られている（例えば、特開平６−２２９３２２号公報、特開平１１−３６９９３号公報、特開２００３−９７３０８号公報、特開２００４−３５３５２７号公報、国際公開ＷＯ９７／３３０８２号パンフレット、等参照。）。この排気ガス再循環機構には、燃焼温度の低下による窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量の低減、等の効果がある。
特開平６−２２９３２２号公報 特開平１１−３６９９３号公報 特開２００３−９７３０８号公報 特開２００４−３５３５２７号公報 国際公開ＷＯ９７／３３０８２号パンフレット

＜目的・課題＞
この種の装置において、複数の気筒への排気ガスの分配（ＥＧＲ分配）が均一に行われなくなることで、複数の気筒間で吸気への排気ガスの還流率（ＥＧＲ率）に差が生じることがある。このような差が生じると、気筒間の燃焼変動が大きくなる。よって、複数の気筒間のＥＧＲ率の差が大きくならないような内燃機関システムの制御や、かかる差が大きくなった場合の異常判定、等の処理を行う必要がある。

この点、従来のこの種の装置（例えば特開平６−２２９３２２号公報や特開平１１−３６９９３号公報等参照）においては、複数の気筒間のＥＧＲ分配状態を精度良く判定することはできなかった。例えば、特開平６−２２９３２２号公報に記載の構成は、燃料噴射量と排気空燃比とに基づいて気筒毎の吸入空気量を算出し、この算出値に基づいて気筒毎のＥＧＲ率を算出している。しかしながら、このようなやり方では、インジェクタの固体差（製品公差、ノズル詰まり、経年変化、等）の影響のため、複数の気筒間のＥＧＲ分配状態を精度良く判定することはできない。

本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、複数の気筒間のＥＧＲ分配状態を精度良く判定することにある。

＜構成＞
本発明の適用対象となる内燃機関システムは、排気ガス再循環機構を備えている。この排気ガス再循環機構は、多気筒内燃機関の各気筒から排気通路に排出された排気ガスの一部を吸気通路に導入し得るように構成されている。

本発明の内燃機関システム制御装置（以下、単に「制御装置」と称することがある。）は、かかる内燃機関システムを制御する装置であって、その特徴は、下記の通りの空燃比検出手段及び空燃比差取得手段を備えたことにある。

本発明においては、前記空燃比検出手段は、前記排気通路を通過する排気ガスの空燃比を検出するようになっている。また、前記空燃比差取得手段は、前記空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比の、ＥＧＲ実行時（前記排気ガス再循環機構による吸気への排気ガスの導入時）とＥＧＲ非実行時（吸気への排気ガスの非導入時）との差を、気筒毎に取得するようになっている。

前記制御装置は、さらに、分配異常判定手段を備え得る。この分配異常判定手段は、前記空燃比差取得手段による取得結果に基づいて、前記排気ガス再循環機構における排気ガスの各気筒への分配状態の異常を判定するようになっている。

＜作用・効果＞
かかる構成においては、前記空燃比検出手段は、前記排気通路を通過する排気ガスの空燃比を検出する。前記空燃比差取得手段は、前記空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比の、ＥＧＲ実行時と非実行時との差（以下、「空燃比差」と称する。）を、気筒毎に取得する。この空燃比差に基づけば、複数の気筒間のＥＧＲ分配状態が、精度良く判定される。

そして、このようにして精度良く判定されたＥＧＲ分配状態を用いることで、気筒毎のＥＧＲ率のばらつきを抑制する制御や、前記排気ガス再循環機構の異常（例えば排気ガスの各気筒への分配状態すなわち気筒毎のＥＧＲ率のばらつきの異常）の判定が、良好に行われ得る。

以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。実施形態に対する変形例（modification）の例示は、当該実施形態の説明中に挿入されると、首尾一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。

＜内燃機関システムの構成＞
図１は、本発明の一実施形態が適用された内燃機関システム１の全体構成を概略的に示す図である。この内燃機関システム１は、直列４気筒の内燃機関２と、この内燃機関２に接続された吸排気系統３と、これら内燃機関２及び吸排気系統３の動作を制御する制御装置４と、を備えている（図１においては、気筒配列方向と直交する面による内燃機関２の断面図が示されているものとする。）。以下、内燃機関システム１の各部の構成について、さらに詳細に説明する。

＜＜内燃機関＞＞
ロワーケースやオイルパン等を含むシリンダブロック２０ａは、シリンダヘッド２０ｂとともに、内燃機関２の本体部分（エンジンブロック）を構成する部材である。このシリンダブロック２０ａの上端部には、シリンダヘッド２０ｂが固定されている。

シリンダブロック２０ａには、複数のシリンダ２１が形成されている。このシリンダ２１を外側から囲むように、冷却水の通路であるウォータージャケット２２が設けられている。なお、ウォータージャケット２２は、シリンダヘッド２０ｂ側にも設けられている。

シリンダ２１内には、ピストン２３が、往復移動可能に収容されている。シリンダ２１及びピストン２３の下方には、クランクシャフト２４が、回転可能に支持されつつ収容されている。クランクシャフト２４は、ピストン２３の往復移動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド２５を介して、クランクシャフト２４と連結されている。

シリンダヘッド２０ｂの下端面（シリンダブロック２０ａと対向する面）には、凹部が形成されている。この凹部は、シリンダ２１の上端部に対応する位置に設けられている。この凹部の内側の空間と、ピストン２３の頂面よりも上側のシリンダ２１の内側の空間と、によって、燃焼室ＣＣが形成されている。

シリンダヘッド２０ｂには、燃焼室ＣＣと連通するガス通路である吸気ポート２６ａ及び排気ポート２６ｂが形成されている。また、シリンダヘッド２０ｂには、吸気ポート２６ａ及び排気ポート２６ｂを開閉するための動弁機構２７が設けられている。この動弁機構２７は、吸気ポート２６ａを開閉する吸気バルブ２７ａ、排気ポート２６ｂを開閉する排気バルブ２７ｂ、及び、これらを所定のタイミングで開閉動作させるための機構を備えている。かかる機構には、吸気バルブ２７ａを駆動する吸気カムシャフトを含むとともに当該吸気カムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置２７ｃや、排気バルブ２７ｂを駆動する排気カムシャフト２７ｄ、等が含まれている。

さらに、内燃機関２には、インジェクタ２８及びイグナイタ２９が装着されている。インジェクタ２８は、燃焼室ＣＣ内に燃料を供給するために、燃料を霧状に噴射するように構成されている。イグナイタ２９は、イグニッションコイルを含んでいて、点火プラグ２９ａに与える高電圧を発生するようになっている。

＜＜吸排気系統＞＞
吸気ポート２６ａには、インテークマニホールドやサージタンク等を含む吸気管３１が接続されている。吸気ポート２６ａとともに本発明の吸気通路を構成する吸気管３１には、エアフィルタ３２やスロットルバルブ３３等の補機類が介装されている。スロットルバルブ３３は、吸気通路の開口断面積を可変とするように設けられていて、スロットルバルブアクチュエータ３３ａによって駆動されるようになっている。

一方、排気ポート２６ｂには、エキゾーストマニホールドを含む排気管３４が接続されている。排気ポート２６ｂとともに本発明の排気通路を構成する排気管３４には、上流側触媒３５と下流側触媒３６とが介装されている。上流側触媒３５及び下流側触媒３６は、いわゆる三元触媒であって、下流側触媒３６は上流側触媒３５よりも排気ガスの流動方向における下流側に配置されている。

吸気ポート２６ａ及び吸気管３１を含む吸気通路と、排気ポート２６ｂ及び排気管３４を含む排気通路と、を接続するように、ＥＧＲ通路３７が設けられている。ＥＧＲ通路３７には、ＥＧＲ制御バルブ３８が介装されている。このＥＧＲ制御バルブ３８は、ＥＧＲガスの吸気への供給量を制御し得るように構成されている。すなわち、本発明の排気ガス再循環機構（ＥＧＲ機構）を構成するＥＧＲ通路３７及びＥＧＲ制御バルブ３８は、各シリンダ２１（燃焼室ＣＣ）から排気通路に排出された排気ガスの一部を吸気に導入し得るように構成されている。

＜＜制御装置＞＞
本発明の内燃機関システム制御装置の一実施形態である制御装置４は、内燃機関システム１の動作を制御するように、以下の通りに構成されている。

制御装置４は、電子コントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」と略称する。）４０を備えている。本発明の空燃比検出手段、空燃比差取得手段、及び分配異常判定手段を構成するＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４０ａと、ＲＯＭ４０ｂと、ＲＡＭ４０ｃと、バックアップＲＡＭ４０ｄと、インターフェース４０ｅと、双方向バス４０ｆと、を備えている。ＣＰＵ４０ａ、ＲＯＭ４０ｂ、ＲＡＭ４０ｃ、バックアップＲＡＭ４０ｄ、及びインターフェース４０ｅは、双方向バス４０ｆによって互いに接続されている。

ＲＯＭ４０ｂには、ＣＰＵ４０ａにより実行されるルーチン（プログラム）の他に、このルーチンの実行の際に用いられるテーブル等（テーブルの他にマップや関係式等も含まれ得る）やパラメータ等が、予め格納されている。ＲＡＭ４０ｃは、ＣＰＵ４０ａによりルーチンが実行される際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るようになっている。バックアップＲＡＭ４０ｄは、電源が投入された状態でＣＰＵ４０ａによりルーチンが実行される際にデータを格納するとともに、この格納されたデータを電源遮断後も保持し得るようになっている。

インターフェース４０ｅは、後述する各種センサと電気的に接続されていて、これらからの信号をＣＰＵ４０ａに伝達し得るようになっている。また、インターフェース４０ｅは、可変吸気タイミング装置２７ｃ、インジェクタ２８、イグナイタ２９、スロットルバルブアクチュエータ３３ａ、ＥＧＲ制御バルブ３８、等の動作部と電気的に接続されていて、これらの動作部を動作させるための制御信号をＣＰＵ４０ａからこれらの動作部に伝達し得るようになっている。すなわち、ＥＣＵ４０は、上述の各種センサ等からの信号を受け取るとともに、当該信号に応じたＣＰＵ４０ａの演算結果に基づいて、上述の制御信号を各動作部に送出するように構成されている。

＜＜＜各種センサ＞＞＞
本実施形態の内燃機関システム１には、エアフローメータ４１と、スロットルポジションセンサ４２と、クランクポジションセンサ４３と、冷却水温センサ４４と、上流側空燃比センサ４５と、下流側空燃比センサ４６と、アクセル開度センサ４７と、が設けられている。

エアフローメータ４１は、吸気管３１における、エアフィルタ３２よりも下流側の位置に介装されている。このエアフローメータ４１は、吸気管３１内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量である吸入空気流量Ｇａに対応する信号を出力するように構成されている。

スロットルポジションセンサ４２は、吸気管３１における、スロットルバルブ３３に対応する位置に装着されている。このスロットルポジションセンサ４２は、スロットルバルブ３３の回転位相であるスロットルバルブ開度ＴＡに対応する信号を出力するように構成されている。

クランクポジションセンサ４３は、クランクシャフト２４と対向するように配置されている。このクランクポジションセンサ４３は、クランクシャフト２４の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するように構成されている。具体的には、クランクポジションセンサ４３は、クランクシャフト２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに、クランクシャフト２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するように構成されている。すなわち、クランクポジションセンサ４３の出力信号に基づいて、機関回転数Ｎｅが取得されるようになっている。

冷却水温センサ４４は、内燃機関２の本体部分（エンジンブロック）に装着されている。この冷却水温センサ４４は、ウォータージャケット２２内の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）に対応する信号を出力するように構成されている。

ＥＣＵ４０とともに本発明の空燃比検出手段を構成する上流側空燃比センサ４５は、排気管３４における上流側触媒３５よりも上流側の位置に装着されている。この上流側空燃比センサ４５は、排気ポート２６ｂを介して燃焼室ＣＣから排気通路に排出された排気ガスの酸素濃度に対応する電圧を出力するように構成されている。すなわち、上流側空燃比センサ４５は、排気ポート２６ｂに排出された排気ガスの空燃比（燃焼室ＣＣに供給された燃料混合気の空燃比）に対応する出力を生じるようになっている。

下流側空燃比センサ４６は、排気管３４における、上流側触媒３５よりも下流側であって、下流側触媒３６よりも上流側の位置に装着されている。この下流側空燃比センサ４６は、上流側触媒３５を経た排気ガスの酸素濃度に対応する電圧を出力するように構成されている。

アクセル開度センサ４７は、運転者によって操作されるアクセルペダル４８の操作量を表す信号（アクセルペダル操作量Ａｃｃｐ）を出力するようになっている。

＜実施形態の動作の具体例＞
次に、上述の構成を備えた本実施形態の内燃機関システム１の動作の具体例について、フローチャートを用いて説明する。なお、当該フローチャートを示す図面において、「ステップ」は“Ｓ”と略記されているものとする。

＜＜空燃比差取得＞＞
図２は、図１に示されているＥＣＵ４０（ＣＰＵ４０ａ）によって実行される、空燃比差取得動作の一つの具体例を示すフローチャートである。ＣＰＵ４０ａは、図２に示されている空燃比差取得ルーチン２００を、所定タイミング毎に実行する。

このルーチン２００が実行されると、まず、ステップ２１０にて、ＥＧＲＯＢＤ（ＯＢＤはOn Board Diagnosisの略）フラグが０であるか、すなわち、ＥＧＲ−ＯＢＤ（ＥＧＲ機構の診断）が未了であるか否かが判定される。ＥＧＲＯＢＤフラグが１である場合、すなわち、ＥＧＲ−ＯＢＤが完了している場合（ステップ２１０＝Ｎｏ）、これ以降の処理がすべてスキップされ、本ルーチンが一旦終了する。

以下、ＥＧＲ−ＯＢＤが未了である（ステップ２１０＝Ｙｅｓ）として、以降の処理について説明すると、次に処理がステップ２２０に進行し、機関回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ等の運転状態が、上述の各センサの出力に基づいて取り込まれる。続いて、処理がステップ２３０に進行し、現在の運転状態がＥＧＲ−ＯＢＤ可能な状態であるか（ＥＧＲＯＢＤ条件を満たすか）否かが判定される。このＥＧＲＯＢＤ条件は、機関回転数Ｎｅや負荷率ＫＬが所定範囲内、定常運転状態である、等が含まれる。

現在の運転状態がＥＧＲ−ＯＢＤ可能な状態でない場合（ステップ２３０＝Ｎｏ）、これ以降の処理がすべてスキップされ、本ルーチンが一旦終了する。よって、以下、現在の運転状態がＥＧＲ−ＯＢＤ可能な状態であるとして（ステップ２３０＝Ｙｅｓ）、以降の処理について説明すると、次に処理がステップ２４０に進行し、フラグＸegrafがリセットされているか否かが判定される。

今回のステップ２４０の判定時においてはフラグＸegrafがリセットされているとすると（ステップ２４０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ２５０に進行し、ＥＧＲ実行（ＥＧＲ−ＯＮ）時の各気筒（＃１〜＃４気筒）に対応する排気ガスの空燃比（排気Ａ／Ｆ）である＃１Ａ／Ｆon〜＃４Ａ／Ｆonが、上流側空燃比センサ４５の出力に基づいて取得される。次に、処理がステップ２６０に進行し、ＥＧＲが強制的にＯＦＦにされるとともに、フラグＸegrafがセットされる。続いて、処理がステップ２４０に復帰する。すると、今回のステップ２４０の判定時においては、フラグＸegrafがセットされているので、このステップ２４０における判定が「Ｎｏ」となり、処理がステップ２７０以降に進行する。

ステップ２７０においては、ＥＧＲ非実行（ＥＧＲ−ＯＦＦ）時の各気筒（＃１〜＃４気筒）に対応する排気Ａ／Ｆである＃１Ａ／Ｆoff〜＃４Ａ／Ｆoffが、上流側空燃比センサ４５の出力に基づいて取得される。次に、処理がステップ２８０に進行し、ＥＧＲの強制的なＯＦＦが終了（解除）されるとともに、フラグＸegrafがリセットされる。続いて、ステップ２９０に処理が進行し、気筒毎に、Ａ／ＦonとＡ／Ｆoffとの差であるΔＡ／Ｆが取得され、この取得値がバックアップＲＡＭ４０ｄに格納された後、本ルーチンが一旦終了する。

＜＜ＥＧＲ−ＯＢＤ＞＞
図３は、図１に示されているＥＣＵ４０（ＣＰＵ４０ａ）によって実行される、ＥＧＲ−ＯＢＤ動作の一つの具体例を示すフローチャートである。ＣＰＵ４０ａは、図３に示されているＥＧＲ−ＯＢＤルーチン３００を、上述のようにして気筒毎のΔＡ／Ｆが取得された後に実行する。

運転状態に応じて設定されたＥＧＲ率の目標値に適合するように、ＥＧＲ制御バルブ３８が制御されている。但し、還流排気と吸入新気との混合が充分に行われない等の理由により、複数の気筒への排気ガスの分配（ＥＧＲ分配）が均一に行われなくなることがある。このとき、気筒によっては、ＥＧＲ率が目標値よりも過少となり、あるいは目標値よりも過大となる。

本発明の発明者は、上述のようなＥＧＲＯＢＤ条件が成立している場合に、気筒毎に、ＥＧＲ−ＯＮ時の排気ガスの空燃比Ａ／ＦonとＥＧＲ−ＯＦＦ時の排気ガスの空燃比Ａ／Ｆoffとを取得するとともに両者の差であるΔＡ／Ｆを取得し、このΔＡ／Ｆを用いることで、Ｇａ、燃料噴射量、ＥＧＲ率等の影響を受けずに、複数の気筒間のＥＧＲ分配状態を精度良く判定することができる、ということを見出した。

具体的には、ＥＧＲ率が目標値よりも過大である場合、新気の吸入量が低下するため、Ａ／Ｆonがリッチ側にずれる（値が小さくなる）。この場合、ΔＡ／Ｆは小さい側にずれる。逆に、ＥＧＲ率が目標値よりも過少である場合、新気の吸入量が増加するため、Ａ／Ｆonがリーン側にずれる（値が大きくなる）。この場合、ΔＡ／Ｆは大きい側にずれる。そこで、本具体例においては、気筒毎のΔＡ／Ｆに基づいて、以下の通りに、ＥＧＲ−ＯＢＤが行われる。

ルーチン３００が実行されると、まず、ステップ３１０にて、ｉの値が１に設定される。すなわち、まず＃１気筒についての処理が開始される。

ステップ３１０にてｉの値が１に設定された後に処理がステップ３２０に進行すると、＃１気筒に対応するΔＡ／Ｆである＃１ΔＡ／Ｆが所定値α以上であるか否かが判定される。＃１ΔＡ／Ｆが所定値α以上である場合（ステップ３２０＝Ｙｅｓ）、ステップ３３０にて、＃１気筒におけるＥＧＲ率が過少であることが判定される。一方、＃１ΔＡ／Ｆが所定値α以上でない場合（ステップ３２０＝Ｎｏ）、処理がステップ３４０に進行し、今度は＃１ΔＡ／Ｆが所定値−β以下であるか否かが判定される。＃１ΔＡ／Ｆが所定値−β以下である場合（ステップ３４０＝Ｙｅｓ）、ステップ３５０にて、＃１気筒におけるＥＧＲ率が過大であることが判定される。

上述のようにして、＃１気筒に対応するΔＡ／Ｆである＃１ΔＡ／Ｆに基づいて、ＥＧＲ率の正常・異常判定が行われた後、ステップ３６０にてｉの値が１つインクリメントされて２となり、処理がステップ３７０に進行する。ステップ３７０においては、ｉの値が４より大きいか否かが判定される。今回のステップ３７０の判定時においては、ｉの値はまだ１であるので、ステップ３７０の判定が「Ｎｏ」となり、処理がステップ３２０に戻る。

以後、同様にして、＃２気筒ないし＃４気筒についてのＥＧＲ率の正常・異常判定が行われた後、処理がステップ３６０に進行すると、ｉの値が５となり、ステップ３７０の判定がＹｅｓとなる。この場合、処理がステップ３８０に進行し、ＥＧＲＯＢＤフラグが１にセットされ、本ルーチンが一旦終了する。

このように、本具体例における処理は、ＥＧＲ−ＯＮ時とＥＧＲ−ＯＦＦ時との排気Ａ／Ｆの差ΔＡ／Ｆを気筒毎に取得し、この取得結果に基づいて、ＥＧＲガスの各気筒への分配状態及び分配異常を、精度良く判定する。

図４は、図１に示されているＥＣＵ４０（ＣＰＵ４０ａ）によって実行される、ＥＧＲ−ＯＢＤ動作の他の具体例を示すフローチャートである。本例においては、ＥＧＲ機構（ＥＧＲ制御バルブ３８）は、複数気筒毎にＥＧＲ率を個別に制御可能に構成されているものとする。そして、本例においては、上述の第一の具体例と同様の処理の他に、ＥＧＲ分配異常判定があった場合の各気筒に対するＥＧＲ率の補正処理が行われる。

すなわち、図４を参照すると、ある気筒におけるΔＡ／Ｆが所定値α以上である場合（ステップ４２０＝Ｙｅｓ）、ステップ４３０にて、当該気筒におけるＥＧＲ率が過少であることが判定される。この場合、処理がステップ４３５に進行し、当該気筒のＥＧＲ率がβだけ増量されるように、ＥＧＲ制御バルブ３８が制御される。

一方、ある気筒におけるΔＡ／Ｆが所定値−β以下である場合（ステップ４４０＝Ｙｅｓ）、ステップ４５０にて、＃１気筒におけるＥＧＲ率が過大であることが判定される。この場合、処理がステップ４５５に進行し、当該気筒のＥＧＲ率がαだけ減量されるように、ＥＧＲ制御バルブ３８が制御される。

このように、本例の処理は、上述の第一の具体例と同様の処理であるステップ４１０ないし４８０に、上述のステップ４３５及び４５５によるＥＧＲ率補正処理を追加したものである。

本例における処理によれば、複数の気筒間のＥＧＲ分配状態の異常を補正する処理を、燃料噴射量ではなくＥＧＲ率で補正することで、気筒間のトルク差やトルク変動の発生が可及的に抑制される。

図５は、図１に示されているＥＣＵ４０（ＣＰＵ４０ａ）によって実行される、ＥＧＲ−ＯＢＤ動作の他の具体例を示すフローチャートである。本例においては、ＥＧＲ機構は、吸気管３１への排気ガスの導入量（すなわち「全体的」なＥＧＲ率）を制御するように構成されているものとする。

この場合、上述の第二の具体例におけるステップ４３５が省略され、ステップ４５５に対応するステップ５５５にて全体的なＥＧＲ率（totalEGR率）の減量処理が行われる以外は、本ルーチン５００は、上述の第二の具体例のルーチン４００と同様の処理を含んでいる。

本例のように、気筒別のＥＧＲ率（ＥＧＲ量）の制御機能が無い装置構成においては、ＥＧＲ分配異常が生じると、ＥＧＲ率が過大な気筒にて、失火が生じるおそれがある。そこで、失火が生じるおそれがあるようなＥＧＲ率が過大な気筒が生じた場合、上述のようにtotalEGR率を低減することで、失火の発生が良好に回避される。

図６は、図１に示されているＥＣＵ４０（ＣＰＵ４０ａ）によって実行される、ＥＧＲ開始水温制御動作の一つの具体例を示すフローチャートである。本例においては、ＥＧＲ機構は、上述の第三の具体例と同様に、吸気管３１への排気ガスの導入量（すなわち「全体的」なＥＧＲ率）を制御するように構成されているものとする。

上述のように、気筒別のＥＧＲ率（ＥＧＲ量）の制御機能が無い装置構成においては、複数の気筒間のＥＧＲ分配状態にばらつきが生じると、ＥＧＲ率が過大な気筒にて、失火が生じるおそれがある。かかる失火は、冷却水温ＴＨＷが低いほど生じやすい。そこで、本例の処理は、複数の気筒間のＥＧＲ分配状態に応じて、ＥＧＲ開始水温を制御する。

具体的には、本ルーチン６００が、冷却水温ＴＨＷ以外のＥＧＲ実行条件が成立した場合に実行されると、まずステップ６１０にて、前回運転時の＃１ΔＡ／Ｆ〜＃４ΔＡ／ＦがバックアップＲＡＭ４０ｄから読み出される。次に、ステップ６２０にて、＃１ΔＡ／Ｆ〜＃４ΔＡ／Ｆのうちの最大負値（最も負側の値）ΔＡ／Ｆｍが決定される。続いて、ＥＧＲ開始水温ＴＨＷegrが、ΔＡ／Ｆｍと図７に示されているマップとに基づいて決定される。

そして、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ開始水温ＴＨＷegrを超えている場合（ステップ６４０＝Ｙｅｓ）にはＥＧＲが実行される（ステップ６５０）一方、冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ開始水温ＴＨＷegrを超えていない場合（ステップ６４０＝Ｎｏ）にはＥＧＲの実行が禁止され（ステップ６６０）、本ルーチンが一旦終了する。

本例によれば、ＥＧＲ分配状態にばらつきが生じることによる失火の発生が、有効に防止され得る。

図７は、図１に示されているＥＣＵ４０（ＣＰＵ４０ａ）によって実行される、点火時期制御動作の一つの具体例を示すフローチャートである。

ＥＧＲ分配状態のばらつきによって気筒間にＥＧＲ率の差が生じると、適切な点火時期が気筒毎に異なることとなる。そこで、本例の処理は、ΔＡ／Ｆに基づいて、各気筒の点火時期を補正する。

具体的には、本ルーチン７００が所定タイミング毎に実行されると、まず、ステップ８１０にて、取得済みの＃１ΔＡ／Ｆ〜＃４ΔＡ／Ｆが、バックアップＲＡＭ４０ｄから読み出される。次に、ステップ８２０にて、機関回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ等の運転状態が取得される。この取得された運転状態に基づいて、ステップ８３０にて、基準点火時期ＳＡが、テーブル等を用いて決定される。続いて、ステップ８４０にて、各気筒におけるＥＧＲ実行時の補正点火時期ksaが、図９に示されているマップとΔＡ／Ｆとに基づいて取得される。その後、処理がステップ８５０に進行する。ステップ８５０においては、ＥＧＲ非実行時であるか否かが判定される。

ＥＧＲ非実行時においては（ステップ８５０＝Ｙｅｓ）、ステップ８６０にて、ＥＧＲ非実行時の点火時期saoffが求められ、ステップ８６５にて、このＥＧＲ非実行時の点火時期saoffが、全気筒の最終点火時期AOPとして設定される。一方、ＥＧＲ実行時においては（ステップ８５０＝Ｎｏ）、ステップ８７０にて、ＥＧＲ実行時の各気筒の点火時期＃１saon〜＃４saonが、上述の補正点火時期ksaによって補正される。そして、補正後の各気筒の点火時期＃１saon〜＃４saonが、各気筒の最終点火時期＃１AOP〜＃４AOPとして設定される。

以上のように、最終点火時期AOPが設定された後、ステップ８８０にて、各気筒における点火時期が制御される。

＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態やその具体例は、上述した通り、出願人が本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体化の例を単に示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の実施形態等によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の実施形態等に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。

以下、変形例について幾つか例示する。ここで、以下の変形例の説明において、上述の実施形態における各構成要素と同様の構成・機能を有する構成要素については、当該変形例においても同一の名称及び同一の符号が付されているものとする。そして、当該構成要素の説明については、上述の実施形態における説明が、矛盾しない範囲で適宜援用され得るものとする。

もっとも、変形例とて、下記のものに限定されるものではないことは、いうまでもない。本発明を、上述の実施形態や下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、（特に先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。

また、上述の実施形態（各具体例を含む）や、下記の各変形例に記載された事項は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜組み合わせて適用され得ることも、いうまでもない。

（１）本発明は、上述した実施形態にて開示された具体的な装置構成に何ら限定されるものではない。例えば、気筒数、気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）、燃料噴射方式（ポート噴射、筒内直接噴射、両者の併用）、等については、特に限定はない。

（２）本発明は、上述した具体例に示されたような具体的動作に限定されない。すなわち、上述の具体例における各処理は、本発明の範囲内で、適宜変更され得る。

例えば、気筒毎のΔＡ／Ｆに基づいて、スロットルバルブアクチュエータ３３ａ等を制御することで、ＥＧＲ実行時の気筒毎の吸入空気量が補正されてもよい。

また、上述の第五の具体例における補正点火時期ksaは、機関回転数Ｎｅや負荷率ＫＬによってさらに補正されてもよい。

（３）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。

さらに、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されているものは、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。

本発明の一実施形態が適用された内燃機関システムの全体構成を概略的に示す図である。 図１に示されているＥＣＵによって実行される、空燃比差取得動作の一つの具体例を示すフローチャートである。 図１に示されているＥＣＵによって実行される、ＥＧＲ−ＯＢＤ動作の一つの具体例を示すフローチャートである。 図１に示されているＥＣＵによって実行される、ＥＧＲ−ＯＢＤ動作の他の具体例を示すフローチャートである。 図１に示されているＥＣＵによって実行される、ＥＧＲ−ＯＢＤ動作の他の具体例を示すフローチャートである。 図１に示されているＥＣＵによって実行される、ＥＧＲ開始水温制御動作の一つの具体例を示すフローチャートである。 図６に示されているフローチャートに用いられるマップである。 図１に示されているＥＣＵによって実行される、点火時期制御動作の一つの具体例を示すフローチャートである。 図８に示されているフローチャートに用いられるマップである。

符号の説明

１…内燃機関システム ２…内燃機関 ２１…シリンダ
２６ａ…吸気ポート ２６ｂ…排気ポート
３…吸排気系統 ３１…吸気管 ３４…排気管
３５…上流側触媒 ３６…下流側触媒 ３７…ＥＧＲ通路
３８…ＥＧＲ制御バルブ
４…制御装置 ４０…ＥＣＵ ４０ａ…ＣＰＵ
４５…上流側空燃比センサ ＣＣ…燃焼室

Claims (2)

1. 多気筒内燃機関の各気筒から排気通路に排出された排気ガスの一部を吸気通路に導入し得るように構成された排気ガス再循環機構を備えた内燃機関システムを制御する、内燃機関システム制御装置であって、
   前記排気通路を通過する排気ガスの空燃比を検出する、空燃比検出手段と、
   前記空燃比検出手段によって検出された排気ガスの空燃比の、前記排気ガス再循環機構による排気ガスの導入時と非導入時との差を、気筒毎に取得する、空燃比差取得手段と、
   を備えたことを特徴とする、内燃機関システム制御装置。
2. 請求項１に記載の、内燃機関システム制御装置において、
   前記空燃比差取得手段による取得結果に基づいて、前記排気ガス再循環機構における排気ガスの各気筒への分配状態の異常を判定する、分配異常判定手段をさらに備えたことを特徴とする、内燃機関システム制御装置。

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