JP2011144785A - 内燃機関装置およびその空燃比不均衡状態判定方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易に内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態であるのを判定する。
【解決手段】エンジンの運転状態が所定の定常運転状態のときに、空燃比センサにより検出された空燃比ＡＦがその変化方向が反転する上ピークに至ってから次に変化方向が反転する下ピークに至るまでに要した時間に対する空燃比ＡＦの変化量に相当する傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａを計算し（Ｓ１００〜Ｓ１６０）、計算した傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａがエンジンの気筒間における空燃比が均衡していると判断可能な範囲の絶対値としての上限として予め定められた閾値ΔＡｒｅｆ１を超えているときには（Ｓ１６５〜Ｓ１７５）、エンジンの気筒間における空燃比が不均衡な空燃比インバランス状態であると判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関装置およびその空燃比不均衡状態判定方法並びに車両に関する。

従来、この種の内燃機関装置としては、気筒毎に燃料噴射弁が取り付けられた複数気筒の内燃機関と、内燃機関の各気筒からの排気の合流部よりも下流側に配置された空燃比センサと、を備え、内燃機関の気筒間における空燃比のズレを判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、内燃機関の回転速度と負荷率とに基づいて気筒別の排気量を演算し、演算した気筒別の排気量から得られる排気の合流部での排気量を空燃比センサの検出値で割ることによって合流部での燃料量を算出し、算出した合流部での燃料量に基づいてオブザーバを用いて気筒別の燃料量を推定する。そして、演算した気筒別の排気量を推定した気筒別の燃料量で割ることによって気筒別の空燃比を算出し、算出した気筒別の空燃比に基づいて気筒間の空燃比のズレ量が過度に大きいか否かを判定している。

特開２００８−３０９０６５号公報

上述の装置では、内燃機関の気筒間での空燃比のズレを判定するために、気筒別の排気量の演算や排気の合流部での燃料量の算出，気筒別の燃料量の推定などの多くの演算が必要であり、排気の合流部での燃料量から気筒別の燃料量の状態を観測するオブザーバを予め設計しておく必要もある。特に、オブザーバは、簡易なモデルを用いて設計すると精度の高い出力値を得ることができなくなるため、適正に設計するのが困難となる場合がある。従って、より簡易に気筒間の空燃比のズレを判定できるようにすることが望ましい。

本発明の内燃機関装置およびその空燃比不均衡状態判定方法並びに車両は、より簡易に内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態であるのを判定することを主目的とする。

本発明の内燃機関装置およびその空燃比不均衡状態判定方法並びに車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の内燃機関装置は、
気筒毎に燃料噴射を行なう複数気筒の内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関の各気筒からの排気が合流する排気管に取り付けられて空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記内燃機関の運転状態が予め定められた定常運転状態のときに前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定範囲にないときには、前記内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態としての空燃比不均衡状態であると判定する空燃比状態判定手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の内燃機関装置では、気筒毎に燃料噴射を行なう複数気筒の内燃機関の運転状態が予め定められた定常運転状態のときに、内燃機関の各気筒からの排気が合流する排気管に取り付けられて空燃比を検出する空燃比検出手段により検出された空燃比の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定範囲にないときには、内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態としての空燃比不均衡状態であると判定する。これにより、空燃比検出手段により検出された空燃比の単位時間あたりの変化量と所定範囲との比較によって空燃比不均衡状態であるのを判定するから、より簡易に空燃比不均衡状態であるのを判定することができる。

こうした本発明の内燃機関装置において、前記空燃比状態判定手段は、前記検出された空燃比の変化方向が反転してから次に反転するまでの所定時間における前記検出された空燃比の変化量を前記所定時間で除して得られる値を前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量として用いて判定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より適正に空燃比不均衡状態であるのを判定することができる。

また、本発明の内燃機関装置において、前記空燃比状態判定手段は、前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量を複数回に亘って演算すると共に該演算した変化量の前記複数回の平均値が前記所定範囲にないときには、前記空燃比不均衡状態であると判定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より適正に空燃比不均衡状態であるのを判定することができる。本発明の内燃機関装置において、前記空燃比状態判定手段は、前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量を複数回に亘って演算すると共に該演算した変化量の前記複数回の最大値が前記所定範囲にないときには、前記空燃比不均衡状態であると判定する手段である、ものとしてもよい。

さらに、本発明の内燃機関装置において、前記空燃比状態判定手段は、前記検出された空燃比の変化方向が反転してから次に反転するまでの前記検出された空燃比の変化量が予め定められた第２の所定範囲にないときにも、前記空燃比不均衡状態であると判定する手段である、ものとすることもできるし、前記空燃比状態判定手段は、前記内燃機関の複数サイクルにおける該内燃機関の回転数の最大値と最小値との差が予め定められた第３の所定範囲にないときにも、前記空燃比不均衡状態であると判定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、より確実に空燃比不均衡状態であるのを判定することができる。

あるいは、本発明の内燃機関装置において、前記空燃比状態判定手段により前記空燃比不均衡状態であると判定されたときには、前記空燃比不均衡状態であると判定されないときに比して前記内燃機関への燃料噴射量が多くなるよう該内燃機関を制御する制御手段を備える、ものとすることもできる。こうすれば、空燃比不均衡状態によるエミッションの悪化を抑制することができる。

本発明の車両は、上述したいずれかの態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、気筒毎に燃料噴射を行なう複数気筒の内燃機関を備える内燃機関装置であって、前記内燃機関の各気筒からの排気が合流する排気管に取り付けられて空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記内燃機関の運転状態が予め定められた定常運転状態のときに前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定範囲にないときには、前記内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態としての空燃比不均衡状態であると判定する空燃比状態判定手段と、を備える内燃機関装置が搭載されていることを要旨とする。

この本発明の車両では、上述したいずれかの態様の本発明の内燃機関装置が搭載されているから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、より簡易に空燃比不均衡状態であるのを判定することができる効果などと同様の効果を奏することができる。

本発明の内燃機関装置の空燃比不均衡状態判定方法は、
気筒毎に燃料噴射を行なう複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の各気筒からの排気が合流する排気管に取り付けられて空燃比を検出する空燃比検出手段と、を備える内燃機関装置における前記内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態としての空燃比不均衡状態を判定する空燃比不均衡状態判定方法であって、
前記内燃機関の運転状態が予め定められた定常運転状態のときに前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定範囲にないときには、前記空燃比不均衡状態であると判定する、
ことを特徴とする。

この本発明の内燃機関装置の空燃比不均衡状態判定方法では、気筒毎に燃料噴射を行なう複数気筒の内燃機関の運転状態が予め定められた定常運転状態のときに、内燃機関の各気筒からの排気が合流する排気管に取り付けられて空燃比を検出する空燃比検出手段により検出された空燃比の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定範囲にないときには、内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態としての空燃比不均衡状態であると判定する。これにより、空燃比検出手段により検出された空燃比の単位時間あたりの変化量と所定範囲との比較によって空燃比不均衡状態であるのを判定するから、より簡易に空燃比不均衡状態であるのを判定することができる。

本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の概略を示す構成図である。 エンジン２２の構成の一部の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される第１判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４により実行される第２判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４により実行される第３判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４により実行される第４判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 傾きΔＡｕｌの一例を説明する説明図である。 傾きΔＡｌｕの一例を説明する説明図である。 差分Ａｕｌの一例を説明する説明図である。 回転数差分Ｎｅｄの一例を説明する説明図である。 エンジンＥＣＵ２４により実行される燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 補正量設定用マップの一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３０ａ，３０ｂにデファレンシャルギヤ３１を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続された遊星歯車機構３４と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が遊星歯車機構３４のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、種々の信号を入力してインバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４４と、インバータ４１，４２が共用する電力ラインを介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、イグニッションスイッチ６１からのイグニッション信号やシフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ６８からの車速Ｖなどを入力すると共にエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４４，バッテリＥＣＵ５２と通信して車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット６０と、を備える。なお、実施例の内燃機関装置としては、主としてエンジン２２とエンジン２２の排気系に設けられた後述の空燃比センサ１３５ａとエンジンＥＣＵ２４とが該当する。

エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図２に示すように、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸入すると共に燃料噴射弁１２６からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する三元触媒１３４ａを有する浄化装置１３４を介して外気へ排出される。また、エンジン２２は、図３に示すように、４気筒の内燃機関として構成され、気筒毎に燃料噴射弁１２６や吸気バルブ１２８（図３では省略），点火プラグ１３０などが設けられており、気筒毎に吸気，圧縮，膨張，排気の４行程を１サイクルとすると共に燃料噴射や点火がクランク角で１８０度の位相差をもって１番気筒，３番気筒，４番気筒，２番気筒の順に行なわれる。以下、実施例では、エンジン２２の１サイクルとは、クランク角が７２０度回転して全気筒で４行程が行なわれる回転周期をいうものとする。なお、エンジン２２の各気筒からの排気が合流する排気管１３３（浄化装置１３４の上流側）には、出力値が略リニアに変化する特性を有し空燃比を検出する空燃比センサ１３５ａが取り付けられており、浄化装置１３４の下流側には空燃比が理論空燃比に対してリッチ側かリーン側かに応じて出力値が急激に変化する特性を有する酸素センサ１３５ｂが取り付けられている。

エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、計時指令に応じて計時処理を実行するタイマ２４ｄと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、クランクシャフト２６のクランク角を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温，燃焼室内に取り付けられた圧力センサ１４３からの筒内圧力，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ１２８や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジション，スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度，吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温，空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦ，酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁１２６への駆動信号や、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への制御信号、吸気バルブ１２８の開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構１５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置の動作、特にエンジン２２の気筒間における空燃比が不均衡な状態（以下、空燃比インバランス状態という）であるか否かを判定する際の動作について説明する。図４〜図７は、いずれも空燃比インバランス状態を判定するためにエンジンＥＣＵ２４により実行される第１〜第４判定処理ルーチンの一例をそれぞれ示すフローチャートである。これらのルーチンは、エンジン２２の運転状態が所定の定常運転状態のときに並列して実行される。所定の定常運転状態は、実施例では、イグニッションオンの直後に浄化装置１３４の触媒暖機運転やエンジン２２の暖機運転が行なわれているとき（例えば、エンジン２２がアイドル回転数より若干高い回転数として予め定められた暖機用の回転数Ｎｓｅｔで運転されると共にエンジン２２から予め定められた暖機用の僅かなトルクＴｓｅｔが出力されるようエンジン２２やモータＭＧ１が制御されているとき）であるものとした。以下、第１〜第４の判定処理について順に説明する。

図４の第１判定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、本ルーチンで用いるカウンタＣｕｌと後述の傾き積算値ΔＡｕｌｓとを値０にリセットすると共に（ステップＳ１００）、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦを入力し（ステップＳ１０５）、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦがその周期的な変動における上側（空燃比ＡＦの値が大きいリーン側）のピーク（以下、上ピークという）に至ったか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１１０）。空燃比ＡＦが上ピークに至ったか否かは、実施例では、本ルーチンで繰り返し実行されるステップＳ１０５の処理で今回入力した空燃比ＡＦから前回入力した空燃比ＡＦを減じて得られる差が値０以上から負の値になったか否かによって判定するものとした。

空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦが上ピークに至っていないときには、ステップＳ１０５，Ｓ１１０の処理を繰り返し実行し、空燃比ＡＦが上ピークに至ったときには、今回入力した空燃比ＡＦを上ピーク空燃比ＡＵとして設定し（ステップＳ１１５）、本ルーチンでの計時に用いる時間Ｔｕｌを値０にリセットすると共にタイマ２４ｄにより時間Ｔｕｌの計時を開始し（ステップＳ１２０）、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦを入力して（ステップＳ１２５）、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦがその周期的な変動における下側（空燃比ＡＦの値が小さいリッチ側）のピーク（以下、下ピークという）に至ったか否かを判定する（ステップＳ１３０）。空燃比ＡＦが下ピークに至ったか否かは、実施例では、本ルーチンで繰り返し実行されるステップＳ１２５の処理で今回入力した空燃比ＡＦから前回入力した空燃比ＡＦを減じて得られる差が値０以下から正の値になったか否かによって判定するものとした。

空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦが下ピークに至っていないときには、ステップＳ１２５，Ｓ１３０の処理を繰り返し実行し、空燃比ＡＦが下ピークに至ったときには、今回入力した空燃比ＡＦを下ピーク空燃比ＡＬとして設定し（ステップＳ１３５）、設定した上ピーク空燃比ＡＵから下ピーク空燃比ＡＬを減じたものをタイマ２４ｄにより計時している時間Ｔｕｌで割ることによって傾きΔＡｕｌを計算する（ステップＳ１４０）。図８に傾きΔＡｕｌの一例を示す。図中、クランク角ＣＡは、エンジン２２の１サイクル毎に０度〜７２０度を示す。また、空燃比ＡＦについて、実線が空燃比インバランス状態であるときの様子の例を示し、一点鎖線が空燃比インバランス状態でない通常時の様子の例を示す。図８の例のような空燃比ＡＦの変動は、一部の気筒の燃料噴射弁１２６や吸気バルブ１２８などの異常により生じると考えられることから、基本的にエンジン２２の１サイクルに相当する時間毎に周期的に生じる。

次に、傾きΔＡｕｌの積算値である傾き積算値ΔＡｕｌｓに計算した傾きΔＡｕｌを加えることによって傾き積算値ΔＡｕｌｓを更新して設定し（ステップＳ１４５）、カウンタＣｕｌをインクリメントして（ステップＳ１５０）、カウンタＣｕｌが所定数Ｎに至ったか否かを判定する（ステップＳ１５５）。カウンタＣｕｌが所定数Ｎに至っていないときには、ステップＳ１０５の処理に戻ってステップＳ１０５〜Ｓ１５５の処理を実行し、カウンタＣｕｌが所定数Ｎに至ったときには、設定されている傾き積算値ΔＡｕｌｓを所定数Ｎで割ることによって傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａを計算する（ステップＳ１６０）。したがって、傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａは、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの周期的な変動における上ピークから下ピークまでの傾きΔＡｕｌの所定数Ｎの平均値として計算されることになる。なお、所定数Ｎは、空燃比ＡＦの変動における上ピークから下ピークまでの傾きを適正に得ることができる程度の値（例えば、値５や値１０，値２０など）としてエンジン２２の特性などに基づいて予め実験などにより定めたものを用いるものとした。

こうして傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａを計算すると、計算した傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａが負の閾値ΔＡｒｅｆ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１６５）。閾値ΔＡｒｅｆ１は、エンジン２２の空燃比インバランス状態を判定するためのものであり、エンジン２２の気筒間における空燃比が均衡していると判断可能な範囲の下限（絶対値としては上限）としてエンジン２２や空燃比センサ１３５ａの特性などに基づいて予め実験などにより定めたものを用いるものとし、実施例では、４つの気筒のうち１つの気筒の燃料噴射量が残る３つの気筒の各燃料噴射量に比して例えば５％多いときに相当する値を用いるものとした。傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａが負の閾値ΔＡｒｅｆ１以上のときには、空燃比インバランス状態ではないと判断して、ステップＳ１００の処理に戻ってステップＳ１００〜Ｓ１６５の処理を実行する。傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａが負の閾値Ａｒｅｆ１未満のときには、空燃比インバランス状態であると判断して、傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａに基づいてインバランス率Ｒ１を設定し（ステップＳ１７０）、初期値として値０が設定されている傾き判定フラグＦ１に値１を設定して（ステップＳ１７５）、第１判定処理ルーチンを終了する。したがって、空燃比インバランス状態でないと判断されたときには、空燃比インバランス状態であると判断されるまで、空燃比ＡＦの変動における上ピークから下ピークまでの傾きの所定数Ｎの平均値としての傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａを繰り返し計算し、空燃比インバランス状態であると一旦判断されると、インバランス率Ｒ１の設定と傾き判定フラグＦ１への値１の設定とを行なって、第１判定処理を終了することになる。ここで、インバランス率Ｒ１は、エンジン２２の気筒間における空燃比の不均衡な状態の程度を示すものであり、実施例では、４つの気筒のうち１つの気筒の燃料噴射量が残る３つの気筒の各燃料噴射量に比してどの程度多くなっているかを示す比率（例えば、１０％や２０％，３０％など）によって空燃比の不均衡な状態の程度を表すものとした。また、インバランス率Ｒ１は、実施例では、傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａとインバランス率Ｒ１との関係を予め定めてインバランス率設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａが与えられると記憶したマップから対応するインバランス率Ｒ１を導出して設定するものとした。こうした処理により、オブザーバの適正な設計や多様な演算が判定に必要なものに比して、より簡易に空燃比インバランス状態であるのを判定することができる。以上、第１の判定処理について説明した。

次に、第２の判定処理について説明する。図５の第２判定処理ルーチンは、図４の第１判定処理ルーチンにおいて空燃比ＡＦの変動における上ピークから下ピークまでの傾きΔＡｕｌの所定数Ｎの平均値としての傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａをカウンタＣｕｌや時間Ｔｕｌ，傾き積算値ΔＡｕｌｓなどを用いて計算すると共に計算した傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａと負の閾値ΔＡｒｅｆ１とを比較して傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａに基づくインバランス率Ｒ１の設定と傾き判定フラグＦ１の設定とを行なうことのうち、空燃比ＡＦの変動における上ピークから下ピークまでの傾きΔＡｕｌに代えて空燃比ＡＦの変動における下ピークから上ピークまでの傾きΔＡｌｕについて同様の処理を行なうものである。図９に傾きΔＡｌｕの一例を示す。即ち、第２判定処理ルーチンでは、空燃比ＡＦの変動における下ピークから上ピークまでの傾きΔＡｌｕの所定数Ｎの平均値としての傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａをカウンタＣｌｕや時間Ｔｌｕ，傾き積算値ΔＡｌｕｓなどを用いて計算すると共に（ステップＳ２００〜Ｓ２６０）、計算した傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａと正の閾値ΔＡｒｅｆ２とを比較して傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａに基づくインバランス率Ｒ２の設定と傾き判定フラグＦ２の設定とを行なう（ステップＳ２６５〜Ｓ２７５）。したがって、第１の判定処理との重複した説明を回避するため、第２の判定処理についてこれ以上の詳細な説明は省略する。こうした処理により、より簡易に空燃比インバランス状態であるのを判定することができる。

次に、第３の判定処理について説明する。図６の第３判定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、本ルーチンで用いるカウンタＣａｆと後述の差分積算値Ａｕｌｓとを値０にリセットすると共に（ステップＳ３００）、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦを入力してその空燃比ＡＦが上ピークに至るのを待ち（ステップＳ３０５，Ｓ３１０）、空燃比ＡＦが上ピークに至ったときに今回入力した空燃比ＡＦを上ピーク空燃比ＡＵとして設定する（ステップＳ３１５）。続いて、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦを入力してその空燃比ＡＦが下ピークに至るのを待ち（ステップＳ３２０，Ｓ３２５）、空燃比ＡＦが下ピークに至ったときに今回入力した空燃比ＡＦを下ピーク空燃比ＡＬとして設定し（ステップＳ３３０）、設定した上ピーク空燃比ＡＵから下ピーク空燃比ＡＬを減じたものの絶対値を差分Ａｕｌとして計算する（ステップＳ３３５）。図１０に差分Ａｕｌの一例を示す。

こうして差分Ａｕｌを計算すると、差分Ａｕｌの積算値としての差分積算値Ａｕｌｓに計算した差分Ａｕｌを加えることによって差分積算値Ａｕｌｓを更新して設定し（ステップＳ３４０）、カウンタＣａｆをインクリメントして（ステップＳ３４５）、カウンタＣａｆが所定数Ｎａｆに至ったか否かを判定する（ステップＳ３５０）。カウンタＣａｆが所定数Ｎａｆに至っていないときには、ステップＳ３０５の処理に戻ってステップＳ３０５〜Ｓ３５０の処理を実行し、カウンタＣａｆが所定数Ｎａｆに至ったときには、設定されている差分積算値Ａｕｌｓを所定数Ｎａｆで割ることによって差分積算平均値Ａｕｌｓａを計算する（ステップＳ３５５）。したがって、差分積算平均値Ａｕｌｓａは、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの周期的な変動における上ピークと下ピークとの差分Ａｕｌの所定数Ｎａｆの平均値として計算されることになる。なお、所定数Ｎａｆは、空燃比ＡＦの変動における上ピークと下ピークとの差分を適正に得ることができる程度の値（例えば、値５や値１０，値２０など）としてエンジン２２の特性などに基づいて予め実験などにより定めたものを用いるものとした。

こうして差分積算平均値Ａｕｌｓａを計算すると、計算した差分積算平均値Ａｕｌｓａが正の閾値Ａｒｅｆより大きいか否かを判定する（ステップＳ３６０）。閾値Ａｒｅｆは、エンジン２２の空燃比インバランス状態を判定するためのものであり、エンジン２２の気筒間における空燃比が均衡していると判断可能な範囲の上限としてエンジン２２や空燃比センサ１３５ａの特性などに基づいて予め実験などにより定めたものを用いるものとし、実施例では、前述の閾値ΔＡｒｅｆ１，ΔＡｒｅｆ２と同様に、４つの気筒のうち１つの気筒の燃料噴射量が残る３つの気筒の各燃料噴射量に比して例えば５％多いときに相当する値を用いるものとした。差分積算平均値Ａｕｌｓａが閾値Ａｒｅｆ以下のときには、空燃比インバランス状態ではないと判断して、ステップＳ３００の処理に戻ってステップＳ３００〜Ｓ３６０の処理を実行する。差分積算平均値Ａｕｌｓａが閾値Ａｒｅｆよりも大きいときには、空燃比インバランス状態であると判断して、差分積算平均値Ａｕｌｓａに基づいてインバランス率Ｒ３を設定し（ステップＳ３６５）、初期値として値０が設定されている差分判定フラグＦ３に値１を設定して（ステップＳ３７０）、第３判定処理ルーチンを終了する。したがって、空燃比インバランス状態でないと判断されたときには、空燃比インバランス状態であると判断されるまで、空燃比ＡＦの変動における上ピークから下ピークまでの差分の所定数Ｎａｆの平均値としての差分積算平均値Ａｕｌｓａを繰り返し計算し、空燃比インバランス状態であると一旦判断されると、インバランス率Ｒ３の設定と傾き判定フラグＦ３への値１の設定とを行なって、第３判定処理を終了することになる。ここで、インバランス率Ｒ３は、エンジン２２の気筒間における空燃比の不均衡な状態の程度を示すものであり、実施例では、前述のインバランス率Ｒ１，Ｒ２と同様に、４つの気筒のうち１つの気筒の燃料噴射量が残る３つの気筒の各燃料噴射量に比して多くなっている比率によって空燃比の不均衡な状態の程度を表すものとし、インバランス率Ｒ３は、実施例では、差分積算平均値Ａｕｌｓａとインバランス率Ｒ３との関係を予め定めてインバランス率設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、差分積算平均値Ａｕｌｓａが与えられると記憶したマップから対応するインバランス率Ｒ３を導出して設定するものとした。こうした処理によっても、空燃比インバランス状態を判定することができる。以上、第３の判定処理について説明した。

次に、第４の判定処理について説明する。図７の第４判定処理ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、本ルーチンで用いるカウンタＣｎを値０にリセットすると共に本ルーチンで設定する最大回転数Ｎｅｍａｘ，最小回転数Ｎｅｍｉｎをエンジン２２の目標回転数（例えば、エンジン２２の所定の定常運転状態における暖機用の回転数Ｎｓｅｔなど）に初期化する（ステップＳ４００）。カウンタＣｎは、値０にリセットされた以降にエンジン２２の１サイクルが終了する毎にインクリメントされるものとする。エンジン２２の１サイクルの終了はクランクポジションセンサ１４０からのクランク角ＣＡに基づいて判定することができる。続いて、クランク角ＣＡに基づいて演算されたエンジン２２の現在の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ４０５）、入力したエンジン２２の回転数Ｎｅと最大回転数Ｎｅｍａｘとを比較して（ステップＳ４１０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが最大回転数Ｎｅｍａｘよりも大きいときには、現在の回転数Ｎｅを最大回転数Ｎｅｍａｘとして設定する（ステップＳ４１５）。エンジン２２の回転数Ｎｅが最大回転数Ｎｅｍａｘ以下のときや、エンジン２２の回転数Ｎｅが最大回転数Ｎｅｍａｘよりも大きく現在の回転数Ｎｅを最大回転数Ｎｅｍａｘとして設定したときには、エンジン２２の回転数Ｎｅと最小回転数Ｎｅｍｉｎとを比較し（ステップＳ４２０）、エンジン２２の回転数Ｎｅが最小回転数Ｎｅｍｉｎよりも小さいときには、現在の回転数Ｎｅを最小回転数Ｎｅｍｉｎとして設定して次の処理に進み（ステップＳ４２５）、エンジン２２の回転数Ｎｅが最初回転数Ｎｅｍｉｎ以上のときには、次の処理に進む。

こうして最大回転数Ｎｅｍａｘや最小回転数Ｎｅｍｉｎを設定すると、ステップＳ４００でリセットした以降にエンジン２２の１サイクル毎にインクリメントしているカウンタＣｎが所定数Ｎｎに至ったか否かを判定する（ステップＳ４３０）。ここで、所定数Ｎｎは、エンジン２２の回転数Ｎｅの周期的な変動における最大値と最小値との差を空燃比インバランス状態を適正に判定できる程度の値（例えば、値５や値１０，値２０など）としてエンジン２２の特性などに基づいて予め実験などにより定めたものを用いるものとした。カウンタＣｎが所定数Ｎｎに至っていないときには、ステップＳ４０５の処理に戻ってステップＳ４０５〜Ｓ４３０の処理を実行し、カウンタＣｎが所定数Ｎｎに至ったときには、最大回転数Ｎｅｍａｘから最小回転数Ｎｅｍｉｎを減じて回転数差分Ｎｅｄを計算し（ステップＳ４３５）、計算した回転数差分Ｎｅｄと閾値Ｎｒｅｆとを比較する（ステップＳ４４０）。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、エンジン２２の空燃比インバランス状態を判定するためのものであり、エンジン２２の気筒間における空燃比が均衡していると判断可能な範囲の上限としてエンジン２２や空燃比センサ１３５ａの特性などに基づいて予め実験などにより定めたものを用いるものとし、実施例では、前述の閾値ΔＡｒｅｆ１，ΔＡｒｅｆ２，Ａｒｅｆと同様に、４つの気筒のうち１つの気筒の燃料噴射量が残る３つの気筒の各燃料噴射量に比して例えば５％多いときに相当する値を用いるものとした。図１１に回転数差分Ｎｅｄの一例を示す。図１１の例のようなエンジン２２の回転数Ｎｅの変動も、図８〜図１０の例のような空燃比ＡＦの変動と同様に、基本的にエンジン２２の１サイクルに相当する時間毎に周期的に生じる。

回転数差分Ｎｅｄが閾値Ｎｒｅｆ以下のときには、空燃比インバランス状態ではないと判断して、ステップＳ４００の処理に戻ってステップＳ４００〜Ｓ４４０の処理を実行する。回転数差分Ｎｅｄが閾値Ｎｒｅｆよりも大きいときには、空燃比インバランス状態であると判断して、回転数差分Ｎｅｄに基づいてインバランス率Ｒ４を設定し（ステップＳ４４５）、初期値として値０が設定されている回転変化判定フラグＦ４に値１を設定して（ステップＳ４５０）、第４判定処理ルーチンを終了する。したがって、空燃比インバランス状態でないと判断されたときには、空燃比インバランス状態であると判断されるまで、エンジン２２の所定数Ｎｎのサイクルにおける最大回転数Ｎｅｍａｘと最小回転数Ｎｅｍｉｎとの回転数差分Ｎｅｄを繰り返し計算し、空燃比インバランス状態であると一旦判断されると、インバランス率Ｒ４の設定と回転変化判定フラグＦ４への値１の設定とを行なって、第４判定処理を終了することになる。ここで、インバランス率Ｒ４は、エンジン２２の気筒間における空燃比の不均衡な状態の程度を示すものであり、実施例では、前述のインバランス率Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と同様に、４つの気筒のうち１つの気筒の燃料噴射量が残る３つの気筒の各燃料噴射量に比して多くなっている比率によって空燃比の不均衡な状態の程度を表すものとし、インバランス率Ｒ４は、実施例では、回転数差分Ｎｅｄとインバランス率Ｒ４との関係を予め定めてインバランス率設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、回転数差分Ｎｅｄが与えられると記憶したマップから対応するインバランス率Ｒ４を導出して設定するものとした。こうした処理によっても、空燃比インバランス状態を判定することができる。以上、第４の判定処理について説明した。

次に、空燃比インバランス状態の判定結果を用いた燃料噴射制御について説明する。図１２は、エンジンＥＣＵ２４により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される燃料噴射制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

燃料噴射制御ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａやエンジン２２の回転数Ｎｅ，初期値として値０が設定されると共に空燃比インバランス状態を判定する第１〜第４判定処理ルーチンによって値１が設定される傾き判定フラグＦ１，Ｆ２，差分判定フラグＦ３，回転変化判定フラグＦ４など制御に必要なデータを入力し（ステップＳ５００）、入力した吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅとに基づいてエンジン２２の空燃比を理論空燃比とするための燃料噴射量の基本値である基本燃料噴射量Ｑｆｂを設定する（ステップＳ５０５）。基本燃料噴射量Ｑｆｂは、実施例では、エンジン２２の吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｑｆｂとの関係を予め定めて基本燃料噴射量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅとが与えられると記憶したマップから対応する基本燃料噴射量Ｑｆｂを導出して設定するものとした。

続いて、入力した傾き判定フラグＦ１，Ｆ２，差分判定フラグＦ３，回転変化判定フラグＦ４をそれぞれ調べ（ステップＳ５１０）、入力した４つのフラグの全てが値０のときには、空燃比インバランス状態ではないと判断し、理論空燃比としての基本空燃比ＡＦｂａｓｅを目標空燃比ＡＦ＊に設定する（ステップＳ５１５）。そして、入力した空燃比ＡＦが設定した目標空燃比ＡＦ＊になるようフィードバック制御の関係式としての次式（１）によってフィードバック補正係数ｋａｆを設定し（ステップＳ５３０）、設定したフィードバック補正係数ｋａｆを基本燃料噴射量Ｑｆｂに乗じて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定し（ステップＳ５３５）、設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう各気筒の燃料噴射弁１２６を駆動して（ステップＳ５４０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。式（１）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインを示し、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインを示す。こうした制御により、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦが理論空燃比としての目標空燃比ＡＦ＊になるようエンジン２２への燃料噴射を行なうことができる。

kaf=kaf+k1(AF*-AF)+k2∫(AF*-AF)dt (1)

一方、入力した４つのフラグのうち少なくとも１つが値１のときには、空燃比インバランス状態であると判断し、初期値としては値０が設定されると共に第１〜第４判定処理ルーチンで各フラグＦ１〜Ｆ４と共に例えば１０％や２０％，３０％などの比率が設定されるインバランス率Ｒ１〜Ｒ４のうちの最大値に基づいて補正量Ａｍを設定し（ステップＳ５２０）、理論空燃比としての基本空燃比ＡＦｂａｓｅから補正量Ａｍを減じたものを目標空燃比ＡＦ＊として設定する（ステップＳ５２５）。ここで、補正量Ａｍは、空燃比インバランス状態に起因してエンジン２２からの排気のエミッションが悪化するのを抑制するためのものであり、実施例では、インバランス率Ｒ１〜Ｒ４のうちの最大値としてのインバランス率Ｒと補正量Ａｍとの関係を予め定めて補正量設定用マップとしてＲＯＭ２４ｂに記憶しておき、インバランス率Ｒが与えられると記憶したマップから対応する補正量Ａｍを導出して設定するものとした。図１３に補正量設定用マップの一例を示す。図中、補正量Ａｍは、例えば値１や値１．５，値２など、インバランス率Ｒが大きいほど大きくなる傾向に定められている。これは、インバランス率Ｒが大きいほど、例えば一部の気筒に噴射される燃料の量が残りの気筒に噴射される燃料の量に比して相対的に少なくなるなど、エミッションが悪化しやすくなる傾向があることに基づく。また、実施例では、基本空燃比ＡＦｂａｓｅから補正量Ａｍを減じたものを目標空燃比ＡＦ＊として設定するのは、空燃比インバランス状態ではない通常時よりもエンジン２２への燃料噴射量を増量することによって、一部の気筒の空燃比が他の気筒の空燃比に比してリーン側となっていることにより生じ得る窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制するためである。

そして、入力した空燃比ＡＦと設定した目標空燃比ＡＦ＊とを用いて式（１）によってフィードバック補正係数ｋａｆを設定し（ステップＳ５３０）、設定したフィードバック補正係数ｋａｆを基本燃料噴射量Ｑｆｂに乗じて目標燃料噴射量Ｑｆ＊を設定し（ステップＳ５３５）、設定した目標燃料噴射量Ｑｆ＊による燃料噴射が行なわれるよう各気筒の燃料噴射弁１２６を駆動して（ステップＳ５４０）、燃料噴射制御ルーチンを終了する。こうした制御により、空燃比インバランス状態と判定されたときには、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦが理論空燃比よりも小さい（リッチ側の）目標空燃比ＡＦ＊になるようエンジン２２への燃料噴射を行なうことができ、エミッションの悪化を抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置によれば、エンジン２２の運転状態が所定の定常運転状態のときに、空燃比センサ１３５ａにより検出された空燃比ＡＦがその変化方向が反転する上ピーク（下ピーク）に至ってから次に変化方向が反転する下ピーク（上ピーク）に至るまでに要した時間に対する空燃比ＡＦの変化量に相当する傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）を計算し、計算した傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）が閾値ΔＡｒｅｆ１（ΔＡｒｅｆ２）を超えているときには、エンジン２２の気筒間における空燃比が不均衡な空燃比インバランス状態であると判定するから、オブザーバ等を用いるものに比して、より簡易に空燃比インバランス状態であるのを判定することができる。また、こうした傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）を傾きΔＡｕｌ（ΔＡｌｕ）の所定数Ｎの平均値として計算するから、より適正に空燃比インバランス状態であるを判定することができる。さらに、空燃比ＡＦの傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）による判定に加えて、空燃比ＡＦの差分積算平均値Ａｕｌｓａによる判定やエンジン２２の回転数Ｎｅの回転数差分Ｎｅｄによる判定も行なうから、より確実に空燃比インバランス状態であるのを判定することができる。しかも、空燃比インバランス状態と判定されたときには、空燃比インバランス状態であると判定されないときに比してエンジン２２の燃料噴射量が多くなるよう燃料噴射制御を行なうから、エミッションの悪化を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置では、空燃比センサ１３５ａにより検出された空燃比ＡＦがその変化方向が反転する上ピーク（下ピーク）に至ってから次に変化方向が反転する下ピーク（上ピーク）に至るまでに要した時間に対する空燃比ＡＦの変化量に相当する傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）を計算すると共に計算した値を閾値と比較して空燃比インバランス状態を判定するものとしたが、これに代えて、空燃比センサ１３５ａにより検出された空燃比ＡＦがその変化方向が反転する上ピーク（下ピーク）に至ってから次に変化方向が反転する下ピーク（上ピーク）に至るまでに要する時間の間に空燃比ＡＦの単位時間（例えば、十数ｍｓｅｃや数十ｍｓｅｃなど）あたりの変化量を複数計算すると共に計算した値のうちの最大値を閾値と比較して空燃比インバランス状態を判定するものなど、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの単位時間あたりの変化量と閾値とを比較して空燃比インバランス状態を判定するものであれば如何なるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置では、空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）を傾きΔＡｕｌ（ΔＡｌｕ）の所定数Ｎの平均値として計算すると共に計算した傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）を閾値と比較して空燃比インバランス状態を判定するものとしたが、傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）を傾きΔＡｕｌ（ΔＡｌｕ）の所定数Ｎの最大値として計算すると共に計算した値を閾値と比較して空燃比インバランス状態を判定するものとしてもよいし、傾きΔＡｕｌ（ΔＡｌｕ）を積算して平均することなくそのまま閾値と比較して空燃比インバランス状態を判定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置では、空燃比センサ１３５ａにより検出された空燃比ＡＦがその変化方向が反転する上ピークに至ってから次に変化方向が反転する下ピークに至るまでに要した時間に対する空燃比ＡＦの変化量に相当する傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａと、空燃比センサ１３５ａにより検出された空燃比ＡＦがその変化方向が反転する下ピークに至ってから次に変化方向が反転する上ピークに至るまでに要した時間に対する空燃比ＡＦの変化量に相当する傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａと、を計算すると共に計算した値をそれぞれ閾値と比較して空燃比インバランス状態を判定するものとしたが、傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａと傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａとのうちいずれか一方のみを計算すると共に計算した値を閾値と比較して空燃比インバランス状態を判定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置では、空燃比ＡＦの傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａ（ΔＡｌｕｓａ）による判定に加えて、空燃比ＡＦの差分積算平均値Ａｕｌｓａによる判定やエンジン２２の回転数Ｎｅの回転数差分Ｎｅｄによる判定を行なうものとしたが、空燃比ＡＦの差分積算平均値Ａｕｌｓａによる判定とエンジン２２の回転数Ｎｅの回転数差分Ｎｅｄによる判定とのうちいずれか一方のみを行なうものとしてもよいし、両方を共に行なわないものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置では、空燃比インバランス状態であると判定されたときには、空燃比インバランス状態であると判定されないときに比してエンジン２２の燃料噴射量が多くなり且つインバランス率Ｒが大きいほど多くなるよう燃料噴射制御を行なうものとしたが、空燃比インバランス状態であると判定されないときに比してエンジン２２の燃料噴射量がインバランス率Ｒに拘わらず所定の補正量分だけ多くなるよう燃料噴射制御を行なうものとしてもよいし、こうした燃料噴射制御に代えて、浄化装置１３４の下流側に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２に基づいて燃料噴射量を調整するものでは空燃比インバランス状態であると判定されたときに酸素信号Ｏ２に基づいて燃料噴射量を調整したり、空燃比インバランス状態であると判定されたときにスロットル開度を調整して吸入空気量を調整する、などとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置では、空燃比インバランス状態の判定処理を行なう際のエンジン２２の所定の定常運転状態は、イグニッションオンの直後に浄化装置１３４の触媒暖機運転やエンジン２２の暖機運転が行なわれているときであるものとしたが、エンジン２２が定常運転されている状態であれば如何なるものとしてもよく、例えば、車両の走行中にエンジン２２の回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑａが共にエンジン２２が定常運転されていると判断可能な範囲として予め定められた所定範囲内のときである、などとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載された内燃機関装置では、エンジン２２は気筒毎に燃料噴射弁１２６が取り付けられた４気筒の内燃機関として構成されているものとしたが、気筒毎に燃料噴射が行なわれる６気筒や８気筒など複数気筒の内燃機関として構成されているものであれば気筒数はいくつであっても構わない。

実施例では、内燃機関装置を搭載するハイブリッド自動車２０について説明したが、エンジンからの動力を変速機を介して駆動軸に出力して走行する自動車やこうした自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載された内燃機関装置や、移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としても構わない。また、こうした内燃機関装置の空燃比不均衡状態判定方法の形態としても構わない。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、４気筒のエンジン２２が「内燃機関」に相当し、排気管１３３に取り付けられた空燃比センサ１３５ａが「空燃比検出手段」に相当し、エンジン２２の運転状態が所定の定常運転状態のときに空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａを計算すると共に計算した傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａが閾値ΔＡｒｅｆ１未満のときには空燃比インバランス状態であると判定する図４の第１判定処理ルーチンを実行したり、エンジン２２の運転状態が所定の定常運転状態のときに空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａを計算すると共に計算した傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａが閾値ΔＡｒｅｆ２よりも大きいときには空燃比インバランス状態であると判定する図５の第２判定処理ルーチンを実行したりするエンジンＥＣＵ２４が「空燃比状態判定手段」に相当する。また、空燃比インバランス状態であると判定されたときにはインバランス率Ｒに基づく補正量Ａｍを基本空燃比ＡＦｂａｓｅから減じて得られる目標空燃比ＡＦ＊によって、空燃比インバランス状態であると判定されないときの基本空燃比ＡＦｂａｓｅとしての目標空燃比ＡＦ＊による燃料噴射量よりもエンジン２２の燃料噴射量が多くなるよう制御する図１２の燃料噴射制御ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ２４が「制御手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、４気筒のエンジン２２に限定されるものではなく、６気や８気筒のものなど、気筒毎に燃料噴射を行なう複数気筒の内燃機関であれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「空燃比検出手段」としては、排気管１３３に取り付けられた空燃比センサ１３５ａに限定されるものではなく、内燃機関の各気筒からの排気が合流する排気管に取り付けられて空燃比を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「空燃比状態判定手段」としては、エンジン２２の運転状態が所定の定常運転状態のときに空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦの傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａや傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａを計算すると共に計算した傾き積算平均値ΔＡｕｌｓａや傾き積算平均値ΔＡｌｕｓａが閾値を超えているときには空燃比インバランス状態であると判定するものに限定されるものではなく、内燃機関の運転状態が予め定められた定常運転状態のときに検出された空燃比の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定範囲にないときには、内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態としての空燃比不均衡状態であると判定するものであれば如何なるものとしても構わない。また、「制御手段」としては、空燃比インバランス状態であると判定されたときにはインバランス率Ｒに基づく補正量Ａｍを基本空燃比ＡＦｂａｓｅから減じて得られる目標空燃比ＡＦ＊によって、空燃比インバランス状態であると判定されないときの基本空燃比ＡＦｂａｓｅとしての目標空燃比ＡＦ＊による燃料噴射量よりもエンジン２２の燃料噴射量が多くなるよう制御するものに限定されるものではなく、空燃比状態判定手段により空燃比不均衡状態であると判定されたときには、空燃比不均衡状態であると判定されないときに比して内燃機関への燃料噴射量が多くなるよう内燃機関を制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、内燃機関装置や車両の製造産業に利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２４ｄ タイマ、２６ クランクシャフト、３０ａ，３０ｂ 駆動輪、３１ デファレンシャルギヤ、３２ 駆動軸、３４ 遊星歯車機構、４１，４２ インバータ、４４ モータ用電子制御ユニット、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット、６０ ハイブリッド用電子制御ユニット、６１ イグニッションスイッチ、６２ シフトポジションセンサ、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６６ ブレーキペダルポジションセンサ、６８ 車速センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気管、１３４ 浄化装置、１３４ａ 三元触媒、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４３ 圧力センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 可変バルブタイミング機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (8)

1. 気筒毎に燃料噴射を行なう複数気筒の内燃機関を備える内燃機関装置であって、
   前記内燃機関の各気筒からの排気が合流する排気管に取り付けられて空燃比を検出する空燃比検出手段と、
   前記内燃機関の運転状態が予め定められた定常運転状態のときに前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定範囲にないときには、前記内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態としての空燃比不均衡状態であると判定する空燃比状態判定手段と、
   を備える内燃機関装置。
2. 請求項１記載の内燃機関装置であって、
   前記空燃比状態判定手段は、前記検出された空燃比の変化方向が反転してから次に反転するまでの所定時間における前記検出された空燃比の変化量を前記所定時間で除して得られる値を前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量として用いて判定する手段である、
   内燃機関装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関装置であって、
   前記空燃比状態判定手段は、前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量を複数回に亘って演算すると共に該演算した変化量の前記複数回の平均値が前記所定範囲にないときには、前記空燃比不均衡状態であると判定する手段である、
   内燃機関装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置であって、
   前記空燃比状態判定手段は、前記検出された空燃比の変化方向が反転してから次に反転するまでの前記検出された空燃比の変化量が予め定められた第２の所定範囲にないときにも、前記空燃比不均衡状態であると判定する手段である、
   内燃機関装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置であって、
   前記空燃比状態判定手段は、前記内燃機関の複数サイクルにおける該内燃機関の回転数の最大値と最小値との差が予め定められた第３の所定範囲にないときにも、前記空燃比不均衡状態であると判定する手段である、
   内燃機関装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置であって、
   前記空燃比状態判定手段により前記空燃比不均衡状態であると判定されたときには、前記空燃比不均衡状態であると判定されないときに比して前記内燃機関への燃料噴射量が多くなるよう該内燃機関を制御する制御手段
   を備える内燃機関装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の内燃機関装置が搭載された車両。
8. 気筒毎に燃料噴射を行なう複数気筒の内燃機関と、前記内燃機関の各気筒からの排気が合流する排気管に取り付けられて空燃比を検出する空燃比検出手段と、を備える内燃機関装置における前記内燃機関の気筒間で空燃比が不均衡な状態としての空燃比不均衡状態を判定する空燃比不均衡状態判定方法であって、
   前記内燃機関の運転状態が予め定められた定常運転状態のときに前記検出された空燃比の単位時間あたりの変化量が予め定められた所定範囲にないときには、前記空燃比不均衡状態であると判定する、
   ことを特徴とする空燃比不均衡状態判定方法。

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