JP2012237253A - 流量推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲ通路の閉塞等により吸気が過剰に増大した気筒における不安定な燃焼を抑制する。
【解決手段】 本発明の内燃機関の制御装置１００は、気筒休止機構１００を有し、複数の気筒２１０を備える内燃機関２００と、排気通路２０１と複数の気筒の夫々とを連通し、排気通路２０６に排出された内燃機関の排気の少なくとも一部をＥＧＲガスとして複数の気筒の夫々に還流させるＥＧＲ通路３０２と、ＥＧＲガスの還流を実施又は停止可能なＥＧＲ制御装置３０３とを備える車両に搭載され、複数の気筒の夫々の動作に係る内燃機関の回転数の時間変動を検出する回転数検出装置２１４と、ＥＧＲガスの還流が実施されている場合の内燃機関の回転数の時間変動が、ＥＧＲガスの還流が停止されている場合の内燃機関の回転数の時間変動より大きい気筒について、気筒休止機構による休止を指示する気筒制御手段１００とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関と、該内燃機関において排気還流動作を実施する排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置とを備える車両において、内燃機関の動作の制御を行なう内燃機関の制御装置の技術分野に関する。

この種の車両制御装置として、複数気筒を備える内燃機関において、各気筒に流入する吸気に対して、ＥＧＲ装置により排気ガスの一部を還流させて流入させることで、過給効果を得る構成がある。

この種の構成においては、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り、内燃機関の燃費の低下や、排気ガスのエミッションの悪化等に繋がることが知られている。

そこで、ＥＧＲ装置としては、各気筒へのＥＧＲ分配状況を高精度に検出し、必要に応じて補正を行う機能を有していることが好ましい。例えば、下記に示す先行技術文献、例えば特許文献１には、ＥＧＲ実施時及び非実施時の各気筒における空燃比の数値を学習し、学習値の差異に基づいて、ＥＧＲ分配状況を検出する構成が開示されている。また、該構成によりＥＧＲ分配状況に異常が生じていることが検出される場合、取得した空燃比の学習値の差異に基づいて、各気筒における点火時期を補正する構成について言及されている。また、特許文献２には、各気筒のＥＧＲ実施時の内燃機関回転変動と、各気筒のＥＧＲ非実施時の空燃比学習値とを相互に比較することで、ＥＧＲ分配状況を検出する構成が開示されている。尚、該特許文献２には、内燃機関回転変動の差に応じて、気筒毎の燃料噴射タイミングを補正する構成について言及されている。

特開２０１０−７１１３６号公報 特開２００９−１０８７１３号公報 特開２０１０−１５６２９５号公報 特開２０１０−１１１３４２号公報

しかしながら、複数気筒を備える内燃機関において、各気筒における点火時期を個別に補正する場合、気筒毎の環境のばらつきや、噴射される燃料の差異等に起因するノッキング影響を考慮することが好ましい。このとき、各気筒の点火時期は、理論上の最適な点火時期よりも遅角側に設定されることとなる。

ところで、一部の気筒においてＥＧＲ通路の閉塞が生じる場合、還流される排気ガスは他の閉塞していない気筒に向けて流入することになり、ＥＧＲ分配状況が悪化する。このとき、閉塞していない一部の気筒に対して還流される排気ガスが大量に流入することで空燃比が大きく偏り、燃焼が不安定となる可能性がある。このため、該当する気筒において、燃焼効率の悪化や、排気ガスのエミッションの悪化等の影響が生じる。

各気筒の点火時期を個別に補正することで、燃焼の不安定度を低減可能となるものの、正常でない燃焼が生じている気筒については、燃焼が継続されるため、燃焼効率や排気ガスのエミッションについては、正常燃焼時と比較して悪化し、安定化させることが困難である。

一方で、各気筒への燃料の噴射タイミングを個別に補正する場合、気筒毎のばらつきによる、燃焼室内の燃料が過剰にリッチ又はリーンとならないよう留意することが好ましい。このような場合にも、一部の気筒においては異常な燃焼が継続されるため、燃焼効率や排気ガスのエミッションへの影響を取り除くことは困難となる。

本発明は、上述した問題点に鑑みて為されたものであり、ＥＧＲ分配状況の悪化などに起因する特定気筒の燃焼効率や排気ガスのエミッション等の悪化を好適に抑制可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の制御装置は、吸気通路及び排気通路に連通する複数の気筒を備え、気筒休止機構を有する内燃機関と、前記排気通路と前記複数の気筒の夫々とを連通し、前記排気通路に排出された前記内燃機関の排気の少なくとも一部をＥＧＲガスとして前記複数の気筒の夫々に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を介した前記ＥＧＲガスの還流を実施又は停止可能なＥＧＲ制御装置とを備える車両における内燃機関の制御装置であって、前記複数の気筒の夫々の動作に係る前記内燃機関の回転数の時間変動を検出する回転数検出装置と、前記ＥＧＲガスの還流が実施されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動が、前記ＥＧＲガスの還流が停止されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動より大きい前記気筒について、前記気筒休止機構による休止を指示する気筒制御手段とを備える。

本発明に係る内燃機関の制御装置が搭載される車両は、少なくとも内燃機関とＥＧＲ通路と、ＥＧＲ制御装置とを備える。

本発明に係る内燃機関とは、車両に搭載される内燃機関であって、燃料の燃焼に伴う熱エネルギを運動エネルギに変換して出力可能な構成について包括的に示す概念である。内燃機関は、吸気通路、排気通路、複数の気筒を備える。吸気通路は、車両外部に連通する通路が所定の分岐位置で複数の気筒夫々に連通する通路に分岐し、該気を複数の気筒の夫々に供給する管状部材である。排気通路は、複数の気筒の夫々に連通する分岐通路が所定の合流位置で合流し、各気筒からの排気ガスの少なくとも一部を車両の外部に導く管状部材である。複数の気筒の夫々は、吸気通路を介して供給される吸入ガスと、燃料供給装置から供給される燃料とが混合した混合気を燃焼させることで生じた力を回転運動として外部に出力する。内燃機関が備える複数の気筒では、相互に関連する態様で、又は相互に関連しない態様で、夫々吸入ガス及び燃料の供給、燃焼の工程、並びに回転運動の出力が行われる。尚、内燃機関の回転数とは、各気筒における混合気の燃焼にい伴って出力される回転運動により、各気筒に接続される回転軸が回転する際の回転数を示す。この回転数は、各気筒での動作に基づく、相互に独立した値である場合もある。

また、本発明に係る内燃機関は、上述した動作を行なっている、所謂動作状態にある複数の気筒の内、少なくとも一つの気筒について、動作を選択的に休止させる気筒休止機構を有する。気筒休止機構は、例えば、外部の制御装置からの休止指示により選択された気筒について、該気筒と吸気通路との間に設けられる吸気弁及び該気筒と排気通路との間に設けられる排気弁の少なくとも一方を閉弁し、且つ燃料供給装置に対して該気筒への燃料供給を停止させることで、該気筒を休止状態とする。以降、複数の気筒の内少なくとも一つが休止状態にあり、他の気筒が動作状態にある状態を、減筒状態と称して説明することがある。

尚、内燃機関は、上述した一連の動作により回転運動を出力可能な限り、例えば、気筒数、気筒配列、燃料の供給形態、吸排気系の構成或いは動弁系の構成等の各種実践的態様は、特に言及する点以外においては、公知非公知を問わずいかなる態様であってもよい。

本発明に係るＥＧＲ通路は、例えば、内燃機関の排気通路と複数の気筒の夫々とを連通する管状の部材である。ＥＧＲ通路の一端は、排気通路における合流位置よりも下流側の位置に形成される開口部に接続される。ＥＧＲ通路の他の一端は、所定の分岐位置で複数の気筒の夫々に連通する分岐通路に分岐し、各分岐通路は、吸気通路における複数の気筒に連通する分岐通路の夫々に形成される開口部に接続される。ＥＧＲ通路の構成によれば、排気通路を通過する排気ガスの少なくとも一部が取り出され、ＥＧＲガスとして、複数の気筒に連通する吸気通路の分岐通路の夫々に分配されて供給される。

本発明に係るＥＧＲ制御装置は、排気通路から取り出された排気ガスを複数の気筒の夫々に供給する（言い換えれば、還流させる）所謂ＥＧＲ動作を実施又は停止させるよう制御する装置である。ＥＧＲ制御装置は、例えば、ＥＧＲ通路に設けられる電磁弁と、該電磁弁の開閉状態を制御可能な制御ユニット等を含んで成り、電磁弁を開弁又は閉弁させることで、ＥＧＲ通路を介したＥＧＲガスの還流の実施又は停止を制御してもよい。このような態様の場合、電磁弁は、ＥＧＲ通路において、複数の気筒の夫々に連通する分岐通路に分岐する分岐位置より上流側に設けられていてもよい。つまり、一つの電磁弁の開閉状態に応じて、複数の気筒の夫々に対するＥＧＲガスの還流を実施又は停止可能な態様であってよい。

本発明に係る車両では、内燃機関の気筒から排出された排気ガスの少なくとも一部がＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流するため、気筒内に流入する空気量が増大し、複数の気筒の夫々に対して所謂過給効果をもたらし得る。

本発明に係る内燃機関の制御装置が備える回転数検出手段は、複数の気筒の夫々の動作に係る内燃機関の回転数の時間変動を検出する。回転数検出手段は、例えば、複数の気筒の夫々の回転軸等の回転部材の回転数を計測する回転数センサと、計測結果から内燃機関の回転数の時間変動を算出する処理装置との組み合わせ等である。回転数検出手段は、好適な一動作として、検出した複数の気筒の夫々における内燃機関の回転数を、気筒制御手段に対して出力する。

本発明に係る内燃機関の制御装置が備える気筒制御手段は、内燃機関の気筒休止機構の動作を制御し、複数の気筒の内、条件を満たす気筒に対して動作指示及び休止指示を行なう。

気筒制御手段は、回転数検出手段によって検出された内燃機関の回転数に応じて気筒毎に動作指示又は休止指示を行なう。具体的には、ある一つの気筒について、ＥＧＲガスの還流が実施されている場合（つまり、ＥＧＲオン状態）の回転数の時間変動が、ＥＧＲガスの還流が停止されている場合（つまり、ＥＧＲオフ状態）の内燃機関の回転数の時間変動より大きい場合、該気筒を休止状態とするよう、気筒休止機構を動作させる。

本発明に係る内燃機関の制御装置が備える気筒制御手段の機能は、例えば、車両が備えるＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等の演算装置により実現される。ＥＣＵは、回転数センサを含む回転数検出手段に対して、検出結果を参照可能な態様で接続される。また、ＥＣＵは、内燃機関における気筒休止機構に対して制御信号を出力することで、各気筒に対する動作指示及び休止指示を伝達可能に接続される。

このように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、ＥＧＲオン状態及びＥＧＲオフ状態の複数の気筒の夫々における回転数の時間変動に応じて、選択的に減筒状態となるよう気筒の動作状態が設定される。

ＥＧＲ通路の内、複数の気筒の夫々に連通する分岐通路のいずれかにおいて閉塞が生じた場合、該分岐通路を介して気筒に流入する分のＥＧＲガスは、他の閉塞していない分岐通路を介して他の気筒に流入することになる。このため、分岐通路が閉塞していない気筒においては、ＥＧＲ率が増大し、実際に流入するガス量が増大する。気筒に流入するガス量が過剰に増大する場合、該気筒における燃焼が不安定になる可能性がある。

ある気筒について、ＥＧＲオン時の回転数の時間変動が、ＥＧＲオフ時の回転数の時間変動よりも大きい場合、該気筒に流入するガス量が過剰に増大し、燃焼が不安定になっていることが推測され得る。

従って、燃焼が不安定になっている可能性のある気筒について、動作を休止し、減筒状態で車両の走行を継続させることで、内燃機関全体における燃費の悪化や、排気ガスのエミッションの悪化を抑制することが出来る。

このように、ＥＧＲ通路の分岐通路において閉塞が生じ、該閉塞が生じた分岐通路に対応する気筒に流入する分のＥＧＲガスが、他の気筒に流入することに起因する内燃機関全体における燃費の悪化や、排気ガスのエミッションの悪化を抑制することが出来る。尚、分岐通路に閉塞が生じている気筒については、ＥＧＲ率が略ゼロの状態での動作と見做すことが出来る。このため、少なくともＥＧＲ率が過剰に増大し、燃焼が不安定となっている気筒と比較して、燃費及び排気ガスのエミッションは良好な状態と見做すことが出来るため、休止状態とする必要はない。

以上、説明したように、本発明に係る内燃機関の制御装置の動作によれば、複数の気筒に対して個別に連通する分岐通路を有するＥＧＲ通路を備える車両において、ＥＧＲ通路の分岐通路の閉塞に起因する燃費の悪化や排気ガスのエミッションの悪化を好適に抑制することが出来る。

本発明の内燃機関の制御装置の一の態様では、前記気筒制御手段は、前記ＥＧＲガスの還流が実施されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動について閾値を設け、前記ＥＧＲガスの還流が実施されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動が、前記ＥＧＲガスの還流が停止されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動より大きく、且つ前記閾値よりも大きい前記気筒について、前記気筒休止機構による休止を指示する。

この態様によれば、本発明に係る気筒制御装置は、ＥＧＲオン状態での回転数の時間変動が、ＥＧＲオフ状態の時間変動よりも大きく、且つ設定した閾値よりも大きい気筒を休止状態とするよう、気筒休止気機構を動作させる。このため、ＥＧＲオン状態での回転数の時間変動が、ＥＧＲオフ状態の時間変動よりも大きい気筒であっても、回転数の時間変動が閾値以下である場合には、休止状態とはならない。

例えば、気筒制御装置は、気筒毎のＥＧＲオン状態での回転数の時間変動と、該気筒における燃費や排気ガスのエミッションの悪化との相関を示すマップを予め用意し、該マップに応じて、閾値を設定してもよい。このように構成することで、気筒制御装置は、気筒における燃費や排気ガスのエミッションが所定のレベルを超えて悪化する場合に、該気筒を休止状態とするよう、閾値を設定することが出来る。このため、より高精度に、ＥＧＲ通路の分岐通路の閉塞に起因する燃費の悪化や排気ガスのエミッションの悪化を抑制することが可能となる。

本発明の内燃機関の制御装置の他の態様は、前記車両のドライバビリティを評価する評価手段を更に備え、前記気筒制御手段は、前記気筒について、前記気筒休止機構による休止を指示することで、前記ドライバビリティが所定範囲を超えて悪化すると評価される場合、休止を指示する前記気筒の内、ドライバビリティの悪化が所定範囲内となるよう選択した気筒についてのみ、前記気筒休止機構による休止を指示する。

この態様によれば、ある気筒に対応するＥＧＲ通路の閉塞に起因して他の複数の気筒におけるＥＧＲ率が過剰に増大した場合に、複数の気筒を休止状態とすることで、減筒状態で走行する車両のドライバビリティを却って悪化させてしまうことが回避される。尚、本発明に係るドライバビリティとは、車両走行時に内燃機関において動作している気筒数に応じて変化するものであり、例えば、車両の加速性能、始動性能及びノッキングやベーパロック等の生じ易さを示す指標である。

気筒制御装置は、回転数の時間変動から、燃焼が不安定になっていると推測される気筒が２つ以上存在する場合、燃焼が不安定になっていると推測される気筒全てを停止させる場合がある。例えば、６つの気筒を有する内燃機関において、１つの気筒に連通するＥＧＲ通路の分岐通路に生じた閉塞により、他の５つの気筒全てにおいてＥＧＲ率が過剰に増大し、燃焼が不安定となっていることが推測される場合、該他の５つの気筒全てを休止状態としてもよい。

しかしながら、このように一部の気筒のみを動作させる減筒状態での走行を実施する場合、気筒より出力される駆動力が車両の走行に要求される駆動力を下回る可能性がある。この場合、車両のドライバビリティが却って悪化し、ドライバの運転の継続に支障をきたす場合が考えられる。

このため、この態様の気筒制御手段は、気筒を休止状態として、減筒状態での走行を行なう場合、車両のドライバビリティ等を考慮した上で休止状態とする気筒及びその数を決定する。例えば、２つ以上の気筒を休止状態とした上で、減筒状態での走行を行なう場合、減筒状態となる前後での車両の走行状態に係るドライバへのフィーリングや走行に係る状態値等のドライバビリティの差異を比較する。このとき、減筒状態となる前後において、ドライバへのフィーリングや走行に係る状態値等が所定範囲を超えて大きく悪化する場合には、該状態値の変化が該所定範囲内に収まるよう、本来減筒状態とすべき気筒から所定の数の気筒を選択して、休止状態とする。

このような動作によれば、個々の気筒における燃費や排気ガスのエミッションの悪化を抑制する一方で、車両の走行状態を大きく変動させてしまうような事態を好適に避けることが出来る。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

エンジンシステムの基本的な構成を示す概略図である。 内燃機関の制御動作の流れを示すフローチャートである。 内燃機関の制御動作の変形例の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。

（１）構成例
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置が制御する内燃機関の一例である、エンジンシステム１０の基本的な構成を示す概略図である。

図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載され、ＥＣＵ１００、エンジン２００及びＥＧＲ装置３００を備える。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００及びＥＧＲ装置３００の各部の動作を制御可能な電子制御ユニットであり、本発明に係る「気筒制御手段」の一具体例を構成する。

尚、ＥＣＵ１００は、後述する回転数センサ２１４からの信号入力を受けることで、本発明に係る「回転数検出手段」の一具体例として機能し得る。ＥＣＵ１００は、回転数センサ２１４における気筒２１０毎の回転数の測定結果を参照し、該測定結果に基づいて、気筒毎のエンジン回転数の時間変動（ΔＮＥ）を検出する。

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一具体例である。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、本実施形態に係るエンジン２００は、気筒２１０が４本並列して配置される４気筒エンジンである。便宜上、図１に示されるように、４本の気筒を図左側から気筒２１０ａ、気筒２１０ｂ、気筒２１０ｃ、気筒２１０ｄと区別して表記する。尚、各気筒について区別せずにその構成又は機能について説明する場合には、単に気筒２１０と記載して説明する。

外部からエンジン２００に吸入される吸入ガスは、不図示のエアフィルタを介して吸気通路２０１に導かれる。吸気通路２０１は、本発明に係る「吸気通路」の一例であって、車両外部から吸入される吸入ガスがエンジン２００の気筒２１０に流入するまでの経路に当たる。尚、以降の説明において、吸入ガスの吸入経路に従って、外部と連結される方向を上流側、吸気通路２０１における気筒２１０方向を下流側と称することがある。

吸気通路２０１には、吸入ガスの流量を調節可能なスロットルバルブ２０２が設けられている。スロットルバルブ２０２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され且つＥＣＵ１００により制御される不図示のスロットルバルブモータから供給される駆動力により回転可能に構成された回転弁を備える。スロットルバルブ２０２は、当該スロットルバルブ２０２を境にした吸気通路２０１の上流部分と下流部分との連通を遮断する全閉位置から、これらを全面的に連通させる全開位置まで、その回転位置（言い換えれば、開度）が連続的に制御される構成となっている。

吸気通路２０１は、スロットルバルブ２０２の下流側において、本発明に係る「吸気通路」の他の一例としての吸気マニホールド２０３と接続される。吸気マニホールド２０３は、吸入ガスの上流側において吸気通路２０１と連通する。また、吸気マニホールド２０３は、吸気ガスの下流側において、シリンダブロック２０４内に配置される４本の気筒２１０の夫々の吸気ポートと連通する４本の分岐管路に分岐する。
シリンダブロック２０４内には、４本の気筒２１０が配置されている。便宜上、図１に示されるように、４本の気筒を図左側から気筒２１０ａ、気筒２１０ｂ、気筒２１０ｃ、気筒２１０ｄと区別して表記する。尚、各気筒について区別せずにその構成又は機能について説明する場合には、単に気筒２１０と記載して説明する。

気筒２１０は、吸気ポートを介して、吸気マニホールドの対応する分岐管路に連通する燃焼室（不図示）を有し、該連通部分に吸入ガスの流量を調節可能な吸気バルブ２１２を有する。吸気バルブ２１２は、当該吸気バルブ２１２を境にした吸気ポートの上流部分と下流部分との連通を遮断する全閉位置から、これらを全面的に連通させる全開位置まで、その開度が連続的に制御される構成となっている。

気筒２１０内の燃焼室には、インジェクタ２１１の燃料噴射弁が露出しており、この燃料噴射弁から燃料としての液体燃料を霧化して噴射可能となっている。このインジェクタ２１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、例えば、噴射の有無及び噴射量等インジェクタ２１１を介した液体燃料の噴射状態を制御可能となっている。

燃焼室内には、インジェクタ２１１により燃料が吹き付けられる。該燃料と、吸気通路２０１を介して吸入した吸入ガスとの混合気体は、圧縮行程において各気筒内で圧縮され、不図示の点火装置による点火動作により点火され燃焼する。この燃焼の際に生じる力は、気筒２１０内のピストンを往復運動させ、不図示のコネクティングロッドを介してピストンに連結される不図示のクランクシャフトの回転運動に変換される。

また、各気筒２１０には、該気筒内のピストンの動作により、出力されるクランクシャフトの回転運動の回転数を計測する回転数センサ２０４が設けられる。回転数センサ２０４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、該回転数センサ２０４における計測結果は、ＥＣＵ１００により参照可能となっている。

尚、燃焼室２２１内に噴射される液体燃料は、例えば何らかの手段により決定された比率で混合されるガソリンとエタノールとから成る混合燃料等であってよい。また、燃焼室は、不図示の第２のインジェクタを更に設け、ＣＮＧ（Compressed Natural Gas）を燃料として更に噴射する構成であってよい。

各気筒２１０における燃焼行程を経た燃焼済みガス（あくまで燃焼行程を経たことを意味するものであり、完全燃焼したか否かを規定するものでない）は、排気行程において排気ポートを介して排気マニホールド２０５に排出される。

排気ポートにおける気筒２１０と排気マニホールド２０５の連通部分には、排気バルブ２１３が設けられる。排気バルブ２１３は、当該排気バルブ２１３を境にした排気ポートの上流部分と下流部分との連通を遮断する全閉位置から、これらを全面的に連通させる全開位置まで、その開度が連続的に制御される構成となっている。

本実施形態におけるＥＣＵ１００は、所定の気筒２１０に対して、燃料の燃焼に係る一連の行程を停止させる、所謂休止制御を実施可能である。休止制御により、休止状態となるよう指示された気筒２１０では、吸気バルブ２１２及び排気バルブ２１３の少なくとも一方が閉弁され、更にインジェクタ２１１からは該気筒２１０への燃料の噴射が実施されない状態となる。また、ＥＣＵ１００は、任意のタイミングで、休止状態にある気筒２１０に対して、燃料の燃焼に係る一連の行程を実施させる動作制御を実施することが出来る。 排気マニホールド２０５は、排気ガスの流れの上流側（言い換えれば、気筒２１０側）において、シリンダブロック２０４内に配置される４本の気筒２１０の夫々の排気ポートと連通する４本の分岐管路に分岐する。また、排気マニホールド２０５の分岐管路は、下流側で合流し、本発明に係る「排気通路」の他の一例である排気管２０６と連通する。気筒２１０の排気ポートから排出された燃焼済みガスは、排気ガスとして排気通路２０６に導かれ、下流側に向かって流れる。

ＥＧＲ装置３００は、ＥＧＲ通路３０２、ＥＧＲバルブ３０３を備える他、不図示の温度センサ及びＥＧＲクーラ等を備え、排気通路２０６に排出される排気ガスをＥＧＲガスとして吸気通路２０１に還流可能な構成である。

ＥＧＲ通路３０２は、排気ガスを通す管状部材であって、一端が開口部３０１において排気通路２０６に接続される。ＥＧＲ通路３０２の他方の端部は、ＥＧＲバルブ３０３の下流側で４本の気筒２１０に夫々対応する分岐管路に分岐し、各分岐管路は、１対１の関係で対応する気筒２１０に連通する吸気マニホールド２０３の分岐管路に、開口部３０５を介して接続される。

ＥＧＲバルブ３０３は、本発明に係る「ＥＧＲ制御装置」の一例であって、ＥＣＵ１００と電気的に接続され且つＥＣＵ１００により制御される不図示のＥＧＲバルブモータから供給される駆動力により回転可能に構成された回転弁を備える。ＥＧＲバルブ３０３は、当該ＥＧＲバルブ３０３を境にしたＥＧＲ通路３０２の上流部分と下流部分との連通を遮断する全閉位置から、これらを全面的に連通させる全開位置まで、その開度が連続的に制御される構成となっている。ＥＧＲバルブ３０３が開弁状態にある場合、排気通路２０６から取り出された排気ガスの少なくとも一部は、ＥＧＲガスとして、連通する吸気マニホールド２０３の分岐管路の夫々に分配されて供給される。このように、ＥＧＲバルブ３０３が開弁状態にあり、取り出されたＥＧＲガスが各気筒２１０に還流され得る状態をＥＧＲが実施されている状態として、「ＥＧＲオン」状態と称する。他方で、ＥＧＲバルブ３０３が閉弁状態にある場合、ＥＧＲガスの流れが遮断され、各気筒２１０に対してＥＧＲガスが供給されない。このように、ＥＧＲバルブ３０３が閉弁状態にあり、取り出されたＥＧＲガスが各気筒２１０に還流され得ない状態を「ＥＧＲオフ」状態と称する。

（２）動作例
図２を参照して、本発明の内燃機関が備える内燃機関の制御装置に係る動作について説明する。図２は、ＥＣＵ１００による、ＥＣＵ１００の制御により実施される内燃機関の制御動作の流れを示すフローチャートである。

図２に示されるように、ＥＣＵ１００は、車両の走行中に、各気筒２１０について、ＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを取得する（ステップＳ１０１）。また、ＥＣＵ１００は、車両の走行中に、各気筒２１０について、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎを取得する（ステップＳ１０２）。

各気筒２１０について、ＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆ及びＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎが収集されたのち、ＥＣＵ１００は、気筒２１０の夫々について、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎがＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを上回るか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎがＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを上回る気筒２１０が存在する場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、次に、ＥＣＵ１００は、該当する気筒２１０について、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎと閾値との比較を行なう（ステップＳ１０４）。

ＥＣＵ１００は、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎに対する閾値を予め設定して、内部のメモリ等に有している。該閾値は、気筒２１０について、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎと、該回転数の時間変動により燃焼室内での燃焼が不安定となることに起因する燃費やエミッションの悪化との相関関係に応じて実験的又はシミュレーション等の手法により決定される。例えば、ＥＣＵ１００は、好適な一形態として、内部のメモリに、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎと、該回転数の時間変動により燃焼室内での燃焼が不安定となることに起因する燃費やエミッションの悪化との相関関係を示すマップ等を有する。

ＥＣＵ１００は、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎがＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを上回り（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、且つ閾値を上回る（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）と判定された気筒２１０を休止状態に移行するよう休止制御を行なう（ステップＳ１０５）。

エンジンシステム１０のように、気筒２１０を複数備え、且つ複数の気筒の夫々に対して、分岐した複数のＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給する構成では、ＥＧＲ通路内の分岐通路のいずれかにおいて閉塞が生じ、該分岐通路を通過して対応する気筒２１０に導かれる分のＥＧＲガスが、他の分岐通路を介して他の気筒２１０に流れ込むことが考えられる。従って、閉塞が生じていない気筒２１０に対しては、全気筒２１０において閉塞が生じていない場合と比較して、供給されるＥＧＲガス量が多くなり、ＥＧＲ率が増大する。特に、図１に示されるエンジンシステム１０のように、複数の気筒２１０に供給するＥＧＲガスの供給の有無（つまり、ＥＧＲオン及びＥＧＲオフの切り替え）及び流量を一つのＥＧＲバルブ３０３の開閉制御により実施する場合においては、個々の気筒２１０毎にＥＧＲ率を任意に制御出来ないため、ＥＧＲ率の増大を回避出来ない。

本実施形態のＥＣＵ１００の動作によれば、このようにＥＧＲ率の増大が生じた気筒２１０において、供給されるガスが過剰に増大することにより、燃焼室における燃焼が不安定となった気筒を休止状態として、減筒状態で車両の走行を継続出来る。

ＥＧＲガスが過剰に供給される気筒２１０においては、ＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎが上回る状態となる。ＥＣＵ１００は、気筒２１０毎にＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆとＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎとの比較を行ない、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎがＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを上回る気筒２１０に対して、選択的に休止状態とするよう制御を行なっている。このため、燃焼が不安定となる虞のある気筒２１０について、好適にその動作を休止させ、エンジン２００全体における燃費の悪化や排気ガスのエミッションの悪化が生じることを回避することが出来る。

また、ＥＣＵ１００は、気筒２１０のＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎに対して、所定の閾値を設定している。ＥＣＵ１００は、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎがＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを上回り、且つ該閾値をも上回る気筒に対して、選択的に休止状態とするよう制御を行なっている。このため、該閾値との比較により、ＥＧＲ率の増大が生じている気筒２１０において、燃費の悪化や排気ガスのエミッションの悪化に応じた休止制御を実施することが可能となる。

尚、該閾値に基づく制御は、必ずしも実施されるべきものではなく、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎとＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆとの比較によるＥＧＲ制御によっても、燃費の悪化や排気ガスのエミッションの悪化を抑制可能との効果を発揮し得るものである。従って、ＥＣＵ１００による内燃機関の制御動作の一例として、閾値との比較を行なわない動作（つまり、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１０４を省いた動作）が実施されてもよい。

（３）変形例
ＥＣＵ１００による内燃機関の制御動作の変形動作例、及び該変形動作例に係るエンジンシステム１０の構成の変形例について、以下に説明する。

変形例に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る評価手段の一具体例としての機能を有する。ＥＣＵ１００は、ドライバビリティ評価の一環として、例えば、ドライバからの加速指示に応じた車両の加速度の時間変動や、エンジン２００から出力されるトルク又はエンジン回転数等の監視を行なう。後述するように、車両が減筒状態で走行している場合、全ての気筒２１０が動作状態にある場合の走行と比較して、車両の加速性能、エンジン２００からの出力トルク及びエンジン回転数等が低減する可能性がある。ＥＣＵ１００は、内部のメモリ内に、車両の加速性能、エンジン２００からの出力トルク及びエンジン回転数等を指標とするドライバビリティについてのマップを設け、更に該マップにおいてドライバビリティの悪化が許容される範囲を示す閾値を設定する。

このようなＥＣＵ１００を備える内燃機関の制御装置の変形例により実現される、内燃機関の制御動作の変形動作の流れについて、図３のフローチャートを参照して説明する。図３は、内燃機関の制御動作の変形例の流れを示すフローチャートである。尚、図３において、図２に示す内燃機関の制御動作のフローチャートに示される行程と同様の行程については、同一のステップ数を付している。

図３に示されるように、ＥＣＵ１００は、車両の走行中に、各気筒２１０について、ＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを取得する（ステップＳ１０１）。また、ＥＣＵ１００は、車両の走行中に、各気筒２１０について、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎを取得する（ステップＳ１０２）。

また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲオン状態における車両のドライバビリティに係る情報を収集し、ドライバビリティの評価を行なう（ステップＳ２０１）。

ＥＣＵ１００は、気筒２１０の夫々について、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎがＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを上回るか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎがＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを上回る気筒２１０が存在する場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、次に、ＥＣＵ１００は、該当する気筒２１０について、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎと閾値との比較を行なう（ステップＳ１０４）。

ＥＣＵ１００は、ＥＧＲオン状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｎがＥＧＲオフ状態の回転数の時間変動ΔＮＥ＿ｏｆｆを上回り（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、且つ閾値を上回る（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）と判定された気筒２１０について、該当する気筒２１０を休止状態とした場合のドライバビリティの評価を行なう（ステップＳ２０２）。例えば、ＥＣＵ１００は、内部のメモリ内に、気筒２１０の夫々について、休止状態とした場合の車両のドライバビリティの変化を示すマップを備え、該マップを参照することで、ドライバビリティの評価を行なう。

次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２０１において評価した、ＥＧＲオン状態でのドライバビリティと、ステップＳ２０２において評価した、気筒２１０を休止状態とした場合のドライバビリティとを比較する（ステップＳ２０３）。このとき、気筒２１０を休止状態とした場合のドライバビリティが、ＥＧＲオン状態でのドライバビリティより所定以上悪化していると判断される（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）場合、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４に示される条件に該当する気筒２１０のうち、休止状態とした場合のドライバビリティの悪化が、ＥＧＲオン状態でのドライバビリティと比較して所定範囲内となるよう、気筒２１０の選択を行なう。

ＥＣＵ１００は、ステップ２０４において選択された気筒２１０を休止状態に移行するよう休止制御を行なう（ステップＳ２０５）。また、気筒２１０を休止状態とした場合のドライバビリティの悪化が、ＥＧＲオン状態でのドライバビリティより所定範囲内であると判断される場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４に示される条件に該当する気筒２１０を休止状態に移行するよう休止制御を行なう（ステップＳ２０５）。

このような変形例及び変形動作例によれば、車両のドライバビリティを過剰に悪化させることなく、不安定な燃焼が生じる可能性のある気筒２１０を休止状態とすることで、燃費や排気ガスのエミッションの悪化を回避出来る。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許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の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０ エンジンシステム、
１００ ＥＣＵ、
２００ エンジン、
２０１ 吸気通路、
２０６ 排気通路、
２１０ 気筒、
２１１ インジェクタ、
２１２ 吸気バルブ、
２１３ 排気バルブ、
２１４ 回転数センサ、
３００ ＥＧＲ装置、
３０２ ＥＧＲ通路、
３０３ ＥＧＲバルブ。

Claims (3)

1. 吸気通路及び排気通路に連通する複数の気筒を備え、気筒休止機構を有する内燃機関と、前記排気通路と前記複数の気筒の夫々とを連通し、前記排気通路に排出された前記内燃機関の排気の少なくとも一部をＥＧＲガスとして前記複数の気筒の夫々に還流させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路を介した前記ＥＧＲガスの還流を実施又は停止可能なＥＧＲ制御装置とを備える車両における内燃機関の制御装置であって、
   前記複数の気筒の夫々の動作に係る前記内燃機関の回転数の時間変動を検出する回転数検出装置と、
   前記ＥＧＲガスの還流が実施されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動が、前記ＥＧＲガスの還流が停止されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動より大きい前記気筒について、前記気筒休止機構による休止を指示する気筒制御手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記気筒制御手段は、前記ＥＧＲガスの還流が実施されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動について閾値を設け、前記ＥＧＲガスの還流が実施されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動が、前記ＥＧＲガスの還流が停止されている場合の前記内燃機関の回転数の時間変動より大きく、且つ前記閾値よりも大きい前記気筒について、前記気筒休止機構による休止を指示することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記車両のドライバビリティを評価する評価手段を更に備え、
   前記気筒制御手段は、前記気筒について、前記気筒休止機構による休止を指示することで、前記ドライバビリティが所定範囲を超えて悪化すると評価される場合、休止を指示する前記気筒の内、ドライバビリティの悪化が所定範囲内となるよう選択した気筒についてのみ、前記気筒休止機構による休止を指示することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。

Images