JP3854544B2

JP3854544B2 - 内燃機関の空燃比制御装置

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Publication number: JP3854544B2
Application number: JP2002170413A
Authority: JP
Inventors: 由紀子金澤; 信也岡本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: JP2004011617A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の各気筒毎の吸入空気量と排気ガスの還流（以下、ＥＧＲと称す）量とを予測演算して制御する内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関における排気ガス中の窒素化合物を低減する方策として、内燃機関の排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置が用いられている。このＥＧＲ装置としては、吸気管から導入される吸気を内燃機関の各気筒に吸気ポートを通じて分配するサージタンクに排気を還流させる方式と、吸気管から各気筒に連通する吸気ポートにそれぞれ排気を還流させる方式とがある。そして、前者は還流された排気がサージタンク内において吸入空気との混合が不充分になり、後者においては各気筒の吸入空気量が内燃機関の運転条件により変わるため、気筒毎のＥＧＲ率にバラツキを生じるという問題がある。
【０００３】
このような問題に対し、例えば、特開平６−２２９３２２号公報には、多気筒内燃機関のＥＧＲ制御に関し、各気筒毎の吸入空気量を検出し、この吸入空気量に応じてＥＧＲ量を制御する技術が開示されている。図９は、このような従来のＥＧＲ制御におけるシステム構成を示すものである。
【０００４】
図９において、内燃機関１の排気系には排気管２が設けられ、吸気系には吸気管３からの吸気を内燃機関１の各気筒＃１〜＃４に連通する枝管４ａ〜４ｄに分配するサージタンク５が設けられている。また、各気筒＃１〜＃４の吸気ポートには燃料噴射弁６が設けられ、サージタンク５と吸気管３との間にはスロットルバルブ７が設けられている。ＥＧＲ通路８は排気管２の例えば＃４気筒の枝管２ｄから分岐され、サージタンク５から各気筒＃１〜＃４に吸気を導入する各枝管４ａ〜４ｄに設けられたＥＧＲバルブ９ａ〜９ｄに連通されている。
【０００５】
排気管２の各気筒＃１〜＃４に対応する枝管２ａ〜２ｄには各気筒の排気の空燃比を検出する空燃比センサ１０ａ〜１０ｄが設けられており、コントロールユニット１１には空燃比センサ１０ａ〜１０ｄからの空燃比信号が入力されると共に、燃料噴射弁６からの燃料噴射パルス幅信号が入力される。コントロールユニット１１は、空燃比信号と燃料噴射パルス幅信号とに基づき、各気筒＃１〜＃４毎に吸入空気量に対応したＥＧＲ量になるようにＥＧＲバルブ９ａ〜９ｄを制御する。また、コントロールユニット１１には図示しないクランク角センサから回転速度信号が入力されるように構成されている。
【０００６】
このように構成された従来の空燃比制御装置において、各気筒＃１〜＃４毎のＥＧＲ率は各気筒の排気濃度により決定されるべきであるが、各気筒の排気濃度は吸入空気量により変化してバラツキを生じ、この吸入空気量は内燃機関１の回転速度と負荷とにより各気筒への分配量が変化するので、この吸入空気の分配量に応じてＥＧＲ率を変化させる必要がある。この従来例では吸入空気量を、空燃比センサ１０ａ〜１０ｄが検出する気筒毎の空燃比Ａ／Ｆと、燃料噴射パルス幅信号に基づく燃料供給量Ｆとから、吸入空気量Ｑ＝（Ａ／Ｆ）×Ｆを求め、この吸入空気量からＥＧＲ率を（ＥＧＲ量／吸入空気量）として求めるようにしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように構成することにより、各気筒毎のＥＧＲ率の分配を均一化することができるが、そのために、排気管には各気筒毎に空燃比センサを設ける必要があり、また、各吸気ポート毎にＥＧＲバルブを設けて各ＥＧＲバルブにＥＧＲ通路としての配管を行う必要があるなど、部品点数の増大とシステム構成の複雑化とが避けられず、必然的に製造コストの上昇につながると共に、余裕スペースの少ない車両のエンジン室をさらに煩雑化するものであった。
【０００８】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、各気筒毎のＥＧＲ量と吸入空気量とを推定演算にて求めることにより、システム構成を単純化すると共に、ＥＧＲ導入時における各気筒の空燃比を均一化することが可能な内燃機関の空燃比制御装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる内燃機関の空燃比制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関の吸入空気量を計測するエアフローセンサと、内燃機関の回転速度を計測する回転速度センサと、内燃機関の吸気圧を計測する吸気圧センサと、内燃機関の排気圧を計測する排気圧センサと、内燃機関の排気温を計測する排気温センサと、内燃機関の排気管から吸気通路に排気ガスを還流するＥＧＲ通路と、内燃機関の各気筒毎に設けられた吸気ポートの吸気通路に対する配置と形状とのレイアウトおよびＥＧＲ通路の吸気通路に対する取付レイアウトを制御パラメータとして記憶する記憶手段と、この記憶手段を内蔵する制御手段とを備え、制御手段が、吸入空気量と、吸気圧と、排気圧と、排気温と、回転速度と、制御パラメータとから内燃機関の各気筒毎の気筒別吸入空気量と気筒別排気ガス還流量を推定演算し、演算された気筒別吸入空気量と気筒別排気ガス還流量とに対する気筒別の燃料噴射量を制御するようにしたものである。
【００１０】
また、燃料噴射量の制御は、演算された気筒別吸入空気量と気筒別排気ガス還流量とに対し、所定の空燃比となるように制御するものである。
さらに、気筒別吸入空気量が、少なくとも、吸入空気量と、吸気圧と、回転速度と、各吸気ポートの吸気通路に対する配置レイアウトと、各吸気ポートの通路形状とから推定演算されるようにしたものである。
【００１１】
さらにまた、気筒別排気ガス還流量が、少なくとも、吸気圧と、排気圧と、排気温と、回転速度と、ＥＧＲ通路の吸気通路に対する取付レイアウトと、各吸気ポートの吸気通路に対する配置レイアウトと、各吸気ポートの通路形状とから推定演算されるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１ないし図８は、この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置を説明するもので、図１は、構成を説明するシステム構成図であり、内燃機関２１の部分は多気筒内燃機関の一気筒分を抜き出して示したものである。図２は、気筒別吸入空気量を推定演算する説明図、図３は、気筒別排気ガス還流量を推定演算する説明図、図４は、動作を説明するフローチャート、図５ないし図８は、吸入空気量とＡ／Ｆとの新旧特性を比較する効果説明図である。
【００１３】
図１において、内燃機関２１には吸入空気を導入する吸気管２２と燃焼排気ガスを放出する排気管２３とが設けられ、吸気管２２には吸入空気量を計測するエアフローセンサ２４と吸入空気量を制御するスロットルバルブ２５とが設けられている。吸入空気を内燃機関２１のシリンダ２１ａ内に導入する吸気ポート２６には燃料噴射弁２７が設けられ、吸気管２２のスロットルバルブ２５の下流側には吸気圧を計測する吸気圧センサ２８が設けられている。また、排気管２３には排気ガスの温度を計測する排気温センサ２９と排気圧を計測する排気圧センサ３０とが設けられている。
【００１４】
吸気管２２のスロットルバルブ２５と吸気ポート２６との間に位置するサージタンク３１と、排気管２３との間は、排気ガスを還流するためのＥＧＲ通路３２により連通されており、ＥＧＲ通路３２の途中にはＥＧＲ量を制御するＥＧＲバルブ３３が設けられている。そして、吸入空気はエアフローセンサ２４からスロットルバルブ２５を経由し、サージタンク３１にて還流排気ガスと混合され、各シリンダ２１ａ毎に設けられた各吸気ポート２６から各シリンダ２１ａ内に吸入される。また、内燃機関２１には回転速度を計測する回転速度センサ３４が設けられている。以下の説明において、吸気管２２とサージタンク３１と吸気ポート２６とを総称して吸気通路と呼ぶことにする。
【００１５】
制御手段３５は、回転速度センサ３４が検出する内燃機関２１の回転速度と、吸気圧センサ２８が計測する吸気圧、すなわち、内燃機関２１の負荷量とに対応してＥＧＲバルブ３３を制御すると共に、各気筒毎の気筒別吸入空気量と気筒別排気ガス還流量（気筒別ＥＧＲ量）とを推定演算して燃料噴射量を制御するものであり、制御手段３５は次の機能ブロックにより構成されている。すなわち、筒内圧推定手段３６は吸気圧センサ２８の信号に基づき気筒内の圧力変化の予測を行うものであり、記憶手段３７にはＥＧＲ通路３２の吸気通路に対する取付レイアウトと吸気通路の配置と形状のレイアウトとが制御パラメータとして予めインプットされている。
【００１６】
気筒別ＥＧＲ量演算手段３８は、筒内圧推定手段３６が演算した筒内圧と、記憶手段３７から読み出したＥＧＲ通路３２の吸気通路に対する取付レイアウトと吸気通路の配置と形状のレイアウトとの制御パラメータと、排気圧センサ３０から入力される排気圧と、排気温センサ２９から入力される排気ガス温度と、回転速度とに基づき、後述するように気筒別ＥＧＲ量を推定演算する。また、気筒別吸入空気量演算手段３９は、筒内圧推定手段３６による筒内圧と、記憶手段３７から読み出した吸気通路の配置形状レイアウトの制御パラメータと、エアフローセンサ２４が検出する吸入空気量と、回転速度とに基づき、後述するように気筒別吸入空気量を推定演算する。
【００１７】
気筒別Ａ／Ｆ演算手段４０は、気筒別ＥＧＲ量演算手段３８から得た気筒別ＥＧＲ量と、気筒別吸入空気量演算手段３９から得た気筒別吸入空気量に基づき、気筒別の空燃比（Ａ／Ｆ）を演算し、気筒別燃料量演算手段４１は気筒別の空燃比（Ａ／Ｆ）に基づき気筒別の燃料量を演算し、各気筒に設けられた燃料噴射弁２７に駆動信号を与える。ここで、各気筒別の吸入空気量とＥＧＲ量とは内燃機関２１の回転速度と負荷とにより各気筒に対する分配量が変化し、気筒間の分配量に差が生じることになるが、この分配量に応じて各気筒のＡ／Ｆを均一化させる必要があり、このために、気筒別吸入空気量と気筒別ＥＧＲ量とを推定演算するものである。
【００１８】
まず、気筒別吸入空気量の推定演算について説明すると次の通りである。図２は吸気通路の形状を示したもので、吸気通路は、吸気管２２と、サージタンク３１と、吸気ポート２６とが図２のように形成されており、吸気ポート２６は各気筒に対応して設けられ、この場合、内燃機関２１が４気筒であるとすれば吸気ポート２６は＃１から＃４まで形成されて各気筒に連通する。図において、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は吸気管２２の中心に対する各吸気ポート２６のオフセット量を示し、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は各吸気ポート２６の各気筒の入口部における断面積を示すものである。これらの数値は吸気通路のレイアウトにより変わり、また、内燃機関１に対する取付形状によっても変わるものである。
【００１９】
そして、これらの数値の違いにより各気筒に対する吸入空気量が変わり、気筒毎に差を生じるものであるが、気筒別吸入空気量演算手段３９は、この各気筒毎に異なる気筒別吸入空気量Ｑ１〜Ｑ４を次のようにして演算する。
Q1＝Qair×f(L1、A1、Ps1、Pb)×f(Ne、Pb)×C1 ・・・・（１）
Q2＝Qair×f(L2、A2、Ps2、Pb)×f(Ne、Pb)×C2 ・・・・（２）
Q3＝Qair×f(L3、A3、Ps3、Pb)×f(Ne、Pb)×C3 ・・・・（３）
Q4＝Qair×f(L4、A4、Ps4、Pb)×f(Ne、Pb)×C4 ・・・・（４）
ここに、Ｑ１〜Ｑ４は、＃１から＃４の各気筒に吸入される気筒別吸入空気量、ｆ（Ｌｎ、Ａｎ、Ｐｓｎ、Ｐｂ）は気筒別吸入空気量の分配率を計算する関数、ｆ（Ｎｅ、Ｐｂ）は運転条件による補正項、Ｃ１〜Ｃ４は吸気ポート２６の取付角度とスロットル開度とによる補正項である。
【００２０】
また、上記式中において、Ｑａｉｒは吸気管２２に設けられたエアフローセンサ２４が検出する吸入空気量、Ｐｓ１〜Ｐｓ４は次に述べる（５）式により求める各気筒の筒内圧の推定演算値、Ｐｂは吸気管２２に設けられた吸気圧センサ２８により計測される吸気圧、Ｎｅは回転速度センサ３４により計測される内燃機関２１の回転速度である。そして、上記した各吸気ポート２６のオフセット量Ｌ１〜Ｌ４と各吸気ポート２６の断面積Ａ１〜Ａ４とは制御パラメータとして記憶手段３７に記憶されたものである。
【００２１】
上記した各気筒の筒内圧Ｐｓ１〜Ｐｓ４は次のようにして求める。
（Ｐｓ１〜Ｐｓ４）＝Ｐｂ×(Ｖｏ／Ｖ)^k・・・・・・・・（５）
ここに、Ｖｏは内燃機関２１の下死点時におけるシリンダ２１ａの内容積、Ｖは回転角に応じて変化するシリンダ２１ａの内容積で、図示しないクランク角センサが検出するクランク角の関数として得られるものである。ｋは比熱比を示すもので、予め記憶手段３７にパラメータとして記憶させておくものである。また、ここでのＰｂは、各気筒の吸気行程後半の下死点付近において、各気筒の筒内圧と吸気圧とが一致するタイミングにおいて吸気圧センサが検出した吸気圧が使用される。
【００２２】
次に、気筒別ＥＧＲ量の推定演算について説明すると次の通りである。図３は図２と同じく吸気通路の形状を示すもので、吸気管２２、サージタンク３１、吸気ポート２６、スロットルバルブ２５、および、ＥＧＲバルブ３３からのＥＧＲ通路３２を示したものである。ＥＧＲは吸入空気と完全に混合されるのが理想的であるが、実際には完全な混合がなされず、図のようにＥＧＲ通路３２が＃１の吸気ポート２６側に設けられている場合には＃１の気筒や＃２の気筒に導入されやすくなり、各気筒間にはバラツキが生ずることになる。
【００２３】
そして、これらの数値の違いによる気筒別ＥＧＲ量Ｅ１〜Ｅ４を気筒別ＥＧＲ量演算手段３８が次のようにして推定演算する。
E1＝Qegr×f(L1、A1、Ps1、Pb)×f(Ne、Pb)×C1×D1 ・・・（６）
E2＝Qegr×f (L2、A2、Ps2、Pb)×f(Ne、Pb)×C2×D2 ・・・（７）
E3＝Qegr×f(L3、A3、Ps3、Pb)×f(Ne、Pb)×C3×D3 ・・・（８）
E4＝Qegr×f(L4、A4、Ps4、Pb)×f(Ne、Pb)×C4×D4 ・・・（９）
ここに、Ｑｅｇｒは、Ｑｅｇｒ＝ｆ（Ｐｅ、Ｐｂ、Ｔｅ、ρ、ｄ）にて算出される全ＥＧＲの量であり、Ｐｅは排気管２３に設けられた排気圧センサ３０による排気圧、Ｔｅは排気管２３に設けられた排気温センサ２９が検出する排気温度、ρはＥＧＲ通路３２を通過するＥＧＲ密度、ｄはＥＧＲ通路３２の流量係数で予めパラメータとして記憶手段３７に記憶されたものである。また、Ｄ１〜Ｄ４はＥＧＲ通路３２の吸気通路に対する取付位置による補正係数、ｆ（Ｌｎ、Ａｎ、Ｐｓｎ、Ｐｂ）は気筒別ＥＧＲ量の分配率を計算する関数、ｆ（Ｎｅ、Ｐｂ）は運転条件による補正項である。
【００２４】
続いて気筒別Ａ／Ｆの均一化制御動作を図４のフローチャートに基づき説明すると次の通りである。まず、ステップ１０１では、図２および図３にて説明した吸気通路の配置と形状のレイアウトと、ＥＧＲ通路３２の吸気通路に対する取付レイアウトとの制御パラメータを記憶手段３７に記憶する。ステップ１０２では内燃機関２１の回転速度Ｎｅと、内燃機関２１の負荷量としての吸気圧Ｐｂとを読み込み、ステップ１０３ではこの回転速度と負荷量とにより目標トルクをマップ参照により決定する。ステップ１０４ではエアフローセンサ２４からの信号により吸入空気量を読み取り、ステップ１０５では目標トルクに対する目標Ａ／Ｆをマップから読み取る。
【００２５】
続いて、ステップ１０６では読み込んだ回転速度と負荷量とからＥＧＲ率をマップから読み取り、ＥＧＲバルブ３３の開度を決定する。ステップ１０７では吸気圧に基づき筒内圧Ｐｓの演算を行い、この筒内圧と、吸気圧センサ２８により計測される吸気圧Ｐｂと、各吸気ポート２６のオフセット量と、サージタンク３１からの各吸気ポート２６の取付角度と、各吸気ポート２６の通路面積とから上記した式（１）〜（４）により気筒別吸入空気量を算出する。
【００２６】
続くステップ１０８ではＥＧＲ通路３２の吸気通路に対する取付位置レイアウトが記憶手段から読み出され、このＥＧＲ取付位置とスロットルバルブ２５の開度とから各気筒に対する気筒別ＥＧＲ量を上記した式（６）〜（９）により算出する。そして、ステップ１０９においては算出された各気筒の気筒別吸入空気量と気筒別ＥＧＲ量とに対して各気筒のＡ／Ｆが上記のマップから読み出された目標値となるように、気筒別の燃料噴射量を演算し、ステップ１１０にて演算値に基づく指令信号を各気筒別の燃料噴射弁２７に与える。
【００２７】
以上のように動作するこの発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置のＡ／Ｆ制御と、従来装置によるＡ／Ｆ制御とを比較したのが図５ないし図８の特性図である。従来装置では吸入空気の分配量を上記の従来例にて説明したように、各排気の枝管に設けられた各空燃比センサの出力と燃料噴射パルス幅とから求めるが、その結果は図５の吸入空気量Ｑ１〜Ｑ４に示したようになり、ＥＧＲ量は吸入空気通路の各枝管に設けられたそれぞれのＥＧＲバルブを用いて制御されるため図５に示すように均一化される。また、吸入空気量が空燃比センサの出力と燃料噴射パルス幅とから求められるため、各気筒のＡ／Ｆは図６に示すように均一化が図られたものになる。
【００２８】
これに対してこの発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置では、上記したように気筒別吸入空気量と気筒別ＥＧＲ量とが吸気通路のレイアウトとＥＧＲ通路の取付レイアウトとを制御パラメータとして推定演算するようにしたので、図７に示すように各気筒毎の気筒別吸入空気量と気筒別ＥＧＲ量とが共に吸気通路の形状に基づいてばらついた結果が演算され、演算された結果に対して各気筒のＡ／Ｆがマップから読み出された目標値となるように燃料噴射弁が制御されるので、各気筒のＡ／Ｆは図８に示すように均一化が図られる。そして、このＡ／Ｆの均一化を図るのは推定演算によるものであり、各気筒別に空燃比センサを設けたり、ＥＧＲバルブを設ける必要がなく、従って、ＥＧＲ配管も各気筒に対して行う必要がなく、構成の単純化が図れるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の内燃機関の空燃比制御装置によれば、吸入空気量を計測するエアフローセンサと、回転速度を計測する回転速度センサと、吸気圧を計測する吸気圧センサと、排気圧を計測する排気圧センサと、排気温を計測する排気温センサと、排気ガスを還流するＥＧＲ通路と、吸気通路のレイアウトおよびＥＧＲ通路の吸気通路に対する取付レイアウトをパラメータとして記憶する記憶手段と、この記憶手段を内蔵する制御手段とを備え、前記制御手段は、少なくとも、前記吸入空気量と、前記吸気圧と、前記回転速度と、前記各吸気ポートの前記吸気通路に対する配置レイアウトと、前記各吸気ポートの通路形状とから気筒別吸入空気量を推定演算する気筒別吸入空気量演算手段と、少なくとも、前記吸気圧と、前記排気圧と、前記排気温と、前記回転速度と、前記ＥＧＲ通路の前記吸気通路に対する取付レイアウトと、前記各吸気ポートの前記吸気通路に対する配置レイアウトと、前記各吸気ポートの通路形状とから気筒別排気ガス還流量を推定演算する気筒別排気ガス還流量演算手段と、上記推定演算された気筒別吸入空気量と気筒別排気ガス還流量に基づき気筒別の空燃比を演算する気筒別空燃比演算手段と有し、前記演算された気筒別の空燃比に基づき気筒別の燃料噴射量を制御するようにしたので、構成の複雑化とこれに伴うコストの上昇とが回避でき、また、各気筒別の吸入空気量とＥＧＲ量との正確な推定が可能になるので、気筒毎のＡ／Ｆ（空燃比）の均一化が可能になり、排気ガスを良好なものとすることができるものである。また、燃焼状態が良好になって走行時における内燃機関のトルクのサイクル変動を抑制することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置のシステム構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の吸入空気量演算の説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置のＥＧＲ量演算の説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の特性比較説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の特性比較説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の特性比較説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１による内燃機関の空燃比制御装置の特性比較説明図である。
【図９】従来の内燃機関の空燃比制御装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
２１内燃機関、２２吸気管、２３排気管、２４エアフローセンサ
２５スロットルバルブ、２６吸気ポート、２７燃料噴射弁、
２８吸気圧センサ、２９排気温センサ、３０排気圧センサ、
３１サージタンク、３２ＥＧＲ通路、３３ＥＧＲバルブ、
３４回転速度センサ、３５制御手段、３６筒内圧推定手段、
３７記憶手段、３８気筒別ＥＧＲ量演算手段、
３９気筒別吸入空気量演算手段、４０気筒別Ａ／Ｆ演算手段、
４１気筒別燃料量演算手段。

Claims

複数の気筒を有する内燃機関の吸入空気量を計測するエアフローセンサ、前記内燃機関の回転速度を計測する回転速度センサ、前記内燃機関の吸気圧を計測する吸気圧センサ、前記内燃機関の排気圧を計測する排気圧センサ、前記内燃機関の排気温を計測する排気温センサ、前記内燃機関の排気管から吸気通路に排気ガスを還流するＥＧＲ通路、前記内燃機関の各気筒毎に設けられた吸気ポートの前記吸気通路に対する配置と形状とのレイアウトおよび前記ＥＧＲ通路の前記吸気通路に対する取付レイアウトを制御パラメータとして記憶する記憶手段、この記憶手段を内蔵する制御手段を備え、前記制御手段は、少なくとも、前記吸入空気量と、前記吸気圧と、前記回転速度と、前記各吸気ポートの前記吸気通路に対する配置レイアウトと、前記各吸気ポートの通路形状とから気筒別吸入空気量を推定演算する気筒別吸入空気量演算手段と、少なくとも、前記吸気圧と、前記排気圧と、前記排気温と、前記回転速度と、前記ＥＧＲ通路の前記吸気通路に対する取付レイアウトと、前記各吸気ポートの前記吸気通路に対する配置レイアウトと、前記各吸気ポートの通路形状とから気筒別排気ガス還流量を推定演算する気筒別排気ガス還流量演算手段と、前記推定演算された気筒別吸入空気量と気筒別排気ガス還流量に基づき気筒別の空燃比を演算する気筒別空燃比演算手段と有し、前記気筒別吸入空気量演算手段は下記の式によって気筒別吸入空気量Ｑｎを推定演算するものであって、前記気筒別空燃比演算手段で演算された気筒別の空燃比に基づき気筒別の燃料噴射量を制御することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
Ｑｎ＝Ｑａｉｒ×ｆ（Ｌｎ、Ａｎ、Ｐｓｎ、Ｐｂ）×ｆ（Ｎｅ、Ｐｂ）×Ｃｎ
ここで、ｆ（Ｌｎ、Ａｎ、Ｐｓｎ、Ｐｂ）は気筒別吸入空気量の分配率を計算する関数、ｆ（Ｎｅ、Ｐｂ）は運転条件による補正項、Ｃｎは各吸気ポートの取付角度とスロットル開度とによる補正項である。
また、Ｑａｉｒはエアフローセンサが検出した吸入空気量、Ｌｎは吸気通路の中心に対する各吸気ポートのオフセット量、Ａｎは各吸気ポートの各気筒入口部における断面積、Ｐｓｎは各気筒の筒内圧の推定演算値、Ｐｂは吸気圧、Ｎｅは回転速度である。
複数の気筒を有する内燃機関の吸入空気量を計測するエアフローセンサ、前記内燃機関の回転速度を計測する回転速度センサ、前記内燃機関の吸気圧を計測する吸気圧センサ、前記内燃機関の排気圧を計測する排気圧センサ、前記内燃機関の排気温を計測する排気温センサ、前記内燃機関の排気管から吸気通路に排気ガスを還流するＥＧＲ通路、前記内燃機関の各気筒毎に設けられた吸気ポートの前記吸気通路に対する配置と形状とのレイアウトおよび前記ＥＧＲ通路の前記吸気通路に対する取付レイアウトを制御パラメータとして記憶する記憶手段、この記憶手段を内蔵する制御手段を備え、前記制御手段は、少なくとも、前記吸入空気量と、前記吸気圧と、前記回転速度と、前記各吸気ポートの前記吸気通路に対する配置レイアウトと、前記各吸気ポートの通路形状とから気筒別吸入空気量を推定演算する気筒別吸入空気量演算手段と、少なくとも、前記吸気圧と、前記排気圧と、前記排気温と、前記回転速度と、前記ＥＧＲ通路の前記吸気通路に対する取付レイアウトと、前記各吸気ポートの前記吸気通路に対する配置レイアウトと、前記各吸気ポートの通路形状とから気筒別排気ガス還流量を推定演算する気筒別排気ガス還流量演算手段と、前記推定演算された気筒別吸入空気量と気筒別排気ガス還流量に基づき気筒別の空燃比を演算する気筒別空燃比演算手段と有し、前記気筒別排気ガス還流量演算手段は下記の式によって気筒別排気ガス還流量Ｅｎを推定演算するものであって、前記気筒別空燃比演算手段で演算された気筒別の空燃比に基づき気筒別の燃料噴射量を制御することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
Ｅｎ＝Ｑｅｇｒ×ｆ（Ｌｎ、Ａｎ、Ｐｓｎ、Ｐｂ）×ｆ（Ｎｅ、Ｐｂ）×Ｃｎ×Ｄｎ
ここで、Ｑｅｇｒは、Ｑｅｇｒ＝ｆ（Ｐｅ、Ｐｂ、Ｔｅ、ρ、ｄ）にて算出される全ＥＧＲの量であり、Ｐｅは排気圧センサによる排気圧、Ｔｅは排気温センサが検出する排気温度、ρはＥＧＲ通路を通過するＥＧＲ密度、ｄはＥＧＲ通路の流量係数で予めパラメータとして記憶手段に記憶されたものである。また、Ｃｎは各吸気ポートの取付角度とスロットル開度とによる補正係数、ＤｎはＥＧＲ通路の吸気通路に対する取付位置による補正係数、ｆ（Ｌｎ、Ａｎ、Ｐｓｎ、Ｐｂ）は気筒別ＥＧＲ量の分配率を計算する関数、ｆ（Ｎｅ、Ｐｂ）は運転条件による補正項である。
また、Ｌｎは吸気通路の中心に対する各吸気ポートのオフセット量、Ａｎは各吸気ポートの各気筒入口部における断面積、Ｐｓｎは各気筒の筒内圧の推定演算値、Ｐｂは吸気圧、Ｎｅは回転速度である。