JP3879491B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等に搭載される多気筒内燃機関においては、排気エミッションの改善等を意図して、内部排気再循環量（内部ＥＧＲ量）を調整することが行われている。こうした内部ＥＧＲ量の調整を行う装置としては、例えば特開平１０−８９０３３公報に示される可変バルブ特性装置が知られている。同公報に記載の可変バルブ特性装置は、燃料燃焼時の燃焼室内に排気を存在させるべく、排気行程中に吸気バルブを開かせて排気の一部を吸気通路に戻しておくようにしたものである。
【０００３】
上記可変バルブ特性装置は、排気行程中に吸気バルブを開かせるサブリフト部が形成された吸気バルブ開閉用のカムと、同カムが設けられたカムシャフトをその軸方向に変位させる移動機構とを備えている。また、上記カムに設けられたサブリフト部の形状はカムシャフトの軸方向に連続的に変化している。従って、移動機構によってカムシャフトを軸方向に変位させ、排気行程中でのサブリフト部による吸気バルブの開閉特性を変更することにより、排気行程中に吸気通路に戻される排気の量が変化して内部ＥＧＲ量が調整されるようになる。
【０００４】
ところで、内燃機関の所定気筒において、同気筒に対応するカムのサブリフト部に形状のばらつき等があって内部ＥＧＲ量が過多になると、その気筒ではトルク変動が増大することとなる。こうしたトルク変動の増大については例えば機関出力軸の回転速度変動に基づき検出可能であるが、当該トルク変動の増大は内部ＥＧＲ量の過多が原因となるだけでなく、例えば燃料噴射系のばらつきや燃焼室内の気流の乱れといったことも原因になる。
【０００５】
上記のように何らかの原因により所定気筒でトルク変動が増大したときには、その気筒に対してトルク変動を抑制するための対策を講じることが、安定した機関運転を継続させる上で重要となる。こうしたトルク変動抑制のための対策としては、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期等を、燃焼が安定する方向に制御することが考えれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トルク変動増大の原因が内部ＥＧＲ量の過多である場合、上記のような燃焼安定化のための制御を対策として実行しても、その対策がトルク変動増大の原因を取り除くものとはならない。そのため、上記対策後も内部ＥＧＲ量の過多に伴う燃焼の悪化を十分に抑制することはできず、当該対策によっては燃焼を安定させてトルク変動を抑えるという効果が得られない可能性が高い。
【０００７】
そのため、内部ＥＧＲ量の過多に伴い所定気筒でトルク変動が増大しているときには、それに適した上記とは別の対策を行ってトルク変動を的確に抑制できるようにする必要がある。ただし、上記のように単に機関出力軸の回転速度の変動に基づいてトルク変動増大の検出を行っているだけでは、そのトルク変動増大の原因が何であるかは判別できず、内部ＥＧＲ量の過多が原因でトルク変動増大が起きているときに適切な対策を講じることもできない。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、所定気筒で内部排気再循環量（内部ＥＧＲ量）の過多によるトルク変動の増大が生じているとき、それに対して適切な対策を講じることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、多気筒内燃機関に適用され、前記各気筒の内部排気再循環量を調整する調整手段を備える内燃機関の制御装置において、内燃機関の各気筒毎の内部排気再循環量に応じて変化する内燃機関の定常運転時の吸気圧と、同機関の各気筒毎のトルク変動とに基づき、前記内部排気再循環量の過多によって前記トルク変動の増大が生じている気筒を判別する判別手段を備え、同判別手段は、前記内部排気再循環量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を判別するに際し、各気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値を用いるものとした。
【００１０】
所定気筒で内部排気再循環量が多い場合には、排気行程中に同気筒の燃焼室から吸気通路に戻る排気の量が多くなり、その気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧の推移が他の気筒に比べて高圧側での推移となるため、同期間での吸気圧のピーク値が他の気筒のものよりも高くなる。従って、上記構成によれば、上記期間での吸気圧のピーク値に基づき、内部排気再循環量の過多が原因でトルク変動の増大が生じている気筒を判別できるため、所定気筒での内部排気再循環量の過多によるトルク変動の増大に際して適切な対策を講じることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、吸気カムシャフトの軸方向について連続的に形状変化するサブリフト部が形成されたカムを各気筒毎に備える多気筒内燃機関に適用され、前記カムを前記軸方向に変位させて排気行程中の吸気バルブの開閉特性を変更することで各気筒の内部排気再循環量を可変とする内燃機関の制御装置において、内燃機関の定常運転時の吸気圧変動に基づき、前記内部排気再循環量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を判別する判別手段を備え、同判別手段は、前記内部排気再循環量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を判別するに際し、各気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値を用いるものとした。
【００１３】
所定気筒での内部排気再循環量の過多は、同気筒に対応するカムのサブリフト部の形状ばらつき等に起因する。所定気筒で内部排気再循環量が多い場合、排気行程中に同気筒の燃焼室から吸気通路に戻る排気の量が多くなっていることから、その気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧の推移が他の気筒に比べて高圧側での推移となり、同期間での吸気圧のピーク値が他の気筒のものよりも高くなる。従って、上記期間での吸気圧のピーク値に基づき、内部排気再循環量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を的確に判別することができる。
【００１６】
なお、こうした判別が行われる条件として、上記所定気筒のトルク変動が大であると判断されることも含めれば、当該判別を一層的確なものとすることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の発明において、前記判別手段は、所定気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値が同気筒の直前に吸気行程となった気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値よりも所定量だけ大きいとの判断に基づき、当該所定気筒を内部排気再循環量の過多によるトルク変動の増大が発生している気筒と判別するものとした。
【００１８】
所定気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値が、同気筒の直前に吸気行程となった気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値よりも所定量だけ大きいと判断されたとき、上記所定気筒で内部排気再循環量の過多が生じている旨判断することができる。従って、上記のような状況であると判断されたとき、当該所定気筒を的確に内部排気再循環量の過多によるトルク変動の増大が発生している気筒と判別することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記判別手段によって内部排気再循環量の過多によるトルク変動増大が生じていると判別された気筒に対し、トルク変動抑制のための制御を実行する変動抑制手段を更に備えた。
【００２０】
上記構成によれば、内部排気再循環量の過多によるトルク変動の増大が発生している気筒に対し、そのトルク変動を可能な限り抑制することができるようになる。
【００２１】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の発明において、前記変動抑制手段によるトルク変動抑制のための制御には、少なくとも内部排気再循環量を減少させる制御が含まれるものとした。
【００２２】
内部排気再循環量の過多によるトルク変動の増大を抑制するのには、その内部排気再循環量を減少させることが最も効果的である。従って、上記構成によれば、内部排気再循環量の過多によるトルク変動の増大を効果的に抑制することができる。
【００２３】
なお、内部排気再循環量の減少は、調整手段を制御することや、吸気カムシャフトの軸方向についての位置を制御することによって実現される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明を自動車用の直列四気筒エンジンに適用した第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
【００２５】
図１に示されるエンジン１の一番〜四番気筒＃１〜＃４（図１には一番気筒＃１のみ図示）の燃焼室２においては、吸気通路３から吸入される空気と燃料噴射弁４から噴射される燃料との混合気に対して、点火プラグ５による点火が行われる。この点火により燃焼室２内の混合気が燃焼すると、そのときの燃焼エネルギによりピストン６が往復移動し、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト９が回転するようになる。
【００２６】
上記吸気通路３は、図２に示されるようにサージタンク１１内を通過し、その後に各気筒の燃焼室２に向けて四つに分岐している。四つに分岐した吸気通路３は、それぞれ二つに分岐した状態で各燃焼室２に接続されている。図１に示されるように、吸気通路３と燃焼室２との間には吸気バルブ１３が設けられ、排気通路７と燃焼室２との間には排気バルブ１４が設けられている。
【００２７】
吸気バルブ１３は、クランクシャフト９の回転が伝達される吸気カムシャフト１５に設けられたカム１５ａの回転に基づき開閉動作し、吸気通路３と燃焼室２との間を連通・遮断する。排気バルブ１４は、クランクシャフト９の回転が伝達される排気カムシャフト１６に設けられたカム１６ａの回転に基づき開閉動作し、排気通路７と燃焼室２との間を連通・遮断する。
【００２８】
また、エンジン１には、吸気バルブ１３の開閉特性を可変とする可変バルブ特性装置１９が設けられている。こうした吸気バルブ１３の開閉特性の変更は、各気筒＃１〜＃４に対応する吸気バルブ用のカム１５ａのカムプロフィールを吸気カムシャフト１５の軸方向について連続的に変化させるとともに、吸気カムシャフト１５をその軸方向に変位させることで実現される。可変バルブ特性装置１９は、上述した吸気バルブ用のカム１５ａと、吸気カムシャフト１５をその軸方向に変位させる移動機構２０とを備えている。
【００２９】
こうした移動機構２０としては、油圧を利用して上記変位を行わせるものや、電動モータを利用して上記変位を行わせるものを採用することができる。油圧を利用した移動機構では、吸気カムシャフト１５の軸方向に油圧が作用させられ、これにより上記のように変位が行われることとなる。また、電動モータを利用した移動機構では、例えば吸気カムシャフト１５に送りねじ等を介して電動モータの出力軸が連結され、当該出力軸の回転を送りねじで同シャフト１５の軸方向移動に変換することにより上記のような変位が行われることとなる。
【００３０】
ここで、上述した吸気バルブ開閉用のカム１５ａについて、図３及び図４を参照して詳しく説明する。なお、図３はカム１５ａのカムプロフィールを表す斜視図であって、図中の矢印Ｃ、Ｓはそれぞれ吸気カムシャフト１５の回転方向及び軸方向を示している。また、図４（ａ）はカム１５ａの正面図であり、図４（ｂ）はカム１５ａの左側面図である。
【００３１】
図３に示されるように、カム１５ａのノーズ２１の高さは、吸気カムシャフト１５の軸方向（図３の矢印Ｓ）について一定とされている。また、カム１５ａの方向Ｒ側の端面２２寄りの部分においては、カムプロフィールがバルブ開き側（図４（ａ）の左側）とバルブ閉じ側（図４（ａ）の右側）とでほぼ左右対称となっている。一方、カム１５ａの方向Ｆ側（図３）の端面２３寄りの部分において、バルブ開き側には吸気カムシャフト１５の軸方向について連続的に形状変化するサブリフト部２４が形成されている。こうしたサブリフト部２４を形成することで、カム１５ａにおいて端面２３寄りの部分の開き側は、端面２２寄りの部分の開き側に比べて、方向Ｆ側に向かうほど吸気バルブ１３の高リフトが得られるカムプロフィールを有することとなる。なお、図４（ａ）において破線の円は吸気バルブ１３のリフト量ゼロのカム高さを示している。
【００３２】
従って、吸気カムシャフト１５の回転に伴う吸気バルブ１３のリフト量の変化は、カム１５ａにおいて端面２３寄りの部分で吸気バルブ１３を開閉させている場合には図５（ａ）に示されるようになり、端面２２寄りの部分で吸気バルブ１３を開閉させている場合には図５（ｂ）に示されるようになる。カム１５ａの端面２３寄りの部分にはサブリフト部２４が形成されているため、端面２３寄りの部分でのカム１５ａの作用角ｄθ１２における開弁タイミング側（図中左端）は、端面２２寄りの部分でのカム１５ａの作用角ｄθ１１よりも大きく進角している。
【００３３】
なお、クランク角に対応した吸気バルブ１３及び排気バルブ１４のリフト量の変化は図６に示されるようになる。図６（ａ）において、実線はカム１５ａの端面２３寄りの部分で吸気バルブ１３を開閉させた場合の同バルブ１３のリフト量の変化を示し、二点鎖線は排気バルブ１４のリフト量の変化を示している。また、図６（ｂ）において、実線はカム１５ａの端面２２寄りの部分で吸気バルブ１３を開閉させた場合の同バルブ１３のリフト量の変化を示し、二点鎖線は上記と同じく排気バルブ１４のリフト量の変化を示している。
【００３４】
カム１５ａにおいて端面２３寄りの部分で吸気バルブ１３を開閉させた場合には吸気バルブ１３と排気バルブ１４とのバルブオーバラップ量が最大値Ｒｐｍａｘとなり、端面２２寄りの部分で吸気バルブ１３を開閉させた場合にはバルブオーバラップ量が最小値Ｒｐｍｉｎとなる。また、カム１５ａにおけるサブリフト部２４は、上述したように吸気カムシャフト１５の軸方向について連続的に変化している。そのため、移動機構２０（図１）の駆動により吸気カムシャフト１５を軸方向に変位させると、吸気バルブ１３の開閉特性が変化してバルブオーバラップ量が最小値Ｒｐｍｉｎと最大値Ｒｐｍａｘとの間で無段階に調整されるようになる。
【００３５】
上記移動機構２０は、エンジン１の燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期等を制御する電子制御装置２５によって駆動制御される。この電子制御装置２５には、以下に示される各種センサからの検出信号が入力される。
【００３６】
・クランクシャフト９の回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ１０
・サージタンク１１に設けられて吸気通路３内の圧力（吸気圧）を検出するバキュームセンサ１２
・吸気カムシャフト１５の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ１８
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル２６の踏み込み量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ２７
電子制御装置２５は、エンジン１の運転状態に応じて、吸気バルブ１３の開閉特性が最適になるよう移動機構２０を駆動制御する。こうした移動機構２０の駆動制御により、バルブオーバラップ量が無段階に調整されることは上述したとおりであるが、バルブオーバラップ量が変化すると内部排気再循環量（内部ＥＧＲ量）も変化する。即ち、バルブオーバラップ量の変化に伴い排気行程中に燃焼室２から吸気通路３に戻る排気の量が変化し、燃料燃焼時に燃焼室２内に存在する排気の量が変化するのである。
【００３７】
電子制御装置２５による移動機構２０の駆動制御では、バルブオーバラップに伴う内部排気再循環も考慮され、内部ＥＧＲ量がエンジン１の運転状態に応じて最適となるようにされる。ただし、吸気バルブ用のカム１５ａにおけるサブリフト部２４の形状にばらつき等があると、当該カム１５ａに対応する気筒で内部ＥＧＲ量が過多になってエンジン１のトルク変動が増大するおそれがある。こうしたトルク変動の増大は、当該トルク変動によって影響を受けるエンジン回転速度の変動に基づき検出することが可能である。
【００３８】
また、トルク変動が増大する他の原因としては、燃料噴射系のばらつきや燃焼室２内の気流の乱れ等もあげられる。これらが原因のトルク変動の増大については、燃料噴射時期、燃料噴射量、及び点火時期等を燃焼が安定する方向に制御するという対策をとることが考えられる。しかし、内部ＥＧＲ量の過多が原因のトルク変動増大については、上記のような燃焼安定化のための制御を対策として実行してもトルク変動増大の原因を取り除けないことから、必要なトルク変動抑制を行えない可能性が高い。
【００３９】
そのため、内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じているときには、それに適した対策を実行することがトルク変動を抑制する上で重要である。ただし、トルク変動増大の検出を上記のように単にエンジン回転速度の変動に基づいて行っているだけでは、そのトルク変動増大の原因が何であるかは判別できない。従って、内部ＥＧＲ量の過多が原因のトルク変動増大が起きているとき、それに対して適切な対策を講じることもできない。
【００４０】
そこで本実施形態では、各気筒の吸気行程に対応する期間の吸気圧が各気筒の内部ＥＧＲ量に応じて変化することに着目し、アイドル運転など定常運転時の吸気圧と、各気筒＃１〜＃４毎のトルク変動とに基づき、内部ＥＧＲ量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を判別する。なお、所定気筒の内部ＥＧＲ量に応じて同気筒の吸気行程に対応する期間の吸気圧が変化するのは、その内部ＥＧＲ量が多いほど上記気筒の排気行程中に燃焼室２から吸気通路３に戻る排気の量が多くなっていることが原因である。
【００４１】
上記のように内部ＥＧＲ量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を判別できるため、同気筒に対して適切な対策を講じることができるようになる。こうした対策としては例えば上記気筒で内部ＥＧＲ量を減量するといったことが行われ、これによりトルク変動増大の原因が適切に取り除かれるため、内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が効果的に抑制される。
【００４２】
次に、エンジン１のトルク変動増大の検出手順、及びそのトルク変動増大の抑制手順について、異常時処理ルーチンを示す図７及び図８のフローチャートを参照して説明する。この異常時処理ルーチンは、電子制御装置２５を通じて例えば所定クランク角毎の角度割り込みにて実行される。
【００４３】
異常時処理ルーチンにおいては、エンジン回転速度及びアクセル踏込量等に基づき、エンジン１がアイドル運転中である旨判断されると（Ｓ１０１：ＹＥＳ：図７）、各気筒＃１〜＃４の吸気行程に対応する期間の吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i) が算出される（Ｓ１０２）。各気筒＃１〜＃４の排気行程から吸気行程への移行は一番気筒＃１、三番気筒＃３、四番気筒＃４、二番気筒＃２の順で行われるため、各気筒＃１〜＃４の排気行程中に燃焼室２から吸気通路３に排気が戻ることの影響が吸気圧ＰＭに現れるのも上記の順になる。こうした吸気圧ＰＭへの影響は、各気筒＃１〜＃４の吸気行程に対応した期間中に現れることとなる。ステップＳ１０２では、今回吸気行程であった気筒の当該吸気行程中に対応する期間での吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i) が算出される。
【００４４】
続いて、各気筒＃１〜＃４毎にトルク変動ｄｌｎ(i) が算出される（Ｓ１０３）。ここでは、上記ピーク値ＰＭｍａｘ(i) の算出が行われた気筒のトルク変動ｄｌｎ(i) が算出される。所定気筒のトルク変動を算出する際には、まず上死点を含む所定のクランク角度分（例えば３０°）を通過する際の角速度と、上死点から９０°進角して位置する所定のクランク角度分（例えば３０°）を通過する際の角速度とが求められる。そして、それら角速度に基づき上記所定気筒での点火時における発生トルクを算出し、前回算出された発生トルクと今回算出された発生トルクとの差を上記所定気筒でのトルク変動ｄｌｎ(i) とする。
【００４５】
その後、上記のように算出されたトルク変動ｄｌｎ(i) 、及び以前に算出された他の気筒のトルク変動ｄｌｎ(i) に基づき、各気筒＃１〜＃４のトルク変動ｄｌｎ(i) の平均値である平均トルク変動ｄｌｎａｖが算出される（Ｓ１０４）。こうして算出された平均トルク変動ｄｌｎａｖに所定値Ａ（例えば１．５）を乗算した値「ｄｌｎａｖ・Ａ」と、ステップＳ１０３で算出されたトルク変動ｄｌｎ(i) との比較に基づき、今回トルク変動ｄｌｎ(i) が算出されたの気筒でトルク変動の増大が生じているか否かが判断される。
【００４６】
即ち、上記トルク変動ｄｌｎ(i) が「ｄｌｎａｖ・Ａ」未満であれば（Ｓ１０５：ＮＯ）、今回トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒ではトルク変動の増大が生じていない旨判断され、後述する増大フラグＦ１(i) ，Ｆ２(i) が「０（トルク変動増大無し）」とされる（Ｓ１０６）。増大フラグＦ１(i) は、各気筒＃１〜＃４に対応して四つ用意されており、所定気筒で内部ＥＧＲ量の過多に伴うトルク変動増大が発生しているか否かを判断するのに用いられる。また、増大フラグＦ２(i) は、増大フラグＦ１(i) と同じく各気筒＃１〜＃４に対応して四つ用意されており、所定気筒で内部ＥＧＲ量の過多以外の原因によりトルク変動増大が発生しているか否かを判断するのに用いられる。
【００４７】
ステップＳ１０５で上記トルク変動ｄｌｎ(i) が「ｄｌｎａｖ・Ａ」以上であれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、今回トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒でトルク変動の増大が生じている旨判断され、ステップＳ１０７に進む。このステップＳ１０７の処理は、上記トルク変動の増大が内部ＥＧＲ量の過多によるものであるか否かを判断するためのものである。
【００４８】
各気筒＃１〜＃４での内部ＥＧＲ量が適正である場合、図９（ａ）に示されるように、各気筒＃１〜＃４の吸気行程に対応した期間での吸気圧ＰＭの推移が大きくばらつくことはない。しかし、所定気筒、例えば一番気筒＃１で内部ＥＧＲ量の過多が生じていると、図９（ｂ）に示されるように、一番気筒＃１の吸気行程に対応した期間Ｘ１での吸気圧ＰＭの推移が通常よりも高圧側での推移となる。その結果、当該期間Ｘ１での吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i) が、一番気筒＃１の前に吸気行程であった気筒（二番気筒＃２）の吸気行程に対応した期間Ｘ２での吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i-1) よりも高くなる。
【００４９】
ステップＳ１０７では、上記ピーク値ＰＭｍａｘ(i) ，ＰＭｍａｘ(i-1) に基づき、上記トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒でのトルク変動増大が内部ＥＧＲ量の過多によるものであるか否かが判断される。即ち、上記トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i) が、その気筒の前に吸気行程であった気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i-1) に所定値Ｂ（例えば０．５ｋｐａ）を加算した値「ＰＭｍａｘ(i-1) ＋Ｂ」以上であるか否かが判断される。
【００５０】
ここで肯定判定がなされると、今回の気筒（上記トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒）で内部ＥＧＲ量の過多に伴うトルク変動ｄｌｎ(i) の増大が生じている旨判断される（Ｓ１０８）。そして、上記気筒に対応する増大フラグＦ１(i) が、「１（内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大有り）」とされる（Ｓ１０９）。
【００５１】
一方、ステップＳ１０７で否定判定がなされると、今回の気筒（上記トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒）で内部ＥＧＲ量の過多以外の原因によるトルク変動ｄｌｎ(i) の増大が生じている旨判断される（Ｓ１１０）。そして、上記気筒に対応する増大フラグＦ２(i) が「１（内部ＥＧＲ量の過多以外の原因によるトルク変動増大有り）」とされ（Ｓ１１１）、同気筒に対応する増大フラグＦ１(i) が、「０（内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大無し）」とされる（Ｓ１１２）。
【００５２】
このように増大フラグＦ１(i) ，Ｆ２(i) の設定が行われた後、トルク変動抑制のための処理（Ｓ１１３〜Ｓ１１６：図８）が実行される。この処理では、増大フラグＦ１(i) が「１（内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大有り）」であるとき（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、その増大フラグＦ１(i) に対応する気筒に対して内部ＥＧＲ量の減量制御が実行される（Ｓ１１４）。こうした内部ＥＧＲ量の減量制御は、例えば上記気筒が排気行程になるときだけ、バルブオーバラップ量が少なくなるよう吸気カムシャフト１５を図３の方向Ｆ側に移動させることにより実現される。
【００５３】
例えば、一番気筒＃１で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている旨判断された場合には、一番気筒＃１が排気行程になるときに移動機構２０を駆動制御するための指令値を、所定タイミングで且つ所定期間だけバルブオーバラップ量が小となる側の値に変更する。これにより、一番気筒＃１で内部ＥＧＲ量が減量され、内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動の増大が抑制される。
【００５４】
なお、こうした内部ＥＧＲ量の減量については、上記指令値の変更量、変更タイミング、及び変更期間を調整することにより、トルク変動増大を抑制する上で最も好ましい態様とすることが可能である。例えば、初回の内部ＥＧＲ量の減量制御後も一番気筒＃１で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が続いている場合、内部ＥＧＲ量を減量制御するための上記指令値を、一番気筒＃１が排気行程となる毎に徐々に吸気カムシャフト１５を図１０（ａ）に示されるように方向Ｆ側に大きく変位させる値となるよう可変とすることが考えられる。
【００５５】
異常時処理ルーチンにおいて、ステップＳ１１３（図８）で否定判定がなされると、増大フラグＦ２(i) が「１（内部ＥＧＲ量の過多以外の原因によるトルク変動増大有り）」であるか否かが判断される。ここで肯定判定であれば、上記増大フラグＦ２(i) に対応する気筒に対して燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期等を、燃焼が安定する方向に制御する燃焼安定化制御が実行される（Ｓ１１６）。
【００５６】
例えば、一番気筒＃１で上記のようなトルク変動増大が生じている旨判断された場合には、一番気筒＃１において燃料噴射量の増量、燃料噴射時期の遅角、及び点火時期の進角など、燃焼を安定させるための制御が実行される。なお、初回の燃焼安定化制御後に一番気筒＃１でのトルク変動増大が続いている場合には、図１０（ｂ）〜（ｄ）に示されるように一番気筒＃１だけ燃料噴射量の増量、燃料噴射時期の遅角、及び点火時期の進角等が徐々に進められるよう、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期等の指令値を可変とすることも考えられる。
【００５７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）エンジン回転速度の変動から求められる各気筒＃１〜＃４毎のトルク変動ｄｌｎ(i) からだけでは、所定気筒でトルク変動ｄｌｎ(i) が増大しているとき、それが内部ＥＧＲ量の過多に伴うものなのか、或いはそれ以外の原因によるものなのかは判断できない。しかし、内部ＥＧＲ量の過多が所定の気筒で生じているときには、その気筒での吸気行程に対応する期間で吸気圧の推移が高圧側での推移となる。従って、上記気筒でのトルク変動ｄｌｎ(i) が大きく、且つ上記期間中での吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i) が、上記気筒の直前に吸気行程であった気筒の吸気行程に対応する期間での吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i-1) よりも所定値Ｂだけ大きいことに基づき、上記トルク変動ｄｌｎ(i) が大きい気筒で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている旨判断することができる。こうした判断が可能となることで、内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている気筒を判別することができ、その気筒に対して適切な対策を講じることができるようになる。
【００５８】
（２）内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている気筒が判別されたとき、その気筒に対して内部ＥＧＲ量を減量する制御が行われる。これにより、内部ＥＧＲ量の過多によってトルク変動が増大していることの原因が取り除かれるため、当該トルク変動の増大を効果的に抑制することができる。
【００５９】
（３）一番気筒＃１と三番気筒＃３など、燃焼が連続する複数の気筒で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じる場合もある。この場合、上記複数の気筒のうち、まず燃焼が先に行われる気筒について内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている気筒であると判別され、内部ＥＧＲ量の減量というトルク変動抑制が行われる。こうして上記気筒のトルク変動増大が抑制されると、今度は上記複数の気筒のうち次に燃焼が行われる気筒について内部ＥＧＲの過多によるトルク変動増大が生じている気筒であると判別され、その気筒に対しても同じように内部ＥＧＲ量の減量によるトルク変動抑制が行われる。従って、燃焼が連続する複数の気筒で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じていたとしても、その増大が生じている気筒を的確に判別して対策を講じることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図１１及び図１２に基づき説明する。この実施形態は、所定気筒で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じているか否かを、当該気筒の吸気行程に対応する期間での吸気圧ＰＭのピーク値ＰＭｍａｘ(i) のみに基づき判断するようにしたものである。
【００６１】
図１１及び図１２は、本実施形態の異常時処理ルーチンを示すフローチャートである。この異常時処理ルーチンにおいては、アイドル運転中であることを条件に、上述したピーク値ＰＭｍａｘ(i) 、トルク変動ｄｌｎ(i) 、及び平均トルク変動ｄｌｎａｖが順次算出される（Ｓ２０１〜Ｓ２０３：図１１）。その後、今回吸気行程であった気筒についての上記ピーク値ＰＭｍａｘ(i) が、当該気筒の前に吸気行程であった気筒についての上記ピーク値ＰＭｍａｘ(i-1) に所定値Ｂを加算した値「ＰＭｍａｘ(i-1) ＋Ｂ」以上であるか否かが判断される。
【００６２】
ここで肯定判定がなされると、今回吸気行程であった気筒で内部ＥＧＲ量の過多に伴うトルク変動ｄｌｎ(i) の増大が生じている旨判断される（Ｓ２０６）。そして、上記気筒に対応する増大フラグＦ１(i) が、「１（内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大有り）」とされる（Ｓ２０７）。
【００６３】
一方、ステップＳ２０５で否定判定がなされると、今回トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒で内部ＥＧＲ量の過多以外の原因によるトルク変動ｄｌｎ(i) の増大が生じているか否かが判断される。即ち、上記トルク変動ｄｌｎ(i) が「ｄｌｎａｖ・Ａ」未満であれば（Ｓ２０８：ＮＯ）、今回トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒ではトルク変動の増大が生じていない旨判断され、当該気筒に対応する増大フラグＦ１(i) ，Ｆ２(i) が「０（トルク変動増大無し）」とされる（Ｓ２１２）。
【００６４】
また、上記トルク変動ｄｌｎ(i) が「ｄｌｎａｖ・Ａ」以上であれば（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、今回トルク変動ｄｌｎ(i) が算出された気筒で内部ＥＧＲ量の過多以外の原因によるトルク変動の増大が生じている旨判断される（Ｓ２０９）。そして、上記気筒に対応する増大フラグＦ２(i) が「１（内部ＥＧＲ量の過多以外の原因によるトルク変動増大有り）」とされ（Ｓ２１０）、同気筒に対応する増大フラグＦ１(i) が、「０（内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大無し）」とされる（Ｓ２１１）。
【００６５】
このように増大フラグＦ１(i) ，Ｆ２(i) の設定が行われた後、トルク変動抑制のための処理（Ｓ２１３〜Ｓ２１６：図１２）が実行される。
本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００６６】
（４）所定気筒で内部ＥＧＲ量の過多によりトルク変動ｄｌｎ(i) が増大しているときには、その気筒での吸気行程に対応する期間で吸気圧の推移が高圧側での推移となる。従って、上記気筒についてのピーク値ＰＭｍａｘ(i) が、上記気筒の直前に吸気行程であった気筒についてのピーク値ＰＭｍａｘ(i-1) よりも所定値Ｂだけ大きいことに基づき、上記トルク変動ｄｌｎ(i) が大きい気筒で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている旨判断することができる。こうした判断が可能となることで、内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている気筒を判別することができ、その気筒に対して適切な対策を講じることができるようになる。
【００６７】
（５）内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている気筒を判別する際、その判別がトルク変動ｄｌｎ(i) を加味することなく行われるため、当該判別のための処理を行うことによる電子制御装置２５への負荷を低減することができる。なお、第１実施形態のように、所定気筒を内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている気筒と判別する際の条件として、当該気筒のトルク変動が大であることを含めるようにすれば、上記判別は一層的確なものとなる。
【００６８】
［その他の実施形態］
上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
【００６９】
・所定気筒で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じているとき、その対策として内部ＥＧＲ量の減量というトルク変動抑制のための対策を講じたが、本発明はこれに限定されない。例えば、内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている気筒を記憶しておくという対策を講じ、これにより後でカム１５ａの調整等を簡単に行えるようにするだけでもよい。また、内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じている気筒を何らかの方法で運転者に知らせるという対策を講じるだけでもよい。
【００７０】
・所定気筒で内部ＥＧＲ量の過多によるトルク変動増大が生じているとき、その気筒に対して内部ＥＧＲ量の減量という対策を行う他に、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期等を燃焼が安定化する方向に制御するという燃焼安定化制御を更に行っても良い。
【００７２】
・トルク変動増大の検出をアイドル運転中以外のエンジン定常運転時に行ってもよい。
・上記各実施形態では、上述したサブリフト部２４を備えたカム１５ａを吸気カムシャフト１５の軸方向に変位させて内部ＥＧＲ量を可変としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、クランクシャフト９に対する吸気カムシャフト１５の相対回転位相を変更するバルブタイミング可変機構を備えたエンジンにおいては、同機構により吸気バルブ１３の開弁タイミングを変更してバルブオーバラップ量を可変とすることで、内部ＥＧＲ量を可変としてもよい。また、サブリフト部２４がなくノーズ２１の高さが吸気カムシャフト１５の軸方向に連続的に変化するカムを備えたエンジンにおいても、同カムを上記軸方向に変位させることで、吸気バルブ１３の開弁タイミングを変更してバルブオーバラップ量を可変とし、内部ＥＧＲ量を可変とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の制御装置が適用されるエンジン全体を示す略図。
【図２】同エンジンの吸気通路を示す略図。
【図３】吸気バルブ用のカムを示す斜視図。
【図４】上記カムの形状説明図。
【図５】吸気バルブのリフト量で表す上記カムのプロフィール説明図。
【図６】上記カムによるバルブオーバーラップ状態説明図。
【図７】第１実施形態におけるトルク変動増大の検出手順、及びそのトルク変動増大の抑制手順を示すフローチャート。
【図８】第１実施形態におけるトルク変動増大の検出手順、及びそのトルク変動増大の抑制手順を示すフローチャート。
【図９】時間経過に対する吸気圧の推移を示すタイムチャート。
【図１０】トルク変動を抑制するための吸気カムシャフトの変位態様、燃料噴射量の増量態様、燃料噴射時期の遅角態様、及び点火時期の進角態様を示すタイムチャート。
【図１１】第２実施形態におけるトルク変動増大の検出手順、及びそのトルク変動増大の抑制手順を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態におけるトルク変動増大の検出手順、及びそのトルク変動増大の抑制手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン、２…燃焼室、３…吸気通路、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、９…クランクシャフト、１０…クランクポジションセンサ、１１…サージタンク、１２…バキュームセンサ、１３…吸気バルブ、１４…排気バルブ、１５…吸気カムシャフト、１５ａ…カム、１６…排気カムシャフト、１６ａ…カム、１８…カムポジションセンサ、１９…可変バルブ特性装置、２０…移動機構、２１…ノーズ、２２…端面、２３…端面、２４…サブリフト部、２５…電子制御装置、２７…アクセルポジションセンサ。

Claims (5)

1. 多気筒内燃機関に適用され、前記各気筒の内部排気再循環量を調整する調整手段を備える内燃機関の制御装置において、
   内燃機関の各気筒毎の内部排気再循環量に応じて変化する内燃機関の定常運転時の吸気圧と、同機関の各気筒毎のトルク変動とに基づき、前記内部排気再循環量の過多によって前記トルク変動の増大が生じている気筒を判別する判別手段を備え、同判別手段は、前記内部排気再循環量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を判別するに際し、各気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値を用いる
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 吸気カムシャフトの軸方向について連続的に形状変化するサブリフト部が形成されたカムを各気筒毎に備える多気筒内燃機関に適用され、前記カムを前記軸方向に変位させて排気行程中の吸気バルブの開閉特性を変更することで各気筒の内部排気再循環量を可変とする内燃機関の制御装置において、
   内燃機関の定常運転時の吸気圧変動に基づき、前記内部排気再循環量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を判別する判別手段を備え、同判別手段は、前記内部排気再循環量の過多によってトルク変動の増大が生じている気筒を判別するに際し、各気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値を用いる
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 前記判別手段は、所定気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値が同気筒の直前に吸気行程となった気筒の吸気行程に対応した期間での吸気圧のピーク値よりも所定量だけ大きいとの判断に基づき、当該所定気筒を内部排気再循環量の過多によるトルク変動の増大が発生している気筒と判別する
   請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
   前記判別手段によって内部排気再循環量の過多によるトルク変動増大が生じていると判別された気筒に対し、トルク変動抑制のための制御を実行する変動抑制手段を更に備える
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 前記変動抑制手段によるトルク変動抑制のための制御には、少なくとも内部排気再循環量を減少させる制御が含まれる
   請求項４記載の内燃機関の制御装置。

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