(57)【要約】【課題】各気筒間のばらつきの有無をより精度良く判定できる気筒間ばらつき検出装置を提供する。【解決手段】気筒間ばらつき検出装置は、内燃機関１０と、燃料噴射装置１１と、排気マニホールド１２と、酸素センサ１６と、運転条件制御手段１８とを具備する駆動手段２０に適用される。気筒間ばらつき検出装置は、一定時間ＴＬ内に出力された出力信号と第１閾値Ｇ１とに基づいて、第１パラメータＰ１を取得する第１パラメータ取得手段Ｓ１０４と、一定時間ＴＬ内に出力された出力信号と第１閾値Ｇ１とは異なる値の第２閾値Ｇ２とに基づいて、第２パラメータＰ２を取得する第２パラメータ取得手段Ｓ１０５と、第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２とにより、各気筒１０ａ間のばらつきの有無を判定する判定手段Ｓ１０８とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒をもつ内燃機関と、該内燃機関に設けられ、各該気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該内燃機関に接続され、各該気筒に通じる排気通路が集合する排気集合部を有する排気マニホールドと、
該排気集合部に配設され、該排気集合部を流れる排気ガス中の酸素濃度に対応する出力信号をサンプリング時間毎に出力する酸素濃度検出手段と、
該出力信号に基づいて該燃料噴射装置をフィードバック制御しつつ、該燃料噴射装置による空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させる運転条件制御手段と、を具備する駆動手段に適用される気筒間ばらつき検出装置であって、
一定時間内に出力された前記出力信号と第１閾値とに基づいて、第１パラメータを取得する第１パラメータ取得手段と、
該一定時間内に出力された該出力信号と該第１閾値とは異なる値の第２閾値とに基づいて、第２パラメータを取得する第２パラメータ取得手段と、
該第１パラメータと該第２パラメータとにより、各前記気筒間のばらつきの有無を判定する判定手段とを備えることを特徴とする気筒間ばらつき検出装置。
【請求項２】
前記酸素濃度検出手段は、前記排気ガス中の酸素濃度から前記空燃比が理論空燃比に対して前記リッチ側である状態又は前記リーン側である状態に対応する電圧値を前記出力信号として出力するラムダ型酸素センサである請求項１記載の気筒間ばらつき検出装置。
【請求項３】
前記第１パラメータは、前記出力信号の波形が前記第１閾値を跨ぐ回数の積算値であり、
前記第２パラメータは、該出力信号の波形が前記第２閾値を跨ぐ回数の積算値である請求項２記載の気筒間ばらつき検出装置。
【請求項４】
前記第１パラメータは、前記出力信号の波形が前記第１閾値を前記リッチ側から前記リーン側に向けて跨ぐ回数の積算値であり、
前記第２パラメータは、該出力信号の波形が前記第２閾値を該リッチ側から該リーン側に向けて跨ぐ回数の積算値である請求項３記載の気筒間ばらつき検出装置。
【請求項５】
前記第１閾値は、前記理論空燃比に対応する前記出力信号の値であり、
前記第２閾値は、前記第１閾値より前記リッチ側の値である請求項４記載の気筒間ばらつき検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気筒間ばらつき検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気筒間ばらつき検出装置は、複数の気筒をもつ内燃機関と、内燃機関に設けられ、各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置と、内燃機関に接続され、各気筒に通じる排気通路が集合する排気集合部を有する排気マニホールド等とを具備する駆動手段に適用される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この駆動手段では、排気集合部に配設された酸素濃度検出手段が排気集合部を流れる排気ガス中の酸素濃度に対応する出力信号を出力し、その出力信号に基づいて運転条件制御手段が燃料噴射装置をフィードバック制御して空燃比を変化させている。この駆動手段に適用される従来の気筒間ばらつき検出装置は、各気筒間のばらつきの有無を判定するために、各気筒の燃焼サイクルに連動するクランクの角度等を用いている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、内燃機関の排気ガスを清浄化すべきとの要求が益々厳しくなっていることから、気筒間ばらつき検出装置に対しては、各気筒間のばらつきの有無をより精度良く判定できることが求められている。
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、各気筒間のばらつきの有無をより精度良く判定できる気筒間ばらつき検出装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の気筒間ばらつき検出装置は、複数の気筒をもつ内燃機関と、該内燃機関に設けられ、各該気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該内燃機関に接続され、各該気筒に通じる排気通路が集合する排気集合部を有する排気マニホールドと、
該排気集合部に配設され、該排気集合部を流れる排気ガス中の酸素濃度に対応する出力信号をサンプリング時間毎に出力する酸素濃度検出手段と、
該出力信号に基づいて該燃料噴射装置をフィードバック制御しつつ、該燃料噴射装置による空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させる運転条件制御手段と、を具備する駆動手段に適用される気筒間ばらつき検出装置であって、
一定時間内に出力された前記出力信号と第１閾値とに基づいて、第１パラメータを取得する第１パラメータ取得手段と、
該一定時間内に出力された該出力信号と該第１閾値とは異なる値の第２閾値とに基づいて、第２パラメータを取得する第２パラメータ取得手段と、
該第１パラメータと該第２パラメータとにより、各前記気筒間のばらつきの有無を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の気筒間ばらつき検出装置では、フィードバック制御状態で空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させることにより、酸素濃度検出手段の出力信号がそれに応じて変化する。ここで、一定時間内に出力された出力信号と第１閾値とに基づいて、第１パラメータ取得手段が第１パラメータを取得する。また、一定時間内に出力された出力信号と第１閾値とは異なる第２閾値とに基づいて、第２パラメータ取得手段が第２パラメータを取得する。ところで、各気筒間のばらつきが有る場合、出力信号を連続的につないだ波形は乱れてしまう。一方、各気筒間のばらつきが無い場合、出力信号の波形は乱れない。この波形の違いが反映された第１パラメータと第２パラメータとを用いることにより、判断手段は、各気筒間のばらつきの有無を判定することができる。
【０００９】
したがって、本発明の気筒間ばらつき検出装置は、酸素濃度検出手段の出力信号を使って各気筒間のばらつきの有無を判定でき、その結果、従来と比較して、各気筒間のばらつきの有無をより精度良く判定できる。
【００１０】
本発明の気筒間ばらつき検出装置において、酸素濃度検出手段は、排気ガス中の酸素濃度から空燃比が理論空燃比に対してリッチ側である状態又はリーン側である状態に対応する電圧値を出力信号として出力するラムダ型酸素センサであることが好ましい。
【００１１】
この場合、この気筒間ばらつき検出装置では、フィードバック制御状態で空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させると、ラムダ型酸素センサの出力信号の波形がリッチ側に対応する高い電圧値（例えば、１Ｖ程度）と、リーン側に対応する低い電圧値（例えば、０Ｖ程度）との間で周期的に変化する。特に、空燃比がリッチ側とリーン側との境界近傍にある際、言い換えれば、出力信号の波形が高い電圧値から低い電圧値に変化する際、又は低い電圧値から高い電圧値に変化する際には、電圧値が短時間に急勾配で変化する。
【００１２】
気筒間ばらつきが有る場合、出力信号の波形が乱れるが、低い電圧値と高い電圧値との中間では短時間に急勾配で変化するので、出力信号の波形の乱れは比較的目立たない。他方、低い電圧値と高い電圧値とでは、出力信号の波形の乱れが目立つようになる。
【００１３】
ここで、この気筒間ばらつき検出装置は、第１閾値及び第２閾値を適宜設定することにより、出力信号の波形の乱れに応じて、第１パラメータ及び第２パラメータの差異を際立たせることができる。このため、判定手段は、第１パラメータと第２パラメータとにより、各気筒間のばらつきの有無を確実に判定することができる。
【００１４】
本発明の気筒間ばらつき検出装置において、第１パラメータは、出力信号の波形が第１閾値を跨ぐ回数の積算値であり、第２パラメータは、出力信号の波形が第２閾値を跨ぐ回数の積算値であることが好ましい。
【００１５】
上記のように第１パラメータ及び第２パラメータを取得することにより、この気筒間ばらつき検出装置は、出力信号の波形の乱れに応じて、第１パラメータ及び第２パラメータの差異を一層際立たせることができる。このため、この気筒間ばらつき検出装置は、本発明の作用効果をより確実に奏することができる。
【００１６】
上記の場合において、第１パラメータは、出力信号の波形が第１閾値をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ回数の積算値であり、第２パラメータは、出力信号の波形が第２閾値をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ回数の積算値であり得る。
【００１７】
こうすることにより、第１、２パラメータの値が不必要に大きくなることを抑制できる。このため、この気筒間ばらつき検出装置は、本発明の作用効果をより確実に奏することができる。
【００１８】
本発明の気筒間ばらつき検出装置において、第１閾値は理論空燃比に対応する出力信号の値であり、第２閾値は第１閾値よりリッチ側の値であることが好ましい。
【００１９】
気筒間ばらつきが有る場合、上述の通り出力信号の波形が乱れる。この際、特にリッチ側に対応する高い電圧値の範囲で、波形が比較的大きく乱れ易い。このため、上記のように、第１閾値及び第２閾値を設定することにより、この気筒間ばらつき検出装置は、出力信号の波形の乱れに応じて、第１パラメータ及び第２パラメータの差異をより一層際立たせることができる。
【００２０】
より詳しくは、気筒間ばらつきが有る場合、出力信号の波形はリッチ側に対応する高い電圧値の範囲で乱れやすいので、リッチ側に設定された第２閾値を出力信号の波形が跨ぐ回数の積算値である第２パラメータが増加する。他方、理論空燃比に対応する出力信号の値である第１閾値を出力信号の波形が跨ぐ回数の積算値である第１パラメータはあまり変化しない。このため、第１パラメータ及び第２パラメータの差異が強調されるので、判定手段は、各気筒間のばらつきが有ることを確実に判定することができる。
【００２１】
これに対して、気筒間ばらつきが無い場合、出力信号の波形は全体的に乱れないので、第１パラメータと同様に、第２パラメータはあまり変化しない。このため、第１パラメータ及び第２パラメータの差異が小さくなるので、判定手段は、各気筒間のばらつきが無いことを確実に判定することができる。その結果、この気筒間ばらつき検出装置は、本発明の作用効果をより一層確実に奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。
【実施例】
【００２３】
実施例の気筒間ばらつき検出装置は、図１に示すように、複数の気筒をもつ内燃機関の実施態様の一例である車載４気筒ガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」と呼ぶ。）１０並びにエンジン１０に付属する燃料噴射装置１１、排気マニホールド１２、酸素センサ１６及び運転条件制御手段１８を具備する駆動手段２０に適用される。気筒間ばらつき検出装置について詳述する前に、駆動手段２０について説明する。
【００２４】
エンジン１０は周知の構成であり、４つの気筒１０ａを有している。各気筒１０ａには燃焼室（図示しない）が形成されている。燃焼室には、燃料と空気の混合ガスを導入するための吸気弁（図示しない）及び燃焼室から排気ガスを排出するための排気弁（図示しない）が設けられている。
【００２５】
エンジン１０には、吸気マニホールド１３が接続されている。吸気マニホールド１３は、各気筒１０ａの吸気弁に通じる吸気通路１３ａが集合する吸気集合部１３ｂを有する。
【００２６】
吸気通路１３ａには、電磁駆動式の燃料噴射装置１１が取り付けられている。燃料噴射装置１１は、その先端に穿孔された吐出孔（図示しない）から各気筒１０ａの吸気弁に向けて燃料を噴射するように配設されている。燃料噴射装置１１の吐出孔から噴射された燃料と、吸気集合部１３ｂを経て吸気通路１３ａを流れる空気とが混じり合って混合ガスが形成され、この混合ガスが吸気弁の開放に伴い各気筒１０ａの燃焼室に導入されて、燃焼に供される。
【００２７】
また、エンジン１０には、排気マニホールド１２が接続されている。排気マニホールド１２は、各気筒１０ａの排気弁に通じる排気通路１２ａが集合する排気集合部１２ｂを有する。各気筒１０ａの燃焼室に導入された混合ガスが燃焼すると、排気弁の開放に伴い排気ガスとして、排気通路１２ａ及び排気集合部１２ｂを経て外部に排出される。なお、排気マニホールド１２の下流側には周知の触媒や消音装置が設けられている。
【００２８】
排気集合部１２ｂには、ラムダ型酸素センサ（以下、単に「酸素センサ」と呼ぶ。）１６が配設されている。酸素センサ１６は、排気集合部１２ｂを流れる排気ガス中の酸素濃度から空燃比が理論空燃比に対してリッチ側である状態又はリーン側である状態に対応する電圧値を、後述の運転条件制御手段１８に対してサンプリング時間（例えば、１ミリ秒）毎に出力信号として出力する。この酸素センサ１６が酸素濃度検出手段に相当する。
【００２９】
酸素センサ１６は、周知のジルコニア固体電解質を用いた酸素センサであり、排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチ側である場合、それに対応する高い電圧値（１Ｖ程度）を出力信号として出力する。他方、酸素センサ１６は、排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリーン側である場合、それに対応する低い電圧値（０Ｖ程度）を出力信号として出力する。特に、空燃比がリッチ側とリーン側との境界近傍にある際、言い換えれば、出力信号の波形が高い電圧値から低い電圧値に変化する際、又は低い電圧値から高い電圧値に変化する際には、電圧値が短時間に急勾配で変化する。
【００３０】
運転条件制御手段１８はエンジン制御用電子制御ユニットのメモリ内に収納された制御プログラムであり、エンジン１０がスタートして、エンジン制御用電子制御ユニットがエンジン１０の制御を開始すると、エンジン制御用電子制御ユニット内のＣＰＵが運転条件制御手段１８を実行する。そうすると、運転条件制御手段１８は、酸素センサ１６の出力信号に基づいて演算処理を行う。そして、燃料噴射装置１１をフィードバック制御することにより、燃料噴射装置１１の噴射量を調整し、空燃比を所望の範囲に保つ。
【００３１】
説明は省略するが、エンジン１０には、吸気マニホールド１３内の負圧を検出する吸気マニホールド内負圧センサ、エンジン水温を検出する水温センサ、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサなど各種センサが設けられており、それらの出力信号もエンジン制御用電子制御ユニットに適宜入力され、エンジン１０の制御に利用されるようになっている。
【００３２】
このエンジン１０では、運転条件制御手段１８が酸素センサ１６の出力信号に基づいて、空燃比を算出し、その算出された空燃比が目標値に一致するよう各気筒１０ａに対する燃料の噴射量をフィードバック制御する。この際、エンジン回転数やエンジン負荷等に基づいて噴射量の補正がなされて最終噴射量が算出され、その最終噴射量により燃料噴射装置１１が制御される。
【００３３】
上述した空燃比のフィードバック制御は、排気マニホールド１２の排気集合部１２ｂで検出した空燃比情報に基づいて各気筒の燃料噴射量（空燃比）を制御するものであるが、現実には各気筒１０ａ毎に空燃比がばらつく。このため、本実施例の気筒間ばらつき検出装置により、各気筒１０ａ間のばらつきの有無を判定するようになっている。その詳細を以下に説明する。
【００３４】
本実施例の気筒間ばらつき検出装置は、「気筒間ばらつき判定」プログラム１７（図２に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０９）により構成されている。「気筒間ばらつき判定」手段プログラム１７は、エンジン制御用電子制御ユニットのメモリ内に収納されている。エンジン１０がスタートして、エンジン制御用電子制御ユニットがエンジン１０の制御を開始すると、エンジン制御用電子制御ユニット内のＣＰＵが「気筒間ばらつき判定」プログラム１７の並列処理を開始する。なお、「気筒間ばらつき判定」プログラム１７は、必要時に適宜実行されるようになっていてもよい。
【００３５】
エンジン制御用電子制御ユニット内のＣＰＵが「気筒間ばらつき判定」プログラム１７を開始すると、まず、ステップＳ１０１において、初期設定として、タイマ−Ｔ、第１パラメータＰ１及び第２パラメータＰ２をリセットする。タイマ−Ｔは、リセットされた時点から計時を開始し、予め設定された一定時間ＴＬ（例えば、数百ミリ秒〜数十秒）となるまで、計時を続ける。また、タイマ−Ｔは、次のステップＳ１０２において運転条件フラグが「ＯＦＦ」となる毎にリセットされる。
【００３６】
次に、ステップＳ１０２に移行して、運転条件フラグが「ＯＮ」であるか否かを判断する。ここで、運転条件フラグは、運転条件制御手段１８が酸素センサ１６の出力信号に基づいて燃料噴射装置１１をフィードバック制御しつつ、燃料噴射装置１１による空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させる状態となった場合に「ＯＮ」となり、それ以外の場合には「ＯＦＦ」となる。運転条件フラグが「ＯＮ」となる具体例としては、エンジンの回転数及び負荷が一定の状態となっている場合が挙げられる。運転条件フラグが「ＯＮ」となった場合の酸素センサ１６の出力信号の波形の一例を図３の上から三段目に波形Ｓとして示す。
【００３７】
ステップＳ１０２において「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１０１に戻って、気筒間ばらつき判定に適した運転条件になるまで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０２を繰り返す。
【００３８】
他方、ステップＳ１０２において「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１０３に移行して、気筒間ばらつき判定をＯＮ状態とする。
【００３９】
次に、ステップＳ１０４に移行して、サンプリング時間（本実施例では、１ミリ秒）毎に取得される酸素センサ１６の出力信号を連続的につないだ波形Ｓとして見て、その出力信号の波形Ｓが第１閾値Ｇ１をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ毎にその回数を積算する。その積算値が第１パラメータＰ１である。ここで、第１閾値Ｇ１は、酸素センサ１６の理論空燃比に対応する出力信号の値である「０．４５Ｖ」とされている。
【００４０】
次に、ステップＳ１０５に移行して、サンプリング時間（本実施例では、１ミリ秒）毎に取得される酸素センサ１６の出力信号を連続的につないだ波形Ｓとして見て、その出力信号の波形Ｓが第２閾値Ｇ２をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ毎にその回数を積算する。その積算値が第１パラメータＰ２である。ここで、第２閾値Ｇ２は、第１閾値Ｇ１よりリッチ側の値である「０．９Ｖ」とされている。
【００４１】
次に、ステップＳ１０６に移行して、タイマ−Ｔが一定時間ＴＬ以上であるか否か（タイマ−Ｔがカウントアップしたか否か）を判断する。ステップＳ１０６において「Ｎｏ」の場合、ステップＳ１０２に戻って、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６を繰り返す。なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の処理は、ＣＰＵの演算速度に対応して、非常に短い間隔で繰り返される。また、ステップＳ１０２に戻った際に、エンジンの運転条件が途中で変化して運転条件フラグが「ＯＦＦ」となっていれば、ステップＳ１０１に戻って、気筒間ばらつき判定を途中でキャンセルする。
【００４２】
他方、ステップＳ１０６において「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１０７に移行して、第２パラメータＰ２と第１パラメータＰ１との差（Ｐ２−Ｐ１）を算出する。
【００４３】
次に、ステップＳ１０８に移行して、第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２の差が第３閾値Ｇ３以上であるか否か（Ｐ２−Ｐ１≧Ｇ３？）を判断する。ここで、第３閾値Ｇ３は、各気筒１０ａ間のばらつきが有る場合における酸素センサ１６の出力信号の波形と、各気筒１０ａ間のばらつきが無い場合における酸素センサ１６の出力信号の波形とを多数採取して、両者を区別できるように設定された値である。本実施例では、第３閾値Ｇ３は、「３」に設定されている。
【００４４】
ステップＳ１０８において「Ｎｏ」の場合、各気筒１０ａ間のばらつきはない（「ＯＫ」）と判定する。そして、ステップＳ１０１に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００４５】
他方、ステップＳ１０８において「Ｙｅｓ」の場合、ステップＳ１０９に移行して、タイマーＴをストップし、各気筒１０ａ間のばらつきが有る（「ＮＧ」）と判定する。
【００４６】
ステップＳ１０９の後は、「ＮＧ」の判定を受けて燃料噴射装置１１の燃料噴射量等を適宜調整し、各気筒１０ａ間のばらつきを解消することもできる。
【００４７】
ここで、図３を参照しつつ、上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理の具体例を説明する。
【００４８】
図３の上から三段目に示された周期的に変動する波形Ｓは、酸素センサ１６の出力信号の波形の一例を示している。本実施例では、酸素センサ１６としてラムダ型酸素センサを採用している。このため、フィードバック制御状態で空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させると、酸素センサ１６の出力信号の波形Ｓがリッチ側に対応する高い電圧値（１Ｖ）と、リーン側に対応する低い電圧値（０Ｖ）との間で周期的に変化する。特に、空燃比がリッチ側とリーン側との境界近傍にある際、言い換えれば、出力信号の波形Ｓが１Ｖ側から０Ｖ側に変化する際、又は０Ｖ側から１Ｖ側に変化する際には、電圧値が短時間に急勾配で変化する。
【００４９】
上記の場合、図３の最上段に示されるように、運転条件フラグが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替わるので、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に移行して、気筒間ばらつき判定をＯＮ状態とする。
【００５０】
図３の上から二段目に示すように、タイマ−Ｔが一定時間ＴＬとなるまでは、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６が繰り返される。この間、ステップＳ１０４では、波形Ｓが第１閾値Ｇ１をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ毎にその回数を積算し、その積算値を第１パラメータＰ１とする。また、ステップＳ１０５では、波形Ｓが第２閾値Ｇ２をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ毎にその回数を積算し、その積算値を第２パラメータＰ２とする。
【００５１】
図３の上から三段目に示すように、タイマ−Ｔが一定時間ＴＬとなるまでに、波形Ｓが第１閾値Ｇ１をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ回数は１回である。この場合、第１パラメータＰ１は「１」となる。タイマ−Ｔが一定時間ＴＬとなってリセットされてから二度目に一定時間ＴＬとなるまでに、波形Ｓが第１閾値Ｇ１をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ回数も１回である。この場合も、第１パラメータＰ１は「１」となる。このように、第１閾値Ｇ１は、波形Ｓが短時間に急勾配で変化する範囲に設定されている。このため、第１パラメータＰ１は、各気筒１０ａ間のばらつきにより波形Ｓが乱れても、あまり変化しない。
【００５２】
一方、タイマ−Ｔが一定時間ＴＬとなるまでに、波形Ｓが第２閾値Ｇ２をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ回数は２回である。この場合、第２パラメータＰ２は「２」となる。タイマ−Ｔが一定時間ＴＬとなってリセットされてから二度目に一定時間ＴＬとなるまでに、波形Ｓが第２閾値Ｇ２をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ回数は４回である。これは、各気筒１０ａ間のばらつきにより、出力信号の波形Ｓが乱れているからである。波形Ｓは、特に、リッチ側に対応する高い電圧値（１Ｖ）付近で大きな乱れを有している（図３において、矢印Ｒで示す。）。この場合は、第２パラメータＰ２は「４」となる。このように、第２閾値Ｇ２は、各気筒１０ａ間のばらつきにより波形Ｓの乱れが生じやすい範囲に設定されている。このため、第２パラメータＰ２は、各気筒１０ａ間のばらつきの有無によって大きく変化する。
【００５３】
タイマ−Ｔが一定時間ＴＬとなると、ステップＳ１０７において、第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２の差として、Ｐ２−Ｐ１＝２−１＝「１」を算出する。この場合、ステップＳ１０８において「Ｐ２−Ｐ１（＝１）＜第３閾値Ｇ３（＝３）」であるので、各気筒１０ａ間のばらつきが無いと判定する。
【００５４】
一方、タイマ−Ｔが二度目に一定時間ＴＬとなると、ステップＳ１０７において、第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２の差として、Ｐ２−Ｐ１＝４−１＝「３」を算出する。この場合、ステップＳ１０８において「Ｐ２−Ｐ１（＝３）＜第３閾値Ｇ３（＝３）」であるので、各気筒１０ａ間のばらつきが有る（「ＮＧ」）と判定する。
【００５５】
こうして、実施例の気筒間ばらつき検出装置は、各気筒１０ａ間のばらつきの有無を精度良く判定できる。
【００５６】
ステップＳ１０４が、一定時間ＴＬ内に出力された出力信号と第１閾値Ｇ１とに基づいて、第１パラメータＰ１を取得する第１パラメータ取得手段に相当する。
【００５７】
ステップＳ１０５が、一定時間ＴＬ内に出力された出力信号と第１閾値Ｇ１とは異なる値の第２閾値Ｇ２とに基づいて、第２パラメータＰ２を取得する第２パラメータ取得手段に相当する。
【００５８】
ステップＳ１０８が、第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２とにより、各気筒１０ａ間のばらつきの有無を判定する判定手段に相当する。
【００５９】
ここで、実施例の気筒間ばらつき検出装置は、上述の駆動手段２０に適用されるものであって、第１パラメータ取得手段Ｓ１０４と、第２パラメータ取得手段Ｓ１０５と、判定する判定手段Ｓ１０８とを備えている。
【００６０】
この気筒間ばらつき検出装置では、フィードバック制御状態で空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させることにより、酸素センサ１６の出力信号がそれに応じて変化する。ここで、一定時間ＴＬ内に出力された出力信号と第１閾値Ｇ１とに基づいて、第１パラメータ取得手段Ｓ１０４が第１パラメータＰ１を取得する。また、一定時間ＴＬ内に出力された出力信号と第２閾値Ｇ２とに基づいて、第２パラメータ取得手段Ｓ１０５が第２パラメータＰ２を取得する。各気筒１０ａ間のばらつきが有る場合、出力信号の波形Ｓは乱れてしまう。一方、各気筒１０ａ間のばらつきが無い場合、出力信号の波形Ｓは乱れない。この波形の違いが反映された第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２とを用いることにより、判断手段Ｓ１０８は、各気筒１０ａ間のばらつきの有無を判定することができる。
【００６１】
したがって、実施例の気筒間ばらつき検出装置は、酸素センサ１６の出力信号を使って各気筒１０ａ間のばらつきの有無を判定でき、その結果、従来と比較して、各気筒１０ａ間のばらつきの有無をより精度良く判定できる。
【００６２】
また、この気筒間ばらつき検出装置は、酸素センサ１６としてラムダ型酸素センサを採用しているので、フィードバック制御状態で空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させると、酸素センサ１６の出力信号の波形がリッチ側に対応する高い電圧値と、リーン側に対応する低い電圧値との間で周期的に変化する。特に、空燃比がリッチ側とリーン側との境界近傍にある際、言い換えれば、出力信号の波形Ｓが高い電圧値から低い電圧値に変化する際、又は低い電圧値から高い電圧値に変化する際には、電圧値が短時間に急勾配で変化する。そして、この気筒間ばらつき検出装置は、第１閾値Ｇ１及び第２閾値Ｇ２を上述した適切な値に設定しているので、出力信号の波形Ｓの乱れに応じて、第１パラメータＰ１及び第２パラメータＰ２の差異を際立たせることができる。このため、判定手段Ｓ１０８は、第１パラメータＰ１と第２パラメータＰ２とにより、各気筒１０ａ間のばらつきの有無を確実に判定することができる。
【００６３】
さらに、この気筒間ばらつき検出装置において、第１パラメータＰ１は、出力信号の波形Ｓが第１閾値Ｇ１をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ回数の積算値であり、第２パラメータは、出力信号の波形Ｓが第２閾値Ｇ２をリッチ側からリーン側に向けて跨ぐ回数の積算値である。このように第１パラメータＰ１及び第２パラメータＰ２を取得することにより、この気筒間ばらつき検出装置は、出力信号の波形Ｓの乱れに応じて、第１パラメータＰ１及び第２パラメータＰ２の差異を一層際立たせることができる。また、第１パラメータＰ１及び第２パラメータＰ２が不必要に大きくなることも抑制できる。このため、この気筒間ばらつき検出装置は、本発明の作用効果をより確実に奏することができる。
【００６４】
また、この気筒間ばらつき検出装置において、第１閾値Ｇ１（＝０．４５Ｖ）は、酸素センサ１６の理論空燃比に対応する出力信号の値である。第１閾値Ｇ１近傍では、波形Ｓが短時間に急勾配で変化し、各気筒１０ａ間のばらつきの有無に係わらず波形があまり乱れないので、第１パラメータＰ１はあまり変化しない。他方、第２閾値Ｇ２（＝０．９Ｖ）は、第１閾値Ｇ１よりリッチ側の値であり、各気筒１０ａ間のばらつきが有る場合に波形Ｓが特に乱れやすい範囲に設定されているので、各気筒１０ａ間のばらつきの有無によって、第２パラメータＰ２が大きく変化する。このため、この気筒間ばらつき検出装置は、出力信号の波形Ｓの乱れに応じて、第１パラメータＰ１及び第２パラメータＰ２の差異をより一層際立たせることができる。
【００６５】
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００６６】
例えば、実施例のラムダ型酸素センサ１６の代わりに、酸素濃度の変化の全領域に対応して出力信号を発信する全領域型酸素センサを採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は内燃機関及び駆動手段に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施例の気筒間ばらつき検出装置及び駆動手段を示す概略説明図である。
【図２】実施例の気筒間ばらつき検出装置に係り、「気筒間ばらつき判定」プログラムのフローチャートである。
【図３】実施例の気筒間ばらつき検出装置に係り、「気筒間ばらつき判定」プログラムの処理中における各パラメータの遷移を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…内燃機関（エンジン）
１０ａ…気筒
１１…燃料噴射装置
１２…排気マニホールド
１２ａ…排気通路
１２ｂ…排気集合部
１６…酸素濃度検出手段（ラムダ型酸素センサ）
１７…「気筒間ばらつき判定」プログラム
１８…運転条件制御手段
２０…駆動手段
Ｇ１…第１閾値
Ｇ２…第２閾値
Ｐ１…第１パラメータ
Ｐ２…第２パラメータ
Ｓ１０４…第１パラメータ取得手段
Ｓ１０５…第２パラメータ取得手段
Ｓ１０８…判定手段
Ｓ…出力信号の波形
ＴＬ…一定時間
【図１】
2010059864.tif 000003
【図２】
2010059864.tif 000004
【図３】
2010059864.tif 000005