(57)【要約】【課題】多気筒の内燃機関において気筒間の空燃比インバランス判定の精度向上を図る。【解決手段】エンジン（内燃機関）の回転変動値が１次判定閾値Ａ以上であり、かつ、触媒上流側の空燃比センサの出力変動値が所定よりも小さい場合は吸気バルブ部からの漏れ有りと判定する。そして、吸気バルブ部からの漏れ有りと判定したときには、インバランス判定用の閾値を２次判定閾値Ｂ（バルブリーク時判定閾値）に変更して、エンジンの回転変動値が変更後の２次判定閾値Ｂ以上であるときに、空燃比インバランス異常と判定している。このような判定処理により、バルブリークを考慮した空燃比インバランス判定が可能になるので、誤判定を抑制することができ、空燃比インバランス判定の精度を向上させることができる。【選択図】図４
2014214676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配置の触媒の上流側に空燃比センサが設けられた内燃機関において、当該内燃機関の回転変動に基づいて気筒間の空燃比インバランスを判定するインバランス判定が実行可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の回転変動が第１判定閾値以上であり、かつ、前記空燃比センサの出力変動値が所定よりも小さい場合は吸気バルブ部からの漏れ有りと判定し、
前記吸気バルブ部からの漏れ有りと判定されたときに、前記内燃機関の回転変動が第２判定閾値以上であるときには、空燃比インバランスと判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関において、
前記内燃機関の回転変動が第１判定閾値以上であり、かつ、前記空燃比センサの出力変動値が所定以上である場合は空燃比インバランスと判定することを特徴とうする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒の内燃機関の制御装置に関し、さらに詳しくは、気筒間の空燃比インバランス判定を実行可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒を有する多気筒内燃機関においては、例えば、一部の気筒の燃料噴射系の故障（インジェクタ起因の故障）などによって、実際の空燃比が気筒間でばらつくことがあり、このような状況になると、エミッションが悪化する場合がある。こうした観点から、自動車の分野では、エミッションが悪化した車両の走行を防止するために、車載状態で気筒間の空燃比ばらつき異常（空燃比インバランス異常）を判定（検出）している（空燃比インバランス判定ＯＢＤ（Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ））。
【０００３】
気筒間の空燃比インバランス判定方法の一例として、内燃機関の回転変動を利用したものがある（例えば、特許文献１参照）。この方法では、気筒間の空燃比インバランス異常（以下、「空燃比インバランス」ともいう）が発生すると、気筒間の発生トルクに差が生じて内燃機関の回転変動（以下、単に「回転変動」ともいう）が大きくなるという現象を利用し、その回転変動をインバランスパラメータとして気筒間の空燃比インバランス判定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−００２３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
気筒間の空燃比インバランスが発生する原因の１つに、吸気バルブ部からの漏れ（以下、「バルブリーク」ともいう）が考えられる。上記したような気筒間空燃比インバランス判定方法において、そのようなバルブリークを考慮せずに空燃比インバランス判定を行うと、エミッション上で異常レベルでない場合でも、空燃比インバランス異常と判定（誤判定）するおそれがある。
【０００６】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、気筒間の空燃比インバランス判定を実行可能な内燃機関の制御装置において、空燃比インバランス判定の精度を向上させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、排気通路に配置の触媒の上流側（排気流れの上流側）に空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）が設けられた内燃機関において、当該内燃機関の回転変動に基づいて気筒間の空燃比インバランスを判定するインバランス判定が実行可能な内燃機関の制御装置を前提としている。このような内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の回転変動が第１判定閾値以上であり、かつ、前記空燃比センサの出力変動値が所定よりも小さい場合は吸気バルブ部からの漏れ有りと判定し、前記吸気バルブ部からの漏れ有りと判定されたときに、前記内燃機関の回転変動が第２判定閾値以上であるときには、空燃比インバランスと判定することを技術的特徴としている。
【０００８】
本発明において、前記内燃機関の回転変動が第１判定閾値以上であり、かつ、前記空燃比センサの出力変動値が所定以上である場合（吸気バルブ部からの漏れ無しと判定の場合）は空燃比インバランスと判定する。
【０００９】
本発明によれば、気筒間の空燃比インバランス判定の精度を向上させることができる。この点について以下に説明する。
【００１０】
まず、バルブリーク発生時は、燃焼室内の空気量が少なくなることによって回転変動が悪化する。つまり、バルブリーク発生時は空気量に対する感度が大きくて回転変動が大きい。これに対し、空燃比センサの出力値は、空気量に対する感度が小さいので大きな変動を示さない。このようなことから、回転変動が第１閾値（１次判定閾値Ａ）以上であり、かつ、触媒上流に設けられた空燃比センサの出力変動値が所定よりも小さいときには吸気バルブ部からの漏れが発生していると考えることができるので、バルブリーク有と判定する。そして、バルブリーク有と判定したとき（バルブリーク発生時）には、インバランス判定用の閾値を変更（１次判定閾値Ａから２次判定閾値Ｂ（バルブリーク時判定閾値）に変更）することにより、バルブリークを考慮した空燃比インバランス判定を行うことが可能になる。
【００１１】
このようにバルブリークを考慮して空燃比インバランス判定を行うことにより、誤判定を抑制することができ、空燃比インバランス判定の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多気筒の内燃機関において気筒間の空燃比インバランス判定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用するエンジンの一例を示す概略構成図である。
【図２】図１のエンジンの１気筒のみを示す概略構成図である。
【図３】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】空燃比インバランス判定処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
−エンジン−
図１及び図２は本発明を適用する多気筒エンジンの概略構成を示す図である。なお、図２にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００１６】
この例のエンジン１は、車両に搭載されるポート噴射式４気筒エンジン（火花点火式内燃機関）であって、その各気筒＃１，＃２，＃３，＃４を構成するシリンダブロック１ａ内には上下方向に往復動するピストン１ｃが設けられている。ピストン１ｃはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｃの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００１７】
クランクシャフト１５にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周には複数の歯（突起）１７ａが等角度（この例では、例えば１０°ＣＡ（クランク角））ごとに設けられている。また、シグナルロータ１７は、歯１７ａの２枚分が欠落した欠歯部１７ｂを有している。
【００１８】
シグナルロータ１７の側方近傍には、クランクシャフト１５の回転角（クランク角）［°ＣＡ］を検出するクランクポジションセンサ３１が配置されている。クランクポジションセンサ３１は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の歯１７ａに対応するパルス状の信号（電圧パルス）を発生する。このクランクポジションセンサ３１の出力信号からエンジン回転数ＮＥを算出することができる。
【００１９】
エンジン１のシリンダブロック１ａにはエンジン冷却水の水温を検出する水温センサ３２が配置されている。また、シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが設けられており、このシリンダヘッド１ｂとピストン１ｃとの間に燃焼室１ｄが形成されている。エンジン１の燃焼室１ｄには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。イグナイタ４はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２００によって制御される。
【００２０】
エンジン１の燃焼室１ｄには吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１の一部は吸気ポート１１ａ及び吸気マニホールド１１ｂによって形成されている。吸気通路１１にはサージタンク１１ｃが設けられている。また、排気通路１２の一部は排気ポート１２ａ及び排気マニホールド１２ｂによって形成されている。
【００２１】
エンジン１の吸気通路１１には、吸気を濾過するエアクリーナ７、熱線式のエアフロメータ３３、吸気温センサ３４（エアフロメータ３３に内蔵）、エンジン１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ５などが配置されている。スロットルバルブ５は、サージタンク１１ｃの上流側（吸気流れの上流側）に設けられており、スロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットル開度センサ３５によって検出される。スロットルバルブ５のスロットル開度はＥＣＵ２００によって制御される。
【００２２】
上記吸気通路１１と燃焼室１ｄとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ｄとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより排気通路１２と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転がタイミングチェーン等を介して伝達される吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２の各回転によって行われる。
【００２３】
吸気カムシャフト２１の近傍には、特定の気筒（例えば、第１気筒＃１）のピストン１ｃが圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）に達したときにパルス状の信号を発生するカムポジションセンサ３９が設けられている。カムポジションセンサ３９は、例えば電磁ピックアップであって、吸気カムシャフト２１に一体的に設けられたロータ外周の１個の歯（図示せず）に対向するように配置されており、その吸気カムシャフト２１が回転する際にパルス状の信号（電圧パルス）を出力する。なお、吸気カムシャフト２１（及び排気カムシャフト２２）は、クランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するので、クランクシャフト１５が２回転（７２０°回転）するごとにカムポジションセンサ３９が１つのパルス状の信号を発生する。
【００２４】
そして、吸気通路１１の吸気ポート１１ａには、燃料を噴射可能なインジェクタ（燃料噴射弁）２が配置されている。インジェクタ２は各気筒＃１〜＃４毎に設けられている。これらインジェクタ２・・２は共通のデリバリパイプ１０１に接続されている。デリバリパイプ１０１には、後述する燃料供給系１００の燃料タンク１０４に貯留の燃料が供給され、これによって、インジェクタ２から吸気ポート１１ａ内に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ｄに導入される。燃焼室１ｄに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ３にて点火されて燃焼・爆発する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１ｃが往復動され、クランクシャフト１５が回転されてエンジン１の駆動力（出力トルク）が得られる。燃焼ガスは、排気バルブ１４の開弁にともない排気通路１２に排出される。なお、エンジン１は、第１気筒＃１→第３気筒＃３→第４気筒＃４→第２気筒＃２の順で燃焼・爆発する。以上のエンジン１の運転状態はＥＣＵ２００によって制御される。
【００２５】
上記燃料供給系１００は、各気筒＃１〜＃４のインジェクタ２・・２に共通に接続されたデリバリパイプ１０１、このデリバリパイプ１０１に接続された燃料供給管１０２、燃料ポンプ（例えば電動ポンプ）１０３、及び、燃料タンク１０４などを備えており、燃料ポンプ１０３を駆動することにより、燃料タンク１０４内に貯留の燃料を、燃料供給管１０２を介してデリバリパイプ１０１に供給することができる。そして、このような構成の燃料供給系１００によって各気筒＃１〜＃４のインジェクタ２に燃料が供給される。
【００２６】
以上の構成の燃料供給系１００において、燃料ポンプ１０３の駆動はＥＣＵ２００によって制御される。
【００２７】
一方、エンジン１の排気通路１２には三元触媒８が配置されている。三元触媒８は、酸素を貯蔵（吸蔵）するＯ2ストレージ機能（酸素貯蔵機能）を有しており、この酸素貯蔵機能により、空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、ＨＣ，ＣＯ及びＮＯｘを浄化することが可能となっている。すなわち、エンジン１の空燃比がリーンとなって、三元触媒８に流入する排気ガス中の酸素及びＮＯｘが増加すると、酸素の一部を三元触媒８が吸蔵することでＮＯｘの還元・浄化を促進する。一方、エンジン１の空燃比がリッチになって、三元触媒８に流入する排気ガスにＨＣ，ＣＯが多量に含まれると、三元触媒８は内部に吸蔵している酸素分子を放出し、これらのＨＣ，ＣＯに酸素分子を与え、酸化・浄化を促進する。
【００２８】
三元触媒８の上流側（排気流れの上流側）の排気通路１２に空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）３７が配置されており、三元触媒８の下流側（排気流れの下流側）の排気通路１２にはＯ2センサ（酸素センサ）３８が配置されている。空燃比センサ３７は、例えば限界電流式の酸素濃度センサが適用されており、広い空燃比領域にわたって空燃比を連続的に検出することが可能である。Ｏ2センサ３８は、理論空燃比（ストイキ）近傍で出力値がステップ状に変化する特性（Ｚ特性）を示すセンサであって、この例では、例えば起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサが適用されている。これら空燃比センサ３７及びＯ2センサ３８の各出力信号はＥＣＵ２００に入力される。
【００２９】
ＥＣＵ２００は、空燃比センサ３７及びＯ2センサ３８の出力に基づいて空燃比フィードバック制御（ストイキ制御）を実行する。この空燃比フィードバック制御にあっては、三元触媒８の上流側の空燃比センサ３７によって検出された排気空燃比を所定の目標空燃比であるストイキに一致させるメインフィードバック制御と、三元触媒８の下流側のＯ2センサ３８によって検出された排気空燃比をストイキに一致させるようなサブフィードバック制御とが行われる（例えば、特開２０１０−００７５６１号公報、特開２０１２−１６７６４６号公報に記載の技術参照）。
【００３０】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ２００は、図３に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０３及びバックアップＲＡＭ２０４などを備えている。
【００３１】
ＲＯＭ２０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ２０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００３２】
以上のＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３及びバックアップＲＡＭ２０４は、バス２０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース２０５及び出力インターフェース２０６と接続されている。
【００３３】
入力インターフェース２０５には、クランクポジションセンサ３１、水温センサ３２、エアフロメータ３３、吸気温センサ３４、スロットル開度センサ３５、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ３６、空燃比センサ３７、Ｏ2センサ３８、及び、カムポジションセンサ３９などの各種センサ類が接続されている。また、入力インターフェース２０５にはイグニッションスイッチ（スタートスイッチ）４０が接続されている。
【００３４】
出力インターフェース２０６には、インジェクタ２、点火プラグ３のイグナイタ４、スロットルバルブ５のスロットルモータ６、及び、燃料供給系１００の燃料ポンプ１０３などが接続されている。
【００３５】
そして、ＥＣＵ２００は、上記した各種センサの検出信号に基づいて、インジェクタ２の駆動制御（燃料噴射量調整制御）、点火プラグ３の点火時期制御、スロットルバルブ５のスロットルモータ６の駆動制御（吸入空気量制御）、上記した空燃比フィードバック制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ２００は、下記の「各気筒のＴＤＣ判定」、「回転変動の算出」、及び、「気筒間の空燃比インバランス判定ＯＢＤ」を実行する。
【００３６】
以上のＥＣＵ２００により実行されるプログラムによって、本発明の内燃機関の制御装置が実現される。
【００３７】
−各気筒のＴＤＣ判定−
ＥＣＵ２００は、上記クランクポジションセンサ３１及びカムポジションセンサ３９の各出力信号に基づいて各気筒＃１〜＃４の圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）を判定する。その判定方法について以下に説明する。
【００３８】
まず、クランクポジションセンサ３１は、上記したように、クランクシャフト１５が１回転（３６０°ＣＡ）する間に１回（機関サイクルの１周期に２回）、上記欠歯信号を出力する。この例では、第１気筒＃１及び第４気筒＃４の上死点前（ＴＤＣ前）の所定クランク角でクランクポジションセンサ３１が欠歯信号を出力する構成となっている。
【００３９】
また、カムポジションセンサ３９は、上記したように、クランクシャフト１５が２回転する間に１回（機関サイクルの１周期に１回）、電圧パルスを出力する。この例では、第１気筒＃１が圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）に位置し、第４気筒＃４が排気上死点（排気ＴＤＣ）に位置したときにカムポジションセンサ３９が電圧パルスを出力する構成となっている。
【００４０】
このような構成により、クランクポジションセンサ３１が欠歯信号を出力したときに、カムポジションセンサ３９が電圧パルスを発生した場合は、第１気筒＃１が圧縮ＴＤＣであると判定し、その第１気筒＃１の圧縮ＴＤＣから１８０°ＣＡ後が第３気筒♯３の圧縮ＴＤＣであると判定する。また、クランクポジションセンサ３１が欠歯信号を出力したときに、カムポジションセンサ３９が電圧パルスを発生しない場合は、第４気筒＃４が圧縮ＴＤＣであると判定し、その第４気筒＃４の圧縮ＴＤＣから１８０°ＣＡ後が第２気筒♯２の圧縮ＴＤＣであると判定する。
【００４１】
−回転変動値の算出−
本実施形態では、エンジン１の燃焼行程中における所定回転角、例えば、圧縮ＴＤＣからクランクシャフト１５が３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ30（回転速度に反比例：回転速度＝３０°ＣＡ／Ｔ30）を各気筒＃１〜＃４ごとに算出し、その算出した時間Ｔ30の気筒間における差（時間差ΔＴ30）を算出する。このようにして算出した時間差ΔＴ30はエンジン１の回転変動を表す値であり、以下、この時間差ΔＴ30を回転変動値ΔＴ30と呼ぶことにする。
【００４２】
回転変動値ΔＴ30の算出処理の具体的な例について説明する。ＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ３１及びカムポジションセンサ３９の各出力信号に基づいて、第１気筒＃１の燃焼行程中においてクランクシャフト１５が圧縮ＴＤＣから３０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔ30［＃１］を算出し、この算出した時間Ｔ30［＃１］と、１回前に燃焼行程を迎えていた第２気筒＃２の燃焼行程中においてクランクシャフト１５が圧縮ＴＤＣから３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ30［＃２］との差を求めることにより、第１気筒＃１の回転変動値ΔＴ30［＃１］（＝Ｔ30［＃１］−Ｔ30［＃２］）を算出する。
【００４３】
また、同様にして、エンジン１の気筒＃３、＃４、＃２の各燃焼行程においてクランクシャフト１５が圧縮ＴＤＣから３０°ＣＡ回転するのに要した時間Ｔ30［＃３］、時間Ｔ30［＃４］、時間Ｔ30［＃２］を順次算出して、第３気筒の回転変動値ΔＴ30［＃３］（＝Ｔ30［＃３］−Ｔ30［＃１］）、第４気筒の回転変動値ΔＴ30［＃４］（＝Ｔ30［＃４］−Ｔ30［＃３］）、及び、第２気筒の回転変動値ΔＴ30［＃２］（＝Ｔ30［＃２］−Ｔ30［＃４］）を算出する。
【００４４】
以上のようにして算出された回転変動値ΔＴ30［＃１］、ΔＴ30［＃２］、ΔＴ30［＃３］、ΔＴ30［＃４］は、後述する空燃比インバランス判定（ＯＢＤ）においてインバランスパラメータとして用いられる。
【００４５】
なお、上記エンジン１の燃焼行程中における所定回転角は３０°ＣＡ以外の値（例えば１０°ＣＡ）であってもよい。また、エンジン１の回転変動値は他の方法で算出するようにしてもよい。
【００４６】
−気筒間の空燃比インバランス判定ＯＢＤ−
まず、上述したように、気筒間の空燃比インバランスの発生原因の１つに、吸気バルブ１３部からの漏れ（バルブリーク）がある。
【００４７】
バルブリークが発生すると、内部ＥＧＲが増加して（排気ガスが吸気系に還流すると、排気ガスの分だけ空気量が減少することになる）発生トルクが減少するため内燃機関の回転変動が増大する。ただし、バルブリークが発生した場合、インジェクタ起因の故障等の場合と比べて、エミッションの悪化に対する回転変動の挙動が大きくなる傾向がある。そのため、バルブリークを考慮せずに空燃比インバランス判定を行うと（空燃比インバランスの原因をバルブリークとそれ以外の原因（インジェクタ起因の故障等）とで切り分けずに同じ判定閾値で判定を行うと）、エミッション上で異常レベルでない場合でも、インバランス異常と判定（誤判定）するおそれがある。
【００４８】
このような点を解消するために、本実施形態では、上記バルブリーク（吸気バルブ１３部からの漏れ）を考慮して気筒間の空燃比インバランス判定を行うことにより、判定精度の向上を図ることを特徴としている。
【００４９】
その一例（空燃比インバランス判定ＯＢＤ）について図４のフローチャートを参照して説明する。図４の処理ルーチンはＥＣＵ２００において所定時間毎に繰り返して実行される。
【００５０】
まず、ステップＳ１０１では、空燃比インバランス判定の判定条件が成立しているか否かを判定する。この判定条件は、例えば次の各条件（ａ）〜（ｅ）が成立したときに成立する。
（ａ）エンジンの暖機が終了している。ＥＣＵ２００は、水温センサ３２の出力信号から得られるエンジン水温が所定値以上であるとき暖機終了と判断する。
（ｂ）空燃比センサ３７及びＯ2センサ３８が活性化している。ＥＣＵ２００は、空燃比センサ３７及びＯ2センサ３８の各インピーダンスがそれぞれ所定の活性温度相当の値になっているとき、これら２つのセンサ３７，３８が活性化していると判断する。
（ｃ）三元触媒８が活性化している。ＥＣＵ２００は、エンジン運転状態に基づいて推定した三元触媒８の温度が所定の活性温度相当の値になっているとき、三元触媒８が活性化したと判断する。
（ｄ）エンジン１がアイドル運転中もしくは定常運転中である。ＥＣＵ２００は、エンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬの所定時間内における変動幅が所定値以内のとき、エンジン１が定常運転中と判断する。なお、負荷率ＫＬは、エンジン１への最大吸入空気量に対する現在の運転状態における吸入空気量の割合（充填率）であって、例えば、エアフロメータ３３の出力信号から得られる吸入空気量とクランクポジションセンサ３１の出力信号から得られるエンジン回転数ＮＥとに基づいて算出される。
（ｅ）空燃比フィードバック制御中（ストイキ制御中）である。
【００５１】
なお、インバランス判定の判定条件はこれらの条件に限定されない。
【００５２】
このステップＳＴ１０１の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はリターンする。ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（判定条件成立の場合）はステップＳＴ１０２に進む。
【００５３】
ステップＳＴ１０２では、クランクポジションセンサ３１及びカムポジションセンサ３９の各出力信号に基づいて、上記した処理によって、各気筒＃１、＃２、＃３、＃４毎の回転変動値ΔＴ30［＃１］、ΔＴ30［＃２］、ΔＴ30［＃３］、ΔＴ30［＃４］を算出し、これら４つの回転変動値のうち、最も大きな値の回転変動値ΔＴ30（最大値）をインバランスパラメータとする。
【００５４】
さらに、ステップＳＴ１０２において、回転変動値Ｔ30に対する１次判定閾値Ａ及び２次判定閾値（バルブリーク時判定閾値）Ｂを算出する。具体的には、例えば、クランクポジションセンサ３１の出力信号されるエンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬに基づいてマップを参照して１次判定閾値Ａ及び２次判定閾値Ｂ（現在のエンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬに応じた判定閾値Ａ，Ｂ）を算出する。
【００５５】
ここで、１次判定閾値Ａの算出マップは、エンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬをパラメータとして、インジェクタ起因の故障等（バルブリーク以外の原因）により発生する空燃比インバランスの異常を判定できる判定閾値（インジェクタ起因の故障等によるインバランス異常と正常とを切り分ける値（回転変動値））を実験・シミュレーション等により適合したものをマップ化したものである。この１次判定閾値Ａの算出マップはＥＣＵ２００のＲＯＭ２０２に記憶されている。
【００５６】
また、２次判定閾値Ｂの算出マップについては、エンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬをパラメータとして、バルブリーク時に発生する空燃比インバランスの異常を判定できる判定閾値（バルブリーク時のインバランス異常と正常とを切り分ける値（回転変動値））を実験・シミュレーション等により適合したものをマップ化している。この２次判定閾値Ｂの算出マップもＥＣＵ２００のＲＯＭ２０２に記憶されている。
【００５７】
なお、上述したように、バルブリーク発生時にはインジェクタ起因の故障時等に比べて回転変動の挙動が大きくなるので、エンジン運転状態が同じである場合（エンジン回転数ＮＥ及び負荷率ＫＬが同じである場合）、１次判定閾値Ａよりも２次判定閾値Ｂの方が大きな値（１次判定閾値Ａ＜２次判定閾値Ｂ）になる。
【００５８】
次に、ステップＳＴ１０３において、上記ステップＳＴ１０２で算出した回転変動値ΔＴ30（最大値）が、上記ステップＳＴ１０２で算出した１次判定閾値Ａ以上であるか否かを判定する（１次判定）。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（［回転変動値ΔＴ30＜Ａ］である場合）は正常であると判定する（ステップＳＴ１１０）。
【００５９】
上記ステップＳＴ１０３の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（［回転変動値ΔＴ30≧Ａ］である場合）はステップＳＴ１０４に進む。
【００６０】
ステップＳＴ１０４では、空燃比センサ３７の出力値の変動（出力変動値）が所定値よりも小さいか否かを判定する。このステップＳＴ１０４は、上述したように、バルブリーク発生時は、空気量が少なくなることにより回転変動が悪化する（空気量の感度は大きい）ものの、空燃比センサ３７の出力値としては大きな変動を示さない（空気量の感度は小さい）という点を考慮して、バルブリーク発生時であるか否かを判定するステップであって、このステップＳＴ１０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（空燃比センサ３７の出力変動値が所定値以上である場合）は、バルブリーク無（吸気バルブ１３部からの漏れ無し）と判定してステップＳＴ１１１に進み、気筒間の空燃比インバランス異常と判定する。
【００６１】
なお、ステップＳＴ１０４の判定に用いる所定値（ＲＯＭ２０２に記憶）については、実験・シミュレーション等によって、バルブリークが発生している場合の空燃比センサ３７の出力変動値と、バルブリーク以外の原因（インジェクタ起因の故障等）で空燃比インバランスが発生している場合の空燃比センサ３７の出力変動値とを取得しておき、その両者を切り分けることのできる値（バルブリークの有無を判別できる値）を適合して設定する。
【００６２】
一方、上記ステップＳＴ１０４の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（空燃比センサ３７の出力変動値が所定値よりも小さい場合）は、バルブリーク有と判定してステップＳＴ１０５に進む。
【００６３】
ステップＳＴ１０５では、上記ステップＳＴ１０２で算出した回転変動値ΔＴ30（最大値）が、上記ステップＳＴ１０２で算出した２次判定閾値Ｂ（バルブリーク時判定閾値）以上であるか否かを判定する（２次判定）。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（［回転変動値ΔＴ30＜Ｂ］である場合）は正常であると判定する（ステップＳＴ１１０）。一方、ステップＳＴ１０５の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（［回転変動値ΔＴ30≧Ｂ］である場合）は気筒間の空燃比インバランス異常と判定する（ステップＳＴ１１１）。
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、エンジン１の回転変動値が１次判定閾値Ａ以上であり、かつ、触媒上流側の空燃比センサ３７の出力変動値が所定値よりも小さい場合はバルブリーク有と判定する。そして、バルブリーク有と判定したときには、インバランス判定用の閾値を２次判定閾値Ｂ（バルブリーク時判定閾値Ｂ）に変更し、エンジン１の回転変動値が変更後の２次判定閾値Ｂ以上であるときに、空燃比インバランス異常と判定している。このように、本実施形態では、バルブリークを考慮して空燃比インバランス判定を行っているので、誤判定を抑制することができ、空燃比インバランス判定の精度を向上させることができる。
【００６４】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６５】
例えば、以上の例では、４気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば６気筒や８気筒などの他の任意の気筒数の多気筒内燃機関にも適用可能である。
【００６６】
以上の例では、ポート噴射型多気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した例を示したが、これに限られることなく、筒内直噴型多気筒ガソリンエンジンにも適用可能である。また、直列多気筒ガソリンエンジンのほか、Ｖ型多気筒ガソリンエンジンにも本発明を適用することができる。また、筒内噴射用インジェクタと吸気ポート噴射用インジェクタとを備えたデュアル噴射式多気筒ガソリンエンジンにも本発明は適用可能である。さらに、ガスエンジンや、バイオマス由来燃料を用いるエンジンにも本発明は適用可能である。
【００６７】
以上の例では、エンジン（内燃機関）のみが搭載されたコンベンショナル車両に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、エンジン及び電動機（モータジェネレータまたはモータ等）が搭載されたハイブリッド車両に搭載されたエンジンにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、多気筒の内燃機関の制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、気筒間の空燃比インバランス判定を行う内燃機関の制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１  エンジン
２  インジェクタ
１１  吸気通路
１２  排気通路
３１  クランクポジションセンサ
３２  水温センサ
３３  エアフロメータ
３７  空燃比センサ
３９  カムポジションセンサ
２００  ＥＣＵ
【図１】
2014214676.tif 000003
【図２】
2014214676.tif 000004
【図３】
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【図４】
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