(57)【要約】【課題】エンジンの気筒間インバランス異常診断の診断精度を向上させる。【解決手段】ＥＧＲ装置３５の作動中に気筒間インバランス異常診断を行う場合には、ＥＧＲ制御弁３４の開度等に基づいてＥＧＲガス影響分をマップ等により算出し、そのＥＧＲガス影響分に応じて異常判定閾値を補正することで、ＥＧＲガスの影響で気筒間インバランス異常無し（正常）と誤判定することを防止する。更に、ＥＧＲ装置３５の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行したときに気筒間インバランス異常有りと判定した場合には、ＥＧＲガスの影響で気筒間インバランス異常有りと誤判定した可能性があると判断して、ＥＧＲ装置３２の作動を禁止又は制限した状態で吸気系内のＥＧＲガスの残量が所定値以下になったと判定したときに、再び気筒間インバランス異常診断を実行することで、ＥＧＲガスの影響を受けずに気筒間インバランス異常の有無を精度良く判定する。【選択図】図１
2011226363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒間インバランスの度合を評価する情報（以下「気筒間インバランス度合」という）を所定の異常判定閾値と比較して内燃機関の気筒間インバランス異常の有無を判定する気筒間インバランス異常診断を行う異常診断手段と、内燃機関の排出ガスの一部を吸気系に還流させる排出ガス還流装置とを備えた内燃機関の異常診断装置において、
前記異常診断手段は、前記排出ガス還流装置により吸気系に還流される排出ガス（以下「ＥＧＲガス」という）の影響による前記気筒間インバランス度合の変化分（以下「ＥＧＲガス影響分」という）を算出する手段を有し、前記排出ガス還流装置の作動中に前記気筒間インバランス異常診断を行う場合に、前記ＥＧＲガス影響分に応じて前記異常判定閾値を補正することを特徴とする内燃機関の異常診断装置。
【請求項２】
前記異常診断手段は、前記ＥＧＲガス量を調整するＥＧＲ制御弁の開度、機関回転速度、吸入空気量、吸気圧、吸気温、吸気系にパージされる燃料蒸発ガス量を調整するパージ制御弁の開度のうちの少なくとも１つに基づいて前記ＥＧＲガス影響分を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の異常診断装置。
【請求項３】
前記異常診断手段は、前記排出ガス還流装置の作動中に前記気筒間インバランス異常診断を実行したときに前記気筒間インバランス異常有りと判定した場合には、前記排出ガス還流装置の作動を禁止又は制限し、その状態で吸気系内のＥＧＲガスの残量が所定値以下になったと判定したときに再び前記気筒間インバランス異常診断を実行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異常診断装置。
【請求項４】
前記異常診断手段は、空燃比センサの出力、吸入空気量、吸気圧のうちの少なくとも１つに基づいて吸気系内のＥＧＲガスの残量が所定値以下になったか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒間インバランス異常の有無を判定する気筒間インバランス異常診断を行う機能を備えた内燃機関の異常診断装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料噴射量や吸入空気量等の気筒間ばらつきが大きくなると、空燃比の気筒間ばらつきが大きくなって、排気エミッションが悪化する可能性がある。そこで、例えば、特許文献１（特開２００９−１５６２１６号公報）に記載されているように、内燃機関の各気筒毎にそれぞれ空燃比センサを配置し、これらの空燃比センサで検出した各気筒の空燃比に基づいて気筒間インバランス異常（気筒間の空燃比の不均衡）の有無を判定する気筒間インバランス異常診断を行うようにしたものがある。更に、この特許文献１の技術では、ＥＧＲ装置（排出ガス還流装置）の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行したときに気筒間インバランス異常有りと判定した場合には、ＥＧＲ装置の作動を停止し、この停止期間中に再び気筒間インバランス異常診断を実行したときに気筒間インバランス異常無しと判定した場合には、ＥＧＲ装置の異常と判定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５６２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＥＧＲ装置を備えたシステムでは、ＥＧＲガス（吸気系に還流される排出ガス）が各気筒に分配されて吸入される際に、各気筒に分配されるＥＧＲガス量に気筒間ばらつきが生じることがあり、このようなＥＧＲガス量の気筒間ばらつきによって空燃比の気筒間ばらつきの度合が変化する。
【０００５】
しかし、上記特許文献１の技術では、ＥＧＲ装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行する場合に、ＥＧＲガスの影響を全く考慮していないため、実際には内燃機関の異常（例えば燃料噴射量や吸入空気量等の気筒間ばらつき）によって気筒間インバランス異常が発生しているにも拘らず、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が減少した状態を気筒間インバランス異常無し（正常）と誤判定してしまう可能性があり、気筒間インバランス異常の検出性が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、排出ガス還流装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行する場合の気筒間インバランス異常の検出性を向上させることができる内燃機関の異常診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の気筒間インバランスの度合を評価する情報（以下「気筒間インバランス度合」という）を所定の異常判定閾値と比較して内燃機関の気筒間インバランス異常の有無を判定する気筒間インバランス異常診断を行う異常診断手段と、内燃機関の排出ガスの一部を吸気系に還流させる排出ガス還流装置とを備えた内燃機関の異常診断装置において、異常診断手段は、排出ガス還流装置により吸気系に還流される排出ガス（以下「ＥＧＲガス」という）の影響による気筒間インバランス度合の変化分（以下「ＥＧＲガス影響分」という）を算出する手段を有し、排出ガス還流装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を行う場合に、ＥＧＲガス影響分に応じて異常判定閾値を補正する構成としたものである。
【０００８】
この構成では、ＥＧＲガス量の気筒間ばらつきによって空燃比の気筒間ばらつきの度合が変化して気筒間インバランス度合（気筒間インバランスの度合を評価する情報）が変化することを考慮して、ＥＧＲガス影響分（ＥＧＲガスの影響による気筒間インバランス度合の変化分）を算出し、排出ガス還流装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を行う場合には、そのＥＧＲガス影響分に応じて異常判定閾値を異常検出性が高くなる方向（異常検出し易くなる方向）に補正することができる。これにより、実際には内燃機関の異常（燃料噴射量や吸入空気量等の気筒間ばらつき）によって気筒間インバランス異常（例えば空燃比の気筒間ばらつきが許容レベルを越えるような異常）が発生しているにも拘らず、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が減少した状態を気筒間インバランス異常無し（正常）と誤判定してしまうことを防止することができ、排出ガス還流装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行する場合の気筒間インバランス異常の検出性を向上させることができる。
【０００９】
この場合、請求項２のように、ＥＧＲガス量を調整するＥＧＲ制御弁の開度、機関回転速度、吸入空気量、吸気圧、吸気温、吸気系にパージされる燃料蒸発ガス量を調整するパージ制御弁の開度のうちの少なくとも１つに基づいてＥＧＲガス影響分を算出するようにすると良い。ＥＧＲ制御弁の開度、機関回転速度、吸入空気量、吸気圧、吸気温、パージ制御弁の開度等に応じて、各気筒に分配されるＥＧＲガス量が変化して、ＥＧＲガス影響分（ＥＧＲガスの影響による気筒間インバランス度合の変化分）が変化するため、ＥＧＲ制御弁の開度、機関回転速度、吸入空気量、吸気圧、吸気温、パージ制御弁の開度等を用いてマップ又は数式等によりＥＧＲガス影響分を算出することで、ＥＧＲガス影響分を精度良く求めることができる。
【００１０】
ところで、排出ガス還流装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を行う場合には、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が増大した状態を気筒間インバランス異常有りと誤判定する可能性もある。
【００１１】
そこで、請求項３のように、排出ガス還流装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行したときに気筒間インバランス異常有りと判定した場合には、排出ガス還流装置の作動を禁止又は制限し、その状態で吸気系内（例えばサージタンク内）のＥＧＲガスの残量が所定値（例えばＥＧＲガス影響分がほぼ０になるＥＧＲガス残量）以下になったと判定したときに再び気筒間インバランス異常診断を実行するようにすると良い。
【００１２】
つまり、排出ガス還流装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行したときに気筒間インバランス異常有りと判定した場合には、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が増大した状態を気筒間インバランス異常有りと誤判定した可能性があると判断して、排出ガス還流装置の作動を禁止又は制限した状態で吸気系内のＥＧＲガスの残量が所定値以下になったと判定したときに、再び気筒間インバランス異常診断を実行することで、ＥＧＲガスの影響を受けずに気筒間インバランス異常の有無を精度良く判定することができ、気筒間インバランス異常診断の診断精度を向上させることができる。
【００１３】
この場合、請求項４のように、空燃比センサの出力、吸入空気量、吸気圧のうちの少なくとも１つに基づいて吸気系内（例えばサージタンク内）のＥＧＲガスの残量が所定値以下になったか否かを判定するようにすると良い。空燃比センサの出力、吸入空気量、吸気圧等は、いずれも吸気系内のＥＧＲガスの残量と相関があるため、空燃比センサの出力、吸入空気量、吸気圧等を用いれば、吸気系内のＥＧＲガスの残量が所定値以下になったか否かを精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の一実施例におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２は気筒間インバランス異常時の状態を説明する図である。
【図３】図３は気筒間インバランス異常時の空燃比センサの出力波形を説明するタイムチャートである。
【図４】図４はＥＧＲ装置の作動中に気筒間インバランス異常診断を行う場合の不具合を説明する図である。
【図５】図５は気筒間インバランス異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート（その１）である。
【図６】図６は気筒間インバランス異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。
【００１６】
更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各気筒の点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【００１７】
一方、エンジン１１の排気管２３のうちの各気筒の排気マニホールド３１が集合する排気集合部３２（各気筒の排出ガスが合流して流れる部分）には、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ２４が設けられ、この空燃比センサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。
【００１８】
排気管２３のうちの空燃比センサ２４の下流側と、吸気管１２のうちのスロットルバルブ１６の下流側との間には、排出ガスの一部を吸気系に還流させるためのＥＧＲ配管３３が接続され、このＥＧＲ配管３３の途中にＥＧＲガス量（吸気系に還流される排出ガス量）を調整するＥＧＲ制御弁３４が設けられている。これらのＥＧＲ配管３３やＥＧＲ制御弁３４等からＥＧＲ装置３５（排出ガス還流装置）が構成されている。
【００１９】
また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキングを検出するノックセンサ２７が取り付けられている。また、クランク軸２８の外周側には、クランク軸２８が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２９が取り付けられ、このクランク角センサ２９の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【００２０】
これら各種センサの出力は、電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御すると共に、ＥＧＲ制御弁３４の開度を制御してＥＧＲガス量を制御する。
【００２１】
その際、ＥＣＵ３０は、所定の空燃比フィードバック制御実行条件が成立したときに、空燃比センサ２４の出力に基づいて排出ガスの空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃比）に一致させるように空燃比フィードバック補正量を算出し、この空燃比フィードバック補正量を用いて燃料噴射弁２１の燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御を実行する。
【００２２】
ところで、エンジン１１の燃料噴射量や吸入空気量等の気筒間ばらつきが大きくなると、空燃比の気筒間ばらつきが大きくなって、排気エミッションが悪化する可能性がある。例えば、図２に示すように、１つの気筒の燃料噴射量が増量側にばらつく異常が発生して、その異常気筒の空燃比がリッチになると、空燃比センサ２４で検出する空燃比（各気筒の平均空燃比）がリッチ方向に変化するため、空燃比フィードバック制御によって空燃比センサ２４で検出する空燃比（各気筒の平均空燃比）が目標空燃比になるように各気筒の燃料噴射量がリーン方向に補正される。この場合、異常気筒では空燃比がリッチに制御され、その他の気筒では空燃比がリーンに制御されることになるため、全気筒が理論空燃比（ストイキ）に制御される正常時に比べて、異常気筒ではリッチ成分（ＨＣ等）が多く排出され、その他の気筒ではリーン成分（ＮＯｘ等）が多く排出されて、排気エミッションが悪化する。
【００２３】
このような気筒間インバランス異常（例えば空燃比の気筒間ばらつきが許容レベルを越えるような異常）が発生した場合には、例えば、図３に示すように、空燃比センサ２４の出力が一定周期で振動するようになる。
【００２４】
そこで、ＥＣＵ３０は、後述する図５及び図６の気筒間インバランス異常診断ルーチンを実行することで、空燃比センサ２４の出力に基づいて気筒間インバランス度合（気筒間インバランスの度合を評価する情報）を算出し、この気筒間インバランス度合を所定の異常判定閾値と比較して気筒間インバランス異常の有無を判定する気筒間インバランス異常診断を実行する。本実施例では、気筒間インバランス度合として、空燃比センサ２４の出力波形の振幅（所定期間における最大値と最小値との差）を算出し、この気筒間インバランス度合が異常判定閾値を越えた場合に、気筒間インバランス異常有りと判定する。
【００２５】
ところで、ＥＧＲ装置３５を備えたシステムでは、ＥＧＲガス（吸気系に還流される排出ガス）が各気筒に分配されて吸入される際に、各気筒に分配されるＥＧＲガス量に気筒間ばらつきが生じることがあり、このようなＥＧＲガス量の気筒間ばらつきによって空燃比の気筒間ばらつきの度合が変化する。
【００２６】
ここで、図４に示すように、エンジン異常（例えば燃料噴射量や吸入空気量等の気筒間ばらつき）による空燃比の気筒間ばらつきによって、第２気筒＃２の空燃比が異常にリッチになる気筒間インバランス異常が発生した状態において、ＥＧＲガス量の気筒間ばらつきによる空燃比の気筒間ばらつきが異なる２つの場合を例に挙げて説明する。
【００２７】
（ａ）に示すように、ＥＧＲガス量の気筒間ばらつきによる空燃比の気筒間ばらつきによって、第２気筒＃２の空燃比がリッチ方向に変化する場合には、第２気筒＃２の空燃比のリッチ度合が更に増大する。この場合、最終的な空燃比の気筒間ばらつきの度合が更に増大して、気筒間インバランス度合が更に増大するため、気筒間インバランス度合が異常判定閾値よりも確実に大きくなって、気筒間インバランス異常有りと判定される。
【００２８】
これに対して、（ｂ）に示すように、ＥＧＲガス量の気筒間ばらつきによる空燃比の気筒間ばらつきによって、第２気筒＃２の空燃比がリーン方向に変化する場合には、第２気筒＃２の空燃比のリッチ度合が減少する。この場合、最終的な空燃比の気筒間ばらつきの度合が減少して、気筒間インバランス度合が減少するため、気筒間インバランス度合が異常判定閾値よりも小さくなる可能性がある。このため、ＥＧＲ装置３５の作動中に、ＥＧＲガスの影響を考慮せずに、気筒間インバランス異常診断を行うと、実際にはエンジン異常（例えば燃料噴射量や吸入空気量等の気筒間ばらつき）によって気筒間インバランス異常が発生しているにも拘らず、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が減少した状態を気筒間インバランス異常無し（正常）と誤判定してしまう可能性があり、気筒間インバランス異常の検出性が低下するという問題がある。
【００２９】
この対策として、本実施例では、ＥＧＲガス量の気筒間ばらつきによって空燃比の気筒間ばらつきの度合が変化して気筒間インバランス度合が変化することを考慮して、ＥＧＲ制御弁３４の開度等に基づいてＥＧＲガス影響分（ＥＧＲガスの影響による気筒間インバランス度合の変化分）をマップ又は数式等により算出し、ＥＧＲ装置３５の作動中に気筒間インバランス異常診断を行う場合には、そのＥＧＲガス影響分に応じて異常判定閾値を異常検出性が高くなる方向（異常検出し易くなる方向）に補正するようにしている。
【００３０】
ところで、ＥＧＲ装置３５の作動中に気筒間インバランス異常診断を行う場合には、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が増大した状態を気筒間インバランス異常有りと誤判定する可能性もある。
【００３１】
そこで、本実施例では、ＥＧＲ装置３５の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行したときに気筒間インバランス異常有りと判定した場合には、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が増大した状態を気筒間インバランス異常有りと誤判定した可能性があると判断して、ＥＧＲ装置３２の作動を禁止又は制限し、その状態で吸気系内（例えばサージタンク１８内）のＥＧＲガスの残量が所定値（例えばＥＧＲガス影響分がほぼ０になるＥＧＲガス残量）以下になったと判定したときに、再び気筒間インバランス異常診断を実行するようにしている。
【００３２】
以上説明した気筒間インバランス異常診断は、ＥＣＵ３０によって図５及び図６の気筒間インバランス異常診断ルーチンに従って実行される。以下、このルーチンの処理内容を説明する。
【００３３】
図５及び図６に示す気筒間インバランス異常診断ルーチンは、ＥＣＵ３０の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、気筒間インバランス異常診断の実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、気筒間インバランス異常診断の実行条件は、例えば、次の(1) 〜(3) の条件を全て満たすことである。
【００３４】
(1) 空燃比センサ２４が活性化していること
(2) エンジン１１が定常運転状態であること
(3) エンジン運転状態が高負荷領域又は低回転領域であること
【００３５】
ここで、高負荷領域は、各気筒の排出ガス量が多くなって気筒間インバランス異常の影響が空燃比センサ２４の出力波形に現れ易くなる運転領域であり、低回転領域は、各気筒の排出ガスの排出間隔が広がって気筒間インバランス異常の影響が空燃比センサ２４の出力波形に現れ易くなる運転領域であるため、上記(3) の条件が気筒間インバランス異常診断の実行条件の１つとして設定されている。尚、上記(3) の条件は適宜変更しても良く、例えば、「エンジン運転状態が高負荷領域であること」としても良い。或は、「エンジン運転状態が低回転領域であること」としても良い。また、「エンジン運転状態が高負荷領域且つ低回転領域であること」としても良い。
【００３６】
上記(1) 〜(3) の条件を全て満たせば、気筒間インバランス異常診断の実行条件が成立するが、上記(1) 〜(3) の条件のうちいずれか１つでも満たさない条件があれば、気筒間インバランス異常診断の実行条件が不成立となる。尚、気筒間インバランス異常診断の実行条件は、上記(1) 〜(3) の条件に限定されず、適宜変更しても良い。
【００３７】
このステップ１０１で、気筒間インバランス異常診断の実行条件が不成立と判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ１０１で、気筒間インバランス異常診断の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１０２以降の処理を次のようにして実行する。
【００３８】
まず、ステップ１０２で、ＥＧＲ装置３５が作動中である（吸気系に排出ガスが還流されている）か否かを、例えば、ＥＧＲ制御弁３４の開度が所定値以上であるか否か等によって判定する。
【００３９】
このステップ１０２で、ＥＧＲ装置３５が作動中であると判定された場合には、ステップ１０３に進み、空燃比センサ２４の出力に基づいて気筒間インバランス度合（気筒間インバランスの度合を評価する情報）を算出する。本実施例では、気筒間インバランス度合として、空燃比センサ２４の出力波形の振幅（図３参照）を算出する。具体的には、所定期間（例えば１サイクル＝７２０ＣＡ）における空燃比センサ２４の出力波形の最大値と最小値との差を算出することで、空燃比センサ２４の出力波形の振幅（気筒間インバランス度合）を求める。
【００４０】
この後、ステップ１０４に進み、ＥＧＲガス影響分（ＥＧＲガスの影響による気筒間インバランス度合の変化分）のマップを参照して、ＥＧＲ制御弁３４の開度、エンジン回転速度、吸入空気量、吸気圧（吸気管圧力）、吸気温、パージ制御弁（図示せず）の開度のうちの１つ又は２つ以上のパラメータに応じたＥＧＲガス影響分を算出する。或は、ＥＧＲ制御弁３４の開度、エンジン回転速度、吸入空気量、吸気圧、吸気温、パージ制御弁の開度のうちの１つ又は２つ以上のパラメータを用いて数式等によりＥＧＲガス影響分を算出するようにしても良い。ＥＧＲガス影響分のマップ又は数式等は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されている。
【００４１】
尚、ＥＧＲガス影響分の算出方法は、適宜変更しても良く、例えば、ＥＧＲ制御弁３４の開度に応じたＥＧＲガス影響分のベース値をマップ又は数式等により算出し、このＥＧＲガス影響分のベース値を、エンジン回転速度、吸入空気量、吸気圧、吸気温、パージ制御弁の開度のうちの１つ又は２つ以上のパラメータに応じて補正することで、最終的なＥＧＲガス影響分を求めるようにしても良い。
【００４２】
ＥＧＲ制御弁３４の開度、エンジン回転速度、吸入空気量、吸気圧、吸気温、パージ制御弁の開度等に応じて、各気筒に分配されるＥＧＲガス量が変化して、ＥＧＲガス影響分（ＥＧＲガスの影響による気筒間インバランス度合の変化分）が変化するため、ＥＧＲ制御弁３４の開度、エンジン回転速度、吸入空気量、吸気圧、吸気温、パージ制御弁の開度等を用いてマップ又は数式等によりＥＧＲガス影響分を算出することで、ＥＧＲガス影響分を精度良く求めることができる。
【００４３】
この後、ステップ１０５に進み、通常の異常判定閾値をＥＧＲガス影響分だけ減少補正することで、異常判定閾値を異常検出性が高くなる方向（異常検出し易くなる方向）に補正する。この場合、通常の異常判定閾値（補正前の異常判定閾値）は、予め設定した固定値としても良いし、或は、エンジン運転状態等に応じて変化させるようにしても良い。
【００４４】
この後、ステップ１０６に進み、気筒間インバランス度合が補正後の異常判定閾値を越えているか否かを判定する。その結果、気筒間インバランス度合が補正後の異常判定閾値以下であると判定された場合には、ステップ１０７に進み、気筒間インバランス異常無し（正常）と判定して異常フラグをＯＦＦに維持して、本ルーチンを終了する。
【００４５】
これに対して、上記ステップ１０６で、気筒間インバランス度合が補正後の異常判定閾値を越えていると判定された場合には、ステップ１０８に進み、気筒間インバランス異常有りと仮判定する（暫定的に気筒間インバランス異常有りと判定する）。この場合、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が増大した状態を気筒間インバランス異常有りと誤判定した可能性があると判断して、図６のステップ１０９以降の処理を次のようにして実行する。
【００４６】
まず、ステップ１０９で、ＥＧＲ装置３５の作動を禁止する（ＥＧＲ制御弁３４を閉鎖状態に維持する）。或は、ＥＧＲ装置３５の作動を制限する（ＥＧＲ制御弁３４の開度を所定値以下に制限する）。
【００４７】
この後、ステップ１１０に進み、空燃比センサ２４の出力、吸入空気量、吸気圧のうちの１つ又は２つ以上に基づいて、吸気系内（例えばサージタンク１８内）のＥＧＲガス残量を算出する。空燃比センサ２４の出力、吸入空気量、吸気圧等は、いずれも吸気系内のＥＧＲガス残量と相関があるため、空燃比センサ２４の出力、吸入空気量、吸気圧等を用いれば、吸気系内のＥＧＲガス残量を精度良く算出して、吸気系内のＥＧＲガス残量が所定値以下になったか否かを精度良く判定することができる。
【００４８】
この後、ステップ１１１に進み、吸気系内のＥＧＲガス残量が所定値以下になったか否かを判定する。ここで、所定値は、例えば、ＥＧＲガス影響分がほぼ０になるＥＧＲガス残量に設定されている。
【００４９】
このステップ１１１で、吸気系内のＥＧＲガス残量が所定値以下になったと判定されたときに、ＥＧＲガス影響分がほぼ０になったと判断して、ステップ１１２に進み、空燃比センサ２４の出力に基づいて気筒間インバランス度合（本実施例では、空燃比センサ２４の出力波形の振幅）を算出する。
【００５０】
この後、ステップ１１３に進み、気筒間インバランス度合が通常の異常判定閾値（補正前の異常判定閾値）を越えているか否かを判定する。その結果、気筒間インバランス度合が通常の異常判定閾値以下であると判定された場合には、ステップ１１４に進み、気筒間インバランス異常無し（正常）と判定して異常フラグをＯＦＦに維持して、本ルーチンを終了する。
【００５１】
これに対して、上記ステップ１１３で、気筒間インバランス度合が通常の異常判定閾値を越えていると判定された場合には、ステップ１１５に進み、最終的に気筒間インバランス異常有りと判定して異常フラグをＯＮにセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ（図示せず）を点灯したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に警告表示して運転者に警告すると共に、その異常情報（異常コード等）をＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＣＵ３０の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ）に記憶する。
【００５２】
この後、ステップ１１６に進み、退避走行モードに移行する。この退避走行モードでは、例えば、スロットル開度（吸入空気量）や燃料噴射量等を所定値以下に制限した状態でエンジン１１を運転する。
【００５３】
一方、図５のステップ１０２で、ＥＧＲ装置３５が作動中ではない（吸気系に排出ガスが還流されていない）と判定された場合には、図６のステップ１１２に進み、空燃比センサ２４の出力に基づいて気筒間インバランス度合を算出した後、気筒間インバランス度合が通常の異常判定閾値を越えているか否かを判定し、気筒間インバランス度合が通常の異常判定閾値以下であると判定された場合には、気筒間インバランス異常無し（正常）と判定し、気筒間インバランス度合が通常の異常判定閾値を越えていると判定された場合には、気筒間インバランス異常有りと判定する（ステップ１１２〜１１５）。
【００５４】
以上説明した本実施例では、ＥＧＲガス量の気筒間ばらつきによって空燃比の気筒間ばらつきの度合が変化して気筒間インバランス度合が変化することを考慮して、ＥＧＲ装置３５の作動中に気筒間インバランス異常診断を行う場合には、ＥＧＲ制御弁３４の開度等に基づいてＥＧＲガス影響分（ＥＧＲガスの影響による気筒間インバランス度合の変化分）をマップ又は数式等により算出し、そのＥＧＲガス影響分に応じて異常判定閾値を異常検出性が高くなる方向（異常検出し易くなる方向）に補正するようにしたので、実際にはエンジン異常（燃料噴射量や吸入空気量等の気筒間ばらつき）によって気筒間インバランス異常が発生しているにも拘らず、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が減少した状態を気筒間インバランス異常無し（正常）と誤判定してしまうことを防止することができ、ＥＧＲ装置３５の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行する場合の気筒間インバランス異常の検出性を向上させることができる。
【００５５】
更に、本実施例では、ＥＧＲ装置３５の作動中に気筒間インバランス異常診断を実行したときに気筒間インバランス異常有りと判定した場合には、ＥＧＲガスの影響で空燃比の気筒間ばらつきの度合が増大した状態を気筒間インバランス異常有りと誤判定した可能性があると判断して、ＥＧＲ装置３２の作動を禁止又は制限し、その状態で吸気系内（例えばサージタンク１８内）のＥＧＲガスの残量が所定値（例えばＥＧＲガス影響分がほぼ０になるＥＧＲガス残量）以下になったと判定したときに、再び気筒間インバランス異常診断を実行するようにしたので、ＥＧＲガスの影響を受けずに気筒間インバランス異常の有無を精度良く判定することができ、気筒間インバランス異常診断の診断精度を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施例では、排気集合部３２に配置した１つの空燃比センサ２４の出力に基づいて気筒間インバランス度合を算出し、この気筒間インバランス度合を異常判定閾値と比較して気筒間インバランス異常の有無を判定するようにしたので、各気筒の空燃比を気筒別に推定する必要がなく、容易に気筒間インバランス異常診断を行うことができる共に、各気筒毎に空燃比センサを設ける必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
【００５７】
尚、上記実施例では、気筒間インバランス度合（気筒間インバランスの度合を評価する情報）として、空燃比センサ２４の出力波形の振幅を用いるようにしたが、これに限定されず、気筒間インバランス度合として、例えば、空燃比センサ２４の出力波形の面積（所定期間における出力波形と正常時の出力波形とによって囲まれる面積）、空燃比センサ２４の出力波形の傾き（所定期間における出力波形の変化量又は変化割合）、空燃比センサ２４の出力波形の長さ（所定期間における軌跡長）、空燃比センサ２４の出力波形の周波数等のうちのいずれかを用いるようにしても良い。気筒間インバランスが大きくなって、空燃比の気筒間ばらつきが大きくなると、空燃比センサ２４の出力の変動が大きくなって、空燃比センサ２４の出力の振幅、面積、傾き、長さ、周波数等が大きくなるため、これらのパラメータは、いずれも気筒間インバランスの度合を精度良く反映した情報となる。
【００５８】
また、気筒間インバランス度合として、例えば、クランク角センサの出力から求めたトルク脈動（エンジン回転変動）や、触媒の下流側に配置された排出ガスセンサ（空燃比センサ又は酸素センサ）の出力から求めた空燃比学習値（例えばサブフィードバック補正量の学習値）等を用いるようにしても良く、気筒間インバランスの度合（例えば空燃比の気筒間ばらつきの度合）に応じて変化するパラメータであれば、気筒間インバランス度合として用いることができる。
【００５９】
その他、本発明は、図１に示すような吸気ポート噴射式エンジンに限定されず、筒内噴射式エンジンや、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。
【符号の説明】
【００６０】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、１８…サージタンク、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２４…空燃比センサ、２５…触媒、３０…ＥＣＵ（異常診断手段）、３３…ＥＧＲ配管、３４…ＥＧＲ制御弁、３５…ＥＧＲ装置（排出ガス還流装置）
【図１】
2011226363.tif 000003
【図２】
2011226363.tif 000004
【図３】
2011226363.tif 000005
【図４】
2011226363.tif 000006
【図５】
2011226363.tif 000007
【図６】
2011226363.tif 000008