(57)【要約】【課題】吸気通路に還流すべき排気の流量を低減しつつ内燃機関から排出されるＮＯｘを低減可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】複数の気筒２と、これら複数の気筒２の排気を集合させる排気マニホールド６と、排気マニホールド６と吸気通路３とを連通するＥＧＲ通路１１を有し、ＥＧＲ通路１１を介して排気の一部を吸気通路３に還流させるＥＧＲ装置１０と、を備えた内燃機関１Ａに適用される制御装置において、ＥＣＵ３０は、ＥＧＲ装置１０によって排気の一部が吸気通路３に還流される場合、複数の気筒２のうち排気マニホールド６に設けられたＥＧＲ通路１１の排気取出し口１１ａに近い＃４の気筒２の空燃比が他の気筒の空燃比よりもリッチになるように複数の気筒２の空燃比をそれぞれ制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、前記複数の気筒の排気を集合させる排気マニホールドと、前記排気マニホールドと吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を有し、前記ＥＧＲ通路を介して排気の一部を前記吸気通路に還流させるＥＧＲ手段と、を備えた内燃機関に適用される制御装置において、
前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記複数の気筒のうち前記排気マニホールドに設けられた前記ＥＧＲ通路の排気取出し口に近い気筒の空燃比が他の気筒の空燃比よりもリッチになるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御する空燃比制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記空燃比制御手段は、前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記排気取出し口に近いほど空燃比がリッチになるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の暖機時で、かつ前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記複数の気筒のうち前記排気取出し口に近い気筒の空燃比が他の気筒の空燃比よりもリーンになるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御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制御装置。
【請求項４】
前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の暖機時で、かつ前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記排気取出し口に近いほど空燃比がリーンになるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、前記複数の気筒への燃料供給量をそれぞれ変更可能な燃料供給手段を備え、
前記空燃比制御手段は、前記燃料供給手段の動作を制御し、前記複数の気筒への燃料供給量をそれぞれ変更することにより前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記燃料供給手段は、各気筒にそれぞれ設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、各燃料噴射弁の燃料噴射時期をそれぞれ変更可能であり、
前記空燃比制御手段は、各気筒で発生するトルクが同一になるように前記燃料供給手段の動作を制御して各燃料噴射弁の燃料噴射時期を変更するトルク調整手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記複数の気筒内にスワール流をそれぞれ形成するとともに、各気筒内に形成されるスワール流の強さをそれぞれ変更可能なスワール流形成手段をさらに備え、
前記空燃比制御手段は、前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記複数の気筒のうち前記排気取出し口に近い気筒のスワール比が他の気筒のスワール比よりも大きくなるように前記スワール流形成手段の動作を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の暖機時で、かつ前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記複数の気筒のうち前記排気取出し口に近い気筒のスワール比が他の気筒のスワール比よりも小さくなるように前記スワール流形成手段の動作を制御することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記空燃比制御手段は、空燃比がリッチであるほどスワール比が大きくなるように前記スワール流形成手段の動作を制御して前記複数の気筒のスワール比をそれぞれ変更することを特徴とする請求項７又は８に記載の内燃機関の制御装置
【請求項１０】
前記空燃比制御手段は、前記排気マニホールドより下流側の排気通路における排気の空燃比が目標空燃比に調整されるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気マニホールドの集合部よりも上流側で内燃機関の特定の気筒に接続される排気管にＥＧＲ通路の取出し口が設けられた内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関が中負荷域で運転される場合、特定の気筒に対する燃料噴射時期の遅角量を他の気筒よりも小さくし、この特定の気筒から排出される炭化水素（ＨＣ）及び可溶有機成分（ＳＯＦ）の排出量を低減してＥＧＲ系の劣化を抑制する排気浄化装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９３８１０号公報
【特許文献２】特開２０００−１９２８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するための方法の一つとして、燃焼温度を低下させる方法が知られている。燃焼温度の低下は、例えば吸気系に排気の一部（以下、ＥＧＲガスと呼ぶこともある。）を還流し、気筒に吸入される吸気の酸素濃度を低下させることによって行っている。そのため、例えば他の運転状態よりも排気の酸素濃度が高くなる希薄燃焼運転時にＥＧＲガスを還流してＮＯｘを低減する場合は、他の運転状態のときよりも吸気系に大量のＥＧＲガスを還流する必要がある。この場合、吸気系と排気系の圧力差がその大量のＥＧＲガスが還流する圧力差になるように吸気系の圧力を低下させるので、内燃機関のポンピングロスが増加するおそれがある。また、その大量のＥＧＲガスを冷却可能なようにＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲクーラが大型化するおそれがある。特許文献１の排気浄化装置はＥＧＲ系を通過する排気のＨＣ及びＳＯＦの低減を目的としており、ＥＧＲガス量の低減は考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、吸気通路に還流すべき排気の流量を低減しつつ内燃機関から排出されるＮＯｘを低減可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、前記複数の気筒の排気を集合させる排気マニホールドと、前記排気マニホールドと吸気通路とを連通するＥＧＲ通路を有し、前記ＥＧＲ通路を介して排気の一部を前記吸気通路に還流させるＥＧＲ手段と、を備えた内燃機関に適用される制御装置において、前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記複数の気筒のうち前記排気マニホールドに設けられた前記ＥＧＲ通路の排気取出し口に近い気筒の空燃比が他の気筒の空燃比よりもリッチになるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御する空燃比制御手段を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の制御装置によれば、吸気通路にＥＧＲガスが還流される場合、排気取出し口に近い気筒の空燃比を他の気筒の空燃比よりもリッチにするので、排気取出し口に近い気筒から排出される排気の酸素濃度を他の気筒から排出される排気の酸素濃度よりも低下させることができる。排気取出し口に近い気筒の排気は他の気筒の排気よりも吸気通路に還流され易いので、他の気筒の排気よりも酸素濃度の低い排気を主にＥＧＲガスとして吸気通路に還流できる。このように酸素濃度の低い排気を吸気通路に還流させた場合は、酸素濃度の高い排気を還流する場合よりも少ない量で内燃機関の燃焼温度を低下させることができる。そのため、吸気通路に還流すべき排気すなわちＥＧＲガスの流量を低減しつつ内燃機関から排出されるＮＯｘを低減できる。また、ＥＧＲガスの流量を低減することにより、そのＥＧＲガスを還流するために必要な排気マニホールドと吸気通路との圧力差を小さくできる。これにより吸気通路の圧力の低下を抑制できるので、内燃機関のポンピングロスを低減できる。さらに、ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラが設けられている場合は、ＥＧＲガスの流量を低減することによりこのＥＧＲクーラを小型化できる。
【０００８】
本発明の制御装置の一形態において、前記空燃比制御手段は、前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記排気取出し口に近いほど空燃比がリッチになるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御してもよい（請求項２）。吸気通路には排気取出し口に近い気筒から排出された排気が最も還流され易く、排気取出し口から遠くなるほどその気筒の排気は吸気通路に還流され難くなる。そのため、このように各気筒の空燃比を変更することにより、各気筒から排出された排気のうち酸素濃度の低い排気を吸気通路に確実に還流できる。
【０００９】
本発明の制御装置の一形態において、前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の暖機時で、かつ前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記複数の気筒のうち前記排気取出し口に近い気筒の空燃比が他の気筒の空燃比よりもリーンになるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御してもよい（請求項３）。このように排気取出し口に近い気筒の空燃比を他の気筒よりもリーンに設定することにより、内燃機関の暖機時はＥＧＲガスの酸素濃度を高めることができる。そのため、内燃機関の燃焼を改善して排気中の未燃ＨＣを低減できる。また、他の気筒の空燃比が理論空燃比よりもリッチに設定され、排気取出し口に近い気筒の空燃比が理論空燃比よりもリーンに設定された場合は、排気取出し口に近い気筒の排気温度が他の気筒の排気温度よりも高くなるので、ＥＧＲガスの温度を高めて内燃機関の暖機を促進させることができる。
【００１０】
本発明の制御装置の一形態において、前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の暖機時で、かつ前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記排気取出し口に近いほど空燃比がリーンになるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御してもよい（請求項４）。このように各気筒の空燃比を設定することにより、各気筒から排出された排気のうち酸素濃度の高い排気を吸気通路に確実に還流できる。
【００１１】
本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関は、前記複数の気筒への燃料供給量をそれぞれ変更可能な燃料供給手段を備え、前記空燃比制御手段は、前記燃料供給手段の動作を制御し、前記複数の気筒への燃料供給量をそれぞれ変更することにより前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御してもよい（請求項５）。各気筒の空燃比の変更は、各気筒の吸気量及び各気筒への燃料供給量のうちの少なくともいずれか一方を変更することにより行うことができるが、各気筒の吸気量をそれぞれ変更して各気筒の空燃比を変更する場合は複雑な制御が必要となる。この形態では各気筒に供給される燃料供給量をそれぞれ変更して各気筒の空燃比を変更するので、各気筒の吸入空気量をそれぞれ変更する場合よりも各気筒の空燃比を簡単に制御できる。
【００１２】
この形態において、前記燃料供給手段は、各気筒にそれぞれ設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、各燃料噴射弁の燃料噴射時期をそれぞれ変更可能であり、前記空燃比制御手段は、各気筒で発生するトルクが同一になるように前記燃料供給手段の動作を制御して各燃料噴射弁の燃料噴射時期を変更するトルク調整手段を備えていてもよい（請求項６）。このように各気筒で発生するトルクが同一になるように燃料供給手段を制御することにより、内燃機関の出力変動を抑制できる。そのため、ドライバビリティを向上させることができる。
【００１３】
本発明の制御装置の一形態においては、前記複数の気筒内にスワール流をそれぞれ形成するとともに、各気筒内に形成されるスワール流の強さをそれぞれ変更可能なスワール流形成手段をさらに備え、前記空燃比制御手段は、前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記複数の気筒のうち前記排気取出し口に近い気筒のスワール比が他の気筒のスワール比よりも大きくなるように前記スワール流形成手段の動作を制御してもよい（請求項７）。他の気筒よりも空燃比がリッチに設定される気筒では、他の気筒よりもスモークが発生し易くなる。一方、気筒内に形成されるスワール流の旋回の強さを示すスワール比が大きい、すなわちスワール流が強いほど気筒内における燃料混合気の攪拌が促進されるので、その気筒におけるスモークの発生を抑制できる。この形態では、吸気通路にＥＧＲガスを還流する場合、空燃比をリッチにする気筒のスワール比を他の気筒より大きくするので、この気筒からのスモークの発生を抑制できる。
【００１４】
この形態において、前記空燃比制御手段は、前記内燃機関の暖機時で、かつ前記ＥＧＲ手段によって排気の一部が前記吸気通路に還流される場合、前記複数の気筒のうち前記排気取出し口に近い気筒のスワール比が他の気筒のスワール比よりも小さくなるように前記スワール流形成手段の動作を制御してもよい（請求項８）。内燃機関の暖機時は、他の気筒よりも排気取出し口に近い気筒の空燃比がリーンに設定されるので、このように各気筒のスワール比を変更することによりスモークの発生を抑制できる。
【００１５】
また、スワール流形成手段を備えた制御装置において、前記空燃比制御手段は、空燃比がリッチであるほどスワール比が大きくなるように前記スワール流形成手段の動作を制御して前記複数の気筒のスワール比をそれぞれ変更してもよい（請求項９）。空燃比がリッチであるほどスモークが発生し易くなるため、このように各気筒のスワール比を調整することにより、各気筒におけるスモークの発生をそれぞれ適切に抑制できる。
【００１６】
本発明の制御装置の一形態において、前記空燃比制御手段は、前記排気マニホールドより下流側の排気通路における排気の空燃比が目標空燃比に調整されるように前記複数の気筒の空燃比をそれぞれ制御してもよい（請求項１０）。例えば、排気通路に排気浄化触媒が設けられている場合は、排気の空燃比をその排気浄化触媒において排気が浄化される目標空燃比に調整する必要がある。この形態では、排気の空燃比が目標空燃比に調整されるので、排気の浄化などを適切に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上に説明したように、本発明によれば、ＥＧＲ手段によって吸気通路の排気の一部が還流される場合、排気取出し口に近い気筒の空燃比を他の気筒よりもリッチにするので、ＥＧＲガスの酸素濃度を低下させることができる。そのため、ＥＧＲガスの流量を低減しつつ内燃機関から排出されるＮＯｘを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示している。図１に示した内燃機関（以下、エンジンと呼ぶこともある。）１Ａはディーゼルエンジンであり、車両に走行用動力源として搭載され、４つの気筒２と、各気筒２に接続される吸気通路３及び排気通路４とを備えている。なお、図１に示したように各気筒２にはそれらの並び方向一端から他端側に向かって＃１〜＃４の気筒番号を付して互いに区別する。図１に示したように吸気通路３は、各気筒２に対してそれぞれ２つずつ設けられる吸気ポート５によってその一部が形成されている。排気通路４の一部は、各気筒２から排出された排気を集合させる排気マニホールド６により形成されている。
【００１９】
また、エンジン１Ａは、ＥＧＲ手段としてのＥＧＲ装置１０と、燃料供給手段としての燃料供給装置２０とを備えている。ＥＧＲ装置１０は、排気マニホールド６と吸気通路３とを連通するＥＧＲ通路１１と、そのＥＧＲ通路１１に設けられるＥＧＲクーラ１２及びＥＧＲ弁１３と、を備えている。図１に示したようにエンジン１ＡではＥＧＲ通路１１の排気取出し口１１ａが、＃４の気筒２の近くに設けられる。燃料供給装置２０は、各気筒２にそれぞれ設けられ、気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁２１と、各燃料噴射弁２１に供給されるべき高圧の燃料を蓄えるコモンレール２２とを備えている。
【００２０】
各燃料噴射弁２１の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０により制御されている。ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、例えばＥＧＲ弁１３などの動作を制御してエンジン１Ａの運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ３０には吸入空気量に対応した信号を出力するエアフローメータ４０、エンジン１Ａのクランク角に対応した信号を出力するクランク角センサ４１、及びエンジン１Ａの冷却水の温度（冷却水温）に対応した信号を出力する冷却水温センサ４２などの複数のセンサが接続されており、ＥＣＵ３０はこれらのセンサの出力信号を参照してエンジン１Ａの運転状態を制御する。
【００２１】
図２は、ＥＣＵ３０が吸気通路３に排気の一部を還流するとき、いわゆるＥＧＲの実行時に各燃料噴射弁２１の動作をそれぞれ制御して各気筒２の空燃比を制御するために実行する空燃比制御ルーチンを示している。図２の制御ルーチンは、エンジン１Ａの運転中に所定の周期で繰り返し実行される。
【００２２】
図２の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエアフローメータ４０、クランク角センサ４１、及び冷却水温センサ４２の各出力信号を参照して吸入空気量、エンジン１Ａの回転数、及び冷却水温などのエンジン１Ａの運転状態を取得する。続くステップＳ１２においてＥＣＵ３０は、取得したエンジン１Ａの運転状態に基づいて基本燃料噴射量Ｑａｖｅを算出する。基本燃料噴射量Ｑａｖｅは、気筒２内にこの量の燃料が噴射された場合に、排気マニホールド６より下流側の排気通路４における排気の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆａｖｅになる噴射量である。目標空燃比Ａ／Ｆａｖｅとしては、例えば排気通路に設けられる排気浄化触媒において排気が適切に浄化される空燃比が設定される。なお、この基本燃料噴射量Ｑａｖｅの算出方法は一般のエンジンで使用される周知の燃料噴射量の算出方法でよいため、詳細な説明は省略する。
【００２３】
次のステップＳ１３においてＥＣＵ３０は、吸気通路３に排気の一部であるＥＧＲガスが還流されている、すなわちＥＧＲが実行中か否か判断する。ＥＧＲが実行中か否かは例えばＥＧＲ弁１３の開度に基づいて判断し、ＥＧＲ弁１３が開いていた場合にＥＧＲが実行中と判断する。ＥＧＲが停止中と判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ３０は各気筒２の燃料噴射量に算出した基本燃料噴射量Ｑａｖｅをそれぞれ設定する。すなわち、＃１〜＃４の各気筒２の燃料噴射量は同一に設定される。その後、ステップＳ１５〜Ｓ１８をスキップしてステップＳ１９に進む。
【００２４】
一方、ＥＧＲが実行中と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ３０は算出した基本燃料噴射量Ｑａｖｅ及び取得したエンジン１Ａの回転数を参照して気筒別増減噴射量Δｑｉｍを算出する。気筒別増減噴射量Δｑｉｍは、例えば図３に示したマップに基づいて算出される。図３は、エンジン１Ａの回転数及び基本燃料噴射量Ｑａｖｅと気筒別増減噴射量Δｑｉｍとの関係の一例を示している。このマップには所定の間隔毎に設定されたエンジン回転数と所定の間隔毎に設定された基本燃料噴射量とによって区切られる複数の領域が設定されており、これら複数の領域にはその領域に対応した気筒別増減噴射量Δｑｉｍがそれぞれ予め設定されている。なお、図３の矢印Ｌ１で示したように気筒別増減噴射量Δｑｉｍは、エンジン１Ａの回転数が高いほど、また基本燃料噴射量Ｑａｖｅが多いほど小さくなるように各領域に設定されている。エンジン１Ａの回転数が高いほど、また基本燃料噴射量Ｑａｖｅが多いほどエンジン１Ａに要求される出力が大きくなるため、これらの場合に気筒別増減噴射量Δｑｉｍを大きくするとエンジン１Ａのトルク変動が大きくなる。そこで、これらの場合は気筒別増減噴射量Δｑｉｍを小さくして各気筒２で発生するトルクの差を小さくし、エンジン１Ａのトルク変動を抑制する。図３のマップの各領域に設定される気筒別増減噴射量Δｑｉｍは、予め実験などで求めてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておく。
【００２５】
次のステップＳ１６においてＥＣＵ３０は、エンジン１Ａの冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上か否か判断する。判定温度Ｔｗ０はエンジン１Ａが暖機中か否か判断するための温度であり、例えば７０°Ｃが設定される。エンジン１Ａの冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上、すなわちエンジン１Ａの暖機が終了していると判断した場合はステップＳ１７に進み、ＥＣＵ３０は基本燃料噴射量Ｑａｖｅと気筒別増減噴射量Δｑｉｍとに基づいて各気筒２の燃料噴射量を設定する。冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上で、かつＥＧＲを実行する場合、ＥＧＲガスの酸素濃度を低下させて吸気通路３に還流すべきＥＧＲガスの量を低減するため、各気筒２の空燃比が＃１、＃２、＃３、＃４の順にリッチになる、すなわち排気取出し口１１ａに近いほど空燃比がリッチになるように各気筒２の燃料噴射量を設定する。
【００２６】
そこで、＃１の気筒２の燃料噴射量には、基本燃料噴射量Ｑａｖｅから気筒別増減噴射量Δｑｉｍを引いた値を設定し、＃２の気筒２の燃料噴射量には、基本燃料噴射量Ｑａｖｅから気筒別増減噴射量Δｑｉｍの半分の値を引いた値を設定する。また、＃３の気筒２の燃料噴射量には、基本燃料噴射量Ｑａｖｅに気筒別増減噴射量Δｑｉｍの半分の値を足した値を設定し、＃４の気筒２の燃料噴射量には、基本燃料噴射量Ｑａｖｅに気筒別増減噴射量Δｑｉｍを足した値を設定する。図４は、ステップＳ１７を実行した場合の各気筒２の燃料噴射量、及び各気筒２に設定した燃料噴射量の燃料がそれぞれ噴射された場合の各気筒２の空燃比の一例を示している。なお、図４の上の図が各気筒２の燃料噴射量の一例を示し、図４の下の図が各気筒２の空燃比の一例を示している。図４に示したように各気筒２の燃料噴射量をこのように設定することにより、排気取出し口１１ａに近い気筒２ほど空燃比をリッチにできる。また、各気筒２の空燃比の平均が目標空燃比Ａ／Ｆａｖｅになるように各気筒２への燃料噴射量を設定しているので、排気マニホールド６より下流側の排気通路４における排気の空燃比を目標空燃比Ａ／Ｆａｖｅに調整できる。
【００２７】
一方、エンジン１Ａの冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０未満、すなわちエンジン１Ａが暖機中と判断した場合はステップＳ１８に進み、ＥＣＵ３０は基本燃料噴射量Ｑａｖｅと気筒別増減噴射量Δｑｉｍとに基づいて各気筒２の空燃比が＃１、＃２、＃３、＃４の順にリーンになる、すなわち排気取出し口１１ａに近いほど空燃比がリーンになるように各気筒２の燃料噴射量を設定する。そこで、＃１の気筒２の燃料噴射量には、基本燃料噴射量Ｑａｖｅに気筒別増減噴射量Δｑｉｍを足した値を設定し、＃２の気筒２の燃料噴射量には、基本燃料噴射量Ｑａｖｅに気筒別増減噴射量Δｑｉｍの半分の値を足した値を設定する。また、＃３の気筒２の燃料噴射量には、基本燃料噴射量Ｑａｖｅから気筒別増減噴射量Δｑｉｍの半分の値を引いた値を設定し、＃４の気筒２の燃料噴射量には、基本燃料噴射量Ｑａｖｅから気筒別増減噴射量Δｑｉｍを引いた値を設定する。
【００２８】
図５は、ステップＳ１８を実行した場合の各気筒２の燃料噴射量、及び各気筒２に設定した燃料噴射量の燃料がそれぞれ噴射された場合の各気筒２の空燃比の一例を示している。なお、図５の上の図が各気筒２の燃料噴射量の一例を示し、図５の下の図が各気筒２の空燃比の一例を示している。図５に示したように各気筒２の燃料噴射量をこのように設定することにより、排気取出し口１１ａに近い気筒２ほど空燃比をリーンにできる。そのため、ＥＧＲガスの酸素濃度を高めてエンジン１Ａの燃焼を改善し、排気中の未燃ＨＣなどを低減できる。また、ＥＧＲガスの温度を高めてエンジン１Ａの暖機を促進できる。また、この場合も排気マニホールド６より下流側の排気通路４における排気の空燃比を目標空燃比Ａ／Ｆａｖｅに調整できる。
【００２９】
ステップＳ１４、Ｓ１７又はＳ１８において各気筒２の燃料噴射量を設定した後はステップＳ１９に進み、ＥＣＵ３０は設定した燃料噴射量の燃料が各気筒２内にそれぞれ適切な時期に噴射されるように各燃料噴射弁２１の動作を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
エンジン１Ａにおいては排気取出し口１１ａに近い＃４の気筒２から排出された排気が主にＥＧＲガスとして吸気通路３に還流されるので、ＥＧＲガスの酸素濃度は＃４の気筒２の空燃比の影響を受ける。図２の制御ルーチンによれば、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上で、かつＥＧＲを実行する場合は、空燃比が＃１〜＃４の順に漸次リッチになる、すなわち排気取出し口１１ａに近いほど空燃比がリッチになるように各気筒２の空燃比が調整されるので、ＥＧＲ通路１１を介して吸気通路３に還流されるＥＧＲガスの酸素濃度を低下させることができる。そのため、全気筒２の空燃比が同一になるように各気筒２の燃料噴射量を制御した場合よりも吸気通路３に還流すべきＥＧＲガスの流量を低減できる。このようにＥＧＲガスの流量を低減することにより、ＥＧＲガスを還流させるために必要なエンジン１Ａの吸気通路３と排気マニホールド６との圧力差を小さくしてエンジン１Ａのポンピングロスを低減したり、ＥＧＲクーラ１２を小型化できる。
【００３１】
また、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０未満の場合すなわちエンジン１Ａの暖機時で、かつＥＧＲが実行される場合は、空燃比が＃１〜＃４の順に漸次リーンになる、すなわち排気取出し口１１ａに近いほど空燃比がリーンになるように各気筒２の空燃比を調整するので、ＥＧＲガスの酸素濃度を高めてエンジン１Ａの燃焼を改善させ、排気中の未燃ＨＣなどを低減できる。また、ＥＧＲガスの温度を高めてエンジン１Ａの暖機を促進させることができる。
【００３２】
なお、図２の制御ルーチンを実行して各気筒２の空燃比を制御することによりＥＣＵ３０が本発明の空燃比制御手段として機能する。
【００３３】
図６は、空燃比制御ルーチンの変形例を示している。なお、図６において図２と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。図６の制御ルーチンでは、ＥＧＲの実行時に各気筒２の空燃比がそれぞれ異なるように各気筒２の燃料噴射量をそれぞれ変更するとともに、各気筒２で発生するトルクが同一になるように各気筒２の燃料噴射時期をそれぞれ変更する点が図２と異なる。
【００３４】
図６の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１でエンジン１Ａの運転状態を取得する。続くステップＳ２１において、基本燃料噴射量Ｑａｖｅを算出する。また、この処理においてＥＣＵ３０は、エンジン１Ａの回転数及び算出した基本燃料噴射量Ｑａｖｅに基づいて、各気筒２の燃料噴射量を基本燃料噴射量Ｑａｖｅに設定した場合の各気筒２の燃料噴射時期である基本燃料噴射時期Ａｉｍを算出する。基本燃料噴射量Ｑａｖｅは、図２のステップＳ１２と同じ方法で算出すればよい。基本燃料噴射時期Ａｉｍの算出方法は、周知の４気筒４サイクルエンジンの燃料噴射時期の算出方法と同じでよい。そのため、詳細な説明は省略する。なお、本発明における基本燃料噴射時期Ａｉｍは、各気筒２にそれぞれ設けられるピストンが上死点を通過して下降し始めてから、すなわち各気筒２において上死点後に、クランク角で何度のときに燃料を噴射するかを示す。そのため、基本燃料噴射時期Ａｉｍには各気筒２で同一の値が設定される。
【００３５】
次のステップＳ１３においてＥＣＵ３０はＥＧＲが実行中か否か判断する。ＥＧＲが停止中と判断した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ３０は各気筒２の燃料噴射量に基本燃料噴射量Ｑａｖｅを設定する。また、この処理では、各気筒の燃料噴射時期に気筒毎に算出された基本燃料噴射時期Ａｉｍがそれぞれ設定される。その後、ステップＳ１９に進み、各気筒２内に基本燃料噴射量Ｑａｖｅの燃料が設定した基本燃料噴射時期Ａｉｍにそれぞれ噴射されるように各燃料噴射弁２１の動作をそれぞれ制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３６】
一方、ＥＧＲが実行中と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ３０は気筒別増減噴射量Δｑｉｍを算出する。続くステップＳ２３においてＥＣＵ３０は、取得した冷却水温Ｔｗ及び算出した気筒別増減噴射量Δｑｉｍを参照して気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍを算出する。気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍは、例えば図７に示したマップに基づいて算出される。図７は、冷却水温Ｔｗ及び気筒別増減噴射量Δｑｉｍと気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍとの関係の一例を示している。図７に示したように、このマップには所定の間隔毎に設定された冷却水温と所定の間隔毎に設定された気筒別増減噴射量とによって区切られる複数の領域が設定されており、それら複数の領域にはその領域に対応した気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍがそれぞれ予め設定されている。なお、図７に矢印Ｌ２で示したように気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍは、冷却水温Ｔｗが低いほど、また気筒別増減噴射量Δｑｉｍが大きいほど大きくなるように各領域に設定されている。気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍは、各気筒２の空燃比に差を設けた場合に各気筒２で発生するトルクを同一に調整するために用いる値であるため、気筒別増減噴射量Δｑｉｍが大きいほど大きく設定される。冷却水温Ｔｗが高い場合はエンジン１に要求されている出力が大きいので、トルク変動を抑制するべく気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍを小さくする。図７に示した関係は、図３の関係と同様に予め実験などで求めてＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶させておく。
【００３７】
次のステップＳ１６においてＥＣＵ３０は、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上か否か判断する。冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上と判断した場合はステップＳ１７に進み、ＥＣＵ３０は基本燃料噴射量Ｑａｖｅ及び気筒別増減噴射量Δｑｉｍに基づいて各気筒２の空燃比が＃１、＃２、＃３、＃４の順にリッチになるように各気筒２の燃料噴射量を設定する。続くステップＳ２４においてＥＣＵ３０は、各気筒２で発生するトルクが同一になるように基本燃料噴射時期Ａｉｍ及び気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍに基づいて各気筒２の燃料噴射時期をそれぞれ設定する。各気筒２で発生するトルクは、空燃比がリッチになる、すなわち燃料噴射量が多いほど低下し、噴射時期を進角させるほど低下する。冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上で、かつＥＧＲを実行する場合は、各気筒２の燃料噴射量を＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次増加させるので、各気筒２の燃料噴射時期は＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次遅角させる。
【００３８】
そこで、この処理では、＃１の気筒２の燃料噴射時期に基本燃料噴射時期Ａｉｍから気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍを引いた値を設定し、＃２の気筒２の燃料噴射時期に基本燃料噴射時期Ａｉｍから気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍの半分の値を引いた値を設定する。また、＃３の気筒２の燃料噴射時期に基本燃料噴射時期Ａｉｍに気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍの半分の値を足した値を設定し、＃４の気筒２の燃料噴射時期に基本燃料噴射時期Ａｉｍに気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍを足した値を設定する。図８は、ステップＳ１７及びステップＳ２４の処理を実行した場合の各気筒２の燃料噴射量、空燃比、燃料噴射時期の一例を示している。なお、図８の上の図が各気筒２の燃料噴射量の一例を示し、図８の中の図が各気筒２の空燃比の一例を示し、図８の下の図が各気筒２の燃料噴射時期の一例を示している。図８に示したように、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上で、かつＥＧＲを実行する場合は、各気筒２の燃料噴射量を＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次増加させるので、各気筒２の空燃比が＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次リッチになる。そのため、各気筒２の燃料噴射時期は、＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次遅角される。
【００３９】
一方、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０未満と判断した場合はステップＳ１８に進み、ＥＣＵ３０は基本燃料噴射量Ｑａｖｅ及び気筒別増減噴射量Δｑｉｍに基づいて各気筒２の空燃比が＃１、＃２、＃３、＃４の順にリーンになるように各気筒２の燃料噴射量を設定する。続くステップＳ２５においてＥＣＵ３０は、各気筒２で発生するトルクが同一になるように基本燃料噴射時期Ａｉｍ及び気筒別増減燃料噴射時期ΔＡｉｍに基づいて各気筒２の燃料噴射時期を設定する。エンジン１Ａの暖機時で、かつＥＧＲを実行する場合は各気筒２の燃料噴射量を＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次低下させるので、各気筒２の発生トルクを同一にするべく各気筒２の燃料噴射時期を＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次進角させる。
【００４０】
そこで、＃１の気筒２の燃料噴射時期には、基本燃料噴射時期Ａｉｍに気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍを足した値を設定し、＃２の気筒２の燃料噴射時期には、基本燃料噴射時期Ａｉｍに気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍの半分の値を足した値を設定する。また、＃３の気筒２の燃料噴射時期には、基本燃料噴射時期Ａｉｍから気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍの半分の値を引いた値を設定し、＃４の気筒２の燃料噴射時期には、基本燃料噴射時期Ａｉｍから気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍを引いた値を設定する。図９は、ステップＳ１８及びステップＳ２５の処理を実行した場合の各気筒２の燃料噴射量、空燃比、燃料噴射時期の一例を示している。なお、図９の上の図が各気筒２の燃料噴射量の一例を示し、図９の中の図が各気筒２の空燃比の一例を示し、図９の下の図が各気筒２の燃料噴射時期の一例を示している。図９に示したように、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０未満で、かつＥＧＲを実行する場合は、各気筒２の燃料噴射量を＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次減少させるので、各気筒２の空燃比が＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次リーンになる。そのため、各気筒２の燃料噴射時期は、＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次進角される。
【００４１】
ステップＳ１７及びステップＳ２４、又はステップＳ１８及びステップＳ２５にて各気筒２の燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定した後はステップＳ１９に進み、ＥＣＵ３０は設定した燃料噴射量の燃料が設定した燃料噴射時期に各気筒２にそれぞれ噴射されるように各燃料噴射弁２１の動作をそれぞれ制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４２】
図６の制御ルーチンでは、ＥＧＲガスとして還流する排気の酸素濃度を調整するべく各気筒２の燃料噴射量を変更するとともに、各気筒２で発生するトルクが同一になるように各気筒２の燃料噴射時期を変更するので、エンジン１Ａの出力変動を抑制できる。そのため、ドライバビリティを向上させることができる。
【００４３】
なお、図６のステップＳ２４又はＳ２５の処理を実行し、各気筒２で発生するトルクが同一になるように各気筒２の燃料噴射時期を変更することにより、ＥＣＵ３０が本発明のトルク調整手段として機能する。
【００４４】
（第２の形態）
図１０は、本発明の第２の形態に係る制御装置が組み込まれたエンジン１Ｂの要部を示している。なお、図１０において図１と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示したように、エンジン１Ｂは、スワール流形成手段としてのスワール制御装置５０を備えている。なお、エンジン１Ｂにおいては、各気筒２の吸気ポート５のうち図１の右側の吸気ポートを吸気ポート５Ｒ、図１の左側の吸気ポートを吸気ポート５Ｌとして区別する。スワール制御装置５０は、回転軸５１と、回転軸５１と一体に回転するように回転軸５１に設けられる４つの弁体５２Ａ〜５２Ｄと、回転軸５１を回転駆動するためのアクチュエータ５３とを備えている。アクチュエータ５３としては、例えば角度センサなどを有して位置検出が可能なステッピングモータなどが設けられる。
【００４５】
図１０に示したように回転軸５１は、エンジン１Ｂの全気筒２の吸気ポート５を貫通するように設けられ、かつエンジン１Ｂの機関本体に回転自在に支持される。４つの弁体５２Ａ〜５２Ｄは、それぞれエンジン１の各気筒２に対応して設けられており、図１０に示したように各気筒２の吸気ポート５Ｒにそれぞれ配置されるように回転軸５１に取り付けられている。なお、弁体５２Ａが＃１の気筒２の吸気ポート５Ｒに、弁体５２Ｂが＃２の気筒２の吸気ポート５Ｒに、弁体５２Ｃが＃３の気筒２の吸気ポート５Ｒに、弁体５２Ｄが＃４の気筒２の吸気ポート５Ｒにそれぞれ配置される。
【００４６】
図１１を参照して弁体５２Ａ〜５２Ｄについて詳しく説明する。なお、図１１の上の図が基準位置における各弁体５２Ａ〜５２Ｄの状態を図１０の右側から見た図である。また、図１１の中の図が弁体５２Ｄによって＃４の気筒２の吸気ポート５Ｒがほぼ全閉状態になるように基準位置から回転軸５１を角度α回転させた第１位置における各弁体５２Ａ〜５２Ｄの状態を図１０の右側から見た図であり、図１１の下の図が弁体５２Ａによって＃１の気筒２の吸気ポート５Ｒがほぼ全閉状態になるように基準位置から回転軸５１を角度β回転させた第２位置における各弁体５２Ａ〜５２Ｄの状態を図１０の右側から見た図である。図１１に示したように、各弁体５２Ａ〜５２Ｄは、弁体５２Ａ、弁体５２Ｂ、弁体５２Ｃ、弁体５２Ｄの順にそれぞれ角度θずつずれて回転軸５１に取り付けられている。基準位置には、各弁体５２Ａ〜５２Ｄがそれぞれが設けられた吸気ポート５Ｒの吸気流れを最も阻害しない位置が設定される。
【００４７】
回転軸５１を回転させて各弁体５２Ａ〜５２Ｄの位置を第１位置に切り替えた場合、各気筒２の吸気ポート５Ｒの流路断面積が減少するので、吸気ポート５Ｌから気筒２内に流入する吸気によって気筒２内にスワール流を形成することができる。この場合、各気筒２の吸気ポート５Ｒの流路断面積は、＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次小さくなる。そのため、各気筒２内に形成されるスワール流は、＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次強くなる。従って、図１２に示したように各気筒２のスワール比は、＃１、＃２、＃３、＃４の順に漸次大きくなる。各弁体５２Ａ〜５２Ｄの位置を第２位置に切り替えた場合も同様の理由によって各気筒２内にスワール流を形成することができるが、この場合は各気筒２の吸気ポート５Ｒの流路断面積が＃４、＃３、＃２、＃１の順に漸次小さくなる。そのため、各気筒２内に形成されるスワール流は、＃４、＃３、＃２、＃１の順に漸次強くなる。従って、図１３に示したように各気筒２のスワール比は、＃４、＃３、＃２、＃１の順に漸次大きくなる。このように各弁体５２Ａ〜５２Ｄの位置を変化させることにより、各気筒２内に形成されるスワール流を制御できる。そのため、以降これらの弁体５２Ａ〜５２Ｄをスワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）と呼ぶこともある。
【００４８】
図１４及び図１５は、図１０のＥＣＵ３０が実行する空燃比制御ルーチンである。この制御ルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、図１４及び図１５において図６と同一の処理には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図１４の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、ステップＳ１３まで図６の制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ１３においてＥＧＲが停止中と判断した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ３０は各気筒２の燃料噴射量を基本燃料噴射量Ｑａｖｅに設定するとともに、各気筒２の燃料噴射時期を基本燃料噴射時期Ａｉｍに設定する。その後図１５のステップＳ３１に進み、ＥＣＵ３０は各ＳＣＶ５２Ａ〜５２Ｄの位置が基準位置に切り替わるようにアクチュエータ５３の動作を制御する。次のステップＳ１９においてＥＣＵ３０は、各気筒２内に基本燃料噴射量Ｑａｖｅの燃料が気筒２毎に設定された基本燃料噴射時期Ａｉｍにそれぞれ噴射されるように各燃料噴射弁２１の動作をそれぞれ制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５０】
一方、ステップＳ１３においてＥＧＲが実行中と判断した場合はステップＳ１５及びＳ２３の処理を実行し、気筒別増減噴射量Δｑｉｍ及び気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍをそれぞれ算出する。次のステップＳ１６においてＥＣＵ３０は、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上か否か判断する。冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上と判断した場合はステップＳ１７に進み、ＥＣＵ３０は基本燃料噴射量Ｑａｖｅ及び気筒別増減噴射量Δｑｉｍに基づいて各気筒２の空燃比が＃１、＃２、＃３、＃４の順にリッチになるように各気筒２の燃料噴射量を設定する。その後、図１５のステップＳ２４に進み、ＥＣＵ３０は、各気筒２で発生するトルクが同一になるように基本燃料噴射時期Ａｉｍ及び気筒別増減噴射時期ΔＡｉｍに基づいて各気筒２の燃料噴射時期を設定する。続くステップＳ３２においてＥＣＵ３０は、各ＳＣＶ５２Ａ〜５２Ｄの位置が第１位置に切り替わるようにアクチュエータ５３の動作を制御する。その後、ステップＳ１９に進む。
【００５１】
一方、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０未満と判断した場合はステップＳ１８に進み、ＥＣＵ３０は基本燃料噴射量Ｑａｖｅ及び気筒別増減噴射量Δｑｉｍに基づいて各気筒２の空燃比が＃１、＃２、＃３、＃４の順にリーンになるように各気筒２の燃料噴射量を設定する。その後、図１５のステップＳ２５に進み、ＥＣＵ３０は、各気筒２で発生するトルクが同一になるように基本燃料噴射時期Ａｉｍ及び気筒別増減燃料噴射時期ΔＡｉｍに基づいて各気筒２の燃料噴射時期を設定する。続くステップＳ３３においてＥＣＵ３０は、各ＳＣＶ５２Ａ〜５２Ｄの位置が第２位置に切り替わるようにアクチュエータ５３の動作を制御する。その後、ステップＳ１９に進む。
【００５２】
ステップＳ１９においてＥＣＵ３０は設定した燃料噴射量の燃料が設定した燃料噴射時期に各気筒２にそれぞれ適切に噴射されるように各燃料噴射弁２１の動作をそれぞれ制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５３】
他の気筒よりも燃料を増加させ、空燃比をリッチにするほどスモークが発生し易くなる。そこで、空燃比がリッチな気筒ほどスワール比を大きくして気筒内の燃料混合気の攪拌を促進させ、その気筒の燃焼を改善する。これにより、各気筒２からのスモークの発生を適切に抑制できる。
【００５４】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、図１６に示したようにＥＧＲ通路１１の排気取出し口１１ａが＃１の気筒２側に設けられているエンジン１Ｃに本発明を適用してもよい。このエンジン１Ｃでは、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上で、かつＥＧＲを実行する場合、各気筒２の空燃比が＃４、＃３、＃２、＃１の順に漸次リッチになるように各気筒２への燃料供給量を変更する。一方、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０未満で、かつＥＧＲを実行する場合は、各気筒２の空燃比が＃４、＃３、＃２、＃１の順に漸次リーンになるように各気筒２への燃料供給量を変更する。このように各気筒２の空燃比を制御することにより、ＥＧＲガスの酸素濃度を変更することができる。そのため、吸気通路３に還流すべきＥＧＲガスの流量を抑えることができる。
【００５５】
また、本発明は、図１７に示したようにＥＧＲ通路１１が排気マニホールド６のうち＃２の気筒と＃３の気筒の間の位置に接続されたエンジン１Ｄに適用してもよい。このエンジン１Ｄでは、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上で、かつＥＧＲを実行する場合、図１８に示したように＃２及び＃３の気筒の空燃比が＃１及び＃４の気筒の空燃比よりもリッチになるように各気筒２の燃料供給量を調整する。一方、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０未満で、かつＥＧＲを実行する場合は、図１９に示したように＃２及び＃３の気筒の空燃比が＃１及び＃４の気筒の空燃比よりもリーンになるように各気筒の燃料供給量を調整する。このように各気筒の空燃比を制御することにより、吸気通路３に還流すべきＥＧＲガスの流量を抑えることができる。
【００５６】
本発明では、ＥＧＲの実行時に排気取出し口に近い気筒の空燃比が他の気筒の空燃比よりもリッチ又はリーンであれば、各気筒２の空燃比が排気取出し口に近いほど漸次リッチ又はリーンに設定されていなくてもよい。例えば、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０以上であり、かつＥＧＲを実行する場合に排気取出し口に近い気筒以外の他の気筒の空燃比を同一に設定し、排気取出し口に近い気筒の空燃比のみを他の気筒の空燃比よりリッチに設定してもよい。また、冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗ０未満であり、かつＥＧＲを実行する場合には、排気取出し口に近い気筒以外の他の気筒の空燃比を同一に設定し、排気取出し口に近い気筒の空燃比のみを他の気筒よりリーンに設定してもよい。
【００５７】
各気筒の空燃比の制御は、各気筒への燃料供給量を変更する方法に限定されない。たとえば各気筒への吸気量をそれぞれ別々に変更して各気筒の空燃比を制御してもよい。このような各気筒への吸気量の変更は、例えば各気筒の吸気ポートなどにスロットル弁をそれぞれ設け、これら各スロットル弁の開度をそれぞれ変更することにより行ってもよい。また、各気筒の吸気弁の開弁時期をそれぞれ別々に変更可能な動弁装置が設けられている場合は、この動弁装置によって各気筒の吸気弁の開弁時期をそれぞれ変更して各気筒への吸気量を調整してもよい。このような動弁装置としては、例えば吸気弁を電磁石で開閉駆動する電磁駆動動弁機構、及び吸気弁を開閉駆動する吸気カムを電動モータで駆動する動弁機構などがある。
【００５８】
本発明が適用される内燃機関は、気筒内に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴式の内燃機関に限定されない。本発明は、各気筒の空燃比をそれぞれ調整可能な内燃機関に適用できる。例えば、各気筒の吸気ポートにそれぞれ燃料噴射弁が設けられているポート噴射式の内燃機関でも各気筒の空燃比をそれぞれ変更できるので、この内燃機関に本発明を適用してもよい。また、本発明はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示す図。
【図２】図１のＥＣＵが実行する空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。
【図３】エンジン回転数及び基本燃料噴射量と気筒別増減噴射量との関係の一例を示す図。
【図４】冷却水温が判定温度以上で、かつＥＧＲを実行する場合における各気筒の燃料噴射量、及び各気筒の空燃比の一例を示す図。
【図５】冷却水温が判定温度未満で、かつＥＧＲを実行する場合における各気筒の燃料噴射量、及び各気筒の空燃比の一例を示す図。
【図６】空燃比制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【図７】冷却水温及び気筒別増減噴射量と気筒別増減噴射時期との関係の一例を示す図。
【図８】冷却水温が判定温度以上で、かつＥＧＲを実行する場合における各気筒の燃料噴射量、空燃比、及び燃料噴射時期の一例を示す図。
【図９】冷却水温が判定温度未満で、かつＥＧＲを実行する場合における各気筒の燃料噴射量、空燃比、及び燃料噴射時期の一例を示す図。
【図１０】本発明の第２の形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部を示す図。
【図１１】スワール制御装置の弁体を図１０の右側から見た図。
【図１２】各弁体の位置を第１位置に切り替えたときの各気筒のスワール比の一例を示す図。
【図１３】各弁体の位置を第２位置に切り替えたときの各気筒のスワール比の一例を示す図。
【図１４】図１０のＥＣＵが実行する空燃比制御ルーチンを示すフローチャート。
【図１５】図１４に続くフローチャート。
【図１６】本発明が適用される他の内燃機関を示す図。
【図１７】本発明が適用されるさらに他の内燃機関を示す図。
【図１８】図１７の内燃機関において、冷却水温が判定温度以上で、かつＥＧＲを実行する場合の各気筒の空燃比の一例を示す図。
【図１９】図１７の内燃機関において、冷却水温が判定温度未満で、かつＥＧＲを実行する場合の各気筒の空燃比の一例を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  内燃機関（エンジン）
２  気筒
３  吸気通路
４  排気通路
６  排気マニホールド
１０  ＥＧＲ装置（ＥＧＲ手段）
１１  ＥＧＲ通路
１１ａ  排気取出し口
２０  燃料供給装置（燃料供給手段）
２１  燃料噴射弁
３０  エンジンコントロールユニット（空燃比制御手段、トルク調整手段）
５０  スワール制御装置（スワール流形成手段）
【図１】
2007278160.tif 000003
【図２】
2007278160.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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