(57)【要約】【課題】燃焼間隔が不等間隔な複数気筒で気筒別空燃比制御を行う際に、誤った空燃比補正を検出することができて、気筒別空燃比制御を精度良く実施できるようする。【解決手段】Ｖ型８気筒エンジン１１の片方のバンクのように、燃焼間隔が不等間隔な複数気筒で気筒別空燃比制御を行う際に、片方のバンクの４つの気筒の中から最短燃焼間隔２気筒（燃焼間隔が最も短い２つの気筒）の一方の気筒を除いた他の３つの気筒に対して空燃比補正を実施する判定用空燃比補正を実行し、この判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報（例えば空燃比センサ１６の出力の変動）に基づいて最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正の正誤を判定する。これにより、もし、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒で、誤った推定空燃比に基づいて誤った空燃比補正を実行していても、その誤った空燃比補正を早期に検出できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼間隔が不等間隔な複数気筒の排気マニホールドが接続された集合排気管に、各気筒から排出されたガスの空燃比を検出する空燃比センサを設置し、この空燃比センサの検出値から推定した各気筒の推定空燃比に基づいて各気筒の空燃比を補正する気筒別空燃比制御を実行する内燃機関の気筒別空燃比制御装置において、
前記気筒別空燃比制御の際に、前記複数気筒の中から燃焼間隔が最も短い２つの気筒（以下この２つの気筒を「最短燃焼間隔２気筒」という）の一方の気筒を除いてそれ以外の全ての気筒に対して空燃比補正を実施する判定用空燃比補正を実行する判定用空燃比補正手段と、
前記判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報に基づいて前記最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する判定用空燃比補正の正誤を判定する判定手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の気筒別空燃比制御装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記判定用空燃比補正を実行したときに前記気筒間の空燃比ばらつきの情報として前記空燃比センサの検出値を監視してその検出値の変動が増大すると判断される場合に、前記最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定することを特徴とする請求項１に内燃機関の気筒別空燃比制御装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記判定用空燃比補正を実行したときに前記気筒間の空燃比ばらつきの情報として前記最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つの気筒の推定空燃比を監視して該推定空燃比と目標空燃比との偏差が増大すると判断される場合に、前記最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定することを特徴とする請求項１又は２に内燃機関の気筒別空燃比制御装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記判定用空燃比補正を実行したときに前記気筒間の空燃比ばらつきの情報として前記最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つの気筒の推定空燃比を監視して該推定空燃比と目標空燃比との偏差が所定値以下になると判断される場合に、前記最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が正しいと判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに内燃機関の気筒別空燃比制御装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記判定用空燃比補正を実行したときに前記気筒間の空燃比ばらつきの情報として前記最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つの気筒の燃料噴射補正量を監視して該燃料噴射補正量が安定すると判断される場合に、前記最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が正しいと判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに内燃機関の気筒別空燃比制御装置。
【請求項６】
前記判定用空燃比補正手段は、前記判定用空燃比補正の実行中に、前記判定手段により前記最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒の空燃比補正が誤っていると判定された場合に、当該他方の気筒に対する空燃比補正を中止して残りの一方の気筒に対する空燃比補正を実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに内燃機関の気筒別空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の複数気筒の排気マニホールドが接続された集合排気管に空燃比センサを設置し、この空燃比センサの検出値から推定した各気筒の推定空燃比に基づいて各気筒の空燃比を補正する内燃機関の気筒別空燃比制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の気筒間の空燃比ばらつきを少なくして空燃比制御精度を向上させるために、特許文献１（特許第３２１７６８０号公報）に記載されているように、内燃機関の集合排気管に空燃比センサを設置し、この空燃比センサの検出値（集合排気管を流れる排出ガスの空燃比）に基づいて各気筒の空燃比を推定すると共に、各気筒の推定空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて各気筒の燃料噴射量を補正して、各気筒の空燃比を目標空燃比に一致させる気筒別空燃比制御を行うようにしたものがある。
【特許文献１】特許第３２１７６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、Ｖ型エンジンのように、複数のバンク（気筒グループ）からなる内燃機関においては、各バンク毎にそれぞれ集合排気管を設け、各集合排気管にそれぞれ空燃比センサを設置したものがある。この構成では、各バンク毎に空燃比センサの検出値に基づいて各気筒の空燃比を推定して気筒別空燃比制御を実行することになるが、１つのバンクに設けられた複数の気筒の燃焼間隔（排気行程の間隔）は等間隔にならない場合がある。この理由を、Ｖ型８気筒エンジンを例にして説明する。Ｖ型８気筒エンジンは、Ｖ型に配置された２つのバンクからなり、各バンクにそれぞれ４気筒ずつ設けられている。エンジン全体（８気筒全体）で見れば、燃焼間隔は等間隔（９０℃Ａ間隔）であるが、図２に示すように、片方のバンクの４つの気筒＃１，＃３，＃５，＃７についてのみ見れば、燃焼間隔が９０℃Ａ、１８０℃Ａ、２７０℃Ａの３通りに変化するため、燃焼間隔が不等間隔になる。
【０００４】
燃焼間隔（排気行程の間隔）が不等間隔な複数気筒で、空燃比センサの検出値に基づいて各気筒の空燃比を推定する際に、燃焼間隔が最も短い２つの気筒（例えば＃７と＃３）は、空燃比検出タイミング（空燃比センサ出力のサンプリングタイミング）が非常に近くなるため、図４に示すように、一方の気筒の空燃比のばらつき（目標空燃比との偏差）が大きくなったときに、両方の気筒の空燃比検出タイミングにおける空燃比センサ出力の変動が大きくなって両方の気筒の推定空燃比のばらつきが大きくなることがある。このような場合、他方の気筒では、実際には空燃比のばらつきが小さいにも拘らず推定空燃比のばらつきが大きくなって、この誤った推定空燃比に基づいて誤った空燃比補正を実行することになってしまう。しかし、従来の気筒別空燃比制御では、このような誤った空燃比補正を検出することができないため、誤った空燃比補正が継続されて気筒別空燃比制御精度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、燃焼間隔が不等間隔な複数気筒で気筒別空燃比制御を行う際に、誤った空燃比補正を検出することができて、誤った空燃比補正による気筒別空燃比制御精度の低下を防止することができる内燃機関の気筒別空燃比制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の燃焼間隔が不等間隔な複数気筒の排気マニホールドが接続された集合排気管に、各気筒から排出されたガスの空燃比を検出する空燃比センサを設置し、この空燃比センサの検出値から推定した各気筒の推定空燃比に基づいて各気筒の空燃比を補正する気筒別空燃比制御を実行する内燃機関の気筒別空燃比制御装置において、気筒別空燃比制御の際に、複数気筒の中から燃焼間隔が最も短い２つの気筒（以下この２つの気筒を「最短燃焼間隔２気筒」という）の一方の気筒を除いてそれ以外の全ての気筒に対して空燃比補正を実施する判定用空燃比補正を判定用空燃比補正手段により実行し、この判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報に基づいて最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正の正誤を判定手段により判定するようにしたものである。
【０００７】
複数気筒の中から最短燃焼間隔２気筒の一方の気筒を除いてそれ以外の全ての気筒（つまり、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒と、最短燃焼間隔２気筒以外の気筒）に対して空燃比補正を実施する判定用空燃比補正を実行したときに、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると、当該他方の気筒や一方の気筒の空燃比ばらつきが、一方の気筒を含む全ての気筒に対して空燃比補正を実施した場合に比べて大きくなるため、判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報を監視すれば、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正の正誤を精度良く判定することができる。これにより、もし、最短燃焼間隔２気筒のうちの１つの気筒で、誤った推定空燃比に基づいて誤った空燃比補正を実行していても、その誤った空燃比補正を早期に検出することができて、誤った空燃比補正による気筒別空燃比制御精度の低下を防止することが可能となり、燃焼間隔が不等間隔な複数気筒の場合でも、気筒別空燃比制御を精度良く実施することができる。
【０００８】
この場合、請求項２のように、判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報として空燃比センサの検出値を監視して該空燃比センサの検出値の変動が増大すると判断される場合に、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定するようにしても良い。最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると、当該他方の気筒や一方の気筒の空燃比のばらつきが大きくなって空燃比センサの検出値（集合排気管を流れる排出ガスの実空燃比）の変動が増大するため、空燃比センサの検出値の変動が増大する場合には、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定することができる。
【０００９】
また、請求項３のように、判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報として最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つ気筒の推定空燃比を監視して該推定空燃比と目標空燃比との偏差が増大すると判断される場合に、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定するようにしても良い。最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると、当該他方の気筒や一方の気筒の空燃比のばらつきが大きくなって推定空燃比と目標空燃比との偏差が増大するため、最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つ気筒の推定空燃比と目標空燃比との偏差が増大する場合には、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定することができる。
【００１０】
一方、請求項４のように、判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報として最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つの気筒の推定空燃比を監視して該推定空燃比と目標空燃比との偏差が所定値以下になると判断される場合に、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が正しいと判定するようにしても良い。最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が正しければ、当該他方の気筒や一方の気筒の空燃比のばらつきが小さくなって推定空燃比と目標空燃比との偏差が減少するため、最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つの気筒の推定空燃比と目標空燃比との偏差が所定値以下になる場合には、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が正しいと判定することができる。
【００１１】
また、請求項５のように、判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報として最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つの気筒の燃料噴射補正量を監視して該燃料噴射補正量が安定すると判断される場合に、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が正しいと判定するようにしても良い。最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が正しければ、当該他方の気筒や一方の気筒の空燃比のばらつきが小さくなって燃料噴射補正量の変動が小さくなるため、最短燃焼間隔２気筒のうちの少なくとも１つの気筒の燃料噴射補正量が安定する場合には、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が正しいと判定することができる。
【００１２】
また、請求項６のように、判定用空燃比補正の実行中に、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定された場合に、当該他方の気筒に対する空燃比補正を中止して残りの一方の気筒に対する空燃比補正を実行するようにすると良い。つまり、最短燃焼間隔２気筒のうちの他方の気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定された場合には、一方の気筒の空燃比のばらつきが大きいため、その影響で、他方の気筒に対して誤った空燃比補正を実行していたと判断することができる。従って、他方の気筒に対する空燃比補正を中止して残りの一方の気筒に対する空燃比補正を実行れば、実際に空燃比ばらつきが大きい一方の気筒に対して正しい空燃比補正を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を例えばＶ型８気筒エンジンに適用した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてＶ型８気筒エンジンの排気系の構成を説明する。Ｖ型８気筒エンジン１１は、２つの気筒グループを構成する２つのバンク（ＡバンクとＢバンク）をＶ字型に配置し、Ａバンクには、４つの気筒＃１，＃３，＃５，＃７を直列に配置し、Ｂバンクには、残りの４つの気筒＃２，＃４，＃６，＃８を直列に配置した構成となっている。ＡバンクとＢバンクには、それぞれ別々の排気系が構成され、各バンクの４本の排気マニホールド１２は、それぞれ別々の集合排気管１４に接続されている。各バンクの集合排気管１４には、それぞれ排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ１６が設置され、各空燃比センサ１６の下流側に排出ガス浄化用の触媒１８が設置されている。
【００１４】
上記空燃比センサ１６等の各種センサの出力は、エンジン制御回路（ＥＣＵ）２０に入力される。このＥＣＵ２０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各気筒の燃料噴射量や点火時期を制御する。
【００１５】
本実施例では、ＥＣＵ２０は、後述する図５乃至図７の気筒別空燃比制御用の各ルーチンを実行することで、後述する気筒別空燃比推定モデルを用いて各バンクの空燃比センサ１６の検出値（各バンクの集合排気管１４を流れる排出ガスの実空燃比）に基づいて各バンク毎に各気筒の空燃比を推定し、各バンク毎に全気筒（４つの気筒）の推定空燃比の平均値を算出して、その平均値を基準空燃比（目標空燃比）に設定する。そして、各バンク毎に各気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差を各気筒毎に算出して、その偏差（気筒間の空燃比ばらつき）が小さくなるように気筒別補正量（各気筒の燃料噴射補正量）を算出し、その算出結果に基づいて気筒別燃料噴射量（各気筒の燃料噴射量）を補正することで、各気筒に供給する混合気の空燃比を各気筒毎に補正して気筒間の空燃比ばらつきを少なくするように制御する（以下、この制御を「気筒別空燃比制御」という）。
【００１６】
ここで、各バンクで空燃比センサ１６の検出値（各バンクの集合排気管１４を流れる排出ガスの実空燃比）に基づいて各気筒の空燃比を推定する方法を説明する。
集合排気管１４におけるガス交換に着目して、空燃比センサ１６の検出値を、集合排気管１４における各気筒の推定空燃比の履歴と空燃比センサ１６の検出値の履歴とにそれぞれ所定の重みを乗じて加算したものとしてモデル化し、該モデルを用いて各気筒の空燃比を推定するようにしている。この際、オブザーバとしてはカルマンフィルタを用いる。
【００１７】
より具体的には、集合排気管１４におけるガス交換のモデルを次の（１）式にて近似する。
ｙs(t)＝ｋ1 ×ｕ(t-1) ＋ｋ2 ×ｕ(t-2) −ｋ3 ×ｙs(t-1)−ｋ4 ×ｙs(t-2)
……（１）
ここで、ｙs は空燃比センサ１６の検出値、ｕは集合排気管１４に流入するガスの空燃比、ｋ1 〜ｋ4 は定数である。
【００１８】
排気系では、集合排気管１４におけるガス流入及び混合の一次遅れ要素と、空燃比センサ１６の応答遅れによる一次遅れ要素とが存在する。そこで、上記（１）式では、これらの一次遅れ要素を考慮して過去２回分の履歴を参照することとしている。
【００１９】
上記（１）式を状態空間モデルに変換すると、次の（２ａ）、（２ｂ）式が導き出される。
Ｘ(t+1) ＝Ａ・Ｘ(t) ＋Ｂ・ｕ(t) ＋Ｗ(t)       ……（２ａ）
Ｙ(t) ＝Ｃ・Ｘ(t) ＋Ｄ・ｕ(t)                 ……（２ｂ）
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはモデルのパラメータ、Ｙは空燃比センサ１６の検出値、Ｘは状態変数としての各気筒の推定空燃比、Ｗはノイズである。
【００２０】
更に、上記（２ａ）、（２ｂ）式によりカルマンフィルタを設計すると、次の（３）式が得られる。
Ｘ＾(k+1｜k)＝Ａ・Ｘ＾(k｜k-1)＋Ｋ｛Ｙ(k) −Ｃ・Ａ・Ｘ＾(k｜k-1)｝  ……（３）  ここで、Ｘ＾（エックスハット）は各気筒の推定空燃比、Ｋはカルマンゲインである。Ｘ＾(k+1｜k)の意味は、時間(k) の推定値により次の時間(k+1) の推定値を求めることを表す。
【００２１】
以上のようにして、気筒別空燃比推定モデルをカルマンフィルタ型オブザーバにて構成することにより、燃焼サイクルの進行に伴って各気筒の空燃比を順次推定することができる。
【００２２】
次に、各気筒の空燃比検出タイミング（空燃比センサ１６の出力のサンプルタイミング）の設定方法について説明する。本実施例では、図３に示すように、エンジン設計・製造過程で、各気筒毎にその気筒の空燃比のみをリッチにしたときの空燃比センサ１６の出力の挙動をモニター（監視）し、空燃比センサ１６の出力がピークとなるタイミングをその気筒の空燃比検出タイミングとする。更に、各気筒の空燃比検出タイミングがエンジン運転状態に応じて変化することを考慮して、エンジン運転状態と各気筒の空燃比検出タイミングとの関係をマップ化して記憶しておく。そして、エンジン運転中は、エンジン運転状態に応じてマップにより各気筒の空燃比検出タイミングを設定するようにしている。
【００２３】
ところで、Ｖ型８気筒エンジン１１は、エンジン全体（８気筒全体）で見れば、燃焼間隔は等間隔（９０℃Ａ間隔）であるが、図２に示すように、片方のバンク（Ａバンク）の４つの気筒＃１，＃３，＃５，＃７についてのみ見れば、燃焼間隔が９０℃Ａ、１８０℃Ａ、２７０℃Ａの３通りに変化するため、燃焼間隔が不等間隔になる。
【００２４】
以下、説明の便宜上、片方のバンクの４つ気筒の中で燃焼間隔が最も短い２つの気筒を「最短燃焼間隔２気筒」、この最短燃焼間隔２気筒のうちの一方の気筒を「第１の最短燃焼間隔気筒」、他方の気筒を「第２の最短燃焼間隔気筒」と称する。
【００２５】
片方のバンクの燃焼間隔（排気行程の間隔）が不等間隔な４つ気筒で、空燃比センサ１６の検出値に基づいて各気筒の空燃比を推定する際に、最短燃焼間隔２気筒である第１の最短燃焼間隔気筒（例えば＃７）と第２の最短燃焼間隔気筒（例えば＃３）は、空燃比検出タイミング（空燃比センサ１６の出力のサンプリングタイミング）が非常に近くなる（図３参照）。このため、図４に示すように、第１の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつき（目標空燃比との偏差）が大きくなったときに、両方の気筒の空燃比検出タイミングにおける空燃比センサ１６の出力の変動が大きくなって両方の気筒の推定空燃比のばらつきが大きくなることがある。このような場合、第２の最短燃焼間隔気筒では、実際には空燃比のばらつきが小さいにも拘らず推定空燃比のばらつきが大きくなって、この誤った推定空燃比に基づいて誤った空燃比補正を実行することになる。
【００２６】
そこで、本実施例では、気筒別空燃比制御の際に、片方のバンクの４つの気筒の中から第１の最短燃焼間隔気筒を除いた他の３つの気筒（つまり、第２の最短燃焼間隔気筒と、最短燃焼間隔２気筒以外の２つの気筒）に対して空燃比補正を実施する判定用空燃比補正を実行し、この判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報（例えば空燃比センサ１６の検出値や第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比等）に基づいて第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を判定するようにしている。
【００２７】
片方のバンクの４つの気筒の中から第１の最短燃焼間隔気筒を除いた他の３つの気筒に対して空燃比補正を実施する判定用空燃比補正を実行したときに、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が誤っていると、第２の最短燃焼間隔気筒の空燃比ばらつきが、全気筒（４つの気筒）に対して空燃比補正を実施した場合に比べて大きくなるため、判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報（例えば空燃比センサ１６の検出値や第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比等）を監視すれば、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を精度良く判定することができる。これにより、もし、第２の最短燃焼間隔気筒で、誤った推定空燃比に基づいて誤った空燃比補正を実行していても、その誤った空燃比補正を早期に検出することができる。
【００２８】
以下、ＥＣＵ２０が実行する図５乃至図７の気筒別空燃比制御用の各ルーチンの処理内容を説明する。
【００２９】
［気筒別空燃比制御メインルーチン］
図５の気筒別空燃比制御メインルーチンは、クランク角センサ（図示せず）の出力パルスに同期して所定クランク角毎（例えば３０℃Ａ毎）に起動される。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、後述する図６の実行条件判定ルーチンを実行して、気筒別空燃比制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。この後、ステップ１０２に進み、図６の実行条件判定ルーチンでセットされた実行フラグがＯＮであるか否かで、気筒別空燃比制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。その結果、実行フラグがＯＦＦ（実行条件が不成立）と判定された場合は、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００３０】
一方、実行フラグがＯＮ（実行条件成立）と判定された場合は、ステップ１０３に進み、現在のクランク角が各気筒の空燃比検出タイミング（空燃比センサ１６の出力のサンプルタイミング）であるか否かを判定し、空燃比検出タイミングでなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００３１】
これに対して、現在のクランク角が空燃比検出タイミングであれば、ステップ１０４に進み、後述する図７の気筒別空燃比制御実行ルーチンを起動して、気筒別空燃比制御を実行する。
【００３２】
［実行条件判定ルーチン］
図６の実行条件判定ルーチンは、図５の気筒別空燃比制御メインルーチンのステップ１０１で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、空燃比センサ１６が使用可能な状態であるか否かを判定する。ここで、使用可能な状態とは、例えば、空燃比センサ１６が活性状態で、且つ、故障していない状態であることである。空燃比センサ１６が使用可能な状態でなければ、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００３３】
一方、空燃比センサ１６が使用可能な状態であれば、ステップ２０２に進み、冷却水温が所定温度以上（エンジン１１が暖機状態）であるか否かを判定し、所定温度未満であれば、以降の処理をを行うことなく、本ルーチンを終了する。冷却水温が所定温度以上であれば、ステップ２０３に進み、エンジン回転速度と負荷（例えば吸気管圧力）とをパラメータとする運転領域マップを参照して、現在のエンジン運転領域が気筒別空燃比制御の実行領域であるか否かを判定する。高回転域や低負荷域では、気筒別空燃比の推定精度が悪化されるため、気筒別空燃比制御が禁止される。
【００３４】
現在のエンジン運転領域が気筒別空燃比制御の実行領域であれば、ステップ２０４に進み、実行フラグをＯＮにセットし、気筒別空燃比制御の実行領域でなければ、ステップ２０５に進み、実行フラグをＯＦＦにセットする。
【００３５】
［気筒別空燃比制御実行ルーチン］
図７の気筒別空燃比制御実行ルーチンは、図５の気筒別空燃比制御メインルーチンのステップ１０４で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まずステップ３０１で、空燃比センサ１６の出力（空燃比検出値）を読み込み、次のステップ３０２で、前記気筒別空燃比推定モデルを用いて今回の空燃比推定対象となる気筒の空燃比を空燃比センサ１６の検出値に基づいて推定する。
【００３６】
この後、ステップ３０３に進み、片方のバンクの４つの気筒の推定空燃比の平均値を算出して、その平均値を基準空燃比（目標空燃比）に設定した後、ステップ３０４に進み、各気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差を算出して、その偏差が小さくなるように気筒別補正量（各気筒の燃料噴射補正量）を算出する。
【００３７】
この後、ステップ３０５に進み、片方のバンクの４つの気筒の中から第１の最短燃焼間隔気筒を除いた他の３つの気筒（つまり、第２の最短燃焼間隔気筒と、最短燃焼間隔２気筒以外の２つの気筒）に対して空燃比補正を実施する判定用空燃比補正を実行する。これにより、第２の最短燃焼間隔気筒と、最短燃焼間隔２気筒以外の２つの気筒で、それぞれ気筒別補正量に基づいて気筒別燃料噴射量を補正して、それぞれの気筒に供給する混合気の空燃比を補正する。このステップ３０５の処理が特許請求の範囲でいう判定用空燃比補正手段としての役割を果たす。
【００３８】
この場合、最短燃焼間隔２気筒のうち燃焼順序が早い方の気筒（例えば＃７）を第１の最短燃焼間隔気筒として燃焼順序が遅い方の気筒（例えば＃３）を第２の最短燃焼間隔気筒としても良いし、或は、最短燃焼間隔２気筒のうち燃焼順序が遅い方の気筒（例えば＃３）を第１の最短燃焼間隔気筒として燃焼順序が早い方の気筒（例えば＃７）を第２の最短燃焼間隔気筒としても良い。
【００３９】
判定用空燃比補正を実行した後、ステップ３０６に進み、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を判定するために、空燃比センサ１６の検出値（実空燃比）の変動が増大したか否かを判定すると共に、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比（目標空燃比）との偏差が増大したか否かを判定する。
【００４０】
ここで、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が誤っていると、第２の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつきが大きくなって、空燃比センサ１６の検出値の変動が増大したり、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が増大する。従って、空燃比センサ１６の検出値の変動が増大する場合や、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が増大する場合には、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定することができる。このステップ３０６の処理が特許請求の範囲でいう判定手段としての役割を果たす。
【００４１】
このステップ３０６で、空燃比センサ１６の検出値の変動が増大していないと判定され、且つ、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が増大していないと判定された場合には、ステップ３０７に進み、空燃比センサ１６の検出値の変動が所定値以下でるか否かを判定すると共に、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が所定値以下であるか否かを判定する。
【００４２】
ここで、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が正しければ、第２の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつきが小さくなって、空燃比センサ１６の検出値の変動が減少したり、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が減少する。従って、空燃比センサ１６の検出値の変動が所定値以下になる場合や、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が所定値以下になる場合には、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が正しいと判定することができる。このステップ３０７の処理も特許請求の範囲でいう判定手段としての役割を果たす。
【００４３】
このステップ３０７で、空燃比センサ１６の検出値の変動が所定値以下であると判定されたとき、又は、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が所定値以下であると判定されたときに、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が正しいと判断して、ステップ３０８に進み、第１の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正も実行して、片方のバンクの全気筒に対して空燃比補正を実行する。この場合、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正によって既に第２の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつきが小さくなっているため、第２の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつきの影響をほとんど受けずに、第１の最短燃焼間隔気筒に対して正しい空燃比補正を実行することができる。
【００４４】
一方、上記ステップ３０６で、空燃比センサ１６の検出値の変動が増大したと判定された場合、又は、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が増大したと判定された場合には、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が誤っていると判断して、ステップ３０９に進み、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正を中止して、第１の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正を実行する。
【００４５】
第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定された場合には、第１の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつきが大きいため、その影響で、第２の最短燃焼間隔気筒に対して誤った空燃比補正を実行していたと判断することができる。従って、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正を中止して、第１の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正を実行れば、実際に空燃比ばらつきが大きい第１の最短燃焼間隔気筒に対して正しい空燃比補正を実行することができる。
【００４６】
この後、ステップ３１０に進み、空燃比センサ１６の検出値の変動が所定値以下であるか否かを判定すると共に、第１の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が所定値以下であるか否かを判定し、空燃比センサ１６の検出値の変動が所定値以下であると判定されたとき、又は、第１の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と基準空燃比との偏差が所定値以下であると判定されたときに、第１の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が正しいと判断して、ステップ３１１に進み、第２の最短燃焼間隔気筒の空燃比補正も実行して、片方のバンクの全気筒に対して空燃比補正を実行する。この場合、第１の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正によって既に第１の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつきが小さくなっているため、第１の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつきの影響をほとんど受けずに、第２の最短燃焼間隔気筒に対して正しい空燃比補正を実行することができる。
【００４７】
以上説明した本実施例では、片方のバンクの４つの気筒の中から第１の最短燃焼間隔気筒を除いた他の３つの気筒に対して空燃比補正を実施する判定用空燃比補正を実行したときに、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が誤っていると、第２の最短燃焼間隔気筒の空燃比ばらつきが、全気筒（４つの気筒）に対して空燃比補正を実施した場合に比べて大きくなることに着目して、判定用空燃比補正を実行したときに気筒間の空燃比ばらつきの情報（例えば空燃比センサ１６の検出値や第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比等）に基づいて第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を判定するようにしたので、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を精度良く判定することができる。これにより、もし、第２の最短燃焼間隔気筒で、誤った推定空燃比に基づいて誤った空燃比補正を実行していても、その誤った空燃比補正を早期に検出することができる。
【００４８】
更に、本実施例では、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正が誤っていると判定された場合には、第１の最短燃焼間隔気筒の空燃比のばらつきが大きいため、その影響で、第２の最短燃焼間隔気筒に対して誤った空燃比補正を実行していたと判断して、第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正を中止して、第１の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正を実行するようにしたので、実際に空燃比ばらつきが大きい第１の最短燃焼間隔気筒に対して正しい空燃比補正を実行することができる。これにより、誤った空燃比補正による気筒別空燃比制御精度の低下を防止することができ、燃焼間隔が不等間隔な複数気筒の場合でも、気筒別空燃比制御を精度良く実施することができる。
【００４９】
尚、上記実施例では、判定用空燃比補正を実行したときに、第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比に基づいて第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を判定するようにしたが、第１の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比に基づいて第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を判定するようにしたり、或は、第１の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比と第２の最短燃焼間隔気筒の推定空燃比の両方に基づいて第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を判定するようにしても良い。
【００５０】
更に、判定用空燃比補正を実行したときに、第１の最短燃焼間隔気筒の燃料噴射補正量と第２の最短燃焼間隔気筒の燃料噴射補正量のうちの一方又は両方に基づいて第２の最短燃焼間隔気筒に対する空燃比補正の正誤を判定するようにしても良い。
【００５１】
また、本発明は、Ｖ型８気筒エンジンに限定されず、これ以外の気筒数のエンジンにも適用することができ、また、水平対向エンジン等、Ｖ型以外の型式のエンジンにも適用することができる。要は、
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例におけるエンジン排気系の概略構成図である。
【図２】片方のバンクの４つの気筒の燃焼間隔を説明するための図である。
【図３】各気筒の空燃比検出タイミングの設定方法を説明するための図である。
【図４】空燃比センサ出力の挙動と最短燃焼間隔２気筒の空燃比検出タイミングとの関係を示す図である。
【図５】気筒別空燃比制御メインルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実行条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】気筒別空燃比制御実行ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…排気マニホールド、１４…集合排気管、１６…空燃比センサ、１８…触媒、２０…ＥＣＵ（判定用空燃比補正手段，判定手段）
【図１】
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【図２】
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【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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