(57)【要約】      （修正有）【課題】空燃比の気筒間の不均衡の程度に応じて燃料噴射量を制御して、ＮＯＸ排出量を低減する。【解決手段】制御装置は、空燃比センサ６６の出力値Vabyfsに基づく検出空燃比abyfsの所定時間あたりの変化量の大きさが大きいほど大きくなるインバランス指標値（指標値Ｐong, Ｐoffg）を取得する。検出空燃比abyfsが所定の目標空燃比abyfrに一致するように指示燃料噴射量をフィードバック制御するとともに、取得されたインバランス指標値（指標値Ｐong, Ｐoffg）が大きいほど指示燃料噴射量が増大するようにインバランス指標値に基づいて指示燃料噴射量を変更する。更に、「ＥＧＲガス停止状態において指示燃料噴射量を増大させる量」と、「ＥＧＲガス供給状態において指示燃料噴射量を増大させる量」と、をインバランス指標値が同一の値であっても互いに相違させる。【選択図】図１
2013253548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する多気筒内燃機関の少なくとも２以上の気筒のそれぞれに対応して配設されるとともに同２以上の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料であって指示燃料噴射量に応じた量の燃料をそれぞれ噴射する複数の燃料噴射弁と、
前記２以上の気筒の燃焼室から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部、又は、前記排気通路であって前記排気集合部よりも下流側の部位、に配設されるとともにその配設された部位の排ガスの空燃比に応じた出力値を発生する空燃比センサと、
前記機関の運転状態が所定のＥＧＲ実行条件を満たしたとき前記排気通路を流れる排ガスを前記２以上の気筒の燃焼室に供給するＥＧＲガス供給状態を実現し、且つ、前記機関の運転状態が前記ＥＧＲ実行条件を満たしていないとき前記排ガスの前記燃焼室への供給を停止するＥＧＲガス停止状態を実現するＥＧＲ制御装置と、
前記空燃比センサの出力値に相関を有する空燃比相関値の所定時間あたりの変化量の大きさが大きいほど大きくなるインバランス指標値を同空燃比センサの出力値に基づいて取得し、
前記空燃比センサの出力値により表される空燃比が所定の目標空燃比に一致するように前記指示燃料噴射量をフィードバック制御し、
前記取得されたインバランス指標値が大きいほど前記指示燃料噴射量が増大するように同インバランス指標値に基づいて同指示燃料噴射量を変更する、
制御ユニットと、
を含む内燃機関の制御装置において、
前記制御ユニットは、
前記インバランス指標値に基づいて前記ＥＧＲガス停止状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量と、前記インバランス指標値に基づいて前記ＥＧＲガス供給状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量と、を前記インバランス指標値が同一の値であっても互いに相違させるように構成された制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御ユニットは、
前記ＥＧＲガス停止状態における前記インバランス指標値と前記ＥＧＲガス供給状態における前記インバランス指標値とを区別して取得し、
前記ＥＧＲガス停止状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量を前記ＥＧＲガス停止状態における前記インバランス指標値に基づいて決定し、更に、
前記ＥＧＲガス供給状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量を前記ＥＧＲガス供給状態における前記インバランス指標値に基づいて決定するように構成された制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御ユニットは、
前記ＥＧＲガス供給状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量を前記ＥＧＲ制御装置により前記２以上の気筒の燃焼室に供給されている排ガスの量にも基づいて決定するように構成された制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射弁とＥＧＲ制御装置（排ガス循環システム）とを備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気集合部に配設された空燃比センサの出力値に基づいて空燃比のインバランス指標値を取得し、そのインバランス指標値に基づいて機関に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比）を補正する装置（以下、従来装置と称呼する。）が知られている。
【０００３】
インバランス指標値は、各気筒に供給される混合気の空燃比（気筒別空燃比）の気筒間における不均衡の程度を表す値（空燃比不均衡指標値）である。インバランス指標値は、空燃比センサの出力値に相関を有する空燃比相関値（例えば、空燃比センサの出力値及び同出力値により表される空燃比等）の所定時間あたりの変化量の大きさが大きいほど大きくなるように算出される。
【０００４】
ところで、空燃比の気筒間における不均衡の程度が大きくなるほど、機関全体に供給される混合気の空燃比（混合気の空燃比の平均値）に対する水素の量が増大する。これにより、空燃比センサにおける水素の選択的（優先的）拡散の影響が大きくなるので、空燃比センサの出力値は真の機関の空燃比よりもリッチ側の空燃比を示す値となる。この結果、空燃比センサの出力値に基づく空燃比のフィードバック制御により機関の空燃比は目標空燃比よりもリーン側へと誤補正されるので、ＮＯｘの排出量が増大する場合がある。そこで、従来装置は、インバランス指標値が大きくなるほど燃料噴射量を増大させ、それにより機関の空燃比を僅かではあるがリッチ側へと移行させる。その結果、従来装置は、ＮＯｘの排出量を低減することができる（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開  ＷＯ２０１１／１５５０７３号明細書
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、排ガス循環システム（ＥＧＲ制御装置）を備える機関においては、インバランス指標値が「ある一定の値（特定値）」であっても、ＮＯｘ排出量を低減するために必要な燃料噴射量の増大量がＥＧＲガス供給状態とＥＧＲガス停止状態とで相違することが判明した。これは、燃料噴射弁の噴射特性に起因する「空燃比の気筒間における不均衡の程度」が変化しない場合であっても、ＥＧＲガス供給状態においてはＥＧＲガスの影響が空燃比センサの出力値に現れる（換言すると、ＥＧＲガスにより空燃比の気筒間における不均衡の程度が緩和される）ため、及び、ＥＧＲガスはＮＯｘの排出量に影響を及ぼすため、であると推定される。従って、本発明の目的の一つは、排ガス循環システムを備える機関において、空燃比の気筒間における不均衡の程度に応じて燃料噴射量を適切に増量することにより、ＮＯｘの排出量を効果的に低減することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の内燃機関の制御装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）は、複数の燃料噴射弁と、空燃比センサと、ＥＧＲ制御装置と、制御ユニットと、を含む。
【０００８】
前記燃料噴射弁は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関の少なくとも２以上の気筒のそれぞれに対応して配設される。各燃料噴射弁は、前記２以上の気筒のそれぞれの燃焼室に供給される混合気に含まれる燃料であって、指示燃料噴射量に応じた量の燃料、を噴射する。
【０００９】
前記空燃比センサは、前記２以上の気筒の燃焼室から排出された排ガスが集合する前記機関の排気通路の排気集合部、又は、前記排気通路であって前記排気集合部よりも下流側の部位、に配設される。前記空燃比センサは、その配設された部位の排ガスの空燃比に応じた出力値を発生する。
【００１０】
前記ＥＧＲ制御装置は、前記機関の運転状態が所定のＥＧＲ実行条件を満たしたとき前記排気通路を流れる排ガスを前記２以上の気筒の燃焼室に供給するＥＧＲガス供給状態を実現する。前記ＥＧＲ制御装置は、前記機関の運転状態が前記ＥＧＲ実行条件を満たしていないとき前記排ガスの前記燃焼室への供給を停止するＥＧＲガス停止状態を実現する。
【００１１】
前記制御ユニットは、前記空燃比センサの出力値に相関を有する空燃比相関値の所定時間あたりの変化量の大きさが大きいほど大きくなるインバランス指標値を同空燃比センサの出力値に基づいて取得する。空燃比相関値は、例えば、空燃比センサの出力値そのもの及びその出力値により表される空燃比等である。
【００１２】
前記制御ユニットは、前記空燃比センサの出力値により表される空燃比が所定の目標空燃比に一致するように前記指示燃料噴射量をフィードバック制御する。
【００１３】
前記制御ユニットは、前記取得されたインバランス指標値が大きいほど前記指示燃料噴射量が増大するように同インバランス指標値に基づいて同指示燃料噴射量を変更する。この場合、前記制御ユニットは、前記インバランス指標値に基づいて前記ＥＧＲガス停止状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量と、前記インバランス指標値に基づいて前記ＥＧＲガス供給状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量と、を前記インバランス指標値が同一の値であっても互いに相違させるように構成される。
【００１４】
これによれば、前記インバランス指標値が同一の値であっても、ＥＧＲガス停止状態及びＥＧＲガス供給状態のそれぞれの状態に応じて適切な量だけ燃料噴射量を増大させることができる。従って、ＮＯｘの排出量を効果的に低減することができる。
【００１５】
この場合、前記制御ユニットは、
前記ＥＧＲガス停止状態における前記インバランス指標値と前記ＥＧＲガス供給状態における前記インバランス指標値とを区別して取得し、
前記ＥＧＲガス停止状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量を前記ＥＧＲガス停止状態における前記インバランス指標値に基づいて決定し、更に、
前記ＥＧＲガス供給状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量を前記ＥＧＲガス供給状態における前記インバランス指標値に基づいて決定するように構成され得る。
【００１６】
これによれば、指示燃料噴射量を「ＮＯｘの排出量を低減するのに適正な量」だけ増大させることができる。
【００１７】
更に、前記制御ユニットは、
前記ＥＧＲガス供給状態において前記指示燃料噴射量を増大させる量を「前記ＥＧＲ制御装置により前記２以上の気筒の燃焼室に供給されている排ガスの量（ＥＧＲガス量）」にも基づいて決定するように構成され得る。
【００１８】
ＥＧＲガス量に応じて「ＮＯｘの排出量を低減させるために必要な量の燃料の量」が変化する。従って、上記構成によれば、ＥＧＲガス供給状態において「より適切な量の燃料」を機関１０に供給することができる。
【００１９】
本発明装置の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明装置の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される内燃機関の概略平面図である。
【図２】図２は、排ガスの空燃比と空燃比センサの出力値との関係を示したグラフである。
【図３】図３は、図１に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図４】図４は、図１に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図５】図５は、図１に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図６】図６は、図１に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図７】図７は、図１に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の第５実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の各実施形態に係る内燃機関の制御装置について図面を参照しながら説明する。この制御装置は、内燃機関に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比）を制御する空燃比制御装置、燃料噴射量制御装置及びＥＧＲ制御装置でもある。
【００２２】
−第１実施形態−
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「第１装置」と称呼する。）を、４サイクル・火花点火式・多気筒（直列４気筒）・内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。内燃機関１０は、機関本体部２０と、吸気系統３０と、排気系統４０と、ＥＧＲ制御装置５０と、を含む。
【００２３】
機関本体部２０は、シリンダブロック部及びシリンダヘッド部を含む。機関本体部２０は、複数の気筒（燃焼室）２１を備えている。各気筒は、図示しない「吸気ポート及び排気ポート」と連通している。吸気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない吸気弁により開閉される。排気ポートと燃焼室２１との連通部は図示しない排気弁により開閉される。各燃焼室２１には図示しない点火プラグが配設されている。
【００２４】
吸気系統３０は、インテークマニホールド３１、吸気管３２、複数の燃料噴射弁３３、スロットル弁３４及びスロットル弁アクチュエータ３５を備えている。
【００２５】
インテークマニホールド３１は、複数の枝部３１ａとサージタンク３１ｂとを備えている。複数の枝部３１ａのそれぞれの一端は、複数の吸気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部３１ａの他端はサージタンク３１ｂに接続されている。
【００２６】
吸気管３２の一端はサージタンク３１ｂに接続されている。吸気管３２の他端には図示しないエアフィルタが配設されている。
【００２７】
燃料噴射弁３３は、一つの気筒（燃焼室）２１に対して一つずつ配設されている。燃料噴射弁３３は吸気ポートに設けられている。即ち、複数の気筒のそれぞれは、他の気筒とは独立して燃料供給を行う燃料噴射弁３３を備えている。燃料噴射弁３３は、噴射指示信号に応答し、正常である場合に「その噴射指示信号に含まれる指示燃料噴射量の燃料」を吸気ポート（従って、各燃料噴射弁３３に対応する気筒）に噴射・供給するようになっている。
【００２８】
スロットル弁３４は、吸気管３２内に回動可能に配設されている。スロットル弁３４は、吸気通路の開口断面積を可変とするようになっている。スロットル弁３４は、スロットル弁アクチュエータ３５により吸気管３２内で回転駆動されるようになっている。
【００２９】
排気系統４０は、エキゾーストマニホールド４１、エキゾーストパイプ４２、エキゾーストパイプ４２に配設された上流側触媒４３、及び、上流側触媒４３よりも下流においてエキゾーストパイプ４２に配設された「図示しない下流側触媒」を備えている。
【００３０】
エキゾーストマニホールド４１は、複数の枝部４１ａと集合部４１ｂとを備えている。複数の枝部４１ａのそれぞれの一端は、複数の排気ポートのそれぞれに接続されている。複数の枝部４１ａのそれぞれの他端は集合部４１ｂに集合している。この集合部４１ｂは、複数（２以上であり、本例では４つ）の気筒から排出された排ガスが集合する部分であるから、排気集合部ＨＫとも称呼される。
【００３１】
エキゾーストパイプ４２は集合部４１ｂに接続されている。排気ポート、エキゾーストマニホールド４１及びエキゾーストパイプ４２は、排気通路を構成している。
【００３２】
上流側触媒４３及び下流側触媒のそれぞれは三元触媒装置（排気浄化用の触媒）である。各触媒は、各触媒に流入するガスの空燃比が「三元触媒のウインドウ内の空燃比（例えば、理論空燃比）」であるとき、ＨＣ，ＣＯ，Ｈ２などの未燃成分を酸化するとともに窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する機能を有する。この機能は触媒機能とも称呼される。更に、各触媒は、酸素を吸蔵（貯蔵）する酸素吸蔵機能を有する。各触媒は、酸素吸蔵機能により空燃比が理論空燃比から偏移したとしても未燃成分及び窒素酸化物を浄化することができる。つまり、酸素吸蔵機能により、ウインドウの幅が拡大する。酸素吸蔵機能は、触媒に担持されているセリア（ＣｅＯ２）等の酸素吸蔵材によってもたらされる。
【００３３】
ＥＧＲ制御装置（ＥＧＲガス供給装置、排気還流システム）５０は、外部ＥＧＲ通路を構成する排気還流管５１、及び、ＥＧＲ制御弁５２を含んでいる。
【００３４】
排気還流管５１の一端５１ａは、エキゾーストマニホールド４１の集合部４１ｂ（排気集合部ＨＫ）、又は、エキゾーストパイプ４２の上流側触媒４３よりも上流位置、に接続されている。排気還流管５１の他端は、気筒数と同じ数の枝部に分岐している。この枝部は、便宜上「ＥＧＲガス供給部」とも称呼される。その枝部の端部は開口していて、ＥＧＲガス供給口５１ｂを形成している。複数のＥＧＲガス供給口５１ｂのそれぞれは、インテークマニホールド３１の複数の枝部３１ａのそれぞれに配設されている。
【００３５】
即ち、ＥＧＲ制御装置５０は、少なくとも２以上の気筒（好ましくは３以上、本例では総ての気筒）のそれぞれに対応して配設される複数の「ＥＧＲガス供給口５１ｂを含むＥＧＲガス供給部」を備え、それぞれの気筒の燃焼室２１にそれぞれのＥＧＲガス供給部を通して外部ＥＧＲガスを供給するようになっている。なお、本明細書において単に「ＥＧＲガス」というとき、そのＥＧＲガスは排気還流管５１を通過する外部ＥＧＲガスを意味する。
【００３６】
ＥＧＲ制御弁５２は排気還流管５１に配設されている。ＥＧＲ制御弁５２は、ＤＣモータを駆動源として内蔵している。ＥＧＲ制御弁５２は、そのＤＣモータへの指示信号であるデューティ比ＤＥＧＲに応答して弁開度を変更し、それにより排気還流管５１の通路断面積を変更するようになっている。デューティ比ＤＥＧＲが「０」であるとき、ＥＧＲ制御弁５２は排気還流管５１を完全に遮断する。このとき、ＥＧＲガスが燃焼室２１に供給されない状態であるＥＧＲガス停止状態が実現される。デューティ比ＤＥＧＲが「０」でないとき、ＥＧＲ制御弁５２はデューティ比ＤＥＧＲが大きいほど排気還流管５１の通路断面積を大きくする。このとき、ＥＧＲガスが燃焼室２１に供給される状態であるＥＧＲガス供給状態が実現される。
【００３７】
このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、水温センサ６３、クランクポジションセンサ６４、インテークカムポジションセンサ６５、空燃比センサ６６及びアクセル開度センサ６７を備えている。
【００３８】
エアフローメータ６１は、吸気管３２内を流れる吸入空気の質量流量（吸入空気流量）Ｇａに応じた信号を出力するようになっている。即ち、吸入空気流量Ｇａは、単位時間あたりに機関１０に吸入される吸入空気量を表す。
【００３９】
スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁３４の開度（スロットル弁開度）を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
【００４０】
水温センサ６３は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。冷却水温ＴＨＷは、機関１０の暖機状態（機関１０の温度）を表すパラメータである。
【００４１】
クランクポジションセンサ６４は、クランク軸が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、後述する制御ユニット７０によって機関回転速度ＮＥに変換される。
【００４２】
インテークカムポジションセンサ６５は、インテークカムシャフトが所定角度から９０度、次いで９０度、更に１８０度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。後述する制御ユニット７０は、クランクポジションセンサ６４及びインテークカムポジションセンサ６５からの信号に基づいて、基準気筒（例えば第１気筒）の圧縮上死点を基準とした絶対クランク角度ＣＡを取得するようになっている。この絶対クランク角度ＣＡは、基準気筒の圧縮上死点において「０°クランク角度」に設定され、クランク軸の回転角度に応じて７２０°クランク角度まで増大し、その時点にて再び０°クランク角度に設定される。
【００４３】
空燃比センサ６６は、エキゾーストマニホールド４１の集合部４１ｂ（排気集合部ＨＫ）と上流側触媒４３との間の位置において「エキゾーストマニホールド４１及びエキゾーストパイプ４２の何れか」に配設されている。
【００４４】
空燃比センサ６６は、例えば、特開平１１−７２４７３号公報、特開２０００−６５７８２号公報及び特開２００４−６９５４７号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。
【００４５】
空燃比センサ６６は、図示しない「金属からなる中空円筒体の保護カバー」と、図示しない「保護カバー内部に収容された空燃比検出部」と、を備える。保護カバーには貫通孔が複数設けられている。排気通路内を流れる排ガスは、この保護カバーの側面の貫通孔を通過して空燃比検出部に到達し、その後、保護カバーの下面の貫通孔を通して保護カバー外に流出する。空燃比検出部は固体電解質層を含む。
【００４６】
空燃比センサ６６は、図２に示したように、空燃比センサ６６に到達している排ガスの空燃比（検出空燃比abyfs、上流側空燃比abyfs)に応じた出力値Vabyfsを出力する。出力値Vabyfsは、検出空燃比abyfsがリーンになるほど（大きくなるほど）大きくなる。後述する制御ユニット７０は、図２に示したテーブル（空燃比変換テーブルMapabyfs(Vabyfs)）を用いて出力値Vabyfsを空燃比abyfsに変換する。この変換された空燃比は「検出空燃比abyfs」と称呼される。
【００４７】
図１に示したアクセル開度センサ６７は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの操作量Accp（アクセルペダル操作量、アクセルペダルＡＰの開度）を表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル操作量Accpは、アクセルペダルＡＰの操作量が大きくなるとともに大きくなる。
【００４８】
制御ユニット７０は、「ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム、ルックアップテーブル（マップ、関数）及び定数等を予め記憶したＲＯＭ、ＣＰＵが必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ、バックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）、並びに、ＡＤコンバータを含むインターフェース等」からなる周知のマイクロコンピュータである。
【００４９】
制御ユニット７０は、上述したセンサ等と接続され、ＣＰＵにそれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、制御ユニット７０は、ＣＰＵの指示に応じて、各気筒に対応して設けられた点火プラグ（実際にはイグナイタ）、各気筒に対応して設けられた燃料噴射弁３３、スロットル弁アクチュエータ３５及びＥＧＲ制御弁５２等に駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。
【００５０】
なお、制御ユニット７０は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度ＴＡが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータ３５に指示信号を送出するようになっている。即ち、制御ユニット７０は、運転者により変更される機関１０の加速操作量（アクセルペダル操作量Accp）に応じて「機関１０の吸気通路に配設されたスロットル弁３４」の開度を変更するスロットル弁駆動部を備えている。
【００５１】
（第１装置の作動の概要）
第１装置は、吸入空気流量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥに基づいて筒内吸入空気流量Ｍｃを算出する。筒内吸入空気流量Ｍｃは、任意の気筒が一回の吸気行程において吸入する空気量（質量）である。第１装置は、その筒内吸入空気流量Ｍｃに基づいて、機関の空燃比を目標空燃比abyfrに一致させるための燃料噴射量（基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅ）を算出する。更に、第１装置は、空燃比センサ６６の出力値に基づいて取得される検出空燃比abyfsが目標空燃比abyfrに一致するように、空燃比のフィードバック量ＤＦｉを算出する。そして、第１装置は、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅをフィードバック量ＤＦｉにより補正することにより指示燃料噴射量Ｆｉを算出し、その指示燃料噴射量Ｆｉの燃料を燃料噴射弁３３から噴射させる。
【００５２】
一方、第１装置は、機関１０の運転状態が所定のＥＧＲ実行条件を満たしたとき、排気通路を流れる排ガスを各燃焼室２１に供給するＥＧＲガス供給状態を実現する。更に、第１装置は、機関１０の運転状態がＥＧＲ実行条件を満たしていないとき、排ガスの各燃焼室２１への供給を停止するＥＧＲガス停止状態を実現する。
【００５３】
第１装置は、ＥＧＲガス停止状態が実現されている期間において、検出空燃比abyfsの所定時間あたりの変化量の絶対値の平均値Ａを求め、その平均値Ａに応じた値をＥＧＲオフ時インバランス指標値（インバランス学習値）Ｐoffgとして取得する。特許文献１及び国際公開ＷＯ２０１１／５５４３６３号明細書等に記載されているように、気筒別空燃比の気筒間における不均衡の程度が大きくなるほど平均値Ａは大きくなるから、指標値Ｐoffgも大きくなる。
【００５４】
第１装置は、ＥＧＲガス供給状態が実現されている期間において、検出空燃比abyfsの所定時間あたりの変化量の絶対値の平均値Ｂを求め、その平均値Ｂに応じた値をＥＧＲオン時インバランス指標値（インバランス学習値）Ｐongとして取得する。気筒別空燃比の気筒間における不均衡の程度が大きくなるほど平均値Ｂは大きくなるから、指標値Ｐongも大きくなる。このように、第１装置は、指標値Ｐoffg及び指標値Ｐongを区別して（独立に）取得する。
【００５５】
そして、第１装置は、ＥＧＲガス停止状態が実現されている期間において、指標値Ｐoffgと吸入空気流量Ｇａとに基づいて目標空燃比abyfrの補正量（＝MapOFF(Poffg,Ga)）を算出し、その補正量により目標空燃比abyfrを小さくする。この結果、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅが増量される。従って、補正量（＝MapOFF(Poffg,Ga)）は、指示燃料噴射量の増大補正量に相当する。
【００５６】
これに対し、第１装置は、ＥＧＲガス供給状態が実現されている期間において、指標値Ｐongと吸入空気流量Ｇａとに基づいて目標空燃比abyfrの補正量（＝MapON(Pong,Ga)）を算出し、その補正量により目標空燃比abyfrを小さくする。この結果、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅが増量される。従って、補正量（＝MapON(Pong,Ga)）は、指示燃料噴射量の増大補正量に相当する。
【００５７】
なお、補正量（＝MapOFF(Poffg,Ga)）又は補正量（＝MapON(Pong,Ga)）によって指示燃料噴射量が増大補正された場合にも空燃比のフィードバック制御は実行される。このとき、指示燃料噴射量が増大補正されることによって排ガス中の水素の量も増大するが、その水素量の増大分及び空燃比のフィードバック制御がもたらす「機関の空燃比のリーン側への補正」よりも指示燃料噴射量の増大補正分がもたらす「機関の空燃比のリッチ側への補正」の方が大きくなる。従って、指示燃料噴射量を増大補正すると、結果的に機関の空燃比（触媒４３に流入する排ガスの空燃比）の平均値は指示燃料噴射量を増大補正しない場合に比べて僅かではあるがリッチ側へと移行する。
【００５８】
このように、第１装置は、ＥＧＲガス停止状態が実現されている期間においては、補正量（＝MapOFF(Poffg,Ga)））に応じた値だけ燃料噴射量を増大し、ＥＧＲガス供給状態が実現されている期間においては補正量（＝MapON(Pong,Ga)）に応じた値だけ燃料噴射量を増大する。その結果、機関１０の運転状態がＥＧＲガス停止状態であるかＥＧＲガス供給状態であるかに応じて指示燃料噴射量を適切な量だけ増大できるので、それらの各状態に応じて機関の空燃比を適切にリッチ化することができる。その結果、ＮＯｘの排出量を低減することができる。
【００５９】
（実際の作動）
次に、第１装置の実際の作動について説明する。
＜燃料噴射量制御＞
第１装置のＣＰＵは、図３に示した「燃料噴射制御ルーチン」を任意の気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ）となる毎に、その気筒（以下、「燃料噴射気筒」とも称呼する。）に対して繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ３００から処理を開始し、以下に述べるステップ３１０乃至ステップ３５０の処理を順に行い、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６０】
ステップ３１０：ＣＰＵは、「エアフローメータ６１により計測された吸入空気流量Ｇａ、クランクポジションセンサ６４の信号に基いて取得された機関回転速度ＮＥ、及び、ルックアップテーブルMapMc」に基いて「燃料噴射気筒に吸入される空気量」である「筒内吸入空気流量Ｍｃ（ｋ）」を取得する。
ステップ３２０：ＣＰＵは、目標空燃比abyfrを機関１０の運転状態に応じて設定する。目標空燃比abyfrは、後述するルーチンにより別途設定される。
ステップ３３０：ＣＰＵは、筒内吸入空気流量Ｍｃ（ｋ）を目標空燃比abyfrで除することにより基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅを求める。従って、目標空燃比abyfrが小さいほど基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅは大きくなる。
ステップ３４０：ＣＰＵは、基本燃料噴射量Ｆｂａｓｅに空燃比のフィードバック量ＤＦｉを加えることにより、指示燃料噴射量（最終燃料噴射量）Ｆｉを算出する。フィードバック量ＤＦｉは、検出空燃比abyfsが目標空燃比abyfrよりも小さい（リッチである）とき減少され、検出空燃比abyfsが目標空燃比abyfrよりも大きい（リーンである）とき増大される。
ステップ３５０：ＣＰＵは、指示燃料噴射量Ｆｉの燃料が燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁３３から噴射されるように、その燃料噴射弁３３に対して噴射指示信号を送出する。
【００６１】
＜ＥＧＲ制御＞
次に、「ＥＧＲ制御」を実行するための処理について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図４にフローチャートにより示した「ＥＧＲ制御ルーチン」を実行するようになっている。ＣＰＵは、このルーチンを実行することによりＥＧＲ制御装置の機能を実現する。
【００６２】
適当なタイミングになると、ＣＰＵは図４のステップ４００から処理を開始してステップ４１０に進み、ＥＧＲ実行条件が成立しているか否かを判定する。ＥＧＲ実行条件は、以下の条件が総て成立したときに成立する。但し、ＥＧＲ実行条件は他の条件であってもよい。
条件１）冷却水温ＴＨＷがＥＧＲ許可温度閾値ＴＨＷegrth以上である。
条件２）機関１０の負荷ＫＬが第１所定負荷ＫＬｔｈ１以上であり且つ第２所定負荷ＫＬｔｈ２以下（＞ＫＬｔｈ１）である。
条件３）機関回転速度ＮＥが第１所定速度ＮＥｔｈ１以上であり且つ第２所定速度ＮＥｔｈ２（＞ＮＥｔｈ１）以下である。
【００６３】
ＥＧＲ実行条件が成立していない場合、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４２０に進み、デューティ比ＤＥＧＲを「０」に設定する。この結果、ＥＧＲ制御弁５２が全閉となるので、ＥＧＲガス（排ガス、外部ＥＧＲガス）は機関１０（燃焼室２１）に供給されない。即ち、ＥＧＲガス停止状態が実現させられる。
【００６４】
次に、ＣＰＵはステップ４３０に進んでデューティ比ＤＥＧＲが「０」より大きいか否かを判定する。この場合、デューティ比ＤＥＧＲは「０」であるので、ＣＰＵはステップ４３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４４０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６５】
一方、ＣＰＵがステップ４１０の処理を実行する時点において、ＥＧＲ実行条件が成立していると、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４５０に進み、その時点の「負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥ」をルックアップテーブルMapDEGR(KL,NE)に適用することにより、デューティ比ＤＥＧＲを決定する。即ち、ＣＰＵは、負荷ＫＬ及び機関回転速度ＮＥに基いてデューティ比ＤＥＧＲを算出し、そのデューティ比ＤＥＧＲに基く指示信号をＥＧＲ制御弁５２に送出する。この結果、ＥＧＲ制御弁５２がデューティ比ＤＥＧＲに応じて開弁され、ＥＧＲガスが燃焼室２１に供給されるので、ＥＧＲガス供給状態が実現させられる。
【００６６】
次に、ＣＰＵはステップ４３０に進み、デューティ比ＤＥＧＲが「０」より大きいか否かを判定する。この場合、ステップ４５０にて決定されたデューティ比ＤＥＧＲが「０」よりも大きければ、ＣＰＵはステップ４３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４６０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値を「１」に設定する。このように、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲは、その値が「１」であるときにＥＧＲガス供給状態が実現されていることを示し、その値が「０」であるときにＥＧＲガス停止状態が実現されていることを示す。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６７】
＜目標空燃比abyfrの設定＞
次に、目標空燃比abyfrを設定するための処理について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図５にフローチャートにより示した「目標空燃比設定ルーチン」を実行するようになっている。従って、適当なタイミングになると、ＣＰＵは図５のステップ５００から処理を開始してステップ５１０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」であるか否かを判定する。
【００６８】
ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５２０に進み、ＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Ｐong及び吸入空気流量ＧａをルックアップテーブルMapONに適用することにより目標空燃比abyfrの補正量Ｒ（＝MapON(Pong,Ga)）を求める。テーブルMapONによれば、補正量Ｒは正の値であり、吸入空気流量Ｇａが一定であれば指標値Ｐongが大きいほど大きくなるように算出される。指標値Ｐongは後述するルーチンにより別途取得されている。次に、ＣＰＵはステップ５３０に進み、理論空燃比stoichから補正量Ｒ（＝MapON(Pong,Ga)）を減じた値を目標空燃比abyfrとして設定する。従って、補正量Ｒは、指標値Ｐongが大きいほど指示燃料噴射量Ｆｉをより多く増大させる量となる。その後、ＣＰＵはステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００６９】
これに対し、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「０」であると、ＣＰＵはステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５４０に進み、ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffg及び吸入空気流量ＧａをルックアップテーブルMapOFFに適用することにより目標空燃比abyfrの補正量Ｒ（＝MapOFF(Poffg,Ga)）を求める。指標値Ｐoffgは後述するルーチンにより別途取得されている。テーブルMapOFFによれば、補正量Ｒは正の値であり、吸入空気流量Ｇａが一定であれば指標値Ｐoffgが大きいほど大きくなるように算出される。なお、テーブルMapOFFはテーブルMapONと相違するテーブルである。従って、仮に、吸入空気流量Ｇａが一定であって、指標値Ｐoffgと指標値Ｐongとが同じ値であっても、異なる値の補正量Ｒが求められる（場合によっては同一の補正量Ｒが得られてもよい）。
【００７０】
次に、ＣＰＵはステップ５３０に進み、理論空燃比stoichから補正量Ｒ（＝MapOFF(Poffg,Ga)）を減じた値を目標空燃比abyfrとして設定する。従って、補正量Ｒは、指標値Ｐoffgが大きいほど指示燃料噴射量Ｆｉをより多く増大させる量となる。その後、ＣＰＵはステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００７１】
＜ＥＧＲ停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgの取得＞
次に、「インバランス指標値Ｐoffg」を取得するための処理について説明する。ＣＰＵは、４ｍｓ（４ミリ秒＝所定の一定サンプリング時間ｔｓ）が経過する毎に、図６にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。
【００７２】
従って、適当なタイミングになると、ＣＰＵはステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進み、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であるか否かを判定する。
【００７３】
このフラグＸkyokaは、イニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。更に、フラグＸkyokaは、図示しないルーチンを実行することにより、基準気筒（本例では第１気筒）が圧縮上死点に達した時点において、下記の取得許可条件の総てが成立することによりパラメータ取得条件が成立しているとき「１」に設定される。更に、パラメータ取得許可フラグＸkyokaは、パラメータ取得条件が不成立となったとき直ちに「０」に設定される。取得許可条件は以下に述べる条件に限定されない。
【００７４】
（取得許可条件１）アクセルペダル操作量Accpの単位時間あたりの変化量ΔAccpが閾値アクセルペダル変化量ΔAccpth以下である状態が所定時間以上継続している。
（取得許可条件２）吸入空気流量Ｇａが閾値吸入空気流量Ｇａｔｈ以上である状態が所定時間以上継続している。但し、Ｇａｔｈは、負荷ＫＬが値ＫＬｔｈ２であるときの吸入空気流量Ｇａよりも小さい。
（取得許可条件３）機関回転速度ＮＥが閾値回転速度ＮＥｔｈ以下である状態が所定時間以上継続している。但し、閾値回転速度ＮＥｔｈは値ＮＥｔｈ２よりも小さい。
【００７５】
いま、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「０」であるか否かを判定する。
【００７６】
このとき、フラグＸＥＧＲの値が「０」であると、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ６１５乃至ステップ６３０の処理を順に行ってステップ６３５に進む。
【００７７】
ステップ６１５：ＣＰＵは、本ルーチンを前回実行したときに得た検出空燃比abyfsを前回の検出空燃比abyfsoldとして記憶する。
ステップ６２０：ＣＰＵは、その時点の空燃比センサ６６の出力値VabyfsをＡＤ変換することにより取得する。
ステップ６２５：ＣＰＵは、空燃比センサ６６の出力値Vabyfsを図２に示した空燃比変換テーブルMapabyfs(Vabyfs)に適用することにより、今回の検出空燃比abyfsを取得する。
【００７８】
ステップ６３０：ＣＰＵは、以下の値をステップ６３０内の式に従って更新する。
・ＥＧＲガス停止状態における空燃比変化率ΔAFoff（検出空燃比abyfsの時間微分値d(abyfs)/dtに相当する値）
・空燃比変化率ΔAFoffの絶対値の積算値ＳＡＦoff
・機関回転速度ＮＥの積算値ＳＮＥoff
・吸入空気流量Ｇａの積算値ＳＧａoff
・積算回数カウンタＣｎoff
【００７９】
次に、ＣＰＵはステップ６３５に進み、第１気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角ＣＡ（絶対クランク角ＣＡ）が７２０°クランク角になっているか否かを判定する。このとき、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角未満であると、ＣＰＵはステップ６３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００８０】
一方、ＣＰＵがステップ６３５の処理を行う時点において、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角になっていると、ＣＰＵはそのステップ６３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６４０に進む。ＣＰＵは、そのステップ６４０にて、以下の値をステップ６４０内の式に従って更新する。
・空燃比変化率ΔAFoffの絶対値｜ΔＡＦoff｜の平均値AveΔAFoff
・平均値AveΔAFoffの積算値Soff
・機関回転速度NEの平均値AveNEoff
・機関回転速度NEの平均値AveNEoffの積算値SNoff
・吸入空気流量Ｇａの平均値AveGaoff
・吸入空気流量Ｇａの平均値AveGaoffの積算値SGoff
・積算回数カウンタＣｓoff
【００８１】
次に、ＣＰＵはステップ６４５に進み、カウンタＣｓoffの値が閾値Ｃｓoffth以上であるか否かを判定する。このとき、カウンタＣｓoffの値が閾値Ｃｓoffth未満であると、ＣＰＵはそのステップ６４５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、閾値Ｃｓoffthは自然数であり、２以上であることが望ましい。
【００８２】
一方、ＣＰＵがステップ６４５の処理を行う時点において、カウンタＣｓoffの値が閾値Ｃｓoffth以上であると、ＣＰＵはそのステップ６４５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ６５０乃至ステップ６６５の処理を順に行い、その後、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８３】
ステップ６５０：ＣＰＵは、ステップ６５０内の式に従ってＥＧＲ停止中パラメータＰoffを算出する。
ステップ６５５：ＣＰＵは、ステップ６５５内の式に従ってＥＧＲ停止中機関回転速度（平均値）ＰＮＥoff及びＥＧＲ停止中吸入空気流量（平均値）ＰＧａoffを算出する。ＥＧＲ停止中機関回転速度ＰＮＥoffは、ＥＧＲ停止中パラメータＰoffを求めた期間における機関回転速度ＮＥの平均値である。ＥＧＲ停止中吸入空気流量ＰＧａoffは、ＥＧＲ停止中パラメータＰoffを求めた期間における吸入空気流量Ｇａの平均値である。
【００８４】
ステップ６６０：ＣＰＵは、第１変換関係を規定したルックアップテーブルMapPoffstd(Poff,
PNEoff, PGaoff)にステップ６５０及びステップ６５５にて求めた「Ｐoff、ＰＮＥoff及びＰＧａoff」を適用することにより、正規化後ＥＧＲ停止中パラメータＰoffstdを算出する。なお、第１変換関係は、ＥＧＲ停止中パラメータＰoff、ＥＧＲ停止中機関回転速度平均値ＰＮＥoff及びＥＧＲ停止中吸入空気流量平均値ＰＧａoffと、正規化後ＥＧＲ停止中パラメータＰoffstdと、の関係である。正規化後ＥＧＲ停止中パラメータＰoffstdは、ＥＧＲ停止中機関回転速度平均値ＰＮＥoffが基準回転速度ＮＥstdであり且つＥＧＲ停止中吸入空気流量平均値ＰＧａoffが基準吸入空気流量Ｇａstdであったとした場合に、取得されたＥＧＲ停止中パラメータＰoffがとり得る値である。
【００８５】
ステップ６６５：ＣＰＵは、ステップ６６５内に記載した式に従って、インバランス指標値Ｐoffgを算出する。αは０より大きく１以下の定数である。即ち、インバランス指標値Ｐoffgは正規化後ＥＧＲ停止中パラメータＰoffstdに一次フィルタ処理を施した値（所謂、なまし値）である。インバランス指標値Ｐoffgは学習値であり、バックアップＲＡＭに格納される。その後、ＣＰＵは、正規化後ＥＧＲ停止中パラメータＰoffstdを取得するためのデータの総てを「０」に設定（クリア）する。
【００８６】
一方、ＣＰＵがステップ６０５に進んだ際にフラグＸkyokaの値が「１」でない場合、及び、ＣＰＵがステップ６１０に進んだ際にフラグＸＥＧＲの値が「０」でない場合、ＣＰＵはステップ６７０に進む。そして、ＣＰＵはステップ６７０にて各値（例えば、ΔＡＦoff，ＳＡＦoff，ＳＮＥoff, ＳＧａoff，Ｃｎoff等）を「０」に設定（クリア）し、その後、ステップ６９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。以上のようにして、ＥＧＲ停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgが取得・更新される。
【００８７】
＜ＥＧＲ供給状態におけるインバランス指標値Ｐongの取得＞
次に、「インバランス指標値Ｐong」を取得するための処理について説明する。ＣＰＵは、４ｍｓ（４ミリ秒＝所定の一定サンプリング時間ｔｓ）が経過する毎に、図７にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。
【００８８】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であるか否かを判定する。
【００８９】
いま、パラメータ取得許可フラグＸkyokaの値が「１」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ７０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」であるか否かを判定する。
【００９０】
このとき、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ７１５乃至ステップ７３０の処理を順に行ってステップ７３５に進む。なお、ステップ７１５乃至ステップ７２５の処理は、図６のステップ６１５乃至ステップ６２５の処理と同じであるので、説明を省略する。
【００９１】
ステップ７３０：ＣＰＵは、以下の値をステップ７３０内の式に従って更新する。
・ＥＧＲガス供給状態における空燃比変化率ΔAFon（検出空燃比abyfsの時間微分値d(abyfs)/dtに相当する値）
・空燃比変化率ΔAFonの絶対値の積算値ＳＡＦon
・機関回転速度ＮＥの積算値ＳＮＥon
・吸入空気流量Ｇａの積算値ＳＧａon
・積算回数カウンタＣｎon
【００９２】
次に、ＣＰＵはステップ７３５に進み、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角になっているか否かを判定する。このとき、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角未満であると、ＣＰＵはステップ７３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００９３】
一方、ＣＰＵがステップ７３５の処理を行う時点において、絶対クランク角ＣＡが７２０°クランク角になっていると、ＣＰＵはそのステップ７３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７４０に進む。ＣＰＵは、そのステップ７４０にて、以下の値をステップ７４０内の式に従って更新する。
・空燃比変化率ΔAFonの絶対値｜ΔＡＦon｜の平均値AveΔAFon
・平均値AveΔAFonの積算値Son
・機関回転速度NEの平均値AveNEon
・機関回転速度NEの平均値AveNEonの積算値SNon
・吸入空気流量Ｇａの平均値AveGaon
・吸入空気流量Ｇａの平均値AveGaonの積算値SGon
・積算回数カウンタＣｓon
【００９４】
次に、ＣＰＵはステップ７４５に進み、カウンタＣｓonの値が閾値Ｃｓonth以上であるか否かを判定する。このとき、カウンタＣｓonの値が閾値Ｃｓonth未満であると、ＣＰＵはそのステップ７４５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、閾値Ｃｓonthは自然数であり、２以上であることが望ましい。
【００９５】
一方、ＣＰＵがステップ７４５の処理を行う時点において、カウンタＣｓonの値が閾値Ｃｓonth以上であると、ＣＰＵはそのステップ７４５にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ７５０乃至ステップ７６５の処理を順に行い、その後、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００９６】
ステップ７５０：ＣＰＵは、ステップ７５０内の式に従ってＥＧＲ供給中パラメータＰonを算出する。
ステップ７５５：ＣＰＵは、ステップ７５５内の式に従ってＥＧＲ供給中機関回転速度（平均値）ＰＮＥon及びＥＧＲ供給中吸入空気流量（平均値）ＰＧａonを算出する。ＥＧＲ供給中機関回転速度ＰＮＥonは、ＥＧＲ供給中パラメータＰonを求めた期間における機関回転速度ＮＥの平均値である。ＥＧＲ供給中吸入空気流量ＰＧａonは、ＥＧＲ供給中パラメータＰonを求めた期間における吸入空気流量Ｇａの平均値である。
【００９７】
ステップ７６０：ＣＰＵは、第２変換関係を規定したルックアップテーブルMapPonstd(Pon,
PNEon, PGaon)にステップ７５０及びステップ７５５にて求めた「Ｐon、ＰＮＥon及びＰＧａon」を適用することにより、正規化後ＥＧＲ供給中パラメータＰonstdを算出する。なお、第２変換関係は、ＥＧＲ供給中パラメータＰon、ＥＧＲ供給中機関回転速度平均値ＰＮＥon及びＥＧＲ供給中吸入空気流量平均値ＰＧａonと、正規化後ＥＧＲ供給中パラメータＰonstdと、の関係である。正規化後ＥＧＲ供給中パラメータＰonstdは、ＥＧＲ供給中機関回転速度平均値ＰＮＥonが基準回転速度ＮＥstdであり且つＥＧＲ供給中吸入空気流量平均値ＰＧａonが基準吸入空気流量Ｇａstdであったとした場合に、取得されたＥＧＲ供給中パラメータＰonがとり得る値である。
【００９８】
ステップ７６５：ＣＰＵは、ステップ７６５内に記載した式に従って、インバランス指標値Ｐongを算出する。αは０より大きく１以下の定数である。即ち、インバランス指標値Ｐongは正規化後ＥＧＲ供給中パラメータＰonstdに一次フィルタ処理を施した値（所謂、なまし値）である。インバランス指標値Ｐongは学習値であり、バックアップＲＡＭに格納される。その後、ＣＰＵは、正規化後ＥＧＲ供給中パラメータＰonstdを取得するためのデータの総てを「０」に設定（クリア）する。
【００９９】
一方、ＣＰＵがステップ７０５に進んだ際にフラグＸkyokaの値が「１」でない場合、及び、ＣＰＵがステップ７１０に進んだ際にフラグＸＥＧＲの値が「１」でない場合、ＣＰＵはステップ７７０に進む。そして、ＣＰＵはステップ７７０にて各値（例えば、ΔＡＦon，ＳＡＦon，ＳＮＥon, ＳＧａon，Ｃｎon等）を「０」に設定（クリア）し、その後、ステップ７９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。以上のようにして、ＥＧＲ供給状態におけるインバランス指標値Ｐongが取得される。
【０１００】
以上、説明したように、第１装置は、
空燃比センサ６６の出力値Vabyfsに相関を有する空燃比相関値（出力値Vabyfs及び検出空燃比abyfs等）の所定時間あたりの変化量（空燃比変化率ΔAFon、空燃比変化率ΔAFoff）の大きさが大きいほど大きくなるインバランス指標値（指標値Ｐong, Ｐoffg）を、その空燃比センサの出力値Vabyfsに基づいて取得し（図６及び図７を参照。）、
空燃比センサ６６の出力値Vabyfsにより表される空燃比（検出空燃比abyfs）が所定の目標空燃比abyfrに一致するように指示燃料噴射量Ｆｉをフィードバック制御し（図３のステップ３４０を参照。）、
前記取得されたインバランス指標値（指標値Ｐong, Ｐoffg）が大きいほど前記指示燃料噴射量Ｆｉが増大するように同インバランス指標値に基づいて指示燃料噴射量Ｆｉを変更する（図５のルーチン、図３のステップ３２０及びステップ３３０を参照。）、
制御ユニット７０と、
を含む。
【０１０１】
更に、制御ユニット７０は、
前記インバランス指標値に基づいて前記ＥＧＲガス停止状態において指示燃料噴射量Ｆｉを増大させる量（補正量Ｒに相当する値）と、前記インバランス指標値に基づいて前記ＥＧＲガス供給状態において指示燃料噴射量Ｆｉを増大させる量（補正量Ｒに相当する値）と、を前記インバランス指標値が同一の値であっても互いに相違させるように構成されている（図５のステップ５２０及びステップ５４０を参照。）。
【０１０２】
従って、ＥＧＲガスが供給されている場合及びＥＧＲガスの供給が停止されている場合のそれぞれの場合に適した量だけ指示燃料噴射量Ｆｉが増大させられるので、それぞれの場合において機関１０に供給される混合気の空燃比をリッチ側に適量だけ移行させることができる。その結果、ＮＯｘの排出量を低減することができる。
【０１０３】
更に、第１装置の制御ユニット７０は、
ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値ＰoffgとＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Ｐongとを区別して取得し（図６及び図７のルーチンを参照。）、
前記ＥＧＲガス停止状態において指示燃料噴射量Ｆｉを増大させる量（補正量Ｒに相当）をＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgに基づいて決定し（図５のステップ５４０）、更に、
前記ＥＧＲガス供給状態において指示燃料噴射量Ｆｉを増大させる量（補正量Ｒに相当）をＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Ｐongに基づいて決定するように構成されている（図５のステップ５２０）。
【０１０４】
従って、指示燃料噴射量Ｆｉをより適正な量だけ増大させることができる。
【０１０５】
−第２実施形態−
次に、本発明の第２実施形態に係る制御装置（以下、「第２装置」と称呼する。）について説明する。第２装置は、ＥＧＲ供給状態における目標空燃比abyfrの補正量Ｒを、インバランス指標値Ｐong及び吸入空気流量Ｇａのみならず、ＥＧＲガス量（燃焼室２１に供給されている排ガスの量）ＳＥＧＲにも基づいて決定する点のみにおいて、第１装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
【０１０６】
＜目標空燃比abyfrの設定＞
第２装置のＣＰＵは、図３、図４、図６及び図７に示したルーチンを実行する。更に、第２装置のＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図５に代わる図８にフローチャートにより示した「目標空燃比設定ルーチン」を実行するようになっている。従って、適当なタイミングになると、ＣＰＵは図８のステップ８００から処理を開始してステップ８１０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」であるか否かを判定する。
【０１０７】
フラグＸＥＧＲの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２０に進み、デューティ比ＤＥＧＲ、吸入空気流量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥと、ルックアップテーブルＭａｐＳＥＧＲと、に基づいて燃焼室２１に供給されているＥＧＲガス量ＳＥＧＲ（＝MapSEGR(DEGR,Ga,NE)）を取得する。テーブルＭａｐＳＥＧＲは、デューティ比ＤＥＧＲ、吸入空気流量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥと、ＥＧＲガス量ＳＥＧＲと、の関係であって、予め実験等により求められた関係を規定する。
【０１０８】
次に、ＣＰＵはステップ８３０に進み、指標値Ｐong、吸入空気流量Ｇａ及びＥＧＲガス量ＳＥＧＲをルックアップテーブルMapON1に適用することにより目標空燃比abyfrの補正量Ｒ（＝MapON1(Pong,Ga,SEGR)）を求める。テーブルMapON1によれば、補正量Ｒは正の値であり、吸入空気流量Ｇａ及びＥＧＲガス量ＳＥＧＲが一定であれば指標値Ｐongが大きいほど大きくなるように算出され、吸入空気流量Ｇａ及び指標値Ｐongが一定であればＥＧＲガス量ＳＥＧＲが大きいほど小さくなるように算出される。換言すると、補正量Ｒは、指標値Ｐongが大きいほど及び／又はＥＧＲガス量ＳＥＧＲが小さいほど指示燃料噴射量Ｆｉをより多く増大させる量となる。次に、ＣＰＵはステップ８４０に進み、理論空燃比stoichから補正量Ｒ（＝MapON1(Pong,Ga,SEGR)）を減じた値を目標空燃比abyfrとして設定する。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１０９】
これに対し、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「０」であると、ＣＰＵはステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８５０に進み、指標値Ｐoffg及び吸入空気流量ＧａをMapOFFに適用することにより目標空燃比abyfrの補正量Ｒ（＝MapOFF(Poffg,Ga)）を求める。次に、ＣＰＵはステップ８４０に進み、理論空燃比stoichから補正量Ｒ（＝MapOFF(Poffg,Ga)）を減じた値を目標空燃比abyfrとして設定する。その後、ＣＰＵはステップ８９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１１０】
以上、説明したように、第２装置が備える制御ユニット７０は、
ＥＧＲガス供給状態において指示燃料噴射量Ｆｉを増大させる量（補正量Ｒ）を「ＥＧＲ制御装置により２以上の気筒（本例では４つの気筒）の燃焼室２１に供給されている排ガスの量（ＥＧＲガス量ＳＥＧＲ）」にも基づいて決定するように構成されている。
【０１１１】
従って、ＥＧＲガス供給状態において、ＮＯｘの排出量を低減させるために必要な量の燃料をより精度良く機関１０に供給することができる。
【０１１２】
−第３実施形態−
次に、本発明の第３実施形態に係る制御装置（以下、「第３装置」と称呼する。）について説明する。第３装置は、ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Poffgを取得又は更新する場合、ＥＧＲ実行条件が満たされているときであってもＥＧＲガス停止状態を実現する点においてのみ、第１装置（又は第２装置）と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
【０１１３】
第３装置のＣＰＵは、図３、図５、図６及び図７に示したルーチンを実行する。更に、第３装置のＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図４に代わる図９にフローチャートにより示した「ＥＧＲ制御ルーチン」を実行するようになっている。図９のルーチンは、ステップ９１０を挿入した点のみにおいて図４のルーチンと相違している。従って、図９に示したステップであって図４に示したステップと同じ処理を行うステップには図４に示したステップと同じ符号が付されている。
【０１１４】
適当なタイミングになると、ＣＰＵは図９のステップ９００から処理を開始してステップ４１０に進み、ＥＧＲ実行条件が成立している場合、ステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９１０に進む。ＣＰＵは、ステップ９１０にて今回の機関１０の始動後においてＥＧＲ停止中パラメータＰoffを取得済みであるか否かを判定する。換言すると、ＣＰＵはステップ９１０にて、今回の機関１０の始動後においてＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Poffgを更新したか否かを判定する。
【０１１５】
今回の機関１０の始動後においてＥＧＲ停止中パラメータＰoffが既に取得されている場合、ＣＰＵはステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４５０に進む。この結果、ＥＧＲ供給状態が実現される。
【０１１６】
これに対し、ＥＧＲ停止中パラメータＰoffが今回の機関１０の始動後において未だ取得されていない場合、ＣＰＵはステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４２０に進む。この結果、デューティ比ＤＥＧＲが「０」となるので、ＥＧＲ停止状態が実現される。これにより、ＣＰＵが図６のステップ６１０に進んだ場合、そのステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定されるので、ＥＧＲ停止中パラメータＰoffが取得される機会及びインバランス指標値Poffgが取得される機会が増大する。
【０１１７】
以上、説明したように、第３装置の制御ユニット７０は、
ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値ＰoffgをＥＧＲガス停止状態が実現されている場合に取得し（図６のステップ６１０における「Ｙｅｓ」との判定を参照。）、
ＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値ＰongをＥＧＲガス供給状態が実現されている場合に取得し（図７のステップ７１０における「Ｙｅｓ」との判定を参照。）、  更に、
ＥＧＲ制御装置は、
ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgを更新する場合、ＥＧＲ実行条件が満たされているときであってもＥＧＲガス停止状態を実現するように構成されている（図９のステップ４１０、ステップ９１０及びステップ４２０を参照。）。
【０１１８】
従って、ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgが早期に適切な値になり得るので、ＮＯｘの排出量をより早期に低減することができる。
【０１１９】
なお、第３装置のＥＧＲ制御装置は、
ＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Ｐongを更新する場合、ＥＧＲ実行条件が満たされていないときであっても、機関１０の運転状態が不安定にならない限りにおいて、ＥＧＲガス供給状態を実現するように構成されていてもよい。
【０１２０】
−第４実施形態−
次に、本発明の第４実施形態に係る制御装置（以下、「第４装置」と称呼する。）について説明する。第４装置は、ＥＧＲガス供給状態が実現されている場合にＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Ｐongを取得し、ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgを「ＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Ｐong及びインバランス指標値Ｐongを取得した期間におけるＥＧＲガス量ＳＥＧＲの平均値AVSEGR」に基づいて決定する点のみにおいて、第１装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
【０１２１】
＜ＥＧＲ停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgの取得＞
第４装置のＣＰＵは、図３乃至図５と図７とに示したルーチンを実行する。更に、ＣＰＵは、図６に示したルーチンに代わる図１０にフローチャートにより示した「インバランス指標値取得ルーチン」を所定時間が経過する毎に実行するようになっている。従って、適当なタイミングになると、ＣＰＵは図１０のステップ１０００から処理を開始し、以下に述べるステップ１０１０乃至ステップ１０９５の処理を順に行う。
【０１２２】
ステップ１０１０：ＣＰＵは、インバランス指標値Ｐongを取得した期間におけるＥＧＲガス量ＳＥＧＲの平均値AVSEGRを読み込む。平均値AVSEGRは、ＥＧＲ供給中機関回転速度平均値ＰＮＥon及びＥＧＲ供給中吸入空気流量平均値ＰＧａonと同様にして算出される。その場合、ＣＰＵは、前述したルックアップテーブルＭａｐＳＥＧＲを用いて、インバランス指標値Ｐongの基礎データである「ＥＧＲガス供給状態における空燃比変化率ΔAFon」を取得している期間の各時点のＥＧＲガス量ＳＥＧＲ（＝MapSEGR(DEGR,Ga,NE)）を取得する。
【０１２３】
ステップ１０２０：ＣＰＵは、平均値AVSEGRとルックアップテーブルＭａｐＫとに基づいて補正係数Ｋを取得する。補正係数Ｋは、任意のＥＧＲガス量に対するパラメータ比（＝Ｐoffg/Ｐong）であり、予め実験により任意の平均値AVSEGRに対し求められている。
ステップ１０３０：ＣＰＵは、取得した補正係数ＫをＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Pongに乗じることによりＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Poffgを取得する。
【０１２４】
−第５実施形態−
次に、本発明の第５実施形態に係る制御装置（以下、「第５装置」と称呼する。）について説明する。第５装置は、ＥＧＲガス供給状態において指示燃料噴射量を増大させる量（目標空燃比abyfrの補正量Ｒ）をＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値ＰoffgとＥＧＲガス量ＳＥＧＲとに基づいて決定する点においてのみ第１装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
【０１２５】
＜目標空燃比abyfrの設定＞
第５装置のＣＰＵは、図３、図４及び図６に示したルーチンを実行する。更に、第５装置のＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図５に代わる図１１にフローチャートにより示した「目標空燃比設定ルーチン」を実行するようになっている。従って、適当なタイミングになると、ＣＰＵは図１１のステップ１１００から処理を開始してステップ１１１０に進み、指標値Ｐoffg及び吸入空気流量ＧａをテーブルMapOFFに適用することにより目標空燃比abyfrの補正量（＝MapOFF(Poffg,Ga)）を求める。この補正量は便宜上リッチ補正基本量Ｒｃと称呼される。次に、ＣＰＵはステップ１１２０に進み、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「０」であるか否かを判定する。
【０１２６】
フラグＸＥＧＲの値が「０」であると、ＣＰＵはステップ１１２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１３０に進み、補正量Ｒとしてリッチ補正基本量Ｒｃを格納する。次いで、ＣＰＵはステップ１１４０に進み、理論空燃比stoichから補正量Ｒを減じた値を目標空燃比abyfrとして設定する。その後、ＣＰＵはステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１２７】
これに対し、ＥＧＲ供給フラグＸＥＧＲの値が「１」であると、ＣＰＵはステップ１１２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１５０に進み、デューティ比ＤＥＧＲ、吸入空気流量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥと、テーブルＭａｐＳＥＧＲと、に基づいて燃焼室２１に供給されているＥＧＲガス量ＳＥＧＲ（＝MapSEGR(DEGR,Ga,NE)）を取得する。
【０１２８】
次に、ＣＰＵはステップ１１６０に進み、ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffg及びＥＧＲガス量ＳＥＧＲをルックアップテーブルMapKrに適用することにより補正係数Ｋｒ（＝MapKr(Poffg,SEGR)）を求める。次に、ＣＰＵはステップ１１７０に進み、補正量Ｒとしてリッチ補正基本量Ｒｃに補正係数Ｋｒを乗じた値（＝Ｋｒ・Ｒｃ）を格納する。次いで、ＣＰＵはステップ１１４０に進み、理論空燃比stoichから補正量Ｒを減じた値を目標空燃比abyfrとして設定する。その後、ＣＰＵはステップ１１９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１２９】
以上、説明したように、第５装置の制御ユニット７０は、
ＥＧＲガス停止状態が実現されている場合においてＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgを取得し、
ＥＧＲガス停止状態において指示燃料噴射量Ｆｉを増大させる量（補正量Ｒ）をＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgに基づいて決定し（図１１のステップ１１１０及びステップ１１３０）、
ＥＧＲガス供給状態において指示燃料噴射量Ｆｉを増大させる量（補正量Ｒ）をＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値ＰoffgとＥＧＲ制御装置により２以上の気筒（本例では、４つの気筒）の燃焼室２１に供給されている排ガスの量（ＥＧＲガス量ＳＥＧＲ）とに基づいて決定するように構成されている（図１１のステップ１１５０乃至ステップ１１７０を参照。）。
【０１３０】
これによれば、ＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Ｐongを別途求める必要なく（但し、指標値Ｐongを別途求めてもよい。）、ＥＧＲガス供給状態において指示燃料噴射量Ｆｉを増大させる量（補正量Ｒ）を適正な量に設定することができる。
【０１３１】
以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る内燃機関の制御装置は、ＥＧＲガス供給状態及びＥＧＲガス停止状態のそれぞれの状態に応じて適切な量だけ燃料噴射量を増大できるので、気筒別空燃比の気筒間における不均衡の程度が大きくなった場合であっても、未燃物（ＨＣ及びＣＯ等）の排出量を増大することなくＮＯｘの排出量を低減することができる。
【０１３２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各制御装置は、触媒４３の下流に下流側空燃比センサ（濃淡電池型酸素濃度センサ）を備え、その下流側空燃比センサの出力値に基づく空燃比のフィードバック制御（所謂、サブフィードバック制御）を追加的に実行してもよい。
【０１３３】
更に、上記各制御装置は、ＥＧＲガス供給状態において、ＥＧＲガス供給状態におけるインバランス指標値Ｐongが第１所定値以上のときに、補正量Ｒを用いた燃料噴射量の増量を実行してもよい。加えて、上記各制御装置は、ＥＧＲガス停止状態において、ＥＧＲガス停止状態におけるインバランス指標値Ｐoffgが第２所定値以上のときに、補正量Ｒを用いた燃料噴射量の増量を実行してもよい。更に、上記各制御装置は、互いに矛盾が生じない範囲において、組み合わせて用いられても良い。また、インバランス指標値Ｐong及びインバランス指標値Ｐoffgは、空燃比変化率ΔAFoffではなく、空燃比センサ６６の出力値Vabyfsの時間微分値d(Vabyfs)/dtに相当する値に基づいて求められてもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１０…内燃機関、２０…機関本体部、２１…燃焼室、３３…燃料噴射弁、４０…排気系統、４１…エキゾーストマニホールド、４１ｂ…集合部、４２…エキゾーストパイプ、４３…上流側触媒、５０…ＥＧＲ制御装置（ＥＧＲガス供給装置）、５１…排気還流管、５２…ＥＧＲ制御弁、６６…空燃比センサ、７０…制御ユニット（電気制御装置）。
【図１】
2013253548.tif 000003
【図２】
2013253548.tif 000004
【図３】
2013253548.tif 000005
【図４】
2013253548.tif 000006
【図５】
2013253548.tif 000007
【図６】
2013253548.tif 000008
【図７】
2013253548.tif 000009
【図８】
2013253548.tif 000010
【図９】
2013253548.tif 000011
【図１０】
2013253548.tif 000012
【図１１】
2013253548.tif 000013