(57)【要約】【課題】本発明は、複数の気筒を有する内燃機関にＥＧＲ装置が備えられている場合において、過渡運転時における各気筒での燃焼状態をより好適に制御することを目的とする。【解決手段】内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁から各気筒までの距離に基づいて気筒毎に燃焼パラメータを制御する。【選択図】図２
2009228641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関の制御システムであって、
一端が排気系に接続されており他端が吸気系に接続されたＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁を有し、前記ＥＧＲ通路を介して排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置と、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、ＥＧＲガスの流通経路上における前記ＥＧＲ弁から各気筒までの距離に基づいて気筒毎に燃焼パラメータを制御する燃焼パラメータ制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項２】
前記燃焼パラメータ制御手段が各気筒における点火時期を制御するものであって、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となったときに、前記燃焼パラメータ制御手段によって、各気筒における点火時期を進角させるとともに、その後に各気筒における点火時期を遅角させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上における前記ＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅く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システム。
【請求項３】
前記燃焼パラメータ制御手段が各気筒における点火時期を制御するものであって、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となったときに、前記燃焼パラメータ制御手段によって、各気筒における点火時期を遅角させるとともに、その後に各気筒における点火時期を進角させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上における前記ＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅く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システム。
【請求項４】
前記燃焼パラメータ制御手段が各気筒における燃料噴射量を制御するものであって、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少する過渡運転であるときに、前記燃焼パラメータ制御手段によって、各気筒における燃料噴射量を徐々に減少させている途中でその減少率を低下させ、且つ、その減少率を低下させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上における前記ＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅く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システム。
【請求項５】
前記燃焼パラメータ制御手段が各気筒における燃料噴射量を制御するものであって、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が増加する過渡運転であるときに、前記燃焼パラメータ制御手段によって、各気筒における燃料噴射量を徐々に増加させている途中でその増加率を低下させ、且つ、その増加率を低下させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上における前記ＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅く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システム。
【請求項６】
内燃機関に流入するＥＧＲガスの量を内燃機関のトルクが最大値となるように内燃機関の運転状態に応じて制御するＥＧＲガス量制御手段をさらに備え、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、ＥＧＲガスの流通経路上における前記ＥＧＲ弁からの距離が比較的短い気筒における点火時期を遅角する、及び／又は、該距離が比較的長い気筒における点火時期を進角することにより、各気筒間におけるトルクの差を抑制することを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項７】
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、ＥＧＲガスの流通経路上における前記ＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒において、そのときの点火時期がトルクが最大値となる時期である場合又は点火時期を進角するとノッ
キングが生じると判断できる場合、該気筒における燃料噴射量を増量補正することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項８】
一つの気筒に流入する吸気量である筒内吸気量を内燃機関の運転状態に関するパラメータの値に基づいて算出する筒内吸気量算出手段と、
前記ＥＧＲ弁を通過するＥＧＲガスの量である総ＥＧＲガス量を内燃機関の運転状態に関するパラメータの値に基づいて算出する総ＥＧＲガス量算出手段と、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、前記ＥＧＲ弁を通過するＥＧＲガスの量が変化してから気筒内のＥＧＲガスの量が変化するまでの応答遅れ時間を内燃機関の運転状態に関するパラメータの値及びＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁から各気筒までの距離に基づいて気筒毎に算出する応答遅れ時間算出手段と、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、前記総ＥＧＲガス量算出手段によって算出された総ＥＧＲガス量及び前記応答遅れ時間算出手段によって算出される気筒毎の応答遅れ時間に基づいて、気筒内のＥＧＲガスの量である筒内ＥＧＲガス量を気筒毎に算出する筒内ＥＧＲガス量算出手段と、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、筒内吸気量算出手段によって算出された筒内吸気量から気筒内ＥＧＲガス量算出手段によって算出された筒内ＥＧＲガス量を減算することで気筒内の空気量を気筒毎に算出する筒内空気量算出手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の制御システムであって、特に排気の一部をＥＧＲガスとして内燃機関の吸気系に導入するＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一端が排気系に接続されており他端が吸気系に接続されたＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁を有し、ＥＧＲ通路を介して排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置が知られている。このようなＥＧＲ装置においては、ＥＧＲ弁の開度を変化させることで、ＥＧＲ通路を介して吸気系に導入されるＥＧＲガスの量が制御され、その結果、内燃機関に流入するＥＧＲガスの量が制御される。
【０００３】
特許文献１には、複数の気筒を有する内燃機関にＥＧＲ装置によってＥＧＲガスが還流される場合において、気筒別吸入空気量及び気筒別ＥＧＲガス還流量を推定演算すると共に、推定演算されたこれらの値に基づき気筒別の空燃比を演算する技術が記載されている。さらに、特許文献１では、演算された気筒別の空燃比に基づき気筒別の燃料噴射量を制御する。
【０００４】
この特許文献１では、エアフローセンサにより吸入空気量を計測し、回転速度センサによって回転速度を計測し、吸気圧センサによって吸気圧を計測し、排気圧センサによって排気圧を計測し、排気温センサによって排気温を計測する。そして、吸入空気量、吸気圧、回転速度、各吸気ポートの吸気通路に対する配置レイアウト及び各吸気ポートの通路形状から気筒別吸入空気量を推定演算する。また、吸気圧、排気圧、排気温、回転速度、ＥＧＲ通路の吸気通路に対する取付レイアウト、各吸気ポートの吸気通路に対する配置レイアウト及び各吸気ポートの通路形状から気筒別排気ガス還流量を推定演算する。
【０００５】
特許文献１に記載の技術によれば、内燃機関の運転状態が定常運転であるときの各気筒の空燃比を均一化することが出来る。
【０００６】
また、特許文献２には、目標ＥＧＲ率と吸入空気量とから目標ＥＧＲ量を演算し、さらに、目標ＥＧＲ量に対し、ＥＧＲ弁からのシリンダまでの吸気系容量分相当のＥＧＲガスの輸送遅れによるＥＧＲ弁で制御されたＥＧＲ量とシリンダに吸入されるＥＧＲ量との差分を補償する進み処理を行って、補償済みの目標ＥＧＲ量を演算する技術が記載されている。
【特許文献１】特許第３８５４５４４号公報
【特許文献２】特許第３７８３７３８号公報
【特許文献３】特開２０００−１６１１４５号公報
【特許文献４】特開２０００−１１０６２７号公報
【特許文献５】特開平１１−２５７１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数の気筒を有している内燃機関にＥＧＲ装置が備えられている場合、ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁から各気筒までの距離がそれぞれ異なった距離となる場合がある。この場合、ＥＧＲ弁の開度を変化させることで内燃機関に流入するＥＧＲガスの量を増加又は減少させるときに、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的短い気筒内のＥＧＲガスの量が該距離が比較的長い気筒内のＥＧＲガスの量に比べてより早期に
変化する。
【０００８】
そのため、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガス量が増加又は減少する過渡運転となると、気筒毎のＥＧＲガスの量が不均一となる虞がある。気筒毎のＥＧＲガスの量が不均一となると、それに起因して燃焼状態が悪化し、失火やノッキング、トルク変動が発生する可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、複数の気筒を有する内燃機関にＥＧＲ装置が備えられている場合において、過渡運転時における各気筒での燃焼状態をより好適に制御することが可能な技術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】
【００１０】
本発明は、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁から各気筒までの距離に基づいて気筒毎に燃焼パラメータを制御するものである。
【００１１】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の制御システムは、
複数の気筒を有する内燃機関の制御システムであって、
一端が排気系に接続されており他端が吸気系に接続されたＥＧＲ通路及び該ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁を有し、前記ＥＧＲ通路を介して排気をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置と、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、ＥＧＲガスの流通経路上における前記ＥＧＲ弁から各気筒までの距離に基づいて気筒毎に燃焼パラメータを制御する燃焼パラメータ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
過渡運転時においては、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁から各気筒までの距離に基づいて気筒毎に燃焼パラメータを制御することで、各気筒内における実際のＥＧＲガスの量に応じた燃焼パラメータの制御が可能となる。従って、本発明によれば、内燃機関の運転状態が過渡運転であるときであっても各気筒での燃焼状態をより好適に制御することが出来る。
【００１３】
本発明においては、燃焼パラメータ制御手段が各気筒における点火時期を制御するものであってもよい。この場合、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となったときに、燃焼パラメータ制御手段によって、各気筒における点火時期を一旦進角させてもよい。そして、各気筒において点火時期を進角させた後に該点火時期を遅角させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅くしてもよい。
【００１４】
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となった場合、各気筒内においてＥＧＲガスの量が実際に減少するタイミングは吸入空気量が減少するタイミングよりも遅い。このとき、各気筒内における点火時期を一旦進角させることで各気筒において失火やトルクの低下が生じることを抑制することが出来る。
【００１５】
さらに、各気筒においてＥＧＲガスの量が実際に減少するタイミングは、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒に比べて該距離が比較的短い気筒の方が早い。そこで、各気筒において点火時期を進角させた後に該点火時期を遅角させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅くする。これにより、各気筒において、ＥＧＲガスの量が実際に減少するタイミングに合わせて、進角された点火時期を遅角させることが出来る。
【００１６】
このように、上記によれば、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となった場合であっても、各気筒における点火時期を各気筒内における実際のＥＧＲガスの量に応じた時期とすることが出来る。これにより、過渡運転時における失火やトルクの変動、ノッキングの発生を抑制することが出来る。
【００１７】
また、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となったときに、燃焼パラメータ制御手段によって、各気筒における点火時期を一旦遅角させてもよい。そして、上記と同様に、各気筒において点火時期を遅角させたあとに該点火時期を進角させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅くしてもよい。
【００１８】
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となった場合、各気筒内においてＥＧＲガスの量が実際に増加するタイミングは吸入空気量が増加するタイミングよりも遅い。このとき、各気筒内における点火時期を一旦遅角させることで各気筒においてノッキングが生じることを抑制することが出来る。
【００１９】
さらに、各気筒におけるＥＧＲガスの量が実際に増加するタイミングは、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒に比べて該距離が比較的短い気筒の方が早い。そこで、各気筒において点火時期を遅角させた後に該点火時期を進角させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅くする。これにより、各気筒において、ＥＧＲガスの量が実際に増加するタイミングに合わせて、遅角された点火時期を進角させることが出来る。
【００２０】
このように、上記によれば、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となった場合であっても、各気筒における点火時期を各気筒内における実際のＥＧＲガスの量に応じた時期とすることが出来る。これにより、過渡運転時における失火やトルクの変動の発生を抑制することが出来る。
【００２１】
また、上記のように、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁から夫々の気筒までの距離に基づいて各気筒における点火時期を制御する場合、空燃比センサやＯ２センサ等のセンサの検出値に基づいて各気筒内の実際のＥＧＲガスの量を取得することなく夫々の点火時期を制御することが出来る。そのため、過渡運転時であっても各気筒での点火時期をより好適な時期にフィードフォワード制御することが出来る。
【００２２】
本発明においては、燃焼パラメータ制御手段が各気筒における燃料噴射量を制御するものであってもよい。この場合、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少する過渡運転であるときに、燃焼パラメータ制御手段によって、各気筒における燃料噴射量を徐々に減少させている途中でその減少率を低下させてもよい。そして、燃料噴射量を徐々に減少させている途中でその減少率を低下させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅くしてもよい。
【００２３】
内燃機関の運転状態が、機関負荷が減少する過渡運転であるときは、各気筒における燃料噴射量が徐々に減少される。ここで、燃料噴射量の減少率とは、単位時間当たりの燃料噴射量の減少量のことである。
【００２４】
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となった場合、各気筒内におけるＥＧＲガスの量が実際に減少するタイミングは各気筒において燃料噴射
量の減少が開始されるタイミングよりも遅い。そして、燃料噴射量を減少させている途中でＥＧＲガスの量が実際に減少すると、ＥＧＲガスの量が減少する前に比べて気筒内のガスの空燃比が上昇する。つまり、過渡運転中に気筒内のガスの空燃比が変動することになる。
【００２５】
そこで、各気筒において、燃料噴射量を減少させている途中で燃料噴射量の減少率を低下させ、且つ、その減少率を低下させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅くする。
【００２６】
これによれば、各気筒において、燃料噴射量を減少させている途中でＥＧＲガスの量が実際に減少するタイミングで燃料噴射量の減少率を低下させることが出来る。そのため、ＥＧＲガスの量が実際に減少することによる各気筒内のガスの空燃比の上昇を抑制することが出来る。
【００２７】
従って、上記によれば、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となった場合であっても、過渡運転中の各気筒内におけるガスの空燃比の変動を抑制することが出来る。これにより、過渡運転時における失火やトルクの変動の発生を抑制することが出来る。
【００２８】
また、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が増加する過渡運転であるときに、燃焼パラメータ制御手段によって、各気筒における燃料噴射量を徐々に増加させている途中でその増加率を低下させてもよい。そして、燃料噴射量を徐々に増加させている途中でその増加率を低下させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅くしてもよい。
【００２９】
内燃機関の運転状態が、機関負荷が増加する過渡運転であるときは、各気筒における燃料噴射量が徐々に増加される。ここで、燃料噴射量の増加率とは、単位時間当たりの燃料噴射量の増加量のことである。
【００３０】
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となった場合、各気筒内におけるＥＧＲガスの量が実際に増加するタイミングは各気筒において燃料噴射量の増加が開始されるタイミングよりも遅い。そして、燃料噴射量を増加させている途中でＥＧＲガスの量が実際に増加すると、ＥＧＲガスの量が増加する前に比べて気筒内のガスの空燃比が低下する。つまり、過渡運転中に気筒内のガスの空燃比が変動することになる。
【００３１】
そこで、各気筒において、燃料噴射量を増加させている途中で燃料噴射量の増加率を低下させ、且つ、その増加率を低下させるタイミングをＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒においては該距離が比較的短い気筒よりも遅くする。
【００３２】
これによれば、各気筒において、燃料噴射量を増加させている途中でＥＧＲガスの量が実際に増加するタイミングで燃料噴射量の増加率を低下させることが出来る。これにより、ＥＧＲガスの量が増加することによる各気筒内のガスの空燃比の低下を抑制することが出来る。
【００３３】
従って、上記によれば、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となった場合であっても、過渡運転中に各気筒内におけるガスの空燃比が変動することを抑制することが出来る。これにより、過渡運転時における失火やトルクの変動の発生を抑制することが出来る。
【００３４】
上記のようにＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁から夫々の気筒までの距離に基づいて各気筒における燃料噴射量の減少率又は増加率を低下させるタイミングを制御する場合、空燃比センサ等のセンサの検出値に基づいて各気筒内の実際の空燃比を取得することなくそれぞれの燃料噴射量の減少率又は増加率を低下させるタイミングを制御することが出来る。そのため、過渡運転時であっても各気筒内のガスの空燃比をより好適な値にフィードフォワード制御することが出来る。
【００３５】
内燃機関に流入するＥＧＲガスの量を内燃機関のトルクが最大値となるように内燃機関の運転状態に応じて制御する場合がある。この場合、過渡運転時に、上記のように、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離に基づいて各気筒における燃料噴射量の減少率又は増加率を低下させるタイミングを制御することで各気筒内における空燃比の変動を抑制した場合であっても、各気筒間において実際のＥＧＲガスの量に差が生じると、各気筒間において燃料が燃焼することによって発生するトルクに差が生じる虞がある。
【００３６】
そこで、上記の場合であって、且つ、内燃機関に流入するＥＧＲガスの量を内燃機関のトルクが最大値となるように内燃機関の運転状態に応じて制御するＥＧＲガス量制御手段をさらに備えた場合、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときは、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的短い気筒における点火時期を遅角する、及び／又は、該距離が比較的長い気筒における点火時期を進角することにより、各気筒間におけるトルクの差を抑制してもよい。
【００３７】
過渡運転時において、各気筒における点火時期を上記のように制御することで、ＥＧＲガスの量が比較的早く変化する気筒において発生するトルクを減少させる、及び／又は、ＥＧＲガスの量が比較的遅く変化する気筒において発生するトルクを増加させることが出来る。そのため、各気筒間におけるトルクの差を抑制することが出来る。
【００３８】
尚、上記の場合において、内燃機関の運転状態が過渡運転であるときに、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁からの距離が比較的長い気筒において、そのときの点火時期がトルクが最大値となる時期である場合又は点火時期を進角するとノッキングが生じると判断できる場合、該気筒における燃料噴射量を増量補正してもよい。燃料噴射量を増量補正することで、点火時期を進角した場合と同様、該気筒において発生するトルクを増加させることが出来る。
【００３９】
本発明においては、一つの気筒に流入する吸気量である筒内吸気量を内燃機関の運転状態に関するパラメータの値に基づいて算出する筒内吸気量算出手段と、
前記ＥＧＲ弁を通過するＥＧＲガスの量である総ＥＧＲガス量を内燃機関の運転状態に関するパラメータの値に基づいて算出する総ＥＧＲガス量算出手段と、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、前記ＥＧＲ弁を通過するＥＧＲガスの量が変化してから気筒内のＥＧＲガスの量が変化するまでの応答遅れ時間を内燃機関の運転状態に関するパラメータの値及びＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁から各気筒までの距離に基づいて気筒毎に算出する応答遅れ時間算出手段と、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、前記総ＥＧＲガス量算出手段によって算出された総ＥＧＲガス量及び前記応答遅れ時間算出手段によって算出される気筒毎の応答遅れ時間に基づいて、気筒内のＥＧＲガスの量である筒内ＥＧＲガス量を気筒毎に算出する筒内ＥＧＲガス量算出手段と、
内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときに、筒内吸気量算出手段によって算出された筒内吸気量から気筒内ＥＧＲガス量算出手段によって算出された筒内ＥＧＲガス量を減算することで気筒内の空気量を気筒毎に算出する筒内空気量算出手段と、をさらに備えてもよい。
【００４０】
ここで、筒内吸気量は、一つの気筒に流入する吸入空気量とＥＧＲガスの量との和である。
【００４１】
上記によれば、内燃機関の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転であるときの気筒内の空気量を気筒毎に算出することが出来る。そして、過渡運転時においても、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁から各気筒までの距離に加えて、このように算出された気筒毎の空気量に基づいて各気筒における燃焼パラメータを制御することで、過渡運転時における各気筒での燃焼状態をより好適に制御することが出来る。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、複数の気筒を有する内燃機関にＥＧＲ装置が備えられている場合においても、過渡運転時における各気筒での燃焼状態をより好適に制御することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明に係る内燃機関の制御システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００４４】
＜実施例１＞
（内燃機関及びその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２（以下、図１における＃１〜４をそれぞれ１〜４番気筒と称する）を有する車両駆動用のガソリンエンジンである。各気筒２の吸気ポートには燃料噴射弁（図示せず）が設けられている。各気筒２には該気筒２内に供給される混合気に点火する点火プラグ３が設けられている。
【００４５】
内燃機関１には、インテークマニホールド５及びエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４の一端が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６の一端が接続されている。
【００４６】
吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサハウジング８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービンハウジング８ｂが設置されている。
【００４７】
吸気通路４におけるコンプレッサハウジング８ａよりも下流側にはスロットル弁９が設けられている。排気通路６におけるタービンハウジング８ｂより下流側には三元触媒１０が設けられている。
【００４８】
吸気通路に４におけるコンプレッサハウジング８ａよりも上流側にはエアフローメータ１１が設けられている。インテークマニホールド５には吸気圧を検出する圧力センサ１２が設けられている。排気通路６におけるタービンハウジング８ｂより上流側には空燃比センサ１３が設けられている。
【００４９】
本実施例に係る内燃機関１は排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入するＥＧＲ装置１４を備えている。ＥＧＲ装置１４は、ＥＧＲ通路１５及びＥＧＲ弁１６を有している。ＥＧＲ通路１５は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されその他端がインテークマニホールド５に接続されている。ＥＧＲ弁１６はＥＧＲ通路１５に設けられている。このような構成により、ＥＧＲ通路１５を介してＥＧＲガスがエキゾーストマニホールド７からインテークマニホールド５に導入される。また、ＥＧＲ弁１６の開度を変化させることで、インテークマニホールド５に導入されるＥＧＲガスの量が制御される。
【００５０】
内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。ＥＣＵ２０には、エアフローメータ１１、圧力センサ１２、空燃比センサ１３、クランクポジションセンサ２１及びアクセル開度センサ２２が電気的に接続されている。クランクポジションセンサ２１は内燃機関１のクランク角を検出する。アクセル開度センサ２２は内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出する。各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。
【００５１】
ＥＣＵ２０は、クランクポジションセンサ２１の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転数を導出する。また、ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ２２の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。
【００５２】
また、ＥＣＵ２０には、各気筒２の燃料噴射弁、各点火プラグ３、スロットル弁９及びＥＧＲ弁１６が電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。
【００５３】
（過渡運転時の制御）
本実施例では、ＥＧＲ装置によってＥＧＲガスがインテークマニホールド５に導入されることにより該ＥＧＲガスが吸入空気と共に内燃機関１に供給される。これにより、内燃機関１から排出されるＮＯｘの量が抑制される。
【００５４】
内燃機関１に供給されるＥＧＲガスの量は、内燃機関１の運転状態に基づいて、ＥＧＲ弁１６の開度を変更することで制御される。つまり、内燃機関１の機関負荷が増加すると、ＥＧＲ弁１６が開弁方向に制御され、内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加する。一方、内燃機関１の機関負荷が減少すると、ＥＧＲ弁１６が閉弁方向に制御され、内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が減少する。
【００５５】
ここで、本実施例の構成では、ＥＧＲガスの流通経路上において、ＥＧＲ弁１６から各気筒２までの距離が夫々異なった距離となっている。具体的には、ＥＧＲ弁１６からの距離が、４番気筒が最も短く、３〜１番気筒の順に長くなっている。このような場合、ＥＧＲガスの量を変更すべくＥＧＲ弁１６の開度を変更したときに、各気筒２内の実際のＥＧＲガスの量が変化するタイミングが気筒２毎に異なったものとなる。つまり、４番気筒内のＥＧＲガスの量が最も早く変化し、１番気筒内のＥＧＲガスの量が最も遅く変化する。
【００５６】
そのため、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加又は減少する過渡運転となると、気筒２毎のＥＧＲガスの量が不均一となる虞がある。気筒２毎のＥＧＲガスの量が不均一の状態で、各気筒２における一燃焼サイクル中の点火時期を同一とすると、失火やトルクの変動、ノッキングが生じる可能性がある。
【００５７】
そこで、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加又は減少する過渡運転となった場合、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から夫々の気筒２までの距離に応じて各気筒２における一燃焼サイクル中の点火時期をＥＣＵ２０によって個別に制御する。
【００５８】
以下、本実施例において、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加又は減少する過渡運転となった場合における各気筒２での点火時期の制御について図２及び３に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が最も長い１番気筒及びＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が最も短い４番気筒での点火時期を例に挙げて説明する。
【００５９】
（機関負荷及びＥＧＲガス量が減少する過渡運転時）
図２は、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となった場合における、アクセル開度、ＥＧＲ弁１６の開度、内燃機関１の全吸入空気量（全ての気筒２に流入する空気量の和）、１番及び４番気筒内のＥＧＲガスの量、並びに、１番及び４番気筒での点火時期の推移を示すタイムチャートである。
【００６０】
図２においては、（ａ）の時点でアクセル開度が減少する。これに伴い、（ａ）の時点で、ＥＧＲ弁１６及びスロットル弁９の開度が減少する。このとき、内燃機関１の実際の吸入空気量の減少に比べて内燃機関１の各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量の減少は応答遅れ時間が長い。これに起因して、各気筒２内における空気量に対する実際のＥＧＲガスの量が過剰に多い状態となると失火やトルクの低下が生じる虞がある。
【００６１】
そこで、本実施例では、（ａ）の時点から各気筒２での点火プラグ３による点火時期を、実際の吸入空気量の変化に応じて徐々に進角させる。これにより、失火やトルクの低下の発生を抑制することが出来る。
【００６２】
そして、吸入空気量が減少し始めた後、それに遅れて各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量も減少し始める。各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量が減少した場合、各気筒２において進角させた点火プラグ３による点火時期を遅角させて戻す必要がある。
【００６３】
このとき、実際のＥＧＲガスの量は、先ず４番気筒において減少し始める。その後、３〜１番気筒の順に遅れて実際のＥＧＲガスの量が減少し始める。図２においては、（ａ）の時点よりも遅い（ｂ）の時点で４番気筒内のＥＧＲガスの量が減少し始め、（ｂ）の時点よりも遅い（ｃ）の時点で１番気筒内のＥＧＲガスの量が減少し始める。
【００６４】
そのため、各気筒２での点火プラグ３による点火時期を同一のタイミングで遅角させると、ある気筒では一燃焼サイクル中における点火時期が実際のＥＧＲガスの量に対して過剰に早い又は過剰に遅い時期となる虞がある。
【００６５】
そこで、本実施例では、（ａ）の時点よりも後に、先ず、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が最も近い４番気筒での点火プラグ３による点火時期を遅角させる。その後、３〜１番気筒の順に遅れて点火プラグ３による点火時期を遅角させる。
【００６６】
また、内燃機関１に流入する吸気の流量（吸入空気量とＥＧＲガスの量との和）が多いほど、各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量の減少の応答遅れ時間は短くなる。そこで、各気筒２での点火時期を遅角させるタイミングを、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から夫々の気筒２までの距離に加え、内燃機関１の運転状態に基づいて決定する。つまり、内燃機関１に流入する吸気の流量が多いほど、各気筒２での点火時期を遅角させるタイミングを早くする。
【００６７】
上記のような制御によれば、図２に示すように、４番気筒での点火プラグ３による点火時期を遅角させるタイミングを（ｂ）の時点とすることが出来、１番気筒での点火プラグ３による点火時期を遅角させるタイミングを（ｃ）の時点とすることが出来る。即ち、各気筒２において、ＥＧＲガスの量が実際に減少するタイミングに合わせて、進角された点火時期を遅角させることが可能となる。
【００６８】
（機関負荷及びＥＧＲガス量が増加する過渡運転時）
図３は、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加する過渡運転時における、アクセル開度、ＥＧＲ弁１６の開度、内燃機関１の全吸
入空気量、１番及び４番気筒内のＥＧＲガスの量、並びに、１番及び４番気筒での点火時期の推移を示すタイムチャートである。
【００６９】
図３においては、（ａ）の時点でアクセル開度が増加する。これに伴い、（ａ）の時点で、ＥＧＲ弁１６及びスロットル弁９の開度が増加する。このとき、上記と同様、内燃機関１の実際の吸入空気量の増加に比べて内燃機関１の各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量の増加は応答遅れ時間が長い。これに起因して、各気筒２内における空気量に対する実際のＥＧＲガスの量が過剰に少ない状態となるとノッキングが生じる虞がある。
【００７０】
そこで、本実施例では、（ａ）の時点から各気筒２での点火プラグ３による点火時期を、実際の吸入空気量の変化に応じて徐々に遅角させる。これにより、ノッキングの発生を抑制することが出来る。
【００７１】
そして、吸入空気量が増加し始めた後、それに遅れて各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量も増加し始める。各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量が増加した場合、各気筒２において遅角させた点火プラグ３による点火時期を進角させて戻す必要がある。
【００７２】
このとき、実際のＥＧＲガスの量は、先ず４番気筒において増加し始める。その後、３〜１番気筒の順に遅れて実際のＥＧＲガスの量が増加し始める。図３においては、（ａ）の時点よりも遅い（ｂ）の時点で４番気筒内のＥＧＲガスの量が増加し始め、（ｂ）の時点よりも遅い（ｃ）の時点で１番気筒内のＥＧＲガスの量が増加し始める。
【００７３】
そのため、各気筒２での点火プラグ３による点火時期を同一のタイミングで進角させると、上記と同様、ある気筒では一燃焼サイクル中における点火時期が実際のＥＧＲガスの量に対して過剰に早い又は過剰に遅い時期となる虞がある。
【００７４】
そこで、本実施例では、先ず、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が最も近い４番気筒での点火プラグ３による点火時期を進角させる。その後、３〜１番気筒の順に遅れて点火プラグ３による点火時期を進角させる。
【００７５】
また、上記と同様の理由で、各気筒２での点火プラグ３による点火時期を進角させるタイミングを、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から夫々の気筒２までの距離に加え、内燃機関１の運転状態に基づいて決定する。つまり、内燃機関１に流入する吸気の流量が多いほど、各気筒２での点火プラグ３による点火時期を進角させるタイミングを早くする。
【００７６】
上記のような制御によれば、図３に示すように、４番気筒での点火プラグ３による点火時期を進角させるタイミングを（ｂ）の時点とすることが出来、１番気筒での点火プラグ３による点火時期を進角させるタイミングを（ｃ）の時点とすることが出来る。即ち、各気筒２において、ＥＧＲガスの量が実際に増加するタイミングに合わせて、遅角された点火時期を進角させることが可能となる。
【００７７】
以上のように、本実施例によれば、内燃機関１の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少又は増加する過渡運転である場合であっても、各気筒２における点火時期を各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量に応じた時期とすることが出来る。従って、過渡運転時における失火やトルクの低下、ノッキングの発生を抑制することが出来る。
【００７８】
また、本実施例では、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６からの夫々の気筒２までの距離に基づいて各気筒２における点火時期を制御する。そのため、空燃比センサやＯ２センサ等のセンサの検出値に基づいて各気筒２内の実際のＥＧＲガスの量を取得す
ることなく夫々の点火時期を制御することが出来る。そのため、過渡運転時であっても各気筒２での点火時期をより好適な時期にフィードフォワード制御することが出来る。
【００７９】
尚、本実施例においては、一燃焼サイクル中での点火時期が、本発明に係る燃焼パラメータに相当する。また、各気筒２における一燃焼サイクル中での点火時期を制御するＥＣＵ２０が、本発明に係る燃焼パラメータ制御手段に相当する。
【００８０】
＜実施例２＞
本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。
【００８１】
（過渡運転時の制御）
内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加又は減少する過渡運転となると、吸入空気量の増加又は減少に応じて、各気筒２における燃料噴射弁からの燃料噴射量が徐々に増加又は減少される。
【００８２】
このとき、実施例１で説明したように、各気筒２におけるＥＧＲガスの量が実際に変化するタイミングは、吸入空気量が変化するタイミングよりも遅い。そのため、各気筒２においては、燃料噴射量が吸入空気量に応じて徐々に増加又は減少している途中で、各気筒２内のＥＧＲガスの量が変化し始めることになる。これにより、過渡運転中に各気筒２内のガスの空燃比が変動することになる。各気筒２内のガスの空燃比が変動すると失火やトルクの変動が生じる虞がある。
【００８３】
そこで、本実施例おいては、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加又は減少する過渡運転である場合、燃料噴射量を増加又は減少させている途中で、各気筒２内のガスの空燃比の変動を抑制すべく各気筒２における燃料噴射量の増加率又は減少率をＥＣＵ２０によって低下させる。
【００８４】
さらに、実施例１で説明したように、本実施例の構成の場合、過渡運転時においては、ＥＧＲガスの量を変更すべくＥＧＲ弁１６の開度を変更したときに、各気筒２内の実際のＥＧＲガスの量が変化するタイミングが気筒２毎に異なったものとなる。つまり、４番気筒内のＥＧＲガスの量が最も早く変化し、１番気筒内のＥＧＲガスの量が最も遅く変化する。
【００８５】
そこで、本実施例においては、燃料噴射量を増加又は減少させている途中で燃料噴射量の増加率又は減少率を低下させるタイミングを、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から夫々の気筒２までの距離に応じて気筒２毎に異なる時期とする。
【００８６】
以下、本実施例において、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加又は減少する過渡運転となった場合における各気筒２での燃料噴射量の制御について図４及び５に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が最も長い１番気筒及びＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が最も短い４番気筒での燃料噴射量を例に挙げて説明する。
【００８７】
（機関負荷及びＥＧＲガス量が減少する過渡運転）
図４は、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となった場合における、アクセル開度、ＥＧＲ弁１６の開度、内燃機関１の全吸入空気量、１番及び４番気筒内のＥＧＲガスの量、並びに、１番及び４番気筒での燃料噴射量の推移を示すタイムチャートである。
【００８８】
図４においては、（ａ）の時点でアクセル開度が減少する。これに伴い、（ａ）の時点で、ＥＧＲ弁１６及びスロットル弁９の開度が減少する。また、各気筒２における燃料噴射弁からの燃料噴射量が、（ａ）の時点から吸入空気量の減少に応じて徐々に減少し始める。
【００８９】
また、実施例１と同様、吸入空気量が減少し始めた後、それに遅れて各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量も減少し始める。気筒２内のＥＧＲガスの量が減少し始めると、それより前の時点と同様の減少率で燃料噴射量を減少させた場合、気筒２内のガスの空燃比が上昇することになる。
【００９０】
また、実際のＥＧＲガスの量は、先ず４番気筒において減少し始める。その後、３〜１番気筒の順に遅れて実際のＥＧＲガスの量が減少し始める。図４においては、（ａ）の時点よりも遅い（ｂ）の時点で４番気筒内のＥＧＲガスの量が減少し始め、（ｂ）の時点よりも遅い（ｃ）の時点で１番気筒内のＥＧＲガスの量が減少し始める。
【００９１】
そこで、本実施例では、（ａ）の時点よりも後に、先ず、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が最も近い４番気筒での燃料噴射量の減少率を低下させる。その後、３〜１番気筒の順に遅れて燃料噴射量の減少率を低下させる。
【００９２】
また、上述したように、内燃機関１に流入する吸気の流量が多いほど、各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量の減少の応答遅れ時間は短くなる。そこで、各気筒２での燃料噴射量の減少率を低下させるタイミングを、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から夫々の気筒２までの距離に加え、内燃機関１の運転状態に基づいて決定する。つまり、内燃機関１に流入する吸気の流量が多いほど、各気筒２での燃料噴射量の減少率を低下させるタイミングを早くする。
【００９３】
上記のような制御によれば、図４に示すように、４番気筒での燃料噴射量の減少率を低下させるタイミングを（ｂ）の時点とすることが出来、１番気筒での燃料噴射量の減少率を低下させるタイミングを（ｃ）の時点とすることが出来る。即ち、各気筒２において、ＥＧＲガスの量が実際に減少するタイミングに合わせて、燃料噴射量の減少率を低下させることが可能となる。
【００９４】
（機関負荷及びＥＧＲガス量が増加する過渡運転時）
図５は、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となった場合における、アクセル開度、ＥＧＲ弁１６の開度、内燃機関１の全吸入空気量、１番及び４番気筒内のＥＧＲガスの量、並びに、１番及び４番気筒での燃料噴射量の推移を示すタイムチャートである。
【００９５】
図５においては、（ａ）の時点でアクセル開度が増加する。これに伴い、（ａ）の時点で、ＥＧＲ弁１６及びスロットル弁９の開度が増加する。また、各気筒２における燃料噴射弁からの燃料噴射量が、（ａ）の時点から吸入空気量の増加に応じて徐々に増加し始める。
【００９６】
また、実施例１と同様、吸入空気量が増加し始めた後、それに遅れて各気筒２内における実際のＥＧＲガスの量も増加し始める。気筒２内のＥＧＲガスの量が増加し始めると、それより前の時点と同様の増加率で燃料噴射量を増加させた場合、気筒２内のガスの空燃比が低下することになる。
【００９７】
また、実際のＥＧＲガスの量は、先ず４番気筒において増加し始める。その後、３〜１番気筒の順に遅れて実際のＥＧＲガスの量が増加し始める。図５においては、（ａ）の時
点よりも遅い（ｂ）の時点で４番気筒内のＥＧＲガスの量が増加し始め、（ｂ）の時点よりも遅い（ｃ）の時点で１番気筒内のＥＧＲガスの量が増加し始める。
【００９８】
そこで、本実施例では、（ａ）の時点よりも後に、先ず、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が最も近い４番気筒での燃料噴射量の増加率を低下させる。その後、３〜１番気筒の順に遅れて燃料噴射量の増加率を低下させる。
【００９９】
また、上記と同様の理由で、各気筒２での燃料噴射量の増加率を低下させるタイミングを、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から夫々の気筒２までの距離に加え、内燃機関１の運転状態に基づいて決定する。つまり、内燃機関１に流入する吸気の流量が多いほど、各気筒２での燃料噴射量の増加率を低下させるタイミングを早くする。
【０１００】
上記のような制御によれば、図５に示すように、４番気筒での燃料噴射量の増加率を低下させるタイミングを（ｂ）の時点とすることが出来、１番気筒での燃料噴射量の増加率を低下させるタイミングを（ｃ）の時点とすることが出来る。即ち、各気筒２において、ＥＧＲガスの量が実際に増加するタイミングに合わせて、燃料噴射量の増加率を低下させることが可能となる。
【０１０１】
以上のように、本実施例によれば、内燃機関１の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が減少又は増加する過渡運転である場合であっても、過渡運転中に各気筒２内におけるガスの空燃比が変動することを抑制することが出来る。その結果、過渡運転時における失火やトルクの変動の発生を抑制することが可能となる。
【０１０２】
また、本実施例では、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から夫々の気筒２までの距離に基づいて各気筒２における燃料噴射量の減少率又は増加率を低下させるタイミングを制御する場合、空燃比センサ等のセンサの検出値に基づいて各気筒２内の実際の空燃比を取得することなくそれぞれの燃料噴射量の減少率又は増加率を低下させるタイミングを制御することが出来る。そのため、過渡運転時であっても各気筒２内のガスの空燃比をより好適な値にフィードフォワード制御することが出来る。
【０１０３】
尚、本実施例においては、燃料噴射量が、本発明に係る燃焼パラメータに相当する。また、各気筒２における燃料噴射量を制御するＥＣＵ２０が、本発明に係る燃焼パラメータ制御手段に相当する。
【０１０４】
＜実施例３＞
本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。
【０１０５】
（ＥＧＲガス量の制御）
内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量は、ＥＣＵ２０によってＥＧＲ弁１６の開度を調整することで制御される。本実施例においては、内燃機関１のトルクが最大値となるように内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が制御される。以下、内燃機関１のトルクが最大値となるＥＧＲガスの量を最大トルクＥＧＲガス量と称する。
【０１０６】
最大トルクＥＧＲガス量は内燃機関１の運転状態に応じて変化する。そのため、内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量は、その量が最大トルクＥＧＲガス量となるように内燃機関１の運転状態に応じて制御される。尚、本実施例においては、ＥＧＲ弁１６の開度を調整することでＥＧＲガスの量を最大トルクＥＧＲガス量に制御するＥＣＵ２０が、本発明に係るＥＧＲガス量制御手段に相当する。
【０１０７】
（過渡運転時の制御）
また、本実施例においては、過渡運転時における各気筒２での燃料噴射量を、実施例２と同様に制御する。即ち、過渡運転時においては、燃料噴射量を増加又は減少させている途中で、各気筒２における燃料噴射量の増加率又は減少率を低下させる。さらに、その燃料噴射量の増加率又は減少率を低下させるタイミングを、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から距離が短い気筒ほど早くする。これによって、過渡運転中に各気筒２内におけるガスの空燃比が変動することを抑制する。
【０１０８】
しかしながら、過渡運転時においては、上記のように各気筒２内におけるガスの空燃比の変動を抑制したとしても、各気筒２間において実際のＥＧＲガスの量に差が生じる場合がある。この場合、本実施例においては、各気筒２間において、燃料が燃焼することによって発生するトルクに差が生じる虞がある。
【０１０９】
具体的には、３番及び４番気筒は、１番及び２番気筒に比べてＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６からの距離が短い。換言すれば、１番及び２番気筒は、３番及び４番気筒に比べてＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６からの距離が長い。そのため、過渡運転時においては、３番気筒及び４番気筒におけるＥＧＲガスの量は１番及び２番気筒内のＥＧＲガスの量に比べて早いタイミングで変化する（応答遅れ時間が短い）。
【０１１０】
ここで、本実施例においては、上述したように、内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が、内燃機関１の運転状態に応じて最大トルクＥＧＲガス量を目標として制御される。そのため、過渡運転時においては、ＥＧＲガスの量が比較的早く変化する３番及び４番気筒の方が１番及び２番気筒に比べて、気筒２内での燃焼によって生じるトルクが大きくなり易い。
【０１１１】
そこで、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転となった場合、３番及び４番気筒における点火時期を遅角する、及び／又は、１番及び２番気筒における点火時期を進角することにより、各気筒２間におけるトルクの差を抑制する。
【０１１２】
３番及び４番気筒における点火時期を遅角することで、これらの気筒内での燃焼によって生じるトルクを減少させることが出来る。また、１番及び２番気筒における点火時期を進角することで、これらの気筒内での燃焼によって生じるトルクを増加させることが出来る。従って、上記のように各気筒２における点火時期を制御することで、各気筒２間におけるトルクの差を抑制することが出来る。
【０１１３】
尚、内燃機関１の運転状態が過渡運転となった時点において、１番及び２番気筒における点火時期がＭＢＴ（Minimum advance for best torque）である場合、該点火時期をそ
れ以上進角してもトルクを増加させることは困難である。また、内燃機関１の運転状態が過渡運転となった時点において、１番及び２番気筒における点火時期がトレースノック点火時期である場合、該点火時期をそれ以上進角するとノッキングが生じる虞がある。
【０１１４】
そこで、１番及び２番気筒における点火時期がＭＢＴ又はトレースノック点火時期であるときに内燃機関１の運転状態が過渡運転となった場合であって、１番及び２番気筒内での燃焼によって生じるトルクを増加させる場合は、これらの気筒における燃料噴射量を増量補正する。
【０１１５】
以下、本実施例に係る、内燃機関１の運転状態が、機関負荷及び内燃機関１に流入するＥＧＲガスの量が増加又は減少する過渡運転となった場合における制御ルーチンについて図６に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。
【０１１６】
尚、本実施例では、上述したように、過渡運転中において、各気筒２内のガスの空燃比の変動を抑制すべく、実施例２と同様の燃料噴射量の制御が行われる。しかしながら、この燃料噴射量の制御は本ルーチンとは異なるルーチンを実行することによって実現される。そのため、ここではその説明を省略する。
【０１１７】
本ルーチンでは、先ず、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０１において、内燃機関１の運転状態が過渡運転となったか否かを判別する。ステップＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１１８】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、現時点における１番気筒での点火時期ｔｉｇ１及び２番気筒での点火時期ｔｉｇ２がＭＢＴ又はトレースノック点火時期ＴＫであるか否かを判別する。ステップＳ１０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ１０４に進む。
【０１１９】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０は、各気筒２間におけるトルクの差を抑制すべく、３番気筒での点火時期ｔｉｇ３及び４番気筒での点火時期ｔｉｇ４を進角させる、及び／又は、１番気筒での燃料噴射量Ｑｆ１及び２番気筒での燃料噴射量Ｑｆ２を増加させる。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１２０】
尚、ステップＳ１０３において、３番及び４番気筒での点火時期ｔｉｇ３、ｔｉｇ４の進角制御と１番及び２番気筒での燃料噴射量Ｑｆ１、Ｑｆ２の増量制御とのうち、いずれの制御を実行するのか、又は、両方の制御を実行するのかは、過渡運転前後の内燃機関１の運転状態等に基づいて決定される。また、３番及び４番気筒での点火時期ｔｉｇ３、ｔｉｇ４を進角させるときの進角量及び１番及び２番気筒での燃料噴射量Ｑｆ１、Ｑｆ２を増加させるときの増加量も、過渡運転前後の内燃機関１の運転状態等に基づいて決定される。また、３番及び４番気筒での点火時期ｔｉｇ３、ｔｉｇ４を進角させるときの夫々の進角量は同一である必要はない。また、１番及び２番気筒での燃料噴射量Ｑｆ１、Ｑｆ２を増加させるときの夫々の増加量も同一である必要はない。
【０１２１】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２０は、各気筒２間におけるトルクの差を抑制すべく、３番気筒での点火時期ｔｉｇ３及び４番気筒での点火時期ｔｉｇ４を進角させる、及び／又は、１番気筒での点火時期ｔｉｇ１及び２番気筒での点火時期ｔｉｇ２を遅角させる。その後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１２２】
尚、ステップＳ１０４において、３番及び４番気筒での点火時期ｔｉｇ３、ｔｉｇ４の進角制御と１番及び２番気筒での点火時期ｔｉｇ１、ｔｉｇ２の遅角制御とのうち、いずれの制御を実行するのか、又は、両方の制御を実行するのかは、過渡運転前後の内燃機関１の運転状態等に基づいて決定される。また、３番及び４番気筒での点火時期ｔｉｇ３、ｔｉｇ４を進角させるときの進角量及び１番気筒及び２番気筒での点火時期ｔｉｇ１、ｔｉｇ２を遅角させるときの遅角量も、過渡運転前後の内燃機関１の運転状態等に基づいて決定される。また、３番及び４番気筒での点火時期ｔｉｇ３、ｔｉｇ４を進角させるときの夫々の進角量は同一である必要はない。また、１番及び２番気筒での点火時期ｔｉｇ１、ｔｉｇ２を遅角させるときの夫々の遅角量は同一である必要はない。
【０１２３】
＜実施例４＞
本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成は実施例１と同様である。
【０１２４】
（過渡運転時における気筒内の空気量の算出方法）
本実施例においては、内燃機関１の運転状態が機関負荷及びＥＧＲガスの量が変化する過渡運転となった場合、過渡運転中における気筒２内の空気量を気筒２毎に算出する。以下、本実施例に係る過渡運転中における気筒２内の空気量の算出方法について、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。
【０１２５】
本ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずステップＳ２０１において、内燃機関１の運転状態が過渡運転となったか否かを判別する。ステップＳ２０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はステップＳ２０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１２６】
Ｓ２０２において、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の機関回転数Ｎｅ、内燃機関１の総吸入空気量（エアフローメータ１１の検出値）ＫＬ、インテークマニホールド５内の圧力（圧力センサ１２の検出値）Ｐｍ及びＥＧＲ弁１６の開度Ｄｅｇｒを読み込む。
【０１２７】
尚、本実施例においては、内燃機関１の機関回転数Ｎｅ、内燃機関１の総吸入空気量ＫＬ、インテークマニホールド５内の圧力Ｐｍ及びＥＧＲ弁１６の開度Ｄｅｇｒが、本発明に係る内燃機関の運転状態に関するパラメータに相当する。しかしながら、本発明に係る内燃機関の運転状態に関するパラメータはこれらの値に限られるものではない。
【０１２８】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０３に進み、内燃機関１の機関回転数Ｎｅ及びインテークマニホールド５内の圧力Ｐｍに基づいて、一つの気筒２に流入する吸気量（吸入空気量＋ＥＧＲガス量）である筒内吸気量Ｑｇａｓを算出する。本実施例においては、ステップＳ２０３を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る筒内吸気量算出手段に相当する。
【０１２９】
尚、内燃機関１に吸気弁のバルブ特性を可変とする可変動弁機構が設けられている場合、ステップＳ２０３においては、その時点のバルブ特性も考慮して筒内吸気量Ｑｇａｓを算出する。
【０１３０】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０４に進み、内燃機関１の機関回転数Ｎｅ、インテークマニホールド５内の圧力Ｐｍ及びＥＧＲ弁１６の開度Ｄｅｇｒに基づいて、ＥＧＲ弁１６を通過するＥＧＲガスの量である総ＥＧＲガス量Ｑｅｇｒａｌｌを算出する。本実施例においては、ステップＳ２０４を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る総ＥＧＲガス量算出手段に相当する。
【０１３１】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０５に進み、内燃機関１の機関回転数Ｎｅ及び内燃機関１の総吸入空気量ＫＬに基づいて、ＥＧＲ弁１６を通過するＥＧＲガスの量が変化してから気筒２内のＥＧＲガスの量が変化するまでの応答遅れ時間の基準値である基準応答遅れ時間Δｔｄｅｇｒｂａｓｅを算出する。
【０１３２】
ＥＧＲ弁１６を通過するＥＧＲガスの量が変化してから気筒２内のＥＧＲガスの量が変化するまでの応答遅れ時間は気筒毎に異なっている。ここで、基準応答遅れ時間Δｔｄｅｇｒｂａｓｅは、各気筒２に対応した応答遅れ時間の平均値として算出される。尚、基準応答遅れ時間Δｔｄｅｇｒｂａｓｅを、１番から４番気筒のうちのうちの特定の気筒における応答遅れ時間として算出してもよい。
【０１３３】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０６に進み、内燃機関１の機関回転数Ｎｅ、内燃機関１の総吸入空気量ＫＬ及びＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から各気筒２までの距離Ｌｎ（ｎ＝１〜４：Ｌ１〜Ｌ４は、夫々ＥＧＲ弁１６から１〜４番気筒までの距離）に基づいて、基準応答遅れ時間Δｔｄｅｇｒｂａｓｅを各気筒２に対応した応答遅
れ時間に補正するための補正係数ｃｎ（ｎ＝１〜４：ｃ１〜ｃ４は、夫々１〜４番気筒に対応した応答遅れ時間を算出するための補正係数）を気筒２毎に算出する。
【０１３４】
ここで、補正係数ｃｎは、内燃機関１の機関回転数Ｎｅ及び内燃機関１の総吸入空気量ＫＬが大きいほど小さい値となる。また、補正係数ｃｎは、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から気筒２までの距離Ｌｎが長いほど大きい値となる。
【０１３５】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０７に進み、基準応答遅れ時間Δｔｄｅｇｒｂａｓｅ及び補正係数ｃｎに基づいて、ＥＧＲ弁１６を通過するＥＧＲガスの量が変化してから気筒２内のＥＧＲガスの量が変化するまでの応答遅れ時間Δｔｄｅｇｒｎ（ｎ＝１〜４：Δｔｄｅｇｒ１〜Δｔｄｅｇｒ４は、夫々１〜４番気筒に対応した応答遅れ時間）を気筒２毎に算出する。本実施例においては、ステップＳ２０７を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る応答遅れ時間算出手段に相当する。
【０１３６】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０８に進み、総ＥＧＲガス量Ｑｅｇｒａｌｌ及び応答遅れ時間Δｔｄｅｇｒｎに基づいて、気筒２内のＥＧＲガスの量である筒内ＥＧＲガス量Ｑｅｇｒｎ（ｎ＝１〜４：Ｑｅｇｒ１〜Ｑｅｇｒ４は、夫々１〜４番気筒内のＥＧＲガスの量）を気筒２毎に算出する。本実施例においては、ステップＳ２０８を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る筒内ＥＧＲガス量算出手段に相当する。
【０１３７】
次に、ＥＣＵ２０は、ステップＳ２０９に進み、ステップＳ２０３において算出された筒内吸気量Ｑｇａｓから、ステップＳ２０７において算出された気筒２毎の筒内ＥＧＲガス量Ｑｅｇｒｎを減算することで、気筒２内の空気量Ｑａｉｒｎ（ｎ＝１〜４：Ｑａｉｒ１〜Ｑａｉｒ４は、夫々１〜４番気筒内の空気量）を気筒２毎に算出する。本実施例においては、ステップＳ２０９を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る筒内空気量算出手段に相当する。
【０１３８】
ステップＳ２０９の後、ＥＣＵ２０は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【０１３９】
以上説明したルーチンによれば、過渡運転時であっても、気筒２内の空気の量を気筒２毎に算出することが出来る。
【０１４０】
そして、本実施例では、過渡運転時において、実施例１と同様の各気筒２における点火時期の制御が行われる。このとき、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から各気筒２までの距離に加えて、上記方法によって算出した各気筒２内の空気量に基づいて、各気筒２における点火時期を決定する。
【０１４１】
これによれば、過渡運転中における各気筒２での点火時期をより好適な時期に制御することが可能となる。従って、過渡運転時における各気筒での燃焼状態をより好適なものとすることが出来る。
【０１４２】
（変形例）
尚、本実施例では、過渡運転時において、実施例２と同様の各気筒２における燃料噴射量の制御を行ってもよい。この場合、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から各気筒２までの距離に加えて、上記方法によって算出した各気筒２内の空気量に基づいて、燃料噴射量の増加率又は減少率を低下させるタイミングを決定してもよい。
【０１４３】
この場合、過渡運転中における各気筒２での燃料噴射量をより好適な量に制御することが可能となる。従って、過渡運転時における各気筒２での燃焼状態をより好適なものとすることが出来る。
【０１４４】
また、本実施例では、過渡運転時において、実施例３と同様の各気筒２における燃料噴射量及び点火時期の制御を行ってもよい。この場合、ＥＧＲガスの流通経路上におけるＥＧＲ弁１６から各気筒２までの距離に加えて、上記方法によって算出した各気筒２内の空気量に基づいて、燃料噴射量の増加率又は減少率を低下させるタイミング及び点火時期を制御してもよい。
【０１４５】
この場合、過渡運転中における各気筒２での燃料噴射量及び点火時期をより好適な量及び時期に制御することが可能となる。従って、過渡運転時における各気筒２での燃焼状態をより好適なものとすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】実施例１に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図。
【図２】実施例１に係る、内燃機関の運転状態が、機関負荷及び内燃機関に流入するＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となった場合における、アクセル開度、ＥＧＲ弁の開度、内燃機関の全吸入空気量、１番及び４番気筒内のＥＧＲガスの量、並びに、１番及び４番気筒での点火時期の推移を示すタイムチャート。
【図３】実施例１に係る、内燃機関の運転状態が、機関負荷及び内燃機関に流入するＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となった場合における、アクセル開度、ＥＧＲ弁の開度、内燃機関の全吸入空気量、１番及び４番気筒内のＥＧＲガスの量、並びに、１番及び４番気筒での点火時期の推移を示すタイムチャート。
【図４】実施例２に係る、内燃機関の運転状態が、機関負荷及び内燃機関に流入するＥＧＲガスの量が減少する過渡運転となった場合における、アクセル開度、ＥＧＲ弁の開度、内燃機関の全吸入空気量、１番及び４番気筒内のＥＧＲガスの量、並びに、１番及び４番気筒での燃料噴射量の推移を示すタイムチャート。
【図５】実施例２に係る、内燃機関の運転状態が、機関負荷及び内燃機関に流入するＥＧＲガスの量が増加する過渡運転となった場合における、アクセル開度、ＥＧＲ弁の開度、内燃機関の全吸入空気量、１番及び４番気筒内のＥＧＲガスの量、並びに、１番及び４番気筒での燃料噴射量の推移を示すタイムチャート。
【図６】実施例３に係る、内燃機関の運転状態が、機関負荷及び内燃機関に流入するＥＧＲガスの量が増加又は減少する過渡運転となった場合における制御ルーチンを示すフローチャート。
【図７】実施例４に係る、過渡運転中における気筒内の空気量の算出ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１４７】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・点火プラグ
４・・・吸気通路
５・・・インテークマニホールド
６・・・排気通路
７・・・エキゾーストマニホールド
９・・・スロットル弁
１０・・三元触媒
１１・・エアフローメータ
１２・・圧力センサ
１４・・ＥＧＲ装置
１５・・ＥＧＲ通路
１６・・ＥＧＲ弁
１３・・空燃比センサ
２０・・ＥＣＵ
２１・・クランクポジションセンサ
２２・・アクセル開度センサ
【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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