(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンの各気筒における筒内圧力に応じた筒内圧信号に基づいて前記内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御する内燃エンジン制御装置であって、
前記筒内圧信号から前記内燃エンジンのサイクル毎に平均有効圧を算出する平均有効圧算出手段と、
前記平均有効圧のサイクル毎のサンプル値から所定サンプル数における平均値を算出し、前記平均値をとる対象をサイクル毎に順次更新させて、移動平均値を得る移動平均算出手段と、
前記内燃エンジンの各気筒において、サイクル毎に得られる前記平均有効圧の前記移動平均値の各サイクル間の変動値を算出するサイクル間変動算出手段と、
前記サイクル間変動算出手段により算出された値が所定目標範囲内に収束するよう前記内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御する排ガス還流制御手段と、
前記内燃エンジンの気筒内の圧力とは異なるエンジンパラメータを検出する運転状態検出手段とを有し、
前記所定サンプル数は、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジンパラメータに応じて変化することを特徴とする内燃エンジン制御装置。
【請求項２】
内燃エンジンの各気筒における筒内圧力に応じた筒内圧信号に基づいて前記内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御する内燃エンジン制御装置であって、
前記筒内圧信号から前記内燃エンジンのサイクル毎に平均有効圧を算出する平均有効圧算出手段と、
前記平均有効圧のサイクル毎のサンプル値から所定サンプル数における平均値を算出し、前記平均値をとる対象をサイクル毎に順次更新させて、移動平均値を得る移動平均算出手段と、
前記内燃エンジンの各サイクルにおいて、各気筒毎に得られる前記平均有効圧の前記移動平均値の各気筒間の較差を算出する気筒間較差算出手段と、
前記気筒間較差算出手段により算出された値が所定目標範囲内に収束するよう前記内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御する排ガス還流制御手段と、
前記内燃エンジンの気筒内の圧力とは異なるエンジンパラメータを検出する運転状態検出手段とを有し、
前記所定サンプル数は、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジンパラメータに応じて変化することを特徴とする内燃エンジン制御装置。
【請求項３】
内燃エンジンの各気筒における筒内圧力に応じた筒内圧信号に基づいて前記内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御する内燃エンジン制御装置であって、
前記筒内圧信号から前記内燃エンジンのサイクル毎に平均有効圧を算出する平均有効圧算出手段と、
前記平均有効圧のサイクル毎のサンプル値から所定サンプル数における平均値を算出し、前記平均値をとる対象をサイクル毎に順次更新させて、移動平均値を得る移動平均算出手段と、
前記内燃エンジンの各気筒において、サイクル毎に得られる前記平均有効圧の前記移動平均値の各サイクル間の変動量を算出するサイクル間変動算出手段と、
前記内燃エンジンの各サイクルにおいて、各気筒毎に得られる前記平均有効圧の前記移動平均値の各気筒間の較差を算出する気筒間較差算出手段と、
前記サイクル間変動算出手段および前記気筒間較差算出手段により算出された値のそれぞれが所定目標範囲内に収束するよう前記内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御する排ガス還流制御手段と、
前記内燃エンジンの気筒内の圧力とは異なるエンジンパラメータを検出する運転状態検出手段とを有し、
前記所定サンプル数は、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジンパラメータに応じて変化することを特徴とする内燃エンジン制御装置。
【請求項４】
前記所定目標範囲は、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジンパラメータに応じて変化することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか１つに記載の内燃エンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、エンジンを構成する気筒内の圧力（以下、筒内圧と称する）に応じた信号に基づいてエンジン制御を行う内燃エンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの運転状態を把握するためにエンジンの気筒内の燃焼圧力、すなわち筒内圧を検出する筒内圧センサを用いることが知られている。例えば特開平８−５００７２号公報に開示されている筒内圧センサは、リング状の圧電素子を備えており、その圧電素子は、シリンダヘッドの点火プラグ取り付け面とその点火プラグ座金部との間に挟み込まれ、点火プラグがシリンダヘッドにネジ込み固定されることにより圧着固定される。かかる筒内圧センサは、筒内圧を示す検出電圧を生成し、その電圧は、エンジン制御回路に供給され、燃料噴射量や点火時期等のエンジン制御のためにエンジン運転状態を示すパラメータとして用いられる。
【０００３】
筒内圧センサの検出出力に基づいて排気ガス還流制御を行うものとしては、特開昭５９−４６３５７号公報に開示のシステムがある。このシステムは、排ガス還流（ＥＧＲ）装置により各気筒に排ガスが還流する多気筒内燃機関において、各気筒の各サイクル毎に図示平均有効圧を検出し、検出した図示平均有効圧より各気筒毎の図示平均有効圧のサイクル間変動及び図示平均有効圧の気筒間較差を求め、当該サイクル間変動及び気筒間較差に基づき各気筒の排ガス還流率を制御するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来技術のシステムにおいては、サイクル毎に得られる図示平均有効圧のそのままの値を、常にある固定されたサンプル数だけ使ってサイクル間変動及び気筒間較差の値を求めるようにしており、運転状態によっては、当該サイクル間変動及び気筒間較差の値を求めこれに応じたＥＧＲ制御を行うための処理に無駄が生じたり、瞬時的に著しく変化したようないわば信頼性の低い図示平均有効圧によって不適切なＥＧＲ制御が局部的になされてしまったりすることもある。特に、筒内圧センサの出力を用いたＥＧＲ制御に起因して生じる様々な不正燃焼（特に、失火とノッキング）を検出しようとすると、異なる不正燃焼形態で発生する変動周波数が異なるため、従来のエンジン回転同期によるサンプリングでは正確な不正燃焼判断が困難であった。
【０００５】
よって本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、効率的でかつ運転状態に適合した、筒内圧検出に基づいて推定された平均有効圧によるＥＧＲ制御を行うことのできる内燃エンジン制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による装置は、内燃エンジンの各気筒における筒内圧力に応じた筒内圧信号に基づいて前記内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御する内燃エンジン制御装置であって、前記筒内圧信号から前記内燃エンジンのサイクル毎に平均有効圧を算出する平均有効圧算出手段と、前記平均有効圧のサイクル毎のサンプル値から所定サンプル数における平均値を算出し、前記平均値をとる対象をサイクル毎に順次更新させて、移動平均値を得る移動平均算出手段と、前記内燃エンジンの各気筒において、サイクル毎に得られる前記平均有効圧の前記移動平均値の各サイクル間の変動量を算出するサイクル間変動算出手段と、前記内燃エンジンの各サイクルにおいて、各気筒毎に得られる前記平均有効圧の前記移動平均値の各気筒間の較差を算出する気筒間較差算出手段と、前記サイクル間変動算出手段および前記気筒間較差算出手段により算出された値の少なくとも一方が所定目標範囲内に収束するよう前記内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御する排ガス還流制御手段と、前記内燃エンジンの気筒内の圧力とは異なるエンジンパラメータを検出する運転状態検出手段とを有し、前記所定サンプル数は、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジンパラメータに応じて変化することを特徴としている。
【０００７】
この装置によれば、平均有効圧の移動平均値に基づいて、当該移動平均値の内燃エンジンの各気筒におけるサイクル間変動の値及び当該移動平均値の内燃エンジンの気筒間較差の値の少なくとも一方を算出しこれを是正するようにしているので、突発的に発生する信頼性の低い平均有効圧に大きな影響を受けることなく無駄なＥＧＲ制御を回避することができる。また、前記内燃エンジンの気筒内の圧力とは異なるエンジンパラメータを検出する運転状態検出手段を有し、前記所定サンプル数は、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジンパラメータに応じて変化するように構成されているので、エンジンの運転状態に適合した移動平均値を求めることができ、エンジンの運転状態に応じた繊細かつ良好なＥＧＲ制御をなすことができる。
【０００８】
また、上記エンジン制御装置において、前記所定目標範囲は、前記運転状態検出手段によって検出されたエンジンパラメータに応じて変化するように構成することができる。
こうすることによって、エンジンの運転状態に適合した目標値を定めることができ、エンジンの運転状態に応じた繊細かつ良好なＥＧＲ制御をなすことができる。
【０００９】
なお、平均有効圧とは、後述する点火時図示平均有効圧を言う。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明による筒内圧センサが適用されたエンジン制御装置を示している。このエンジン制御装置に用いられる筒内圧センサ１Ａ〜１Ｄは、複数気筒によって構成される内燃エンジン（この実施例では４気筒とする）１０の各気筒毎に備えられている。筒内圧センサ１Ａ〜１Ｄの各々は、圧電素子からなるセンサ素子部と、そのセンサ素子部から生成された電圧を増幅する増幅部とを有し、その増幅出力が筒内圧検出信号として制御回路２０に供給される。
【００１１】
制御回路２０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器３４、アクチュエータ駆動回路３５及びカウンタ３７を少なくとも備えており、それらは図示せぬ共通バスで相互接続されている。Ａ／Ｄ変換器３４には、複数のセンサが接続され、駆動回路３５には、インジェクタ４３Ａ〜４３Ｄや点火装置４４Ａ〜４４Ｄ、ＥＧＲバルブ４５Ａ〜４５Ｄ等のアクチュエータが接続される。図では概略的に示しているが、インジェクタ４３Ａ〜４３Ｄ及び点火装置４４Ａ〜４４Ｄ並びにＥＧＲバルブ４５Ａ〜４５Ｄは、各気筒に対応して設けられている。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換器３４に接続されるセンサとしては、上述した筒内圧センサ１Ａ〜１Ｄの他に、内燃エンジン１０のスロットル弁（図示せず）より下流の吸気管内の圧力Ｐbに応じた電圧を発生する吸気管内圧センサ４１、内燃エンジン１０の冷却水の温度ＴWを検出する冷却水温センサ４２等のエンジンパラメータセンサがある。Ａ／Ｄ変換器３４は、図示せぬクランクシャフトが例えば１回転する毎に各センサのアナログ出力電圧を順次ディジタル値に変換してセンサ毎に出力し、そのディジタル値を繰り返し更新する。
【００１３】
カウンタ３７には、クランク角センサ３８からクランク軸の回転に同期したパルスが供給される。カウンタ３７は、クランク角センサ３８から出力されるパルスの発生間隔をクロックパルスの発生数の計数により測定してエンジン回転数Ｎｅを示す信号を生成する。クランク角センサ３８は、クランク角が所定角度位置にある時点を示す基準位置信号と共に各気筒のピストンの上死点時点を示すＴＤＣ信号も発生し、それらはＣＰＵ３１に供給される。
【００１４】
クランク角センサ３８及びカウンタ３７の系，吸気管内圧センサ４１の系及び冷却水温センサ４２の系は、いずれも運転状態検出手段を担いうる。
制御回路２０のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従って動作し、上述した複数のセンサの出力値をＡ／Ｄ変換器３４を介して読み取ってＲＡＭ３３に記憶すると共に、それらセンサの出力値に応じてインジェクタ４３Ａ〜４３Ｄ及び点火装置４４Ａ〜４４Ｄ並びにＥＧＲバルブ４５Ａ〜４５Ｄ等のアクチュエータをどのように駆動すべきかを示す制御信号を駆動回路３５に発する。駆動回路３５は、かかる制御信号に応じた実際の当該アクチュエータの駆動に必要なレベル及び波形の駆動信号を生成し、対応するアクチュエータに供給する。
【００１５】
ＣＰＵ３１はまた、図示平均有効圧算出手段を担っており、点火時図示平均有効圧Ｐmi及び行程（正味）図示平均有効圧Ｐmeの算出処理を行う。かかる図示平均有効圧Ｐmi及びＰmeは、Ａ／Ｄ変換器３４から転送されるディジタル化された筒内圧信号データに基づいて求められる。ＣＰＵ３１はさらに、求めた平均有効圧ＰmiまたはＰmeの移動平均を求めるとともに、当該移動平均の値に基づいてエンジン１０の各気筒におけるサイクル間変動及び全気筒における気筒間較差の値を求め、これらサイクル間変動及び気筒間較差が所定の目標範囲内に収まるようエンジン１０のＥＧＲ量すなわちＥＧＲバルブ４５Ａ〜４５Ｄを制御するための制御信号を駆動回路３５に供給する。
【００１６】
ここで、図示平均有効圧Ｐmi及び行程平均有効圧Ｐmeにつき詳述する。
図２は、エンジン１０を構成する各気筒内において動作するピストンの行程に対する筒内圧の変化を示すものである。まず、点Ｐにおいて、吸入弁が開弁され混合気を吸入する吸入行程が始まり、ＴＤＣ（top dead center）である点Ｎにおいて排気弁が閉弁される。筒内圧はＢＤＣ（bottom dead center）である点Ｋ近傍まで減少する。点Ｑにおいて吸入弁が閉弁されて圧縮行程に入り、筒内圧は徐々に上昇する。点Ｒにおいて点火プラグが点火されて燃焼行程に入り、筒内圧は急激に増加してＴＤＣである点Ｌを経た後、点Ｓにて最大となる。ピストンがＢＤＣである点Ｍに移動するにつれて筒内圧は低下し、点Ｔにおいて排気弁が開弁されて、排気行程が始まる。
【００１７】
点火時図示平均有効圧Ｐmiは、点Ｋから点Ｌを経て点Ｍまでの間に、ピストンがクランク軸に対してする単位体積当たりの仕事量を意味するもので、
【００１８】
【数１】
0003813342.tif 000002
【００１９】
と定義される。一方、非点火時図示平均有効圧Ｐmfは、点Ｍから点Ｎを経て点Ｋまでの間に、ピストンがクランク軸に対してする燃焼室の単位体積当たりの仕事量を意味し、
【００２０】
【数２】
0003813342.tif 000003
【００２１】
と定義される。この式（１）及び（２）において、Ｖは行程の推移とともに変化する燃焼室の体積（容量）を表しており、ＶMAX及びＶMINは、最大体積及び最小体積を表し、各々ピストンがＢＤＣ、ＴＤＣの位置にあるときの燃焼室の体積（容量）である。
更にＰmeは、１サイクルの間にピストンがクランク軸に対してする単位体積当たりの仕事量を意味するものであり、
【００２２】
【数３】
0003813342.tif 000004
【００２３】
と定義される。
一方、図３は、ＲＡＭ３３に記憶されるクランク角を示す角度位置信号と筒内圧信号をプロットしたものであり、クランク角に対する筒内圧の変化を示すものである。図２において説明した行程点に対応する行程点については、同じ符号が付されている。
【００２４】
ピストンがクランク軸にする仕事量を求めることは、この図３においては、筒内圧の変化を示す曲線で囲まれた領域の面積を算出することに他ならない。即ち、ＳAA'B'B、ＳBB'C'C、ＳCC'DD'及びＳDD'A'Aを、各々図３に示すＡＡ'Ｂ'Ｂ、ＢＢ'Ｃ'Ｃ、ＣＣ'ＤＤ'及びＤＤ'Ａ'Ａで囲まれた領域の面積とすると、式（１）及び（２）の各仕事量において、
【００２５】
【数４】
0003813342.tif 000005
【００２６】
と表すことができる。
更に、所定クランク角度毎（例えば１度毎）に筒内圧を標本化した場合には、上述の面積は、筒内圧のみの和として表すことができる。また、ＶMAX及びＶMINは、Ｐmi及びＰmfに共通であるので省略することができる。従って、Ｐmi及びＰmfは、
【００２７】
【数５】
0003813342.tif 000006
【００２８】
及び
【００２９】
【数６】
0003813342.tif 000007
【００３０】
とできる。
ここで、Ｐｉは、図３に示す如くｉ番目のクランク角度位置θｉにおける筒内圧を表す。従って、ＣＰＵ３１において、Ｐmi及びＰmfを算出するには、この筒内圧Ｐｉの和を算出すればよいのである。すなわち、行程点Ｌから点Ｍまでの間の面積ＳAA'B'Bを、上述の如く筒内圧の和から算出する。そして同様に、行程点Ｍから点Ｎまでの間の面積ＳBB'C'C、行程点Ｎから点Ｋまでの間の面積ＳCC'DD'及び行程点Ｋから点Ｌまでの間の面積ＳDD'A'Aを算出する。さらに、Ｐmiを面積ＳAA'B'BとＳDD'A'Aとの差から求め、Ｐmfを面積ＳCC'DD'とＳBB'C'Cとの差から求め、ＰmeをＰmiとＰmfの差から算出するのである。
【００３１】
ＣＰＵ３１は、このようにして得られる点火時図示平均有効圧Ｐmiまたは行程図示平均有効圧Ｐmeの値データを所定の数だけＲＡＭ３３に順次記憶するとともに、ＲＡＭ３３から必要な値データを読み出して点火時図示平均有効圧Ｐmiまたは行程平均有効圧Ｐmeの移動平均を求める。かかる移動平均の求め方は、次の如くである。
【００３２】
図４は、排気，吸入,圧縮及び燃焼行程を含む１サイクル毎に得られる点火時図示平均有効圧Ｐmiの各々を時系列的に示したものである。
図４において、いま例えばＰmi（ｎ）（ｎはサンプル番号）が新しく得られたものとすると、ＣＰＵ３１は、当該平均有効圧よりも前に取得した例えば２つの点火時図示平均有効圧Ｐmi（ｎ−１），Ｐmi（ｎ−２）の値をＲＡＭ３３から読み出し、最新のＰmi（ｎ）とその先行のＰmi（ｎ−１），Ｐmi（ｎ−２）の値に重み付けをしてこれらの平均をとる。すなわち、
【００３３】
【数７】
0003813342.tif 000008
の値を求める。但し、Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3は、重み付けの係数である。図４にはこのときの計算に使われた点火時図示平均有効圧Ｐmiの値が点線枠にて指し示されている。
【００３４】
またＣＰＵ３１は、次に点火時図示平均有効圧Ｐmi（ｎ＋１）が新しく得られた場合も同様に、当該平均有効圧よりも前に取得した２つの点火時図示平均有効圧Ｐmi（ｎ），Ｐmi（ｎ−１）の値を用いて
【００３５】
【数８】
0003813342.tif 000009
の値を求める。
このように、最新の点火時図示平均有効圧の値とそれより２つ前に取得した点火時図示平均有効圧の値とに重み付けをしてそれらの平均を求め、新しく点火時図示平均有効圧が得られる度に平均値を算出するようにしている。平均値を算出するために必要な点火時図示平均有効圧の値、換言すれば平均をとる対象は、図４から分かるように時系列上を変遷していく（点線枠が右へシフトしていく）形となり、１サイクル毎に順次移動平均値が求められることとなる。
【００３６】
ここでは３つの点火時図示平均有効圧の値から移動平均を求める場合を説明したが、本実施例においては、平均をとる対象の数Ｎを可変とするものであり、点火時図示平均有効圧Ｐmiの移動平均値ＰmiAV（ｎ）は、一般に次のようになる。
【００３７】
【数９】
0003813342.tif 000010
【００３８】
展開すれば、
【００３９】
【数１０】
0003813342.tif 000011
である。
【００４０】
本実施例においてはさらに、上式（９）及び（１０）においてＫ1≧Ｋ2≧…≧ＫN としており、さらにＫ1＞Ｋ2＞…＞ＫN とすることによって、より実際のエンジン特性に適合した好ましい結果を得ている。
より具体的なＰmiAV（ｎ）の算出処理は、ＣＰＵ３１により図５に示されるサブルーチンの手順で行われる。
【００４１】
図５において、ＣＰＵ３１は、このサブルーチンに移行すると、先ず点火時図示平均有効圧Ｐmiの値が更新されたか否かを判別し（ステップＳ１）、更新されてなければ本サブルーチンを抜けてメインルーチンに戻る。ステップＳ１において点火時図示平均有効圧Ｐmiの値が更新されたことを判別すると、ＣＰＵ３１は、エンジン１０の運転状態を把握するためにカウンタ３７から得られるエンジン回転数Ｎｅに基づいてエンジン１０の回転状態を判定する（ステップＳ２，Ｓ３）。
【００４２】
ステップＳ２においてエンジン回転数Ｎｅがエンジン１０のアイドリング状態を認識するための比較的小さい閾値Ｎidleより小さいかまたは等しければ、ＣＰＵ３１は、エンジン１０がアイドリング状態にあるものとして、上述した移動平均をとる対象のサンプル値の数Ｎの値に３を設定する（ステップＳ４）。
ステップＳ３においてエンジン回転数Ｎｅがエンジン１０の低速回転状態を認識するための比較的大きな閾値ＮLより小さいかまたは等しければ、ＣＰＵ３１は、エンジン１０が低速回転状態にあるものとして、Ｎの値に５を設定する（ステップＳ５）。
【００４３】
ステップＳ３においてエンジン回転数Ｎｅが閾値ＮLより大きければ、ＣＰＵ３１は、エンジン１０が高速回転状態にあるものとして、Ｎの値に１０を設定する（ステップＳ６）。
ステップＳ４，Ｓ５またはＳ６によりＮの値が設定された後は、ＣＰＵ３１は、式（９）の演算を行い、当該設定されたＮの数だけ点火時図示平均有効圧Ｐmiの値を使った移動平均値ＰmiAV（ｎ）を求め（ステップＳ７）、本サブルーチンを抜けてメインルーチンに戻る。
【００４４】
このような処理によれば、エンジン回転数Ｎｅに応じてＮの値を設定することができ、エンジン運転状態に適したサンプル数の点火時図示平均有効圧の移動平均値を得ることができる。すなわち、アイドリング状態時には、点火時図示平均有効圧が時系列上比較的に大幅に変動することが考えられ、このようなときには点火時図示平均有効圧のサンプル数を少なくしてその移動平均値を求め、即座に当該大幅な変動に対処してＥＧＲ量を制御することができるようにしている。そしてエンジン回転数が上昇するにつれ点火時図示平均有効圧の変動幅が時系列上次第に小さくなることが考えられるので、点火時図示平均有効圧のサンプル数を低速回転時には少なめに、高速回転時には多めして移動平均値を求め、低速回転時と高速回転時とに見合ったＥＧＲ量の制御ができるようにしているのである。
【００４５】
なお、図５に示される処理は、気筒毎に実行され、各気筒についての移動平均値が求められることとなる。また、求められた移動平均値は、順次処理に必要な数だけＲＡＭ３３に記憶しておかれる。
上記ステップＳ７は、移動平均算出手段に相当する。
次に、かかる移動平均値に基づく当該移動平均値のサイクル間変動値の算出及びその算出値に基づくＥＧＲ制御処理について説明する。この処理もまた、図５の処理と同じく、ＣＰＵ３１によりサブルーチンの形で実行される。
【００４６】
図６は、かかるサイクル間変動値の算出及びＥＧＲ制御処理の手順を示しており、ＣＰＵ３１は、このサブルーチンに移行すると、図５のサブルーチンで求めた１の気筒の移動平均値ＰmiAV（ｎ）に基づき、当該１の気筒についての移動平均値ＰmiAV（ｎ）のサイクル間変動値Ｐcycleを求め（ステップＳ１１）、移動平均値を評価することにより同一気筒における前回燃焼時と今回燃焼時の燃焼状態の変動を検出する。例えば前後の２サイクル間の変動値を求めるのであれば、ＰmiAV（ｎ）とＰmiAV（ｎ−１）との差を求め、その差の値をサイクル間変動値Ｐcycleとすることができる。また、特開昭５９−４６３５７号公報に記載にされている如き手法にてサイクル間変動値を求めても良い。
【００４７】
ステップＳ１１によりサイクル間変動値Ｐcycleを得た後は、ＣＰＵ３１は、当該サイクル間変動値Ｐcycleとサイクル間変動許容値ＰA とを比較し（ステップＳ１２）、前者が後者よりも大なるときは排ガス還流補正量Ｒ0 を所定量αだけ漸減せしめ（ステップＳ１３）、逆に前者が後者以下であるときは排ガス還流補正量Ｒ0 を所定量αだけ漸増せしめる（ステップＳ１４）。
【００４８】
ステップＳ１３またはＳ１４により排ガス還流補正量Ｒ0 を定めると、ＣＰＵ３１は、基準排ガス還流量Ｒｒと排ガス還流補正量Ｒ0 とを足し合わせ、得られる和の値を実際に還流すべき排ガス還流量Ｒとし、このＲの値を示す制御信号を駆動回路３５に供給する（ステップＳ１５）。なお、基準排ガス還流量Ｒｒは、エンジン１０のスロットルバルブの開度等の変化に応じて変更可能である。
【００４９】
かくして駆動回路３５は、ステップＳ１５において供給された制御信号に応じた駆動信号を発生し、サイクル間変動値Ｐcycleがサイクル間変動許容値ＰA を保つようＥＧＲバルブ４５Ａ〜４５Ｄが制御されることとなる。
ステップＳ１５の後、ＣＰＵ３１は、本サブルーチンを抜けメインルーチンに戻る。
【００５０】
なお、図６に示される処理は、気筒毎に実行され、各気筒について個々にサイクル間変動が所定範囲に収まるようＥＧＲ制御がなされることとなる。
上記ステップＳ１１は、平均値評価手段の一形態としてのサイクル間変動算出手段に相当し、上記ステップＳ１２〜Ｓ１５は、排ガス還流制御手段に相当する。
【００５１】
次に、移動平均値に基づく当該移動平均値の気筒間較差の算出及びその算出値に基づくＥＧＲ制御処理について説明する。この処理もまた、図５及び図６の処理と同じく、ＣＰＵ３１によりサブルーチンの形で実行される。
図７は、かかる気筒間較差の算出及びその算出値に基づくＥＧＲ制御処理の手順を示しており、ＣＰＵ３１は、このサブルーチンに移行すると、図５のサブルーチンで求めた各気筒の移動平均値ＰmiAV（ｎ）に基づき、移動平均値ＰmiAV（ｎ）の気筒間較差Ｐcylinderを求める（ステップＳ２１）。例えばほぼ同時期において生ずる各気筒の各１サイクルにおける気筒間の変動値を求めるのであれば、当該サイクルにおける各気筒の移動平均値から最小値と最大値とを得て、その両者の差の値を気筒間較差Ｐcylinderとすることができる。
【００５２】
ステップＳ２１により気筒間較差Ｐcylinderを得た後は、ＣＰＵ３１は、当該気筒間較差Ｐcylinderと気筒間較差許容値ＰB とを比較し（ステップＳ２２）、前者が後者を越えていなければ、このサブルーチンを抜けメインルーチンに戻り、逆に前者が後者を上回っていれば、当該サイクルの全気筒の移動平均値の総和平均ＰmiAV’を算出する（ステップＳ２３）。そしてＣＰＵ３１は、気筒番号を指し示すための内部レジスタｊをリセットし（ステップＳ２４）、このレジスタｊの値を１つインクリメントさせる（ステップＳ２５）。
【００５３】
ステップＳ２５の後、ＣＰＵ３１は、ｊ番目の気筒の当該サイクルにおける移動平均値(j)ＰmiAVと総和平均ＰmiAV’とを比較する（ステップＳ２６）。本サブルーチン移行後最初にステップＳ２５からステップＳ２６へと移行するフローにおいては、レジスタｊの値は１であるので、ステップＳ２６においては第１気筒の当該サイクルにおける移動平均値(1)ＰmiAVと総和平均ＰmiAV’とを比較する。
【００５４】
(j)ＰmiAVが総和平均ＰmiAV’に等しいとみなせる場合、ＣＰＵ３１は、そのｊ番目の気筒の排ガス還流量Ｒを変更しない。
これに対し、(j)ＰmiAVが総和平均ＰmiAV’よりも大きいことを判別した場合、ＣＰＵ３１は、排ガス還流量Ｒを所定量βだけ漸減せしめ、対応する制御信号を駆動回路３５に供給し（ステップＳ２７）、逆に前者が後者より小さいことを判別した場合、排ガス還流量Ｒを所定量βだけ漸増せしめ、対応する制御信号を駆動回路３５に供給する（ステップＳ２８）。
【００５５】
ステップＳ２６，Ｓ２７またはＳ２８の後は、ＣＰＵ３１は、レジスタｊの値が４であるか否かを判別し（ステップＳ２９）、レジスタｊの値が未だ４に達していなければ、ステップＳ２５に移行し、再度ステップＳ２６，Ｓ２７またはＳ２８の処理を繰り返す。これにより、第２気筒から第４気筒の当該サイクルにおける移動平均値(2)ＰmiAV，(3)ＰmiAV，(4)ＰmiAVと総和平均ＰmiAV’との比較及びその比較結果に対応した各気筒の排ガス還流量Ｒの制御が行われる。
【００５６】
ステップＳ２９においてレジスタｊの値が４に達していれば、全ての気筒につき気筒間較差の是正をなすためのＥＧＲ制御が終わったものと判断し、ＣＰＵ３１は、本サブルーチンを抜けてメインルーチンに戻る。
かくして駆動回路３５は、ステップＳ２７，Ｓ２８において供給された制御信号に応じた駆動信号を発生し、気筒間較差Ｐcylinderが気筒間較差許容値ＰB 以下となるようＥＧＲバルブ４５Ａ〜４５Ｄが制御されることとなる。
【００５７】
上記ステップＳ２１は、平均値評価手段の一形態である気筒間較差算出手段に相当し、上記ステップＳ２２〜Ｓ２９が排ガス還流制御手段に相当する。
なお、図６及び図７に示される処理がＣＰＵ３１のメインルーチン上適当に組み合わされることによって、サイクル間変動及び気筒間較差の双方につき是正されるごとくエンジン１０のＥＧＲ制御がなされる。
【００５８】
また、図６のサブルーチンにおいては、所定目標範囲を定めるサイクル間変動許容値ＰA を一定の値としているが、可変値としても良い。例えば、エンジン１０の気筒内の圧力とは異なるエンジンパラメータを検出する運転状態検出手段は、クランク角センサ３８の検出系だけでなく吸気管内圧センサ４１または冷却水温センサ４２その他センサの検出系によっても実現することができ、エンジン回転数Ｎｅの他に吸気管内圧力Ｐb さらには冷却水温Ｔｗなどのエンジンパラメータによって把握されるエンジン運転状態に応じてサイクル間変動許容値ＰA を変えることにもできる。こうすることによって、エンジン運転状態により適正なサイクル間変動の是正のためのＥＲＧ制御を達成することができる。
【００５９】
図７のサブルーチンにおいても、所定目標範囲を定める気筒間較差許容値ＰB を一定の値としているが、可変値としても良い。例えば、上述した如く把握されるエンジン運転状態に応じて気筒間較差許容値ＰB を変えることによって、エンジン運転状態により適正な気筒間較差の是正のためのＥＲＧ制御を達成することができる。
【００６０】
また、上記実施例においては、移動平均をとるべきサンプルの数Ｎをエンジン回転数Ｎｅに応じて変えるようにしているが、これに限定されることなく、吸気管内圧力Ｐb や冷却水温Ｔｗなどにも鑑みたエンジン運転状態に応じてサンプル数Ｎを変えるようにすることができる。これによれば、エンジン運転状態により適合した移動平均値が得られ、もって極めて円滑なＥＧＲ制御をなすことができる。
【００６１】
但し、本発明は、Ｎの値を固定とする態様を排除するものではない。固定数のサンプルの移動平均に基づいたＥＧＲ制御をなすだけでも特有の効果を期待できるからである。すなわち、図４に点線にて描かれたようなＰmi（ｎ）のサンプルが得られる場合があり、この場合Ｐmi（ｎ）は、その前後のＰmi（ｎ−１）やＰmi（ｎ＋１）の値とは極端に異なる値を有するものであり、何らかの原因で異常な値をとってしまった信頼性の低い値と考えることができる。従来のようにそのままこのＰmi（ｎ）の値を用いてサイクル間変動や気筒間較差の値を求めてＥＧＲ制御を行った場合は、当該Ｐmi（ｎ）の値に大きく依存したＥＧＲ制御がなされる結果となるが、本発明の如く所定サンプル数のＰmiの移動平均値によりサイクル間変動や気筒間較差の値を求めてＥＧＲ制御を行えば、こうした突発的に発生する信頼性の低い図示平均有効圧に大きな影響を受けることなく無駄なＥＧＲ制御を回避することができるのである。
【００６２】
また、上記実施例においては、重み付け係数Ｋ1，Ｋ2，…，ＫN を固定としているが、これも上述したような運転状態に応じて変更するようにしても良い。
さらに、上記実施例は、点火時図示平均有効圧Ｐmiの移動平均値に基づくＥＧＲ制御を行っているが、上述した行程図示平均有効圧Ｐmeの移動平均値に基づくＥＧＲ制御を行っても良いし、点火時図示平均有効圧Ｐmi及び行程平均有効圧Ｐmeの各移動平均値の双方に基づいたＥＧＲ制御をなすようにしても良い。要は、エンジン出力に相関する図示平均有効圧あるいはこれに等価な値の移動平均値に基づいてＥＧＲ制御を行えば良いのである。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、筒内圧信号から内燃エンジンのサイクル毎に平均有効圧を算出し、この平均有効圧の値を所定サンプル数だけ用いてそれらの移動平均値を算出し、この移動平均値に基づいて当該移動平均値の内燃エンジンの各気筒におけるサイクル間変動の値及び当該移動平均値の内燃エンジンの気筒間較差の値の少なくとも一方を算出するとともに、この算出したサイクル間変動または気筒間較差の値が所定目標範囲内に収束するよう内燃エンジンの各気筒における排ガス還流量を制御するようにしている。
【００６４】
これにより、瞬時的に著しく変化したような信頼性の低い平均有効圧によって不適切なＥＧＲ制御が局部的になされることがなくなり、適正かつ円滑なＥＧＲ制御を行うことができる。
しかも、内燃エンジンの気筒内の圧力とは異なるエンジンパラメータを検出するようにし、移動平均をとる対象の所定サンプル数を、検出されたエンジンパラメータに応じて変更することによって、エンジンの運転状態に適合した効率的なＥＧＲ制御を行うことができる。
【００６５】
また、上記所定サンプル数以外にも、サイクル間変動または気筒間較差を収束させる目標の所定値を、検出されたエンジンパラメータに応じて変更することによって、エンジンの運転状態にさらに適合した効率的なＥＧＲ制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例によるエンジン制御装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示されるエンジン１０を構成する各気筒内において動作するピストンの行程に対する筒内圧の変化を示す指圧線図である。
【図３】図１に示されるエンジン１０のクランク角と筒内圧との関係を示す図である。
【図４】図１に示されるエンジン１０の１サイクル毎に得られる点火時図示平均有効圧Ｐmiの各々を時系列的に示した図である。
【図５】図１に示されるエンジン制御装置におけるＣＰＵによって実行される点火時図示平均有効圧Ｐmiの移動平均値算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図１に示されるエンジン制御装置におけるＣＰＵによって実行されるサイクル間変動値の算出及びＥＧＲ制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】図１に示されるエンジン制御装置におけるＣＰＵによって実行される気筒間較差の算出及びＥＧＲ制御処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  内燃エンジン
１Ａ〜１Ｄ  筒内圧センサ
３８  クランク角センサ
４１  吸気管内圧センサ
４２  冷却水温センサ
４３Ａ〜４３Ｄ  インジェクタ
４４Ａ〜４４Ｄ  点火装置
４５Ａ〜４５Ｄ  ＥＧＲバルブ
２０  エンジン制御回路
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  Ａ／Ｄ変換器
３５  アクチュエータ駆動回路
３７  カウンタ
【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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