多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置
【課題】異常検出のための燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑える。
【課題手段】本発明に係る多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、所定の対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも減量後の対象気筒の回転変動またはその相関値に基づき、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する。燃料噴射量の減量時に対象気筒の点火時期を進角する。
【課題手段】本発明に係る多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置は、所定の対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも減量後の対象気筒の回転変動またはその相関値に基づき、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する。燃料噴射量の減量時に対象気筒の点火時期を進角する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関の気筒間空燃比のばらつき異常を検出するための装置に係り、特に、多気筒内燃機関において気筒間の空燃比が比較的大きくばらついていることを検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、触媒を利用した排気浄化システムを備える内燃機関では、排気中有害成分の触媒による浄化を高効率で行うため、内燃機関で燃焼される混合気の空気と燃料との混合割合、すなわち空燃比のコントロールが欠かせない。こうした空燃比の制御を行うため、内燃機関の排気通路に空燃比センサを設け、これによって検出された空燃比を所定の目標空燃比に一致させるようフィードバック制御を実施している。
【０００３】
一方、多気筒内燃機関においては、通常全気筒に対し同一の制御量を用いて空燃比制御を行うため、空燃比制御を実行したとしても実際の空燃比が気筒間でばらつくことがある。このときばらつきの程度が小さければ、空燃比フィードバック制御で吸収可能であり、また触媒でも排気中有害成分を浄化処理可能なので、排気エミッションに影響を与えず、特に問題とならない。
【０００４】
しかし、例えば一部の気筒の燃料噴射系が故障するなどして、気筒間の空燃比が大きくばらつくと、排気エミッションを悪化させてしまい、問題となる。このような排気エミッションを悪化させる程の大きな空燃比ばらつきは異常として検出するのが望ましい。特に自動車用内燃機関の場合、排気エミッションが悪化した車両の走行を未然に防止するため、気筒間空燃比ばらつき異常を車載状態で検出することが要請されている（所謂ＯＢＤ；On-Board Diagnostics）。
【０００５】
例えば特許文献１に記載の装置においては、いずれかの気筒に空燃比異常が生じていると判断した場合に、空燃比異常となっている気筒が失火するまでの間、各気筒へ噴射する燃料の噴射時間を所定時間ずつ短縮させ、これによって異常気筒を特定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１２２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、いずれかの気筒に空燃比異常が生じている場合、当該気筒の燃料噴射量を強制的に減量すると、当該気筒の回転変動が顕著に大きくなることがある。よってこの回転変動の増大を検出することで、空燃比ばらつき異常を検出することが可能である。
【０００８】
しかし、空燃比異常が生じていない正常気筒に対し燃料噴射量を減量したとき、回転変動は許容レベル外に至らないものの、振動が許容レベル外に至ることがある。異常検出のための燃料噴射量減量は異常気筒よりも正常気筒に対して行われることの方が圧倒的に多い。このため、燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑えることが重要である。
【０００９】
そこで本発明は以上の事情に鑑みて創案され、その目的は、異常検出のための燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑えることができる多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の態様によれば、
所定の対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも当該減量後の前記対象気筒の回転変動またはその相関値に基づき、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による燃料噴射量の減量時に前記対象気筒の点火時期を進角する進角手段と、
を備えることを特徴とする多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記進角手段は、前記内燃機関の運転状態を表すパラメータに応じて点火時期の進角量を変更する。
【００１２】
好ましくは、前記異常検出手段は、前記内燃機関の運転状態を表すパラメータに応じて燃料噴射量の減量量を変更する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、異常検出のための燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑えることができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の概略図である。
【図２】触媒前センサおよび触媒後センサの出力特性を示すグラフである。
【図３】回転変動を表す値を説明するためのタイムチャートである。
【図４】回転変動を表す別の値を説明するためのタイムチャートである。
【図５】燃料噴射量を増量または減量したときの回転変動の変化を示すグラフである。
【図６】図５のうち、インバランス率が負の領域で減量を行ったときの様子を示すグラフである。
【図７】ばらつき異常検出ルーチンのフローチャートである。
【図８】正常時と異常時の筒内圧線図を示すグラフである。
【図９】正常時の筒内圧線図に対する点火時期進角の影響を主に示すグラフである。
【図１０】正常時と異常時のイオン電流線図を示すグラフである。
【図１１】正常時のイオン電流線図に対する点火時期進角の影響を主に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００１６】
図１に本実施形態に係る内燃機関を概略的に示す。図示される内燃機関（エンジン）１は自動車に搭載されたＶ型８気筒火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。エンジン１は第１のバンクＢ１と第２のバンクＢ２とを有し、第１のバンクＢ１には奇数番気筒すなわち＃１，＃３，＃５，＃７気筒が設けられ、第２のバンクＢ２には偶数番気筒すなわち＃２，＃４，＃６，＃８気筒が設けられている。＃１，＃３，＃５，＃７気筒が第１の気筒群をなし、＃２，＃４，＃６，＃８気筒が第２の気筒群をなす。
【００１７】
各気筒にインジェクタ（燃料噴射弁）２が設けられる。インジェクタ２は、対応気筒の吸気通路特に吸気ポート（図示せず）内に向けて燃料を噴射する。また各気筒には、筒内の混合気に点火するための点火プラグ１３が設けられる。
【００１８】
吸気を導入するための吸気通路７は、前記吸気ポートの他、集合部としてのサージタンク８と、各気筒の吸気ポートおよびサージタンク８を結ぶ複数の吸気マニホールド９と、サージタンク８の上流側の吸気管１０とを含む。吸気管１０には、上流側から順にエアフローメータ１１と電子制御式スロットルバルブ１２とが設けられている。エアフローメータ１１は吸気流量に応じた大きさの信号を出力する。
【００１９】
第１のバンクＢ１に対して第１の排気通路１４Ａが設けられ、第２のバンクＢ２に対して第２の排気通路１４Ｂが設けられる。これら第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂは下流触媒１９の上流側で合流されている。この合流位置より上流側の排気系の構成は両バンクで同一なので、ここでは第１のバンクＢ１側についてのみ説明し、第２のバンクＢ２側については図中同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
第１の排気通路１４Ａは、＃１，＃３，＃５，＃７の各気筒の排気ポート（図示せず）と、これら排気ポートの排気ガスを集合させる排気マニホールド１６と、排気マニホールド１６の下流側に設置された排気管１７とを含む。そして排気管１７には上流触媒１８が設けられている。上流触媒１８の上流側及び下流側（直前及び直後）にそれぞれ、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサである触媒前センサ２０及び触媒後センサ２１が設置されている。このように、一方のバンクに属する複数の気筒（あるいは一の気筒群）に対して、上流触媒１８、触媒前センサ２０及び触媒後センサ２１が各一つずつ設けられている。
【００２１】
なお、第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂを合流させないで、これらに個別に下流触媒１９を設けることも可能である。
【００２２】
エンジン１には制御手段としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。ＥＣＵ１００には、前述のエアフローメータ１１、触媒前センサ２０、触媒後センサ２１のほか、エンジン１のクランク角を検出するためのクランク角センサ２２、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ２３、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ２４、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ１００は、各種センサの検出値等に基づき、所望の出力が得られるように、インジェクタ２、点火プラグ１３、スロットルバルブ１２等を制御し、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度等を制御する。
【００２３】
スロットルバルブ１２にはスロットル開度センサ（図示せず）が設けられ、スロットル開度センサからの信号がＥＣＵ１００に送られる。ＥＣＵ１００は、通常、アクセル開度に応じて定まる開度に、スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）をフィードバック制御する。
【００２４】
またＥＣＵ１００は、エアフローメータ１１からの信号に基づき、単位時間当たりの吸入空気の量すなわち吸入空気量を検出する。そしてＥＣＵ１００は、検出したアクセル開度、スロットル開度および吸入空気量の少なくとも一つに基づき、エンジン１の負荷を検出する。なお吸気圧に基づき負荷を検出してもよい。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ２２からのクランクパルス信号に基づき、クランク角自体を検出すると共にエンジン１の回転数を検出する。ここで「回転数」とは単位時間当たりの回転数のことをいい、回転速度と同義である。本実施形態では１分間当たりの回転数ｒｐｍのことをいう。
【００２６】
触媒前センサ２０は所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能である。図２に触媒前センサ２０の出力特性を示す。図示するように、触媒前センサ２０は、検出した排気空燃比（触媒前空燃比Ａ／Ｆｆ）に比例した大きさの電圧信号Ｖｆを出力する。排気空燃比がストイキ（理論空燃比、例えばＡ／Ｆ＝１４．５）であるときの出力電圧はＶｒｅｆｆ（例えば約３．３Ｖ）である。
【００２７】
他方、触媒後センサ２１は所謂Ｏ２センサからなり、ストイキを境に出力値が急変する特性を持つ。図２に触媒後センサ２１の出力特性を示す。図示するように、排気空燃比（触媒後空燃比Ａ／Ｆｒ）がストイキであるときの出力電圧、すなわちストイキ相当値はＶｒｅｆｒ（例えば０．４５Ｖ）である。触媒後センサ２１の出力電圧は所定の範囲（例えば０〜１Ｖ）内で変化する。概して排気空燃比がストイキよりリーンのとき、触媒後センサの出力電圧Ｖｒはストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより低くなり、排気空燃比がストイキよりリッチのとき、触媒後センサの出力電圧Ｖｒはストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより高くなる。
【００２８】
上流触媒１８及び下流触媒１９は三元触媒からなり、それぞれに流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがストイキ近傍のときに排気中の有害成分であるＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯを同時に浄化する。この三者を同時に高効率で浄化できる空燃比の幅（ウィンドウ）は比較的狭い。
【００２９】
そこで、エンジンの通常運転時、上流触媒１８に流入する排気ガスの空燃比をストイキ近傍に制御するための空燃比制御（ストイキ制御）がＥＣＵ１００により実行される。この空燃比制御は、触媒前センサ２０によって検出された排気空燃比が所定の目標空燃比であるストイキになるように混合気の空燃比（具体的には燃料噴射量）をフィードバック制御する主空燃比制御（主空燃比フィードバック制御）と、触媒後センサ２１によって検出された排気空燃比がストイキになるように混合気の空燃比（具体的には燃料噴射量）をフィードバック制御する補助空燃比制御（補助空燃比フィードバック制御）とからなる。
【００３０】
このように本実施形態において、空燃比の基準値はストイキであり、このストイキに相当する燃料噴射量（ストイキ相当量という）が燃料噴射量の基準値である。但し、空燃比および燃料噴射量の基準値は他の値とすることもできる。
【００３１】
空燃比制御はバンク単位で若しくはバンク毎に行われる。例えば第１のバンクＢ１側の触媒前センサ２０および触媒後センサ２１の検出値は、第１のバンクＢ１に属する＃１，＃３，＃５，＃７気筒の空燃比フィードバック制御にのみ用いられ、第２のバンクＢ２に属する＃２，＃４，＃６，＃８気筒の空燃比フィードバック制御には用いられない。逆も同様である。あたかも独立した直列４気筒エンジンが二つあるように、空燃比制御が実行される。また空燃比制御においては、同一バンクに属する各気筒に対し同一の制御量が一律に用いられる。
【００３２】
さて、例えば全気筒のうちの一部の気筒（特に１気筒）において、インジェクタ２の故障等が発生し、気筒間に空燃比のばらつき（インバランス：imbalance）が発生することがある。例えば第１のバンクＢ１について、インジェクタ２の閉弁不良により＃１気筒の燃料噴射量が他の＃３，＃５，＃７気筒の燃料噴射量よりも多くなり、＃１気筒の空燃比が他の＃３，＃５，＃７気筒の空燃比よりも大きくリッチ側にずれる場合である。
【００３３】
このときでも、前述の空燃比フィードバック制御により比較的大きな補正量を与えれば、触媒前センサ２０に供給されるトータルガス（合流後の排気ガス）の空燃比をストイキに制御できる場合がある。しかし、気筒別に見ると、＃１気筒がストイキより大きくリッチ、＃３，＃５，＃７気筒がストイキよりリーンであり、全体のバランスとしてストイキとなっているに過ぎず、エミッション上好ましくないことは明らかである。そこで本実施形態では、かかる気筒間空燃比ばらつき異常を検出する装置が装備されている。
【００３４】
ここで、気筒間空燃比のばらつき度合いを表す指標値としてインバランス率なる値を用いる。インバランス率とは、複数の気筒のうちある１気筒のみが燃料噴射量ズレを起こしている場合に、その燃料噴射量ズレを起こしている気筒（インバランス気筒）の燃料噴射量がどれくらいの割合で、燃料噴射量ズレを起こしていない気筒（バランス気筒）の燃料噴射量即ち基準噴射量からズレているかを示す値である。インバランス率をＩＢ（％）、インバランス気筒の燃料噴射量をＱｉｂ、バランス気筒の燃料噴射量即ち基準噴射量をＱｓとすると、ＩＢ＝（Ｑｉｂ−Ｑｓ）／Ｑｓ×１００で表される。インバランス率ＩＢが大きいほど、インバランス気筒のバランス気筒に対する燃料噴射量ズレが大きく、空燃比ばらつき度合いは大きい。
【００３５】
他方、本実施形態においては、所定の対象気筒の燃料噴射量をアクティブに若しくは強制的に変更（増量または減量）し、少なくとも変更（増量または減量）後の対象気筒の回転変動に基づき、ばらつき異常を検出する。
【００３６】
まず、回転変動について説明する。回転変動とは、エンジン回転速度あるいはクランクシャフト回転速度の変化をいい、例えば次に述べるような値で表すことができる。本実施形態においては気筒毎の回転変動が検出可能である。
【００３７】
図３には回転変動を説明するためのタイムチャートを示す。図示例は直列４気筒エンジンの例であるが、本実施形態のようなＶ型８気筒エンジンにも適用可能であることが理解されよう。点火順序は＃１，＃３，＃４，＃２気筒の順である。
【００３８】
図３において、（Ａ）はエンジンのクランク角（°ＣＡ）を示す。１エンジンサイクルは７２０（°ＣＡ）であり、図には逐次的に検出される複数サイクル分のクランク角が鋸歯状に示されている。
【００３９】
（Ｂ）は、クランクシャフトが所定角度だけ回転するのに要した時間、すなわち回転時間Ｔ（ｓ）を示す。ここでは所定角度が３０（°ＣＡ）であるが、他の値（例えば１０（°ＣＡ））としてもよい。回転時間Ｔが長いほどエンジン回転速度は遅く、逆に回転時間Ｔが短いほどエンジン回転速度は速い。この回転時間Ｔはクランク角センサ２２の出力に基づきＥＣＵ１００により検出される。
【００４０】
（Ｃ）は、後に説明する回転時間差ΔＴを示す。図中、「正常」とは、いずれの気筒にも空燃比ずれが生じていない正常な場合を示し、「リーンずれ異常」とは、＃１気筒のみに例えばインバランス率ＩＢ＝−３０（％）のリーンずれが生じている異常な場合を示す。リーンずれ異常は例えばインジェクタの噴孔詰まりや開弁不良により生じ得る。
【００４１】
まず、各気筒の同一タイミングにおける回転時間ＴがＥＣＵにより検出される。ここでは各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）のタイミングにおける回転時間Ｔが検出される。この回転時間Ｔが検出されるタイミングを検出タイミングという。
【００４２】
次いで、検出タイミング毎に、当該検出タイミングにおける回転時間Ｔ２と、直前の検出タイミングにおける回転時間Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）がＥＣＵにより算出される。この差が（Ｃ）に示す回転時間差ΔＴであり、ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１である。
【００４３】
通常、ある気筒のクランク角がＴＤＣを超えた後の燃焼行程では回転速度が上昇するため回転時間Ｔが低下し、その後の次気筒の圧縮行程では回転速度が低下するため回転時間Ｔが増大する。
【００４４】
しかしながら、（Ｂ）に示すように＃１気筒がリーンずれ異常の場合、＃１気筒を点火させても十分なトルクが得られず、回転速度が上昇しづらいので、その影響で＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間Ｔは大きくなっている。それ故、＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間差ΔＴは、（Ｃ）に示すように大きな正の値となる。この＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間および回転時間差をそれぞれ＃１気筒の回転時間および回転時間差とし、それぞれＴ1およびΔＴ1で表す。他の気筒についても同様である。
【００４５】
次に、＃３気筒は正常であるので、＃３気筒を点火させたときには回転速度が急峻に上昇する。これにより次の＃４気筒ＴＤＣのタイミングでは、＃３気筒ＴＤＣのときに比べ回転時間Ｔが若干低下しているに過ぎない。それ故、＃４気筒ＴＤＣにおいて検出された＃３気筒の回転時間差ΔＴ3は、（Ｃ）に示すように小さな負の値となる。このようにある気筒の回転時間差ΔＴが、次点火気筒ＴＤＣ毎に検出される。
【００４６】
以降の＃２気筒ＴＤＣおよび＃１気筒ＴＤＣにおいても＃４気筒ＴＤＣのときと同様の傾向が見られ、両タイミングにおいて検出された＃４気筒の回転時間差ΔＴ4および＃２気筒の回転時間差ΔＴ2はともに小さな負の値となっている。以上の特性が１エンジンサイクル毎に繰り返される。
【００４７】
このように、各気筒の回転時間差ΔＴは、各気筒の回転変動を表す値であり、各気筒の空燃比ずれ量に相関した値であることが分かる。そこで各気筒の回転時間差ΔＴを各気筒の回転変動の指標値として用いることができる。各気筒の空燃比ずれ量が大きいほど、各気筒の回転変動は大きくなり、各気筒の回転時間差ΔＴは大きくなる。
【００４８】
他方、図３（Ｃ）に示すように、正常の場合には回転時間差ΔＴが常時ゼロ付近である。
【００４９】
図３の例ではリーンずれ異常の場合を示したが、逆のリッチずれ異常、すなわち１気筒のみに大きなリッチずれが生じている場合にも、同様の傾向がある。大きなリッチずれが生じた場合、点火しても燃料過多のため燃焼が不十分となり、十分なトルクが得られず、回転変動が大きくなるからである。
【００５０】
次に、図４を参照して、回転変動を表す別の値を説明する。（Ａ）は図３（Ａ）と同様にエンジンのクランク角（°ＣＡ）を示す。
【００５１】
（Ｂ）は、前記回転時間Ｔの逆数である角速度ω（ｒａｄ／ｓ）を示す。ω＝１／Ｔである。当然ながら、角速度ωが大きいほどエンジン回転速度は速く、角速度ωが小さいほどエンジン回転速度は遅い。角速度ωの波形は、回転時間Ｔの波形を上下反転した形となる。
【００５２】
（Ｃ）は、前記回転時間差ΔＴと同様、角速度ωの差である角速度差Δωを示す。角速度差Δωの波形も、回転時間差ΔＴの波形を上下反転した形となる。図中の「正常」および「リーンずれ異常」については図３と同様である。
【００５３】
まず、各気筒の同一タイミングにおける角速度ωがＥＣＵにより検出される。ここでも各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）のタイミングにおける角速度ωが検出される。角速度ωは、１を前記回転時間Ｔで除することにより算出される。
【００５４】
次いで、検出タイミング毎に、当該検出タイミングにおける角速度ω２と、直前の検出タイミングにおける角速度ω１との差（ω２−ω１）がＥＣＵにより算出される。この差が（Ｃ）に示す角速度差Δωであり、Δω＝ω２−ω１である。
【００５５】
通常、ある気筒のクランク角がＴＤＣを超えた後の燃焼行程では回転速度が上昇するため角速度ωが上昇し、その後の次気筒の圧縮行程では回転速度が低下するため角速度ωが低下する。
【００５６】
しかしながら、（Ｂ）に示すように＃１気筒がリーンずれ異常の場合、＃１気筒を点火させても十分なトルクが得られず、回転速度が上昇しづらいので、その影響で＃３気筒ＴＤＣにおける角速度ωは小さくなっている。それ故、＃３気筒ＴＤＣにおける角速度差Δωは、（Ｃ）に示すように大きな負の値となる。この＃３気筒ＴＤＣにおける角速度および角速度差をそれぞれ＃１気筒の角速度および角速度差とし、それぞれω1およびΔω1で表す。他の気筒についても同様である。
【００５７】
次に、＃３気筒は正常であるので、＃３気筒を点火させたときには回転速度が急峻に上昇する。これにより次の＃４気筒ＴＤＣのタイミングでは、＃３気筒ＴＤＣのときに比べ角速度ωが若干上昇するに過ぎない。それ故、＃４気筒ＴＤＣにおいて検出された＃３気筒の角速度差Δω3は、（Ｃ）に示すように小さな正の値となる。このようにある気筒の角速度差Δωが、次点火気筒ＴＤＣ毎に検出される。
【００５８】
以降の＃２気筒ＴＤＣおよび＃１気筒ＴＤＣにおいても＃４気筒ＴＤＣのときと同様の傾向が見られ、両タイミングにおいて検出された＃４気筒の角速度差Δω4および＃２気筒の角速度差Δω2はともに小さな正の値となっている。以上の特性が１エンジンサイクル毎に繰り返される。
【００５９】
このように、各気筒の角速度差Δωは、各気筒の回転変動を表す値であり、各気筒の空燃比ずれ量に相関した値であることが分かる。そこで各気筒の角速度差Δωを各気筒の回転変動の指標値として用いることができる。各気筒の空燃比ずれ量が大きいほど、各気筒の回転変動は大きくなり、各気筒の角速度差Δωは小さくなる（マイナス方向に大きくなる）。
【００６０】
他方、図４（Ｃ）に示すように、正常の場合には角速度差Δωが常時ゼロ付近である。
【００６１】
逆のリッチずれ異常の場合にも同様の傾向がある点は上述した通りである。
【００６２】
次に、ある１気筒の燃料噴射量をアクティブに増量または減量したときの回転変動の変化を、図５を参照して説明する。
【００６３】
図５において、横軸はインバランス率ＩＢを示し、縦軸は回転変動の指標値としての角速度差Δωを示す。ここでは、全８気筒のうちある１気筒のみのインバランス率ＩＢを変化させ、このときの当該１気筒のインバランス率ＩＢと、当該１気筒の角速度差Δωとの関係を線ａで示す。当該１気筒をアクティブ対象気筒という。他の気筒は全てバランス気筒であり、基準噴射量Ｑｓとしてストイキ相当量を噴射しているものとする。
【００６４】
横軸において、ＩＢ＝０（％）とは、アクティブ対象気筒のインバランス率ＩＢが０（％）で、アクティブ対象気筒がストイキ相当量を噴射している正常な場合を意味する。このときのデータが線ａ上のプロットｂで示される。このＩＢ＝０（％）の状態から図中左側に移動すると、インバランス率ＩＢがプラス方向に増加し、燃料噴射量としては過多すなわちリッチな状態となる。逆に、ＩＢ＝０（％）から図中右側に移動すると、インバランス率ＩＢがマイナス方向に増加し、燃料噴射量としては過少すなわちリーンな状態となる。
【００６５】
特性線ａから分かるように、アクティブ対象気筒のインバランス率ＩＢが０（％）からプラス方向に増加してもマイナス方向に増加しても、アクティブ対象気筒の回転変動は大きくなり、アクティブ対象気筒の角速度差Δωが０付近からマイナス方向に大きくなる傾向にある。そして、インバランス率ＩＢが０（％）から離れるほど、特性線ａの傾きが急になり、インバランス率ＩＢの変化に対する角速度差Δωの変化は大きくなる傾向にある。
【００６６】
ここで、矢印ｃで示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を、ストイキ相当量（ＩＢ＝０（％））から所定量、強制的に増量したとする。図示例ではインバランス率で約４０（％）相当の増量がなされている。このとき、ＩＢ＝０（％）の近辺では特性線ａの傾きが緩やかであることから、増量後においても角速度差Δωは増量前とほぼ変わらず、増量前後の角速度差Δωの差は極小さい。
【００６７】
他方、プロットｄで示すように、アクティブ対象気筒において既にリッチずれが生じており、そのインバランス率ＩＢが比較的大きなプラス側の値になっているときを考える。図示例ではインバランス率で約５０（％）のリッチずれが生じている。この状態から矢印ｅで示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を同一量、強制的に増量したとすると、この領域では特性線ａの傾きが急であることから、増量後の角速度差Δωは増量前より大きくマイナス側に変化し、増量前後の角速度差Δωの差は大きくなる。すなわち燃料噴射量の増量により、アクティブ対象気筒の回転変動は大きくなる。
【００６８】
よって、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を強制的に所定量増量したときの少なくとも増量後のアクティブ対象気筒の角速度差Δωに基づき、ばらつき異常を検出することが可能である。
【００６９】
すなわち、増量後の角速度差Δωが図示するように所定の負の異常判定値αより小さい場合（Δω＜α）には、ばらつき異常有りと判定し、且つアクティブ対象気筒を異常気筒と特定することができる。逆に、増量後の角速度差Δωが異常判定値αより小さくない場合（Δω≧α）には、少なくともアクティブ対象気筒を正常と判定することができる。
【００７０】
あるいは代替的に、図示するように、増量前後の角速度差Δωの差ｄΔωに基づき、ばらつき異常を検出することも可能である。この場合、増量前の角速度差をΔω１、増量後の角速度差をΔω２とすると、両者の差ｄΔωをｄΔω＝Δω１−Δω２と定義することができる。そして差ｄΔωが所定の正の異常判定値β１を超えた場合（ｄΔω＞β１）、ばらつき異常有りと判定し、且つアクティブ対象気筒を異常気筒と特定することができる。逆に、差ｄΔωが異常判定値β１を超えない場合（ｄΔω≦β１）、少なくともアクティブ対象気筒を正常と判定することができる。
【００７１】
インバランス率が負の領域で強制減量を行ったときも同様のことが言える。矢印ｆで示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量をストイキ相当量（ＩＢ＝０（％））から所定量、強制的に減量したとする。図示例ではインバランス率で約１０（％）相当の減量がなされている。増量量に比べ減量量が少ないのは、リーンずれ異常気筒に対しあまりに多くの減量を行ってしまうと失火してしまうからである。このとき、特性線ａの傾きが比較的緩やかであることから、減量後の角速度差Δωは減量前より若干小さくなっているだけで、増量前後の角速度差Δωの差は小さい。
【００７２】
他方、プロットｇで示すように、アクティブ対象気筒において既にリーンずれが生じており、そのインバランス率ＩＢが比較的大きなマイナス側の値になっているときを考える。図示例ではインバランス率で約−２０（％）のリーンずれが生じている。この状態から矢印ｈで示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を同一量、強制的に減量したとすると、この領域では特性線ａの傾きが比較的急であることから、減量後の角速度差Δωは減量前より大きくマイナス側に変化し、減量前後の角速度差Δωの差は大きくなる。すなわち燃料噴射量の減量により、アクティブ対象気筒の回転変動は大きくなる。
【００７３】
よって、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を強制的に所定量減量したときの少なくとも減量後のアクティブ対象気筒の角速度差Δωに基づき、ばらつき異常を検出することが可能である。
【００７４】
すなわち、減量後の角速度差Δωが図示するように所定の負の異常判定値αより小さい場合（Δω＜α）には、ばらつき異常有りと判定し、且つアクティブ対象気筒を異常気筒と特定することができる。逆に、減量後の角速度差Δωが異常判定値αより小さくない場合（Δω≧α）には、少なくともアクティブ対象気筒を正常と判定することができる。
【００７５】
あるいは代替的に、図示するように、減量前後の角速度差Δωの差ｄΔωに基づき、ばらつき異常を検出することも可能である。この場合も両者の差ｄΔωをｄΔω＝Δω１−Δω２と定義することができる。差ｄΔωが所定の正の異常判定値β２を超えた場合（ｄΔω＞β２）、ばらつき異常有りと判定し、且つアクティブ対象気筒を異常気筒と特定することができる。逆に、差ｄΔωが異常判定値β２を超えない場合（ｄΔω≦β２）、少なくともアクティブ対象気筒を正常と判定することができる。
【００７６】
ここでは増量量が減量量より顕著に多いため、増量時の異常判定値β１を減量時の異常判定値β２より大きくしている。しかしながら、両異常判定値は、特性線ａの特性や増量量と減量量のバランス等を考慮して任意に定めることができる。両異常判定値を同じ値とすることも可能である。
【００７７】
各気筒の回転変動の指標値として回転時間差ΔＴを用いた場合にも、同様の方法で異常検出および異常気筒特定が可能であることが理解されるであろう。また、各気筒の回転変動の指標値としては、上述した以外の他の値を用いることも可能である。
【００７８】
燃料噴射量の増量または減量の方法は、全気筒同時に行う方法や、所定数の気筒ずつ順番に且つ交互に行う方法がある。例えば１気筒ずつ増量したり、２気筒ずつ増量したり、４気筒ずつ増量したりする方法がある。増量を行う対象気筒の数および気筒番号は任意に設定できる。
【００７９】
対象気筒数が多いほど、検出時間を短縮できるメリットがあり、排気エミッションが悪化するデメリットがある。逆に対象気筒数が少ないほど、排気エミッションの悪化を抑制できるメリットがあるが、検出時間が長期化するデメリットがある。
【００８０】
以上が本実施形態におけるばらつき異常検出の概要である。
【００８１】
ところで、正常気筒に対し燃料噴射量を減量したとき、回転変動は許容レベル外に至らないものの、振動が許容レベル外に至ることがある。異常検出のための燃料噴射量減量は異常気筒よりも正常気筒に対して行われることの方が圧倒的に多い。このため、燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑えることが重要である。
【００８２】
この点を図６を参照して説明する。図６は、図５のうち、インバランス率が負の領域で強制減量を行ったときの様子を示す。図５と同様の部分については同一の符号を付す。
【００８３】
前述したように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量をストイキ相当量（ＩＢ＝０（％））から矢印ｆの如く所定量、強制的に減量しても、減量後の角速度差Δωは異常判定値αを超えず、Δω＜αとならない。また減量前後の角速度差の差ｄΔωもβ２を超えず、ｄΔω＞β２とならない。これはすなわち、正常気筒に対して減量を行っても、回転変動の見地からは許容レベル外にならないことを意味する。プロットｂはプロットｌに変化するが、プロットｌは、回転変動の許容レベルの限界値である異常判定値αを超えない。
【００８４】
しかし、エンジン単体ひいては車両の振動の見地からすると、回転変動の許容レベルはより厳しくなる。この許容レベルの限界値は図示するγであり、先の異常判定値αよりも正常側にある。γを振動限界という。回転変動が振動限界γ以下である領域、すなわちΔω≧γの領域が振動の許容レベルである。しかし、回転変動が振動限界γを超えると、すなわちΔω＜γの領域に至ると、振動は許容レベル外となる。
【００８５】
プロットｌは振動限界γを超えており、プロットｌにおいてΔω＜γである。よって振動は許容レベル外となってしまう。
【００８６】
このような異常判定値αと振動限界γの相違は次の理由に基づく。異常判定値αが、排気エミッションの観点からＯＢＤ規制値等に基づき定められる値であるのに対し、振動限界γは、快適性の観点からエンジンおよび車両の振動騒音要件に基づき定められる値だからである。
【００８７】
なお、図５に示すように、インバランス率の正の領域と負の領域を比較すると、特性線ａの傾きは負の領域の方が正の領域より大きい。従って負の領域の方が正の領域より、燃料噴射量を一定量変更したときの回転変動悪化度合いが大きく、このことも相俟って、正常気筒を減量したときに振動限界γを超え易い。
【００８８】
異常検出のための減量は異常気筒よりも正常気筒に対して行われることの方が圧倒的に多い。なぜなら多くの場合、新品時から長期に亘って全気筒正常であり、経年劣化等によりある１気筒が異常となったときにしか、異常気筒に対し減量が行われないからである。複数の気筒が同時に異常となることは希であり、通常は１気筒ずつ順番に異常となっていく。そして１気筒の異常が検出されれば、インジェクタの交換等必要な修理が行われるので、直ちに元の全気筒正常な状態に戻る。従って減量は再び、正常な全気筒に対し行われる。
【００８９】
よって、減量は、所定頻度で行われる検出の度に正常気筒に対して頻繁に行われる。この頻繁に行われる減量の度に実際の振動が振動限界を超えることのないよう、対策を施すことが重要である。
【００９０】
そこで、本実施形態ではかかる課題を克服するため、アクティブ対象気筒に対し燃料噴射量を減量する際に、併せて点火時期を進角することとしている。点火時期の進角を行うと、減量時の燃焼が改善され、回転変動の悪化が小さくなる。よって正常気筒に対し減量したときの振動を許容レベル内に抑えることが可能である。
【００９１】
この点を図６を参照して説明する。点火時期の進角を行うと、特性線ａが、仮想線で示す進角時特性線ａ’の如く変更され、インバランス率がゼロから小さい負の値までの所定領域における特性線の傾きがより緩やかになる。従って、正常気筒に対し減量したとき、プロットｂはプロットｌ’に変化し、プロットｌ’は振動限界γを超えない。プロットｌ’においてΔω≧γであり、振動は許容レベル内に抑えられる。
【００９２】
他方、インバランス率がかかる所定領域よりもマイナス側に離れると、進角時特性線ａ’は、その傾きが基準の特性線ａより急となり、基準の特性線ａに近づいていき、やがて一致する。異常気筒の減量前のインバランス率（プロットｇ）の付近では、進角時特性線ａ’は基準の特性線ａに極近い。これは、異常気筒のように元々の空燃比が大きくリーンずれしている場合には、点火時期進角を行っても燃焼改善効果が殆ど無いことを意味する。従って異常気筒に対し減量且つ点火時期進角を行っても、減量前後の回転変動は点火時期進角を行わない場合とほぼ変わらない。
【００９３】
以上の特性を利用し、本実施形態では次のようにばらつき異常検出を実行する。
【００９４】
図７に、ばらつき異常検出ルーチンを示す。このルーチンはＥＣＵ１００により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００９５】
ここでは、ＥＣＵ１００の内部値であるサイクルカウンタ値Ｃｉおよび気筒カウンタ値Ｃｊが用いられる。サイクルカウンタ値Ｃｉの初期値は０、気筒カウンタ値Ｃｊの初期値は１である。ｊは気筒番号でありｊ＝１，２，・・・，８である。
【００９６】
まずステップＳ１０１では、異常検出を行うための所定の前提条件が成立したか否かが判断される。例えば、（１）エンジンが暖機状態にあり、（２）上流触媒１８および下流触媒１９が暖機状態にあり、（３）エンジンが定常運転状態にあり、（４）ストイキ制御実行中である場合に、前提条件が成立する。条件（１）の成否は水温センサ２４の検出値に基づき判断され、例えば当該検出値が７５℃以上だと条件成立となる。条件（２）の成否は別途検出または推定される上流触媒温度と下流触媒温度に基づき判断される。条件（３）の成否は、例えば吸入空気量Ｇａ及びエンジン回転速度Ｎｅの所定期間内における変動幅が所定範囲内に収まっているか否かによって判断される。なお吸入空気量Ｇａはエアフローメータ５により検出され、エンジン回転速度Ｎｅはクランク角センサ１４の出力から計算される。なお前提条件についてはこれ以外の例も可能である。
【００９７】
前提条件が成立していない場合には処理が終了され、他方、前提条件が成立している場合にはステップＳ１０２に進む。
【００９８】
ステップＳ１０２では、燃料噴射量減量に際しての燃料減量量ΔＱ（＞０）が算出される。この燃料減量量ΔＱは、エンジンの運転状態を表すパラメータ（エンジンパラメータという）に応じて変更される。例えば、エンジンパラメータは回転数と負荷からなり、予め定められたマップ（関数でもよい。以下同様）から、実際に検出された回転数と負荷に応じた燃料減量量ΔＱが算出される。燃料減量量ΔＱは回転数と負荷に応じて変更される。燃料減量量ΔＱは、減量後の燃料噴射量Ｑ（ステップＳ１０４）を所定の負のインバランス率相当とするような値を有する。
【００９９】
次に、ステップＳ１０３において、燃料噴射量減量と同時に行われる点火時期進角に際しての点火時期進角量ΔＩＧ（＞０）が算出される。この点火時期進角量ΔＩＧもエンジンパラメータに応じて変更される。例えば前記同様、エンジンパラメータは回転数と負荷からなり、予め定められたマップから、実際に検出された回転数と負荷に応じた点火時期進角量ΔＩＧが算出される。点火時期進角量ΔＩＧは回転数と負荷に応じて変更される。
【０１００】
ステップＳ１０４では、燃料噴射量減量に際しての減量後の燃料噴射量Ｑが算出される。この減量後燃料噴射量Ｑは式：Ｑ＝Ｑｂ−ΔＱから算出される。Ｑｂは基本噴射量であり、運転条件一定の時に筒内の混合気をストイキとするように予め定められた値である。基本噴射量Ｑｂは、実際に検出されたエンジンパラメータ（例えば回転数と負荷）に基づき、予め定められたマップから算出される。基本噴射量Ｑｂも当然にエンジンパラメータに応じて変更される。なお、本ルーチンの実行中（つまりばらつき異常検出の実行中）はストイキ制御が停止され、燃料噴射量はオープン制御によりアクティブに制御される。
【０１０１】
ステップＳ１０５では、進角後の点火時期ＩＧが算出される。この進角後点火時期ＩＧは式：ＩＧ＝ＩＧｂ−ΔＩＧから算出される。ＩＧｂは基本点火時期であり、運転条件一定の時にほぼＭＢＴ（最適点火時期）となるように予め定められた値である。基本点火時期ＩＧｂは、実際に検出されたエンジンパラメータ（例えば回転数と負荷）に基づき、予め定められたマップから算出される。基本点火時期ＩＧｂも当然にエンジンパラメータに応じて変更される。
【０１０２】
ステップＳ１０６では、減量後燃料噴射量Ｑの燃料が所定の燃料噴射時期において実際にインジェクタ２から噴射される。そしてステップＳ１０７では、進角後点火時期ＩＧにおいて点火プラグ１３による実際の点火が実行される。
【０１０３】
ステップＳ１０８では、回転変動の指標値たる減量後の角速度差Δωｉが検出、記憶される。
【０１０４】
ステップＳ１０９では、サイクルカウンタ値Ｃｉが１だけ増加（インクリメント）される。
【０１０５】
ステップＳ１１０では、サイクルカウンタ値Ｃｉが所定値Ｉ（例えば１００）以上に達したか否かが判断される。達してなければ終了され、達したならばステップＳ１１１に進む。
【０１０６】
ステップＳ１１１では、既に記憶されたＩ個の角速度差Δωｉの平均値が算出され、この平均値が＃ｊ気筒の角速度差Δωｊとして記憶される。
【０１０７】
ステップＳ１１２では、気筒カウンタ値Ｃｊが１だけ増加（インクリメント）される。
【０１０８】
ステップＳ１１３では、気筒カウンタ値Ｃｊが、気筒数と同数の値Ｊ（ここでは８）以上に達したか否かが判断される。達してなければ終了され、達したならばステップＳ１１４に進む。
【０１０９】
以上の説明から分かるように、まず＃１気筒（Ｃｊ＝１）に対し、燃料噴射量減量且つ点火時期進角が実行され、このときの角速度差ΔωｉがＩ個取得される。そしてその平均値が＃１気筒の角速度差Δωｊとして記憶される。次いで＃２気筒（Ｃｊ＝２）について同様の処理が実行される。以下順次、＃３気筒、＃４気筒・・・についても同様の処理が実行され、最終的に全８気筒の角速度差Δωｊが検出、記憶される。
【０１１０】
ここでは＃１気筒から気筒番号順に減量したが、減量順序は気筒番号順と同じでなくてもよい。またここでは１気筒ずつ減量したが、複数気筒（例えば２気筒または４気筒）ずつ減量したり、全気筒同時に減量する方法も可能である。減量を行う対象気筒の数および気筒番号は任意に設定できる。
【０１１１】
次にステップＳ１１４では、各気筒の角速度差Δωｊがそれぞれ負の異常判定値αと比較される。全気筒の角速度差Δωｊが異常判定値α以上の場合、ステップＳ１１５にてばらつき異常無し、すなわち正常と判定され、ルーチンが終了される。
【０１１２】
他方、何れかの気筒（便宜上＃ｊ気筒とする）の角速度差Δωｊが異常判定値αより小さい場合、ステップＳ１１６においてばらつき異常有り、具体的には当該＃ｊ気筒にリーンずれ異常ありと判定され、ルーチンが終了される。
【０１１３】
なお、上記ばらつき異常検出は比較的狭い運転領域（例えばアイドル運転領域）に限定して行うこともできる。この場合、エンジンパラメータがそのような所定運転領域内にあるという条件がステップＳ１０１の前提条件に含まれる。併せて、燃料減量量ΔＱおよび点火時期進角量ΔＩＧを可変とせず、一定値とすることができる。これによってステップＳ１０２，Ｓ１０３を省略し簡素化を図ることができる。
【０１１４】
あるいは、図６に示すように、点火時期進角時に特性線がａからａ’のように顕著に変化する運転領域のみで、ばらつき異常検出を行ってもよい。
【０１１５】
さらに、前記実施形態で述べたような回転変動の代わりに、回転変動の相関値を用いることも可能である。
【０１１６】
回転変動の相関値の第１例として筒内圧を用いることができる。この場合、各気筒に個別に設けられた筒内圧センサにより、各気筒の筒内圧が検出される。
【０１１７】
図８において、「正常」は正常時の筒内圧線図を示し、「異常」はリーンずれ異常時の筒内圧線図を示す。図示するように、ある１気筒において、空燃比ずれが生じていない正常時の筒内圧線図を基準として、リーンずれが大きくなるほど、燃焼が悪化するため、筒内圧線図は低圧側に移動し、筒内圧の最大ピーク（正常時のみＰで示す）は低下する傾向にある。筒内圧の最大ピークは回転変動に相関し、その最大ピークが小さいほど回転変動は大きい。
【０１１８】
そこで例えば、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも当該減量後のアクティブ対象気筒の筒内圧またはその最大ピークに基づき、空燃比ずれ異常を検出することが可能である。すなわち、筒内圧またはその最大ピークが所定値以上になればアクティブ対象気筒を正常と判定し、筒内圧またはその最大ピークが所定値以上にならなければアクティブ対象気筒を異常と判定する。減量前後の最大ピーク低下量に基づき空燃比ずれ異常を検出することも可能である。
【０１１９】
あるいは、筒内圧の最大ピークの代わりに、最大ピーク前後の所定期間Δθ内における筒内圧積算値（面積）を用いることも可能である。筒内圧積算値が所定値以上になればアクティブ対象気筒を正常と判定し、筒内圧積算値が所定値以上にならなければアクティブ対象気筒を異常と判定する。減量前後の筒内圧積算値低下量に基づき空燃比ずれ異常を検出することも可能である。
【０１２０】
ここで図９に示すように、正常時の筒内圧線図は、燃料噴射量減量時に点火時期進角を行わないと線図ｂまで低下するが、燃料噴射量減量時に点火時期進角を行うと線図ａまでの低下量に止まる。従って本実施形態の如く燃料噴射量減量時に点火時期進角を行うことで、正常気筒の減量時の回転変動悪化を抑制し、減量時の振動を許容レベル内に抑えることが可能である。
【０１２１】
なお、図９に示すように、異常時の筒内圧線図は、燃料噴射量減量と共に点火時期進角を行っても行わなくてもほぼ変化しない。
【０１２２】
次に、回転変動の相関値の第２例としてイオン電流を用いることができる。この場合、各気筒に個別に設けられたイオン電流センサにより、各気筒内のイオン電流が検出される。イオン電流は混合気の点火後に燃焼室内に発生するものであり、燃焼状態が良好であるほどその値は大きくなる。
【０１２３】
図１０において、「正常」は正常時のイオン電流線図を示し、「異常」はリーンずれ異常時のイオン電流線図を示す。図示するように、ある１気筒において、空燃比ずれが生じていない正常なときのイオン電流線図を基準として、リーンずれが大きくなるほど、燃焼が悪化するため、イオン電流線図は減少側に移動し、イオン電流の最大ピーク（正常時のみＰ’で示す）は低下する傾向にある。イオン電流の最大ピークは回転変動に相関し、その最大ピークが小さいほど回転変動は大きい。
【０１２４】
そこで例えば、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも当該減量後のアクティブ対象気筒のイオン電流またはその最大ピークに基づき、空燃比ずれ異常を検出することが可能である。すなわち、イオン電流またはその最大ピークが所定値以上になればアクティブ対象気筒を正常と判定し、イオン電流またはその最大ピークが所定値以上にならなければアクティブ対象気筒を異常と判定する。減量前後の最大ピーク低下量に基づき空燃比ずれ異常を検出することも可能である。
【０１２５】
あるいは、イオン電流の最大ピークの代わりに、最大ピーク前後の所定期間Δθ内におけるイオン電流積算値（面積）を用いることも可能である。イオン電流積算値が所定値以上になればアクティブ対象気筒を正常と判定し、イオン電流積算値が所定値以上にならなければアクティブ対象気筒を異常と判定する。減量前後のイオン電流積算値低下量に基づき空燃比ずれ異常を検出することも可能である。
【０１２６】
ここで図１１に示すように、正常時のイオン電流線図は、燃料噴射量減量時に点火時期進角を行わないと線図ｄまで大きく低下するが、燃料噴射量減量時に点火時期進角を行うと線図ｃまでの小さな低下量に止まる。従って本実施形態の如く燃料噴射量減量時に点火時期進角を行うことで、正常気筒の減量時の回転変動悪化を抑制し、減量時の振動を許容レベル内に抑えることが可能である。
【０１２７】
なお、図１１に示すように、異常時のイオン電流線図は、燃料噴射量減量と共に点火時期進角を行っても行わなくてもほぼ変化しない。
【０１２８】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、増量前の角速度差Δω１と増量後の角速度差Δω２との差ｄΔωを用いる代わりに、両者の比を用いることができる。この点、減量前後の角速度差の差ｄΔω、または増量もしくは減量前後の回転時間差ΔＴの差についても同様のことが言える。本発明はＶ型８気筒エンジンに限らず、他の様々な形式および気筒数のエンジンに適用可能である。触媒後センサとして、触媒前センサと同様の広域空燃比センサを用いてもよい。
【０１２９】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 内燃機関（エンジン）
２ インジェクタ
１１ エアフローメータ
１２ スロットルバルブ
１３ 点火プラグ
１８ 上流触媒
２０ 触媒前センサ
２２ クランク角センサ
２３ アクセル開度センサ
１００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒内燃機関の気筒間空燃比のばらつき異常を検出するための装置に係り、特に、多気筒内燃機関において気筒間の空燃比が比較的大きくばらついていることを検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、触媒を利用した排気浄化システムを備える内燃機関では、排気中有害成分の触媒による浄化を高効率で行うため、内燃機関で燃焼される混合気の空気と燃料との混合割合、すなわち空燃比のコントロールが欠かせない。こうした空燃比の制御を行うため、内燃機関の排気通路に空燃比センサを設け、これによって検出された空燃比を所定の目標空燃比に一致させるようフィードバック制御を実施している。
【０００３】
一方、多気筒内燃機関においては、通常全気筒に対し同一の制御量を用いて空燃比制御を行うため、空燃比制御を実行したとしても実際の空燃比が気筒間でばらつくことがある。このときばらつきの程度が小さければ、空燃比フィードバック制御で吸収可能であり、また触媒でも排気中有害成分を浄化処理可能なので、排気エミッションに影響を与えず、特に問題とならない。
【０００４】
しかし、例えば一部の気筒の燃料噴射系が故障するなどして、気筒間の空燃比が大きくばらつくと、排気エミッションを悪化させてしまい、問題となる。このような排気エミッションを悪化させる程の大きな空燃比ばらつきは異常として検出するのが望ましい。特に自動車用内燃機関の場合、排気エミッションが悪化した車両の走行を未然に防止するため、気筒間空燃比ばらつき異常を車載状態で検出することが要請されている（所謂ＯＢＤ；On-Board Diagnostics）。
【０００５】
例えば特許文献１に記載の装置においては、いずれかの気筒に空燃比異常が生じていると判断した場合に、空燃比異常となっている気筒が失火するまでの間、各気筒へ噴射する燃料の噴射時間を所定時間ずつ短縮させ、これによって異常気筒を特定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１２２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、いずれかの気筒に空燃比異常が生じている場合、当該気筒の燃料噴射量を強制的に減量すると、当該気筒の回転変動が顕著に大きくなることがある。よってこの回転変動の増大を検出することで、空燃比ばらつき異常を検出することが可能である。
【０００８】
しかし、空燃比異常が生じていない正常気筒に対し燃料噴射量を減量したとき、回転変動は許容レベル外に至らないものの、振動が許容レベル外に至ることがある。異常検出のための燃料噴射量減量は異常気筒よりも正常気筒に対して行われることの方が圧倒的に多い。このため、燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑えることが重要である。
【０００９】
そこで本発明は以上の事情に鑑みて創案され、その目的は、異常検出のための燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑えることができる多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の態様によれば、
所定の対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも当該減量後の前記対象気筒の回転変動またはその相関値に基づき、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による燃料噴射量の減量時に前記対象気筒の点火時期を進角する進角手段と、
を備えることを特徴とする多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置が提供される。
【００１１】
好ましくは、前記進角手段は、前記内燃機関の運転状態を表すパラメータに応じて点火時期の進角量を変更する。
【００１２】
好ましくは、前記異常検出手段は、前記内燃機関の運転状態を表すパラメータに応じて燃料噴射量の減量量を変更する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、異常検出のための燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑えることができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の概略図である。
【図２】触媒前センサおよび触媒後センサの出力特性を示すグラフである。
【図３】回転変動を表す値を説明するためのタイムチャートである。
【図４】回転変動を表す別の値を説明するためのタイムチャートである。
【図５】燃料噴射量を増量または減量したときの回転変動の変化を示すグラフである。
【図６】図５のうち、インバランス率が負の領域で減量を行ったときの様子を示すグラフである。
【図７】ばらつき異常検出ルーチンのフローチャートである。
【図８】正常時と異常時の筒内圧線図を示すグラフである。
【図９】正常時の筒内圧線図に対する点火時期進角の影響を主に示すグラフである。
【図１０】正常時と異常時のイオン電流線図を示すグラフである。
【図１１】正常時のイオン電流線図に対する点火時期進角の影響を主に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【００１６】
図１に本実施形態に係る内燃機関を概略的に示す。図示される内燃機関（エンジン）１は自動車に搭載されたＶ型８気筒火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）である。エンジン１は第１のバンクＢ１と第２のバンクＢ２とを有し、第１のバンクＢ１には奇数番気筒すなわち＃１，＃３，＃５，＃７気筒が設けられ、第２のバンクＢ２には偶数番気筒すなわち＃２，＃４，＃６，＃８気筒が設けられている。＃１，＃３，＃５，＃７気筒が第１の気筒群をなし、＃２，＃４，＃６，＃８気筒が第２の気筒群をなす。
【００１７】
各気筒にインジェクタ（燃料噴射弁）２が設けられる。インジェクタ２は、対応気筒の吸気通路特に吸気ポート（図示せず）内に向けて燃料を噴射する。また各気筒には、筒内の混合気に点火するための点火プラグ１３が設けられる。
【００１８】
吸気を導入するための吸気通路７は、前記吸気ポートの他、集合部としてのサージタンク８と、各気筒の吸気ポートおよびサージタンク８を結ぶ複数の吸気マニホールド９と、サージタンク８の上流側の吸気管１０とを含む。吸気管１０には、上流側から順にエアフローメータ１１と電子制御式スロットルバルブ１２とが設けられている。エアフローメータ１１は吸気流量に応じた大きさの信号を出力する。
【００１９】
第１のバンクＢ１に対して第１の排気通路１４Ａが設けられ、第２のバンクＢ２に対して第２の排気通路１４Ｂが設けられる。これら第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂは下流触媒１９の上流側で合流されている。この合流位置より上流側の排気系の構成は両バンクで同一なので、ここでは第１のバンクＢ１側についてのみ説明し、第２のバンクＢ２側については図中同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
第１の排気通路１４Ａは、＃１，＃３，＃５，＃７の各気筒の排気ポート（図示せず）と、これら排気ポートの排気ガスを集合させる排気マニホールド１６と、排気マニホールド１６の下流側に設置された排気管１７とを含む。そして排気管１７には上流触媒１８が設けられている。上流触媒１８の上流側及び下流側（直前及び直後）にそれぞれ、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサである触媒前センサ２０及び触媒後センサ２１が設置されている。このように、一方のバンクに属する複数の気筒（あるいは一の気筒群）に対して、上流触媒１８、触媒前センサ２０及び触媒後センサ２１が各一つずつ設けられている。
【００２１】
なお、第１および第２の排気通路１４Ａ，１４Ｂを合流させないで、これらに個別に下流触媒１９を設けることも可能である。
【００２２】
エンジン１には制御手段としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）１００が設けられている。ＥＣＵ１００は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。ＥＣＵ１００には、前述のエアフローメータ１１、触媒前センサ２０、触媒後センサ２１のほか、エンジン１のクランク角を検出するためのクランク角センサ２２、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ２３、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ２４、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ１００は、各種センサの検出値等に基づき、所望の出力が得られるように、インジェクタ２、点火プラグ１３、スロットルバルブ１２等を制御し、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度等を制御する。
【００２３】
スロットルバルブ１２にはスロットル開度センサ（図示せず）が設けられ、スロットル開度センサからの信号がＥＣＵ１００に送られる。ＥＣＵ１００は、通常、アクセル開度に応じて定まる開度に、スロットルバルブ１２の開度（スロットル開度）をフィードバック制御する。
【００２４】
またＥＣＵ１００は、エアフローメータ１１からの信号に基づき、単位時間当たりの吸入空気の量すなわち吸入空気量を検出する。そしてＥＣＵ１００は、検出したアクセル開度、スロットル開度および吸入空気量の少なくとも一つに基づき、エンジン１の負荷を検出する。なお吸気圧に基づき負荷を検出してもよい。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ２２からのクランクパルス信号に基づき、クランク角自体を検出すると共にエンジン１の回転数を検出する。ここで「回転数」とは単位時間当たりの回転数のことをいい、回転速度と同義である。本実施形態では１分間当たりの回転数ｒｐｍのことをいう。
【００２６】
触媒前センサ２０は所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能である。図２に触媒前センサ２０の出力特性を示す。図示するように、触媒前センサ２０は、検出した排気空燃比（触媒前空燃比Ａ／Ｆｆ）に比例した大きさの電圧信号Ｖｆを出力する。排気空燃比がストイキ（理論空燃比、例えばＡ／Ｆ＝１４．５）であるときの出力電圧はＶｒｅｆｆ（例えば約３．３Ｖ）である。
【００２７】
他方、触媒後センサ２１は所謂Ｏ２センサからなり、ストイキを境に出力値が急変する特性を持つ。図２に触媒後センサ２１の出力特性を示す。図示するように、排気空燃比（触媒後空燃比Ａ／Ｆｒ）がストイキであるときの出力電圧、すなわちストイキ相当値はＶｒｅｆｒ（例えば０．４５Ｖ）である。触媒後センサ２１の出力電圧は所定の範囲（例えば０〜１Ｖ）内で変化する。概して排気空燃比がストイキよりリーンのとき、触媒後センサの出力電圧Ｖｒはストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより低くなり、排気空燃比がストイキよりリッチのとき、触媒後センサの出力電圧Ｖｒはストイキ相当値Ｖｒｅｆｒより高くなる。
【００２８】
上流触媒１８及び下流触媒１９は三元触媒からなり、それぞれに流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがストイキ近傍のときに排気中の有害成分であるＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯを同時に浄化する。この三者を同時に高効率で浄化できる空燃比の幅（ウィンドウ）は比較的狭い。
【００２９】
そこで、エンジンの通常運転時、上流触媒１８に流入する排気ガスの空燃比をストイキ近傍に制御するための空燃比制御（ストイキ制御）がＥＣＵ１００により実行される。この空燃比制御は、触媒前センサ２０によって検出された排気空燃比が所定の目標空燃比であるストイキになるように混合気の空燃比（具体的には燃料噴射量）をフィードバック制御する主空燃比制御（主空燃比フィードバック制御）と、触媒後センサ２１によって検出された排気空燃比がストイキになるように混合気の空燃比（具体的には燃料噴射量）をフィードバック制御する補助空燃比制御（補助空燃比フィードバック制御）とからなる。
【００３０】
このように本実施形態において、空燃比の基準値はストイキであり、このストイキに相当する燃料噴射量（ストイキ相当量という）が燃料噴射量の基準値である。但し、空燃比および燃料噴射量の基準値は他の値とすることもできる。
【００３１】
空燃比制御はバンク単位で若しくはバンク毎に行われる。例えば第１のバンクＢ１側の触媒前センサ２０および触媒後センサ２１の検出値は、第１のバンクＢ１に属する＃１，＃３，＃５，＃７気筒の空燃比フィードバック制御にのみ用いられ、第２のバンクＢ２に属する＃２，＃４，＃６，＃８気筒の空燃比フィードバック制御には用いられない。逆も同様である。あたかも独立した直列４気筒エンジンが二つあるように、空燃比制御が実行される。また空燃比制御においては、同一バンクに属する各気筒に対し同一の制御量が一律に用いられる。
【００３２】
さて、例えば全気筒のうちの一部の気筒（特に１気筒）において、インジェクタ２の故障等が発生し、気筒間に空燃比のばらつき（インバランス：imbalance）が発生することがある。例えば第１のバンクＢ１について、インジェクタ２の閉弁不良により＃１気筒の燃料噴射量が他の＃３，＃５，＃７気筒の燃料噴射量よりも多くなり、＃１気筒の空燃比が他の＃３，＃５，＃７気筒の空燃比よりも大きくリッチ側にずれる場合である。
【００３３】
このときでも、前述の空燃比フィードバック制御により比較的大きな補正量を与えれば、触媒前センサ２０に供給されるトータルガス（合流後の排気ガス）の空燃比をストイキに制御できる場合がある。しかし、気筒別に見ると、＃１気筒がストイキより大きくリッチ、＃３，＃５，＃７気筒がストイキよりリーンであり、全体のバランスとしてストイキとなっているに過ぎず、エミッション上好ましくないことは明らかである。そこで本実施形態では、かかる気筒間空燃比ばらつき異常を検出する装置が装備されている。
【００３４】
ここで、気筒間空燃比のばらつき度合いを表す指標値としてインバランス率なる値を用いる。インバランス率とは、複数の気筒のうちある１気筒のみが燃料噴射量ズレを起こしている場合に、その燃料噴射量ズレを起こしている気筒（インバランス気筒）の燃料噴射量がどれくらいの割合で、燃料噴射量ズレを起こしていない気筒（バランス気筒）の燃料噴射量即ち基準噴射量からズレているかを示す値である。インバランス率をＩＢ（％）、インバランス気筒の燃料噴射量をＱｉｂ、バランス気筒の燃料噴射量即ち基準噴射量をＱｓとすると、ＩＢ＝（Ｑｉｂ−Ｑｓ）／Ｑｓ×１００で表される。インバランス率ＩＢが大きいほど、インバランス気筒のバランス気筒に対する燃料噴射量ズレが大きく、空燃比ばらつき度合いは大きい。
【００３５】
他方、本実施形態においては、所定の対象気筒の燃料噴射量をアクティブに若しくは強制的に変更（増量または減量）し、少なくとも変更（増量または減量）後の対象気筒の回転変動に基づき、ばらつき異常を検出する。
【００３６】
まず、回転変動について説明する。回転変動とは、エンジン回転速度あるいはクランクシャフト回転速度の変化をいい、例えば次に述べるような値で表すことができる。本実施形態においては気筒毎の回転変動が検出可能である。
【００３７】
図３には回転変動を説明するためのタイムチャートを示す。図示例は直列４気筒エンジンの例であるが、本実施形態のようなＶ型８気筒エンジンにも適用可能であることが理解されよう。点火順序は＃１，＃３，＃４，＃２気筒の順である。
【００３８】
図３において、（Ａ）はエンジンのクランク角（°ＣＡ）を示す。１エンジンサイクルは７２０（°ＣＡ）であり、図には逐次的に検出される複数サイクル分のクランク角が鋸歯状に示されている。
【００３９】
（Ｂ）は、クランクシャフトが所定角度だけ回転するのに要した時間、すなわち回転時間Ｔ（ｓ）を示す。ここでは所定角度が３０（°ＣＡ）であるが、他の値（例えば１０（°ＣＡ））としてもよい。回転時間Ｔが長いほどエンジン回転速度は遅く、逆に回転時間Ｔが短いほどエンジン回転速度は速い。この回転時間Ｔはクランク角センサ２２の出力に基づきＥＣＵ１００により検出される。
【００４０】
（Ｃ）は、後に説明する回転時間差ΔＴを示す。図中、「正常」とは、いずれの気筒にも空燃比ずれが生じていない正常な場合を示し、「リーンずれ異常」とは、＃１気筒のみに例えばインバランス率ＩＢ＝−３０（％）のリーンずれが生じている異常な場合を示す。リーンずれ異常は例えばインジェクタの噴孔詰まりや開弁不良により生じ得る。
【００４１】
まず、各気筒の同一タイミングにおける回転時間ＴがＥＣＵにより検出される。ここでは各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）のタイミングにおける回転時間Ｔが検出される。この回転時間Ｔが検出されるタイミングを検出タイミングという。
【００４２】
次いで、検出タイミング毎に、当該検出タイミングにおける回転時間Ｔ２と、直前の検出タイミングにおける回転時間Ｔ１との差（Ｔ２−Ｔ１）がＥＣＵにより算出される。この差が（Ｃ）に示す回転時間差ΔＴであり、ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１である。
【００４３】
通常、ある気筒のクランク角がＴＤＣを超えた後の燃焼行程では回転速度が上昇するため回転時間Ｔが低下し、その後の次気筒の圧縮行程では回転速度が低下するため回転時間Ｔが増大する。
【００４４】
しかしながら、（Ｂ）に示すように＃１気筒がリーンずれ異常の場合、＃１気筒を点火させても十分なトルクが得られず、回転速度が上昇しづらいので、その影響で＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間Ｔは大きくなっている。それ故、＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間差ΔＴは、（Ｃ）に示すように大きな正の値となる。この＃３気筒ＴＤＣにおける回転時間および回転時間差をそれぞれ＃１気筒の回転時間および回転時間差とし、それぞれＴ1およびΔＴ1で表す。他の気筒についても同様である。
【００４５】
次に、＃３気筒は正常であるので、＃３気筒を点火させたときには回転速度が急峻に上昇する。これにより次の＃４気筒ＴＤＣのタイミングでは、＃３気筒ＴＤＣのときに比べ回転時間Ｔが若干低下しているに過ぎない。それ故、＃４気筒ＴＤＣにおいて検出された＃３気筒の回転時間差ΔＴ3は、（Ｃ）に示すように小さな負の値となる。このようにある気筒の回転時間差ΔＴが、次点火気筒ＴＤＣ毎に検出される。
【００４６】
以降の＃２気筒ＴＤＣおよび＃１気筒ＴＤＣにおいても＃４気筒ＴＤＣのときと同様の傾向が見られ、両タイミングにおいて検出された＃４気筒の回転時間差ΔＴ4および＃２気筒の回転時間差ΔＴ2はともに小さな負の値となっている。以上の特性が１エンジンサイクル毎に繰り返される。
【００４７】
このように、各気筒の回転時間差ΔＴは、各気筒の回転変動を表す値であり、各気筒の空燃比ずれ量に相関した値であることが分かる。そこで各気筒の回転時間差ΔＴを各気筒の回転変動の指標値として用いることができる。各気筒の空燃比ずれ量が大きいほど、各気筒の回転変動は大きくなり、各気筒の回転時間差ΔＴは大きくなる。
【００４８】
他方、図３（Ｃ）に示すように、正常の場合には回転時間差ΔＴが常時ゼロ付近である。
【００４９】
図３の例ではリーンずれ異常の場合を示したが、逆のリッチずれ異常、すなわち１気筒のみに大きなリッチずれが生じている場合にも、同様の傾向がある。大きなリッチずれが生じた場合、点火しても燃料過多のため燃焼が不十分となり、十分なトルクが得られず、回転変動が大きくなるからである。
【００５０】
次に、図４を参照して、回転変動を表す別の値を説明する。（Ａ）は図３（Ａ）と同様にエンジンのクランク角（°ＣＡ）を示す。
【００５１】
（Ｂ）は、前記回転時間Ｔの逆数である角速度ω（ｒａｄ／ｓ）を示す。ω＝１／Ｔである。当然ながら、角速度ωが大きいほどエンジン回転速度は速く、角速度ωが小さいほどエンジン回転速度は遅い。角速度ωの波形は、回転時間Ｔの波形を上下反転した形となる。
【００５２】
（Ｃ）は、前記回転時間差ΔＴと同様、角速度ωの差である角速度差Δωを示す。角速度差Δωの波形も、回転時間差ΔＴの波形を上下反転した形となる。図中の「正常」および「リーンずれ異常」については図３と同様である。
【００５３】
まず、各気筒の同一タイミングにおける角速度ωがＥＣＵにより検出される。ここでも各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）のタイミングにおける角速度ωが検出される。角速度ωは、１を前記回転時間Ｔで除することにより算出される。
【００５４】
次いで、検出タイミング毎に、当該検出タイミングにおける角速度ω２と、直前の検出タイミングにおける角速度ω１との差（ω２−ω１）がＥＣＵにより算出される。この差が（Ｃ）に示す角速度差Δωであり、Δω＝ω２−ω１である。
【００５５】
通常、ある気筒のクランク角がＴＤＣを超えた後の燃焼行程では回転速度が上昇するため角速度ωが上昇し、その後の次気筒の圧縮行程では回転速度が低下するため角速度ωが低下する。
【００５６】
しかしながら、（Ｂ）に示すように＃１気筒がリーンずれ異常の場合、＃１気筒を点火させても十分なトルクが得られず、回転速度が上昇しづらいので、その影響で＃３気筒ＴＤＣにおける角速度ωは小さくなっている。それ故、＃３気筒ＴＤＣにおける角速度差Δωは、（Ｃ）に示すように大きな負の値となる。この＃３気筒ＴＤＣにおける角速度および角速度差をそれぞれ＃１気筒の角速度および角速度差とし、それぞれω1およびΔω1で表す。他の気筒についても同様である。
【００５７】
次に、＃３気筒は正常であるので、＃３気筒を点火させたときには回転速度が急峻に上昇する。これにより次の＃４気筒ＴＤＣのタイミングでは、＃３気筒ＴＤＣのときに比べ角速度ωが若干上昇するに過ぎない。それ故、＃４気筒ＴＤＣにおいて検出された＃３気筒の角速度差Δω3は、（Ｃ）に示すように小さな正の値となる。このようにある気筒の角速度差Δωが、次点火気筒ＴＤＣ毎に検出される。
【００５８】
以降の＃２気筒ＴＤＣおよび＃１気筒ＴＤＣにおいても＃４気筒ＴＤＣのときと同様の傾向が見られ、両タイミングにおいて検出された＃４気筒の角速度差Δω4および＃２気筒の角速度差Δω2はともに小さな正の値となっている。以上の特性が１エンジンサイクル毎に繰り返される。
【００５９】
このように、各気筒の角速度差Δωは、各気筒の回転変動を表す値であり、各気筒の空燃比ずれ量に相関した値であることが分かる。そこで各気筒の角速度差Δωを各気筒の回転変動の指標値として用いることができる。各気筒の空燃比ずれ量が大きいほど、各気筒の回転変動は大きくなり、各気筒の角速度差Δωは小さくなる（マイナス方向に大きくなる）。
【００６０】
他方、図４（Ｃ）に示すように、正常の場合には角速度差Δωが常時ゼロ付近である。
【００６１】
逆のリッチずれ異常の場合にも同様の傾向がある点は上述した通りである。
【００６２】
次に、ある１気筒の燃料噴射量をアクティブに増量または減量したときの回転変動の変化を、図５を参照して説明する。
【００６３】
図５において、横軸はインバランス率ＩＢを示し、縦軸は回転変動の指標値としての角速度差Δωを示す。ここでは、全８気筒のうちある１気筒のみのインバランス率ＩＢを変化させ、このときの当該１気筒のインバランス率ＩＢと、当該１気筒の角速度差Δωとの関係を線ａで示す。当該１気筒をアクティブ対象気筒という。他の気筒は全てバランス気筒であり、基準噴射量Ｑｓとしてストイキ相当量を噴射しているものとする。
【００６４】
横軸において、ＩＢ＝０（％）とは、アクティブ対象気筒のインバランス率ＩＢが０（％）で、アクティブ対象気筒がストイキ相当量を噴射している正常な場合を意味する。このときのデータが線ａ上のプロットｂで示される。このＩＢ＝０（％）の状態から図中左側に移動すると、インバランス率ＩＢがプラス方向に増加し、燃料噴射量としては過多すなわちリッチな状態となる。逆に、ＩＢ＝０（％）から図中右側に移動すると、インバランス率ＩＢがマイナス方向に増加し、燃料噴射量としては過少すなわちリーンな状態となる。
【００６５】
特性線ａから分かるように、アクティブ対象気筒のインバランス率ＩＢが０（％）からプラス方向に増加してもマイナス方向に増加しても、アクティブ対象気筒の回転変動は大きくなり、アクティブ対象気筒の角速度差Δωが０付近からマイナス方向に大きくなる傾向にある。そして、インバランス率ＩＢが０（％）から離れるほど、特性線ａの傾きが急になり、インバランス率ＩＢの変化に対する角速度差Δωの変化は大きくなる傾向にある。
【００６６】
ここで、矢印ｃで示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を、ストイキ相当量（ＩＢ＝０（％））から所定量、強制的に増量したとする。図示例ではインバランス率で約４０（％）相当の増量がなされている。このとき、ＩＢ＝０（％）の近辺では特性線ａの傾きが緩やかであることから、増量後においても角速度差Δωは増量前とほぼ変わらず、増量前後の角速度差Δωの差は極小さい。
【００６７】
他方、プロットｄで示すように、アクティブ対象気筒において既にリッチずれが生じており、そのインバランス率ＩＢが比較的大きなプラス側の値になっているときを考える。図示例ではインバランス率で約５０（％）のリッチずれが生じている。この状態から矢印ｅで示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を同一量、強制的に増量したとすると、この領域では特性線ａの傾きが急であることから、増量後の角速度差Δωは増量前より大きくマイナス側に変化し、増量前後の角速度差Δωの差は大きくなる。すなわち燃料噴射量の増量により、アクティブ対象気筒の回転変動は大きくなる。
【００６８】
よって、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を強制的に所定量増量したときの少なくとも増量後のアクティブ対象気筒の角速度差Δωに基づき、ばらつき異常を検出することが可能である。
【００６９】
すなわち、増量後の角速度差Δωが図示するように所定の負の異常判定値αより小さい場合（Δω＜α）には、ばらつき異常有りと判定し、且つアクティブ対象気筒を異常気筒と特定することができる。逆に、増量後の角速度差Δωが異常判定値αより小さくない場合（Δω≧α）には、少なくともアクティブ対象気筒を正常と判定することができる。
【００７０】
あるいは代替的に、図示するように、増量前後の角速度差Δωの差ｄΔωに基づき、ばらつき異常を検出することも可能である。この場合、増量前の角速度差をΔω１、増量後の角速度差をΔω２とすると、両者の差ｄΔωをｄΔω＝Δω１−Δω２と定義することができる。そして差ｄΔωが所定の正の異常判定値β１を超えた場合（ｄΔω＞β１）、ばらつき異常有りと判定し、且つアクティブ対象気筒を異常気筒と特定することができる。逆に、差ｄΔωが異常判定値β１を超えない場合（ｄΔω≦β１）、少なくともアクティブ対象気筒を正常と判定することができる。
【００７１】
インバランス率が負の領域で強制減量を行ったときも同様のことが言える。矢印ｆで示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量をストイキ相当量（ＩＢ＝０（％））から所定量、強制的に減量したとする。図示例ではインバランス率で約１０（％）相当の減量がなされている。増量量に比べ減量量が少ないのは、リーンずれ異常気筒に対しあまりに多くの減量を行ってしまうと失火してしまうからである。このとき、特性線ａの傾きが比較的緩やかであることから、減量後の角速度差Δωは減量前より若干小さくなっているだけで、増量前後の角速度差Δωの差は小さい。
【００７２】
他方、プロットｇで示すように、アクティブ対象気筒において既にリーンずれが生じており、そのインバランス率ＩＢが比較的大きなマイナス側の値になっているときを考える。図示例ではインバランス率で約−２０（％）のリーンずれが生じている。この状態から矢印ｈで示すように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を同一量、強制的に減量したとすると、この領域では特性線ａの傾きが比較的急であることから、減量後の角速度差Δωは減量前より大きくマイナス側に変化し、減量前後の角速度差Δωの差は大きくなる。すなわち燃料噴射量の減量により、アクティブ対象気筒の回転変動は大きくなる。
【００７３】
よって、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を強制的に所定量減量したときの少なくとも減量後のアクティブ対象気筒の角速度差Δωに基づき、ばらつき異常を検出することが可能である。
【００７４】
すなわち、減量後の角速度差Δωが図示するように所定の負の異常判定値αより小さい場合（Δω＜α）には、ばらつき異常有りと判定し、且つアクティブ対象気筒を異常気筒と特定することができる。逆に、減量後の角速度差Δωが異常判定値αより小さくない場合（Δω≧α）には、少なくともアクティブ対象気筒を正常と判定することができる。
【００７５】
あるいは代替的に、図示するように、減量前後の角速度差Δωの差ｄΔωに基づき、ばらつき異常を検出することも可能である。この場合も両者の差ｄΔωをｄΔω＝Δω１−Δω２と定義することができる。差ｄΔωが所定の正の異常判定値β２を超えた場合（ｄΔω＞β２）、ばらつき異常有りと判定し、且つアクティブ対象気筒を異常気筒と特定することができる。逆に、差ｄΔωが異常判定値β２を超えない場合（ｄΔω≦β２）、少なくともアクティブ対象気筒を正常と判定することができる。
【００７６】
ここでは増量量が減量量より顕著に多いため、増量時の異常判定値β１を減量時の異常判定値β２より大きくしている。しかしながら、両異常判定値は、特性線ａの特性や増量量と減量量のバランス等を考慮して任意に定めることができる。両異常判定値を同じ値とすることも可能である。
【００７７】
各気筒の回転変動の指標値として回転時間差ΔＴを用いた場合にも、同様の方法で異常検出および異常気筒特定が可能であることが理解されるであろう。また、各気筒の回転変動の指標値としては、上述した以外の他の値を用いることも可能である。
【００７８】
燃料噴射量の増量または減量の方法は、全気筒同時に行う方法や、所定数の気筒ずつ順番に且つ交互に行う方法がある。例えば１気筒ずつ増量したり、２気筒ずつ増量したり、４気筒ずつ増量したりする方法がある。増量を行う対象気筒の数および気筒番号は任意に設定できる。
【００７９】
対象気筒数が多いほど、検出時間を短縮できるメリットがあり、排気エミッションが悪化するデメリットがある。逆に対象気筒数が少ないほど、排気エミッションの悪化を抑制できるメリットがあるが、検出時間が長期化するデメリットがある。
【００８０】
以上が本実施形態におけるばらつき異常検出の概要である。
【００８１】
ところで、正常気筒に対し燃料噴射量を減量したとき、回転変動は許容レベル外に至らないものの、振動が許容レベル外に至ることがある。異常検出のための燃料噴射量減量は異常気筒よりも正常気筒に対して行われることの方が圧倒的に多い。このため、燃料噴射量減量を行ったときの振動を許容レベル内に抑えることが重要である。
【００８２】
この点を図６を参照して説明する。図６は、図５のうち、インバランス率が負の領域で強制減量を行ったときの様子を示す。図５と同様の部分については同一の符号を付す。
【００８３】
前述したように、アクティブ対象気筒の燃料噴射量をストイキ相当量（ＩＢ＝０（％））から矢印ｆの如く所定量、強制的に減量しても、減量後の角速度差Δωは異常判定値αを超えず、Δω＜αとならない。また減量前後の角速度差の差ｄΔωもβ２を超えず、ｄΔω＞β２とならない。これはすなわち、正常気筒に対して減量を行っても、回転変動の見地からは許容レベル外にならないことを意味する。プロットｂはプロットｌに変化するが、プロットｌは、回転変動の許容レベルの限界値である異常判定値αを超えない。
【００８４】
しかし、エンジン単体ひいては車両の振動の見地からすると、回転変動の許容レベルはより厳しくなる。この許容レベルの限界値は図示するγであり、先の異常判定値αよりも正常側にある。γを振動限界という。回転変動が振動限界γ以下である領域、すなわちΔω≧γの領域が振動の許容レベルである。しかし、回転変動が振動限界γを超えると、すなわちΔω＜γの領域に至ると、振動は許容レベル外となる。
【００８５】
プロットｌは振動限界γを超えており、プロットｌにおいてΔω＜γである。よって振動は許容レベル外となってしまう。
【００８６】
このような異常判定値αと振動限界γの相違は次の理由に基づく。異常判定値αが、排気エミッションの観点からＯＢＤ規制値等に基づき定められる値であるのに対し、振動限界γは、快適性の観点からエンジンおよび車両の振動騒音要件に基づき定められる値だからである。
【００８７】
なお、図５に示すように、インバランス率の正の領域と負の領域を比較すると、特性線ａの傾きは負の領域の方が正の領域より大きい。従って負の領域の方が正の領域より、燃料噴射量を一定量変更したときの回転変動悪化度合いが大きく、このことも相俟って、正常気筒を減量したときに振動限界γを超え易い。
【００８８】
異常検出のための減量は異常気筒よりも正常気筒に対して行われることの方が圧倒的に多い。なぜなら多くの場合、新品時から長期に亘って全気筒正常であり、経年劣化等によりある１気筒が異常となったときにしか、異常気筒に対し減量が行われないからである。複数の気筒が同時に異常となることは希であり、通常は１気筒ずつ順番に異常となっていく。そして１気筒の異常が検出されれば、インジェクタの交換等必要な修理が行われるので、直ちに元の全気筒正常な状態に戻る。従って減量は再び、正常な全気筒に対し行われる。
【００８９】
よって、減量は、所定頻度で行われる検出の度に正常気筒に対して頻繁に行われる。この頻繁に行われる減量の度に実際の振動が振動限界を超えることのないよう、対策を施すことが重要である。
【００９０】
そこで、本実施形態ではかかる課題を克服するため、アクティブ対象気筒に対し燃料噴射量を減量する際に、併せて点火時期を進角することとしている。点火時期の進角を行うと、減量時の燃焼が改善され、回転変動の悪化が小さくなる。よって正常気筒に対し減量したときの振動を許容レベル内に抑えることが可能である。
【００９１】
この点を図６を参照して説明する。点火時期の進角を行うと、特性線ａが、仮想線で示す進角時特性線ａ’の如く変更され、インバランス率がゼロから小さい負の値までの所定領域における特性線の傾きがより緩やかになる。従って、正常気筒に対し減量したとき、プロットｂはプロットｌ’に変化し、プロットｌ’は振動限界γを超えない。プロットｌ’においてΔω≧γであり、振動は許容レベル内に抑えられる。
【００９２】
他方、インバランス率がかかる所定領域よりもマイナス側に離れると、進角時特性線ａ’は、その傾きが基準の特性線ａより急となり、基準の特性線ａに近づいていき、やがて一致する。異常気筒の減量前のインバランス率（プロットｇ）の付近では、進角時特性線ａ’は基準の特性線ａに極近い。これは、異常気筒のように元々の空燃比が大きくリーンずれしている場合には、点火時期進角を行っても燃焼改善効果が殆ど無いことを意味する。従って異常気筒に対し減量且つ点火時期進角を行っても、減量前後の回転変動は点火時期進角を行わない場合とほぼ変わらない。
【００９３】
以上の特性を利用し、本実施形態では次のようにばらつき異常検出を実行する。
【００９４】
図７に、ばらつき異常検出ルーチンを示す。このルーチンはＥＣＵ１００により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００９５】
ここでは、ＥＣＵ１００の内部値であるサイクルカウンタ値Ｃｉおよび気筒カウンタ値Ｃｊが用いられる。サイクルカウンタ値Ｃｉの初期値は０、気筒カウンタ値Ｃｊの初期値は１である。ｊは気筒番号でありｊ＝１，２，・・・，８である。
【００９６】
まずステップＳ１０１では、異常検出を行うための所定の前提条件が成立したか否かが判断される。例えば、（１）エンジンが暖機状態にあり、（２）上流触媒１８および下流触媒１９が暖機状態にあり、（３）エンジンが定常運転状態にあり、（４）ストイキ制御実行中である場合に、前提条件が成立する。条件（１）の成否は水温センサ２４の検出値に基づき判断され、例えば当該検出値が７５℃以上だと条件成立となる。条件（２）の成否は別途検出または推定される上流触媒温度と下流触媒温度に基づき判断される。条件（３）の成否は、例えば吸入空気量Ｇａ及びエンジン回転速度Ｎｅの所定期間内における変動幅が所定範囲内に収まっているか否かによって判断される。なお吸入空気量Ｇａはエアフローメータ５により検出され、エンジン回転速度Ｎｅはクランク角センサ１４の出力から計算される。なお前提条件についてはこれ以外の例も可能である。
【００９７】
前提条件が成立していない場合には処理が終了され、他方、前提条件が成立している場合にはステップＳ１０２に進む。
【００９８】
ステップＳ１０２では、燃料噴射量減量に際しての燃料減量量ΔＱ（＞０）が算出される。この燃料減量量ΔＱは、エンジンの運転状態を表すパラメータ（エンジンパラメータという）に応じて変更される。例えば、エンジンパラメータは回転数と負荷からなり、予め定められたマップ（関数でもよい。以下同様）から、実際に検出された回転数と負荷に応じた燃料減量量ΔＱが算出される。燃料減量量ΔＱは回転数と負荷に応じて変更される。燃料減量量ΔＱは、減量後の燃料噴射量Ｑ（ステップＳ１０４）を所定の負のインバランス率相当とするような値を有する。
【００９９】
次に、ステップＳ１０３において、燃料噴射量減量と同時に行われる点火時期進角に際しての点火時期進角量ΔＩＧ（＞０）が算出される。この点火時期進角量ΔＩＧもエンジンパラメータに応じて変更される。例えば前記同様、エンジンパラメータは回転数と負荷からなり、予め定められたマップから、実際に検出された回転数と負荷に応じた点火時期進角量ΔＩＧが算出される。点火時期進角量ΔＩＧは回転数と負荷に応じて変更される。
【０１００】
ステップＳ１０４では、燃料噴射量減量に際しての減量後の燃料噴射量Ｑが算出される。この減量後燃料噴射量Ｑは式：Ｑ＝Ｑｂ−ΔＱから算出される。Ｑｂは基本噴射量であり、運転条件一定の時に筒内の混合気をストイキとするように予め定められた値である。基本噴射量Ｑｂは、実際に検出されたエンジンパラメータ（例えば回転数と負荷）に基づき、予め定められたマップから算出される。基本噴射量Ｑｂも当然にエンジンパラメータに応じて変更される。なお、本ルーチンの実行中（つまりばらつき異常検出の実行中）はストイキ制御が停止され、燃料噴射量はオープン制御によりアクティブに制御される。
【０１０１】
ステップＳ１０５では、進角後の点火時期ＩＧが算出される。この進角後点火時期ＩＧは式：ＩＧ＝ＩＧｂ−ΔＩＧから算出される。ＩＧｂは基本点火時期であり、運転条件一定の時にほぼＭＢＴ（最適点火時期）となるように予め定められた値である。基本点火時期ＩＧｂは、実際に検出されたエンジンパラメータ（例えば回転数と負荷）に基づき、予め定められたマップから算出される。基本点火時期ＩＧｂも当然にエンジンパラメータに応じて変更される。
【０１０２】
ステップＳ１０６では、減量後燃料噴射量Ｑの燃料が所定の燃料噴射時期において実際にインジェクタ２から噴射される。そしてステップＳ１０７では、進角後点火時期ＩＧにおいて点火プラグ１３による実際の点火が実行される。
【０１０３】
ステップＳ１０８では、回転変動の指標値たる減量後の角速度差Δωｉが検出、記憶される。
【０１０４】
ステップＳ１０９では、サイクルカウンタ値Ｃｉが１だけ増加（インクリメント）される。
【０１０５】
ステップＳ１１０では、サイクルカウンタ値Ｃｉが所定値Ｉ（例えば１００）以上に達したか否かが判断される。達してなければ終了され、達したならばステップＳ１１１に進む。
【０１０６】
ステップＳ１１１では、既に記憶されたＩ個の角速度差Δωｉの平均値が算出され、この平均値が＃ｊ気筒の角速度差Δωｊとして記憶される。
【０１０７】
ステップＳ１１２では、気筒カウンタ値Ｃｊが１だけ増加（インクリメント）される。
【０１０８】
ステップＳ１１３では、気筒カウンタ値Ｃｊが、気筒数と同数の値Ｊ（ここでは８）以上に達したか否かが判断される。達してなければ終了され、達したならばステップＳ１１４に進む。
【０１０９】
以上の説明から分かるように、まず＃１気筒（Ｃｊ＝１）に対し、燃料噴射量減量且つ点火時期進角が実行され、このときの角速度差ΔωｉがＩ個取得される。そしてその平均値が＃１気筒の角速度差Δωｊとして記憶される。次いで＃２気筒（Ｃｊ＝２）について同様の処理が実行される。以下順次、＃３気筒、＃４気筒・・・についても同様の処理が実行され、最終的に全８気筒の角速度差Δωｊが検出、記憶される。
【０１１０】
ここでは＃１気筒から気筒番号順に減量したが、減量順序は気筒番号順と同じでなくてもよい。またここでは１気筒ずつ減量したが、複数気筒（例えば２気筒または４気筒）ずつ減量したり、全気筒同時に減量する方法も可能である。減量を行う対象気筒の数および気筒番号は任意に設定できる。
【０１１１】
次にステップＳ１１４では、各気筒の角速度差Δωｊがそれぞれ負の異常判定値αと比較される。全気筒の角速度差Δωｊが異常判定値α以上の場合、ステップＳ１１５にてばらつき異常無し、すなわち正常と判定され、ルーチンが終了される。
【０１１２】
他方、何れかの気筒（便宜上＃ｊ気筒とする）の角速度差Δωｊが異常判定値αより小さい場合、ステップＳ１１６においてばらつき異常有り、具体的には当該＃ｊ気筒にリーンずれ異常ありと判定され、ルーチンが終了される。
【０１１３】
なお、上記ばらつき異常検出は比較的狭い運転領域（例えばアイドル運転領域）に限定して行うこともできる。この場合、エンジンパラメータがそのような所定運転領域内にあるという条件がステップＳ１０１の前提条件に含まれる。併せて、燃料減量量ΔＱおよび点火時期進角量ΔＩＧを可変とせず、一定値とすることができる。これによってステップＳ１０２，Ｓ１０３を省略し簡素化を図ることができる。
【０１１４】
あるいは、図６に示すように、点火時期進角時に特性線がａからａ’のように顕著に変化する運転領域のみで、ばらつき異常検出を行ってもよい。
【０１１５】
さらに、前記実施形態で述べたような回転変動の代わりに、回転変動の相関値を用いることも可能である。
【０１１６】
回転変動の相関値の第１例として筒内圧を用いることができる。この場合、各気筒に個別に設けられた筒内圧センサにより、各気筒の筒内圧が検出される。
【０１１７】
図８において、「正常」は正常時の筒内圧線図を示し、「異常」はリーンずれ異常時の筒内圧線図を示す。図示するように、ある１気筒において、空燃比ずれが生じていない正常時の筒内圧線図を基準として、リーンずれが大きくなるほど、燃焼が悪化するため、筒内圧線図は低圧側に移動し、筒内圧の最大ピーク（正常時のみＰで示す）は低下する傾向にある。筒内圧の最大ピークは回転変動に相関し、その最大ピークが小さいほど回転変動は大きい。
【０１１８】
そこで例えば、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも当該減量後のアクティブ対象気筒の筒内圧またはその最大ピークに基づき、空燃比ずれ異常を検出することが可能である。すなわち、筒内圧またはその最大ピークが所定値以上になればアクティブ対象気筒を正常と判定し、筒内圧またはその最大ピークが所定値以上にならなければアクティブ対象気筒を異常と判定する。減量前後の最大ピーク低下量に基づき空燃比ずれ異常を検出することも可能である。
【０１１９】
あるいは、筒内圧の最大ピークの代わりに、最大ピーク前後の所定期間Δθ内における筒内圧積算値（面積）を用いることも可能である。筒内圧積算値が所定値以上になればアクティブ対象気筒を正常と判定し、筒内圧積算値が所定値以上にならなければアクティブ対象気筒を異常と判定する。減量前後の筒内圧積算値低下量に基づき空燃比ずれ異常を検出することも可能である。
【０１２０】
ここで図９に示すように、正常時の筒内圧線図は、燃料噴射量減量時に点火時期進角を行わないと線図ｂまで低下するが、燃料噴射量減量時に点火時期進角を行うと線図ａまでの低下量に止まる。従って本実施形態の如く燃料噴射量減量時に点火時期進角を行うことで、正常気筒の減量時の回転変動悪化を抑制し、減量時の振動を許容レベル内に抑えることが可能である。
【０１２１】
なお、図９に示すように、異常時の筒内圧線図は、燃料噴射量減量と共に点火時期進角を行っても行わなくてもほぼ変化しない。
【０１２２】
次に、回転変動の相関値の第２例としてイオン電流を用いることができる。この場合、各気筒に個別に設けられたイオン電流センサにより、各気筒内のイオン電流が検出される。イオン電流は混合気の点火後に燃焼室内に発生するものであり、燃焼状態が良好であるほどその値は大きくなる。
【０１２３】
図１０において、「正常」は正常時のイオン電流線図を示し、「異常」はリーンずれ異常時のイオン電流線図を示す。図示するように、ある１気筒において、空燃比ずれが生じていない正常なときのイオン電流線図を基準として、リーンずれが大きくなるほど、燃焼が悪化するため、イオン電流線図は減少側に移動し、イオン電流の最大ピーク（正常時のみＰ’で示す）は低下する傾向にある。イオン電流の最大ピークは回転変動に相関し、その最大ピークが小さいほど回転変動は大きい。
【０１２４】
そこで例えば、アクティブ対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも当該減量後のアクティブ対象気筒のイオン電流またはその最大ピークに基づき、空燃比ずれ異常を検出することが可能である。すなわち、イオン電流またはその最大ピークが所定値以上になればアクティブ対象気筒を正常と判定し、イオン電流またはその最大ピークが所定値以上にならなければアクティブ対象気筒を異常と判定する。減量前後の最大ピーク低下量に基づき空燃比ずれ異常を検出することも可能である。
【０１２５】
あるいは、イオン電流の最大ピークの代わりに、最大ピーク前後の所定期間Δθ内におけるイオン電流積算値（面積）を用いることも可能である。イオン電流積算値が所定値以上になればアクティブ対象気筒を正常と判定し、イオン電流積算値が所定値以上にならなければアクティブ対象気筒を異常と判定する。減量前後のイオン電流積算値低下量に基づき空燃比ずれ異常を検出することも可能である。
【０１２６】
ここで図１１に示すように、正常時のイオン電流線図は、燃料噴射量減量時に点火時期進角を行わないと線図ｄまで大きく低下するが、燃料噴射量減量時に点火時期進角を行うと線図ｃまでの小さな低下量に止まる。従って本実施形態の如く燃料噴射量減量時に点火時期進角を行うことで、正常気筒の減量時の回転変動悪化を抑制し、減量時の振動を許容レベル内に抑えることが可能である。
【０１２７】
なお、図１１に示すように、異常時のイオン電流線図は、燃料噴射量減量と共に点火時期進角を行っても行わなくてもほぼ変化しない。
【０１２８】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、増量前の角速度差Δω１と増量後の角速度差Δω２との差ｄΔωを用いる代わりに、両者の比を用いることができる。この点、減量前後の角速度差の差ｄΔω、または増量もしくは減量前後の回転時間差ΔＴの差についても同様のことが言える。本発明はＶ型８気筒エンジンに限らず、他の様々な形式および気筒数のエンジンに適用可能である。触媒後センサとして、触媒前センサと同様の広域空燃比センサを用いてもよい。
【０１２９】
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 内燃機関（エンジン）
２ インジェクタ
１１ エアフローメータ
１２ スロットルバルブ
１３ 点火プラグ
１８ 上流触媒
２０ 触媒前センサ
２２ クランク角センサ
２３ アクセル開度センサ
１００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも当該減量後の前記対象気筒の回転変動またはその相関値に基づき、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による燃料噴射量の減量時に前記対象気筒の点火時期を進角する進角手段と、
を備えることを特徴とする多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項２】
前記進角手段は、前記内燃機関の運転状態を表すパラメータに応じて点火時期の進角量を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項３】
前記異常検出手段は、前記内燃機関の運転状態を表すパラメータに応じて燃料噴射量の減量量を変更する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項１】
所定の対象気筒の燃料噴射量を減量し、少なくとも当該減量後の前記対象気筒の回転変動またはその相関値に基づき、気筒間空燃比ばらつき異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段による燃料噴射量の減量時に前記対象気筒の点火時期を進角する進角手段と、
を備えることを特徴とする多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項２】
前記進角手段は、前記内燃機関の運転状態を表すパラメータに応じて点火時期の進角量を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【請求項３】
前記異常検出手段は、前記内燃機関の運転状態を表すパラメータに応じて燃料噴射量の減量量を変更する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき異常検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２２５２４０（Ｐ２０１２−２２５２４０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９２９９６（Ｐ２０１１−９２９９６）
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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