(57)【要約】  【課題】複数の気筒それぞれに対して点火時期の遅角制御を行いつつ、各気筒により適切な量の空気を供給し、アイドリング回転数をより安定させる。  【解決手段】複数の気筒を有するとともに、スロットルバルブを迂回する迂回路であるバイパス通路１ａを有し、アイドル回転制御を実行する際に該バイパス通路１ａを通過する空気量を制御するためのバルブであるＩＳＣバルブ１ｂをさらに有する内燃機関において、前記複数の気筒それぞれについて点火時期の遅角制御を行い、遅角量に対応して吸入空気量を増量すべく前記ＩＳＣバルブ１ｂの開度を補正し、前記ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量の決定に、最も点火時期の遅角量が大きい気筒の遅角量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量をより大きく反映させることを特徴とする内燃機関の制御方法を採用する。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有するとともに、スロットルバルブを迂回する迂回路を有し、アイドル回転制御を実行する際に該迂回路を通過する空気量を制御するためのＩＳＣバルブをさらに有する内燃機関において、
前記複数の気筒それぞれについて点火時期の遅角制御を行い、
遅角量に対応して吸入空気量を増量すべく前記ＩＳＣバルブの開度を補正し、
前記ＩＳＣバルブの開度の補正量の決定に、点火時期の遅角量が最も大きい気筒の遅角量に対応する前記ＩＳＣバルブの開度の補正量をより大きく反映させることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項２】
各気筒の遅角量に対応するＩＳＣバルブの開度の補正量をそれぞれ取得して平均し、
前記平均に基づきＩＳＣバルブの開度を制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒を有し、複数の気筒それぞれに対して点火時期の遅角制御を行う内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遅角制御を行い排気の温度を上昇させることにより、触媒を活性化させて排気中における一酸化炭素や炭化水素の発生を抑制することが考えられている。その際、スロットルバルブを迂回する迂回路であるバイパス通路が設けてあり、そのバイパス通路に該バイパス通路を通過する空気量を制御するためのＩＳＣバルブが設けてあるものであれば、遅角量に対応させてＩＳＣバルブの開度を大きくする方向に補正して、アイドリング回転数を安定させることが考えられている。（例えば、特許文献１を参照。）
【特許文献１】特許第３１４１５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、遅角制御を行う際に必要とされるＩＳＣバルブの開度の補正量は、図３に示すように、遅角量の増加につれて２次関数的に対応して増加する。
【０００４】
すなわち、各気筒それぞれに対して点火時期の遅角制御を行う場合において、点火時期の遅角量が他の気筒に比べて大幅に大きい気筒が存在する際には、遅角量の単純平均を求め、求めた遅角量の単純平均をパラメータとしてＩＳＣバルブの開度の補正量を算出すると、点火時期の遅角量が大きな気筒が必要とする空気量に対応するＩＳＣバルブの開度は前記した方法により算出したＩＳＣバルブの開度よりも大幅に大きいので、このような気筒に供給される空気が不足し、アイドリング回転数が低下してしまう不具合が発生する。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決すべく、各気筒それぞれに対して点火時期の遅角制御を行う際に、アイドリング回転数を安定させるための新たな方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る内燃機関の制御方法は、複数の気筒を有するとともに、スロットルバルブを迂回する迂回路を有し、アイドル回転制御を実行する際に該迂回路を通過する空気量を制御するためのＩＳＣバルブをさらに有する内燃機関において、前記複数の気筒それぞれについて点火時期の遅角制御を行い、遅角量に対応して吸入空気量を増量すべく前記ＩＳＣバルブの開度を補正し、前記ＩＳＣバルブの開度の補正量の決定に、点火時期の遅角量が最も大きい気筒の遅角量に対応する前記ＩＳＣバルブの開度の補正量をより大きく反映させることを特徴とする。
【０００７】
このような制御を行えば、各気筒の遅角量の単純平均をパラメータとしてＩＳＣバルブの開度の補正量を決定する態様と比較して、点火時期の遅角量が最も大きい気筒の遅角量に対応する前記ＩＳＣバルブの開度の補正量をより大きく反映させることにより、ＩＳＣバルブの開度の補正幅をより大きくとることができ、従って、点火時期の遅角量が大きい気筒にもより適切な量の空気を供給してアイドリング回転数を安定させることができるようになる。
【０００８】
なお、本発明において、「前記ＩＳＣバルブの開度の補正量の決定に、点火時期の遅角量が最も大きい気筒の遅角量に対応する前記ＩＳＣバルブの開度の補正量をより大きく反映させる」とは、ＩＳＣバルブの開度の補正量を各気筒の遅角量の単純平均に対応する値よりも点火時期の遅角量が最も大きい気筒の遅角量に対応する値に近い値に決定すること、すなわち各気筒の遅角量の単純平均よりも大きな遅角量に対応する値に前記ＩＳＣバルブの開度の補正量を決定すること全般を指す概念である。
【０００９】
また、上述したように、必要とされるＩＳＣバルブの開度の補正量は遅角量に２次関数的に対応するので、各気筒の遅角量に対応するＩＳＣバルブの開度の補正量をそれぞれ取得して平均し、前記平均に基づきＩＳＣバルブの開度を制御するものであれば、簡単な方法で各気筒の遅角量の単純平均よりも大きな遅角量に対応する値に前記ＩＳＣバルブの開度の補正量を設定することができる。そして、必要とされる空気量に対応するＩＳＣバルブの開度を直接算出するので、ＩＳＣバルブの開度の補正をより高い精度で行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る制御を行うことにより、複数の気筒それぞれに対して点火時期の遅角制御を行いつつ、各気筒により適切な量の空気を供給できるので、アイドリング回転数をより安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１に１気筒の構成を概略的に示したエンジンは自動車用の３気筒のもので、エンジンの吸気系１には図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられ、サージタンク３からの吸入空気は吸気バルブ３７を介してシリンダ内に吸入される。この吸気系１には、スロットルバルブ２を迂回する迂回路であるバイパス通路１ａが設けてあり、そのバイパス通路１ａにはバイパス通路１ａを通過する空気量を制御するためのバルブであるＩＳＣバルブ１ｂが設けてある。このＩＳＣバルブ１ｂは、主としてエンジンのアイドル回転制御を実行する際に制御される。サージタンク３に連通する吸気系１の吸気マニホルド４のシリンダヘッド側の端部近傍には、さらにインジェクタ５が設けてあり、このインジェクタ５を、電子制御装置６により制御するようにしている。また、排気系２０には、燃焼室から排気バルブ３６を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ2 センサ２１が、図示しないマフラに至るまで管路に配設された三元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。なお、エンジンは２気筒のものでもよく、４気筒以上のものであってもよい。
【００１３】
電子制御装置６は、中央演算装置７と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力インターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。その入力インターフェース９には、サージタンク３内の圧力（吸気管圧力）を検出するための吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ１４から出力される回転数信号ｂ、クランクセンサ４１から出力されるクランク角度信号ｍ、タイミングセンサ４２から出力される吸気カム信号ｎ、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ１６から出力されるＩＤＬ信号ｄ、エンジンの冷却水温を検出するための水温センサ１７から出力される水温信号ｅ、上記したＯ2 センサ２１から出力される電圧信号ｈ等が入力される。一方、出力インターフェース１１からは、インジェクタ５に対して燃料噴射信号ｆたる駆動パルスＩＮＪが、またスパークプラグ１８に対して点火信号ｇが出力されるようになっている。
【００１４】
電子制御装置６には、吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａと回転数センサ１４から出力される回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジンの運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間すなわち基本噴射量ＴＡＵＢを補正してインジェクタ開成時間である最終噴射時間すなわち燃料噴射量ＴＡＵを決定し、その決定された時間によりインジェクタ５を制御して、エンジンの運転状態に応じた燃料燃料量ＴＡＵをインジェクタ５から吸気系１に噴射するためのプログラムが内蔵してある。また、スロットルバルブ２が略全閉であるアイドル運転状態にあっては、その時のエンジン回転数が、負荷等によって決まる運転状態に応じて設定された目標アイドル回転数になるように、ＩＳＣバルブ１ｂの開度を制御するようにプログラムしてある。なお、ＩＳＣバルブ１ｂは、上記したようにアイドル運転時にエンジン回転数がアイドル目標回転数となるようにその開度が制御されるものであるが、スロットルバルブ２が開成されている場合にあっても、全閉となることなく、上記したアイドル運転状態である場合の開度を維持しているものである。これにより、スロットルバルブ２全閉状態からスロットルバルブ２を開成した場合の一時的な回転低下を防止することができる。
【００１５】
また、本実施形態では、電子制御装置６には、各気筒の点火時期の遅角量をそれぞれ決定して遅角制御を実施するプログラム、及び点火時期の遅角量に対応して吸入空気量を増量すべくＩＳＣバルブ１ｂの開度を補正するプログラムが内蔵してある。
【００１６】
しかして、本実施形態においては、前記ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を決定する際に、点火時期の遅角量が最も大きい気筒の遅角量に対応する前記ＩＳＣバルブの開度の補正量を最も大きく反映させるようにしている。
【００１７】
具体的には、以下のようにして遅角量の加重平均を最も点火時期の遅角量が大きい気筒の遅角量に最も大きな比重を与えて算出し、算出した加重平均をパラメータとして前記ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を算出する。
【００１８】
遅角量の加重平均は、遅角量の単純平均を予め算出し、遅角量が前記単純平均よりも大きいものには１よりも大きい所定の係数、本実施形態では１．２を乗算し、遅角量が前記単純平均以下のものについては係数を１として算出する。そして、電子制御装置６には、図３に示すような遅角量とＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量との対応を示す開度補正量マップを内蔵していて、前記ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を算出する際には、前記遅角量の加重平均をパラメータとして開度補正量マップを参照するようにしている。
【００１９】
点火時期の遅角制御を実施するプログラムの概略手順を、フローチャートである図２を参照して説明する。
【００２０】
ステップＳ１では、各気筒の遅角量をそれぞれ決定する。
【００２１】
ステップＳ２では、遅角量の単純平均を算出する。
【００２２】
ステップＳ３では、ステップＳ２で算出した単純平均よりも遅角量が大きい気筒の遅角量に１．２を乗算する。
【００２３】
ステップＳ４では、遅角量の加重平均を算出する。
【００２４】
ステップＳ５では、ステップＳ４で算出した遅角量の加重平均をパラメータとして開度補正量マップを参照し、ＩＳＣバルブ１ｂの開度を決定する。
【００２５】
ステップＳ６では、ＩＳＣバルブ１ｂの開度を、ステップＳ５で決定した値となるように補正する。
【００２６】
すなわち、図３に示す例の場合、以下に述べるようにしてＩＳＣバルブ１ｂの開度が補正される。
【００２７】
ステップＳ１により、３つの気筒の遅角量をそれぞれ５°ＣＡ、７°ＣＡ、及び９°ＣＡと決定し、ステップＳ２により遅角量の単純平均は７°ＣＡであると計算する。これを受け、ステップＳ３により７°ＣＡよりも遅角量が大きい気筒の遅角度、この例では９°ＣＡに係数１．２を乗算し、ステップＳ４により以下の計算が行い遅角量の加重平均を算出する。
【００２８】
（５＋７＋９×１．２）／３＝７．６（°ＣＡ）
ステップＳ５により、７．６°ＣＡ遅角した場合に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度を開度補正量マップを参照して１３％と決定し、ステップＳ６により、ＩＳＣバルブ１ｂの開度をステップＳ５により決定された量、すなわち１３％になるように補正する。
【００２９】
本実施形態では、以上に述べたように、最も点火時期の遅角量が大きい気筒の遅角量に他の気筒の遅角量よりも大きな重みを与えた遅角量の加重平均をパラメータとしてＩＳＣバルブ１ｂの開度を決定することにより、ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量に点火時期の遅角量が最も大きい気筒の遅角量に対応する前記ＩＳＣバルブの開度の補正量をより大きく反映させている。従って、各気筒の遅角量の単純平均をパラメータとしてＩＳＣバルブの開度の補正量を決定する態様と比較してＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正幅をより大きくとることができる。すなわち、上述した例では、各気筒の遅角量の単純平均である７°ＣＡに対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度１０％を採用した場合と比較して、この例ではＩＳＣバルブ１ｂの開度が１３％であるので、最も点火時期の遅角量が大きい気筒が必要とする空気量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度１８％に実際の前記開度を近づけることができる。従って、点火時期の遅角量が大きい気筒にもより適切な量の空気を供給してアイドリング回転数を安定させることができるようになる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態について述べる。
【００３１】
本実施形態に係るエンジン１００は、上述した第１実施形態に係るエンジン１００と同様の構成を有する。
【００３２】
しかして、本実施形態においては、前記ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を決定する際に、各気筒の遅角量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を取得し、取得したＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を平均し、前記ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量の平均に基づきＩＳＣバルブ１ｂの開度を制御するプログラムを電子制御装置６に内蔵してある。そして、本実施形態においても、上述した第１実施形態におけるのと同様に、図３に示すような開度補正量マップを電子制御装置６に内蔵してあり、各気筒の遅角量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を取得する際にはこの開度補正量マップを参照する。
【００３３】
点火時期の遅角制御及びＩＳＣバルブ１ｂの開度の制御を実施するプログラムの概略手順を、フローチャートである図２を参照して説明する。
【００３４】
ステップＳ１１では、各気筒の点火時期の遅角量をそれぞれ決定する。
【００３５】
ステップＳ１２では、各気筒の点火時期の遅角量をパラメータとし、開度補正量マップを参照して前記各気筒の点火時期の遅角量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量をそれぞれ算出する。
【００３６】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で算出したＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量の平均を算出する。
【００３７】
ステップＳ１４では、ＩＳＣバルブ１ｂの開度がステップＳ１３で算出した値となるよう補正する制御を行う。
【００３８】
すなわち、図３に示す例の場合、以下に述べるようにしてＩＳＣバルブ１ｂの開度が補正される。
【００３９】
ステップＳ１１により、３つの気筒の点火時期の遅角量をそれぞれ５°ＣＡ、７°ＣＡ、及び９°ＣＡと決定し、ステップＳ１２により各気筒の点火時期の遅角量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を求める。この例では、前記補正量は点火時期の遅角量が小さい順にそれぞれ５％、１０％、及び１８％である。これを受け、ステップＳ１３により、前記ＩＳＣバルブ１ｂの開度の平均を求める。この例では、ＩＳＣバルブ１ｂの開度の平均は以下のようにして求められる。
【００４０】
（５＋１０＋１８）／３＝１１（％）
そして、ステップＳ１４により、ＩＳＣバルブ１ｂの開度がステップＳ１３で算出した前記平均となるように補正する制御を行う。
【００４１】
ここで、前記ステップＳ１３で算出したＩＳＣバルブ１ｂの開度の平均１１％は、各気筒の遅角量の単純平均である７°ＣＡに対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度１０％よりも大きい。すなわち、本実施形態によっても、ＩＳＣバルブ１ｂの開度を、各気筒の遅角量の単純平均よりも大きな遅角量に対応する値に設定している。
【００４２】
以上に述べたように、本実施形態によっても、最も点火時期の遅角量が大きい気筒の遅角量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を実際のＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量により大きく反映させることができ、従って、各気筒の遅角の大きさの単純平均をパラメータとしてＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正量を決定する態様と比較して、ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正幅をより大きくとることができる。すなわち、各気筒の遅角量の単純平均である７°ＣＡに対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度１０％を採用した場合と比較して、上述した例では、ＩＳＣバルブ１ｂの開度が１１％であるので、最も点火時期の遅角量が大きい気筒が必要とする空気量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度１８％に実際の前記開度を近づけることができる。従って、点火時期の遅角量が大きい気筒にもより適切な量の空気を供給してアイドリング回転数を安定させることができるようになる。また、本実施形態によれば、点火時期の遅角度の加重平均を求める際の係数を設定する手間を省くことができるので、ＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正幅を簡単に求めることができるとともに、先に各気筒がそれぞれ必要とするＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正幅を直接決定してから平均を求めるので、適切なＩＳＣバルブ１ｂの開度の補正幅を精度よく求めることができる。
【００４３】
なお、本発明は以上に述べた実施の形態に限られない。
【００４４】
例えば、上述した第１実施形態においては、各気筒の遅角量の単純平均より大きい気筒の遅角量に所定の係数１．２を乗算して遅角量の加重平均を求めるようにしているが、このような遅角量を有する気筒が複数存在する場合、大きい遅角量にはより大きな係数を乗算する態様が考えられる。例えば、該当する遅角量のうち最も小さいものには係数１．２、その次に小さいものには係数１．３、以下小さい遅角量から順に０．１ずつ加算した係数を乗算する態様が考えられる。また、最大の遅角量に係数１．４、それ以外で前記単純平均より大きい遅角量に係数１．２を乗算して遅角量の加重平均を求める態様も考えられる。
【００４５】
また、エンジン始動後にエンジンオイルの油温が上昇してエンジンオイルの粘度が低下し、エンジンのフリクションが減少するが、エンジン始動直後に点火時期の遅角制御を行う場合において、点火時期の遅角量に対応して求められるＩＳＣバルブ１ｂの開度を一定のままにしておくと、フリクションの減少に伴い必要な空気量が減少することに対応できず、アイドル回転数のふらつきが発生する不具合が生じうるが、この不具合の発生を防ぐべく、例えば次に述べるような制御を行うことが考えられる。
【００４６】
すなわち、アイドル回転数のふらつきが発生する不具合の発生を防ぐべく、上述した第１及び第２実施形態において、点火時期の遅角量に対応して求められるＩＳＣバルブ１ｂの開度を、フリクションの減少に伴い、例えば図３の実線に示される開度補正量マップを参照して求められる値から同図の破線に示される開度補正量マップを参照して求められる値に減少させる制御を行うことが考えられる。
【００４７】
このとき、エンジンのフリクションが減少したことの検知は、例えば、エンジンオイルの油温、ラジエータの水温、又は始動後の経過時間等を用いて行うようにし、油温ないし水温が所定の閾値未満である場合、又は始動後所定時間の間は図３の実線に示される開度補正量マップを、油温ないし水温が所定の閾値以上になった場合、又は始動後所定時間が経過した後は図３の破線に示される開度補正量マップをそれぞれ参照してＩＳＣバルブ１ｂの開度を決定するようにするとよい。
【００４８】
また、開度補正量マップを、点火時期の遅角量及びエンジンオイルの油温をパラメータとして対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度を示すものとし、同一の点火時期の遅角量に対応するＩＳＣバルブ１ｂの開度をエンジンオイルの油温上昇に応じて減少させるように設定してもよい。
【００４９】
このような制御を行えば、エンジンオイルの油温の上昇、ラジエータの水温の上昇、又は始動後の時間経過等によりエンジンのフリクションが減少した際にＩＳＣバルブ１ｂの開度を減少させるので、上述した不具合の発生を防ぐことができる。また、この制御は、特にＩＳＣバルブ１ｂの開度が大きな大量遅角時に有効である。
【００５０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンの概略図。
【図２】同実施形態に係る制御装置が行う処理を示すフローチャート。
【図３】図２におけるエンジンの各気筒の点火時期の遅角量とＩＳＣバルブの開度の補正量との関係を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る制御装置が行う処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５２】
１ｂ…ＩＳＣバルブ
６…電子制御装置
７…中央演算処理装置
８…記憶装置
９…入力インターフェース
１１…出力インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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