(57)【要約】【課題】  燃料消費量と要求されたトルクとを低減する。【解決手段】  エンジン１０の制御装置は、エンジン１０の出力トルクの低減要求を受け、トルク低減要求値４０６に近似する気筒数分の気筒を休止する。エンジン１０の制御装置は、スロットルバルブ７０および電制スロットルモータ７２と、電制スロットル制御部３１８とを有する。スロットルバルブ７０および電制スロットルモータ７２は、エンジン１０が吸入する空気量を調整する。電制スロットル制御部３１８は、スロットルバルブ７０および電制スロットルモータ７２を、エンジン１０に吸入される空気量が気筒休止数に応じた吸入空気量となるように制御する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力トルク低減要求を受け、トルク低減要求値に近似する気筒数分の気筒を休止するエンジンの制御装置であって、
前記エンジンが吸入する空気量を調整する吸入空気量調整機構と、
前記吸入空気量調整機構を、前記エンジンに吸入される空気量が気筒休止数に応じた吸入空気量となるように制御する制御部とを有するエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記トルクの低減要求値と、前記トルクの低減値との差を相殺するように、前記エンジンの点火時期を補正する相殺部を有する、
請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記相殺部は、前記気筒休止数の変化に伴う出力トルクの変化と、スロットル操作に伴う前記吸入空気量の変化とを相殺するように、前記点火時期を補正する、
請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記気筒休止に応じた吸入空気量となるように、前記吸入空気量調整部を制御し、
前記相殺部は、前記気筒休止に伴う前記出力トルクの低減と、前記スロットル操作による前記吸入空気量の低減とを相殺するように、前記点火時期を補正する、
請求項２または３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記気筒休止からの復帰に応じた吸入空気量となるように、前記吸入空気量調整部を制御し、
前記相殺部は、前記気筒休止からの復帰に伴う前記出力トルクの増加と、前記スロットル操作による前記吸入空気量の増加とを相殺するように、前記点火時期を補正する、
請求項２乃至４の何れか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記気筒休止および気筒休止復帰の前記出力トルクの変化は、前記エンジンの吸入行程タイミングに基づいて推定する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのトルクを制御する制御装置に係り、特に、気筒毎に吸気バルブと排気バルブとの動作を停止して燃焼を停止させるエンジンの制御装置において、エンジン出力トルク低減要求値に近似する気筒数分の気筒を休止するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車を含む車両では、例えば、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサや、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ等の各種センサの出力信号が、エンジン制御装置に入力される。エンジン制御装置は、内蔵されたマイクロコンピュータによって各種のエンジン制御プログラムを実行することによって、エンジン運転状態に応じて、例えば、スロットルバルブと、燃料噴射弁と、点火プラグとをそれぞれ作動させる各アクチュエータを制御する。
【０００３】
エンジンの出力トルクは、アクセル開度とエンジン運転状態とに応じて、電制スロットルモータによって駆動されるスロットルバルブの開度を調整して、エンジンが吸入する空気量を増減させることによって制御される。
【０００４】
さらに、車に搭載されている他のコントロールユニット、例えば、トランスミッションの変速を制御するＡＴ  Ｃ／Ｕ（コントロールユニット）では、変速時のショック軽減のために、変速中にエンジンの出力トルクを低減させる必要がある。従って、ＡＴ  Ｃ／Ｕは、エンジンの制御装置に対して、コントロールユニット間の通信機能を使い、一時的な出力トルクの低減を要求する。
【０００５】
トルク低減要求を受けたエンジンの制御装置では、燃料カットと、点火時期のリタードとによって、迅速なトルク低減を実現している。
【０００６】
燃料カットによるトルク低減は、燃料をカットする気筒数を調整することによって、トルク低減量を変化させている。部分的な気筒の燃料をカットした場合、エンジンの排気通路では、燃料カット気筒を通過した空気と、非燃料カット気筒から排出された燃焼ガスとが混ざる。そのため、燃焼ガスに未燃焼の燃料が含まれていたときは、その未燃焼の燃料が排気通路内で空気と反応して燃焼する。その結果、高温のガスが排気通路に配設された触媒に達すると、触媒の熱劣化が進んでしまう課題がある。
【０００７】
特許文献１に開示されたエンジンの出力制御装置では、燃焼ガスに未燃焼の燃料が含まれる運転領域を判定して、トルク低減要求に応じて燃料をカットする気筒数を制限している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２５５０７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されたエンジンの出力制限装置によれば、エンジンの出力を低減するために、燃料カット気筒数を増やした場合、未燃焼燃料と燃料カット気筒を通過した空気とが、触媒に達して燃焼することによって触媒を熱劣化させる可能性がある。そのため、特許文献１のエンジンの出力制御装置は、燃料カット気筒数を触媒の発熱を防止できる方向に修正している。
【００１０】
しかし、燃料カット気筒数を修正して減らした場合、要求されたトルク低減量を実現するためには、例えば、点火時期を遅らせるリタード量を増やして、トルク低減量を確保する必要がある。点火時期のリタードは、燃料消費率が最も高い点火時期から遠ざかるため、燃料消費率が悪化する課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、燃料消費量と要求されたトルクとを低減するエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るエンジンの制御装置は、エンジンの出力トルクの低減要求を受け、トルク低減要求値に近似する気筒数分の気筒を休止する。エンジンの制御装置は、吸入空気量調整部と、制御部とを有する。吸入空気量調整部は、エンジンが吸入する空気量を調整する。制御部は、エンジンに吸入される空気量が気筒休止数に応じた吸入空気量となるように制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジン出力トルクの低減要求を受け、トルク低減要求値に近似する気筒数分の気筒を休止することができ、トルクを低減している間に、触媒の熱劣化を防止しつつ、燃料消費量およびトルクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジンの制御装置が搭載されるエンジンシステムの構成図の一例を示す。
【図２】エンジンの制御装置の内部構成の構成図の一例を示す。
【図３】エンジンの制御装置の制御ブロック図の一例を示す。
【図４】トルク低減要求値計算部の制御ブロックの構成図の一例を示す。
【図５】休止気筒を選択するタイミングを示す。
【図６】エンジンの制御装置によるトルク低減要求制御処理の流れを示す。
【図７】エンジンの制御装置の全体の流れを示す。
【図８】トルク低減要求値と各制御部の出力とを求める流れを示す。
【図９】トルク低減要求値と各制御部の出力とを求める流れを示す。
【図１０】ドライバ要求トルクを計算するマップを示す。
【図１１】休止気筒数を検索するテーブルを示す。
【図１２】点火リダクション量を検索するテーブルを示す。
【図１３】目標回転数を検索するテーブルを示す。
【図１４】電制スロットル制御部の流れを示す。
【図１５】燃料噴射制御部の流れを示す。
【図１６】気筒休止制御部の流れを示す。
【図１７】点火制御部の流れを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、エンジンの制御装置が搭載される内燃機関の全体構成を概略的に示す。
【００１７】
図１に示す内燃機関としてのエンジン１０は、例えば、４つの気筒を備えた火花点火式の多気筒エンジンである。エンジン１０は、シリンダヘッド１１ａとシリンダブロック１１ｂとからなるシリンダ１１と、このシリンダ１１の各気筒内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５と、を備える。ピストン１５は、コンロッド１４を介してクランク軸に連結されている。
【００１８】
クランク軸と同期して回転するリングプレート４６には、所定角度毎に突起部が設けられている。クランク角度センサ４７は、前述の突起部間の通過時間を計測して、エンジン１０の回転数を算出する。
【００１９】
各ピストン１５の上方には、所定形状の天井部を有する燃焼室１７が画成され、各燃焼室１７には、点火コイル３４から高電圧化された点火信号が供給される点火プラグ３９が臨むように設けられている。
【００２０】
燃焼室１７は、吸気通路２０と連通している。吸気通路２０は、エアクリーナ１９と、コンプレッサ４１と、「吸入空気量調整機構」の一部としてのスロットルバルブ７０と、インタークーラ１８と、コレクタ２７と、吸気マニホールド２８と、吸気ポート２９とを備えている。燃料の燃焼に必要な空気は、この吸気通路２０を通り、当該吸気通路２０の下流端である吸気ポート２９の端部に配設された吸気カム軸２３によって開閉駆動される吸気バルブ２１を介して、各燃焼室１７に吸入される。吸気カム軸２３には、カム角センサ２５が配置されている。
【００２１】
吸気通路２０の吸気マニホールド２８には、吸気ポート２９へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３０が気筒毎に臨むように設けられている。
【００２２】
スロットルバルブ７０は、運転者のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ７１の信号と運転状態とに応じて、適切なスロットル開度となるように、「吸入空気量調整機構」の一部としての電制スロットルモータ７２によって駆動される。スロットルバルブ７０の開度は、スロットル開度センサ７３によってＥＣＵ（コントロールユニット）１００に送信される。
【００２３】
コレクタ２７には、吸気通路２０内の圧力を検出する吸気管圧力センサ４８が配置されている。エンジン１０のシリンダブロックには、エンジン１０の冷却水温を検出する水温センサ４９が配置されている。
【００２４】
吸気通路２０のコンプレッサ４１の上流には、吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ（熱式空気流量計）５０が配設されている。このエアフローセンサ５０は、ブリッジ回路を有する。ブリッジ回路は、吸入空気量（質量流量）が大きくなるに従って、測定対象となる吸入空気流に配置されたホットワイヤ（発熱抵抗体）に流れる電流値を増加させ、吸入空気量が小さくなるのに従って、ホットワイヤに流れる電流値を減少させる。そして、エアフローセンサ５０のホットワイヤに流れる発熱抵抗電流値は、電圧信号として抽出され、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１００へ送信される。
【００２５】
吸気通路２０を介して吸入された空気と、燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、吸気バルブ２１を介して燃焼室１７へ吸入され、点火コイル３４に接続された点火プラグ３９による火花点火によって燃焼される。燃焼室１７での燃焼後の排気ガスは、排気カム軸２４によって開閉駆動される排気バルブ２２を介して燃焼室１７から排気され、排気ポート、排気マニホールド、および排気管（不図示）を備えた排気通路４０を通過して外部の大気中へ排出される。
【００２６】
ここで、排気通路４０には、タービン４２が配設されている。タービン４２は、共通の軸４５を介して吸気通路２０に配設されたコンプレッサ４１と接続されている。エンジン１０は、燃焼室１７から排出される排気ガスの圧力が所定値以上になると、コンプレッサ４１によって過給を開始し、圧縮した吸入空気を燃焼室１７の内部へ供給する。ここで、圧縮された高温の空気は、インタークーラ１８によって冷却される。なお、過給圧が所定値以上になると、それ以上過給されないように、ＥＣＵ１００は、吸気通路２０に配設されたリサーキュレーションバルブ４３と、排気通路４０に配設されたウェイストゲートバルブ４４とを開弁させるように制御する。
【００２７】
さらに、排気通路４０のタービン４２の下流側には、例えば、アルミナやセリア等の担体に白金やパラジウム等を塗布した排気ガス浄化用の三元触媒６０が配設されている。この触媒６０の上流側には、触媒前空燃比に対して線形の出力特性を有するリニア空燃比センサ５１が配設されている。触媒６０の下流側には、触媒後空燃比がストイキ（理論空燃比）よりもリッチ側かリーン側かを識別するためのスイッチング信号を出力するＯ２センサ５２が配設されている。
【００２８】
エンジン１０の各気筒に対して配備された燃料噴射弁３０は、燃料タンク５３と接続されている。燃料タンク５３の内部の燃料は、燃料ポンプ５４および燃圧レギュレータ５５を備えた燃料供給機構によって所定燃圧に調圧されて、燃料噴射弁３０に供給される。燃料噴射弁３０は、例えば、ＥＣＵ１００から供給されるエンジン負荷等の運転状態に応じたデューティ（パルス幅：開弁時間に相当する）を有する燃料噴射パルス信号によって開弁駆動され、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート２９に向けて噴射する。
【００２９】
さらに、エンジン１０は、気筒休止制御弁８０を備える。気筒休止制御弁８０は、前述した開閉駆動状態と閉固定状態との切り替えを行う。気筒休止制御弁８０は、各気筒に配置され、ＥＣＵ１００からの駆動信号によって気筒毎に、前述した開閉駆動状態と閉固定状態とを切替えることができる。
【００３０】
ＥＣＵ１００は、車に搭載されている他のコントロールユニット、例えばトランスミッションの変速を制御するＡＴ  Ｃ／Ｕ９０との通信機能を備える。ＥＣＵ１００は、通信機能によって他のコントロールユニットとデータ送受信することによって、これらコントロールユニット間で協調してエンジン１０を制御する。なお、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の種々の制御、例えば、燃料噴射弁３０による燃料噴射制御（空燃比制御）と、点火プラグ３９による点火時期制御とを行なうためのマイクロコンピュータを内蔵している。
【００３１】
図２は、エンジンの制御装置の内部構成を示す。
【００３２】
ＥＣＵ１００に内蔵されたＣＰＵ２０１の内部には、エンジン１０に設置された各センサの電気信号をデジタル演算処理用の信号に変換、及びデジタル演算用の制御信号を実際のアクチュエータの駆動信号に変換するＩ／Ｏ部２０２が設けられている。Ｉ／Ｏ部２０２には、水温センサ４９と、カム角センサ２５と、リニア空燃比センサ５１と、Ｏ２センサ５２と、エアフローセンサ５０と、スロットル開度センサ７３と、アクセル開度センサ７１と、吸気管圧力センサ４８と、クランク角度センサ４７とによる各検出信号が入力される。さらに、Ｉ／Ｏ部２０２には、車に搭載されている他のコントロールユニット、例えば、トランスミッションの変速を制御するＡＴ  Ｃ／Ｕ９０との通信信号が接続されている。
【００３３】
ＣＰＵ２０１からの出力信号は、出力信号ドライバ２０３を介して、第１〜４燃料噴射弁３０〜３３と、第１〜４点火コイル３４〜３７と、電制スロットルモータ７２と、第１〜４気筒休止制御弁８０〜８３とへ送られる。なお、出力信号ドライバ２０３には、Ｉ／Ｏ部２０２から制御データが送られおり、その制御データが出力信号ドライバ２０３にセットされることによって出力信号が出力される。
【００３４】
図３は、図２に示すエンジンの制御装置の詳細な制御ブロックを示す。以下、各制御ブロックの詳細について説明する。
【００３５】
ブロック３０１は、運転操作量検出部のブロックである。本実施例では、運転操作量検出部３０１は、アクセル開度センサ７１の検出信号から運転者のアクセル開度（運転操作量）を計算する。
【００３６】
ブロック３０２は、エンジン回転数計算部（作動状態検出部）のブロックである。エンジン回転数計算部３０２は、エンジン１０の所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサ４７の電気信号、主にパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することによって、エンジン１０の単位時間当りの回転数（作動状態量）を計算する。
【００３７】
ブロック３０３は、車に搭載されている他のコントロールユニット、例えば、トランスミッションの変速制御を行うＡＴ  Ｃ／Ｕ９０との通信による受信データから外部要求トルクを計算する外部要求トルク検出部のブロックである。Ａ／Ｔ  Ｃ／Ｕ９０は、変速する際、変速ショック軽減ために、一時的にエンジンの発生トルクを低減するようにＥＣＵ１００へトルク低減要求を行う。
【００３８】
ブロック３０４は、シリンダ流入空気量計算部のブロックである。シリンダ流入空気量計算部（作動状態検出部）３０４は、エンジン１０の吸気系上流に設定されたエアフローセンサ５０の検出信号と、吸気通路２０に設定された吸気管圧力センサ４８の検出信号との入力に基づいて、シリンダ流入空気量（作動状態量）を計算する。さらに、シリンダ流入空気量計算部３０４は、前述のシリンダ流入空気量と、エンジン回転数とに基づいて、エンジン１０の負荷（作動状態量）を計算する。
【００３９】
ブロック３０５は、前述した運転者のアクセル開度と、エンジン回転数とに基づいて、運転者が要求しているドライバ要求トルク（指令値）を計算するドライバ要求トルク計算部のブロックである。
【００４０】
ブロック３０６は、前述したドライバ要求トルクと、外部要求トルクとに基づいて、目標トルクを計算する目標トルク計算部のブロックである。目標トルクは、目標ＳＬＯＷトルクと目標ＦＡＳＴトルクとの２つである。目標ＳＬＯＷトルクは、主に電制スロットルモータ７２を、目標ＦＡＳＴトルクは、気筒休止制御弁８０と点火時期との制御に用いられる。
【００４１】
ブロック３０７は、前述したエンジン回転数と、エンジン負荷とに基づいて、推定発生トルクを計算する推定発生トルク計算部（推定作動状態変化量算出部）のブロックである。なお、推定発生トルクは、エンジン１０が発生しているトルクを推定している。
【００４２】
ブロック３０８は、前述した目標ＦＡＳＴトルクと推定発生トルクとに基づいてトルク低減要求値を計算し、後述する気筒休止を行う休止気筒数と、点火リダクション量（リタード補正量）とを計算するトルク低減要求量計算部のブロックである。
【００４３】
ブロック３０９は、基本燃料量計算部のブロックである。基本燃料量計算部３０９は、前述のエンジン回転数計算部３０２で計算されたエンジン回転数と、前述のシリンダ流入空気量計算部３０４で計算されたエンジン負荷とに基づいて、各運転領域におけるエンジン１０の要求する基本燃料量を計算する。
【００４４】
ブロック３１０は、前述したエンジン回転数と、エンジン負荷に基づいて目標とするエンジン１０の目標空燃比を決定する目標空燃比計算部のブロックである。
【００４５】
ブロック３１１は、エンジン１０の排気通路４０に設定されたリニア空燃比センサ５１の出力と目標空燃比との差分と、前述したエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、空燃比フィードバック補正係数を計算する空燃比補正係数計算部のブロックである。
【００４６】
ブロック３１２は、前述のエンジン回転数と、前述のエンジン負荷とに基づいてエンジン１０の各運転領域における最適な基本点火時期を決定する基本点火時期計算部のブロックである。
【００４７】
ブロック３１３は、エンジン１０のアイドリング回転数を一定に保つために、アイドリング時の目標回転数を計算し、目標流量を計算するＩＳＣ制御部のブロックである。
【００４８】
ブロック３１４は、ＩＳＣ制御部３１３で求めた目標流量に相当する負荷トルクと、前述した目標ＳＬＯＷトルクと、休止気筒数と、エンジン回転数とに基づいて、目標スロットル開度（指令値）を計算する目標スロットル開度計算部のブロックである。
【００４９】
ブロック３１５は、前述した休止気筒数に応じて気筒休止を行う気筒番号を選択する休止気筒選択部のブロックである。
【００５０】
ブロック３１６は、燃料噴射量計算部のブロックである。燃料噴射量計算部３１６は、前述した基本燃料量計算部３０９で計算された基本燃料量を、エンジン１０の水温と、前述した空燃比補正係数計算部３１１の空燃比フィードバック係数とに基づいて補正し、前述した気筒休止を行う気筒の燃料噴射量を燃料カット相当に設定する。
【００５１】
「相殺部」としてのブロック３１７は、例えば、前述した基本点火時期計算部３１２で決定された基本点火時期を、エンジン１０の水温と、点火リダクション量とに基づいて補正する最終点火時期計算部のブロックである。
【００５２】
ブロック３１８は、「制御部」としての電制スロットル制御部（推進力制御部）のブロックである。電制スロットル制御部３１８は、前述した目標スロットル開度となるように、スロットルバルブ７０を制御する。
【００５３】
ブロック３１９は、前述した気筒休止を行う気筒に対して、気筒休止制御弁８０を駆動して、気筒休止を行う気筒休止制御部である。
【００５４】
ブロック３２０は、前述した燃料噴射量計算部３１６で計算された燃料量に基づいてエンジン１０への燃料供給を制御する燃料噴射制御部である。
【００５５】
ブロック３２１は、前述の最終点火時期計算部３１７で求めたエンジン１０が要求する最終点火時期に応じて、シリンダ１１に流入した燃料混合気を点火するよう制御する点火制御部である。
【００５６】
図４は、エンジンの制御装置によるトルク低減の制御ブロックを示す。
【００５７】
ドライバ要求トルク４０１は、運転者の意図によって操作されたアクセル操作量を運転操作量検出部３０１によってアクセル開度として検出し、クランク角度センサ４７の信号に基づいて、エンジン回転数計算部３０２によって求めたエンジン回転数に基づいて算出される。
【００５８】
外部要求トルク４０２は、車に搭載されている他のコントロールユニット、例えば、トランスミッションの変速を制御するＡＴ  Ｃ／Ｕ９０との通信による受信データに基づいて算出される。
【００５９】
目標ＳＬＯＷトルク４０４は、ドライバ要求トルク４０１に基づいて求められる。目標ＦＡＳＴトルク４０５は、ドライバ要求トルクと、外部要求トルクとに基づいて求められる。
【００６０】
目標ＦＡＳＴトルク４０５は、他のコントロールユニットからトルク低減の要求があれば、外部要求トルク４０２を設定し、前述のトルク低減の要求が無い場合は、ドライバ要求トルク４０１を設定する。
【００６１】
推定発生トルク４０３は、前述したエンジン負荷と、回転数とに基づいて求められる。推定発生トルク４０３は、エンジン１０がその時点で発生しているトルクを示している。
【００６２】
トルク低減要求値４０６は、目標ＦＡＳＴトルク４０５を推定発生トルク４０３で除算した計算結果に基づいて算出される。
【００６３】
気筒休止数４０７は、トルク低減要求値４０６に近似する気筒数に基づいて算出される。
【００６４】
点火リダクション量４０８は、トルク低減要求値４０６から気筒休止数に相当するトルクを除いたトルク低減量となる点火リタード量に基いて算出される。
【００６５】
目標スロットル開度４０９は、目標ＳＬＯＷトルク４０４から気筒休止数に相当するトルクを除いた値と、ＩＳＣ制御部３１３で求めた目標流量に相当するトルク分の合計とエンジン回転数とに基づいて算出される。
【００６６】
休止気筒選択４１０は、休止気筒数が１以上の場合に、気筒休止を行う気筒番号を選択する。気筒休止の選択は、各気筒の中で直近に吸気工程となる気筒を優先して選択する。
【００６７】
図５は、休止気筒を選択するタイミングを示す。
【００６８】
図５の例では、Ａ点で休止気筒の選択を実施する場合、直近に吸気工程となる１気筒を優先して選択する。
【００６９】
図４に戻る。燃料噴射量４１１は、水温センサ４９によって検出した水温に基づいて求めた補正係数と、空燃比フィードバック係数と、基本燃料量とに基づいて算出する。なお、該当気筒が休止気筒に選択された場合、燃料噴射量４１１は、燃料カット相当の燃料量を設定する。
【００７０】
最終点火時期４１２は、水温センサ４９によって検出した水温に基づいて求めた補正量と、基本点火時期と、点火リダクション量４０８とに基づいて求めたリタード補正量に基いて算出する。
【００７１】
図６は、エンジンの制御装置によるトルク低減制御の挙動を示したチャートである。本図は、車両が一定走行時に外部要求トルクによってトルク低減要求を受付けたときの挙動を示している。
【００７２】
トルク低減要求値６０１は、Ａ点で外部要求トルクによるトルク低減要求を受付けて、目標ＦＡＳＴトルクがステップ的に低下し、Ｃ点までその値を継続した後、一定の勾配でトルク低減要求が無い状態のＦ点まで徐々に変化した挙動を示している。
【００７３】
トルク低減要求値６０１は、前述したように、目標ＦＡＳＴトルクと推定発生トルク（未図示）とに基づいて算出される。このチャートでは、Ａ点からＤ点までのトルク低減要求値に近似する気筒休止数は１気筒であり、トルク低減要求値６０１から気筒休止によるトルク低減量を引いた差分（図中のα）が点火リダクション量となる。
【００７４】
燃料カット（Ｆ／Ｃ）６０３は、気筒休止数が１気筒と算出されたＡ点で燃料カットの指示を行い、トルク低減要求値６０１が気筒休止数１気筒未満となったＤ点で燃料カットを解除する。
【００７５】
気筒休止６０２は、前述のＡ点の後、最初に吸気工程となる気筒の吸気バルブ２１を閉固定として気筒休止を開始（Ｂ点）し、その後、トルク低減要求値６０１が気筒休止数１気筒未満となったＤ点で気筒休止を解除している。
【００７６】
スロットルバルブ開度６０４は、前述のＡ点で気筒休止気筒以外の気筒吸入空気量が、トルク低減要求なし相当となるように、休止気筒数の１気筒に相当するスロットルバルブ開度が閉じた後、気筒休止が解除されるＤ点でＡ点以前のスロットルバルブ開度に戻している。ここで、チャートの実線は目標スロットル開度、点線は実際のスロットル開度の挙動をそれぞれ示している。スロットルバルブ７０は、目標スロットル開度に基づいて電制スロットルモータ７２によって駆動されるので、点線で示す挙動となる。
【００７７】
吸気管圧力６０５は、前述のエンジン１０の吸気通路２０に設けられたコレクタ２７内の圧力の挙動を示している。吸気管圧力６０５は、気筒休止を開始したＢ点でコレクタ２７から気筒休止を行った１気筒分の空気がシリンダに吸入されない。このため、吸気管圧力６０５は、Ｂ点から一時的に上昇した後、スロットルバルブ７０を通過してコレクタ２７に流入する空気量と、気筒休止状態ではない気筒のシリンダへ吸入する空気量とが平衡状態となるＣ点まで変化する。さらに、吸気管圧力６０５は、気筒休止を解除したＤ点から、前記と同じ理由で、一時的に減少した後、平衡状態となるＥ点まで変化する。
【００７８】
点火リダクション量６０８の挙動を示す。ここで、点火補正量（１），（２）は、前述の点火リダクション量の内訳を示すものであり、点火補正量（１），（２）の合計が、点火リダクション量６０８となる。点火補正量（１）を用いて点火リダクション量６０８の挙動を説明する。
【００７９】
点火補正量（２）６０７は、前述の吸気管圧力６０５の変動分に相当する点火リダクション量６０８を示し、点火補正量（１）６０６は、前述の変動分相当以外の点火リダクション量６０８を示す。
【００８０】
点火補正量（１）６０６は、前述のＡ点でトルク低減要求値６０１のチャートに示すαに相当するトルクを低減させる、図中ではα分で示した点火リタード量となる。点火補正量（１）６０６は、Ｃ点においては、気筒休止数は１気筒を維持している。点火補正量（１）６０６は、トルク低減要求値６０１の変化に応じてＤ点まで減少し、Ｄ点ではトルク低減要求値６０１が１気筒未満となり、気筒休止が解除される。このため、点火補正量（１）６０６は、１気筒分のトルクに相当する点火リタード量にステップ的に変化し、その後は、トルク低減要求値に応じた点火リタード量が算出され、トルク低減要求値が零となるＦ点で点火補正量（１）も零となる。
【００８１】
点火補正量（２）６０７は、気筒休止を開始したＢ点から前述のＣ点までは、コレクタ２７内の吸気管圧力６０５の上昇に伴うトルク増加分を打ち消すトルク低減値に相当する点火リタード量が算出される。さらに、点火補正量（２）６０７は、気筒休止が解除されたＤ点から前述のＥ点までは、吸気管圧力６０５の低下に伴うトルク低下分を打ち消すように、点火リダクション量６０８を減らす点火補正量が算出される。
【００８２】
以上のように求めた点火補正量（１）６０６と点火補正量（２）６０７との合計が、点火リダクション量６０８として算出される。
【００８３】
なお、推定発生トルク（未図示）は、コレクタ２７のボリュームと、単位時間当たりのエンジン１０の吸入空気量とに基づいて求まるダイナミクスに基づいて算出されるので、吸気管圧力の変化を反映した値が算出される。推定発生トルクの応答性は、実吸気管圧力とオンボードとによって検証されてもよい。
【００８４】
図７は、本実施形態になるエンジン制御制御装置の全体的な制御フローを示す。この制御フローは、各制御ロジックを簡略化して示しており、本実施形態に関係しない制御ロジッはその詳細な説明を省略する。
【００８５】
図７において、ステップ７０１では、アクセル開度センサ７１の出力電圧に基づいてアクセル開度割合に換算して読み込む。
【００８６】
ステップ７０２では、クランク角度センサ４７の電気的な信号、主にパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理によってエンジン回転数を計算する。
【００８７】
ステップ７０３では、車に搭載されている他のコントロールユニット、例えばトランスミッションの変速制御を行うＡＴ  Ｃ／Ｕ９０との通信による受信データに基づいて外部要求トルクを計算する。
【００８８】
ステップ７０４では、エアフローセンサ５０の出力電圧に基づいて電圧と流量との間で換算された空気流量と、エンジン回転数とに基づいて、シリンダ流入空気量とエンジン負荷とを計算する。
【００８９】
ステップ７０５では、前述した運転者のアクセル開度割合とエンジン回転数とに基づいて運転者が要求しているドライバ要求トルク（指令値）を計算する。
【００９０】
ステップ７０６では、ドライバ要求トルクと外部要求トルクとに基づいて、目標ＳＬＯＷトルクと目標ＦＡＳＴトルクとを算出する。
【００９１】
ステップ７０７では、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、推定発生トルクを計算する。
【００９２】
ステップ７０８では、推定発生トルクと目標ＦＡＳＴトルクとに基づいて求めたトルク低減要求値５０２から休止気筒数と、点火リダクション量とを計算する。
【００９３】
ステップ７０９では、アイドル回転数の目標値と、アイドル回転数の目標値を実現できるＩＳＣの目標流量とを計算する。
【００９４】
ステップ７１０では、前述した目標ＳＬＯＷトルクと、休止気筒数と、ＩＳＣの目標流量と、エンジン回転数とに基づいて、目標スロットル開度（指令値）を計算する。
【００９５】
ステップ７１１では、目標スロットル開度となるように、電制スロットル制御部３１８へ出力する。
【００９６】
ステップ７１２では、休止気筒数が１以上の場合に、気筒休止を行う気筒を決定する。休止気筒は、少なくとも直近に吸気工程となる気筒を含める。さらに、休止気筒が点火順序で連続しない気筒番号の組み合わせを選択してもよい（例えば、点火順序が１→３→４→２気筒となる４気筒で、休止気筒が２気筒の場合、直近に吸気工程となる気筒が１番気筒の場合は、１番気筒と４番気筒を選択する）。
【００９７】
ステップ７１３では、決定した休止気筒を行う気筒番号の情報を、気筒休止制御部３１９へ出力する。
【００９８】
ステップ７１４では、エンジン回転数と吸入空気量（エンジン負荷）とに基づいて、基本燃料量を計算する。
【００９９】
ステップ７１５では、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、目標空燃比をマップ検索する。
【０１００】
ステップ７１６では、リニア空燃比センサ５１の出力電圧に基づいて、空燃比変換した実空燃比を読み込む。
【０１０１】
ステップ７１７では、目標空燃比と実空燃比とに基づいて、目標空燃比へのフィードバック制御を実施し、空燃比補正係数を算出する。
【０１０２】
ステップ７１８では、フィードバック制御による空燃比補正係数と、水温とに基づいて、求めた水温補正係数によって、基本燃料量を補正し、燃料噴射量４１１を計算する。
【０１０３】
ステップ７１９では、燃料噴射量４１１を燃料噴射制御部３２０へ出力する。
【０１０４】
ステップ７２０では、エンジン回転数と、エンジン負荷とに基づいて、基本点火時期を計算する。
【０１０５】
ステップ７２１では、基本点火時期に水温補正を行い、最終点火時期を計算する。
【０１０６】
ステップ７２２では、最終点火時期を点火制御部３２１へ出力する。
【０１０７】
図８および図９は、トルク低減要求値と各制御部の出力とを求めるフローチャートであり、所定時間毎に実行される。
【０１０８】
ここで、図８および図９に示すフローチャートの処理が実行される前に、図３で説明した各センサの読込みが行われる。
【０１０９】
まず、ステップ８０１では、アクセル開度と、エンジン回転数計算部３０２で計算したエンジン回転数とに基づいてドライバ要求トルクTdrqを計算する。
【０１１０】
図１０は、ドライバ要求トルクを計算するマップを示す。
【０１１１】
ドライバ要求トルクTdrqは、図１０のように、アクセル開度とエンジン回転数Ｎｅとのマップから求める。
【０１１２】
図８に戻る。ステップ８０２では、他のコントロールユニットから受信した通信データをチェックして外部要求トルクのデータを受信しているか否かをチェックし、受信済であれば外部要求トルクTexrqを更新する。
【０１１３】
ステップ８０３では、前述のドライバ要求トルクTdrqにエンジン１０のポンプ損失分に相当するポンプロストルクTpu、エンジン１０周辺の補機を駆動する動力に相当する負荷トルクTlsを加えて、目標ＳＬＯＷトルクTsrqを求める。
【０１１４】
ステップ８０４では、前述の外部要求トルクのデータを受信済であれば（Ｓ８０４：ＹＥＳ）、ステップ８０５へ、未受信であれば（Ｓ８０４：ＮＯ）、ステップ８０６へ進む。
【０１１５】
ステップ８０５では、目標ＦＡＳＴトルクTfrqに、前述の更新した外部要求トルクTexrqを代入する。
【０１１６】
ステップ８０６では、目標ＦＡＳＴトルクTfrqに、ドライバ要求トルクTdrqを代入する。
【０１１７】
ステップ８０７では、シリンダ流入空気量Qaをエンジン回転数Neで除算した値に、トルク変換係数Ktqを乗じて、推定発生トルクTetmを計算する。
【０１１８】
ステップ８０８では、目標ＦＡＳＴトルクTfrqを推定発生トルクTetmで除算して、トルク低減値Tredを計算する。
【０１１９】
図１１は、休止気筒数を検索するテーブルを示す。
【０１２０】
図８に戻る。ステップ８０９では、トルク低減要求値Tredを用いて、図１１に示すテーブル検索を行い、近似する気筒数を求めて、休止気筒数Nfcyを算出する。
【０１２１】
図１２は、点火リダクション量Ardを検索するテーブルを示す。
【０１２２】
図８に戻る。ステップ８１０では、トルク低減要求値Tredから休止気筒数Nfcyの気筒休止を実施することによって得られるトルク低減量を除いた演算値Ａを求めた後、図１２に示すテーブル検索を行い、点火リダクション量Ardを計算する。点火リダクション量Ardは、点火時期のリタード量を示している。
【０１２３】
図１３は、目標回転数Ntgtを検索するテーブルを示す。
【０１２４】
図９に示すステップ９０１では、水温Twを使って、図１３に示すテーブル検索を行い、目標回転数Ntgtを計算し、運転状態がアイドルのときに、エンジン回転数が目標回転数Ntgtとなるように制御する。次に、ステップ９０１では、エンジン回転数Neと目標回転数Ntgtとから求めた偏差に、空気量変換係数Kiscを乗じて、目標流量Qiscを計算する。
【０１２５】
ステップ９０２では、目標ＳＬＯＷトルクTsrqから休止気筒数Nfcyの気筒休止を実施することによって得られるトルク低減量を除いた演算値Ｂを求める。次に、ステップ９０２では、目標流量Qiscにトルク換算係数Ktiscを乗算した値を、演算値Bに加算した演算値Cと、エンジン回転数Neとを用いて、マップ検索を行い、目標スロットル開度Tgthを計算する。前述のマップ検索は、図１０に示されるマップを使って求める。
【０１２６】
ステップ９０３では、図７で説明したように、休止気筒数が１以上の場合に、気筒休止を行う気筒を選択する。休止気筒は、少なくとも直近に吸気工程となる気筒を含める。それ以外の休止気筒は、点火順序で連続しない気筒番号の組み合わせを選択してもよい。
【０１２７】
ステップ９０４では、シリンダ流入空気量Qaをエンジン回転数Neで除算した値に、燃料噴射量変換係数Kinjを乗じて、基本燃料量Tpを計算する。
【０１２８】
ステップ９０５では、各気筒の燃料噴射量Tiout_nを計算する。気筒休止を行う気筒には、燃料噴射弁３０から燃料が噴射されない無効パルス幅Tsを設定し、それ以外の気筒には、基本噴射量Tpに空燃比フィードバック係数Kfbと水温による補正係数Ktwとを乗じ、無効噴射パルス幅Tsを加算して求める。
【０１２９】
ステップ９０６では、エンジン回転数Neとエンジン負荷LDATAとに基づいて、マップ（未図示）検索を行い、基本点火時期Astdを求める。
【０１３０】
ステップ９０７では、基本点火時期Astdに水温による補正係数Ktwaの補正を行い、点火リダクション量Ardをリタード側に補正し、各気筒の最終点火時期Adv_nを求める。
【０１３１】
ステップ９０８では、バッテリ電圧（未図示）VBを読み込み、テーブル検索によって点火コイルの通電時間Tdwlを求める。
【０１３２】
以上のように、各制御部へ出力するパラメータを求める。
【０１３３】
図３に記載の各制御部３１８〜３２１の処理を、図１４から図１７に示すフローチャートを使って説明する。
【０１３４】
図１４は、所定時間毎に実行される電制スロットル制御部３１８の処理のフローチャートを示す。
【０１３５】
ステップ１４０１では、目標スロットル開度Tgthを読み込む。
【０１３６】
ステップ１４０２では、スロットルバルブ７０の稼働角度範囲Thmaxに対する目標スロットル開度Tgthの割合に基づいて、電制スロットルモータ駆動信号Pdutyのデューティ比[%]を計算する。
【０１３７】
ステップ１４０３では、前述の駆動信号を電制スロットルモータ７２へ出力する。
【０１３８】
図１５は、所定のクランク角度毎に実行される燃料噴射部３２０の処理を示すフローチャートを示す。
【０１３９】
ステップ１５０１では、吸気工程の気筒番号Ninjを選択して、燃料噴射を行う気筒番号を決定する。
【０１４０】
ステップ１５０２では、Ninj気筒の燃料噴射量Tiout_nを読み込み、燃料噴射弁駆動信号に変換する。
【０１４１】
ステップ１５０３では、Ninj気筒の燃料噴射弁３０に、前述の燃料噴射弁駆動信号を出力する。
【０１４２】
図１６は、所定のクランク角度毎に実行される気筒休止制御部３１９の処理のフローチャートを示す。
【０１４３】
ステップ１６０１では、吸気工程の気筒番号Ninjを選択して、気筒休止制御弁８０を操作する気筒番号を決定する。
【０１４４】
ステップ１６０２では、Ninj気筒が図７のステップ７１３で説明した休止気筒として選択されているのであれば（Ｓ１６０２：ＹＥＳ）、ステップ１６０３へ進み、それ以外ならステップ１６０４へ進む。
【０１４５】
ステップ１６０３では、Ninj気筒の気筒休止制御弁８０を気筒休止状態へ駆動し、吸気バルブ２１と排気バルブ２２とを閉固定状態へ操作する。
【０１４６】
ステップ１６０４では、Ninj気筒の気筒休止制御弁８０を気筒休止解除状態へ駆動し、吸気バルブ２１と排気バルブ２２とが開閉動作を行う状態へ操作する。
【０１４７】
図１７は、各気筒の点火コイルへの通電がオフ（通電終了）されたタイミングで実行される点火制御手段の処理のフローチャートを示す。
【０１４８】
ステップ１７０１では、点火コイル３４への通電オフが行われた気筒番号Nadvを読み込む。
【０１４９】
ステップ１７０２とステップ１７０３とでは、図９のステップ９０７，９０８で、説明した最終点火時期Adv_nと点火コイル通電時間Tdwlとに基づいて、Nadv気筒の点火コイル３４の通電開始までの時間Tonと通電終了までの時間Toffとを計算する。
【０１５０】
ステップ１７０４では、Nadv気筒の点火コイルを駆動するタイマに、前述のTonおよびToffをセットすることによって、点火コイル３４へ駆動信号を出力する。
【０１５１】
本実施形態でのエンジン１０の制御装置は、エンジン１０の出力トルクの低減要求を受け、トルク低減要求値４０６に近似する気筒数分の気筒を休止する。エンジン１０の制御装置は、スロットルバルブ７０および電制スロットルモータ７２と、電制スロットル制御部３１８とを有する。スロットルバルブ７０および電制スロットルモータ７２は、エンジン１０が吸入する空気量を調整する。電制スロットル制御部３１８は、スロットルバルブ７０および電制スロットルモータ７２を、エンジン１０に吸入される空気量が気筒休止数に応じた吸入空気量となるように制御するので、トルク低減を実施している間に、触媒６０の熱劣化を防止できると共に、迅速且つ精度よく燃料消費量およびトルクを低減することができる。
【０１５２】
さらに、トルクの低減要求値６０１と、トルクの低減値との差（乖離）を相殺するように、エンジン１０の点火時期を補正する最終点火時期計算部３１７を有するので、トルク低減要求値６０１と、気筒休止によるトルク低減値との差を、エンジン１０の構造を変更することなく容易に解消することができる。
【０１５３】
さらに、最終点火時期計算部３１７は、気筒休止数の変化に伴う出力トルクの変化と、スロットル操作に伴う吸入空気量の変化とを相殺するように、点火時期を補正するので、トルク低減要求値６０１と、気筒休止によるトルク低減値との差を、燃料消費量およびトルクの効率よく解消することができる。
【０１５４】
さらに、電制スロットル制御部３１８は、休止気筒に応じた吸入空気量となるように、スロットルバルブ７０および電制スロットルモータ７２を制御し、最終点火時期計算部３１７は、気筒休止に伴う出力トルクの低減と、スロットル操作による吸入空気量の低減とを相殺するように、点火時期を補正するので、気筒を休止させるときに、触媒６０の熱劣化を防止しつつ、燃料消費量およびトルクを低減することができる。
【０１５５】
さらに、電制スロットル制御部３１８は、休止気筒からの復帰に応じた吸入空気量となるように、スロットルバルブ７０および電制スロットルモータ７２を制御し、最終点火時期計算部３１７は、気筒休止からの復帰に伴う出力トルクの低減と、スロットル操作による吸入空気量の低減とを相殺するように、点火時期を補正するので、気筒休止を復帰させるときに、触媒６０の熱劣化を防止しつつ、燃料消費量およびトルクを低減することができる。
【０１５６】
さらに、気筒休止および気筒休止復帰の出力トルクの変化は、エンジン１０の吸入行程のタイミングに基づいて推定するので、休止気筒を復帰させるときに、延滞なく駆動力を得ることができる。
【符号の説明】
【０１５７】
１０：エンジン
７０：スロットルバルブ
７２：電制スロットルモータ
３１７：最終点火時期計算部
３１８：電制スロットル制御部
４０６：トルク低減要求値
【図１】
2018135869.tif 000003
【図２】
2018135869.tif 000004
【図３】
2018135869.tif 000005
【図４】
2018135869.tif 000006
【図５】
2018135869.tif 000007
【図６】
2018135869.tif 000008
【図７】
2018135869.tif 000009
【図８】
2018135869.tif 000010
【図９】
2018135869.tif 000011
【図１０】
2018135869.tif 000012
【図１１】
2018135869.tif 000013
【図１２】
2018135869.tif 000014
【図１３】
2018135869.tif 000015
【図１４】
2018135869.tif 000016
【図１５】
2018135869.tif 000017
【図１６】
2018135869.tif 000018
【図１７】
2018135869.tif 000019