(57)【要約】【課題】全筒運転時及び減筒運転時の双方に対して、さらには減筒運転時に取りうる全ての稼動気筒の数及び組み合わせに対して、最適な空燃比フィードバック制御及び、排気浄化触媒についての正確な浄化性能判定を可能とし、最良のエミッション特性を得ることができる技術を提供する。【解決手段】内燃機関の可変気筒システムにおいて、いわゆる減筒運転中か否かに応じて、さらには減筒運転中の稼動気筒数または稼動気筒の組み合わせに応じて、空燃比フィードバック制御のフィードバックゲイン、空燃比学習制御における空燃比学習値、排気浄化触媒の浄化性能判定における判定値等を変更する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関と、
該内燃機関の運転条件に応じて前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる気筒休止制御手段と、
機関の空燃比を検出し、該検出された機関の空燃比に応じて機関の空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記フィードバック制御において、前記気筒休止制御手段が一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる減筒運転時と、全ての気筒を稼動させる全筒運転時とでは、フィードバックゲインを変更するように制御する空燃比フィードバックゲイン変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変気筒システム。
【請求項２】
前記空燃比フィードバックゲイン変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の数に応じて前記フィードバックゲインを変更するように制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項３】
前記空燃比フィードバックゲイン変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の組み合わせに応じて前記フィードバックゲインを変更するように制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項４】
複数の気筒を有する内燃機関と、
該内燃機関の運転条件に応じて前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる気筒休止制御手段と、
機関の空燃比を検出し、該検出された機関の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するためのフィードバック補正量を発生するフィードバック補正量発生手段と、
少なくとも、前記気筒休止制御手段が一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる減筒運転中かどうかを含む機関の運転状況に応じて、前記フィードバック制御された機関の空燃比と前記目標空燃比の間のずれを補正する空燃比学習値を設定する空燃比学習値設定手段と、
少なくとも、前記フィードバック補正量と前記空燃比学習値とによって燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
前記空燃比フィードバック補正量と、その基準値との偏差を減少させるように、前記空燃比学習値を更新する空燃比学習値更新手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変気筒システム。
【請求項５】
前記空燃比学習値設定手段は、減筒運転時に、稼動気筒の数に応じた空燃比学習値を設定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項６】
前記空燃比学習値設定手段は、減筒運転時に、稼動気筒の組み合わせに応じた空燃比学習値を設定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項７】
複数の気筒を有する内燃機関と、
該内燃機関の運転条件に応じて前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる気筒休止制御手段と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化手段と、
該排気浄化手段の浄化性能の劣化を判定する浄化性能判定手段と、
前記気筒休止制御手段が、前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる減筒運転時と、全ての気筒を稼動させる全筒運転時とで、前記浄化性能判定手段が前記排気浄化手段の浄化性能の劣化を判定する際に用いる浄化性能判定値を変更する判定値変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変気筒システム。
【請求項８】
前記判定値変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の数に応じて前記浄化性能判定値を変更することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項９】
前記判定値変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の組み合わせに応じて前記浄化性能判定値を変更することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【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運転条件に応じて、複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して休止させ残りの気筒を稼動させる、内燃機関の可変気筒システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等に搭載される内燃機関では、燃料消費量の低減や混合気の燃焼状態を安定させることを目的として、機関運転状態に応じて稼動気筒数を変更する技術が知られている。
【０００３】
一般に、アイドリング時等、エンジンに余剰出力のある状態では、各気筒にかかる負荷が小さいため、吸気行程における吸排気損失が大きくなり、燃焼効率が悪くなる。そこで、上記技術では、複数の気筒を有する多気筒エンジンの場合に、そのうちの特定の気筒への燃料供給を遮断して休止させ、燃料が供給される稼動気筒の負荷を高めて効率を上げることにより、燃費向上を図っているのである。（特許文献１参照。）。
【０００４】
また、上記の技術においては、内燃機関全体における更なる吸排気損失低減のため、燃料の供給を停止した休止気筒で、吸排気弁を全開にしておく制御や、休止気筒で、吸排気弁を全閉状態にしておく技術などが提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照。）。
【０００５】
一方、従来より内燃機関の排気系に空燃比センサを設け、このセンサ出力により空燃比を理論空燃比にフィードバック制御することにより、排気系に設けられた排気浄化触媒の浄化能力を有効活用してエミッション特性を改善する技術は良く知られている。
【０００６】
ここで、上記した減筒運転時における空燃比フィードバック制御について考えると、例えば、減筒運転時に休止気筒の吸気弁及び排気弁を全開する場合については、休止気筒から単に吸気のみが排出されるので、排気ガス中の酸素濃度が増大し、この酸素濃度を空燃比センサによって検出して空燃比フィードバック制御を行ってしまい、燃料供給気筒の空燃比がリッチ側にシフトしてしまう。
【０００７】
上記のような場合に、減筒運転時には空燃比フィードバック制御を停止して燃料供給量をオープンループ制御するように切り替える従来技術もあるが（例えば、特許文献４参照。）、それでは、減筒運転時には空燃比フィードバック制御は行わないこととなるので、運転状況に正確に対応した制御を行うことができない。
【０００８】
また、減筒運転中にも空燃比フィードバック制御を行う場合でも、上記したように、排気ガス中の酸素濃度が増大するため、結果として燃料供給気筒の空燃比がリッチ側にシフトしてしまう不具合がある他、全筒運転時と減筒運転時とでは、排気ガスの輸送速度や、空燃比センサへのガス当たりが異なるため、減筒運転時に全筒運転時と同じ条件での空燃比フィードバック制御を行ったのでは、最適な制御を行うことができず、結果としてエミッションの悪化の原因となる。
【０００９】
更に、減筒運転中においては、エンジン全体としての使用バランスをとるなどの目的のため、休止気筒を異ならせた複数の休筒パターンを設け、パターン切替えにより運転する気筒を異ならせる制御が行われている。このような場合においては、排気ガスの輸送速度や空燃比センサへのガス当たりは、稼動気筒の数や組み合わせによって異なる。このため
稼動気筒の数や組み合わせごとに、各気筒に対する最適な空燃比フィードバック制御をする必要がある。
【００１０】
次に、同じく、減筒運転中における内燃機関の排気浄化装置についての従来技術について説明する。内燃機関の排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を低減する手段の一つとし
て、排気通路に例えば三元触媒を設置することが有効な技術として知られているが、上記三元触媒は、経時的もしくは環境の影響でその浄化性能が劣化する場合がある。
【００１１】
三元触媒が劣化すると排気中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の成分の浄化能力が低下するので、三元触媒の劣化を検出することが必要になり、種々の触媒劣化検出方法、装置が提案されている。例えば、三元触媒の上流側と下流側に２個の空燃比センサを設け、上流側空燃比センサ出力と下流側空燃比センサ出力の軌跡長比と面積比とに基づいて三元触媒の劣化を判定する触媒劣化判定装置などがある。
【００１２】
この装置は、所定時間当たりの下流側空燃比センサ出力軌跡長ＬＶＯＳと上流側空燃比センサ出力軌跡長ＬＶＯＭとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと、所定時間当たりの下流側空燃比センサ出力と基準値とで囲まれる面積ＡＶＯＳと上流側空燃比センサ出力と基準値とで囲まれる面積ＡＶＯＭとの比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭとの関係を用いて三元触媒の劣化を判定している（例えば、特許文献５参照。）。
【００１３】
上記のような、触媒の劣化判定においても、全筒運転時と減筒運転時とでは、排気の輸送速度や、空燃比センサへのガス当たりは異なるため、減筒運転時に全筒運転時と同じ条件での触媒劣化判定を行ったのでは、誤判定の原因となる。また、減筒運転の中でも、稼動気筒の数や組み合わせによって、排気の輸送速度や、空燃比センサへのガス当たりは異なるため、同じ条件での触媒劣化判定では誤判定の原因になる。
【特許文献１】特開昭５２−６１６３６号公報
【特許文献２】特開２００２−２０６４３７号公報
【特許文献３】特開昭５４−５７００９号公報
【特許文献４】特開平０７−１３３７３０号公報
【特許文献５】特開平０７−３４８６０号公報
【特許文献６】特開平０３−１１１６３３号公報
【特許文献７】特開平０４−６０１３５号公報
【特許文献８】特開平０８−２８４７２７号公報
【特許文献９】特開２００１−１１５８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、全筒運転時及び減筒運転時の双方に対して、最良のエミッション特性の実現を可能とする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するための本発明は、内燃機関の可変気筒システムにおいて、いわゆる減筒運転中と、全筒運転中では、空燃比フィードバック制御のフィードバックゲインを変更するように制御し、更に減筒運転中の稼動気筒の数、稼動気筒の組み合わせに応じて空燃比フィードバックゲインを変更するように制御するものである。
【００１６】
そして本発明においては、複数の気筒を有する内燃機関と、該内燃機関の運転条件に応じて前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる気筒休止制御手段と、機関の空燃比を検出し、該検出された機関の
空燃比に応じて機関の空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、前記フィードバック制御において、前記気筒休止制御手段が一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる減筒運転時と全ての気筒を稼動させる全筒運転時とでは、フィードバックゲインを変更するように制御する空燃比フィードバックゲイン変更手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、減筒運転時と全筒運転時とでは、排気ガスの輸送速度や、空燃比センサへのガス当たりも異なるため、エミッションを最良にする制御ゲインも異なる。従って、減筒運転時と全筒運転時とで空燃比フィードバック制御のフィードバックゲインを変更し、それぞれの状態についてエミッションを最良にすることができるフィードバックゲインを採用するのである。
【００１８】
このことにより、減筒運転時及び全筒運転時の両方の状態において、最良のエミッション特性を実現することができる。
【００１９】
また、前記空燃比フィードバックゲイン変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の数に応じて前記フィードバックゲインを変更するように制御することを特徴とする。
【００２０】
減筒運転においては、機関全体としての回転のバランスや、経時によるバランスの崩れを防止するために、稼動気筒の数を異ならせる場合があるが、このような場合には、稼動気筒の数に応じて排気ガスの輸送速度や空燃比センサへのガス当たりも異なるため、稼動気筒数に応じて、空燃比フィードバック制御のフィードバックゲインを変更するのである。
【００２１】
このことによって、如何なる稼動気筒数の減筒運転においても、良好な空燃比フィードバック制御が可能となり、結果として良好なエミッション特性を得ることができる。
【００２２】
また、前記空燃比フィードバックゲイン変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の組み合わせに応じて前記フィードバックゲインを変更するように制御することを特徴とする。
【００２３】
このことにより、如何なる稼動気筒の組み合わせのパターンにおいても、個々のパターンについて最適なフィードバックゲインを使用するので、さらに正確な空燃比フィードバック制御が可能となり、良好なエミッション特性を得ることができる。
【００２４】
本発明は、内燃機関の可変気筒システムの空燃比学習制御において、いわゆる減筒運転中と、全筒運転中では、異なる空燃比学習値を採用し、更に減筒運転中の稼動気筒の数、稼動気筒の組み合わせに応じて異なる空燃比学習値を採用するものである。
【００２５】
そして、本発明においては、複数の気筒を有する内燃機関と、該内燃機関の運転条件に応じて前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる気筒休止制御手段と、機関の空燃比を検出し、該検出された機関の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御するためのフィードバック補正量を発生するフィードバック補正量発生手段と、機関が、少なくとも前記気筒休止制御手段が一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる減筒運転中かどうかを含む機関の運転状況に応じて、前記フィードバック制御された機関の空燃比と前記目標空燃比の間のずれを補正する空燃比学習値を設定する空燃比学習値設定手段と、少なくとも前記フィードバック補正量と前記空燃比学習値とによって燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、前記空燃比フィードバック補正量とその基準値との偏差を減少させるように、前記空燃比学習値を更新する空燃比学習値更新手段と、を備えることを特徴とする。
【００２６】
すなわち、空燃比フィードバック制御を実施する場合、例えばエアフロメータ４４、燃料噴射弁３２、等の燃料系構成部品のバラツキや経時変化、燃料噴射弁３２の非直線性、運転条件や環境の変化のような空燃比決定要因の変動による影響を補正するために、空燃比フィードバック補正量を修正する空燃比学習値を順次更新して空燃比のずれが小さくなるようにする空燃比学習制御が実行されている場合があるが、このような場合においても、減筒運転時と、全筒運転時とでは、上記空燃比フィードバック補正量を最適に修正できる空燃比学習値は、異なった値となる。
【００２７】
従って、減筒運転時と全筒運転時とで、空燃比学習制御における空燃比学習値として別の値を使用し、それぞれの状態についてエミッションを最良にすることができる空燃比学習値を採用するのである。
【００２８】
このことにより、減筒運転時及び全筒運転時の両方の状態において、最良のエミッション特性を実現することができる。
【００２９】
また、前記空燃比学習値設定手段は、減筒運転時に、稼動気筒の数に応じた空燃比学習値を設定することを特徴とする。
【００３０】
このことによって、如何なる稼動気筒数の減筒運転においても、良好な空燃比学習制御が可能となり、結果として良好なエミッション特性を得ることができる。
【００３１】
また、前記空燃比学習値設定手段は、減筒運転時に、稼動気筒の組み合わせに応じた空燃比学習値を設定することを特徴とする。
【００３２】
このことにより、如何なる稼動気筒の組み合わせにおいても、個々の組み合わせについて最適な空燃比学習値を用いるので、より正確な空燃比フィードバック制御が可能となり、更に良好なエミッション特性を得ることができる。
【００３３】
本発明は、内燃機関の可変気筒システムにおいて、いわゆる減筒運転中と、全筒運転中とでは、排気浄化触媒の浄化性能判定における浄化性能判定値を変更し、更に減筒運転中の稼動気筒の数、稼動気筒の組み合わせについての全ての減筒パターンに応じて浄化性能判定値を変更するものである。
【００３４】
そして本発明においては、複数の気筒を有する内燃機関と、該内燃機関の運転条件に応じて前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる気筒休止制御手段と、前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化手段と、該排気浄化手段の浄化性能の劣化を判定する浄化性能判定手段と、前記気筒休止制御手段が、前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる減筒運転時と全ての気筒を稼動させる全筒運転時とで、前記浄化性能判定手段が前記排気浄化手段の浄化性能の劣化を判定する際に用いる浄化性能判定値を変更する判定値変更手段と、を備えることを特徴とする。
【００３５】
内燃機関においては、排気浄化触媒の上流側及び下流側に空燃比センサを配置し、双方のセンサの出力信号を比較することにより、当該排気浄化触媒の特性劣化を判断しているが、減筒運転時と全筒運転時とでは、内燃機関の爆発間隔が異なるため、触媒に流入する排気ガスの輸送速度や周波数、空燃比センサへのガス当たりも異なり、前述の各空燃比センサの出力値も変化する。
【００３６】
従って、減筒運転時と全筒運転時とでは、浄化性能判定に用いられる浄化性能判定値を
変更するのである。
【００３７】
このことにより、減筒運転時、全筒運転時を問わず、最適の浄化性能判定が可能となり、誤判定によって触媒が劣化していないにもかかわらず触媒劣化と判定されたり、逆に触媒が劣化しているにもかかわらず劣化なしと判定されるなどの不具合を解消することができ、結果的に良好なエミッション特性を得ることができる。
【００３８】
また、前記判定値変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の数に応じて前記浄化性能判定値を変更することを特徴とする。
【００３９】
このことにより如何なる稼動気筒数の減筒運転においても、上記の正確な浄化性能判定が可能になる。
【００４０】
また、前記判定値変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の組み合わせに応じて前記浄化性能判定値を変更することを特徴とする。
【００４１】
このことにより、如何なる稼動気筒の組み合わせにおいても、個々の減筒パターンに応じた浄化性能判定値を用いるので、さらに正確な浄化性能判定が可能になる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、内燃機関の可変気筒システムにおいて、いわゆる減筒運転時と、全筒運転時とでは、空燃比フィードバック制御のフィードバックゲインを変更するように制御したので、減筒運転時と全筒運転時とでは、排気ガスの輸送速度や、空燃比センサへのガス当たりも異なるが、それぞれの状態についてエミッションを最良にするフィードバックゲインを採用でき、最良のエミッション特性を実現することができる。
【００４３】
また、本発明によれば、内燃機関の可変気筒システムにおいて、いわゆる減筒運転時と、全筒運転時とでは、異なった空燃比学習制御の空燃比学習値を採用するので、減筒運転時と全筒運転時とでは、排気ガスの輸送速度や、空燃比センサへのガス当たりも異なるが、それぞれの状態についてエミッションを最良にする空燃比学習値を採用でき、最良のエミッション特性を実現することができる。
【００４４】
また、本発明によれば、内燃機関の可変気筒システムにおいて、いわゆる減筒運転時と、全筒運転時とでは、浄化性能判定に用いられる浄化性能判定値を変更するので、減筒運転時と全筒運転時とでは、排気ガスの輸送速度や、空燃比センサへのガス当たりも異なるが、それぞれの状態について、最適の浄化性能判定が可能となり、誤判定によって排気浄化触媒の浄化性能が劣化していないにもかかわらず劣化と判定されたり、逆に排気浄化触媒の浄化性能が劣化しているにもかかわらず劣化なしと判定されるなどの不具合を解消することができ、結果的に最良のエミッション特性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４６】
（第１の実施の形態）
図１及び図２は、本実施の形態に係る内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。図１及び図２に示す内燃機関１は、４つの気筒２１を備えた４ストローク・サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。
【００４７】
内燃機関１は、４つの気筒２１が形成されたシリンダブロック１ｂと、このシリンダブロック１ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１ａとを備えている。前記シリンダブロック１ｂには、機関出力軸たるクランクシャフト２３が回転自在に支持され、このクランクシャフト２３は、各気筒２１内に摺動自在に装填されたピストン２２とコネクティングロッド１９を介して連結されている。
【００４８】
前記クランクシャフト２３の端部には周縁に複数の歯が形成されたタイミングロータ５１ａが取り付けられ、そのタイミングロータ５１ａ近傍には電磁ピックアップ５１ｂが取り付けられている。これらは、クランクポジションセンサ５１を構成している。
【００４９】
前記シリンダブロック１ｂには、前記冷却水路１ｃ内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ５２が取り付けられている。また前記シリンダヘッド１ａに対しては、点火栓２５が取り付けられ、この点火栓２５には、点火栓２５に駆動電流を印加するためのイグナイタ２５ａが接続されている。
【００５０】
また、前記シリンダヘッド１ａには、吸気ポート２６の開口端が２つ形成されるとともに、排気ポート２７の開口端が２つ形成されている。そして、前記吸気ポート２６の各開口端を開閉する吸気弁２８と、前記排気ポート２７の各開口端を開閉する排気弁２９とが進退自在に設けられている。
【００５１】
さらに、前記シリンダヘッド１ａには、４つの枝管からなる吸気枝管３３が接続され、前記吸気枝管３３の各枝管は、各気筒２１の吸気ポート２６と連通している。前記シリンダヘッド１ａにおいて前記吸気枝管３３との接続部位の近傍には、燃料噴射弁３２が取り付けられている。前記吸気枝管３３は、吸気の脈動を抑制するためのサージタンク３４を介して吸気管３５に接続されている。
【００５２】
また、前記吸気管３５には、該吸気管３５内を流れる空気の質量（吸入空気質量）に対応した電気信号を出力するエアフローメータ４４及び吸気の温度に対応した電気信号を出力する吸気温センサ５０が取り付けられている。前記吸気管３５において前記エアフローメータ４４より下流の部位には、該吸気管３５内を流れる吸気の流量を調整するスロットル弁３９が設けられている。
【００５３】
一方、前記内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、４本の枝管が内燃機関１の直下流において１本の集合管に合流するよう形成された排気枝管４５が接続されている。この排気枝管４５は、本実施の形態における排気浄化手段である排気浄化触媒４６を介して排気管４７に接続されている。また、排気枝管４５には、該排気枝管４５内を流れる排気、換言すると、排気浄化触媒４６に流入する排気の酸素濃度にリニアに対応した電気信号を出力する空燃比センサ４８が取り付けられている。
【００５４】
ここで、上記した排気浄化触媒４６としては、該排気浄化触媒４８に流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍の所定の空燃比であるときに排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）を浄化する三元触媒が用いられている。
【００５５】
この三元触媒の代わりに、吸蔵還元型ＮＯx触媒、選択還元型ＮＯx触媒、もしくは上記した各種の触媒を適宜組み合わせてなる触媒などを用いてもよいが、これらは公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００５６】
内燃機関１には、該内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）２０が併設されている。このＥＣＵ２０には、エアフロー
メータ４４、空燃比センサ４８、吸気温センサ５０、クランクポジションセンサ５１、水温センサ５２等の各種センサが電気配線を介して接続され、各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００５７】
前記ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、燃料噴射弁３２等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０が各種センサの出力信号値をパラメータとしてイグナイタ２５ａ、燃料噴射弁３２などを制御することが可能になっている。
【００５８】
ここで、ＥＣＵ２０は、図３に示すように、双方向性バス４００によって相互に接続されたＣＰＵ４０１とＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３とバックアップＲＡＭ４０４と入力ポート４０５と出力ポート４０６とを備えるとともに、前記入力ポート４０５に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）４０７を備えている。
【００５９】
前記Ａ／Ｄ４０７には、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、吸気温センサ５０、水温センサ５２等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと電気配線を介して接続されている。このＡ／Ｄ４０７は、上記した各センサの出力信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に前記入力ポート４０５へ送信する。
【００６０】
前記入力ポート４０５は、前述したエアフローメータ４４、空燃比センサ４８、吸気温センサ５０、水温センサ５２、等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと前記Ａ／Ｄ４０７を介して接続されるとともに、クランクポジションセンサ５１のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサと接続されている。
【００６１】
前記入力ポート４０５は、各種センサの出力信号を直接又はＡ／Ｄ４０７を介して入力し、それらの出力信号を双方向性バス４００を介してＣＰＵ４０１やＲＡＭ４０３へ送信する。
【００６２】
前記出力ポート４０６は、イグナイタ２５ａ、燃料噴射弁３２等と電気配線を介して接続されている。前記出力ポート４０６は、ＣＰＵ４０１から出力された制御信号を双方向性バス４００を介して入力し、その制御信号をイグナイタ２５ａ、燃料噴射弁３２等へ送信する。
【００６３】
前記ＲＯＭ４０２は、燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、各気筒２１の点火栓２５の点火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、内燃機関１の稼動気筒を変更するための可変気筒制御ルーチン等のアプリケーションプログラムに加え、本実施の形態に係る、筒内空気量推定及び目標燃料量算出ルーチン、メイン空燃比フィードバック制御ルーチン、燃料噴射制御ルーチン、ゲイン決定ルーチン等を記憶している。
【００６４】
前記ＲＯＭ４０２は、前記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記した制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と各点火栓２５の点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と稼動気筒との関係を示す稼動気筒数制御マップ等の他、本実施の形態に係る、空燃比センサ出力変換マップ、ゲイン基本値設定マップ、ゲイン決定マップ等である。
【００６５】
前記ＲＡＭ４０３は、各センサの出力信号やＣＰＵ４０１の演算結果等を記憶する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ５１の出力信号に基づいて算出される機関回転数等である。前記ＲＡＭ４０３に記憶される各種のデータは、クランクポジションセンサ５１が信号を出力する度に最新のデータに書き換えられる。
【００６６】
前記バックアップＲＡＭ４０４は、内燃機関１の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリであり、各種制御に係る学習値や、異常を発生した箇所を特定する情報等を記憶する。
【００６７】
前記ＣＰＵ４０１は、前記ＲＯＭ４０２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、燃料噴射制御、可変気筒制御等の周知の制御に加え、本発明の要旨となる空燃比フィードバック制御を実行する。
【００６８】
可変気筒制御では、ＣＰＵ４０１は、内燃機関１の運転状態に応じて稼動気筒数を変更する。例えば、ＣＰＵ４０１は、内燃機関１の運転状態が低負荷運転領域にあるときは稼動気筒の数を減少させて内燃機関１を減筒運転させ、内燃機関の運転状態が中高負荷運転領域にあるときは全ての気筒２１を稼動させて内燃機関１を全筒運転させる。
【００６９】
具体的には、エンジンの各運転情報を読み込んだ時に、例えばエンジン回転数が所定回転数を下回り、しかも中低負荷運転域にあって低速走行中であると判断されると減筒運転が開始され、減筒運転フラグが１にセットされる。
【００７０】
そして，ＥＣＵ２０においては、ＣＰＵ４０１がＲＯＭ４０２より、上記した可変気筒制御ルーチンを読み込み実行する。このとき、ＥＣＵ２０は、休止する気筒２１への燃料噴射を停止し、さらに図示しない弁停止機構の電磁弁に制御信号を送り、吸気弁２８及び排気弁２９を閉弁状態にする。上記減筒運転の条件が満たされなくなった場合には、減筒運転は解除され、減筒運転フラグが０にリセットされたうえで全筒運転に戻る。
【００７１】
従って、本実施の形態において、気筒休止制御手段は、上記した可変気筒制御ルーチン、稼動気筒数制御マップを記憶したＲＯＭ４０２を備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。
【００７２】
以下では、第１の実施の形態に係る空燃比フィードバック制御について詳細に説明すべく、関連する処理ルーチンの手順を順次示す。
【００７３】
図４は、本実施の形態に係る筒内空気量推定及び目標燃料量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定のクランク角ごとに実行される。まず、Ｓ４０１において本ルーチンの前回までの走行により得られている筒内空気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を更新する。
【００７４】
すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，ｎ−１）回前のＭＣi 及びＦＣＲi を、第"ｉ＋１"回前のＭＣi+1 及びＦＣＲi+1 とする。これは、過去ｎ回分の筒内空気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi のデータをＲＡＭ４０３内に記憶し、今回新たにＭＣ0 及びＦＣＲ0 を算出するためである。
【００７５】
次いで、Ｓ４０２において、ＲＡＭ４０３の所定領域から、現在の吸入空気流量ＧＡ及び機関回転速度ＮＥを求める。次いで、Ｓ４０３で、これらのＧＡ、ＮＥのデータより、筒内に供給される筒内空気量ＭＣ0 を推定する。ここにおいて上記ＧＥ、ＮＥの値は、エアフローメータ４４、クランクポジションセンサ５１の出力信号に基づいて得られるものである。
【００７６】
次に、Ｓ４０４において、筒内空気量ＭＣ0 及び理論空燃比ＡＦＴに基づき、ＦＣＲ0 ←ＭＣ0 ／ＡＦＴなる演算を実行して、混合気をストイキとするために筒内に供給されるべき目標燃料量ＦＣＲ0 を算出する。このようにして算出された筒内空気量ＭＣ0 及び目標燃料量ＦＣＲ0 は、今回得られた最新のデータとして、ＲＡＭ４０３内に記憶される。
【００７７】
図５は、メイン空燃比フィードバック制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。このルーチンは、所定のクランク角ごとに実行される。まず、Ｓ５０１において、フィードバックを実行すべき条件が成立するか否かを判定する。
【００７８】
例えば、水温センサ５２によって検出された冷却水温が所定値以下の時、機関始動中、空燃比センサ４８の出力信号変化がない時、燃料カット中、等の特定の場合はフィードバック条件不成立となり、その他の場合は条件成立となる。条件不成立のときには、Ｓ５０７においてフィードバック制御による燃料補正量ＤＦを０とし、本ルーチンを終了する。
【００７９】
フィードバック条件成立時には、Ｓ５０２において、本ルーチンの前回までの走行により得られている燃料偏差（実筒内燃料量と目標筒内燃料量との偏差）ＦＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，ｍ−１）回前のＦＤi を第"ｉ＋１"回前のＦＤi+1 とする。これは、過去ｍ回分の燃料量差ＦＤi のデータをＲＡＭ４０３内に記憶するとともに、今回新たに燃料偏差ＦＤ0 を算出するためである。
【００８０】
次いで、Ｓ５０３において空燃比センサ４８の出力電圧値ＶＡＦを検出する。そして、Ｓ５０４において、このような出力電圧値ＶＡＦ及び、ＲＯＭ４０２に格納された、ＶＡＦから実際の空燃比を求めるための空燃比センサ出力変換マップに基づき、現在の空燃比ＡＢＦを決定する。
【００８１】
次に、Ｓ５０５において、筒内空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンにより既に算出されている筒内空気量ＭＣn 及び目標筒内燃料量ＦＣＲn に基づき、ＦＤ0 ←ＭＣn ／ＡＢＦ−ＦＣＲnなる演算により、実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量すなわち実筒
内燃料量と目標筒内燃料量との偏差を求める。
【００８２】
なお、このようにｎ回前の筒内空気量ＭＣn 及び目標筒内燃料量ＦＣＲn を採用する理由は、現在空燃比センサ４８により検出されている空燃比と実際の燃焼との時間差を考慮したためである。換言すれば、過去ｎ回分の筒内空気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を記憶しておく必要があるのは、そのような時間差のためである。
【００８３】
次いで、Ｓ５０６において、ＤＦ←ＫFP＊ＦＤ0 ＋ＫFI＊ΣＦＤi+ＫFD＊（ＦＤ0-ＦＤ1）なる演算により、比例・積分・微分制御（ＰＩＤ制御）による燃料補正量ＤＦが決定
される。なお、右辺第１項はＰＩＤ制御の比例項であり、ＫFPは比例項ゲインである。また、右辺第２項はＰＩＤ制御の積分項であり、ＫFIは積分項ゲインである。右辺第３項はＰＩＤ制御の微分項であり、ＫFDは微分項ゲインである
【００８４】
図６は、本実施の形態に係る燃料噴射制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。このルーチンは、所定のクランク角ごとに実行される。最初に、Ｓ６０１において、前述した筒内空気量推定及び目標燃料量算出ルーチンにおいて算出された目標燃料量ＦＣＲ0 、及びメイン空燃比フィードバック制御ルーチンにおいて算出された燃料補正量ＤＦに基づき、ＦＩ←ＦＣＲ0 ＊α＋ＤＦ＋βなる演算を実行して、燃料噴射量ＦＩを決定する。
【００８５】
なお、α及びβは、他の運転状態パラメータによって定まる乗算補正係数及び加算補正量である。例えば、αには、吸気温センサ５０、水温センサ５２等の各センサからの信号に基づく基本的な補正が含まれ、また、βには、その他計算によりまたは実験的に求められる補正項を含んでいる。最後に、Ｓ６０２において、求められた燃料噴射量ＦＩを点火栓２５のイグナイタ２５ａにセットする。
【００８６】
次に、本実施の形態における、減筒運転時に空燃比フィードバックゲインを変更するゲイン決定ルーチンについて説明する。図７は、上述したゲイン設定を具体的に行うゲイン決定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定時間周期で実行される。
【００８７】
まず、Ｓ７０１では、現在の機関回転速度ＮＥ及び吸入空気流量ＧＡを検出する。次いで、Ｓ７０２では、ＧＡをＮＥで除すことにより、機関負荷としての筒内空気量ＭＣ0を
算出する。次いで、Ｓ７０３では、ＧＮ及びＮＥとゲイン基本値設定マップとに基づいて、比例項ゲイン基本値ＫFPB、積分項ゲイン基本値ＫFIB 及び微分項ゲイン基本値ＫFDBを決定する。
【００８８】
次いで、Ｓ７０４では、機関運転状態が減筒運転中であるか否かを判定する。この判定は、減筒運転フラグの状態を確認することによって行われる。Ｓ７０４で減筒運転中にあると判定されるときには、Ｓ７０５に進み、ゲイン基本値ＫFPB 、ＫFIB及びＫFDB対する補正係数ＫG を、減筒運転中に最良のエミッション特性が得られる所定の値ＫGAに設定する。一方、Ｓ７０４で全筒運転中と判定されるときには、Ｓ７０６に進み、全筒運転中に最良のエミッション特性が得られる所定の値ＫGB に設定する。
【００８９】
ここで、上記の、最終的なフィードバックゲインを決定するために、上記ゲイン基本値ＫFPB 、ＫFIB及びＫFDBに乗じるための補正係数ＫGA及びＫGBの値は、ＲＯＭ４０２上のゲイン決定マップに格納されており、全筒運転時及び減筒運転時について予め実験あるいはテスト走行等により計測した、エミッションを最良にするために要求されるフィードバックゲイン値を基に作成される。
【００９０】
Ｓ７０５又はＳ７０６の次に実行される最後のＳ７０７では、ＫFP←ＫFPB ＊ＫG、ＫFI←ＫFIB ＊ＫG、ＫFD←ＫFDB ＊ＫGなる演算により、最終的なフィードバックゲインＫFP、ＫFI及びＫFDを決定する。このようにして設定されたフィードバックゲインＫFP、ＫFI及びＫFDが前述のメイン空燃比フィードバック制御ルーチンで使用されることとなる。
【００９１】
上記より、本実施の形態においては、空燃比フィードバック制御手段は、上記筒内空気量推定及び目標燃料量算出ルーチン、メイン空燃比フィードバック制御ルーチン、燃料噴射量制御ルーチンを記憶したＲＯＭ４０２及びＣＰＵ４０１を備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。
【００９２】
また、空燃比フィードバックゲイン変更手段は、ゲイン決定ルーチン、ゲイン決定マップを記憶したＲＯＭ４０２及びＣＰＵ４０１を備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。なお、上記空燃比フィードバック制御手段及び空燃比フィードバックゲイン変更手段におけるフローは、上記に示したものに限らないことはもちろんである。
【００９３】
本実施の形態によれば、内燃機関１の空燃比フィードバック制御において、燃料噴射量を算出するための燃料補正量ＤＦを決定する際に、ＰＩＤ制御の制御ゲインとして働くＫFP、ＫFI及びＫFDを、内燃機関１が減筒運転中の場合と全筒運転中の場合で変更するように制御し、各々の場合にエミッションを最良にする値として決定している。
【００９４】
このため、減筒運転時及び全筒運転時において、排気ガスの輸送速度や、空燃比センサ４８へのガス当たりが異なっても、各々の場合で最適な空燃比フィードバック制御が可能となり、結果として、それぞれの運転状態について最良のエミッション特性を得ることができる。
【００９５】
(第２の実施の形態)
図８及を用いて、本発明における第２の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００９６】
減筒運転においては、機関全体としての回転のバランスや、経時によるバランスの崩れを防止するために、稼動気筒の数を変更する場合があるが、このように、稼動気筒の数を変更した場合には、稼動気筒の数に応じて排気ガスの輸送速度や空燃比センサ４８へのガス当たりも変化するため、本実施の形態においては、稼動気筒数に応じて、空燃比フィードバック制御のフィードバックゲインを変更するのである。
【００９７】
ここで、稼動する気筒の気筒番号などは、減筒運転中の点火時期および燃料噴射量の制御量などとともに、稼動気筒数制御マップに書込まれてＲＯＭ４０２に格納されている。従って、異なる稼動気筒数に応じたデータマップが予め作成されＲＯＭ４０２内に格納される。これらの稼動気筒数は所定のイベントごとに切り替えられる。
【００９８】
即ち、所定のイベント発生ごとに上記稼動気筒数を変更させ、別の稼動気筒データのマップを用いて減筒運転を行う。例えば、＃３の１気筒を稼動気筒とする場合と、＃１、＃３の２気筒を休止気筒とする場合及び、＃１、＃３、＃４の３気筒を稼動気筒とする場合を割り込みルーチンによって切り換えるのである。
【００９９】
上記のイベントとは、具体的には以下のようなものである。例えば、所定の時間が経過したときである。これは減筒運転を開始してから例えば１時間等の一定の時間が経過したら別の減筒パターンに切り替えるものである。
【０１００】
あるいは、所定の回転数だけ内燃機関１が回転したときである。これは、所定のクランクポジション信号をカウントするすなわちクランク軸２３が１回転する毎にカウントアップされる情報により、内燃機関１が所定数だけ回転するごとに稼動気筒数を変更させるものである。その他、上記イベントの例は種々挙げられるが、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１０１】
図８は、本実施の形態に係るゲイン決定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。Ｓ８０１及びＳ８０２では、第１の実施の形態のＳ７０１及びＳ７０２と同様、現在の機関回転速度ＮＥ及び吸入空気流量ＧＡを検出し、ＧＡをＮＥで除すことにより、機関負荷としての筒内空気量ＭＣ0を算出している。
【０１０２】
次いで、Ｓ８０３では、第１の実施の形態のＳ７０３と同様、ＧＮ及びＮＥとゲイン基本値設定マップとに基づいて、比例項ゲイン基本値ＫFPB、積分項ゲイン基本値ＫFIB 及
び微分項ゲイン基本値ＫFDBを決定する。次にＳ８０４において減筒運転中か否かを判定
したあと、全筒運転中と判断された場合には、第１の実施の形態と同様、Ｓ８０７において、補正係数ＫG を全筒運転中に最良のエミッション特性が得られる所定の値ＫGBに設定する。
【０１０３】
一方、Ｓ８０４で減筒運転中と判断されたときには、Ｓ８０５に進み、稼動気筒数の判別を行う。この稼動気筒数の判別は、上記したＲＡＭ４０２に格納された稼動気筒数データを読み出すことによって行われる。そして、Ｓ８０６においては、各稼動気筒数において最良のエミッション特性が得られる所定の値ＫGA をＲＯＭ４０３中の、ゲイン決定マ
ップから読み出し、補正係数ＫGとして設定する。
【０１０４】
この場合、稼動気筒数ごとのＫGAのデータを格納したゲイン決定マップは、稼動気筒数
ごとに予め実験あるいはテスト走行等により計測した、エミッションを最良にするために要求されるフィードバックゲイン値を基に作成される。
【０１０５】
その後、Ｓ８０８においては、第１の実施の形態で示したＳ７０７と同等の演算により、最終的なフィードバックゲインＫFP、ＫFI及びＫFDを決定する。このようにして設定されたゲインＫFP、ＫFI及びＫFDが前述のメイン空燃比フィードバック制御ルーチンで使用される。
【０１０６】
本実施の形態によれば、内燃機関１の空燃比フィードバック制御において、燃料噴射量ＦＩを算出するための燃料補正量ＤＦを決定する際に、ＰＩＤ制御のフィードバックゲインとして働くＫFP、ＫFI及びＫFDを、内燃機関１が減筒運転中の場合と全筒運転中の場合とで変更し、内燃機関１が減筒運転中の場合には、さらに稼動気筒の数に応じて、各々の場合に最良のエミッション特性を得られる値として決定している。
【０１０７】
このため、減筒運転時において、稼動気筒の数によって、排気ガスの輸送速度や、空燃比センサ４８へのガス当たりが異なっても、各々の場合で最適な空燃比フィードバック制御が可能となり、結果として、それぞれの運転状態について最良のエミッション特性を得ることができる。
【０１０８】
(第３の実施の形態)
図９を用いて、本発明における第３の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第１及び第２の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。その他の構成および作用については第１及び第２の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０９】
図９には、第３の実施の形態に係るゲイン決定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。Ｓ９０１からＳ９０３までの処理はそれぞれ、第１及び第２の実施の形態で説明したＳ７０１からＳ７０３までの処理及びＳ８０１からＳ８０３までの処理と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１１０】
本実施の形態の、第１及び第２の実施の形態との違いは、Ｓ９０４において、減筒運転中と判断された後に、稼動気筒の数によってゲイン補正係数ＫGを変更するのではなく、
稼動気筒の組み合わせに応じたゲイン補正係数ＫGを用いることである。
【０１１１】
本実施の形態は、減筒運転を行う場合に、稼動気筒の数を変えずに稼動する気筒を変えることによりバランスよく気筒制御を行う稼動気筒の決定方法にも対応できるものである。稼動する気筒の気筒番号などは、減筒運転中の点火時期および燃料噴射量の制御量などとともに、稼動気筒数制御マップに書き込まれてＲＯＭ４０２に格納されている。
【０１１２】
本実施の形態では、異なる稼動気筒の組合せごとに減筒パターンが構成され、
たとえ、稼動気筒の数が同じであっても各パターンに応じてデータマップが予め作成されＲＯＭ４０２内に格納される。これらの減筒パターンは所定のイベントごとに切り替えられる。
【０１１３】
即ち、例えば＃１、＃３の２気筒を稼動気筒とする第１の減筒パターンＡと＃２、＃４の２気筒を稼動気筒とする第２の減筒パターンＢと、＃１、＃４の２気筒を稼動気筒とする第３の減筒パターンＣを有し、所定のイベント発生ごとに上記減筒パターンを切り替え別の減筒パターンのマップを用いて気筒休止制御を行う。
【０１１４】
このようなパターン切り替えの判別は、割り込みルーチンにおいて行われる。上記で示
したパターンの例では、全て２気筒を稼動気筒としているが、稼動気筒の数が、１気筒である場合や、３気筒である場合も含み、また、各減筒パターンにおける稼動気筒の数が異なる場合も含むのはもちろんである。なお、上記の減筒パターンは、第２の実施の形態で説明したと同様のイベント発生により別のパターンに切り替えられる。
【０１１５】
本実施の形態におけるゲイン決定マップでは、全筒運転に対応するゲイン補正係数ＫGBの他、減筒運転については、上記各減筒パターンに対応するゲイン補正係数ＫGA1、ＫGA2及びＫGA3を格納している。
【０１１６】
本実施の形態のＳ９０４において、全筒運転中と判断された場合に、Ｓ９０９でゲイン補正係数ＫGとして最良のエミッション特性を得る所定の値ＫGBを採用することは、先の
実施の形態と同様であるが、Ｓ９０４において減筒運転中と判断された場合には、Ｓ９０５において、どの減筒パターンであるかを判断する。この判断は、例えば前記イベントの発生により、パターンを切替えるとともにそのパターンのフラグをセットし、このフラグを読み出すことにより判断する。
【０１１７】
そして、Ｓ９０５からＳ９０８の処理において各々の気筒パターンＡ、Ｂ及びＣに応じたゲイン補正係数データＫGA1、ＫGA2またはＫGA3を選択し、補正係数ＫGとして採用する。そしてＳ９０９においては、上記で採用した補正係数ＫGを用いて、フィードバックゲ
インを決定して本ルーチンを終了する。
【０１１８】
この場合、各気筒パターンごとのＫGAのデータを格納したゲイン決定マップは、各休筒パターンごとに予め実験あるいはテスト走行等により計測した、エミッションを最良にするために要求されるフィードバックゲイン値を基に作成される。
【０１１９】
本実施の形態においては、上記のようなフローにすることにより、減筒運転中に、稼動気筒の組み合わせが変った場合にも、各気筒間の相互の影響や、排気ガスの輸送速度、空燃比センサ４８へのガス当たりの違いにより、空燃比制御の制御性が悪化するなどの不具合を防止でき、常に最良のエミッション特性を得ることができる。
【０１２０】
(第４の実施の形態)
図１０、１１及び１２を用いて、本発明における第４の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１２１】
本実施の形態に係る内燃機関の空燃比フィードバック制御においては、内燃機関１の運転状態パラメータから定められる目標燃料量ＦＣＲ0を基にして、実際の機関空燃比を理
論空燃比ＡＦＴにフィードバック制御するフィードバック補正係数ＦＡＦにより補正し、機関運転状態に応じて最適な効率および排気条件となるように燃料噴射量ＦＩを決定することにより制御している。
【０１２２】
本実施の形態では、第１、第２及び第３の実施の形態と異なり、排気浄化装置前の空燃比センサ４８として、酸素濃度に対してリニアな信号を出力するものではなく、排気の空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかを検出するための、所謂Ｚ特性を有するタイプのセンサが用いられている。また、燃料補正量ＤＦの変りに、フィードバック補正係数ＦＡＦなる変数を用いて制御している点が異なる。
【０１２３】
また、本実施の形態における空燃比フィードバック制御の、第１、第２及び第３の実施の形態との最大の相違点は、以下に示すところである。
【０１２４】
空燃比フィードバック制御に関し、実際の機関では、例えばエアフローメータ４４、点火栓２５、等の製造上のバラツキや経時変化、点火栓２５の非直線性、運転条件や環境の変化等の各種の要因から、制御空燃比が理論空燃比からずれることとなり、空燃比制御の制御性を低下させて機関の効率および排気条件を悪化させることが生じる。
【０１２５】
そこで、空燃比フィードバック制御中の制御空燃比と理論空燃比との間のずれを補正するための補正係数をその時の運転状態とともに空燃比学習補正量ＫＧＸとして記憶しておき、同一運転状態となった時に記憶されている空燃比学習補正量ＫＧＸを用いて空燃比制御の応答性を良好にする空燃比学習制御を行う場合がある。
【０１２６】
図１０は、本実施の形態における空燃比学習補正量ＫＧＸの値の例を示すグラフである。ここでは吸入空気流量ＧＡに基づいて機関運転状態を領域分割し、各領域ＫＧｊ毎に空燃比学習補正量ＫＧＸj を設定し、記憶している。
【０１２７】
更に、本実施の形態では、当該空燃比学習補正量ＫＧＸjのグラフを、減筒運転時に用
いられるものと、全筒運転時に用いられるものの２種類有している。これらの各領域の空燃比学習補正量ＫＧＸは、所定時間あるいは周期で、実際の機関運転状態における運転領域およびその時のフィードバック補正係数ＦＡＦの基準値からの偏差の平均値を求めることによって、更新される。
【０１２８】
図１１は、ＥＣＵ２０において実行される燃料噴射制御のメインルーチンであるＦＩ算出ルーチンのフローチャートであり、一定時間毎あるいは所定クランク角タイミングにおいて実行される。
まず、Ｓ１１０１において、目標燃料量ＦＣＲ0及び暖機時における増量等の各種の増量
係数ＦＷを算出する。
【０１２９】
次いで、Ｓ１１０２において、フィードバック制御条件が成立しているか否かを、例えば始動後一定時間経過か、暖機後か、燃料カット中でないか等により、判断する。フィードバック制御条件が成立していればＳ１１０３に進み、空燃比がリッチか否かを判断する。リッチのときは（Ｙ）、Ｓ１１０５においてＦＡＦを一定量（ＫＦＡＦ）小さくし、また、リーンのときは（Ｎ）、Ｓ１１０６においてＦＡＦを一定量大きくする。続いて、Ｓ１１０７の空燃比学習サブルーチンにおいて、後述する空燃比学習補正量ＫＧＸの更新制御を実行する。
【０１３０】
その後、あるいは、Ｓ１１０２で、フィードバック制御条件が成立していないと判断された場合は、上記手続きをスキップし、Ｓ１１０４においてＦＡＦ＝１とした後、Ｓ１１０８において、現在機関が使用中の吸入空気流量ＧＡがいずれの空燃比学習領域ＫＧj （ｊは図１０に示されている領域番号）にあるかを求め、Ｓ１１０９において、減筒運転フラグを確認することによって、内燃機関１が減筒運転中か全筒運転中かを判断する。
【０１３１】
そして、Ｓ１１１０からＳ１１１１までの処理において、減筒運転中の場合は、図１０に示す、減筒運転用の空燃比学習補正量グラフ（Ａ）から、Ｓ１１０８において求められた空燃比学習領域に応じた空燃比学習補正量ＫＧＸＡを、全筒運転中の場合は、空燃比学習補正量グラフ（Ｂ）から、空燃比学習領域に応じた空燃比学習補正量ＫＧＸＢをＫＧＸの値として採用する。
【０１３２】
次に、Ｓ１１１２において、目標燃料量ＦＣＲ0、増量係数ＦＷ、フィードバック補正
係数ＦＡＦおよび空燃比学習補正量ＫＧＸを反映させて、燃料噴射量ＦＩを算出する。最後に、Ｓ１１１３において、求められた燃料噴射量ＦＩを点火栓２５のイグナイタ２５ａ
にセットする。
【０１３３】
次に、上記Ｓ１１０７において、実施した空燃比学習サブルーチンについて説明する。図１２は、本実施の形態における空燃比学習補正量ＫＧＸの更新のための空燃比学習ルーチンを示すフローチャートであり、図１１のＦＩ算出ルーチンからの指令に従って実行される。まず、Ｓ１２０１において現在使用中の空燃比学習領域ＫＧj の領域番号ｔj を算出し、次に、Ｓ１２０２において減筒運転フラグの値を確認し、その時点で減筒運転中か全筒運転中かの情報を取得をする。
【０１３４】
Ｓ１２０３において、前回の実行時から稼動気筒数が変ったか？すなわち減筒運転から全筒運転へ、または全筒運転から減筒運転に運転状態が変わったかを判断する。ここでもし稼動気筒数が変っていればＳ１２０６に進み、変っていなければ、Ｓ１２０４に進む。そして、Ｓ１２０４においては、前回の実行時から空燃比学習領域が変わったか、すなわち、j ≠ｔj であるかを判断する。
【０１３５】
ここで変わっていれば、Ｓ１２０５に進み、学習領域番号ｔj を更新し、かつ、Ｓ１２０６においてスキップ回数ＣＳＫＩＰをクリアして、終了する。一方、Ｓ１２０４において空燃比学習領域が同じであれば、Ｓ１２０７に進み、空燃比フィードバック制御のスキップタイミングであるか否かを判断する。そして、ここで否（Ｎ）であれば終了するが、是（Ｙ）であればＳ１２０８に進む。
【０１３６】
Ｓ１２０８においては、前回のスキップ直前のＦＡＦ値（ＦＡＦ0）と今回のスキップ
直前のＦＡＦ値との平均値ＦＡＦＡＶが算出される。次いで、Ｓ１２０９においてスキップ回数ＣＳＫＩＰをカウントアップすなわち歩進させ、Ｓ１２１０において、例えばＣＳＫＩＰ≧３、すなわち、機関運転状態がその学習領域内に所定時間以上留まっているかどうかが判断される。
【０１３７】
所定時間以上留まっていないと判断された場合には終了するが、所定時間以上留まっていると判断された場合にはＳ１２１１に進む。Ｓ１２１１においては、Ｓ１２０２の時点での減筒運転フラグが１、すなわちＳ１２０２の時点で減筒運転中であると判断されればＳ１２１２に進み、全筒運転中であると判断されればＳ１２１６に進む。
【０１３８】
そして各々の場合において、Ｓ１２１２及びＳ１２１３またはＳ１２１６及びＳ１２１７において、ＦＡＦＡＶが上下に２％より多くずれているか（ＦＡＦＡＶ＞１．０２？あるいはＦＡＦＡＶ＜０．９８？）を判断し、２％以内の場合は終了し、また、−２％より小さい場合は、Ｓ１２１４またはＳ１２１８において、減筒運転の場合は空燃比学習値ＫＧＸＡを、全筒運転の場合はＫＧＸＢを少量の一定値、例えば０．２％をマイナス更新する。
【０１３９】
同様に、上記ＦＡＦＡＶのずれが＋２％より大きい場合は、Ｓ１２１５またはＳ１２１９において、減筒運転の場合は空燃比学習値ＫＧＸＡを、全筒運転の場合はＫＧＸＢを少量の一定値、例えば０．２％をプラス更新して、終了する。なお、本実施の形態において、フィードバック補正量発生手段は、フィードバック補正係数ＦＡＦを決定するＦＩ算出ルーチンの、特にＳ１１０３からＳ１１０６の処理を記憶したＲＯＭ４０２を備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。
【０１４０】
また、空燃比学習値設定手段は、空燃比学習値である空燃比学習補正量ＫＧＸを設定するＦＩ算出ルーチンの特にＳ１１０９からＳ１１１１の処理を記憶したＲＯＭ４０２備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。また、燃料噴射量決定手段は、ＦＩ算出ルーチンを記憶したＲＯＭ４０２を備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。
【０１４１】
また、空燃比学習値更新手段は、空燃比学習ルーチンを記憶したＲＯＭ４０２を備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。なお、フィードバック補正量発生手段、空燃比学習値設定手段、燃料噴射量決定手段、空燃比学習値更新手段等におけるフローは上記に示したものに限られないことはもちろんである。
【０１４２】
本実施の形態によれば、空燃比学習制御において、減筒運転時と全筒運転時とで、別の空燃比学習補正量を図１０のグラフより採用しているところ、実際には、減筒運転用と全筒運転用で、別のデータとして空燃比学習補正量マップに格納されたデータを読み出して、ＫＧＸの値としている。
【０１４３】
従って、ＦＩ算出ルーチンにおける燃料噴射量ＦＩの計算に、減筒運転中か、全筒運転中かでＫＧＸの値を使い分けることにより、それぞれの場合について、最適の燃料噴射量ＦＩを算出することができる。また、空燃比学習ルーチンにおける空燃比学習補正量の更新時に、減筒運転か全筒運転かを区別し、各々の場合について空燃比学習補正量を更新するので、空燃比学習補正量を減筒運転の場合、全筒運転の場合の両方について常に最適な値とすることができる。
【０１４４】
結果として、減筒運転時及び全筒運転時において、排気ガスの輸送速度や、空燃比センサ４８へのガス当たりが異なっても、各々の場合で最適な空燃比フィードバック制御が可能となり、それぞれの運転状態について最良のエミッション特性を得ることができる。
【０１４５】
なお、本実施の形態においては、減筒運転中か全筒運転中かで場合分けし、各々別の空燃比学習補正量を用いたが、減筒運転中の空燃比学習補正量について、更に詳細に場合分けし、稼動気筒数毎に別の空燃比学習補正量を用いても良い。さらに、減筒運転における減筒パターン毎に別の空燃比学習補正量を用いても良い。
【０１４６】
このことにより、減筒運転中の稼動気筒数や稼動気筒の組み合わせの相違によって微妙に異なる排気ガスの輸送速度や、空燃比センサ４８へのガス当たりに対しても、正確に空燃比学習制御を行うことができ、各々の場合について最適な空燃比フィードバック制御が可能となる。結果として、それぞれの状態について最良のエミッション特性を得ることができる。
【０１４７】
(第５の実施の形態)
図１３から図１７までの図を用いて、本発明における第５の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第１の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１４８】
本実施の形態においては、減筒運転時と、全筒運転時とで、それぞれ別の浄化性能判定値を用いて排気浄化触媒４６の浄化性能判定を行う場合について説明する。本実施の形態においては、図１３に示すように、排気浄化手段である排気浄化触媒４６の上流側に配置された空燃比センサ４８の他に、排気浄化触媒４６の下流側に空燃比センサ４９を配置し、双方のセンサの出力信号を比較することにより、当該排気浄化触媒４６の特性劣化を判断している。
【０１４９】
しかし、減筒運転時と全筒運転時とでは、内燃機関の爆発間隔が異なるため、排気浄化触媒４６に流入する排気ガスの輸送速度やタイミング及び周波数、空燃比センサ４８，４９へのガス当たりも異なり、前述の各空燃比センサ４８、４９の出力値も変化する。従って、減筒運転時と全筒運転時とでは、浄化性能判定に用いられる浄化性能判定値を変更す
るのである。
【０１５０】
本実施の形態においては、所定時間当たりの下流側空燃比センサ４９の出力軌跡長ＬＶＯＳと上流側空燃比センサ４８の出力軌跡長ＬＶＯＭとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭと、所定時間当たりの下流側空燃比センサ４９の出力と基準値とで囲まれる面積ＡＶＯＳと上流側空燃比センサ４８の出力と基準値とで囲まれる面積ＡＶＯＭとの比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭとの関係を用いて排気浄化触媒４６としての三元触媒の浄化性能劣化を判定する。
【０１５１】
すなわち、排気浄化触媒４６が正常である場合は排気浄化触媒４６の有する空燃比ストーレッジ効果のため、排気浄化触媒４６の上流側空燃比センサ４８で得られる空燃比がフィードバック制御によりリッチ側とリーン側に周期的に変動しても、排気浄化触媒４６を通過した排気から得られる空燃比は理論空燃比近傍に保たれるので上流側空燃比センサ４８の出力に比べて下流側空燃比センサ４９の出力の変化は少ない。
【０１５２】
また、排気浄化触媒４６の浄化性能が劣化した場合には排気浄化触媒４６の空燃比ストーレッジ効果が低下するため排気浄化触媒４６の下流側で得られる空燃比は排気浄化触媒４６の上流側で得られる空燃比と同様に変動するようになり、下流側空燃比センサ４９の出力は上流側空燃比センサ４８の出力と同様に変動するようになる。これらの原理に基づき、所定時間当たりの下流側空燃比センサ４９の出力軌跡長ＬＶＯＳと上流側空燃比センサ４８の出力軌跡長ＬＶＯＭとの比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭとの関係を用いて排気浄化触媒４６の浄化性能劣化を判定するのである。
【０１５３】
さらに、本実施の形態においては空燃比センサ４８または４９の劣化による誤判定を防止するため、軌跡長比に加え、下流側空燃比センサ４９の出力と基準値とで囲まれる面積ＡＶＯＳと上流側空燃比センサ４８の出力と基準値とで囲まれる面積ＡＶＯＭとの比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭを用いて排気浄化触媒４６の劣化を判定している。この判定方法はすでに公知の技術であるので詳細な説明は省略する。
【０１５４】
図１４は軌跡長ＬＶＯＳ、ＬＶＯＭと面積ＡＶＯＳ、ＡＶＯＭの演算ルーチンを示す。クランクポジションセンサ５１の所定信号ごと、すなわち所定のクランク角ごとに実行される。図１４においてルーチンがスタートするとＳ１４０１では軌跡長と面積の演算実行条件が成立しているか否かが判断される。この演算実行条件とは、空燃比フィードバック制御中か否か、機関負荷が所定値以上か否か等が判断される。
【０１５５】
ここで、機関負荷が所定値以上であることを演算実行条件としているのは、機関負荷が低いと排気浄化触媒４６の温度が低下して排気浄化触媒４６の活性が低下するため、健全な状態でも劣化と判断されるおそれがあるためである。機関負荷が所定値以上か否かは例えば、機関１回転当たりの吸入空気量ＭＣ0が所定値以上か否か、アクセル開度が所定値
以上か否か等により判断する。
【０１５６】
Ｓ１４０１において演算実行条件が成立していないと判断された場合には軌跡長、面積の演算は行わずにルーチンを終了する。Ｓ１４０１で軌跡長と面積の演算実行条件が成立していると判断された場合には、Ｓ１４０２で上流側空燃比センサ４８の出力の軌跡長ＬＶＯＭと面積ＡＶＯＭとを演算する。
【０１５７】
なお、本実施の形態においては、上流側空燃比センサ４８及び下流側空燃比センサ４９は、双方とも、酸素濃度に対してリニアな信号を出力する構成をとっている。
【０１５８】
ここでＬＶＯＭ，ＡＶＯＭは以下の式で定義する。
ＬＶＯＭ＝ＬＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶＯＭi-1 ｜、ＡＶＯＭ＝ＡＶＯＭ＋｜ＶＯＭ−ＶR1
｜、ここで添字i-1 は前回ルーチンを実行した際の値を示す。また、ＶR1は上流側空燃比センサ４８の出力ＶＯＭについての基準となる電圧であり、例えばＶR1＝０（ＧＮＤレベル）でもよい。
【０１５９】
次いでＳ１４０３では同様に下流側空燃比センサ４９の出力ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳと面積ＡＶＯＳとを以下の式により演算する。
ＬＶＯＳ＝ＬＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳi-1 ｜、ＡＶＯＳ＝ＡＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶR2｜、ここで添字i-1 は前回ルーチンを実行した際の値を示す。また、ＶR2は下流側空燃比センサ４９の出力ＶＯＳについての基準となる電圧であり、例えばＶR2＝０（ＧＮＤレベル）でもよい。次いでＳ１４０４では次回の実行に備え、ＶＯＭi-1 ，ＶＯＳi-1 の値を更新する。
【０１６０】
本ルーチンにより、変数ＬＶＯＭ、ＬＶＯＳ、ＡＶＯＭ、ＡＶＯＳには、演算実行条件が成立する毎に上流側空燃比センサ４８と下流側空燃比センサ４９の出力の軌跡長と面積の積算値が格納される。
【０１６１】
次に、図１５に上記で演算した軌跡長と面積とを用いた浄化性能判定ルーチンを示す。クランクポジションセンサ５１の所定信号ごと、すなわち所定のクランク角ごとに実行されるが、図１４に示したルーチンよりも長い時間間隔で実行される。
【０１６２】
図１５において浄化性能判定ルーチンがスタートするとＳ１５０１では浄化性能判定実行条件が成立しているか否かが判定される。浄化性能判定実行条件は図１４に示した演算実行条件と同一であり、空燃比フィードバック制御中か否か、機関負荷が所定値以上か否か等である。
【０１６３】
Ｓ１５０１の実行条件が成立していない場合にはＳ１５０６でカウンタＣ２０がリセット（＝"０"）され、劣化検出は行わずにルーチンを終了する。Ｓ１５０１の条件が成立していた場合にはＳ１５０２に進み、カウンタＣ２０をプラス１カウントアップして、Ｓ１５０３でカウンタＣ２０の値が所定値ＣＮ以上か否かを判断する。
【０１６４】
ここで、カウンタＣ２０は浄化性能判定実行条件（Ｓ１５０１）が成立してからのルーチン実行回数の計数値であり、所定値ＣＮは２０秒に相当するルーチン実行回数である。Ｓ１５０３でＣ２０＜ＣＮであると判断された場合には、浄化性能判定は行わずに、そのままルーチンを終了する。すなわち本実施の形態では浄化性能判定実行条件の成立した時間の積算が２０秒になった時に浄化性能判定を実行する。
【０１６５】
Ｓ１５０３で浄化性能判定実行条件の成立時間が２０秒以上であると判断された場合にはＳ１５０４でＣ２０がリセットされた後、浄化性能判定が行われる。すなわち、Ｓ１５０５では図１４の軌跡長、面積演算ルーチンで求めたＬＶＯＳとＬＶＯＭとを用いて軌跡長比ＬＶＯＳ／ＬＶＯＭを計算し、ＬＲＡＴＩＯとして記憶する。
【０１６６】
次に、図１６に進み、Ｓ１６０６では図１４の軌跡長、面積演算ルーチンで求めたＡＶＯＳとＡＶＯＭとを用いて面積比ＡＶＯＳ／ＡＶＯＭを計算し、ＡＲＡＴＩＯとして記憶する。
【０１６７】
Ｓ１６０７からＳ１６１３までの処理では、排気浄化触媒の浄化性能が劣化しているか否かの判定動作を示す。本実施の形態において、排気浄化触媒の浄化性能の劣化は軌跡長比ＬＲＡＴＩＯと面積比ＡＲＡＴＩＯとの関係から図１７に基づいて判断される。図１７の斜線領域は排気浄化触媒の浄化性能が劣化したと判定される領域である。すなわち、軌跡長比ＬＲＡＴＩＯが所定値Ｌ１以下の場合には面積比ＡＲＡＴＩＯの値にかかわらず排
気浄化触媒の浄化性能は健全であると判断する。
【０１６８】
これは、排気浄化触媒の浄化性能が劣化していない場合には空燃比センサ４８または４９の劣化の有無にかかわらず軌跡長比ＬＲＡＴＩＯは小さくなるので、ＬＲＡＴＩＯが所定値以下の場合には面積比を判断しないこととして新品の排気浄化触媒４６が定常運転時に劣化判定されることを防止するためである。
【０１６９】
ここで、所定値Ｌ１は排気浄化触媒の種類などにより異なる。Ｌ１としては例えばＬ１＝０．７程度の値が設定される。また、ＬＲＡＴＩＯ≧Ｌ１であった場合には、面積比ＡＲＡＴＩＯと軌跡長比ＬＲＡＴＩＯとの関係が図１７の判定線の傾斜部の下側にあるか否かが判断される。ここで、図１７の判定線傾斜部はＬＲＡＴＩＯ＝（ＡＲＡＴＩＯ）×Ａ１で表される直線である。Ａ１は、予め定められた定数であり、従来、判定線を過渡運転時の状態を基準として決定したため例えば０．８等の値が設定されている。
【０１７０】
本実施の形態では、上記の排気浄化触媒４６の浄化性能判定値であるＬ１、Ａ１として、減筒運転中か全筒運転中かに対応した各種類の値をＲＯＭ４０２に記憶している。ここで、Ｌ１Ａ、Ａ１Ａは、減筒運転中の浄化性能判定に用いられる値として、Ｌ１Ｂ，Ａ１Ｂは全筒運転中の浄化性能判定に用いられる値として記憶された数値である。
【０１７１】
なお、上記のＬ１Ａ，Ａ１Ａ，Ｌ１Ｂ、Ａ１Ｂの値は、減筒運転、全筒運転それぞれの場合において予め実験により計測した、排気浄化手段４６の浄化性能劣化データを基に作成される。
【０１７２】
上記浄化性能判定ルーチンでは、Ｓ１６０７において、減筒運転か否かの判断をする。ここで、減筒運転中と判断された場合にはＳ１６０８に進み、それぞれＬ１Ａ、Ａ１ＡがＲＯＭ４０２より読み出され、Ｌ１，Ａ１の値として格納される。また、Ｓ１６０７において、全筒運転中と判断された場合には、Ｓ１６０９に進み、それぞれＬ１Ｂ、Ａ１ＢがＲＯＭ４０２より読み出され、Ｌ１，Ａ１の値として格納される。
【０１７３】
次に、Ｓ１６１０においてＬＲＡＴＩＯの値とＬ１の値との比較が行われる。L１の方
が大きいと判断された場合には、排気浄化触媒４６の浄化性能は劣化していないと判断され、Ｓ１６１３に進み、ＡＬＭは０にリセットされる。
【０１７４】
また、Ｓ１６１０においてＬＲＡＴＩＯの方が大きいと判断された場合には、Ｓ１６１１に進み、ＬＲＡＴＩＯの値と、Ａ１とＡＲＡＴＩＯを乗じた値との比較が行われる。ここで、Ａ１とＡＲＡＴＩＯを乗じた値の方が大きいと判断された場合には、上記で説明したとおり、排気浄化触媒４６の浄化性能は劣化していないと判断されるので、Ｓ１６１３にて、ＡＬＭは０にリセットされる。
【０１７５】
なお、本実施の形態ではＳ１６１０，１６１１により浄化性能を判定しているが、図１７の斜線部に相当するＬＲＡＴＩＯとＡＲＡＴＩＯのマップをＲＯＭ４０２に格納しておきＳ１６０５とＳ１６０６で求めたＬＲＡＴＩＯとＡＲＡＴＩＯの値が図１７の斜線部に該当するか否かを判断することにより浄化性能を判定するようにしてもよい。
【０１７６】
Ｓ１６１０と１６１１でいずれも排気浄化触媒４６の浄化性能が劣化していると判定された場合にはＳ１６１２でアラームフラグＡＬＭをセット（＝"１"）する。この時、同時に図示しないアラームランプを点灯して運転者に触媒劣化を報知するようにしてもよい。
【０１７７】
次いで、上述の処理を終了したあとＳ１６１４では修理点検用のデータとして上記アラームフラグＡＬＭの値をバックアップＲＡＭ４０４に格納すると共に、Ｓ１６１５では次
回の浄化性能判定に備え、ＶＯＭ,ＶＯＳ ,等のパラメータを全てクリアしてルーチンを
終了する。
【０１７８】
上記より、本実施の形態において、浄化性能判定手段とは、軌跡長、面積演算ルーチン、浄化性能判定ルーチンを記憶したＲＯＭ４０２、ＣＰＵ４０１を備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。また、判定値変更手段とは、浄化性能判定ルーチンの特にＳ１６０７からＳ１６０９の処理を記憶したＲＯＭ４０２、ＣＰＵ４０１を備えたＥＣＵ２０を含んで構成される。
【０１７９】
なお、浄化性能判定手段、判定値変更手段におけるフローは、上記に示したものに限られないことはもちろんである。
【０１８０】
本実施の形態によれば、浄化性能判定ルーチンのＳ１６０７において、減筒運転中か全筒運転中かの判断をし、各々の運転状態に応じた値をＬ１，Ａ１として採用した後、浄化性能判定を行うので、減筒運転時及び全筒運転時の排気ガスの輸送速度、タイミング及び周波数や空燃比センサ４８，４９へのガス当たりの違い等により、誤判定をしてしまうなどの不具合を解消することができ、結果として、減筒運転時、全筒運転時を問わず、最良のエミッション特性を得ることができる。
【０１８１】
なお、本実施の形態においては、減筒運転中か全筒運転中かで場合分けし、各々別の浄化性能判定値Ｌ１，Ａ１を用いたが、減筒運転中の浄化性能判定値Ｌ１Ａ、Ａ１Ａについて、更に詳細に場合分けし、稼動気筒数毎に別の浄化性能判定値を用いても良い。
【０１８２】
図１８には、稼動気筒数毎に別の浄化性能判定値を用いた場合の、図１６におけるフロー中、Ｓ１６０７からＳ１６０９までの処理に代替すべき処理を示している。図１８において、Ｓ１８０１において、全筒運転中と判断された場合には、Ｓ１８０２に進み図１６と同じ処理がされる。一方、Ｓ１８０１において減筒運転中と判断された場合には、Ｓ１８０３において、稼動気筒数が判別される。そして、Ｓ１８０４において、判別された稼動気筒数に応じた浄化性能判定値Ｌ１Ａ、Ａ１Ａが、ＲＯＭ４０２に格納されたマップより読み出されて採用される。
【０１８３】
図１８のようなフローにすることで、如何なる稼動気筒数の減筒運転に対しても、正確な浄化性能判定をすることができ、結果として、如何なる稼動気筒数の減筒運転に対しても、最良のエミッション特性を得ることができる。
【０１８４】
さらに、減筒運転における稼動気筒の組み合わせに応じた浄化性能判定値を用いても良い。図１９には、この場合の、図１６におけるフロー中、Ｓ１６０７からＳ１６０９までの処理に代替すべき処理を示している。Ｓ１９０１において、全筒運転中と判断された場合には、Ｓ１９０２に進み図１６と同じ処理がされる。
【０１８５】
一方、Ｓ１９０１において減筒運転中と判断された場合には、さらに、Ｓ１９０３において、減筒パターンの判別が行われる。そして、Ｓ１９０４からＳ１９０６までの処理で、各減筒パターン、換言すると、稼動気筒の組み合わせに応じた浄化性能判定値が採用される。
【０１８６】
このことにより、減筒運転中の稼動気筒の組み合わせによって微妙に異なる排気ガスの輸送速度、タイミング及び周波数や、空燃比センサ４８、４９へのガス当たりに対しても、誤判定をすることなく正確に浄化性能判定を行うことができる。結果として、それぞれの状態について最良のエミッション特性を得ることができる。
【０１８７】
ここでの稼動気筒の組み合わせの種類については、第３の実施の形態にて考慮したものと同様なものが考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の可変気筒システムの概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の可変気筒システムの概略構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る筒内空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンについてのフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係るメイン空燃比フィードバック制御ルーチンについてのフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る燃料噴射制御ルーチンについてのフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係るゲイン決定ルーチンについてのフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係るゲイン決定ルーチンについてのフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係るゲイン決定ルーチンについてのフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る空燃比学習補正量を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の第４の実施の形態に係るＦＩ算出ルーチンについてのフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る空燃比学習ルーチンについてのフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第５の実施の形態に係る排気浄化触媒付近の概略図である。
【図１４】図１４は、本発明の第５の実施の形態に係る軌跡長ＬＶＯＳ、ＬＶＯＭと面積ＡＶＯＳ、ＡＶＯＭの演算ルーチンについてのフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第５の実施の形態に係る浄化性能判定ルーチンについてのフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の第５の実施の形態に係る浄化性能判定ルーチンの後半部についてのフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の第５の実施の形態に係る軌跡長比ＬＲＡＴＩＯと面積比ＡＲＡＴＩＯとの関係において、触媒が劣化したと判定される領域を示すグラフである。
【図１８】図１８は、本発明の第５の実施の形態に係る浄化性能判定ルーチンの、稼動気筒数に応じた浄化性能判定値を採用する例についてのフローチャートを表す図である。
【図１９】図１９は、本発明の第５の実施の形態に係る浄化性能判定ルーチンの、稼動気筒の組み合わせに応じた浄化性能判定値を採用する例についてのフローチャートを表す図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１・・・・内燃機関
２０・・・ＥＣＵ
２１・・・気筒
２５・・・点火栓
２５ａ・・イグナイタ
２６・・・吸気ポート
２７・・・排気ポート
２８・・・吸気弁
２９・・・排気弁
３２・・・燃料噴射弁
４６・・・排気浄化触媒
４７・・・排気管
４８・・・空燃比センサ
４９・・・空燃比センサ
５１・・・クランクポジションセンサ
【図１】
2008180230.tif 000003
【図２】
2008180230.tif 000004
【図３】
2008180230.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008180230.tif 000010
【図９】
2008180230.tif 000011
【図１０】
2008180230.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008180230.tif 000014
【図１３】
2008180230.tif 000015
【図１４】
2008180230.tif 000016
【図１５】
2008180230.tif 000017
【図１６】
2008180230.tif 000018
【図１７】
2008180230.tif 000019
【図１８】
2008180230.tif 000020
【図１９】
2008180230.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月8日(2008.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関と、
該内燃機関の運転条件に応じて前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる気筒休止制御手段と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化手段と、
該排気浄化手段の浄化性能の劣化を判定する浄化性能判定手段と、
前記気筒休止制御手段が、前記複数の気筒のうち一部の気筒への燃料供給を遮断して該一部の気筒を休止させ残りの気筒を稼動させる減筒運転時と、全ての気筒を稼動させる全筒運転時とで、前記浄化性能判定手段が前記排気浄化手段の浄化性能の劣化を判定する際に用いる浄化性能判定値を変更する判定値変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の可変気筒システム。
【請求項２】
前記判定値変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の数に応じて前記浄化性能判定値を変更することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変気筒システム。
【請求項３】
前記判定値変更手段は、減筒運転時に、稼動気筒の組み合わせに応じて前記浄化性能判定値を変更することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変気筒システム。