(57)【要約】【課題】内燃機関において機関回転数又は機関トルクを所望値に制御する時に、他の二つの異なる要求を確実に満足することを可能とする。【解決手段】機関回転数又は機関トルクを所望値に制御する時に、一部気筒においては、第一要求が満足されるように第一制御量を固定して（ステップ１０１）第二制御量をフィードバック制御し（ステップ１０３及び１０４）、他気筒においては、第二要求が満足されるように第二制御量を固定して（ステップ１０２）第一制御量をフィードバック制御する（ステップ１０５及び１０６）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の制御装置であって、機関回転数又は機関トルクを所望値に制御する時に、一部気筒においては、第一要求が満足されるように第一制御量を固定して第二制御量をフィードバック制御し、他気筒においては、第二要求が満足されるように前記第二制御量を固定して前記第一制御量をフィードバック制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
機関回転数又は機関トルクが前記所望値に制御された後には、前記一部気筒において固定された前記第一制御量と、前記一部気筒においてフィードバック制御された前記第二制御量との組み合わせが全気筒において使用されるか、又は、前記他気筒において固定された前記第二制御量と、前記他気筒においてフィードバック制御された前記第一制御量との組み合わせが全気筒において使用され、機関回転数又は機関トルクが前記所望値に制御されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
機関回転数又は機関トルクが前記所望値に制御された後に、前記一部気筒と前記他気筒とを入れ換えて、機関回転数又は機関トルクを前記所望値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制御装置。
【請求項４】
前記所望値は、機関始動直後のアイドル回転数であり、前記第一制御量は燃料量であり、前記第二制御量は点火時期であり、気筒内へ供給される燃料が重質であるほど、前記他気筒の数を多くすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼を安定化させる際に、同一気筒において空燃比等の混合気の状態と点火時期とを同時に制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような制御により安定化させた燃焼において、低燃費の空燃比と、ＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｓｐａｒｋ  Ａｄｖａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｂｅｓｔ  Ｔｏｒｑｕｅ）近傍の高トルクが得られる点火時期との異なる二つの要求が同時に満足されることが好ましい。しかしながら、二つの制御が互いに干渉して反って燃焼が不安定となることがあるために、特定の周波数帯の燃焼変動に基づき空燃比の補正量を算出し、点火時期の補正量の算出に使用される機関状態信号に対し、同じ特定の周波数帯の信号レベルを低下させて点火時期の補正量を算出するようにして、二つの制御の干渉を防止している。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３５４８３
【特許文献２】特開２０００−３１０１４４
【特許文献３】特開２００４−３３９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特定の周波数帯は、例えば、予め設定された車両の駆動系共振周波数帯とされるが、経時的に変化することがあり、この時には、燃焼を安定化させることはできても、低燃費の空燃比と、ＭＢＴ近傍の点火時期との二つの異なる要求を共に実現することができなくなる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、内燃機関において機関回転数又は機関トルクを所望値に制御する時に、他の二つの異なる要求を確実に満足することを可能とする内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の制御装置は、多気筒内燃機関の制御装置であって、機関回転数又は機関トルクを所望値に制御する時に、一部気筒においては、第一要求が満足されるように第一制御量を固定して第二制御量をフィードバック制御し、他気筒においては、第二要求が満足されるように前記第二制御量を固定して前記第一制御量をフィードバック制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明による請求項２に記載の内燃機関の制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、機関回転数又は機関トルクが前記所望値に制御された後には、前記一部気筒において固定された前記第一制御量と、前記一部気筒においてフィードバック制御された前記第二制御量との組み合わせが全気筒において使用されるか、又は、前記他気筒において固定された前記第二制御量と、前記他気筒においてフィードバック制御された前記第一制御量との組み合わせが全気筒において使用され、機関回転数又は機関トルクが前記所望値に制御されることを特徴とする。
【０００８】
本発明による請求項３に記載の内燃機関の制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、機関回転数又は機関トルクが前記所望値に制御された後に、前記一部気筒と前記他気筒とを入れ換えて、機関回転数又は機関トルクを前記所望値に制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明による請求項４に記載の内燃機関の制御装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、前記所望値は、機関始動直後のアイドル回転数であり、前記第一制御量は燃料量であり、前記第二制御量は点火時期であり、気筒内へ供給される燃料が重質であるほど、前記他気筒の数を多くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の制御装置によれば、多気筒内燃機関の制御装置であって、機関回転数又は機関トルクを所望値に制御する時に、一部気筒においては、第一要求が満足されるように第一制御量を固定して第二制御量をフィードバック制御し、他気筒においては、第二要求が満足されるように第二制御量を固定して第一制御量をフィードバック制御するために、一部気筒においては第一要求が確実に満足され、他気筒においては第二要求が確実に満足される。
【００１１】
本発明による請求項２に記載の内燃機関の制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、機関回転数又は機関トルクが所望値に制御された後には、第一要求又は第二要求のいずれかを全気筒において満足させるために、一部気筒において固定された第一制御量と、一部気筒においてフィードバック制御された第二制御量との組み合わせが全気筒において使用されるか、又は、他気筒において固定された第二制御量と、他気筒においてフィードバック制御された第一制御量との組み合わせが全気筒において使用され、機関回転数又は機関トルクが前記所望値に制御される。
【００１２】
本発明による請求項３に記載の内燃機関の制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、機関回転数又は機関トルクが所望値に制御された後に、一部気筒と他気筒とを入れ換えて機関回転数又は機関トルクを所望値に制御することにより、一部気筒及び他気筒において、第一制御量及び第二制御量の両方のフィードバック制御が実施され、それにより、一部気筒及び他気筒において、第一制御量及び第二制御量の両方のフィードバックゲインを学習補正することができる。
【００１３】
本発明による請求項４に記載の内燃機関の制御装置によれば、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、所望値は機関始動直後のアイドル回転数であり、第一制御量は燃料量であり、第二制御量は点火時期であり、気筒内へ供給される燃料が重質であるほど、燃料量をフィードバック制御する他気筒の数を多くするようになっている。機関始動時において機関温度が低い時には重質燃料は気化し難く、燃料量が固定される一部気筒では、点火時期が過剰に進角されることがある。それにより、他気筒の数を多くして、点火時期が過剰に進角される一部気筒の数を少なくしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明による制御装置（電子制御装置）は、多気筒内燃機関の機関回転数又は機関トルクを所望値に制御するためのものである。この時に、排気ガス中の未燃燃料を少なくして燃料消費を最小限とし、また、点火時期をＭＢＴ近傍として良好な燃焼を実現することが好ましい。このような低燃費を実現すると言う第一要求と、良好な燃焼を実現すると言う第二要求とを共に実現することが望まれる。
【００１５】
図１は、二つの異なる要求を満足するための本発明による制御装置により実施されるフローチャートである。本フローチャートは、多気筒内燃機関として、例えば四気筒内燃機関において、例えば機関始動直後のアイドル回転数を所望値に制御するためのものである。四気筒内燃機関の点火順序は、例えば、＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒の順である。
【００１６】
先ず、ステップ１０１において、好ましくは点火順序の連続しない＃１気筒及び＃４気筒を一部気筒として、これら気筒に関しては、現在の吸入空気量に対して、低燃費の空燃比が実現されるように気筒内へ供給される燃料量Ｆ（第一制御量）を固定する。次いで、ステップ１０２において、＃２気筒及び＃３気筒を他気筒として、これら気筒に関しては、点火時期（第二制御量）を現在の運転状態のＭＢＴ（Ａ）に固定する。
【００１７】
次いで、ステップ１０３では、一部気筒の例えば＃１気筒の圧縮上死点ＴＤＣ直後（例えば４５クランク角度後）の機関回転数Ｎ１、すなわち、＃１気筒の燃焼が影響する機関回転数Ｎ１（一定値ではないために、例えば中間値とする）が所望値Ｎとほぼ一致するか否かが判断される。当初、この判断は否定され、ステップ１０４において、機関回転数Ｎ１と所望値Ｎとの偏差ΔＮ１に応じて、一部気筒である＃１気筒及び＃４気筒の点火時期（第二制御量）をフィードバック制御する。具体的には、偏差ΔＮ１がプラス値である場合には点火時期を遅角し、偏差ΔＮ１がマイナス値である場合には点火時期を進角する。一回の遅角量又は進角量は、一定値としても良いが、偏差ΔＮ１の絶対値が大きいほど、大きくするようにしても良い。
【００１８】
次いで、ステップ１０５では、他気筒の例えば＃２気筒の圧縮上死点ＴＤＣ直後（例えば４５クランク角度後）の機関回転数Ｎ２、すなわち、＃２気筒の燃焼が影響する機関回転数Ｎ２（一定値ではないために、例えば中間値とする）が所望値Ｎとほぼ一致するか否かが判断される。当初、この判断は否定され、ステップ１０６において、機関回転数Ｎ２と所望値Ｎとの偏差ΔＮ２に応じて、他気筒である＃２気筒及び＃３気筒の燃料量（第一制御量）をフィードバック制御する。具体的には、偏差ΔＮ２がプラス値である場合には燃料量を減量し、偏差ΔＮ２がマイナス値である場合には燃料量を増量する。また、一回の減量分又は増量分は、一定値としても良いが、偏差ΔＮ２の絶対値が大きいほど、大きくするようにしても良い。
【００１９】
このような処理が繰り返されると、機関回転数をほぼ所望値Ｎに一致させることができ、この時の各気筒の制御量は図２の制御１に示すようにされる。すなわち、一部気筒である＃１気筒及び＃４気筒においては、第一制御量である燃料量は、低燃費の空燃比を実現する燃料量Ｆに固定され、第二制御量である点火時期はＡ’にフィードバック制御される。また、他気筒である＃２気筒及び＃３気筒においては、第二制御量である点火時期は、高トルクが実現されるＭＢＴ（Ａ）とされ、第一制御量である燃料量はＦ’にフィードバック制御される。
【００２０】
こうして、一部気筒においては第一要求である低燃費を確実に実現することができ、他気筒においては第二要求である高トルクを実現することができる。機関回転数が所望値に制御された後に、機関回転数を所望値Ｎに維持する場合において、又は、暫く後に機関回転数を所望値Ｎとする場合において、第一要求又は第二要求のいずれかを全気筒において満足させるために、一部気筒（＃１気筒及び＃４気筒）において固定された第一制御量（燃料量Ｆ）と、一部気筒においてフィードバック制御された第二制御量（点火時期Ａ’）との組み合わせが全気筒において使用されるか、又は、他気筒（＃２気筒及び＃３気筒）において固定された第二制御量（点火時期Ａ）と、他気筒においてフィードバック制御された第一制御量（燃料量Ｆ’）との組み合わせが全気筒において使用されるようにしても良い。
【００２１】
ところで、一部気筒（＃１気筒及び＃４気筒）においては、フィードバック制御された点火時期Ａ’がＭＢＴ（Ａ）に対してａ％乖離している場合には、この乖離程度が大きいほど、点火時期フィードバック制御のフィードバックゲインを大きく学習補正することができる。また。他気筒（＃２気筒及び＃３気筒）においては、フィードバック制御された燃料量Ｆ’が所望空燃比を実現する燃料量Ｆに対してｂ％乖離している場合には、この乖離程度が大きいほど、燃料量フィードバック制御のフィードバックゲインを大きく学習補正することができる。
【００２２】
しかしながら、このままでは、一部気筒においては、燃料量フィードバック制御のフィードバックゲインを学習補正することができず、また、他気筒においては、点火時期フィードバック制御のフィードバックゲインを学習補正することができない。それにより、機関回転数が所望値に制御された後において、一部気筒と他気筒とを入れ換え、一部気筒においては、第二制御量である点火時期をＭＢＴ（Ａ）に固定して、第一制御量である燃料量をフィードバック制御し、他気筒においては、第一制御量である燃料量を低燃費の空燃比が実現される燃料量Ｆに固定して、第二制御量である点火時期をフィードバック制御するようにしても良い。
【００２３】
それにより、図２の制御１及び制御２に示すように、一部気筒及び他気筒において、第一制御量（燃料量）及び第二制御量（点火時期）のフィードバック制御が実施され、一部気筒及び他気筒において、フィードバック制御された第一制御量及び第二制御量のそれぞれの乖離程度に基づき、フィードバックゲインを学習補正することができる。もちろん、学習補正に使用する乖離程度は、プラス又はマイナスのパーセント表示に限定されることなく、プラス又はマイナスを含む偏差表示であっても良い。
【００２４】
一部気筒と他気筒とは、フィードバック制御する制御量が異なるために、厳密には発生トルクが異なっている。それにより、本実施形態においては、一部気筒と他気筒とは交互に燃焼が実施されるようにし、トルク変動を抑制している。しかしながら、一部気筒と他気筒とは必ずしも同数としなくても良い。
【００２５】
例えば、これまで説明した図３のパターンＰ２だけでなく、図３のパターンＰ１に示すように、第二制御量（点火時期）をフィードバック制御する一部気筒を＃１気筒、＃２気筒、及び＃３気筒とし、第一制御量（燃料量）をフィードバック制御する他気筒を＃４気筒としても良い。また、パターンＰ３に示すように、第二制御量（点火時期）をフィードバック制御する一部気筒を＃４とし、第一制御量（燃料量）をフィードバック制御する他気筒を＃１気筒、＃２気筒、及び＃３気筒としても良い。
【００２６】
機関始動直後のアイドル回転数を所望値Ｎに制御する場合において、機関温度が低いために重質燃料は気化し難く、この時において燃料量が固定される一部気筒では、点火時期が過剰に進角されることがある。それにより、気筒内へ供給される燃料が重質であるほど、燃料量をフィードバック制御する他気筒の数を多くして、点火時期が過剰に進角される気筒数を少なくすることが好ましい。
【００２７】
本実施形態においては、第一制御量を燃料量とし、第二制御量を点火時期としたが、この組み合わせは本願発明を限定するものではない。例えば、第一制御量としては、混合気の空燃比自身、又は、混合気の空燃比に影響する吸気量又はＥＧＲ量、又は、燃料噴射時期としても良い。また、Ｖ型エンジンにおいては、一方のバンクを一部気筒とし、他方のバンクを他気筒とすることが好ましい。本実施形態では、機関始動直後のアイドル回転数を所望値Ｎに制御する場合を説明したが、これは本発明を限定するものではなく、機関始動直後に限らず、機関回転数又は機関トルクが所望値に制御される場合に、本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】二つの異なる要求を満足するための本発明による制御装置により実施されるフローチャートである。
【図２】図１のフローチャートの制御結果を示す表である。
【図３】一部気筒と他気筒との組み合わせパターンを示す表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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