(57)【要約】【課題】気筒群毎に個別のＥＣＵを備え、アイドル時の吸気流制御を精度良く実行できる内燃機関の吸気制御装置を提供する。【解決手段】複数の気筒群ＬＢ，ＲＢを有し、前記気筒群毎に吸気通路３Ｌ，３Ｒを設け当該吸気通路にスロットルバルブ５Ｌ，５Ｒ及びアイドル回転数制御バルブ１１Ｌ，１１Ｒが配置されている内燃機関１の吸気制御装置であって、前記内燃機関の回転情報を参照して、前記アイドル回転数制御バルブの駆動を制御する制御手段３０Ｌ，３０Ｒが前記気筒群毎に配備されており、前記制御手段３０Ｌ，３０Ｒは、前記気筒群間でのアイドル補正のタイミングを一致させた吸気流制御を実行する。【選択図】    図１
2008223717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒群を有し、前記気筒群毎に吸気通路を設け当該吸気通路にスロットルバルブ及びアイドル回転数制御バルブが配置されている内燃機関の吸気制御装置であって、
前記内燃機関の回転情報を参照して、前記アイドル回転数制御バルブの駆動を制御する制御手段が前記気筒群毎に配備されており、
前記制御手段は、前記気筒群間でのアイドル補正のタイミングを一致させた吸気流制御を実行する、ことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、アイドル補正を同じタイミングで実行することが困難と判断した場合、いずれかの気筒群の学習更新条件が成立したときに気筒群数で均等に分割して学習更新する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、アイドル補正を同じタイミングで実行することが困難と判断した場合、いずれかの気筒群の学習更新条件が成立したときに全ての気筒群の学習更新条件が成立するまで待機して同時に学習更新する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項４】
前記気筒群毎に配置した制御手段が通信手段により互いに接続されて互いの情報が交信可能であり協調制御を実行して気筒群間の吸気量差を縮小する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｖ型エンジンのようにバンク毎に気筒群が配置してある内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アイドル運転時の駆動を安定させるための吸気制御装置を備えた内燃機関が種々提案されている。例えばスロットルバルブを迂回するように吸気バイパス管を設けると共に、この吸気バイパス管にアイドル時の吸気量を制御するアイドル回転数制御バルブ（Idle  speed  Control  Valve、以下、ＩＳＣバルブと称する）を配備した吸気制御装置が知られている。このような構造を採用するとＩＳＣバルブを内燃機関の回転数（ＮＥ）に基づいてフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御して内燃機関のアイドル安定性を向上させることができる。
【０００３】
例えば特許文献１は、各バンクに配置した吸気圧センサの検出結果を比較し、高圧力側バンクのＩＳＣバルブの開度を低圧側バンクのＩＳＣバルブより小さくするように補正する内燃機関の吸気制御装置について開示する。そして、特許文献１は、特に制御量の補正周期をアイドル回転数の制御周期より遅くした内燃機関の吸気制御装置を提案する。これにより、各バンクに導入される吸気量は、アイドル時における機関回転数と目標アイドル回転数との偏差に応じて調整されると共に、バンク間での圧力差に応じて調整される。このとき制御量の補正はアイドル回転数の制御よりも遅い周期で実施される。よって、この吸気制御装置を採用する内燃機関は、各バンク内の吸入空気圧が急変したり脈動したりする場合があっても、バンク間の圧力差補正とアイドル回転数制御との相互干渉を回避してアイドル安定性を確保できる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３６９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の吸気制御装置では左右バンクに共通で１つのＥＣＵ（Electronic  Control  Unit：電子制御装置）を配備して、内燃機関全体の吸気流制御を行うようにしている。このように１つのＥＣＵで左右バンクのアイドル時の吸気流制御を実行すると回路構成や制御ロジックが複雑化してしまう。これに対しては、バンク毎に個別のＥＣＵを配備して、各バンク毎に吸気流制御を実行することが考えられ、各バンクを対称的に設計することで全体として簡素化を図ることもがきる。
【０００６】
しかしながら、上記のようにバンク毎に個別に吸気流制御を実行する場合には、バンク間で許容できない吸気量差が発生してしまう可能性がある。バンク間での吸気量差が大きくなると、トルク変動が発生して最悪の場合には吸気量が小さい側のバンクで失火するなどの事態となってしまう。
【０００７】
よって、本発明の目的は、気筒群毎に個別のＥＣＵを備え、アイドル時の吸気流制御を精度良く実行できる内燃機関の吸気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】
【０００８】
上記目的は、複数の気筒群を有し、前記気筒群毎に吸気通路を設け当該吸気通路にスロットルバルブ及びアイドル回転数制御バルブが配置されている内燃機関の吸気制御装置であって、前記内燃機関の回転情報を参照して、前記アイドル回転数制御バルブの駆動を制御する制御手段が前記気筒群毎に配備されており、前記制御手段は、前記気筒群間でのアイドル補正のタイミングを一致させた吸気流制御を実行する、ことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置によって達成できる。
【０００９】
本発明では、気筒群毎に内燃機関回転の検出時期がずれる場合でも一致するように調整し、これに基づいてアイドル補正のタイミングを一致させる。これにより、気筒群間でのＩＳＣ補正量や学習量の一致を図ることができる。よって、本発明によると、気筒群毎に個別のアイドル制御を実行しても気筒群間での吸気量のばらつきを抑制できる。
【００１０】
また、前記制御手段は、アイドル補正を同じタイミングで実行することが困難と判断した場合、いずれかの気筒群の学習更新条件が成立したときに気筒群数で均等に分割して学習更新するようにしてもよい。また、前記制御手段は、アイドル補正を同じタイミングで実行することが困難と判断した場合、いずれかの気筒群の学習更新条件が成立したときに全ての気筒群の学習更新条件が成立するまで待機して同時に学習更新するようにしてもよい。
【００１１】
また、前記気筒群毎に配置した制御手段が通信手段により互いに接続されて互いの情報が交信可能であり協調制御を実行して気筒群間の吸気量差を縮小するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、気筒群毎に個別のＥＣＵを備え、アイドル時の吸気流制御を精度良く実行できる内燃機関の吸気制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関の吸気制御装置について説明する。
【００１４】
図１は、実施例の吸気制御装置を適用した内燃機関１について示した図である。この内燃機関１はいわゆるＶ型のエンジンであり、左右に独立したバンクＬＢ、ＲＢが形成されている。左バンクＬＢ、右バンクＲＢのそれぞれには気筒８が４個ずつ配置されて気筒群を形成している。各気筒群にはそれぞれ個別の吸気通路３が設けられている。なお、以下の説明では左右バンクに共通する部位について、右バンクに属する構成にはＲ、左バンクに属する構成にはＬの符号を付して区別する。
【００１５】
左右バンクは略対称的に形成されている。右バンクＲＢ側の構成について説明する。エアクリーナ２Ｒでゴミ等を濾過された大気（空気）は吸気通路３Ｒによって気筒群側に供給されている。吸気通路３Ｒの下流端はサージタンク６Ｒに接続され、このサージタンク６Ｒはインテークマニホールド７Ｒを介して各気筒８Ｒに接続されている。エアクリーナ２Ｒの下流側近傍にはエアフローメータ４Ｒが配置され、吸気通路３Ｒ内を流れる吸入空気量（吸気量）を検出できるようになっている。なお、吸気量を検出する装置は例示するエアフローメータ４Ｒのように吸入空気の流量を直接に検出するものでもよいし、空気圧を検出する圧力センサでもよい。圧力センサを採用した場合は空気圧から吸気量を換算すればよい。
【００１６】
更に、右バンクＲＢには図示しないクランク軸の回転を検出するクランク角センサ９Ｒが配置してある。不図示のクランク軸の軸端部には回転位置検出用のクランク位置ロータが固定されている。このクランク位置ロータの外周部には所定間隔で複数の歯を配置した歯部が形成されると共に、その一部には歯が存在しない欠歯部が形成してある。クランク位置ロータは例えば強磁性体の部材で形成されており、クランク角センサ９Ｒには電磁ピックアップ用のコイルが内蔵してある。よって、クランク角センサ９Ｒは電磁誘導作用による電圧に基づいてクランク軸の回転角（回転数ＮＥ）を検出できる。図１で示すように、左バンクＬＢにも同様に左クランク角センサ９Ｌが配備してある。これらの左右クランク角センサ９Ｒ、９Ｌはクランク軸中心に対して所定角度（８気筒の場合は例えば９０度）ずらして配置されている。
【００１７】
なお、クランク位置ロータの回転をクランク角センサで検出するときに、欠歯部前後で回転数を検出する信号のパルス間隔が誤って変化してしまう場合がある。よって、左右クランク角センサ９Ｒ、９Ｌがこのような変化の影響を受けないタイミングでクランク軸の回転を検出するように設定するのが望ましい。
【００１８】
また、エアフローメータ４Ｒとサージタンク６Ｒとの間の吸気通路３Ｒに、スロットルバルブ５Ｒが配置されている。このスロットルバルブ５Ｒより上流側の吸気通路３Ｒから吸気パイパス管１０Ｒが分岐され、この吸気パイパス管１０Ｒの他端はバランスパイプ１２Ｒに接続されている。そして、バランスパイプ１２Ｒは分岐され各気筒８Ｒの吸気側に接続されている。吸気バイパス管１０Ｒの途中にはアイドル回転数制御バルブ１１Ｒ（以下、ＩＳＣバルブ１１Ｒとする）が配置されている。反対側の左バンクＬＢについても同様に形成されている。
【００１９】
上記スロットルバルブ５Ｒ、５Ｌはアクチュエータによって弁体が開閉駆動され、開度が調節される電子スロットルである。スロットルバルブ５Ｒ、５Ｌとして採用する電子スロットルについては特に限定はなく、従来において一般的なものを採用することができる。
【００２０】
そして、本実施例の内燃機関１には左右バンクＬＢ、ＲＢで個別に吸気流制御を実行する制御手段として電子制御装置（Electronic  Control  Unit、以下ＥＣＵ）３０Ｌ、３０Ｒが配置されている。ＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒのそれぞれは、気筒群毎に吸気量に係る情報、特にクランク軸の回転情報を参照して各ＩＳＣバルブ１１を駆動制御して気筒群内での吸気流制御を実行する。
【００２１】
なお、図１はより好ましい形態例として、左右ＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒがバンク間通信を行えるように設定してある場合の構成を例示してある。この場合のＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒは、例えば車載ＬＡＮ（Local Area Network）用の通信システムとして提案され、国際標準プロトコルとして規格化されているＣＡＮ（Controller Area Network）でバンク間通信できるように設定されている。以下では、さらに内燃機関１に組込まれ、左右バンクＬＢ、ＲＢで吸気量差が生じないにアイドル制御する吸気制御装置に係る部分の構成について説明する。
【００２２】
図２は、右バンクＲＢのＥＣＵ３０Ｒの周辺構成を一例として示したブロック図である。右バンクＲＢで検出される右エアフローメータ４Ｒの出力信号はＥＣＵ３０Ｒに供給されている、よって、ＥＣＵ３０ＲはバンクＲＢ側の気筒群に供給されている吸気量を確認できる。また、スロットルバルブ５Ｒの開度を検出するスロットルセンサ（ＴＡＳ）３５Ｒが配置されている。さらに、図示しない車両側のアクセルペダル（以下、単にペダルと称す）の踏込み量（開度）を検出するアクセル開度センサ（ＡＣＳ）３６が配置されている。これらスロットルセンサ３５Ｒ及びアクセル開度センサ（ＡＣＳ）３６からの出力信号もＥＣＵ３０Ｒへ供給されている。そして、前述したように、クランク軸の回転（内燃機関の回転）を検出する右クランク角センサ９Ｒからの出力信号もＥＣＵ３０Ｒに供給されている。
【００２３】
よって、ＥＣＵ３０Ｒは、複数のセンサからの出力に基づいてＩＳＣバルブ１１Ｒを制御して、また必要に応じてスロットルバルブ（ＴＡ）５Ｒも制御し、アイドル時における吸気量を調整できる。ＥＣＵ３０Ｒは、内燃機関１の吸気流制御に関する一連のプログラムを格納したＲＯＭ３２及び処理領域を提供するＲＡＭ３３とバス３４を介して接続されている。左バンクＬＢのＥＣＵ３０Ｌも同様に構成されている。さらに、必要に応じてバンク間通信を実行し、左右バンク毎に取得する吸気量情報を相互に利用し、左右バンクＲＢ、ＬＢ間で吸気量差が発生ないようにそれぞれが制御することもできる。
【００２４】
ところで、左右バンクＲＢ、ＬＢのＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒが個別に吸気流制御制御を実行するので、種々の影響を受けて左右バンクの吸気量が不一致となる場合がある。本実施例の吸気制御装置はこれに対処できるように構成してある。この点を図３を参照して説明する。
【００２５】
図３（Ａ）は、左右バンク間でアイドル回転数のフィードバック補正（以下、ＩＳＣ  Ｆ／Ｂ、で示す）が反対にされてしまう場合を示している。このようＩＳＣ  Ｆ／Ｂが反対向きにされると左右の吸気量差が拡大して、前述したようにトルク変動や失火などが発生する可能性がある。このように誤った方向に補正が実行される原因としては、バンク毎に種々のセンサを配備していることなどがある。例えば１つのクランク軸の回転を検出するのに右クランク角センサ９Ｒと左クランク角センサ９Ｌとを配置していることが原因となる。クランク軸の回転に変動があるときに、回転検出時期が異なると各クランク角センサで検出する回転数に変動（ずれ）が繰返されることになる。
【００２６】
なお、左右バンクのＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒには予め目標の回転数（目標ＮＥ）を設定してある。そして、この目標ＮＥから所定範囲内での回転数変動には不感域を設定してフィードバック補正しないようにしている。
【００２７】
ところが、右クランク角センサ９Ｒと左クランク角センサ９Ｌとは、配置位置が異なっているので出力時をＩＳＣ算出タイミングとすると、図３（Ａ）で示しているように右バンク側のＩＳＣ算出タイミングと、左バンク側のＩＳＣ算出タイミングとが異なることになる。そして、１周期（７２０度）で同様に不感域を超えるような回転変動が発生すると、図３（Ａ）の下段に示すようにアイドル回転数の補正が繰返されて左右差が拡大することになる。そして、このようなアイドル補正に基づいて吸気量を設定すると左右差が拡大してしまう。また、このようなアイドル補正に基づいて学習内容を更新する場合も同様であり、吸気量の左右差が拡大してしまう。ここで学習とは、例えば制御手段としてのＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒが種々のセンサの出力から内燃機関の経時変化や状況変化などを確認し、これら変化に応じてアイドル制御の基準や条件を最適なものに適宜に変更することである。
【００２８】
図３（Ｂ）は、内燃機関１に適用されている吸気制御装置の左右ＥＣＵ３０Ｒ、３０Ｌによって実行される吸気流制御について示した図である。ここでは、左右のＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒがアイドル回転数のフィードバック補正（アイドル補正）の算出タイミングを同時としている。例えば、左クランク角センサ９Ｌの配置がクランク軸の周りに右クランク角センサ９Ｒから９０度ずれている場合に、左ＥＣＵ３０Ｌがフィードバック補正の算出タイミングを９０度分早くする、あるいは右ＥＣＵ３０Ｒがフィードバック補正の算出タイミングを９０度分遅くする、という処理がなされる。このようにすれば、クランク軸の回転を同じ時期に検出した出力に基づいてのアイドル補正を行えるようになる。よって、図３（Ｂ）で示すように左右バンクの補正タイミングが一致する。その結果、左右バンクで同様にアイドル補正できることになる。
【００２９】
上記では左右クランク角センサ９Ｒ、９Ｌが互いに所定角度のずれがある場合に、一方のバンクのＥＣＵが算出タイミングを早める、あるいは、他方のバンクのＥＣＵが算出タイミングを遅くするという設定を予めしておくことでアイドル補正のタイミングを一致させることができる。よって、ＥＣＵ３０Ｒ、３０Ｌは、アイドル補正を一致させてアイドル回転数制御を実行できるので、バンク間の吸気量差の発生を抑制できる。
【００３０】
図４は、左右ＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒが実行する吸気流制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンは、例えば内燃機関１のイグニッションキーがオンされた場合などに起動される。左右バンクＬＢ、ＲＢ毎に、ＥＣＵ３０Ｒ、ＥＣＵ３０Ｌが独立にアイドル時の吸気流制御を実行する（Ｓ１０）。ここでＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒは互いに、左右バンクＬＢ、ＲＢで検出しているクランク軸の回転数（ＮＥ）の差が所定値Ａを超えていないか監視する（Ｓ１１）。このステップＳ１１で回転数（ＮＥ）差が所定値Ａを超えていないことを確認したときに、目標ＮＥとクランク角センサ９Ｌ、９Ｒに基づいて検出される実際の回転数（実ＮＥ）との絶対値差が所定値Ｂ内にあるかを確認する（Ｓ１２）。絶対値差が所定値Ｂを超えていない場合には、アイドル回転数のフィードバック補正を実行しない（Ｓ１４）。
【００３１】
一方、上記ステップＳ１２で絶対値差が所定値Ｂを超えているとされた場合、クランク位置ロータの欠歯部前後で回転数ＮＥのパルス間隔違いによる変化の影響を受けていないことを確認して（Ｓ１３）、左右バンクＬＢ、ＲＢそれぞれのアイドル回転数のフィードバック補正（ＩＳＣ  Ｆ／Ｂ）を同時に更新する（Ｓ１５）。このように左右バンクＬＢ、ＲＢを同時にＩＳＣ  Ｆ／Ｂ補正できるのは、前述したようにＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒが互いにクランク角センサからの回転情報を参照してアイドル補正のタイミングを一致させているからである。
【００３２】
その後、さらに所定の条件を満たすことを条件に（Ｓ１６）、左右バンクそれぞれのＩＳＣの学習を同時に更新する（Ｓ１７）。そして、左右バンクの吸気量差が所定値Ｅ以下にあることを確認してこのルーチンによる処理を終了する（Ｓ１８）。なお、上記ステップＳ１８で左右バンクの吸気量差が所定値Ｅを超えていることが確認された場合、これを放置するとトルク変動などを誘発してしまうことになる。この場合には、ＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒは吸気量が大きい側のＩＳＣバルブを閉じ側に補正し、吸気量が小さい側のＩＳＣバルブを開き側に補正するという協調制御を実行する（Ｓ１９）。このように協調制御を実行し、吸気量の左右差を確実に縮小して、このルーチンによる処理を終了する。
【００３３】
なお、前記ＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒは、上記アイドル補正を同じタイミングで実行することが困難と判断した場合、いずれかのバンクの学習更新条件が成立したときに気筒群数で均等に分割して学習更新することとしてもよい。また前記ＥＣＵ３０Ｌ、３０Ｒは、上記アイドル補正を同じタイミングで実行することが困難と判断した場合、いずれかのバンクの学習更新条件が成立したときに全ての気筒群の学習更新条件が成立するまで待機して同時に学習更新こととしてもよい。このようにすればバンクの学習更新を早期に行える。
【００３４】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例の吸気制御装置を適用した内燃機関について示した図である。
【図２】右バンクのＥＣＵの周辺構成を一例として示したブロック図である。
【図３】左右バンクの吸気量が不一致となる場合と、これに対処する場合とについて示している図である。
【図４】左右ＥＣＵが実行する吸気流制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１                          内燃機関
３Ｒ、３Ｌ                  吸気通路
５Ｒ、５Ｌ                  スロットルバルブ
８Ｒ、８Ｌ                  気筒
１１Ｒ、１１Ｌ              ＩＳＣバルブ（アイドル回転数制御バルブ）
３０Ｌ                      左バンクのＥＣＵ（制御手段）
３０Ｒ                      右バンクのＥＣＵ（制御手段）
ＬＢ                        左バンク
ＲＢ                        右バンク
【図１】
2008223717.tif 000003
【図２】
2008223717.tif 000004
【図３】
2008223717.tif 000005
【図４】
2008223717.tif 000006