(57)【要約】【課題】爆発行程間の間隔が不等間隔である多気筒内燃機関においても、内燃機関に生じる振動を低減することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】爆発行程が不等間隔で生じる多気筒内燃機関に噴射する燃料量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、クランク軸の角速度を検知するクランク角速度検知手段と、クランク角速度検知手段にて検知される、連続して生じる不等間隔の内の間隔が短い期間におけるクランク軸の角速度の最大値ω１ｍａｘの、間隔が長い期間におけるクランク軸の角速度の最大値ω２ｍａｘに対する比が、１よりも小さい所定値となるように噴射する燃料量を制御する制御手段と、を備える。クランク軸角速度の変動が最適になるように、噴射される燃料量が制御され、振動が低減される。【選択図】  図４
2004353613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
爆発行程が不等間隔で生じる多気筒内燃機関に噴射する燃料量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
クランク軸の角速度を検知するクランク角速度検知手段と、
当該クランク角速度検知手段にて検知される、連続して生じる前記不等間隔の内の間隔が短い期間におけるクランク軸の角速度の最大値ω１ｍａｘの、間隔が長い期間におけるクランク軸の角速度の最大値ω２ｍａｘに対する比が、１よりも小さい所定値となるように噴射する燃料量を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、２つの気筒がクランク軸回転方向に角度を有して備えられ、同一のクランクピンに２つのコンロッドが連結された２気筒の内燃機関であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、２つの気筒がＶ字型に備えられたＶ型２気筒の内燃機関であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に、爆発行程が不等間隔で生じる多気筒の内燃機関に生じる振動を抑制するように内燃機関の燃料噴射量を制御するものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多気筒の内燃機関において、各気筒間の爆発力のバラツキによる各気筒の爆発行程毎のクランク軸角速度変動によって内燃機関に過大な振動が発生するのを防止する手法として、各気筒の爆発行程毎の角速度変動を検出し、気筒間の角速度変動を平滑化するように、各気筒への最適な燃料噴射量を個々に調節する制御が実施されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この制御は、内燃機関の無負荷状態を検出している時に、内燃機関の各気筒の爆発行程毎の角速度変動を検出した後に、全気筒の角速度変動の平均値と各気筒毎の角速度変動の検出値とを比較し、気筒間の角速度変動を平滑化するように、各気筒への燃料噴射量を補正するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３５５５００号公報
【特許文献２】
特開平８−１４０６０号公報
【特許文献３】
特開平２−６４２５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、２つの気筒がバンク角９０度を有するようにＶ型に配置されたＶ型２気筒機関であって、同一のクランクピンに２気筒用のコンロッドが連結された内燃機関においては、第１気筒が爆発行程で爆発した後、クランク軸が約２７０度（３６０度−９０度）回転したときに、第２気筒は爆発行程となり爆発し、また、第２気筒が爆発行程で爆発した後、クランク軸が約４５０度（３６０度＋９０度）回転したとき、第１気筒が爆発行程となり爆発するように構成されているものがある。
【０００６】
そのため、このように構成された内燃機関は、第１気筒の爆発行程から第２気筒の爆発行程までの間隔が、クランク軸回転角度にして２７０度であるのに対して、第２気筒の爆発行程から第１気筒の爆発行程までの間隔が４５０度であり、第１気筒の爆発行程から第２気筒の爆発行程までの間隔が、第２気筒の爆発行程から第１気筒の爆発行程までの間隔と異なる不等間隔となる。
【０００７】
そして、このように爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関においては、ピストンの摺動摩擦抵抗等により、爆発行程間の間隔が長い第２気筒の爆発行程から第１気筒の爆発行程開始までの期間のクランク軸角速度変動が、爆発行程間の間隔が短い第１気筒の爆発行程から第２気筒の爆発行程開始までの期間のクランク軸角速度変動よりも大きくなりがちである。そのため、燃料噴射量を調節しても、気筒間の角速度変動を平滑化するのは困難である。
【０００８】
また、従来の技術の項で述べたように、爆発行程が等間隔で生じる多気筒の内燃機関においては、クランク軸角速度の最大値を全ての気筒で合わせることにより、気筒間のクランク軸角速度変動を平滑化することも可能であるが、上述したような爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関において、クランク軸角速度の最大値を合わせると、爆発行程の間隔が長い第２気筒の爆発行程と第１気筒の爆発行程開始までの間でクランク軸角速度が最も低下し、その状態から第１気筒の爆発行程での最大値まで上昇すると、その間のクランク軸角速度変動が大きくなり、過大な振動を生じるおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、爆発行程間の間隔が不等間隔である多気筒内燃機関においても、内燃機関に生じる振動を低減することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、爆発行程が不等間隔で生じる多気筒内燃機関に噴射する燃料量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置において、クランク軸の角速度を検知するクランク角速度検知手段と、当該クランク角速度検知手段にて検知される、連続して生じる前記不等間隔の内の間隔が短い期間におけるクランク軸の角速度の最大値ω１ｍａｘの、間隔が長い期間におけるクランク軸の角速度の最大値ω２ｍａｘに対する比が、１よりも小さい所定値となるように噴射する燃料量を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
爆発行程が不等間隔で生じる多気筒内燃機関としては、２つの気筒がクランク軸回転方向に角度を有して備えられ、同一のクランクピンに２つのコンロッドが連結された２気筒の内燃機関であることを例示することができる。
【００１２】
また、前記内燃機関は、２つの気筒がクランク軸回転方向に略９０度の角度を有する等の、２つの気筒がＶ字型に備えられたＶ型２気筒の内燃機関、あるいは、２つの気筒がクランク軸回転方向に略１８０度の角度を有する水平対向の内燃機関であることを例示することができる。
【００１３】
このような爆発行程が不等間隔で生じる多気筒の内燃機関においては、爆発行程が等間隔で生じる多気筒の内燃機関で用いられる、クランク軸角速度の最大値を全ての気筒の爆発行程で合わせ、気筒間のクランク軸角速度変動を平滑化することにより、内燃機関に生じる振動を低減することが困難となる。これは、以下の理由によるものと考えられる。
【００１４】
ピストンが摩擦抵抗を受ける等の理由により、連続して生じる不等間隔の内、爆発行程の間隔が長い期間でクランク軸角速度が最も小さくなり、この状態から、爆発行程の間隔が短い期間において混合気の爆発によりクランク軸角速度が最大値になると、クランク軸角速度の上昇量が大きくなる。それゆえ、爆発行程の間隔が長い期間が終了した後の爆発行程の間隔が短い期間における混合気の爆発によるクランク軸角速度の上昇が、内燃機関の振動として現れるものと考えられる。
【００１５】
また、爆発行程の間隔が短い期間における混合気の爆発によりクランク軸角速度が最も大きくなった後は、短期間の内に次の混合気の爆発が生じるため、クランク軸角速度があまり小さくならない内にクランク軸角速度が最大値となる。そのため、この時にはクランク軸角速度の上昇量はそれ程大きくはない。
【００１６】
それゆえ、クランク軸回転角度７２０度間に、クランク軸角速度の上昇量が大きい部分と上昇量が小さい部分が存在し、同じような振動が定期的に生じないため、内燃機関を使用する運転者等が不快に思うものとも考えられる。
【００１７】
そこで、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置は、連続して生じる不等間隔の内の間隔が短い期間におけるクランク軸の角速度の最大値ω１ｍａｘの、間隔が長い期間におけるクランク軸の角速度の最大値ω２ｍａｘに対する比が、１よりも小さい所定値となるように噴射する燃料量を制御する制御手段を備えるようにした。
【００１８】
制御手段が、爆発行程の間隔が短い期間におけるクランク軸角速度の最大値ω１ｍａｘの、爆発行程の間隔が長い期間におけるクランク軸角速度の最大値ω２ｍａｘに対する比が、１よりも小さい所定値となるように噴射する燃料量を制御すれば、たとえピストンの摩擦抵抗等の理由により爆発行程の間隔が長い期間の終わりの方でクランク軸角速度が小さくなったとしても、このクランク軸角速度からω１ｍａｘまでの差が小さいため、クランク軸角速度の上昇量が小さくなる。
【００１９】
また、ω１ｍａｘとω２ｍａｘとの比の所定値とは、内燃機関を使用する運転者等が不快に思わないような値となるように内燃機関毎に予め定められることが好適であるが、例えば、定期的に同じような振動が生じると不快に思わないものと考えられるため、爆発行程の間隔が長い期間の終わりのクランク軸角速度とω１ｍａｘとの差と、爆発行程の間隔が短い期間の終わりのクランク軸角速度とω２ｍａｘとの差が同じになるように設定することが好適である。
【００２０】
また、機関回転数が高くなると、クランク軸の回転が安定することから、クランク軸角速度の変動量も減少する。そのため、機関回転数が高くなるのに従って前記所定値を高くするというように、機関回転数に応じて前記所定値を変更することが好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
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。
【００２２】
図１は、本発明の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。内燃機関１は、バンク角略９０度の２つの気筒２を有するＶ型２気筒の水冷式の４サイクル・ディーゼル機関であり、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。燃料噴射弁３は、各気筒共通のコモンレール４に接続されており、燃料噴射弁３に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、コモンレール４内の燃料が各気筒♯１，♯２の燃焼室内へ噴射されるようになっている。コモンレール４は燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。
【００２３】
前記内燃機関１には、吸気通路７が接続されており、この吸気通路７はエアクリーナ８に接続されている。当該エアクリーナ８より下流の吸気通路７には、当該吸気通路７内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ９が取り付けられている。このエアフローメータ９は、熱線式流量計等のように、吸気通路７を流れる吸入空気の質量流量を直接測定可能な形式のものである。
【００２４】
また、吸気通路７における前記エアフローメータ９より下流の部位には、遠心過給機１０のコンプレッサハウジング１０ａが設けられており、コンプレッサハウジング１０ａより下流の吸気通路７には、インタークーラ（図示省略）が取り付けられている。更にインタークーラより下流の吸気通路７には、当該吸気通路７内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１１が設けられ、この吸気絞り弁１１には、吸気絞り用アクチュエータ１２が取り付けられている。
【００２５】
また、内燃機関１には、排気通路１３が接続され、この排気通路１３は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。そして、当該排気通路１３の途中には、遠心過給機１０のタービンハウジング１０ｂが配置されている。前記排気通路１３における前記タービンハウジング１０ｂより下流の部位には、排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化装置１４が配置されている。
【００２６】
この排気浄化装置１４より下流の排気通路１３には、当該排気通路１３内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ１５と、当該排気通路１３内を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ（図示省略）とが取り付けられている。
【００２７】
また、内燃機関１の冷却水通路には、内燃機関内を流通する冷却水の温度を検出する水温センサ（図示省略）が設けられている。さらに、内燃機関１には出力軸（クランク軸）の回転位相を検出するクランクポジションセンサ１６が設けられている。このクランクポジションセンサ１６は、本実施の形態では、内燃機関１のカム軸近傍に配置され、クランク軸回転角度に換算して７２０度毎に基準パルスを出力する基準パルスセンサ（図示省略）と、内燃機関１  のクランク軸近傍に配置され所定クランク回転角度毎（例えば１０度毎）にクランク角パルスを発生するクランク軸回転角センサ（図示省略）との２つのセンサを備えている。この基準パルスとクランク角パルスとは後述するＥＣＵ１７に入力され、ＥＣＵ１７は、一定時間毎にクランク角パルス信号の周波数からクランク軸の回転数（以下、「機関回転数」という。）を算出するとともに、基準パルス入力後のクランク角パルス数からクランク軸の回転角度を算出する。
【００２８】
以上述べたように構成された内燃機関１には、当該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１７が併設されている。このＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。
【００２９】
ＥＣＵ１７には、前述したエアフローメータ９，空燃比センサ１５，クランクポジションセンサ１６や、内燃機関１を搭載した車両の室内に取り付けられた図示しないアクセルポジションセンサ等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ１７に入力されるようになっている。
【００３０】
一方、ＥＣＵ１７には、燃料噴射弁３，吸気絞り用アクチュエータ１２等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ１７が燃料噴射弁３，吸気絞り用アクチュエータ１２等を制御することが可能になっている。
【００３１】
例えば、燃料噴射制御について説明すると、基本ルーチンにおいてＥＣＵ１７が入力した各種信号やＥＣＵ１７が演算して得られた各種制御値は、当該ＥＣＵ１７のＲＡＭに一時的に記憶される。そして、ＥＣＵ１７は、各種センサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ１６からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って燃料噴射弁３を制御する。
【００３２】
具体的には、燃料噴射量制御処理が開始されると、機関回転数、アクセル開度等がＥＣＵ１７のＲＡＭ内に設けられた作業領域に読み込まれ、マップに基づいて、機関回転数及びアクセル開度から基本燃料噴射量が算出される。その後、基本燃料噴射量及びコモンレール４内の燃圧に基づいて、燃料噴射タイミングに該当する気筒に設けられた燃料噴射弁３における開弁時間が制御される。そして、基本燃料噴射量に相当する燃料量が該当する気筒の燃焼室内に噴射されて燃焼される。
【００３３】
但し、本実施の形態においては、以下に述べるような燃料噴射量補正制御を実行し、上述した基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を増減するように補正する場合がある。かかる場合は、当該補正量を考慮して最終的に決定された燃料噴射量及びコモンレール４内の燃圧に基づいて、燃料噴射タイミングに該当する気筒に設けられた燃料噴射弁３における開弁時間が制御される。そして、最終的に決定された燃料噴射量に相当する燃料量が該当する気筒の燃焼室内に噴射される。
【００３４】
次に、基本燃料噴射量に対して燃料噴射量を増減する補正について説明する。
本実施の形態に適用される内燃機関１は、バンク角略９０度の２つの気筒２を有するＶ型２気筒の内燃機関であり、その部分断面図を示したのが、図２である。本図は、右側の気筒（♯１）における上死点後クランク軸回転角度９０度の状態を示したものである。本図に示すように、クランク軸２１の１個のクランクピン２１ａに２気筒用の２個のコンロッド２２が連結されており、かかる状態は、左側の気筒（＃２）における上死点後クランク軸回転角度１８０度の状態を示したものでもある。
【００３５】
そして、内燃機関１は、＃１気筒の圧縮上死点を、クランク軸回転角度の０度基準とすると、＃２気筒は、クランク軸回転角度２７０度で圧縮上死点となるように設定されている。つまり、爆発行程間の間隔としては、＃１と＃２との間が約２７０度、＃２と＃１との間が約４５０度の不等間隔であり、このことは、混合気の燃焼により爆発が生じる間隔も＃１と＃２との間が約２７０度、＃２と＃１との間が約４５０度であることをも意味している。
【００３６】
このように構成された内燃機関１においては、混合気の爆発力によりピストン２３を往復運動させ、この往復運動をコンロッド２２がクランク軸２１の回転運動に変えるので、爆発行程間の間隔が長い、第２気筒の爆発行程から第１気筒の爆発行程が開始するまでの期間のクランク軸角速度の変動が、図３に示すように、爆発行程間の間隔の短い、第１気筒の爆発行程から第２気筒の爆発行程が開始するまでの期間のクランク軸角速度の変動よりも大きくなるおそれがある。
【００３７】
そのため、爆発行程が等間隔で生じる多気筒の内燃機関と同様に、クランク軸角速度の最大値を全ての気筒で合わせ、気筒間の角速度変動を平滑化することにより、内燃機関の振動を抑制することが困難となる。これは以下の理由によるものである。
【００３８】
すなわち、図３に示した曲線ｂが、＃１気筒と＃２気筒の爆発行程でクランク軸角速度の最大値を合わせた場合のクランク軸角速度の変化を示したものであるが、図に示したようにクランク軸回転角度７２０度（０度）で最もクランク軸角速度が低下する。そして、このクランク軸角速度の状態から＃１気筒の爆発行程でクランク軸角速度の最大値まで上昇するため、クランク軸角速度の変動が大きくなってしまう。一方、＃１気筒の爆発行程終了から＃２気筒の爆発行程開始前まではクランク軸回転角度で９０度分しかないため、この間ではクランク軸角速度があまり低下しない。そして、この状態から＃２気筒の爆発行程でのクランク軸角速度の最大値まで上昇しても、クランク軸角速度の変動としては＃１気筒の爆発行程での変動と比較するとかなり小さくなる。そのため、＃１気筒の爆発行程でのクランク軸角速度の変動が大きく感じられ、これが内燃機関を使用する運転者等が不快に思う振動となるものと考えられる。
【００３９】
そこで、本実施の形態の内燃機関においては、＃１気筒の爆発行程でのクランク軸角速度ω１の最大値ω１ｍａｘと＃２気筒の爆発行程でのクランク軸角速度ω２の最大値ω２ｍａｘとを同じ値にするのではなく、図３の曲線ａに示したように＃１気筒の爆発行程でのクランク軸角速度の最大値ω１ｍａｘを＃２気筒の爆発行程でのクランク軸角速度の最大値ω２ｍａｘよりも小さくなるようにし、＃１気筒および＃２気筒の爆発行程でのクランク軸角速度の変動の差があまり生じないようにする。
【００４０】
また、ω１ｍａｘをω２ｍａｘに対してどれ程小さい値とするか、つまり、ω１ｍａｘとω２ｍａｘとの比ω１ｍａｘ／ω２ｍａｘをどのような値とするかは、予め、本実施の形態を適用する内燃機関が最適な振動レベルとなるように導き出して設定しておき、クランク軸角速度が、その設定された値となるように、以下の手法を用いて上述した基本燃料噴射量に対して燃料量を補正するようにする。
【００４１】
［燃料噴射量補正制御の第１の実施例］
本実施例の概略としては、運転中のω１ｍａｘとω２ｍａｘを検知して、ω１ｍａｘ／ω２ｍａｘが予め最適な振動レベルとなるように設定されたω１ｍａｘ／ω２ｍａｘの所定値とずれている場合は、いずれかの気筒に噴射する燃料量を増量するように補正する。
【００４２】
具体的には、燃料噴射量補正制御の第１の実施例に係る制御ルーチンを図４に示すフローチャート図に沿って説明する。
【００４３】
本制御ルーチンは、予めＥＣＵ１７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサ１６からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１７が実行するルーチンである。
【００４４】
本制御ルーチンでは、ＥＣＵ１７は、先ず、ステップ１００において、クランク軸回転角度（θ）を算出する。これは、上述したようにクランクポジションセンサ１６の検出値を基にＥＣＵ１７が算出するものである。
【００４５】
その後ステップ１０１に進み、ステップ１００で算出したクランク軸回転角度θが、＃１気筒あるいは＃２気筒の爆発行程であるか、つまり、＃１気筒の圧縮上死点をクランク軸回転角度の０度基準とした場合に、クランク軸回転角度０度から１８０度の範囲内かあるいは２７０度から４５０度の範囲内か否かを判別する。そして、θがこの角度範囲内である場合は、ステップ１０２へ進み、θがこの角度範囲内でない場合は、本ルーチンの実行を終了する。
【００４６】
ステップ１０２においては、ステップ１０１で判別した爆発行程が＃１気筒である場合は、ＲＡＭにｉ＝１と書き込み、＃２気筒である場合は、ＲＡＭにｉ＝２と書き込む。その後、ステップ１０３へ進む。
【００４７】
ステップ１０３においては、ステップ１００で算出したクランク軸回転角度θが、＃１気筒あるいは＃２気筒の爆発行程下死点、つまり、クランク軸回転角度１８０度か４５０度であるか否かを判別する。そして、θがこの角度でない場合は、ステップ１０４へ進み、θがこの角度である場合は、ステップ１０８へ進む。なお、ステップ１００で算出したクランク軸回転角度θがちょうど１８０度か４５０度になり難いことも考えられるので、本ステップでは、少々幅をもたせて、例えば、θが１７０度から１８０度の範囲内かあるいは４４０度から４５０度の範囲内であるか否かを判別してもよい。
【００４８】
ステップ１０４においては、クランク軸角速度ωｉを算出する。これは、クランクポジションセンサ１６の検出値を基にＥＣＵ１７が算出するものであるが、ステップ１０１で判別した爆発行程が＃１気筒である場合はω１を算出し、＃２気筒である場合はω２を算出する。
【００４９】
その後、ステップ１０５へ進み、ステップ１０４で算出したωｉと後述するようにステップ１０７で記録するωｉの最大値ωｉｍａｘとの差Δω（＝ωｉ−ωｉｍａｘ）を算出する。なお、ωｉｍａｘの初期値は零と設定されている。その後、ステップ１０６へ進み、ステップ１０５で算出したΔωが正であるか否かを判別する。そして、Δωが正である場合はステップ１０７へ進み、Δωが零以下である場合は、ステップ１００以降の処理を再度実行する。
【００５０】
ステップ１０７へは、上述したようにステップ１０５で算出したΔωが正である、つまり、ステップ１０４で算出したωｉがωｉｍａｘよりも大きい値である場合に進んだものなので、本ステップにおいて、ωｉｍａｘをステップ１０５で算出したωｉと書き換えて記録する。そして、その後ステップ１００以降の処理を再度実行する。
【００５１】
一方、ステップ１０８においては、ω１ｍａｘあるいはω２ｍａｘが零であるか否かを判別する。そして、いずれも零ではないと判別された場合はステップ１０９へ進み、共に零であるか又はいずれかが零と判別された場合は本ルーチンの実行を終了する。
【００５２】
ステップ１０９においては、ω１ｍａｘとω２ｍａｘの比であるω１ｍａｘ／ω２ｍａｘを算出する。そして、ステップ１１０へ進み、ステップ１０９にて算出したω１ｍａｘ／ω２ｍａｘが所定範囲内であるか、つまり、基準値Ｋ０より大きくて基準値Ｋ１より小さいか否かを判別する。そして、所定範囲内である場合は本ルーチンの実行を終了する。一方、ω１ｍａｘ／ω２ｍａｘが所定範囲内ではない場合はステップ１１１へ進み、ω１ｍａｘ／ω２ｍａｘがＫ１以上であるか否かを判別する。そして、ω１ｍａｘ／ω２ｍａｘがＫ１以上である場合はステップ１１２へ進み、そうではない場合は、ステップ１１３へ進む。なお、基準値Ｋ０，Ｋ１は、上述したω１ｍａｘ／ω２ｍａｘの所定値に幅をもたせたものであり、本ルーチンを適用する内燃機関毎に定められる値であって、＃１気筒と＃２気筒間のクランク軸角速度変動と当該角速度変動が内燃機関に生じさせる振動とに基づいて定められるものであり、ω１ｍａｘ／ω２ｍａｘがこの所定範囲内であれば、クランク軸角速度の変動がある場合でも内燃機関に生じさせる振動としては許容できるものとなるように設定する。但し、上述した所定値に近い値にすることが好ましい。
【００５３】
なお、機関回転数が高くなると、クランク軸の回転が安定することから、クランク軸角速度の変動量も減少する。そのため、機関回転数が高くなるのに従って前記所定値を高くするというように、機関回転数に応じて前記所定値を変化させることが好ましい。
【００５４】
ステップ１１２においては、＃２燃料噴射量を増量補正する。これは、ステップ１１２へは、ω１ｍａｘ／ω２ｍａｘがＫ１以上である場合、つまり、＃２気筒の爆発行程から＃１気筒の爆発行程開始までの期間のクランク軸角速度の最大値ω２ｍａｘに対する、＃１気筒の爆発行程から＃２気筒の爆発行程開始までの期間のクランク軸角速度の最大値ω１ｍａｘの値が、所定の値を超えて大きい場合に進むので、ω２ｍａｘを大きくする必要がある。そのため、＃２気筒の燃料噴射量を基本ルーチンにて算出された基本燃料噴射量に対して増量補正するものである。なお、増量補正する燃料量は、実際のω１ｍａｘ／ω２ｍａｘとω１ｍａｘ／ω２ｍａｘの最適値との差と燃料量との相関関係に基づき作成されたマップに基づき決定するものである。
【００５５】
一方、ステップ１１３においては、＃１燃料噴射量を増量補正する。これは、ステップ１１４へは、ω１ｍａｘ／ω２ｍａｘがＫ０以下である場合、つまり、＃２気筒の爆発行程から＃１気筒の爆発行程開始までの期間のクランク軸角速度の最大値ω２ｍａｘに対する、＃１気筒の爆発行程から＃２気筒の爆発行程開始までの期間のクランク軸角速度の最大値ω１ｍａｘの値が、所定の値を超えて小さい場合に進むので、ω１ｍａｘを大きくする必要がある。そのため、＃１気筒の燃料噴射量を基本ルーチンにて算出された基本燃料噴射量に対して増量補正するものである。なお、増量補正する燃料量は、上述したようにして決定する。
【００５６】
なお、ステップ１１２及び１１３においては、いずれかの気筒の燃料噴射量を増量するように補正しているが、他方の気筒の燃料噴射量を減量するように補正してもよい。つまり、ω２ｍａｘに対するω１ｍａｘの値が所定の値を超えて大きい場合は、＃１気筒の燃料噴射量を基本ルーチンにて算出された基本燃料噴射量に対して減量補正する。一方、ω２ｍａｘに対するω１ｍａｘの値が所定の値を超えて小さい場合は、＃２気筒の燃料噴射量を基本ルーチンにて算出された基本燃料噴射量に対して減量補正する。ただし、燃料噴射量を減量すると機関回転数が低下して、エンジンストール（エンスト）に至るおそれがあるので、そうならない範囲で減量することが好ましい。
【００５７】
そして、ステップ１１２及び１１３において、いずれかの気筒の燃料噴射量を増量するように補正した後は、ステップ１１４に進み、ω１ｍａｘ及びω２ｍａｘの値を零にリセットして本ルーチンの実行を終了する。
【００５８】
［燃料噴射量補正制御の第２の実施例］
本実施例の概略としては、図３の曲線ａのような、ω１ｍａｘとω２ｍａｘとの比であるω１ｍａｘ／ω２ｍａｘが所定値となるようにクランク軸回転角度に対する最適なクランク軸角速度を予め導き出しておき、マップ化しておく。そして、あるクランク軸回転角度における実際のクランク軸角速度とマップに記録された最適なクランク軸角速度とを比較して、実際のクランク軸角速度が最適なクランク軸角速度を上回っている場合は、燃料量を減量するように補正し、下回っている場合は燃料量を増量するように補正する。
【００５９】
具体的に、燃料噴射量補正制御の第２の実施例に係る制御ルーチンを図５に示すフローチャート図に沿って説明する。
【００６０】
本制御ルーチンは、予めＥＣＵ１７のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサ１６からのパルス信号（例えば、クランク軸回転角度１０度毎）の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１７が実行するルーチンである。
【００６１】
本制御ルーチンのステップ２００からステップ２０４までは、各々、第１実施例の制御ルーチンのステップ１００からステップ１０４と同一であるので、その説明は省略する。
【００６２】
ステップ２０５においては、基準角速度ωｂを算出する。これは、ステップ２００にて算出されたθを、上述したように予め設定されているマップに代入することにより算出するものである。
【００６３】
その後、ステップ２０６に進み、ステップ２０４にて算出されたクランク軸角速度ωｉとステップ２０５にて算出された基準角速度ωｂとの差Δωｉ（＝ωｂ−ωｉ）を算出する。そして、ステップ２０７に進み、ステップ２０６にて算出されたΔωｉを積算して、本ルーチンの実行を終了する。
【００６４】
一方、ステップ２０３にて、ステップ２００で算出したクランク軸回転角度θが、＃１気筒あるいは＃２気筒の爆発行程下死点であると判別された場合は、ステップ２０８へ進むが、本ステップにおいては、前回までのフローのステップ２０７で積算したΔωｉが零より大きいか否かを判別する。そして、Δωｉが零より大きい場合はステップ２０９へ進み、Δωｉが零以下である場合はステップ２１２へ進む。
【００６５】
ステップ２０９においては、ｉ＝１であるか否かを判別する。これは、ステップ２０８において判別したΔωｉが、＃１気筒のものであるか＃２のものであるかを判別するものである。そして、ｉ＝１である場合は、ステップ２１０へ進み、そうでない場合は、ステップ２１１へ進む。
【００６６】
ステップ２１０においては、＃１気筒の燃料噴射量を増量するように補正する。これは、ステップ２１０へは、＃１気筒の爆発行程での実際のクランク軸角速度ω１と基準角速度ωｂとの差Δω１の積算値ΣΔω１が正である場合に進むため、この＃１気筒の爆発行程全体としては実際のクランク軸角速度が基準角速度よりも小さいことがわかる。そこで、＃１気筒での爆発後のクランク軸角速度を上昇させて基準角速度ωｂに近づけるべく＃１気筒の燃料噴射量を増量するように補正するものである。なお、増量補正する燃料量は、ΣΔω１の値と燃料量との相関関係に基づき作成されたマップに基づき決定するものである。
【００６７】
一方、ステップ２１１においては、＃２気筒の燃料噴射量を増量するように補正する。これは、ステップ２１１へは、＃２気筒の爆発行程での実際のクランク軸角速度ω２と基準角速度ωｂとの差Δω２の積算値ΣΔω２が正である場合に進むため、この＃２気筒の爆発行程全体としては実際のクランク軸角速度が基準角速度よりも小さいことがわかる。そこで、＃２気筒での爆発後のクランク軸角速度を上昇させて基準角速度ωｂに近づけるべく＃２気筒の燃料噴射量を増量するように補正するものである。なお、増量補正する燃料量は、上述したようにして決定する。
【００６８】
ステップ２１２においては、ステップ２０９と同様に、ｉ＝１であるか否かを判別する。これは、ステップ２０８において判別したΔωｉが、＃１気筒のものであるか＃２のものであるかを判別するものである。そして、ｉ＝１である場合は、ステップ２１３へ進み、そうでない場合は、ステップ２１４へ進む。
【００６９】
ステップ２１３においては、＃１気筒の燃料噴射量を減量するように補正する。これは、ステップ２１３へは、＃１気筒の爆発行程での実際のクランク軸角速度ω１と基準角速度ωｂとの差Δω１の積算値ΣΔω１が負である場合に進むため、この＃１気筒の爆発行程全体としては実際のクランク軸角速度が基準角速度よりも大きいことがわかる。そこで、＃１気筒での爆発後のクランク軸角速度を低下させて基準角速度ωｂに近づけるべく＃１気筒の燃料噴射量を減量するように補正するものである。なお、減量補正する燃料量は、上述したようにして決定する。
【００７０】
一方、ステップ２１４においては、＃２気筒の燃料噴射量を減量するように補正する。これは、ステップ２１４へは、＃２気筒の爆発行程での実際のクランク軸角速度ω２と基準角速度ωｂとの差Δω２の積算値ΣΔω２が負である場合に進むため、この＃２気筒の爆発行程全体としては実際のクランク軸角速度が基準角速度よりも大きいことがわかる。そこで、＃２気筒での爆発後のクランク軸角速度を低下させて基準角速度ωｂに近づけるべく＃１気筒の燃料噴射量を減量するように補正するものである。なお、増量補正する燃料量は、上述したようにして決定する。
【００７１】
ステップ２１０，２１１，２１３，２１４において燃料噴射量を補正した後は、ステップ２１５へ進み、ΣΔωｉを零にして本ルーチンの実行を終了する。
【００７２】
第１の実施例においては、図３の制御ルーチンを実行開始した後、＃１気筒あるいは＃２気筒が爆発行程である場合は、ステップ１０３でその気筒が爆発行程下死点であると判別されるまで、ステップ１０４でクランク軸角速度ωｉを算出し、ステップ１０５でΔωを算出する等してωｉｍａｘを算出するので、ＥＣＵの負荷は高くなる。これに対して本実施例によれば、本制御ルーチンを、例えばクランク軸回転角度１０度毎に実行させるようにすると、＃１あるいは＃２気筒の爆発行程間で約８個のサンプル値Δωｉを算出するだけなので、ＥＣＵの負荷を高くしないで、＃１及び＃２気筒の爆発行程におけるクランク軸角速度を最適な値に制御することができる。
【００７３】
なお、機関回転数が高くなると、クランク軸の回転が安定することから、クランク軸角速度の変動量も減少する。そのため、機関回転数が高くなるのに従って前記所定値を高くするというように、機関回転数に応じて前記所定値を変化させ、機関回転数毎に、クランク軸回転角度に対する最適なクランク軸角速度のマップを作成することが好適である。
【００７４】
また、機関回転数が高くなるのに伴いクランク軸角速度の変動が小さくなり、内燃機関の振動が、当該内燃機関を使用する運転者等にとって不快と感じられなくなる場合は、第１及び第２の実施例に係る制御ルーチンを、機関回転数が所定の回転数、例えば１０００ｒｐｍより低い場合にのみ実行するようにしてもよい。
【００７５】
また、本実施の形態においては、内燃機関１として、ディーゼル機関を用いているが、内燃機関１がガソリン機関またはＬＰＧ機関である場合にも適用することができることはいうまでもない。
【００７６】
また、内燃機関１として、爆発行程間の間隔が不等間隔であるバンク角９０度の２気筒の内燃機関を例示しているが、その他、爆発行程の間隔が不等間隔であれば、バンク角は９０度に限られるものでなく、また、気筒数も２気筒に限定されるものではない。そして、３気筒以上の内燃機関であって、爆発行程が不等間隔で生じるものに対しては、連続する爆発行程間の間隔が不等間隔となる場合に適用することができる。例えば、Ｖ型４気筒の内燃機関で、＃１気筒と＃３気筒との爆発行程間の間隔（第１間隔）がクランク軸回転角度１８０度、＃３気筒と＃２気筒との爆発行程間の間隔（第２間隔）が９０度、＃２気筒と＃４気筒との爆発行程間の間隔（第３間隔）が１８０度、＃４気筒と＃１気筒との爆発行程間の間隔（第４間隔）が２７０度というように爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関である場合、連続して生じる不等間隔、例えば第１間隔と第２間隔の内の間隔が短い期間である第２間隔におけるクランク軸角速度の最大値ω１ｍａｘの、間隔が長い期間である第１間隔におけるクランク軸角速度の最大値ω２ｍａｘに対する比が、１よりも小さい所定値となるように燃料噴射量を制御することが好適である。また、同様に第２間隔と第３間隔との関係では、間隔が短い期間である第２間隔におけるクランク軸角速度の最大値ω１ｍａｘの、間隔が長い期間である第３間隔におけるクランク軸角速度の最大値ω２ｍａｘに対する比が、１よりも小さい所定値となるように燃料噴射量を制御することが好適であり、第３間隔と第４間隔との関係、第４間隔と第１間隔との関係についても同様である。
【００７７】
また、３気筒以上の内燃機関において、そのうちの少なくとも１つの気筒において燃料供給を行わない、いわゆる減筒運転が実施されることにより、爆発行程間の間隔が不等間隔に生じる内燃機関にも適用することができ、かかる場合も、連続して生じる不等間隔の内の間隔が短い期間におけるクランク軸角速度の最大値ω１ｍａｘの、間隔が長い期間におけるクランク軸角速度の最大値ω２ｍａｘに対する比が、１よりも小さい所定値となるように燃料噴射量を制御することが好適である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、爆発行程間の間隔が不等間隔である多気筒内燃機関においても、クランク軸角速度の変動が最適になるように、噴射される燃料量が制御されるので、内燃機関に生じる振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る内燃機関の一部断面図である。
【図３】クランク軸回転角度とクランク軸角速度との関係を示す図である。
【図４】燃料噴射量補正制御の第１の実施例に係る制御ルーチンのフローチャート図である。
【図５】燃料噴射量補正制御の第２の実施例に係る制御ルーチンのフローチャート図である。
【符号の説明】
１  内燃機関
２  気筒
３  燃料噴射弁
４  コモンレール
５  燃料供給管
６  燃料ポンプ
７  吸気通路
８  エアクリーナ
９  エアフローメータ
１０  遠心過給機
１１  吸気絞り弁
１２  吸気絞り用アクチュエータ
１３  排気通路
１４  排気浄化装置
１５  空燃比センサ
１６  クランクポジションセンサ
１７  ＥＣＵ
２１  クランク軸
２２  コンロッド
２３  ピストン
【図１】
2004353613.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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