(57)【要約】  本実施形態は一般的には内燃エンジンのスキップ点火制御に関し、特には所望動作点火比を判断する機構に関する。いくつかの実施形態では、点火比判断部は要求エンジン出力を送出するのに好適な点火比を判断するように構成される。点火比判断部は所望点火比の判断の際にルックアップテーブルなどのデータ構造を利用し得る。一態様では、所望エンジン出力と、現在エンジン速度などの１つまたは複数の動作パワートレインパラメータとは、所望点火比を選択するために使用されるルックアップテーブルに対する指標として使用される。他の実施形態では、データ構造に対する追加指標は、変速機ギアと、マニホールド絶対圧（ＭＡＰ）と、マニホールド気温と、マス空気量（ＭＡＣ）を示すパラメータと、カム位置と、気筒トルク出力と、最大許容マニホールド圧と、車速と、大気圧とのうちのいずれか１つを含み得る。【選択図】図２
2015524541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ可読媒体内に具現されたルックアップテーブルと、
要求エンジン出力を送出するのに好適な点火比を判断するように構成された点火比判断部であって、前記点火比判断部は、所望点火比を判断するために前記ルックアップテーブルを利用し、前記点火比判断部は所望点火比を選択するために指標として少なくとも（ｉ）要求エンジン出力と（ｉｉ）現在エンジン速度とを利用する点火比判断部と、
前記所望点火比を送出するスキップ点火の方法で点火を指示するように構成された点火コントローラとを含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項２】
コンピュータ可読媒体内に具現されたルックアップテーブルを含むスキップ点火エンジンコントローラにおいて、
前記ルックアップテーブルは複数のエントリを有し、
各エントリは所望点火比を示す関連点火比指標を格納するように構成された点火比領域を含み、
前記ルックアップテーブルの指標は、
（ｉ）所望エンジン出力と、
（ｉｉ）第１の動作パワートレインパラメータと
を含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブルの追加指標が変速機ギアを含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブルの追加指標が
マニホールド絶対圧（ＭＡＰ）と、
マニホールド気温と、
マス空気量（ＭＡＣ）を示すパラメータと、
カム位置を示すパラメータと、
気筒トルク出力と、
エンジントルク出力と、
最大許容マニホールド圧と、
車速と、
周囲温度と、
大気圧と
からなる群から選択された少なくとも１つを含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスキップファイアエンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブルは複数の論理的または物理的な別個のルックアップテーブルを含む多次元ルックアップテーブルであることを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブルは選択された動作状態における全気筒動作モードの動作を規定することを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項７】
請求項６に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、全気筒動作のための前記選択された動作状態は第１の閾値未満のエンジン速度と第２の閾値より高いエンジン速度とを含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のスキップファイアエンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブル内の各エントリは前記各エントリに関連する所望点火比を示す点火比指標を格納する点火比領域を含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項９】
請求項８に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブル内の各エントリは所望動作マス空気量を示すＭＡＣ指標を格納するように構成されたＭＡＣ領域をさらに含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項１０】
請求項９に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ＭＡＣ指標は相対値であることを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブル内の各エントリは第２の所望動作パラメータを示す値を格納するように構成された第２の領域をさらに含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記第２の領域は、
スロットル位置と、
カム位置と、
ＭＡＰ設定と
からなる群から選択された１つを示す値を格納することを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項１３】
ｉ）所望エンジン出力と、
ｉｉ）現在エンジン速度と、
ｉｉｉ）現在変速機ギアと
に少なくとも部分的に基づいて所望点火比を動的に判断するように構成された点火比判断部と、
前記所望点火比を送出するスキップ点火の方法で点火を指示するように構成された点火コントローラとを含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記点火比判断部は前記所望点火比の判断において多次元ルックアップテーブルを利用し、前記多次元ルックアップテーブルの指標は所望エンジン出力、現在エンジン速度、および現在の変速機ギアを含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項１５】
請求項１乃至１２および１４のいずれか一項に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記現在エンジン速度指標は選択されたエンジン速度の範囲内に配置されることを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記所望点火比の前記判断はさらに、使用が望ましい現在の最大マニホールド圧に基づくことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載のスキップ点火エンジンコントローラを含むエンジンコントローラにおいて、前記エンジンコントローラは、前記エンジンの出力が主としてスロットル位置に基づき変調される全気筒点火モードで前記エンジンを時々動作させるように構成されることを特徴とするエンジンコントローラ。
【請求項１８】
所望トルク比の観点で所望エンジン出力を判断するステップであって、前記所望トルク比は基準最大利用可能エンジン出力に対する所望エンジン出力を示す、ステップと、
前記所望トルク比に少なくとも部分的に基づき所望動作点火比を判断するステップと、
前記所望エンジン出力を送出する方法で前記所望動作点火比におけるエンジンのスキップ点火動作を指示するステップとを含むことを特徴とするエンジン作動方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、前記所望動作点火比は、第１の指標として所望トルク比を第２の指標として現在エンジン速度を利用するルックアップテーブルを利用して少なくとも部分的に判断されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
複数のエントリを有するルックアップテーブルへアクセスすることにより所望動作点火比を判断するステップであって、各エントリは所望点火比を示す関連点火比指標を格納するように構成された点火比領域を含み、前記ルックアップテーブルの指標は、
（ｉ）所望エンジン出力と、
（ｉｉ）エンジン速度と、
（ｉｉ）第１の動作パワートレインパラメータと
を含む、ステップと
前記所望エンジン出力を送出する方法で前記所望動作点火比における前記エンジンのスキップ点火動作を指示するステップとを含むことを特徴とするエンジンのスキップ点火動作制御方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、前記第１の動作パワートレインパラメータは、
変速機ギアと、
マニホールド絶対圧（ＭＡＰ）と、
マニホールド気温と、
マス空気量（ＭＡＣ）を示すパラメータと、
カム位置を示すパラメータと、
気筒トルク出力と、
エンジントルク出力と、
最大許容マニホールド圧と、
車速と、
周囲温度と、
大気圧と
からなる群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブルの追加指標は、
マニホールド絶対圧（ＭＡＰ）と、
マニホールド気温と、
マス空気量（ＭＡＣ）を示すパラメータと、
カム位置を示すパラメータと、
気筒トルク出力と、
エンジントルク出力と、
最大許容マニホールド圧と、
車速と、
周囲温度と、
大気圧と
からなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブルは複数の論理的または物理的な別個のルックアップテーブルを含む多次元ルックアップテーブルであることを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項２４】
請求項１に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブルは選択された動作状態における全気筒動作モードの動作を規定することを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項２５】
請求項２４に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、全気筒動作のための選択された動作状態は第１の閾値未満のエンジン速度と第２の閾値より高いエンジン速度を含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項２６】
請求項１に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブル内の各エントリは前記各エントリに関連する所望点火比を示す点火比指標を格納する点火比領域を含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項２７】
請求項２６に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブル内の各エントリは、所望動作マス空気量を示すＭＡＣ指標を格納するように構成されたＭＡＣ領域をさらに含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項２８】
請求項２７に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ＭＡＣ指標は相対値であることを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項２９】
請求項２６に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記ルックアップテーブル内の各エントリは第２の所望動作パラメータを示す値を格納するように構成された第２の領域をさらに含むことを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項３０】
請求項２９に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記第２の領域は、
スロットル位置と、
カム位置と、ＭＡＰ設定と
からなる群から選択される１つを示す値を格納することを特徴とするスキップ点火エンジンコントローラ。
【請求項３１】
請求項１に記載されたスキップ点火エンジン制御装置を含むエンジンコントローラにおいて、前記エンジンコントローラは前記エンジンの出力が主としてスロットル位置に基づき変調される全気筒点火モードで前記エンジンを時々動作させるように構成されることを特徴とするエンジンコントローラ。
【請求項３２】
請求項２に記載のスキップ点火エンジン制御装置において、前記第１の動作パワートレインパラメータと異なる第２の動作パワートレインパラメータに基づく前記ルックアップテーブルの追加指標をさらに含むことを特徴とするスキップ点火エンジン制御装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記第１と第２の動作パワートレインパラメータは、
エンジン速度と、
変速機ギアと、
マニホールド絶対圧（ＭＡＰ）と、
マニホールド気温と、
マス空気量（ＭＡＣ）と、
気筒トルク出力と、
カム位置と、
最大許容マニホールド圧と、
車速と
からなる群から選択されることを特徴とするエンジンコントローラ。
【請求項３４】
請求項１４に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記現在エンジン速度指標は選択されたエンジン速度の範囲内に配置されることを特徴とするエンジンコントローラ。
【請求項３５】
請求項１３に記載のスキップ点火エンジンコントローラにおいて、前記所望点火比の前記判断はさらに、使用が望ましい現在の最大マニホールド圧に基づくことを特徴とするエンジンコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年８月１０日出願の米国仮特許出願第６１／６８２，０６５号明細書からの優先権を主張し、参照のためその全体を本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は一般的には内燃エンジンのスキップ点火制御（ｓｋｉｐ  ｆｉｒｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）に関し、特に、所望動作点火比（ｄｅｓｉｒｅｄ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ｆｉｒｉｎｇ  ｆｒａｃｔｉｏｎ）を判断する機構に関する。いくつかの実施形態では、所望点火比を判断するためにルックアップテーブルなどのデータ構造が利用される。
【背景技術】
【０００３】
今日稼働中のほとんどの車両（および他の多くの装置）は内燃（ＩＣ：ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ）機関により動力が供給される。内燃エンジンは通常、燃焼が起きる複数の気筒または他の作動室を有する。通常走行条件下では、内燃エンジンにより生成されるトルクは運転者の動作要求を満足するために広範囲にわたって変化する必要がある。何年にもわたって、内燃エンジントルクを制御する多くの方法が提案され利用されてきた。大部分のガソリンエンジンでは、エンジンの出力は主として、作動室に送出される空気の量（および対応する燃料の量）を制御することにより変調される。多くのディーゼルエンジンでは、出力は主として、作動室に送出される燃料の量を制御することにより変調される。
【０００４】
いくつかの手法は、エンジンの実効排気量を変化させることによりエンジンの熱力学的効率の改善を図る。ほとんどの市販の可変排気量エンジンは、ある低負荷動作状態中に固定された一組の気筒を非活性化するように構成される。気筒が非活性化されると、そのピストンは通常は依然として往復運動するが空気も燃料も気筒に送出されないので、その動力行程（ｐｏｗｅｒ  ｓｔｒｏｋｅ）中は動力を供給しない。「遮断」された気筒は動力を送出しないので、残りの気筒にかかる相応負荷が増加し、これにより残りの気筒は改善された熱力学的効率で動作できるようになる。熱力学的効率の改善は燃料効率の改善をもたらす。
【０００５】
通常、可変排気量エンジンは非常に小さな一組の利用可能動作モードを有することになる。例えば、ある市販の８気筒可変排気量エンジンは、４つの気筒だけが使用され他の４つの気筒は非活性化される４気筒モードで動作することができる（４／８可変排気量エンジン）。別の市販の可変排気量エンジンは、３、４、または６つの活性気筒により動作することができる６気筒エンジンである３／４／６エンジンである。当然、何年にもわたって、様々な他の固定された組の気筒の可変排気量エンジンが同様に提案されてきており、そのうちのいくつかは任意の数の気筒により動作する柔軟性を示唆する。例えば、４気筒エンジンは１、２、３または４つの気筒モードで動作可能であり得る。
【０００６】
エンジンの実効排気量を変化させる別のエンジン制御手法は「スキップ点火」エンジン制御と呼ばれる。通常、スキップ点火エンジン制御は、選択された点火機会中にある気筒の点火を選択的にスキップすることを企図する。したがって、特定の気筒が、１つの点火機会中に点火され得、次に、次の点火機会中にスキップされ、次に、次の点火機会中に選択的にスキップまたは点火され得る。このようにして、実効エンジン排気量のさらに細かな制御が可能である。例えば、４気筒エンジン内の２つおきの気筒を点火することで、全エンジン排気量の３分の１の実効排気量（一組の気筒を単純に非活性化することでは得られない分数排気量である）を提供するであろう。
【０００７】
通常、スキップ点火エンジン制御は多くの用途における燃料節約の著しい改善の可能性を含む多くの潜在的利点を提供するものと理解される。スキップ点火エンジン制御の概念は長年存在しており、その利点は理解されているが、スキップ点火エンジン制御は、それが提示する挑戦的課題に部分的に起因して大きな商業的成功を未だ達成していない。自動車用途などの多くの用途では、スキップ点火エンジン動作により提示される最重要課題のうちの１つはＮＶＨ（雑音、振動、およびハーシュネス：ｎｏｉｓｅ，ｖｉｂｒａｔｉｏｎ＆ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）問題に関する。通常、スキップ点火エンジン制御に関連する既成概念は、エンジンのスキップ点火動作がエンジンを従来の動作より著しく荒く動作させるということである。
【０００８】
譲受人の米国特許第７，５７７，５１１号明細書、同第７，８４９，８３５号明細書、同第７，８８６，７１５号明細書、同第７，９５４，４７４号明細書、同第８，０９９，２２４号明細書、同第８，１３１，４４５号明細書、同第８，１３１，４４７号明細書および他の譲受人の特許出願明細書は、スキップ点火動作モードにおいて多種多様な内燃エンジンを動作させることを実用的にする新しい種類のエンジンコントローラについて記載している。このコントローラはうまく働くが、この技術をさらに改善する努力および／またはこのような制御を実施するための代替手法を提供する努力が継続している。本出願は、スキップ点火動作モードで動作するエンジンの点火比を判断および／または制御するために使用され得る様々な構成について説明する。
【発明の概要】
【０００９】
説明する実施形態は一般的には内燃エンジンのスキップ点火制御に関し、特には所望動作点火比を判断する機構に関する。いくつかの実施形態では、点火比判断部は要求エンジン出力を送出するのに好適な点火比を判断するように構成される。点火比判断部は所望点火比の判断の際、ルックアップテーブルなどのデータ構造を利用し得る。次に、点火コントローラは、所望動作点火比を提供するスキップ点火の方法で点火を指示するように構成され得る。
【００１０】
一態様では、所望点火比を選択するために使用されるルックアップテーブルに対する指標として、所望エンジン出力と現在エンジン速度などの１つまたは複数の動作パワートレインパラメータとが使用される。いくつかの実施形態では、変速機ギアがルックアップテーブルに対する別の指標となる。他の実施形態では、データ構造に対する追加の指標は、マニホールド絶対圧（ＭＡＰ：ｍａｎｉｆｏｌｄ  ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、カム位置、マス空気量（ＭＡＣ：ｍａｓｓ  ａｉｒ  ｃｈａｒｇｅ）を示すパラメータ、気筒トルク出力、最大許容マニホールド圧、車速、推定マニホールド温度、大気圧のうちのいずれか１つを含み得る。
【００１１】
いくつかの実施形態では、ルックアップテーブルは、選択動作状態において、全気筒動作モードにおける動作に影響を与えるように構成される。全気筒動作が指示されると、エンジンの出力は主としてスロットル位置に基づき変調され得る。
【００１２】
選択された実施形態では、ルックアップテーブル内の各エントリは、前記各エントリに関連する所望点火比を示す関連点火比指標を格納する点火比領域を含む。いくつかの実施形態では、テーブルエントリはさらに、第２の所望動作パラメータを示す値を格納するように構成された第２の領域を含み得る。例えば、第２の領域は、所望動作マス空気量を示すＭＡＣ指標を格納するように構成されたＭＡＣ領域であり得る。使用される場合、ＭＡＣ指標は相対または固定基準値であり得る。
【００１３】
別の態様では、所望動作点火比を判断する方法について説明する。いくつかの実施形態では、上に説明したようなルックアップテーブルが点火比の判断において使用される。
【００１４】
特定の一実施形態では、所望エンジン出力は所望エンジントルク比の観点で判断される。所望トルク比は基準最大利用可能エンジン出力に対する所望エンジン出力を示す。所望動作点火比は所望トルク比およびエンジン速度に少なくとも部分的に基づき判断される。気筒点火は、所望動作点火比により示される利用可能作動サイクルの百分率で点火することにより所望エンジン出力を送出するスキップ点火の方法で指示される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明とその利点は、以下の添付図面と併せて取り込まれた以下の記載を参照することにより最も良く理解され得る。
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態による点火比計算器を組み込んだスキップ点火エンジンコントローラのブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、点火比計算器を組み込んだ別の例示的スキップ点火エンジンコントローラのブロック図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、トルク計算器を組み込んだ別の例示的スキップ点火エンジンコントローラのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に従って点火比を判断する際に使用するのに好適なテーブルデータ構造の表現である。
【図３】図３は、別の実施形態に従って点火比を判断する際に使用するのに好適なテーブルデータ構造の表現である。
【図４】図４は、第３の実施形態に従って点火比を判断する際に使用するのに好適なテーブルデータ構造の表現である。
【図５】図５は、別の実施形態による点火比制御構造を示す機能ブロック図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に従って最小点火党派（ｆａｃｔｉｏｎ）を判断する際に使用するのに好適なテーブルデータ構造の表現である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付図面において、同じ構造要素を示すために同じ参照符号が使用される場合がある。添付図面内の描写は図解的であり原寸に比例していないということも理解すべきである。
【００１８】
本発明は概して、スキップ点火制御において点火比を判断する方法、データ構造、および装置に関する。
【００１９】
図１Ａは、一実施形態による、点火比計算器を利用する代表的なスキップ点火コントローラを図式的に示すブロック図である。スキップ点火コントローラ９０は点火比判断部９２（点火比計算器と呼ばれることがある）と点火タイミング判断部９４とを含む。点火比計算器９２は、所望エンジン出力を送出するのに好適な点火比を判断するように構成され、点火タイミング判断部９４に所望点火比を通知する。点火タイミング判断部９４は所望点火比を送出する点火シーケンスを判断する責任がある。点火シーケンスは任意の好適な手法を利用することにより判断され得る。いくつかの実施形態では、点火は援用特許のいくつかに記載されるような個々の点火機会毎ベースで動的に判断され得る。他の実施形態では、所望点火比の送出を容易にするためにパターン発生器または所定パターンが使用され得る。
【００２０】
次に図１Ｂを参照して、点火比計算器を組み込んだ別のスキップ点火エンジンコントローラについて説明する。この実施形態では、コントローラ１００は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１４０と連動して動作するように構成されたスキップ点火コントローラ１１０を含む。他の実施形態では、スキップ点火コントローラ１１０の機能はＥＣＵ１４０に組み込まれ得る。図示のスキップ点火コントローラ１１０は、点火比計算器１１２、任意選択的フィルタユニット１１４、パワートレインパラメータ調整モジュール１１６、点火タイミング判断モジュール１２０を含む。スキップ点火コントローラは所望エンジン出力を示す入力信号１１１を受信する。スキップ点火コントローラは、スキップ点火手法を利用することによりエンジン１５０に所望出力を供給させる一連の点火指令を発生するように構成される。
【００２１】
図１Ｂの実施形態では、入力信号１１１は所望エンジン出力の要求として扱われる。信号１１１は、加速ペダル位置センサ（ＡＰＰ：ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ  ｐｅｄａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｓｅｎｓｏｒ）、またはクルーズコントローラ、トルク計算器、ＥＣＵなどの他の好適なソースから受信または導出され得る。図１Ｂにおいて、任意選択的プリプロセッサ１６８はスキップ点火コントローラ１１０への送出に先立って加速ペダル信号を修正し得る。しかし、他の実施形態では、加速ペダル位置センサ１６３はスキップ点火コントローラ１１０と直接通信し得るということを理解すべきである。
【００２２】
所望エンジン出力はまた、加速ペダル位置に加えてまたはその代わりにいくつかの要因に基づき得る。例えば、いくつかの実施形態では、エンジン速度、車速、および／またはギアなどの現在の動作条件が、所望エンジン出力を判断する際に加速ペダル位置と共に利用され得る。同様に、大気圧、周囲温度などの様々な環境条件がほぼ同じ方法で利用され得る。追加的にまたはその代わりに、空気調節器、オルタネータ／発電機、パワーステアリングポンプ、水ポンプ、真空ポンプなどのエンジン付属部品、および／またはこれらおよび他の部品の任意の組み合わせを駆動するために必要なエネルギーを考慮することが望ましい場合もある。これらのエンジン付属部品損失の適切な判断は、トルク計算器、ＥＣＵ、または他の好適な部品によりなされ得る。このようなトルク計算器などは、全要求トルクを示す単一の値／信号（例えば、信号１１１の代わりに）を点火比計算器１１２へ提供するように構成され得る、または点火比計算器自体が複数の入力トルク要求に基づき全要求トルクを判断するように１つまたは複数の別個の値／信号（図示せず）を点火比計算器１１２へ提供するように構成され得る。一例として、共有特許第６１／６８２，１３５号明細書（参照により本明細書に援用する）は、所望エンジン出力を判断するために使用し得るいくつかのトルク計算器を開示する。さらに他の実施形態では、所望エンジン出力信号１１１または補足入力信号は、クルーズコントローラ、変速機コントローラ、牽引力制御システム（車輪スリップを低減する）および／または任意の他の好適なソースからから生じ得る。
【００２３】
点火比計算器１１２は入力信号１１１（および存在すれば他の好適なソース）を受信する。点火比計算器１１２は、選択されたエンジン動作条件下で所望出力を送出するのに適切であろうスキップ点火比を判断するように構成される。点火比は、所望出力を送出するために必要とされる現在の（または指示された）動作条件下の点火の比または百分率を示す。いくつかの好ましい実施形態では、点火比は、運転者要求エンジントルクを送出するために必要とされる最適点火の百分率に基づき判断され得る（例えば、気筒が燃料効率にとってほぼ最適の動作点で点火している場合）。しかし、場合によっては、異なるレベルの基準点火、燃料効率以外の要因に対して最適な点火、現在のエンジン設定などが適切な点火比を判断するために利用され得る。
【００２４】
図示の実施形態では、点火比計算器１１２と協働する任意選択的パワートレインパラメータ調整モジュール１１６が設けられる。パワートレインパラメータ調整モジュール１１６は、実際のエンジン出力が指令点火比において要求エンジン出力とほぼ等しいということを保証するために、ＥＣＵ１４０に指示して選択パワートレインパラメータを適切に設定させる。一例として、パワートレインパラメータ調整モジュール１１６は、所望マス空気量（ＭＡＣ）および／または実際のエンジン出力が要求エンジン出力に一致することを保証するのを助けるために望ましい他のエンジン設定を判断する責任があり得る。当然、他の実施形態では、パワートレインパラメータ調整モジュール１１６は様々なエンジン設定を直接制御するように構成され得る。
【００２５】
点火タイミング判断モジュール１２０は、指令点火比１１９により規定された点火の百分率をエンジンに送出させる一連の点火指令（例えば、駆動パルス信号１１３）を発するように構成される。点火タイミング判断モジュール１２０は多種多様な形式を取り得る。一例として、シグマデルタ変換器が点火タイミング判断モジュール１２０としてうまく働く。多くの譲受人の特許および特許出願明細書は、点火タイミング判断モジュールとしてうまく働く多種多様なシグマデルタベースの変換器を含む様々な好適な点火タイミング判断モジュールについて記載している。参照により本明細書に援用する米国特許第７，５７７，５１１号明細書、同第７，８４９，８３５号明細書、同第７，８８６，７１５号明細書、同第７，９５４，４７４号明細書、同第８，０９９，２２４号明細書、同第８，１３１，４４５号明細書、同第８，１３１，４４７号明細書、特許出願公開第１３／７７４，１３４号明細書を参照されたい。点火タイミング判断モジュール１２０により出力される一連の点火指令（駆動パルス信号１１３と呼ばれることがある）は実際の点火を取り仕切るエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）または燃焼コントローラ１４０へ渡され得る。
【００２６】
図１Ｂに示された実施形態では、点火比計算器１１２の出力は点火タイミング判断モジュール１２０へ送出される前に任意選択的にフィルタユニット１１４を通される。フィルタユニット１１４は、点火比の変化が長期間にわたって分散されるように指令点火比のいかなる階段状変化の影響も緩和するように構成される。この「分散」または遅延は、異なる指令点火比間の遷移をスムーズにするのを支援し得、エンジンパラメータを変更する際の機械的遅延を補償するのを支援するためにも利用され得る。
【００２７】
特に、フィルタユニット１１４は、エンジン挙動に対するより良い応答を提供することにより不安定な過渡応答を回避するために、異なる指令点火比間の突然の遷移を平滑化する第１のフィルタを含み得る。いくつかの状況では、指令点火比および／または他の要因の変化は、パワートレイン調整モジュール１１６にエンジン（または他のパワートレイン）設定（例えば、マニホールド圧／マス空気量を制御するために利用され得るスロットル位置）の対応する変化を指示させるようにする。第１のフィルタの応答時間が、指示されたエンジン設定の変更を実施するための応答時間と異なる程度まで、要求エンジン出力と送出エンジン出力との不一致があり得る。実際には、このような変更の実施に伴う機械的応答時間は点火コントロールユニットのクロック速度よりはるかに遅い。例えば、マニホールド圧の指令された変更は関連機械的時間遅延を有するスロットル位置を変更することを含み得る。一旦スロットルが動くと、所望マニホールド圧を達成するためのさらなる時間遅延が発生する。最終結果は、単一点火機会の時間枠内でいくつかのエンジン設定の指令変更を実施することがしばしば可能ではないということである。説明するまでもなく、これらの遅延は要求エンジン出力と送出エンジン出力間の差異を生じるであろう。フィルタユニット１１４はまた、このような差異を低減するのを助けるために第２のフィルタを含み得る。より具体的には、第２のフィルタはスケーリングされ得るので、その出力はエンジン挙動と同様な速度で変化し、例えば、吸気マニホールド充填／吐出動力学（ｉｎｔａｋｅ  ｍａｎｉｆｏｌｄ  ｆｉｌｌｉｎｇ／ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｄｙｎａｍｉｃｓ）にほぼ一致し得る。フィルタユニット１１４内のフィルタは多種多様の方法で構成され得る。
【００２８】
点火比計算器１１２、フィルタユニット１１４、およびパワートレインパラメータ調整モジュール１１６は多種多様の形式を取り得、そうでなければそれらの機能はＥＣＵに組み込まれ得る、または他のより集積化された部品により、従属部品群により、または多種多様の代替手法を利用することにより提供され得る。様々な別の実施形態では、これらの機能ブロックは、マイクロプロセッサ、ＥＣＵ、または他の計算装置をアルゴリズム的に使用することにより、アナログまたはディジタル部品を使用することにより、プログラマブルロジックを使用することにより、上記の組み合わせおよび／または任意の他の好適な方法を使用することにより実現され得る。
【００２９】
さらに他の実施形態では、点火比計算器１１２は、基準気筒出力の観点で「要求」点火比を判断するように構成され得る。基準気筒出力が使用される場合、基準は固定値であり得る、または、選択されたパワートレイン、車両、または環境パラメータ／条件に基づき可変であり得る。次に、要求点火比は、好ましい属性（良好なＮＶＨ特性など）を有し得る動作点火比の選択に利用され得る。このような調整が要求点火比に対してなされる場合、所望エンジン出力が実際に送出されるということを保証するために他のエンジンまたはパワートレインパラメータをそれに応じて調整することが通常は望ましい。一例として、このようなアーキテクチャについては、参照により本明細書に援用する譲受人の特許出願第１３／６５４，２４４号明細書と同第１３／６５４，２４８号明細書に記載されている。
【００３０】
次に、別の特定のスキップ点火コントローラ実施形態について図１Ｃを参照して説明する。この実施形態では、点火比計算器１１２へ提供される所望エンジン出力１１１（ｃ）を判断するためにトルク計算器１７５が使用される。他の点では、スキップ点火コントローラ１１０（ｃ）の部品は図１Ａまたは１Ｂに関して説明したものと同様でよい。
【００３１】
図１Ｃの実施形態では、加速ペダル位置（ＡＰＰ）と車速（ＲＰＭ）が、目標スロットル位置（ＴＰ）を戻すルックアップテーブル１７６中への指標として利用される。このテーブルは、良好なドライバビリティを与えるように設計されており、このようなテーブルは様々な市販エンジンに実装される。所与の目標スロットル位置（ＴＰ：ｔｈｒｏｔｔｌｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）とエンジン速度に対して、目標または所望トルクが判断され得る。所望トルクはアルゴリズム的に計算され得、ルックアップテーブルからまたは任意の他の好適な方法で得られる。この実施形態では、所望トルクは、比として、具体的には基準または定格気筒条件下で生成されるトルクの比または百分率として特徴付けられる。（比は場合によっては１を超え得るということに留意されたい）。他の実施形態では、所望出力は、気筒の総数の内の必要とされる気筒の数（例えば、３．１）、全トルク出力でなどの他の方法で、またはその他の方法で特徴付けられ得る。基準気筒条件は予め設定された値またはある環境または動作条件（例えば大気圧、エンジン速度など）とともに変化する値であり得る。
【００３２】
任意選択的に、トルク計算器１７５は、所望トルク比を判断する際に、加速ペダル位置により示される運転者要求出力に、このような付属部品を駆動するために必要なエネルギーを考慮した推定値を加えることにより、エンジン付属部品により使用される負荷を考慮するように構成され得る。加えて、トルク計算器１７５は、所望トルクを判断する際に車両内の他の制御システムからの入力を考慮するように構成され得る。このような入力は加速ペダル位置により示されるような所望出力をオーバーライドまたは補足することを目的とし得る。一例として、ＥＣＵまたは変速機コントローラは変速機シフト中に一時的トルク低減を要求し得る、牽引力コントローラは潜在的牽引力損失事象中に、低減されたまたは特定のエンジン出力を要求し得る、および／またはクルーズコントローラは車両がクルーズコントロール下にある間にエンジン出力を指示し得る。
【００３３】
図１Ｃの実施形態では、点火比計算器１１２は、所望点火比を判断するために、トルク計算器１７５により提供される所望トルク比１１１（ｃ）（所望エンジン出力）を利用する。所与のトルク比に適切な点火比は、エンジン速度（場合によってはギア）などの選択された動作条件にいくぶん基づき変化し得、したがって、利用されるルックアップテーブルは例えばいくつかの特定の実施形態では所望トルク比（すなわち所望エンジン出力）とＲＰＭなどの複数の指標を有し得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、エンジンが特定範囲の条件において（例えば許容範囲内のエンジン速度で）動作しているときにスキップ点火制御だけを使用することが望ましい場合もある。スキップ点火動作のための最小および最大エンジン動作速度は、特定のエンジン速度におけるまたは特定の動作条件下のすべての気筒（または減筒）動作を規定することにより点火比テーブルに組み込まれ得る。ＮＶＨ問題については、最小点火比（エンジン速度、ギアなどの要因に基づき変化し得る）の利用を必要とすることが望ましい場合もある。このような最小値もまた点火比テーブルに容易に組み込まれ得るということを理解すべきである。点火比テーブルは、定格もしくは基準エンジン設定を想定するように構成されてもよく、または関連エンジン設定を指示するように構成されてもよい。
【００３５】
次に、いくつかの実施形態では、所望点火比は点火タイミング判断モジュールへ送られる。他の実施形態では、ＮＶＨ懸念に対処するのを助けるためには、一組の利用可能動作点火比から選択された点火比だけを利用することが望ましい場合もある。このような実施形態では、所望点火比が動作点火比の選択に利用され得る。同時に、弁（カム）タイミング、スロットル位置、および／またはスパークタイミングなどの様々なエンジン設定は、エンジンが動作点火比において所望出力を送出するということを保証するように適切に調整され得る。一例として、このような構成は、参照により本明細書に援用する譲受人の特許出願第１３／６５４，２４４号明細書と同第１３／６５４，２４８号明細書に記載されている。
【００３６】
すべての実施形態において必要ではないが、トルク判断、点火比判断、任意の特定作動サイクル中に気筒をスキップすべきか点火すべきかの判断は、作動サイクル毎ベースで個々になされることが好ましい。すなわち、トルクおよび点火比の判断は好適には点火機会毎に更新され、点火判断は好適には点火機会毎になされる。したがって、点火比計算器１１２との関連において、現在の所望点火比が各点火機会の前に再判断され得る。所望点火比のこのような動的追跡を容易にすることで、コントローラはスキップ点火動作の利点を維持する一方で変動する要求に特に応答できるようになる。点火機会毎更新は多くの用途で望ましいが、別の実施形態では、計算の更新および／または点火判断のいずれかは、任意の特定スキップ点火コントローラの必要に応じて、それほど頻繁にされなくてもよいということを理解すべきである。
【００３７】
点火比判断部
所望点火比に影響を及ぼし得る多くの要因がある。これらは通常、要求エンジン出力（加速ペダル位置に主に基づき判断されることが多い）、現在エンジン速度（例えば、ＲＰＭ）および／または現在の変速機ギアなどの選択されたパワートレイン動作パラメータ含む。点火比判断部１１２は、このような要因および／またはスキップ点火コントローラ設計者が重要と考える任意の他の要因に基づき所望点火比を判断するように構成される。
【００３８】
いくつかの実施形態では、点火比判断部１１２は所望点火比を判断するためにルックアップテーブルを利用するように構成される。一例として、図２に、いくつかの実施形態における適切な点火比を判断するために利用され得るルックアップテーブル２００を図式的に示す。ルックアップテーブルは、様々な従来のテーブル構成を使用することにより任意の適切なタイプのメモリ内に実装され得る。図２に示す実施形態では、３つの独立した指標が提供され、各テーブルエントリ２０３は、当該エントリに関連する所望点火比を示す点火比指標値２０５を格納する点火比領域２０４を有する。第１の指標２０７は、上述のようにトルク計算器、加速ペダル位置センサ、または任意の他の適切な部品により任意の好適な方法で判断され得る要求エンジン出力に基づく。第２の指標２０９は第１のパワートレイン動作パラメータ、具体的には図示の実施形態ではエンジン速度に基づく。第３の指標２１１は第２のパワートレイン動作パラメータ、具体的には変速機ギアに基づく。他の実施形態では、他のパワートレイン動作パラメータに基づく様々な他の指標が上述の指標の１つまたは複数に加えてまたはその代りに利用され得る。さらに、周囲気圧（高度と他の要因とともに変化する）および／または周囲温度などの周囲環境条件がエンジンおよび車両動作パラメータに加えてテーブル指標として利用され得る。
【００３９】
要求エンジン出力指標値は多種多様の入力に基づき得る。例えば、いくつかの実施形態では、要求エンジン出力指標は加速ペダル位置センサの出力に直接または間接的に基づき得る。他の実施形態では、要求エンジン出力は要求トルクまたは所望エンジン出力の他の指標を示し得る。このような要求は、クルーズコントローラ、ＥＣＵ、トルク計算器、ペダル位置センサ信号を要求トルクに変換する論理ブロック（例えば、プリプロセッサ）、牽引力制御システム、または任意の他の好適なソースから発生し得る。他の実施形態では、点火比計算器（または全要求トルクを判断するトルク計算器）は、複数のソースからのトルク要求を合計するように、および／またはそうでなければエンジン制御設計者により適切であると考えられ得る任意の判定基準を使用することにより現在の動作条件に基づき所望エンジン出力を判断、計算、または選択するように構成され得る。要求エンジン出力は、絶対数（例えば、特定の要求トルク）の観点で、比または百分率（例えば、図１Ｃに関して上に説明したような特定のトルク比）の観点で、または任意の他の方法で提供され得、テーブルはそれに応じてスケーリングされ得る。
【００４０】
要求エンジン出力に加えて、所望点火比に影響を及ぼし得る多くの要因が存在するということを理解すべきである。例えば、現在エンジン速度（例えば、ＲＰＭ）および／または現在の変速機ギアなどの様々なパワートレイン動作パラメータが所望点火比に影響を及ぼし得る。各気筒のトルク出力などの動作条件、または当該出力に影響を及ぼすマス空気量（ＭＡＣ）、カム位置（例えば、カム移相器位置）、マニホールド絶対圧（ＭＡＰ）、および／または推定マニホールド温度などの要因を同様に指標として利用され得る。図２に示す実施形態では、現在使用中のエンジン速度と変速機ギアは、点火比が車両の現在の動作状態に常により良好に合わせられるように追加の指標としてルックアップテーブル２００に利用される。
【００４１】
エンジン速度はいくつかの理由で有用であり得る。当初、例えばアイドリング状態または指定閾値未満のエンジン速度（例えば、１０００または１５００ＲＰＭなど）においてなどの要求エンジン出力が低いときでも最小点火比を要求することが望ましい場合もある。これはＮＶＨ問題を緩和するのに役立ち得る。例えば、高いエンジン速度は、乗客に最も気付かれ易い周波数範囲において良好な振動特性を有する傾向がある高い点火周波数（所与の点火比の）を有する。さらに、所与の要求エンジン出力に関し、１５００ＲＰＭにおいて現在動作中のエンジンに望ましい点火比は、より高いエンジン速度（例えば、４０００ＲＰＭ）において望ましい点火比より高い場合もある。
【００４２】
変速機ギアもまた所望点火比を判断する際に重要な要因であり得る。変速機ギアが重要であり得る１つの理由は、差動ギアが様々なＮＶＨ（雑音、振動、ハーシュネス）特性を有する傾向があるということである。すなわち、エンジン速度、点火比などの同様な動作パラメータを所与として、差動ギアは様々な振動および／または音響特性を有し得る。例えば、ある点火比は、特定のエンジン速度における第４番目のギアにおいて円滑に動作し得るが、同点火比は、同じエンジン速度における別のギアにおいて望ましくない振動を発生し得る。これは、部分的には、エンジンから生成された同じトルクパルスが差動ギアにより動力伝達系統へ異なる方法で転送されるためである。
【００４３】
上述のルックアップテーブルは多種多様の点火比判断アルゴリズムを実施するために利用され得る。上述のルックアップテーブル手法の利点の１つは、特定動作パラメータと指示点火比との相関を、エンジンコントローラ設計者が適切と考える任意の方法で定義し得るということである。これにより、設計者は様々な動作パラメータと所望点火比との所望マッピングを実験的および解析的にまたはこのような手法のいずれかの組み合わせを利用することにより判断できるようになる。ルックアップテーブルへアクセスすることは点火比を判断するための時間および処理効率的機構である。これは、ルックアップテーブルへは非常に素早くアクセス可能であり、ルックアップテーブルは所望点火比の点火機械毎更新を容易にするからである。したがって、必要に応じ、「現在」点火比は各点火機会の前に判断および更新され得る。当然、ルックアップテーブルはまた、所望点火比のこのような頻繁な再判断が必要でない他の実施形態において容易に利用され得る。ルックアップテーブルの利用はまた、エントリ値したがって所望マッピングが必要に応じ容易に更新されるようにする。例えば、ルックアップテーブルは必要に応じ車両メンテナンスの一部として更新され得る。加えて、様々な運転または環境条件下の利用のために複数のテーブルを提供し得る。
【００４４】
ルックアップテーブルは、単一の多次元ルックアップテーブルとして実装されてもよく、またはそれぞれが特定の動作パラメータに関連する一組の異なるルックアップテーブルとして構成されてもよい。例えば、個別のルックアップテーブルが各変速機ギアなどと共に利用するために提供され得る。本出願の目的では、特定のパラメータに基づく物理的に別個のルックアップテーブルを利用するテーブル構造（例えば、各ギアの個別の物理的または論理的テーブル）は、追加の指標として特定のパラメータ（この例ではギア）を利用する多次元ルックアップテーブルと同じであると概念的に考えられる。したがって、本明細書で使用される用語「多次元ルックアップテーブル」は、２つ以上の異なる変数（例えば、指標）を使用することによりアクセスされるように構成される任意のデータ構造または一組のデータ構造を包含するように意図されている。これらは物理的または論理的に分離されたテーブル、配列などを含み得る。
【００４５】
上記実施形態では、ルックアップテーブルに対する指標の１つはエンジン速度またはＲＰＭに基づく。他の実施形態では、このような指標は、カム軸の回転速度、駆動系部品などの回転速度、または車速などのエンジン速度を直接的または間接的に示す値に基づき得る。
【００４６】
いくつかの実施形態では、点火比計算器１１２への入力は量子化され得、ルックアップテーブルは、すべての入力パラメータがルックアップテーブル内に明示的に定義されるように適切な大きさにされ得る。他の実施形態では、最も近い利用可能テーブルエントリに基づき所望点火比を判断するために従来の補間技術を使用し得る。図２に示すテーブルでは、例示目的のために、いくつかのエントリだけが指標値毎に与えられている。このような粗い指標ステップがテーブル内に与えられる場合でも、中間条件にとって適切な点火比を判断するために標準的補間技術を使用し得る。実際には、テーブル指標値間のはるかに細かいステップを有することがしばしば望ましくなり、値の範囲はエンジンのスキップ点火制御の予測動作範囲に基づき広く変化することになる。
【００４７】
スキップ点火エンジン制御に詳しい人々により理解されるように、低い（しかし非零の）点火比は、時には（特にエンジンが比較的低いエンジン速度で動作しているとき）劣悪な振動特性を有し得る。したがって、いくつかの実施形態では、最小点火比または点火周波数を規定することが望ましくなる。最小点火比が利用される場合、全エンジン出力と最小点火比が適切に配置された所望出力とが一致するように、各点火の出力を適切に低減することが望ましい場合もある。これは、点火比と共に、スパークタイミング、マス空気量（ＭＡＣ）、カム移相器位置、カムリフト、または吸気マニホールド絶対圧（ＭＡＰ）などの他のパラメータを調整することにより容易に達成され得る。各点火の出力を適切に制御するために多くの手法を利用することができる。一例として、一手法では、ルックアップテーブルは、比較的小さなトルク要求に応じて点火比を関連エンジン速度にとって望ましい最小点火比に設定するように構成され得る。次に、別の部品または論理ブロック（パワートレインパラメータ調整モジュール１１６またはＥＣＵ１４０などの）は、エンジンが要求点火比で所望出力を送出するということを保証するために他のエンジンパラメータを必要に応じて設定するように構成され得る。
【００４８】
図示の実施形態では、テーブル内の多くの点火比値は「１」（気筒のすべてが常に点火されることを意味する）と特定される。特に図２に示したギア６のテーブルの右下象限を参照されたい。いくつかの状況では、「１」に関連するトルク要求は単純には関連エンジン速度におけるエンジンにより満足され得ない（これは、特に当該テーブルの右下角のエントリに当てはまる）。他の状況では、他のエンジンパラメータを従来の方法で（カムシャフトを進めるまたはマス空気量を増加することによるなどで）調整するステップが所望エンジントルクを提供するために使用され得る。
【００４９】
異なる手法では、ルックアップテーブル自体は点火比に加えて他の動作パラメータを規定するように構成され得る。このような１つの構成を図３に示す。ここでは、点火比に加え相対的所望マス空気量を規定するテーブル３００を示す。具体的には、図示の実施形態では、各テーブルエントリ３０３は２つの別々の領域を有する。第１の領域は、図２に関して上に述べたような点火比指標値３０５を保持する点火比（ＦＦ：ｆｉｒｉｎｇ  ｆｒａｃｔｉｏｎ）領域３０４である。第２の領域は、指定点火比と共に使用される指定基準ＭＡＣ３０７の相対的パーセントの指標を格納する相対的ＭＡＣ領域３１６である。この領域は本明細書では時にはＭＡＣ調整領域と呼ばれ、図３のテーブルでは「ＭＡＣ」と標記される。
【００５０】
基準ＭＡＣは固定絶対値であり得るが、より頻繁には、現在の動作状態に基づき判断される値となるであろう。いくつかの好ましい実施形態では、基準ＭＡＣは、ほぼ最適条件（熱力学的または別の条件）下の気筒の動作を促進するマス空気量である。例えば、基準マス空気量は、エンジンの現在の動作状態（例えば、エンジン速度、環境条件など）において最も高い熱力学的（燃料）効率を実質的に提供するマス空気量に等しくなるように設定され得る。しかし、基準ＭＡＣは、排気、振動問題、全トルク出力を含む他の要因に対して最適化されてもよく、またはこれら要因と高度または所望吸気マニホールド真空レベルなどの様々な環境および動作特徴とを含む複数の要因を考慮する方法で最適化されてもよいということを理解すべきである。どのように基準ＭＡＣが判断されるかにかかわらず、基準ＭＡＣはエンジンの動作状態とともに変化する変数であり得るということを理解すべきである。例えば、エンジン速度と周囲大気圧は最適ＭＡＣに常に影響を与え得る２つの要因である。
【００５１】
図示の実施形態では、相対的ＭＡＣ調整領域３１６に格納された値は、ＭＡＣの絶対値よりもむしろ利用される基準ＭＡＣの比またはパーセントを示す相対値である。相対値は、実際のエンジン出力が適切にスケーリングされるように可変基準ＭＡＣを利用する実施形態に特に有用である。しかし、別の実施形態では、一組のＭＡＣ値が利用され得るということを理解すべきである。ＭＡＣの固定または相対値が表３００内に与えられるかどうかにかかわらず、エンジンコントローラは、所望ＭＡＣを動作中の気筒へ送出させる方法でエンジン設定（例えば、スロットル位置、弁タイミングなど）を調整するように構成され得る。このような調整は、パワートレインパラメータ調整モジュール１１６、ＥＣＵ１４０、点火比計算器１１２により、または従来のエンジン設定制御技術を使用する任意の他の適切な部品により制御され得る。
【００５２】
図３に示す実施形態では、各テーブルエントリの第２の領域は相対的ＭＡＣである。より一般的には、ルックアップテーブルは任意の所望動作パラメータを示す値を提供するように構成されてもよく、またはこのような他の所望動作パラメータの適正値を計算する際に有用であり得る値が点火比指示と共に含まれてもよい。このような他の動作パラメータ値は相対的ＭＡＣに加えてまたはその代わりに与えられ得る。追加の動作パラメータは、他の望ましいパラメータを規定するために各エントリ内に追加領域を設けることにより容易に制御され得る。一例として、吸気および排気弁タイミングに関する情報と共に相対的マニホールド絶対圧（例えば、大気圧に対する）がＭＡＣの代わりに容易に利用され得る。可変弁リフトを促進するカムシャフトを利用するエンジンでは、吸気および排気弁開閉事象のタイミングを修正するためにカムを進ませるまたは遅らせることが時には望ましい場合もある。このような実施形態では、別のテーブル値が所望カム進み（またはカム位相合せ）を示し得る。スパーク点火エンジンの燃料噴射の量と点火タイミングは、いくつかの特定の実施形態において規定することが望ましい場合もあるいくつかの他のエンジン動作パラメータの例である。
【００５３】
図３の実施形態では、大部分のＭＡＣ調整領域３１６は、基準ＭＡＣが使用されることを示す値「１」を格納するとして示されている。最適ＭＡＣが基準ＭＡＣとして利用される場合、これは、エンジンがその動作範囲の大部分にわたって近最適条件下で動作できるようにする。しかし、トルク要求が比較的低く最小点火比が利用される領域では、ＭＡＣはエンジン出力を変調するように調整される。他の実施形態では、ＮＶＨ問題は、限られた一組の点火比だけを利用することを、または選択された動作条件下のある点火比の利用を回避することを望ましいものにする。このような実施形態では、テーブルは、トルク要求に応じて相対的ＭＡＣ（または他の制御されたパワートレインパラメータ）をより能動的に変更するように構成され得る。このようなテーブルを図４に示す。
【００５４】
図４に示すテーブルでは、トルク要求指標は関連点火比（ＦＦ）値より細かな粒度を有する。送出トルクがトルク要求にほぼ一致する方法でエンジンを制御するように、ＭＡＣ調整値は適切に調整される。エンジンが規定の点火比およびＭＡＣ調整値で動作している場合、エンジンはトルク要求に一致する出力トルクを実質的に送出することになる。１を超えるＭＡＣ調整値は、基準ＭＡＣが最大ＭＡＣ絶対値に対応しなくてもよいので可能である。通常、最適燃料効率は可能な最高ＭＡＣ値では得られない。
【００５５】
図２の実施形態では、ルックアップテーブルは所望点火比を判断するために利用される。他の設計では、点火比を、アルゴリズム的に、または上述の要因のいくつか（例えば、所望出力、エンジン速度、ギア）の組み合わせに基づく他の好適な方法で判断することが望ましい場合もある。これは多種多様の手法を利用することにより達成され得る。一例として、いくつかの実施形態では、各変速機ギアは様々なエンジン速度に利用され得る事前定義された一組の点火比を有し得る。次に、適切な点火比は、現在のトルク要求に基づきアルゴリズム的に判断され得る。
【００５６】
次に図５を参照して、所望点火比を判断する別の手法について説明する。この実施形態では、点火比判断部ブロック６２０はエンジンＲＰＭとトルク要求を所与として最適点火比を計算するように構成される。この計算の最適な性質は、燃料効率、排気、振動、任意の他の所望要因、またはこれらおよび他の要因の任意の組み合わせに関わり得る、点火比判断ブブロック６２０は、数式を使用することにより、図２に示すようなルックアップテーブルを利用することにより、補間と共にルックアップテーブルを利用することにより、または任意の他の好適な方法を使用することによりプロセッサ上にアルゴリズム的に実装され得る。最適点火比を判断することと並列に、最小点火比は最小点火比判断部ブロック６２２により判断される。このブロックは、車両ギア、ＲＰＭ、および任意選択的に定格マス空気量などの他の変数を入力として取る。これらの入力に基づき、最小点火比判断部ブロックは最小許容点火比を判断する。最小点火比判断部ブロックは、数式、図６に図式的に示すようなルックアップテーブル（補間を有するまたは有しない）により、または他の好適な手法を利用することにより実装され得る。
【００５７】
最適点火比と最小点火比の両方が判断されると、これらは比較ブロック６２４に入力され、その出力はこれら２つのうちの最大点火比である。所望点火比は、先に説明したように適切な点火タイミング判断モジュール１２０へ向けられ得る。最小点火比が利用される場合（または所望点火比が最適点火比より大きい任意の他の状況において）、比較ブロック６２４はパワートレインパラメータ調整モジュール１１６または他の適切な部品（例えば、ＥＣＵ）にそのように通知する。パワートレインパラメータ調整モジュール１１６または他の適切な部品は、指示された点火比が要求トルクまたは動力を生成するような方法でマス空気量を効果的に調整するように目標マニホールド絶対圧および／またはカム設定などの他のエンジンパラメータを調整するように構成される。
【００５８】
他の特徴
本発明のいくつかの実施形態だけが詳細に説明されたが、本発明は本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の多くの形式で実施され得るということを理解すべきである。例えば、上述の点火比計算器を使用するのに好適ないくつかの特定のスキップ点火エンジンコントローラについて説明され、他のものは援用特許のいくつかに記載されているが、上述の点火比計算器は多種多様のスキップ点火コントローラと共に使用され得、上述のクラスのスキップ点火コントローラと共に使用することに限定されないということを理解すべきである。
【００５９】
点火比判断に対する様々な記載されたルックアップテーブルベースの手法を利用することの利点は、特定の動作条件の所望点火比を規定する際にテーブル設計者が広い柔軟性を有するということである。このような決定論的制御は、所望点火比の計算が単純なアルゴリズム化定義がされにくい場合には論理ベースの手法を利用して実施することがより困難な傾向がある。上述の手法はまた、スキップ点火コントローラが必要に応じてかなり広範囲の点火比を利用できるようにする。
【００６０】
図示の実施形態では、所望エンジン出力、エンジン速度、ギアなどのいくつか特定の指標だけについて説明した。しかし、いかなる特定の実施形態のニーズにも合うように他の実施形態において多種多様の他のパラメータを利用し得るということを理解すべきである。例えば、マニホールド絶対圧（ＭＡＰ）、マス空気量（ＭＡＣ）、カム位相設定、スロットル位置、気筒トルク出力、エンジントルク出力、車速、推定マニホールド温度などのパワートレインまたは車両パラメータが特定の実施形態に利用され得る。同様に、周囲大気圧などの環境パラメータを利用し得る。当然、他の関連パラメータを指標として同様に利用し得る。
【００６１】
真空の利用を必要とする多くの車両システムがある。しばしば、真空は、吸気マニホールドにより、特には、スロットルを部分的に閉じることにより生成されるマニホールド内の減圧により効果的に提供される。対照的に、より高いマニホールド圧が燃料効率の観点から一般的には好ましい。（ｉ）燃料効率の改善の要望と（ｉｉ）真空源の必要性（通常は、時々必要）との競合する利益のために、いくつかの用途ではある時間帯に最大マニホールド圧を規定できることが望ましい。このような手法は例えば、参照により本明細書に援用する譲受人の仮特許出願第６１／６８２，１６８号明細書に記載されている。マニホールド圧（ＭＡＰ）の変更は、本質的には、各点火の出力に影響を与え、したがって特定の所望エンジン出力を発生するために必要な点火比に影響を与える。このような制約条件は、最大許容マニホールド圧に基づく別のテーブル次元を含むことにより上述の手法を利用して容易に対処され得る。
【００６２】
スキップ点火管理について説明したが、実際の実施形態では、スキップ点火制御は他のタイプのエンジン制御を排除するために使用される必要は無いということを理解すべきである。例えば、エンジンの出力が点火比とは対照的にスロットル位置により主として変調される従来のモード（すべての気筒を点火する）においてエンジンを動作させることが望ましい動作条件がしばしば存在する。追加的にまたはその代わりに、指令点火比が、標準的可変排気量モードで使用可能であろう動作状態と同じ範囲を占める場合（すなわち、固定された一組の気筒だけが常に点火される場合）、このような点火比で従来の可変排気量エンジン動作を模擬するために予め指定された組の気筒だけを動作させることが望ましい場合もある。
【００６３】
本発明は、主として自動車の使用に好適な４ストロークピストンエンジンの点火を制御することとの関連において説明された。しかし、説明した手法は多種多様の内燃エンジンにおける使用に非常に適するということを理解すべきである。これらは、自動車、トラック、船、航空機、オートバイ、スクータなどを含む事実上すべてのタイプの車両用エンジンと、発電機、芝刈り機、模型などの非車両用途用エンジンと、内燃エンジンを利用する事実上すべての他の用途とを含む。説明した様々な手法は、事実上すべてのタイプの２ストロークピストンエンジン、ディーゼルエンジン、オットーサイクルエンジン、複合サイクルエンジン、ミラーサイクルエンジン、アトキンズサイクルエンジン、ワンケルサイクルエンジンおよび他のタイプのロータリエンジン、複合サイクルエンジン（デュアルオットーおよびディーゼルエンジンなど）、ハイブリッドエンジン、ラジアルエンジンなどを含む多種多様な熱力学的サイクル下で動作するエンジンとうまく連携する。説明した手法は現在知られた熱力学的サイクルまたは将来開発される熱力学的サイクルを利用して動作するかにかかわらず新たに開発された内燃エンジンとうまく連携するとも考えられる。
【００６４】
援用された特許および特許出願明細書内の例のいくつかは、点火された作動室がほぼ最適条件（熱力学的または他の点で）下で点火される最適スキップ点火手法を企図する。例えば、気筒点火毎に作動室に導入されるマス空気量は、エンジンの現在動作状態（例えば、エンジン速度、環境条件など）において最も高い熱力学的効率を実質的に提供するマス空気量に設定され得る。説明した制御手法は、このタイプの最適スキップ点火エンジン動作と併せて利用されると非常にうまく働く。しかし、これは決して必要条件ではない。むしろ、説明した制御手法は、作動室が点火される条件にかかわらず非常にうまく働く。
【００６５】
参照特許および特許出願明細書のいくつかにおいて説明したように、説明した点火コントロールユニットは、別個の点火制御コプロセッサとしてまたは任意の他の好適な方法でエンジンコントロールユニット内に実装され得る。多くの用途では、従来の（すなわちすべての気筒点火）エンジン動作に対する追加動作モードとしてスキップ点火制御を設けることが望ましくなる。これは、条件がスキップ点火動作に適切でないときにエンジンが従来のモードで運転されることを許容する。例えば、従来の動作は、エンジン始動、エンジンアイドリング、低エンジン速度などのいくつかのエンジン状態において好ましい場合もある。
【００６６】
説明したスキップ点火制御は、様々な他の燃料節約および／または性能強化技術（希薄燃焼技術、燃料噴射プロファイリング技術、ターボチャージャ、スーパーチャージャなどを含む）と共に容易に使用され得る。
【００６７】
ほとんどの従来の可変排気量ピストンエンジンは、不使用の気筒を介し空気をポンピングするという負の効果を最小化しようとして全作動サイクルにわたって弁を閉じたままにすることにより、不使用の気筒を非活性化するように構成される。説明した実施形態は、非活性化する能力を有するエンジンまたはスキップされた気筒を同様な方法で遮断する能力を有するエンジンにおいてうまく働く。この手法はうまく働くが、ピストンは気筒内で依然として往復運動する。気筒内のピストンの往復運動は摩擦損失を導入し、実際には、気筒内の圧縮ガスの一部は通常、ピストンリングから流出し、これによりいくらかのポンピング損失も導入する。ピストン往復運動による摩擦損失はピストンエンジンでは比較的高く、したがって、スキップ作動サイクル中にピストンを従事させないことにより全体燃料効率のさらなる著しい改善が理論的に得られ得る。上記を考慮すると、本実施例は例示的であって限定的でないと考えるべきであり、本発明は本明細書に記載された詳細に限定されず、添付された特許請求の範囲内で修正され得るということが明らかである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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