(57)【要約】【課題】  爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関においても、燃料噴射時期を精度よく制御できる技術を提供する。【解決手段】  所望の燃料噴射量に対応する、所定の基準クランク角パルスからの燃料噴射角度を、所定の角度で除して整数の商であるクランク角パルス数と余りの角度として求め、余りの角度を時間に換算して燃料噴射の指令信号を出力する内燃機関の制御装置において、連続する異なる２つ以上のＣＡ７２０度間の各気筒における所定ＣＡの所要時間の平均値に基づいてクランク軸回転速度の変動を予測し、予測されたクランク軸回転速度の変動に基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測し、当該予測された所要時間に基づいて余りの角度を時間に換算する。【選択図】  図５
2005133669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の回転に伴い所定の角度毎にクランク角パルスを発生してクランク軸の回転角度を検出するクランク軸回転角度検出手段を有し、
所望の燃料噴射時期に対応する、所定の基準クランク角パルスからの燃料噴射角度を、前記所定の角度で除して整数の商であるクランク角パルス数と余りの角度として求め、当該余りの角度を時間に換算して燃料噴射の指令信号を出力する爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関の制御装置において、
燃料噴射対象気筒に向けて出力される前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における圧縮上死点後の所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ａを算出し、当該平均値Ａの算出に用いられたクランク軸回転角度７２０度間に最後に燃料噴射された気筒に向けて出力された前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における前記所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ｂを算出し、前記平均値Ａ及び前記平均値Ｂに基づいてクランク軸回転速度の変動を予測する回転速度予測手段と、
当該回転速度予測手段にて予測されたクランク軸回転速度の変動に基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測する所要時間予測手段と、
当該所要時間予測手段にて予測された所要時間に基づいて前記余りの角度を時間に換算する時間換算手段と、
を有し、当該時間換算手段にて換算された時間に燃料噴射を行うように前記指令信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記回転速度予測手段は、更に前記平均値Ｂの算出に用いられたクランク軸回転角度７２０度間に最後に燃料噴射された気筒に向けて出力された前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における前記所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ｃを算出し、前記平均値Ａ、前記平均値Ｂ及び前記平均値Ｃに基づいてクランク軸回転速度の変動を予測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３】
クランク軸の回転に伴い所定の角度毎にクランク角パルスを発生してクランク軸の回転角度を検出するクランク軸回転角度検出手段を有し、
所望の燃料噴射時期に対応する、所定の基準クランク角パルスからの燃料噴射角度を、前記所定の角度で除して整数の商であるクランク角パルス数と余りの角度として求め、当該余りの角度を時間に換算して燃料噴射の指令信号を出力する爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関の制御装置において、
各気筒における直前の２サイクルでの混合気の燃焼に伴うクランク軸回転速度の変動に基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測する所要時間予測手段と、
当該所要時間予測手段にて予測された所要時間に基づいて前記余りの角度を時間に換算する時間換算手段と、
を有し、当該時間換算手段にて換算された時間に燃料噴射を行うように前記指令信号を出力することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記所要時間予測手段は、少なくとも内燃機関の各運動部材間の摩擦変動又は燃料噴射対象気筒に吸入されたガス量の変動のいずれかにも基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイク
ルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
各気筒における直前の２サイクルでの混合気の燃焼に伴うクランク軸回転速度の変動及び少なくとも内燃機関の各運動部材間の摩擦変動又は燃料噴射対象気筒に吸入されたガス量の変動のいずれかに基づいて、前サイクルにおける所定１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記所定１クランク角パルスの所要時間を予測する所定パルス時間予測手段を更に有し、
前記所要時間予測手段は、前記所定パルス時間予測手段が予測した前記所定１クランク角パルスの所要時間と実際の当該所定１クランク角パルスの所要時間にも基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関は、２つの気筒がＶ字形に備えられ、クランク軸回転角度７２０度間に異なる２種類の爆発行程の間隔が生じる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から５のいずれか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係り、特に、燃料噴射時期を制御するもの関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料噴射時期を制御する手法として、従来から角度制御及び余りの角度（時間）制御が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１には、燃料噴射時期の制御をするために、先ず、機関回転数と目標噴射量とから、基準クランク位置から噴射開始までの角度を算出し、当該角度を角度制御分として所定クランク回転角度毎（例えば１５度毎）に発生するパルスの整数倍の角度と当該１パルスの角度未満の余りの角度に分割する。その後、その余りの角度をクランク軸回転速度に基づき時間換算して目標の噴射時期を決定するようにしている。この場合、今回の目標の噴射角度を有する所定のクランク軸回転角度の所要時間を、１噴射前の瞬間回転速度に基づいて予測し、その予測された回転時間に基づいて今回の余りの角度を時間換算するようにしている。そして、このように目標噴射時期が時間に換算されて設定される。
【特許文献１】特開平７−７１２８９号公報
【特許文献２】特開平５−２６０８８号公報
【特許文献３】特開平６−３１７２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
爆発行程が等間隔となる内燃機関では、定速時には全気筒におけるクランク軸回転速度変動はほぼ等しくなることから、１噴射前のクランク軸回転速度を基に余りの角度を時間に換算しても、精度よく換算することができる。
【０００５】
しかしながら、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気筒分のコンロッドが連結された内燃機関のように、爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関においては、定速時においても各気筒におけるクランク軸回転速度の変動が異なることから（図４参照）、１噴射前である他方の気筒におけるクランク軸回転速度を基に余りの角度を時間に換算すると、実際のクランク軸回転速度と異なるため噴射時期がずれるおそれがある。
【０００６】
また、自気筒の前サイクルのクランク軸回転速度を基に余りの角度を時間に換算することも可能であるが、内燃機関がクランク軸回転速度を高めているかあるいは低めている運転状態においては、１サイクル中におけるクランク軸回転速度の変動が大きいため、精度よく時間に換算できずに噴射時期がずれるおそれがある。
【０００７】
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、爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関においても、燃料噴射時期を精度よく制御できる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、クランク軸の回転に伴い所定の角度毎にクランク角パルスを発生してクランク軸の回転角度を検出するクランク軸回転角度検出手段を有し、所望の燃料噴射時期に対応する、所定の基準クランク角パルスからの燃料噴射角度を、前記所定の角度で除して整数の商であるクランク角パルス数と余りの角度として求め、当該余りの角度を時間に換算して燃料噴射の指令信号を出力す
る爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関の制御装置において、燃料噴射対象気筒に向けて出力される前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における圧縮上死点後の所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ａを算出し、当該平均値Ａの算出に用いられたクランク軸回転角度７２０度間に最後に燃料噴射された気筒に向けて出力された前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における前記所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ｂを算出し、前記平均値Ａ及び前記平均値Ｂに基づいてクランク軸回転速度の変動を予測する回転速度予測手段と、当該回転速度予測手段にて予測されたクランク軸回転速度の変動に基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測する所要時間予測手段と、当該所要時間予測手段にて予測された所要時間に基づいて前記余りの角度を時間に換算する時間換算手段と、を有し、当該時間換算手段にて換算された時間に燃料噴射を行うように前記指令信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
ここで、爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関としては、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。より具体的には、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字形に備えられた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り、クランク軸回転角度７２０度間に異なる２種類の爆発行程の間隔が生じる内燃機関であることを例示することができる。
【００１０】
このような爆発行程が不等間隔で生じる２気筒の内燃機関においては、クランク軸回転速度の変動が各気筒において異なるため、余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測するにあたって、他方の気筒の１クランク角パルスの所要時間に基づくと、精度よく予測することができない。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の制御装置においては、回転速度予測手段が、連続する異なる２つのクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における圧縮上死点後の所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値に基づいてクランク軸回転速度の変動を予測するので、爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関においても、精度よくクランク軸回転速度の変動を予測することができる。それゆえ、所要時間予測手段が目標燃料噴射時期に対応する余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を精度よく予測することができ、時間換算手段も余りの角度を精度よく時間に換算することができるので、燃料噴射時期を精度よく制御することができる。
【００１２】
また、前記回転速度予測手段は、更に前記平均値Ｂの算出に用いられたクランク軸回転角度７２０度間に最後に燃料噴射された気筒に向けて出力された前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における前記所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ｃを算出し、前記平均値Ａ、前記平均値Ｂ及び前記平均値Ｃに基づいてクランク軸回転速度の変動を予測することが好適である。このように連続する異なる３つのクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値に基づいてクランク軸回転速度の変動を予測することで、より精度よくクランク軸回転速度の変動を予測することができる。それゆえ、所要時間予測手段が目標燃料噴射時期に対応する余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間をより精度よく予測することができ、時間換算手段も余りの角度をより精度よく時間に換算することができるので、燃料噴射時期をより精度よく制御することができる。
【００１３】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、クランク軸の回転に伴い所定の角度毎にクランク角パルスを発生してクランク軸の回転角度を検出するクランク軸回転角度検出手段を有し、所望の燃料噴射時期に対応する、所定の基準クランク角パルスからの燃料噴射角度を、前記所定の角度で除して整数の商であるクランク角パルス数と余りの角度として求め、当該余りの角度を時間に換算して燃料噴射の指令信号を出力する爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関の制御装置において、各気筒における直前の２サイクルでの混合気の燃焼に伴うクランク軸回転速度の変動に基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測する所要時間予測手段と、当該所要時間予測手段にて予測された所要時間に基づいて前記余りの角度を時間に換算する時間換算手段と、を有し、当該時間換算手段にて換算された時間に燃料噴射を行うように前記指令信号を出力することを特徴とする。
【００１４】
このように、所要時間予測手段が、各気筒における直前の２サイクルでの混合気の燃焼に伴うクランク軸回転速度の変動に基づいて、前サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正して、次サイクルの目標燃料噴射時期に対応する余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測するので、爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関においても、目標燃料噴射時期に対応する余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を精度よく予測することができ、時間換算手段も余りの角度を精度よく時間に換算することができるので、燃料噴射時期を精度よく制御することができる。
【００１５】
また、前記所要時間予測手段は、少なくとも内燃機関の各運動部材間の摩擦変動又は燃料噴射対象気筒に吸入されたガス量の変動のいずれかにも基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測することが好適である。このようにすれば、さらに精度よく燃料噴射時期を制御することができるからである。
【００１６】
また、各気筒における直前の２サイクルでの混合気の燃焼に伴うクランク軸回転速度の変動及び少なくとも内燃機関の各運動部材間の摩擦変動又は燃料噴射対象気筒に吸入されたガス量の変動のいずれかに基づいて、前サイクルにおける所定１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記所定１クランク角パルスの所要時間を予測する所定パルス時間予測手段を更に有し、前記所要時間予測手段は、前記所定パルス時間予測手段が予測した前記所定１クランク角パルスの所要時間と実際の当該所定１クランク角パルスの所要時間にも基づいて、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測することが好適である。このようにすれば、さらに精度よく燃料噴射時期を制御することができるからである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関においても、燃料噴射時期を精度よく制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この最良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。
【００１９】
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に後述するＥＣＵからの指令信号に基づいて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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
そして、前記吸気通路７における吸気絞り弁１１より下流の部位と、前記排気通路１３におけるタービンハウジング１０ｂより上流の部位とは、排気ガス再循環通路（ＥＧＲ通路）１６を介して連通されている。このＥＧＲ通路１６の途中には、ＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲ弁１７が設けられている。
【００２５】
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軸回転角度検出手段たるクランクポジションセンサ１８が設けられている。このクランクポジションセンサ１８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Ｇ１パルスを出力するＧ１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クランク軸回転角度（以下、「ＣＡ」という場合もある。）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Ｇ１パルスとクランク角パルスとは後述するＥＣＵ１９に入力され、ＥＣＵ１９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」という場合もある。）を算出するとともに、Ｇ１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。
【００２６】
ここで、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（第１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気筒分の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（第２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。
【００２７】
そして、図４に示すように内燃機関１は、第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、第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、第１気筒の爆発行程開始から第２気筒の爆発行程開始までのクランク軸回転角度の間隔が約２７０度、第２と第１との間が約４５０度であり、爆発行程の間隔は不等間隔となる。
【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）１９が併設されている。このＥＣＵ１９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】
ＥＣＵ１９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１８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ＥＣＵ１９に入力されるようになっている。
【００３０】
一方、ＥＣＵ１９には、燃料噴射弁３，吸気絞り用アクチュエータ１２，ＥＧＲ弁１７等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ１９が燃料噴射弁３，吸気絞り用アクチュエータ１２，ＥＧＲ弁１７等を制御することが可能になっている。
【００３１】
このＥＣＵ１９にて実行される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ＥＣＵ１９が入力した各種信号やＥＣＵ１９が演算して得られた各種制御値は、当該ＥＣＵ１９のＲＡＭに一時的に格納（記憶）される。そして、ＥＣＵ１９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１８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ＥＣＵ１９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燃料噴射量ＱＦＩＮが算出される。その後、燃料噴射量ＱＦＩＮ及びコモンレール４内の燃圧に基づいて、燃料噴射時期に該当する気筒に設けられた燃料噴射弁３の開弁時間が制御される。そして、燃料噴射量ＱＦＩＮ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。
【００３３】
［燃料噴射時期制御の第１の実施例］
次に、本実施例に係る燃料噴射時期制御について説明する。
【００３４】
燃料噴射時期を算出するために、ＣＡ１０度毎に出力されるクランク角パルス（図３参照）が利用される。また、この噴射時期は、ある基準となるクランク角パルス（図３ではクランクカウンタｃ＝０のクランク角パルスの立ち上がり）からの角度で与えられる。
【００３５】
詳しくは、クランクカウンタｃの値が「０」のクランク角パルスの立ち上がりから「８」のクランク角パルスの立ち上がりまでは直接角度で、この場合クランク角パルス数ｃａ
ｎｇｌとして算出される。また、「８」のクランク角パルスにおいて１クランク角パルス分に満たない余りの角度θｒｅｍａは、予測により時間に換算される。
【００３６】
すなわち、自気筒の前燃焼サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を基準時間とし、この基準時間を用いて今回（次）燃焼サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測し、その予測時間をもとに前記余りの角度θｒｅｍａを時間換算する。そしてこのようにして時間換算された値は噴射時刻ｅｔｉｎｊで表され、「８」のクランク角パルスから噴射時刻ｅｔｉｎｊが経過した時に燃料噴射弁３が開弁するように指令信号が出力され、燃料が噴射されるように制御される。
【００３７】
このように自気筒の前回燃焼サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を基準時間とするのは、本実施の形態に係る内燃機関１が上述したように不等間隔で爆発行程が生じる機関であり、図４に示したようにクランク軸回転速度が変動するため、他の気筒における余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を基準時間とするのでは、精度よく余りの角度θｒｅｍａを時間換算することができないからである。例えば、第１気筒における余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を基準時間として第２気筒における噴射時刻を算出するのでは、図４に示すように第１気筒におけるクランク軸回転速度が第２気筒におけるそれよりも遅いため、所望の噴射時期よりも遅れてしまう。
【００３８】
ただし、単に自気筒の前回燃焼サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を基準時間とすると、前回燃焼サイクルから今回（次）の燃焼サイクルの間における内燃機関の運転状態の変動によっては、精度よく余りの角度θｒｅｍａを時間換算することができなくなる。例えば、１燃焼サイクル間にクランク軸回転速度が加速した場合は、１サイクル前の基準時間よりも１クランク角パルスの所要時間が短いため、所望の噴射時期よりも遅れてしまう。
【００３９】
そこで、本実施例においては、以下に示すようにして算出した補正係数を用いて、自気筒の前回燃焼サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、これを基準時間とする。
【００４０】
概略としては、燃料噴射対象気筒に向けて出力される指令信号のための基準クランク角パルス（クランクカウンタｃ＝０）が発生される直前のＣＡ７２０度間の第１気筒と第２気筒における爆発行程の所定クランク軸回転角度あたりの時間ｅｔｎｈｉの平均ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]（以下、「平均値Ａ」という。）を算出し、次に、平均値Ａの算出に用いられたＣＡ７２０度間に最後に燃料噴射された気筒に向けて出力された指令信号のための基準クランク角パルス（クランクカウンタｃ＝０）が発生される直前のＣＡ７２０度間の両気筒における爆発行程でのｅｔｎｈｉの平均ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]（以下、「平均値Ｂ」という。）を算出する。その後これらの平均ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]（平均値Ａ） 、ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]（平均値Ｂ） の差分から内燃機関がクランク軸回転速度を高めているかあるいは低めている運転状態であるかを認識し、そのクランク軸回転速度の変動を考慮できる補正係数を算出する。
【００４１】
例えば、第１気筒におけるｉ＋１回目の噴射時期を算出するための補正係数としては、その基準クランク角パルス直前のＣＡ７２０度間、つまり第２気筒のｉ回目の爆発行程中の時間ｅｔｎｈｉ２[ｉ]と第１気筒のｉ回目の爆発行程中の時間ｅｔｎｈｉ１[ｉ]とから平均時間ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]を算出し、次に、前記ＣＡ７２０度間に最後に燃料噴射された第２気筒のｉ回目のための基準クランク角パルス直前のＣＡ７２０度間の両気筒における爆発行程での時間ｅｔｎｈｉ１[ｉ]とｅｔｎｈｉ２[ｉ−１]とから平均時間ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]を算出する。そして、ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ] とｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−
１]とから補正係数を算出する。
【００４２】
以下具体的に補正係数を算出する制御ルーチンについて図５に示すフローチャート図に沿って説明する。本制御ルーチンは、予めＥＣＵ１９のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、クランクポジションセンサ１８から発生されるＣＡ１０度毎のクランク角パルスの立ち上がりをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１９が実行するルーチンである。
【００４３】
本制御ルーチンでは、ＥＣＵ１９は、先ず、ステップ（以下「Ｓ」と示す。）１０１において、気筒判別を行う。これは、クランクポジションセンサ１８から出力される基準パルス及びクランク角パルスと予め定められたタイミングチャートを基に「Ｎ」番目（第１あるいは第２）の気筒であることを判別するものである。
【００４４】
その後Ｓ１０２へ進み、クランクカウンタｃの値をＵＰする。図３に示すように、第１気筒の圧縮上死点前ＣＡ９０度を「０」として、ＣＡ１０度毎に１ずつＵＰし、「１７」まで到達したら再度「０」に戻るようになっている。つまり、第１気筒の圧縮上死点前ＣＡ９０度からＣＡ１８０度間に「０」から「１７」までＵＰし、第１気筒の圧縮上死点後ＣＡ９０度で再度「０」に戻り、その後ＣＡ１８０度間に「０」から「１７」までＵＰする。本ステップでは、現時点のＣＡがどの角度であるかを明確にするために、クランクカウンタｃを１つＵＰするものである。
【００４５】
その後Ｓ１０３へ進み、Ｎ番気筒のクランクカウンタ「ｃ」におけるＣＡ１０度間の時間ｅｔｎｉｎｔ［ｃ］Ｎを算出する。これは、前回のクランク角パルスの立ち上がりから今回のパルス立ち上がりまでの経過時間を算出するものである。すなわち、クランクカウンタｃの値が「ｃ−１」になってから「ｃ」になるまでに、ＣＡで１０度だけ進むのに要する時間を算出するものである。そして、Ｓ１０４へ進み、Ｓ１０３にて算出したｅｔｎｉｎｔ[ｃ]ＮをＲＡＭに格納する。
【００４６】
その後Ｓ１０５へ進み、現時点のＣＡが、Ｎ番気筒におけるｉ回目の爆発行程中の予め定められたｅｔｎｈｉＮ[ｉ]を算出する範囲であるか否かを判定する。ｅｔｎｈｉＮ[ｉ]を算出する範囲としては、例えば、圧縮上死点後ＣＡ２０度から７０度等、爆発行程でどれ程のトルクが出ているかを認識することができる所定ＣＡの範囲であることが望ましい。そして、現時点のＣＡがｅｔｎｈｉＮ[ｉ]を算出する範囲である場合はＳ１０６へ進み、そうでない場合は本ルーチンの実行を終了する。
【００４７】
Ｓ１０６においては、Ｓ１０３にて算出したｅｔｎｉｎｔ[ｃ]Ｎを積算する。その後Ｓ１０７へ進み、ｅｔｎｈｉＮ[ｉ]を算出する範囲が完了したか否かを判定する。つまり、上記の例でいえば圧縮上死点後ＣＡ７０度、つまりクランクカウンタｃの値が「１６」となる立ち上がりの時に完了したことになるため、現時点がかかるタイミングである場合はＳ１０８へ進む。一方、それ以外のタイミングである場合は本ルーチンの実行を終了する。
【００４８】
Ｓ１０８においては、Ｓ１０６で算出したｅｔｎｉｎｔ[ｃ]Ｎの積算値をｅｔｎｈｉＮ[ｉ]に置換する。その後Ｓ１０９へ進み、上述したｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]及びｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]を算出する。これは、以下の計算式に基づいて算出するものである。
【００４９】
Ｎ＝１の場合
ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]＝｛ｅｔｎｈｉ１[ｉ]＋ｅｔｎｈｉ２[ｉ−１]｝／２  …（１−１）
ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]＝｛ｅｔｎｈｉ２[ｉ−１]＋ｅｔｎｈｉ１[ｉ−１]｝／２  …（２−１）
【００５０】
Ｎ＝２の場合
ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]＝｛ｅｔｎｈｉ２[ｉ]＋ｅｔｎｈｉ１[ｉ]｝／２  …（１−２）
ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]＝｛ｅｔｎｈｉ１[ｉ]＋ｅｔｎｈｉ２[ｉ−１]｝／２  …（２−２）
【００５１】
なお、上記計算式（１−１）、（１−２）におけるｅｔｎｈｉ１[ｉ] あるいはｅｔｎｈｉ２[ｉ]は、Ｓ１０８にて置換した値を用い、その他の値は今回のフローより前のフローで算出されＲＡＭに格納されているものを読み出して代入するものである。
【００５２】
その後、Ｓ１１０へ進み、ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]とｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]との差分ｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]を、以下の計算式（３）に基づいて算出する。
ｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]＝ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]−ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]  …（３）
【００５３】
その後、Ｓ１１１へ進み、Ｓ１１０にて算出したｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]、Ｓ１０８にて置換したｅｔｎｈｉＮ[ｉ]をＲＡＭに格納して本ルーチンの実行を終了する。そして、以下に説明するようにｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]を補正係数として自気筒の前回燃焼サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、これを基準時間とする。
【００５４】
次に本実施例における燃料噴射時期を設定する制御ルーチンについて図６に基づいて説明する。
【００５５】
本制御ルーチンは、予めＥＣＵ１９のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、クランクポジションセンサ１８から発生されるクランク角パルスの立ち上がりをトリガとしてＥＣＵ１９が実行するルーチンである。
【００５６】
本制御ルーチンにおけるＳ２０１及びＳ２０２は、図４に示した制御ルーチンにおけるＳ１０１及びＳ１０２と同一なのでその詳細な説明は省略する。
【００５７】
Ｓ２０３において、噴射時期算出割込みタイミングであるか否かを判定する。本実施例においては、各気筒圧縮上死点前ＣＡ９０度を噴射時期算出割込みタイミングであると設定されており、本ステップにおいては、現時点が各気筒圧縮上死点前ＣＡ９０度であるか否かを判定するものである。そして、肯定判定された場合はＳ２０４へ進み、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了する。
【００５８】
Ｓ２０４においては、目標噴射角度ｅａｎｇｉｎｊを算出する。これは、先に求められた燃料噴射量ＱＦＩＮにより、以下の計算式（４）に基づいて、クランク角パルス数ｃａｎｇｌ及び余りの角度θｒｅｍａをそれぞれ算出する。
ｅａｎｇｉｎｊ＝１０×ｃａｎｇｌ＋θｒｅｍａ  …（４）
【００５９】
つまり、図３に示すように、燃料噴射量ＱＦＩＮをクランク角パルス１個分の角度に相当する「１０」で除算して、その商をクランク角パルス数ｃａｎｇｌとして求め、その余りを余りの角度θｒｅｍａとして求めて設定するのである。なお図３では、クランク角パルス数ｃａｎｇｌは８である。
【００６０】
その後Ｓ２０５へ進み、ＲＡＭに格納されている噴射対象気筒の前サイクルにおけるＣＡ１０度の時間ｅｔｎｉｎｔ[ｃ]を読み出す。つまり、噴射対象気筒が第１気筒であれば、第１気筒前サイクルの余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間ｅｔｎｉｎｔ[ｃ]を読み出す。なお、図３では、第１気筒前サイクルのｅｔｎｉｎｔ[９]を読み出す。
【００６１】
その後、Ｓ２０６へ進み、上述した補正係数算出のための処理ルーチンにてＲＡＭに格納されたｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]を読み出す。
【００６２】
その後Ｓ２０７へ進み、Ｓ２０５にて読み出したｅｔｎｉｎｔ[ｃ]とＳ２０６にて読み出したｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]を基に、噴射時期に対応するクランク角パルスから噴射までの時間、つまり余りの角度θｒｅｍａに相当する時間ｅｔｉｎｊを、以下の計算式（５）に基づいて算出する。
ｅｔｉｎｊ＝｛ｅｔｎｉｎｔ[ｃ]−Ｋ×ｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]｝×θｒｅｍａ／１０  …（５）
なお、Ｋは適合定数であり、内燃機関毎に予め定められた定数である。
【００６３】
その後Ｓ２０８へ進み、基準クランク角パルスからのクランク角パルス数ｃａｎｇｌ及び余りの角度θｒｅｍａに相当する時間ｅｔｉｎｊをセットする。そして、セットされたタイミングで燃料噴射弁３から燃焼室内に燃料が噴射されるように指令信号が出力されることとなる。
【００６４】
このように、連続する異なる２つのＣＡ７２０度間の両気筒の爆発行程における所定ＣＡの所要時間の平均の差による補正係数を用いることにより、本実施の形態に係る内燃機関のように爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関の運転状態の変動を認識することができ、当該補正係数に基づいて余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正して基準時間とすることで、精度よく燃料噴射時期を制御することができる。
【００６５】
なお、上述の実施例においては、ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ] 、ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]を算出し、その差を補正係数として噴射時期を設定しているが、更にｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−２]を算出し、当該ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−２]をも考慮した補正係数を用いて噴射時期を設定しても良い。
【００６６】
すなわち、Ｓ１０９において、更に以下の計算式（α）に基づいてｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−２]（平均値Ｃ）を算出する。
Ｎ＝１の場合
ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−２]＝｛ｅｔｎｈｉ１[ｉ−１]＋ｅｔｎｈｉ２[ｉ−２]｝／２  …（α−１）
Ｎ＝２の場合
ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−２]＝｛ｅｔｎｈｉ２[ｉ−１]＋ｅｔｎｈｉ１[ｉ−１]｝／２  …（α−２）
【００６７】
そして、Ｓ１１０においては、ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]とｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−２]との差分ｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]を、以下の計算式（β）に基づいて算出し、Ｓ１１１において、ｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]をもＲＡＭに格納する。
ｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]＝ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]−ｅｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−２]  …（β）
【００６８】
そして、Ｓ２０６においてｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]をも読み出し、Ｓ２０７において、以下の計算式（γ）に基づいて、余りの角度θｒｅｍａに相当する時間ｅｔｉｎｊを算出する。
ｅｔｉｎｊ＝｛ｅｔｎｉｎｔ[ｃ]−Ｋ×ｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ]−Ｍ×ｅｄｔｎｈｉａｖｅ[ｉ−１]｝×θｒｅｍａ／１０  …（γ）
なお、Ｋ，Ｍは適合定数であり、内燃機関毎に予め定められた定数である。
【００６９】
このようにすることで、本実施の形態に係る内燃機関のように爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関の運転状態の変動をさらに精度よく認識することができ、当該補正係数に基づいて余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正して基準時間とすることで、燃料噴射時期をさらに精度よく制御することができる。
【００７０】
そして、このように、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施態様１としては、
クランク軸の回転に伴い所定の角度毎にクランク角パルスを発生してクランク軸の回転角度を検出するクランク軸回転角度検出手段を有し、
所望の燃料噴射時期に対応する、所定の基準クランク角パルスからの燃料噴射角度を、前記所定の角度で除して整数の商であるクランク角パルス数と余りの角度として求め、当該余りの角度を時間に換算して燃料噴射の指令信号を出力する爆発行程が不等間隔で生じるＶ型２気筒の内燃機関の制御装置において、
燃料噴射対象気筒である２気筒の内の一方の気筒に向けて出力される前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における圧縮上死点後の所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ａを算出し、当該平均値Ａの算出に用いられたクランク軸回転角度７２０度間に最後に燃料噴射された気筒である他方の気筒における燃料噴射のために出力された前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における前記所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ｂを算出し、前記平均値Ａ及び前記平均値Ｂに基づいてクランク軸回転速度の変動を予測する回転速度予測手段と、
当該回転速度予測手段にて予測されたクランク軸回転速度の変動に基づいて、燃料噴射対象気筒である前記一方の気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、当該一方の気筒の次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測する所要時間予測手段と、
当該所要時間予測手段にて予測された所要時間に基づいて前記余りの角度を時間に換算する時間換算手段と、
を有し、当該時間換算手段にて換算された時間に燃料噴射を行うように前記指令信号を出力することを特徴とする。
【００７１】
また、本発明係る内燃機関の制御装置の実施態様２としては、
前記実施態様１の内燃機関の制御装置において、
前記回転速度予測手段は、更に前記平均値Ｂの算出に用いられたクランク軸回転角度７２０度間に最後に燃料噴射された気筒である前記一方の気筒の前サイクルにおける燃料噴射のために出力された前記指令信号のための前記所定の基準クランク角パルスが発生される直前のクランク軸回転角度７２０度間の各気筒における前記所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値Ｃを算出し、前記平均値Ａ、前記平均値Ｂ及び前記平均値Ｃに基づいてクランク軸回転速度の変動を予測することを特徴とする。
【００７２】
［燃料噴射時期制御の第２の実施例］
本実施例の概略としては、例えば、第１気筒の噴射時期を決定する場合、噴射対象気筒である第１気筒の前サイクルの余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を、第１気筒の前サイクルと前々サイクル（直前の２サイクル）における混合気の燃焼に伴うトルク変動（クランク軸回転速度の変動）に基づく補正時間と、第２気筒の前サイクルと前々サイクル（直前の２サイクル）における混合気の燃焼に伴うトルク変動（クランク軸回転速度の変動）に基づく補正時間と、第１気筒の前サイクルと今回のサイクルにおける水温と機関回転数の各差に基づくフリクション（摩擦）変動に起因してクランク軸回転速度が変化する分の補正時間と、第１気筒の前サイクルと今回のサイクルにおける気筒内吸気量の変動に起因する圧縮仕事の変動に伴うクランク軸回転速度の変動分の補正時間と、ＣＡ１０度割込みで実測した時間と推定した時間の差から後述するようにして算出したＦ／Ｂ学習項に基づいた補正時間とにより補正し、余りの角度θｒｅｍａを有する１クランク
角パルス分の所要時間を推定する。
【００７３】
具体的に、本実施例に係る燃料噴射時期制御について説明する。
先ず、補正時間を算出するための処理ルーチンを示す図７（ａ），（ｂ）のフローチャート図に沿って説明する。本制御ルーチンは、予めＥＣＵ１９のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、クランクポジションセンサ１８から発生されるＣＡ１０度毎のクランク角パルスの立ち上がり入力をトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１９が実行するルーチンである。
【００７４】
本制御ルーチンにおけるＳ３０１からＳ３０４は、図４に示した実施例１の制御ルーチンにおけるＳ１０１からＳ１０４と同一なのでその詳細な説明は省略する。但し、Ｓ３０３で算出するＣＡ１０度時間を本実施例ではｅｔｎａｃｔ[ｃ]と記載する。
【００７５】
Ｓ３０５においては、自気筒前サイクルと今回のサイクルの平均機関回転数Ｎｅを読み出し、その差ΔＮｅを算出する。これは、別のルーチンにおいてＥＣＵ１９がＣＡ７２０度間の平均的な機関回転数を算出・格納したものを読み出し、算出するものである。その後Ｓ３０６へ進み、自気筒前サイクルと今回のサイクルの同時期における水温を読み出し、その差ΔＴ（＝今回のサイクルの水温−前サイクルの水温）を算出する。これは、別のルーチンにおいてＥＣＵ１９が水温センサの検出値に基づいて算出・格納した水温を読み出し、算出するものである。
【００７６】
その後Ｓ３０７へ進み、Ｓ３０５で算出した平均Ｎｅの差ΔＮｅとＳ３０６で算出した水温の差ΔＴと図８に示すマップに基づいて、クランク軸回転速度の変動に影響を及ぼすピストンとシリンダ間等のフリクション（摩擦）に伴う補正時間ｅｔｒｎｓｆを算出する。
【００７７】
その後Ｓ３０８へ進み、現時点が吸気行程であるか否かを判定する。そして、吸気行程ではないと判定された場合はＳ３０９へ進む。Ｓ３０９においては、爆発行程であるか否かを判定する。そして、爆発行程であると判定された場合はＳ３１０へ進み、爆発行程ではないと判定された場合はＳ３３３へ進む。
【００７８】
Ｓ３１０においては、ｅｔｎｈｉ算出範囲であるか否かを判定する。これは第１の実施例におけるＳ１０５と同じであるのでその詳細な説明は省略する。そして、肯定判定された場合はＳ３１１へ進み、Ｓ３０３にて算出したｅｔｎａｃｔ[ｃ]を、これまでに積算された積算値ｅｔｎｓｕｍに加算する。一方、否定判定された場合はＳ３３３へ進む。
【００７９】
Ｓ３１２においては、ｅｔｎｈｉ算出終了割り込みであるか否かを判定する。これは、実施例１におけるＳ１０７と同じであるのでその詳細な説明は省略する。そして、肯定判定された場合はＳ３１３へ進み、否定判定された場合はＳ３３３へ進む。
【００８０】
Ｓ３１３においては、Ｓ３１１にて積算した積算値ｅｔｎｓｕｍをｅｔｎｈｉと置換する。その後Ｓ３１４へ進み、この爆発行程が第１気筒であるか否かを判定する。つまり、Ｓ３０１にて判定した気筒番号Ｎが１であるか否かを判定する。そして、第１気筒であると判定された場合はＳ３１５へ進み、すでに格納されているｅｔｎｈｉ１をｅｔｎｈｉ１ｏｌｄと置換するとともに、Ｓ３１３にて置換したｅｔｎｈｉをｅｔｎｈｉ１と置換してＲＡＭに格納する。一方、Ｓ３１４にて第１気筒ではないと判定された場合、つまり第２気筒と判定された場合はＳ３１６へ進み、すでに格納されているｅｔｎｈｉ２をｅｔｎｈｉ２ｏｌｄと置換するとともに、Ｓ３１３にて置換したｅｔｎｈｉをｅｔｎｈｉ２と置換してＲＡＭに格納する。Ｓ３１７においては、すでにＲＡＭに格納されているｅｔｎｈｉ２を読み出す。一方、Ｓ３１８においては、すでにＲＡＭに格納されているｅｔｎｈｉ１
を読み出す。
【００８１】
その後Ｓ３１９へ進み、予め設定された図９に示すようなマップと、Ｓ３１５にて置換されたｅｔｎｈｉ１ｏｌｄとｅｔｎｈｉ１との差Δｅｔｎｈｉ１（＝ｅｔｎｈｉ１−ｅｔｎｈｉ１ｏｌｄ）又はＳ３１８にて読み出されたｅｔｎｈｉ１ｏｌｄとｅｔｎｈｉ１との差Δｅｔｎｈｉ１に基づいて、第１気筒における直前の２サイクルでの発生トルクの変動（クランク軸回転速度の変動）に伴う補正時間ｅｔｒｎｓ１を算出する。なお、図９に示すマップは、平均機関回転数ＮｅとΔｅｔｎｈｉ１に基づいてｅｔｒｎｓ１を算出できるように設定されている。
【００８２】
その後Ｓ３２０へ進み、Ｓ３１９と同様に予め設定された図１０に示すようなマップと、Ｓ３１６にて置換されたｅｔｎｈｉ２ｏｌｄとｅｔｎｈｉ２との差Δｅｔｎｈｉ２又はＳ３１７にて読み出されたｅｔｎｈｉ２ｏｌｄとｅｔｎｈｉ２との差Δｅｔｎｈｉ２（＝ｅｔｎｈｉ２−ｅｔｎｈｉ２ｏｌｄ）に基づいて、第２気筒における直前の２サイクルでの発生トルクの変動（クランク軸回転速度の変動）に伴う補正時間ｅｔｒｎｓ２を算出する。なお、同様に図１０に示すマップは、平均機関回転数ＮｅとΔｅｔｎｈｉ２に基づいてｅｔｒｎｓ２を算出できるように設定されている。
【００８３】
一方、Ｓ３０８にて吸気行程であると判定された場合はＳ３２１へ進み、自気筒前サイクルと今回のサイクルにおいて気筒内に吸入された新気量Ｇｎを読み出し、その差ΔＧｎ（＝今回のサイクルのＧｎ−前サイクルのＧｎ）を算出する。その後Ｓ３２２へ進み、自気筒前サイクルと今回のサイクルにおいて気筒内に吸入されたＥＧＲガス量Ｇｅｇｒを推定し、その差ΔＧｅｇｒ（＝今回のサイクルのＧｅｇｒ−前サイクルのＧｅｇｒ）を算出する。その後Ｓ３２３へ進み、自気筒前サイクルと今回のサイクルにおいて気筒内に吸入されたガス量Ｇａｌｌの差ΔＧａｌｌ（＝今回のサイクルのＧａｌｌ−前サイクルのＧａｌｌ）を算出する。これは、Ｓ３２１にて算出したΔＧｎにＳ３２２にて算出したΔＧｅｇｒを加算して算出するものである。なお、新気量はエアフローメータ９の検出値を基にＥＣＵ１９が算出するものである。また、ＥＣＵ１９は所望のＥＧＲ率となるように制御しているため、気筒内に吸入されるＥＧＲガス量を推定することができる。
【００８４】
その後、Ｓ３２４へ進み、予め設定された図１１に示すようなマップとＳ３２３にて算出したΔＧａｌｌに基づいて、ガス圧縮仕事によるクランク軸回転速度の変化に伴う補正時間ｅｔｃｍｐを算出する。
【００８５】
その後Ｓ３２５へ進み、この吸気行程が第１気筒であるか否かを判定する。これはＳ３１４と同一の処理なのでその説明は省略する。そして、第１気筒であると判定された場合はＳ３２６へ進み、第１気筒の前サイクルのｅｔｎ[ｃ]を読み出す。一方、第１気筒ではないと判定された場合、つまり第２気筒と判定された場合はＳ３２７へ進み、第２気筒の前サイクルのｅｔｎ[ｃ]を読み出す。
【００８６】
その後Ｓ３２８へ進み、Ｓ３２６又はＳ３２７にて読み出したｅｔｎ[ｃ]をｅｔｎｏｌｄ[ｃ]に置換する。その後Ｓ３２９へ進み、ＣＡ１０度推定時間ｅｔｎｆ[ｃ]を以下の計算式（６）に基づいて算出する。
ｅｔｎｆ[ｃ]＝ｅｔｎｏｌｄ[ｃ]−ｅｔｒｎｓ１−ｅｔｒｎｓ２＋ｅｔｒｎｓｆ＋ｅｔｃｍｐ＋ＦＢ  …（６）
なお、ＦＢは、後述するようにして算出され、ＲＡＭに格納されるものであり、本ステップで読み出し、計算式（６）に代入される。また、各々の値は、これまでの処理で読み出されたものあるいはＲＡＭに格納されているものを読み出して計算式（６）に代入される。
【００８７】
その後Ｓ３３０へ進み、Ｓ３２９にて算出されたＣＡ１０度推定時間ｅｔｎｆ[ｃ]とＳ３０３にて算出された実ＣＡ１０度時間ｅｔｎａｃｔ[ｃ]との差を以下の計算式（７）に基づいて算出する。
ｄｅｔｎ[ｃ]＝ｅｔｎｆ[ｃ]−ｅｔｎａｃｔ[ｃ]  …（７）
【００８８】
その後Ｓ３３１へ進み、Ｓ３３１にて算出されたｄｅｔｎ[ｃ]の絶対値が、予め設定された定数Ｘより大きいか否かを判定する。そして、肯定判定された場合はＳ３３２へ進み、否定判定された場合はＳ３３３へ進む。Ｓ３３２においては、Ｓ３３１にて算出したｄｅｔｎ[ｃ]からＰＩＤ制御することによりＦＢを算出し、算出したＦＢをＲＡＭに格納する。
【００８９】
Ｓ３３３においては、第１気筒であるか否かを判定する。これはＳ３１４と同一の処理なのでその説明は省略する。そして、第１気筒であると判定された場合はＳ３３４へ進み、Ｓ３０３にて算出したｅｔｎａｃｔ[ｃ]を第１気筒のｅｔｎ[ｃ]に置換してＳ３３６へ進む。一方、Ｓ３３３にて第１気筒ではないと判定された場合、つまり第２気筒と判定された場合はＳ３３５へ進み、Ｓ３０３にて算出したｅｔｎａｃｔ[ｃ]を第２気筒のｅｔｎ[ｃ]に置換してＳ３３６へ進む。そして、Ｓ３３６においてはＳ３３４又はＳ３３５にて置換されたｅｔｎ[ｃ]をＲＡＭに格納して本ルーチンの実行を終了する。
【００９０】
次に本実施例における燃料噴射時期を設定する手法について説明する。
具体的に、燃料噴射時期を算出する制御ルーチンを示す図１２のフローチャート図に沿って説明する。本制御ルーチンは、予めＥＣＵ１９のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、クランクポジションセンサ１８から発生されるクランク角パルスの立ち上がりをトリガとしてＥＣＵ１９が実行するルーチンである。
【００９１】
本制御ルーチンにおけるＳ４０１及びＳ４０２は、図４に示した実施例１の制御ルーチンにおけるＳ１０１及びＳ１０２と同一なのでその詳細な説明は省略する。
【００９２】
Ｓ４０３において、噴射時期算出割込みタイミングであるか否かを判定する。本実施例においても実施例１と同様に、各気筒圧縮上死点前ＣＡ９０度を噴射時期算出割込みタイミングであると設定されており、本ステップにおいては、現時点が各気筒圧縮上死点前ＣＡ９０度であるか否かを判定するものである。そして、肯定判定された場合はＳ４０４へ進み、否定判定された場合は本ルーチンの実行を終了する。
【００９３】
Ｓ４０４においては、第１気筒であるか否かを判定する。これは図７に示した制御ルーチンにおけるＳ３１４と同一の処理なのでその説明は省略する。そして、第１気筒であると判定された場合はＳ４０５へ進み、第１気筒の前サイクルのｅｔｎ[ｃ]を読み出す。一方、第１気筒ではないと判定された場合、つまり第２気筒と判定された場合はＳ４０６へ進み、第２気筒の前サイクルのｅｔｎ[ｃ]を読み出す。
【００９４】
その後Ｓ４０７へ進み、Ｓ４０６にて読み出されたｅｔｎ[ｃ]をｅｔｎｏｌｄ[ｃ]に置換する。
【００９５】
Ｓ４０８においては、目標噴射角度ｅａｎｇｉｎｊを算出する。これは、実施例１におけるＳ２０４の処理と同一なのでその詳細な説明は省略する。
【００９６】
その後Ｓ４０９へ進み、ＣＡ１０度推定時間ｅｔｎｆ[ｃ]を算出する。これは、上記した計算式（７）に基づいて算出するものであり、ｅｔｎｏｌｄ[ｃ]はＳ４０７で置換した値を用い、ｅｔｒｎｓ１、ｅｔｒｎｓ２、ｅｔｒｎｓｆ、ｅｔｃｍｐ、ＦＢの各値は図７における制御ルーチンにおいて格納されたものを読み出し、計算式に代入するものである
。
【００９７】
その後Ｓ４１０へ進み、Ｓ４０９にて算出したｅｔｎｆ[ｃ]を基に、噴射時期に対応するクランク角パルスから噴射までの時間、つまり余りの角度θｒｅｍａに相当する時間ｅｔｉｎｊを、以下の計算式（８）に基づいて算出する。
ｅｔｉｎｊ＝ｅｔｎｆ[ｃ]×θｒｅｍａ／１０  …（８）
【００９８】
その後Ｓ４１１へ進み、基準パルスからの噴射時期パルス数ｃａｎｇｌａ及び余りの角度θｒｅｍａに相当する時間ｅｔｉｎｊをセットする。そして、セットされたタイミングで燃料噴射弁３から燃焼室内に燃料が噴射されるように指令信号が出力されることとなる。
【００９９】
このように、本実施例においては、自気筒前サイクルの余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を、両気筒における直前の２サイクルでのトルク変動、フリクション変動、ガス圧縮仕事変動に応じて補正するので、本実施の形態に係る内燃機関のように爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関の運転状態の変動如何に拘らず、精度よく余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を推定することができ、燃料噴射時期を精度よく制御することができる。
【０１００】
そして、このように、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施態様３としては、
クランク軸の回転に伴い所定の角度毎にクランク角パルスを発生してクランク軸の回転角度を検出するクランク軸回転角度検出手段を有し、
所望の燃料噴射時期に対応する、所定の基準クランク角パルスからの燃料噴射角度を、前記所定の角度で除して整数の商であるクランク角パルス数と余りの角度として求め、当該余りの角度を時間に換算して燃料噴射の指令信号を出力する爆発行程が不等間隔で生じるＶ型２気筒の内燃機関の制御装置において、
各気筒における直前の２サイクルでの混合気の燃焼に伴うクランク軸回転速度の変動に基づいて、燃料噴射対象気筒である前記２気筒の内の一方の気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、当該一方の気筒の次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測する所要時間予測手段と、
当該所要時間予測手段にて予測された所要時間に基づいて前記余りの角度を時間に換算する時間換算手段と、
を有し、当該時間換算手段にて換算された時間に燃料噴射を行うように前記指令信号を出力することを特徴とする。
【０１０１】
また、本発明係る内燃機関の制御装置の実施態様４としては、
前記実施態様３の内燃機関の制御装置において、
前記所要時間予測手段は、少なくとも内燃機関の各運動部材間の摩擦変動又は燃料噴射対象気筒に吸入されたガス量の変動のいずれかにも基づいて、燃料噴射対象気筒である前記一方の気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、当該一方の気筒の次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測することを特徴とする。
【０１０２】
また、本発明係る内燃機関の制御装置の実施態様５としては、
前記実施態様３又は４の内燃機関の制御装置において、
各気筒における直前の２サイクルでの混合気の燃焼に伴うクランク軸回転速度の変動及び少なくとも内燃機関の各運動部材間の摩擦変動又は燃料噴射対象気筒に吸入されたガス量の変動のいずれかに基づいて、前サイクルにおける所定１クランク角パルスの所要時間を補正し、次サイクルにおける前記所定１クランク角パルスの所要時間を予測する所定パ
ルス時間予測手段を更に有し、
前記所要時間予測手段は、前記所定パルス時間予測手段が予測した前記所定１クランク角パルスの所要時間と実際の当該所定１クランク角パルスの所要時間にも基づいて、燃料噴射対象気筒である前記一方の気筒の前サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正し、当該一方の気筒の次サイクルにおける前記余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測することを特徴とする。
【０１０３】
また、以上の実施の形態においては、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。
【０１０４】
例えば、気筒数が２気筒以上であって、爆発行程が不等間隔で生じる内燃機関においても、燃料噴射時期制御の第１の実施例においては、連続する異なる２つ以上のＣＡ７２０度間の各気筒における所定クランク軸回転角度の所要時間の平均値に基づいてクランク軸回転速度の変動を予測し、燃料噴射対象気筒の前サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を、予測されたクランク軸回転速度の変動に基づいて補正して、余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測し、当該予測された所要時間に基づいて前記余りの角度を時間に換算することで、精度よく燃料噴射時期を制御することができる。また、燃料噴射時期制御の第２の実施例においては、各気筒における直前の２サイクルでのクランク軸回転速度の変動、内燃機関の各運動部材間のフリクション（摩擦）変動及び燃料噴射対象気筒に吸入されたガス量の変動に基づいて、前サイクルにおける余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を補正して、目標燃料噴射時期に対応する余りの角度を有する１クランク角パルスの所要時間を予測し、当該予測された所要時間に基づいて前記余りの角度を時間に換算することで、精度よく燃料噴射時期を制御することができる。
【０１０５】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【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】クランク角パルスと燃料噴射時期との関係を示す図である。
【図４】クランク軸回転角度とクランク軸回転速度の関係を示す図である。
【図５】燃料噴射時期制御の第１の実施例に係る補正係数を算出するための制御ルーチンのフローチャート図である。
【図６】燃料噴射時期制御の第１の実施例に係る燃料噴射時期を設定するための制御ルーチンのフローチャート図である。
【図７（ａ）】燃料噴射時期制御の第２の実施例に係る補正時間を算出するための制御ルーチンのフローチャート図の前段部である。
【図７（ｂ）】燃料噴射時期制御の第２の実施例に係る補正時間を算出するための制御ルーチンのフローチャート図の後段部である。
【図８】水温の変動（ΔＴ）及び機関回転数の変動（ΔＮｅ）からフリクション（摩擦）変動による補正時間を算出するのに用いるマップの概略図である。
【図９】Δｅｔｎｈｉ１及び機関回転数から第１気筒での混合気の燃焼に伴うトルク変動（クランク軸回転速度の変動）による補正時間を算出するのに用いるマップの概略図である。
【図１０】Δｅｔｎｈｉ２及び機関回転数から第２気筒での混合気の燃焼に伴うトルク変動（クランク軸回転速度の変動）による補正時間を算出するのに用いるマップの概略図である。
【図１１】吸気量の変動（ΔＧａｌｌ）から圧縮仕事の変動による補正時間を算出するのに用いるマップの概略図である。
【図１２】燃料噴射時期制御の第２の実施例に係る燃料噴射時期を設定するための制御ルーチンのフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１０７】
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  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  ＥＧＲ通路
１７  ＥＧＲ弁
１８  クランクポジションセンサ
１９  ＥＣＵ
２１  クランク軸
２２  コンロッド
２３  ピストン
【図１】
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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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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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