(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３気筒以上の多気筒内燃機関への吸気量を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記多気筒内燃機関の各気筒の吸気通路に設けられた吸気量制御手段と、
前記各気筒における吸気量制御手段の下流側の吸気通路同士を相互に接続する連通管と、
前記各気筒に対する前記連通管内の圧力を検出する期間を設定する検出期間設定手段と、
前記検出期間中の連通管内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記内燃機関の負荷が低負荷であるときに他気筒と比べ吸気量が最も異なる吸気量ばらつき最大気筒を推定する第１の吸気量ばらつき最大気筒推定手段と、
前記内燃機関の負荷が高負荷であるときに他気筒と比べ吸気量が最も異なる吸気量ばらつき最大気筒を推定する第２の吸気量ばらつき最大気筒推定手段と、を備え、
前記内燃機関の負荷に応じて前記第１の吸気量ばらつき最大気筒推定手段と前記第２の吸気量ばらつき最大気筒推定手段とを切り換えて吸気量ばらつきが最大となる気筒を推定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１の吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記各気筒に対してそれぞれの検出期間における圧力最大値を検出する圧力最大値検出手段と、
前記各気筒に対応する前記圧力最大値の中の最大値に対応する気筒を特定する最大値気筒特定手段と、
前記各気筒に対応する前記圧力最大値の中の最小値に対応する気筒を特定する最小値気筒特定手段と、を備え、
前記最大値気筒と前記最小値気筒の関係から吸気量ばらつき最大気筒を推定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】
前記第２の吸気量ばらつき最大気筒推定手段は、
前記各気筒に対してそれぞれの検出期間における圧力の最小値を検出する圧力最小値検出手段と、
前記各気筒に対する前記圧力最小値の関係から吸気量ばらつき最大気筒を推定することと推定することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関のいずれかの気筒に対する前記圧力最大値が所定値以上となったとき、内燃機関の負荷が高負荷である判定することを特徴とする請求項１〜３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関の気筒のうち少なくとも２つの気筒に対する前記圧力最大値が所定値以上となったとき、前記内燃機関の負荷が高負荷である判定することを特徴とする請求項１〜３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記各気筒に対する排気バルブの閉じるタイミング直前の圧力が所定値以上となったとき、前記内燃機関の負荷が高負荷である判定をすることを特徴とする請求項１〜３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記所定値が概ね大気圧であることを特徴とする請求項４〜６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】
この発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御装置に関し、特に、３気筒以上の多気筒内燃機関への吸気量を制御する内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から多気筒内燃機関の各気筒の吸気通路にスロットルバルブを設け、このスロットルバルブを開閉することにより各気筒への吸気量を制御する内燃機関の制御装置が知られている。
【０００３】
この内燃機関では、各気筒の吸気通路に設けられたスロットルバルブを独立して制御できるので各気筒への吸気量を個別に制御することができる。
【０００４】
しかし、一般に、内燃機関では各気筒の吸気通路やスロットルバルブに個体差があるため、各気筒のスロットルバルブを同じ開度にした場合でも、各気筒への吸気量が不均一となる場合がある。各気筒への吸気量が不均一となる場合、気筒間の空燃比ばらつきやトルクばらつきが発生することが考えられる。
【０００５】
気筒間のトルクばらつきが大きくなると、エンジントルクのサイクル内変動が大きくなって、運転者に不快な振動が発生するおそれがある。また、気筒間の空燃比ばらつきが大きくなると、触媒に流入する排出ガスの空燃比のサイクル内変動が大きくなるため、排出ガスの空燃比の変動幅が触媒の浄化ウインドからはみ出して排出ガス浄化率が低下する恐れがある。
【０００６】
このような状態を回避するため、各気筒への吸気量を均一にする必要がある。各気筒への吸気量を均一にするためには、まず吸気量が異なる気筒、その中でも他気筒と比べ吸気量が最も異なる気筒（以下、吸気量ばらつき最大気筒という。）を推定することが必要となる。
【０００７】
この吸気量ばらつき最大気筒を推定する技術としては、クランク速度（機関回転数）を常時算出し、気筒判別センサの出力とつきあわせることにより、各気筒のクランク速度（機関回転数）のばらつきを求め、吸気量ばらつき最大気筒を推定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、各気筒の吸気行程毎に、エアフローセンサの出力波形の所定期間における面積を算出し、気筒間の吸気量のばらつき率、または気筒毎の吸気量を算出する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
また、インテークマニホルドに取り付けられた圧力センサと、エアフローセンサとから各気筒の吸気量を推定する技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１９３８８９号公報（段落００１９、図１，図４）
【特許文献２】特開２００４−１７６６４４号公報（要約の欄、図１）
【特許文献３】特開２００６−７０７２８号公報（段落００２５〜段落００３２、図２，図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に開示された技術、即ち、クランク速度のばらつきによる吸気量ばらつき最大気筒の推定技術は、回転変動は吸気量ばらつきだけでなく燃料量ばらつきの影響もあるため、クランク速度がばらついている気筒を推定しても、対象気筒の吸気量が他気筒に比べてばらついているかどうかは推定が難しい課題がある。
【００１２】
また、特許文献２に開示されている技術は、各気筒の吸気行程毎においてエアフローセンサの出力波形の所定期間における面積から気筒間の吸気量ばらつきを算出するが、面積を算出する所定期間を吸気中の吸気脈動のない区間、あるいは他気筒の吸気干渉のない区間としているため、前記所定期間の条件が成立する運転状態は限定され、さらに、エンジンによってはこの所定期間が設定できないエンジンも考えられ、気筒間の吸気量ばらつきを算出するのが難しい課題がある。
【００１３】
また、特許文献３に開示されている技術は、圧力センサとエアフローセンサにより各気筒の吸気量を推定するため、吸気量が異なっている気筒を推定できるが、圧力センサとエアフローセンサの２つのセンサが必要となり、また、吸気量を推定する際に複雑な演算が必要となる課題がある。
【００１４】
この発明は前記課題を解決するためになされたものであり、気筒別に吸気量制御手段が設けられた内燃機関において、燃料量ばらつきの影響を受けず、１つの圧力検出手段と簡単な演算にて、吸気量ばらつき最大気筒を推定する内燃機関の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、３気筒以上の多気筒内燃機関への吸気量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記多気筒内燃機関の各気筒の吸気通路に設けられた吸気量制御手段と、前記各気筒における吸気量制御手段の下流側の吸気通路同士を相互に接続する連通管と、前記各気筒に対する前記連通管内の圧力を検出する期間を設定する検出期間設定手段と、前記検出期間中の連通管内の圧力を検出する圧力検出手段と、前記内燃機関の負荷が低負荷であるときに他気筒と比べ吸気量が最も異なる吸気量ばらつき最大気筒を推定する第１の吸気量ばらつき最大気筒推定手段と、前記内燃機関の負荷が高負荷であるときに他気筒と比べ吸気量が最も異なる吸気量ばらつき最大気筒を推定する第２の吸気量ばらつき最大気筒推定手段と、を備え、前記内燃機関の負荷に応じて前記第１の吸気量ばらつき最大気筒推定手段と前記第２の吸気量ばらつき最大気筒推定手段とを切り換えて吸気量ばらつきが最大となる気筒を推定するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、気筒別に吸気量制御手段が設けられた内燃機関において、燃料量ばらつきの影響を受けず、１つの圧力検出手段と簡単な演算にて、吸気量ばらつき最大気筒を推定することにより、各気筒の吸気量を均一にする制御が実施できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る吸気量ばらつき最大気筒を推定する内燃機関の連通管内における圧力センサ出力の変化を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の負荷の推定を実施する際に所定クランク角毎に発生する処理を表すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る高低負荷判定処理を表すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る圧力最大値を検出する処理後の実施回数、現在の連通管内の圧力、圧力最大値を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る高負荷判定フラグ処理を表すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１に係る吸気順序と気筒の関係を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る１つの気筒に対応する連通管内の圧力が概ね大気圧になっている場合の連通管内の圧力変化を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る２つの気筒に対応する連通管内の圧力が概ね大気圧になっている場合の連通管内の圧力変化を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る高負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒を推定する処理を表すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る圧力最小値を検出する処理を表すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１に係る圧力最小値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理を表すフローチャートである。
【図１３】図９における第３気筒のＥＶＣタイミング後の処理での圧力の最大値を検出する処理の実施回数、現在の連通管内の圧力、および吸気順序が第１気筒に対する連通管内の圧力の最小値を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態１に係る４つの気筒に対する連通管内の圧力最小値を検出する処理後の圧力最小値を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態１に係る低負荷時の吸気量ばらつき最大気筒を推定する処理を表すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態１に係る吸気量ばらつき最大気筒を推定する内燃機関の連通管内における圧力センサ出力の変化を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態１に係る圧力最大値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理を表すフローチャートである。
【図１８】この発明の実施の形態１に係る４つの気筒に対する連通管内の圧力最大値を検出する処理後の圧力最大値を示す図である。
【図１９】この発明の実施の形態１に係る吸気量ばらつき最大気筒の情報を示す予め用意したマップである。
【図２０】この発明の実施の形態１に係る連通管内の圧力が最大値となる気筒と最小値となる気筒とばらつきの関係を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態１に係る高負荷を判定するタイミングと吸気量ばらつき最大気筒推定を開始するタイミングを示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態２に係る高負荷を判定するタイミングと吸気量ばらつき最大気筒推定を開始するタイミングを示す図である。
【図２３】この発明の実施の形態２に係る高低負荷判定処理を表すフローチャートである。
【図２４】この発明の実施の形態２に係る低負荷時の吸気量ばらつき最大気筒を推定する処理を表すフローチャートである。
【図２５】この発明の実施の形態２に係る圧力最大値を検出する処理を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る内燃機関の制御装置について好適な実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、この発明を第１気筒から第４気筒の４つの気筒を具備する内燃機関に適用した実施の形態を示すもので、内燃機関の概略構成を表したものである。
エンジン１には、各気筒の吸気管２毎に吸気量を制限する吸気量制御手段としてのスロットルバルブ３が配設されており、このスロットルバルブ３を開閉駆動するスロットルアクチュエ−タ４、およびスロットル開度を検出するスロットル開度検出センサ５が配設されている。また、各気筒のスロットルバルブ３の下流側同士を相互に接続した連通管６、および連通管６内の圧力を検出する手段である圧力センサ７が配設されている。更に、内燃機関の出力軸（図示せず）にクランク軸８が接続され、このクランク軸８の回転数を検出するクランク角検出センサ９、および気筒識別手段としてのカム角検出センサ１０が配設されている。
【００２０】
スロットルアクチュエータ４は、電子制御装置（ＥＣＵ）１１に接続されており、ＥＣＵ１１からの指示により駆動し、スロットルバルブ３の制御を行う。ＥＣＵ１１にはスロットル開度検出センサ５、圧力センサ７、クランク角検出センサ９、カム角検出センサ１０、および図示しないアクセルポジションセンサの信号が入力されている。また、エンジン１には、燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、吸気バルブ１４、排気バルブ１５、ピストン１６が配設されている。なお、ＥＣＵ１１は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、前述のようにスロットルバルブ３の制御を行うと共に、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１２の燃料噴射量や点火プラグ１３の点火時期を制御する。
【００２１】
なお、図１においては、図面を簡略化するために、スロットルバルブ３、スロットルアクチュエータ４、スロットル開度検出センサ５を第１気筒のみについて図示しているが、実際には第２気筒、第３気筒、第４気筒のそれぞれの気筒に配設されている。
【００２２】
クランク軸８はピストン１６に接続されており、ピストン１６が上下することによりクランク軸８は回転させられる。クランク軸８には図示しないクランクプレートが取り付けられている。クランクプレートには突起があって、クランク角検出センサ９は、この突起を検出することによりクランク軸８の回転数を検出する構成になっている。なお、この実施の形態ではクランクプレートの突起はピストン１６が上死点位置である時を基準に１０度毎に設置されている。
【００２３】
実施の形態１に係る内燃機関の制御装置は前記のように構成されており、次に、吸気量ばらつき最大気筒を推定する方法について説明する。
【００２４】
図２は、吸気量ばらつき最大気筒を推定する内燃機関の連通管６内の圧力変化を示すものである。図２において、連通管６内の圧力を実線にて示し、各気筒の排気バルブ１５の全閉タイミング（以下、ＥＶＣタイミング）を一点鎖線にて示している。各気筒の吸気行程も同時に記載する。縦軸は圧力センサ出力電圧、横軸はクランク角である。
【００２５】
この実施の形態の処理を図３のフローチャートに沿って説明する。図３は所定クランク角毎に実行される処理を表すフローチャートである。この実施の形態では、クランク角１０度毎に実行されることとする。
【００２６】
まず、ステップＳ９０１にて、現在の内燃機関の負荷が高負荷であるか低負荷であるかを判定する処理（以下、高低負荷判定処理）を実施する。高低負荷判定処理の詳細については後述するが、ここで高負荷であると判定した場合は高負荷判定フラグＦＢをセット（ＦＢ＝１）し、逆に低負荷と判定した場合は高負荷判定フラグＦＢをリセット（ＦＢ＝０）している。
【００２７】
次に、判断部Ｓ９０２へ進み高負荷判定フラグＦＢ＝１であるかどうかを判断する。ＦＢ＝１であれば高負荷であるとしてステップＳ９０３へ進み、ＦＢ＝１でなければ低負荷としてステップＳ９０４へ進む。
【００２８】
ステップＳ９０３では高負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定処理を実施し、処理終了となる。なお、高負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定処理については後述する。
【００２９】
ステップＳ９０４では低負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定処理を実施し、処理終了となる。なお、低負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定処理は後述する。
【００３０】
次に、図３のステップＳ９０１に示した高低負荷判定処理について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
図４において、まず、判断部Ｓ１００１にて、ＦＥＸ＝１かどうかを判断する。ＦＥＸは、内燃機関の負荷判定に使用する圧力最大値を検出する処理の判定フラグである。ＦＥＸ＝０は圧力最大値を検出する処理が終了していることを示し、ＦＥＸ＝１は圧力最大値を検出する処理中であることを示す。初期値はＦＥＸ＝０である。ＦＥＸ＝１であれば判断部Ｓ１００２へ進み、そうでなければ判断部Ｓ１００８へ進む。判断部Ｓ１００８以降の処理については後述する。
【００３２】
判断部Ｓ１００２に進み、現在の連通管６内の圧力ＰＮＯＷがＭＡＸよりも大きいかどうかを判断する。現在の連通管６内の圧力ＰＮＯＷが大きければステップＳ１００３へ進み、そうでなければステップＳ１００４へ進む。ステップＳ１００３にて、ＭＡＸに現在の連通管６内の圧力ＰＮＯＷを代入し、ステップＳ１００４へ進む。ステップＳ１００４にて、圧力の最大値を検出する処理が１回終了したとしてＦＣＨＫ＝ＦＣＨＫ＋１として判断部Ｓ１００５へ進む。ＦＣＨＫは圧力最大値を検出する処理の実施回数である。
【００３３】
次に、判断部Ｓ１００５にて、圧力の最大値の検出期間が終了しているかを判定するためＦＣＨＫ＝５かどうかを判断する。ＦＣＨＫ＝５であればステップＳ１００６へ進み、そうでなければ処理終了となる。
【００３４】
ここで検出期間の設定について説明する。連通管６内の圧力の最大値は、ＥＶＣタイミング後の吸気行程中にあらわれることがわかっており、この実施の形態では、検出期間中における圧力の最大値の検出範囲として、クランク角５０度と設定した。つまりこの実施の形態ではクランク角１０度毎に処理を実施するため、ＦＣＨＫ＝５となる。この場合の検出範囲は図２に示すとおりである。
【００３５】
ステップＳ１００６では高負荷判定フラグ処理を実施し、ステップＳ１００７へ進む。高負荷判定フラグ処理は、内燃機関の負荷が高負荷かどうかを判定し、フラグ処理を実施する処理であり、詳細については図６のフローチャートに従って後述する。ステップＳ１００７にてＦＥＸ＝０として処理終了となる。
【００３６】
ここで、判断部Ｓ１００１にてＦＥＸ＝１でなかった場合について説明する。ＦＥＸ＝１でなかった場合、判断部Ｓ１００８へ進み、現在のクランク角がＥＶＣタイミングであるかどうか判断する。判断は、例えば、予めＥＣＵ１１にＥＶＣタイミングをメモリしておき、現在のクランク角と比較することによって行う。ＥＶＣタイミングであればステップＳ１００９進み、圧力の最大値の検出を開始するとして各値を初期化し、処理終了となる。初期値はＦＥＸ＝１、ＦＣＨＫ＝０、ＭＡＸ＝ＰＮＯＷとなる。
【００３７】
ＥＶＣタイミングが圧力検出タイミングの刻み幅と一致しない場合、例えば圧力検出タイミングの刻み幅が１０度毎、ＥＶＣタイミングが＃１気筒吸気上死点後２５度であれば、クランク角が２０度のときＥＶＣタイミングとしてもよいし、３０度のときＥＶＣタイミングとしてもよい。この実施の形態では、ＥＶＣタイミングは＃１気筒吸気上死点後３０度とする。各気筒のＥＶＣタイミングは前記＃１気筒ＥＶＣタイミングから１８０度毎に設定される。
【００３８】
以上の図４に示す処理が実施されると、例えば、図２の＃１気筒ＥＶＣタイミング後の処理でのＦＣＨＫとＰＮＯＷとＭＡＸの値は図５のようになる。この場合ＦＣＨＫ＝１のときのＰＮＯＷがＭＡＸとなり、ＭＡＸ＝３．８９である。
【００３９】
次に、図４におけるステップＳ１００６に示した高負荷判定フラグ処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
図６において、まず、判断部Ｓ１１０１にてＭＡＸがＰＬ１よりも大きいかどうかを判断する。ＭＡＸが大きければステップＳ１１０２へ進み、そうでなければステップＳ１１０３へ進む。ＰＬ１は内燃機関の負荷が高負荷であるかどうか判定する値である。内燃機関の負荷が高負荷となったとき、連通管６内の圧力が飽和する期間があらわれる。圧力は概ね大気圧で飽和するためＰＬ１は概ね大気圧に設定する。ここで使用しているセンサは大気圧を示すセンサ値が４であるためＰＬ１は３．８程度を設定する。
【００４１】
ステップＳ１１０２へ進み、高負荷と判定し、高負荷判定フラグＦＢ＝１、高負荷ではないことを連続で検出した回数ＦＴＲ＝０、低負荷時圧力最大値処理中フラグＦＥＸ２＝０、吸気順序ｎ＝１として処理終了となる。ここでｎは吸気順序であり、例えば＃１気筒のＥＶＣタイミング後にステップＳ１１０２を実施した場合、吸気順序と実際の気筒の関係は図７のような関係となる。ｎ＝１となるときに図７の関係は設定される。低負荷時圧力最大値処理中フラグＦＥＸ２は、次に低負荷となったときにＦＥＸ２＝１となった状態で低負荷の処理が開始されないよう初期化しておく。
【００４２】
判断部Ｓ１１０１にてＭＡＸがＰＬ１よりも小さかった場合、ステップＳ１１０３へ進み、ＦＴＲ＝ＦＴＲ＋１とする。判断部Ｓ１１０４へ進み、全気筒（この実施の形態では４つの気筒）が低負荷であったかどうかの確認としてＦＴＲ≧４かどうかを判断する。ＦＴＲ≧４であればステップＳ１１０５へ進み、ステップＳ１１０５にて低負荷と判定し、ＦＢ＝０、高負荷時圧力最小値処理中フラグＦＥＸ１＝０、ｎ＝１として処理終了となる。高負荷時圧力最小値処理中フラグＦＥＸ１は、次に高負荷となったときにＦＥＸ＝１となった状態で高負荷の処理が開始されないよう初期化しておく。判断部Ｓ１１０４にてＦＴＲ≧４でなければそのまま処理終了となる。
【００４３】
以上のように、１つの気筒に対するＭＡＸがＰＬ１以上となることを検出することで内燃機関の負荷が高負荷であると判定することができる。また１つの気筒に対するＭＡＸから内燃機関の負荷を判定することで高負荷側に変化したときに素早く負荷の判定が実施でき、連通管６内の圧力がＰＬ１を超えた時点で推定手段を切り換えることで高負荷となったときに高負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定手段を選択できる。
【００４４】
また、図４の処理を複数気筒に対して実施し、複数の気筒のＭＡＸがＰＬ１以上となることで内燃機関の負荷が高負荷であると判定する方法も考えられる。
１つの気筒のＭＡＸがＰＬ１以上である場合を図８に示す。図８のように１つの気筒のＭＡＸがＰＬ１以上である場合は、ＰＬ１以上であるＭＡＸをそのままその気筒に対する連通管圧力最大値として例えば圧力最大値を使用した推定方法を実施することが可能である。
【００４５】
しかし、図９に示すように複数気筒のＭＡＸがＰＬ１以上となると、全気筒中最大の圧力となっている気筒が判定できないため、圧力最大値を使用した推定手段が使用できなくなる。従って、複数気筒のＭＡＸがＰＬ１以上となったことを検出し、推定手段を切り換えることで高負荷となったときに高負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定手段を選択できる。
【００４６】
１つの気筒のＭＡＸがＰＬ１以上となったことを検出して推定手段を切り換える場合は、複数気筒のＭＡＸがＰＬ１以上となったことを検出して推定手段を切り換える場合に比べ、負荷が変化したときに素早く推定手段を切り換えることができる。
【００４７】
次に、図３におけるステップＳ９０３に示した高負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定の処理の詳細を図１０のフローチャートに沿って説明する。
図２に示すように連通管６内の圧力が変化する状態にて図３のフローチャートが実施されるとする。
【００４８】
まず、判断部Ｓ１２０１にてＦＥＸ１＝１かどうかを判断する。ＦＥＸ１は吸気量ばらつき最大気筒推定に使用する圧力最小値を検出する処理の判定フラグである。ＦＥＸ１＝０は圧力最小値を検出する処理が終了していることを示し、ＦＥＸ１＝１は圧力最小値を検出する処理中であることを示す。初期値はＦＥＸ１＝０である。
【００４９】
判断部Ｓ１２０１にて、ＦＥＸ１＝１であればステップＳ１２０２へ進み、そうでなければ、判断部Ｓ１２０５へ進む。判断部Ｓ１２０５以降の処理については後述する。
【００５０】
ステップＳ１２０２に進み、圧力最小値を検出する処理を実施する。圧力最小値を検出する処理については図１１のフローチャートを用いて後述する。
【００５１】
次に、判断部Ｓ１２０３へ進み、全気筒の圧力最小値を検出できたかどうか確認するためｎ＝５であるかどうかを判断する。ｎ＝５であればステップＳ１２０４へ進み圧力最小値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理を実施し処理終了となり、そうでなければそのまま処理終了となる。圧力最小値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理の詳細は図１２のフローチャートに従って後述する。
【００５２】
次に、判断部Ｓ１２０１にてＦＥＸ＝１ではなかった場合に進む判断部Ｓ１２０５以降について説明する。判断部Ｓ１２０５では、現在のクランク角がＥＶＣタイミングであるかどうか判断する。判断部Ｓ１２０５にて、ＥＶＣタイミングであればステップＳ１２０６へ進み、ＥＶＣタイミングでなければ処理終了となる。
【００５３】
ステップＳ１２０６にてＦＥＸ１＝１、ＦＣＨＫ１＝１、ＭＩＮ（ｎ）＝ＰＮＯＷとして処理終了となる。ＦＣＨＫ１は圧力最小値を検出する処理の実施回数である。この実施の形態では、圧力最小値を検出する処理の回数は１０回とする。ＭＩＮ（ｎ）は吸気順序がｎ番目の気筒に対応する圧力最小値となるものである。ｎの初期値は１となる。
【００５４】
続いて、図１０におけるステップＳ１２０２の処理である圧力最小値を検出する処理を表す処理を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
まず判断部Ｓ１３０１にて、ＰＮＯＷとＭＩＮ（ｎ）を比較し、ＰＮＯＷが小さければステップＳ１３０２へ進み、ＭＩＮ（ｎ）へＰＮＯＷを代入し、ステップＳ１３０３へ進む。そうでなければそのままステップＳ１３０３へ進む。
【００５６】
ステップＳ１３０３にて本処理を１回実施したとしてＦＣＨＫ１をインクリメントし、判断部Ｓ１３０４へ進む。
【００５７】
判断部Ｓ１３０４にて、ＦＣＨＫ１が１０であるかを判断し、ＦＣＨＫ１が１０であればステップＳ１３０５へ進み、圧力最小値を検出する処理が終了したとしてｎをインクリメントし、ＦＥＸ１＝０として処理終了となる、ＦＣＨＫ１が１０以外であればそのまま処理終了となる。
【００５８】
この実施の形態では、例えば図１３のような結果が得られたとき、ＦＣＨＫ１＝６のときのＰＮＯＷがＭＩＮ（１）となる。
【００５９】
次に、図１０のステップＳ１２０４の処理である圧力最小値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理を図１２のフローチャートを用いて説明する。図１１の処理が実施され、図１４のような結果が得られているとする。また、吸気順序ｎと気筒の関係は図７の通りとする。
【００６０】
まず、ステップＳ１４０１にてＭＩＮ（ｎ）の平均値ＡＶＥを算出する。例えば、図１４の結果であればＡＶＥ＝３．６となる。次にステップＳ１４０２に進み、ＭＩＮ（ｎ）とＡＶＥを比較し、差の絶対値が最も大きいときのｎを特定し、Ｋとする。図１４の結果であればｎ＝１のとき差の絶対値が最も大きくなる。従ってＫ＝１となる。
【００６１】
判断部Ｓ１４０３へ進み、ＡＶＥ−ＭＩＮ（Ｋ）を計算し、０より大きければステップＳ１４０４へ進み、そうでなければステップＳ１４０５へ進む。図１４の結果であればＡＶＥ−ＭＩＮ（１）＝０．１となり、０よりも大きくなるため、ステップＳ１４０４へ進む。
【００６２】
ステップＳ１４０４にて吸気順序がＫの直前の気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、他気筒と比べ吸気量が少ないことが推定される。図１４の結果ではＫ＝１であるため、図７の関係から吸気順序が直前の気筒は＃１気筒となる。
【００６３】
ステップＳ１４０５では吸気順序がＫの直前の気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、他気筒と比べ吸気量が多いことが推定される。ステップＳ１４０４、ステップＳ１４０５ともにステップＳ１４０６へ進みステップＳ１４０６にてｎ＝１として処理終了となる。
【００６４】
以上のように、図１０、図１１、図１２の処理を行うことで、内燃機関の負荷が高負荷のときに圧力センサの出力と簡単な演算で吸気量ばらつき最大気筒を推定することができる。
【００６５】
次に、図３におけるステップＳ９０４に示した低負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定の処理を図１５のフローチャートに沿って説明する。図１６に示すように連通管６内の圧力が変化する状態にて図１５のフローチャートが実施されるとする。図１６は連通管６内の圧力を実線にて示し、ＥＶＣタイミングを一点鎖線にて示す。各気筒の吸気行程も同時に記載する。縦軸は圧力センサ出力電圧、横軸はクランク角である。
【００６６】
まず、判断部Ｓ１５０１にてＦＥＸ２＝１かどうかを判断する。ＦＥＸ２は、ばらつき最大気筒推定に使用する気筒毎の圧力最大値を決定する処理のフラグである。ＦＥＸ２＝０は圧力最大値を決定する処理が終了していることを示し、ＦＥＸ２＝１は圧力最大値を決定する処理中であることを示す。初期値はＦＥＸ２＝０である。
ＦＥＸ２＝１であればステップＳ１５０２へ進み、そうでなければ判断部Ｓ１５０７へ進む。判断部Ｓ１５０７以降の処理については後述する。
【００６７】
ステップＳ１５０２に進み、ＭＡＸ２（ｎ）に図１０の高低負荷判定処理で算出したＭＡＸを代入する。ＭＡＸ２（ｎ）は吸気順序がｎのときの圧力最大値となるものである。ｎの初期値は１となる。
【００６８】
次に、判断部Ｓ１５０３へ進みＦＣＨＫ＝５であるかどうかを判断する。ＦＣＨＫ＝５であればステップＳ１５０４でｎ＝ｎ＋１、ＦＥＸ２＝０として判断部Ｓ１５０５へ進み、そうでなければそのまま判断部Ｓ１５０５へ進む。
【００６９】
判断部Ｓ１５０５へ進みｎ＝５であるかどうかを判断する。ｎ＝５であればステップＳ１５０６へ進み、ｎ＝５でなければ処理終了となる。
ステップＳ１５０６にて圧力最大値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理を実施し処理終了となる。圧力最大値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理は図１７のフローチャートに従って後述する。
【００７０】
次に、判断部Ｓ１５０１にてＦＥＸ２＝１ではなかった場合に進む判断部Ｓ１５０７以降について説明する。判断部Ｓ１５０７では、現在のクランク角がＥＶＣタイミングであるかどうかを判断する。
【００７１】
判断部Ｓ１５０７にて、ＥＶＣタイミングであればステップＳ１５０８へ進み、ＦＥＸ２＝１、ＭＡＸ２（ｎ）＝０とし処理終了となり、ＥＶＣタイミングでなければそのまま処理終了となる。
【００７２】
次に、図１５におけるステップＳ１５０６に示した圧力最大値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理を図１７のフローチャートに沿って説明する。図１５の処理がステップＳ７０６の直前まで実施され、図１８のような結果が得られているとする。
【００７３】
まず、ステップＳ１６０１にてＭＡＸ２（ｎ）をそれぞれ比較し、最大値となるｎを特定し、ＫＭＡＸとする。図１８の結果であればｎ＝１のときのＭＡＸ２（ｎ）が最大となるのでＫＭＡＸ＝１となる。
【００７４】
次に、ステップＳ１６０２にてＭＡＸ２（ｎ）をそれぞれ比較し最小値となるｎを特定し、ＫＭＩＮとする。図１８の結果であればｎ＝２のときのＭＡＸ２（ｎ）が最小となるのでＫＭＩＮ＝２となる。
【００７５】
ステップＳ１６０３へ進み、ＫＭＡＸ、ＫＭＩＮから図１９のマップを参照してＫＦＩＸを決定する。図１８の結果であればＫＦＩＸ＝４となる。図１９は図２０の関係から作られる。
【００７６】
判断部Ｓ１６０４へ進み、ＫＦＩＸ＝０かどうかを判断する。ＫＦＩＸ＝０であればステップＳ１６０５へ進み、そうでなければ判断部Ｓ１６０６へ進む。図１８の結果であればＫＦＩＸ＝４であるのでステップＳ１６０６へ進む。
【００７７】
ステップＳ１６０５へ進んだ場合、吸気量ばらつき最大気筒なしと推定し、ステップＳ１６１０へ進む。
【００７８】
判断部Ｓ１６０６へ進んだ場合、ＫＦＩＸ＜５かどうかを判断する。ＫＦＩＸ＜５であればステップＳ１６０７へ進み、そうでなければステップＳ１６０８へ進む。図１８の結果であればＫＦＩＸ＝４＜５であるのでステップＳ１６０７へ進む。
【００７９】
ステップＳ１６０７へ進み、吸気順序がＫＦＩＸ番目の気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、他気筒と比べ吸気量が少ないと推定され、ステップＳ１６１０へ進む。図１８の結果であれば、ＫＦＩＸ＝４であるので図７の関係から＃１気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、他気筒と比べ吸気量が少ないと推定される。
【００８０】
ステップＳ１６０８へ進んだ場合、ＫＦＩＸ＝ＫＦＩＸ−４を計算し、ステップＳ１６０９へ進む。ステップＳ１６０９にて吸気順序がＫＦＩＸ番目の気筒が吸気量ばらつき最大気筒であり、他気筒と比べ吸気量が多いと推定され、ステップＳ１６１０へ進む。
【００８１】
ステップＳ１６１０にてｎ＝１として処理終了となる。
【００８２】
以上のように図１５、図１７の処理を行うことで内燃機関の負荷が低負荷のとき、圧力センサの出力と簡単な演算で吸気量ばらつき最大気筒を推定することができる。
【００８３】
以上のように、実施の形態１によれば、連通管６内の圧力を使用して図２、図３、図４に示した高負荷判定を行い、低負荷では図１５、図１７に示した処理を行い、高負荷では図１０、図１１、図１２に示した処理を行うことで内燃機関の負荷に好適な吸気量ばらつき推定手段を選択することが可能となり、これにより全運転領域において吸気量ばらつき最大気筒の推定が実施できる。
【００８４】
実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態１においては、図２１に示すように高負荷判定実施したのち、次のＥＶＣタイミングから吸気量ばらつき最大気筒を推定したが、これは高負荷判定実施時に連通管６内の圧力が最小値となるタイミングを過ぎている可能性があるためである。
【００８５】
ここで、ＥＶＣタイミング後に連通管６内の圧力が概ね大気圧になる場合、ＥＶＣタイミングの直前であれば、連通管６内の圧力は概ね大気圧となっていることが考えられる。図２２に示すように、ＥＶＣタイミング直前の連通管６内の圧力を検出し、高負荷判定を実施することで吸気量ばらつき最大気筒推定を早く実施できる方法が考えられる。図２に示すとおり、連通管６内の圧力が変化する場合における具体的な処理について図２３のフローチャートを用いて説明する。
【００８６】
図２３は図３のステップＳ９０１に示した高低負荷判定処理に相当する処理である。
【００８７】
まず判断部Ｓ１７０１にて、現在のクランク角が予め設定した高負荷を判定するタイミングかどうかを判断し、設定したタイミングであれば判断部Ｓ１７０２へ進み、そうでなければ処理終了となる。例えば、本実施の形態においてＥＶＣタイミングは吸気上死点後３０度であるから、高負荷を判定するクランク角は吸気上死点後２０度と設定する。
【００８８】
判断部Ｓ１７０２にてＰＮＯＷと予め設定した所定値ＰＬ２とを比較を実施し、ＰＮＯＷがＰＬ２よりも大きければステップＳ１７０３へ進み、そうでなければステップＳ１７０４へ進む。予め設定する所定値ＰＬ２は、例えば、ここで使用するセンサはセンサ値が４にて大気圧を示すので概ね大気圧であるＰＬ２＝３．６と設定する。これは連通管６内の圧力の最大値はＥＶＣタイミング後に来るため、この時点では最大値にならないことが一般的であり、実施の形態１で使用した高負荷を判定する値ＰＬ１＝３．８よりも低い値としているためである。
図２の連通管６内の圧力では吸気上死点後２０度のＰＮＯＷはＰＮＯＷ３．８９であるので、ＰＬ２＝３．６よりも大きくなり、ステップＳ１７０３へ進むこととなる。
【００８９】
ステップＳ１７０３へ進み、高負荷と判定し、ＦＢ＝１、ＦＴＲ＝０，ＦＥＸ２＝０、ｎ＝１とし処理終了となる。
【００９０】
次に、ステップＳ１７０４以降の処理について説明する。ステップＳ１７０４にてＦＴＲ＝ＦＴＲ＋１とし判断部Ｓ１７０５へ進み、判断部Ｓ１７０５にてＦＴＲ≧４かどうかを判断する。ＦＴＲ≧４であればステップＳ１７０６へ進み、そうでなければ処理終了となる。ステップＳ１７０６へ進み、ＦＢ＝０、ＦＥＸ１＝０、ｎ＝１として処理終了となる。
【００９１】
前記の方法では高低負荷判定処理中にＥＶＣタイミング後の圧力の最大値を検出する処理がないため、図１７に示す圧力最大値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理が実施できない。従って、低負荷に対応した吸気量ばらつき最大気筒推定処理は、図２４に示す処理に変更する必要がある。図２４に示すフローチャートを説明する。
【００９２】
まず判断部Ｓ１８０１にてＦＥＸ２＝１かどうかを判断する。ＦＥＸ２は吸気量ばらつき最大気筒推定に使用する圧力最大値を検出する処理の判定フラグである。ＦＥＸ２＝０は圧力最大値を検出する処理が終了していることを示し、ＦＥＸ２＝１は圧力最大値を検出する処理中であることを示す。初期値はＦＥＸ１＝０である。
判断部Ｓ１８０１にて、ＦＥＸ２＝１であればステップＳ１８０２へ進み、そうでなければ、判断部Ｓ１８０５へ進む。判断部Ｓ１８０５以降の処理については後述する。
【００９３】
ステップＳ１８０２に進み、圧力最大値を検出する処理を実施する。圧力最大値を検出する処理については図２５のフローチャートにて後述する。
【００９４】
次に、判断部Ｓ１８０３へ進み、全気筒の圧力最大値を検出できたかどうか確認するためｎ＝５であるかどうかを判断する。ｎ＝５であればステップＳ１８０４へ進み、そうでなければ処理終了となる。
ステップＳ１８０４にて、圧力最大値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理を実施し、処理終了となる。圧力最大値を用いてばらつき最大気筒を推定する処理は前述した図１７の処理である。
【００９５】
次に、判断部Ｓ１８０５以降の処理について説明する。判断部Ｓ１８０５へ進み、現在のクランク角がＥＶＣタイミングであるかどうか判断する。判断部Ｓ１８０５にて、ＥＶＣタイミングであればステップＳ１８０６へ進み、ＥＶＣタイミングでなければ処理終了となる。
【００９６】
ステップＳ１８０６にて、ＦＥＸ２＝１、ＦＣＨＫ２＝１、ＭＡＸ２（ｎ）＝ＰＮＯＷとして処理終了となる。ＦＣＨＫ２は圧力最小大値を検出する処理の実施回数である。本実施の形態では、圧力最大値を検出する処理の回数は５回とする。ＭＡＸ２（ｎ）は吸気順序がｎのときの圧力最小値となるものである。ｎの初期値は１となる。
【００９７】
次に、図２４のステップＳ１８０２に示した処理を図２５のフローチャートを用いて説明する。
【００９８】
まず判断部Ｓ１９０１にて、ＰＮＯＷとＭＡＸ２（ｎ）を比較し、ＰＮＯＷが大きければステップＳ１９０２へ進み、そうでなければステップＳ１９０３へ進む。
【００９９】
ステップＳ１９０２にてＭＡＸ２（ｎ）へＰＮＯＷを代入し、ステップＳ１９０３へ進む。ステップＳ１９０３にて本処理を１回実施したとしてＦＣＨＫ２をインクリメントし、判断部Ｓ１９０４へ進む。
【０１００】
判断部Ｓ１９０４にて、ＦＣＨＫ２が５であるかを判断し、５であればステップＳ１９０５へ進み、圧力最小値を検出する処理が終了したとしてｎをインクリメントし、ＦＥＸ２＝０として処理終了とし、そうでなければそのまま処理終了となる。
【０１０１】
以上のように、図２３、図２４、図２５の処理を実施することで、ＥＶＣタイミングの手前にて負荷の判定が実施でき、次回のクランク角から負荷に応じた吸気量ばらつき最大気筒推定処理が実施できるため、より早く負荷の変化に対応できる。
【０１０２】
なお、上記各実施の形態においては、この発明を直列４気筒のエンジンに適用した場合について説明したが、この発明は直列４気筒のエンジンに限らず、３気筒以上の複数気筒のエンジンに適用可能である。また、Ｖ型エンジンにおいても、バンク毎のスロットル下流同士を相互に接続する連通管を取り付けたり、全気筒のスロットル下流同士を相互に接続する連通管を取り付けたりすることで適用可能となる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  エンジン                          ２  吸気管
３  スロットルバルブ                  ４  スロットルアクチュエ−タ
５  スロットル開度検出センサ          ６  連通管
７  圧力検出センサ                    ８  クランク軸
９  クランク角検出センサ              １０  カム角検出センサ
１１  ＥＣＵ                          １２  燃料噴射弁
１３  点火プラグ                      １４  吸気バルブ
１５  排気バルブ                      １６  ピストン
【図２】
0004578560.tif 000002
【図３】
0004578560.tif 000003
【図５】
0004578560.tif 000004
【図６】
0004578560.tif 000005
【図７】
0004578560.tif 000006
【図８】
0004578560.tif 000007
【図９】
0004578560.tif 000008
【図１０】
0004578560.tif 000009
【図１１】
0004578560.tif 000010
【図１２】
0004578560.tif 000011
【図１３】
0004578560.tif 000012
【図１４】
0004578560.tif 000013
【図１５】
0004578560.tif 000014
【図１６】
0004578560.tif 000015
【図１７】
0004578560.tif 000016
【図１８】
0004578560.tif 000017
【図１９】
0004578560.tif 000018
【図２０】
0004578560.tif 000019
【図２１】
0004578560.tif 000020
【図２２】
0004578560.tif 000021
【図２３】
0004578560.tif 000022
【図２４】
0004578560.tif 000023
【図２５】
0004578560.tif 000024
【図１】
0004578560.tif 000025
【図４】
0004578560.tif 000026