(57)【要約】【課題】気筒毎の燃焼変動の検出精度の悪化を検出することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、複数の気筒のクランク角を検出するクランク角検出手段と、複数の気筒のうち、少なくとも１つの気筒の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、を備える内燃機関に好適に適用される。内燃機関の制御装置は、判定手段を備え、当該判定手段は、筒内圧が検出される気筒である筒内圧検出気筒について、クランク角に基づいて算出された燃焼変動と、筒内圧に基づいて算出された燃焼変動と、の差分が所定値以上となっている場合には、複数の気筒からトルクが伝達されるクランク軸に捻じれ振動が発生していると判定する。このようにすることで、クランク角に基づいて算出された燃焼変動の精度が悪化しているか否か判定することができる。【選択図】図１
2009293514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、前記複数の気筒のクランク角を検出するクランク角検出手段と、前記複数の気筒のうち、少なくとも１つの気筒の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、を備える内燃機関に適用される内燃機関の制御装置であって、
筒内圧が検出される気筒である筒内圧検出気筒について、クランク角に基づいて算出された燃焼変動と、筒内圧に基づいて算出された燃焼変動と、の差分が所定値以上となっている場合には、前記複数の気筒からトルクが伝達されるクランク軸に捻じれ振動が発生していると判定する判定手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
クランク角に基づいて算出された前記複数の気筒毎の燃焼変動に基づいて、前記複数の気筒間の燃焼変動のばらつきを抑制するフィードバック制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、前記判定手段により捻じれ振動が発生していると判定された場合には、前記フィードバック制御を禁止する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記筒内圧検出気筒について、クランク角に基づいて算出されたトルクばらつきの統計量と、筒内圧に基づいて算出されたトルクばらつきの統計量と、の差分が所定値以上となっていると判定した場合には、前記捻じれ振動が発生していると判定する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記筒内圧検出手段は、前記捻じれ振動の影響が最大となる気筒の筒内圧を検出する請求項１乃至３のいずれか一項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、気筒間の燃焼変動のばらつきを補正する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、気筒間の燃焼変動のばらつきを検出し、それらを基に、内燃機関の制御パラメータを調整することにより気筒間の燃焼変動のばらつきを補正する技術が知られている。例えば、特許文献１には、クランク角又は筒内圧変動に基づいて、気筒間のトルクばらつきを検出し、検出された気筒間のトルクばらつきに基づいて、吸気バルブを制御する技術が記載されている。また、特許文献２にも本発明と関連のある技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１６６１３号公報
【特許文献２】特開２００４−８４６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、クランク軸における捻じれ振動の発生が考慮されていないため、クランク角に基づいて気筒間のトルクばらつきを検出する場合には、検出精度が悪化する可能性がある。この検出精度が悪化した気筒間のトルクばらつきに基づいてフィードバック制御を行うと、エンジンダメージや、燃費、エミッション、ドラビリ、の悪化が引き起こされる恐れがある。また、筒内圧変動に基づいて気筒間のトルクばらつきを検出する場合には、全ての気筒に筒内圧センサを設ける必要があり、コストがかかる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、燃焼変動の精度の悪化を検出することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、複数の気筒と、前記複数の気筒のクランク角を検出するクランク角検出手段と、前記複数の気筒のうち、少なくとも１つの気筒の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、を備える内燃機関に適用される内燃機関の制御装置は、筒内圧が検出される気筒である筒内圧検出気筒について、クランク角に基づいて算出された燃焼変動と、筒内圧に基づいて算出された燃焼変動と、の差分が所定値以上となっている場合には、前記複数の気筒からトルクが伝達されるクランク軸に捻じれ振動が発生していると判定する判定手段を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、前記複数の気筒のクランク角を検出するクランク角検出手段と、前記複数の気筒のうち、少なくとも１つの気筒の筒内圧を検出する筒内圧検出手段と、を備える内燃機関に好適に適用される。クランク角検出手段は、例えばクランク角センサであり、筒内圧検出手段は、例えば筒内圧センサである。前記内燃機関の制御装置は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの判定手段を備え、前記判定手段は、筒内圧が検出される気筒である筒内圧検出気筒について、クランク角に基づいて算出された燃焼変動と、筒内圧に基づいて算出された燃焼変動と、の差分が所定値以上となっている場合には、前記複数の気筒からトルクが伝達されるクランク軸に捻じれ振動が発生していると判定する。このようにすることで、クランク角に基づいて算出された燃焼変動の精度が捻じれ振動により悪化しているか否かを判定することができる。
【０００８】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、クランク角に基づいて算出された前記複数の気筒毎の燃焼変動に基づいて、前記複数の気筒間の燃焼変動のばらつきを抑制するフィードバック制御を行う制御手段を備え、前記制御手段は、前記判定手段により捻じれ振動が発生していると判定された場合には、前記フィードバック制御を禁止する。前記制御手段は、例えばＥＣＵである。このようにすることで、精度の低い燃焼変動に基づいてフィードバック制御を行うのを防ぐことができる。
【０００９】
上記の内燃機関の制御装置の好適な実施例は、前記判定手段は、前記筒内圧検出気筒について、クランク角に基づいて算出されたトルクばらつきの統計量と、筒内圧に基づいて算出されたトルクばらつきの統計量と、の差分が所定値以上となっていると判定した場合には、前記捻じれ振動が発生していると判定する。
【００１０】
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、前記筒内圧検出手段は、前記捻じれ振動の影響が最大となる気筒の筒内圧を検出する。このようにすることで、捻じれ振動が生じているか否かの判定をより確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
［装置構成］
図１に本実施形態に係る内燃機関の概略構成を示す。図１において、破線矢印は信号の流れを示している。内燃機関１０（以下、「エンジン」と称する）は、車両に走行用動力源として搭載されるものであり、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、などである。なお、図１では、エンジン１０について、要部のみが示されている。
【００１３】
エンジン１０は、４つの気筒（シリンダ）１１ａ〜１１ｄ（以下において、気筒を区別しない場合には、単に「気筒１１」と称する）を有するとともに、各気筒１１におけるピストン１２とコンロッド１６を介して接続されたクランク軸１７を回転可能に保持している。クランク軸１７のエンジンリア（リア）側はトランスミッションと接続されている。各気筒１１ａ〜１１ｄのヘッド部分には、点火プラグ１９が設けられている。各気筒１１ａ〜１１ｄにおける点火プラグ１９の点火時期は夫々、ＥＣＵ２０からの制御信号により制御される。また、トランスミッションから最も離れたエンジンフロント（フロント）側に位置する気筒１１ａのヘッド部分には、筒内圧センサ３１が設けられている。筒内圧センサ３１は、気筒１１ａの筒内圧を検出し、検出された筒内圧に対応する検出信号をＥＣＵ２０へ送信する。
【００１４】
ここで、気筒１１の作動行程について図２を用いて説明する。図２は気筒１１内部の断面構成を示している。図２において、破線矢印は信号の流れを示している。気筒１１の燃焼室１５には、吸気通路３と排気通路４とが接続されている。また、気筒１１の燃焼室１５には、吸気弁１３と排気弁１４が設けられている。吸気弁１３は、開閉することによって、吸気通路３と燃焼室１５との導通／遮断を制御する。排気弁１４は、開閉することによって、排気通路４と燃焼室１５との導通／遮断を制御する。気筒１１の作動行程の１サイクルは、具体的には、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程、の４つの行程より構成される。まず、吸入行程において、燃料噴射弁１８より噴射された燃料と空気との混合気が、吸気通路３より気筒１１の燃焼室１５内へ供給される。次に、圧縮行程において、ピストン１２が上死点（ＴＤＣ）まで上がり、混合気が圧縮される。そして、燃焼行程において、点火プラグ１９が点火されることにより混合気の燃焼が開始され、燃焼による混合気の膨張により、ピストン１２が下死点（ＢＤＣ）まで押し下げられる。その後、排気行程において、ピストン１２が上がり、排気ガスが排気通路４へ排出される。燃焼行程におけるピストン１２が下死点まで押し下げられる力が、コンロッド１６を介してクランク軸１７にトルクとして伝達され、クランク軸１７が回転する。ここで、クランク軸１７近傍には、図１にも示すように、クランク軸１７の回転角を検出して、検出された回転角に対応する検出信号をＥＣＵ２０へ送信するクランク角センサ４１が設けられている。
【００１５】
図１に戻り説明を続けると、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイスなどを有し、各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン１０の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ４１からの検出信号に基づいて、各気筒１１ａ〜１１ｄのトルクばらつきを検出し、それらに基づいて、点火プラグ１９の点火時期を制御することにより、当該トルクばらつきを抑制する制御を行う。
【００１６】
［制御方法］
次に、本実施形態に係る内燃機関の制御方法について具体的に説明する。
【００１７】
一般的な内燃機関の制御方法では、クランク角センサにより検出されたクランク角に基づいて、各気筒毎の燃焼変動（各気筒毎のサイクル間変動、例えば、各気筒毎のサイクル間のトルクばらつき）が算出され、算出された各気筒毎の燃焼変動に基づいて、エンジンの制御パラメータを制御することにより、各気筒間における燃焼変動のばらつきを抑制するフィードバック制御が行われる。例えば、ＥＣＵは、クランク角センサにより検出されたクランク角に基づいて、各気筒について、気筒での燃焼により生成されるトルクを算出する。そして、ＥＣＵは、各気筒毎のサイクル間のトルクばらつき（以下、単に「各気筒毎のトルクばらつき」と称する）を算出し、各気筒毎のトルクばらつきに基づいて、各気筒間におけるトルクばらつきの差分が所定範囲内に収まるように、点火プラグの点火時期等を制御するフィードバック制御を行う。
【００１８】
しかしながら、クランク軸に捻じれ振動が発生した場合には、クランク角に基づいて算出された各気筒毎の燃焼変動は、捻じれ振動の影響分も含んだ情報として算出されるため、各気筒毎の燃焼変動を正確に算出することができなくなる。一般的な内燃機関の制御方法では、ＥＣＵは、この誤った燃焼変動の情報に基づいて、フィードバック制御を行うため、エンジンダメージや、燃費、エミッション、ドラビリ、の悪化が引き起こされる恐れがある。一方、クランク軸の捻じれ振動の影響を排除するために、筒内圧に基づいて各気筒毎の燃焼変動を算出する場合には、全ての気筒に筒内圧センサを設ける必要があり、コストがかかる。
【００１９】
そこで、本実施形態に係る内燃機関の制御方法では、捻じれ振動の最も影響が大きい気筒に対し、筒内圧センサを設けることとし、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサが設けられた気筒について、クランク角に基づいて算出された燃焼変動と、筒内圧に基づいて算出された燃焼変動と、の差分が所定値以上となっているか否かについて判定する。そして、ＥＣＵ２０は、当該差分が所定値以上となっていると判定した場合には、クランク軸１７に捻じれ振動が発生していると判定し、クランク角に基づいて算出された各気筒毎の燃焼変動は精度が低いものとして、各気筒間における燃焼変動のばらつきを抑制するフィードバック制御を禁止することとする。以下に、燃焼変動の例として、各気筒毎のトルクばらつきを例にとり具体的に述べる。
【００２０】
最初に、クランク角に基づいて各気筒毎のトルクばらつきを算出する方法について説明する。まず、クランク角と各トルクとの関係は、以下の式（１）で示される。
【００２１】
【数１】
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式（１）の左辺において、慣性質量Ｊは混合気の燃焼によって駆動されるピストン１２などの駆動部材の慣性質量、ｄω／ｄｔはクランク軸１７の角加速度、を示している。式（１）の右辺において、筒内ガス圧トルクＴｐは気筒１１の筒内ガス圧によるトルク、即ち、気筒内の混合気の燃焼によって発生するトルクを示し、往復質量慣性トルクＴｍはピストン１２などの往復慣性質量による慣性トルク、フリクショントルクＴｆは気筒１１におけるフリクショントルク、負荷トルクＴｌｅは走行時に路面から受ける負荷トルク、をそれぞれ示している。
【００２２】
ここで、各気筒１１での燃焼によってクランク軸１７に発生するトルクである図示トルクＴＫは、筒内ガス圧トルクＴｐと往復質量慣性トルクＴｍとの和をクランク角θで積分することにより算出されるので、式（１）を用いることにより、以下の式（２）で示される。
【００２３】
【数２】
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ここで、式（２）において、右辺第２項のフリクショントルクＴｆの積分項と右辺第３項の負荷トルクＴｌｅの積分項との和は、どの気筒についても一定とみなすことができる。従って、各気筒１１毎のトルクばらつきに影響を及ぼすのは、式（２）の右辺第１項に示す、慣性質量Ｊに角加速度ｄω／ｄｔをかけた値の積分項である。以下では、ＥＣＵ２０は、慣性質量Ｊに角加速度ｄω／ｄｔをかけた値の積分項を、規格化された図示トルクとして算出することとする。ここで、慣性質量Ｊは各気筒１１毎の形状や質量等により予め規定された値であるので、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ４１により検出されたクランク角に基づいて、角加速度ｄω／ｄｔを算出し、算出された角加速度ｄω／ｄｔに対し、予め規定された慣性質量Ｊをかけることにより、規格化された図示トルクを算出することができる。なお、以下では、規格化された図示トルクを「図示トルク」と称することとする。
【００２４】
図３は、各気筒１１ａ〜１１ｄにおける図示トルクの時間に対する変化を示すグラフである。図３のグラフにおいて、横軸に時間を示し、縦軸に図示トルクを示している。図３において、Ｘは算出された図示トルクを示し、ａ〜ｄで示す英字の添え字は夫々、気筒１１ａ〜１１ｄを示し、数字の添え字は作動行程のサイクルの回数を示している。例えば、Ｘａ１は、１回目のサイクルにおいて算出された気筒１１ａの図示トルクを示し、Ｘａ２は、２回目のサイクルにおいて算出された気筒１１ａの図示トルクを示している。
【００２５】
先にも述べたように、ＥＣＵ２０は、角加速度ｄω／ｄｔを算出することにより図示トルクを求めることができる。角加速度ｄω／ｄｔを算出する具体的な方法としては、例えば、ＥＣＵ２０は、各気筒１１において、クランク角センサ４１からの検出信号に基づいて、ピストン１２がＴＤＣ及びＢＤＣにあるときのそれぞれの角速度ω（ＴＤＣ）、ω（ＢＤＣ）を算出し、その差分ω（ＢＤＣ）−ω（ＴＤＣ）を、ピストン１２がＴＤＣからＢＤＣに移動する時間で割ることにより、角加速度ｄω／ｄｔを算出する。ＥＣＵ２０は、算出された角加速度ｄω／ｄｔに慣性質量Ｊをかけ、例えばＴＤＣからＢＤＣへ変化したときのクランク角の変位を積分範囲としてクランク角θで積分することにより図示トルクを算出する。
【００２６】
ピストン１２がＴＤＣからＢＤＣに移動するタイミングは、気筒１１ａ〜１１ｄにおいて夫々ずれているので、図３に示すように、１回のサイクルにおいて、時間の経過に対し、例えば、気筒１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの順に、図示トルクＸが算出される。
【００２７】
次に、ＥＣＵ２０は、図示トルクＸの統計量を算出する。例えば、ＥＣＵ２０は、各気筒１１毎に、以下の式（３）を用いて、複数回のサイクルの夫々で求められた図示トルクＸについての相対標準偏差（変動係数）ＣＶを算出する。なお、式（３）では、相対標準偏差ＣＶは、１００を掛けることにより百分率で示されている。
【００２８】
【数３】
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式（３）において、Ｘの添え字ｉ（ｉ＝ａ〜ｄ）は気筒１１ａ〜１１ｄを示し、添え字１〜ｎはサイクルの回数を示している。
【００２９】
例えば、気筒１１ａの図示トルクの相対標準偏差ＣＶを算出する場合には、ＥＣＵ２０は、ｎ回のサイクルで算出された気筒１１ａの図示トルクＸａ１、Ｘａ２、・・・、Ｘａｎ、について、標準偏差ＳＴＤ（Ｘａ１、・・・、Ｘａｎ）と平均値ＡＶＥ（Ｘａ１、・・・、Ｘａｎ）とを求め、標準偏差ＳＴＤを平均値ＡＶＥで割ることにより、図示トルクの相対標準偏差ＣＶを算出する。他の各気筒１１ｂ〜１１ｄについても、式（３）を用いて同様の計算を行うことで相対標準偏差ＣＶが算出される。即ち、ＥＣＵ２０は、各気筒１１ｂ〜１１ｄ毎に、ｎ回のサイクルで算出された図示トルクについて標準偏差と平均値を求め、標準偏差を平均値で割ることにより図示トルクの相対標準偏差ＣＶを算出する。このようにして算出された各気筒１１ａ〜１１ｄ毎の相対標準偏差ＣＶは夫々、各気筒１１ａ〜１１ｄ毎のサイクル間の図示トルクのばらつきを示している。
【００３０】
図４は、気筒１１ａ〜１１ｄの各気筒毎の図示トルクの相対標準偏差を示すグラフである。図４において、白丸は、クランク角に基づいて算出された各気筒毎の図示トルクの相対標準偏差を示している。具体的には、ＣＶａは気筒１１ａの図示トルクの相対標準偏差、ＣＶｂは気筒１１ｂの図示トルクの相対標準偏差、ＣＶｃは気筒１１ｃの図示トルクの相対標準偏差、ＣＶｄは気筒１１ｄの図示トルクの相対標準偏差、を夫々示している。
【００３１】
図４に示す例では、気筒１１ｄの図示トルクの相対標準偏差ＣＶｄは、他の各気筒１１ａ〜１１ｃの図示トルクの相対標準偏差ＣＶａ〜ＣＶｃと比較して大きくなっている。このことから、気筒１１ｄの図示トルクは、他の各気筒１１ａ〜１１ｃの図示トルクと比較して、サイクル間のばらつきが大きくなっていることが分かる。つまり、気筒１１ｄの燃焼状態は、他の各気筒１１ａ〜１１ｃの燃焼状態と比較して、悪化していることが分かる。
【００３２】
次に、筒内圧に基づいて各気筒毎のトルクばらつきを算出する方法について説明する。先にも述べたように、本実施形態では、トランスミッションから最も離れたフロント側に位置する気筒１１ａのヘッド部分にのみ、筒内圧センサ３１が設けられている。従って、本実施形態では、ＥＣＵ２０は、気筒１１ａのトルクばらつきについてのみ、筒内圧に基づいて算出する。
【００３３】
まず、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサ３１からの検出信号に基づいて、気筒１１ａにおける筒内圧を検出し、以下の式（４）を用いて図示トルクを算出する。
【００３４】
【数４】
2009293514.tif 000006
式（４）では、筒内圧をＰ、燃焼室１５の容積である筒内容積をＶ、筒内容積Ｖの単位クランク角に対する変化量をｄＶ／ｄθとして示している。ＥＣＵ２０は、筒内圧Ｐと筒内容積Ｖの単位クランク角に対する変化量ｄＶ／ｄθとの積をクランク角θで積分することにより、筒内圧Ｐに基づいた図示トルクを算出する。
【００３５】
そして、ＥＣＵ２０は、複数回のサイクルの夫々について、気筒１１ａの図示トルクを、筒内圧に基づいて算出した後、先に述べたのと同様にして、気筒１１ａの図示トルクの統計量、例えば相対標準偏差ＣＶを算出する。図４において、筒内圧に基づいて算出された気筒１１ａの図示トルクの相対標準偏差をＣＶＳａ（三角印）として示している。
【００３６】
次に、捻じれ振動が発生しているか否かの判定方法について説明する。
【００３７】
図４において、クランク軸１７に捻じれ振動が生じていない場合には、クランク角に基づいて算出された気筒１１ａの図示トルクの相対標準偏差ＣＶａと、筒内圧に基づいて算出された気筒１１ａの図示トルクの相対標準偏差ＣＶＳａと、は略一致する。より具体的には、図４でいうと、破線三角印で示すＣＶＳａのように、相対標準偏差ＣＶａと相対標準偏差ＣＶＳａとの差が所定値β未満となる。ＥＣＵ２０は、相対標準偏差ＣＶａと相対標準偏差ＣＶＳａとの差が所定値β未満となっている場合には、クランク軸１７に捻じれ振動が生じていないと判定する。ここで、所定値βは、予め実験などにより求められ、ＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記録されている。
【００３８】
ＥＣＵ２０は、クランク軸１７に捩じれ振動が生じていないと判定した場合には、気筒１１ａ〜１１ｄ間の図示トルクの相対標準偏差のばらつきを抑えるように制御パラメータを補正するフィードバック制御を行う。図４に示す例では、ＥＣＵ２０は、フィードバック制御として、気筒１１ｄの図示トルクの相対標準偏差ＣＶｄと、他の気筒１１ａ〜１１ｃの図示トルクの相対標準偏差ＣＶａ〜ＣＶｃと、の差分が所定値α以下となるように、気筒１１ｄの点火時期の進角などの制御を行い、気筒１１ｄの燃焼状態の改善を図る。ここで、所定値αは、予め実験などにより求められ、ＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記録されている。
【００３９】
なお、補正される制御パラメータとしては、点火時期に限られないのは言うまでもなく、代わりに、または、加えて、例えば燃料噴射量や吸入空気量などの他の制御パラメータの補正を行うとしても良い。また、燃料噴射弁が直接燃焼室内に向けて取り付けられた直噴式のエンジンの場合には、燃料の噴射時期の補正を行うとしてもよい。さらには、直噴式のエンジンにおいて、吸気通路にも燃料噴射弁が取り付けられている場合には、吸気通路の燃料噴射弁と燃焼室内に向けられている燃料噴射弁とについて、夫々の燃料噴射弁からの燃料噴射量の分配率の補正を行うとしても良い。
【００４０】
一方、クランク軸１７に捻じれ振動が生じている場合には、クランク角に基づいて算出された気筒１１ａの図示トルクの相対標準偏差ＣＶａと、筒内圧に基づいて算出された気筒１１ａの図示トルクの相対標準偏差ＣＶＳａと、は略一致しない。より具体的には、図４でいうと、実線三角印で示すＣＶＳａのように、相対標準偏差ＣＶａと相対標準偏差ＣＶＳａとの差が所定値β以上となる。この場合には、クランク軸に捩じれ振動が生じているために、クランク角に基づいて算出された気筒１１ａ〜１１ｄの夫々の図示トルクの相対標準偏差の精度が悪化していると考えられる。従って、このとき、クランク軸に基づいて算出された各気筒１１毎の図示トルクの相対標準偏差は、フィードバック制御を行う上で適切な情報とは言えない。
【００４１】
そこで、ＥＣＵ２０は、気筒１１ａについて、クランク角に基づいて算出された図示トルクの相対標準偏差ＣＶａと、筒内圧に基づいて算出された図示トルクの相対標準偏差ＣＶＳａと、の差分が所定値β以上となっている場合には、クランク軸１７に捻じれ振動が生じているものと判定し、その場合には、クランク角に基づいて算出された気筒１１ａ〜１１ｄの図示トルクの相対標準偏差の精度が悪化しているものとして、気筒１１ａ〜１１ｄ間の図示トルクの相対標準偏差のばらつきを抑えるフィードバック制御を行わないこととする。このようにすることで、精度の低い図示トルクの相対標準偏差に基づいてフィードバック制御を行うのを防ぐことができる。
【００４２】
なお、上述の実施形態では、筒内圧センサは、気筒１１ａにのみ設けられるとしているが、これに限られない。この代わりに、他の気筒１１ｂ〜１１ｄのいずれかに筒内圧センサが設けられるとしてもよい。好適には、気筒１１ａのように、クランク軸１７の捻じれ振動の影響が最も大きくなる位置にある気筒に筒内圧センサが設けられる。従って、例えば、クランク軸１７のフロント側の端部にバランサが取り付けられている場合には、エンジン１０の真ん中にある気筒、例えば、気筒１１ｂ、１１ｃにおいて、捻じれ振動の影響が最も大きくなるので、このときには、気筒１１ｂ、１１ｃに筒内圧センサを設けるとするのが好適である。このように、クランク軸１７の捻じれ振動の影響が最も大きくなる位置にある気筒に筒内圧センサが設けられるとすることで、クランク軸に捻じれ振動が生じているか否かの判定をより確実に行うことができる。
【００４３】
また、上述の実施形態では、気筒１１ａについてのみ、筒内圧に基づいて図示トルクの相対標準偏差を算出しているが、これに限られるものではない。この代わりに、２つ以上の複数の気筒１１に筒内圧センサを設け、それらの筒内圧センサが設けられた２つ以上の複数の気筒１１毎に、筒内圧に基づいた図示トルクの相対標準偏差を算出し、筒内圧に基づいた図示トルクの相対標準偏差と、クランク角に基づいた図示トルクの相対標準偏差と、の差分を算出するとしてもよいのは言うまでもない。これによっても、クランク軸に捻じれ振動が生じているか否かの判定をより確実に行うことができる。
【００４４】
また、上述の実施形態では、各気筒１１ａ〜１１ｄについて、図示トルクの統計量として相対標準偏差を算出するとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、図示トルクの統計量として、標準偏差（ＲＭＳ）などの他の統計量を算出するとしても良い。
【００４５】
つまり、本実施形態に係る内燃機関の制御方法では、筒内圧が検出される筒内圧検出気筒について、クランク角に基づいて算出されたトルクばらつきの統計量と、筒内圧に基づいて算出されたトルクばらつきの統計量と、の差分が所定値以上となっているか否かを判定し、当該差分が所定値以上となっている場合には、捻じれ振動が生じていると判定する。このようにすることで、クランク角に基づいて算出された気筒毎のトルクばらつきの統計量の精度が悪化しているか否かを判定することができる。
【００４６】
［制御処理］
次に、上述の内燃機関の制御処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。以下の内燃機関の制御処理では、ＥＣＵ２０は、クランク角に基づいて算出された気筒の燃焼変動と、筒内圧に基づいて算出された気筒の燃焼変動と、の差分が所定値以上となっているか否かを判定することにより、捻じれ振動が生じているか否かを判定し、判定結果に応じて、フィードバック制御を行うか否かを決定する。
【００４７】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２０は、クランク角より気筒毎の燃焼変動を算出する。上述の例でいうと、ＥＣＵ２０は、気筒１１ａ〜１１ｄの夫々について、クランク角センサ４１により検出されたクランク角に基づいて、複数回のサイクルの夫々において、図示トルクを算出し、複数回のサイクルの夫々において算出された図示トルクに基づいて、図示トルクの相対標準偏差ＣＶを算出する。
【００４８】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２０は、筒内圧センサからの検出信号に基づいて、気筒毎の燃焼変動を算出する。上述の例でいうと、ＥＣＵ２０は、気筒１１ａについて、筒内圧センサ３１により検出された筒内圧に基づいて、複数回のサイクルの夫々において、図示トルクを算出し、複数回のサイクルの夫々において算出された図示トルクに基づいて、気筒１１ａについての図示トルクの相対標準偏差を算出する。
【００４９】
なお、ステップＳ１０１及びＳ１０２の処理は、ステップＳ１０２の処理がステップＳ１０１の処理よりも先に行われても良いし、両方が平行して行われるとしても良い。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０１及びＳ１０２の処理を終えると、ステップＳ１０３の処理へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２０は、クランク軸１７に捻じれ振動が発生しているか否かについて判定する。上述の例でいうと、ＥＣＵ２０は、気筒１１ａについて、クランク角に基づいて算出された図示トルクの相対標準偏差ＣＶａと、筒内圧に基づいて算出された図示トルクの相対標準偏差ＣＶＳａと、の差分が所定値β以上になっているか否かについて判定し、当該差分が所定値β以上になっていると判定した場合には、クランク軸１７に捻じれ振動が発生していると判定し、当該差分が所定値β未満になっていると判定した場合には、クランク軸１７に捻じれ振動が発生していないと判定する。ここで、所定値βは、予め、実験などにより求められ、ＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記録されている。
【００５１】
ＥＣＵ２０は、クランク軸１７に捻じれ振動が発生していないと判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理へ進み、フィードバック制御を行う。上述の例でいうと、ＥＣＵ２０は、気筒１１ａ〜１１ｄ間の図示トルクの相対標準偏差のばらつきが所定値α以下となるようにするフィードバック制御を行うこととする。ここで、所定値αは、予め、実験などにより求められ、ＥＣＵ２０のＲＯＭなどに記録されている。  一方、ＥＣＵ２０は、クランク軸１７に捻じれ振動が発生していると判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、クランク角に基づいて算出された気筒１１ａ〜１１ｄの図示トルクの相対標準偏差の精度が悪化しているものとして、ステップＳ１０５の処理へ進み、フィードバック制御の実施を禁止することとする。このようにすることで、精度の低い図示トルクの相対標準偏差に基づいてフィードバック制御を行うのを防ぐことができる。ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０４またはＳ１０５の処理の後、本制御処理を終了する。
【００５２】
以上に述べたことから分かるように、本実施形態に係る内燃機関の制御方法では、クランク角に基づいて算出された前記内燃機関の燃焼変動と、筒内圧に基づいて算出された前記内燃機関の燃焼変動と、の差分が所定値以上となっているか否かを判定し、当該差分が所定値以上となっていると判定した場合には、捻じれ振動が生じていると判定する。これにより、クランク角に基づいて算出された燃焼変動の精度が悪化しているか否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】各実施形態に係る内燃機関の模式図である。
【図２】気筒内部の断面構成を示している。
【図３】各気筒における図示トルクの時間に対する変化を示すグラフである。
【図４】各気筒における相対標準偏差を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１０  エンジン
１１  気筒
１２  ピストン
１７  クランク軸
２０  ＥＣＵ
３１  筒内圧センサ
４１  クランク角センサ
【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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