JP4054547B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の制御装置に係り、特に、機関トルクの低減の要求に対して好適に適用できる希薄空燃比での燃焼が可能な内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両等に搭載される内燃機関においては、環境問題や燃料消費量の低減等の課題から空燃比を大きくし燃料を希薄にして燃焼するリーンバーン筒内噴射式内燃機関が注目されている。また、前記の如く車両等に搭載されるリーンバーン筒内噴射式内燃機関においては、車両の運転状態が変更される変速時等のために、内燃機関に出力低下制御が要求される場合があり、該要求に適う燃焼制御を行う内燃機関の制御装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特開２０００−１２０４８１号公報に所載の筒内噴射式内燃機関の制御装置は、出力低下要求を受けたときに、内燃機関が圧縮リーンモード状態にある場合には、燃料噴射量を減少させると共に空燃比をリーン化することで内燃機関の出力特性を抑制し、非圧縮リーンモード状態にある場合には、燃料噴射量を減少させると共に点火時期を遅らせることで内燃機関の出力特性を抑制させるものである。
【０００４】
また、特開平１０−６１４７６号公報に所載の内燃機関の制御装置は、燃焼室に供給される燃料の成層化により、希薄空燃比での燃焼が可能な内燃機関であって、その燃焼を制御する制御装置は、機関トルクの低減要求があったときには、燃料噴射時期と点火時期とを同期して補正（遅角制御）することにより、迅速に応答性良く機関トルクを要求に見合うように低減させることができるものである。
【０００５】
更に、特開平１１−３２４７４８号公報に所載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、任意の気筒の燃料カットを行い稼働気筒数を制限するとともに、稼働気筒へ供給される燃料の量を増量補正して混合気の空燃比をリッチ側に補正し、更に、該空燃比が所定値以上になるのを制限し、かつ、実際の出力トルクが要求トルクとなるように、内燃機関の運転状態を制御するための各種制御量（点火時期等）を増減させるトルク制御手段を備えているものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特開２０００−１２０４８１号公報に所載の如き内燃機関の制御装置のように、空燃比をリーン化することによって、トルクを変更する方法では、通常、希薄混合気燃焼によって燃費の向上を狙う場合、図11に示すように、空燃比は燃焼安定限界付近のリーン状態に設定されている。この際トルクを低減するために、燃料供給量を減量してさらにリーン化すると燃焼安定限界を超えてしまい、その結果、燃焼の悪化、ひいては失火を生じることもあり、運転性や排気の悪化を生じてしまう場合がある。また、これを考慮して燃焼安定限界を超えないようにリーン化した場合、リーン化代が十分でなく要求された機関トルクまでトルクの変更ができない場合があるとの不具合を生じる。
【０００７】
また、特開平１０−６１４７６号公報に所載の如き内燃機関の制御装置にあって、点火時期、噴射時期を遅角制御することで機関トルクを低減させるものであるが、該制御では、図13の（ａ）に示すように理論空燃比による燃焼が点火時期変更範囲が広い特徴をもつこととは異なり、図13の（ｂ）に示すように希薄燃焼時（特に成層燃焼時）においては、安定燃焼を得ることができる点火時期と噴射時期の両立範囲が狭いために、その範囲を外れた場合には、同じく燃焼の悪化、ひいては、失火を生じることもあり、運転性や排気が悪化すると言う不具合を生じてしまう。更に、これを考慮して両立範囲を外れないようにした場合には、点火時期、噴射時期の遅角代が十分でなく要求された機関トルクまでトルクの変更ができない場合がある。
【０００８】
更に、特開平１１−３２４７４８号公報に所載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、任意の気筒の燃料カットを行い稼働気筒数を制限するものであるが、該気筒の燃料カットと同時に、エミッション悪化の抑制のために、稼働気筒へ供給される燃料の量を増量補正して混合気の空燃比をリッチ側に補正するものであり、かつ該リッチ側への補正により稼働気筒の失火を抑えるために空燃比が所定値以上になるのを制限するものであるので、要求されるトルク値での希薄燃焼状態での内燃機関の正確なトルク制御が行えないとの不具合がある。
【０００９】
本発明は、前記のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、希薄燃焼を行う筒内噴射式内燃機関において、運転性や排気ガスの悪化を極力抑えつつ、正確でかつ迅速な機関トルクの変更の要求を満たすことができる内燃機関の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】
前記目的を達成すべく、本発明に係る内燃機関の制御装置は、筒内噴射式の多気筒内燃機関の制御装置であって、希薄燃焼時に、前記多気筒内燃機関の機関トルクの低減変更の要求がなされた場合には、所定数の気筒の燃料カットを行うと共に、該燃料カットを行う気筒以外の稼働気筒のトルクを低減変更要求後に要求される機関トルクになるように、希薄燃焼を維持しつつ前記稼働気筒への燃料噴射量を制御することを特徴とする。
【００１１】
好ましい具体的な態様としては、前記燃料カットする気筒の数は、前記機関トルクの低減変更の要求度合により決定されるものであり、前記稼働気筒のトルクの制御は、前記燃料カットを行う気筒の数と前記要求される機関トルクとに基づいて増加もしくは低減するものであることを特徴としている。
前記の如く構成された本発明の内燃機関の制御装置は、希薄燃焼を行う内燃機関において、運転性や排気の悪化を極力抑えつつ、迅速なトルク変更の要求を満たすことができ、正確なトルク制御を行うことができる。
【００１２】
また、他の好ましい具体的な態様としては、前記制御装置は、機関トルクの低減変更の要求値と低減要求前の機関トルク値とに基づいて燃料カットする気筒数値を概算する手段と、該気筒数が整数であるか否かを判定する判定手段と、該判定した気筒が整数でない場合に整数値としての燃料カットする気筒数を演算する手段と、を備えており、前記燃料カットする気筒数を演算する手段は、気筒数値概算手段で概算された気筒数値に基づいて気筒数を演算するか、もしくは、検出した空燃比に基づいて気筒数を演算するものであり、かつ、前記稼動気筒のトルクを制御する手段を備えていることを特徴としている。
【００１３】
更に、他の好ましい具体的な態様としては、前記稼動気筒のトルクを制御する手段は、前記稼動気筒の燃料噴射時期、点火時期の少なくとも一つを変更制御させるものであり、前記稼動気筒における燃料供給量は、空燃比に基づいてその供給量が制限されることを特徴とし、前記所定数の気筒の燃料カットと前記稼動気筒のトルクの制御は、前記各気筒の爆発行程が全気筒分経過する期間で行うことを特徴としている。
【００１４】
更にまた、他の好ましい具体的な態様としては、前記機関トルクの低減変更は、前記制御装置で演算された情報に基づいて実行されることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の筒内噴射内燃機関１０７の制御システムにおける全体構成を示したものである。シリンダ１０７ｂに導入される吸入空気は、エアクリーナ１０２の入口部１０２ａから取り入れられ、内燃機関の運転状態計測手段の一つである空気流量計（エアフロセンサ）１０３を通り、吸気流量を制御する電制スロットル弁１０５ａが収容されたスロットルボディ１０５を通ってコレクタ１０６に入る。前記コレクタ１０６に吸入された空気は、内燃機関１０７の各シリンダ１０７ｂに接続された各吸気管１０１に分配された後、ピストン１０７ａ、前記シリンダ１０７ｂ等によって形成される燃焼室１０７ｃに導かれる。
【００１６】
また、前記エアフロセンサ１０３からは、前記吸気流量を表す信号が内燃機関１０７の制御装置であるコントロールユニット１１５に出力されている。更に、前記スロットルボディ１０５には、電制スロットル弁１０５ａの開度を検出する内燃機関の運転状態計測手段の一つであるスロットルセンサ１０４が取り付けられており、その信号もコントロールユニット１１５に出力されるようになっている。
【００１７】
一方、ガソリン等の燃料は、燃料タンク１０８から燃料ポンプ１０９により一次加圧されて燃料圧力レギュレータ１１０により一定の圧力に調圧されるとともに、高圧燃料ポンプ１１１でより高い圧力に二次加圧されてインジェクタ１１２に接続されているコモンレールへ圧送される。
【００１８】
前記コモンレールへ圧送された高圧燃料は、各シリンダ１０７ｂに設けられているインジェクタ１１２から燃焼室１０７ｃに噴射される。該燃焼室１０７ｃに噴射された燃料は、点火コイル１１３で高電圧化された点火信号により点火プラグ１１４で着火される。
【００１９】
また、排気弁１２６のカムシャフトに取り付けられたカム角センサ１１６は、カムシャフトの位相を検出するための信号をコントロールユニット１１５に出力する。ここで、カム角センサ１１６は、吸気弁１２７側のカムシャフトに取り付けてもよい。また、内燃機関のクランクシャフト１０７ｄの回転と位相を検出するためにクランク角センサ１１７をクランクシャフト１０７ｄの軸上に設け、その出力をコントロールユニット１１５に入力する。
更に、排気管１１９中の触媒１２０の上流に設けられた空燃比センサ１１８は、排気ガスの空燃比を検出し、その検出信号をコントロールユニット１１５に出力する。
【００２０】
図２は、前記コントロールユニット１１５の主要部を示しており、ＭＰＵ２０３、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０４及びＡ／Ｄ変換器を含むＩ／ＯＬＳＩ２０１等で構成され、内燃機関の運転状態を計測（検出）する手段の一つであるエアフロセンサ１０３、燃料圧力センサ１２１を含む各種のセンサ等からの信号を入力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、前記各インジェクタ１１２、点火コイル１１３等に所定の制御信号を供給して燃料供給量制御、点火時期制御を実行するものである。
【００２１】
前記のような内燃機関１０７を自動車等の車両に搭載した場合において、車両の走行安定性を確保するとき等のために車両の挙動を制御する際、迅速に機関のトルクを目標とするトルクまで変化させるという要求が発生する場合があるが、本実施形態の内燃機関の制御装置は、前記要求を達成させるべく、内燃機関１０７を希薄燃焼のまま、迅速に要求された機関トルクまでトルクを減少させる手段として、特定の気筒の燃料カットを行うと共に他の稼動気筒におけるトルクを増加させるものである。
【００２２】
図３は、本発明の第一の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートを示したものであり、車両の運転状態に応じて、内燃機関１０７が機関トルクの低減要求を受けた場合に、該内燃機関の制御装置１１５が、燃料供給制御を演算するまでの各処理のフローチャートである。
【００２３】
前記処理は、所定時間毎に実行され、ステップ３０２では、車両からの機関トルクの低減要求が制御装置１１５に読み込まれる。機関トルクの低減要求は、前記制御装置１１５内に入力された情報から演算されたもの、或いは、他の制御ユニットで演算された情報と前記制御装置１１５内に入力された情報とを基にして演算されたものであっても良い。機関トルクの低減要求を他の制御ユニットに演算させることにより、本制御装置１１５の演算負荷を低減する効果が得られる。
【００２４】
ステップ３０３では、内燃機関の回転数や燃料噴射量等の内燃機関の運転状態に関する情報に基づき現在の内燃機関の機関トルクを演算する。ステップ３０４では、要求された機関トルクと現在の内燃機関の機関トルクとの大小関係や演算されている値の信頼性等に基づいて、トルク変更の必要性を判断する。トルクの変更が「必要なし」と判断した場合には、現状の内燃機関の状態を維持したままフローを終了する。また、トルクの変更が「必要あり」と判断された場合には、ステップ３０５に進み、該ステップ３０５において、燃料供給制御のための演算がされる。
【００２５】
図４は、本実施形態の内燃機関の制御装置における燃料供給制御の制御フローチャートを示すものであり、前記図３の制御フローチャートのステップ３０５における燃料供給制御の具体的で詳細な制御フローチャートを説明したものである。
【００２６】
ステップ４０１では、図３のステップ３０２で演算された要求された機関トルクとステップ３０３で演算された現在の機関トルクとからトルク変更値を演算する。ここで、演算される値は、要求された機関トルクと現在の機関トルクの比であるトルク変更率でも良い。
【００２７】
ステップ４０２では、トルク変更値と現在の機関トルクの比から、エンジンの各気筒の爆発行程が全気筒分経過する期間で行う燃料カット気筒数を演算する。トルク変更値と現在の機関トルクの比と燃料カット気筒数の関係は、図１２のように示される。実際に燃料カットを行う場合には整数本しか実行することはできないが、ブロック４０２の演算値では、小数が出る場合は小数を残したままで良い。
【００２８】
ステップ４０３では、演算した燃料カット気筒数が整数が否かを判定し、整数であれば、制御フローを終了し、整数でなければ、ステップ４０４に進む。ステップ４０４では、演算された燃料カット気筒数が整数とならない値の場合に、該値の切り上げを行って、その切り上げた数を燃料カット気筒数とする。ここでの思想は、ステップ４０２の演算値より大きな整数本の燃料カットを行うということである。
【００２９】
ステップ４０５では、図３のステップ３０２で演算された要求された機関トルクとステップ４０４で演算された気筒数の燃料カットが行われたとしたときのトルクから目標トルクになるためのトルク補正量を演算する。ステップ４０６では、トルク補正量を満たすための稼動気筒における燃料噴射量を演算し、燃料を増量する。ここで、トルク補正量を満たすために稼動気筒のトルクを増加させる方法は、燃料供給量を増加させる以外に、点火力を高め燃焼効率を向上させる点火時期またはおよび噴射時期を進角する等の方策が考えられる。また、トルク補正量をモータ等の外部装置により、機関トルクを増加させて要求機関トルクを満たす方法もある。
【００３０】
図５は、本実施形態の内燃機関の制御装置における燃料供給制御の制御フローチャートを示すものであり、図４の制御フローチャートのステップ４０６における稼動気筒燃料噴射量補正の具体的で詳細な制御フローチャートを説明したものである。
【００３１】
ステップ５０１では、空燃比センサの値、燃料噴射量等により現在の燃焼状態が希薄燃焼か否かを判定する。希薄燃焼状態と判定された場合、ステップ５０２へ進む。ステップ５０２では、図４のステップ４０５で演算されたトルク補正量を満足するような燃料供給量を演算する。
【００３２】
図６は、６気筒の内燃機関において、要求トルクを満たすためにステップ４０４で演算された燃料カット気筒数が２気筒の場合の例を示している。一般に、機関トルクは、燃料供給量より決定されるので、トルク補正量から燃料供給量を求めることができる。内燃機関への燃料供給量を求めることにより、１気筒当たりの燃料増量も演算される。ここで、燃料供給量は、トルクより演算する例を示したが、内燃機関の運転状態によって決定されるという思想を持つている。
【００３３】
ステップ５０３では、燃焼モード切り換え判定を行う。内燃機関の燃焼モードは、吸気行程中に燃料を噴射して理論空燃比で予混合気燃焼を行うストイキ燃焼モードと、主に吸気行程中に燃料を噴射して理論空燃比よりもリーンな空燃比で予混合燃焼を行う均質リーン燃焼モードと、主に圧縮行程中に燃料を噴射して均質リーン燃焼よりもリーンな空燃比で層状燃焼を行う成層燃焼モードがある。
【００３４】
例えば、内燃機関が成層燃焼モード中である場合に、前記燃料増量を実行したときに燃料噴射量等の情報からリッチ側の燃焼安定限界を超えてしまうと判定した場合、燃料噴射時期、点火時期を変化させ均質リーン燃焼モードに切り換える。このことにより、燃料を増量した場合の燃焼安定限界を更に広げ、トルク変更代を大きくすることが可能となる。
ステップ５０５では、前記燃料増量を行ったときに燃料噴射量等の情報から機関のリッチ側の燃焼安定限界を超えてしまうと判定した場合、燃料噴射量を制限し、燃焼安定限界を超えないようにする。
【００３５】
図７は、本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートを示すものであり、図４の第一の実施形態の燃料供給制御の制御フローを一部変更したものである。
ステップ７０１（４０１）では、図３のステップ３０２で演算された要求された機関トルクとステップ３０３で演算された現在の機関トルクからトルク変更値を演算する。ステップ７０２（４０２）では、トルク変更値と現在の機関トルクの比から燃料をカットする気筒数の演算（概算）する。演算（概算）された燃料カット気筒数が整数とならない場合は、ステップ７０４に進む。ステップ７０４では、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り上げるか切り下げるかを選択する。
【００３６】
ステップ７０５（４０４）とステップ７０６とでは、演算された燃料カット気筒数が整数とならない値の切り上げもしくは切り下げを行って、その切り上げもしくは切り下げた値を燃料カット気筒数とする。
ステップ７０７では、図３のステップ３０２で演算された要求された機関トルクと、ステップ７０５（４０４）あるいはステップ７０６で演算された気筒数の燃料カットが行われた場合のトルクから、目標トルクになるためのトルク補正量を演算する。ステップ７０８では、トルク補正量を満たすために稼動気筒における燃料量を演算する。
【００３７】
ステップ７０４では、図１０に示すように、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り上げた場合、このままでは要求された機関トルクを下回るので、稼動気筒における燃料噴射量を、図５に示したように増量する。
また、ステップ７０４で、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り下げた場合、このままでは要求された機関トルクを上回るので、稼動気筒における燃料量を減量する。
ここで、変更する燃料量は、燃焼状態の悪化を防ぐために、図１１に示されるような燃焼限界を超えないように制限を設けなければならない。また、燃料補正分をモータ等の外部装置によるトルクに置き換えて補正することも可能である。
【００３８】
図８は、本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートを示すものであり、図７のステップ７０４における燃料カット気筒数選択演算の具体的な第一の実施例の制御フローを示したものである。
ステップ８０１（７０４）では、図７のステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数の小数部分が規定値以上かあるいは以下であるかを判定する。稼動気筒における燃料噴射補正量を減らすために、規定値以上である場合、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り上げた気筒数の燃料カットを行い稼動気筒の燃料噴射量を増加させる。また、規定値以下である場合、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り下げた気筒数の燃料カットを行い稼動気筒の燃料噴射量を減少させる。規定値は、運転状態と燃焼安定の範囲から求める。
【００３９】
図９は、本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートを示すものであり、図７のステップ７０４における燃料カット気筒数選択演算の具体的な第二の実施例の制御フローを示したものである。
ステップ９０１（５０４）では、空燃比を読み込み、ステップ９０２及びステップ９０３では、リーン側燃焼安定限界およびリッチ側燃焼安定限界を読み込む。この限界は、内燃機関の状態により検索され、例えばマップに基づいて演算される。
【００４０】
ステップ９０４では、ステップ９０１（５０４）で読み込まれた現在の空燃比と、ステップ９０２、９０３で演算された限界値との比較により、空燃比変化可能代を演算する。安定した燃焼状態を得るために、リッチ側の変化可能代が大きい場合にはステップ９０５（７０５）に進み、該ステップ９０５（７０５）で、演算された燃料カット気筒数の切り上げを行う。また、リーン側の変化可能代が大きい場合にはステップ９０６（７０６）に進み、該ステップ９０６（７０６）で、演算された燃料カット気筒数を切り下げた気筒数の燃料カットを行う。ここで、ステップ９０４で限界値と比較する空燃比は、目標空燃比でも良い。
【００４１】
また、図９の第二の実施例を図８の第一実施例と組み合わせること、あるいは内燃機関の運転状態により検索される、例えばステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り上げるかもしくは切り下げるかのどちらを選択するかを示したマップを使用して、燃料カット気筒数の選択演算を行うことも可能である。
【００４２】
図１４は、本発明の実施形態の内燃機関の制御装置と公知の制御装置とを、希薄燃焼を行う６気筒内燃機関を例としてその効果を示したものである。迅速な機関トルクの低減要求を受けたときに、公知の制御装置の燃料カットのみでは、エンジンの各気筒の爆発行程が全気筒分経過する期間内で、内燃機関の機関トルクの変化は、固定された６点でしかできない。
【００４３】
また、トルク低減要求を受けたとき、燃料カットを4気筒で行っている場合を考えると、図１４に示されるように、公知例と比較して本発明では、トルク変更可能幅が大きい燃料を増量する手段と、燃料を減量する手段と、の複数を持ち、その二つの手段を、内燃機関の運転状態に応じて、最適に使い分けるので、運転性や排気の悪化を極力抑えつつ、トルク変更の要求を満たす範囲を広げることが可能である。なお、トルク変更手段には、吸入空気量の減量を併用して実施しても良い。
【００４４】
以上、本発明の二つの実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
前記実施形態においては、機関トルクの低減変更の要求の情報発生部所については、具体的に説明していないが、該発生部所は、内燃機関以外の外部からの情報に基づくか、前記制御装置で演算された情報に基づくか、もしくは、内燃機関以外の外部からの情報と前記制御装置内で演算された情報とに基づくかのいずれであってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、希薄燃焼を行う筒内噴射式の多気筒内燃機関の制御装置であって、車両の状態に応じて機関トルクの低減要求を受けたときに、前記内燃機関のトルクを低減させるトルク低減手段として、トルク変更可能幅が大きい燃料を増量する手段と、燃料を減量する手段の複数の手段とを持ち、その手段を内燃機関の状態に応じて最適に使い分けることにより、運転性や排気の悪化を極力抑えつつ、迅速なトルク変更の要求を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態を示す内燃機関の制御システムの全体構成図。
【図２】図１の内燃機関の制御装置の内部構成図。
【図３】本発明の内燃機関の制御装置の第一の実施形態の制御フローチャート。
【図４】図３の制御フローチャートのステップ３０５における燃料供給制御の具体的な制御フローチャート。
【図５】図４の制御フローチャートのステップ４０６における稼動気筒燃料噴射量補正の具体的な制御フローチャート。
【図６】図３の内燃機関の制御装置における気筒が６気筒内燃機関において、要求トルクを満たすために演算された燃料カット気筒数が２気筒の場合の例を示した図。
【図７】本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートで、燃料供給制御の制御フローチャート。
【図８】図７のステップ７０４における燃料カット気筒数選択演算の具体的な第一の実施例の制御フローチャート。
【図９】図７のステップ７０４における燃料カット気筒数選択演算の具体的な第二の実施例の制御フローチャート。
【図１０】本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置のタイムチャート。
【図１１】成層燃焼において空燃比とトルクの関係（吸入空気量一定）を示す図。
【図１２】トルク変更値と現在の機関トルクの比と、燃料カット気筒数の関係を示す図。
【図１３】理論空燃比による燃焼と成層燃焼における安定燃焼範囲を示す図。
【図１４】本発明の実施形態の内燃機関の制御装置と公知の制御装置とを、希薄燃焼を行う６気筒内燃機関を例として、その効果比較をした図。
【符号の説明】
１０１・・・吸気管
１０２・・・エアクリーナ
１０３・・・エアフローセンサ
１０４・・・スロットルセンサ
１０５・・・スロットルボディ
１０６・・・コレクタ
１０７・・・筒内噴射内燃機関
１０９・・・燃料ポンプ
１１１・・・高圧燃料ポンプ
１１２・・・インジェクタ
１１３・・・点火コイル
１１４・・・点火プラグ
１１５・・・コントロールユニット
１１６・・・カム角センサ
１１７・・・クランク角センサ
１１８・・・空燃比センサ
２０１・・・Ｉ／Ｏ ＬＳＩ
２０３・・・ＭＰＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の制御装置に係り、特に、機関トルクの低減の要求に対して好適に適用できる希薄空燃比での燃焼が可能な内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両等に搭載される内燃機関においては、環境問題や燃料消費量の低減等の課題から空燃比を大きくし燃料を希薄にして燃焼するリーンバーン筒内噴射式内燃機関が注目されている。また、前記の如く車両等に搭載されるリーンバーン筒内噴射式内燃機関においては、車両の運転状態が変更される変速時等のために、内燃機関に出力低下制御が要求される場合があり、該要求に適う燃焼制御を行う内燃機関の制御装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特開２０００−１２０４８１号公報に所載の筒内噴射式内燃機関の制御装置は、出力低下要求を受けたときに、内燃機関が圧縮リーンモード状態にある場合には、燃料噴射量を減少させると共に空燃比をリーン化することで内燃機関の出力特性を抑制し、非圧縮リーンモード状態にある場合には、燃料噴射量を減少させると共に点火時期を遅らせることで内燃機関の出力特性を抑制させるものである。
【０００４】
また、特開平１０−６１４７６号公報に所載の内燃機関の制御装置は、燃焼室に供給される燃料の成層化により、希薄空燃比での燃焼が可能な内燃機関であって、その燃焼を制御する制御装置は、機関トルクの低減要求があったときには、燃料噴射時期と点火時期とを同期して補正（遅角制御）することにより、迅速に応答性良く機関トルクを要求に見合うように低減させることができるものである。
【０００５】
更に、特開平１１−３２４７４８号公報に所載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、任意の気筒の燃料カットを行い稼働気筒数を制限するとともに、稼働気筒へ供給される燃料の量を増量補正して混合気の空燃比をリッチ側に補正し、更に、該空燃比が所定値以上になるのを制限し、かつ、実際の出力トルクが要求トルクとなるように、内燃機関の運転状態を制御するための各種制御量（点火時期等）を増減させるトルク制御手段を備えているものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特開２０００−１２０４８１号公報に所載の如き内燃機関の制御装置のように、空燃比をリーン化することによって、トルクを変更する方法では、通常、希薄混合気燃焼によって燃費の向上を狙う場合、図11に示すように、空燃比は燃焼安定限界付近のリーン状態に設定されている。この際トルクを低減するために、燃料供給量を減量してさらにリーン化すると燃焼安定限界を超えてしまい、その結果、燃焼の悪化、ひいては失火を生じることもあり、運転性や排気の悪化を生じてしまう場合がある。また、これを考慮して燃焼安定限界を超えないようにリーン化した場合、リーン化代が十分でなく要求された機関トルクまでトルクの変更ができない場合があるとの不具合を生じる。
【０００７】
また、特開平１０−６１４７６号公報に所載の如き内燃機関の制御装置にあって、点火時期、噴射時期を遅角制御することで機関トルクを低減させるものであるが、該制御では、図13の（ａ）に示すように理論空燃比による燃焼が点火時期変更範囲が広い特徴をもつこととは異なり、図13の（ｂ）に示すように希薄燃焼時（特に成層燃焼時）においては、安定燃焼を得ることができる点火時期と噴射時期の両立範囲が狭いために、その範囲を外れた場合には、同じく燃焼の悪化、ひいては、失火を生じることもあり、運転性や排気が悪化すると言う不具合を生じてしまう。更に、これを考慮して両立範囲を外れないようにした場合には、点火時期、噴射時期の遅角代が十分でなく要求された機関トルクまでトルクの変更ができない場合がある。
【０００８】
更に、特開平１１−３２４７４８号公報に所載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、任意の気筒の燃料カットを行い稼働気筒数を制限するものであるが、該気筒の燃料カットと同時に、エミッション悪化の抑制のために、稼働気筒へ供給される燃料の量を増量補正して混合気の空燃比をリッチ側に補正するものであり、かつ該リッチ側への補正により稼働気筒の失火を抑えるために空燃比が所定値以上になるのを制限するものであるので、要求されるトルク値での希薄燃焼状態での内燃機関の正確なトルク制御が行えないとの不具合がある。
【０００９】
本発明は、前記のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、希薄燃焼を行う筒内噴射式内燃機関において、運転性や排気ガスの悪化を極力抑えつつ、正確でかつ迅速な機関トルクの変更の要求を満たすことができる内燃機関の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】
前記目的を達成すべく、本発明に係る内燃機関の制御装置は、筒内噴射式の多気筒内燃機関の制御装置であって、希薄燃焼時に、前記多気筒内燃機関の機関トルクの低減変更の要求がなされた場合には、所定数の気筒の燃料カットを行うと共に、該燃料カットを行う気筒以外の稼働気筒のトルクを低減変更要求後に要求される機関トルクになるように、希薄燃焼を維持しつつ前記稼働気筒への燃料噴射量を制御することを特徴とする。
【００１１】
好ましい具体的な態様としては、前記燃料カットする気筒の数は、前記機関トルクの低減変更の要求度合により決定されるものであり、前記稼働気筒のトルクの制御は、前記燃料カットを行う気筒の数と前記要求される機関トルクとに基づいて増加もしくは低減するものであることを特徴としている。
前記の如く構成された本発明の内燃機関の制御装置は、希薄燃焼を行う内燃機関において、運転性や排気の悪化を極力抑えつつ、迅速なトルク変更の要求を満たすことができ、正確なトルク制御を行うことができる。
【００１２】
また、他の好ましい具体的な態様としては、前記制御装置は、機関トルクの低減変更の要求値と低減要求前の機関トルク値とに基づいて燃料カットする気筒数値を概算する手段と、該気筒数が整数であるか否かを判定する判定手段と、該判定した気筒が整数でない場合に整数値としての燃料カットする気筒数を演算する手段と、を備えており、前記燃料カットする気筒数を演算する手段は、気筒数値概算手段で概算された気筒数値に基づいて気筒数を演算するか、もしくは、検出した空燃比に基づいて気筒数を演算するものであり、かつ、前記稼動気筒のトルクを制御する手段を備えていることを特徴としている。
【００１３】
更に、他の好ましい具体的な態様としては、前記稼動気筒のトルクを制御する手段は、前記稼動気筒の燃料噴射時期、点火時期の少なくとも一つを変更制御させるものであり、前記稼動気筒における燃料供給量は、空燃比に基づいてその供給量が制限されることを特徴とし、前記所定数の気筒の燃料カットと前記稼動気筒のトルクの制御は、前記各気筒の爆発行程が全気筒分経過する期間で行うことを特徴としている。
【００１４】
更にまた、他の好ましい具体的な態様としては、前記機関トルクの低減変更は、前記制御装置で演算された情報に基づいて実行されることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の筒内噴射内燃機関１０７の制御システムにおける全体構成を示したものである。シリンダ１０７ｂに導入される吸入空気は、エアクリーナ１０２の入口部１０２ａから取り入れられ、内燃機関の運転状態計測手段の一つである空気流量計（エアフロセンサ）１０３を通り、吸気流量を制御する電制スロットル弁１０５ａが収容されたスロットルボディ１０５を通ってコレクタ１０６に入る。前記コレクタ１０６に吸入された空気は、内燃機関１０７の各シリンダ１０７ｂに接続された各吸気管１０１に分配された後、ピストン１０７ａ、前記シリンダ１０７ｂ等によって形成される燃焼室１０７ｃに導かれる。
【００１６】
また、前記エアフロセンサ１０３からは、前記吸気流量を表す信号が内燃機関１０７の制御装置であるコントロールユニット１１５に出力されている。更に、前記スロットルボディ１０５には、電制スロットル弁１０５ａの開度を検出する内燃機関の運転状態計測手段の一つであるスロットルセンサ１０４が取り付けられており、その信号もコントロールユニット１１５に出力されるようになっている。
【００１７】
一方、ガソリン等の燃料は、燃料タンク１０８から燃料ポンプ１０９により一次加圧されて燃料圧力レギュレータ１１０により一定の圧力に調圧されるとともに、高圧燃料ポンプ１１１でより高い圧力に二次加圧されてインジェクタ１１２に接続されているコモンレールへ圧送される。
【００１８】
前記コモンレールへ圧送された高圧燃料は、各シリンダ１０７ｂに設けられているインジェクタ１１２から燃焼室１０７ｃに噴射される。該燃焼室１０７ｃに噴射された燃料は、点火コイル１１３で高電圧化された点火信号により点火プラグ１１４で着火される。
【００１９】
また、排気弁１２６のカムシャフトに取り付けられたカム角センサ１１６は、カムシャフトの位相を検出するための信号をコントロールユニット１１５に出力する。ここで、カム角センサ１１６は、吸気弁１２７側のカムシャフトに取り付けてもよい。また、内燃機関のクランクシャフト１０７ｄの回転と位相を検出するためにクランク角センサ１１７をクランクシャフト１０７ｄの軸上に設け、その出力をコントロールユニット１１５に入力する。
更に、排気管１１９中の触媒１２０の上流に設けられた空燃比センサ１１８は、排気ガスの空燃比を検出し、その検出信号をコントロールユニット１１５に出力する。
【００２０】
図２は、前記コントロールユニット１１５の主要部を示しており、ＭＰＵ２０３、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０４及びＡ／Ｄ変換器を含むＩ／ＯＬＳＩ２０１等で構成され、内燃機関の運転状態を計測（検出）する手段の一つであるエアフロセンサ１０３、燃料圧力センサ１２１を含む各種のセンサ等からの信号を入力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、前記各インジェクタ１１２、点火コイル１１３等に所定の制御信号を供給して燃料供給量制御、点火時期制御を実行するものである。
【００２１】
前記のような内燃機関１０７を自動車等の車両に搭載した場合において、車両の走行安定性を確保するとき等のために車両の挙動を制御する際、迅速に機関のトルクを目標とするトルクまで変化させるという要求が発生する場合があるが、本実施形態の内燃機関の制御装置は、前記要求を達成させるべく、内燃機関１０７を希薄燃焼のまま、迅速に要求された機関トルクまでトルクを減少させる手段として、特定の気筒の燃料カットを行うと共に他の稼動気筒におけるトルクを増加させるものである。
【００２２】
図３は、本発明の第一の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートを示したものであり、車両の運転状態に応じて、内燃機関１０７が機関トルクの低減要求を受けた場合に、該内燃機関の制御装置１１５が、燃料供給制御を演算するまでの各処理のフローチャートである。
【００２３】
前記処理は、所定時間毎に実行され、ステップ３０２では、車両からの機関トルクの低減要求が制御装置１１５に読み込まれる。機関トルクの低減要求は、前記制御装置１１５内に入力された情報から演算されたもの、或いは、他の制御ユニットで演算された情報と前記制御装置１１５内に入力された情報とを基にして演算されたものであっても良い。機関トルクの低減要求を他の制御ユニットに演算させることにより、本制御装置１１５の演算負荷を低減する効果が得られる。
【００２４】
ステップ３０３では、内燃機関の回転数や燃料噴射量等の内燃機関の運転状態に関する情報に基づき現在の内燃機関の機関トルクを演算する。ステップ３０４では、要求された機関トルクと現在の内燃機関の機関トルクとの大小関係や演算されている値の信頼性等に基づいて、トルク変更の必要性を判断する。トルクの変更が「必要なし」と判断した場合には、現状の内燃機関の状態を維持したままフローを終了する。また、トルクの変更が「必要あり」と判断された場合には、ステップ３０５に進み、該ステップ３０５において、燃料供給制御のための演算がされる。
【００２５】
図４は、本実施形態の内燃機関の制御装置における燃料供給制御の制御フローチャートを示すものであり、前記図３の制御フローチャートのステップ３０５における燃料供給制御の具体的で詳細な制御フローチャートを説明したものである。
【００２６】
ステップ４０１では、図３のステップ３０２で演算された要求された機関トルクとステップ３０３で演算された現在の機関トルクとからトルク変更値を演算する。ここで、演算される値は、要求された機関トルクと現在の機関トルクの比であるトルク変更率でも良い。
【００２７】
ステップ４０２では、トルク変更値と現在の機関トルクの比から、エンジンの各気筒の爆発行程が全気筒分経過する期間で行う燃料カット気筒数を演算する。トルク変更値と現在の機関トルクの比と燃料カット気筒数の関係は、図１２のように示される。実際に燃料カットを行う場合には整数本しか実行することはできないが、ブロック４０２の演算値では、小数が出る場合は小数を残したままで良い。
【００２８】
ステップ４０３では、演算した燃料カット気筒数が整数が否かを判定し、整数であれば、制御フローを終了し、整数でなければ、ステップ４０４に進む。ステップ４０４では、演算された燃料カット気筒数が整数とならない値の場合に、該値の切り上げを行って、その切り上げた数を燃料カット気筒数とする。ここでの思想は、ステップ４０２の演算値より大きな整数本の燃料カットを行うということである。
【００２９】
ステップ４０５では、図３のステップ３０２で演算された要求された機関トルクとステップ４０４で演算された気筒数の燃料カットが行われたとしたときのトルクから目標トルクになるためのトルク補正量を演算する。ステップ４０６では、トルク補正量を満たすための稼動気筒における燃料噴射量を演算し、燃料を増量する。ここで、トルク補正量を満たすために稼動気筒のトルクを増加させる方法は、燃料供給量を増加させる以外に、点火力を高め燃焼効率を向上させる点火時期またはおよび噴射時期を進角する等の方策が考えられる。また、トルク補正量をモータ等の外部装置により、機関トルクを増加させて要求機関トルクを満たす方法もある。
【００３０】
図５は、本実施形態の内燃機関の制御装置における燃料供給制御の制御フローチャートを示すものであり、図４の制御フローチャートのステップ４０６における稼動気筒燃料噴射量補正の具体的で詳細な制御フローチャートを説明したものである。
【００３１】
ステップ５０１では、空燃比センサの値、燃料噴射量等により現在の燃焼状態が希薄燃焼か否かを判定する。希薄燃焼状態と判定された場合、ステップ５０２へ進む。ステップ５０２では、図４のステップ４０５で演算されたトルク補正量を満足するような燃料供給量を演算する。
【００３２】
図６は、６気筒の内燃機関において、要求トルクを満たすためにステップ４０４で演算された燃料カット気筒数が２気筒の場合の例を示している。一般に、機関トルクは、燃料供給量より決定されるので、トルク補正量から燃料供給量を求めることができる。内燃機関への燃料供給量を求めることにより、１気筒当たりの燃料増量も演算される。ここで、燃料供給量は、トルクより演算する例を示したが、内燃機関の運転状態によって決定されるという思想を持つている。
【００３３】
ステップ５０３では、燃焼モード切り換え判定を行う。内燃機関の燃焼モードは、吸気行程中に燃料を噴射して理論空燃比で予混合気燃焼を行うストイキ燃焼モードと、主に吸気行程中に燃料を噴射して理論空燃比よりもリーンな空燃比で予混合燃焼を行う均質リーン燃焼モードと、主に圧縮行程中に燃料を噴射して均質リーン燃焼よりもリーンな空燃比で層状燃焼を行う成層燃焼モードがある。
【００３４】
例えば、内燃機関が成層燃焼モード中である場合に、前記燃料増量を実行したときに燃料噴射量等の情報からリッチ側の燃焼安定限界を超えてしまうと判定した場合、燃料噴射時期、点火時期を変化させ均質リーン燃焼モードに切り換える。このことにより、燃料を増量した場合の燃焼安定限界を更に広げ、トルク変更代を大きくすることが可能となる。
ステップ５０５では、前記燃料増量を行ったときに燃料噴射量等の情報から機関のリッチ側の燃焼安定限界を超えてしまうと判定した場合、燃料噴射量を制限し、燃焼安定限界を超えないようにする。
【００３５】
図７は、本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートを示すものであり、図４の第一の実施形態の燃料供給制御の制御フローを一部変更したものである。
ステップ７０１（４０１）では、図３のステップ３０２で演算された要求された機関トルクとステップ３０３で演算された現在の機関トルクからトルク変更値を演算する。ステップ７０２（４０２）では、トルク変更値と現在の機関トルクの比から燃料をカットする気筒数の演算（概算）する。演算（概算）された燃料カット気筒数が整数とならない場合は、ステップ７０４に進む。ステップ７０４では、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り上げるか切り下げるかを選択する。
【００３６】
ステップ７０５（４０４）とステップ７０６とでは、演算された燃料カット気筒数が整数とならない値の切り上げもしくは切り下げを行って、その切り上げもしくは切り下げた値を燃料カット気筒数とする。
ステップ７０７では、図３のステップ３０２で演算された要求された機関トルクと、ステップ７０５（４０４）あるいはステップ７０６で演算された気筒数の燃料カットが行われた場合のトルクから、目標トルクになるためのトルク補正量を演算する。ステップ７０８では、トルク補正量を満たすために稼動気筒における燃料量を演算する。
【００３７】
ステップ７０４では、図１０に示すように、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り上げた場合、このままでは要求された機関トルクを下回るので、稼動気筒における燃料噴射量を、図５に示したように増量する。
また、ステップ７０４で、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り下げた場合、このままでは要求された機関トルクを上回るので、稼動気筒における燃料量を減量する。
ここで、変更する燃料量は、燃焼状態の悪化を防ぐために、図１１に示されるような燃焼限界を超えないように制限を設けなければならない。また、燃料補正分をモータ等の外部装置によるトルクに置き換えて補正することも可能である。
【００３８】
図８は、本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートを示すものであり、図７のステップ７０４における燃料カット気筒数選択演算の具体的な第一の実施例の制御フローを示したものである。
ステップ８０１（７０４）では、図７のステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数の小数部分が規定値以上かあるいは以下であるかを判定する。稼動気筒における燃料噴射補正量を減らすために、規定値以上である場合、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り上げた気筒数の燃料カットを行い稼動気筒の燃料噴射量を増加させる。また、規定値以下である場合、ステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り下げた気筒数の燃料カットを行い稼動気筒の燃料噴射量を減少させる。規定値は、運転状態と燃焼安定の範囲から求める。
【００３９】
図９は、本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートを示すものであり、図７のステップ７０４における燃料カット気筒数選択演算の具体的な第二の実施例の制御フローを示したものである。
ステップ９０１（５０４）では、空燃比を読み込み、ステップ９０２及びステップ９０３では、リーン側燃焼安定限界およびリッチ側燃焼安定限界を読み込む。この限界は、内燃機関の状態により検索され、例えばマップに基づいて演算される。
【００４０】
ステップ９０４では、ステップ９０１（５０４）で読み込まれた現在の空燃比と、ステップ９０２、９０３で演算された限界値との比較により、空燃比変化可能代を演算する。安定した燃焼状態を得るために、リッチ側の変化可能代が大きい場合にはステップ９０５（７０５）に進み、該ステップ９０５（７０５）で、演算された燃料カット気筒数の切り上げを行う。また、リーン側の変化可能代が大きい場合にはステップ９０６（７０６）に進み、該ステップ９０６（７０６）で、演算された燃料カット気筒数を切り下げた気筒数の燃料カットを行う。ここで、ステップ９０４で限界値と比較する空燃比は、目標空燃比でも良い。
【００４１】
また、図９の第二の実施例を図８の第一実施例と組み合わせること、あるいは内燃機関の運転状態により検索される、例えばステップ７０２（４０２）で演算された燃料カット気筒数を切り上げるかもしくは切り下げるかのどちらを選択するかを示したマップを使用して、燃料カット気筒数の選択演算を行うことも可能である。
【００４２】
図１４は、本発明の実施形態の内燃機関の制御装置と公知の制御装置とを、希薄燃焼を行う６気筒内燃機関を例としてその効果を示したものである。迅速な機関トルクの低減要求を受けたときに、公知の制御装置の燃料カットのみでは、エンジンの各気筒の爆発行程が全気筒分経過する期間内で、内燃機関の機関トルクの変化は、固定された６点でしかできない。
【００４３】
また、トルク低減要求を受けたとき、燃料カットを4気筒で行っている場合を考えると、図１４に示されるように、公知例と比較して本発明では、トルク変更可能幅が大きい燃料を増量する手段と、燃料を減量する手段と、の複数を持ち、その二つの手段を、内燃機関の運転状態に応じて、最適に使い分けるので、運転性や排気の悪化を極力抑えつつ、トルク変更の要求を満たす範囲を広げることが可能である。なお、トルク変更手段には、吸入空気量の減量を併用して実施しても良い。
【００４４】
以上、本発明の二つの実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
前記実施形態においては、機関トルクの低減変更の要求の情報発生部所については、具体的に説明していないが、該発生部所は、内燃機関以外の外部からの情報に基づくか、前記制御装置で演算された情報に基づくか、もしくは、内燃機関以外の外部からの情報と前記制御装置内で演算された情報とに基づくかのいずれであってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、希薄燃焼を行う筒内噴射式の多気筒内燃機関の制御装置であって、車両の状態に応じて機関トルクの低減要求を受けたときに、前記内燃機関のトルクを低減させるトルク低減手段として、トルク変更可能幅が大きい燃料を増量する手段と、燃料を減量する手段の複数の手段とを持ち、その手段を内燃機関の状態に応じて最適に使い分けることにより、運転性や排気の悪化を極力抑えつつ、迅速なトルク変更の要求を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置の一実施形態を示す内燃機関の制御システムの全体構成図。
【図２】図１の内燃機関の制御装置の内部構成図。
【図３】本発明の内燃機関の制御装置の第一の実施形態の制御フローチャート。
【図４】図３の制御フローチャートのステップ３０５における燃料供給制御の具体的な制御フローチャート。
【図５】図４の制御フローチャートのステップ４０６における稼動気筒燃料噴射量補正の具体的な制御フローチャート。
【図６】図３の内燃機関の制御装置における気筒が６気筒内燃機関において、要求トルクを満たすために演算された燃料カット気筒数が２気筒の場合の例を示した図。
【図７】本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置の制御フローチャートで、燃料供給制御の制御フローチャート。
【図８】図７のステップ７０４における燃料カット気筒数選択演算の具体的な第一の実施例の制御フローチャート。
【図９】図７のステップ７０４における燃料カット気筒数選択演算の具体的な第二の実施例の制御フローチャート。
【図１０】本発明の第二の実施形態の内燃機関の制御装置のタイムチャート。
【図１１】成層燃焼において空燃比とトルクの関係（吸入空気量一定）を示す図。
【図１２】トルク変更値と現在の機関トルクの比と、燃料カット気筒数の関係を示す図。
【図１３】理論空燃比による燃焼と成層燃焼における安定燃焼範囲を示す図。
【図１４】本発明の実施形態の内燃機関の制御装置と公知の制御装置とを、希薄燃焼を行う６気筒内燃機関を例として、その効果比較をした図。
【符号の説明】
１０１・・・吸気管
１０２・・・エアクリーナ
１０３・・・エアフローセンサ
１０４・・・スロットルセンサ
１０５・・・スロットルボディ
１０６・・・コレクタ
１０７・・・筒内噴射内燃機関
１０９・・・燃料ポンプ
１１１・・・高圧燃料ポンプ
１１２・・・インジェクタ
１１３・・・点火コイル
１１４・・・点火プラグ
１１５・・・コントロールユニット
１１６・・・カム角センサ
１１７・・・クランク角センサ
１１８・・・空燃比センサ
２０１・・・Ｉ／Ｏ ＬＳＩ
２０３・・・ＭＰＵ
Claims (10)
- 筒内噴射式の多気筒内燃機関の制御装置であって、希薄燃焼時に、前記多気筒内燃機関の機関トルクの低減変更の要求がなされた場合には、所定数の気筒の燃料カットを行うと共に、該燃料カットを行う気筒以外の稼働気筒のトルクを低減変更要求後に要求される機関トルクになるように、希薄燃焼を維持しつつ前記稼働気筒への燃料噴射量を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 前記燃料カットする気筒の数は、前記機関トルクの低減変更の要求度合により決定されるものであ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。
- 前記稼働気筒のトルクの制御は、前記燃料カットを行う気筒の数と前記要求される機関トルクとに基づいて増加もしくは低減するものであ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。
- 前記制御装置は、機関トルクの低減変更の要求値と低減要求前の機関トルク値とに基づいて燃料カットする気筒数値を概算する手段と、該気筒数が整数であるか否かを判定する判定手段と、該判定した気筒が整数でない場合に整数値としての燃料カットする気筒数を演算する手段と、を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記燃料カットする気筒数を演算する手段は、気筒数値概算手段で概算された気筒数値に基づいて気筒数を演算するか、もしくは、検出した空燃比に基づいて気筒数を演算するものであることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御装置は、前記稼動気筒のトルクを制御する手段を備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記稼動気筒のトルクを制御する手段は、前記稼動気筒の燃料噴射時期、点火時期の少なくとも一つを変更制御させるものであることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記稼動気筒における燃料供給量は、空燃比に基づいてその供給量が制限されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
- 前記少なくとも一つの気筒の燃料カットと前記稼動気筒のトルクの制御は、前記各気筒の爆発行程が全気筒分経過する期間で行う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。
- 前記機関トルクの低減変更は、前記制御装置で演算された情報に基づいて実行され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。
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