JP2007332894A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の吸入空気の流れを調整する吸気制御弁の開度ばらつきを補正して燃焼状態を適正化できるようにする。
【解決手段】筒内圧力センサで検出した筒内圧力に基づいて燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の重心位置を算出し、この総熱発生量重心位置を目標位置と比較する。そして、総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側の場合は、吸気制御弁の開度が開方向にばらついて筒内のタンブル流の強度が低下した状態となっているため、燃焼状態が悪化して総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側に変化したと判断して、吸気制御弁の開度を閉方向に補正する。これにより、筒内のタンブル流の強度を強くして燃焼状態を適正化する。一方、総熱発生量重心位置が目標位置よりも進角側の場合は、吸気制御弁の開度が閉方向にばらついていると判断して、吸気制御弁の開度を開方向に補正する。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の運転状態に応じて吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の制御装置に関するものである。

車両に搭載される内燃機関においては、特許文献１（特許第３４２７４５２号公報）に記載されているように、内燃機関の吸気通路に吸入空気の流れを調整する吸気制御弁を設け、内燃機関の回転速度と負荷に応じて吸気制御弁の開度を三段階に制御することで、筒内に発生するスワール流やタンブル流の強度を調整して燃焼状態を安定化させるようにしたものがある。

また、特許文献２（特開昭６２−８５１４８号公報）に記載されているように、内燃機関の各気筒に筒内圧力センサを設け、この筒内圧力センサで検出した筒内圧力に基づいて燃焼期間を演算し、この燃焼期間と内燃機関の回転速度と吸入空気量とに基づいてスワール比補正量を求め、このスワール比補正量を用いて吸気制御弁（スワールコントロールバルブ）の開度を補正するようにしたものがある。
特許第３４２７４５２号公報（第１頁〜第２頁等） 特開昭６２−８５１４８号公報（第３頁〜第４頁等）

しかし、上記特許文献１の技術では、内燃機関の回転速度と負荷に応じて吸気制御弁の開度を切り換えるだけであるため、吸気制御弁の寸法ばらつきや駆動部のギヤの遊び等による吸気制御弁の開度ばらつきによって、スワール流やタンブル流の強度が低下して燃焼状態が悪化しても、それを補正することができないという欠点がある。

また、上記特許文献２の技術では、筒内圧力センサで検出した筒内圧力に基づいて燃焼期間を演算し、この燃焼期間と運転条件（回転速度と吸入空気量）とに基づいた補正量を用いて吸気制御弁の開度を補正するようにしている。つまり、燃焼期間は燃焼状態を評価するパラメータとなるが、その一方、燃焼期間は運転条件（回転速度や吸入空気量）によって変化するという特徴があるため、運転条件の影響を受けずに燃焼期間（燃焼状態の情報）に応じて吸気制御弁の開度を補正するために、燃焼期間と運転条件（回転速度と吸入空気量）とに基づいて吸気制御弁の開度の補正量を算出するようにしている。このため、吸気制御弁の開度を補正する際の演算処理が複雑化して制御装置の演算負荷が増大するという欠点がある。

本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、吸気制御弁の開度ばらつきを補正して燃焼状態を適正化することができると共に、制御装置の負荷軽減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。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の吸入空気の流れを調整する吸気制御弁を備え、内燃機関の運転状態に応じて吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の制御装置において、内燃機関の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段を設け、この筒内圧力検出手段で検出した筒内圧力に基づいて内燃機関の燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の重心位置を総熱発生量重心位置算出手段により算出し、この総熱発生量重心位置算出手段で算出した総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁の開度を吸気制御弁開度補正手段により補正するようにしたものである。

吸気制御弁の開度ばらつきによって、吸入空気の流速が低下して筒内の気流強度（スワール流やタンブル流の強度）が低下すると、燃焼状態が悪化する。また、図５に示すように、燃焼状態が悪化すると、総熱発生量重心位置が遅角方向に変化するという特性があるため、総熱発生量重心位置は、燃焼状態ひいては吸気制御弁の開度ばらつきを評価するパラメータとなる。従って、本発明のように、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁の開度を補正すれば、吸気制御弁の開度ばらつきを補正して燃焼状態を適正化することができる。しかも、総熱発生量重心位置は、エンジン回転速度等の運転条件によらずほぼ一定値となるため、総熱発生量重心位置を用いて吸気制御弁の開度を補正すれば、エンジン回転速度等の運転条件を用いなくても、運転条件の影響を受けずに吸気制御弁の開度を精度良く補正することができ、制御装置の演算負荷を軽減することができる。

この場合、請求項２のように、燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の１０％から９０％の範囲内の所定位置を総熱発生量重心位置として算出すると良い。より好ましくは、請求項３のように、燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の５０％位置を総熱発生量重心位置として算出すると良い。このようにすれば、総熱発生量重心位置が、燃焼状態（吸気制御弁の開度ばらつき）を精度良く反映したパラメータとなり、吸気制御弁の開度の補正精度を更に向上させることができる。

また、吸気制御弁の開度の具体的な補正方法は、請求項４のように、吸気制御弁が所定開度に制御されているときに、総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側の場合には吸気制御弁の開度を閉方向に補正し、総熱発生量重心位置が目標位置よりも進角側の場合には吸気制御弁の開度を開方向に補正するようにすると良い。

つまり、総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側の場合には、吸気制御弁の開度が開方向にばらついて吸入空気の流速が低下して筒内の気流強度（スワール流やタンブル流の強度）が低下した状態となっているため、燃焼状態が悪化して総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側に変化したと判断して、吸気制御弁の開度を閉方向に補正する。これにより、吸入空気の流速を速くして筒内の気流強度を強くすることができ、燃焼状態を適正化することができる。一方、総熱発生量重心位置が目標位置よりも進角側の場合には、吸気制御弁の開度が閉方向にばらついていると判断して、吸気制御弁の開度を開方向に補正する。

ところで、吸気制御弁の制御モード（例えば全閉位置制御、中間開度制御、全開位置制御）に応じて点火時期を設定するシステム（例えば吸気制御弁の制御モードに対応した点火時期マップを用いて点火時期を設定するシステム）では、吸気制御弁の制御モードの目標開度に対応した適正な点火時期が設定されるため、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁の開度が補正されると、点火時期が適正値からずれてしまう可能性がある。

そこで、請求項５のように、吸気制御弁の制御モードに応じて点火時期を点火時期設定手段により設定する場合には、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁の開度を補正する際に、点火時期設定手段で設定した点火時期を総熱発生量重心位置に基づいて補正するようにしても良い。このようにすれば、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁の開度が補正されたときに、それに応じて点火時期を補正して点火時期を適正値に設定することができる。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ吸入空気の流れを調整する吸気制御弁３０と、燃料を噴射する燃料噴射弁２１とが取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、エンジン１１のクランク軸２７が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２８が取り付けられている。このクランク角センサ２８の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

更に、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎（又は特定の気筒のみ）に筒内圧力を検出する筒内圧力センサ３１（筒内圧力検出手段）が設けられている。この筒内圧力センサ３１は、点火プラグ２２と一体化したタイプのものを用いても良いし、点火プラグ２２とは別体のセンサ部を燃焼室内に臨ませるように取り付けるタイプのものを用いても良い。

これら各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２９に入力される。このＥＣＵ２９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（図示せず）を実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。

図２に示すように、各吸気制御弁３０は、下端側に連結されたシャフト３２を回動軸にして開閉回動するように設けられ、このシャフト３２に連結されたモータ（図示せず）によって開度調節される。この吸気制御弁３０の上部には、筒内にタンブル流を発生させるための切欠部３３部が形成され、吸気制御弁３０の開度が小さくなるほど吸気制御弁３０の切欠部３３を通過する吸入空気の流速が速くなって筒内のタンブル流の強度が強くなるようになっている。

ＥＣＵ２９は、吸気制御弁制御プログラム（図示せず）を実行することで、エンジン運転状態に応じて吸気制御弁３０の開度を複数段階（例えば三段階）に切り換えることで、筒内に発生するタンブル流の強度を調整して燃焼状態を安定化させる。本実施例では、エンジン始動時の低回転・低負荷領域では、吸気制御弁３０を全閉位置（吸入空気の流れ方向に対して略直角となる位置）に制御する。一方、高回転・高負荷領域では、吸気制御弁３０を全開位置（吸入空気の流れ方向に対して略平行となる位置）に制御する。それ以外の運転領域（中回転・中負荷領域）では、吸気制御弁３０を中間開度（全閉位置から所定角度θだけ開弁した位置）に制御する。

ところで、吸気制御弁３０の開度ばらつきによって、切欠部３３を通過する吸入空気の流速が低下して筒内のタンブル流の強度が低下すると、燃焼状態が悪化する。

そこで、ＥＣＵ２９は、後述する図６の吸気制御弁開度補正プログラムを実行することで、所定の補正実行条件が成立したときに、筒内圧力センサ３１で検出した筒内圧力に基づいて燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の重心位置を算出し、この総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側の場合には、吸気制御弁３０の開度が開方向にばらついて切欠部３３を通過する吸入空気の流速が低下して筒内のタンブル流の強度が低下した状態となっているため、燃焼状態が悪化して総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側に変化したと判断して、吸気制御弁３０の開度を閉方向に補正する。これにより、吸気制御弁３０の切欠部３３を通過する吸入空気の流速を速くして筒内のタンブル流の強度を強くして、燃焼状態を適正化する。一方、総熱発生量重心位置が目標位置よりも進角側の場合には、吸気制御弁３０の開度が閉方向にばらついていると判断して、吸気制御弁３０の開度を開方向に補正する。

ここで、総熱発生量重心位置の算出方法を図３乃至図５に基づいて説明する。
図３は、筒内圧力と熱発生量との関係を示すタイムチャートである。
図４は、総熱発生量と総熱発生量重心位置との関係を示すタイムチャートである。
図５は、燃焼状態と総熱発生量重心位置との関係を示すタイムチャートである。

一般に、クランク角θにおける熱発生量は、次式で算出される。
熱発生量＝｛ｄＰ（θ）・Ｖ（θ）＋κ・Ｐ（θ）・ｄＶ（θ）｝／（κ−１）
κ：比熱比
Ｐ（θ）：クランク角θにおける筒内圧力
ｄＰ（θ）：クランク角θにおける筒内圧力変化量
Ｖ（θ）：クランク角θにおける燃焼室容積
ｄＶ（θ）：クランク角θにおける燃焼室容積変化量

また、燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量は、次式で算出される。
総熱発生量＝∫（熱発生量）ｄθ

図４に示すように、本実施例では、総熱発生量の５０％位置（つまり燃焼開始からの合計熱発生量が燃焼開始から燃焼終了までの総熱発生量の５０％に到達するクランク角）を重心位置と定義している。尚、総熱発生量重心位置は、総熱発生量の５０％位置に限定されず、総熱発生量の１０％から９０％の範囲内の所定位置（例えば４０％位置、４５％位置、５５％位置、６０％位置等）を総熱発生量重心位置としても良い。

吸気制御弁３０の開度ばらつきによって、切欠部３３を通過する吸入空気の流速が低下して筒内のタンブル流の強度が低下すると、燃焼状態が悪化する。また、図５に示すように、燃焼状態が悪化すると、総熱発生量重心位置が遅角方向に変化するという特性があるため、総熱発生量重心位置は、燃焼状態ひいては吸気制御弁３０の開度ばらつきを評価するパラメータとなる。従って、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁３０の開度を補正すれば、吸気制御弁３０の開度ばらつきを補正して燃焼状態を適正化することができる。しかも、総熱発生量重心位置は、エンジン回転速度等の運転条件によらずほぼ一定値となるため、総熱発生量重心位置を用いて吸気制御弁３０の開度を補正すれば、運転条件の影響を受けずに吸気制御弁３０の開度を精度良く補正することができる。

また、ＥＣＵ２９は、後述する図７の点火時期設定プログラムを実行することで、吸気制御弁３０の制御モード（全閉位置制御、中間開度制御、全開位置制御）に対応した点火時期のマップを用いてエンジン回転速度と負荷とに応じた基本点火時期Ａを算出し、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁３０の開度が補正される際には、総熱発生量重心位置に応じた点火時期補正量Ｂを算出し、この点火時期補正量Ｂで基本点火時期Ａを補正して最終的な点火時期を設定する。これにより、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁３０の開度が補正されたときに、それに応じて点火時期を補正して点火時期を適正値に設定する。

以下、ＥＣＵ２９が実行する図６の吸気制御弁開度補正プログラム及び図７の点火時期設定プログラムの処理内容を説明する。

［吸気制御弁開度補正プログラム］
図６の吸気制御弁開度補正プログラムは、ＥＣＵ２９のオン後に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、補正実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、補正実行条件は、例えば、吸気制御弁３０の中間開度制御中で、且つ、エンジン回転速度、車速、負荷、冷却水温、油温等がそれぞれ所定範囲内のとき（例えば暖機完了後の定常運転時）に成立する。

このステップ１０１で、補正実行条件が不成立であると判定された場合には、ステップ１０２以降の吸気制御弁開度補正に関する処理を実行することなく、本プログラムを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、補正実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１０２以降の吸気制御弁開度補正に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップ１０２で、燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量を算出する。
総熱発生量＝∫（熱発生量）ｄθ

この後、ステップ１０３に進み、燃焼開始からの合計熱発生量が燃焼開始から燃焼終了までの総熱発生量の５０％に到達するクランク角である総熱発生量重心位置θ50を算出する。尚、所定期間内における総熱発生量重心位置θ50の平均値を算出するようにしても良い。これらのステップ１０２，１０３の処理が特許請求の範囲でいう総熱発生量重心位置算出手段としての役割を果たす。

この後、ステップ１０４に進み、総熱発生量重心位置の目標値θt のマップを参照して、現在の運転状態（つまり補正実行条件成立時の運転状態）に応じた総熱発生量重心位置の目標値θt を算出する。総熱発生量重心位置の目標値θt のマップは、予め燃焼状態が適正な場合の総熱発生量重心位置の平均値を運転条件毎に求めて作成したものであり、ＥＣＵ２９のＲＯＭに記憶されている。尚、総熱発生量重心位置は、エンジン回転速度等の運転条件によらずほぼ一定値となるため、総熱発生量重心位置の目標値θt を固定値として、演算処理を簡略化するようにしても良い。

この後、ステップ１０５に進み、総熱発生量重心位置の目標値θt と総熱発生量重心位置θ50との差の絶対値が所定値以下であるか否かによって、総熱発生量重心位置θ50が目標値θt とほぼ一致しているか否かを判定する。その結果、総熱発生量重心位置θ50が目標値θt と一致していないと判定された場合には、ステップ１０６に進み、総熱発生量重心位置θ50が目標値θt よりも遅角側であるか否かを判定する。

このステップ１０６で、総熱発生量重心位置θ50が目標値θt よりも遅角側であると判定された場合には、吸気制御弁３０の開度が開方向にばらついて切欠部３３を通過する吸入空気の流速が低下して筒内のタンブル流の強度が低下した状態となっているため、燃焼状態が悪化して総熱発生量重心位置θ50が目標値θt よりもが遅角側に変化したと判断して、ステップ１０７に進み、吸気制御弁３０の開度を所定補正量（例えば１ｄｅｇ）だけ閉方向に補正する。これにより、吸気制御弁３０の切欠部３３を通過する吸入空気の流速を速くして筒内のタンブル流の強度を強くして、燃焼状態の適正化を図る。

一方、上記ステップ１０６で、総熱発生量重心位置θ50が目標値θt よりも進角側であると判定された場合には、吸気制御弁３０の開度が閉方向にばらついていると判断して、ステップ１０８に進み、吸気制御弁３０の開度を所定補正量（例えば１ｄｅｇ）だけ開方向に補正する。これらのステップ１０６〜１０８の処理が特許請求の範囲でいう吸気制御弁開度補正手段としての役割を果たす。

その後、上記テップ１０５で、総熱発生量重心位置θ50が目標値θt とほぼ一致していると判定された場合には、吸気制御弁３０の開度が中間開度制御中の目標開度（例えば４０ｄｅｇ）とほぼ一致して燃焼状態が適正な状態になっているため、吸気制御弁３０の開度を補正する必要がないと判断して、本プログラムを終了する。

尚、本実施例では、総熱発生量重心位置が目標値よりも遅角側（又は進角側）であると判定された場合に、吸気制御弁３０の開度を所定補正量だけ補正するようにしたが、総熱発生量重心位置が目標値よりも遅角側（又は進角側）であると判定された場合に、総熱発生量重心位置と目標値との偏差に基づいて補正量を設定し、その補正量だけ吸気制御弁３０の開度を補正するようにしても良い。

［点火時期設定プログラム］
図７の点火時期設定プログラムは、ＥＣＵ２９のオン後に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、吸気制御弁３０の全閉位置制御中であるか否かを判定する。このステップ２０１で、吸気制御弁３０の全閉位置制御中であると判定された場合には、ステップ２０２に進み、吸気制御弁全閉時の点火時期のマップを参照して、エンジン回転速度と負荷に応じた基準点火時期Ａを算出する。

一方、上記ステップ２０１で、吸気制御弁３０の全閉位置制御中ではないと判定された場合には、ステップ２０３に進み、吸気制御弁３０の中間開度制御中であるか否かを判定する。このステップ２０３で、吸気制御弁３０の中間開度制御中であると判定された場合には、ステップ２０４に進み、吸気制御弁中間開度時の点火時期のマップを参照して、エンジン回転速度と負荷に応じた基準点火時期Ａを算出する。

また、上記ステップ２０１で吸気制御弁３０の全閉位置制御中ではないと判定され、且つ、上記ステップ２０３で吸気制御弁３０の中間開度制御中ではないと判定された場合には、吸気制御弁３０の全開位置制御中であると判断して、ステップ２０５に進み、吸気制御弁全開時の点火時期のマップを参照して、エンジン回転速度と負荷に応じた基準点火時期Ａを算出する。これらのステップ２０１〜２０５の処理が特許請求の範囲でいう点火時期設定手段としての役割を果たす。

この後、ステップ２０６に進み、前記図６のステップ１０１と同様の補正実行条件が成立しているか否か（つまり、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁３０の開度が補正されるか否か）を判定する。

このステップ２０６で、補正実行条件が成立している（つまり、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁３０の開度が補正される）と判定された場合には、ステップ２０７に進み、図８に示す点火時期補正量Ｂのマップを参照して、総熱発生量重心位置θ50に応じた点火時期補正量Ｂを算出する。

一方、上記ステップ２０６で、補正実行条件が不成立である（つまり、総熱発生量重心位置に基づいた吸気制御弁３０の開度補正が行われない）と判定された場合には、ステップ２０８に進み、点火時期補正量Ｂを「０」に設定する。

この後、ステップ２０９に進み、基準点火時期Ａに点火時期補正量Ｂを加算することで基準点火時期Ａを点火時期補正量Ｂで補正して最終的な点火時期を求める。これにより、総熱発生量重心位置θ50に基づいて吸気制御弁３０の開度が補正されたときに、それに応じて点火時期を補正して点火時期を適正値に設定する。これらのステップ２０６〜２０９の処理が特許請求の範囲でいう点火時期補正手段としての役割を果たす。

以上説明した本実施例では、図９のタイムチャートに示すように、吸気制御弁３０の中間開度制御中に所定の補正実行条件が成立したときに、燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の重心位置を算出し、この総熱発生量重心位置を目標位置と比較する。そして、総熱発生量重心位置が目標位置よりも進角側の場合には、吸気制御弁３０の開度が閉方向にばらついていると判断して、吸気制御弁３０の開度を開方向に補正する。

また、総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側の場合には、吸気制御弁３０の開度が開方向にばらつているために、燃焼状態が悪化して総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側に変化したと判断して、吸気制御弁３０の開度を閉方向に補正する。これにより、筒内のタンブル流の強度を強くして燃焼状態を適正化する。

総熱発生量重心位置は、燃焼状態ひいては吸気制御弁３０の開度ばらつきを評価するパラメータとなるため、本実施例のように、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁３０の開度を補正すれば、吸気制御弁３０の開度ばらつきを補正して燃焼状態を適正化することができる。しかも、総熱発生量重心位置は、エンジン回転速度等の運転条件によらずほぼ一定値となるため、総熱発生量重心位置を用いて吸気制御弁３０の開度を補正すれば、エンジン回転速度等の運転条件を用いなくても、運転条件の影響を受けずに吸気制御弁３０の開度を精度良く補正することができ、ＥＣＵ２９の演算負荷を軽減することができるという利点もある。

また、本実施例では、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁３０の開度が補正される際に、総熱発生量重心位置に応じた点火時期補正量で点火時期を補正するようにしたので、総熱発生量重心位置に基づいて吸気制御弁３０の開度が補正されたときに、それに応じて点火時期を補正して点火時期を適正値に設定することができる。

尚、上記実施例では、タンブル流を制御する吸気制御弁を備えたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、本発明は、スワール流を制御する吸気制御弁や、スワール流とタンブル流の両方を制御する吸気制御弁等、燃焼状態を改善するために吸入空気の流れを調整する吸気制御弁を備えたシステムに広く適用して実施できる。

また、上記実施例では、吸気制御弁の開度を三段階に切り換えるシステムに本発明を適用したが、吸気制御弁の開度を二段階又は四段階以上に切り換えるシステムに本発明を適用しても良い。或は、吸気制御弁３０の開度を連続的に変化させるシステムに本発明を適用しても良い。

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 吸気制御弁及びその周辺部の縦断面図である。 筒内圧力と熱発生量との関係を示すタイムチャートである。 総熱発生量と総熱発生量重心位置との関係を示すタイムチャートである。 燃焼状態と総熱発生量重心位置との関係を示すタイムチャートである。 吸気制御弁開度補正プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 点火時期設定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 点火時期補正量のマップの一例を概念的に示す図である。 本実施例の吸気制御弁開度補正の実行例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２８…クランク角センサ、２９…ＥＣＵ（総熱発生量重心位置算出手段，吸気制御弁開度補正手段，点火時期設定手段，点火時期補正手段）、３０…吸気制御弁、３１…筒内圧力センサ（筒内圧力検出手段）

Claims (5)

1. 内燃機関の吸入空気の流れを調整する吸気制御弁を備え、内燃機関の運転状態に応じて前記吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の制御装置において、
   内燃機関の筒内圧力を検出する筒内圧力検出手段と、
   前記筒内圧力検出手段で検出した筒内圧力に基づいて内燃機関の燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の重心位置を算出する総熱発生量重心位置算出手段と、
   前記総熱発生量重心位置算出手段で算出した総熱発生量重心位置に基づいて前記吸気制御弁の開度を補正する吸気制御弁開度補正手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記総熱発生量重心位置算出手段は、燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の１０％から９０％の範囲内の所定位置を総熱発生量重心位置として算出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。
3. 前記総熱発生量重心位置算出手段は、燃焼開始から燃焼終了までの燃焼区間の総熱発生量の５０％位置を総熱発生量重心位置として算出することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記吸気制御弁開度補正手段は、前記吸気制御弁が所定開度に制御されているときに、前記総熱発生量重心位置が目標位置よりも遅角側の場合には前記吸気制御弁の開度を閉方向に補正し、前記総熱発生量重心位置が目標位置よりも進角側の場合には前記吸気制御弁の開度を開方向に補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記吸気制御弁の制御モードに応じて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
   前記吸気制御弁開度補正手段により前記総熱発生量重心位置に基づいて前記吸気制御弁の開度を補正する際に、前記点火時期設定手段で設定した点火時期を前記総熱発生量重心位置に基づいて補正する点火時期補正手段と
   を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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