JP2014231830A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多気筒の気筒毎に、過給器のコンプレッサの回転速度を検出して基準値と比較することにより燃焼気筒間差を求めると共に、比較結果に応じて吸気系制御因子、排気系制御因子又は噴射制御因子を可変し、燃焼気筒間差をなくす（減少若しくは抑制する）ように制御するエンジン制御装置を提供する。【解決手段】複数の気筒で成り、コンプレッサ部を備えた過給器を気筒毎に装着し、エンジン制御用ＥＣＵでエンジンを制御するエンジン制御装置において、各気筒の、コンプレッサ部のコンプレッサの瞬時回転若しくは集積回転を検出してターボ信号を出力するターボセンサと、気筒毎に瞬時回転若しくは集積回転を基準値と比較し、エンジンの燃焼気筒間差を得る比較制御部とを具備する。【選択図】図７

Description

本発明は、過給器を備えた複数の気筒で成るエンジン（内燃機関）の制御装置に関し、特に各気筒のコンプレッサ（ベーン、羽）の回転速度（瞬時、集積）を検出して基準値と比較し、エンジンの燃焼気筒間差を求めると共に、吸気系制御因子、排気系制御因子又は噴射制御因子を可変して燃焼気筒間差をなくす（減少）するようにしたエンジン制御装置に関する。

自動車用等のエンジン（内燃機関）においては、その出力は、機関に燃焼のために提供され得る空気質量と相応の燃料量とに関連しており、内燃機関の出力を向上させたい場合には、より多くの燃焼空気と、より多くの燃料とが供給されなければならない。

エンジンを大型化することなく出力向上等を図るための過給機として、ターボチャージャを設けたものが知られている。ターボチャージャは、主として流体コンプレッサとタービンとから成っており、流体コンプレッサとタービンとは共通のシャフトで結合されており、同じ回転数で回転する。タービンは、排ガスの、通常使用されずに消失するエネルギーを回転エネルギーに変換し、コンプレッサを駆動する。コンプレッサは外部から新しい空気を吸い込み、予圧縮された空気を機関の個々のシリンダに圧送する。シリンダ内のより大きな空気質量には、増加させられた燃料量が供給され得る。これによって、内燃機関がより多くの出力を供給するものである。

図１はタービン２０とコンプレッサ３０とを備えた一般的なターボチャージャ１０の構造例を示しており、コンプレッサ３０内には、コンプレッサホイール３１が回転可能に支承されており、ターボシャフト１１に結合されている。ターボシャフト１１も回転可能に支承されており、その他方の端部でタービンホイール２１に結合されている。タービン入口２２を介して、高温の排ガスが内燃機関（図示せず）からタービン２０内に流入させられることによりタービンホイール２１が回転する。排ガス流はタービン２０からタービン出口２３を通って流出する。タービンホイール２１がターボシャフト１１を介してコンプレッサホイール３１に結合されているので、これによってタービン２０がコンプレッサ３０を駆動する。コンプレッサ３０内には、空気が空気入口３２を通して吸い込まれ、圧縮され、空気出口３３を介して内燃機関に供給される。

図２は、タービンホイール２１と、ターボシャフト１１と、コンプレッサホイール３１との結合関係を示しており、タービンホイール２１は、一般的に耐熱性のオーステナイト系のニッケル化合物から成っている。タービンホイール２１は精密鋳造法で製作され、一般的に調質鋼から成るターボシャフト１１に、例えば摩擦溶接によって結合されている。タービンホイール２１とターボシャフト１１とから成る構成部分は、ロータ又は回転体と呼ばれる。コンプレッサホイール３１は、例えばアルミニウム合金から精密鋳造法等で製作される。コンプレッサホイール３１はターボシャフト１１のコンプレッサ側の端部１２に、固定エレメント３４によって固定される。固定エレメント３４は、例えば袋ナット３５であってよい。袋ナット３５はタービンホイール２１をシールブシュと、支承つばと、スペーサブシュとでターボシャフトつばに対して固く緊締する。従って、回転体は固いユニットをコンプレッサホイール３１と共に形成している。

図３は、空気入口３２と空気出口３３とを備えたコンプレッサ３０を示しており、空気入口３２には円筒状のアダプタ３６が配置されている。アダプタ３６は螺旋状のコンプレッサハウジング３７に、例えばねじ３８によって結合されている。また、コンプレッサ３０の回転数を検出するための回転検出器３９が設置されている。

特開２０１２−１８９０５８号公報 特開２０１２−２３７２５５号公報

自動車等のエンジンでは、回転の円滑化や高出力化のため、複数のシリンダを持つ多気筒エンジンが使用されている。また、エンジンを大型化することなく出力向上等を図るための過給機として、ターボチャージャを設けている。このようなターボチャージャ付きの多気筒エンジンでは、高地でターボ回転数を制限したり、或いはＶＧＴ(Variable-geometry turbocharger)のターボベーンの開度調整のフィードバックが行われている。

従来エンジンの排気ガス適合は、例えばコモンレールの生産による噴射量のバラツキは事前には分からず、量産後に相当数のサンプル（一般的にはＡサンプル、Ｂサンプル、Ｃサンプル）を採取し、目標バラツキ値を設定している。しかしながら、このようなマスターエンジン方式の手法では、噴射系のバラツキを含めた上でのエンジン適合ができず、エンジン排気のバラツキやエンジン単体の性能差に大きく影響していた。排気認証上重要なＤＦ（Deterioration Factor）はエンジン製造者が噴射系に劣化、バラツキを含め負担し、工数的にも費用的にも大きな負担となっている。これはＱＲコードなどにより、特定の工程点で噴射量を補正する手段で行っているが、エンジン使用域の僅か３０点にも満たず、エンジン制御マップが持つ数千点の制御点には効果が及ばず、所謂生産に起因する「Ｑズレ」の根本的な解決には至っていない。これはエンジントルクに対して、一義的に噴射制御因子（噴射量、噴射時期、噴射回数）が決定されるため、噴射量が変化するとエンジンの発生トルクも変化し、エンジン性能に直接大きく影響する。

この問題は、自動車ではバイオ燃料使用時のように発熱量が変化する場合や、汎用エンジンのように定格点出力の変化、マリン用途では船の進捗性など基本性能に大きく影響し、生産ラインでの出力合わせ工程を設けるなど、コストや工数の負担が大きく、トルクに対して制御を行う、例えばＥＧＲ(Exhaust Gas Recycle)の誤差を拡大し、排気にも影響する所謂ロバストネスが得られないという問題がある。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、多気筒の気筒毎に、過給器のコンプレッサの回転速度を検出して基準値と比較することにより燃焼気筒間差を求めると共に、比較結果に応じて吸気系制御因子、排気系制御因子又は噴射制御因子を可変し、燃焼気筒間差をなくす（減少若しくは抑制する）ように制御するエンジン制御装置を提供することにある。

本発明は、複数の気筒で成り、コンプレッサ部を備えた過給器を前記気筒毎に装着し、エンジン制御用ＥＣＵでエンジンを制御するエンジン制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記各気筒の、前記コンプレッサ部のコンプレッサの瞬時回転若しくは集積回転を検出してターボ信号を出力するターボセンサと、前記気筒毎に前記瞬時回転若しくは集積回転を基準値と比較し、前記エンジンの燃焼気筒間差を得る比較制御部とを具備することにより達成される。

本発明は、複数の気筒で成り、コンプレッサ部を備えた過給器を前記気筒毎に装着し、エンジン制御用ＥＣＵでエンジンを制御するエンジン制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記各気筒の、前記コンプレッサ部のコンプレッサの回転を検出してターボ信号を出力するターボセンサと、前記気筒毎に前記ターボ信号を計数するカウンタと、前記気筒毎に、前記カウンタの計数値を基準値と比較し、比較結果に基づいて噴射制御因子の少なくとも１つを制御する比較制御部とを具備し、前記エンジンの燃焼気筒間差を減少若しくは抑制することにより達成される。

本発明のエンジン制御装置によれば、各気筒の、コンプレッサ部のコンプレッサ（ホイール、ベーン）毎の回転をパルス状のターボ信号で検出（瞬時、集積）し、計数値若しくは積分に相当する値を求めて基準値と比較するようになっているので、基準値に対する気筒毎の比較結果からエンジンの燃焼気筒間差を容易に求めることができる。これにより、エンジンの性能のバラツキを簡単に把握することができ、エンジン製造工程にフィードバックすることができる。

求められた燃焼気筒間差に基づいて、エンジンの吸気系制御因子、排気系制御因子又は噴射制御因子（噴射量、噴射時期、噴射回数）を制御することにより、燃焼気筒間差をなくす若しくは抑制（減少）することができるので、エンジンの燃焼気筒間特性、性能を均一化することができる。トルクに対するエンジン系のバラツキを補償し、エンジンの性能バラツキを最小にし、厳しくなる将来の排気規制に対応して排気バラツキも最小化することができる。

ディーゼルエンジンやガソリン気筒内直接噴射に用いるコモンレールシステムでは、インジェクタが機械的な故障により燃料を噴射できなくなったり、ニードルスティック等の機械的な固着によって燃料が吹きっぱなしの状態になった場合に、本発明により容易に判断できる。そのため、欧州規制で求められているEuro-6 OBD規制の噴射系のタイプに関係なく、或いはコモンレールに特別な検知手段を設けることなく対応できる利点がある。

一般的なターボチャージャの構造例を示す一部断面構造図である。 タービンホイールと、ターボシャフトと、コンプレッサホイールとの接続関係を示す構造図である。 空気入口と空気出口を備えたコンプレッサの一例を示す斜視図である。 ターボ回転数をパラメータとするエンジン回転数とトルクの関係の一例を示す特性図である。 ＦＦＴ（フーリエ変換）解析による排気圧力波とターボ回転速度の関係を示す特性図である。 本発明の概略構成を示す模式図である。 本発明に係る演算処理部の構成例を示すブロック図である。 本発明のターボセンサの取り付け例を示す外観図である。 ターボセンサの取り付け例を示す断面図である。 本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。 本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。 ターボセンサの出力波形の一例を示す波形図である。 本発明の動作例を示すタイミングチャートである。 本発明の効果を示す特性図である。 本発明の別の動作例を示すタイミングチャートである。

本発明では、ターボ（コンプレッサ）回転速度（回転数）を瞬時若しくは集積して検出することにより、エンジンの気筒間の燃焼差を検出し、更に燃焼気筒間差に基づいて気筒毎に燃料噴射制御因子の噴射量、噴射時期、噴射回数や、ＤＰＦ(Diesel Particulate Filter)、吸気系制御因子、排気系制御因子を制御する。ターボセンサによるコンプレッサ回転数・瞬時回転数は、エンジンの熱力学上の排気エネルギーに相当し、非可逆熱サイクルの一種であるサバテサイクル（複合サイクル）の熱量Ｑ２に相当するものであり、ターボの瞬時回転数を計数若しくは積算（積分）することにより、各気筒の熱量Ｑ２を直接計測することができる。各気筒間の燃焼結果である熱量Ｑ２をターボ瞬時回転数＝回転エネルギーという形で得られるため、各気筒の噴射量、排気温度などを計測できることになる。

図４は、ターボ回転数[ｒｐｍ]をパラメータとしたエンジン回転数Ｎ[１／ｍｉｎ]とトルクＭＤ[Ｎｍ]の関係（マップ値）を示している。例えばエンジン回転数ＮがＮ１[１／ｍｉｎ]でターボ回転数が13000[ｒｐｍ]の場合には、トルクＭＤはＭＤ１[Ｎｍ]となる。このようにエンジンの回転数Ｎとターボ回転数が分かれば、マップ値から一義的にエンジントルクを検出することができる。図４のエンジン回転数Ｎ[１／ｍｉｎ]とトルクＭＤ[Ｎｍ]の一義的な関係により、ターボ自身の運転状態や劣化などを単なるターボ平均回転数で判断する場合と異なり、噴射系に起因するものか、ターボに起因するものか、エンジン側に起因するものかが容易に故障判定できる。そのため、サービス性向上や故障原因判定、フェールセーフなど応用できる範囲が従来に比べ飛躍的に増大する。

また、図５は、ＦＦＴ（フーリエ変換）解析による４気筒の排気圧力波とターボ回転速度の関係を振幅（ゲイン）で示す特性図であり、排気圧力波は気筒毎（＃１、＃３、＃４、＃２の順）の燃焼結果による排気エネルギーを示している。図５から、ターボ回転速度を計測すれば、連続してエンジンの各気筒における燃焼状態を計測できることが分かる。

従って、本発明ではターボチャージャの回転を各気筒毎に計測し、各気筒の１周期における計数値若しくは積算値（積分値）を求め、計数値（積算値）を所定の基準値（閾値）と比較する。比較の結果から、エンジンの燃焼気筒間差を得る。これにより、エンジンの性能のバラツキを簡単に把握することができ、エンジン製造工程にフィードバックすることができる。
また、気筒毎の上記比較結果に基づいてエンジンの吸気系制御因子、排気系制御因子又は噴射制御因子を可変し、燃焼気筒間差がなくなるように制御する。例えば計数値が基準値よりも大きいときに、燃料の噴射量を少なく、点火のタイミングを遅らせ、又は噴射回数を減らし、計数値が基準値よりも小さいときに噴射量を多く、点火のタイミングを早くし、又は噴射回数を増やす。これにより、エンジンの燃焼気筒間差をなくす、若しくは減少、抑制することができる。

このように、ターボ回転信号の計数を気筒毎に行い、任意の閾値で計数値を揃えるように、例えば噴射制御因子の１つである噴射量を増減するフィードバック制御を行えば、トルクに対する噴射量は、任意のエンジン運転域の全てのマップ点で、或いはマップ格子数に関係なく、全運転領域で補正が可能となる。従って、前述した製造要因による噴射系バラツキを大きく低減することができ、ロバストネスは一層向上する。

更に、各気筒における計数値と基準値との差を累積し、累積値に応じて基準値を補正するようにしているので、より正確に状況に即応したエンジン制御を実現できる。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図６は本発明の概略構成を示しており、エンジンの気筒数をｎ（＃１〜＃ｎで、ｎは２以上の整数）としている。各気筒にはコンプレッサ１０１，１０２，・・・が備えられており、コンプレッサ１０１，１０２，・・・の回転速度（回転数）を非接触式又は接触式に検出するターボセンサ１０１Ａ，１０２Ａ，・・・が設けられており、ターボセンサ１０１Ａ，１０２Ａ，・・・で検出されたターボ信号ＴＳ１，ＴＳ２，・・・がＣＰＵ等で成る演算処理部２００に入力されている。また、エンジンには各気筒のシリンダに連結されたクランク軸が存在し、クランク軸にはクランクギア１００が取り付けられており、クランクギア１００の歯の凹凸等を検出してクランク角度ＣＳを出力するクランク角センサ１１０が設けられている。クランク角度ＣＳは演算処理部２００に入力され、演算処理部２００はエンジン制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を介してエンジンを制御する。

演算処理部２００の構成例は図７に示すようになっており、各気筒からの高速パルス列のターボ信号ＴＳ１〜ＴＳｎをそれぞれ分周する分周回路２００−１〜２００−ｎと、分周回路２００−１〜２００−ｎからの分周信号ＴＳ１ａ〜ＴＳｎａをそれぞれ計数するカウンタ２０１−１〜２０１−ｎと、カウンタ２０１−１〜２０１−ｎの計数値ＴＳ１ｂ〜ＴＳｎｂを入力すると共に、基準値ＲＦ及びクランク角度ＣＳを入力する比較部２０３とを具備している。なお、分周回路２００−１〜２００−ｎは高速パルス列を粗にするものであり、必ずしも必須のものではなく、直接カウンタ２０１−１〜２０１−ｎで計数するようにしても良い。

また、閾値となる基準値ＲＦを設定する基準値設定部２０６が設けられており、カウンタ２０１−１〜２０１−ｎの計数値ＴＳ１ｂ〜ＴＳｎｂと基準値ＲＦとの各差を演算する差演算部２０４が設けられている。差演算部２０４で演算された差信号ＤＳは補正量演算部２０５に入力され、補正量演算部２０５は所定の演算式に従って補正量ＣＲを演算し、補正量ＣＲによって基準値設定部２０６の基準値ＲＦを補正する。

比較部２０３はクランク角度ＣＳに従って、各気筒の計数値ＴＳ１ｂ〜ＴＳｎｂと基準値ＲＦとの大小関係を比較し、比較結果に基づいて、燃料の噴射量を増減する噴射量制御部２１０に噴射量制御信号ＪＳを入力し、点火のタイミングを早遅させる噴射時期制御部２２０にタイミング制御信号ＴＭを入力し、噴射回数を増減する噴射回数制御部２３０に噴射回数信号ＪＮを入力する。噴射量制御部２１０、噴射時期制御部２２０及び噴射回数制御部２３０は、ＥＣＵを介してエンジンの燃料噴射量、点火タイミング及び噴射回数を制御する。噴射回数の制御は、プリ噴射、パイロット噴射、メイン噴射、ポスト噴射等の多数噴射機能を有するエンジンに適用できる。

図８及び図９は、非接触式のターボセンサ１３０をターボチャージャのコンプレッサ３０に装着した構造例を示しており、コンプレッサ３０の空気入口３２に、コンプレッサホイール３１のブレード（ベーン）回転面と対向するようにターボセンサ１３０を装着している。ターボセンサ１３０の装着は、例えばコンプレッサ３０の空気入口３２の近辺に所定穴を開け、ターボセンサ１３０の外套管１２０を穴に嵌着することにより、或いは螺合させることにより、或いは溶接により固定する。ターボセンサ１３０は、例えば本出願人による特願２０１２−５２２３０５（ＥＰ特願No.12 728 361.2）に記載されているセンサである。

ターボチャージャ１０は、エンジンの排気ガス流によって回転駆動されるタービン２０と、そのタービン２０の回転により回転駆動されて吸入空気を加圧するコンプレッサ３０と、タービン２０及びコンプレッサ３０を連結するターボシャフト１１とによって構成される。また、ハウジング１３内には、ターボシャフト１１をラジアル方向に回転可能に支持するベアリング１４が収容されている。タービン２０は、複数枚のタービンブレードを有するタービンホイール２１と、ハウジング１３のうちタービンホイール２１を収容する部分であるタービンハウジング２４とを備えている。また、コンプレッサ３０は、複数枚（例えば５〜１２枚）のコンプレッサブレード（ベーン、羽）を有するコンプレッサホイール３１と、ハウジング１３のうちコンプレッサホイール３１を収容する部分であるコンプレッサハウジング３７とを有している。ターボセンサ１３０はコンプレッサハウジング３７に貫通して、嵌着、螺合若しくは溶接で装着され、センサトップがブレード回転表面に近接して装着される。そして、タービンホイール２１が排気ガスにより回転すると、コンプレッサホイール３１がターボシャフト１１と共に回転し、コンプレッサハウジング３７内の吸気通路に吸入した空気を加圧圧縮し燃焼室に送り込む。

なお、ターボセンサ１３０は渦電流式、静電式、磁気式等の非接触式センサであっても、或いは図３に示すような接触式の回転センサであっても良い。

このような構成において、その動作例を図１０及び図１１のフローチャートを参照して説明する。

動作がスタートすると先ず基準値設定部２０６は所定の基準値ＲＦを設定し、比較部２０３及び差演算部２０４に入力する（ステップＳ１）。気筒＃１のコンプレッサ１０１の速度（回転）をターボセンサ１０１Ａで計測し（ステップＳ２）、ターボセンサ１０１Ａからのターボ信号ＴＳ１を分周回路２００−１で分周し、その分周されたターボ信号ＴＳ１ａをカウンタ２０１−１で計数し（ステップＳ３）、当該気筒の計数が終了すると気筒番号を「＋１」し（ステップＳ５）、上記動作を気筒＃ｎまで繰り返す（ステップＳ４）。ターボ信号ＴＳ１〜ＴＳｎは、例えば図１２に示すような波形であり、分周回路２００−１〜２００−ｎは２値化と分周（例えば１／４）の機能を有している。

次に、気筒＃１のカウンタ２０１−１の計数値ＴＳ１ｂが基準値ＲＦと等しいか否かを判定し（ステップＳ１０）、計数値ＴＳ１ｂが基準値ＲＦに等しい場合には、気筒番号が＃ｎであるか否かを判定し（ステップＳ１１）、気筒番号が＃ｎでない場合には気筒番号を「＋１」して次の気筒番号にし（ステップＳ１２）、上記動作を気筒＃ｎまで繰り返す。また、上記ステップＳ１１において気筒番号が＃ｎの場合には、リターンとなる。

上記ステップＳ１０において、気筒＃１の計数値ＴＳ１ｂが基準値に等しいと判定された場合には、比較部２０３は、気筒＃１のカウンタ２０１−１の計数値ＴＳ１ｂが基準値ＲＦより大きいか否かを判定し（ステップＳ２０）、計数値ＴＳ１ｂが基準値ＲＦより大きい場合には、差演算部２０４はカウンタ２０１−１の計数値ＴＳ１ｂと基準値ＲＦとの差Ａi（ＤＳ）を演算し（ステップＳ２１）、差Ａiに応じて噴射量制御部２１０を介して噴射量を減少し（ステップＳ２２）、差Ａiに応じてタイミング制御部２２０を介して点火のタイミングを遅らせ（ステップＳ２３）、更に噴射回数制御部２３０で噴射回数を減少する（ステップＳ２４）。

なお、上記ステップＳ２０において、気筒＃１の計数値ＴＳ１ｂが基準値よりも大きくないと判定された場合には、リターンとなる。

その後、又は上記ステップＳ２０で気筒＃１の計数値ＴＳ１ｂが基準値よりも大きくないと判定された場合には、気筒＃１のカウンタ２０１−１の計数値ＴＳ１ｂが基準値ＲＦより小さいか否かを判定し（ステップＳ３０）、計数値ＴＳ１ｂが基準値ＲＦより小さい場合には、差演算部２０４はカウンタ２０１−１の計数値ＴＳ１ｂと基準値との差Ｂi（ＤＳ）を演算し（ステップＳ３１）、差Ｂiに応じて噴射量制御部２１０を介して噴射量を増加し（ステップＳ３２）、差Ｂiに応じてタイミング制御部２２０を介して点火のタイミングを早め（ステップＳ３３）、更に噴射回数制御部２３０で噴射回数を増加する（ステップＳ３４）。

なお、上記ステップＳ３０において、気筒＃１の計数値ＴＳ１ｂが基準値よりも小さくないと判定された場合には、リターンとなる。

そして、気筒が＃ｎであるか否かを判定し（ステップＳ３５）、気筒が＃ｎとなるまで順次「＋１」して（ステップＳ３６）、上記動作を繰り返す。

その後、補正量演算部２０５は上述のようにして求められた差Ａｉ及びＢｉより、例えば（Ａｉ＋Ｂｉ）／２のような演算式で補正量ＣＲを演算し、“（ＲＦ−ＣＲ）→ＲＦ”のように基準値ＲＦを補正し、新たな基準値ＲＦを設定する（ステップＳ４０）。

図１３は、４気筒エンジン（＃１〜＃４）の制御例を示すタイミングチャートであり、図１３（Ａ）に示すようにクランク角度１８０°が１気筒に相当しており、時点ｔ１〜ｔ４は各気筒（＃１〜＃４）の上死点（ＴＤＣ）若しくは下死点（ＢＤＣ）を示している。図１３では、エンジン１回転の状態をクランク角７２０°で示している。図１３（Ｄ）はターボセンサ１０１Ａ〜１０４Ａのターボ信号ＴＳ１〜ＴＳ４を示しており、図１３（Ｃ）は分周回路２００−１〜２００−４で分周（例えば１／４）された分周信号ＴＳ１ａ〜ＴＳ４ａを示している。また、図１３（Ｅ）はカウンタ２０１−１〜２０１−４の計数値ＴＳ１ｂ〜ＴＳ４ｂを示しており、本例では計数値ＴＳ１ｂは基準値ＲＦと一致し、計数値ＴＳ２ｂは基準値ＲＦより小さく、計数値ＴＳ３ｂは基準値ＲＦより大きく、計数値ＴＳ４ｂは基準値ＲＦより小さくなっている。

図１３（Ａ）の＃１はエンジンの第１気筒の機械的な位置の上死点であり、同図（Ｂ）はクランク角センサ１１０からのクランク角度ＣＳ（例えば６０パルス／回転）である。クランク角センサ１１０からのクランク角度ＣＳを１８０°毎に計数し電気的に生成した爆発順序で上死点を生成し、破線で示す任意のクランク角度（θ１）上に設定できる少なくとも１個以上のチェック信号を各気筒に設定する（図１３（Ａ））。この設定位置（角度）は、必ず本上死点から次の爆発気筒の上死点の間に存在する。図１３（Ｄ）に示されるターボ信号を第１例では、気筒＃１の上死点から任意設定の信号までの期間θ１と、次の爆発気筒＃３の上死点との間θ２までをパルス計数し、集積値を求める。これを各気筒の上死点（＃１−＃３−＃４−＃２）で行う。各気筒に燃焼差がある場合の計数値（三角波）の例が図１３（Ｅ）であり、計数値の大きさの差異が各気筒の燃焼差異となり、これを任意に選んだ気筒（本例では気筒＃１）に一致するように、各気筒の噴射制御因子にフィードバックする。噴射制御因子のどれにフィードバックするかは、排気的な要因、エンジンの振動或いはエンジンのトータルトルク値により決定する。

任意の位置に設定したθ１信号は燃焼差の整合性を検査するもので、例えばパイロット噴射を伴う複数回の噴射パターンにより、必ずしも図１３（Ｅ）に示すような線形的な変化を伴わない場合、つまり曲線変化や、計数値が一時的に減少するような場合に使用し、検査点はθ１、θ２の一方又は両方であっても良い。

図１４は第１気筒＃１を基準とする基準気筒の計数特性値Ａ、２％噴射量を増加した場合の計数値Ｂと、２％噴射量を減少した場合の計数値Ｃとを比較して示している。基準気筒に対して計数値特性Ａが示すように、気筒間噴射量が計数アップの集積和である三角波の高さで示され、噴射量差を容易に判断でき、この集積和を噴射量にフィードバックすれば気筒間補正が可能であることが分かる。

また、上述の実施形態ではターボセンサ信号の計数を上死点から開始しているが、図１５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、噴射開始から計数を開始し、任意のクランク角度ＣＳの設定を燃焼期間終了時（θ２）、燃焼期間終了後（θ３）、次の上死点間（拡張ストローク終了に対する噴射開始時期）というように、噴射パターンに応じて設定しても良い。排気規制や燃焼騒音抑制のためにパイロット噴射する場合や、後処理システムのように遅延噴射を行う場合に、どの噴射が気筒間差に影響しているかを迅速に判断することができる。

なお、上述では計数値が基準値より大きい場合に、燃料の噴射量を減少すると共に、点火のタイミングを遅らせ、噴射回数を減らしているが、いずれか一の制御でも良い。同様に、計数値が基準値より小さい場合に、燃料の噴射量を増加すると共に、点火のタイミングを早くし、噴射回数を減らしているが、いずれか一の制御でも良い。エンジンの形式によっては、噴射回数の増減制御はできない場合もある。また、上述では計数値が基準値より大きいか否かを判定し、その後に計数値が基準値より小さいか否かを判定しているが、順序は任意に変更可能である。

１０ ターボチャージャ
２０ タービン
３０ コンプレッサ
３１ コンプレッサホイール
１００ クランクギア
１３０ ターボセンサ
２００ 演算処理部
２０４ 差演算部
２０５ 補正量演算部
２１０ 噴射量制御部
２２０ タイミング制御部
２３０ 噴射回数制御部

Claims (13)

1. 複数の気筒で成り、コンプレッサ部を備えた過給器を前記気筒毎に装着し、エンジン制御用ＥＣＵでエンジンを制御するエンジン制御装置において、
   前記各気筒の、前記コンプレッサ部のコンプレッサの瞬時回転若しくは集積回転を検出して回転信号を出力するターボセンサと、
   前記気筒毎に前記瞬時回転若しくは集積回転を基準値と比較し、前記エンジンの燃焼気筒間差を得る比較制御部と、
   を具備したことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記気筒毎の判別を、前記エンジンのクランク軸に装着されたクランク角センサからのクランク角度によって行うようになっている請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記比較制御部で得られた各気筒毎の比較結果に基づいて前記エンジンの吸気系制御因子、排気系制御因子又は噴射制御因子を可変し、前記燃焼気筒間差がなくなるように制御する制御手段を具備している請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記噴射制御因子が噴射量、噴射時期、噴射回数の少なくとも１つである請求項３に記載のエンジン制御装置。
5. 前記制御手段による制御に応じて前記基準値を補正する補正手段を具備している請求項３又は４に記載のエンジン制御装置。
6. 複数の気筒で成り、コンプレッサ部を備えた過給器を前記気筒毎に装着し、エンジン制御用ＥＣＵでエンジンを制御するエンジン制御装置において、
   前記各気筒の、前記コンプレッサ部のコンプレッサの回転を検出して回転信号を出力するターボセンサと、
   前記気筒毎に前記回転信号を計数するカウンタと、
   前記気筒毎に、前記カウンタの計数値を基準値と比較し、比較結果に基づいて噴射制御因子の少なくとも１つを制御する比較制御部と、
   を具備し、前記エンジンの燃焼気筒間差を減少若しくは抑制するようにしたことを特徴とするエンジン制御装置。
7. 前記気筒毎の判別を、クランク軸に装着されたクランク角センサからのクランク角度によって行うようになっている請求項６に記載のエンジン制御装置。
8. 前記噴射制御因子が噴射量、噴射時期、噴射回数である請求項６又は７に記載のエンジン制御装置。
9. 前記計数値が前記基準値よりも大きいときに前記噴射量を少なく、前記計数値が前記基準値よりも小さいときに前記噴射量を多くするようになっている請求項８に記載のエンジン制御装置。
10. 前記計数値が前記基準値よりも大きいときに前記点火タイミングを遅らせ、前記計数値が前記基準値よりも小さいときに前記点火タイミングを早くするようになっている請求項８に記載のエンジン制御装置。
11. 前記計数値が前記基準値よりも大きいときに前記噴射回数を減らし、前記計数値が前記基準値よりも小さいときに前記噴射回数を増やすようになっている請求項８に記載のエンジン制御装置。
12. 前記計数値が前記基準値よりも大きいときに、前記噴射量を少なく、かつ前記点火タイミングを遅らせると共に前記噴射回数を減らし、前記計数値が前記基準値よりも小さいときに、前記噴射量を多く、かつ前記点火タイミングを早くすると共に前記噴射回数を増やすようになっている請求項８に記載のエンジン制御装置。
13. 前記各計数値と前記基準値との差を演算し、前記差に応じて前記基準値を補正する補正部を具備している請求項６乃至１２のいずれかに記載のエンジン制御装置。