JP4062149B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の気筒を備え、その運転状態に基づいて少なくとも一の気筒における燃料の噴射を停止する減筒運転を行う内燃機関において燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関の燃費は機関負荷が高くなるに従い良好となる傾向があり、これは内燃機関の有する一気筒あたりの負荷が高くなることによって、気筒におけるポンピングロスが低減されることに起因することに依る。そこで、内燃機関の機関負荷が小さいときに、内燃機関の有する複数の気筒のその一部の気筒においては燃料の噴射を停止することで休止気筒とし、稼動気筒の数を減ずることで、一の稼動気筒における負荷を相対的に高め、軽負荷時における燃費を向上させる減筒運転が行われている。
【０００３】
また、内燃機関の気筒毎に設けられている燃料噴射装置は、一般に制御装置により電子制御されており、内燃機関の機関負荷に応じた燃料を噴射すべく制御装置から指令パルスが燃料噴射装置に出され、以て燃料噴射が行われる。しかし、燃料噴射装置間においてはその個体差等により、または同一の燃料噴射装置においては経時変化等により、制御装置から同一の指令パルスが与えられた場合であっても同量の燃料が噴射されない虞が生じる。さらに、指令パルスが制御装置から発せられてから燃料が噴射するまでに要する時間も、燃料噴射装置毎に異なる虞が生じる。その結果、燃料の燃焼によって発生する機関出力、機関回転速度が気筒毎に変動し、内燃機関を備える車両等の振動の発生につながる。そこで、機関回転速度の変動に基づいて燃料の噴射量を補正し、該機関回転速度を所定の回転速度に近づけることで、内燃機関を備える車両等の振動の抑制を図る技術が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６３−８６３５５号公報
【特許文献２】
特開昭６３−１７３５号公報
【特許文献３】
特開昭６２−２５８５８号公報
【特許文献４】
特開平３−１０７５５５号公報
【特許文献５】
特開平５−３３２１８４号公報
【特許文献６】
特開平５−１８００１７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、内燃機関において減筒運転が行われている場合に、燃料噴射が継続して行われる稼動気筒での燃料噴射条件、例えば燃料噴射量や燃料噴射時期が稼動気筒毎で異なると、稼動気筒毎での燃料の燃焼条件が異なる結果となる。
【０００６】
そのような場合、稼動気筒における燃料の燃焼によって内燃機関が得る燃焼エネルギーにばらつきが生じるため、稼動気筒における内燃機関の機関回転速度がばらつき、その結果、該内燃機関を備える車両等の振動として現れることになる。
【０００７】
そこで、本発明では、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とすることで、該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となり、以て該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、減筒運転が行われている内燃機関において燃料が噴射されている気筒の、該噴射燃料の燃焼による機関回転速度の上昇時期における一時的な最高値（以下、「瞬時機関回転速度」という）の変動に着目した。これは、燃料が噴射された気筒毎の瞬時機関回転速度は、各気筒毎の燃料噴射量に依存することに依る。従って、実際の燃料噴射量が気筒毎に同一であれば各該稼動気筒における瞬時機関回転速度は一定となると考えられる。
【０００９】
そこで、複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される瞬時機関回転速度を検出する検出手段と、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差に基づいて、前記一の稼動気筒と該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒との何れかの燃料噴射量を補正する噴射量制御手段と、を備える。
【００１０】
前記減筒手段は、内燃機関の有する気筒の一部の気筒において燃料の噴射、即ち燃料の供給を停止し該気筒を休止気筒とすることで、稼動気筒の数を減ずる。これにより、一の稼動気筒あたりの負荷を上昇させ、最終的に内燃機関としての燃費の向上を図るものである。従って、内燃機関の運転状態、例えば、機関回転速度や機関負荷等に基づいて、要求される運転状態を達成しつつ内燃機関の燃費の向上を図るべく最適な稼動気筒の本数が決定される。
【００１１】
ここで、前記検出手段は、前記減筒手段によって内燃機関の気筒の一部の気筒が休止気筒となっている場合において、稼動気筒における瞬時機関回転速度を検出する。稼動気筒における瞬時機関回転速度とは、先述の通り稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間中の内燃機関の機関回転速度の最高値を意味する。ここで所定期間とは、稼動気筒において噴射された燃料が燃焼することで内燃機関の機関速度が加速される期間をいう。即ち、稼動気筒においては、燃料の噴射は継続して行われるため、その噴射された燃料が燃焼することで、燃焼後の爆発行程において内燃機関の機関回転速度が加速し、ある時点で最高値である最高機関回転速度を迎える。この最高機関回転速度が瞬時機関回転速度と定義される。また、ここでいう最高値とは、機関回転速度の推移において最高値となるその一時の値に限られず、機関回転速度の現実の検出精度に応じて一定の範囲に含まれる機関回転速度であってもよい。
【００１２】
ここで、瞬時機関回転速度は、該瞬時機関回転速度が検出された稼動気筒に実際に噴射された燃料の噴射量に対応すると考えられる。即ち、燃料の噴射量が多くなれば、その燃焼によって発生するエネルギーが増加するため、機関回転速度の増加が大きくなる。従って、前記検出手段は、稼動気筒における瞬時機関回転速度を検出することによって、該瞬時機関回転速度が検出された稼動気筒に噴射された燃料の噴射量を間接的に検出していると考えられる。
【００１３】
そこで、前記噴射量制御手段によって、前記検出手段によって検出された稼動気筒の瞬時機関回転速度の変動に基づいて、即ち、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差に基づいて、前記一の稼動気筒と該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒との何れかの燃料噴射量を補正する。これにより、異なる稼動気筒間において、各稼動気筒における瞬時機関回転速度が異なる場合は、何れかの稼動気筒の燃料噴射量が補正される。この補正は、瞬時機関回転速度が高い稼動気筒の燃料噴射量を減量するか、もしくは瞬時機関回転速度が低い稼動気筒の燃料噴射量を増量するかのいずれでもよい。また、同一の稼動気筒において瞬時機関回転速度が変動する場合、例えば、減筒運転時、一つの気筒のみが稼動気筒であって、経時変化で燃料噴射量が変動してしまった結果瞬時機関回転速度が変動する場合は、該一の稼動気筒の燃料噴射量を補正する。
【００１４】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいて稼動気筒における燃料噴射量を補正することで燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００１５】
ここで、更に稼動気筒における燃料噴射量の補正に際して、燃料の噴射が停止されている休止気筒における瞬時機関回転速度を考慮することで、前記燃料噴射量の補正の精度を向上させることを考える。即ち、先述した内燃機関の燃料噴射制御装置であって、更に、前記内燃機関における気筒の吸排気弁の開弁特性を調整する可変動弁機構を備え、前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止される休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に該休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とし、前記検出手段は、更に前記休止気筒におけるサイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される休止気筒瞬時機関回転速度を検出し、前記噴射量制御手段は、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と、該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差、および該一の稼動気筒より以前に前記所定期間を迎えた一の休止気筒における第一の休止気筒瞬時機関回転速度と該第一の休止気筒瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の休止気筒を含むいずれかの休止気筒における第二の休止気筒瞬時機関回転速度との差、に基づいて、前記一の稼動気筒と該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒との何れかの燃料噴射量を補正する。
【００１６】
前記可変動弁機構は、休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とするものである。閉弁停止状態とは、休止気筒におけるサイクルの状態にかかわらず、吸排気弁の閉弁状態が維持されている状態をいう。従って、該休止気筒内には一定量の空気が残留する。また、休止気筒におけるサイクルとは、仮に燃料の噴射が行われた場合のサイクル、即ち稼動気筒における燃焼サイクルに対応したサイクルをいい、例えば休止気筒において仮に燃料の噴射が行われるとしたら圧縮行程となる行程は、稼動気筒における燃焼サイクルの圧縮行程に対応していることを意味する。
【００１７】
ここで、休止気筒におけるサイクルでの所定期間とは、先述した稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間と対応した期間を意味する。即ち、前記検出手段によって検出される休止気筒瞬時機関回転速度とは、先述した稼動気筒における瞬時機関回転速度に対応する、休止気筒における瞬時機関回転速度である。休止気筒においては燃料の噴射が行われてはいないが、仮に燃料の噴射が行われるとすると爆発行程となり得る行程において、機関回転速度が該所定期間中に、ある程度の最高値である最高機関回転速度を迎える。この最高機関回転速度が休止気筒瞬時機関回転速度と定義される。また、ここでいう最高値とは、機関回転速度の推移において最高値となるその一時の値に限られず、機関回転速度の現実の検出精度に応じて一定の範囲における何れかの機関回転速度であってもよい。尚、休止気筒においては、燃料の燃焼によるエネルギーが発生していないため、休止気筒瞬時機関回転速度は、一般に先述の稼動気筒における瞬時機関回転速度より低い。
【００１８】
そこで、稼動気筒における燃料噴射量を補正するに際して、先述したように稼動気筒における瞬時機関回転速度の変動に基づくとともに、休止気筒瞬時機関回転速度の変動にも基づくものである。休止気筒においては前記可変動弁機構によって吸排気弁が閉弁停止状態となっているため、一定の空気が燃焼室内に残留した状態となっている。従って、燃焼室内の残留空気が内燃機関の機関回転に対して一定の抵抗となる。この場合、検出手段によって検出される休止気筒瞬時機関回転速度の変動は、この各休止気筒の残留空気による抵抗の影響を強く受けていると考えられる。また、稼動気筒は出力軸を介して休止気筒と連結されているため、休止気筒の残留空気は、稼動気筒の瞬時機関回転速度にも影響を及ぼす。そこで、稼動気筒の瞬時機関回転速度の変動とともに休止気筒瞬時機関回転速度の変動に基づいて稼動気筒における燃料噴射量を補正することで、稼動気筒の瞬時機関回転速度の変動において休止気筒の抵抗による影響を控除することが可能となるため、稼動気筒での燃料噴射量の補正を、より高い精度で行うことが可能となる。
【００１９】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいて稼動気筒における燃料噴射量をより精度良く補正することで燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００２０】
また、先述と同様に可変動弁機構を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とするタイミングに着目をする。即ち、前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止された休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に、該休止気筒の吸気弁および排気弁を該休止気筒のサイクルにおける各々の所定のタイミングで閉弁停止状態とする。これにより、休止気筒の吸気弁と排気弁は各々決められたタイミングで前記可変動弁機構によって閉弁停止状態とされる。
【００２１】
ここで、吸気弁が閉弁停止状態とされる所定のタイミングと排気弁が閉弁停止状態とされる所定のタイミングとは、前記減筒手段によって休止気筒とされる気筒において、燃料の噴射が停止される直前の最後の燃料の噴射が行われた後に、その噴射された燃料が燃焼され、そして生成された燃焼ガスを燃焼室外へ排出した後に、吸気弁および排気弁を閉弁停止状態とするタイミングであって、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気量が同量となる休止気筒のサイクルにおけるタイミングをいう。例えば、休止気筒とされる各気筒において、噴射された燃料から生成された燃焼ガスがその後の排気行程で燃焼室外に排出された後に排気弁が閉弁停止状態とされ、その後の吸気行程において吸気弁が開弁され燃焼室内に空気が吸入された後に吸気弁を閉弁停止状態とすることで各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気量が同量となる。
【００２２】
そして、各休止気筒における残留空気量が同量となることで、各休止気筒毎の機関回転に対する抵抗のばらつきがなくなるため、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の差においては、休止気筒による稼動気筒の瞬時機関回転速度への影響が控除されることになる。従って、この場合は、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の差、即ち稼動気筒間の瞬時機関回転速度の変動に基づくことで、より正確に稼動気筒における燃料噴射量を補正することが可能となる。
【００２３】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいて稼動気筒における燃料噴射量をより精度良く補正することで燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００２４】
ここで、先述までの稼動気筒における燃料噴射量の補正は、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の差、即ちその変動が小さくなるべく燃料噴射量が補正される。そこで、例えば、前記一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度が該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度より小さくなるに従い、前記一の稼動気筒の燃料噴射量を増加させもしくは該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒の燃料噴射量を減少させ、前記一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度が該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度より大きくなるに従い、前記一の稼動気筒の燃料噴射量を減少させもしくは該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒の燃料噴射量を増量させる。これにより、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の変動が抑制され、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００２５】
尚、先述までの燃料の噴射量の補正は、次に燃料の噴射量の補正が行われる稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒における瞬時機関回転速度に基づいて行われるが、特にその直前に燃料の噴射が行われた一又は複数の稼動気筒での瞬時機関回転速度に基づくことで、燃料の噴射量の制御がより正確に行われ得る。また、燃料噴射量の補正に際して休止気筒瞬時機関回転速度に基づく場合においても、同様に直前の一又は複数の休止気筒での休止気筒瞬時機関回転速度に基づくことが好ましい。また、上記の燃料の噴射量の補正については、特に内燃機関がアイドル運転にあるときに、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するのに有用である。
【００２６】
次に、本発明は、上記した課題を解決するために、減筒運転が行われている内燃機関における稼動気筒で燃料の噴射が行われるべきとされる時期（以下、「所定の燃料噴射時期」という）の機関回転速度に着目した。内燃機関においては、燃料の噴射時期を正確に制御することは、燃料の良好な燃焼へとつながる。また、燃料は、燃料噴射制御装置から発せられた噴射指令が燃料噴射装置に到達することで、燃料噴射装置から噴射される。そのため、該噴射指令の発信から実際に燃料が噴射されるまでには一定の時間を要する。そのため、所定の燃料噴射時期に燃料を噴射するには予め噴射指令を先行的に発する必要がある。更に、確実に燃料が所定の噴射時期に噴射されるには該時期における内燃機関の機関回転速度を正確に把握する必要がある。これは、燃料は、稼動気筒の燃焼サイクルにおける、ある時点で、例えば圧縮行程上死点近傍で噴射されることが重要であるためであり、そのため内燃機関の機関速度を考慮した上で稼動気筒に対する噴射指令を制御する必要がある。
【００２７】
そこで、複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定時期の前記内燃機関の機関回転速度である噴射時機関回転速度を検出する検出手段と、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた該一の稼動気筒を含む稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて、該一の稼動気筒における燃料の噴射時期を制御する。
【００２８】
前記検出手段によって検出される噴射時機関回転速度とは、稼動気筒における燃焼サイクルでの所定時期、換言すると先述した所定の燃料噴射時期である、減筒運転が行われている内燃機関における稼動気筒で燃料の噴射が行われるべきとされる時期の、内燃機関の機関回転速度をいう。従って、例えば内燃機関が圧縮着火内燃機関である場合は、前記検出手段によって圧縮上死点近傍時の内燃機関の機関回転速度が検出される。
【００２９】
そして、前記減筒手段によって減筒運転が行われているときに、次に燃料噴射が行われる気筒である一の稼動気筒においては、それ以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒での噴射時機関回転速度に基づいて該一の稼動気筒における噴射時機関回転速度が推定され、その推定された噴射時機関回転速度と、先述した噴射指令が発せられてから実際に噴射されるまでに要する時間とから、先行的に該一の稼動気筒における噴射指令の発信時期が算出されることで該一の稼動気筒の噴射時期が制御される。
【００３０】
これにより、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒毎の実際の燃料噴射時期を所定の燃料噴射時期とすることで稼動気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該稼動気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００３１】
ここで、更に稼動気筒における燃料噴射量の補正に際して、燃料の噴射が停止されている休止気筒における機関回転速度を考慮することで、前記燃料噴射時期の補正の精度を向上させることを考える。即ち、先述した内燃機関の燃料噴射制御装置であって、更に、前記内燃機関における気筒の吸排気弁の開弁特性を調整する可変動弁機構を備え、前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止される休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に該休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とし、前記検出手段は、更に前記休止気筒におけるサイクルでの所定時期の前記内燃機関の機関回転速度である休止気筒噴射時機関回転速度を検出し、前記噴射時期制御手段は、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における燃料の噴射時期を、該一の稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた該一の稼動気筒を含む稼動気筒における噴射時機関回転速度と、該一の稼動気筒より以前に前記所定時期を迎えた休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度と、に基づいて、制御する。
【００３２】
ここで、前記可変動弁機構は、先述した可変動弁機構と同一である。また、前記検出手段によって検出される休止気筒噴射時機関回転速度とは、先述した稼動気筒における噴射時機関回転速度に対応する、休止気筒における機関回転速度である。休止気筒においては燃料の噴射が行われてはいないが、仮に燃料の噴射が行われるとすると先述した「稼動気筒における所定時期」である、その所定の燃料噴射時期での機関回転速度が休止気筒噴射時機関回転速度と定義される。
【００３３】
そこで、稼動気筒における燃料噴射時期の制御に際して、先述したように稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づくとともに、休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度にも基づくものである。休止気筒においては前記可変動弁機構によって吸排気弁が閉弁停止状態となっているため、一定の空気が燃焼室内に残留した状態となっている。従って、燃焼室内の残留空気が内燃機関の機関回転に対して一定の抵抗となる。この場合、検出手段によって検出される休止気筒噴射時機関回転速度は、この各休止気筒の残留空気による抵抗の影響を強く受けていると考えられる。また、稼動気筒は出力軸を介して休止気筒と連結されているため、休止気筒の残留空気は、稼動気筒の噴射時機関回転速度にも影響を及ぼす。そこで、稼動気筒の噴射時機関回転速度とともに休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて、次に燃料の噴射を行う稼動気筒の噴射時機関回転速度を推定し、該推定された噴射時機関回転速度と、先述した噴射指令が発せられてから実際に燃料が噴射されるまでに要する時間とから、先行的に該稼動気筒における噴射指令が算出されることで該一の稼動気筒の噴射時期がより正確に制御される。休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて燃料噴射時期を制御することで、稼動気筒の噴射時機関回転速度における休止気筒の影響を考慮することが可能となるため、より精度の高い燃料噴射時期の制御を行うことが可能となるのである。
【００３４】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒毎の実際の燃料噴射時期を所定の燃料噴射時期とすることで稼動気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該稼動気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００３５】
更に、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止されている一の休止気筒において燃料の噴射を開始するときに、該一の休止気筒より以前に休止気筒噴射時機関回転速度が検出された該休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて、該一の休止気筒における燃料の噴射時期を制御する。休止気筒であった気筒において燃料の噴射を開始する際の燃料噴射時期を、先述した稼動気筒における燃料噴射時期の制御の場合と同様に、先の休止気筒の休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて制御するものである。この場合、燃料の噴射が開始される気筒は、その時点まで休止気筒であることを考慮して、該気筒を含む休止気筒の休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて噴射時期が制御される。尚、該気筒において一旦燃料の噴射が開始された以降の該気筒の燃料噴射時期は、先述したように該気筒を含む稼動気筒の噴射時機関回転速度に基づいて制御される。
【００３６】
また、先述と同様に可変動弁機構を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とするタイミングに着目をする。即ち、前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止された休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に、該休止気筒の吸気弁および排気弁を該休止気筒のサイクルにおける各々の所定のタイミングで閉弁停止状態とする。これにより、休止気筒の吸気弁と排気弁は各々決められたタイミングで前記可変動弁機構によって閉弁停止状態とされる。吸排気弁が閉弁停止状態とされる所定のタイミングについては先述の通りである。
【００３７】
そして、各休止気筒における残留空気量が同一となることで、各休止気筒毎の機関回転に対する抵抗のばらつきがなくなるため、稼動気筒間の噴射時機関回転速度の差においては、休止気筒による稼動気筒の噴射時機関回転速度への影響が控除されることになる。従って、この場合は、稼動気筒間の噴射時機関回転速度に基づいて、より正確に稼動気筒における燃料噴射時期を制御することが可能となる。
【００３８】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒毎の実際の燃料噴射時期を所定の燃料噴射時期とすることで稼動気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該稼動気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００３９】
ここで、稼動気筒の燃料噴射時期は、それ以前に検出された該稼動気筒を含む稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて制御される。そこで、次に燃料が噴射される一の稼動気筒より以前に燃料が噴射された該一の稼動気筒を含む稼動気筒であって少なくとも延べ三つの稼動気筒における噴射時機関回転速度をパラメータとした予測関数に基づいて、該一の稼動気筒における燃料の噴射時期を制御する。
【００４０】
前記予測関数は、前記一の稼動気筒の所定の燃料噴射時期における機関回転速度を、少なくとも延べ三つの稼動気筒における噴射時機関回転速度をパラメータとして予測する関数である。例えば、前記一の稼動気筒の直前三つの稼動気筒における噴射時機関回転速度より補正係数を算出し、該補正係数と前記一の稼動気筒の直前の稼動気筒の噴射時機関回転速度より、次に燃料が噴射される前記一の稼動気筒の所定の燃料噴射時期における噴射時機関回転速度を予測する。ここで、噴射時機関回転速度の予測精度を向上するためには、予測関数における噴射時機関回転速度のパラメータ数が増加するが好ましい。しかし、パラメータが増加することによって、補正係数の算出にあたり多くの労力を要する。そこで、予測精度と補正係数の算出における労力を考慮し、噴射時機関回転速度のパラメータ数は少なくとも三つが好適と考えられる。
【００４１】
尚、先述までの燃料の噴射時期の制御は、次に燃料の噴射が行われる稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、特にその直前に燃料の噴射が行われた一又は複数の稼動気筒での噴射時機関回転速度に基づくことで、燃料の噴射時期の制御がより正確に行われ得る。また、燃料噴射量の補正に際して休止気筒噴射時機関回転速度に基づく場合においても、同様に直前の一又は複数の休止気筒での休止気筒噴射時機関回転速度に基づくことが好ましい。
【００４２】
次に、本発明は、上記した課題を解決するために、減筒運転が行われている内燃機関において、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性に着目した。即ち、稼動気筒における瞬時機関回転速度が不安定な状態となった場合、一の休止気筒における燃料の噴射を開始することで、内燃機関が機関停止するのを防止する。そこで、複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される瞬時機関回転速度を検出する検出手段と、を備え、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差が所定の範囲を越える場合もしくは該第一の瞬時機関回転速度が所定の瞬時機関回転速度より低い場合、一の休止気筒において燃料の噴射を開始する。
【００４３】
即ち、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性は、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の差が所定の範囲を越えるか、もしくは稼動気筒の瞬時機関回転速度が所定の瞬時機関回転速度より低くなるかによって判断される。ここで、所定の範囲とは、稼動気筒間における瞬時機関回転速度のばらつきの許容範囲であり、所定の瞬時機関回転速度とは、内燃機関の機関停止が発生し得る瞬時機関回転速度の許容値である。これらの値は予め、実験等で決定しておけばよい。このように、稼動気筒において瞬時機関回転速度が不安定と判断される場合は、前記減筒手段によって休止気筒とされている気筒において燃料の噴射が開始されることで、内燃機関が機関停止することを防止する。これにより、結果的に該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。また、上記の一の休止気筒における燃料噴射の開始については、特に内燃機関がアイドル運転にあるときに、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するのに有用である。
【００４４】
また、先述したように、稼動気筒における瞬時機関回転速度の変動に基づいて、稼動気筒の燃料噴射量を補正する内燃機関の燃料噴射制御装置において、更に、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差が所定の範囲を越える場合もしくは該第一の瞬時機関回転速度が所定の瞬時機関回転速度より低い場合、一の休止気筒において燃料の噴射を開始することによっても、内燃機関の機関停止を防止することが可能となる。この場合、燃料噴射量の補正により稼動気筒における瞬時機関回転速度は安定していると考えられるが、急峻な外乱により瞬時機関回転速度が低下するような場合においても、より確実に内燃機関の機関停止を防止できる。これにより、結果的に該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。また、上記の一の休止気筒における燃料噴射の開始については、特に内燃機関がアイドル運転にあるときに、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するのに有用である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施例＞
ここで、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の実施例について図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される圧縮着火式の内燃機関１およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。
【００４６】
内燃機関１は、４つの気筒２を有する圧縮着火内燃機関である。ここで、便宜的に各気筒に気筒番号を付与し、各々の気筒を気筒２＃ｎ（ｎ＝１から４までの整数）と称する。また、気筒２＃ｎの燃焼室に直接燃料を噴射する料噴射弁３＃ｎ（ｎ＝１から４までの整数）を備えている。料噴射弁３＃ｎは、燃料を所定圧に蓄圧する蓄圧室４と接続されている。蓄圧室４は、燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。
【００４７】
次に、内燃機関１には吸気枝管７が接続されており、吸気枝管７の各枝管は、気筒２＃ｎの燃焼室と吸気ポートを介して連通している。ここで、気筒２＃ｎの燃焼室と吸気ポートとの連通は、吸気弁の開閉によって行われるが、該吸気弁は吸気側可変動弁機構３０＃ｎ（ｎ＝１から４までの整数）によってその開閉時期や開閉時間が制御される。また、吸気枝管７は吸気管８に接続されている。吸気管８には、該吸気管８内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ９が取り付けられている。前記吸気管８における吸気枝管７の直上流に位置する部位には、該吸気管８内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１０が設けられている。この吸気絞り弁１０には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１０を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１１が取り付けられている。
【００４８】
ここで、エアフローメータ９と吸気絞り弁１０との間に位置する吸気管８には、排気のエネルギーを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージャ）１７のコンプレッサハウジング１７ａが設けられ、コンプレッサハウジング１７ａより下流の吸気管８には、前記コンプレッサハウジング１７ａ内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１８設けられている。
【００４９】
一方、内燃機関１には排気枝管１２が接続され、排気枝管１２の各枝管が排気ポートを介して気筒２＃ｎの燃焼室と連通している。ここで、気筒２＃ｎの燃焼室と排気ポートとの連通は、排気弁の開閉によって行われるが、該排気弁は排気側可変動弁機構３１＃ｎ（ｎ＝１から４までの整数）によってその開閉時期や開閉時間が制御される。前記排気枝管７は、前記遠心過給機１７のタービンハウジング１７ｂと接続されている。前記タービンハウジング１７ｂは、排気管１３と接続され、この排気管１３は、下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。更に、排気管１３の途中には、内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化触媒１６が設けられている。排気浄化触媒１６の下流の排気管１３には、該排気管１３内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁１４が設けられている。この排気絞り弁１４には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁１４を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ１５が取り付けられている。
【００５０】
ここで、燃料噴射弁３＃ｎは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Electronic Control Unitと称する）２０からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ＥＣＵ２０からの指令によって、燃料噴射弁３＃ｎにおける燃料の噴射時期および噴射量が燃料噴射弁毎に制御され、内燃機関１の機関出力が制御される。また、前記吸気側可変動弁機構３０＃ｎと吸気弁、および前記排気側可変動弁機構３１＃ｎと排気弁は、それぞれ一体的に電磁駆動弁を構成し、ＥＣＵ２０からの指令によって、吸気弁および排気弁の開弁時期や開弁時間等の開弁特性が制御される。
【００５１】
更に、アクセル開度センサ１９がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０はアクセル開度に応じた信号を受け取り、それより内燃機関１に要求される機関出力等を算出する。また、クランクポジションセンサ３２がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度や気筒２＃ｎにおけるサイクルの状態等を算出する。
【００５２】
ここで、内燃機関１における燃料噴射弁３＃ｎによる燃料噴射量と内燃機関１の機関回転速度との関係を図２および図３に基づいて説明する。図２は、各気筒における燃料噴射量が同量となるべき噴射指令がＥＣＵ２０から気筒２＃ｎの燃料噴射弁３＃ｎ全てに対して出されている場合の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。また、図３は、減筒運転が行われている状態、具体的には気筒２＃３および気筒２＃２において燃料の噴射が停止されている状態であって、残りの稼動気筒の燃料噴射弁３＃１と３＃４に対して同量の燃料噴射量となるべき噴射指令が出されている場合の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。尚、内燃機関１の機関回転速度は、クランクポジションセンサ３２からの信号に基づいて、ＥＣＵ２０が算出する。
【００５３】
図２および図３において、横軸は内燃機関１のクランクシャフトの回転角（以下、「クランクアングル」という。図中、「ＣＡ」と記載する）を、縦軸は内燃機関１の機関回転速度を表す。内燃機関１においては、気筒２＃１、気筒２＃３、気筒２＃４、気筒２＃２、の順序で所定の燃料噴射時期に燃料が燃料噴射弁３＃ｎより燃焼室内へ噴射される。ここで、気筒２＃ｎにおける所定の燃料噴射時期近傍の一定の期間（図２において、ｅｑｃｙで表される期間であって、以下の図においても同様とする。）を、便宜上設ける。内燃機関１は、４つの気筒を有するため、期間ｅｑｃｙ０からｅｑｃｙ３まで存在し、期間ｅｑｃｙ０は気筒２＃２、期間ｅｑｃｙ１は気筒２＃１、期間ｅｑｃｙ２は気筒２＃３、期間ｅｑｃｙ３は気筒２＃４にそれぞれ対応する期間である。従って、例えば期間ｅｑｃｙ１においては、燃料噴射弁３＃１から燃料が所定の燃料噴射時期に噴射され、その噴射された燃料が着火燃焼することで内燃機関１の機関回転速度が加速上昇する。
【００５４】
図２においては、気筒２＃ｎの全ての気筒において燃料が噴射されることで、内燃機関１の機関出力が発揮される。ここで、気筒２＃ｎ間において、実際の燃料の噴射量が同量であれば、各期間ｅｑｃｙの内燃機関１の機関回転速度の最高値（以下、各期間ｅｑｃｙに対応する気筒２＃ｎに従って、「気筒２＃ｎにおける瞬時機関回転速度」という）は一定の値となる。しかし、図２においては、ＥＣＵ２０から燃料噴射弁３＃ｎに対しては同量の燃料噴射量となるべき噴射指令が出されているが、期間ｅｑｃｙ２、ｅｑｃｙ３、ｅｑｃｙ０においては、気筒２＃３、２＃４、２＃２における瞬時機関回転速度は次第に上昇している。従って、ＥＣＵ２０からの噴射指令にかかわらず、該期間ｅｑｃｙ２における実際の燃料噴射弁３＃３からの燃料噴射量と該期間ｅｑｃｙ３における実際の燃料噴射弁３＃４からの燃料噴射量とは異なっていることになる。これは、燃料噴射弁間の個体差等に起因する。ここで、気筒２＃ｎにおける瞬時機関回転速度の検出の詳細については後述するが、その気筒間での瞬時機関回転速度差を、以下「ｅｔｎｈｄｌ」と称する。そして、それぞれの瞬時機関回転速度に対応する気筒番号を添え字として付加し、付加の順番は該瞬時機関回転速度が検出された順に従う。従って、例えば、図２中にある瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ３４は、気筒３における瞬時機関回転速度と気筒４における瞬時機関回転速度との差を意味する。
【００５５】
従って、図２においては、ＥＣＵ２０から燃料噴射弁３＃ｎへ同量の燃料噴射量となるべく噴射指令が出されているにもかかわらず、瞬時機関回転速度差が存在することより、気筒２＃ｎ間での実際の燃料噴射量は異なっており、内燃機関１を備える車両等の振動の原因となる。そこで、このような場合、前後の気筒間での瞬時機関回転速度差に基づいて、実際の気筒での燃料噴射量が同量となるべく、噴射指令を制御し、燃料噴射量の補正が行われる。
【００５６】
次に、図３では、先述したように内燃機関１において減筒運転がされた場合機関回転速度の推移が示されている。ここで、燃料の噴射が停止され休止気筒とされているのは、気筒２＃２と気筒２＃３である。そのため、気筒２＃１における瞬時機関回転速度と気筒２＃４における瞬時機関回転速度が、気筒２＃２における瞬時機関回転速度と気筒２＃３における瞬時機関回転速度より比較的高くなる。しかし、図３においては、ＥＣＵ２０から燃料噴射弁３＃１と３＃４へ同量の燃料噴射量となるべく噴射指令が出されているにもかかわらず、稼動気筒である気筒２＃１と気筒２＃４間の瞬時機関回転速度差が存在しているため、気筒２＃１と気筒２＃４での実際の燃料噴射量は異なっており、内燃機関１を備える車両等の振動の原因となる。
【００５７】
しかし、図３のように内燃機関１において減筒運転が行われている場合、先述したように前後の気筒間での瞬時機関回転速度差、例えばｅｔｎｈｄｌ１３もしくはｅｔｎｈｄｌ３４に基づいて、実際の気筒での燃料噴射量が同量となるべく、噴射指令を制御し、燃料噴射量の補正を行うと、休止気筒における瞬時機関回転速度の影響を受け、内燃機関１の機関回転速度がより不安定となる虞がある。そこで、減筒運転時において、安定した内燃機関１の機関回転速度得るために稼動気筒での燃料噴射量が同量とする減筒運転時噴射量制御について、図４および図５に基づいて説明する。図４は減筒運転時噴射量制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射量制御手段に該当する。図５は、図４に示す減筒運転時噴射量制御が実行されている際の、減筒運転時の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。
【００５８】
図４のフローチャートにおいて、先ずＳ１００では、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。ＥＣＵ２０が内燃機関１の運転状態に基づいて、例えばアイドリング運転時を検出して、減筒運転が実施される。このときの減筒運転時における機関回転速度の推移が図５に示されている。本実施例では、該減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３における燃料の噴射が停止され、気筒２＃１と気筒２＃４が稼動気筒となる。従って、Ｓ１００では、ＥＣＵ２０は、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４であると判断する。Ｓ１００の処理が終了すると、Ｓ１０１へ進む。
【００５９】
Ｓ１０１では、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌを検出する。先述したように、ＥＣＵ２０によって、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４と判断されていることから、例えばＳ１０１では瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４が検出されることとなる。ここで、瞬時機関回転速度差の検出に際して、稼動気筒における瞬時機関回転速度の検出について説明をする。稼動気筒における機関回転速度は、噴射された燃料の燃焼で生じたエネルギーによって稼動気筒に対応する期間ｅｑｃｙにおいて最高値を迎えると考えられる。従って、本実施例においては、所定の燃料噴射時期、即ち圧縮上死点（図５中では、「ＴＤＣ」と称する）近傍以降の所定の期間において、稼動気筒における機関回転速度の推移における最高値が瞬時機関回転速度となる。即ち、この所定の期間は、内燃機関１の機関回転速度が燃料の燃焼の影響を最も強く受ける期間である。従って、本実施例では、内燃機関１は圧縮着火内燃機関であることを考慮すると、この所定の期間は圧縮上死点以降約６０度（クランクアングル）から約１１０度（クランクアングル）の約５０度（クランクアングル）が好適である。
【００６０】
図５においては、稼動気筒２＃１での圧縮上死点ＴＤＣ以降であってｅｔｎｈｉｋ１で表される所定の期間で最高値となる機関回転速度が、稼動気筒１における瞬時機関回転速度となる。同様に、稼動気筒２＃４でのＴＤＣ以降であってｅｔｎｈｉｋ３で表される所定の期間で最高値となる機関回転速度が、稼動気筒４における瞬時機関回転速度となる。従って、稼動気筒２＃４における瞬時機関回転速度の検出後、これらの瞬時機関回転速度より、稼動気筒２＃１と稼動気筒２＃４間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４が検出されることになる。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００６１】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４に基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。例えば、Ｓ１０１で検出した瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４の値が負の値である場合、即ち図５に示すように稼動気筒１における瞬時機関回転速度が、稼動気筒４における瞬時機関回転速度より小さい場合は、稼動気筒２＃１での燃料噴射量を増量もしくは稼動気筒２＃４での燃料噴射量を減量すべく燃料噴射弁３＃１もしくは燃料噴射弁３＃４への噴射指令が制御される。逆に、Ｓ１０１で検出した瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４の値が正の値である場合、即ち図５に示すように稼動気筒１における瞬時機関回転速度が、稼動気筒４における瞬時機関回転速度より大きい場合は、稼動気筒２＃１での燃料噴射量を減量もしくは稼動気筒２＃４での燃料噴射量を増量すべく燃料噴射弁３＃１もしくは燃料噴射弁３＃４への噴射指令が制御される。Ｓ１０２の処理が終了すると、本制御は終了する。
【００６２】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ１０１において、検出する稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌは、ある時点において気筒２＃１が迎えた瞬時機関回転速度と、その次に気筒２＃１が迎えた瞬時機関回転速度との差ｅｔｎｈｄｌ１１として検出すればよい。そして、Ｓ１０２においては、瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１１に基づいて、気筒２＃１での燃料噴射量を補正する。
【００６３】
本制御によると、減筒運転を行っている内燃機関において、燃料の噴射が継続されている稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づいて稼動気筒の燃料噴射量を補正することで、稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。尚、本実施例では、燃料噴射量の補正は、該補正が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における瞬時機関回転速度に基づいて行われるが、該補正が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該補正が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいても良い。
【００６４】
＜第２の実施例＞
ここで、内燃機関１における減筒運転時での、稼動気筒での燃料噴射量の補正について別の実施例を、図６および図７に基づいて説明する。図６は減筒運転時噴射量制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射量制御手段に該当する。図７は、図６に示す減筒運転時噴射量制御が実行される際の、減筒運転時の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。
【００６５】
図６のフローチャートにおいて、先ずＳ１１０では、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。ＥＣＵ２０が内燃機関１の運転状態に基づいて、例えばアイドリング運転時を検出して、減筒運転が実施される。このときの減筒運転時における機関回転速度の推移が図７に示されている。本実施例では、該減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３における燃料の噴射が停止され、気筒２＃１と気筒２＃４が稼動気筒となる。従って、Ｓ１１０では、ＥＣＵ２０は、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４、休止気筒は気筒２＃２と気筒２＃３であるとそれぞれ判断する。Ｓ１１０の処理が終了すると、Ｓ１１１へ進む。
【００６６】
Ｓ１１１では、減筒運転要求によって休止気筒とされる気筒２＃２および２＃３において、それぞれの吸気弁を吸気側可変動弁機構３０＃２、３０＃３によって、それぞれの排気弁を排気側可変動弁機構３１＃２、３１＃３によって、閉弁停止状態とする。ここで、閉弁停止状態とは、内燃機関１のクランクシャフトの回転角位置によらず各弁の閉弁状態が定常的に維持されている状態をいう。従って、気筒２＃２および２＃３の燃焼室から吸排気側への空気の流動は行われず、一定量の空気が各燃焼室内に残留する状態となる。尚、休止気筒となるべき気筒の各吸排気弁を閉弁停止状態とするタイミングは特に限定はされず、また各気筒間において同一のタイミングとする必要もない。しかし、好ましくは減筒運転要求が出される直前において各休止気筒の燃焼室に最後に噴射された燃料の燃焼によって生成された燃焼ガスが、気筒外へ排出された後に各吸排気弁を閉弁停止状態とするのがよい。生成された燃焼ガスによる気筒等の損傷を防止するためである。Ｓ１１１の処理が終了すると、Ｓ１１２へ進む。
【００６７】
Ｓ１１２では、休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔを検出する。Ｓ１１０で、休止気筒は気筒２＃２と気筒２＃３と判断されていることから、Ｓ１１２では瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔ２３が検出されることとなる。添字の表記については、稼動気筒の瞬時機関回転速度差と同様である。ここで、休止気筒間の瞬時機関回転速度差の検出に際して、休止気筒における瞬時機関回転速度の検出について説明をする。休止気筒においては燃料の噴射が行われていないため、燃料の燃焼エネルギーによる瞬時機関回転速度の上昇は得られない。そこで、先述した稼動気筒における所定の期間ｅｔｎｈｉｋにクランクアングル的に対応する期間（以下、「休止気筒における所定の期間」と称する）において、機関回転速度が最高値となった場合のその機関回転速度を、休止気筒における瞬時機関回転速度と定義する。
【００６８】
例えば、図７中、稼動気筒である気筒２＃４においては所定の期間はｅｔｎｈｉｋ３と表される。そこで、例えば、休止気筒２＃２においては、該所定の期間とクランクアングル的に対応する期間として、休止気筒における所定の機関ｅｔｎｈｉｋ０を設け、その期間における機関回転速度の最高値を休止気筒２＃２における瞬時機関回転速度とする。同様に、図７中には図示されてはいないが、休止気筒２＃３における所定の期間ｅｔｎｈｉｋ２を設け、その期間における機関回転速度の最高値を休止気筒２＃３における瞬時機関回転速度とする。従って、休止気筒２＃３における瞬時機関回転速度の検出後、これらの瞬時機関回転速度より、休止気筒２＃２と休止気筒２＃３間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔ２３が検出されることになる。Ｓ１１２の処理が終了すると、Ｓ１１３へ進む。
【００６９】
Ｓ１１３では、図４に示すフローチャートの処理Ｓ１０１と同様に、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌを検出する。従って、図７において、稼動気筒４における瞬時機関回転速度の検出後、これらの瞬時機関回転速度より、稼動気筒２＃１と稼動気筒２＃４間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４が検出されることになる。Ｓ１１３の処理が終了すると、Ｓ１１４へ進む。
【００７０】
Ｓ１１４では、Ｓ１１２で検出した休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔ２３とＳ１１３で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４に基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。Ｓ１１１において、休止気筒２＃２および休止気筒２＃３の吸排気弁は閉弁停止状態となっているため、休止気筒間の瞬時機関回転速度差は、休止気筒の燃焼室それぞれに残留している残留空気の影響、即ち残留空気による機関回転に対する抵抗を意味する。従って、気筒２＃２および気筒２＃３が休止気筒となり、且つこれらの休止気筒の残留空気による機関回転に対する抵抗が稼動気筒２＃１および稼動気筒２＃４の機関回転速度に対する影響を考慮した上で、Ｓ１１３によって検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４に基づくことで、稼動気筒２＃１と稼動気筒２＃４において休止気筒の影響を控除し、より正確な稼動気筒における燃料噴射量の補正が可能となる。具体的な燃料噴射量の補正については、図４に示すフローチャートの処理Ｓ１０２と同様である。Ｓ１１４の処理が終了すると、本制御は終了する。
【００７１】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ１１３において、検出する稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌは、ある時点において気筒２＃１が迎えた瞬時機関回転速度と、その次に気筒２＃１が迎えた瞬時機関回転速度との差ｅｔｎｈｄｌ１１として検出すればよい。また、休止気筒が一気筒のみである場合のＳ１１２における休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔの検出についても同様である。そして、Ｓ１１４においては、これらの稼動気筒の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌと休止気筒の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔに基づいて、稼動気筒での燃料噴射量を補正する。
【００７２】
本制御によると、減筒運転を行っている内燃機関において、燃料の噴射が行われていない休止気筒間の瞬時機関回転速度差から休止気筒中の残留空気による稼動気筒への影響を考慮した上で、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づくことで、稼動気筒の燃料噴射量をより正確に補正することが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。尚、本実施例では、燃料噴射量の補正は、該補正が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における瞬時機関回転速度および休止気筒における休止気筒瞬時機関回転速度に基づいて行われるが、該補正が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該補正が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の瞬時機関回転速度および休止気筒における休止気筒瞬時機関回転速度に基づいても良い。
【００７３】
＜第３の実施例＞
ここで、内燃機関１における減筒運転時での、稼動気筒での燃料噴射量の補正について別の実施例を、図８に基づいて説明する。図８は減筒運転時噴射量制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されることは、本発明における噴射量制御手段に該当する。尚、図８に示す減筒運転時噴射量制御のフローチャートにおいて、図４に示す減筒運転時噴射量制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図４と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【００７４】
図８のフローチャートにおいて、先ずＳ１２０では、先述の図６に示す減筒運転時噴射量制御のフローチャートの処理Ｓ１１０と同様に、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。本実施例においては、先の実施例と同様、減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３を休止気筒とし、稼動気筒は気筒２＃１および気筒２＃４とする。Ｓ１２０の処理が終了すると、Ｓ１２１へ進む。
【００７５】
Ｓ１２１では、減筒運転要求によって休止気筒とされる気筒２＃２および気筒２＃３において、それぞれの吸気弁を吸気側可変動弁機構３０＃２、３０＃３によって、それぞれの排気弁を排気側可変動弁機構３１＃２、３１＃３によって、所定のタイミングで閉弁停止状態とする。ここで、所定のタイミングとは、休止気筒において吸排気弁が閉弁停止状態となることで、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気の量が同量となるタイミングをいう。例えば、ＥＣＵ２０からの減筒要求に従って、休止気筒となるべき気筒での最後に噴射された燃料が燃焼し、生成された燃焼ガスが気筒外へ排出された後に排気弁を閉弁停止状態とする。その後の吸気行程で吸気弁を開弁して休止気筒内へ空気を吸入した後に吸気弁を閉弁停止状態とする。このようなタイミングで休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とすることで、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気の量が同量となる。Ｓ１２１の処理が終了すると、Ｓ１０１へ進む。Ｓ１０１以降については、先述の通りである。
【００７６】
本制御によると、減筒運転を行っている内燃機関において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づいて稼動気筒の燃料噴射量を補正するに際して、休止気筒に残留する残留空気量を同量とする。従って、休止気筒による機関回転に対する抵抗の、稼動気筒における瞬時機関回転速度への影響が同一となるため、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差は、より正確に各稼動気筒での燃料噴射量のばらつきを反映していることとなる。従って、このような場合、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差にのみ基づくことで、稼動気筒での燃料噴射量の補正をより正確に行うことが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。尚、本実施例では、燃料噴射量の補正は、該補正が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における瞬時機関回転速度に基づいて行われるが、該補正が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該補正が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいても良い。
【００７７】
＜第４の実施例＞
内燃機関１の減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するために、稼動気筒での燃料噴射時期に着目する。これは、稼動気筒において実際に気筒内に燃料が噴射される時期が異なると、気筒毎に燃料の燃焼条件が異なってしまうために、機関回転速度が不安定となることに依る。ここで、内燃機関１における燃料噴射弁３＃ｎによる燃料噴射時期と内燃機関１の機関回転速度との関係を図９および図１０に基づいて説明する。図９は、各気筒の燃料噴射時期が同一のタイミングとなるべき噴射指令がＥＣＵ２０から気筒２＃ｎの燃料噴射弁３＃ｎ全てに対して出されている場合の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。また、図１０は、減筒運転が行われている状態、具体的には気筒２＃３および気筒２＃２において燃料の噴射が停止されている状態であって、残りの稼動気筒の燃料噴射弁３＃１と３＃４に対して実際の燃料噴射時期が同一のタイミングとなるべくＥＣＵ２０より噴射指令が出されている場合の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。
【００７８】
ここで、実際に燃料が燃料噴射弁３＃ｎより所定の燃料噴射時期、例えば圧縮行程上死点ＴＤＣ前５クランクアングル（ＣＡ）に噴射されるには、ＥＣＵ２０から出される噴射指令を、該所定の燃料噴射時期より幾分早い時期に出す必要がある。これは、実際には、ＥＣＵ２０から噴射指令が出されてから実際に燃料噴射弁３＃ｎから燃料が噴射されるまでには、噴射指令の処理および燃料噴射弁の駆動のために一定の時間を要することに依る。従って、所定の燃料噴射時期に実際に燃料が噴射されるべく、内燃機関１の機関回転速度の推移を予測し、そして予測された機関回転速度に基づいて、ＥＣＵ２０からの噴射指令を発するタイミングを制御する必要がある。
【００７９】
そこで、ＥＣＵ２０からの噴射指令の発信タイミングの制御は、以下の予測関数に基づいて行われる。ここで、ＥＣＵ２０から噴射指令が出されるタイミングを関数ｆ（ｎ）とし、ｆ（ｎ）＝Ｔ（ｎ）と表す。また、関数ｆ（ｎ）は所定の燃料噴射時期における内燃機関１の機関回転速度をパラメータとする関数である。ここで、関数ｆ（ｎ）の変化率ｆ’（ｎ）、および更にその変化率ｆ’’（ｎ）を以下のように仮定する。
ｆ’（ｎ）＝Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１） ・・・（式１）
ｆ’’（ｎ）＝Ｔ（ｎ）−２＊Ｔ（ｎ−１）＋Ｔ（ｎ−２） ・・・（式２）
【００８０】
ここで、次回の燃料噴射におけるＥＣＵ２０からの噴射指令が出されるタイミングｆ（ｎ＋１）を、二次の微分項の形に展開し、以下のように表す。
ｆ（ｎ＋１）＝ｆ（ｎ）＋１／１＊ｆ’（ｎ）＋１／２！＊ｆ’’（ｎ） ・・・（式３）
【００８１】
よって、式１、式２および式３よりｆ（ｎ＋１）は以下のように表される。
ｆ（ｎ＋１）＝５／２＊Ｔ（ｎ）−２＊Ｔ（ｎ−１）＋１／２＊Ｔ（ｎ−２）・・・（式４）
更に、関数ｆ（ｎ＋１）を、直前の噴射におけるＥＣＵ２０からの噴射指令が出されるタイミングである関数ｆ（ｎ）と補正係数ｅｍｔｅｓで以下のように表す。
ｆ（ｎ＋１）＝ｅｍｔｅｓ＊ｆ（ｎ） ・・・（式５）
【００８２】
従って、式４および式５より、補正係数ｅｍｔｅｓは以下のように表される。
ｅｍｔｅｓ＝５／２Ｔ（ｎ）−２＊Ｔ（ｎ−１）／Ｔ（ｎ）＋１／２＊Ｔ（ｎ−２）／Ｔ（ｎ） ・・・（式６）
【００８３】
従って、式６より、次回の燃料噴射におけるＥＣＵ２０からの噴射指令が出されるタイミングは、直前の３回の該タイミング、即ち直前３回の所定の燃料噴射時期における内燃機関１の機関回転速度に基づいて制御されることとなる。尚、本実施例では噴射指令を発するタイミングは直前３回の機関回転速度に基づいて制御されるが、その代わりに前記式３の導出において高次の微分項を用いることで、３回以上の機関回転速度に基づいて噴射指令を発するタイミングを制御しても構わない。基準とする機関回転速度の数を増加することで、噴射指令のタイミングの制御がより正確に行われるが、噴射指令のタイミングの算出に労力を要することとになる。また、基準とする機関回転速度の数が３回より少ない場合、例えば内燃機関１の始動直後等においては、基準とする機関回転速度の数が１回の場合は補正係数ｅｍｔｅｓの値は１とする。更に、基準とする機関回転速度の数が２回の場合は、前記式３の導出において、１次の微分項を用いて補正係数ｅｍｔｅｓを算出する。
【００８４】
図９に示すように内燃機関１で減筒運転が行われていない場合においては、全気筒において燃料の噴射が行われ、図９中、各期間ｅｑｃｙにおけるＩＮＪは実際の燃料の噴射を意味している。そこで、各ＩＮＪの開始時期が所定の燃料噴射時期となるべく、前記補正係数ｅｍｔｅｓに従ってＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングが制御される。例えば、直前に燃料の噴射された気筒２＃２、２＃４、２＃３における所定の燃料噴射時期の内燃機関１の機関回転速度に基づいて補正係数ｅｍｔｅｓが算出され、その補正係数に従って、ＩＮＪ１に対応するＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングが決定される。
【００８５】
次に、図１０では、先述したように内燃機関１において減筒運転がされた場合の機関回転速度の推移が示されている。ここで、燃料の噴射が停止され休止気筒とされているのは、気筒２＃２と気筒２＃３である。従って、ＩＮＪ１およびＩＮＪ３においては実際に燃料が噴射されるが、ＩＮＪ０およびＩＮＪ２においては燃料の噴射は行われない。ここで、先述のようにＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングを制御するに際して、次に燃料の噴射が行われる稼動気筒、例えば気筒２＃１の直前３回の所定の燃料噴射時期における内燃機関１の機関回転速度に基づいた場合、補正係数ｅｍｔｅｓに休止気筒２＃２および２＃３における機関回転速度がパラメータとして含まれることになる。実際には燃料の噴射が行われない休止気筒における機関回転速度が含まれることで算出される補正係数ｅｍｔｅｓの値が適切な値から外れ、その結果内燃機関１の機関回転速度がより不安定となる虞がある。
【００８６】
そこで、減筒運転時において、安定した内燃機関１の機関回転速度を得るために稼動気筒での燃料噴射時期を同一のタイミングとする減筒運転時噴射時期制御について、図１１に基づいて説明する。図１１は減筒運転時噴射時期制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射時期制御手段に該当する。
【００８７】
図１１のフローチャートにおいて、先ずＳ２００では、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。ここで本実施例では、図１０に示す減筒運転が行われているものとする。従って、Ｓ２００では、ＥＣＵ２０は、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４であると判断する。Ｓ２００の処理が終了すると、Ｓ２０１へ進む。
【００８８】
Ｓ２０１では、稼動気筒における所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖの検出を行う。従って、本実施例では、気筒２＃１と気筒２＃４における所定の燃料噴射時期である圧縮行程上死点ＴＤＣ前５クランクアングルの時点での機関回転速度Ｖが検出される。Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ２０２へ進む。
【００８９】
Ｓ２０２では、Ｓ２０１で検出された機関回転速度Ｖの検出回数に応じて、ＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングを決定する予測関数Ｐｒｅｆｎｃが決定される。即ち、機関回転速度Ｖの検出回数が３回以上である場合は、前記式３で表される予測関数に従う。機関回転速度Ｖの検出回数が３回未満である場合、その検出回数に応じて式３の導出における微分項の次数を適宜変更させることで得られる予測関数に従うものとする。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００９０】
Ｓ２０３では、Ｓ２０２で決定された予測関数Ｐｒｅｆｎｃと検出された機関回転速度Ｖより、補正係数ｅｍｔｅｓを算出する。例えば、機関回転速度の検出回数が３回以上である場合は、直前の３つの稼動気筒における機関回転数速度Ｖと式６により、次回燃料噴射が行われる稼動気筒への噴射指令のタイミングを決定する補正係数ｅｍｔｅｓが算出される。また、例えば減筒運転が開始された直後であって減筒運転時の稼動気筒における機関回転速度が未だ検出されていない場合においては、即ち減筒運転開始直後の稼動気筒の補正係数ｅｍｔｅｓの値については、ｅｍｔｅｓ＝１とする。Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。
【００９１】
Ｓ２０４では、Ｓ２０３で算出した補正係数ｅｍｔｅｓと直前の噴射指令のタイミングより、次回燃料噴射が行われる稼動気筒への噴射指令がＥＣＵ２０から燃料噴射弁へ出される。これにより、該稼動気筒において、所定の燃料噴射時期である圧縮行程上死点ＴＤＣ前５クランクアングルの時点において、実際に燃料が噴射される。Ｓ２０４の処理が終了すると、本制御が終了する。
【００９２】
本制御によって、減筒運転を行っている内燃機関１での燃料噴射時期は、稼動気筒の所定時期における内燃機関１の機関回転速度にのみ基づいて制御されるため、休止気筒で燃料が噴射されないことに起因する機関回転速度の変動に影響されずに、稼動気筒への噴射指令が出される。その結果、稼動気筒の燃料噴射時期を安定して所定の燃料噴射時期とすることが可能となり、減筒運転時における該内燃機関を備える車両等の振動を抑制する。
【００９３】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ２０１において検出する機関回転速度Ｖは、気筒２＃１のみにおける所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖに基づいて、気筒２＃１の燃料噴射時期が制御される。尚、本実施例では、燃料噴射時期の制御は、該制御が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、該制御が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該制御が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の噴射時機関回転速度に基づいても良い。
【００９４】
＜第５の実施例＞
ここで、内燃機関１における減筒運転時での、稼動気筒での燃料噴射時期の制御について別の実施例を、図１２に基づいて説明する。図１２は減筒運転時噴射時期制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射時期制御手段に該当する。
【００９５】
図１２のフローチャートにおいて、先ずＳ２１０では、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。ここで本実施例では、図１０に示す減筒運転が行われているものとする。従って、Ｓ２１０では、ＥＣＵ２０は、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４、休止気筒は気筒２＃２と気筒２＃３であるとそれぞれ判断する。Ｓ２１０の処理が終了すると、Ｓ２１１へ進む。
【００９６】
Ｓ２１１では、減筒運転要求によって休止気筒とされる気筒２＃２および２＃３において、それぞれの吸気弁を吸気側可変動弁機構３０＃２、３０＃３によって、それぞれの排気弁を排気側可変動弁機構３１＃２、３１＃３によって、閉弁停止状態とする。ここで、閉弁停止状態とは、先述の通りである。Ｓ２１１の処理が終了すると、Ｓ２１２へ進む。
【００９７】
Ｓ２１２では、先述の図１１に示すフローチャートの処理Ｓ２０１と同様に、稼動気筒における所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖの検出を行う。Ｓ２１２の処理が終了すると、Ｓ２１３へ進む。Ｓ２１３では、休止気筒における所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔの検出を行う。ここで、休止気筒における所定の燃料噴射時期とは、該休止気筒にいては燃料の噴射は行われないが、該休止気筒において仮に燃料が噴射される場合、即ち減筒運転によって燃料の噴射が停止される前における該気筒での所定の燃料噴射時期をいう。従って、本実施例では、気筒２＃２と気筒２＃３における所定の燃料噴射時期である圧縮行程上死点ＴＤＣ前５クランクアングルの時点での機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔが検出される。Ｓ２１３の処理が終了すると、Ｓ２１４へ進む。
【００９８】
Ｓ２１４では、図１１に示すフローチャートの処理Ｓ２０２と同様に、Ｓ２１２で検出された機関回転速度Ｖの検出回数に応じて、ＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングを決定する予測関数Ｐｒｅｆｎｃが決定される。Ｓ２１４の処理が終了すると、Ｓ２１５へ進む。Ｓ２１５では、Ｓ２１３で検出された機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔの検出回数に応じて、予測関数Ｐｒｅｆｎｃ＿ｉｎａｃｔが決定される。休止気筒においては燃料の噴射は行われないが、予測関数Ｐｒｅｆｎｃ＿ｉｎａｃｔとは、先述の予測関数Ｐｒｅｆｎｃに対応する関数であって、仮に休止気筒で燃料を噴射するとした場合にＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングを決定し、Ｓ２１３で検出された機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔをパラメータとする関数である。従って、予測関数Ｐｒｅｆｎｃと同様に、機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔの検出回数が３回以上である場合は、前記式３で表される予測関数に従う。機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔの検出回数が３回未満である場合、その検出回数に応じて式３の導出における微分項の次数を適宜変更させることで得られる予測関数に従うものとする。Ｓ２１５の処理が終了すると、Ｓ２１６へ進む。
【００９９】
Ｓ２１６では、図１１に示すフローチャートの処理Ｓ２０３と同様に、Ｓ２１４で決定された予測関数Ｐｒｅｆｎｃと検出された機関回転速度Ｖより、補正係数ｅｍｔｅｓを算出する。Ｓ２１６の処理が終了すると、Ｓ２１７へ進む。Ｓ２１７では、Ｓ２１５で決定された予測関数Ｐｒｅｆｎｃ＿ｉｎａｃｔと検出された機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔより、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔを算出する。ここで、休止気筒においては燃料は噴射されないが、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔは補正係数ｅｍｔｅｓと対応する補正係数である。従って、例えば、休止気筒の機関回転速度の検出回数が３回以上である場合は、直前の３つの休止気筒における機関回転数速度Ｖ＿ｉｎａｃｔと、式６から導出される休止気筒における予測関数Ｐｒｅｆｎｃ＿ｉｎａｃｔにより、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔが算出される。また、例えば減筒運転が開始された直後であって減筒運転時の休止気筒における機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔが未だ検出されていない場合においては、即ち減筒運転開始直後の休止気筒の補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔの値については、ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔ＝１とする。Ｓ２１７の処理が終了すると、Ｓ２１８へ進む。
【０１００】
Ｓ２１８では、Ｓ２１６およびＳ２１７で算出した補正係数ｅｍｔｅｓおよび補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔに基づいて、次回燃料噴射が行われる稼動気筒への噴射指令がＥＣＵ２０から燃料噴射弁へ出される。休止気筒における補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔは、稼動気筒での燃料噴射時期に直接的な関連性はないが、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とすることによって、該補正係数は、休止気筒の残留空気によって発生する機関回転に対する抵抗を反映することになる。従って、補正係数ｅｍｔｅｓに加えて、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔを考慮することで、前記抵抗による稼動気筒における機関回転速度の変動を控除することが可能となるため、より正確に稼動気筒の燃料噴射時期を所定の燃料噴射時期にすべく制御することが可能となる。Ｓ２１８の処理が終了すると、本制御が終了する。
【０１０１】
本制御によって、減筒運転を行っている内燃機関１での燃料噴射時期は、稼動気筒の所定時期における内燃機関１の機関回転速度と休止気筒の所定時期における内燃機関１の機関回転速度とに分離された上で、それぞれの機関回転速度に基づいて制御される。そして、休止気筒による機関回転速度に対する抵抗を考慮することで、より正確に稼動気筒への噴射指令が出される。その結果、稼動気筒の燃料噴射時期を安定して所定の燃料噴射時期とすることが可能となり、減筒運転時における該内燃機関を備える車両等の振動を抑制する。
【０１０２】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ２０１において検出する機関回転速度Ｖは、気筒２＃１のみにおける所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖに基づいて、気筒２＃１の燃料噴射時期が制御される。また、減筒運転において、休止気筒が一気筒のみの場合も同様である。尚、本実施例では、燃料噴射時期の制御は、該制御が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における噴射時機関回転速度および休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、該制御が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該制御が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の噴射時機関回転速度および休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいても良い。
【０１０３】
＜第６の実施例＞
ここで、内燃機関１における減筒運転時での、稼動気筒での燃料噴射時期の制御について別の実施例を、図１３に基づいて説明する。図１３は減筒運転時噴射時期制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射時期制御手段に該当する。尚、図１３に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャートにおいて、図１１に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１１と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１０４】
図１３のフローチャートにおいて、先ずＳ２２０では、先述の図１２に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャートの処理Ｓ２１０と同様に、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。本実施例においては、先の実施例と同様、減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３を休止気筒とし、稼動気筒は気筒２＃１および気筒２＃４とする。Ｓ２２０の処理が終了すると、Ｓ２２１へ進む。
【０１０５】
Ｓ２２１では、減筒運転要求によって休止気筒とされる気筒２＃２および気筒２＃３において、それぞれの吸気弁を吸気側可変動弁機構３０＃２、３０＃３によって、それぞれの排気弁を排気側可変動弁機構３１＃２、３１＃３によって、所定のタイミングで閉弁停止状態とする。ここで、所定のタイミングとは、休止気筒において吸排気弁が閉弁停止状態となることで、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気の量が同量となるタイミングをいう。例えば、ＥＣＵ２０からの減筒要求に従って、休止気筒となるべき気筒での最後に噴射された燃料が燃焼し、生成された燃焼ガスが気筒外へ排出された後に排気弁を閉弁停止状態とする。その後の吸気行程で吸気弁を開弁して休止気筒内へ空気を吸入した後に吸気弁を閉弁停止状態とする。このようなタイミングで休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とすることで、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気の量が同量となる。Ｓ２２１の処理が終了すると、Ｓ２０１へ進む。Ｓ２０１以降については、先述の通りである。
【０１０６】
本制御によると、減筒運転を行っている内燃機関において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づいて稼動気筒の燃料噴射量を補正するに際して、休止気筒に残留する残留空気量を同量とする。従って、休止気筒による機関回転速度に対する抵抗の影響が一定となるため、稼動気筒間の機関回転速度の変動は、より正確に各稼動気筒での燃料噴射時期のばらつきを反映していることとなる。従って、このような場合、稼動気筒の機関回転速度の変動にのみ基づくことで、稼動気筒での燃料噴射時期の制御をより正確に行うことが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射時期が同時期となる。その結果、内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。
【０１０７】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ２０１において検出する機関回転速度Ｖは、気筒２＃１のみにおける所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖに基づいて、気筒２＃１の燃料噴射時期が制御される。尚、本実施例では、燃料噴射時期の制御は、該制御が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、該制御が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該制御が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の噴射時機関回転速度に基づいても良い。
【０１０８】
＜第７の実施例＞
ここで、減筒運転を行っている内燃機関の休止気筒において、再度燃料の噴射を行う燃料噴射再開時の燃料噴射時期の制御について、図１４に基づいて説明する。図１４は燃料噴射再開制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図１４に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャートにおいて、図１２に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１２と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１０９】
図１４のフローチャートにおいて、Ｓ２１８での処理が終了すると、Ｓ２３０へ進む。Ｓ２３０では、内燃機関１の運転状態に基づいて、例えば、内燃機関１の機関負荷の増大等に応じて、燃料噴射を再開する必要があるか否か、即ち減筒運転によって燃料の噴射が停止されている休止気筒において再度燃料の噴射を行う必要があるか否かが、ＥＣＵ２０によって判断される。Ｓ２３０において燃料噴射を再開する必要がないと判断される場合は、本制御は終了する。また、Ｓ２３０において、燃料噴射を再開する必要があると判断される場合は、Ｓ２３１へ進む。
【０１１０】
Ｓ２３１では、Ｓ２１７で算出した補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔに基づいて、燃料の噴射が再開される休止気筒での燃料の噴射指令が、ＥＣＵ２０から発せられる。これによって、休止気筒において燃料の噴射が再度開始され、内燃機関１の燃料噴射の再開が行われる。
【０１１１】
本制御によって、減筒運転時においては、より正確に稼動気筒への噴射指令が出され、その結果、稼動気筒の燃料噴射時期を安定して所定の燃料噴射時期とすることが可能となり、減筒運転時における該内燃機関を備える車両等の振動を抑制するとともに、減筒運転状態にある内燃機関が燃料噴射再開において休止気筒で燃料の噴射を開始するに際して、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔに基づくことで、該気筒での燃料噴射時期をより正確に制御することが可能となり、燃料噴射再開時においても該内燃機関を備える車両等の振動を抑制する。尚、本実施例では、燃料噴射時期の制御は、該制御が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における噴射時機関回転速度および休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、該制御が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該制御が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の噴射時機関回転速度および休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいても良い。
【０１１２】
＜第８の実施例＞
ここで、内燃機関１の減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するために、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性に着目し、該安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関回転速度が不安定となり、事態によっては機関停止となることを防止する。そこで、減筒運転時の内燃機関１の安定性を確保する本実施例について、図１５および図１６に基づいて説明する。図１５は、本実施例に係る機関停止防止制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。また、図１６は、図１５に示す機関停止防止制御が実行されるときの内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。
【０１１３】
図１５のフローチャートにおいて、先ずＳ３００では、先述した図６に示すフローチャート中の処理Ｓ１１０と同様に、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。本実施例では、図１６に示すように、減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３が休止気筒となっており、従って稼動気筒は気筒２＃１および気筒２＃４となる。Ｓ３００の処理が終了すると、Ｓ３０１へ進む。
【０１１４】
Ｓ３０１では、稼動気筒における瞬時機関回転速度Ｖｐが検出される。稼動気筒における瞬時機関回転速度の検出については、先述した図４に示すフローチャート中の処理Ｓ１０１において説明した通りである。Ｓ３０１の処理が終了すると、Ｓ３０２へ進む。
【０１１５】
Ｓ３０２では、先述した図４に示すフローチャート中の処理Ｓ１０１と同様に、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌを検出する。本実施例では、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４であるため、例えば、図１６に示すように気筒２＃１と気筒２＃４間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４が検出される。Ｓ３０２の処理が終了すると、Ｓ３０３へ進む。
【０１１６】
Ｓ３０３では、Ｓ３０２で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌが、所定の機関回転速度差Δｅｔｎｈｄｌ以上であるか否かが判断される。即ち、稼動気筒における瞬時機関回転速度のばらつきが一定の範囲内に収まらない場合は、減筒運転時における内燃機関１の機関回転速度が不安定となり、事態によっては機関停止する虞があると判断するものである。従って、Ｓ３０３において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌが、所定の速度差Δｅｔｎｈｄｌ以上であると判断された場合は、内燃機関１が機関停止する虞があることを意味し、Ｓ３０５へ進む。一方、Ｓ３０３において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌが、所定の速度差Δｅｔｎｈｄｌ未満であると判断された場合は、内燃機関１が機関停止する虞は瞬時機関回転速度のばらつきからは判断できないことを意味し、Ｓ３０４へ進む。
【０１１７】
Ｓ３０４では、Ｓ３０１で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１以下であるか否かが判断される。即ち、稼動気筒における瞬時機関回転速が一定の値以下である場合は、減筒運転時における内燃機関１の機関回転速度が不安定となり、事態によっては機関停止する虞があると判断するものである。従って、Ｓ３０４において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１以下であると判断された場合は、内燃機関１が機関停止する虞があることを意味し、Ｓ３０５へ進む。一方、Ｓ３０４において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、内燃機関１が機関停止する虞はないことを意味し、本制御を終了する。
【０１１８】
Ｓ３０５では、減筒運転によって休止気筒とされている気筒において、燃料の噴射を再開する。即ち、Ｓ３０３もしくはＳ３０４において、内燃機関１が機関停止する虞があると判断された場合、休止気筒において燃料噴射を再開することによって、内燃機関１の機関出力の低下を防止することで、内燃機関１の機関停止を防止するものである。例えば、図１６に示すように、稼動気筒２＃４における瞬時機関回転速度が上昇せずに稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４がΔｅｔｎｈｄｌの値以上となった場合、本来は休止気筒である気筒２＃２において燃料の噴射が開始される。従って、内燃機関１の機関回転速度は、気筒２＃２においては本来、線Ｌ２で表される機関回転速度の推移となるが、Ｓ３０５において燃料噴射が再開されることにより線Ｌ１で表される機関回転速度の推移となる。Ｓ３０５の処理が終了すると、本制御は終了する。
【０１１９】
本制御によると、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関停止を防止し、以て減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止する。
【０１２０】
また、本制御において、処理Ｓ３０５で休止気筒から稼動気筒とされた後に、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が回復した場合、例えば再度本制御がＥＣＵ２０によって実行され、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌがΔｅｔｎｈｄｌより小さいと判断され、更には稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒を再び休止気筒に戻しても良い。これにより、再度減筒運転による効果を享受しうる。尚、再び休止気筒とする気筒については、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒に限られず、その他の気筒でもよい。
【０１２１】
＜第９の実施例＞
内燃機関１の機関停止を防止することで、減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止する別の実施例を図１７に基づいて説明する。図１７は、本実施例に係る機関停止防止制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図１７に示す機関停止防止制御のフローチャートにおいて、図１５に示す機関停止防止制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１５と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１２２】
Ｓ３０４において、稼動気筒における瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、Ｓ３１０へ進む。Ｓ３１０では、先述した図４に示すフローチャート中の処理Ｓ１０２と同様に、Ｓ３０２で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌに基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。
【０１２３】
本制御により、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関停止を防止するとともに、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づいて稼動気筒の燃料噴射量を補正することで、稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。
【０１２４】
また、本制御において、処理Ｓ３０５で休止気筒から稼動気筒とされた後に、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が回復した場合、例えば再度本制御がＥＣＵ２０によって実行され、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌがΔｅｔｎｈｄｌより小さいと判断され、更には稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒を再び休止気筒に戻しても良い。これにより、再度減筒運転による効果を享受しうる。尚、再び休止気筒とする気筒については、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒に限られず、その他の気筒でもよい。
【０１２５】
＜第１０の実施例＞
内燃機関１の機関停止を防止することで、減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止する別の実施例を図１８に基づいて説明する。図１８は、本実施例に係る機関停止防止制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図１８に示す機関停止防止制御のフローチャートにおいて、図１５に示す機関停止防止制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１５と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１２６】
Ｓ３００の処理が終了すると、順次Ｓ３２０およびＳ３２１へ進む。Ｓ３２０およびＳ３２１では、それぞれ先述した図６に示すフローチャート中の処理Ｓ１１１およびＳ１１２と同様に、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁が閉弁停止状態とされ、休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔが検出される。Ｓ３２１の処理が終了すると、Ｓ３０１へ進む。
【０１２７】
また、Ｓ３０４において、稼動気筒における瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、Ｓ３２２へ進む。Ｓ３２２では、先述した図６に示すフローチャート中の処理Ｓ１１４と同様に、Ｓ３２１およびＳ３０２で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌと休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔに基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。
【０１２８】
本制御により、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関停止を防止するとともに、燃料の噴射が行われていない休止気筒間の瞬時機関回転速度差から休止気筒中の残留空気による稼動気筒への影響を考慮した上で、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づくことで、稼動気筒の燃料噴射量をより正確に補正することが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。
【０１２９】
また、本制御において、処理Ｓ３０５で休止気筒から稼動気筒とされた後に、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が回復した場合、例えば再度本制御がＥＣＵ２０によって実行され、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌがΔｅｔｎｈｄｌより小さいと判断され、更には稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒を再び休止気筒に戻しても良い。これにより、再度減筒運転による効果を享受しうる。尚、再び休止気筒とする気筒については、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒に限られず、その他の気筒でもよい。
【０１３０】
＜第１１の実施例＞
内燃機関１の機関停止を防止することで、減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止する別の実施例を図１９に基づいて説明する。図１９は、本実施例に係る機関停止防止制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図１９に示す機関停止防止制御のフローチャートにおいて、図１５に示す機関停止防止制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１５と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１３１】
Ｓ３００の処理が終了すると、Ｓ３３０へ進む。Ｓ３３０では、先述した図８に示すフローチャート中の処理Ｓ１２１と同様に、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁が所定のタイミングで閉弁停止状態とされる。Ｓ３３０の処理が終了すると、Ｓ３０１へ進む。
【０１３２】
また、Ｓ３０４において、稼動気筒における瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、Ｓ３３１へ進む。Ｓ３３１では、先述した図４に示すフローチャート中の処理Ｓ１０２と同様に、Ｓ３０２で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌに基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。
【０１３３】
本制御により、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関停止を防止するとともに、可変動弁機構によって各休止気筒に残留する残留空気量を同量とすることで、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差にのみ基づいて稼動気筒での燃料噴射量の補正をより正確に行うことが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。
【０１３４】
また、本制御において、処理Ｓ３０５で休止気筒から稼動気筒とされた後に、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が回復した場合、例えば再度本制御がＥＣＵ２０によって実行され、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌがΔｅｔｎｈｄｌより小さいと判断され、更には稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒を再び休止気筒に戻しても良い。これにより、再度減筒運転による効果を享受しうる。尚、再び休止気筒とする気筒については、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒に限られず、その他の気筒でもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とすることで、該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となり、以て該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関、燃料噴射装置およびその制御系統の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関における機関回転速度の推移を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る内燃機関において、減筒運転が行われている際の機関回転速度の推移を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射量を同量とする制御を示すフロー図である。
【図５】図４に示す制御が実行される際の、本発明の実施の形態に係る内燃機関の機関回転速度の推移を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射量を同量とする制御を示す第２のフローチャートである。
【図７】図６に示す制御が実行される際の、本発明の実施の形態に係る内燃機関の機関回転速度の推移を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射量を同量とする制御を示す第３のフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係る内燃機関における機関回転速度の推移を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る内燃機関において、減筒運転が行われている際の機関回転速度の推移を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射時期を同時期とする制御を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射時期を同時期とする制御を示す第２のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射時期を同時期とする制御を示す第３のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射の再開を行う際の燃料噴射時期の制御を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、該内燃機関の機関停止を防止する制御を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示す制御が実行される際の、本発明の実施の形態に係る内燃機関の機関回転速度の推移を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、該内燃機関の機関停止を防止する制御を示す第２のフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、該内燃機関の機関停止を防止する制御を示す第３のフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、該内燃機関の機関停止を防止する制御を示す第４のフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・・内燃機関
２・・・・気筒
３・・・・燃料噴射弁
２０・・・・ＥＣＵ
３０・・・・吸気側可変動弁機構
３１・・・・排気側可変動弁機構
３２・・・・クランクポジションセンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の気筒を備え、その運転状態に基づいて少なくとも一の気筒における燃料の噴射を停止する減筒運転を行う内燃機関において燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関の燃費は機関負荷が高くなるに従い良好となる傾向があり、これは内燃機関の有する一気筒あたりの負荷が高くなることによって、気筒におけるポンピングロスが低減されることに起因することに依る。そこで、内燃機関の機関負荷が小さいときに、内燃機関の有する複数の気筒のその一部の気筒においては燃料の噴射を停止することで休止気筒とし、稼動気筒の数を減ずることで、一の稼動気筒における負荷を相対的に高め、軽負荷時における燃費を向上させる減筒運転が行われている。
【０００３】
また、内燃機関の気筒毎に設けられている燃料噴射装置は、一般に制御装置により電子制御されており、内燃機関の機関負荷に応じた燃料を噴射すべく制御装置から指令パルスが燃料噴射装置に出され、以て燃料噴射が行われる。しかし、燃料噴射装置間においてはその個体差等により、または同一の燃料噴射装置においては経時変化等により、制御装置から同一の指令パルスが与えられた場合であっても同量の燃料が噴射されない虞が生じる。さらに、指令パルスが制御装置から発せられてから燃料が噴射するまでに要する時間も、燃料噴射装置毎に異なる虞が生じる。その結果、燃料の燃焼によって発生する機関出力、機関回転速度が気筒毎に変動し、内燃機関を備える車両等の振動の発生につながる。そこで、機関回転速度の変動に基づいて燃料の噴射量を補正し、該機関回転速度を所定の回転速度に近づけることで、内燃機関を備える車両等の振動の抑制を図る技術が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６３−８６３５５号公報
【特許文献２】
特開昭６３−１７３５号公報
【特許文献３】
特開昭６２−２５８５８号公報
【特許文献４】
特開平３−１０７５５５号公報
【特許文献５】
特開平５−３３２１８４号公報
【特許文献６】
特開平５−１８００１７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、内燃機関において減筒運転が行われている場合に、燃料噴射が継続して行われる稼動気筒での燃料噴射条件、例えば燃料噴射量や燃料噴射時期が稼動気筒毎で異なると、稼動気筒毎での燃料の燃焼条件が異なる結果となる。
【０００６】
そのような場合、稼動気筒における燃料の燃焼によって内燃機関が得る燃焼エネルギーにばらつきが生じるため、稼動気筒における内燃機関の機関回転速度がばらつき、その結果、該内燃機関を備える車両等の振動として現れることになる。
【０００７】
そこで、本発明では、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とすることで、該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となり、以て該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、減筒運転が行われている内燃機関において燃料が噴射されている気筒の、該噴射燃料の燃焼による機関回転速度の上昇時期における一時的な最高値（以下、「瞬時機関回転速度」という）の変動に着目した。これは、燃料が噴射された気筒毎の瞬時機関回転速度は、各気筒毎の燃料噴射量に依存することに依る。従って、実際の燃料噴射量が気筒毎に同一であれば各該稼動気筒における瞬時機関回転速度は一定となると考えられる。
【０００９】
そこで、複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される瞬時機関回転速度を検出する検出手段と、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差に基づいて、前記一の稼動気筒と該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒との何れかの燃料噴射量を補正する噴射量制御手段と、を備える。
【００１０】
前記減筒手段は、内燃機関の有する気筒の一部の気筒において燃料の噴射、即ち燃料の供給を停止し該気筒を休止気筒とすることで、稼動気筒の数を減ずる。これにより、一の稼動気筒あたりの負荷を上昇させ、最終的に内燃機関としての燃費の向上を図るものである。従って、内燃機関の運転状態、例えば、機関回転速度や機関負荷等に基づいて、要求される運転状態を達成しつつ内燃機関の燃費の向上を図るべく最適な稼動気筒の本数が決定される。
【００１１】
ここで、前記検出手段は、前記減筒手段によって内燃機関の気筒の一部の気筒が休止気筒となっている場合において、稼動気筒における瞬時機関回転速度を検出する。稼動気筒における瞬時機関回転速度とは、先述の通り稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間中の内燃機関の機関回転速度の最高値を意味する。ここで所定期間とは、稼動気筒において噴射された燃料が燃焼することで内燃機関の機関速度が加速される期間をいう。即ち、稼動気筒においては、燃料の噴射は継続して行われるため、その噴射された燃料が燃焼することで、燃焼後の爆発行程において内燃機関の機関回転速度が加速し、ある時点で最高値である最高機関回転速度を迎える。この最高機関回転速度が瞬時機関回転速度と定義される。また、ここでいう最高値とは、機関回転速度の推移において最高値となるその一時の値に限られず、機関回転速度の現実の検出精度に応じて一定の範囲に含まれる機関回転速度であってもよい。
【００１２】
ここで、瞬時機関回転速度は、該瞬時機関回転速度が検出された稼動気筒に実際に噴射された燃料の噴射量に対応すると考えられる。即ち、燃料の噴射量が多くなれば、その燃焼によって発生するエネルギーが増加するため、機関回転速度の増加が大きくなる。従って、前記検出手段は、稼動気筒における瞬時機関回転速度を検出することによって、該瞬時機関回転速度が検出された稼動気筒に噴射された燃料の噴射量を間接的に検出していると考えられる。
【００１３】
そこで、前記噴射量制御手段によって、前記検出手段によって検出された稼動気筒の瞬時機関回転速度の変動に基づいて、即ち、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差に基づいて、前記一の稼動気筒と該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒との何れかの燃料噴射量を補正する。これにより、異なる稼動気筒間において、各稼動気筒における瞬時機関回転速度が異なる場合は、何れかの稼動気筒の燃料噴射量が補正される。この補正は、瞬時機関回転速度が高い稼動気筒の燃料噴射量を減量するか、もしくは瞬時機関回転速度が低い稼動気筒の燃料噴射量を増量するかのいずれでもよい。また、同一の稼動気筒において瞬時機関回転速度が変動する場合、例えば、減筒運転時、一つの気筒のみが稼動気筒であって、経時変化で燃料噴射量が変動してしまった結果瞬時機関回転速度が変動する場合は、該一の稼動気筒の燃料噴射量を補正する。
【００１４】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいて稼動気筒における燃料噴射量を補正することで燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００１５】
ここで、更に稼動気筒における燃料噴射量の補正に際して、燃料の噴射が停止されている休止気筒における瞬時機関回転速度を考慮することで、前記燃料噴射量の補正の精度を向上させることを考える。即ち、先述した内燃機関の燃料噴射制御装置であって、更に、前記内燃機関における気筒の吸排気弁の開弁特性を調整する可変動弁機構を備え、前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止される休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に該休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とし、前記検出手段は、更に前記休止気筒におけるサイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される休止気筒瞬時機関回転速度を検出し、前記噴射量制御手段は、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と、該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差、および該一の稼動気筒より以前に前記所定期間を迎えた一の休止気筒における第一の休止気筒瞬時機関回転速度と該第一の休止気筒瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の休止気筒を含むいずれかの休止気筒における第二の休止気筒瞬時機関回転速度との差、に基づいて、前記一の稼動気筒と該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒との何れかの燃料噴射量を補正する。
【００１６】
前記可変動弁機構は、休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とするものである。閉弁停止状態とは、休止気筒におけるサイクルの状態にかかわらず、吸排気弁の閉弁状態が維持されている状態をいう。従って、該休止気筒内には一定量の空気が残留する。また、休止気筒におけるサイクルとは、仮に燃料の噴射が行われた場合のサイクル、即ち稼動気筒における燃焼サイクルに対応したサイクルをいい、例えば休止気筒において仮に燃料の噴射が行われるとしたら圧縮行程となる行程は、稼動気筒における燃焼サイクルの圧縮行程に対応していることを意味する。
【００１７】
ここで、休止気筒におけるサイクルでの所定期間とは、先述した稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間と対応した期間を意味する。即ち、前記検出手段によって検出される休止気筒瞬時機関回転速度とは、先述した稼動気筒における瞬時機関回転速度に対応する、休止気筒における瞬時機関回転速度である。休止気筒においては燃料の噴射が行われてはいないが、仮に燃料の噴射が行われるとすると爆発行程となり得る行程において、機関回転速度が該所定期間中に、ある程度の最高値である最高機関回転速度を迎える。この最高機関回転速度が休止気筒瞬時機関回転速度と定義される。また、ここでいう最高値とは、機関回転速度の推移において最高値となるその一時の値に限られず、機関回転速度の現実の検出精度に応じて一定の範囲における何れかの機関回転速度であってもよい。尚、休止気筒においては、燃料の燃焼によるエネルギーが発生していないため、休止気筒瞬時機関回転速度は、一般に先述の稼動気筒における瞬時機関回転速度より低い。
【００１８】
そこで、稼動気筒における燃料噴射量を補正するに際して、先述したように稼動気筒における瞬時機関回転速度の変動に基づくとともに、休止気筒瞬時機関回転速度の変動にも基づくものである。休止気筒においては前記可変動弁機構によって吸排気弁が閉弁停止状態となっているため、一定の空気が燃焼室内に残留した状態となっている。従って、燃焼室内の残留空気が内燃機関の機関回転に対して一定の抵抗となる。この場合、検出手段によって検出される休止気筒瞬時機関回転速度の変動は、この各休止気筒の残留空気による抵抗の影響を強く受けていると考えられる。また、稼動気筒は出力軸を介して休止気筒と連結されているため、休止気筒の残留空気は、稼動気筒の瞬時機関回転速度にも影響を及ぼす。そこで、稼動気筒の瞬時機関回転速度の変動とともに休止気筒瞬時機関回転速度の変動に基づいて稼動気筒における燃料噴射量を補正することで、稼動気筒の瞬時機関回転速度の変動において休止気筒の抵抗による影響を控除することが可能となるため、稼動気筒での燃料噴射量の補正を、より高い精度で行うことが可能となる。
【００１９】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいて稼動気筒における燃料噴射量をより精度良く補正することで燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００２０】
また、先述と同様に可変動弁機構を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とするタイミングに着目をする。即ち、前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止された休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に、該休止気筒の吸気弁および排気弁を該休止気筒のサイクルにおける各々の所定のタイミングで閉弁停止状態とする。これにより、休止気筒の吸気弁と排気弁は各々決められたタイミングで前記可変動弁機構によって閉弁停止状態とされる。
【００２１】
ここで、吸気弁が閉弁停止状態とされる所定のタイミングと排気弁が閉弁停止状態とされる所定のタイミングとは、前記減筒手段によって休止気筒とされる気筒において、燃料の噴射が停止される直前の最後の燃料の噴射が行われた後に、その噴射された燃料が燃焼され、そして生成された燃焼ガスを燃焼室外へ排出した後に、吸気弁および排気弁を閉弁停止状態とするタイミングであって、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気量が同量となる休止気筒のサイクルにおけるタイミングをいう。例えば、休止気筒とされる各気筒において、噴射された燃料から生成された燃焼ガスがその後の排気行程で燃焼室外に排出された後に排気弁が閉弁停止状態とされ、その後の吸気行程において吸気弁が開弁され燃焼室内に空気が吸入された後に吸気弁を閉弁停止状態とすることで各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気量が同量となる。
【００２２】
そして、各休止気筒における残留空気量が同量となることで、各休止気筒毎の機関回転に対する抵抗のばらつきがなくなるため、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の差においては、休止気筒による稼動気筒の瞬時機関回転速度への影響が控除されることになる。従って、この場合は、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の差、即ち稼動気筒間の瞬時機関回転速度の変動に基づくことで、より正確に稼動気筒における燃料噴射量を補正することが可能となる。
【００２３】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいて稼動気筒における燃料噴射量をより精度良く補正することで燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００２４】
ここで、先述までの稼動気筒における燃料噴射量の補正は、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の差、即ちその変動が小さくなるべく燃料噴射量が補正される。そこで、例えば、前記一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度が該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度より小さくなるに従い、前記一の稼動気筒の燃料噴射量を増加させもしくは該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒の燃料噴射量を減少させ、前記一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度が該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度より大きくなるに従い、前記一の稼動気筒の燃料噴射量を減少させもしくは該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒の燃料噴射量を増量させる。これにより、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の変動が抑制され、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００２５】
尚、先述までの燃料の噴射量の補正は、次に燃料の噴射量の補正が行われる稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒における瞬時機関回転速度に基づいて行われるが、特にその直前に燃料の噴射が行われた一又は複数の稼動気筒での瞬時機関回転速度に基づくことで、燃料の噴射量の制御がより正確に行われ得る。また、燃料噴射量の補正に際して休止気筒瞬時機関回転速度に基づく場合においても、同様に直前の一又は複数の休止気筒での休止気筒瞬時機関回転速度に基づくことが好ましい。また、上記の燃料の噴射量の補正については、特に内燃機関がアイドル運転にあるときに、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するのに有用である。
【００２６】
次に、本発明は、上記した課題を解決するために、減筒運転が行われている内燃機関における稼動気筒で燃料の噴射が行われるべきとされる時期（以下、「所定の燃料噴射時期」という）の機関回転速度に着目した。内燃機関においては、燃料の噴射時期を正確に制御することは、燃料の良好な燃焼へとつながる。また、燃料は、燃料噴射制御装置から発せられた噴射指令が燃料噴射装置に到達することで、燃料噴射装置から噴射される。そのため、該噴射指令の発信から実際に燃料が噴射されるまでには一定の時間を要する。そのため、所定の燃料噴射時期に燃料を噴射するには予め噴射指令を先行的に発する必要がある。更に、確実に燃料が所定の噴射時期に噴射されるには該時期における内燃機関の機関回転速度を正確に把握する必要がある。これは、燃料は、稼動気筒の燃焼サイクルにおける、ある時点で、例えば圧縮行程上死点近傍で噴射されることが重要であるためであり、そのため内燃機関の機関速度を考慮した上で稼動気筒に対する噴射指令を制御する必要がある。
【００２７】
そこで、複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定時期の前記内燃機関の機関回転速度である噴射時機関回転速度を検出する検出手段と、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた該一の稼動気筒を含む稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて、該一の稼動気筒における燃料の噴射時期を制御する。
【００２８】
前記検出手段によって検出される噴射時機関回転速度とは、稼動気筒における燃焼サイクルでの所定時期、換言すると先述した所定の燃料噴射時期である、減筒運転が行われている内燃機関における稼動気筒で燃料の噴射が行われるべきとされる時期の、内燃機関の機関回転速度をいう。従って、例えば内燃機関が圧縮着火内燃機関である場合は、前記検出手段によって圧縮上死点近傍時の内燃機関の機関回転速度が検出される。
【００２９】
そして、前記減筒手段によって減筒運転が行われているときに、次に燃料噴射が行われる気筒である一の稼動気筒においては、それ以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒での噴射時機関回転速度に基づいて該一の稼動気筒における噴射時機関回転速度が推定され、その推定された噴射時機関回転速度と、先述した噴射指令が発せられてから実際に噴射されるまでに要する時間とから、先行的に該一の稼動気筒における噴射指令の発信時期が算出されることで該一の稼動気筒の噴射時期が制御される。
【００３０】
これにより、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒毎の実際の燃料噴射時期を所定の燃料噴射時期とすることで稼動気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該稼動気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００３１】
ここで、更に稼動気筒における燃料噴射量の補正に際して、燃料の噴射が停止されている休止気筒における機関回転速度を考慮することで、前記燃料噴射時期の補正の精度を向上させることを考える。即ち、先述した内燃機関の燃料噴射制御装置であって、更に、前記内燃機関における気筒の吸排気弁の開弁特性を調整する可変動弁機構を備え、前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止される休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に該休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とし、前記検出手段は、更に前記休止気筒におけるサイクルでの所定時期の前記内燃機関の機関回転速度である休止気筒噴射時機関回転速度を検出し、前記噴射時期制御手段は、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における燃料の噴射時期を、該一の稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた該一の稼動気筒を含む稼動気筒における噴射時機関回転速度と、該一の稼動気筒より以前に前記所定時期を迎えた休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度と、に基づいて、制御する。
【００３２】
ここで、前記可変動弁機構は、先述した可変動弁機構と同一である。また、前記検出手段によって検出される休止気筒噴射時機関回転速度とは、先述した稼動気筒における噴射時機関回転速度に対応する、休止気筒における機関回転速度である。休止気筒においては燃料の噴射が行われてはいないが、仮に燃料の噴射が行われるとすると先述した「稼動気筒における所定時期」である、その所定の燃料噴射時期での機関回転速度が休止気筒噴射時機関回転速度と定義される。
【００３３】
そこで、稼動気筒における燃料噴射時期の制御に際して、先述したように稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づくとともに、休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度にも基づくものである。休止気筒においては前記可変動弁機構によって吸排気弁が閉弁停止状態となっているため、一定の空気が燃焼室内に残留した状態となっている。従って、燃焼室内の残留空気が内燃機関の機関回転に対して一定の抵抗となる。この場合、検出手段によって検出される休止気筒噴射時機関回転速度は、この各休止気筒の残留空気による抵抗の影響を強く受けていると考えられる。また、稼動気筒は出力軸を介して休止気筒と連結されているため、休止気筒の残留空気は、稼動気筒の噴射時機関回転速度にも影響を及ぼす。そこで、稼動気筒の噴射時機関回転速度とともに休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて、次に燃料の噴射を行う稼動気筒の噴射時機関回転速度を推定し、該推定された噴射時機関回転速度と、先述した噴射指令が発せられてから実際に燃料が噴射されるまでに要する時間とから、先行的に該稼動気筒における噴射指令が算出されることで該一の稼動気筒の噴射時期がより正確に制御される。休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて燃料噴射時期を制御することで、稼動気筒の噴射時機関回転速度における休止気筒の影響を考慮することが可能となるため、より精度の高い燃料噴射時期の制御を行うことが可能となるのである。
【００３４】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒毎の実際の燃料噴射時期を所定の燃料噴射時期とすることで稼動気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該稼動気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００３５】
更に、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止されている一の休止気筒において燃料の噴射を開始するときに、該一の休止気筒より以前に休止気筒噴射時機関回転速度が検出された該休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて、該一の休止気筒における燃料の噴射時期を制御する。休止気筒であった気筒において燃料の噴射を開始する際の燃料噴射時期を、先述した稼動気筒における燃料噴射時期の制御の場合と同様に、先の休止気筒の休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて制御するものである。この場合、燃料の噴射が開始される気筒は、その時点まで休止気筒であることを考慮して、該気筒を含む休止気筒の休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて噴射時期が制御される。尚、該気筒において一旦燃料の噴射が開始された以降の該気筒の燃料噴射時期は、先述したように該気筒を含む稼動気筒の噴射時機関回転速度に基づいて制御される。
【００３６】
また、先述と同様に可変動弁機構を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とするタイミングに着目をする。即ち、前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止された休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に、該休止気筒の吸気弁および排気弁を該休止気筒のサイクルにおける各々の所定のタイミングで閉弁停止状態とする。これにより、休止気筒の吸気弁と排気弁は各々決められたタイミングで前記可変動弁機構によって閉弁停止状態とされる。吸排気弁が閉弁停止状態とされる所定のタイミングについては先述の通りである。
【００３７】
そして、各休止気筒における残留空気量が同一となることで、各休止気筒毎の機関回転に対する抵抗のばらつきがなくなるため、稼動気筒間の噴射時機関回転速度の差においては、休止気筒による稼動気筒の噴射時機関回転速度への影響が控除されることになる。従って、この場合は、稼動気筒間の噴射時機関回転速度に基づいて、より正確に稼動気筒における燃料噴射時期を制御することが可能となる。
【００３８】
従って、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、稼動気筒毎の実際の燃料噴射時期を所定の燃料噴射時期とすることで稼動気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とし、以て該稼動気筒間の燃料の燃焼条件が同一となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【００３９】
ここで、稼動気筒の燃料噴射時期は、それ以前に検出された該稼動気筒を含む稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて制御される。そこで、次に燃料が噴射される一の稼動気筒より以前に燃料が噴射された該一の稼動気筒を含む稼動気筒であって少なくとも延べ三つの稼動気筒における噴射時機関回転速度をパラメータとした予測関数に基づいて、該一の稼動気筒における燃料の噴射時期を制御する。
【００４０】
前記予測関数は、前記一の稼動気筒の所定の燃料噴射時期における機関回転速度を、少なくとも延べ三つの稼動気筒における噴射時機関回転速度をパラメータとして予測する関数である。例えば、前記一の稼動気筒の直前三つの稼動気筒における噴射時機関回転速度より補正係数を算出し、該補正係数と前記一の稼動気筒の直前の稼動気筒の噴射時機関回転速度より、次に燃料が噴射される前記一の稼動気筒の所定の燃料噴射時期における噴射時機関回転速度を予測する。ここで、噴射時機関回転速度の予測精度を向上するためには、予測関数における噴射時機関回転速度のパラメータ数が増加するが好ましい。しかし、パラメータが増加することによって、補正係数の算出にあたり多くの労力を要する。そこで、予測精度と補正係数の算出における労力を考慮し、噴射時機関回転速度のパラメータ数は少なくとも三つが好適と考えられる。
【００４１】
尚、先述までの燃料の噴射時期の制御は、次に燃料の噴射が行われる稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、特にその直前に燃料の噴射が行われた一又は複数の稼動気筒での噴射時機関回転速度に基づくことで、燃料の噴射時期の制御がより正確に行われ得る。また、燃料噴射量の補正に際して休止気筒噴射時機関回転速度に基づく場合においても、同様に直前の一又は複数の休止気筒での休止気筒噴射時機関回転速度に基づくことが好ましい。
【００４２】
次に、本発明は、上記した課題を解決するために、減筒運転が行われている内燃機関において、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性に着目した。即ち、稼動気筒における瞬時機関回転速度が不安定な状態となった場合、一の休止気筒における燃料の噴射を開始することで、内燃機関が機関停止するのを防止する。そこで、複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される瞬時機関回転速度を検出する検出手段と、を備え、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差が所定の範囲を越える場合もしくは該第一の瞬時機関回転速度が所定の瞬時機関回転速度より低い場合、一の休止気筒において燃料の噴射を開始する。
【００４３】
即ち、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性は、稼動気筒間の瞬時機関回転速度の差が所定の範囲を越えるか、もしくは稼動気筒の瞬時機関回転速度が所定の瞬時機関回転速度より低くなるかによって判断される。ここで、所定の範囲とは、稼動気筒間における瞬時機関回転速度のばらつきの許容範囲であり、所定の瞬時機関回転速度とは、内燃機関の機関停止が発生し得る瞬時機関回転速度の許容値である。これらの値は予め、実験等で決定しておけばよい。このように、稼動気筒において瞬時機関回転速度が不安定と判断される場合は、前記減筒手段によって休止気筒とされている気筒において燃料の噴射が開始されることで、内燃機関が機関停止することを防止する。これにより、結果的に該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。また、上記の一の休止気筒における燃料噴射の開始については、特に内燃機関がアイドル運転にあるときに、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するのに有用である。
【００４４】
また、先述したように、稼動気筒における瞬時機関回転速度の変動に基づいて、稼動気筒の燃料噴射量を補正する内燃機関の燃料噴射制御装置において、更に、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差が所定の範囲を越える場合もしくは該第一の瞬時機関回転速度が所定の瞬時機関回転速度より低い場合、一の休止気筒において燃料の噴射を開始することによっても、内燃機関の機関停止を防止することが可能となる。この場合、燃料噴射量の補正により稼動気筒における瞬時機関回転速度は安定していると考えられるが、急峻な外乱により瞬時機関回転速度が低下するような場合においても、より確実に内燃機関の機関停止を防止できる。これにより、結果的に該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。また、上記の一の休止気筒における燃料噴射の開始については、特に内燃機関がアイドル運転にあるときに、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するのに有用である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施例＞
ここで、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御装置の実施例について図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される圧縮着火式の内燃機関１およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。
【００４６】
内燃機関１は、４つの気筒２を有する圧縮着火内燃機関である。ここで、便宜的に各気筒に気筒番号を付与し、各々の気筒を気筒２＃ｎ（ｎ＝１から４までの整数）と称する。また、気筒２＃ｎの燃焼室に直接燃料を噴射する料噴射弁３＃ｎ（ｎ＝１から４までの整数）を備えている。料噴射弁３＃ｎは、燃料を所定圧に蓄圧する蓄圧室４と接続されている。蓄圧室４は、燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。
【００４７】
次に、内燃機関１には吸気枝管７が接続されており、吸気枝管７の各枝管は、気筒２＃ｎの燃焼室と吸気ポートを介して連通している。ここで、気筒２＃ｎの燃焼室と吸気ポートとの連通は、吸気弁の開閉によって行われるが、該吸気弁は吸気側可変動弁機構３０＃ｎ（ｎ＝１から４までの整数）によってその開閉時期や開閉時間が制御される。また、吸気枝管７は吸気管８に接続されている。吸気管８には、該吸気管８内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ９が取り付けられている。前記吸気管８における吸気枝管７の直上流に位置する部位には、該吸気管８内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１０が設けられている。この吸気絞り弁１０には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１０を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１１が取り付けられている。
【００４８】
ここで、エアフローメータ９と吸気絞り弁１０との間に位置する吸気管８には、排気のエネルギーを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージャ）１７のコンプレッサハウジング１７ａが設けられ、コンプレッサハウジング１７ａより下流の吸気管８には、前記コンプレッサハウジング１７ａ内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１８設けられている。
【００４９】
一方、内燃機関１には排気枝管１２が接続され、排気枝管１２の各枝管が排気ポートを介して気筒２＃ｎの燃焼室と連通している。ここで、気筒２＃ｎの燃焼室と排気ポートとの連通は、排気弁の開閉によって行われるが、該排気弁は排気側可変動弁機構３１＃ｎ（ｎ＝１から４までの整数）によってその開閉時期や開閉時間が制御される。前記排気枝管７は、前記遠心過給機１７のタービンハウジング１７ｂと接続されている。前記タービンハウジング１７ｂは、排気管１３と接続され、この排気管１３は、下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。更に、排気管１３の途中には、内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化触媒１６が設けられている。排気浄化触媒１６の下流の排気管１３には、該排気管１３内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁１４が設けられている。この排気絞り弁１４には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁１４を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ１５が取り付けられている。
【００５０】
ここで、燃料噴射弁３＃ｎは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Electronic Control Unitと称する）２０からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ＥＣＵ２０からの指令によって、燃料噴射弁３＃ｎにおける燃料の噴射時期および噴射量が燃料噴射弁毎に制御され、内燃機関１の機関出力が制御される。また、前記吸気側可変動弁機構３０＃ｎと吸気弁、および前記排気側可変動弁機構３１＃ｎと排気弁は、それぞれ一体的に電磁駆動弁を構成し、ＥＣＵ２０からの指令によって、吸気弁および排気弁の開弁時期や開弁時間等の開弁特性が制御される。
【００５１】
更に、アクセル開度センサ１９がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０はアクセル開度に応じた信号を受け取り、それより内燃機関１に要求される機関出力等を算出する。また、クランクポジションセンサ３２がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度や気筒２＃ｎにおけるサイクルの状態等を算出する。
【００５２】
ここで、内燃機関１における燃料噴射弁３＃ｎによる燃料噴射量と内燃機関１の機関回転速度との関係を図２および図３に基づいて説明する。図２は、各気筒における燃料噴射量が同量となるべき噴射指令がＥＣＵ２０から気筒２＃ｎの燃料噴射弁３＃ｎ全てに対して出されている場合の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。また、図３は、減筒運転が行われている状態、具体的には気筒２＃３および気筒２＃２において燃料の噴射が停止されている状態であって、残りの稼動気筒の燃料噴射弁３＃１と３＃４に対して同量の燃料噴射量となるべき噴射指令が出されている場合の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。尚、内燃機関１の機関回転速度は、クランクポジションセンサ３２からの信号に基づいて、ＥＣＵ２０が算出する。
【００５３】
図２および図３において、横軸は内燃機関１のクランクシャフトの回転角（以下、「クランクアングル」という。図中、「ＣＡ」と記載する）を、縦軸は内燃機関１の機関回転速度を表す。内燃機関１においては、気筒２＃１、気筒２＃３、気筒２＃４、気筒２＃２、の順序で所定の燃料噴射時期に燃料が燃料噴射弁３＃ｎより燃焼室内へ噴射される。ここで、気筒２＃ｎにおける所定の燃料噴射時期近傍の一定の期間（図２において、ｅｑｃｙで表される期間であって、以下の図においても同様とする。）を、便宜上設ける。内燃機関１は、４つの気筒を有するため、期間ｅｑｃｙ０からｅｑｃｙ３まで存在し、期間ｅｑｃｙ０は気筒２＃２、期間ｅｑｃｙ１は気筒２＃１、期間ｅｑｃｙ２は気筒２＃３、期間ｅｑｃｙ３は気筒２＃４にそれぞれ対応する期間である。従って、例えば期間ｅｑｃｙ１においては、燃料噴射弁３＃１から燃料が所定の燃料噴射時期に噴射され、その噴射された燃料が着火燃焼することで内燃機関１の機関回転速度が加速上昇する。
【００５４】
図２においては、気筒２＃ｎの全ての気筒において燃料が噴射されることで、内燃機関１の機関出力が発揮される。ここで、気筒２＃ｎ間において、実際の燃料の噴射量が同量であれば、各期間ｅｑｃｙの内燃機関１の機関回転速度の最高値（以下、各期間ｅｑｃｙに対応する気筒２＃ｎに従って、「気筒２＃ｎにおける瞬時機関回転速度」という）は一定の値となる。しかし、図２においては、ＥＣＵ２０から燃料噴射弁３＃ｎに対しては同量の燃料噴射量となるべき噴射指令が出されているが、期間ｅｑｃｙ２、ｅｑｃｙ３、ｅｑｃｙ０においては、気筒２＃３、２＃４、２＃２における瞬時機関回転速度は次第に上昇している。従って、ＥＣＵ２０からの噴射指令にかかわらず、該期間ｅｑｃｙ２における実際の燃料噴射弁３＃３からの燃料噴射量と該期間ｅｑｃｙ３における実際の燃料噴射弁３＃４からの燃料噴射量とは異なっていることになる。これは、燃料噴射弁間の個体差等に起因する。ここで、気筒２＃ｎにおける瞬時機関回転速度の検出の詳細については後述するが、その気筒間での瞬時機関回転速度差を、以下「ｅｔｎｈｄｌ」と称する。そして、それぞれの瞬時機関回転速度に対応する気筒番号を添え字として付加し、付加の順番は該瞬時機関回転速度が検出された順に従う。従って、例えば、図２中にある瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ３４は、気筒３における瞬時機関回転速度と気筒４における瞬時機関回転速度との差を意味する。
【００５５】
従って、図２においては、ＥＣＵ２０から燃料噴射弁３＃ｎへ同量の燃料噴射量となるべく噴射指令が出されているにもかかわらず、瞬時機関回転速度差が存在することより、気筒２＃ｎ間での実際の燃料噴射量は異なっており、内燃機関１を備える車両等の振動の原因となる。そこで、このような場合、前後の気筒間での瞬時機関回転速度差に基づいて、実際の気筒での燃料噴射量が同量となるべく、噴射指令を制御し、燃料噴射量の補正が行われる。
【００５６】
次に、図３では、先述したように内燃機関１において減筒運転がされた場合機関回転速度の推移が示されている。ここで、燃料の噴射が停止され休止気筒とされているのは、気筒２＃２と気筒２＃３である。そのため、気筒２＃１における瞬時機関回転速度と気筒２＃４における瞬時機関回転速度が、気筒２＃２における瞬時機関回転速度と気筒２＃３における瞬時機関回転速度より比較的高くなる。しかし、図３においては、ＥＣＵ２０から燃料噴射弁３＃１と３＃４へ同量の燃料噴射量となるべく噴射指令が出されているにもかかわらず、稼動気筒である気筒２＃１と気筒２＃４間の瞬時機関回転速度差が存在しているため、気筒２＃１と気筒２＃４での実際の燃料噴射量は異なっており、内燃機関１を備える車両等の振動の原因となる。
【００５７】
しかし、図３のように内燃機関１において減筒運転が行われている場合、先述したように前後の気筒間での瞬時機関回転速度差、例えばｅｔｎｈｄｌ１３もしくはｅｔｎｈｄｌ３４に基づいて、実際の気筒での燃料噴射量が同量となるべく、噴射指令を制御し、燃料噴射量の補正を行うと、休止気筒における瞬時機関回転速度の影響を受け、内燃機関１の機関回転速度がより不安定となる虞がある。そこで、減筒運転時において、安定した内燃機関１の機関回転速度得るために稼動気筒での燃料噴射量が同量とする減筒運転時噴射量制御について、図４および図５に基づいて説明する。図４は減筒運転時噴射量制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射量制御手段に該当する。図５は、図４に示す減筒運転時噴射量制御が実行されている際の、減筒運転時の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。
【００５８】
図４のフローチャートにおいて、先ずＳ１００では、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。ＥＣＵ２０が内燃機関１の運転状態に基づいて、例えばアイドリング運転時を検出して、減筒運転が実施される。このときの減筒運転時における機関回転速度の推移が図５に示されている。本実施例では、該減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３における燃料の噴射が停止され、気筒２＃１と気筒２＃４が稼動気筒となる。従って、Ｓ１００では、ＥＣＵ２０は、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４であると判断する。Ｓ１００の処理が終了すると、Ｓ１０１へ進む。
【００５９】
Ｓ１０１では、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌを検出する。先述したように、ＥＣＵ２０によって、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４と判断されていることから、例えばＳ１０１では瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４が検出されることとなる。ここで、瞬時機関回転速度差の検出に際して、稼動気筒における瞬時機関回転速度の検出について説明をする。稼動気筒における機関回転速度は、噴射された燃料の燃焼で生じたエネルギーによって稼動気筒に対応する期間ｅｑｃｙにおいて最高値を迎えると考えられる。従って、本実施例においては、所定の燃料噴射時期、即ち圧縮上死点（図５中では、「ＴＤＣ」と称する）近傍以降の所定の期間において、稼動気筒における機関回転速度の推移における最高値が瞬時機関回転速度となる。即ち、この所定の期間は、内燃機関１の機関回転速度が燃料の燃焼の影響を最も強く受ける期間である。従って、本実施例では、内燃機関１は圧縮着火内燃機関であることを考慮すると、この所定の期間は圧縮上死点以降約６０度（クランクアングル）から約１１０度（クランクアングル）の約５０度（クランクアングル）が好適である。
【００６０】
図５においては、稼動気筒２＃１での圧縮上死点ＴＤＣ以降であってｅｔｎｈｉｋ１で表される所定の期間で最高値となる機関回転速度が、稼動気筒１における瞬時機関回転速度となる。同様に、稼動気筒２＃４でのＴＤＣ以降であってｅｔｎｈｉｋ３で表される所定の期間で最高値となる機関回転速度が、稼動気筒４における瞬時機関回転速度となる。従って、稼動気筒２＃４における瞬時機関回転速度の検出後、これらの瞬時機関回転速度より、稼動気筒２＃１と稼動気筒２＃４間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４が検出されることになる。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００６１】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４に基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。例えば、Ｓ１０１で検出した瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４の値が負の値である場合、即ち図５に示すように稼動気筒１における瞬時機関回転速度が、稼動気筒４における瞬時機関回転速度より小さい場合は、稼動気筒２＃１での燃料噴射量を増量もしくは稼動気筒２＃４での燃料噴射量を減量すべく燃料噴射弁３＃１もしくは燃料噴射弁３＃４への噴射指令が制御される。逆に、Ｓ１０１で検出した瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４の値が正の値である場合、即ち図５に示すように稼動気筒１における瞬時機関回転速度が、稼動気筒４における瞬時機関回転速度より大きい場合は、稼動気筒２＃１での燃料噴射量を減量もしくは稼動気筒２＃４での燃料噴射量を増量すべく燃料噴射弁３＃１もしくは燃料噴射弁３＃４への噴射指令が制御される。Ｓ１０２の処理が終了すると、本制御は終了する。
【００６２】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ１０１において、検出する稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌは、ある時点において気筒２＃１が迎えた瞬時機関回転速度と、その次に気筒２＃１が迎えた瞬時機関回転速度との差ｅｔｎｈｄｌ１１として検出すればよい。そして、Ｓ１０２においては、瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１１に基づいて、気筒２＃１での燃料噴射量を補正する。
【００６３】
本制御によると、減筒運転を行っている内燃機関において、燃料の噴射が継続されている稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づいて稼動気筒の燃料噴射量を補正することで、稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。尚、本実施例では、燃料噴射量の補正は、該補正が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における瞬時機関回転速度に基づいて行われるが、該補正が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該補正が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいても良い。
【００６４】
＜第２の実施例＞
ここで、内燃機関１における減筒運転時での、稼動気筒での燃料噴射量の補正について別の実施例を、図６および図７に基づいて説明する。図６は減筒運転時噴射量制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射量制御手段に該当する。図７は、図６に示す減筒運転時噴射量制御が実行される際の、減筒運転時の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。
【００６５】
図６のフローチャートにおいて、先ずＳ１１０では、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。ＥＣＵ２０が内燃機関１の運転状態に基づいて、例えばアイドリング運転時を検出して、減筒運転が実施される。このときの減筒運転時における機関回転速度の推移が図７に示されている。本実施例では、該減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３における燃料の噴射が停止され、気筒２＃１と気筒２＃４が稼動気筒となる。従って、Ｓ１１０では、ＥＣＵ２０は、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４、休止気筒は気筒２＃２と気筒２＃３であるとそれぞれ判断する。Ｓ１１０の処理が終了すると、Ｓ１１１へ進む。
【００６６】
Ｓ１１１では、減筒運転要求によって休止気筒とされる気筒２＃２および２＃３において、それぞれの吸気弁を吸気側可変動弁機構３０＃２、３０＃３によって、それぞれの排気弁を排気側可変動弁機構３１＃２、３１＃３によって、閉弁停止状態とする。ここで、閉弁停止状態とは、内燃機関１のクランクシャフトの回転角位置によらず各弁の閉弁状態が定常的に維持されている状態をいう。従って、気筒２＃２および２＃３の燃焼室から吸排気側への空気の流動は行われず、一定量の空気が各燃焼室内に残留する状態となる。尚、休止気筒となるべき気筒の各吸排気弁を閉弁停止状態とするタイミングは特に限定はされず、また各気筒間において同一のタイミングとする必要もない。しかし、好ましくは減筒運転要求が出される直前において各休止気筒の燃焼室に最後に噴射された燃料の燃焼によって生成された燃焼ガスが、気筒外へ排出された後に各吸排気弁を閉弁停止状態とするのがよい。生成された燃焼ガスによる気筒等の損傷を防止するためである。Ｓ１１１の処理が終了すると、Ｓ１１２へ進む。
【００６７】
Ｓ１１２では、休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔを検出する。Ｓ１１０で、休止気筒は気筒２＃２と気筒２＃３と判断されていることから、Ｓ１１２では瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔ２３が検出されることとなる。添字の表記については、稼動気筒の瞬時機関回転速度差と同様である。ここで、休止気筒間の瞬時機関回転速度差の検出に際して、休止気筒における瞬時機関回転速度の検出について説明をする。休止気筒においては燃料の噴射が行われていないため、燃料の燃焼エネルギーによる瞬時機関回転速度の上昇は得られない。そこで、先述した稼動気筒における所定の期間ｅｔｎｈｉｋにクランクアングル的に対応する期間（以下、「休止気筒における所定の期間」と称する）において、機関回転速度が最高値となった場合のその機関回転速度を、休止気筒における瞬時機関回転速度と定義する。
【００６８】
例えば、図７中、稼動気筒である気筒２＃４においては所定の期間はｅｔｎｈｉｋ３と表される。そこで、例えば、休止気筒２＃２においては、該所定の期間とクランクアングル的に対応する期間として、休止気筒における所定の機関ｅｔｎｈｉｋ０を設け、その期間における機関回転速度の最高値を休止気筒２＃２における瞬時機関回転速度とする。同様に、図７中には図示されてはいないが、休止気筒２＃３における所定の期間ｅｔｎｈｉｋ２を設け、その期間における機関回転速度の最高値を休止気筒２＃３における瞬時機関回転速度とする。従って、休止気筒２＃３における瞬時機関回転速度の検出後、これらの瞬時機関回転速度より、休止気筒２＃２と休止気筒２＃３間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔ２３が検出されることになる。Ｓ１１２の処理が終了すると、Ｓ１１３へ進む。
【００６９】
Ｓ１１３では、図４に示すフローチャートの処理Ｓ１０１と同様に、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌを検出する。従って、図７において、稼動気筒４における瞬時機関回転速度の検出後、これらの瞬時機関回転速度より、稼動気筒２＃１と稼動気筒２＃４間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４が検出されることになる。Ｓ１１３の処理が終了すると、Ｓ１１４へ進む。
【００７０】
Ｓ１１４では、Ｓ１１２で検出した休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔ２３とＳ１１３で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４に基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。Ｓ１１１において、休止気筒２＃２および休止気筒２＃３の吸排気弁は閉弁停止状態となっているため、休止気筒間の瞬時機関回転速度差は、休止気筒の燃焼室それぞれに残留している残留空気の影響、即ち残留空気による機関回転に対する抵抗を意味する。従って、気筒２＃２および気筒２＃３が休止気筒となり、且つこれらの休止気筒の残留空気による機関回転に対する抵抗が稼動気筒２＃１および稼動気筒２＃４の機関回転速度に対する影響を考慮した上で、Ｓ１１３によって検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４に基づくことで、稼動気筒２＃１と稼動気筒２＃４において休止気筒の影響を控除し、より正確な稼動気筒における燃料噴射量の補正が可能となる。具体的な燃料噴射量の補正については、図４に示すフローチャートの処理Ｓ１０２と同様である。Ｓ１１４の処理が終了すると、本制御は終了する。
【００７１】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ１１３において、検出する稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌは、ある時点において気筒２＃１が迎えた瞬時機関回転速度と、その次に気筒２＃１が迎えた瞬時機関回転速度との差ｅｔｎｈｄｌ１１として検出すればよい。また、休止気筒が一気筒のみである場合のＳ１１２における休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔの検出についても同様である。そして、Ｓ１１４においては、これらの稼動気筒の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌと休止気筒の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔに基づいて、稼動気筒での燃料噴射量を補正する。
【００７２】
本制御によると、減筒運転を行っている内燃機関において、燃料の噴射が行われていない休止気筒間の瞬時機関回転速度差から休止気筒中の残留空気による稼動気筒への影響を考慮した上で、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づくことで、稼動気筒の燃料噴射量をより正確に補正することが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。尚、本実施例では、燃料噴射量の補正は、該補正が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における瞬時機関回転速度および休止気筒における休止気筒瞬時機関回転速度に基づいて行われるが、該補正が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該補正が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の瞬時機関回転速度および休止気筒における休止気筒瞬時機関回転速度に基づいても良い。
【００７３】
＜第３の実施例＞
ここで、内燃機関１における減筒運転時での、稼動気筒での燃料噴射量の補正について別の実施例を、図８に基づいて説明する。図８は減筒運転時噴射量制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されることは、本発明における噴射量制御手段に該当する。尚、図８に示す減筒運転時噴射量制御のフローチャートにおいて、図４に示す減筒運転時噴射量制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図４と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【００７４】
図８のフローチャートにおいて、先ずＳ１２０では、先述の図６に示す減筒運転時噴射量制御のフローチャートの処理Ｓ１１０と同様に、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。本実施例においては、先の実施例と同様、減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３を休止気筒とし、稼動気筒は気筒２＃１および気筒２＃４とする。Ｓ１２０の処理が終了すると、Ｓ１２１へ進む。
【００７５】
Ｓ１２１では、減筒運転要求によって休止気筒とされる気筒２＃２および気筒２＃３において、それぞれの吸気弁を吸気側可変動弁機構３０＃２、３０＃３によって、それぞれの排気弁を排気側可変動弁機構３１＃２、３１＃３によって、所定のタイミングで閉弁停止状態とする。ここで、所定のタイミングとは、休止気筒において吸排気弁が閉弁停止状態となることで、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気の量が同量となるタイミングをいう。例えば、ＥＣＵ２０からの減筒要求に従って、休止気筒となるべき気筒での最後に噴射された燃料が燃焼し、生成された燃焼ガスが気筒外へ排出された後に排気弁を閉弁停止状態とする。その後の吸気行程で吸気弁を開弁して休止気筒内へ空気を吸入した後に吸気弁を閉弁停止状態とする。このようなタイミングで休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とすることで、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気の量が同量となる。Ｓ１２１の処理が終了すると、Ｓ１０１へ進む。Ｓ１０１以降については、先述の通りである。
【００７６】
本制御によると、減筒運転を行っている内燃機関において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づいて稼動気筒の燃料噴射量を補正するに際して、休止気筒に残留する残留空気量を同量とする。従って、休止気筒による機関回転に対する抵抗の、稼動気筒における瞬時機関回転速度への影響が同一となるため、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差は、より正確に各稼動気筒での燃料噴射量のばらつきを反映していることとなる。従って、このような場合、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差にのみ基づくことで、稼動気筒での燃料噴射量の補正をより正確に行うことが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。尚、本実施例では、燃料噴射量の補正は、該補正が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における瞬時機関回転速度に基づいて行われるが、該補正が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該補正が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の瞬時機関回転速度に基づいても良い。
【００７７】
＜第４の実施例＞
内燃機関１の減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するために、稼動気筒での燃料噴射時期に着目する。これは、稼動気筒において実際に気筒内に燃料が噴射される時期が異なると、気筒毎に燃料の燃焼条件が異なってしまうために、機関回転速度が不安定となることに依る。ここで、内燃機関１における燃料噴射弁３＃ｎによる燃料噴射時期と内燃機関１の機関回転速度との関係を図９および図１０に基づいて説明する。図９は、各気筒の燃料噴射時期が同一のタイミングとなるべき噴射指令がＥＣＵ２０から気筒２＃ｎの燃料噴射弁３＃ｎ全てに対して出されている場合の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。また、図１０は、減筒運転が行われている状態、具体的には気筒２＃３および気筒２＃２において燃料の噴射が停止されている状態であって、残りの稼動気筒の燃料噴射弁３＃１と３＃４に対して実際の燃料噴射時期が同一のタイミングとなるべくＥＣＵ２０より噴射指令が出されている場合の内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。
【００７８】
ここで、実際に燃料が燃料噴射弁３＃ｎより所定の燃料噴射時期、例えば圧縮行程上死点ＴＤＣ前５クランクアングル（ＣＡ）に噴射されるには、ＥＣＵ２０から出される噴射指令を、該所定の燃料噴射時期より幾分早い時期に出す必要がある。これは、実際には、ＥＣＵ２０から噴射指令が出されてから実際に燃料噴射弁３＃ｎから燃料が噴射されるまでには、噴射指令の処理および燃料噴射弁の駆動のために一定の時間を要することに依る。従って、所定の燃料噴射時期に実際に燃料が噴射されるべく、内燃機関１の機関回転速度の推移を予測し、そして予測された機関回転速度に基づいて、ＥＣＵ２０からの噴射指令を発するタイミングを制御する必要がある。
【００７９】
そこで、ＥＣＵ２０からの噴射指令の発信タイミングの制御は、以下の予測関数に基づいて行われる。ここで、ＥＣＵ２０から噴射指令が出されるタイミングを関数ｆ（ｎ）とし、ｆ（ｎ）＝Ｔ（ｎ）と表す。また、関数ｆ（ｎ）は所定の燃料噴射時期における内燃機関１の機関回転速度をパラメータとする関数である。ここで、関数ｆ（ｎ）の変化率ｆ’（ｎ）、および更にその変化率ｆ’’（ｎ）を以下のように仮定する。
ｆ’（ｎ）＝Ｔ（ｎ）−Ｔ（ｎ−１） ・・・（式１）
ｆ’’（ｎ）＝Ｔ（ｎ）−２＊Ｔ（ｎ−１）＋Ｔ（ｎ−２） ・・・（式２）
【００８０】
ここで、次回の燃料噴射におけるＥＣＵ２０からの噴射指令が出されるタイミングｆ（ｎ＋１）を、二次の微分項の形に展開し、以下のように表す。
ｆ（ｎ＋１）＝ｆ（ｎ）＋１／１＊ｆ’（ｎ）＋１／２！＊ｆ’’（ｎ） ・・・（式３）
【００８１】
よって、式１、式２および式３よりｆ（ｎ＋１）は以下のように表される。
ｆ（ｎ＋１）＝５／２＊Ｔ（ｎ）−２＊Ｔ（ｎ−１）＋１／２＊Ｔ（ｎ−２）・・・（式４）
更に、関数ｆ（ｎ＋１）を、直前の噴射におけるＥＣＵ２０からの噴射指令が出されるタイミングである関数ｆ（ｎ）と補正係数ｅｍｔｅｓで以下のように表す。
ｆ（ｎ＋１）＝ｅｍｔｅｓ＊ｆ（ｎ） ・・・（式５）
【００８２】
従って、式４および式５より、補正係数ｅｍｔｅｓは以下のように表される。
ｅｍｔｅｓ＝５／２Ｔ（ｎ）−２＊Ｔ（ｎ−１）／Ｔ（ｎ）＋１／２＊Ｔ（ｎ−２）／Ｔ（ｎ） ・・・（式６）
【００８３】
従って、式６より、次回の燃料噴射におけるＥＣＵ２０からの噴射指令が出されるタイミングは、直前の３回の該タイミング、即ち直前３回の所定の燃料噴射時期における内燃機関１の機関回転速度に基づいて制御されることとなる。尚、本実施例では噴射指令を発するタイミングは直前３回の機関回転速度に基づいて制御されるが、その代わりに前記式３の導出において高次の微分項を用いることで、３回以上の機関回転速度に基づいて噴射指令を発するタイミングを制御しても構わない。基準とする機関回転速度の数を増加することで、噴射指令のタイミングの制御がより正確に行われるが、噴射指令のタイミングの算出に労力を要することとになる。また、基準とする機関回転速度の数が３回より少ない場合、例えば内燃機関１の始動直後等においては、基準とする機関回転速度の数が１回の場合は補正係数ｅｍｔｅｓの値は１とする。更に、基準とする機関回転速度の数が２回の場合は、前記式３の導出において、１次の微分項を用いて補正係数ｅｍｔｅｓを算出する。
【００８４】
図９に示すように内燃機関１で減筒運転が行われていない場合においては、全気筒において燃料の噴射が行われ、図９中、各期間ｅｑｃｙにおけるＩＮＪは実際の燃料の噴射を意味している。そこで、各ＩＮＪの開始時期が所定の燃料噴射時期となるべく、前記補正係数ｅｍｔｅｓに従ってＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングが制御される。例えば、直前に燃料の噴射された気筒２＃２、２＃４、２＃３における所定の燃料噴射時期の内燃機関１の機関回転速度に基づいて補正係数ｅｍｔｅｓが算出され、その補正係数に従って、ＩＮＪ１に対応するＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングが決定される。
【００８５】
次に、図１０では、先述したように内燃機関１において減筒運転がされた場合の機関回転速度の推移が示されている。ここで、燃料の噴射が停止され休止気筒とされているのは、気筒２＃２と気筒２＃３である。従って、ＩＮＪ１およびＩＮＪ３においては実際に燃料が噴射されるが、ＩＮＪ０およびＩＮＪ２においては燃料の噴射は行われない。ここで、先述のようにＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングを制御するに際して、次に燃料の噴射が行われる稼動気筒、例えば気筒２＃１の直前３回の所定の燃料噴射時期における内燃機関１の機関回転速度に基づいた場合、補正係数ｅｍｔｅｓに休止気筒２＃２および２＃３における機関回転速度がパラメータとして含まれることになる。実際には燃料の噴射が行われない休止気筒における機関回転速度が含まれることで算出される補正係数ｅｍｔｅｓの値が適切な値から外れ、その結果内燃機関１の機関回転速度がより不安定となる虞がある。
【００８６】
そこで、減筒運転時において、安定した内燃機関１の機関回転速度を得るために稼動気筒での燃料噴射時期を同一のタイミングとする減筒運転時噴射時期制御について、図１１に基づいて説明する。図１１は減筒運転時噴射時期制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射時期制御手段に該当する。
【００８７】
図１１のフローチャートにおいて、先ずＳ２００では、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。ここで本実施例では、図１０に示す減筒運転が行われているものとする。従って、Ｓ２００では、ＥＣＵ２０は、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４であると判断する。Ｓ２００の処理が終了すると、Ｓ２０１へ進む。
【００８８】
Ｓ２０１では、稼動気筒における所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖの検出を行う。従って、本実施例では、気筒２＃１と気筒２＃４における所定の燃料噴射時期である圧縮行程上死点ＴＤＣ前５クランクアングルの時点での機関回転速度Ｖが検出される。Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ２０２へ進む。
【００８９】
Ｓ２０２では、Ｓ２０１で検出された機関回転速度Ｖの検出回数に応じて、ＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングを決定する予測関数Ｐｒｅｆｎｃが決定される。即ち、機関回転速度Ｖの検出回数が３回以上である場合は、前記式３で表される予測関数に従う。機関回転速度Ｖの検出回数が３回未満である場合、その検出回数に応じて式３の導出における微分項の次数を適宜変更させることで得られる予測関数に従うものとする。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００９０】
Ｓ２０３では、Ｓ２０２で決定された予測関数Ｐｒｅｆｎｃと検出された機関回転速度Ｖより、補正係数ｅｍｔｅｓを算出する。例えば、機関回転速度の検出回数が３回以上である場合は、直前の３つの稼動気筒における機関回転数速度Ｖと式６により、次回燃料噴射が行われる稼動気筒への噴射指令のタイミングを決定する補正係数ｅｍｔｅｓが算出される。また、例えば減筒運転が開始された直後であって減筒運転時の稼動気筒における機関回転速度が未だ検出されていない場合においては、即ち減筒運転開始直後の稼動気筒の補正係数ｅｍｔｅｓの値については、ｅｍｔｅｓ＝１とする。Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。
【００９１】
Ｓ２０４では、Ｓ２０３で算出した補正係数ｅｍｔｅｓと直前の噴射指令のタイミングより、次回燃料噴射が行われる稼動気筒への噴射指令がＥＣＵ２０から燃料噴射弁へ出される。これにより、該稼動気筒において、所定の燃料噴射時期である圧縮行程上死点ＴＤＣ前５クランクアングルの時点において、実際に燃料が噴射される。Ｓ２０４の処理が終了すると、本制御が終了する。
【００９２】
本制御によって、減筒運転を行っている内燃機関１での燃料噴射時期は、稼動気筒の所定時期における内燃機関１の機関回転速度にのみ基づいて制御されるため、休止気筒で燃料が噴射されないことに起因する機関回転速度の変動に影響されずに、稼動気筒への噴射指令が出される。その結果、稼動気筒の燃料噴射時期を安定して所定の燃料噴射時期とすることが可能となり、減筒運転時における該内燃機関を備える車両等の振動を抑制する。
【００９３】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ２０１において検出する機関回転速度Ｖは、気筒２＃１のみにおける所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖに基づいて、気筒２＃１の燃料噴射時期が制御される。尚、本実施例では、燃料噴射時期の制御は、該制御が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、該制御が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該制御が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の噴射時機関回転速度に基づいても良い。
【００９４】
＜第５の実施例＞
ここで、内燃機関１における減筒運転時での、稼動気筒での燃料噴射時期の制御について別の実施例を、図１２に基づいて説明する。図１２は減筒運転時噴射時期制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射時期制御手段に該当する。
【００９５】
図１２のフローチャートにおいて、先ずＳ２１０では、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。ここで本実施例では、図１０に示す減筒運転が行われているものとする。従って、Ｓ２１０では、ＥＣＵ２０は、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４、休止気筒は気筒２＃２と気筒２＃３であるとそれぞれ判断する。Ｓ２１０の処理が終了すると、Ｓ２１１へ進む。
【００９６】
Ｓ２１１では、減筒運転要求によって休止気筒とされる気筒２＃２および２＃３において、それぞれの吸気弁を吸気側可変動弁機構３０＃２、３０＃３によって、それぞれの排気弁を排気側可変動弁機構３１＃２、３１＃３によって、閉弁停止状態とする。ここで、閉弁停止状態とは、先述の通りである。Ｓ２１１の処理が終了すると、Ｓ２１２へ進む。
【００９７】
Ｓ２１２では、先述の図１１に示すフローチャートの処理Ｓ２０１と同様に、稼動気筒における所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖの検出を行う。Ｓ２１２の処理が終了すると、Ｓ２１３へ進む。Ｓ２１３では、休止気筒における所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔの検出を行う。ここで、休止気筒における所定の燃料噴射時期とは、該休止気筒にいては燃料の噴射は行われないが、該休止気筒において仮に燃料が噴射される場合、即ち減筒運転によって燃料の噴射が停止される前における該気筒での所定の燃料噴射時期をいう。従って、本実施例では、気筒２＃２と気筒２＃３における所定の燃料噴射時期である圧縮行程上死点ＴＤＣ前５クランクアングルの時点での機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔが検出される。Ｓ２１３の処理が終了すると、Ｓ２１４へ進む。
【００９８】
Ｓ２１４では、図１１に示すフローチャートの処理Ｓ２０２と同様に、Ｓ２１２で検出された機関回転速度Ｖの検出回数に応じて、ＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングを決定する予測関数Ｐｒｅｆｎｃが決定される。Ｓ２１４の処理が終了すると、Ｓ２１５へ進む。Ｓ２１５では、Ｓ２１３で検出された機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔの検出回数に応じて、予測関数Ｐｒｅｆｎｃ＿ｉｎａｃｔが決定される。休止気筒においては燃料の噴射は行われないが、予測関数Ｐｒｅｆｎｃ＿ｉｎａｃｔとは、先述の予測関数Ｐｒｅｆｎｃに対応する関数であって、仮に休止気筒で燃料を噴射するとした場合にＥＣＵ２０からの噴射指令のタイミングを決定し、Ｓ２１３で検出された機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔをパラメータとする関数である。従って、予測関数Ｐｒｅｆｎｃと同様に、機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔの検出回数が３回以上である場合は、前記式３で表される予測関数に従う。機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔの検出回数が３回未満である場合、その検出回数に応じて式３の導出における微分項の次数を適宜変更させることで得られる予測関数に従うものとする。Ｓ２１５の処理が終了すると、Ｓ２１６へ進む。
【００９９】
Ｓ２１６では、図１１に示すフローチャートの処理Ｓ２０３と同様に、Ｓ２１４で決定された予測関数Ｐｒｅｆｎｃと検出された機関回転速度Ｖより、補正係数ｅｍｔｅｓを算出する。Ｓ２１６の処理が終了すると、Ｓ２１７へ進む。Ｓ２１７では、Ｓ２１５で決定された予測関数Ｐｒｅｆｎｃ＿ｉｎａｃｔと検出された機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔより、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔを算出する。ここで、休止気筒においては燃料は噴射されないが、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔは補正係数ｅｍｔｅｓと対応する補正係数である。従って、例えば、休止気筒の機関回転速度の検出回数が３回以上である場合は、直前の３つの休止気筒における機関回転数速度Ｖ＿ｉｎａｃｔと、式６から導出される休止気筒における予測関数Ｐｒｅｆｎｃ＿ｉｎａｃｔにより、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔが算出される。また、例えば減筒運転が開始された直後であって減筒運転時の休止気筒における機関回転速度Ｖ＿ｉｎａｃｔが未だ検出されていない場合においては、即ち減筒運転開始直後の休止気筒の補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔの値については、ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔ＝１とする。Ｓ２１７の処理が終了すると、Ｓ２１８へ進む。
【０１００】
Ｓ２１８では、Ｓ２１６およびＳ２１７で算出した補正係数ｅｍｔｅｓおよび補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔに基づいて、次回燃料噴射が行われる稼動気筒への噴射指令がＥＣＵ２０から燃料噴射弁へ出される。休止気筒における補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔは、稼動気筒での燃料噴射時期に直接的な関連性はないが、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とすることによって、該補正係数は、休止気筒の残留空気によって発生する機関回転に対する抵抗を反映することになる。従って、補正係数ｅｍｔｅｓに加えて、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔを考慮することで、前記抵抗による稼動気筒における機関回転速度の変動を控除することが可能となるため、より正確に稼動気筒の燃料噴射時期を所定の燃料噴射時期にすべく制御することが可能となる。Ｓ２１８の処理が終了すると、本制御が終了する。
【０１０１】
本制御によって、減筒運転を行っている内燃機関１での燃料噴射時期は、稼動気筒の所定時期における内燃機関１の機関回転速度と休止気筒の所定時期における内燃機関１の機関回転速度とに分離された上で、それぞれの機関回転速度に基づいて制御される。そして、休止気筒による機関回転速度に対する抵抗を考慮することで、より正確に稼動気筒への噴射指令が出される。その結果、稼動気筒の燃料噴射時期を安定して所定の燃料噴射時期とすることが可能となり、減筒運転時における該内燃機関を備える車両等の振動を抑制する。
【０１０２】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ２０１において検出する機関回転速度Ｖは、気筒２＃１のみにおける所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖに基づいて、気筒２＃１の燃料噴射時期が制御される。また、減筒運転において、休止気筒が一気筒のみの場合も同様である。尚、本実施例では、燃料噴射時期の制御は、該制御が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における噴射時機関回転速度および休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、該制御が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該制御が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の噴射時機関回転速度および休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいても良い。
【０１０３】
＜第６の実施例＞
ここで、内燃機関１における減筒運転時での、稼動気筒での燃料噴射時期の制御について別の実施例を、図１３に基づいて説明する。図１３は減筒運転時噴射時期制御のフローチャートである。また、ＥＣＵ２０によって本制御が実行されことは、本発明における噴射時期制御手段に該当する。尚、図１３に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャートにおいて、図１１に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１１と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１０４】
図１３のフローチャートにおいて、先ずＳ２２０では、先述の図１２に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャートの処理Ｓ２１０と同様に、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。本実施例においては、先の実施例と同様、減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３を休止気筒とし、稼動気筒は気筒２＃１および気筒２＃４とする。Ｓ２２０の処理が終了すると、Ｓ２２１へ進む。
【０１０５】
Ｓ２２１では、減筒運転要求によって休止気筒とされる気筒２＃２および気筒２＃３において、それぞれの吸気弁を吸気側可変動弁機構３０＃２、３０＃３によって、それぞれの排気弁を排気側可変動弁機構３１＃２、３１＃３によって、所定のタイミングで閉弁停止状態とする。ここで、所定のタイミングとは、休止気筒において吸排気弁が閉弁停止状態となることで、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気の量が同量となるタイミングをいう。例えば、ＥＣＵ２０からの減筒要求に従って、休止気筒となるべき気筒での最後に噴射された燃料が燃焼し、生成された燃焼ガスが気筒外へ排出された後に排気弁を閉弁停止状態とする。その後の吸気行程で吸気弁を開弁して休止気筒内へ空気を吸入した後に吸気弁を閉弁停止状態とする。このようなタイミングで休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とすることで、各休止気筒の燃焼室に残留する残留空気の量が同量となる。Ｓ２２１の処理が終了すると、Ｓ２０１へ進む。Ｓ２０１以降については、先述の通りである。
【０１０６】
本制御によると、減筒運転を行っている内燃機関において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づいて稼動気筒の燃料噴射量を補正するに際して、休止気筒に残留する残留空気量を同量とする。従って、休止気筒による機関回転速度に対する抵抗の影響が一定となるため、稼動気筒間の機関回転速度の変動は、より正確に各稼動気筒での燃料噴射時期のばらつきを反映していることとなる。従って、このような場合、稼動気筒の機関回転速度の変動にのみ基づくことで、稼動気筒での燃料噴射時期の制御をより正確に行うことが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射時期が同時期となる。その結果、内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。
【０１０７】
また、減筒運転において、稼動気筒が例えば気筒２＃１の一気筒のみである場合、Ｓ２０１において検出する機関回転速度Ｖは、気筒２＃１のみにおける所定の燃料噴射時期の機関回転速度Ｖに基づいて、気筒２＃１の燃料噴射時期が制御される。尚、本実施例では、燃料噴射時期の制御は、該制御が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、該制御が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該制御が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の噴射時機関回転速度に基づいても良い。
【０１０８】
＜第７の実施例＞
ここで、減筒運転を行っている内燃機関の休止気筒において、再度燃料の噴射を行う燃料噴射再開時の燃料噴射時期の制御について、図１４に基づいて説明する。図１４は燃料噴射再開制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図１４に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャートにおいて、図１２に示す減筒運転時噴射時期制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１２と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１０９】
図１４のフローチャートにおいて、Ｓ２１８での処理が終了すると、Ｓ２３０へ進む。Ｓ２３０では、内燃機関１の運転状態に基づいて、例えば、内燃機関１の機関負荷の増大等に応じて、燃料噴射を再開する必要があるか否か、即ち減筒運転によって燃料の噴射が停止されている休止気筒において再度燃料の噴射を行う必要があるか否かが、ＥＣＵ２０によって判断される。Ｓ２３０において燃料噴射を再開する必要がないと判断される場合は、本制御は終了する。また、Ｓ２３０において、燃料噴射を再開する必要があると判断される場合は、Ｓ２３１へ進む。
【０１１０】
Ｓ２３１では、Ｓ２１７で算出した補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔに基づいて、燃料の噴射が再開される休止気筒での燃料の噴射指令が、ＥＣＵ２０から発せられる。これによって、休止気筒において燃料の噴射が再度開始され、内燃機関１の燃料噴射の再開が行われる。
【０１１１】
本制御によって、減筒運転時においては、より正確に稼動気筒への噴射指令が出され、その結果、稼動気筒の燃料噴射時期を安定して所定の燃料噴射時期とすることが可能となり、減筒運転時における該内燃機関を備える車両等の振動を抑制するとともに、減筒運転状態にある内燃機関が燃料噴射再開において休止気筒で燃料の噴射を開始するに際して、補正係数ｅｍｔｅｓ＿ｉｎａｃｔに基づくことで、該気筒での燃料噴射時期をより正確に制御することが可能となり、燃料噴射再開時においても該内燃機関を備える車両等の振動を抑制する。尚、本実施例では、燃料噴射時期の制御は、該制御が実行される稼動気筒の、直前の稼動気筒における噴射時機関回転速度および休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて行われるが、該制御が実行される稼動気筒の直前の稼動気筒に限られず、該制御が実行される稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた稼動気筒の噴射時機関回転速度および休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいても良い。
【０１１２】
＜第８の実施例＞
ここで、内燃機関１の減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止するために、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性に着目し、該安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関回転速度が不安定となり、事態によっては機関停止となることを防止する。そこで、減筒運転時の内燃機関１の安定性を確保する本実施例について、図１５および図１６に基づいて説明する。図１５は、本実施例に係る機関停止防止制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。また、図１６は、図１５に示す機関停止防止制御が実行されるときの内燃機関１の機関回転速度の推移を示す図である。
【０１１３】
図１５のフローチャートにおいて、先ずＳ３００では、先述した図６に示すフローチャート中の処理Ｓ１１０と同様に、ＥＣＵ２０からの減筒要求の下いずれの気筒において燃料の噴射が継続され、いずれの気筒において燃料の噴射が停止されているか、即ちどの気筒が稼動気筒であって、どの気筒が休止気筒であるかがＥＣＵ２０によって取得される。本実施例では、図１６に示すように、減筒運転によって気筒２＃２および気筒２＃３が休止気筒となっており、従って稼動気筒は気筒２＃１および気筒２＃４となる。Ｓ３００の処理が終了すると、Ｓ３０１へ進む。
【０１１４】
Ｓ３０１では、稼動気筒における瞬時機関回転速度Ｖｐが検出される。稼動気筒における瞬時機関回転速度の検出については、先述した図４に示すフローチャート中の処理Ｓ１０１において説明した通りである。Ｓ３０１の処理が終了すると、Ｓ３０２へ進む。
【０１１５】
Ｓ３０２では、先述した図４に示すフローチャート中の処理Ｓ１０１と同様に、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌを検出する。本実施例では、稼動気筒は気筒２＃１と気筒２＃４であるため、例えば、図１６に示すように気筒２＃１と気筒２＃４間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４が検出される。Ｓ３０２の処理が終了すると、Ｓ３０３へ進む。
【０１１６】
Ｓ３０３では、Ｓ３０２で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌが、所定の機関回転速度差Δｅｔｎｈｄｌ以上であるか否かが判断される。即ち、稼動気筒における瞬時機関回転速度のばらつきが一定の範囲内に収まらない場合は、減筒運転時における内燃機関１の機関回転速度が不安定となり、事態によっては機関停止する虞があると判断するものである。従って、Ｓ３０３において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌが、所定の速度差Δｅｔｎｈｄｌ以上であると判断された場合は、内燃機関１が機関停止する虞があることを意味し、Ｓ３０５へ進む。一方、Ｓ３０３において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌが、所定の速度差Δｅｔｎｈｄｌ未満であると判断された場合は、内燃機関１が機関停止する虞は瞬時機関回転速度のばらつきからは判断できないことを意味し、Ｓ３０４へ進む。
【０１１７】
Ｓ３０４では、Ｓ３０１で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１以下であるか否かが判断される。即ち、稼動気筒における瞬時機関回転速が一定の値以下である場合は、減筒運転時における内燃機関１の機関回転速度が不安定となり、事態によっては機関停止する虞があると判断するものである。従って、Ｓ３０４において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１以下であると判断された場合は、内燃機関１が機関停止する虞があることを意味し、Ｓ３０５へ進む。一方、Ｓ３０４において、稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、内燃機関１が機関停止する虞はないことを意味し、本制御を終了する。
【０１１８】
Ｓ３０５では、減筒運転によって休止気筒とされている気筒において、燃料の噴射を再開する。即ち、Ｓ３０３もしくはＳ３０４において、内燃機関１が機関停止する虞があると判断された場合、休止気筒において燃料噴射を再開することによって、内燃機関１の機関出力の低下を防止することで、内燃機関１の機関停止を防止するものである。例えば、図１６に示すように、稼動気筒２＃４における瞬時機関回転速度が上昇せずに稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ１４がΔｅｔｎｈｄｌの値以上となった場合、本来は休止気筒である気筒２＃２において燃料の噴射が開始される。従って、内燃機関１の機関回転速度は、気筒２＃２においては本来、線Ｌ２で表される機関回転速度の推移となるが、Ｓ３０５において燃料噴射が再開されることにより線Ｌ１で表される機関回転速度の推移となる。Ｓ３０５の処理が終了すると、本制御は終了する。
【０１１９】
本制御によると、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関停止を防止し、以て減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止する。
【０１２０】
また、本制御において、処理Ｓ３０５で休止気筒から稼動気筒とされた後に、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が回復した場合、例えば再度本制御がＥＣＵ２０によって実行され、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌがΔｅｔｎｈｄｌより小さいと判断され、更には稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒を再び休止気筒に戻しても良い。これにより、再度減筒運転による効果を享受しうる。尚、再び休止気筒とする気筒については、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒に限られず、その他の気筒でもよい。
【０１２１】
＜第９の実施例＞
内燃機関１の機関停止を防止することで、減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止する別の実施例を図１７に基づいて説明する。図１７は、本実施例に係る機関停止防止制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図１７に示す機関停止防止制御のフローチャートにおいて、図１５に示す機関停止防止制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１５と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１２２】
Ｓ３０４において、稼動気筒における瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、Ｓ３１０へ進む。Ｓ３１０では、先述した図４に示すフローチャート中の処理Ｓ１０２と同様に、Ｓ３０２で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌに基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。
【０１２３】
本制御により、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関停止を防止するとともに、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づいて稼動気筒の燃料噴射量を補正することで、稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。
【０１２４】
また、本制御において、処理Ｓ３０５で休止気筒から稼動気筒とされた後に、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が回復した場合、例えば再度本制御がＥＣＵ２０によって実行され、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌがΔｅｔｎｈｄｌより小さいと判断され、更には稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒を再び休止気筒に戻しても良い。これにより、再度減筒運転による効果を享受しうる。尚、再び休止気筒とする気筒については、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒に限られず、その他の気筒でもよい。
【０１２５】
＜第１０の実施例＞
内燃機関１の機関停止を防止することで、減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止する別の実施例を図１８に基づいて説明する。図１８は、本実施例に係る機関停止防止制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図１８に示す機関停止防止制御のフローチャートにおいて、図１５に示す機関停止防止制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１５と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１２６】
Ｓ３００の処理が終了すると、順次Ｓ３２０およびＳ３２１へ進む。Ｓ３２０およびＳ３２１では、それぞれ先述した図６に示すフローチャート中の処理Ｓ１１１およびＳ１１２と同様に、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁が閉弁停止状態とされ、休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔが検出される。Ｓ３２１の処理が終了すると、Ｓ３０１へ進む。
【０１２７】
また、Ｓ３０４において、稼動気筒における瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、Ｓ３２２へ進む。Ｓ３２２では、先述した図６に示すフローチャート中の処理Ｓ１１４と同様に、Ｓ３２１およびＳ３０２で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌと休止気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌ＿ｉｎａｃｔに基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。
【０１２８】
本制御により、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関停止を防止するとともに、燃料の噴射が行われていない休止気筒間の瞬時機関回転速度差から休止気筒中の残留空気による稼動気筒への影響を考慮した上で、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差に基づくことで、稼動気筒の燃料噴射量をより正確に補正することが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。
【０１２９】
また、本制御において、処理Ｓ３０５で休止気筒から稼動気筒とされた後に、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が回復した場合、例えば再度本制御がＥＣＵ２０によって実行され、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌがΔｅｔｎｈｄｌより小さいと判断され、更には稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒を再び休止気筒に戻しても良い。これにより、再度減筒運転による効果を享受しうる。尚、再び休止気筒とする気筒については、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒に限られず、その他の気筒でもよい。
【０１３０】
＜第１１の実施例＞
内燃機関１の機関停止を防止することで、減筒運転時における機関回転速度の安定性を向上し、該内燃機関を備える車両等の振動を防止する別の実施例を図１９に基づいて説明する。図１９は、本実施例に係る機関停止防止制御のフローチャートである。また、本制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図１９に示す機関停止防止制御のフローチャートにおいて、図１５に示す機関停止防止制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図１５と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【０１３１】
Ｓ３００の処理が終了すると、Ｓ３３０へ進む。Ｓ３３０では、先述した図８に示すフローチャート中の処理Ｓ１２１と同様に、可変動弁機構によって休止気筒の吸排気弁が所定のタイミングで閉弁停止状態とされる。Ｓ３３０の処理が終了すると、Ｓ３０１へ進む。
【０１３２】
また、Ｓ３０４において、稼動気筒における瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、Ｓ３３１へ進む。Ｓ３３１では、先述した図４に示すフローチャート中の処理Ｓ１０２と同様に、Ｓ３０２で検出した稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌに基づいて、稼動気筒での燃料の噴射量を補正する。
【０１３３】
本制御により、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が低下した場合には減筒運転によって休止気筒とされている気筒で燃料噴射を再開させることで、内燃機関１の機関停止を防止するとともに、可変動弁機構によって各休止気筒に残留する残留空気量を同量とすることで、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差にのみ基づいて稼動気筒での燃料噴射量の補正をより正確に行うことが可能となり、以て稼動気筒での実際の燃料噴射量が同量となり、稼動気筒の瞬時機関回転速度が一定となる。その結果、該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動が防止される。
【０１３４】
また、本制御において、処理Ｓ３０５で休止気筒から稼動気筒とされた後に、稼動気筒における瞬時機関回転速度の安定性が回復した場合、例えば再度本制御がＥＣＵ２０によって実行され、稼動気筒間の瞬時機関回転速度差ｅｔｎｈｄｌがΔｅｔｎｈｄｌより小さいと判断され、更には稼動気筒間の瞬時機関回転速度Ｖｐが、所定の機関回転速度Ｖｐ１より大きいと判断された場合は、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒を再び休止気筒に戻しても良い。これにより、再度減筒運転による効果を享受しうる。尚、再び休止気筒とする気筒については、処理Ｓ３０５において稼動気筒とされた気筒に限られず、その他の気筒でもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は、内燃機関の機関負荷等の運転状態に基づいて燃料の噴射を行う気筒数を減ずる減筒運転を行う内燃機関において、燃料の噴射が行われる気筒毎の実際の燃料の噴射条件を同一とすることで、該気筒間の燃料の燃焼条件が同一となり、以て該内燃機関の減筒運転時において、該内燃機関を備える車両等の振動を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関、燃料噴射装置およびその制御系統の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関における機関回転速度の推移を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る内燃機関において、減筒運転が行われている際の機関回転速度の推移を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射量を同量とする制御を示すフロー図である。
【図５】図４に示す制御が実行される際の、本発明の実施の形態に係る内燃機関の機関回転速度の推移を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射量を同量とする制御を示す第２のフローチャートである。
【図７】図６に示す制御が実行される際の、本発明の実施の形態に係る内燃機関の機関回転速度の推移を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射量を同量とする制御を示す第３のフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係る内燃機関における機関回転速度の推移を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る内燃機関において、減筒運転が行われている際の機関回転速度の推移を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射時期を同時期とする制御を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射時期を同時期とする制御を示す第２のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、稼動気筒での燃料噴射時期を同時期とする制御を示す第３のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、燃料噴射の再開を行う際の燃料噴射時期の制御を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、該内燃機関の機関停止を防止する制御を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に示す制御が実行される際の、本発明の実施の形態に係る内燃機関の機関回転速度の推移を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、該内燃機関の機関停止を防止する制御を示す第２のフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、該内燃機関の機関停止を防止する制御を示す第３のフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置において、該内燃機関の機関停止を防止する制御を示す第４のフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・・内燃機関
２・・・・気筒
３・・・・燃料噴射弁
２０・・・・ＥＣＵ
３０・・・・吸気側可変動弁機構
３１・・・・排気側可変動弁機構
３２・・・・クランクポジションセンサ
Claims (11)
- 複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、
前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される瞬時機関回転速度を検出する検出手段と、
前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差に基づいて、前記一の稼動気筒と該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒との何れかの燃料噴射量を補正する噴射量制御手段と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 更に、前記内燃機関における気筒の吸排気弁の開弁特性を調整する可変動弁機構を備え、
前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止される休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に該休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とし、
前記検出手段は、更に前記休止気筒におけるサイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される休止気筒瞬時機関回転速度を検出し、
前記噴射量制御手段は、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と、該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差、および該一の稼動気筒より以前に前記所定期間を迎えた一の休止気筒における第一の休止気筒瞬時機関回転速度と該第一の休止気筒瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の休止気筒を含むいずれかの休止気筒における第二の休止気筒瞬時機関回転速度との差、に基づいて、前記一の稼動気筒と該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒との何れかの燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 更に、前記内燃機関における気筒の吸排気弁の開弁特性を調整する可変動弁機構を備え、
前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止された休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に、該休止気筒の吸気弁および排気弁を該休止気筒のサイクルにおける各々の所定のタイミングで閉弁停止状態とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記噴射量制御手段は、前記一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度が該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度より小さくなるに従い、前記一の稼動気筒の燃料噴射量を増加させもしくは該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒の燃料噴射量を減少させ、
前記一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度が該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度より大きくなるに従い、前記一の稼動気筒の燃料噴射量を減少させもしくは該第二の瞬時機関回転速度に対応する稼動気筒の燃料噴射量を増量させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、
前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定時期の前記内燃機関の機関回転速度である噴射時機関回転速度を検出する検出手段と、
前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた該一の稼動気筒を含む稼動気筒における噴射時機関回転速度に基づいて、該一の稼動気筒における燃料の噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 更に、前記内燃機関における気筒の吸排気弁の開弁特性を調整する可変動弁機構を備え、
前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止される休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に該休止気筒の吸排気弁を閉弁停止状態とし、
前記検出手段は、更に前記休止気筒におけるサイクルでの所定時期の前記内燃機関の機関回転速度である休止気筒噴射時機関回転速度を検出し、
前記噴射時期制御手段は、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における燃料の噴射時期を、該一の稼動気筒より以前に燃料の噴射が行われた該一の稼動気筒を含む稼動気筒における噴射時機関回転速度と、該一の稼動気筒より以前に前記所定時期を迎えた休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度と、に基づいて、制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記減筒手段によって燃料の噴射が停止されている一の休止気筒において燃料の噴射を開始するときに、該一の休止気筒より以前に休止気筒噴射時機関回転速度が検出された該休止気筒における休止気筒噴射時機関回転速度に基づいて、該一の休止気筒における燃料の噴射時期を制御することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 更に、前記内燃機関における気筒の吸排気弁の開弁特性を調整する可変動弁機構を備え、
前記可変動弁機構は、前記減筒手段によって燃料の噴射が停止された休止気筒において該燃料の噴射が停止された後に、該休止気筒の吸気弁および排気弁を該休止気筒のサイクルにおける各々の所定のタイミングで閉弁停止状態とすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記噴射時期制御手段は、一の稼動気筒より以前に燃料が噴射された該一の稼動気筒を含む稼動気筒であって少なくとも延べ三つの稼動気筒における噴射時機関回転速度をパラメータとした予測関数に基づいて、該一の稼動気筒における燃料の噴射時期を制御する請求項５から請求項８の何れかに記載の内燃機関の燃料噴射時期制御装置。
- 複数の気筒を有する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
内燃機関の運転状態に基づいて少なくとも一の気筒において燃料の噴射を停止することで該気筒を休止気筒とし、燃料の噴射が行われる稼動気筒の数を減ずる減筒手段と、
前記稼動気筒における燃焼サイクルでの所定期間中の前記内燃機関の機関回転速度の最高値として定義される瞬時機関回転速度を検出する検出手段と、を備え、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差が所定の範囲を越える場合もしくは該第一の瞬時機関回転速度が所定の瞬時機関回転速度より低い場合、一の休止気筒において燃料の噴射を開始することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 更に、前記減筒手段によって稼動気筒の数が減じられているときに、一の稼動気筒における第一の瞬時機関回転速度と該第一の瞬時機関回転速度以前に検出された前記一の稼動気筒を含むいずれかの稼動気筒における第二の瞬時機関回転速度との差が所定の範囲を越える場合もしくは該第一の瞬時機関回転速度が所定の瞬時機関回転速度より低い場合、一の休止気筒において燃料の噴射を開始することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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