JP5999069B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸入空気量とＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガス量とを制御してトルク変動を抑制する内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、内燃機関において、リーン燃焼サイクルとリッチ燃焼サイクルとを、同一気筒において周期的に切り替えるか、あるいは、それぞれ別々の気筒において継続させるリーンリッチ制御を行う内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置では、リッチリーン制御の実行時に、ＥＧＲ率を制限することで、内燃機関のトルク変動を抑制している。

特開２００７−２９７９４９号公報

特許文献１では、上述のように、ＥＧＲ率を制限することで、内燃機関のトルク変動を抑制しているので、吸入空気量の変動がトルク変動の要因である場合でも、ＥＧＲガス量を制限してトルク変動を抑制しようとする。そのため、ＥＧＲガス量を過剰に制限して燃費を悪化させる場合がある。

即ち、内燃機関のトルク変動の要因には、吸入空気量の変動とＥＧＲガス量の変動とが考えられる。そのため、燃費の悪化を回避して内燃機関のトルク変動を抑制するためには、トルク変動の要因が吸入空気量の変動である場合は、吸入空気量の変動を抑制し、他方、トルク変動の要因がＥＧＲガス量の変動である場合は、ＥＧＲガス量の変動を抑制する必要がある。

そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、燃費の悪化を回避してトルク変動を抑制できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の制御装置は、吸入空気量とＥＧＲガス量とを制御してトルク変動を抑制する内燃機関の制御装置において、クランク角毎の図示トルクの周波数特性から周波数強度が最大となる第１周波数を抽出し、吸気弁閉弁時の図示トルクの周波数特性から周波数強度が最大となる第２周波数を抽出し、点火直前の図示トルクの周波数特性から周波数強度が最大となる第３周波数を抽出し、前記第１周波数が前記第２周波数と一致する場合は、吸入空気量を制御してトルク変動を抑制し、前記第１周波数が前記第２周波数と一致せず且つ前記第１周波数が前記第３周波数と一致する場合は、ＥＧＲガス量を制御してトルク変動を抑制することを特徴とする。

上記の構成によれば、第２周波数は、吸気弁閉弁時の図示トルクの周波数特性から、周波数強度が最大となる周波数として抽出されるので、第２周波数は、吸入空気量に起因した周波数成分を表している。即ち、吸気弁閉弁時の図示トルクは、吸気弁閉弁時の混合気の筒内圧に影響されるが、吸気弁閉弁時は、ＥＧＲガスの筒内圧は吸入空気の筒内圧に比べて小さく無視できるので、吸気弁閉弁時の図示トルクの変動は、吸入空気量の変動に支配される。このため、上述のように抽出される第２周波数は、吸入空気量に起因した周波数成分を表している。

また、第３周波数は、点火直前の図示トルクの周波数特性から、周波数強度が最大となる周波数として抽出されるので、第３周波数は、吸入空気量とＥＧＲガス量とを含む全体に起因した周波数成分を表している。即ち、点火直前の図示トルクは、吸気弁閉弁時の混合気温度に影響されるが、吸気弁閉弁時は、ＥＧＲガスの温度は比較的高いので、点火直前図示トルクの変動は、吸入空気量だけでなくＥＧＲガス量を含む全体の影響を受ける。このため、上述のように抽出される第３周波数は、吸入空気量とＥＧＲガス量とを含む全体に起因した周波数成分を表している。

そして、第１周波数が第２周波数と一致する場合は、トルク変動の要因は、吸入空気量の変動であると特定できるので、吸入空気量を制御してトルク変動を抑制する。他方、第１周波数が第２周波数と一致せず且つ第１周波数が第３周波数と一致する場合は、トルク変動の要因は、消去法的にＥＧＲガス量の変動であると特定できるので、ＥＧＲガス量を制御してトルク変動を抑制する。

以上より、トルク変動の要因が吸入空気量の変動である場合は、吸入空気量を制御し、他方、トルク変動の要因がＥＧＲガス量の変動である場合は、ＥＧＲガス量を制御するので、燃費の悪化を回避して内燃機関のトルク変動を抑制できる。

本発明の内燃機関の制御装置によれば、燃費の悪化を回避して内燃機関のトルク変動を抑制できる。

本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置を含むエンジン制御システムの構成概略図である。 図示トルク標準偏差とトルク変動との相関関係を示した図である。 全気筒積算図示トルクの一例を示した図である。 図３の全気筒積算図示トルクの周波数特性を示した図である。 ＩＶＣ図示トルクの一例を示す図である。 図５のＩＶＣ図示トルクの周波数特性を示した図である。 点火直前図示トルクの一例を示した図である。 図７の点火直前図示トルクの周波数特性の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

＜構成説明＞
この実施形態に係る内燃機関の制御装置５は、図１に示すように、内燃機関３のトルク変動を抑制するものであり、トルク変動の要因が、吸入空気量の変動であるか、またはＥＧＲガス量（例えば内部ＥＧＲガス量）の変動であるかに応じて、吸入空気量の変動またはＥＧＲガス量の変動を抑制することで、トルク変動を抑制する点に特徴がある。以下、この制御装置５を含むエンジン制御システム１について詳細する。

このエンジン制御システム１は、図１に示すように、内燃機関３の一例である自動車用のエンジン（以後、エンジン３と呼ぶ）と、エンジン３を制御する制御装置５とを備えている。

エンジン３は、例えば４つの気筒３ａ（＃１〜＃４気筒）を有する４気筒エンジンである。なお、図１のエンジン３では、作図便宜上、１つの気筒３ａだけ図示されており、他の気筒３ａについて図示省略されている。

エンジン３は、燃焼室（気筒）３ａと、燃焼室３ａの吸気ポート３ｂに連結された吸気通路３ｃと、燃焼室３ａの排気ポート３ｄに連結された排気通路３ｅと、吸気ポート３ｂを開閉する吸気弁３ｆと、吸気弁３ｆを開閉駆動する吸気カムシャフト３ｇと、吸気弁３ｆの開閉タイミングを変更する吸気カム位相可変機構３ｈと、排気ポート３ｄを開閉する排気弁３ｉと、排気弁３ｉを開閉駆動する排気カムシャフト３ｊと、排気弁３ｉの開閉タイミングを変更する排気カム位相可変機構３ｋと、吸気通路３ｃに配設された燃料噴射弁３ｍと、吸気通路３ｃに配設されたスロットル弁３ｎおよびタンブル制御弁３ｐと、燃焼室３ａ内に配置されたピストン３ｑと、ピストンロッド３ｒを介してピストン３ｑと連結されたクランクシャフト３ｓと、燃焼室３ａに配設された点火プラグ３ｔとを備えている。

吸気カムシャフト３ｇおよび排気カムシャフト３ｊはそれぞれ、クランクシャフト３ｓの回転により回転駆動され、その回転駆動により吸気弁３ｆおよび排気弁３ｉを開閉駆動する。

吸気カム位相可変機構３ｈは、クランクシャフト３ｓに対する吸気カムシャフト３ｇの相対的な位相角φ１を調整して、吸気弁３ｆの開閉タイミングを進角側または遅角側に制御する。同様に、排気カム位相可変機構３ｋは、クランクシャフト３ｓに対する排気カムシャフト３ｊの相対的な位相角φ２を調整して、排気弁３ｉの開閉タイミングを進角側または遅角側に制御する。

スロットル弁３ｎは、吸気通路３ｃ内において回動可能に配設されている。スロットル弁３ｎは、その回動に伴ってスロットル開度（即ち吸気通路３ｃの流路面積）ＳＰを変化させることで、吸気通路３ｃ内を流れる空気量を変化させるものである。

タンブル制御弁３ｐは、バタフライ式の弁であり、吸気通路３ｃ内において吸気ポート３ｂの手前に配設されている。タンブル制御弁３ｐは、その回動に伴ってタンブル開度（即ち吸気通路３ｃの流路面積）ＴＰを変化させることで、燃焼室３ａ内に発生するタンブル流（縦回転流）の強さを制御する。

このエンジン３では、燃焼室３ａに吸気通路３ｃを通じて空気が吸入されると共に、燃料噴射弁３ｍから燃焼室３ａの吸気ポート３ｂに向けて燃料が噴射される。この吸入空気と噴射燃料とからなる混合気は、吸気ポート３ｂから燃焼室３ａ内に吸入されて、ピストン３ｑにより圧縮された状態で点火プラグ３ｔの点火により燃焼される。そのときの燃焼エネルギによりピストン３ｑが往復移動して、エンジン３の出力軸であるクランクシャフト３ｓが回転される。そして、燃焼後の混合気（即ち既焼ガス）の一部は、内部ＥＧＲガスとして燃焼室３ａ内に残留させられて、次の混合気燃焼で燃焼させられる。そして、既焼ガスの残部は、排気ガスとして燃焼室３ａの排気ポート３ｄから排気通路３ｅを通じて外部に排出される。

また、このエンジン３では、吸気カム位相可変機構３ｈおよび排気カム位相可変機構３ｋにより、吸気弁３ｆおよび排気弁３ｉの開閉タイミングがそれぞれ無段階に変更可能になっており、これにより、内部ＥＧＲガス量が２つのカム位相可変機構３ｈ，３ｋにより自在に変更可能になっている。

このエンジン３には、エンジン３の運転状態を検出する車両センサとして、例えば、筒内圧センサＳ１と、クランク角センサＳ２と、カム角センサＳ３とが配設されている。

筒内圧センサＳ１は、気筒（燃焼室）３ａ内（例えば気筒３ａの側壁）に配設されており、気筒３ａ内に生ずる圧力（筒内圧）ＣＰを検出し、その検出値を制御装置５に出力する。

クランク角センサＳ２は、クランクシャフト３ｓの位相角に対応する信号を制御装置５に出力する。そして、その出力値に基づいて、制御装置５は、エンジン回転速度Ｎｅおよび点火プラグ３ｔの点火直前時期を検出する。

カム角センサＳ３は、吸気カムシャフト３ｇの位相角を検出し、その検出値を制御装置５に出力する。その検出値に基づいて、制御装置５は、吸気弁３ｆの閉弁時（Intake Valve Close以後ＩＶＣと呼ぶ）を検出する。また、カム角センサＳ３の検出値（吸気カムシャフト３ｇの位相角）とクランク角センサＳ２の前記出力値（クランクシャフト３ｓの位相角）とに基づいて、制御装置５は、クランクシャフト３ｓに対する吸気カムシャフト３ｇの相対的な位相角φ１を検出する。

制御装置５は、吸気弁３ｆおよび排気弁３ｉの開閉タイミングを制御するカム位相制御部５１と、スロットル開度ＳＰを制御するスロットル開度制御部５２と、タンブル開度ＴＰを制御するタンブル開度制御部５３と、エンジン３のトルク変動を抑制するトルク変動抑制部５４とを備えている。

カム位相制御部５１は、例えばエンジン回転速度Ｎｅなどに基づいて、吸気カム位相可変機構３ｈおよび排気カム位相可変機構３ｋを介して吸気カムシャフト３ｇの位相角φ１および排気カムシャフト３ｊの位相角φ２を制御することで、内部ＥＧＲガス量が最適値となるように（例えば混合気燃焼状態が良好になるように）、吸気弁３ｆおよび排気弁３ｉの開閉タイミングを制御する。例えば、カム位相制御部５１は、エンジン回転速度Ｎｅが高いほど内部ＥＧＲガス量が多くなるように、吸気弁３ｆおよび排気弁３ｉの開閉タイミングを制御する。

スロットル開度制御部５２は、例えばエンジン回転速度Ｎｅなどに基づいて（例えばエンジン回転速度Ｎｅが大きいほどスロットル開度ＳＰが大きくなるように）、スロットル弁３ｎを制御する。

タンブル開度制御部５３は、例えばエンジン回転速度Ｎｅなどに基づいて（例えばエンジン回転速度Ｎｅが低いほどタンブル開度ＴＰを大きくして（即ちタンブル流を強くして）燃焼効率が高まるように）、タンブル制御弁３ｐを制御する。

トルク変動抑制部５４は、エンジン３の図示トルクに基づいて、エンジン３のトルク変動の要因が吸入空気量の変動であるか、または内部ＥＧＲガス量の変動であるかを判定し、エンジン３のトルク変動の要因に応じて、各制御部５１，５２，５３を制御して吸入空気量の変動または内部ＥＧＲガス量の変動を抑制することで、エンジン３のトルク変動を抑制する。

一般に、エンジン３のトルク変動と図示トルク標準偏差との間には、図２に示すように正の相関関係がある。このため、このトルク変動抑制部５４では、エンジン３の図示トルクを利用してトルク変動の要因を判定している。また、トルク変動の主要因は燃焼変動であるが、燃焼変動の要因には、吸入空気量の変動またはＥＧＲガス量（ここでは内部ＥＧＲガス量）の変動がある。このため、トルク変動抑制部５４では、トルク変動を適切に抑制するために、トルク変動の要因（即ち燃焼変動の要因）が、吸入空気量の変動であるかまたはＥＧＲガス量の変動であるかを判定して、トルク変動を抑制している。

トルク変動抑制部５４は、クランク角毎の図示トルクＴｚ１の周波数特性（第１周波数特性）Ｆ１から周波数強度が最大となる第１周波数ｆ１を抽出する第１周波数抽出部５４ａと、吸気弁閉弁時の図示トルク（ＩＶＣ図示トルク）Ｔｚ２の周波数特性（第２周波数特性）Ｆ２から周波数強度が最大となる第２周波数ｆ２を抽出する第２周波数抽出部５４ｂと、点火直前の図示トルク（点火直前図示トルク）Ｔｚ３の周波数特性（第３周波数特性）Ｆ３から周波数強度が最大となる第３周波数ｆ３を抽出する第３周波数抽出部５４ｃと、第１〜第３周波数ｆ１〜ｆ３に基づいてトルク変動の要因が吸入空気量の変動であるか、または内部ＥＧＲガス量の変動であるかを判定する判定部５４ｄと、トルク変動の要因に応じて各制御部５１，５２，５３を制御して吸入空気量の変動または内部ＥＧＲガス量の変動を抑制することで、トルク変動を抑制する制御部５４ｅとを備えている。

第１周波数抽出部５４ａは、クランク角毎（例えば１ｄｅｇ毎）に各気筒３ａの筒内圧（即ち筒内圧センサＳ１の検出値）ＣＰを検出し、クランク角毎に各気筒３ａの筒内圧ＣＰを積算して、図３に示すように、図示トルクＴｚ１としてクランク角毎の全気筒積算図示トルクＴｚ１’を算出する。図３では、例えば、エンジン回転速度Ｎｅが１２００〔ｒｐｍ〕で点火時期ＳＡが０〔°ＢＴＤＣ〕の条件下で検出された４００サイクル分の筒内圧センサＳ１の検出値ＣＰが用いられて、図示トルクＴｚ１（Ｔｚ１’）が算出されている。

また、第１周波数抽出部５４ａは、全気筒積算図示トルクＴｚ１’に周波数解析を行って、図４に示すように、全気筒積算図示トルクＴｚ１’の周波数特性（即ち第１周波数特性）Ｆ１を取得する。そして、第１周波数抽出部５４ａは、第１周波数特性Ｆ１から、トルク変動に影響する範囲（例えば１〜４Ｈｚ）ΔＦ内で周波数強度が最大となる周波数（即ち第１周波数）ｆ１を抽出する。

第２周波数抽出部５４ｂは、各気筒３ａの筒内圧センサＳ１の検出値（即ち第１周波数ｆ１の抽出で用いた検出値）ＣＰに基づいて、図５に示すように、気筒３ａ毎に、吸気弁閉弁時の図示トルク（ＩＶＣ図示トルク）Ｔｚ２を算出する。図５は、一例として＃１気筒のＩＶＣ図示トルクＴｚ２を示す。図５中で、横軸はサイクル数であり、縦軸はＩＶＣ図示トルクＴｚ２である。

また、第２周波数抽出部５４ｂは、気筒３ａ毎のＩＶＣ図示トルクＴｚ２に周波数解析を行って、図６に示すように、気筒３ａ毎にＩＶＣ図示トルクＴｚ２の周波数特性（即ち第２周波数特性）Ｆ２を取得する。そして、第２周波数抽出部５４ｂは、気筒３ａ毎に、第２周波数特性Ｆ２から、トルク変動に影響する範囲（例えば１〜４Ｈｚ）ΔＦ内で周波数強度が最大となる周波数（即ち第２周波数）ｆ２を抽出する。このように、第２周波数ｆ２は、気筒３ａ毎に抽出される。

第３周波数抽出部５４ｃは、各気筒３ａの筒内圧センサＳ１の検出値（即ち第１周波数ｆ１の抽出で用いた検出値）ＣＰに基づいて、図７に示すように、気筒３ａ毎に、点火プラグ３ｔの点火直前時の図示トルク（点火直前図示トルク）Ｔｚ３を算出する。図７は、一例として＃１気筒の点火直前図示トルクＴｚ３を示す。図７中で、横軸はサイクル数であり、縦軸は点火直前図示トルクＴｚ３である。

また、第３周波数抽出部５４ｃは、気筒３ａ毎の点火直前図示トルクＴｚ３に周波数解析を行って、図８に示すように、気筒３ａ毎に点火直前図示トルクＴｚ３の周波数特性（即ち第３周波数特性）Ｆ３を取得する。そして、第３周波数抽出部５４ｃは、気筒３ａ毎に、第３周波数特性Ｆ３から、トルク変動に影響する範囲（例えば１〜４Ｈｚ）ΔＦ内で周波数強度が最大となる周波数（即ち第３周波数）ｆ３を抽出する。このように、第３周波数ｆ３は、気筒３ａ毎に抽出される。

判定部５４ｄは、気筒３ａ毎に、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第２周波数ｆ２と一致するか否かを判定し、その判定結果が一致しない場合は、更に、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第３周波数ｆ３と一致するか否かを判定する。そして、判定部５４ｄは、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第２周波数ｆ２と一致する場合は、当該気筒３ａについてはトルク変動の要因は吸入空気量の変動であると判定し、他方、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第２周波数ｆ２と一致せず且つ第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第３周波数ｆ３と一致する場合は、当該気筒３ａについては、トルク変動の要因は内部ＥＧＲガス量の変動であると判定する。

このトルク変動の要因の判定方法の考え方を補足すると、下記の通りである。即ち、第２周波数ｆ２は、ＩＶＣ図示トルク（吸気弁閉弁時の図示トルク）Ｔｚ２の周波数特性Ｆ２から、周波数強度が最大となる周波数として抽出されるので、第２周波数ｆ２は、吸入空気量に起因した周波数成分を表している。即ち、ＩＶＣ図示トルクＴｚ３は、吸気弁閉弁時の混合気の筒内圧に影響されるが、吸気弁閉弁時は、ＥＧＲガス（ここでは内部ＥＧＲガス）の筒内圧は吸入空気の筒内圧に比べて小さく無視できるので、ＩＶＣ図示トルクＴｚ２の変動は、吸入空気量の変動に支配される。このため、上述のように抽出される第２周波数ｆ２は、吸入空気量に起因した周波数成分を表している。

また、第３周波数ｆ３は、点火直前図示トルクＴｚ３の周波数特性Ｆ３から、周波数強度が最大となる周波数として抽出されるので、第３周波数ｆ３は、吸入空気量とＥＧＲガス量（ここでは内部ＥＧＲガス量）とを含む全体に起因した周波数成分を表している。即ち、点火直前図示トルクＴｚ３は、吸気弁閉弁時の混合気温度に影響されるが、吸気弁閉弁時は、ＥＧＲガス（ここでは内部ＥＧＲガス）の温度は比較的高いので、点火直前図示トルクＴｚ３の変動は、吸入空気量だけでなくＥＧＲガス量を含む全体の影響を受ける。このため、上述のように抽出される第３周波数ｆ３は、吸入空気量とＥＧＲガス量とを含む全体に起因した周波数成分を表している。

よって、第１周波数ｆ１が第２周波数ｆ２と一致する場合は、図示トルクＴｚ１の変動の要因は、吸入空気量の変動であると判定（即ち特定）できる。他方、第１周波数ｆ１が第２周波数ｆ２と一致せず且つ第１周波数ｆ１が第３周波数ｆ３と一致する場合は、図示トルクＴｚ１の変動の要因は、消去法的にＥＧＲガス量の変動であると判定できる。

制御部５４ｅは、各気筒３ａに対し、トルク変動の要因が吸入空気量の変動であると判定した場合は、スロットル開度制御部５２およびタンブル開度制御部５３を制御して当該気筒３ａの吸入空気量の変動を抑制することで、エンジン３のトルク変動を抑制し、他方、トルク変動の要因が内部ＥＧＲガス量の変動であると判定された場合は、カム位相制御部５１を制御して当該気筒３ａの内部ＥＧＲガス量の変動を抑制することで、エンジン３のトルク変動を抑制する。

＜動作説明＞
次に図９に基づいて、制御装置５の要部（即ちトルク変動抑制部５４）の動作を説明する。

ステップＳ１では、第１周波数抽出部５４ａは、クランク角毎に各気筒３ａの筒内圧（即ち筒内圧センサＳ１の検出値）ＣＰを検出し、クランク角毎に各気筒３ａの筒内圧ＣＰを積算して、図３に示すように、図示トルクＴｚ１としてクランク角毎の全気筒積算図示トルクＴｚ１’を算出する。そして、第１周波数抽出部５４ａは、算出した全気筒積算図示トルクＴｚ１’に周波数解析を行って、図４に示すように、全気筒積算図示トルクＴｚ１’の周波数特性（即ち第１周波数特性）Ｆ１を取得する。そして、第１周波数抽出部５４ａは、第１周波数特性Ｆ１から、トルク変動に影響する範囲ΔＦ内で周波数強度が最大となる周波数（即ち第１周波数）ｆ１を抽出する。

ステップＳ２では、第２周波数抽出部５４ｂは、各気筒３ａの筒内圧センサＳ１の検出値（第１周波数ｆ１の抽出で用いられた検出値）ＣＰに基づいて、図５に示すように、気筒３ａ毎にＩＶＣ図示トルクＴｚ２を算出する。そして、第２周波数抽出部５４ｂは、気筒３ａ毎のＩＶＣ図示トルクＴｚ２に周波数解析を行って、図６に示すように、気筒３ａ毎にＩＶＣ図示トルクＴｚ２の周波数特性（即ち第２周波数特性）Ｆ２を取得する。そして、第２周波数抽出部５４ｂは、気筒３ａ毎に、第２周波数特性Ｆ２から、トルク変動に影響する範囲ΔＦ内で周波数強度が最大となる周波数（即ち第２周波数）ｆ２を抽出する。

ステップＳ３では、第３周波数抽出部５４ｃは、各気筒３ａの筒内圧センサＳ１の検出値（第１周波数ｆ１の抽出で用いられた検出値）ＣＰに基づいて、図７に示すように、気筒３ａ毎に点火直前図示トルクＴｚ３を算出する。そして、第３周波数抽出部５４ｃは、気筒３ａ毎の点火直前図示トルクＴｚ３に周波数解析を行って、図８に示すように、気筒３ａ毎に点火直前図示トルクＴｚ３の周波数特性（即ち第３周波数特性）Ｆ３を取得する。そして、第３周波数抽出部５４ｃは、気筒３ａ毎に、第３周波数特性Ｆ３から、トルク変動に影響する範囲ΔＦ内で周波数強度が最大となる周波数（即ち第３周波数）ｆ３を抽出する。

ステップＳ４では、判定部５４ｄは、気筒３ａ毎に、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第２周波数ｆ２と一致するか否かを判定する。この判定の結果、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第２周波数ｆ２と一致する場合（Ｙｅｓ）は、判定部５４ｄは、当該気筒３ａについては、トルク変動の要因は吸入空気量の変動であると判定する。そして、処理がステップＳ６に進む。

他方、ステップＳ４の判定の結果、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第２周波数ｆ２と一致しない場合（Ｎｏ）は、処理がステップＳ５に進み、判定部５４ｄは、更に、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第３周波数ｆ３と一致するか否かを判定する。ステップＳ５の判定の結果、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第３周波数ｆ３と一致する場合（Ｙｅｓ）は、判定部５４ｄは、当該気筒３ａについては、トルク変動の要因は内部ＥＧＲガス量の変動であると判定する。そして、処理がステップＳ７に進む。他方、ステップＳ５の判定の結果、第１周波数ｆ１が当該気筒３ａの第３周波数ｆ３と一致しない場合（Ｎｏ）は、処理が終了する。

ステップＳ６では、制御部５４ｅは、トルク変動の要因が吸入空気量の変動であると判定された気筒３ａに対しては、スロットル開度制御部５２およびタンブル開度制御部５３を制御して当該気筒３ａの吸入空気量の変動を制御することで、エンジン３のトルク変動を抑制する。そして、当該気筒３ａに対する処理が終了する。他方、ステップＳ７では、制御部５４ｅは、トルク変動の要因が内部ＥＧＲガス量の変動であると判定された気筒３ａに対しては、カム位相制御部５１を制御して当該気筒３ａの内部ＥＧＲガス量の変動を抑制することで、エンジン３のトルク変動を抑制する。そして、当該気筒３ａに対する処理が終了する。

＜主要な効果＞
以上のように構成された内燃機関の制御装置５によれば、第１周波数ｆ１が第２周波数ｆ２と一致する場合は、トルク変動の要因は吸入空気量の変動であると特定できるので、吸入空気量が制御されてトルク変動が抑制される。他方、第１周波数ｆ１が第２周波数ｆ２と一致せず且つ第１周波数ｆ１が第３周波数ｆ３と一致する場合は、トルク変動の要因は、消去法的にＥＧＲガス量（ここでは内部ＥＧＲガス量）の変動であると特定できるので、ＥＧＲガス量が制御されてトルク変動が抑制される。以上より、トルク変動の要因が吸入空気量の変動である場合は、吸入空気量の変動が抑制され、他方、トルク変動の要因がＥＧＲガス量の変動である場合は、ＥＧＲガス量の変動が抑制されるので、燃費の悪化を回避してエンジン３のトルク変動を抑制できる。

＜変形例＞
上記の実施形態では、ＥＧＲが内部ＥＧＲである場合で説明したが、外部ＥＧＲ（即ち、吸気通路３ｃと排気通路３ｅとを繋ぐＥＧＲ通路を備え、このＥＧＲ通路により排気通路３ｅに排出された排気ガスの一部を吸気通路３ｃに還流させて再度吸気させる技術）であってもよく、また、内部ＥＧＲと外部ＥＧＲとを組み合わせた場合であってもよい。

本発明は、吸入空気量とＥＧＲガス量とを制御してトルク変動を抑制する内燃機関の制御装置への適用に最適である。

３ エンジン
５ 制御装置
Ｔｚ１ 図示トルク
Ｔｚ２ ＩＶＣ図示トルク
Ｔｚ３ 点火直前図示トルク
Ｆ１ 第１周波数特性
Ｆ２ 第２周波数特性
Ｆ３ 第３周波数特性
ｆ１ 第１周波数
ｆ２ 第２周波数
ｆ３ 第３周波数
ＩＶＣ 吸気弁閉弁時

Claims (1)

1. 吸入空気量とＥＧＲガス量とを制御してトルク変動を抑制する内燃機関の制御装置において、
   クランク角毎の図示トルクの周波数特性から周波数強度が最大となる第１周波数を抽出し、吸気弁閉弁時の図示トルクの周波数特性から周波数強度が最大となる第２周波数を抽出し、点火直前の図示トルクの周波数特性から周波数強度が最大となる第３周波数を抽出し、前記第１周波数が前記第２周波数と一致する場合は、吸入空気量を制御してトルク変動を抑制し、前記第１周波数が前記第２周波数と一致せず且つ前記第１周波数が前記第３周波数と一致する場合は、ＥＧＲガス量を制御してトルク変動を抑制することを特徴とする内燃機関の制御装置。

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