JPH04224259A

JPH04224259A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH04224259A
Application number: JP40562290A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Norota; 一彦野呂田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-12-25
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 1992-08-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の制御装置に係
り、特に多気筒内燃機関で気筒間補正を行なってから、
トルク変動量が目標値付近となるように機関の制御パラ
メータ（例えば燃料噴射量；ＥＧＲ量等）を制御する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数の気筒（例えば４気筒）
のうちの一つの気筒に燃焼圧センサを設け、その出力か
らその気筒のトルク変動を演算し、その値が所定の目標
値となるように、機関の空燃比を極力リーン側にフィー
ドバック制御する燃料噴射量制御装置が知られている（
特開平１−２７１６３４号公報）。この従来装置の燃料
噴射量制御はサイクル間のトルク変動量をリーン限界値
付近になるように行なうことから、リーンリミット制御
と呼ばれ、燃費の向上や窒素酸化物（ＮＯＸ　）の低減
などに有効である。

【０００３】なお、上記の従来装置では装置のコストア
ップ並びに制御の複雑さを防止するため、燃焼圧センサ
は多気筒のうちの一つの気筒のみに設けているから、こ
の燃焼圧センサの出力信号で全気筒の燃焼圧を代表させ
ると、元々各気筒間に失火限界のバラツキ（例えばバル
ブクリアランスのバラツキによる排気ガス再循環（ＥＧ
Ｒ）量のバラツキ）があるために、失火領域に至る気筒
が発生して全体のトルク変動が著しく悪い状態に制御さ
れてしまう可能性がある。

【０００４】そこで、上記の従来装置では、各気筒の燃
焼行程の所要時間等から気筒間の発生トルクの大小を検
出し、これが各気筒間で同じになるように気筒別に空燃
比を補正する制御（気筒間補正）をまず実施し、気筒間
補正が完了してから上記のリーンリミット制御を始める
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
装置では気筒間補正係数の算出には運転状態が所定の条
件を満たしていることが必要であり、また気筒間補正を
完了するまでにもある程度の時間を必要とする。すなわ
ち、気筒間補正係数の算出には、各気筒が燃焼状態にあ
る時だけでなく、検出誤差除去のため各気筒が燃焼状態
にないフューエルカット中の時も、各々所定回数以上の
データを採取することが必要であるが、運転パターンに
よってはなかなかフューエルカット中の運転条件となら
ず、気筒間補正が完了するまでに相当の時間がかかって
しまう可能性がある。

【０００６】このような場合、内燃機関の運転条件（暖
機、回転数、負荷など）としては、リーンリミット制御
によって燃費効率の良い条件で運転できる状態にあるに
も拘らず、気筒間補正中は空燃比のリーン制御が行なえ
ないため、ストイキで制御した場合には気筒間補正中は
燃費が悪化する。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
気筒間補正完了前には完了後よりも狭くされた上下限値
で空燃比のフィードバック制御を行なうことにより、上
記の課題を解決した内燃機関の制御装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図を示す。同図に示すように、本発明は多気筒内燃機関
の各気筒間の発生トルクを揃えるための気筒間補正係数
を気筒別に算出する気筒間補正係数算出手段１１と、所
定気筒の発生トルクのサイクル間変動量が目標トルク変
動量に一致するようにするための全気筒のトルク変動量
補正係数を算出するトルク変動量補正係数算出手段１２
とを備え、各気筒の機関制御パラメータを前記気筒間補
正係数と前記トルク変動量補正係数とにより補正する制
御手段１３とを備える内燃機関の制御装置において、判
定手段１４及び修正手段１５を有するように構成したも
のである。

【０００９】上記の判定手段１４は各サイクル毎に前記
気筒間補正係数に基づく気筒間補正が完了したか否か判
定する。また、上記の修正手段１５は判定手段１４によ
り気筒間補正が終了してないと判定されたときは、気筒
間補正完了と判定されたときに比し、トルク変動量補正
係数算出手段１２におけるトルク変動量補正係数の上下
限ガード値のうち少なくともトルク変動量が大きい側の
ガード値をトルク変動量が小さい側に修正する。

【００１０】

【作用】本発明では気筒間補正が完了していないときは
、気筒間補正が完了している場合よりもトルク変動量補
正係数の少なくともトルク変動量が大きい側のガード値
をトルク変動量が小さい側に修正するようにしているた
め、気筒間補正が完了しない運転条件が続いた場合でも
、トルク変動量補正係数がトルク変動量が小さい側のガ
ード値に制限された値となるため、気筒間補正が完了し
ない期間中でも失火に至る気筒がなくトルク変動量が限
界付近になるまで、機関制御パラメータ（燃料噴射量，
ＥＧＲ量）を制御することができる。

【００１１】

【実施例】図２は本発明の一実施例を適用した内燃機関
の要部の構成図を示す。図２は４気筒火花点火式内燃機
関を示し、機関本体２１には４つの点火プラグ２２１　
，２２２　，２２３　及び２２４　が取り付けられ、ま
た各気筒の燃焼室が４分岐されたインテークマニホルド
２３とエキゾーストマニホルド２４に夫々連通されてい
る。

【００１２】インテークマニホルド２３の下流側の各枝
管には別々に燃料噴射弁２５１　，２５２　，２５３　
及び２５４　が取り付けられている。また、インテーク
マニホルド２３の上流側は吸気通路２６に連通されてい
る。１番気筒には燃焼圧センサ２７が設けられている。この燃焼圧センサ２７は１番気筒内の筒内圧力を直接計
測する耐熱性の圧電式センサであって、筒圧圧力に応じ
た電気信号を発生する。

【００１３】ディストリビュータ２８は点火プラグ２２
１　〜２２４　に夫々高電圧を分配供給する。このディ
ストリビュータ２８にはクランク角７２０°毎に基準位
置検出用パルス信号を発生する基準位置センサ２９と、
クランク角３０°毎にクランク角度検出信号を発生する
クランク角センサ３０とが取り付けられている。

【００１４】マイクロコンピュータ３１は中央処理装置
（ＣＰＵ）３２，メモリ３３，入力インターフェイス回
路３４及び出力インターフェイス回路３５を有し、これ
らを双方向のバス３６で接続された構成とされている。このマイクロコンピュータ３１により前記した図１の各
手段１１〜１５が実現される。

【００１５】図３は図２の内燃機関の１番気筒及びその
付近の構造を示す。同図中、図２と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図３において、エ
アクリーナ３７でろ過された空気はその吸入空気量がエ
アフローメータ３８によって計測され、吸気通路２６内
に設けられたスロットルバルブ３９を通り、更にサージ
タンク４０で各気筒のインテークマニホルド２３に分配
され、１番気筒の場合はここで燃料噴射弁２５１　から
噴射される燃料と混合されてから吸気弁４１の開弁時、
燃焼室４２に吸入される。

【００１６】燃焼室４２は内部にピストン４３を有し、
また排気弁４４を介してエキゾーストマニホルド２４に
連通されている。前記した燃焼圧センサ２７はその先端
が燃焼室４２内に貫通突出するように構成されている。また、４５はスロットルポジションセンサで、スロット
ルバルブ３９の開度を検出し、その検出信号を前記マイ
クロコンピュータ３１に供給する。

【００１７】次にマイクロコンピュータ３１による燃料
噴射量制御動作について説明する。本実施例は図４及び
図５に示す気筒間補正ルーチン、図６に示すトルク変動
制御ルーチン及び図７に示す燃料噴射量制御ルーチンを
夫々マイクロコンピュータ３１により実行することによ
り、前記したリーンリミット制御を行なうと共に、気筒
間補正中も燃料噴射量を最適に制御するようにしたもの
である。

【００１８】まず、気筒間補正ルーチンについて説明す
る。図４は気筒間補正ルーチンの概略を示すフローチャ
ートで、気筒間の優劣判定を行ない（ステップ１０１）
、４気筒のうち発生トルクが平均より大なる気筒が判別
される。

【００１９】次に気筒間補正係数ＫＴＡＵｊ　（ただし
、ｊは気筒番号）を各気筒別に計算する（ステップ１０
２）。このステップ１０２は前記気筒間補正係数算出手
段１１に相当する。

【００２０】続いて、前記判定手段１４を実現するため
のステップ１０３に進み、ここで気筒間補正係数ＫＴＡ
Ｕｊ　の計算に用いたパラメータに基づいて気筒間補正
が完了したか否か判定される。気筒間補正が完了してい
る場合には気筒間補正完了フラグＸＫＩＴＯＵを“１”
にセットして（ステップ１０４）、このルーチンを終了
する（ステップ１０６）。一方、気筒間補正が完了して
いない場合には上記フラグＸＫＩＴＯＵを“０”にセッ
トして（ステップ１０５）、このルーチンを終了する（
ステップ１０６）。

【００２１】次に、この気筒間補正ルーチンについて更
に詳細に図５と共に説明する。図５に示す気筒間補正ル
ーチンは、クランク角度検出信号に基づきクランク角度
が上死点又は下死点となる１８０°ＣＡ（クランク角）
毎に起動されると、まず、気筒番号ｊの燃焼行程の１８
０°ＣＡ所要時間Ｔ１８０ｊ　を算出し（ステップ２０
１）、続いて７２０°ＣＡのタイミングになったか判定
し（ステップ２０２）、７２０°ＣＡに達していないと
きはこのルーチンを終了する。

【００２２】７２０°ＣＡのタイミングに達すると、こ
の時点で１番，３番，４番及び２番気筒の順で点火する
各気筒の燃焼行程の１８０°ＣＡ所要時間Ｔ１８０１　
，Ｔ１８０３　，Ｔ１８０４　及びＴ１８０２　の４つ
のデータが得られ、これにより次のステップ２０３へ進
んで或る気筒の１８０°ＣＡ所要時間Ｔ１８０ｊ　と、
直前に燃焼工程となる気筒の１８０°ＣＡ所要時間Ｔ１
８０ｊ−１　との差分ＤＴ１８０ｊ　が各気筒別に算出
される（例えば、ＤＴ１８０３　＝Ｔ１８０３　−Ｔ１
８０１　）。この差分ＤＴ１８０ｊ　は角加速度の代用
パラメータであり、定常状態でＤＴ１８０ｊ　が負の値
となる時は、ｊ番気筒はその直前の燃焼工程のｊ−１番
気筒より発生トルク大と判断される。

【００２３】次に上記１８０°ＣＡ所要時間Ｔ１８０ｊ
　の平均値Ｔ１８０ＡＶを算出した後（ステップ２０４
）、差分ＤＴ１８０ｊ　の平均値に相当するＤＴ１８０
ＡＶを次式に基づいて算出する（ステップ２０５）。

【００２４】　　ＤＴ１８０ＡＶ＝１／４（Ｔ１８０ＡＶｉ　−Ｔ１
８０ＡＶｉ−１　）　　　　　　　　　（１）上式中、
Ｔ１８０ＡＶｉ　は今回ステップ２０４で算出された全
気筒の１８０°ＣＡ所要時間平均値、Ｔ１８０ＡＶｉ−
１　は前回ステップ２０４で算出された全気筒の１８０
°ＣＡ所要時間平均値である。

【００２５】続いて、各気筒のＤＴ１８０ｊ　とＤＴ１
８０ＡＶとの差分（全体的な角加速度の変化分をキャン
セル）の平均値Ｔ１８０ＡＶに対する割合ＷＤＴｊ　を
各気筒別に算出する（ステップ２０６）。この割合ＷＤ
Ｔｊ　が負の値の場合、ｊ番気筒は４気筒の平均より発
生トルク大と判断される。

【００２６】続くステップ２０７では、今回の７２０°
ＣＡ間がフューエルカット中か通常の燃料噴射状態であ
ったか判定される。図３のスロットルポジションセンサ
４５によりスロットルバルブ３９が実質的に全閉状態で
あり、かつ、図２のクランク角センサ３０からのクラン
ク角度検出信号により機関回転数が所定範囲内であると
き、フューエルカット中であると判定され、ステップ２
０９が実行され、上記の運転条件以外のときはフューエ
ルカット中ではないと判定されてステップ２０８が実行
される。

【００２７】ステップ２０８では今回の７２０°ＣＡの
間中ずっと噴射状態（全気筒噴射状態）であったか否か
判定され、噴射状態とフューエルカットとが混在してい
たときはこのルーチンを終了し、７２０°ＣＡの間噴射
状態であったときはステップ２１０へ進む。

【００２８】ステップ２０９では前記ステップ２０６で
求めた割合ＷＤＴｊを次式に基づいてなまし処理してな
まし値ＷＤＴＳＭＣｊｉを求め、それを前記メモリ３３
内に格納する。

【００２９】

【数１】

【００３０】ただし、上式中ＷＤＴＳＭＣｊｉ−１は前
回ステップ２０９で算出したなまし値ＷＤＴＳＭＣを示
す。今回のなまし値ＷＤＴＳＭＣｊｉの算出が終ると、ＷＤ
ＴＳＭＣの更新回数を示すカウンタＣＷＤＴＣを“１”
インクリメントする（ステップ２１１）。

【００３１】一方、ステップ２１０では前記ステップ２
０６で求めた割合ＷＤＴｊ　を次式に基づいてなまし処
理してなまし値ＷＤＴＳＭＢｊｉを求め、それを前記メ
モリ３３内に格納する。

【００３２】

【数２】

【００３３】ただし、上式中、ＷＤＴＳＭＢｊｉ−１は
前回ステップ２１０で算出したなまし値ＷＤＴＳＭＢを
示す。今回なまし値ＷＤＴＳＭＢｊｉの算出が終ると、
ＷＤＴＳＭＢの更新回数を示すカウンタＣＷＤＴＢを“
１”インクリメントする（ステップ２１２）。以上のス
テップ２０１から２１２までが前記図４のステップ１０
１の気筒間の優劣判定処理に相当する。

【００３４】ステップ２１１又は２１２の処理が終ると
、ステップ２１３においてカウンタＣＷＤＴＢが“８”
以上で、かつ、ＣＷＤＴＣが“２”以上か否か判定され
、この条件が満たされないときは得られた各値に信頼性
が無いものとしてこのルーチンを終了し、この条件が満
たされたときは得られた各値に信頼性が有りとして次の
ステップ２１４へ進む。

【００３５】ステップ２１４では次式に基づいて基本噴
射係数ＫＴＡＵＢｊを気筒別に算出する。

【００３６】

【数３】

【００３７】ただし、上式中、（ＫＴＡＵｊ　）ｉ−１
　は前回このルーチンが起動されて後述のステップ２１
６で算出された気筒間補正係数である。また、基本噴射
係数ＫＴＡＵＢｊ　の初期値は「１．０　」である。こ
こで、（４）　式に示すように噴射状態のなまし値ＷＤ
ＴＳＭＢｊ　とフューエルカット中のなまし値ＷＤＴＳ
ＭＣｊ　との差分に応じて基本噴射係数ＫＴＡＵＢｊ　
を補正するのは、各気筒のフリクションを除去して燃焼
状態における各気筒の回転変動だけをみるためである。すなわち、フューエルカット中のなまし値ＷＤＴＳＭＣ
ｊ　は、各気筒が燃焼状態になく、発生トルクが無いと
きのフリクションによる回転変動を表わしている。

【００３８】次に各気筒の気筒間補正係数ＫＴＡＵｊ　
の平均値を「１．０　」とするために、ステップ２１５
において次式

【００３９】

【数４】

【００４０】により基本噴射係数ＫＴＡＵＢｊ　の平均
値の「１．０」に対するずれＫＣＴＡＵを気筒別に算出
した後、ステップ２１６において基本噴射係数ＫＴＡＵ
Ｂｊ　から上記のずれＫＣＴＡＵを差し引くことによっ
て気筒間補正係数ＫＴＡＵｊ　を気筒別に算出する。Ｋ
ＴＡＵｊ　の平均値を「１．０　」とするのは、全気筒
の平均空燃比が気筒間補正制御により変化しないように
するためである。以上のステップ２１３から２１６まで
の処理が、図４のステップ１０２の気筒間補正係数ＫＴ
ＡＵｊ　の計算処理に相当する。

【００４１】次にステップ２１７において各気筒の｜Ｗ
ＤＴＳＭＢｊ　−ＷＤＴＳＭＣｊ　｜が全気筒ともに所
定値（例えば０．０１）以下か否か判定される。気筒間
補正は各気筒の発生トルクを略同一に揃えるための処理
であり、気筒間補正が正常に完了しているときは上記の
｜ＷＤＴＳＭＢｊ　−ＷＤＴＳＭＣｊ　｜で表わされる
燃焼状態の回転変動は所定値以下となる。なお、各気筒
間で全くトルクバラツキの無いときは、｜ＷＤＴＳＭＢ
ｊ　−ＷＤＴＳＭＣｊ　｜は全気筒「０．０　」となる
。

【００４２】そこで、｜ＷＤＴＳＭＢｊ　−ＷＤＴＳＭ
Ｃｊ　｜が所定値以下のときには気筒間補正が完了した
と推定して気筒間補正完了フラグＸＫＩＴＯＵを“１”
にセットし（ステップ２１８）、上記絶対値が所定値よ
り大のときには気筒間補正未完了として上記フラグＸＫ
ＩＴＯＵを“０”にクリアして（ステップ２１９）、こ
の処理ルーチンを終了する（ステップ２２０）。上記の
ステップ２１７の処理が図４のステップ１０３の処理に
相当し、ステップ２１８，２１９はステップ１０４，１
０５に相当する。

【００４３】次にリーンリミット制御のためのトルク変
動制御ルーチンについて説明する。図６（Ａ）はトルク
変動制御のメインルーチンを示すフローチャートで、７
２０°ＣＡ毎に起動される。また、図６（Ｂ）は筒内圧
力取り込みルーチンを示し、所定クランク角（例えば３
０°ＣＡ）毎に割り込みによって起動され、燃焼圧セン
サ２７から入力インターフェイス回路３４に入力される
電気信号（燃焼圧信号）をアナログ−ディジタル変換（
Ａ／Ｄ変換）し（ステップ４０１）、得られたディジタ
ルデータをメモリ３３に格納する。

【００４４】すなわち、クランク角度検出信号に基づき
、クランク角度がＢＴＤＣ１５５°ＣＡ（上死点前１５
５°），ＡＴＤＣ５°ＣＡ（上死点後５°），ＡＴＤＣ
２０°ＣＡ，ＡＴＤＣ３５°ＣＡ及びＡＴＤＣ５０°Ｃ
Ａの夫々のタイミングのときに、その時の燃焼圧信号の
ディジタルデータをメモリ３３に夫々取り込む。

【００４５】図８はこのときの燃焼圧信号の変化とクラ
ンク角度検出信号などとの関係を示す。クランク角度が
ＢＴＤＣ１５５°ＣＡのときの燃焼圧信号ＶＣＰ０　は
、燃焼圧センサ２７の温度等による出力ドリフト、オフ
セット電圧のばらつき等を吸収するために、他のクラン
ク位置での燃焼圧の基準値とするものである。

【００４６】クランク角度がＡＴＤＣ５°ＣＡ，ＡＴＤ
Ｃ２０°ＣＡ，ＡＴＤＣ３５°ＣＡ及びＡＴＤＣ５０°
ＣＡの夫々の時の燃焼圧信号は図８にＶＣＰ１　，ＶＣ
Ｐ２　，ＶＣＰ３　及びＶＣＰ４　で示される。なお、
図８中、ＮＡは３０°ＣＡ割り込み毎にカウントアップ
し、３６０°ＣＡ毎にクリアされるアングルカウンタＮ
Ａの値である。ＡＴＤＣ５°ＣＡ，ＡＴＤＣ３５°ＣＡ
の位置は３０°ＣＡ割り込み時点と一致しないので、Ａ
ＴＤＣ５°ＣＡ，ＡＴＤＣ３５°ＣＡでのＡ／Ｄ変換は
その直前の３０°ＣＡ割り込み時点（ＮＡ＝“０”，“
１”）で１５°ＣＡ時間をタイマに設定し、タイマでＣ
ＰＵ３２に割り込ませる。

【００４７】一方、図６（Ａ）のメインルーチンが７２
０°ＣＡ毎に起動されると、まず上記ステップ４０１で
取り込んだ５つの燃焼圧データをもとに軸トルクを次の
方法で計算する（ステップ３０１）。

【００４８】まず、ＶＣＰ０　を基準とした燃焼圧力Ｃ
Ｐｎ　を算出する（ただし、ｎ＝１〜４）。

【００４９】ＣＰｎ　＝Ｋ１　×（ＶＣＰｎ　−ＶＣＰ
０　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　（６）上式中、Ｋ１　は燃焼圧信号
−燃焼圧換算係数である。次に次式により各気筒毎に軸
トルクＰＴＲＱを算出する。

【００５０】ＰＴＲＱ＝Ｋ２　×（０．５　ＣＰ１　＋
２ＣＰ２　＋３ＣＰ３　＋４ＣＰ４　）　　　　　　　
（７）ただし、上式中、Ｋ２　は燃焼圧−トルク換算係
数である。

【００５１】次に図６（Ａ）のステップ３０２に進み、
次式に基づいて各気筒毎にサイクル間のトルク変動量Ｄ
ＴＲＱを算出する。

【００５２】　　ＤＴＲＱ＝ＰＴＲＱｉ−１　−ＰＴＲＱｉ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ＤＴＲ
Ｑ≧０）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（８）すなわち、前回の軸トルクＰＴ
ＲＱｉ−１　から今回の軸トルクＰＴＲＱｉ　を差し引
いた値ＤＴＲＱのうち正の場合のみ、換言するとトルク
が減少するときのみ、トルク変動が生じたものとみなす
。これは、ＤＴＲＱが負のときはトルクが理想トルクに
沿って変化しているものとみなすことができるからであ
る。

【００５３】これにより、前記した軸トルクＰＴＲＱが
図９（Ａ）に示した如く変化したものとすると、上記の
トルク変動量ＤＴＲＱは同図（Ｂ）に示す如く変化する
。

【００５４】次にステップ３０３へ進み、今回の運転領
域ＮＯＡＲＥＡｉ　が前回の運転領域ＮＯＡＲＥＡｉ−
１　と変化したか否か判定し、変化していない場合は次
のステップ３０４へ進んで変動判定条件か否かの判定が
行なわれる。なお、後述のトルク変動判定値（目標トル
ク変動量）ＫＴＨは、運転領域毎に設けられている。ま
た、トルク変動判定を行なわない条件としては、減速時
、アイドル運転時、始動中、暖機中、ＥＧＲオン時、フ
ューエルカット時、後述のトルク変動量のなまし値ＴＨ
算出前、非学習領域での運転時などがある。従って、こ
れらの条件のいずれでもないときに、トルク変動判定条
件とみなして次のステップ３０５へ進む。なお、上記の
減速の判定は、前記サイクル間トルク変動量ＤＴＲＱが
例えば５回以上連続して正のときは減速と判定する。

【００５５】減速時には、吸入空気量の減少に伴うトル
ク低下と燃焼悪化に伴うトルク低下とが区別できないた
め、トルク変動量による機関の制御を停止するためであ
る。ステップ３０５ではサイクル間トルク変動量の積算
値ＤＴＲＱ１０ｉ　を次式に基づいて算出する。

【００５６】　　ＤＴＲＱ１０ｉ　＝ＤＴＲＱ１０ｉ−１　＋ＤＴＲ
Ｑ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（９）すなわち、前回までのトルク変動量積算値ＤＴ
ＲＱ１０ｉ−１　に今回算出したトルク変動量ＤＴＲＱ
を加算する。

【００５７】次にサイクル数ＣＹＣＬＥ１０が所定値（
例えば１０）以上か否か判定し（ステップ３０６）、所
定値未満のときはサイクル数ＣＹＣＬＥ１０を“１”イ
ンクリメントした後（ステップ３０７）、このルーチン
を終了し、再び上記の処理を開始する。

【００５８】こうして図６（Ａ）のメインルーチンが所
定回数繰り返されることにより、トルク変動量積算値が
略正確なトルク変動量に対応しているものとみなされる
ようになってから、ステップ３０６から次のステップ３
０８へ進み、トルク変動値ＴＨを例えば次式に基づいて
算出する。　　ＴＨ＝｛１／１６｝（ＤＴＲＱ１０ｉ　−ＴＨｉ−
１　）＋ＴＨｉ−１　　　　　　　　　　　（１０）（
１０）式からわかるように、トルク変動値ＴＨは前回の
トルク変動値ＴＨｉ−１　に、今回のトルク変動量積算
値ＤＴＲＱ１０ｉ　から前回のトルク変動値ＴＨｉ−１
　を差し引いた値の１／１６倍の値を反映させたなまし
値である。

【００５９】トルク変動値ＴＨの算出が終ると、目標ト
ルク変動量ＫＴＨがメモリ３３内に格納されている機関
回転数と吸入空気量との２次元マップから算出される（
ステップ３０９）。続いて、前記トルク変動値ＴＨが（
ｉ）　ＫＴＨ−α＜ＴＨ＜ＫＴＨ，（ｉｉ）ＴＨ≧ＫＴ
Ｈ，（ｉｉｉ）　ＴＨ≦ＫＴＨ−α，のいずれであるか
のトルク変動判定が行なわれる（ステップ３１０）。こ
こで、αは不感帯の幅を示す。

【００６０】（ｉ）　の場合はトルク変動値ＴＨが不感
帯内に入っている場合であり、この場合は補正値をその
ままの値としてサイクル数リセット後図６（Ａ）のルー
チンを終了する（ステップ３１５，３１７）。一方、上
記の（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）　の場合はステップ３１１
へ進んで燃料噴射量の補正値ＫＧＣＰの更新を行なう。このＫＧＣＰはトルク変動量補正係数に該当し、全気筒
同じ値の係数であり、ステップ３１１がトルク変動量補
正係数算出手段１２に相当する。すなわち、ステップ３
１１において、（ｉｉ）の場合にはトルク変動値ＴＨが
目標トルク変動量ＫＴＨよりもトルク変動量が大なる側
にずれているときであり、この場合には燃料噴射量補正
値ＫＧＣＰを次式で示す如く大としてリッチ補正を行な
う。

【００６１】　　ＫＧＣＰｉ　＝ＫＧＣＰｉ−１　＋０．０１　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（１１）また、ステップ３１１におい
て、（ｉｉｉ）　の場合にはトルク変動値ＴＨが不感帯
よりもトルク変動量が小なる側にずれているときであり
、この場合には燃料噴射量補正値ＫＧＣＰを次式で示す
如く小としてリーン補正する。

【００６２】　　ＫＧＣＰｉ　＝ＫＧＣＰｉ−１　−０．０１　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（１２）なお、（１１）及び（１２）
式中ＫＧＣＰｉ−１　は前回の補正値、ＫＧＣＰｉ　は
今回の補正値を示す。

【００６３】このステップ３１１で算出された燃料噴射
量補正値ＫＧＣＰは、例えば図１１に示す如く、機関回
転数ＮＥと吸入空気量のなまし値ＱＮＳＭからなるメモ
リ３３内の２次元マップを規則的に区切った学習領域Ｋ
００〜Ｋ３４のうち、対応する学習領域に更新格納され
る。

【００６４】次に前記した気筒間補正完了フラグＸＫＩ
ＴＯＵの値が“１”か否か判定し（ステップ３１２）、
“１”のとき（気筒間補正完了時）は燃料噴射量補正値
ＫＧＣＰを上限値が「１．２　」，下限値が「０．８　
」の上下限ガード処理を行なう（ステップ３１３）。他
方、ＸＫＩＴＯＵの値が“０”のとき（気筒間補正未完
了時）は燃料噴射量補正値ＫＧＣＰを上限値が「１．１
」，下限値が「０．９　」の上下限ガード処理を行なう
（ステップ３１４）。すなわち、本実施例では燃料噴射
量補正値ＫＧＣＰを、気筒間補正未完了時には気筒間補
正完了時に比し、ガード上限値及びガード下限値の両方
を夫々「０．１　」ずつガード範囲が狭くなる方向に更
新される。なお、気筒間補正未完了時のガード上下限値
は、気筒間のバラツキがある程度あっても、著しくドラ
イバビリティを損うことがない値に設定されている。上
記のステップ３１４により前記した修正手段１５が実現
される。

【００６５】ステップ３１３又は３１４の処理が終った
場合にはサイクル数ＣＹＣＬＥ１０の値をゼロにリセッ
トした後（ステップ３１５）、このルーチンを終了する
（ステップ３１７）。なお、ステップ３０３で運転領域
が変化したと判定されたとき、又はステップ３０４でト
ルク変動判定条件を満たしていないと判定されたときに
は、ステップ３１６へ進みトルク低下量、すなわち前記
したステップ３０５で算出された前回のサイクル間トル
ク変動量の積算値ＤＴＲＱ１０をリセットした後、ステ
ップ３１５へ進んでサイクル数ＣＹＣＬＥ１０をリセッ
トし、ルーチンを終了する（ステップ３１７）。

【００６６】この図６（Ａ）に示すトルク変動補正ルー
チンにより、サイクル数ＣＹＣＬＥ１０は図９（Ｃ）に
示す如く変化し、ステップ３０６で比較される所定値（
同図（Ｃ）にＩＩＩ　で示す値で例えば「１０」）に達
すると、前記ステップ３１５でリセットされる。また、
図９（Ｄ）はサイクル間トルク変動量ＤＴＲＱの積算の
様子を示し、このＤＴＲＱが１０回積算された値が図９
（Ｅ）に示す前記積算値ＤＴＲＱ１０である。

【００６７】また、トルク変動値ＴＨが図１０（Ａ）に
示す如く変化するものとし、（ａ），（ｂ），（ｅ）及
び（ｉ）の各時点で運転領域が変化したものとする。運
転領域の変化は機関回転数及び吸入空気量などに基づい
てステップ３０３で判定され、それに対応して図１０（
Ｂ）に示す如く前記学習領域の番号が変化すると共に、
２次元マップから補間して求められる前記トルク変動判
定値ＫＴＨも運転領域の変化時点より補間計算時間後に
図１０（Ａ）に示す如く変化する（補間によるので、変
化しないこともある）。

【００６８】また、図１０（Ａ）に示すようにトルク変
動値ＴＨが、（ａ）の直後、あるいは（ｄ），（ｇ）で
ＴＨ≧ＫＴＨとなると、これにより図１０（Ｃ）に示す
如く燃料噴射量補正値ＫＧＣＰｉ　が（１１）式に基づ
いてリッチ補正されることにより徐々に増加し始める。

【００６９】更に図１０（Ａ）に（ｆ）で示す時点は、
トルク変動値ＴＨがＴＨ＜ＫＴＨ−αとなった時点であ
り、このときは燃料噴射量補正値ＫＧＣＰｉが（１２）
式に基づいてリーン補正されることにより、徐々に減少
し始める。

【００７０】次に前記した制御手段１３を実現する燃料
噴射量制御ルーチンについて図７と共に説明する。図７
に示す燃料噴射量制御ルーチンは所定クランク角度毎（
例えば３６０°ＣＡ毎）に起動されステップ５０１の処
理を実行してこのルーチンを終了する。ステップ５０１
でメモリ３３から読み出した吸入空気量データＱＮと機
関回転数ＮＥのデータとから、Ｋ・ＱＮ／ＮＥにより基
本噴射時間ＴＰを算出し（ただし、Ｋは定数）、更にメ
モリ３３から読み出した前記気筒間補正係数ＫＴＡＵｊ
　及び燃料噴射量補正値ＫＧＣＰに基づいて、次式によ
り燃料噴射時間ＴＡＵｊ　を気筒別に算出する。

【００７１】　　ＴＡＵｊ　＝ＴＰ×ＫＧＣＰ×ＫＴＡＵｊ　×Ａ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（１３）ただし、上式中Ａは暖機増量、始動後増量その
他種々の補正係数である。

【００７２】この燃料噴射時間ＴＡＵｊ　に基づいて各
気筒の燃料噴射弁２５１　〜２５４　により燃料噴射が
行なわれる。従って、前記したトルク変動値ＴＨが目標
トルク変動量ＫＴＨとＫＴＨ−αの間の不感帯内にある
ときは燃料噴射量補正値ＫＧＣＰが所定範囲内の値であ
って、空燃比が極力リーン側の値となるように燃料噴射
が行なわれる。

【００７３】また、ＴＨ≧ＫＴＨのときは（１１）式に
より補正値ＫＧＣＰが大とされることにより、（１３）
式の燃料噴射時間ＴＡＵが長くされるため、燃料噴射量
が大となり空燃比がリッチ側に補正され、トルク変動量
ＴＨがＫＴＨ以下のトルク変動量が小なる方向に制御さ
れる。一方、ＴＨ≦ＫＴＨ−αのときは（１２）式によ
り補正値ＫＧＣＰが小とされることにより、上記ＴＡＵ
が短くされ、燃料噴射量が小となるため、空燃比がリー
ン側に補正され、トルク変動値ＴＨがＫＴＨ−α以上の
トルク変動量が大なる方向に制御される。

【００７４】このようにしてリーンリミット制御が行な
われるが、本実施例では更に気筒間補正未完了の場合に
は気筒間補正完了時よりも（１３）式中の気筒間補正係
数ＫＴＡＵｊ　の値の下限ガード値が増量側の大なる値
に（すなわちトルク変動量が小さい側に）変更補正され
るため、燃料噴射時間ＴＡＵの下限値が上昇した状態で
燃料噴射制御が行なわれる。従って、気筒間補正未完了
のときもリーンリミット制御が行なわれ、かつ、その時
のリーン制御度合いが小さいため、失火に至る気筒はな
い。

【００７５】なお、本実施例では気筒間補正未完了時に
は気筒間補正完了時よりも気筒間補正係数ＫＴＡＵｊ　
の値の上限ガード値も減量側の小なる値に（すなわちト
ルク変動量が大きい側に）変更補正されるので、気筒間
のバラツキがある程度あっても気筒間補正未完了による
ドライバビリティの悪化を低減することができる。

【００７６】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば図６（Ａ）のステップ３１４にお
いてＫＧＣＰの下限ガード値だけを「０．９　」に変更
し、上限ガード値は変更しないようにしてもよい。最低
限、気筒間補正未完了時に失火する気筒がないようにす
ればよいからである。

【００７７】前記の実施例では前記ステップ３１１の補
正値の更新処理及び図７の燃料噴射量計算ルーチンによ
り、トルク変動値ＴＨが目標トルク変動量ＫＴＨ付近の
値になるように燃料噴射量を制御しているが、所望のト
ルク変動量を得るために排気ガス再循環量（ＥＧＲ量）
を制御してもよい。この場合、図３においてエキゾース
トマニホルド２４からスロットルバルブ３９の下流側の
吸気通路２６に至る排気ガスの還流通路を設けると共に
、その還流通路の途中にマイクロコンピュータ３１によ
って開弁度が制御されるバキューム・スイッチング・バ
ルブ（ＶＳＶ）を設け、トルク変動量を大の方へ補正す
るときはＶＳＶの開弁度を現在の開弁度より大としてＥ
ＧＲ量を増量すればよい。このように本発明はトルク変
動制御を、燃料噴射量やＥＧＲ量等の機関制御パラメー
タを気筒間補正係数とトルク変動量補正係数とにより補
正する装置に広く適用できるものである。

【００７８】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、気筒間補
正が完了しない期間中でも失火に至る気筒なく空燃比を
リーン側に制御できるため、気筒間補正が完了しないよ
うな運転条件が続いても従来に比し燃費を向上できると
共に排気ガス中のＮＯＸ　成分を低減できる等の特長を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例を適用した内燃機関の要部の
構成図である。

【図３】図２の内燃機関の１番気筒及びその付近の構造
を示す図である。

【図４】本発明の一実施例の気筒間補正ルーチンの概略
を示すフローチャートである。

【図５】本発明の一実施例の気筒間補正ルーチンの詳細
を示すフローチャートである。

【図６】本発明の一実施例のトルク変動制御ルーチンな
どを示す図である。

【図７】燃料噴射計算ルーチンを示す図である。

【図８】図６中の軸トルクの計算のための燃焼圧信号の
変化とクランク角度検出信号などとの関係を示す図であ
る。

【図９】図６中のサイクル間トルク変動量の積算値等を
説明するためのタイミングチャートである。

【図１０】図６中の燃料噴射量補正値及びトルク変動値
等の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。

【図１１】図６中の燃料噴射量補正値が格納される学習
領域の２次元マップの説明図である。

【符号の説明】

１１　　気筒間補正係数算出手段１２　　トルク変動量補正係数算出手段１３　　制御手
段１４　　判定手段１５　　修正手段２７　　燃焼圧センサ３１　　マイクロコンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　多気筒内燃機関の各気筒の発生トルク
を揃えるための気筒間補正係数を気筒別に算出する気筒
間補正係数算出手段と、所定気筒の発生トルクのサイク
ル毎のトルク変動値が目標トルク変動量に一致するよう
に全気筒のトルク変動量補正係数を算出するトルク変動
量補正係数算出手段とを備え、各気筒の機関制御パラメ
ータを前記気筒間補正係数と前記トルク変動量補正係数
とにより補正する制御手段とを備える内燃機関の制御装
置において、前記気筒間補正係数に基づく気筒間補正が
完了したか否か全気筒について判定する判定手段と、該
判定手段により該気筒間補正が完了していないと判定さ
れたときは該気筒間補正完了と判定されたときに比し、
前記制御手段におけるトルク変動量補正係数の上下限ガ
ード値のうち少なくともトルク変動量が大きい側のガー
ド値をトルク変動量が小さい側に修正する修正手段とを
有し、前記気筒間補正が完了していない時も前記制御手
段により前記トルク変動量補正係数及び前記気筒間補正
係数に基づいて機関制御を行なうことを特徴とする内燃
機関の制御装置。