JPH04370346A - 多気筒内燃機関の制御装置 - Google Patents

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】本発明は多気筒内燃機関の制御装
置に係り、特に気筒間補正を行なってからトルク変動が
目標値となるように機関の制御パラメータ（例えば燃料
噴射量，排気ガス再循環量など）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】しかし、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】そこで、本出願人は先に特願平２−４０５
６２２号にて、気筒間補正が完了しない期間中でも矢火
に至る気筒なく空燃比をリーン側に制御できる内燃機関
の制御装置を提案した。すなわち、この本出願人の提案
になる内燃機関の制御装置は、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用いて、
燃焼圧センサが設けられた気筒のサイクル毎のトルク変
動値が目標値に一致するように、全気筒の空燃比を制御
する装置において、気筒間補正未完了時は気筒間補正完
了時に比し、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
に修正するよう構成したものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の本出
願人の提案になる内燃機関の制御装置では、各気筒毎の
発生トルクが全気筒揃うように、各気筒毎の空燃比を全
気筒の平均空燃比を基準に制御しているため、図１１（
Ａ）に模式的に示すように、４番気筒＃４，３番気筒＃
３，２番気筒＃２及び１番気筒＃１の順で空燃比（Ａ／
Ｆ）がリーンからリッチとなっており、かつ１番気筒＃
１に燃焼圧センサか設けられているものとすると、時刻
ｔ１　から気筒間補正制御を開始した場合、時刻ｔ２　
で１番気筒＃１のトルク変動が目標値に達し、空燃比が
Ｉで示す如く所定のリーン限界値付近に制御された後で
あっても、全気筒の各空燃比は徐々に上記の所定のリー
ン限界付近に制御されていき、時刻ｔ３　でやっと全気
筒の空燃比がリーン限界付近に達する。

【０００９】従って、前記本出願人の提案装置によれば
、制御安定までに時間がかかり、気筒間補正係数の学習
スピードが遅く、車両の前後方向の振動の発生やエミッ
ションが過大になる可能性がある。

【００１０】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
、特定気筒の機関制御パラメータを基準にして気筒間補
正を行なうことにより、上記の課題を解決した多気筒内
燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【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。本発明は多気筒内燃機関１０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１１，トルク変動量補正係数
算出手段１２及び制御手段１３よりなる多気筒内燃機関
の制御装置において、気筒間補正係数算出手段１１の構
成に特徴を有する。

【００１２】ここで、上記のトルク変動量補正係数算出
手段１２は、所定気筒の発生トルクのサイクル毎のトル
ク変動値を目標トルク変動量に一致させるための全気筒
のトルク変動量補正係数を算出する。制御手段１３は各
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制御する。

【００１３】そして、前記気筒間補正係数算出手段１１
は、前記所定気筒の機関制御パラメータを基準にして各
気筒の気筒間補正係数を算出する。

【００１４】

【作用】本発明では、気筒間補正係数算出手段１１は全
気筒の機関制御パラメータの平均値を基準にして気筒間
補正係数を算出するのではなく、所定気筒の機関制御パ
ラメータを基準にして気筒間補正係数を算出しているた
め、所定気筒以外の他の気筒の機関制御パラメータをよ
り迅速に所定気筒の機関制御パラメータに揃えることが
できる。

【００１５】

【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の夫々に連通されて
いる。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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１１〜１３が実現される。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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、制御
安定までに要する時間をできるだけ短く制御するように
したものである。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】続いて、ステップ１０３に進み、ここで気
筒間補正係数ＫＴＡＵｊ　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Ｘ
ＫＩＴＯＵ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ＸＫＩＴ
ＯＵ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）。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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）。

【００２８】 　　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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】

【数１】

【００３４】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）。

【００３５】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。

【００３６】

【数２】

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】

【数３】

【００４１】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
５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。

【００４２】ここで、（４）　式に示すように燃料噴射
状態のなまし値ＷＤＴＳＭＢｊ　とフューエルカット中
のなまし値ＷＤＴＳＭＣｊ　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ＷＤＴＳＭＣｊ　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。

【００４３】次に各気筒の気筒間補正係数ＫＴＡＵｊ　
を次式に基づいて気筒別に算出する。

【００４４】 　　　　　　ＫＴＡＵｊ　＝ＫＴＡＵＢｊ　−ＫＴＡＵ
Ｂ１＋１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（５
）すなわち、各気筒の気筒間補正係数ＫＴＡＵｊ　は、
ステップ２１４で気筒別に計算した各気筒の基本噴射係
数ＫＴＡＵＢｊ　から、燃焼圧センサ２７が取り付けら
れている１番気筒（ｊ　＝１）の基本噴射係数ＫＴＡＵ
Ｂ１を減算した値に定数「１」を加算した値であり、１
番気筒の基本噴射係数ＫＴＡＵＢ１を基準として他の気
筒間補正係数ＫＴＡＵＢｊ　が決められる。

【００４５】以上のステップ２１３〜２１５からの処理
が、図４のステップ１０２の気筒間補正係数ＫＴＡＵＢ
ｊ　の計算処理、すなわち、気筒間補正係数算出手段１
１に相当する。

【００４６】次にステップ２１６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
。

【００４７】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２１７）、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２１８）、こ
の処理ルーチンを終了する（ステップ２１９）。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２１７，２１８はステップ１０４，１
０５に相当する。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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）。

【００５３】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）。

【００５４】 　　ＣＰｎ　＝Ｋ１　×（ＶＣＰｎ　−ＶＣＰ０　）　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（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Ｐ
ＴＲＱを算出する。

【００５５】 　　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
。

【００５６】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。

【００５７】 　　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。

【００５８】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
。

【００５９】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。

【００６０】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。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。

【００６１】 　　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。

【００６２】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。

【００６３】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）（１
０）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。

【００６４】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。

【００６５】（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３１２，３１４）。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。

【００６６】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３１１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、この場合にはト
ルク変動量補正係数である燃料噴射量補正値ＫＧＣＰを
次式で示す如く大としてリッチ補正を行なう。

【００６７】 　　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。

【００６８】 　　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。

【００６９】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１０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。

【００７０】ステップ３１１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３１２）、このルーチンを終了する（ステップ
３１４）。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３１３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３１２
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３１４）。

【００７１】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３１２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。

【００７２】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。

【００７３】 　　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。

【００７４】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。

【００７５】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。このようにし
て、リーンリミット制御が行なわれる。

【００７６】ところで、本実施例では燃焼圧センサ２７
が設けられた１番気筒以外の各気筒の気筒間補正係数Ｋ
ＴＡＵ２〜ＫＴＡＵ４は、１番気筒の基本噴射係数ＫＴ
ＡＵＢ１を基準にして定められているから（図５のステ
ップ２１３〜２１５）、気筒間補正係数制御開始後、図
７の燃料噴射量制御ルーチンにより制御される空燃比に
安定するまでの時間を、前記した本出願人の提案装置に
比し短くすることができる。

【００７７】すなわち、図１１（Ｂ）に模式的に示すよ
うに、図１１（Ａ）と同様に４番気筒＃４，３番気筒＃
３，２番気筒＃２及び１番気筒＃１の順で空燃比（Ａ／
Ｆ）がリーンからリッチとなっており、時刻ｔ１　から
気筒間補正を開始したものとすると、同図（Ｂ）にｔ２
　で示す時刻で１番気筒＃１のトルク変動が目標値に達
し、空燃比がＩで示す如くリーン限界付近に制御される
。

【００７８】一方、他の気筒＃２〜＃４のトルク変動も
１番気筒＃１を基準として目標値に達するように制御さ
れているので、図１１（Ｂ）に模式的に示すように、時
刻ｔ２　で空燃比がリーン限界値付近となる。従って、
本実施例によれば、制御安定時間が（ｔ２　−ｔ１　）
となり、前記した本出願人の提案装置に比し制御安定ま
での時間を早くすることができる。

【００７９】特に気筒間補正制御の速度よりも燃焼圧セ
ンサによるトルク変動制御の速度の方が早い場合には、
気筒間補正制御の速度が従来より早い本実施例は効果的
である。

【００８０】なお、前記の実施例では前記ステップ３１
１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（ＥＧ
Ｒ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３
１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ＥＧＲ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。

【００８１】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、特定の気
筒の機関制御パラメータを基準にして各気筒の気筒間補
正を算出するようにしたため、特定の気筒のサイクル間
変動が目標トルク変動量に達した時点から各気筒の発生
トルクが等しくなるまでの応答性を向上することができ
、よって気筒間補正係数の学習中における車両の前後方
向の振動の発生やエミッションの過大の可能性を大幅に
低減することが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の動作説明用タイムチャートである。

【図１０】図６のルーチンで算出される燃料噴射量補正
値ＫＧＣＰが格納される学習領域である。

【図１１】本出願人が先に提案した装置と本実施例の各
気筒間補正制御による空燃比の変化状況を対比して示す
図である。

【符号の説明】

１０　　多気筒内燃機関 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 ２７　　燃焼圧センサ ３１　　マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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を目標トルク変動量に一致させるた
   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と、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
   より補正制御する制御手段とを備える多気筒内燃機関の
   制御装置において、前記気筒間補正係数算出手段は、前
   記所定気筒の機関制御パラメータを基準にして各気筒の
   気筒間補正係数を算出することを特徴とする多気筒内燃
   機関の制御装置。