JPH09133040A - エンジンの気筒別燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの各気筒をリッチ気筒とリーン気筒
とに分けて制御して触媒の低温活性を向上させる場合
に、エンジンの安定度を向上させる。 【解決手段】 気筒別燃焼制御条件（触媒温度が基準値
以下）にて、リッチ気筒とリーン気筒とについて、燃料
噴射量及び点火時期をそれぞれ初期設定する（Ｓ２，Ｓ
３）。そして、各気筒の図示平均有効圧力Ｐｉを検出し
ていて、これに基づいて、エンジンの安定度として、リ
ーン気筒のＰｉのサイクル変動を検出し、これが安定度
限界となるように、リーン気筒の燃料噴射量をフィード
バック補正する（Ｓ４）。そして、リッチ気筒のＰｉと
リーン気筒のＰｉとが同じになるように、リッチ気筒の
点火時期をフィードバック補正する（Ｓ５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの各気筒
を空燃比を相対的にリッチ側とリーン側とにそれぞれ制
御する２つのグループに分けて気筒別燃焼制御を行うエ
ンジンの気筒別燃焼制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの気筒別燃焼制御装
置として、エンジン始動直後などに排気浄化用触媒の早
期活性化のため、エンジンの各気筒を空燃比を相対的に
リッチ側とリーン側とにそれぞれ制御する２つのグルー
プに分けてグループ毎に制御するものがある（特開平２
−１９６２７号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の気筒別燃焼制御装置にあっては、全気筒の排
気ガス組成による気筒別燃焼制御となっていたため、各
気筒の図示平均有効圧力（Ｐｉ）が一定にならず、エン
ジンの安定度が良好ではないという問題点があった。

【０００４】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、エンジンの各気筒の空燃比を相対的にリッチ側とリ
ーン側とに分けて制御するものの、各気筒間の図示平均
有効圧力のばらつきをなくすことができるようにするこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、図１に示すように、エンジンの各気筒を空
燃比を相対的にリッチ側とリーン側とにそれぞれ制御す
る２つのグループに分け、各グループ毎に燃料噴射量及
び点火時期をそれぞれ設定する手段を備えるエンジンの
気筒別燃焼制御装置において、各気筒の図示平均有効圧
力を検出する図示平均有効圧力検出手段と、検出された
図示平均有効圧力に基づいてエンジンの安定度を検出す
る安定度検出手段と、検出された安定度が安定度限界と
なるように、リーン気筒グループの燃料噴射量を補正す
るリーン気筒燃料噴射量フィードバック補正手段と、リ
ッチ気筒グループの図示平均有効圧力がリーン気筒グル
ープの図示平均有効圧力と同じになるように、リッチ気
筒グループの点火時期を補正するリッチ気筒点火時期フ
ィードバック補正手段と、を設けたことを特徴とする。

【０００６】すなわち、各気筒の図示平均有効圧力を検
出し、また、これに基づいてエンジンの安定度を検出す
る。そして、検出された安定度が安定度限界となるよう
に、リーン気筒グループの燃料噴射量をフィードバック
補正して、リーン気筒グループの空燃比を安定度限界ま
でリーン側に制御する。そして、この上で、リッチ気筒
グループの図示平均有効圧力がリーン気筒グループの図
示平均有効圧力と同じになるように、リッチ気筒グルー
プの点火時期をフィードバック補正する。これにより、
リーン気筒グループを安定度限界までリーン化した上
で、各気筒間の図示平均有効圧力のばらつきをなくし
て、エンジンの安定度を良好なものとすることができ
る。

【０００７】請求項２に係る発明では、前記安定度検出
手段は、エンジンの安定度として、リーン気筒グループ
の図示平均有効圧力のサイクル変動を検出するものであ
り、前記リーン気筒燃料噴射量フィードバック補正手段
は、リーン気筒グループの図示平均有効圧力のサイクル
変動が安定度限界となるように制御するものであること
を特徴とする。

【０００８】請求項３に係る発明では、前記安定度検出
手段は、エンジンの安定度として、リーン気筒グループ
の図示平均有効圧力のサイクル変動と、全気筒の図示平
均有効圧力のサイクル変動とを検出するものであり、前
記リーン気筒燃料噴射量フィードバック補正手段は、リ
ーン気筒グループの図示平均有効圧力のサイクル変動が
安定度限界となるように制御し、更に全気筒の図示平均
有効圧力のサイクル変動が安定度限界となるように制御
するものであることを特徴とする。

【０００９】請求項４に係る発明では、リーン気筒グル
ープの気筒数をリッチ気筒グループの気筒数より多くし
たことを特徴とする。請求項５に係る発明では、前記図
示平均有効圧力検出手段は、各気筒毎に筒内圧力センサ
を有し、各気筒毎に筒内圧力より図示平均有効圧力を算
出するものであることを特徴とする。

【００１０】請求項６に係る発明では、前記図示平均有
効圧力検出手段は、図13に示すように、同一燃焼行程内
で予め定めた第１のクランク角区間と第２のクランク角
区間とでそれぞれ角速度を計測する角速度計測手段と、
各気筒毎に燃焼行程における第２のクランク角区間の角
速度と第１のクランク角区間の角速度との差として角加
速度を算出する角加速度算出手段とを有し、各気筒毎に
角加速度より図示平均有効圧力を算出するものであるこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項７に係る発明では、請求項６に係る
発明の場合に、前記角加速度算出手段により算出された
角加速度を第１のクランク角区間の角速度により補正す
る角加速度補正手段を有することを特徴とする（図13参
照）。請求項８に係る発明では、請求項６に係る発明の
場合に、燃焼行程中の平均角速度を検出する平均角速度
検出手段と、検出された平均角速度に応じて、平均角速
度が大きくなるほど広くなるように前記角速度計測手段
における第１及び第２のクランク角区間の区間幅を変更
する計測区間幅変更手段とを有することを特徴とする
（図13参照）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図２は本発明の一実施例を示すシステム図であ
る。先ず、これについて説明する。車両に搭載されるエ
ンジン１には、エアクリーナ２から吸気ダクト３、スロ
ットル弁４及び吸気マニホールド５を介して空気が吸入
される。吸気マニホールド５の各ブランチ部には各気筒
毎に燃料噴射弁６が設けられている。

【００１３】燃料噴射弁６は、ソレノイドに通電されて
開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であ
って、後述するコントロールユニット12からの駆動パル
ス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプ
から圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力
に調整された燃料をエンジン１に噴射供給する。エンジ
ン１の各燃焼室には点火栓７が設けられており、これに
より火花点火して混合気を着火燃焼させる。

【００１４】そして、エンジン１からの排気は、排気マ
ニホールド８、排気ダクト９、排気浄化用触媒（三元触
媒）10及びマフラー11を介して大気中に放出される。コ
ントロールユニット12は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ
／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成
されるマイクロコンピュータを備え、各種センサからの
入力信号を受け、後述のごとく演算処理して、燃料噴射
弁６及び点火栓７の作動を制御する。

【００１５】前記各種センサとしては、吸気ダクト３中
にエアフローメータ13が設けられていて、エンジン１の
吸入空気流量が検出される。また、図示していないディ
ストリビュータにクランク角センサ14が内蔵されてい
て、爆発間隔（ 180°）毎に各気筒の圧縮上死点（ＴＤ
Ｃ）前の所定位置、例えばＢＴＤＣ 110°でＨレベルの
パルスとなる基準信号ＲＥＦを出力すると共に、クラン
ク角の単位角度（例えば１°）毎にＨレベルのパルスと
なる単位信号ＰＯＳを出力する。尚、基準信号ＲＥＦの
うち第１気筒に対応するもののパルス幅を変えるなどし
て、気筒判別可能としている。また、基準信号ＲＥＦの
周期、又は一定時間内での単位信号ＰＯＳのカウント値
より、エンジン回転数を算出可能である。

【００１６】また、排気マニホールド８の集合部に空燃
比センサとしての酸素センサ15が設けられていて、排気
空燃比に応じた信号を出力する。また、エンジン１のウ
ォータジャケット内に臨ませて水温センサ16が設けられ
ていて、冷却水温度が検出される。また、スロットル弁
４にスロットルセンサ17が取付けられていて、スロット
ル開度が検出される。アイドル状態はアイドルスイッチ
18により検出される。

【００１７】また、排気浄化用触媒10内に臨ませて触媒
温度センサ19が設けられていて、触媒温度（触媒担体温
度）が検出される。また、各気筒毎に、点火栓７の取付
座金として、筒内圧力センサ20が設けられていて、各気
筒の筒内圧力（燃焼圧力）が検出される。次に、コント
ロールユニット12の演算処理内容、特に本発明に係る気
筒別燃焼制御の演算処理内容について、図３〜図６のフ
ローチャートにより説明する。

【００１８】尚、本実施例は、４気筒エンジンにおい
て、リッチ気筒を２気筒、リーン気筒を２気筒としたも
のとする。図３は気筒別燃焼制御ルーチンのフローチャ
ートである。ステップ１（図にはＳ１と記してある。以
下同様）では、クランク角センサからの信号に基づいて
検出されるエンジン回転数から、エンジンが回転中か否
かを判定する。そして、回転中であれば、ステップ２へ
進み、停止していれば、本ルーチンを終了する。

【００１９】ステップ２では、エンジンが気筒別燃焼制
御を行うべき条件にあるか否かを判定する。具体的に
は、触媒温度センサにより検出される触媒温度を読込ん
で、基準温度（例えば 200℃）以下であれば、気筒別燃
焼制御を行うべき条件であるとして、ステップ３へ進
み、行うべき条件になければ、本ルーチンを終了する。
ステップ３では、酸素センサを用いた空燃比フィードバ
ック制御を停止し、気筒別燃焼制御の初期設定、すわな
ち、リッチ気筒の燃料噴射量、リーン気筒の燃料噴射
量、リッチ気筒の点火時期、リーン気筒の点火時期の初
期設定を行う。

【００２０】リッチ気筒の燃料噴射量は、次のように設
定する。ＣＯ、Ｏ₂ 濃度と触媒低温活性（触媒活性温
度）との関係は図７に示すようであり、ＣＯ濃度はＡ１
を境にそれ以上であれば余り影響しなくなっていること
から、リッチ気筒の燃料噴射量は、全気筒合計時の排気
ガス中ＣＯ濃度がＡ１以上になるように設定する。詳し
くは、空燃比とＣＯ濃度との関係は図８に示すような関
係にあるので、ＣＯ濃度がＡ１となるような目標空燃比
になるように、エアフローメータにより検出される吸入
空気流量とエンジン回転数とから、次式により、リッチ
気筒の燃料噴射量Ｆrichを演算する。

【００２１】Ｆrich＝（Ｑ／Ｎ）×ＫＭＲ×ＣＯＥＦ ここで、Ｑは吸入空気流量、Ｎはエンジン回転数、ＫＭ
Ｒは目標空燃比による補正係数、ＣＯＥＦは水温補正等
の各種補正係数である。リーン気筒の燃料噴射量は、リ
ッチ気筒の燃料噴射量を基に、相対的にリーン側になる
ように、設定する。具体的には、次式により、リーン気
筒の燃料噴射量Ｆleanを演算する。

【００２２】Ｆlean＝Ｆrich×Ｋ１ （但し、Ｋ１
はリーン化補正係数） リッチ気筒の点火時期及びリーン気筒の点火時期は、Ｍ
ＢＴに合わせて設定する。ステップ４では、リーン気筒
の燃料噴射量のフィードバック補正を行う。このフィー
ドバック補正の詳細を図４のフローチャートに示す。

【００２３】先ずステップ41では、別ルーチンにより検
出されている各気筒毎の図示平均有効圧力Ｐｉを読込
む。ここで、図示平均有効圧力Ｐｉは、所定のサンプリ
ング角度毎に実行される図６のＰｉ検出ルーチンにより
検出されている。すなわち、図６のＰｉ検出ルーチンに
おいては、ステップ101 で燃焼行程における所定の積算
開始角〜終了角までの積算区間か否かを判定し、積算区
間であれば、ステップ102 で筒内圧力センサにより検出
される筒内圧力（燃焼圧力）を読込んで、ステップ103
でその筒内圧力を積算する。そして、ステップ104 で積
算終了角と判定されると、ステップ105 でそのときの積
算値を図示平均有効圧力Ｐｉとして検出し、ステップ10
6 で次回のために積算値をクリアする。

【００２４】尚、図示平均有効圧力Ｐｉは各気筒毎に所
定のサンプリング数ｎ（例えば20程度）記憶し、新たに
１つ検出される毎に、一番古い値を捨てて、次々と更新
していく。次にステップ42では、リーン気筒の図示平均
有効圧力Ｐｉのサイクル変動σＰｉを演算する。

【００２５】ここで、図示平均有効圧力Ｐｉのサイクル
変動σＰｉは、次式により、演算する。

【００２６】

【数１】

【００２７】ここで、ｎはサンプリング数、ＭＰｉはｎ
個のＰｉの平均値である。次にステップ43では、リーン
気筒のＰｉのサイクル変動σＰｉを安定度限界値γと比
較して、リーン気筒σＰｉ＜γであれば、安定度限界ま
で余裕があるので、ステップ44へ進み、リーン気筒の燃
料噴射量Ｆleanを所定量ΔＦ減少させて（Ｆlean＝Ｆle
an−ΔＦ）、ステップ41へ戻る。

【００２８】リーン気筒σＰｉ＜γでない場合は、ステ
ップ45へ進んで、リーン気筒σＰｉ＝γか否かを判定
し、リーン気筒σＰｉ＝γであれば、目標とする安定度
限界であるので、本サブルーチンを終了する。リーン気
筒σＰｉ＝γでない場合（リーン気筒σＰｉ＞γの場
合）は、安定度限界を超えてしまったので、ステップ46
へ進み、リーン気筒の燃料噴射量Ｆleanを所定量ΔＦ増
大させて（Ｆlean＝Ｆlean＋ΔＦ）、ステップ41へ戻
る。

【００２９】尚、ステップ42の部分が安定度検出手段に
相当し、ステップ43〜46の部分がリーン気筒燃料噴射量
フィードバック補正手段に相当する。図３に戻って、ス
テップ５では、リッチ気筒の点火時期のフィードバック
補正を行う。このフィードバック補正の詳細を図５のフ
ローチャートに示す。

【００３０】先ずステップ51では、別ルーチンにより検
出されている各気筒毎の図示平均有効圧力Ｐｉを読込
む。次にステップ52では、リッチ気筒の図示平均有効圧
力Ｐｉとリーン気筒の図示平均有効圧力Ｐｉとを比較
し、リッチ気筒Ｐｉ＞リーン気筒Ｐｉであれば、ステッ
プ53へ進み、両者が等しくなるように、リッチ気筒の点
火時期を所定量遅角側に補正して（ＡＤＶ＝ＡＤＶ−Δ
Ａ）、ステップ51へ戻る。

【００３１】リッチ気筒Ｐｉ＞リーン気筒Ｐｉでない場
合は、ステップ54へ進んで、リッチ気筒Ｐｉ＝リーン気
筒Ｐｉか否かを判定し、リッチ気筒Ｐｉ＝リーン気筒Ｐ
ｉであれば、点火時期の修正の必要はないため、本サブ
ルーチンを終了する。リッチ気筒Ｐｉ＝リーン気筒Ｐｉ
でない場合（リッチ気筒Ｐｉ＜リーン気筒Ｐｉの場合）
は、ステップ55へ進み、再修正のため、リッチ気筒の点
火時期を所定量進角側に補正して（ＡＤＶ＝ＡＤＶ＋Δ
Ａ）、ステップ51へ戻る。

【００３２】尚、ステップ52〜55の部分がリッチ気筒点
火時期フィードバック補正手段に相当する。このよう
に、リーン気筒の燃料噴射量については、リーン気筒の
Ｐｉのサイクル変動σＰｉを演算し、演算結果からフィ
ードバック補正を行う。これは、リーン気筒のＰｉのサ
イクル変動と全気筒のＰｉのサイクル変動（平均）との
関係が図９に示すようになっているので、エンジンの安
定度限界はリーン気筒のＰｉのサイクル変動を安定度限
界に合わせることで決まる。よって、リーン気筒のＰｉ
のサイクル変動を安定度ぎりぎりに制御することにな
る。これは触媒の低温活性向上にはＣＯ、Ｏ₂ の量（排
気ガス中の濃度）が関係しているためであり、共に高濃
度であるほどに触媒の低温活性が向上するので、ここで
はＯ₂ の量を増やすために、できるだけ空燃比をリーン
側に制御する。これにより、リーン気筒の空燃比が決定
され、リッチ気筒で合わせるＰｉが図10に示すように決
定される。

【００３３】この後、各気筒の図示平均有効圧力Ｐｉを
検出し、その検出結果より、リッチ気筒のＰｉがリーン
気筒のＰｉと同じになるように、リッチ気筒の点火時期
をフィードバック制御する（図11参照）。次に、本発明
の他の実施例を説明する。図12は本発明の他の実施例の
気筒別燃焼制御ルーチンのフローチャートである。

【００３４】ステップ１〜５までは前述の実施例と同じ
であり、ステップ５の実行後に、ステップ61〜66を実行
する。ステップ61では、図６のルーチンにより検出され
ている各気筒毎の図示平均有効圧力Ｐｉを読込む。ステ
ップ62では、全気筒の図示平均有効圧力Ｐｉのサイクル
変動（平均）σＰｉを演算する。

【００３５】ステップ63では、全気筒のＰｉのサイクル
変動σＰｉを安定度限界値αと比較して、全気筒σＰｉ
＜αであれば、まだリーン気筒の空燃比をリーン側に制
御できる余裕があるということなので、ステップ64へ進
んで、リーン気筒の燃料噴射量Ｆleanを所定量ΔＦ減少
させ（Ｆlean＝Ｆlean−ΔＦ）、ステップ５へ戻って、
再びリッチ気筒の点火時期フィードバック補正を行う。

【００３６】全気筒σＰｉ＜αでない場合は、ステップ
65へ進んで、全気筒σＰｉ＝αか否かを判定し、全気筒
σＰｉ＝αであれば、目標とする安定度限界であるの
で、本ルーチンを終了する。全気筒σＰｉ＝αでない場
合（全気筒σＰｉ＞αの場合）は、全気筒のＰｉのサイ
クル変動が安定度限界を超えてしまったので、ステップ
66へ進んで、リーン気筒の燃料噴射量Ｆleanを所定量Δ
Ｆ増大させ（Ｆlean＝Ｆlean＋ΔＦ）、ステップ５へ戻
って、再びリッチ気筒の点火時期フィードバック補正を
行う。

【００３７】これにより、より良くエンジンを安定度限
界に制御した上で、ＣＯ、Ｏ₂ 濃度を確保することによ
り、触媒の活性を早めることができる。尚、ステップ62
の部分も安定度検出手段に相当し、ステップ63〜66の部
分もリーン気筒燃料噴射量フィードバック補正手段に相
当する。また、以上の実施例においては、リッチ気筒の
数とリーン気筒の数を同数に設定したが、リーン気筒の
数がリッチ気筒の数より多くなるように、例えば４気筒
エンジンであれば、リッチ気筒を１気筒、リーン気筒を
３気筒、６気筒エンジンであれば、リッチ気筒を２気
筒、リーン気筒を４気筒に設定して、同様に制御を行う
ようにしてもよい。

【００３８】これによれば、リーン気筒の空燃比を安定
度限界までリーン化したときのＯ₂排出量を多くするこ
とができ、触媒の低温活性をより向上できるという効果
が得られる。次に、本発明の更に他の実施例を説明す
る。以上の実施例においては、図示平均有効圧力検出手
段として、各気筒毎に筒内圧力センサを有し、各気筒毎
に筒内圧力より図示平均有効圧力Ｐｉを算出している
が、筒内圧力センサを用いることなく、図示平均有効圧
力を検出するようにした実施例について説明する。

【００３９】すなわち、特開平２−６４２５２号公報に
開示されているように、同一燃焼行程内で予め定めた第
１のクランク角区間と第２のクランク角区間とでそれぞ
れ角速度を計測し、各気筒毎に燃焼行程における第２の
クランク角区間の角速度と第１のクランク角区間の角速
度との差として角加速度を算出し、各気筒毎に角加速度
より図示平均有効圧力を算出する。

【００４０】但し、前記公報に記載の技術では、角速度
の計測区間幅は固定された構成となっているため、計測
された角速度は回転数による影響を受け易いという問題
点がある。そこで、以下に述べる実施例では、機関回転
数の変化による角加速度の変動成分を取除き、精度良く
気筒毎の燃焼状態を検出できるようにしている。

【００４１】具体的には、角加速度算出手段により算出
された角加速度を第１のクランク角区間の角速度により
補正、具体的には回転レベルが大のときに角加速度が小
さくなるように補正することで、回転数の変化による角
加速度の変動成分を取除くことができるようにしてい
る。この場合の図示平均有効圧力の検出について、図14
〜図15のフローチャートにより説明する。

【００４２】図14は角速度計測用ルーチンのフローチャ
ートである。尚、本ルーチンは単位信号ＰＯＳの発生毎
に実行される。ステップ201 では、基準信号ＲＥＦの立
上がり（Ｌ→Ｈ）か否かを判定し、立上がりの場合は、
ステップ202 で、気筒判別を行うと共に、基準信号から
の経過角度ＰＯＳＮをリセットし（ＰＯＳＮ＝０）、ま
た第１計測終了フラグＦＬＧ１及び第２計測終了フラグ
ＦＬＧ２をそれぞれクリアする（ＦＬＧ１＝０，ＦＬＧ
２＝０）。立上がりでない場合は、ステップ203 で、基
準信号からの経過角度ＰＯＳＮをカウントアップする
（ＰＯＳＮ＝ＰＯＳＮ＋１）。

【００４３】ステップ204 では、第１計測終了フラグＦ
ＬＧ１の値を判定し、ＦＬＧ１＝０の場合は、ステップ
205 へ進む。ステップ205 では、基準信号からの経過角
度ＰＯＳＮを予め定めた第１のクランク角区間（以下第
１区間という）の開始角ＯＭＧＳ１（θ１）と比較し、
ＰＯＳＮ＜ＯＭＧＳ１の場合は、ステップ206 へ進み、
タイマＴＭＰＯＳをクリアして（ＴＭＰＯＳ＝０）、本
ルーチンを終了する。

【００４４】ＰＯＳＮ≧ＯＭＧＳ１の場合は、ステップ
207 へ進んで、基準信号からの経過角度ＰＯＳＮを第１
区間の終了角ＯＭＧＥ１（θ２）と比較し、ＰＯＳＮ＜
ＯＭＧＥ１の場合は、本ルーチンを終了する。ここで、
タイマＴＭＰＯＳはコントロールユニットに内蔵された
フリーランニングタイマであり、内容をクリアしない限
り内蔵クロックに同期してカウントアップされる。従っ
て、この間に、タイマＴＭＰＯＳは第１区間の開始角Ｏ
ＭＧＳ１からの時間を計時する。

【００４５】ＰＯＳＮ≧ＯＭＧＥ１になった場合は、ス
テップ208 へ進んで、タイマＴＭＰＯＳの値を読込み、
これを第１時間計測値Ｔ１_i とする。このＴ１_i は、第
１区間の開始角から終了角までの時間計測値であり、添
字のｉは気筒判別結果に従って気筒毎に計測することを
意味する。そして、第１計測終了フラグＦＬＧ１をセッ
トして（ＦＬＧ１＝１）、本ルーチンを終了する。

【００４６】第１計測終了フラグＦＬＧ１のセット（Ｆ
ＬＧ１＝１）後は、ステップ204 からステップ209 へ進
む。ステップ209 では、第２計測終了フラグＦＬＧ２の
値を判定し、ＦＬＧ２＝０の場合は、ステップ210 へ進
む。ステップ210 では、基準信号からの経過角度ＰＯＳ
Ｎを予め定めた第２のクランク角区間（以下第２区間と
いう）の開始角ＯＭＧＳ２と比較し、ＰＯＳＮ＜ＯＭＧ
Ｓ２の場合は、ステップ211 へ進み、タイマＴＭＰＯＳ
をクリアして（ＴＭＰＯＳ＝０）、本ルーチンを終了す
る。

【００４７】ＰＯＳＮ≧ＯＭＧＳ２の場合は、ステップ
212 へ進んで、基準信号からの経過角度ＰＯＳＮを第２
区間の終了角ＯＭＧＥ２と比較し、ＰＯＳＮ＜ＯＭＧＥ
２の場合は、本ルーチンを終了する。この間に、タイマ
ＴＭＰＯＳは第２区間の開始角ＯＭＧＳ２からの時間を
計時する。ＰＯＳＮ≧ＯＭＧＥ２になった場合は、ステ
ップ213 へ進み、タイマＴＭＰＯＳの値を読込んで、こ
れを第２時間計測値Ｔ２_i とする。このＴ２_i は、第２
区間の開始角から終了角までの時間計測値であり、添字
のｉは気筒判別結果に従って気筒毎に計測することを意
味する。そして、第２計測終了フラグＦＬＧ２をセット
して（ＦＬＧ２＝１）、本ルーチンを終了する。

【００４８】以上により、同一燃焼行程で予め定めた第
１区間と第２区間とでそれぞれ時間Ｔ１_i ，Ｔ２_i が計
測される（図16参照）。図15は角加速度算出ルーチンの
フローチャートである。尚、本ルーチンは基準信号ＲＥ
Ｆの発生毎に実行される。ステップ221 では、気筒判別
を行う。

【００４９】ステップ222 では、第１区間の時間Ｔ１_i
より、第１区間の角速度ω１_i ＝Ｋ／Ｔ１_i を求め、ま
た、第２区間の時間Ｔ２_i より、第２区間の角速度ω２
_i ＝Ｋ／Ｔ２_i を求める。尚、Ｋは第１区間及び第２区
間の区間幅である。この部分が角速度計測手段に相当す
る。ステップ223 では、第２区間の角速度ω２_i と第１
区間の角速度ω１_i との差として、次式のごとく、角加
速度Δω_i を算出する。この部分が角加速度算出手段に
相当する。

【００５０】Δω_i ＝ω２_i −ω１_i ステップ224 では、第１区間の角速度ω１_i により、次
式に従って、角加速度Δω_i の大きさに補正を加え、行
程毎の角速度変動の影響を取除く。この部分が角加速度
補正手段に相当する。 Δω_i ＝Δω_i ×（Ｊ／ω１_i ） ここで、Ｊは正規化定数である。

【００５１】正規化定数Ｊについては、可変とするとよ
い。具体的には、燃焼行程中の平均角速度に相当するも
のとして、基準信号ＲＥＦの周期、すなわち燃焼行程 1
80°ＣＡ間の時間Ｔref を読込み、この時間Ｔref か
ら、図17の検索テーブルを参照して、正規化定数Ｊを設
定する。この場合、時間Ｔref が大きくなるに従って、
正規化定数Ｊを小さく切換える。

【００５２】ステップ225 では、角加速度ω_i に基づい
て、図示平均有効圧力Ｐｉ＝ｆ（ω _i ）を算出する。次
に図18のフローチャートについて説明する。この実施例
は、計測された角加速度に補正を加えるのではなく、計
測時間幅を拡大・縮小することにより、検出値そのもの
を増減して、回転変動によるゲインの変化を取除くもの
であり、図15のルーチンに代えて、図18のルーチンを実
行する。

【００５３】図18のルーチンは基準信号ＲＲＦの発生に
同期して実行される。ステップ301 では、燃焼行程中の
平均角速度に相当するものとして、基準信号ＲＥＦの周
期、すなわち燃焼行程 180°ＣＡ間の時間Ｔref を読込
む。これはエンジン回転数を算出するために計測されて
いるものである。この部分が平均角速度検出手段に相当
する。

【００５４】ステップ302 では、時間Ｔref の前回値
（Ｔref-old ）から、図19の検索テーブルを参照して、
第１区間（θ１〜θ２）及び第２区間（θ３〜θ４）を
定める定数ＯＭＧＳ１，ＯＭＧＥ１，ＯＭＧＳ２，ＯＭ
ＧＥ２をそれぞれ設定する。ここでは、時間Ｔref が大
きくなるに従って、計測区間幅を広くする。この部分が
計測区間幅変更手段に相当する。

【００５５】ステップ303 では、次回のため、今回のＴ
ref をＴref-old に代入する。以降は、図15のルーチン
と同様に、ステップ221 〜225 を実行するが、ステップ
224 はなく、角加速度の補正は行わない。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、リーン気筒を安定度限界までリーン化し
て、触媒の低温活性効果を確保した上で、リッチ気筒の
点火時期制御により、各気筒間の図示平均有効圧力のば
らつきをなくして、エンジンの安定度を良好なものとす
ることができるという効果が得られる。

【００５７】請求項２に係る発明によれば、エンジンの
安定度として、リーン気筒グループの図示平均有効圧力
のサイクル変動を検出して、これが安定度限界となるよ
うに制御することで、エンジンの安定度を十分に確保で
きるという効果が得られる。請求項３に係る発明によれ
ば、エンジンの安定度として、リーン気筒グループの図
示平均有効圧力のサイクル変動の他、全気筒の図示平均
有効圧力のサイクル変動を検出して、最終的には全気筒
の図示平均有効圧力のサイクル変動が安定度限界となる
ように制御することで、よりリーン化して、触媒の低温
活性をより向上できるという効果が得られる。

【００５８】請求項４に係る発明によれば、リーン気筒
の気筒数の方を多くすることで、リーン化時のＯ₂ 排出
量を多くして、触媒の低温活性をより向上できるという
効果が得られる。請求項５に係る発明によれば、筒内圧
力センサを用いて、図示平均有効圧力を正確に求めるこ
とができるという効果が得られる。

【００５９】請求項６に係る発明によれば、筒内圧力セ
ンサを用いることなく、角加速度の検出から、図示平均
有効圧力を推定的に求めることができるという効果が得
られる。請求項７に係る発明によれば、角加速度の補正
により、回転数の変化による角加速度の変動成分を取除
くことができ、精度の良い検出が可能になるという効果
が得られる。

【００６０】請求項８に係る発明によれば、計測区間幅
の拡大・縮小により、回転数の変化による角加速度の変
動成分を取除くことができ、精度の良い検出が可能にな
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図

【図２】 本発明の一実施例を示すシステム図

【図３】 気筒別燃焼制御ルーチンのフローチャート

【図４】 リーン気筒燃料噴射量フィードバック補正の
フローチャート

【図５】 リッチ気筒点火時期フィードバック補正のフ
ローチャート

【図６】 Ｐｉ検出ルーチンのフローチャート

【図７】 ＣＯ、Ｏ₂ 濃度における触媒活性温度の特性
図

【図８】 空燃比とＣＯ濃度との関係図

【図９】 リーン気筒のサイクル変動と全気筒のサイク
ル変動との関係図

【図10】 空燃比とＰｉとの関係図

【図11】 点火時期とＰｉとの関係図

【図12】 他の実施例の気筒別燃焼制御ルーチンのフロ
ーチャート

【図13】 更に他の実施例の図示平均有効圧力の検出の
機能ブロック図

【図14】 角速度計測用ルーチンのフローチャート

【図15】 角加速度算出ルーチンのフローチャート

【図16】 クランク角センサ信号等の説明図

【図17】 正規化定数検索テーブルを示す図

【図18】 更に他の実施例の角加速度算出ルーチンのフ
ローチャート

【図19】 計測区間定数検索テーブルを示す図

【符号の説明】

１ エンジン ６ 燃料噴射弁 ７ 点火栓 10 排気浄化用触媒 12 コントロールユニット 14 クランク角センサ 19 触媒温度センサ 20 筒内圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯部 明雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの各気筒を空燃比を相対的にリッ
   チ側とリーン側とにそれぞれ制御する２つのグループに
   分け、各グループ毎に燃料噴射量及び点火時期をそれぞ
   れ設定する手段を備えるエンジンの気筒別燃焼制御装置
   において、 各気筒の図示平均有効圧力を検出する図示平均有効圧力
   検出手段と、 検出された図示平均有効圧力に基づいてエンジンの安定
   度を検出する安定度検出手段と、 検出された安定度が安定度限界となるように、リーン気
   筒グループの燃料噴射量を補正するリーン気筒燃料噴射
   量フィードバック補正手段と、 リッチ気筒グループの図示平均有効圧力がリーン気筒グ
   ループの図示平均有効圧力と同じになるように、リッチ
   気筒グループの点火時期を補正するリッチ気筒点火時期
   フィードバック補正手段と、 を設けたことを特徴とするエンジンの気筒別燃焼制御装
   置。
2. 【請求項２】前記安定度検出手段は、エンジンの安定度
   として、リーン気筒グループの図示平均有効圧力のサイ
   クル変動を検出するものであり、 前記リーン気筒燃料噴射量フィードバック補正手段は、
   リーン気筒グループの図示平均有効圧力のサイクル変動
   が安定度限界となるように制御するものであることを特
   徴とする請求項１記載のエンジンの気筒別燃焼制御装
   置。
3. 【請求項３】前記安定度検出手段は、エンジンの安定度
   として、リーン気筒グループの図示平均有効圧力のサイ
   クル変動と、全気筒の図示平均有効圧力のサイクル変動
   とを検出するものであり、 前記リーン気筒燃料噴射量フィードバック補正手段は、
   リーン気筒グループの図示平均有効圧力のサイクル変動
   が安定度限界となるように制御し、更に全気筒の図示平
   均有効圧力のサイクル変動が安定度限界となるように制
   御するものであることを特徴とする請求項１記載のエン
   ジンの気筒別燃焼制御装置。
4. 【請求項４】リーン気筒グループの気筒数をリッチ気筒
   グループの気筒数より多くしたことを特徴とする請求項
   １〜請求項３のいずれか１つに記載のエンジンの気筒別
   燃焼制御装置。
5. 【請求項５】前記図示平均有効圧力検出手段は、各気筒
   毎に筒内圧力センサを有し、各気筒毎に筒内圧力より図
   示平均有効圧力を算出するものであることを特徴とする
   請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のエンジンの
   気筒別燃焼制御装置。
6. 【請求項６】前記図示平均有効圧力検出手段は、 同一燃焼行程内で予め定めた第１のクランク角区間と第
   ２のクランク角区間とでそれぞれ角速度を計測する角速
   度計測手段と、 各気筒毎に燃焼行程における第２のクランク角区間の角
   速度と第１のクランク角区間の角速度との差として角加
   速度を算出する角加速度算出手段とを有し、 各気筒毎に角加速度より図示平均有効圧力を算出するも
   のであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれ
   か１つに記載のエンジンの気筒別燃焼制御装置。
7. 【請求項７】前記角加速度算出手段により算出された角
   加速度を第１のクランク角区間の角速度により補正する
   角加速度補正手段を有することを特徴とする請求項６記
   載のエンジンの気筒別燃焼制御装置。
8. 【請求項８】燃焼行程中の平均角速度を検出する平均角
   速度検出手段と、検出された平均角速度に応じて、平均
   角速度が大きくなるほど広くなるように前記角速度計測
   手段における第１及び第２のクランク角区間の区間幅を
   変更する計測区間幅変更手段とを有することを特徴とす
   る請求項６記載のエンジンの気筒別燃焼制御装置。