内燃機関制御装置
【課題】内燃機関の休止気筒数を変更することで目標車速に合わせる制御を行う場合に、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することを可能にする。
【解決手段】自車両の車速を目標車速に合わせるために必要な最終トルクカット率を逐次算出し、その最終トルクカット率に応じて、エンジン１の休止気筒数を増加させるとともに、休止気筒数を増加させる場合に、逐次算出される最終トルクカット率に応じてエンジン１の点火時期を基準点火時期から逐次遅角させた上で休止気筒数を増加させる。
【解決手段】自車両の車速を目標車速に合わせるために必要な最終トルクカット率を逐次算出し、その最終トルクカット率に応じて、エンジン１の休止気筒数を増加させるとともに、休止気筒数を増加させる場合に、逐次算出される最終トルクカット率に応じてエンジン１の点火時期を基準点火時期から逐次遅角させた上で休止気筒数を増加させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変気筒機構付きの内燃機関を制御する内燃機関制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の気筒のすべてを運転する全気筒運転と、複数の気筒のうちの一部の気筒の運転を休止する部分気筒運転とを切り換え可能な内燃機関の制御装置が知られている。例えば特許文献１には、全気筒運転モードと部分気筒運転モードとを切り換えるとともに、車速を一定に保持するように制御するクルーズコントロールを行う技術が開示されている。特許文献１に開示の技術では、クルーズコントロールを行う場合において、内燃機関の出力をフィードバック制御する際のゲイン（以下、フィードバックゲイン）を運転モードに応じて設定することで、各運転モードに応じて内燃機関の出力を適切に制御して運転モードの切換頻度を低減し、目標車速への良好な収束性の実現を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９７６１４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、スロットル弁開度をフィードバック制御する複雑な内燃機関の出力制御なくしては目標車速への良好な収束性を十分に実現できないという問題を有していた。詳しくは、以下に述べる通りである。特許文献１に開示の技術では、運転モードの切り換えによる休止気筒数変更時のエンジントルク変化は、全気筒が８気筒とした場合には１気筒あたり１２．５％となる。よって、運転モードの切り換えによる休止気筒数変更時には、エンジントルク変化に大きな段差が生じることになり、ユーザにとって不快な振動や車速のハンチングが生じる。そして、車速のハンチングが生じることで目標車速への収束性が悪化する。特許文献１に開示の技術では、これを改善するために、スロットル弁開度をフィードバック制御する機構を設けている。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、スロットル弁開度をフィードバック制御する機構を設けず、目標車速に合わせる制御中に内燃機関の休止気筒数を変更する場合にも、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することを可能にする内燃機関制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の内燃機関制御装置においては、車両の車速を目標車速に合わせるために必要な内燃機関のトルクを算出する必要トルク算出手段と、車両の車速を目標車速に合わせるために必要な内燃機関のトルクの変化量（以下、必要変化量）を算出する必要変化量算出手段と、必要変化量に応じて内燃機関の複数の気筒のうちの休止気筒の数の変更を行う休止気筒数変更手段とを備え、休止気筒数変更手段で休止気筒数の変更を行う場合に、必要変化量に応じて内燃機関の点火時期を基準点火時期からずらした後に休止気筒数の変更を行うことになる。なお、基準点火時期は、例えばエンジン負荷（もしくはスロットル開度）やエンジン回転数に応じた最適な点火時期である。
【０００７】
内燃機関の点火時期を基準点火時期からずらすことによって、内燃機関のトルクを減少させたり増加させたりすることが可能である。例えば、基準点火時期から遅角させることで当該トルクを減少させたり、基準点火時期から進角させることで当該トルクを増加させたりすることが可能である。請求項１の構成によれば、必要変化量に応じて点火時期をずらすことで予め内燃機関のトルクの減少や増加を逐次行った上で休止気筒数の変更を行うので、休止気筒数の変更による急激なトルクの減少や増加を緩和することが可能になる。そして、内燃機関のトルクの急激な変化を抑えることで、ユーザにとって不快な振動や車速のハンチングを抑えることが可能になる。その結果、目標車速に合わせる制御中に内燃機関の休止気筒数を変更する場合にも、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することが可能になる。
【０００８】
請求項２の構成によれば、休止気筒数変更手段で休止気筒数を増加させる場合に、必要変化量に応じて内燃機関の点火時期を基準点火時期から遅角させた上で休止気筒数を増加させるので、予め内燃機関のトルクの減少を逐次行った上で休止気筒数の増加を行って、休止気筒数の増加による急激な内燃機関のトルクの減少を緩和することが可能になる。
【０００９】
請求項３の構成においては、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値を基準点火時期からの遅角量に逐次換算する第１遅角量換算手段をさらに備え、内燃機関の休止気筒数を１つ増加させるとした場合の内燃機関のトルクの減少値が、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値を上回らない場合には、内燃機関の点火時期を、基準点火時期から第１遅角量換算手段で逐次換算される遅角量だけ遅角させることになる。
【００１０】
これによれば、休止気筒数を１つ増加させると必要変化量分の内燃機関のトルクの減少分以上のトルクの減少が生じてしまう場合に、休止気筒数を増加させなくても必要変化量分のトルクの減少を点火時期の遅角によって行うことが可能になる。従って、請求項３の構成によっても、目標車速への収束性がさらに改善する。
【００１１】
請求項４の構成においては、内燃機関の休止気筒数の増加による内燃機関のトルクの減少値と必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値との差分をもとに、内燃機関のトルクの減少の不足分を減少不足分算出手段で算出し、算出した不足分を第２遅角量換算手段で基準点火時期からの遅角量に逐次換算する。そして、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値が内燃機関の休止気筒数を１つ増加させるとした場合の内燃機関のトルクの減少値を上回る場合には、内燃機関の点火時期を基準点火時期から第２遅角量換算手段で逐次換算される遅角量だけ遅角させることになる。
【００１２】
これによれば、休止気筒数の増加分のトルクの減少分と必要変化量分の内燃機関のトルクの減少分とが一致せず、トルクの減少の不足分が生じる場合に、不足分のトルクの減少を点火時期の遅角によって補うことができる。従って、請求項４の構成によれば、目標車速への収束性がさらに改善する。また、必要変化量に応じて逐次換算される遅角量だけ点火時期を逐次遅角させることになるので、予め内燃機関のトルクの減少を逐次行った上で休止気筒数の増加を行って、休止気筒数の増加による急激なトルクの減少を緩和することができる。
【００１３】
請求項５の構成によれば、休止気筒数変更手段で休止気筒数を減少させる場合に、必要変化量に応じて内燃機関の点火時期を基準点火時期まで進角させた後に休止気筒数を減少させるので、予め内燃機関のトルクの増加を逐次行った上で休止気筒数の減少を行って、休止気筒数の減少による急激なトルクの増加を緩和することが可能になる。
【００１４】
請求項６の構成においては、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値を基準点火時期までの進角量に逐次換算する第１進角量換算手段をさらに備え、内燃機関の休止気筒数を１つ減少させるとした場合の内燃機関のトルクの増加値が、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値を上回らない場合には、内燃機関の点火時期を、基準点火時期まで第１進角量換算手段で逐次換算される進角量だけ進角させることになる。
【００１５】
これによれば、休止気筒数を１つ減少させると必要変化量分の内燃機関のトルクの増加分以上のトルクの増加が生じてしまう場合に、休止気筒数を減少させなくても必要変化量分のトルクの増加を点火時期の進角によって行うことが可能になる。従って、請求項６の構成によっても、目標車速への収束性がさらに改善する。
【００１６】
請求項７の構成においては、内燃機関の休止気筒数の減少による内燃機関のトルクの増加値と必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値との差分をもとに、内燃機関のトルクの増加の不足分を増加不足分算出手段で算出し、算出した不足分を第２進角量換算手段で基準点火時期までの遅角量に逐次換算する。そして、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値が内燃機関の休止気筒数を１つ減少させるとした場合の内燃機関のトルクの増加値を上回る場合には、内燃機関の点火時期を基準点火時期まで第２進角量換算手段で逐次換算される進角量だけ進角させることになる。
【００１７】
これによれば、休止気筒数の減少分のトルクの増加分と必要変化量分の内燃機関のトルクの増加分とが一致せず、トルクの増加の不足分が生じる場合に、不足分のトルクの増加を点火時期の進角によって補うことができる。従って、請求項７の構成によれば、目標車速への収束性がさらに改善する。また、必要変化量に応じて逐次換算される進角量だけ点火時期を逐次進角させることになるので、予め内燃機関のトルクの増加を逐次行った上で休止気筒数の減少を行って、休止気筒数の減少による急激なトルクの増加を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】内燃機関制御システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵ１１での第１車速収束処理のフローを示すフローチャートである。
【図３】休止気筒決定処理の概略を示すフローチャートである。
【図４】点火遅角量決定処理の概略を示すフローチャートである。
【図５】点火時期とエンジン１のトルクとの間の相関関係を示す模式図である。
【図６】本発明の点火時期の制御を説明するための模式図である。
【図７】休止気筒数とトルクとの相関関係を示す模式図である。
【図８】従来技術における車速のばらつきを示すための模式図である。
【図９】本発明における車速のばらつきを示すための模式図である。
【図１０】本発明における車速のばらつきを示すための模式図である。
【図１１】ＥＣＵ１１での第２車速収束処理のフローを示すフローチャートである。
【図１２】運転気筒決定処理の概略を示すフローチャートである。
【図１３】点火進角量決定処理の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用された内燃機関制御システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。図１に示す内燃機関制御システム１００は、少なくとも内燃機関を走行駆動源とする車両に搭載されるものである。本実施形態では、内燃機関として公知のガソリンエンジンを用いる場合を一例に挙げて以降の説明を行う。
【００２０】
内燃機関制御システム１００は、図１に示すように、エンジン１、吸気管２、スロットル弁３、スロットル開度センサ４、燃料噴射弁５、点火プラグ６、燃焼圧センサ７、クランク角度位置センサ８、車速センサ９、気筒休止機構１０、およびＥＣＵ１１を含んでいる。なお、内燃機関制御システム１００を搭載している車両を以降では自車両と呼ぶ。
【００２１】
エンジン１は、複数の気筒１ａを備えている。例えば本実施形態では、エンジン１が８つの気筒１ａを備えている場合（つまり、８気筒の場合）を例に挙げて以降の説明を行う。また、エンジン１は吸気管２を有し、吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３には、スロットル弁３の開度を検出するスロットル開度センサ４が設けられており、その検出信号がＥＣＵ１１に供給される。
【００２２】
燃料噴射弁５は図示しない吸気弁の少し上流側に気筒毎に設けられている。各燃料噴射弁５は、図示しない燃料ポンプに接続されているとともにＥＣＵ１１に電気的に接続されており、当該ＥＣＵ１１からの信号により開弁時間が制御される。エンジン１の各気筒１ａには点火プラグ６が設けられており、点火プラグ６にはＥＣＵ１１から点火信号が供給される。
【００２３】
エンジン１の本体には、エンジン１の燃焼圧を検出する燃焼圧センサ７が取り付けられており、その検出信号はＥＣＵ１１に供給される。ＥＣＵ１１には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ８が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ１１に供給される。
【００２４】
クランク角度位置センサ８は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下ＣＹＬパルス）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置でＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ、およびＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期でＣＲＫパルスを発生するＣＲＫセンサからなっている。クランク角度位置センサ８から出力されるＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス、およびＣＲＫパルスはＥＣＵ１１に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、およびエンジン回転数（エンジン回転速度）の検出に使用される。
【００２５】
車速センサ９は、自車両の車速を検出するセンサであって、その検出信号はＥＣＵ１１に供給される。気筒休止機構１０は、エンジン１の複数の気筒１ａの一部の気筒の吸気弁の作動を停止することにより当該気筒の作動を休止させる。気筒休止機構１０は、ＥＣＵ１１に接続されており、ＥＣＵ１１からの切換制御信号に従って、運転を休止させる気筒（以下、休止気筒）の数を切り換える。また、気筒休止は気筒休止機構１０の代替として燃料噴射弁５の開弁時間の制御で実施してもよい。
【００２６】
ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、入力される情報をもとに、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。ＥＣＵ１１が請求項の内燃機関制御装置に相当する。例えばＥＣＵ１１は、自車両の車速が目標車速を超えようとする場合に自車両の車速を目標車速に収束させる処理や自車両の車速が目標車速を下回ろうとする場合に自車両の車速を目標車速に収束させる処理を行う。目標車速については後に詳述する。
【００２７】
ＥＣＵ１１は、自車両の車速を目標車速に収束させるために、上述したセンサの検出信号に基づいて、点火プラグ６の点火時期制御や休止気筒数の切換制御等を行う。上述したセンサの検出信号に基づいて、燃料噴射弁５の開弁時間の制御等も行うことによって自車両の車速を目標車速に収束させる構成としてもよいが、本発明の要部ではないので説明は省略する。
【００２８】
まず、自車両の車速が目標車速を超えようとする場合に自車両の車速を目標車速に収束させる処理（以下、第１車速収束処理）について図２を用いて説明を行う。図２は、ＥＣＵ１１での第１車速収束処理のフローを示すフローチャートである。図２のフローは、例えば自車両のイグニッション電源がオンになったときに開始し、イグニッション電源がオフになった場合に終了するものとする。なお、目標車速が変更された場合には、ステップＳ１からフローをやり直すものとすればよい。
【００２９】
まず、ステップＳ１では、目標車速設定処理を行って目標車速を設定し、ステップＳ２に移る。よって、ＥＣＵ１１が請求項の目標車速設定手段に相当する。ここで言うところの目標車速とは、例えば自車両の車速に予め設定されている上限値であって、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに予め記憶されているものとしてもよいし、図示しない操作入力部の操作によってユーザが設定した値であってもよい。また、車載ナビゲーション装置の地図データをもとに検出したり、図示しない撮像装置で撮像した道路標識や道路標示の画像認識によって検出したりした自車両の走行中の道路の速度規制値であってもよい。他にも、車速を一定に保持するように制御する周知のクルーズコントロールにおいて設定される目標速度であってもよい。
【００３０】
ステップＳ２では、車速取得処理を行って、ステップＳ３に移る。車速取得処理では、車速センサ９の検出信号をもとに自車両の車速を取得する。よって、ＥＣＵ１１が請求項の車速取得手段に相当する。ステップＳ３では、ステップＳ１で設定した目標車速とステップＳ２で取得した自車両の車速との差をもとに、目標車速以下で走行させるために必要な駆動力（以下、必要駆動力）を算出し、ステップＳ４に移る。必要駆動力の算出は周知のクルーズコントロール等で用いられている方法によって算出する構成とすればよい。
【００３１】
ステップＳ４では、ステップＳ３で算出した必要駆動力をもとに、目標車速以下で走行させるために必要なエンジントルク（以下、必要エンジントルク）を算出し、ステップＳ５に移る。必要エンジントルクの算出については、周知の方法で行う構成とすればよい。例えば、駆動力＝（エンジントルク×総減速比×動力伝達効率）／駆動輪タイヤの動荷重半径の関係式をもとにして必要エンジントルクを算出する構成とすればよい。よって、ＥＣＵ１１が請求項の必要トルク算出手段に相当する。なお、本実施形態では、車速を目標車速に合わせるフィードバックの制御において、この必要エンジントルクを超えるような出力となるようにスロットル弁３の開度の制御（例えば、スロットル弁３の開度として、全開一定としてもよい）を行っているものとする。
【００３２】
ステップＳ５では、現在のエンジントルク（以下、現エンジントルク）を算出して、ステップＳ６に移る。現エンジントルクは、例えばエンジン１の運転状態とエンジントルクの値との対応関係を示すマップをもとに算出する構成とすればよい。なお、この場合のエンジン１の運転状態としては、例えばスロットル開度センサ４の検出信号から求められるスロットル開度やクランク角度位置センサ８の検出信号から求められるエンジン回転数がある。
【００３３】
ステップＳ６では、エンジントルクを減少させる必要があるか否か（つまり、トルクダウンが必要か否か）を判断する。詳しくは、現エンジントルクが必要エンジントルクを上回っている場合にはトルクダウンが必要と判断し、上回っていなかった場合にはトルクダウンが不要と判断する。そして、トルクダウンが必要と判断した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、ステップＳ７に移る。また、トルクダウンが不要と判断した場合（ステップＳ６でＮＯ）には、ステップＳ２に戻ってフローを繰り返す。
【００３４】
ステップＳ７では、ステップＳ４で算出した必要エンジントルクとステップＳ５で算出した現エンジントルクをもとに、必要なエンジントルクの減少量（以下、トルクダウン必要量）を算出し、ステップＳ８に移る。詳しくは、現エンジントルクから必要エンジントルクを差し引いた量がトルクダウン必要量となる。
【００３５】
ステップＳ８では、現在の燃焼トルク（以下、現燃焼トルク）を算出して、ステップＳ９に移る。燃焼トルクは、燃焼ガスの圧力（燃焼圧）が気筒１ａのピストン頂部に与えた仕事をもとにして算出されるトルクであって、クランク軸の摩擦といった機械損失等の損失分を含まないトルクである。現燃焼トルクは、例えば燃焼圧センサ７の検出信号から求められる燃焼圧をもとに算出する。また、現燃焼トルクは、予め機会損失等の損失分が推定されている場合には、現エンジントルクとこの推定されている損失分とから算出する構成としてもよい。燃焼トルクは、いわゆる図示出力（または指示出力）であって、前述のエンジントルクは、燃焼トルクから機械損失等の損失分を差し引いたいわゆる軸出力である。
【００３６】
ステップＳ９では、ステップＳ７で算出したトルクダウン必要量とステップＳ８で算出した現燃焼トルクとから、燃焼トルクの必要な減少率（つまり、カット率）をベースカット率として算出して、ステップＳ１０に移る。ステップＳ１０では、上記ベースカット率をもとに車速を目標車速に合わせるフィードバックの制御を行う場合のＰＩ制御の補正量（以下、ＰＩ補正カット率）を算出する。そして、ステップＳ９で算出したベースカット率とＰＩ補正カット率を加味した最終的な燃焼トルクのカット率（以下、最終トルクカット率）を算出し、ステップＳ１１に移る。よって、ＥＣＵ１１が請求項の必要変化量算出手段に相当する。
【００３７】
ステップＳ１１では、休止気筒決定処理を行って、ステップＳ１２に移る。ここで、図３のフローチャートを用いて、休止気筒決定処理の概略について説明を行う。
【００３８】
まず、ステップＳ１１１では、ステップＳ１０で算出した最終トルクカット率と気筒１ａの全数（以下、全気筒数）とをもとに、休止させる気筒１ａの数（以下、カット気筒数）を算出し、ステップＳ１１２に移る。本実施形態の例では全気筒数は８である。カット気筒数の算出は、カット気筒数＝最終トルクカット率×全気筒数／１００の関係式によって算出する構成とすればよい。
【００３９】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１で算出したカット気筒数をもとに、どの気筒を休止気筒に変更するか（以下、カット気筒パターン）を決定し、ステップＳ１１３に移る。例えばステップＳ１１１でカット気筒数の算出結果が１未満であった場合には、新たに休止気筒を設けないこととする。また、ステップＳ１１１でカット気筒数の算出結果が１以上且つ２未満であった場合には、休止していない気筒１ａのうちのいずれか１つの気筒１ａを休止気筒に変更する気筒１ａとして決定する。
【００４０】
休止気筒に変更する気筒１ａを決定した場合には、ＥＣＵ１１が気筒休止機構１０に切換制御信号を送り、休止気筒に変更する気筒１ａとして決定された気筒１ａの運転を休止させるものとする。よって、ＥＣＵ１１が請求項の休止気筒数変更手段に相当する。
【００４１】
ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２で決定したカット気筒パターンをもとにカット気筒数を決定し、ステップＳ１２に移る。例えばステップＳ１１２で新たに休止気筒を設けないこととした場合には、カット気筒数は０と決定する。また、休止していない気筒１ａのうちのいずれか１つの気筒１ａを休止気筒に変更する気筒１ａとしてステップＳ１１２で決定した場合には、カット気筒数は１と決定する。
【００４２】
ステップＳ１２では、点火遅角量決定処理を行って、ステップＳ２に戻り、フローを繰り返す。ここで、図４のフローチャートを用いて、点火遅角量決定処理の概略について説明を行う。なお、ステップＳ１２では、点火遅角量決定処理を行って所定時間の経過後にステップＳ２に戻ってフローを繰り返す構成としてもよい。ここで言うところの所定時間とは任意に設定可能な値であって、例えば数百ミリ秒や１秒などとしてもよい。
【００４３】
ステップＳ１２１では、カット気筒数の増加による燃焼トルクのダウン率（以下、気筒休止トルクダウン率）を算出し、ステップＳ１２２に移る。気筒休止トルクダウン率の算出は、気筒休止トルクダウン率＝ステップＳ１１で決定したカット気筒数×（１／全気筒数）の関係式によって算出する構成とすればよい。本実施形態の例では、１／全気筒数＝１２．５となる。
【００４４】
ステップＳ１２２では、ステップＳ１０で算出した最終トルクカット率とステップＳ１２１で算出した気筒休止トルクダウン率とをもとに、点火遅角率を算出し、ステップＳ１２３に移る。この点火遅角率が請求項の内燃機関のトルクの減少の不足分に相当し、ＥＣＵ１１が請求項の減少不足分算出手段に相当する。点火遅角率は、点火遅角率＝最終トルクカット率−気筒休止トルクダウン率の関係式によって算出する構成とすればよい。カット気筒数が０の場合には、気筒休止トルクダウン率が０となるので、カット気筒数が０の場合には、最終トルクカット率がそのまま点火遅角率となる。一方、カット気筒数が１以上の場合には、休止気筒の増加分で補うことのできない燃焼トルクのダウン率が点火遅角率となる。
【００４５】
ステップＳ１２３では、基準点火時期とステップＳ１２２で算出した点火遅角率とをもとに点火遅角量を算出する。点火遅角量は、点火遅角量＝基準点火時期×点火遅角率の関係式や点火遅角率と点火遅角量の対応関係を示すマップによって算出する構成とすればよい。よって、ＥＣＵ１１が請求項の第１遅角量換算手段および第２遅角量換算手段に相当する。
【００４６】
また、ここで言うところの基準点火時期とは、例えばエンジン回転数やエンジン負荷（もしくはスロットル開度）といった少なくとも点火時期以外のエンジン１の運転状態に応じて逐次ＥＣＵ１１で算出される最適な点火時期であって、周知の基準点火時期と同様のものである。よって、ＥＣＵ１１が請求項の基準点火時期算出手段に相当する。基準点火時期は、エンジン回転数やエンジン負荷以外にも例えばエンジン水温に応じて算出されるものであってもよい。
【００４７】
ステップＳ１２３で点火遅角量が算出された場合には、運転する気筒の点火時期を基準点火時期から当該点火遅角量だけ遅角させ、点火プラグ６の点火を逐次行うことになる。なお、基準点火時期は常に一定のものではなく、その都度の運転状態に応じて定まるものである。本実施形態では、基準点火時期はＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）もしくはＭＢＴよりも遅角側であるものとする。また、例えば点火遅角量は少なくとも基準点火時期からＴＤＣに達するまでの遅角量に収まるようになっているものとする。なお、点火遅角量が基準点火時期からＴＤＣに達するまでの遅角量に収まらない場合には、基準点火時期からＴＤＣに達するまでの遅角量を点火遅角量とする構成としてもよい。
【００４８】
点火時期とエンジン１のトルクとの間には、図５に示すように、点火時期を基準点火時期から遅角させるとエンジン１のトルクが減少する相関関係がある。この相関関係は、エンジントルクと燃焼トルクとのいずれのエンジン１のトルクにも当てはまる。図５は、点火時期とエンジン１のトルクとの間の相関関係を示す模式図である。縦軸がトルクの大きさを示しており、横軸が点火時期を示している。また、図５中のＡが基準点火時期を示しており、ＢがＴＤＣを示している。本実施形態では、上述の相関関係を利用し、点火時期を基準点火時期から遅角させることによって、エンジントルクを減少させる。
【００４９】
本実施形態の構成によれば、最終トルクカット率の増加に応じて点火時期を基準点火時期から遅角させていくことになる。例えば、最終トルクカット率が休止気筒数を１つ増加させる必要のない程度の値の場合には、最終トルクカット率の増加に応じて点火時期を基準点火時期から逐次遅角させていくことで、エンジントルクを逐次減少させていくことになる。そして、最終トルクカット率が休止気筒数を１つ増加させる必要のある値にまで達した場合には、休止気筒数を１つ増加させることでエンジントルクを減少させることになる。
【００５０】
また、最終トルクカット率が休止気筒数を１つ増加させる必要のある値程度の場合になったときには、最終トルクカット率に対する気筒休止トルクダウン率のトルクの減少の不足分がないので、基準点火時期からの遅角量は一旦ゼロに戻すことになる。その後、最終トルクカット率がさらに増加していく場合には、最終トルクカット率に対する気筒休止トルクダウン率のトルクの減少の不足分が増加していくので、点火時期を基準点火時期から再度遅角させていくことになる。本実施形態によれば、車速を目標車速に合わせるフィードバック制御を行っているため、必要エンジントルクが急激に変化することはなく、休止気筒数が変更される場合にも１つずつ変更されることになる。
【００５１】
これを図で説明すると図６のようになる。図６は、本発明の点火時期の制御を説明するための模式図である。図６では上のグラフから順に車速の時間変化、必要エンジントルクの時間変化、休止気筒数の時間変化、点火時期の基準点火時期に対する遅角量の時間変化を示している。車速が目標車速に達して必要エンジントルクが減少し始めると、その減少に応じて最終トルクカット率が徐々に増加し始めるので、基準点火時期からの遅角量も徐々に増加し、エンジントルクを徐々に減少させいくことになる。そして、遅角量だけでは、必要とするエンジントルクを減少させられなくなったところで休止気筒数の増加が行われ、エンジントルクの減少が行われる。このとき、遅角量は一旦ゼロに戻った（図のＣ参照）後、最終トルクカット率の増加に合わせて再度増加していくことになる。以降についても、同様の処理が繰り返されることになる。
【００５２】
従来までの技術では、休止気筒数を１つ増加するごとに、図７に示すように（１／全気筒数）ずつ（本実施形態の例では１２．５％）の大きなトルク段差が生じることになる。図７は、休止気筒数とトルクとの相関関係を示す模式図であって、縦軸がトルクの大きさを示しており、横軸が休止気筒数を示している。しかしながら、本実施形態の構成によれば、予めエンジントルクの減少を逐次行った上で休止気筒数の増加を行うことができるので、休止気筒数の増加による急激なエンジントルクの減少を緩和することが可能になる。よって、ユーザにとって不快な振動や車速のハンチングを抑え、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することが可能になる。
【００５３】
また、本実施形態の構成によれば、休止気筒数の増加分（気筒休止トルクダウン率分のトルクの減少）だけでは最終トルクカット率分のトルクの減少分が補いきれない場合に、不足分のトルクの減少を点火時期の遅角によって補うことができる。従って、この点でも目標車速への収束性をより改善することが可能になる。
【００５４】
ここで、本発明における作用効果について、具体的に図８〜図１０を用いて説明を行う。図８に示す図は、従来技術における車速のばらつきを示すための模式図である。図９および図１０は、本発明における車速のばらつきを示すための模式図である。図８のＤがエンジン回転数、Ｅが燃料カット率、Ｆが車速、Ｇがスロットル開度の時間変化を示している。図９のＤがエンジン回転数、Ｅが燃料カット率（最終トルクカット率）、Ｆが車速、Ｈが休止気筒数、Ｉが点火時期の時間変化を示している。また、図８および図９のＪで示す幅が１秒分を示しており、Ｋで示す幅が車速５ｋｍ／ｈ分を示している。さらに、図１０は、図９の破線の枠の部分の拡大図である。なお、図８では、休止気筒数の時間変化を示していないが、図８も休止気筒数の増加が行われた場合の各種パラメータの時間変化を示している。
【００５５】
図８に示すように、従来の技術では、休止気筒数の増加を行う場合に車速のばらつきが大きくなる。一方、図９および図１０に示すように、本実施形態の内燃機関制御システム１００では、車両のばらつきが抑えられており、目標車速への収束性が改善されている。
【００５６】
続いて、自車両の車速が目標車速を下回ろうとする場合に自車両の車速を目標車速に収束させる処理（以下、第２車速収束処理）について図１１を用いて説明を行う。図１１は、ＥＣＵ１１での第２車速収束処理のフローを示すフローチャートである。図１１のフローは、例えば自車両のイグニッション電源がオンになったときに開始し、イグニッション電源がオフになった場合に終了するものとする。なお、目標車速が変更された場合には、ステップＳ２１からフローをやり直すものとすればよい。
【００５７】
ステップＳ２１〜ステップＳ２５までは、ステップＳ１〜ステップＳ５までと同様にして処理を行うものとする。なお、第１車速収束処理のステップＳ１〜ステップＳ５と共通の処理であって、ステップＳ５以降で分岐する構成としてもよい。
【００５８】
ステップＳ２６では、エンジントルクを増加させる必要があるか否か（つまり、トルクアップが必要か否か）を判断する。詳しくは、現エンジントルクが必要エンジントルクを下回っている場合にはトルクアップが必要と判断し、下回っていなかった場合にはトルクアップが不要と判断する。そして、トルクアップが必要と判断した場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）には、ステップＳ２７に移る。また、トルクアップが不要と判断した場合（ステップＳ２６でＮＯ）には、ステップＳ２２に戻ってフローを繰り返す。
【００５９】
ステップＳ２７では、ステップＳ２４で算出した必要エンジントルクとステップＳ２５で算出した現エンジントルクをもとに、必要なエンジントルクの増加量（以下、トルクアップ必要量）を算出し、ステップＳ２８に移る。詳しくは、必要エンジントルクから現エンジントルクを差し引いた量がトルクアップ必要量となる。
【００６０】
ステップＳ２８では、ステップＳ８と同様に現燃焼トルクを算出して、ステップＳ２９に移る。ステップＳ２９では、ステップＳ２７で算出したトルクアップ必要量とステップＳ２８で算出した現燃焼トルクとから、燃焼トルクの必要な増加率（つまり、アップ率）をベースアップ率として算出して、ステップＳ３０に移る。ステップＳ３０では、上記ベースアップ率をもとに車速を目標車速に合わせるフィードバックの制御を行う場合のＰＩ制御の補正量を算出する。そして、ステップＳ２９で算出したベースアップ率とＰＩ補正量を加味した最終的な燃焼トルクのアップ率（以下、最終トルクアップ率）を算出し、ステップＳ３１に移る。
【００６１】
ステップＳ３１では、運転気筒決定処理を行って、ステップＳ３２に移る。ここで、図１２のフローチャートを用いて、運転気筒決定処理の概略について説明を行う。
【００６２】
まず、ステップＳ２１１では、ステップＳ３０で算出した最終トルクアップ率と気筒１ａの全数（以下、全気筒数）とをもとに、運転させる休止気筒数（以下、アップ気筒数）を算出し、ステップＳ２１２に移る。本実施形態の例では全気筒数は８である。アップ気筒数の算出は、アップ気筒数＝最終トルクアップ率×全気筒数／１００の関係式によって算出する構成とすればよい。
【００６３】
ステップＳ２１２では、ステップＳ２１１で算出したアップ気筒数をもとに、どの気筒を休止気筒から運転気筒に変更するか（以下、アップ気筒パターン）を決定し、ステップＳ２１３に移る。例えばステップＳ２１１でアップ気筒数の算出結果が１未満であった場合には、新たに運転気筒を設けないこととする。また、ステップＳ２１１でアップ気筒数の算出結果が１以上且つ２未満であった場合には、休止気筒のうちのいずれか１つの気筒１ａを運転気筒に変更する気筒１ａとして決定する。
【００６４】
運転気筒に変更する気筒１ａを決定した場合には、ＥＣＵ１１が気筒休止機構１０に切換制御信号を送り、運転気筒に変更する気筒１ａとして決定された休止気筒の運転を再開させるものとする。
【００６５】
ステップＳ２１３では、ステップＳ２１２で決定したアップ気筒パターンをもとにアップ気筒数を決定し、ステップＳ３２に移る。例えばステップＳ２１２で新たに運転気筒を設けないこととした場合には、アップ気筒数は０と決定する。また、休止気筒のうちのいずれか１つの気筒１ａを運転気筒に変更する気筒１ａとしてステップＳ２１２で決定した場合には、アップ気筒数は１と決定する。
【００６６】
ステップＳ３２では、点火進角量決定処理を行って、ステップＳ２２に戻り、フローを繰り返す。ここで、図１３のフローチャートを用いて、点火進角量決定処理の概略について説明を行う。なお、ステップＳ３２では、点火進角量決定処理を行って所定時間の経過後にステップＳ２に戻ってフローを繰り返す構成としてもよい。ここで言うところの所定時間とは任意に設定可能な値であって、例えば数百ミリ秒や１秒などとしてもよい。
【００６７】
ステップＳ２２１では、アップ気筒数の増加による燃焼トルクのアップ率（以下、気筒運転トルクアップ率）を算出し、ステップＳ２２２に移る。気筒運転トルクアップ率の算出は、気筒運転トルクアップ率＝ステップＳ３１で決定したアップ気筒数×（１／全気筒数）の関係式によって算出する構成とすればよい。本実施形態の例では、１／全気筒数＝１２．５となる。
【００６８】
ステップＳ２２２では、ステップＳ３０で算出した最終トルクアップ率とステップＳ２２１で算出した気筒運転トルクアップ率とをもとに、点火進角率を算出し、ステップＳ２２３に移る。この点火進角率が請求項の内燃機関のトルクの増加の不足分に相当し、ＥＣＵ１１が請求項の増加不足分算出手段に相当する。点火進角率は、点火進角率＝最終トルクアップ率−気筒運転トルクアップ率の関係式によって算出する構成とすればよい。アップ気筒数が０の場合には、気筒運転トルクアップ率が０となるので、アップ気筒数が０の場合には、最終トルクアップ率がそのまま点火進角率となる。一方、アップ気筒数が１以上の場合には、休止気筒の減少分で補うことのできない燃焼トルクのアップ率が点火進角率となる。
【００６９】
ステップＳ２２３では、基準点火時期とステップＳ２２２で算出した点火進角率とをもとに点火進角量を算出する。点火進角量は、点火進角量＝基準点火時期×点火進角率の関係式によって算出する構成とすればよい。よって、ＥＣＵ１１が請求項の第１進角量換算手段および第２進角量換算手段に相当する。
【００７０】
ステップＳ２２３で点火進角量が算出された場合には、運転する気筒の点火時期を基準点火時期まで当該点火進角量だけ進角させ、点火プラグ６の点火を逐次行うことになる。なお、ここでは基準点火時期はＭＢＴよりも遅角側であるものとする。また、例えば点火進角量は少なくともＴＤＣから基準点火時期に達するまでの進角量に収まるようになっているものとする。なお、点火進角量がＴＤＣから基準点火時期に達するまでの進角量に収まらない場合には、ＴＤＣから基準点火時期に達するまでの進角量を点火進角量とする構成としてもよい。
【００７１】
本実施形態の構成によれば、最終トルクアップ率の増加に応じて点火時期を基準点火時期まで進角させていくことになる。例えば、最終トルクアップ率が休止気筒数を１つ減少させる必要のない程度の値の場合には、最終トルクアップ率の増加に応じて点火時期を基準点火時期まで逐次進角させていくことで、エンジントルクを逐次増加させていくことになる。そして、最終トルクアップ率が休止気筒数を１つ減少させる必要のある値にまで達した場合には、休止気筒数を１つ減少させることでエンジントルクを増加させることになる。
【００７２】
また、最終トルクアップ率が休止気筒数を１つ減少させる必要のある値程度の場合になったときには、最終トルクアップ率に対する気筒運転トルクアップ率のトルクの増加の不足分がないので、基準点火時期からの進角量は一旦ゼロに戻すことになる。その後、最終トルクアップ率がさらに増加していく場合には、最終トルクアップ率に対する気筒運転トルクアップ率のトルクの増加の不足分が増加していくので、点火時期を基準点火時期まで再度進角させていくことになる。本実施形態によれば、車速を目標車速に合わせるフィードバック制御を行っているため、必要エンジントルクが急激に変化することはなく、休止気筒数が変更される場合にも１つずつ変更されることになる。
【００７３】
以上の構成によれば、予めエンジントルクの増加を逐次行った上で休止気筒数の減少を行うことができるので、休止気筒数の減少による急激なエンジントルクの増加を緩和することが可能になる。よって、ユーザにとって不快な振動や車速のハンチングを抑え、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することが可能になる。また、以上の構成によれば、休止気筒数の減少分（気筒運転トルクアップ率分のトルクの増加）だけでは最終トルクアップ率分のトルクの増加分が補いきれない場合に、不足分のトルクの増加を点火時期の進角によって補うことができる。従って、この点でも目標車速への収束性をより改善することが可能になる。
【００７４】
前述の実施形態では、ＥＣＵ１１が第１車速収束処理と第２車速収束処理とのいずれも行う構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、ＥＣＵ１１が第１車速収束処理と第２車速収束処理とのいずれか一方のみを行う構成としてもよい。
【００７５】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１ エンジン（内燃機関）、１ａ 気筒、２ 吸気管、３ スロットル弁、４ スロットル開度センサ、５ 燃料噴射弁、６ 点火プラグ、７ 燃焼圧センサ、８ クランク角度位置センサ、９ 車速センサ、１０ 気筒休止機構、１１ ＥＣＵ（内燃機関制御装置、目標車速設定手段、車速取得手段、必要トルク算出手段、必要変化量算出手段、休止気筒数変更手段、減少不足分算出手段、第１遅角量換算手段、第２遅角量換算手段、基準点火時期算出手段、増加不足分算出手段、第１進角量換算手段、第２進角量換算手段）、１００ 内燃機関制御システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変気筒機構付きの内燃機関を制御する内燃機関制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の気筒のすべてを運転する全気筒運転と、複数の気筒のうちの一部の気筒の運転を休止する部分気筒運転とを切り換え可能な内燃機関の制御装置が知られている。例えば特許文献１には、全気筒運転モードと部分気筒運転モードとを切り換えるとともに、車速を一定に保持するように制御するクルーズコントロールを行う技術が開示されている。特許文献１に開示の技術では、クルーズコントロールを行う場合において、内燃機関の出力をフィードバック制御する際のゲイン（以下、フィードバックゲイン）を運転モードに応じて設定することで、各運転モードに応じて内燃機関の出力を適切に制御して運転モードの切換頻度を低減し、目標車速への良好な収束性の実現を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９７６１４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、スロットル弁開度をフィードバック制御する複雑な内燃機関の出力制御なくしては目標車速への良好な収束性を十分に実現できないという問題を有していた。詳しくは、以下に述べる通りである。特許文献１に開示の技術では、運転モードの切り換えによる休止気筒数変更時のエンジントルク変化は、全気筒が８気筒とした場合には１気筒あたり１２．５％となる。よって、運転モードの切り換えによる休止気筒数変更時には、エンジントルク変化に大きな段差が生じることになり、ユーザにとって不快な振動や車速のハンチングが生じる。そして、車速のハンチングが生じることで目標車速への収束性が悪化する。特許文献１に開示の技術では、これを改善するために、スロットル弁開度をフィードバック制御する機構を設けている。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、スロットル弁開度をフィードバック制御する機構を設けず、目標車速に合わせる制御中に内燃機関の休止気筒数を変更する場合にも、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することを可能にする内燃機関制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の内燃機関制御装置においては、車両の車速を目標車速に合わせるために必要な内燃機関のトルクを算出する必要トルク算出手段と、車両の車速を目標車速に合わせるために必要な内燃機関のトルクの変化量（以下、必要変化量）を算出する必要変化量算出手段と、必要変化量に応じて内燃機関の複数の気筒のうちの休止気筒の数の変更を行う休止気筒数変更手段とを備え、休止気筒数変更手段で休止気筒数の変更を行う場合に、必要変化量に応じて内燃機関の点火時期を基準点火時期からずらした後に休止気筒数の変更を行うことになる。なお、基準点火時期は、例えばエンジン負荷（もしくはスロットル開度）やエンジン回転数に応じた最適な点火時期である。
【０００７】
内燃機関の点火時期を基準点火時期からずらすことによって、内燃機関のトルクを減少させたり増加させたりすることが可能である。例えば、基準点火時期から遅角させることで当該トルクを減少させたり、基準点火時期から進角させることで当該トルクを増加させたりすることが可能である。請求項１の構成によれば、必要変化量に応じて点火時期をずらすことで予め内燃機関のトルクの減少や増加を逐次行った上で休止気筒数の変更を行うので、休止気筒数の変更による急激なトルクの減少や増加を緩和することが可能になる。そして、内燃機関のトルクの急激な変化を抑えることで、ユーザにとって不快な振動や車速のハンチングを抑えることが可能になる。その結果、目標車速に合わせる制御中に内燃機関の休止気筒数を変更する場合にも、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することが可能になる。
【０００８】
請求項２の構成によれば、休止気筒数変更手段で休止気筒数を増加させる場合に、必要変化量に応じて内燃機関の点火時期を基準点火時期から遅角させた上で休止気筒数を増加させるので、予め内燃機関のトルクの減少を逐次行った上で休止気筒数の増加を行って、休止気筒数の増加による急激な内燃機関のトルクの減少を緩和することが可能になる。
【０００９】
請求項３の構成においては、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値を基準点火時期からの遅角量に逐次換算する第１遅角量換算手段をさらに備え、内燃機関の休止気筒数を１つ増加させるとした場合の内燃機関のトルクの減少値が、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値を上回らない場合には、内燃機関の点火時期を、基準点火時期から第１遅角量換算手段で逐次換算される遅角量だけ遅角させることになる。
【００１０】
これによれば、休止気筒数を１つ増加させると必要変化量分の内燃機関のトルクの減少分以上のトルクの減少が生じてしまう場合に、休止気筒数を増加させなくても必要変化量分のトルクの減少を点火時期の遅角によって行うことが可能になる。従って、請求項３の構成によっても、目標車速への収束性がさらに改善する。
【００１１】
請求項４の構成においては、内燃機関の休止気筒数の増加による内燃機関のトルクの減少値と必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値との差分をもとに、内燃機関のトルクの減少の不足分を減少不足分算出手段で算出し、算出した不足分を第２遅角量換算手段で基準点火時期からの遅角量に逐次換算する。そして、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値が内燃機関の休止気筒数を１つ増加させるとした場合の内燃機関のトルクの減少値を上回る場合には、内燃機関の点火時期を基準点火時期から第２遅角量換算手段で逐次換算される遅角量だけ遅角させることになる。
【００１２】
これによれば、休止気筒数の増加分のトルクの減少分と必要変化量分の内燃機関のトルクの減少分とが一致せず、トルクの減少の不足分が生じる場合に、不足分のトルクの減少を点火時期の遅角によって補うことができる。従って、請求項４の構成によれば、目標車速への収束性がさらに改善する。また、必要変化量に応じて逐次換算される遅角量だけ点火時期を逐次遅角させることになるので、予め内燃機関のトルクの減少を逐次行った上で休止気筒数の増加を行って、休止気筒数の増加による急激なトルクの減少を緩和することができる。
【００１３】
請求項５の構成によれば、休止気筒数変更手段で休止気筒数を減少させる場合に、必要変化量に応じて内燃機関の点火時期を基準点火時期まで進角させた後に休止気筒数を減少させるので、予め内燃機関のトルクの増加を逐次行った上で休止気筒数の減少を行って、休止気筒数の減少による急激なトルクの増加を緩和することが可能になる。
【００１４】
請求項６の構成においては、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値を基準点火時期までの進角量に逐次換算する第１進角量換算手段をさらに備え、内燃機関の休止気筒数を１つ減少させるとした場合の内燃機関のトルクの増加値が、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値を上回らない場合には、内燃機関の点火時期を、基準点火時期まで第１進角量換算手段で逐次換算される進角量だけ進角させることになる。
【００１５】
これによれば、休止気筒数を１つ減少させると必要変化量分の内燃機関のトルクの増加分以上のトルクの増加が生じてしまう場合に、休止気筒数を減少させなくても必要変化量分のトルクの増加を点火時期の進角によって行うことが可能になる。従って、請求項６の構成によっても、目標車速への収束性がさらに改善する。
【００１６】
請求項７の構成においては、内燃機関の休止気筒数の減少による内燃機関のトルクの増加値と必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値との差分をもとに、内燃機関のトルクの増加の不足分を増加不足分算出手段で算出し、算出した不足分を第２進角量換算手段で基準点火時期までの遅角量に逐次換算する。そして、逐次算出される必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値が内燃機関の休止気筒数を１つ減少させるとした場合の内燃機関のトルクの増加値を上回る場合には、内燃機関の点火時期を基準点火時期まで第２進角量換算手段で逐次換算される進角量だけ進角させることになる。
【００１７】
これによれば、休止気筒数の減少分のトルクの増加分と必要変化量分の内燃機関のトルクの増加分とが一致せず、トルクの増加の不足分が生じる場合に、不足分のトルクの増加を点火時期の進角によって補うことができる。従って、請求項７の構成によれば、目標車速への収束性がさらに改善する。また、必要変化量に応じて逐次換算される進角量だけ点火時期を逐次進角させることになるので、予め内燃機関のトルクの増加を逐次行った上で休止気筒数の減少を行って、休止気筒数の減少による急激なトルクの増加を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】内燃機関制御システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵ１１での第１車速収束処理のフローを示すフローチャートである。
【図３】休止気筒決定処理の概略を示すフローチャートである。
【図４】点火遅角量決定処理の概略を示すフローチャートである。
【図５】点火時期とエンジン１のトルクとの間の相関関係を示す模式図である。
【図６】本発明の点火時期の制御を説明するための模式図である。
【図７】休止気筒数とトルクとの相関関係を示す模式図である。
【図８】従来技術における車速のばらつきを示すための模式図である。
【図９】本発明における車速のばらつきを示すための模式図である。
【図１０】本発明における車速のばらつきを示すための模式図である。
【図１１】ＥＣＵ１１での第２車速収束処理のフローを示すフローチャートである。
【図１２】運転気筒決定処理の概略を示すフローチャートである。
【図１３】点火進角量決定処理の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用された内燃機関制御システム１００の概略的な構成を示すブロック図である。図１に示す内燃機関制御システム１００は、少なくとも内燃機関を走行駆動源とする車両に搭載されるものである。本実施形態では、内燃機関として公知のガソリンエンジンを用いる場合を一例に挙げて以降の説明を行う。
【００２０】
内燃機関制御システム１００は、図１に示すように、エンジン１、吸気管２、スロットル弁３、スロットル開度センサ４、燃料噴射弁５、点火プラグ６、燃焼圧センサ７、クランク角度位置センサ８、車速センサ９、気筒休止機構１０、およびＥＣＵ１１を含んでいる。なお、内燃機関制御システム１００を搭載している車両を以降では自車両と呼ぶ。
【００２１】
エンジン１は、複数の気筒１ａを備えている。例えば本実施形態では、エンジン１が８つの気筒１ａを備えている場合（つまり、８気筒の場合）を例に挙げて以降の説明を行う。また、エンジン１は吸気管２を有し、吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３には、スロットル弁３の開度を検出するスロットル開度センサ４が設けられており、その検出信号がＥＣＵ１１に供給される。
【００２２】
燃料噴射弁５は図示しない吸気弁の少し上流側に気筒毎に設けられている。各燃料噴射弁５は、図示しない燃料ポンプに接続されているとともにＥＣＵ１１に電気的に接続されており、当該ＥＣＵ１１からの信号により開弁時間が制御される。エンジン１の各気筒１ａには点火プラグ６が設けられており、点火プラグ６にはＥＣＵ１１から点火信号が供給される。
【００２３】
エンジン１の本体には、エンジン１の燃焼圧を検出する燃焼圧センサ７が取り付けられており、その検出信号はＥＣＵ１１に供給される。ＥＣＵ１１には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ８が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ１１に供給される。
【００２４】
クランク角度位置センサ８は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下ＣＹＬパルス）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置でＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ、およびＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期でＣＲＫパルスを発生するＣＲＫセンサからなっている。クランク角度位置センサ８から出力されるＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス、およびＣＲＫパルスはＥＣＵ１１に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、およびエンジン回転数（エンジン回転速度）の検出に使用される。
【００２５】
車速センサ９は、自車両の車速を検出するセンサであって、その検出信号はＥＣＵ１１に供給される。気筒休止機構１０は、エンジン１の複数の気筒１ａの一部の気筒の吸気弁の作動を停止することにより当該気筒の作動を休止させる。気筒休止機構１０は、ＥＣＵ１１に接続されており、ＥＣＵ１１からの切換制御信号に従って、運転を休止させる気筒（以下、休止気筒）の数を切り換える。また、気筒休止は気筒休止機構１０の代替として燃料噴射弁５の開弁時間の制御で実施してもよい。
【００２６】
ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、入力される情報をもとに、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。ＥＣＵ１１が請求項の内燃機関制御装置に相当する。例えばＥＣＵ１１は、自車両の車速が目標車速を超えようとする場合に自車両の車速を目標車速に収束させる処理や自車両の車速が目標車速を下回ろうとする場合に自車両の車速を目標車速に収束させる処理を行う。目標車速については後に詳述する。
【００２７】
ＥＣＵ１１は、自車両の車速を目標車速に収束させるために、上述したセンサの検出信号に基づいて、点火プラグ６の点火時期制御や休止気筒数の切換制御等を行う。上述したセンサの検出信号に基づいて、燃料噴射弁５の開弁時間の制御等も行うことによって自車両の車速を目標車速に収束させる構成としてもよいが、本発明の要部ではないので説明は省略する。
【００２８】
まず、自車両の車速が目標車速を超えようとする場合に自車両の車速を目標車速に収束させる処理（以下、第１車速収束処理）について図２を用いて説明を行う。図２は、ＥＣＵ１１での第１車速収束処理のフローを示すフローチャートである。図２のフローは、例えば自車両のイグニッション電源がオンになったときに開始し、イグニッション電源がオフになった場合に終了するものとする。なお、目標車速が変更された場合には、ステップＳ１からフローをやり直すものとすればよい。
【００２９】
まず、ステップＳ１では、目標車速設定処理を行って目標車速を設定し、ステップＳ２に移る。よって、ＥＣＵ１１が請求項の目標車速設定手段に相当する。ここで言うところの目標車速とは、例えば自車両の車速に予め設定されている上限値であって、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに予め記憶されているものとしてもよいし、図示しない操作入力部の操作によってユーザが設定した値であってもよい。また、車載ナビゲーション装置の地図データをもとに検出したり、図示しない撮像装置で撮像した道路標識や道路標示の画像認識によって検出したりした自車両の走行中の道路の速度規制値であってもよい。他にも、車速を一定に保持するように制御する周知のクルーズコントロールにおいて設定される目標速度であってもよい。
【００３０】
ステップＳ２では、車速取得処理を行って、ステップＳ３に移る。車速取得処理では、車速センサ９の検出信号をもとに自車両の車速を取得する。よって、ＥＣＵ１１が請求項の車速取得手段に相当する。ステップＳ３では、ステップＳ１で設定した目標車速とステップＳ２で取得した自車両の車速との差をもとに、目標車速以下で走行させるために必要な駆動力（以下、必要駆動力）を算出し、ステップＳ４に移る。必要駆動力の算出は周知のクルーズコントロール等で用いられている方法によって算出する構成とすればよい。
【００３１】
ステップＳ４では、ステップＳ３で算出した必要駆動力をもとに、目標車速以下で走行させるために必要なエンジントルク（以下、必要エンジントルク）を算出し、ステップＳ５に移る。必要エンジントルクの算出については、周知の方法で行う構成とすればよい。例えば、駆動力＝（エンジントルク×総減速比×動力伝達効率）／駆動輪タイヤの動荷重半径の関係式をもとにして必要エンジントルクを算出する構成とすればよい。よって、ＥＣＵ１１が請求項の必要トルク算出手段に相当する。なお、本実施形態では、車速を目標車速に合わせるフィードバックの制御において、この必要エンジントルクを超えるような出力となるようにスロットル弁３の開度の制御（例えば、スロットル弁３の開度として、全開一定としてもよい）を行っているものとする。
【００３２】
ステップＳ５では、現在のエンジントルク（以下、現エンジントルク）を算出して、ステップＳ６に移る。現エンジントルクは、例えばエンジン１の運転状態とエンジントルクの値との対応関係を示すマップをもとに算出する構成とすればよい。なお、この場合のエンジン１の運転状態としては、例えばスロットル開度センサ４の検出信号から求められるスロットル開度やクランク角度位置センサ８の検出信号から求められるエンジン回転数がある。
【００３３】
ステップＳ６では、エンジントルクを減少させる必要があるか否か（つまり、トルクダウンが必要か否か）を判断する。詳しくは、現エンジントルクが必要エンジントルクを上回っている場合にはトルクダウンが必要と判断し、上回っていなかった場合にはトルクダウンが不要と判断する。そして、トルクダウンが必要と判断した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、ステップＳ７に移る。また、トルクダウンが不要と判断した場合（ステップＳ６でＮＯ）には、ステップＳ２に戻ってフローを繰り返す。
【００３４】
ステップＳ７では、ステップＳ４で算出した必要エンジントルクとステップＳ５で算出した現エンジントルクをもとに、必要なエンジントルクの減少量（以下、トルクダウン必要量）を算出し、ステップＳ８に移る。詳しくは、現エンジントルクから必要エンジントルクを差し引いた量がトルクダウン必要量となる。
【００３５】
ステップＳ８では、現在の燃焼トルク（以下、現燃焼トルク）を算出して、ステップＳ９に移る。燃焼トルクは、燃焼ガスの圧力（燃焼圧）が気筒１ａのピストン頂部に与えた仕事をもとにして算出されるトルクであって、クランク軸の摩擦といった機械損失等の損失分を含まないトルクである。現燃焼トルクは、例えば燃焼圧センサ７の検出信号から求められる燃焼圧をもとに算出する。また、現燃焼トルクは、予め機会損失等の損失分が推定されている場合には、現エンジントルクとこの推定されている損失分とから算出する構成としてもよい。燃焼トルクは、いわゆる図示出力（または指示出力）であって、前述のエンジントルクは、燃焼トルクから機械損失等の損失分を差し引いたいわゆる軸出力である。
【００３６】
ステップＳ９では、ステップＳ７で算出したトルクダウン必要量とステップＳ８で算出した現燃焼トルクとから、燃焼トルクの必要な減少率（つまり、カット率）をベースカット率として算出して、ステップＳ１０に移る。ステップＳ１０では、上記ベースカット率をもとに車速を目標車速に合わせるフィードバックの制御を行う場合のＰＩ制御の補正量（以下、ＰＩ補正カット率）を算出する。そして、ステップＳ９で算出したベースカット率とＰＩ補正カット率を加味した最終的な燃焼トルクのカット率（以下、最終トルクカット率）を算出し、ステップＳ１１に移る。よって、ＥＣＵ１１が請求項の必要変化量算出手段に相当する。
【００３７】
ステップＳ１１では、休止気筒決定処理を行って、ステップＳ１２に移る。ここで、図３のフローチャートを用いて、休止気筒決定処理の概略について説明を行う。
【００３８】
まず、ステップＳ１１１では、ステップＳ１０で算出した最終トルクカット率と気筒１ａの全数（以下、全気筒数）とをもとに、休止させる気筒１ａの数（以下、カット気筒数）を算出し、ステップＳ１１２に移る。本実施形態の例では全気筒数は８である。カット気筒数の算出は、カット気筒数＝最終トルクカット率×全気筒数／１００の関係式によって算出する構成とすればよい。
【００３９】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１で算出したカット気筒数をもとに、どの気筒を休止気筒に変更するか（以下、カット気筒パターン）を決定し、ステップＳ１１３に移る。例えばステップＳ１１１でカット気筒数の算出結果が１未満であった場合には、新たに休止気筒を設けないこととする。また、ステップＳ１１１でカット気筒数の算出結果が１以上且つ２未満であった場合には、休止していない気筒１ａのうちのいずれか１つの気筒１ａを休止気筒に変更する気筒１ａとして決定する。
【００４０】
休止気筒に変更する気筒１ａを決定した場合には、ＥＣＵ１１が気筒休止機構１０に切換制御信号を送り、休止気筒に変更する気筒１ａとして決定された気筒１ａの運転を休止させるものとする。よって、ＥＣＵ１１が請求項の休止気筒数変更手段に相当する。
【００４１】
ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２で決定したカット気筒パターンをもとにカット気筒数を決定し、ステップＳ１２に移る。例えばステップＳ１１２で新たに休止気筒を設けないこととした場合には、カット気筒数は０と決定する。また、休止していない気筒１ａのうちのいずれか１つの気筒１ａを休止気筒に変更する気筒１ａとしてステップＳ１１２で決定した場合には、カット気筒数は１と決定する。
【００４２】
ステップＳ１２では、点火遅角量決定処理を行って、ステップＳ２に戻り、フローを繰り返す。ここで、図４のフローチャートを用いて、点火遅角量決定処理の概略について説明を行う。なお、ステップＳ１２では、点火遅角量決定処理を行って所定時間の経過後にステップＳ２に戻ってフローを繰り返す構成としてもよい。ここで言うところの所定時間とは任意に設定可能な値であって、例えば数百ミリ秒や１秒などとしてもよい。
【００４３】
ステップＳ１２１では、カット気筒数の増加による燃焼トルクのダウン率（以下、気筒休止トルクダウン率）を算出し、ステップＳ１２２に移る。気筒休止トルクダウン率の算出は、気筒休止トルクダウン率＝ステップＳ１１で決定したカット気筒数×（１／全気筒数）の関係式によって算出する構成とすればよい。本実施形態の例では、１／全気筒数＝１２．５となる。
【００４４】
ステップＳ１２２では、ステップＳ１０で算出した最終トルクカット率とステップＳ１２１で算出した気筒休止トルクダウン率とをもとに、点火遅角率を算出し、ステップＳ１２３に移る。この点火遅角率が請求項の内燃機関のトルクの減少の不足分に相当し、ＥＣＵ１１が請求項の減少不足分算出手段に相当する。点火遅角率は、点火遅角率＝最終トルクカット率−気筒休止トルクダウン率の関係式によって算出する構成とすればよい。カット気筒数が０の場合には、気筒休止トルクダウン率が０となるので、カット気筒数が０の場合には、最終トルクカット率がそのまま点火遅角率となる。一方、カット気筒数が１以上の場合には、休止気筒の増加分で補うことのできない燃焼トルクのダウン率が点火遅角率となる。
【００４５】
ステップＳ１２３では、基準点火時期とステップＳ１２２で算出した点火遅角率とをもとに点火遅角量を算出する。点火遅角量は、点火遅角量＝基準点火時期×点火遅角率の関係式や点火遅角率と点火遅角量の対応関係を示すマップによって算出する構成とすればよい。よって、ＥＣＵ１１が請求項の第１遅角量換算手段および第２遅角量換算手段に相当する。
【００４６】
また、ここで言うところの基準点火時期とは、例えばエンジン回転数やエンジン負荷（もしくはスロットル開度）といった少なくとも点火時期以外のエンジン１の運転状態に応じて逐次ＥＣＵ１１で算出される最適な点火時期であって、周知の基準点火時期と同様のものである。よって、ＥＣＵ１１が請求項の基準点火時期算出手段に相当する。基準点火時期は、エンジン回転数やエンジン負荷以外にも例えばエンジン水温に応じて算出されるものであってもよい。
【００４７】
ステップＳ１２３で点火遅角量が算出された場合には、運転する気筒の点火時期を基準点火時期から当該点火遅角量だけ遅角させ、点火プラグ６の点火を逐次行うことになる。なお、基準点火時期は常に一定のものではなく、その都度の運転状態に応じて定まるものである。本実施形態では、基準点火時期はＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）もしくはＭＢＴよりも遅角側であるものとする。また、例えば点火遅角量は少なくとも基準点火時期からＴＤＣに達するまでの遅角量に収まるようになっているものとする。なお、点火遅角量が基準点火時期からＴＤＣに達するまでの遅角量に収まらない場合には、基準点火時期からＴＤＣに達するまでの遅角量を点火遅角量とする構成としてもよい。
【００４８】
点火時期とエンジン１のトルクとの間には、図５に示すように、点火時期を基準点火時期から遅角させるとエンジン１のトルクが減少する相関関係がある。この相関関係は、エンジントルクと燃焼トルクとのいずれのエンジン１のトルクにも当てはまる。図５は、点火時期とエンジン１のトルクとの間の相関関係を示す模式図である。縦軸がトルクの大きさを示しており、横軸が点火時期を示している。また、図５中のＡが基準点火時期を示しており、ＢがＴＤＣを示している。本実施形態では、上述の相関関係を利用し、点火時期を基準点火時期から遅角させることによって、エンジントルクを減少させる。
【００４９】
本実施形態の構成によれば、最終トルクカット率の増加に応じて点火時期を基準点火時期から遅角させていくことになる。例えば、最終トルクカット率が休止気筒数を１つ増加させる必要のない程度の値の場合には、最終トルクカット率の増加に応じて点火時期を基準点火時期から逐次遅角させていくことで、エンジントルクを逐次減少させていくことになる。そして、最終トルクカット率が休止気筒数を１つ増加させる必要のある値にまで達した場合には、休止気筒数を１つ増加させることでエンジントルクを減少させることになる。
【００５０】
また、最終トルクカット率が休止気筒数を１つ増加させる必要のある値程度の場合になったときには、最終トルクカット率に対する気筒休止トルクダウン率のトルクの減少の不足分がないので、基準点火時期からの遅角量は一旦ゼロに戻すことになる。その後、最終トルクカット率がさらに増加していく場合には、最終トルクカット率に対する気筒休止トルクダウン率のトルクの減少の不足分が増加していくので、点火時期を基準点火時期から再度遅角させていくことになる。本実施形態によれば、車速を目標車速に合わせるフィードバック制御を行っているため、必要エンジントルクが急激に変化することはなく、休止気筒数が変更される場合にも１つずつ変更されることになる。
【００５１】
これを図で説明すると図６のようになる。図６は、本発明の点火時期の制御を説明するための模式図である。図６では上のグラフから順に車速の時間変化、必要エンジントルクの時間変化、休止気筒数の時間変化、点火時期の基準点火時期に対する遅角量の時間変化を示している。車速が目標車速に達して必要エンジントルクが減少し始めると、その減少に応じて最終トルクカット率が徐々に増加し始めるので、基準点火時期からの遅角量も徐々に増加し、エンジントルクを徐々に減少させいくことになる。そして、遅角量だけでは、必要とするエンジントルクを減少させられなくなったところで休止気筒数の増加が行われ、エンジントルクの減少が行われる。このとき、遅角量は一旦ゼロに戻った（図のＣ参照）後、最終トルクカット率の増加に合わせて再度増加していくことになる。以降についても、同様の処理が繰り返されることになる。
【００５２】
従来までの技術では、休止気筒数を１つ増加するごとに、図７に示すように（１／全気筒数）ずつ（本実施形態の例では１２．５％）の大きなトルク段差が生じることになる。図７は、休止気筒数とトルクとの相関関係を示す模式図であって、縦軸がトルクの大きさを示しており、横軸が休止気筒数を示している。しかしながら、本実施形態の構成によれば、予めエンジントルクの減少を逐次行った上で休止気筒数の増加を行うことができるので、休止気筒数の増加による急激なエンジントルクの減少を緩和することが可能になる。よって、ユーザにとって不快な振動や車速のハンチングを抑え、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することが可能になる。
【００５３】
また、本実施形態の構成によれば、休止気筒数の増加分（気筒休止トルクダウン率分のトルクの減少）だけでは最終トルクカット率分のトルクの減少分が補いきれない場合に、不足分のトルクの減少を点火時期の遅角によって補うことができる。従って、この点でも目標車速への収束性をより改善することが可能になる。
【００５４】
ここで、本発明における作用効果について、具体的に図８〜図１０を用いて説明を行う。図８に示す図は、従来技術における車速のばらつきを示すための模式図である。図９および図１０は、本発明における車速のばらつきを示すための模式図である。図８のＤがエンジン回転数、Ｅが燃料カット率、Ｆが車速、Ｇがスロットル開度の時間変化を示している。図９のＤがエンジン回転数、Ｅが燃料カット率（最終トルクカット率）、Ｆが車速、Ｈが休止気筒数、Ｉが点火時期の時間変化を示している。また、図８および図９のＪで示す幅が１秒分を示しており、Ｋで示す幅が車速５ｋｍ／ｈ分を示している。さらに、図１０は、図９の破線の枠の部分の拡大図である。なお、図８では、休止気筒数の時間変化を示していないが、図８も休止気筒数の増加が行われた場合の各種パラメータの時間変化を示している。
【００５５】
図８に示すように、従来の技術では、休止気筒数の増加を行う場合に車速のばらつきが大きくなる。一方、図９および図１０に示すように、本実施形態の内燃機関制御システム１００では、車両のばらつきが抑えられており、目標車速への収束性が改善されている。
【００５６】
続いて、自車両の車速が目標車速を下回ろうとする場合に自車両の車速を目標車速に収束させる処理（以下、第２車速収束処理）について図１１を用いて説明を行う。図１１は、ＥＣＵ１１での第２車速収束処理のフローを示すフローチャートである。図１１のフローは、例えば自車両のイグニッション電源がオンになったときに開始し、イグニッション電源がオフになった場合に終了するものとする。なお、目標車速が変更された場合には、ステップＳ２１からフローをやり直すものとすればよい。
【００５７】
ステップＳ２１〜ステップＳ２５までは、ステップＳ１〜ステップＳ５までと同様にして処理を行うものとする。なお、第１車速収束処理のステップＳ１〜ステップＳ５と共通の処理であって、ステップＳ５以降で分岐する構成としてもよい。
【００５８】
ステップＳ２６では、エンジントルクを増加させる必要があるか否か（つまり、トルクアップが必要か否か）を判断する。詳しくは、現エンジントルクが必要エンジントルクを下回っている場合にはトルクアップが必要と判断し、下回っていなかった場合にはトルクアップが不要と判断する。そして、トルクアップが必要と判断した場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）には、ステップＳ２７に移る。また、トルクアップが不要と判断した場合（ステップＳ２６でＮＯ）には、ステップＳ２２に戻ってフローを繰り返す。
【００５９】
ステップＳ２７では、ステップＳ２４で算出した必要エンジントルクとステップＳ２５で算出した現エンジントルクをもとに、必要なエンジントルクの増加量（以下、トルクアップ必要量）を算出し、ステップＳ２８に移る。詳しくは、必要エンジントルクから現エンジントルクを差し引いた量がトルクアップ必要量となる。
【００６０】
ステップＳ２８では、ステップＳ８と同様に現燃焼トルクを算出して、ステップＳ２９に移る。ステップＳ２９では、ステップＳ２７で算出したトルクアップ必要量とステップＳ２８で算出した現燃焼トルクとから、燃焼トルクの必要な増加率（つまり、アップ率）をベースアップ率として算出して、ステップＳ３０に移る。ステップＳ３０では、上記ベースアップ率をもとに車速を目標車速に合わせるフィードバックの制御を行う場合のＰＩ制御の補正量を算出する。そして、ステップＳ２９で算出したベースアップ率とＰＩ補正量を加味した最終的な燃焼トルクのアップ率（以下、最終トルクアップ率）を算出し、ステップＳ３１に移る。
【００６１】
ステップＳ３１では、運転気筒決定処理を行って、ステップＳ３２に移る。ここで、図１２のフローチャートを用いて、運転気筒決定処理の概略について説明を行う。
【００６２】
まず、ステップＳ２１１では、ステップＳ３０で算出した最終トルクアップ率と気筒１ａの全数（以下、全気筒数）とをもとに、運転させる休止気筒数（以下、アップ気筒数）を算出し、ステップＳ２１２に移る。本実施形態の例では全気筒数は８である。アップ気筒数の算出は、アップ気筒数＝最終トルクアップ率×全気筒数／１００の関係式によって算出する構成とすればよい。
【００６３】
ステップＳ２１２では、ステップＳ２１１で算出したアップ気筒数をもとに、どの気筒を休止気筒から運転気筒に変更するか（以下、アップ気筒パターン）を決定し、ステップＳ２１３に移る。例えばステップＳ２１１でアップ気筒数の算出結果が１未満であった場合には、新たに運転気筒を設けないこととする。また、ステップＳ２１１でアップ気筒数の算出結果が１以上且つ２未満であった場合には、休止気筒のうちのいずれか１つの気筒１ａを運転気筒に変更する気筒１ａとして決定する。
【００６４】
運転気筒に変更する気筒１ａを決定した場合には、ＥＣＵ１１が気筒休止機構１０に切換制御信号を送り、運転気筒に変更する気筒１ａとして決定された休止気筒の運転を再開させるものとする。
【００６５】
ステップＳ２１３では、ステップＳ２１２で決定したアップ気筒パターンをもとにアップ気筒数を決定し、ステップＳ３２に移る。例えばステップＳ２１２で新たに運転気筒を設けないこととした場合には、アップ気筒数は０と決定する。また、休止気筒のうちのいずれか１つの気筒１ａを運転気筒に変更する気筒１ａとしてステップＳ２１２で決定した場合には、アップ気筒数は１と決定する。
【００６６】
ステップＳ３２では、点火進角量決定処理を行って、ステップＳ２２に戻り、フローを繰り返す。ここで、図１３のフローチャートを用いて、点火進角量決定処理の概略について説明を行う。なお、ステップＳ３２では、点火進角量決定処理を行って所定時間の経過後にステップＳ２に戻ってフローを繰り返す構成としてもよい。ここで言うところの所定時間とは任意に設定可能な値であって、例えば数百ミリ秒や１秒などとしてもよい。
【００６７】
ステップＳ２２１では、アップ気筒数の増加による燃焼トルクのアップ率（以下、気筒運転トルクアップ率）を算出し、ステップＳ２２２に移る。気筒運転トルクアップ率の算出は、気筒運転トルクアップ率＝ステップＳ３１で決定したアップ気筒数×（１／全気筒数）の関係式によって算出する構成とすればよい。本実施形態の例では、１／全気筒数＝１２．５となる。
【００６８】
ステップＳ２２２では、ステップＳ３０で算出した最終トルクアップ率とステップＳ２２１で算出した気筒運転トルクアップ率とをもとに、点火進角率を算出し、ステップＳ２２３に移る。この点火進角率が請求項の内燃機関のトルクの増加の不足分に相当し、ＥＣＵ１１が請求項の増加不足分算出手段に相当する。点火進角率は、点火進角率＝最終トルクアップ率−気筒運転トルクアップ率の関係式によって算出する構成とすればよい。アップ気筒数が０の場合には、気筒運転トルクアップ率が０となるので、アップ気筒数が０の場合には、最終トルクアップ率がそのまま点火進角率となる。一方、アップ気筒数が１以上の場合には、休止気筒の減少分で補うことのできない燃焼トルクのアップ率が点火進角率となる。
【００６９】
ステップＳ２２３では、基準点火時期とステップＳ２２２で算出した点火進角率とをもとに点火進角量を算出する。点火進角量は、点火進角量＝基準点火時期×点火進角率の関係式によって算出する構成とすればよい。よって、ＥＣＵ１１が請求項の第１進角量換算手段および第２進角量換算手段に相当する。
【００７０】
ステップＳ２２３で点火進角量が算出された場合には、運転する気筒の点火時期を基準点火時期まで当該点火進角量だけ進角させ、点火プラグ６の点火を逐次行うことになる。なお、ここでは基準点火時期はＭＢＴよりも遅角側であるものとする。また、例えば点火進角量は少なくともＴＤＣから基準点火時期に達するまでの進角量に収まるようになっているものとする。なお、点火進角量がＴＤＣから基準点火時期に達するまでの進角量に収まらない場合には、ＴＤＣから基準点火時期に達するまでの進角量を点火進角量とする構成としてもよい。
【００７１】
本実施形態の構成によれば、最終トルクアップ率の増加に応じて点火時期を基準点火時期まで進角させていくことになる。例えば、最終トルクアップ率が休止気筒数を１つ減少させる必要のない程度の値の場合には、最終トルクアップ率の増加に応じて点火時期を基準点火時期まで逐次進角させていくことで、エンジントルクを逐次増加させていくことになる。そして、最終トルクアップ率が休止気筒数を１つ減少させる必要のある値にまで達した場合には、休止気筒数を１つ減少させることでエンジントルクを増加させることになる。
【００７２】
また、最終トルクアップ率が休止気筒数を１つ減少させる必要のある値程度の場合になったときには、最終トルクアップ率に対する気筒運転トルクアップ率のトルクの増加の不足分がないので、基準点火時期からの進角量は一旦ゼロに戻すことになる。その後、最終トルクアップ率がさらに増加していく場合には、最終トルクアップ率に対する気筒運転トルクアップ率のトルクの増加の不足分が増加していくので、点火時期を基準点火時期まで再度進角させていくことになる。本実施形態によれば、車速を目標車速に合わせるフィードバック制御を行っているため、必要エンジントルクが急激に変化することはなく、休止気筒数が変更される場合にも１つずつ変更されることになる。
【００７３】
以上の構成によれば、予めエンジントルクの増加を逐次行った上で休止気筒数の減少を行うことができるので、休止気筒数の減少による急激なエンジントルクの増加を緩和することが可能になる。よって、ユーザにとって不快な振動や車速のハンチングを抑え、車両の快適性および目標車速への収束性をより改善することが可能になる。また、以上の構成によれば、休止気筒数の減少分（気筒運転トルクアップ率分のトルクの増加）だけでは最終トルクアップ率分のトルクの増加分が補いきれない場合に、不足分のトルクの増加を点火時期の進角によって補うことができる。従って、この点でも目標車速への収束性をより改善することが可能になる。
【００７４】
前述の実施形態では、ＥＣＵ１１が第１車速収束処理と第２車速収束処理とのいずれも行う構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、ＥＣＵ１１が第１車速収束処理と第２車速収束処理とのいずれか一方のみを行う構成としてもよい。
【００７５】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１ エンジン（内燃機関）、１ａ 気筒、２ 吸気管、３ スロットル弁、４ スロットル開度センサ、５ 燃料噴射弁、６ 点火プラグ、７ 燃焼圧センサ、８ クランク角度位置センサ、９ 車速センサ、１０ 気筒休止機構、１１ ＥＣＵ（内燃機関制御装置、目標車速設定手段、車速取得手段、必要トルク算出手段、必要変化量算出手段、休止気筒数変更手段、減少不足分算出手段、第１遅角量換算手段、第２遅角量換算手段、基準点火時期算出手段、増加不足分算出手段、第１進角量換算手段、第２進角量換算手段）、１００ 内燃機関制御システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備える内燃機関の運転状態に応じた点火時期である基準点火時期の算出を行う基準点火時期算出手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の目標車速を設定する目標車速設定手段と、
前記車両の車速を逐次取得する車速取得手段とを備える内燃機関制御装置であって、
前記車両の車速を目標車速に合わせるために必要な前記内燃機関のトルクを算出する必要トルク算出手段と、
前記車両の車速を前記目標車速に合わせるために必要な前記内燃機関のトルクの変化量である必要変化量を逐次算出する必要変化量算出手段と、
逐次算出される前記必要変化量に応じて、前記内燃機関の複数の気筒のうちの運転を休止する休止気筒の数の変更を行う休止気筒数変更手段とを備え、
前記休止気筒数変更手段で前記休止気筒数の変更を行う場合に、前記必要変化量に応じて前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期からずらした後に前記休止気筒数の変更を行うことを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記休止気筒数変更手段で前記休止気筒数を増加させる場合に、前記必要変化量に応じて前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期から遅角させた後に前記休止気筒数を増加させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
逐次算出される前記必要変化量分のトルクの減少値を前記基準点火時期からの遅角量に逐次換算する第１遅角量換算手段をさらに備え、
前記内燃機関の休止気筒数を１つ増加させるとした場合の内燃機関のトルクの減少値が、逐次算出される前記必要変化量分のトルクの減少値を上回らない場合には、前記休止気筒数を増加させずに、前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期から前記第１遅角量換算手段で逐次換算される遅角量だけ遅角させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記内燃機関の休止気筒数を増加させるとした場合の内燃機関のトルクの減少値と、逐次算出される前記必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値との差分をもとに、トルクの減少の不足分がある場合にはその不足分を逐次算出する減少不足分算出手段と、
前記減少不足分算出手段で逐次算出した不足分を前記基準点火時期からの遅角量に逐次換算する第２遅角量換算手段とをさらに備え、
逐次算出される前記必要変化量分のトルクの減少値が前記内燃機関の休止気筒数を１つ増加させるとした場合のトルクの減少値を上回る場合には、前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期から前記第２遅角量換算手段で逐次換算される遅角量だけ遅角させるとともに、前記休止気筒数を増加させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記休止気筒数変更手段で前記休止気筒数を減少させる場合に、前記必要変化量に応じて前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期まで進角させた後に前記休止気筒数を減少させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項６】
請求項５において、
逐次算出される前記必要変化量分のトルクの増加値を前記基準点火時期までの進角量に逐次換算する第１進角量換算手段をさらに備え、
前記内燃機関の休止気筒数を１つ減少させるとした場合の内燃機関のトルクの増加値が、逐次算出される前記必要変化量分のトルクの増加値を上回らない場合には、前記休止気筒数を減少させずに、前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期まで前記第１進角量換算手段で逐次換算される進角量だけ進角させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記内燃機関の休止気筒数を減少させるとした場合の内燃機関のトルクの増加値と、逐次算出される前記必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値との差分をもとに、トルクの増加の不足分がある場合にはその不足分を逐次算出する増加不足分算出手段と、
前記増加不足分算出手段で算出した不足分を前記基準点火時期までの進角量に換算する第２進角量換算手段とをさらに備え、
逐次算出される前記必要変化量分のトルクの増加値が前記内燃機関の休止気筒数を１つ減少させるとした場合のトルクの増加値を上回る場合には、前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期まで前記第１進角量換算手段で換算した進角量だけ進角させるとともに、前記休止気筒数を減少させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項１】
複数の気筒を備える内燃機関の運転状態に応じた点火時期である基準点火時期の算出を行う基準点火時期算出手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の目標車速を設定する目標車速設定手段と、
前記車両の車速を逐次取得する車速取得手段とを備える内燃機関制御装置であって、
前記車両の車速を目標車速に合わせるために必要な前記内燃機関のトルクを算出する必要トルク算出手段と、
前記車両の車速を前記目標車速に合わせるために必要な前記内燃機関のトルクの変化量である必要変化量を逐次算出する必要変化量算出手段と、
逐次算出される前記必要変化量に応じて、前記内燃機関の複数の気筒のうちの運転を休止する休止気筒の数の変更を行う休止気筒数変更手段とを備え、
前記休止気筒数変更手段で前記休止気筒数の変更を行う場合に、前記必要変化量に応じて前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期からずらした後に前記休止気筒数の変更を行うことを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記休止気筒数変更手段で前記休止気筒数を増加させる場合に、前記必要変化量に応じて前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期から遅角させた後に前記休止気筒数を増加させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
逐次算出される前記必要変化量分のトルクの減少値を前記基準点火時期からの遅角量に逐次換算する第１遅角量換算手段をさらに備え、
前記内燃機関の休止気筒数を１つ増加させるとした場合の内燃機関のトルクの減少値が、逐次算出される前記必要変化量分のトルクの減少値を上回らない場合には、前記休止気筒数を増加させずに、前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期から前記第１遅角量換算手段で逐次換算される遅角量だけ遅角させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記内燃機関の休止気筒数を増加させるとした場合の内燃機関のトルクの減少値と、逐次算出される前記必要変化量分の内燃機関のトルクの減少値との差分をもとに、トルクの減少の不足分がある場合にはその不足分を逐次算出する減少不足分算出手段と、
前記減少不足分算出手段で逐次算出した不足分を前記基準点火時期からの遅角量に逐次換算する第２遅角量換算手段とをさらに備え、
逐次算出される前記必要変化量分のトルクの減少値が前記内燃機関の休止気筒数を１つ増加させるとした場合のトルクの減少値を上回る場合には、前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期から前記第２遅角量換算手段で逐次換算される遅角量だけ遅角させるとともに、前記休止気筒数を増加させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記休止気筒数変更手段で前記休止気筒数を減少させる場合に、前記必要変化量に応じて前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期まで進角させた後に前記休止気筒数を減少させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項６】
請求項５において、
逐次算出される前記必要変化量分のトルクの増加値を前記基準点火時期までの進角量に逐次換算する第１進角量換算手段をさらに備え、
前記内燃機関の休止気筒数を１つ減少させるとした場合の内燃機関のトルクの増加値が、逐次算出される前記必要変化量分のトルクの増加値を上回らない場合には、前記休止気筒数を減少させずに、前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期まで前記第１進角量換算手段で逐次換算される進角量だけ進角させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記内燃機関の休止気筒数を減少させるとした場合の内燃機関のトルクの増加値と、逐次算出される前記必要変化量分の内燃機関のトルクの増加値との差分をもとに、トルクの増加の不足分がある場合にはその不足分を逐次算出する増加不足分算出手段と、
前記増加不足分算出手段で算出した不足分を前記基準点火時期までの進角量に換算する第２進角量換算手段とをさらに備え、
逐次算出される前記必要変化量分のトルクの増加値が前記内燃機関の休止気筒数を１つ減少させるとした場合のトルクの増加値を上回る場合には、前記内燃機関の点火時期を前記基準点火時期まで前記第１進角量換算手段で換算した進角量だけ進角させるとともに、前記休止気筒数を減少させることを特徴とする内燃機関制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２３３４５０（Ｐ２０１２−２３３４５０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０３７２８（Ｐ２０１１−１０３７２８）
【出願日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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