JP7639614B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１に開示された内燃機関は、複数の気筒、吸気通路、スロットルバルブ、及び制御装置を有する。吸気通路は、複数の気筒に接続している。スロットルバルブは、吸気通路を流れる吸気の流量を調節する。

制御装置は、内燃機関のアイドル運転中、所謂アイドルスピードコントロールを行う。すなわち、制御装置は、実際の機関回転速度と目標機関回転速度との差を縮小するようにスロットルバルブの開度をフィードバック補正する。また、制御装置は、内燃機関のアイドル運転中、上記のフィードバック補正の結果に基づいて、実際の機関回転速度が目標機関回転速度に一致するようなスロットルバルブの開度を学習値として記憶する。

特開２０１２－１９７６８８号公報

内燃機関に関する技術として、内燃機関のアイドル運転中、複数の気筒のうち、特定の気筒でのみ燃料供給を停止し、他の気筒では燃料供給を継続する制御が知られている。この制御を実行した場合、特定の気筒で燃料供給を停止することに伴い、機関回転速度が低下することがある。したがって、上記制御の実行中に、実際の機関回転速度を目標機関回転速度に近づけるためには、全気筒に対して燃料供給を行う場合よりもスロットルバルブの開度を大きくして吸気の吸入量を増やすことになる。

しかし、上記制御の実行中に、特許文献１に記載のスロットルバルブの開度の学習を実行すると、スロットルバルブの開度の学習値は、全気筒に対して燃料供給を行う場合に実際の機関回転速度を目標機関回転速度に一致させるのに必要な開度から大きく乖離する。この場合、全気筒への燃料供給を再開したときに実際の機関回転速度を目標機関回転速度に速やかに一致させるためには、フィードバック補正による補正量を大きくしたり、スロットルバルブの開度の学習値を元の値に戻したりする等の複雑な制御が必要になる。

上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、複数の前記気筒に吸気を導入する吸気通路と、前記吸気通路を流れる吸気の流量を調節するスロットルバルブとを有する内燃機関に適用され、前記内燃機関のアイドル運転中、実際の機関回転速度と目標機関回転速度との差が縮小するように前記スロットルバルブの開度をフィードバック補正するフィードバック処理と、前記内燃機関のアイドル運転中、前記フィードバック補正する前の値であるベース開度を、前記フィードバック補正による補正量が小さくなるように学習する学習処理と、「Ｍ」及び「Ｎ」を１以上の整数としたとき、燃焼行程を迎える前記気筒の順にＭ個連続して前記気筒への燃料供給を停止する停止パターン、及び、燃焼行程を迎える前記気筒の順にＮ個連続して前記気筒への燃料供給を行う燃焼パターン、を前記内燃機関の運転を継続させつつ交互に繰り返す燃料カット処理と、を実行可能であり、前記内燃機関のアイドル運転中に前記燃料カット処理を実行する場合、前記学習処理の実行を禁止する。

上記構成では、内燃機関のアイドル運転中に燃料カット処理を実行する場合、ベース開度の学習を禁止する。このことにより、ベース開度が、全気筒に対して燃料供給を行う場合のベース開度から大きく乖離した値に変更されることを防止できる。

図１は、車両の概略構成図である。 図２は、禁止処理の処理手順を表したフローチャートである。 図３は、燃料カット処理の実行前後における、（ａ）機関回転速度、（ｂ）スロットル開度、及び（ｃ）学習フラグの時間変化の例を表したタイムチャートである。

以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
＜内燃機関の概略構成＞
図１に示すように、車両５００は、内燃機関１０を有する。内燃機関１０は、車両５００の駆動源である。

内燃機関１０は、機関本体１０Ａ、クランク軸３１、クランク角センサ６４、及び水温センサ６３を有する。機関本体１０Ａは、４つの気筒１１を有する。各気筒１１は、機関本体１０Ａに区画された空間である。図示は省略するが、各気筒１１はピストンを収容している。気筒１１内において、ピストンは往復動可能である。ピストンは、コネクティングロッドを介してクランク軸３１に連結している。ピストンの往復動に応じてクランク軸３１は回転する。クランク角センサ６４は、クランク軸３１の近傍に位置している。クランク角センサ６４は、クランク軸３１の回転位置ＣＲを検出する。なお、本明細書では、４つの気筒１１を総称して説明するときはこれらを気筒１１と呼称し、これらを区別して説明するときは第１気筒＃１、第２気筒＃２、第３気筒＃３、及び第４気筒＃４と呼称する。

機関本体１０Ａは、ウォータージャケット１８を有する。ウォータージャケット１８は、冷却水が流通する通路である。ウォータージャケット１８は、４つの気筒１１の周囲に位置している。水温センサ６３は、ウォータージャケット１８の出口に位置している。水温センサ６３は、冷却水の温度ＴＷを検出する。

内燃機関１０は、４つの点火プラグ１９を有する。点火プラグ１９は、気筒１１毎に設けられている。点火プラグ１９の先端は、気筒１１内に位置している。点火プラグ１９は、火花放電によって、吸気と燃料との混合気に点火を行う。

内燃機関１０は、吸気通路１５、エアフロメータ６１、スロットルバルブ１６、開度センサ６２、及び４つの燃料噴射弁１７を有する。吸気通路１５は、各気筒１１に吸気を導入するための通路である。吸気通路１５は、各気筒１１に接続している。エアフロメータ６１は、吸気通路１５の途中に位置している。エアフロメータ６１は、吸気通路１５を流れる吸気の流量ＧＡを検出する。スロットルバルブ１６は、吸気通路１５における、エアフロメータ６１から視て下流側に位置している。スロットルバルブ１６は、吸気通路１５を流れる吸気の流量ＧＡを調節する。開度センサ６２は、スロットルバルブ１６の近傍に位置している。開度センサ６２は、スロットルバルブ１６の開度（以下、スロットル開度と記す。）ＳＱを検出する。４つの燃料噴射弁１７は、吸気通路１５における、スロットルバルブ１６から視て下流側に位置している。燃料噴射弁１７は、気筒１１毎に設けられている。燃料噴射弁１７は、燃料を噴射して気筒１１内へ燃料を供給する。

内燃機関１０は、排気通路２１、三元触媒２２、及びガソリンパティキュレートフィルタ（以下、ＧＰＦと記す。）２３を有する。排気通路２１は、各気筒１１から排気を排出するための通路である。排気通路２１は、各気筒１１に接続している。三元触媒２２は、排気通路２１の途中に位置している。三元触媒２２は、排気を浄化する。三元触媒２２は、酸素吸蔵能力を有する。ＧＰＦ２３は、排気通路２１における、三元触媒２２から視て下流側に位置している。ＧＰＦ２３は、排気に含まれるパティキュレート・マター（以下、ＰＭと記す。）を捕集する。

車両５００は、ディスプレイ５０１を有する。ディスプレイ５０１は、各種情報を表示可能である。なお、ディスプレイ５０１は、タッチパネル式になっており、外部からの入力操作が可能である。

＜制御装置の概略構成＞
車両５００は、制御装置１１０を有する。制御装置１１０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置１１０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置１１０は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである記憶装置を有する。

制御装置１１０は、ディスプレイ５０１を制御対象とする。制御装置１１０は、ディスプレイ５０１に各種の表示信号を出力する。また、制御装置１１０は、ディスプレイ５０１に対して入力操作がなされた際、その入力操作に係る信号を受信する。

制御装置１１０は、内燃機関１０を制御対象とする。制御装置１１０は、内燃機関１０における各種センサからの検出信号を受信する。具体的には、制御装置１１０は、次の各パラメータについての検出信号を受信する。

・エアフロメータ６１が検出する吸気の流量ＧＡ
・開度センサ６２が検出するスロットル開度ＳＱ
・水温センサ６３が検出する冷却水の温度ＴＷ
・クランク角センサ６４が検出するクランク軸３１の回転位置ＣＲ
制御装置１１０は、各種センサからの受信した検出信号に基づいて、機関運転状態を示す各種パラメータを随時算出する。具体的には、制御装置１１０は、クランク軸３１の回転位置ＣＲに基づいて、機関回転速度ＮＥを算出する。また、制御装置１１０は、機関回転速度ＮＥ及び吸気の流量ＧＡに基づいて、機関負荷ＫＬを算出する。さらに、制御装置１１０は、機関負荷ＫＬ及び冷却水の温度ＴＷに基づいて、ＧＰＦ２３に捕集されたＰＭの堆積量Ｗを算出する。

制御装置１１０は、スロットル制御部１１１と燃焼制御部１１３とを有する。スロットル制御部１１１は、主として、スロットルバルブ１６の制御に関する処理を担う機能部である。燃焼制御部１１３は、主として、混合気の燃焼に関する処理を担う機能部である。燃焼制御部１１３は、混合気の燃焼の態様と関連したフラグの設定の処理も担う。

なお、制御装置１１０は、ディスプレイ５０１に対する入力操作に応じて、通常モードと整備モードとに切り替わる。通常モードは、通常時にユーザが車両５００を使用する際の処理モードである。整備モードは、例えば整備工場で車両５００の整備を行うとき専用の処理モードである。制御装置１１０は、整備モードが選択されると、内燃機関１０をアイドル運転状態にする。すなわち、内燃機関１０は、自立して駆動可能な最小限度の機関回転速度ＮＥで動作する機関運転状態になる。また、制御装置１１０は、整備モードが選択されると、後述の燃料カット処理を実行するための実行用アイコンをディスプレイ５０１に表示する。

＜燃料カット処理＞
燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を実行可能である。燃料カット処理は、ＧＰＦ２３によって捕集されたＰＭを燃焼させて、当該ＧＰＦ２３から除去するための処理である。４つの気筒１１が１度ずつ燃焼行程を迎える一連の過程、すなわちクランク軸３１が２回転する期間を１燃焼サイクルと呼称する。燃焼制御部１１３は、燃料カット処理では、１燃焼サイクルの中で４つの気筒１１のうちの１つに対しては燃料供給を停止する一方で残りの３つに対しては燃料供給を行う処理を、連続する複数の燃焼サイクルで繰り返す。したがって、燃料カット処理では、１つの気筒１１への燃料供給を停止する停止パターン、及び、燃焼行程を迎える気筒１１の順に３個の気筒１１に連続して燃料供給を行う燃焼パターンを、内燃機関１０の運転を継続させつつ交互に繰り返すことになる。本実施形態において、燃料カット処理中に燃料供給を停止する気筒１１（以下、停止気筒と記す。）は第２気筒＃２である。また、燃料カット処理中に燃料供給を行う気筒１１（以下、燃焼気筒と呼称する。）は、第１気筒＃１、第３気筒＃３、及び第４気筒＃４の３つである。

燃焼制御部１１３は、燃料カット処理では、燃焼気筒に対して、当該燃焼気筒内の混合気の空燃比が理論空燃比よりも燃料リッチになるように燃料供給を行う。このような空燃比リッチな雰囲気での混合気の燃焼に伴って、燃焼気筒は未燃燃料を排気通路２１に排出する。一方、停止気筒は、酸素を排気通路２１に排出する。停止気筒が排気通路２１に排出した酸素、及び燃焼気筒が排気通路２１に排出した未燃燃料は、やがて三元触媒２２に至る。すると、三元触媒２２において未燃燃料が燃焼し、排気の温度が上昇する。そして、この高温の排気がＧＰＦ２３に至ると、当該ＧＰＦ２３の温度が上昇する。この状態で、停止気筒が排気通路２１に排出した酸素がＧＰＦ２３に至ると、ＧＰＦ２３が捕集したＰＭが燃焼して消失する。こうした過程を通じて、ＧＰＦ２３からＰＭを除去できる。

燃焼制御部１１３は、制御装置１１０が整備モードであるときに、ディスプレイ５０１の実行用アイコンが操作されると、燃料カット処理を開始する。燃焼制御部１１３は、燃料カット処理の開始後、ＧＰＦ２３におけるＰＭの堆積量Ｗが規定量ＷＥ以下になると、燃料カット処理を終了する。規定量ＷＥは、ＧＰＦ２３におけるＰＭの堆積量Ｗが十分に小さくなり、燃料カット処理を終了してもよい値として、例えば実験で定めてある。なお、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理の実行中は、混合気の燃焼に係る通常処理をキャンセルする。通常処理とは、４つの気筒１１の全てで混合気の燃焼を行う処理である。燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を終了すると、通常処理を再開する。

＜フィードバック処理＞
スロットル制御部１１１は、フィードバック処理を実行可能である。フィードバック処理は、内燃機関１０のアイドル運転中に、実際の機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＥＮＡ近傍の値に維持するための処理である。目標アイドル回転速度ＮＥＡとは、内燃機関１０のアイドル運転中における目標機関回転速度である。スロットル制御部１１１は、目標アイドル回転速度ＮＥＡを予め記憶している。

スロットル制御部１１１は、フィードバック処理での具体的な処理として、スロットル開度ＳＱの目標値である目標開度ＳＱ１を繰り返し算出する。そして、スロットル制御部１１１は、実際のスロットル開度ＳＱが目標開度ＳＱ１になるように、スロットルバルブ１６を制御する。スロットル制御部１１１は、つぎの式（１）で示すように、ベース開度ＳＱ２に補正値ＳＱ３を加算して目標開度ＳＱ１を算出する。

ＳＱ１＝ＳＱ２＋ＳＱ３ ・・・（１）
ベース開度ＳＱ２は、実際の機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥＡに一致させることができるとみなせるスロットル開度ＳＱである。ここで、例えば燃料噴射量の誤差等により、目標開度ＳＱ１としてベース開度ＳＱ２を設定しても、実際の機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度ＮＥＡとにはずれが生じ得る。補正値ＳＱ３は、ベース開度ＳＱ２によって得られる実際の機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度ＮＥＡとのずれを補償するために必要なスロットル開度ＳＱの変更値である。

スロットル制御部１１１は、フィードバック処理を開始して初回に目標開度ＳＱ１を算出する際、補正値ＳＱ３をゼロとして算出する。つまり、このときの目標開度ＳＱ１はベース開度ＳＱ２になる。一方、スロットル制御部１１１は、目標開度ＳＱ１を算出するのが２回目以降の場合、実際の機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度ＮＥＡとの差を縮小するように補正値ＳＱ３を算出する。具体的には、スロットル制御部１１１は、補正値ＳＱ３の算出にあたり、次の式（２）で示すように、補正値ＳＱ３の前回値ＳＱ３Ａに対して調整値ＰＨを加算した値を最新の補正値ＳＱ３として算出する。

ＳＱ３＝ＳＱ３Ａ＋ＰＨ ・・・（２）
調整値ＰＨは、現状の機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度ＮＥＡとの差を解消するのに必要なスロットル開度ＳＱの変更値である。目標アイドル回転速度ＮＥＡから実際の機関回転速度ＮＥを減じた値を差分値ΔＮＥと呼称する。例えば現状の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡよりも低く、上記差分値ΔＮＥが正の値になる場合、スロットル制御部１１１は、調整値ＰＨを正の値とする。その際、スロットル制御部１１１は、差分値ΔＮＥの絶対値が大きい程、調整値ＰＨの絶対値を大きくする。一方、実際の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡよりも高く、上記差分値ΔＮＥが負の値になる場合、スロットル制御部１１１は、調整値ＰＨを負の値とする。その際、スロットル制御部１１１は、差分値ΔＮＥの絶対値が大きい程、調整値ＰＨの絶対値を大きくする。スロットル制御部１１１は、このようにして調整値ＰＨを大小させることによって、実際の機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度ＮＥＡとの差を縮小するようにスロットル開度ＳＱをフィードバック補正する。なお、上記のとおり、スロットル制御部１１１は、フィードバック処理の開始後の初回の目標開度ＳＱ１をベース開度ＳＱ２とする。すなわち、ベース開度ＳＱ２は、フィードバック補正を行う前の目標開度ＳＱ１である。

スロットル制御部１１１は、処理モードに拘わらず、内燃機関１０がアイドル運転を開始すると、フィードバック処理を開始する。スロットル制御部１１１は、内燃機関１０のアイドル運転中はフィードバック処理を実行し続ける。スロットル制御部１１１、内燃機関１０がアイドル運転を終了すると、フィードバック処理を終了する。

＜ガード情報＞
スロットル制御部１１１は、フィードバック処理で利用する情報として、第１ガード情報Ｊ１を予め記憶している。第１ガード情報Ｊ１は、４つの気筒１１の全てで混合気の燃焼を行う上記通常処理の実行中において、スロットル制御部１１１がフィードバック処理で利用する情報である。第１ガード情報Ｊ１は、第１調整上限値、第１調整下限値、第１目標上限値、及び第１目標下限値の４つのパラメータを含んでいる。第１調整上限値は、正の値である。第１調整上限値は、スロットル制御部１１１が各タイミングで算出する調整値ＰＨの上限を規定する値である。つまり、スロットル制御部１１１は、差分値ΔＮＥに応じて算出した調整値ＰＨが第１調整上限値よりも大きい場合、調整値ＰＨを第１調整上限値に置き換える。そして、第１調整上限値を最終的な調整値ＰＨとする。第１調整下限値は、負の値であり、その絶対値は第１調整上限値と同じである。第１調整下限値は、スロットル制御部１１１が各タイミングで算出する調整値ＰＨの下限を規定する値である。つまり、スロットル制御部１１１は、差分値ΔＮＥに応じて算出した調整値ＰＨが第１調整下限値よりも小さい場合、この第１調整下限値を最終的な調整値ＰＨとする。第１目標上限値は、正の値である。第１目標上限値は、スロットル制御部１１１が各タイミングで算出する目標開度ＳＱ１の上限を規定する値である。つまり、スロットル制御部１１１は、ベース開度ＳＱ２に補正値ＳＱ３を加算して算出した目標開度ＳＱ１が第１目標上限値よりも大きい場合、この第１目標上限値を最終的な目標開度ＳＱ１とする。第１目標下限値は、正の値である。第１目標下限値は、スロットル制御部１１１が各タイミングで算出する目標開度ＳＱ１の下限を規定する値である。つまり、スロットル制御部１１１は、ベース開度ＳＱ２に補正値ＳＱ３を加算して算出した目標開度ＳＱ１が第１目標下限値よりも小さい場合、この第１目標下限値を最終的な目標開度ＳＱ１とする。

ここで、目標開度ＳＱ１の過度な急変を避けることができる調整値ＰＨの最大値を調整最大値と呼称する。調整最大値は、例えば実験で定めてある。第１調整上限値は、調整所定値よりも十分に小さい値として定めてある。また、第１目標上限値及び第１目標下限値は、内燃機関１０に異常が生じていない状況下で通常処理を実行したときに目標開度ＳＱ１が取り得る値の最大値及び最小値として、例えば実験で定めてある。

スロットル制御部１１１は、フィードバック処理で利用する情報として、第２ガード情報Ｊ２を予め記憶している。第２ガード情報Ｊ２は、燃料カット処理の実行中において、スロットル制御部１１１がフィードバック処理で利用する情報である。第２ガード情報Ｊ２は、第２調整上限値、第２調整下限値、第２目標上限値、及び第２目標下限値の４つのパラメータを含んでいる。第２調整上限値は、第１調整上限値と同様、正の値である。第２調整上限値は、第１調整上限値と同様、スロットル制御部１１１が各タイミングで算出する調整値ＰＨの上限を規定する値である。第２調整上限値は、第１調整上限値よりも大きい。第２調整下限値は、第１調整下限値と同様、負の値である。第２調整下限値の絶対値は、第２調整上限値と同じである。第２調整下限値は、第１調整下限値と同様、スロットル制御部１１１が各タイミングで算出する調整値ＰＨの下限を規定する値である。第２目標上限値は、第１目標上限値と同様、正の値である。第２目標上限値は、第１目標上限値と同様、スロットル制御部１１１が各タイミングで算出する目標開度ＳＱ１の上限を規定する値である。第２目標上限値は、第１目標上限値よりも大きい。第２目標下限値は、第１目標下限値と同様、正の値である。第２目標下限値は、第１目標下限値と同様、スロットル制御部１１１が各タイミングで算出する目標開度ＳＱ１の下限を規定する値である。第２目標下限値は、第１目標下限値よりも小さい。このように、第２ガード情報Ｊ２では、第１ガード情報Ｊ１に比べ、許容される調整値ＰＨの範囲、及び許容される目標開度ＳＱ１の範囲がそれぞれ大きくなっている。

なお、後述の作用の欄で説明するとおり、通常処理と燃料カット処理とのに切り替え時には、機関回転速度ＮＥの急変が生じる。第２調整上限値及び第２調整下限値は、このときの機関回転速度ＮＥの急変に応じたスロットル開度ＳＱのフィードバック補正を許容できる値となっている。第２調整上限値、すなわち第２調整下限値の絶対値は、例えば、上記の調整所定値として定めてある。また、第２目標上限値及び第２目標下限値は、内燃機関１０に異常が生じていない状況下で燃料カット処理を実行したときに目標開度ＳＱ１が取り得る値の最大値及び最小値として、例えば実験で定めてある。

スロットル制御部１１１は、フィードバック処理の実行にあたって、後述するガードフラグＦＧに応じて、第１ガード情報Ｊ１と第２ガード情報Ｊ２のいずれかを選択する。そして、スロットル制御部１１１は、選択したガード情報で規定される上限・下限を基に、フィードバック処理を行う。

＜学習処理＞
スロットル制御部１１１は、学習処理を実行可能である。学習処理は、フィードバック処理の実行に合わせて行う処理である。学習処理は、ベース開度ＳＱ２を、上記フィードバック補正による補正量が小さくなるように学習する処理である。ここでいうフィードバック補正による補正量とは、フィードバック処理で算出する補正値ＳＱ３の絶対値のことである。スロットル制御部１１１は、学習処理では、実際の機関回転速度ＮＥ、及びフィードバック処理で算出する目標開度ＳＱ１、補正値ＳＱ３、及び調整値ＰＨを時系列で記憶する。スロットル制御部１１１は、例えば、最新のデータで最古のデータを上書きしつつ、ある一定期間のデータを記憶する。そして、スロットル制御部１１１は、各パラメータの時系列を参照し、補正値ＳＱ３の絶対値が相応に大きく、且つ後述の安定状態が予め定められた判定期間継続した場合に、当該判定期間における目標開度ＳＱ１の平均値を新たなベース開度ＳＱ２として学習する。そして、スロットル制御部１１１は、新たなベース開度ＳＱ２によって、それまで記憶していたベース開度ＳＱ２を上書きする。上記の安定状態は、実際の機関回転速度ＮＥが判定範囲内に収まった状態であって、且つ調整値ＰＨの絶対値が判定値以下の状態である。なお、スロットル制御部１１１は、判定範囲、判定値、及び判定期間を予め記憶している。判定範囲は、実際の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡに略等しいとみなすことができる機関回転速度ＮＥの範囲として定めてある。判定値は、調整値ＰＨの絶対値が相当に小さいとみなせる値として定めてある。そして、判定期間は、実際の機関回転速度ＮＥが判定範囲である状態が継続したときに、実際の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡに収束しているとみなすことができる時間の長さとして定めてある。また、判定期間は、調整値ＰＨの絶対値が判定値以下である状態が継続したときに、補正値ＳＱ３ひいては目標開度ＳＱ１が安定しているとみなすことができる時間の長さとして定めてある。スロットル制御部１１１は、フィードバック処理の実行中、すなわち内燃機関１０のアイドル運転中、後述の学習フラグＦＫがオフであることを条件に、学習処理を実行する。

＜禁止処理＞
燃焼制御部１１３は、禁止処理を実行可能である。禁止処理は、学習処理の実行可否、及びフィードバック処理で利用すべきガード情報を指定するための処理である。具体的には、燃焼制御部１１３は、禁止処理では、燃料カット処理を実行中である場合、学習処理の実行を禁止する。一方、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理の実行中ではない場合、すなわち通常処理の実行中は、学習処理の実行を許可する。燃焼制御部１１３は、上記のような学習処理の実行の可否を示すためのフラグとして、学習フラグＦＫを設定する。燃焼制御部１１３は、学習フラグＦＫを「１」または「２」に設定する。学習フラグＦＫが「１」であることは、学習処理の実行許可を意味する。学習フラグＦＫが「２」であることは、学習処理の実行禁止を意味する。

また、燃焼制御部１１３は、禁止処理では、燃料カット処理を実行中である場合、フィードバック処理で利用するガード情報として第２ガード情報Ｊ２を指定する。一方、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理の実行中ではない場合、すなわち通常処理の実行中は、フィードバック処理で利用するガード情報として第１ガード情報Ｊ１を指定する。燃焼制御部１１３は、指定するガード情報を示すためのフラグとして、ガードフラグＦＧを設定する。燃焼制御部１１３は、ガードフラグＦＧとして「１」又は「２」を設定する。ガードフラグＦＧが「１」であることは、フィードバック処理において第１ガード情報Ｊ１を利用すべきことを意味する。ガードフラグＦＧが「２」であることは、フィードバック処理において第２ガード情報Ｊ２を利用すべきことを意味する。

なお、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理の終了後、予め定められた規定期間Ｈが経過するまでは、学習処理の実行を禁止する。また、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理の終了後、上記の規定期間Ｈが経過するまでは、フィードバック処理で利用するガード情報として第２ガード情報Ｊ２を指定する。後述の作用の欄で記載するとおり、燃料カット処理の終了後に通常処理を再開すると、実際の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡよりも大きい状態が暫く継続する。規定期間Ｈは、燃料カットの終了後、実際の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡに収束するのに要する時間の長さとして例えば実験で予め定めてある。燃焼制御部１１３は、規定期間Ｈを予め記憶している。

＜禁止処理の具体的な処理手順＞
燃焼制御部１１３は、ディスプレイ５０１に対する入力操作によって整備モードが選択されると、禁止処理を開始する。禁止処理の開始時点では、学習フラグＦＫは「１」になっている。また、禁止処理の開始時点では、ガードフラグＦＧは「１」になっている。なお、禁止処理の実行途中で制御装置１１０が通常モードに切り替えられた場合、又はイグニッションスイッチがオフにされた場合、燃焼制御部１１３はその時点で禁止処理を終了する。

図２に示すように、燃焼制御部１１３は、禁止処理を開始すると、先ずステップＳ１００の処理を実行する。ステップＳ１００において、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を開始したか否かを判定する。燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を開始していない場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、禁止処理の一連の処理を一旦終了する。この場合、燃焼制御部１１３は、ステップＳ１００の処理を再度実行する。

一方、ステップＳ１００において、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を開始した場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１１０に進める。
ステップＳ１１０において、燃焼制御部１１３は、学習処理の実行を禁止する。このステップＳ１１０の具体的な処理として、燃焼制御部１１３は、学習フラグＦＫを「２」に設定する。この後、燃焼制御部１１３は、処理をステップＳ１２０に進める。

ステップＳ１２０において、燃焼制御部１１３は、フィードバック処理において利用すべきガード情報として第２ガード情報Ｊ２を指定する。このステップＳ１２０の具体的な処理として、燃焼制御部１１３は、ガードフラグＦＧを「２」に設定する。この後、燃焼制御部１１３は、処理をステップＳ１３０に進める。

ステップＳ１３０において、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を終了したか否かを判定する。燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を終了していない場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、ステップＳ１３０の処理を再度実行する。燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を終了するまでステップＳ１３０の処理を繰り返す。そして、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を終了すると（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１４０に進める。

ステップＳ１４０において、燃焼制御部１１３は、ステップＳ１３０の処理を終了してから規定期間Ｈが経過したか否かを判定する。燃焼制御部１１３は、ステップＳ１３０の処理を終了してから規定期間Ｈが経過していない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、ステップＳ１４０の処理を再度実行する。燃焼制御部１１３は、ステップＳ１３０の処理を終了してから規定期間Ｈが経過するまでステップＳ１４０の処理を繰り返す。そして、燃焼制御部１１３は、ステップＳ１３０の処理を終了してから規定期間Ｈが経過すると（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１５０に進める。

ステップＳ１５０において、燃焼制御部１１３は、学習処理の実行を許可する。このステップＳ１５０の具体的な処理として、燃焼制御部１１３は、学習フラグＦＫを「１」に設定する。この後、燃焼制御部１１３は、処理をステップＳ１６０に進める。

ステップＳ１６０において、燃焼制御部１１３は、フィードバック処理において利用すべきガード情報として第１ガード情報Ｊ１を指定する。このステップＳ１６０の具体的な処理として、燃焼制御部１１３は、フィードバック処理で利用するガード情報を示すフラグであるガードフラグＦＧを「１」に設定する。この後、燃焼制御部１１３は、禁止処理の一連の処理を一旦終了する。そして、燃焼制御部１１３は、ステップＳ１００の処理を再度実行する。

＜実施形態の作用＞
図３に示すように、時刻Ｔ１において、整備モードが選択されていて、内燃機関１０がアイドル運転中であるものとする。なお、時刻Ｔ１において、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を実行していないものとする。内燃機関１０がアイドル運転中であることから、スロットル制御部１１１は、フィードバック処理を実行している。すなわち、スロットル制御部１１１は、図３（ｂ）に示すように、スロットル開度ＳＱをベース開度ＳＱ２近傍で微調整する。このことにより、図３（ａ）に示すように、スロットル制御部１１１は、実際の機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥＡに近い値に維持する。

時刻Ｔ１よりも後の時刻Ｔ２で実行用アイコンが操作されたものとする。この実行用アイコンの操作に伴い、燃焼制御部１１３は、燃料カット処理を開始する（ステップＳ１００：ＹＥＳ）。燃焼制御部１１３は、燃料カット処理の開始に伴い、図３（ｃ）に示すように、学習処理の実行を禁止する（ステップＳ１１０）。すなわち、燃焼制御部１１３は、学習フラグＦＫを「２」に設定する。また、スロットル制御部１１１は、燃料カット処理の開始に伴い、フィードバック処理において利用すべきガード情報を第２ガード情報Ｊ２に切り替える（ステップＳ１２０）。つまり、フィードバック処理において許容される調整値ＰＨの範囲が拡大する。また、図３（ｂ）の二点鎖線で示すように、フィードバック処理で許容される目標開度ＳＱ１の範囲が拡大する。

さて、図３（ａ）に示すように、燃焼制御部１１３が燃料カット処理を開始すると、実際の機関回転速度ＮＥは急減する。これは、停止気筒における混合気の燃焼の停止に伴う機関回転速度ＮＥの減少分が、燃焼気筒を空燃比リッチな雰囲気にしたことに伴う機関回転速度ＮＥの増加分を上回るからである。スロットル制御部１１１は、燃焼カット処理の開始に伴って実際の機関回転速度ＮＥが急減すると、当該機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度ＮＥＡとの差を解消すべく、フィードバック処理を通じてスロットル開度ＳＱを調整する。具体的には、スロットル制御部１１１は、実際の機関回転速度ＮＥを現状よりも大きくすべく、フィードバック補正のための調整値ＰＨを正の値とする。そして、図３（ｂ）に示すように、スロットル制御部１１１は、スロットル開度ＳＱを、ベース開度ＳＱ２よりも大きくする。これに伴う吸気の流量ＧＡの増加に伴い、図３（ａ）に示すように、実際の機関回転速度ＮＥは大きくなる。そして、実際の機関回転速度ＮＥは、目標アイドル回転速度ＮＥＡに近くなる。この後、スロットル制御部１１１は、図３（ｂ）に示すように、スロットル開度ＳＱを、ベース開度ＳＱ２よりも大きい一定値近傍で微調整する。このことにより、図３（ａ）に示すように、スロットル制御部１１１は、実際の機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥＡに近い値に維持する。

時刻Ｔ２よりも後の時刻Ｔ３において、燃焼制御部１１３が燃料カット処理を終了し、通常処理を再開したものとする（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）。この時刻Ｔ３の時点で、スロットル開度ＳＱは、ベース開度ＳＱ２よりも大きくなっている。ここで、ベース開度ＳＱ２は、通常処理の実行中に学習した値である。つまり、ベース開度ＳＱ２は、４つの気筒１１の全てで燃料の燃焼を行ったときに、実際の機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥＡに略一致させるためのスロットル開度ＳＱである。仮に、スロットル開度ＳＱがベース開度ＳＱ２よりも大きい状態で通常処理を行うと、実際の機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥＡとするのに必要な吸気の流量ＧＡに対して実際の吸気の流量ＧＡが多くなる。この結果として、実際の機関回転速度ＮＥは、目標アイドル回転速度ＮＥＡよりも大きくなる。上記のとおり、時刻Ｔ３でのスロットル開度ＳＱは、ベース開度ＳＱ２よりも大きい。そのため、時刻Ｔ３で通常処理を再開すると、上記の理由に因り、実際の機関回転速度ＮＥは目標アイドル回転速度ＮＥＡに対して急増する。

スロットル制御部１１１は、通常処理の再開後に実際の機関回転速度ＮＥが急増すると、当該機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度ＮＥＡとの差を解消すべく、フィードバック処理を通じてスロットル開度ＳＱを調整する。具体的には、スロットル制御部１１１は、実際の機関回転速度ＮＥを現状よりも小さくすべく、フィードバック補正のための調整値ＰＨを負の値とする。そして、図３（ｂ）に示すように、スロットル制御部１１１は、スロットル開度ＳＱをベース開度ＳＱ２に近い値にする。これに伴う吸気の流量ＧＡの減少に伴い、図３（ａ）に示すように、実際の機関回転速度ＮＥは減少する。そして、実際の機関回転速度ＮＥは、目標アイドル回転速度ＮＥＡに近くなる。そして、時刻Ｔ３から規定期間Ｈが経過した時刻Ｔ４になると（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、実際の機関回転速度ＮＥは、目標アイドル回転速度ＮＥＡに略収束した状態になる。

時刻Ｔ４において、燃焼制御部１１３は、学習処理を許可する（ステップＳ１５０）。また、時刻Ｔ４において、スロットル制御部１１１は、フィードバック処理において利用すべきガード情報を第１ガード情報Ｊ１に切り替える（ステップＳ１６０）。つまり、フィードバック処理において許容される調整値ＰＨの範囲は縮小する。また、図３（ｂ）の二点鎖線で示すように、フィードバック処理において許容される目標開度ＳＱ１の範囲は縮小する。

時刻Ｔ４以降、スロットル制御部１１１は、図３（ｂ）に示すように、スロットル開度ＳＱをベース開度ＳＱ２近傍で微調整する。このことにより、図３（ａ）に示すように、スロットル制御部１１１は、実際の機関回転速度ＮＥを目標アイドル回転速度ＮＥＡに近い値に維持する。

＜実施形態の効果＞
（１）上記作用に記載したとおり、本実施形態では、燃料カット処理の実行中、スロットル開度ＳＱをベース開度ＳＱ２よりも大きい状態に維持する。仮に、このときのスロットル開度ＳＱをベース開度ＳＱ２として学習してしまうと、通常処理を再開したときに、フィードバック処理における補正量を大きくしたり、ベース開度ＳＱ２を学習し直したりするといった種々の複雑な処理が必要になる。

この点、本実施形態では、燃料カット処理の実行中は、学習処理の実行を禁止する。そのため、燃料カット処理を実行することに伴って、ベース開度ＳＱ２が、通常処理の実行中に目標アイドル回転速度ＮＥＡを実現するのに必要なスロットル開度ＳＱから大きく乖離してしまうことを防止できる。具体的には、図３に示す時刻Ｔ２でのベース開度ＳＱ２が、燃料カット処理の終了後、規定期間Ｈが経過した時刻Ｔ４でのベース開度ＳＱ２として引き継がれる。そのため、燃料カット処理中のスロットル開度ＳＱがベース開度ＳＱ２に影響を与えることがなく、時刻Ｔ４以降の通常処理において、実際の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡに速やかに収束する。

（２）上記作用に記載したとおり、燃料カット処理を終了して通常処理を再開した後、実際の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡに収束するまでには相応に時間がかかる。この期間に、仮に、偶発的に機関回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＳＱが安定し、ベース開度ＳＱ２を更新する条件が整ったとしても、この状況下では信頼性の高い学習値を得られない。

この点、本実施形態では、燃料カット処理の終了後、規定期間Ｈが経過するまでは、学習処理を禁止する。したがって、燃料カット処理の終了後、実際の機関回転速度ＮＥが目標アイドル回転速度ＮＥＡに収束するまでの期間に、不適切な値をベース開度ＳＱ２として学習してしまうことを防止できる。

（３）上記作用に記載したとおり、燃料カット処理を開始すると、実際の機関回転速度ＮＥが急減する。このとき、実際の機関回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥＡ近傍の値に戻すためには、スロットル開度ＳＱを急増させる必要がある。

本実施形態では、燃料カット処理の開始に伴って、フィードバック処理において許容される調整値ＰＨの範囲を拡大している。このことにより、スロットル開度ＳＱを、目標アイドル回転速度ＮＥＡを実現できる開度に急増させることが許容される。また、本実施形態では、フィードバック処理において許容される目標開度ＳＱ１の範囲そのものも拡大している。このことにより、調整値ＰＨを大きくしても、目標開度ＳＱ１を許容範囲に収めることができる。したがって、燃料カット処理の開始後、実際の機関回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥＡ近傍の値に戻すことができる。

（４）上記作用に記載したとおり、燃料カット処理を終了して通常処理を再開すると、実際の機関回転速度ＮＥが急増する。このとき、実際の機関回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥＡ近傍の値に戻すためには、スロットル開度ＳＱを急減させる必要がある。

本実施形態では、燃料カット処理の終了後、規定期間Ｈが経過するまでは、フィードバック処理において許容される調整値ＰＨの範囲の拡大を継続する。このことにより、燃料カット処理の終了後も、スロットル開度ＳＱを、目標アイドル回転速度ＮＥＡを実現できる開度に急減させることが許容される。したがって、燃料カット処理の終了後、実際の機関回転速度ＮＥを速やかに目標アイドル回転速度ＮＥＡ近傍の値に戻すことができる。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、スロットル制御部１１１がフィードバック処理と学習処理を担い、燃焼制御部１１３が燃料カット処理と禁止処理とを担っている。しかし、制御装置１１０におけるどの機能部がどの処理を担うかは、適宜変更可能である。スロットル制御部１１１及び燃焼制御部１１３以外の機能部が、上記の処理を行ってもよい。それぞれの処理を適切に行うことができるように制御装置１１０が機能すればよい。

・実行用アイコンを、ディスプレイ５０１に表示することは必須ではない。例えば、ディスプレイ５０１を用いて特定のコマンドを入力することにより燃料カット処理が実行されるようにしてもよい。また、例えば、車室内に、燃料カット処理の実行用のプッシュスイッチを設けてもよい。

・処理モードに拘わらず、内燃機関１０のアイドル運転中に燃料カット処理を実行できるようにしてもよい。例えば、上記変更例のように、車室内にプッシュスイッチを設け、内燃機関１０のアイドル運転中にプッシュスイッチを操作したときに、処理モードに拘わらず燃料カット処理を実行するようにしてもよい。この場合でも、燃料カット処理の実行中は、学習処理を禁止すればよい。

・通常モードと整備モードという２つの処理モードを設けることは必須ではない。内燃機関１０のアイドル運転中に燃料カット処理を実行できればよい。そして、そのときに学習処理を禁止すればよい。

・車両５００の走行途中に内燃機関１０がアイドル運転になったときに、燃料カット処理を実行してもよい。内燃機関１０がアイドル運転中であるときであって、且つＧＰＦ２３におけるＰＭの堆積量Ｗが相応に多いときに自動的に燃料カット処理を実行するように制御装置１１０の処理内容を設定しておけば、走行途中での燃料カット処理の実行も可能である。車両５００の走行途中のアイドル運転中に燃料カット処理を行う場合でも、当該燃料カット処理の実行中は学習処理を禁止すればよい。

・内燃機関１０がアイドル運転中ではないときに燃料カット処理を行ってもよい。内燃機関１０がアイドル運転中ではないときに燃料カット処理を行うことができるように、制御装置１１０の処理内容を適宜設定すればよい。

・第１ガード情報Ｊ１で規定する調整値ＰＨ及び目標開度ＳＱ１の範囲は、上記実施形態の例に限定されない。目標開度ＳＱ１の過度な急変を避けることができ、且つ、目標開度ＳＱ１を適切な値の範囲に収めることができるように各パラメータの上限・下限を定めればよい。第２ガード情報Ｊ２についても同様である。ただし、第２ガード情報Ｊ２で規定する調整値ＰＨ及び目標開度ＳＱ１の範囲は、燃料カット処理と通常処理との切り替え時における機関回転速度ＮＥの急変に応じたスロットル開度ＳＱのフィードバック補正を許容できるものにする必要がある。

・燃料カット処理が終了したタイミングで学習処理の禁止を解除してもよい。具体的には、図３に示す例において、時刻Ｔ３で学習フラグＦＫを「１」に切り替えてもよい。少なくとも燃料カット処理中に学習処理を禁止できれば、燃料カット処理がベース開度ＳＱ２に与える影響を低減できる。

・燃料カット処理中と通常処理中とでガード情報を切り替えることは必須ではない。ガード情報で規定する調整値ＰＨ及び目標開度ＳＱ１の範囲として、燃料カット処理でも通常処理でも利用できる汎用的な上限・下限を定めておけば、ガード情報を切り替える必要はない。

・学習処理の態様は、上記実施形態の例に限定されない。学習処理は、内燃機関１０のアイドル運転中、ベース開度ＳＱ２を、フィードバック補正による補正量が小さくなるように学習できるものであればよい。

・フィードバック処理の態様は、上記実施形態の例に限定されない。フィードバック処理は、実際の機関回転速度ＮＥと目標アイドル回転速度ＮＥＡとの差が縮小するようにスロットル開度ＳＱをフィードバック補正するものであればよい。

・停止気筒及び燃焼気筒は、上記実施形態の例に限定されない。すなわち、４つの気筒１１のうちのどの気筒１１を停止気筒にしてもよいし、どの気筒１１を燃焼気筒にしてもよい。また、燃焼サイクル毎に停止気筒及び燃焼気筒を変更してもよい。

・１燃焼サイクルにおける停止気筒の数、及び燃焼気筒の数を上記実施形態の例から変更してもよい。また、燃焼サイクル毎に、停止気筒の数、及び燃焼気筒の数を変更してもよい。つまり、停止気筒及び燃焼気筒は、燃料カット処理がつぎの内容になるように設定してあればよい。「Ｍ」及び「Ｎ」を１以上の整数とする。そして、燃焼行程を迎える気筒１１の順にＭ個連続して気筒１１への燃料供給を停止するパターンを停止パターンとする。また、燃焼行程を迎える気筒１１の順にＮ個連続して気筒１１への燃料供給を行うパターンを燃焼パターンとする。燃料カット処理は、停止パターン及び燃焼パターンを、内燃機関１０の運転を継続させつつ交互に繰り返すものになっていればよい。なお、Ｍ及びＮの合計値は、気筒１１の数と一致している必要はない。Ｍ及びＮの合計値が気筒１１の数と一致していない場合、燃焼サイクル毎に、停止気筒及び燃焼気筒が変更されたり、一部の燃焼サイクルにおいて停止気筒が存在しなくなったりすることもある。

・燃料カット処理を実行する用途は、上記実施形態の例に限定されない。燃料カット処理の用途に応じて停止気筒及び燃焼気筒を適宜設定すればよい。
・燃焼気筒における混合気を空燃比よりもリッチにすることは必須ではない。燃料カット処理の用途に応じて、燃焼気筒における混合気の空燃比を適宜設定すればよい。

・内燃機関１０の構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、気筒１１の数を変更してもよい。内燃機関は、複数の気筒と、複数の気筒に吸気を導入する吸気通路と、吸気通路を流れる吸気の流量を調節するスロットルバルブとを有していればよい。

・車両５００の構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、車両は、当該車両の駆動源として内燃機関とモータジェネレータとを有するハイブリッド車両として構成されていてもよい。

１１…気筒
１５…吸気通路
１６…スロットルバルブ
１１０…制御装置

Claims (1)

1. 複数の気筒と、複数の前記気筒に吸気を導入する吸気通路と、前記吸気通路を流れる吸気の流量を調節するスロットルバルブとを有する内燃機関に適用され、
   前記内燃機関のアイドル運転中、実際の機関回転速度と目標機関回転速度との差が縮小するように前記スロットルバルブの開度をフィードバック補正するフィードバック処理と、
   前記内燃機関のアイドル運転中、前記フィードバック補正する前の値であるベース開度を、前記フィードバック補正による補正量が小さくなるように学習する学習処理と、
   「Ｍ」及び「Ｎ」を１以上の整数としたとき、燃焼行程を迎える前記気筒の順にＭ個連続して前記気筒への燃料供給を停止する停止パターン、及び、燃焼行程を迎える前記気筒の順にＮ個連続して前記気筒への燃料供給を行う燃焼パターン、を前記内燃機関の運転を継続させつつ交互に繰り返す燃料カット処理と、
   を実行可能であり、
   前記フィードバック処理では、前記実際の機関回転速度と前記目標機関回転速度との差に基づいて、前記補正量を調整するための調整値を、その絶対値が予め定められた調整上限値以下になるように算出し、算出した前記調整値を前記補正量の前回値に加算して最新の前記補正量を算出し、
   前記内燃機関のアイドル運転中に前記燃料カット処理を実行する場合、前記学習処理の実行を禁止するとともに、前記調整上限値を、前記燃料カット処理の実行前に指定していた第１調整上限値よりも大きい第２調整上限値とし、且つ、前記燃料カット処理の終了後、予め定められた規定期間が経過するまでは前記調整上限値を前記第２調整上限値に維持する
   内燃機関の制御装置。

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