JP2001098973A

JP2001098973A - エンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: JP2001098973A
Application number: JP28000399A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Nishimura; 博文西村; Toshiyuki Yamaguchi; 俊行山口; Hiroshi Tokushige; 大志徳重; Takayuki Okano; 隆行岡野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジン１の気筒２内燃焼室６に対し燃料を
直接的に噴射供給するようにインジェクタ１２を配設
し、このインジェクタ１２による燃料の噴射量及び噴射
時期を制御する場合に、その燃料噴射制御の精度を高め
て、エンジン１の燃費性能をさらに向上させながら、一
層の排気清浄化を実現する。【解決手段】インジェクタ１２により燃料を気筒２の
吸気行程で噴射させるとき、ピストン５の下降速度が最
大になるクランク角度近傍から設定クランク角までの第
１設定クランク角期間で、燃料噴射量を噴射時期thtinj
に対応づけて減少補正する。燃料を気筒２の圧縮行程で
噴射させるときには、燃焼室６の容積の減少による気筒
内圧の増大に応じて燃料噴射量を増大補正するととも
に、ピストン５の上昇速度が最大になるクランク角近傍
から後の期間で、燃料噴射量を噴射時期thtinjに対応づ
けて増大補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの気筒内
燃焼室に対して燃料噴射弁により燃料を直接的に噴射供
給するようにした燃料制御装置に関し、特に、燃料噴射
弁による燃料の実際の噴射量が目標値になるように開弁
時間を補正する補正制御の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のエンジンの燃料制御
装置では、一般に、燃料噴射弁による燃料噴射圧力を略
一定に保持するとともに、該燃料噴射弁の開弁時間をエ
ンジンの負荷状態等に応じて変更することによって、燃
料噴射量を制御するようにしている。加えて、例えば特
開平１１−３６９５９号公報に開示される火花点火式筒
内噴射型エンジンでは、燃料噴射弁の開弁時間を該燃料
噴射弁の個体ばらつきに応じて補正したり、エンジン水
温、気筒内圧力、燃料性状等に応じて補正することが行
われている。

【０００３】また、前記従来例のエンジンでは、その運
転状態に応じて燃料噴射の終了時期を設定するするとと
もに、この設定した時期に噴射が終了するように燃料噴
射量に応じて噴射開始時期を変更するようにしており、
これにより、燃焼室に噴射された燃料噴霧の拡散や気化
霧化を良好のものとしながら、燃料の気筒内壁面への付
着を抑えるようにしている。

【０００４】さらに、特開平７−１１９５０７号公報に
開示される筒内噴射式エンジンは、低回転運転状態では
吸気流動が弱くて、燃焼室の燃料噴霧を十分に拡散させ
るのが難しいことに鑑み、例えば加速運転状態への移行
時のように低回転運転状態で多量の燃料を噴射供給する
ときには、その燃料を気筒の吸気行程の前期及び後期の
２回に分けて噴射させることにより、燃料噴霧の拡散を
促して、燃焼に伴うすすの発生を防止するようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、環境
保護の観点から自動車用エンジンの排気清浄化に対する
ニーズは一層、強まりつつあり、このニーズを満足させ
ながら、エンジンの燃費を低減しかつ広い運転領域に亘
ってドライバビリティを確保するためには、燃焼室の空
燃比状態を従来よりもさらに高精度に制御する必要があ
る。

【０００６】この点について、前記両従来例のように燃
料噴射時期をエンジンの運転状態に応じて変更するよう
にしたものでは、この噴射時期の変更に伴い燃料噴射量
が変動するという不具合がある。すなわち、直噴式エン
ジンは気筒の吸気又は圧縮行程で燃焼室に直接に燃料を
噴射するものなので、噴射時期が変更されることでその
ときの燃焼室の圧力状態が変化すると、この変化の影響
を受けて実際の燃料噴射量が変動してしまうのである。

【０００７】これに対し、特に、気筒の圧縮行程で燃料
を噴射して成層燃焼状態で運転する場合には、圧縮行程
中期以降の気筒内圧力の急激な上昇に対応して燃料噴射
弁の開弁時間を長くなるように補正することが考えられ
る。しかし、このような補正を行っても、実際には噴射
時期の変更に伴う燃料噴射量の変動を解消することはで
きず、そればかりか、大きな気筒内圧力の変動はないは
ずの吸気行程においても、燃料噴射時期の変更に伴い燃
料噴射量が変動することが判明した。そして、このよう
に燃料噴射量が変動すると、エンジンの運転状態に対応
するようにきめ細かな燃料噴射制御を行おうとしても、
結果的に制御精度が低下してしまうので、燃費低減や排
気の清浄化を十分に達成することは困難である。

【０００８】本発明者は斯かる問題点を解決するために
鋭意、研究を重ねた結果、気筒の吸気行程においてピス
トンの下降速度が大きくなったときから暫くの間は、燃
料噴射量が過多になる一方、気筒の圧縮行程においてピ
ストンの上昇速度が大きくなったときから暫くの間は、
燃料噴射量が過少になることを見出し、本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明の目的は、エンジンの気
筒内燃焼室に対し燃料噴射弁により燃料を直接的に噴射
供給する場合に、その燃料噴射量の補正制御の手順に工
夫を凝らして、燃料噴射制御の精度を高めることによ
り、エンジンの燃費性能をさらに向上させながら、一層
の排気清浄化を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、この発明では、ピストンの移動速度と燃料噴射量の
ずれとの間に相関関係があることに着目し、ピストンの
下降速度の最大になるときから暫くの期間に燃料を噴射
させるときには、燃料噴射弁の開弁時間を短くなるよう
に補正するようにした。

【００１０】具体的に、請求項１の発明では、図１に例
示するように、エンジン１の気筒２内燃焼室６に燃料を
直接、噴射供給する燃料噴射弁１２を備え、該燃料噴射
弁１２による燃料の噴射量及び噴射時期を制御するよう
にした燃料制御装置Ａを前提とする。そして、前記燃料
噴射弁１２によりエンジン１の運転状態に対応するよう
に燃料を噴射させる基本噴射制御手段４０ａと、前記燃
料噴射弁１２により気筒２の吸気行程で燃料を噴射させ
るときであって、その燃料噴射時期が、少なくとも、ピ
ストン５の下降速度の最大になる所定クランク角位置の
近傍から設定クランク角位置までの第１設定クランク角
期間にあるときに、前記基本噴射制御手段４０ａにより
制御される燃料噴射弁１２の開弁時間を短くなるように
補正する第１補正手段４０ｂとを設ける構成とする。
尚、ピストンの下降速度が最大になるクランク角位置
は、一般的なレシプロエンジンでは吸気上死点後略７３
°〜７８°の範囲にある。

【００１１】前記の構成により、エンジン１の運転中に
燃料噴射弁１２により気筒２の吸気行程で燃料を噴射さ
せるときに、該燃料噴射弁１２による燃料噴射時期が第
１設定クランク角期間にあれば、該燃料噴射弁１２の開
弁時間が第１補正手段４０ｂによって短くなるように補
正される。すなわち、気筒２の吸気行程においてピスト
ン５の下降速度が最大になると、そのことによって燃料
噴射弁１２付近の圧力状態が局所的に低下し、実際の燃
料噴射量がずれて、目標値に対し過多になると考えられ
るが、前記構成のように燃料噴射弁１２の開弁時間を燃
料噴射時期に対応づけて短縮補正することで、燃料噴射
量を減少補正して、所期の目標値に近づけることができ
る。これにより、燃料噴射制御の精度を高めて、エンジ
ン１の燃費性能をさらに向上させながら、一層の排気清
浄化を達成することができる。

【００１２】請求項２の発明では、第１補正手段は、燃
料噴射弁による燃料の噴射時期が第１設定クランク角期
間にあるときには、それ以外のクランク角期間に比べ
て、燃料噴射弁の開弁時間の短縮補正量を大きくするも
のとする。こうすることで、燃料噴射弁による燃料の噴
射量を噴射時期の変化に対応づけて適切に補正すること
ができ、請求項１の発明による作用効果を高めることが
できる。

【００１３】請求項３の発明では、設定クランク角位置
を、気筒の吸気行程においてピストンの下降速度が相対
的に大きい期間に設定する。こうすることで、燃料噴射
弁付近の圧力状態の低下に対応するように、該燃料噴射
弁の開弁時間を短縮補正することができ、よって、請求
項１の発明による作用効果を十分に得ることができる。

【００１４】請求項４の発明では、所定クランク角期間
を、気筒の吸気行程を前期、中期及び後期に３等分した
うちの中期の期間を含むものとする。こうすれば、請求
項３の発明と同様に請求項１の発明による作用効果を十
分に得ることができる。

【００１５】請求項５の発明では、燃料噴射弁により気
筒の圧縮行程で燃料を噴射させるときに、基本噴射制御
手段により制御される燃料噴射弁の開弁時間を燃焼室の
圧力状態が高いほど、長くなるように補正する第２補正
手段を設けるものとする。このことで、気筒の圧縮行程
では燃焼室容積の減少に伴い圧力状態が高くなるが、こ
れに対応して、第２補正手段により燃料噴射弁の開弁時
間が長くなるように補正される。つまり、燃料噴射弁の
開弁時間が燃焼室の幾何学的な容積変化による圧力上昇
に対応するように適切に延長補正されることによって、
燃料噴射制御の精度が高められる。

【００１６】請求項６の発明では、請求項５の発明にお
ける第１補正手段を、燃料噴射弁により気筒の圧縮行程
で燃料を噴射させるときであって、その燃料噴射時期
が、少なくとも、ピストンの上昇速度の最大になる所定
クランク角位置の近傍から設定クランク角位置までの第
２設定クランク角期間にあるときに、基本噴射制御手段
により制御される燃料噴射弁の開弁時間を長くなるよう
に補正するものとし、前記第１補正手段及び第２補正手
段による開弁時間の延長補正量の総和は、燃料噴射時期
が前記第２設定クランク角期間にあるときに、それ以外
のクランク角期間にあるときよりも大きくなるものとす
る。

【００１７】すなわち、気筒の圧縮行程における第２設
定クランク角期間で、燃料噴射弁により燃料を噴射させ
るときには、ピストンの上昇に伴う動圧によって燃料噴
射弁付近の圧力状態が局所的に高くなり、燃料噴射量が
ずれて過少になる虞れがある。これに対して、この発明
では、第１補正手段により燃料噴射弁の開弁時間を長く
なるように補正することで、燃料噴射量を目標値に近づ
けることができる。

【００１８】また、気筒の圧縮行程では燃焼室容積の減
少に伴う圧力上昇に対応して、第２補正手段により燃料
噴射弁の開弁時間が延長補正されるが、この第２補正手
段及び前記第１補正手段による開弁時間の延長補正量の
総和が、前記第２設定クランク角期間において他の期間
よりも大きくされる。このことで、燃料噴射弁による燃
料の噴射量を、燃焼室容積の減少による燃焼室全体の圧
力上昇とピストンの上昇に起因する燃料噴射弁付近の局
所的な圧力変動との両方に対応するように適切に補正す
ることができる。

【００１９】請求項７の発明では、燃料噴射弁により燃
料を気筒の吸気行程で複数回に分割して噴射させる分割
噴射制御手段と、前記燃料噴射弁による複数回の噴射作
動のうちの少なくとも１つが第１設定クランク角期間で
行われるときに、そうでないときに比べて、該複数回の
噴射作動における燃料噴射弁の総開弁時間を短くなるよ
うに補正する第３補正手段とを設ける構成とする。

【００２０】この構成では、エンジンの運転中に分割噴
射制御手段による制御が行われて、燃料噴射弁により気
筒の吸気行程で燃料が複数回に分割して噴射されること
で、燃料と吸気との混合が促進されて均一殿高い良好な
燃焼状態になり、これにより、燃費低減が図られる。そ
の際、燃料噴射弁の複数回の噴射作動のうちの少なくと
も１つが所定クランク角期間で行われるときには、第３
補正手段により、該複数回の噴射作動における燃料噴射
弁の総開弁時間が短くなるように補正される。つまり、
燃料噴射弁の噴射作動が第１設定クランク角期間で行わ
れ、燃料の噴射量が過多になるときであっても、その
分、総燃料噴射量を減少させて、所期の目標値に近づく
ように補正することができる。

【００２１】請求項８の発明では、請求項７の発明にお
いて、燃料噴射弁により燃料を複数回に分割して噴射さ
せるときの各開弁時間は、該燃料噴射弁による燃料噴射
量が開弁時間に対し略一定の比率になるという条件下で
あれば、いずれも同じ量の燃料を一括して噴射させると
きの開弁時間よりも短いものとする。このことで、燃料
噴射弁により燃料を複数回に分割して噴射したときに、
一括して噴射するときと略同じ出力を得ることが可能に
なる。

【００２２】次に、請求項９の発明は、エンジンの気筒
内燃焼室に燃料を直接、噴射供給する燃料噴射弁を備
え、該燃料噴射弁による燃料の噴射量及び噴射時期を制
御するようにした燃料制御装置を前提とする。そして、
前記燃料噴射弁によりエンジンの運転状態に対応するよ
うに燃料を噴射させる基本噴射制御手段と、前記燃料噴
射弁により気筒の吸気行程で燃料を噴射させるときであ
って、該燃料噴射弁が、少なくともピストンの下降速度
の最大になる所定クランク角位置の近傍から設定クラン
ク角位置までの第１設定クランク角期間で開弁状態にな
るときには、そうでないときに比べて、前記基本噴射制
御手段により制御される燃料噴射弁の開弁時間を短くな
るように補正する第１補正手段とを設ける構成とする。

【００２３】この構成によれば、エンジンの運転中に燃
料噴射弁により気筒の吸気行程で燃料を噴射させるとき
であって、該燃料噴射弁が第１設定クランク角期間で開
弁状態になる場合には、燃料噴射弁の開弁開始時期が第
１設定クランク角期間になくても、第１補正手段により
開弁時間の短縮補正が行われて、請求項１の発明と同様
の作用効果が得られる。

【００２４】次に、請求項１０の発明は、エンジンの吸
気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、該燃料噴
射弁により燃料を少なくとも気筒の吸気行程で噴射させ
るとともに、その燃料噴射量及び噴射時期を制御するよ
うにした燃料制御装置を前提とする。そして、前記燃料
噴射弁によりエンジンの運転状態に対応するように燃料
を噴射させる基本噴射制御手段と、該燃料噴射弁により
気筒の吸気行程で燃料を噴射させるときであって、該燃
料噴射弁が、少なくとも、ピストンの下降速度の最大に
なる所定クランク角位置の近傍から設定クランク角位置
までの第１設定クランク角期間で開弁状態になるときに
は、そうでないときに比べて、前記基本噴射制御手段に
より制御される燃料噴射弁の開弁時間を短くなるように
補正する第１補正手段とを設ける構成とする。

【００２５】この構成によれば、エンジンの運転中に気
筒の吸気行程で吸気弁が開いているときに、燃料噴射弁
により吸気ポートに燃料を噴射して、そこから燃焼室に
対し直接的に燃料を供給するようにしたいわゆるポート
噴射式エンジンにおいても、請求項１や請求項９の発明
と同様の作用効果が得られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（全体構成）図１は本発明の実施
形態に係るエンジンの燃料制御装置Ａの全体構成を示
し、１は車両に搭載された多気筒ガソリンエンジンであ
る。このエンジン１は複数の気筒２，２，…（１つのみ
図示する）が直列に設けられたシリンダブロック３と、
このシリンダブロック３上に配置されたシリンダヘッド
４とを有し、該各気筒２内にピストン５が図の上下方向
に往復動可能に嵌挿されていて、そのピストン５の頂面
とシリンダヘッド４の底面との間の気筒２内に燃焼室６
が区画されている。一方、前記ピストン５よりも下方の
シリンダブロック３内にはクランク軸７が回転自在に支
持されていて、このクランク軸７及びピストン５がコネ
クティングロッドにより駆動連結されている。また、ク
ランク軸７の一端側にはその回転角度を検出する電磁式
のクランク角センサ８が配設されており、さらに、シリ
ンダブロック３内のウオータジャケットに臨んで、冷却
水温度（エンジン水温）を検出する水温センサ９が配設
されている。

【００２７】前記各気筒２毎の燃焼室６上方のシリンダ
ヘッド４内には、点火回路１０に接続された点火プラグ
１１が燃焼室６の上部に臨むように取り付けられる一
方、燃焼室６の周縁部には燃料を直接噴射供給するよう
にインジェクタ（燃料噴射弁）１２が取り付けられてい
る。すなわち、図２にも示すように、シリンダヘッド３
の底面には各気筒２毎に２つの傾斜面からなる凹陥部が
形成され、この各傾斜面に吸気及び排気ポート１３，１
４がそれぞれ２つずつ開口していて、その各開口端を開
閉するように吸気及び排気バルブ１５，１５，…が配設
されている。前記吸気ポート１３，１３はそれぞれ燃焼
室６から斜め上方に向かって直線的に延びて、エンジン
１の一側面（図１の左側面）に開口しており、一方、前
記排気ポート１４，１４はそれぞれ略水平に延びて、エ
ンジン１の他側面（図１の右側面）に開口している。

【００２８】また、前記インジェクタ１２は、２つの吸
気ポート１３，１３に挟まれるようにその下方に配置さ
れている。このインジェクタ１２の先端側噴孔は２つの
吸気バルブ１５，１５の傘部に近接して燃焼室６の周縁
部に臨み、該燃焼室６に側方から燃料を噴射するように
なっている。一方、インジェクタ１２は全気筒に共通の
燃料供給通路１７を介して高圧燃料ポンプ１８に接続さ
れており、この高圧燃料ポンプ１８と図外の高圧プレッ
シャレギュレータとによって燃料を適正な圧力状態に調
節しながら、インジェクタ１２に供給するようになって
いる。また、前記燃料供給通路１７には、燃料圧力（燃
圧）を検出するための燃圧センサ１９が設けられてい
る。そして、インジェクタ１２により燃料が気筒２の圧
縮行程中期以降に噴射されると、その燃料噴霧はピスト
ン５の頂面に形成された長円状のキャビティ５ａにトラ
ップされて、点火プラグ１１近傍に比較的濃い混合気の
層が形成される。一方、前記インジェクタ１２により燃
料が気筒２の吸気行程で噴射されると、その燃料噴霧は
燃焼室６に拡散して吸気と混合されて、略均一な混合気
が形成される。

【００２９】前記図１に示すように、エンジン１の一側
面には、吸気ポート１３に連通するように吸気通路２０
が接続されている。この吸気通路２０は、エンジン１の
燃焼室６に対し図外のエアクリーナで濾過した吸気を供
給するものであり、その上流側から下流側に向かって順
に、エンジン１に吸入される吸入空気量を検出するホッ
トワイヤ式エアフローセンサ２１と、吸気通路２０を絞
る電気式スロットル弁２２と、サージタンク２３とがそ
れぞれ配設されている。前記電気式スロットル弁２２
は、図外のアクセルペダルに対し機械的には連結されて
おらず、電動モータにより駆動されて開閉するようにな
っている。さらに、前記スロットル弁２２の開度を検出
するスロットル開度センサ２４と、該スロットル弁２２
よりも下流の吸気の圧力状態を検出するための吸気圧セ
ンサ２５とがそれぞれ設けられている。

【００３０】また、前記サージタンク２３よりも下流側
の吸気通路２０は、気筒２毎に分岐する独立通路とされ
ていて、その各独立通路の下流端部がさらに２つに分岐
してそれぞれ吸気ポート８，８に連通しており、その分
岐路のうちの一方にスワール制御弁２６が設けられてい
る。このスワール制御弁２６は、図２にも示すようにバ
タフライバルブからなるもので、アクチュエータにより
駆動されて開閉される。そして、このスワール制御弁２
６が閉じられると、吸気は殆どが他方の分岐路のみから
燃焼室６に流入して、この燃焼室６に強いスワールが生
成される一方、スワール制御弁２６が開くに連れて、両
方の分岐路から吸気が吸い込まれるようになり、吸気の
タンブル成分が強まるとともに、スワール成分が弱まる
ようになっている、前記エンジン１の他側面には、燃焼
室６から燃焼ガス（排気）を排出する排気通路２８が接
続されている。この排気通路２８の上流端部は、各気筒
２毎に分岐して排気ポート１４に連通する排気マニホル
ド２９からなり、該排気マニホルド２９の集合部には排
気中の酸素濃度を検出するＯ2センサ３０が配設されて
いる。このＯ2センサ３０は排気中の酸素濃度に基づい
て空燃比を検出するためのものであり、その出力が理論
空燃比を境にステップ状に反転するいわゆるラムダＯ2
センサが用いられている。また、前記排気マニホルド２
９の集合部には排気管３１の上流端が接続されており、
一方、この排気管３１の下流端には排気を浄化するため
の触媒３２が接続されている。この触媒３２は、排気中
の酸素濃度が高い（例えば４％以上の）酸素過剰雰囲気
でＮＯｘを吸収する一方、酸素濃度の低下によって吸収
したＮＯｘを放出しかつ還元浄化するＮＯｘ吸収還元タ
イプのもので、特に理論空燃比近傍では、いわゆる三元
触媒と同様の高い排気浄化性能を発揮するものである。

【００３１】さらに、前記排気管３１の上流側には、排
気通路２８を流れる排気の一部を吸気系に還流させるＥ
ＧＲ通路３３の上流端が分岐接続されている。このＥＧ
Ｒ通路３３の下流端は前記スロットル弁２２とサージタ
ンク２３との間の吸気通路２０に接続され、その近傍に
は開度調節可能な電気式のＥＧＲ弁３４が配設されてい
て、ＥＧＲ通路３３による排気の還流量を調節するよう
になっている。

【００３２】前記点火プラグ１１の点火回路１０、イン
ジェクタ１２、電気式スロットル弁２２の駆動モータ、
スワール制御弁２６のアクチュエータ、電気式ＥＧＲ弁
３４のアクチュエータ等はコントロールユニット４０
（以下、ＥＣＵという）によって作動制御されるように
なっている。一方、このＥＣＵ４０には、少なくとも、
前記クランク角センサ８、水温センサ９、エアフローセ
ンサ２１、スロットル開度センサ２４、吸気圧センサ２
５及びＯ2センサ３０の各出力信号が入力されており、
加えて、アクセルペダルの開度（アクセル操作量）を検
出するアクセル開度センサ３５の出力信号と、図示しな
いが、吸気温度を検出する吸気温センサ、大気圧を検出
する大気圧センサ等の各出力信号とが入力されている。

【００３３】（制御の概要）前記ＥＣＵ４０は、エンジ
ン出力に関係する制御パラメータとして、インジェクタ
１２による燃料噴射量及び噴射時期、スロットル弁２２
により調節される吸入空気量、スワール制御弁２６によ
り調節される吸気スワール強さ、ＥＧＲ弁３４により調
節される排気の還流割合等をそれぞれエンジン１の運転
状態に応じて決定する。これにより、エンジン１は、そ
の運転状態に応じてインジェクタ１２による燃料噴射の
形態が切替えられて、異なる燃焼状態（運転モード）で
運転されるようになる。すなわち、例えば図３に示すよ
うに、エンジン１の温間時には低負荷側の所定領域
（イ）が成層燃焼領域とされ、図４（ａ）に示すよう
に、インジェクタ１２により気筒２の圧縮行程中期以降
に燃料を一括して噴射させて、点火プラグ１１の近傍に
混合気が偏在する成層状態で燃焼させる燃焼モードにな
る。この成層燃焼モードでは、エンジン１のポンプ損失
を低減するためにスロットル弁２２の開度を大きくする
とともに、後述の如く多量の排気を還流させるようにし
ており、このときの燃焼室６の平均的な空燃比は非常に
リーンな状態（例えばＡ/Ｆ＝３０くらい）になる。

【００３４】一方、それ以外の運転領域（ロ）（ハ）
（ニ）（ホ）は全て均一燃焼領域とされており、図４
（ｂ）（ｃ）に示すように、インジェクタ１２により気
筒２の吸気行程で燃料を噴射させて吸気と十分に混合し
て、燃焼室６に均一な混合気を形成した上で燃焼させる
燃焼モードになる。このうちの領域（ロ）（ハ）（ニ）
では、燃焼室６における混合気の空燃比が略理論空燃比
（Ａ/Ｆ＝１４．７、λ＝１）になるように、燃料噴射
量やスロットル開度等を制御しており（以下、ストイキ
オモードという）、特にエンジン１の中負荷中回転領域
（ハ）では、同図（ｂ）に示すように、インジェクタ１
２により吸気行程前期ないし中期の期間に燃料を２分割
して噴射させるようにしている。また、均一燃焼領域に
おける高負荷ないし高回転側の運転領域（ホ）では、空
燃比を理論空燃比よりもリッチな状態（例えばＡ/Ｆ＝
１３〜１４）に制御して、高負荷に対応した大出力が得
られるようにしている（以下、エンリッチモードとい
う）。

【００３５】そして、前記ストイキオモードやエンリッ
チモードで燃料を一括して噴射する場合には、燃料噴霧
の拡散や気化霧化を効率良く促すために、その燃料の噴
射を吸気行程の中期頃までに終了させることが好ましい
ので、そうなるようにエンジン１の負荷状態等に応じて
インジェクタ１２の開弁時期を変更設定する。また、燃
料を２分割して噴射させる場合には、前記のような条件
の他にインジェクタ１２の１回目の噴射作動と２回目の
噴射作動との間隔を適切に設定する必要があるので、こ
のことも考慮して、インジェクタ１２の１回目及び２回
目の開弁時期をそれぞれ変更設定するようにしている。

【００３６】さらに、同図に斜線を入れて示す領域で
は、ＥＧＲ弁３４を開弁させて、ＥＧＲ通路３３により
排気の一部を吸気通路２０に還流させるようにしてお
り、このことで、排気の還流により燃焼室６の熱容量を
増大させて、燃焼に伴うＮＯｘの発生を抑制することが
できる。特に領域（ハ）では、燃料の分割噴射によって
燃料と吸気との混合を促進して燃焼安定性を向上させて
いるので、比較的エンジン負荷の高い状態であっても、
十分な量の排気を還流させることができる。尚、エンジ
ン冷間時には、燃焼安定性を確保するためにエンジン１
の全ての運転領域を均一燃焼領域としている。

【００３７】（燃料噴射制御）上述の如く、この実施形
態ではエンジン１の運転状態に応じて運転モードを切換
えるとともに、燃費性能や排気清浄化のために最適な燃
焼状態となるように燃料噴射時期を変更するようにして
いる。しかし、このように燃料噴射時期を変更すると、
幾何的な容積の減少によって燃焼室６の圧力状態が高ま
る圧縮行程はもちろん、そのような圧力状態の変化があ
まり無い気筒２の吸気行程においても、燃料噴射時期の
変更に伴い燃料噴射量が変動することが判明した。以
下、この点について、本実施形態のエンジン１と同様の
燃焼室構造を有するガソリンエンジンを用いて行った試
験結果を、図５〜図１０に基づいて説明する。

【００３８】図５のグラフは、気筒の吸気行程から圧縮
行程前期にかけて燃料噴射時期（インジェクタの開弁時
期）を変更しながら、インジェクタにより燃料を一括し
て噴射するとともに、エンジンの負荷状態に対応する吸
気充填効率ceを略４０％とし、かつエンジン回転数neを
約１５００ｒｐｍに維持して所定時間、運転したとき
の、燃料噴射時期と燃料噴射量との対応関係を示したも
のである。このグラフに実線で示すのは、燃料消費量の
実測値に基づいて求めた実際の燃料噴射量であり、ま
た、破線で示すのは、インジェクタに印加した燃料噴射
圧力と該インジェクタの開弁時間とに基づいて計算した
燃料噴射量である。尚、このグラフの横軸は、インジェ
クタ１２による燃料噴射時期を気筒の圧縮上死点を基準
（０°）として、この圧縮上死点前のクランク角位置
（ＢＴＤＣ°ＣＡ）で示したものである。

【００３９】同図によれば、気筒の吸気行程、即ちＢＴ
ＤＣ３６０°〜１８０°ＣＡの期間において、そのうち
の中期（ＢＴＤＣ３００°〜２４０°ＣＡ）から後期
（ＢＴＤＣ２４０°〜１８０°ＣＡ）の前半にかけての
期間では、実際の燃料噴射量が計算値よりもかなり多く
なっており、反対に、それ以外の期間では実際の燃料噴
射量が計算値をやや下回っていることが見て取れる。

【００４０】また、図６〜８は、それぞれ、吸気充填効
率ce＝７０％、エンジン回転数ne＝１５００ｒｐｍの場
合、吸気充填効率ce＝４０％、エンジン回転数ne＝３０
００ｒｐｍの場合、吸気充填効率ce＝７０％、エンジン
回転数ne＝３０００ｒｐｍの場合についての同様の試験
結果を示している。そして、図９は、燃料噴射量の計算
値を基準（０）として、前記図５〜図８の試験結果をプ
ロットし直したものであり、実際の燃料噴射量の計算値
に対する誤差を表している。ここで、各試験結果におい
て、実際の燃料噴射量の計測値は試験に使用したインジ
ェクタの個体差や計測の誤差を含む値なので、それらを
考慮した上で前記図９を観察すれば、少なくとも、イン
ジェクタによる燃料噴射量は、気筒の吸気行程中期の期
間において前期の期間よりも多くなっていると言うこと
ができる。

【００４１】一方、図１０のグラフは、気筒の吸気行程
におけるピストンの下降速度がクランク角度とともに変
化する様子を示しており、この図１０のグラフと前記図
５〜図９のグラフとを対比すると、ピストンの下降速度
が大きいときと燃料噴射量の誤差が大きくなるときとの
間には相関関係があると言うことができる。より詳しく
は、ピストンの下降速度が最大になるクランク角位置
（図例ではＢＴＤＣ２８５°ＣＡ、即ち吸気上死点後約
７５°ＣＡ）を含み、それ以降、ピストンの下降速度が
相対的に速い期間の設定クランク角位置（例えば、ＢＴ
ＤＣ２２５°ＣＡくらい）までの第１設定クランク角期
間において、燃料噴射量の誤差が大きくなると言うこと
ができる。これは、気筒の吸気行程においては、ピスト
ンの下降移動に伴い発生する動圧がインジェクタの付近
に直接的に作用しており、これにより、局所的に圧力状
態が低下することで、燃料の時間当たりの噴出量が増大
しているものと推察される。

【００４２】（燃料噴射制御）そこで、本発明の特徴部
分であるが、この実施形態の燃料制御装置Ａでは、上述
の如き試験結果に基づき、インジェクタ１２による燃料
噴射時期に対応づけて、該インジェクタ１２の開弁時間
を増減補正することで、ピストンの移動に伴う動圧によ
って引き起こされるインジェクタ１２付近の圧力変動の
影響を緩和して、燃料噴射量の制御精度を高めるように
している。以下、エンジン１の燃料噴射制御の具体的な
処理手順を、図１１に示すフローチャート図に沿って説
明する。

【００４３】まず、スタート後のステップＳＡ１におい
て、クランク角センサ８、水温センサ９，燃圧センサ１
９，エアフローセンサ２１、吸気圧センサ２５、アクセ
ル開度センサ３５等の各種センサ信号を受け入れるとと
もに、ＥＣＵ４０のメモリから各種データを入力する。
続いて、ステップＳＡ２において、クランク角センサ８
からの出力に基づいて演算されるエンジン回転数neとエ
アフローセンサ２１からの出力とに基づいて、吸気充填
効率ceを演算する。続いて、ステップＳＡ３において、
エンジン１の目標負荷Piobjを演算する。この目標負荷P
iobjは、図１２（ａ）に示すように、アクセル開度acc
とエンジン回転数neとに対応する値が予め実験的に決定
され、ＥＣＵ４０のメモリにマップとして記憶されてい
て、このマップから読み出されるようになっている。

【００４４】続いて、ステップＳＡ４では、前記ステッ
プＳＡ３で求めた目標負荷Piobjとエンジン回転数neと
に基づいて、図１２（ｂ）に示すように、エンジン１の
運転モードを目標負荷Piobjとエンジン回転数neとに対
応づけて設定したマップを参照して、成層燃焼領域であ
るかどうか判定する。この判定結果がＹＥＳであれば、
ステップＳＡ５に進んでエンジン１の目標空燃比afwを
演算し、続いて、ステップＳＡ６において燃料噴射時期
thtinj、即ちインジェクタ１２の開弁開始時期を演算す
る。この目標空燃比afw及び噴射時期thtinjの値は、そ
れぞれ、図１２（ｃ），（ｄ）に示すように、目標負荷
Piobjとエンジン回転数neとに対応する最適な値が予め
実験的に決定されて、ＥＣＵ４０のメモリにマップとし
て記憶されており、このマップから読み出されるように
なっている。つまり、成層燃焼状態ではエンジン１の目
標負荷Piobjに対応するように燃料噴射制御が行われ
る。

【００４５】一方、前記ステップＳＡ４において、成層
燃焼領域でないＮＯと判定されれば、続くステップＳＡ
７，ＳＡ８において、それぞれ目標空燃比afwと燃料噴
射時期thtinjとを演算する。この目標空燃比afw及び噴
射時期thtinjの値も前記ステップＳＡ５，ＳＡ６と同じ
く、図１２（ｅ），（ｆ）にそれぞれ示すように、吸気
充填効率ceとエンジン回転数neとに対応する最適な値が
予め実験的に決定されて、ＥＣＵ４０のメモリにマップ
として記憶されており、このマップから読み出されるよ
うになっている。つまり、均一燃焼状態では気筒２の実
際の吸気充填効率ceに対応するように燃料噴射制御が行
われる。

【００４６】そして、前記ステップＳＡ６又はステップ
ＳＡ８に続いて、ステップＳＡ９では、前記のように求
めた目標空燃比afwになるように、主としてその目標空
燃比afwと吸気充填効率ceとに基づいて、目標燃料噴射
量qiを演算する。

【００４７】 qi ＝ KGKF ×（ce/afw）× √｛(Pf−Pc)/P0｝× Kf ・・・（式１）前記の演算式において、右辺第１項のKGKFは従来周知の
流量変換係数である。また、右辺第３項のPfは燃圧セン
サ１９により検出された実際の燃圧値であり、P0は予め
設定されている基準燃圧値であり、さらに、Pcは、図１
３に示すように予め実験的に求められ、燃料噴射時期th
tinjに対応づけて記憶された気筒内圧値である。同図に
よれば、気筒内圧Pcは、吸気圧センサ２５により検出さ
れた吸気圧（吸気負圧）に対応して設定されており、そ
れぞれ、気筒２の圧縮行程前期から後期にかけて燃焼室
６の容積の減少とともに上昇している。従って、前記演
算式における右辺の第３項は、主に気筒２の圧縮行程に
おいて燃焼室容積の減少に伴う気筒内圧の上昇に対応す
るようにインジェクタ１２の開弁時間を延長補正する気
筒内圧補正係数である。

【００４８】そして、前記演算式における右辺第４項の
Kfは、ピストン５の移動に伴う動圧によって生じる燃料
噴射量の誤差を低減するための補正係数である。図１４
に示すように、この動圧補正係数Kfは燃料噴射時期thti
njに対応づけて設定されており、燃料噴射時期thtinjが
気筒２の吸気行程前期（ＢＴＤＣ３６０°〜３００°Ｃ
Ａ）にあるときには略１とされ、気筒２の吸気行程中期
（ＢＴＤＣ３００°〜２４０°ＣＡ）から後期（ＢＴＤ
Ｃ２４０°〜１８０°ＣＡ）にかけての設定期間（第１
設定クランク角期間）にあるときには１よりも小さい値
とされている。このことで、前記設定期間では、目標燃
料噴射量qiそのものが少なくなるように補正されるの
で、インジェクタ１２付近の局所的な圧力低下に対応す
るように該インジェクタ１２の開弁時間が短縮補正され
て、燃料噴射量が所期の目標燃料噴射量に近づくように
補正される。

【００４９】言い換えると、動圧補正係数Kfの値は、イ
ンジェクタ１２による燃料噴射時期thtinjが、ピストン
５の下降速度が最大になるクランク角位置（例えばＢＴ
ＤＣ２８５°ＣＡ）の近傍から設定クランク角位置（例
えばＢＴＤＣ２２５°ＣＡ）までの第１設定クランク角
期間にあるときに、それ以外のクランク角期間にあると
きよりも小さな値になるように設定されている。また、
動圧補正係数Kfの値は、前記クランク角期間の前半では
１から徐々に減少する一方、期間の後半では１に向かっ
て徐々に増大するように設定されている。すなわち、前
記第１設定クランク角期間においては、ピストン５の下
降移動に伴い発生する動圧によりインジェクタ１２付近
の局所的圧力状態が徐々に低下すると考えて、このこと
による影響を緩和するように、目標燃料噴射量qiを徐々
に補正することで、燃料噴射量の誤差を適切に低減する
ようにしている。

【００５０】一方、前記図１４に示すように、動圧補正
係数Kfは、燃料噴射時期thtinjが気筒２の圧縮行程前期
のＢＴＤＣ１８０°〜約１３０°ＣＡの期間にあるとき
には略１とされる一方、その後は１よりも大きい値とさ
れていて、噴射時期thtinjが遅角側に設定されるに連れ
て徐々に増大し、圧縮行程後期（ＢＴＤＣ６０°ＣＡ以
降）になると減少に転じるように設定されている。すな
わち、動圧補正係数Kfの値は、燃料噴射時期thtinjが、
ピストン５の上昇速度が最大になるクランク角位置（例
えばＢＴＤＣ７５°ＣＡ）の近傍からそれ以降の期間に
おいて、ピストン５の上昇移動に伴いインジェクタ１２
の付近に発生する圧力変動の影響を適切に緩和するよう
に設定されている。言い換えると、この実施形態では、
インジェクタ１２による燃料噴射時期thtinjが、少なく
とも、気筒２の圧縮行程においてピストン５の上昇速度
の最大になるクランク角位置の近傍から設定クランク角
位置（例えばＢＴＤＣ１５°ＣＡ）までの第２設定クラ
ンク角期間にあるときに、インジェクタ１２の開弁時間
が長くなるように補正するようにしている。

【００５１】前記ステップＳＡ９に続いて、ステップＳ
Ａ１０では、前記の演算した目標噴射量qiに基づいて、
インジェクタ１２の流量特性マップから噴射パルス幅Ti
を演算する。そして、続くステップＳＡ１１において、
クランク角センサ８からの信号に基づいて噴射時期thti
njになったかどうか判定し、この判定がＹＥＳになるま
で待って（ステップＳＡ１１でＮＯ）、判定がＹＥＳに
なれば、ステップＳＡ１２に進み、インジェクタ１２に
噴射パルスTiを出力して燃料噴射を実行させ、しかる後
にリターンする。

【００５２】前記図１１のフローが全体として、インジ
ェクタ１２により少なくともエンジン１の運転状態に対
応するように燃料を噴射させる基本噴射制御手段４０ａ
に対応しており、特にステップＳＡ９の目標燃料噴射量
qiの演算における演算式（式１）の右辺第３項の気筒内
圧補正係数は、インジェクタ１２により気筒２の圧縮行
程で燃料を噴射させるときに、該インジェクタ１２の開
弁時間を燃焼室６の圧力状態が高いほど長くなるように
補正する第２補正手段４０ｃに対応している。

【００５３】また、前記演算式（式１）の右辺第４項の
動圧補正係数Kfは、インジェクタ１２の開弁時間を噴射
時期thtinjに対応づけて補正する第１補正手段４０ｂに
対応しており、この第１補正手段４０ｂは、燃料噴射時
期thtinjが、少なくとも、気筒２の吸気行程でピストン
５の下降速度が最大になるクランク角位置の近傍から、
ピストン５の下降速度の相対的に大きい設定クランク角
位置までの第１設定クランク角期間にあるときに、イン
ジェクタ１２の開弁時間を短くなるように補正するよう
に構成されている。

【００５４】さらに、前期第１補正手段４０ｂは、燃料
噴射時期thtinjが、少なくとも、気筒２の圧縮行程でピ
ストン５の上昇速度が最大になるクランク角位置の近傍
から、ピストン５の上昇速度の相対的に大きい設定クラ
ンク角位置までの第２設定クランク角期間にあるとき
に、インジェクタ１２の開弁時間を長くなるように補正
するように構成されている。

【００５５】尚、前記のフローでは、インジェクタ１２
の燃料噴射量の補正について、該インジェクタ１２によ
り燃料を一括して噴射する場合を例にとって説明した
が、インジェクタ１２により燃料を分割して噴射する場
合にも、同様に燃料噴射量の補正を行うことができる。
すなわち、図４（ｂ）に示すようにインジェクタ１２に
より燃料を気筒の吸気行程で２回に分割して噴射させる
場合には、まず、前記図１１に示すフローのステップＳ
Ａ８において１回目及び２回目の燃料噴射時期thtinj1,
thtinj2をそれぞれ設定する。続いて、ステップＳＡ９
において、前記１回目及び２回目の燃料噴射時期thtinj
1,thtinj2のいずれか一方が第１設定クランク角範囲に
あれば、この燃料噴射時期に対応する動圧補正係数Kfに
基づいて目標燃料噴射量qiを演算し、その後、この演算
した目標燃料噴射量qiを２つに分けて、それぞれ１回目
及び２回目の目標燃料噴射量qi1,qi2とすればよい。

【００５６】このようにすれば、前記ステップＳＡ８に
より、インジェクタ１２により燃料を気筒の吸気行程で
２回に分割して噴射させる分割噴射制御手段が構成さ
れ、また、前記ステップＳＡ９により、インジェクタ１
２により気筒の吸気行程で燃料を２回に分割して噴射さ
せるときであって、該２回の噴射作動のうちの少なくと
も１つが第１設定クランク角期間で行われるときに、そ
うでないときに比べて、該２回の噴射作動におけるイン
ジェクタ１２の総開弁時間を短くなるように補正する第
３補正手段が構成される。そして、インジェクタ１２の
２回の噴射作動が前記第１設定クランク角期間で行われ
ることで、その噴射作動による燃料の噴射量がずれて
も、その分、２回の噴射作動を合わせた総燃料噴射量を
減少させて、所期の目標噴射量に近づくように適切に補
正することができる。

【００５７】また、前記のように燃料の分割噴射を行う
場合、インジェクタ１２の１回目及び２回目の各回の開
弁時間は、該インジェクタ１２による燃料噴射量が開弁
時間に対し略一定の比率になるという条件下であれば、
いずれも、上述の如き補正を行ったとしても、燃料を一
括して噴射させるときの開弁時間よりも短くなるように
設定されている。

【００５８】したがって、この実施形態に係るエンジン
の燃料制御装置Ａによれば、ピストン５の移動速度とイ
ンジェクタ１２による燃料噴射量の誤差との間の相関関
係に着目し、気筒２の吸気行程で燃料を噴射させる場合
には、図１５に一点鎖線で示す如く、ピストン５の下降
移動による動圧の影響を緩和するよう、第１設定クラン
ク角期間において目標燃料噴射量qiを燃料噴射時期thti
njに対応づけて最大で１．６％くらい減少させることに
より、該第１設定クランク角期間においてインジェクタ
１２の付近の圧力が局所的に低下しても、そのことによ
る燃料噴射量の増大を相殺して、実際の燃料噴射量を所
期の目標燃料噴射量になるように適切に補正することが
できる。

【００５９】また、インジェクタ１２により気筒２の圧
縮行程で燃料を噴射させる場合には、前記図１５に実線
で示すように、燃焼室６の容積の減少に伴い圧力状態が
高くなるのに対応して目標燃料噴射量qiを増大するよう
に補正するとともに、該目標燃料噴射量qiをピストン５
の上昇移動による動圧の影響を緩和するよう、燃料噴射
時期thtinjに対応づけて増大させて、結果的に同図に一
点鎖線で示す如く、目標燃料噴射量qiを燃料噴射時期th
tinjが第２設定クランク角期間にあるときに、それ以外
のクランク角期間にあるときよりも大きくなるように、
最大で３．５％くらい増大させる。これにより、気筒２
の圧縮行程では、インジェクタ１２による燃料噴射量
を、燃焼室６の容積の減少による全体的な圧力の上昇と
ピストン５の上昇に起因するインジェクタ１２付近の局
所的な圧力変動との両方に対応するように適切に補正す
ることができる。

【００６０】つまり、この実施形態では、インジェクタ
１２による燃料噴射量をピストン５の移動に起因する燃
焼室６内の局所的な圧力変動に対応するように補正する
ことで、燃料噴射制御の精度を極めて高くすることがで
き、これにより、エンジン１の燃費性能をさらに向上さ
せながら、一層の排気清浄化を達成することができる。

【００６１】（他の実施形態）尚、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、
インジェクタ１２による燃料噴射時期thtinj、即ちイン
ジェクタ１２の開弁開始時期が吸気又は圧縮行程にそれ
ぞれ設定した第１又は第２設定クランク角期間にあると
きに、その噴射時期thtinjに対応づけて目標燃料噴射量
qiを補正するようにしているが、このようにインジェク
タ１２による燃料噴射時期に着目するのみならず、例え
ば、インジェクタ１２が前記所定クランク角期間におい
て開弁状態になるときに、同様の補正を行うようにして
もよい。

【００６２】また、前記実施形態では、目標燃料噴射量
qiを補正することで、実際の燃料噴射量をエンジン１の
目標負荷Piobjに対応する所期の燃料噴射量に近づける
ようにしているが、これに限らず、例えば噴射パルス幅
Tiを補正するようにしてもよい。

【００６３】さらに、前記実施形態では、本発明を直噴
式エンジン１に適用しているが、これに限るものではな
い。すなわち、エンジンの吸気ポートに燃料を噴射する
ようにインジェクタを配設し、このインジェクタにより
気筒の吸気行程で吸気バルブが開いているときに燃料を
噴射させて、気筒内燃焼室に対し直接的に燃料を供給す
るようにしたいわゆるポート噴射式エンジンでも、前記
実施形態と同様にピストンの移動に伴う動圧によって燃
料噴射量が変動する虞れがあるので、このようなエンジ
ンの燃料制御装置にも本発明を適用することで、前記実
施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
に係るエンジンの燃料制御装置によると、エンジンの運
転中に燃料噴射弁により気筒の吸気行程で燃料を噴射さ
せるときに、その燃料噴射時期がピストンの下降速度に
対応する第１設定クランク角期間にあれば、第１補正手
段により燃料噴射弁の開弁時間を短くなるように補正す
るようにしたので、ピストンの下降移動に伴う動圧によ
って燃料噴射弁付近の圧力状態が局所的に低下しても、
実際の燃料噴射量が過多にならないように補正すること
ができ、これにより、燃料噴射制御の精度を高めて、エ
ンジンの燃費性能を向上させながら、一層の排気清浄化
を達成できる。

【００６５】請求項２の発明によると、燃料噴射量を噴
射時期の変化に対応づけて適切に補正することができ、
よって、請求項１の発明による効果を高めることができ
る。

【００６６】請求項３及び請求項４の発明によると、そ
れぞれ、第１設定クランク角期間を適切に設定して、燃
料噴射弁の開弁時間を該燃料噴射弁付近の圧力状態の低
下に対応するように補正することができ、これにより、
請求項１の発明による効果を十分に得ることができる。

【００６７】請求項５の発明によると、燃料噴射弁によ
り気筒の圧縮行程で燃料を噴射させるときに、該燃料噴
射弁の開弁時間を燃焼室の容積変化による圧力上昇に対
応するように適切に延長補正できる。

【００６８】請求項６の発明によると、燃料噴射弁によ
り気筒の圧縮行程で燃料を噴射させるときに、該燃料噴
射弁による燃料噴射量を、第１及び第２補正手段により
燃焼室全体の圧力上昇と燃料噴射弁付近の局所的な圧力
変動との両方に対応するように適切に延長補正できる。

【００６９】請求項７の発明によると、燃料噴射弁によ
る複数回の噴射作動のうちの少なくとも１つが第１設定
クランク角期間にあるときに、該燃料噴射弁の総開弁時
間を第３補正手段により短くなるように補正すること
で、燃料噴射量を適切に補正して、制御精度を高めるこ
とができる。

【００７０】請求項８の発明によると、燃料噴射弁によ
り燃料を気筒の吸気行程で複数回に分割して噴射させる
ときに、その各回の開弁時間をいずれも一括噴射のとき
の開弁時間よりも短くさせることで、該一括噴射のとき
と略同じ出力を得ることができる。

【００７１】また、請求項９の発明に係るエンジンの燃
料制御装置によると、燃料噴射弁が気筒の吸気行程にお
ける第２設定クランク角期間で開弁状態になるときに、
第１補正手段により開弁時間の短縮補正を行うことで、
請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。

【００７２】さらに、請求項１０の発明に係るエンジン
の燃料制御装置によると、いわゆるポート噴射式エンジ
ンにおいて、請求項１や請求項９の発明と同様の効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの燃料制御装
置の全体構成図である。

【図２】エンジンの気筒内燃焼室の概略構造を示す斜視
図である。

【図３】エンジンの成層燃焼モード、ストイキオモード
及びエンリチモードの各運転領域を設定した制御マップ
の一例を示す図である。

【図４】エンジンの燃料噴射時期を示すタイムチャート
図である。

【図５】吸気充填効率４０％、エンジン回転数１５００
ｒｐｍとして、燃料噴射時期の変更に対する実燃料噴射
量の変化特性を示すグラフ図である。

【図６】吸気充填効率７０％、エンジン回転数１５００
ｒｐｍとしたときの図５相当図である。

【図７】吸気充填効率４０％、エンジン回転数３０００
ｒｐｍとしたときの図５相当図である。

【図８】吸気充填効率７０％、エンジン回転数３０００
ｒｐｍとしたときの図５相当図である。

【図９】燃料噴射時期の変更に対する燃料噴射量の誤差
の変化特性を示すグラフ図である。

【図１０】気筒の吸気行程におけるクランク角度及びピ
ストン速度の対応関係を示すグラフ図である。

【図１１】燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャー
ト図である。

【図１２】燃料噴射制御に用いる各種の制御マップを示
した説明図である。

【図１３】燃料噴射時期に対応する気筒内圧値を設定し
たマップ図である。

【図１４】燃料噴射時期に対応する動圧補正係数を設定
したマップ図である。

【図１５】燃料噴射時期の変更に対する燃料噴射量の補
正割合の変化状態を示すグラフ図である。

【符号の説明】

Ａエンジンの燃料制御装置１エンジン２気筒５ピストン６燃焼室１２インジェクタ（燃料噴射弁）４０コントロールユニット（ＥＣＵ）４０ａ基本噴射制御手段４０ｂ第１補正手段４０ｃ第２補正手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者徳重大志広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者岡野隆行広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内Ｆターム(参考） 3G301 HA04 HA13 JA02 JA21 LA03 LA05 LB04 MA11 MA18 MA19 MA26 NE23 PA04Z PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PB08Z PD03Z PE03Z PE08Z PF03Z PG00Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接、
噴射供給する燃料噴射弁を備え、該燃料噴射弁による燃
料の噴射量及び噴射時期を制御するようにした燃料制御
装置において、前記燃料噴射弁によりエンジンの運転状態に対応するよ
うに燃料を噴射させる基本噴射制御手段と、前記燃料噴射弁により気筒の吸気行程で燃料を噴射させ
るときであって、その燃料噴射時期が、少なくとも、ピ
ストンの下降速度の最大になる所定クランク角位置の近
傍から設定クランク角位置までの第１設定クランク角期
間にあるときに、前記基本噴射制御手段により制御され
る燃料噴射弁の開弁時間を短くなるように補正する第１
補正手段とが設けられていることを特徴とするエンジン
の燃料制御装置。
【請求項２】請求項１において、第１補正手段は、燃料噴射弁による燃料の噴射時期が第
１設定クランク角期間にあるときには、それ以外のクラ
ンク角期間に比べて、燃料噴射弁の開弁時間の短縮補正
量を大きくするように構成されていることを特徴とする
エンジンの燃料制御装置。
【請求項３】請求項１において、設定クランク角位置は、気筒の吸気行程においてピスト
ンの下降速度が相対的に大きい期間に設定されているこ
とを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
【請求項４】請求項１において、第１設定クランク角期間は、気筒の吸気行程を前期、中
期及び後期に３等分したうちの中期の期間を含むことを
特徴とするエンジンの燃料制御装置。
【請求項５】請求項１において、燃料噴射弁により気筒の圧縮行程で燃料を噴射させると
きに、基本噴射制御手段により制御される燃料噴射弁の
開弁時間を燃焼室の圧力状態が高いほど、長くなるよう
に補正する第２補正手段が設けられていることを特徴と
するエンジンの燃料制御装置。
【請求項６】請求項５において、第１補正手段は、燃料噴射弁により気筒の圧縮行程で燃
料を噴射させるときであって、その燃料噴射時期が、少
なくとも、ピストンの上昇速度の最大になる所定クラン
ク角位置の近傍から設定クランク角位置までの第２設定
クランク角期間にあるときに、基本噴射制御手段により
制御される燃料噴射弁の開弁時間を長くなるように補正
するものであり、前記第１補正手段及び第２補正手段による開弁時間の延
長補正量の総和は、燃料噴射時期が前記第２設定クラン
ク角期間にあるときに、それ以外のクランク角期間にあ
るときよりも大きくなることを特徴とするエンジンの燃
料制御装置。
【請求項７】請求項１において、燃料噴射弁により燃料を気筒の吸気行程で複数回に分割
して噴射させる分割噴射制御手段と、前記燃料噴射弁による複数回の噴射作動のうちの少なく
とも１つが第１設定クランク角期間で行われるときに、
そうでないときに比べて、該複数回の噴射作動における
燃料噴射弁の総開弁時間を短くなるように補正する第３
補正手段とが設けられていることを特徴とするエンジン
の燃料制御装置。
【請求項８】請求項７において、燃料噴射弁により燃料を複数回に分割して噴射させると
きの開弁時間は、該燃料噴射弁による燃料噴射量が開弁
時間に対し略一定の比率になるという条件下であれば、
いずれも同じ量の燃料を一括して噴射させるときの開弁
時間よりも短いことを特徴とするエンジンの燃料制御装
置。
【請求項９】エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接、
噴射供給する燃料噴射弁を備え、該燃料噴射弁による燃
料の噴射量及び噴射時期を制御するようにした燃料制御
装置において、前記燃料噴射弁によりエンジンの運転状態に対応するよ
うに燃料を噴射させる基本噴射制御手段と、前記燃料噴射弁により気筒の吸気行程で燃料を噴射させ
るときであって、該燃料噴射弁が、少なくともピストン
の下降速度の最大になる所定クランク角位置の近傍から
設定クランク角位置までの第１設定クランク角期間で開
弁状態になるときには、そうでないときに比べて、前記
基本噴射制御手段により制御される燃料噴射弁の開弁時
間を短くなるように補正する第１補正手段とが設けられ
ていることを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
【請求項１０】エンジンの吸気ポートに燃料を噴射す
る燃料噴射弁を備え、該燃料噴射弁により燃料を少なく
とも気筒の吸気行程で噴射させるとともに、その燃料噴
射量及び噴射時期を制御するようにした燃料制御装置に
おいて、前記燃料噴射弁によりエンジンの運転状態に対応するよ
うに燃料を噴射させる基本噴射制御手段と、前記燃料噴射弁により気筒の吸気行程で燃料を噴射させ
るときであって、該燃料噴射弁が、少なくとも、ピスト
ンの下降速度の最大になる所定クランク角位置の近傍か
ら設定クランク角位置までの第１設定クランク角期間で
開弁状態になるときには、そうでないときに比べて、前
記基本噴射制御手段により制御される燃料噴射弁の開弁
時間を短くなるように補正する第１補正手段とが設けら
れていることを特徴とするエンジンの燃料制御装置。