JP2001280182A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料の挙動状態を反映させながら、燃料噴射
時期を適切に求めることができ、それにより運転性およ
び燃費を向上させることができる筒内噴射式の内燃機関
の燃料噴射制御装置を提供する。 【解決手段】 燃料噴射を圧縮行程中に行う成層燃焼
と、吸気行程中に行う均一燃焼とに切り換えて運転され
る筒内噴射式の内燃機関3の燃料噴射時期θinjを制
御する燃料噴射制御装置1は、ECU2を備える。EC
U2は、運転状態に応じて、要求燃料噴射時間Tcyl
を決定し(ステップ14)、運転状態に応じて、直接率
Aeと持ち去り率Beを算出し(ステップ12,30〜
50)、直接率Aeと持ち去り率Beに基づき、要求燃
料噴射時間Tcylを補正することにより、最終燃料噴
射時間Toutを決定し(ステップ15)、エンジン回
転数NEおよび最終燃料噴射時間Toutに基づき、燃
料噴射時期θinjを決定する(ECU2、ステップ1
6,61〜62,64〜66)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内への燃料噴
射を圧縮行程中に行う成層燃焼と、吸気行程中に行う均
一燃焼とに切り換えて運転される筒内噴射式の内燃機関
において、気筒内への燃料噴射時期を制御する内燃機関
の燃料噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の燃料噴射制御装置とし
て、例えば特開平8−42381号公報に記載されたも
のが知られている。この燃料噴射制御装置では、以下に
述べるようにして、成層燃焼時の燃料噴射時期が算出さ
れる。まず、燃料圧および要求燃料量に基づき、この要
求燃料量を噴射するのに必要な燃料噴射弁の開弁時間
(燃料噴射時間)を算出する。次に、圧縮行程中に燃料
噴射が終了するように、燃料噴射時期の終了タイミング
を求め、この終了タイミングおよび燃料噴射時間に基づ
き、燃料噴射時期の開始タイミングを算出する。さら
に、エンジン水温、エンジン回転数およびエンジン負荷
に基づき、補正項を算出し、この補正項を燃料噴射時期
に加算することにより、最終的な燃料噴射時期が算出さ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に、筒内噴射式の
内燃機関では、燃焼室に直接、燃料が噴射されるので、
所望のエンジン出力などを得るためには、燃料噴射時間
だけでなく、燃料噴射時期を適正に制御する必要があ
る。このため、上記従来の燃料噴射制御装置では、上述
したように、燃料噴射時間を燃料圧および要求燃料量に
基づいて算出するとともに、燃料噴射時間から決定した
燃料噴射時期を、上記エンジン水温、エンジン回転数お
よびエンジン負荷により求めた補正項で補正している。
しかし、燃料噴射時間の算出においては、燃料付着など
の燃料の動的挙動による影響や蒸発燃料をパージした場
合の影響などを補償するために、これらの燃料の挙動状
態を表すパラメータを用いて補正することが望ましい。
これに対して、そのような補正が行われた場合、上記燃
料噴射制御装置では、上記パラメータに応じた燃料噴射
時期の補正が行われないため、燃料噴射時期を適切に算
出することができない。その結果、エンジン出力の低下
などによる運転性の悪化および燃費の悪化を招くおそれ
がある。
【0004】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、燃料の挙動状態を反映させながら、燃料噴
射時期を適切に求めることができ、それにより運転性お
よび燃費を向上させることができる筒内噴射式の内燃機
関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、気筒内への燃料噴射を圧縮
行程中に行う成層燃焼と、吸気行程中に行う均一燃焼と
に切り換えて運転される筒内噴射式の内燃機関3におい
て、気筒内への燃料噴射時期θinjを制御する内燃機
関3の燃料噴射制御装置1であって、内燃機関3の運転
状態(例えば実施形態における(以下、この項において
同じ)アクセル開度AP、エンジン回転数NE、大気圧
PA、吸気管内絶対圧PBA、吸気温TA、エンジン水
温TW)を検出する運転状態検出手段(ECU2、クラ
ンク角センサ21、水温センサ22、吸気管内絶対圧セ
ンサ23、吸気温センサ24、大気圧センサ27、アク
セル開度センサ29)と、検出された運転状態に応じ
て、要求燃料量(要求燃料噴射時間Tcyl)を決定す
る要求燃料量決定手段(ECU2、ステップ14)と、
検出された運転状態に応じて、燃料の挙動状態を表すパ
ラメータ(直接率Ae、持ち去り率Be)を算出するパ
ラメータ算出手段(ECU2、ステップ12,30〜5
0)と、算出されたパラメータ(直接率Ae、持ち去り
率Be)に基づき、要求燃料量(要求燃料噴射時間Tc
yl)を補正することにより、最終的な燃料噴射量(最
終燃料噴射時間Tout)を決定する燃料噴射量決定手
段(ECU2、ステップ15)と、内燃機関3の機関回
転数(エンジン回転数NE)を検出する機関回転数検出
手段(ECU2、クランク角センサ21)と、検出され
た機関回転数(エンジン回転数NE)および決定された
燃料噴射量(最終燃料噴射時間Tout)に基づき、燃
料噴射時期θinjを決定する燃料噴射時期決定手段
(ECU2、ステップ16,61〜62,64〜66)
と、を備えることを特徴とする。
【0006】この内燃機関の燃料噴射制御装置によれ
ば、要求燃料量が運転状態に応じて決定されるととも
に、燃料の挙動状態を表すパラメータに基づき、要求燃
料量を補正することにより、最終的な燃料噴射量が決定
される。そして、この最終的な燃料噴射量および機関回
転数に基づき、燃料噴射時期が決定される。このように
燃料の挙動状態を表すパラメータにより最終的な燃料噴
射量を適切に決定できるとともに、この燃料噴射量に基
づき、燃料噴射時期が決定されるので、従来と異なり、
燃料の挙動状態を反映させながら、すなわち燃料付着な
どの燃料の動的挙動による影響や蒸発燃料をパージした
場合の影響などを反映させながら、燃料噴射時期を適切
に算出することができる。これにより、運転性および燃
費を向上させることができる。
【0007】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
内燃機関3の燃料噴射制御装置1において、内燃機関3
の機関温度(エンジン水温TW)を検出する機関温度検
出手段(水温センサ22)と、均一燃焼時には、検出さ
れた機関温度(エンジン水温TW)に基づき、燃料噴射
時期θinjを補正する(基本噴射終了タイミングIN
JMAPFに水温補正項IJTWを加算したものを噴射
終了タイミングIJLOGHとする)燃料噴射時期補正
手段(ECU2、ステップ75,83)と、をさらに備
えることを特徴とする。
【0008】この内燃機関の燃料噴射制御装置によれ
ば、均一燃焼時に、検出された機関温度に基づき燃料噴
射時期が補正されるので、機関温度を反映させながら、
燃料噴射時期を適切に設定することができる。例えば、
均一燃焼時、低温でピストンが冷えている場合に、燃料
を噴射するインジェクタとピストンとの間の距離が大き
いときには、噴射した燃料の液滴化の度合が低温時には
高いことを考慮して、燃料噴射時期を早めることによ
り、燃料の霧化が促進され、より良好な燃焼状態を得る
ことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置につ
いて説明する。図1は、本実施形態の燃料噴射制御装置
およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示してい
る。同図に示すように、燃料噴射制御装置1はECU2
(運転状態検出手段、要求燃料量決定手段、パラメータ
算出手段、燃料噴射量決定手段、機関回転数検出手段、
燃料噴射時期決定手段、燃料噴射時期補正手段)を備え
ており、このECU2は、後述するように、内燃機関3
(以下「エンジン3」という)の燃料噴射制御および点
火時期制御などを行う。
【0010】エンジン3は、車両用の直列4気筒(1つ
のみ図示)タイプのガソリンエンジンであり、各気筒の
ピストン3aとシリンダヘッド3bとの間に燃焼室3c
が形成されている。ピストン3aの上面の中央部には、
凹部3dが形成されている。また、シリンダヘッド3b
には、燃焼室3cに臨むように燃料噴射弁4(以下「イ
ンジェクタ4」という)および点火プラグ5が取り付け
られており、燃料は燃焼室3c内に直接噴射される。す
なわちエンジン3は、筒内噴射式のものである。
【0011】インジェクタ4は、燃焼室3cの天壁中央
部に配置されており、燃料パイプ4aを介して高圧ポン
プ4bに接続されている。燃料は、図示しない燃料タン
クからこの高圧ポンプ4bで高圧に昇圧された後、レギ
ュレータ(図示せず)で調圧された状態でインジェクタ
4に供給される。燃料は、インジェクタ4からピストン
3aの凹部3d側に向かって噴射されるとともに、凹部
3dを含むピストン3aの上面に衝突して燃料噴流を形
成する。特に、後述する成層燃焼のときには、インジェ
クタ4が噴射した燃料の大部分は、凹部3dに衝突して
燃料噴流を形成する。
【0012】一方、燃料パイプ4aのインジェクタ4付
近の部分には、燃料圧センサ20が取り付けられてい
る。この燃料圧センサ20(燃料圧検出手段)は、イン
ジェクタ4が噴射する燃料の燃料圧PFを検出して、そ
の検出信号をECU2に送る。また、インジェクタ4
は、ECU2に接続されており、後述するように、EC
U2からの駆動信号により、その開弁時間である最終燃
料噴射時間Tout(燃料噴射量)と、燃料噴射時期θ
inj(開弁タイミングおよび閉弁タイミング)とが制
御される。
【0013】また、上記点火プラグ5もECU2に接続
されており、ECU2から点火時期θigに応じたタイ
ミングで高電圧が加えられることにより放電し、それに
より燃焼室3c内の混合気を燃焼させる。
【0014】さらに、各気筒の吸気弁6および排気弁7
を開閉駆動する吸気カム6aおよび排気カム7aの各々
は、低速カムと、低速カムよりも高いカムノーズを有す
る高速カムとで構成されている。また、エンジン3に
は、バルブタイミング切換機構8(以下「VTEC8」
という)と、このVTEC8への油圧の供給および供給
停止を制御する油圧制御弁8aとが設けられている。
【0015】VTEC8は、各気筒の吸気カム6a(ま
たは排気カム7a)を低速カムと高速カムの間で切り換
えることにより、吸気弁6(または排気弁7)の動作時
のバルブタイミングを低速バルブタイミング(以下「L
O.VT」という)と高速バルブタイミング(以下「H
I.VT」という)との間で切り換える。また、VTE
C8は、ECU2の制御により、油圧制御弁8aを介し
て油圧が供給されているときにバルブタイミングをH
I.VTとし、油圧が供給されていないときにLO.V
Tとする。
【0016】また、バルブタイミングは、後述する均一
燃焼のうちのリーン燃焼および成層燃焼のときにはL
O.VTとされ、後述する均一燃焼のうちのストイキ燃
焼およびリッチ燃焼のときには、LO.VTまたはH
I.VTに切り換えられる。このHI.VTのときに
は、吸気弁6(または排気弁7)の開弁および閉弁タイ
ミングが、LO.VTのときよりも早くなるとともに、
バルブリフト量も大きくなる。
【0017】一方、エンジン3のクランクシャフト3e
には、マグネットロータ21aが取り付けられている。
このマグネットロータ21aは、MREピックアップ2
1bとともに、クランク角センサ21を構成している。
クランク角センサ21(機関回転数検出手段、運転状態
検出手段)は、クランクシャフト3eの回転に伴い、い
すれもパルス信号であるCRK信号およびTDC信号を
出力する。
【0018】CRK信号は、所定のクランク角(例えば
30゜)ごとに1パルスが出力される。ECU2は、こ
のCRK信号に基づき、エンジン3の機関回転数NE
(運転状態を表すパラメータ。以下「エンジン回転数N
E」という)を求める。TDC信号は、各気筒のピスト
ン3aが吸入行程開始時のTDC(上死点)付近の所定
クランク角度位置にあることを表す信号であり、4気筒
タイプの本例では、クランク角180゜ごとに1パルス
が出力される。また、エンジン3には、図示しない気筒
判別センサが設けられており、この気筒判別センサは、
気筒を判別するためのパルス信号である気筒判別信号を
ECU2に送る。ECU2は、これらの気筒判別信号、
CRK信号およびTDC信号によって、気筒ごとにどの
行程のどのクランク角度位置にあるかを判別するように
なっている。
【0019】また、エンジン3の本体には、水温センサ
22が取り付けられている。水温センサ22(機関温度
検出手段、運転状態検出手段)は、サーミスタで構成さ
れており、エンジン3の本体内を循環する冷却水の温度
であるエンジン水温TW(機関温度、運転状態を表すパ
ラメータ)を検出して、その検出信号をECU2に送
る。
【0020】一方、エンジン3の吸気管9のスロットル
バルブ9aよりも下流側には、吸気管内絶対圧センサ2
3が配置されている。この吸気管内絶対圧センサ23
(運転状態検出手段)は、半導体圧力センサなどで構成
されており、吸気管9内の絶対圧である吸気管内絶対圧
PBA(運転状態を表すパラメータ)を検出して、その
検出信号をECU2に送る。さらに、吸気管9には、吸
気温センサ24が取り付けられている。吸気温センサ2
4(運転状態検出手段)は、サーミスタで構成されてお
り、吸気管9内の吸気温TA(運転状態を表すパラメー
タ)を検出して、その検出信号をECU2に送る。
【0021】また、エンジン3は、吸気管9と排気管1
0に接続されたEGR管11を備えている。このEGR
管11は、エンジン3の排気ガスを吸気側に再循環し、
前記燃焼室3c内の燃焼温度を下げることによって排気
ガス中のNOxを低減させるEGRを実行するためのも
のであり、吸気管9のスロットルバルブ9aよりも下流
側と、排気管10の図示しない触媒装置よりも上流側と
に接続されている。
【0022】EGR管11には、EGR制御弁12が取
り付けられている。EGR制御弁12は、リニア電磁弁
であり、ECU2からの駆動信号に応じてそのバルブリ
フト量がリニアに変化し、これによってEGR管11を
開閉する。EGR制御弁12には、バルブリフトセンサ
25が取り付けられている。バルブリフトセンサ25
は、EGR制御弁12の実際のバルブリフト量LACT
を検出して、その検出信号をECU2に送る。
【0023】ECU2は、エンジン3の運転状態に応じ
てEGR制御弁12の目標バルブリフト量LCMDを算
出するとともに、実際のバルブリフト量LACTが目標
バルブリフト量LCMDになるように制御することによ
り、EGR率を制御する。
【0024】また、排気管10の触媒装置よりも上流側
には、LAFセンサ26が配置されている。LAFセン
サ26は、ジルコニアおよび白金電極などで構成され、
理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーン領域
までの広範囲な空燃比A/Fの領域において排気ガス中
の酸素濃度をリニアに検出し、その酸素濃度に比例する
検出信号をECU2に送る。
【0025】さらに、エンジン3には、大気圧センサ2
7が取り付けられている。大気圧センサ27(運転状態
検出手段)は、半導体圧力センサなどで構成されてお
り、大気圧PA(運転状態を表すパラメータ)を検出し
てその検出信号をECU2に送る。さらに、ECU2に
は、バッテリ電圧センサ28が接続されており、このバ
ッテリ電圧センサ28は、インジェクタ4に駆動電圧を
供給するバッテリ(図示せず)の電圧値VBを検出し
て、その検出信号をECU2に送る。また、エンジン3
を搭載した車両には、アクセルペダルセンサ29が取り
付けられている。このアクセルペダルセンサ29(運転
状態検出手段)は、運転状態を表すパラメータとしての
図示しないアクセルペダルの操作量AP(以下「アクセ
ル開度AP」という)を検出して、その検出信号をEC
U2に送る。
【0026】一方、ECU2は、CPU、RAM、RO
Mおよび入出力インターフェースなどからなるマイクロ
コンピュータ(いずれも図示せず)で構成されている。
前述したセンサ20〜29の検出信号はそれぞれ、EC
U2に入力され、入力インターフェースでA/D変換や
整形がなされた後、CPUに入力される。CPUは、こ
れらの入力信号に応じ、ROMに記憶された制御プログ
ラムおよびRAMに記憶された後述する各フラグ値およ
び演算値などに基づいて各種の演算処理を実行する。
【0027】具体的には、インジェクタ4の最終燃料噴
射時間Toutおよび燃料噴射時期θinjを制御する
ことにより、後述するように、空燃比制御処理を含む燃
料噴射制御処理を実行する。さらに、この燃料噴射制御
に加えて点火プラグ5の点火時期θigを制御すること
で、エンジン3の燃焼状態を、アイドル運転時などの極
低負荷運転時には成層燃焼状態に、極低負荷運転時以外
の運転時には均一燃焼状態にそれぞれ切り換える。
【0028】この成層燃焼状態では、後述するように求
められる燃料噴射時期θinjで、燃料をインジェクタ
4から圧縮行程中に燃焼室3c内に噴射し、噴射燃料の
大部分を凹部3dに衝突させることにより燃料噴流が形
成される。この燃料噴流と、吸気管9から吸入される空
気の流動とによって混合気が生成されるとともに、ピス
トン3aが圧縮行程の上死点に近い位置にあることで、
混合気を点火プラグ5の付近に偏在させながら、理論空
燃比よりも極リーンな空燃比A/F(例えば27〜6
0)で燃焼させる。以上のように、成層燃焼が行われ
る。また、均一燃焼状態では、後述するように求められ
る燃料噴射時期θinjで、燃料を吸気行程中に燃焼室
3c内に噴射し、上記燃料噴流と空気の流動とによって
生成した混合気を燃焼室3c内に均一に分散させなが
ら、成層燃焼状態よりもリッチな空燃比A/F(例えば
12〜27)で、均一燃焼が行われる。
【0029】以下、ECU2が実行する空燃比制御処理
を含む燃料噴射制御処理について、図2〜図16を参照
しながら説明する。図2は、この制御処理のメインルー
チンを示しており、本処理は、TDC信号の入力に同期
して割り込み実行される。後述するように、この処理で
は、各種の補正係数を算出する(ステップ2〜13)と
ともに、これらの補正係数を用いて要求燃料噴射時間T
cyl、最終燃料噴射時間Toutおよび燃料噴射時期
θinjを算出するものである(ステップ14〜1
6)。
【0030】まず、ステップ1(図ではS1と略す。以
下同様)で、Timap算出処理を実行する。この処理
では、エンジン回転数NEおよび吸気管内絶対圧PBA
に基づき、図示しない3次元マップ(以下「マップ」と
いう)を検索することにより、基本燃料噴射時間Tim
apを求める。
【0031】次に、ステップ2に進み、KTA算出処理
を実行する。この処理では、吸気温TAに基づき、図示
しないテーブルを検索することにより、吸気温補正係数
KTAを求める。
【0032】次いで、ステップ3に進み、KPA算出処
理を実行する。この処理では、大気圧PAに基づき、図
示しないテーブルを検索することにより、大気圧補正係
数KPAを求める。
【0033】次に、ステップ4に進み、KTW算出処理
を実行する。この処理では、エンジン水温TWおよび吸
気管内絶対圧PBAに基づき、図示しないマップを検索
することにより、水温補正係数KTWを求める。
【0034】次いで、ステップ5に進み、KBS算出処
理を実行する。この処理では、まず、エンジン回転数N
Eおよびアクセル開度APに基づき、図示しないマップ
を検索することにより、要求トルクPMEを求める。こ
の後、エンジン回転数NEと要求トルクPMEに基づ
き、図示しないマップを検索することにより、基本目標
空燃比係数KBSを求める。
【0035】次に、ステップ6に進み、ステップ5で求
めた基本目標空燃比係数KBSに、ステップ4で求めた
水温補正係数KTWを乗算することにより、最終目標空
燃比係数KCMDを算出する。すなわち、基本目標空燃
比係数KBSをエンジン水温TWおよび吸気管内絶対圧
PBAに応じて補正することにより、最終目標空燃比係
数KCMDを算出する。これらの基本目標空燃比係数K
BSおよび最終目標空燃比係数KCMDは、空燃比A/
Fの逆数に比例する当量比として表される。
【0036】次いで、ステップ7に進み、KETC算出
処理を実行する。この処理では、ステップ6で求めた最
終目標空燃比係数KCMDに基づき、図示しないテーブ
ルを検索することにより、充填効率補正係数KETCを
求める。この充填効率補正係数KETCは、空燃比A/
Fの変化による充填効率の変化を補償するためのもので
ある。
【0037】次に、ステップ8に進み、KEGR算出処
理を実行する。この処理では、EGR補正係数KEGR
を以下のように求める。まず、ステップ5で求めた要求
トルクとエンジン回転数NEに基づき、図示しないマッ
プを検索することにより、基本EGR補正係数KEGR
mを求める。次に、EGR制御弁12の目標バルブリフ
ト量LCMDと、リフトセンサ25が検出した実際のバ
ルブリフト量LACTとに基づき、リフト量補正係数K
EGlを求める。
【0038】さらに、吸気管内絶対圧PBAと、吸気管
内絶対圧PBAのマップ値PBAmとに基づき、吸気管
内絶対圧補正係数KEGRpを求める。そして、基本E
GR補正係数KEGRmに、リフト量補正係数KEGl
および吸気管内絶対圧補正係数KEGRpを乗算するこ
とにより、EGR補正係数KEGRを求める(KEGR
=KEGRm・KEGl・KEGRp)。以上のように
して求められるEGR補正係数KEGRは、EGR率の
変化による吸入空気量の変化を補償するためのものであ
る。
【0039】次いで、ステップ9に進み、KSTR算出
処理を実行する。この処理では、LAFセンサ26の検
出信号に基づき、図示しないSelf Tuning Regulator 型
の適応制御器によりフィードバック補正係数KSTRを
求める。このフィードバック補正係数KSTRは、後述
するように基本燃料噴射時間Timapに適用され、燃
料噴射系の応答遅れによって実際の空燃比が目標空燃比
になるのに時間がかかることを動的に補償し、空燃比フ
ィードバック制御の収束性を向上させるためのものであ
る。
【0040】次に、ステップ10に進み、KPF算出処
理を実行する。図3に示すように、この処理では、ステ
ップ20において、燃料圧PFと筒内圧PCYLの差圧
ΔPF(=PF−PCYL)に基づき、図4にその一例
を示すΔPF−KPFテーブルを検索することにより、
燃料圧補正係数KPFを求めて、本処理を終了する。こ
の場合、筒内圧PCYLは、その気筒のクランク角度位
置に基づき、図示しないテーブルを検索することにより
推定される。なお、筒内圧PCYLを求める手法は、こ
れに限らず、筒内圧PCYLを検出する筒内圧センサを
エンジン3に取り付けるようにしてもよい。
【0041】このΔPF−KPFテーブルでは、燃料圧
補正係数KPFは、差圧ΔPFが第1所定値ΔPFL
(例えば0.03MPa)以下の範囲では値30に、差
圧ΔPFが第1所定値ΔPFLよりも大きな第2所定値
ΔPFREF(例えば10MPa)以上の範囲では値
1.0に、ΔPFL<ΔPF<ΔPFREFの範囲で
は、差圧ΔPFが大きいほど小さい値にそれぞれ設定さ
れている。ΔPFL<ΔPF<ΔPFREFの範囲で、
燃料圧補正係数KPFがこのように設定されている理由
は、インジェクタ4を後述する最終燃料噴射時間Tou
t分、開弁させたときに、最終燃料噴射時間Toutが
同じであっても、実際に噴射される燃料量が差圧ΔPF
に応じて変化してしまうことを補償するためである(例
えば、最終燃料噴射時間Toutが同じであっても、差
圧ΔPFが大きくなると、実際の燃料噴射量が増大す
る)。
【0042】また、ΔPF≦ΔPFLの範囲で、燃料圧
補正係数KPFが上記のように設定されている理由は、
成層燃焼の場合において差圧ΔPFがΔPFLより小さ
いときには、最終燃料噴射時間Toutに対して実際に
噴射される燃料量が変化しないためである。さらに、Δ
PF≧ΔPFREFの範囲で、燃料圧補正係数KPFが
上記のように設定されている理由は、均一燃焼の場合に
おいて差圧ΔPFがΔPFREF以上のときには、イン
ジェクタ4を最終燃料噴射時間Tout分、開弁するこ
とにより、目標空燃比に対応する燃料量が確実に噴射さ
れるためである。なお、筒内噴射式のエンジン3では、
燃料圧PFおよび筒内圧PCYLは、燃料圧PFが筒内
圧PCYLよりも極めて大きい(例えば燃料圧PFは筒
内圧PCYLの100倍)関係にあるので、差圧ΔPF
に代えて燃料圧PFをパラメータとして燃料圧補正係数
KPFを求めてもよい。
【0043】以上のようにKPF算出処理を実行した
後、図2のステップ11に進み、TiVB算出処理を実
行する。この処理では、バッテリの電圧値VBに基づ
き、図示しないテーブルを検索することにより、無効補
正時間TiVBを算出する。この無効補正時間TiVB
は、燃料噴射時においてインジェクタ4が実際に開くま
での遅れ(無効時間)を補償するためのものである。
【0044】次に、ステップ12に進み、燃料挙動パラ
メータ算出処理を実行する。この処理の詳細については
後述するが、この処理では燃料挙動パラメータである直
接率Ae(燃料の挙動を表すパラメータ)および持ち去
り率Be(燃料の挙動を表すパラメータ)が算出され
る。
【0045】次いで、ステップ13に進み、以上のよう
に求めた吸気温補正係数KTA、大気圧補正係数KP
A、充填効率補正係数KETCおよびEGR補正係数K
EGRを乗算することにより、総補正係数Ktotal
を算出する。
【0046】次に、ステップ14に進み、以上のように
求めた基本燃料噴射時間Timapに総補正係数Kto
tal、最終目標空燃比係数KCMDおよびフィードバ
ック補正係数KSTRを乗算することにより、気筒ごと
の要求燃料噴射時間Tcyl(i)を算出する。これら
の要求燃料噴射時間Tcyl(i)は、エンジン3の運
転状態から必要とされる気筒ごとの要求燃料量に相当す
る。なお、要求燃料噴射時間Tcyl(i)の記号i
は、気筒の番号を表す。
【0047】次いで、ステップ15に進み、下式(1)
により気筒ごとの最終燃料噴射時間Tout(i)を算
出する。これらの最終燃料噴射時間Tout(i)は、
気筒ごとのインジェクタ4の開弁時間であり、各気筒内
に実際に噴射される燃料噴射量を表す。
【0048】 Tout(i)=((Tcyl(i)−Be・TWP(i))/Ae)・KPF +TiVB ……(1) ここで、TWP(i)は気筒ごとの付着燃料量に相当す
る付着燃料量相当値(時間)であり、後述するように求
められる。
【0049】以上のステップ14,15から明らかなよ
うに、エンジン3の運転状態から必要とされる要求燃料
量を決定する要求燃料噴射時間Tcyl(i)の算出で
は、燃料圧補正係数KPFが用いられない。本来、要求
燃料噴射時間Tcyl(i)は、燃料圧PFとは無関係
のものであるから、その算出に燃料圧補正係数KPFを
除外することによって、要求燃料噴射時間Tcyl
(i)を適切に算出することができる。これに対して、
気筒内に実際に噴射される燃料量を決定する最終燃料噴
射時間Toutの算出では、燃料圧補正係数KPFが基
本燃料噴射時間Timapに乗算される。これにより、
インジェクタ4が実際に噴射する燃料量を、燃料圧PF
と筒内圧PCYLの差圧ΔPFに応じて適切に補正する
ことができ、その結果、気筒内に実際に噴射される燃料
噴射量を精度よく制御することができる。以上により、
燃料噴射量を目標空燃比に応じて適切に決定でき、それ
により空燃比A/Fのフィードバック制御の収束性を向
上させることができる。
【0050】次に、図16を参照しながら、上記式
(1)で用いた付着燃料量相当値TWP(i)を算出す
るTWP算出処理について説明する。この処理は、CR
K信号の入力に同期して、気筒ごとに実行される。この
処理では、ステップ100において、下記式(2)によ
り、付着燃料量相当値TWP(i)の今回値TWP
(i)nを算出するとともに、これをRAMに記憶して
本処理を終了する。
【0051】 TWP(i)n=((Tout(i)−TiVB)/KPF)・(1−Ae) +(1−Be)・TWP(i)n−1 ……(2) ここで、TWP(i)n−1は、付着燃料量相当値TWP
(i)の前回値である。
【0052】図2のステップ15に続いて、ステップ1
6に進み、噴射時期処理において燃料噴射時期θinj
を算出して、本ルーチンを終了する。この噴射時期処理
の詳細については、後述する。
【0053】次に、図5を参照しながら、前述したステ
ップ12の燃料挙動パラメータ算出処理について説明す
る。この処理では、以下に述べるようにして、直接率A
eおよび持ち去り率Beを算出する。この直接率Ae
は、今回の燃焼サイクルにおいてインジェクタ4から噴
射された燃料量に対する、この燃料噴射量のうちの今回
の燃焼サイクルで実際に燃焼する燃料量の割合を示す。
また、持ち去り率Beは、前回の燃焼サイクル終了時点
で燃焼室3cの内壁面(シリンダ面やピストン面)に付
着している燃料量に対する、この付着燃料量のうちの今
回の燃焼サイクルで実際に燃焼する燃料量の割合を示
す。
【0054】具体的には、まず、ステップ30におい
て、フラグF_VTECが「1」か否かを判別する。こ
のフラグF_VTECは、VTEC8によりバルブタイ
ミングがHI.VTに設定されているときに「1」にセ
ットされ、LO.VTに設定されているときに「0」に
セットされるものである。
【0055】ステップ30の判別結果がYESのとき、
すなわちバルブタイミングがHI.VTに設定されてい
るときには、ステップ31に進み、エンジン回転数NE
および吸気管内絶対圧PBAに基づき、図6に示すよう
なマップを検索することにより、HI.VT用の基本直
接率Aを求める。このマップでは、エンジン回転数NE
または吸気管内絶対圧PBAが高いほど、基本直接率A
が大きい値に設定されている。
【0056】次に、ステップ32に進み、上記ステップ
31の基本直接率Aと同様に、エンジン回転数NEおよ
び吸気管内絶対圧PBAに基づき、上記図6と同様のマ
ップを検索することにより、HI.VT用の基本持ち去
り率Bを求める。このマップでは、基本持ち去り率Bの
値は、基本直接率Aと同様の傾向でかつ異なる値に設定
されている。
【0057】次いで、ステップ33に進み、エンジン水
温TWおよび吸気管内絶対圧PBAに基づき、図7に示
すようなマップを検索することにより、HI.VT用の
基本直接率A用の水温補正係数KTWPAを求める。こ
のマップでは、エンジン水温TWまたは吸気管内絶対圧
PBAが高いほど、水温補正係数KTWPAが大きい値
に設定されている。
【0058】次に、ステップ34に進み、水温補正係数
KTWPAと同様に、エンジン水温TWおよび吸気管内
絶対圧PBAに基づき、上記図7と同様のマップを検索
することにより、HI.VT用の基本持ち去り率Bの水
温補正係数KTWPBを求める。このマップでは、水温
補正係数KTWPBの値も、水温補正係数KTWPAと
同様の傾向でかつ異なる値に設定されている。
【0059】次いで、ステップ35に進み、前述したス
テップ16で求められた燃料噴射時期θinjの前回値
に基づき、図8にその一例を示すテーブルを検索するこ
とにより、HI.VT用の基本直接率A用の噴射時期補
正係数KJWPAを求める。同図に示すように、このテ
ーブルでは、噴射時期補正係数KJWPAは、燃料噴射
時期θinjにかかわらず、一定の値に設定されてい
る。
【0060】次に、ステップ36に進み、噴射時期補正
係数KJWPAと同様に、前述したステップ16で求め
られた燃料噴射時期θinjの前回値に基づき、上記図
8のテーブルを検索することにより、HI.VT用の基
本持ち去り率Bの噴射時期補正係数KJWPBを求め
る。同図に示すように、このテーブルでは、噴射時期補
正係数KJWPBは、燃料噴射時期θinjが吸気行程
後半のBDC位置と圧縮行程のTDC位置との間の所定
のクランク角度θinj1よりも進角側であるときに
は、噴射時期補正係数KJWPAと同じ一定値に設定さ
れ、所定のクランク角度位置θinj1よりも遅角側で
あるほど、すなわち圧縮行程のTDC位置に近いほど、
小さい値になるように設定されている。これは、圧縮行
程では、TDC位置に近いほど、筒内圧PCYLが大き
くなることにより、燃焼室3cの内壁面に付着した燃料
が気化しにくくなることによる。
【0061】次いで、ステップ37に進み、燃料圧PF
に基づき、図9にその一例を示すテーブルを検索するこ
とにより、HI.VT用の基本直接率A用の燃料圧補正
係数KPFWPAを求める。同図に示すように、このテ
ーブルでは、燃料圧補正係数KPFWPAは、燃料圧P
Fが所定値PF1未満であるときには、燃料圧PFが高
いほど、大きい値に設定されている。これは、燃料圧P
Fが低圧であるほど、霧化の度合が低くなることで、燃
料が燃焼室3cの内壁面に付着しやすいのに対して、高
圧であるほど、霧化の度合が高くなることで、燃料が付
着しにくくなることによる。また、燃料圧補正係数KP
FWPAは、燃料圧PFが所定値PF1以上であるとき
には、値1.0に設定されている。これは、燃料圧PF
が所定値PF1以上であれば、燃焼室3cの内壁面に付
着する燃料の割合がほぼ一定になることによる。
【0062】次に、ステップ38に進み、燃料圧補正係
数KPFWPAと同様に、燃料圧PFに基づき、上記図
9のテーブルを検索することにより、HI.VT用の基
本持ち去り率B用の燃料圧補正係数KPFWPBを求め
る。同図に示すように、このテーブルでは、燃料圧補正
係数KPFWPBは、燃料圧PFが所定値PF2未満で
あるときには、燃料圧PFが高いほど、大きい値に設定
されている。これは、燃料圧PFが高圧であるほど、燃
焼室3cの内壁面に付着している燃料が内壁面から離脱
して霧化しやすいことによる。また、燃料圧補正係数K
PFWPBは、燃料圧PFが所定値PF2以上である領
域において、値1.0に設定されている。これは、燃料
圧PFが所定値PF2以上であれば、燃焼室3cの内壁
面に付着している燃料のうち、今回の燃焼サイクルで実
際に燃焼する燃料の割合が変化しないことによる。
【0063】次いで、ステップ39に進み、以上のよう
に求めた基本直接率Aに、水温補正係数KTWPA、噴
射時期補正係数KJWPAおよび燃料圧補正係数KPF
WPAを乗算することにより、直接率Aeを算出する。
【0064】次に、ステップ40に進み、直接率Aeと
同様に、基本持ち去り率Bに、水温補正係数KTWP
B、噴射時期補正係数KJWPBおよび燃料圧補正係数
KPFWPBを乗算することにより、持ち去り率Beを
算出して、本処理を終了する。
【0065】一方、ステップ30の判別結果がNOのと
き、すなわちバルブタイミングがLO.VTに設定され
ているときには、ステップ41〜50において、前述し
たステップ31〜40と同様に、LO.VT用の直接率
Aeおよび持ち去り率Beを算出して、本処理を終了す
る。この場合、ステップ41〜48において用いられる
各マップおよび各テーブルは、HI.VT用のものと同
様の傾向でかつ異なる値に設定されている。
【0066】以上のように直接率Aeおよび持ち去り率
Beはそれぞれ、基本直接率Aおよび基本持ち去り率B
を、燃料圧PFに基づいて求めた燃料圧補正係数KPF
WPA,KPFWPBで補正することにより求められ
る。そして、このように補正された直接率Aeおよび持
ち去り率Beを用いて、付着燃料量に相当する付着燃料
量相当値TWPが算出される。燃料圧PFと付着燃料量
相当値TWPの間には、図9のテーブルに関連して述べ
たような密接な関連性があるので、付着燃料量相当値T
WPを、上述した直接率Ae,持ち去り率Beの算出手
法により、燃料圧PFを反映させながら気筒ごとに適切
に算出することができる。また、基本直接率Aおよび基
本持ち去り率Bが、バルブタイミング(LO.VTまた
はHI.VT)に応じて別個に算出されるので、バルブ
タイミングの切り換えに伴う吸入空気量や燃料噴射時期
θinjの変化に対応しながら、付着燃料量相当値TW
Pをより適切に求めることができる。以上により、最終
燃料噴射時間Toutすなわち燃料噴射量を適切に決定
することができ、その結果、空燃比A/Fのフィードバ
ック制御の収束性を向上させることができる。
【0067】次に、図10〜図15を参照しながら、前
述したステップ16の噴射時期処理について説明する。
図10は、噴射時期処理のメインルーチンを示すフロー
チャートである。同図に示すように、この処理では、ま
ず、ステップ60において、燃焼形態モニタS_EMO
Dが「0」であるか否かを判別する。
【0068】この燃焼形態モニタS_EMODは、エン
ジン3が成層燃焼、均一燃焼のうちのリーン燃焼、スト
イキ燃焼およびリッチ燃焼の中のいずれの燃焼形態にあ
るかを表すものである。燃焼形態モニタS_EMODの
値は、前述したステップ5で求めた要求トルクPMEと
エンジン回転数NEに基づき、図11に示すマップを検
索することによってセットされる。具体的には、同マッ
プにおいて、成層燃焼域のときに「2」に、均一燃焼の
うちのリーン燃焼域のときに「1」に、均一燃焼のうち
のストイキ燃焼域のときに「0」にそれぞれセットされ
る。なお、このマップにおけるストイキ燃焼域は、混合
気を主として理論空燃比で燃焼させる領域であるととも
に、混合気を理論空燃比よりもリッチな空燃比A/Fで
燃焼させるリッチ燃焼域も含むように設定されており、
以下、リッチ燃焼も含めてストイキ燃焼という。
【0069】ステップ60の判別結果がYESのとき、
すなわちS_EMOD=0であって、エンジン3がスト
イキ燃焼で運転されているときには、ステップ61に進
み、ストイキ燃焼用の噴射終了タイミング算出処理を実
行する。この処理の詳細は後述するが、この処理では、
燃料噴射時期θinjの噴射終了タイミングIJLOG
Hが算出される。
【0070】次に、ステップ62に進み、均一燃焼用の
噴射開始タイミング算出処理を実行して、本処理を終了
する。この処理では、前記ステップ15で算出した最終
燃料噴射時間Toutと、ステップ61で算出した噴射
終了タイミングIJLOGHとから、燃料噴射時期θi
njの噴射開始タイミングを逆算する。この噴射開始タ
イミングおよび噴射終了タイミングIJLOGHは、い
ずれも吸気行程のTDC位置を基準とするクランク角度
位置として算出される。
【0071】一方、ステップ60でS_EMOD≠0の
ときには、ステップ63に進み、燃焼形態モニタS_E
MODが「1」であるか否かを判別する。この判別結果
がYESのとき、すなわちS_EMOD=1であって、
エンジン3がリーン燃焼で運転されているときには、ス
テップ64に進み、後述するリーン燃焼用の噴射終了タ
イミング算出処理で、噴射終了タイミングIJLOGH
を算出する。
【0072】次に、前記ステップ62に進み、ステップ
64で算出した噴射終了タイミングIJLOGHおよび
最終燃料噴射時間Toutに基づき、燃料噴射時期θi
njの噴射開始タイミングを算出して、本処理を終了す
る。これらのステップ62,64では、前記ステップ6
1,62と同様に、噴射開始タイミングおよび噴射終了
タイミングIJLOGHは、いずれも吸気行程のTDC
位置を基準とするクランク角度位置として算出される。
【0073】一方、ステップ63の判別結果がNOのと
き、すなわちS_EMOD=2であって、エンジン3が
成層燃焼で運転されているときには、ステップ65に進
み、後述する成層燃焼用の噴射終了タイミング算出処理
において、前記ステップ61,64と同様に、燃料噴射
時期θinjの噴射終了タイミングIJLOGHを算出
する。
【0074】次に、ステップ66に進み、前記ステップ
62と同様に、ステップ65で算出した噴射終了タイミ
ングIJLOGHおよび最終燃料噴射時間Toutに基
づき、成層燃焼用の噴射開始タイミングを算出して、本
処理を終了する。これらのステップ65,66では、噴
射開始タイミングおよび噴射終了タイミングIJLOG
Hは、前記ステップ61,62,64と異なり、いずれ
も圧縮行程のTDC位置を基準とするクランク角度位置
として算出される。
【0075】次に、図12を参照しながら、前述したス
テップ61のストイキ燃焼用の噴射終了タイミング算出
処理について説明する。この処理では、以下に述べるよ
うに燃料噴射時期θinjの噴射終了タイミングIJL
OGHが気筒ごとに算出される。また、これらの噴射終
了タイミングIJLOGHは、吸気行程のTDC後(A
TDC)のクランク角度位置として算出される。
【0076】この処理では、まず、ステップ70におい
て、水温補正項IJTWを求める。この水温補正項IJ
TWは、具体的には、エンジン水温TWに基づき、図1
3にその一例を示すTW−IJTWテーブルを検索する
ことにより求められる。同図に示すように、このTW−
IJTWテーブルでは、水温補正項IJTWは、エンジ
ン水温TWが高いほど、小さい値に設定されている。こ
れは、エンジン水温TWが高いほど、燃焼室3cに噴射
された燃料が着火しやすく、均一燃焼が効率よく行われ
るので、燃料噴射時期θinjの噴射終了タイミングI
JLOGHを早めることにより、発生トルクを効率よく
得るためである。
【0077】次に、図12のステップ71において、フ
ラグF_VTECが「1」であるか否かを判別する。こ
の判別結果がYESのとき、すなわちバルブタイミング
がHI.VTに設定されているときには、ステップ72
に進み、EGR許可フラグF_EGRが「1」であるか
否かを判別する。このEGR許可フラグF_EGRは、
EGR制御弁12によるEGR管11の開放によりEG
Rが実行されているときに「1」に、EGR管11の閉
鎖によってEGRが実行されていないときに「0」にそ
れぞれ設定されるものである。
【0078】ステップ72の判別結果がYESのとき、
すなわちEGRが実行されているときには、ステップ7
3に進み、エンジン回転数NEおよび前記ステップ15
で求めた各気筒の最終燃料噴射時間Tout(i)に基
づき、図示しないマップを検索することにより、HI.
VT,EGR用の基本噴射終了タイミングINJMAP
Fを気筒ごとに求める。
【0079】次に、ステップ75に進み、これらの基本
噴射終了タイミングINJMAPFに前記ステップ70
で求めた水温補正項IJTWを加算した値を、噴射終了
タイミングIJLOGHとして設定して、本処理を終了
する。以上により、HI.VT,EGR用の噴射終了タ
イミングIJLOGHが気筒ごとに求められる。
【0080】一方、ステップ72の判別結果がNOのと
き、すなわちEGRが実行されていないときには、ステ
ップ74に進み、上記ステップ73と同様に、エンジン
回転数NEおよび各気筒の最終燃料噴射時間Tout
(i)に基づき、図示しないマップを検索することによ
り、HI.VT,非EGR用の基本噴射終了タイミング
INJMAPFを気筒ごとに求める。次に、上記ステッ
プ75で、HI.VT,非EGR用の噴射終了タイミン
グIJLOGHを気筒ごとに算出して、本処理を終了す
る。
【0081】一方、ステップ71の判別結果がNOのと
き、すなわちバルブタイミングがLO.VTに設定され
ているときには、ステップ76に進み、EGR許可フラ
グF_EGRが「1」であるか否かを判別する。
【0082】この判別結果がYESのとき、すなわちE
GRが実行されているときには、ステップ77に進み、
前記ステップ73と同様に、エンジン回転数NEおよび
各気筒の最終燃料噴射時間Tout(i)に基づき、図
示しないマップを検索することにより、LO.VT,E
GR用の基本噴射終了タイミングINJMAPFを気筒
ごとに求める。次に、前述したステップ75で、LO.
VT,EGR用の噴射終了タイミングIJLOGHを気
筒ごとに算出して、本処理を終了する。
【0083】一方、ステップ76の判別結果がNOのと
き、すなわちEGRが実行されていないときには、ステ
ップ78に進み、ステップ76と同様に、エンジン回転
数NEおよび各気筒の最終燃料噴射時間Tout(i)
に基づき、図示しないマップを検索することにより、L
O.VT,非EGR用の基本噴射終了タイミングINJ
MAPFを気筒ごとに求める。次に、上記ステップ75
で、LO.VT,非EGR用の噴射終了タイミングIJ
LOGHを気筒ごとに算出して、本処理を終了する。
【0084】次に、図14を参照しながら、前述したス
テップ64のリーン燃焼用の噴射終了タイミング算出処
理について説明する。この処理でも、噴射終了タイミン
グIJLOGHは、ストイキ燃焼用のものと同様に、吸
気行程のTDC後のクランク角度位置として算出され
る。
【0085】この処理では、まず、ステップ80におい
て、前述したステップ70と同様に、エンジン水温TW
に基づき、図13のTW−IJTWテーブルを検索する
ことにより水温補正項IJTWを求める。
【0086】次に、ステップ81に進み、EGR許可フ
ラグF_EGRが「1」であるか否かを判別する。この
判別結果がYESのとき、すなわちEGRが実行されて
いるときには、ステップ82に進み、エンジン回転数N
Eおよび各気筒の最終燃料噴射時間Tout(i)に基
づき、図示しないマップを検索することにより、EGR
用の基本噴射終了タイミングINJMAPFを気筒ごと
に求める。
【0087】次に、ステップ83に進み、これらの基本
噴射終了タイミングINJMAPFにステップ80で求
めた水温補正項IJTWを加算した値を、噴射終了タイ
ミングIJLOGHとして設定して、本処理を終了す
る。以上により、EGR用の噴射終了タイミングIJL
OGHが気筒ごとに算出される。
【0088】一方、ステップ81の判別結果がNOのと
き、すなわちEGRが実行されていないときには、ステ
ップ84に進み、ステップ82と同様に、エンジン回転
数NEおよび各気筒の最終燃料噴射時間Tout(i)
に基づき、図示しないマップを検索することにより、非
EGR用の基本噴射終了タイミングINJMAPFを気
筒ごとに求める。次に、上述したステップ83で、非E
GR用の噴射終了タイミングIJLOGHを気筒ごとに
算出して、本処理を終了する。
【0089】次に、図15を参照しながら、前述したス
テップ65の成層燃焼用の噴射終了タイミング算出処理
について説明する。この処理では、噴射終了タイミング
IJLOGHは、ストイキ燃焼用およびリーン燃焼用の
ものと異なり、圧縮行程のTDC後のクランク角度位置
として算出される。
【0090】この処理では、まず、ステップ90におい
て、EGR許可フラグF_EGRが「1」であるか否か
を判別する。この判別結果がYESのとき、すなわちE
GRが実行されているときには、ステップ91に進み、
エンジン回転数NEおよび各気筒の最終燃料噴射時間T
out(i)に基づき、図示しないマップを検索するこ
とにより、EGR用の基本噴射終了タイミングINJM
APFを気筒ごとに求める。
【0091】次に、ステップ92に進み、これらの基本
噴射終了タイミングINJMAPFを、EGR用の噴射
終了タイミングIJLOGHにセットして、本処理を終
了する。
【0092】一方、ステップ90の判別結果がNOのと
き、すなわちEGRが実行されていないときには、ステ
ップ93に進み、ステップ91と同様に、エンジン回転
数NEおよび各気筒の最終燃料噴射時間Tout(i)
に基づき、図示しないマップを検索することにより、非
EGR用の基本噴射終了タイミングINJMAPFを気
筒ごとに求める。次に、上述したステップ92で、非E
GR用の噴射終了タイミングIJLOGHを気筒ごとに
算出して、本処理を終了する。
【0093】以上のように、本実施形態の燃料噴射制御
装置1によれば、要求燃料噴射時間Tcylが基本燃料
噴射時間Timapに総補正係数Ktotal、目標空
燃比係数KCMDおよびフィードバック補正係数KST
Rを乗算することで算出されるとともに、付着燃料量T
WP、直接率Aeおよび持ち去り率Beで要求燃料噴射
時間Tcylを補正することにより、最終燃料噴射時間
Toutが算出される。そして、最終燃料噴射時間To
utおよびエンジン回転数NEにより、燃料噴射時期θ
injが決定される。以上のように、燃料付着に関連す
る直接率Aeおよび持ち去り率Beで補正された最終燃
料噴射時間Toutに基づき、燃料噴射時期θinjが
適切に決定されるので、従来と異なり、燃料付着による
燃料の挙動の影響を反映させながら、燃料噴射時期θi
njを適切に算出することができる。これにより、運転
性および燃費を向上させることができる。
【0094】なお、本実施形態のようなタイプの筒内噴
射式エンジン、すなわちインジェクタ4を燃焼室3cの
天壁のほぼ中央部に配置し、成層燃焼時に、インジェク
タ4から噴射した燃料をピストン3aの上面に衝突させ
ることで燃料噴流を形成し、この燃料噴流と吸気管9か
ら吸入される空気の流動とによって、混合気を生成する
タイプのものでは特に、ここではデータは示さないが、
最終燃料噴射時間Toutから燃料噴射時期θinjを
求めた方が、成層燃焼時の混合気を良好に生成できるこ
とが実験により確認されている。
【0095】また、均一燃焼時には、燃料噴射時期θi
njの噴射終了タイミングIJLOGHは、基本噴射終
了タイミングINJMAPFに水温補正項IJTWを加
算することにより求められ、成層燃焼時には、水温補正
項IJTWを加算することなく、基本噴射終了タイミン
グINJMAPFがそのまま、噴射終了タイミングIJ
LOGHとされる。これにより、均一燃焼時、低温でピ
ストン3aが冷えている場合に、インジェクタ4とピス
トン3aとの間の距離が大きいときには、噴射した燃料
の液滴化の度合が低温時には高いことを考慮して、燃料
噴射時期θinjを早めることにより、燃料の霧化が促
進され、より良好な燃焼状態を得ることができる。
【0096】なお、前述した実施形態では、燃料の挙動
状態を表すパラメータとして直接率Aeおよび持ち去り
率Beを求め、これらを用いて要求燃料噴射時間Tcy
lを補正することで最終燃料噴射時間Toutを算出し
たが、燃料の挙動状態を表すパラメータは、これに限ら
ず、蒸発燃料をパージする場合のパージ量やこれを表す
パラメータなどでもよい。
【0097】
【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関の燃料
噴射制御装置によれば、燃料の挙動状態を反映させなが
ら、燃料噴射時期を適切に求めることができ、それによ
り運転性および燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置お
よびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図であ
る。
【図2】燃料噴射制御装置の燃料噴射制御処理のメイン
ルーチンを示すフローチャートである。
【図3】図2のステップ10のKPF算出処理のサブル
ーチンを示すフローチャートである。
【図4】図3のKPF算出処理で用いるΔPF−KPF
テーブルの一例を示す図である。
【図5】図2のステップ12の燃料挙動パラメータ算出
処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図6】図5の基本直接率Aおよび基本持ち去り率Bの
算出処理で用いるマップを示す図である。
【図7】図5の水温補正係数KTWPA,KTWPBの
算出処理で用いるマップを示す図である。
【図8】図5の噴射時期補正係数KJWPA,KJWP
Bの算出処理で用いるテーブルの一例を示す図である。
【図9】図5の燃料圧補正係数KPFWPA,KPFW
PBの算出処理で用いるテーブルの一例を示す図であ
る。
【図10】図2のステップ16の噴射時期処理のサブル
ーチンを示すフローチャートである。
【図11】図10のS_EMOD算出処理で用いるマッ
プを示す図である。
【図12】図10のストイキ燃焼用の噴射終了タイミン
グ算出処理のサブルーチンを示すフローチャートであ
る。
【図13】図12のステップ70および図14のステッ
プ80のIJTW算出で用いるテーブルの一例を示す図
である。
【図14】図10のリーン燃焼用の噴射終了タイミング
算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図15】図10の成層燃焼用の噴射終了タイミング算
出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図16】TWP算出処理を示すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1 燃料噴射制御装置 2 ECU(運転状態検出手段、要求燃料量決定手
段、パラメータ算出手段、燃料噴射量決定手段、機関回
転数検出手段、燃料噴射時期決定手段、燃料噴射時期補
正手段) 3 内燃機関 21 クランク角センサ(機関回転数検出手段、運転
状態検出手段) 22 水温センサ(機関温度検出手段、運転状態検出
手段) 23 吸気管内絶対圧センサ(運転状態検出手段) 24 吸気温センサ(運転状態検出手段) 27 大気圧センサ(運転状態検出手段) 29 アクセル開度センサ(運転状態検出手段) AP アクセル開度(運転状態を表すパラメータ) Ae 直接率(燃料の挙動状態を表すパラメータ) Be 持ち去り率(燃料の挙動状態を表すパラメー
タ) NE エンジン回転数(機関回転数、運転状態を表す
パラメータ) PA 大気圧(運転状態を表すパラメータ) PBA 吸気管内絶対圧(運転状態を表すパラメー
タ) TA 吸気温(運転状態を表すパラメータ) TW エンジン水温(機関温度、運転状態を表すパラ
メータ) Tcyl 要求燃料噴射時間(要求燃料量) Tout 最終燃料噴射時間(燃料噴射量) θinj 燃料噴射時期 IJLOGH 噴射終了タイミング IJMAPF 基本噴射終了タイミング IJTW 水温補正項
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 和弘 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G084 AA03 AA04 BA09 BA13 BA15 BA20 CA03 DA02 DA04 DA25 EA04 EA11 EB08 EB11 EC02 EC04 FA01 FA02 FA03 FA10 FA11 FA13 FA20 FA21 FA29 FA32 FA33 FA37 FA38 FA39 3G301 HA04 HA06 HA13 HA16 HA19 JA02 JA03 KA08 LA07 LB04 LC02 MA13 MA19 NA08 NB02 NC02 ND45 NE13 NE14 NE15 PA07Z PA09Z PA10Z PB03Z PB08Z PB09Z PB10Z PC01Z PD03A PD15A PD15Z PE01Z PE03Z PE04Z PE05Z PE06Z PE08Z PF03Z PG01Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気筒内への燃料噴射を圧縮行程中に行う
    成層燃焼と、吸気行程中に行う均一燃焼とに切り換えて
    運転される筒内噴射式の内燃機関において、前記気筒内
    への燃料噴射時期を制御する内燃機関の燃料噴射制御装
    置であって、 当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
    と、 当該検出された運転状態に応じて、要求燃料量を決定す
    る要求燃料量決定手段と、 前記検出された運転状態に応じて、前記燃料の挙動状態
    を表すパラメータを算出するパラメータ算出手段と、 当該算出されたパラメータに基づき、前記要求燃料量を
    補正することにより、最終的な燃料噴射量を決定する燃
    料噴射量決定手段と、 前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手
    段と、 当該検出された機関回転数および前記決定された燃料噴
    射量に基づき、前記燃料噴射時期を決定する燃料噴射時
    期決定手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装
    置。
  2. 【請求項2】 前記内燃機関の機関温度を検出する機関
    温度検出手段と、 前記均一燃焼時には、前記検出された機関温度に基づ
    き、前記燃料噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段
    と、 をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃
    機関の燃料噴射制御装置。
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