JP2005090382A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮比を変更可能な内燃機関において、燃料噴射量を圧縮比に応じて精度良く制御することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。
【解決手段】 インジェクタ１４から内燃機関３の燃焼室７に直接、燃料を噴射するとともに、内燃機関３の圧縮比を変更可能な可変圧縮機構２ａを有する可変圧縮装置２を備える内燃機関３の燃料噴射制御装置１であって、インジェクタ１４から噴射されるべき燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段１３と、内燃機関３の圧縮比を推定する圧縮比推定手段１３と、推定された圧縮比に応じて、燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段１３と、を備えている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮機構を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

従来の内燃機関の燃料噴射制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関は、可変圧縮機構を有しない通常のタイプのものであるとともに、気筒内の燃焼室に直接、燃料を噴射するインジェクタを備えている。この燃料噴射制御装置では、内燃機関の回転数やアクセル開度などに応じて、基本となる燃料噴射時間を設定するとともに、この燃料噴射時間を、インジェクタから噴射される燃料の圧力（以下「燃圧」という）と燃焼室内の圧力（以下「筒内圧」という）との差圧に応じて補正することにより、最終的な燃料噴射時間が設定される。

この燃料噴射時間の補正は、具体的には次のようにして行われる。まず、内燃機関の回転数とアクセル開度に応じて、所定のマップから充填効率を求めるとともに、この充填効率と燃料噴射時期に相当するクランク角に応じて、所定のマップから筒内圧を求める。次に、燃圧と求めた筒内圧との差圧に応じ、所定の補正係数テーブルを検索することによって、補正係数を決定する。この補正係数テーブルでは、補正係数は、燃圧と筒内圧との差圧が大きいほど、より小さな値に設定されている。そして、そのようにして求めた補正係数を基本となる燃料噴射時間に乗じた値が、最終的な燃料噴射時間として設定される。

以上のように、上述した従来の内燃機関の燃料噴射制御装置では、燃料噴射時期に対応する筒内圧に応じた適正な燃料噴射量を得るために、燃圧と筒内圧との差圧に応じて燃料噴射時間が補正される。しかし、この燃料噴射制御装置を可変圧縮機構を備える内燃機関に適用した場合には、次のような問題がある。すなわち、このような内燃機関では、可変圧縮機構により圧縮比が変更されると、それに伴い、筒内圧は、圧縮比に応じて変化し、例えば圧縮行程時においては、圧縮比が高いほど、より大きくなる。

これに対し、従来の燃料噴射制御装置では、内燃機関が可変圧縮機構を有しないため、筒内圧がサイクル間で互いに同じように変化することを前提としていて、筒内圧をサイクル内での燃料噴射時期に応じて求めているにすぎないので、圧縮比が変更された場合、筒内圧を正確に推定することができない。その結果、それに基づく補正係数も適正に設定できず、筒内圧の変化に応じた燃料噴射時間の補正を適正に行うことができなくなり、それにより、燃料噴射量の制御を精度良く行えない。その結果、内燃機関の運転状態に応じた所望の燃料噴射量が得られず、排気ガス特性およびドライバビリティの低下を招いてしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、圧縮比を変更可能な内燃機関において、燃料噴射量を圧縮比に応じて精度良く制御することができる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。

実開平５−１８３７号公報

この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、インジェクタ１４から内燃機関３の燃焼室７に直接、燃料を噴射するとともに、内燃機関３の圧縮比を変更可能な可変圧縮機構２ａを有する可変圧縮装置２を備える内燃機関３の燃料噴射制御装置１であって、インジェクタ１４から噴射されるべき燃料噴射量（実施形態における（以下、本項において同じ）基本燃料噴射時間ＴＩ）を設定する燃料噴射量設定手段（ＥＣＵ１３、図４のステップ１１）と、内燃機関３の圧縮比（実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴ）を推定する圧縮比推定手段（ＥＣＵ１３、図２のステップ５）と、推定された圧縮比に応じて、燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段（ＥＣＵ１３、図４のステップ１４）と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、可変圧縮装置によって内燃機関の圧縮比が変更される。また、燃料噴射量設定手段によって、インジェクタから噴射される燃料噴射量を設定する。また、圧縮比推定手段によって内燃機関の圧縮比が推定されるとともに、推定された圧縮比に応じ、燃料噴射量補正手段によって、燃料噴射量が補正される。前述したように、内燃機関の筒内圧は、圧縮比に応じて変化する。したがって、圧縮比に応じて燃料噴射量を補正することによって、可変圧縮装置により圧縮比が変更される内燃機関において、圧縮比に応じて燃料噴射量を精度良く制御することができる。

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、燃料噴射量補正手段は、燃料噴射量を、推定された圧縮比が高いほど、より増大側に補正する（図４のステップ１２、図６）ことを特徴とする。

一般に、内燃機関の筒内圧は、圧縮比が高くなるほど大きくなるので、同一燃圧のもとでは、圧縮比が高くなるほど、燃圧と筒内圧との差圧は小さくなる。したがって、燃料噴射量を、圧縮比が高いほど、より増大側に補正することによって、圧縮比に応じた適正な燃料噴射量を確保することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、圧縮比推定手段は、可変圧縮機構２ａの応答特性に応じて圧縮比（推定圧縮比ＥＰＳ＿ＥＳＴ）を推定する（図７のステップ３５，３６）ことを特徴とする。

この構成によれば、圧縮比は、可変圧縮機構の応答特性に応じて推定されるので、燃料噴射量が応答特性を反映した値に適正に補正され、それにより、燃料噴射量をより精度良く制御することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、可変圧縮装置２は、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ１３、エンジン回転数センサ１６、アクセル開度センサ１７、エンジン水温センサ１８）と、検出された運転状態に応じて内燃機関３の目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪを設定する目標圧縮比設定手段（ＥＣＵ１３、図２のステップ１）と、内燃機関３の実際の圧縮比（実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴ）を検出する実圧縮比検出手段（ＥＣＵ１３、コントロールシャフト角度センサ２０、図２のステップ５）と、検出された実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴが、設定された目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪになるように可変圧縮機構２ａをフィードバック制御するフィードバック制御手段（ＥＣＵ１３、図２のステップ３）と、を有することを特徴とする。

この構成によれば、目標圧縮比設定手段によって、検出された内燃機関の運転状態に応じて目標圧縮比が設定され、実圧縮比検出手段によって内燃機関の実圧縮比が検出される。また、フィードバック制御手段によって、検出された実圧縮比が、設定された目標圧縮比になるようにフィードバック制御を行うことにより、実圧縮比を、内燃機関の運転状態に応じて適切に制御することができる。

本発明の実施形態によ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１の燃料噴射制御装置により実行される可変圧縮機構の制御および圧縮比の推定の処理を示すフローチャートである。 可変圧縮機構のコントロールシャフト角度と圧縮比との関係を示すテーブルの一例である。 図１の燃料噴射制御装置により実行される燃料噴射の制御処理のメインフローを示すフローチャートである。 図４の燃圧補正項の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 燃圧補正項を設定するための補正項マップの一例である。 図１の燃料噴射制御装置により実行される、第２実施形態による可変圧縮機構の制御および圧縮比の推定の処理を示すフローチャートである。 第２実施形態による燃圧補正項の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１の燃料噴射制御装置により実行される、第３実施形態による可変圧縮機構の制御および圧縮比の推定の処理を示すフローチャートである。 第３実施形態による燃圧補正項の算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態による燃料噴射制御装置１、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。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、図示しない車両に搭載された、例えば４気筒４サイクルのエンジンである。また、エンジン３は、その圧縮比を変更するための可変圧縮機構２ａを含む可変圧縮装置２を備えている。

同図に示すように、エンジン３は、気筒（１つのみ図示）４ごとにピストン５とシリンダヘッド６を備えており、ピストン５とシリンダヘッド６によって燃焼室７が形成されている。また、ピストン５とエンジン３のクランクシャフト８との間に、上記可変圧縮機構２ａが設けられている。

この可変圧縮機構２ａは、ピストン５とクランクシャフト８の間に連結された複合リンク機構９と、複合リンク機構９の動きを制御するためのコントロールシャフト１１と、コントロールシャフト１１を駆動するためのモータ１０などによって構成されている。

複合リンク機構９は、アッパーリンク９ａ、ロワーリンク９ｂおよびコントロールリンク９ｃなどによって構成されている。アッパーリンク９ａは、一端部がピストンピン５ａを介してピストン５に回動自在に連結されている。ロワーリンク９ｂは、３本のリンク棒をアッパーピン９ｄ、クランクピン８ａおよびコントロールピン９ｅを介して連結した三角形状のものである。ロワーリンク９ｂは、アッパーピン９ｄを介してアッパーリンク９ａの他端部に、クランクピン８ａを介してクランクシャフト８に、コントロールピン９ｅを介してコントロールリンク９ｃの一端部に、それぞれ回動自在に連結されている。以上の構成により、ピストン５の往復運動が、複合リンク機構９を介してクランクシャフト８に伝達され、クランクシャフト８の回転運動に変換される。

コントロールリンク９ｃの他端部は、偏心軸９ｆを介してコントロールシャフト１１の一端部に回動自在に連結されている。また、コントロールシャフト１１の他端部は、コネクティングピン１２を介して、往復動ロッド２１の一端部に回動自在に連結されている。往復動ロッド２１は、回転自在かつ往復動不能なねじ軸（図示せず）に螺合しており、このねじ軸は、減速機構（図示せず）を介してモータ１０に連結されている。モータ１０は、後述するＥＣＵ１３からの駆動信号によって駆動される。

以上の構成により、モータ１０を所定の方向に回転駆動すると、往復動ロッド２１がねじ軸などを介して、モータ１０側に進むことにより、コネクティングピン１２が引き上げられ、コントロールシャフト１１が偏心軸９ｆを支点として反時計方向に回動する。このコントロールシャフト１１の回動に伴い、偏心軸９ｆが下方へ移動し、これにより、コントロールリンク９ｃ全体が、偏心軸９ｆとともに押し下げられる。そして、これに伴い、ロワーリンク９ｂがクランクピン８ａを支点として時計方向に回動するとともに、アッパーリンク９ａがピストンピン５ａを支点として反時計方向に回動する。これにより、ピストンピン５ａ、アッパーピン９ｄおよびクランクピン８ａが、ほぼ直線状になり、ピストン５が上死点に到達したときのピストンピン５ａとクランクピン８ａを結ぶ直線距離が長くなり、燃焼室７の容積が小さくなることによって、圧縮比が高くなる。

また、モータ１０を上記と逆の方向に駆動すると、往復動ロッド２１が、コネクティングピン１２側に進むことにより、コネクティングピン１２が押し下げられることによって、上記とは全く逆の動作により、ロワーリンク９ｂが、反時計方向に回動するとともに、アッパーリンク９ａが時計方向に回動する。これにより、ピストン５が上死点に到達したときのピストンピン５ａとクランクピン８ａを結ぶ直線距離が短くなり、燃焼室７の容積が大きくなることによって、圧縮比が低くなる。

このように、可変圧縮機構２ａにおいては、モータ１０の駆動により、コントロールシャフト１１の方向が水平に近いとき、すなわち水平方向に対するコントロールシャフト１１の角度（以下「コントロールシャフト角度」という）ＰＨＩが小さいときに、高い圧縮比が得られ、逆に、コントロールシャフト１１の方向が鉛直に近いとき、すなわちコントロールシャフト角度ＰＨＩが大きいときに、低い圧縮比が得られる。

また、エンジン３のシリンダヘッド６には、燃焼室７内に直接、燃料を噴射する燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）１４が設けられており、その燃料噴射量は、燃料噴射時間（開弁時間）ＴＩ＿Ｆに基づいて制御される。また、燃料噴射時間ＴＩ＿Ｆおよび燃料噴射のタイミングは、ＥＣＵ１３により設定されるとともに、ＥＣＵ１３からの駆動信号によって制御される。また、インジェクタ１４から噴射される燃料の圧力（以下「燃圧」という）ＰＦは、燃圧センサ１５によって検出され、その信号はＥＣＵ１３に送られる。

ＥＣＵ１３には、エンジン回転数センサ１６、アクセル開度センサ１７、エンジン水温センサ１８、ＴＤＣセンサ１９およびコントロールシャフト角度センサ２０が接続されている。エンジン回転数センサ１６は、エンジン回転数ＮＥを検出し、アクセル開度センサ１７は、エンジン３を搭載した車両のアクセルペダル（ともに図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出し、それらの検出信号をＥＣＵ１３に出力する。また、エンジン水温センサ１８は、エンジン３のシリンダブロック（図示せず）内を循環する冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを検出し、その検出信号をＥＣＵ１３に出力する。ＴＤＣセンサ１９は、各気筒４の吸気行程開始時の上死点付近のタイミングで、パルス信号であるＴＤＣ信号を発生する。４気筒タイプの本例では、ＴＤＣ信号は、クランク角１８０°ごとに出力される。さらに、コントロールシャフト角度センサ２０は、実際のコントロールシャフト角度ＰＨＩ（以下「実角度」という）ＰＨＩ＿ＡＣＴを検出し、その検出信号をＥＣＵ１３に出力する。

ＥＣＵ１３は、本実施形態において、燃料噴射量設定手段、圧縮比推定手段、燃料噴射量補正手段、運転状態検出手段、目標圧縮比設定手段、実圧縮比検出手段およびフィードバック制御手段を構成するものであり、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。上記の各種センサ１５〜２０の検出信号は、Ｉ／Ｏインターフェースを介してＣＰＵに入力される。

ＣＰＵは、各種センサ１５〜２０で検出された検出信号に基づき、ＲＯＭに記憶されたプログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、エンジン３の圧縮比を可変圧縮機構２ａを介して制御する。また、実際の圧縮比を推定し、この推定した圧縮比に応じて、燃料噴射の制御などを実行する。

図２は、ＥＣＵ１３により実行される、エンジン３の圧縮比を制御するとともに推定する処理を示すフローチャートである。この処理は、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同様）において、検出されたアクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥやエンジン水温ＴＷなどに応じて、エンジン３の圧縮比ＥＰＳの目標値である目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪを設定する。例えば、目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪは、エンジン３の始動時や低負荷運転時には、エンジン３の熱効率を向上させるために、より高い値に設定され、また、高負荷運転時には、ノッキングを回避するために、より低い値に設定される。

次に、設定した目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪに応じ、図３に示すテーブルを検索することによって、可変圧縮機構２ａのコントロールシャフト角度ＰＨＩの目標値である目標コントロールシャフト角度（以下「目標角度」という）ＰＨＩ＿ＯＢＪを求める（ステップ２）。このテーブルは、コントロールシャフト角度ＰＨＩと圧縮比ＥＰＳとの関係を定めたものであり、前述した可変圧縮機構２ａの特性から、圧縮比ＥＰＳは、コントロールシャフト角度ＰＨＩが小さいほど、より大きな値に設定されている。実際には、コントロールシャフト角度ＰＨＩと圧縮比ＥＰＳとの関係を実験によって求め、その結果に基づいてテーブルが設定されている。

図２に戻り、ステップ３では、ステップ２で求めた目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪと、コントロールシャフト角度センサ２０により検出された実角度ＰＨＩ＿ＡＣＴに応じ、実角度ＰＨＩ＿ＡＣＴが目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪになるように、フィードバック制御によって、モータ１０の駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩを算出する。具体的には、まず、目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪと実角度ＰＨＩ＿ＡＣＴとの角度偏差ΔＰＨＩ（ＰＨＩ＿ＯＢＪ−ＰＨＩ＿ＡＣＴ）を算出し、ＰＩＤ制御などにより、角度偏差ΔＰＨＩに応じたモータ１０の駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩを算出する。次に、算出した駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩに基づく駆動信号をモータ１０に出力する（ステップ４）ことによって、コントロールシャフト１１が駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩに応じた角度に制御される。以上のようなフィードバック制御により、実角度ＰＨＩ＿ＡＣＴが目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪになるように適正に制御される。

次に、検出された実角度ＰＨＩ＿ＡＣＴに応じて、前記ステップ２で用いた図３のテーブルを検索し、求めた検索値を実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴとして設定し（ステップ５）、本処理を終了する。そして、求めた実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴなどに応じて、以下のように燃料噴射制御を実行する。

図４は、燃料噴射制御のメインフローを示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。同図に示すように、まず、ステップ１１において、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、基本燃料噴射時間ＴＩを決定する。

次に、燃圧補正項ＫＰを算出する（ステップ１２）。この燃圧補正項ＫＰは、圧縮比ＥＰＳが変更されるのに応じて筒内圧が変化するため、燃料噴射量を圧縮比ＥＰＳに応じて適正に制御すべく基本燃料噴射時間ＴＩを補正するために適用されるものであり、以下のように算出される。

図５は、この燃圧補正項ＫＰの算出サブルーチンを示している。本処理では、検出された燃圧ＰＦと、図２のステップ５で求めた実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴに応じ、図６に示す補正項マップを検索することによって、燃圧補正項ＫＰを求める（ステップ２１）。この補正項マップでは、燃圧補正項ＫＰは、実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴが高いほど、より大きな値に設定されている。これは、エンジン３の筒内圧は、実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴが高くなるほど大きくなるので、同一燃圧ＰＦのもとでは、実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴが高くなるほど燃圧ＰＦと筒内圧との差圧が小さくなることにより、同一の燃料噴射量を確保するのに、インジェクタ１４の燃料噴射時間（開弁時間）をより長くする必要があるためである。また、燃圧補正項ＫＰは、燃圧ＰＦが高いほど、より小さな値に設定されている。これは、燃圧ＰＦが高いほど、筒内圧との差圧が大きくなることで、インジェクタ１４の燃料噴射時間をより短くする必要があるためである。なお、燃圧補正項ＫＰは、３つの所定の実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴ（ＥＰＳＨ、ＥＰＳＭ、ＥＰＳＬ（それぞれ例えば２０，１６，１２））に対して設定されており、実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴがこれらの所定値にないときには、補間演算によって求められる。

図４に戻り、ステップ１３では、ステップ１２で求めた燃圧補正項ＫＰを用い、次式（１）によって、総補正項ＫＴを算出する。
ＫＴ＝Ｋ１×Ｋ２・・・×Ｋｉ×ＫＰ ・・・（１）
ここで、Ｋ１〜Ｋｉは、ＫＰ以外の補正項であり、例えばエンジン水温ＴＷに応じて決定される水温補正項や吸気温に応じて決定される吸気温補正項などが含まれる。

次に、ステップ１４では、ステップ１３で算出した総補正項ＫＴを用い、次式（２）によって、最終的な燃料噴射時間ＴＩ＿Ｆを算出し、本処理を終了する。
ＴＩ＿Ｆ＝ＴＩ×ＫＴ ・・・（２）

以上のように、本実施形態によれば、エンジン３の実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴに応じて、基本燃料噴射時間ＴＩを補正するので、可変圧縮機構２ａにより実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴが変更された場合に、実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴに応じて燃料噴射量を精度良く制御することができる。また、目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪと実角度ＰＨＩ＿ＡＣＴとの角度偏差ΔＰＨＩに応じて、モータ１０の駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩをフィードバック制御するので、実圧縮比ＥＰＳ＿ＡＣＴの制御を、実際のエンジン３の運転状態に応じて精度良く行うことができる。

次に、図７および８を参照しながら、本発明の第２実施形態による燃料噴射制御について説明する。図７は、本実施形態による圧縮比の制御処理を示すフローチャートである。この処理は、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。本処理では、図２に示した第１実施形態による処理と同様、まず、検出されたアクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥやエンジン水温ＴＷなどに応じて、目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪを設定し（ステップ３１）、この目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪに応じて、図３のテーブルを用いて、目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪを検索する（ステップ３２）。

次に、求めた目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪに応じ、所定のテーブル（図示せず）を検索することによって、モータ１０の駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩを算出する（ステップ３３）。次に、算出した駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩに基づく駆動信号をモータ１０に出力する（ステップ３４）ことによって、コントロールシャフト１１が駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩに応じた角度に制御される。

次に、今回のコントロールシャフト角度ＰＨＩの推定値であるコントロールシャフト推定角度（以下「推定角度」という）ＰＨＩ＿ＥＳＴを、次式（３）によって算出する（ステップ３５）。
PHI_EST(n)＝K×PHI_EST(n-1)＋(1-K）×PHI_OBJ ・・・（３）
ここで、ＰＨＩ＿ＥＳＴ（ｎ−１）は、推定角度ＰＨＩ＿ＥＳＴの前回値、Ｋは、重み係数であり、モータ１０に駆動信号が出力された後、モータ１０が実際に作動し、コントロールシャフト角度ＰＨＩが駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩに応じた角度になるまでの応答特性を加味した１．０未満の所定の値（例えば０．５）に設定される。また、前回値ＰＨＩ＿ＥＳＴ（ｎ−１）は、エンジン３の始動時には、所定値（例えば０°）に設定されている。

そして、ステップ３５で求めた推定角度ＰＨＩ＿ＥＳＴに応じて、図３のテーブルを検索し、求めた検索値を推定圧縮比ＥＰＳ＿ＥＳＴとして設定し（ステップ３６）、本処理を終了する。

次いで、この推定圧縮比ＥＰＳ＿ＥＳＴを用いて、図８の燃圧補正項算出サブルーチンによって、燃圧補正項ＫＰを算出する（ステップ４１）。この場合の燃圧補正項ＫＰの算出は、推定圧縮比ＥＰＳ＿ＥＳＴに応じ、図６の補正項マップを検索することによって行われる。そして、求めた燃圧補正項ＫＰなどを用い、第１実施形態と同様に、図４の処理に従って燃料噴射時間ＴＩ＿Ｆを算出する。

以上のように、本実施形態によれば、可変圧縮機構２ａの応答特性に応じて、エンジン３の推定圧縮比ＥＰＳ＿ＥＳＴが算出されるので、燃料噴射時間ＴＩ＿Ｆを、応答特性を反映した適正な値に補正でき、したがって、燃料噴射量をより精度良く制御することができる。

次に、図９および１０を参照しながら、本発明の第３実施形態による燃料噴射制御について説明する。図９は、本実施形態による圧縮比の制御処理を示すフローチャートである。この処理は、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。本処理では、図７に示した第２実施形態による処理と同様、まず、検出されたアクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥやエンジン水温ＴＷなどに応じて、目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪを設定し（ステップ５１）、この目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪに応じて、図３のテーブルを用いて、目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪを検索する（ステップ５２）。

次に、求めた目標角度ＰＨＩ＿ＯＢＪに応じ、所定のテーブル（図示せず）を検索することによって、モータ１０の駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩを算出する（ステップ５３）。次に、算出した駆動電流量Ｉ＿ＰＨＩに基づく駆動信号をモータ１０に出力し（ステップ５４）、本処理を終了する。

次いで、前記ステップ５１で求めた目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪを用い、図１０の燃圧補正項算出サブルーチンによって、燃圧補正項ＫＰを算出する（ステップ６１）。この場合の燃圧補正項ＫＰの算出は、目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪに応じ、図６の補正項マップを検索することによって行われる。そして、求めた燃圧補正項ＫＰなどを用い、第１実施形態と同様に、図４の処理に従って燃料噴射時間ＴＩ＿Ｆを算出する。

以上のように、本実施形態によれば、エンジン３の運転状態に応じて設定された目標圧縮比ＥＰＳ＿ＯＢＪに応じて、基本燃料噴射時間ＴＩを補正するので、燃料噴射時間ＴＩ＿Ｆを、運転状態に応じた適正な値に補正でき、したがって、燃料噴射量をより精度良く制御することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、説明した実施形態では、圧縮比ＥＰＳをエンジン３の運転状態などに応じて推定しているが、筒内圧センサを用いて筒内圧を直接検出し、検出した筒内圧に応じて圧縮比を算出してもよい。また、本実施形態では、圧縮比ＥＰＳおよび燃圧ＰＦに応じて１つの燃圧補正項ＫＰを求めているが、圧縮比ＥＰＳおよび燃圧ＰＦにそれぞれ応じた補正項を、別個に求めてもよい。また、本実施形態では、コントロールシャフトの駆動源として、モータを用いているが、これに代えて、油圧式のものを採用してもよい。

また、本発明の第２実施形態では、エンジン３の始動時において推定角度ＰＨＩ＿ＥＳＴ（ｎ）を算出するのに用いる前回値ＰＨＩ＿ＥＳＴ（ｎ−１）として、所定値を採用しているが、エンジン３の停止時における推定角度ＰＨＩ＿ＥＳＴを、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶させておき、次回のエンジン３の始動時に前回値ＰＨＩ＿ＥＳＴ（ｎ−１）として用いてもよい。また、本発明は、車両に搭載した内燃機関に限らず、クランクシャフトを鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンなどを含む、様々な産業用の内燃機関に適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することができる。

符号の説明

１ 燃料噴射制御装置
２ 可変圧縮装置
２ａ 可変圧縮機構
３ エンジン
７ 燃焼室
１３ ＥＣＵ（燃料噴射量設定手段、圧縮比推定手段、燃料噴射量補正手段、
運転状態検出手段、目標圧縮比設定手段、
実圧縮比検出手段およびフィードバック制御手段）
１４ インジェクタ
１６ エンジン回転数センサ
１７ アクセル開度センサ
１８ エンジン水温センサ
２０ コントロールシャフト角度センサ
ＴＩ 基本燃料噴射時間
ＴＩ＿Ｆ 燃料噴射時間
ＥＰＳ＿ＯＢＪ 目標圧縮比
ＥＰＳ＿ＡＣＴ 実圧縮比
ＥＰＳ＿ＥＳＴ 推定圧縮比

Claims (4)

1. インジェクタから内燃機関の燃焼室に直接、燃料を噴射するとともに、前記内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮機構を有する可変圧縮装置を備える内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記インジェクタから噴射されるべき燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段と、
   前記内燃機関の圧縮比を推定する圧縮比推定手段と、
   当該推定された圧縮比に応じて、前記燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、
   を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記燃料噴射量補正手段は、前記燃料噴射量を、前記推定された圧縮比が高いほど、より増大側に補正す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。
3. 前記圧縮比推定手段は、前記可変圧縮機構の応答特性に応じて前記圧縮比を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記可変圧縮装置は、
   前記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前記内燃機関の目標圧縮比を設定する目標圧縮比設定手段と、
   前記内燃機関の実際の圧縮比を検出する実圧縮比検出手段と、
   当該検出された実圧縮比が、前記設定された目標圧縮比になるように前記可変圧縮機構をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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