JP3680506B2 - 直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、直噴火花点火式内燃機関が注目されており、このものでは、機関の運転条件に応じて、燃焼方式を切換制御、すなわち、吸気行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内に燃料を拡散させ均質の混合気を形成して行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射することにより、点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して行う成層燃焼とに切換制御するのが一般的である（特開昭５９−３７２３６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の燃料噴射制御装置においては、所定時間毎にシリンダ吸入空気量を算出し、これに基づいて目標空燃比が得られるように燃料噴射量を算出し、最新に算出された燃料噴射量を燃料噴射制御出力として設定している。
しかし、直噴火花点火式内燃機関において、成層燃焼時に、吸気弁閉時期以降に燃料噴射を行う場合、その噴射時期の近傍にて算出されたシリンダ吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出・設定すると、実際のシリンダ吸入空気量は吸気弁閉時期に決定されるため、燃料噴射量が実際のシリンダ吸入空気量に適合せず、空燃比を目標空燃比に正しく制御できない。
【０００４】
このように空燃比を目標空燃比に正しく制御できないと、成層燃焼時に点火栓周辺空燃比を適切な範囲に抑えられず、これがために失火やスモークを発生しやすく、運転性や排気性能上好ましくない結果となる。
そこで、吸気弁閉時期にシリンダ吸入空気量を算出し、この吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量に基づいて、吸気弁閉時期以降の噴射時期における燃料噴射量を設定することが考えられている（特願平９−１８５１４３号）。
【０００５】
一方、回転変動防止等のためのトルク補正は、点火時期制御により行うのが一般的であるが、成層燃焼においては、点火時期の感度が鋭く（燃焼成立範囲が狭く）、補正できないため、燃料噴射量、特に目標空燃比を補正して、トルク補正を行うことが考えられており、この場合、回転同期で、すなわち、クランク角７２０°／気筒数毎の基準クランク角信号の入力毎に機関回転数が算出されることから、回転同期ジョブ（基準クランク角信号ＲＥＦの発生に同期して実行されるジョブ；ＲＥＦジョブ）でトルク補正を行う必要がある。
【０００６】
そこで、基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期に合わせて、吸気弁閉時期を代表する信号、すなわち、基準クランク角信号の発生に同期して、回転同期ジョブでトルク補正を含んで燃料噴射量を演算することが考えられた。
しかし、燃料噴射時期や点火時期の算出のパラメータとして、燃料噴射量を用いるため、これらのために、時間同期ジョブ（所定時間毎に実行されるジョブ；定時ジョブ）で、燃料噴射量を演算する必要もある。
【０００７】
すると、回転同期ジョブと時間同期ジョブとの両方で燃料噴射量を演算する必要を生じ、特に回転同期ジョブでの燃料噴射量の演算は演算負荷が高くなることから、この点での改善が求められている。
本発明は、このような実状に鑑み、所定の条件で、燃料噴射量を簡易に演算して、演算負荷を低減することのできる直噴火花点火式内燃機関に燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えて、燃料の少なくとも一部を圧縮行程にて噴射する直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置において、機関回転に同期して発生する基準クランク角信号に同期して、燃料噴射量算出用のトルク補正要求に基づくトルク補正量を算出するトルク補正量算出手段と、機関運転条件に基づいて前記トルク補正量によるトルク補正を含んで燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段とを備える一方、前記燃料噴射量演算手段にて前回の燃料噴射量の演算に用いたパラメータである前記トルク補正量について、その前回値と最新値との比であるパラメータ比を算出するパラメータ比算出手段と、所定の条件で、前回の燃料噴射量にトルク補正量についてのパラメータ比を乗算して燃料噴射量を算出する燃料噴射量簡易算出手段と、を設けたことを特徴とする（図１参照）。
【００１０】
請求項２に係る発明では、所定時間毎に、機関運転条件に基づいて燃料噴射量を演算する時間同期燃料噴射量演算手段と、所定の機関運転条件で、機関回転に同期して発生する基準クランク角信号に同期して、燃料噴射量を演算する回転同期燃料噴射量演算手段とを備え、前記回転同期燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする。
【００１１】
この場合に、請求項３に係る発明では、基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期近傍に設定したことを特徴とする。
請求項４に係る発明では、圧縮行程噴射と吸気行程噴射とを切換可能であり、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時に、吸気行程噴射開始後に、圧縮行程噴射を行う気筒についての、燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする。
【００１２】
この場合に、請求項５に係る発明では、前記パラメータ比算出手段は、パラメータ比を１以下に制限するリミッタ手段を備えるものであることを特徴とする。請求項６に係る発明では、圧縮行程噴射と吸気行程噴射とを切換可能であり、切換過程で一部の燃料を吸気行程噴射し、残りの燃料を圧縮行程噴射する２段噴射時の圧縮行程噴射用の燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする。
【００１３】
この場合に、請求項７に係る発明では、前記燃料噴射量簡易算出手段は、２段噴射時の総燃料噴射量をパラメータ比に基づいて算出し、算出された総燃料噴射量から吸気行程噴射した分を減算して、圧縮行程噴射用の燃料噴射量を算出するものであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、前回の燃料噴射量の演算に用いたパラメータである機関回転に同期して算出されるトルク補正量についての、前回値と最新値との比であるパラメータ比に基づいて、前回の燃料噴射量を補正することにより、トルク補正量について最新値を入力するだけで、燃料噴射量を簡易に算出でき、演算負荷を低減できると共に、簡易ながらトルク補正量の最新値を反映した高応答な制御が可能となる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、所定の機関運転条件で、基準クランク角信号に同期して、燃料噴射量を演算する際に、パラメータ比に基づいて燃料噴射量を簡易に算出することで、回転同期での演算負荷を低減できる。
この場合に、請求項３に係る発明によれば、基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期近傍に設定することで、燃焼室内空燃比を規定する吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量を基準にして燃料噴射制御を行うことができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、圧縮行程噴射（成層燃焼）から吸気行程噴射（均質燃焼）への切換時に、吸気行程噴射開始後に、圧縮行程噴射を行う気筒についての、燃料噴射量を演算する際に、パラメータ比に基づいて燃料噴射量を簡易に算出することで、吸気行程噴射用の燃料噴射量と圧縮行程噴射用の燃料噴射量とを並行して正規に演算する場合に比し、演算負荷を低減できる。
【００１８】
この場合に、請求項５に係る発明によれば、パラメータ比を１以下に制限するリミッタ手段を備えることで、切換後のリッチ限界を超過することによるスモークの発生を抑えることができる。
請求項６に係る発明によれば、圧縮行程噴射（成層燃焼）と吸気行程噴射（均質燃焼）との切換過程での２段噴射時に、圧縮行程噴射用の燃料噴射量を演算する際に、パラメータ比に基づいて燃料噴射量を簡易に算出することで、２段噴射時の演算負荷を低減できる。
【００１９】
この場合に、請求項７に係る発明によれば、２段噴射時の総燃料噴射量をパラメータ比に基づいて算出し、算出された総燃料噴射量から吸気行程噴射した分を減算して、圧縮行程噴射用の燃料噴射量を算出することで、簡易ながら総燃料噴射量を適切に制御できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図２は実施の一形態を示す直噴火花点火式内燃機関のシステム図である。先ず、これについて説明する。
車両に搭載される内燃機関１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２から吸気通路３により、電制スロットル弁４の制御を受けて、空気が吸入される。
【００２１】
電制スロットル弁４は、コントロールユニット２０からの信号により作動するステップモータ等により開度制御される。
そして、燃焼室内に燃料（ガソリン）を直接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁（インジェクタ）５が設けられている。
燃料噴射弁５は、コントロールユニット２０から機関回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴射の場合は点火栓６回りに集中的に層状の混合気を形成し、コントロールユニット２０からの点火信号に基づき、点火栓６により点火されて、燃焼（均質燃焼又は成層燃焼）する。尚、燃焼方式は、空燃比制御との組合わせで、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、成層リーン燃焼に分けられる。
【００２２】
機関１からの排気は排気通路７より排出され、排気通路７には排気浄化用の触媒８が介装されている。
コントロールユニット２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセンサから信号が入力されている。
【００２３】
前記各種のセンサとしては、機関１のクランク軸又はカム軸回転を検出するクランク角センサ２１，２２が設けられている。これらのクランク角センサ２１，２２は、クランク角７２０°／気筒数毎に、予め定めたクランク角位置（各気筒の圧縮上死点前の所定クランク角位置）で基準クランク角信号ＲＥＦを出力すると共に、１〜２°毎に単位クランク角信号ＰＯＳを出力するもので、基準クランク角信号ＲＥＦの周期から機関回転数Ｎｅを算出可能である。
【００２４】
特に、基準クランク角信号ＲＥＦの発生クランク角位置は、各気筒の吸気弁閉時期近傍、具体的には、４気筒の場合、各気筒の圧縮上死点前１３０°（吸気下死点後５０°）に設定して、吸気弁閉時期を代表する信号として、基準クランク角信号ＲＥＦを選定している。
また、カム軸回転を検出するクランク角センサ２２はクランク角７２０°毎に予め定めたクランク角位置で特定気筒に対応する気筒判別信号ＰＨＡＳＥを出力し、これにより気筒判別が可能である。
【００２５】
この他のセンサとしては、吸気通路３のスロットル弁４上流で吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ２３、アクセル開度（アクセルペダルの踏込み量）ＡＣＣを検出するアクセルセンサ２４、スロットル弁４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２５（スロットル弁４の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチを含む）、機関１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２６、排気通路７にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力するＯ2 センサ２７、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２８などが設けられている。
【００２６】
ここにおいて、コントロールユニット２０は、前記各種のセンサからの信号を入力しつつ、内蔵のマイクロコンピュータにより、所定の演算処理を行って、電制スロットル弁４によるスロットル開度、燃料噴射弁５による燃料噴射量及び噴射時期、点火栓６による点火時期を制御する。
スロットル制御（電制スロットル弁４の制御）については、アクセル開度ＡＣＣと機関回転数Ｎｅとから設定される機関の目標トルクｔＴＲＱに応じて、電制スロットル弁４のモータを駆動して、開度制御する。
【００２７】
燃料噴射制御（燃料噴射弁５の制御）については、機関運転条件に従って燃焼方式を設定し、これに応じて燃料噴射弁５による燃料噴射量及び噴射時期を制御する。
詳しくは、機関回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとをパラメータとして燃焼方式を定めたマップを、水温Ｔｗ、始動後時間などの条件別に複数備えていて、これらの条件から選択されたマップより、実際の機関運転状態のパラメータに従って、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼又は成層リーン燃焼のいずれかに燃焼方式を設定する。
【００２８】
燃焼方式の判定の結果、均質ストイキ燃焼の場合は、燃料噴射量をストイキ空燃比（１４．６）相当に設定して、Ｏ2 センサ２７による空燃比フィードバック制御を行う一方、噴射時期ＩＴを吸気行程に設定して、均質ストイキ燃焼を行わせる。均質リーン燃焼の場合は、燃料噴射量を空燃比２０〜３０のリーン空燃比相当に設定して、オープン制御を行う一方、噴射時期ＩＴを吸気行程に設定して、均質リーン燃焼を行わせる。成層リーン燃焼の場合は、燃料噴射量を空燃比４０程度のリーン空燃比相当に設定して、オープン制御を行う一方、噴射時期ＩＴを圧縮行程に設定して、成層リーン燃焼を行わせる。尚、噴射時期ＩＴは、燃焼方式別のマップにより、機関回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとをパラメータとして可変設定される。
【００２９】
点火制御（点火栓６の制御）については、燃焼方式別に、機関回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとをパラメータとするマップを参照するなどして、点火時期ＡＤＶを設定し、制御する。
次に、本発明に係る燃料噴射制御、すなわち、成層燃焼時に、吸気弁閉時期以降（圧縮行程中）に燃料噴射を行う場合の、燃料噴射制御について、第１の実施例を、図３〜図６のフローチャートにより説明する。
【００３０】
図３は基本燃料噴射量の演算のための定時ジョブであり、具体的には４ｍｓジョブである。
Ｓ１では、エアフローメータ２３により検出されるところの吸入空気流量Ｑａを読込む。
Ｓ２では、吸入空気流量Ｑａと機関回転数Ｎｅとを用いて、次式により、１燃焼当たりの吸入空気量に対応するストイキ相当の生の基本燃料噴射量（パルス幅）ＡＴｐを算出する。
【００３１】
ＡＴｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ 但し、Ｋは定数。
Ｓ３では、次式（加重平均式）により、生の基本燃料噴射量ＡＴｐにマニホールド充填遅れ分の遅れ処理を施して、シリンダ吸入空気量に対応するストイキ相当の基本燃料噴射量（パルス幅）Ｔｐを算出する。
Ｔｐ＝ＡＴｐ×Ｆload＋Ｔｐ-1×（１−Ｆload）
但し、Ｆloadは加重平均割合定数、Ｔｐ-1はＴｐの前回値である。
【００３２】
図４はＲＥＦジョブであり、各気筒毎に基準クランク角信号ＲＥＦの発生に同期して実行される。従って、各気筒毎に吸気弁閉時期に実行される。
Ｓ１１では、気筒判別された気筒（ｎ）について、気筒別のＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎを１にセットする。
尚、このＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎは、後述する図６の１０ｍｓジョブのＳ３９で０にされる。詳しくは、基準クランク角信号ＲＥＦの発生により１にセットされ、基準クランク角信号ＲＥＦの発生後、２回目の１０ｍｓジョブで０にされる。
【００３３】
Ｓ１２では、基準クランク角信号ＲＥＦの周期に基づいて、機関回転数Ｎｅを算出する。
Ｓ１３では、トルク補正要求の有無を判定し、トルク補正要求有りのときにＳ１４以降へ進む。
Ｓ１４では、機関回転数Ｎｅと目標回転数ｔＮｅとを比較し、Ｎｅ＜ｔＮｅのときは、Ｓ１５でトルク補正量ＰＩＰＥＲを一定量（又は回転数偏差に応じた量）増大させる。逆に、Ｎｅ＞ｔＮｅのときは、Ｓ１６でトルク補正量ＰＩＰＥＲを一定量（又は回転数偏差に応じた量）減少させる。尚、このトルク補正量ＰＩＰＥＲは、後述するように、目標当量比（＝１４．６／目標空燃比）を補正するためのもので、基準値は１（＝１００％）であり、機関回転数を増大すべくトルク増大を図るときは、１より大きく、逆に、機関回転数を低下すべくトルク減少を図るときは、１より小さく算出される。
【００３４】
Ｓ１７では、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲ、すなわち、前回の燃料噴射量の演算に用いたトルク補正量ＰＩＰＥＲＺｎ（後述する図６の１０ｍｓジョブのＳ３７で記憶保持したもの）に対する最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲ（Ｓ１４〜Ｓ１６で得たもの）の比ＲＰＩＰＥＲ＝ＰＩＰＥＲ／ＰＩＰＥＲＺｎを算出する。この部分がトルク補正量についてのパラメータ比算出手段に相当する。
【００３５】
Ｓ１８では、急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かを判定する。急減速時か否かは、機関回転数Ｎｅの変化量などに基づいて判定する。
この判定でＮＯ（通常時）の場合は、Ｓ１９，Ｓ２０を実行することなく、処理を終了する。Ｓ１９，Ｓ２０の処理については後述する。
図５は点火ジョブであり、各気筒毎に点火時期（各気筒の基準クランク角信号ＲＥＦより、ＦＡＤＶ＝１３０°−ＡＤＶ経過後）にて実行される。
【００３６】
Ｓ２１では、点火気筒（ｎ）について、気筒別の更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを０にする。
尚、この更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎは、後述する図６の１０ｍｓジョブのＳ４１で１にセットされる。すなわち、基準クランク角信号ＲＥＦの発生後の初回の１０ｍｓジョブで１にセットされ、点火により燃料噴射終了とみなして０にされる。但し、急減速時には、図４のＲＥＦジョブの後述するＳ２０で１にセットされる。
【００３７】
図６は燃料噴射量の演算のための定時ジョブであり、具体的には１０ｍｓジョブである。
Ｓ３１では、先ず気筒番号ｎを１にセットする。
Ｓ３２では、目標当量比（＝１４．６／目標空燃比）の算出のため、機関運転状態（Ｎｅ，Ｔｐ）により基本目標当量比ＴＦＢＹＡ０を設定し、トルク補正量ＰＩＰＥＲを読込み、これにより補正して、目標当量比ＴＦＢＹＡ＝ＴＦＢＹＡ０×ＰＩＰＥＲを算出する。
【００３８】
Ｓ３３では、次式により、シリンダ吸入空気量に対応する基本燃料噴射量Ｔｐに目標当量比ＴＦＢＹＡ等による各種補正を施して、最終的な燃料噴射量（パルス幅）ＴＩを算出する。この部分が燃料噴射量演算手段（時間同期燃料噴射量演算手段）に相当する。
ＴＩ＝Ｔｐ×ＫＴＲ×ＴＦＢＹＡ×α×αｍ＋Ｔｓ
但し、ＫＴＲは過渡補正係数、αは空燃比フィードバック補正係数、αｍは学習補正係数、Ｔｓは無効噴射量（無効パルス幅）である。
【００３９】
Ｓ３４では、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝１か否かを判定し、ＮＯ（ＦＲＰＩＳＥＴｎ＝０）の場合は、Ｓ３５へ進む。
Ｓ３５では、燃焼方式の切換制御に従って、成層燃焼から均質燃焼への切換時に０にされる燃焼方式切換フラグＦＳＴＲＲの値を判定し、ＦＳＴＲＲ＝０（成層燃焼から均質燃焼への切換時、すなわち、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時）か否かを判定する。
【００４０】
成層燃焼から均質燃焼への切換時でない場合（ＦＳＴＲＲ＝１の場合）は、Ｓ３６，Ｓ３７を実行する。
Ｓ３６では、Ｓ３３で算出された燃料噴射量ＴＩを気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとして設定・更新し、気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。
【００４１】
Ｓ３７では、今回の燃料噴射量の演算に用いたトルク補正量ＰＩＰＥＲを、ＰＩＰＰＥＲＺｎ＝ＰＩＰＥＲとして記憶保持する。
成層燃焼から均質燃焼への切換時の場合（ＦＳＴＲＲ＝０の場合）は、Ｓ３８を実行する。Ｓ３８の処理については後述する。
一方、Ｓ３４での判定でＹＥＳ（ＦＲＰＩＳＥＴｎ＝１）の場合は、更新禁止のため、Ｓ３６等を実行せず、Ｓ３９で、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎを０にする。
【００４２】
Ｓ３７、Ｓ３８又はＳ３９の後は、Ｓ４０へ進む。
Ｓ４０では、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝１か否かを判定し、ＹＥＳ（フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝１）の場合のみ、Ｓ４１で、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを１にセットする。
この後は、Ｓ４２で、気筒番号ｎを１アップし、Ｓ４３で気筒番号ｎが気筒数を超えたか否かを判定する。
【００４３】
ＮＯ（ｎ≦気筒数）の場合は、Ｓ３２へ戻って、同様の処理を繰り返す。そして、ＹＥＳ（ｎ＞気筒数）の場合は、処理を終了する。
次に図４のＲＥＦジョブの急減速時トルク補正要求時の処理（Ｓ１９，Ｓ２０）について説明する。
Ｓ１８で急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（急減速時）の場合は、Ｓ１９，Ｓ２０を実行する。
【００４４】
Ｓ１９では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００４５】
Ｓ２０では、Ｓ４１と同様に、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを１にセットする。
次に図６の１０ｍｓジョブの成層燃焼から均質燃焼への切換時の処理（Ｓ３８）について説明する。尚、ここで算出される燃料噴射量は、当該切換時に、均質燃焼（吸気行程噴射）開始後に、成層燃焼（圧縮行程噴射）を行う気筒についての、燃料噴射量である。
【００４６】
Ｓ３５で成層燃焼から均質燃焼への切換時（ＦＳＴＲＲ＝０）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（切換時）の場合は、Ｓ３８を実行する。
Ｓ３８では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分も燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００４７】
次に作用を説明する。
先ず図７のタイミングチャートを参照して通常時（急減速時以外）の作用を説明する。
基準クランク角信号ＲＥＦの発生前は、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝０、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝０であり、図６の１０ｍｓジョブの実行時は、Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３５→Ｓ３６→Ｓ３７→Ｓ４０→Ｓ４２の順で実行する。従って、Ｓ３２，３３で燃料噴射量ＴＩを算出し、Ｓ３６でその燃料噴射量ＴＩを燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとして設定・更新する。但し、Ｓ３２で用いるトルク補正量ＰＩＰＥＲは前回の基準クランク角信号ＲＥＦの発生時にＲＥＦジョブで算出されたものである。このとき算出される燃料噴射量ＴＩは噴射時期ＩＴや点火時期ＡＤＶの検索に用いられる。基準クランク角信号ＲＥＦの発生をトリガとして、噴射時期ＩＴや点火時期ＡＤＶの制御用のカウンタがスタートするからである。
【００４８】
吸気弁閉時期（ＩＶＣ）近傍での基準クランク角信号ＲＥＦの発生により、図４のＲＥＦジョブで最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲが算出される。また、このとき、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝１にセットされる。
基準クランク角信号ＲＥＦの発生後の初回の１０ｍｓジョブ（図６）では、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝１のため、Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３５→Ｓ３６→Ｓ３７→Ｓ４０→Ｓ４１→Ｓ４２の順で実行する。従って、Ｓ３２，３３で燃料噴射量ＴＩを算出し、Ｓ３６でその燃料噴射量ＴＩを燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとして設定・更新する。このとき、Ｓ３２で用いるトルク補正量ＰＩＰＥＲは直前のＲＥＦジョブで算出された最新値である。そして、このとき、Ｓ４１で更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝１にセットされる。
【００４９】
基準クランク角信号ＲＥＦの発生後の２回目の１０ｍｓジョブ（図６）では、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝１のため（また途中でＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝０となるため）、Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３９→Ｓ４０→Ｓ４２の順で実行する。従って、Ｓ３２，３３で燃料噴射量ＴＩを算出するも、Ｓ３６を実行しないため、燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎを更新しない。
【００５０】
その後も同様に、燃料噴射終了後、図５の点火ジョブにより、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝０となるまで、燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎを更新しない。従って、基準クランク角信号ＲＥＦの発生後の初回の１０ｍｓジョブで設定した燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎで燃料噴射を行うことになる。
従って、ＲＥＦジョブでの最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲを取込んで、ＲＥＦジョブ後、初回の１０ｍｓジョブにて演算した燃料噴射量ＴＩを燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとして、ほぼ吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量に対応した燃料噴射が可能となる。
【００５１】
次に急減速時の作用を説明する。
急減速時は、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）近傍での基準クランク角信号ＲＥＦの発生により、図４のＲＥＦジョブで最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲが算出され（Ｓ１３〜Ｓ１６）、またトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲが算出され（Ｓ１７）、この後、Ｓ１８で急減速時であると判定されるので、Ｓ１９，Ｓ２０が実行される。
【００５２】
すなわち、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出し、これを燃料噴射制御出力として設定・更新する（Ｓ１９）。そして、これ以降の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎの更新を禁止する（Ｓ２０）。
【００５３】
従って、急減速時には、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが入らないとしても、基準クランク角信号ＲＥＦの発生に同期して、ＲＥＦジョブで、最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲを反映させて、簡易に燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎを設定するので、演算負荷を増大させることなく、速やかなトルク補正により、エンストを防止できる。
【００５４】
図８は急減速時トルク補正要求無しの場合であり、低回転（例えば８００ｒｐｍ未満）では、図８（ａ）に示すように、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが少なくとも１回入り、基準クランク角信号ＲＥＦ後初回の１０ｍｓジョブまで通常の燃料噴射量演算による燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎの更新を許可する。高回転（例えば８００ｒｐｍ以上）では、図８（ｂ）に示すように、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが１回も入らない場合があり、最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲが反映されない場合もあるが、急減速時でない限り、高応答を要求されないので、問題はない。
【００５５】
図９は急減速時トルク補正要求有りの場合であり、低回転（例えば８００ｒｐｍ未満）では、図９（ａ）に示すように、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが少なくとも１回入るが、ＲＥＦジョブで最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲを反映させた燃料噴射量を簡易に演算し、燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとしてセットする。高回転（例えば８００ｒｐｍ以上）では、図９（ｂ）に示すように、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが１回も入らない場合があるが、ＲＥＦジョブで最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲを反映させた燃料噴射量を簡易に演算し、燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとしてセットするので、急減速時のエンストを防止できる。
【００５６】
次に成層燃焼から均質燃焼への切換時の作用を説明する。
かかる切換時には、均質燃焼（吸気行程噴射）開始後も、一部の気筒では成層燃焼（圧縮行程噴射）を行うが、図６のＳ３２，３３での燃料噴射量ＴＩの演算は均質燃焼用に切換わる（目標空燃比ＴＦＢＹＡが均質燃焼用に切換わる）ために、これを用いることはできず、別途成層燃焼用の燃料噴射量を演算するようにすると、演算負荷の増大を招く。
【００５７】
そこで、かかる切換時の成層燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）の演算については、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出し、これを燃料噴射制御出力として設定・更新する（Ｓ３８）。これにより、切換時の演算負荷を低減することができる。
【００５８】
次に第２の実施例について説明する。
第２の実施例では、前述の図４のＲＥＦジョブに代えて、図１０のＲＥＦジョブを実行する。従って、図３の４ｍｓジョブ、図１０のＲＥＦジョブ、図５の点火ジョブ、図６の１０ｍｓジョブを実行する。
図１０のＲＥＦジョブについて、図４と異なる点を説明すると、Ｓ１７でのトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲの算出後に、Ｓ１７１，Ｓ１７２が追加されている。
【００５９】
Ｓ１７１では、燃焼方式の切換制御に従って、成層燃焼から均質燃焼への切換時に０にされる燃焼方式切換フラグＦＳＴＲＲの値を判定し、ＦＳＴＲＲ＝０（成層燃焼から均質燃焼への切換時、すなわち、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時）か否かを判定する。
この判定の結果、成層燃焼から均質燃焼への切換時の場合（ＦＳＴＲＲ＝０の場合）は、Ｓ１７２を実行する。
【００６０】
Ｓ１７２では、リミッタ手段として、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを１と比較し、１より大きい場合は、ＲＰＩＰＥＲ＝１に規制する。このように、成層燃焼から均質燃焼への切換時の場合に、パラメータ比ＲＰＩＰＥＲを１以下に制限するリミッタ手段を備えることで、切換後のリッチ限界を超過することによるスモークの発生を抑えることができる。
【００６１】
次に第３の実施例について説明する。
第３の実施例では、前述の図４のＲＥＦジョブに代えて、図１１のＲＥＦジョブを実行し、前述の図６の１０ｍｓジョブに代えて、図１２の１０ｍｓジョブを実行する。従って、図３の４ｍｓジョブ、図１１のＲＥＦジョブ、図５の点火ジョブ、図１２の１０ｍｓジョブを実行する。
【００６２】
図１１のＲＥＦジョブについて、図４と異なる点を説明すると、Ｓ１７でのトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲの算出後に、Ｓ１７３が追加されている。
Ｓ１７３では、基本燃料噴射量についてのパラメータ比ＲＴｐ、すなわち、前回の燃料噴射量の演算に用いた基本燃料噴射量ＴｐＺｎ（後述する図１２の１０ｍｓジョブのＳ３７１で記憶保持したもの）に対する最新の基本燃料噴射量Ｔｐ（図３の４ｍｓジョブで最新に得たもの）の比ＲＴｐ＝Ｔｐ／ＴｐＺｎを算出する。この部分が基本燃料噴射量についてのパラメータ比算出手段に相当する。
【００６３】
また、Ｓ１８での急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かの判定後、急減速時トルク補正要求時の処理として、Ｓ１８１，Ｓ１８２が追加されている。
Ｓ１８で急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（急減速時）の場合は、Ｓ１８１の判定を行う。
【００６４】
Ｓ１８１では、燃焼方式の切換制御に従って、成層燃焼から均質燃焼への切換時に０にされる燃焼方式切換フラグＦＳＴＲＲの値を判定し、ＦＳＴＲＲ＝０（成層燃焼から均質燃焼への切換時、すなわち、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時）か否かを判定する。
この判定の結果、成層燃焼から均質燃焼への切換時でない場合（ＦＳＴＲＲ＝１の場合）は、Ｓ１９を実行する。
【００６５】
Ｓ１９では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００６６】
これに対し、成層燃焼から均質燃焼への切換時の場合（ＦＳＴＲＲ＝０の場合）は、Ｓ１８２を実行する。
Ｓ１８２では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎに、基本燃料噴射量についてのパラメータ比ＲＴｐと、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲとを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＴｐ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００６７】
これらの後、Ｓ２０では、Ｓ４１と同様に、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを１にセットする。
図１２の１０ｍｓジョブについて、図６と異なる点を説明すると、Ｓ３７でのトルク補正量の記憶保持（ＰＩＰＥＲＺｎ＝ＰＩＰＥＲ）の後に、Ｓ３７１が追加されている。
【００６８】
Ｓ３７１では、今回の燃料噴射量の演算に用いた基本燃料噴射量Ｔｐを、ＴｐＺｎ＝Ｔｐとして記憶保持する。
また、Ｓ３８がＳ３８’に変更されている（成層燃焼から均質燃焼への切換時の処理）。
すなわち、Ｓ３５で成層燃焼から均質燃焼への切換時（ＦＳＴＲＲ＝０）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（切換時）の場合は、Ｓ３８’を実行する。
【００６９】
Ｓ３８’では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎに、基本燃料噴射量についてのパラメータ比ＲＴｐと、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲとを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＴｐ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分も燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００７０】
このように、シリンダ吸入空気量に基づく基本燃料噴射量についてのパラメータ比ＲＴｐを用いることで、簡易ながら最新のシリンダ吸入空気量を反映した高応答な制御が可能となる。
次に第４の実施例について説明する。
第４の実施例では、前述の図４のＲＥＦジョブに代えて、図１３のＲＥＦジョブを実行し、前述の図６の１０ｍｓジョブに代えて、図１４の１０ｍｓジョブを実行する。従って、図３の４ｍｓジョブ、図１３のＲＥＦジョブ、図５の点火ジョブ、図１４の１０ｍｓジョブを実行する。
【００７１】
図１３のＲＥＦジョブについて、図４と異なる点を説明すると、Ｓ１８での急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かの判定後、急減速時トルク補正要求時の処理として、Ｓ１８３，Ｓ１８４が追加されている。
Ｓ１８で急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（急減速時）の場合は、Ｓ１８３の判定を行う。
【００７２】
Ｓ１８３では、燃焼方式の切換過程で、一部の燃料を吸気行程噴射し、残りの燃料を圧縮行程噴射する２段噴射の要求が有るか否かを判定する。
この判定の結果、２段噴射要求無しの場合は、Ｓ１９を実行する。
Ｓ１９では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００７３】
これに対し、２段噴射要求有りの場合は、Ｓ１８４を実行する。
Ｓ１８４では、前回の成層燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎと均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎとの和に、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算し、更に今回吸気行程で既に噴射した均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎを減算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝（ＴＩＳＥＴＳｎ＋ＴＩＳＥＴＨｎ）×ＲＰＩＰＥＲ−ＴＩＳＥＴＨｎを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００７４】
尚、２段噴射時の均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎは、ＴＩＳＥＴＨｎ＝ＴＩ×ＫＰＡＲＴ（ＫＰＡＲＴは機関運転条件により変化する割合係数）により、算出される。
これらの後、Ｓ２０では、Ｓ４１と同様に、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを１にセットする。
【００７５】
図１４の１０ｍｓジョブについて、図６と異なる点を説明すると、Ｓ３５、Ｓ３８がそれぞれＳ３５’、Ｓ３８’に変更されている。
Ｓ３５’では、燃焼方式の切換過程で、一部の燃料を吸気行程噴射し、残りの燃料を圧縮行程噴射する２段噴射の要求が有るか否かを判定する。
この判定の結果、２段噴射要求無しの場合は、Ｓ３６，３７を実行するが、２段噴射要求有りの場合は、Ｓ３８’を実行する。
【００７６】
Ｓ３８’では、前回の成層燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎと均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎとの和に、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算し、更に今回吸気行程で既に噴射した均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎを減算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝（ＴＩＳＥＴＳｎ＋ＴＩＳＥＴＨｎ）×ＲＰＩＰＥＲ−ＴＩＳＥＴＨｎを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００７７】
このように、２段噴射時の成層燃焼用の燃料噴射量をパラメータ比に基づいて簡易演算することで、演算負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】 本発明の実施の一形態を示す内燃機関のシステム図
【図３】 第１の実施例の４ｍｓジョブのフローチャート
【図４】 第１の実施例のＲＥＦジョブのフローチャート
【図５】 第１の実施例の点火ジョブのフローチャート
【図６】 第１の実施例の１０ｍｓジョブのフローチャート
【図７】 通常時の作用を示すタイミングチャート
【図８】 急減速時トルク補正要求無しの場合のタイミングチャート
【図９】 急減速時トルク補正要求有りの場合のタイミングチャート
【図１０】 第２の実施例のＲＥＦジョブのフローチャート
【図１１】 第３の実施例のＲＥＦジョブのフローチャート
【図１２】 第３の実施例の１０ｍｓジョブのフローチャート
【図１３】 第４の実施例のＲＥＦジョブのフローチャート
【図１４】 第４の実施例の１０ｍｓジョブのフローチャート
【符号の説明】
１ 内燃機関
３ 吸気通路
４ 電制スロットル弁
５ 燃料噴射弁
６ 点火栓
21，22 クランク角センサ
23 エアフローメータ
24 アクセルセンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、直噴火花点火式内燃機関が注目されており、このものでは、機関の運転条件に応じて、燃焼方式を切換制御、すなわち、吸気行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内に燃料を拡散させ均質の混合気を形成して行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射することにより、点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して行う成層燃焼とに切換制御するのが一般的である（特開昭５９−３７２３６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の燃料噴射制御装置においては、所定時間毎にシリンダ吸入空気量を算出し、これに基づいて目標空燃比が得られるように燃料噴射量を算出し、最新に算出された燃料噴射量を燃料噴射制御出力として設定している。
しかし、直噴火花点火式内燃機関において、成層燃焼時に、吸気弁閉時期以降に燃料噴射を行う場合、その噴射時期の近傍にて算出されたシリンダ吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出・設定すると、実際のシリンダ吸入空気量は吸気弁閉時期に決定されるため、燃料噴射量が実際のシリンダ吸入空気量に適合せず、空燃比を目標空燃比に正しく制御できない。
【０００４】
このように空燃比を目標空燃比に正しく制御できないと、成層燃焼時に点火栓周辺空燃比を適切な範囲に抑えられず、これがために失火やスモークを発生しやすく、運転性や排気性能上好ましくない結果となる。
そこで、吸気弁閉時期にシリンダ吸入空気量を算出し、この吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量に基づいて、吸気弁閉時期以降の噴射時期における燃料噴射量を設定することが考えられている（特願平９−１８５１４３号）。
【０００５】
一方、回転変動防止等のためのトルク補正は、点火時期制御により行うのが一般的であるが、成層燃焼においては、点火時期の感度が鋭く（燃焼成立範囲が狭く）、補正できないため、燃料噴射量、特に目標空燃比を補正して、トルク補正を行うことが考えられており、この場合、回転同期で、すなわち、クランク角７２０°／気筒数毎の基準クランク角信号の入力毎に機関回転数が算出されることから、回転同期ジョブ（基準クランク角信号ＲＥＦの発生に同期して実行されるジョブ；ＲＥＦジョブ）でトルク補正を行う必要がある。
【０００６】
そこで、基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期に合わせて、吸気弁閉時期を代表する信号、すなわち、基準クランク角信号の発生に同期して、回転同期ジョブでトルク補正を含んで燃料噴射量を演算することが考えられた。
しかし、燃料噴射時期や点火時期の算出のパラメータとして、燃料噴射量を用いるため、これらのために、時間同期ジョブ（所定時間毎に実行されるジョブ；定時ジョブ）で、燃料噴射量を演算する必要もある。
【０００７】
すると、回転同期ジョブと時間同期ジョブとの両方で燃料噴射量を演算する必要を生じ、特に回転同期ジョブでの燃料噴射量の演算は演算負荷が高くなることから、この点での改善が求められている。
本発明は、このような実状に鑑み、所定の条件で、燃料噴射量を簡易に演算して、演算負荷を低減することのできる直噴火花点火式内燃機関に燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えて、燃料の少なくとも一部を圧縮行程にて噴射する直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置において、機関回転に同期して発生する基準クランク角信号に同期して、燃料噴射量算出用のトルク補正要求に基づくトルク補正量を算出するトルク補正量算出手段と、機関運転条件に基づいて前記トルク補正量によるトルク補正を含んで燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段とを備える一方、前記燃料噴射量演算手段にて前回の燃料噴射量の演算に用いたパラメータである前記トルク補正量について、その前回値と最新値との比であるパラメータ比を算出するパラメータ比算出手段と、所定の条件で、前回の燃料噴射量にトルク補正量についてのパラメータ比を乗算して燃料噴射量を算出する燃料噴射量簡易算出手段と、を設けたことを特徴とする（図１参照）。
【００１０】
請求項２に係る発明では、所定時間毎に、機関運転条件に基づいて燃料噴射量を演算する時間同期燃料噴射量演算手段と、所定の機関運転条件で、機関回転に同期して発生する基準クランク角信号に同期して、燃料噴射量を演算する回転同期燃料噴射量演算手段とを備え、前記回転同期燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする。
【００１１】
この場合に、請求項３に係る発明では、基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期近傍に設定したことを特徴とする。
請求項４に係る発明では、圧縮行程噴射と吸気行程噴射とを切換可能であり、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時に、吸気行程噴射開始後に、圧縮行程噴射を行う気筒についての、燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする。
【００１２】
この場合に、請求項５に係る発明では、前記パラメータ比算出手段は、パラメータ比を１以下に制限するリミッタ手段を備えるものであることを特徴とする。請求項６に係る発明では、圧縮行程噴射と吸気行程噴射とを切換可能であり、切換過程で一部の燃料を吸気行程噴射し、残りの燃料を圧縮行程噴射する２段噴射時の圧縮行程噴射用の燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする。
【００１３】
この場合に、請求項７に係る発明では、前記燃料噴射量簡易算出手段は、２段噴射時の総燃料噴射量をパラメータ比に基づいて算出し、算出された総燃料噴射量から吸気行程噴射した分を減算して、圧縮行程噴射用の燃料噴射量を算出するものであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、前回の燃料噴射量の演算に用いたパラメータである機関回転に同期して算出されるトルク補正量についての、前回値と最新値との比であるパラメータ比に基づいて、前回の燃料噴射量を補正することにより、トルク補正量について最新値を入力するだけで、燃料噴射量を簡易に算出でき、演算負荷を低減できると共に、簡易ながらトルク補正量の最新値を反映した高応答な制御が可能となる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、所定の機関運転条件で、基準クランク角信号に同期して、燃料噴射量を演算する際に、パラメータ比に基づいて燃料噴射量を簡易に算出することで、回転同期での演算負荷を低減できる。
この場合に、請求項３に係る発明によれば、基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期近傍に設定することで、燃焼室内空燃比を規定する吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量を基準にして燃料噴射制御を行うことができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、圧縮行程噴射（成層燃焼）から吸気行程噴射（均質燃焼）への切換時に、吸気行程噴射開始後に、圧縮行程噴射を行う気筒についての、燃料噴射量を演算する際に、パラメータ比に基づいて燃料噴射量を簡易に算出することで、吸気行程噴射用の燃料噴射量と圧縮行程噴射用の燃料噴射量とを並行して正規に演算する場合に比し、演算負荷を低減できる。
【００１８】
この場合に、請求項５に係る発明によれば、パラメータ比を１以下に制限するリミッタ手段を備えることで、切換後のリッチ限界を超過することによるスモークの発生を抑えることができる。
請求項６に係る発明によれば、圧縮行程噴射（成層燃焼）と吸気行程噴射（均質燃焼）との切換過程での２段噴射時に、圧縮行程噴射用の燃料噴射量を演算する際に、パラメータ比に基づいて燃料噴射量を簡易に算出することで、２段噴射時の演算負荷を低減できる。
【００１９】
この場合に、請求項７に係る発明によれば、２段噴射時の総燃料噴射量をパラメータ比に基づいて算出し、算出された総燃料噴射量から吸気行程噴射した分を減算して、圧縮行程噴射用の燃料噴射量を算出することで、簡易ながら総燃料噴射量を適切に制御できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図２は実施の一形態を示す直噴火花点火式内燃機関のシステム図である。先ず、これについて説明する。
車両に搭載される内燃機関１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２から吸気通路３により、電制スロットル弁４の制御を受けて、空気が吸入される。
【００２１】
電制スロットル弁４は、コントロールユニット２０からの信号により作動するステップモータ等により開度制御される。
そして、燃焼室内に燃料（ガソリン）を直接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁（インジェクタ）５が設けられている。
燃料噴射弁５は、コントロールユニット２０から機関回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴射の場合は点火栓６回りに集中的に層状の混合気を形成し、コントロールユニット２０からの点火信号に基づき、点火栓６により点火されて、燃焼（均質燃焼又は成層燃焼）する。尚、燃焼方式は、空燃比制御との組合わせで、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、成層リーン燃焼に分けられる。
【００２２】
機関１からの排気は排気通路７より排出され、排気通路７には排気浄化用の触媒８が介装されている。
コントロールユニット２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセンサから信号が入力されている。
【００２３】
前記各種のセンサとしては、機関１のクランク軸又はカム軸回転を検出するクランク角センサ２１，２２が設けられている。これらのクランク角センサ２１，２２は、クランク角７２０°／気筒数毎に、予め定めたクランク角位置（各気筒の圧縮上死点前の所定クランク角位置）で基準クランク角信号ＲＥＦを出力すると共に、１〜２°毎に単位クランク角信号ＰＯＳを出力するもので、基準クランク角信号ＲＥＦの周期から機関回転数Ｎｅを算出可能である。
【００２４】
特に、基準クランク角信号ＲＥＦの発生クランク角位置は、各気筒の吸気弁閉時期近傍、具体的には、４気筒の場合、各気筒の圧縮上死点前１３０°（吸気下死点後５０°）に設定して、吸気弁閉時期を代表する信号として、基準クランク角信号ＲＥＦを選定している。
また、カム軸回転を検出するクランク角センサ２２はクランク角７２０°毎に予め定めたクランク角位置で特定気筒に対応する気筒判別信号ＰＨＡＳＥを出力し、これにより気筒判別が可能である。
【００２５】
この他のセンサとしては、吸気通路３のスロットル弁４上流で吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ２３、アクセル開度（アクセルペダルの踏込み量）ＡＣＣを検出するアクセルセンサ２４、スロットル弁４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２５（スロットル弁４の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチを含む）、機関１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ２６、排気通路７にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力するＯ2 センサ２７、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２８などが設けられている。
【００２６】
ここにおいて、コントロールユニット２０は、前記各種のセンサからの信号を入力しつつ、内蔵のマイクロコンピュータにより、所定の演算処理を行って、電制スロットル弁４によるスロットル開度、燃料噴射弁５による燃料噴射量及び噴射時期、点火栓６による点火時期を制御する。
スロットル制御（電制スロットル弁４の制御）については、アクセル開度ＡＣＣと機関回転数Ｎｅとから設定される機関の目標トルクｔＴＲＱに応じて、電制スロットル弁４のモータを駆動して、開度制御する。
【００２７】
燃料噴射制御（燃料噴射弁５の制御）については、機関運転条件に従って燃焼方式を設定し、これに応じて燃料噴射弁５による燃料噴射量及び噴射時期を制御する。
詳しくは、機関回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとをパラメータとして燃焼方式を定めたマップを、水温Ｔｗ、始動後時間などの条件別に複数備えていて、これらの条件から選択されたマップより、実際の機関運転状態のパラメータに従って、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼又は成層リーン燃焼のいずれかに燃焼方式を設定する。
【００２８】
燃焼方式の判定の結果、均質ストイキ燃焼の場合は、燃料噴射量をストイキ空燃比（１４．６）相当に設定して、Ｏ2 センサ２７による空燃比フィードバック制御を行う一方、噴射時期ＩＴを吸気行程に設定して、均質ストイキ燃焼を行わせる。均質リーン燃焼の場合は、燃料噴射量を空燃比２０〜３０のリーン空燃比相当に設定して、オープン制御を行う一方、噴射時期ＩＴを吸気行程に設定して、均質リーン燃焼を行わせる。成層リーン燃焼の場合は、燃料噴射量を空燃比４０程度のリーン空燃比相当に設定して、オープン制御を行う一方、噴射時期ＩＴを圧縮行程に設定して、成層リーン燃焼を行わせる。尚、噴射時期ＩＴは、燃焼方式別のマップにより、機関回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとをパラメータとして可変設定される。
【００２９】
点火制御（点火栓６の制御）については、燃焼方式別に、機関回転数Ｎｅと基本燃料噴射量Ｔｐとをパラメータとするマップを参照するなどして、点火時期ＡＤＶを設定し、制御する。
次に、本発明に係る燃料噴射制御、すなわち、成層燃焼時に、吸気弁閉時期以降（圧縮行程中）に燃料噴射を行う場合の、燃料噴射制御について、第１の実施例を、図３〜図６のフローチャートにより説明する。
【００３０】
図３は基本燃料噴射量の演算のための定時ジョブであり、具体的には４ｍｓジョブである。
Ｓ１では、エアフローメータ２３により検出されるところの吸入空気流量Ｑａを読込む。
Ｓ２では、吸入空気流量Ｑａと機関回転数Ｎｅとを用いて、次式により、１燃焼当たりの吸入空気量に対応するストイキ相当の生の基本燃料噴射量（パルス幅）ＡＴｐを算出する。
【００３１】
ＡＴｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ 但し、Ｋは定数。
Ｓ３では、次式（加重平均式）により、生の基本燃料噴射量ＡＴｐにマニホールド充填遅れ分の遅れ処理を施して、シリンダ吸入空気量に対応するストイキ相当の基本燃料噴射量（パルス幅）Ｔｐを算出する。
Ｔｐ＝ＡＴｐ×Ｆload＋Ｔｐ-1×（１−Ｆload）
但し、Ｆloadは加重平均割合定数、Ｔｐ-1はＴｐの前回値である。
【００３２】
図４はＲＥＦジョブであり、各気筒毎に基準クランク角信号ＲＥＦの発生に同期して実行される。従って、各気筒毎に吸気弁閉時期に実行される。
Ｓ１１では、気筒判別された気筒（ｎ）について、気筒別のＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎを１にセットする。
尚、このＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎは、後述する図６の１０ｍｓジョブのＳ３９で０にされる。詳しくは、基準クランク角信号ＲＥＦの発生により１にセットされ、基準クランク角信号ＲＥＦの発生後、２回目の１０ｍｓジョブで０にされる。
【００３３】
Ｓ１２では、基準クランク角信号ＲＥＦの周期に基づいて、機関回転数Ｎｅを算出する。
Ｓ１３では、トルク補正要求の有無を判定し、トルク補正要求有りのときにＳ１４以降へ進む。
Ｓ１４では、機関回転数Ｎｅと目標回転数ｔＮｅとを比較し、Ｎｅ＜ｔＮｅのときは、Ｓ１５でトルク補正量ＰＩＰＥＲを一定量（又は回転数偏差に応じた量）増大させる。逆に、Ｎｅ＞ｔＮｅのときは、Ｓ１６でトルク補正量ＰＩＰＥＲを一定量（又は回転数偏差に応じた量）減少させる。尚、このトルク補正量ＰＩＰＥＲは、後述するように、目標当量比（＝１４．６／目標空燃比）を補正するためのもので、基準値は１（＝１００％）であり、機関回転数を増大すべくトルク増大を図るときは、１より大きく、逆に、機関回転数を低下すべくトルク減少を図るときは、１より小さく算出される。
【００３４】
Ｓ１７では、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲ、すなわち、前回の燃料噴射量の演算に用いたトルク補正量ＰＩＰＥＲＺｎ（後述する図６の１０ｍｓジョブのＳ３７で記憶保持したもの）に対する最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲ（Ｓ１４〜Ｓ１６で得たもの）の比ＲＰＩＰＥＲ＝ＰＩＰＥＲ／ＰＩＰＥＲＺｎを算出する。この部分がトルク補正量についてのパラメータ比算出手段に相当する。
【００３５】
Ｓ１８では、急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かを判定する。急減速時か否かは、機関回転数Ｎｅの変化量などに基づいて判定する。
この判定でＮＯ（通常時）の場合は、Ｓ１９，Ｓ２０を実行することなく、処理を終了する。Ｓ１９，Ｓ２０の処理については後述する。
図５は点火ジョブであり、各気筒毎に点火時期（各気筒の基準クランク角信号ＲＥＦより、ＦＡＤＶ＝１３０°−ＡＤＶ経過後）にて実行される。
【００３６】
Ｓ２１では、点火気筒（ｎ）について、気筒別の更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを０にする。
尚、この更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎは、後述する図６の１０ｍｓジョブのＳ４１で１にセットされる。すなわち、基準クランク角信号ＲＥＦの発生後の初回の１０ｍｓジョブで１にセットされ、点火により燃料噴射終了とみなして０にされる。但し、急減速時には、図４のＲＥＦジョブの後述するＳ２０で１にセットされる。
【００３７】
図６は燃料噴射量の演算のための定時ジョブであり、具体的には１０ｍｓジョブである。
Ｓ３１では、先ず気筒番号ｎを１にセットする。
Ｓ３２では、目標当量比（＝１４．６／目標空燃比）の算出のため、機関運転状態（Ｎｅ，Ｔｐ）により基本目標当量比ＴＦＢＹＡ０を設定し、トルク補正量ＰＩＰＥＲを読込み、これにより補正して、目標当量比ＴＦＢＹＡ＝ＴＦＢＹＡ０×ＰＩＰＥＲを算出する。
【００３８】
Ｓ３３では、次式により、シリンダ吸入空気量に対応する基本燃料噴射量Ｔｐに目標当量比ＴＦＢＹＡ等による各種補正を施して、最終的な燃料噴射量（パルス幅）ＴＩを算出する。この部分が燃料噴射量演算手段（時間同期燃料噴射量演算手段）に相当する。
ＴＩ＝Ｔｐ×ＫＴＲ×ＴＦＢＹＡ×α×αｍ＋Ｔｓ
但し、ＫＴＲは過渡補正係数、αは空燃比フィードバック補正係数、αｍは学習補正係数、Ｔｓは無効噴射量（無効パルス幅）である。
【００３９】
Ｓ３４では、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝１か否かを判定し、ＮＯ（ＦＲＰＩＳＥＴｎ＝０）の場合は、Ｓ３５へ進む。
Ｓ３５では、燃焼方式の切換制御に従って、成層燃焼から均質燃焼への切換時に０にされる燃焼方式切換フラグＦＳＴＲＲの値を判定し、ＦＳＴＲＲ＝０（成層燃焼から均質燃焼への切換時、すなわち、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時）か否かを判定する。
【００４０】
成層燃焼から均質燃焼への切換時でない場合（ＦＳＴＲＲ＝１の場合）は、Ｓ３６，Ｓ３７を実行する。
Ｓ３６では、Ｓ３３で算出された燃料噴射量ＴＩを気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとして設定・更新し、気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。
【００４１】
Ｓ３７では、今回の燃料噴射量の演算に用いたトルク補正量ＰＩＰＥＲを、ＰＩＰＰＥＲＺｎ＝ＰＩＰＥＲとして記憶保持する。
成層燃焼から均質燃焼への切換時の場合（ＦＳＴＲＲ＝０の場合）は、Ｓ３８を実行する。Ｓ３８の処理については後述する。
一方、Ｓ３４での判定でＹＥＳ（ＦＲＰＩＳＥＴｎ＝１）の場合は、更新禁止のため、Ｓ３６等を実行せず、Ｓ３９で、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎを０にする。
【００４２】
Ｓ３７、Ｓ３８又はＳ３９の後は、Ｓ４０へ進む。
Ｓ４０では、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝１か否かを判定し、ＹＥＳ（フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝１）の場合のみ、Ｓ４１で、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを１にセットする。
この後は、Ｓ４２で、気筒番号ｎを１アップし、Ｓ４３で気筒番号ｎが気筒数を超えたか否かを判定する。
【００４３】
ＮＯ（ｎ≦気筒数）の場合は、Ｓ３２へ戻って、同様の処理を繰り返す。そして、ＹＥＳ（ｎ＞気筒数）の場合は、処理を終了する。
次に図４のＲＥＦジョブの急減速時トルク補正要求時の処理（Ｓ１９，Ｓ２０）について説明する。
Ｓ１８で急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（急減速時）の場合は、Ｓ１９，Ｓ２０を実行する。
【００４４】
Ｓ１９では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００４５】
Ｓ２０では、Ｓ４１と同様に、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを１にセットする。
次に図６の１０ｍｓジョブの成層燃焼から均質燃焼への切換時の処理（Ｓ３８）について説明する。尚、ここで算出される燃料噴射量は、当該切換時に、均質燃焼（吸気行程噴射）開始後に、成層燃焼（圧縮行程噴射）を行う気筒についての、燃料噴射量である。
【００４６】
Ｓ３５で成層燃焼から均質燃焼への切換時（ＦＳＴＲＲ＝０）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（切換時）の場合は、Ｓ３８を実行する。
Ｓ３８では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分も燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００４７】
次に作用を説明する。
先ず図７のタイミングチャートを参照して通常時（急減速時以外）の作用を説明する。
基準クランク角信号ＲＥＦの発生前は、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝０、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝０であり、図６の１０ｍｓジョブの実行時は、Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３５→Ｓ３６→Ｓ３７→Ｓ４０→Ｓ４２の順で実行する。従って、Ｓ３２，３３で燃料噴射量ＴＩを算出し、Ｓ３６でその燃料噴射量ＴＩを燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとして設定・更新する。但し、Ｓ３２で用いるトルク補正量ＰＩＰＥＲは前回の基準クランク角信号ＲＥＦの発生時にＲＥＦジョブで算出されたものである。このとき算出される燃料噴射量ＴＩは噴射時期ＩＴや点火時期ＡＤＶの検索に用いられる。基準クランク角信号ＲＥＦの発生をトリガとして、噴射時期ＩＴや点火時期ＡＤＶの制御用のカウンタがスタートするからである。
【００４８】
吸気弁閉時期（ＩＶＣ）近傍での基準クランク角信号ＲＥＦの発生により、図４のＲＥＦジョブで最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲが算出される。また、このとき、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝１にセットされる。
基準クランク角信号ＲＥＦの発生後の初回の１０ｍｓジョブ（図６）では、ＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝１のため、Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３５→Ｓ３６→Ｓ３７→Ｓ４０→Ｓ４１→Ｓ４２の順で実行する。従って、Ｓ３２，３３で燃料噴射量ＴＩを算出し、Ｓ３６でその燃料噴射量ＴＩを燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとして設定・更新する。このとき、Ｓ３２で用いるトルク補正量ＰＩＰＥＲは直前のＲＥＦジョブで算出された最新値である。そして、このとき、Ｓ４１で更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝１にセットされる。
【００４９】
基準クランク角信号ＲＥＦの発生後の２回目の１０ｍｓジョブ（図６）では、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝１のため（また途中でＲＥＦ直後フラグＦＡＰＰＦＳＴｎ＝０となるため）、Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３９→Ｓ４０→Ｓ４２の順で実行する。従って、Ｓ３２，３３で燃料噴射量ＴＩを算出するも、Ｓ３６を実行しないため、燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎを更新しない。
【００５０】
その後も同様に、燃料噴射終了後、図５の点火ジョブにより、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎ＝０となるまで、燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎを更新しない。従って、基準クランク角信号ＲＥＦの発生後の初回の１０ｍｓジョブで設定した燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎで燃料噴射を行うことになる。
従って、ＲＥＦジョブでの最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲを取込んで、ＲＥＦジョブ後、初回の１０ｍｓジョブにて演算した燃料噴射量ＴＩを燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとして、ほぼ吸気弁閉時期のシリンダ吸入空気量に対応した燃料噴射が可能となる。
【００５１】
次に急減速時の作用を説明する。
急減速時は、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）近傍での基準クランク角信号ＲＥＦの発生により、図４のＲＥＦジョブで最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲが算出され（Ｓ１３〜Ｓ１６）、またトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲが算出され（Ｓ１７）、この後、Ｓ１８で急減速時であると判定されるので、Ｓ１９，Ｓ２０が実行される。
【００５２】
すなわち、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出し、これを燃料噴射制御出力として設定・更新する（Ｓ１９）。そして、これ以降の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎの更新を禁止する（Ｓ２０）。
【００５３】
従って、急減速時には、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが入らないとしても、基準クランク角信号ＲＥＦの発生に同期して、ＲＥＦジョブで、最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲを反映させて、簡易に燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎを設定するので、演算負荷を増大させることなく、速やかなトルク補正により、エンストを防止できる。
【００５４】
図８は急減速時トルク補正要求無しの場合であり、低回転（例えば８００ｒｐｍ未満）では、図８（ａ）に示すように、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが少なくとも１回入り、基準クランク角信号ＲＥＦ後初回の１０ｍｓジョブまで通常の燃料噴射量演算による燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎの更新を許可する。高回転（例えば８００ｒｐｍ以上）では、図８（ｂ）に示すように、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが１回も入らない場合があり、最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲが反映されない場合もあるが、急減速時でない限り、高応答を要求されないので、問題はない。
【００５５】
図９は急減速時トルク補正要求有りの場合であり、低回転（例えば８００ｒｐｍ未満）では、図９（ａ）に示すように、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが少なくとも１回入るが、ＲＥＦジョブで最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲを反映させた燃料噴射量を簡易に演算し、燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとしてセットする。高回転（例えば８００ｒｐｍ以上）では、図９（ｂ）に示すように、基準クランク角信号ＲＥＦから燃料噴射までの間に１０ｍｓジョブが１回も入らない場合があるが、ＲＥＦジョブで最新のトルク補正量ＰＩＰＥＲを反映させた燃料噴射量を簡易に演算し、燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎとしてセットするので、急減速時のエンストを防止できる。
【００５６】
次に成層燃焼から均質燃焼への切換時の作用を説明する。
かかる切換時には、均質燃焼（吸気行程噴射）開始後も、一部の気筒では成層燃焼（圧縮行程噴射）を行うが、図６のＳ３２，３３での燃料噴射量ＴＩの演算は均質燃焼用に切換わる（目標空燃比ＴＦＢＹＡが均質燃焼用に切換わる）ために、これを用いることはできず、別途成層燃焼用の燃料噴射量を演算するようにすると、演算負荷の増大を招く。
【００５７】
そこで、かかる切換時の成層燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）の演算については、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出し、これを燃料噴射制御出力として設定・更新する（Ｓ３８）。これにより、切換時の演算負荷を低減することができる。
【００５８】
次に第２の実施例について説明する。
第２の実施例では、前述の図４のＲＥＦジョブに代えて、図１０のＲＥＦジョブを実行する。従って、図３の４ｍｓジョブ、図１０のＲＥＦジョブ、図５の点火ジョブ、図６の１０ｍｓジョブを実行する。
図１０のＲＥＦジョブについて、図４と異なる点を説明すると、Ｓ１７でのトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲの算出後に、Ｓ１７１，Ｓ１７２が追加されている。
【００５９】
Ｓ１７１では、燃焼方式の切換制御に従って、成層燃焼から均質燃焼への切換時に０にされる燃焼方式切換フラグＦＳＴＲＲの値を判定し、ＦＳＴＲＲ＝０（成層燃焼から均質燃焼への切換時、すなわち、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時）か否かを判定する。
この判定の結果、成層燃焼から均質燃焼への切換時の場合（ＦＳＴＲＲ＝０の場合）は、Ｓ１７２を実行する。
【００６０】
Ｓ１７２では、リミッタ手段として、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを１と比較し、１より大きい場合は、ＲＰＩＰＥＲ＝１に規制する。このように、成層燃焼から均質燃焼への切換時の場合に、パラメータ比ＲＰＩＰＥＲを１以下に制限するリミッタ手段を備えることで、切換後のリッチ限界を超過することによるスモークの発生を抑えることができる。
【００６１】
次に第３の実施例について説明する。
第３の実施例では、前述の図４のＲＥＦジョブに代えて、図１１のＲＥＦジョブを実行し、前述の図６の１０ｍｓジョブに代えて、図１２の１０ｍｓジョブを実行する。従って、図３の４ｍｓジョブ、図１１のＲＥＦジョブ、図５の点火ジョブ、図１２の１０ｍｓジョブを実行する。
【００６２】
図１１のＲＥＦジョブについて、図４と異なる点を説明すると、Ｓ１７でのトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲの算出後に、Ｓ１７３が追加されている。
Ｓ１７３では、基本燃料噴射量についてのパラメータ比ＲＴｐ、すなわち、前回の燃料噴射量の演算に用いた基本燃料噴射量ＴｐＺｎ（後述する図１２の１０ｍｓジョブのＳ３７１で記憶保持したもの）に対する最新の基本燃料噴射量Ｔｐ（図３の４ｍｓジョブで最新に得たもの）の比ＲＴｐ＝Ｔｐ／ＴｐＺｎを算出する。この部分が基本燃料噴射量についてのパラメータ比算出手段に相当する。
【００６３】
また、Ｓ１８での急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かの判定後、急減速時トルク補正要求時の処理として、Ｓ１８１，Ｓ１８２が追加されている。
Ｓ１８で急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（急減速時）の場合は、Ｓ１８１の判定を行う。
【００６４】
Ｓ１８１では、燃焼方式の切換制御に従って、成層燃焼から均質燃焼への切換時に０にされる燃焼方式切換フラグＦＳＴＲＲの値を判定し、ＦＳＴＲＲ＝０（成層燃焼から均質燃焼への切換時、すなわち、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時）か否かを判定する。
この判定の結果、成層燃焼から均質燃焼への切換時でない場合（ＦＳＴＲＲ＝１の場合）は、Ｓ１９を実行する。
【００６５】
Ｓ１９では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００６６】
これに対し、成層燃焼から均質燃焼への切換時の場合（ＦＳＴＲＲ＝０の場合）は、Ｓ１８２を実行する。
Ｓ１８２では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎに、基本燃料噴射量についてのパラメータ比ＲＴｐと、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲとを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＴｐ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００６７】
これらの後、Ｓ２０では、Ｓ４１と同様に、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを１にセットする。
図１２の１０ｍｓジョブについて、図６と異なる点を説明すると、Ｓ３７でのトルク補正量の記憶保持（ＰＩＰＥＲＺｎ＝ＰＩＰＥＲ）の後に、Ｓ３７１が追加されている。
【００６８】
Ｓ３７１では、今回の燃料噴射量の演算に用いた基本燃料噴射量Ｔｐを、ＴｐＺｎ＝Ｔｐとして記憶保持する。
また、Ｓ３８がＳ３８’に変更されている（成層燃焼から均質燃焼への切換時の処理）。
すなわち、Ｓ３５で成層燃焼から均質燃焼への切換時（ＦＳＴＲＲ＝０）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（切換時）の場合は、Ｓ３８’を実行する。
【００６９】
Ｓ３８’では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎに、基本燃料噴射量についてのパラメータ比ＲＴｐと、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲとを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＴｐ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分も燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００７０】
このように、シリンダ吸入空気量に基づく基本燃料噴射量についてのパラメータ比ＲＴｐを用いることで、簡易ながら最新のシリンダ吸入空気量を反映した高応答な制御が可能となる。
次に第４の実施例について説明する。
第４の実施例では、前述の図４のＲＥＦジョブに代えて、図１３のＲＥＦジョブを実行し、前述の図６の１０ｍｓジョブに代えて、図１４の１０ｍｓジョブを実行する。従って、図３の４ｍｓジョブ、図１３のＲＥＦジョブ、図５の点火ジョブ、図１４の１０ｍｓジョブを実行する。
【００７１】
図１３のＲＥＦジョブについて、図４と異なる点を説明すると、Ｓ１８での急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かの判定後、急減速時トルク補正要求時の処理として、Ｓ１８３，Ｓ１８４が追加されている。
Ｓ１８で急減速時（すなわち急減速時トルク補正要求）か否かを判定した結果、ＹＥＳ（急減速時）の場合は、Ｓ１８３の判定を行う。
【００７２】
Ｓ１８３では、燃焼方式の切換過程で、一部の燃料を吸気行程噴射し、残りの燃料を圧縮行程噴射する２段噴射の要求が有るか否かを判定する。
この判定の結果、２段噴射要求無しの場合は、Ｓ１９を実行する。
Ｓ１９では、前回の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎにトルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝ＴＩＳＥＴＳｎ×ＲＰＩＰＥＲを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００７３】
これに対し、２段噴射要求有りの場合は、Ｓ１８４を実行する。
Ｓ１８４では、前回の成層燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎと均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎとの和に、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算し、更に今回吸気行程で既に噴射した均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎを減算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝（ＴＩＳＥＴＳｎ＋ＴＩＳＥＴＨｎ）×ＲＰＩＰＥＲ−ＴＩＳＥＴＨｎを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００７４】
尚、２段噴射時の均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎは、ＴＩＳＥＴＨｎ＝ＴＩ×ＫＰＡＲＴ（ＫＰＡＲＴは機関運転条件により変化する割合係数）により、算出される。
これらの後、Ｓ２０では、Ｓ４１と同様に、更新禁止フラグＦＲＰＩＳＥＴｎを１にセットする。
【００７５】
図１４の１０ｍｓジョブについて、図６と異なる点を説明すると、Ｓ３５、Ｓ３８がそれぞれＳ３５’、Ｓ３８’に変更されている。
Ｓ３５’では、燃焼方式の切換過程で、一部の燃料を吸気行程噴射し、残りの燃料を圧縮行程噴射する２段噴射の要求が有るか否かを判定する。
この判定の結果、２段噴射要求無しの場合は、Ｓ３６，３７を実行するが、２段噴射要求有りの場合は、Ｓ３８’を実行する。
【００７６】
Ｓ３８’では、前回の成層燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎと均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎとの和に、トルク補正量についてのパラメータ比ＲＰＩＰＥＲを乗算し、更に今回吸気行程で既に噴射した均質燃焼用の燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＨｎを減算して、燃料噴射量（燃料噴射制御出力）ＴＩＳＥＴＳｎ＝（ＴＩＳＥＴＳｎ＋ＴＩＳＥＴＨｎ）×ＲＰＩＰＥＲ−ＴＩＳＥＴＨｎを簡易に算出する。もちろん、この気筒別の燃料噴射制御出力ＴＩＳＥＴＳｎは気筒別の噴射時間制御用の出力レジスタにセットする。この部分が燃料噴射量簡易算出手段に相当する。
【００７７】
このように、２段噴射時の成層燃焼用の燃料噴射量をパラメータ比に基づいて簡易演算することで、演算負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】 本発明の実施の一形態を示す内燃機関のシステム図
【図３】 第１の実施例の４ｍｓジョブのフローチャート
【図４】 第１の実施例のＲＥＦジョブのフローチャート
【図５】 第１の実施例の点火ジョブのフローチャート
【図６】 第１の実施例の１０ｍｓジョブのフローチャート
【図７】 通常時の作用を示すタイミングチャート
【図８】 急減速時トルク補正要求無しの場合のタイミングチャート
【図９】 急減速時トルク補正要求有りの場合のタイミングチャート
【図１０】 第２の実施例のＲＥＦジョブのフローチャート
【図１１】 第３の実施例のＲＥＦジョブのフローチャート
【図１２】 第３の実施例の１０ｍｓジョブのフローチャート
【図１３】 第４の実施例のＲＥＦジョブのフローチャート
【図１４】 第４の実施例の１０ｍｓジョブのフローチャート
【符号の説明】
１ 内燃機関
３ 吸気通路
４ 電制スロットル弁
５ 燃料噴射弁
６ 点火栓
21，22 クランク角センサ
23 エアフローメータ
24 アクセルセンサ
Claims (7)
- 燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えて、燃料の少なくとも一部を圧縮行程にて噴射する直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置において、
機関回転に同期して発生する基準クランク角信号に同期して、燃料噴射量算出用のトルク補正要求に基づくトルク補正量を算出するトルク補正量算出手段と、
機関運転条件に基づいて前記トルク補正量によるトルク補正を含んで燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段とを備える一方、
前記燃料噴射量演算手段にて前回の燃料噴射量の演算に用いたパラメータである前記トルク補正量について、その前回値と最新値との比であるパラメータ比を算出するパラメータ比算出手段と、
所定の条件で、前回の燃料噴射量にトルク補正量についてのパラメータ比を乗算して燃料噴射量を算出する燃料噴射量簡易算出手段と、
を設けたことを特徴とする直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 所定時間毎に、機関運転条件に基づいて燃料噴射量を演算する時間同期燃料噴射量演算手段と、所定の機関運転条件で、機関回転に同期して発生する基準クランク角信号に同期して、燃料噴射量を演算する回転同期燃料噴射量演算手段とを備え、
前記回転同期燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする請求項１記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 基準クランク角信号の発生時期を吸気弁閉時期近傍に設定したことを特徴とする請求項２記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 圧縮行程噴射と吸気行程噴射とを切換可能であり、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切換時に、吸気行程噴射開始後に、圧縮行程噴射を行う気筒についての、燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする請求項１記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記パラメータ比算出手段は、パラメータ比を１以下に制限するリミッタ手段を備えるものであることを特徴とする請求項４記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 圧縮行程噴射と吸気行程噴射とを切換可能であり、切換過程で一部の燃料を吸気行程噴射し、残りの燃料を圧縮行程噴射する２段噴射時の圧縮行程噴射用の燃料噴射量演算手段を、前記パラメータ比算出手段と前記燃料噴射量簡易算出手段とから構成したことを特徴とする請求項１記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記燃料噴射量簡易算出手段は、２段噴射時の総燃料噴射量をパラメータ比に基づいて算出し、算出された総燃料噴射量から吸気行程噴射した分を減算して、圧縮行程噴射用の燃料噴射量を算出するものであることを特徴とする請求項６記載の直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20791897A JP3680506B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP20791897A JP3680506B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1150895A JPH1150895A (ja) | 1999-02-23 |
| JP3680506B2 true JP3680506B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=16547724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20791897A Expired - Lifetime JP3680506B2 (ja) | 1997-08-01 | 1997-08-01 | 直噴火花点火式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3680506B2 (ja) |
-
1997
- 1997-08-01 JP JP20791897A patent/JP3680506B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1150895A (ja) | 1999-02-23 |
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