JP4061881B2 - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの燃料噴射制御装置、特に蒸発燃料処理装置を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸発燃料処理装置は、主にキャニスタとパージ通路とパージコントロールバルブとからなっている。燃料タンク内で発生したベーパ（燃料蒸気を含んだガス）はキャニスタに導かれて燃料粒子だけがキャニスタ内の活性炭に一時的に吸着されて保持される。エンジン運転中にパージコントロールバルブを開くと、スロットル弁下流に発生する吸入圧力（大気圧より小さい）により、活性炭に吸着された燃料粒子が活性炭より離脱して外気と混合し、いわゆるパージガスが生成される。このパージガスはパージ通路を介して吸気通路に導入され、燃料の一部として燃焼される。吸気通路に部より導入されるパージガスは理論空燃比を目標とする空燃比制御に対して外乱として働くので、パージガスの導入中にも理論空燃比が得られるようにパージガス中の燃料流量（以下「パージ燃料流量」という。）の分だけ燃料噴射弁からの燃料噴射量を減算するようにした技術が提案されている（特開平１０−３１１２５５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料噴射弁にはこれ以上小さな燃料噴射パルス幅を与えたのでは安定して燃料噴射を行わせることができなくなる限界（この限界の燃料噴射パルス幅を以下「最小パルス幅」という。）Ｔｍｉｎがあるので、蒸発燃料処理装置の非作動時における最小の燃料噴射量（例えばアイドル時の燃料噴射量）よりもこのＴｍｉｎによる燃料量のほうが小さい特性の燃料噴射弁を選定することで、蒸発燃料処理装置の非作動時における最小の燃料噴射量を供給するときでも燃料噴射弁より安定して燃料噴射が行えるようにしている。
【０００４】
一方、車両への搭載性の向上やコスト削減を目的にキャニスタの大きさを小さくしたいという要求がある一方で、キャニスタが小さいと燃料タンクで発生したベーパを吸着しきれずに大気に放出されてしまう（オーバフローの状態）ことが懸念されるため、ある程度の大きさのキャニスタを設けて、キャニスタからのパージガスはすべてエンジン内で燃焼させる必要があることから、パージ燃料流量が増大する傾向にある。
【０００５】
このため、パージ燃料流量が増大した状態でも理論空燃比が得られるようにするには燃料噴射弁からの燃料減量分が大きくなり、このとき燃料噴射弁に指令する燃料減量後の噴射量が最小パルス幅Ｔｍｉｎによる噴射量を下回る事態が生じる。こうした事態では燃料噴射弁からの燃料噴射が不安定となり、この燃料噴射の不安定さにより理論空燃比の得られる噴射量を燃料噴射弁より正確に供給できなくなると、実際の空燃比が理論空燃比より外れ、排気通路に設けた三元触媒の転換効率が低下して排気組成が悪くなる。
【０００６】
しかしながら、こうした事態に対処する技術は開示されていない。
【０００７】
そこで本発明は、燃料噴射弁に指令する燃料減量後の噴射量が最小パルス幅による噴射量を下回る事態が生じたとき、２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行することにより、燃料噴射弁に指令する燃料減量後の噴射量が最小パルス幅による噴射量を下回ることがあっても、安定した燃料噴射を確保して排気組成への影響を排除することを目的とする。
【０００８】
また、その場合に、燃料噴射時期におけるシリンダ内吸気流量の挙動に着目し２サイクル分の噴射量の半分が次サイクルでのシリンダへの燃料供給に持ち越されるように当サイクルでの燃料噴射の開始と終了の各時期を設定することにより、２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止するに際しても、燃料噴射の行われる当サイクル及び燃料噴射の中止される次サイクルとも理論空燃比を実現することをも目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、目標空燃比（例えば理論空燃比）が得られる１サイクル当たりの噴射量を第１噴射量（第１パルス幅ＴＩ１）として演算する第１噴射量演算手段と、１サイクル毎にこの第１噴射量の燃料をエンジンに供給する燃料噴射弁とを備えるエンジンの燃料噴射制御装置において、燃料タンク内に発生するベーパ中の燃料粒子をキャニスタに吸着させておくと共に、このキャニスタ内の吸着燃料分をエンジン運転中の吸入圧力によりパージガスにして吸気通路に導入する蒸発燃料処理装置と、このパージガスの導入中にも前記目標空燃比が得られるように前記第１噴射量からパージ燃料流量の分だけ減算した噴射量を第２噴射量（第２パルス幅ＴＩ２）として演算する第２噴射量演算手段と、この第２噴射量（第２パルス幅ＴＩ２）が燃料噴射弁の最小噴射量（最小パルス幅Ｔｍｉｎ）を下回るとき、２サイクル分の噴射量（第３パルス幅ＴＩ３）の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御（パージ時制御２）を実行するパージ時制御手段とを備え、当サイクルでの燃料噴射の開始と終了の各時期を、前記２サイクル分の噴射量の半分が次サイクルでのシリンダへの燃料供給に持ち越されるように設定する。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明において前記２サイクル分の噴射量が、当サイクルでの第２噴射量を２倍にした値である。
【００１２】
第３の発明では、第１の発明においてシリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期ＩＴＣとし、この噴射中心時期ＩＴＣより前記２サイクル分の噴射量の半分を噴き終わることができる前及び後の各時期を噴射開始時期及び噴射終了時期として設定する。
【００１３】
第４の発明では、第１または第２の発明において前記パージ時制御手段の実行中に前記２サイクル分の噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回るとき、２サイクル分の噴射量をこの最小噴射量を２倍にした値へと拡大し、この拡大した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行する。
【００１４】
第５の発明では、第４の発明において当サイクルでの燃料噴射時期を、前記拡大した２サイクル分の噴射量の半分が次サイクルでのシリンダへの燃料供給に持ち越されるように設定する。
【００１５】
第６の発明では、第５の発明においてシリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期ＩＴＣとし、この噴射中心時期ＩＴＣより前記拡大した２サイクル分の噴射量の半分を噴き終わることができる前及び後の各時期を噴射開始時期及び噴射終了時期として定める。
【００１６】
第７の発明では、第５または第６の発明において前記２サイクル分の噴射量を燃料噴射弁の最小噴射量を２倍にした値へと拡大した状態でも目標空燃比が得られるようにパージ燃料流量を減量する。
第８の発明は、目標空燃比（例えば理論空燃比）が得られる１サイクル当たりの噴射量を第１噴射量（第１パルス幅ＴＩ１）として演算する第１噴射量演算手段と、１サイクル毎にこの第１噴射量の燃料をエンジンに供給する燃料噴射弁とを備えるエンジンの燃料噴射制御装置において、燃料タンク内に発生するベーパ中の燃料粒子をキャニスタに吸着させておくと共に、このキャニスタ内の吸着燃料分をエンジン運転中の吸入圧力によりパージガスにして吸気通路に導入する蒸発燃料処理装置と、このパージガスの導入中にも前記目標空燃比が得られるように前記第１噴射量からパージ燃料流量の分だけ減算した噴射量を第２噴射量（第２パルス幅ＴＩ２）として演算する第２噴射量演算手段と、この第２噴射量（第２パルス幅ＴＩ２）が燃料噴射弁の最小噴射量（最小パルス幅Ｔｍｉｎ）を下回るとき、２サイクル分の噴射量（第３パルス幅ＴＩ３）の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御（パージ時制御２）を実行するパージ時制御手段とを備え、前記パージ時制御手段の実行中に前記２サイクル分の噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回るとき、２サイクル分の噴射量をこの最小噴射量を２倍にした値へと拡大し、この拡大した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行するとともに、当サイクルでの燃料噴射時期を、前記拡大した２サイクル分の噴射量の半分が次サイクルでのシリンダへの燃料供給に持ち越されるように設定する。
第９の発明では、第８の発明において前記２サイクル分の噴射量が、当サイクルでの第２噴射量を２倍にした値である。
第１０の発明では、第８の発明においてシリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期ＩＴＣとし、この噴射中心時期ＩＴＣより前記拡大した２サイクル分の噴射量の半分を噴き終わることができる前及び後の各時期を噴射開始時期及び噴射終了時期として定める。
第１１の発明では、第８または第１０の発明において前記２サイクル分の噴射量を燃料噴射弁の最小噴射量を２倍にした値へと拡大した状態でも目標空燃比が得られるようにパージ燃料流量を減量する。
【００１７】
第１２の発明は、目標空燃比（例えば理論空燃比）が得られる１サイクル当たりの噴射量を第１噴射量（第１パルス幅ＴＩ１）として演算する第１噴射量演算手段と、１サイクル毎にこの第１噴射量の燃料をシリンダ内に直接供給する燃料噴射弁とを備えるエンジンの燃料噴射制御装置において、燃料タンク内に発生するベーパ中の燃料粒子をキャニスタに吸着させておくと共に、このキャニスタ内の吸着燃料分をエンジン運転中の吸入圧力によりパージガスにして吸気通路に導入する蒸発燃料処理装置と、このパージガスの導入中にも前記目標空燃比が得られるように前記第１噴射量からパージ燃料流量の分だけ減算した噴射量を第２噴射量（第２パルス幅ＴＩ２）として演算する第２噴射量演算手段と、この第２噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量（最小パルス幅Ｔｍｉｎ）を下回るとき、２サイクル分の噴射量を当サイクルでの第２噴射量を２倍にした値で設定し、この２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行する第１パージ時制御手段と、シリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの期間に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期ＩＴＣとし、この噴射中心時期ＩＴＣより前記２サイクル分の噴射量の半分を噴き終わることができる前及び後の各時期を噴射開始時期及び噴射終了時期として定める燃料噴射時期設定手段と、前記第１パージ時制御手段の作動中に前記噴射終了時期が吸気弁閉時期より遅れるとき、前記２サイクル分の噴射量を吸気弁閉時期から前記噴射中心時期を差し引いた値を２倍にした値へと短縮し、この短縮した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行する第２パージ時制御手段と、この第２パージ時制御手段により前記２サイクル分の噴射量を吸気弁閉時期から前記噴射中心時期を差し引いた値を２倍にした値へと短縮した状態でも目標空燃比が得られるようにパージ燃料流量を調整するパージ燃料流量調整手段とを備える。
【００１８】
第１３の発明では、第３、第６、第１０、第１２のいずれか一つの発明において前記噴射中心時期ＩＴＣをエンジン運転状態に応じて変化させる。
【００１９】
第１４の発明では、第１３の発明において吸気弁の開閉時期がエンジン回転速度Ｎｅに関係なく同一である場合に、前記噴射中心時期ＩＴＣをエンジン回転速度Ｎｅが高回転速度側になるほど遅角側へ変化させる。
【００２０】
第１５の発明では、第１３の発明において吸気弁の作動角一定のまま吸気弁閉時期を可変に調整可能なバルブタイミング制御装置を備える場合に、前記噴射中心時期ＩＴＣを吸気弁閉時期が進角側になるほど遅角側へ変化させる。
【００２１】
第１６の発明では、第１３の発明において吸気ポートの有効長さを切換可能な可変吸気制御装置を備える場合に、前記噴射中心時期ＩＴＣをこの可変吸気制御装置が非作動状態と作動状態とで変化させる。
【００２２】
【発明の効果】
第１、第２、８、９の発明によれば、２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射するため最小噴射量への余裕代が２倍となる。言い換えると安定して燃料噴射を行える範囲における燃料噴射弁からの噴射量の減少代が拡大するので、排気組成に影響を与えることがない。
【００２３】
第１、第３の発明によれば、２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止するに際しても、燃料噴射の行われる当サイクル及び燃料噴射の中止される次サイクルとも目標空燃比の混合気が得られる。
【００２４】
第４、第８の発明によれば、パージ燃料流量の増加で２サイクル分の噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回ることがあっても、最小噴射量への余裕代を２倍とすることが可能となり、これにより安定して燃料噴射を行える範囲における燃料噴射弁からの噴射量の減少代が拡大するので、排気組成に影響を与えることがない。
【００２５】
第５、第６、第８、第１０の発明によれば、燃料噴射弁の最小噴射量を２倍にした値へと拡大した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止するに際しても、燃料噴射の行われる当サイクル及び燃料噴射の中止される次サイクルとも同等の空燃比の混合気が得られる。
【００２６】
第７の発明によれば、パージ燃料流量の増加で２サイクル分の噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回るために、燃料噴射弁の最小噴射量を２倍にした値へと拡大した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止するに際しても、燃料噴射の行われる当サイクル及び燃料噴射の中止される次サイクルとも目標空燃比の混合気が得られる。
【００２７】
第１２の発明によれば、筒内直噴燃料噴射式エンジンを対象として、第１パージ時制御手段の作動中において噴射終了時期が吸気弁閉時期より遅れるときに、２サイクル分の噴射量を吸気弁閉時期から噴射中心時期を差し引いた値を２倍にした値へと短縮し、この短縮した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止するに際しても、燃料噴射の行われる当サイクル及び燃料噴射の中止される次サイクルとも目標空燃比の混合気が得られる。
【００２８】
第１３の発明によれば、運転条件に応じ最適な噴射中心時期が得られる。
【００２９】
噴射中心時期が一定である場合に、図９のように低回転速度時に合わせて噴射中心時期（ＩＴＣ）を適合したのでは高回転速度時に噴射中心時期が最適とならないのであるが、第１４の発明によれば高回転速度になるほど噴射中心時期を遅角側へと変化させるので、エンジン回転速度に関係なく噴射中心時期を最適に定めることができる。
【００３０】
吸気弁の作動角一定のまま吸気弁閉時期を可変に調整可能なバルブタイミング制御装置を備える場合に、図１０のように吸気弁閉時期が遅角側にあるときに噴射中心時期（ＩＴＣ）を適合したのでは吸気弁閉時期が進角したときに噴射中心時期が最適とならないのであるが、第１５の発明によれば吸気弁閉時期が進角側になるほど噴射中心時期を遅角側へと変化させるので、吸気弁閉時期に関係なく噴射中心時期を最適に定めることができる。
【００３１】
吸気ポートの有効長さを切換可能な可変吸気制御装置を備える場合に、図１１のように可変吸気制御装置が非作動状態（可変吸気コントロールバルブ閉時）にあるときに噴射中心時期（ＩＴＣ）を適合したのでは可変吸気制御装置が作動状態（可変吸気コントロールバルブ開時）のときに噴射中心時期が最適とならないのであるが、第１６の発明によれば可変吸気制御装置が非作動状態と作動状態とで噴射中心時期を変化させるので、可変吸気制御装置が非作動状態、作動状態のいずれにあるときも噴射中心時期を最適に定めることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン本体、２は吸気通路、３は排気通路、４は各気筒の吸気ポートに設けられる燃料噴射弁である。
【００３３】
吸気通路２は吸気管２Ａ、吸気コレクタ２Ｂ、吸気マニフォールド２Ｃからなり、吸気管２ＡにはＤＣモータ９などでスロットル弁８を開閉駆動する、いわゆる電子制御スロットル装置が介装されており、スロットルセンサ２２により検出される実際のスロットル弁開度が、コントロールユニット２１からの目標開度指令値と一致するようにスロットル弁８が駆動される。このとき定まるスロットル弁８の開度によってエンジンに吸入される空気流量が調整される。
【００３４】
燃料タンク１１からの燃料は燃料供給ポンプ１２により燃料供給通路１３を介してコモンレール１４に圧送され、ここから一定圧の燃料が各気筒の燃料噴射弁４に供給される。
【００３５】
コントロールユニット２１にはクランク角センサ２３、２４からの単位クランク角毎のポジション信号および基準位置信号、エアフローメータ２５からの吸入空気流量の信号、水温センサ２６からの冷却水温の信号などが入力され、コントロールユニット２１ではこれらの信号に基づいて目標空燃比、例えば理論空燃比の混合気が得られる１サイクル当たりの燃料噴射パルス幅を第１燃料噴射パルス幅（以下単に「第１パルス幅」という。）ＴＩ１として演算し、その演算値にしたがって所定のタイミングで燃料噴射弁４からの燃料噴射を行う。
【００３６】
この場合、第１パルス幅ＴＩ１の値はアイドル時などに最低の値となるが、この最低値よりも燃料噴射弁４の最小パルス幅Ｔｍｉｎのほうが小さくなる特性の燃料噴射弁４を選定している。
【００３７】
一方、燃料タンク１１上部に溜まるベーパは、通路１５を介してキャニスタ１６に導かれ、燃料粒子だけがキャニスタ１６内の活性炭に吸着され、残りの空気はキャニスタ１６の鉛直下部に設けた大気解放口（図示しない）から外部に放出される。
【００３８】
キャニスタ１６はスロットル弁８下流の吸気コレクタ２Ｂとパージ通路１７を介して連通され、このパージ通路１７にアクチュエータ（例えばステップモータ）により駆動される常閉のパージコントロールバルブ１８を備える。一定の条件（例えばエンジン暖機後かつ理論空燃比での運転時かつ低負荷域）で、コントロールユニット２１からの信号を受けてパージコントロールバルブ１８が開かれると、スロットル弁８下流に大きく発達する吸入圧力（大気圧よりも低い）によりキャニスタ１６の大気解放口から新気がキャニスタ１６内に導かれる。この新気で活性炭から燃料粒子が離脱して新気と混合したパージガスが生成され、このパージガスはパージ通路１７を介して吸気コレクタ２Ｂ内に導入され、燃焼室で燃やされる。
【００３９】
このようにしてキャニスタ１６、パージ通路１７、パージコントロールバルブ１８などから蒸発燃料処理装置が構成されている。
【００４０】
さて、パージ燃料流量が多いときにはその分だけ空燃比が理論空燃比よりリッチ側に傾くので、コントロールユニットで２１ではパージガスの吸気通路２への導入中（以下「パージ中」という。）にも理論空燃比が得られるようにパージ燃料流量ＱＰ１を演算し、そのパージ燃料流量ＱＰ１の分だけ減量した燃料噴射パルス幅を第２燃料噴射パルス幅（以下単に「第２パルス幅」という。）ＴＩ２として算出し、この第２パルス幅ＴＩ２による噴射量を燃料噴射弁４から供給する（図２上段参照）。
【００４１】
この場合に、パージ燃料流量ＱＰ１が多いと、第２パルス幅ＴＩ２が燃料噴射弁４の最小パルス幅Ｔｍｉｎ未満になることがあり、このときにも第２パルス幅ＴＩ２を用いて燃料噴射弁４を駆動したとき燃料噴射弁４からの燃料噴射が不安定となり、空燃比を理論空燃比の近傍に維持できなくなるので、コントロールユニット２１ではパージ中において第２パルス幅ＴＩ２が燃料噴射弁４の最小パルス幅Ｔｍｉｎ未満になったとき、図２下段に示したように２サイクル分の燃料噴射パルス幅を第３燃料噴射パルス幅（以下単に「第３パルス幅」という。）ＴＩ３として算出し、この第３パルス幅ＴＩ３による噴射量を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する。そして、この２サイクル当たり一度の燃料噴射を繰り返す。
【００４２】
一方、吸気行程で２サイクル分を一度に噴射することになると、噴射期間が長くなって噴射終了時期が吸気下死点に近づくことが考えられ、このときには吸気弁開期間との関係を考察する必要がある。これを図３を用いて説明する。
【００４３】
図３はクランク角に対するシリンダ内吸気流量（重量流量）の波形で、この値が正であるとき吸気がシリンダ内に流入することを、この逆に負であるときシリンダから吸気コレクタに向けて吸気が流出（逆流）することを表している。また、ゼロを通る水平線とで囲われる面積は吸気量を示す。図示のように吸気は、吸気弁が開いた直後のＡ部でシリンダから吸気コレクタ方向へまず逆流する。これは吸気コレクタ内圧力のほうがシリンダ内圧力より低いためである。そして吸気コレクタ内圧力よりシリンダ内圧力が低くなるＢ部およびＣ部で吸気がシリンダ内に吸入される。
【００４４】
ところが、吸気下死点をすぎても一般的に吸気弁が開いているため、Ｄ部では一度シリンダ内に吸入されていた吸気がピストンの上昇により吸気コレクタへと戻される。このことから、シリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当するＤ部の面積と等しい面積（Ｃ部の面積）を吸気下死点を中心にして反対側にとってそのＣ部の面積を区切る最初のクランク角をθ２とすると、Ｃ部の面積に相当する吸気は当サイクルではシリンダに吸入されないと考えることができる。
【００４５】
こうしたシリンダ内吸気流量の特性下で燃料噴射を行うことを考えると、Ｃ部の吸気に噴射された燃料はＤ部で吸気コレクタへと戻されるため、当サイクルでの燃焼には寄与せず、次サイクルでの燃焼に寄与することになる。これより、θ２までに噴射される燃料量で当サイクルでの混合気の空燃比が定まり、θ２より後に噴射される燃料量で次サイクルでの混合気の空燃比が定まる。
【００４６】
そこで、次のように燃料噴射時期を設定すれば、当サイクル、次サイクルとも理論空燃比の混合気を得ることが可能になる。すなわち、
〈１〉θ２を噴射中心時期として噴射開始時期θ１をこの噴射中心時期θ２より２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３の半分（ＴＩ２）だけ前の時期とする。
【００４７】
〈２〉噴射終了時期θ３を、噴射中心時期θ２より２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３の半分（ＴＩ２）だけ後の時期とする。
【００４８】
このように燃料噴射の開始と終了の各時期θ１、θ３を設定したとき、当サイクルで噴射開始時期θ１から噴射中心時期θ２の間に噴射されるのはＴＩ２による噴射量であり、この噴射量が当サイクルで全てシリンダに残留して燃焼するのであるから、当サイクルで理論空燃比の混合気が得られる。
【００４９】
また、当サイクルで噴射中心時期θ２から噴射終了時期θ３の間に噴射されるのもＴＩ２による噴射量であり、この噴射量の燃料は当サイクルで吸気コレクタへ戻って滞留し、この滞留する燃料が全て次サイクルでシリンダへと吸入されて燃焼するのであるから、燃料噴射を中止するにも拘わらず次サイクルでも理論空燃比の混合気が得られる。
【００５０】
コントロールユニット２１で実行されるこの制御の内容を以下のフローチャートにしたがって説明する。
【００５１】
図４は制御フラグを設定するためのもので、サイクル毎に実行する。
【００５２】
ステップ１で理論空燃比（目標空燃比）の得られる第１パルス幅ＴＩ１を演算する。この演算方法は公知であり、例えば次のようにして演算すればよい。
【００５３】
（ア）エアフローメータ２５により単位時間当たりの吸入空気流量（重量流量）Ｇａｉｒ［ｇ／ｍｉｎ］を計測する。
【００５４】
（イ）この吸入空気流量のときに理論空燃比の混合気を得るのに必要な燃料流量（重量流量）ＧFUEL［ｇ／ｍｉｎ］を、
ＧFUEL＝Ｋ１×Ｇａｉｒ …▲１▼
ただし、Ｋ１：係数、
の式により算出する。理論空燃比を目標としていても空気流量と燃料流量の比は実際にはガソリンによって若干異なり、一般的な市販ガソリンでは約１４．３位となるので、▲１▼式の係数Ｋ１は１／１４．３位となる。
【００５５】
（ウ）この燃料流量ＧFUELとエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｅｖ／ｍｉｎ］を用いて１噴射当たりの燃料流量ｇｆｕｅｌ［ｇ／ｍｉｎ］を、
ｇｆｕｅｌ＝（ＧFUEL／Ｎｅ）×（気筒数／２） …▲２▼
の式により算出する。
【００５６】
（エ）この１噴射当たりの燃料流量ｇｆｕｅｌと燃料噴射弁の流量特性係数Ｋｉｎｊ［ｍｓ／（ｇ／ｍｉｎ）］を用いて、１噴射当たりのパルス幅ＴＩ１［ｍｓ］を、
ＴＩ１＝ｇｆｕｅｌ×Ｋｉｎｊ …▲３▼
の式により算出する。この１噴射当たりのパルス幅が第１パルス幅である。
【００５７】
ステップ２でパージ中であるかどうかを判断する。理論空燃比の運転時にパージを行う運転条件であるかどうかは予め定められている。
【００５８】
パージ中であればステップ３に進みパージ燃料流量ＱＰ１を演算する。この演算方法は公知であり、例えば次のようにして演算すればよい。
【００５９】
（カ）パージ通路１７に設けたパージガスフローメータ２７よりパージガス流量（重量流量）Ｇｐｕｒ［ｇ／ｍｉｎ］を計測する。
【００６０】
（キ）同じくパージ通路１７に設けた空燃比センサ２８によりパージガスの空燃比ＡＦｐｕｒを計測する。
【００６１】
（ク）これら計測されたパージガス流量Ｇｐｕｒとパージガスの空燃比ＡＦｐｕｒを用いてパージ燃料流量（重量流量）ＱＰ１［ｇ／ｍｉｎ］を
ＱＰ１＝Ｇｐｕｒ／ＡＦｐｕｒ …▲４▼
の式により算出する。
【００６２】
ステップ４ではパージ燃料流量相当パルス幅ＴＩＰ１を演算する。この演算方法は公知であり、例えば次のようにして演算すればよい。
【００６３】
（サ）パージ燃料流量ＱＰ１を用いて１噴射当たりのパージ燃料流量ｇｐｕｒ［ｇ／ｍｉｎ］を、
ｇｐｕｒ＝（ＱＰ１／Ｎｅ）／（気筒数／２） …▲５▼
の式により算出する。
【００６４】
（シ）この１噴射当たりのパージ燃料流量ｇｐｕｒと燃料噴射弁の流量特性係数Ｋｉｎｊ［ｍｓ／（ｇ／ｍｉｎ）］を用いて、１噴射当たりのパージ燃料流量分に相当するパルス幅ＴＩＰ１［ｍｓ］を
ＴＩＰ１＝ｇｐｕｒ×Ｋｉｎｊ …▲６▼
の式により算出する。
【００６５】
ステップ５では第１パルス幅ＴＩ１からパージ燃料流量相当パルス幅ＴＩＰ１を差し引いたパルス幅を第２パルス幅ＴＩ２（＝ＴＩ１−ＴＩＰ１）として算出する。この第２パルス幅ＴＩ２による噴射量がパージ中にも理論空燃比を達成するための燃料量である。
【００６６】
ステップ６ではこの第２パルス幅Ｔｉ２と燃料噴射弁４の最小パルス幅Ｔｍｉｎを比較する。第２パルス幅Ｔｉ２が最小パルス幅Ｔｍｉｎより小さければ（運転条件１）ステップ７でパージ時制御２フラグ（ゼロに初期設定）＝１とする。これに対して第２パルス幅Ｔｉ２が最小パルス幅Ｔｍｉｎ以上のときにはステップ８に進みパージ時制御１フラグ（ゼロに初期設定）＝１とする。一方、パージ中でなければステップ２よりステップ９に進み通常時制御フラグ（ゼロに初期設定）＝１とする。
【００６７】
ここで、パージ時制御２フラグ＝１はパージ時制御２の処理を実行することを、パージ時制御１フラグ＝１はパージ時制御１の処理を実行することを、通常時制御フラグ＝１は通常時（つまり非パージ時）の燃料噴射制御を実行することを指示するものである。
【００６８】
また、上記のパージ時制御２とはパージ中に運転条件１が成立したとき、２サイクル分の噴射量を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルの燃料噴射を中止する燃料噴射制御のことである。このパージ時制御２は多気筒エンジンでは気筒別に行う。これに対して、パージ時制御１とはパージ中に運転条件１以外の運転条件になったとき、パージ燃料流量の分だけ燃料噴射量を減量する燃料噴射制御（つまり従来制御）のことである。運転条件１とは第２パルス幅Ｔｉ２が最小パルス幅Ｔｍｉｎより小さくなる場合である。
【００６９】
このようにしてサイクル毎に３つの制御フラグのいずれかが１となる。すなわち、サイクル毎にパージ時制御２、パージ時制御１、通常時制御のいずれの処理を行うのかが判定されている。
【００７０】
図５はパージ時制御２の処理を実行するためのものである。図５のフローはパージ時制御２フラグ＝１となっているときにだけサイクル毎に実行する。
【００７１】
ステップ１１では上記３つの制御フラグより前サイクルでの処理状態をみる。前サイクルでパージ時制御２以外（つまりパージ時制御１または通常時制御）の処理が行われているのであれば当サイクルで初めてパージ時制御２の処理に移行したタイミングである。このときにはステップ１２に進み、前回噴射済フラグ（ゼロに初期設定）＝０とした後にステップ１３に、これに対して前サイクルでパージ時制御２の処理が行われているときにはステップ１２を飛ばしてステップ１３に進む。
【００７２】
パージ時制御２の処理に入った当初のサイクルで前回噴射済フラグ＝０とするのは、パージ時制御２の処理への移行後初回のサイクルで必ず移行後２回目サイクル分を合せて燃料噴射を行なわせるためである。
【００７３】
というのも、パージ時制御２の処理への移行後は前回噴射済フラグのセットがステップ１７、１８でしか行われない。この場合に、パージ燃料流量が減少して燃料噴射弁４から噴射される燃料量が増加し、第２パルス幅ＴＩ２が燃料噴射弁４の最小パルス幅以上になるとパージ時制御２からパージ時制御１に移行するので、その移行時に前回噴射済フラグが１にセットされたままに残っていると、再度パージ燃料流量が増加し第２パルス幅ＴＩ２が燃料噴射弁の最小パルス幅未満となった場合にパージ時制御１からパージ時制御２への移行後初回のサイクルで燃料噴射が実行されない。同様にして、パージの途中でパージ時制御２から通常時制御に移行し、その移行時に前回噴射済フラグが１にセットされたままに残っていると、再度パージ条件となりこのときパージ燃料流量が多くて第２パルス幅ＴＩ２が最小パルス幅以下となった場合に通常時制御からパージ時制御２への移行後初回のサイクルで燃料噴射が実行されない。こうした問題の発生を回避することを目的に、パージ時制御２への移行後初回のサイクルでは必ず燃料噴射が実行されるようにステップ１１、１２で前回噴射済フラグ＝０としている。
【００７４】
ステップ１３では第２パルス幅ＴＩ２（図４ステップ５で演算されている）の２倍を第３パルス幅ＴＩ３として算出する。
【００７５】
ステップ１４では噴射中心時期ＩＴＣ（一定値）から第２パルス幅ＴＩ２を差し引いた値を噴射開始時期ＩＴとしてセットする。
【００７６】
ここでは、噴射中心時期ＩＴＣ、噴射開始時期ＩＴとも吸気上死点から後ろに図ったクランク角［°ＡＴＤＣ］を採用しているので、ＩＴＣからＴＩ２を差し引くことはＩＴＣよりＴＩ２だけ前（進角側）の値をＩＴとすることを意味する（図３参照）。また、簡単に「ＩＴ＝ＩＴＣ−ＴＩ２」で示したが、厳密には第２パルス幅ＴＩ２の単位は［ｍｓ］であるので、これをそのままＩＴＣ［°ＡＴＤＣ］から差し引くことはできない。実際にはそのときのエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｅｖ／ｍｉｎ］を用いて第２パルス幅ＴＩ２［ｍｓ］をクランク角［°］に換算し、噴射中心時期ＩＴＣからこのクランク角を差し引く。
【００７７】
ステップ１５では前回噴射済フラグをみる。前述のようにパージ時制御２の処理に入った当初のサイクルであれば、前回噴射済フラグ＝０とされるので、ステップ１６に進み、第３パルス幅Ｔ１３［ｍｓ］と噴射開始時期ＩＴ［°ＡＴＤＣ］を噴射レジスタに移す。これによりパージ時制御２の処理に入った当初のサイクルでは図３においてθ１（＝ＩＴ）を噴射開始時期、θ３（＝ＩＴＣ＋ＴＩ２）を噴射終了時期として２サイクル分の噴射量が当サイクルで噴射される。
【００７８】
ステップ１７では次サイクルの燃料噴射を休止するため前回噴射済フラグ＝１とする。次サイクルもパージ時制御２フラグ＝１であればステップ１１、１３、１４、１５と流れ、ステップ１５で前回噴射済フラグ＝１であることより当サイクルで２サイクル分をまとめた燃料噴射を実行済みであるため次サイクルでは燃料噴射を行わないと判断し、ステップ１８に進んで前回噴射済フラグ＝０として処理を終了する。つまり前回噴射済フラグ＝１であるサイクルでは噴射レジスタへのセットが行われず燃料噴射が中止される。
【００７９】
このように前回噴射済フラグを設定することで、ステップ１５において前回噴射済フラグ＝０であることは前サイクルで燃料噴射を実行していないことを、前回噴射済フラグ＝１は前サイクルで燃料噴射を実行したことを意味する。
【００８０】
ここで本実施形態の作用を図８を参照しながら説明する。
【００８１】
図８において（ｂ）はパージ時制御１による燃料噴射パルス幅の分担の様子を示し、第１パルス幅ＴＩ１からパージ燃料流量相当パルス幅ＴＩＰ１を差し引いた値である第２パルス幅ＴＩ２を燃料噴射弁４が分担すればよいことを示している。これは従来装置により開示されているところと同じである。
【００８２】
ところが、パージ燃料流量の増加で（ｃ）のように第２パルス幅ＴＩ２が最小パルス幅Ｔｍｉｎより小さくなると、第２パルス幅ＴＩ２を燃料噴射弁４に指令しても燃料噴射弁４が安定して燃料噴射を行うことができない事態が生じる。
【００８３】
当サイクルでこの事態が生じたとき第１実施形態によれば運転条件１であると判断され、パージ時制御２（２サイクル分の噴射量を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止する）により、（ｄ）のように２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３で燃料噴射弁４が開かれる。
【００８４】
このとき当サイクルでは（ｅ）のようにＴＩ３のうちの前半分のＴＩ２による噴射量の燃料がシリンダに流入し（後半分のＴＩ２による噴射量の燃料は吸気コレクタに逆流して残留する）、残りのＴＩ１−ＴＩ２の分はＴｉＰ１によるパージ燃料流量で補われる。
【００８５】
そして次サイクルになると燃料噴射は行われないものの、（ｆ）のように当サイクルで吸気通路内に滞留した後半分のＴＩ２による噴射量の燃料がシリンダに流入し、残りのＴＩ１−ＴＩ２の分が同じくＴＩＰ１によるパージ燃料流量で補われる。
【００８６】
このように、第１実施形態ではパージ中においても理論空燃比の得られる１噴射当たりのパルス幅である第２パルス幅ＴＩ２が燃料噴射弁の最小パルス幅Ｔｍｉｎを下回ったとき、２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３による噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止するので、最小パルス幅Ｔｍｉｎへの余裕代が２倍となる。言い換えると安定して燃料噴射を行える範囲における燃料噴射弁４からの噴射パルス幅の減少代が拡大するので、排気組成に影響を与えることがない。
【００８７】
また、２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３が、当サイクルでの第２パルス幅ＴＩ２を２倍にした値とすると共に、シリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期θ２とし、噴射開始時期θ１をこの噴射中心時期θ２より２サイクル分の燃料噴射パルス幅の半分（ＴＩ２）だけ前の時期と、また噴射終了時期θ３をこの噴射中心時期θ２より２サイクル分の燃料噴射パルス幅の半分（ＴＩ２）だけ後の時期としてそれぞれ定めたので、２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止するに際しても、燃料噴射の行われる当サイクル及び燃料噴射の中止される次サイクルとも理論空燃比の混合気が得られる。
【００８８】
図６のフローチャートは第２実施形態で、第１実施形態の図５と置き換わるものである。
【００８９】
第１実施形態では、第２パルス幅ＴＩ２が燃料噴射弁４の最小パルス幅Ｔｍｉｎを下回ったとき２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３による噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止する制御（パージ時制御２）を行ったが、２サイクル分をまとめても最小パルスＴｍｉｎ未満になると、燃料噴射弁４の駆動だけでは理論空燃比を達成することが困難となる。
【００９０】
そこで、第２実施形態ではこの場合に第３パルス幅ＴＩ３を最小パルス幅Ｔｍｉｎにまで拡大し、この拡大した第３パルス幅ＴＩ３による噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止し、かつこの燃料噴射パルス幅を拡大した分の燃料量を相殺するためパージコントロールバルブ開度を閉じ側に制御してパージ燃料流量を減量することにより理論空燃比が得られるようにする。
【００９１】
以下では図５と異なる部分を主に説明する。なお、図５と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【００９２】
ステップ１５で前回噴射済フラグ＝０であるときには２サイクル分の噴射量の燃料を一度の噴射するためステップ２１に進み、第３パルス幅ＴＩ３と最小パルス幅Ｔｍｉｎを比較する。２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３が最小パルス幅Ｔｍｉｎ以上であるときには第１実施形態と同様にステップ１６、１７に進み、第３パルス幅ＴＩ３と、噴射中心時期ＩＴＣより第３パルス幅の半分（ＴＩ２）だけ前の噴射開始時期ＩＴとを用いて当サイクルで２サイクル分の燃料噴射を行う。
【００９３】
第３パルス幅Ｔｉ３が最小パルス幅Ｔｍｉｎより小さいとき（運転条件２）にはステップ２２以降に進んで、パージ時制御３の処理を行う。
【００９４】
ここで、パージ時制御３とは、パージ時制御２の処理中に運転条件２が成立したとき、第３パルス幅ＴＩ３を燃料噴射弁４の最小パルス幅Ｔｍｉｎまで拡大し、この拡大した第３パルス幅ＴＩ３と、噴射中心時期ＩＴＣから第３パルス幅ＴＩ３の半分を差し引いた値である噴射開始時期ＩＴとを用いて当サイクルで２サイクル分の燃料噴射を行い、かつこのように燃料噴射パルス幅を拡大しても理論空燃比が得られるようにパージ燃料流量を減量する制御のことである。また、上記の運転条件２と２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３が最小パルス幅Ｔｍｉｎより小さくなる場合である。
【００９５】
具体的にはステップ２２で最小パルス幅Ｔｍｉｎを第３パルス幅ＴＩ３としてセットする。このときには当サイクルと次サイクルとの２サイクル平均の空燃比が理論空燃比よりリッチ側へと外れるので、パージ燃料流量を減量するためステップ２３でパージ減量フラグ（ゼロに初期設定）＝１とする。このパージ減量フラグはパージ燃料流量の減量補正を行うために必要となるものである（図７で後述する）。
【００９６】
ステップ２４では噴射中心時期ＩＴＣから第３パルス幅ＴＩ３の半分を差し引いた値を噴射開始時期ＩＴとして算出する。ここでもステップ１４と同様、「ＩＴ＝ＩＴＣ−ＴＩ３／２」で示したが、厳密にはＴＩ３の単位は［ｍｓ］であるので、これをそのままＩＴＣ［°ＡＴＤＣ］から差し引くことはできない。実際にはそのときのエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｅｖ／ｍｉｎ］を用いてＴＩ３／２［ｍｓ］をクランク角［°］に換算し、ＩＴＣからこのクランク角を差し引く。
【００９７】
これで、第３パルス幅ＴＩ３［ｍｓ］、噴射開始時期ＩＴ［°ＡＴＤＣ］の演算を終了するので、ＴＩ３≧Ｔｍｉｎの場合と同様にステップ１６、１７の処理を行って当サイクルの処理を終了する。
【００９８】
図７のフローチャートはパージ燃料流量の減量補正を行うためのもので、一定時間毎に行う。
【００９９】
ステップ３１ではパージ減量フラグをみる。パージ減量フラグ＝１のときだけステップ３２に進む。パージ減量フラグ＝１となるのは、第３パルス幅ＴＩ３が最小パルス幅Ｔｍｉｎ未満であることより第３パルス幅ＴＩ３を最小パルス幅Ｔｍｉｎまで拡大したときである（図６ステップ２３、２４）。
【０１００】
第３パルス幅ＴＩ３を最小パルス幅Ｔｍｉｎまで拡大したときには図８（ｉ）、（ｊ）に示したように第１パルス幅ＴＩ１から第３パルス幅Ｔｉ３の半分を引いた分をパージ燃料流量が担当しなければならない。
【０１０１】
そこで、ステップ３２では第１パルス幅ＴＩ１から第３パルス幅Ｔｉ３の半分を引いた値をパージ燃料流量相当パルス幅ＴｉＰ２として算出し、このパージ燃料流量相当パルス幅ＴｉＰ２［ｍｓ］からパージ燃料流量ＱＰ２［ｇ／ｍｉｎ］をステップ３３において演算する。ステップ３２、３３の処理は図４のステップ３、４のちょうど逆の処理を行うものである。
【０１０２】
ステップ３４ではこのパージ燃料流量ＱＰ２が得られるようにパージコントロールバルブ１８の開度をフィードバック制御する。例えばパージガスフローメータ２７と空燃比センサ２８に基づいて実際のパージ燃料流量を演算し、これとパージ燃料流量ＱＰ２との差に応じたフィードバック量を算出し、これをパージコントロールバルブ１８に与える基本開度に加算する。基本開度は運転条件に応じて予め与えられている。
【０１０３】
なお、パージ中でなくなったときパージ減量フラグをゼロにリセットする。
【０１０４】
第２実施形態の作用についても図８を参照して説明すると、第２実施形態の場合を（ｇ）以降に示している。
【０１０５】
パージ燃料流量が増加していくと、（ｇ）、（ｈ）のように２サイクル分の燃料噴射パルスである第３パルス幅ＴＩ３が最小パルス幅Ｔｍｉｎを下回ることがある。この当サイクルで第２実施形態によれば、パージ時制御３により（ｉ）、（ｊ）のように第３パルス幅ＴＩ３が最小パルスＴｍｉｎにまで拡大され、かつＴＩ１−ＴＩ３／２の分をパージ燃料流量が分担するようにパージ燃料流量が減量される（パージ燃料流量相当パルス幅でみると（ｇ）のＴＩＰ１から（ｊ）のＴｉＰ２へと小さくなっている）。
【０１０６】
このとき当サイクルでは（ｋ）のように第３パルス幅の前半分（ＴＩ３／２）による噴射量の燃料がシリンダに流入し（第３パルス幅の後半分による噴射量の燃料は逆流して吸気通路内にとどまる）、残りのＴＩ１−ＴＩ３／２の分がＴＩＰ２によるパージ燃料流量で補われる。
【０１０７】
そして次サイクルでは燃料噴射は行われないものの、（ｌ）のように当サイクルで吸気通路内にとどまった第３パルス幅の後半分（ＴＩ３／２）による噴射量の燃料がシリンダに流入し、残りのＴＩ１−ＴＩ３／２の分が当サイクルと同じくＴＩＰ２によるパージ燃料流量で補われる。
【０１０８】
このように第２実施形態では、パージ制御２の処理中において２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３が最小パルス幅Ｔｍｉｎを下回る場合に、第３パルス幅ＴＩ３を最小パルス幅Ｔｍｉｎにまで拡大し、この拡大した第３パルス幅ＴＩ３による噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止するので、パージ燃料流量の増加で２サイクル分の燃料噴射パルス幅である第３パルス幅ＴＩ３が燃料噴射弁の最小パルス幅Ｔｍｉｎを下回ることがあっても、第１実施形態と同様に最小パルス幅Ｔｍｉｎへの余裕代を２倍とすることが可能となり、これにより安定して燃料噴射を行える範囲における燃料噴射弁４からの噴射パルス幅の減少代が拡大するので、排気組成に影響を与えることがない。
【０１０９】
また、シリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期θ２とし、噴射開始時期θ１をこの噴射中心時期θ２より第３パルス幅ＴＩ３の半分だけ前の時期と、また噴射終了時期θ３をこの噴射中心時期θ２より第３パルス幅ＴＩ３の半分だけ後の時期としてそれぞれ定め、かつ第３パルス幅の拡大に伴う燃料噴射弁からの増量燃料分を相殺するようにパージ燃料流量を減量するようにしたので、第３パルス幅ＴＩ３を最小パルス幅Ｔｍｉｎまで拡大するに際しても、燃料噴射の行われる当サイクル及び燃料噴射の中止される次サイクルとも理論空燃比の混合気が得られる。
【０１１０】
次に、▲１▼吸気弁の開閉タイミングがエンジン回転速度に関係なく同じでありながらエンジン回転速度が変化したときの、▲２▼吸気弁の作動角を一定としたまま吸気弁閉時期を可変に調整可能なバルブタイミング制御装置を備える場合に吸気弁閉時期を変化させたときの、▲３▼吸気ポートの有効長さを切換可能な可変吸気制御装置を備える場合に可変吸気制御装置を非作動状態と作動状態とに切換えたときのシリンダ内吸気流量の各変化波形を図９、図１０、図１１に示す。
【０１１１】
▲１▼の場合、図９のように高回転速度になるほど吸気慣性効果によりＤ部の面積が小さくなり、これによりＣ部の面積も小さくなる。なお、図は同一吸気流量で示しているためＤ部の面積が小さくなった分Ｂ部の面積も小さくなるように表現してある。このため、低回転速度時に合わせて一定値の噴射中心時期ＩＴＣを適合したのでは高回転速度時に噴射中心時期ＩＴＣが最適とならないのであるが、高回転速度になるほど噴射中心時期ＩＴＣを遅角側へと変化させることで、エンジン回転速度に関係なく噴射中心時期を最適に定めることができる（第３実施形態）。
【０１１２】
上記▲２▼の場合、図１０のように吸気弁閉時期を進角するほどＤ部の面積が小さくなり、これによりＣ部の面積も小さくなる。このため、吸気弁閉時期が遅角側にあるときに一定値の噴射中心時期ＩＴＣを適合したのでは吸気弁閉時期が進角側にあるときに噴射中心時期ＩＴＣが最適とならないのであるが、吸気弁閉時期を進角させほど噴射中心時期ＩＴＣを遅角側へと変化させることで、吸気弁閉時期に関係なく噴射中心時期を最適に定めることができる（第４実施形態）。
【０１１３】
上記▲３▼の場合、図１１のように可変吸気コントロールバルブが開作動したとき（可変吸気制御装置の作動状態）、Ｄ部の面積が変化し（システムによっては大きくもなり小さくもなる）、これによってＣ部の面積が変化する。このため、可変吸気コントロールバルブが閉作動状態（可変吸気制御装置の非作動状態）にあるときに一定値の噴射中心時期ＩＴＣを適合したのでは可変吸気コントロールバルブが開作動したときに噴射中心時期ＩＴＣが最適とならないのであるが、可変吸気コントロールバルブの開作動時に噴射中心時期ＩＴＣを変化させることで、可変吸気コントロールバルブが開作動状態、閉作動状態のいずれにあるときも噴射中心時期を最適に定めることができる（第５実施形態）。
【０１１４】
なお、吸気慣性効果を利用して吸気効率を向上させることを目的にエンジンの運転域を高回転速度域と低回転速度域の２つに区分し低回転速度域では吸気管長が長く、これに対して高回転速度域では吸気管長が短くなるように吸気管長さを切換えるためのバルブが可変吸気コントロールバルブである。
【０１１５】
図１２、図１４、図１６は図９〜図１１で前述した第３、第４、第５実施形態の制御内容を示すフローチャートで、第１実施形態の図５と置き換わるものである。
【０１１６】
第１実施形態では噴射中心時期ＩＴＣが一定であったのに対して、これら３つの実施形態は噴射中心時期ＩＴＣを可変にしたものである。以下では図５と異なる部分を主に説明する。なお、図５と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【０１１７】
第３実施形態の図１２においてステップ４１、４２でエンジン回転速度Ｎｅを読み込み、この回転速度Ｎｅから図１３を内容とするテーブルを検索することにより、また第４実施形態の図１４においてステップ５１、５２で吸気弁閉時期ＩＶＣを読み込み、この吸気弁閉時期ＩＶＣから図１５を内容とするテーブルを検索することにより、それぞれ噴射中心時期ＩＴＣを演算し、ステップ１４でこの噴射中心時期ＩＴＣから第２パルス幅ＴＩ２を差し引いた値を噴射開始時期ＩＴとして設定する。なお、第４実施形態において吸気弁閉時期ＩＶＣは図示しない吸気弁閉時期制御のフローにおいて運転条件（エンジン回転速度と負荷）に応じて演算されているので、その値を流用すればよい。
【０１１８】
ここで、噴射中心時期ＩＴＣは、図１３、図１５のようにエンジン回転速度Ｎｅが高くなるほど、また吸気弁閉時期ＩＶＣが進むほど遅角側になる値である。図１３、図１５の特性は実験により予め求めておく。
【０１１９】
第５実施形態の図１６ではステップ６１にて可変吸気コントロールバルブをみる。可変吸気コントロールバルブが開作動していれば、ステップ６２に進み設定値１を噴射中心時期ＩＴＣとしてセットした後、可変吸気コントロールバルブが閉作動状態にあるときにはステップ６３に進んで設定値２を噴射中心時期ＩＴＣとしてセットした後、ステップ１４の処理を実行する。ここで、図１１のように可変吸気コントロールバルブの開作動時にＤ部の面積が小さくなるときには可変吸気コントロールバルブの開作動時の噴射中心時期ＩＴＣのほうが可変吸気コントロールバルブの閉作動時より遅角側に変化するように設定値１、２を設定する。
【０１２０】
図１７のフローチャートは第６実施形態で、第１実施形態の図５と置き換わるものである。
【０１２１】
第６実施形態は燃焼室に直接に臨ませた燃料噴射弁から燃料をシリンダ内に噴射する筒内直噴燃料噴射式エンジンを対象としている。この筒内直噴燃料噴射式エンジンを対象とするときには、パージ制御２の処理中に図１９に示したように噴射終了時期が吸気弁閉時期ＩＶＣよりも遅くなることがあり、このときには吸気弁閉時期ＩＶＣの後にシリンダ内に噴射される燃料分は吸気コレクタへと逆流することなくシリンダ内に滞留するので、当サイクルでの空燃比が理論空燃比よりもリッチになってしまう。
【０１２２】
こうした空燃比のリッチ化を避けるため、第６実施形態では噴射終了時期が吸気弁閉時期より遅れるとき、噴射期間（２サイクル分の燃料噴射パルス幅）を吸気弁閉時期まで短縮し、その短縮した燃料噴射パルス幅による噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルで燃料噴射を中止し、かつこのように燃料噴射パルス幅を短縮しても理論空燃比が得られるようにパージコントロールバルブ開度を制御してパージ燃料流量を調整する。
【０１２３】
以下では図５と異なる部分を主に説明する。なお、図５と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【０１２４】
図１７においてステップ７１では噴射中心時期ＩＴＣに第３パルス幅ＴＩ３の半分（図４により演算しているＴＩ２）を加算した値を噴射終了時期ＩＴＥとして算出し、この噴射終了時期ＩＴＥと吸気弁閉時期ＩＶＣ（一定値）をステップ７２において比較する。ここでもステップ１４と同様、「ＩＴＥ＝ＩＴＣ＋ＴＩ２」で示したが、厳密にはＴＩ２の単位は［ｍｓ］であるので、これをそのままＩＴＣ［°ＡＴＤＣ］に加算することはできない。実際にはそのときのエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｅｖ／ｍｉｎ］を用いてＴＩ２［ｍｓ］をクランク角［°］に換算し、ＩＴＣにこのクランク角を加算する。ＩＴＣと同様にＩＶＣも吸気上死点から後ろに測ったクランク角［°ＡＴＤＣ］である。
【０１２５】
噴射終了時期ＩＴＥ［°ＡＴＤＣ］が吸気弁閉時期ＩＶＣ［°ＡＴＤＣ］より大きいことは噴射終了時期ＩＴＥが吸気弁閉時期ＩＶＣより遅角側にあることを意味するので、このときには運転条件３であると判断し、ステップ７３以降のパージ時制御４の処理に進む。
【０１２６】
ここで、パージ時制御４とはパージ時制御２の処理中に運転条件３が成立したとき、第３パルス幅ＴＩ３を吸気弁閉時期ＩＶＣから噴射中心時期ＩＴＣまでを差し引いた値を２倍にした値にまで短縮し、この短縮した第３パルス幅ＴＩ３と、噴射中心時期ＩＴＣから第３パルス幅ＴＩ３の半分を差し引いた値である噴射開始時期ＩＴとを用いて当サイクルで２サイクル分の燃料噴射を行うと共に次サイクルで燃料噴射を中止し、かつこのように燃料噴射パルス幅を短縮しても理論空燃比が得られるようにパージ燃料流量を調整する制御のことである。また、上記の運転条件３とは噴射終了時期ＩＴＥが吸気弁閉時期１ＶＣより遅くなる場合である。
【０１２７】
具体的にはステップ７３で吸気弁閉時期ＩＶＣから噴射中心時期ＩＴＣを差し引いた値を２倍にした値を第３パルス幅ＴＩ３［ｍｓ］としてセットする。ここでもステップ１４と同様、「ＴＩ３＝（ＩＶＣ−ＩＴＣ）×２」と簡単に示したが、厳密にはＴＩ３の単位は［ｍｓ］であるので、右辺と左辺は等しくない。実際には吸気弁閉時期ＩＶＣ［°ＡＴＤＣ］から噴射中心時期ＩＴＣ［°ＡＴＤＣ］を差し引いて得られるクランク角区間［°］をそのときのエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｅｖ／ｍｉｎ］を用いてそのクランク角区間に要する時間［ｍｓ］を求め、この時間を２倍した値を第３パルス幅ＴＩ３［ｍｓ］としてセットする。
【０１２８】
噴射終了時期ＩＴＥが吸気弁閉時期ＩＶＣより遅い場合に、吸気弁閉時期ＩＶＣまでを噴射期間とするときには噴射期間を短くした分だけ当サイクルと次サイクルとの２サイクル分平均の空燃比が理論空燃比より外れることが考えられるので、パージ燃料流量を調整するためステップ７４でパージ調整フラグ（ゼロに初期設定）＝１とする。このパージ調整フラグはパージ燃料流量の調整を行うために必要となるものである（図１８で後述する）。
【０１２９】
ステップ７５では噴射中心時期ＩＴＣから第３パルス幅ＴＩ３の半分を差し引いた値を噴射開始時期ＩＴとして算出する。ここでもステップ１４と同様、「ＩＴ＝ＩＴＣ−ＴＩ３／２」で示したが、厳密にはＴＩ３の単位は［ｍｓ］であるので、これをそのままＩＴＣ［°ＡＴＤＣ］から差し引くことはできない。実際にはそのときのエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｅｖ／ｍｉｎ］を用いてＴＩ３／２［ｍｓ］をクランク角［°］に換算し、ＩＴＣからこのクランク角を差し引く。
【０１３０】
これで、第３パルス幅ＴＩ３［ｍｓ］、噴射開始時期ＩＴ［°ＡＴＤＣ］の演算を終了するので、第１実施形態と同様にステップ１６、１７の処理を行って当サイクルの処理を終了する。
【０１３１】
図１８のフローチャートはパージ燃料流量の調整を行うためのもので、図７と対応する。図示のように図７とはフラグの名称が異なるだけで制御内容は同様であるので、図７と同一部分に同一のステップ番号をつけて説明は省略する。なお、パージ調整フラグもパージ中でなくなったときゼロにリセットする。
【０１３２】
第６実施形態によれば、パージ時制御２の処理中に運転条件３が成立したとき、第３パルス幅ＴＩ３を、吸気弁閉時期ＩＶＣから噴射中心時期ＩＴＣを差し引いた値を２倍した値にまで短縮し、この短縮した第３パルス幅ＴＩ３と、噴射中心時期ＩＴＣから第３パルス幅ＴＩ３の半分を差し引いた値である噴射開始時期ＩＴとを用いて当サイクルで２サイクル分の燃料噴射を行い（図１９参照）、次サイクルで燃料噴射を中止し、かつこのように燃料噴射パルス幅を短縮しても目標空爆比が得られるようにパージコントロールバルブ開度を制御してパージ燃料流量を調整する制御（パージ時制御４）を行うようにしたので、筒内直噴燃料噴射式エンジンを対象として、パージ時制御２の処理中において噴射終了時期が吸気弁閉時期より遅れるときに第３パルス幅ＴＩ３を、吸気弁閉時期から噴射中心時期を差し引いた値を２倍にした値へと短縮し、この短縮した第３パルス幅ＴＩ３による噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行するに際しても、燃料噴射の行われる当サイクル及び燃料噴射の中止される次サイクルとも目標空燃比の混合気が得られる。
【０１３３】
第３、第４、第５実施形態では第１実施形態を前提として述べたが、第２実施形態、第６実施形態を前提とするようにしてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の制御システム図。
【図２】第１実施形態のパージ時制御２の内容を従来装置と比較して示す概要図。
【図３】パージ時制御２に付加する燃料噴射時期制御の内容を説明するためのシリンダ内吸気流量の変化波形図。
【図４】３つの制御フラグの設定を説明するためのフローチャート。
【図５】パージ時制御２の処理を説明するためのフローチャート。
【図６】第２実施形態のパージ時制御２の処理を説明するためのフローチャート。
【図７】第２実施形態のパージ燃料流量の減量補正を説明するためのフローチャート。
【図８】パージ時制御１〜３を説明するための概要図。
【図９】第３実施形態の噴射時期の可変制御を説明するためのシリンダ内吸気流量の変化波形図。
【図１０】第４実施形態の噴射時期の可変制御を説明するためのシリンダ内吸気流量の変化波形図。
【図１１】第５実施形態の噴射時期の可変制御を説明するためのシリンダ内吸気流量の変化波形図。
【図１２】第３実施形態のパージ時制御２の処理を説明するためのフローチャート。
【図１３】エンジン回転速度に対する噴射中心時期の特性図。
【図１４】第４実施形態のパージ時制御２の処理を説明するためのフローチャート。
【図１５】吸気弁閉時期に対する噴射中心時期の特性図。
【図１６】第５実施形態のパージ時制御２の処理を説明するためのフローチャート。
【図１７】第６実施形態のパージ時制御２の処理を説明するためのフローチャート。
【図１８】第６実施形態のパージ燃料流量の調整を説明するためのフローチャート。
【図１９】第６実施形態の作用を説明するためのシリンダ内吸気流量の変化波形図。
【符号の説明】
４ 燃料噴射弁
１６ キャニスタ
１８ パージコントロールバルブ
１ コントロールユニット

Claims (16)

1. 目標空燃比が得られる１サイクル当たりの噴射量を第１噴射量として演算する第１噴射量演算手段と、
   １サイクル毎にこの第１噴射量の燃料をエンジンに供給する燃料噴射弁と
   を備えるエンジンの燃料噴射制御装置において、
   燃料タンク内に発生するベーパ中の燃料粒子をキャニスタに吸着させておくと共に、このキャニスタ内の吸着燃料分をエンジン運転中の吸入圧力によりパージガスにして吸気通路に導入する蒸発燃料処理装置と、
   このパージガスの導入中にも前記目標空燃比が得られるように前記第１噴射量からパージ燃料流量の分だけ減算した噴射量を第２噴射量として演算する第２噴射量演算手段と、
   この第２噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回るとき、２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行するパージ時制御手段と
   を備え、
   当サイクルでの燃料噴射の開始と終了の各時期を、前記２サイクル分の噴射量の半分が次サイクルでのシリンダへの燃料供給に持ち越されるように設定することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
2. 前記２サイクル分の噴射量は、当サイクルでの第２噴射量を２倍にした値であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
3. シリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期とし、この噴射中心時期より前記２サイクル分の噴射量の半分を噴き終わることができる前及び後の各時期を噴射開始時期及び噴射終了時期として設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
4. 前記パージ時制御手段の実行中に前記２サイクル分の噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回るとき、２サイクル分の噴射量をこの最小噴射量を２倍にした値へと拡大し、この拡大した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
5. 当サイクルでの燃料噴射時期を、前記拡大した２サイクル分の噴射量の半分が次サイクルでのシリンダへの燃料供給に持ち越されるように設定することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
6. シリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期とし、この噴射中心時期より前記拡大した２サイクル分の噴射量の半分を噴き終わることができる前及び後の各時期を噴射開始時期及び噴射終了時期として定めることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
7. 前記２サイクル分の噴射量を燃料噴射弁の最小噴射量を２倍にした値へと拡大した状態でも目標空燃比が得られるようにパージ燃料流量を減量することを特徴とする請求項５または６に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
8. 目標空燃比が得られる１サイクル当たりの噴射量を第１噴射量として演算する第１噴射量演算手段と、
   １サイクル毎にこの第１噴射量の燃料をエンジンに供給する燃料噴射弁と
   を備えるエンジンの燃料噴射制御装置において、
   燃料タンク内に発生するベーパ中の燃料粒子をキャニスタに吸着させておくと共に、このキャニスタ内の吸着燃料分をエンジン運転中の吸入圧力によりパージガスにして吸気通路に導入する蒸発燃料処理装置と、
   このパージガスの導入中にも前記目標空燃比が得られるように前記第１噴射量からパージ燃料流量の分だけ減算した噴射量を第２噴射量として演算する第２噴射量演算手段と、
   この第２噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回るとき、２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行するパージ時制御手段と
   を備え、
   前記パージ時制御手段の実行中に前記２サイクル分の噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回るとき、２サイクル分の噴射量をこの最小噴射量を２倍にした値へと拡大し、この拡大した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行するとともに、
   当サイクルでの燃料噴射時期を、前記拡大した２サイクル分の噴射量の半分が次サイクルでのシリンダへの燃料供給に持ち越されるように設定することを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
9. 前記２サイクル分の噴射量は、当サイクルでの第２噴射量を２倍にした値であることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
10. シリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの吸気量に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期とし、この噴射中心時期より前記拡大した２サイクル分の噴射量の半分を噴き終わることができる前及び後の各時期を噴射開始時期及び噴射終了時期として定めることを特徴とする請求項８に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
11. 前記２サイクル分の噴射量を燃料噴射弁の最小噴射量を２倍にした値へと拡大した状態でも目標空燃比が得られるようにパージ燃料流量を減量することを特徴とする請求項８または１０に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
12. 目標空燃比が得られる１サイクル当たりの噴射量を第１噴射量として演算する第１噴射量演算手段と、
    １サイクル毎にこの第１噴射量の燃料をシリンダ内に直接供給する燃料噴射弁と
    を備えるエンジンの燃料噴射制御装置において、
    燃料タンク内に発生するベーパ中の燃料粒子をキャニスタに吸着させておくと共に、このキャニスタ内の吸着燃料分をエンジン運転中の吸入圧力によりパージガスにして吸気通路に導入する蒸発燃料処理装置と、
    このパージガスの導入中にも前記目標空燃比が得られるように前記第１噴射量からパージ燃料流量の分だけ減算した噴射量を第２噴射量として演算する第２噴射量演算手段と、
    この第２噴射量が燃料噴射弁の最小噴射量を下回るとき、２サイクル分の噴射量を当サイクルでの第２噴射量を２倍にした値で設定し、この２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行する第１パージ時制御手段と、
    シリンダ内吸気流量の波形上で吸気下死点より吸気弁が閉じるまでの期間に相当する面積と等しい面積を吸気下死点を中心にして反対側にとってその面積を区切る最初のクランク角を噴射中心時期とし、この噴射中心時期より前記２サイクル分の噴射量の半分を噴き終わることができる前及び後の各時期を噴射開始時期及び噴射終了時期として定める燃料噴射時期設定手段と、
    前記第１パージ時制御手段の作動中に前記噴射終了時期が吸気弁閉時期より遅れるとき、前記２サイクル分の噴射量を吸気弁閉時期から前記噴射中心時期を差し引いた値を２倍にした値へと短縮し、この短縮した２サイクル分の噴射量の燃料を当サイクルで一度に噴射し、次サイクルでの燃料噴射を中止する制御を実行する第２パージ時制御手段と、
    この第２パージ時制御手段により前記２サイクル分の噴射量を吸気弁閉時期から前記噴射中心時期を差し引いた値を２倍にした値へと短縮した状態でも目標空燃比が得られるようにパージ燃料流量を調整するパージ燃料流量調整手段と
    を備えることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
13. 前記噴射中心時期をエンジン運転状態に応じて変化させることを特徴とする請求項３、６、１０、１２のいずれか一つに記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
14. 吸気弁の開閉時期がエンジン回転速度に関係なく同一である場合に、前記噴射中心時期をエンジン回転速度が高回転速度側になるほど遅角側へ変化させることを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
15. 吸気弁の作動角一定のまま吸気弁閉時期を可変に調整可能なバルブタイミング制御装置を備える場合に、前記噴射中心時期を吸気弁閉時期が進角側になるほど遅角側へ変化させることを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
16. 吸気ポートの有効長さを切換可能な可変吸気制御装置を備える場合に、前記噴射中心時期をこの可変吸気制御装置が非作動状態と作動状態とで変化させることを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。

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