JPH03294640A - 筒内直接噴射式火花点火機関の機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は筒内直接噴射式火花点火機関の機関制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

本出願人は特願昭６３−３２３６０４号において、機関
運転状態に応じた要求燃料噴射量を、吸気行程と圧縮行
程とに分割噴射可能な筒内直接噴射式火花点火機関を提
案している。

この内燃機関においては、機関１燃焼サイクルにおける
吸気行程噴射、圧縮行程噴射、および点火は、夫々異な
る時点の機関運転状態に基づいて計算された最新の制御
値、例えば吸気行程燃料噴射時間、圧縮行程燃料噴射時
間、点火時期等に基づいて実行される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところがこのような内燃機関では、例えばある時点にお
ける機関運転状態が吸気行程噴射だけが実行されるべき
高負荷運転状態であるため吸気行程において多量の燃料
が噴射され、次いで機関運転状態が変化して吸気行程噴
射および圧縮行程噴射が実行されるべき中負荷運転状態
となり前述の吸気行程噴射が実行された燃焼サイクルと
同一の燃焼サイクルにおける圧縮行程において圧縮行程
噴射が実行されると、機関の要求燃料噴射量よりかなり
多量の燃料がシリンダ内に供給されるため空燃比が大幅
にリッチとなり良好な燃焼が得られないという問題があ
る。また点火時期の計算の基礎となる機関運転状態も吸
気および圧縮行程燃料噴射量の計算の基礎となる機関運
転状態と異なるため、点火時期も最適な点火時期となら
ず良好な燃焼が得られないという問題がある。

この結果、黒煙あるいは失火が発生し、また機関発生ト
ルクが大きく変動してトルクショックが発生するという
問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明によれば、機関運転状
態に応じた要求燃料噴射量を吸気行程と圧縮行程とに分
割噴射可能な筒内直接噴射式火花点火機関において、機
関運転状態を制御するための複数の機関制御値を同一時
点の機関運転状態から計算する計算手段と、同一時点に
おける機関運転状態に基づいて計算された複数の機関制
御値を内燃機関の１燃焼サイクルにおいて用いることに
よって機関運転状態を制御する制御手段とを備えている
。

〔作　用〕

同一時点における機関運転状態に基づいて計算された複
数の機関制御値を内燃機関の１燃焼サイクルにおいて用
いるようにしているため、機関１行程内において機関制
御のため使用される複数の機関制御値の整合をとること
ができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を採用した４気筒ガソリン機
関の全体図を示す。同図において、１は機関本体、２は
サージタンク、３はエアクリーナ、４はサージタンク２
とエアクリーナ３とを連結する吸気管、５は各気筒内に
燃料噴射する電歪式の燃料噴射弁、６は点火栓、７は高
圧用リザーバタンク、８は吐出圧制御可能な高圧燃料ポ
ンプ、９（３） は高圧燃料ポンプ８からの高圧燃料をリザーバタンク７
に導くための高圧導管、１０は燃料タンク、１１は導管
１２を介して燃料タンク１０から高圧燃料ポンプ８に燃
料を供給する低圧燃料ポンプを夫々示す。低圧燃料ポン
プ１１の吐出側は、各燃料噴射弁５のピエゾ圧電素子を
冷却するための圧電素子冷却用導入管１３に接続される
。圧電素子冷却用返戻管１４は燃料タンク１０に連結さ
れ、この返戻管１４を介して圧電素子冷却用導入管１３
に流れる燃料を燃料タンク１０に回収する。各枝管１５
は、各高圧燃料噴射弁５を高圧用リザーバタンク７に接
続する。

電子制御ユニット２０はディジタルコンピュータからな
り、双方向性バス２１によって相互に接続されたＲＯＭ
　（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアク
セスメモリ）　２３、ＣＰＵ　（マイクロプロセッサ）
２４、入力ポート２５および出力ポート２６を具備する
。高圧用リザーバタンク７に取り付けられた圧力センサ
２７は高圧用リザーバタンク７内の圧力を検出し、その
検出信号はＡ／Ｄコンバータ２８を介して入力ポート２
５に人力される。機（４） 開目転数Ｎｅに比例した出力パルスを発生するクランク
角センサ２９の出力パルスは入力ポート２５に人力され
る。アクセルペダル（図示せず）の開度θＡに応じた出
力電圧を発生するアクセル開度センサ３０の出力電圧は
Ａ／Ｄコンバータ３１を介して人力ポート２５に入力さ
れる。また、第１気筒および第４気筒の圧縮上死点にお
いて出力パルスを発生する気筒判別センサ３２の出力パ
ルスも入力ポート２５に人力される。一方、各燃料噴射
弁５は各駆動回路３４および各カウンタ３５を介して出
力ポート２６に接続される。また、各点火栓６は各駆動
回路３６および各カウンタ３７を介して出力ポート２６
に接続される。また高圧燃料ポンプ８は駆動回路３８を
介して出力ポート２６に接続される。

第２図は燃料噴射弁５の側面断面図を示す。第２図を参
照すると、４０はノズル５０内に挿入されたニードノペ
４１は加圧ロッド、４２は可動プランジャ、４３はばね
収容室４４内に配置されかつニードル４０を下方に向け
て押圧する圧縮ばね、４５は加圧ピストン、４６はピエ
ゾ圧電素子、４７は可動プランジャ４２の頂部とピスト
ン４５間に形成されかつ燃料で満たされた加圧室、４８
はニードル加圧室を夫々示す。

ニードル加圧室４８は燃料通路４９および枝管１５を介
して高圧用リザーバタンク７　（第１図）に連結され、
従って高圧用リザーバタンク７内の高圧燃料が枝管１５
および燃料通路４９を介してニードル加圧室４８内に供
給される。ピエゾ圧電素子４６に電荷がチャージされる
とピエゾ圧電素子４６が伸長し、それによって加圧室４
７内の燃料圧が高められる。その結果、可動プランジャ
４２が下方に押圧され、ノズル口５３は、ニードル４０
によって閉弁状態に保持される。一方、ピエゾ圧電素子
４６にチャージされた電荷がディスチャージされるとピ
エゾ圧電素子４６が収縮し、加圧室４７内の燃料圧が低
下する。その結果、可動プランジャ４２が上昇するため
にニードル４０が上昇し、ノズル口５３から燃料が噴射
される。

第３図は第１図に示す機関の縦断面図を示す。

第３図を参照すると、６０はシリンダブロック、６１は
シリンダヘッド、６２はピストン、６３はピストン６２
の頂面に形成された略円筒状凹部、６４はピストン６２
頂面とシリンダヘッド６１内壁面間に形成きれたシリン
ダ室を夫々示す。点火栓６はシリンダ室６４に臨んでシ
リンダヘッド６１のほぼ中央部に取り付けられる。図面
には示さないがシリンダヘッド６１内には吸気ポートお
よび排気ポートが形成され、これら吸気ポートおよび排
気ポートのシリンダ室６４内への開口部には夫々吸気弁
および排気弁が配置される。燃料噴射弁５はスワール型
の燃料噴射弁であり、広がり角が大きく貫徹力の弱い噴
霧状の燃料を噴射する。燃料噴射弁５は、斜め下方を指
向して、シリンダ室６４の頂部に配置され、点火栓６近
傍に向かって燃料噴射するように配置される。また、燃
料噴射弁５の燃料噴射方向および燃料噴射時期は、噴射
燃料がピストン６２頂部に形成された凹部６３を指向す
るように決められる。

本実施例の内燃機関は機関運転状態に応じた燃料噴射量
を吸気行程と圧縮行程とに分割噴射可能な筒内直接噴射
式火花点火機関であって、第４図には所定の機関回転数
における吸気行程燃料噴射（７） 量と圧縮行程燃料噴射量の割合を示す。第４図を参照す
ると、横軸はアクセル開度θＡ（機関負荷を表わす）を
示し縦軸は燃料噴射量Ｑを示している。アクセル開度が
アイドル開度θ□から中負荷開度θオまでは、圧縮行程
においてだけ燃料が噴射され、圧縮行程における燃料噴
射量（以下［圧縮行程燃料噴射量」という）Ｑｏはアイ
ドル燃料噴射量Ｑ１から中負荷燃料噴射量ＱＭまで漸次
増大せしめられる。アクセル開度が中負荷開度θ。

を越えると、圧縮行程燃料噴射量はＱ。からＱｎまで急
激に減少せしめられると共に吸気行程における燃料噴射
量（以下「吸気行程燃料噴射量」という）Ｑｌ　はＱ、
まで急激に増大せしめられる。

ＱＭは中負荷付近の燃料噴射量であり、ＱＤ　とＱｐと
の和として次式で示される。

Ｑｘ　＝Ｑｎ　＋Ｑｐ ここで、ＱＩｌｌは点火栓６により着火可能な混合気を
形成し得る最小限の圧縮行程燃料噴射量でありアイドル
燃料噴射量０、より少量である。また、Ｑｐは吸気行程
において噴射された燃料がシリン（８） ダ室６４内に均質に拡散した際に点火栓６による着火火
炎が伝播可能な最小限の吸気行程燃料噴射量である。ア
クセル開度が中負荷開度θ。から高負荷開度θ、までは
燃料噴射量を圧縮行程と吸気行程とに分割して噴射し、
圧縮行程燃料噴射量はアクセル開度によらずＱＩｌで一
定とし、吸気行程燃料噴射量はアクセル開度の増大に伴
なって増大せしめる。

アクセル開度が高負荷開度θ□を越えて全開θ□までの
ごく高負荷時においては、燃料噴射量が多いため吸気行
程噴射によって形成されるシリンダ室内の予混合気の濃
度が着火に十分なほど濃いた約、着火のための圧縮行程
噴射をやめて、要求燃料噴射量の全量を吸気行程におい
て噴射することとしている。高負荷開度θ□における燃
料噴射量ＱＨはシリンダ室内に燃料が均質に拡散した場
合にも点火栓により着火可能な均質混合気を形成可能な
最小限吸気行程燃料噴射量である。

中負荷付近く中負荷開度θ、Ｌ）より低い負荷領域にお
いては、第３図に示されるように、圧縮行程後期に圧縮
行程噴射が実行され、燃料噴射弁５から点火栓６および
ピストン６２頂面の凹部６３を指向して燃料が噴射され
る。この噴射燃料は貫徹力が弱く、またシリンダ室６４
内の圧力が高くかつ空気流動が弱いため、噴射燃料は点
火栓６付近の領域Ｋに偏在する。この領域に内の燃料分
布は不均一であり、リッチな混合気層がら空気層まで変
化するため、領域に内には最も燃焼し易い理論空燃比付
近の可燃混合気層が存在する。従って点火栓６付近の可
燃混合気層が容易に着火され、この着火火炎が不均一混
合気層全体に伝播して燃焼が完了する。このように、中
負荷より低い低負荷領域においては、圧縮行程後期に点
火栓６付近に燃料を噴射し、これによって点火栓６付近
に可燃混合気層を形成し、斯くして良好な着火および燃
焼が得られることとなる。

一方、中負荷付近（中負荷開度θ、）より高い負荷領域
においては、第５図に示されるように、吸気行程初期（
第５図（ａ））に吸気行程噴射が実行され、燃料噴射弁
５から点火栓６およびピストン６２頂面の凹部６３を指
向して燃料が噴射される。

この噴射燃料は、広がり角が大きく貫徹力の弱い噴霧状
の燃料であり、噴射燃料の一部はシリンダ室６４内に浮
遊し、他は凹部６３に衝突する。これらの噴射燃料は、
吸気ポートからシリンダ室６４内に流入する吸入空気流
によって生ずるシリンダ室６４内の乱れＴによってシリ
ンダ室６４内に拡散され、吸気行程から圧縮行程に至る
間に予混合気Ｐが形成される（第５図（ｂ））。この予
混合気Ｐの空燃比は、着火火炎が伝播できる程度の空燃
比である。

尚、第５図（ｂ）の状態では噴射燃料の中心軸線の延長
がシリンダ壁に指向しているため、噴射燃料の貫徹力が
強い場合には噴霧の一部が直接シリンダ壁に付着するお
それがある。本実施例では比較的貫徹力の弱い噴射を行
なっているため特に問題はないが、本発明の実施例では
この期間を無噴射期間とすることにより、燃料のシリン
ダ壁面への付着防止効果を高めている。続いて圧縮行程
後期（第５図（Ｃ））に圧縮行程噴射が実行され、燃料
噴射弁５から点火栓６近傍およびピストン６２頂（１１
） 面の凹部６３を指向して燃料が噴射される。この噴射燃
料は元々点火栓６に指向しているうえ貫徹力が弱く、ま
たシリンダ室６４内の圧力が大きいため、噴射燃料は点
火栓６付近の領域Ｋに偏在する。この領域に内の燃料分
布も不均一であり、リッチな混合気層がら空気層まで変
化するため、この領域に内には最も燃焼し易い理論空燃
比付近の可燃混合気層が存在する。従って点火栓６付近
の可燃混合気層が着火されると、不均一混合気領域Ｋを
中心に燃焼が進行する（第５図（ｄ））。この燃焼過程
で体積膨張した燃焼ガスＢの周辺から順次、予混合気Ｐ
に火炎が伝播し燃焼が完了する。このように、中負荷お
よび高負荷領域においては、吸気行程初期において燃料
を噴射することにより火炎伝播用の混合気をシリンダ室
６４内全体に形成すると共に、圧縮行程後期において燃
料を噴射することにより点火栓６近傍に比較的濃い混合
気を形成して着火および火炎核形成用の混合気を形成す
る。

斯くして良好な着火と空気利用率の高い燃焼が得られる
。特に中負荷運転時においては、従来の機（１２） 関のように吸気行程、または圧縮行程前半に要求噴射量
の全量を噴射すると、噴射燃料はシリンダ室６４内全体
に拡散してしまうため、シリンダ室６４内に形成される
混合気は過薄となり、着火および燃焼が困難になるとい
う問題がある。また一方、中負荷運転時において要求噴
射量の全量を圧縮行程後期において噴射すると、多量の
スモークが発生したり、空気利用率を高めることができ
ず十分な高出力を得ることができないという問題がある
。

本実施例では、前述のように中負荷運転時においては吸
気行程と圧縮行程とに分割噴射することにより、良好な
着火と、空気利用率の高い燃焼によより高出力が得られ
るのである。

また、中負荷付近においては、吸気行程で噴射された燃
料により形成される均質混合気は、着火可能な空燃比よ
り薄い火炎伝播可能な程度の空燃比でよく、希薄燃焼に
より燃費を向上することができる。

このような筒内直接噴射式火花点火機関では低中負荷運
転域では気筒内の混合気を成層化して、非常に希薄な混
合気の燃焼を可能としているため、機関制御値、例えば
吸気行程および圧縮行程燃料噴射量および噴射時期、さ
らに点火時期の夫々の適正値は狭い範囲内に限定され、
このため機関運転状態に応じて計算される機関制御値の
要求値から少しずれただけで機関制御値の適正値からは
ずれてしまい、着火が悪化して失火が発生したり、ある
いは良好な燃焼が得られないために黒煙を発生したりす
るおそれがある。

第６図を参照すると、図中機関制御値計算の黒丸で示す
夫々の時点において、複数の機関制御値、例えば吸気行
程噴射制御値（吸気行程燃料噴射時間等）、圧縮行程噴
射制御値（圧縮行程燃料噴射時間等）、および点火制御
値（点火時期等）が機関運転状態例えば機関回転数およ
びアクセル開度に基づいて計算される。図中黒丸は５ｍ
ｓ毎であるため複数の機関制御値は５ｍｓ毎に継続的に
順次計算される。

ところで、機関を制御するに際し計算された最新の機関
制御値を常に用いて燃料噴射および点火を実行すると以
下のような問題を生じる。

例えば、第１気筒についてみると、吸気行程噴射が実行
される直前の’Ｉ”ＩＱにおける機関運転状態Ｖ１が吸
気行程噴射だけが実行されるべき高負荷運転状態である
場合、機関運転状態Ｖ１から計算された機関制御値に基
づいて吸気行程噴射が実行され、多量の燃料がシリンダ
室内に噴射される。

次いで機関運転状態が変化して圧縮行程噴射が実行され
るべき時点の直前Ｔｌ＋における機関運転状態Ｖ２が吸
気行程噴射および圧縮行程噴射が実行されるべき中負荷
運転状態となり、機関運転状態Ｖ２から計算された機関
制御値に基づいて圧縮行程噴射が実行されることとなる
。すなわち、機関の１燃焼サイクルにおいて、吸気行程
噴射時においてはＴ１０時点における機関運転状態ｖ１
に基づいて吸気行程噴射だけを実行すべきとの判断に基
づいて計算された吸気行程燃料噴射量が噴射され、圧縮
行程噴射時においてはＴ１１時点における機関運転状態
Ｖ２に基づき吸気行程噴射および圧縮行程噴射を実行す
べきとの判断に基づいて計算され（１５） た圧縮行程燃料噴射量が噴射されるため、１燃焼サイク
ルにおける燃料噴射量、すなわち吸気行程燃料噴射量と
圧縮行程燃料噴射量の和が機関の要求する燃料噴射量よ
りかなり多くなり、空燃比が大幅にリッチとなって良好
な燃焼が得られないという問題がある。この結果、黒煙
あるいは失火が発生し、また機関発生トルクが大きく変
動してトルクショックが発生するという問題がある。ま
た、点火時期も最適点火時期から大きくずれてしまい、
燃焼の悪化をさらに助長する。

すなわち吸気行程と圧縮行程とに分割噴射可能な従来の
内燃機関においては、機関の１燃焼サイクルにおける吸
気行程噴射、圧縮行程噴射、および点火の整合がとれな
いために良好な燃焼が得られないという問題がある。

このため本実施例では、同一時点の機関運転状態に基づ
いて計算された吸気行程噴射制御値、圧縮行程噴射制御
値、および点火制御値を機関の１燃焼サイクルにおいて
使用し、これによって１燃焼サイクルにおける吸気行程
燃料噴射量、圧縮行（１６） 程燃料噴射量、および点火時期の整合をとって機関要求
値に合致せしめ、斯くして良好な燃焼が得られるように
している。

第７図には第１の実施例の燃料噴射および点火を実行す
るためのルーチンを示す。このルーチンは一定クランク
角毎、例えばクランク角３０度毎の割込みによって実行
される。

第７図を参照すると、まずステップ１００において角度
判別カウンタＣＮＥのカウントが実行される。ＣＮＥは
０から５までクランク角３０度毎に１ずつインクリメン
トされ、ＣＮＥが５になった後ＣＮＥは０にされ再びク
ランク角３０度毎に１ずつインクリメントされる（第６
図参照）。次いでステップ１０２において気筒判別カウ
ンタＣＣＹＬのカウントが実行される。ＣＣＹＬは０か
ら３までクランク角１８０度毎に１ずつインクリメント
され、ＣＣＹＬが３になった後ＣＣＹＬは０にされ再び
クランク角１８０度毎に１ずつインクリメントされる（
第６図参照）。

第６図に示されるように、ＣＣＹＬが変化する時点は各
気筒の圧縮上死点を示しており、例えばＣＣＹＬが３に
インクリメントされる時点は第４気筒の圧縮上死点を示
しており、ＣＣＹＬが３からＯにクリアされる時点は第
２気筒の圧縮上死点を示しており、さらに、ＣＣＹＬが
１にインクリメントされる時点は第１気筒の圧縮上死点
を示している。またＣＮＥが５からＤにクリアされる時
点は［１：ＣＹＬが変化する時点と一致しており、各気
筒の圧縮上死点を示している。

第７図を参照すると、ステップ１０４では、ＣＮＥおよ
びＣＣＹＬに基づいて吸気行程燃料噴射を実行すべき気
筒ｎ、が計算される。気筒ｎ、は吸気行程にある気筒で
あり、ピストンが吸気上死点に位置する時点から吸気下
死点に至る時点までの間にある気筒である。次いでステ
ップ１０６では第ｎ１気筒の書替え禁止フラグＦｈがリ
セットされているか否か判定される。例えば第１気筒の
吸気行程噴射が実行されるべきときには第１気筒の書替
え禁止フラグＦ１がリセットされているか否か判定され
る。Ｆｌ、かりセットされているときステップ１０８に
進み第ｎ１気筒のＦｈがセットされる。ステップ１０６
　においてＦ、、がセットされていると判定された場合
にはステップ１０８をスキップする。

従って第ｎ１気筒のＦｈがセットされるのは、第ｎ、気
筒の吸気行程が開始された直後、すなわち第ｎ１気筒の
吸入上死点直後である（第６図参照）。

第ｎｉ気筒のＦｈがセットされると、後述するように第
ｎ１気筒の制御値メモリ内の制御値の書替えが禁止され
る。次いでステップ１１０では、ＣＮＥが、後述する噴
射開始時間ｔ、および吸気行程燃料噴射時間τ、をカウ
ンタ３５（第１図参照）にセットすべき値ＣＮＥＩにな
ったか否か判定される。

ＣＮＥ＝ＣＮε■になったとき、ステップ１１２に進み
ＣＮＢＩから吸気行程噴射開始時期までの噴射開始時間
ｔ、および吸気行程燃料噴射時間τ１がカウンタ３５（
第１図参照）にセットされる。カウンタ３５に噴射開始
時間ｔ、がセットされるとカウンタ３５はカウントを開
始して噴射開始時間ｔ１が経過すると吸気行程噴射を実
行する。このとき燃料噴射時間τ、のカウントが開始さ
れ吸気行程燃料噴射時間τ、が経過すると吸気行程噴射
が停止される。

（１９） 例えば、第６図を参照して、第１気筒についてみると、
機関回転数および機関負荷（アクセル開度）から計算さ
れたＣＮ８１がＯの場合、Ｔ１時点で噴射開始時間ｔ、
および吸気行程燃料噴射時間τ１がカウンタ３５にセッ
トされる。１１時点から噴射開始時間ｔ、が経過した１
２時点で吸気行程燃料噴射が開始され、１２時点から吸
気行程燃料噴射時間τ１が経過した１３時点で吸気行程
燃料噴射が停止せしめられる。なおτに〇のとき吸気行
程噴射は実行されない。

第７図のステップ１１０において否定判定された場合ス
テップ１１２がスキップされ吸気行程噴射は実行されな
い。次いでステップ１１４では圧縮行程噴射および点火
を実行すべき気筒ｎｃがＣＮＥおよびＣＣＹＬに基づい
て計算される。気筒ｎ。は圧縮行程にある気筒であり、
ピストンが吸気下死点から圧縮上死点までの間にある気
筒である。次いでステップ１１６では、ＣＮＥが、噴射
開始時間ｔ。

および圧縮行程燃料噴射時間τ。をカウンタ３５（第１
図参照）にセットすべき値ＣＮＥｉＣになったか（２０
） 否か判定される。ＣＮＥ＝ＣＮＥＣになったとき、ステ
ップ１１８に進み噴射開始時間ｔ。および圧縮行程燃料
噴射時間τ。がカウンタ３５にセットされる。

カウンタ３５にｔ。がセットされるとカウンタ３５はカ
ウントを開始してｔ。が経過すると圧縮行程噴射が実行
開始される。このときτ。のカウントが開始されτ。が
経過すると圧縮行程噴射が停止される。例えば、第６図
を参照して、第１気筒についてみると、計算されたＣＮ
ＥＣが３の場合、１６時点でｔ。およびτ。がカウンタ
３５にセットされる。

１２時点からｔ。が経過した１５時点で圧縮行程燃料噴
射が開始され、１５時点からτ。が経過した１６時点で
圧縮行程噴射が停止せしめられる。

なおτ。＝０のとき圧縮行程噴射は実行されない。

第７図のステップ１１６において否定判定された場合ス
テップ１１８がスキップされ圧縮行程噴射は実行されな
い。次いでステップ１２０では、ＣＮＥが、点火制御値
をカウンタ３７（第１図参照）にセットすべき値ＣＮＥ
Ｓになったか否か判定される。

ＣＮＥ！＝ＣＮ［ＥＳになったとき、ステップ１２２に
進みＣＮＥＳからイブナイフ１次側コイルに通電開始さ
れるまでの通電開始時間ｉｂｓおよび通電時間ｔＳがカ
ウンタ３７（第１図参照）にセットされる。カウンタ３
７にｊｂｓがセットされるとカウンタ３７はカウントを
開始し、ｊｂｓが経過するとイブナイフ１次側コイルに
通電が開始される。このときカウンタｔＳのカウントが
開始され、１ｓが経過すると点火が実行される。例えば
、第６図を参照して、第１気筒についてみると、計算さ
れたＣＮＥＳが３の場合、１４時点でｊｂｓおよびｔＳ
がカウンタ３７にセットされる。１４時点からｊｂｓが
経過した１７時点でイブナイフ１次側コイルに通電開始
され、１７時点からｔＳが経過したＴ８時点で点火が実
行される。

次いで第７図のステップ１２４において第ｎ。気筒の書
替え禁止フラグＦ、かりセットされる。すなわち、第６
図において、ｔｂｓおよび１ｓをカウンタ３７にセット
した直後、すなわち１４時点の直後の１９時点に第１気
筒の書替え禁止フラグＦ１がリセットされることになる
。第１気筒の書替え禁止フラグＦ１がリセットされると
後述するように第１気筒の制御値メモリに記憶されてい
る機関制御値の書替えが可能となる。

一方、ステップ１２０で否定判定されるとステップ１２
２およびステップ１２４がスキップされ点火が実行され
ない。

第８図には第１の実施例のメインルーチンを示す。第８
図を参照すると、まずステップ１３０において機関回転
数およびアクセル開度に基づいて吸気行程噴射制御値が
計算される。ここで吸気行程噴射制御値は、噴射開始時
間ｔ０、吸気行程燃料噴射時間τ８、およびｔｉ＋　　
τ１をカウンタ３５（第１図参照）にセットすべき角度
判別カウンタのカウント値ＣＮＥＩである。次いでステ
ップ１３２において機関回転数および機関負荷に基づい
て圧縮行程噴射制御値が計算される。ここで圧縮行程噴
射制御値は、噴射開始時間ｔｃ、圧縮行程燃料噴射時間
τ。、およびｔ。、τ。をカウンタ３５（第１図参照）
にセットすべき角度判別カウンタのカウント値ＣＮＥＣ
である。次いでステップ１３４におい（２３） （２４） て、機関回転数および機関負荷に基づいて点火制御値が
計算される。ここで点火制御値は、通電開始時間ｉ　ｂ
ｓｓ通電時間ｔｓ、およびｊｂｓ’　ｔｓをカウンタ３
７（第１図参照）にセットすべき角度判別カウンタのカ
ウント値ＣＮＥＳである。これらの機関制御値、すなわ
ち吸気行程噴射制御値、圧縮行程噴射制御値および点火
制御値は、第６図の機関制御値計算において黒丸として
示されるように、同一時点の機関運転状態に基づいて例
えば５ｍｓ毎に順次計算される。

次いでステップ１３６では第１気筒の書替え禁止フラグ
Ｆ１がリセットされているか否か判定される。Ｆｌがリ
セットされているときステップ１３８に進み、第７図に
示すルーチンによる割込み処理が禁止される。次いでス
テップ１４０では、第１気筒メモリに記憶されている機
関制御値が今回ステップ１３０からステップ１３４にお
いて計算された機関制御値によって書替えられる。第１
気筒メモリはＲＡＭ　２３　（第１図参照）の記憶領域
の一部の領域である。次いでステップ１４２では第７図
に示すルーチンによる割込み処理が可能とされる。

ステップ１３６においてＦｌがセットされていると判定
された場合、ステップ１３８から１４２がスキップされ
る。このため第１気筒メモリ内に記憶されている機関制
御値は書替えられない。すなわち、Ｆｌがリセットされ
ている場合には第１気筒メモリ内の機関制御値は、ステ
ップ１３０からステップ１３４において計算される機関
制御値によって５ｍｓ毎に書替えられる。一方、Ｆｌが
セットされている場合、すなわち第１気筒メモリ内の機
関制御値に基づいて燃料噴射および点火を実行している
場合には第１気筒メモリ内の機関制御値は書替えられな
い。従って、機関の１燃焼サイクルにおいては、同一時
点の機関運転状態に基づいて計算された吸気行程制御値
、圧縮行程制御値、および点火制御値が使用されるため
に、吸気行程噴射、圧縮行程噴射、および点火の整合を
とることができる。

従って、吸気行程燃料噴射量と圧縮行程燃料噴射量の和
を機関の要求する燃料噴射量に合致せしめることができ
るため空燃比を目標空燃比に制御することかできる。ま
た点火時期も最適な点火時期に制御することができる。

この結果、混合気の良好な着火および燃焼を得ることが
でき、黒煙あるいは失火の発生および機関発生トルクの
変動によるトルクショックの発生を防止することができ
る。

ステップ１４４以下では、第２気筒から第４気筒につい
てステップ１３６からステップ１４２　と同様の処理が
実行される。すなわち、ステップ１４４では第２気筒の
書替え禁止フラグＦ２がリセットされているか否か判定
される。Ｆ２がリセットされているときステップ１４６
に進み、第７図に示すルーチンによる割込み処理が禁止
される。次いでステップ１４８では、第２気筒メモリに
記憶されている機関制御値が今回ステップ１３０からス
テップ１３４において計算された機関制御値によって書
替えられる。次いでステップ１５０において第７図に示
すルーチンによる割込み処理が可能とされる。ステップ
１５２からステップ１５８においては第３気筒メモリに
ついて、ステップ１６０からステップ１６８については
第４気筒メモリについて同様の処理が実行される。

以上のように本実施例によれば、機関の１燃焼サイクル
において吸気行程制御値、圧縮行程制御値、および点火
制御値の整合をとることができるため、混合気の良好な
着火および燃焼を得ることができる。

なお本実施例では４気筒内燃機関について説明したが、
例えば６気筒内燃機関および８気筒内燃機関については
制御値メモリを夫々６つおよび８つ設けることによって
容易に本実施例を適用することができる。

次に第２の実施例について説明する。第９図にはメイン
ルーチンを示す。第９図を参照すると、第８図に示すル
ーチンのステップ１３０からステップ１３４と同様に、
ステップ１３０からステップ１３４において機関制御値
すなわち吸気行程噴射制御値、圧縮行程噴射制御値、お
よび点火制御値が計算される。これらの機関制御値は第
１０図の機関制御値計算において黒丸として示されるよ
うに、同一時点の機関運転状態に基づき例えば５ｍｓ毎
に順次計（２７） （２８） 算される。次いでステップ２００では後述する割込みル
ーチン（第１１図参照）により割込み処理が禁止される
。次いでステップ２０２では、今回ステップ１３０から
ステップ１３４において計算された機関制御値が第１バ
ツフア内に書込まれる。従って第１０図に示されるよう
に同一時点の機関運転状態に基づいて計算された複数の
機関制御値が一組として第１バツフア内に書込まれるこ
とになる。第１バツフアはＲＡＭ　２３　（第１図参照
）の記憶領域の一部の領域である。次いでステップ２０
４において割込みルーチン（第１１図参照）による割込
み処理が許可され、本ルーチンを終了する。

第１１図には燃料噴射および点火を実行するためのルー
チンを示す。このルーチンは一部クランク角毎、例えば
クランク角３０度毎の割込みによって実行される。

第１１図を参照すると、第７図に示すルーチンと同様に
、ステップ１００においてＣＮＥのカウントが実行され
、ステップ１０２においてＣＣＹＬのカウントが実行さ
れる。次いでステップ２１０においてＣＮＥが５になっ
たか否か判定される。ＣＮＥが５になったときステップ
２１２に進み、第１バツフアに記憶されている機関制御
値のうち吸気行程噴射制御値が第１バツフアから吸気行
程噴射ワークメモリに書込まれる。この吸気噴射ワーク
メモリはＲＡＭ　２３　（第１図参照）の記憶領域の一
部に形成された領域である。第１０図を参照すると、例
えばＣＮＥ＝５となる’Ｉ”２０時点において第１バツ
フアに記憶されている吸気行程噴射制御値が吸気行程噴
射ワークメモリに書込まれる。このとき、第１バツフア
内に記憶されている機関制御値はＴ２０時点の直前のＴ
２１時点における機関運転状態Ｖ３に基づいて計算され
た値である。この機関制御値は第１気筒の吸気行程噴射
、圧縮行程噴射、および点火に使用されるＣＮＥ＝５に
おいて第１バツフア内に記憶されている機関制御値、す
なわち制御されるべき気筒の吸気上死点直前における第
１バツフア内の機関制御値を用いることによって最新の
機関制御値を用いて機関制御を実行することができる。

次いでステップ２１４では前回ＣＮＥが５になった処理
サイクルにおいて第２バツフアに書込まれている圧縮行
程噴射制御値および点火制御値が第２バツフアから夫々
圧縮行程噴射ワークメモリおよび点火ワークメモリに書
込まれる。例えば第１０図においてＴ２２時点において
第２バツフアから圧縮行程噴射ワークメモリおよび点火
ワークメモリに書込まれる。このとき第２バツフアに記
憶されている機関制御値は第２気筒の圧縮行程噴射制御
値と点火制御値である。

次いでステップ２１６では第１バツフアに書込まれた機
関制御値のうち圧縮行程噴射制御値と点火制御値が第２
バツフアに書込まれる。例えば、第１０図に示されるよ
うに、Ｔ２１時点において第１バツフアに書込まれた圧
縮行程噴射制御値と点火制御値がＴ２３時点において第
２バツフアに書込まれる。なお、第１０図においては図
上わかりやすいように’Ｉ”２０とＴ２３の間を大きく
とっているが、実際には第１１図に示されるように夫々
ステップ２１２およびステップ２１６において実行され
るため、Ｔ２゜とＴ２３の間は極く短時間である。

一方、ステップ２１０においてＣＮＥが５に等しくない
場合、ステップ２１２からステップ２１６はスキップさ
れ、第２バツフアおよび各ワークメモリ内に記憶されて
いる機関制御値は書替えられない。

次いでステップ２１８では、ＣＮＥが、噴射開始時間ｔ
ｉおよび吸気行程燃料噴射時間τ、をカウンタ３５（第
１図参照）にセットすべき値ＣＮＥＩになったか否か判
定される。ＣＮＥ＝ＣＮＥＩになったときステップ２２
０に進みｔ、およびτ、がカウンタ３５にセットされ吸
気行程噴射が実行される。例えば、第１０図に示される
ように、’Ｉ”２０時点において吸気行程噴射ワークメ
モリに書込まれた第１気筒の吸気行程噴射制御値に基づ
いて第１気筒の吸気行程噴射が実行される。

次いでステップ２２２では、ＣＮＥが、圧縮行程燃料噴
射時間τ。および噴射開始時間ｔ０をカウンタ３５（第
１図参照）にセットすべき値ＣＮＥＣになったか否か判
定される。ＣＮＥ＝ＣＮＥＣになったときステップ２２
４に進みｔ。およびτ。がカウンタ３５（３１） （３２） にセットされ圧縮行程噴射が実行される。例えば、第１
０図に示されるように、Ｔ２２時点において圧縮行程噴
射ワークメモリに書込まれた第２気筒の圧縮行程噴射制
御値に基づいて第２気筒の圧縮行程噴射が実行される。

次いでステップ２２６では、ＣＮＥが、点火制御値をカ
ウンタ３７（第１図参照）にセットすべき値ＣＮＢ５に
なったか否か判定される。ＣＮＥ＝ＣＮＥＳになったと
き、ステップ２２８に進み通電開始時間ｉｂｓおよび通
電時間１ｓがカウンタ３７にセットされ点火が実行され
る。例えば、第１０図に示されるように、Ｔ２゜時点に
おいて点火ワークメモリに書込まれた第２気筒の点火制
御値に基づいて第２気筒の点火が実行される。

以上の処理の後、本ルーチンを終了する。

第１０図を参照して、Ｔ２４において再びＣＮＥ５にな
ると、前述と同様に、機関運転状態Ｖ４に基づいて計算
されて第１バツフアに記憶されている機関制御値のうち
吸気行程噴射制御値が吸気行程噴射ワークメモリに書込
まれる。機関運転状態Ｖ４に基づいて計算された機関制
御値は第３気筒の吸気行程噴射、圧縮行程噴射、および
点火に使用される。次いでＴ２３時点において第２バツ
フアに書込まれた第１気筒の圧縮行程噴射制御値および
点火制御値が、Ｔ２Ｓ時点において夫々圧縮行程噴射ワ
ークメモリおよび点火ワークメモリに書込まれる。次い
でＴ２６時点において第３気筒の圧縮行程噴射制御値と
点火時期が第２バツフアに書込まれる。

次いでＴ２７において、吸気行程噴射ワークメモリに記
憶されている第３気筒の吸気行程噴射制御値に基づいて
第３気筒の吸気行程噴射が実行される。次いでＴ’２ｅ
において、圧縮行程噴射ワークメモリに記憶されている
第１気筒の圧縮行程噴射制御値に基づいて第１気筒の圧
縮行程噴射が実行される。次いでＴ２゜において、点火
ワークメモリに記憶されている第１気筒の記憶制御値に
基づいて第１気筒の点火が実行される。

以上のように第２の実施例においても第１の実施例と同
様に、機関の１燃焼サイクルにおいては、同−時点の機
関運転状態に基づいて計算された吸気行程制御値、圧縮
行程制御値、および点火制御値を使用するために、混合
気の良好な着火および燃焼を得ることができる。

特に本実施例では第１の実施例に比べ４気筒内燃機関の
場合にはメモリ容量を低減することができ、また計算も
簡単にすることができる。

〔発明の効果〕

機関の１燃焼サイクルにおいて機関制御のため使用され
る複数の機関制御値の整合をとることができるため、混
合気の良好な着火および燃焼を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は４気筒ガソリン機関の全体図、第２図は燃料噴
射弁の縦断面図、第３図は第１図に示す機関の縦断面図
、第４図は圧縮行程噴射と吸気行程噴射の制御パターン
を示す線図、第５図は吸気行程および圧縮行程噴射を実
行するときの動作を説明する図、第６図は第１の実施例
の動作を説明するためのタイムチャート、第７図は第１
の実施例の燃料噴射および点火を実行するためのフロー
チャート、第８図は第１の実施例のメインルーチンを示
すフローチャート、第９図は第２の実施例のメインルー
チンを示すフローチャート、第１０図は第２の実施例の
動作を説明するためのタイムチャート、第１１図は第１
の実施例の燃料噴射および点火を実行するためのフロー
チャートである。 ２０・・・電子制御ユニット、 ２９・・・クランク角センサ、 ３０・・・アクセル開度センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　機関運転状態に応じた要求燃料噴射量を吸気行程と圧
   縮行程とに分割噴射可能な筒内直接噴射式火花点火機関
   において、機関運転状態を制御するための複数の機関制
   御値を同一時点の機関運転状態から計算する計算手段と
   、同一時点における機関運転状態に基づいて計算された
   前記複数の機関制御値を内燃機関の１燃焼サイクルにお
   いて用いることによって機関運転状態を制御する制御手
   段とを備えた筒内直接噴射式火花点火機関の機関制御装
   置。