JPH07301139A - 内燃機関の筒内噴射燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃費および走行フィーリングを向上させた内
燃機関の筒内噴射燃料制御装置を得る。 【構成】 気筒内に直接燃料を噴射して燃料を燃焼させ
る内燃機関の筒内噴射燃料制御装置において、エンジン
回転数Ｎｅおよびアクセル開度αを含む情報に基づいて
車両の運転状態を決定する運転状態決定手段と、運転状
態に基づいてエンジン発生目標トルクＴｔを算出する目
標トルク算出手段Ｓ３と、エンジン発生目標トルクに応
じて燃料噴射を行う燃料噴射制御手段Ｓ６とを設け、運
転状態に応じてエンジン発生目標トルクを変え、エンジ
ン発生目標トルクに応じて燃料噴射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、気筒内に直接燃料を
噴射して燃料を燃焼させるようにした火花点火式の内燃
機関の筒内噴射燃料制御装置に関し、特に燃費および走
行フィーリングを向上させた内燃機関の筒内噴射燃料制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、吸気管内で燃料を噴射して均一
な混合気を気筒内に導入する火花点火式の内燃機関にお
いては、比較的大きいエンジン発生トルクが得られるも
のの、空燃比に対する変動も大きいため、トルク制御が
容易でないという問題がある。そこで、エンジン発生ト
ルクを制御し易くするために、気筒内に直接燃料を噴射
することにより、気筒内の部分的な領域で燃料を燃焼さ
せるようにした内燃機関の筒内噴射燃料制御装置が開発
されている。

【０００３】図１１は気筒内に直接燃料を噴射する形式
の一般的な内燃機関の筒内噴射燃料制御装置のシステム
全体を概略的に示す構成図であり、図において、１は内
燃機関の本体すなわちエンジン、２は吸入空気を浄化す
るためのエアークリーナ、３はエアークリーナ２を介し
た吸入空気を矢印のようにエンジン１に導入するための
吸気管、４は吸気管３内に設けられて吸入空気量を調節
するためのスロットル弁、５はエンジン１の上流に設け
られたサージタンクである。

【０００４】６はエンジン１の下流に設けられて排気ガ
スを導出するための排気管、７はスロットル弁４の開度
を制御するためのたとえばステッパモータを用いたアク
チュエータ、８はアクセルペダル（図示せず）の開度α
を検出するアクセル開度センサ、９は点火タイミングに
合わせてエンジン１の各気筒毎に放電電圧を分配する配
電器、１０は点火用の放電電圧を発生する点火コイル、
１１は各気筒の点火時期に合わせて点火コイル１０を通
電遮断させて高電圧を出力させるためのイグナイタであ
る。

【０００５】１２はマイクロコンピュータからなる電子
式制御ユニットであり、アクセル開度αを含む種々のセ
ンサ情報を取り込み、エンジン１の制御に関連するアク
チュエータ７およびイグナイタ１１を含むシステム全体
を制御する。１３はエンジン１の各気筒内に直接燃料を
噴射できるように配設された燃料噴射弁であり、電子式
制御ユニット１２からの制御信号（後述する）により駆
動される。

【０００６】１４は配電器９からの放電電圧が供給され
て各気筒内で放電火花を発生させる点火プラグ、１５は
エンジン１により回転駆動されるクランク軸に取り付け
られてクランク角信号ＣＡを出力するクランク角センサ
である。クランク角信号ＣＡは、アクセル開度αととも
に電子式制御ユニット１２に入力される。２０は車載の
バッテリ、２１は電子式制御ユニット１２とバッテリ２
０との間に挿入されたイグニッションスイッチである。

【０００７】図１２は電子式制御ユニット１２の具体的
構成を示すブロック図である。図において、１００はマ
イクロコンピュータであり、アクセル開度αおよびクラ
ンク角信号ＣＡを含む運転状態情報に基づき所定のプロ
グラムにしたがってアクチュエータ７および燃料噴射弁
１３の制御量等を算出するＣＰＵ２００と、エンジン１
のクランク角信号ＣＡから回転周期を計測するためのフ
リーランニングのカウンタ２０１と、種々の制御のため
に時間を計時するタイマ２０２と、アナログ入力信号を
ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０３と、ワー
クメモリとして使用されるＲＡＭ２０５と、種々の動作
プログラムが記憶されているＲＯＭ２０６と、点火信号
Ｑを含む種々の制御信号を出力するための出力ボート２
０７と、各要素２０１〜２０７をＣＰＵ２００に結合さ
せるコモンバス２０８とから構成されている。

【０００８】１０１は第１入力インターフェース回路で
あり、クランク角信号ＣＡを波形整形して割り込み信号
とし、マイクロコンピュータ１００に入力する。この割
り込み信号が発生すると、マイクロコンピュータ１００
内のＣＰＵ２００は、カウンタ２０１の値を読み取ると
ともに、今回の読み取り値と前回の読み取り値との差か
らエンジン１の回転数周期を算出してＲＡＭ２０５に記
憶させる。

【０００９】１０２は第２入力インターフェース回路で
あり、アクセル開度αを含む各センサ信号を取り込み、
Ａ／Ｄ変換器２０３に入力する。１０４は出力インター
フェース回路であり、出力ポート２０７からの駆動出力
すなわち点火信号Ｑを含む制御信号を増幅し、アクチュ
エータ７、イグナイタ１１および燃料噴射弁１３等に出
力する。１０５はバッテリ２０からの電力をマイクロコ
ンピュータ１００に供給するための電源回路である。

【００１０】電子式制御ユニット１２は、アクセル開度
αに応じてアクチュエータ７を駆動し、スロットル弁４
の開度を制御する。また、クランク角信号ＣＡの示す所
定クランク角期間の計測時間からエンジン回転数を算出
し、このエンジン回転数およびアクセル開度αに基づい
て燃料噴射量を演算する。そして、燃料噴射量に対応し
た駆動時間で且つクランク角信号ＣＡに基づく所定タイ
ミングで、燃料噴射弁１３を駆動制御し、エンジン１の
各気筒内に燃料を直接噴射させる。

【００１１】さらに、電子式制御ユニット１２は、燃料
噴射タイミングと同期をとって、点火用のイグナイタ１
１に点火信号Ｑ（通電遮断信号）を出力する。これによ
り、イグナイタ１１がオンオフ駆動され、点火コイル１
０が励磁されて高電圧を発生する。この高電圧は、配電
器９を通して点火プラグ１４に印加され、点火プラグ１
４を所定タイミングで放電させて点火火花を発生させ
る。こうして、各気筒内に燃料を噴射し且つ噴射された
燃料を含む混合気を燃焼させることにより、エンジン１
を動作させるようになっている。

【００１２】なお、スロットル弁４の開度は、負荷に応
じて適切に制御される。また、燃料噴射弁１３から噴射
される燃料の圧力は、気筒内に直接噴射されるため非常
に高圧である。

【００１３】次に、図１３〜図１６を参照しながら、上
記のように構成された従来の内燃機関の筒内噴射燃料制
御装置の動作について説明する。図１３は、エンジン回
転数およびアクセル開度αから算出された燃料量Ｆと、
アクセル開度αに対応する負荷Ｌとの関係を燃料噴射方
式の関係とともに示す説明図、図１４は、圧縮行程噴射
中の空燃比Ａ／Ｆとエンジン発生トルクＴとの関係を示
す説明図である。

【００１４】図１５および図１６は燃料噴射方式と筒内
での燃料分布（燃焼状態）との関係を模式的に示す説明
図であり、図１５は圧縮行程噴射での燃料の燃焼状態を
示す説明図、図１６は吸気行程噴射での燃料の燃焼状態
を示す説明図である。

【００１５】各図において、２２はエンジン１を構成す
る気筒の燃焼室、２３は燃焼室２２をサージタンク５に
連通する吸気弁、２４は燃焼室２２を排気管６に連通す
る排気弁、３０は圧縮行程噴射での燃焼領域、３１は吸
気行程噴射での燃焼領域である。

【００１６】図１３のように、噴射方式は燃料量Ｆおよ
び負荷Ｌに応じて切り替え設定されるが、燃料量ＦがＦ
Ａ以下且つ負荷ＬがＬＢ以下のときには、燃料吐出時間
が短くてよいため、エンジン１の圧縮行程中に燃料を噴
射する「圧縮行程噴射」が行われる。

【００１７】この場合、図１５に示すように燃焼領域３
０が小さくなり、気筒内の一部で燃料の燃焼が行われる
ため、筒内容積に対して燃料が少なくて済み経済的な燃
焼状態となり、また、燃焼のための空燃比Ａ／Ｆが制御
し易い燃焼状態となる。したがって、図１４内の実線で
示すように、空燃比Ａ／Ｆに応じたエンジン発生トルク
Ｔの制御が可能となる。

【００１８】一方、図１３において、燃料量ＦがＦＡよ
りも多くなるかまたは負荷ＬがＬＢよりも多くなると、
圧縮行程中に燃料噴射が終了しないため、吸入行程から
圧縮行程までの間に燃料を噴射する「吸気行程噴射」が
行われる。

【００１９】この場合、周知の吸気ポート付近に燃料を
噴射する形式のエンジンと同じ燃焼状態となり、図１６
のように燃焼領域３１が大きくなり、筒内容積の全てを
用いて燃料の燃焼が行われるので、高出力のエンジン発
生トルクＴが得られ易い。したがって、エンジン発生ト
ルクＴは、空燃比Ａ／Ｆに応じて、図１４内の一点鎖線
のように急峻になる。

【００２０】なお、エンジン発生トルクＴの制御は、周
知の吸気ポート付近での燃料噴射形式のエンジンの場合
と同様に、空燃比および点火時期の制御により行われ
る。また、各噴射方式でのエンジン発生トルクＴは、た
とえば、空燃比Ａ／ＦがＡＦＯ（＝１６）付近におい
て、吸気行程噴射の場合にはＴＣ、圧縮行程噴射の場合
にはＴＤとなり、トルク差ΔＴが生じる。

【００２１】このように、従来より、内燃機関において
筒内噴射制御装置を用いることにより、経済性を向上さ
せるとともに、高出力のエンジン発生トルクＴを得るこ
との両立を達成している。

【００２２】ところで、図１７は圧縮行程噴射における
燃料噴射タイミングとエンジン発生トルクＴとの関係を
示す特性図であり、図１７から明らかなように、エンジ
ン発生トルクＴは、噴射タイミングがＴＤＣ（上死点）
付近に設定されたときに最大となる。なお、点火時期は
ＴＤＣ付近に制御される。

【００２３】図１７から明らかなように、圧縮行程噴射
においては、燃料噴射タイミングをＢＴＤＣ（進角）側
またはＡＴＤＣ（遅角）側に設定することにより、エン
ジン発生トルクＴを変更制御可能なことが分かる。図１
７の特性は、同様に圧縮行程噴射を行っているディーゼ
ルエンジンの特性と近似している。

【００２４】また、図１８は点火時期とエンジン発生ト
ルクＴとの関係を示す特性図であり、実線は圧縮行程噴
射の特性、一点鎖線は吸気行程噴射の特性をそれぞれ示
す。図１８から明らかなように、エンジン発生トルクＴ
は、点火時期がわずかにＢＴＤＣ（進角）側に設定され
たときに最大となり、したがって、点火時期を変えるこ
とでエンジン発生トルクＴを変更制御可能なことが分か
る。ただし、圧縮行程噴射の場合（実線）は、吸気行程
噴射の場合（一点鎖線）よりも、点火時期の変化に対す
るエンジン発生トルクＴの変化は小さい。

【００２５】また、図１１に示すシステムにおいては、
スロットル弁４を常時全開にしてエンジン１での燃焼を
行っているが、エンジン発生トルクＴを制御するため、
スロットル開度を変更することも可能である。

【００２６】このように、燃料量および負荷に応じて噴
射方式を変更し、エンジン発生トルクＴを、それぞれ、
圧縮行程噴射においては空燃比により制御し、また、吸
気行程噴射においては空燃比および点火時期により制御
している。しかしながら、エンジン発生トルクＴの制御
を、噴射タイミングや点火時期に対する特性（図１７お
よび図１８参照）を考慮せずに、圧縮行程中での空燃比
の特性（図１４内の実線参照）制御で行っているため、
燃費および走行フィーリングの悪化を招くおそれがあ
る。

【００２７】また、エンジン回転数およびアクセル開度
αに基づいて運転状態を判定していることから、正確な
運転状態を把握することが難しく、走行フィーリングの
悪化を招くおそれがある。同様に、エンジン回転数およ
びアクセル開度αに基づいて空気量を推定しているた
め、空気量の検出誤差が生じて、燃費および走行フィー
リングの悪化を招くおそれがある。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の筒内
噴射燃料制御装置は以上のように、噴射タイミングや点
火時期に対する特性（図１７および図１８）を考慮せず
に、圧縮行程中での空燃比に対する特性（図１４）に基
づいてエンジン発生トルクＴを制御しているため、燃費
の悪化および走行フィーリングの悪化を招くという問題
点があった。

【００２９】また、エンジン回転数およびアクセル開度
αに基づいて運転状態を判定していることから、正確な
運転状態を検知することができず、走行フィーリングの
悪化を招くという問題点があった。

【００３０】さらに、エンジン回転数およびアクセル開
度αに基づいて空気量を推定しているので、空気量の検
出誤差により、燃費の悪化および走行フィーリングの悪
化を招くという問題点があった。

【００３１】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、燃費および走行フィーリング
を向上させた内燃機関の筒内噴射燃料制御装置を得るこ
とを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関の筒内噴射燃料制御装置は、気筒内に直接燃
料を噴射して燃料を燃焼させる内燃機関の筒内噴射燃料
制御装置において、エンジン回転数およびアクセル開度
を含む情報に基づいて車両の運転状態を決定する運転状
態決定手段と、運転状態に基づいてエンジン発生目標ト
ルクを算出する目標トルク算出手段と、エンジン発生目
標トルクに応じて燃料噴射を行う燃料噴射制御手段とを
備えたものである。

【００３３】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項１において、燃料噴
射制御手段は、エンジン発生目標トルクに応じて、噴射
タイミング、空燃比、点火時期および空気量のうちの少
なくとも２つの制御パラメータを決定する制御パラメー
タ決定手段を含み、少なくとも２つの制御パラメータに
基づいて燃料噴射を行うものである。

【００３４】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項１または請求項２に
おいて、運転状態決定手段は、車速を含む情報に基づい
て運転状態を決定するものである。

【００３５】また、この発明の請求項４に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項１から請求項３まで
のいずれかにおいて、運転状態決定手段は、アクセル開
度の絶対値または変化量のうちの少なくとも一方を含む
情報に基づいて運転状態を決定するものである。

【００３６】また、この発明の請求項５に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項１から請求項４まで
のいずれかにおいて、運転状態決定手段は、エンジン冷
却水の水温を含む情報に基づいて運転状態を決定するも
のである。

【００３７】また、この発明の請求項６に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項１から請求項５まで
のいずれかにおいて、燃料噴射制御手段は、アクセル開
度を含む情報に基づいて、エンジン発生目標トルクを補
正するための補正係数を算出する補正係数算出手段を含
み、補正係数に応じて燃料噴射を行うものである。

【００３８】また、この発明の請求項７に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項６において、目標ト
ルク算出手段は、運転状態に基づいて基本エンジン発生
目標トルクを算出する基本目標トルク算出手段を含み、
補正係数算出手段は、アクセル開度を含む情報に基づい
て、基本エンジン発生目標トルクを補正するための補正
係数を算出し、目標トルク算出手段は、基本エンジン発
生目標トルクおよび補正係数に基づいてエンジン発生目
標トルクを算出するものである。

【００３９】また、この発明の請求項８に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項１から請求項７まで
のいずれかにおいて、エンジン回転数およびアクセル開
度に基づいて空気量を算出する空気量算出手段を備え、
燃料噴射制御手段は、空気量および空燃比に基づいて基
本燃料量を算出する基本燃料量算出手段と、アクセル開
度を含む情報に基づいて、基本燃料量を補正するための
補正係数を算出する補正係数算出手段と、基本燃料量お
よび補正係数に基づいて燃料量を算出する燃料量算出手
段とを含み、燃料量に基づいて燃料噴射を行うものであ
る。

【００４０】また、この発明の請求項９に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項１から請求項８まで
のいずれかにおいて、内燃機関に供給される吸入空気量
を検出する吸入空気量検出手段と、運転状態に基づいて
空燃比を算出する空燃比算出手段とを備え、燃料噴射制
御手段は、空燃比および吸入空気量に基づいて燃料量を
算出する燃料量算出手段と、燃料量に応じて燃料噴射を
行う燃料噴射制御手段とを含むものである。

【００４１】

【作用】この発明の請求項１においては、運転状態に応
じてエンジン発生目標トルクを変え、エンジン発生目標
トルクに応じて燃料噴射することにより、燃費の向上お
よび走行フィーリングの向上を実現する。

【００４２】また、この発明の請求項２においては、運
転状態に応じて、空燃比、噴射タイミング、点火時期お
よび空気量のうちの少なくとも２つの組み合わせから、
燃費および走行フィーリングが最良な組み合わせを選択
して燃料噴射することにより、燃費の向上および走行フ
ィーリングの向上を実現する。

【００４３】また、この発明の請求項３においては、運
転状態判定に車速条件を付加し、運転状態の検出確度を
向させることにより、さらに走行フィーリングを向上さ
せる。

【００４４】また、この発明の請求項４においては、ア
クセル開度の絶対値または変化量（偏差）の少なくとも
一方に応じて運転状態（加減速状態）を検出し、エンジ
ン発生目標トルクを補正することにより、走行に必要な
エンジン発生トルクを確保して走行フィーリングを向上
させる。

【００４５】また、この発明の請求項５においては、運
転状態判定に水温を付加し、エンジン暖機状態における
要求トルクに応じたエンジン発生目標トルクを確保し、
走行フィーリングをさらに向上させる。

【００４６】また、この発明の請求項６においては、ア
クセル開度を含む情報に応じてエンジン発生目標トルク
を補正することにより、走行に必要なエンジン発生トル
クを確保し、走行フィーリングをさらに向上させる。

【００４７】また、この発明の請求項７においては、ア
クセル開度を含む情報に応じて、基本エンジン発生目標
トルクを算出するとともに基本エンジン発生目標トルク
を補正することにより、走行に必要なエンジン発生トル
クを確保して走行フィーリングを向上させる。

【００４８】また、この発明の請求項８においては、エ
ンジン回転数およびアクセル開度に基づいて空気量を算
出し、空気量および空燃比から基本燃料量を算出し、ア
クセル開度を含む情報に応じて基本燃料量を補正するこ
とにより、走行に必要なエンジン発生トルクを確保して
走行フィーリングを向上させる。

【００４９】また、この発明の請求項９においては、吸
入空気量検出手段により検出された吸入空気量と空燃比
とから燃料量を算出し、燃料量制御精度を向上させるこ
とにより、燃費および走行フィーリングをさらに向上さ
せる。

【００５０】

【実施例】

実施例１．（請求項１および請求項２に対応） 以下、この発明の実施例１を図について説明する。な
お、この発明の実施例１における内燃機関の筒内噴射燃
料制御装置のシステム構成は図１１に示したものと同一
であり、電子式制御ユニット１２内の制御プログラムが
異なるのみである。

【００５１】この場合、電子式制御ユニット１２は、エ
ンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度αを含む情報に基
づいて車両の運転状態を決定する運転状態決定手段と、
運転状態に基づいてエンジン発生目標トルクＴｔを算出
する目標トルク算出手段と、エンジン発生目標トルクＴ
ｔに応じて燃料噴射を行う燃料噴射制御手段とを含んで
いる。

【００５２】また、燃料噴射制御手段は、エンジン発生
目標トルクＴｔに応じて、噴射タイミング、空燃比Ａ／
Ｆ、点火時期および空気量Ｑａのうちの少なくとも２つ
の制御パラメータを決定する制御パラメータ決定手段を
含み、少なくとも２つの制御パラメータに基づいて燃料
噴射を行うようになっている。

【００５３】次に、図１のフローチャートを参照しなが
ら、この発明の実施例１における燃料噴射時の動作につ
いて説明する。まず、ステップＳ１において、クランク
角信号ＣＡからエンジン回転数Ｎｅを演算し、ステップ
Ｓ２において、アクセル開度センサ８からアクセル開度
αを読み出し、運転者によるアクセルペダルの踏み方
（運転者の要求）を検出する。

【００５４】続いて、ステップＳ３において、ステップ
Ｓ１およびＳ２で検出したエンジン回転数Ｎｅおよびア
クセル開度αから運転状態を決定するとともに、この運
転状態に応じて、運転フィーリングが最良となるように
あらかじめ決定されたエンジン発生目標トルクＴｔを、
マップ演算により読み出す。また、ステップＳ４におい
て、エンジン発生目標トルクＴｔに応じて、あらかじめ
決定された空燃比、噴射タイミイングおよび点火時期を
読み出す。

【００５５】ここで、空燃比、噴射タイミングの決定方
法を図２および図３を用いて説明する。図２は、空燃
比、燃料噴射タイミングおよび点火時期とエンジン発生
トルクＴとの関係を示す特性図であり、図３はエンジン
発生目標トルクＴｔに応じて設定される空燃比、噴射タ
イミングおよび点火時期のテーブルデータを概念的に示
す説明図である。

【００５６】なお、燃料噴射タイミングとエンジン発生
トルクＴとの関係は、図１７を参照しながら説明したよ
うに、燃料噴射タイミングがＴＤＣ付近またはＴＤＣよ
りもわずかに進角側のときに、エンジン発生トルクＴが
増加する傾向がある。また、空燃比とエンジン発生トル
クＴとの関係は、図１４を参照しながら説明したよう
に、空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比（１４．７）よりも大き
いリーン（燃料量が減少）側になるにつれて、エンジン
発生トルクＴが減少する傾向にある。

【００５７】したがって、噴射タイミングがＴＤＣ付近
であって且つ空燃比がリーン側のとき、燃費が最良とな
ることが分かる。実際には、運転状態に応じて、噴射タ
イミングおよび空燃比の組み合わせにより燃費の最良点
がそれぞれ存在するので、燃費の最良点は、あらかじめ
運転状態に応じて設定される。

【００５８】こうして設定された噴射タイミングおよび
空燃比の組み合わせを、エンジン発生目標トルクＴｔに
応じて、図３に示すようなテーブルデータとして用意す
る。すなわち、噴射タイミングおよび空燃比は関連付け
て設定される必要があり、上記ステップＳ４において
は、図３のような組み合わせデータ（Ａ−１およびＡ−
２、または、Ｂ−１およびＢ−２等）を読み出すことに
なる。

【００５９】なお、点火時期によるエンジン発生トルク
Ｔの変化は、図１８内の実線で示すよりも小さいため、
点火時期をデータに組み合わせる可能性は小さい。しか
し、可能性が全くない（０）というわけではないため、
点火時期は、図３のように、組み合わせデータとして扱
われる。ここでは、したがって、特に説明しないが、点
火時期も空燃比および噴射タイミングと同様に扱われ得
る。

【００６０】続いて、ステップＳ５において、上記組み
合わせデータ内の空燃比に基づいて燃料量を算出する。
このとき、空燃比は燃料量に対する空気量の質量比であ
り、燃料量は、一般的にスロットルスピード方式と呼ば
れる演算方式により、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセ
ル開度αから空気量を算出した後、この空気量と空燃比
とから算出される。スロットルスピード方式は、１サイ
クル当たりにエンジンに吸入される空気量をスロットル
開度およびエンジン回転数で推定するものである。

【００６１】こうして算出された燃料量を、ステップＳ
６において、上記組み合わせデータ内の噴射タイミング
で噴射する。このように、運転状態に応じて関連付けて
設定された空燃比、噴射タイミングおよび点火時期の組
み合わせから燃費および走行フィーリングが最良な組み
合わせを選択し、この組み合わせに応じて燃料噴射する
ことにより、燃費が最良となり且つ走行フィーリングも
良好にすることができる。

【００６２】なお、上記実施例１では、噴射タイミング
および空燃比の関係をテーブルデータとして記憶してい
るが、関数型として与えても同様の効果が得られる。

【００６３】実施例２．（請求項３および請求項４に対
応） また、上記実施例１では、燃費の最良化を噴射タイミン
グおよび空燃比の組み合わせデータにより実現したが、
点火時期および空気量（スロットル開度）を変化させて
も、エンジン発生トルクＴを変更させて同等の効果を奏
することができる。したがって、点火時期および空気量
の組み合わせデータにより、燃費を最良としてもよい。

【００６４】この場合、電子式制御ユニット１２内の運
転状態決定手段は、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度
αおよび車速Ｖを含む情報に基づいて運転状態を決定
し、たとえば、アクセル開度αの絶対値または変化量Δ
αにうちの少なくとも一方を含む情報に基づいて運転状
態を決定することになる。

【００６５】ただし、噴射タイミング、空燃比、点火時
期および空気量の組み合わせデータを設定しようとする
と、データ設定の工数が莫大となってしまうので、燃費
を良くするために効果がある少なくとも２つの制御パラ
メータにより図３のようなテーブルデータを用意すれば
よい。これにより、データ設定の工数増大を防止して、
工数を削減することができる。

【００６６】以下、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル
開度αのみならず、さらに車速Ｖに基づいてエンジン発
生目標トルクＴｔを算出するようにしたこの発明の実施
例２を図について説明する。図４はこの発明の実施例２
のシステム全体を概略的に示す構成図であり、１〜１
４、２０および２１は前述と同様のものである。

【００６７】１６は車両の速度すなわち車速Ｖを検出し
て電子式制御ユニット１２に入力する車速センサであ
り、たとえば、電磁ピックアップ式のセンサを用いて、
車輪の回転に応じて所定のパルスを発生する構成からな
っている。図４の構成は、車速センサ１６を追加したこ
とを除けば、図１１の構成と同様である。

【００６８】次に、図５のフローチャートを参照しなが
ら、図４に示したこの発明の実施例２の動作について説
明する。図５はエンジン発生目標トルクＴｔの決定動作
および燃料噴射動作を示しており、図５において、Ｓ
１、Ｓ２およびＳ４〜Ｓ６は前述と同様のステップ、Ｓ
３ＢはＳ３に対応したステップである。まず、ステップ
Ｓ１およびＳ２においてエンジン回転数Ｎｅおよびアク
セル開度αを求めた後、ステップＳ３Ａにおいて、車速
センサ１６からの出力パルスに基づいて車速Ｖを演算す
る。

【００６９】続いて、ステップＳ３Ｂにおいて、エンジ
ン回転数Ｎｅ、アクセル開度αおよび車速Ｖからエンジ
ン発生目標トルクＴｔを算出する。すなわち、車速Ｖを
示す車速センサ１６からのパルス情報に基づいて、パル
スが入力されないことから停止状態を判定し、パルスが
入力され始めたことから発進状態を判定し、パルス周期
から走行中での加減速状態を判定する。

【００７０】また、後述（図６内のステップＳ３０１〜
Ｓ３０３およびＳ３０７参照）するように、アクセル開
度αの微分値（変化量の絶対値）から加減速状態を判定
したり、後述（図８内の所定アクセル開度αｒ以上のア
クセル開度α参照）するように、アクセル開度αの絶対
値からも加減速状態を判定し得る。

【００７１】そして、これらの判定情報から運転状態を
決定し、この運転状態に応じて、運転フィーリングを最
良とするようにあらかじめ決定されたたエンジン発生目
標トルクＴｔを読み出す。以下、前述と同様に、ステッ
プＳ４において空燃比および噴射タイミイングの組み合
わせデータを読み出し、ステップＳ５において燃料量を
算出し、ステップＳ６において、算出燃料量を設定噴射
タイミングで噴射する。

【００７２】このように、エンジン発生目標トルクＴｔ
の算出パラメータとして車速Ｖを加えることにより、運
転状態の推定確度の信頼性が向上し、走行フィーリング
をさらに良好にすることができる。また、車速Ｖおよび
エンジン回転数Ｎｅから変速機のギア位置を推定するこ
とができるので、このギア位置の推定結果を用いて、エ
ンジン発生目標トルクＴｔを決定しても同様の効果が得
られる。

【００７３】実施例３．（請求項５に対応） なお、上記実施例２では、エンジン回転数Ｎｅ、アクセ
ル開度αおよび車速Ｖに基づいて運転状態を決定した
が、エンジン暖機状態等によりアクセル開度αが同一で
あっても運転者の要求するトルクが異なる場合があるの
で、エンジン暖機状態を表わすサーミスタ型の水温セン
サ（図示せず）を追加し、この水温センサからの情報に
基づいてエンジン発生要求トルクＴｔを読み出してもよ
い。

【００７４】この場合、電子式制御ユニット１２内の運
転状態決定手段は、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル
開度αとともに、エンジン冷却水の水温を含む情報に基
づいて運転状態を決定する。これにより、エンジン暖機
状態であっても運転者の要求するトルクに応じたエンジ
ン発生目標トルクＴｔが得られるので、さらに走行フィ
ーリングを良好にすることができる。

【００７５】実施例４．（請求項６および請求項７に対
応） なお、上記各実施例では、過渡運転走行状態すなわち加
減速状態について特に考慮していないが、種々のパラメ
ータおよび運転状態に関して検出誤差を含み易い過渡運
転時においては、加減速状態に応じてエンジン発生目標
トルクＴｔを補正することが望ましい。

【００７６】以下、加減速状態を示すアクセル開度αの
変化（Δα）に基づいてエンジン発生目標トルクＴｔを
補正するようにしたこの発明の実施例４を図について説
明する。この場合、システム構成は図１１に示した通り
であるが、電子式制御ユニット１２内の燃料噴射制御手
段は、アクセル開度αを含む情報に基づいて、エンジン
発生目標トルクを補正するための補正係数を算出する補
正係数算出手段を含み、補正係数に応じて燃料噴射を行
うようになっている。

【００７７】また、電子式制御ユニット１２内の目標ト
ルク算出手段は、運転状態に基づいて基本エンジン発生
目標トルクＴｔＢ（後述する）を算出する基本目標トル
ク算出手段を含み、補正係数算出手段は、アクセル開度
αを含む情報に基づいて、基本エンジン発生目標トルク
ＴｔＢを補正するための補正係数ＫＡＣＣを算出し、目
標トルク算出手段は、基本エンジン発生目標トルクＴｔ
Ｂおよび補正係数ＫＡＣＣに基づいてエンジン発生目標
トルクＴｔを算出するようになっている。

【００７８】次に、図６のフローチャート、図７の説明
図および図１１を参照しながら、この発明の実施例４に
よる加減速状態でのエンジン発生目標トルクＴｔの決定
動作について説明する。図６において、Ｓ３０５は図１
内のＳ３と同様のステップであり、図６の処理は、所定
タイミング（たとえば、１０ｍ秒）毎に実行されるもの
とする。また、図７において、横軸は時間ｔを示し、縦
軸はアクセル開度α、アクセル開度偏差Δαおよび補正
係数ＫＡＣＣの演算値を示している。

【００７９】まず、ステップＳ３０１において、今回の
アクセル開度αｔと前回のアクセル開度αｔ_-1の差（α
ｔ−αｔ_-1）をアクセル開度偏差Δαとして算出する。
続いて、ステップＳ３０２において、アクセル開度偏差
Δαの絶対値が所定値Ａより小さいか否かを判定し、も
し、｜Δα｜＜Ａ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれ
ば、アクセル開度αの変化量（加減速量）が小さいこと
から、ステップＳ３０３において定常走行中と判定され
る。

【００８０】また、定常走行中であることから、ステッ
プＳ３０４において、エンジン発生目標トルクＴｔに対
する補正係数Ｋとして、１．０（すなわち、補正無し）
を設定する。次に、前述のステップＳ３と同様のステッ
プＳ３０５において、運転状態に応じたエンジン発生目
標トルクＴｔＢ（基本エンジン発生目標トルクに相当）
を読み出し、ステップＳ３０６において、エンジン発生
目標トルクＴｔＢに補正係数Ｋを乗算し、補正後のエン
ジン発生目標トルクＴｔを求める。

【００８１】一方、ステップＳ３０２において、｜Δα
｜≧Ａ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、アクセル開
度αの変化量が大きいことから、ステップＳ３０７にお
いて過渡運転中と判定される。続いて、ステップＳ３０
８において、アクセル開度偏差△αが正負のどちらか
（正か否か）を判定する。

【００８２】もし、Δα＞０（すなわち、ＹＥＳ）と判
定されれば、アクセルペダルが踏み込まれている方向を
示しているので、ステップＳ３０９において加速状態と
判定する。また、ステップＳ３１０において、アクセル
開度偏差△αの示す加速状態に応じて、エンジン発生目
標トルクＴｔに対する補正係数ＫＡＣＣを算出する。そ
して、ステップＳ３１１において、補正係数ＫＡＣＣを
補正係数Ｋの値として設定した後、ステップＳ３０５に
進む。

【００８３】このとき、アクセル開度αの変化に対し、
アクセル開度偏差Δαおよび補正係数ＫＡＣＣは、演算
間隔毎に図７のように段階的に変化する。たとえば、図
示したように、アクセル開度αが小から大に変化した場
合、このアクセル開度αの変化に応じてアクセル開度偏
差△αが算出され、このアクセル開度偏差△αに応じ
て、補正係数ＫＡＣＣが求められる。

【００８４】すなわち、アクセル開度偏差Δαが小さい
ときには、補正係数ＫＡＣＣが１．０付近に設定され、
加速直後のアクセル開度偏差Δαが大きいときには、補
正係数ＫＡＣＣが１．０よりも大きい値に設定され、そ
の後、アクセル開度偏差Δαが小さくなるにつれて、補
正係数ＫＡＣＣも減少して１．０に収束する。

【００８５】一方、ステップＳ３０８において、Δα≦
０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、アクセルペダル
を解放している方向を示しているので、ステップＳ３１
２において減速状態と判定する。また、ステップＳ３１
３において、アクセル開度偏差△αの示す減速状態に応
じて、エンジン発生目標トルクＴｔに対する補正係数Ｋ
ＤＥＣを算出する。そして、ステップＳ３１４におい
て、補正係数ＫＤＥＣを補正係数Ｋの値として設定した
後、ステップＳ３０５に進む。

【００８６】以下、同様に、ステップＳ３０６におい
て、目標トルク補正係数Ｋとエンジン発生目標トルクＴ
ｔＢとを乗算し、最終的なエンジン発生目標トルクＴｔ
を算出する。最後に、ステップＳ３１５において、今回
のアクセル開度αｔを前回のアクセル開度αｔ_-1に更新
し、次の処理のための準備を実行した後、リターンす
る。

【００８７】このように、噴射タイミングおよび空燃比
からエンジン発生トルクＴを変更可能な筒内直接噴射式
の内燃機関の特性をうまく利用し、アクセル開度偏差Δ
αに基づいて過渡運転（加減速）状態でのエンジン発生
目標トルクＴｔを補正することにより、走行に必要なエ
ンジン発生トルクＴを確保することができ、さらに走行
フィーリングを向上させることができる。

【００８８】実施例５．（請求項８に対応） なお、上記実施例４では、アクセル開度αから過渡運転
状態を推定して、エンジン発生目標トルクＴｔを補正し
たが、同様に、アクセル開度αを含む情報に基づいて基
本燃料量を補正するための補正係数を算出し、この補正
係数により基本燃料量を補正して燃料量を算出しても同
様の効果が得られることは言うまでもない。

【００８９】この場合、エンジン回転数Ｎｅおよびアク
セル開度αに基づく推定演算により空気量を算出する空
気量算出手段を設け、電子式制御ユニット１２内の燃料
噴射制御手段は、空気量および空燃比に基づいて基本燃
料量を算出する基本燃料量算出手段と、アクセル開度α
を含む情報に基づいて、基本燃料量を補正するための補
正係数を算出する補正係数算出手段と、基本燃料量およ
び補正係数に基づいて燃料量を算出する燃料量算出手段
とを含み、補正された燃料量に基づいて燃料噴射を行
う。

【００９０】これにより、前述と同様に、走行に必要な
エンジン発生トルクを確保し、走行フィーリングを向上
させることができる。なお、エンジン発生目標トルクＴ
ｔの補正と燃料量の補正とを組み合わせて、燃料噴射を
制御してもよい。

【００９１】また、上記実施例４および実施例５では、
過渡運転状態を判定するためにアクセル開度センサ８か
らのアクセル開度αを用いたが、アクセル開度αを示す
情報として、運転者がアクセルペダルを踏んでいるか否
かを検出するアクセルスイッチ（図示せず）を設け、ア
クセルスイッチからの信号を用いてもよい。

【００９２】この場合、アクセルスイッチからの検出信
号がオンからオフに変化することにより減速中であるこ
とが判定され、オフからオンに変化することにより加速
中であることが判定される。したがって、上記実施例４
と同様に、エンジン発生目標トルクＴｔを補正して運転
フィーリングを向上させることができる。

【００９３】実施例６．また、上記実施例４では、アク
セル開度偏差Δαのみに基づいて補正係数ＫＡＣＣを算
出し、この補正係数ＫＡＣＣによりエンジン発生目標ト
ルクＴｔを補正したが、図８に示すように、アクセル開
度αの絶対値をも考慮してアクセル開度αが所定アクセ
ル開度αｒ以上のときに補正係数ＫＡＣＣを有効にして
もよい。この場合、破線で示される補正係数ＫＡＣＣ
は、以下の演算式で与えられる。

【００９４】ＫＡＣＣ＝ｍａｘ｛ＫＡＣＣ（前回）−所
定値Ｂ，ＫＡＣＣ（今回）｝

【００９５】上式より、補正係数ＫＡＣＣは、補正係数
ＫＡＣＣの前回値から所定値Ｂを減算した値と、補正係
数ＫＡＣＣの今回値とのうちの最大値が選択される。図
８内の補正係数ＫＡＣＣにおいて、実線は上式を用いな
い場合（図７と同様）の演算値、破線は上式を用いた演
算値であり、各演算タイミング毎の破線の傾きは上式内
の所定値（−Ｂ）に相当する。ここでは、補正係数ＫＡ
ＣＣの今回値よりも、前回値から所定値Ｂを減算した値
が常に最大値となる場合を示している。

【００９６】すなわち、アクセル開度αが小から大に変
化して所定アクセル開度αｒ以上になると、この動きに
応じてアクセル開度偏差△αが算出され、このアクセル
開度偏差△αに応じて補正係数ＫＡＣＣ（＞１．０）が
破線のように求められる。したがって、補正係数ＫＡＣ
Ｃは、アクセル開度αが所定アクセル開度αｒ以上のと
きのみ演算され、アクセル開度αが所定アクセル開度α
ｒ以下のときには破線のように１．０に固定される。

【００９７】これにより、小さい加速状態であってアク
セルペダルを少し踏み込んだ状態では、補正係数ＫＡＣ
Ｃが無効（１．０）となるので、不要な補正が抑制され
る。これにより、エンジン発生目標トルクＴｔＢの補正
の自由度が拡大されるため、運転フィーリングをさらに
向上させることができる。このように、アクセル開度偏
差Δαと絶対値αを組み合わせて補正係数ＫＡＣＣを演
算しても前述と同様の効果が得られる。なお、アクセル
開度αの偏差Δαまたは絶対値のうちの少なくとも一方
を含む情報に基づいて補正係数を演算してもよい。

【００９８】実施例７．（請求項９に対応） また、上記実施例２では、車速センサ１６を追加し、車
速Ｖを含む運転状態情報に基づいてエンジン発生目標ト
ルクＴｔを求めたが、吸入空気量に関しては、エンジン
回転数Ｎｅおよびアクセル開度αから推定演算（スロッ
トルスピード方式）により算出しているので、エンジン
発生トルクＴの制御精度が十分に達成されない場合が起
こり得る。

【００９９】すなわち、図４のように空気量計測手段が
ない場合、燃料量を算出するための空気量を、スロット
ルスピード方式を用いて、エンジン回転数Ｎｅとアクセ
ル開度αに応じて動かされるスロットル開度とから推定
し、この推定空気量と空燃比とから燃料量を求めている
が、もし、推定空気量に誤差が含まれていると、噴射し
て燃焼した空燃比と実際に目標とする空燃比との間に誤
差を生じる可能性がある。そこで、圧力センサを追加す
ることが精度向上に望ましいことが分かる。

【０１００】以下、吸入空気量検出手段として作用する
圧力センサを追加し、実際のエンジン発生トルクＴの制
御精度をさらに向上させたこの発明の実施例７を図につ
いて説明する。図９はこの発明の実施例７のシステムを
概略的に示す構成図であり、１〜１６、２０および２１
は前述と同様のものである。１７は吸気管３内のサージ
タンク５の吸気管圧力Ｐｂを検出する圧力センサであ
り、たとえば、ピエゾ効果を利用した半導体式のセンサ
が用いられている。

【０１０１】この場合、内燃機関に供給される吸入空気
量Ｑａを検出するための吸入空気量検出手段となる圧力
センサ１７と、運転状態に基づいて空燃比を算出する空
燃比算出手段とを設け、電子式制御ユニット１２内の燃
料噴射制御手段は、空燃比Ａ／Ｆおよび吸入空気量Ｑａ
に基づいて燃料量を算出する燃料量算出手段と、燃料量
に応じて燃料噴射を行う燃料噴射制御手段とを含んでい
る。これにより、燃料量制御精度を向上させ、燃費およ
び走行フィーリングをさらに向上させることができる。

【０１０２】また、電子式制御ユニット１２は、運転状
態に基づいてエンジン発生目標トルクＴｔを算出する目
標トルク算出手段と、エンジン発生目標トルクＴｔに応
じて、噴射タイミング、空燃比、点火時期および空気量
のうちの少なくとも２つの制御パラメータを決定する制
御パラメータ決定手段と、２つの制御パラメータおよび
吸入空気量Ｑａに基づいて燃料量を算出する燃料量算出
手段とを含んでいてもよい。さらに、上記実施例４また
は実施例５と同様に補正係数算出手段を含んでいてもよ
い。

【０１０３】次に、図１０のフローチャートを参照しな
がら、図９に示したこの発明の実施例７による燃料噴射
時の動作について説明する。図１０において、Ｓ１、Ｓ
２、Ｓ３Ａ、Ｓ３Ｂ、Ｓ４〜Ｓ６は図５内と同様のステ
ップである。まず、ステップＳ１〜Ｓ５において、エン
ジン回転数Ｎｅ、アクセル開度α、車速Ｖ、エンジン発
生目標トルクＴｔ、制御パラメータ（空燃比、噴射タイ
ミングおよび点火時期）および燃料量（基本燃料量に相
当）を求める。

【０１０４】続いて、ステップＳ７において、圧力セン
サ１７から吸気管圧力Ｐｂを読み出し、ステップＳ８に
おいて、エンジン回転数Ｎｅおよび吸気管圧力Ｐｂから
吸入空気量Ｑａを算出する。このとき、吸気管圧力Ｐｂ
は、吸入空気量Ｑａとの相関性が高いため、吸入空気量
Ｑａの算出信頼性は著しく向上する。

【０１０５】こうして算出された吸入空気量Ｑａを用い
て、次に、ステップＳ９において、吸入空気量Ｑａと、
上記のようにスロットルスピード方式により推定した空
気量との差を求め、この空気量差に応じて燃料量を補正
した後、噴射ステップＳ６に進む。

【０１０６】このように、吸気管圧力Ｐｂ（吸入空気量
Ｑａに相当）に基づいて燃料量を補正をすることによ
り、燃焼後の空燃比と目標とする空燃比とを高精度に一
致させることができる。したがって、実際に目標として
いたエンジン発生トルクＴが得られるため、走行フィー
リングをさらに良好にすることができる。

【０１０７】実施例８．なお、上記実施例７では、高価
な空気量センサを用いずに圧力センサ１７を用いて吸入
空気量Ｑａを推定演算するようにしたが、高価なカルマ
ン渦式等の空気量センサを用いて空気量を直接検出して
も、システム価格が上がるものの、同様の効果を奏する
ことは言うまでもない。

【０１０８】実施例９．また、上記実施例７では、ステ
ップＳ９において、吸入空気量Ｑａと推定空気量との差
に応じて燃料量を補正したが、最初から圧力センサ１７
により読み出された吸気管圧力Ｐｂに基づく吸入空気量
Ｑａを用いて燃料量を算出してもよい。実際には、吸気
管圧力Ｐｂおよび吸入空気量Ｑａは互いに比例関係にあ
るため、吸気管圧力Ｐｂおよび体積効率（吸入空気量Ｑ
ａ）から燃料量を算出することになる。

【０１０９】このように、スロットルスピード方式によ
り算出された推定空気量と吸入空気量Ｑａとの空気量偏
差から燃料量を補正する代わりに、スロットルスピード
方式による推定空気量を用いずに検出された吸入空気量
Ｑａそのものを最初から用いても、前述と同様に高精度
の燃料制御が実現されることは言うまでもない。

【０１１０】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、気筒内に直接燃料を噴射して燃料を燃焼させる内燃
機関の筒内噴射燃料制御装置において、エンジン回転数
およびアクセル開度を含む情報に基づいて車両の運転状
態を決定する運転状態決定手段と、運転状態に基づいて
エンジン発生目標トルクを算出する目標トルク算出手段
と、エンジン発生目標トルクに応じて燃料噴射を行う燃
料噴射制御手段とを設けたので、燃費および走行フィー
リングを向上させた内燃機関の筒内噴射燃料制御装置が
得られる効果がある。

【０１１１】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、燃料噴射制御手段は、エンジン発生目標
トルクに応じて、噴射タイミング、空燃比、点火時期お
よび空気量のうちの少なくとも２つの制御パラメータを
決定する制御パラメータ決定手段を含み、少なくとも２
つの制御パラメータに基づいて燃料噴射を行い、燃費お
よび走行フィーリングが最良な組み合わせを選択して燃
料噴射するようにしたので、燃費および走行フィーリン
グを向上させた内燃機関の筒内噴射燃料制御装置が得ら
れる効果がある。

【０１１２】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、運転状態決定手段は、車
速を含む情報に基づいて運転状態を決定し、運転状態の
検出確度を向上させるようにしたので、さらに燃費およ
び走行フィーリングを向上させた内燃機関の筒内噴射燃
料制御装置が得られる効果がある。

【０１１３】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１から請求項３までのいずれかにおいて、運転状態決
定手段は、アクセル開度の絶対値または変化量のうちの
少なくとも一方を含む情報に基づいて運転状態を決定
し、エンジン発生目標トルクを補正して走行に必要なエ
ンジン発生トルクを確保するようにしたので、さらに燃
費および走行フィーリングを向上させた内燃機関の筒内
噴射燃料制御装置が得られる効果がある。

【０１１４】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、運転状態決
定手段は、エンジン冷却水の水温を含む情報に基づいて
運転状態を決定し、エンジン暖機状態における要求トル
クに応じたエンジン発生目標トルクを確保するようにし
たので、さらに燃費および走行フィーリングを向上させ
た内燃機関の筒内噴射燃料制御装置が得られる効果があ
る。

【０１１５】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項５までのいずれかにおいて、燃料噴射制
御手段は、アクセル開度を含む情報に基づいて、エンジ
ン発生目標トルクを補正するための補正係数を算出する
補正係数算出手段を含み、補正係数に応じて燃料噴射を
行い、走行に必要なエンジン発生トルクを確保するよう
にしたので、さらに燃費および走行フィーリングを向上
させた内燃機関の筒内噴射燃料制御装置が得られる効果
がある。

【０１１６】また、この発明の請求項７によれば、請求
項６において、目標トルク算出手段は、運転状態に基づ
いて基本エンジン発生目標トルクを算出する基本目標ト
ルク算出手段を含み、補正係数算出手段は、アクセル開
度を含む情報に基づいて、基本エンジン発生目標トルク
を補正するための補正係数を算出し、目標トルク算出手
段は、基本エンジン発生目標トルクおよび補正係数に基
づいてエンジン発生目標トルクを算出し、走行に必要な
エンジン発生トルクを確保するようにしたので、燃費お
よび走行フィーリングを向上させた内燃機関の筒内噴射
燃料制御装置が得られる効果がある。

【０１１７】また、この発明の請求項８によれば、請求
項１から請求項７までのいずれかにおいて、エンジン回
転数およびアクセル開度に基づいて空気量を算出する空
気量算出手段を設け、燃料噴射制御手段は、空気量およ
び空燃比に基づいて基本燃料量を算出する基本燃料量算
出手段と、アクセル開度を含む情報に基づいて、基本燃
料量を補正するための補正係数を算出する補正係数算出
手段と、基本燃料量および補正係数に基づいて燃料量を
算出する燃料量算出手段とを含み、燃料量に基づいて燃
料噴射を行い、走行に必要なエンジン発生トルクを確保
するようにしたので、燃費および走行フィーリングを向
上させた内燃機関の筒内噴射燃料制御装置が得られる効
果がある。

【０１１８】また、この発明の請求項９に係る内燃機関
の筒内噴射燃料制御装置は、請求項１から請求項８まで
のいずれかにおいて、内燃機関に供給される吸入空気量
を検出する吸入空気量検出手段と、運転状態に基づいて
空燃比を算出する空燃比算出手段とを設け、燃料噴射制
御手段は、空燃比および吸入空気量に基づいて燃料量を
算出する燃料量算出手段と、燃料量に応じて燃料噴射を
行う燃料噴射制御手段とを含むようにしたので、燃料量
制御精度が向上し、さらに燃費および走行フィーリング
を向上させた内燃機関の筒内噴射燃料制御装置が得られ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１（請求項１および請求項
２に対応）による燃料制御処理動作を示すフローチャー
トである。

【図２】 燃料噴射タイミングの違いによる空燃比とエ
ンジン発生トルクとの関係を示す特性図である。

【図３】 図１内のステップＳ４で読出される噴射タイ
ミングおよび空燃比を組み合わせて記憶するデータテー
ブルを概念的に示す説明図である。

【図４】 この発明の実施例２（請求項３および請求項
４に対応）のシステム全体を概略的に示す構成図であ
る。

【図５】 この発明の実施例２による燃料制御処理動作
を示すフローチャートである。

【図６】 この発明の実施例４（請求項６および請求項
７に対応）による目標トルク補正処理を含む燃料制御処
理動作を示すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施例４におけるアクセル開度の
変化に対する目標トルク補正係数の変化を示す説明図で
ある。

【図８】 この発明の実施例６におけるアクセル開度の
変化に対する目標トルク補正係数の変化を示す説明図で
ある。

【図９】 この発明の実施例７（請求項９に対応）のシ
ステム全体を概略的に示す構成図である。

【図１０】 この発明の実施例７による燃料量補正処理
を含む燃料制御処理動作を示すフローチャートである。

【図１１】 一般的な筒内噴射燃料制御装置のシステム
全体を概略的に示す構成図である。

【図１２】 図９内の電子式制御ユニットの具体的構成
例を示すブロック図である。

【図１３】 燃料量および負荷に応じた燃料噴射方式の
違いを示す説明図である。

【図１４】 燃料噴射方式の違いによる空燃比とエンジ
ン発生トルクとの関係を示す特性図である。

【図１５】 圧縮行程噴射による燃焼領域の状態を示す
説明図である。

【図１６】 吸気行程噴射による燃焼領域の状態を示す
説明図である。

【図１７】 燃料噴射タイミングとエンジン発生トルク
との関係を示す特性図である。

【図１８】 点火時期とエンジン発生トルクとの関係を
示す特性図である。

【符号の説明】

１ エンジン、８ アクセル開度センサ、１０ 点火コ
イル、１２ 電子式制御ユニット、１３ 燃料噴射弁、
１４ 点火プラグ、１５ クランク角センサ、１６ 車
速センサ、１７ 圧力センサ（吸入空気量検出手段）、
ＣＡ クランク角信号、ＫＡＣＣ 基本エンジン発生目
標トルクを補正するための補正係数、Ｎｅ エンジン回
転数、Ｑ 点火信号、Ｑａ 吸入空気量、Ｔｔ エンジ
ン発生目標トルク、ＴｔＢ 基本エンジン発生目標トル
ク、α アクセル開度、Ｓ１、Ｓ２ 運転状態を決定す
るステップ、Ｓ３ エンジン発生目標トルクを算出する
ステップ、Ｓ４、Ｓ５ 制御パラメータを決定するステ
ップ、Ｓ６ 燃料噴射を行うステップ、Ｓ３０１〜Ｓ３
０３、Ｓ３０７〜Ｓ３０９、Ｓ３１２ アクセル開度に
基づいて運転状態を決定するステップ、Ｓ３１０、Ｓ３
１３ エンジン発生目標トルクを補正するための補正係
数を算出するステップ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気筒内に直接燃料を噴射して燃料を燃焼
   させる内燃機関の筒内噴射燃料制御装置において、 エンジン回転数およびアクセル開度を含む情報に基づい
   て車両の運転状態を決定する運転状態決定手段と、 前記運転状態に基づいてエンジン発生目標トルクを算出
   する目標トルク算出手段と、 前記エンジン発生目標トルクに応じて燃料噴射を行う燃
   料噴射制御手段とを備えた内燃機関の筒内噴射燃料制御
   装置。
2. 【請求項２】 前記燃料噴射制御手段は、 前記エンジン発生目標トルクに応じて、噴射タイミン
   グ、空燃比、点火時期および空気量のうちの少なくとも
   ２つの制御パラメータを決定する制御パラメータ決定手
   段を含み、 少なくとも２つの前記制御パラメータに基づいて燃料噴
   射を行うことを特徴とする請求項１の内燃機関の筒内噴
   射燃料制御装置。
3. 【請求項３】 前記運転状態決定手段は、車速を含む情
   報に基づいて前記運転状態を決定することを特徴とする
   請求項１または請求項２の内燃機関の筒内噴射燃料制御
   装置。
4. 【請求項４】 前記運転状態決定手段は、前記アクセル
   開度の絶対値または変化量のうちの少なくとも一方を含
   む情報に基づいて前記運転状態を決定することを特徴と
   する請求項１から請求項３までのいずれかの内燃機関の
   筒内噴射燃料制御装置。
5. 【請求項５】 前記運転状態決定手段は、エンジン冷却
   水の水温を含む情報に基づいて前記運転状態を決定する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか
   の内燃機関の筒内噴射燃料制御装置。
6. 【請求項６】 前記燃料噴射制御手段は、 前記アクセル開度を含む情報に基づいて、前記エンジン
   発生目標トルクを補正するための補正係数を算出する補
   正係数算出手段を含み、 前記補正係数に応じて燃料噴射を行うことを特徴とする
   請求項１から請求項５までのいずれかの内燃機関の筒内
   噴射燃料制御装置。
7. 【請求項７】 前記目標トルク算出手段は、前記運転状
   態に基づいて基本エンジン発生目標トルクを算出する基
   本目標トルク算出手段を含み、 前記補正係数算出手段は、前記アクセル開度を含む情報
   に基づいて、前記基本エンジン発生目標トルクを補正す
   るための補正係数を算出し、 前記目標トルク算出手段は、前記基本エンジン発生目標
   トルクおよび前記補正係数に基づいてエンジン発生目標
   トルクを算出することを特徴とする請求項６の内燃機関
   の筒内噴射燃料制御装置。
8. 【請求項８】 前記エンジン回転数および前記アクセル
   開度に基づいて空気量を算出する空気量算出手段を備
   え、 前記燃料噴射制御手段は、 前記空気量および空燃比に基づいて基本燃料量を算出す
   る基本燃料量算出手段と、 前記アクセル開度を含む情報に基づいて、前記基本燃料
   量を補正するための補正係数を算出する補正係数算出手
   段と、 前記基本燃料量および前記補正係数に基づいて燃料量を
   算出する燃料量算出手段とを含み、 前記燃料量に基づいて燃料噴射を行うことを特徴とする
   請求項１から請求項７までのいずれかの内燃機関の筒内
   噴射燃料制御装置。
9. 【請求項９】 前記内燃機関に供給される吸入空気量を
   検出する吸入空気量検出手段と、 前記運転状態に基づいて空燃比を算出する空燃比算出手
   段とを備え、 前記燃料噴射制御手段は、 前記空燃比および前記吸入空気量に基づいて燃料量を算
   出する燃料量算出手段と、 前記燃料量に応じて燃料噴射を行う燃料噴射制御手段と
   を含むことを特徴とする請求項１から請求項８までのい
   ずれかの内燃機関の筒内噴射燃料制御装置。