JPH10122010A - 筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常に良好な燃焼制御を維持して安定した運転
状態を保持可能な筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの
制御装置を提供する。 【解決手段】 加速操作状態検出手段(29)の検出結果
（θth）とエンジン回転速度検出手段(17)の検出結果
（Ｎe）とに基づいて負荷相関値（Ｐe）を算出する負荷
相関値算出手段(80)と、負荷相関値（Ｐe）に基づき目
標空燃比（目標Ａ／Ｆ）を算出する目標空燃比算出手段
(90)と、少なくとも圧縮行程噴射モードが選択されてい
るとき、目標空燃比（目標Ａ／Ｆ）と吸入空気量検出手
段(32)の検出結果（Ａ／Ｎ）とに基づき燃料噴射量（Ｔ
inj）を算出する燃料噴射量算出手段(102)とを備えてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの出力等を制御する
制御装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近年、車両に搭載される火花点火
式内燃エンジンにおいて、有害排出ガス成分の低減や燃
費の向上等を図るため、旧来の吸気管噴射型に代えて燃
焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射型のガソリンエンジ
ンが種々提案されている。筒内噴射型のガソリンエンジ
ンでは、例えば、燃料噴射弁からピストン頂部に設けた
キャビティ内に燃料を噴射することで、点火時点におい
て点火プラグの周囲に理論空燃比に近い空燃比の混合気
を生成させている。これにより、全体に希薄な空燃比で
も着火が可能となり、ＣＯやＨＣの排出量が減少すると
共に、アイドル運転時や低負荷走行時の燃費を大幅に向
上させることができるようにされている。

【０００３】また、このようなガソリンエンジンでは、
エンジンの運転状態、つまりエンジン負荷に応じて圧縮
行程噴射モード（後期噴射モード）と吸気行程噴射モー
ド（前期噴射モード）とを切り換えるようにしている。
これにより、低負荷運転時には、圧縮行程中に燃料を噴
射し、点火プラグの周囲やキャビティ内に理論空燃比に
近い空燃比の混合気を形成させることができ、これによ
り、全体として希薄な空燃比でも良好な着火を実現でき
る。一方、中高負荷運転時には、吸気行程中に燃料を噴
射し、燃焼室内に均一な空燃比の混合気を形成させるこ
とができ、これにより、吸気管噴射型のガソリンエンジ
ンと同様に、多量の燃料を燃焼させて加速時や高速走行
時に要求される出力を確保することが可能とされてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の吸気
管噴射型のガソリンエンジンにおいて、空気量センサの
フェール時の対策としてスロットル開度とエンジン回転
速度とに基づいて燃料噴射量を算出しているものがあ
る。そして、この方法は、筒内噴射ガソリンエンジンに
おいても適用可能とされている。

【０００５】しかしながら、この場合、燃料噴射量は吸
入空気量との関係が明確ではなく、故に、燃料の燃焼状
態があまり良くなく、充分な出力が得られず、また、排
ガスに有害成分が多く含まれてしまっている可能性があ
る。このように、燃焼状態の悪化が放置されると、排ガ
スの問題ばかりでなく、エンジンの劣化にも繋がり好ま
しいことではない。

【０００６】また、筒内噴射ガソリンエンジンでは、上
記のように、エンジン負荷に応じて前期噴射モードと後
期噴射モードとを切り換えるようにしているのである
が、前期噴射モードでは空燃比をあまり希薄側にでき
ず、せいぜい空燃比２０程度以下とされている。一方、
後期噴射モードでは、燃料が点火プラグの周囲にのみ噴
射されるため、空燃比が濃化側にされ過ぎるとエンジン
が失火を起こしてしまう虞があり、通常は空燃比２２程
度以上とされる。従って、これら空燃比２０と空燃比２
２との間には燃焼不能領域が存在している。

【０００７】つまり、前期噴射モードと後期噴射モード
との切換時においては、必然的にこの燃焼不能領域を通
過することになるのであるが、この燃焼不能領域におい
てはエンジンの運転状態が悪化し出力トルクが一時的に
低減または増加してしまうことを意味している。このよ
うに、モード切換時に出力トルクが一時的にでも低減ま
たは増加すると、トルクショックが発生し好ましいもの
ではない。

【０００８】本発明は、上述した事情に基づきなされた
もので、その目的とするところは、常に良好な燃焼制御
を維持して安定した運転状態を保持可能な筒内噴射型火
花点火式内燃エンジンの制御装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１では、内燃エンジンの運転状態に応じて、少なくとも
圧縮行程において燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードを
選択可能な筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装
置において、燃焼室に導かれる吸入空気量を検出する吸
入空気量検出手段と、加速操作部材の操作状態を検出す
る加速操作状態検出手段と、エンジン回転速度を検出す
るエンジン回転速度検出手段と、前記加速操作状態検出
手段の検出結果と前記エンジン回転速度検出手段の検出
結果とに基づき負荷相関値を算出する負荷相関値算出手
段と、前記負荷相関値算出手段の算出結果に基づき目標
空燃比を算出する目標空燃比算出手段と、少なくとも前
記圧縮行程噴射モードが選択されているとき、前記目標
空燃比算出手段の算出結果と前記吸入空気量検出手段の
検出結果とに基づき燃料噴射量を算出する燃料噴射量算
出手段とを備えたことを特徴としている。

【００１０】従って、負荷相関値算出手段の算出結果に
基づいて目標空燃比が一旦算出され、少なくとも圧縮行
程噴射モードが選択されているときには、燃料噴射量は
目標空燃比算出手段の算出結果である目標空燃比と吸入
空気量検出手段の検出結果とに基づいて良好に算出され
る。これにより、目標空燃比を常に管理しながらにして
燃料噴射量が設定されることになり、燃焼制御の安定化
が図られ、内燃エンジンの運転状態が好適に維持され
る。

【００１１】また、請求項２の発明では、前記筒内噴射
型火花点火式内燃エンジンは、運転状態に応じて主とし
て圧縮行程において燃料噴射を行う圧縮行程噴射モード
と、主として吸気行程において燃料噴射を行う吸気行程
噴射モードとを選択可能であって、前記吸入空気量検出
手段の検出結果を運転状態に応じて補正する補正手段
と、前記圧縮行程噴射モードが選択されたときには、前
記補正手段による前記吸入空気量の補正を禁止する補正
禁止手段とをさらに備えることを特徴としている。

【００１２】従って、通常、吸入空気には吸気遅れがあ
り、故に、吸気行程で燃料噴射する吸気行程噴射モード
においては、吸入空気量を運転状態に応じて補正するこ
とで適正な燃料噴射量を設定するようにしているのであ
るが、圧縮行程噴射モードにおいては、燃料が噴射され
る前に既に吸気行程において吸気が完了しているため、
吸入空気量を補正しなくてもこの吸気行程における吸入
空気量を用いることで燃料噴射量は適正に設定される。
これにより、不要な吸気量補正による内燃エンジンの運
転状態の悪化が防止される。

【００１３】また、請求項３の発明では、前記筒内噴射
型火花点火式内燃エンジンは、前記圧縮行程噴射モード
では理論空燃比よりも希薄側空燃比で運転される一方、
吸気行程噴射モードでは前記希薄側空燃比よりも濃化側
空燃比で運転されるものであって、これらのモード切換
時には、切換前のモードでの目標空燃比と切換後のモー
ドでの目標空燃比との間に存在するモード切換空燃比近
傍に向けて前記切換前のモード時の目標空燃比を第１の
変化速度で徐々に空燃比変更するとともに、前記モード
切換空燃比近傍を超えると前記切換後のモード時の目標
空燃比に向けて第２の変化速度で徐々に空燃比変更する
空燃比移行手段をさらに備え、前記第２の変化速度は、
前記第１の変化速度よりも小さく設定されることを特徴
としている。

【００１４】従って、モード切換時には、切換前のモー
ドでの目標空燃比と切換後のモードでの目標空燃比との
間に存在するモード切換空燃比近傍に向けて切換前のモ
ード時の目標空燃比が第１の変化速度で徐々に空燃比変
更されるとともに、モード切換空燃比近傍を超えたとき
には切換後のモード時の目標空燃比に向けて第１の変化
速度より変化速度の小さい第２の変化速度で徐々に空燃
比変更される。これにより、簡単な構成にしてモード切
換時の急激な燃料噴射量の変化に因る内燃エンジンの出
力トルク変化が抑制され、特にモード切換後のトルクシ
ョックがより良好に低減される。

【００１５】また、請求項４の発明では、少なくとも前
記吸気行程噴射モードから前記圧縮行程噴射モードへの
モード切換時に、前記第２の変化速度が前記第１の変化
速度よりも小さく設定されることを特徴としている。従
って、通常、車両が減速され、内燃エンジンが中高負荷
領域から低負荷領域とされたときに吸気行程噴射モード
から圧縮行程噴射モードへのモード切換が行われる傾向
にあり、このとき、内燃エンジンのトルクショックが大
きく発生し易いのであるが、このようなトルクショック
が好適に防止される。

【００１６】また、請求項５の発明では、前記モード切
換時に吸入空気量を増減する吸気量増減手段をさらに備
え、前記第１及び第２の変化速度は、前記吸気量増減手
段による吸入空気量の増減変化に応じて設定されること
を特徴としている。従って、通常、モード切換時には、
内燃エンジンの出力トルクの低下を防止すべく吸入空気
量が増減制御されるのであるが、第１及び第２の変化速
度がこの吸入空気量の増減制御に追従するように設定さ
れることで、吸入空気量の増減制御に合わせて燃料噴射
量が変化することになり、モード切換時の内燃エンジン
の出力トルク変化がより良好に防止される。

【００１７】また、請求項６の発明では、前記第１及び
第２の変化速度は、内燃エンジンの運転状態に応じて変
更されることを特徴としている。従って、第１及び第２
の変化速度が内燃エンジンの運転状態に応じて良好に設
定され、モード切換時の内燃エンジンの出力トルク変化
がさらに良好に防止される。

【００１８】また、請求項７の発明では、前記第１及び
第２の変化速度は、前記負荷相関値に応じて変更される
ことを特徴としている。従って、第１及び第２の変化速
度が内燃エンジンの運転状態を大きく左右する負荷相関
値に応じて良好に設定され、モード切換時の内燃エンジ
ンの出力トルク変化がさらに良好に防止される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態を詳細に説明する。図１は、車両に搭載され
た本発明に係る内燃エンジンの制御装置の一実施形態を
示す概略構成図である。以下、同図に基づき、内燃エン
ジンの制御装置の構成について説明する。

【００２０】エンジン１としては、吸気行程での燃料噴
射（前期噴射モード）とともに圧縮行程での燃料噴射
（後期噴射モード）を実施可能であって、且つ希薄空燃
比、即ちリーン空燃比での燃焼が可能な、筒内噴射型直
列４気筒ガソリンエンジンが適用される。この筒内噴射
型のエンジン１では、燃焼室を始め吸気装置や排ガス再
循環（ＥＧＲ）を行うＥＧＲ装置（排ガス再循環装置）
等が筒内噴射専用に設計されており、また、容易にして
リッチ空燃比、理論空燃比（ストイキオ）ＡＦS、リー
ン空燃比での運転が実現可能とされている。

【００２１】エンジン１のシリンダヘッド２には、各気
筒毎に点火プラグ３とともに電磁式の燃料噴射弁４も取
り付けられており、燃焼室５内に燃料が直接噴射される
ようにされている。また、シリンダ６に上下摺動自在に
保持されたピストン７の頂面には、圧縮行程後期に燃料
噴射弁４からの燃料噴霧が到達する位置に、半球状の窪
み、即ちキャビティ８が形成されている。また、このエ
ンジン１の圧縮比は、吸気管噴射型のものに比べ高く
（例えば、１２程度）設定されている。動弁機構として
はＤＯＨＣ４弁式が採用されており、シリンダヘッド２
の上部には、吸排気弁９，１０をそれぞれ駆動すべく、
吸気側カムシャフト１１と排気側カムシャフト１２とが
回転自在に支持されている。

【００２２】シリンダヘッド２には、両カムシャフト１
１，１２の間を抜けるようにして、略直立方向に吸気ポ
ート１３が形成されており、この吸気ポート１３を通過
した吸気流は燃焼室５内において、通常のタンブル流と
は逆方向のタンブル流である逆タンブル流を発生可能と
されている。一方、排気ポート１４については、通常の
エンジンと同様に略水平方向に形成されているが、斜め
下方に向け大径の排ガス再循環ポート、即ちＥＧＲポー
ト１５が分岐している。

【００２３】図中、符号１６は冷却水温Ｔwを検出する
水温センサである。また、符号１７は各気筒の所定のク
ランク位置（例えば、５°BTDC及び７５°BTDC）でクラ
ンク角信号ＳGTを出力するベーン型のクランク角センサ
であり、このクランク角センサ１７はクランク角信号Ｓ
GTに基づきエンジン回転速度Ｎeを検出可能とされてい
る（エンジン回転速度検出手段）。符号１９は点火プラ
グ３に高電圧を出力する点火コイルである。なお、クラ
ンクシャフトの半分の回転数で回転するカムシャフトに
は、気筒判別信号ＳGCを出力する気筒判別センサ（図示
せず）が設けられており、これにより、上記クランク角
信号ＳGTがどの気筒のものか判別可能とされている。

【００２４】吸気ポート１３には、サージタンク２０を
有する吸気マニホールド２１を介して、スロットルボデ
ィ２３、ステッパモータ式の＃１ＡＢＶ（第１エアバイ
パスバルブ）２４、エアフローセンサ（吸入空気量検出
手段）３２及びエアクリーナ２２を備えた吸気管２５が
接続されている。吸気管２５には、スロットルボディ２
３を迂回して吸気マニホールド２１に吸気を行う大径の
エアバイパスパイプ２６が併設されており、その管路に
はリニアソレノイド式で大型の＃２ＡＢＶ（第２エアバ
イパスバルブ）２７が設けられている。なお、エアバイ
パスパイプ２６は、吸気管２５に準ずる流路面積を有し
ており、＃２ＡＢＶ２７の全開時にはエンジン１の低中
速域で要求される量の吸気が可能とされている。

【００２５】また、スロットルボディ２３には、流路を
開閉するバタフライ式のスロットルバルブ２８ととも
に、スロットルバルブ２８の開度、即ちスロットル開度
θthを検出するスロットル弁開度センサとしてのスロッ
トルポジションセンサ（加速操作状態検出手段。以下、
ＴＰＳという）２９と、スロットルバルブ２８の全閉状
態を検出してエンジン１のアイドリング状態を認識する
アイドルスイッチ３０とが備えられている。なお、実際
には、ＴＰＳ２９からは、スロットル開度θthに応じた
スロットル電圧ＶTHが出力され、このスロットル電圧Ｖ
THに基づいてスロットル開度θthが認識される。

【００２６】上記エアフローセンサ３２は、吸入空気量
Ｑaを検出するものであって、例えば、カルマン渦式フ
ローセンサが使用される。なお、吸入空気量Ｑaは、サ
ージタンク２０にブースト圧センサを取付け、このブー
スト圧センサにより検出される吸気管圧力から求めるよ
うにしてもよい。一方、排気ポート１４には、Ｏ₂セン
サ４０が取付けられた排気マニホールド４１を介して、
三元触媒４２や図示しないマフラー等を備えた排気管４
３が接続されている。また、上述のＥＧＲポート１５
は、大径のＥＧＲパイプ４４を介して、吸気マニホール
ド２１の上流に接続されており、その管路にはステッパ
モータ式のＥＧＲバルブ４５が設けられている。

【００２７】燃料タンク５０は、車両の図示しない車体
後部に設置されている。燃料タンク５０に貯留された燃
料は、電動式の低圧燃料ポンプ５１に吸い上げられ、低
圧フィードパイプ５２を介してエンジン１側に送給され
る。低圧フィードパイプ５２内の燃圧は、リターンパイ
プ５３の管路に介装された第１燃圧レギュレータ５４に
より、比較的低圧（低燃圧）に調圧される。エンジン１
側に送給された燃料は、シリンダヘッド２に取り付けら
れた高圧燃料ポンプ５５により、高圧フィードパイプ５
６とデリバリパイプ５７とを介して、各燃料噴射弁４に
送給される。

【００２８】高圧燃料ポンプ５５は、例えば斜板アキシ
ャルピストン式であり、排気側カムシャフト１２または
吸気側カムシャフト１１により駆動され、エンジン１の
アイドル運転時においても５ＭＰa〜７ＭＰa以上の吐出
圧を発生可能とされている。そして、デリバリパイプ５
７内の燃圧は、リターンパイプ５８の管路に介装された
第２燃圧レギュレータ５９により、比較的高圧（高燃
圧）に調圧される。

【００２９】図中、符号６０は第２燃圧レギュレータ５
９に取付けられた電磁式の燃圧切換弁である。この燃圧
切換弁６０は、オン状態で燃料をリリーフし、これによ
りデリバリパイプ５７内の燃圧を低燃圧に低下させるこ
とが可能である。また、符号６１は高圧燃料ポンプ５５
の潤滑や冷却等に利用された一部の燃料を燃料タンク５
０に還流させるリターンパイプである。

【００３０】車両の車室内には、入出力装置、制御プロ
グラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子制御ユニ
ット）７０が設置されており、このＥＣＵ７０によっ
て、エンジン１の総合的な制御が実施される。ＥＣＵ７
０の入力側には、上述した各種のセンサ類が接続されて
おり、各種センサ類等からの検出情報が入力する。ＥＣ
Ｕ７０は、これらの検出情報に基づき、燃料噴射モード
を始めとして、燃料噴射量、点火時期、ＥＧＲガスの導
入量等を決定し、燃料噴射弁４や点火コイル１９、ＥＧ
Ｒバルブ４５等を駆動制御する。なお、ＥＣＵ７０の入
力側には、説明を省略するが、上記各種センサ類の他、
図示しない多数のスイッチやセンサ類が接続されてお
り、一方、出力側にも図示しない各種警告灯や機器類等
が接続されている。

【００３１】次に、上記のように構成されたエンジン１
の制御装置の作用、即ちエンジン１の燃焼制御内容につ
いて説明する。エンジン１が冷機状態にあるときには、
運転者がイグニッションキーをオン操作すると、ＥＣＵ
７０は、低圧燃料ポンプ５１とレギュレータバイパスバ
ルブ６０をオンにして、燃料噴射弁４に低燃圧の燃料を
供給する。

【００３２】運転者がイグニッションキーをスタート操
作すると、図示しないセルモータによりエンジン１がク
ランキングされ、同時にＥＣＵ７０により燃焼制御が開
始される。この時点では、ＥＣＵ７０は、前期噴射モー
ド（即ち、吸気行程噴射モード）を選択し、比較的リッ
チな空燃比となるように燃料を噴射する。これは、冷機
時には燃料の気化率が低いため、後期噴射モード（即
ち、圧縮行程噴射モード）で噴射を行うと、失火や未燃
燃料（ＨＣ）の排出が避けられないことに基づいてい
る。また、ＥＣＵ７０は、このような始動時においては
＃２ＡＢＶ２７を閉鎖する。従って、この場合、燃焼室
５への吸気はスロットルバルブ２８の隙間や＃１ＡＢＶ
２４を介して行われる。なお、＃１ＡＢＶ２４と＃２Ａ
ＢＶ２７とは、ＥＣＵ７０により一元管理されており、
スロットルバルブ２８を迂回する吸入空気（バイパスエ
ア）の必要導入量に応じてそれぞれの開弁量が決定され
る。

【００３３】このようにしてエンジン１の始動が完了
し、エンジン１がアイドル運転を開始すると、高圧燃料
ポンプ５５が定格の吐出作動を始めることになり、ＥＣ
Ｕ７０は、レギュレータバイパスバルブ６０をオフにし
て燃料噴射弁４に高圧の燃料を供給する。この際、要求
される燃料噴射量は、高圧燃料ポンプ５５の吐出圧と燃
料噴射弁４の開弁時間、即ち燃料噴射時間とから得られ
る。

【００３４】そして、冷却水温Ｔwが所定値に上昇する
までは、ＥＣＵ７０は、始動時と同様に前期噴射モード
を選択してリッチ空燃比となるよう燃料を噴射するとと
もに、＃２ＡＢＶ２７を継続して閉鎖状態とする。な
お、エアコン等の補機類の負荷の増減に応じたアイドル
回転数の制御は、吸気管噴射型エンジンの場合と同様に
して＃１ＡＢＶ２４によって行われる。

【００３５】このように、冷機時においては、吸気管噴
射型エンジンの場合と略同様の燃料噴射制御が行われる
ことになるが、この場合には、吸気管１３の壁面への燃
料滴の付着等がないため、制御の応答性や精度は高い。
図２を参照すると、エンジン１が暖機した状態でＥＣＵ
７０が実行する燃焼制御の制御手順がブロック図で示さ
れており、以下、同図に基づき、暖機時における燃焼制
御について説明する。

【００３６】エンジン１が暖機状態になると、ＥＣＵ７
０は、各種検出値、即ち、ＴＰＳ２９からのスロットル
電圧ＶTHに基づくスロットル開度情報θth、クランク角
センサ１７からのエンジン回転速度Ｎe及びエアフロー
センサ３２からの吸入空気量情報Ｑaとを読込む。そし
て、Ｐe算出部（負荷相関値算出手段）８０において、
ＴＰＳ２９からのスロットル電圧ＶTHに基づくスロット
ル開度情報θthとクランク角センサ１７からのエンジン
回転速度情報Ｎeとに基づき、目標出力、即ち目標平均
有効圧（負荷相関値）Ｐeを演算する。実際には、図中
Ｐe算出部８０内に示すように、スロットル開度情報θt
hとエンジン回転速度Ｎeとの関係を示すマップが予め設
定されており、目標平均有効圧Ｐeは、このマップから
読取られる。

【００３７】また、Ｅv算出部８２において、エアフロ
ーセンサ３２からの吸入空気量情報Ｑaに基づき、体積
効率Ｅvを演算する。実際には、吸入空気量情報Ｑaとし
ては、エアフローセンサ３２からの出力信号とエンジン
回転速度Ｎeとによって求められる単位吸気行程当たり
吸入空気量Ａ／Ｎ（以下、単位吸入空気量Ａ／Ｎとい
う）が適用される。

【００３８】このように、目標平均有効圧Ｐeと体積効
率Ｅvとが求められると、エンジン回転速度Ｎeの信号の
他、これら目標平均有効圧Ｐe、体積効率Ｅvの各信号
は、図２中、目標Ａ／Ｆ演算部（目標空燃比算出手段）
９０、噴射終了時期演算部９２、点火時期演算部９４、
ＥＧＲ量演算部９６に供給される。これら目標Ａ／Ｆ演
算部９０、噴射終了時期演算部９２、点火時期演算部９
４、ＥＧＲ量演算部９６は、それぞれ目標空燃比（以
下、目標Ａ／Ｆという）、燃料の噴射終了時期Ｔend、
点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrの各種燃焼パラメータを
設定するブロックである。

【００３９】これら目標Ａ／Ｆ演算部９０、噴射終了時
期演算部９２、点火時期演算部９４、ＥＧＲ量演算部９
６には、それぞれ、エンジン回転速度Ｎeと目標平均有
効圧Ｐeに基づく燃焼パラメータ設定マップと、エンジ
ン回転速度Ｎeと体積効率Ｅvとに基づく燃焼パラメータ
設定マップが複数設けられている。詳しくは、目標Ａ／
Ｆ演算部９０、噴射終了時期演算部９２、点火時期演算
部９４には、それぞれ、エンジン回転速度Ｎeと目標平
均有効圧Ｐeに基づき設定され燃料噴射モードが後期噴
射リーンモード（後述の図３参照）であるときに使用さ
れるマップと、エンジン回転速度Ｎeと体積効率Ｅvとに
基づき設定され、燃料噴射モードが前期噴射モード（後
述の図３中の前期噴射リーンモード、ストイキオフィー
ドバックモード或いはオープンループモード）であると
きに使用されるマップとが設けられている。

【００４０】ここに、燃料噴射モードが後期噴射モード
である場合には、目標平均有効圧Ｐeに基づいて燃焼パ
ラメータが設定され、前期噴射モードである場合には体
積効率Ｅvに基づいて燃焼パラメータが設定されるよう
にされているが、これは、以下の理由による。つまり、
圧縮行程で燃料を噴射する後期噴射モードにおいては、
＃１ＡＢＶ２４、＃２ＡＢＶ２７により大量のバイパス
エアが燃焼室に導入されることからエンジン負荷は体積
効率Ｅvとの相関性が小さい一方、運転者による加速操
作状態と相関関係にある目標平均有効圧Ｐeとの相関性
が大きく、また、吸気行程で燃料を噴射する前期噴射モ
ードでは、上記バイパスエア量が少ないために体積効率
Ｅvとの相関性が大きいためである。

【００４１】なお、後期噴射リーンモードに関しては、
ＥＧＲを行った場合と行わなかった場合の２種類のマッ
プがそれぞれ設けられており、点火時期演算部９４のス
トイキオフィードバックモード（以下、Ｓ−Ｆ／Ｂモー
ドという）或いはオープンループモード（以下、Ｏ／Ｌ
モードという）に関しても、やはり、ＥＧＲを行った場
合と行わなかった場合の２種類のマップが設けられてい
る。

【００４２】また、ＥＧＲ量演算部９６にも、エンジン
回転速度Ｎeと目標平均有効圧Ｐeに基づき設定され後期
噴射リーンモードにおいて使用されるマップと、エンジ
ン回転速度Ｎeと体積効率Ｅvとに基づき設定され前期噴
射モードにおいて使用されるマップとが設けられてい
る。ここでは、変速機（図示せず）がニュートラルレン
ジ（Ｎレンジ）の場合とそうでない場合で２種類のマッ
プがそれぞれ設定されている。

【００４３】図３を参照すると、ＥＣＵ７０に設けられ
た燃料噴射モードの設定マップが示されており、このマ
ップに応じて燃料噴射モードが適宜判定される。この図
３のマップを参照すると、燃料噴射モードは、エンジン
回転速度Ｎeと目標平均有効圧Ｐe或いは体積効率Ｅvと
に応じて切換えられるようにされている。詳しくは、後
期噴射リーンモードと前期噴射リーンモードとの切換え
及び後期噴射リーンモードとＳ−Ｆ／Ｂモードとの切換
え、つまり、後期噴射モードと前期噴射モードとの切換
えに関しては、目標平均有効圧Ｐeとに応じて実施さ
れ、一方、前期噴射リーンモードとＳ−Ｆ／Ｂモードと
の切換え、及び、Ｓ−Ｆ／ＢモードとＯ／Ｌモードとの
切換え、つまり、前期噴射モード間での切換えに関して
は、目標平均有効圧Ｐe及び体積効率Ｅvのいずれか一方
に応じて行われるようにされている。

【００４４】そして、この図３のマップから求められた
燃料噴射モードに基づき、燃料噴射モードが後期噴射モ
ードであるか否かが判別される。その結果、燃料噴射モ
ードが後期噴射モードである場合には、目標Ａ／Ｆ演算
部９０、噴射終了時期演算部９２、点火時期演算部９
４、ＥＧＲ量演算部９６の各ブロックにおいて、エンジ
ン回転速度Ｎeと目標平均有効圧Ｐeとに基づき設定され
たマップがそれぞれ選択され、目標Ａ／Ｆ、噴射終了時
期Ｔend、点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrの各燃焼パラメ
ータが設定される。なお、上述したように、後期噴射モ
ードではＥＧＲの有無に応じてマップが使い分けられ
る。

【００４５】ところで、図２に示されているように、目
標平均有効圧Ｐeの信号は、Ｄ／Ｆフィルタ８４を介し
てバイパスエア量演算部９８にも供給されている。従っ
て、エアバイパスパイプ２６をバイパスするバイパスエ
ア量Ｑabvについてもエンジン回転速度Ｎeと目標平均有
効圧Ｐeとに基づいて設定される。一方、燃料噴射モー
ドが前期噴射モードである場合には、目標Ａ／Ｆ演算部
９０、噴射終了時期演算部９２、点火時期演算部９４、
ＥＧＲ量演算部９６の各ブロックにおいて、エンジン回
転速度Ｎeと体積効率Ｅvに基づき設定されたマップがそ
れぞれ選択され、目標Ａ／Ｆ、噴射終了時期Ｔend、点
火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrの各燃焼パラメータが設定
される。なお、上述したように、前期噴射モードにおい
ては、前期噴射リーンモード、Ｓ−Ｆ／Ｂモード、Ｏ／
Ｌモードに応じたマップが適宜選択され適用される。

【００４６】以上のようにして、目標Ａ／Ｆ、燃料の噴
射終了時期Ｔend、点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegr及びバ
イパスエア量Ｑabvが設定されると、吸入空気量情報Ｑa
とともに信号目標Ａ／Ｆ信号がＴinj算出部（燃料噴射
量算出手段）１０２に供給され、このＴinj算出部１０
２において燃料噴射時間（開弁時間ともいう）Ｔinjが
設定される。

【００４７】図１５を参照すると、燃料噴射時間Ｔinj
の設定ルーチンのフローチャートが示されており、以
下、図１５に基づき燃料噴射時間Ｔinjの設定手順を説
明する。ステップＳ２００では、上記目標Ａ／Ｆを読み
込む。そして、ステップＳ２０２において上記単位吸入
空気量Ａ／Ｎを読み込む。

【００４８】次のステップＳ２０４では、燃料噴射モー
ドが後期噴射モードであるか否かを判別する。判別結果
が偽（Ｎｏ）で、燃料噴射モードが後期噴射モードでは
なく、つまり前期噴射モードと判定される場合には、次
にステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、吸
入空気量Ｑaを次式(1)より算出する（補正手段）。 Ｑa＝（Ａ／Ｎ(n)＋ΔＡ／Ｎ）・Ｐc …(1) ここに、Ａ／Ｎ(n)は今回検出された単位吸入空気量で
あり、ΔＡ／Ｎは、今回検出された単位吸入空気量Ａ／
Ｎ(n)と前回他の気筒において検出された単位吸入空気
量Ａ／Ｎ(n-1)との差、即ち単位吸入空気量の変化量で
ある（ΔＡ／Ｎ＝Ａ／Ｎ(n)−Ａ／Ｎ(n-1)）。また、Ｐ
cは変換係数である。

【００４９】つまり、燃料噴射モードが前期噴射モード
である場合には、エンジン１が筒内噴射型の内燃エンジ
ンでありながら、通常の吸気管噴射型の内燃エンジンと
同様に吸気遅れを考慮する必要があることから、ΔＡ／
Ｎを用いて吸入空気量Ｑaに補正を加えるようにしてい
るのである。これにより、前期噴射モードにおいてより
良好な燃焼制御を行うことが可能とされる。

【００５０】次のステップＳ２１０では、上記目標Ａ／
Ｆと吸入空気量Ｑaとから燃料噴射時間の基準値ＴBを次
式(2)より算出する。 ＴB＝Ｑa／（目標Ａ／Ｆ） …(2) そして、ステップＳ２１２において、燃料噴射時間Ｔin
jを次式(3)により算出する。

【００５１】Ｔinj ＝ＴB・Ｋaf・ＫETC＋Ｔd …(3) ここに、Ｋafは目標Ａ／Ｆの補正係数であり、ＫETC
は、各種センサからの検出情報、即ち運転状態に応じて
設定される燃料噴射時間Ｔinjの補正係数、例えばエン
ジン水温Ｔw 、大気温度Ｔat、大気圧力Ｔap等の積算値
であり、Ｔdは無効時間補正値である。なお、目標Ａ／
Ｆの補正係数Ｋafの詳細については後述する。

【００５２】一方、先のステップＳ２０４の判別結果が
真（Ｙｅｓ）で、燃料噴射モードが後期噴射モードと判
別される場合には、次にステップＳ２０８に進む。ステ
ップＳ２０８では、上記前期噴射モードの場合と異な
り、今回検出された単位吸入空気量Ａ／Ｎ(n)に基づい
て吸入空気量Ｑaを次式(4)より算出する（補正禁止手
段）。

【００５３】Ｑa＝Ａ／Ｎ(n)・Ｐc …(4) このように、燃料噴射モードが後期噴射モードである場
合においては、今回検出された単位吸入空気量Ａ／Ｎ
(n)にのみ基づいて吸入空気量Ｑaを求めるようにしてい
る。これは、つまり、後期噴射モードでは圧縮行程にお
いて燃料が噴射されるために、上記式(3)によって燃料
噴射時間Ｔinjを算出する時点では、既に吸気が終了し
ていることに基づいている。即ち、今回検出された単位
吸入空気量Ａ／Ｎ(n)を用いることで、充分正確な燃料
噴射時間Ｔinjが計算されるのである。逆に、後期噴射
モードで上記補正を行うと燃料噴射時間Ｔinjが不正確
なものとなってしまう可能性がある。

【００５４】これにより、前期噴射モードであっても、
また後期噴射モードであっても、ともに燃料噴射時間Ｔ
inj、つまり燃料噴射量が適正なものとされ、エンジン
１の運転状態が常に目標Ａ／Ｆに沿うようにして良好に
維持されることになる。ところで、通常、後期噴射モー
ドにあっては、ＴＰＳ２９からのスロットル開度情報θ
thを用いれば、容易にして燃料噴射量の設定を行うこと
ができる。しかしながら、本発明の筒内噴射型の内燃エ
ンジンでは、スロットル開度情報θthを直接用いるので
はなく、一旦スロットル開度θthに基づいて目標Ａ／Ｆ
を求め（図２中の、Ｐe算出部８０及び目標Ａ／Ｆ演算
部９０参照）、この目標Ａ／Ｆに基づいて上記式(3)か
ら燃料噴射時間Ｔinjを算出して燃料噴射量を決定する
ようにしている。

【００５５】これは、直接スロットル開度θthからでは
なく、目標Ａ／Ｆの算出を経て燃料噴射量を決定するこ
とにより、常に目標Ａ／Ｆを管理して燃料噴射制御を行
うことができるという利点に基づいている。即ち、目標
Ａ／Ｆを管理できれば、燃料噴射モードに拘わらず、極
めて良好且つ適正な燃焼制御を常に維持することが可能
とされるのである。

【００５６】以上のようにして、燃料噴射時間Ｔinjが
設定されると、この燃料噴射時間Ｔinjに対応する信号
が燃料噴射弁４に供給され、上述したように、燃料噴射
時間Ｔinjに応じた量の燃料が燃料噴射弁４から噴射さ
れる。このとき、燃料の噴射終了時期Ｔendに対応する
信号も同時に燃料噴射弁４に供給され、この信号に応じ
て燃料の噴射時期が確定される。

【００５７】また、点火時期Ｔig信号が点火コイル１９
に供給され、ＥＧＲ量Ｌegr信号がＥＧＲバルブ４５に
供給され、バイパスエア量Ｑabv信号が＃１ＡＢＶ及び
＃２ＡＢＶにそれぞれ供給され、これにより、最適な燃
焼制御が実施されることになる。従って、例えば、アイ
ドル運転時や低速走行時のようにエンジン１が低負荷域
にあるときには、図３に基づき燃料噴射モードは後期噴
射リーンモードとされ、圧縮行程において燃料噴射が実
施されるとともに、目標平均有効圧Ｐeに基づくリーン
な目標Ａ／Ｆ（例えば、Ａ／Ｆ＝３０〜４０程度）とな
るよう燃料噴射量が決定され、やはり目標平均有効圧Ｐ
eに基づいて点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrが設定され
て、良好な燃焼制御が行われる。

【００５８】なお、後期噴射リーンモードでの燃焼につ
いてより詳しく説明すると、この筒内噴射型のエンジン
１では、前述したように、ピストン７の上面にキャビテ
ィ８が形成されている。このことから、吸気ポート１３
から流入した吸気流がキャビティ８に沿い上記逆タンブ
ル流を形成するため、燃料噴射弁４から噴射された燃料
と吸入空気との混合気、即ち燃料噴霧は、点火プラグ３
近傍に良好に集約される。その結果、点火時点において
点火プラグ３の周囲には理論空燃比ＡＦSに近い混合気
が常に層状に形成されることになる。従って、この後期
噴射モードにおいては、全体としてリーン空燃比であっ
ても良好な着火性が確保されるのである。

【００５９】また、例えば、定速走行時のようにエンジ
ン１が中負荷域にあるときには、図３に基づき燃料噴射
モードは前期噴射リーンモード或いはＳ−Ｆ／Ｂモード
とされる。前期噴射リーンモードの場合、燃料噴射が吸
気行程で実施されるとともに、体積効率Ｅvに基づく比
較的リーンな目標Ａ／Ｆ（例えば、Ａ／Ｆ＝２０程度）
となるよう燃料噴射量が決定され、やはり体積効率Ｅv
に基づいて点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrが設定され
て、良好な燃焼制御が行われる。

【００６０】一方、Ｓ−Ｆ／Ｂモードでは、燃料噴射は
やはり吸気行程で行われ、体積効率Ｅvに基づいて点火
時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrが設定されることになるが、
この場合には、Ｏ₂センサ４０の出力電圧に応じて空燃
比フィードバック制御が行われることになり、目標Ａ／
Ｆに関しては、理論空燃比ＡＦSとなるよう制御され
る。

【００６１】また、例えば、急加速時や高速走行時のよ
うにエンジン１が高負荷域にあるときには、図３に基づ
き燃料噴射モードはＯ／Ｌモードとされ、この場合に
は、前期噴射モードが選択されて燃料噴射が吸気行程で
行われるとともに、体積効率Ｅvに基づいて比較的リッ
チな空燃比となるよう目標Ａ／Ｆが設定され、やはり体
積効率Ｅvに基づいて点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrが設
定されて、良好な燃焼制御が行われる。

【００６２】なお、中高速走行中の惰行運転時等には、
燃料噴射モードは図３中に示すように燃料カットモード
となり、この場合には、燃料噴射は停止される。この燃
料カットは、エンジン回転速度Ｎeが復帰回転速度より
低下した場合や、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ
場合には即座に中止されるものである。ところで、図４
乃至図１１を参照すると、エンジン燃焼室内の燃焼状態
に影響を与えるパラメータ値、即ち、燃料噴射弁４の開
弁時間Ｔinj 、点火時期Ｔig、ＥＧＲバルブ４５の開弁
量Ｌegr 等の設定ルーチンのフローチャートが示されて
おり、以下、同図に基づき、後期リーンモードとＳ−Ｆ
／Ｂモード間、前期リーンモードとＳ−Ｆ／Ｂモード
間、前期リーンモードと後期リーンモード間のモード切
換えを例に、モード切換時の制御手順について説明す
る。なお、図４乃至図１１の燃焼パラメータの設定ルー
チンは、ＥＣＵ７０によって各気筒の所定クランク角位
置が検出される毎に実行される。

【００６３】先ず、ＥＣＵ７０は、図４のステップＳ１
乃至ステップＳ９において、上記図３に基づき、燃料噴
射モードの判定と設定を行う。ステップＳ１の判別結果
が真（Ｙｅｓ）で、燃料噴射モードが後期リーンモード
と判定される場合には、ステップＳ２を経てステップ１
２において、後期リーンモードによる制御を実行すべく
各種燃焼パラメータＰe，Ｅv，目標Ａ／Ｆ，Ｔig，Ｔen
d，Ｌegr及び目標Ａ／Ｆの補正係数Ｋaf等が設定され
る。詳しくは、ここでは、前述したように、目標Ａ／
Ｆ，噴射終了時期Ｔend、点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegr
の各燃焼パラメータは、目標平均有効圧Ｐeに基づいて
設定される。

【００６４】一方、ステップＳ１の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、ステップＳ５において、図３に基づき燃料噴射
モードが前期リーンモードと判別される場合には、ステ
ップＳ６を経てステップ１４において、前期リーンモー
ドによる制御を実行すべく各種燃焼パラメータＰe，Ｅ
v，目標Ａ／Ｆ，Ｔig，Ｔend，Ｌegr及び目標Ａ／Ｆの
補正係数Ｋaf等がやはり設定される。ここでは、前述し
たように、目標Ａ／Ｆ，噴射終了時期Ｔend、点火時期
Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrの各燃焼パラメータは、体積効率
ＥVに基づいて設定される。

【００６５】ステップＳ５の判別結果が偽の場合には、
次にステップＳ７に進む。このステップＳ７の判別結果
が真で、燃料噴射モードがＳ−Ｆ／Ｂモードであると判
別される場合には、Ｓ−Ｆ／Ｂモードは前期噴射モード
であることから、次のステップＳ８を経てやはりステッ
プＳ１４が実行される。また、ステップＳ７の判別結果
が偽で、燃料噴射モードがＳ−Ｆ／ＢモードではなくＯ
／Ｌモードであると判別される場合にも、燃料噴射モー
ドは前期噴射モードであることから、次のステップＳ９
を経てやはりステップＳ１４が実行される。

【００６６】ところで、ステップＳ２，Ｓ６及びＳ８に
おいては、詳しくは後述するが、モード移行時に使用さ
れるテーリング係数Ｋ1，Ｋ2，ＫS，ＫLがそれぞれ設定
される。これら係数の設定値は、燃料噴射モードの移行
が判別されない場合には、それぞれ値1.0であって、燃
料噴射モードの移行が判別された時点では、それぞれ値
0に設定されるものである。例えば、Ｓ−Ｆ／Ｂモード
或いは前期リーンモードから後期リーンモードへの移行
が初めて判別された時点では、テーリング係数Ｋ1が値0
にリセットされ、後期リーンモードからＳ−Ｆ／Ｂモー
ド或いは前期リーンモードへの移行が初めて判別された
時点では、テーリング係数Ｋ2が値0にリセットされる。
また、前期リーンモードからＳ−Ｆ／Ｂモードへの移行
が初めて判別された時点では、テーリング係数ＫLが値0
にリセットされ、Ｓ−Ｆ／Ｂモードから前期リーンモー
ドへの移行が初めて判別された時点では、テーリング係
数ＫSが値0にリセットされる。

【００６７】以下、説明の都合上、先ず、後期リーンモ
ードが実行されている場合から説明する。後期リーンモ
ードである場合には、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１，Ｓ
２，Ｓ１２を経てステップＳ２０が実行され、ここで
は、上述のテーリング係数Ｋ1が値1.0であるか否かを判
別する。このテーリング係数Ｋ1は、前述した通り、後
期リーンモードへの移行が完了した状態のときには値1.
0である。従って、この場合、テーリング係数Ｋ1は値1.
0であり、次にステップＳ２１に進む。

【００６８】ステップＳ２１では、後期噴射モードから
前期噴射モードへの移行のための準備が行われる。移行
の準備としては、移行のための制御変数の初期値の設定
を行い、上記ステップＳ１２で算出されて現在の後期リ
ーンモード制御で使用する補正係数Ｋafや燃焼パラメー
タＰe，Ｅv，Ｔig，Ｔend，Ｌegr等を記憶する。制御変
数としては、無効期間カウンタＴd2や吸気遅れカウンタ
ＣＮＴ2等が設けられており、カウンタＴd2には、初期
値として目標平均有効圧Ｐeとエンジン回転数Ｎeとに応
じて設定される値ｆ2（Ｎe，Ｐe）が、一方、カウンタ
ＣＮＴ2には値ＸＮ2がそれぞれ設定される。なお、上記
各制御変数値の初期化や補正係数値Ｋaf等の記憶値の更
新は、このステップＳ２１が実行される毎に行われる。

【００６９】これにより、ステップＳ２２において、後
期噴射モードでの燃料噴射制御がセット状態とされる。
図１４を参照すると、後期リーンモードからＳ−Ｆ／Ｂ
モードに移行した場合の燃料噴射モード (a)、噴射終了
時期Ｔend (b)、目標Ａ／Ｆの補正係数Ｋaf (c)の各時
間変化を示すタイムチャートが示されており、以下、図
４乃至図１３のフローチャートとともに、図１４のタイ
ムチャートに基づき、後期リーンモードからＳ−Ｆ／Ｂ
モードへの移行制御について説明する。

【００７０】後期リーンモードからＳ−Ｆ／Ｂモードへ
の移行制御が実施されると、燃料噴射モードは、図４の
ステップＳ５を経てステップＳ７の判別によりＳ−Ｆ／
Ｂモードと判定され、ステップＳ８においてテーリング
係数Ｋ2が値0に設定される（図１４のｔ0時点）。そし
て、上記ステップＳ１４が実行される。なお、この場
合、前述したように、Ｓ−Ｆ／Ｂモードが前期噴射モー
ドであることから、目標Ａ／Ｆ，噴射終了時期Ｔend、
点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegrの各燃焼パラメータは、
吸入空気量Ｑaから算出される体積効率ＥVに基づいて設
定される。

【００７１】ステップＳ１４が実行されたら、次に図８
のステップＳ５０に進む。このステップＳ５０では、上
記テーリング係数Ｋ2が値1.0であるか否かを判別する。
このテーリング係数Ｋ2は、上述した通り、Ｓ−Ｆ／Ｂ
モードへの移行直後においては値0に設定されている。
従って、ここでは、ステップＳ５０の判別結果は偽であ
り、ステップＳ５１以降のステップを実行して後期リー
ンモードからＳ−Ｆ／Ｂモードへの移行処理を行う。な
お、テーリング係数Ｋ2は、移行処理が完了すると値1.0
になるが、それまでは、タイマルーチン（後述の図１
２，１３参照）により、値1.0より小さい微小値ΔＫ2が
順次加算され、テーリング係数値Ｋ2が値1.0になる迄の
間、その係数値Ｋ2に応じた移行処理が行われる。

【００７２】ここで、図１２，図１３を参照すると、Ｅ
ＣＵ７０のクロックパルスによって実行されるタイマル
ーチンのフローチャートが示されており、以下、各種テ
ーリング係数値Ｋ1，Ｋ2，ＫL，ＫSのカウント手順につ
いて説明しておく。先ず、ステップＳ１１０乃至ステッ
プＳ１１３ではテーリング係数Ｋ1のカウントを行う。
係数値Ｋ1に値1.0より小さい所定微小値ΔＫ1が加算さ
れ（ステップＳ１１０）、この係数値Ｋ1が値1.0と比較
され（ステップＳ１１２）、値1.0より大であれば値1.0
に設定しなおし（ステップＳ１１３）、値1.0 以下で
あれば次にステップＳ１１４に進む。つまり、テーリン
グ係数値が一旦値0にリセットされると、このルーチン
が実行される毎に微小値ΔＫ1が加算され、加算された
値が値1.0 に到達すればその値に保持される。

【００７３】他のテーリング係数値についても同様であ
り、テーリング係数値Ｋ2についてはステップＳ１１４
乃至ステップＳ１１７において値1.0となるまで所定微
小値ΔＫ2が加算され、係数値ＫL，ＫSについては、同
様にステップＳ１１８乃至ステップＳ１２０、ステップ
Ｓ１２２乃至ステップＳ１２５でそれぞれ値1.0となる
まで所定微小値ΔＫL，ΔＫSが加算される。各係数値に
加算するこれら微小値ΔＫ1，ΔＫ2等は、モード移行制
御時の各種燃焼パラメータ等の変化勾配（テーリング速
度）を決定し、モード移行制御期間の必要な長さを決定
するものである。例えば、後期リーンモードからＳ−Ｆ
／Ｂモードへの移行制御時の目標Ａ／Ｆの補正係数Ｋaf
に関していえば、テーリング係数値Ｋ2の所定微小値Δ
Ｋ2に応じて補正係数Ｋafの変化勾配θ2（図１４(c)参
照）が決定される。

【００７４】なお、テーリング係数Ｋ1の所定微小値Δ
Ｋ1は、それぞれ所定微小値ΔＫ1aと所定微小値ΔＫ1b
とからなっており、その詳細については後述する。ステ
ップＳ５１では、無効期間カウンタＴd2が値0であるか
否か、即ち、カウンタＴd2の初期値ｆ2（Ｎe，Ｐe）に
対応する無効期間が経過したか否かを判別する。カウン
タＴd2の初期値ｆ2（Ｎe，Ｐe）は、前述した図５のス
テップＳ２１の実行によって設定されており、モード移
行直後にこのステップＳ５１が実行された時点でのカウ
ンタ値Ｔd2は、この初期値ｆ2（Ｎe，Ｐe）に等しい。
従って、この場合、ステップＳ５１の判別結果は偽であ
り、ステップＳ５２に進んでカウンタ値Ｔd2から所定値
ΔＴd2を減算し、ステップＳ５３においてテーリング係
数値Ｋ2を値0に設定し直す。そして、これらのステップ
Ｓ５２，５３は上記無効期間が経過するまで繰り返し実
行され、その間、テーリング係数値Ｋ2は値0に保持され
ることになる。

【００７５】次いで、ＥＣＵ７０はステップＳ５５及び
ステップＳ５７を実行して、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋ
aft 及び体積効率Ｅｖを下式(5)，(6)によりそれぞれ演
算する。 Ｋaft ＝（１−Ｋ2）・Ｋaf'＋Ｋ2・Ｋaf …(5) Ｅｖ ＝（１−Ｋ2）・Ｅｖ'＋Ｋ2・Ｅｖ …(6) ここに、Ｋaf' 及びＥｖ' は、後期リーンモード制御時
に最後に演算した目標Ａ／Ｆ補正係数値及び体積効率で
あり、前述した図５のステップＳ２１を最後に実行した
ときにＫaf' 値及びＥｖ' 値として記憶したものであ
る。各式の右辺最終項のＫaf及びＥｖは今回のＳ−Ｆ／
Ｂモード制御の実行時にそれぞれ設定された値である。

【００７６】従って、係数値Ｋ2が値0である期間（図１
４に示すｔ0時点からｔ1時点の無効期間）にあっては、
仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaft 及び体積効率値Ｅｖは、
前回値、即ち、後期リーンモード制御時に最後に設定し
た値に保持される。そして、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋ
aft 及び体積効率値Ｅｖは、テーリング係数値Ｋ2の値
が0から1.0 に向かって増加すると、係数値Ｋ2に応じた
重み付けで設定される値とされ、テーリング係数値Ｋ2
が値1.0 に到達すると、Ｓ−Ｆ／Ｂモードにより算出さ
れた値に設定される。このようなテーリング係数値Ｋ2
の変化により、モード移行時の目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋ
af、体積効率Ｅｖは、ｔ1時点からｔ3時点までは線形的
に徐々に（Ｋafについては上記変化勾配θ2を有して）
その値が変化し、ｔ3時点以降はＳ−Ｆ／Ｂモードによ
って算出される値に保持されることになる（図１４(C)
ではＫafについて示してある）。

【００７７】次に、ＥＣＵ７０は、図９のステップＳ６
０に進み、吸気遅れカウンタＣＮＴ2が値0までカウント
されたか否かを判別する。判別結果が偽で、吸気遅れカ
ウンタ値ＣＮＴ2が未だ値0とされていない場合には、ス
テップＳ６１を実行して目標平均有効圧Ｐeを値Ｐe’と
し、後期リーン制御時に最後に設定された値を所定期間
（カウンタの初期値ＸＮ2に対応する期間）に亘って保
持する。なお、カウンタＣＮＴ2のカウント値は、各気
筒の所定クランク角位置を検出する毎に実行されるクラ
ンク割込ルーチン（図示せず）でカウントダウンされ
る。

【００７８】次いで、ステップＳ６２に進み、上式(5)
で演算した仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaft が判別値Ｘaf
より小であるか否かを判別する。この判別値Ｘafは、こ
の値の目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafを使用して後期リーン
モードでエンジン制御した場合、エンジン燃焼室５内で
リッチ失火の虞が生じる値で、全体空燃比で言えば略２
０に相当する（図１４(c)参照）。即ち、目標Ａ／Ｆ補
正係数値Ｋafが値Ｘafより小であれば、後期リーンモー
ドにより燃料噴射量を調節することによってエンジン出
力の制御が可能であることを意味し、この場合には、仮
目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaft が値Ｘafに到達するまで
（図１４(c) に示すｔ2時点まで）、目標Ａ／Ｆ補正係
数値Ｋafをテーリング係数Ｋ2に応じた値、即ち仮目標
Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftに設定する（ステップＳ６
３）。そして、後期リーンモード制御を引き続き実行す
るために、点火時期Ｔigを後期リーンモードで設定した
最後の値Ｔig' に保持し（ステップＳ６４）、燃料噴射
終了時期Ｔendも、後期リーンモードで設定した最後の
値Ｔend'に保持する（ステップＳ６５）。

【００７９】このように各燃焼パラメータ値を設定し直
した後、前述した図５のステップＳ２２が実行され、後
期リーンモードでのエンジン制御が行われる。一方、テ
ーリング係数値Ｋ2が増加して、仮目標Ａ／Ｆ補正係数
値Ｋaft が判別値Ｘafを超えると、ステップＳ６２の判
別結果が偽となり、この場合には、前述したステップＳ
６３乃至ステップＳ６５を実行することなく、ステップ
Ｓ６６に進む。

【００８０】ステップＳ６６では、前期噴射モードが前
期リーンモードであるかＳ−Ｆ／Ｂモードであるかが判
別され、判別結果に応じて異なる制御が行われる。ここ
では移行する燃料噴射モードがＳ−Ｆ／Ｂモードであっ
て、ステップＳ６６の判別結果は偽とされるので、ステ
ップＳ６７に進み、点火時期Ｔigが次式(7)によって演
算される。

【００８１】 Ｔig＝（１−Ｋ2）・Ｔig'＋Ｋ2・Ｔig＋Ｒ2(K2) …(7) ここで、Ｒ2(K2) は、モード移行に伴う出力の急変を防
止するために設定されたリタード量で、テーリング係数
値Ｋ2の関数として設定される。このように各燃焼パラ
メータ値が設定されると、図７のステップＳ４８が実行
され、Ｓ−Ｆ／Ｂモードが前期噴射モードであるため、
前期噴射モードによりエンジン制御が行われる。

【００８２】テーリング係数値Ｋ2が除々に増加して値
1.0 に到達すると、図８のステップＳ５０における判別
結果が真となり、ステップＳ５８が実行される。ここで
は、前期噴射モード制御が前期リーンモードであるかＳ
−Ｆ／Ｂモードであるかを判別する。引き続きＳ−Ｆ／
Ｂモードが判別されていると、ＥＣＵ７０は図１０のス
テップＳ７０に進み、後期リーンモード制御移行または
前期リーンモード制御移行のための準備を行う。即ち、
制御変数の初期値の設定、及び現在の燃料噴射モードで
算出された各種補正係数値Ｋafや燃焼パラメータ値Ｅ
V，Ｔig，Ｔend，Ｌegr等を記憶しておく。ここでは、
制御変数としては、無効期間カウンタＴd1とＥＧＲ遅延
カウンタＣＮＴ1があり、カウンタＴd1には初期値とし
て目標平均有効圧Ｐeとエンジン回転数Ｎeとに応じて設
定される値ｆ1（Ｎe，Ｐe）が、カウンタＣＮＴ1には値
ＸＮ1がそれぞれ設定される。これらの制御変数等は、
Ｓ−Ｆ／Ｂモードによる制御が繰り返され、ステップＳ
７０が繰り返し実行されると、その都度更新される。

【００８３】ステップＳ７０での制御変数の初期値等の
設定が終わると、ステップＳ７２に進み、前期リーンモ
ードからＳ−Ｆ／Ｂモードモードへの移行制御時に使用
するテーリング係数値ＫLが値1.0であるか否かを判別す
る。現在はＳ−Ｆ／Ｂモードへの移行が完了し、そのモ
ードでの制御が行われているので、係数値ＫLは値1.0で
あり、次にステップＳ７４に進む。ステップＳ７４で
は、後述するＥＧＲ遅延カウンタＣＮＴ3のカウント値
を判別するが、このカウンタＣＮＴ3は、前期リーンモ
ードからＳ−Ｆ／Ｂモードへの移行制御中以外は値0に
カウントダウンされている。つまり、Ｓ−Ｆ／Ｂモード
が実行されているときには、ステップＳ７４の判別結果
は真であり、図７のステップＳ４８に進み、前期噴射モ
ードでの制御が行われる。

【００８４】次に、Ｓ−Ｆ／Ｂモードから再び後期リー
ンモードに移行する場合の移行制御について説明する。
図４のステップＳ１においてＳ−Ｆ／Ｂモード制御中に
後期リーンモードが判別されると（図１４中のｔ4時
点）、ステップＳ２においてテーリング係数Ｋ1に値0が
設定される。そして、前述したように、ステップＳ１２
で各種燃焼パラメータ値等が求められ、図５のステップ
Ｓ２０においてＫ1が値1.0 に等しいか否かが判別され
る。後期リーンモードが判別された直後ではテーリング
係数値Ｋ1は前述した通り値0であるので、ステップＳ２
０の判別結果は偽であり、次にステップＳ２４に進む。

【００８５】ステップＳ２４では、無効期間カウンタＴ
d1が値0であるか否か、即ち、カウンタＴd1の初期値ｆ1
（Ｎe，Ｐe）に対応する無効期間が経過したか否かを判
別する。カウンタＴd1の初期値ｆ1（Ｎe，Ｐe）は、移
行直前のＳ−Ｆ／Ｂモード制御時に前述した図１０のス
テップＳ７０の実行によって設定されている。従って、
モード移行直後には、カウンタ値Ｔd1は初期値ｆ1（Ｎ
e，Ｐe）に等しい。従って、ステップＳ２４の判別結果
は偽であり、ステップＳ２５に進んでカウンタ値Ｔd1か
ら所定値ΔＴd1を減算するとともに、ステップＳ２６に
おいてテーリング係数値Ｋ1を値0に設定する。これらの
ステップＳ２５，２６は上記無効期間が経過するまで
（図１４中のｔ4時点からｔ5時点まで）繰り返し実行さ
れ、その間、テーリング係数値Ｋ1は値0に保持される。

【００８６】次いで、ＥＣＵ７０はステップＳ２８及び
図６のステップＳ３０を実行して、仮目標Ａ／Ｆ補正係
数値Ｋaft 及び体積効率Ｅｖを下式(8)，(9)によりそれ
ぞれ演算する。 Ｋaft＝（１−Ｋ1）・Ｋaf'＋Ｋ1・Ｋaf …(8) Ｅｖ＝（１−Ｋ1）・Ｅｖ'＋Ｋ1・Ｅｖ …(9) 上式(8)，(9)は、前述した式(5),(6) にそれぞれ類似し
ており、Ｋaf'及びＥｖ'は、Ｓ−Ｆ／Ｂモード制御時に
最後に演算した目標Ａ／Ｆ補正係数値及び体積効率、即
ち、上記図１０のステップＳ７０を最後に実行したとき
のＫaf' 値及びＥｖ' 値である。そして、各式の右辺最
終項のＫaf及びＥｖは今回の後期リーンモードによりそ
れぞれ算出した値である。

【００８７】従って、係数値Ｋ1が値0である期間（図１
４に示すｔ4時点からｔ5時点の無効期間）は、仮目標Ａ
／Ｆ補正係数値Ｋaft 及び体積効率値Ｅｖは前回値、即
ちＳ−Ｆ／Ｂモード制御時に最後に設定した値に保持さ
れる。そして、これら仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaft 及
び体積効率値Ｅｖは、係数値Ｋ1の値が増加するとＫ1値
に応じた重み付けで設定される値に、係数値Ｋ1が値1.0
に到達すると、後期リーンモードによって算出される
値にそれぞれ設定されることになる。テーリング係数値
Ｋ1のこのような変化により、モード移行時の目標Ａ／
Ｆ補正係数値Ｋaf、体積効率Ｅｖは、線形的に徐々にそ
の値を変化させ、図１４中ｔ7時点以降は後期リーンモ
ードによって算出される値に保持されることになる。

【００８８】次に、ＥＣＵ７０は、図６のステップＳ３
１に進み、ＥＧＲ遅延カウンタＣＮＴ1が値0までカウン
トダウンされたか否かを判別する。このカウンタＣＮＴ
1は、後期リーンモードにおけるＥＧＲ制御を遅らせる
目的で設けられたもので、これにより、Ｓ−Ｆ／Ｂモー
ドから大量のＥＧＲを導入する後期リーンモードへの移
行制御中のＥＧＲ過多状態を防ぐことが可能とされる。
カウンタＣＮＴ1が未だ値0とされていない場合には、ス
テップＳ３２を実行してＥＧＲバルブ４５の弁開度Ｌeg
r を値Ｌegr'とし、Ｓ−Ｆ／Ｂモード制御時に最後に設
定した値を所定期間（カウンタの初期値ＸＮ1に対応す
る期間であり、図１４に示すｔ4時点からｔ7時点までの
期間）に亘って保持する。

【００８９】ステップＳ３２が実行され、或いはステッ
プＳ３１の判別結果が真で、ＥＧＲ遅延期間が経過した
と判定された場合には、次にステップＳ３４に進む。こ
のステップＳ３４では、上式(8)で演算した仮目標Ａ／
Ｆ補正係数値Ｋaftが値Ｘafより小であるか否かを判別
する。この判別値Ｘafは、図９のステップＳ６２で説明
したと同様であるが、必ずしもこの値と同じに設定する
必要はない。目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafが値Ｘafより小
であれば、後期リーンモードによりエンジン出力の制御
が可能であることを意味し、次にステップＳ３６に進
む。一方、目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafが値Ｘaf以上であ
ればＳ−Ｆ／Ｂモード制御が引続き実行される。

【００９０】ステップＳ３４の判別結果が偽である期
間、即ち仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaft が値Ｘafに到達
するまで（図１４に示すｔ5時点からｔ6時点まで）は、
図７のステップＳ４０に進み、噴射終了期間ＴendをＳ
−Ｆ／Ｂモードにより算出した最後の値Ｔend'に書換
え、この値に保持する。そして、移行判別前の燃料噴射
モードが前期リーンモードであったか、Ｓ−Ｆ／Ｂモー
ドであったかを判別するため、移行判別直前に設定し記
憶した補正係数値Ｋaf'が値1.0 より小であるか否かを
判別する。前期リーンモード制御が実行される場合に
は、補正係数Ｋafは値1.0 より小に必ず設定される。

【００９１】ステップＳ４２の判別結果が偽であって移
行判別前の燃料噴射モードがＳ−Ｆ／Ｂモードであった
場合には、ステップＳ４６において、目標Ａ／Ｆ補正係
数値Ｋafを移行判別が行われた直前の値Ｋaf' に保持す
る。そして、ステップＳ４７において、点火時期Ｔigを
次式(10)から算出する。 Ｔig＝（１−Ｋ1）・Ｔig'＋Ｋ1・Ｔig＋Ｒ1(K1) …(10) ここで、Ｒ1(K1) は、モード移行に伴う出力の急変を防
止するために設定されたリタード量で、テーリング係数
値Ｋ1の関数として徐々にリタード量が大きくなるよう
な値に設定される。

【００９２】このように各燃焼パラメータ値が設定され
ると、ステップＳ４８が実行され、前期噴射モードによ
りエンジン制御が行われる。テーリング係数値Ｋ1が増
加し、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaft が判別値Ｘafを下
回ると、図６のステップＳ３４の判別結果は真となり、
この場合には、次にステップＳ３６に進み、目標Ａ／Ｆ
補正係数値Ｋafは仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaft に設定
される（Ｋaf＝Ｋaft ）。これに伴い、燃料噴射終了時
期Ｔend 及び点火時期Ｔigは、後期リーンモードで算出
した値がそのまま使用される。

【００９３】このように各燃焼パラメータ値が設定され
ると、図５のステップＳ２２が実行され、後期リーンモ
ードによりエンジン制御が行われる。テーリング係数値
Ｋ1が除々に増加して値1.0 に到達すると、後期リーン
モードへの移行が完了したことになり、以後、上述した
図５のステップＳ２０における判別結果が真となり、ス
テップＳ２１において前期噴射モード制御移行のための
準備を実行した後、ステップＳ２２の後期リーンモード
によりエンジン制御が続行される。

【００９４】ところで、図１４(c)を参照すると、Ｓ−
Ｆ／Ｂモードから後期リーンモードへの移行制御時にお
いて、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftが判別値Ｘafを上
回った状態（図１４中のｔ5時点からｔ6時点までの間）
では、目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafは変化勾配（第１の変
化速度）θ1aで変化しており、一方、仮目標Ａ／Ｆ補正
係数値Ｋaftが判別値Ｘafを下回ると（図１４中のｔ6時
点からｔ7時点までの間）、目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaf
は変化勾配θ1aよりも小さな勾配である変化勾配（第２
の変化速度）θ1b（θ1b＜θ1a）で変化している。つま
り、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftが判別値Ｘafより小
であるときには、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftが判別
値Ｘafより大であるときよりも目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋ
afのテーリング速度（変化速度）が遅くされている。

【００９５】これは、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftが
判別値Ｘafを上回っているときには、テーリング係数Ｋ
1の所定微小値ΔＫ1が所定微小値ΔＫ1aとされている一
方、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftが判別値Ｘafを下回
ったときには、所定微小値ΔＫ1が所定微小値ΔＫ1aよ
りも小さな所定微小値ΔＫ1b（ΔＫ1b＜ΔＫ1a）とされ
ていることに因っている。

【００９６】通常、前期噴射モードから後期噴射モード
への移行制御が行われるときには、上記＃１ＡＢＶ２４
或いは＃２ＡＢＶ２７（吸気量調整手段）の開閉制御が
行われて吸入空気量Ｑaが増減制御される。そして、こ
のモード切換時、吸入空気量Ｑaの増減制御に拘わらず
エンジン１の出力トルク変動を起こさないようにするた
めには、本来は、吸入空気量Ｑaに追従するように燃料
噴射時間Ｔinj、即ち燃料噴射量を適宜調節するのがよ
く、即ち、吸入空気量Ｑaの実際の変化に応じて目標Ａ
／Ｆ補正係数値Ｋafを変化（テーリング）させるのがよ
い。つまり、吸入空気量Ｑaの変化に応じてテーリング
係数Ｋ1を可変させるのがよい。例えば、モード切換え
の前半では吸気負圧の圧力差が大きいために吸入空気量
Ｑaの変化度合が大きく、故にこの範囲ではテーリング
係数Ｋ1の変化量（ΔＫ1）を吸入空気量Ｑaに応じて最
初は大きく次第に小さくなるよう変化させるのがよく、
一方、モード切換えの後半では吸入空気量Ｑaの変化度
合が小さくなることから、この範囲では吸入空気量Ｑa
に応じてテーリング係数Ｋ1の変化量（ΔＫ1）を徐々に
緩やかに変化させるのがよい。

【００９７】しかしながら、吸入空気量Ｑaの変化に合
わせて目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafを変化させるとなる
と、複雑な制御が強いられることになり現実的ではな
い。そこで、このように、テーリング係数Ｋ1の所定微
小値ΔＫ1を切り換え、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftが
判別値Ｘafを上回りＳ−Ｆ／Ｂモード領域にあるときよ
りも仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftが判別値Ｘafを下回
り後期リーンモード領域にあるときの目標Ａ／Ｆ補正係
数値Ｋafのテーリング速度を遅く設定するようにし、簡
単にして比較的良好に目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafを吸入
空気量Ｑaの変化に略追従したものにしているのであ
る。これにより、Ｓ−Ｆ／Ｂモードから後期リーンモー
ドへの移行制御前半においては、目標Ａ／Ｆ補正係数値
Ｋafのテーリング速度は吸入空気量Ｑaの変化度合に良
好に対応して大きくされ、一方、移行制御終了間近にお
いては、目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafのテーリング速度は
やはり吸入空気量Ｑaの変化度合に良好に対応して緩や
かなものとされる。

【００９８】従って、通常、車両が低速走行状態とされ
エンジン１が低負荷域とされたときにあっては、燃料噴
射モードがＳ−Ｆ／Ｂモードから後期リーンモードへ移
行され、目標Ａ／Ｆの急激な変化等によりエンジン１の
出力トルク低下が大となる傾向にあるのであるが、吸入
空気量Ｑaに略追従するようにして目標Ａ／Ｆ補正係数
値ＫafがＳ−Ｆ／Ｂモード側から後期リーンモード側に
向けて好適に変化（テーリング）し、これに応じて燃料
噴射量が適宜調節されることで、出力トルク変動が極力
小さく抑えられ、所謂トルクショックが良好に低減され
ることになる。

【００９９】なお、テーリング係数Ｋ1の所定微小値Δ
Ｋ1、即ち所定微小値ΔＫ1a，ΔＫ1bについては、負荷
相関値である目標平均有効圧Ｐeと相関関係が有り、故
に、これら所定微小値ΔＫ1a，ΔＫ1bを目標平均有効圧
Ｐeに応じて適宜設定するようにすればより良好な移行
制御を実現可能である。また、目標平均有効圧Ｐe以外
のエンジン１のエンジン負荷状態が判別できるようなア
イドルスイッチ３０の作動状態等に応じて、所定微小値
ΔＫ1a，ΔＫ1bを適宜設定するようにしてもよい。つま
り、エンジン負荷状態等のエンジン１の運転状態に応じ
て所定微小値ΔＫ1a，ΔＫ1bを適宜設定するようにして
もよい。

【０１００】通常、アイドル運転時等の低負荷運転時に
は、後期リーンモードでは＃１ＡＢＶ２４或いは＃２Ａ
ＢＶ２７等が開弁されて大量の吸気が導入されるため、
吸気負圧は例えば吸気負圧Ｐ1と小さく、一方、Ｓ−Ｆ
／Ｂモードでは＃１ＡＢＶ２４或いは＃２ＡＢＶ２７等
が絞られて吸気が少量となるため、吸気負圧は例えば吸
気負圧Ｐ2と大きい。

【０１０１】これに対し、通常走行中の低負荷運転時に
は、後期リーンモードではスロットルバルブ２８が開か
れるためにこのときの吸気負圧、例えば吸気負圧Ｐ3は
上記Ｐ1に比べて小さく、一方、Ｓ−Ｆ／Ｂモードでも
やはりスロットルバルブ２８が開かれるためにこのとき
の吸気負圧、例えば吸気負圧Ｐ4は上記Ｐ2に比べて遥か
に小さなものとなる。

【０１０２】一般に、このようにスロットルバルブ２８
が開かれる等して吸気開口面積が大きくなると、吸気開
口面積に対する吸気負圧の変化は線形ではなく、吸気開
口面積の変化に対する吸気負圧の変化は小さくなる。従
って、通常走行時における吸気負圧Ｐ3と吸気負圧Ｐ4の
圧力差ΔＰOFFIDは、上記アイドル運転時における吸気
負圧Ｐ1と吸気負圧Ｐ2の圧力差ΔＰIDよりも小さいもの
となる（ΔＰOFFID＜ΔＰID）。即ち、アイドル運転時
とそれ以外のオフアイドル運転時では後期リーンモード
とＳ−Ｆ／Ｂモードでのモード切換時の吸気負圧の圧力
変化の差が異なり、つまり吸入空気量Ｑの変化度合が変
化することになるのである。

【０１０３】従って、アイドル運転時とそれ以外のオフ
アイドル運転時のようにエンジン１の運転状態に応じて
所定微小値ΔＫ1a，ΔＫ1b、即ちテーリング速度を適宜
別設定とすることにより、吸入空気量Ｑの変化度合に一
致したより良好な移行制御を実現可能となる。また、こ
こでは、Ｓ−Ｆ／Ｂモード（吸気行程噴射モード）から
後期リーンモード（圧縮行程噴射モード）への移行制御
に関して、仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaftが判別値Ｘaf
を超えたときの目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafの変化勾配、
即ちテーリング速度を遅くするようにしているが、これ
に限られるものではない。つまり、後述の前期リーンモ
ードから後期リーンモードへの移行時や、逆に後期リー
ンモードからＳ−Ｆ／Ｂモード或いは前期リーンモード
への移行時においてもテーリング速度を変化させるよう
にしてもよい。但し、後期リーンモードからＳ−Ｆ／Ｂ
モード或いは前期リーンモードへの移行時には、通常、
エンジン１は低負荷域から中高負荷域へ変化しており、
この場合、吸入空気量Ｑaは増大し続ける傾向にあるた
め、テーリング速度を遅くしても効果は薄い。

【０１０４】以下、後期リーンモードから前期リーンモ
ード、前期リーンモードから後期リーンモード、前期リ
ーンモードからＳ−Ｆ／Ｂモード、Ｓ−Ｆ／Ｂモードか
ら前期リーンモードの各移行制御について説明する。な
お、これらの移行制御は上記後期リーンモードとＳ−Ｆ
／Ｂモード間の移行制御に準じたものとなっている。従
って、ここでは、それらの詳細についての説明は省略
し、各移行制御に関し、上記燃焼パラメータの設定ルー
チン（図４乃至図１３）において上記と異なる部分につ
いてのみ簡単に説明する。

【０１０５】後期リーンモードから前期リーンモードへ
の移行制御では、前期リーンモードへの移行制御が進む
と、図９中のステップＳ６６が実行されることになる。
そして、このステップＳ６６において、前期リーンモー
ドであることが判別されると、ステップＳ６８及びステ
ップＳ６９が実行される。つまり、ここでは、目標Ａ／
Ｆ補正係数値Ｋafが仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaft に書
き換えられ、点火時期Ｔigが次式(11)によって演算され
る。そして、Ｋ2値が値1.0 に到達した時点で前期リー
ンモードによって算出した値に移行することになる。

【０１０６】 Ｔig＝（１−Ｋ2）・Ｔig'＋Ｋ2・Ｔig …(11) この式(11)から明らかなように、前期リーンモードへの
移行制御では、Ｓ−Ｆ／Ｂモードへの移行制御において
用いたリタード量Ｒ2(K2) の設定はなく、点火時期Ｔig
はテーリング係数値Ｋ2に応じた値に設定される。な
お、ここでは、噴射終了期間Ｔend は、前期リーンモー
ドにより算出した値がそのまま使用される。

【０１０７】そして、前期リーンモードへの移行制御が
進み、図８のステップＳ５８の判別結果が真とされ、燃
料噴射モードが前期リーンモードであると判別されたと
きには、図１１のステップＳ８０に進むことになる。こ
のステップＳ８０では、後期リーンモード制御移行また
はＳ−Ｆ／Ｂモード制御移行のための準備を行う。即
ち、制御変数の初期値の設定、及び現在の燃料噴射モー
ドで算出された各種補正係数値Ｋafや燃焼パラメータ値
ＥV，Ｔig，Ｔend，Ｌegr等を記憶しておく。制御変数
としては、無効期間カウンタＴd1とＥＧＲ遅延カウンタ
ＣＮＴ3があり、カウンタＴd1には初期値として目標平
均有効圧Ｐeとエンジン回転数Ｎeとに応じて設定される
値ｆ1（Ｎe，Ｐe）が、カウンタＣＮＴ3には値ＸＮ3が
それぞれ設定される。これらの制御変数等は、Ｓ−Ｆ／
Ｂモードによる制御が繰り返され、当該ステップＳ８０
が繰り返し実行されると、その都度更新される。

【０１０８】ステップＳ８０での制御変数等の初期値の
設定が終わると、ステップＳ８２に進み、Ｓ−Ｆ／Ｂモ
ードから前期リーンモードへの移行制御時に使用するテ
ーリング係数値ＫSが値1.0 であるか否かを判別する。
ここでは、前期リーンモードへの移行が完了し、そのモ
ードでの制御が行われているので、係数値ＫSは値1.0で
あり、ステップＳ８４及びＳ８６を飛び越して上述の図
７のステップＳ４８に進み、前期噴射モードによる制御
が実行される。

【０１０９】前期リーンモードから後期リーンモードへ
の移行制御では、前期リーンモードからの移行制御中、
図７のステップＳ４２の判別結果が真で前期リーンモー
ドと判別されるときには、ステップＳ４３において、目
標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafが仮目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaf
t に書き換えられる。そして、点火時期Ｔigは、テーリ
ング係数値に応じ、次式(12)によって演算される。

【０１１０】 Ｔig＝（１−Ｋ1）・Ｔig'＋Ｋ1・Ｔig …(12) なお、Ｓ−Ｆ／Ｂモードから後期リーンモードへの移行
時にはリタード量Ｒ1(K1) を設けて移行時に伴う出力の
急変を防止したが、上式(12)には、リタード量Ｒ1(K1)
が含まれていない。つまり、前期リーンモードから後期
リーンモードへの移行の場合には、空燃比の調整によっ
て出力制御が行われており、従ってリタード量Ｒ1(K1)
による補正は必要がなく、点火時期Ｔigはテーリング係
数値Ｋ1に応じた値に設定される。

【０１１１】前期リーンモードからＳ−Ｆ／Ｂモードへ
の移行制御では、ステップＳ７２の判別において、Ｓ−
Ｆ／Ｂモードへの移行判別の実施直後にあっては、テー
リング係数値ＫLは値0に設定されたばかりであり、その
判別結果は偽とされる。この場合には、ステップＳ７３
において体積効率Ｅｖを次式(13)に基づき演算する。 Ｅｖ＝（１−ＫL）・Ｅｖ'＋ＫL・Ｅｖ …(13) 上式(13)は、前述した式(6)に類似しており、Ｅｖ'
は、前期リーンモードにより最後に算出した体積効率で
あり、また、上式の右辺最終項のＥｖは今回のＳ−Ｆ／
Ｂモードにより算出された値である。

【０１１２】従って、この場合、体積効率値Ｅｖは、係
数値ＫLの値が増加するとＫL値に応じた重み付けで設定
される値に、係数値ＫLが値1.0 に到達すると、Ｓ−Ｆ
／Ｂモードにより算出される値にそれぞれ設定されるこ
とになる。そして、次のステップＳ７４の判別結果が
偽、即ち、ＥＧＲ遅延期間が経過していなければ、次の
ステップＳ７５において、ＥＧＲバルブ４５の弁開度Ｌ
egrは、前回値、即ち、Ｓ−Ｆ／Ｂモードへの移行判別
の直前に実施した前期リーンモード制御時の値Ｌegr'に
設定される。

【０１１３】Ｓ−Ｆ／Ｂモードから前期リーンモードへ
の移行制御では、ステップＳ８２の判別において、前期
リーンモードへの移行判別を行った直後にあっては、テ
ーリング係数値ＫSが値0に設定されたばかりであり、ス
テップＳ８２の判別結果は偽とされる。この場合には、
ステップＳ８４及びステップＳ８６を繰り返し実行し、
ステップＳ８４では体積効率Ｅｖを、次式(14)に基づき
演算する。

【０１１４】 Ｅｖ＝（１−ＫS）・Ｅｖ'＋ＫS・Ｅｖ …(14) 上式(14)は、前述した式(13)や式(6)に類似しており、
Ｅｖ' は、Ｓ−Ｆ／Ｂモードによって最後に算出した体
積効率であり、上式の右辺最終項のＥｖは今回の前期リ
ーンモードによって算出した値である。そして、次のス
テップＳ８６では、目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋaf、点火時
期Ｔig、及び噴射終了期間Ｔend がそれぞれＳ−Ｆ／Ｂ
モードにより最後に算出した値Ｋaf' 、値Ｔig' 、及び
値Ｔend'に設定され、テーリング係数値ＫSが値1.0 に
なるまで、それらの値が保持される。

【０１１５】以上、詳細に説明したように、本発明の筒
内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置では、後期
噴射モードにおいて、ＴＰＳ２９からのスロットル開度
情報θthを直接用いて燃料噴射量の設定を行わず、一旦
スロットル開度θthに基づいて目標Ａ／Ｆを求め（図２
中のＰe算出部８０及び目標Ａ／Ｆ演算部９０参照）、
この目標Ａ／Ｆに基づいて燃料噴射時間Ｔinjを算出し
燃料噴射量を決定するようにしている。

【０１１６】従って、燃料噴射モードに拘わらず、常に
目標Ａ／Ｆを良好に管理することができ、これにより、
極めて良好且つ適正な燃焼制御を実現することが可能と
なる。また、本発明の制御装置では、後期噴射モードに
おいて燃料噴射時間Ｔinjを算出する際、燃料噴射時に
既に吸気が完了していることから、今回検出された単位
吸入空気量Ａ／Ｎ(n)にのみ基づいて吸入空気量Ｑaを算
出するようにしている。即ち、燃料噴射モードが後期噴
射モードであるときには、前期噴射モードと同様の、つ
まり通常の吸気管噴射型の内燃エンジンと同様の吸気補
正を行わないよう禁止して、燃料噴射時間Ｔinjを正確
なものにしている。

【０１１７】これにより、前期噴射モードでは吸気補正
を行い、一方、後期噴射モードでは吸気補正を行わない
ように切換えて、エンジン１の運転状態を燃料噴射モー
ドに拘わらず常に良好に維持することが可能となる。さ
らに、本発明の制御装置では、Ｓ−Ｆ／Ｂモード（吸気
行程噴射モード）から後期リーンモード（圧縮行程噴射
モード）への切換時の移行制御において、目標Ａ／Ｆ補
正係数値Ｋafが判別値Ｘafを上回っている状態（図１４
中のｔ5時点からｔ6時点までの間）では、目標Ａ／Ｆ補
正係数値Ｋafを変化勾配（第１の変化速度）θ1aで変化
させ、一方、目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafが判別値Ｘafを
下回ると（図１４中のｔ6時点からｔ7時点までの間）、
目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafを変化勾配θ1aよりも小さな
勾配である変化勾配（第２の変化速度）θ1b（θ1b＜θ
1a）で変化させるようにし、これにより、移行制御終了
に近づいたときには目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafのテーリ
ング速度を遅くするようにしている。

【０１１８】従って、通常、車両が低速走行状態とされ
エンジン１が低負荷域とされたときにあっては、燃料噴
射モードがＳ−Ｆ／Ｂモードから後期リーンモードへ移
行されると、目標Ａ／Ｆの急激な変化等によりエンジン
１の出力トルクが大きく低下する傾向にあるのである
が、複雑な制御を実施することなく簡単にして目標Ａ／
Ｆ補正係数値Ｋafを吸入空気量Ｑaの変化に略追従する
ようにしてＳ−Ｆ／Ｂモード側から後期リーンモード側
に向け変化させ、これに応じて燃料噴射量を適宜調節す
るようにでき、故にＳ−Ｆ／Ｂモードから後期リーンモ
ード（または前期リーンモードから後期リーンモード）
への移行時におけるエンジン１の出力トルク変動を極力
小さく抑え、所謂トルクショックを好適に低減すること
が可能となる。

【０１１９】

【発明の効果】本発明の請求項１の筒内噴射型火花点火
式内燃エンジンの制御装置によれば、負荷相関値算出手
段の算出結果に基づいて目標空燃比を一旦算出し、少な
くとも圧縮行程噴射モードが選択されているときには、
目標空燃比算出手段の算出結果である目標空燃比と吸入
空気量検出手段の検出結果とに基づいて燃料噴射量を良
好に算出するようにできる。従って、目標空燃比を常に
管理しながらにして燃料噴射量を設定するようにでき、
燃焼制御の安定化を図って内燃エンジンの運転状態を好
適に維持することができる。

【０１２０】また、請求項２の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、圧縮行程噴射モードに
おいては、吸入空気量の補正を禁止して不要な吸気量補
正による内燃エンジンの運転状態の悪化を好適に防止す
ることができる。また、請求項３の筒内噴射型火花点火
式内燃エンジンの制御装置によれば、モード切換時に
は、切換前のモードでの目標空燃比と切換後のモードで
の目標空燃比との間に存在するモード切換空燃比近傍に
向けて切換前のモード時の目標空燃比が第１の変化速度
で徐々に空燃比変更できるとともに、モード切換空燃比
近傍を超えたときには切換後のモード時の目標空燃比に
向けて第１の変化速度より変化速度の小さい第２の変化
速度で徐々に空燃比変更するようにできる。従って、簡
単な構成にしてモード切換時の急激な燃料噴射量の変化
に因る内燃エンジンの出力トルク変化を抑制でき、特に
モード切換後のトルクショックをより良好に低減するこ
とができる。

【０１２１】また、請求項４の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、吸気行程噴射モードか
ら圧縮行程噴射モードへのモード切換は、車両が減速さ
れ、内燃エンジンが中高負荷領域から低負荷領域とされ
たときに行われることが多く、このとき、内燃エンジン
のトルクショックが大きく発生し易いのであるが、この
ような急制動にも似たトルクショックを好適に防止する
ことができ、故にドライバビリティを向上させることが
できる。

【０１２２】また、請求項５の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、吸入空気量の増減制御
に追従するようにして第１及び第２の変化速度を設定す
るようにでき、故に吸入空気量の増減制御に合わせて燃
料噴射量を変化させるようにしてモード切換時の内燃エ
ンジンの出力トルク変化をより良好に防止することがで
きる。

【０１２３】また、請求項６の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、内燃エンジンの運転状
態に応じて第１及び第２の変化速度を良好に設定するよ
うにでき、モード切換時の内燃エンジンの出力トルク変
化をさらに良好に防止することができる。また、請求項
７の筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置によ
れば、内燃エンジンの運転状態を大きく左右する負荷相
関値に応じて第１及び第２の変化速度を良好に設定する
ようにでき、モード切換時の内燃エンジンの出力トルク
変化をさらに良好に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る筒内噴射型ガソリンエンジンの制
御装置の一実施形態を示す概略構成図である。

【図２】目標平均有効圧Ｐe、目標Ａ／Ｆ、燃料噴射終
了時期Ｔend 、点火時期Ｔig、ＥＧＲ量Ｌegr 等を算出
する手順を示すブロック図である。

【図３】燃料噴射モードの判定マップを示す図である。

【図４】各種燃焼パラメータ値を設定するための燃焼パ
ラメータ設定ルーチンのフローチャートの一部である。

【図５】図４のフローチャートに続く、燃焼パラメータ
設定ルーチンのフローチャートの他の一部である。

【図６】図５のフローチャートに続く、燃焼パラメータ
設定ルーチンのフローチャートの他の一部である。

【図７】図６のフローチャートに続く、燃焼パラメータ
設定ルーチンのフローチャートの他の一部である。

【図８】図４のフローチャートに続く、燃焼パラメータ
設定ルーチンのフローチャートの他の一部である。

【図９】図８のフローチャートに続く、燃焼パラメータ
設定ルーチンのフローチャートの他の一部である。

【図１０】図８のフローチャートに続く、燃焼パラメー
タ設定ルーチンのフローチャートの他の一部である。

【図１１】図８のフローチャートに続く、燃焼パラメー
タ設定ルーチンのフローチャートの他の一部である。

【図１２】所定周期のクロックパルスが発生する毎にＥ
ＣＵ７０によって実行される、タイマルーチンのフロー
チャートの一部である。

【図１３】図１２のフローチャートに続く、タイマルー
チンのフローチャートの残部である。

【図１４】Ｓ−Ｆ／Ｂモードと後期リーンモード間のモ
ード移行制御時における、燃料噴射モード、燃料噴射終
了時期Ｔend、目標Ａ／Ｆ補正係数値Ｋafの時間変化を
示すタイムチャートである。

【図１５】燃料噴射時間Ｔinjの設定ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ３ 点火プラグ ４ 燃料噴射弁 １７ クランク角センサ（エンジン回転速度検出手段） １９ 点火コイル ２４ ＃１ＡＢＶ（吸気量増減手段） ２７ ＃２ＡＢＶ（吸気量増減手段） ２９ ＴＰＳ（加速操作状態検出手段） ３２ エアフローセンサ（吸入空気量検出手段） ４５ ＥＧＲバルブ ７０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ８０ Ｐe算出部（負荷相関値算出手段） ９０ 目標Ａ／Ｆ演算部（目標空燃比算出手段） １０２ Ｔinj算出部（燃料噴射量算出手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｄ ３１０Ｌ 41/34 41/34 Ｅ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃エンジンの運転状態に応じて、少な
   くとも圧縮行程において燃料噴射を行う圧縮行程噴射モ
   ードを選択可能な筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの
   制御装置において、 燃焼室に導かれる吸入空気量を検出する吸入空気量検出
   手段と、 加速操作部材の操作状態を検出する加速操作状態検出手
   段と、 エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段
   と、 前記加速操作状態検出手段の検出結果と前記エンジン回
   転速度検出手段の検出結果とに基づき負荷相関値を算出
   する負荷相関値算出手段と、 前記負荷相関値算出手段の算出結果に基づき目標空燃比
   を算出する目標空燃比算出手段と、 少なくとも前記圧縮行程噴射モードが選択されていると
   き、前記目標空燃比算出手段の算出結果と前記吸入空気
   量検出手段の検出結果とに基づき燃料噴射量を算出する
   燃料噴射量算出手段と、 を備えたことを特徴とする筒内噴射型火花点火式内燃エ
   ンジンの制御装置。
2. 【請求項２】 前記筒内噴射型火花点火式内燃エンジン
   は、運転状態に応じて主として圧縮行程において燃料噴
   射を行う圧縮行程噴射モードと、主として吸気行程にお
   いて燃料噴射を行う吸気行程噴射モードとを選択可能で
   あって、 前記吸入空気量検出手段の検出結果を運転状態に応じて
   補正する補正手段と、 前記圧縮行程噴射モードが選択されたときには、前記補
   正手段による前記吸入空気量の補正を禁止する補正禁止
   手段とをさらに備えることを特徴とする、請求項１記載
   の筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置。
3. 【請求項３】 前記筒内噴射型火花点火式内燃エンジン
   は、前記圧縮行程噴射モードでは理論空燃比よりも希薄
   側空燃比で運転される一方、吸気行程噴射モードでは前
   記希薄側空燃比よりも濃化側空燃比で運転されるもので
   あって、 これらのモード切換時に、切換前のモードでの目標空燃
   比と切換後のモードでの目標空燃比との間に存在するモ
   ード切換空燃比に向けて前記切換前のモード時の目標空
   燃比を第１の変化速度で徐々に空燃比変更するととも
   に、前記モード切換空燃比を超えると前記切換後のモー
   ド時の目標空燃比に向けて第２の変化速度で徐々に空燃
   比変更する空燃比移行手段をさらに備え、 前記第２の変化速度は、前記第１の変化速度よりも小さ
   く設定されることを特徴とする、請求項２記載の筒内噴
   射型火花点火式内燃エンジンの制御装置。
4. 【請求項４】 少なくとも前記吸気行程噴射モードから
   前記圧縮行程噴射モードへのモード切換時に、前記第２
   の変化速度が前記第１の変化速度よりも小さく設定され
   ることを特徴とする、請求項３記載の筒内噴射型火花点
   火式内燃エンジンの制御装置。
5. 【請求項５】 前記モード切換時に吸入空気量を増減す
   る吸気量増減手段をさらに備え、 前記第１及び第２の変化速度は、前記吸気量増減手段に
   よる吸入空気量の増減変化に応じて設定されることを特
   徴とする、請求項３または４記載の筒内噴射型火花点火
   式内燃エンジンの制御装置。
6. 【請求項６】 前記第１及び第２の変化速度は、内燃エ
   ンジンの運転状態に応じて変更されることを特徴とす
   る、請求項３乃至５のいずれか記載の筒内噴射型火花点
   火式内燃エンジンの制御装置。
7. 【請求項７】 前記第１及び第２の変化速度は、前記負
   荷相関値に応じて変更されることを特徴とする、請求項
   ３乃至６のいずれか記載の筒内噴射型火花点火式内燃エ
   ンジンの制御装置。