JPH10159628A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- JPH10159628A JPH10159628A JP31482796A JP31482796A JPH10159628A JP H10159628 A JPH10159628 A JP H10159628A JP 31482796 A JP31482796 A JP 31482796A JP 31482796 A JP31482796 A JP 31482796A JP H10159628 A JPH10159628 A JP H10159628A
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- air
- fuel ratio
- fuel
- mixture
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機関負荷の変化の大きさに応じて適切な混合
気形成の切り換えを行い所望の機関出力が得られる内燃
機関の制御装置を提供する。 【解決手段】 回転速度検出手段１０１と、機関負荷検
出手段１０２と、機関負荷と回転速度とに基づいて所定
気筒の要求燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手
段１０４と、機関負荷と回転速度とに基づいて設定空燃
比を算出する設定空燃比算出手段１０３と、要求燃料噴
射量と設定空燃比とに基づいて供給空気量を制御する供
給空気量制御手段１０５と、所定気筒の吸入空気量を推
定する吸入空気量推定手段１０６と、要求燃料噴射量と
推定吸入空気量とに基づいて所定気筒に形成される混合
気の平均的な空燃比を推定する空燃比推定手段１０７
と、要求燃料噴射量と推定空燃比とに基づいて所定気筒
において成層化混合気の形成と均質化混合気の形成との
切り換えを行なう混合気形成手段１０８とを設けた。
気形成の切り換えを行い所望の機関出力が得られる内燃
機関の制御装置を提供する。 【解決手段】 回転速度検出手段１０１と、機関負荷検
出手段１０２と、機関負荷と回転速度とに基づいて所定
気筒の要求燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手
段１０４と、機関負荷と回転速度とに基づいて設定空燃
比を算出する設定空燃比算出手段１０３と、要求燃料噴
射量と設定空燃比とに基づいて供給空気量を制御する供
給空気量制御手段１０５と、所定気筒の吸入空気量を推
定する吸入空気量推定手段１０６と、要求燃料噴射量と
推定吸入空気量とに基づいて所定気筒に形成される混合
気の平均的な空燃比を推定する空燃比推定手段１０７
と、要求燃料噴射量と推定空燃比とに基づいて所定気筒
において成層化混合気の形成と均質化混合気の形成との
切り換えを行なう混合気形成手段１０８とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は内燃機関の制御装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 機関低負荷時には点火栓付近に混合気
が偏在するように燃焼室内を成層化するとともに燃焼室
内平均の空燃比を第１の空燃比に制御し、機関高負荷時
には燃焼室内に均質な混合気を形成するとともに燃焼室
内平均の空燃比を前記第１の空燃比よりもリッチな第２
の空燃比に制御するようにした内燃機関の制御装置が公
知である。このような内燃機関の制御装置として、特開
平４−３６２２２１号公報記載の技術では、機関負荷が
設定負荷を越えて成層燃焼から均質燃焼に移行した場合
には吸入空気量を減少すべく空気量制御を行い、実際に
吸入空気量が減少するまで成層燃焼を継続して、所望の
空気量まで実際の吸入空気量が減少した後に均質燃焼に
切り換え、また、機関負荷が設定負荷よりも低下して均
質燃焼から成層燃焼に移行した場合には吸入空気量を増
大すべく空気量制御を行い、ただちに成層燃焼に切り換
える手法が提案されている。
が偏在するように燃焼室内を成層化するとともに燃焼室
内平均の空燃比を第１の空燃比に制御し、機関高負荷時
には燃焼室内に均質な混合気を形成するとともに燃焼室
内平均の空燃比を前記第１の空燃比よりもリッチな第２
の空燃比に制御するようにした内燃機関の制御装置が公
知である。このような内燃機関の制御装置として、特開
平４−３６２２２１号公報記載の技術では、機関負荷が
設定負荷を越えて成層燃焼から均質燃焼に移行した場合
には吸入空気量を減少すべく空気量制御を行い、実際に
吸入空気量が減少するまで成層燃焼を継続して、所望の
空気量まで実際の吸入空気量が減少した後に均質燃焼に
切り換え、また、機関負荷が設定負荷よりも低下して均
質燃焼から成層燃焼に移行した場合には吸入空気量を増
大すべく空気量制御を行い、ただちに成層燃焼に切り換
える手法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 ところが、このよう
な内燃機関の制御装置においては、機関負荷が比較的緩
やかに変化して設定負荷を越える、或いは、下回る場合
には適当な手法であるが、機関負荷が大きく変化して設
定負荷を越える、或いは、下回る場合には不適当であ
る。なぜなら、機関負荷が急激に高負荷へ変化して設定
負荷を越えた場合には、機関負荷の増大に伴い要求燃料
噴射量も大きく増大するため、前記第２の空燃比とする
ためには燃料噴射量とともに吸入空気量を増大すべく空
気量制御を行わなくてはならない場合があり、また、そ
の際に吸気系の遅れのために吸入空気量の増加が遅れ、
空燃比が成層燃焼が可能な空燃比よりリッチになるので
ただちに均質燃焼を行わなくてはならない場合があるか
らである。また、機関負荷が急激に低負荷へ変化して設
定負荷を下回った場合には、機関負荷の減少に伴い要求
燃料噴射量も大きく減少するため、前記第１の空燃比と
するためには燃料噴射量とともに吸入空気量を減少すべ
く空気量制御を行わなくてはならない場合があるからで
ある。つまり、前記従来の制御装置にあっては、機関負
荷の変化の大きさに応じた燃焼可能な混合気の形成がで
きず、所望の機関出力が得られない場合があるという問
題を生ずる。本発明の目的は、機関負荷の変化の大きさ
に応じて適切な混合気形成の切り換えを行い、所望の機
関出力が得られるような内燃機関の制御装置を提案する
ことにある。
な内燃機関の制御装置においては、機関負荷が比較的緩
やかに変化して設定負荷を越える、或いは、下回る場合
には適当な手法であるが、機関負荷が大きく変化して設
定負荷を越える、或いは、下回る場合には不適当であ
る。なぜなら、機関負荷が急激に高負荷へ変化して設定
負荷を越えた場合には、機関負荷の増大に伴い要求燃料
噴射量も大きく増大するため、前記第２の空燃比とする
ためには燃料噴射量とともに吸入空気量を増大すべく空
気量制御を行わなくてはならない場合があり、また、そ
の際に吸気系の遅れのために吸入空気量の増加が遅れ、
空燃比が成層燃焼が可能な空燃比よりリッチになるので
ただちに均質燃焼を行わなくてはならない場合があるか
らである。また、機関負荷が急激に低負荷へ変化して設
定負荷を下回った場合には、機関負荷の減少に伴い要求
燃料噴射量も大きく減少するため、前記第１の空燃比と
するためには燃料噴射量とともに吸入空気量を減少すべ
く空気量制御を行わなくてはならない場合があるからで
ある。つまり、前記従来の制御装置にあっては、機関負
荷の変化の大きさに応じた燃焼可能な混合気の形成がで
きず、所望の機関出力が得られない場合があるという問
題を生ずる。本発明の目的は、機関負荷の変化の大きさ
に応じて適切な混合気形成の切り換えを行い、所望の機
関出力が得られるような内燃機関の制御装置を提案する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 上述の目的を達成する
ため、本発明は以下のように構成した。図１は請求項１
記載の内燃機関の制御装置の構成を示した説明図であ
る。回転速度検出手段１０１において検出した機関の回
転速度と機関負荷検出手段１０２において検出した機関
負荷とに基づいて、設定空燃比算出手段１０３において
設定空燃比を算出し、また、要求燃料噴射量算出手段１
０４において所定気筒の要求燃料噴射量を算出する。そ
して、供給空気量制御手段１０５において、設定空燃比
となるように前記要求燃料噴射量に基づいて供給空気量
の制御を行う。また、前記所定気筒の吸入空気量を推定
する吸入空気量推定手段１０６と、該所定気筒の推定吸
入空気量と前記要求燃料噴射量とに基づいて該所定気筒
に形成される混合気の平均的な空燃比を推定する空燃比
推定手段１０７を設け、前記要求燃料噴射量と該推定空
燃比とに基づいて成層化混合気の形成と均質化混合気の
形成の切り換えを行う混合気形成手段１０８を備えた構
成とした。
ため、本発明は以下のように構成した。図１は請求項１
記載の内燃機関の制御装置の構成を示した説明図であ
る。回転速度検出手段１０１において検出した機関の回
転速度と機関負荷検出手段１０２において検出した機関
負荷とに基づいて、設定空燃比算出手段１０３において
設定空燃比を算出し、また、要求燃料噴射量算出手段１
０４において所定気筒の要求燃料噴射量を算出する。そ
して、供給空気量制御手段１０５において、設定空燃比
となるように前記要求燃料噴射量に基づいて供給空気量
の制御を行う。また、前記所定気筒の吸入空気量を推定
する吸入空気量推定手段１０６と、該所定気筒の推定吸
入空気量と前記要求燃料噴射量とに基づいて該所定気筒
に形成される混合気の平均的な空燃比を推定する空燃比
推定手段１０７を設け、前記要求燃料噴射量と該推定空
燃比とに基づいて成層化混合気の形成と均質化混合気の
形成の切り換えを行う混合気形成手段１０８を備えた構
成とした。
【０００５】請求項２記載の発明にあっては、前記混合
気形成手段１０８を以下のような構成とした。前記所定
気筒の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気
の燃焼が可能な第１の空燃比の範囲にある場合に成層化
混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比
がその運転状態において均質化混合気の燃焼が可能な第
２の空燃比の範囲にある場合に均質化混合気の形成を行
う手段と、前記所定気筒の推定空燃比が第１の空燃比の
範囲よりリーンである場合に燃料噴射量を増量して成層
化混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃
比が第２の空燃比の範囲よりリッチである場合に燃料噴
射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段とからな
る構成とした。
気形成手段１０８を以下のような構成とした。前記所定
気筒の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気
の燃焼が可能な第１の空燃比の範囲にある場合に成層化
混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比
がその運転状態において均質化混合気の燃焼が可能な第
２の空燃比の範囲にある場合に均質化混合気の形成を行
う手段と、前記所定気筒の推定空燃比が第１の空燃比の
範囲よりリーンである場合に燃料噴射量を増量して成層
化混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃
比が第２の空燃比の範囲よりリッチである場合に燃料噴
射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段とからな
る構成とした。
【０００６】請求項３記載の発明にあっては、前記混合
気形成手段１０８を以下のような構成とした。前記所定
気筒の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気
の燃焼が可能な第１の空燃比の範囲にある場合に成層化
混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比
がその運転状態において均質化混合気の燃焼が可能な第
２の空燃比の範囲にある場合に均質化混合気の形成を行
う手段と、前記所定気筒の推定空燃比がその運転状態に
おいて成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気の
燃焼も可能な第３の空燃比の範囲にある場合には、その
運転状態において燃料消費率の小さい方の混合気の形成
を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比が第１の空燃
比の範囲よりリーンである場合に燃料噴射量を増量して
成層化混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定
空燃比が第２の空燃比の範囲よりリッチである場合に燃
料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段とか
らなる構成とした。
気形成手段１０８を以下のような構成とした。前記所定
気筒の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気
の燃焼が可能な第１の空燃比の範囲にある場合に成層化
混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比
がその運転状態において均質化混合気の燃焼が可能な第
２の空燃比の範囲にある場合に均質化混合気の形成を行
う手段と、前記所定気筒の推定空燃比がその運転状態に
おいて成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気の
燃焼も可能な第３の空燃比の範囲にある場合には、その
運転状態において燃料消費率の小さい方の混合気の形成
を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比が第１の空燃
比の範囲よりリーンである場合に燃料噴射量を増量して
成層化混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定
空燃比が第２の空燃比の範囲よりリッチである場合に燃
料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段とか
らなる構成とした。
【０００７】請求項４記載の発明にあっては、前記所定
気筒の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンであ
る場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行
う手段を、前記所定気筒の空燃比が前記第１の空燃比の
範囲における最もリーンな空燃比となるように前記所定
気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を増量して
成層化混合気の形成を行う手段として構成した。
気筒の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンであ
る場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行
う手段を、前記所定気筒の空燃比が前記第１の空燃比の
範囲における最もリーンな空燃比となるように前記所定
気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を増量して
成層化混合気の形成を行う手段として構成した。
【０００８】請求項５記載の発明にあっては、前記所定
気筒の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンであ
る場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行
う手段を以下のように構成した。
気筒の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンであ
る場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行
う手段を以下のように構成した。
【０００９】前記所定気筒の空燃比が前記第１の空燃比
の範囲における最もリーンな空燃比となるように前記所
定気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を増量し
て成層化混合気の形成を行う手段と、燃料噴射量の増量
に伴う機関出力の増大を点火時期或いは燃料噴射時期の
少なくとも一方をリタードすることによって相殺する手
段とからなる構成とした。
の範囲における最もリーンな空燃比となるように前記所
定気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を増量し
て成層化混合気の形成を行う手段と、燃料噴射量の増量
に伴う機関出力の増大を点火時期或いは燃料噴射時期の
少なくとも一方をリタードすることによって相殺する手
段とからなる構成とした。
【００１０】請求項６記載の発明にあっては、前記所定
気筒の推定空燃比が第２の空燃比の範囲よりリッチであ
る場合に燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行
う手段を、前記所定気筒の空燃比が前記第２の空燃比の
範囲における最もリッチな空燃比となるように前記所定
気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を減量して
均質化混合気の形成を行う手段として構成した。
気筒の推定空燃比が第２の空燃比の範囲よりリッチであ
る場合に燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行
う手段を、前記所定気筒の空燃比が前記第２の空燃比の
範囲における最もリッチな空燃比となるように前記所定
気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を減量して
均質化混合気の形成を行う手段として構成した。
【００１１】
【作用】 請求項１記載の発明にあっては、回転速度と
機関負荷とに基づいて要求燃料噴射量が算出され、回転
速度と機関負荷とに基づいて算出された設定空燃比とな
るように該要求燃料噴射量に基づいて供給空気量が制御
される。そして、所定気筒の吸入空気量を推定し、該推
定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気の推
定空燃比に基づいて成層化混合気と均質化混合気の切り
換えが行われるので、適切な混合気形成の切り換えが可
能となり、所望の機関出力が得られる。
機関負荷とに基づいて要求燃料噴射量が算出され、回転
速度と機関負荷とに基づいて算出された設定空燃比とな
るように該要求燃料噴射量に基づいて供給空気量が制御
される。そして、所定気筒の吸入空気量を推定し、該推
定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気の推
定空燃比に基づいて成層化混合気と均質化混合気の切り
換えが行われるので、適切な混合気形成の切り換えが可
能となり、所望の機関出力が得られる。
【００１２】請求項２記載の発明にあっては、所定気筒
の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気の燃
焼が可能な第１の空燃比の範囲にある場合には成層化混
合気が形成され、所定気筒の推定空燃比がその運転状態
において均質化混合気の燃焼が可能な第２の空燃比の範
囲にある場合には均質化混合気の形成が行われ、所定気
筒の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンである
場合には燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成が行
われ、所定気筒の推定空燃比が第２の空燃比の範囲より
リッチである場合には燃料噴射量を減量して均質化混合
気の形成が行われるので、機関負荷の変化の大きさに応
じた適切な混合気の形成が可能となる。請求項３記載の
発明にあっては、所定気筒の推定空燃比がその運転状態
において成層化混合気の燃焼が可能な第１の空燃比の範
囲にある場合には成層化混合気が形成され、所定気筒の
推定空燃比がその運転状態において均質化混合気の燃焼
が可能な第２の空燃比の範囲にある場合には均質化混合
気の形成が行われ、所定気筒の推定空燃比がその運転状
態において成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合
気の燃焼も可能な第３の空燃比の範囲にある場合には、
燃料消費率の小さい方の混合気の形成が行われ、所定気
筒の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンである
場合には燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成が行
われ、所定気筒の推定空燃比が第２の空燃比の範囲より
リッチである場合には燃料噴射量を減量して均質化混合
気の形成が行われるので、機関負荷の変化の大きさに応
じて、燃料消費率を鑑みた適切な混合気形成の切り換え
が可能となる。
の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気の燃
焼が可能な第１の空燃比の範囲にある場合には成層化混
合気が形成され、所定気筒の推定空燃比がその運転状態
において均質化混合気の燃焼が可能な第２の空燃比の範
囲にある場合には均質化混合気の形成が行われ、所定気
筒の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンである
場合には燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成が行
われ、所定気筒の推定空燃比が第２の空燃比の範囲より
リッチである場合には燃料噴射量を減量して均質化混合
気の形成が行われるので、機関負荷の変化の大きさに応
じた適切な混合気の形成が可能となる。請求項３記載の
発明にあっては、所定気筒の推定空燃比がその運転状態
において成層化混合気の燃焼が可能な第１の空燃比の範
囲にある場合には成層化混合気が形成され、所定気筒の
推定空燃比がその運転状態において均質化混合気の燃焼
が可能な第２の空燃比の範囲にある場合には均質化混合
気の形成が行われ、所定気筒の推定空燃比がその運転状
態において成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合
気の燃焼も可能な第３の空燃比の範囲にある場合には、
燃料消費率の小さい方の混合気の形成が行われ、所定気
筒の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンである
場合には燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成が行
われ、所定気筒の推定空燃比が第２の空燃比の範囲より
リッチである場合には燃料噴射量を減量して均質化混合
気の形成が行われるので、機関負荷の変化の大きさに応
じて、燃料消費率を鑑みた適切な混合気形成の切り換え
が可能となる。
【００１３】請求項４記載の発明にあっては、所定気筒
の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気
の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンである場
合には、空燃比が該第１の空燃比の範囲における最もリ
ーンな空燃比となるように燃料噴射量を増量して成層化
混合気の形成が行われるので、安定な燃焼を確保できる
範囲で所望の機関出力に近い出力を得ることが可能とな
る。
の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気
の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンである場
合には、空燃比が該第１の空燃比の範囲における最もリ
ーンな空燃比となるように燃料噴射量を増量して成層化
混合気の形成が行われるので、安定な燃焼を確保できる
範囲で所望の機関出力に近い出力を得ることが可能とな
る。
【００１４】請求項５記載の発明にあっては、所定気筒
の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気
の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンである場
合には、空燃比が該第１の空燃比の範囲における最もリ
ーンな空燃比となるように燃料噴射量を増量して成層化
混合気の形成が行われ、燃料噴射量の増量に伴う機関出
力の増大を点火時期或いは燃料暁射時期の少なくとも一
方をリタードすることによって相殺されるので、安定な
燃焼を確保できる範囲で所望の機関出力により近い出力
を得ることが可能となる。
の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気
の推定空燃比が第１の空燃比の範囲よりリーンである場
合には、空燃比が該第１の空燃比の範囲における最もリ
ーンな空燃比となるように燃料噴射量を増量して成層化
混合気の形成が行われ、燃料噴射量の増量に伴う機関出
力の増大を点火時期或いは燃料暁射時期の少なくとも一
方をリタードすることによって相殺されるので、安定な
燃焼を確保できる範囲で所望の機関出力により近い出力
を得ることが可能となる。
【００１５】請求項６記載の発明にあっては、所定気筒
の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気
の推定空燃比が第２の空燃比の範囲よりリッチである場
合には、空燃比が該第２の空燃比の範囲における最もリ
ッチな空燃比となるように燃料噴射量を減量して均黄化
混合気の形成が行われるので、安定な燃焼を確保できる
範囲で所望の機関出力に近い出力を得ることが可能とな
る。
の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気
の推定空燃比が第２の空燃比の範囲よりリッチである場
合には、空燃比が該第２の空燃比の範囲における最もリ
ッチな空燃比となるように燃料噴射量を減量して均黄化
混合気の形成が行われるので、安定な燃焼を確保できる
範囲で所望の機関出力に近い出力を得ることが可能とな
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を図
面に基づき詳細に説明する。図２は本発明の一実施の形
態を採用した筒内直噴式内燃機関の構成を示した説明図
である。３は吸気管２内の空気流量を計測するエアフロ
ーセンサ。４はスロットル弁６をバイパスして機関１に
空気を供給する補助空気通路。５は補助空気通路４の空
気流量を調整する補助空気制御弁であり、アクチュエー
タとしてステップモータ等を使用し、後述する制御回路
ＥＣＵからの駆動信号によって駆動される。７はスロッ
トル弁６をＤＣモータ等で駆動するスロットルアクチュ
エータであり、制御回路ＥＣＵからの駆動信号によって
駆動される。本実施の形態では機関１への供給空気量を
スロットルアクチュエータ７と補助空気制御弁５によっ
て調整する構成としているが、補助空気通路４を設けず
にスロットルアクチュエータ７のみで供給空気量を調整
する構成としてもよいし、スロットルアクチュエータ７
を設けずに補助空気制御弁５のみで供給空気量を調整す
る構成としてもよい。８は点火プラグ、９はインジェク
タであり、制御回路ＥＣＵからの駆動信号によって駆動
される。１０は空燃比センサである。また、図示してい
ないセンサとしてクランク角センサがある。クランク角
センサはクランク軸或いはこれと連動するカム軸に直接
或いはギア等を関して間接的に接続され、クランク位置
（クランク角度）や、これに基づき回転速度を算出す
る。その他、エンジン冷却水温を計測するセンサや、吸
気温度を計測するセンサ、アクセル開度を計測するセン
サ、車両の速度を計測するセンサなどが存在する。
面に基づき詳細に説明する。図２は本発明の一実施の形
態を採用した筒内直噴式内燃機関の構成を示した説明図
である。３は吸気管２内の空気流量を計測するエアフロ
ーセンサ。４はスロットル弁６をバイパスして機関１に
空気を供給する補助空気通路。５は補助空気通路４の空
気流量を調整する補助空気制御弁であり、アクチュエー
タとしてステップモータ等を使用し、後述する制御回路
ＥＣＵからの駆動信号によって駆動される。７はスロッ
トル弁６をＤＣモータ等で駆動するスロットルアクチュ
エータであり、制御回路ＥＣＵからの駆動信号によって
駆動される。本実施の形態では機関１への供給空気量を
スロットルアクチュエータ７と補助空気制御弁５によっ
て調整する構成としているが、補助空気通路４を設けず
にスロットルアクチュエータ７のみで供給空気量を調整
する構成としてもよいし、スロットルアクチュエータ７
を設けずに補助空気制御弁５のみで供給空気量を調整す
る構成としてもよい。８は点火プラグ、９はインジェク
タであり、制御回路ＥＣＵからの駆動信号によって駆動
される。１０は空燃比センサである。また、図示してい
ないセンサとしてクランク角センサがある。クランク角
センサはクランク軸或いはこれと連動するカム軸に直接
或いはギア等を関して間接的に接続され、クランク位置
（クランク角度）や、これに基づき回転速度を算出す
る。その他、エンジン冷却水温を計測するセンサや、吸
気温度を計測するセンサ、アクセル開度を計測するセン
サ、車両の速度を計測するセンサなどが存在する。
【００１７】図３はマイクロコンピュータを中心とした
制御回路ＥＣＵの構成を示した説明図であり、外部との
情報の入出力、種々の演算を行う。ＣＰＵは演算を実行
し、ＲＯＭは後述する制御プログラムや各種データ等を
記憶している。ＲＡＭはプログラム実行中に一時的に情
報の記憶を行う。Ｉ／Ｏインターフェースは外部のセン
サ等からの情報の入力や、外部のアクチュエータを駆動
するための信号の出力を行う。
制御回路ＥＣＵの構成を示した説明図であり、外部との
情報の入出力、種々の演算を行う。ＣＰＵは演算を実行
し、ＲＯＭは後述する制御プログラムや各種データ等を
記憶している。ＲＡＭはプログラム実行中に一時的に情
報の記憶を行う。Ｉ／Ｏインターフェースは外部のセン
サ等からの情報の入力や、外部のアクチュエータを駆動
するための信号の出力を行う。
【００１８】以下に、本発明の一実施の形態における制
御法をマイクロコンピュータで実行されるプログラムの
フローチャートを中心に図４〜図２２に基づいて説明す
る。図４は本発明実施の形態のゼネラルフローチャート
である。４０１において機関の回転速度を検出し、４０
２において機関負荷の検出を行ない、４０３において設
定空燃比を算出する。４０４において所定気筒の要求燃
料噴射量を算出し、４０５において供給空気量の制御を
行う。４０６において該所定気筒の吸入空気量を推定
し、４０７において該所定気筒の空燃比を推定し、４０
８において該所定気筒に混合気の形成を行って処理を終
了する。
御法をマイクロコンピュータで実行されるプログラムの
フローチャートを中心に図４〜図２２に基づいて説明す
る。図４は本発明実施の形態のゼネラルフローチャート
である。４０１において機関の回転速度を検出し、４０
２において機関負荷の検出を行ない、４０３において設
定空燃比を算出する。４０４において所定気筒の要求燃
料噴射量を算出し、４０５において供給空気量の制御を
行う。４０６において該所定気筒の吸入空気量を推定
し、４０７において該所定気筒の空燃比を推定し、４０
８において該所定気筒に混合気の形成を行って処理を終
了する。
【００１９】図５は図４において機関負荷の算出を行う
ステップ４０２における処理の実施の形態を示したフロ
ーチャートである。５０１において図外のアクセル開度
センサの出力に基づいてアクセル開度ＡＰＳを検出し
て、５０２において回転速度ＮＥを読み込む。そして、
５０３においてアクセル開度ＡＰＳと回転速度ＮＥとに
基づいてマップ１を参照することにより目標エンジント
ルクｔＴＲＱを参照する。ここで、マップ１は予めその
値を定めてＲＯＭに記憶させておくが、目標エンジント
ルクｔＴＲＱの算出はマップを用いずに数式を用いて行
ってもよい。
ステップ４０２における処理の実施の形態を示したフロ
ーチャートである。５０１において図外のアクセル開度
センサの出力に基づいてアクセル開度ＡＰＳを検出し
て、５０２において回転速度ＮＥを読み込む。そして、
５０３においてアクセル開度ＡＰＳと回転速度ＮＥとに
基づいてマップ１を参照することにより目標エンジント
ルクｔＴＲＱを参照する。ここで、マップ１は予めその
値を定めてＲＯＭに記憶させておくが、目標エンジント
ルクｔＴＲＱの算出はマップを用いずに数式を用いて行
ってもよい。
【００２０】図６は図４において設定空燃比の算出を行
うステップ４０３における処理の実施の形態を示したフ
ローチャートである。６０１において目標エンジントル
クｔＴＲＱを読み込み、６０２において回転速度ＮＥを
読み込む。そして、６０３において目標エンジントルク
ｔＴＲＱと回転速度ＮＥとに基づいてマップ２を参照し
て設定空燃比ｓＡＦを算出する。ここで、マップ２は予
めその値を定めてＲＯＭに記憶させておくが、設定空燃
比の算出はマップを用いずに数式を用いて行ってもよ
い。
うステップ４０３における処理の実施の形態を示したフ
ローチャートである。６０１において目標エンジントル
クｔＴＲＱを読み込み、６０２において回転速度ＮＥを
読み込む。そして、６０３において目標エンジントルク
ｔＴＲＱと回転速度ＮＥとに基づいてマップ２を参照し
て設定空燃比ｓＡＦを算出する。ここで、マップ２は予
めその値を定めてＲＯＭに記憶させておくが、設定空燃
比の算出はマップを用いずに数式を用いて行ってもよ
い。
【００２１】図７は図４において要求燃料噴射量の算出
を行うステップ４０４における処理の実施の形態を示し
たフローチャートである。７０１において目標エンジン
トルクｔＴＲＱを読み込み、７０２において回転速度Ｎ
Ｅを読み込み、７０３において目標エンジントルクｔＴ
ＲＱと回転速度ＮＥとに基づいてマップ３を参照して要
求燃料噴射量ｂＱＦを算出する。ここで、マップ３は予
めその値を定めてＲＯＭに記憶させておくが、要求燃料
噴射量ｂＱＦの算出はマップを用いずに数式を用いて行
ってもよい。また、要求燃料噴射量の算出には、空燃比
の違いによるポンピングロスの大小を補正するような演
算を加えてもよい。
を行うステップ４０４における処理の実施の形態を示し
たフローチャートである。７０１において目標エンジン
トルクｔＴＲＱを読み込み、７０２において回転速度Ｎ
Ｅを読み込み、７０３において目標エンジントルクｔＴ
ＲＱと回転速度ＮＥとに基づいてマップ３を参照して要
求燃料噴射量ｂＱＦを算出する。ここで、マップ３は予
めその値を定めてＲＯＭに記憶させておくが、要求燃料
噴射量ｂＱＦの算出はマップを用いずに数式を用いて行
ってもよい。また、要求燃料噴射量の算出には、空燃比
の違いによるポンピングロスの大小を補正するような演
算を加えてもよい。
【００２２】図８は図４において供給空気量の制御を行
うステップ４０５における処理の実施の形態を示したフ
ロチャートである。８０１において要求燃料噴射量ｂＱ
Ｆを読み込み、８０２において設定空燃比ｓＡＦを読み
込み、８０３において所定気筒の目標吸入空気量ｔＱＡ
をｔＱＡ＝ｂＱＦ×ｓＡＦとして算出する。そして、８
０４において回転速度ＮＥを読み込み、８０５において
目標吸入空気量ｔＱＡと回転速度ＮＥとに基づいてスロ
ットル開度ＴＶＯを算出する。ここで、回転速度とスロ
ットル開度とに基づいて吸入空気量を算出する方法が公
知であり、スロットル開度ＴＶＯはこの方法の逆演算を
行って算出する。また、他の方法を用いてスロットル開
度ＴＶＯを算出してもよい。
うステップ４０５における処理の実施の形態を示したフ
ロチャートである。８０１において要求燃料噴射量ｂＱ
Ｆを読み込み、８０２において設定空燃比ｓＡＦを読み
込み、８０３において所定気筒の目標吸入空気量ｔＱＡ
をｔＱＡ＝ｂＱＦ×ｓＡＦとして算出する。そして、８
０４において回転速度ＮＥを読み込み、８０５において
目標吸入空気量ｔＱＡと回転速度ＮＥとに基づいてスロ
ットル開度ＴＶＯを算出する。ここで、回転速度とスロ
ットル開度とに基づいて吸入空気量を算出する方法が公
知であり、スロットル開度ＴＶＯはこの方法の逆演算を
行って算出する。また、他の方法を用いてスロットル開
度ＴＶＯを算出してもよい。
【００２３】図９は図４において吸入空気量の推定を行
うステップ４０６における処理の実施の形態を示すフロ
ーチャートである。９０１において回転速度ＮＥを読み
込み、９０２においてエアフローセンサ３の出力ＡＦＳ
ＯＵＴを読み込み、９０３においてスロットル開度セン
サ出力ＴＶＯＳＯＵＴを読み込む。そして、９０４にお
いて回転速度ＮＥとエアフローセンサ３の出力ＡＦＳＯ
ＵＴとスロットル開度センサ出力ＴＶＯＳＯＵＴとに基
づいて吸気系のダイナミクスを考慮して推定吸入空気量
ｅＱＡを算出する。
うステップ４０６における処理の実施の形態を示すフロ
ーチャートである。９０１において回転速度ＮＥを読み
込み、９０２においてエアフローセンサ３の出力ＡＦＳ
ＯＵＴを読み込み、９０３においてスロットル開度セン
サ出力ＴＶＯＳＯＵＴを読み込む。そして、９０４にお
いて回転速度ＮＥとエアフローセンサ３の出力ＡＦＳＯ
ＵＴとスロットル開度センサ出力ＴＶＯＳＯＵＴとに基
づいて吸気系のダイナミクスを考慮して推定吸入空気量
ｅＱＡを算出する。
【００２４】図１０は図４において空燃比の推定を行う
ステップ４０７における処理の実施の形態を示したフロ
ーチャートである。１００１において要求燃料噴射量ｂ
ＱＦを読み込み、１００２において推定吸入空気量ｅＱ
Ａを読み込み、１００３において推定空燃比ｅＡＦをｅ
ＡＦ＝ｅＱＡ÷ｂＱＦとして算出する。
ステップ４０７における処理の実施の形態を示したフロ
ーチャートである。１００１において要求燃料噴射量ｂ
ＱＦを読み込み、１００２において推定吸入空気量ｅＱ
Ａを読み込み、１００３において推定空燃比ｅＡＦをｅ
ＡＦ＝ｅＱＡ÷ｂＱＦとして算出する。
【００２５】図１１は図４において混合気の形成を行う
ステップ４０８における処理の実施の形態１を示すフロ
ーチャートであり、請求項２及び請求項４及び請求項６
記載の発明を適用したものである。
ステップ４０８における処理の実施の形態１を示すフロ
ーチャートであり、請求項２及び請求項４及び請求項６
記載の発明を適用したものである。
【００２６】今、目標エンジントルクが変化して設定空
燃比が、成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にあ
るＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲
にあるＡＦ２と変化した場合の空燃比の推移は図１３に
示すようになり、また、設定空燃比が、均質化混合気の
燃焼が可能な空燃比の範囲にあるＡＦ２から成層化混合
気の燃焼が可能な空燃比の範囲にあるＡＦ１に変化した
場合の空燃比の推移は図１７に示すようになり、それぞ
れ目標エンジントルクｔＴＲＱの変化の大きさによって
空燃比の推移の仕方が異なるが、このような空燃比の推
移に基づいて以下のように混合気形成法の切り換えを行
う。成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気も燃
焼可能な空燃比の範囲において、ある所定の空燃比ＡＦ
ＣＨＧを設定して、ＡＦＣＨＧよりリッチな場合は均質
化混合気の形成を行い、該所定空燃比よりリーンな場合
は成層化混合気の形成を行うものとする。
燃比が、成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にあ
るＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲
にあるＡＦ２と変化した場合の空燃比の推移は図１３に
示すようになり、また、設定空燃比が、均質化混合気の
燃焼が可能な空燃比の範囲にあるＡＦ２から成層化混合
気の燃焼が可能な空燃比の範囲にあるＡＦ１に変化した
場合の空燃比の推移は図１７に示すようになり、それぞ
れ目標エンジントルクｔＴＲＱの変化の大きさによって
空燃比の推移の仕方が異なるが、このような空燃比の推
移に基づいて以下のように混合気形成法の切り換えを行
う。成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気も燃
焼可能な空燃比の範囲において、ある所定の空燃比ＡＦ
ＣＨＧを設定して、ＡＦＣＨＧよりリッチな場合は均質
化混合気の形成を行い、該所定空燃比よりリーンな場合
は成層化混合気の形成を行うものとする。
【００２７】１１０１において推定空燃比ｅＡＦが成層
化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空燃比ＡＦ１ＭＡ
Ｘよりリーンである場合には、空燃比がＡＦ１ＭＡＸと
なるように１１０２において燃料噴射量ＱＦをＱＦ＝ｅ
ＱＡ÷ＡＦ１ＭＡＸとして算出して要求燃料噴射量ｂＱ
Ｆより増量して、１１０３において成層化混合気の形成
を行う。１１０４において推定空燃比ｅＡＦがＡＦＣＨ
Ｇよりリーンで、かつ、ＡＦ１ＭＡＸよりリッチである
場合には、１１０５において燃料噴射量ＱＦを要求燃料
噴射量ｂＱＦとして、１１０３において成層化混合気の
形成を行う。１１０６において推定空燃比ｅＡＦが均質
化混合気の燃焼が可能な最もリッチな空燃比ＡＦ２ＭＩ
ＮよりリーンでＡＦＣＨＧよりリッチである場合には、
１１０７において燃料噴射量ＱＦを要求燃料噴射量ｂＱ
Ｆとして、１１０８において均質化混合気の形成を行
う。１１０９において推定空燃比ｅＡＦがＡＦ２ＭＩＮ
よりリッチな場合には、１１１０において燃料噴射量Ｑ
ＦをＱＦ＝ｅＱＡ÷ＡＦ２ＭＩＮとして算出して要求燃
料噴射量ｂＱＦより減量して、１１０８において均質化
混合気の形成を行う。このような混合気形成法の切り換
えを行うことにより、成層化混合気の燃焼が可能な空燃
比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃
焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化
した場合、図１４（ａ）のように目標エンジントルクの
変化が比較的小さいケースでは、図１３の(1) のように
空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量
及びエンジントルクは図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）のよ
うになる。図１５（ａ）のように目標エンジントルクの
変化が比較的大きいケースでは、図１３の(2) のように
空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量
及びエンジントルクは図１５（ｂ）〜図１５（ｄ）のよ
うになる。図１６（ａ）のように目標エンジントルクの
変化が非常に大きいケースでは、図１３の(3) のように
空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量
及びエンジントルクは図１６（ｂ）〜図１６（ｄ）のよ
うになる。また、均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の
範囲にある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が
可能な空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した
場合、図１８（ａ）のように目標エンジントルクの変化
が比較的小さいケースでは、図１７の(1) のように空燃
比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及び
エンジントルクは図１８（ｂ）〜図１８（ｄ）のように
なる。図１９（ａ）のように目標エンジントルクの変化
が比較的大きいケースでは、図１７の(2) のように空燃
比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及び
エンジントルクは図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）のように
なる。図２０（ａ）のように目標エンジントルクの変化
が非常に大きいケースでは、図１７の(3)のように空燃
比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及び
エンジントルクは図２０（ｂ）〜図２０（ｄ）のように
なる。
化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空燃比ＡＦ１ＭＡ
Ｘよりリーンである場合には、空燃比がＡＦ１ＭＡＸと
なるように１１０２において燃料噴射量ＱＦをＱＦ＝ｅ
ＱＡ÷ＡＦ１ＭＡＸとして算出して要求燃料噴射量ｂＱ
Ｆより増量して、１１０３において成層化混合気の形成
を行う。１１０４において推定空燃比ｅＡＦがＡＦＣＨ
Ｇよりリーンで、かつ、ＡＦ１ＭＡＸよりリッチである
場合には、１１０５において燃料噴射量ＱＦを要求燃料
噴射量ｂＱＦとして、１１０３において成層化混合気の
形成を行う。１１０６において推定空燃比ｅＡＦが均質
化混合気の燃焼が可能な最もリッチな空燃比ＡＦ２ＭＩ
ＮよりリーンでＡＦＣＨＧよりリッチである場合には、
１１０７において燃料噴射量ＱＦを要求燃料噴射量ｂＱ
Ｆとして、１１０８において均質化混合気の形成を行
う。１１０９において推定空燃比ｅＡＦがＡＦ２ＭＩＮ
よりリッチな場合には、１１１０において燃料噴射量Ｑ
ＦをＱＦ＝ｅＱＡ÷ＡＦ２ＭＩＮとして算出して要求燃
料噴射量ｂＱＦより減量して、１１０８において均質化
混合気の形成を行う。このような混合気形成法の切り換
えを行うことにより、成層化混合気の燃焼が可能な空燃
比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃
焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化
した場合、図１４（ａ）のように目標エンジントルクの
変化が比較的小さいケースでは、図１３の(1) のように
空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量
及びエンジントルクは図１４（ｂ）〜図１４（ｄ）のよ
うになる。図１５（ａ）のように目標エンジントルクの
変化が比較的大きいケースでは、図１３の(2) のように
空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量
及びエンジントルクは図１５（ｂ）〜図１５（ｄ）のよ
うになる。図１６（ａ）のように目標エンジントルクの
変化が非常に大きいケースでは、図１３の(3) のように
空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量
及びエンジントルクは図１６（ｂ）〜図１６（ｄ）のよ
うになる。また、均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の
範囲にある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が
可能な空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した
場合、図１８（ａ）のように目標エンジントルクの変化
が比較的小さいケースでは、図１７の(1) のように空燃
比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及び
エンジントルクは図１８（ｂ）〜図１８（ｄ）のように
なる。図１９（ａ）のように目標エンジントルクの変化
が比較的大きいケースでは、図１７の(2) のように空燃
比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及び
エンジントルクは図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）のように
なる。図２０（ａ）のように目標エンジントルクの変化
が非常に大きいケースでは、図１７の(3)のように空燃
比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及び
エンジントルクは図２０（ｂ）〜図２０（ｄ）のように
なる。
【００２８】図１２は図４において混合気の形成を行う
ステップ４０８における処理の実施の形態２を示すフロ
ーチャートであり、請求項２及び請求項４及び請求項５
及び請求項６記載の発明を適用したものである。１２０
１において推定空燃比ｅＡＦがＡＦ１ＭＡＸよりリーン
である場合には、１２０２において空燃比がＡＦ１ＭＡ
Ｘとなるように燃料噴射量をＱＦ＝ｅＱＡ÷ＡＦ１ＭＡ
Ｘとして要求燃料噴射量ｂＱＦより増量する。そして、
１２０３において燃料噴射量の増量分△ＱＦを△ＱＦ＝
ＱＦ−ｂＱＦとして算出し、１２０４において回転速度
ＮＥを読み込み、１２０５において△ＱＦとＮＥとに基
づいてマップ４を参照して点火時期のリタード側の補正
量を算出し、１２０６において成層化混合気の形成を行
う。ここで、マップ４は予めその値を定めてＲＯＭに記
憶させておくが、点火時期の補正量はマップを用いずに
数式を用いて行ってもよい。このようにして、推定空燃
比ｅＡＦが成層化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空
燃比ＡＦ１ＭＡＸよりリーンである場合に、空燃比がＡ
Ｆ１ＭＡＸとなるように燃料噴射量を増量するととも
に、点火時期をリタード側に補正して燃料噴射量の増量
による機関出力の増大を相殺するようにしている。ま
た、燃料噴射時期をリタード側に補正してもよい。尚、
１２０７〜１２１３における処理は、図１１により示し
た実施の形態１における１１０４〜１１０８の処理と同
様である。このような混合気形成法の切り換えを行うこ
とにより、均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合
に、図２１（ａ）のように目標エンジントルクの変化が
非常に大きいケースでは、図１７の(3) のように空燃比
が推移するが、推定空燃比ｅＡＦがＡＦ１ＭＡＸよりリ
ーンある場合に図２１（ｄ）のように点火時期をリター
ドすることにより、図２１（ｅ）に示すように目標のエ
ンジントルクが出力される。
ステップ４０８における処理の実施の形態２を示すフロ
ーチャートであり、請求項２及び請求項４及び請求項５
及び請求項６記載の発明を適用したものである。１２０
１において推定空燃比ｅＡＦがＡＦ１ＭＡＸよりリーン
である場合には、１２０２において空燃比がＡＦ１ＭＡ
Ｘとなるように燃料噴射量をＱＦ＝ｅＱＡ÷ＡＦ１ＭＡ
Ｘとして要求燃料噴射量ｂＱＦより増量する。そして、
１２０３において燃料噴射量の増量分△ＱＦを△ＱＦ＝
ＱＦ−ｂＱＦとして算出し、１２０４において回転速度
ＮＥを読み込み、１２０５において△ＱＦとＮＥとに基
づいてマップ４を参照して点火時期のリタード側の補正
量を算出し、１２０６において成層化混合気の形成を行
う。ここで、マップ４は予めその値を定めてＲＯＭに記
憶させておくが、点火時期の補正量はマップを用いずに
数式を用いて行ってもよい。このようにして、推定空燃
比ｅＡＦが成層化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空
燃比ＡＦ１ＭＡＸよりリーンである場合に、空燃比がＡ
Ｆ１ＭＡＸとなるように燃料噴射量を増量するととも
に、点火時期をリタード側に補正して燃料噴射量の増量
による機関出力の増大を相殺するようにしている。ま
た、燃料噴射時期をリタード側に補正してもよい。尚、
１２０７〜１２１３における処理は、図１１により示し
た実施の形態１における１１０４〜１１０８の処理と同
様である。このような混合気形成法の切り換えを行うこ
とにより、均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合
に、図２１（ａ）のように目標エンジントルクの変化が
非常に大きいケースでは、図１７の(3) のように空燃比
が推移するが、推定空燃比ｅＡＦがＡＦ１ＭＡＸよりリ
ーンある場合に図２１（ｄ）のように点火時期をリター
ドすることにより、図２１（ｅ）に示すように目標のエ
ンジントルクが出力される。
【００２９】図２２は図４において混合気の形成を行う
ステップ４０８における実施の形態３を示すフローチャ
ートであり、請求項３及び請求項４及び請求項５及び請
求項６記載の発明を適用したものである。２２０１にお
いて推定空燃比ｅＡＦが成層化混合気の燃焼が可能な最
もリーンな空燃比ＡＦ１ＭＡＸよりリーンである場合に
は、前記実施の形態２における１２０２〜１２０５と同
様な処理を２２０２〜２２０５において行い、２２０６
において成層化混合気の形成を行う。２２０７におい
て、推定空燃比ｅＡＦが成層化混合気の燃焼が可能な最
もリーンな空燃比ＡＦ１ＭＡＸよりリッチで、かつ、均
質化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空燃比ＡＦ２Ｍ
ＡＸよりリーンである場合には、２２０８において燃料
噴射量ＱＦを要求燃料噴射量ｂＱＦとして、２２０６に
おいて成層化混合気の形成を行う。２２０９において、
推定空燃比ｅＡＦが均質化混合気の燃焼が可能な最もリ
ーンな空燃比ＡＦ２ＭＡＸよりリッチで、かつ、成層化
混合気の燃焼が可能な最もリッチな空燃比ＡＦ１ＭＩＮ
よりリーンである場合、すなわち、成層化混合気と均質
化混合気のどちらの混合気の燃焼も可能な空燃比の範囲
にある場合には、２２１０において燃料噴射量ＱＦを要
求燃料噴射量ｂＱＦとして、２２１１において回転速度
ＮＥを読み込み、２２１２において目標エンジントルク
ｔＴＲＱを読み込み、２２１３においてマップ５を参照
することにより、その運転状態において燃料消費率の小
さい方の混合気形成法を選択する。ここで、マップ５は
予め実験等で求めた特性をＲＯＭに記憶させておく。２
２１４において、推定空燃比ｅＡＦが成層化混合気の燃
焼が可能な最もリッチな空燃比ＡＦ１ＭＩＮよりリッチ
で、かつ、均質化混合気の燃焼が可能な最もリッチな空
燃比ＡＦ２ＭＩＮよりリーンである場合には、２２１５
において燃料噴射量ＱＦを要求燃料噴射量ｂＱＦとし
て、２２１６において均質化混合気の形成を行う。２２
１７において推定空燃比ｅＡＦが均質化混合気の燃焼が
可能な最もリッチな空燃比ＡＦ２ＭＩＮよりリッチであ
る場合には、２２１８において燃料噴射量ＱＦをＱＦ＝
ｅＱＡ÷ＡＦ２ＭＩＮとして算出して要求燃料噴射量ｂ
ＱＦより減量して、２２１６において均質化混合気の形
成を行う。
ステップ４０８における実施の形態３を示すフローチャ
ートであり、請求項３及び請求項４及び請求項５及び請
求項６記載の発明を適用したものである。２２０１にお
いて推定空燃比ｅＡＦが成層化混合気の燃焼が可能な最
もリーンな空燃比ＡＦ１ＭＡＸよりリーンである場合に
は、前記実施の形態２における１２０２〜１２０５と同
様な処理を２２０２〜２２０５において行い、２２０６
において成層化混合気の形成を行う。２２０７におい
て、推定空燃比ｅＡＦが成層化混合気の燃焼が可能な最
もリーンな空燃比ＡＦ１ＭＡＸよりリッチで、かつ、均
質化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空燃比ＡＦ２Ｍ
ＡＸよりリーンである場合には、２２０８において燃料
噴射量ＱＦを要求燃料噴射量ｂＱＦとして、２２０６に
おいて成層化混合気の形成を行う。２２０９において、
推定空燃比ｅＡＦが均質化混合気の燃焼が可能な最もリ
ーンな空燃比ＡＦ２ＭＡＸよりリッチで、かつ、成層化
混合気の燃焼が可能な最もリッチな空燃比ＡＦ１ＭＩＮ
よりリーンである場合、すなわち、成層化混合気と均質
化混合気のどちらの混合気の燃焼も可能な空燃比の範囲
にある場合には、２２１０において燃料噴射量ＱＦを要
求燃料噴射量ｂＱＦとして、２２１１において回転速度
ＮＥを読み込み、２２１２において目標エンジントルク
ｔＴＲＱを読み込み、２２１３においてマップ５を参照
することにより、その運転状態において燃料消費率の小
さい方の混合気形成法を選択する。ここで、マップ５は
予め実験等で求めた特性をＲＯＭに記憶させておく。２
２１４において、推定空燃比ｅＡＦが成層化混合気の燃
焼が可能な最もリッチな空燃比ＡＦ１ＭＩＮよりリッチ
で、かつ、均質化混合気の燃焼が可能な最もリッチな空
燃比ＡＦ２ＭＩＮよりリーンである場合には、２２１５
において燃料噴射量ＱＦを要求燃料噴射量ｂＱＦとし
て、２２１６において均質化混合気の形成を行う。２２
１７において推定空燃比ｅＡＦが均質化混合気の燃焼が
可能な最もリッチな空燃比ＡＦ２ＭＩＮよりリッチであ
る場合には、２２１８において燃料噴射量ＱＦをＱＦ＝
ｅＱＡ÷ＡＦ２ＭＩＮとして算出して要求燃料噴射量ｂ
ＱＦより減量して、２２１６において均質化混合気の形
成を行う。
【００３０】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更等があっても、本発明に含まれる。
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更等があっても、本発明に含まれる。
【００３１】
【発明の効果】 請求項１記載の発明にあっては、機関
低負荷時の運転領域においては成層化合気の形成を行う
とともに空燃比を所定の設定空燃比に制御し、機関高負
荷時の運転領域においては均質化混合気の形成を行うと
ともに空燃比を所定の設定空燃比に制御するようにした
内燃機関において、運転条件が変化した場合に、機関負
荷の変化の大きさに応じた適切な混合気形成の切り換え
が可能となり、所望の機関出力が得られる。特に、機関
負荷の変化が比較的大きい場合において、機関出力の急
激な応答を実現することができる。
低負荷時の運転領域においては成層化合気の形成を行う
とともに空燃比を所定の設定空燃比に制御し、機関高負
荷時の運転領域においては均質化混合気の形成を行うと
ともに空燃比を所定の設定空燃比に制御するようにした
内燃機関において、運転条件が変化した場合に、機関負
荷の変化の大きさに応じた適切な混合気形成の切り換え
が可能となり、所望の機関出力が得られる。特に、機関
負荷の変化が比較的大きい場合において、機関出力の急
激な応答を実現することができる。
【００３２】請求項２記載の発明にあっては、運転条件
が変化した場合に、機関負荷の変化の大きさに応じた適
切な混合気形成の切り換えが可能となる。
が変化した場合に、機関負荷の変化の大きさに応じた適
切な混合気形成の切り換えが可能となる。
【００３３】請求項３記載の発明にあっては、運転条件
が変化した場合に、機関負荷の変化の大きさに応じて、
燃料消費率を鑑みた適切な混合気形成の切り換えが可能
となる。
が変化した場合に、機関負荷の変化の大きさに応じて、
燃料消費率を鑑みた適切な混合気形成の切り換えが可能
となる。
【００３４】請求項４記載の発明にあっては、機関負荷
が急激に減少して所望の機関出力を発生できない状況に
おいては、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出
力に近い出力を得ることが可能となる。
が急激に減少して所望の機関出力を発生できない状況に
おいては、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出
力に近い出力を得ることが可能となる。
【００３５】請求項５記載の発明にあっては、機関負荷
が急激に減少して所望の機関出力を発生できない状況に
おいては、点火時期或いは燃料噴射時期の少なくとも一
方をリタードすることによって、安定な燃焼を確保でき
る範囲で所望の機関出力により近い出力を得ることが可
能となる。
が急激に減少して所望の機関出力を発生できない状況に
おいては、点火時期或いは燃料噴射時期の少なくとも一
方をリタードすることによって、安定な燃焼を確保でき
る範囲で所望の機関出力により近い出力を得ることが可
能となる。
【００３６】請求項６記載の発明にあっては、機関負荷
が急激に増大して所望の機関出力を発生できない状況に
おいては、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出
力に近い出力を得ることが可能となる。
が急激に増大して所望の機関出力を発生できない状況に
おいては、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出
力に近い出力を得ることが可能となる。
【図１】請求項１記載の内燃機関の制御装置の構成を示
した説明図である。
した説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態を採用した筒内直噴式内
燃機関の構成を示した説明図である。
燃機関の構成を示した説明図である。
【図３】マイクロコンピュータを中心とした制御回路Ｅ
ＣＵの構成を示した説明図である。
ＣＵの構成を示した説明図である。
【図４】本発明実施の形態の制御を説明するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図５】図４において機関負荷の算出を行うステップ４
０２における処理の実施の形態を示したフローチャート
である。
０２における処理の実施の形態を示したフローチャート
である。
【図６】図４において設定空燃比の算出を行うステップ
４０３における処理の実施の形態を示したフローチャー
トである。
４０３における処理の実施の形態を示したフローチャー
トである。
【図７】図４において要求燃料噴射量の算出を行うステ
ップ４０４における処理の実施の形態を示したフローチ
ャートである。
ップ４０４における処理の実施の形態を示したフローチ
ャートである。
【図８】図４において供給空気量の制御を行うステップ
４０５における処理の実施の形態を示したフロチャート
である。
４０５における処理の実施の形態を示したフロチャート
である。
【図９】図４において吸入空気量の推定を行うステップ
４０６における処理の実施の形態を示すフローチャート
である。
４０６における処理の実施の形態を示すフローチャート
である。
【図１０】図４において空燃比の推定を行うステップ４
０７における処理の実施の形態を示したフローチャート
である。
０７における処理の実施の形態を示したフローチャート
である。
【図１１】図４において混合気の形成を行うステップ４
０８における処理の実施の形態１を示すフローチャート
である。
０８における処理の実施の形態１を示すフローチャート
である。
【図１２】図４において混合気の形成を行うステップ４
０８における処理の実施の形態２を示すフローチャート
である。
０８における処理の実施の形態２を示すフローチャート
である。
【図１３】成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化した場合の
空燃比の推移を示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化した場合の
空燃比の推移を示す説明図である。
【図１４】成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
【図１５】成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
【図１６】成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ１から均質化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ２に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
【図１７】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
空燃比の推移を示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
空燃比の推移を示す説明図である。
【図１８】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
【図１９】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
【図２０】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エ
ンジントルクを示す説明図である。
【図２１】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲に
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、点
火時期補正量、エンジントルクを示す説明図である。
ある設定空燃比ＡＦ２から成層化混合気の燃焼が可能な
空燃比の範囲にある設定空燃比ＡＦ１に変化した場合の
目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、点
火時期補正量、エンジントルクを示す説明図である。
【図２２】図４において混合気の形成を行うステップ４
０８における処理の実施の形態３を示すフローチャート
である。
０８における処理の実施の形態３を示すフローチャート
である。
１ 機関 ２ 吸気管 ３ エアフローセンサ ４ 補助空気通路 ５ 補助空気制御弁 ６ スロットル弁 ７ スロットルアクチュエータ ８ 点火プラグ ９ インジェクタ １０ 空燃比センサ
Claims (6)
- 【請求項１】 機関の回転速度を検出する回転速度検出
手段と、 機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、 前記機関負荷と前記回転速度とに基づいて、所定気筒の
要求燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、 前記機関負荷と前記回転速度とに基づいて、設定空燃比
を算出する設定空燃比算出手段と、 前記要求燃料噴射量と前記設定空燃比とに基づいて供給
空気量を制御する供給空気量制御手段と、 前記所定気筒の吸入空気量を推定する吸入空気量推定手
段と、 前記要求燃料噴射量と前記推定吸入空気量とに基づい
て、前記所定気筒に形成される混合気の平均的な空燃比
を推定する空燃比推定手段と、 前記要求燃料噴射量と前記推定空燃比とに基づいて、前
記所定気筒において成層化混合気の形成と均質化混合気
の形成との切り換えを行なう混合気形成手段と、からな
ることを特徴とした内燃機関の制御装置。 - 【請求項２】 前記混合気形成手段は、 前記推定空燃比が、その運転状態において成層化混合気
の燃焼が可能な第１の空燃比の範囲にある場合に成層化
混合気の形成を行う手段と、 前記推定空燃比が、その運転状態において均質化混合気
の燃焼が可能な第２の空燃比の範囲にある場合に均質化
混合気の形成を行う手段と、 前記推定空燃比が前記第１の空燃比の範囲よりリーンで
ある場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を
行う手段と、 前記推定空燃比が前記第２の空燃比の範囲よりリッチで
ある場合に燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を
行う手段と、からなることを特徴とした請求項１記載の
内燃機関の制御装置。 - 【請求項３】 前記混合気形成手段は、 前記推定空燃比が、その運転状態において成層化混合気
の燃焼が可能な第１の空燃比の範囲にある場合に成層化
混合気の形成を行う手段と、 前記推定空燃比が、その運転状態において均質化混合気
の燃焼が可能な第２の空燃比の範囲にある場合に均質化
混合気の形成を行う手段と、 前記推定空燃比が、その運転状態において成層化混合気
と均質化混合気のどちらの混合気の燃焼も可能な第３の
空燃比の範囲にある場合には、その運転状態において燃
料消費率の小さい方の混合気を形成する手段と、 前記推定空燃比が前記第１の空燃比の範囲よりリーンで
ある場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を
行う手段と、 前記推定空燃比が前記第２の空燃比の範囲よりリッチで
ある場合に燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を
行う手段と、からなることを特徴とした請求項１記載の
内燃機関の制御装置。 - 【請求項４】 前記推定空燃比が第１の空燃比の範囲よ
りリーンである場合に燃料噴射量を増量して成層化混合
気の形成を行う手段は、 前記推定吸入空気量に基づいて、前記第１の空燃比の範
囲における最もリーンな空燃比となるように燃料噴射量
を増量して成層化混合気の形成を行う手段、であること
を特徴とした請求項２または請求項３記載の内燃機関の
制御装置。 - 【請求項５】 前記推定空燃比が第１の空燃比の範囲よ
りリーンである場合に燃料噴射量を増量して成層化混合
気の形成を行う手段は、 前記推定吸入空気量に基づいて、前記第１の空燃比の範
囲における最もリーンな空燃比となるように燃料噴射量
を増量して成層化混合気の形成を行う手段と、 前記燃料噴射量の増量に伴う機関出力の増大を、点火時
期、或いは、燃料噴射時期の少なくとも一方をリタード
することによって相殺する手段と、からなることを特徴
とした請求項２または請求項３記載の内燃機関の制御装
置。 - 【請求項６】 前記推定空燃比が第２の空燃比の範囲よ
りリッチである場合に燃料噴射量を減量して均質化混合
気の形成を行う手段は、 前記推定吸入空気量に基づいて、前記第２の空燃比の範
囲における最もリッチな空燃比となるように燃料噴射量
を減量して均質化混合気の形成を行う手段、であること
を特徴とした請求項２または請求項３記載の内燃機関の
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31482796A JP3620179B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31482796A JP3620179B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10159628A true JPH10159628A (ja) | 1998-06-16 |
| JP3620179B2 JP3620179B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=18058082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31482796A Expired - Lifetime JP3620179B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3620179B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000009878A3 (de) * | 1998-08-14 | 2000-05-18 | Siemens Ag | Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine mit direkteinspritzung des kraftstoffs |
| US6672284B2 (en) * | 2000-10-18 | 2004-01-06 | Denso Corporation | Fuel supply amount control apparatus for internal combustion engine |
| JP2006097603A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JP2013072406A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Honda Motor Co Ltd | エンジンの点火時期制御装置 |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP31482796A patent/JP3620179B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000009878A3 (de) * | 1998-08-14 | 2000-05-18 | Siemens Ag | Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine mit direkteinspritzung des kraftstoffs |
| US6672284B2 (en) * | 2000-10-18 | 2004-01-06 | Denso Corporation | Fuel supply amount control apparatus for internal combustion engine |
| JP2006097603A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
| JP2013072406A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Honda Motor Co Ltd | エンジンの点火時期制御装置 |
| US9151264B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-10-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Ignition timing controlling apparatus for engine, and vehicle incorporating the same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3620179B2 (ja) | 2005-02-16 |
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