JPH11303661A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JPH11303661A
JPH11303661A JP11024339A JP2433999A JPH11303661A JP H11303661 A JPH11303661 A JP H11303661A JP 11024339 A JP11024339 A JP 11024339A JP 2433999 A JP2433999 A JP 2433999A JP H11303661 A JPH11303661 A JP H11303661A
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air
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fuel
target air
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淳一 田賀
Michihiro Imada
道宏 今田
Masayuki Kuroki
雅之 黒木
Masayuki Tetsuno
雅之 鐵野
Kiyotaka Mamiya
清孝 間宮
Hirobumi Nishimura
博文 西村
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標負荷に基づいて設定した目標空燃比に応
じて燃料噴射量を制御するものにおいて、過渡時等にお
いても目標負荷に見合うエンジントルクが得られるよう
に燃料噴射量制御用の目標空燃比を適正に調整する。 【解決手段】 吸入空気量検出手段と、目標負荷設定手
段５２と、燃料噴射量制御用の目標空燃比作成手段６２
と、目標空燃比に基づいて上記燃料噴射量を演算する噴
射量演算手段６５とを備える。目標空燃比作成手段６２
は、燃料噴射量制御用の目標空燃比を吸入空気量検出手
段の出力及び上記目標負荷に基づいて演算する演算手段
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、目標負荷に基づい
て決定した目標空燃比に応じてインジェクタからの燃料
噴射量を制御するエンジンの制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、成層燃焼によるリーン運転を
行うエンジンのように運転状態によって空燃比が変更さ
れるエンジンでは、運転状態に応じて目標負荷（負荷に
相当する要素の目標値）を設定し、その目標負荷に基づ
いて目標空燃比を設定するとともに、燃料噴射量等の制
御を行っている。
【０００３】例えば特開平７−３０１１３９号公報に示
される装置では、インジェクタから気筒内に直接燃料を
噴射する筒内噴射式エンジンにおいて、アクセル開度及
びエンジン回転数の検出値に基づいて目標負荷に相当す
るエンジン発生目標トルクを求め、このエンジン発生目
標トルクに応じて目標空燃比をマップ演算等で決定し、
この目標空燃比と吸入空気量とから燃料噴射量を演算す
るようにしている。なお、吸入空気量はモータで駆動さ
れるスロットル弁により調節され、アクセル開度に応じ
てスロットル開度が制御されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の装置
のように燃料噴射量の制御のための目標空燃比を目標負
荷（エンジン発生目標トルク）に応じて決定するだけで
は、吸気の充填効率もエンジン発生トルクに関係するの
で、充填効率の変動等により必ずしも目標負荷に見合う
トルクが得られない場合がある。
【０００５】すなわち、例えば上記筒内噴射式エンジン
においては低負荷時にインジェクタから圧縮行程で燃料
を噴射することにより成層燃焼が行われ、この成層燃焼
時には目標空燃比がリーンにされるので、アクセル開度
に応じて吸入空気量をリニアに調節するだけではリーン
状態のときにトルクが低下し、これを避けるためにリー
ン状態のときは吸入空気量を多くするように調整する必
要がある。
【０００６】このため、この種のエンジンにおいて、吸
入空気量も目標負荷や目標空燃比に基づいて制御し、つ
まり吸入空気量を調節するスロットル開度等を目標負荷
等に応じて制御することは考えられている。しかし、こ
のように吸入空気量を制御しても、アクセルペダルの踏
み込み等によって目標負荷が変動する過渡時には、その
変動に対して吸入空気量の変化に応答遅れがあるため、
その応答遅れによって充填効率が目標負荷に対応する値
からずれているときは、目標負荷に応じて設定した目標
空燃比に見合うように燃料噴射量を制御しても、目標負
荷に見合うトルクが得られなくなる。
【０００７】本発明は、上記の事情に鑑み、過渡時等に
おいても目標負荷に見合うエンジントルクが得られるよ
うに燃料噴射量制御用の目標空燃比を調整することがで
きるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、燃料を噴射供給するインジェクタを備え
るとともに、エンジンの運転状態に応じて設定した目標
負荷に基づいて目標空燃比を決定し、この目標空燃比に
応じて上記インジェクタからの燃料噴射量を制御するよ
うにしたエンジンの制御装置であって、アクセル操作量
とエンジン回転数とに応じて目標負荷を設定する目標負
荷設定手段と、吸入空気量検出手段の出力及び上記目標
負荷に基づいて目標空燃比を演算する目標空燃比演算手
段と、この目標空燃比演算手段により演算された目標空
燃比に基づいて上記燃料噴射量を演算する噴射量演算手
段とを備えたものである。
【０００９】この制御装置によると、吸入空気量検出手
段の出力及び目標負荷に基づいて燃料噴射量制御用の目
標空燃比を演算しているため、例えば過渡時おいて目標
負荷の変化に対して吸入空気量の変化の応答遅れが生じ
ている場合のように実際の充填効率が定常時の目標負荷
に応じた値からずれているような場合でも、その実際の
充填効率に応じ、目標負荷に見合うトルクが得られるよ
うに、目標空燃比及びそれに基づいて制御される燃料噴
射量が調整される。
【００１０】本発明の装置において、少なくとも燃料噴
射時期が異なる複数の運転モードを有し、上記目標空燃
比演算手段により演算された目標空燃比に応じて運転モ
ードを選択する運転モード設定手段と、運転モード別に
目標負荷及びエンジン回転数に応じて燃料噴射時期を設
定する噴射時期設定手段とを備えていることが好まし
い。このようにすると、実際の充填効率に応じて調整さ
れた目標空燃比に適合するように運転モード（燃料噴射
時期）が調整される。
【００１１】例えば、燃焼室に直接燃料を噴射するイン
ジェクタを備えるとともに、このインジェクタから圧縮
行程で燃料を噴射させて成層燃焼を行わせる成層燃焼モ
ードと吸気行程で燃料を噴射させて均一燃焼を行わせる
均一燃焼モードとに運転モードを変更可能にしたエンジ
ンにあっては、圧縮行程噴射を行う成層燃焼モードと吸
気行程噴射を行う均一燃焼モードとの切替わりが上記目
標空燃比に適合するように行われる。
【００１２】つまり、このようなエンジンではモード変
更に応じて空燃比が大きく変化するとともにその空燃比
の変化に応じて吸入空気量が変化し、そのモード変更時
等に吸入空気量の変化の応答遅れが生じ易いが、この場
合にも目標負荷に見合うようにトルクが適正に調整され
る。
【００１３】本発明の制御装置において、上記目標空燃
比演算手段は、理論空燃比での標準運転状態を想定した
場合の要求トルクに見合う充填効率である仮想充填効率
もしくはこれに対応する値を目標負荷として、この値と
吸入空気量検出手段の出力に基づいて求められる実際の
充填効率もしくはこれに対応する値との比率に基づき目
標空燃比を演算するようになっていることが好ましい。
【００１４】このようにすると、実際の充填効率に応じ
た目標空燃比が演算により容易に求められる。
【００１５】さらに上記目標空燃比演算手段は、目標空
燃比がリーンにされるときの理論空燃比に対する燃費改
善効果分を加味して目標空燃比を演算するようになって
いることが好ましい。このようにすると、リーン空燃比
状態のときに理論空燃比状態に対して燃費改善効果の影
響でトルクが変化してしまうことが防止される。
【００１６】また、上記目標空燃比演算手段のほかに、
目標負荷及びエンジン回転数に応じて予め定められた対
応関係に基づいて目標空燃比を設定する目標空燃比設定
手段を備えるとともに、過渡時には上記目標空燃比演算
手段で演算された値を選択し、定常時には上記目標空燃
比設定手段で設定された値を選択して、最終的な目標空
燃比を決定する目標空燃比決定手段を備えていることが
好ましい。
【００１７】このようにすると、目標空燃比設定手段で
は例えばＮＯｘが発生し易い空燃比を避けるように目標
空燃比を設定する等、エミッション向上に有利な設定を
行っておいて、定常時にはこのような設定の目標空燃比
を選択することができる。
【００１８】また、上記目標空燃比演算手段、目標空燃
比設定手段及び目標空燃比決定手段を備えている本発明
装置において、上記目標空燃比演算手段により演算され
た目標空燃比を選択する過渡時に、この過渡時の目標空
燃比と定常時の目標空燃比との差に応じて点火時期を補
正する点火時期制御手段を備えていることが好ましい。
【００１９】このようにすると、目標空燃比が定常時の
目標空燃比からずれる過渡時にも、その空燃比のずれに
応じた点火時期の補正が行われることにより、適正に点
火時期が調整される。
【００２０】また、燃料噴射量の制御とともに行われる
吸入空気量の制御のための手段としては、例えば、吸気
通路に吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段を備え
るとともに、目標負荷に基づいて吸入空気量調節手段の
制御量を演算する演算手段を備える。
【００２１】この場合、理論空燃比での標準運転状態を
想定した場合の要求トルクに見合う充填効率である仮想
充填効率もしくはこれに対応する値になまし処理を施し
た値を、燃料噴射量制御用の目標空燃比の演算に用いる
目標負荷とする一方、なまし処理を施さない仮想充填効
率もしくはこれに対応する値を、吸入空気量調節手段の
制御量の演算に用いる目標負荷とすることが好ましい。
【００２２】このようにすると、応答速度の低い吸入空
気量の制御と応答速度の高い燃料噴射量の制御とのタイ
ミングを効果的に調整することができる。
【００２３】また、上記演算手段により吸入空気量調節
手段の制御量を演算する際に目標負荷の一次進み補正を
行うことも好ましい。このようにしても、吸入空気量の
制御の応答遅れが軽減されることから、これと燃料噴射
量の制御とのタイミングの調整に有利となる。
【００２４】また、上記のような燃料噴射量の制御と吸
入空気量の制御とが行われる本発明の装置において、燃
焼室に直接燃料を噴射するインジェクタと、空燃比をリ
ーンに設定しつつインジェクタから圧縮行程で燃料を噴
射させて成層燃焼を行わせる成層燃焼モードと空燃比を
理論空燃比以下に設定しつつ吸気行程で燃料を噴射させ
て均一燃焼を行わせる均一燃焼モードとに運転モードを
変更可能にする運転モード設定手段と、リーン空燃比の
成層燃焼モードから理論空燃比以下の空燃比の均一燃焼
モードへのモード移行時に、理論空燃比よりも所定量だ
けリーン側の空燃比から理論空燃比以下にまで一気に空
燃比が変化するように燃料噴射量を制御する手段と、こ
のモード移行時において理論空燃比以下の空燃比となっ
てから充填効率が定常状態の値となるまで、点火時期を
リタードする点火時期制御手段とを備えることが好まし
い。
【００２５】このようにすると、上記モード移行時に、
空燃比が成層燃焼モード時のリーン空燃比からリッチ側
へ次第に変化していく過程で、理論空燃比よりも所定量
だけリーン側の空燃比に達すればそこから理論空燃比以
下にまで一気に空燃比が変化するように制御されること
により、ＮＯｘが発生し易い空燃比域を通過することが
避けられる。そして、このように空燃比を理論空燃比以
下にまで急変させる制御は燃料噴射量の増加によって行
われることにより、トルクが急増する傾向が生じるが、
点火時期のリタードによってこのような傾向が是正され
る。
【００２６】このように上記モード移行時に点火時期を
リタードさせる制御を行う場合に、その点火時期のリタ
ード量を、過渡時の目標空燃比と定常時の目標空燃比と
の差に応じて設定すれば、トルク調整が適度に行われ
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明の吸気制御装置を筒内噴射
火花点火式エンジンに適用した場合の全体構造を概略的
に示したものである。この図において、エンジン本体１
０は複数の気筒１２を有し、各気筒１２には、そのシリ
ンダボアに挿入されたピストン１４の上方に燃焼室１５
が形成されており、この燃焼室１５には吸気ポート及び
排気ポートが開口し、これらのポートは吸気弁１７及び
排気弁１８によってそれぞれ開閉されるようになってい
る。
【００２８】上記燃焼室１５の中央部には点火プラグ２
０が配設され、そのプラグ先端が燃焼室１５内に臨んで
いる。また、燃焼室１５内には側方からインジェクタ２
２の先端部が臨み、このインジェクタ２２から燃焼室１
５内に直接燃料が噴射されるようになっている。上記イ
ンジェクタ２２には図外の高圧燃料ポンプ、プレッシャ
レギュレータ等を具備する燃料回路が接続され、各気筒
のインジェクタ２２に燃料が供給されるとともにその燃
圧が圧縮行程における筒内圧力よりも高い所定圧力とな
るように燃料回路が構成されている。
【００２９】上記エンジン本体１０には吸気通路２４及
び排気通路３４が接続されている。上記吸気通路２４に
は、その上流側から順に、エアクリーナ２５、吸入空気
量検出手段としてのエアフローセンサ２６、モータ２７
により駆動されるスロットル弁２８及びサージタンク３
０が設けられており、上記スロットル弁２８及びこれを
駆動するモータ２７により吸入空気量調節手段が構成さ
れている。サージタンク３０の下流には気筒別の独立吸
気通路が設けられ、各独立吸気通路が吸気ポートに連通
している。当実施形態では、各独立吸気通路の下流側部
分が第１，第２の通路３１ａ，３１ｂに分岐し、その下
流の２つの吸気ポートが燃焼室に開口するとともに、第
２の通路３１ｂにスワール生成用のコントロール弁３２
（以下、Ｓ弁３２と呼ぶ）が設けられている。
【００３０】上記Ｓ弁３２はアクチュエータ３３により
駆動されて開閉作動するもので、このＳ弁３２により第
２の通路３１ｂが閉じられたときは第１の通路３１ａを
通る吸気によって燃焼室１５内にスワールが生成され、
Ｓ弁３２が開かれるにつれてスワールが弱められるよう
になっている。
【００３１】また、上記排気通路３４には排気ガス浄化
用の触媒３５が設けられている。当実施形態のエンジン
に設けられる触媒３５はリーン運転状態でもＮＯｘ浄化
性能を有するものであり、例えば、リーン運転状態のと
きに排気中のＮＯｘを吸蔵して、そのＮＯｘを理論空燃
比もしくはこれよりリッチな空燃比の運転状態となった
とき還元させるＮＯｘ吸蔵型触媒が用いられる。
【００３２】さらに、排気通路３４と吸気通路２４との
間には、排気ガスを還流させるためのＥＧＲ通路３７が
形成され、このＥＧＲ通路３７にＥＧＲ弁３８が介設さ
れている。
【００３３】このエンジンには、上記エアフローセンサ
２６の他、サージタンク３０内の吸気負圧を検出するブ
ーストセンサ４０、スロットル開度を検出するスロット
ル開度センサ４１、エンジン回転数を検出する回転数セ
ンサ４２、アクセル開度（アクセル操作量）を検出する
アクセル開度センサ４３、吸気温を検出する吸気温セン
サ４４、大気圧を検出する大気圧センサ４５、エンジン
冷却水温を検出する水温センサ４６、排気ガス中の酸素
濃度の検出によって空燃比を検出するＯ２ センサ４
７、ＥＧＲ弁のリフト量を検出するＥＧＲ弁リフトセン
サ４８、インジェクタ２２に与えられる燃料の燃圧を検
出する燃圧センサ４９等のセンサ類が装備され、これら
センサの出力信号（検出信号）がＥＣＵ（コントロール
ユニット）５０に入力されている。
【００３４】上記ＥＣＵ５０は、インジェクタ２２から
の燃料噴射量及び噴射タイミングを制御するとともに、
スロットル弁２８を駆動するモータ２７に制御信号を出
力することによりスロットル弁２８の制御を行ない、ま
た、点火回路２１に制御信号を出力することにより点火
時期を制御し、さらに、アクチュエータ３３に制御信号
を出力することによりＳ弁３２の制御も行なうようにな
っている。なお、この他にＥＧＲ弁３８の制御等も上記
ＥＣＵ５０により行なわれる。
【００３５】当実施形態の筒内噴射式エンジンの基本的
な制御としては、上記インジェクタ２２からの燃料噴射
時期及び空燃比等が異なる各種運転モードが選択可能と
され、運転領域によって運転モードが変更されるように
なっている。
【００３６】具体的には、後にも説明するように、低負
荷低回転側の所定領域が成層燃焼領域、それ以外の領域
が均一燃焼領域とされる（図１０参照）。そして、成層
燃焼領域では、上記インジェクタ２２から圧縮行程の後
期に燃料が噴射されることにより、点火プラグ２０付近
に混合気が偏在する成層状態で燃焼が行なわれるような
成層燃焼モードとされ、この場合、スロットル弁２８の
開度が大きくされて吸入空気量が多くされることにより
燃焼室全体の空燃比としては大幅なリーン状態（例えば
３０以上）とされる。一方、均一燃焼領域では、上記イ
ンジェクタ２２から吸気行程の前期に燃料が噴射される
ことにより、燃焼室１５全体に均一に混合気が拡散する
状態で燃焼が行なわれる均一燃焼モードとされる。この
均一燃焼領域のうちで比較的低負荷、低回転側の領域
（成層燃焼領域に隣接する領域）では空気過剰率λがλ
＞１、つまり理論空燃比よりもリーンな空燃比（例えば
２０〜２５程度）とされ、高負荷側、高回転側の領域で
はλ＝１、つまり理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）とさ
れる。なお、アクセル全開域やその付近の高負荷域及び
高回転域では、空燃比を理論空燃比よりもリッチ（λ＜
１）に設定してもよい。
【００３７】図２は上記ＥＣＵ５０に機能的に含まれる
手段の構成を示している。上記ＥＣＵ５０は、吸気温セ
ンサ４４及び大気圧センサ４５からの信号に基づいて吸
気密度状態を検出する吸気密度状態検出手段５１を有す
るとともに、アクセル開度センサ４３及びエンジン回転
数センサ４２からの信号に基づき、上記吸気密度状態を
加味して、目標負荷に相当する値を設定する目標負荷設
定手段５２を有している。
【００３８】上記目標負荷設定手段５２は、図３に示す
ように、仮想体積効率演算手段５２ａ、仮想充填効率演
算手段５２ｂ、なまし処理手段５２ｃ、目標図示平均有
効圧力演算手段５２ｄ及びアイドリング負荷補正手段５
２ｅを含んでいる。
【００３９】上記仮想体積効率演算手段５２ａは、アク
セル開度accel及びエンジン回転数neに応じて仮想体積
効率veimgを求める。この場合、予めベンチテスト等に
より標準大気状態下で、かつ空燃比を理論空燃比に保っ
た標準運転条件下において要求される出力性能が得られ
るように、アクセル開度accel及びエンジン回転数neと
仮想体積効率veimgとの対応関係が定められ、その対応
関係がマップとしてＥＣＵ５０内のメモリに記憶されて
おり、このメモリから実際のアクセル開度accel及びエ
ンジン回転数neに応じた仮想体積効率veimgが求められ
る。
【００４０】上記アクセル開度accel及びエンジン回転
数neと仮想体積効率veimgとの対応関係は例えば図９に
示すようになる。すなわち、仮想体積効率Veimgは、ア
クセル開度accelが大きくなるにつれてが増加し、か
つ、エンジン低速側ほど大きめとなるように設定され
る。
【００４１】また、図３において上記仮想充填効率演算
手段５２ｂは、上記仮想体積効率veimgに対し、吸気密
度状態検出手段５１で求められた吸気の密度を加味して
仮想充填効率ceimgを求める。これにより、空燃比を理
論空燃比に保つ標準運転条件を想定した場合の要求エン
ジントルクに見合う充填効率が仮想充填効率ceimgとし
て求められる。
【００４２】なまし処理手段５２ｃは、上記仮想充填効
率ceimgを後述のようになまし処理する。目標図示平均
有効圧力演算手段５２ｄは、上記仮想充填効率からこれ
に対応した値である目標図示平均有効圧力を求め、これ
を目標負荷とする。この場合、なまし処理されない仮想
充填効率ceimgから第１の目標図示平均有効圧力Piobj
が、また、なまし処理された仮想充填効率ceimgdから第
２の目標図示平均有効圧力Piobjdが、後述の数７式，数
５式で演算される。
【００４３】アイドリング負荷補正手段５２ｅは、アイ
ドル運転時にエアコン等の外部負荷が加わったときなど
にそれに見合う程度にエンジントルクを高めるべくアイ
ドリング負荷補正値を求め、目標図示平均有効圧力の演
算に先立って仮想充填効率ceimg及び同ceimgdを補正す
るようになっている。
【００４４】図２に示すＥＣＵ５０は、さらに、基本的
な運転モードmodsの設定を行う運転モード設定手段５３
を有している。
【００４５】運転モード設定手段５３は、第１の目標図
示平均有効圧力Piobjとエンジン回転数neとに応じて基
本的な運転モードmodsを設定する。すなわち、図１０に
示すように、第１の目標図示平均有効圧力Piobjが所定
の低負荷側閾値より低く、かつ、エンジン回転数が低い
領域（成層燃焼領域）では成層燃焼モードとし、それ以
外の領域（均一燃焼領域）のうちで第１の目標図示平均
有効圧力Piobjが所定の高負荷側閾値より低く、かつ、
エンジン高回転域以外の領域ではλ＞１の均一燃焼モー
ド（以下、均一リーンモードと呼ぶ）とし、第１の目標
図示平均有効圧力Piobjが高負荷側閾値より高い領域及
びエンジン高回転域はλ＝１の均一燃焼運転モード（以
下、ストイキオモードと呼ぶ）とする。
【００４６】さらにＥＣＵ５０は、エンジン出力に関係
する各種制御パラメータの値を決定する制御手段を有
し、当実施形態では、スロットル弁２８で調節される吸
入空気量、ＥＧＲ弁３８で調節されるＥＧＲ量、Ｓ弁３
２で調節されるスワール、インジェクタ２２からの燃料
噴射量、燃料噴射時期及び点火プラグ２０の点火時期が
制御パラメータとされ、これら制御パラメータの値が目
標負荷及びエンジン回転数ne等に応じて決定される。こ
の場合、制御パラメータのうちの低速応答系の制御値を
決定するための目標負荷としては第１の目標図示平均有
効圧力Piobjが用いられ、高速応答系の制御値を決定す
るための目標負荷としては第２の目標図示平均有効圧力
Piobjdが用いられる。
【００４７】すなわち、上記各制御パラメータのうちで
吸入空気量、ＥＧＲ量及びスワールはそれぞれスロット
ル弁２８、ＥＧＲ弁３８及びＳ弁３２の作動に対する応
答性が比較的低い低速応答系であって、これらの制御量
であるスロットル開度tvoobj、ＥＧＲ弁３８の制御量eg
robj及びＳ弁３２の開度は第１の目標図示平均有効圧力
Piobjとエンジン回転数ne等に応じて決定される。一
方、燃料噴射量、燃料噴射時期及び点火時期は制御信号
に速やかに応答する高速応答系であって、これら燃料噴
射量、燃料噴射時期及び点火時期は第２の目標図示平均
有効圧力Piobjdとエンジン回転数ne等に応じて決定され
るようになっている。
【００４８】具体的に説明すると、吸入空気量制御のた
めの手段としては目標空燃比設定手段５４、目標充填効
率演算手段５５及びスロットル開度演算手段５６を有し
ている。上記目標空燃比設定手段５４は、吸入空気量制
御用の目標空燃比afwbを、上記運転モード設定手段５３
で設定される運転モード別に設定するものであり、図１
１（ａ）に示すように、成層燃焼モード及び均一リーン
モードでは第１の目標図示平均有効圧力Piobjとエンジ
ン回転数neとに応じ、予め作成されているマップから目
標空燃比afwbを求め、ストイキオモードでは目標空燃比
afwbを理論空燃比（λ＝１）とするようになっている。
【００４９】上記目標充填効率演算手段５５は、仮想充
填効率ceimgと上記目標空燃比afwbとから、目標充填効
率ceobjを例えば後記の数８式によりを求める。
【００５０】スロットル開度演算手段５６は、図４に示
すように、目標体積効率演算手段５６ａ及びスロットル
開度決定手段５６ｂを有している。そして、後に詳述す
るように上記目標充填効率ceobjから吸気密度補正を加
味して目標体積効率veobjを求め、この目標体積効率veo
bj及びエンジン回転数neに応じてスロットル開度tvoobj
を決定する。
【００５１】この際、体積効率及びエンジン回転数とス
ロットル開度との対応関係はＥＧＲの有無によって異な
るため、その各場合についてそれぞれ上記対応関係を示
すマップを予め作成し、ＥＧＲ判別手段５６ｃによるＥ
ＧＲの有無の判別に応じていずれかのマップから、目標
体積効率veobjに応じたスロットル開度tvoobjを求め
る。上記対応関係は、例えば、ＥＧＲが行われていない
場合に図１２中の実線、ＥＧＲが行われいる場合に図１
２中の破線のようになる。つまり、スロットル開度tvoo
bjは、目標体積効率veobjが大きくなる程大きくされ、
かつ、エンジン回転数が高くなるほど大きめとされると
ももに、ＥＧＲ有りの場合はＥＧＲ無しの場合と比べて
大きめとされる。
【００５２】さらに、図４に示す例では、ＥＧＲが行わ
れる場合の既燃ガス体積割合に応じた補正が行われる。
すなわち、成層燃焼モードにある場合のように空燃比が
リーンな状態でＥＧＲが行われる場合はＥＧＲガス中に
既燃ガスだけでなく空気（酸素）も多く存在し、その比
率が燃焼室１５に吸入される空気の量に影響するので、
既燃ガス体積割合演算手段５７により既燃ガス体積割合
が求められ、吸入空気量・ＥＧＲ補正手段５８により、
上記既燃ガス体積割合とその目標値との比較、及びエア
フローセンサ２６の出力に基づいて求められる実体積効
率veと目標体積効率veobjとの比較に基づき、スロット
ル開度の補正が行われ、これに関連してＥＧＲ弁制御量
の補正も行われる。なお、既燃ガス体積割合の目標値に
ついては、後述のＥＧＲ弁基本制御量のマップと同様の
マップ（図示せず）が予め作成され、このマップから読
み出される。
【００５３】ＥＧＲ量制御のための手段としてはＥＧＲ
弁基本制御量設定手段５９及びＥＧＲ弁制御量演算手段
６０を有している。上記ＥＧＲ弁基本制御量設定手段５
９は、ＥＧＲ弁３８の基本制御量pbaseを上記運転モー
ド設定手段５３で設定される運転モードmods別に設定す
るものであり、図１１（ｂ）に示すように、成層燃焼モ
ードでは第１の目標図示平均有効圧力Piobjとエンジン
回転数neとに応じ、予め作成されているマップから基本
制御量pbaseを求め、均一リーンモードでは基本制御量p
baseを「０」とし、ストイキオモードではエアフローセ
ンサ２６の出力に基づいて求められる実充填効率ceとエ
ンジン回転数neとに応じ、予め作成されているマップか
ら基本制御量を求めるようになっている。
【００５４】また、ＥＧＲ弁制御量演算手段６０は、上
記基本制御量pbaseに対し、吸入空気量・ＥＧＲ補正手
段５８による補正を加味して、最終的なＥＧＲ弁制御量
egrobjを求める（図４参照）。
【００５５】Ｓ弁開度制御のための手段としてはＳ弁開
度設定手段６１を有している。このＳ弁開度設定手段６
１は、Ｓ弁開度を上記運転モード設定手段５３で設定さ
れる運転モードmods別に、各モードで要求されるスワー
ルが得られるように設定するものであり、図１１（ｃ）
に示すように、成層燃焼モード及び均一リーンモードで
は第１の目標図示平均有効圧力Piobjとエンジン回転数n
eとに応じ、予め作成されているマップからＳ弁開度scv
objを求め、ストイキオモードでは実充填効率ceとエン
ジン回転数neに応じ、予め作成されているマップからＳ
弁開度scvobjを求めるようになっている。
【００５６】インジェクタ２２からの燃料噴射を制御す
る手段としては、目標空燃比作成手段６２、運転モード
設定手段６３、分割比設定手段６４、噴射量演算手段６
５、噴射時期設定手段６６及び噴射制御手段６７を有す
る。
【００５７】上記目標空燃比作成手段６２は、燃料噴射
量等の制御に用いる目標空燃比を求めるものであり、よ
り具体的には図５に示すように、主として過渡時に利用
される目標空燃比afw0を演算する目標空燃比演算手段６
２ａと、主として定常時に利用される目標空燃比afwbd
を設定する目標空燃比設定手段６２ｂと、過渡状態検出
のため吸入空気量制御用の目標空燃比afwbと上記演算手
段６２ａで演算された目標空燃比afw0との偏差dafwbを
演算する手段６２ｃと、最終的な目標空燃比afwの決定
手段６２ｄとを有している。
【００５８】上記目標空燃比演算手段６２ａは、エアフ
ローセンサ２６の出力及び目標負荷に基づいて目標空燃
比を演算するものであり、当実施形態では、エアフロー
センサ２６の出力から求められる実充填効率ceと、目標
負荷に相当する第２の目標図示平均有効圧力Piobjdもし
くはこれに対応する仮想充填効率ceimgdとから、後述の
数６式により目標空燃比afw0を演算するようになってい
る。
【００５９】また、上記設定手段６２ｂは、目標空燃比
afwbdを、運転モード設定手段６３で設定される運転モ
ードmodf別に設定するものであり、図１４（ａ）に示す
ように、成層燃焼モード及び均一リーンモードでは第２
の目標図示平均有効圧力Piobjdとエンジン回転数neとに
応じ、予め作成されているマップから目標空燃比afwbd
を求め、ストイキオモードでは目標空燃比afwbdを理論
空燃比（λ＝１）とするようになっている。なお、必要
に応じ、ストイキオモードの領域でも特に高負荷、高回
転側では空燃比を目標空燃比afwbdを理論空燃比よりも
リッチとしてもよく、この場合、このモードはλ≦１の
モードとなる。
【００６０】最終的な目標空燃比afwの決定手段６２ｄ
は、上記偏差dafwbが大きくなる過渡時には目標空燃比
演算手段６２ａで演算された目標空燃比afw0を最終的な
目標空燃比afwとし、上記偏差dafwbが小さい定常時には
設定手段６２ｂで設定された目標空燃比afwbdを最終的
な目標空燃比afwとする。
【００６１】なお、目標空燃比作成手段６２をこのよう
に構成しているのは後述の如く出力上の要求とエミッシ
ョンとを満足するためであるが、より簡単な構成として
は上記設定手段６２ｂ及び偏差演算手段６２ｃを省略
し、常に演算手段６２ａで求められた目標空燃比afw0を
燃料噴射量制御用等の最終的な目標空燃比とするように
してもよい。
【００６２】図５中の８０は、後述のような過渡時の点
火時期補正のための空燃比偏差dafwbd，dafw0を演算す
る手段であり、運転モード設定手段６３で設定されるモ
ードがストイキオモードでない場合はdafwbd＝afwbd−a
fwを演算し、ストイキオモードの場合はdafw0＝afw0−a
fwを演算するようになっている。
【００６３】運転モード設定手段６３は、高速系の制御
パラメータを決定するために用いる運転モードmodfを、
燃料噴射量等制御用の目標空燃比afw0に応じて設定す
る。すなわち、図１３に示すように、上記演算手段６２
ａで演算された目標空燃比afw0が均一リーン下限側基準
値（例えば１８程度）より小さい値となる場合はストイ
キオモードとし、上記目標空燃比afw0が均一リーン下限
側基準値とこれよりも大きい均一リーン上限側基準値と
の間の値となる場合は均一リーンモードとし、上記目標
空燃比afw0が均一リーン上限側基準値よりも大きい値と
なるときは成層燃焼モードとする。
【００６４】なお、均一リーンモードと成層燃焼モード
との間で運転モードmodfが変更される過渡時には、均一
リーン上限側基準値付近（ハッチング部分）で一時的に
分割噴射モードを選択するようにしてもよい。この分割
噴射モードとは、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とに分
割して行うものであり、圧縮行程噴射の成層燃焼モード
から吸気行程噴射の均一リーンモードへのモード変更や
これとは逆のモード変更が行われるときに、分割噴射モ
ードを経由するようにすれば、急激な燃焼状態の変化が
避けられる。
【００６５】分割比設定手段６４は、運転モード設定手
段６３により設定される運転モードmodfに応じて吸気行
程噴射と圧縮行程噴射の分割比を設定するものであっ
て、成層燃焼モードでは吸気行程噴射割合を０％とし、
均一リーンモード及びストイキオモードでは吸気行程噴
射割合rqbasepを１００％とする。なお、上記分割噴射
モードが選択されるときは、目標空燃比afw及びエンジ
ン回転数neに応じて分割比を設定すればよい。
【００６６】噴射量演算手段６５は、目標空燃比作成手
段６２により求められた目標空燃比afwに基づいて燃料
噴射量を演算するものであり、図６に示すように基本噴
射量演算手段６５ａ、補正値演算手段６５ｂ、最終噴射
量演算手段６５ｃ及び噴射パルス幅演算手段６５ｄを含
んでいる。上記基本噴射量演算手段６５ａは、上記目標
空燃比afwと実充填効率ce、上記噴射割合rqbasep及び換
算用の係数KGKFを用い、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射
の各基本噴射量qbasep，qbasedを次のように演算する。
【００６７】
【数１】qbasep＝KGKF×（ce／afw）×rqbasep qbased＝KGKF×ce(i)／afw(i-1)−qbasep(i-1) 補正値演算手段６５ｂは、燃圧に応じた吸気行程噴射、
圧縮行程噴射の各補正値cdpfp，cdpfd及びその他の各種
補正値ctotalを演算する。なお、燃圧に応じた補正値cd
pfp，cdpfdは、エンジン始動時直後で燃圧が設定圧力
（プレッシャレギュレータで調整される圧力）に達しな
い場合等に噴射量を補正するものであり、例えば設定圧
力（KGPFUEL）と燃圧センサ４９の検出値（pfuel）との
比(KGPFUEL／pfuel)の平方根が補正値とされる。
【００６８】最終噴射量演算手段６５ｃは、吸気行程噴
射及び圧縮行程噴射の各最終噴射量qinjp，qinjdを次の
ように演算する。
【００６９】
【数２】qinjp＝qbasep×cdpfp×（１＋ctotal） qinjd＝qbased×cdpfd×（１＋ctotal(i-1)） そして噴射パルス幅演算手段６５ｄは、最終燃料噴射量
qinjp，qinjdに比例した噴射パルス幅Tiを求める。
【００７０】なお、上記数１，数２の中で圧縮行程噴射
の基本噴射量qbased及び最終噴射量qinjdについての演
算式におけるce(i)は充填効率の今回値（圧縮行程噴射
直前の吸入空気量検出値に基づく値）を意味し、afw(i-
1)，qbasep(i-1)，ctotal(i-1)はそれぞれ目標空燃比、
吸気行程噴射基本噴射量及び補正値の前回値（吸気行程
噴射直前の検出に基づく値）を意味する。このように圧
縮行程噴射の演算で目標空燃比等に前回値を用いている
のは、目標空燃比等に今回値（圧縮行程噴射直前の検出
値に基づく値）を用いると、吸気行程噴射時と圧縮行程
噴射時とで運転モード、空燃比等が変動して整合性が得
られなくなる場合があるからである。
【００７１】噴射時期設定手段６６は、燃料噴射時期を
上記運転モード設定手段６３で設定される運転モード別
に設定するものであり、図１４（ｂ）に示すように、成
層燃焼モードでは第２の目標図示平均有効圧力Piobjdと
エンジン回転数neとに応じて予め作成されているマップ
から圧縮行程噴射用の噴射時期thtinjdを求め、均一リ
ーンモードでは充填効率とエンジン回転数とに応じて予
め作成されているマップから吸気行程噴射用の噴射時期
thtinjpを求め、ストイキオモードではエンジン回転数n
eに応じて予め作成されているテーブルから吸気行程噴
射用の噴射時期thtinjpを求める。
【００７２】なお、演算処理の便宜上、噴射時期のデー
タとしては常にthtinjdとthtinjpの両方になんらかの値
を与えるようになっていて、成層燃焼モードでは圧縮行
程噴射用の噴射時期thtinjdをマップにより与えるとと
もに吸気行程噴射用の噴射時期thtinjpに固定値をセッ
トする（ただし、吸気行程噴射割合rqbasepは０％なの
で実際には吸気行程噴射は行われない）。均一リーンモ
ードやストイキオモードでは吸気行程噴射用の噴射時期
thtinjpをマップまたはテーブルにより与えるとともに
圧縮行程用の噴射時期thtinjdに固定値（例えば圧縮行
程初期の一定時期）をセットし、不足分追加噴射時に利
用する。
【００７３】また、分割噴射モードとされる場合は、圧
縮行程噴射用の噴射時期thtinjdとして成層燃焼モード
におけるデータを流用するとともに、目標空燃比afw及
びエンジン回転数neに応じて予め作成されているマップ
から吸気行程噴射用の噴射時期thtinjpを求める。
【００７４】上記噴射制御手段６７は、上記噴射時期設
定手段６６により設定された噴射時期に、上記噴射量演
算手段により演算された噴射パルス幅Tiに相当する時間
だけインジェクタ２２を作動させるように、噴射パルス
を出力する。
【００７５】また、点火時期を制御する手段としては、
基本点火時期及び補正量を設定する設定手段６８と、点
火時期演算手段６９を有する。
【００７６】上記設定手段６８は、上記運転モード設定
手段６３で設定される運転モードmodf別に基本点火時期
thtigbや、各種の点火時期補正値を設定する。
【００７７】設定手段６８による設定を具体的に説明す
ると、図１４（ｃ）に示すように、成層燃焼モードで
は、第２の目標図示平均有効圧力Piobjdとエンジン回転
数neとに応じて予め作成されているマップから基本点火
時期thtigbを求めるとともに、上記目標空燃比偏差dafw
bdに応じた補正値thtigwdを予め作成されているテーブ
ルから求める。目標空燃比偏差dafwbd（＝afwbd−afw）
に応じた補正は、基本点火時期thtigbが予め定常運転時
の目標空燃比afwbdにおける目標図示平均有効圧力Piobj
d及びエンジン回転数neに応じて定められているのに対
し、過渡時にはafw0が最終的な目標空燃比afwとされて
定常時とは空燃比のずれが生じるので、それに見合うよ
うに点火時期を調整するものである。
【００７８】均一リーンモードでは、充填効率ceとエン
ジン回転数neとに応じて予め作成されているマップから
基本点火時期thtigbを求めるとともに、上記目標空燃比
偏差dafwbdに応じた補正値thtigwdを予め作成されてい
るテーブルから求める。
【００７９】ストイキオモードでは、充填効率ceとエン
ジン回転数neとに応じて予め作成されているマップから
基本点火時期thtigbを求めるとともに、ＥＧＲ時の補正
値thtigweを充填効率ceとエンジン回転数neとに応じて
予め作成されているマップから求め、上記目標空燃比偏
差dafw0に応じた補正値thtigwd及びエンジン水温thwに
応じた冷間時補正値thtigwcをそれぞれ予め作成されて
いるテーブルから求める。目標空燃比偏差dafw0（＝afw
0−afw）に応じた補正は、後述のように目標空燃比afw0
が理論空燃比よりリーン側の所定値以下となったときＮ
Ｏｘ発生量が増大する空燃比を通ることを避けるために
最終的な目標空燃比afwが理論空燃比とされる場合に、
その空燃比変更に伴うトルク変動を是正するように点火
時期を調整するものである。
【００８０】なお、分割噴射モードとされる場合は目標
空燃比afwに応じて予め作成されているテーブルから基
本噴射時期thtigbを求める。
【００８１】上記点火時期演算手段６９は、上記設定手
段６８で設定された基本噴射量thtigb及び各種補正値か
ら点火時期thtigを次式のように求める。
【００８２】
【数３】 thtig＝thtigb−（thtigwd＋thtigwe＋thtigwc） 上記ＥＣＵ５０による演算、制御等の処理を、図７及び
図８のフローチャートによって説明する。
【００８３】図７は主として燃料噴射量の制御に関連す
る処理を示している。
【００８４】この処理がスタートすると、先ずステップ
Ｓ１でアクセル開度、エンジン回転数、吸入空気量、吸
気温及び大気圧の各検出データが読み込まれる。続いて
ステップＳ２で、アクセル開度及びエンジン回転数に応
じて仮想体積効率veimgが、前述の如く、例えば図９に
示すような対応関係を定めたマップから求められる。
【００８５】次にステップＳ３で、上記仮想体積効率ve
imgに基づき、吸気温度及び大気圧から求められる吸気
密度に応じた補正が行われることにより、仮想充填効率
ceimgが求められる。さらにステップＳ４で、仮想充填
効率ceimgのなまし値（一次遅れ補正値）ceimgdが次式
によって算出される。
【００８６】
【数４】 ceimgd＝（１−α）・ceimg＋α・ceimgd[i-1] ceimgd[i-1]はceimgdの前回値、αは係数（０＜α＜
１）である。
【００８７】続いてステップＳ５で、なまし後の仮想充
填効率ceimgdから、換算用の係数Ｋ１，Ｋ２を用いて次
式のような変換が行われることにより、第２の目標図示
平均有効圧力Piobjdが求められる。
【００８８】
【数５】Piobjd＝K1×ceimgd＋K2 なお、前述のようにエアコン等によるアイドリング負荷
が加わるような場合には、仮想充填効率ceimgdにアイド
リング負荷補正値を加算する補正を行ってから、上記変
換式を用いて目標図示平均有効圧力Piobjdを求めればよ
い。後述の図８のフローチャート中のステップＳ２４で
仮想充填効率ceimgから目標図示平均有効圧力Piobjへの
変換を行う場合も同様である。
【００８９】ステップＳ６では、エアフローセンサ２６
により検出された吸入空気量から、実充填効率ceが算出
される。そしてステップＳ７で、実充填効率ceと上記仮
想充填効率ceimgd（もしくは目標図示平均有効圧力Piob
jd）との比率に基づき、目標空燃比がリーンにされると
きの理論空燃比に対する燃費改善効果分が加味されて、
次のように燃料噴射量用の目標空燃比afw0が算出され
る。
【００９０】
【数６】afw0＝14.7×ce／（K4×ceimgd）−K3 ［＝14.7×K1×ce／｛K4×（Piobjd−K2）｝−K3］ ここで、Ｋ３，Ｋ４はリーン化による燃費改善効果分を
加味する係数である。
【００９１】ステップＳ８では、上記目標空燃比afw0に
応じ、前述の如く図１３に示すような設定に従って運転
モードが選択される。
【００９２】次にステップＳ９で過渡運転状態か否かが
判定される。この場合、例えば目標空燃比afw0と目標空
燃比afwbdとの偏差dafwbが設定値以上のときは過渡時、
設定値未満のときは定常時と判定される。そして、過渡
時であれば上記の数６の式で演算された目標空燃比afw0
が最終目標空燃比afwとされ、定常時であれば図１４
（ａ）に示すようなマップから求められた目標空燃比af
wbdが最終目標空燃比afwとされる（ステップＳ１０，Ｓ
１１）。
【００９３】そしてステップＳ１２で、運転モード、エ
ンジン回転数ne、最終目標空燃比afw、仮想充填効率cei
mgd及び目標図示平均有効圧力Piobjd等に応じ、前述の
ように燃料噴射量の算出、噴射時期の算出及び点火時期
の算出が行われる。
【００９４】図８は主としてスロットル開度の制御に関
連する処理を示している。
【００９５】この処理がスタートすると、先ずステップ
Ｓ２１でアクセル開度、エンジン回転数、吸気温及び大
気圧の各検出データが読み込まれる。続いてステップＳ
２２で、仮想体積効率veimgが求められ、ステップＳ２
３で吸気密度補正が行われて仮想充填効率ceimgが求め
られる。さらにステップＳ２４で、仮想充填効率ceimg
から次式のような変換により目標図示平均有効圧力Piob
jが求められる。
【００９６】
【数７】Piobj＝K1×ceimg＋K2 次にステップＳ２５で、吸入空気量制御用の目標空燃比
afwbが算出される。つまり、上記目標図示平均有効圧力
Piobjとエンジン回転数neとに応じて図１０に示す運転
モードmodsのマップから運転モードが設定され、それに
基づき、図１１（ａ）に示すように成層燃焼モード及び
均一リーンモードでは目標図示平均有効圧力Piobjとエ
ンジン回転数neとに応じてマップから目標空燃比afwbが
求められ、ストイキオモードでは目標空燃比afwbが理論
空燃比とされる。
【００９７】ステップＳ２６では、仮想充填効率ceimg
と目標空燃比afwbとから、目標充填効率ceobjが次のよ
うに演算される。
【００９８】
【数８】 ceobj＝ceimg×｛(afwb＋Ｋ３)／１４．７｝×Ｋ４ この演算式は、後に詳述するように、仮想充填効率ceim
gから、リーン運転される場合の目標空燃比の空気過剰
率分と燃費改善効果分とを加味して目標充填効率ceobj
を求めるようにしたものである。なお、仮想充填効率ce
imgの替りに目標図示平均有効圧力Piobjを用い、数７の
式からceimg＝（Piobj−K1）／K2を上記の数８の式に代
入した演算式によって目標充填効率ceobjを求めるよう
にしてもよい。
【００９９】上記ステップＳ２６に続くステップＳ２７
では、上記目標充填効率ceimgに基づき、吸気温度及び
大気圧から求められる吸気密度に応じた補正が行われる
ことにより、目標体積効率veobjが算出される。
【０１００】さらに、ステップＳ２８で、目標体積効率
の一次進み補正値veobjfが次のように演算される。
【０１０１】
【数９】 veobjf＝（veobj−β・veobj[i-1]）／（１−β） この一次進み補正は、制御の応答遅れを軽減すべく、そ
の後の変化を見込んだ補正を行うものであり、目標体積
効率の今回値（veobj）が前回値（veobj[i-1]）に対し
て増加していればさらに増加方向に補正し、逆に減少し
ていればさらに減少方向に補正するものである。βは定
数（ただし０＜β＜１）である。
【０１０２】次にステップＳ２９で、上記目標体積効率
（一次進み補正値veobjf）とエンジン回転数neに基づい
て目標スロットル開度tvoobjが算出される。この場合、
前述のようにＥＧＲの有無に応じて異なるマップからス
ロットル開度が求められ、さらにＥＧＲが行われている
場合に既燃ガス体積割合に応じた補正が行われる。そし
てステップＳ３０で、スロットル開度が目標スロットル
開度tvoobjとなるようにスロットル弁２８が駆動され
る。
【０１０３】以上のような装置によると、目標負荷に相
当する目標図示平均有効圧力とエンジン回転数とに応じ
て運転モードが設定されるとともに、その運転モードと
目標図示平均有効圧力、エンジン回転数等に応じ、空燃
比、吸入空気量、燃料噴射量等が制御される。
【０１０４】当実施形態の筒内噴射式エンジンでは、運
転モードとして成層燃焼モード、均一リーンモード及び
ストイキオモードが運転状態に応じて設定され、成層燃
焼モードでは空燃比が理論空燃比と比べて大幅にリーン
とされた状態で圧縮行程噴射により点火プラグ回りに混
合気が偏在する状態とされて成層燃焼が行われることに
より、燃費が大幅に改善される。また、均一リーンモー
ドでは、吸気行程噴射により均一燃焼が行われ、かつ、
この状態での燃焼が可能な範囲で空燃比がリーンにされ
る。そして、上記成層燃焼モードや均一リーンモードで
は要求されるトルクを確保しつつ空燃比をリーンとすべ
くスロットル開度を大きくして吸入空気量を増加させる
といった調節が必要であるため、運転モード別に目標負
荷等に応じて吸入空気量が制御される一方、噴射量等制
御用の目標空燃比が求められてその目標空燃比に応じた
燃料噴射量の制御が行われる。
【０１０５】すなわち、吸入空気量の制御としては、吸
入空気量制御用の目標空燃比設定手段５４により運転モ
ード別に設定された目標空燃比afwbに基づいて目標スロ
ットル開度が演算され、それに応じたスロットル開度の
制御が行われる。一方、燃料噴射量の制御としては、噴
射量等制御用の目標空燃比作成手段６２により目標空燃
比afwが求められ、この目標空燃比afwと充填効率ceとに
基づき、実際の空燃比が目標空燃比afwとなるように燃
料噴射量が制御される。
【０１０６】この場合に、特に過渡時には、目標空燃比
afwとして目標空燃比演算手段６２ａにより演算された
値afw0が用いられ、この目標空燃比afw0は目標負荷に対
応する値と実充填効率ceとに基づいて演算されるため、
目標負荷の変化に対する吸入空気量の変化の応答遅れが
生じているような場合でも目標負荷に応じたトルクの制
御が適正に行われる。この作用を図１５によって説明す
る。
【０１０７】図１５は、目標負荷の変化（アクセル操作
量等の変化）により運転モード設定手段５３で設定され
る運転モードが成層燃焼モードから均一リーンモード
へ、あるいは均一リーンモードからストイキオモードへ
変更される過渡時におけるスロットル開度(TVO)、充填
効率ce、空燃比及びトルクの変化を示すものである。こ
の図のように、成層燃焼モード(または均一リーンモー
ド)から均一リーンモード(またはストイキオモード)へ
のモード変更時は、吸入空気量制御用の目標空燃比afwb
が図１５中の実線のようにモード変更に応じてリッチ方
向に変化し、それに応じてスロットル開度が目標空燃比
の変化に見合う程度に小さくされるが、吸入空気量の変
化には応答遅れがあるため、実充填効率ceがモード移行
後の目標空燃比に見合う程度に減少するまでにある程度
の時間を要する。
【０１０８】この場合に、従来のように噴射量制御用の
目標空燃比も吸入空気量制御用の目標空燃比と同様に設
定されていると、充填効率ceが充分減少する前にモード
変更後の目標空燃比(モード変更前の空燃比と比べてリ
ッチ)に応じて燃料噴射量が制御されるので、燃料噴射
量が増加してトルクが二点鎖線で示すように一時的に増
大し、トルクショックを招く。
【０１０９】これに対し、当実施形態では噴射量制御用
の目標空燃比afw0が実充填効率ceと仮想充填効率ceimgd
（もしくは目標図示平均有効圧力Piobjd）との比に基づ
いて前記の数６式のように演算されているので、破線の
ように目標空燃比afw0が調整され、つまり実充填効率ce
に応じて目標負荷に見合うトルクが得られるように目標
空燃比afw0が調整される。このため、過渡時にもトルク
は実線で示すように安定し、トルクショックが防止され
る。
【０１１０】また、高速応答系の制御のための運転モー
ド設定手段６３においては上記目標空燃比afw0に応じて
図１３のように運転モードが設定され、実質的なモード
変更（噴射時期や点火時期の変更）はこの設定に従って
行われるので、基本的なモード設定手段５３によるモー
ド変更時点t1に対して実質的なモード変更の時点t2は、
実充填効率ce及び目標空燃比afw0がモード変更後の値に
近づくまで遅らされる。従って、例えば成層燃焼モード
からのモード変更時において空燃比が成層燃焼モード時
に近いリーン状態のときに吸気行程噴射に切替えられて
燃焼性が悪化するといった事態が防止され、過渡時にも
適正な燃焼状態が得られる。
【０１１１】さらに、数６の演算式ではリーン化による
燃費改善効果分も加味されて目標空燃比afw0が演算され
ているため、トルク制御がより適正に行われる。なお、
吸入空気量の制御においても目標充填効率の算出の際に
燃費改善効果分が加味されているので、空燃比に応じた
吸入空気量の調整が効果的に行われる。
【０１１２】ここで、燃費改善効果分も加味することの
効果を、図１６〜図１８を参照しつつ説明する。
【０１１３】図１６は空燃比と燃費との関係を示し、こ
の図に示すように、空燃比が理論空燃比よりもリーンに
されると、熱効率が向上されるため、理論空燃比と比べ
て燃費が改善され、燃焼安定性が損なわれない限り空燃
比がリーンになるほど燃費が改善される。このようにリ
ーン化により燃費が改善されることは従来から知られて
いる。
【０１１４】図１７は空燃比と充填効率ce、燃料流量及
びエンジントルクとの関係を示すものであって、この図
において、破線は、目標空燃比afwbが理論空燃比以上に
設定される場合の空気過剰率分のみを加味して吸入空気
量を調整した場合を示している。すなわち、目標空燃比
afwbの空気過剰率分のみを加味して仮想充填効率ceimg
から目標充填効率ceobj´を求めるとすると、目標充填
効率ceobj´は
【０１１５】
【数１０】ceobj´＝ceimg×afwb／１４．７ となり、目標空燃比afwbがリーンになるにつれて空気過
剰率に対応する割合で充填効率が増加する一方、燃料噴
射量は変化しない。しかし、燃費改善効果分だけ、トル
クは理論空燃比のときと比べて増加する。図１７中のΔ
Ｔはトルク増加分である。
【０１１６】これに対し、図１８に示す如く燃費改善効
果に見合うように、目標空燃比afwbの逆数の一次関数と
なるような燃料流量係数ＣＢＩを設定し、目標充填効率
ceobjを
【０１１７】
【数１１】ceobj＝ceimg×（afwb／１４．７）×ＣＢＩ とすると、図１７中に実線で示すように、空燃比のリー
ン化に応じた充填効率の増加の割合が破線のものと比べ
て小さくなり、燃料噴射量はリーン化につれて減少す
る。そして、燃費改善効果によるトルク上昇が燃料噴射
量の減少により相殺されるため、空燃比をリーン化した
ときにもトルクは理論空燃比のときと同程度となり、理
論空燃比からリーン空燃比にわたり、目標負荷に対応す
るようにトルクを制御し得ることとなる。
【０１１８】上記の数１１式の中の燃料流量係数ＣＢＩ
は空燃比に応じて変化するが、目標空燃比afwbの逆数の
一次関数であるので、
【０１１９】
【数１２】ＣＢＩ＝Ａ×（Ｂ＋１／afwb） とおきかえることができ、これを数１１式に代入すると
【０１２０】
【数１３】ceobj＝ceimg×（afwb／１４．７）×｛Ａ×
（Ｂ＋１／afwb）｝ となり、さらにＫ３＝１／Ｂ、Ｋ４＝Ａ×Ｂとおくと、
数１３は前記の数８となる。つまり、数８の演算式は、
上記燃料流量係数ＣＢＩを定数である２つの係数Ｋ３，
Ｋ４でおきかえて数１１を表したものである。
【０１２１】そして、前記の数６の演算式は、数８の式
における目標充填効率ceobjを実充填効率ceにおきかえ
るとともに、afwbをafw0におきかえることにより得られ
るものであるため、目標空燃比afw0の演算においても燃
費改善効果が加味され、空燃比が変ったときの燃費改善
効果の影響によるトルク変化が防止されることとなる。
【０１２２】ところで、当実施形態の装置における噴射
量等制御用の目標空燃比作成手段６２は、上記目標空燃
比afw0の演算手段６２ａに加えて目標空燃比afwbdの設
定手段６２ｃ、偏差dafwbの演算手段６２ｃ及び最終目
標空燃比afwの決定手段６２ｄを有しているため、空燃
比制御を適正に行い得るとともにＮＯｘの低減等にも有
利となる。
【０１２３】具体的に説明すると、例えば均一リーンモ
ードからストイキオモードへの移行時には、充填効率の
変化に応じ、上記演算手段６２ａにより演算される目標
空燃比afw0がリーンモードの空燃比から次第にリッチ側
に変化し、この場合に上記偏差dafwbが大きいときはこ
の目標空燃比afw0が最終空燃比afwとされるが、目標空
燃比afw0が所定値（例えば１７程度）以下となって、設
定手段６２ｃで設定されるストイキオモードの目標空燃
比afwbd(理論空燃比)との偏差dafwbが小さくなると、ス
トイキオモードの目標空燃比afwbdである理論空燃比が
最終空燃比とされる。
【０１２４】従って、できるだけ目標負荷に対応してト
ルクが滑らかに変化するように噴射量等制御用の目標空
燃比が調整されつつ、ＮＯｘ発生量が増大する空燃比
（１６付近）を通ることが避けられ、ＮＯｘ発生量が低
減されてエミッションが良好に保たれることとなる。
【０１２５】そして、このような空燃比の変化に対し、
点火時期が効果的に調整される。すなわち、均一リーン
モードからストイキオモードへ移行する過渡時に、均一
リーンモードにある間は図１４（ｃ）中のマップに基づ
き目標空燃比偏差dafwbdに応じた点火時期の補正量thig
wdによる補正が行われることにより、過渡時の最終目標
空燃比afwに対して適正な空燃比が得られる。さらに、
目標空燃比が所定値から理論空燃比へ急変するストイキ
オモードへの切り替わり直後は、図１４（ｃ）中のマッ
プに基づき目標空燃比偏差dafw0に応じた補正量thigwd
による点火時期の補正（リタード）が行われることによ
り、トルクが急変しないように調整される。
【０１２６】また、上記目標図示平均有効圧力等に基づ
いて各種制御パラメータを制御するにあたり、制御信号
に対する応答速度が低い吸入空気量等の制御には第１の
目標図示平均有効圧力Piobjが用いられる一方、制御信
号に対する応答速度が高い燃料噴射量等の制御には、な
まし処理した仮想充填効率ceimgdに基づく第２の目標図
示平均有効圧力Piobjdが用いられることにより、各制御
パラメータの作動のタイミングが適正に調整される。
【０１２７】すなわち、大部分の運転領域で空燃比が理
論空燃比とされる標準運転条件が保たれつつアクセル操
作量に対応してスロットル開度が変化するような一般の
エンジンでは、加速時等にアクセル操作量及びそれに対
応するスロットル開度が急激に変化しても、吸入空気量
の変化には遅れがあり、エンジン出力の変化は吸入空気
量の変化に対応したものとなるので、それを模擬した出
力制御を行うためには、なまし処理した仮想充填効率ce
imgdに基づく第２の目標図示平均有効圧力Piobjdが実際
に要求される目標負荷に相当する。そこで、高速応答系
は、実際に要求される目標負荷に相当する第２の目標図
示平均有効圧力Piobjdに応じて制御されることにより、
標準運転条件で運転されるような場合と同様のトルク特
性が得られ、急激なトルク変化を招くことがなく、良好
な走行フィーリングが確保される。
【０１２８】一方、低速応答系であるスロットル開度、
ＥＧＲ弁の制御量及びＳ弁の開度については、目標負荷
の変化に対して吸入空気量、ＥＧＲ量及びスワール比の
変化にある程度の遅れを有し、つまり仮想充填効率の変
化に対して吸入空気量等の変化が緩慢になる傾向がある
ため、なまし処理していない仮想充填効率ceimgに基づ
く第１の目標図示平均有効圧力Piobjに応じて制御され
る。
【０１２９】さらに図８のフローチャートに示す例で
は、目標スロットル開度の演算に用いる目標体積効率の
一次進み補正を行っているので、吸入空気量の制御の応
答遅れが軽減され、これによっても、吸入空気量の制御
と燃料噴射量の制御のタイミングのずれが軽減される。
【０１３０】また、排気通路に設けられる触媒３５が前
記のようなＮＯｘ吸蔵型触媒の場合、成層燃焼モード等
によるリーン状態が長時間続くと触媒が飽和してＮＯｘ
吸着能力が低下するため、リーン状態が所定時間継続し
たとき空燃比を一時的にλ≦１にしてＮＯｘを還元、排
除する処理（所謂リッチスパイク）を行うことが要求さ
れるが、当実施形態の装置を利用すれば、吸入空気量制
御用の目標空燃比afwbを調整するだけでこのようなリッ
チスパイクを行うことも容易に可能となる。
【０１３１】すなわち、リーン状態が所定時間継続した
場合、一定時間だけ吸入空気量制御用の目標空燃比afwb
を理論空燃比に変更すると、それに応じ、スロットル開
度演算手段５６で演算されるスロットル開度が小さくな
って吸入空気量が減少し、また、そのときの実充填効率
の変化に伴い、目標空燃比演算手段６２ａで演算される
燃料噴射量制御用の目標空燃比afw0が理論空燃比とな
り、目標負荷に見合うようにトルクが調整されつつリッ
チスパイクが達成されることとなる。
【０１３２】なお、上記実施形態では運転モードを成層
燃焼モード、均一リーンモード及びストイキオモードに
変更し得るようにしているが、均一リーンモードを省く
ようにしてもよい。この場合、運転モード設定手段５３
による運転モードの設定の際に、前述の図１０に示すよ
うな運転領域のマップに替え、図１９に示すようなマッ
プによって運転モードを設定すればよい。すなわち、所
定の低回転低負荷領域を成層燃焼領域とするとともに、
この領域より高回転側及び高負荷側の領域をストイキオ
モードの領域とする。
【０１３３】このように運転モードを設定する場合も、
図2のブロック図に示すような各手段でスロットル開
度、EGR弁開度、Ｓ弁開度、燃料噴射量、噴射時期、点
火時期等が制御され、その制御において図１１、図１４
のようなマップが用いられるが、これらのマップのう
ち、均一リーンモードでのマップは不要となる。
【０１３４】さらにこの場合、運転モード設定手段６３
による運転モードの設定においては、図２０のようにNo
xが発生し易い空燃比域よりリーン側の所定空燃比を境
にして、目標空燃比afw0がこれより大きい領域で成層燃
焼モード、これより小さい領域でストイキオモードと
し、また、目標空燃比作成手段６２では、成層燃焼モー
ドからストイキオモードへの切り替わり時に、上記目標
空燃比afw0が所定空燃比まで小さくなればそこからは一
気に最終目標空燃比afwを理論空燃比に変更するように
なっている。
【０１３５】とくに、成層燃焼状態では全体の平均空燃
比がかなりリーンでも点火プラグ付近は燃焼し易い空燃
比となることから、均一燃焼状態と比べるとＮＯｘが発
生し易い空燃比がリーン側にずれる傾向があり、この点
を考慮して、図２０において成層モードとストイキオモ
ードとの境界の目標空燃比afw0は比較的リーン側の、例
えば１９〜２０程度としておけばよい。
【０１３６】また、このようにすると成層燃焼モードか
らストイキオモードへの移行時に空燃比が比較的大きく
急変するが、前述の図１４（ｃ）に示すように点火時期
が空燃比偏差dafw0に応じて補正されることにより、ト
ルク調整が適正に行われる。
【０１３７】このようなモード移行時の制御状態の変化
を、図２１によってさらに詳しく説明する。
【０１３８】加速操作によって成層燃焼領域からストイ
キオモードの運転領域へ移行する場合、アクセル開度の
増加につれ、先ずｔ11の時点で、運転モード設定手段５
３での設定による運転モードが成層燃焼からストイキオ
に切り替わり、それに応じた目標空燃比afwbによりスロ
ットル開度が小さくなるが、充填効率ceは応答遅れによ
り緩やかに減少方向に変化し、この充填効率に対応する
ように目標空燃比演算手段６２ａで演算される過渡時の
目標空燃比afw0が変化する。
【０１３９】そして、上記目標空燃比afw0が所定値（例
えば１９）に低下するまでは成層燃焼モードが維持さ
れ、このとき、図１４（ｃ）における成層燃焼モードで
の補正値thtigwdのマップから、定常時の目標空燃比afw
bdと最終目標空燃比afw（過渡時の目標空燃比afw0）と
の偏差dafwbdに応じて点火時期の補正値thtigwdが求め
られ、定常運転時の適性点火時期である基本点火時期th
tighに上記補正値thtigwdが加味されることにより、過
渡時の適性点火時期が得られる。
【０１４０】また、目標空燃比afw0が１９以下になる
と、充填効率ceが定常時の値となる前に一気に理論空燃
比（１４．７）まで変更されることにより、一時的に燃
料が増加するが、図１４（ｃ）におけるストイキオモー
ドでの補正値thtigwdのマップから、過渡時の目標空燃
比afw0と最終目標空燃比afwである理論空燃比との偏差d
afw0に応じて点火時期の補正値thtigwdが求められ、理
論空燃比での最適点火時期よりも上記補正値thtigwdだ
け点火時期がリタードされる。従って、上記の一時的な
燃料の増加によってトルクが急増しようとする傾向が点
火時期のリタードにより相殺され、アクセル開度の増加
に応じてトルクが滑らかに増加し、トルクショックが防
止されることとなる。
【０１４１】このような点火時期のリタードは、充填効
率が定常状態の値となるまで行われる。
【０１４２】なお、上記各実施形態以外にも、本発明の
装置の具体的構造は種々変更可能である。
【０１４３】例えば、上記図７、図８のフローチャート
に示した実施形態では、吸入空気量の制御と燃料噴射量
の制御のタイミング調整のため、燃料噴射量の制御に用
いる目標図示有効圧力をなまし補正した仮想充填効率か
ら演算するという手法と、目標スロットル開度の演算に
用いる目標体積効率の一次進み補正を行うという手法の
両方を用いているが、いずれか一方だけを用いるように
してもよい。
【０１４４】また、上記各実施形態では筒内噴射式エン
ジンに適用しているが、これ以外にも、例えば吸気ポー
トにインジェクタを設けているエンジンで、低速低負荷
時にスワール生成しつつリーンバーンを行い、かつ、目
標負荷を設定してそれに基づきスロットル開度、燃料噴
射量等の制御を行うようにしたもの等にも本発明を適用
することができる。
【０１４５】目標負荷に基づいて設定される運転モード
や目標空燃比に応じて吸入空気量を制御するために作動
される吸入空気量調節手段として、上記実施形態ではモ
ータ２７で駆動されるスロットル弁２８を用いている
が、スロットル弁をアクセルペダルに機械的に連動させ
ておく一方、スロットル弁をバイパスするバイパス通路
に吸入空気量調節用のコントロール弁を設け、これを制
御するようにしてもよい。このような場合に、アクセル
操作量に対応する値を検出する手段として、アクセル開
度センサ４３の替りに、アクセルペダルに機械的に連動
したスロットル弁の開度を検出するスロットル開度セン
サを用いるようにしてもよい。
【０１４６】
【発明の効果】以上のように本発明は、吸入空気量検出
手段と、目標負荷設定手段と、目標空燃比演算手段と、
目標空燃比に基づいて上記燃料噴射量を演算する噴射量
演算手段とを備え、上記目標空燃比演算手段は、燃料噴
射量制御用の目標空燃比を吸入空気量検出手段の出力及
び上記目標負荷に基づいて演算するようになっているた
め、過渡時おいて目標負荷の変化に対して吸入空気量の
変化の応答遅れが生じている場合のように実際の充填効
率が定常時の目標負荷に応じた値からずれているような
場合でも、その実際の充填効率に応じて目標負荷を調整
することにより、目標負荷に見合うトルクが得られるよ
うに燃料噴射量を制御することができる。しかも、目標
空燃比を演算により容易に求めることができる。
【０１４７】また、とくに、燃焼室に直接燃料を噴射す
るインジェクタを備えるとともに、このインジェクタか
ら圧縮行程で燃料を噴射させて成層燃焼を行わせる成層
燃焼モードと吸気行程で燃料を噴射させて均一燃焼を行
わせる均一燃焼モードとに運転モードを変更可能にした
筒内噴射式エンジンに適用した場合、モード変更に応じ
て吸入空気量が変化する場合の応答遅れの間にも、目標
負荷に応じたトルクが得られるように燃料噴射量を制御
することができ、トルクの急変を抑制することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の一実施形態を示す全体概略図で
ある。
【図２】ＥＣＵの機能的構成を示すブロック図である。
【図３】図２中の目標負荷設定手段の具体的構成を示す
ブロック図である。
【図４】図２中のスロットル開度演算手段等の具体的構
成を示すブロック図である。
【図５】図２中の噴射量等制御用の目標空燃比作成手段
の具体的構成を示すブロック図である。
【図６】図２中の噴射量演算手段の具体的構成を示すブ
ロック図である。
【図７】燃料噴射量等の制御の具体例を示すフローチャ
ートである。
【図８】吸入空気量等の制御の具体例を示すフローチャ
ートである。
【図９】アクセル操作量及びエンジン回転数と仮想体積
効率との対応関係を示す説明図である。
【図１０】運転モードの領域設定を示す説明図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は吸入空気量制御用の目
標空燃比、ＥＧＲ弁基本制御量及びＳ弁開度のそれぞれ
について、運転モード別に設定されたマップ等を示す図
である。
【図１２】目標体積効率とスロットル開度との対応関係
を示す説明図である。
【図１３】燃料噴射量等の演算の際に用いる運転モード
の設定を示す説明図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は燃料噴射量等制御用の
目標空燃比、噴射時期及び点火時期のそれぞれについ
て、運転モード別に設定されたマップ等を示す図であ
る。
【図１５】運転モード変更時のスロットル開度、充填効
率、空燃比及びトルクの変化を示す説明図である。
【図１６】空燃比と燃費との関係を示す説明図である。
【図１７】目標空燃比に応じて吸入空気量の制御を行う
場合の空燃比と充填効率、燃料噴射量及びトルクとの関
係を示す説明図である。
【図１８】目標空燃比と燃料流量係数との関係を示す説
明図である。
【図１９】第２の実施形態における運転モードの領域設
定を示す説明図である。
【図２０】第２の実施形態において燃料噴射量等の演算
の際に用いる運転モードの設定を示す説明図である。
【図２１】第２の実施形態による成層燃焼モードからス
トイキオモードへの移行時の点火時期、燃料噴射量、目
標空燃比等の変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ エンジン本体 １５ 燃焼室 ２２ インジェクタ ２６ エアフローセンサ ２８ スロットル弁 ５０ ＥＣＵ ５２ 目標負荷設定手段 ５３ 運転モード設定手段 ５４ 吸入空気量制御用の目標空燃比設定手段 ５６ スロットル開度演算手段 ６２ 噴射量等制御用の目標空燃比作成手段 ６２ａ 目標空燃比演算手段 ６２ｂ 目標空燃比設定手段 ６３ 運転モード設定手段 ６５ 噴射量演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鐵野 雅之 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 間宮 清孝 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 西村 博文 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料を噴射供給するインジェクタを備え
    るとともに、エンジンの運転状態に応じて設定した目標
    負荷に基づいて目標空燃比を決定し、この目標空燃比に
    応じて上記インジェクタからの燃料噴射量を制御するよ
    うにしたエンジンの制御装置であって、アクセル操作量
    とエンジン回転数とに応じて目標負荷を設定する目標負
    荷設定手段と、吸入空気量検出手段の出力及び上記目標
    負荷に基づいて目標空燃比を演算する目標空燃比演算手
    段と、この目標空燃比演算手段により演算された目標空
    燃比に基づいて上記燃料噴射量を演算する噴射量演算手
    段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. 【請求項２】 少なくとも燃料噴射時期が異なる複数の
    運転モードを有し、上記目標空燃比演算手段により演算
    された目標空燃比に応じて運転モードを選択する運転モ
    ード設定手段と、運転モード別に目標負荷及びエンジン
    回転数に応じて燃料噴射時期を設定する噴射時期設定手
    段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジン
    の制御装置。
  3. 【請求項３】 燃焼室に直接燃料を噴射するインジェク
    タを備えるとともに、このインジェクタから圧縮行程で
    燃料を噴射させて成層燃焼を行わせる成層燃焼モードと
    吸気行程で燃料を噴射させて均一燃焼を行わせる均一燃
    焼モードとに運転モードを変更可能にしたことを特徴と
    する請求項２記載のエンジンの制御装置。
  4. 【請求項４】 上記目標空燃比演算手段は、理論空燃比
    での標準運転状態を想定した場合の要求トルクに見合う
    充填効率である仮想充填効率もしくはこれに対応する値
    を目標負荷として、この値と吸入空気量検出手段の出力
    に基づいて求められる実際の充填効率もしくはこれに対
    応する値との比率に基づき目標空燃比を演算するように
    なっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
    に記載のエンジンの制御装置。
  5. 【請求項５】 上記目標空燃比演算手段は、目標空燃比
    がリーンにされるときの理論空燃比に対する燃費改善効
    果分を加味して目標空燃比を演算するようになっている
    ことを特徴とする請求項４記載のエンジンの制御装置。
  6. 【請求項６】 上記目標空燃比演算手段のほかに、目標
    負荷及びエンジン回転数に応じて予め定められた対応関
    係に基づいて目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段
    を備えるとともに、過渡時には上記目標空燃比演算手段
    で演算された値を選択し、定常時には上記目標空燃比設
    定手段で設定された値を選択して、最終的な目標空燃比
    を決定する目標空燃比決定手段を備えたことを特徴とす
    る請求項１乃至５のいずれかに記載のエンジンの制御装
    置。
  7. 【請求項７】 上記目標空燃比演算手段により演算され
    た目標空燃比を選択する過渡時に、この過渡時の目標空
    燃比と定常時の目標空燃比との差に応じて点火時期を補
    正する点火時期制御手段を備えたことを特徴とする請求
    項６記載のエンジンの制御装置。
  8. 【請求項８】 吸気通路に吸入空気量を調節する吸入空
    気量調節手段を備えるとともに、目標負荷に基づいて吸
    入空気量調節手段の制御量を演算する演算手段を備えた
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のエ
    ンジンの制御装置。
  9. 【請求項９】 理論空燃比での標準運転状態を想定した
    場合の要求トルクに見合う充填効率である仮想充填効率
    もしくはこれに対応する値になまし処理を施した値を、
    燃料噴射量制御用の目標空燃比の演算に用いる目標負荷
    とする一方、なまし処理を施さない仮想充填効率もしく
    はこれに対応する値を、吸入空気量調節手段の制御量の
    演算に用いる目標負荷とすることを特徴とする請求項８
    記載のエンジンの制御装置。
  10. 【請求項１０】 演算手段により吸入空気量調節手段の
    制御量を演算する際に目標負荷の一次進み補正を行うよ
    うになっていることを特徴とする請求項８記載のエンジ
    ンの制御装置。
  11. 【請求項１１】 燃焼室に直接燃料を噴射するインジェ
    クタと、空燃比をリーンに設定しつつインジェクタから
    圧縮行程で燃料を噴射させて成層燃焼を行わせる成層燃
    焼モードと空燃比を理論空燃比以下に設定しつつ吸気行
    程で燃料を噴射させて均一燃焼を行わせる均一燃焼モー
    ドとに運転モードを変更可能にする運転モード設定手段
    と、リーン空燃比の成層燃焼モードから理論空燃比以下
    の空燃比の均一燃焼モードへのモード移行時に、理論空
    燃比よりも所定量だけリーン側の空燃比から理論空燃比
    以下にまで一気に空燃比が変化するように燃料噴射量を
    制御する手段と、このモード移行時において理論空燃比
    以下の空燃比となってから充填効率が定常状態の値とな
    るまで、点火時期をリタードする点火時期制御手段とを
    備えたことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに
    記載のエンジンの制御装置。
  12. 【請求項１２】 モード移行時の点火時期のリタード量
    を、過渡時の目標空燃比と定常時の目標空燃比との差に
    応じて設定したことを特徴とする請求項１１記載のエン
    ジンの制御装置。
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