JPH1144238A

JPH1144238A - 筒内噴射式エンジン

Info

Publication number: JPH1144238A
Application number: JP9201755A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Imada; 道宏今田; Tatsuo Yamauchi; 健生山内; Masayuki Tetsuno; 雅之鐵野; Kiyotaka Mamiya; 清孝間宮
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】筒内噴射式エンジンにおけるインジェクタの
特性の個体差を是正するための学習を行い、とくにエン
ジン暖機前に精度良く学習を行い、エンジン暖機後の燃
料制御に即座に学習値を反映させることができるように
する。【解決手段】エンジン暖機後は所定運転領域で成層燃
焼が行なわれる筒内噴射式エンジンにおいて、目標空燃
比等に基づいて演算した燃料噴射量から噴射時間を換算
してインジェクタ２２を制御する燃料噴射制御手段６０
と、半暖機状態のときに理論空燃比でフィードバック制
御を行ないつつ、そのフィードバック補正量に基づき、
インジェクタの特性の個体差による誤差を修正するため
の学習値を演算する学習手段６５とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に直接燃
料を噴射するインジェクタを備えるとともに、エンジン
暖機後に所定運転領域で空燃比をリーンとしつつ成層燃
焼を行なわせるようにした筒内噴射式エンジンに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、燃焼室内に直接燃料を噴射す
るインジェクタを備えるとともに、低負荷低回転側の所
定運転領域にあるときに、上記インジェクタから圧縮行
程で燃料を噴射させることより、燃焼室全体としては大
幅なリーン状態としつつ点火プラグまわりに混合気を偏
在させて成層燃焼を行なわせ、これによって燃費改善を
図るようにした筒内噴射式エンジンは一般に知られてい
る。

【０００３】この種の筒内噴射式エンジンにおいては、
インジェクタからの噴射時間をコントロールすることで
燃料噴射量が制御されるが、燃料噴射の圧力が高いこと
等により、噴射時間と噴射量との対応関係についてイン
ジェクタの特性に無視できない程度の個体差が生じるこ
とがあり、その個体差によって燃料噴射量の制御の精度
が低下する。

【０００４】そこで、例えば特開平５−９９０５１号公
報に示されるように、筒内噴射式エンジンにおいて、運
転状態等に応じて目標噴射量を設定し、これに係数を乗
じることによって目標噴射量を噴射時間（噴射パルス
幅）に換算し、その噴射時間だけインジェクタを駆動す
ることにより燃料噴射量の制御を行うようにするととも
に、上記目標噴射量を噴射時間に換算するための係数
と、インジェクタの特性の個体差等による気筒毎の噴射
量のばらつきを是正する係数とを、学習により求めるよ
うにした装置がある。

【０００５】この装置において、個体差の是正等のため
の係数を学習する処理としては、エンジン暖機後（水温
が８０°Ｃ以上）であって、目標噴射量が一定範囲内に
あるという特定条件下で、リザーバタンクへの燃料供給
を停止した状態で燃料噴射量の制御を行いつつリザーバ
タンク内の圧力変化の計測に基づいて実際の噴射量を調
べ、気筒別に求めた噴射量と総噴射量から求めた平均値
との比に対応する値により上記係数を更新していくよう
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この種の筒内噴射式エ
ンジンでは、通常、エンジン冷間時には理論空燃比もし
くはこれよりリッチな空燃比で均一燃焼が行われ、エン
ジンの暖機後に所定運転領域にあれば成層燃焼状態に切
替えられるが、このとき、空燃比が大幅にリーンとされ
た状態で燃料がコントロールされるので、上記のような
インジェクタの特性の個体差によって燃料噴射量にバラ
ツキがあると、成層燃焼状態への切替わり直後に燃焼が
不安定になったり失火を招いたりとするといった問題を
生じる。

【０００７】この場合、上記公報に示されるように個体
差の是正等のための係数を学習する手段を設けたとして
も、その学習は暖機後の特定条件下で行われ、エンジン
が暖機して成層燃焼状態へ切替わる時期に学習値を反映
させることが難しい。

【０００８】また、上記装置のように学習のためにリザ
ーバタンクへの燃料供給を停止した状態でリザーバタン
ク内の圧力変化の計測に基づいて実際の噴射量を調べる
というような手法では、その学習のための制御が複雑に
なり、しかも、気筒毎の実際の噴射量を精度良く調べる
ことが難しい。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑み、インジェク
タの特性の個体差を是正するための学習を行い、とく
に、エンジン暖機前に容易に、かつ精度良く学習を行う
ことができ、エンジンが暖機して成層燃焼状態へ切替っ
たときに即座に学習値を反映させることで燃焼安定性を
確保することができる筒内噴射式エンジンを提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【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、燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェ
クタを備え、所定運転領域においてエンジン冷間時は理
論空燃比もしくはこれよりリッチな空燃比としつつ均一
燃焼を行なわせ、エンジン暖機後は理論空燃比よりもリ
ーンな空燃比としつつ成層燃焼を行なわせるようにした
筒内噴射式エンジンにおいて、目標空燃比及び吸気充填
量に基づいて燃料噴射量を演算し、この燃料噴射量から
噴射時間を換算してその噴射時間を制御する信号を上記
インジェクタに対して出力する燃料噴射制御手段と、暖
機完了に近い半暖機状態のときに、理論空燃比を目標空
燃比とした均一燃焼状態で空燃比検出手段の出力に応じ
た燃料噴射量のフィードバック制御を行ないつつ、その
フィードバック制御による燃料噴射量の補正に基づき、
インジェクタの特性の個体差による噴射量の誤差を修正
するための学習値を演算する学習手段とを設け、エンジ
ン暖機後に上記成層燃焼を行なわせるときに、上記燃料
噴射制御手段による制御に上記学習値を反映させるよう
にしたものである。

【００１１】この構成によると、エンジンの暖機完了前
に、燃料噴射量のフィードバック制御による補正値を利
用して、噴射量の誤差を修正するための学習値が精度良
く求められる。そして、暖機が完了して成層燃焼が行な
われるような状態に切替わっても、即座に学習値による
補正が行なわれることにより、燃焼状態の悪化が防止さ
れる。

【００１２】この発明の装置において、上記学習手段
は、半暖機状態において理論空燃比で均一燃焼を行なう
運転領域のうちで燃料噴射量が異なる２点において、吸
気充填量に応じた基本噴射量と空燃比検出手段の出力に
応じたフィードバック補正量とに基づいて燃料噴射量を
演算するとともに、これら２点の基本噴射量及びフィー
ドバック補正量に基づき、学習値を基本噴射量の関数と
して求めるようにし、エンジン暖機後に成層燃焼を行な
わせるときに燃料噴射制御手段は、上記関数からそのと
きの燃料噴射量に応じた学習値を求めるようにすること
が好ましい。

【００１３】このようにすると、学習値が基本噴射量の
関数として求められることにより、暖機後において基本
噴射量が運転状態によって種々変わった場合でも、それ
に応じた適正な学習値が求められる。

【００１４】また、エンジン暖機後は低負荷低回転側の
所定運転領域で成層燃焼を行なわせ、これより高負荷側
及び高回転側の運転領域で均一燃焼を行なわせるように
するとともに、均一燃焼を行なわせる運転領域のうちの
所定高負荷までの領域で空燃比を理論空燃比よりもリー
ンとするように設定する一方、半暖機状態のときは、低
回転低負荷側の所定運転領域を含む運転領域で理論空燃
比を目標空燃比として均一燃焼を行なわせるように設定
しているものであることが好ましい。

【００１５】このようにすると、暖機後には成層燃焼領
域に加えて均一燃焼領域の中でも比較的高負荷側まで空
燃比がリーンとされることにより、燃費改善の効果が高
められる。また、このようにリーン領域が大きくされる
と、エンジン暖機後には理論空燃比を目標空燃比とした
均一燃焼状態でフィードバック制御が行なわれることが
少なくなるため、仮にエンジン暖機後にフィードバック
制御を利用して学習を行なおうとするとその機会が少な
くなるが、本発明では半暖機時にフィードバック制御が
行なわれ、学習の機会が得られる。

【００１６】

【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は本発明の一実施形態による筒内噴
射式エンジン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１０は複数の気筒１２を
有し、その各気筒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が形成されてい
る。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。

【００１７】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。

【００１８】上記エンジン本体１０には吸気通路２４及
び排気通路３２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、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３０が設けられている。また、
上記排気通路３２には排気ガス浄化用の触媒３３が設け
られている。さらに、排気通路３２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３５が形
成され、このＥＧＲ通路３５にＥＧＲ弁３６が介設され
ている。

【００１９】このエンジンには、上記エアフローセンサ
２６の他、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４
２、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）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、大気圧力を検出する圧力センサ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
（空燃比検出手段）４７等のセンサ類が装備され、これ
らセンサの出力信号がＥＣＵ（コントロールユニット）
５０に入力されている。

【００２０】この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の制御を行なう。な
お、この他に点火時期の制御やＥＧＲ弁３８の制御等も
上記ＥＣＵ５０により行なわれる。

【００２１】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、図２に示すように上記インジェクタ２
２からの燃料噴射形態及び空燃比がエンジンの温度状態
及び運転領域によって変更されるようになっている。

【００２２】すなわち、エンジンの温間時における制御
領域の設定として、低負荷低回転側の運転領域は成層燃
焼領域とされ、この領域では、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。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４０以上）と
される。

【００２３】また、上記成層燃焼領域以外の領域は均一
燃焼領域とされ、この領域では、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。そして、均一燃焼領域のうちで低負荷側、低
回転側の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程度）とされ
る。この領域（均一リーン領域）は成層燃焼領域に隣接
している。また、均一燃焼領域のうちでアクセル全開及
びその付近の高負荷域並びに高回転域では、空燃比がλ
≦１、つまり理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）かそれよ
りリッチな空燃比とされる。

【００２４】一方、エンジンの冷間時（半暖機時を含
む）においては、温間時に成層燃焼領域及び均一リーン
領域となる領域を含む大部分の運転領域で、λ＝１、つ
まり理論空燃比とされるとともに、Ｏ₂ センサ４７が活
性化していれば空燃比のフィードバック制御が行なわれ
る。

【００２５】図３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、エアフロ
ーセンサ２６の出力(吸気量)afsに基づいて吸気充填量c
eを演算する一方、目標トルク演算手段５１により、予
めアクセル開度accとエンジン回転数neとに対応づけて
目標トルクが設定されているマップから、そのときのア
クセル開度acc及びエンジン回転数neに応じた目標トル
クtrqobを演算する。この目標トルクのマップや後述の
各種マップは、ＥＣＵ５０内のメモリに記憶されてい
る。

【００２６】また、ＥＣＵ５０に含まれる判別手段５４
により、冷却水温thw等に応じ、エンジンの冷間状態、
半暖機状態、暖機完了状態等が判別される。なお、半暖
機状態とは、エンジン冷間時の暖機運転中で暖機完了に
近い状態を意味し、具体的には冷却水温が４０〜４５°
Ｃ程度の温度以上で、８０°Ｃ程度の暖機完了温度より
も低い範囲にある状態をいう。

【００２７】そしてＥＣＵ５０は、スロットル開度制御
手段５６、燃料噴射制御手段６０及び学習手段６５を有
している。

【００２８】上記スロットル開度制御手段５６は、スロ
ットル開度演算手段５７と、実際のスロットル開度が上
記スロットル開度演算手段５７により演算された値とな
るようにモータ２７に制御信号を出力するスロットル制
御信号出力手段５８とにより構成されている。

【００２９】上記スロットル開度演算手段５６はその時
の運転状態に応じてスロットル開度tvoを演算する。こ
の場合、温間時において、上記成層燃焼領域及び均一リ
ーン領域では、それぞれ、予めエンジン回転数ne及び目
標トルクtrqobに対応づけたスロットル開度tvoのマップ
から、そのときのエンジン回転数ne及び目標トルクtrqo
bに応じたスロットル開度tvoが演算される。また、λ＝
１の均一燃焼領域では、スロットル開度tvoがアクセル
開度accに比例するように設定される。

【００３０】上記成層燃焼領域においてスロットル開度
tvoは、大幅なリーン状態が得られるように比較的大き
くされるが、スロットル全開には至らない程度とされ、
スロットル弁下流の吸気圧力が略一定圧力（略大気圧も
しくは大気圧より多少低い圧力）となるようにマップで
設定されている。上記均一リーン領域においてスロット
ル開度tvoは、この領域で理論空燃比とされるエンジン
と比べると開きぎみで、かつ、負荷の変化に応じて変化
するようにマップで設定されている。なお、これらの領
域でも、λ＝１とされる冷間時は、アクセル開度accに
比例するようにスロットル開度tvoが設定される。

【００３１】また、燃料噴射制御手段６０は、目標空燃
比設定手段６１、燃料噴射量演算手段６２及びインジェ
クタ制御信号出力手段６３を有している。

【００３２】上記目標空燃比設定手段６１は、そのとき
の運転状態に応じた目標空燃比を演算する。この場合、
温間時において、成層燃焼領域では、予めエンジン回転
数ne及び目標トルクtrqobに対応づけて目標空燃比が設
定されているマップから、そのときのエンジン回転数ne
及び目標トルクtrqobに応じた目標空燃比が演算され、
また均一リーン領域では、予めエンジン回転数ne及び吸
気充填量ceに対応づけて目標空燃比が設定されているマ
ップから、そのときのエンジン回転数ne及び吸気充填量
ceに応じた目標空燃比が演算される。λ≦１の均一燃焼
領域では目標空燃比が１４．７もしくはこれよりリッチ
とされる。なお、冷間時には大部分の運転領域で目標空
燃比が１４．７に設定される。

【００３３】燃料噴射量演算手段６２は、上記目標空燃
比演算手段６１により演算された目標空燃比afwと、エ
アフローセンサ２６の出力等から求められた吸気充填量
ceとに基づいて燃料噴射量を演算する。また、インジェ
クタ制御信号出力手段６３は、上記燃料噴射量演算手段
６２により演算された燃料噴射量を噴射パルス幅（噴射
時間に相当）に換算し、そのパルス幅の噴射パルスをイ
ンジェクタ２２に対して出力することにより、噴射パル
ス幅に相当する時間だけ燃料噴射を行なわせるようにな
っている。そして燃料噴射のタイミングは、温間時にお
ける成層燃焼領域では圧縮行程後期とされ、均一燃焼領
域やエンジン冷間時には吸気行程前期とされている。

【００３４】また、上記学習手段６５は、判別手段５４
による判別に基づき半暖機時にＯ₂センサ４７の出力に
基づいて空燃比のフィードバック制御を行なうフィード
バック制御手段６６と、このフィードバック制御による
補正量に基づいてインジェクタの特性の個体差を修正す
るための学習値を演算する学習値演算手段５５とを備え
ている。空燃比のフィードバック制御は、一般に知られ
ているように、Ｏ₂ センサ４７の出力のリッチ、リーン
に応じてフィードバック補正量を求め、基本噴射量とフ
ィードバック補正量とに基づいて最終噴射量を演算し、
上記インジェクタ制御信号出力手段６３を介して上記最
終噴射量に見合うパルス幅の噴射パルスを出力するもの
である。

【００３５】上記学習値演算手段５５による学習値演算
処理の制御の具体例を、図４のフローチャートによって
説明する。

【００３６】このフローチャートに示す処理がスタート
すると、先ずステップＳ１でエンジン回転数ne、吸気量
afs、冷却水温thw等の信号がセンサから入力されるとと
もに、図外のフィードバック制御ルーチンで求められる
フィードバック補正量cfb及びフィードバック判定フラ
ッグＸfbの値や、以前の学習処理で求められて記憶され
ている後記学習値演算用係数ａ，ｂ等が読み出される。

【００３７】次にステップＳ２で冷却水温thwが４５°
Ｃ以上で８０°未満の範囲内か否かにより、半暖機状態
か否かが判定され、半暖機状態であれば、ステップＳ３
で半暖機状態を含む冷間時の制御領域設定（図２参照）
においてλ＝１の運転領域にあるか否かが判定される。
そしてこの運転領域にあれば、ステップＳ４でフィード
バック判定フラッグＸfbが「１」か否かが判定される。
このフラッグＸfbは図外のフィードバック制御ルーチン
で空燃比のフィードバック制御が行なわれているときに
セットされる。

【００３８】ステップＳ２〜Ｓ４のいずれかで判定がＮ
Ｏであればリターンされる。

【００３９】ステップＳ２〜Ｓ４の各判定がいずれもＹ
ＥＳの場合、ステップＳ５で、目標空燃比である理論空
燃比と吸気充填量とに基づいて基本噴射量qbaseが演算
される。そして、ステップＳ６で基本噴射量qbaseが所
定の上限側基準値qbasemxを上回ったか否かが判定さ
れ、その判定がＹＥＳの場合、ステップＳ７，Ｓ８でそ
のときのフィードバック補正量cfb及び基本噴射量qbase
が上限側学習用データclrnmx及びqbasemxとされるとと
もに、ステップＳ９で第１学習フラッグＦ１が「１」と
される。さらに、ステップＳ１０で後記第２学習フラッ
グＦ２が「１」か否かが判定され、その判定がＮＯであ
ればリターンされる。

【００４０】ステップＳ６の判定がＮＯの場合、ステッ
プＳ１１で基本噴射量qbaseが所定の下限側基準値qbase
mnを下回ったか否かが判定され、その判定がＹＥＳの場
合、ステップＳ１２，Ｓ１３でそのときのフィードバッ
ク補正量cfb及び基本噴射量qbaseが下限側学習用データ
clrnmn及びqbasemnとされるとともに、ステップＳ１４
で第２学習フラッグＦ２が「１」とされる。さらに、ス
テップＳ１５で第１学習フラッグＦ１が「１」か否かが
判定され、その判定がＮＯであればリターンされる。

【００４１】ステップＳ１０またはステップＳ１５で判
定がＹＥＳの場合、上限側学習用データclrnmx及びqbas
emxと下限側学習用データclrnmn及びqbasemnとがそれぞ
れ求められたことを意味する。この場合、ステップＳ１
６，Ｓ１７で、学習値演算用係数ａ，ｂが上記各データ
を用いた次のような演算によって更新される。

【００４２】

【数１】ａ＝{(clrnmx−clrnmn)/(qbasemx−qbasemn)}・
(１−KGINJA)＋ａ・KGINJA ｂ＝{clrnmx−qbasemx・(clrnmx−clrnmn)/(qbasemx−qb
asemn)}・(１−KGINJA)＋ｂ・KGINJA 上記演算式の中のKGINJAは更新の重みづけを定める定数
であって、１より小さい正の値である。

【００４３】次にステップＳ１８で、上記係数ａ，ｂに
より、学習値clrnが基本噴射量qbaseの一次関数として
次のように演算される。

【００４４】

【数２】clrn＝ａ・qbase＋ｂこの一次関数で求められる学習値は、暖機後において燃
料噴射量の制御が行なわれるときに反映される。すなわ
ち、暖機後の成層燃焼領域等における制御としては、目
標空燃比に基づいて基本噴射量が求められ、この基本噴
射量と各種補正量とから最終的な噴射量が演算され、さ
らにこの噴射量が噴射パルス幅に換算されて出力される
が、この際に、上記ステップＳ１８で与えられた関数式
から、そのときの基本噴射量qbaseに応じた学習値clrn
が求められる。そして、最終的な噴射量の演算もしくは
噴射パルス幅の換算を行なうときに学習値clrnが加味さ
れ、補正が行なわれる。

【００４５】以上のような当実施形態の装置によると、
エンジン暖機後において運転状態が上記成層燃焼領域に
あるときは、スロットル弁２８が比較的大きな開度とさ
れるとともに、インジェクタ２２から圧縮行程で燃焼室
１５内に燃料が噴射されることにより、点火プラグ２０
まわりに適度の空燃比の混合気が偏在する成層化状態と
され、燃焼性が確保されつつ燃焼室全体としては大幅な
リーン状態とされるため、燃費が改善される。

【００４６】また、エンジンの冷間時には、低回転低負
荷側の運転領域でもλ＝１で均一燃焼が行なわれること
により、暖機促進等が図られる。そして、低回転低負荷
側の運転領域にある状態で暖機が完了すると上記成層燃
焼を行なうように空燃比及び燃料噴射形態が急激に切替
えられる。この際、インジェクタ２２の特性の個体差に
起因した燃料噴射量の誤差が生じると燃焼状態が悪化す
るが、当実施形態の装置では暖機完了前の半暖機時にイ
ンジェクタ２２の特性の個体差による誤差を是正するた
めの学習が行なわれ、その学習値が暖機後における燃料
噴射量の制御に反映されるため、上記成層燃焼状態への
切替わり時にも燃焼状態の悪化が防止される。

【００４７】この作用を、図５及び図６を参照しつつ具
体的に説明する。

【００４８】図５はインジェクタ２２の燃料噴射の特
性、つまり噴射パルスのパルス幅Ｔi（噴射時間）と燃
料噴射量ｑとの関係を示すものであって、同図中に一点
鎖線で示す直線Ｉ1は基準の特性であるが、実際のイン
ジェクタ２２の特性は個体差によって例えば実線Ｉ2の
ように基準の特性からずれることがある。また、経時変
化によるインジェクタ２２の噴口の詰り等によっても上
記のような特性のずれが生じることがある。

【００４９】このような特性のずれが生じると、演算に
より求められる目標空燃比等に基づいて求めた燃料噴射
量をパルス幅に換算してインジェクタ２２の噴射時間を
制御しても、実際の燃料噴射量が演算した燃料噴射量
（目標とする燃料噴射量）からずれてしまう。

【００５０】そこで、半暖機状態においてフィードバッ
ク制御を行ないつつ図４に示すような学習処理を行なう
と、上記特性のずれに対応したフィードバック補正量cf
bから学習値clrnが求められ、この学習値clrnがその後
の制御に反映されることにより、インジェクタ２２の特
性の個体差による燃料噴射量のばらつきが是正される。

【００５１】とくに、暖機完了前に学習が行なわれるた
め、暖機が完了して成層燃焼状態に切替わることで空燃
比や燃焼形態が急変したときにも、学習値による補正が
即座に行なわれ、燃焼状態の良好に調整される。しか
も、上記半暖機状態では、Ｏ₂センサ４７は既に活性化
していて空燃比のフィードバック制御が可能であり、か
つ、燃焼に関係する温度等の条件が暖機状態に比較的近
いため、充分に精度良く学習値が求められる。

【００５２】また、当実施形態の学習処理によると、図
６にも示すように、基本噴射量が異なる２点Ａ，Ｂにお
いてそれぞれ、基本噴射量と学習値との対応を示す学習
用データclrnmx及びqbasemxと同clrnmn及びqbasemnとが
求められ、これらのデータから係数ａが傾き、係数ｂが
切片となる直線で表されるような一次関数が得られ、こ
の一次関数によって基本噴射料と学習値clrnが求められ
る。このため、暖機完了後における燃料制御時の基本噴
射量が運転状態によって種々変わっても、その基本噴射
量に応じた適正な学習値clrnが求められ、制御の精度が
充分に高められる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明は、エンジン暖機後
は所定運転領域で成層燃焼が行なわれる筒内噴射式エン
ジンにおいて、暖機完了に近い半暖機状態のときに、理
論空燃比で燃料噴射量のフィードバック制御を行ないつ
つ、そのフィードバック補正量に基づき、インジェクタ
の特性の個体差による噴射量の誤差を修正するための学
習値を演算し、エンジン暖機後における成層燃焼領域等
での燃料噴射量の制御に上記学習値を反映させるように
しているため、エンジンの暖機完了前に上記学習値を精
度良く求めることができる。従って、暖機が完了して成
層燃焼が行なわれるような状態に切替わったときに、即
座に上記学習値を反映させて燃料噴射量の制御の精度を
高め、燃焼状態の悪化を防止することができる。

【００５４】また、この発明において、半暖機状態のと
きに、異なる２点での基本噴射量及びフィードバック補
正量に基づき、学習値を基本噴射量の関数として求める
ようにし、エンジン暖機後の制御時に上記関数からその
ときの燃料噴射量に応じた学習値を求めるようにすれ
ば、暖機後において基本噴射量が運転状態によって種々
変わった場合でも、それに応じた適正な学習値を得るこ
とができ、学習による補正の精度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筒内噴射式エンジンの一実施形態を示
す全体概略図である。

【図２】燃焼形態及び空燃比の制御の領域設定を示す説
明図でる。

【図３】ＥＣＵの機能的構成を示すブロック図である。

【図４】制御の具体例を示すフローチャートである。

【図５】噴射パルスのパルス幅に対するインジェクタの
噴射量の特性及びその個体差を示す図である。

【図６】燃料噴射量の関数として求めるようにした学習
値のグラフである。

【符号の説明】

１０エンジン本体１５燃焼室２２インジェクタ２４吸気通路２６エアフローセンサ４６Ｏ₂ センサ５０ＥＣＵ５６スロットル開度制御手段６０燃料噴射制御手段６５学習手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェ
クタを備え、所定運転領域においてエンジン冷間時は理
論空燃比もしくはこれよりリッチな空燃比としつつ均一
燃焼を行なわせ、エンジン暖機後は理論空燃比よりもリ
ーンな空燃比としつつ成層燃焼を行なわせるようにした
筒内噴射式エンジンにおいて、目標空燃比及び吸気充填
量に基づいて燃料噴射量を演算し、この燃料噴射量から
噴射時間を換算してその噴射時間を制御する信号を上記
インジェクタに対して出力する燃料噴射制御手段と、暖
機完了に近い半暖機状態のときに、理論空燃比を目標空
燃比とした均一燃焼状態で空燃比検出手段の出力に応じ
た燃料噴射量のフィードバック制御を行ないつつ、その
フィードバック制御による燃料噴射量の補正に基づき、
インジェクタの特性の個体差による噴射量の誤差を修正
するための学習値を演算する学習手段とを設け、エンジ
ン暖機後に上記成層燃焼を行なわせるときに、上記燃料
噴射制御手段による制御に上記学習値を反映させること
を特徴とする筒内噴射式エンジン。
【請求項２】上記学習手段は、半暖機状態において理
論空燃比で均一燃焼を行なう運転領域のうちで燃料噴射
量が異なる２点において、吸気充填量に応じた基本噴射
量と空燃比検出手段の出力に応じたフィードバック補正
量とに基づいて燃料噴射量を演算するとともに、これら
２点の基本噴射量及びフィードバック補正量に基づき、
学習値を基本噴射量の関数として求めるようにし、エン
ジン暖機後に成層燃焼を行なわせるときに燃料噴射制御
手段は、上記関数からそのときの燃料噴射量に応じた学
習値を求めるようにすることを特徴とする請求項１記載
の筒内噴射式エンジン。
【請求項３】エンジン暖機後は低負荷低回転側の所定
運転領域で成層燃焼を行なわせ、これより高負荷側及び
高回転側の運転領域で均一燃焼を行なわせるようにする
とともに、均一燃焼を行なわせる運転領域のうちの所定
高負荷までの領域で空燃比を理論空燃比よりもリーンと
するように設定する一方、半暖機状態のときは、低回転
低負荷側の所定運転領域を含む運転領域で理論空燃比を
目標空燃比として均一燃焼を行なわせるように設定した
ことを特徴とする請求項１または２記載の筒内噴射式エ
ンジン。