JP2002013437A - 筒内噴射式内燃機関の制御装置 - Google Patents

筒内噴射式内燃機関の制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒内噴射式エンジンの成層燃焼運転中に燃料
蒸発ガスを吸気系にパージしたときのエンジン制御精度
を向上させる。 【解決手段】 成層燃焼運転中は、要求トルク等に基づ
いて燃料噴射量を算出し、この燃料噴射量に基づいて各
種制御パラメータを算出する。この成層燃焼運転中に、
燃料蒸発ガスが吸気系にパージされると、そのパージ量
に応じて燃料噴射量をパージ補正（減量補正）すると共
に、上記各種制御パラメータのうち、パージ補正後の燃
料噴射量（実際の燃料噴射量）に応じて設定すべき制御
パラメータ（噴射時期、点火時期等）を燃料噴射量のパ
ージ補正量に応じて補正する。これにより、実際の燃料
噴射量（パージ補正後の燃料噴射量）に応じて設定すべ
き制御パラメータと、筒内に供給される総燃料量（パー
ジ補正前の燃料噴射量）に応じて設定すべき制御パラメ
ータをそれぞれ適正値に設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料蒸発ガスパー
ジシステムを備えた筒内噴射式内燃機関の制御装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、低燃費、低排気エミッション、高
出力の特長を兼ね備えた筒内噴射式エンジンの需要が急
増している。この筒内噴射式エンジンは、低負荷時に
は、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直接噴射して成層混
合気を形成して成層燃焼させることで、燃費を向上さ
せ、一方、中・高負荷時には、燃料噴射量を増量して吸
気行程で筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質
燃焼させることで、エンジン出力を高めるようにしてい
る。この筒内噴射式エンジンは、成層燃焼運転時には運
転者のアクセル操作量等から要求トルクを算出し、この
要求トルクに基づいて燃料噴射量を算出すると共に、こ
の燃料噴射量に基づいて吸入空気量（スロットル開
度）、ＥＧＲ量（排気還流量）、バルブタイミング、噴
射時期、点火時期、燃料圧力、筒内気流強度（スワール
流強度、タンブル流強度）等を算出するようにしてい
る。
【０００３】また、近年のガソリンエンジン車では、燃
料タンクから燃料蒸発ガスが大気中に放散されるのを防
止するために、燃料タンク内で発生した燃料蒸発ガスを
キャニスタ内に吸着し、運転状態に応じてパージ制御弁
を開閉してキャニスタ内の燃料蒸発ガスを吸気管内にパ
ージ（放出）するようにしている。このような燃料蒸発
ガスパージシステムを備えた筒内噴射式エンジンにおい
ても、吸気管噴射式エンジンと同じく、燃料蒸発ガスの
パージ中に、パージガスに含まれた蒸発燃料が吸気管内
に導入されることを考慮して、特開平７−８３０９６号
公報に示すように、燃料蒸発ガスのパージ中に、そのパ
ージ量に応じて燃料噴射量を減量補正（パージ補正）す
ることで、筒内に供給される総燃料量（燃料噴射量＋パ
ージガス分）がパージガスによって変化することを防止
するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の筒内噴射式エン
ジンは、図９に示すように、燃料蒸発ガスのパージ中
に、そのパージ量に応じて燃料噴射量が減量補正され、
筒内に供給される総燃料量（燃料噴射量＋パージガス
分）が一定に保たれるため、要求トルクが一定であれ
ば、燃料噴射量以外の全てのエンジン制御パラメータは
一定に保たれる。しかし、成層燃焼運転時に、適正なタ
イミングで点火プラグの近傍に成層混合気を形成して成
層燃焼させるためには、各種エンジン制御パラメータの
中で、噴射時期、点火時期、燃料圧力等は、実際の燃料
噴射量（パージ補正後の燃料噴射量）に応じて設定する
必要がある。従って、図９に示すように、燃料蒸発ガス
のパージ中に、燃料噴射量以外の全てのエンジン制御パ
ラメータが一定に保たれると、実際の燃料噴射量（パー
ジ補正後の燃料噴射量）に応じて設定すべきエンジン制
御パラメータ（噴射時期、点火時期、燃料圧力等）が適
正値からずれてしまい、燃焼性が悪化してトルク変動が
増大し、ドライバビリティが低下する。
【０００５】また、燃料蒸発ガスのパージ中に、減量補
正される実際の燃料噴射量（パージ補正後の燃料噴射
量）に基づいて全てのエンジン制御パラメータを設定す
ることが考えられる。しかし、成層燃焼運転時に、筒内
全体としての空燃比を超希薄域に制御しながらＮＯｘ排
出量を低減させるためには、各種エンジン制御パラメー
タの中で、吸入空気量、ＥＧＲ量、バルブタイミング等
は、筒内に供給される総燃料量（燃料噴射量＋パージガ
ス分）に応じて設定する必要がある。従って、実際の燃
料噴射量（パージ補正後の燃料噴射量）に基づいて全て
のエンジン制御パラメータを設定すると、筒内に供給さ
れる総燃料量（燃料噴射量＋パージガス分）に応じて設
定すべきエンジン制御パラメータ（吸入空気量、ＥＧＲ
量、バルブタイミング等）が適正値からずれてしまい、
ＮＯｘ排出量が増加する。
【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、成層燃焼運転中に燃
料蒸発ガスを吸気系にパージしたときの制御パラメータ
を適正化することができて、トルク変動抑制、ＮＯｘ排
出量低減の効果を得ることができる筒内噴射式内燃機関
の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述したように、成層燃
焼運転時に、適正なタイミングで点火プラグの近傍に成
層混合気を形成して成層燃焼させるためには、各種制御
パラメータの中で、噴射時期、点火時期、燃料圧力等
は、実際の燃料噴射量（パージ補正後の燃料噴射量）に
応じて設定する必要がある。また、成層燃焼運転時に、
筒内全体としての空燃比を超希薄域に制御しながらＮＯ
ｘ排出量を低減させるためには、各種制御パラメータの
中で、吸入空気量、ＥＧＲ量、バルブタイミング等は、
筒内に供給される総燃料量（燃料噴射量＋パージガス
分）、すなわちパージ補正前の燃料噴射量に応じて設定
する必要がある。要するに、各種制御パラメータの中に
は、パージ補正後の燃料噴射量に応じて設定すべき制御
パラメータと、筒内に供給される総燃料量に応じて設定
すべき制御パラメータとが存在する。
【０００８】この点に着目し、本発明の請求項１の筒内
噴射式内燃機関の制御装置は、制御パラメータ算出手段
により、成層燃焼運転中に要求トルクに基づいて燃料噴
射量し、その燃料噴射量（パージ補正前の燃料噴射量）
に基づいて各種制御パラメータを算出すると共に、燃料
蒸発ガスのパージ量に応じて燃料噴射量を燃料噴射量補
正手段により減量補正する。そして、成層燃焼運転中に
燃料蒸発ガスがパージされたときには、パージ補正前の
燃料噴射量に基づいて算出した各種制御パラメータのう
ちの一部の制御パラメータを制御パラメータ補正手段に
より補正する。ここで、補正する制御パラメータは、実
際の燃料噴射量（パージ補正後の燃料噴射量）に応じて
設定すべき制御パラメータとすると良い。これにより、
パージ補正前の燃料噴射量（筒内に供給される総燃料
量）に基づいて算出した各種制御パラメータの中から、
パージ補正後の燃料噴射量（実際の燃料噴射量）に応じ
て設定すべき制御パラメータを選択して補正処理により
精度良く求めることができる。その結果、実際の燃料噴
射量（パージ補正後の燃料噴射量）に応じて設定すべき
制御パラメータと、筒内に供給される総燃料量（パージ
補正前の燃料噴射量）に応じて設定すべき制御パラメー
タをそれぞれ適正値に設定することができ、トルク変動
抑制、ＮＯｘ排出量低減の効果を得ることができる。
【０００９】この場合、請求項２のように、制御パラメ
ータ算出手段で算出する制御パラメータは、吸入空気
量、排気還流量、バルブタイミング、噴射時期、点火時
期、燃料圧力、筒内気流強度のうちの少なくとも１つが
含まれ、制御パラメータ補正手段で補正する制御パラメ
ータは、噴射時期、点火時期、燃料圧力、筒内気流強度
のうちの少なくとも１つが含まれるようにすると良い。
つまり、噴射時期、点火時期、燃料圧力、筒内気流強度
は、いずれも実際の燃料噴射量（パージ補正後の燃料噴
射量）に応じて設定すべき制御パラメータであるため、
成層燃焼運転時に燃料蒸発ガスをパージしたときに、こ
れらの制御パラメータをパージ補正量等に応じて補正す
れば、該制御パラメータが適正値からずれてしまうこと
を防止できる。
【００１０】前述したように、各種制御パラメータの中
には、パージ補正前の燃料噴射量（筒内に供給される総
燃料量）に応じて設定すべき制御パラメータと、パージ
補正後の燃料噴射量（実際の燃料噴射量）に応じて設定
すべき制御パラメータとが存在することを考慮して、請
求項３のように、成層燃焼運転中に燃料蒸発ガスがパー
ジされたときに、パージ補正前の燃料噴射量に基づいて
一部の制御パラメータを算出し、パージ補正後の燃料噴
射量に基づいて他の制御パラメータを算出するようにし
ても良い。このようにしても、上記請求項１と同じく、
パージ補正前の燃料噴射量に応じて設定すべき制御パラ
メータと、パージ補正後の燃料噴射量に応じて設定すべ
き制御パラメータをそれぞれ適正値に設定することがで
き、トルク変動抑制、ＮＯｘ排出量低減の効果を得るこ
とができる。
【００１１】この場合、請求項４のように、パージ補正
前の燃料噴射量（筒内に供給される総燃料量）に基づい
て算出する制御パラメータは、吸入空気量、排気還流
量、バルブタイミングのうちの少なくとも１つが含ま
れ、パージ補正後の燃料噴射量（実際の燃料噴射量）に
基づいて算出する制御パラメータは、噴射時期、点火時
期、燃料圧力、筒内気流強度のうちの少なくとも１つが
含まれるようにすると良い。これにより、燃料蒸発ガス
のパージ中でも、各種制御パラメータを精度良く算出す
ることができる。
【００１２】尚、請求項１，２に係る発明と請求項３，
４に係る発明との相違は、パージ補正後の燃料噴射量
（実際の燃料噴射量）に応じて設定すべき制御パラメー
タの決定方法が異なるのみである。つまり、請求項１，
２に係る発明は、全ての制御パラメータをパージ補正前
の燃料噴射量に基づいて算出した後に、その制御パラメ
ータの中から、パージ補正後の燃料噴射量に応じて設定
すべき制御パラメータを選択してパージ補正量等に応じ
て補正するのに対し、請求項３，４に係る発明は、パー
ジ補正前の燃料噴射量に基づいて算出する制御パラメー
タと、パージ補正後の燃料噴射量に応じて設定すべき制
御パラメータとを予め区分し、パージ補正後の燃料噴射
量に応じて設定すべき制御パラメータについては、パー
ジ補正後の燃料噴射量に基づいて算出する。
【００１３】
【発明の実施の形態】《実施形態（１）》以下、本発明
の実施形態（１）を図１乃至図７に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御系システム全体の概
略構成を説明する。筒内噴射式の内燃機関である筒内噴
射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアク
リーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側
には、ステップモータ１４によって開度調節されるスロ
ットル弁１５が設けられている。このステップモータ１
４がエンジン電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記す
る）１６からの出力信号に基づいて駆動されることで、
スロットル弁１５の開度（スロットル開度）が制御さ
れ、そのスロットル開度に応じて各気筒ヘの吸入空気量
が調節される。スロットル弁１５の近傍には、スロット
ル開度を検出するスロットルセンサ１７が設けられてい
る。
【００１４】このスロットル弁１５の下流側には、サー
ジタンク１９が設けられ、このサージタンク１９に、エ
ンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド
２０が接続されている。各気筒の吸気マニホールド２０
内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２２が仕
切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気路２２
が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸気ポー
ト２３にそれぞれ連結されている。
【００１５】また、各気筒の第２吸気路２２内には、筒
内のスワール流強度やタンブル流強度を制御する気流制
御弁２４が配置されている。各気筒の気流制御弁２４
は、共通のシャフト２５を介してステップモータ２６に
連結されている。このステップモータ２６がＥＣＵ１６
からの出力信号に基づいて駆動されることで、気流制御
弁２４の開度が制御され、その開度に応じて各気筒内の
気流強度が調節される。ステップモータ２６には、気流
制御弁２４の開度を検出する気流制御弁センサ２７が取
り付けられている。
【００１６】エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を
気筒内に直接噴射する燃料噴射弁２８が取り付けられて
いる。燃料タンク４３から燃料配管２９を通して燃料デ
リバリパイプ３０に送られてくる燃料は、各気筒の燃料
噴射弁２８から気筒内に直接噴射され、吸気ポート２３
から導入される吸入空気と混合して混合気が形成され
る。
【００１７】更に、エンジン１１のシリンダヘッドに
は、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けら
れ、各点火プラグの火花放電によって気筒内の混合気に
点火される。また、気筒判別センサ３２は、特定気筒
（例えば第１気筒）が吸気上死点に達したときに出力パ
ルスを発生し、クランク角センサ３３は、エンジン１１
のクランクシャフトが一定クランク角（例えば３０℃
Ａ）回転する毎に出力パルスを発生する。これらの出力
パルスによって、クランク角やエンジン回転速度が検出
され、気筒判別が行われる。
【００１８】一方、エンジン１１の各排気ポート３５か
ら排出される排ガスが排気マニホールド３６を介して１
本の排気管３７に合流する。この排気管３７には、理論
空燃比付近で排ガスを浄化する三元触媒３８とＮＯｘ吸
蔵型のリーンＮＯｘ触媒３９とが直列に配置されてい
る。このリーンＮＯｘ触媒３９は、排ガス中の酸素濃度
が高いリーン運転中に、排ガス中のＮＯｘを吸着し、空
燃比がリッチに切り換えられて排ガス中の酸素濃度が低
下した時に、吸着したＮＯｘを還元浄化して放出する。
【００１９】また、排気管３７のうちの三元触媒３８の
上流側とサージタンク１９との間には、排ガスの一部を
吸気系に還流させるＥＧＲ配管４０が接続され、このＥ
ＧＲ配管４０の途中に、ＥＧＲ弁４１が設けられてい
る。ＥＣＵ１６からの出力信号に基づいてＥＧＲ弁４１
の開度が制御され、その開度に応じてＥＧＲ量（排気還
流量）が調節される。また、アクセルペダル１８には、
アクセル開度を検出するアクセルセンサ４２が設けられ
ている。
【００２０】更に、燃料タンク４３内の蒸発ガスを吸着
するキャニスタ４４と吸気管１２との間には、吸着した
燃料蒸発ガスを吸気系にパージ（放出）するパージ配管
４５が接続され、このパージ配管４５の途中にパージ制
御弁４６が設けられている。これらキャニスタ４４、パ
ージ配管４５、パージ制御弁４６等から燃料蒸発ガスパ
ージシステムが構成されている。ＥＣＵ１６からの出力
信号に基づいてパージ制御弁４６の開度（デューティ
比）が制御され、その開度に応じてパージ率（気筒内に
導入される全空気量に対するパージ制御弁４６により導
入される空気量の割合）が調節されて燃料蒸発ガスのパ
ージ量が調節される。
【００２１】また、エンジン１１の吸気バルブ（図示せ
ず）を駆動する吸気カム軸（図示せず）には、吸気バル
ブのバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング
機構４７が設けられている。この可変バルブタイミング
機構４７がＥＣＵ１６からの出力信号に基づいて駆動さ
れることで、吸気バルブのバルブタイミングが調節され
てバルブオーバーラップ量が調節される。尚、排気バル
ブの可変バルブタイミング機構を設けても良い。
【００２２】前述した各種センサの出力信号は、ＥＣＵ
１６に入力される。このＥＣＵ１６は、マイクロコンピ
ュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶
媒体）に記憶された各種の制御プログラムを実行するこ
とでエンジン１１の運転を制御する。ＥＣＵ１６は、エ
ンジン運転中に、後述する図３のパージ制御プログラム
によってパージ制御弁４６を制御して燃料蒸発ガスのパ
ージ量を制御する。
【００２３】また、ＥＣＵ１６は、エンジン運転中に、
運転状態に応じて燃焼モードを成層燃焼モードと均質燃
焼モードとの間で切り換える。例えば、低回転領域、低
トルク領域では、成層燃焼モードで運転される。この成
層燃焼運転時には、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直接
噴射して点火プラグの近傍に成層混合気を形成して成層
燃焼させることで、燃費を向上させる。また、中・高回
転領域、中・高トルク領域では、均質燃焼モードで運転
される。この均質燃焼運転時には、燃料噴射量を増量し
て吸気行程で筒内に直接噴射して均質混合気を形成して
均質燃焼させることで、エンジン出力を高める。
【００２４】ＥＣＵ１６は、図２に示すように、成層燃
焼運転時にアクセルセンサ４２で検出したアクセル開
度、エンジン回転速度Ｎｅ等に基づいて要求トルクを算
出する。この要求トルクは、トラクションコントロール
システム等からのトルク補正要求（例えばタイヤの空転
時）や燃料カット要求等に応じて補正される。そして、
ＥＣＵ１６は、要求トルク等に基づいて燃料噴射量を算
出し、この燃料噴射量とエンジン回転速度Ｎｅに基づい
て、目標空燃比、吸入空気量（スロットル開度）、ＥＧ
Ｒ量、バルブタイミング、噴射時期、点火時期、筒内気
流強度（気流制御弁開度）、燃料圧力等を算出すること
で、特許請求の範囲でいう制御パラメータ算出手段とし
ての役割を果たし、これらのエンジン制御パラメータに
基づいてスロットル弁１５、ＥＧＲ弁４１、可変バルブ
タイミング機構４７、燃料噴射弁２８、点火プラグ、気
流制御弁２４、燃料ポンプを駆動する。
【００２５】また、ＥＣＵ１６は、成層燃焼運転時に、
後述する図５の燃料噴射量算出プログラムによって、要
求トルクとエンジン回転速度Ｎｅに基づいて燃料噴射量
を算出すると共に、燃料蒸発ガスのパージによって筒内
に供給される総燃料量（以下「筒内供給総燃料量」とい
う）が変化するのを防止するために、燃料蒸発ガスのパ
ージ量に応じて燃料噴射量を減量補正（パージ補正）す
る。
【００２６】ところで、筒内噴射式エンジン１１では、
燃料蒸発ガスをパージしていないときは、燃料噴射弁２
８から噴射する燃料噴射量と筒内供給総燃料量とが等し
くなるため、成層燃焼運転時に、燃料噴射量に基づいて
各種エンジン制御パラメータを算出すれば、燃料噴射量
に応じて設定すべきエンジン制御パラメータ（噴射時
期、点火時期、筒内気流強度、燃料圧力）と、筒内供給
総燃料量に応じて設定すべきエンジン制御パラメータ
（吸入空気量、ＥＧＲ量、バルブタイミング）をそれぞ
れ適正値に設定することができる。
【００２７】しかし、燃料蒸発ガスのパージ中は、筒内
供給総燃料量がパージ補正前の燃料噴射量と等しくなる
ように、燃料噴射量をパージガス分だけ減量補正するた
め、実際の燃料噴射量と筒内供給総燃料量とが一致しな
くなる。このため、燃料蒸発ガスのパージ中に、筒内供
給総燃料量（パージ補正前の燃料噴射量）に基づいて各
種エンジン制御パラメータを算出すると、実際の燃料噴
射量（パージ補正後の燃料噴射量）に応じて設定すべき
エンジン制御パラメータ（噴射時期、点火時期、筒内気
流強度、燃料圧力）が適正値からずれてしまう。
【００２８】この対策として、ＥＣＵ１６は、図６のエ
ンジン制御パラメータ補正プログラムを実行すること
で、成層燃焼運転時に燃料蒸発ガスをパージしたときに
は、パージ補正前の燃料噴射量（筒内供給総燃料量）に
基づいて算出した各種エンジン制御パラメータの中か
ら、実際の燃料噴射量（パージ補正後の燃料噴射量）に
応じて設定すべき制御パラメータ（噴射時期、点火時
期、筒内気流強度、燃料圧力）を選択して燃料噴射量の
パージ補正量に応じて補正する。以下、ＥＣＵ１６が実
行する各プログラムの処理内容を説明する。
【００２９】［パージ制御］図３のパージ制御プログラ
ムは所定時間毎又は所定クランク角毎に実行される。本
プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、
パージ実行条件が成立しているか否かを判定する。ここ
で、パージ実行条件は、例えば、冷却水温が所定温度
（例えば５０℃）よりも高いこと、空燃比のリッチ要求
がないこと、燃料カット中でないこと等である。これら
の条件を全て満たせば、パージ実行条件が成立するが、
いずれか１つでも満たさない条件があれば、パージ実行
条件が不成立となる。
【００３０】もし、パージ実行条件が成立していれば、
ステップ１０２に進み、エバポ濃度学習値ＫＰＧを読み
込む。このエバポ濃度学習値ＫＰＧは、キャニスタ４４
からパージされる燃料蒸発ガス濃度を示すものであり、
図示しないエバポ濃度学習プログラムによって所定時間
毎又は所定クランク角毎に更新される。
【００３１】この後、ステップ１０３に進み、要求トル
クとエンジン回転速度Ｎｅに応じて図４に示すマップか
ら燃料噴射量補正限界値ＫＴＰＧを算出する。この燃料
噴射量補正限界値ＫＴＰＧは、燃料蒸発ガスのパージ量
に応じて燃料噴射量をパージ補正（減量補正）するとき
の補正限界値である。図４の燃料噴射量補正限界値ＫＴ
ＰＧのマップは、エンジン回転速度Ｎｅと要求トルクが
小さくなるほど（燃料噴射量が少なくなるほど）、燃料
噴射量補正限界値ＫＴＰＧが小さくなるように設定され
ている。
【００３２】この後、ステップ１０４に進み、燃料噴射
量補正限界値ＫＴＰＧをエバポ濃度学習値ＫＰＧで割り
算してパージ率ＰＧを求める。 ＰＧ＝ＫＴＰＧ／ＫＰＧ ＥＣＵ１６は、燃料蒸発ガスのパージ中に、このパージ
率ＰＧとなるようにパージ制御弁４６を開閉して燃料蒸
発ガスのパージ量を制御する。
【００３３】一方、上記ステップ１０１で、パージ実行
条件が不成立と判定された場合は、ステップ１０５に進
み、パージ率ＰＧを０にセットして、燃料蒸発ガスのパ
ージを禁止すると共に、燃料噴射量補正限界値ＫＴＰＧ
を０にセットして、本プログラムを終了する。
【００３４】［燃料噴射量算出］図５の燃料噴射量算出
プログラムは、成層燃焼モード運転時に所定時間毎又は
所定クランク角毎に実行される。本プログラムが起動さ
れると、まず、ステップ２０１で、要求トルクとエンジ
ン回転速度Ｎｅを読み込み、次のステップ２０２で、エ
ンジン回転速度Ｎｅと要求トルクをパラメータとする基
本燃料噴射量ＱBASEのマップを検索して基本燃料噴射量
ＱBASEを算出する。尚、この基本燃料噴射量ＱBASEに各
種の補正係数（水温補正係数、フィードバック補正係
数、学習補正係数等）を乗算して補正しても良い。
【００３５】この後、ステップ２０３に進み、図３のス
テップ１０３で算出した燃料噴射量補正限界値ＫＴＰＧ
を読み込み、次のステップ２０４で、燃料蒸発ガスのパ
ージによって筒内供給総燃料量が変化しないようにする
ために、基本燃料噴射量ＱBASEを燃料噴射量補正限界値
ＫＴＰＧを用いて次式により補正することで、パージ量
に応じたパージ補正を実施して最終的な燃料噴射量ＱIN
J を算出する。 ＱINJ ＝ＱBASE−ＱBASE×ＫＴＰＧ
【００３６】尚、燃料蒸発ガスのパージが実行されない
ときは、燃料噴射量補正限界値ＫＴＰＧが０にセットさ
れているため、パージ補正が実施されずＱINJ ＝ＱBASE
となる。このステップ２０４の処理が、特許請求の範囲
でいう燃料噴射量補正手段に相当する役割を果たす。
【００３７】［エンジン制御パラメータ補正］図６のエ
ンジン制御パラメータ算出プログラムは、所定時間毎又
は所定クランク角毎に実行され、特許請求の範囲でいう
制御パラメータ補正手段としての役割を果たす。本プロ
グラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、現在
の燃焼モードが成層燃焼モードか否かを判定し、もし、
均質燃焼モードであれば、そのまま本プログラムを終了
する。
【００３８】一方、成層燃焼モードを判定された場合
は、ステップ３０２に進み、燃料蒸発ガスのパージ実行
中か否かを判定し、パージ実行中でなければ、燃料噴射
量のパージ補正が実行されていないので、噴射時期、点
火時期、筒内気流強度、燃料圧力は適正値であると判断
して、そのまま本プログラムを終了する。
【００３９】これに対して、現在の燃焼モードが成層燃
焼モードで、且つ、燃料蒸発ガスパージ実行中と判定さ
れた場合は、燃料噴射量がパージ補正されているため、
実際の燃料噴射量に応じて設定すべきエンジン制御パラ
メータ（噴射時期、点火時期、筒内気流強度、燃料圧
力）が適正値からずれると判断して、ステップ３０３に
進み、パージ補正前の燃料噴射量（筒内供給総燃料量）
に基づいて算出した各種エンジン制御パラメータの中か
ら、実際の燃料噴射量（パージ補正後の燃料噴射量）に
応じて設定すべきエンジン制御パラメータ（噴射時期、
点火時期、筒内気流強度、燃料圧力）を補正する。この
際、各エンジン制御パラメータの補正量は、燃料噴射量
のパージ補正量に応じてそれぞれ設定された補正量マッ
プ（図２参照）に基づいて算出される。
【００４０】尚、噴射時期、点火時期、筒内気流強度、
燃料圧力の４つのエンジン制御パラメータのうち燃焼安
定化に対する影響度の大きいエンジン制御パラメータを
１〜３つ選択して補正するようにしても良い。また、こ
れらのエンジン制御パラメータをパージ量に応じて補正
するようにしても良い。
【００４１】以上説明した各プログラムを実行した場合
の制御例を図７のタイムチャートを用いて説明する。成
層燃焼運転中に、パージ実行条件が成立して燃料蒸発ガ
スのパージが実行されると、そのパージ量に応じて燃料
噴射量がパージ補正される。更に、燃料蒸発ガスのパー
ジ中には、パージ補正前の燃料噴射量（筒内供給総燃料
量）に基づいて算出した各種エンジン制御パラメータの
中から、実際の燃料噴射量（パージ補正後の燃料噴射
量）に応じて設定すべきエンジン制御パラメータ（噴射
時期、点火時期、筒内気流強度、燃料圧力）が、燃料噴
射量のパージ補正量に応じて補正される（図７には筒内
気流強度と燃料圧力の図示が省略されている）。
【００４２】これにより、成層燃焼運転時に燃料蒸発ガ
スをパージした場合でも、実際の燃料噴射量（パージ補
正後の燃料噴射量）に応じて設定すべきエンジン制御パ
ラメータ（噴射時期、点火時期、筒内気流強度、燃料圧
力）を適正値に設定することができ、燃焼状態を安定化
させてトルク変動を小さく抑えることができ、ドライバ
ビリティを向上させることができる。しかも、パージ補
正前の燃料噴射量（筒内供給総燃料量）に基づいて算出
した各種エンジン制御パラメータの中から、実際の燃料
噴射量（パージ補正後の燃料噴射量）に応じて設定すべ
きエンジン制御パラメータのみを補正するので、筒内供
給総燃料量（パージ補正前の燃料噴射量）に応じて設定
すべきエンジン制御パラメータ（吸入空気量、ＥＧＲ
量、バルブタイミング）は適正値のまま保持することが
でき、ＮＯｘ低減効果を良好に保つことができる。
【００４３】《実施形態（２）》次に、図８に基づいて
本発明の実施形態（２）を説明する。前記実施形態
（１）と本実施形態（２）との相違は、パージ補正後の
燃料噴射量（実際の燃料噴射量）に応じて設定すべきエ
ンジン制御パラメータの決定方法が異なるのみである。
つまり、前記実施形態（１）では、全てのエンジン制御
パラメータをパージ補正前の燃料噴射量に基づいて算出
した後に、そのエンジン制御パラメータの中から、パー
ジ補正後の燃料噴射量（実際の燃料噴射量）に応じて設
定すべきエンジン制御パラメータを選択してパージ補正
量に応じて補正するのに対し、本実施形態（２）では、
パージ補正前の燃料噴射量（筒内供給総燃料量）に応じ
て設定すべきエンジン制御パラメータ（目標空燃比、吸
入空気量、ＥＧＲ量、バルブタイミング）と、パージ補
正後の燃料噴射量（実際の燃料噴射量）に応じて設定す
べきエンジン制御パラメータ（噴射時期、点火時期、筒
内気流強度、燃料圧力）とを予め区分する。そして、前
者のエンジン制御パラメータ（目標空燃比、吸入空気
量、ＥＧＲ量、バルブタイミング）のみを、前記実施形
態（１）と同じく、パージ補正前の燃料噴射量（筒内供
給総燃料量）に基づいて算出する。一方、後者のエンジ
ン制御パラメータ（噴射時期、点火時期、筒内気流強
度、燃料圧力）については、パージ補正後の燃料噴射量
（実際の燃料噴射量）に基づいて算出する。この場合、
後者のエンジン制御パラメータの補正は不要である。
【００４４】本実施形態（２）においても、前記実施形
態（１）と同じく、パージ補正前の燃料噴射量（筒内供
給総燃料量）に応じて設定すべきエンジン制御パラメー
タと、パージ補正後の燃料噴射量（実際の燃料噴射量）
に応じて設定すべきエンジン制御パラメータをそれぞれ
適正値に設定することができ、トルク変動抑制、ＮＯｘ
排出量低減の効果を得ることができる。
【００４５】尚、本実施形態（２）においても、噴射時
期、点火時期、筒内気流強度、燃料圧力の４つのエンジ
ン制御パラメータのうち燃焼安定化に対する影響度の大
きいパラメータを１〜３つ選択してパージ補正後の燃料
噴射量に基づいて算出し、残りのエンジン制御パラメー
タは、パージ補正前の燃料噴射量に基づいて算出するよ
うにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図
【図２】実施形態（１）の成層燃焼運転時の燃料蒸発ガ
スパージ中のエンジン制御パラメータの決定方法を説明
するための機能ブロック図
【図３】パージ制御プログラムの処理の流れを示すフロ
ーチャート
【図４】燃料噴射量補正限界値ＫＴＰＧのマップの一例
を概念的に示す図
【図５】燃料噴射量算出プログラムの処理の流れを示す
フローチャート
【図６】エンジン制御パラメータ補正プログラムの処理
の流れを示すフローチャート
【図７】実施形態（１）の制御例を示すタイムチャート
【図８】実施形態（２）の成層燃焼運転時の燃料蒸発ガ
スパージ中のエンジン制御パラメータの決定方法を説明
するための機能ブロック図
【図９】従来の制御例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…筒内噴射式エンジン（筒内噴射式内燃機関）、１
２…吸気管、１５…スロットル弁、１６…ＥＣＵ（制御
パラメータ算出手段，燃料噴射量補正手段，制御パラメ
ータ補正手段）、２４…気流制御弁、２８…燃料噴射
弁、４１…ＥＧＲ弁、４２…アクセルセンサ、４３…燃
料タンク、４４…キャニスタ、４６…パージ制御弁、４
７…可変バルブタイミング機構。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ Ｆ０２Ｂ 31/00 ３３１ Ｆ０２Ｂ 31/00 ３３１Ｆ 31/02 31/02 Ｊ Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｄ 21/08 ３０１ 21/08 ３０１Ｃ 41/02 ３３０ 41/02 ３３０Ｆ 41/04 ３１０ 41/04 ３１０Ａ ３３０ ３３０Ｃ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ ５５０Ｇ ５７０ ５７０Ａ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｋ Ｆターム(参考） 3G022 AA07 AA08 AA10 CA09 DA01 DA02 EA07 FA04 GA06 3G062 AA07 BA02 BA04 BA05 BA06 BA08 BA09 CA00 GA04 GA15 GA21 GA26 3G084 AA04 BA05 BA13 BA14 BA15 BA17 BA20 BA21 BA23 BA24 CA03 CA09 DA04 EA11 EB09 FA00 FA10 FA11 FA20 FA26 FA33 FA38 FA39 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA11 AA17 AA19 BA01 BA09 BB04 BB06 BB08 DA08 DC01 DC06 DC08 DE19S EA02 EA04 EC10 FA06 GA05 GA17 HA05Z HA06Z HB00Z HB10Z HE01Z HE03Z HE05Z HE08Z 3G301 HA00 HA01 HA04 HA13 HA16 JA04 JA25 KA06 KA23 LA01 LA05 LA07 LB04 LB07 LC01 MA01 MA11 MA18 NC02 ND02 ND07 ND21 NE01 NE06 NE11 NE12 PA01A PA11A PA17A PE01A PE03A PF03A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料タンク内で発生した燃料蒸発ガスを
    キャニスタ内に吸着し、運転状態に応じて該キャニスタ
    内の燃料蒸発ガスを吸気系にパージする燃料蒸発ガスパ
    ージシステムを備えた筒内噴射式内燃機関において、 圧縮行程で燃料を噴射する成層燃焼運転中に要求トルク
    に基づいて燃料噴射量を算出し、その燃料噴射量に基づ
    いて各種制御パラメータを算出する制御パラメータ算出
    手段と、 前記燃料蒸発ガスのパージ量に応じて燃料噴射量を減量
    補正する燃料噴射量補正手段と、 成層燃焼運転中に燃料蒸発ガスがパージされたときに、
    前記制御パラメータ算出手段で算出した各種制御パラメ
    ータのうちの一部の制御パラメータを補正する制御パラ
    メータ補正手段とを備えていることを特徴とする筒内噴
    射式内燃機関の制御装置。
  2. 【請求項２】 前記制御パラメータ算出手段で算出する
    制御パラメータは、吸入空気量、排気還流量、バルブタ
    イミング、噴射時期、点火時期、燃料圧力、筒内気流強
    度のうちの少なくとも１つが含まれ、 前記制御パラメータ補正手段で補正する制御パラメータ
    は、噴射時期、点火時期、燃料圧力、筒内気流強度のう
    ちの少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項
    １に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  3. 【請求項３】 燃料タンク内で発生した燃料蒸発ガスを
    キャニスタ内に吸着し、運転状態に応じて該キャニスタ
    内の燃料蒸発ガスを吸気系にパージする燃料蒸発ガスパ
    ージシステムを備えた筒内噴射式内燃機関において、 圧縮行程で燃料を噴射する成層燃焼運転中に要求トルク
    に基づいて燃料噴射量を算出し、その燃料噴射量に基づ
    いて各種制御パラメータを算出する制御パラメータ算出
    手段と、 前記燃料蒸発ガスのパージ量に応じて燃料噴射量を減量
    補正（以下「パージ補正」という）する燃料噴射量補正
    手段とを備え、 前記制御パラメータ算出手段は、成層燃焼運転中に燃料
    蒸発ガスがパージされたときに、パージ補正前の燃料噴
    射量に基づいて一部の制御パラメータを算出し、パージ
    補正後の燃料噴射量に基づいて他の制御パラメータを算
    出することを特徴とする筒内噴射式内燃機関の制御装
    置。
  4. 【請求項４】 前記パージ補正前の燃料噴射量に基づい
    て算出する制御パラメータは、吸入空気量、排気還流
    量、バルブタイミングのうちの少なくとも１つが含ま
    れ、前記パージ補正後の燃料噴射量に基づいて算出する
    制御パラメータは、噴射時期、点火時期、燃料圧力、筒
    内気流強度のうちの少なくとも１つが含まれることを特
    徴とする請求項３に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装
    置。
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